JP2004058528A - 記録装置及び記録装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路規模を大きくすることなく、記録素子数の非常に多いインクジェット記録ヘッドに対して、常に安定したインク吐出特性を保障する為に各記録素子の目詰まりを適切に防止することの可能な記録装置及び記録装置の制御方法を提供することである。
【解決手段】複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置において、記録が記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように入力記録データを複数の記録素子に配分し、その分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測し、そのカウント値に応じて、記録装置の制御を行なう。
【選択図】 図5
【解決手段】複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置において、記録が記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように入力記録データを複数の記録素子に配分し、その分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測し、そのカウント値に応じて、記録装置の制御を行なう。
【選択図】 図5
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録装置及び記録装置の制御方法に関し、特に、インクジェット記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置及び記録装置の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にインクジェット記録装置は、記録ヘッドとインクタンクとを搭載するキャリッジと、例えば記録紙のような記録媒体を搬送する搬送手段と、これらを制御する為の制御手段とを備えている。そして、そのインクジェット記録装置では、インク液滴を吐出する複数のインク吐出口(以下、ノズルという)を設けた記録ヘッドを記録媒体の搬送方向(副走査方向)とは直交する方向(主走査方向)にスキャンさせる一方、記録媒体にインクを吐出して記録を行う。このとき、インクを吐出する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置することにより、記録ヘッドが記録媒体上を一回走査することでそのノズル数に対応した幅の記録が行われる。
【0003】
さて、従来のインクジェット記録装置では、一般に記録ヘッドのノズル内のインクが固着するのを防止するため、記録動作を行なわないときには、記録ヘッドのインク吐出面をキャップ状の部材によってキャップし、インクの溶媒が蒸発するのを防止している。
【0004】
しかしながら、記録動作時であっても、数多くのノズルの内、ほとんど使用しないノズル或いはインク吐出回数の少ないノズルが存在する為、これらのノズルは上述した固着防止用のキャップ状の部材が外された状態でかなり時間、インクの吐出を行うことなく大気に曝されることになる。その結果、これらのノズルからはインクの溶媒が蒸発し、インクの成分がノズル内に固着してしまう。
【0005】
これはノズル目詰まりを引き起こし、インク不吐出の原因となる。このため、従来より記録動作中ではあっても、所定時間間隔(例えば、数秒程度)に1回、記録素子を駆動させ、それに対応するノズル内の古いインクを吐出することにより、ノズル内には固着の可能性が無い新しいインクを常に満たすという目詰まり防止制御を行なっていた。しかしながら、このように一定時間で記録ヘッドの全記録素子を駆動して全ノズルからインク吐出を行うと、記録装置のスループットが低下してしまう。
【0006】
このようなことを考慮し、例えば、特開昭63−252748号では、各ノズル毎に吐出回数を計測するカウンタを備え、そのカウンタ値と所定の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、カウント値が所定の閾値以下のノズルに対してはインク吐出を行わせることを提案している。
【0007】
さて、近年になって、インクジェット記録装置にはますますその高速化と高画質化が望まれている。このような要求を満たすために、記録ヘッドのノズル数を増加させることで、これにより記録速度の高速化と高画質化を実現している。
【0008】
また、高画質及び高解像度を実現するために、記録ヘッドのノズル配置にも種々の提案がなされている。
【0009】
図6は記録ヘッドのノズル配置の具体的な例を示す図である。
【0010】
図6に示す例では、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)のインクに対し、各色のインクを吐出するノズル列を2列づつ持ち、各色のインクを吐出するノズル列を対照的に配置している。このような配置のノズル列を用いた記録ヘッドを往復走査させ、その両方向においてインクを吐出させ記録を行なうことで、その往復での色の違いが生じないような記録がなされる。
【0011】
図7は記録ヘッドのノズル配置の具体的な別の例を示す図である。
【0012】
図7に示す例も図6のそれと同様に、各色のインク(図7ではシアンインクを吐出する例のみを図示している)を吐出するノズル列を2列づつもつ構成であるが、2列のノズル列は縦方向に半ピッチづれて配置されている。このような配置のノズル列をもった記録ヘッドを用いることにより、特に、ノズル配列方向に高解像度での記録を得ることが可能となる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したような構成の非常に多くのノズルをもった記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置において、従来の目詰まり防止制御や温度制御等を行なうと、その数多くのノズルに対応したカウンタやそのカウント結果を比較する比較手段が必要になるので、そのための回路規模が非常に大きくなってしまうという問題を招くことになる。
【0014】
また、例えば目詰まり防止制御の場合、記録ヘッドのノズル数が増えれば増えるほど、いずれかのノズルが長い時間にわたってインク吐出が行なわれない確率は増し、このことはノズルの目詰まりを防止するために予備吐出を行なう頻度が増えることを意味する。しかしながら、予備吐出を行なう頻度が増えることは無駄なインク消費が増えることや記録スループットの低下を意味し、望ましいことではない。
【0015】
本発明は上記従来例とその問題点に鑑みてなされたものであり、回路規模を大きくすることなく、記録素子数の非常に多いインクジェット記録ヘッドに対して、インク吐出数のカウント等、記録の状況を簡単に把握しうる記録装置や記録装置の制御方法を提供することを目的としている。
【0016】
特に常に安定したインク吐出特性を保障する為に各記録素子の目詰まりを適切に防止することの可能な記録装置及び予備吐出制御方法を提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の記録装置は以下の構成からなる。
【0018】
即ち、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置であって、記録データを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された記録データによる記録が、画像データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分手段と、前記分配対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を個別に計測する複数のカウント手段と、前記複数のカウント手段によるカウント値に応じて前記記録装置の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする記録装置を備える。
【0019】
さらに、これら複数のカウンタ手段の全てで、前記インク吐出回数が所定数に達したかどうかを判断する判断手段を備えることが望ましい。そして、その判断結果に従って、前記制御手段はインクジェット記録ヘッドからの予備吐出の実行を制御することが望ましい。
【0020】
ここで、前記判断手段による判断は所定周期ごとに行なうことが望ましい。
【0021】
また、前記複数のカウンタ手段夫々はダウンカウンタであり、これら複数のダウンカウンタに所定の初期値を設定してカウントを行なうことが望ましい。そして、これら複数のダウンカウンタは、夫々が対応する記録素子からインク吐出が1回なされるたびごとに所定の初期値から値を−1し、カウント値がゼロに達したなら、リセットされるまでそのカウント値としてゼロを示すような構成が望ましい。
【0022】
さて、前記制御手段は、記録動作を開始するにあたり、予備吐出を行なうことなく記録を継続できる記録可能時間の初期値を設定し、判断手段による判断結果に従って、前記記録可能時間を調整し、その調整された記録可能時間を監視し、その監視結果に従って、前記予備吐出の実行を制御することが望ましい。
【0023】
さらに、前記インクジェット記録ヘッドを往復走査させる走査手段を備え、前記インクジェット記録ヘッドが、マゼンタインクを吐出する第1のノズル列と第2のノズル列と、イエロインクを吐出する第3のノズル列と第4のノズル列と、シアンインクを吐出する第5のノズル列と第6のノズル列と、ブラックインクを吐出する第7のノズル列と第8のノズル列とを、そのインクジェット記録ヘッドの走査方向に並んで配置するような構成とし、さらに、第1、第3、第5、及び第7のノズル列と、第2、第4、第6、及び第8のノズル列とが対称形に配置されるような構成とすることが望ましい。
【0024】
以上のような構成のインクジェット記録ヘッドを用いたとき、前記配分手段は、前記記録データの各色成分ごとに、マゼンタ成分データであれば、第1のノズル列と第2のノズル列とに、イエロ成分データであれば第3のノズル列と第4のノズル列とに、シアン成分データであれば第5のノズル列と第6のノズル列とに、ブラック成分データであれば第7のノズル列と第8のノズル列とに、夫々対応した記録素子を分配対象としてに記録データを均等に配分することが望ましい。
【0025】
そして、前記複数のカウント手段は、前記第1、第3、第5、及び第7のノズル列に対応する複数の記録素子の一部についてインク吐出回数を個別に計測すると良い。
【0026】
なお、前記インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることが好ましい。
【0027】
また他の発明によれば、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置の制御方法であって、記録データを入力する入力工程と、前記入力工程において入力された記録データによる記録が、前記複数の記録素子で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分工程と、前記複数の記録素子の配置構成に従って、前記複数の記録素子の一部の素子各々に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測する計測工程と、前記複数のカウンタ全てで、前記インク吐出回数が所定数に達したかどうかを判断する判断工程と、前記判断工程における判断結果に従って、前記インクジェット記録ヘッドからの予備吐出の実行を制御する制御工程とを有することを特徴とする記録装置の制御方法を備える。
【0028】
さらに他の発明によれば、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置の制御方法であって、記録データを入力する入力工程と、前記入力工程において入力された記録データによる記録が、記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分工程と、前記分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を個別に計測する計測工程と、前記計測工程におけるカウント値に応じて前記記録装置の制御を行う制御工程とを有することを特徴とする記録装置の制御方法を備える。
【0029】
以上の構成により本発明では、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置において、記録が記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように入力記録データを複数の記録素子に配分し、その分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測し、そのカウント値に応じて、記録装置の制御を行なう。
【0030】
【発明の実施の形態】
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詳細に説明する。
【0031】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。
【0032】
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、有意無意を問わず、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。
【0033】
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。
【0034】
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、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。
【0035】
図1は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置(以下、記録装置という)の構成概略を表す斜視図である。
【0036】
この実施形態で用いる記録ヘッド1はインクジェット記録方式の中でも特にエネルギー発生手段として発熱抵抗体等の電気熱変換体を用いて、インクを加熱して熱エネルギーによってインク滴を吐出させる方式を用いており、これにより記録画像の高解像度および高精細化を達成している。
【0037】
記録ヘッド1には、図1に示すように、シアン(C)インクを収容したインクタンク1C、マゼンタ(M)インクを収容したインクタンク1M、イエロ(Y)インクを収容したインクタンク1Y、及びブラックインク(Bk)を収容したインクタンク1Kの4つのインクタンクが接続されている。そして、記録ヘッド1及び各インクタンク1C、1M、1Y、1Kは共に、キャリッジ2に搭載されている。図1から分かるように、これら4つのインクタンクは、ガイド軸3の長さ方向に沿って配列された、即ち、キャリッジ2の移動方向に沿った状態でキャリッジ2に搭載されている。
【0038】
図1に示されているように、記録ヘッド1は下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ2に搭載されており、キャリッジ2の軸受け部2aがガイド軸3に沿って移動していくときに、記録ヘッド1がインク液滴を吐出して、記録用紙等の記録媒体4上に1走査分の画像を形成する。なお、キャリッジ2のガイド軸3に沿った往復運動は、キャリッジモータ5の駆動力が伝達されたプーリ6の回転により、タイミングベルト7を介して行われる。
【0039】
記録ヘッド1による1走査分の記録が終了すると、記録ヘッド1は記録を中断する。そのとき、搬送モータ9が駆動されて、プラテン8上に位置する記録媒体4がキャリッジ2の移動方向に対して直交する方向に所定量だけ搬送される。次いで再び、キャリッジ2をガイド軸3に沿って移動させながら次の1走査分の画像形成を行う。これらの動作を繰り返すことにより、記録媒体4の全体にわたって画像が記録される。
【0040】
さて、図1において、記録装置の右側には記録ヘッド1のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復機器10が配設されている。回復機器10の横側には、目詰まり防止用の予備吐出を行う予備吐出口(不図示)が設けられている。回復機器10には記録ヘッド1のインク吐出面をキャップするキャップ11、記録ヘッド1のインク吐出面を拭うワイパ12、及び記録ヘッド1の記録素子を構成するインク吐出ノズル(以下、ノズルという)からインクを吸引するための吸引ポンプ(不図示)等が設けられている。
【0041】
また、この実施形態の記録装置はエンコーダスケール13及びエンコーダ14を備えており、キャリッジ2の移動速度の検出を行い、キャリッジモータ5を駆動する時に、そのフィードバック制御を行うように構成されている。また、エンコーダスケール13の位置情報をエンコーダ14により読み取ることで、記録ヘッド1のインク吐出タイミング(以後、ヒートタイミングと呼ぶ)が得られる。
【0042】
なお、この実施形態で用いる記録ヘッド1は上述した4つのインクタンクから4色のインクの供給を受けて記録を行なうカラー記録ヘッドであり、そのノズル構成は図6〜図7に示すようになっており、各インクに対して2列のノズル列が対応し、キャリッジ2の往復移動に対応して往復記録を行なう。
【0043】
図2は図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。
【0044】
図2に示す構成によれば、ホストPC106から送られた記録データ(カラー記録データ)は記録装置内部のインタフェース(以下、I/F)制御ブロック107で受信され、その受信データはデータ展開ブロック108によってカラー記録データの各色成分(YMCBk)毎及び各ノズル列毎の記録データに展開される。
【0045】
この展開データはCPU110によって制御されるDMAコントローラ102によりDRAM101に転送されて一時的に格納される。
【0046】
DRAM101に格納された展開記録データは、エンコーダ信号を入力して記録ヘッド1の位置を検出しながら、再びDMAコントローラ102によって読み出され、シーケンスコントローラ104を経て記録ヘッド1のヘッドロジック105に転送される。このとき、その転送されるデータは記録信号P_DATA1とP_DATA2としてクロック信号CLKに従って、シーケンスコントローラ104から出力される。そして、そのデータ転送後、ラッチ信号Latch sigがヘッドロジック105に出力され、記録信号がヘッドロジック105内のラッチ回路(不図示)にラッチされる。
【0047】
一方、シーケンスコントローラ104はブロック生成回路103によってブロック選択信号Block sigを生成し、これをヘッドロジック105に出力するとともに、ヒート信号Heat sigをヘッドロジック105に出力する。これによって、多数の記録要素が複数のブロックに分割されて、時分割ブロック駆動が実行される。
【0048】
このように記録動作とともにノズルカウンタ109では展開された記録データに基づいて記録ヘッド1の各ノズル毎のインク吐出回数を計測する。
【0049】
図3はノズルカウンタ109の内部構成を示すブロック図である。
【0050】
図3において、カウンタ(Counter)202は、記録ヘッド1の各ノズル毎のインク吐出回数を計測する。このカウンタは、各ノズルがインクを1回吐出をする毎に、即ち、各カウンタにロード信号(Load Sig)に従って入力されるデータ(HeadDatai:i=1,n)がインク吐出を指示する度毎に、初期設定値から−1ずつ減算するダウンカウンタである。カウンタ202はそのカウント値が“0”に達すると、次に初期値にリセットされるまで、以後何回吐出を行っても値“0”が保持されるようになっている。
【0051】
このような構成を採用することにより、従来はインク吐出回数をカウントするために各ノズル毎にカウンタと比較器とが必要であったのに対して、比較器が不要になるので、回路規模が削減されるという利点がある。
【0052】
ノズルカウンタ109に含まれるカウンタ202の数は、記録ヘッド1が備える全ノズル数の半分、即ち、インク各色に対応した2列づつのノズル列の内、片側のノズル列分(例えば、図6において、ノズル列Bk1、C1、M1、Y1)のノズル数である。これは、後述するように記録データを分配する対象のノズル列間で均等に振り分けられているため、一方のノズル列の記録素子をカウントすれば画像データの分配対象の中の他のノズル列の記録素子の駆動状態をも知ることができるためである。
【0053】
そして、ORLogic201は、カウンタ202全ての出力を入力して論理和を演算し、その演算結果をCPU110に出力する。また、レジスタ(Register)203はカウンタ202の初期値を保持するレジスタである。その初期値(CPU_D)は、セット信号(Set_Sig)とともにCPU110から供給される。
【0054】
図4はデータ展開ブロック108によって展開される記録データとノズルによって記録されるドットとの関係を示す図である。
【0055】
この実施形態の記録ヘッド1は図6〜図7に示すような構成のノズル配置をしているので、600dpi(主走査方向)×600dpi(副走査方向)の解像度で記録を行うことができ、その解像度で各画素当たり、各色成分毎に2ビットの記録データが対応する。そして、各画素について2つのノズルを用いてドット形成を行なうことができるので、各画素当たり3値の濃度が表現される。
【0056】
ここでは、ノズル列C1、C2を用い、シアンインクによりドット形成する例を説明する。ここではノズル列C1、C2間の記録素子が画像データを振り分けた分配対象の記録素子となっている。
【0057】
ホストPC106より転送された記録データの値が“00”であった場合、ノズル列C1のノズルとノズル列C2のノズルそれぞれに“0(インク不吐出)”の記録データが与えられる。この場合、両方のノズルからインクは吐出されない(図4の(A)の例)。次に、記録データの値が“10”であった場合、ノズル列C1のノズルとノズル列C2のノズルそれぞれに“1(インク吐出)”の記録データが与えられる。この場合、両方のノズルからインクが吐出される(図4の(D)の例)。
【0058】
また、記録データの値が“01”であった場合、ノズル列C1のノズルには“1”の記録データが、ノズル列C2のノズルには“0”の記録データが与えられる。この場合、ノズル列C1のノズルからのみインクが吐出される(図4(B)の例)。最後に、記録データの値が“01”であった場合、ノズル列C1のノズルには“0”の記録データが、ノズル列C2のノズルには“1”の記録データが与えられる。この場合、ノズル列C2のノズルからのみインクが吐出される(図4(C)の例)。言い換えると、記録データが“01”である毎に、分配の対象となるノズル列C1のノズルとノズル列C2のノズルによるインク吐出が交互に繰り返される。
【0059】
これにより、ノズル列C1のノズルとノズル列C2のノズルのどちらか片方にインク吐出が集中するのではなく、均等にインク吐出が分配されることになる。
【0060】
なお、このような制御はノズル列Y1、Y2を用い、イエロインクによりドット形成される場合、ノズル列M1、M2を用い、マゼンタインクによりドット形成される場合、ノズル列Bk1、Bk2を用い、ブラックインクによりドット形成される場合にも同様に適用される。
【0061】
従って、図3に示したノズルカウンタの構成に関連して説明したように、たとえ、カウンタ202の数が、記録ヘッド1が備える、インク各色に対応した2列づつのノズル列の内、片側のノズル列分(例えば、図6において、ノズル列Bk1、C1、M1、Y1)のノズル数であったとしても、その片側分のノズルに対するカウントを行なうことで実質的にはノズル全体に対するインク吐出のカウントを行なうことと同じになる。
【0062】
次に、図5に示すフローチャートを参照して上述した構成の記録装置が実行する予備吐出制御について説明する。なお、この制御はROM111に格納された制御プログラムをCPU110が読みだして、DRAM101を作業領域として用いることにより実行される。
【0063】
まず、ステップS102において、CPU110はノズルカウンタ109内のレジスタ203に初期値の設定を行い、さらにカウンタ202に初期値をセットする。次に、ステップS103において、CPU110はCPU内部に保持されたレジスタ(不図示)に記録可能時間の初期設定を行う(T=Tsとする)。この記録可能時間とは予備吐出を行なわずに記録を行なうことができる標準的な時間というべきものである。
【0064】
さらに、ステップS104では、記録ヘッド1がキャップ11によるキャッピングを解除されたタイミングで、CPU110はCPU内部のカウンタ(不図示)を使用して所定時間間隔(Nms)の計測をスタートし、さらにステップS105では、シーケンスコントローラ104がエンコーダ14から読み取った位置検出信号に基づいて、記録タイミングを生成し、記録を開始する。
【0065】
ステップS106ではCPU110は所定の時間間隔(Nms)が経過するまで処理を待ち合わせ、その時間が経過すると、ステップS107に進み、CPU110はノズルカウンタ109の出力を調べる。即ち、ORLogic201の出力値を読み出し、その出力値(Out)は“0”であるかどうかを調べる。また、このタイミングに同期して、カウンタ202にはレジスタ203の値が再びセットされる。
【0066】
さて、Out=“0”であれば、CPU110は全てのノズルから所定数のインク吐出があったと判断し、処理はステップS109に進み、CPU内部レジスタに記録可能時間の再初期設定を行う(T=Tsとする)。その後、処理はステップS112に進む。
【0067】
これに対して、Out≠“0”であれば、CPU110は記録ヘッドのいずれかのノズルから所定数のインク吐出がないと判断し、処理はステップS108に進み、記録可能時間(T)からNmsを減算し、その減算結果を新たな記録可能時間とする。
【0068】
次に、ステップS110では、その新たな記録可能時間が“0”となったかどうかを調べる。ここで、T≠“0”であれば、処理はステップS112に進み、T=“0”であれば、処理はステップS111に進んで、予備吐出を行う位置までキヤリッジ2を移動させ、全てのノズル列に対する予備吐出を実行する。その後、処理はステップS112に進む。
【0069】
ステップS112では、全記録が終了したか否かを判断し、記録終了ではない場合には処理はステップS106に戻り、再び、所定時間間隔(Nms)の経過を待ち合わせる。これに対して、記録が終了していれば、処理終了となり、処理はステップS113に進んで、記録ヘッドのキャップを行う。
【0070】
従って以上説明した実施形態に従えば、記録ヘッドがキャッピングを外されて記録動作を開始するタイミングに合わせて、所定周期の計測を開始し、所定周期が経過するたび毎にノズルカウンタの状態を調べ、そのカウンタ出力に従って、所定数の吐出が行われていないノズルがあったと判断し、予備吐出を行なわずとも記録が可能な時間の長さを調整して、その後の予備吐出の実行を制御することができる。
【0071】
これにより、実際の記録状態に合わせて予備吐出の回数を削減することができる。
【0072】
また、例えば、図6〜図7に示すような構成の非常に多くのノズルをもった記録ヘッドを用いて記録を行う場合には、できる限り均等にすべてのノズルからインク吐出がなされるようにも制御されるので、これにより長時間にわたってインク吐出に用いられないノズルの数を低減することができ、これが予備吐出の回数を削減することに貢献する。
【0073】
さらに、図6〜図7に示すような左右対称形をなすノズル配置の記録ヘッドにおいてできる限り均等にすべてのノズルからインク吐出がなされるように制御することにより、実質的に左右いずれかのノズル列に対するカウントを行なうだけで実質的に全てのノズルに対するインク吐出状態を知ることになるので、このカウントに必要なカウンタの数を削減することができ、これに係る回路規模を削減することもできる。
【0074】
さらに、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【0075】
またさらに、上述の実施形態においてはカウントした結果によって予備吐出を行う制御の例で説明を行ったが、これに限らずカウント結果に応じて、温度制御等を行ってもよい。
【0076】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等の記録素子を構成する素子)を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【0077】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0078】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書、同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0079】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成としても良い。
【0080】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【0081】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【0082】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもできる。
【0083】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置において、記録が記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように入力記録データを複数の記録素子に配分し、その分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測し、そのカウント値に応じて、記録装置の制御を行なうので、複数の記録素子全てに対して、従来のような計測カウンタや比較器を備える必要が無いため、インク吐出回数の計測にかかわる回路規模を削減することができるという効果がある。
【0085】
また、記録が複数の記録素子で分散されるので、特定の記録素子が記録に用いられずに長時間経過することがなくなり、予備吐出の必要性を減じさせることができる。これにより、記録のスループットが向上する。
【0086】
さらに、一括的に複数のカウンタの計測結果の管理を行う事で、複数の記録素子全体にわたる予備吐出のタイミングを合わせることができるので、これも記録のスループットの向上に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の構成概略を表す斜視図である。
【図2】制御回路の構成を示すブロック図である。
【図3】ノズルカウンタの内部構成を示すブロック図である。
【図4】データ展開ブロック108によって展開される記録データとノズルによって記録されるドットとの関係を示す図である。
【図5】予備吐出制御を示すフローチャートである。
【図6】記録ヘッドのノズル配置の具体的な例を示す図である。
【図7】記録ヘッドのノズル配置の具体的な別の例を示す図である。
【符号の説明】
1 記録ヘッド
1C、1M、1Y、1K インクタンク
2 キヤリッジ
2a 軸受け
3 ガイド軸
4 記録媒体
5 キヤリッジモータ
6 プーリ
7 タイミングベルト
8 プラテン
9 搬送モータ
10 回復機器
11 キヤップ
12 ワイパ
13 エンコーダスケール
14 エンコーダ
101 DRAM
102 DMAコントローラ
103 ブロック信号生成回路
104 シーケンスコントローラ
105 ヘッドロジック
106 ホストPC
107 I/F制御ブロック
108 データ展開ブロック
109 ノズルカウンタ
110 CPU
111 ROM
201 OR ロジック
202 カウンタ
203 レジスタ
【発明の属する技術分野】
本発明は記録装置及び記録装置の制御方法に関し、特に、インクジェット記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置及び記録装置の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にインクジェット記録装置は、記録ヘッドとインクタンクとを搭載するキャリッジと、例えば記録紙のような記録媒体を搬送する搬送手段と、これらを制御する為の制御手段とを備えている。そして、そのインクジェット記録装置では、インク液滴を吐出する複数のインク吐出口(以下、ノズルという)を設けた記録ヘッドを記録媒体の搬送方向(副走査方向)とは直交する方向(主走査方向)にスキャンさせる一方、記録媒体にインクを吐出して記録を行う。このとき、インクを吐出する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置することにより、記録ヘッドが記録媒体上を一回走査することでそのノズル数に対応した幅の記録が行われる。
【0003】
さて、従来のインクジェット記録装置では、一般に記録ヘッドのノズル内のインクが固着するのを防止するため、記録動作を行なわないときには、記録ヘッドのインク吐出面をキャップ状の部材によってキャップし、インクの溶媒が蒸発するのを防止している。
【0004】
しかしながら、記録動作時であっても、数多くのノズルの内、ほとんど使用しないノズル或いはインク吐出回数の少ないノズルが存在する為、これらのノズルは上述した固着防止用のキャップ状の部材が外された状態でかなり時間、インクの吐出を行うことなく大気に曝されることになる。その結果、これらのノズルからはインクの溶媒が蒸発し、インクの成分がノズル内に固着してしまう。
【0005】
これはノズル目詰まりを引き起こし、インク不吐出の原因となる。このため、従来より記録動作中ではあっても、所定時間間隔(例えば、数秒程度)に1回、記録素子を駆動させ、それに対応するノズル内の古いインクを吐出することにより、ノズル内には固着の可能性が無い新しいインクを常に満たすという目詰まり防止制御を行なっていた。しかしながら、このように一定時間で記録ヘッドの全記録素子を駆動して全ノズルからインク吐出を行うと、記録装置のスループットが低下してしまう。
【0006】
このようなことを考慮し、例えば、特開昭63−252748号では、各ノズル毎に吐出回数を計測するカウンタを備え、そのカウンタ値と所定の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、カウント値が所定の閾値以下のノズルに対してはインク吐出を行わせることを提案している。
【0007】
さて、近年になって、インクジェット記録装置にはますますその高速化と高画質化が望まれている。このような要求を満たすために、記録ヘッドのノズル数を増加させることで、これにより記録速度の高速化と高画質化を実現している。
【0008】
また、高画質及び高解像度を実現するために、記録ヘッドのノズル配置にも種々の提案がなされている。
【0009】
図6は記録ヘッドのノズル配置の具体的な例を示す図である。
【0010】
図6に示す例では、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)のインクに対し、各色のインクを吐出するノズル列を2列づつ持ち、各色のインクを吐出するノズル列を対照的に配置している。このような配置のノズル列を用いた記録ヘッドを往復走査させ、その両方向においてインクを吐出させ記録を行なうことで、その往復での色の違いが生じないような記録がなされる。
【0011】
図7は記録ヘッドのノズル配置の具体的な別の例を示す図である。
【0012】
図7に示す例も図6のそれと同様に、各色のインク(図7ではシアンインクを吐出する例のみを図示している)を吐出するノズル列を2列づつもつ構成であるが、2列のノズル列は縦方向に半ピッチづれて配置されている。このような配置のノズル列をもった記録ヘッドを用いることにより、特に、ノズル配列方向に高解像度での記録を得ることが可能となる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したような構成の非常に多くのノズルをもった記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置において、従来の目詰まり防止制御や温度制御等を行なうと、その数多くのノズルに対応したカウンタやそのカウント結果を比較する比較手段が必要になるので、そのための回路規模が非常に大きくなってしまうという問題を招くことになる。
【0014】
また、例えば目詰まり防止制御の場合、記録ヘッドのノズル数が増えれば増えるほど、いずれかのノズルが長い時間にわたってインク吐出が行なわれない確率は増し、このことはノズルの目詰まりを防止するために予備吐出を行なう頻度が増えることを意味する。しかしながら、予備吐出を行なう頻度が増えることは無駄なインク消費が増えることや記録スループットの低下を意味し、望ましいことではない。
【0015】
本発明は上記従来例とその問題点に鑑みてなされたものであり、回路規模を大きくすることなく、記録素子数の非常に多いインクジェット記録ヘッドに対して、インク吐出数のカウント等、記録の状況を簡単に把握しうる記録装置や記録装置の制御方法を提供することを目的としている。
【0016】
特に常に安定したインク吐出特性を保障する為に各記録素子の目詰まりを適切に防止することの可能な記録装置及び予備吐出制御方法を提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の記録装置は以下の構成からなる。
【0018】
即ち、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置であって、記録データを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された記録データによる記録が、画像データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分手段と、前記分配対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を個別に計測する複数のカウント手段と、前記複数のカウント手段によるカウント値に応じて前記記録装置の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする記録装置を備える。
【0019】
さらに、これら複数のカウンタ手段の全てで、前記インク吐出回数が所定数に達したかどうかを判断する判断手段を備えることが望ましい。そして、その判断結果に従って、前記制御手段はインクジェット記録ヘッドからの予備吐出の実行を制御することが望ましい。
【0020】
ここで、前記判断手段による判断は所定周期ごとに行なうことが望ましい。
【0021】
また、前記複数のカウンタ手段夫々はダウンカウンタであり、これら複数のダウンカウンタに所定の初期値を設定してカウントを行なうことが望ましい。そして、これら複数のダウンカウンタは、夫々が対応する記録素子からインク吐出が1回なされるたびごとに所定の初期値から値を−1し、カウント値がゼロに達したなら、リセットされるまでそのカウント値としてゼロを示すような構成が望ましい。
【0022】
さて、前記制御手段は、記録動作を開始するにあたり、予備吐出を行なうことなく記録を継続できる記録可能時間の初期値を設定し、判断手段による判断結果に従って、前記記録可能時間を調整し、その調整された記録可能時間を監視し、その監視結果に従って、前記予備吐出の実行を制御することが望ましい。
【0023】
さらに、前記インクジェット記録ヘッドを往復走査させる走査手段を備え、前記インクジェット記録ヘッドが、マゼンタインクを吐出する第1のノズル列と第2のノズル列と、イエロインクを吐出する第3のノズル列と第4のノズル列と、シアンインクを吐出する第5のノズル列と第6のノズル列と、ブラックインクを吐出する第7のノズル列と第8のノズル列とを、そのインクジェット記録ヘッドの走査方向に並んで配置するような構成とし、さらに、第1、第3、第5、及び第7のノズル列と、第2、第4、第6、及び第8のノズル列とが対称形に配置されるような構成とすることが望ましい。
【0024】
以上のような構成のインクジェット記録ヘッドを用いたとき、前記配分手段は、前記記録データの各色成分ごとに、マゼンタ成分データであれば、第1のノズル列と第2のノズル列とに、イエロ成分データであれば第3のノズル列と第4のノズル列とに、シアン成分データであれば第5のノズル列と第6のノズル列とに、ブラック成分データであれば第7のノズル列と第8のノズル列とに、夫々対応した記録素子を分配対象としてに記録データを均等に配分することが望ましい。
【0025】
そして、前記複数のカウント手段は、前記第1、第3、第5、及び第7のノズル列に対応する複数の記録素子の一部についてインク吐出回数を個別に計測すると良い。
【0026】
なお、前記インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることが好ましい。
【0027】
また他の発明によれば、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置の制御方法であって、記録データを入力する入力工程と、前記入力工程において入力された記録データによる記録が、前記複数の記録素子で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分工程と、前記複数の記録素子の配置構成に従って、前記複数の記録素子の一部の素子各々に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測する計測工程と、前記複数のカウンタ全てで、前記インク吐出回数が所定数に達したかどうかを判断する判断工程と、前記判断工程における判断結果に従って、前記インクジェット記録ヘッドからの予備吐出の実行を制御する制御工程とを有することを特徴とする記録装置の制御方法を備える。
【0028】
さらに他の発明によれば、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置の制御方法であって、記録データを入力する入力工程と、前記入力工程において入力された記録データによる記録が、記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分工程と、前記分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を個別に計測する計測工程と、前記計測工程におけるカウント値に応じて前記記録装置の制御を行う制御工程とを有することを特徴とする記録装置の制御方法を備える。
【0029】
以上の構成により本発明では、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置において、記録が記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように入力記録データを複数の記録素子に配分し、その分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測し、そのカウント値に応じて、記録装置の制御を行なう。
【0030】
【発明の実施の形態】
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詳細に説明する。
【0031】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。
【0032】
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、有意無意を問わず、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。
【0033】
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。
【0034】
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、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。
【0035】
図1は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置(以下、記録装置という)の構成概略を表す斜視図である。
【0036】
この実施形態で用いる記録ヘッド1はインクジェット記録方式の中でも特にエネルギー発生手段として発熱抵抗体等の電気熱変換体を用いて、インクを加熱して熱エネルギーによってインク滴を吐出させる方式を用いており、これにより記録画像の高解像度および高精細化を達成している。
【0037】
記録ヘッド1には、図1に示すように、シアン(C)インクを収容したインクタンク1C、マゼンタ(M)インクを収容したインクタンク1M、イエロ(Y)インクを収容したインクタンク1Y、及びブラックインク(Bk)を収容したインクタンク1Kの4つのインクタンクが接続されている。そして、記録ヘッド1及び各インクタンク1C、1M、1Y、1Kは共に、キャリッジ2に搭載されている。図1から分かるように、これら4つのインクタンクは、ガイド軸3の長さ方向に沿って配列された、即ち、キャリッジ2の移動方向に沿った状態でキャリッジ2に搭載されている。
【0038】
図1に示されているように、記録ヘッド1は下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ2に搭載されており、キャリッジ2の軸受け部2aがガイド軸3に沿って移動していくときに、記録ヘッド1がインク液滴を吐出して、記録用紙等の記録媒体4上に1走査分の画像を形成する。なお、キャリッジ2のガイド軸3に沿った往復運動は、キャリッジモータ5の駆動力が伝達されたプーリ6の回転により、タイミングベルト7を介して行われる。
【0039】
記録ヘッド1による1走査分の記録が終了すると、記録ヘッド1は記録を中断する。そのとき、搬送モータ9が駆動されて、プラテン8上に位置する記録媒体4がキャリッジ2の移動方向に対して直交する方向に所定量だけ搬送される。次いで再び、キャリッジ2をガイド軸3に沿って移動させながら次の1走査分の画像形成を行う。これらの動作を繰り返すことにより、記録媒体4の全体にわたって画像が記録される。
【0040】
さて、図1において、記録装置の右側には記録ヘッド1のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復機器10が配設されている。回復機器10の横側には、目詰まり防止用の予備吐出を行う予備吐出口(不図示)が設けられている。回復機器10には記録ヘッド1のインク吐出面をキャップするキャップ11、記録ヘッド1のインク吐出面を拭うワイパ12、及び記録ヘッド1の記録素子を構成するインク吐出ノズル(以下、ノズルという)からインクを吸引するための吸引ポンプ(不図示)等が設けられている。
【0041】
また、この実施形態の記録装置はエンコーダスケール13及びエンコーダ14を備えており、キャリッジ2の移動速度の検出を行い、キャリッジモータ5を駆動する時に、そのフィードバック制御を行うように構成されている。また、エンコーダスケール13の位置情報をエンコーダ14により読み取ることで、記録ヘッド1のインク吐出タイミング(以後、ヒートタイミングと呼ぶ)が得られる。
【0042】
なお、この実施形態で用いる記録ヘッド1は上述した4つのインクタンクから4色のインクの供給を受けて記録を行なうカラー記録ヘッドであり、そのノズル構成は図6〜図7に示すようになっており、各インクに対して2列のノズル列が対応し、キャリッジ2の往復移動に対応して往復記録を行なう。
【0043】
図2は図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。
【0044】
図2に示す構成によれば、ホストPC106から送られた記録データ(カラー記録データ)は記録装置内部のインタフェース(以下、I/F)制御ブロック107で受信され、その受信データはデータ展開ブロック108によってカラー記録データの各色成分(YMCBk)毎及び各ノズル列毎の記録データに展開される。
【0045】
この展開データはCPU110によって制御されるDMAコントローラ102によりDRAM101に転送されて一時的に格納される。
【0046】
DRAM101に格納された展開記録データは、エンコーダ信号を入力して記録ヘッド1の位置を検出しながら、再びDMAコントローラ102によって読み出され、シーケンスコントローラ104を経て記録ヘッド1のヘッドロジック105に転送される。このとき、その転送されるデータは記録信号P_DATA1とP_DATA2としてクロック信号CLKに従って、シーケンスコントローラ104から出力される。そして、そのデータ転送後、ラッチ信号Latch sigがヘッドロジック105に出力され、記録信号がヘッドロジック105内のラッチ回路(不図示)にラッチされる。
【0047】
一方、シーケンスコントローラ104はブロック生成回路103によってブロック選択信号Block sigを生成し、これをヘッドロジック105に出力するとともに、ヒート信号Heat sigをヘッドロジック105に出力する。これによって、多数の記録要素が複数のブロックに分割されて、時分割ブロック駆動が実行される。
【0048】
このように記録動作とともにノズルカウンタ109では展開された記録データに基づいて記録ヘッド1の各ノズル毎のインク吐出回数を計測する。
【0049】
図3はノズルカウンタ109の内部構成を示すブロック図である。
【0050】
図3において、カウンタ(Counter)202は、記録ヘッド1の各ノズル毎のインク吐出回数を計測する。このカウンタは、各ノズルがインクを1回吐出をする毎に、即ち、各カウンタにロード信号(Load Sig)に従って入力されるデータ(HeadDatai:i=1,n)がインク吐出を指示する度毎に、初期設定値から−1ずつ減算するダウンカウンタである。カウンタ202はそのカウント値が“0”に達すると、次に初期値にリセットされるまで、以後何回吐出を行っても値“0”が保持されるようになっている。
【0051】
このような構成を採用することにより、従来はインク吐出回数をカウントするために各ノズル毎にカウンタと比較器とが必要であったのに対して、比較器が不要になるので、回路規模が削減されるという利点がある。
【0052】
ノズルカウンタ109に含まれるカウンタ202の数は、記録ヘッド1が備える全ノズル数の半分、即ち、インク各色に対応した2列づつのノズル列の内、片側のノズル列分(例えば、図6において、ノズル列Bk1、C1、M1、Y1)のノズル数である。これは、後述するように記録データを分配する対象のノズル列間で均等に振り分けられているため、一方のノズル列の記録素子をカウントすれば画像データの分配対象の中の他のノズル列の記録素子の駆動状態をも知ることができるためである。
【0053】
そして、ORLogic201は、カウンタ202全ての出力を入力して論理和を演算し、その演算結果をCPU110に出力する。また、レジスタ(Register)203はカウンタ202の初期値を保持するレジスタである。その初期値(CPU_D)は、セット信号(Set_Sig)とともにCPU110から供給される。
【0054】
図4はデータ展開ブロック108によって展開される記録データとノズルによって記録されるドットとの関係を示す図である。
【0055】
この実施形態の記録ヘッド1は図6〜図7に示すような構成のノズル配置をしているので、600dpi(主走査方向)×600dpi(副走査方向)の解像度で記録を行うことができ、その解像度で各画素当たり、各色成分毎に2ビットの記録データが対応する。そして、各画素について2つのノズルを用いてドット形成を行なうことができるので、各画素当たり3値の濃度が表現される。
【0056】
ここでは、ノズル列C1、C2を用い、シアンインクによりドット形成する例を説明する。ここではノズル列C1、C2間の記録素子が画像データを振り分けた分配対象の記録素子となっている。
【0057】
ホストPC106より転送された記録データの値が“00”であった場合、ノズル列C1のノズルとノズル列C2のノズルそれぞれに“0(インク不吐出)”の記録データが与えられる。この場合、両方のノズルからインクは吐出されない(図4の(A)の例)。次に、記録データの値が“10”であった場合、ノズル列C1のノズルとノズル列C2のノズルそれぞれに“1(インク吐出)”の記録データが与えられる。この場合、両方のノズルからインクが吐出される(図4の(D)の例)。
【0058】
また、記録データの値が“01”であった場合、ノズル列C1のノズルには“1”の記録データが、ノズル列C2のノズルには“0”の記録データが与えられる。この場合、ノズル列C1のノズルからのみインクが吐出される(図4(B)の例)。最後に、記録データの値が“01”であった場合、ノズル列C1のノズルには“0”の記録データが、ノズル列C2のノズルには“1”の記録データが与えられる。この場合、ノズル列C2のノズルからのみインクが吐出される(図4(C)の例)。言い換えると、記録データが“01”である毎に、分配の対象となるノズル列C1のノズルとノズル列C2のノズルによるインク吐出が交互に繰り返される。
【0059】
これにより、ノズル列C1のノズルとノズル列C2のノズルのどちらか片方にインク吐出が集中するのではなく、均等にインク吐出が分配されることになる。
【0060】
なお、このような制御はノズル列Y1、Y2を用い、イエロインクによりドット形成される場合、ノズル列M1、M2を用い、マゼンタインクによりドット形成される場合、ノズル列Bk1、Bk2を用い、ブラックインクによりドット形成される場合にも同様に適用される。
【0061】
従って、図3に示したノズルカウンタの構成に関連して説明したように、たとえ、カウンタ202の数が、記録ヘッド1が備える、インク各色に対応した2列づつのノズル列の内、片側のノズル列分(例えば、図6において、ノズル列Bk1、C1、M1、Y1)のノズル数であったとしても、その片側分のノズルに対するカウントを行なうことで実質的にはノズル全体に対するインク吐出のカウントを行なうことと同じになる。
【0062】
次に、図5に示すフローチャートを参照して上述した構成の記録装置が実行する予備吐出制御について説明する。なお、この制御はROM111に格納された制御プログラムをCPU110が読みだして、DRAM101を作業領域として用いることにより実行される。
【0063】
まず、ステップS102において、CPU110はノズルカウンタ109内のレジスタ203に初期値の設定を行い、さらにカウンタ202に初期値をセットする。次に、ステップS103において、CPU110はCPU内部に保持されたレジスタ(不図示)に記録可能時間の初期設定を行う(T=Tsとする)。この記録可能時間とは予備吐出を行なわずに記録を行なうことができる標準的な時間というべきものである。
【0064】
さらに、ステップS104では、記録ヘッド1がキャップ11によるキャッピングを解除されたタイミングで、CPU110はCPU内部のカウンタ(不図示)を使用して所定時間間隔(Nms)の計測をスタートし、さらにステップS105では、シーケンスコントローラ104がエンコーダ14から読み取った位置検出信号に基づいて、記録タイミングを生成し、記録を開始する。
【0065】
ステップS106ではCPU110は所定の時間間隔(Nms)が経過するまで処理を待ち合わせ、その時間が経過すると、ステップS107に進み、CPU110はノズルカウンタ109の出力を調べる。即ち、ORLogic201の出力値を読み出し、その出力値(Out)は“0”であるかどうかを調べる。また、このタイミングに同期して、カウンタ202にはレジスタ203の値が再びセットされる。
【0066】
さて、Out=“0”であれば、CPU110は全てのノズルから所定数のインク吐出があったと判断し、処理はステップS109に進み、CPU内部レジスタに記録可能時間の再初期設定を行う(T=Tsとする)。その後、処理はステップS112に進む。
【0067】
これに対して、Out≠“0”であれば、CPU110は記録ヘッドのいずれかのノズルから所定数のインク吐出がないと判断し、処理はステップS108に進み、記録可能時間(T)からNmsを減算し、その減算結果を新たな記録可能時間とする。
【0068】
次に、ステップS110では、その新たな記録可能時間が“0”となったかどうかを調べる。ここで、T≠“0”であれば、処理はステップS112に進み、T=“0”であれば、処理はステップS111に進んで、予備吐出を行う位置までキヤリッジ2を移動させ、全てのノズル列に対する予備吐出を実行する。その後、処理はステップS112に進む。
【0069】
ステップS112では、全記録が終了したか否かを判断し、記録終了ではない場合には処理はステップS106に戻り、再び、所定時間間隔(Nms)の経過を待ち合わせる。これに対して、記録が終了していれば、処理終了となり、処理はステップS113に進んで、記録ヘッドのキャップを行う。
【0070】
従って以上説明した実施形態に従えば、記録ヘッドがキャッピングを外されて記録動作を開始するタイミングに合わせて、所定周期の計測を開始し、所定周期が経過するたび毎にノズルカウンタの状態を調べ、そのカウンタ出力に従って、所定数の吐出が行われていないノズルがあったと判断し、予備吐出を行なわずとも記録が可能な時間の長さを調整して、その後の予備吐出の実行を制御することができる。
【0071】
これにより、実際の記録状態に合わせて予備吐出の回数を削減することができる。
【0072】
また、例えば、図6〜図7に示すような構成の非常に多くのノズルをもった記録ヘッドを用いて記録を行う場合には、できる限り均等にすべてのノズルからインク吐出がなされるようにも制御されるので、これにより長時間にわたってインク吐出に用いられないノズルの数を低減することができ、これが予備吐出の回数を削減することに貢献する。
【0073】
さらに、図6〜図7に示すような左右対称形をなすノズル配置の記録ヘッドにおいてできる限り均等にすべてのノズルからインク吐出がなされるように制御することにより、実質的に左右いずれかのノズル列に対するカウントを行なうだけで実質的に全てのノズルに対するインク吐出状態を知ることになるので、このカウントに必要なカウンタの数を削減することができ、これに係る回路規模を削減することもできる。
【0074】
さらに、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【0075】
またさらに、上述の実施形態においてはカウントした結果によって予備吐出を行う制御の例で説明を行ったが、これに限らずカウント結果に応じて、温度制御等を行ってもよい。
【0076】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等の記録素子を構成する素子)を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【0077】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0078】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書、同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0079】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成としても良い。
【0080】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【0081】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【0082】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもできる。
【0083】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置において、記録が記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように入力記録データを複数の記録素子に配分し、その分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測し、そのカウント値に応じて、記録装置の制御を行なうので、複数の記録素子全てに対して、従来のような計測カウンタや比較器を備える必要が無いため、インク吐出回数の計測にかかわる回路規模を削減することができるという効果がある。
【0085】
また、記録が複数の記録素子で分散されるので、特定の記録素子が記録に用いられずに長時間経過することがなくなり、予備吐出の必要性を減じさせることができる。これにより、記録のスループットが向上する。
【0086】
さらに、一括的に複数のカウンタの計測結果の管理を行う事で、複数の記録素子全体にわたる予備吐出のタイミングを合わせることができるので、これも記録のスループットの向上に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の構成概略を表す斜視図である。
【図2】制御回路の構成を示すブロック図である。
【図3】ノズルカウンタの内部構成を示すブロック図である。
【図4】データ展開ブロック108によって展開される記録データとノズルによって記録されるドットとの関係を示す図である。
【図5】予備吐出制御を示すフローチャートである。
【図6】記録ヘッドのノズル配置の具体的な例を示す図である。
【図7】記録ヘッドのノズル配置の具体的な別の例を示す図である。
【符号の説明】
1 記録ヘッド
1C、1M、1Y、1K インクタンク
2 キヤリッジ
2a 軸受け
3 ガイド軸
4 記録媒体
5 キヤリッジモータ
6 プーリ
7 タイミングベルト
8 プラテン
9 搬送モータ
10 回復機器
11 キヤップ
12 ワイパ
13 エンコーダスケール
14 エンコーダ
101 DRAM
102 DMAコントローラ
103 ブロック信号生成回路
104 シーケンスコントローラ
105 ヘッドロジック
106 ホストPC
107 I/F制御ブロック
108 データ展開ブロック
109 ノズルカウンタ
110 CPU
111 ROM
201 OR ロジック
202 カウンタ
203 レジスタ
Claims (14)
- 複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置であって、
記録データを入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された記録データによる記録が、画像データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分手段と、
前記分配対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を個別に計測する複数のカウント手段と、
前記複数のカウント手段によるカウント値に応じて前記記録装置の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする記録装置。 - 前記複数のカウンタ手段の全てで、前記インク吐出回数が所定数に達したかどうかを判断する判断手段をさらに有する請求項1に記載の記録装置。
- 前記判断手段による判断は所定周期ごとに行なうことを特徴とする請求項3に記載の記録装置。
- 前記複数のカウンタ手段夫々はダウンカウンタであり、
前記複数のダウンカウンタに所定の初期値を設定する第1設定手段をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の記録装置。 - 前記複数のダウンカウンタは、夫々が対応する記録素子からインク吐出が1回なされるたびごとに前記所定の初期値から値を−1し、カウント値がゼロに達したなら、リセットされるまで前記カウント値としてゼロを示すことを特徴とする請求項4に記載の記録装置。
- 前記判断手段による判断結果に従って、前記制御手段は前記インクジェット記録ヘッドからの予備吐出の実行を制御する請求項2に記載の記録装置。
- 前記制御手段は、
記録動作を開始するにあたり、予備吐出を行なうことなく記録を継続できる記録可能時間の初期値を設定する第2設定手段と、
前記判断手段による判断結果に従って、前記記録可能時間を調整する調整手段と、
前記調整手段によって調整された記録可能時間を監視する監視手段とを含み、
前記監視手段による監視結果に従って、前記予備吐出の実行を制御することを特徴とする請求項6に記載の記録装置。 - 前記インクジェット記録ヘッドを往復走査させる走査手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の記録装置。
- 前記インクジェット記録ヘッドは、
マゼンタインクを吐出する第1のノズル列と第2のノズル列と、
イエロインクを吐出する第3のノズル列と第4のノズル列と、
シアンインクを吐出する第5のノズル列と第6のノズル列と、
ブラックインクを吐出する第7のノズル列と第8のノズル列とを有し、
前記第1〜第8のノズル列が前記インクジェット記録ヘッドの走査方向に並んで配置され、
前記第1、第3、第5、及び第7のノズル列と、前記第2、第4、第6、及び第8のノズル列とが対称形に配置されることを特徴とする請求項8に記載の記録装置。 - 前記配分手段は、前記記録データの各色成分ごとに、マゼンタ成分データであれば、第1のノズル列と第2のノズル列とに、イエロ成分データであれば第3のノズル列と第4のノズル列とに、シアン成分データであれば第5のノズル列と第6のノズル列とに、ブラック成分データであれば第7のノズル列と第8のノズル列とに、夫々対応した記録素子を前記分配対象として前記記録データを均等に配分することを特徴とする請求項9に記載の記録装置。
- 前記複数のカウント手段は、前記第1、第3、第5、及び第7のノズル列に対応する前記複数の記録素子の一部について前記インク吐出回数を個別に計測することを特徴とする請求項9に記載の記録装置。
- 前記インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項1乃至11に記載の記録装置。
- 複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置の制御方法であって、
記録データを入力する入力工程と、
前記入力工程において入力された記録データによる記録が、前記複数の記録素子で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分工程と、
前記複数の記録素子の配置構成に従って、前記複数の記録素子の一部の素子各々に対応してインク吐出回数を複数のカウンタで個別に計測する計測工程と、
前記複数のカウンタ全てで、前記インク吐出回数が所定数に達したかどうかを判断する判断工程と、
前記判断工程における判断結果に従って、前記インクジェット記録ヘッドからの予備吐出の実行を制御する制御工程とを有することを特徴とする記録装置の制御方法。 - 複数の記録素子を有したインクジェット記録ヘッドを記録媒体に相対的に走査させながら前記記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置の制御方法であって、
記録データを入力する入力工程と、
前記入力工程において入力された記録データによる記録が、記録データの分配対象である複数の記録素子間で分散されるように前記記録データを前記複数の記録素子に配分する配分工程と、
前記分散対象となる複数の記録素子の中の一部の記録素子に対応してインク吐出回数を個別に計測する計測工程と、
前記計測工程におけるカウント値に応じて前記記録装置の制御を行う制御工程とを有することを特徴とする記録装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002222023A JP2004058528A (ja) | 2002-07-30 | 2002-07-30 | 記録装置及び記録装置の制御方法 |
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JP2009012186A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Canon Inc | 記録装置及び該装置の制御方法 |
-
2002
- 2002-07-30 JP JP2002222023A patent/JP2004058528A/ja not_active Withdrawn
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US7862145B2 (en) | 2007-06-29 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Printing apparatus and method of controlling the same |
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