(57)【要約】【課題】  ノズルの高寿命化および高い画像品位を安定して得ること。【解決手段】  ノズルの吐出状態を検出する手段と、ヘッドの回復操作を行う手段とを備えたインクジェット記録装置において、特に回復操作によって吐出が可能となったノズルに対して、ある一定吐出発数を超えたところで使用を中止し不吐扱いとし、補完処理を行う。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインクジェット記録素子（ノズル）を被記録媒体の相対的な走査方向と異なる方向に配列してなるノズル群を有するプリントヘッドにより、ノズルからインク滴を吐出して被記録媒体に画像記録（プリント）を行うインクジェット記録装置において、
ノズルからの吐出発数をカウントする手段と、該カウント手段による吐出発数が規定値に達した場合に前記ヘッドの回復操作を行うための手段と、該回復操作の前後でノズルの吐出状態を検出する手段と、少なくとも前回までの検出工程において、吐出不良が検出されたノズルの情報を保存するメモリー手段と、該メモリー内に保存されている情報に基づき、前記検出手段により回復操作前及び/又は後で、吐出状態が不良と検出されたノズルに対して、吐出不良が検出された条件に応じて規定の印字制御を行う印字制御手段と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記回復操作の前及び/又は後で、吐出状態が不良と検出されたノズルに対する規定の操作として、（１）前記回復操作の前後あるいは回復操作後のみにおいて吐出不良と検出された場合、該当ノズルからのインク吐出を中止する、（２）前記回復操作の前では吐出不良と検出されたノズルが、前記回復操作の後では吐出不良が検出されない状態が指定回数続いた場合には、前記回復操作が行われる規定吐出発数とは別に設定された規定吐出発数に達したら該当ノズルからのインク吐出を中止する、（３）その他の場合には通常のシーケンスで使用を続ける
のいずれかを行うことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記（２）の操作を行う吐出発数は、前記回復操作が行われる吐出発数よりも小さいことを特徴とする、請求項１および２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記（１）および（２）の操作において使用が中止されたノズルによって本来印字されるべき画像に対して、他のノズルによって適切な補完処理を行う手段を備えることを特徴とする、請求項１および２に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置などのプリント装置に関するものであり、ノズルの長寿命化と高い画像品位を安定して得ることを目的とした印字方法に関することである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置のプリントヘッドでは、吐出を行わない状態で長時間放置された場合など、特にノズル口近傍のインク液路内においてインクが増粘して着弾位置が大きくヨレたり、不吐出になる等、正常な吐出が行われなくなる(吐出不良)ことがある。また、比較的印字デューティーが高い記録を行う場合などに吐出が連続的に行われると、ヘッドのノズル口面に吐出時に発生したインクミストと呼ばれる主滴以外の液滴や、紙粉などのゴミが付着することによりノズル口面を塞いだり、吐出に伴って上記液路内のインク中に生じる微細な気泡が成長し、この成長した気泡が液路内に残留したりして吐出に影響を及ぼし、同様に吐出不良となることがある。この気泡については、上述のように吐出に伴って生ずるもの以外に、インク供給路の接続部等、インク供給系においてインク中に混入するものもある。
【０００３】
このような吐出不良ノズルにより、スジやムラが発生し画像の品位が低下するため、これら種々の原因による吐出不良に対して、インクジェット記録装置では、ヘッドのノズル口面をブレードや拭き部材によるクリーニングや、記録中に発生した流路内の気泡を排出するために吸引するというような回復処理を行っている。あるいは、ある一定の吐出を行わないときに記録ヘッドの吐出口面を被覆してインクの増粘を防止するキャッピング処理、また、このキャッピング状態で吐出口からインクを吸引して増粘インクを排出させるインク吸引や、インク吸収体等で構成される所定のインク受けに通常の記録時と同様にインクを吐出し同様に増粘インクを排出する空吐出等の吐出回復処理が行われる。
【０００４】
上記処理は、例えば装置の電源投入時や記録動作中所定の時間間隔あるいはインク吐出の発数で、自動的に行われたり、操作者が必要に応じて回復ボタン等を押下したりすることによって行われていた。
【０００５】
そして、ノズルの吐出状態が不良であること(特に不吐出)を検出した場合、一般的にはそのノズルからのインク吐出を中止し、例えば特許文献１および特許文献２にあるように他の正常な吐出状態のノズルでそのノズルによって本来印字されるべき画像部分を補完するという処理が行われている。
【０００６】
また、吐出不良を検出する方法としては、例えば特許文献３や特許文献４および特許文献５にあるような光学的あるいは電気的に検出する操作を定期的、非定期的に行って、ユーザ自身あるいは装置内で判別するという方法がとられている。
【特許文献１】特開２００３−１３６７６３
【特許文献２】特開２００３−１３６７６４
【特許文献３】特開平１１−３３４１０９
【特許文献４】特開２００４−０５０４５０
【特許文献５】特開２００２−２６４３５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし吐出状態が不良となる原因によっては、例えばヘッドのノズル口面にインク滴が多数付着したり、ゴミが付着したり、ノズル内に気泡が溜ったりする等では、一度吐出状態が不良となったノズルでも回復操作によって吐出状態が正常となって再び使用が可能となる場合もある。一度吐出状態が不良になったということだけで使用を中止してしまえば、それを補完するために使用されるノズルの吐出頻度が多くなって、そのノズルだけ寿命が短くなってしまう。
【０００８】
あるいは回復操作によって一度吐出状態が正常となっても、それが吐出不良になりやすいノズルであれば、記録を行っている途中で再び吐出不良となる恐れがあり、それによって画像品位が劣化してしまうという懸念がある。上記した従来技術は吐出不良が検出された後の処理であるため、吐出不良が検出された直後は画像劣化を生じさせてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に対し本発明は、複数のインクジェット記録素子（ノズル）を被記録媒体の相対的な走査方向と異なる方向に配列してなるノズル群を有するプリントヘッドにより、ノズルからインク滴を吐出して被記録媒体に画像記録（プリント）を行うインクジェット記録装置において、
ノズルからの吐出発数をカウントする手段と、該カウント手段による吐出発数が規定値に達した場合に前記ヘッドの回復操作を行うための手段と、該回復操作の前後でノズルの吐出状態を検出する手段と、少なくとも前回までの検出工程において、吐出不良が検出されたノズルの情報を保存するメモリー手段と、該メモリー内に保存されている情報に基づき、前記検出手段により回復操作前及び/又は後で、吐出状態が不良と検出されたノズルに対して、吐出不良が検出された条件に応じて規定の操作を行う印字制御手段を備えることを特徴としている。
【００１０】
また、前記回復操作の前及び/又は後で、吐出状態が不良と検出されたノズルに対する規定の操作として、（１）前記回復操作の前後において吐出不良と検出された場合には、該当ノズルからのインク吐出を中止する、（２）前記回復操作の前では吐出不良、前記回復操作の後では吐出不良が検出されない状態が指定回数続いた場合には、前記回復操作が行われる規定吐出発数とは別に設定された規定吐出発数に達したら、該当ノズルからのインク吐出を中止する、（３）その他の場合には、通常のシーケンスで使用を続けるのいずれかを行うことを特徴としている。
【００１１】
さらに、前記（２）の操作を行う吐出発数は、前記回復操作が行われる吐出発数よりも小さく設定されていることを特徴としている。
【００１２】
そして、前記（１）および（２）の操作において使用が停止されたノズルによって本来印字されるべき画像に対して、他のノズルによって適切な補完処理を行う手段を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、吐出不良となり使用ができなくなったノズルによって本来印字されるべき画像を補完するために用いられるノズルの長寿命化を図る事が可能となる。さらに吐出状態が不安定になりやすいノズルに対して、印字途中で吐出不良となり画像品位が劣化することを未然に防止し、高品位な画質を安定して提供しつづけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明を適用した実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
(全体構成)
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を示す模式図である。１はインクを吐出するための長尺プリントヘッドユニットであり、図中ではブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の長尺インクジェットプリントヘッドにより構成されている。各インクジェットプリントヘッドにはインクを吐出するためのインク吐出口(不図示)が複数配列されている。プリントヘッドには不図示のインク供給チューブが接続され、さらに、制御信号などが不図示のフレキシブルケーブルを介して送られる。普通紙や高品位専用紙、ＯＨＰシート、光沢紙、光沢フィルム、ハガキ等のプリント媒体５は、搬送ローラ６、紙押さえローラ７に挟持され、駆動モータ８の駆動に伴い矢印方向（主走査方向）に送られる。前述のインクジェットヘッド１から４のインク吐出口の内部（液路）にはインク吐出用の熱エネルギーを発生する発熱素子（電気・熱エネルギー変換体）が設けられている。リニアエンコーダ（不図示）の読みとりタイミングに伴い、前記発熱素子を記録信号に基づいて駆動し、被記録材上にインク滴を吐出、付着させることで画像をプリントすることができる。
【００１６】
さらに、不図示のプリントヘッド位置制御部により、制御モータとプリントヘッド移動ベルトを介し、プリントする画像の幅、あるいは被記録材のサイズに応じて、プリントヘッド位置制御モータを作動させ、各色のプリントヘッドを移動させることができる。
【００１７】
プリントヘッドは、不図示のキャッピング手段により、記録を行わないときに、インク吐出口面を密閉し、インク溶剤の蒸発に起因するインクの固着あるいは塵埃などの異物の付着などによる目詰まりを防止する。また上記キャッピング手段のキャッピング機能は、記録頻度の低いインク吐出口の吐出不良や目詰まりを解消するために、インク吐出口から離れた状態にあるキャップ部へインクを吐出させる空吐出に利用されたり、キャップした状態で不図示のポンプを作動させ、インク吐出口からインクを吸引し、吐出不良を起こした吐出口の吐出回復に利用される。またキャップ部隣接位置に不図示のブレード、拭き部材を配置することによりプリントヘッドのインク吐出口形成面をクリーニングすることが可能である。
【００１８】
また本発明は、プリントヘッドを記録媒体の搬送方向に対して垂直の方向に往復走査させて画像形成を行うシリアルタイプのインクジェットプリント装置に対しても適用可能である。
【００１９】
(制御系の構成)
図２は図１に示したインクジェットプリント装置の制御系の構成例である。同図において１２はプリントヘッド１１を電気的に制御し、画像データに応じてインクを吐出させるためのプリントヘッド制御回路である。１３はインクの吐出状態を検出する吐出検出センサである。１４は吐出検出センサ１３からの信号をノズル毎の吐出状態信号に置き換える吐出検出制御装置である。
【００２０】
１６はプリントヘッドを記録位置まで移動させるための駆動源をなす主走査モータ、１７はプリント媒体5を搬送するための駆動源をなす搬送モータ、１８は回復処理ユニットを作動させるための駆動源をなす回復動作モータである。１９は回復処理ユニットを駆動する回復動作アクチュエータ、２０は回復処理ユニットの動作状態を検出するための回復動作センサである。２１はこれら各種モータやアクチュエータおよびセンサを制御管理する機構制御回路である。
【００２１】
１５は後述する処理手順等に従って以上の各部の動作を全体的に制御するＣＰＵ、２２はそのＣＰＵ１５が実行する処理手順に対応したプログラムを記憶したＲＯＭである。２３はＣＰＵ１５が処理手順を実行する過程でパラメータや吐出不良ノズルの情報を一時保存するためのエリアを有するＲＡＭ、２４は装置電源のオフ時にも吐出検出状態を保存するためのＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリーである。
【００２２】
２５は操作・表示部であり、電源投入や、ホスト装置Ｈとのオンライン／オフラインの設定等、ユーザが所要の操作を行うためのスイッチや、装置状態等をユーザに提示するための表示器を有する。ホスト装置Ｈは、インクジェットプリント装置に対して画像データの供給源をなすものであり、プリントに係る画像等のデータの作成、補完処理などの画像処理を行うコンピュータとする他、画像読取用のリーダ部や、あるいはデジタルカメラ等の形態であってもよい。画像データ、その他のコマンド、ステータス信号等は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）２６を介して送受信される。
【００２３】
上記構成において、プリントヘッド制御回路１２からプリントヘッド１１に信号を送り、ノズルからのインク吐出動作を順次行わせ画像をプリント媒体上に記録する。
【００２４】
(吐出状態の検出手段)
図３において、プルントヘッド１１内にはインクが充填されており、インクを吐出するためのノズル３０が配備されている。ノズル内には、所定のタイミングパターンでインクを送り出すための液吐出手段（図示せず）により駆動されるヒータ３１がノズル毎に配備されている。ヒータ３１を通電して加熱することにより、ノズルのインク中に気泡を発生させ、その押圧力によりノズル開口方向にインク滴を吐出する。３２は吐出後のインク滴であるが、このインク滴の通過経路の途中に不吐出検知手段３３をインク滴に接触しない位置に配備し、インク滴に対して非接触でインク通過の有無の検出を行う。
【００２５】
インク滴３２は、吐出時にヒータ３１の熱により加熱されており、インク滴が放出する放射波の中でも特に赤外波長帯の放射波強度が高いので、赤外波長帯の放射波を検知する赤外線センサを不吐出検出手段として用いることが好ましい。代表的な赤外線センサとしては、赤外波長波により電位変化を生じさせる焦電素子を用いた焦電型赤外線センサが知られている。
【００２６】
不吐出検出手段３３の出力は吐出されたインク滴が通過する度に変化するため、この変化の有無を出力検知手段３４によって検知することでインク滴の通過の有無を検知することが可能である。
【００２７】
ノズルの吐出状態を検出する方法としては上記以外の方法でもよく、例えばノズルチェックパターンを印字してそれをスキャナで読み取る方法や、記録ヘッドの温度状態により検出する方法等、光学的あるいは電気的に検出する手段がある。
【実施例１】
【００２８】
図４に本発明の第１実施例のフローチャートを示す。ここで、ヘッドの回復操作を行う第1の規定吐出発数をｎ１、吐出状態が不良と検出されたノズルに対して使用を中止する吐出発数をｎ２とする。
【００２９】
まず、Ｓ１０１でドットカウントがｎ１になると、Ｓ１０２でノズルの吐出状態を検出し、吐出不良が検出されたノズルＬｉがあった場合、その情報をＳ１０３でメモリーに入力する。その後Ｓ１０４でヘッドの回復操作を行い、カウンタのリセットを行う。Ｓ１０５で再びノズルの吐出状態の検出を行い吐出不良ノズルＬｊが検出された場合、Ｓ１０６においてＳ１０３で入力されたデータと比較してｉ＝ｊとなった場合、Ｓ１０７でノズルＬｉを不吐と判断し、使用を中止する。そしてＳ１０８で不吐補完処理を行った後、Ｓ１０９でメモリー内の情報をクリアし記録を再開する。また、Ｓ１０６においてｉ≠ｊとなった場合には、Ｓ１１０でノズルＬｊを不吐と判断して使用を中止し、Ｓ１１１で不吐補完処理を行い、Ｓ１１２で記録を再開する。
【００３０】
そして、Ｓ１１３においてドットカウントがｎ２に達したとき、Ｓ１１４でノズルＬｉを不吐と判断して使用を中止し、Ｓ１１５で不吐補完処理を行い、Ｓ１１６でメモリー内の情報をクリアし、記録を再開する。
【００３１】
このように、吐出不良が検出されても回復操作によって再び吐出可能となるノズルを記録に使用することにより、不吐補完処理に使われるノズルの使用頻度を下げ寿命をのばすことが可能となる。さらに、吐出不良が検出されたノズルの使用をある段階で中止することにより、吐出不良となりやすいノズルによって突発的に起こる吐出不良を未然に防ぐことが可能となり、高品位な画質を安定して提供することが可能となる。
【００３２】
上記において、Ｓ１１３以降の操作を行う条件として、Ｓ１０６において複数回ｉ≠ｊが確認された場合としてもよい。それにより吐出不良となりやすいノズルの検出精度をより高くすることができ、不吐補完処理で使用されるノズルの使用頻度も下がり、より高寿命化を図ることができる。
【実施例２】
【００３３】
図５に本発明の第２実施例のフローチャートを示す。ここで、ヘッドのクリーニングを行う第1の規定吐出発数をｎ１、回復操作を行う第２の規定吐出発数をｎ２、吐出状態が不良と検出されたノズルに対して使用を中止する吐出発数をｎ３とする。ここでｎ３は、ｎ１およびｎ１とｎ２の差よりも小さいものとする。
【００３４】
まず、Ｓ２０１でドットカウントがｎ１になると、Ｓ２０２でノズルの吐出状態を検出し、吐出不良が検出されたノズルＬｉがあった場合、その情報をＳ２０３でメモリーに入力する。そしてＳ２０４でヘッドのクリーニングを行い、Ｓ２０５で再びノズルの吐出状態を検出し吐出不良ノズルＬｊが検出された場合、Ｓ２０６においてＳ２０３でメモリーに入力された情報と比較してｉ＝ｊとなった場合、Ｓ２０７でノズルＬｉを不吐と判断し使用を中止する。また、Ｓ２０６においてｉ≠ｊとなった場合、Ｓ２０８でノズルＬｊを不吐と判断して使用を中止する。そしてＳ２０９で対応するノズルの不吐補完処理を行い、Ｓ２１０で記録を再開する。
【００３５】
次にＳ２１１でドットカウントがｎ２に達したとき、Ｓ２１２でノズルの吐出状態の検出を行い、吐出不良が検出されたノズルＬｋがあった場合、その情報をＳ２１３でメモリーに入力する。その後Ｓ２１４でヘッドの回復操作を行いカウンタのリセットを行う。Ｓ２１５において再びノズルの吐出状態の検出を行い、吐出不良ノズルＬｌが検出された場合、Ｓ２１６においてＳ２１３でメモリーに入力されたデータと比較をして、Ｌｋ＝ｌとなった場合、Ｓ２１７でノズルＬｋを不吐と判断して使用を中止し、Ｓ２１８で不吐補完処理を行いＳ２１９でメモリー内の情報をクリアし、記録を再開する。また、Ｓ２１６においてｋ≠ｌとなった場合、Ｓ２２０でノズルＬｌを不吐と判断して使用を中止し、Ｓ２２１で不吐補完処理を行い、Ｓ２２２で記録を再開する。
【００３６】
そして、Ｓ２２３でドットカウントがｎ３に達したとき、Ｓ２２４でノズルＬｉおよびＬｋの使用を中止する。Ｓ２２５で対応するノズルの不吐補完処理を行い、Ｓ２２６でメモリー内の情報をクリアし、記録を再開する。
【００３７】
このように、吐出不良が検出されても回復操作によって再び吐出可能となるノズルを記録に使用することにより、補完処理に使われるノズルの使用頻度を下げ寿命をのばすことが可能となる。さらに、吐出不良が検出されたノズルの使用をある段階で中止することにより、吐出不良となりやすくなったノズにより突発的に起こる吐出不良を未然に防ぐことが可能となり、高品位な画質を安定して提供することが可能となる。
【００３８】
上記において、Ｓ２２４で使用を中止するノズルの条件として、さらにｉ＝ｋとなった場合としても良いし、
Ｓ２０６において複数回ｉ≠ｊが確認された場合や、Ｓ２１６において複数回ｋ≠ｌが確認された場合としてもよい。これにより吐出不良となりやすいノズルの検出精度をより高くすることができ、不吐補完処理で使用されるノズルの使用頻度も下がり、より高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１のインクジェットプリント装置における制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態におけるノズルの吐出情報を検出する構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１  プリントヘッドユニット
５  被記録材
６  搬送ローラ
７  紙押さえローラ
８  駆動モータ
１１  プリントヘッド
１２  プリントヘッド制御回路
１３  吐出検出センサ
１４  吐出検出制御回路
１５  ＣＰＵ
１６  主走査モータ
１７  副走査モータ
１８  回復動作モータ
１９  回復動作アクチュエータ類
２０  回復動作センサ類
２１  機構制御回路
２２  ＲＯＭ
２３  ＲＡＭ
２４  ＥＥＰＲＯＭ
２５  操作・表示部
２６  インターフェース（Ｉ／Ｆ）
３０  ノズル
３１  ヒータ
３２  インク滴
３３  不吐出検出手段
３４  出力検出手段
Ｈ  ホスト装置
【図１】
2007118446.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007118446.tif 000006
【図５】
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