JP2006240258A - 記録装置および記録システム - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェット記録ヘッドの寿命を記録ドット数の累計に基づいて判断する構成において、記録ヘッドの寿命は吐出時におけるヘッド温度に大きく左右されるため、単に記録ドット数をカウントするだけでは正確な寿命判定を行なうことができない。
【解決手段】 記録時のヘッド温度を読み取り、ヘッド温度に応じた重み付け係数を記録ドット数に乗算して補正し、これを累積的にカウントして、寿命判定に供する。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、種々の記録媒体に対して画像を記録する記録装置および記録システムに関し、特に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記録ヘッドを用いる記録装置および記録システムに適用して好適なものである。

従来のインクジェット記録装置、例えばインクジェット記録ヘッドに設けた発熱抵抗体（ヒータ）によりインクを急速に加熱して気泡を発生させ、この気泡の圧力でノズルからインクを例えば滴として吐出させる所謂サーマルインクジェット方式のインクジェット記録装置などでは、ヒータが直接インクと接することで生ずる酸化現象や、消泡時にかかるストレス（キャビテーション）によるヒータの損傷を防止するために、ヒータを保護膜で覆っている。しかしこの保護膜自体も一定期間加熱されることにより酸化し、硬く脆い材質に変化してしまう。このように保護膜が脆くなった状態で記録を続けると、ヒータのキャビテーションによる破壊を防止するための保護膜自身がキャビテーションにより破壊され、その結果ヒータが破壊され、インクを吐出できなくなってしまう。

よって従来インクジェット記録装置では、記録ヘッドが吐出動作を行う度に記録ドット数の履歴を累積的に計測し（以下、ドットカウントという）、ドットカウントが所定値を超えるとヘッドの寿命が尽きたものと判断するようにしていた（例えば特許文献１）。

特開２００４−２７２５４５号公報

しかしながら前述した保護膜の酸化現象の進行は、環境温度に大きく左右され、温度が高いほど進行は早く、温度が低いほど進行が遅いという性質がある。それにも関わらず、上記従来の方法で示した記録装置では、記録ヘッドが１ドット吐出すると、常にドットカウントを１ドット分加算しているため、環境に応じた寿命検知を正確に行なえないという課題があった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は環境によらずヘッド寿命の検知精度を向上した記録装置および記録システムを提供することにある。

そのために、本発明は、記録ヘッドを使用して記録媒体にドットを記録することで画像形成を行う記録装置において、
前記画像形成時に記録される前記ドットの数を計数する計数手段と、
前記記録ヘッドを使用する際の条件に応じて、前記計数手段が計数したドット数のデータを補正する補正手段と、
当該補正されたドット数データを累積的に保持する保持手段と、
当該保持された累積ドット数データに基づいて前記記録ヘッドの劣化状態を検知する検知手段と、
を具えたことを特徴とする。

ここで、前記補正手段は、前記条件として、前記記録ヘッドの温度を用いることができ、さらに、前記記録ヘッドの温度に応じた重み付け係数を前記計数手段が計数したドット数のデータに乗算することで補正を行うものとすることができる。

または、前記補正手段は、前記条件として、形成される画像に応じた前記記録ヘッドの使用状態を用いることができ、さらに、前記計数手段に対し、形成される画像中の記録画素が連続する場合は所定の重み付け量をさらに加算させ、連続しない場合は所定の重み付け量を減算させるものとすることができる。

また、本発明は、画像データを供給する画像データ供給装置と、当該供給された画像データに基づき、記録ヘッドを使用して記録媒体にドットを記録することで画像形成を行う記録装置と、を具えた記録システムにおいて、
前記画像形成時に記録される前記ドットの数を計数する計数手段と、
前記記録ヘッドを使用する際の条件に応じて、前記計数手段が計数したドット数のデータを補正する補正手段と、
当該補正されたドット数データを累積的に保持する保持手段と、
当該保持された累積ドット数データに基づいて前記記録ヘッドの劣化状態を検知する検知手段と、
を具えたことを特徴とする。

さらに、本発明は、画像形成を行うために記録媒体にドットを記録する記録ヘッドの劣化状態検知方法において、
前記画像形成時に記録される前記ドットの数を計数する計数工程と、
前記記録ヘッドを使用する際の条件に応じて、前記計数工程で計数したドット数のデータを補正する補正工程と、
当該補正されたドット数データを累積的に保持する保持工程と、
当該保持された累積ドット数データに基づいて前記記録ヘッドの劣化状態を検知する検知工程と、
を具えたことを特徴とする。

加えて、本発明は、画像データを供給するコンピュータに上記劣化状態検知方法を実行させるためのプログラム、さらには該プログラムを記憶した記憶媒体に存する。

本発明によれば、単なるドット計数（ドットカウント）だけでなく、記録ヘッドを使用する際の条件、例えば記録時の記録ヘッド温度や記録画像に応じて記録ヘッドの劣化状態の検知を行うようにしたので、記録ヘッドの劣化ないしは寿命の判定精度を向上することができる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明を適用可能な記録システムの一実施形態を示す。本システムは、例えばカード状の記録媒体に対して記録を行うことが可能なインクジェット方式による記録装置（以下、単に「記録装置」という）１０１と、この記録装置が記録を行う画像データを供給するパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と略記する）１０９の形態の画像データ供給装置とを接続して構成されている。

図１に示されているように、記録装置１０１の外装には、例えばカード状の記録媒体を積載するフィーダトレイ１０２、後述の記録ヘッドおよび記録媒体の搬送部が収納された空間を開閉可能な上部カバー１０３、記録ヘッドに供給される液体（インク）を貯留するタンク部が収納された空間を開閉可能な前カバー１０４、電源スイッチ１０５、操作環境の設定を行なうための操作パネル１０６、および記録済みの記録媒体を積載するスタッカ１０７などが設けられている。

ＰＣ１０９の本体１０９Ａと記録装置１０１とはプリンタケーブル１０８で接続され、記録装置１０１はＰＣ１０９Ａよりプリンタケーブル１０８を介して制御コマンドや画像データなどを受信し、記録処理等を実行する。

図２は本実施形態で使用する制御装置であるＰＣ本体１０９Ａの構成例を示すブロック図である。

ＰＣ本体１０９Ａは、入力手段であるキーボード１１１およびマウス１１０とはそれぞれキーボードインタフェース２０４およびマウスインタフェース２０５を介して接続され、表示装置であるＣＲＴ１１２とはビデオコントローラ２０３を介して接続されている。なお、入力手段および表示装置の形態はこれらに限られないのは勿論である。また、ＰＣ本体１０９Ａはプリンタインタフェース２０６を介して記録装置１０１に接続される。

ＰＣ本体１０９Ａは、これらのインタフェースやコントローラのほか、ＭＰＵ２００、ＲＡＭ２０１、ハードディスク装置（ＨＤＤ）２０２および各部を接続するバス２０８等を具えている。そして、ＭＰＵ２００がハードディスク装置２０２上のアプリケーションプログラムやドライバソフトウェアを実行することで、記録データを作成する処理や、メモリ２０１に記憶されている記録情報を制御コマンドに変換し、プリンタインタフェース２０６を介してプリンタケーブル１０８に出力する処理を実行する。

図３は記録装置１０１の内部構成を模式的に示す側断面図である。
記録装置１０１は概して、記録部３０２と、給紙部３０３と、排紙部３０１とを備えている。給紙部３０３は、給紙モータ３０４の駆動を受けて回転するピックアップローラ３０５および給紙ローラ３０６により、堆積されている記録媒体３０７を１枚ずつ分離して記録部３０２に送給する。記録部３０２は、記録媒体３０７を搬送するための搬送ベルト３０８と、搬送ベルトを回転駆動する搬送モータ３１３と、記録媒体３０７の位置を検知するためのＴＯＦ（TOP of Form）センサ３０９と、インクを吐出させる記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹと、インクを記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹに供給するインクタンクユニット３１０とを有する。

記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹは、それぞれ、ブラック、シアン、淡シアン、マゼンタ、淡マゼンタおよびイエローのインクに対応したものである。インクタンクユニット３１０には、これらの各色に対応したインク収納部が設けられ、記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹのそれぞれとチューブ（不図示）を介して接続されており、回復モータ（図８）を制御することで記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹに対してインクを供給する。なお、記録装置において用いられるインクの色や濃度（色調）はこれに限られないのは勿論である。

記録部３０２では、搬送ベルト３０８上を搬送される記録媒体３０７に対してＴＯＦセンサ３０９でその先端位置を検出し、当該検出した位置情報を基に、画像形成信号に応じて記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹからインクを吐出させ、記録媒体３０７表面にインクを付着さて画像を形成する。インクタンクユニット３１０の下方にはＤＣ電源ユニット３１１が備えられ、電気回路基板、記録ヘッド３０１および各種モータに所要の電力を供給する。３１２は各記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹ内において粘度の増したインクを吸引し、排出するための回復ユニットである。

図４は記録ヘッドを説明するための模式的斜視図である。
本実施形態で使用する記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹのそれぞれは、６００ｄｐｉ（ドット／インチ；参考値）相当の解像度を持ち、０.０４２５ｍｍピッチで２４００個のノズルが記録媒体搬送方向に直交する方向に配列されている。すなわち、本実施形態の記録ヘッドは、約１０２ｍｍ（約４インチ）の幅に記録が可能な所謂フルライン型の記録ヘッドである。また、各記録ヘッドには、４つのダイオードセンサ４０１、４０２、４０３および４０４がノズル配列方向に沿って等間隔に配置され、記録ヘッドの温度を読み取り可能である。符号４０５、４０６、４０７および４０８は２４００個のノズルを均等に４分割したノズル群であり、これらのノズル群の温度が、それぞれ上記ダイオードセンサ４０１、４０２、４０３および４０４により読み取られる。

図５は記録ヘッドの内部構成例を示す模式的斜視図である。
記録ヘッドには、ノズル壁５０３によって各々仕切られることで画成されたノズル５０６が設けられ、ノズル５０６にはそれぞれに対応した発熱抵抗体（ヒータ）５０４が設けられている。ヒータ５０４はシリコン基板５０１上に半導体プロセスと同様の手法で形成されており、後述するヘッド駆動回路から所定の電気的エネルギが印加されることによって発熱し、この熱によりノズル５０６内のインクに膜沸騰を生じさせて気泡を発生し、ノズル開口５０２からインクを例えば滴として吐出するように構成されている。なお、ヒータ５０４上には、インクとの接触による酸化を防止するため、タンタル（Ｔａ）を原料とする保護膜１００１がヒータ５０４を覆うように配置されている。５０５はノズル５０６に共通に連通して各ノズルにインク１００２を供給するための共通液室であり、インクタンクユニット３１０のに連通している。また、５０７は天板であり、ノズル壁５０３の上面に配置されることでノズル５０６を形成している。

図６（ａ）〜（ｃ）は上記構成の記録ヘッドないしノズル５０６がインクを吐出するメカニズムを説明するための図である。
図６（ａ）に示すように、ヒータ５０４は保護膜１００１に覆われ、ノズル５０６内のインク１００２とは直接接触しないよう構成されている。また、同図に示すように、ヒータ５０４が通電される前には、インク１００２はノズル開口５０２付近においてメニスカスを形成し、保持されている。図６（ｂ）はヒータ５０４に電気的エネルギが印加され、ノズル内のインク１００２が沸騰し、発泡している状態である。さらに熱エネルギが与えられ気泡が成長することで、ノズル開口５０２からインクが滴として吐出される（図６（ｃ））。その後、ヒータ５０４への熱エネルギの印加が停止すると、気泡が収縮し始める一方、吐出された分のインクが共通液室側から供給され、最終的にはインク１００２が保護膜１００１に衝突すると同時に消泡し、図６（ａ）の状態に戻る。

図７はＰＣ１０９が記録装置１０１に送信する制御コマンドの構造を示す。
本実施形態で使用する制御コマンドとしては、フォーマットコマンド７０１、イメージデータコマンド７０２、ドットカウントコマンド７０７およびジョブ開始コマンド７０３が存在し、それらのコマンドをＰＣ１０９はプリンタインタフェース２０６を介してプリンタケーブル１０８に出力する。各コマンドには記録装置１０１が識別を行うための識別コードが付されている。

フォーマットコマンド７０１は記録すべき画像データの開始を示すものであり、記録媒体に実際に記録する記録領域の横方向（ノズル配列方向）サイズのデータ７０５、同じく縦方向（記録媒体搬送方向）サイズのデータ７０６、および記録枚数のデータ７０９を含んでいる。イメージデータコマンド７０２には、図８について後述するＶＲＡＭに展開するビットマップ形式の画像データ（ビットマップデータ）７０４が含まれる。ドットカウントコマンド７０７には、記録ヘッドの各ノズルがビットマップデータ７０４を記録した場合に吐出する吐出ドット数の合計値（ドットカウント値）を通知するドットカウントデータ７０８が含まれている。ジョブ開始コマンド７０３は識別コードのみを含んでおり、これによって記録データの終了および記録ジョブの開始が指示される。

図８は本実施形態に係るインクジェット記録装置１０１の制御系の構成例を示すブロック図である。

ＭＰＵ６００は、作業用ＲＡＭ６０２を適宜使用しながら、プログラムＲＯＭ６０１に格納された図９等について後述するような制御手順に対応した制御プログラムを実行することで、以下の制御を実現する。

１）ＰＣ１０９から出力された制御コマンドを通信制御ドライバ６０４を制御して受信する。

２）受信した制御コマンドのうち、フォーマットコマンド７０１およびドットカウントコマンド７０７に含まれる各種パラメータをＲＡＭ６０２に格納し、イメージデータコマンド７０２のビットマップデータ７０４をプリントバッファであるＶＲＡＭ６０３に展開する。そして、ジョブ開始コマンド７０３を受信すると記録動作を開始し、モータドライバ６０５を介して給紙モータ３０４および搬送モータ３１３を駆動する。

３）入出力（Ｉ／Ｏ）ポート６０７を介して、記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹのそれぞれに配設されたダイオードセンサ４０１、４０２、４０３および４０４からヘッドの温度を取得した後、ＴＯＦセンサ３０９で検知した記録媒体３０７の先端位置を基準とした記録媒***置情報に基づき、ＶＲＡＭ６０３に展開されている画像データに応じてヘッド駆動回路６０６を介して各記録ヘッドを駆動しながら、記録媒体の所定位置にインクを吐出させることで、画像データを記録媒体３０７に記録を行う。

４）記録媒体の記録処理が終了すると、後述する劣化ないし寿命を検知ないし判定するために利用されるトータルドットカウンタを更新する。

５）フォーマットコマンド７０１で指定された全枚数の記録媒体に記録を完了し、すべてがスタッカ１０７に排出されると、給紙モータ３０４および搬送モータ３１３の駆動を停止する。

なお、図８において６１０は操作環境の設定等を操作者が行なうための操作スイッチであり、操作パネル１０６に設けられる。また、６１１は操作者に対して所要のメッセージを表示するための例えばＬＣＤ形態の表示部であり、これも操作パネル１０６に設けることができる。６０８はこのＬＣＤ６１１を駆動するためのドライバである。

図９は本実施形態におけるＲＡＭ６０２のメモリマップ構成を示す。
ＲＡＭ６０２上の記憶領域は、ＰＣ１０９から受信したデータを一時格納する受信バッファ６０２Ｂと、作業用のワークエリア６０２Ｗとに分けられる。作業用ワークエリア６０２Ｗには、各記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹの各２４０００個のノズル（＃１〜＃２４００）が過去に吐出した記録ドット数の累計（トータルドットカウント値）が格納される領域Ｎ（Ｂｋ）、Ｎ（Ｃ）、Ｎ（Ｌｃ）、Ｎ（Ｍ）、Ｎ（Ｌｍ）およびＮ（Ｙ）と、受信したドットカウントデータコマンド７０７に含まれる各記録ヘッドの画像１ページ分のドットカウント値が格納される領域Ｐ（Ｂｋ）、Ｐ（Ｃ）、Ｐ（Ｌｃ）、Ｐ（Ｍ）、Ｐ（Ｌｍ）およびＰ（Ｙ）と、受信したフォーマットコマンド７０１に含まれる記録枚数、記録領域縦サイズおよび横サイズのデータが格納される領域Ｎ、ＸおよびＹと、が設けられている。

図１０は本実施形態の記録装置１０１において行われる記録処理手順のフローチャートを示し、本手順はプログラムＲＯＭ６０１に格納された制御プログラムをＭＰＵ６００が実行することで実施される。

記録装置の電源が投入され、各種初期化処理が正常に行われ、データ受信可能状態になると本処理が起動され、まずＰＣ１０９からのフォーマットコマンド７０１の受信をチェックする（ステップＳ８００）。フォーマットコマンド７０１を受信すると（ステップＳ８００で肯定判定された場合）、記録領域横サイズデータ７０５をＲＡＭ６０２の領域Ｘに、記録領域縦サイズデータ７０６を領域Ｙに、記録枚数データ７０５を領域Ｎに保存する（ステップＳ８０１）。次に、続いて受信するイメージデータコマンド７０２に含まれるビットマップデータ７０４をＶＲＡＭ６０３に展開し、これをジョブ開始コマンド７０３を受信するまで継続する（ステップＳ８０２）。そして記録データ展開が終了すると、続いて受信したドットカウントデータコマンド７０７に含まれるドットカウントデータ７０８をＲＡＭ６０２の領域Ｐ（Ｂｋ）、Ｐ（Ｃ）、Ｐ（Ｌｃ）、Ｐ（Ｍ）、Ｐ（Ｌｍ）およびＰ（Ｙ）に格納する。

次に、給紙部３０３より記録媒体３０７を１枚記録部に送給し（ステップＳ８０３）、給紙ローラ３０６によりこれを記録部３０２に向けて搬送する。記録媒体３０７は搬送ベルト３０８により搬送され、その先端がＴＯＦセンサ３０９で検知され（ステップＳ８０４で肯定判定された場合）、さらに記録媒体３０７がヘッドに対向する記録開始位置に到達したことが検知されると（ステップＳ８０５で肯定判定された場合）、各記録ヘッド毎のダイオードセンサ４０１、４０２、４０３および４０４から各記録ヘッドの各領域毎の温度情報を取得し（ステップＳ８０６）、続いて記録処理（ステップＳ８０７）を行う。

ＲＡＭ６０２の領域Ｘに格納された記録領域縦サイズ分の記録処理が終了すると、今回記録分のドットカウント値を後述する手段で算出し、トータルドットカウンタ（Ｎ（Ｂｋ）、Ｎ（Ｃ）、Ｎ（ＬＣ）、Ｎ（Ｍ）、Ｎ（ＬＭ）、Ｎ（Ｙ））に加算する（ステップＳ８０８）。その後、記録済みの記録媒体を排出し（ステップＳ８０９）、領域Ｎに格納された枚数分の記録が終了すれば（ステップＳ８１０で肯定判定された場合）、次の画像データの記録に備えるフォーマットコマンド待ちの状態となり（ステップＳ８００）、終了していなければ（ステップＳ８１０で否定判定された場合）、ステップＳ８０３に復帰して次の記録媒体に同様に記録処理を行う。

図１１は本実施形態における記録装置の記録ヘッドがインクを吐出した際の記録ヘッドの温度と、記録ヘッドの寿命が尽きるまでの吐出ドット数（寿命発数）との関係を表した特性図である。記録ヘッドの寿命は、インクを吐出した際の記録ヘッド温度に比例して短くなる特性を持つ。つまりヒータ５０４を覆っているタンタルを原材料とする保護膜１００１は記録時に受ける熱エネルギにより酸化し、外部からの衝撃に脆い性質を持つ五酸化タンタルに変化する。この五酸化タンタルがキャビテーションにより破壊されると、ヒータ５０４が直接インク１００２と接し、最終的にヒータ５０４がキャビテーションの作用を直接受け、破壊されてしまう。また、タンタルが酸化して五酸化タンタルに変化する速度は温度に比例するため、記録ヘッドの寿命は温度に比例して短くなる。すなわち、インク吐出時の温度が高いほど寿命は短くなり、温度が低いほど寿命は長くなる。

図１２は上述した記録ヘッドの吐出時の温度と、これに応じた重み付け係数とを数値化したテーブルであり、本テーブルを使用して１ページ記録分のドットカウント値を補正しする。なお、このテーブルの内容は固定データであり、従ってＲＯＭ６０１に予め格納しておくものとすることができる。

図１３はトータルドットカウンタ更新処理の一例を示すフローチャートである。本手順は例えば、１枚の記録媒体に対して記録が完了した時点で起動することができる。

まず、記録前に検知した記録ヘッドの温度をパラメータとして図１２のテーブルから重み付け係数を取得し（ステップＳ１４０１）、ドットカウントデータコマンドで受信した各記録ヘッド・各ノズル毎のドットカウンタ（Ｐ（Ｂｋ）、Ｐ（Ｃ）、Ｐ（ＬＣ）、Ｐ（Ｍ）、Ｐ（ＬＭ）およびＰ（Ｙ））の内容に乗算する（ステップＳ１４０２）。さらにそれらをトータルドットカウンタ（Ｎ（Ｂｋ）、Ｎ（Ｃ）、Ｎ（ＬＣ）、Ｎ（Ｍ）、Ｎ（ＬＭ）およびＮ（Ｙ））に加算する（ステップＳ１４０３）。

例えば、記録時のブラック用ヘッドＢｋのある領域の温度が３５℃であった場合に、その領域に含まれるノズルのトータルドットカウンタＮ（Ｂｋ）に加算する値はＰ（Ｂｋ）×１０となり、２５℃である場合はＰ（Ｂｋ）×０．１となる。このように各記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹが記録を繰り返すたびにトータルドットカウンタ（Ｎ（Ｂｋ）、Ｎ（Ｃ）、Ｎ（ＬＣ）、Ｎ（Ｍ）、Ｎ（ＬＭ）およびＮ（Ｙ））を更新して行く。

そして、更新値が所定値（例えば１．０×１０^９）を超えたか否かを判定し（ステップＳ１４０４）、超えた場合にはその記録ヘッドは寿命が尽きたものとして、例えば操作パネル１０６のＬＣＤ６１１の表示画面や、プリンタドライバの処理によってＰＣ１０９のＣＲＴ１１２の表示画面に表示を行う等してその旨を報知し（ステップＳ１４０５）、使用者に記録ヘッドの交換を促すことができる。なお、報知の形態としてはその他にも適宜の物とすることができ、例えば音声によって報知を行うものでもよい。

以上説明したように、上記実施形態によれば、記録時のヘッド温度に応じて劣化ないし寿命を検知ないし判定するためのトータルドットカウンタに加算するカウント値を補正することにより、記録ヘッドの劣化ないし寿命検知精度を向上することができる。

なお本実施形態では、記録ヘッドの温度と重み付け係数との関係を図１２のテーブルに示すように定めたが、これは一例であり、テーブルの内容は用いる記録ヘッドの特性に依存するため、使用する記録ヘッドの特性に適した様々なテーブルを用いることができることは勿論である。

また、以上説明した実施形態では、記録中のＭＰＵ６００の負荷やＲＡＭ６０２の容量を軽減するために、記録媒体へ記録が終了した時点で１ページ分のトータルドットカウンタを更新するようにしたが、ドットカウント値（吐出ドット数）を１ライン毎にＰＣ１０９より受信し、１ライン分の吐出の都度、記録ヘッドの温度を読み取り、トータルドット命カウンタを更新するようにしてもよい。この場合は、例えばエラー等により記録中に記録動作を中断した場合、中断するまでの吐出ドット数をトータルドットカウンタに加算でるため、劣化ないし寿命検知精度のより一層の向上を図ることが可能である。

さらに、上例では記録ヘッド毎にダイオードセンサ形態の温度センサを４つ配置するものとしたが、温度センサは他の形態のものでもよく、またその個数についても、記録ヘッドの寸法や想定される温度分布等に応じて適宜の個数を配置することができることは勿論である。

加えて、上例では、記録ヘッドの劣化ないし寿命検知精度を高めるために各記録ヘッドの各ノズル毎にトータルドットカウント値を管理することでして寿命を検知ないし判定するものとしたが、いくつかのノズルをまとめて、またはいくつかのノズル毎にトータルドットカウント値を管理することも可能である。

さらに加えて、トータルドットカウンタの内容を記録装置の電源オフ時にも保持しておくことができるようにするために、ＲＡＭ６０２を例えばバッテリ等によってバックアップするようにすることもできるし、あるいはこのカウンタ部分を不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等で構成することも可能である。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様のシステム構成を具え、ＰＣおよび記録装置についても同様の機械的構成および制御系の構成を採用する。従って、それらの説明は省略する。

図１４は本実施形態における制御コマンドの構造を示す。
本実施形態で使用する制御コマンドとしては、フォーマットコマンド１６０１、イメージデータコマンド１６０２およびジョブ開始コマンド１６０３が存在し、それらのコマンドをＰＣ１０９はプリンタインタフェース２０６を介してプリンタケーブル１０８に出力する。各コマンドには記録装置１０１が識別を行うための識別コードが付されている。

フォーマットコマンド１６０１は、第１実施形態のフォーマットコマンド７０１と同様であり、記録領域横サイズのデータ１６０４、記録領域縦サイズのデータ１６０５、および記録枚数のデータ１６０６を含んでいる。イメージデータコマンド１６０２には、第１実施形態のコマンド７０２と同様であり、ＶＲＡＭに展開するビットマップデータ１６０７が含まれる。ジョブ開始コマンド７０３も第１実施形態のコマンド７０３と同様である。

図１５は本実施形態におけるＲＡＭ６０２のメモリマップ構成を示す。
図９に示したメモリマップ構成と異なるのは、作業用ワークエリア６０２Ｗにおいて、各記録ヘッドの画像１ページ分のドットカウント値が格納される領域Ｐ（Ｂｋ）、Ｐ（Ｃ）、Ｐ（Ｌｃ）、Ｐ（Ｍ）、Ｐ（Ｌｍ）およびＰ（Ｙ）の代わりに、後述する各記録ヘッドＢｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、ＬｍおよびＹのノズルに対応する重み付け係数が格納される領域Ｋ（Ｂｋ）、Ｋ（Ｃ）、Ｋ（ＬＣ）、Ｋ（Ｍ）、Ｋ（ＬＭ）およびＫ（Ｙ）が設けられている点である。

図１６は本実施形態の記録装置１０１において行われる記録処理手順のフローチャートを示し、本手順はプログラムＲＯＭ６０１に格納された制御プログラムをＭＰＵ６００が実行することで実施される。

記録装置の電源が投入され、各種初期化処理が正常に行われ、データ受信可能状態になると本処理が起動される。まずＰＣ１０９からのフォーマットコマンド７０１の受信をチェックする（ステップＳ１７００）。フォーマットコマンド７０１を受信すると（ステップＳ１７００で肯定判定された場合）、記録領域横サイズデータ７０５、記録領域縦サイズデータ７０６および記録枚数データ７０５を、それぞれ、ＲＡＭ６０２の領域Ｘ、ＹおよびＮに保存する（ステップＳ１７０１）。次に、続いて受信するイメージデータコマンド１６０２に含まれるビットマップデータ１６０７をＶＲＡＭ６０３に展開し、これをジョブ開始コマンド１６０３を受信するまで継続する（ステップＳ１７０２）。

次に、給紙部３０３より記録媒体３０７を１枚記録部に送給し（ステップＳ１７０３）、給紙ローラ３０６によりこれを記録部３０２に向けて搬送する。記録媒体３０７は搬送ベルト３０８により搬送され、その先端がＴＯＦセンサ３０９で検知され（ステップＳ１７０４で肯定判定された場合）、さらに記録媒体３０７がヘッドに対向する記録開始位置に到達したことが検知されると（ステップＳ１７０５で肯定判定された場合）、１ラインの記録処理を行なう（ステップＳ１７０６）。この１ラインの記録処理が終了すると、後述する手段で取得したカウント値をトータルドットカウンタ（Ｎ（Ｂｋ）、Ｎ（Ｃ）、Ｎ（ＬＣ）、Ｎ（Ｍ）、Ｎ（ＬＭ）およびＮ（Ｙ））に加算する（ステップＳ１７０７）。

この際、何らかのエラーが発生していれば（ステップＳ１７０８が肯定判定された場合）、記録動作を中止し（ステップＳ１７１１）、エラーが解除されるのを待つ（ステップＳ１７１２）。エラーが解除されると（ステップＳ１７１２がＹＥＳ）なら再度フォーマットコマンド待ち（ステップＳ１７００）となる。一方、エラーが発生していなければ、領域Ｘに格納された記録領域縦サイズ分の全ラインの記録が終了するまで（ステップＳ１７０９で肯定判定がなされるまで）、ステップＳ１７０６以降の処理を繰り返す。全ラインの記録終了が判定された場合には、記録済みの記録媒体を排出し（ステップＳ１７１０）、領域Ｎに格納された枚数分の記録が終了すれば（ステップＳ１７１１で肯定判定された場合）、フォーマットコマンド待ちの状態となり（ステップＳ１７００）、終了していなければ（ステップＳ８１０で否定判定された場合）、ステップＳ１７０３に復帰して次の記録媒体に同様に記録処理を行う。

本実施形態は、記録ヘッドが断続的に吐出動作を行う場合と連続吐出を行う場合とでは、後者の方が少ない吐出数（例えば約１％少ない吐出数）で寿命が尽きるという特性に着目したものである。つまり、記録ヘッドは短期間内に連続してインクを吐出すると温度が急激に上昇し、一定期間吐出しないと温度が下がるという特性に着目したものである。そして、記録ヘッドは温度が上昇した状態で吐出を繰り返すと、ヒータ５０４を覆っているタンタルを原材料とする保護膜１００１が記録時に受ける熱エネルギにより酸化し、外部からの衝撃に脆い性質を持つ五酸化タンタルに変化する。この五酸化タンタルはキャビテーションにより破壊され、ヒータ５０４が直接インク１００２と接し、最終的にヒータ５０４もキャビテーションの影響で破壊されてしまう。つまり、記録ヘッドは短期間内に集中的に吐出動作を行う方が、断続的に吐出する場合よりも、より少ない吐出数で寿命に達するという性質を持つ。よって、本実施形態では上述した記録ヘッドの特性をふまえ、次に説明する制御を行う。

図１７は本実施形態におけるトータルドットカウンタ更新処理手順の一例を示すフローチャートである。

記録処理を開始するにあたり、ＲＡＭ６０２上の領域Ｋ（Ｂｋ）、Ｋ（Ｃ）、Ｋ（ＬＣ）、Ｋ（Ｍ）、Ｋ（ＬＭ）およびＫ（Ｙ）に格納される重み付け量がリセットされ、初期値「０」が格納される（ステップＳ１９０１）。このステップは、図１６の手順において、ステップＳ１７０６に至るまでの処理の過程で実施される。そして記録媒体３０７が記録位置に到達すると、１ライン目の記録処理が行われる（ステップＳ１９０２）。このステップは図１６の手順におけるステップＳ１７０６の処理である。

次に、１ライン目についてノズルから吐出動作が行われた場合は（ステップＳ１９０３で肯定判定がなされた場合）、対応するトータルドットカウンタ（Ｎ（Ｂｋ）、Ｎ（Ｃ）、Ｎ（ＬＣ）、Ｎ（Ｍ）、Ｎ（ＬＭ）、Ｎ（Ｙ））に「１＋重み付け量（１ライン目記録時は重み付け量は０）」を加算し（ステップＳ１９０４）、続けて重み付け量に「０．０１」を加算する（ステップＳ１９０５）。反対に吐出が行われなかった場合は（ステップＳ１９０３で否定判定がなされた場合）、重み付け量から「０.０１」を減算し（ステップＳ１９０７）、その結果重み付け量が「１」より小さくなった場合は（ステップＳ１９０８で肯定判定がなされた場合）、重み付け量をリセットする（ステップＳ１９０９）。ステップＳ１９０３〜Ｓ１９０９の処理は図１６の手順におけるステップＳ１７０７の処理に対応している。

そして、これらの処理を領域Ｘに格納された記録領域縦サイズ分の記録処理が完了することが判定されるまで繰り返す（ステップＳ１９０６）。このステップは図１６の手順におけるステップＳ１７１０の処理である。

図１８は重み付け量の遷移を例示するための模式図である。ここでは、記録ヘッドのあるノズルが、先頭ラインから連続して４ライン分吐出動作を行い、次の２ライン分は吐出せず、また次のラインで吐出動作が行われるような画像を記録する場合を示している。
符号１５０１は、重み付け量が記録処理前にリセットされ「０」に初期化された状態である。最初のラインで吐出が行われると重み付け量は「０.０１」加算されて「０.０１」となる（符号１５０２）。そして続いて３ライン分連続して吐出動作が行われると、重み付け量は「０.０４」になる（符号１５０３）。しかしながら、次のラインでは吐出が行われないため、「０.０１」減算されて「０.０３」となり（符号１５０４）、さらに次のラインについても同様にして「０.０２」となるが、さらに次のラインでは吐出動作が行われるため、「０.０３」に変化する（符号１５０５）。

なお、上記第１実施形態と同様、トータルドットカウンタの更新値が所定値を超えたか否かを判定し、超えた場合にはその記録ヘッドは寿命が尽きたものとして、操作パネル１０６のＬＣＤ６１１の表示画面や、プリンタドライバの処理によってＰＣ１０９のＣＲＴ１１２の表示画面にその旨を報知し、使用者に記録ヘッドの交換を促すことができる。この処理は１枚の記録媒体への記録終了後に行うようにしてもよいし、あるいは図１７のステップＳ１７０８のエラー発生検出処理に関連づけて行われるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、記録ヘッドの劣化ないし寿命を検知ないし判定するためのトータルドットカウンタに加算するカウント値を記録データに応じて重み付け量を可変制御しながら定めることにより、記録ヘッドの劣化ないし寿命検知精度を向上することができる。

なお、本実施形態では重み付け量を０．０１単位で制御しているが、これは一例であり、用いる記録ヘッドの特性に応じ、これに適した単位を定めることができるのは勿論である。また、トータルドットカウント値の管理態様や、その内容を保持するためのメモリ構成についても、第１実施形態と同様の変形を加えることができる。

（その他の実施形態）
なお、記録装置に対して記録に係る画像データを供給するホスト機器としては、コンピュータのほか、デジタルカメラ、イメージスキャナであってもよい。また、コンピュータとしても、上述のようなパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のほか、オフィスコンピュータやワークステーションなどであってもよく、また電子手帳あるいはハンドヘルド型コンピュータなどのＰＤＡなどであってもよい。さらに記録システムの構成としても、記録装置と画像データ供給装置とに分離可能または分離不能に一体化されるものでもよく、別体に構成された記録と画像データ供給装置とが接続されて構成されるものでもよい。

また、記録ヘッドの劣化ないし寿命を検知ないし判定するためのドットカウント値を補正する記録ヘッド使用時の条件として、第１実施形態では記録ヘッドの温度を、第２実施形態では記録画像データに応じたノズル使用状態を用いるものとしたが、ヘッドの寿命に影響を及ぼし得るその他の条件を勘案してもよく、また２以上の条件を組み合わせて用いてもよい。そのような条件としては、例えば、インクの種類、装置自体が置かれる環境や装置自体の使用条件などが挙げられる。

さらに、寿命が尽きたか否かの判定の基準となるトータルドットカウントの所定値は適切に定めることができ、例えば早めの報知を行い得る値に設定することもできる。また、複数段階に分けた報知を行うこと、すなわち記録ヘッドの劣化状態ないし余命を適宜報知してゆくようにしてもよい。

加えて、上例ではフルラインタイプのインクジェット記録ヘッドを用いる記録装置について説明したが、本発明は記録媒体搬送方向に対して直交する方向に記録ヘッドをスキャンさせる所謂シリアルタイプの記録装置に適用しても有効なものであり、さらには、インクジェット方式以外、例えば感熱式、熱転写式等の他の記録方式を採る記録装置に適用しても好適なものである。さらに加えて、記録装置において用いられる記録剤の色や濃度（色調）は適宜定めうるものであり、またモノクロームの記録装置にも適用することも可能である。

さらに加えて、上記第１および第２の実施形態では、記録ヘッドの劣化ないし寿命を判定するためのカウント動作を記録装置１０１で行うものとして説明したが、ＰＣ１０９で動作するアプリケーションソフトウエアやプリンタドライバなどのプログラムで行うようにしてもよい。例えば第１の実施形態に即して言えば、記録装置１０１が記録ヘッドの温度情報をインターフェース（通信制御ドライバ６０４）を介してＰＣ１０９のアプリケーションソフトウエアやプリンタドライバに送信し、これに応じてアプリケーションソフトウエアやプリンタドライバが当該温度情報と記録画像データとから劣化ないし寿命判定管理を行うようにすることができる。

すなわち、コンピュータが担当する機能を実現するためのソフトウェアまたはプリンタドライバのプログラムコードをコンピュータに供給し、コンピュータに格納されたプログラムコードによって作動させるようにしたものも、本発明の範囲に含まれる。

この場合、プログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、および通信や記憶媒体などによりプログラムコードをコンピュータに供給する手段も、本発明の範囲に含まれる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのほか、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。

図１は本発明を適用可能な記録システムの一実施形態を示す模式的斜視図である。 本発明の実施形態で使用する制御装置であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）本体の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態で使用する記録装置の内部構成を模式的に示す側断面図である。 実施形態で使用する記録ヘッドを説明するための模式的斜視図である。 図４の記録ヘッドの内部構成例を示す模式的斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は図５の構成の記録ヘッドないしノズル５０６がインクを吐出するメカニズムを説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態において、ＰＣが記録装置に送信する制御コマンドの構造を示す説明図である。 第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態における記録装置内のＲＡＭのメモリマップ構成を示す説明図である。 第１の実施形態の記録装置において行われる記録処理手順のフローチャートである。 インクを吐出した際の記録ヘッドの温度と、記録ヘッドの寿命が尽きるまでの吐出ドット数（寿命発数）との関係の一例を表した特性図である。 記録ヘッドの吐出時の温度と、これに応じた重み付け係数とを数値化したテーブルを示す説明図である。 第１の実施形態におけるトータルドットカウンタ更新処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態において、ＰＣが記録装置に送信する制御コマンドの構造を示す説明図である。 第２の実施形態における記録装置内のＲＡＭのメモリマップ構成を示す説明図である。 第２の実施形態の記録装置において行われる記録処理手順のフローチャートである。 第２の実施形態におけるトータルドットカウンタ更新処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態で用いられる重み付け係数の遷移を例示する模式図である。

符号の説明

１０１ 記録装置
１０２ フィーダトレイ
１０３ 上部カバー
１０４ 前カバー
１０５ 電源スイッチ
１０６ 操作パネル
１０７ スタッカ
１０８ プリンタケーブル
１０９ パーソナルコンピュータ
１１０ マウス
１１１ キーボード
１１２ ＣＲＴ
２００ ＭＰＵ
２０１ ＲＡＭ
２０２ ハードディスク
２０３ ビデオコントローラ
２０４ キーボードインタフェース
２０５ マウスインタフェース
２０６ プリンタインタフェース
３０１ 排紙部
３０２ 記録部
３０３ 給紙部
３０４ 給紙モータ
３０５ ピックアップローラ
３０６ 給紙ローラ
３０７ 記録媒体
３０８ 搬送ベルト
３０９ ＴＯＦセンサ
３１０ インクタンクユニット
３１１ ＤＣ電源ユニット
３１２ 回復ユニット
３１３ 搬送モータ
Ｂｋ、Ｃ、Ｌｃ、Ｍ、Ｌｍ、Ｙ 記録ヘッド
４０１〜４０４ ダイオードセンサ
４０５〜４０８ ノズル群
５０１ シリコン基板
５０２ ノズル開口
５０３ ノズル壁
５０４ ヒータ
５０５ 共通液室
５０６ ノズル
５０７ 天板
６００ ＭＰＵ
６０１ プログラムＲＯＭ
６０２ ＲＡＭ
６０３ ＶＲＡＭ
６０４ 通信制御ドライバ
６０５ モータドライバ
６０６ ヘッド駆動回路
６０７ Ｉ／Ｏ
６０８ ＬＣＤドライバ
６０９ 回復モータ
６１０ 操作スイッチ
６１１ ＬＣＤ
７０１ フォーマットコマンド
７０２ イメージデータコマンド
７０３ ジョブ開始コマンド
７０４ ビットマップデータ
７０５ 記録領域横サイズ
７０６ 記録領域縦サイズ
７０７ ドットカウントコマンド
７０８ ドットカウントデータ
１００１ 保護膜
１００２ インク
１６０１ フォーマットコマンド
１６０２ イメージデータコマンド
１６０３ ジョブ開始コマンド
１６０４ 記録領域横サイズ
１６０５ 記録領域縦サイズ
１６０６ 記録枚数
１６０７ ビットマップデータ

Claims (15)

1. 記録ヘッドを使用して記録媒体にドットを記録することで画像形成を行う記録装置において、
   前記画像形成時に記録される前記ドットの数を計数する計数手段と、
   前記記録ヘッドを使用する際の条件に応じて、前記計数手段が計数したドット数のデータを補正する補正手段と、
   当該補正されたドット数データを累積的に保持する保持手段と、
   当該保持された累積ドット数データに基づいて前記記録ヘッドの劣化状態を検知する検知手段と、
   を具えたことを特徴とする記録装置。
2. 前記補正手段は、前記条件として、前記記録ヘッドの温度を用いることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記補正手段は、前記記録ヘッドの温度に応じた重み付け係数を前記計数手段が計数したドット数のデータに乗算することで補正を行う特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記補正手段は、前記条件として、形成される画像に応じた前記記録ヘッドの使用状態を用いることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
5. 前記補正手段は、前記計数手段に対し、形成される画像中の記録画素が連続する場合は所定の重み付け量をさらに加算させ、連続しない場合は所定の重み付け量を減算させることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記記録ヘッドによる１ライン分の画像形成毎に、前記計測、前記補正および前記検知を行わせるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の記録装置。
7. 前記記録ヘッドによる１頁分の画像形成毎に、前記計数、前記補正および前記検知を行わせるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の記録装置。
8. 前記記録ヘッドは所定方向に配列された複数の記録素子を有し、該複数の記録素子のそれぞれについて前記計数および前記補正を行わせるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の記録装置。
9. 前記記録ヘッドは前記記録媒体の幅に対応した範囲にわたって複数の記録素子を配列してなるフルライン記録ヘッドであることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 前記記録ヘッドは、インクを吐出することにより画像形成を行うインクジェット記録へどの形態を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の記録装置。
11. 画像データを供給する画像データ供給装置と、当該供給された画像データに基づき、記録ヘッドを使用して記録媒体にドットを記録することで画像形成を行う記録装置と、を具えた記録システムにおいて、
    前記画像形成時に記録される前記ドットの数を計数する計数手段と、
    前記記録ヘッドを使用する際の条件に応じて、前記計数手段が計数したドット数のデータを補正する補正手段と、
    当該補正されたドット数データを累積的に保持する保持手段と、
    当該保持された累積ドット数データに基づいて前記記録ヘッドの劣化状態を検知する検知手段と、
    を具えたことを特徴とする記録システム。
12. 画像形成を行うために記録媒体にドットを記録する記録ヘッドの劣化状態検知方法において、
    前記画像形成時に記録される前記ドットの数を計数する計数工程と、
    前記記録ヘッドを使用する際の条件に応じて、前記計数工程で計数したドット数のデータを補正する補正工程と、
    当該補正されたドット数データを累積的に保持する保持工程と、
    当該保持された累積ドット数データに基づいて前記記録ヘッドの劣化状態を検知する検知工程と、
    を具えたことを特徴とする記録ヘッドの劣化状態検知方法。
13. 前記検知工程により前記記録ヘッドの劣化状態が検知されたときにその旨を報知する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１２に記載の記録ヘッドの劣化状態検知方法。
14. 画像データを供給するコンピュータに請求項１２または請求項１３に記載の検知方法を実行させるためのプログラム。
15. 画像データを供給するコンピュータに請求項１２または請求項１３に記載の検知方法を実行させるためのプログラムを記憶した記憶媒体。
    

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