JP2004122533A - Inkjet recording device and inkjet recording method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録をするインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録装置においては、記録時にインクジェット記録ヘッドの吐出口が常に大気中に露出されている状態となる。つまり、記録ヘッドにおける複数の吐出口は、画像データに応じて直ちにインクを吐出できるように、記録時には常に大気に露出されている。記録時以外のときは、通常、キャップ手段によって吐出口がキャッピングされている。したがって、記録動作の時間が長くなるにつれて、記録に使用されないノズル(インクを吐出しないノズル)に関しては、そのノズル内のインク中の水分が蒸発してインクの粘度が増加してしまう。その結果、そのインクが増粘したノズルを用いて、別の画像を記録しようとした場合、そのノズルの吐出口からのインクの吐出が不安定になる可能性がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、特に、増粘しやすいインクを使用して低温低湿環境下にて記録を行った場合に、短い間隔で回復動作を行う必要が生じてしまう。その回復動作は、ノズル内の増粘したインクを吐出させるなどして、記録ヘッドにおけるインクの吐出状態を良好に保つための動作である。例えば、ある温度と湿度の環境下にて、許容暴露時間(記録ヘッドの吐出口を大気中に露出させた場合に安定したインク吐出が充分可能な暴露時間)が5秒しかない場合には、可変の画像データに基づいて記録をする際に、用紙のサイズにもよるが数枚分の記録毎に回復動作を行うことが必要となる。そのため、記録速度が極端に低下するおそれがある。また、頻繁な回復動作に伴って、記録ヘッドからインクを吐出する回数が増えるために、記録ヘッドの寿命が短くなるおそれがある。
【0004】
本発明の目的は、記録動作とは別の回復動作を実行することなく、記録ヘッド内の増粘インクを記録動作時に吐出させることができるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。
【0005】
本発明の目的は、記録ヘッド内の増粘インクを吐出させることができるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録装置は、複数の吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの前記吐出口が露出されている時間を測定する時間測定手段と、前記時間測定手段による測定時間に応じて、記録動作時に前記記録ヘッドの吐出口に加えるインクの吐出エネルギーを変化させる可変手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】
本発明のインクジェット記録方法は、複数の吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法において、前記記録ヘッドの前記吐出口が露出されている時間に応じて、記録動作時に前記記録ヘッドに加えるインクの吐出エネルギーを変化させることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
まず、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の基本的な構成例について説明する。
【0009】
インクジェット記録装置としては、記録ヘッドから吐出するインクの温度依存性を考慮し、記録ヘッドの温度あるいは環境温度に応じて記録ヘッドの駆動信号のパルス幅を制御することによって、インクの吐出量を制御するものがある。このような制御は、記録ヘッドの温度や環境温度が変化しても、インクの吐出量を所定の一定範囲内に収めて、安定した画像形成を行う。
【0010】
記録動作時における記録ヘッドの駆動パルスとしては、例えば、分離された2つのパルス信号(ダブルパルス)を用いることができる。図2は、そのダブルパルスの波形を表した図である。そのパルス信号は、ヒータ(電気熱変換体)の発熱によってノズルからインク滴を吐出する方式のインクジェット記録ヘッドに対して、駆動パルスとして印加される。この記録ヘッドにおいては、ヒータの発熱によってノズル内のインクが発泡され、その発泡エネルギーによって吐出口からインク滴が吐出される。図2において、P1はプレヒートパルス幅、P2はオフタイム、P3はメインヒートパルス幅を示している。記録動作時は、P1,P2,P3の順にパルスを記録ヘッドのヒータに印加し、記録ヘッド内の温度検出手段としてのDiセンサからの出力値に基づき、各インク色の記録ヘッド毎に、駆動パルスのパルス幅を決定してインクを吐出量を制御する。P1はプレヒートパルスであり、主に記録ヘッドのノズル内のインク温度を上昇させる役割を担う。P3はメインヒートパルスであり、インク滴を安定して吐出される役割を担う。すなわち、ヒーター上のインクに発泡現象を発生させ、その発泡エネルギーによって吐出口からインク滴を吐出させる。P1のパルス幅は、そのプレヒートパルスP1によって、インク中に発泡(プレ発泡)現象が生じないように設定する必要がある。P2はオフタイムであり、その幅に応じて吐出量が制御される。このような駆動パルスの幅P1,P2,P3に応じて、記録ヘッドに加えられるインクの吐出エネルギーが変化することになる。
【0011】
連続的な記録による記録ヘッドの温度上昇や、環境の変化が生じても、インクの吐出量を一定とするためには、記録ヘッドの温度と、最適な駆動パルスと、を対応付けたテーブルを用いることができる。実際の記録時には、記録ヘッド内のDiセンサの検出温度を読み込み、そのヘッド温度に対応する最適な駆動パルスをテーブルから選択して、その駆動パルスに基づいて記録ヘッドを駆動する。このような駆動は、PWM駆動(Pulse Width Modulation;PWM)と称され、また、このような駆動パルスのテーブルはPWMテーブルと称される。図3は、PWMテーブルの一例であり、Diセンサによって検出されたヘッド温度に対応するように、P1,P2,P3の幅が調整された駆動パルスがランク付け(ランク1〜12)されている。ヘッド温度が高くなる程、ランクは高くなり、駆動パルスの吐出エネルギーは小さくなる。
【0012】
このような駆動パルスを用いたPWM駆動によって、インクの吐出量を制御することができ、この結果、記録ヘッドの温度上昇や、環境の変化に起因するインクの吐出量の変化を小さく抑えて、記録画像の濃度の安定化を図ることが可能となる。インクは、温度が高くなるにつれて小さいエネルギーでも吐出することができるため、PWMテーブルは、温度が高くなるにつれて記録ヘッドに付与する吐出エネルギーを小さくするように設定される。
【0013】
図4(a),(b)は,記録時にインクを吐出するノズルのヒータに印加する駆動パルスの説明図である。
【0014】
記録時にインクを吐出するノズルのヒータに対しては、駆動パルスとして、図4(a)のようなダブルパルスの他、図4(b)のようなシングルパルスを印加してもよい。インクジェット記録ヘッドは、このような駆動パルスによってノズル内のヒータが発熱し、その発熱によるノズル内のインクの発泡に伴って、吐出口からインクが吐出される。そのため、記録時には、ノズルに熱が加えられることになる。
【0015】
図5は、インクジェット記録装置の構成例の概略説明図である。用紙(被記録媒体)3は、搬送装置4によって、上流側(給紙側A)から下流側(排紙側B)に向かって矢印C方向に搬送される。搬送装置4は、例えば、プーリー4a,4bの間に搬送ベルト4cが架け渡されており、その搬送ベルト4cと共に、用紙3を矢印C方向に搬送する構成となっている。用紙3が記録ヘッド1の下を通過する時に、記録ヘッド1のノズル2の吐出口からインクが吐出されることによって、その用紙3上に画像が形成される。記録ヘッド1は、用紙3の幅方向(図5中紙面の表裏方向)における記録面の全域に渡って延在してインクが吐出する吐出口を備えた複数のノズルが配列された長尺の記録ヘッドであり、吐出するインクの色に応じて複数の記録ヘッドが等間隔に備えられている。したがって、用紙3を矢印C方向に連続的に搬送しつつ、記録ヘッド1からインクを吐出することによって、用紙3上に画像が形成されることになる。このような方式の記録装置は、一般にフルラインタイプのプリンタと称される。
【0016】
図6は、インクジェット記録ヘッド1周辺の概略ブロック構成図である。
【0017】
1は、複数の記録ヘッドの内の1つを表しており、インクを吐出する吐出口を供えた複数のノズルを備え、更に温度センサとして、1つの記録ヘッド1に対して複数のDiセンサ6が所定間隔で設けられている。記録ヘッド1は、通常、複数のノズルをキャップするキャップ部材を備え、記録動作する際に、キャップ部材が複数のノズルの吐出口を露出させるように構成されている。7は温度検出部であり、Diセンサ6の温度情報を検出して、駆動信号部5に送る。駆動信号制御部5は、処理部CPU、プログラムメモリROMおよびデータメモリRAMを備え、外部のホストコンピュータから画像データを受信して記録の制御を行なう。処理部CPUは、プログラムメモリROMに記憶されているプログラムを読み出し、記録装置全体を制御する。プログラムメモリROMは、後述する図1および図10に示すフローに対応するプログラムおよびテーブル(図3および図7)を記憶している。データメモリRAMは、画像データおよび制御用のパラメータ(タイマ値、温度情報等)が必要に応じて記憶される。8は記録装置内の温度を検知する温度湿度センサであり、駆動信号制御部5により情報が読み取られる。9はタイマであり、その計測時間は駆動信号制御部5により読み取られる。
【0018】
記録動作時に、記録に使用するノズルからインクを吐出させるために、駆動信号制御部5から記録ヘッド1に駆動パルスを送り、指定されたノズルからインクを吐出して画像を形成する。記録時には、記録ヘッド1内に取り付けられた温度検出手段としてのDiセンサ6の検出温度を温度検出部7にて読み取り、その検出温度に基づいて、最適な駆動パルスを図3のようなPWMテーブルから選択し、その駆動パルスを駆動信号制御部5から記録ヘッド1に送る(PWM制御)。記録ヘッド1内のDiセンサ6は、記録ヘッド1内のノズル近傍の温度が検出できるように適切な個所に備える。このDiセンサ6から読み取った温度に基づいて、記録、その他の温度制御を行う。上述したように、8は、記録装置の機内の温度と湿度、つまり記録ヘッド1の周囲の温度と湿度を検出するための温湿度センサーであり、また9は、時間を計測するためのタイマーである。
【0019】
記録ヘッド1におけるインクの吐出状態を良好に保つための回復動作に実施に際しては、温湿度テーブルを用いることができる。
【0020】
すなわち、記録装置の環境(温度および湿度)と、記録ヘッドの吐出口が大気中に露出している時間(以下、「暴露時間」ともいう)と、を関連付けて温湿度テーブルを作成する。この温湿度テーブルは、記録装置の機内の温度および湿度と、それらの温度および湿度の条件下においてインクジェット記録ヘッドの吐出口を大気中に露出させた場合に安定したインク吐出が十分可能な暴露時間(以下、「許容暴露時間」ともいう)と、を関連付けたものである。図7は、そのような温湿度テーブルの一例である。基本的に、湿度が低い時は、ノズル内のインクが増粘しやすくなるため、安定したインク吐出が可能な許容暴露時間は短くなり、湿度が高い時は、その許容暴露時間が長くなる。
【0021】
記録開始時に、記録装置の機内の温湿度センサー8によって、その機内の温度および湿度を検出し、そして図7のような温湿度テーブルを用いることによって、検出した温度よび湿度に応じた許容暴露時間Tを決定することができる。図7において、温度は℃、湿度は%、暴露時間Tは秒である。また、記録装置の機内に設置されているタイマー9によって、インクジェット記録ヘッドの吐出口が大気中に露出されている暴露時間t(秒)がカウントされる。基本的には、その暴露時間tが許容暴露時間Tとなったときに(t=T)、次の記録動作のためのジョブによって、ノズル内の増粘したインクを吐出させるための回復動作を実行する。ただし、この時のジョブが前回のジョブと同じ画像データに基づいて記録動作する場合には、同一のノズルが使用されることになるため、回復動作は必要ない。その回復動作は記録動作とは別に実行され、またノズルの吐出口から吐出される増粘インクは、キャップ手段のキャップ内などに受容されて、画像の記録には寄与しない。
【0022】
前回と異なる画像データに基づいて記録動作をする場合は、内部のインクが増粘したノズルを使用するおそれがあるため、その記録動作の前に、前述の回復動作を行うことにより、使用するノズル内のインクがフレッシュされて、インク吐出の安定が図られる。
【0023】
次に、図1に示す本発明の第1の実施形態における記録動作を最もよく表したフローチャートを参照して、その記録動作について説明する。
まず記録開始時に、記録装置の機内に設置されているタイマー9(図6参照)によって、記録ヘッド1の吐出口が大気中に暴露されている暴露時間tのカウントを開始する(ステップS1)。そして、記録ヘッド1内のDiセンサ6(図6参照)によって記録ヘッド1内の温度を検出し(ステップS2)、図3のようなPWMテーブルに基づき、記録ヘッド1内の温度に対応する駆動パルスによって、記録ヘッド1をPWM駆動して記録を行う(ステップS3)。
【0024】
その後、タイマー9のカウント時間(暴露時間)tが所定の許容暴露時間Aに達したか否かを判定する(ステップS4)。その許容暴露時間Aは、記録装置が使用される最悪の環境下(記録ヘッド1のノズル内のインクが最も増粘しやすい環境下)において、記録ヘッド1を大気中に露出させた場合でも安定したインク吐出が十分可能な時間に設定しておく。
【0025】
記録ヘッド1の暴露時間tが許容暴露時間Aに達しないときは、記録が終了したか否かを判定する(ステップS4A)。そして、記録が終了していなければステップS2に戻り、記録が終了したときは記録動作を終了する。
【0026】
一方、記録ヘッド1の暴露時間tが許容暴露時間Aとなったときには(t=A)、次の記録動作のためのジョブが、今回の記録動作のためのジョブと同じ画像データに基づいて記録動作をするか否かを判定する(ステップS5)。次のジョブが今回のジョブと同じ画像データに基づいて記録動作をする場合には、次のジョブにおいても同一のノズルが使用されることになって、使用するノズル内のインクは増粘していないため、ステップS2に戻って記録動作を続行する。次のジョブが異なる画像データに基づいて記録動作をする場合には、次のようなシーケンス(以下、「発一シーケンス」ともいう)を実行する(ステップS6)。
【0027】
ステップS6の発一シーケンスにおいては、記録に使用するノズルの1発目から数発目のインク吐出のために、図3のようなPWMテーブルから、本来よりもランクが上の駆動パルス、つまり記録ヘッド1の温度が低い場合に用いるエネルギーの大きい駆動パルスを選択し、その駆動パルスを駆動信号制御部5から記録ヘッド1に送って画像を記録する。すなわち、まず、記録に使用するノズルから1発目のインク滴を吐出するときは、PWMテーブルから、本来のランクよりもnランク上の駆動パルスを選択して用いる。その後、そのノズルから2発目のインク滴を吐出するときは、本来のランクよりも(n−1)ランク上の駆動パルスを選択して用い、さらに、そのノズルから3発目のインク滴を吐出するときは、本来のランクよりも(n−2)ランク上の駆動パルスを選択して用いる。以下同様にして、駆動パルスのランクを1つずつ本来のランクに近付け、n発目のインク滴を吐出するときに、本来のランクの駆動パルスを選択して用いる。このようなノズルから吐出される最初のn発のインク滴は、その後に吐出されるインク滴と同様に画像の記録に用いられる。
【0028】
図9は、このような発一シーケンス実行時における記録例の説明図である。用紙3を矢印Cの紙送り方向に搬送しつつ、記録ヘッド1のノズルからインク滴を吐出することによって、用紙3上にインクドットを形成して画像を記録する。発一シーケンスにより、ノズルから1発目のインク滴を吐出するときは、本来のランクよりもnランク上(+n)の駆動パルスを用いるために、比較的濃いドットが形成される。その後、2発目,3発目,…n発目のインク滴を吐出するときは、駆動パルスが本来のランクに徐々に戻るランク{+(n−1)},{+(n−2))},{+(n−3))}…(±0)となり、ドットの濃度が徐々に本来の濃度に戻る。
【0029】
nの値は、ノズルから増粘したインクを吐出するために十分な値に設定する。粘度の低いインクを使用する場合には、nの値を小さくし、顔料インクのように粘度が高いインクを使用する場合には、nの値を大きくする。ただし、nの値は、駆動パルスのランクを上げたことによる記録画像の濃度変化が目立たない程度に、設定することが望ましい。また、本来よりも上のランクの駆動パルスを用いて吐出するインク滴の吐出数を複数発とした理由は、1発目のインク滴の吐出によって、増粘インクが吐出しきれない場合を想定したからである。また、駆動パルスのランクを徐々に本来のランクに戻す理由は、記録画像上の濃度差を目立たなくするためである。仮に、本来よりも上のランクの駆動パルスに基づいて1発目のインク滴を吐出した後、2発目のインク滴を吐出するための駆動パルスを一気に本来のランクの駆動パルスに戻した場合には、1発目に吐出されたインク滴による記録が濃くなって、濃度差が目立つおそれがある。
【0030】
なお、必ずしも、ノズルからインク滴を1発ずつ吐出する毎に、PWMテーブルにおける駆動パルスのランクを1つずつ線形に変化させる必要はない。例えば、図8のように、駆動パルスのランクを曲線的に変化させてもよい。また、このような発一吐出シーケンス以外の時は、記録ヘッド1内のDiセンサ6によって記録ヘッド1内の温度を検出し(ステップS2)、その検出温度に応じたランクの駆動パルスをPWMテーブルから選択し、その駆動パルスに基づいて記録を行う(ステップS3)。
【0031】
このように、記録ヘッド1の暴露によって生じたノズル内の増粘インクは、記録動作とは別の回復動作によって除去する必要がなく、記録時に吐出させることができる。この結果、例えば、粘度の低いインクを用いた場合、および低温低湿環境のようなインクが増粘しやすい環境下での記録時においても、スループットを低下させることなく記録を行うことができる。
【0032】
(第2の実施形態)
図10は、本発明の第2の実施形態における記録動作を説明するためのフローチャートである。
【0033】
記録開始時に、まず、記録装置の機内の温湿度センサー8(図6参照)によって機内の温度と湿度を検出し(ステップS8)、前述したように、図7のような温湿度テーブルから、機内の温度と湿度に対応する許容暴露時間Tを決定する(ステップS9)。それから、機内に設置されているタイマー9(図6参照)によって、記録ヘッド1の暴露時間tをカウントする(ステップS10)。そして、記録ヘッド1内のDiセンサ6(図6参照)によって記録ヘッド1内の温度を検出し(ステップS11)、図3のようなPWMテーブルに基づき、記録ヘッド1内の温度に対応するランクの駆動パルスによって、記録ヘッド1をPWM駆動して記録を行う(ステップS12)。
【0034】
そして、記録ヘッド1の暴露時間tが許容暴露時間Tに達したか否かを判定する(ステップS13)。記録ヘッド1の暴露時間tが許容暴露時間Tに達しないときは、記録が終了したか否かを判定する(ステップS13A)。そして、記録が終了していなければステップS11に戻り、記録が終了したときは記録動作を終了する。
【0035】
一方、記録ヘッド1の暴露時間tが許容暴露時間Tとなったときには(t=T)、次の記録動作のためのジョブが、今回の記録動作のためのジョブと同じ画像データに基づいて記録動作をするか否かを判定する(ステップS14)。次のジョブが今回のジョブと同じ画像データに基づいて記録動作をする場合には、次のジョブにおいても同一のノズルが使用されることになって、使用するノズル内のインクは増粘していないため、ステップS11に戻って記録動作を続行する。次のジョブが異なる画像データに基づいて記録動作をする場合には、前述した実施形態と同様の発一シーケンスを実行する(ステップS15)。
【0036】
このように、記録ヘッド1の暴露によって生じたノズル内の増粘インクは、記録動作とは別の回復動作によって除去する必要がなく、記録時に吐出させることができる。この結果、例えば、粘度の低いインクを用いた場合、および低温低湿環境のようなインクが増粘しやすい環境下での記録時においても、スループットを低下させることなく記録を行うことができる。
【0037】
さらに、本実施形態においては、図7のような温湿度テーブルを用いることにより、環境に応じて記録ヘッド1の許容暴露時間を延長することができる。そのため、前述した第1の実施形態と比べて、発一回復シーケンスの実行頻度を小さく抑え、記録ヘッド1に加えられるエネルギーを小さくして、記録ヘッド1の寿命を長くすることができる。
【0038】
(第3の実施形態)
上述した実施形態において、発一回復シーケンスの実行対象のノズルは、記録に使用されていない非記録ノズル(インクを吐出しないノズル)のみとしてもよい。記録に使用されているノズル内のインクは増粘していないため、このようなノズルに関しては、本来のランクの駆動パルスによって充分に安定したインク吐出を行うことができる。このように、発一回復シーケンスの実行対象のノズルを非記録ノズルのみとした場合には、その実行対象のノズルを全ノズルとした場合に比して、記録ヘッド1に加えられるエネルギーを小さくして、記録ヘッド1の寿命をより長くすることができる。
【0039】
(他の実施形態)
本発明は、図5のようなフルラインタイプの記録装置のみならず、記録ヘッドの主走査方向の移動を伴うシリアルスキャンタイプの記録装置にも適用することができる。
【0040】
また、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式は、上述したようなヒーターを用いた吐出方式に限定されず、例えば、ピエゾ素子などを用いてインクを吐出する方式等であってもよい。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、記録ヘッドの吐出口が露出されている時間に応じて、記録動作時に記録ヘッドに加えるインクの吐出エネルギーを変化させることにより、記録ヘッドの吐出口の露出のために増粘したインクを記録動作時に吐出することができ、それを記録動作とは別の回復動作によって除去する必要がない。この結果、スループットを低下させることなく記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における記録動作を説明するためのフローチャートである。
【図2】インクジェット記録ヘッドの駆動パルスの一例としてのダブルパルスの説明図である。
【図3】PWMテーブルの一例の説明図である。
【図4】(a)は、インクジェット記録ヘッドの駆動パルスの一例としてのダブルパルスの説明図、(b)は、インクジェット記録ヘッドの駆動パルスの他の例としてのシングルの説明図である。
【図5】フルラインタイプのインクジェット記録装置の概略構成図である。
【図6】図5の記録装置における記録ヘッド周辺部のブロック構成図である。
【図7】温湿度テーブルの一例の説明図である。
【図8】本発明の第1の実施形態における駆動パルスの他の変更例の説明図である。
【図9】本発明の第1の実施形態によるドットの形成例の説明図である。
【図10】本発明の第2の実施形態における記録動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 インクジェット記録ヘッド
2 ノズル
3 用紙(被記録媒体)
4 搬送手段
5 駆動信号制御部(可変手段)
6 Diセンサ
7 温度検出部
8 温湿度センサ(検出手段)
9 タイマー(時間測定手段)
A 搬送上流側
B 搬送下流側
C 搬送方向[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet recording apparatus and an inkjet recording method for recording on a recording medium using a recording head capable of discharging ink from a discharge port.
[0002]
[Prior art]
In the ink jet recording apparatus, the discharge port of the ink jet recording head is always exposed to the atmosphere during recording. That is, the plurality of ejection ports of the recording head are always exposed to the atmosphere during recording so that ink can be ejected immediately according to image data. At times other than recording, the ejection ports are usually capped by cap means. Therefore, as the printing operation time becomes longer, with respect to the nozzles that are not used for printing (nozzles that do not eject ink), the moisture in the ink in the nozzles evaporates and the viscosity of the ink increases. As a result, when another image is to be recorded using a nozzle whose ink has increased in viscosity, the ejection of ink from the ejection port of the nozzle may be unstable.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, particularly when recording is performed in a low-temperature and low-humidity environment using ink that tends to thicken, it is necessary to perform a recovery operation at short intervals. The recovery operation is an operation for maintaining a good ink discharge state in the recording head by, for example, discharging the thickened ink in the nozzle. For example, if the allowable exposure time (exposure time that enables stable ink ejection when the ejection opening of the recording head is exposed to the atmosphere) is only 5 seconds under a certain temperature and humidity environment, When recording based on variable image data, it is necessary to perform a recovery operation every several recordings, depending on the size of the paper. Therefore, the recording speed may be extremely reduced. Further, with the frequent recovery operation, the number of times ink is ejected from the recording head increases, so that the life of the recording head may be shortened.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method capable of discharging a thickened ink in a recording head during a recording operation without executing a recovery operation different from a recording operation.
[0005]
An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method capable of discharging a thickened ink in a recording head.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inkjet recording apparatus of the present invention uses a recording head capable of ejecting ink from a plurality of ejection ports, and in an inkjet recording apparatus that performs recording on a recording medium, a time period during which the ejection ports of the recording head are exposed. It is characterized by comprising a time measuring means for measuring, and a variable means for changing the ejection energy of the ink applied to the ejection port of the recording head at the time of the recording operation in accordance with the time measured by the time measuring means.
[0007]
An ink jet recording method according to the present invention is an ink jet recording method for performing recording on a recording medium using a recording head capable of discharging ink from a plurality of discharge ports, wherein in the time when the discharge ports of the recording head are exposed. Accordingly, the discharge energy of the ink applied to the print head during the printing operation is changed.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
First, a basic configuration example of an ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied will be described.
[0009]
The ink jet recording device controls the amount of ink discharged by controlling the pulse width of the recording head drive signal according to the temperature of the recording head or the environmental temperature, taking into account the temperature dependence of the ink discharged from the recording head. There is something to do. With such control, even if the temperature of the recording head or the environmental temperature changes, the amount of ink discharged is kept within a predetermined constant range, and stable image formation is performed.
[0010]
As the driving pulse of the recording head during the recording operation, for example, two separated pulse signals (double pulses) can be used. FIG. 2 is a diagram showing the waveform of the double pulse. The pulse signal is applied as a driving pulse to an ink jet recording head of a type in which ink droplets are ejected from nozzles by the heat generated by a heater (electrothermal transducer). In this recording head, the ink in the nozzles is foamed by the heat generated by the heater, and ink droplets are ejected from the ejection ports by the foaming energy. In FIG. 2, P1 indicates a preheat pulse width, P2 indicates an off time, and P3 indicates a main heat pulse width. During the printing operation, pulses are applied to the heaters of the printing head in the order of P1, P2, and P3, and each printing head of each ink color is driven based on an output value from a Di sensor as a temperature detecting unit in the printing head. The pulse width of the pulse is determined to control the ink ejection amount. P1 is a preheat pulse, which mainly plays a role of raising the ink temperature in the nozzles of the print head. P3 is a main heat pulse, which plays a role of stably ejecting ink droplets. That is, a bubbling phenomenon occurs in the ink on the heater, and ink droplets are ejected from the ejection ports by the bubbling energy. The pulse width of P1 needs to be set so that the foaming (pre-foaming) phenomenon does not occur in the ink due to the preheat pulse P1. P2 is an off time, and the discharge amount is controlled according to the width. In accordance with the widths P1, P2, and P3 of such drive pulses, the ejection energy of the ink applied to the recording head changes.
[0011]
In order to keep the ink ejection amount constant even if the printhead temperature rises due to continuous printing or changes in the environment, a table in which the printhead temperature and the optimal drive pulse are associated with each other is required. Can be used. At the time of actual printing, the temperature detected by the Di sensor in the print head is read, an optimum drive pulse corresponding to the head temperature is selected from a table, and the print head is driven based on the drive pulse. Such driving is referred to as PWM driving (Pulse Width Modulation; PWM), and a table of such driving pulses is referred to as a PWM table. FIG. 3 is an example of a PWM table, in which drive pulses whose widths of P1, P2, and P3 are adjusted so as to correspond to the head temperature detected by the Di sensor are ranked (ranks 1 to 12). . The higher the head temperature, the higher the rank and the smaller the discharge energy of the drive pulse.
[0012]
By the PWM drive using such a drive pulse, the ink ejection amount can be controlled. As a result, a change in the ink ejection amount due to a rise in the temperature of the recording head and a change in the environment can be suppressed, and It is possible to stabilize the density of the recorded image. Since the ink can be discharged with a smaller energy as the temperature increases, the PWM table is set so that the discharge energy applied to the print head is reduced as the temperature increases.
[0013]
4A and 4B are explanatory diagrams of a drive pulse applied to a heater of a nozzle that discharges ink during printing.
[0014]
As a driving pulse, a single pulse as shown in FIG. 4B may be applied to a heater of a nozzle which ejects ink at the time of recording, in addition to a double pulse as shown in FIG. In the ink jet recording head, the heater in the nozzle generates heat by such a driving pulse, and the ink is ejected from the ejection port with the bubbling of the ink in the nozzle due to the heat generation. Therefore, during recording, heat is applied to the nozzles.
[0015]
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of a configuration example of the ink jet recording apparatus. The paper (recording medium) 3 is transported by the
[0016]
FIG. 6 is a schematic block configuration diagram around the
[0017]
[0018]
During a printing operation, a drive pulse is sent from the drive
[0019]
When performing the recovery operation for keeping the ink ejection state of the
[0020]
That is, a temperature / humidity table is created by associating the environment (temperature and humidity) of the printing apparatus with the time during which the discharge port of the print head is exposed to the atmosphere (hereinafter also referred to as “exposure time”). This temperature / humidity table shows the temperature and humidity inside the printing apparatus, and the exposure time during which stable ejection of ink is possible when the ejection port of the inkjet recording head is exposed to the atmosphere under the conditions of the temperature and humidity. (Hereinafter also referred to as “permissible exposure time”). FIG. 7 is an example of such a temperature and humidity table. Basically, when the humidity is low, the viscosity of the ink in the nozzles tends to increase, so that the permissible exposure time during which stable ink ejection is possible is shortened, and when the humidity is high, the permissible exposure time is prolonged.
[0021]
At the start of recording, the temperature and humidity inside the recording device are detected by the temperature and
[0022]
When performing a printing operation based on image data different from the previous time, there is a risk of using a nozzle whose internal ink has increased in viscosity. The ink inside is refreshed, and the ink ejection is stabilized.
[0023]
Next, the recording operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 1 which best illustrates the recording operation in the first embodiment of the present invention.
First, at the start of printing, the timer 9 (see FIG. 6) installed in the printing apparatus starts counting the exposure time t during which the discharge port of the
[0024]
Thereafter, it is determined whether or not the count time (exposure time) t of the
[0025]
If the exposure time t of the
[0026]
On the other hand, when the exposure time t of the
[0027]
In the first sequence of step S6, in order to discharge ink from the first to several nozzles used for printing, a drive pulse higher in rank than the original from the PWM table as shown in FIG. A drive pulse having a large energy used when the temperature of the
[0028]
FIG. 9 is an explanatory diagram of a recording example when such a one-shot sequence is executed. By discharging ink droplets from the nozzles of the
[0029]
The value of n is set to a value sufficient for ejecting the thickened ink from the nozzle. When using an ink having a low viscosity, the value of n is reduced, and when using an ink having a high viscosity such as a pigment ink, the value of n is increased. However, it is desirable to set the value of n to such a degree that the density change of the recorded image due to an increase in the rank of the driving pulse is not conspicuous. In addition, the reason why the number of ink droplets ejected by using a drive pulse of a higher rank than originally intended is assumed to be a case where the thickened ink cannot be completely ejected by the ejection of the first ink droplet. Because he did. The reason why the rank of the drive pulse is gradually returned to the original rank is to make the density difference on the recorded image less noticeable. If the first ink droplet is ejected based on a driving pulse of a rank higher than the original, and then the driving pulse for ejecting the second ink droplet is returned to the driving pulse of the original rank at a stretch. In such a case, the recording by the ink droplet ejected at the first shot becomes dark, and the density difference may be conspicuous.
[0030]
It is not always necessary to linearly change the rank of the drive pulse in the PWM table one by one every time an ink droplet is ejected from the nozzle one by one. For example, as shown in FIG. 8, the rank of the drive pulse may be changed in a curved line. At times other than such a one-shot ejection sequence, the temperature in the
[0031]
As described above, the thickened ink in the nozzles caused by the exposure of the
[0032]
(Second embodiment)
FIG. 10 is a flowchart for explaining a recording operation according to the second embodiment of the present invention.
[0033]
At the start of recording, first, the temperature and humidity inside the apparatus are detected by the temperature / humidity sensor 8 (see FIG. 6) inside the apparatus of the recording apparatus (step S8), and as described above, the temperature and humidity table shown in FIG. Then, an allowable exposure time T corresponding to the temperature and the humidity is determined (step S9). Then, the exposure time t of the
[0034]
Then, it is determined whether or not the exposure time t of the
[0035]
On the other hand, when the exposure time t of the
[0036]
As described above, the thickened ink in the nozzles caused by the exposure of the
[0037]
Further, in the present embodiment, by using the temperature and humidity table as shown in FIG. 7, the allowable exposure time of the
[0038]
(Third embodiment)
In the above-described embodiment, the nozzles for which the first recovery sequence is executed may be only non-printing nozzles (nozzles that do not eject ink) that are not used for printing. Since the ink in the nozzles used for recording does not increase in viscosity, such nozzles can perform sufficiently stable ink ejection by the driving pulse of the original rank. As described above, in the case where only the non-printing nozzles are the execution target nozzles of the one-shot recovery sequence, the energy applied to the
[0039]
(Other embodiments)
The present invention can be applied not only to a full-line type recording apparatus as shown in FIG. 5, but also to a serial scan type recording apparatus in which a recording head moves in the main scanning direction.
[0040]
Further, the method of ejecting ink in the recording head is not limited to the above-described ejection method using a heater, and may be, for example, a method of ejecting ink using a piezo element or the like.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the present invention changes the ejection energy of the ink applied to the recording head during the recording operation in accordance with the time during which the ejection port of the recording head is exposed, so that the exposure of the ejection port of the recording head can be reduced. As a result, the thickened ink can be ejected during the printing operation, and it is not necessary to remove the ink by a recovery operation different from the printing operation. As a result, recording can be performed without lowering the throughput.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a recording operation according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a double pulse as an example of a driving pulse of the inkjet recording head.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a PWM table.
FIG. 4A is an explanatory diagram of a double pulse as an example of a driving pulse of the inkjet recording head, and FIG. 4B is an explanatory diagram of a single as another example of a driving pulse of the inkjet recording head.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a full-line type ink jet recording apparatus.
FIG. 6 is a block diagram of a recording head peripheral portion in the recording apparatus of FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a temperature and humidity table.
FIG. 8 is an explanatory diagram of another modified example of the drive pulse in the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a dot formation example according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a recording operation according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
4 transport means 5 drive signal control unit (variable means)
6
9 Timer (measuring means)
A Transport upstream side B Transport downstream side C Transport direction
Claims (14)
前記記録ヘッドの前記吐出口が露出されている時間を測定する時間測定手段と、
前記時間測定手段による測定時間に応じて、記録動作時に前記記録ヘッドの吐出口に加えるインクの吐出エネルギーを変化させる可変手段と
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。In an ink jet recording apparatus that performs recording on a recording medium by using a recording head capable of discharging ink from a plurality of discharge ports,
Time measuring means for measuring the time during which the ejection openings of the recording head are exposed,
An ink jet recording apparatus comprising: a variable unit that changes an ejection energy of ink applied to an ejection port of the recording head during a recording operation according to a time measured by the time measurement unit.
前記温度検出手段の検出温度に応じて、前記吐出口からのインクの吐出量を一定に維持するように前記記録ヘッドの駆動信号を制御する制御手段と、を備え、
前記可変手段は、前記時間測定手段による測定時間に応じて、前記吐出エネルギーを一時的に変化させるように前記駆動信号を変更することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のインクジェット記録装置。Temperature detection means for detecting the temperature of the recording head,
Control means for controlling a drive signal of the recording head so as to maintain a constant amount of ink discharged from the discharge port in accordance with a temperature detected by the temperature detecting means,
8. The ink-jet apparatus according to claim 1, wherein the variable unit changes the driving signal so as to temporarily change the ejection energy according to a time measured by the time measuring unit. 9. Recording device.
前記可変手段は、前記検出手段による検出結果と前記時間測定手段による測定時間とに応じて、前記吐出エネルギーを変化させることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のインクジェット記録装置。A detecting unit that detects at least one of a temperature and a humidity around the recording head,
9. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the variable unit changes the ejection energy according to a detection result by the detection unit and a measurement time by the time measurement unit. 9.
前記記録ヘッドの前記吐出口が露出されている時間に応じて、記録動作時に前記記録ヘッドに加えるインクの吐出エネルギーを変化させることを特徴とするインクジェット記録方法。In an inkjet recording method for performing recording on a recording medium using a recording head capable of discharging ink from a plurality of discharge ports,
An ink jet recording method, comprising: changing an ejection energy of ink applied to the recording head during a recording operation according to a time during which the ejection port of the recording head is exposed.
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