JP4003755B2 - 画像形成装置並びにノズル回復方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置並びにノズル回復方法に係り、特に、インク等の液滴を記録媒体に吐出して画像を記録する画像形成装置とそのノズル回復方法に関する。

従来より、画像形成装置として、多数のノズル（インク吐出口）を配列させたインクジェットヘッド（インク（液滴）吐出ヘッド）を有し、このインクジェットヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら、記録媒体に向けてノズルからインクを液滴として吐出することにより、記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。

このようなインクジェット記録装置におけるインク吐出方法として、従来から様々な方法が知られている。例えば、圧電素子（圧電セラミック）の変形によって圧力室（インク室）の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式や、インクを加熱して気泡を発生させ、この気泡が成長する際の膨張エネルギーでインクを吐出させるサーマルインクジェット方式などが知られている。

インクジェット記録装置のようなインク吐出ヘッドを有する画像形成装置においては、インクを貯蔵するインクタンクからインク供給路を介してインク吐出ヘッドにインクを供給し、上記様々な吐出方法でインクを吐出しているが、インクの吐出量、吐出速度、吐出方向及び吐出されるインクの形状（体積）等が、常に一定となるように安定して吐出する必要がある。

しかし、印字中においては、印字の指示があった場合に直ちに印字が実行されるようにインク吐出ヘッドのノズルには常にインクが満たされており、ノズルのインクは空気にさらされているため、長時間吐出が行われないノズルのインクが乾燥し、インク粘度が高くなったり、ノズルが目詰まりしたりすることがある。このようなノズルのインクメニスカス部における増粘はインクの不吐出の原因となることがある。また、インク供給路内等に混入した塵埃等の異物や気泡が溜まり、インク供給を遮断したりして吐出不良が発生する場合もある。

そこで、従来このようなインクの吐出不良や不吐出を解消するための様々な工夫がなされており、インク不吐出の原因となるノズルのメニスカス部におけるインクの増粘に対しては、この増粘したインクを定期的に強制的に機外に排出するパージ（唾吐き、予備吐出）や吸引などの回復処理が行われていた。

例えば、共通インク液室に直接的に連通して画素密度毎に配列される複数の印字ノズルを有し、各印字ノズル内に吐出エネルギー印加手段を設けたインクジェットヘッドの印字ノズルに対し、共通インク液室に連通し且つ流路抵抗が印字ノズルよりも小さい印字に供されないダミーノズルを設け、インクジェットヘッド内の塵埃や気泡等を効果的に排出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

また、例えば異なる量のインクを吐出する吐出口径の異なる複数のインク吐出口が配された吐出面に、各インク吐出口の吐出量に応じて最適なインク吐出面の親水部分の形状を持たせることにより、安定したインクの吐出を行えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。

また、例えばインクを吐出するための複数の吐出口に大径吐出口と小径吐出口があり、大径吐出口の数よりも小径吐出口の数の方が多く、大径吐出口が連通するインク流路と小径吐出口が連通するインク流路とがインク供給口に沿って混在して配列され、大径吐出口同士の間に複数の小径吐出口群を配置することにより、大径吐出口と小径吐出口の回復処理を均等に行うことができるようにしたものが知られている（例えば、特許文献３等参照）。

また、例えば記録ヘッドの周囲の温度及び湿度を検出し、その検出結果に応じて設定される予備吐出駆動条件に応じて記録を行わない吐出である予備吐出を行うようにして、温度、湿度が変化する環境下においても安定した吐出を行えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献４等参照)。
特開平６−２７０４００号公報 特開平８−３９８０５号公報 特開２００３−１２７３８３号公報 特開２０００−１９０５２８号公報

しかしながら、従来は前述したような吐出不良の生じたノズルを回復するためのパージ（予備吐出）をタイマーや打滴数の頻度に応じて実施していたが、ノズル近傍の環境（温度や湿度）やインク粘度等により不吐出が発生するタイミングは異なるため、ある安全率を見込んでパージを行うタイミングを設定していたため、実際にはまだインクが増粘しておらずパージの必要がないときにもパージが行われてしまうので、回復処理の頻度が高く、インクが無駄に消費されていたという問題がある。

また、上記特許文献１に記載のものでは、塵埃や気泡等を排出するダミーノズルの流路抵抗を印字ノズルの流路抵抗よりも小さくしているため、吸引時にはダミーノズルからより多くのインクが排出されてしまい、印字ノズルの回復が十分でなく、また無駄なインクの消費量も多くなってしまうという問題がある。

また、上記特許文献２に記載のものは、上述したように径の異なるノズルを配置しているのは記録濃度を低下させないように保つためのものであり、回復処理の制御に用いるものではなく、やはり回復処理の頻度が高く無駄なインクの発生という前述した問題を有している。

また、上記特許文献３に記載のものは、大径吐出口の相互間に複数の小径吐出口を形成することにより大径吐出口のみならず小径吐出口についても回復処理を均等に行うようにしているが、前記特許文献２のものと同様に、やはり回復処理の頻度が高く無駄インクの発生という問題がある。

また、上記特許文献４に記載のものでは予備吐出（パージ）までの時間が決められており、やはり必要のない予備吐出が行われている場合もあり無駄なインクの消費があるという問題がある。なお、上記特許文献４では、記録ヘッドの周囲の温度及び湿度を検出し、その検出結果に応じて予備吐出の時期を設定しているが、環境条件としては、例えば記録ヘッドが記録媒体上を往復運動する際にメニスカス面が受ける風量や記録媒体からの輻射熱等の要因があり、単に記録ヘッド周囲の温度、湿度だけでは予備吐出の時期は決まらないという問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノズルの回復処理が必要な時期を正確に判断し、不必要なノズルの回復処理による無駄インクを削減して生産性を向上させることのできる画像形成装置並びにノズル回復方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置であって、前記画像記録を行う複数のノズルと並列して前記液滴吐出ヘッド内に別途設けられ、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりもノズルを駆動する駆動波形の振幅が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりも前記駆動波形の立ち上がり時間が長いという所定の吐出条件で前記液滴を吐出する前記画像記録には用いない複数のノズルと、前記所定の吐出条件で吐出を行う複数のノズルから前記記録媒体と前記液滴吐出ヘッドの間に配置された静電容量検出手段上に吐出された液滴による該静電容量検出手段の静電容量の変化により、その液滴吐出状態を検出する吐出検出手段と、前記吐出検出手段の検出結果に基づき前記画像記録を行う複数のノズルに対する回復処理を行う時期を制御する回復制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

これによれば、画像記録を行うノズルの回復を行うタイミングを液滴吐出状態を直接観測することで判断できるため、回復処理を行うタイミングを示す回復処理時間テーブルを印字環境や液滴の粘度等によるパラメータから設定して持つ必要がなく、真に必要なときにのみ回復処理を行うことができ、無駄な液滴を削減し、生産性を向上させることができる。ここで液滴が吐出状態とは、ノズルから出た液滴、飛翔中の液滴、着弾後の液滴等を言う。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置であって、前記画像記録を行う複数のノズルと並列して前記液滴吐出ヘッド内に別途設けられ、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さいという所定の吐出条件で前記液滴を吐出する前記画像記録には用いない複数のノズルと、前記所定の吐出条件で吐出を行う複数のノズルから前記記録媒体に向けて吐出された飛翔中のインク滴を光源と受光素子からなる光学系で観測することにより、その液滴吐出状態を検出する吐出検出手段と、
前記吐出検出手段の検出結果に基づき前記画像記録を行う複数のノズルに対する回復処理を行う時期を制御する回復制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

また、請求項３に示すように、前記所定の吐出条件で吐出するノズルは、それ以外の前記画像記録を行うノズルより数が少ないことが好ましい。これにより、ノズルの加工も容易であり、コスト上昇を招くこともなく、無駄な液滴を減少させることができる。

また、請求項４に示すように、前記所定の吐出条件で吐出するノズルは、前記所定の吐出条件での吐出を、前記画像記録を行うノズルが前記画像記録中に行うことが好ましい。これにより、生産性を落とすことなく、回復処理のタイミングを判断するための吐出検出を行うことができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数の画像記録用のノズルと、前記画像記録用のノズルとは別に、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりもノズルを駆動する駆動波形の振幅が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりも前記駆動波形の立ち上がり時間が長いという所定の吐出条件で吐出を行う複数の吐出検出用のノズルを前記画像記録用のノズルに並列して同一の液滴吐出ヘッド内に有し、画像記録用のノズルが画像記録中に、前記吐出検出用のノズルを所定時間毎に１つずつ順番に前記所定の吐出条件で吐出し、その吐出状態を検出した結果に基づいて前記画像記録用のノズル及び吐出検出用のノズルの少なくとも一方のノズルの回復処理を行うことを特徴とするノズル回復方法を提供する。これにより、真に回復処理が必要な時期が確実に検出でき、回復処理における無駄な液滴を削減して生産性を向上させることができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数の画像記録用のノズルと、前記画像記録用のノズルとは別に、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりもノズルを駆動する駆動波形の振幅が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりも前記駆動波形の立ち上がり時間が長いという所定の吐出条件で吐出を行う複数の吐出検出用のノズルを前記画像記録用のノズルに並列して同一の液滴吐出ヘッド内に有し、前記画像記録用のノズルが画像記録中に、前記吐出検出用のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記吐出検出用のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続し、ある順番で吐出を開始しようとした前記吐出検出用のノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行うとともに、その後前記不吐出が検出された前記吐出検出用のノズルより前に吐出を継続していた前記吐出検出用のノズルのみを用いて前と同様に前記画像記録用のノズルに対する回復処理を行うタイミングを制御し、前記吐出検出用のノズルがすべて不吐出となった場合には、前記画像記録用のノズル及び前記吐出検出用のノズルに対する回復処理を行うようにすることを特徴とするノズル回復方法を提供する。これにより、吐出検出用のノズルの回復処理を少なくして、吐出検出用のノズルを少なくともその一部を使い回すことにより効率的に吐出検出を行い、無駄な液滴の削減及び生産性の向上を図ることができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数の画像記録用のノズルと、前記画像記録用のノズルとは別に、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりもノズルを駆動する駆動波形の振幅が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりも前記駆動波形の立ち上がり時間が長いという所定の吐出条件で吐出を行う複数の吐出検出用のノズルから成る吐出検出用ノズルセットをＮを２以上の任意の整数としてＮ組前記画像記録用のノズルに並列して同一の液滴吐出ヘッド内に有し、前記画像記録用のノズルが画像記録中に、前記吐出検出用ノズルセットの第１の組のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記第１の組のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続するとともに、他の組のすべてのノズルからも前記第１の組のノズルからの吐出に合わせて吐出を行い、このとき前記第１の組のある順番で吐出を開始しようとしたノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行うとともに、その後前記第１の組のノズルは吐出を行わず、前記画像記録用のノズルによる画像記録を再開し、（１）Ｎ＝２の場合には、前記画像記録用のノズルによる画像記録の再開に合わせて第２の組のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記第２の組のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続し、前記第２の組のある順番で吐出を開始しようとしたノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行うとともに、全ての前記吐出検出用のノズルに対する回復処理を行い、また、（２）Ｎ＞２の場合、Ｍが２≦Ｍ≦Ｎ−１の整数のとき、Ｍを２から１ずつ増加させながら、Ｍの一つの値に対して、前記第１の組から第Ｍ−１組のノズルは吐出を行わず、前記画像記録用のノズルによる画像記録の再開に合わせて第Ｍ組のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記第Ｍ組のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続するとともに、前記第Ｍ＋１組から第Ｎ組のノズルからも前記第Ｍ組のノズルからの吐出に合わせて吐出を行い、このとき前記第Ｍ組のある順番で吐出を開始しようとしたノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行った後、Ｍの値を１増加し、前記第Ｎ−１組のノズルの制御が終了したら、次には第Ｎ組のノズルについて、前記第１の組から第Ｎ−１組のノズルは吐出を行わず、前記画像記録用のノズルによる画像記録を再開し、前記画像記録用のノズルによる画像記録の再開に合わせて第Ｎ組のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記第Ｎ組のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続し、このとき前記第Ｎ組のある順番で吐出を開始しようとしたノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行うとともに、全ての前記吐出検出用のノズルに対する回復処理を行うことを特徴とするノズル回復方法を提供する。

以上説明したように、本発明に係る画像形成装置並びにノズル回復方法によれば、吐出検出用の所定の吐出条件で吐出された吐出結果に基づいて前記画像記録用のノズルの回復処理を行う時期を決定するようにしたため、不必要な回復処理による無駄な液滴を削減し、生産性を向上させることが可能となる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る画像形成装置並びにノズル回復方法について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクを液滴として記録媒体上に吐出して画像を形成するインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。

図１に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、４色（ＫＣＭＹ）に対応する印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからなり、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、それぞれ複数の吐出口（ノズル）を有し、記録紙１６の全幅を担うように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの長手方向を紙搬送方向（副走査方向）と直交する記録紙１６の幅方向（主走査方向）に並べて配置され、最大紙幅に対応する長さを有する、いわゆるフルライン型ヘッドとなっている（図２参照）。

図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が、その長手方向に複数配列されたライン型ヘッドとして構成されている。

また詳しくは後述するが、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、インクの吐出を検出するための検出手段や検出のための光束を所定の形状に形成するための光学系や、その他インク吐出状態やインク滴サイズ、インク吐出速度等の検出に関わる様々な手段を備えている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字部１２の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

なお、本実施形態では図２に示したように印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙはインクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたフルライン型ヘッドとして説明するが、さらに図３に示すように、短尺の２次元に配列されたヘッド５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、記録媒体の全幅に対応する長さとするようにしてもよい。なお、この場合には各短尺ヘッド５０’に対して本実施形態のノズル配列が適用される。

図４は、本実施形態のインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図４において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙのアクチュエータ５８を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでもよい。

また、本実施形態においては、これらの構成の他に、画像記録を行うノズルからの吐出とは異なる所定の吐出条件でインクを吐出するノズルの吐出状態を検出する吐出検出手段６０、吐出検出手段６０の検出結果に基づいてメンテナンスユニット５７により画像記録を行うノズルの回復処理を行う時期を制御する回復制御手段６８を有している。吐出検出手段６０及び回復制御手段６８による回復処理の制御については詳しくは後述する。

吐出検出手段６０により、所定の吐出条件による吐出を行うノズルの不吐出が検出された場合には、検出結果はシステムコントローラ７２に送られ、システムコントローラ７２により回復制御手段６８を通じて印字ヘッド５０及びメンテナンスユニット５７に対し回復処理を行うよう制御信号が送られるようになっている。

次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているため、以下、これらを一つの印字ヘッド５０で代表させて説明する事とする。

図５に、印字ヘッド５０を示す。図５は、印字ヘッド５０のノズル面５０ａを示す平面図である。ノズル面５０ａには、記録紙１６に対してインクを吐出して画像記録を行う画像記録用のノズル（メインノズル）５１と、予め設定された所定の吐出条件で吐出を行う吐出検出用のノズル（サブノズル）５２が設けられている。

メインノズル５１は、図５に示すように、千鳥状の２次元マトリクス状に配列されている。そして各メインノズル５１にインクを供給する共通流路毎にそれぞれ第１ブロックＢ１、第２ブロックＢ２、・・・等と、ブロック化されている。このようにインクの共通流路毎にノズルをブロック化したのは、パージや吸引等の回復処理をこの共通流路毎に行うことにより、処理効率を向上させるためである。

また、サブノズル５２は、メインノズル５１よりも少ない個数で各ブロック（Ｂ１、Ｂ２、・・・）毎に複数個（Ｍ個）が、図に符号５３で示すように１列に配列されている。サブノズル５２は、メインノズル５１のパージによる回復時期を判断するものであり、メインノズル５１よりも先に不吐出が発生するように吐出条件をメインノズル５１よりも厳しく設定する必要がある。

一般的に、ノズル径が小さいと、メニスカスの増粘の影響を受けて不吐出になりやすい。そこで、本実施形態では、サブノズル５２のノズル径をメインノズル５１のノズル径よりも小さくすることで、その吐出条件をメインノズル５１よりも厳しくしている。そのため、吐出条件の厳しいサブノズル５２で吐出検出用の吐出ができれば、メインノズル５１の回復処理（パージ）をする必要はない。

なお、この厳しい吐出条件としては、ノズル径を小さくすることの他に、サブノズル５２を駆動する駆動波形の振幅をメインノズル５１を駆動する駆動波形よりも小さくすること、あるいはサブノズル５２の駆動波形の立ち上がり時間をメインノズル５１よりも長くすること等が考えられる。また、増粘による不吐出は、使用していないノズルで発生し易いため、サブノズル５２は画像記録用の吐出に使用していないノズルを用いるようにすれば、より厳しい条件となり好ましい。

したがって、画像記録用のメインノズル５１の他に、吐出検出用のサブノズル５２を設けることなく、メインノズル５１の一部（例えば、画像データによって、その画像記録の間中使用されないメインノズル５１でもよい。）をその駆動波形の振幅を画像記録用の通常の吐出時よりも小さくする等によって吐出検出用のノズルとして用いるようにしてもよい。

また、図５に示す例では、各ブロックＢ１、Ｂ２、・・・毎に、Ｍ個のサブノズル５２が１列に配列されていたが、サブノズル５２の個数はこれに限定されず、後述するように、Ｍ個のサブノズル５２を１セットとして、各ブロックＢ１、Ｂ２、・・・毎に、Ｍ個からなるサブノズル５２のセットを複数セット（例えば、後述するようにＮセット）ずつ設けるようにしてもよい。

図６に、回復処理時の様子を示す。図６は回復処理時の印字ヘッド５０を側面から見た図（例えば図５の左方向から見た図）である。図６に示すように、印字ヘッド５０のノズル面５０ａ側に、メインノズル５１（図６では図示省略）を有するメインノズル部５１ａと、サブノズル５２（図６では図示省略）を有するサブノズル部５２ａとが設けられている。

これに対して、印字ヘッド５０のノズル面５０ａを覆うキャップ５４と吸引口５５を介してメインノズル部５１ａ及びサブノズル部５２ａの増粘したインクを吸引する吸引ポンプ５６からなるメンテナンスユニット５７が配置されている。

メンテナンスユニット５７は、画像記録時においては、印字ヘッド５０が通常の画像記録を行う位置とは別の位置に配置されており、メンテナンス（回復処理）時に印字ヘッド５０が画像記録を中断してメンテナンスユニット５７の位置まで移動して、キャップ５４がノズル面５０ａの直下に位置するようにする。回復処理としてパージを行う際には、メインノズル５１あるいはサブノズル５２からこのキャップに向けてパージ（予備吐出）が行われる。また、吸引する場合には、キャップ５４でノズル面５０ａを覆い、吸引ポンプ５６で各メインノズル５１及びサブノズル５２の増粘したインクを吸引する。このとき、メインノズル５１よりサブノズル５２の方がノズル径が小さいため、その流路抵抗の違いからサブノズル５２の増粘インクを吸引できないことがあるので、図６に示すように、吸引ポンプ５６に繋がる吸引口５５をサブノズル部５２ａの直下に設けることが好ましい。

また、サブノズル５２は、メインノズル５１よりノズル径が小さい等吐出条件が厳しいため、メインノズル５１よりも不吐出が発生し易い。サブノズル５２が全て不吐出状態となってしまうと、メインノズル５１の回復処理の時期を検出できなくなってしまうため、サブノズル５２のみに対して回復処理を行って回復できることが好ましい。

サブノズル５２が不吐出になった場合、パージでは回復できないことがある。その場合にはサブノズル５２のみを吸引できることが望ましい。そこで、図７に示すように、メインノズル部５１ａ、及びサブノズル部５２ａ毎にそれぞれメンテナンスユニット５７ａ、５７ｂを設けて、メインノズル部５１ａにはキャップ５４ａを押し当てて吸引ポンプ５６ａでインクを吸引し、またサブノズル部５２ａにはキャップ５４ｂを押し当ててメインノズル部５１ａとは別々に吸引ポンプ５６ｂでインクを吸引できるようにすることが好ましい。

次に、サブノズル５２による所定の厳しい吐出条件での吐出（吐出検出用の吐出）とその吐出状態の検出方法について説明する。

図８に、吐出検出の様子を示す。図８の印字ヘッド５０は、図６あるいは図７と同様印字ヘッド５０を側面から見たものである。記録紙１６は、印字ヘッド５０の下を図に矢印Ａで示すように右から左へ搬送される。記録紙１６上にはメインノズル部５１ａからインク滴５１ｂが吐出される。

一方、サブノズル部５２ａからの吐出検出用のインク滴５２ｂは、吐出検出手段６０を構成する検出基板６１に設置された電極板６２ａ上に吐出される。このとき、電極板６２ａの直下の記録紙１６側にも電極６２ｂが設置されており、インク滴５２ｂによるこの電極間の静電容量の変化を吐出検出手段６０の検出回路６４で検出することにより、インクの吐出の有無が検出されるようになっている。したがって、この検出回路６４によってインク吐出が検出されない場合には、そのサブノズル５２は不吐出であると判断されることになる。

また、電極板６２ａにサブノズル５２からインク吐出を繰り返すため電極板６２ａを清掃するための電極清掃部材６６が設けられている。電極板６２ａを清掃する場合には、図８に二点鎖線で示した位置まで検出基板６１及び電極板６２ａを移動して電極清掃部材６６によって付着したインク滴５２ｂを清掃するようになっている。

通常、吐出検出を行わない場合には、検出基板６１及び電極板６２ａはこの位置で待機しており、吐出検出時には図に矢印Ｂで示した方向に移動して、印字ヘッド５０のサブノズル部５２ａの下に電極板６２ａを挿入するようにする。

なお、このように印字ヘッド５０と記録紙１６との間に電極板６２ａを挿入してその上にサブノズル５２から吐出することにより、画像記録中もサブノズル５２による吐出検出を行うことができる。

なお、サブノズル５２による吐出検出用のインク吐出は、このように電極板６２ａ上にするものに限定はされず、サブノズル５２のノズル径が小さく視認されにくいため記録紙１６上に行っても画像に影響することはないため、画像記録中に記録紙１６上におこなってもよい。ただし、この場合には吐出の有無は、光源と受光素子等の光学系を所定の位置に設置して、吐出され飛翔中のインク滴を観測する必要がある。

または、サブノズル５２あるいはメインノズル５１によって記録紙１６に所定のテストパターンを印字し、これをラインセンサで読み取って、吐出の有無を検出するようにしてもよい。ラインセンサとしては、例えば、印字ヘッド５０によるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するものが用いられる。このラインセンサは、具体的には、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。ラインセンサによる吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

あるいは、印字ヘッド５０を退避位置に移動して、メンテナンスユニット５７のキャップ５４上に吐出するようにしてもよいが、これだと画像記録中には吐出検出ができないため、上記のように電極板６２ａあるいは記録紙１６上に吐出する方が望ましい。

本発明は、画像記録を行うメインノズル５１の回復処理（パージ）時期を、メインノズル５１より厳しい所定の吐出条件で吐出を行うサブノズル５２の吐出状態を検出することによって決定しようというものである。

図９に、第１実施形態に係るノズル回復方法におけるサブノズル５２の吐出タイミングを示し、図１０に第１実施形態のノズル回復方法における処理手順をフローチャートで示す。図９において、メインノズルの線分上の０は印刷開始時、ｔはサブノズルからの吐出検出用の吐出を行う時間間隔を示し、また白丸は各サブノズルからの吐出検出用の吐出で吐出ＯＫを示し、黒丸は吐出検出用の吐出において不吐出であったことを示す。

以下、これらの図９及び図１０を参照して本実施形態のノズル回復方法について説明する。

まず図１０のフローチャートにおけるステップＳ１００において、印刷が開始される。すなわちインクジェット記録装置１０に送られた画像データに基づいて、画像記録用のメインノズル５１より記録紙１６に向けてインクを吐出して画像記録を行う。この画像記録開始の時点が図９の一番上のメインノズル５１の回復処理を示す線分の０の位置である。以下、全ての画像データについて記録を終えるまでノズル回復処理時を除いてメインノズル５１から画像記録用のインクが吐出され続ける。

ステップＳ１１０において印刷すべき画像データがあるか否か判断され、まだ画像データがある場合には、次のステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１１０では、予め設定されたサブノズル５２から吐出検出用のインク吐出を行う所定の時間間隔ｔが経過したか否か判断される。まだ印刷開始からあるいは前回の吐出検出用の吐出から所定時間ｔが経過していない場合には、またステップＳ１１０に戻りメインノズル５１による画像記録を続ける。

ステップＳ１２０で所定時間ｔが経過したと判断されると、次のステップＳ１３０に進み、印刷開始から時間ｔ経過の時点で、１番目のサブノズル５２から所定の吐出条件で吐出検出用の吐出が行われる。この吐出は、前述したように例えば図８に示すような吐出検出手段６０の電極板６２ａ上に行われる。

次にステップＳ１４０において、図８に示す吐出検出手段６０の検出回路６４によりこの１番目のサブノズル５２からのインク吐出が実際に行われたか否か検出する。図９に時間ｔの位置に白丸で示すように、確かに吐出が行われたことが検出されたら、ステップＳ１１０に戻り、メインノズル５１による画像記録を続行する。

次のステップＳ１２０において１番目のサブノズル５２からの吐出からさらに所定時間ｔが経過（印刷開始から２ｔ時間経過）したと判断されたら次のステップＳ１３０において、画像記録開始から２ｔ時間経過後の時点で２番目のサブノズル５２から吐出検出用の吐出を行う。この吐出も１番目のサブノズル５２と同様に吐出検出手段６０の電極板６２ａ上に行われ、次のステップ１４０において検出回路６４で吐出の有無が検出される。

図９に時間２ｔの位置に白丸で示すように、吐出がＯＫであれば、再びステップＳ１１０に戻り、以上と同様の処理を繰り返す。このようにして、図９に示すようにｋ−１番目のサブノズル５２まで、吐出が正常に行われたと吐出検出手段６０によって判断され、次のｋ番目のサブノズル５２の時に、ステップＳ１４０において吐出が検出されなかった場合、すなわち図９のｋ番目のサブノズル５２の位置に黒丸で示したように不吐出であるとされた場合には、次のステップＳ１５０において、図９に示すようにメインノズル５１の回復処理としてパージを行う。また、次のステップＳ１６０において図９に示すようにサブノズル５２に対して強制吐出を行うことによりサブノズル５２を初期状態にリセットする。すなわち、この実施形態では、強制吐出によりサブノズル５２を回復することができるものとしている。強制吐出の方法としては、通常の吐出検出用の吐出時よりも駆動電圧を高くしたり、振幅を大きくしたり、吐出周波数を落とすなどの方法が適用可能である。また、例えば図７に示したようにサブノズル５２のみ吸引することでリセットする方法もある。

サブノズル５２をリセットした後、再びステップＳ１１０に戻り、メインノズル５１による画像記録を続行するとともに上記と同様にして、また１番目のサブノズルから所定時間ｔ毎に吐出検出用の吐出を行う。そして、ステップＳ１１０において画像データ（印刷データ）がなくなったと判断されたらステップＳ１７０に進み、印刷を終了する。以上が第１実施形態のノズル回復方法における処理である。この実施例によれば、メインノズルからの不用意なパージを削減することができ、省インク、生産性の向上を図ることができる。

次に、第２実施形態に係るノズル回復方法について説明する。

図１１に、第２実施形態に係るノズル回復方法におけるサブノズル５２の吐出タイミングを示し、図１２に第２実施形態のノズル回復方法における処理手順をフローチャートで示す。図１１において、ｔ及びｔ１はサブノズル５２からの吐出検出用の吐出を行う時間間隔を示し、白丸及び黒丸は図９と同様に吐出検出用の吐出の結果、吐出ＯＫ及び不吐出を示す。また、白三角は吐出検出を行わない単なる吐出、×はそのサブノズル５２は使用禁止（吐出できても吐出しない）であることを示す。

以下、これらの図１１及び図１２を参照して本実施形態のノズル回復方法について説明する。

まず図１２のフローチャートにおけるステップＳ２００において、印刷が開始される。すなわちインクジェット記録装置１０に送られた画像データに基づいて、画像記録用のメインノズル５１より記録紙１６に向けてインクを吐出して画像記録を行う。この画像記録開始の時点が図１１の一番上のメインノズル５１の回復処理を示す線分の０の位置である。以下、全ての画像データについて記録を終えるまでノズル回復処理時を除いてメインノズル５１から画像記録用のインクが吐出され続ける。

次に、ステップＳ２０２において、吐出検出に用いることのできるサブノズル５２の個数を示す定数ｎの値が設定される。最初は、もちろん全てのサブノズル５２を用いることができるため、この定数ｎとしてはサブノズル５２の個数Ｍが設定される。

次に、ステップＳ２０４において現在吐出検出に用いられているサブノズル５２の番号（順番）を示すインデックスｋに初期値１を設定する。次にステップＳ２０６において、画像記録が終了したか否か、すなわちまだ印字すべきデータがあるか判断される。まだ印字データがある場合には、次のステップＳ２０８に進み、印刷開始からあるいは前回の吐出検出用の吐出から所定時間ｔが経過したか否か判断する。所定時間ｔが経過した場合には、次のステップＳ２１０において、１番目のサブノズル５２から吐出検出用の吐出を行う。この吐出は、上記第１実施形態と同様に、吐出検出手段６０の電極板６２ａ上に行われる。

次にステップＳ２１２において、吐出検出手段６０の検出回路６４により今吐出したサブノズル５２からの吐出の有無を検出する。図１１の時間ｔにおける１番目のサブノズル５２のところに白丸で示すように、確かに吐出があった（吐出ＯＫ）の場合には、ステップＳ２１４において、吐出検出用の吐出を行うサブノズル５２の番号を示すインデックスｋを１増加して、ステップＳ２１６において、このインデックスｋの値と現在吐出検出に用いられているサブノズル５２の個数ｎとを比較し、ｋ≦ｎであれば、ステップＳ２０６へ戻り、メインノズル５１による画像記録を続ける。

また、ステップＳ２１６において、ｋ≦ｎが成立しない場合、すなわちｋ＞ｎとなる場合には、これ以上吐出検出に用いることのできるサブノズル５２は存在しないため、ステップＳ２０４に戻り、インデックスｋを１にリセットして、再び１番目のサブノズル５２から順番に用いて吐出検出を行う。

ステップＳ２１６においてｋ≦ｎが成立するとして、ステップＳ２０６に戻った場合において、ステップＳ２０６で印字データがまだあるとされた場合には、ステップＳ２０８へ進み、前回の１番目のサブノズル５２による吐出検出用の吐出からさらに所定時間ｔが経過したか否か判断する。

前回の１番目のサブノズル５２による吐出検出用の吐出から時間ｔが経過（印刷開始からは２ｔ時間経過）したら、次のステップＳ２１０において、この印刷開始から２ｔ時間経過後の時点で２番目のサブノズル５２から吐出検出用の吐出を行う。このとき前述した第１実施形態とは異なり、この２ｔ時間経過時に吐出するのは２番目のサブノズル５２だけではなく、前回吐出した１番目のサブノズル５２も同時に吐出する。ただし、このとき吐出する１番目の吐出は検出用の吐出ではなく、ノズルの増粘を防ぎ常に初期の状態に保つための吐出である。これを図１１においては、２ｔ時間の位置に吐出検出用の２番目のサブノズル５２の吐出がＯＫであったことを白丸で示し、状態維持のための１番目のサブノズル５２の単なる吐出を白三角で示している。

このように、一度吐出検出用の吐出を行ったサブノズル５２は、それ以降次の順番のサブノズル５２の吐出検出用の吐出時に同時に単なる吐出を繰り返し行う。

次のステップＳ２１２において今吐出した２番目のサブノズル５２から確かに吐出が確認された場合には、ステップＳ２１４でインデックスｋを１増加して、ステップＳ２１６でインデックスｋを現在吐出検出に用いられているサブノズル５２の個数ｎと比較する。当初この値ｎは１ブロック中のサブノズル５２の数Ｍであり、当分はｋがｎを超えることはなく、ｋ≦ｎが成り立つと判定され、ステップＳ２０６に戻り、上と同様の処理を繰り返すことになる。

すなわち、次のステップＳ２０８で２番目のサブノズル５２からの吐出検出用の吐出からさらに時間ｔが経過（印刷開始からは３ｔ時間が経過）した場合には、ステップＳ２１０において、３番目のサブノズル５２から吐出検出用の吐出をするとともに、同時に１番目のサブノズル５２及び２番目のサブノズル５２からも単なる吐出を行う。

このようにして、ｋ−１番目のサブノズル５２まで吐出検出用の吐出を行い、図１１にｋ−１番目のサブノズル５２の吐出結果を白丸で示すように吐出ＯＫであったとする。このとき、１番目からｋ−２番目までのサブノズル５２は、図１１に白三角で示すように、ｋ−１番目のサブノズル５２が吐出検出用の吐出を行うのと同時に単なる吐出を行っている。

次にステップＳ２１４で（現在ｋ−１である）インデックスｋが１増加されて（ｋとなり）ステップＳ２１６でｋ≦ｎが成り立つと判断されるとステップＳ２０６へ戻り、印字データがあれば次のステップＳ２０８において前回の（ｋ−１番目のサブノズル５２による吐出検出用の）吐出から時間ｔが経過したと判断されたらステップＳ２１０においてｋ番目のサブノズル５２から吐出検出用の吐出が行われる。もちろんこのとき、１番目からｋ−１番目のサブノズル５２から同時に単なる吐出が行われている。

次にステップＳ２１２において、ｋ番目のサブノズル５２が図１１に黒丸で示すように不吐出であることが検出されると、次のステップＳ２１８においてインデックスｋが１ではないか判断する。すなわち不吐出になったのは１番目のサブノズル５２ではないか判断する。ｋ＝１でなければ、次のステップＳ２２０において不吐出が検出されたｋ番目のサブノズル５２以降Ｍ番目のサブノズル５２までは使用禁止のフラッグを立てる。そして図１１に×で示すように、それ以降使用しない。この使用禁止は、後述する吸引によるリセットがあるまでは解除されない。

このように、ｋ番目からＭ番目までのサブノズル５２は使用禁止にすることにより、次のメインノズル５１のパージの時期の判断は、１番目からｋ−１番目までのｋ−１個のサブノズル５２を用いて行われる。

次のステップＳ２２４において、次のメインノズル５１のパージ時期を判断するための（ｋ−１個の）サブノズル５２による吐出検出用の吐出の時間間隔ｔを前回までよりも長いｔ１（ｔ１＞ｔ）に設定する。また、ここで時間間隔ｔ１で再びステップＳ２２４に来たときには、次のサブノズル５２による吐出検出用の吐出の時間間隔をｔ１より大きいｔ２（ｔ２＞ｔ１）に設定し、さらに時間間隔ｔ２で再度ステップＳ２２４に来たときには、次の吐出検出用の吐出の時間間隔をｔ２より大きいｔ３（ｔ３＞ｔ２）に設定するようにする。このようにして、以下同様にしてステップＳ２２４を通過する毎にこの吐出の時間間隔を次々と大きくなるｔｉ（ｔｎ＞・・・＞ｔｉ＞・・・＞ｔ３＞ｔ２＞ｔ１＞ｔ）に設定する。

また、次のステップＳ２２６において、吐出検出に用いられるサブノズル５２の個数ｎをｋ−１に設定する。そしてステップＳ２０４に戻り、吐出検出用の吐出を行うサブノズル５２の順番を示すインデックスｋを１にリセットして次のメインノズル５１のパージ時期の判定を開始する。

このパージ時期判定処理は、前回Ｍ個のサブノズル５２を用いてメインノズル５１の最初のパージ時期を判断したのと同様である。異なる点は、今回は前回不吐出が検出されたｋ番目以降のサブノズル５２は使用せずに、１番目からｋ−１番目までのｋ−１個のサブノズル５２のみが用いられるという点と、これらのサブノズル５２の吐出検出用の吐出を行う時間間隔が前回のｔよりも長いｔ１となっている点である。

ステップＳ２０６においてまだ印字データがあると判断され、ステップＳ２０８で前回のメインノズル５１のパージ時からｔ１の時間が経過したと判断されると、ステップＳ２１０において、１番目のサブノズル５２により吐出検出用の吐出が行われる。ステップＳ２１２において、図１１にパージ後のｔ１時間において１番目のサブノズル５２を白丸で示すようにこの吐出がＯＫであるとすると、ステップＳ２１４でインデックスｋを１増加して、このｋ（現在は２になっている。）を現在吐出検出に用いているサブノズル５２の数ｎ（今、ｎ＝ｋ−１である。）と比較する。

比較の結果ｋ≦ｎが成り立てば、ステップＳ２０６に戻り、前と同様の処理を続行し、ステップＳ２１０において、前回の１番目のサブノズル５２の吐出検出用の吐出からｔ’時間経過後（メインノズル５１のパージ時からは２ｔ１時間経過後）に２番目のサブノズル５２から吐出検出用の吐出を行う。また同時に１番目のサブノズル５２からも単なる吐出を行う。

このようにして、ｋ−１個のサブノズル５２から順番に吐出検出用の吐出を行い、ステップＳ２１２の判断で、吐出ＯＫとなって、ステップＳ２１４においてインデックスｋが１ずつ増加され、ステップＳ２１６においてｋ≦ｎが成立しない、すなわち、ｋ＞ｎとなったとすると、次に吐出検出用の吐出を行うサブノズル５２は存在しないため、ステップＳ２０４に戻り、インデックスｋを１にリセットして再び１番目のサブノズル５２から順番に用いて吐出検出を行う。

また、ステップＳ２１２における判断で、あるインデックスｋのサブノズル５２が不吐出であるとされた場合には、次のステップＳ２１８でｋ＝１でないか判断する。このとき、もしｋ＝１ではない場合、例えばｋ＝２の場合には、次のステップＳ２２０でメインノズル５１をパージして、ステップＳ２２２で２番目以降のサブノズル５２を使用禁止にし、ステップＳ２２４において吐出検出用の吐出時間間隔ｔ１をさらに長いｔ２に設定し、ステップＳ２２６でｎ＝ｋ−１＝２−１＝１としてステップＳ２０４に戻り、１番目のサブノズル５２ただ１つで吐出検出を行うこととなる。

また、ステップＳ２１８の判断で、ｋ＝１と判断された場合には、もう次回から吐出検出に用いることのできるサブノズル５２は存在しないため、ステップＳ２２８の吸引モードへ進み、メインノズル５１及びＭ個のサブノズル５２を全て吸引することによって回復させる。このメインノズル５１及びサブノズル５２の吸引は、図６に示すようにノズル面５０ａ全体をキャップ５４で覆い、吸引ポンプ５６で吸引することによって行われる。この吸引はインクの共通流路毎に、すなわち前述したブロック毎に行われる。

サブノズル５２を回復させた後は、ステップＳ２０２に戻り、いままで使用禁止とされていたサブノズル５２の禁止フラッグを解除して、最初のＭ個全部のサブノズル５２を用いて吐出検出を行い、メインノズル５１のパージ時期を判断するようにする。

なお、サブノズル５２の吸引は、メインノズル５１についての、供給路のフィルタの気泡除去、内圧リセット等のための吸引のタイミングに合わせても行われる。吸引は共通流路毎、すなわちブロック毎に行われる。このように、サブノズル５２によって判断されるメインノズル５１のパージによる回復の他に、メインノズル５１については、予め設定されている吸引による回復があり、このメインノズル５１の吸引のタイミングでメインノズル５１とともにサブノズル５２も一緒に吸引して初期状態に戻すことができる。この場合には、その後の処理は図１２のステップＳ２０２の状態からスタートすることになる。

このようにして、サブノズル５２により吐出検出用の吐出を行い、不吐出を判断することで、メインノズル５１のパージ時期を判断して回復処理を行いながら、画像記録を続け、最終的にステップＳ２０６において印字データがなくなったと判断されると、ステップＳ２３０へ進み、印刷を終了する。

以上説明したように、第２実施形態は、前述した第１実施形態よりもサブノズル５２がリセット動作に入る頻度が少ないため、より生産性を向上させることができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。

第３実施形態は、各ブロック毎にＭ個のサブノズル５２からなるサブノズル５２のセットが複数セット、例えばＮセット用意され、各サブノズル５２のセットを順番に用いてメインノズル５１のパージ時期を判断するようにしたものである。

図示は省略するが、この各Ｍ個のサブノズル５２からなるＮセットのサブノズル５２のノズル面５０ａ（図５参照）上での配置は特に限定はされない。例えば、各セットを構成するＭ個のサブノズル５２を並列してＮ列に並べるようにしてもよい。

第３実施形態に係るノズル回復方法におけるサブノズル５２の吐出タイミングを図１３に示す。

図１３に示すように、メインノズル５１の最初のパージ時期の判断は、第１のサブノズルセットを用いて行う。この判定方法は図９に示したのと略同じで、第１のサブノズルセットの１番目のサブノズル５２から順番に１つずつ所定時間間隔ｔで吐出検出用の吐出を行い、例えばｋ番目のサブノズル５２が不吐出になったら、メインノズル５１をパージにより回復する。

このとき第１のサブノズルセット以外の第２から第Ｎのサブノズルセットの各Ｍ個ずつのサブノズル５２からも、図１３に白三角で示すように、吐出検出は行わない単なる吐出を行い、インクの増粘を防ぎ初期状態を保つようにする。

第１のサブノズルセットによる吐出検出の結果によりメインノズル５１をパージした後は、図１３に×で示すように第１のサブノズルセットは使用しない。そして次は第２のサブノズルセットを用いてメインノズル５１のパージ時期を判断する。このとき、第３から第Ｎのサブノズルセットの各Ｍ個のサブノズル５２からは単なる吐出を続ける。

このようにして、Ｎ個のサブノズルセットすべてを使用した後は、全てのサブノズル５２を吸引することにより回復し、また最初と同様に第１のサブノズルセットを用いて吐出検出を行いメインノズル５１のパージ時期の判断を行う。

この例によれば、サブノズルの個数が多くなるが、サブノズルの回復処理の回数が少なくなる。また、吐出検出を行っていないサブノズルセットからも単なる吐出を行わなければならないが、サブノズル５２のノズル径は小さく、またサブノズル５２の数はメインノズル５１の数よりも少ないのでインク消費量はあまり問題とはならない。

以上、各実施形態について説明したが、これらの実施形態によれば、不必要なメインノズルのパージを回避することにより無駄なインクを削減するとともに、画像記録中に吐出検出を行うようにしたため、生産性を落とすことがない。

以上、本発明の液滴吐出ヘッド及び画像形成装置並びにノズル回復方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。 図１のインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 印字ヘッドの他の構造例を示す平面透視図である。 本実施形態のインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。 本実施形態の印字ヘッドのノズル面を示す平面図である。 印字ヘッドとメンテナンスユニットとの関係を示す説明図である。 印字ヘッドとメンテナンスユニットとの関係を示す他の説明図である。 本実施形態における吐出検出の様子を示す説明図である。 本発明の第１実施形態における吐出検出の様子を示すタイミング図である。 本発明の第１実施形態におけるノズル回復方法の処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における吐出検出の様子を示すタイミング図である。 本発明の第２実施形態におけるノズル回復方法の処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態における吐出検出の様子を示すタイミング図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラ、３３…ベルト、３４…吸着チャンバ、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラ、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５１…メインノズル、５２…サブノズル、５７…メンテナンスユニット、６０…吐出検出手段、６２ａ…電極板、６２ｂ…電極、６４…検出回路、６６…電極清掃部材、６８…回復制御手段

Claims (7)

1. 記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置であって、
   前記画像記録を行う複数のノズルと並列して前記液滴吐出ヘッド内に別途設けられ、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりもノズルを駆動する駆動波形の振幅が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりも前記駆動波形の立ち上がり時間が長いという所定の吐出条件で前記液滴を吐出する前記画像記録には用いない複数のノズルと、
   前記所定の吐出条件で吐出を行う複数のノズルから前記記録媒体と前記液滴吐出ヘッドの間に配置された静電容量検出手段上に吐出された液滴による該静電容量検出手段の静電容量の変化により、その液滴吐出状態を検出する吐出検出手段と、
   前記吐出検出手段の検出結果に基づき前記画像記録を行う複数のノズルに対する回復処理を行う時期を制御する回復制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置であって、
   前記画像記録を行う複数のノズルと並列して前記液滴吐出ヘッド内に別途設けられ、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さいという所定の吐出条件で前記液滴を吐出する前記画像記録には用いない複数のノズルと、
   前記所定の吐出条件で吐出を行う複数のノズルから前記記録媒体に向けて吐出された飛翔中のインク滴を光源と受光素子からなる光学系で観測することにより、その液滴吐出状態を検出する吐出検出手段と、
   前記吐出検出手段の検出結果に基づき前記画像記録を行う複数のノズルに対する回復処理を行う時期を制御する回復制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記所定の吐出条件で吐出するノズルは、それ以外の前記画像記録を行うノズルより数が少ないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定の吐出条件で吐出するノズルは、前記所定の吐出条件での吐出を、前記画像記録を行うノズルが前記画像記録中に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数の画像記録用のノズルと、前記画像記録用のノズルとは別に、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりもノズルを駆動する駆動波形の振幅が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりも前記駆動波形の立ち上がり時間が長いという所定の吐出条件で吐出を行う複数の吐出検出用のノズルを前記画像記録用のノズルに並列して同一の液滴吐出ヘッド内に有し、画像記録用のノズルが画像記録中に、前記吐出検出用のノズルを所定時間毎に１つずつ順番に前記所定の吐出条件で吐出し、その吐出状態を検出した結果に基づいて前記画像記録用のノズル及び吐出検出用のノズルの少なくとも一方のノズルの回復処理を行うことを特徴とするノズル回復方法。
6. 記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数の画像記録用のノズルと、前記画像記録用のノズルとは別に、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりもノズルを駆動する駆動波形の振幅が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりも前記駆動波形の立ち上がり時間が長いという所定の吐出条件で吐出を行う複数の吐出検出用のノズルを前記画像記録用のノズルに並列して同一の液滴吐出ヘッド内に有し、前記画像記録用のノズルが画像記録中に、前記吐出検出用のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記吐出検出用のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続し、ある順番で吐出を開始しようとした前記吐出検出用のノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行うとともに、その後前記不吐出が検出された前記吐出検出用のノズルより前に吐出を継続していた前記吐出検出用のノズルのみを用いて前と同様に前記画像記録用のノズルに対する回復処理を行うタイミングを制御し、前記吐出検出用のノズルがすべて不吐出となった場合には、前記画像記録用のノズル及び前記吐出検出用のノズルに対する回復処理を行うようにすることを特徴とするノズル回復方法。
7. 記録媒体に対して液滴を吐出して画像記録を行う複数の画像記録用のノズルと、前記画像記録用のノズルとは別に、前記画像記録を行うノズルよりもノズル径が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりもノズルを駆動する駆動波形の振幅が小さい、または前記画像記録を行うノズルよりも前記駆動波形の立ち上がり時間が長いという所定の吐出条件で吐出を行う複数の吐出検出用のノズルから成る吐出検出用ノズルセットをＮを２以上の任意の整数としてＮ組前記画像記録用のノズルに並列して同一の液滴吐出ヘッド内に有し、
   前記画像記録用のノズルが画像記録中に、前記吐出検出用ノズルセットの第１の組のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記第１の組のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続するとともに、他の組のすべてのノズルからも前記第１の組のノズルからの吐出に合わせて吐出を行い、このとき前記第１の組のある順番で吐出を開始しようとしたノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行うとともに、その後前記第１の組のノズルは吐出を行わず、前記画像記録用のノズルによる画像記録を再開し、
   （１）Ｎ＝２の場合には、前記画像記録用のノズルによる画像記録の再開に合わせて第２の組のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記第２の組のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続し、前記第２の組のある順番で吐出を開始しようとしたノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行うとともに、全ての前記吐出検出用のノズルに対する回復処理を行い、
   また、（２）Ｎ＞２の場合、Ｍが２≦Ｍ≦Ｎ−１の整数のとき、Ｍを２から１ずつ増加させながら、Ｍの一つの値に対して、前記第１の組から第Ｍ−１組のノズルは吐出を行わず、前記画像記録用のノズルによる画像記録の再開に合わせて第Ｍ組のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記第Ｍ組のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続するとともに、前記第Ｍ＋１組から第Ｎ組のノズルからも前記第Ｍ組のノズルからの吐出に合わせて吐出を行い、このとき前記第Ｍ組のある順番で吐出を開始しようとしたノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行った後、Ｍの値を１増加し、前記第Ｎ−１組のノズルの制御が終了したら、次には第Ｎ組のノズルについて、前記第１の組から第Ｎ−１組のノズルは吐出を行わず、前記画像記録用のノズルによる画像記録を再開し、前記画像記録用のノズルによる画像記録の再開に合わせて第Ｎ組のノズルからの吐出を所定時間間隔で１つずつ順番に開始し、１度吐出を開始した前記第Ｎ組のノズルは前記所定時間間隔で吐出を継続し、このとき前記第Ｎ組のある順番で吐出を開始しようとしたノズルが不吐出であることが検出された場合には、前記画像記録用のノズルに対して回復処理を行うとともに、全ての前記吐出検出用のノズルに対する回復処理を行うことを特徴とするノズル回復方法。

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