JP7442282B2 - 記録装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は記録装置及びその制御方法に関し、特に、例えば、複数の記録素子を備えた素子基板を組み込んだ記録ヘッドをインクジェット方式に従って記録を行うために適用した記録装置及びそのインク吐出状態を判定するための制御方法に関する。

ノズルからインク液滴を吐出させ、紙，プラスチック・フィルムその他の記録媒体に付着させるインクジェット記録方式の中で、インクを吐出するために熱エネルギーを発生する記録素子を有する記録ヘッドを用いるものがある。この方式に従う記録ヘッドは、例えば、通電に応じて発熱する電気熱変換素子およびその駆動回路などを半導体製造工程と同様の工程を用いて形成できる。従って、ノズルの高密度実装が容易であり記録の高精細化が達成できるなどの利点を有する。

この記録ヘッドでは、異物や粘度が増加したインクなどによるノズルの目詰まり、インク供給経路やノズル内に混入した気泡、あるいはノズル表面の濡れ性の変化などの原因により、記録ヘッドの全部または一部のノズルでインク吐出不良が発生することがある。そのような吐出不良が発生した場合に生じる画像品位の低下を避けるために、インク吐出状態を回復させる回復動作や、他のノズルなどによる補完動作を速やかに実行することが好ましい。しかし、これらの動作を速やかに行うためには、インク吐出状態の判定やその吐出不良発生の判定を正確にかつ適時に行うことが極めて重要な課題となっている。

このような背景から、従来より、種々のインク吐出状態判定方法や補完記録方法やこれらを適用した装置が提案されている。

特許文献１は記録ヘッドからのインク吐出不良を検出するために、正常吐出時に生じる温度低下を検出する方法を開示している。特許文献１によれば、正常吐出時は検出温度が最高温度に到達した時刻から一定時間後に温度の降下速度が変化するポイント（特徴点）が出現するが、吐出不良時は出現しない。従って、この特徴点の有無を検知することで、インクの吐出状態を判定するのである。また、特許文献１は、温度検知素子をインク吐出熱エネルギーを発生させる記録素子の直下に備えた構成や、上記特徴点の有無を検知する方法として、その特徴点を温度変化の微分処理によりピーク値として検知する方法も開示している。

特開２００８－０００９１４号公報

さて、特許文献１が開示する吐出状態の判定方法は、正常吐出状態と不吐出状態の区別を正確かつ高速に行うことが可能である。しかしながら上記従来例では、吐出検査を行う状況によっては正常吐出と不吐出の２つの状態に区別するだけでは吐出不良状態にあるノズルを判定できない。そのため、適切なタイミングで回復処理を実行することができず、白スジなどの画像不良が発生する場合があった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、より正確にインク吐出状態を判定することが可能な記録装置及び制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成からなる。

即ち、
液体を吐出する複数のノズルと、該複数のノズルおのおのに設けられ且つ液体を加熱する複数のヒータと、該複数のヒータにそれぞれ対応して設けられた複数の温度検知素子と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルの吐出状態を判定するための閾値を変化させながら、液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルに対応する前記温度検知素子で検知した温度の時間変化に基づいて前記記録ヘッドの液体の吐出状態を検査する検査手段と、
液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルについて前記検査手段により前記温度検知素子から出力された信号、及び、前記選択されたノズルの近傍のノズルについて前記温度検知素子から出力された信号に関する情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記選択されたノズルの前記信号に関する情報と前記取得手段が取得した前記近傍のノズルの前記信号に関する情報との差分値と、第１の閾値とを比較することによって、前記選択されたノズルの液体の吐出状態を判断する第１の判断手段とを有する
ことを特徴とする。

また本発明を別の側面から見れば、
液体を吐出する複数のノズルと、該複数のノズルおのおのに設けられ且つ液体を加熱する複数のヒータと、該複数のヒータにそれぞれ対応して設けられた複数の温度検知素子と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置における制御方法であって、
液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルの吐出状態を判定するための閾値を変化させながら、液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルに対応する前記温度検知素子で検知した温度の時間変化に基づいて前記記録ヘッドの液体の吐出状態を検査する検査工程と、
液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルについて前記検査工程により前記温度検知素子から出力された信号、及び、前記選択されたノズルの近傍のノズルについて前記温度検知素子から出力された信号に関する情報を取得する取得工程と、
前記選択されたノズルの前記信号に関する情報と前記近傍のノズルの前記信号に関する情報との差分値と、第１の閾値とを比較することによって、前記選択されたノズルの液体の吐出状態を判断する判断工程とを有する
ことを特徴とする。

本発明によれば、各ノズルの吐出状態をより正確に判別することができ、その結果に応じて適切なタイミングによる処理を実行できるという効果がある。これにより、白スジなどのない高品位な画像を記録することが可能になる。

本発明の実施形態であるフルライン記録ヘッドを備えた記録装置の構造を説明するための斜視図である。 図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。 メンテナンスユニットを説明するための図である。 シリコン基板に形成された記録素子近傍の多層配線構造を示す図である。 図４に示す素子基板を用いた温度検知の制御構成を表すブロック図である。 記録素子に駆動パルスを印加したときの、温度検知素子から出力される温度波形とその波形の温度変化信号を表した図である。 各ノズルのＤｒｅｆを測定する方法を示すフローチャートである。 ３つの吐出状態の模式図とその時に温度検知素子が検知した温度波形信号に基づく温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）の波形を示す図である。 実施例１に従うノズルからのインク吐出状態の判別処理を示すフローチャートである。 正常吐出、吐出不良、或いは不吐出と判定された各ノズルのＤｒｅｆ値と算出されたＤｄｉｆｆの値を示す図である。 実施例２に従うノズルからの３つのインク吐出状態の判別処理を示すフローチャートである。 正常吐出、吐出不良、或いは不吐出と判定された各ノズルに関し、算出されたＤｄｉｆｆの値と２つの閾値との関係を示す図である。 正常吐出、吐出不良、或いは不吐出と判定された各ノズルのＤｒｅｆ値と算出されたＤｄｉｆｆの値を示す図である。 実施例３に従うＤｄｉｆｆの算出方法を説明する図である。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には、複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられても良い。さらに添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路であり、「記録素子は」吐出口に対応して設けられ、インク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を指すものとして用いる。例えば、吐出口と対向する位置に記録素子が設けられることがある。

以下に用いる記録ヘッド用の素子基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を差し示すものである。

さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み（built-in）」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。

＜フルライン記録ヘッドを搭載した記録装置（図１）＞
図１は本発明の実施形態であるインクを吐出して記録を行うフルライン記録ヘッドを用いた記録装置１０００の概略構成を示した図である。

図１に示されるように、記録装置１０００は、記録媒体２を搬送する搬送部１と、記録媒体２の搬送方向と略直交して配置されるフルライン記録ヘッド３とを備え、複数の記録媒体２を連続的又は間欠的に搬送しながら連続記録を行うライン型記録装置である。フルライン記録ヘッド３は記録媒体の搬送方向と交差する方向に並ぶインクの吐出口を備えている。フルライン記録ヘッド３には、インク経路内の圧力（負圧）を制御する負圧制御ユニット２３０と、負圧制御ユニット２３０と連通した液体供給ユニット２２０と、液体供給ユニット２２０へのインクの供給及び排出口となる液体接続部１１１とを設ける。

筺体８０には、負圧制御ユニット２３０と液体供給ユニット２２０と液体接続部１１１とが備えられる。

なお、記録媒体２は、カットシートに限らず、連続したロールシートであっても良い。

フルライン記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクによるフルカラー記録が可能である。記録ヘッド３に対しては、インクを記録ヘッド３へ供給する供給路である液体供給ユニット２２０と、メインタンクが接続される。また、記録ヘッド３には、記録ヘッド３へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部（不図示）が電気的に接続される。

また、記録媒体２はその搬送方向に長さＦの距離だけ離して設けられた２つの搬送ローラ８１、８２を回転することにより搬送される。

この実施例の記録ヘッドは、熱エネルギー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。このため、記録ヘッド３の各吐出口には電気熱変換素子（ヒータ）を備えている。この電気熱変換素子は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換素子にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを加熱して吐出する。なお、記録装置は、上述した記録媒体の幅に相当する記録幅をもつフルライン記録ヘッドを用いた記録装置に限定するものではない。例えば、記録媒体の搬送方向に吐出口を配列した記録ヘッドをキャリッジに搭載に、そのキャリッジを往復走査しながらインクを記録媒体に吐出して記録を行ういわゆるシリアルタイプの記録装置にも適用できる。

＜制御構成の説明（図２）＞
図２は記録装置１０００の制御回路の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、記録装置１０００は、主に記録部を統括するプリントエンジンユニット４１７と、スキャナ部を統括するスキャナエンジンユニット４１１と、記録装置１０００の全体を統括するコントローラユニット４１０によって構成されている。ＭＰＵや不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭなど）を内蔵したプリントコントローラ４１９は、コントローラユニット４１０のメインコントローラ４０１の指示に従ってプリントエンジンユニット４１７の各種機構を制御する。スキャナエンジンユニット４１１の各種機構は、コントローラユニット４１０のメインコントローラ４０１によって制御される。

以下、制御構成の詳細について説明する。

コントローラユニット４１０において、ＣＰＵにより構成されるメインコントローラ４０１は、ＲＯＭ４０７に格納されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ４０６を作業領域としながら記録装置１０００の全体を制御する。例えば、ホストＩ／Ｆ４０２またはワイヤレスＩ／Ｆ４０３を介してホスト装置４００から印刷ジョブが入力されると、メインコントローラ４０１の指示に従って、画像処理部４０８は受信した画像データに対して所定の画像処理を施す。そして、メインコントローラ４０１はプリントエンジンＩ／Ｆ４０５を介して、画像処理を施した画像データをプリントエンジンユニット４１７へ送信する。

なお、記録装置１０００は無線通信や有線通信を介してホスト装置４００から画像データを取得しても良いし、記録装置１０００に接続された外部記憶装置（ＵＳＢメモリ等）から画像データを取得しても良い。無線通信や有線通信に利用される通信方式は限定されない。例えば、無線通信に利用される通信方式として、Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が適用可能である。また、有線通信に利用される通信方式としては、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等が適用可能である。また、例えば、ホスト装置４００から読取命令が入力されると、メインコントローラ４０１は、スキャナエンジンＩ／Ｆ４０９を介してこの命令をスキャナエンジンユニット４１１に送信する。

操作パネル４０４は、ユーザが記録装置１０００に対して入出力を行うためのユニットである。ユーザは、操作パネル４０４を介してコピーやスキャン等の動作を指示したり、記録モードを設定したり、記録装置１０００の情報を認識したりすることができる。

プリントエンジンユニット４１７では、ＣＰＵにより構成されるプリントコントローラ４１９は、ＲＯＭ４２０に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ４２１を作業領域としプリントエンジンユニット４１７が備える各種機構を制御する。

コントローラＩ／Ｆ４１８を介して各種コマンドや画像データが受信されると、プリントコントローラ４１９は、これを一旦ＲＡＭ４２１に保存する。記録ヘッド３が記録動作に利用できるように、プリントコントローラ４１９は画像処理コントローラ４２２に、保存した画像データは記録データへ変換される。記録データが生成されると、プリントコントローラ４１９は、ヘッドＩ／Ｆ４２７を介して記録ヘッド３に記録データに基づく記録動作を実行させる。この際、プリントコントローラ４１９は、搬送制御部４２６を介して搬送ローラ８１、８２を駆動して、記録媒体２を搬送する。プリントコントローラ４１９の指示に従って、記録媒体２の搬送動作に連動して記録ヘッド３による記録動作が実行され、記録処理が行われる。

ヘッドキャリッジ制御部４２５は、記録装置１０００のメンテナンス状態や記録状態といった動作状態に応じて記録ヘッド３の向きや位置を変更する。インク供給制御部４２４は、記録ヘッド３へ供給されるインクの圧力が適切な範囲に収まるように、液体供給ユニット２２０を制御する。メンテナンス制御部４２３は、記録ヘッド３に対するメンテナンス動作を行う際に、メンテナンスユニット（不図示）におけるキャップユニットやワイピングユニットの動作を制御する。

スキャナエンジンユニット４１１においては、メインコントローラ４０１が、ＲＯＭ４０７に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ４０６を作業領域としながら、スキャナコントローラ４１５のハードウェア資源を制御する。これにより、スキャナエンジンユニット４１１が備える各種機構は制御される。例えば、コントローラＩ／Ｆ４１４を介してメインコントローラ４０１がスキャナコントローラ４１５内のハードウェア資源を制御して、ユーザによってＡＤＦ（不図示）に積載された原稿を搬送制御部４１３を介して搬送し、センサ４１６によって読取る。そして、スキャナコントローラ４１５は読取った画像データをＲＡＭ４１２に保存する。

なお、プリントコントローラ４１９は、上述のように取得された画像データを記録データに変換することで、記録ヘッド３にスキャナコントローラ４１５で読取った画像データに基づく記録動作を実行させることが可能である。

＜メンテナンス動作の説明（図３）＞
次に、記録ヘッド３に対するメンテナンス動作について説明する。

図３はメンテナンスユニットの構成を示す斜視図である。図３において、（ａ）はメンテナンスユニット１６が待機ポジションにある状態を示し、（ｂ）はメンテナンスユニット１６がメンテナンスポジションにある状態を示す。

図３に示すように、メンテナンスユニット１６はキャップユニット１０とワイピングユニット１７とを備え、所定のタイミングにこれらを作動させてメンテナンス動作を行う。

記録ヘッド３に対するメンテナンス動作を実行する際に記録ヘッド３はメンテナンス動作が可能なメンテナンスポジションに移動し、記録ヘッド３が記録中およびメンテナンス中以外の状態では待機ポジションに移動する。

図３（ａ）に示すように、記録ヘッドが待機ポジションにあるとき、キャップユニット１０は鉛直方向（ｚ方向）上方に移動しており、ワイピングユニット１７はメンテナンスユニット１６の内部に収納されている。キャップユニット１０はｙ方向に延在する箱形のキャップ部材１０ａを有し、これを記録ヘッド３の吐出口面に密着させることにより、吐出口からのインクの蒸発を抑制することができる。また、キャップユニット１０は、キャップ部材１０ａを記録ヘッド３の吐出口面に密着させた状態で予備吐出によるインクを回収し、回収したインクを吸引ポンプ（不図示）に吸引させる機能も備えている。

一方、図３（ｂ）に示すように、記録ヘッドがメンテナンスポジションにあるとき、キャップユニット１０は鉛直方向（ｚ方向）下方に移動しており、ワイピングユニット１７がメンテナンスユニット１６から引き出されている。ワイピングユニット１７は、ブレードワイパユニット１７１とバキュームワイパユニット１７２の２つのワイパユニットを備えている。

ブレードワイパユニット１７１には、吐出口面をｘ方向に沿ってワイピングするためのブレードワイパ１７１ａが吐出口の配列領域に相当する長さだけｙ方向に配されている。ブレードワイパユニット１７１を用いたワイピング動作を行う際、ワイピングユニット１７は、記録ヘッドがブレードワイパ１７１ａに当接可能な高さに位置決めされた状態で、ブレードワイパユニット１７１をｘ方向に移動する。この移動により、吐出口面に付着するインクなどはブレードワイパ１７１ａに拭き取られる。

ブレードワイパ１７１ａが収納される際のメンテナンスユニット１６の入り口には、ブレードワイパ１７１ａに付着したインクを除去するとともにブレードワイパ１７１ａにウェット液を付与するためのウェットワイパクリーナ１６ａが配されている。ブレードワイパ１７１ａは、メンテナンスユニット１６に収納される度にウェットワイパクリーナ１６ａによって付着物が除去されウェット液が塗布される。そして、次に吐出口面をワイピングしたときにウェット液を吐出口面に転写し、吐出口面が乾燥するのを防いでいる。

一方、バキュームワイパユニット１７２は、ｙ方向に延在する開口部を有する平板１７２ａと、開口部内をｙ方向に移動可能なキャリッジ１７２ｂと、キャリッジ１７２ｂに搭載されたバキュームワイパ１７２ｃとを有している。バキュームワイパ１７２ｃは、キャリッジ１７２ｂの移動に伴って吐出口面をｙ方向にワイピング可能になっている。バキュームワイパ１７２ｃの先端には、吸引ポンプ（不図示）に接続された吸引口が形成されている。このため、吸引ポンプを作動させながらキャリッジ１７２ｂをｙ方向に移動すると、記録ヘッドの吐出口面に付着したインク等は、バキュームワイパ１７２ｃによって拭き寄せられながら吸引口に吸い込まれる。この際、平板１７２ａと開口部の両端に設けられた位置決めピン１７２ｄは、バキュームワイパ１７２ｃに対する吐出口面の位置合わせに利用される。

ここでは、ブレードワイパユニット１７１によるワイピング処理を行いバキュームワイパユニット１７２によるワイピング動作を行わない第１のワイピング処理と、両方のワイピング処理を順番に行う第２のワイピング処理が備えられる。第１のワイピング処理を行う際、プリントコントローラ４１９は、まず、記録ヘッド３をメンテナンスポジションよりも鉛直方向（ｚ方向）上方に退避させた状態で、ワイピングユニット１７をメンテナンスユニット１６から引き出す。そして、記録ヘッド３をブレードワイパ１７１ａに当接可能な位置まで鉛直方向（ｚ方向）下方に移動させた後、ワイピングユニット１７をメンテナンスユニット１６内へ移動させる。この移動により、吐出口面に付着するインクなどはブレードワイパ１７１ａに拭き取られる。

ブレードワイパユニット１７１が収納されると、プリントコントローラ４１９は、次にキャップユニット１０を鉛直方向（ｚ方向）上方に移動させ、キャップ部材１０ａを記録ヘッド３の吐出口面に密着させる。そして、その状態で記録ヘッド３を駆動して予備吐出を行わせ、キャップ内に回収したインクを吸引ポンプによって吸引する。以上が、第１のワイピング処理における一連の工程である。

ここでは、第１のワイピング処理は、記録媒体１００ページ分の記録動作が行われる毎に１回実行されるものとする。

一方、第２のワイピング処理を行う際、プリントコントローラ４１９は、まず、記録ヘッド３をブレードワイパ１７１ａに当接する高さに位置決めし、その状態でワイピングユニット１７をメンテナンスユニット１６からスライドさせて引き出す。これにより、ブレードワイパ１７１ａによるワイピング動作が吐出口面に対して行われる。次に、平板１７２ａと位置決めピン１７２ｄを用いて、記録ヘッド３の吐出口面とバキュームワイパユニット１７２の位置決めを行い、上述したバキュームワイパユニット１７２によるワイピング動作を実行する。その後、記録ヘッド３を鉛直方向（ｚ方向）上方に退避させ、ワイピングユニット１７を収納した後、第１のワイピング処理と同様に、キャップユニット１０によるキャップ部材内への予備吐出と回収したインクの吸引動作を行う。以上が、第２のワイピング処理における一連の工程である。

第２のワイピング処理は、第１のワイピング処理に比べて吐出口面に対する清浄効果は高いが処理時間は長くなる。このため、第２のワイピング処理は、第１のワイピング処理が５０回行われる毎に１回実行されるものとする。即ち、第２のワイピング処理は、記録媒体５０００ページ分の記録動作が行われる毎に１回実行される。

＜温度検知素子の構成の説明（図４）＞
図４はシリコン基板に形成された記録素子近傍の多層配線構造を示す図である。

図４（ａ）は温度検知素子３０６を記録素子３０９の下層に層間絶縁膜３０７を介してシート状に配置した上面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）に示した上面図における破線ｘ－ｘ’に沿った断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）に示した破線ｙ－ｙ’に沿った断面図である。

図４（ｂ）に示すｘ－ｘ’断面図と図４（ｃ）に示すｙ－ｙ’断面図において、シリコン基板上に積層した絶縁膜３０２の上にアルミニウム等からなる配線３０３が形成され、さらに配線３０３の上に層間絶縁膜３０４が形成される。配線３０３と、チタン及び窒化チタン積層膜等からなる薄膜抵抗体の温度検知素子３０６とが層間絶縁膜３０４に埋め込まれたタングステン等からなる導電プラグ３０５を介して電気的に接続される。

次に、温度検知素子３０６の下側に層間絶縁膜３０７が形成される。そして、配線３０３と、タンタル窒化珪素膜等からなる発熱抵抗体の記録素子３０９とが、層間絶縁膜３０４及び層間絶縁膜３０７を貫通するタングステン等からなる導電プラグ３０８を介して電気的に接続される。

なお、下層の導電プラグと上層の導電プラグを接続する際は、中間の配線層からなるスペーサを挟んで接続されるのが一般的である。この実施例に適用する場合、中間の配線層となる温度検知素子の膜厚が数１０ｎｍ程度の薄膜のため、ビアホール工程の際、スペーサとなる温度検知素子膜に対するオーバエッチ制御の精度が求められる。また、温度検知素子層のパターンの微細化に不利にもなる。このような事情を鑑み、この実施例では層間絶縁膜３０４及び層間絶縁膜３０７を貫通させた導電プラグを採用している。

また、プラグの深さに応じて導通の信頼性を確保するために、この実施例では層間絶縁膜が一層の導電プラグ３０５は口径０．４μｍとし、層間絶縁膜が二層を貫通する導電プラグ３０８ではより大きい口径０．６μｍにしている。

次に、シリコン窒化膜などの保護膜３１０、そして保護膜３１０の上にタンタルなどの耐キャビテーション膜３１１を形成してヘッド基板（素子基板）となる。さらに、感光樹脂等からなるノズル形成材３１２で吐出口３１３が形成される。

このように、配線３０３の層と記録素子３０９の層の中間に独立した温度検知素子３０６の中間層を設けた多層配線構造としている。

以上の構成から、この実施例で用いる素子基板では記録素子ごとに各記録素子に対応して設けられた温度検知素子により温度情報を得ることが可能になる。

そして、その温度検知素子により検知された温度情報とその温度変化とから、素子基板の内部に設けられた論理回路（検査部）により対応する記録素子からのインク吐出状態を示す判定結果信号ＲＳＬＴを得ることができる。判定結果信号ＲＳＬＴは１ビットの信号であり、“１”が吐出正常を示し、“０”が吐出不良を示す。

一般的に、薄膜抵抗体である温度検知素子３０６には工業製品としての製造上の膜厚ばらつきが一定量生じるため、複数の温度検知素子間には、それに起因する抵抗値の違いによる温度検知感度ばらつきが生じることが知られている。また、ノズル形成材３１２で成形される吐出口３１３も同様に製造上のばらつきによるノズル口径の分布が生じるため、温度検知感度に分布が生じる要因の一つである。

＜温度検知構成の説明（図５）＞
図５は図４に示す素子基板を用いた温度検知の制御構成を表すブロック図である。

図５に示すように、プリントエンジンユニット４１７は、素子基板５に実装された記録素子の温度を検知するために、ＭＰＵを内蔵したプリントコントローラ４１９と、記録ヘッド３と接続するヘッドＩ／Ｆ４２７と、ＲＡＭ４２１とを備える。また、ヘッドＩ／Ｆ４２７は素子基板５に送信するための種々の信号を生成する信号生成部７と、温度検知素子３０６が検出した温度情報に基いて素子基板５から出力される判定結果信号ＲＳＬＴを入力する判定結果抽出部９とを含む。

温度検知のため、プリントコントローラ４１９が信号生成部７に指示を発行すると、信号生成部７は素子基板５に対して、クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＴ、ブロック信号ＢＬＥ、記録データ信号ＤＡＴＡ、ヒートイネーブル信号ＨＥを出力する。信号生成部７は更に、センサ選択信号ＳＤＡＴＡ、定電流信号Ｄｉｒｅｆ、吐出検査閾値信号Ｄｄｔｈを出力する。

センサ選択信号ＳＤＡＴＡは、温度情報を検出する温度検知素子を選択する選択情報と選択された温度検知素子への通電量指定情報、判定結果信号ＲＳＬＴの出力指示に関わる情報を含む。例えば、素子基板５が複数の記録素子からなる記録素子列を５列、実装する構成である場合、センサ選択信号ＳＤＡＴＡに含まれる選択情報は列を指定する列選択情報とその列の記録素子を指定する記録素子選択情報とを含む。一方、素子基板５からはセンサ選択信号ＳＤＡＴＡにより指定された列の１つの記録素子に対応する温度検知素子により検知された温度情報に基づく１ビットの判定結果信号ＲＳＬＴが出力される。

判定結果信号ＲＳＬＴから出力される正常吐出を示す“１”と吐出不良を示す“０”の値は、温度検知素子から出力される温度情報と吐出検査閾値信号Ｄｄｔｈが示す吐出検査閾値電圧（ＴＨ）とを素子基板５の内部で比較することにより得られる。この比較については後で詳述する。

なお、この実施例では５列分の記録素子あたり、１ビットの判定結果信号ＲＳＬＴが出力される構成を採用している。従って、素子基板５が記録素子列を１０列分、実装する構成では判定結果信号ＲＳＬＴは２ビットとなり、この２ビット信号が１本の信号線を介してシリアルに判定結果抽出部９へと出力される。

図５から分かるように、ラッチ信号ＬＴ、ブロック信号ＢＬＥ、センサ選択信号ＳＤＡＴＡは判定結果抽出部９にフィードバックされる。一方、判定結果抽出部９は、温度検知素子が検出した温度情報に基いて素子基板５から出力される判定結果信号ＲＳＬＴを受信し、ラッチ信号ＬＴの立下りと同期して各ラッチ期間に判定結果を抽出する。そして、その判定結果が吐出不良だった場合に、判定結果に対応するブロック信号ＢＬＥ、センサ選択信号ＳＤＡＴＡをＲＡＭ４２１に格納する。

そして、プリントコントローラ４１９は、ＲＡＭ４２１に格納された吐出不良ノズルを駆動するために用いたブロック信号ＢＬＥ、センサ選択信号ＳＤＡＴＡに基づいて、該当ブロックの記録データ信号ＤＡＴＡから吐出不良ノズルに対する信号を消去する。そして、代わりに不吐補完用のノズルを該当ブロックの記録データ信号ＤＡＴＡに追加して、信号生成部７に出力する。

＜吐出状態の判定方法の説明（図６～図８）＞
図６は記録素子に駆動パルスを印加したときの、温度検知素子から出力される温度波形（センサ温度：Ｔ）とその波形の温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）を表した図である。

なお、図６では温度波形（センサ温度：Ｔ）は温度（℃）で示されているが、実際には温度検知素子に定電流が供給され、温度検知素子の端子間電圧（Ｖ）が検出される。この検出電圧は温度依存性があるので、図６には検出電圧を温度に変換して温度として表記されている。また、温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）は検出電圧の時間変化（ｍＶ／ｓｅｃ）として表記されている。

図６に示すように、記録素子３０９に駆動パルス２１１を印加するとインクが正常に吐出される場合（正常吐出）、温度検知素子３０６の出力波形は波形２０１のようになる。波形２０１が示す温度検知素子３０６により検知される温度の降温過程において、正常吐出時には、吐出されたインク液滴の尾引が引き戻されて記録素子３０９の界面（最表面）に接触着して記録素子３０９の界面が冷却されることにより特徴点２０９が出現する。そして、特徴点２０９以降で波形２０１は降温速度が急激に増大する。これに対して、吐出不良の場合、温度検知素子３０６の出力波形は波形２０２のようになり、正常吐出時の波形２０１のように特徴点２０９は現れず、降温過程において降温速度は徐々に低下していく。

図６の一番下は、温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）を示しており、温度検知素子の出力波形２０１、２０２を温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）に処理した後の波形を波形２０３、２０４とする。この時の温度変化信号への変換方法はシステムに応じて適切に選択される。この実施例における温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）は、温度波形をフィルタ回路（この構成では１回微分)と反転アンプを通した後に出力される波形である。

さて、波形２０３には、波形２０１の特徴点２０９以降の最大降温速度に起因するピーク２１０が出現する。波形（ｄＴ／ｄｔ）２０３は、素子基板５に実装されたコンパレータに予め設定された吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と比較され、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）を上回る区間（ｄＴ／ｄｔ≧ＴＨ）で正常吐出であることを示すパルスが判定信号（ＣＭＰ）２１３に現れる。

一方、波形２０２には特徴点２０９が現れないため降温速度も低く、波形２０４に現れるピークは吐出検査閾値電圧（ＴＨ）よりも低くなる。波形（ｄＴ／ｄｔ）２０２も、素子基板５に実装されたコンパレータに予め設定している吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と比較される。そして、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）を下回る区間（ｄＴ／ｄｔ＜ＴＨ）では、パルスが判定信号２１３には現れない。

従って、この判定信号（ＣＭＰ）を取得することで各ノズルの吐出状態を把握することが可能となる。この判定信号（ＣＭＰ）が上述した判定結果信号ＲＳＬＴになる。

記録装置の本体部では、予め吐出判定閾値電圧（ＴＨ）を正常吐出時と不吐出時のそれぞれの温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）のピーク２１０の電圧に相当する値（Ｄｅｆ）の間に来るように設定することで、正常吐出と不吐出を区別することが可能となる。

次に、各ノズルの温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）２０３のピーク２１０の電圧に相当する値（Ｄｒｅｆ）を記録装置の本体部で測定する方法を説明する。

図７は各ノズルのＤｒｅｆを測定する方法を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１では、吐出検査閾値の再設定の対象となるノズルを設定する。次に、ステップＳ２０２では、対象ノズルの吐出検査閾値電圧（ＴＨ）を“２５５”と設定する。

吐出検査閾値電圧（ＴＨ）は温度検知素子３０６から出力される検知温度の温度変化（ｄＴ／ｄｔ）に対して比較される。この温度変化の値は物理的にはｍＶ／ｓｅｃの単位で表現されるが、この実施例では、この値を量子的に８ビットで表すことにしている。従って、ここでは、８ビット表現の最大値である“２５５”を吐出検査閾値電圧（ＴＨ）の値として仮に設定している。

そして、ステップＳ２０３では設定された吐出検査閾値電圧（ＴＨ）を用いて吐出検査を実行する。続くステップＳ２０４では、設定された吐出検査閾値電圧（ＴＨ）により、選択されたノズルの判定結果信号ＲＳＬＴを調べる。ここで、判定結果信号ＲＳＬＴの値が“１”であれば、処理はステップＳ２０７に進み、判定結果信号ＲＳＬＴの値が“０”であれば、処理はステップＳ２０５に進む。

そして、ステップＳ２０５では、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）が“０”、即ち、最小値であるかどうかを調べる。ここで、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）が“０”であれば、処理はステップＳ２０７に進み、“０”でなければ処理はステップＳ２０６に進み、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）の値を“－１”し、処理はステップＳ２０３に戻る。

このように、ステップＳ２０３～Ｓ２０６の処理により、１つの選択ノズルに対して吐出検査閾値電圧（ＴＨ）の値を段階的に変化させながら、吐出検査が繰り返され、判定結果信号ＲＳＬＴが“０”から“１”に変化する検査結果の変化点が特定される。この検査結果の変化点は、温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）のピークの値（Ｄｒｅｆ）と同義となる。そして、ステップＳ２０７では、この検査結果の変化点に対応する吐出検査閾値電圧（ＴＨ）の値をＲＡＭ４２１に一時的に保存する。

以上の処理を任意のタイミングですべてのノズルに対して実行することで、各ノズルの温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）２０３のピーク２１０の電圧に相当する値（Ｄｒｅｆ）を測定することが可能となる。

なお、図７では、吐出検査閾値（ＴＨ）を２５５から検査結果が変化するまで“－１”ずつ段階的に下げていく処理を例として説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、システムに応じて適切に設定可能である。例えば、現状保持しているＤｒｅｆの値を吐出検査閾値（ＴＨ）として設定し、その検査結果に応じて吐出検査閾値（ＴＨ）を上げる又は下げることでように処理しても良い。この方法は、検査結果の変化点をより速く特定できるという点で処理時間の観点から望ましいものである。

また、各ノズルの温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）２０３のピーク２１０の電圧に相当する値（Ｄｒｅｆ）は、ノズル内のインク粘度の増大や記録媒体の紙粉や空気中の埃などの付着による吐出不良など吐出状態で変化する。このため、ピーク２１０の電圧に相当する値（Ｄｒｅｆ）は、所定タイミング毎に更新することが望ましい。ここでいう所定タイミングとは、通紙枚数、記録ドット数、時刻、前回検査からの経過期間、印刷ジョブ毎、印刷ページ毎、記録ヘッドの交換時、記録ヘッドの回復処理時などであり、システムに応じて適切に設定するものである。

・吐出状態の判定の課題について
図８は３つの吐出状態のノズル部と吐出されたインク滴の模式図と、各状態での温度検知素子が検知した温度波形信号に基づく温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）の波形を示す図である。

図８（ａ）はインクが正常吐出される場合の吐出状態の模式図と温度変化のプロフィールを示す図である。ここで、正常吐出時の波形２０３のピークに対して吐出検査閾値電圧（ＴＨ）が低く設定されている。従って、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）とを比較することにより、正常吐出として判別される。

図８（ｂ）は吐出口面にインク滴が付着し、吐出したインク滴の飛翔の直進性の状態が悪い場合の模式図と温度変化のプロフィールを示す図である。インク滴は直進性が悪いため記録媒体に到達する位置は意図した位置からずれており、白いスジやその付近の濃いスジなどのように視認されるため画質劣化の一因となる。この現象は吐出口面へのインク滴の付着に限らず、記録媒体から発生する紙粉の付着であったり、空気中に漂う埃であったり、様々な要因で発生するものである。この状態に陥った場合は、メンテナンス処理により吐出口面を清掃する必要がある。

この時の波形２０３は、吐出したインク滴の直進性は十分ではないものの、ヒータ上では加熱による発泡現象は生じているため、ある程度の温度変化信号は出力される。しかしながら、図８（ｂ）に示されるように、図８（ａ）で示した正常吐出時の波形２０３（図８（ｂ）では点線）のピーク値に対してそのピーク値は低くなる。これは、吐出口面上の異物により、吐出されたインクの飛翔が影響を受け、吐出されたインク液滴の尾引の量が変化するためであると考えられる。

ところが正常吐出時の波形２０３（図８（ｂ）では点線）からの変化量は、先述した薄膜抵抗体である温度検知素子３０６の温度検知感度ばらつきよりも小さい場合が多い。そのため、この状態の波形のピークに対して吐出検査閾値電圧（ＴＨ）は低く設定することになり、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）とを比較することにより、正常吐出として判別される。

図８（ｃ）は記録ヘッドのノズル内のインクの粘度の増大や固着により、インク滴が吐出されなかった場合の模式図と温度変化のプロフィールを示す図である。インク滴は吐出されないため、記録媒体上の意図した位置にはインク滴がない状態となり、白スジとして視認されこれも画質劣化の一因となる。この状態に陥った場合は、メンテナンス処理によりノズル内の粘度の増大したインクや吐出口面に固着したインクを除去する必要がある。このような場合、先述のバキュームワイピングなどでも回復可能であるが、消費するインク量が多いという欠点がある。この実施例では、インク循環動作を実行し、ノズル内にフレッシュなインクを一定期間供給し続けることで、インクを消費せずに粘度の増大したインクや固着したインクを溶解させてノズル状態を回復させることが可能である。

正常吐出時の波形２０３からの変化量は、先述した薄膜抵抗体である温度検知素子３０６の温度検知感度ばらつきよりよりも十分に大きく、この状態の波形２０３のピークに対して吐出検査閾値電圧（ＴＨ）は高く設定されている。このため、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）とを比較することにより、吐出不良として判別される。なお、図８（ｃ）でも正常吐出の場合の波形は参考のために点線で示されている。

以上、図８（ａ）～図８（ｃ）で示したように、正常吐出の状態、吐出不良の状態、不吐出の状態に応じて、温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）のピーク値が異なる。このため、吐出状態の判定を実行すると、吐出判定閾値電圧（ＴＨ）との比較により、以下の判定結果信号ＲＳＬＴが出力される。即ち、
図８（ａ）の場合、判定結果信号ＲＳＬＴ“１”
図８（ｂ）の場合、判定結果信号ＲＳＬＴ“１”
図８（ｃ）の場合、判定結果信号ＲＳＬＴ“０”
となる。

この場合、判定結果信号ＲＳＬＴ“１”と判定されたノズルは正常吐出状態または不吐出状態のどちらかの可能性があることになり、判定結果信号ＲＳＬＴ“０”と判定されたノズルは不吐出状態ということになる。正常吐出状態と吐出不良状態の判別ができないということは、適切なタイミングによる回復処理を実行できずに白スジなどの画像不良が発生する可能性がある。

実際の吐出状態が吐出口面へのインク滴の付着による吐出不良であった場合、吐出検査を実行後、ブレードワイピングによる吐出口面の払拭を実行する必要がある。しかしながら、この方法に従った判定結果では正常吐出または吐出不良の両方の可能性を示唆しているため、実際に吐出不良が発生しているのか、またどのタイミングで回復処理を実行すればよいのか判断することが困難である。

さらに吐出不良状態を検知できないため、所定タイミング毎（例えば、所定通紙枚数毎）にブレードワイピング処理を実行したとすると、実際の吐出状態とは関係なくブレードワイピング処理が実行されるため、過小または過剰な回復処理となる。その結果、記録画像の品質劣化が発生したり無駄な回復処理時間が発生したりすることとなる。

このように、上述した判定方法において、吐出検査の判定結果に応じた処理を実行する場合、正常吐出状態と吐出不良状態の区別が難しく、最適なタイミングでの回復処理を選択できないことも想定される。以下に説明する実施例ではこのような課題を解決するための構成と制御について説明する。

この実施例では、上述した実施形態の方法では区別することが困難であった正常吐出と吐出不良状態を判別するための方法を、フローチャートと模式図を用いて説明する。

図９は実施例１に従うノズルからのインク吐出状態の判別処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３０１では、処理対象となる記録ヘッドのノズル列を設定し、次のステップＳ３０２では、対象ノズル列内ノズル番号をｉとし、ｓｅｇ０から処理を開始するためｉ＝０と設定する。

次にステップＳ３０３では、処理対象ノズルとそれに隣接するノズルのＤｒｅｆを取得する。なお、この実施例では隣接するノズルの数を２としている。つまり処理対象ノズルと両側２ノズル分を合わせて５ノズル分のＤｒｅｆを取得することとなる。例えば、処理対象ノズルがｓｅｇ８の場合、隣接するノズルはｓｅｇ６、ｓｅｇ７、ｓｅｇ９、ｓｅｇ１０である。この隣接ノズルの数は、これに限定するものではなくシステムに応じて適切に設定する。Ｄｒｅｆ値は図７を参照して前述した処理を任意のタイミング実行し、最新の値をメモリ（ＲＡＭ４２１）に保持する。ここで、ノズル列両端の各２ノズルはこの５ノズル分のＤｒｅｆ値を取得することができず、適切な処理ができないため、この処理の対象外とする。

さらにステップＳ３０４では、隣接ノズルのＤｒｅｆの統計により得られる値と処理対象ノズルのＤｒｅｆ値の差分値Ｄｄｉｆｆを算出する。これ以降の説明では、隣接ノズルのＤｒｅｆの統計により得られる値として、隣接ノズルのＤｒｅｆの平均値を用いる。続いて、ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４において算出されたＤｄｉｆｆを所定の閾値と比較する。この実施例では、所定の閾値を“２．０”としている。ここで、Ｄｄｉｆｆ＜２．０である場合、処理はステップＳ３０６に進み、正常吐出と判定し、Ｄｄｉｆｆ≧２．０である場合、処理はステップＳ３０７に進み、吐出不良または不吐出と判定する。いずれの結果が判定されても、処理はステップＳ３０８に進み、その判定結果を本体メモリ（ＲＡＭ４２１）に保存する。なお、上述した隣接ノズルのＤｒｅｆの統計により得られる値は隣接ノズル各々のＤｒｅｆの平均値に換えて、中央値、最頻値を使用し、以降に説明する処理を行うこともできる。

そして、ステップＳ３０９では、処理対象ノズルすべての判定が終了したかどうかを調べる。ここで、まだ判定が終了していない処理対象ノズルがある場合、処理はステップＳ３１０に進み、処理対象ノズルを次のノズルに変更し、さらに処理はステップＳ３０３に進み、上述の処理を繰り返す。これに対して、該当ノズル列において処理対象ノズルすべての判定が終了した場合、処理はステップＳ３１１に進み、処理対象ノズル列すべての判定が終了したかどうかを調べる。

ここで、まだ判定が終了していない処理対象ノズル列がある場合、処理はステップＳ３０１に戻り、対象ノズル列を設定し、上述の処理を繰り返す。これに対して、処理対象ノズル列すべてのノズルの判定が終了したなら、処理を終了となる。

図１０は正常吐出、吐出不良、或いは不吐出と判定された各ノズルのＤｒｅｆ値と算出されたＤｄｉｆｆの値を示す図である。なお、図１０（ａ）と図１０（ｂ）において、○は正常吐出と判定されたノズルを、△は吐出不良と判定されたノズルを、□は不吐出と判定されたノズルを示す。

次に、図１０を参照して各吐出状態の判別方法を説明する。

図１０（ａ）は各ノズルの温度変化情報（Ｄｒｅｆ値）を示している。この例では、記録ヘッド３は３２個のノズル（ｓｅｇ０～ｓｅｇ３１）を備えており、各ノズルの吐出状態は異なっているとしている。前述のとおり、正常吐出状態と、吐出口面に付着したインクによる吐出不良状態と、ノズルに固着したインクによる不吐出状態とでは、検知される温度変化信号（Ｄｒｅｆ）が異なる。図１０（ａ）に示す例では、ノズル（ｓｅｇ６）とノズル（ｓｅｇ１８）は吐出不良状態にあり、ノズル（ｓｅｇ１２）とノズル（ｓｅｇ２４）とは不吐出状態にあることを示している。

さて、たとえ正常吐出状態にあると判定されたノズルであっても、Ｄｒｅｆ値は薄膜抵抗体である温度検知素子の温度検知感度ばらつきに起因した、ノズル列内でのばらつきを持っている。そのばらつきの幅は、図１０（ａ）に示すＤｒｅｆ値からすれば、６ランクであるのに対し、吐出不良によるＤｒｅｆ値の変化は２～３程度と小さいことがわかる。つまりこの状態において、所定閾値で吐出状態を区別しようとすると、正常吐出ノズルと吐出不良ノズルを区別することができない。

図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示した状態のノズルに対して、図９に示した処理を実行して得られたＤｄｉｆｆ値を示している。Ｄｄｉｆｆ値は対象ノズルに対して隣接する両側２ノズルずつのＤｒｅｆの平均値と処理対象ノズルのＤｒｅｆ値の差分値であるので、ノズル列の両端２ノズルは本処理の対象外となる。従って、図１０（ｂ）では、両端２ノズルずつ（ｓｅｇ０、ｓｅｇ１、ｓｅｇ３０、ｓｅｇ３１）のＤｄｉｆｆ値は求められず、非表示となっている。

上述のように、正常吐出と判定されたノズルであっても、Ｄｒｅｆ値は薄膜抵抗体である温度検知素子の温度検知感度ばらつきに起因した、ノズル列内でのばらつきを持っているが、このばらつきは図１０（ａ）が示すように隣接するノズル間では極めて小さい。これは、記録ヘッド用の素子基板の製造過程において、近い素子同士は、遠い素子同士と比較して製造時の加工条件の一致度合が高いことに起因すると想定される。これにより処理対象ノズルに対応する温度検知素子と処理対象ノズル近傍のノズルに対応する温度検知素子とは温度検知感度においてもばらつきが少ないと考えられる。そのため、正常吐出状態と判定されたノズルのＤｄｉｆｆ値は、図１０（ｂ）に示すようにゼロ付近に分布することになる（図中の〇）。従って、処理対象ノズルの本来のＤｒｅｆ値を隣接する複数のノズルのＤｒｅｆ値から推定し比較することで、吐出不良または不吐出によってＤｒｅｆ値が変化したノズルを特定することが可能となる。このような点で隣接ノズルを用いることは好適である。

以上の説明では、処理対象ノズルの本来のＤｒｅｆ値を隣接する複数のノズルのＤｒｅｆ値から推定し比較する形態を例にとり説明をした。しかしながら、上述した観点に基づけば、必ずしも処理対象ノズルの隣接ノズルを用いなくとも、その他の近傍のノズルのＤｒｅｆ値を利用して、処理対象ノズルの本来のＤｒｅｆ値を推定し、比較することが可能である。例えば、ステップＳ３０４においては、処理対象ノズルの近傍の各ノズルのＤｒｅｆの統計により得られる値と処理対象ノズルのＤｒｅｆ値の差分値をＤｄｉｆｆとして算出し、それ以降の処理を行うことができる。なお、この近傍の範囲については、素子基板内の各位置の特性のばらつきを考慮して適宜設定することが可能であり、例えば、処理対象ノズルから両側に１５０μｍまでの範囲を近傍とすることができる。そして、その範囲のノズルのうち、例えば４つのノズルのＤｒｅｆ値の統計により得られる値を用いることも可能である。素子基板の面内均一性が高く、各温度検知素子の特性のばらつきが極めて小さく抑えられているならば、近傍の範囲をさらに広げても問題ない。

つまり図１０（ｂ）に示すように、各ノズルのＤｄｉｆｆ値が閾値（Ｄｄｉｆｆ＿ＴＨ）の２．０を超えているノズルを吐出不良（図中の△）又は不吐出状態（図中の□）として区別することが可能となっている。例えば、処理対象ノズルをｓｅｇ９とした場合、隣接するノズル（ｓｅｇ７、８、１０、１１）のＤｒｅｆの平均値は１０３．５となり、ノズル（ｓｅｇ９）のＤｒｅｆは１０３であるため、そのＤｄｉｆｆ値は＋０．５となり正常吐出ノズルと判定される。また、処理対象ノズルをｓｅｇ６とした場合、隣接するノズル（ｓｅｇ４、５、７、８）のＤｒｅｆの平均値は１０３．０となり、ｓｅｇ６のＤｒｅｆは１００であるためＤｄｉｆｆ値は＋３．０となり吐出不良ノズル又は不吐出ノズルと判定される。

従って以上説明した実施例に従えば、各ノズルのＤｒｅｆ値からＤｄｉｆｆ値を算出し閾値と比較することで正常吐出と、吐出不良及び不吐出の２つの吐出状態に分類することが可能となる。これにより、吐出不良状態のノズルを検知することができ、ブレードワイピングなどの回復処理を適切なタイミングで実行することが可能となる。

なお、各ノズルのＤｒｅｆ値を複数回サンプリングしその平均値をＤｒｅｆ値とすることで、各ノズルのＤｒｅｆ値の繰り返し誤差をキャンセルすることができ、より精度の高い吐出状態の判別が可能となる。

実施例１では正常吐出状態と、吐出不良及び不吐出状態の２つの吐出状態に分類する方法について説明したが、ここではさらに正常吐出と吐出不良状態と不吐出状態の３つの状態に吐出状態を判別するための方法について説明する。なお、基本的な処理の流れは実施例１と共通であるため、ここでは、この実施例に特徴的な構成についてのみ説明する。

図１１は実施例２に従うノズルからの３つのインク吐出状態の判別処理を示すフローチャートである。なお、図１１において、既に図９を参照して説明したのと同じ処理ステップには同じステップ参照番号を付し、その説明は省略する。

この実施例では実施例１と同様に、ステップＳ３０１～Ｓ３０４の処理を実行後、ステップＳ３０５では対象ノズルのＤｄｉｆｆ値を所定の閾値（第１の閾値：Ｄｄｉｆｆ＿ＴＨ１）と比較する。この実施例では、所定の閾値を“２．０”としている。ここで、Ｄｄｉｆｆ＜２．０（即ち、第１の閾値未満）である場合、処理はステップＳ３０６に進み、正常吐出と判定し、Ｄｄｉｆｆ≧２．０（即ち、第１の閾値以上）である場合、処理はステップＳ３０５Ａに進む。

ステップＳ３０５Ａでは対象ノズルのＤｄｉｆｆ値を別の所定の閾値（第２の閾値：Ｄｄｉｆｆ＿ＴＨ２）と比較する。この実施例では、別の所定の閾値を“６．０”としている。ここで、Ｄｄｉｆｆ＜６．０（即ち、第２の閾値未満）である場合、処理はステップＳ３０７Ａに進み、吐出不良と判定し、Ｄｄｉｆｆ≧６．０（即ち、第２の閾値以上）である場合、処理はステップＳ３０７Ｂに進み、不吐出であると判定する。

そして、ステップＳ３０６、ステップＳ３０７Ａ、ステップＳ３０７Ｂのいずれの結果が判定されても、処理はステップＳ３０８に進み、その判定結果を本体メモリ（ＲＡＭ４２１）に保存する。

その後は、実施例１と同様に、ステップＳ３０８～Ｓ３１１の処理を実行する。

図１２は正常吐出、吐出不良、或いは不吐出と判定された各ノズルに関し、算出されたＤｄｉｆｆの値と２つの閾値との関係を示す図である。なお、図１２においても、○は正常吐出と判定されたノズルを、△は吐出不良と判定されたノズルを、□は不吐出と判定されたノズルを示す。

次に、図１２を参照して各吐出状態の判別方法を説明する。

図１２に示すように、各ノズルのＤｄｉｆｆの値に対して、第１の閾値（Ｄｄｉｆｆ＿ＴＨ１）と第２の閾値（Ｄｄｉｆｆ＿ＴＨ２）が設定されており、各閾値によって区切られた範囲に異なる吐出状態が対応している。

この実施例では第１の閾値（Ｄｄｉｆｆ＿ＴＨ１）は２．０と設定しており、Ｄｄｉｆｆ≦２．０の範囲は正常吐出として分類される。また、第２の閾値（Ｄｄｉｆｆ＿ＴＨ２）は６．０と設定しており、２．０＜Ｄｄｉｆｆ≦６．０の範囲は不良吐出として分類される。例えば、処理対象ノズルをｓｅｇ９とした場合、図１０（ｂ）が示すように、隣接するノズル（ｓｅｇ７、８、１０、１１）のＤｒｅｆの平均値は１０３．５であり、ノズル（ｓｅｇ９）のＤｒｅｆは１０３である。このため、Ｄｄｉｆｆ値は＋０．５となり正常吐出と判定される。

また、処理対象ノズルをｓｅｇ６とした場合、隣接するノズル（ｓｅｇ４、５、７、８）のＤｒｅｆの平均値は１０３．０であり、ｓｅｇ６のＤｒｅｆは１００であるため、図１２によれば、Ｄｄｉｆｆ値は＋３．０となり吐出不良と判定される。また、処理対象ノズルをｓｅｇ１２とした場合、隣接するノズル（ｓｅｇ１０、１１、１３、１４）のＤｒｅｆの平均値は１０３．８であり、ｓｅｇ１２のＤｒｅｆは９５であるため、図１２によれば、Ｄｄｉｆｆ値は＋８．８となり不吐出に判定される。

従って以上説明した実施例に従えば、Ｄｄｉｆｆの値を２つの閾値と比較することで正常吐出、吐出不良、不吐出の３つの吐出状態に分類することが可能となる。これにより、適切なタイミングでの回復処理が実行可能となるのみならず、次のような処理も可能となる。即ち、ノズル毎に吐出状態を特定し、不吐出ノズルに対する予備吐出のための駆動回数数を増加させて選択的に回復を促したり、吐出不良ノズル数のみをカウントしてブレードワイピングのタイミングを最適化することなどが可能になる。さらに、不吐出ノズルを検知した場合には、吸引回復などのより強力な回復処理を実行するなど、より詳細な回復処理を実行することができる。

実施例１、２では隣接する４つのノズルのＤｒｅｆの平均値から処理対象ノズルのＤｒｅｆの差分を算出することで吐出状態を判定した。しかしながら、この方法では隣接するノズルに不吐出ノズルが存在すると隣接する４つのノズルのＤｒｅｆの平均値が不吐ノズルのＤｒｅｆによって低めに算出され、吐出不良ノズルが検知できない可能性がある。これを踏まえ、この実施例では、隣接ノズルが不吐出ノズルである場合に、そのノズルのＤｒｅｆを除いてＤｒｅｆの平均値を計算することにより、対象ノズルの吐出状態をより正確に判定する例について説明する。

図１３は図１０と同様な正常吐出、吐出不良、或いは不吐出と判定された各ノズルのＤｒｅｆ値と算出されたＤｄｉｆｆの値を示す図である。なお、図１３（ａ）と図１３（ｂ）において、○は正常吐出と判定されたノズルを、△は吐出不良と判定されたノズルを、□は不吐出と判定されたノズルを示す。また、図１３（ｂ）に示したＤｄｉｆｆの値は、実施例１、２で説明したのと同様な方法で算出されたものである。

さて、図１３（ａ）によれば、処理対象ノズルをｓｅｇ６とした場合、隣接する４つのノズル（ｓｅｇ４、５、７、８）のＤｒｅｆの平均値は１０１．３となり、ノズル（ｓｅｇ６）のＤｒｅｆは１００であるためＤｄｉｆｆ値は＋１．３となる。従って、図１３（ｂ）に示すように、処理対象ノズルは正常吐出と判定される。しかしながら、ノズル（ｓｅｇ６）実際は吐出不良状態であるため、誤判定したことになる。この原因は、処理対象ノズルの隣接ノズル（この場合、ｓｅｇ５）が低いＤｒｅｆの値を示す不吐出状態であるため、４つの隣接ノズルのＤｒｅｆの平均値が実施例１、２で説明した例と比較して、より小さく算出されたことに起因する。

次に、このようの状況を回避するための処理を説明する。

図１４はこの実施例に従うＤｄｉｆｆの算出方法を説明する図である。なお、図１４におけるＤｄｉｆｆの算出は、図１３（ａ）に示した各ノズルのＤｒｅｆ値と同じＤｒｅｆ値を用いて行うものとする。

図１４（ａ）に示すように各ノズルのＤｒｅｆの値と所定閾値を比較し、不吐出ノズルを特定する。この実施例では所定閾値を“９７”と設定している。これにより、所定閾値を下回るノズル（ｓｅｇ５）が不吐出ノズルとして特定される。

次に実施例１、２で説明したようなＤｄｉｆｆの算出処理を実行するが、この実施例では、隣接ノズルのＤｒｅｆの平均値を算出処理において不吐出ノズルのＤｒｅｆ、即ち、ノズル（ｓｅｇ５）のＤｒｅｆは使用しないこととする。これにより、処理対象ノズルをｓｅｇ６とした場合、隣接する３つのノズル（ｓｅｇ４、ｓｅｇ７、ｓｅｇ８）のＤｒｅｆの平均値は１０３．３となり、ノズル（ｓｅｇ６）のＤｒｅｆは１００であるため、算出されるＤｄｉｆｆ値は＋３．３となる。このＤｄｉｆｆ値を閾値（Ｄｄｉｆｆ＿ＴＨ）の２．０と比較すると、Ｄｄｉｆｆ≧２．０となり、吐出不良又は不吐出ノズルと判定することができる。さらに、実施例２の図１１に示したような２つの閾値を用いて比較すると、２．０≦Ｄｄｉｆｆ＜６．０となり、吐出不良ノズルと判定することができる。

従って以上説明した実施例に従えば、実施例１、２で説明した処理の実行前に不吐出ノズルを特定し、処理対象ノズルの隣接ノズルのＤｒｅｆの平均値を算出する際にこの不吐出ノズルのＤｒｅｆの値を除外する。これにより、隣接ノズルに不吐出ノズルが存在しても、その影響を排除して、より正確に処理対象ノズルのインク吐出状態を判定することができる。

なお、実際の処理では、隣接ノズルのＤｒｅｆ平均値算出時に不吐出ノズルのＤｒｅｆを使用しなければ良いので、この実施例のように不吐出ノズルを予め特定し除外してもよいし、平均値算出時に隣接ノズルのＤｒｅｆの最小値を除外する処理を行ってもよい。また、特定された不吐出ノズルの正常吐出時のＤｒｅｆを保持している場合はその値に置換して処理をしてもよい。

このように実施例１、２で説明した処理の実行前に予め不吐出ノズルを特定し、隣接ノズルのＤｒｅｆの平均値を算出する際に、著しくばらつきの多い値を除外することで、どのような状況でも高精度に不吐出、吐出不良状態を検知することが可能となる。

１ 搬送部、２記録媒体、３ 記録ヘッド、５ 素子基板、７ 信号生成部、
９ 判定結果抽出部、８０ 筺体、８１、８２ 搬送ローラ、１１１ 液体接続部、
２２０ 液体供給ユニット、２３０ 負圧制御ユニット、４００ ホスト装置、
４０４ 操作パネル、４１７ プリントエンジンユニット、
４１９ プリントコントローラ、４２１ ＲＡＭ、４２７ ヘッドＩ／Ｆ、
１０００ インクジェット記録装置

Claims (19)

1. 液体を吐出する複数のノズルと、該複数のノズルおのおのに設けられ且つ液体を加熱する複数のヒータと、該複数のヒータにそれぞれ対応して設けられた複数の温度検知素子と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルの吐出状態を判定するための閾値を変化させながら、液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルに対応する前記温度検知素子で検知した温度の時間変化に基づいて前記記録ヘッドの液体の吐出状態を検査する検査手段と、
   液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルについて前記検査手段により前記温度検知素子から出力された信号、及び、前記選択されたノズルの近傍のノズルについて前記温度検知素子から出力された信号に関する情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段が取得した前記選択されたノズルの前記信号に関する情報と前記取得手段が取得した前記近傍のノズルの前記信号に関する情報との差分値と、第１の閾値とを比較することによって、前記選択されたノズルの液体の吐出状態を判断する第１の判断手段とを有する
   ことを特徴とする記録装置。
2. 前記複数のノズルによってノズル列が形成され、
   前記近傍のノズルの前記信号に関する情報は、前記ノズル列に関し、前記選択されたノズルの両側それぞれに位置する予め定められた数のノズルを用いて算出される
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記第１の判断手段は、前記選択されたノズルの吐出状態が、液体の吐出不良であるか否かを判断する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
4. 前記液体の吐出状態は、液体の正常吐出と、液体の吐出不良と、液体の不吐出とを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の記録装置。
5. 前記第１の判断手段は、前記液体の吐出状態は、前記液体の正常吐出であるか、又は、前記液体の吐出不良もしくは前記液体の不吐出であるかを判断する
   ことを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記選択されたノズルの近傍の複数のノズルそれぞれについて前記取得手段により取得された情報の統計により得られた値と、前記選択されたノズルについて前記取得手段により取得された情報との差分値を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された差分値と予め定められた前記第１の閾値とを比較する第１の比較手段と、を有し、
   前記第１の判断手段は、前記第１の比較手段による比較の結果に基づいて前記選択されたノズルの吐出状態を判断する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録装置。
7. 前記算出手段により算出された差分値と、前記第１の閾値とは異なる予め定められた第２の閾値を比較する第２の比較手段と、
   前記第２の比較手段による比較の結果に基づいて、前記選択されたノズルについて、さらに前記液体の吐出状態が、前記液体の吐出不良であるか、又は、前記液体の不吐出であるかを判断する第２の判断手段とをさらに有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記情報の統計により得られる値は、前記情報の平均値であり、
   前記選択されたノズルの両側それぞれに位置する予め定められた数のノズルそれぞれに関して前記取得手段により取得された情報と、予め定められた第３の閾値とを比較する第３の比較手段をさらに有し、
   前記算出手段は、前記第３の比較手段による比較の結果に基づいて、前記選択されたノズルの両側それぞれに位置する予め定められた数のノズルから前記液体の不吐出と判定されるノズルを除外するか、該ノズルに関して前記取得手段により取得された情報を他の値で置換して前記情報の平均値を算出する
   ことを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
9. 前記情報は、前記取得手段により複数回、取得された情報の平均値である
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の記録装置。
10. 前記複数のノズルそれぞれについて、前記取得手段により取得した情報と、前記液体の吐出状態を格納する記憶手段をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の記録装置。
11. 前記液体の吐出状態に基づいて、前記記録ヘッドによる記録を適切に実行するための処理手段をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の記録装置。
12. 前記処理手段による処理は、液体を正常に吐出するノズルによる補完記録、前記液体の吐出状態を回復させる回復処理を含む
    ことを特徴とする請求項１１に記載の記録装置。
13. 前記回復処理は、前記記録ヘッドの予備吐出と、前記記録ヘッドの吐出口面のワイピングと、前記記録ヘッドのノズルの吸引とのうちの少なくとも１つの実行を含む
    ことを特徴とする請求項１２に記載の記録装置。
14. 前記検査手段は、
    前記複数のノズルのうち、液体の吐出状態を検査する対象となるノズルを選択する選択信号と、前記閾値を示す検査閾値信号とを生成して前記記録ヘッドに出力する信号生成手段と、
    前記信号生成手段が生成する前記選択信号が示すノズルと前記検査閾値信号が示す閾値とを変化させるよう指示する指示手段とを含む
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の記録装置。
15. 前記指示手段は、前記検査手段が検査の対象とするノズルを１つずつ指示することを特徴とする請求項１４に記載の記録装置。
16. 前記取得手段は、前記選択されたノズルの近傍のノズルとして、前記選択されたノズルに隣接するノズルについて、前記温度検知素子から出力された信号に関する情報を取得する
    ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の記録装置。
17. 前記取得手段は、前記選択されたノズルの近傍のノズルとして、前記選択されたノズルに隣接する複数のノズルについて、前記温度検知素子から出力された信号に関する情報を取得する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の記録装置。
18. 前記ヒータは、前記ヒータに加えられた電圧を熱エネルギーに変換する電気熱変換素子である
    ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の記録装置。
19. 液体を吐出する複数のノズルと、該複数のノズルおのおのに設けられ且つ液体を加熱する複数のヒータと、該複数のヒータにそれぞれ対応して設けられた複数の温度検知素子と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置における制御方法であって、
    液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルの吐出状態を判定するための閾値を変化させながら、液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルに対応する前記温度検知素子で検知した温度の時間変化に基づいて前記記録ヘッドの液体の吐出状態を検査する検査工程と、
    液体の吐出状態を検査する対象として選択されたノズルについて前記検査工程により前記温度検知素子から出力された信号、及び、前記選択されたノズルの近傍のノズルについて前記温度検知素子から出力された信号に関する情報を取得する取得工程と、
    前記選択されたノズルの前記信号に関する情報と前記近傍のノズルの前記信号に関する情報との差分値と、第１の閾値とを比較することによって、前記選択されたノズルの液体の吐出状態を判断する判断工程とを有する
    ことを特徴とする制御方法。
    

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