JP2006150847A - 記録ヘッドの駆動制御方法、インクジェットプリンタ、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】急激な温度変化に応じた駆動電圧の変更を制限し、印画画像のムラを抑制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。
【解決手段】駆動電圧を印加することによりインク滴を吐出する記録ヘッドと、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、前記温度検出手段により検出された温度に応じて前記駆動電圧を変更する変更手段と、前記変更手段によって変更される前記駆動電圧の変化量を予め決められた所定量と比較し、前記駆動電圧の変化量が所定量を超える場合に、該変化量が所定量を超えないように制御する制御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１

Description

本発明は記録ヘッドの駆動制御方法、インクジェットプリンタ、プログラム及び記憶媒体に関し、詳しくは、インクの温度特性に起因する吐出速度の変化を、温度に応じて駆動波形に帰還をかけることにより抑制する記録ヘッドの駆動制御方法、インクジェットプリンタ、プログラム及び記憶媒体に関する。

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印画を行うインクジェットプリンタでは、連続して印画を行っていると、ＩＣの駆動により記録ヘッドやインクが温められることで、インク温度が変化する。

一般にインクは粘度に温度係数を持っているため、インク温度の変化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ことによりインク滴量が変動し、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。

このため、インクジェットプリンタでは、記録ヘッドの駆動波形をインクの温度変化に応じて変化させ、最適な吐出速度を維持するように制御をかけることが行われている（特許文献１）。
特開平５−８４０９号公報

インク滴の吐出速度を安定化させるためには、吐出直前のインクの温度を正確に測定する必要がある。しかし、吐出直前、すなわちノズル出口近傍でのインクの温度を正確に測定することは非常に困難であるため、記録ヘッド自体若しくはその記録ヘッドが配置されている周囲の環境温度を測定することで代替させ、間接的にインク温度を把握する方法が採られている。

ところが、記録ヘッド自体の温度やその周囲の環境温度は、必ずしも吐出直前のインク温度と追従していない可能性がある。また、温度測定における誤差も生じる。このため、これらエラー要因により急激な温度変化を検出してしまった場合、この温度変化に逐一対応して記録ヘッドに付与する駆動波形を変更するように帰還（フィードバック）を掛けてしまうと、実際のインク温度に対して適切な駆動波形で吐出させることができない。

これにより、インク滴の吐出速度が急激に変化し、着弾位置ずれや不良吐出の原因となる問題がある。更に、インク滴の吐出速度の急激な変化は、印画画像にムラを発生させ、画像品質を低下させる。

そこで、本発明は、急激な温度変化に応じた駆動波形の変更を制限し、印画画像のムラを抑制することのできる記録ヘッドの駆動制御方法、インクジェットプリンタ、プログラム及び記憶媒体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、所定の駆動波形に基づいてインク滴を吐出する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と共に、該検出された温度に応じて前記駆動波形を変更制御する記録ヘッドの駆動制御方法であって、前記変更される駆動波形の現在の駆動波形に対する変化量を算出すると共に、前記算出された変化量を予め決められた所定量と比較し、前記変化量が所定量を超える場合に、前記変化量が所定量を超えないように前記変更される駆動波形に対して制限をかけることを特徴とする記録ヘッドの駆動制御方法である。

請求項２記載の発明は、前記記録ヘッドは、印画時に主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドであり、前記駆動波形を変更するタイミングは、前記キャリッジの往復移動のタイミングと非同期とすることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッドの駆動制御方法である。

請求項３記載の発明は、前記記録ヘッドは、印画時に主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドであり、前記駆動波形を変更するタイミングは、前記キャリッジが印画領域に入る前とすることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッドの駆動制御方法である。

請求項４記載の発明は、所定の駆動波形に基づいてインク滴を吐出する記録ヘッドと、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、前記温度検出手段により検出された温度に応じて前記駆動波形を変更する変更手段とを有するインクジェットプリンタであって、前記変更手段により変更される駆動波形の現在の駆動波形に対する変化量を算出する変化量算出手段と、前記変化量算出手段によって算出された変化量を予め決められた所定量と比較し、前記変化量が所定量を超える場合に、前記変化量が所定量を超えないように前記変更される駆動波形に対して制限をかける変化量制限手段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５記載の発明は、前記記録ヘッドは、印画時に主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載され、前記変更手段によって前記駆動波形を変更するタイミングは、前記キャリッジの往復移動のタイミングと非同期であることを特徴とする請求項４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、前記記録ヘッドは、印画時に主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載され、前記変更手段によって前記駆動波形を変更するタイミングは、前記キャリッジが印画領域に入る前であることを特徴とする請求項４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、所定の駆動波形に基づいてインク滴を吐出する記録ヘッドの駆動を制御するコンピュータを、記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度に応じて前記駆動波形を変更する手段と、前記変更される駆動波形の現在の駆動波形に対する変化量を算出する手段と、前記算出された変化量を所定量と比較する手段と、比較の結果、前記変化量が所定量を超える場合に、前記変化量が所定量を超えないように前記変更される駆動波形に対して制限をかける手段として機能させるためのプログラムである。

請求項８記載の発明は、請求項７記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体である。

請求項１及び４記載の発明によれば、ヘッド温度又はその周囲の環境温度に応じて変更される駆動波形の変化量は、所定の範囲内に制限されるので、実際の温度変化に追従しないような急激な温度変化を検出しても、駆動波形をなだらかに変化させることができる。従って、急激な駆動波形の変化による吐出速度の急変がないので、着弾位置ずれや不良吐出の発生が抑えられ、印画画像のムラを抑制し、安定した画像品質を維持することができるようになる。

請求項２及び５記載の発明によれば、ヘッド温度又はその周囲の環境温度に応じた駆動波形の変化量が所定量を超えないように制御しているため、実際にインク滴を吐出している最中でも、急激な吐出速度の変化が発生することがない。従って、変更手段によって駆動波形を変更するタイミングをキャリッジの移動のタイミングと非同期としても、目立つような画像劣化は生じない。

請求項３及び６記載の発明によれば、少なくともキャリッジが主走査方向に沿って１スキャンする間は、駆動波形の変更による吐出速度の変化はないため、１スキャン中での目立つような画像劣化は生じない。

請求項７及び８記載の発明によれば、ヘッド温度又はその周囲の環境温度に応じて変更される駆動波形の変化量を所定の範囲内に制限し、実際の温度変化に追従しないような急激な温度変化を検出しても、駆動波形をなだらかに変化させ、急激な駆動波形の変化による吐出速度の急変を生じさせないので、着弾位置ずれや不良吐出の発生が抑えられ、印画画像のムラを抑制し、安定した画像品質を維持することができるプログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することができる。

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、図中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、図示しない主走査モータ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、図中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には図示しない副走査モータ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部５１、フォトダイオード等からなる受光部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部５１、受光部５２及びインク受け皿５３が、キャリッジ２が記録媒体Ｐ上から外れた非印画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、発光部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、受光部５２は、発光部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組の発光部５１と受光部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、発光部５１と受光部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が図示しない主走査モータ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を所定の駆動波形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。

ここで、記録ヘッド１ａ〜１ｄからインク滴ａを吐出するための駆動波形について説明する。

図４は、図５に示すタイプの記録ヘッドを駆動するための好ましい駆動波形の一例を示している。図５に示す記録ヘッドは、上部基板２０１と下部基板２０２との間に、ＰＺＴ等の圧電素子からなる駆動壁２０３とチャネル２０４とが交互に配置されている。駆動壁２０３は、分極方向（矢印で示す）を反対方向とした２枚の圧電素子２０３ａ、２０３ｂを積層して構成され、チャネル２０４内に臨む各駆動壁２０３の壁面に、それぞれ駆動電極２０５が密着形成されている。２０６はチャネル２０４に対応して形成されたインク滴吐出のためのノズルである。

この記録ヘッドにおいて、図４に示す矩形波からなる駆動波形を駆動電極２０５に印加すると、まず、所定電圧（＋Ｖ）の立ち上がり信号Ｐ１の印加によって、駆動壁２０３はチャネル２０４の容積を拡大する方向にくの字型にせん断変形する。これによってチャネル２０４内にインクが流入される（図６（ａ））。所定時間経過後、続いて立下り信号Ｐ２（０Ｖ）の印加によって、駆動壁２０３は初期状態に復帰し、このとき、それまで拡大状態にあったチャネル２０４の内圧が高められる（図６（ｂ））。引き続き、更に立下り信号Ｐ３（−Ｖ）の印加によって、駆動壁２０３はチャネル２０４の容積を縮小する方向にくの字型にせん断変形する（図６（ｃ））。これによってチャネル２０４の内圧は更に高められ、チャネル２０４内のインクがノズル２０６からインク滴ａとして吐出される。所定時間経過後、続いて立ち上がり信号Ｐ４（０Ｖ）が印加されることによって、駆動壁２０３は初期状態に復帰する（図６（ｂ））。

このような図４に示す駆動波形は、電圧（Ｖ）の大きさを変化させることによって、ノズル２０６から吐出されるインク滴の速度を変化させることができる。

コントローラ１００は、ＲＡＭ１００ａ及びＲＯＭ１００ｂ等の記憶手段を有しており、この駆動電圧の電圧設定情報は、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。

キャリッジ２の１主走査が終了すると、コントローラ１００は図示しない副走査モータ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、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は発光部５１を点灯させ、受光部５２との間に検出光Ｌを形成し、更に、図示しない主走査モータ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の光軸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を所定の電圧設定で制御し、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部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、受光部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部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７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、具体的には、defect-out信号の立下り信号ｓ１と立ち上がり信号ｓ２の中間値までの時間（図７中のｔ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。

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の駆動波形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及び温度検出器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波形を変更する。

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、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に出力する駆動電圧の電圧設定をそれまでの電圧設定に対して変更するように制御する。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や印画開始直前等のタイミングで実行される。

一方、温度検出器６ａ〜６ｄによる温度検出は、インク温度の上昇に応じて粘度が低下することによる吐出速度の変化やインク滴量の変化をヘッド温度によって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。

コントローラ１００における温度検出器６ａ〜６ｄによる検出結果に応じた駆動電圧の変更は、速度検出装置５の検出結果に応じた駆動電圧の変更とは異なるタイミングで実行され、速度検出装置５の検出結果に応じて変更された駆動電圧に対し、その速度検出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電圧を変更することにより行われる。

すなわち、速度検出装置５による速度検出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による検出温度に対する現時点での温度差を求め、速度検出装置５の検出結果に応じて変更された駆動電圧の電圧設定に対し、その温度差に対応した電圧分を加減するように変更制御する。

これにより、温度検知器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、正確な駆動電圧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電圧を変更する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電圧を変更するので、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駆動電圧を最適化させることができる。

ここで、コントローラ１００のＲＯＭ１００ｂには、温度検出器６ａ〜６ｄによる検出温度に対応して変更される駆動電圧が、前回変更された駆動電圧に対して変化する変化量を所定量に制限するための変化量の制限値（ΔＶlim）が予め設定されており、温度検出器６ａ〜６ｄに基づくこの駆動電圧の変化量がΔＶlimを超える場合は、変更される駆動波形に対し、変化量がΔＶlimを超えないように制限する。

この変化量の制限値（ΔＶlim）は、文字画像、写真画像等といった印画される画像の種類、紙、フィルム、布等といった記録媒体の種類、顔料インク、染料インク、溶剤系インク、水系インク等といったインクの種類、ＹＭＣＫ等といったインクの色等の諸条件に応じて適宜決定される。

かかる駆動電圧の変更動作の一例を図８に示すフロー図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や図示しないその他の適宜の記憶媒体に記憶された所定のプログラムに従って実行される。その他の記憶媒体としてはプログラムをコンピュータにより読み取り可能であれば特に問わず、例えばハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等任意である。

まず、プリンタ電源投入後、コントローラ１００は、温度検出器６ａ〜６ｄにより検出されたヘッド温度を入力する（Ｓ１）。

ここで、コントローラ１００のＲＡＭ１００ａ内には、前回電源切断した際に最後に検出された速度検出装置５による検出結果に応じて目標速度と一致するように変更された電圧設定と、その速度検出時と同時又はその近傍のタイミングで温度検出器６ａ〜６ｄによって検出されたヘッド温度の各データが記憶されており、これらのデータを読み出すと共に、電源投入後に入力されたヘッド温度と上記読み出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上記読み出された電圧設定に対して加減し、新たな電圧設定に変更する（Ｓ２）。変更された新たな電圧設定はＲＡＭ１００ａに記憶される。これにより、電源投入後の記録ヘッド１ａ〜１ｄの駆動条件を、インク滴ａの速度検出を実行しなくても、ほぼ目標速度でインク滴ａを吐出させることができるように設定される。

この後、キャリッジ２をガイドレール３に沿って主走査方向Ａに移動させることにより、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、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（Ｓ３）。

次いで、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毎に吐出速度を検出する。このときの吐出速度は、この直前の上記Ｓ３のステップにおいて各記録ヘッド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、このとき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に一致するように、ＲＡＭ１００ａ内に記憶されている電圧設定を変更すると共に、この速度検出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Ｔ０（ヘッド温度Ｔ０１〜Ｔ０４）をＲＡＭ１００ａ内に記憶する（Ｓ４）。これによりプリンタは印画可能状態に設定される。

ここで、未だオペレータによって印画の開始が指示されていない場合、コントローラ１００は印画開始の指示を待ち（Ｓ５）、印画が開始されるまでは上記Ｓ３〜Ｓ５の各ステップの動作を繰り返す。これは、印画が開始されるまでの間のノズルの目詰まり等を防止すると共に、待機中のプリンタ内の環境温度の変動等による記録ヘッド１ａ〜１ｄの温度変動によってインク温度が変動し、吐出速度が変化するのを補正するためである。

上記Ｓ５のステップにおいて印画が開始された場合、次に、コントローラ１００は、その他の処理の有無を判断する（Ｓ６）。その他の処理としては、インク交換、ヘッド交換、記録媒体の交換等であり、これらの処理が行われた後（Ｓ７）、再び上記Ｓ３〜Ｓ５のステップを繰り返す。

上記Ｓ６のステップにおいてその他の処理がない場合、コントローラ１００に送られた画像データに基づいて、上記Ｓ４のステップにおいて変更された電圧設定によって各駆動回路１０１ａ〜１０１ｄが制御されることにより印画が開始される。この印画開始後（印画中）は、コントローラ１００はタイマによって予め決められた一定時間（例えば３ｓｅｃ）の経過をカウントしており（Ｓ８）、一定時間経過するまで上記Ｓ５〜Ｓ８のステップを繰り返す。

一定時間が経過すると、コントローラ１００はその時点で温度検出器６ａ〜６ｄによって検出された各ヘッド温度を入力し、このヘッド温度に基づいた温度帰還制御を実行する（Ｓ９）。

温度帰還制御のフローを図９に示す。ここでは、まず、温度検出器６ａ〜６ｄによって現時点での１番目（ｎ＝１）のヘッド温度Ｔ１を取得し、上記Ｓ４のステップにおいて速度検出時に検出された当該１番目のヘッド温度Ｔ０１との温度差ΔＴ１を求め（Ｓ９１）、その後、更に、上記Ｓ４のステップにおいて設定された駆動電圧に対するΔＴ１に対応した駆動電圧の変化量を算出する。これにより、上記Ｓ４のステップにおいて設定された駆動電圧に対し、温度変化に対応して変更すべき駆動電圧が求められる。そして、この変更すべき駆動電圧が、現在の駆動電圧の電圧設定に対してどのくらいの電圧変化があるか、すなわち、現在の駆動電圧に対する電圧変化量ΔＶ１を算出する（Ｓ９２）。

次いで、この算出された電圧変化量ΔＶ１を、予めコントローラ１００のＲＯＭ１００ｂに設定されている変化量の制限値ΔＶlimと比較する（Ｓ９３）。

この比較の結果、ΔＶ１＜ΔＶlimの条件を満たしている場合はその電圧変化量をΔＶ１のままとし、ΔＶ１≧ΔＶlimである場合は、ΔＶ１＝ΔＶlimとして電圧変化量ΔＶ１をΔＶlimに制限した後（Ｓ９４）、１番目の記録ヘッドの駆動電圧を、現在の駆動電圧に対してΔＶ１だけ変化するように変更させる（Ｓ９５）。

その後、順次ｎ＝２、３、４として、各記録ヘッドについて上記Ｓ９１〜Ｓ９５までのステップを繰り返す（Ｓ９６、Ｓ９７）。

この温度帰還制御により変更された駆動電圧は、コントローラ１００のＲＡＭ１００ａに新たに記憶され、その後の印画は、この変更された電圧設定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。

以後、プリンタ稼動中は、電源が切断されるまで上記Ｓ５〜Ｓ９のステップを繰り返していく。

この結果、ヘッド温度に応じて変更される駆動電圧の変化量は、所定の範囲内に制限されるので、各温度検出器６ａ〜６ｄによって実際の温度変化に追従しないような急激な温度変化を検出しても、駆動電圧をなだらかに変化させることができる。

図１０は、ヘッド温度に対応した駆動電圧の変更制御の例であり、ΔＶlim＝±１．０Ｖとした場合の例を示している。なお、ここでは濃色シアンインクにより、布上にベタ画像を印画した。

図中、▲のプロットで示すグラフのように、ヘッド温度が急激に変化して±１．０Ｖを超えるような駆動電圧の変化量が発生しても、±１．０Ｖ内に制限することにより、◆のプロットで示す変化量の制限のないグラフの場合に比べて、全体として駆動電圧はなだらかに変化することがわかる。この結果、駆動電圧の変化量に制限を掛けない場合の画像は、急激な電圧変化による主走査方向へのインク着弾位置のずれが目立つものであったのに対し、変化量に制限を掛けた場合は、このような印画画像のムラは目立たなかった。

従って、本発明によれば、急激な駆動電圧の変化による吐出速度の急変がないので、着弾位置ずれや不良吐出の発生が抑えられ、印画画像のムラを抑制し、安定した画像品質を維持することができるようになる。

本発明において、温度検出器６ａ〜６ｄによる検出結果に応じた駆動電圧の変更のタイミングは、電源投入後の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。

特に、温度検出器６ａ〜６ｄによる検出結果に応じた駆動電圧の変更を、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のタイミングで行うと、印画中のインク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ため、高画質の画像を記録する上で好ましい。

中でも、キャリッジ２の移動のタイミングと非同期とすると、駆動電圧の変更は、キャリッジ２が主走査方向Ａに沿って移動して記録媒体Ｐに向けて実際にインク滴を吐出している最中でも実行されるが、本発明では、以上のように、温度検出器６ａ〜６ｄによる検出結果に応じた駆動電圧の変化量が所定量を超えないように制御しているため、実際にインク滴を吐出している最中でも、急激な吐出速度の変化が発生することがなく、目立つような画像劣化は生じない。

また、キャリッジ２が主走査方向Ａに沿って移動して印画領域に入る前のタイミングで実行するようにすると、少なくともキャリッジ２が主走査方向Ａに沿って１スキャンする間は、駆動電圧の変更による吐出速度の変化はないため、１スキャン中での目立つような画像劣化は生じない。

以上の説明では、インクジェットプリンタの記録ヘッドは４個を例示したが、何ら制限はない。また、複数の記録ヘッドを有する場合、温度検出器は、図示したように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、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周囲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てもよい。

更に、以上の態様では、記録ヘッドのタイプが、図５に示すように圧電素子１３ａ、１３ｂからなる駆動壁１３がせん断変形することによりインク滴を吐出するものについて説明したが、何らこれに限定されず、インク滴をピエゾ素子の圧電効果を利用して吐出させるピエゾ方式、インク滴をヒーターの熱によって発生した気泡の破裂作用によって吐出させるサーマル方式等、様々なタイプの記録ヘッドに適用することができる。

また、インク滴ａの吐出速度は、一般に記録ヘッドに印加される駆動波形を変化させることによって変化させることができるが、以上の態様では、駆動波形として矩形波を用い、速度検出装置５によって検出された吐出速度に応じてその電圧値を変化させることによって駆動波形を変更するものについて説明した。しかし、本発明は何らこれに限らず、例えば、図８に示すように、駆動波形として台形波を用いるものにおいては、その立ち上がり信号Ｐａの傾斜を変化させることによって吐出速度を変化させることができるため、このような駆動波形を用いて、その立ち上がり信号Ｐａの傾斜、すなわちｔａの立ち上がり時間を変化させるようにしてもよい。

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 駆動波形の一例を示す図 記録ヘッド構造の一例を示す断面図 （ａ）〜（ｃ）は図５に示す記録ヘッドの動作を説明する図 吐出制御信号と検出部からの検出信号を示す図 駆動条件の変更動作の一例を示すフロー図 温度帰還制御の一例を示すフロー図 ヘッド温度、駆動電圧及びフィードバック回数の関係を示すグラフ

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：発光部
５２：受光部
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 (8)

1. 所定の駆動波形に基づいてインク滴を吐出する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と共に、該検出された温度に応じて前記駆動波形を変更制御する記録ヘッドの駆動制御方法であって、
   前記変更される駆動波形の現在の駆動波形に対する変化量を算出すると共に、前記算出された変化量を予め決められた所定量と比較し、前記変化量が所定量を超える場合に、前記変化量が所定量を超えないように前記変更される駆動波形に対して制限をかけることを特徴とする記録ヘッドの駆動制御方法。
2. 前記記録ヘッドは、印画時に主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドであり、
   前記駆動波形を変更するタイミングは、前記キャリッジの往復移動のタイミングと非同期とすることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッドの駆動制御方法。
3. 前記記録ヘッドは、印画時に主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドであり、
   前記駆動波形を変更するタイミングは、前記キャリッジが印画領域に入る前とすることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッドの駆動制御方法。
4. 所定の駆動波形に基づいてインク滴を吐出する記録ヘッドと、
   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、
   前記温度検出手段により検出された温度に応じて前記駆動波形を変更する変更手段とを有するインクジェットプリンタであって、
   前記変更手段により変更される駆動波形の現在の駆動波形に対する変化量を算出する変化量算出手段と、
   前記変化量算出手段によって算出された変化量を予め決められた所定量と比較し、前記変化量が所定量を超える場合に、前記変化量が所定量を超えないように前記変更される駆動波形に対して制限をかける変化量制限手段を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
5. 前記記録ヘッドは、印画時に主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載され、
   前記変更手段によって前記駆動波形を変更するタイミングは、前記キャリッジの往復移動のタイミングと非同期であることを特徴とする請求項４記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記記録ヘッドは、印画時に主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載され、
   前記変更手段によって前記駆動波形を変更するタイミングは、前記キャリッジが印画領域に入る前であることを特徴とする請求項４記載のインクジェットプリンタ。
7. 所定の駆動波形に基づいてインク滴を吐出する記録ヘッドの駆動を制御するコンピュータを、
   記録ヘッドのヘッド温度又はその周囲の環境温度に応じて前記駆動波形を変更する手段と、
   前記変更される駆動波形の現在の駆動波形に対する変化量を算出する手段と、
   前記算出された変化量を所定量と比較する手段と、
   比較の結果、前記変化量が所定量を超える場合に、前記変化量が所定量を超えないように前記変更される駆動波形に対して制限をかける手段として機能させるためのプログラム。
8. 請求項７記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体。
   
   
   
   

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