(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録ヘッドが移動しながらインクを吐出することによって画像を１走査分記録し、前記１走査分の記録を終了した後に被記録材を所定量搬送することの繰り返しで画像を記録するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドの吐出状態を回復する回復手段と、
前記回復手段による前記記録ヘッドの回復処理後からの各記録ヘッドの記録画素数を積算する積算手段と、
前記積算手段によって積算された前記複数の記録ヘッドのいずれかの記録ヘッドの記録画素数が所定の値を超えることとなる１走査の次の１走査または直前の１走査における、各記録ヘッドが一回の走査で記録可能な画素数に対する実際に記録される画素数の割合を求め、さらに複数の記録ヘッドの前記画素数の割合の合計を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記画素数の割合の合計が所定値よりも小さいか否かを判断する判断手段と、を有し、
前記判断手段によって、前記画素数の割合の合計が前記所定値以上と判断された場合は、前記回復手段による回復動作は行わずに記録を継続し、
前記判断手段によって、前記画素数の割合の合計が所定値に満たないと判断された場合は、前記回復手段による回復動作を行うこと特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記回復手段は、前記記録画素数が所定の値を超えることとなる前記記録ヘッドの吸引回復を行うことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記積算手段によって積算された前記記録画素数の前記所定の値よりも大きく設定された第２の所定値を有し、前記複数の記録ヘッドのいずれかの記録ヘッドの記録画素数が前記第２の所定値を超えた場合は、前記算出された画素数の割合の合計が所定値以上と判断されても回復動作を行うこと特徴とする請求項１、２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
被記録材の種類、周囲の温度、及び湿度の少なくとも１つに応じて前記所定値を可変設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の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、記録ヘッドからインクを吐出して被記録材へ記録を行うインクジェット記録装置に関し、詳しくは、その印字制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリなどの記録装置、あるいは、コンピュータやワードプロセッサ、ワークステーションなどの出力機器として用いられる、プリンタ、プロッタなどの記録装置は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板（ＯＨＰ用紙など）等の被記録材（記録媒体）に画像（文字や記号も含む）を記録するように構成されている。このような記録装置は、使用する記録手段の記録方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式などがある。
【０００３】
被記録材の搬送方向（副走査方向）と交叉する方向に主走査する記録方式を採るシリアルタイプの記録装置においては、被記録材を所定の記録位置にセットした後、被記録材に沿って移動（主走査）するキャリッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって画像を記録し、１行分の記録を終了した後に所定量の紙送り（副走査）を行い、その後に次の行の画像を記録（主走査）するという動作を繰り返すことにより、被記録材の所望範囲に画像が記録される。
【０００４】
一方、非シリアルタイプの記録装置においては、被記録材を所定の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を連続的に行いながら所定量の紙送り（ピッチ送り）を行い、被記録材の全体に画像が記録される。
【０００５】
上記各種記録方式のうち、インクジェット式（インクジェット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から被記録材にインクを吐出して記録を行うものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり高精細な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処理を必要とせずとも記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易である、等の利点を有している。
【０００６】
特に、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、エッチング、蒸着、スパッタリング、等の半導体製造プロセスを経て、基板上に成膜された電気熱変換体、電極、液路壁、天板などを形成することにより、高密度の液路配置（ノズル配置）を有するものを容易に製造することができ、一層のコンパクト化を図ることができる。また、ＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を活用することにより、記録手段の長尺化や面状化（２次元化）が容易であり、記録手段のフルマルチ化および高密度実装化も容易である。
【０００７】
インクジェット記録装置では、インク（記録液）を記録ヘッドから直接吐出させて記録を行うことから、インクを常に吐出可能な状態にヘッド（ノズル）を保つ必要があり、そのために、一般に次のような吐出回復動作が利用される。
【０００８】
「吸引動作」
吐出孔であるノズルにインクを供給する供給路や、ノズル近傍のインク溜まり（共通液室）に気体が泡として混入し、その気泡がある程度の大きさになるとノズルヘのインクの供給を妨げインクが吐出されないことがある。その対処法として共通液室までのインクと気泡をノズル面に負圧をかけて吸引する吸引動作が広く採用されている。
【０００９】
「ワイパー動作」
ノズルを配置した面（フェイス面）に付着するインク吐出の妨げになる物（紙粉、インク等）によってインクが正常に吐出されない場合があり、これを除去するため、可撓性のブレードでフェイス面を拭くワイパー動作が採用される。
【００１０】
「予備吐出動作」
画像の記録中にインクが吐出されるノズルは必ずしも全てではない。従って吐出が行われないノズルはインクの乾燥が進み、吐出不可能となってしまう場合がある。またインクの紙面への吐出により紙面からの跳ね返りインクがノズル付近に付着し、インクの正常な吐出を妨げることもある。その結果、着弾位置が変化することになる。この画像不良を改善するため予め定めた条件に従って、例えば所定の時間毎にすべてのノズルを被記録材以外の部分に対して吐出し、乾燥を防止し、また、ノズル付近に付着したインクを吐出インクで除去する操作が行われる。
【００１１】
このような操作により行われる動作は総称してヘッド吐出回復動作と呼ばれる。「ヘッド吐出回復動作」は、ヘッドがインクを正常に吐出するため、適時行われる。一般に、ヘッド吐出回復動作は、所定の時間で制御したり、記録画素の積算値が所定の値を超えたときに行われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像記録中にヘッドの吐出回復動作を行うと印字間隔がヘッド吐出回復動作に要する時間分長くなってしまい、ある程度の時間をおいてから記録を続行することになる。これは、特に、１つのバンド領域を複数回のヘッド走査により記録するいわゆるマルチパス印字を行う場合に問題となる。すなわち、マルチパス印字の途中でヘッド吐出回復動作が行われた場合、時間の経過によりヘッド吐出回復動作前に記録されたインクが紙（被記録材）に浸透する時間を余計に与えることになり、通常の記録動作時との間で紙へのインクの吸収状態に違いが現れる。このため、スキャン間のインクの色味が変わってしまったり、濃度が変化したりして、主走査方向に沿った印字むら（主走査むら）が生じ、その結果として印字品位が低下することになる。
【００１３】
本発明の目的は、吐出回復手段の制御を改善することによって、画像の記録途中でヘッド回復動作が介挿されることによる印字品位の低下を防止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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によるインクジェット記録装置は、複数の記録ヘッドが移動しながらインクを吐出することによって画像を１走査分記録し、前記１走査分の記録を終了した後に被記録材を所定量搬送することの繰り返しで画像を記録するインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの吐出状態を回復する回復手段と、前記回復手段による前記記録ヘッドの回復処理後からの各記録ヘッドの記録画素数を積算する積算手段と、前記積算手段によって積算された前記複数の記録ヘッドのいずれかの記録ヘッドの記録画素数が所定の値を超えることとなる１走査の次の１走査または直前の１走査における、各記録ヘッドが一回の走査で記録可能な画素数に対する実際に記録される画素数の割合を求め、さらに複数の記録ヘッドの前記画素数の割合の合計を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記画素数の割合の合計が所定値よりも小さいか否かを判断する判断手段と、を有し、前記判断手段によって、前記画素数の割合の合計が前記所定値以上と判断された場合は、前記回復手段による回復動作は行わずに記録を継続し、前記判断手段によって、前記画素数の割合の合計が所定値に満たないと判断された場合は、前記回復手段による回復動作を行うこと特徴とする。
【００１５】
このような構成により、実際に記録ヘッドで記録しようとしている（または記録している）画像部分に応じて、すなわち、比較的インク吐出量が多い部分の記録時には吐出回復動作を抑止することによって、吐出回復動作の介挿によるインクの色味の変化、濃度の変化等の主走査むらを軽減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明を適用したシリアルタイプのインクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。記録装置の給紙位置に挿入された被記録材６は、紙送りローラ９によって記録ヘッドの記録可能領域へ搬送され、矢印１９の方向に沿って排出される。記録可能領域における被記録材の下部には、プラテン８が設けられる。キャリッジ１は、２本のガイド軸４および５に移動可能に支持され、これによりガイド軸４，５に案内されながら不図示の駆動手段によって記録領域を往復走査することができる。キャリッジ１には、後述の複数の色のインクを吐出するそれぞれの記録ヘッドと、それらの記録ヘッドに供給されるインクを貯留するタンクとを含む記録ヘッドユニット３が搭載されている。この例のインクジェット記録装置に設けられる複数の色のインクは、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の４色である。
【００２２】
本実施の形態では、各記録ヘッドには被記録材の搬送方向に沿って複数のノズルが配列され、これらの複数のノズルに対応する画像の一部分（バンド領域）を複数回のキャリッジ走査で記録するマルチパス印字を行うものとする。
【００２３】
図１において、キャリッジが移動可能な領域の左端部には、記録ヘッドユニット３の直下となる位置に記録ヘッドのインク吸引動作、ワイパー動作、予備吐動作を行う回復ユニット１０が設けられている。回復ユニット１０には、不図示のワイパーブレード、キャップ、吸引動作用の負圧発生手段が含まれている。非記録時等には記録ヘッドの吐出口部をキャップで被覆する。この左端部の位置を記録ヘッドのホームポジションと呼ぶ。なお、本実施の形態で用いられる記録ヘッドは、熱エネルギーを発生する電気熱変換素子により、その熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせることによりインクを吐出するものである。
【００２４】
キャリッジ１の走査、被記録材の搬送、回復ユニット１０等の各部の動作は、制御ユニット１５により制御される。
【００２５】
図２は、以上説明したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。ホストコンピュータから転送される画像のデータは、記録装置の受信バッファ２１に一旦保持される。逆に、正しくデータが転送されているか否かを確認するデータや記録装置の動作状態を示すデータが記録装置からホストコンピュータに転送される。受信バッファ２１に保持されているデータは、ＣＰＵ等を有した制御部２２の管理のもとで、メモリ部２３に転送され、一時的に記憶される。制御部２２は、図１の制御ユニット１５内に格納されている。
【００２６】
駆動制御部２４は、制御部２２からの指令によりキャリッジ移動用の主走査モータ、被記録材搬送用の副走査モータ等の駆動を制御すると共に、吸引、ワイピング等の回復動作のための駆動部２５の駆動を制御する。センサ制御部２６は、環境温度、湿度等を検知する各種センサやスイッチ（ＳＷ）からなるセンサ部２７から出力される信号を制御部２２内のＣＰＵに送る。
【００２７】
ヘッド制御部３０は、制御部２２の画像処理部２２１からの指令により各記録ヘッド３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙの駆動を制御する。また、各記録ヘッドの状態を示す温度情報等を制御部２２に伝える。
【００２８】
なお、以下に説明する各実施の形態の処理動作の制御は、図２の構成によって行われるが、本発明の適用はこのような構成に限られるものではなく、各実施の形態で示される処理等がホスト装置によって行われ、この処理等に従ってインクジェット記録装置が動作する構成であってもよい。この場合、インクジェット記録装置には、ホスト装置による処理等に基づく制御データを受信する受信部が設けられる。
【００２９】
図３は、以上説明した構成に基づく本実施の形態の記録動作の手順を示すフローチャートである。ここでは、記録画素数に基づいて吸引動作を行う制御について説明する。
【００３０】
まず、ステップＳ１で、各ヘッドの記録画素の積算値（ドットカウント値）をチェックする。この積算は、後述するようにヘッド毎に吸引動作の完了時に０からカウント開始する。いずれかのヘッドの記録画素の積算値が所定の値Ｃ１を超えたならば、ステップＳ２で、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの全ての色のインクについて、これから行われる１回の走査における各ヘッドのデューティーＤＫ，ＤＣ，ＤＭ，ＤＹをカウントする。ここで、「デューティー」とは、各色について記録動作に伴って移動する単位領域（例えば１回の走査領域）内における、記録可能な画素数に対する実際に記録される画素数の割合に相当する。隣接する走査同士間でのデューティーは一般にあまり変化がないから、「これから行われる１回の走査」の代わりに、直前に行われた１回の走査についてデューティーを算出してもよい。
【００３１】
次に、ステップＳ３で、上記カウントされたデューティーにより、各色インクのデューティーの合計に相当する総デューティーＤを算出し、このカウントした総デューティーＤが予め定められた所定値Ｄ１よりも小さいか否かを判断する。総デューティーＤが所定値Ｄ１以上であれば、ステップＳ２に戻り、次の走査について各色デューティーをカウントする。総デューティーＤが所定値Ｄ１未満であれば、ステップＳ４に進み、当該ヘッド（すなわちドットカウントがＣ１以上となったヘッド）の吸引動作を行う。この吸引動作後、ステップＳ５で当該ヘッドの記録画素の積算値はクリアされ、再び記録画素のカウントを始める。総デューティーＤが予め定められた所定値Ｄ１以上である場合には、現時点での当該ヘッドの吸引動作を抑止する。すべてのヘッドの総デューティーＤに基づいて判断したのは、吐出回復動作を行うべきドットカウントに達したヘッドのデューティーが小さくても他のヘッドのデューティーが大きければ、その領域においてインク吐出量が多いことを意味し、吐出回復動作のための記録中断が画質に影響を与えると考えられるからである。
【００３２】
なお、回復動作の一例として比較的時間のかかる吸引動作を例に説明したが、他の回復動作であってもよい。
【００３３】
図４は、図３の手順の変形例を示すフローチャートである。図３の手順では、ドットカウントを単に所定の値Ｃ１と比較したが、図４の手順ではドットカウントを段階的にＣ１，Ｃ２と比較する。図３では、ドットカウントの如何に関わらず、総デューティーＤがＤ１以下になるまでは吸引動作に移行することはなかったが、図４では、総デューティーＤがＤ１以上であっても、ドットカウントがＣ１より大きい所定の値Ｃ２となったら、当該ヘッドの吸引動作に移行する。これは、ドットカウントが過大になると、回復動作のための記録中断が引き起こす印字品位の劣化よりも、それ以上回復動作を延期することによる印字品位の劣化の方が大きくなるという考え方に基づくものである。
【００３４】
まず、ステップＳ１１で、各ヘッドの記録画素の積算値（ドットカウント値）をチェックする。いずれかのヘッドの記録画素の積算値が所定の値Ｃ１を超えたならば、ステップＳ１２で、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの全ての色のインクについて、これから行われる１回の走査における各ヘッドのデューティーＤＫ，ＤＣ，ＤＭ，ＤＹを求める。次に、ステップＳ１３で、上記カウントされたデューティーにより、各色インクのデューティーの合計に相当する総デューティーＤを算出し、このカウントした総デューティーＤが予め定められた所定値Ｄ１よりも小さいか否かを判断する。
【００３５】
ここまでは、図３の手順と同じである。
【００３６】
総デューティーＤが所定値Ｄ１未満であれば、ステップＳ１４に進み、当該ヘッドの吸引を行う。一方、総デューティーＤが所定値Ｄ１以上であれば、ステップＳ１５に進み、さらに記録される各ヘッド毎の記録画素の積算値（ドットカウント値）が所定の値Ｃ２以上か否かを判断する。積算値がＣ２未満であればステップＳ１３に戻る。積算値がＣ２以上であればステップＳ１４に進み、該当ヘッドの吸引動作を行う。吸引動作後、ステップＳ１６で記録画素の積算値はクリアされ、再び記録画素のカウントを始める。
【００３７】
また、前述のステップＳ３，Ｓ１３における総デューティーＤの計算は、本実施の形態では各色のデューティーＤＫ，ＤＣ，ＤＭ，ＤＹの単純な総和としたが、これに限るものではない。インクの明度、彩度等の物性によって、各デューティーに重み付けした結果の総和であってもよい。また、ヘッド特性による吐出量の違いであってもよい。
【００３８】
ステップＳ２，Ｓ１２では、各色のデューティーを１走査分の記録画素数をカウントして判断したが、１行全体に均等にある画素の場合と、局所的に高デューティーとなる場合があり、この方法ではこれらを区別して処理することができない。局所的に高デューティーで記録される場合には、吐出回復動作後、その領域を記録する際に濃度むらが発生する可能性がある。そこで、１走査領域を複数の領域に分割してその分割領域内について高デューティーとなるものを検知し、判断するようにしてもよい。
【００３９】
また、各走査間のつなぎ部分（領域）となる記録画素数をカウントして判断してもよい。総デューティーの所定値Ｄ１は、紙のインク吸収性等の特性によって最適な値に可変設定することが望ましい。
【００４０】
以上説明した第１の実施の形態では各色のデューティーを求めて制御を行ったが、次に説明する第２の実施の形態では各ヘッドのヘッド温度を測定することで吐出回復動作の制御を行う。ヘッド温度はインクを吐出することで上昇する。また記録データが多いほど温度上昇も高くなる。したがって、高デューティーとなる画像をヘッド温度測定により判別することができる。
【００４１】
図５は、第１の実施の形態で説明した構成に基づく第２の実施の形態の記録動作の手順を示すフローチャートである。ここでは、記録画素数に基づいて吸引動作を行う制御について説明する。まず、ステップＳ２１で各ヘッド毎の記録画素の積算値（ドットカウント値）が所定の値Ｃ１を超えたかを判断する。次に、ステップＳ２２で、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの全ての色のヘッドについて、これから行われる１回の走査における各ヘッドの温度ＴＫ，ＴＣ，ＴＭ，ＴＹを測定し、測定した値の最小値と最大値を制御部で判断する。通常、ヘッドの各走査開始時点でヘッド温度の最小値が観測され、当該ヘッドのインク吐出が連続した部位で最大値が観測される。
【００４２】
次に、ステップＳ２３で上記最小値と最大値により、各色ヘッドにおける最小・最大値の差ΔＴを算出し、この温度差ΔＴが予め定められた所定値Ｔ１よりも小か否かを判断する。温度差ΔＴを用いれば環境温度などの影響を相殺できるが、一般的な使用状況では、最大値のみを利用すれば足りる。
【００４３】
いずれのヘッドについてもΔＴが所定値Ｔ１未満であれば、ステップＳ２４に進み、当該ヘッドの吸引動作を行う。一方、ヘッドの温度差ΔＴが一つでも所定値Ｔ１以上であれば、ステップＳ２２に戻る。すなわち、吸引動作を抑止する。「温度差ΔＴが一つでも所定値Ｔ１以上であれば」としたのは、吐出回復動作を行うべきドットカウントに達したヘッドの温度差が小さくても他のヘッドの温度差が大きければ、その領域においてインク吐出量が多いことを意味し、吐出回復動作のための記録中断が画質に影響を与えると考えられるからである。吸引動作後、ステップＳ２５で当該ヘッドの記録画素の積算値はクリアされ、再び記録画素のカウントを始める。
【００４４】
図５では、各ヘッド毎に温度を判断する代わりに、全ヘッドの温度差ΔＴの総和を求めて、これを所定値と比較することも可能である。
【００４５】
また、ドットカウントをＣ１とのみ比較したが、図４に示したと同様に、本実施の形態においても、さらにＣ２と比較して吐出回復動作の抑止の可否を判断するようにしてもよい。
【００４６】
インクの明度、彩度等の物性によって、各ヘッドの温度差に重み付けするようにしてもよい。
【００４７】
また、ステップＳ２２では１走査分の各ヘッドの最小値と最大値との温度差ΔＴを判断する方法としたが、一様に低デューティーの画像での温度最大値に比べ局所的に高デューティーで記録される場合には、温度最大値が低くなることもあり、温度差ΔＴが小さくなる。その場合、吐出回復動作が実行され、その動作後、その領域を記録する際に濃度むらが発生する可能性がある。そこで、１走査内の温度上昇率（単位時間当たりの温度上昇）を求め、高デューティーとなる部分を検知し、判断するようにしてもよい。
【００４８】
上記いずれの実施の形態においても、インクの被記録材への浸透状態の違いが発生する状態、すなわち被記録材の特性、インクの特性、環境等によって各所定値を可変設定し、制御することで、さらに安定した画像を出力することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、記録中の画像の所定領域におけるインクの吐出量に関連する各記録ヘッドが記録可能な画素数に対する実際に記録される画素数の割合を求め、これに応じて必要な場合に記録ヘッドの吐出回復処理を抑止するようにしたので、吐出回復動作の介挿に伴う画像のインクの色味の変化、濃度の変化等の主走査むらを軽減し、印字品位の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】図２の構成に基づく記録動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】図３の手順の変形例を示すフローチャートである。
【図５】本発明による第２の実施の形態における記録動作の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  キャリッジ
３  記録ヘッドユニット
４，５  ガイド軸
６  被記録材
８  プラテン
９  紙送りローラ
１０  回復ユニット
２１  受信バッフア
２２  制御部
２３  メモリ部
２４  駆動制御部
２５  駆動部
２６  センサ制御部
２７  センサ部
３０  ヘッド制御部
【図１】
0004497492.tif 000002
【図２】
0004497492.tif 000003
【図３】
0004497492.tif 000004
【図４】
0004497492.tif 000005
【図５】
0004497492.tif 000006