JP2006142806A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】速度帰還や温度帰還によって吐出速度を一定に保つように制御する場合のそれぞれの不具合を解消し、機体差や環境差によらずに常に安定して印画を行うことができ、安定した画像品質を維持できるインクジェットプリンタの提供。
【解決手段】インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、記録ヘッドのノズルから所定の駆動条件でインク滴の吐出を制御する吐出制御手段と、記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出速度を検出する速度検出手段と、記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度を検出する温度検出手段と、速度検出手段の検出結果に応じてインク滴の吐出速度が目標速度になるように駆動条件を変更する第１の変更手段と、第１の変更手段とは異なるタイミングで、温度検出手段の検出結果に応じてインク滴の吐出速度が目標速度になるように駆動条件を変更する第２の変更手段とを有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【選択図】 図３

Description

本発明はインクジェットプリンタに関し、詳しくは、インクの温度特性による粘度変化及び部品ばらつきからくる機体差等に起因する記録画像の品質低下を効果的に抑制することのできるインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタは、微小なインク滴を記録ヘッドに形成された多数のノズルから紙等の記録媒体に向けて吐出し、該記録媒体にインク滴を着弾させながら、記録ヘッドを記録媒体の幅方向に亘る主走査方向に移動させることにより、記録媒体の所定の記録面に印画を行う。このようなインクジェットプリンタでは、主走査方向に移動される記録ヘッドのノズルからそれぞれ吐出されるインク滴の着弾位置にずれが生じていると、記録画像に乱れが生じて画像品質を低下させるため、インク滴の吐出速度を一定に保つ必要がある。

一般にインクは粘度に温度係数を持っているため、環境温度や記録ヘッドの温度により粘度の変動を生じる。インク粘度が変動すると、インク滴の吐出速度が異なってくる。例えばヘッド温度が上昇してインク粘度が低下すると、インク滴の吐出速度は速くなる。このため、インク滴量が変動して記録される画像の濃度が変わったり、着弾位置の変動から画像がぼけたり、ざらついたりする画像劣化を生じる問題がある。

また、プリンタを構成する部品や基板の温度特性は必ずしも一様ではなく、機体毎のばらつきを有しているため、この機体差に起因する画像濃度に変動により画像劣化を生じる問題もある。

そこで、従来、このような画像劣化の問題を解消するべく、インク滴の吐出速度を測定し、その測定結果から記録ヘッドの駆動条件に帰還をかけるように制御する技術（特許文献１、２、３）、インク滴の吐出速度とインク滴の体積を測定し、その測定結果から記録ヘッドの駆動条件に帰還をかけるように制御する技術（特許文献４）、インク滴の吐出速度とインク滴の重量を測定し、その測定結果から記録ヘッドの駆動条件に帰還をかけるように制御する技術（特許文献５）、インク滴の吐出速度を検出し、インクを加温するヒーターに帰還をかけ、インク粘度を制御する技術（特許文献６）、インク滴の吐出速度を、温度変化と吐出速度との相関によって求められる温度相関テーブルに基づいて補正するように制御する技術（特許文献７）が提案されている。
特開平９−１７４８３５号公報 特開平１１−３００９４４号公報 特開２００３−３９６６７号公報 特開平１１−３００９６４号公報 特開２００３−９４６２９号公報 特開２００３−１３６６９６号公報 特開２００３−１９１４６７号公報

特許文献１〜７に記載のように、吐出速度から駆動条件に帰還をかける場合、常に変動するインク滴の吐出速度を把握するためには、なるべく頻繁に行うことが望まれる。しかし、印画中に行うと、その時点での濃度の連続性が損なわれる場合があり、また、インク滴の吐出速度を正確に測定するには、記録ヘッドの吐出状態を良好に保った上で測定する必要があるため測定時間が掛かる等の問題もあって、頻繁に速度帰還をかけることはできない。

一方、このような吐出速度の検出に頼らず、インク粘度の温度特性に鑑み、環境温度や記録ヘッドの温度の測定結果から駆動条件に帰還をかけることも考えられる。この場合は、吐出速度によって帰還をかける場合と異なり、実際にインク滴を吐出して測定を行う必要がないため、印画中でも可能であり、温度測定から帰還までの時間が短くて済み、濃度の連続性が保たれ易い利点を有している。しかし、温度検知器やインク粘度、基板の温度特性等のばらつき分を含み、更に機体差やインク交換による変動等が加味されることにより、機体間やインク交換で濃度が異なる等、正確な帰還を行うことが難しい問題がある。

なお、特許文献７には、環境温度と吐出速度との相関テーブルに基づいて吐出速度を補正することが開示されているが、駆動条件の補正を行うのはあくまで吐出速度の検出時にすぎず、上記問題は何も解決されていない。

そこで、本発明は、速度帰還や温度帰還によって吐出速度を一定に保つように制御する場合のそれぞれの不具合を解消し、機体差や環境差によらずに常に安定して印画を行うことができ、安定した画像品質を維持することのできるインクジェットプリンタを提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズルから所定の駆動条件でインク滴の吐出を制御する吐出制御手段と、前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出速度を検出する速度検出手段と、前記記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度を検出する温度検出手段と、前記速度検出手段の検出結果に応じて前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第１の変更手段と、前記第１の変更手段とは異なるタイミングで、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第２の変更手段とを有することを特徴とするインクジェットプリンタである。

請求項２記載の発明は、前記第２の変更手段は、前記第１の変更手段又は前記第２の変更手段によって変更された直前の前記駆動条件を、該直前の駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける前記温度検出手段の検出結果に対する温度の変動分に応じて変更することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタである。

請求項３記載の発明は、前記第２の変更手段は、前記第１の変更手段によって変更された前記駆動条件を、該駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける前記温度検出手段の検出結果に対する温度の変動分に応じて変更することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタである。

請求項４記載の発明は、前記第２の変更手段によって前記駆動条件を変更可能なタイミングは、前記第１の変更手段によって前記駆動条件を変更可能なタイミングよりも頻度が多いことを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットプリンタである。

請求項５記載の発明は、前記速度検出手段による速度検出及びその検出結果に基づく前記第１の変更手段による前記駆動条件の変更を、電源投入時及び／又は印画開始直前に行い、前記温度検出手段による温度検出及びその検出結果に基づく前記第２の変更手段による前記駆動条件の変更を、前記速度検出手段による速度検出及びその検出結果に基づく前記第１の変更手段による前記駆動条件の変更よりも頻度の多い所定タイミング毎に行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

請求項６記載の発明は、電源を切断する前に最後に前記第１の変更手段によって変更された前記駆動条件と、該駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおいて検出された前記温度検出手段の検出結果とを少なくとも記憶する記憶手段を有し、前記第２の変更手段は、電源投入時、前記記憶手段に記憶された前記駆動条件を、該記憶手段に記憶された前記温度検出手段の検出結果に対する電源投入時の前記温度検出手段による検出結果の変動分に応じて変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

請求項７記載の発明は、インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズルから所定の駆動条件でインク滴の吐出を制御する吐出制御手段と、前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出速度を検出する速度検出手段と、前記記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度を検出する温度検出手段と、前記速度検出手段の検出結果に応じで前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第１の変更手段と、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第２の変更手段とを有し、前記第２の変更手段は、前記第１の変更手段又は前記第２の変更手段によって変更された直前の前記駆動条件を、該直前の駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける前記温度検出手段の検出結果に対する温度の変動分に応じて変更するものであり、前記速度検出手段による速度検出及び前記第１の変更手段による前記駆動条件の変更を、電源投入時及び／又は印画開始直前に行い、前記温度検出手段による温度検出及び前記第２の変更手段による前記駆動条件の変更を、印画中に行うことを特徴とするインクジェットプリンタである。

請求項８記載の発明は、インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズルから所定の駆動条件でインク滴の吐出を制御する吐出制御手段と、前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出速度を検出する速度検出手段と、前記記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度を検出する温度検出手段と、前記速度検出手段の検出結果に応じで前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第１の変更手段と、前記第１の変更手段とは異なるタイミングで、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第２の変更手段とを有し、前記第２の変更手段は、前記第１の変更手段によって最後に変更された前記駆動条件を、該駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける前記温度検出手段の検出結果に対する温度の変動分に応じて変更するものであり、前記速度検出手段による速度検出及び前記第１の変更手段による前記駆動条件の変更を、電源投入時及び／又は印画開始直前に行い、前記温度検出手段による温度検出及び前記第２の変更手段による前記駆動条件の変更を、印画中に行うことを特徴とするインクジェットプリンタである。

請求項９記載の発明は、前記駆動条件の変更は、駆動信号の電圧の変更、駆動信号のパルス幅の変更、駆動信号の立ち上がりの傾きの変更のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

請求項１０記載の発明は、前記記録ヘッドをクリーニングすることにより該記録ヘッドの状態を正常化するためのクリーニング手段と、前記速度検出手段によりインク滴の吐出速度を検出する直前に、前記クリーニング手段を動作させる制御手段とを有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

請求項１１記載の発明は、前記クリーニング手段は、前記記録ヘッドのノズル面をワイピングするワイピング手段及び／又は前記記録ヘッドのノズルからインクを吸引するインク吸引手段であることを特徴とする請求項１０記載のインクジェットプリンタである。

請求項１記載の発明によれば、速度検出手段による検出結果と温度検出手段による検出結果に応じて、それぞれ異なるタイミングでインク滴の吐出速度が目標速度となるように記録ヘッドの駆動条件を変更するので、速度検出手段による速度検出が不可能なタイミングにおいても駆動条件を最適化させることができ、機体差や基板間の差、環境差等によらずに常に安定した状態で印画を行うことができ、安定した画像品質を維持することができる。

請求項２記載の発明によれば、駆動条件、その直前の駆動条件の変更時又はその近傍のタイミングにおける温度に対する変動分に応じて変更するので、機体差や基板間の差、環境差等によらずに常に安定した状態で印画を行うことができ、安定した画像品質を維持することができる。

請求項３記載の発明によれば、常にインク滴の吐出速度を検出した時の温度に対する変動分に応じて駆動条件を変更するので、目標速度に対する誤差の少ない駆動条件を設定することができる。

請求項４記載の発明によれば、時間経過に伴う記録ヘッド又はその周囲の環境温度の変動にきめ細かく対応して、駆動条件を最適化することができる。

請求項５記載の発明によれば、インク滴の速度検出を印画中に実行することがないので、印画動作を中断させることがなく、また、温度の変動に応じた駆動条件の変更を頻繁に行うことができるので、記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度の変動に伴う画像濃度の変動を抑制することができる。

請求項６記載の発明によれば、電源投入後の記録ヘッドの駆動条件を、インク滴の速度検出を実行しなくても、ほぼ目標速度でインク滴を吐出させることができるように設定することができる。

請求項７記載の発明によれば、インク滴の速度検出を印画中に実行することがないので、印画動作を中断させることがなく、また、印画中の記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度の変動に伴う画像濃度の変動を抑制することができる。

請求項８記載の発明によれば、インク滴の速度検出を印画中に実行することがないので、印画動作を中断させることがなく、また、印画中は、常にインク滴の吐出速度を検出した時の温度に対する変動分に応じて駆動条件を変更するので、記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度の変動に伴う画像濃度の変動を抑制することができると共に、目標速度に対する誤差の少ない駆動条件を設定することができる。

請求項９記載の発明によれば、駆動信号の電圧、駆動信号のパルス幅、駆動信号の立ち上がりの傾きのうちの少なくとも１つを変更することによって駆動条件を変更することができる。

請求項１０記載の発明によれば、速度検出手段による速度検出に先立って、記録ヘッドの吐出状態を正常化することができ、正確な吐出速度の検出が可能となる。

請求項１１記載の発明によれば、記録ヘッドのノズルの目詰まりやノズル面に付着するインクを清掃することにより、記録ヘッドの吐出状態を効果的に正常化することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１はインクジェットプリンタを示す要部斜視図、図２は速度検出装置によるインク滴の速度検出を説明する図、図３はインクジェットプリンタの主要部の内部構成を示すブロック図である。

図１において、１ａ〜１ｄはそれぞれ異なる色のインク、例えばＹＭＣＫの４色のインクを吐出する４個の記録ヘッドであり、共通のキャリッジ２に搭載されている。キャリッジ２は、図１中のＡで示す主走査方向に沿って延びる平行な２本のガイドレール３に沿ってスライド可能に設けられており、図１中には示されていない主走査モータ１０２（図３参照）が駆動することによってガイドレール３に沿ってスライドし、主走査方向Ａに沿って往復移動する。

キャリッジ２の下方には搬送ベルト４が配設されている。搬送ベルト４は、図１中のＢで示す副走査方向に所定間隔をおいて配置された２本の搬送ローラ４ａ、４ｂの間に掛け渡されている。一方の搬送ローラ４ｂには、図１には示されていない副走査モータ１０３（図３参照）が駆動力を伝達可能に接続されており、この副走査モータ１０３が回転駆動することで、搬送ベルト４が回転し、搬送ベルト４上に載置される紙、プラスチックフィルム、布等の記録媒体Ｐを副走査方向Ｂに沿って搬送する。

図１において、５は速度検出装置であり、ＬＥＤやレーザ等からなる発光素子５１、フォトダイオード等からなる受光素子５２、速度検出時に吐出されるインク滴ａを受け入れるインク受け皿５３及び受光信号の検出動作を行う検出部５４（図３参照）とを有しており、このうち少なくとも発光素子５１、受光素子５２及びインク受け皿５３が、キャリッジ２が記録媒体Ｐ上から外れた非記録位置に対応して配置されている。

速度検出装置５において、発光素子５１は、図２に示すように記録ヘッド１の各ノズルから吐出されるインク滴ａの通過を検出するための検出光Ｌを出射する。また、受光素子５２は、発光素子５１から出射された検出光Ｌを受光する。検出光Ｌは、記録ヘッド１ａ〜１ｄの主走査方向Ａと直交し且つ各記録ヘッド１ａ〜１ｄのノズルの配列方向と平行であって、インク滴ａの吐出方向に沿う高さ位置が記録ヘッド１ａ〜１ｄのノズル面１１の位置よりも低い位置となるように出射される。これにより、記録ヘッド１ａ〜１ｄのいずれかのノズル列が検出光Ｌ上に位置したときに、そのノズルから吐出されるインク滴ａの進行経路は、検出光Ｌと交叉する。

なお、ここでは、速度検出装置５は４個の記録ヘッド１ａ〜１ｄに対して１組の発光素子５１と受光素子５２とを有しており、記録ヘッド１ａ〜１ｄ毎に速度検出を行うようになっているが、発光素子５１と受光素子５２との組は記録ヘッドの配設数と同数設けるようにしてもよい。

また、図１において、各記録ヘッド１ａ〜１ｄには、それぞれ記録ヘッド１ａ〜１ｄ自体のヘッド温度を検出する温度検出器６ａ〜６ｄが設けられている。温度検出器６ａ〜６ｄの検出結果はコントローラ１００（図３参照）に送られる。

更に、７は記録ヘッド１ａ〜１ｄのクリーニングを行うことで、各記録ヘッド１ａ〜１ｄのインク滴ａの吐出状態を正常化するためのクリーニング装置であり、コントローラ１００（図３参照）からの駆動指令に基づいて駆動される。クリーニング装置７は、記録ヘッド１ａ〜１ｄのノズル面に密着することで、ノズルからインクを強制的に吸引して目詰まり等を清掃するための吸引キャップ７１と、ノズル面をワイピングして該ノズル面に付着しているインクを拭き取り清掃するための板状のゴム等の弾性部材からなるワイピング部材７２とを有している。クリーニング装置７は、吸引キャップ７１又はワイピング部材７２のいずれか一方のみでもよい。

このインクジェットプリンタは、図３に示すコントローラ（ＣＰＵ）１００が主走査モータ１０２を駆動することによりキャリッジ２を主走査方向Ａに沿って移動させ、この移動の過程で、該コントローラ１００が所定のタイミングで記録ヘッド１ａ〜１ｄ毎に設けられた駆動回路１０１ａ〜１０１ｄを所定の駆動条件で駆動することにより、記録ヘッド１ａ〜１ｄから搬送ベルト４上に停止している記録媒体Ｐに向けてインク滴ａを吐出する。コントローラ１００は、ＲＡＭ１００ａ及びＲＯＭ１００ｂ等の記憶手段を有しており、この駆動条件は、不揮発メモリからなるＲＡＭ１００ａの所定の領域に書き換え可能に記憶されている。

ここで、各記録ヘッド１ａ〜１ｄのノズルからインク滴を吐出させる駆動条件としては、記録ヘッド１ａ〜１ｄの構造や駆動方法によって種々存在するが、インク滴の吐出速度を変化させることができる条件であれば特に問わない。本発明において駆動条件の変更の例としては、図５（ａ）のように、各記録ヘッド１ａ〜１ｄに印加する駆動信号の電圧を変更すること、図５（ｂ）のように、各記録ヘッド１ａ〜１ｄに印加する駆動信号のパルス幅を変更すること、図５（ｃ）のように、各記録ヘッド１ａ〜１ｄに印加する駆動信号の立ち上がりの傾きを変更すること等が挙げられる。

駆動信号の電圧の変更を駆動条件の変更とするものは、例えばチャネル間の隔壁をせん断変形させることによりインク滴を吐出するタイプの記録ヘッドに用いられ、電圧が高くなるように変更することによりインク滴の吐出速度を速く、電圧が低くなるように変更することによりインク滴の吐出速度を遅くすることができる。また、駆動信号のパルス幅の変更を駆動条件の変更とするものは、例えばヒーターの熱によりインクを加熱した際に発生する気泡の破裂作用によってインク滴を吐出するタイプの記録ヘッドに用いられ、パルス幅が大きくなるように変更することによりインク滴の吐出速度を速く、パルス幅が小さくなるように変更することによりインク滴の吐出速度を遅くすることができる。更に、駆動信号の立ち上がりの傾きの変更を駆動条件の変更とするものは、例えばピエゾ素子を用いてインク室内に圧力変化を生じさせてインクを吐出するタイプの記録ヘッドに用いられ、立ち上がりの傾きが急峻になるように変更することによりインク滴の吐出速度を速く、立ち上がりの傾きが緩慢になるように変更することによりインク滴の吐出速度を遅くすることができる。

キャリッジ２の１主走査が終了すると、コントローラ１００は副走査モータ１０３を駆動することにより搬送ローラ４ｂを回転させ、搬送ベルト４を間欠的に回転させて記録媒体Ｐを所定量だけ搬送した後、上記と同様に次の主走査を行う動作を繰り返していくことで、記録媒体Ｐ上に画像データに応じた画像を記録する。

次に、速度検出装置５によってインク滴ａの吐出速度を検出する場合、コントローラ１００は発光素子５１を点灯させ、受光素子５２との間に検出光Ｌを形成し、更に、主走査モータ１０２を駆動してキャリッジ２を移動させることにより、記録ヘッド１ａ〜１ｄを主走査方向Ａに沿って非記録領域まで移動させ、そのうちの１つのノズル列を検出光Ｌ上に位置させて停止させる。この状態で、コントローラ１００は吐出開始信号（FIRE-M）を出力し、対応する駆動回路１０１ａ〜１０１ｄを所定の駆動条件で制御し、各ノズルからインク滴ａを吐出させる。これにより吐出されたインク滴ａは、検出光Ｌを通過し、そのときの影が受光素子５２によって捉えられ、これが検出部５４によって検出される。

検出部５４は、受光素子５２からの光量信号を増幅する電流増幅部５４ａと、この電流増幅部５４ａにより増幅された光量信号の変動分のみを増幅する交流増幅部５４ｂと、この交流増幅部５４ｂからの出力信号を、該出力信号を低域フィルタ５４ｄを経て生成された基準信号と比較し、基準信号レベルを越える信号をdefect-out信号としてコントローラ１００へ出力する比較器５４ｃとを有して構成されている。

従って、インク滴ａが検出光Ｌを通過した際に受光素子５２から出力される光量信号が低下すると、検出部５４から図４に示すようなdefect-out信号が出力される。コントローラ１００は、ノズルから正常にインク滴ａが吐出されたことによって検出部５４から所定のタイムアウト時間内にdefect-out信号が入力されると、インク滴ａの吐出開始信号（FIRE-M）を出力したタイミングからdefect-out信号を検出したタイミングまでの時間（図４中のＴｎ時間）を測定し、この測定時間と、コントローラ１００内に設けられたＲＯＭ１００ｂに予め記憶されている記録ヘッド１ａ〜１ｄのノズル面１１と検出光Ｌとの間の距離とに基づいてインク滴ａの吐出速度を算出する。

また、各記録ヘッド１ａ〜１ｄに設けられた温度検出器６ａ〜６ｄによって検出された各ヘッド温度のデータは、コントローラ１００に送られる。コントローラ１００は、所定のタイミングでこの温度検出器６ａ〜６ｄから送られる各ヘッド温度を監視している。

なお、図３において、１０４はプリンタ電源をＯＮ、ＯＦＦするための電源スイッチである。

次に、本発明に係るインクジェットプリンタにおける記録ヘッド１ａ〜１ｄの駆動条件の変更動作について述べる。

コントローラ１００は、速度検出装置５による記録ヘッド１ａ〜１ｄ毎の吐出速度の検出結果に応じて、記録ヘッド１ａ〜１ｄからインク滴ａを吐出する際の駆動条件を変更する機能（第１の変更手段）と、温度検出器６ａ〜６ｄによる記録ヘッド１ａ〜１ｄ毎のヘッド温度に応じて、記録ヘッド１ａ〜１ｄからインク滴ａを吐出する際の駆動条件を変更する機能（第２の変更手段）とを備えている。

すなわち、コントローラ１００は、速度検出装置５による記録ヘッド１ａ〜１ｄ毎の吐出速度の検出結果に応じて、目標速度から所定速度以上離れた場合に、記録ヘッド１ａ〜１ｄ各々の吐出速度が目標速度に一致するように、駆動回路１０１ａ〜１０１ｄに出力する駆動条件をそれまでの駆動条件に対して変更する。

この速度検出装置５による速度検出は、印画中には実行せず、プリンタの電源投入時及び／又は印画開始直前のタイミングで実行される。

このときの駆動条件の変更は、一般には、予め吐出速度と駆動条件との相関を求めたテーブルを記憶させておき、そのテーブルに基づいて行われる。

一方、温度検出器６ａ〜６ｄによる温度検出は、ヘッド温度によってインク粘度が変化することによる吐出速度の変化やインク滴量の変化を把握するためのものである。コントローラ１００は、プリンタの電源投入後、印画中と非印画中とに関わらず、温度検出器６ａ〜６ｄから各ヘッド温度の検出結果を監視している。

温度検出器６ａ〜６ｄの検出結果に応じた駆動条件の変更は、速度検出装置５の検出結果に応じた駆動条件の変更とは異なるタイミングで実行される。これには、その温度検出時の直前の駆動条件を、その駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける温度検出器６ａ〜６ｄの検出結果に対する温度の変動分に応じて変更する方法と、速度検出装置５の検出結果に応じて変更された駆動条件に対し、その駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおいて検出された温度検出器６ａ〜６ｄの検出結果に対する温度の変動分に対応する駆動条件を変更する方法とがある。

いずれの方法においても、駆動条件の変更は、一般には、予め温度変動分と駆動条件との相関を求めたテーブルを記憶させておき、そのテーブルに基づいて行われる。

これにより、温度検出器６ａ〜６ｄやインク粘度、基板の温度特性等のばらつき分や、機体差やインク交換による変動等に影響されず、正確な駆動条件に変更することができる。また、速度検出装置５による検出結果に応じて駆動条件を変更可能なタイミングと異なるタイミングで、温度検出器６ａ〜６ｄによる検出結果に応じて駆動条件を変更可能とするので、印画中のように速度検出装置５による速度検出が不可能なタイミングにおいても、刻々と変化するヘッド温度に追従して頻繁に駆動条件を最適化させることができる。

この温度検出器６ａ〜６ｄによるヘッド温度の検出は、電源投入後に所定のタイミングで行うことができる。所定のタイミングとしては、電源投入後であれば印画中と非印画中とに関わらず何ら制限はなく、例えば所定のタイマ時間が経過したタイミング、記録ヘッド１ａ〜１ｄが主走査方向Ａに沿って所定回数移動したタイミング、画像データ中の空白部のタイミング等が挙げられる。中でも所定のタイマ時間が経過したタイミングで検出するものが、刻々と変化するヘッド温度を監視し易いために好ましい。タイマ時間は短い程ヘッド温度の変化を検出し易くなる。

また、特に、温度検出器６ａ〜６ｄによるヘッド温度の検出を、実際に記録ヘッド１ａ〜１ｄからインク滴を吐出している印画中に行うことが、印画中の記録ヘッド１ａ〜１ｄの温度の変動に伴う画像濃度の変動を抑制し、高画質の画像を記録する上で好ましい。

更に、この温度検出器６ａ〜６ｄによるヘッド温度の検出は、速度検出装置５による吐出速度の検出のタイミングよりも頻度が多いタイミングで行うようにすると、時間経過に伴う記録ヘッド１ａ〜１ｄの温度変動にきめ細かく対応して駆動条件を最適化することができるために好ましい。

コントローラ１００は、温度検出器６ａ〜６ｄによってヘッド温度が検出されたその都度駆動条件を変更制御することができる。また、予めヘッド温度の変動分の閾値を定めておき、例えばヘッド温度が前回検出されたヘッド温度に対して±１℃以上変動した場合にのみ駆動条件を変更するように制御することもできる。

駆動条件の変更制御の一例を、図６に示すタイムチャートを用いて更に説明する。以下の制御は、コントローラ１００のＲＯＭ１００ｂに記憶されている所定のプログラムに従って実行される。なお、ここでは、駆動条件として駆動信号の電圧を例に挙げて説明する。

まず、電源スイッチ１０４がＯＮになると、コントローラ１００は、ヘッドメンテナンスを行うべく、主走査モータ１０２を駆動させてキャリッジ２をガイドレール３に沿って主走査方向Ａに移動させ、記録ヘッド１ａ〜１ｄをクリーニング装置７の配設位置の上方まで移動させる。その後、クリーニング装置７を駆動させて各記録ヘッド１ａ〜１ｄのクリーニングを実行する。ここでは吸引キャップ７１によるインクの強制的な吸引により目詰まり等を回復させると共に、ワイピング部材７２によりノズル面をワイピングしてノズル面に付着するインクを拭き取り清掃し、各記録ヘッド１ａ〜１ｄの吐出状態を正常化する。

次いで、コントローラ１００は主走査モータ１０２を駆動させてキャリッジ２をガイドレール３に沿って主走査方向Ａに更に移動させ、記録ヘッド１ａ〜１ｄを速度検出装置５の配設位置の上方まで移動させた後、記録ヘッド１ａ〜１ｄ毎に、ＲＡＭ１００ａ内に記憶されている所定の電圧でインク滴を吐出し、そのときの吐出速度を検出する。このときの吐出速度は、この直前に各記録ヘッド１ａ〜１ｄのクリーニングが実行されていることにより、吐出状態が正常化されているため、正確な吐出速度の検出が可能である。

コントローラ１００は、この速度検出装置５の検出結果に応じて、各記録ヘッド１ａ〜１ｄの吐出速度が目標速度から予め設定された所定速度以上離れている場合に、目標速度に一致するように、ＲＡＭ１００ａ内に記憶されている電圧を変更する。

一方、コントローラ１００は、電源スイッチ１０４がＯＮとなった後は、予め設定された所定のタイミングで温度検出器６ａ〜６ｄによって各ヘッド温度を監視している。そして、速度検出装置５によって各記録ヘッド１ａ〜１ｄからのインク滴の吐出速度が検出され、その検出結果に応じて各記録ヘッド１ａ〜１ｄに印加される電圧が変更されると、その電圧の変更時と同時又はその近傍のタイミングで温度検出器６ａ〜６ｄにより検出された各ヘッド温度をＲＡＭ１００ａ内に記憶する。

この温度検出器６ａ〜６ｄによる温度検出のタイミングは、印画中と非印画中とに関わらず、速度検出装置５による吐出速度の検出のタイミングよりも遥かに頻度の多いタイミングで、一定時間（例えば３ｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。

その後、印画開始指令があると、コントローラ１００は画像データに基づいて、速度検出装置５の検出結果に応じて変更された電圧によって各駆動回路１０１ａ〜１０１ｄを制御することにより各記録ヘッド１ａ〜１ｄを駆動させて印画を開始する。この印画開始後も、コントローラ１００は一定時間毎に温度検出器６ａ〜６ｄの検出結果を監視している。

電源スイッチ１０４がＯＮの後、特に印画開始後は、記録ヘッド１ａ〜１ｄの温度は次第に上昇する。温度検出器６ａ〜６ｄによって各ヘッド温度が検出されると、コントローラ１００は、その都度、検出されたヘッド温度と前回電圧が変更された際に記憶されたヘッド温度との温度差を求め、その値が予め設定された温度差Δｔよりも大きくなった場合に、その温度差に対応する電圧分を加減して各記録ヘッド１ａ〜１ｄに印加する電圧を変更する。

図６に示すタイムチャートでは、最初の印画開始指令から４回目の温度検出時に初めて、前回の電圧の変更時（速度検出装置５の検出結果による電圧の変更時）に記憶されたヘッド温度との温度差がΔｔを超えて大きくなっている。インク滴の吐出速度は、この温度上昇によるインク粘度の低下によって速くなるため、コントローラ１００は、その温度差に対応する電圧分を減少させてインク滴の吐出速度を低下させるように電圧を変更する。

このとき温度検出器６ａ〜６ｄによって検出されたヘッド温度は、コントローラ１００のＲＡＭ１００ａに、速度検出装置５の検出結果に基づいて電圧が変更された際に記憶されたヘッド温度とは別に記憶される。また、このとき変更された電圧は、コントローラ１００のＲＡＭ１００ａに上書きされる。その後、コントローラ１００は、この変更された電圧に基づいて各駆動回路１０１ａ〜１０１ｄを制御し、各記録ヘッド１ａ〜１ｄを駆動して印画を継続する。

コントローラ１００は、印画中、温度検出器６ａ〜６ｄによって検出されたヘッド温度と記憶されているヘッド温度との温度差を監視することにより、その温度差がΔｔを超えたか否かによって電圧の変更の必要性を判断している。例えば、図６に示すタイムチャートでは、最初の印画開始指令の後、５回目の温度検出時には、前回の電圧の変更時（最初の印画開始後４回目の温度検出時の検出結果による電圧の変更時）に記憶されたヘッド温度との温度差がΔｔを超えていないため電圧の変更は行わず、６回目、７回目・・・と続けてそれぞれ前回の電圧の変更時に記憶されたヘッド温度との温度差がΔｔを超えたことにより電圧を変更している。

すなわち、コントローラ１００は、温度検出器６ａ〜６ｄによってヘッド温度を検出した結果、前回電圧を変更した際のヘッド温度との温度差がΔｔを超える毎に、そのときの温度差に対応する電圧分を変更するように制御している。

温度検出器６ａ〜６ｄによるヘッド温度の一定間隔毎の検出は、印画が終了しても継続される。従って、印画終了後で次の印画開始指令があるまでの間も温度検出器６ａ〜６ｄによってヘッド温度の監視は続けられる。

この間、コントローラ１００は、温度検出器６ａ〜６ｄの検出結果と、ＲＡＭ１００ａに記憶されている前回速度検出装置５の検出結果に応じて電圧を変更した時のヘッド温度との温度差を検出し、その温度差が予め設定されたΔＴ（但し、ΔＴ＞Δｔである。）を超えて大きくなった場合、再び速度検出装置５を用いて各記録ヘッド１ａ〜１ｄの吐出速度を検出し、その検出結果に基づいて電圧を変更している。これにより、ヘッド温度が過度に変動したことによって温度差に応じて電圧を変更する際に発生する誤差を防止することが可能である。

その後、再び印画開始指令があると、コントローラ１００は同様にして、温度検出器６ａ〜６ｄによってヘッド温度を検出した結果、前回電圧を変更した際のヘッド温度との温度差がΔｔを超える毎に、電圧を変更するように制御する。

従って、速度検出装置５による検出結果と温度検出器６ａ〜６ｄによる検出結果に応じて、印画中と非印画中とに関わらず記録ヘッド１ａ〜１ｄの電圧設定を変更するので、機体差や基板間の差、環境差等によらずに常に安定した状態で印画を行うことができ、安定した画像品質を維持することができる。

ところで、以上のタイムチャートでは、プリンタ電源がＯＮされると、コントローラ１００は、クリーニング装置７による各記録ヘッド１ａ〜１ｄのヘッドメンテナンス及び速度検出装置５による吐出速度の検出を行うように制御しているが、図７のタイムチャートに示すように、プリンタ電源がＯＦＦにされる直前に速度検出装置５の検出結果に応じた電圧の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおいて温度検出器６ａ〜６ｄによって検出されたヘッド温度を記憶しておき、再びプリンタ電源がＯＮにされた後は、この記憶されたヘッド温度とプリンタ電源ＯＮ後のヘッド温度との温度差が、予め設定されたΔｔを超えない場合に、新たな吐出速度の検出は行わないように制御することも好ましい。吐出速度の検出動作を省くことによってプリンタを早期に印画開始状態にすることができる。

図８は、駆動条件の変更動作の更に他の一例を示すタイムチャートである。ここでも駆動条件として電圧を例に挙げて説明する。

この例では、プリンタ電源投入後、クリーニング装置７によるヘッドメンテナンスと速度検出装置５による各記録ヘッド１ａ〜１ｄの吐出速度の検出及びその検出結果に応じた電圧の変更とを行う点と、予め設定された所定のタイミングで温度検出器６ａ〜６ｄによって各ヘッド温度を監視している点は、図６に示した場合と同様であるが、速度検出装置５によって吐出速度の検出が行われ、その検出結果に応じて電圧が変更された後は、温度検出器６ａ〜６ｄによって各ヘッド温度が検出される度に常に電圧を変更制御している点で異なっている。

すなわち、コントローラ１００は、速度検出装置５によって吐出速度が検出され、その検出結果に応じて電圧が変更されると、その電圧の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおいて温度検出器６ａ〜６ｄによって検出されたヘッド温度を記憶しておき、以後、印画中と非印画中とに関わらず、一定時間毎に温度検出器６ａ〜６ｄによって各ヘッド温度が検出される度に、最後に速度検出装置５の検出結果に応じて電圧が変更された時に記憶されたヘッド温度との温度差を求め、その温度差に対応する電圧分を加減して電圧を変更する。

この例では、プリンタ電源がＯＮにされた後、印画開始指令がある度に、必ずその直前に、クリーニング装置７による各記録ヘッド１ａ〜１ｄのヘッドメンテナンスと速度検出装置５によるインク滴の吐出速度の検出とを行うようにしている。そして、温度検出器６ａ〜６ｄによって一定間隔毎に検出されたヘッド温度に応じて変更される電圧は、常に速度検出装置５の検出結果に応じて電圧が変更された時のヘッド温度を基準にしている。このため、目標速度に対する誤差の少ない駆動条件を設定することができる。

本発明において、インクジェットプリンタの記録ヘッドは、図示する４個に限らず、１個又は４個以外の複数個であってもよい。また、複数の記録ヘッドを有する場合、温度検出器は、記録ヘッド毎に設けられていなくてもよく、１つの温度検出器によって複数個の記録ヘッドのヘッド温度を検出するように設けてもよい。

また、本発明において温度検出器は、必ずしも記録ヘッドのヘッド温度そのものを検出しなくてもよく、記録ヘッドが置かれている周囲の環境温度を検出できるようにしてもよい。この場合、温度検出器は記録ヘッドに接している必要はなく、その近傍に設けるようにすればよい。このように温度検出器によって記録ヘッドの環境温度を検出する場合も、温度検出器は複数の記録ヘッド毎に設けなくてもよく、１つの温度検出器によって複数個の記録ヘッドの周囲の環境温度を検出できるように設けるようにしてもよい。

本発明に係るインクジェットプリンタは、紙、プラスチックフィルム、布等の記録媒体上に文字や写真等の画像を印画するものに限らず、ＥＬパネルや液晶ディスプレイのカラーフィルター、回路基板等、記録ヘッドのノズルから微小なインク滴を吐出して着弾させることにより、インクによる所望の記録像を形成する装置に広く適用可能である。

インクジェットプリンタを示す要部斜視図 速度検出装置によるインク滴の速度検出を説明する図 インクジェットプリンタの主要部の内部構成を示すブロック図 吐出制御信号と検出部からの検出信号を示す図 （ａ）は記録ヘッドに印加する駆動信号の電圧を変更する例、（ｂ）は記録ヘッドに印加する駆動信号のパルス幅を変更する例、（ｃ）は記録ヘッドに印加する駆動信号の立ち上がりの傾きを変更する例を示す駆動信号の波形図 駆動条件の変更制御の一例を示すタイムチャート 駆動条件の変更制御の他の一例を示すタイムチャート 駆動条件の変更制御の更に他の一例を示すタイムチャート

符号の説明

１ａ〜１ｄ：記録ヘッド
２：キャリッジ
３：ガイドレール
４：搬送ベルト
４ａ、４ｂ：搬送ローラ
５：速度検出装置
５１：発光素子
５２：受光素子
５３：インク受け皿
５４：検出部
６ａ〜６ｄ：温度検出器
７：クリーニング装置
７１：吸引キャップ
７２：ワイピング部材

Claims (11)

1. インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドのノズルから所定の駆動条件でインク滴の吐出を制御する吐出制御手段と、
   前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出速度を検出する速度検出手段と、
   前記記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記速度検出手段の検出結果に応じて前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第１の変更手段と、
   前記第１の変更手段とは異なるタイミングで、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第２の変更手段とを有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記第２の変更手段は、前記第１の変更手段又は前記第２の変更手段によって変更された直前の前記駆動条件を、該直前の駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける前記温度検出手段の検出結果に対する温度の変動分に応じて変更することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記第２の変更手段は、前記第１の変更手段によって変更された前記駆動条件を、該駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける前記温度検出手段の検出結果に対する温度の変動分に応じて変更することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記第２の変更手段によって前記駆動条件を変更可能なタイミングは、前記第１の変更手段によって前記駆動条件を変更可能なタイミングよりも頻度が多いことを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記速度検出手段による速度検出及びその検出結果に基づく前記第１の変更手段による前記駆動条件の変更を、電源投入時及び／又は印画開始直前に行い、
   前記温度検出手段による温度検出及びその検出結果に基づく前記第２の変更手段による前記駆動条件の変更を、前記速度検出手段による速度検出及びその検出結果に基づく前記第１の変更手段による前記駆動条件の変更よりも頻度の多い所定タイミング毎に行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
6. 電源を切断する前に最後に前記第１の変更手段によって変更された前記駆動条件と、該駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおいて検出された前記温度検出手段の検出結果とを少なくとも記憶する記憶手段を有し、
   前記第２の変更手段は、電源投入時、前記記憶手段に記憶された前記駆動条件を、該記憶手段に記憶された前記温度検出手段の検出結果に対する電源投入時の前記温度検出手段による検出結果の変動分に応じて変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
7. インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドのノズルから所定の駆動条件でインク滴の吐出を制御する吐出制御手段と、
   前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出速度を検出する速度検出手段と、
   前記記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記速度検出手段の検出結果に応じで前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第１の変更手段と、
   前記温度検出手段の検出結果に応じて前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第２の変更手段とを有し、
   前記第２の変更手段は、前記第１の変更手段又は前記第２の変更手段によって変更された直前の前記駆動条件を、該直前の駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける前記温度検出手段の検出結果に対する温度の変動分に応じて変更するものであり、
   前記速度検出手段による速度検出及び前記第１の変更手段による前記駆動条件の変更を、電源投入時及び／又は印画開始直前に行い、前記温度検出手段による温度検出及び前記第２の変更手段による前記駆動条件の変更を、印画中に行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
8. インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドのノズルから所定の駆動条件でインク滴の吐出を制御する吐出制御手段と、
   前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出速度を検出する速度検出手段と、
   前記記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記速度検出手段の検出結果に応じで前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第１の変更手段と、
   前記第１の変更手段とは異なるタイミングで、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記インク滴の吐出速度が目標速度になるように前記駆動条件を変更する第２の変更手段とを有し、
   前記第２の変更手段は、前記第１の変更手段によって最後に変更された前記駆動条件を、該駆動条件の変更時と同時又はその近傍のタイミングにおける前記温度検出手段の検出結果に対する温度の変動分に応じて変更するものであり、
   前記速度検出手段による速度検出及び前記第１の変更手段による前記駆動条件の変更を、電源投入時及び／又は印画開始直前に行い、前記温度検出手段による温度検出及び前記第２の変更手段による前記駆動条件の変更を、印画中に行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
9. 前記駆動条件の変更は、駆動信号の電圧の変更、駆動信号のパルス幅の変更、駆動信号の立ち上がりの傾きの変更のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
10. 前記記録ヘッドをクリーニングすることにより該記録ヘッドの状態を正常化するためのクリーニング手段と、
    前記速度検出手段によりインク滴の吐出速度を検出する直前に、前記クリーニング手段を動作させる制御手段とを有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
11. 前記クリーニング手段は、前記記録ヘッドのノズル面をワイピングするワイピング手段及び／又は前記記録ヘッドのノズルからインクを吸引するインク吸引手段であることを特徴とする請求項１０記載のインクジェットプリンタ。

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