(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オンデマンド方式のライン方式インクジェット記録装置において、
ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に該ノズルおよびそれに隣接するノズルについて、予め定義された連続非吐出時間内にインク液滴が連続非吐出であったかどうかを計測する手段と、
前記連続非吐出時間内に前記該ノズルとそれに隣接するノズルが共に連続非吐出であったときには、印字動作中に前記印字駆動データとは別に予め決められた吐出パタンで各ノズルから非画像記録インク液滴を非画像部に強制的に吐出させる非画像記録インク吐出手段とを備え、
前記連続非吐出時間内にインク液滴が連続非吐出であったノズルであってもこれに隣接するノズルが連続非吐出でないノズルについては非画像記録インク液滴を吐出しないようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
オンデマンド方式のライン方式インクジェット記録装置において、
ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に該ノズルおよびそれに隣接する複数のノズルの各印字駆動データを遅延させる手段と、
前記ノズルで記録するドットおよびそれに隣接する周辺の複数のドットが全て非記録であることを認識する手段と、
印字動作中に前記印字駆動データとは別に予め決められた吐出パタンで各ノズルから非画像記録インク液滴を非画像部に強制的に吐出させる非画像記録インク吐出手段と、
記録するドットに隣接する周辺の複数のドットが全て非記録である領域を前記非画像部と認識して非画像記録インク液滴を吐出するように前記非画像記録インク吐出手段を制御する手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項２において、ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に連続非吐出時間を計測する手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１〜３の１項において、前記印字駆動データとは別に強制的にインクを吐出させる非画像記録インク吐出手段は、前記ノズル毎の印字駆動データによる吐出より少ない量のインク液滴を吐出させる手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１〜４の１項において、１つまたは複数の記録ヘッド毎の前記予め決められた吐出パタンに従って、前記記録ヘッドによって前記ノズル毎の印字駆動データとは別に強制的にインク液滴を吐出して記録した非画像記録ドットを光学的に撮影して読み込む手段と、読み込んだデータから非画像記録ドットの中心位置を算出する手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オンデマンド型インクジェット記録装置に係り、特にマルチノズルアレイヘッドによるライン記録形のインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のライン記録方式のインクジェット記録装置は、特公昭４７−７８４７号公報に開示されているように、互いに分離した均一なインク液滴を形成して吐出するインクジェット記録装置において、印字信号に応じてノズルからインク液滴を吐出させ、更に印字信号に応じた荷電電界によってインク液滴を荷電させ、飛翔中のインク液滴の向きを一定の偏向電界によって偏向して記録用紙への着地（ドット記録）位置を制御したり、または、記録用紙に着地しないように回収するように構成されている。また、高速印字のために、ノズルをアレイ状に並べる実施の形態も開示されている。
【０００３】
インクジェット記録装置の高速化にはノズルのアレイ化が有効であることは言うまでもない。ノズルのアレイ化技術が進歩して、記録用紙の幅に匹敵する長さのマルチノズルアレイヘッドが実現すると、従来のように記録用紙を一旦停止させて用紙送り方向と垂直な方向に記録ヘッドをスキャン（移動）させるシリアル記録方式ではなく、記録ヘッドを静止させた状態で記録用紙を連続的に搬送しながら印字する、所謂ライン記録方式の構成が可能になる。
【０００４】
また、ライン記録方式のオンデマンド型インクジェット記録装置は、コンティニュアス型インクジェット記録装置に比べて、印字速度では及ばないが、インクシステムが非常に簡単であるために、普及型の高速記録装置に適している。
【０００５】
このオンデマンド型インクジェット記録装置用の記録ヘッドは、ノズルに連なるインク室中のインクに圧電素子や発熱素子によって圧力を加えてインク粒子を吐出するようにしたノズルを列状に並べて配置する構成である。このタイプの記録ヘッドは、例えば特開平１１−７８０１３号公報等で多数提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
オンデマンド型インクジェット記録装置のノズルは、一般に、長時間に亘って印字しているうちにノズル内に気泡が入ったり、紙粉等の付着でノズルが詰まったりしてインク液滴の吐出ができなくなるか、あるいはインク液滴の吐出方向がばらついてドット記録位置が乱れるために印字画像の品質が低下するようになる。これを防ぐために、印字動作の途中で全ノズルからインク液滴を一斉に短時間吐出させること（フラッシュ）や、印字動作を停止してノズル面を清掃（クリーニング）したり、負圧を掛けてノズル内のインクを吸引（パージ）したりすることにより、正常なインク液滴吐出を継続することができるように構成している。
これらを総称して、吐出維持処理と呼ぶ。
【０００７】
シリアル記録方式の場合は、記録ヘッドを記録用紙の幅よりも多めにスキャンし、記録用紙からはみ出た位置において、前記吐出維持処理を行うことができる。シリアル記録方式における記録ヘッドのスキャン幅は、長いものでも数メートル以下であるから、少なくともその距離を往復（スキャン）する間にノズルが故障しないようにすれば良いことになる。
【０００８】
一方、ライン記録方式の場合は、記録用紙が連続的に流れているために、前記吐出維持処理を行うことが困難である。特に、連続紙に印字する場合は、カット紙のようにページ間に隙間がないために、印字動作を停止して記録ヘッドをを退避させない限り、前記フラッシュですら実施することが不可能である。また、高速記録装置では、印字動作を停止すると印字速度が低下するために、極力その実施間隔を広げるか実施回数を少なくし、長時間連続して効率良く印字できるようにすることが望ましい。例えば、印字速度が１００（ページ／分・Ａ４）の記録装置では、少なくとも１時間程度は停止しないで印字できることが要求される。これは６０００ページもの間、前記吐出維持処理を行わないで正常に印字し続けなければならないことを意味する。シリアル記録方式では、数ページ毎に前記吐出維持処理を実施していることを考えれば、ライン記録方式のノズルには莫大な高信頼性が要求されていることがわかる。
【０００９】
また、一方で、特にカラー印刷の場合は、記録したドットの位置や大きさの精度が印字画質に大きく影響するために、印字動作中にテストパターンを印字し、それを読み取ってドットの位置や大きさを測定し、補正することが重要である。この要求に対しても、ライン記録方式の場合は、ユーザの記録用紙上にテストパターンを印字することが必要であり、実際には、印字動作中に記録するドットの位置や大きさを補正することが困難である。
【００１０】
本発明の１つの目的は、印字動作を停止してノズルの良好な吐出状態を維持する吐出維持処理を実施する間隔を広げるか、もしくは実施回数を減らすことで、印字速度を上げることができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、印字動作を停止してドットの記録位置や大きさを測定するための特別なテストパタンを印字することなくそれらを測定し、高精度な印字を維持することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オンデマンド方式のライン方式インクジェット記録装置において、
ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に該ノズルおよびそれに隣接するノズルについて、予め定義された連続非吐出時間内にインク液滴が連続非吐出であったかどうかを計測する手段と、前記連続非吐出時間内に前記該ノズルとそれに隣接するノズルが共に連続非吐出であったときには、印字動作中に前記印字駆動データとは別に予め決められた吐出パタンで各ノズルから非画像記録インク液滴を非画像部に強制的に吐出させる非画像記録インク吐出手段とを備え、
前記連続非吐出時間内にインク液滴が連続非吐出であったノズルであってもこれに隣接するノズルが連続非吐出でないノズルについては非画像記録インク液滴を吐出しないようにし、
または、ノズル毎の印字駆動データからノズル毎に該ノズルおよびそれに隣接する複数のノズルの各印字駆動データを遅延させる手段と、前記ノズルで記録するドットおよびそれに隣接する周辺の複数のドットが全て非記録であることを認識する手段と、印字動作中に前記印字駆動データとは別に予め決められた吐出パタンで各ノズルから非画像記録インク液滴を非画像部に強制的に吐出させる非画像記録インク吐出手段と、記録するドットに隣接する周辺の複数のドットが全て非記録である領域を前記非画像部と認識して非画像記録インク液滴を吐出するように前記非画像記録インク吐出手段を制御する手段とを備え、
印字動作中に非画像部に非画像記録インク液滴を吐出させてインク液滴吐出維持処理を実行する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。
【００１４】
図２は、本発明を適用したプリンタシステムの全体構成を示すブロック図である。このプリンタシステムは、大別してコンピュータ部２０１と、インクジェットプリンタエンジン部２０２に分けられる。
【００１５】
コンピュータ部２０１は、プリンタドライバソフトを格納しており、ユーザが作成して入力した文書データ２０９をビットマップデータ２１０に展開するＲＩＰ（ラスタ  イメージ  プロセッサ）部２０３と前記ビットマップデータ２１０を印字駆動データ２１２ａに変換するノズルデータ変換部２０４を備える。
【００１６】
インクジェットプリンタエンジン部２０２は、シーケンス制御装置２０５と、圧電素子ドライバ２０６と、記録ヘッド２０７と、用紙送り装置２０８と、液滴吐出制御装置２１５を備え、印字画像（印刷物）２１４を出力する。
【００１７】
図７は、記録用紙に対する記録ヘッド２０７の吐出面の構成を簡単化して示す模式図である。吐出面には、説明用のｘｙ直交座標軸を表示しており、ｙ方向が用紙送り方向である。吐出面には、複数のノズルがｘ方向に並んでおり、ノズルの中心の位置（座標）は、ｘｙ座標（ｎｘ，ｎｙ）で表現される。
【００１８】
この実施の形態におけるインクジェットプリンタエンジン部２０２の解像度仕様は、ｘ，ｙ方向共に３００ｄｐｉであり、記録ヘッド２０７は、複数のノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…を並べて構成している。作成した各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…の隣接するノズルの間隔はそれよりも長いために、図示するように、各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…を斜めに配置することによりｘ座標が３００ｄｐｉで等間隔になるようにしている。この実施の形態における各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…は、７５ｄｐｉピッチで２５６個のノズルを直線的に並べたもので、記録ヘッド２０７は、２０個のノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…を斜め（θ＝７５．５度）に傾けて並設することにより、合計５１２０ノズルに構成している。従って、記録用紙に対する印字幅は、約１７インチになる。また、各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…のノズルの用紙送り方向の並び幅は、約８４ｍｍである。カラープリンタの場合には、このような記録ヘッド２０７をＣＭＹＫ（シアン色，マゼンタ色，黄色，黒色）用の４本、あるいはそれ以上を並べることになるが、この実施の形態では、説明を簡単にするために、１つの記録ヘッド２０７として説明する。複数個並べたときの他の記録ヘッドについても同様である。
【００１９】
図３に、前記各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…の１つのノズル構造を示す縦断側面図である。
【００２０】
３０１はオリフィス、３０２は加圧室、３０３は振動板、３０４は圧電素子、３０５は駆動信号入力端子、３０６は圧電素子固定基板、３０７は共通インク供給路３０８と前記加圧室３０２とを連結し、加圧室３０２へのインク流量を制御するリストリクタ、３０９は前記振動板３０３と前記圧電素子３０４とを連結する弾性結合材（例えばシリコン接着剤など）、３１０は前記リストリクタ３０７を形成するリストリクタプレート、３１１は前記加圧室３０２を形成する加圧室プレート、３１２は前記オリフィス３０１を形成するオリフィスプレート、３１３は前記振動板３０３を補強する支持板である。
【００２１】
前記振動板３０３，リストリクタプレート３１０，加圧室プレート３１１，支持板３１３は、例えばステンレス材で作り、前記オリフィスプレート３１２はニッケル材で作る。また、前記圧電素子固定基板３０６は、セラミックスやポリイミドなどの絶縁物で作る。
【００２２】
インクは、上から下に向かって、共通インク供給路３０８，リストリクタ３０７，加圧室３０２，オリフィス３０１の順に流れる。
【００２３】
圧電素子３０４は、駆動信号入力端子３０５に駆動電圧が印加されているときに変形（伸または縮）し、印加されなくなれば変形しない（または原形に戻る）ように取り付けられている。
【００２４】
ここで、このプリンタシステムにおける印字動作を説明する。
【００２５】
印字しようとする文書データ２０９は、コンピュータ部２０１におけるＲＩＰ部２０３によって、解像度等をインクジェットプリンタエンジン部２０２の仕様に合わせたビットマップデータ２１０に展開する。この実施の形態では、３００ｄｐｉの１ドット１ビットデータで、“１”が有色ドット、“０”が無色ドットを表すようにする。その後、前記ビットマップデータ２１０をノズルデータ変換部２０４によって後述するプリンタエンジン部２０２の記録ヘッド２０７に対応する印字駆動データ２１２ａに変換する。
【００２６】
液滴吐出制御装置２１５は、本発明において新たに付加した特有の制御装置であり、詳しくは後述する。
【００２７】
従来装置においては、印字駆動データ２１２ａは、そのまま圧電素子ドライバ２０６を通して記録ヘッド２０７にある各ノズルの圧電素子３０４の駆動信号入力端子３０５に導き、各ノズルはその信号に応じてインク液滴を吐出するように構成している。前記印字駆動データ２１２ａは、図７に示した記録ヘッド２０７の吐出面での各ノズル位置（ｎｘ，ｎｙ）に応じて、前記ビットマップデータ２１０を入れ替えることによって作成する。具体的には、各ノズルに対応するビットマップデータ２１０を該ノズルのｙ方向位置をｎｙ分だけ、−ｙ方向にずらせばよい。この変換は、自明の処理であるので詳しい説明を省略する。
【００２８】
このようにして作成した印字駆動データ２１２ａは、数ページ分をコンピュータ部２０１内のメモリに格納しておいて一度に印字いるようにしても良いし、１ページずつ変換しながら印字するようにしてもよい。以下、後者の場合で説明する。
【００２９】
ノズルデータ変換部２０４におけるデータ変換が終了すると、シーケンス制御装置２０５は、用紙送り装置２０８に指示を出して用紙を送り始めさせる。そして、所定の書き出し位置が記録ヘッド２０７に対向する位置に到来すると、シーケンス制御装置２０５は、コンピュータ部２０１から印字駆動データ２１２ａを入力して圧電素子ドライバ２０６に送るようにノズルデータ変換部２０４と液滴吐出制御装置２１５に指示する。
【００３０】
液滴吐出制御装置２１５は、入力した印字駆動データ２１２ａに基づいてヘッド駆動データ２１２ｂを生成して圧電素子ドライバ２０６に送る。圧電素子ドライバ２０６は、ヘッド駆動データ２１２ａに基づいて高電圧駆動信号２１３を発生し、記録ヘッド２０７にある各ノズルモジュール２０７ａ，２０７ｂ…の各圧電素子３０４の駆動信号入力端子３０５に印加する。このとき、ノズルの数が極めて多いので、コンピュータ部２０１から出力する印字駆動データ２１２ａを適宜にパラレル−シリアル変換して信号線の数を減らし、圧電素子ドライバ２０６においてシリアル−パラレル変換して元に戻すことは、当然に行われることである。圧電素子３０４は、前記高電圧駆動信号２１３に従って伸縮し、インク液滴をノズルから吐出して記録用紙上に付着させてドット（印字画像）２１４を印字（記録）する。
【００３１】
以上は、このプリンタシステムにおける印字の基本的な動作である。
【００３２】
次に、本発明において新たに追加された液滴吐出制御装置２１５における新たな機能（インク液滴吐出維持処理）について、図１を参照して説明する。図１は、液滴吐出制御装置２１５の内部構成を示すブロック図である。この液滴吐出制御装置２１５は、ノズルデータ変換部２０４の後段に位置して該ノズルデータ変換部２０４の出力である印字駆動データ２１２ａを変換し、ヘッド駆動データ２１２ｂを出力する。このヘッド駆動データ２１２ｂは、前述したように、圧電素子ドライバ２０６に入力して記録ヘッド２０７を駆動する。
【００３３】
液滴吐出制御装置２１５は、連続非吐出時間計測回路１０１と吐出パタン生成回路１０３とＡＮＤ回路１０５とＯＲ回路１０７を備える。
【００３４】
この液滴吐出制御装置２１５は、印字駆動データ２１２ａを連続非吐出時間計測回路１０１に入力して非画像部に相当する非画像吐出信号１０２を出力する。ここで、非画像部とは、ユーザが印字を希望している前記ビットマップデータ２１０における記録用紙色（通常白）に相当する部分を示し、インク液滴が吐出しない部分である。一方、吐出パタン生成回路１０３は、非画像部にインク液滴を吐出して非画像記録ドットを記録させるための非画像吐出パタン信号１０４を出力する。非画像吐出信号１０２と非画像吐出パタン信号１０４はＡＮＤ回路１０５で論理積して非画像記録データ１０６とし、この非画像記録データ１０６と印字駆動データ２１２ａをＯＲ回路１０７で論理和してヘッド駆動データ２１２ｂとして出力する。
【００３５】
図４は、連続非吐出時間計測回路１０１の内部構成を示すブロック図であり、（ａ）は、連続非吐出時間ＩＮＴを定義する回路、（ｂ）は、連続非吐出時間ＩＮＴ内で連続非吐出であったかどうかを計測する回路である。
【００３６】
（ａ）において、カウンタ４０１は、標準ＴＴＬのカウンタである。このカウンタ４０１は、３個のプリセット可能な同期式１６進カウンタを直列に接続して構成するが、１個にまとめて記述している。カウンタ４０１のクロック端子ＣＫにはクロックＰＣＬＫを入力する。このクロックＰＣＬＫは、印字駆動データ２１２ａに同期するクロックであって、各ノズルのインク液滴吐出周期で発生する。この実施の形態では、解像度が３００ｄｐｉ（ドット／インチ）で、用紙送り速度が１０ｉｐｓ（インチ／秒）であるから、クロックＰＣＬＫの周期は、０．３３３ｍｓｅｃとなる。プリセット端子ＰＲに入力するプリセット値ＰＲｉ（ｉ＝０，１〜１１）は、外部のコンピュータ等によって設定されるバイナリデータである。ここでは、１６進でｃ００（１０進で１０２４）を設定している。リップルキャリー端子ＲＣからの出力は、ロード端子ＬＤに戻すと共にフリップフロップ４０２で整形することにより１０２４倍の周期（３４１ｍｓｅｃ）のクロックＩＮＴＣＬＫとする。この周期は、前記プリセット値ＰＲｉによって随時変更することができる。
【００３７】
（ｂ）において、フリップフロップ４０３，４０４は、標準ＴＴＬのフリップフロップ（Ｄタイプフリップフロップ等）である。フリップフロップ４０３は、前記クロックＩＮＴＣＬＫによってプリセットする。また、各ノズルへの印字駆動データ２１２ａの１つをインバータ４０５を通してフリップフロップ４０３，４０４のクリア端子ＣＬに入力する。そこで、次のクロックＩＮＴＣＬＫが到来するまでの時間内に、
１）印字駆動データ２１２ａが「１」（インク液滴吐出」になることが、少なくとも１回あれば、「０」という結果がフリップフロップ４０４に格納され、
２）印字駆動データ２１２ａが「１」（インク液滴吐出）になることがなく、つまり全ドットが「０」（インク液滴非吐出）の場合には、「１」という結果がフリップフロップ４０４に格納される。
【００３８】
それらの結果は、非画像吐出信号１０２として、次の連続非吐出時間ＩＮＴ内に出力する。もしも、非画像吐出信号１０２「１」の出力中に印字駆動データ２１２ａが「１」（インク液滴吐出）になることがあれば、出力する非画像吐出信号１０２は、即座に「０」に変わる。回路構成が極めて簡単であるので、タイミングチャートでの説明は省略する。
【００３９】
印字駆動データ２１２ａおよび非画像吐出信号１０２は、実際にはノズルの数だけ存在するので、（ｂ）に示した計測回路は、この実施の形態では、５１２０組設けることになる。従って、１０２４０個のフリップフロップが必要になるが、シリアル−パラレルおよびパラレル−シリアル変換回路を含めた回路をＬＳＩにより設計製作することにより容易に実現することができる。
【００４０】
図５は、非画像部への吐出パタン生成回路１０３の内部構成を示すブロック図である。
【００４１】
この吐出パタン生成回路１０３は、メモリ５０１とデコーダ５０２を備える。
【００４２】
メモリ５０１のアドレス端子ＡＤＲは、図４（ａ）に示したカウンタ４０１の１０ｂｉｔのバイナリ出力ＣＱ０〜９からのアドレスデータＡＤＲ０〜９を入力する。このメモリ５０１は、予め、後述する吐出パタンデータＤＡＴ０〜９を格納しており、アドレスデータＡＤＲ０〜９に対応する吐出パタンデータＤＡＴ０〜９を出力する。後段のデコーダ５０２は、吐出パタンデータＤＡＴ０〜９をコード信号としてコード端子ＣＯＤに入力する。デコーダ５０２は、そのコード信号をデコードして出力端子Ｑから１０２４ｂｉｔの非画像吐出パタン信号１０４として出力する。この実施の形態においては、非画像吐出パタン信号１０４は、５１２０ノズル分必要であるために、図５に示すように、前記１０２４ｂｉｔのデコードを繰り返して５１２０ｂｉｔの非画像吐出パタン信号１０４に割り当てる。
【００４３】
図６は、非画像部への吐出パタン生成回路１０３における吐出パタンデータＤＡＴ０〜９と非画像吐出パタン信号１０４の記録用紙上での位置関係を示している。
【００４４】
図６の（ａ）は、非画像部への吐出パタン生成回路１０３における吐出パタンデータＤＡＴ０〜９の具体例を示している。但し、メモリ５０１のアドレス端子ＡＤＲへのアドレスデータは、説明の都合上、ＡＤＲ０〜３の４ｂｉｔと仮定する。つまり、０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを繰り返し出力する。この中で、例えば、ＡＤＲ０〜３が「０」を示す１番上の行では、ＤＡＴ０〜３も「０」となり、デコードした結果出力Ｑ０〜１５では、Ｑ０のみが「１」となり、他は全て「０」となる。ＡＤＲ０〜３が「１」を示す２番目の行では、ＤＡＴ０〜３は「ｆ」となり、デコードした結果出力Ｑ０〜１５では、Ｑ１５のみが「１」となり、他は全て「０」となる。ＡＤＲ０〜３が「２」を示す３番目の行では、ＤＡＴ０〜３は「７」となり、デコードした結果出力Ｑ０〜１５では、Ｑ７のみが「１」となり、他は全て「０」となる。以下、ＡＤＲ０〜３が「ｆ」を示すまで同様である。
【００４５】
図６の（ｂ）は、前記非画像部への吐出パタン生成回路１０３から出力される非画像吐出パタン信号１０４の記録用紙上での位置を示している。（ａ）に示した非画像吐出パタン信号１０４は、図７に示した記録ヘッド２０７のノズル配置と用紙送り方向（または記録方向）によって変形した領域に対応する。
【００４６】
図６（ａ）の例において、各ノズルの非画像吐出パタン信号１０４の記録用紙上の位置は、なるべく近づかないように配置されている。このような非画像吐出パタン信号１０４のほかに、なるべくランダムに配置する場合もある。配置の仕方は、メモリ５０１の内容を書き換えることにより変更することができる。
【００４７】
図８は、この実施の形態において記録用紙上に記録した場合の結果を示している。連続非吐出時間ＩＮＴに対応する各印字領域の用紙送り方向の印字区間８０１〜８０３は、３００ｄｐｉで１０２４ｄｏｔであるから、８７ｍｍである。但し、境界は、図７に示したノズル配置により鋸歯状となる。図中の横縞模様印字領域８０５は、説明のための注目領域を示している。同様に、記録方向に印字区間が続くが、ここでは説明のために、印字区間８０２，８０３だけを示している。また、図中の濃い斜線の印字領域８０４は、ユーザの文書データ２０９に基づいて印字した領域を示している。横方向にも、説明のために、印字するノズル群Ａ，Ｂ，Ｃを示している。この実施の形態は、全体で５１２０ノズルであるが、その内の一部を示している。各ノズル群のノズル数はそれぞれ５１２ノズルとなる。
【００４８】
前記印字区間８０１内において１ドットも記録しないノズル群は、ノズル群Ａ，Ｃである。従って、これらのノズル群Ａ，Ｃは、次の印字区間８０２内において、非画像吐出パタン信号１０４に従って各ノズルで１ドット分だけ非画像記録インク液滴を吐出させることになる。図中の薄い斜線の印字領域８０６は、このような非画像記録インク吐出によってドットを記録した非画像ドット記録領域を示している。このうち、ノズル群Ｂでは、印字区間８０１中でユーザの文書データ２０９により印字したノズルは、そこで直ちに前記非画像記録インク液滴の吐出を停止し、次の印字区間８０２においても非画像記録インク液滴を吐出しない。印字区間８０１中でユーザの文書データ２０９により印字しなかったノズルは、次の印字区間８０２において、始めは非画像記録インク液滴を吐出するが、印字区間８０２中でユーザの文書データ２０９により印字を行うと、その直後に前記非画像記録インク液滴の吐出を停止し、次の印字区間８０３においても非画像記録インク液滴を吐出しない。印字区間８０２中でユーザの文書データ２０９を印字しなかったノズルは、次の印字区間８０３において非画像記録インク液滴を吐出する。
【００４９】
この実施の形態によれば、各ノズルは、非吐出時間が、通常、連続非吐出時間ＩＮＴ（周期３４１ｍｓｅｃ）の最長でも２倍となるために、非吐出状態が長く続くことにより発生するノズル不良を防ぐことができる。また、非画像記録インク液滴吐出の割合は、この実施の形態の場合には、１０２４ドットに１回、つまり３２×３２ドットの領域に１ドットであるから、記録濃度として悪影響を与えることはない。前記非吐出時間の変更は、図４（ａ）のプリセット値を変更することにより、連続非吐出時間ＩＮＴの長さを調節すれば良く、また、前記非画像記録インク液滴吐出の割合は、図５のメモリ５０１のアドレスＡＤＲのビット数を増やし、メモリ５０１の内容を変更することにより、非画像吐出信号１０２の非吐出状態を多く作り、前記非画像記録インク吐出の割合を更に下げることができる。また、ユーザの文書データ２０９の印字領域８０４内では、非画像記録インク液滴の吐出を停止するために、非画像記録インク液滴の吐出が誤記録ドットとしてユーザに認識されることも少ない。
【００５０】
次に、本発明の他の実施の形態を図９を参照して説明する。この実施の形態は、図４の（ｂ）に示した連続非吐出時間計測回路１０１内の連続非吐出時間ＩＮＴ内で連続非吐出であったかどうかを計測する回路の変形である。
【００５１】
図９は、連続非吐出時間ＩＮＴ内で連続非吐出であったかどうかを計測する回路の変形例を示すブロック図である。この実施の形態では、全５１２０ノズルの中のｉ番目のノズルの印字駆動データを２１２ａ−ｉとし、その両側のｉ−１番目のノズルの印字駆動データを２１２ａ−ｉ−１およびｉ＋１番目のノズルの印字駆動データを２１２ａ−ｉ＋１とした。
【００５２】
この計測回路は、フリップフロップ４０３，４０４とＮＯＲ回路９０１を備える。そして、前記各印字駆動データ２１２ａは、ＮＯＲ回路９０１を通してフリップフロップ４０３，４０４のクリア端子ＣＬに入力する。この結果、印字駆動データ２１２ａ−ｉだけでなく、隣接するノズルの印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ＋１が「１」（インク液滴吐出）になることが、少なくとも１ドットでもあれば、フリップフロップ４０４には「０」という結果が格納されるようになる。
【００５３】
この実施の形態によれば、図８に示したユーザの文書データ２０９により印字された印字領域８０４の内部が、もしもノズルの並び方向に１または２ドット幅抜けている場合には、その内部は非画像記録インク液滴を吐出しない。また、ノズルの並び方向に３ドット以上抜けていた場合でも、印字領域８０４に隣接する１ドット幅の領域には非画像記録インク液滴を吐出しなくなる。
【００５４】
以上により、文字等の印字領域８０４のノズルの並び方向に隣接しては非画像記録インク液滴の吐出が行われなくなり、非画像記録インク液滴による記録ドットが誤記録ドットとして悪影響を与えることが更に少なくなる。
【００５５】
なお、この実施の形態では、ｉ番目のノズルの印字駆動データ２１２ａ−ｉの両側各１ノズル（印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ＋１）を考慮したが、両側各ｎノズル（ｎ＝２，３…）を考慮して、合計２ｎ＋１個の印字駆動データをＮＯＲ回路９０１に入れても良い。この場合には、印字領域８０４にノズルの並び方向に隣接するｎドット幅の領域には非画像記録インク液滴が吐出されなくなり、非画像記録インク液滴吐出による印字画像への悪影響をより一層減らすことができる。
【００５６】
本発明の更に他の実施の形態を図１０〜図１３を参照して説明する。
【００５７】
図１０は、図１に示した液滴吐出制御装置に相応する液滴吐出制御装置２１５の内部構成を示すブロック図である。
【００５８】
この液滴吐出制御装置２１５は、パタン認識回路１００１と吐出パタン生成回路１０３とＡＮＤ回路１０５とＯＲ回路１０７を備える。そして、パタン認識回路１００１は、５１２０個のノズルに対する印字駆動データ２１２ａを入力する。このパタン認識回路１００１は、遅延した印字駆動データ１００２と、ベタ白内部検出信号１００３を出力し、前者はＯＲ回路１０７に入力し、後者はＡＮＤ回路１０５に入力する。以後は、図１に示した実施の形態と同様である。
【００５９】
図１１は、前記パタン認識回路１００１の内部構成を示すブロック図である。
【００６０】
このパタン認識回路１００１は、３つのフリップフロップ群１１０１−ｉ−１，１１０１−ｉ，１１０１−ｉ＋１と９入力ＮＯＲ回路１１０２とフリップフロップ１１０４，１１０５を備える。そして、印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ，２１２ａ−ｉ＋１の３つのデータ信号は、それぞれフリップフロップ群１１０１−ｉ−１，１１０１−ｉ，１１０１−ｉ＋１に入力する。フリップフロップ群１１０１−ｉ−１，１１０１−ｉ，１１０１−ｉ＋１は、例えば、ＴＴＬのＤタイプフリップフロップからなり、総てのクロック入力はクロックＰＣＬＫである。更に、前記印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ，２１２ａ−ｉ＋１およびそれらを前記フリップフロップ群１１０１−ｉ−１，１１０１−ｉ，１１０１−ｉ＋１によって遅延した信号を含めて９本の信号を９入力のＮＯＲ回路１１０２に入力する。
【００６１】
ここで、印字駆動データ２１２ａ−ｉ＋１に対し、印字駆動データ２１２ａ−ｉは４ドット分遅延した過去のデータ、印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１は８ドット分遅延した過去のデータになるが、これは、図７に示した記録ヘッド２０７の傾斜したノズル配置構造を補正するためのものである。
【００６２】
また、駆動データ２１２ａ−ｉをフリップフロップ群１１０１−ｉで一段遅延した参照ドットデータ１１０３を取り出し、前記同様のリップフロップ１１０４を通して遅延した印字駆動データ１００２として出力する。
【００６３】
一方、ＮＯＲ回路１１０２の出力もフリップフロップ１１０５を通してベタ白内部検出信号１００３として出力する。ＮＯＲ回路１１０２は、９入力の総てが「０」のときにのみ出力が「１」となるが、これはパタン認識回路１００１として考えると、記録後、前記参照ドットデータ１１０３およびその周囲に隣接する８個のドットの総てが白ドットのときに検出される信号であり、ここでは、白ベタ画像内部の縁１ドットを除く内部をパタン認識していることになる。
【００６４】
図１２は、印字駆動データおよび印字画像における参照ドットおよびその周囲に隣接する８個のドットの位置関係を示している。印字駆動データ２１２ａ−ｉ−１，２１２ａ−ｉ，２１２ａ−ｉ＋１は、縦方向が時間軸になるために位置ずれしているが、印字画像では、参照ドット１１０３ａを中心とする３×３ドットの方形領域を印字していることになる。このドット数や領域の形は、印字駆動データ２１２ａの数やフリップフロップ群１１０１の構成で自由に変えることができる。
【００６５】
図１３は、文字図表等の印字領域８０４（斜線部分）があった場合に、非画像記録インク液滴吐出によって記録される非画像ドット記録領域（非画像部）８０６（網かけ部）を示している。文字図表等の印字領域８０４のすぐ周辺１ドット幅の部分は、前記ベタ白画像内部として検知されないので非画像ドット記録領域８０６（網かけ部）にはならない。この領域は、前述した実施の形態におけるようにノズルの並び方向だけではなく、用紙送り方向にも存在するために、非画像ドット記録領域８０６を文字図表等の領域８０４から完全に離すことができ、非画像ドット記録による印字画像への悪影響をより一層の減らすことができる。
【００６６】
この実施の形態では、図１１および図１２に示したように、縦３×横３ドットの白画像内部をパタン認識したが、この領域の大きさ（例えば縦５×横５）や形状（例えば縦３×横７）を変更することは、公知のパタン認識技術によって任意に行うことができる。
【００６７】
本発明の更に他の実施の形態を図１４を参照して説明する。
【００６８】
図１０〜図１３を参照して説明した前記実施の形態では、印字駆動データ２１２ａの内容によっては、あるノズルがずっと連続して非吐出状態になる可能性がある。その場合には、初めに述べたように、そのノズルが吐出不良になる可能性が高い。そこで、図１０に示した液滴吐出制御装置２１５と図１に示した液滴吐出制御装置２１５を組み合わせることにより、あるノズルがずっと連続して非吐出状態になる可能性をゼロにする構成とすることができる。この実施の形態は、これらを組み合わせて構成したものである。
【００６９】
図１４は、この実施の形態における液滴吐出制御装置２１５の内部構成を示すブロック図である。この液滴吐出制御装置２１５は、連続非吐出時間計測回路１０１と吐出パタン生成回路１０３とＡＮＤ回路１０５とＯＲ回路１０７とパタン認識回路１００１とＯＲ回路１４０１を備える。
【００７０】
パタン認識回路１００１は、印字駆動データ２１２ａを入力し、遅延して出力する印字駆動データ１００２を連続非吐出時間計測回路１０１とＯＲ回路１０７に入力する。ＯＲ回路１４０１は、パタン認識回路１００１からのベタ白内部検出信号１００３と連続非吐出時間計測回路１０１からの非画像吐出信号１０２を入力して論理和出力をＡＮＤ回路１０５に入力する。ＡＮＤ回路１０５は、ベタ白内部検出信号１００３と非画像吐出信号１０２の論理和信号と前記吐出パタン信号１０４とを論理積して非画像記録データ１０６を出力する。ＯＲ回路１０７は、非画像記録データ１０６と印字駆動データ１００２を論理和してヘッド駆動データ２１２ｂとして出力する。
【００７１】
この実施の形態によれば、前記連続非吐出時間ＩＮＴを大きくとっておけば、通常は、図１０に示した実施の形態のように、非画像記録インク液滴吐出をユーザの文書データ２０９による印字画像内部およびその周囲から一定距離離すことができ、連続非吐出時間が規定以上に長くなると、例えユーザの文書データ２０９による印字画像内部であっても非画像記録インク液滴を吐出するために、ノズルが不良になる確率は大きくならない。
【００７２】
本発明の更に他の実施の形態を図１５，図１６を参照して説明する。
【００７３】
図１５は、この実施の形態における液滴制御装置２１５の内部構成を示すブロック図である。この実施の形態は、図１４に示した実施の形態の変形例であって、その違いは、印字駆動データ１００２をそのままヘッド駆動データ２１２ｂ−１として出力し、非画像記録データ１０６をそのままヘッド駆動データ２１２ｂ−２として出力するようにした点である。これらの出力は、図２を参照して説明したように、圧電素子ドライバ２０６に入力し、高電圧駆動信号２１３として記録ヘッド２０７に供給する。
【００７４】
図１６は、この実施の形態における圧電素子ドライバ２０６の内部構成を示すブロック図である。この圧電素子ドライバ２０６は、論理回路１６０１と論理回路１６０３と高電圧駆動信号発生回路１６０５を備える。
【００７５】
そして、論理回路１６０１は、前記クロックＰＣＬＫに同期してダブルパルス波形１６０２を出力する。論理回路１６０３は、ヘッド駆動データ２１２ｂ−１が“１”になると、マスク波形１６０４ａを出力し、ヘッド駆動データ２１２ｂ−１が“０”且つヘッド駆動データ２１２ｂ−２が“１”になると、マスク波形１６０４ｂを出力する。高電圧駆動信号発生回路１６０５は、ダブルパルス波形１６０２とマスク波形１６０４ａ，１６０４ｂとの論理積をとり、その結果から高電圧駆動信号２１３ａ，２１３ｂを生成する。従って、ヘッド駆動データ２１２ｂ−１が“１”のときは、ダプルパルスの高電圧駆動信号２１３ａとなり、ヘッド駆動データ２１２ｂ−１が“０”且つヘッド駆動データ２１２ｂ−２が“１”のときはシングルパルスの高電圧駆動信号２１３ｂとなる。この結果、ダプルパルスの高電圧駆動信号２１３ａで駆動されたノズルから吐出されるインク液滴の量は多くなり、シングルパルスの高電圧駆動信号２１３ｂで駆動されたノズルから吐出されるインク液滴の量は少なくなる。
【００７６】
このように吐出する液滴量をノズル毎に、且つ吐出毎に変化させる技術それ自体は公知であり、この実施の形態のように高電圧駆動信号のパルス数を変える方法のほかに、パルスの振幅や時間幅を変える方法等、数多くの技術が知られている。
【００７７】
この実施の形態によれば、非画像記録ドットを記録するインク液滴の吐出量を、通常の印字のために吐出するインク液滴の量よりも少なくすることができる。
このために、非画像記録ドットの大きさが小さくなり、これまでに述べた実施の形態に比べてユーザの目に目立たなくなる。
【００７８】
本発明の更に他の実施の形態を図１７，図１８を参照して説明する。
【００７９】
図１７は、この実施の形態におけるプリンタエンジン部２０２の内部構成を示すブロック図である。記録用紙１７０１は、公知のエンコーダ１７０２を付設した駆動ローラ１７０３により駆動して搬送（用紙送り）し、圧電素子ドライバ２０６と記録ヘッド２０７からなる記録部１７０４〜１７０７によって印字する構成である。
【００８０】
各記録部１７０４〜１７０７は、図１に示した液滴吐出制御装置２１５からの各ヘッド駆動データ２１２ｂに従ってインク液滴を吐出する。４つの記録部１７０４〜１７０７のインクは、色剤の原色であるＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロ），Ｋ（黒）のインクであるが、他の色でもよい。記録用紙１７０１上に記録した非画像記録ドットは、ＣＣＤカメラ１７０９によって読み取る。詳細は後述するが、ＣＣＤカメラ１７０９は、記録用紙１７０１の全域を読読み込む必要はなく、必要に応じて一部だけで良い。読み取り画像処理装置１７１０は、読み取りタイミング生成回路１７０８からの読み取りタイミング信号１７１１に同期してＣＣＤカメラ１７０９から非画像記録ドットの画像信号を読み込み、後述する各種の計測処理を実行する。
【００８１】
読み取りタイミング生成回路１７０８は、ＣＣＤカメラ１７０９から非画像記録ドットの画像信号を読み込むタイミング信号１７１１を生成するために、各記録部１７０４〜１７０７の各ノズル位置とＣＣＤカメラ１７０９の読み取り位置の相対位置関係情報を保持し、液滴吐出制御装置２１５から非画像記録データ１０６とエンコーダ１７０２からの用紙送り信号を入力して前記非画像記録データ１０６に基づいて記録された非画像記録ドットがＣＣＤカメラ１７０９の読み取り位置に到来するタイミングを演算する。
【００８２】
図１８の（ａ）は、非画像記録インク液滴の吐出によって記録された非画像記録ドット１８０１をＣＣＤカメラ１７０９で読み込んだ結果を示している。この実施の形態では、読み取り解像度は６００画素／インチであり、直径約８０μｍの非画像記録ドット１８０１を読むことになる。非画像記録ドット１８０１の記録位置は、液滴吐出制御装置２１５の吐出パタン生成回路１０３から出力される吐出パタン信号１０４に基づいて生成される非画像記録データ１０６よって記録部１７０４〜１７０７毎に決まっている。更に、記録部１７０４〜１７０７毎の非画像記録ドット１８０１は、前述したように、１ヵ所に重ならないように決めているので、読み取り画像処理装置１７１０は、読み取りタイミング信号１７１１とエンコーダ１７０２からの記録用紙１７０１の位置情報があれば、限られた領域しか読まないＣＣＤカメラ１７０９であっても、各記録部１７０４〜１７０７で記録した非画像記録ドット１８０１を捕えて読み込むことができる。図では４×４の１６画素分を表示した。このときに、ユーザが印字しようとする印字画像と重なると非画像記録ドット１８０１が打たれなくなるが、この場合は、以下の処理においてそのときの測定データを除外するようにする。
【００８３】
図１８の（ｂ）は、ＣＣＤカメラ１７０９からの出力結果を示している。表示は“１”が最大濃度で、“０”が用紙濃度とし、中間濃度を“０”から“１”までを分割した実数としている。
【００８４】
図１８の（ｃ）は、（ｂ）に示した濃度データからの計算結果を示している。
公知の計算により円形のドット形状を再構築し、中心位置（ｘ，ｙ）および半径ｒを算出する。もしも、ユーザが印字しようとする印字画像と重なると、円形の近似ができなくなったり、中心位置（ｘ，ｙ）や半径ｒが実態から外れた値になるために、そのような事態になるのを避けるようにしている。
【００８５】
この実施の形態において求めた中心位置（ｘ，ｙ）は、各記録部１７０４〜１７０７の位置ずれを表わすので、ヘッド駆動データ２１２ｂをずらす等の公知の手法を用いて、記録部１７０４〜１７０７間での位置ずれを補正することができる。また、求めた半径ｒにより、圧電素子（ＰＺＴ）の駆動波形を変える等の公知の手法を用いて、ドットの大きさを揃えることができる。前記測定は、印字しながら並行して行えるため、印字動作中の変動に随時対処することができるし、また、対処不可能な誤差が発生した場合は、故障と判定し、各々の場合に応じた処理を行うようにすることが可能となる。これにより、高印字品質で高信頼のインクジェット記録装置を提供することができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、オンデマンド型の記録ヘッドを使用したライン記録方式のインクジェット記録装置において、印字動作中に非画像部に非画像記録インク液滴を吐出させて記録画像の品質の低下を軽減するような印字インク液滴吐出維持処理を実行するようにしたことにより、印字動作を停止してノズルの吐出状態を維持する処理を行う間隔を広げるか、もしくは実施回数を減らすことができるので、高速インクジェット記録装置において印字速度を上げることができる。また、同じく印字動作を停止してドット記録位置や大きさの測定するための特別なテストパタンを記録することなくそれらを測定することができるので、高速で高精度な印字品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置における液滴吐出制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用したプリンタシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】ノズルモジュールのノズル構造を示す縦断側面図である。
【図４】図１に示した液滴吐出制御装置における連続非吐出時間計測回路の内部構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示した液滴吐出制御装置における吐出パタン生成回路の内部構成を示すブロック図である。
【図６】非画像部への吐出パタン生成回路における吐出パタンデータと非画像吐出パタン信号の記録用紙上での位置関係を示すもので、（ａ）は非画像部への吐出パタン生成回路における吐出パタンデータの具体例、（ｂ）は前記非画像部への吐出パタン生成回路から出力される吐出パタン信号の記録用紙上での位置を示している。
【図７】記録用紙に対する記録ヘッドの吐出面の構成を簡略化して示す模式図である。
【図８】本発明の一実施の形態において記録用紙上に記録した場合の結果を示している。
【図９】本発明の他の実施の形態を示すもので、連続非吐出時間ＩＮＴ内で連続非吐出であったかどうかを計測する回路の変形例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の更に他の実施の形態を示すもので、液滴吐出制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した液滴吐出制御装置におけるパタン認識回路の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】印字駆動データおよび印字画像における参照ドットおよびその周囲に隣接する８個のドットの位置関係を示すものである。
【図１３】文字図表等の印字領域があった場合に、非画像記録インク液滴吐出によって記録される非画像ドット記録領域を示している。
【図１４】本発明の更に他の実施の形態を示すものであり、液滴吐出制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の更に他の実施の形態を示すものであり、液滴吐出制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示した実施の形態の液滴吐出制御装置に従属する圧電素子ドライバの内部構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の更に他の実施の形態を示すものであり、プリンタエンジン部の内部構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７に示した実施の形態においてＣＣＤカメラで読み込んだ非画像記録インク液滴吐出により記録した非画像ドットの画像（１）とその画像濃度データ（２）と計算結果（ｃ）を示している。
【符号の説明】
１０１…連続非吐出時間計測回路、１０２…非画像吐出信号、１０３…吐出パタン生成回路、１０４…非画像吐出パタン信号、１０６…非画像記録データ、２０１…コンピュータ部、２０２…プリンタエンジン部、２０３…ＲＩＰ部、２０４…ノズルデータ変換部、２０５…シーケンス制御装置、２０６…圧電素子ドライバ、２０７…記録ヘッド、２０８…用紙送り装置、２０９…文書データ、２１０…ビットマップデータ、２１２ａ…印字駆動データ、２１２ｂ…ヘッド駆動データ、２１３…高電圧駆動信号、２１４…印字画像（印刷物）、２１５…液滴吐出制御装置。１７０１…記録用紙、１７０２…エンコーダ、１７０３…駆動ローラ、１７０４〜１７０７…記録部、１７０８…読み取りタイミング生成回路、１７０９…ＣＣＤカメラ、１７１０…読み取り画像処理装置、１８０１…非画像記録ドット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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