JP2012236297A - 記録装置及びその処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッド用基板のサイズの大幅な増大を招かずに、発熱抵抗素子の駆動に同期した温度変化を取得できるようにした技術を提供する。
【解決手段】記録装置は、インクを吐出するための熱エネルギーを発生する複数の発熱抵抗素子それぞれに対応して温度検知素子が設けられた記録ヘッドを有し、記録ヘッドに設けられた複数の発熱抵抗素子を時分割駆動させて記録を行なう。記録装置は、記録対象となる画像データを記録する際の各発熱抵抗素子の駆動回数に基づいて、複数の発熱抵抗素子に駆動回数の多い順に優先順位を設定する優先順位設定手段と、発熱抵抗素子の駆動タイミングに合わせて対応する温度検知素子からの出力を、優先順位の高い発熱抵抗素子から順番に、予め設定された検知処理時間内において取得する取得手段と、取得された温度検知素子からの出力それぞれに基づいて、発熱抵抗素子によるインクの吐出状態を判定する判定手段とを具備する。
【選択図】図９

Description

本発明は、記録装置及びその処理方法に関する。

従来、熱等のエネルギーをインクに与えることでインクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって吐出口からインクを吐出させ、記録媒体上に記録を行なうインクジェット記録方式が知られている。このような方式の記録装置には、一般に、インクを吐出するための吐出口と、この吐出口に連通するインク流路と、インク流路内に配されたインクを吐出するためのエネルギー発生手段（発熱抵抗素子）とを有する記録ヘッドが設けられる（特許文献１参照）。

上述した発熱抵抗素子は、半導体製造プロセスを用いて作製することができる。そのため、従来の記録ヘッドは、（例えば、シリコン基板からなる）記録ヘッド用基板上に発熱抵抗素子を形成し、その上に、インク流路を形成するための溝が形成された（例えば、ポリサルフォン等の樹脂やガラス等からなる）天板が接合された構成となっている。

また、記録ヘッド用基板がシリコン基板からなることを利用して、発熱抵抗素子の他、発熱抵抗素子を駆動するためのドライバや、発熱抵抗素子の温度を測定する温度センサ及びその駆動制御部等が配されている基板も知られている（特許文献２参照）。

このように同一の基板上にドライバや駆動制御部などが配された記録ヘッドにおいては、駆動素子数に比べて遥かに少ない数しか配されていない温度センサを用いて、記録ヘッド全体としての温度変化を捉えて制御をかけるといった方法が採られている。

米国特許第４７２３１２９号明細書 特開平７−５２３８７号公報

上述した温度センサを用いて取得した温度変化に基づいて制御をかける場合には、記録ヘッドの吐出状態を駆動素子毎に高速に判定する必要があるため、以下に示すような問題点があった。

まず、駆動素子数と同程度の数の温度センサからの出力をそのまま取り出すとなると、取り出しパッドの数が膨大になってしまい、記録ヘッド用基板のサイズが大きくなってしまう。

また、温度センサからの出力を選択的に取得するために選択回路を配置した場合であっても、駆動素子の駆動を考慮せずに、温度センサからの出力を取得するような構成においては、駆動に同期した温度変化を捉えることができない。また、温度変化を捉えることができたとしても、常に同じ温度センサを選択することになってしまう可能性がある。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッド用基板のサイズの大幅な増大を招かずに、発熱抵抗素子の駆動に同期した温度変化を取得できるようにした技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、インクを吐出するための熱エネルギーを発生する複数の発熱抵抗素子それぞれに対応して温度検知素子が設けられた記録ヘッドを有し、該記録ヘッドに設けられた該複数の発熱抵抗素子を時分割駆動させて記録を行なう記録装置であって、記録対象となる画像データを記録する際の各発熱抵抗素子の駆動回数に基づいて、前記複数の発熱抵抗素子に駆動回数の多い順に優先順位を設定する優先順位設定手段と、前記発熱抵抗素子の駆動タイミングに合わせて対応する温度検知素子からの出力を、前記優先順位の高い発熱抵抗素子から順番に、予め設定された検知処理時間内において取得する取得手段と、前記取得された温度検知素子からの出力それぞれに基づいて、発熱抵抗素子によるインクの吐出状態を判定する判定手段とを具備する。

本発明によれば、記録ヘッド用基板のサイズの大幅な増大を招かずに、発熱抵抗素子の駆動に同期した温度変化を取得できる。

本発明の一実施の形態に係わるインクジェット記録装置１の機能的な構成の一例を示す図。 記録ヘッド３に用いられる記録ヘッド用基板１００の構成の一例を示す図。 記録ヘッド３に用いられる記録ヘッド用基板１００の構成の一例を示す図。 温度検知素子９３を有する温度検知回路の構成の一例を示す図。 温度検知動作のタイミングの一例を示す図。 記録ヘッド３における駆動回路の構成の一例を示す図。 記録ヘッド３による記録処理の概要を説明するための図。 記録ヘッド３による記録処理の概要を説明するための図。 図１に示すコントローラ６００における機能的な構成の一例を示す図。 温度検知素子９３の優先順位を決定する際の処理の概要を示す図。 温度検知素子９３のタイミングチャートを作成する際の処理の概要を示す図。 温度検知素子９３の温度変化の全体を捉える処理の概要を示す図。 タイミングチャートの作成処理の概要を示す図。 図１に示す記録装置１の処理の流れの一例を示すフローチャート。 実施形態２に係わる処理の概要を示す図。 実施形態３に係わる処理の概要を示す図。

以下、本発明に係わる記録装置及び処理方法の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

記録装置は、例えば、記録機能のみを有するシングルファンクションプリンタであっても良いし、また、例えば、記録機能、ＦＡＸ機能、スキャナ機能等の複数の機能を有するマルチファンクションプリンタであっても良い。また、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であっても良い。

なお、以下の説明において、「記録」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。更に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も問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン、構造物等を形成する、又は媒体の加工を行なう場合も表す。

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、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表す。

更に、「インク」とは、上記「記録」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、パターン等の形成又は記録媒体の加工、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又は不溶化）に供され得る液体を表す。

図１は、本発明の一実施の形態に係わるインクジェット記録装置１の機能的な構成の一例を示す図である。

インクジェット記録装置（以下、記録装置と呼ぶ）１は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドと呼ぶ）３を所定方向に往復移動させて記録を行なう。

ここで、記録ヘッド３は、熱エネルギを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。そのため、記録ヘッド３は、インクを吐出するための熱エネルギーを発生する発熱抵抗素子を備えている。発熱抵抗素子は、各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、対応する発熱抵抗素子に記録信号に応じたパルス電圧を印加する。これにより、対応する吐出口からインクが吐出される。

コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などを具備して構成される。

ＲＯＭ６０２は、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納する。ＡＳＩＣ６０３は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御を行なう。また、ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３を制御するための制御信号の生成も行なう。ＲＡＭ６０４は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等として用いられる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行なう。Ａ／Ｄ変換器６０６は、後述するセンサ群から入力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換し、変換後のデジタル信号をＭＰＵ６０１に供給する。

６２０は、スイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などを具備して構成される。６３０は、装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査に際して、ＲＡＭ６０４の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッド３に対して発熱抵抗素子（ヒータ）を駆動するためのデータを転送する。

キャリッジモータＭ１は、キャリッジを矢印Ａ方向に往復走査させるための駆動源であり、キャリッジモータドライバ６４０は、キャリッジモータＭ１の駆動を制御する。搬送モータＭ２は、記録媒体を搬送するための駆動源であり、搬送モータドライバ６４２は、搬送モータＭ２の駆動を制御する。記録ヘッド３は、記録媒体の搬送方向と直交する方向（以下、走査方向と呼ぶ）に向けて走査される。具体的には、当該記録媒体に対して相対的に走査される。記録ヘッド３には、インクジェット記録ヘッド用基板（以下、記録ヘッド用基板と略す）１００が設けられる。記録ヘッド用基板１００は、コントローラ６００から入力される記録データに基づいて記録ヘッド３を制御する。

また、６１０は、（記録対象となる）画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取用のリーダやデジタルカメラなど）であり、例えば、ホスト装置などと総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間では、インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等の授受が行なわれる。

ホスト装置６１０においては、アプリケーションプログラムやプリンタドライバがインストールされており、当該ソフトにより画像データが生成される。この画像データは、記録装置１において、最終的に、記録ヘッド３のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）に対応するノズルの駆動／非駆動の制御を行なう１ｂｉｔのデータに変換される。そして、当該データに基づいて記録処理が行なわれることになる。記録装置１においては、このデータの変換に際して、ページ全体の画像データからページ全体のイメージデータを作成した場合、メモリが逼迫してしまうため、イメージデータを複数のバンドに分割し、バンド単位に分割されたイメージデータを作成する。そして、バンド毎のイメージデータに基づいて記録処理を行なうことになる。

次に、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて、図１に示す記録ヘッド３に用いられる記録ヘッド用基板１００について説明する。ここで、図２（ａ）は、記録ヘッド用基板１００の平面の一例を示す図であり、図２（ｂ）は、記録ヘッド用基板１００の断面の一例を示す図である。なお、ここでは、ノズルの図示については省略している。

記録ヘッド用基板１００では、Ｓｉ基板９１上に各層が積層される。Ｓｉ基板９１には、熱酸化膜ＳｉＯ２等からなる蓄熱層９２を介して、温度検知素子９３が設けられる。温度検知素子９３は、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＳｉＮ、ＴａＣｒ、Ｃｒ、ＣｒＳｉＮ、Ｗ等の薄膜抵抗体で形成される。また、Ｓｉ基板９１には、Ａｌ等の個別配線３１や共通配線３３の他、ヒータ９５と制御回路とを接続するＡｌ配線も形成されている。

温度検知素子９３の上側には、層間絶縁膜９４を介して、ＴａＳｉＮ等の発熱抵抗素子（ヒータ）９５、ＳｉＯ２等のパシベーション膜９６、Ｔａ等の耐キャビテーション膜９７が半導体プロセスで高密度に積層されて形成される。

ここで、薄膜抵抗体で形成される温度検知素子９３は、ヒータ９５各々の直下に分離独立して配置される。より具体的には、温度検知素子９３は、矩形形状を有し、ヒータ直下に分離して配置されている。ヒータ９５と温度検知素子９３との距離は、例えば、１μｍ程度となる。各温度検知素子９３に接続される個別配線３１及び共通配線３３は、温度検知素子９３の情報を検出する検出回路の一部として構成される。

このような積層の構成は、蓄熱層９２上に、薄膜抵抗体で形成される温度検知素子９３と、Ａｌ等の個別配線３１及び共通配線３３とを成膜し、パターンニングすることで作製される。そのため、従来の記録ヘッド構造を変えることなく、当該積層の構成を作製することができるので工業生産上も大きな利点を有する。

図３は、図２（ａ）に示す構成とは別の実施形態に係わる温度検知素子の形状の一例を示す平面図である。図２（ａ）では、矩形形状の温度検知素子９３がヒータ直下に配置されていたのに対して、図３には、スネーク形状の温度検知素子９３がヒータ直下に配置されている。

図２（ａ）に示す矩形形状の温度検知素子９３では、層間絶縁膜９４を介したヒータ９５の形状を平坦に形成できるため、吐出の安定性を容易に確保できることになる。これに対して、図３に示すスネーク形状では、温度検知素子９３の抵抗値を大きく設定することが容易になるため、より微小の温度変化を精度良く検出できるという利点が得られる。

図４は、温度検知素子９３を有する温度検知回路の構成の一例を示す図である。

定電流源８１は、定電流源Ｉｒｅｆと、カレントミラーとで構成され、温度検知素子群８２に定電流Ｉｓを供給する。

温度検知素子群８２は、Ｓｅｇ１〜ＳｅｇＮのセグメントを備えている。各セグメントは、薄膜抵抗の温度検知素子Ｒｓ（９３）と、温度検知素子９３をオン／オフするＭＯＳトランジスタからなる選択スイッチＭ１と、温度検知素子９３の両端子電圧を読み出すＭＯＳトランジスタの読み出しスイッチＭ２及びＭ３とを有している。各セグメントの読み出しスイッチＭ２及びＭ３は、共通配線Ｌ１及びＬ２に接続されている。

バッファアンプ８３は、共通配線Ｌ１及びＬ２に出力される温度検知素子９３の両端子電圧Ｖ１及びＶ２を高入力インピーダンスで受けてバッファする。なお、抵抗Ｒ５及びＲ６は、非選択時におけるバッファアンプ入力の電位固定用の抵抗器であり、その抵抗値は、高入力インピーダンスを妨げない抵抗値に設定されている。

差動アンプ８４は、利得設定抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４と、基準電圧Ｖｒｅｆと、バッファアンプとで構成される。差動アンプ８４は、バッファアンプ８３の出力を受けて温度検知素子Ｒｓの端子間電圧を増幅する。

制御回路８５は、各セグメントを選択するための選択信号Ｓ１〜Ｓｎを発生する。制御回路８５においては、例えば、選択信号Ｓ１を出力することで選択スイッチＭ１をオンさせ、セグメントＳｅｇ１の温度検知素子Ｒｓに定電流Ｉｓを導通させる。温度検知素子Ｒｓには、温度に応じた端子電圧Ｖ１及びＶ２が発生する。そして、同時にオンされる読み出しスイッチＭ２及びＭ３を介して端子電圧Ｖ１及びＶ２が読み出される。端子電圧Ｖ１及びＶ２がバッファアンプ８３を介して差動アンプ８４に入力され、差動アンプ８４において、基準電圧Ｖｒｅｆと利得Ｇとが与えられることにより、温度検知電圧Ｖｓが得られる。ここで、温度検知電圧Ｖｓは、以下の式で与えられる。

Ｖｓ＝Ｇ（Ｖ１−Ｖ２）−Ｖｒｅｆ
なお、Ｇ＝Ｒ３／Ｒ１、Ｒ１＝Ｒ２、Ｒ３＝Ｒ４である。

このようにしてセグメントＳｅｇ１の温度検知電圧が読み出される。なお、他のセグメントＳｅｇについても、上記同様に、選択信号Ｓｎの出力によってセグメントＳｅｇＮが選択されることで温度検知電圧Ｖｓが読み出される。

次に、図５を用いて、温度検知動作のタイミングの一例について説明する。温度検知動作は、ヒータの駆動に同期して行なわれる。

ここで、ＬＴ信号は、記録データをラッチに取り込むタイミングを示し、ヒータの時分割駆動に同期した信号である。ＨＥ信号は、ヒータ９５への印加パルスの時間を規定する信号である。信号Ｓ１及びＳｎは、上述した選択信号Ｓ１〜Ｓｎを示しており、制御回路８５から出力される。Ｖｓは、制御回路８５により選択された温度検知素子９３に基づく温度検知電圧を示す。

（実施形態１）
ここで、実施形態１について説明する。実施形態１においては、記録ヘッド３には、３２個の吐出口が設けられており、３２ドット幅分のデータを１走査で記録する場合について説明する。温度検知素子９３は、ヒータ各々に対応して設けられており、選択信号を入力することにより３２個の温度検知素子９３の中から１つが選択され、当該選択された温度検知素子９３の出力が記録ヘッド３外へ出力される。

ここで、図６を用いて、記録ヘッド３（記録ヘッド用基板１００）におけるインク吐出に係わる回路（駆動回路）の構成について説明する。

記録ヘッド３は、記録データに応じて同時駆動され得る駆動素子（ドライバ７４）の最大数（すなわち、１時分割駆動単位に含まれるドライバ数）を８個とし、４回の時分割駆動を行なう構成を有している。

ヒータ９５の駆動に際しては、まず、８ビットのデータを格納するラッチ７６からのＤＡＴＡ（記録データ）信号とＨＥ（ヒート）信号とがヒート回路７５に入力される。なお、ラッチ７６には、ラッチ（ＬＴ）信号のタイミングで、８ビットのシフトレジスタ７７からＤＡＴＡ信号が入力される。

これら信号が入力されたヒート回路７５は、当該信号を論理積する。そして、ヒート回路７５からの当該論理積されたＤＡＴＡ信号とデコーダ７３からのＢＥ（ブロックイネーブル）信号とがドライバ７４に入力される。すなわち、１時分割駆動単位に含まれるドライバ数に対応する８ビットのＤＡＴＡ信号と、４回の時分割駆動順を選択するための２ビットのＢＥ信号との論理積によりヒータ９５の駆動が制御される。

ドライバ７４は、これら信号を論理積し、その結果に基づいて、対応するヒータ９５に電圧を印加する。以上のような動作を繰り返し行なう。これにより、時分割駆動が実現される。

ここで、図７及び図８を用いて、記録ヘッド３による記録処理の概要について説明する。

図７には、記録ヘッド３の吐出口２１と、イメージデータ１９との概略図が示されている。イメージデータ１９においては、説明を分かり易くするため、黒塗り部分２２は画像情報を含む部分を示し、白抜き部分は画像情報を含まない部分を示している。

Ｂは、記録ヘッド３の吐出口２１の模式を示しており、１走査で記録可能な幅を示す。上述した通り、記録ヘッド３の吐出口の数は３２個であるため、Ｂは３２ラスタ（１ラスタＡは１ドットラインに相当）の幅を示す。１走査の記録幅Ｃ、つまり、駆動する回数は６回（６カラム）である。実施形態１においては、記録ヘッド３は、１時分割駆動単位で８個のヒータが駆動するので、４時分割で１列（１カラム）分の駆動を行なう。

このようなイメージデータ１９を時分割駆動により記録する場合、図８に示すように、各タイミング毎に対応する吐出口からインクが吐出されることになる。ヒータの駆動順序は、ＢＥ１、ＢＥ２、ＢＥ３、ＢＥ４、ＢＥ５となっており、１カラム目のＢＥ１信号が入力されるヒータが一番始めに駆動し、それに続いてＢＥ２、ＢＥ３が順に駆動される。つまり、図８においては、左から右に向けて時間が流れていることになる。

ここで、上述した温度検知素子９３は、イメージデータ１９を記録媒体上に記録するタイミングに同期して選択される。そして、当該選択された素子９３から出力される信号が温度検知電圧として取得される。このような温度検知動作は、例えば、記録ヘッド３の走査方向に沿って１走査の記録が行なわれる時間（検知処理時間）を単位として行なわれる。

次に、図９を用いて、図１に示すコントローラ６００における機能的な構成の一例について説明する。

コントローラ６００には、その機能的な構成として、画像処理部６１と、時間設定部６２と、優先順位設定部６３と、検知温度取得部６４と、吐出状態判定部６６とが具備される。

画像処理部６１は、ホスト装置６１０から受信したイメージデータに対して各種画像処理を行なう。画像処理部６１においては、例えば、バンディング処理を行なう。より具体的には、イメージデータを複数のバンドに分割し、バンド毎のイメージデータを作成する。これにより、バンディング処理された２値の記録データが得られる。すなわち、各ノズル毎（画素毎）に駆動／非駆動を示す２値の駆動信号が得られる。なお、ホスト装置６１０からは、２値のデータが送られてくる形態であっても良いし、また、多値のデータが送られてくる形態であっても良い。

時間設定部６２は、検知処理時間を設定する。検知処理時間とは、複数の温度検知素子からの検知温度の取得処理を行なう時間の単位を示す。詳細については後述するが、この検知処理時間毎に、ヒータに優先度が割り当てられ、当該優先度に基づいて対応する温度検知素子から検知温度が取得されることになる。なお、上述した通り、検知処理時間は、記録ヘッド３の走査方向に沿って１走査の記録が行なわれる時間に相当する。

優先順位設定部６３は、バンディング処理された２値の記録データ（所定の記録領域内）に基づいて１走査で各ノズルが何回駆動するのかを示す駆動情報（すなわち、各ノズルの吐出デューティ）を取得する。そして、当該駆動情報に基づいて各ヒータ（の識別子）に優先順位を設定する。ここで、優先順位は、各ヒータに対応する温度検知素子９３からの出力を取得する順番を示す。この優先順位は、１走査中の駆動回数が多いヒータから順番に割り当てられ、その割り当て結果は、優先順位レジスタ６７に格納される。

検知温度取得部６４は、優先順位レジスタ６７に記憶されている優先順位の高いヒータから順番に、ヒータの駆動タイミングに合わせて、当該ヒータに対応する温度検知素子からの出力を取得する。検知温度取得部６４には、タイミングチャート作成部６５が設けられる。タイミングチャート作成部６５は、温度検知素子９３を選択する際のタイミングを規定するタイミングチャートを作成する。このタイミングチャートは、記録ヘッド３内の制御回路８５に転送される。これにより、制御回路８５においては、このタイミングチャートに従って選択信号Ｓ１〜Ｓ４を出力することになる。

吐出状態判定部６６は、検知温度取得部６４により取得された温度検知素子９３からの出力（温度検知電圧）の温度波形（温度変化を示す波形）に基づいてインクの吐出状態を判定する。

次に、図１０を用いて、図９に示す優先順位設定部６３により温度検知素子９３の優先順位を決定する際の処理の概要について説明する。

優先順位設定部６３においては、まず、バンディング処理されたイメージデータ（バンド毎のイメージデータ）に基づいて、各ノズル（ドライバ７４）が１走査で何回駆動するのかを示す駆動情報２６を取得する。そして、１走査中の駆動回数が多い順番に、対応する温度検知素子９３が優先して選択されるように、優先順位レジスタ６７にヒータを識別する識別子を順に記憶していく。これにより、優先順位レジスタ６７には、優先順位情報２７が格納される。

イメージデータ１９を参照すると、ノズル番号７（ＢＥ３、ＤＡＴＡ１）が最も多く記録に使用されており、次いで、ノズル番号１３（ＢＥ１、ＤＡＴＡ３）、１９（ＢＥ３、ＤＡＴＡ４）、１６（ＢＥ４、ＤＡＴＡ３）と続いている。

このとき、ノズル番号１３、１６、１９は、駆動回数が同じであるが、データの入力順に従って優先順位が付けられている。つまり、温度検知素子９３の優先順位を決定する際には、第１指標を駆動回数とし、第２指標をＢＥ信号の入力順とし、第３指標をＤＡＴＡ信号の入力順とする。なお、この指標は、適宜変更しても良く、第２指標をＤＡＴＡ信号にし、第３指標をＢＥ信号にするなどしても良い。

次に、図１１を用いて、図９に示すタイミングチャート作成部６５により温度検知素子９３の選択タイミングを示すタイミングチャートを作成する際の処理の概要について説明する。

タイミングチャート作成部６５は、検知処理時間内において、優先順位レジスタ６７に記憶されている最上位のヒータが駆動するタイミングに合わせて、当該最上位のヒータに対応する温度検知素子９３が選択されるようにタイミングチャート２８に書き込む。なお、信号２９は、上述したＤＡＴＡ信号、ＨＥ信号、ＬＴ信号等に基づいて規定される駆動信号を示している。ヒータ９５の駆動は、この駆動信号に従って行なわれる。

実施形態１においては、温度検知素子９３からの信号の出力は、同じタイミングでは１信号なので、いずれかの温度検知素子９３からの信号を選択している間は選択スイッチＭ１を切り替えない。この時間の間は、他の温度検知素子への選択の切り替えを禁止にする。

ここで、ヒータ９５と温度検知素子９３との距離が１μｍ程度の場合、１回の吐出駆動で検出される温度変化は、図１２（ａ）に示す状態となる。具体的には、ヒータ９５の温度は、駆動信号が入力されてから急激に上昇し、信号入力後、２．０μｓ位で最高到達温度まで達した後は急激に下降していく。そして、信号入力後、８．０μｓ位で温度の降下速度が変化する現象が顕われる。なお、この特徴的な現象が現れる時間は、ノズルの形状や記録ヘッドの構成材料の物性により変わることが知られている。

ここで、図１２（ｂ）を用いて、この温度変化全体を捉える処理の概要について説明する。ここでは、説明を分かり易くするため、この温度変化全体を捉える場合についての検知処理時間の設定処理について説明する。

温度変化全体を捉える場合、駆動信号が入力されてから１０．０μｓの間、選択スイッチＭ１を切り替えることができない。そのため、選択された温度検知素子９３に対応するヒータ９５が駆動するタイミングの前後１０．０μｓ、すなわち、２０．０μｓを切替禁止（切替禁止時間）にする。ここで、駆動前も切替禁止にするのは、仮に、現在選択されている温度検知素子の２．０μｓ前に別の温度検知素子が選択されていたとすると、信号出力が重複してしまうという問題が起こるためである。

このようにしていずれかの温度検知素子を選択するようにタイミングチャートに書き込むとともに、次のタイミングで選択する温度検知素子については、上記切替禁止時間を考慮して、タイミングチャートに書き込みを行なう。

そして、検知処理時間内において可能な限り、温度検知素子の選択を切り替えるタイミングをタイミングチャートに書き込んでいく。具体的には、検知処理時間において、次に優先順位の高い温度検知素子を選択する時間が残っていれば、図１３に示すように、当該次に優先順位の高い温度検知素子についてのタイミングを上記同様にして追加書き込みする。ここで、符号４２は、切替禁止時間を示しており、符号２３は、検知処理時間の残り時間を示している。

次に、図１４を用いて、図１に示す記録装置１における処理の流れの一例について説明する。ここでは、温度検知素子９３を選択する際の処理の流れについて説明する。

この処理が開始すると、記録装置１は、時間設定部６２において、検知処理時間を設定する（Ｓ１０１）。上述した通り、記録ヘッド３の走査方向に沿って１走査の記録が行なわれる時間を検知処理時間として設定する。

続いて、記録装置１は、優先順位設定部６３において、バンド毎のイメージデータ（２値の記録データ）の記録に際して、１走査で各ノズルが何回駆動するのかを示す駆動情報に基づいて各ヒータ（の識別子）に優先順位を設定する（Ｓ１０２）。すなわち、ノズル毎の吐出デューティを比較し、当該吐出デューティの高い順に各ヒータの識別子に優先順位を設定する。

記録装置１は、タイミングチャート作成部６５において、タイミングチャートの作成を行なう。タイミングチャートの作成に際しては、まず、検知処理時間内において、優先順位の最も高いヒータの駆動タイミングに合わせて、対応する温度検知素子が選択されるようにタイミングチャートに書き込む（Ｓ１０３）。そして、当該選択した温度検知素子の優先順位を最下位に変更するとともに（Ｓ１０４）、当該温度検知素子が選択されるタイミングの前後所定時間（実施形態１においては、２０．０μｓ）を切替禁止時間に設定する。

その後、記録装置１は、タイミングチャート作成部６５において、検知処理時間内に他の温度検知素子を選択する時間が残っているか否かを判定する（Ｓ１０６）。そして、残り時間がある限り（Ｓ１０７でＹＥＳ）、記録装置１は、上述したＳ１０３〜Ｓ１０６の処理を繰り返し行なう。

一方、残り時間がなければ（Ｓ１０７でＮＯ）、タイミングチャートの作成処理が終わる。そして、タイミングチャートが記録ヘッド３の制御回路８５に送られるとともに、イメージデータに基づく駆動データが記録ヘッド３の駆動回路（図６参照）に送られ、吐出動作と温度検知動作とが同期して行われる。

これにより、記録ヘッド３の制御回路８５は、当該作成されたタイミングチャートに従って、温度検知素子９３を切り替えて選択するための選択信号の出力を行なう。また、この選択信号の出力は、各ヒータの駆動に同期して行なわれる。そして、記録装置１は、吐出状態判定部６６において、温度検知素子９３からの温度検知電圧を順次取得し、その温度波形に基づいてインクの吐出状態を判定する（Ｓ１０８）。

以上説明したように実施形態１によれば、ヒータの駆動回数（吐出デューティ）に基づいて温度検知素子の選択順序を決定するため、記録ヘッド用基板のサイズの大幅な増大を招かずに、発熱抵抗素子の駆動に同期した温度変化を取得できる。これにより、例えば、画像欠陥の原因となる吐出異常ノズルを早い段階で検出することができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。実施形態１と相違する点としては、記録ヘッドの構成が挙げられ、実施形態２においては、記録ヘッドがマルチ記録ヘッドである場合について説明する。すなわち、実施形態２においては、記録ヘッドが複数設けられる。

ここで、マルチ記録ヘッドにおいては、複数の記録ヘッドがノズル配置方向に沿って複数配置されている。そして、記録に際しては、マルチ記録ヘッドをノズル配置方向と直交する方向（記録媒体の搬送方向）に走査させることで一度の走査で複数行の記録を同時に行なう。ここで、各記録ヘッドには、例えば、３２個の吐出口がそれぞれ設けられている。

図１５を用いて、実施形態２に係わる処理の概要について説明する。ここで、図１５には、イメージデータ４５の記録に際して、各記録ヘッド（この場合、記録ヘッドは、４つ）による記録処理を時分割時間毎に示す概要が示される。なお、黒塗り部分は画像情報を含む部分を示し、白抜き部分は画像情報を含まない部分を示している。

図１５に示すように、複数（この場合、４つ）の記録ヘッド４６〜４９が、ノズル配置方向に沿って複数配置されている。そして、記録ヘッド４６〜４８各々において、符号５０〜５３に示す時分割駆動が行なわれることによりイメージデータ４５が記録媒体上に記録される。

ここで、温度検知素子からの出力（温度検知電圧）は、同じタイミングでは、１つの記録ヘッドから１信号得られる。そのため、記録ヘッドが４つ設けられる場合、検知温度取得部６４においては、同じタイミングで温度検知素子からの出力が４つ得られることになる。なお、画像処理部６１において、各ノズルに対応した２値の記録データを記録ヘッド毎に生成した後は、基本的に、実施形態１と同様の処理を行なえば良い。

以上説明したように実施形態２によれば、マルチ記録ヘッドの場合にも、実施形態１同様の処理が行なえる。すなわち、実施形態２の構成においても、記録ヘッド用基板のサイズの大幅な増大を招かずに、発熱抵抗素子の駆動に同期した温度変化を取得できることになる。

（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。実施形態３においては、イメージデータに基づく記録を行なう前の予備動作中に上述した温度検知動作を行なう。なお、予備動作では、一般に、イメージデータに基づく記録処理を行なう前に吐出口内のインク粘度上昇による吐出不良状態を改善するために、数回吐出動作が行なわれる。

ここで、図１６を用いて、予備動作中に温度検知動作を行なう場合について説明する。

予備動作中においては、符号３０に示すように、全てのノズルからインクを吐出することになる。ここで、符号２５は、予備動作後に記録を行なうイメージデータを示している。実施形態３においては、このイメージデータ２５を記録する際の駆動情報に基づいて各ノズルに優先順位を設定する。そして、予備動作中に、当該優先順位に基づいて、対応する温度検知素子からの出力を取得する。最後に、その温度波形に基づいて吐出状態の判定を行なう。この場合、検知処理時間として、符号２３に示す時間が設定される。

以上説明したように実施形態３によれば、予備動作中に温度検知動作を行なう。これにより、記録処理の開始に先立って、吐出状態の判定が行なえることになる。

以上が本発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。

例えば、上述した実施形態１〜３においては、各記録ヘッドにつき温度検知素子からの出力を同時に１出力取得できる場合について説明したが、記録ヘッド用基板のサイズが許すのであれば、１出力に限られず、同時に複数出力を取得できても良い。

また、例えば、上述した実施形態１〜３においては、発熱抵抗素子（ヒータ）それぞれに対応して温度検知素子が設けられる場合について説明したが、全ての発熱抵抗素子に対応して温度検知素子が設けられる必要はない。

また、例えば、上述した実施形態１〜３においては、バンド毎のイメージデータに基づいて各ノズルの駆動情報（吐出デューティ）を取得していたが、これに限られない。例えば、記録対象となるイメージデータ全体から駆動情報を求めても良い。

また、例えば、上述した実施形態１〜３においては、検知処理時間内において可能な限り温度検知素子の選択を切り替えるタイミングをタイミングチャートに書き込む場合について説明したが、これに限られない。例えば、検知処理時間内において予め決められた所定数の温度検知素子の選択を切り替えるタイミングをタイミングチャートに書き込み、それに従って検知温度を取得するようにしても良い。

Claims (7)

1. インクを吐出するための熱エネルギーを発生する複数の発熱抵抗素子それぞれに対応して温度検知素子が設けられた記録ヘッドを有し、該記録ヘッドに設けられた該複数の発熱抵抗素子を時分割駆動させて記録を行なう記録装置であって、
   記録対象となる画像データを記録する際の各発熱抵抗素子の駆動回数に基づいて、前記複数の発熱抵抗素子に駆動回数の多い順に優先順位を設定する優先順位設定手段と、
   前記発熱抵抗素子の駆動タイミングに合わせて対応する温度検知素子からの出力を、前記優先順位の高い発熱抵抗素子から順番に、予め設定された検知処理時間内において取得する取得手段と、
   前記取得された温度検知素子からの出力それぞれに基づいて、発熱抵抗素子によるインクの吐出状態を判定する判定手段と
   を具備することを特徴とする記録装置。
2. 前記記録対象となる画像データに対してバンディング処理することによりバンド単位に分割されたデータを生成する画像処理手段
   を更に具備し、
   前記優先順位設定手段は、
   前記バンド単位に分割されたデータに基づいて各発熱抵抗素子の駆動回数を示す駆動情報を取得し、該駆動情報に基づいて前記優先順位の設定を行なう
   ことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
3. 前記取得手段は、
   前記発熱抵抗素子の駆動タイミングに合わせて対応する温度検知素子からの出力を、前記優先順位の高い発熱抵抗素子から順番に、前記検知処理時間内において可能な限り取得する
   ことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
4. 前記取得手段は、
   前記発熱抵抗素子の駆動タイミングに合わせて対応する温度検知素子からの出力を選択させるためのタイミングチャートを作成する作成手段
   を具備し、
   前記記録ヘッドは、
   前記タイミングチャートに従って複数の温度検知素子のいずれかからの出力を選択する制御回路
   を具備することを特徴とする請求項１記載の記録装置。
5. 前記記録ヘッドは、複数設けられており、
   前記優先順位設定手段、前記取得手段及び前記判定手段による処理は、複数の記録ヘッドそれぞれに対応して行なわれる
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記優先順位設定手段、前記取得手段及び前記判定手段による処理は、前記記録対象となる画像データを記録する前に行なわれる予備動作中に行なわれる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の記録装置。
7. インクを吐出するための熱エネルギーを発生する複数の発熱抵抗素子それぞれに対応して温度検知素子が設けられた記録ヘッドを有し、該記録ヘッドに設けられた該複数の発熱抵抗素子を時分割駆動させて記録を行なう記録装置の処理方法であって、
   優先順位設定手段が、記録対象となる画像データを記録する際の各発熱抵抗素子の駆動回数に基づいて、前記複数の発熱抵抗素子に駆動回数の多い順に優先順位を設定する工程と、
   取得手段が、前記発熱抵抗素子の駆動タイミングに合わせて対応する温度検知素子からの出力を、前記優先順位の高い発熱抵抗素子から順番に、予め設定された検知処理時間内において取得する工程と、
   判定手段が、前記取得された温度検知素子からの出力それぞれに基づいて、発熱抵抗素子によるインクの吐出状態を判定する工程と
   を含むことを特徴とする処理方法。

Images