画像記録装置
【課題】インクを吐出するノズル等の記録要素が劣化している場合に、その記録要素が故障する前に記録要素の使用を停止する。
【解決手段】インクを吐出する複数のノズル毎に設けられたヒータ抵抗の抵抗値を測定し、その抵抗値に基づいてヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定し、ヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化している場合、ヒータ抵抗への電圧の印加を禁止させる。
【解決手段】インクを吐出する複数のノズル毎に設けられたヒータ抵抗の抵抗値を測定し、その抵抗値に基づいてヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定し、ヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化している場合、ヒータ抵抗への電圧の印加を禁止させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録材に対して画像を記録する画像記録装置、例えば、カラープリンタ等の画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、記録ヘッドの記録素子としてのノズルからインクを吐出させ、記録紙上に画像記録を行なうインクジェット方式の画像記録装置が知られている。
【０００３】
パーソナル・コンピュータや複写装置、ワード・プロセッサ等のＯＡ機器は高機能化に伴うカラー化が進んでおり、これらの機器における画像形成（記録）装置の一つとして様々なカラー・インクジェット記録装置が提供されてきている。
【０００４】
インクジェット記録装置の代表的なものとしては、記録ヘッド及びインクタンクを搭載するキャリッジと、記録紙を搬送する搬送機構と、これらの動作を制御する制御手段とを具えたものがある。複数の吐出口からインク液滴を吐出させる記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録紙の搬送方向（以下、副走査方向とも称する）と直交する方向（以下、主走査方向とも称する）にシリアル・スキャンさせ、この間に記録紙に対してインク吐出を行う。一方でこのスキャンとスキャンとの間に記録幅に関連した量で記録紙を間欠搬送し、複数のスキャンと紙搬送を行って全ての画像領域の記録を行なう。
【０００５】
カラー記録を行なう場合は、複数種類のインクの色に応じて複数の記録ヘッドを備え、これらの記録ヘッドから吐出されるインク滴を重ねあわせることにより、または近接して着弾させることによりカラー画像を記録する。
【０００６】
以上のように、インクジェット記録装置は、比較的簡便で優れた記録手段として幅広い産業分野で需要が高まっており、印字速度の高速化への要求や、より一層高品位である画像の提供が求められている。
【０００７】
記録ヘッドの構造としては、一般的にヒータ抵抗と外部電気制御信号を受信するためのトランジスタスイッチとが直列にされた接続の電気回路に対して、所定の記録ヘッド駆動電圧をヒータ抵抗にバイアス電圧として印加させる。この状態で記録ヘッドからのインクの吐出、非吐出を決定する電気制御信号を外部から与え、トランジスタスイッチをＯＮし、通電する。トランジスタスイッチをＯＮし、通電するとヒータ抵抗に電流が流れ、ヒータ抵抗近傍のインクを膜沸騰させることで、インク吐出穴（ノズル）から記録紙に向けてインクを吐出させて画像形成を行う仕組みとなっている。
【０００８】
上述したヒータ抵抗の抵抗値には製造上のばらつきが存在するが、インクの吐出特性の安定を図るための技術が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された技術においては、出荷検査時に記録ヘッド内の各ノズルのヒータ抵抗値を測定し、ヘッド内のメモリに情報を記憶させる。そして、その記憶された情報に基づいて、本体がノズル毎に制御を変え、測定されたヒータ抵抗値に最適な制御を行なうようにする方法である。
【０００９】
ここで、何らかの要因でヘッドの断線、ショートといった回路の故障が発生し、吐出不良が発生してしまうことがある。インクが吐出されないノズルが存在すると、記録ヘッドを記録媒体に対して主走査方向に駆動させた時に、その主走査方向に沿ってインクが吐出されないノズルの位置に記録媒体にすじ状のノイズが発生し、記録品位を著しく低下させることになってしまう。
【００１０】
この記録品位の低下を防ぐ手段として、ノズルの吐出不良を検出する方法が特許文献２に開示されている。更にそれに加えて、吐出不良となった記録要素の代わりに、隣接する記録要素を用いて記録を行う方法が特許文献３に開示されている。また、マルチパス印字を行って、吐出不良となったノズルが本来記録を行うべき箇所の印字を、異なる走査の異なる記録要素によって印字を行う方法が特許文献４に開示されている、このように、ノズルの吐出不良を補完して、印字品位の低下を抑制する手段が提案されている。
【００１１】
また、他の手段として、ヘッド駆動手段により消費電流予測可能なヘッド駆動（短パルス駆動）を行ない、その時のヘッド消費電流をヘッド電流検出手段により検出し、制御・予測手段により予測電流値と検出電流値を比較してヘッド故障を判断する方法が特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１６８０２１号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８８５３号公報
【特許文献３】特開２００１−３１５３１８号公報
【特許文献４】特開２０００−２１１１６７号公報
【特許文献５】特開２００６−２１８７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したような故障のノズルが存在すると、周辺の故障していないノズルに対してダメージを与え、寿命を早めてしまうという既知の問題があり、これを解決するにはノズルが故障する前に使用を停止する必要がある。
【００１４】
しかしながら、特許文献２〜５に記載の技術においては、故障前にノズルの使用を停止することができず、故障ノズルを生じさせてしまい、記録ヘッド自体の寿命を早めてしまうという問題点がある。
【００１５】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、インクを吐出するノズル等の記録要素が劣化している場合に、その記録要素が故障する前に記録要素の使用を停止することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、
インクを吐出する複数の記録要素毎に発熱抵抗体が設けられ、画像生成手段の制御によって前記発熱抵抗体に選択的に電圧を印加して当該発熱抵抗体を加熱することで前記複数の記録要素から被記録材に選択的にインクを吐出して記録を行う画像記録装置であって、
前記発熱抵抗体の抵抗値を測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記発熱抵抗体の抵抗値に基づいて当該発熱抵抗体が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定し、当該発熱抵抗体が前記所定の状態よりも劣化している場合、前記画像生成手段に対して当該発熱抵抗体への電圧の印加を禁止させる判定手段とを有する。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明においては、インクを吐出する複数の記録要素毎に設けられた発熱抵抗体の抵抗値を測定し、その抵抗値に基づいて発熱抵抗体が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定し、発熱抵抗体が所定の状態よりも劣化している場合、その発熱抵抗体への電圧の印加を禁止させる構成としたため、インクを吐出するノズル等の記録要素が劣化している場合に、その記録要素が故障する前に記録要素の使用を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の画像記録装置の実施の一形態となるインクジェット記録装置の主に記録部の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の画像記録装置の実施例１の基本構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した記録ヘッドの内部構造を示す回路図である。
【図４】図２に示したインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の画像記録装置の実施例２の基本構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示したインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の画像記録装置の実施の一形態となるインクジェット記録装置の主に記録部の概略構成を示す斜視図である。
【００２１】
本形態におけるインクジェット記録装置は図１に示すように、インクカートリッジ２０１及び記録素子列を収納したヘッドカートリッジ２０２がそれぞれキャリッジ２０３に着脱自在に装着されて被記録材となる記録紙２０９に記録を行うものである。
【００２２】
インクカートリッジ２０１は、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクを個別に貯留するものであり、それぞれの貯留室を一体に構成するものである。ヘッドカートリッジ２０２は、インクカートリッジ２０１に貯留されるそれぞれのインクに対応した記録素子列が１色あたり２つ、合計８つの収納された１つのユニットの形態で用いられる。すなわち、ヘッドカートリッジ２０２には、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ及びＹそれぞれのインクを吐出する記録素子列が各色２つ、これが４色分あり合計８つの記録素子が収納される。キャリッジ２０３は、ガイド軸２１０と摺動自在に係合することにより、ガイド軸２１０に沿って図中ｘ方向に移動することができる。
【００２３】
キャリッジ２０３に対向する面には、エンコーダスケール２０４が設けられており、１５０lｐｉの間隔でスリットが設けられている。そして、エンコーダセンサ（不図示）が発光した光をこのエンコーダスケール２０４に照射して、キャリッジ２０３の走査位置に応じ、その透過光に基づいたＡ相及びＢ相信号を出力する。Ｂ相信号はＡ相信号よりも９０度遅れた位相関係にある。
【００２４】
記録紙２０９は、一対の給紙ローラ２０７，２０８に挟持されながらキャリッジ２０３に対向する領域に給紙されてくる。そして、記録紙２０９は、紙送りローラ２０５と補助ローラ２０６とに挟持されて図中ｙ方向に搬送されていく。
【００２５】
（実施例１）
図２は、本発明の画像記録装置の実施例１の基本構成を示すブロック図である。
【００２６】
本実施例における画像記録装置は図２に示すように、画像生成手段となる画像生成ＩＣ１０１と、記録ヘッド１０４と、オンキャリッジＩＣ１０９と、電圧源選択回路１０７と、第１の電圧源１０５及び第２の電圧源１０６とを有している。
【００２７】
画像生成ＩＣ１０１は、インクジェット記録装置本体に備えられホストから送られてきた画像データを受信し、受信した画像データを、記録ヘッド１０４からインクを吐出するための駆動データへと加工する。そして、記録ヘッド１０４がインクを吐出するタイミングを与える駆動タイミング信号と共に、加工した駆動データを記録ヘッド１０４へ送信する。画像生成ＩＣ１０１内部には、記録データ生成回路１０２と、記録タイミング生成回路１０３とが備えられている。記録データ生成回路１０２は、画像データを記録ヘッド１０４からインクを吐出するための駆動データへと加工し、記録ヘッド１０４へ送信する。記録タイミング生成回路１０３は、記録ヘッド１０４がインクを吐出するタイミングを与える駆動タイミング信号を生成し、記録ヘッド１０４へ送信する。また、記録タイミング生成回路１０３にて生成される駆動タイミング信号は、オンキャリッジＩＣ１０９内の、Ａ／Ｄ変換回路１１０にも送信される。これについてはＡ／Ｄ変換回路１１０の説明時に後述する。
【００２８】
記録ヘッド１０４は、画像生成ＩＣ１０１から送信された駆動データと駆動タイミングに基づいて、記録要素となる複数のノズルから選択的にインクを吐出し、記録紙２０９上に画像を形成する。複数のノズルのそれぞれには、発熱抵抗体となるヒータ抵抗が設けられており、画像生成ＩＣ１０１の制御によってこのヒータ抵抗に選択的に電圧が印加されてヒータ抵抗が加熱されることでインクを吐出する。また、記録ヘッド１０４は、その内部にＲＯＭ等の不揮発性の記憶装置（不図示）を備えており、出荷検査時に測定した記録ヘッド１０４内の複数のノズルそれぞれのヒータ抵抗値を記憶している。
【００２９】
図３は、図２に示した記録ヘッド１０４の内部構造を示す回路図である。
【００３０】
図２に示した記録ヘッド１０４は図３に示すように、複数のノズル毎に、ヒータ抵抗３０１が設けられている。また、ヒータ抵抗３０１のそれぞれには、ヒータ抵抗３０１に流れる電流の通電／非通電のスイッチ制御を行うための電流スイッチ制御用トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）３０２が接続されている。さらに、この電流スイッチ制御用トランジスタ３０２のゲート端子にはＡＮＤゲート３０３が接続されており、画像生成ＩＣ１０１から送信される駆動データ信号と駆動タイミング信号が入力される。そして、画像生成ＩＣ１０１から送信される駆動データ信号により、インクの吐出を行う所望のノズルに対応する入力信号をアサートし、インクの吐出を行う所望のタイミングで駆動タイミング信号をアサートすることで、ＡＮＤゲート３０３の出力がアサートされ、電流スイッチ制御用トランジスタ３０２のゲート端子に電圧を選択的に印加する。
【００３１】
電圧源１０５は、２１．５Ｖの電圧源であり、通常の印字動作を行う際の電圧源となる。また、電圧源１０６は、５Ｖの電圧源であり、記録ヘッド１０４内のノズルに設けられたヒータ抵抗の劣化状態を示す寿命判定を行う際の電圧源となる。
【００３２】
電圧源選択回路１０７は、記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を、内部の回路を切り替えることで電圧源１０５と電圧源１０６とのいずれかから選択する。記録紙２０９への記録を行う場合は電圧源１０５による電圧がヒータ抵抗３０１に印加され、また、ヒータ抵抗３０１の抵抗値を測定する場合は電圧源１０６による電圧がヒータ抵抗３０１に印加されるように記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を内部の回路によって切り替える。なお、電圧源選択回路１０７の切り替えを行うのは、画像生成ＩＣ１０１でもよいし、後述するオンキャリッジＩＣ１０９でもよい。
【００３３】
電圧源１０５と電圧源選択回路１０７及びＡ／Ｄ変換回路１１０との間には抵抗１０８が接続されている。電圧源選択回路１０７により、電圧源１０６による電圧を記録ヘッド１０４に印加し、画像生成ＩＣ１０１から送信される駆動データ信号と駆動タイミング信号により、１つのヒータ抵抗３０１にのみ電流を流すようにした場合、５Ｖを抵抗１０８とヒータ抵抗３０１とで分圧した電圧値がＡ／Ｄ変換回路１１０に印加される。これにより、ヒータ抵抗３０１の抵抗値が測定されることになり、電圧源１０６、抵抗１０８及び電圧源選択回路１０７とから、本発明における測定手段が構成される。
【００３４】
オンキャリッジＩＣ１０９は、測定されたヒータ抵抗３０１の抵抗値を読み込み、対応するノズルの寿命を判定する。オンキャリッジＩＣ１０９内部には、Ａ／Ｄ変換回路１１０と、判定手段となるヒータ抵抗寿命判定回路１１１と、ＬＵＴ１１２とが備えられている。Ａ／Ｄ変換回路１１０は、記録タイミング生成回路１０３にて生成された、記録ヘッド１０４がインクを吐出するための駆動タイミング信号をトリガとして、入力されたアナログ電圧値をデジタル値に変換し、変換したデータをヒータ抵抗寿命判定回路１１１へ送信する。このタイミングでＡ／Ｄ変換を行うことにより、抵抗１０８と測定を行うヒータ抵抗３０１とで５Ｖを分圧したアナログ電圧値を取り込むことが可能となる。ＬＵＴ１１２は、Ａ／Ｄ変換回路１１０が出力する値とヒータ抵抗値が対応付けされたテーブルを保持する。ヒータ抵抗寿命判定回路１１１は、Ａ／Ｄ変換回路１１０からデータを受信すると、ＬＵＴ１１２を参照し、注目するノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値を導き出す。そして、導き出した抵抗値と、出荷検査時に測定したそのノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値とを比較し、導き出した抵抗値が、出荷検査時に測定された抵抗値よりも予め決められた範囲となる１０％以上変動しているかどうかを確認することで、そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定する。導き出した抵抗値が、出荷検査時に測定された抵抗値よりも１０％以上変動していた場合、そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していると判定し、記録データ生成回路１０２に対してそのヒータ抵抗が設けられたノズルについての駆動データの送信を停止する。これにより、ヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していて寿命であると判定されたノズルのその後の使用を禁止する。
【００３５】
ここで、ノズルの寿命判定を行う場合に、記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を５Ｖとする理由について説明する。
【００３６】
通常の印字を行う場合には２１．５Ｖの電圧を約１マイクロ秒程度印加し、ヒータ抵抗３０１を急激に熱することでヒータ抵抗３０１の近傍のインクを膜沸騰させインクを吐出させる。しかし、ヒータ抵抗３０１に電圧を長時間印加し続けると、ヒータ抵抗３０１にダメージが与えられることや、最悪の場合、ヒータ抵抗３０１が断線してしまう恐れがある。
【００３７】
一方、ヒータ抵抗３０１の抵抗値を測定するためには、電圧を印加した後、Ａ／Ｄ変換回路１１０へ入力される電圧が安定するまでの時間を考慮すると数十マイクロ秒程度の時間が必要とされる。
【００３８】
このため、ノズルの寿命測定を行う場合は電圧源を５Ｖとして、数十マイクロ秒程度通電してもヒータ抵抗３０１にダメージを与えないようにしている。なお、本実施例では、寿命測定用の電圧源は５Ｖとしているが、ヒータ抵抗３０１にダメージを与えないレベルであれば、それ以外の電圧値でも構わない。
【００３９】
以下に、上記のように構成されたインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順について説明する。
【００４０】
図４は、図２に示したインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【００４１】
ノズルの寿命判定のための測定を開始すると（ステップ５０１）、まず、電圧源選択回路１０７を切り替えて、記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を５Ｖの電圧源１０６とする（ステップ５０２）。
【００４２】
次に、抵抗値の測定を行うヒータ抵抗３０１が設けられたノズルのみを通電するような駆動データを画像生成ＩＣ１０１から記録ヘッド１０４に送信する（ステップ５０３）。これにより、５Ｖを抵抗１０８とヒータ抵抗３０１とで分圧した電圧値がＡ／Ｄ変換回路１１０に印加される。
【００４３】
そして、Ａ／Ｄ変換回路１１０において、記録タイミング生成回路１０３にて生成された駆動タイミング信号をトリガとして、印加されたアナログ電圧値をデジタル値に変換し、変換したデータをヒータ抵抗寿命判定回路１１１へ送信する（ステップ５０４）。
【００４４】
ヒータ抵抗寿命判定回路１１１においては、ＬＵＴ１１２を参照して注目するノズルに設けられたヒータ抵抗３０１の抵抗値を導出する（ステップ５０５）。
【００４５】
そして、ヒータ抵抗寿命判定回路１１１において、ステップ５０５で導出した抵抗値が出荷検査時に測定された抵抗値よりも１０％以上変動しているか否かを判定する（ステップ５０６）。
【００４６】
ステップ５０５で導出した抵抗値が１０％以上変動していた場合は、そのヒータ抵抗３０１が所定の状態よりも劣化していると判定し、記録データ生成回路１０２に対してそのヒータ抵抗３０１が設けられたノズルについての駆動データの送信を停止する。これにより、ヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していて寿命であると判定されたノズルのその後の使用を禁止する（ステップ５０７）。
【００４７】
そして、全てのノズルについて、ヒータ抵抗３０１の抵抗値の測定が終了したかどうかを判断し（ステップ５０８）、終了している場合は、電圧源選択回路１０７を切り替えて、記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を２１．５Ｖの電圧源１０５とする（ステップ５０９）。
【００４８】
そして、測定を終了する。
【００４９】
また、抵抗値が１０％以上変動していない場合は、ステップ５０７の処理は行わずにステップ５０８の処理に移行し、また、全てのノズルについてヒータ抵抗３０１の抵抗値の測定が終了していない場合は、ステップ５０３に戻り、まだ測定を行っていないノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値の測定を行う。
【００５０】
上述したように、本実施例においては、実機動作中の所定のタイミングに、ノズルの寿命を判定することを可能にし、故障前にノズルの使用を停止することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施例においては、ヒータ抵抗３０１の抵抗値が、出荷検査時に測定された抵抗値よりも１０％以上変動していた場合に、そのノズル使用を禁止するようにしているが、この変動割合については任意であり、５％であっても２０％であってもノズルが故障する前であれば良い。また、測定を行うタイミングについては、タイミングを規定する要素が特に無いので、任意で構わず、所定の印字枚数毎でも良いし、所定の時間毎でも良い。
【００５２】
（実施例２）
図５は、本発明の画像記録装置の実施例２の基本構成を示すブロック図である。
【００５３】
本実施例における画像記録装置は図４に示すように、画像生成手段となる画像生成ＩＣ４０１と、記録ヘッド４０４と、オンキャリッジＩＣ４０９と、電圧源選択回路４０７と、第１の電圧源４０５及び第２の電圧源４０６とを有している。
【００５４】
画像生成ＩＣ４０１は、インクジェット記録装置本体に備えられホストから送られてきた画像データを受信し、受信した画像データを、記録ヘッド４０４からインクを吐出するための駆動データへと加工する。そして、記録ヘッド４０４がインクを吐出するタイミングを与える駆動タイミング信号と共に、加工した駆動データを記録ヘッド４０４へ送信する。画像生成ＩＣ４０１内部には、記録データ生成回路４０２と、記録タイミング生成回路４０３とが備えられている。記録データ生成回路４０２は、画像データを記録ヘッド４０４からインクを吐出するための駆動データへと加工し、記録ヘッド４０４へ送信する。記録タイミング生成回路４０３は、記録ヘッド４０４がインクを吐出するタイミングを与える駆動タイミング信号を生成し、記録ヘッド４０４へ送信する。また、記録タイミング生成回路４０３にて生成される駆動タイミング信号は、オンキャリッジＩＣ４０９内の、Ａ／Ｄ変換回路４１０にも送信される。これについてはＡ／Ｄ変換回路４１０の説明時に後述する。
【００５５】
記録ヘッド４０４は、画像生成ＩＣ４０１から送信された駆動データと駆動タイミングに基づいて、記録要素となる複数のノズルから選択的にインクを吐出し、記録紙２０９上に画像を形成する。複数のノズルのそれぞれには、発熱抵抗体となるヒータ抵抗が設けられており、画像生成ＩＣ４０１の制御によってこのヒータ抵抗に選択的に電圧が印加されてヒータ抵抗が加熱されることでインクを吐出する。また、記録ヘッド４０４は、その内部にＲＯＭ等の不揮発性の記憶装置（不図示）を備えており、出荷検査時に測定した記録ヘッド４０４内の複数のノズルそれぞれのヒータ抵抗値を記憶している。なお、記録ヘッド４０４の内部構造は、図３に示したものと同様のものとなっている。
【００５６】
電圧源４０５は、２１．５Ｖの電圧源であり、通常の印字動作を行う際の電圧源となる。また、電圧源４０６は、５Ｖの電圧源であり、記録ヘッド４０４内のノズルに設けられたヒータ抵抗の劣化状態を示す寿命判定を行う際の電圧源となる。
【００５７】
電圧源選択回路４０７は、記録ヘッド４０４へ供給する電圧源を、内部の回路を切り替えることで電圧源４０５と電圧源４０６とのいずれかから選択する。記録紙２０９への記録を行う場合は電圧源４０５による電圧がヒータ抵抗に印加され、また、ヒータ抵抗の抵抗値を測定する場合は電圧源４０６による電圧がヒータ抵抗に印加されるように記録ヘッド４０４へ供給する電圧源を内部の回路によって切り替える。なお、電圧源選択回路１０７の切り替えを行うのは、画像生成ＩＣ４０１でもよいし、後述するオンキャリッジＩＣ４０９でもよい。
【００５８】
電圧源４０５と電圧源選択回路４０７及びＡ／Ｄ変換回路４１０との間には抵抗４０８が接続されている。電圧源選択回路４０７により、電圧源４０６による電圧を記録ヘッド４０４に印加し、画像生成ＩＣ４０１から送信される駆動データ信号と駆動タイミング信号により、１つのヒータ抵抗にのみ電流を流すようにした場合、５Ｖを抵抗４０８とヒータ抵抗とで分圧した電圧値がＡ／Ｄ変換回路４１０に印加される。これにより、ヒータ抵抗の抵抗値が測定されることになり、電圧源４０６、抵抗４０８及び電圧源選択回路４０７とから、本発明における測定手段が構成される。
【００５９】
オンキャリッジＩＣ４０９は、測定されたヒータ抵抗の抵抗値を読み込み、対応するノズルの寿命を判定する。オンキャリッジＩＣ４０９内部には、Ａ／Ｄ変換回路４１０と、判定手段となるヒータ抵抗寿命判定回路４１１と、ＬＵＴ４１２と、記憶手段となるＲＡＭ４１３と、バス４１４とが備えられている。Ａ／Ｄ変換回路１１０は、記録タイミング生成回路１０３にて生成された、記録ヘッド４０４がインクを吐出するための駆動タイミング信号をトリガとして、入力されたアナログ電圧値をデジタル値に変換し、変換したデータをＲＡＭ４１３に格納する。このタイミングでＡ／Ｄ変換を行うことにより、抵抗４０８と測定を行うヒータ抵抗とで５Ｖを分圧したアナログ電圧値を取り込むことが可能となる。ＬＵＴ４１２は、Ａ／Ｄ変換回路４１０が出力する値とヒータ抵抗値が対応付けされたテーブルを保持する。ヒータ抵抗寿命判定回路４１１は、注目するノズルについて、所定の周期で過去３回前までに測定したヒータ抵抗の抵抗値をＲＡＭ４１３から読み出し、ＬＵＴ４１２を参照し、それぞれについてヒータ抵抗の抵抗値を導き出す。そして、導き出した抵抗値の最小値と最大値との差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上であるかどうかを確認することで、ヒータ抵抗の抵抗値の変動量が所定値よりも大きいかどうかを判定する。そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定する。導き出した抵抗値の最小値と最大値との差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上であり、ヒータ抵抗の抵抗値の変動が所定値よりも大きな場合、そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していると判定し、記録データ生成回路４０２に対してそのヒータ抵抗が設けられたノズルについての駆動データの送信を停止する。これにより、ヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していて寿命であると判定されたノズルのその後の使用を禁止する。
【００６０】
ＲＡＭ４１３は、Ａ／Ｄ変換回路４１０が出力したデータを格納する。これにより、ＲＡＭ４１３には、ヒータ抵抗毎に、所定の周期で測定された複数の抵抗値が格納されている。ＲＡＭ４１３の容量については、総ノズル数とＡ／Ｄ変換回路４１０が出力するビット長と過去何回分の測定データを保持するかにより決定する。
【００６１】
バス４１４は、Ａ／Ｄ変換回路４１０とヒータ抵抗寿命判定回路４１１とＲＡＭ４１３とを接続するものである。
【００６２】
以下に、上記のように構成されたインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順について説明する。
【００６３】
図６は、図５に示したインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
ノズルの寿命判定のための測定を開始すると（ステップ６０１）、まず、電圧源選択回路４０７を切り替えて、記録ヘッド４０４へ供給する電圧源を５Ｖの電圧源４０６とする（ステップ６０２）。
【００６５】
次に、抵抗値の測定を行うヒータ抵抗が設けられたノズルのみを通電するような駆動データを画像生成ＩＣ４０１から記録ヘッド４０４に送信する（ステップ６０３）。これにより、５Ｖを抵抗４０８とヒータ抵抗とで分圧した電圧値がＡ／Ｄ変換回路４１０に印加される。
【００６６】
次に、Ａ／Ｄ変換回路４１０において、記録タイミング生成回路４０３にて生成された駆動タイミング信号をトリガとして、印加されたアナログ電圧値をデジタル値に変換する（ステップ６０４）。
【００６７】
そして、デジタル値に変換したデータをＲＡＭ４１３に格納する（ステップ６０５）。
【００６８】
その後、ヒータ抵抗寿命判定回路４１１において、ＲＡＭ４１３に過去３回分の測定データが存在するか否かを判断し（ステップ６０６）、過去３回分の測定データが存在しない場合にはステップ６０３に戻る。
【００６９】
一方、ＲＡＭ４１３に過去３回分の測定データが存在する場合は、ヒータ抵抗寿命判定回路４１１において、ＲＡＭ４１３から過去３回分のデータを読み出す（ステップ６０７）。
【００７０】
次に、ヒータ抵抗寿命判定回路４１１において、ＬＵＴ４１２を参照し、ＲＡＭ４１３から読み出した３回分のデータのそれぞれについて、ノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値を導出する（ステップ６０８）。
【００７１】
そして、ヒータ抵抗寿命判定回路４１１において、ステップ６０８にて導出した抵抗値の最小値と最大値の差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上であるか否かを判断する。ステップ６０８にて導出した抵抗値の最小値と最大値の差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上である場合は、そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化しており、ノズルの寿命と判定し（ステップ６０９）、記録データ生成回路４０２に対してそのヒータ抵抗が設けられたノズルについての駆動データの送信を停止する（ステップ６１０）。
【００７２】
そして、全てのノズルについて、ヒータ抵抗の抵抗値の測定が終了したかどうかを判断し（ステップ６１１）、終了している場合は、電圧源選択回路４０７を切り替えて、記録ヘッド４０４へ供給する電圧源を２１．５Ｖの電圧源４０５とする（ステップ６１２）。
【００７３】
そして、測定を終了する。
【００７４】
また、ステップ６０８にて導出した抵抗値の最小値と最大値の差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上でない場合は、ステップ６１０の処理は行わずにステップ６１１の処理に移行し、また、全てのノズルについてヒータ抵抗の抵抗値の測定が終了していない場合は、ステップ６０３に戻り、まだ測定を行っていないノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値の測定を行う。
【００７５】
上述したように、本実施例においては、実機動作中の所定のタイミングに、ノズルの寿命を判定することを可能にし、故障前にノズルの使用を停止することが可能となる。
【００７６】
なお、本実施例においては、過去３回に測定した抵抗値の最小値と最大値の差が最も過去の抵抗値の１０％以上であった場合に、以後、そのノズルの使用を禁止するようにしている。しかしながら、過去何回分の抵抗値を参照するかは任意であり、また、過去に測定した抵抗値の最小値と最大値の差と比較する抵抗値は、そのうちの何回目の抵抗値であっても良いし、また、過去に測定した最小値と最大値の差が、参照する抵抗値の何％であるかは任意である。また、測定を行うタイミングについては、タイミングを規定する要素が特に無いので、任意で構わず、所定の印字枚数毎でも良いし、所定の時間経過毎でも良い。
【００７７】
また、インクジェット記録装置においては、一般的に、ノズルにおけるインクの吐出不良を検出する不良検出手段が設けられている。そこで、上述した実施例１，２において、ヒータ抵抗寿命判定回路１１１，４１１にて所定の状態よりも劣化していると判定されたヒータ抵抗が設けられたノズルについては、その判定後はインクの吐出不良の検出を行わない構成とすることにより、吐出不良検出動作全体に要する時間を短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
１０１，４０１ 画像生成ＩＣ
１０２，４０２ 記録データ生成回路
１０３，４０３ 記録タイミング生成回路
１０４，４０４ 記録ヘッド
１０５，１０６，４０５，４０６ 電圧源
１０７，４０７ 電圧源選択回路
１０８，４０８ 抵抗
１０９，４０９ オンキャリッジＩＣ
１１０，４１０ Ａ／Ｄ変換回路
１１１，４１１ ヒータ抵抗寿命判定回路
１１２，４１２ ＬＵＴ
２０１ インクカートリッジ
２０２ ヘッドカートリッジ
２０３ キャリッジ
２０４ エンコーダスケール
２０５ 紙送りローラ
２０６ 補助ローラ
２０７，２０８ 給紙ローラ
２０９ 記録紙
２１０ ガイド軸
３０１ ヒータ抵抗
３０２ 電流スイッチ制御用トランジスタ
３０３ ＡＮＤゲート
４１３ ＲＡＭ
４１４ バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録材に対して画像を記録する画像記録装置、例えば、カラープリンタ等の画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、記録ヘッドの記録素子としてのノズルからインクを吐出させ、記録紙上に画像記録を行なうインクジェット方式の画像記録装置が知られている。
【０００３】
パーソナル・コンピュータや複写装置、ワード・プロセッサ等のＯＡ機器は高機能化に伴うカラー化が進んでおり、これらの機器における画像形成（記録）装置の一つとして様々なカラー・インクジェット記録装置が提供されてきている。
【０００４】
インクジェット記録装置の代表的なものとしては、記録ヘッド及びインクタンクを搭載するキャリッジと、記録紙を搬送する搬送機構と、これらの動作を制御する制御手段とを具えたものがある。複数の吐出口からインク液滴を吐出させる記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録紙の搬送方向（以下、副走査方向とも称する）と直交する方向（以下、主走査方向とも称する）にシリアル・スキャンさせ、この間に記録紙に対してインク吐出を行う。一方でこのスキャンとスキャンとの間に記録幅に関連した量で記録紙を間欠搬送し、複数のスキャンと紙搬送を行って全ての画像領域の記録を行なう。
【０００５】
カラー記録を行なう場合は、複数種類のインクの色に応じて複数の記録ヘッドを備え、これらの記録ヘッドから吐出されるインク滴を重ねあわせることにより、または近接して着弾させることによりカラー画像を記録する。
【０００６】
以上のように、インクジェット記録装置は、比較的簡便で優れた記録手段として幅広い産業分野で需要が高まっており、印字速度の高速化への要求や、より一層高品位である画像の提供が求められている。
【０００７】
記録ヘッドの構造としては、一般的にヒータ抵抗と外部電気制御信号を受信するためのトランジスタスイッチとが直列にされた接続の電気回路に対して、所定の記録ヘッド駆動電圧をヒータ抵抗にバイアス電圧として印加させる。この状態で記録ヘッドからのインクの吐出、非吐出を決定する電気制御信号を外部から与え、トランジスタスイッチをＯＮし、通電する。トランジスタスイッチをＯＮし、通電するとヒータ抵抗に電流が流れ、ヒータ抵抗近傍のインクを膜沸騰させることで、インク吐出穴（ノズル）から記録紙に向けてインクを吐出させて画像形成を行う仕組みとなっている。
【０００８】
上述したヒータ抵抗の抵抗値には製造上のばらつきが存在するが、インクの吐出特性の安定を図るための技術が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された技術においては、出荷検査時に記録ヘッド内の各ノズルのヒータ抵抗値を測定し、ヘッド内のメモリに情報を記憶させる。そして、その記憶された情報に基づいて、本体がノズル毎に制御を変え、測定されたヒータ抵抗値に最適な制御を行なうようにする方法である。
【０００９】
ここで、何らかの要因でヘッドの断線、ショートといった回路の故障が発生し、吐出不良が発生してしまうことがある。インクが吐出されないノズルが存在すると、記録ヘッドを記録媒体に対して主走査方向に駆動させた時に、その主走査方向に沿ってインクが吐出されないノズルの位置に記録媒体にすじ状のノイズが発生し、記録品位を著しく低下させることになってしまう。
【００１０】
この記録品位の低下を防ぐ手段として、ノズルの吐出不良を検出する方法が特許文献２に開示されている。更にそれに加えて、吐出不良となった記録要素の代わりに、隣接する記録要素を用いて記録を行う方法が特許文献３に開示されている。また、マルチパス印字を行って、吐出不良となったノズルが本来記録を行うべき箇所の印字を、異なる走査の異なる記録要素によって印字を行う方法が特許文献４に開示されている、このように、ノズルの吐出不良を補完して、印字品位の低下を抑制する手段が提案されている。
【００１１】
また、他の手段として、ヘッド駆動手段により消費電流予測可能なヘッド駆動（短パルス駆動）を行ない、その時のヘッド消費電流をヘッド電流検出手段により検出し、制御・予測手段により予測電流値と検出電流値を比較してヘッド故障を判断する方法が特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１６８０２１号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８８５３号公報
【特許文献３】特開２００１−３１５３１８号公報
【特許文献４】特開２０００−２１１１６７号公報
【特許文献５】特開２００６−２１８７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したような故障のノズルが存在すると、周辺の故障していないノズルに対してダメージを与え、寿命を早めてしまうという既知の問題があり、これを解決するにはノズルが故障する前に使用を停止する必要がある。
【００１４】
しかしながら、特許文献２〜５に記載の技術においては、故障前にノズルの使用を停止することができず、故障ノズルを生じさせてしまい、記録ヘッド自体の寿命を早めてしまうという問題点がある。
【００１５】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、インクを吐出するノズル等の記録要素が劣化している場合に、その記録要素が故障する前に記録要素の使用を停止することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、
インクを吐出する複数の記録要素毎に発熱抵抗体が設けられ、画像生成手段の制御によって前記発熱抵抗体に選択的に電圧を印加して当該発熱抵抗体を加熱することで前記複数の記録要素から被記録材に選択的にインクを吐出して記録を行う画像記録装置であって、
前記発熱抵抗体の抵抗値を測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記発熱抵抗体の抵抗値に基づいて当該発熱抵抗体が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定し、当該発熱抵抗体が前記所定の状態よりも劣化している場合、前記画像生成手段に対して当該発熱抵抗体への電圧の印加を禁止させる判定手段とを有する。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明においては、インクを吐出する複数の記録要素毎に設けられた発熱抵抗体の抵抗値を測定し、その抵抗値に基づいて発熱抵抗体が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定し、発熱抵抗体が所定の状態よりも劣化している場合、その発熱抵抗体への電圧の印加を禁止させる構成としたため、インクを吐出するノズル等の記録要素が劣化している場合に、その記録要素が故障する前に記録要素の使用を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の画像記録装置の実施の一形態となるインクジェット記録装置の主に記録部の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の画像記録装置の実施例１の基本構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した記録ヘッドの内部構造を示す回路図である。
【図４】図２に示したインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の画像記録装置の実施例２の基本構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示したインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の画像記録装置の実施の一形態となるインクジェット記録装置の主に記録部の概略構成を示す斜視図である。
【００２１】
本形態におけるインクジェット記録装置は図１に示すように、インクカートリッジ２０１及び記録素子列を収納したヘッドカートリッジ２０２がそれぞれキャリッジ２０３に着脱自在に装着されて被記録材となる記録紙２０９に記録を行うものである。
【００２２】
インクカートリッジ２０１は、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクを個別に貯留するものであり、それぞれの貯留室を一体に構成するものである。ヘッドカートリッジ２０２は、インクカートリッジ２０１に貯留されるそれぞれのインクに対応した記録素子列が１色あたり２つ、合計８つの収納された１つのユニットの形態で用いられる。すなわち、ヘッドカートリッジ２０２には、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ及びＹそれぞれのインクを吐出する記録素子列が各色２つ、これが４色分あり合計８つの記録素子が収納される。キャリッジ２０３は、ガイド軸２１０と摺動自在に係合することにより、ガイド軸２１０に沿って図中ｘ方向に移動することができる。
【００２３】
キャリッジ２０３に対向する面には、エンコーダスケール２０４が設けられており、１５０lｐｉの間隔でスリットが設けられている。そして、エンコーダセンサ（不図示）が発光した光をこのエンコーダスケール２０４に照射して、キャリッジ２０３の走査位置に応じ、その透過光に基づいたＡ相及びＢ相信号を出力する。Ｂ相信号はＡ相信号よりも９０度遅れた位相関係にある。
【００２４】
記録紙２０９は、一対の給紙ローラ２０７，２０８に挟持されながらキャリッジ２０３に対向する領域に給紙されてくる。そして、記録紙２０９は、紙送りローラ２０５と補助ローラ２０６とに挟持されて図中ｙ方向に搬送されていく。
【００２５】
（実施例１）
図２は、本発明の画像記録装置の実施例１の基本構成を示すブロック図である。
【００２６】
本実施例における画像記録装置は図２に示すように、画像生成手段となる画像生成ＩＣ１０１と、記録ヘッド１０４と、オンキャリッジＩＣ１０９と、電圧源選択回路１０７と、第１の電圧源１０５及び第２の電圧源１０６とを有している。
【００２７】
画像生成ＩＣ１０１は、インクジェット記録装置本体に備えられホストから送られてきた画像データを受信し、受信した画像データを、記録ヘッド１０４からインクを吐出するための駆動データへと加工する。そして、記録ヘッド１０４がインクを吐出するタイミングを与える駆動タイミング信号と共に、加工した駆動データを記録ヘッド１０４へ送信する。画像生成ＩＣ１０１内部には、記録データ生成回路１０２と、記録タイミング生成回路１０３とが備えられている。記録データ生成回路１０２は、画像データを記録ヘッド１０４からインクを吐出するための駆動データへと加工し、記録ヘッド１０４へ送信する。記録タイミング生成回路１０３は、記録ヘッド１０４がインクを吐出するタイミングを与える駆動タイミング信号を生成し、記録ヘッド１０４へ送信する。また、記録タイミング生成回路１０３にて生成される駆動タイミング信号は、オンキャリッジＩＣ１０９内の、Ａ／Ｄ変換回路１１０にも送信される。これについてはＡ／Ｄ変換回路１１０の説明時に後述する。
【００２８】
記録ヘッド１０４は、画像生成ＩＣ１０１から送信された駆動データと駆動タイミングに基づいて、記録要素となる複数のノズルから選択的にインクを吐出し、記録紙２０９上に画像を形成する。複数のノズルのそれぞれには、発熱抵抗体となるヒータ抵抗が設けられており、画像生成ＩＣ１０１の制御によってこのヒータ抵抗に選択的に電圧が印加されてヒータ抵抗が加熱されることでインクを吐出する。また、記録ヘッド１０４は、その内部にＲＯＭ等の不揮発性の記憶装置（不図示）を備えており、出荷検査時に測定した記録ヘッド１０４内の複数のノズルそれぞれのヒータ抵抗値を記憶している。
【００２９】
図３は、図２に示した記録ヘッド１０４の内部構造を示す回路図である。
【００３０】
図２に示した記録ヘッド１０４は図３に示すように、複数のノズル毎に、ヒータ抵抗３０１が設けられている。また、ヒータ抵抗３０１のそれぞれには、ヒータ抵抗３０１に流れる電流の通電／非通電のスイッチ制御を行うための電流スイッチ制御用トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）３０２が接続されている。さらに、この電流スイッチ制御用トランジスタ３０２のゲート端子にはＡＮＤゲート３０３が接続されており、画像生成ＩＣ１０１から送信される駆動データ信号と駆動タイミング信号が入力される。そして、画像生成ＩＣ１０１から送信される駆動データ信号により、インクの吐出を行う所望のノズルに対応する入力信号をアサートし、インクの吐出を行う所望のタイミングで駆動タイミング信号をアサートすることで、ＡＮＤゲート３０３の出力がアサートされ、電流スイッチ制御用トランジスタ３０２のゲート端子に電圧を選択的に印加する。
【００３１】
電圧源１０５は、２１．５Ｖの電圧源であり、通常の印字動作を行う際の電圧源となる。また、電圧源１０６は、５Ｖの電圧源であり、記録ヘッド１０４内のノズルに設けられたヒータ抵抗の劣化状態を示す寿命判定を行う際の電圧源となる。
【００３２】
電圧源選択回路１０７は、記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を、内部の回路を切り替えることで電圧源１０５と電圧源１０６とのいずれかから選択する。記録紙２０９への記録を行う場合は電圧源１０５による電圧がヒータ抵抗３０１に印加され、また、ヒータ抵抗３０１の抵抗値を測定する場合は電圧源１０６による電圧がヒータ抵抗３０１に印加されるように記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を内部の回路によって切り替える。なお、電圧源選択回路１０７の切り替えを行うのは、画像生成ＩＣ１０１でもよいし、後述するオンキャリッジＩＣ１０９でもよい。
【００３３】
電圧源１０５と電圧源選択回路１０７及びＡ／Ｄ変換回路１１０との間には抵抗１０８が接続されている。電圧源選択回路１０７により、電圧源１０６による電圧を記録ヘッド１０４に印加し、画像生成ＩＣ１０１から送信される駆動データ信号と駆動タイミング信号により、１つのヒータ抵抗３０１にのみ電流を流すようにした場合、５Ｖを抵抗１０８とヒータ抵抗３０１とで分圧した電圧値がＡ／Ｄ変換回路１１０に印加される。これにより、ヒータ抵抗３０１の抵抗値が測定されることになり、電圧源１０６、抵抗１０８及び電圧源選択回路１０７とから、本発明における測定手段が構成される。
【００３４】
オンキャリッジＩＣ１０９は、測定されたヒータ抵抗３０１の抵抗値を読み込み、対応するノズルの寿命を判定する。オンキャリッジＩＣ１０９内部には、Ａ／Ｄ変換回路１１０と、判定手段となるヒータ抵抗寿命判定回路１１１と、ＬＵＴ１１２とが備えられている。Ａ／Ｄ変換回路１１０は、記録タイミング生成回路１０３にて生成された、記録ヘッド１０４がインクを吐出するための駆動タイミング信号をトリガとして、入力されたアナログ電圧値をデジタル値に変換し、変換したデータをヒータ抵抗寿命判定回路１１１へ送信する。このタイミングでＡ／Ｄ変換を行うことにより、抵抗１０８と測定を行うヒータ抵抗３０１とで５Ｖを分圧したアナログ電圧値を取り込むことが可能となる。ＬＵＴ１１２は、Ａ／Ｄ変換回路１１０が出力する値とヒータ抵抗値が対応付けされたテーブルを保持する。ヒータ抵抗寿命判定回路１１１は、Ａ／Ｄ変換回路１１０からデータを受信すると、ＬＵＴ１１２を参照し、注目するノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値を導き出す。そして、導き出した抵抗値と、出荷検査時に測定したそのノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値とを比較し、導き出した抵抗値が、出荷検査時に測定された抵抗値よりも予め決められた範囲となる１０％以上変動しているかどうかを確認することで、そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定する。導き出した抵抗値が、出荷検査時に測定された抵抗値よりも１０％以上変動していた場合、そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していると判定し、記録データ生成回路１０２に対してそのヒータ抵抗が設けられたノズルについての駆動データの送信を停止する。これにより、ヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していて寿命であると判定されたノズルのその後の使用を禁止する。
【００３５】
ここで、ノズルの寿命判定を行う場合に、記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を５Ｖとする理由について説明する。
【００３６】
通常の印字を行う場合には２１．５Ｖの電圧を約１マイクロ秒程度印加し、ヒータ抵抗３０１を急激に熱することでヒータ抵抗３０１の近傍のインクを膜沸騰させインクを吐出させる。しかし、ヒータ抵抗３０１に電圧を長時間印加し続けると、ヒータ抵抗３０１にダメージが与えられることや、最悪の場合、ヒータ抵抗３０１が断線してしまう恐れがある。
【００３７】
一方、ヒータ抵抗３０１の抵抗値を測定するためには、電圧を印加した後、Ａ／Ｄ変換回路１１０へ入力される電圧が安定するまでの時間を考慮すると数十マイクロ秒程度の時間が必要とされる。
【００３８】
このため、ノズルの寿命測定を行う場合は電圧源を５Ｖとして、数十マイクロ秒程度通電してもヒータ抵抗３０１にダメージを与えないようにしている。なお、本実施例では、寿命測定用の電圧源は５Ｖとしているが、ヒータ抵抗３０１にダメージを与えないレベルであれば、それ以外の電圧値でも構わない。
【００３９】
以下に、上記のように構成されたインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順について説明する。
【００４０】
図４は、図２に示したインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【００４１】
ノズルの寿命判定のための測定を開始すると（ステップ５０１）、まず、電圧源選択回路１０７を切り替えて、記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を５Ｖの電圧源１０６とする（ステップ５０２）。
【００４２】
次に、抵抗値の測定を行うヒータ抵抗３０１が設けられたノズルのみを通電するような駆動データを画像生成ＩＣ１０１から記録ヘッド１０４に送信する（ステップ５０３）。これにより、５Ｖを抵抗１０８とヒータ抵抗３０１とで分圧した電圧値がＡ／Ｄ変換回路１１０に印加される。
【００４３】
そして、Ａ／Ｄ変換回路１１０において、記録タイミング生成回路１０３にて生成された駆動タイミング信号をトリガとして、印加されたアナログ電圧値をデジタル値に変換し、変換したデータをヒータ抵抗寿命判定回路１１１へ送信する（ステップ５０４）。
【００４４】
ヒータ抵抗寿命判定回路１１１においては、ＬＵＴ１１２を参照して注目するノズルに設けられたヒータ抵抗３０１の抵抗値を導出する（ステップ５０５）。
【００４５】
そして、ヒータ抵抗寿命判定回路１１１において、ステップ５０５で導出した抵抗値が出荷検査時に測定された抵抗値よりも１０％以上変動しているか否かを判定する（ステップ５０６）。
【００４６】
ステップ５０５で導出した抵抗値が１０％以上変動していた場合は、そのヒータ抵抗３０１が所定の状態よりも劣化していると判定し、記録データ生成回路１０２に対してそのヒータ抵抗３０１が設けられたノズルについての駆動データの送信を停止する。これにより、ヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していて寿命であると判定されたノズルのその後の使用を禁止する（ステップ５０７）。
【００４７】
そして、全てのノズルについて、ヒータ抵抗３０１の抵抗値の測定が終了したかどうかを判断し（ステップ５０８）、終了している場合は、電圧源選択回路１０７を切り替えて、記録ヘッド１０４へ供給する電圧源を２１．５Ｖの電圧源１０５とする（ステップ５０９）。
【００４８】
そして、測定を終了する。
【００４９】
また、抵抗値が１０％以上変動していない場合は、ステップ５０７の処理は行わずにステップ５０８の処理に移行し、また、全てのノズルについてヒータ抵抗３０１の抵抗値の測定が終了していない場合は、ステップ５０３に戻り、まだ測定を行っていないノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値の測定を行う。
【００５０】
上述したように、本実施例においては、実機動作中の所定のタイミングに、ノズルの寿命を判定することを可能にし、故障前にノズルの使用を停止することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施例においては、ヒータ抵抗３０１の抵抗値が、出荷検査時に測定された抵抗値よりも１０％以上変動していた場合に、そのノズル使用を禁止するようにしているが、この変動割合については任意であり、５％であっても２０％であってもノズルが故障する前であれば良い。また、測定を行うタイミングについては、タイミングを規定する要素が特に無いので、任意で構わず、所定の印字枚数毎でも良いし、所定の時間毎でも良い。
【００５２】
（実施例２）
図５は、本発明の画像記録装置の実施例２の基本構成を示すブロック図である。
【００５３】
本実施例における画像記録装置は図４に示すように、画像生成手段となる画像生成ＩＣ４０１と、記録ヘッド４０４と、オンキャリッジＩＣ４０９と、電圧源選択回路４０７と、第１の電圧源４０５及び第２の電圧源４０６とを有している。
【００５４】
画像生成ＩＣ４０１は、インクジェット記録装置本体に備えられホストから送られてきた画像データを受信し、受信した画像データを、記録ヘッド４０４からインクを吐出するための駆動データへと加工する。そして、記録ヘッド４０４がインクを吐出するタイミングを与える駆動タイミング信号と共に、加工した駆動データを記録ヘッド４０４へ送信する。画像生成ＩＣ４０１内部には、記録データ生成回路４０２と、記録タイミング生成回路４０３とが備えられている。記録データ生成回路４０２は、画像データを記録ヘッド４０４からインクを吐出するための駆動データへと加工し、記録ヘッド４０４へ送信する。記録タイミング生成回路４０３は、記録ヘッド４０４がインクを吐出するタイミングを与える駆動タイミング信号を生成し、記録ヘッド４０４へ送信する。また、記録タイミング生成回路４０３にて生成される駆動タイミング信号は、オンキャリッジＩＣ４０９内の、Ａ／Ｄ変換回路４１０にも送信される。これについてはＡ／Ｄ変換回路４１０の説明時に後述する。
【００５５】
記録ヘッド４０４は、画像生成ＩＣ４０１から送信された駆動データと駆動タイミングに基づいて、記録要素となる複数のノズルから選択的にインクを吐出し、記録紙２０９上に画像を形成する。複数のノズルのそれぞれには、発熱抵抗体となるヒータ抵抗が設けられており、画像生成ＩＣ４０１の制御によってこのヒータ抵抗に選択的に電圧が印加されてヒータ抵抗が加熱されることでインクを吐出する。また、記録ヘッド４０４は、その内部にＲＯＭ等の不揮発性の記憶装置（不図示）を備えており、出荷検査時に測定した記録ヘッド４０４内の複数のノズルそれぞれのヒータ抵抗値を記憶している。なお、記録ヘッド４０４の内部構造は、図３に示したものと同様のものとなっている。
【００５６】
電圧源４０５は、２１．５Ｖの電圧源であり、通常の印字動作を行う際の電圧源となる。また、電圧源４０６は、５Ｖの電圧源であり、記録ヘッド４０４内のノズルに設けられたヒータ抵抗の劣化状態を示す寿命判定を行う際の電圧源となる。
【００５７】
電圧源選択回路４０７は、記録ヘッド４０４へ供給する電圧源を、内部の回路を切り替えることで電圧源４０５と電圧源４０６とのいずれかから選択する。記録紙２０９への記録を行う場合は電圧源４０５による電圧がヒータ抵抗に印加され、また、ヒータ抵抗の抵抗値を測定する場合は電圧源４０６による電圧がヒータ抵抗に印加されるように記録ヘッド４０４へ供給する電圧源を内部の回路によって切り替える。なお、電圧源選択回路１０７の切り替えを行うのは、画像生成ＩＣ４０１でもよいし、後述するオンキャリッジＩＣ４０９でもよい。
【００５８】
電圧源４０５と電圧源選択回路４０７及びＡ／Ｄ変換回路４１０との間には抵抗４０８が接続されている。電圧源選択回路４０７により、電圧源４０６による電圧を記録ヘッド４０４に印加し、画像生成ＩＣ４０１から送信される駆動データ信号と駆動タイミング信号により、１つのヒータ抵抗にのみ電流を流すようにした場合、５Ｖを抵抗４０８とヒータ抵抗とで分圧した電圧値がＡ／Ｄ変換回路４１０に印加される。これにより、ヒータ抵抗の抵抗値が測定されることになり、電圧源４０６、抵抗４０８及び電圧源選択回路４０７とから、本発明における測定手段が構成される。
【００５９】
オンキャリッジＩＣ４０９は、測定されたヒータ抵抗の抵抗値を読み込み、対応するノズルの寿命を判定する。オンキャリッジＩＣ４０９内部には、Ａ／Ｄ変換回路４１０と、判定手段となるヒータ抵抗寿命判定回路４１１と、ＬＵＴ４１２と、記憶手段となるＲＡＭ４１３と、バス４１４とが備えられている。Ａ／Ｄ変換回路１１０は、記録タイミング生成回路１０３にて生成された、記録ヘッド４０４がインクを吐出するための駆動タイミング信号をトリガとして、入力されたアナログ電圧値をデジタル値に変換し、変換したデータをＲＡＭ４１３に格納する。このタイミングでＡ／Ｄ変換を行うことにより、抵抗４０８と測定を行うヒータ抵抗とで５Ｖを分圧したアナログ電圧値を取り込むことが可能となる。ＬＵＴ４１２は、Ａ／Ｄ変換回路４１０が出力する値とヒータ抵抗値が対応付けされたテーブルを保持する。ヒータ抵抗寿命判定回路４１１は、注目するノズルについて、所定の周期で過去３回前までに測定したヒータ抵抗の抵抗値をＲＡＭ４１３から読み出し、ＬＵＴ４１２を参照し、それぞれについてヒータ抵抗の抵抗値を導き出す。そして、導き出した抵抗値の最小値と最大値との差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上であるかどうかを確認することで、ヒータ抵抗の抵抗値の変動量が所定値よりも大きいかどうかを判定する。そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定する。導き出した抵抗値の最小値と最大値との差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上であり、ヒータ抵抗の抵抗値の変動が所定値よりも大きな場合、そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していると判定し、記録データ生成回路４０２に対してそのヒータ抵抗が設けられたノズルについての駆動データの送信を停止する。これにより、ヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化していて寿命であると判定されたノズルのその後の使用を禁止する。
【００６０】
ＲＡＭ４１３は、Ａ／Ｄ変換回路４１０が出力したデータを格納する。これにより、ＲＡＭ４１３には、ヒータ抵抗毎に、所定の周期で測定された複数の抵抗値が格納されている。ＲＡＭ４１３の容量については、総ノズル数とＡ／Ｄ変換回路４１０が出力するビット長と過去何回分の測定データを保持するかにより決定する。
【００６１】
バス４１４は、Ａ／Ｄ変換回路４１０とヒータ抵抗寿命判定回路４１１とＲＡＭ４１３とを接続するものである。
【００６２】
以下に、上記のように構成されたインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順について説明する。
【００６３】
図６は、図５に示したインクジェット記録装置における、ノズルの寿命を判定する手順を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
ノズルの寿命判定のための測定を開始すると（ステップ６０１）、まず、電圧源選択回路４０７を切り替えて、記録ヘッド４０４へ供給する電圧源を５Ｖの電圧源４０６とする（ステップ６０２）。
【００６５】
次に、抵抗値の測定を行うヒータ抵抗が設けられたノズルのみを通電するような駆動データを画像生成ＩＣ４０１から記録ヘッド４０４に送信する（ステップ６０３）。これにより、５Ｖを抵抗４０８とヒータ抵抗とで分圧した電圧値がＡ／Ｄ変換回路４１０に印加される。
【００６６】
次に、Ａ／Ｄ変換回路４１０において、記録タイミング生成回路４０３にて生成された駆動タイミング信号をトリガとして、印加されたアナログ電圧値をデジタル値に変換する（ステップ６０４）。
【００６７】
そして、デジタル値に変換したデータをＲＡＭ４１３に格納する（ステップ６０５）。
【００６８】
その後、ヒータ抵抗寿命判定回路４１１において、ＲＡＭ４１３に過去３回分の測定データが存在するか否かを判断し（ステップ６０６）、過去３回分の測定データが存在しない場合にはステップ６０３に戻る。
【００６９】
一方、ＲＡＭ４１３に過去３回分の測定データが存在する場合は、ヒータ抵抗寿命判定回路４１１において、ＲＡＭ４１３から過去３回分のデータを読み出す（ステップ６０７）。
【００７０】
次に、ヒータ抵抗寿命判定回路４１１において、ＬＵＴ４１２を参照し、ＲＡＭ４１３から読み出した３回分のデータのそれぞれについて、ノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値を導出する（ステップ６０８）。
【００７１】
そして、ヒータ抵抗寿命判定回路４１１において、ステップ６０８にて導出した抵抗値の最小値と最大値の差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上であるか否かを判断する。ステップ６０８にて導出した抵抗値の最小値と最大値の差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上である場合は、そのヒータ抵抗が所定の状態よりも劣化しており、ノズルの寿命と判定し（ステップ６０９）、記録データ生成回路４０２に対してそのヒータ抵抗が設けられたノズルについての駆動データの送信を停止する（ステップ６１０）。
【００７２】
そして、全てのノズルについて、ヒータ抵抗の抵抗値の測定が終了したかどうかを判断し（ステップ６１１）、終了している場合は、電圧源選択回路４０７を切り替えて、記録ヘッド４０４へ供給する電圧源を２１．５Ｖの電圧源４０５とする（ステップ６１２）。
【００７３】
そして、測定を終了する。
【００７４】
また、ステップ６０８にて導出した抵抗値の最小値と最大値の差が、その３回のうち最も過去の抵抗値の１０％以上でない場合は、ステップ６１０の処理は行わずにステップ６１１の処理に移行し、また、全てのノズルについてヒータ抵抗の抵抗値の測定が終了していない場合は、ステップ６０３に戻り、まだ測定を行っていないノズルに設けられたヒータ抵抗の抵抗値の測定を行う。
【００７５】
上述したように、本実施例においては、実機動作中の所定のタイミングに、ノズルの寿命を判定することを可能にし、故障前にノズルの使用を停止することが可能となる。
【００７６】
なお、本実施例においては、過去３回に測定した抵抗値の最小値と最大値の差が最も過去の抵抗値の１０％以上であった場合に、以後、そのノズルの使用を禁止するようにしている。しかしながら、過去何回分の抵抗値を参照するかは任意であり、また、過去に測定した抵抗値の最小値と最大値の差と比較する抵抗値は、そのうちの何回目の抵抗値であっても良いし、また、過去に測定した最小値と最大値の差が、参照する抵抗値の何％であるかは任意である。また、測定を行うタイミングについては、タイミングを規定する要素が特に無いので、任意で構わず、所定の印字枚数毎でも良いし、所定の時間経過毎でも良い。
【００７７】
また、インクジェット記録装置においては、一般的に、ノズルにおけるインクの吐出不良を検出する不良検出手段が設けられている。そこで、上述した実施例１，２において、ヒータ抵抗寿命判定回路１１１，４１１にて所定の状態よりも劣化していると判定されたヒータ抵抗が設けられたノズルについては、その判定後はインクの吐出不良の検出を行わない構成とすることにより、吐出不良検出動作全体に要する時間を短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
１０１，４０１ 画像生成ＩＣ
１０２，４０２ 記録データ生成回路
１０３，４０３ 記録タイミング生成回路
１０４，４０４ 記録ヘッド
１０５，１０６，４０５，４０６ 電圧源
１０７，４０７ 電圧源選択回路
１０８，４０８ 抵抗
１０９，４０９ オンキャリッジＩＣ
１１０，４１０ Ａ／Ｄ変換回路
１１１，４１１ ヒータ抵抗寿命判定回路
１１２，４１２ ＬＵＴ
２０１ インクカートリッジ
２０２ ヘッドカートリッジ
２０３ キャリッジ
２０４ エンコーダスケール
２０５ 紙送りローラ
２０６ 補助ローラ
２０７，２０８ 給紙ローラ
２０９ 記録紙
２１０ ガイド軸
３０１ ヒータ抵抗
３０２ 電流スイッチ制御用トランジスタ
３０３ ＡＮＤゲート
４１３ ＲＡＭ
４１４ バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数の記録要素毎に発熱抵抗体が設けられ、画像生成手段の制御によって前記発熱抵抗体に選択的に電圧を印加して当該発熱抵抗体を加熱することで前記複数の記録要素から被記録材に選択的にインクを吐出して記録を行う画像記録装置であって、
前記発熱抵抗体の抵抗値を測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記発熱抵抗体の抵抗値に基づいて当該発熱抵抗体が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定し、当該発熱抵抗体が前記所定の状態よりも劣化している場合、前記画像生成手段に対して当該発熱抵抗体への電圧の印加を禁止させる判定手段とを有する画像記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像記録装置において、
画像生成手段の制御によって前記発熱抵抗体に選択的に電圧を印加するための電圧源を有し、
該電圧源は、第１の電圧源と、該第１の電圧源よりも低い電圧を前記発熱抵抗体に印加する第２の電圧源とを有し、
被記録材への記録を行う場合は前記第１の電圧源による電圧が前記発熱抵抗体に印加され、また、前記発熱抵抗体の抵抗値を測定する場合は前記第２の電圧源による電圧が前記発熱抵抗体に印加されるように、前記画像生成手段の制御によって前記発熱抵抗体に選択的に印加される電圧を切り替える電圧源選択手段を有する画像記録装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像記録装置において、
前記判定手段は、前記発熱抵抗体の抵抗値が予め決められた範囲から外れていた場合、当該発熱抵抗体が前記所定の状態よりも劣化していると判定する画像記録装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像記録装置において、
１つの前記発熱抵抗体毎に前記測定手段にて所定の周期で測定された複数の抵抗値を格納するための記憶手段を有し、
前記判定手段は、前記記憶手段に格納された前記複数の抵抗値の変動量が所定値よりも大きな場合、当該発熱抵抗体が前記所定の状態よりも劣化していると判定する画像記録装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像記録装置において、
前記記録要素におけるインクの吐出不良を検出する不良検出手段を有し、
該不良検出手段は、前記判定手段にて前記所定の状態よりも劣化していると判定された発熱抵抗体が設けられた記録要素については、当該判定後はインクの吐出不良の検出を行わない画像記録装置。
【請求項１】
インクを吐出する複数の記録要素毎に発熱抵抗体が設けられ、画像生成手段の制御によって前記発熱抵抗体に選択的に電圧を印加して当該発熱抵抗体を加熱することで前記複数の記録要素から被記録材に選択的にインクを吐出して記録を行う画像記録装置であって、
前記発熱抵抗体の抵抗値を測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記発熱抵抗体の抵抗値に基づいて当該発熱抵抗体が所定の状態よりも劣化しているかどうかを判定し、当該発熱抵抗体が前記所定の状態よりも劣化している場合、前記画像生成手段に対して当該発熱抵抗体への電圧の印加を禁止させる判定手段とを有する画像記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像記録装置において、
画像生成手段の制御によって前記発熱抵抗体に選択的に電圧を印加するための電圧源を有し、
該電圧源は、第１の電圧源と、該第１の電圧源よりも低い電圧を前記発熱抵抗体に印加する第２の電圧源とを有し、
被記録材への記録を行う場合は前記第１の電圧源による電圧が前記発熱抵抗体に印加され、また、前記発熱抵抗体の抵抗値を測定する場合は前記第２の電圧源による電圧が前記発熱抵抗体に印加されるように、前記画像生成手段の制御によって前記発熱抵抗体に選択的に印加される電圧を切り替える電圧源選択手段を有する画像記録装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像記録装置において、
前記判定手段は、前記発熱抵抗体の抵抗値が予め決められた範囲から外れていた場合、当該発熱抵抗体が前記所定の状態よりも劣化していると判定する画像記録装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像記録装置において、
１つの前記発熱抵抗体毎に前記測定手段にて所定の周期で測定された複数の抵抗値を格納するための記憶手段を有し、
前記判定手段は、前記記憶手段に格納された前記複数の抵抗値の変動量が所定値よりも大きな場合、当該発熱抵抗体が前記所定の状態よりも劣化していると判定する画像記録装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像記録装置において、
前記記録要素におけるインクの吐出不良を検出する不良検出手段を有し、
該不良検出手段は、前記判定手段にて前記所定の状態よりも劣化していると判定された発熱抵抗体が設けられた記録要素については、当該判定後はインクの吐出不良の検出を行わない画像記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８２０８０（Ｐ２０１３−８２０８０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１７７４（Ｐ２０１１−２２１７７４）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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