(57)【要約】【課題】複数の記録素子の時分割駆動において、各駆動ブロックの早い時間で駆動信号が入力される場合はノズルの吐出検知信号は当該ブロック内で取得されるが、遅い時間に駆動信号が入力される場合はノズルの吐出検知信号は当該ブロック内で取得できない。【解決手段】インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルの吐出状態を検知する前記複数のノズルに対応する複数の検知素子とを備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置におけるノズルの吐出状態を次のように検査する。即ち、前記吐出状態を検査する対象ノズルを選択する。次に、前記複数のノズルを複数のブロックに分割し、各ブロックのノズルを時分割駆動する際の前記各ブロック内の早いタイミングで、前記選択された対象ノズルを駆動するように前記対象ノズルの駆動信号を生成する。【選択図】  図１０
2017196750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルの吐出状態を検知する前記複数のノズルに対応する複数の検知素子とを備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
前記複数のノズルを複数のブロックに分割し、各ブロックのノズルを時分割駆動する駆動手段と、
前記吐出状態を検査する対象ノズルを選択する選択手段と、
前記各ブロック内の早いタイミングで、前記選択手段により選択された対象ノズルを駆動するように前記対象ノズルの駆動信号を生成する生成手段とを有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記複数のノズルそれぞれは電気熱変換素子を備え、
前記複数の検知素子それぞれは、前記電気熱変換素子の温度を検知する温度検知素子であり、
前記記録ヘッドはさらに、前記温度検知素子から出力される信号に基づいて、対応するノズルからの吐出状態が吐出又は不吐であるかを検知する検知回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記生成手段により生成された駆動信号のブロック内で前記吐出状態を示す二値の信号を前記検知回路から取得することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記選択手段は、前記時分割駆動のためのブロック選択信号と、各ブロック内のノズルを選択するノズル選択信号とに基づいて前記対象ノズルを選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記対象ノズルを前記時分割駆動の駆動周期毎に順々に切り替えることにより選択を行うことを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
【請求項６】
前記生成手段は、
前記各ブロックの起点となるタイミングからの第１のオフセット値を設定する第１のレジスタと、
前記第１のオフセット値よりも大きい第２のオフセット値を設定する第２のレジスタと、
前記第１のレジスタと前記第２のレジスタにそれぞれ設定された前記第１のオフセット値と前記第２のオフセット値とに基づいて、前記各ブロック内で早いタイミングでパルスが立ち上がる第１の駆動信号と、前記各ブロック内で遅いタイミングでパルスが立ち上がる第２の駆動信号とを生成するパルス生成回路とを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項７】
前記対象ノズルの駆動信号として前記第１の駆動信号を用いることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
【請求項８】
前記生成手段はさらに、
前記第１の駆動信号のパルスの立ち上げを規定する値を設定する第３のレジスタと、
前記第１の駆動信号のパルスの立ち下げを規定する値を設定する第４のレジスタと、
前記第２の駆動信号のパルスの立ち上げを規定する値を設定する第５のレジスタと、
前記第２の駆動信号のパルスの立ち下げを規定する値を設定する第６のレジスタとを有することを特徴とする請求項６又は７に記載の記録装置。
【請求項９】
前記第１のレジスタ、前記第２のレジスタ、前記第３のレジスタ、前記第４のレジスタ、前記第５のレジスタ、及び、前記第６のレジスタそれぞれに設定される値はＣＰＵにより設定されることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
【請求項１０】
インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルの吐出状態を検知する前記複数のノズルに対応する複数の検知素子とを備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置におけるノズルの吐出状態を検査する検査方法であって、
前記吐出状態を検査する対象ノズルを選択する選択工程と、
前記複数のノズルを複数のブロックに分割し、各ブロックのノズルを時分割駆動する際の前記各ブロック内の早いタイミングで、前記選択工程において選択された対象ノズルを駆動するように前記対象ノズルの駆動信号を生成する生成工程とを有することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録装置、及びその検査方法に関し、特に、電気熱変換素子に発生した熱エネルギーを用いてインクを吐出する記録ヘッドを用いた記録装置、及びその記録ヘッドのノズルからのインクの吐出状態を検査する検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置（以下、記録装置）では、記録ヘッドに設けたノズルからインクを吐出させて紙などの記録媒体上に画像形成を行う。その記録装置は、微細なノズルから記録媒体にインクを直接吐出し画像を形成するため、記録ヘッドのノズルが設けられた面（ノズル面と表記）に吐出を妨げる異物、例えば、インク滴、紙粉などが付着した場合、正常な吐出ができず吐出不良が発生する。このような吐出不良は形成画像の画質低下を引き起こすため、不良ノズルを迅速に特定し、記録ヘッドの回復動作や別のノズルでの記録補完を行う必要がある。
【０００３】
これまでにも上記のような課題に対処するために様々な技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１は、インクを吐出する記録ヘッドと、その記録ヘッドによって記録媒体にテストパターンを記録させる記録手段と、記録媒体上のテストパターンから記録ヘッドのインク不吐を検知する検知手段とを備えた記録装置を提案している。また、特許文献２は、検出した不吐ノズルが記録すべきデータを別の正常なノズルによって補完する技術を提案している。
【０００５】
更に、特許文献３は、記録ヘッドの各ノズルの吐出検査を行う方法を提案している。その方法によれば、センサ素子により検出される温度の降温過程において、速度低下に急激な変化があるかを検出し、その変化に急激な変化がある場合に該変化が発生するタイミングを求める。次に、予め求めておいた正常吐出時の変化タイミングと求められた変化タイミングを比較し、両者の時間差を求め、その時間差からそのノズルが正常にインクを吐出しているかどうかを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３３８１９９号
【特許文献２】特開２００５−０９６４２４号公報
【特許文献３】特開２００７−３３１１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来例では、依然として以下のような課題がある。
【０００８】
特許文献１が提案する構成では、記録ヘッドの各ノズルから吐出するインクをスキャナのようなセンサで読み取れない色や波長成分（例えば、透明なインク）については、センサを用いたとしてもインクが正常に吐出しているかどうかを判別できない。
【０００９】
また、特許文献３が提案する方法では、記録ヘッドの各ノズルに関するインクの吐出／不吐を検査のためにインク吐出動作の後、温度低下の急激な変化が発生するタイミングまで約数μ秒の時間が必要である。特許文献３の実施例にはセンサ検出温度が最高温度到達してから約３．７μ秒後に温度変化曲線に変曲点が現れると記載されている。
【００１０】
図１２はインク吐出動作時におけるセンサ出力信号の時間変化波形を示す図である。
【００１１】
図１２によれば、インクが正常吐出する場合とインクの吐出不良がある場合では、センサ出力信号の時間変化波形のピークから２つの曲線の間に十分な差分が発生するポイントまでが約２．７μ秒程度の時間があることが読み取れる。このように、特許文献３が提案する方法では、その検査に時間を要するという課題がある。
【００１２】
さて、従来より記録装置では、その本体部から記録ヘッドに供給する電流の瞬間的なピークを抑えることを目的に駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇを複数個に分割し、ヒートタイミングをずらすことで瞬間電流を抑える制御を行っている。
【００１３】
図１３は１つのヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇで、記録ヘッドの複数のノズルをＮ個のブロックに分割し、各ブロックを駆動した際の電流波形を示す図である。
【００１４】
図１３に示すように、ラッチ信号Ｈ＿ＬＡＴＣＨの入力周期が対応するブロック周期Ｔ毎にＩＡ（アンペア）のヒータ電流が流れている。
【００１５】
図１４は２つのヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１、２をずらし、記録ヘッドの複数のノズルをＮ個のブロックに分割し、各ブロックを駆動した際の電流波形を示す図である。
【００１６】
この場合、１つのヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿ＳｉｇでＮ／２個のブロックが駆動されるため、瞬間的に流れるヒータ電流はＩ／２Ａ（アンペア）に抑制される。ここで、Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１とＨｅａｔ＿Ｓｉｇ２はそれぞれ、ラッチ信号Ｈ＿ＬＡＴＣＨの立ち上がりから、パルスオフセット値１とパルスオフセット値２で遅延した時点からパルスが形成されている。
【００１７】
図１５は２つのヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１、２を互いにずらし、記録ヘッドの駆動制御を行った際の、不吐ノズル検出のタイミングを示す信号波形を示す図である。
【００１８】
ここで、ヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１で駆動されるブロックを検出するＳｔｅｐ０では、２つのラッチ信号Ｈ＿ＬＡＴＣＨの間隔に相当するブロック時間Ｔ内にセンサ検出信号の変曲点が現れる。従って、ブロック時間Ｔ内でインク吐出動作を行なってから不吐検出をするまでの動作が完了することが可能である。
【００１９】
しかしながら、ヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ２で駆動されるブロックを検出するＳｔｅｐ１では、センサ検出信号の変曲点はＳｔｅｐ１のブロック時間内で収まらず、Ｓｔｅｐ２の周期にずれ込んでしまう。このため、Ｓｔｅｐ２では別のブロックでの不吐検出を開始する事ができなくなる。
【００２０】
不吐ノズルは早急に検出を行い、別のノズル等で画像補完を行うことが望ましいが、上記のような場合、各ブロック時間内で不吐検知を行うことができない。このため、結果として、不吐検知に要する時間が長くなってしまう。
【００２１】
また、記録装置が記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させて記録を行う構成を採用している場合、不吐検知を行うタイミングが各スキャンの間であると、不吐検知に要する時間が長くなるほどスキャン間での停止時間が長くなる。その結果、スループットの低下を招いてしまうという問題が生じてしまう。
【００２２】
さらに、記録媒体の幅分の記録幅を有するフルライン記録ヘッドを搭載した記録装置では、例えば、記録に用いるカット紙間で不吐検知を行うことになる。このため、不吐検知に要する時間が長いと、カット紙間の間隔が長くなり、同様に、スループットの低下を招いてしまう。
【００２３】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、高速に記録ヘッドのノズルの検査を行うことが可能な記録装置、及び、その検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成からなる。
【００２５】
即ち、インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルの吐出状態を検知する前記複数のノズルに対応する複数の検知素子とを備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、前記複数のノズルを複数のブロックに分割し、各ブロックのノズルを時分割駆動する駆動手段と、前記吐出状態を検査する対象ノズルを選択する選択手段と、前記各ブロック内の早いタイミングで、前記選択手段により選択された対象ノズルを駆動するように前記対象ノズルの駆動信号を生成する生成手段とを有することを特徴とする。
【００２６】
また本発明を別の側面から見れば、インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルの吐出状態を検知する前記複数のノズルに対応する複数の検知素子とを備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置におけるノズルの吐出状態を検査する検査方法であって、前記吐出状態を検査する対象ノズルを選択する選択工程と、前記複数のノズルを複数のブロックに分割し、各ブロックのノズルを時分割駆動する際の前記各ブロック内の早いタイミングで、前記選択工程において選択された対象ノズルを駆動するように前記対象ノズルの駆動信号を生成する生成工程とを有することを特徴とする検査方法を備える。
【発明の効果】
【００２７】
従って本発明によれば、ノズルの吐出状態を検査する対象となるノズルを駆動する際には、時分割駆動の各ブロック内の早いタイミングで、その対象ノズルを駆動するので、その駆動ブロック内で検査を完了することができるという効果がある。これにより、検査の結果を次の駆動ブロックまで待つことがなくなり、高速な検査が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の代表的な実施例である記録ヘッドを備えた記録装置の構造を説明するための斜視透視図である。
【図２】記録ヘッドのノズル配置を示す図である。
【図３】記録ヘッドの制御ロジックの概略構成を示すブロック図である。
【図４】記録ヘッドに送信されるデータの詳細を示すタイムチャートである。
【図５】記録ヘッド内の制御ロジック構成の概略を示すブロック図である。
【図６】記録ヘッドをブロック順次時分割駆動して記録を行った紙面上のドット配置を示す図である。
【図７】吐出／不吐検知回路の構成を示すブロック図である。
【図８】２５６ビットデコーダでのノズル選択を示す図である。
【図９】シーケンスコントローラ内のパルス生成及びパルスオフセット選択回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】実際の動作タイミングを示す信号波形のタイムチャートである。
【図１１】ノズルの吐出／不吐検知の処理を示すフローチャートである。
【図１２】インク吐出動作時におけるセンサ出力信号の時間変化波形を示す図である。
【図１３】１つのヒート駆動信号で、記録ヘッドの複数のノズルをＮ個のブロックに分割し、各ブロックを駆動した際の電流波形を示す図である。
【図１４】２つのヒート駆動信号を互いにずらし、記録ヘッドの複数のノズルをＮ個のブロックに分割し、各ブロックを駆動した際の電流波形を示す図である。
【図１５】２つのヒート駆動信号を互いにずらし、記録ヘッドの駆動制御を行った際の、不吐ノズル検出のタイミングを示す信号波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
【００３０】
なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００３１】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００３２】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００３３】
またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【００３４】
以下に用いる記録ヘッド用の素子基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を差し示すものである。
【００３５】
さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み（built-in）」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。
【００３６】
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置（以下、記録装置）の構概略成を示す斜視図である。なお、この実施例ではシリアルスキャン型の記録装置を用いて説明するが、フルライン記録ヘッドを搭載した記録装置にも本発明は適用可能である。
【００３７】
図１に示す記録ヘッド１はインクジェット記録方式の中でも、特に、ヒータ等の電気熱変換素子を用いて、インクを加熱して熱エネルギーによってインク滴を吐出させる方式を用いており、これにより記録画像の高解像度化及び高精細化を達成している。
【００３８】
記録ヘッド１には、図１に示すように、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロ（Ｙ）インク、及びブラックインク（Ｂｋ）をそれぞれ、収容したインクタンク１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｋの４つインクタンクが接続されている。そして、記録ヘッド１及び各インクタンク１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｋは共に、キャリッジ２に搭載されている。図１から分かるように、これら４つのインクタンクはガイド軸３の長さ方向に沿って配置され、即ち、キャリッジ２の移動方向に沿った状態でキャリッジ２に搭載されている。
【００３９】
図２は記録ヘッドのインクを吐出するノズルの配置を示す図である。
【００４０】
図２に示すように、記録ヘッド１にはブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各インク用のノズルが配置されている。この例では各色インクについて２つのノズル列を備え、１つの列内でのノズルの間隔は６００ｄｐｉで配置され、もう１つのノズル列は前述のノズル列から１／２ピッチ分ずらして６００ｄｐｉで配置される。このようにノズルを配置することで、２列のノズルからインクを吐出することでノズル配列方向に解像度１２００ｄｐｉでの記録を可能としている。なお、図２に示す例では、各ノズル列に２５６個のノズル（Ｓｅｇ０〜２５５）を配置している。
【００４１】
図１に戻って説明を続ける。記録ヘッド１は下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ２に搭載されており、キャリッジ２の軸受け部２ａがガイド軸３に沿って移動していくときに、記録ヘッド１がインク液滴を吐出して、記録用紙等の記録媒体４に１走査分の画像を形成する。なお、キャリッジ２のガイド軸３に沿った往復運動は、キャリッジモータ５の駆動力が伝達されたプーリ６の回転により、タイミングベルト７を介して行われる。
【００４２】
記録ヘッド１による１走査分の記録が終了すると、記録ヘッド１は記録を中断する。そのとき、搬送モータ９が駆動され、プラテン８上に位置する記録媒体４がキャリッジ２の移動方向に対して直交する方向に所定量だけ搬送される。次いで、再び、キャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながら次の１走査分の画像形成を行う。これらの動作を繰り返すことにより、記録媒体４の全体にわたって画像が記録される。
【００４３】
さて、図１に示されているように、記録装置の右側には記録ヘッド１のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復機器１０が配置されている。回復機器１０の横側には、目詰まり防止用の予備吐出を行う予備吐出口（不図示）が設けられている。回復機器１０には記録ヘッド１のインク吐出面をキャップするキャップ１１、記録ヘッド１のインク吐出面を拭うワイパ１２、及び、記録ヘッド１の記録素子を構成するノズルからインクを吸引するための吸引ポンプ（不図示）等が設けられている。
【００４４】
また、この記録装置は、エンコーダスケール１３及びエンコーダ１４を備えており、キャリッジ２の移動速度の検出を行い、キャリッジ２を駆動する時に、そのフィードバック制御を行うように構成されている。また、エンコーダスケール１３の位置情報をエンコーダ１４により読み取ることで、記録ヘッド１のインク吐出タイミング（以後、ヒートタイミング）が得られる。
【００４５】
なお、この実施例で用いる記録ヘッド１は上述した４つのインクタンクから４色のインクの供給を受けて記録を行うカラー記録ヘッドであり、キャリッジ２の往復移動に対応して往復記録を行う。
【００４６】
図３は記録ヘッドの制御ロジックの概略構成を示すブロック図である。
【００４７】
図３に示す構成によれば、ＰＣ１０６のようなホスト装置から転送された記録データ（カラー記録データ）は記録装置内部のインタフェース（Ｉ／Ｆ）制御ブロック１０７で受信される。そして、その受信データはデータ展開ブロック１０８によってカラー記録データの各色成分（ＹＭＣＢｋ）毎及び各ノズル列毎の記録データに展開される。記録装置の記録動作を制御する制御プログラムはＲＯＭ１０９に格納されており、適宜、ＣＰＵ１１０は制御プログラムをＲＯＭ１０９から読出して、ＤＲＡＭ１０１でこれを実行し、記録動作の制御を行う。
【００４８】
データ展開ブロック１０８により展開された展開データはＣＰＵ１１０によって制御されるＤＭＡコントローラ１０２によりＤＲＡＭ１０１に転送されて一時的に格納される。ＤＲＡＭ１０１に展開された記録データは、エンコーダの入力信号により記録ヘッド１の位置を検出しながら、再びＤＭＡコントローラ１０２によって読出され、シーケンスコントローラ１０４を経て記録ヘッド１のヘッドロジック１０５に転送される。このとき、転送されるデータは記録信号Ｈ＿ＤＡＴＡ１、Ｈ＿ＤＡＴＡ２……インク色数分のデータとしてクロック信号Ｈ＿ＣＬＫに従って、シーケンスコントローラ１０４から出力される。そして、そのデータ転送後、ラッチ信号Ｈ＿ＬＡＴＣＨがヘッドロジック１０５に出力され、記録信号がヘッドロジック１０５内のラッチ回路にラッチされる。
【００４９】
一方、ブロック生成回路１０３によって生成されたブロック選択信号はシーケンスコントローラ１０４に出力される。ブロック選択信号はシーケンスコントローラ１０４で記録信号Ｈ＿ＤＡＴＡにマージされ、記録ヘッド１に出力される。記録タイミング生成回路１００はエンコーダ１４からのエンコーダ信号に基いて、記録タイミング信号を生成する。一方、ラッチ信号生成回路１１１は、記録タイミング生成回路１００からの記録タイミング信号に基いて記録の起点となるラッチ信号Ｈ＿ＬＡＴＣＨを生成する。また、吐出検知制御回路１１２は吐出／不吐検知を行うセグメント選択データを生成する機能とヘッドロジック１０５からの吐出検知結果を示す吐出検知信号ＮＺＬ＿ＳＥＮＣＥを取り込む。
【００５０】
図４は記録ヘッドに送信される記録信号Ｈ＿ＤＡＴＡの詳細を示すタイムチャートである。図５は記録ヘッド１の内部のヘッドロジック１０５の概略構成を示すブロック図である。
【００５１】
図４に示されるように、記録信号Ｈ＿ＤＡＴＡはクロック信号Ｈ＿ＣＬＫに同期して送信される。一方、図５に示されるように、ヘッドロジック１０５内の２４ビットシフトレジスタ４００はクロック信号Ｈ＿ＣＬＫの立ち上がりと立ち下がりに同期して記録信号Ｈ＿ＤＡＴＡを取り込む。記録信号Ｈ＿ＤＡＴＡは記録データのビット１５（Ｄ１５）から順にビット０（Ｄ０）まで、その後、ブロック選択信号のビット３（ＢＥ３）からビット０（ＢＥ０）まで、さらにノズル選択信号のビット３（ＮＺ３）からビット０（ＮＺ０）が順次送信される。
【００５２】
クロック信号Ｈ＿ＣＬＫの１２個分のクロックによって２４ビットのデータが２４ビットシフトレジスタ４００に取り込まれる。次に、ラッチ信号Ｈ＿ＬＡＴＣＨの立ち上がりによって記録データは１６ビットラッチ４０３に、ブロック選択データは４ビットラッチ４０２に、ノズル選択データは４０１にラッチされる。４ビットラッチ４０２に保持されたブロック選択データは４→１６デコーダ４０４で１６ビットのブロック選択データにデコードされ、３入力ＡＮＤ回路４１０に接続される。
【００５３】
４ビットラッチ４０２に保持されたブロック選択データと４ビットラッチ４０１に保持されたノズル選択データは吐出／不吐検知回路（後述）へと入力される。ヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１、Ｈｅａt＿Ｓｉｇ２はヒータ４１１であるＳｅｇ０〜２５５まで交互に接続されている。即ち、ノズル番号が偶数番目のノズルＳｅｇ０、Ｓｅｇ２、……、Ｓｅｇ２５４にはヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１が入力され、ノズル番号が奇数番目のノズルＳｅｇ１、Ｓｅｇ３、……、Ｓｅｇ２５５にはヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ２が入力される。３入力ＡＮＤ回路４１０には、ブロック選択データが１６ビットにデコードされた信号と１６ビットラッチ４０３の出力信号とヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇとが入力され、３入力が全て“１”となった場合のみ、ヒータ４１１が過熱されインクが吐出される。
【００５４】
次に、記録ヘッドのブロック順次駆動についてより詳細に説明する。
【００５５】
インクジェット記録装置では、記録ヘッドのノズルを増やし、駆動周波数を高くすることで記録の高速化を行ってきた。このとき、通常の記録装置に用いられる電源に常に全てのノズルを同時駆動してインク吐出する容量をもたせることは、電源のコストアップにつながり、更には電源サイズの大型化を招く等の理由により困難である。そこで、電力がノズルに平均的に供給されるようにノズルは複数に分割されて時分割駆動している。
【００５６】
この場合、分割されたブロックを順次駆動してゆき、一巡することで全ノズルを駆動することになる。このような駆動制御をキャリッジが主走査方向に移動する際に繰り返すことで１走査分の記録を行う。
【００５７】
図６は記録ヘッドをブロック順次時分割駆動して記録を行った紙面上のドット配置を示す図である。
【００５８】
図６において、一番左の列はノズル検査の結果を二値で示したものである。その値が、“０”であれば正常ノズルであることを示し、“１”であれば不良ノズルであることを意味する。次に、左から２番目の列は、ノズル番号を示しており０から２５５まで示されており、この番号はノズルのＳｅｇ０〜Ｓｅｇ２５５に対応している。左から３番目の列は１６ビットラッチ４０３から出力された１６ビットの記録データの接続先を示している。具体的には、ビット０（図５ではｂｉｔ０）がノズルＳｅｇ０〜１５に接続され、ビット１（図５ではｂｉｔ１）がノズルＳｅｇ１６〜３１に接続され、以下同様にして、ビット１５（図５ではｂｉｔ１５）がノズルＳｅｇ２４０〜２５５に接続されている。
【００５９】
次に左から４番目の列は、駆動されるブロックを表わしており、そのブロックは４→１６デコーダ４０４に入力されたブロック選択信号をデコードして得られた１６ビットの選択信号の各ビットのビット番号により示される。図５が示唆するように、そのビット０（ｂｉｔ０）はノズルＳｅｇ０、１６、３２、……、２４０に、そのビット１（ｂｉｔ１）はノズル１、１７、３３、……、２４１にそれぞれ、ノズル１６個とびに接続されている。このように、そのビットＮはノズルＳｅｇＮを起点に１６個とびに接続されることになる。
【００６０】
つまり、記録データのビット０が“１”であり、１６ビットの選択信号のビット０が“１”となり、駆動ブロックとしてブロック０が選択された場合、ノズルＳｅｇ０からインクが吐出される。次に、記録データのビットが“１”であり、１６ビットの選択信号のビット１が“１”となり駆動ブロックとしてブロック１が選択された場合、ノズルＳｅｇ１からインクが吐出される。このような選択をブロック１５まで繰り返すことで、１６ビットの記録データと４ビットのブロック選択データの組み合わせで、ノズルＳｅｇ０〜２５５からインクを吐出することができる。
【００６１】
図４のタイムチャートが示すように、１６ビットの記録データ（Ｄ０〜Ｄ１５）と４ビットのブロック選択データ（ＢＥ０〜ＢＥ３）がシリアルにヘッドロジック１０５に送信される。次に、ラッチ信号Ｈ＿ＬＡＴＣＨの立ち上がりによって、２４ビットシフトレジスタ４００に取り込まれたデータが、１６ビットラッチ４０３に記録データ、４ビットラッチ４０２にブロック選択データとしてラッチされる。ここで、ブロック選択データの値が“００００”であれば、ラッチされたデータに基づいて、ヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇによって、ノズルＳｅｇ０、１６、３２、……、２０８、２２４、２４０からインク吐出が行われる。これをブロック選択データ“００００”〜“１１１１”まで１６回繰り返すことで２５６個のノズル全てにインク吐出の機会が与えられ、１カラム分の記録データに基づいた記録がなされる。
【００６２】
次に、ノズル吐出／不吐検知の動作に関して説明する。
【００６３】
図７の吐出／不吐検知回路の構成を示すブロック図である。この吐出／不吐検知回路はヘッドロジック１０５の内部に実装される。
【００６４】
図７に示すように、２５６ビットデコーダ２０２には、４ビットのブロック選択データと４ビットのノズル選択データが入力され、２５６個のノズル（Ｓｅｇ０〜２５５）から１つのノズルが選択される。
【００６５】
図８は２５６ビットデコーダ２０２でのノズル選択を示す図である。
【００６６】
図８に示すように、ブロック選択データとノズル選択データの値がそれぞれ、“００００”、“００００”の場合、ノズルＳｅｇ０が選択される。ブロック選択データとノズル選択データの値がそれぞれ、“０００１”、“００００”であれば、ノズルＳｅｇ１が、同様に“００１０”、“００００”であれば、ノズルＳｅｇ２が選択される。このようにして順にノズルＳｅｇ２５５まで選択されることになる。
【００６７】
ここで選択されたノズルはセグメント選択回路２０１に入力される。セグメント選択回路２０１には記録ヘッド１の各ヒータ４１１の直下に配置された吐出検知用センサ（温度検知素子）からの出力信号がノズルＳｅｇ０〜Ｓｅｇ２５５に対応して２５６個、入力される。一方、２５６ビットデコーダ２０２から出力された選択ノズルを示すノズル番号によって、２５６個のセンサ出力から１つが選択され、その選択されたセンサ信号が増幅回路２０３に出力される。増幅回路２０３は、そのセンサ信号を増幅し、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）回路２０４を経由して２値化回路２０５に出力する。２値化回路２０５ではそのセンサ信号を二値化し、吐出検知結果ＮＧである“０”或いは吐出検知結果ＯＫである“１”の値を、吐出検知結果を示す吐出検知信号ＮＺＬ＿ＳＥＮＣＥとして出力する。
【００６８】
図９はシーケンスコントローラ１０４内のパルス生成及びパルスオフセット選択回路の構成を示すブロック図である。
【００６９】
パルスオフセットレジスタ７０１と７０２にはそれぞれ、ＣＰＵ１１０より異なるパルスオフセット値（ＯＦＦＳＥＴ１、ＯＦＦＳＥＴ２）が設定される。ここでは、パルスオフセットレジスタ７０１に設定される値（ＯＦＦＳＥＴ１）とパルスオフセットレジスタ７０２に設定される値（ＯＦＦＳＥＴ２）との間には、ＯＦＦＳＥＴ１＜ＯＦＦＳＥＴ２の関係があるとする。
【００７０】
パルス生成レジスタ７０３、７０４にはヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１用のパルスの変化点データが設定される。ここで、パルス生成レジスタ７０３、７０４にそれぞれ設定される値をＳＥＴ１１、ＳＥＴ１２とすると、ＳＥＴ１１＜ＳＥＴ１２の関係があるとする。同様に、パルス生成レジスタ７０５、７０６にはヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ２用のパルスの変化点データが設定される。ここで、パルス生成レジスタ７０５、７０６にそれぞれ設定される値をＳＥＴ２１、ＳＥＴ２２とすると、ＳＥＴ２１＜ＳＥＴ２２の関係があるとする。
【００７１】
パルスオフセット選択回路７０７には吐出検知制御回路１１２から出力された選択ノズル番号を示す信号ＳＥＬＳＥＧが入力される。選択ノズルは実際に吐出動作が実行される駆動ブロックと一致する必要があり、ヘッドロジック１０５に送信されるブロック選択データが、例えば“００００”であれば、ノズルＳｅｇ０、１６、３２、……２４０“の１６個のノズルから選択される必要がある。一方、ノズル選択データは上記１６個のノズルからどのノズルを選択するかを規定している。吐出検知制御回路１１２では、これら２つの信号に基づいて、選択ノズル番号を示す信号ＳＥＬＳＥＧの生成を制御している。なお、ノズル選択データは０〜１５まで順々に選択を行うか、或いは特定の規則によって選択される構成でも良い。
【００７２】
また、パルスオフセット選択回路７０７にはパルスオフセット選択イネーブルレジスタ７１５が接続されており、ＣＰＵ１１０によりオフセット選択を行うイネーブル設定を行われる。この実施例では、そのレジスタ７１５へのイネーブル設定が“１”の際には、ノズルによるオフセット選択を行う。これに対して、イネーブル設定が“０”の場合には、オフセット選択を行わない。
【００７３】
なお、ノズル選択データの生成方法については、本発明と本質的に関連は無いのでその説明は省略する。
【００７４】
パルスオフセット選択回路７０７は選択ノズルを示す信号ＳＥＬＳＥＧの値によって、２つのオフセット値ＯＦＦＳＥＴ１、ＯＦＦＳＥＴ２をどのように出力するかを選択する。
【００７５】
選択ノズルを示す信号ＳＥＬＳＥＧの値がノズルＳｅｇ０を示していた場合、ノズルＳｅｇ０はヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１により駆動される。この場合、パルスオフセット選択回路７０７は、パルスオフセットレジスタ７０１に設定したオフセット値ＯＦＦＳＥＴ１を加算器７０９、７１０に、パルスオフセットレジスタ７０２に設定したオフセット値ＯＦＦＳＥＴ２を加算器７１１、７１２に出力する。選択ノズルを示す信号ＳＥＬＳＥＧの値がノズルＳｅｇ１を示していた場合、ノズルＳｅｇ１はヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ２で駆動される。この場合、パルスオフセット選択回路７０７は、パルスオフセットレジスタ７０２に設定したオフセット値ＯＦＦＳＥＴ２を加算器７０９、７１０に、パルスオフセットレジスタ７０１に設定したオフセット値ＯＦＦＳＥＴ１を加算器７１１、７１２に出力する。
【００７６】
このようにして、加算器７０９〜７１２にはそれぞれ、パルス生成レジスタ７０３〜７０６の設定値ＳＥＴ１１、ＳＥＴ１２、ＳＥＴ２１、ＳＥＴ２２が入力され、さらにパルスオフセット値ＯＦＦＳＥＴ１又はＯＦＦＳＥＴ２が加算される。
【００７７】
パルス生成回路７１３は、加算器７０９、７１０を接続し、パルス生成カウンタ７０８の値と加算器７０９の出力値とが一致した場合にパルスを立ち上げ、パルス生成カウンタ７０８の値と加算器７１０の出力値とが一致した場合にパルスを立ち下げる。これによりヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１が生成される。
【００７８】
同様に、パルス生成回路７１４は、加算器７１１、７１２を接続し、パルス生成カウンタ７０８の値と加算器７１１の出力値とが一致した場合にパルスを立ち上げ、パルス生成カウンタ７０８の値と加算器７１２の出力値とが一致した場合にパルスを立ち下げる。これによりヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ２が生成される。
【００７９】
図１０は実際の動作タイミングを示す信号波形のタイムチャートである。
【００８０】
図１０に示す２つのヒート駆動信号の信号波形は、図９に示したパルス生成及びパルスオフセット選択回路の動作と、吐出検知結果を示す吐出検知信号ＮＺＬ＿ＳＥＮＣＥと選択ノズルを示す信号ＳＥＬＳＥＧとによって生成される。
【００８１】
図１０に示すように、Ｓｔｅｐ０ではノズルＳｅｇ０が選択されているので、パルスオフセット選択回路７０７は、オフセット値ＯＦＦＳＥＴ１を加算器７０９、７１０に、オフセット値ＯＦＦＳＥＴ２を加算器７１１、７１２に出力する。これにより、ヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１のパルスはブロック（Ｂｌｏｃｋ）時間Ｔの早いタイミングである前半部分で生成され、吐出検知信号ＮＺＬ＿ＳＥＮＣＥはブロック時間Ｔ内で出力される。次に、Ｓｔｅｐ１ではノズルＳｅｇ１が選択されているので、パルスオフセット選択回路７０７は、オフセット値ＯＦＦＳＥＴ１を加算器７１１、７１２に、オフセット値ＯＦＦＳＥＴ２を加算器７０９、７１０に出力する。これにより、ヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ２のパルスはブロック時間Ｔの早いタイミングである前半部分で生成され、吐出検知信号ＮＺＬ＿ＳＥＮＣＥはブロック時間Ｔ内で出力される。以下、ノズルＳｅｇ２以降も同様である。
【００８２】
以上説明したノズルの吐出／不吐検知の処理は以下のようにまとめられる。
【００８３】
図１１はノズルの吐出／不吐検知の処理を示すフローチャートである。
【００８４】
上述のように、ノズル番号が偶数のノズルの駆動にはヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１が用いられ、ノズル番号が奇数のノズルの駆動にはヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ２が用いられる。このため、ステップＳ１０１では、ノズル吐出／不吐検知の対象となる選択ノズルを示す信号ＳＥＬＳＥＧの値を調べる。ここで、その値が偶数ノズル番号のノズルを示していたなら、ヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１を選択し、処理はステップＳ１０２に進む。これに対して、その値が奇数ノズル番号のノズルを示していたなら、ヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ２を選択し、処理はステップＳ１０３に進む。
【００８５】
ステップＳ１０２では、パルスオフセット選択回路７０７はオフセット値ＯＦＦＳＥＴ１を加算器７０９、７１０に出力するよう選択し、オフセット値ＯＦＦＳＥＴ２を加算器７１１、７１２に出力するよう選択する。これにより、ヒート選択信号Ｈｅａｔ＿ｓｅｇ１がブロック時間Ｔの前半で生成されるようになる。一方、ヒート選択信号Ｈｅａｔ＿ｓｅｇ２はブロック時間Ｔの遅いタイミングである後半部分で生成されるようになる。
【００８６】
ステップＳ１０３では、パルスオフセット選択回路７０７はオフセット値ＯＦＦＳＥＴ２を加算器７０９、７１０に出力するよう選択し、オフセット値ＯＦＦＳＥＴ１を加算器７１１、７１２に出力するよう選択する。これにより、ヒート選択信号Ｈｅａｔ＿ｓｅｇ２がブロック時間Ｔの前半で生成されるようになる。一方、ヒート選択信号Ｈｅａｔ＿ｓｅｇ１はブロック時間Ｔの遅いタイミングである後半部分で生成されるようになる。
【００８７】
ステップＳ１０２又はステップＳ１０３の処理の後、ステップＳ１０４では、選択されたオフセット値に従ってヒート駆動信号Ｈｅａｔ＿Ｓｉｇ１とＨｅａｔ＿Ｓｉｇ２が生成され、記録ヘッド１によるインク吐出動作が行われる。その吐出動作の結果、ステップＳ１０５では、吐出／不吐検知回路による対象ノズルの吐出状態が調べられる。
【００８８】
ステップＳ１０６では、その吐出状態に基づいて、対象ノズルが正常ノズルであるか、吐出不良ノズルであるかの判断を行う。ここで、対象ノズルが正常ノズルであると判定された場合、処理はステップＳ１０７に進み、吐出検知信号ＮＺＬ＿ＳＥＮＣＥの値を“１”として出力する。これに対して、対象ノズルが吐出不良ノズルであると判定された場合、処理はステップＳ１０８に進み、吐出検知信号ＮＺＬ_ＳＥＮＣＥの値を“０”として出力する。
【００８９】
これらの動作は、図１０からも分かるように、ブロック時間Ｔ内で完了する為、ブロック駆動周期毎に検出対象ノズルを切り替え、順々に各ノズルの吐出／不吐検知を行うことが可能になる。
【００９０】
従って以上説明した実施例に従えば、複数のノズルの吐出／不吐検知動作において、対象ノズルに応じてヒート駆動パルスの開始タイミングを変更することにより、吐出検知結果を記録ヘッドの時分割駆動ブロック内で取得することができる。これにより、記録ヘッドを時分割駆動している際に、連続的に異なるノズルの吐出／不吐検知を行うことが可能になり、吐出／不吐検知に要する時間を短縮できる。
【符号の説明】
【００９１】
１  記録ヘッド、１Ｙ  イエロインクタンク、１Ｍ  マゼンタインクタンク、１Ｃ  シアンインクタンク、１Ｋ  ブラックインクタンク、２  キャリッジ、２ａ  軸受、３  ガイド軸、４  記録媒体、５  キャリッジモータ、６  プーリ、７  タイミングベルト、８  プラテン、９  搬送モータ、１０  回復機器、１１  キャップ、１２  ワイパ、１３  エンコーダスケール、１４  エンコーダ、１００  記録タイミング生成回路、１０１  ＤＲＡＭ、１０２  ＤＭＡコントローラ、１０３  記録ブロック生成回路、１０４  シーケンスコントローラ、１０５  ヘッドロジック、１０６  ホストＰＣ、１０７  Ｉ／Ｆ制御ブロック、１０８  データ展開ブロック、１０９  ＲＯＭ、１１０  ＣＰＵ、１１１  ラッチ信号生成回路、１１２  吐出検知制御回路、２０１  セグメント選択回路、２０２  ２５６ビットデコーダ、２０３  増幅回路、２０４  バンドパスフィルタ回路、２０５  ２値化回路、４００  ２４ビットシフトレジスタ、４０１〜４０２  ４ビットラッチ、４０３  １６ビットラッチ、４０４  ４→１６デコーダ、４１０  ３入力ＡＮＤ回路、４１１  ヒータ、７０１〜７０２  パルスオフセットレジスタ、７０３〜７０６  パルス生成レジスタ、７０７  パルスオフセット選択回路、７０８  パルス生成カウンタ、７０９〜７１２、加算器、７１３〜７１４  パルス生成回路
【図１】
2017196750.tif 000003
【図２】
2017196750.tif 000004
【図３】
2017196750.tif 000005
【図４】
2017196750.tif 000006
【図５】
2017196750.tif 000007
【図６】
2017196750.tif 000008
【図７】
2017196750.tif 000009
【図８】
2017196750.tif 000010
【図９】
2017196750.tif 000011
【図１０】
2017196750.tif 000012
【図１１】
2017196750.tif 000013
【図１２】
2017196750.tif 000014
【図１３】
2017196750.tif 000015
【図１４】
2017196750.tif 000016
【図１５】
2017196750.tif 000017