JPH06336024A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録ヘッドの不吐出の状態における駆動によ
る過昇温の発生の有無を常時、あるいは頻繁に監視し、
そのような状態が発生した場合には、吐出回復処理、記
録ヘッド保護処理、ユーザーへの警告など行うことによ
り、記録ヘッドを保護し、耐久性を向上させる。 【構成】 記録手段から被記録材へインクを吐出して記
録を行うインクジェット記録装置において、記録ヘッド
の温度をモニターし、少なくともヘッドに投入するエネ
ルギーからヘッドの温度の推定を行い、少なくとも先の
２つの情報を用いて記録ヘッドの不吐出の状態の有無を
判定する。 【効果】 記録ヘッドか不吐出となり、過昇温が起こる
のを常時、あるいは頻繁に監視できるようになり、記録
ヘッドがそのような状態になると吐出回復処理、記録ヘ
ッドの保護のための処理、あるいはユーザーへの警告を
行うことにより、記録ヘッドの耐久性の向上をはかると
同時に、インクジェット記録装置の信頼性を高めること
ができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置の不吐出検出手段を備えたインクジェット記録装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置の記録ヘッドで
は、吐出を行わない状態で長時間放置された場合など、
特に吐出口近傍のインク液路内においてインクが増粘し
正常な吐出が行われなくなることがある。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、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
内に残留して吐出に影響を及ぼし、同様に正常な吐出が
行われなくなることがある。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】上述の不吐出によって記録装置の信頼性が
下がるばかりでなく、正常に吐出できない状態で記録ヘ
ッドで高デューティーの印字を行おうとすると、記録ヘ
ッドの状態が正常な場合よりはるかに高い温度まで昇温
し記録ヘッド自体にダメージが生じ、耐久性が損なわれ
る場合がある。

【０００４】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、例えば吐出を行わな
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。

【０００５】上記処理のうち吐出回復処理においては、
例えば装置の電源投入時や記録動作中所定の時間間隔で
自動的に行われたり、あるいはユーザーが必要に応じて
回復ボタン等を押下することによって行われていた。

【０００６】しかし、装置の電源投入時に吐出回復処理
をするインクジェット記録装置においては、頻繁に電源
のオン・オフを繰り返すユーザーが使用した場合、吐出
回復処理を行う回数が不必要に増加し、インク消費量、
吐出口から吸引された廃インクの量が増加する問題があ
る。一方、ユーザーがその判断に応じ回復ボタンを操作
して回復処理を行うものにおいては、ユーザーには記録
ヘッドが正常な状態にあるのか、不吐出になっているの
かが実際に印字を行わないとユーザーにはわからず、信
頼性に欠けるという問題点がある。

【０００７】この問題に対し、空吐出によって記録ヘッ
ドに生じる温度上昇及び空吐出後の記録ヘッドに生じる
温度の降下に応じて、記録ヘッドが不吐出か否かを判断
する技術が提案されている。すなわち、記録ヘッドに不
吐出がある場合、昇温の温度差も降音の温度差も良好に
吐出が行われるときよりも大きくなる。従って、例えば
昇温と降温の温度変化が（例えば、その和が）所定値を
越えた場合は、その記録ヘッドに不吐出が生じていると
判断することができる。（以降この処理をインク落ち検
知処理と呼ぶ。）電源投入時や、電源投入後一定時間経
過毎にインク落ち検知処理を行い、記録ヘッドの状態が
インク落ちと判定された場合は吐出回復処理を行う。そ
れにより、不必要な吐出回復処理を行うのを防ぐことが
でき、インク消費量、廃インク量を減らすことができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した、インク落ち
検知処理を行うインクジェット記録装置にもまだ次のよ
うな問題がある。電源投入後、一定時間経過毎にインク
落ち検知処理を行うといっても、むやみに行うと記録装
置のスループットが低下する。もし記録ヘッドが何らか
原因により印字中に不吐出の状態になり、ユーザーがそ
れに気付かない場合記録装置はそのまま印字操作を続
け、記録ヘッドに過昇温のためのダメージを与えてしま
う場合が起こり得る。

【０００９】特に、例えば記録ヘッドにインクカートリ
ッジからインクを供給し、インクカートリッジ内のイン
クがなくなればユーザーが新たなインクカートリッジに
交換して使用する構成のインクジェット記録装置におい
て、インクカートリッジやインク供給系にインクカート
リッジのインクがなくなったことを検知する機能を設け
ていなければ、インクカートリッジのインクがなくなる
度に記録ヘッドはインクが供給されない状態になり、不
吐出の状態になる。その度に、記録ヘッドは過昇温の危
険にさらされる。

【００１０】本発明は上記従来技術が有する問題点に鑑
みてなされたものであって、記録ヘッドが不吐出の状態
となり過昇温が起こるのを常時あるいは頻繁に監視し、
記録ヘッドがそのような状態であると判定すると、吐出
回復処理、記録ヘッドの保護のための処理、あるいはユ
ーザーへの警告などを行い、ヘッドの耐久性の向上、あ
るいはインクジェット記録装置の信頼性の向上を行うこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明においては、記録
ヘッドの温度をモニターする、ヘッド温度モニター手段
と、ヘッドに投入するエネルギーなどからヘッド温度の
推定を行う、ヘッド温度推定手段と、少なくとも、上記
の２つのヘッド温度に関する情報を用いて記録ヘッドの
不吐出の状態の判定を行う、不吐出判定手段を合わせ持
つことにより、上記目的を達成するものである。

【００１２】

【作用】上述した手段により、不吐出の状態における記
録ヘッドの駆動による過昇温の発生の有無を常時、ある
いは頻繁に監視し、そのような状態が発生した場合に
は、吐出回復処理、記録ヘッド保護処理、ユーザーへの
警告など行うことができる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】［１］まず、本実施例に用いるインクジェ
ット記録装置の構成例を説明する。

【００１５】図１は本発明によるインクジェット記録装
置の一実施例の構成例を示す図である。

【００１６】図中、９は図２及び図３につき詳述するイ
ンクジェット記録ヘッドを有したヘッドカートリッジ、
１１はこれを搭載して図中Ｓ方向に操作するためのキャ
リッジである。１３はヘッドカートリッジ９をキャリッ
ジ１１に取り付けるためのフック、１５はフック１３を
操作するための操作レバーである。この操作レバー１５
には、不図示の装置カバーに設けられた目盛りを指示し
てヘッドカートリッジ９の記録ヘッドによる印字位置や
設定位置を読みとり可能とするためのマーカ１７が設け
られている。１９はヘッドカートリッジ９に対する電気
接続部を支持する支持板である。２１はその電気接続部
と本体制御部を接続するためのフレキシブルケーブルで
ある。

【００１７】２３は、キャリッジ１１をＳ方向に案内す
るためのガイド軸であり、キャリッジ１１の軸受け２５
に挿通されている。２７はキャリッジ１１が固着され、
これをＳ方向に移動させるための動力を伝達するタイミ
ングベルトであり、装置両側部には位置されたブーリ２
９Ａ、２９Ｂに張架されている。一方のブーリ２９Ｂに
は、ギヤ等の伝導機構を通してキャリッジモーター３１
より駆動力が伝達される。

【００１８】３３には紙等の記録媒体（以下、記録紙と
もいう）の被記録面を規制すると共に記録等に際してこ
れを搬送するための搬送ローラーであり、搬送モーター
３５によって駆動される。３７は記録媒体を給紙トレー
側より記録位置に導くためのペーパーパン、３９は記録
媒体の送給経路途中に配設されて記録媒体を搬送ローラ
ー３３に向けて押圧し、これを搬送するためのフィード
ローラーである。３４はヘッドカートリッジ９の吐出口
形成面に対向し記録媒体の被記録面を規制するためのプ
ラテンである。４１は記録媒体搬送方向上、記録位置よ
り下流側に配設され、記録媒体を不図時の拝紙口へ向け
て拝紙するための拝紙ローラーである。

【００１９】４２は拝紙ローラー４１に対応して設けら
れる拍車であり、記録媒体を介しローラー４１を押圧
し、拝紙ローラー４１による搬送力を生じさせる。４３
は記録媒体のセット等に際してフィードローラー３９、
抑え板４５、拍車４２それぞれの付勢を解除するための
解除レバーである。

【００２０】４５は記録位置近傍において記録媒体の浮
き上がり等を抑制し、搬送ローラー３３に対する密着状
態を確保するための抑え板である。本例においては、記
録ヘッドとしてインク吐出を行うことにより記録を行う
インクジェット記録ヘッドを採用している。従って記録
ヘッドのインク吐出口形成面と記録媒体の被記録面との
距離は比較的微少であり、かつ記録媒体と吐出口形成面
との接触を避けるべくその間隔が厳しく管理されなけれ
ばならないので、抑え板４５の配設が有効である。４７
は抑え板４５に設けた目盛り、４９はこの目盛りに対応
してキャリッジ１１に設けられたマーカーであり、これ
らによっても記録ヘッドの印字位置や設定位置が読みと
り可能である。

【００２１】５１はホームポジションにおいて記録ヘッ
ドのインク吐出口形成面と対向するゴム等の弾性材料で
形成したキャップであり、記録ヘッドに対し当接、離脱
が可能に支持されている。このキャップ５１は、被記録
時等の記録ヘッドの保護やインク乾燥防止、上述の記録
ヘッドの吐出回復処理に際して用いられる。吐出回復処
理とは、インク吐出口内方に設けられてインク吐出のた
めに利用されるエネルギー発生素子を駆動することによ
って全吐出口からインクを吐出させ、これによって気泡
や塵埃、増粘して記録に適さなくなったインク等の吐出
不良要因を除去する処理（上述の空吐出）や、これとは
別に吐出口よりインクを吸引によって強制的に排出させ
ることによりより吐出不良要因を除去する処理（上述の
インク吸引）である。

【００２２】５３はインク強制排出のために吸引力を作
用するとともに、かかる強制排出による吐出回復処理や
空吐出による吐出回復処理に際してキャップ５１に受容
されたインクを吸引するために用いられるポンプであ
る。５５はこのポンプ５３によって吸引された廃インク
を貯留するための廃インクタンク、５７はポンプ５３と
廃インクタンク５５とを連通するチューブである。

【００２３】５９は記録ヘッドの吐出口形成面のワイピ
ングを行うためのブレードであり、記録ヘッド側に突出
してヘッド移動の過程でワイピングを行うための位置
と、吐出口形成面に係合しない後退位置とに移動可能に
支持されている。６１はモーター、６３はモーター６１
から動力の伝達を受けてポンプ５３の駆動及びキャップ
５１やブレード５９の移動をそれぞれ行わせるためのカ
ム装置である。

【００２４】次に上述したヘッドカートリッジ９の詳細
について説明する。

【００２５】図２は、インクジェット記録ヘッド本体を
なす吐出ユニット９ａとインクタンク９ｂとを一体とし
たヘッドカートリッジ９の外観斜視図を示し、図におい
て９０６ｅは、ヘッドカートリッジ９を装着する際にキ
ャリッジ１１に設けられたフック１３によって掛止され
るつめである。図から明らかなようにつめ９０６ｅは記
録ヘッド全延長の内側に配設される。また、ヘッドカー
トリッジ９の前方吐出ユニット９ａの近傍には、キャリ
ッジ１１に立設されフレキシブル基板（電気接続部）及
びゴムパットを支持するための支持板が挿入されるヘッ
ド開口部である。

【００２６】図３（ａ）はヘッドカートリッジ９を上方
からみた断面図、図３（ｂ）はヘッドカートリッジ９を
吐出口前面からみた正面図、図３（ｃ）は吐出口の構成
を示す部分拡大図である。

【００２７】本実施例に用いられる記録ヘッドは上記熱
エネルギーを発生する電気熱変換素子（吐出ヒーター）
及びこれに電気パルスを印加するための電極配線、駆動
素子等が形成されたシリコン等の基板（以後、ＨＢ（ヒ
ーターボード）と呼ぶ）と、そのＨＢを支持し、かつ放
熱板となる、例えばＡ１で形成されたＡ１基板及びＨＢ
と接合することで吐出口及びこの吐出口のそれぞれに連
通し上記熱エネルギーの作用部をなすインク液路等を形
成するための天板とから構成される。

【００２８】ヘッドカートリッジは上述したように吐出
ユニット９ａとインクタンク９ｂとからなり、インクタ
ンク９ｂ内のインクは、フィルタ９０５、インク路９０
４を介して吐出ユニット９ａの共通液室９０２に導かれ
る。吐出ユニット９ａを構成するＡ１基板９０６及びＨ
Ｂ基板９０７の上には共通液室９０２とともに、これに
連通する、例えば６４個の液路とこの各々に備えられた
吐出口のための隔壁が設けられ、これにより、吐出口列
９０１が構成される。また、上記液路の各々に対応して
ＨＢ基板９０７上に吐出ヒーター９０８が形成され、さ
らに同一ＨＢ基板９０７上にヘッド温度センサー９０３
が形成される。吐出口面側からみるとＡ１基板９０６上
に、吐出ヒーター９０８、ヘッド温度センサー９０３、
配線等が形成されたＨＢ基板９０７が接続されており、
さらに、その上に天板９０９が、積み上げられ、吐出口
が形成される。

【００２９】［２］次に本実施例に用いるヘッド温度推
定手段を説明する。。

【００３０】本実施例に於いて記録ヘッドの温度を推定
する基本式は以下の熱伝導の一般式に準じる。

【００３１】・ 加熱時 △temp＝ａ｛１−ｅｘｐ［−ｍ＊Ｔ］｝ ……(1) ・ 加熱の途中から冷却 △temp＝ａ｛ｅｘｐ［−ｍ（Ｔ−Ｔ₁ ）］−ｅｘｐ［−ｍ＊Ｔ］｝……(2) 但し、 temp ；物体の昇温温度 ａ；熱源による物体の平衡温度 Ｔ；経過時間 ｍ；物体の熱時定数 Ｔ₁ ；熱源を取り去った時間 記録ヘッドを集中定数系として扱えば、熱時定数毎に印
字Ｄｕｔｙに応じて上記(1),(2) を計算する事により、
理論上は記録ヘッドのチップ温度は推定できる。

【００３２】しかし一般には処理速度の問題から上記演
算をそのまま行う事は困難である。 ・ 厳密には全ての構成部材が異なる時定数を持ってお
り、また部材間で時定数が生じるので、演算回数が膨大
になる。

【００３３】・ 一般的にＭＰＵでは直接指数演算は行
えないので、近似計算を行うか換算表から求めるなどし
なくてはならず演算時間が短縮できない。

【００３４】上記問題を本実施例では次にあげるモデル
化、及び演算アルゴリズムで解決している。

【００３５】（１）モデル化 発明者は、前記構成よりなる記録ヘッドにエネルギーを
投入し、該記録ヘッドの昇温過程のデータをサンプリン
グしたところ、図４のような結果を得た。

【００３６】上記構成よりなる記録ヘッドは厳密には多
くの熱伝導時間の異なる部材の組み合わせで構成されて
いるが、上記ログ変換を行った昇温データと経過時間の
関数の微分値が一定である範囲に於いては（即ち上表に
於ける傾きが一定であるＡ、Ｂ，Ｃの範囲に於いて
は）、実用上単一部材の熱伝導として扱えることを示し
ている。

【００３７】以上の結果から本実施例では、熱伝導に関
するモデルに於いては記録ヘッドを２つの熱時定数で取
り扱うこととする。（上記結果では、３つの熱時定数を
持つモデル化を行う方がより正確に回帰が行えることを
示しているが、上表のＢとＣのエリアに於ける傾きがほ
ぼ等しいと判断し演算効率を優先して本実施例では２つ
の熱時定数で記録ヘッドをモデル化するものである。）
具体的には、一方の熱伝導は０．８秒で平衡温度まで昇
温する時定数を有するもののモデル化であり（上表では
Ａの領域に相当）、もう一方は５１２秒で平衡温度まで
昇温する時定数を有するもののモデル化である（上表で
はＢ及びＣの領域のモデル化である）。

【００３８】更には、本実施例では記録ヘッドを以下の
ように扱いモデル化する。

【００３９】・熱伝導中の温度分布は無視できるものと
し全て集中定数系で扱う。

【００４０】・熱源は、印字のためのヒートと、サブヒ
ータのヒートの２つを想定する。

【００４１】図５に本実施例でモデル化した記録ヘッド
の熱伝導の等価回路を示す。

【００４２】（２）演算アルゴリズム 本実施例でのヘッド温度の演算は、前記の熱伝導の一般
式を以下のように展開して用いる。

【００４３】＜ＥＸ．熱源ＯＮ後ｎｔ時間経過後の温度
の推定手段＞

【００４４】

【数１】

【００４５】以上のように展開したことにより、<1> 式
が<2ー1>+<2-2>+<2-3>+----+<2-n>と一致する。ここで、 <2ーn> 式；時刻０からｔまで加熱し、時刻ｔからｎｔま
で加熱をＯＦＦした場合の、時刻ｎｔに於ける対象物の
温度に等しい。

【００４６】<2ー3> 式；時刻(n-3) から(n-2) まで加熱
し、時刻(n-2) からｎｔまで加熱をＯＦＦした場合の、
時刻ｎｔに於ける対象物の温度に等しい。

【００４７】<2ー2> 式；時刻(n-2) から(n-1) まで加熱
し、時刻(n-1) からｎｔまで加熱をＯＦＦした場合の、
時刻ｎｔに於ける対象物の温度に等しい。

【００４８】<2ー1> 式；時刻(n-1) からn まで加熱した
場合の時刻ｎｔに於ける対象物の温度に等しい。

【００４９】上記式の合計が<1> 式に等しいということ
は、即ち対象物１の温度の挙動（昇温温度）を、単位時
間あたりに投入されたエネルギーによって昇温した対象
物１の温度が、単位時間経過後毎に何度に降温していく
かを求め（各々の<2-1> 式、<2-2> 式---<2-n>式に相
当）、現在の対象物１の温度は過去の各単位時間あたり
に昇温した温度が現時点に於いて何度に降温しているか
の総和を求める（<2-1>+<2-1>+-----<2-n>）ことにより
演算推定することが可能であることを示す。

【００５０】以上から本実施例では、前記のモデル化に
より記録ヘッドのチップ温度の演算は４回（熱源２＊熱
時定数２）行う。

【００５１】４回の演算の為のそれぞれの、必要演算間
隔、データ保持時間は以下の通りである。

【００５２】

【表１】

【００５３】また前記ヘッド温度を演算する、投入エネ
ルギーと経過時間の２次元のマトリックスからなる演算
表を図３０から図３３に記す。

【００５４】図６は、熱源；吐出ヒータ、時定数；ショ
ートレンジの部材群、の演算表、図７は、熱源；吐出ヒ
ータ、時定数；ロングレンジの部材群、の演算表、図８
は、熱源；サブヒータ、時定数；ショートレンジの部材
群、の演算表、図９は、熱源；サブヒータ、時定数；ロ
ングレンジの部材群、の演算表、である。

【００５５】上表に記す通り、０．０５秒間隔で、
（１）ショートレンジで代表される熱時定数の部材が、
吐出の為のヒータの駆動で何度昇温しているか（△Ｔｍ
ｈ）、（２）ショートレンジで代表される熱時定数の部
材が、サブヒータの駆動で何度昇温しているか（△Ｔｓ
ｈ）、１．０秒間隔で、（３）ロングレンジで代表され
る熱時定数の部材が、吐出の為のヒータの駆動で何度昇
温しているか（△Ｔｍｂ）、（４）ロングレンジで代表
される熱時定数の部材が、サブヒータの駆動で何度昇温
しているか（△Ｔｓｂ）、以上の演算を適時行い、△Ｔ
ｍｈ、△Ｔｓｈ、△Ｔｍｂ、△Ｔｓｂを加え合わせる事
によって（＝△Ｔｍｈ＋△Ｔｓｈ＋△Ｔｍｂ＋△Ｔｓ
ｂ）その時点でのヘッド温度を演算する事が出来る。

【００５６】上記のように、複数の熱伝導時間の異なる
部材を組み合わせて構成されている記録ヘッドをモデル
的に実際よりも少い数の熱時定数で代用するモデル化手
段を用いたことにより、 ・ 忠実に全ての熱伝導時間の異なる部材及び部材間の
熱時定数別に演算処理を行うのと比較して、演算精度を
さほど落とすことなく格段に演算処理量を減少すること
ができる。

【００５７】・ また、時定数を判断基準としてモデル
化したことにより、少ない処理回数で且つ演算精度を落
とさずに演算処理することが可能となる。（例えば上記
の例で説明すれば、時定数毎にモデル化をしなかった場
合、必要演算処理間隔は時定数の小さいＡ領域で定まり
５０ｍｓｅｃが必要演算間隔になり、離散化データのデ
ータ保持時間は時定数の大きいＢ，Ｃ領域で定まり５１
２ｓｅｃが必要データ保持時間となる。即ち５０ｍｓｅ
ｃ間隔で過去５１２秒分の１０２４０データを積み上げ
演算処理することとなり、本実施例の場合と比較して数
百倍の演算処理回数となる。） 以上のように、記録ヘッドの温度推移を単位時間当たり
の離散値の積み重ねとして扱う離散値積み重ね演算手段
と、該離散値に応じた記録ヘッドの温度の温度推移を投
入可能なエネルギーの範囲内で予め演算しておきテーブ
ル化した既演算テーブル手段と、該テーブルが単位時間
当たりの投入エネルギーと経過時間の２次元のマトリッ
クスで構成されている２次元テーブル構成手段とを有す
る従来の温度演算アルゴリズムに加え、複数の熱伝導時
間の異なる部材を組み合わせて構成されている記録ヘッ
ドをモデル的に実際よりも少い数の熱時定数で代用する
モデル化手段と、該モデル単位（熱時定数）毎に必要演
算間隔と必要データ保持時間を分けて個々に演算を行う
演算アルゴリズム手段と、熱源を複数設定し個々の熱源
毎に上記モデル化単位で昇温幅を演算し後に加え合わせ
てヘッド温度を演算する複数熱源演算アルゴリズム手段
を設けたことにより、記録ヘッドに温度センサ−は設け
ることなく安価な記録装置に於いても記録ヘッドの温度
の推移を全て演算処理にて演算処理することが可能とな
る。

【００５８】［３］ヘッド温度モニター手段 ヘッド温度モニター手段の一例として、本実施例では図
２に示されるＨＢ基板９０７上のヘッド温度センサー９
０３によりヘッド温度をモニターする。ノイズレベルが
高い場合には、温度センサーの出力を複数回にわたり取
得し平均を取るなど、ノイズを抑えるための処理を行っ
ても良い。

【００５９】［４］不吐出判定手段 本実施例では記録ヘッド温度と、推定演算による記録ヘ
ッドの推定温度より、記録ヘッドが不吐出の状態にある
か否かの判定を行う。判定の条件を次に示す。

【００６０】 （記録ヘッド温度） − （推定温度） ＞ ΔＴth ΔＴthは、ノイズの信号により誤判定しない程度に大き
く、不吐出が発生すれば直ちに判定できる程度に小さく
設定する。

【００６１】図１０は印字中に不吐出になった場合の、
モニターされた記録ヘッド温度（４回平均済み）、記録
ヘッドの温度の推定演算値、記録ヘッド温度から推定演
算値を引いた値をそれぞれ示す模式図である。（以下、
記録ヘッド温度から推定演算値を引いた値をΔＴと呼
ぶ。）ΔＴは不吐出が起こるとすぐにΔＴthを越えてお
り、その時点で吐出不良が発生したと判定される。不吐
出かどうかの判定は一定時間間隔ごとに行う。

【００６２】吐出不良と判定された場合は直ちに吐出回
復処理などを行っても良いが、本実施例では、希に記録
装置の外部より入る突発的なノイズなどにより吐出不良
と判定してしまう可能性を考慮して、従来技術として先
に述べた、空吐出に伴う記録ヘッドの昇降温の温度変化
量による記録ヘッドの不吐出の判定を行い、記録ヘッド
が不吐出の状態であるか否か確実に判定する。

【００６３】図１１を用いてさらに詳しく説明する。所
定時間（ｔ₁ −ｔ₀ ）の吐出時における記録ヘッドの温
度上昇（Ｔ₁ −Ｔ₀ ）と、その後の所定時間（ｔ₂ −ｔ
₁ ）の非吐出時における記録ヘッドの温度降温（Ｔ₁ −
Ｔ₂ ）を検出し、これらの温度の和（Ｔ₁ −Ｔ₀ ）＋
（Ｔ₁ −Ｔ₂ ）＝（２Ｔ₁ −Ｔ₀ −Ｔ₂ ）が所定値Ｔ_th
以上であれば、記録ヘッドは不吐出の状態にあると判定
する。不吐出判定のフローチャートを図１２に示す。本
実施例では上記のように昇温の温度差と降温の温度差の
両方を用いて不吐出の判定を行う。それにより、記録ヘ
ッドか少々降温中の状態であっても、正確に不吐出を検
出できる。記録ヘッドの温度変化が少ないときにのみ、
記録ヘッドの不吐出の判定を行うのなら、昇温の温度
差、降温の温度差のどちらか片方だけで判定しても良
い。

【００６４】［５］吐出回復処理 記録ヘッドが不吐出の状態であると判定されると、吸引
回復処理を行う。その後、再度、空吐出に伴う記録ヘッ
ドの昇降温の温度変化量による記録ヘッドの不吐出の判
定を行い、記録ヘッドが正常の状態に復帰したか否かを
調べる。正常であれば、吐出回復処理を終了する。吸引
回復処理を行ったにも関わらず、不吐出の状態であれば
エラー表示を行いユーザーに警告する。

【００６５】本実施例の不吐出検知方法は、印字デュー
ティーが低い場合は印字による記録ヘッドの昇温も当然
小さくなり、不吐出がある場合でも検知できない場合が
考えられるが、本発明の目的の一つである不吐出による
過昇温からの記録ヘッドの保護は達成できる。なお、第
３実施例以下で、印字デューティーが低い場合も考慮し
た実施例を紹介する。

【００６６】（第２実施例）第２実施例では不吐出の判
定に用いるΔＴthを記録装置の状態により変更する。ヘ
ッド温度推定手段、ヘッド温度モニター手段は第１実施
例と同様である。

【００６７】［１］第２実施例に用いる記録装置の説明 図１２は第２実施例に用いるインクジェット記録装置
の、記録部の構成を示したものである。この図におい
て、７０１はインクカートリッジである。これらは、４
色のカラーインク、ブラック、シアン、マゼンタ、イエ
ローがそれぞれ詰め込まれたインクタンクと、７０２の
マルチヘッドより構成されている。このマルチヘッド上
に配列するマルチノズルの様子をｚ方向から示したもの
が図１３であり、８０１はマルチヘッド７０２上に配列
するマルチノズルである。再び図１２に戻る。７０３は
紙送りローラーで７０４の補助ローラーと共に印字紙Ｐ
を抑えながら図の矢印方向へ回転し、印字紙Ｐをｙ方向
に随時送っていく。また、７０５は給紙ローラーであり
印字紙の給紙を行うとともに、７０３、７０４と同様、
印字紙Ｐを抑える役割も果たす。７０６は４つのインク
カートリッジを支持し、印字とともにこれらを移動させ
るキャリッジである。これは印字を行っていないとき、
あるいはマルチヘッドの回復作業などを行うときには図
の点線で示した位置のホームポジション（ｈ）に待機す
るようになっている。

【００６８】印字開始前、図の位置（ホームポジショ
ン）にあるキャリッジ（７０６）は、印字開始命令がく
ると、ｘ方向に移動しながら、マルチヘッド（７０２）
上のｎ個のマルチノズル（８０１）により、紙面上に幅
Ｌだけの印字を行う。紙面端部までデータの印字が終了
するとキャリッジは元のホームポジションに戻り、再び
ｘ方向への印字を行う。このようにしてキャリッジ１ス
キャン毎にマルチヘッド幅Ｌだけの印字と紙送りを行う
繰り返しにより、１紙面上のデータ印字が完成する。

【００６９】しかし、モノクロプリンタとして、キャラ
クタのみ印字するものと異なり、イメージ画像を印字す
るに当たっては、発色性、諧調性、一様性などさまざま
な要素が必要となる。特に一様性に関しては、マルチヘ
ッド製造工程で生じるわずかなノズル単位のばらつき
が、印字したときに、各ノズルのインクの吐出量や意図
出方向に影響を及ぼし、最終的には印字画像の濃度ムラ
として画像品位を劣化させる原因となる。

【００７０】濃度ムラの具体例を簡単化のために単色の
記録ヘッドの例で図１４、１５を用いて説明する。図１
４−ａにおいて、９１はマルチヘッドであり、これは図
１５のものと同様であるが、今は簡単のため８個のマル
チノズル（９２）によって構成されているものとする。
９３はマルチノズル９２によって吐出されたインクドロ
ップレットであり、通常はこの図のように揃った吐出量
で、揃った方向に吐出されるのが理想である。もし、こ
のような吐出が行われれば、図１４−ｂに示したように
紙面上に揃った大きさのドットが着弾され、全体的にも
濃度ムラのない一様な画像が得られるのである。（図１
４−ｃ） しかし、実際には先にも述べたようにノズル１つ１つに
はそれぞればらつきがあり、そのまま上記と同じように
印字を行ってしまうと、図１５−ａに示したようにそれ
ぞれのノズルより吐出されるインクドロップの大きさ及
び向きにばらつきが生じ、紙面上においては図１５−ｂ
に示すように着弾される。この図によれば、ヘッド主操
作方向に対し、周期的にエリアファクター１００％を満
たせない白紙の部分か存在したり、また逆に必要以上に
ドットが重なりあったり、あるいはこの図中央にみられ
るような白筋が発生したりしている。このような状態で
着弾されたドットの集まりはノズル並び方向に対し、図
１５−ｃに示した濃度分布となり、結果的には、通常人
間の目でみた限りで、これらの現象が濃度ムラとして感
知される。また、紙送り量のばらつきに起因する筋も目
立つ場合がある。

【００７１】そこでこの本実施例に用いるインクジェッ
ト記録装置では次のような方法を用いている。図１６、
図１７によりその方法を簡単に説明する。この方法によ
ると図１４及び図１５で示した印字領域を完成させるの
にマルチヘッド９１を３回スキャンしているが、その半
分４画素単位の領域は２パスで完成している。この場合
マルチヘッドの８のずるは、上４ノズルと、下４ノズル
のグループに分けられ、１ノズルが１回のスキャンで印
字するドットは、規定の画像データをある所定の画像デ
ータ配列に従い、約半分に間引いたものである。そして
２回目のスキャン時に残りの半分の画像データへドット
を埋め込み、４画素単位の印字を完成させる。以上の様
な記録法を分割記録法と読んでいる。

【００７２】このような記録法を用いると、図１５で示
したマルチヘッドと等しいものを使用しても、各ノズル
固有の印字画像への影響が半減されるので、印字された
画像は図１６−ｂの様になり、図１５−ｂに見るような
黒筋や白筋が余り目立たなくなる。従って濃度ムラも図
１６−ｃに示すように図１５−ｃの場合と比べ、かなり
緩和される。

【００７３】このような記録を行う際、１スキャン目と
２スキャン目では、画像データをある決まった配列に従
いお互いに埋め合わせる形で分割するが、通常この画像
データ配列（間引きパターン）とは図１７に示すよう
に、縦横１画素毎に、ちょうど千鳥格子になるようなも
のを用いるのが一般的である。従って単位印字領域（こ
こでは４画素単位）においては千鳥格子を印字する１ス
キャン目と、逆千鳥格子を印字する２スキャン目によっ
て印字が完成されるものである。図１７の１７−ａ、１
７−ｂ、１７−ｃはそれぞれこの千鳥、逆千鳥パターン
を用いたときに一定領域の記録がどのように完成されて
行くかを図１６〜図１８と同様に、８ノズルを持ったマ
ルチヘッドを用いて説明したものである。まず１スキャ
ン目では、下４ノズルを用いて千鳥パターンの記録を行
う（図１７−ａ）。次に２スキャン目には紙送りを４画
素（ヘッド長の１／２）だけ行い。逆千鳥パターンの記
録を行う（図１７−ｂ）。さらに３スキャン目には再び
４画素（ヘッド調の１／２）だけの紙送りを行い、再び
千鳥パターンの記録を行う（図１７−ｃ）。このように
して順次４画素単位の紙送りと、千鳥、逆千鳥パターン
の記録を交互に行うことにより、４画素単位の記録領域
を１スキャン毎に完成させていく。以上説明したよう
に、同じ領域内に異なる２種類のノズルにより印字が完
成されていくことにより、濃度ムラのない高画質な画像
を得ることができる。

【００７４】第２実施例に用いる記録装置では、グラフ
等の印字を行う際には上述の２回のスキャンで印字を完
成する分割記録法で印字を行い、文章などの濃度ムラの
目立ちにくい印字を行う際には、印字スピードの短縮を
優先し、１回のスキャンで印字を完成する。

【００７５】［２］不吐出判定手段 第２実施例では、２スキャンで印字を完成する印字モー
ドの場合には、１スキャンで印字を完成する印字モード
の場合よりΔＴthを小さく変更する。また、従来技術と
して先に述べた空吐出により記録ヘッドに生じる温度上
昇及び空吐出後の温度降下による温度変化量により、記
録ヘッドが不吐出か否かを判定する方法を併用すること
により、不吐出に対する記録装置の信頼性の向上を図
る。

【００７６】本実施例に用いた、複数のヘッドを並べて
使用する記録装置では、１色のヘッドで印字を行ってい
る場合には、他のヘッドのヘッド温度センサーの信号に
はノイズが入る。また、印字デューティーが高ければ、
他のヘッドのヘッド温度センサーの信号に入るノイズも
大きい。２スキャンで印字を完成する印字モードの場合
は、印字デューティーは低くなるのでノイズも小さくな
る。そして、ΔＴthを、比較的に小さく設定することも
可能になる。また、印字デューティーが低くなるため、
印字にともなう記録ヘッドの昇温も小さくなり、この点
からもΔＴthを小さく設定することが必要になる。

【００７７】なお、印字データより、印字デューティー
を実際の印字に先立って知り、ΔＴthを変更しても良
い。例えば、１ライン毎に印字デューティーが低い場合
にはΔＴth を小さく、印字デューティーが高い場合に
はΔＴthを大きくしても良い。

【００７８】本実施例では、一例として印字デューティ
ーの印字モードによる違いについてΔＴthを変更した
が、ノイズレベルや、印字による昇温の程度を左右する
ものは印字デューティーだけではない。例えば、記録ヘ
ッドの駆動周波数など、他の要因により、ΔＴthを変え
ても良い。

【００７９】従来技術で紹介した空吐出により記録ヘッ
ドに生じる温度上昇及び空吐出後の温度降下による温度
変化量により、記録ヘッドが不吐出か否かを判定する方
法は、記録ヘッド不吐出を確実に判定できる。しかし、
非印字時しか行えず、また、実行に時間がかかるため頻
繁に行うと記録装置のスループットが低下する欠点があ
る。上述のヘッド温度のモニター値と、ヘッド温度の推
定値を用いて記録ヘッドの不吐出を判定する方法は、非
印字時に限らず実行でき、スループットの低下もほとん
ど招かないメリットがある。しかし、希に記録装置の外
部から入る突発的なノイズなどにより、誤動作する可能
性があることや、印字デューティーが低い場合はΔＴが
小さいため不吐出の判定をし難い欠点がある。

【００８０】そこで本実施例では上述の２つの不吐出判
定方法を併用することにより、不吐出に対する記録装置
の信頼性の向上を図る。具体的には、第１実施例と同様
に、希に記録装置の外部より入る突発的なノイズなどに
より吐出不良と判定してしまう可能性を考慮して、空吐
出に伴う記録ヘッドの昇降温の温度変化量による記録ヘ
ッドの不吐出の判定を行い、記録ヘッドが不吐出の状態
であるか否か確実に判定する。

【００８１】それ以外に、記録装置の電源オン時に空吐
出に伴う記録ヘッドの昇降温の温度変化量による記録ヘ
ッドの不吐出の判定を行い、不吐出と判定されると吐出
回復処理を行う。また、記録装置の電源オン後、６０時
間の時間が経過すると同様のシーケンスを実行する。

【００８２】不吐出検知手段の処理の流れを図１９のフ
ローチャートに示す。なお、本実施例では、記録装置の
印字モードの取得は不吐出の判定の前に行ったが、それ
は必須の構成ではない。例えば、ユーザーや、アプリケ
ーションソフト等による、印字モードの変更の際にΔＴ
thも、そのモードに対応したものに変更する設定を行っ
ても良い。

【００８３】なお、本実施例ではインクジェット記録装
置の印字モードにより、ΔＴthを変更したが、それ以外
の記録装置の状態により、ΔＴthを変更するのも有効で
ある。

【００８４】例えば記録ヘッドの熱的な状態や、記録ヘ
ッドと環境温度の差によりΔＴthを変更するのも良い。
印字開始時と、長時間、高デューティーの印字を行った
直後では記録ヘッド内の熱の分布が異なる。前者は、吐
出を開始するとそれにより発生した熱は、吐出ヒーター
付近と比べると相対適に温度の低いヘッドの他の部分に
すばやく伝わっていく。一方、後者の場合は、記録ヘッ
ドの吐出ヒーター付近以外の部分も、すでに温度の高い
状態にあり前者と比べ比較的熱が伝導しにくい状態であ
る。このことから、後者の場合はΔＴthを比較的高めに
設定することは適切である。

【００８５】また、ΔＴthを記録装置の放置状態に応じ
て変更しても良い。記録ヘッドを長時間放置すると、吐
出口付近のインクが揮発成分が蒸発し、増粘することに
より記録ヘッドは吐出しにくい状態になる。長時間放置
後の初めての吐出は（予備吐も含む）吐出量が小さい、
あるいは吐出しないことがある。このような状態は、Δ
Ｔは大きくなるのでΔＴthを大きく設定するのは好まし
い。

【００８６】更に、記録装置の所定の状態におけるヘッ
ド温度のモニター値と、ヘッド温度の推定値の差によ
り、ΔＴthを変更しても良い。例えば、記録装置が数秒
間印字を行わない状態ではノイズレベルが低くなるの
で、本来、ヘッド温度のモニター値と、ヘッド温度の推
定値は一致しているはずである。しかし、ヘッド温度推
定演算の精度などにより、その２つの温度に差がある場
合は、ヘッド温度のモニター値と、ヘッド温度の推定値
の差による記録ヘッドの不吐出検出の妨げとなる。よっ
て、その差により、ΔＴthを補正するのは不吐出判定の
精度を高めるためには有効である。逆に、記録装置が所
定の状態にあるとき、ヘッド温度の推定値をヘッド温度
のモニター値に一致させても、同様の効果がある。

【００８７】［３］吐出回復手段 図１９を用いて本実施例の吐出回復手段を説明する。記
録ヘッドが不吐出の状態であると判定されると、吸引回
復処理を行う。その後、再度、空吐出に伴う記録ヘッド
の昇降温の温度変化量による記録ヘッドの不吐出の判定
を行い、記録ヘッドが正常の状態に復帰したか否かを調
べる。正常であれば、吐出回復処理を終了する。吸引回
復処理を行ったにも関わらず、不吐出の状態であれば、
インクタンクにインクがないと判断し、エラー表示を行
い、ユーザーの操作を待つ状態になる。

【００８８】ここで、ユーザーがヘッドタンクを、イン
クの入ったものに交換して、吸引回復のキーを押下する
と、吸引回復処理とそれに続く不吐出の判定を行い、記
録ヘッドが不吐出の状態でないことを確認し、復帰す
る。（不吐出フラグに付いては後で説明する。）ユーザ
ーが吸引回復キーでなく、ON-LINE キーを押下した場合
は、復帰するが、不吐出と判定したヘッドは駆動を行わ
ない。本実施例では、４色のヘッドに対応した４つの不
吐出フラグのうち、不吐出吐判定したヘッドに対応した
フラグを立てる。そして、復帰する。復帰した後は、印
字データに基づき印字を行うのだが、立っている不吐出
フラグに対応するヘッドは駆動を行わない。また、その
ヘッドで印字を行うための制御、例えば温度調節、予備
吐等も行わない。また、印字データの内、そのヘッドの
色に対応したデータはないものとして扱う。つまり、そ
の色の印字データしかなければキャリッジの走査なども
行わない。

【００８９】この処理は、４色の中で１色ヘッドタンク
のインクがなくなった場合、ユーザーが残りのヘッドだ
けで印字を行うことを望めば、それが可能であるように
するためのものである。例えば、ブラック、シアン、マ
ゼンタ、イエローの中で、シアン、マゼンタ、イエロー
の中の一色のヘッドタンクのインクがなくなった場合、
ブラックのヘッドだけでモノクロの印字を行うことが可
能になる。もし、インクのなくなったヘッドも駆動する
と、過昇温が起こりヘッドにダメージか生じる。（イン
クがなくなっても、インクタンクの交換できる構成のヘ
ッドタンクはインクタンクの交換で、そうでないもので
も、インクのリフィルを行うことにより使用する。）ま
た、更に昇温するとヘッドタンクが溶ける。それによ
り、記録装置本体にも悪影響を及ぼす。

【００９０】本実施例のインクジェット記録装置は、印
字すべきデータのない記録領域の走査は、可能な限り行
わない制御を行っている。不吐出であると判定されたヘ
ッドでは印字を行わないので、それに対応した印字デー
タを無視することによりスループットの向上が図れる。

【００９１】また、記録装置の電源投入時、印字開始時
に、不吐出フラグが立っていると、エラー表示により、
ユーザーへの警告を行う。ユーザーがヘッドタンクをイ
ンクのあるものに取り替え、（または、インクを補充
し）吸引処理を行い、吸引後の不吐出判定で検知で不吐
出でないと判定されると不吐出フラグは倒される。

【００９２】この不吐出であるもの以外の記録ヘッドで
の印字を可能にするシーケンスは、本実施例に限らず、
複数色のインクを被記録材へ吐出して印字を行うインク
ジェット記録装置において、一部のインクの吐出装置
（本実施例では４色中、１色の記録ヘッド）が、不吐出
の状態になった場合に有効である。例えば、１つの記録
ヘッドをいくつかに区切り、別々に駆動する構成（例え
ば、インクの色が異なる場合）に、その１部だけが不吐
出になった場合にも有効である。

【００９３】（第３実施例）第３実施例では不吐出判定
手段として、所定の条件を満たす期間、ヘッドのモニタ
ー温度からヘッド温度の推定温度を引いた値を、積算す
る。本実施例には、第２実施例に用いた記録装置を用
い、ヘッド温度モニター手段、ヘッド温度推定手段、吐
出回復手段は第１実施例と同様である。

【００９４】不吐出が発生していない状態においてもヘ
ッドのモニター温度とヘッドの推定温度が一致している
わけではない。その原因として、例えばヘッド温度の推
定演算や、ヘッドの温度センサーからの信号の平均処理
などによるソフト的なタイミングのズレ、ヘッド温度推
定の精度、各種ノイズが挙げられる。ヘッドのモニター
温度からヘッド温度の推定値を引いた値で、記録ヘッド
の不吐出を判定しようとする場合、それらは不吐出判定
の精度を下げる要因となる。

【００９５】そこで、本実施例では一定の時間間隔で、
ヘッドのモニター値からヘッド温度を引いた値を積算す
る。そして、その一定の時間積算した値が所定のしきい
値ΔＴth より大きければ記録ヘッドは不吐出の状態で
あると判定する。一定時間積算を行うことにより、不吐
出判定の精度を挙げると同時により低デューティーの印
字においても吐出不良を検知できる。

【００９６】なお、本実施例ではヘッドのモニター温度
からヘッド温度の推定温度を引いた値を積算したが、推
定演算の精度などにより、記録ヘッドの吐出状態が正常
でもヘッドのモニター温度からヘッド温度の推定温度を
引いた値を積算したものが０にならないことがおこる。
そこで、ヘッドのモニター温度、ヘッド温度の推定値の
いずれかに所定の補正を行ってから差をとったものを積
算しても良い。また、ヘッドのモニター温度、ヘッド温
度の推定値をそれぞれ積算して、一定時間が経過したと
ころでそれらの値より記録ヘッドが不吐出であるか否か
の判定を行っても良い。

【００９７】また、本実施例では所定の時間の間、ヘッ
ドのモニター温度からヘッド温度の推定温度を引いた値
を積算したが、積算する時間間隔はそれに限らず、例え
ば１スキャンの間としても良い。

【００９８】また、本実施例は印字中の吐出だけでな
く、印字中、あるいは印字前後の予備吐など非印字時の
吐出も含む。

【００９９】（第４実施例）第４実施例には、第２実施
例に用いた記録装置を用い、ヘッド温度モニター手段、
ヘッド温度推定手段、吐出回復手段は第１実施例と同様
である。

【０１００】第４実施例では不吐出検出手段として、１
回のスキャンの間ヘッドのモニター温度からヘッド温度
推定値を引いた値（以下、ΔＴと呼ぶ）を積算する。ま
た、印字データより１スキャン分の印字デューティーを
知り、その値により積算した値を補正する。本実施例で
は１例として、積算した値を１スキャンの印字デューテ
ィーで割ることにより、スキャン毎の文字数や、印字デ
ューティーの違いを補正する。そして、１スキャンの印
字デューティーがあらかじめ決めた量（Ｄthと呼ぶ）以
上であり、かつ、その補正した値が所定のしきい値ΔＴ
th より大きければ記録ヘッドは不吐出の状態であると
判定する。

【０１０１】１スキャンで印字を行う印字領域やデュー
ティーは、毎スキャン毎に異なる。第３実施例のよう
に、ΔＴを積算したもの印字デューティーによる補正を
行わずΔＴthと比較する場合、ΔＴthは１スキャンの印
字領域が広く、印字デューティーが広い場合、つまり、
１スキャンの印字デューティーの積算した値が大きい場
合、に合わせ設定しなければならない。それは、もし印
字デューティーの積算値の小さい場合に合わせΔＴthを
設定すると、ΔＴthは比較的小さめになり、実際の印字
において１スキャンの印字デューティーの積算値の大き
い場合、記録ヘッドの状態は正常の状態でも不吐出と判
定してしまう恐れがあるからである。

【０１０２】そこで、本実施例では印字デューティーの
１スキャンにわたる積算値による補正を行うことによ
り、１スキャン中の印字領域や印字デューティーがより
小さい場合でも不吐出の判定ができるようにする。本実
施例では１例として、積算した値を１スキャンの印字デ
ューティーで割ることにより、スキャン毎の文字数や、
印字デューティーの違いを補正する。

【０１０３】しかし、１スキャン中の印字領域や、印字
デューティーが非常に小さい場合、当然ながらΔＴは小
さく、従ってΔＴの積算値も小さい。このような場合は
ΔＴの積算値を印字デューティーの積算値で割った値
は、ヘッド温度のモニター値に入るノイズにより大きく
左右される（ノイズレベルが大きい）。そのための、不
吐出の誤判定の可能性も大きい。そこで、１スキャンの
印字デューティーの積算値が所定の値Ｄthより小さく、
ノイズレベルが大きい場合は不吐出とは判定しない。不
吐出判定と吐出回復の流れを図２０のフローチャートに
示す。

【０１０４】この構成により、第３実施例と同等以上に
記録ヘッドの不吐出の検出の精度を高め、より低デュー
ティーの印字においても不吐出の検出が可能となる。

【０１０５】本実施例では１スキャン分の印字デューテ
ィーによりヘッドのモニター温度からヘッド温度推定値
を引いた値を補正したが、１スキャン分の印字デューテ
ィーによりインク落ち判定のしきい値ΔＴthの方を補正
しても良い。また、積算を行う期間は１スキャンの間と
は限らない。例えば２スキャンにわたり積算を行っても
良い。

【０１０６】なお、本実施例ではヘッドのモニター温度
からヘッド温度の推定温度を引いた値を積算したが、推
定演算の精度などにより、記録ヘッドの吐出状態が正常
でもヘッドのモニター温度からヘッド温度の推定温度を
引いた値を積算したものが０にならないことがおこる。
そこで、ヘッドのモニター温度、ヘッド温度の推定値の
いずれかに所定の補正を行ってから差をとったものを積
算しても良い。また、ヘッドのモニター温度、ヘッド温
度の推定値をそれぞれ積算して、１スキャンの印字か終
了したところで積算した値より記録ヘッドが不吐出であ
るか否かの判定を行っても良い。

【０１０７】（第５実施例）第５実施例では、第２実施
例に用いた記録装置を用い、ヘッド温度モニター手段、
ヘッド温度推定手段、吐出回復手段は実施例１と同様で
ある。

【０１０８】第５実施例では、印字データより実際の印
字に先立って印字ドット数を知る。ヘッドのモニター温
度からヘッド温度推定値を引いた値（以下ΔＴと呼ぶ）
を積算すると同時に、印字ドット数のカウントも行い、
カウントしたドット数がが一定数に達したときに、ΔＴ
の積算値を所定の不吐出判定のしきい値ΔＴthと比較
し、ΔＴの積算値の方が大きければ記録ヘッドは不吐出
の状態であると判定する。

【０１０９】印字デューティーが高い場合は、記録ヘッ
ドか不吐出の状態である時のΔＴは十分大きく、不吐出
の判定を高い精度で行うためのΔＴの積算は比較的少な
くても良い。印字デューティーが低い場合は、ΔＴが小
さく不吐出の判定を正確に行うためには、ΔＴの積算を
長く行わなければならない。本実施例では、印字ドット
数のカウントを行い、そのカウントしたドット数があら
かじめ決めた数に達するまでの間、ΔＴの積算をするこ
とにより、例えば印字デューティーが１００％と５０％
の場合では、印字デューティー５０％の場合には、１０
０％の場合の２倍の印字ドット数にわたりΔＴの積算を
行う。

【０１１０】この構成により、第３実施例、第４実施例
と同様に記録ヘッドの不吐出の検出の精度を高め、更に
低デューティーの印字においても不吐出の検出が可能と
なる。

【０１１１】なお、本実施例ではヘッドのモニター温度
からヘッド温度の推定温度を引いた値を積算したが、推
定演算の精度などにより、記録ヘッドの吐出状態が正常
でもヘッドのモニター温度からヘッド温度の推定温度を
引いた値を積算したものが０にならないことがおこる。
そこで、ヘッドのモニター温度、ヘッド温度の推定値の
いずれかに所定の補正を行ってから差をとったものを積
算しても良い。

【０１１２】また、印字デューティーが比較的低い場合
は、印字デューティーが高い場合と比べ、積算の時間が
長いため、ΔＴの積算を行っている間に記録ヘッドのヒ
ーター付近から記録ヘッドの他の部分や、外部へ流出す
る熱量も多くなる。これらのことに対応した補正を行っ
たがよい場合も考えられる。例えば、印字デューティー
が比較的低い場合は積算時間が増え、それに伴い記録ヘ
ッドの ヒーター付近から流出する熱量も比較的多くな
ることを考慮し、ΔＴの積算時間が短い場合はΔＴthを
小さく設定しても良い。

【０１１３】また、本実施例は印字中の吐出だけでな
く、印字中、あるいは印字前後の予備吐など非印字時の
吐出も含んでも良い。

【０１１４】（第６実施例）第６実施例では、第２実施
例に用いた記録装置を用い、ヘッド温度モニター手段、
ヘッド温度推定手段、吐出回復手段は実施例１と同様で
ある。

【０１１５】図２１は第６実施例を説明するための模式
図である。本実施例では、１スキャンの印字か終了した
直後と、次のスキャンを始める直前の、ヘッドのモニタ
ー温度とヘッド温度推定値を用いて不吐出の判定を行
う。図中、Ｔ１は１スキャンの印字終了直後のヘッドの
モニター温度、Ｔ２は１スキャンの印字終了直後のヘッ
ド温度の推定値、Ｔ３は次のスキャン開始直前の記録ヘ
ッドのモニター温度、Ｔ４は次のスキャン開始直前のヘ
ッド温度の推定値である。１スキャン印字終了直後のヘ
ッドのモニター温度からヘッド温度推定値を引いた値か
ら、次のスキャン開始直前のヘッドのモニター温度から
ヘッド温度推定値を引いた値を引いた結果をΔＴと呼
ぶ。そして、ΔＴと所定の不吐出検出のしきい値ΔＴth
を比較し、ΔＴがより大きければ記録ヘッドは不吐出の
状態にあると判定する。

【０１１６】不吐出が発生した状態で印字を行うと、ヘ
ッドのモニター温度の方がヘッド温度推定値と比べ当然
ながら大きく昇温するが、印字後の降温も同様にヘッド
のモニター温度の方が大きくなるため、ΔＴは大きくな
る。記録ヘッドの吐出状態が正常な場合は、記録ヘッド
のモニター温度と記録ヘッド温度の推定値の違いは小さ
いため、ΔＴは小さい。判定のしきい値ΔＴthは、ノイ
ズなどによる誤動作がない程度に大きく、不吐出を確実
に判定できる程度に小さく設定する。

【０１１７】この実施例のメリットは非印字時のヘッド
のモニター温度を用いる点にある。図２１には示してい
ないが、印字中には印字によるノイズが信号に含まれ
る。他の並列に並んだヘッドの印字のノイズも含まれ
る。本実施例ではそれらを除くことにより、より高精度
に記録ヘッドの不吐出を判定できる。本実施例では１ス
キャン毎に不吐出の判定を行ったが、例えば数スキャン
分にわたり△Ｔを積算し、それにより記録ヘッドの不吐
出の判定を行っても良い。

【０１１８】（第７実施例）第７実施例では不吐出判定
手段として、被印字状態で行う空吐出の間、ヘッドのモ
ニター温度からヘッド温度の推定温度を引いた値を、積
算する。本実施例には、第２実施例に用いた記録装置を
用い、ヘッド温度モニター手段、ヘッド温度推定手段、
吐出回復手段は第１実施例と同様である。

【０１１９】本実施例のインクジェット記録装置では１
ページの印字を開始する前には所定の発数の空吐出を行
っている。それを利用して記録ヘッドの不吐出を判定す
る。

【０１２０】印字開始前の空吐出は、印字デューティー
によらないので、印字デューティーが低い場合も記録ヘ
ッドの不吐出の判定を行えるメリットがある。また、高
デューティーの印字を行う場合は、印字中に不吐出の検
出を行い、低デューティーの印字か続く場合は、ページ
印字前の空吐出の発数を多くして空吐出による記録ヘッ
ドの不吐出の判定を行う構成にしても良い。

【０１２１】（第８実施例）本実施例では第１実施例と
同様に、記録ヘッドのモニター温度と、推定演算による
記録ヘッドの推定温度より、記録ヘッドが不吐出の状態
にあるか否かの判定を行う。本実施例に用いるインクジ
ェット記録装置、ヘッド温度モニター手段、ヘッド温度
推定手段、吐出回復手段も第１実施例と同様である。

【０１２２】判定の条件を次に示す。

【０１２３】 （記録ヘッド温度） − （推定温度） ＞ ΔＴth 第１実施例では、希に記録装置の外部より入る突発的な
ノイズなどにより吐出不良と判定してしまう可能性を考
慮して、空吐出に伴う記録ヘッドの昇降温の温度変化量
による記録ヘッドの不吐出の判定を行い、最終的に不吐
出の判定を起こった。本実施例では、記録装置が非印字
での光学的に記録ヘッドの不吐出を検出する方法により
最終的な不吐出の判定を行う。

【０１２４】具体的には、空吐出により記録ヘッドから
吐出されたインクのドロップレットを受ける部分に、例
えば発光ダイオードの光を通し、受光素子で光を受ける
構成にする。そして、空吐出時、インクのドロップレッ
トが、発光ダイオードの光を遮るのを検出することによ
り、不吐出の判定を行う。

【０１２５】この方法は、実施例１と比較しコストは高
くなるが、記録ヘッドの一部分だけが不吐出な場合も正
確に検出できることや、記録ヘッドから吐出されたイン
ク滴の吐出方向がヨレているのも検出できる。

【０１２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により、記録ヘッドか不吐出となり、過昇温が起こるの
を常時、あるいは頻繁に監視できるようになり、記録ヘ
ッドがそのような状態になると吐出回復処理、記録ヘッ
ドの保護のための処理、あるいはユーザーへの警告を行
うことにより、記録ヘッドの耐久性の向上をはかると同
時に、インクジェット記録装置の信頼性を高めることが
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例にかかるインクジェット
記録装置の斜視図

【図２】 図１に示したカートリッジの斜視図である。

【図３】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは図１に
示したヘッドカートリッジの上面図、正面図、部分拡大
図である。

【図４】 第１実施例の記録ヘッド温度推定演算におけ
る、記録ヘッドの昇温特性の模式図

【図５】 第１実施例の記録ヘッド温度推定演算におけ
る、モデル化した記録ヘッドの熱伝導の等価回路

【図６】 第１実施例における、記録ヘッド温度推定演
算における吐出ヒータ、ショートレンジの部材群、の演
算表

【図７】 第１実施例における、記録ヘッド温度推定演
算における吐出ヒータ、ロングレンジの部材群、の演算
表

【図８】 第１実施例における、記録ヘッド温度推定演
算におけるサブヒータ、ショートレンジの部材群、の演
算表

【図９】 第１実施例における、記録ヘッド温度推定演
算におけるサブヒータ、ロングレンジの部材群、の演算
表

【図１０】 第１実施例における不吐出判定手段を説明
するための模式図

【図１１】 第１実施例における不吐出判定手段を説明
するための模式図（その２）

【図１２】 第１実施例における不吐出判定手段を説明
するためのフローチャート

【図１３】 第２実施例におけるインクジェット記録装
置の概略説明図

【図１４】 第２実施例に用いる記録ヘッドの部分説明
図

【図１５】 インクジェット記録装置における理想的な
印字状態の図

【図１６】 濃度ムラのあるインクジェット記録装置の
印字状態の図

【図１７】 分割記録法による濃度ムラ軽減の説明図

【図１８】 分割記録法による濃度ムラ軽減の説明図
（その２）

【図１９】 第２実施例における不吐出判定手段、及び
吐出回復手段を説明するためのフローチャート

【図２０】 第４実施例における不吐出判定手段を説明
するためのフローチャート

【図２１】 第６実施例における不吐出判定手段の説明
のための模式図

【符号の説明】

９ ヘッドカートリッジ ９ａ 吐出ユニット ９ｂ インクタンク １１ キャリッジ １３ フック １５ 操作レバー １７、４９ マーカー １９ 支持板 ２３ ガイド軸 ２５ 受け軸 ２７ タイミングベルト ２９Ａ、２９Ｂ プーリ ３１ キャリッジモーター ３３ 搬送ローラー ３４ プラテン ３５ 搬送モーター ３７ ペーパーパン ３９ フィードローラー ４１ 拝紙ローラー ４２ 拍車 ４３ 解除レバー ４５ 押え板 ４７ 目盛 ５１ キャップ ５３ ポンプ ５５ 廃インクタンク ５７ チューブ ５９ ブレード ９０１ 吐出口列 ９０２ 共通液室 ９０３ ヘッド温度センサー ９０４ インク路 ９０５ フィルタ ９０６ Ａ１基板 ９０７ ＨＢ基板 ９０８ 吐出ヒーター ９０９ 天板 ９０６ｅ つめ ９０６ｆ ヘッド開口部 ７０１ インクカートリッジ ７０２ マルチヘッド ７０３ 紙送りローラー ７０５ 給紙ローラー ７０６ キャリッジ ７０７ マルチノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０４ Ｋ (72)発明者 杉本 仁 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 平林 弘光 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 植月 雅哉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松原 美由紀 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 後藤 史博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録手段から被記録材へインクを吐出し
   て記録を行うインクジェット記録装置において、記録ヘ
   ッドの温度をモニターする、ヘッド温度モニター手段
   と、少なくともヘッドに投入するエネルギーからヘッド
   の温度の推定を行うヘッド温度推定手段と、少なくとも
   先の２つの情報を用いて記録ヘッドの不吐出の状態の有
   無を判定する、不吐出判定手段を、合わせ持つことを特
   徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１のインクジェット記録装置の不
   吐出判定手段において、ヘッド温度のモニター値とヘッ
   ド温度の推定値の差を、あらかじめ決めたしきい値と比
   較することにより、記録ヘッドの不吐出の状態の有無を
   判定することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１のインクジェット記録装置にお
   いて、記録ヘッドの吐出に伴う昇温、あるいは吐出後の
   降温、あるいはその両方の温度変化より記録ヘッドの不
   吐出を判定する手段を合わせ持つインクジェット記録装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１のインクジェット記録装置にお
   いて、記録ヘッドに印字に用いない空吐出を行わせ、記
   録ヘッドの空吐出を行う前の第１の温度と、空吐出終了
   時の第２の温度と、空吐出が終了し、所定時間経過後の
   第３の温度を検出し、第１の温度と第２の温度に示され
   る空吐出による記録ヘッドの昇温値と、第２の温度と第
   ３の温度に示される空吐出終了後の降温の値によって記
   録ヘッドが不吐出の状態の有無を判定する不吐出判定方
   を行う手段、を合わせ持つことを特徴とするインクジェ
   ット記録装置。
5. 【請求項５】 請求項１のインクジェット記録装置にお
   いて、不吐出判定のしきい値を、インクジェット記録装
   置の状態に応じて変更することを特徴とするインクジェ
   ット記録装置。
6. 【請求項６】 請求項１のインクジェット記録装置にお
   いて、不吐出判定のしきい値を、インクジェット記録装
   置の少なくとも印字モードに応じて変更することを特徴
   とするインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 請求項１のインクジェット記録装置にお
   いて、不吐出判定のしきい値を、印字データより検知し
   た印字デューティーに応じて変更する事を特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 請求項１のインクジェット記録装置の不
   吐出判定手段において、所定の条件を満たす期間、ヘッ
   ドのモニター温度、あるいは、ヘッド温度の推定値、あ
   るいは少なくとも先の２つの値を含めて演算した結果を
   積算し、その結果をあらかじめ決めたしきい値と比較す
   ることにより、記録ヘッドの不吐出の状態の有無を判定
   することを特徴とするインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 請求項８のインクジェット記録装置の不
   吐出判定手段において、所定の時間、ヘッドのモニター
   温度、あるいは、ヘッド温度の推定値、あるいは少なく
   とも先の２つの値を含めて演算した結果を積算し、その
   結果をあらかじめ決めたしきい値と比較することによ
   り、記録ヘッドの不吐出の状態の有無を判定することを
   特徴とするインクジェット記録装置。
10. 【請求項１０】 請求項８のインクジェット記録装置の
    不吐出判定手段において、スキャンの間、ヘッドのモニ
    ター温度、あるいは、ヘッド温度の推定値、あるいは少
    なくとも先の２つの値を含めて演算した結果を積算す
    る。また、印字データより、印字に先立ち印字デューテ
    ィーを知り、上記の積算された値を補正する。その結果
    をあらかじめ決めたしきい値と比較することにより、記
    録ヘッドの不吐出の状態の有無を判定することを特徴と
    するインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 請求項８のインクジェット記録装置の
    不吐出判定手段において、印字データより印字デューテ
    ィーを知り、その積算を行い、それがあらかじめ決めた
    量に達するまで、ヘッドのモニター温度、あるいは、ヘ
    ッド温度の推定値、あるいは少なくとも先の２つの値を
    含めて演算した結果を積算し、その結果をあらかじめ決
    めたしきい値と比較することにより、記録ヘッドの不吐
    出の状態の有無を判定することを特徴とするインクジェ
    ット記録装置。
12. 【請求項１２】 請求項２のインクジェット記録装置の
    不吐出判定手段において、所定の条件を満たす期間、ヘ
    ッド温度のモニター値とヘッド温度の推定値の差を積算
    し、その結果をあらかじめ決めたしきい値と比較するこ
    とにより、記録ヘッドの不吐出の状態の有無を判定する
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２のインクジェット記録装置
    の不吐出判定手段において、所定の時間、ヘッド温度の
    モニター値とヘッド温度の推定値の差をを積算し、その
    結果をあらかじめ決めたしきい値と比較することによ
    り、記録ヘッドの不吐出の状態の有無を判定することを
    特徴とするインクジェット記録装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２のインクジェット記録装置
    の不吐出判定手段において、スキャンの間、ヘッド温度
    のモニター値ヘッド温度の推定値の差を積算する。ま
    た、印字データより、印字に先立ち印字デューティーを
    知り、上記の積算された値を補正する。その結果をあら
    かじめ決めたしきい値と比較することにより、記録ヘッ
    ドの不吐出の状態の有無を判定することを特徴とするイ
    ンクジェット記録装置。
15. 【請求項１５】 請求項１２のインクジェット記録装置
    の不吐出判定手段において、印字データより印字デュー
    ティーを知り、その積算を行い、それがあらかじめ決め
    た量に達するまで、ヘッド温度のモニター値とヘッド温
    度の推定値の差を積算し、その結果をあらかじめ決めた
    しきい値と比較することにより、記録ヘッドの不吐出の
    状態の有無を判定することを特徴とするインクジェット
    記録装置。
16. 【請求項１６】 請求項１のインクジェット記録装置の
    不吐出判定手段において、印字のスキャン終了直後のヘ
    ッドのモニター温度からヘッド温度の推定値を引いた
    値、より、次の印字のスキャン開始直前のヘッドのモニ
    ター温度からヘッド温度の推定値を引いた値、を引いた
    値をあらかじめ決めたしきい値と比較することにより、
    記録ヘッドの不吐出の状態の有無を判定することを特徴
    とするインクジェット記録装置。
17. 【請求項１７】 請求項１のインクジェット記録装置に
    おいて、不吐出の状態であると判定された記録ヘッドに
    ついて回復処理を行った後、不吐出の状態が回復したか
    否か判定する手段を持つことを特徴とするインクジェッ
    ト記録装置。
18. 【請求項１８】 請求項４のインクジェット記録装置に
    おいて、不吐出の状態であると判定された記録ヘッドに
    ついて回復処理を行った後、記録ヘッドに印字に用いな
    い空吐出を行わせ、記録ヘッドの空吐出を行う前の第１
    の温度と、空吐出終了時の第２の温度と、空吐出が終了
    し、所定時間経過後の第３の温度を検出し、第１の温度
    と第２の温度に示される空吐出による記録ヘッドの昇温
    値と、第２の温度と第３の温度に示される空吐出終了後
    の降温の値によって記録ヘッドが不吐出の状態から回復
    したか否か判定する手段を持つ、インクジェット記録装
    置。
19. 【請求項１９】 記録手段から被記録材へ複数色のイン
    クを吐出して記録を行うインクジェット記録装置におい
    て、不吐出の状態であると判定した記録ヘッドは駆動を
    行わず、それ以外の記録ヘッドで印字を行うことが可能
    であることを特徴とするインクジェット記録装置。
20. 【請求項２０】 記録手段から被記録材へ複数色のイン
    クを吐出して記録を行うインクジェット記録装置におい
    て、不吐出の状態であると判定した記録ヘッドは温度調
    節を行わず、それ以外の記録ヘッドで温度調節を行うこ
    とが可能であることを特徴とするインクジェット記録装
    置。
21. 【請求項２１】 記録手段から被記録材へ複数色のイン
    クを吐出して記録を行うインクジェット記録装置におい
    て、印字データの中で、不吐出の状態であると判定した
    記録ヘッドに関する印字データは無視して、印字を行う
    ことが可能であることを特徴とするインクジェット記録
    装置。
22. 【請求項２２】 請求項１の記録手段から被記録材へ複
    数色のインクを吐出して記録を行うインクジェット記録
    装置において、不吐出の状態であると判定した記録ヘッ
    ドは駆動を行わず、それ以外の記録ヘッドで印字を行う
    ことが可能であることを特徴とするインクジェット記録
    装置。
23. 【請求項２３】 請求項１の記録手段から被記録材へ複
    数色のインクを吐出して記録を行うインクジェット記録
    装置において、不吐出の状態であると判定した記録ヘッ
    ドは温度調節を行わず、それ以外の記録ヘッドで温度調
    節を行うことが可能であることを特徴とするインクジェ
    ット記録装置。
24. 【請求項２４】 請求項１の記録手段から被記録材へ複
    数色のインクを吐出して記録を行うインクジェット記録
    装置において、印字データの中で、不吐出の状態である
    と判定した記録ヘッドに関する印字データは無視して、
    印字を行うことが可能であることを特徴とするインクジ
    ェット記録装置。
25. 【請求項２５】 請求項１のインクジェット記録装置に
    おいて、印字中に不吐出の判定を行うインクジェット記
    録装置。
26. 【請求項２６】 記録手段から被記録材へインクを吐出
    して記録を行うインクジェット記録装置において、記録
    ヘッドの不吐出の最終判断を行うための直接の不吐出判
    定に先だって、上記直接の不吐出判定と異なる方式で記
    録ヘッドの不吐出の判断を行うインクジェット記録装
    置。