JP2008094012A - インクジェット記録装置およびインクジェット記録装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速、高デューティ画像印刷時のヘッド液室内負圧変動による吐出量変動を防止す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装置の制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、記録ヘッドに駆動パルスを印加することによって、ノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置である。また、本発明は、上記記録ヘッドのインク液室内の圧力を取得する圧力取得手段と、上記圧力取得手段が取得した圧力情報に基づいて、液滴量を制御する駆動パルスを選択する手段とを有する。さらに、本発明は、上記記録ヘッドに印加する駆動パルスを、上記選択した駆動パルスに切り替える駆動パルス切り替え手段を有するインクジェット記録装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置およびこの装置の制御方法に関し、特に、吐出するインク滴の液滴量を制御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。

複数の記録素子を備えた各記録素子基板を複数並列固定し、記録媒体を走査し、記録するインクジェット記録装置が市販されている。この種のインクジェット記録装置は、記録ヘッドを走査して記録するいわゆるシリアルスキャン方式よりも、記録速度が速い。

このような高速化を達成する上で、総じて問題になるのは、吐出量変動に起因する画質劣化である。そこで、良好な画像を得るために、記録される画像等における濃度変動や濃度むらの発生を極力抑える目的で、記録ヘッドから吐出される吐出量に関して、その安定化のための制御が種々行なわれている。特に、ヘッドの温度変化によって生じる吐出量変動に対しては、様々な制御が提案されている。

インクジェット記録方式は、熱エネルギー変換体（以下、「発熱素子」、「吐出ヒータ」、または単に「ヒータ」ともいう）に電気パルスを印加し、インクを急速に加熱し、インクの液相を気相に状態変化させることによって、発泡力を生起させる方式である。このインクジェット記録方式では、上記液相が気相に状態変化するまでのエネルギーの伝達の仕方によって、吐出量はほぼ決定される。したがって、気相に状態変化した後で、どのようなエネルギー投入を行っても、吐出量がほとんど変化しない。

インクジェット記録装置において、従来から知られる昇温に起因する吐出量変動の対策の１つとして、気相に状態変化するまでのエネルギーの伝達方法を制御することが知られている。

図１１は、記録ヘッドに印加するヒートパルスのタイムチャートである。

図１１に示すヒートパルスは分割パルスと言われ、プレヒートパルス（予備パルス、第１パルス）の幅Ｐ１や、プレヒートパルスＰ１とメインパルス（第２パルス）Ｐ３との間のインターバルタイム（休止時間）Ｐ２を制御することによって吐出量変調を行う。

さて、記録ヘッドを駆動するためのヒートパルス幅と駆動電圧Ｖｏｐは、ヒータボードの面積、抵抗値、膜構造や記録ヘッドのノズル構造によって決まる。

記録ヘッドの設けられている温度センサ（ダイオードセンサ等）の温度情報に基づいて、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のうちの少なくとも１つ以上のパルス波形は変調される。また、時刻Ｔ０、Ｔ２は、印加パルスの立ち上がり時刻であり、時刻Ｔ１、Ｔ３は、立ちさがり時刻であり、それぞれ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を決めるための時刻を示している。

プレヒートパルスＰ１は、主にノズル内のインク温度を制御するためのパルス幅であり、記録ヘッドの温度センサを利用して検知された温度に従って、そのパルス幅が制御される。この場合、ヒータボード上に熱エネルギーを加え過ぎることによってプレヒートで発泡現象が発生しないようにしている。

インターバルタイムＰ２は、プレヒートパルスＰ１とメインヒートパルスＰ３とが相互干渉しないように一定時間の間隔を設けるために設けられている。また、インターバルタイムＰ２は、プレヒートパルスＰ１で与えた熱エネルギーを、ヒータ上部のインク中へ拡散させ、ノズル内インクの温度分布を均一化する働きがある。

メインヒートパルスＰ３は、ヒータボード上に発泡現象を発生させ、吐出口からインク滴を吐出させるエネルギーを与える。

図１２は、従来のインクジェット記録装置ＰＲ１１の概略構成を示す断面図である。

記録ヘッドｈは、記録ヘッドｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４を有し、それぞれ、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）各色のインクを吐出する。これらの記録ヘッドは、後述する制御部によって駆動され、対応するインクのインク滴を吐出し、カラー記録を行う。

シート状の記録媒体（以下、単に「シート」という）ＳＴは、図示しない給送部から給送され、搬送ベルト９１に静電吸着されて移動しつつ、記録ヘッドｈの下を通過する際に、記録される。搬送装置である搬送ベルト９１は、円環状の帯部材であり、駆動ローラ９２、支持ローラ９３、９４によって張架され、回転駆動することによって、シートＳＴを搬送する。

ベルトのクリーニング部９５は、ベルト上に付着したインクを除去する。

インクの吐出量とヘッドの温度とには相関がある。具体的には、一般に１５℃〜６０℃の範囲で、ヘッド温度に対してインク吐出量はほぼ一定の割合で増加する。したがって、ヘッド温度に応じて、ヒータに印加するヒートパルスの形状を変化させると、吐出量を一定に保つことができる。ドット密度の高い画像が全面に形成されている場合、同一のヒートパルス幅で吐出を繰り返すと、ヘッド温度が徐々に上昇し、各吐出量が増え、結果的に画像の濃度が高くなる。

そこで、ヘッド温度の上昇を検出し、あるところで、ヒートパルス幅を切り替えれば、吐出量の増加を補正することができる。

図１３は、インクジェット記録装置ＰＲ１１の制御構成を示すブロック図である。

図１３において、図１２に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付してある。すなわち、ブラック用記録ヘッドｈ１と、シアン用記録ヘッドｈ２と、イエロー用記録ヘッドｈ３と、マゼンタ用記録ヘッドｈ４と、搬送ベルト駆動ローラ９２とが設けられている。記録ヘッドｈ１〜ｈ４には、ヘッドの温度を検出する温度センサｓｅ１〜ｓｅ４が設けられ、温度センサｓｅ１〜ｓｅ４は、吐出ノズルの近傍に配置されている。

制御部９６は、ＣＰＵ９６１と、プログラムを格納するＲＯＭ９６２と、制御に必要なワーク用データを保存するＲＡＭ９６３と、ゲートアレイ９６４とを有する。このゲートアレイ９６４は、搬送ベルト駆動ローラ９２の駆動制御信号、記録ヘッドｈへの画像信号および制御信号、クリーニング部９５の駆動制御信号、後述するパルス幅テーブル値等を出力する。イメージメモリ９６５が設けられ、ゲートアレイ９６４は、外部から受信した記録データを一時記憶する。

図１４は、吐出量（Ｖｄ）を一定に保つために、ヘッド温度に対するパルス幅を示すテーブルの図である。

図１２において、駆動パルスＮｏ１〜９の９種類のパルス幅を設定することによって、ヘッド温度に応じて、吐出量制御幅ΔＶｄの許容値内で、吐出量をコントロールすることができる。

図１５は、従来例のインクジェット記録装置ＰＲ１１において、実際の駆動パルスＮｏに対応するパルス波形を示す図である。

この例では、プレヒートパルスＰ１の幅を変え、これに合わせて、メインヒートパルスＰ３の幅も制御することによって、吐出量をコントロールする。これら幅の値を、ＲＯＭ９６２内のパルス幅テーブルに格納し、ゲートアレイ９６４に展開して使用する。

上記のように、記録ヘッドの温度に応じて適切な駆動パルス幅を選択すれば、ヘッド温度が変化しても、吐出量制御幅ΔＶｄの許容値内に、吐出量を制御することができる。

しかし、インクジェット記録装置ＰＲ１１における吐出量変動の要因は、上記ヘッド温度上昇だけではなく、ヘッドのインク液室内の負圧変動も、吐出量変動の要因である。つまり、高速で印刷すればするほど、印刷時の負圧は、印刷直前に比べて徐々に大きくなり、この結果、ノズルにおけるメニスカスが徐々に後退し、吐出量が少しずつ減少する。

そこで、画像形成中のインク背圧を所望の負圧範囲内（ゼロを含む）に維持するように制御するインクジェットプリンタが提案されている（たとえば、特許文献１、２、３参照）。つまり、ノズルのインク背圧を上げ下げすることができるインク背圧可変装置を設け、このインク背圧可変装置を操作することによって、画像形成中のインク背圧を所望の負圧範囲内（ゼロを含む）に維持するように制御する。
特開平５−３１９０５号公報 特開平９−１８３２２２号公報 特開２００３−３４１０２８号公報

上記提案では、ノズルのインク背圧の変動を防止するために、インク背圧可変装置として、インクタンクを上下させる機構を設けている。

しかし、たとえば６０ｐｐｍ以上の高速印刷を行う場合、上記提案による方法では、１秒に１回以上のサイクルでインクタンクを上下させなければならない。検知したノズルのインク背圧に応じて、この速度でインクタンクを上下させるためには、インクジェット記録装置が複雑で高価になるという問題がある。

また、このような速度でインクタンクを上下させると、インクタンクの中のインクが激しく揺れるので、泡立ち、その結果、ヘッドに気泡が混入したインクが供給され、吐出不良や不吐出が発生し易いという問題がある。

本発明は、高速、高デューティ画像印刷時のヘッド液室内負圧変動による吐出量変動を防止す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装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、記録ヘッドに駆動パルスを印加することによって、ノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置である。また、本発明は、上記記録ヘッドのインク液室内の圧力を取得する圧力取得手段と、上記圧力取得手段が取得した圧力情報に基づいて、液滴量を制御する駆動パルスを選択する手段とを有する。さらに、本発明は、上記記録ヘッドに印加する駆動パルスを、上記選択した駆動パルスに切り替える駆動パルス切り替え手段を有するインクジェット記録装置である。

本発明によれば、インクジェット記録装置において、高速、高デューティ画像印刷時のヘッド液室内負圧変動による吐出量変動を防止することができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。

本明細書において、「記録」（以下、「プリント」ともいう）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、また人間が感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ない。つまり、「記録（プリント）」は、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する動作、または媒体の加工を行う動作である。

また、「記録媒体」は、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスティック、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である。

さらに、「インク」（以下、「液体」ともいう）は、上記「記録（プリント）」の定義と同様に、広く解釈されるべきである。つまり、「インク（プリント）」は、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、またはインクの処理（たと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）に供され得る液体である。

図１は、本発明の実施例１であるインクジェット記録装置ＰＲ１におけるインク供給システムを示す模式図である。

インクジェット記録装置ＰＲ１は、インクタンク１０と、チューブ２０、６０と、ポンプ３０と、記録ヘッドＨと、ノズル面５０と、圧力検出手段７０とを有する。

インクタンク１０は、大気連通孔１１を有し、インク１２を収容し、インクタンク１０内には、２本のチューブ２０、６０が配設されている。チューブ２０は、ポンプ３０を介して、記録ヘッドＨの他端部に接続され、記録ヘッドＨの共通液室へ通じている。チューブ６０は、記録ヘッドＨの一端部に接続され、記録ヘッドＨの共通液室内に通じている。

記録ヘッドＨは、複数個のインク吐出口列を有し、記録時には、記録ヘッド駆動回路（図示せず）によって、インク液滴を吐出する。

インク流路内に気泡が存在しても、ポンプ３０を駆動させ、インクを循環させることによって、インクタンク１０から、気泡を排出することができる。

記録時等記録ヘッドＨからインクを吐出する場合、インクタンク１０からチューブ２０、６０を介して、毛管力によって、記録ヘッドＨにインクが供給される。記録ヘッドＨの上部には、記録ヘッド内のインク液室の圧力を検出する圧力検出手段７０が設けられている。

インクタンク１０の上部には、大気連通孔１１が設けられている。したがって、インクタンク１０内のインク水面と、記録ヘッドＨの記録素子基板Ｈ１００のノズル面５０との高さ方向の距離Ｓの水頭差分の負圧がノズル部のインクに働く。よって、この距離Ｓを適当に設定することによって、ノズルからのインク漏れを防止することができる。

しかし、距離Ｓが一定であっても、記録ヘッドＨ内の負圧が一定であるとは限らない。上記のように、記録時には、インクタンク１０からチューブ２０または６０を介して、記録ヘッドＨにインクが流れる。この流れるインクの流量に比例して、記録ヘッド内負圧が増加する。この記録ヘッド内負圧の増加は、インクタンク１０から記録ヘッドのノズル部までのインク流路中の流路抵抗が存在するために発生する。

図２は、バブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型である記録ヘッドＨを示す図である。

記録ヘッドＨは、電気信号に応じて、インクに膜沸騰を発生させる熱エネルギーを生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型である記録ヘッドである。

図３は、記録ヘッドＨを示す分解図である。

記録ヘッドＨは、図３に示すように、記録素子ユニットＨ００１と、インク供給ユニットＨ００２のインク供給部材Ｈ５００とによって構成されている。

図４は、記録素子ユニットＨ００１の分解図である。

記録素子ユニットＨ００１は、記録素子基板Ｈ１００と、支持板Ｈ２００と、電気配線基板Ｈ３００と、プレートＨ４００と、フィルタ部材Ｈ６００とによって構成されている。

支持板Ｈ２００は、たとえば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）材料で形成されている。支持板Ｈ２００には、記録素子基板Ｈ１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ２０１が形成されている。記録素子基板Ｈ１００のインク供給口が、支持板Ｈ２００のインク供給口Ｈ２０１に対応し、また、記録素子基板Ｈ１００は、支持板Ｈ２００に対して位置精度良く、接着剤で接着固定されている。

この接着剤は、たとえば、粘度が低く、接触面に形成される接着層が薄く、また、硬化後に、比較的高い硬度を有し、また、耐インク性のあるものが望ましい。たとえば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤、または紫外線硬化併用型の熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは、５０μｍ以下であることが望ましい。

記録素子基板Ｈ１００は、図２に示すように、支持板Ｈ２００上に、千鳥状に配置され、同一色による幅広の記録を可能としている。たとえば、ノズル群の長さが１インチ＋αの４つの記録素子基板Ｈ１００ａ、Ｈ１００ｂ、Ｈ１００ｃ、Ｈ１００ｄが、千鳥状に配置され、４インチ幅の記録を可能にしている。

また、図２に示すように、各記録素子基板の吐出口群の端部は、千鳥状に隣接する記録素子基板のノズル群の端部と、記録方向に対して、重複する領域（Ｌ）とを設け、各記録素子基板による印刷に隙間が生じることを防止している。たとえば、ノズル群Ｈ１０６ａ、Ｈ１０６ｂに、重複領域Ｈ１０９ａ、Ｈ１０９ｂが設けられている。

電気配線基板Ｈ３００は、インクを吐出するための電気信号を、記録素子基板Ｈ１００に印加し、記録素子基板Ｈ１００を組み込むための開口部を有し、裏面には、プレートＨ４００が接着固定されている。

電気配線基板Ｈ３００と記録素子基板Ｈ１００とは、電気的に接続されている。記録素子基板Ｈ１００の電極と電気配線基板Ｈ３００の電極端子Ｈ３０２とを、金ワイヤ（不図示）を用いたワイヤボンディング技術によって電気的に接続されている。電気配線基板Ｈ３００の素材として、たとえば、配線が二層構造のフレキシブル配線基板が使用され、表層は、ポリイミドフィルムで覆われている。

プレートＨ４００は、たとえば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳＵＳ板で形成されている。

また、支持板Ｈ２００の裏面側インク供給口Ｈ２０１には、インク中に混入された異物を取り除くために、フィルタ部材Ｈ６００が接着固定されている。

インク供給部材Ｈ５００は、たとえば、樹脂成形によって形成され、共通液室Ｈ５０１と、Ｚ方向基準面Ｈ５０２とを具備している。Ｚ基準面Ｈ５０２は、記録素子ユニットを位置決め固定するとともに、記録ヘッドＨのＺ基準である。

インク供給部材Ｈ５００の開口部と記録素子ユニットＨ００１とを、第３の封止剤Ｈ５０３によって封止し、共通液室Ｈ５０１を密閉する。インク供給部材のＺ基準Ｈ５０２に、記録素子ユニットＨ００１のＺ基準Ｈ５０２を位置決め固定する。たとえば、ビスＨ９００等によって位置決め固定する。第３の封止剤Ｈ５０３は、耐インク性があり、また、常温で硬化し、異種材料間の線膨張差に耐えられる柔軟性のある封止剤が望ましい。

記録素子ユニットＨ００１の外部信号入力端子Ｈ３０１部分は、たとえば、インク供給部材Ｈ５００の裏面に、位置決め固定されている。

全体的に濃度の低い低デューティの画像であれば、記録ヘッドＨへ流れるインク量が少ないので、負圧増加も少ない。しかし、全体的に濃度の高い高デューティ画像を高速で印刷する場合、特に、上記のように、各記録素子基板を複数並列固定し、記録媒体を走査し、記録する場合、記録時に流れるインク量が多量になるので負圧の増加が大きい。

記録ヘッド内の負圧が増加すると、ノズル部のインクのメニスカスが後退する。この状態で、記録素子に駆動パルスを与え、インク滴を吐出させると、通常よりも吐出量が少なくなる。

図５は、記録ヘッド内圧力と吐出量との関係を示す図である。

横軸は、ノズル内部の圧力であり、左端が、大気圧で−５ｋＰａよりも右側にいけばいくほど、低圧力であり、すなわち負圧が大きくなる。縦軸は、吐出量を示す。図５より明らかなように、−５ｋＰａ以下では、負圧が大きくなると、吐出量が少なくなる。

図６は、用紙全面に均一な高デューティ画像を連続で印刷した場合に、チューブ２０と６０とを流れる合計のインク流量と、記録ヘッド内圧力と、吐出量とを示す図である。

図６において、横軸は、経過時刻であり、時刻Ａは、１枚目の印刷開始時刻であり、時刻Ｂは、１枚目の印刷終了時刻であり、時刻Ｃは、２枚目の印刷開始時刻であり、時刻Ｄは、２枚目の印刷終了時刻である。

時刻Ａで、印刷が開始されると、ノズルから吐出されるインクは、ほぼ瞬時に最大流量に達するが、インク流路中の流路抵抗によって、チューブを流れるインクの量は、図６（ａ）に示すように、徐々に増加し、時刻Ｂを境に減少に転じる。

ノズルから吐出されるインク量と、チューブを流れるインク量との差によって、記録ヘッド内圧力は、図６（ｂ）に示すように、時刻Ａから低下し、時刻Ｂを境に元に戻ろうとする。したがって、吐出量は、図６（ｃ）に示すように、時刻Ａで最大になり、時刻Ｂにかけて、徐々に減少する。この吐出量の減少を、補正するために、上記分割パルスを用いる。

図７は、圧力検出手段７０が検出した記録ヘッド内圧力と、駆動パルスＮｏとを対応付けている図である。

図８は、記録ヘッド内圧力の変化と吐出量とを示す図である。

図８（ａ）は、図６（ｂ）に示す記録ヘッド内圧力グラフの１ページ分を拡大したグラフである。

印刷前の圧力検出手段７０によって検出された記録ヘッド内圧力を、−０．６ｋＰａとする。印刷開始後から、記録ヘッド内圧力が、−０．９ｋＰａに達するまでは、図１５に示す駆動パルスＮｏ８が用いられる。ノズル部圧力が、−０．９ｋＰａに達してからは、吐出量の減少を補うために、駆動パルスＮｏ８よりも相対的に吐出量が増える駆動パルスＮｏ９に切り替える。

その後は、記録ヘッド内圧力が−１．２ｋＰａ、−１．５ｋＰａ、−１．８ｋＰａに達すると、それぞれ、駆動パルス駆動パルスＮｏ１０、Ｎｏ１１、Ｎｏ１２に切り替えて、図８（ｂ）に示すように吐出量が一定範囲内に入るように制御する。

すなわち、実施例１は、圧力検出手段７０が、記録ヘッドのインク液室内の圧力を取得する圧力取得手段の例である。また、上記圧力取得手段が取得した圧力情報に基づいて、目標液滴量に応じた液滴量を吐出させるための駆動パルスが選択され、記録ヘッドに印加する駆動パルスを、上記選択した駆動パルスに切り替えるように制御している。

図９は、本発明の実施例２であるインクジェット記録装置ＰＲ２を示す図である。

図９において、図１に示す実施例１に使用されている要素と同一の要素には、同じ番号を付し、その説明を省略する。

図９（ａ）は、実施例１において、圧力検出手段７０の代わりに、２本のチューブ２０、６０の途中に、流量検出手段８１、８２を設けている。流量検出手段８１、８２は、印刷時に２本のチューブ２０、６０を流れるインクの流量Ｑ１、Ｑ２を検出する。

チューブ２０、６０を介して、インクタンク１０から、記録ヘッドＨのノズルまでの流路抵抗Ｒは、一定である。インクが流量Ｑで流れたときにおける圧力損失ΔＰは、ΔＰ＝Ｋ（比例定数）×Ｒ×（Ｑ１＋Ｑ２）で表されるので、圧力損失ΔＰは、インク流量Ｑ１、Ｑ２からも計算することができる。

印刷前の記録ヘッド内圧力から、上記圧力損失ΔＰを引けば、印刷中の記録ヘッド内圧力を計算することができる。この圧力値（印刷中の記録ヘッド内圧力）に対応する駆動パルスを、図７に示す表から選択し、駆動パルスを切り替えることによって、図８（ｂ）のグラフと同様に、吐出量が一定範囲内に入るように制御することができる。

図９（ｂ）は、チューブ２０にだけ、流量検出手段８１が設けられている実施例を示す。チューブ６０の途中は、弁８３が設けられ、印刷中は、弁８３を閉じることによって、チューブ２０だけを通って、インクタンク１０から、インクが記録ヘッドＨに流れる。

したがって、流量検出手段８１が検出した流量だけから、印刷中の記録ヘッド内圧力を計算することができる。この圧力値に対応する駆動パルスを、図７に示す表から選択し、駆動パルスを切り替えることによって、図８（ｂ）に示すグラフと同様に、吐出量が一定範囲内に入るように制御することができる。

実施例２は、記録ヘッドへ供給されるインクの流量を測定し、この測定された流量に基づいて、記録ヘッド内圧力を計算する実施例である。

実施例３は、印刷する画像データのドット数をカウントした値に基づいて、記録ヘッド内圧力を計算する実施例である。

つまり、印刷する画像データのドット数を、順次カウントすれば、記録ヘッドから吐出されるインク量（記録ヘッドへインクタンクから供給されるインクの流量）を計算することができる。そして、この計算値に基づいて、記録ヘッド内圧力を計算する。

この場合、圧力検出手段、流量検出手段ともに、不要になるので、極めて簡単な構成であり、これによって、吐出量が一定範囲内に入るように制御することができる。

実施例１〜３は、記録ヘッド内の圧力変化による吐出量変動を補正するように、駆動パルスを選択する方法である。

しかし、実際には、ノズル近傍の温度変化によっても、吐出量が変化する。上記のように、印刷時に吐出されるインク量が多い方が、記録ヘッド内の圧力は低下する。吐出されるインク量が多いと、記録素子に与えるエネルギー量が多くなるので、ノズル近傍の温度は上昇し、吐出量は増加する。

すなわち、印刷時には、圧力変動によって吐出量は、減少するが、温度変化によって吐出量は、逆に増加する傾向がある。

したがって、上記実施例で説明したような方法で求めた記録ヘッド内の圧力と、図１３に示す各記録ヘッドに設けられている温度センサによって測定した温度とに基づいて、最適な駆動パルスを選ぶことができ、吐出量が一定範囲内に入るように制御できる。

図１０は、印刷前の記録ヘッドの温度と記録ヘッド内の圧力とに対応する駆動パルスを示す図である。

このときに、図１０に示すテーブル従って、駆動パルスを選択する。このテーブル内に記入した数字は、図１５に示す駆動パルスＮｏである。

たとえば、印刷前の記録ヘッドの温度が２６℃で、記録ヘッド内の圧力が−０．７ｋＰａであれば、駆動パルスＮｏ８の駆動パルスによって、印刷を開始する。印刷中に、記録ヘッド内の圧力が−０．９ｋＰａ以下になり、また温度が３０℃未満であれば、駆動パルスＮｏ９の駆動パルスに切り替える。温度が３０℃以上になり、圧力が−０．９〜−１．２ｋＰａの範囲内であれば、駆動パルスＮｏ８の駆動パルスに戻す。

上記のように、記録ヘッド内の圧力と記録ヘッドの温度とに応じて、図１０に示すテーブルから駆動パルスを選択することによって、記録ヘッド内の圧力と記録ヘッドの温度とが変化しても、吐出量が一定範囲内に入るように制御することができる。

上記実施例は、記録ヘッドに駆動パルスを印加することによって、ノズルからインクを吐出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おいて、上記記録ヘッドのノズル近傍の温度を取得する手段を有する。上記実施例は、上記記録ヘッドのインク液室内の圧力を取得する手段と、上記取得した温度情報と、上記取得した圧力情報とから目標液滴量に応じた液滴量を吐出させるための駆動パルスを選択する手段とを有する。さらに、上記実施例は、上記記録ヘッドに印加する駆動パルスを上記選択した駆動パルスに切り替える駆動パルス切り替え手段を有するので、高デューティ画像の高速印刷時のヘッド液室内負圧変動とヘッド昇温とによる吐出量変動を防止することができる。

上記実施例は、上記記録ヘッドへインクを供給するインク供給路を備え、上記圧力を取得する手段は、上記インク供給路のインク流量を検出する手段と、上記インク流量検出手段によって検出したインク流量からインク液室内の圧力を計算する手段を有する。したがって、上記実施例は、簡単な手段によって高デューティ画像の高速印刷時の吐出量変動を防止することができる。

さらに、上記圧力を取得する手段は、上記記録ヘッドによって印刷する画像によって記録ヘッドから吐出するインク量を計算するインク量計算手段と、このインク量計算手段が計算したインク量かに基づいてインク液室内の圧力を計算する手段を有する。したがって、上記実施例は、極めて安価な手段によって高デューティ画像の高速印刷時の吐出量変動を防止することができる。

上記実施例は、インクジェット記録方式を用いた記録装置は、プリンタである。しかし、プリンタ以外の記録装置に、上記実施例を適用することができる。

本発明の実施例１であるインクジェット記録装置ＰＲ１におけるインク供給システムを示す模式図である。 バブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型である記録ヘッドＨを示す図である。 記録ヘッドＨを示す分解図である。 記録素子ユニットＨ００１の分解図である。 記録ヘッド内圧力と吐出量との関係を示す図である。 用紙全面に均一な高デューティ画像を連続で印刷した場合に、チューブ６０とチューブ２０とを流れる合計のインク流量と、記録ヘッド内圧力と、吐出量とを示す図である。 圧力検出手段７０が検出した記録ヘッド内圧力と、駆動パルスＮｏとが対応付けられている図である。 記録ヘッド内圧力の変化を示す図である。 本発明の実施例２であるインクジェット記録装置ＰＲ２を示す図である。 印刷前の記録ヘッドの温度と記録ヘッド内の圧力とに対応する駆動パルスを示す図である。 記録ヘッドに印加するヒートパルスのタイムチャートである。 従来のインクジェット記録装置ＰＲ１１の概略構成の断面図である。 インクジェット記録装置ＰＲ１１の制御構成を示すブロック図である。 吐出量（Ｖｄ）を一定に保つために、ヘッド温度に対するパルス幅を示すテーブルの図である。 従来例のインクジェット記録装置ＰＲ１１において、実際の駆動パルスＮｏに対応するパルス波形を示す図である。

符号の説明

ＰＲ１…インクジェット記録装置、
１０…インクタンク、
１１…大気連通孔、
２０…チューブ、
３０…ポンプ、
Ｈ…記録ヘッド、
５０…ノズル面、
６０…チューブ、
７０…圧力検出手段、
ＰＲ２…インクジェット記録装置、
８１、８２…流量検出手段、
８３…弁。

Claims (6)

1. 記録ヘッドに駆動パルスを印加することによって、ノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置において、
   上記記録ヘッドのインク液室内の圧力を取得する圧力取得手段と；
   上記圧力取得手段が取得した圧力情報に基づいて、目標液滴量に応じた液滴量を吐出させるための駆動パルスを選択する手段と；
   上記記録ヘッドに印加する駆動パルスを、上記選択した駆動パルスに切り替える駆動パルス切り替え手段と；
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 記録ヘッドに駆動パルスを印加することによって、ノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置において、
   上記記録ヘッドのノズル近傍の温度を取得する温度取得手段と；
   上記記録ヘッドのインク液室内の圧力を取得する圧力取得手段と；
   上記温度取得手段が取得した温度情報と、上記圧力取得手段が取得した圧力情報とに基づいて、目標液滴量に応じた液滴量を吐出させるための駆動パルスを選択する手段と；
   上記記録ヘッドに印加する駆動パルスを、上記選択した駆動パルスに切り替える駆動パルス切り替え手段と；
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   上記記録ヘッドへインクを供給するインク供給路を有し、
   上記圧力取得手段は、
   上記インク供給路のインク流量を検出する手段と；
   上記インク流量検出手段が検出したインク流量に基づいて、インク液室内の圧力を計算する手段と；
   を有する手段であることを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１または請求項２において、
   上記圧力取得手段は、
   上記記録ヘッドで印刷する画像に基づいて、記録ヘッドが吐出するインク量を計算するインク量計算手段と；
   上記インク量計算手段が計算したインク量に基づいて、インク液室内の圧力を計算する手段と；
   を有する手段であることを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 記録ヘッドに駆動パルスを印加することによって、ノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置の制御方法において、
   上記記録ヘッドのインク液室内の圧力を取得する圧力取得工程と；
   上記圧力取得工程が取得した圧力情報に基づいて、目標液滴量に応じた液滴量を吐出させるための駆動パルスを選択する工程と；
   上記記録ヘッドに印加する駆動パルスを、上記選択した駆動パルスに切り替える駆動パルス切り替え工程と；
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
6. 記録ヘッドに駆動パルスを印加することによって、ノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置の制御方法において、
   上記記録ヘッドのノズル近傍の温度を取得する温度取得工程と；
   上記記録ヘッドのインク液室内の圧力を取得する圧力取得工程と；
   上記温度取得工程で取得された温度情報と、上記圧力取得工程で取得された圧力情報とに基づいて、目標液滴量に応じた液滴量を吐出させるための駆動パルスを選択する工程と；
   上記記録ヘッドに印加する駆動パルスを、上記選択した駆動パルスに切り替える駆動パルス切り替え工程と；
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。

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