JP2008143137A - Inkjet recording device and restoring method of inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置の回復方法に関するものである。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus and a method for recovering the ink jet recording apparatus.
記録液体(以下インクという)を吐出して記録を行うインクジェット記録方式には、インクの吐出エネルギとして、熱エネルギを用いるものが知られている。この種のインクジェット記録方式では、インク吐出を行う記録ヘッドとして、電気信号を熱エネルギに変換する電気熱変換体(吐出ヒータ)が複数のインク吐出口それぞれに対応して配置されたものが一般に用いられている。記録ヘッドに設けられた電気熱変換体は、供給された電気エネルギを熱エネルギに応じてインクを加熱することによりインク内に気泡を発生させ、その気泡の発生に伴って生じるインク内の圧力変動により、インク吐出口からインクを吐出させる。 2. Description of the Related Art Inkjet recording systems that perform recording by ejecting a recording liquid (hereinafter referred to as ink) are known that use thermal energy as ink ejection energy. In this type of ink jet recording system, a recording head that discharges ink generally uses an electrothermal conversion body (discharge heater) that converts an electrical signal into heat energy corresponding to each of a plurality of ink discharge ports. It has been. The electrothermal transducer provided in the recording head generates bubbles in the ink by heating the ink according to the supplied electric energy according to the heat energy, and pressure fluctuations in the ink caused by the generation of the bubbles Thus, ink is ejected from the ink ejection port.
この電気熱変換体を用いた方式では、記録用のインクを吐出させるための吐出口を高密度に配列することができるため記録画像において高解像度が得られること、記録ヘッドを小型化できること、などの利点を有している。 In the method using the electrothermal transducer, the discharge ports for discharging the recording ink can be arranged at high density, so that high resolution can be obtained in the recorded image, the recording head can be miniaturized, etc. Has the advantage of
ただし、この方式を用いた記録ヘッドでは、記録開始初期や長時間使用時に記録ヘッドの吐出ヒータのインクとの接触面に、インクの加熱によって物質が堆積する。この堆積する物質のほとんどは、インクのコゲに起因するものであり、以下、コゲと称する。その結果、インクの発泡が不安定になり、インクが吐出されない吐出不良が生じたり、吐出されるインク量やインクの着弾位置などが不安定になるなどの現象が生じ、それらが記録品位の低下を招く要因となっていた。 However, in a recording head using this method, a substance is deposited by heating the ink on the contact surface with the ink of the discharge heater of the recording head at the beginning of recording or when used for a long time. Most of the deposited material is caused by the kogation of ink, and is hereinafter referred to as kogation. As a result, the foaming of ink becomes unstable, causing defective ejection in which ink is not ejected, and phenomena such as the amount of ink ejected and the ink landing position becoming unstable, which deteriorate the recording quality. It was a factor inviting.
この記録ヘッドの吐出ヒータに生じるコゲを除去して、記録ヘッドの性能回復を図る技術として、特許文献1および2に開示された技術がある。この技術は、記録ヘッドに所定の電圧の駆動パルスを印加してインク吐出動作を行うことによりコゲを除去するいわゆるエージング回復動作を行うものとなっている。 As techniques for removing the kogation generated in the discharge heater of the recording head and recovering the performance of the recording head, there are techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2. In this technique, a so-called aging recovery operation is performed in which a kogation is removed by applying a drive pulse of a predetermined voltage to a recording head and performing an ink ejection operation.
具体的には、吐出ドットカウント数や電気信号カウント数に従ってエージング回復動作を行う方法や、電気信号の印加エネルギを通常の記録媒体上への記録動作時よりも大きくしてインク吐出を実施するエージング回復方法が開示されている。また、特許文献3には各走査における印字比率が高い記録素子ほどコゲ除去手段を多く行う方法が開示され、さらに、特許文献4にはヘッドのクリーニングに関して、電解質を用いてヒータ上のコゲを除去する方法が示されている。 Specifically, a method of performing an aging recovery operation according to the number of ejection dot counts or the number of electrical signal counts, or aging for performing ink ejection by increasing the applied energy of an electrical signal compared to a recording operation on a normal recording medium. A recovery method is disclosed. Further, Patent Document 3 discloses a method in which a recording element having a higher printing ratio in each scan performs a larger amount of kogation removing means, and Patent Document 4 further removes kogation on the heater using an electrolyte for cleaning the head. How to do is shown.
上記特許文献1ないし4に提案されているコゲの除去方法では、記録動作における吐出回数(記録ドット数)やヒータに供給された電気信号数などに基づいて、エージングの開始・終了を決定したり、1回のエージング動作における駆動パルス数を設定している。 In the kogation removal method proposed in Patent Documents 1 to 4, the start / end of aging is determined based on the number of ejections (number of recording dots) in the recording operation, the number of electrical signals supplied to the heater, and the like. The number of drive pulses in one aging operation is set.
しかしながら、コゲの堆積量はインク特性によってばらつきが生じ、さらに電気熱変換素子の特性や、記録動作時に供給される電気信号(駆動パルス信号)の条件、すなわち電圧やパルス幅などによっても変化する。従って、吐出回数(記録ドット数)や電気信号数は、エージングを実施するタイミングや時間を制御する上での適切な指標には成り得ていなかった。このため、吐出回数(記録ドット数)や電気信号数に基いてエージングの制御を行う上記各特許文献に開示の技術では、エージング回復動作によってコゲの除去が十分に行われない可能性があった。そこで、エージングによって確実にコゲを除去し得るように、通常は、本来必要とされるエネルギより大きな電気エネルギをヒータに供給している。このため、コゲの付着量によっては、供給されるエネルギが過剰になり、ヒータ部の耐久性低下や寿命の短縮化やインクの浪費が増大するという問題が生じていた。 However, the amount of accumulated kogation varies depending on the ink characteristics, and also varies depending on the characteristics of the electrothermal conversion element and the conditions of the electric signal (drive pulse signal) supplied during the recording operation, that is, the voltage and pulse width. Therefore, the number of ejections (the number of recording dots) and the number of electrical signals cannot be appropriate indexes for controlling the timing and time for performing aging. For this reason, there is a possibility that kogation is not sufficiently removed by the aging recovery operation in the technology disclosed in each of the above patent documents in which aging is controlled based on the number of ejections (number of recording dots) and the number of electrical signals. . Therefore, in order to surely remove kogation by aging, usually, electric energy larger than energy originally required is supplied to the heater. For this reason, depending on the adhesion amount of kogation, the supplied energy becomes excessive, resulting in a problem that the durability of the heater portion is reduced, the life is shortened, and the waste of ink is increased.
本発明は、インクの加熱部に電気エネルギを過不足なく供給可能とし、前記加熱部の表面に付着したコゲを適正に除去してインク吐出の安定化を図ると共に、前記加熱部の寿命向上およびインクの浪費低減を図ることを目的とする。 The present invention makes it possible to supply electric energy to the ink heating unit without excess and deficiency, to appropriately remove the kog attached to the surface of the heating unit to stabilize ink ejection, and to improve the life of the heating unit and An object is to reduce waste of ink.
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
すなわち、本発明の第1の形態は、印加される電気エネルギに応じた熱エネルギを発生する加熱部により、少なくとも顔料および顔料分散剤を含むインクを加熱して吐出させる記録手段を用いて記録を行うインクジェット記録装置において、インクを加熱することによって前記加熱部の表面に堆積したコゲを除去する回復動作を行うために、前記加熱部に対し回復用電気エネルギの印加を行う回復手段を備え、前記回復手段は、前記記録手段から吐出すべき前記インクの特性に応じて、前記加熱部に印加する前記回復用電気エネルギを変化させることを特徴とする
また、本発明の第2の形態は、加熱部に電気エネルギを印加することにより少なくとも顔料および顔料分散剤を含むインクを吐出する記録手段を用いて記録を行うインクジェット記録装置の回復方法において、インクを加熱することによって前記加熱部の表面に付着したコゲを除去する回復動作を行うために、前記加熱部に対し回復用電気エネルギの印加を行う回復工程を備え、前記回復工程は、前記記録手段から吐出するインクの特性に応じて、前記加熱部に印加する前記回復用電気エネルギを決定することを特徴とする。
That is, according to the first aspect of the present invention, recording is performed using a recording unit that heats and discharges ink including at least a pigment and a pigment dispersant by a heating unit that generates thermal energy according to applied electric energy. In the ink jet recording apparatus to perform, in order to perform a recovery operation to remove the kog deposited on the surface of the heating unit by heating the ink, the recovery unit is configured to apply recovery electrical energy to the heating unit, The recovery means changes the electrical energy for recovery applied to the heating section in accordance with the characteristics of the ink to be ejected from the recording means. Inkjet recording using a recording means for ejecting ink containing at least a pigment and a pigment dispersant by applying electric energy to the part In the recovery method of the recording apparatus, in order to perform a recovery operation of removing the kog attached to the surface of the heating unit by heating ink, a recovery step of applying recovery electrical energy to the heating unit is provided. In the recovery step, the electrical energy for recovery to be applied to the heating unit is determined according to the characteristics of the ink ejected from the recording means.
本発明によれば、記録手段の適正な回復条件が設定されるため、エネルギやインクの過剰な消費を抑制しつつ、加熱部に堆積したコゲを確実に除去することができ、加熱部の寿命の延長を図ることが可能になる。また、回復条件が最適に設定されることから、回復動作の開始時期、終了時期および回復時間を適切に設定することが可能になり、回復動作時間の短縮化を図ることが可能になる。 According to the present invention, since an appropriate recovery condition of the recording unit is set, it is possible to reliably remove the kogation deposited on the heating unit while suppressing excessive consumption of energy and ink, and the life of the heating unit Can be extended. In addition, since the recovery conditions are optimally set, it is possible to appropriately set the start time, end time, and recovery time of the recovery operation, and it is possible to shorten the recovery operation time.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。但し、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置に使用される記録ヘッド(記録手段)の一つの吐出口およびその周辺構造を示す図であり、(a)は吐出面側から見た部分拡大図、(b)は(a)におけるB−B線断面図である。 FIG. 1 is a diagram showing one ejection port and its peripheral structure of a recording head (recording means) used in an ink jet recording apparatus according to the present invention, and (a) is a partially enlarged view seen from the ejection surface side. (B) is the BB sectional view taken on the line in (a).
図1において、基板101にはインクを加熱する加熱部(以下、ヒータ部ともいう)102が形成されている。また、基板101の上には半導体製造プロセスで加工したインク流路103、発泡室104、吐出口105が形成されたノズルプレート106が設けられている。インク流路103は、発泡室104を介して吐出口105に連通している。また、吐出口105は、ヒータ部102に対向する位置に形成されている。なお、インク吐出口105、発泡室104、インク流路103およびヒータ部102を含む部分を、以下の説明においてはノズルと称す。インクジェット記録ヘッドでは、上記構成を有するノズルが所定の密度で複数個配置されている。
In FIG. 1, a heating unit (hereinafter also referred to as a heater unit) 102 that heats ink is formed on a
以上の構成において、図外のインクタンクから供給されたインクは流路103を通って発泡室104に充填される。この状態で、ヒータ部102に記録信号に応じた電気を通電するとヒータ部102によって変換された熱エネルギにより、発泡室104に充填されていたインク中に気泡が瞬間的に発生する。この気泡の成長によって生じる圧力変化を利用してインク滴を発泡室104と連通した吐出口105から吐出させて記録媒体に記録する。
In the above configuration, ink supplied from an ink tank (not shown) is filled into the
図2は、図1で示した加熱部(ヒータ部)102の断面構成の一例を示す。
図中、202は発熱抵抗体であり、その素材としては、例えば、Ta(タンタル)、Ta化合物(タンタル化合物)、W(タングステン)またはW化合物(タングステン化合物)などが用いられる。203は発熱抵抗体202に電力を供給するための電極である。204は発熱抵抗体202および電極203をインクなどの化学的腐食から保護するための保護層であり、通常は電気絶縁性であるSiO2やSiNなどで形成される。最表層205は導電性を持ち、通常はTaやCr(クロム)などで形成される。また、101は発熱抵抗体202を支持するための基板である。この基板101には、発熱抵抗体202と接する表面を熱酸化したSi(シリコン)が好適に用いられる。
FIG. 2 shows an example of a cross-sectional configuration of the heating unit (heater unit) 102 shown in FIG.
In the figure,
このように構成されたヒータ部102において、前述のように、記録開始初期や長時間記録動作を行った場合には、インクが加熱されることによってコゲ206がヒータ部102の表面、すなわち最表層205上に蓄積する。
In the
次に、記録に用いるインクについて説明する。
インクジェット記録装置では、多くの場合、発色性に優れた水性染料インクが用いられている。しかし、近年、記録画像の耐水性や耐光性等を向上させる方法として、染料ではなく顔料を使用することが提案、実施されている。このような顔料インクでは、顔料を溶剤中で分散させるために、インク中に分散剤樹脂(顔料分散剤)を含有させている。この分散剤樹脂としては、一般に通常の水溶性樹脂が用いられる。
Next, the ink used for recording will be described.
In many cases, an ink jet recording apparatus uses an aqueous dye ink having excellent color developability. However, in recent years, it has been proposed and practiced to use pigments instead of dyes as a method for improving the water resistance and light resistance of recorded images. In such a pigment ink, a dispersant resin (pigment dispersant) is contained in the ink in order to disperse the pigment in the solvent. As the dispersant resin, a general water-soluble resin is generally used.
具体的には、例えばスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、
アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリルアミド、及びその誘導体等、
のから選ばれた少なくとも2つ以上の単量体(このうち少なくとも1つは親水性単量体)からなるブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、又はこれらの塩等が挙げられる。
Specifically, for example, styrene, styrene derivatives, vinyl naphthalene, vinyl naphthalene derivatives, aliphatic alcohol esters of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, etc.
Acrylic acid, acrylic acid derivatives, maleic acid, maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, acrylamide, and derivatives thereof,
A block copolymer, a random copolymer, a graft copolymer, or a salt thereof comprising at least two monomers selected from the above (at least one of which is a hydrophilic monomer). It is done.
ここで、それぞれ熱分解温度の異なった分散剤樹脂を用いた2種類のインクに関して、記録ヘッドにおける吐出速度の変化を説明する。
図3は、2種類のインクにおける吐出速度と累積記録ドット数の関係を示す図である。図において、インクAに含まれる分散剤樹脂は、インクBに含まれる分散剤樹脂よりも熱分解温度が高いものとなっている。
Here, the change in the ejection speed in the recording head will be described for two types of inks using dispersant resins having different thermal decomposition temperatures.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the ejection speed and the cumulative number of recording dots for two types of ink. In the figure, the dispersant resin contained in ink A has a higher thermal decomposition temperature than the dispersant resin contained in ink B.
製造直後の記録ヘッドはヒータ部102とインクとの馴染みが悪く、またコゲが堆積し始めるので吐出速度が低下する(図3中、aに示す領域)。その後、記録ドット数が増加すると初期に堆積したコゲが剥れて吐出速度は安定するが、長時間使用していると再びコゲが堆積して徐々に吐出速度が低下し始める(図3中、bに示す領域)。
The recording head immediately after manufacture is unfamiliar with the
なお、図示のように、インクAは、インクBよりも吐出速度の低下が大きく、後述の回復動作によってヒータ部102からコゲが除去される速度(回復速度)も遅い。これはインクに含まれる分散剤樹脂の熱分解温度に起因していると考えられる。すなわち、熱分解温度が高い分散剤樹脂を含むインクほど、ヒータ部におけるコゲの堆積量が多く、さらに堆積したコゲが分解しにくいためである。
As shown in the figure, the discharge speed of the ink A is larger than that of the ink B, and the speed (recovery speed) at which the kogation is removed from the
従来は、図3に示した吐出速度正常領域で画像記録を行うように、経験的に累積記録ドット数(吐出パルス数)に応じて、エージング回復動作やクリーニング動作を開始していた。または、ユーザが画像劣化を認識したときに任意にタイミングを決定して回復動作を実行する場合もあったが、その場合にも回復動作において使用する駆動パルス数は累積記録ドット数(吐出パルス数)に基いて決定していた。 Conventionally, an aging recovery operation and a cleaning operation have been started according to the cumulative number of recording dots (the number of ejection pulses) empirically so as to perform image recording in the region where the ejection speed is normal as shown in FIG. In some cases, when the user recognizes image deterioration, the recovery operation is executed by arbitrarily determining the timing. In this case as well, the number of drive pulses used in the recovery operation is the cumulative recording dot number (the number of ejection pulses). ).
本明細書において、エージング回復動作とは、記録ヘッドに所定電圧の駆動パルス信号を印加してインク吐出動作をおこなうことによりコゲを除去する方法である。具体的には対象とする吐出口に対応するヒータ部に対し、通常の記録動作時と同様に駆動パルス信号を印加するが、その駆動パルスの電圧またはパルス幅を記録動作時とは異ならせるようになっている。例えば記録時などの通常印加する電圧値より、大きな電圧値のパルスを印加するようになっている。この動作におけるインク吐出は、一般に、専用の吐出受けまたはキャップ内に向けて行われる。なお、本明細書において、コゲを除去する目的以外でヒータ部に電圧を印加する回復動作は、前述のエージング回復動作と区別するために、クリーニング動作と称す。 In this specification, the aging recovery operation is a method of removing kogation by applying a drive pulse signal having a predetermined voltage to the print head and performing an ink discharge operation. Specifically, a drive pulse signal is applied to the heater unit corresponding to the target discharge port in the same manner as in the normal recording operation, but the voltage or pulse width of the drive pulse is different from that in the recording operation. It has become. For example, a pulse having a voltage value larger than a normally applied voltage value at the time of recording or the like is applied. Ink ejection in this operation is generally performed toward a dedicated ejection receptacle or cap. In this specification, the recovery operation in which a voltage is applied to the heater unit for purposes other than the purpose of removing kogation is referred to as a cleaning operation in order to distinguish it from the above-described aging recovery operation.
前述したように、吐出速度の低下ならびに回復の程度はインクに含まれる分散剤樹脂の熱分解温度で異なっているため、本発明では、この分散剤樹脂の熱分解温度に応じて回復動作を変化させる。すなわち、熱分解温度が高い分散剤樹脂を含むインクを吐出する記録ヘッドにおいては、駆動パルス信号により印加されるパルス状の電気エネルギ(電気信号)を大きくする。また、熱分解温度が低いインクを吐出する記録ヘッドに対しては、各駆動パルスの印加エネルギを小さくする。これにより、吐出ヒータ102には、過不足のない適正な電気エネルギを印加することが可能になり、適正な回復動作を行うことができる。
As described above, the reduction in the discharge speed and the degree of recovery differ depending on the thermal decomposition temperature of the dispersant resin contained in the ink. Therefore, in the present invention, the recovery operation is changed according to the thermal decomposition temperature of the dispersant resin. Let That is, in a recording head that discharges ink containing a dispersant resin having a high thermal decomposition temperature, pulsed electric energy (electric signal) applied by a drive pulse signal is increased. Further, the energy applied to each drive pulse is reduced for a recording head that ejects ink having a low thermal decomposition temperature. As a result, it is possible to apply appropriate electrical energy without excess or deficiency to the
なお、前述した1回の回復動作において駆動パルス信号により印加される電気エネルギ(各回復動作における印加エネルギ)は、例えば電圧値、パルス幅、パルス数などによって決定される。つまり、各印加エネルギを大きくするということは、電圧値を高くする、パルス幅を長くする、又は1回のエージング回復動作に用いられるパルス数を多くすることである。これらは、いずれも吐出ヒータが発生する熱エネルギをより増大させる方向へと変化させるものである。 Note that the electrical energy applied by the drive pulse signal in one recovery operation described above (applied energy in each recovery operation) is determined by, for example, the voltage value, the pulse width, the number of pulses, and the like. That is, increasing each applied energy means increasing the voltage value, increasing the pulse width, or increasing the number of pulses used for one aging recovery operation. All of these change the heat energy generated by the discharge heater in a direction to further increase.
続いて、インクに含まれる分散剤樹脂において、その含有率が異なった2種類のインクについても吐出速度と累積記録ドット数の関係を調べた。その結果、分散剤樹脂の含有率が高いインクほど吐出速度の低下が大きく、吐出ヒータの回復(コゲの除去)が遅いことがわかった。よって前述した熱分解温度の場合と同様に、分散剤樹脂の含有率が高いインクを吐出する記録ヘッドでは、1回の回復動作時に駆動パルス信号によって印加される電気エネルギを大きくする。逆に、分散剤の含有率が低いインクを駆動する記録ヘッドでは駆動パルス信号の印加エネルギを小さくする。これにより適正な回復動作を行うことができる。 Subsequently, in the dispersant resin contained in the ink, the relationship between the ejection speed and the cumulative number of recording dots was examined for two types of inks having different contents. As a result, it was found that the higher the content of the dispersant resin, the greater the decrease in discharge speed and the slower the recovery of the discharge heater (removal of kogation). Therefore, as in the case of the thermal decomposition temperature described above, in the recording head that ejects ink having a high content of the dispersant resin, the electric energy applied by the drive pulse signal during one recovery operation is increased. Conversely, in a recording head that drives ink with a low dispersant content, the energy applied to the drive pulse signal is reduced. As a result, an appropriate recovery operation can be performed.
次に吐出速度とコゲに含まれる炭素量(以下、C量と称す)の関係について述べる。ここでは図2で示したヒータ部102の最表層205と発熱抵抗体202とがTaを含む成分で構成されている場合を考える。
Next, the relationship between the discharge speed and the amount of carbon contained in the kogation (hereinafter referred to as C amount) will be described. Here, a case is considered where the
まず、吐出速度が異なったヒータ部102の元素分析を行い、コゲに含まれるC量を確認した。元素分析の方法としてSEM−EDS(走査型電子顕微鏡−エネルギ分散型X線分光法)を用い、印加電圧15kVで面分析を行った。
First, elemental analysis of the
図4は、上記の面分析の結果に基づき、吐出速度とコゲ部のC量との関係を示したものである。なお横軸であるコゲ部のC量は、C(炭素)の原子数%と、コゲが堆積したヒータ部のTa原子数%との比(C/Ta)で表している。この図4から、C/Taが増加するにつれて吐出速度が低下していくことがわかる。なお、この関係はインク種類やその他の吐出条件が変わっても同様である。 FIG. 4 shows the relationship between the discharge speed and the amount of C in the burnt portion based on the result of the surface analysis. The amount of C in the burnt portion on the horizontal axis is represented by the ratio (C / Ta) of the number of atoms of C (carbon) to the number of Ta atoms in the heater portion where the burnt is deposited. FIG. 4 shows that the discharge speed decreases as C / Ta increases. This relationship is the same even if the ink type and other ejection conditions are changed.
このように、吐出速度の正常部分で記録を行うためには、ヒータ部102の表面(最外層)におけるC量で管理値(上限閾値と下限閾値)を決定しておき、C量が上限閾値と下限閾値の範囲内で吐出が行われるようにすれば適切な管理、制御が可能になる。
As described above, in order to perform recording at a normal portion of the discharge speed, a management value (upper limit threshold and lower limit threshold) is determined based on the C amount on the surface (outermost layer) of the
つまり、C量が増加して上限閾値に到達した時点でクリーニング動作あるいはエージング動作などの回復動作によってコゲの除去を開始する。そして、C量が十分に上限閾値を下回った時点(下限閾値に達した時点)でコゲ除去操作を終了し、その後、通常の記録吐出動作を行うようにすることが望ましい。このC量をモニターする方法としては、次に述べるヒータ部表面のシート抵抗値の測定が適している。 That is, when the amount of C increases and reaches the upper threshold value, the removal of kogation is started by a recovery operation such as a cleaning operation or an aging operation. Then, it is desirable to finish the kogation removal operation when the C amount sufficiently falls below the upper threshold value (when the C amount reaches the lower threshold value), and then perform a normal recording discharge operation. As a method for monitoring the amount of C, measurement of the sheet resistance value on the surface of the heater section described below is suitable.
ヒータ部表面のシート抵抗値とコゲ部のC量(C/Ta、原子数%の比)との関係を図5に示す。C量が増加するにつれてシート抵抗値の上昇が見られる。この図5の関係と図4で示した吐出速度とC量の関係から、ヒータ部102の表面(最表層205)のシート抵抗値を管理することにより、クリーニングやエージングなどの開始、終了の検知が可能となる。この場合、シート抵抗値測定はヒータ部温度が低下している記録休止中に実施することが好ましい。
FIG. 5 shows the relationship between the sheet resistance value on the surface of the heater part and the C amount (C / Ta, ratio of the number of atoms) of the burnt part. As the amount of C increases, the sheet resistance value increases. By detecting the sheet resistance value of the surface (outermost layer 205) of the
また、シート抵抗測定方法としては、図6に示すような四端子法を用いることで、端子の接触抵抗の影響を減ずることができる。これは外側の二端子間に一定電流を流し内側の二端子間に生じる電位差を測定して測定対象の抵抗値を求める方法であり、これをヒータ部に設置することでコゲ発生部の正確な抵抗値測定が可能となる。この四端子法が装置、方式など何らかの制約で使用できない場合には、もちろんこれ以外の測定方法でシート抵抗を測定しても構わない。 Moreover, as a sheet resistance measuring method, the influence of the contact resistance of a terminal can be reduced by using the four terminal method as shown in FIG. In this method, a constant current is passed between the two outer terminals and the potential difference generated between the two inner terminals is measured to obtain the resistance value of the object to be measured. Resistance value can be measured. If this four-terminal method cannot be used due to some restrictions such as the apparatus and method, the sheet resistance may of course be measured by other measurement methods.
C量のモニター方法としては、ヒータ部102の表面の抵抗値を測定する方法以外にも、レーザ光を利用してヒータ部102の表面の反射率あるいは凹凸などを測定する方法などを用いることも可能である。また、C量のモニターを行うために、記録動作に使用するノズルとは別に、モニター用ノズルを設定しても良いし、通常の記録動作用のノズルをモニター用に使用しても良い。また、一つのノズルをモニターするようにしても良いが、異なる複数のノズルに対し、それぞれ上記の異なる測定方法を行うようにすることも可能である。この場合には、より確実にC量を測定することが可能となる。
As a method for monitoring the amount of C, in addition to the method of measuring the resistance value of the surface of the
以上述べてきたように本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置によれば、分散剤樹脂の熱分解温度または含有率が異なるインクを吐出する複数の記録ヘッドに対し、それぞれ適正な回復動作を行うことができる。すなわち、吐出するインクの種類に応じて、回復動作に費やすエネルギを過不足なく印加することが可能となり、エネルギやインクなどの無駄な消費を抑制しつつ、確実にコゲの除去を行うことが可能になる。
また、C量を測定することによって、回復動作の最適な開始時期、および終了時期を判断することが可能になり、適正な時間でエージングを行うことが可能になるため、ヒータ劣化の防止、耐久寿命延長などの効果が得られる。
As described above, according to the ink jet recording apparatus of the embodiment of the present invention, an appropriate recovery operation is performed for each of a plurality of recording heads that eject inks having different thermal decomposition temperatures or content rates of the dispersant resin. Can do. In other words, depending on the type of ink to be ejected, it is possible to apply energy for recovery operation without excess or deficiency, and it is possible to reliably remove kogation while suppressing wasteful consumption of energy and ink. become.
In addition, by measuring the amount of C, it is possible to determine the optimal start time and end time of the recovery operation, and it is possible to perform aging at an appropriate time. Effects such as life extension can be obtained.
さらに、経験値ではなくヘッド、ヒータの実際の状態をモニターしてエージング回復動作をおこなうので、それまでの履歴に左右されることが無く、また突発的なヘッドのトラブルに関しても有効に作用する。 In addition, since the aging recovery operation is performed by monitoring the actual state of the head and heater instead of the experience value, it is not affected by the history so far, and it effectively works for sudden head troubles.
以下に本発明の実施例に基き、本発明をより具体的に説明する。
(第1実施例)
図7は図1で説明したインク吐出部が備えられた記録ヘッドを用い、記録紙等の記録媒体にインクを吐出して記録をおこなうことができるインクジェットプリンタの概略構成を模式的に示す斜視図である。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples of the present invention.
(First embodiment)
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of an ink jet printer that can perform recording by ejecting ink onto a recording medium such as recording paper, using the recording head provided with the ink ejecting section described in FIG. It is.
図7に示すように、この第1実施例では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各インクに対応して複数種の記録ヘッド701、702、703、704が用いられている。また、これらの各記録ヘッドへのインクの供給には、各色のインクを個別に貯留するインクタンク705、706、707、708が用いられる。これら記録ヘッドおよびインクタンクはキャリッジに対して着脱可能に構成され、これにより、記録ヘッドおよびインクタンクを交換して用いることができる。また、それぞれ対応する記録ヘッドとインクタンクはキャリッジに搭載されたとき、相互のインク供給路を構成する。
As shown in FIG. 7, in the first embodiment, a plurality of types of recording heads 701, 702, and 703 corresponding to yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (B) inks. 704 are used. Further,
なお、本実施形態では、Y、M、CおよびBの4色のインクそれぞれに対応する4つの記録ヘッドは、それらの集合体(ユニット)として構成されており、それぞれのインク色の記録ヘッドは吐出口列として区別される。また、4つの記録ヘッドそれぞれの吐出口数はいずれも1280個である。この吐出口は図1で示したものであり、また本実施例では図2で示した電気熱変換素子部(ヒータ部)について、発熱抵抗体202はTaN、最表層205はTaを用いた。
In the present embodiment, the four recording heads corresponding to the four colors of Y, M, C, and B are configured as an aggregate (unit) of the recording heads. It is distinguished as a discharge port array. In addition, the number of ejection ports of each of the four recording heads is 1280. This discharge port is the same as that shown in FIG. 1, and in this embodiment, TaN is used for the
キャリッジは、ガイドレール709と摺動可能に係合し、また、ガイドレール709と平行に張られたゴムベルト710と連結する。これにより、キャリッジは、ゴムベルト710の回動に従って、図中矢印の両方向に移動することができる。詳しくは、ゴムベルト710が装置の両端近傍に配置されるプーリ711、712に張架されるとともに、その一方のプーリ711がキャリッジモータ713に固定されている。そして、モータ713の回転駆動に応じて矢印のいずれかの方向にキャリッジが移動する。
The carriage is slidably engaged with the
このキャリッジの移動により、記録ヘッドは記録媒体714に対して矢印のいずれかの方向に走査(スキャン)し、この間にインクを吐出して記録を行うことができる。その際、記録ヘッドの走査方向の位置、速度などは、キャリッジの移動方向に沿って設けられたエンコーダ715を、キャリッジ上の不図示の位置センサで検出することにより知ることができる。この位置センサの信号は、キャリッジの位置制御や記録ヘッドの吐出制御などにも用いられる。
By this movement of the carriage, the recording head can scan (scan) the
記録ヘッドの1回の走査ごとに、記録媒体714は所定量ずつ走査方向とほぼ直交する方向に搬送(紙送り)される。この搬送動作は、不図示の紙送りモータによって回転駆動される搬送ローラ716およびこれにシートを押し付けるためのピンチローラ等によって行われる。記録媒体714としては、カットシート形態で代表される記録紙や、連続紙などが使用可能である。
Each time the recording head is scanned, the
そして、記録ヘッドの走査による記録領域では、この搬送ローラ716が所定の送り量(一般的には1回の記録ヘッド1の走査における記録幅に相当する量)を維持するように高精度で回転して記録媒体714の移動量を制御する。また、その記録の間は、記録媒体714は、それが上に持ち上がったりしないように、記録ヘッドを図示しないプラテンに対して押さえるよう拍車やコロ等の補助搬送ローラ(不図示)によっても搬送される。
In the recording area by the scanning of the recording head, the conveying
次いで、上記実施形態に使用されるインクジェット記録装置の制御系の概略構成を図8のブロック図を参照しつつ説明する。 Next, the schematic configuration of the control system of the ink jet recording apparatus used in the above embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.
図8において、1700はインタフェースであり、コンピュータ,デジタルカメラ,スキャナ等適宜の形態を有するホスト装置1000から送られてくるコマンドや画像データを含む記録信号を受信する。また、ホスト装置1000に対しては必要に応じ記録装置のステータス情報を送出する。1701はMPUであり、ROM1702に記憶された制御プログラムや所要のデータに従ってインクジェット記録装置内の各部を制御する。そのデータとしては、例えば発熱部104に印加する駆動パルスの電圧、パルス幅、パルス数、などの記録ヘッドの駆動条件および上記エージング回復動作の開始タイミングを決定するための前記管理値(上限閾値、下限閾値)などがある。また、記録媒体搬送の条件、さらにはキャリッジ速度等も含めることができる。
In FIG. 8,
1703は各種データ(上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等)を保存しておくDRAMである。また、DRAM1703には後述する制御の過程で使用されるフラグ用の領域等を設けておくことができる。1704はヘッド1に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ(G.A.)である。このゲートアレイ1704は、インタフェース1700、MPU1701およびDRAM1703間のデータ転送制御も行う。1725はドットカウンタであり、インク吐出数(ドット数)を1回の記録動作毎にカウントする。1726は所要のデータを記録装置の電源オフ時にも保存しておくためのEEPROM等の不揮発性メモリである。
1709は搬送モータであり、記録紙Pを搬送するための駆動源として用いられる。1711は回復系モータであり、キャップ513のキャッピング動作や、吸引回復を行うためのポンプ等の吸引回復手段の動作の駆動源として用いられる。なお、伝動機構を適切に構成することで、これらモータ1709および1711を兼用することも可能である。1705はヘッド1を駆動するヘッドドライバ、1706、1707および1708は、それぞれ、搬送モータ1709、キャリッジモータ504および回復系モータ1711を駆動するためのモータドライバである。また、1703は記録ヘッドの所定のヒータ部102に堆積するC量のモニターを行うC量モニター部である。このC量モニター部1703としては、前述の4端子法によってヒータ部102の表層のシート抵抗値を検出する抵抗値測定部と、前述のレーザ光によってヒータ部102の反射率または凹凸を検出するためのレーザ投受光部1731が設けられている。このC量モニター部1730の動作は、MPUによって制御され、モニターした結果は、ゲートアレイ1704を介してMPU1701に送られる。MPU1701では、受信した結果と、予め設定された上限閾値および下限閾値とに基きエージング回復動作の実施を制御する。
A
上記のインクジェット記録装置において、記録ヘッドの吐出速度は図3(a)で示したように、吐出初期段階で低下することがわかっている。この初期の吐出速度低下を防止するため、通常は出荷前にエージング回復動作を行っているが、インクの特性毎に区別したエージング回復動作は実施していなかった。 In the above-described ink jet recording apparatus, it has been found that the discharge speed of the recording head decreases at the initial discharge stage as shown in FIG. In order to prevent this initial drop in the discharge speed, the aging recovery operation is usually performed before shipment, but the aging recovery operation distinguished for each ink characteristic has not been performed.
これに対しこの第1実施例では、吐出初期段階においてインクの特性毎に異なるエージング回復動作を実施するようになっている。
図9はこの第1実施例での、吐出初期段階における各インクの吐出速度と累積記録ドット数との関係を示す図である。なお、それぞれのインクに含まれる分散剤樹脂の熱分解温度は高い方から順にBインク(ブラックインク)>Yインク(イエローインク)>Mインク(マゼンタインク)>Cインク(シアンインク)となっている。図9に示すように、Bインクを吐出する記録ヘッドにおいて吐出速度を回復させるためのエージング回復動作に必要な駆動パルス信号数は、3×105であることが確認できる。従来はこの値を基準としてエージング回復動作を行っていた。なお、駆動パルス信号の条件は電圧値24.0V、パルス幅5.0μsである。
On the other hand, in the first embodiment, different aging recovery operations are performed for each ink characteristic in the initial stage of ejection.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the ejection speed of each ink and the cumulative number of recording dots in the initial stage of ejection in the first embodiment. The thermal decomposition temperature of the dispersant resin contained in each ink is B ink (black ink)> Y ink (yellow ink)> M ink (magenta ink)> C ink (cyan ink) in descending order. Yes. As shown in FIG. 9, it can be confirmed that the number of drive pulse signals necessary for the aging recovery operation for recovering the ejection speed in the recording head for ejecting B ink is 3 × 10 5 . Conventionally, the aging recovery operation is performed based on this value. The conditions of the drive pulse signal are a voltage value of 24.0 V and a pulse width of 5.0 μs.
さらに図9から、Yインクを吐出する記録ヘッドで必要な駆動パルス信号数は1×105であり、M、Cインクを吐出する記録ヘッドではエージング回復動作は必要ないことがわかる。
以上の結果により、記録動作の初期段階において、インクに含まれる分散剤樹脂の熱分解温度に応じてエージング回復動作に関わる駆動パルス信号数を決定した。これにより、過剰なエネルギやインクを使用することなく、適切な回復状態(コゲ除去状態)を確認することができた。
Further, it can be seen from FIG. 9 that the number of drive pulse signals required for the recording head that discharges Y ink is 1 × 10 5 , and that the aging recovery operation is not required for the recording head that discharges M and C inks.
Based on the above results, in the initial stage of the recording operation, the number of drive pulse signals related to the aging recovery operation was determined according to the thermal decomposition temperature of the dispersant resin contained in the ink. As a result, it was possible to confirm an appropriate recovery state (burnt removal state) without using excessive energy or ink.
(第2実施例)
次に、本発明の第2実施例を説明する。なお、この第2実施例に使用するインクジェット記録装置においても、図7および図8に示す構成を備えるものとする。
この第2実施例では、吐出初期段階における各インクの吐出速度と累積記録ドット数との関係に基き、分散剤樹脂の含有率が異なるインク吐出に伴う記録ヘッドの回復動作について説明する。この第2実施例が上記第1実施例との異なるのは、4色のインクのうち、Yインクをグレーインク(Gyインク)に変更した点である。通常はこのようなインク構成は見られないが、分散剤樹脂の含有率が異なったインクでの挙動を調査するために、このようなインク構成に変更した。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The ink jet recording apparatus used in the second embodiment also has the configuration shown in FIGS.
In the second embodiment, the recovery operation of the recording head accompanying the ink discharge with different content of the dispersant resin will be described based on the relationship between the discharge speed of each ink and the cumulative number of recording dots in the initial discharge stage. The second embodiment differs from the first embodiment in that the Y ink is changed to the gray ink (Gy ink) among the four colors of ink. Normally, such an ink configuration is not seen, but in order to investigate the behavior of inks having different dispersant resin contents, the ink configuration was changed to such an ink configuration.
図10はこの第2実施例において、吐出初期段階におけるBインクとGyインクの吐出速度と累積記録ドット数との関係を示したものである。なお、BインクとGyインクのそれぞれに含まれる分散剤樹脂の含有率は、高い方から順にBインク>Gyインクである。 図10に示すように、Bインクでは吐出速度回復に必要な駆動パルス数は第1実施例と同じく3×105であり、Gyインクで回復に必要な駆動パルス数は1.5×105であった。なお、M、Cインクでは第1実施例と同じく、回復動作は必要ない(不図示)。 FIG. 10 shows the relationship between the ejection speeds of B ink and Gy ink and the cumulative number of recording dots in the initial stage of ejection in the second embodiment. Note that the content of the dispersant resin contained in each of the B ink and the Gy ink is B ink> Gy ink in order from the highest. As shown in FIG. 10, with B ink, the number of drive pulses necessary for recovery of the ejection speed is 3 × 10 5 as in the first embodiment, and with Gy ink, the number of drive pulses required for recovery is 1.5 × 10 5. Met. Note that the M and C inks do not require a recovery operation (not shown) as in the first embodiment.
以上の結果から、インクに含まれる分散剤樹脂の含有率に応じて初期段階でのエージング回復動作に関わる駆動パルス信号を決定することで過剰なエネルギやインクを使用することなく適切なエージング回復状態(コゲ除去状態)が得られることを確認できた。 Based on the above results, it is possible to determine the drive pulse signal related to the aging recovery operation in the initial stage according to the content of the dispersant resin contained in the ink, thereby achieving an appropriate aging recovery state without using excessive energy or ink. It was confirmed that (the state of removing kogation) was obtained.
(第3実施例)
次に、本発明の第3実施例を説明する。
この第3実施例では、第1実施例と同じく図7および図8に示したインクジェット記録装置を用い、吐出初期段階における各インクの吐出速度の回復に必要とされる駆動パルス数を求めた。但し、Bインクにおける駆動パルス信号条件を、電圧値25.0V、パルス幅6.0μsとした点が第1実施例と異なっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the number of drive pulses required to recover the discharge speed of each ink in the initial discharge stage was obtained using the ink jet recording apparatus shown in FIGS. 7 and 8 as in the first embodiment. However, it differs from the first embodiment in that the drive pulse signal condition for B ink is a voltage value of 25.0 V and a pulse width of 6.0 μs.
この第3実施例では、Bインクの吐出速度を回復させるために必要となった駆動パルス数は1.2×105であり、Yインクで必要であった駆動パルス数とほぼ同じパルス数となった。 In this third embodiment, the number of drive pulses required to restore the B ink ejection speed is 1.2 × 10 5 , which is approximately the same as the number of drive pulses required for Y ink. became.
以上の結果から、インクに含まれる分散剤樹脂の熱分解温度に応じてエージング回復動作に関わる駆動パルス信号の電圧値、パルス幅を変更することで過不足なく電気エネルギを付与しつつ適切なエージング回復状態(コゲ除去状態)が得られることを確認できた。 Based on the above results, appropriate aging is achieved while applying electrical energy without excess or deficiency by changing the voltage value and pulse width of the drive pulse signal related to the aging recovery operation according to the thermal decomposition temperature of the dispersant resin contained in the ink. It was confirmed that a recovery state (burnt removal state) was obtained.
(第4実施例)
次に、本発明の第4実施例を説明する。
この第4実施例では、上記第1実施例と同じく図7および図8で示したインクジェット記録装置を用い、図3(b)で示した場合の、使用開始から一定時間を経過して吐出速度が低下し始めた時のエージング回復動作について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the fourth embodiment, as in the first embodiment, the ink jet recording apparatus shown in FIGS. 7 and 8 is used, and in the case shown in FIG. A description will be given of the aging recovery operation when the value begins to decrease.
従来はノズル毎にカウントした累積記録ドット数に従ってエージング回復動作を行っている。具体的には累積記録ドット数によってエージングテーブルを参照し、駆動パルス数を決定する。
図11は従来から用いられているエージングテーブルの一例を示している。このテーブルは累積記録ドット数について所定の範囲ごとにエージング回復動作における駆動パルス数、すなわち吐出数が定められたものである。例えば累積記録ドット数が7×105以上、8×105未満の場合であれば駆動パルス数は10000回となる。
Conventionally, the aging recovery operation is performed according to the cumulative number of recording dots counted for each nozzle. Specifically, the number of drive pulses is determined by referring to the aging table based on the cumulative recording dot number.
FIG. 11 shows an example of an aging table conventionally used. In this table, the number of drive pulses in the aging recovery operation, that is, the number of ejections is determined for each predetermined range with respect to the cumulative number of recording dots. For example, if the cumulative number of recording dots is 7 × 10 5 or more and less than 8 × 10 5, the number of drive pulses is 10,000.
この第4実施例ではエージング回復動作の開始は従来と同じく累積記録ドット数に基いて決定した。また、エージング回復動作の終了に関しては、図11のエージングテーブルを使用せず、前述した図4、図5の関係に基づきヒータ部102の最表層のシート抵抗値を管理することにより、エージング回復動作の終了条件(終了タイミング)を決定した。
In the fourth embodiment, the start of the aging recovery operation is determined based on the cumulative number of recorded dots as in the conventional case. Further, regarding the end of the aging recovery operation, the aging recovery operation is not performed by managing the sheet resistance value of the outermost layer of the
予め本記録ヘッドでの吐出速度とヒータ部102の最表層205のシート抵抗値との関係を測定したものを図11に示す。このシート抵抗値は、前述した四端子法を用いて測定し、算出したものである。図11より、シート抵抗値が300〜360Ω/□の場合に吐出速度が正常であることが確認できたため、エージング回復動作の終了タイミングを決定する閾値は320Ω/□と設定した。なお、この第4実施例では、複数箇所のヒータ部で抵抗値を測定し、測定されたシート抵抗の平均値を算出して、これをエージング回復動作の終了タイミングの決定に使用した。
FIG. 11 shows the relationship between the ejection speed of the recording head and the sheet resistance value of the
具体的な値としては、エージング回復動作を開始した時の累積記録ドット数は、9×105であった。この累積ドット数でエージング回復動作を開始した場合、従来は図11に従って、駆動パルス数12000回のエージング回復動作を実施していた。 As a specific value, the cumulative number of recording dots when the aging recovery operation was started was 9 × 10 5 . When the aging recovery operation is started with this cumulative number of dots, conventionally, the aging recovery operation with 12,000 drive pulses has been performed according to FIG.
この第4実施例ではエージング回復動作開始後、ヒータ部102の最表層205のシート抵抗値を適宜測定し、閾値である320Ω/□を下回った時点でエージングを終了した。その後記録動作を実施したところ、画像が正常に記録されていることを確認した。この時のエージング回復動作時の駆動パルス数は、Bインク(ブラックインク)で9000回、Yインク(イエローインク)で8000回であり、従来実施していたよりも少ない駆動パルス数でエージング回復動作を完了することができた。また、Bインクに比べ、相対的にコゲを除去し易いYインクの方が、Bインクより少ない駆動パルス数でエージング回復動作を完了することができ、インクの特性に応じて過不足のない印加エネルギを付与することが可能となった。
In this fourth embodiment, after the aging recovery operation was started, the sheet resistance value of the
(第5実施例)
次に、本発明の第5実施例を説明する。なお、この第5実施例においても、上記第1実施例と同じく図7および図8で示したインクジェット記録装置を用いた。
この第5実施例では、上記第4実施例と同様に、使用開始してから一定時間を経過して吐出速度が低下し始めた時のエージング回復動作について説明する。ただしこの第5実施例ではエージング回復動作の開始を累積記録ドット数で決定するのではなく、ヒータ部102のシート抵抗値で決定した点が上記第4実施例と異なっている。エージング回復動作の終了は、第4実施例と同じくヒータ部102の最表層205のシート抵抗値を検知して決定した。なお、図12に基き、エージング回復動作の開始を決定する閾値(上限閾値)を360Ω/□とし、終了を決定する閾値は第4実施例と同じく320Ω/□とした。
(5th Example)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the ink jet recording apparatus shown in FIGS. 7 and 8 was used as in the first embodiment.
In the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, an aging recovery operation when the discharge speed starts to decrease after a lapse of a certain time from the start of use will be described. However, the fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that the start of the aging recovery operation is not determined by the cumulative recording dot number, but is determined by the sheet resistance value of the
まず、記録中にヒータ部102の最表層205のシート抵抗値のモニターを適宜行い、上限の閾値である360Ω/□を上回った時点でエージングを開始した。その時の累積記録ドット数はBインクで5×106、Yインクで5.8×106であった。この累積ドット数でエージング回復動作を開始した場合、従来は図10のエージングテーブルに従い、駆動パルス数が17000回でエージング回復動作を実施していた。
First, during recording, the sheet resistance value of the
これに対し、この第5実施例では、エージングの開始後、上記第4実施例と同様にシート抵抗値が320Ω/□を下回った時点でエージングを終了した。その後、記録動作を実施したところ、画像が正常に記録されていることを確認した。この時のエージング回復動作時の駆動パルス数はBインク(ブラックインク)で14000回、Yインク(イエローインク)で13000回であり、従来実施していたよりも少ない駆動パルス数でエージングを完了することができた。また、Bインクに比べ、相対的にコゲを除去し易いYインクの方が、Bインクより少ない駆動パルス数でエージングを完了することができ、インクの特性に応じて過不足のない印加エネルギを付与することが可能となった。 On the other hand, in the fifth example, after the start of aging, the aging was completed when the sheet resistance value was below 320Ω / □, as in the fourth example. Thereafter, when a recording operation was performed, it was confirmed that the image was recorded normally. At this time, the number of drive pulses during the aging recovery operation is 14000 times for B ink (black ink) and 13000 times for Y ink (yellow ink), and aging is completed with a smaller number of drive pulses than conventionally performed. I was able to. In addition, Y ink, which is relatively easier to remove kogation than B ink, can complete aging with a smaller number of drive pulses than B ink. It became possible to grant.
(実施例6)
次に、本発明の第6実施例を説明する。なお、この第5実施例においても、上記第1実施例と同じく図7および図8で示したインクジェット記録装置を用いた。
(Example 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the ink jet recording apparatus shown in FIGS. 7 and 8 was used as in the first embodiment.
本実施例では、第4実施例と同様に累積記録ドット数が9×105の時点でエージング回復動作を開始したが、エージング終了検知のモニター方法としてヒータ部102の最表層205のシート抵抗値ではなく、レーザ光反射による反射率を利用した。
In this embodiment, the aging recovery operation is started when the cumulative number of recorded dots is 9 × 10 5 as in the fourth embodiment. However, as a monitoring method for detecting the end of aging, the sheet resistance value of the
レーザ光をヒータ部102の最表層で反射させ、その拡散反射成分(拡散反射率)と吐出速度およびC量との相関を予め測定した。その結果、コゲの堆積に伴いC量が増加し吐出速度が低下するにつれて、レーザ光拡散反射成分(拡散反射率)は増加することが確認された。よって、回復動作によりレーザ光拡散反射成分(拡散反射率)は減少していくので、予めレーザ光拡散反射成分(拡散反射率)で閾値を決定しておき、その閾値を下回った時にエージング回復動作を終了するように制御した。
The laser beam was reflected on the outermost layer of the
エージング回復動作を開始した後、ヒータ部102の最表層205のレーザ光拡散反射成分(拡散反射率)を適宜測定し、閾値を下回った時点でエージングを終了した。その後、記録動作によって画像が正常に記録されていることを確認した。
この時のエージング回復動作時の駆動パルス数はBインクで10000回、Yインクで9000回であり、従来実施していたよりも少ない駆動パルス数でエージングを完了することができた。また、Bインクに比べ、相対的にコゲを除去し易いYインクの方が、Bインクより少ない駆動パルス数でエージングを完了することができ、インクの特性に応じて過不足のない印加エネルギを付与することが可能となった。
After the aging recovery operation was started, the laser light diffuse reflection component (diffuse reflectance) of the
The number of drive pulses during the aging recovery operation at this time was 10,000 for B ink and 9000 for Y ink, and aging could be completed with a smaller number of drive pulses than conventionally performed. In addition, Y ink, which is relatively easier to remove kogation than B ink, can complete aging with a smaller number of drive pulses than B ink. It became possible to grant.
(その他の実施形態)
なお、上記第1ないし第3実施例では、インクの分散剤樹脂の熱分解温度または含有率に応じたエージング回復動作を吐出初期段階に行う場合を例に採り説明した。しかし、この熱分解温度または含有率に応じたエージング回復動作は、使用開始から一定時間を経過して吐出速度が低下し始めた時に実施することも可能である。この場合、エージング回復動作の開始時期の決定には、図11に示すようなエージングテーブルに基いて行うことが可能であり、またC量の測定値に基いて行うことも可能である。
(Other embodiments)
In the first to third embodiments, the case where the aging recovery operation corresponding to the thermal decomposition temperature or content of the ink dispersant resin is performed in the initial stage of ejection has been described as an example. However, the aging recovery operation according to the thermal decomposition temperature or content rate can also be performed when the discharge speed starts to decrease after a certain period of time has elapsed from the start of use. In this case, the start time of the aging recovery operation can be determined based on an aging table as shown in FIG. 11, or can be performed based on a measured value of C amount.
さらに、上記第4ないし第6実施例では、加熱部に堆積するコゲのC量に応じたエージング回復動作を、使用開始から一定時間を経過して吐出速度が低下し始めた時に行うようにした。しかし、このC量に応じたエージング回復動作は、吐出初期の段階において実施することも可能である。 Furthermore, in the fourth to sixth embodiments, the aging recovery operation according to the amount of C of the koge deposited on the heating unit is performed when the discharge speed starts to decrease after a certain time from the start of use. . However, the aging recovery operation corresponding to the C amount can also be performed at the initial stage of discharge.
また、インクの分散剤樹脂の熱分解温度または含有率に応じたエージング回復動作と、C量に応じたエージング回復動作とを、適宜組み合わせて実施することも可能である。 Further, an aging recovery operation according to the thermal decomposition temperature or content of the ink dispersant resin and an aging recovery operation according to the amount of C may be appropriately combined.
また、上記実施例では、インクの分散剤樹脂の熱分解温度または含有率に基いてエージング回復動作を制御するようにした。しかしながら、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、加熱部(ヒータ部)に堆積するコゲの分解のしにくさ、あるいは堆積するコゲの堆積し易さなどに応じて、回復用電気エネルギを制御するようにすることも可能である。 In the above embodiment, the aging recovery operation is controlled on the basis of the thermal decomposition temperature or content of the ink dispersant resin. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is used for recovery depending on the difficulty of disassembling the kogation deposited on the heating unit (heater unit) or the ease of depositing the kogation deposited. It is also possible to control the electrical energy.
すなわち、ヒータ部102に堆積するコゲの分解のしにくさが大きいインクであるほど、ヒータ部に印加する電気エネルギを増大させるようにすれば、上記実施形態と同様の効果を期待できる。また、記録ヘッドから吐出されるインクが、ヒータ部にコゲが堆積し易いインクであるほど、電気エネルギを増大させるようにした場合にも、上記実施形態と同様の効果を期待できる。
That is, the effect similar to that of the above-described embodiment can be expected by increasing the electric energy applied to the heater section as the ink is more difficult to decompose the kogation deposited on the
101 基板
102 加熱部(ヒータ部)
103 インク流路
104 発泡室
105 吐出口
202 発熱抵抗体
203 電極
204 保護膜
205 最表層
206 コゲ
701 記録ヘッド イエロー(Y)
702 記録ヘッド マゼンタ(M)
703 記録ヘッド シアン(C)
704 記録ヘッド ブラック(B)
1701 MPU
1702 ROM
1703 DRAM
1704 ゲートアレイ
1726 EEPROM
1730 C量モニター部
1731 レーザ投受光部
1732 抵抗値測定部
101
DESCRIPTION OF
702 Recording head Magenta (M)
703 Recording head Cyan (C)
704 Recording head Black (B)
1701 MPU
1702 ROM
1703 DRAM
1704
1730 C amount monitor unit 1731 Laser projector /
Claims (14)
インクを加熱することによって前記加熱部の表面に堆積したコゲを除去する回復動作を行うために、前記加熱部に対し回復用電気エネルギの印加を行う回復手段を備え、
前記回復手段は、前記記録手段から吐出すべき前記インクの特性に応じて、前記加熱部に印加する前記回復用電気エネルギを変化させることを特徴とするインクジェット記録装置。 In an inkjet recording apparatus that performs recording using a recording unit that heats and discharges ink including at least a pigment and a pigment dispersant by a heating unit that generates thermal energy according to applied electrical energy.
In order to perform a recovery operation of removing the kog accumulated on the surface of the heating unit by heating ink, the recovery unit includes recovery means for applying recovery electrical energy to the heating unit,
The ink jet recording apparatus, wherein the recovery means changes the electric energy for recovery applied to the heating unit in accordance with characteristics of the ink to be ejected from the recording means.
前記回復手段は、各記録ヘッドから吐出すべきインクの特性に応じて前記回復用電気エネルギを変化させることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 The recording means comprises a plurality of types of recording heads that eject inks having different characteristics,
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the recovery unit changes the electrical energy for recovery in accordance with characteristics of ink to be ejected from each recording head.
前記回復手段は、前記測定手段によって測定された炭素量に応じて、前記回復動作の開始と終了の少なくとも一方のタイミングを決定することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 A measuring means for measuring the amount of carbon contained in the koge deposited on the electrothermal conversion element;
The inkjet according to any one of claims 1 to 7, wherein the recovery means determines at least one timing of the start and end of the recovery operation according to the amount of carbon measured by the measurement means. Recording device.
前記回復手段は、前記測定手段によって測定された抵抗値が、予め設定した閾値に達した時点で、前記回復動作の開始時期と終了時期の少なくとも一方を決定することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 The measuring means measures a sheet resistance value of a portion where kogation is deposited on the heating unit,
The recovery means determines at least one of a start time and an end time of the recovery operation when the resistance value measured by the measurement means reaches a preset threshold value. 8. The ink jet recording apparatus according to any one of 7 above.
前記回復手段は、前記測定手段によって測定された反射率が、予め設定した閾値に達した時点で、前記回復動作の開始時期と終了時期の少なくとも一方を決定することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 The measuring means measures the reflectance of the portion where kogation accumulates on the heating unit,
The recovery means determines at least one of a start time and an end time of the recovery operation when the reflectance measured by the measurement means reaches a preset threshold value. The ink jet recording apparatus according to any one of 8.
前記回復手段は、1回の回復動作において前記加熱部に印加される前記電気信号の電圧値、パルス幅、またはパルス数の中の少なくとも一つを、前記インクに含有される顔料分散剤の特性に応じて決定することを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 The electric energy applied to the heating unit is a pulsed electric signal,
The recovery means is characterized in that at least one of a voltage value, a pulse width, or a pulse number of the electric signal applied to the heating unit in one recovery operation is a characteristic of the pigment dispersant contained in the ink. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is determined according to the above.
インクを加熱することによって前記加熱部の表面に堆積したコゲを除去する回復動作を行うために、前記加熱部に対し回復用電気エネルギの印加を行う回復工程を備え、
前記回復工程は、前記記録手段から吐出するインクの特性に応じて、前記加熱部に印加する前記回復用電気エネルギを決定することを特徴とするインクジェット記録装置の回復方法。 In a recovery method of an ink jet recording apparatus that performs recording using a recording unit that discharges ink containing at least a pigment and a pigment dispersant by applying electric energy to a heating unit,
A recovery step of applying recovery electrical energy to the heating unit in order to perform a recovery operation for removing kogation deposited on the surface of the heating unit by heating ink;
The recovery method of an ink jet recording apparatus, wherein the recovery step determines the electrical energy for recovery to be applied to the heating unit in accordance with characteristics of ink ejected from the recording means.
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