JP2009126031A - Ink discharge method for ink jet-system image forming apparatus - Google Patents

Ink discharge method for ink jet-system image forming apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink discharge method capable of preventing image failure due to a change in meniscus position, which is easily caused in a high density printing in which adjacent nozzles discharge ink simultaneously, and to provide an ink jet-system image forming apparatus. <P>SOLUTION: In the ink jet-system image forming apparatus that forms an image by discharging ink onto a recording medium from the ink discharge port of each nozzle in which an ink meniscus is formed, the position of ink meniscus in the nozzle is altered based on image data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット方式画像形成装置のインク吐出口から記録媒体にインク滴を吐出するインク吐出方法に関する。   The present invention relates to an ink ejection method for ejecting ink droplets from an ink ejection port of an inkjet image forming apparatus onto a recording medium.

印刷ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口(ノズルの出口)から記録媒体にインク(インク滴)を吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置(インクジェットプリンタ)が広く使用されている。ノズルのインク吐出口からインク滴を吐出させる技術として、駆動パルスに応じた熱エネルギをノズル内のインクに供給して膜沸騰による気泡を形成させ、この気泡によってノズルからインク滴を吐出させる技術が知られている。形成する画像に応じた多数のインク滴が複数のノズルから記録媒体に吐出されることにより記録媒体上に画像が形成される。   2. Description of the Related Art Inkjet image forming apparatuses (inkjet printers) that form images by ejecting ink (ink droplets) onto a recording medium from ink ejection ports (nozzle exits) of a plurality of nozzles formed on a print head are widely used. . As a technology for ejecting ink droplets from the ink ejection port of the nozzle, a technology for supplying thermal energy corresponding to the drive pulse to the ink in the nozzle to form bubbles due to film boiling, and ejecting ink droplets from the nozzles by these bubbles. Are known. An image is formed on the recording medium by ejecting a large number of ink droplets corresponding to the image to be formed from the plurality of nozzles onto the recording medium.

上記の技術を採用したインクジェットプリンタのなかには、画像記録速度(画像形成速度)を向上させるために、インク吐出口及びインク流路等からなるノズルを複数集積したマルチノズルヘッドを記録媒体の搬送方向に直交させて多数配列させたラインヘッドを有し、記録媒体の搬送に合わせて複数のノズルのインク吐出口からインクを吐出させるタイプのもの(ラインプリンタ)がある。   In order to improve the image recording speed (image forming speed) among the ink jet printers adopting the above technique, a multi-nozzle head in which a plurality of nozzles including ink discharge ports and ink flow paths are integrated in the recording medium conveyance direction. There is a type (line printer) that has a plurality of line heads arranged orthogonally and discharges ink from ink discharge ports of a plurality of nozzles in accordance with conveyance of a recording medium.

画像形成装置には、一般に、高画像品位で高解像度の画像を高速で形成することが求められるが、上記のラインプリンタをはじめとするインクジェットプリンタを使用することによりこれらの要求を満足させることができる。また、インクジェットプリンタは、画像形成時(画像記録時)に印刷ヘッド(記録ヘッド)と記録媒体とが非接触であるので、非常に安定した画像記録を行うことができるという利点も有している。   In general, an image forming apparatus is required to form a high-resolution image with high image quality at a high speed. However, the use of an inkjet printer such as the above-described line printer can satisfy these requirements. it can. In addition, the ink jet printer has an advantage that very stable image recording can be performed because the print head (recording head) and the recording medium are not in contact with each other at the time of image formation (image recording). .

上記のようなインクジェット方式画像形成装置では、印刷ヘッドからのインク吐出動作を安定化させるために、印刷ヘッド内を一定の負圧に維持する(印刷ヘッド内のインクに作用する圧力を一定の負圧に保つ)ことが重要である。このため、一般的には、印刷ヘッドにインクを供給するインク供給系中に負圧発生手段を備え、その負圧発生手段によって負圧を付与したインクを印刷ヘッドに供給している。   In the ink jet type image forming apparatus as described above, in order to stabilize the ink ejection operation from the print head, the inside of the print head is maintained at a constant negative pressure (the pressure acting on the ink in the print head is maintained at a constant negative pressure). Pressure). For this reason, in general, a negative pressure generating means is provided in an ink supply system for supplying ink to the print head, and ink to which negative pressure is applied by the negative pressure generating means is supplied to the print head.

このような負圧発生手段として、インクタンク内に収容したスポンジ状のインク吸収体の毛管作用を利用して負圧を発生する構成が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、他の負圧発生手段として、可撓性のインクバッグと弓形ばねとを備えた構成も知られている(例えば、特許文献2参照。)。さらに、他の負圧発生手段として、印刷ヘッドよりも下方にインクタンクを配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成も知られている(例えば、特許文献3参照。)。   As such negative pressure generating means, a configuration is known in which negative pressure is generated by utilizing the capillary action of a sponge-like ink absorber housed in an ink tank (see, for example, Patent Document 1). As another negative pressure generating means, a configuration including a flexible ink bag and a bow spring is also known (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, as another negative pressure generating means, a configuration in which an ink tank is disposed below the print head and a negative pressure is applied to the ink using a water head difference is also known (see, for example, Patent Document 3). .)

上記のような負圧発生手段によって一定の負圧が付与されたインクは、印刷ヘッドからのインク吐出に伴って上昇する印刷ヘッド内の負圧との差圧によって、インクタンクから印刷ヘッド内に引き込まれるように供給される。この結果、印刷ヘッド内が一定の負圧に保たれることになる。上記のように印刷ヘッド内のインクを一定の負圧に維持した場合、ノズル内にインクのメニスカスが形成される。印刷ヘッド内のインクには一定の負圧が作用しているので、インクのメニスカスが形成される位置は一定となる。   The ink to which a certain negative pressure is applied by the negative pressure generating means as described above is transferred from the ink tank into the print head due to a differential pressure from the negative pressure in the print head that rises as the ink is ejected from the print head. Supplied to be drawn. As a result, the inside of the print head is kept at a constant negative pressure. When the ink in the print head is maintained at a constant negative pressure as described above, an ink meniscus is formed in the nozzle. Since a constant negative pressure is acting on the ink in the print head, the position where the ink meniscus is formed is constant.

特開2002−1988号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-1988 特開平06−198904号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-198904 特開2003−11380号公報JP 2003-11380 A

ところで、ノズルからインク滴を吐出させる場合、ノズル内にある発熱体の温度上昇・降下によるインクの発泡、消泡によって吐出口から記録媒体方向にインク滴を吐出するための力がインクにかかる。しかしながら、この時、吐出口とは逆方向にもインクの発泡・消泡による力がかかる。そして、この力が、吐出したノズルに隣接するノズルまで影響し、インクのメニスカス位置を変化させる。また、この状況下で吐出したノズルに隣接するノズルのインクのメニスカス位置が、ノズルの開口部分より外側にきた場合、インクのメニスカスは、ノズルの開口部ではなく、インク吐出口形成面上に形成する。この状態で、ノズルからインクを吐出させると、形成しているインクのメニスカスによって吐出に必要な力が分散してしまい、吐出できなくなってしまう。その結果、画像不良を起こしてしまう。また、この現象は、隣接するノズル同士が吐出しやすい印刷密度が高い状況下で発生しやすい。   By the way, when ink droplets are ejected from the nozzles, a force for ejecting the ink droplets from the ejection port in the direction of the recording medium is applied to the ink by the foaming and defoaming of the ink due to the temperature rise and fall of the heating element in the nozzle. However, at this time, a force due to foaming / defoaming of the ink is also applied in the direction opposite to the ejection port. This force affects the nozzle adjacent to the ejected nozzle, and changes the meniscus position of the ink. In addition, when the ink meniscus position of the nozzle adjacent to the nozzle ejected under this situation comes outside the nozzle opening, the ink meniscus is not formed on the nozzle opening but on the ink ejection port forming surface. To do. When ink is ejected from the nozzle in this state, the force required for ejection is dispersed by the meniscus of the ink that is formed, making it impossible to eject. As a result, an image defect occurs. In addition, this phenomenon is likely to occur in a situation where the printing density at which adjacent nozzles are easy to eject is high.

そこで本発明は上記事情に鑑み、メニスカスの位置の変動による画像不良を防ぐインク吐出方法およびインクジェット方式画像形成装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an ink ejection method and an inkjet image forming apparatus that prevent image defects due to fluctuations in the meniscus position.

上記目的を達成するための本発明のインク吐出方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、記録媒体に形成される画像の情報を担持する画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
前記ノズル内における前記インクのメニスカスの位置を前記画像データに基づいて変更し、画像不良の防止を特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the ink ejection method of the present invention provides a recording medium in an ink jet type image forming apparatus that forms an image by ejecting ink onto a recording medium from an ink ejection port of a nozzle on which an ink meniscus is formed. In an ink ejection method for ejecting ink droplets from the ink ejection port based on image data carrying information of an image to be formed,
The position of the meniscus of the ink in the nozzle is changed based on the image data to prevent image defects.

さらに、前記画像不良の防止を目的として、前記ノズル内における前記インクのメニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記インクのメニスカス位置を変更してもよい。   Further, for the purpose of preventing the image defect, when the ink meniscus position in the nozzle is changed, the ink meniscus position may be changed by changing the pressure acting on the ink in the nozzle. Good.

さらにまた、印刷密度の高い画像を形成するときは、印刷密度の低い画像を形成するときよりも、インクのメニスカスを前記インク吐出口から遠ざけてもよい。   Furthermore, when an image with a high printing density is formed, the ink meniscus may be further away from the ink discharge port than when an image with a low printing density is formed.

さらに、印刷密度にかかわらず吐出量を一定にするために駆動パルス幅を変更してもよい。   Further, the drive pulse width may be changed to make the ejection amount constant regardless of the printing density.

また、前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものでもよい。   The inkjet image forming apparatus may include a plurality of print heads each having a plurality of nozzles.

さらに、前記インクのメニスカスの位置および前記駆動パルスを、前記複数の印刷ヘッド毎に変更することを特徴としてもよい。   Furthermore, the position of the meniscus of the ink and the drive pulse may be changed for each of the plurality of print heads.

本発明によれば、インクのメニスカス位置を画像データに基づいて変更できるので、印刷密度の高い画像のときはインクのメニスカス位置を後退させ、画像不良を防止することができる。   According to the present invention, since the ink meniscus position can be changed based on the image data, the ink meniscus position can be moved backward to prevent image defects when the image has a high printing density.

以下、図1を参照して、本発明が採用されたプリンタの一例を説明する。   Hereinafter, an example of a printer in which the present invention is employed will be described with reference to FIG.

図1は、本発明が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。   FIG. 1 is a front view schematically showing an example of a printer in which the present invention is adopted.

プリンタ10は、このプリンタ10に画像情報を送るホストPC(パソコン)12に接続されている。プリンタ10には、4つ(4本)の印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yが記録媒体(ここではロ−ル紙)Pの搬送方向(矢印A方向)に並んで配置されている。4つの印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら4つの印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yは、所謂ラインヘッドであり、図1の紙面に直交する方向(矢印A方向に直交する方向)に延びている。これら4つの印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yの長さは、プリンタ10で印刷できる記録媒体のうち最大の幅(図1の紙面に直交する方向の長さ)よりもやや長い。また、これら4つの印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yは、画像形成中は固定されて動かない(不動状態である)。なお、上記のようなプリンタとして、高速で多数枚の名刺を作製する名刺プリンタが挙げられる。   The printer 10 is connected to a host PC (personal computer) 12 that sends image information to the printer 10. In the printer 10, four (four) print heads 22 </ b> K, 22 </ b> C, 22 </ b> M, and 22 </ b> Y are arranged side by side in the conveyance direction (arrow A direction) of the recording medium (roll paper in this case). The four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y eject black, cyan, magenta, and yellow inks, respectively. These four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are so-called line heads, and extend in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1 (a direction orthogonal to the arrow A direction). The lengths of these four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are slightly longer than the maximum width (the length in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) of the recording medium that can be printed by the printer 10. Further, these four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are fixed and do not move during image formation (is in a non-moving state). An example of such a printer is a business card printer that produces a large number of business cards at high speed.

4つの印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yから安定してインクを吐出できるように、プリンタ10には回復ユニット40が組み込まれている。この回復ユニット40を用いて4つの印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yを回復させることにより、4つの印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット40には、回復動作のときに、4つの印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yの各インク吐出口が形成されたインク吐出口形成面(フェイス面)22Ks、22Cs、22Ms、22Ysからインクを除去するキャッピング機構50が備えられている。キャッピング機構50は各印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yに独立して設けられており、図1の例では6色分(即ち、6つのキャッピング機構50)が示されているが、このうち2色分は印刷ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構50は、周知のブレード150(図7等参照)、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。   A recovery unit 40 is incorporated in the printer 10 so that ink can be stably ejected from the four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y. By recovering the four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y using the recovery unit 40, the ink discharge states from the four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are restored to the initial ink discharge state. In the recovery unit 40, during the recovery operation, ink is supplied from the ink discharge port forming surfaces (face surfaces) 22Ks, 22Cs, 22Ms, and 22Ys on which the respective ink discharge ports of the four print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are formed. A capping mechanism 50 is provided for removing water. The capping mechanism 50 is provided independently for each of the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y. In the example of FIG. 1, six colors (that is, six capping mechanisms 50) are shown. The color component is a preliminary mechanism when a print head is added. The capping mechanism 50 includes a known blade 150 (see FIG. 7 and the like), an ink removing member, a blade holding member, a cap, and the like.

ロ−ル紙Pはロール紙供給ユニット24から供給され、プリンタ10に組み込まれた搬送機構26によって矢印A方向に搬送される。搬送機構26は、ロ−ル紙Pを載置して搬送する搬送ベルト26a、この搬送ベルト26aを回転させる搬送モータ26b、搬送ベルト26aに張力を与えるローラ26cなどから構成されている。   The roll paper P is supplied from the roll paper supply unit 24 and is conveyed in the direction of arrow A by the conveyance mechanism 26 incorporated in the printer 10. The transport mechanism 26 includes a transport belt 26a for loading and transporting the roll paper P, a transport motor 26b for rotating the transport belt 26a, and a roller 26c for applying tension to the transport belt 26a.

ロ−ル紙Pに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Pの記録開始位置がブラックの印刷ヘッド22Kの下に到達した後に、記録データ(画像情報)に基づいて印刷ヘッド22Kからブラックインクを選択的に吐出する。同様に印刷ヘッド22C、印刷ヘッド22M、印刷ヘッド22Yの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Pに形成する。プリンタ10には、上記の部品・部材の他、各印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yに供給されるインクを貯めておくメインタンク28K、28C、28M、28Yや、印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yにインクを供給したり回復動作をしたりするための各種ポンプ(図3等参照)などが備えられている。   When an image is formed on the roll paper P, after the recording start position of the roll paper P being conveyed reaches below the black print head 22K, the print head is based on the recording data (image information). Black ink is selectively ejected from 22K. Similarly, each color ink is ejected in the order of the print head 22C, the print head 22M, and the print head 22Y to form a color image on the roll paper P. The printer 10 includes main tanks 28K, 28C, 28M, and 28Y for storing ink supplied to the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y, and print heads 22K, 22C, and 22M. , 22Y are provided with various pumps (see FIG. 3 and the like) for supplying ink and performing a recovery operation.

図2を参照して、プリンタ10の電気的な系統を説明する。   The electrical system of the printer 10 will be described with reference to FIG.

図2は、図1のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing an electrical system of the printer of FIG.

ホストPC12から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ102を介してCPU100に受信される。CPU100は、プリンタ10の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Pのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。CPU100では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ106にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート114、モータ駆動部116を介してキャッピングモータ122とヘッドアップダウンモータ118を駆動し、各印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yをキャッピング機構50から離して記録位置(画像形成位置)に移動させる。   Recording data and commands transmitted from the host PC 12 are received by the CPU 100 via the interface controller 102. The CPU 100 is an arithmetic processing unit that performs overall control such as reception of recording data of the printer 10, recording operation, handling of the roll paper P, and the like. After analyzing the received command, the CPU 100 renders the image data of each color component of the recording data by developing a bitmap on the image memory 106. As an operation process before recording, the capping motor 122 and the head up / down motor 118 are driven via the output port 114 and the motor driving unit 116, and the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y are separated from the capping mechanism 50 for recording. Move to position (image forming position).

続いて、出力ポート114、モータ駆動部116を介してロ−ル紙Pを繰り出すロールモータ(図示せず)、及び低速度でロ−ル紙Pを搬送する搬送モータ120等を駆動してロ−ル紙Pを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Pにインクを吐出し始めるタイミング(記録タイミング)を決定するための先端検知センサ(図示せず)でロ−ル紙Pの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Pの搬送に同期して、CPU100はイメージメモリ106から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yに印刷ヘッド制御回路112経由して(介して)転送する。   Subsequently, the roll motor (not shown) that feeds the roll paper P through the output port 114, the motor drive unit 116, the transport motor 120 that transports the roll paper P at a low speed, and the like are driven to drive the roll paper P. -The paper P is conveyed to the recording position. The leading end position of the roll paper P is detected by a leading edge detection sensor (not shown) for determining the timing (recording timing) at which ink starts to be discharged onto the roll paper P conveyed at a constant speed. Thereafter, in synchronism with the conveyance of the roll paper P, the CPU 100 sequentially reads the recording data of the corresponding color from the image memory 106, and controls the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y for the read data. Transfer via the circuit 112.

CPU100の動作はプログラムROM104に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムROM104には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークRAM108を使用する。各印刷ヘッド22K、22C、22M、22Yのクリーニングや回復動作時に、CPU100は、出力ポート114、モータ駆動部116を介してポンプモータ124を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。   The operation of the CPU 100 is executed based on a processing program stored in the program ROM 104. The program ROM 104 stores processing programs and tables corresponding to the control flow. A work RAM 108 is used as a working memory. During the cleaning and recovery operations of the print heads 22K, 22C, 22M, and 22Y, the CPU 100 drives the pump motor 124 via the output port 114 and the motor drive unit 116, and controls ink pressurization and suction.

図3を参照して、プリンタ10に組み込まれたインク供給装置について説明する。   With reference to FIG. 3, the ink supply device incorporated in the printer 10 will be described.

図3は、インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。図3では、印刷ヘッド22Kにインクを供給したり、この印刷ヘッド22Kを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の印刷ヘッド22C、22M、22Yについても同じ構成のインク供給装置が備えられている。また、図3では、図1と図2に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an ink supply device incorporated in an inkjet image forming apparatus. Although FIG. 3 shows an ink supply device for supplying ink to the print head 22K and for recovering the print head 22K, the ink supply device having the same configuration is also used for the other print heads 22C, 22M, and 22Y. Is provided. In FIG. 3, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

プリンタ10(図1参照)には、印刷ヘッド22Kにインクを供給するインク供給装置60が組み込まれている。インク供給装置60は、プリンタ10の本体に着脱自在なインクタンク70と、このインクタンク70と印刷ヘッド22Kとをつなぐインク供給路62の途中に配置されたサブタンク80などから構成されている。サブタンク80の下に印刷ヘッド22Kが配置されている。   The printer 10 (see FIG. 1) incorporates an ink supply device 60 that supplies ink to the print head 22K. The ink supply device 60 includes an ink tank 70 that can be attached to and detached from the main body of the printer 10, a sub tank 80 disposed in the middle of an ink supply path 62 that connects the ink tank 70 and the print head 22 </ b> K, and the like. A print head 22K is disposed under the sub tank 80.

サブタンク80と印刷ヘッド22Kは、2つのインク流路64,66で接続されて(つながれて)いる。サブタンク80から加圧バルブ67、サブタンク80から待機バルブ69はプリンタ10の本体装置フレ−ムに固定されており、インク流路64,66の一部はフレキシブルチューブ製である。このため、印刷ヘッド22Kは移動できる。インク流路64には、印刷ヘッド22Kをクリーニングする際に稼動するクリーニングポンプ68、所定のタイミングでインク流路64を開閉する待機バルブ69が取り付けられている。一方、インク流路66には、所定のタイミングでインク流路66を開閉する加圧バルブ67が取り付けられている。インク流路66のうち加圧バルブ67と下記の圧力調整ポンプ82の間の部分には、インク流路66内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサ81が取り付けられている。圧力検出センサ81で検出された圧力は、ノズル22Kn内のインクに作用している圧力に相当する。   The sub tank 80 and the print head 22K are connected (connected) by two ink flow paths 64 and 66. The sub-tank 80 to the pressurizing valve 67 and the sub-tank 80 to the standby valve 69 are fixed to the main body frame of the printer 10, and some of the ink flow paths 64 and 66 are made of a flexible tube. For this reason, the print head 22K can move. A cleaning pump 68 that operates when the print head 22K is cleaned and a standby valve 69 that opens and closes the ink channel 64 at a predetermined timing are attached to the ink channel 64. On the other hand, a pressure valve 67 that opens and closes the ink channel 66 at a predetermined timing is attached to the ink channel 66. A pressure detection sensor 81 for detecting the pressure acting on the ink in the ink flow channel 66 is attached to a portion of the ink flow channel 66 between the pressure valve 67 and the pressure adjustment pump 82 described below. The pressure detected by the pressure detection sensor 81 corresponds to the pressure acting on the ink in the nozzle 22Kn.

サブタンク80の内部には、印刷ヘッド22Kの多数のノズル22Kn内のインクに適正な圧力を付与するための圧力調整ポンプ82が配置されている。この圧力調整ポンプ82はサブタンク80の底面のやや上方に位置しており、この底面から所定間隔離れている。圧力調整ポンプ82は、サブタンク80に貯められているインクに浸かっている状態である。サブタンク80の上方には、圧力調整ポンプ82を駆動させる駆動ユニット83が配置されており、この駆動ユニットは、CPU100(図2参照)によって制御されている。また、サブタンク80の上壁には、サブタンク80の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ84が固定されている。この大気開放バルブ84を開放することにより、サブタンク80の内部圧力は大気圧に等しくなる。   Inside the sub tank 80, a pressure adjusting pump 82 for applying an appropriate pressure to the ink in the multiple nozzles 22Kn of the print head 22K is disposed. The pressure adjusting pump 82 is located slightly above the bottom surface of the sub tank 80 and is separated from the bottom surface by a predetermined distance. The pressure adjusting pump 82 is immersed in the ink stored in the sub tank 80. A drive unit 83 for driving the pressure adjusting pump 82 is disposed above the sub tank 80, and this drive unit is controlled by the CPU 100 (see FIG. 2). Further, an air release valve 84 for making the internal pressure of the sub tank 80 atmospheric pressure is fixed to the upper wall of the sub tank 80. By opening the atmosphere release valve 84, the internal pressure of the sub tank 80 becomes equal to the atmospheric pressure.

また、サブタンク80には、このサブタンク80に貯められているインク(貯蔵インク)の液面レベルを検知する周知の液面検知センサ86が取り付けられている。液面検知センサ86が、サブタンク80内のインク液面が一定レベル以下になったと検知したときは、供給ポンプ72が稼動し始めてインクタンク70からインクが吸引されてサブタンク80に供給される。一方、液面検知センサ86が、サブタンク80内のインク液面が予め決められている上限レベルになったと検知したときは、供給ポンプ72が停止してインクの供給は停止される。インクタンク70には、このインクタンク70内のインクの有無を検出する検出センサ(図示せず)が取り付けられている。また、プリンタ10の本体にインクタンク70を装着するときに接続されるエア−流路には、インクタンク70の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ74が取り付けられている。   The sub tank 80 is provided with a well-known liquid level detection sensor 86 for detecting the liquid level of the ink (stored ink) stored in the sub tank 80. When the liquid level detection sensor 86 detects that the ink level in the sub tank 80 has become below a certain level, the supply pump 72 starts to operate and ink is sucked from the ink tank 70 and supplied to the sub tank 80. On the other hand, when the liquid level detection sensor 86 detects that the ink level in the sub tank 80 has reached a predetermined upper limit level, the supply pump 72 is stopped and the ink supply is stopped. A detection sensor (not shown) that detects the presence or absence of ink in the ink tank 70 is attached to the ink tank 70. An air release valve 74 for bringing the internal pressure of the ink tank 70 to atmospheric pressure is attached to an air flow path connected when the ink tank 70 is attached to the main body of the printer 10.

図4から図6までを参照して、圧力調整ポンプ82によって印刷ヘッド22K内の圧力を調整する技術について説明する。   A technique for adjusting the pressure in the print head 22K by the pressure adjusting pump 82 will be described with reference to FIGS.

図4は、サブタンクと印刷ヘッドを詳細に示す拡大図である。図5は、圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。図6は、図5に示す羽根の回転数と印刷ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。これらの図では、図3に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。   FIG. 4 is an enlarged view showing the sub tank and the print head in detail. FIG. 5 is a top view showing blades of the pressure adjusting pump. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of blade rotations shown in FIG. 5 and the pressure acting on the ink in the print head. In these drawings, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

上記した加圧バルブ67、待機バルブ69、大気開放バルブ84としては、図4に示すように、ソレノイドのプランジャー130に一体化されたバルブシ−ト132によってインク流路の遮断を行う電磁バルブが採用されるが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題無い。   As the above-described pressurizing valve 67, standby valve 69, and atmosphere release valve 84, as shown in FIG. 4, an electromagnetic valve that shuts off the ink flow path by a valve sheet 132 integrated with a solenoid plunger 130 is used. Although adopted, these methods are not limited in the present invention, and there is no problem even if other methods are adopted.

記録時には印刷ヘッド22Kに適正な負圧を付与する(印刷ヘッド22Kのノズル22Knのインク吐出口(ノズル22Knの出口)においてインクのメニスカスが形成されるような圧力をノズル22Kn内のインクに与える)必要がある。この場合、加圧バルブ67、大気開放バルブ84は開放状態にあり、待機バルブ69は密閉状態にある。この状態で圧力調整ポンプ82を駆動することにより、図5の矢印C方向に圧力調整ポンプ82の羽根82aが回転し、この羽根82aの中心Cから羽面82bに沿ってインクは遠心力を受ける。つまり、圧力調整ポンプ82の回転軸中心部(中心Cの周辺部)は相対的に負圧となるので、サブタンク80の吸引口80aからインク流路66を介して印刷ヘッド22Kに負圧を付与することができる。吸引口80aはサブタンク80の底壁に形成されており、圧力調整ポンプ82は吸引口80aから所定間隔離れた上方に配置されている。なお、羽根82aの回転数は、CPU100(図2参照)に制御されている。   Appropriate negative pressure is applied to the print head 22K during recording (pressure is applied to the ink in the nozzle 22Kn so that a meniscus of ink is formed at the ink discharge port of the nozzle 22Kn (exit of the nozzle 22Kn) of the print head 22K). There is a need. In this case, the pressurization valve 67 and the atmosphere release valve 84 are in an open state, and the standby valve 69 is in a sealed state. By driving the pressure adjustment pump 82 in this state, the blade 82a of the pressure adjustment pump 82 rotates in the direction of arrow C in FIG. 5, and the ink receives a centrifugal force from the center C of the blade 82a along the blade surface 82b. . That is, since the central portion of the rotation shaft of the pressure adjusting pump 82 (the peripheral portion of the center C) has a relatively negative pressure, a negative pressure is applied to the print head 22K from the suction port 80a of the sub tank 80 through the ink flow path 66. can do. The suction port 80a is formed in the bottom wall of the sub tank 80, and the pressure adjusting pump 82 is disposed above the suction port 80a at a predetermined interval. The rotational speed of the blade 82a is controlled by the CPU 100 (see FIG. 2).

上記のように、圧力調整ポンプ82を駆動させて羽根82aを矢印C方向に回転させるときに発生する遠心力によって、この圧力調整ポンプ82が印刷ヘッド22K内のインクを、インク流路66と吸引口80aを経由してサブタンク80内に吸い込もうとし(実際に吸い込まれることはほとんど無い)、この結果、印刷ヘッド22K内のインクに負圧(インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも低い圧力)が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。なお、羽根82aが矢印C方向とは反対方向に回転するように圧力調整ポンプ82を駆動させた場合は、サブタンク82内のインクが吸引口80aから押し出されようとするので、印刷ヘッド22K内のインクに正圧(インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも高い圧力)が与えられる。この結果、インク吐出口からはインクが排出される(押し出される)。   As described above, the pressure adjusting pump 82 sucks the ink in the print head 22K from the ink channel 66 by the centrifugal force generated when the blade 82a is rotated in the direction of arrow C by driving the pressure adjusting pump 82. Attempts to suck into the sub-tank 80 via the port 80a (almost never actually sucked), and as a result, negative pressure is applied to the ink in the print head 22K (pressure lower than the atmospheric pressure around the outside of the ink discharge port). Thus, an ink meniscus is formed at the ink discharge port. When the pressure adjustment pump 82 is driven so that the blade 82a rotates in the direction opposite to the arrow C direction, the ink in the sub tank 82 tends to be pushed out from the suction port 80a. A positive pressure (pressure higher than the atmospheric pressure around the outside of the ink discharge port) is applied to the ink. As a result, ink is discharged (extruded) from the ink discharge port.

図6は図5に示す羽根の回転数と印刷ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフで、圧力調整ポンプ82の羽根82aが図5の矢印C方向に回転するときの回転数に応じて、圧力調整ポンプ82が発生させる負圧の大きさが変動する(C1参照)。羽根82aが矢印C方向に速く回転するほど(単位時間当たりの回転数が多いほど)大きな負圧が発生するので、印刷ヘッド22K内のインクは強い力でサブタンク82内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド22K内(ノズル22Kn内)のインクに作用する負圧が大きくなる。この逆に、羽根82aが矢印C方向に遅く回転するほど(単位時間当たりの回転数が少ないほど)小さな負圧しか発生しないので、印刷ヘッド22K内のインクは弱い力でサブタンク82内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド22K内のインクに作用する負圧が小さくなる。すなわち、印刷ヘッド22Kに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ82の回転数に応じて制御できるので、圧力調整ポンプ82を駆動させることにより、インク流路66を開放したままの状態で印刷ヘッド22K内の圧力(ノズル22Kn内のインクに作用する圧力)が調整されることとなる。   6 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the blade shown in FIG. 5 and the pressure acting on the ink in the print head. The rotational speed when the blade 82a of the pressure adjusting pump 82 rotates in the direction of arrow C in FIG. Accordingly, the magnitude of the negative pressure generated by the pressure adjusting pump 82 varies (see C1). As the blade 82a rotates faster in the direction of the arrow C (the greater the number of rotations per unit time), the greater the negative pressure is generated, so that the ink in the print head 22K tends to be sucked into the sub tank 82 by a strong force. Thus, the negative pressure acting on the ink in the print head 22K (in the nozzle 22Kn) increases. Conversely, as the blade 82a rotates slower in the direction of the arrow C (the smaller the number of rotations per unit time), only a smaller negative pressure is generated, so the ink in the print head 22K is sucked into the sub tank 82 with a weak force. As a result, the negative pressure acting on the ink in the print head 22K is reduced. That is, the magnitude of the negative pressure applied to the print head 22K can be controlled in accordance with the number of rotations of the pressure adjustment pump 82. Therefore, the pressure adjustment pump 82 is driven to print with the ink flow path 66 open. The pressure in the head 22K (pressure acting on the ink in the nozzle 22Kn) is adjusted.

ところで圧力調整ポンプ82としては、一般的にタ−ボ形と分類されるポンプを使用することが望ましい。タ−ボ形ポンプとしては、本実施例で採用した遠心ポンプ形式や斜流形式、軸流形式などが挙げられる。これらはインク流路(液流路)を遮断する(閉じる)ことなく圧力を発生できるので、差圧に応じてインクがポンプを移動できる。例えば、印刷ヘッド22Kからインクが吐出したときは、印刷ヘッド22K内でインクが減少するので、印刷ヘッド22Kから圧力調整ポンプ(遠心ポンプ)82までの間が減圧される。この場合、サブタンク80内のインクがインク流路66を経由して印刷ヘッド22Kに供給される。これに対し、圧力調整ポンプ82として、いわゆる容積式に分類されるピストンポンプ等を用いた場合は、インクを圧送するためにインク流路66を遮断するので、インクがピストンポンプを通じて自由に移動できないばかりか、印刷ヘッド22Kのノズル22Knのインク吐出口から外気を容易に吸引してしまう。   By the way, as the pressure adjusting pump 82, it is desirable to use a pump generally classified as a turbo type. Examples of the turbo-type pump include a centrifugal pump type, a mixed flow type, and an axial flow type employed in this embodiment. Since these can generate pressure without blocking (closing) the ink flow path (liquid flow path), the ink can move the pump in accordance with the differential pressure. For example, when ink is ejected from the print head 22K, the ink is reduced in the print head 22K, and the pressure from the print head 22K to the pressure adjusting pump (centrifugal pump) 82 is reduced. In this case, the ink in the sub tank 80 is supplied to the print head 22K via the ink flow channel 66. On the other hand, when a piston pump classified as a positive displacement type is used as the pressure adjusting pump 82, the ink flow path 66 is shut off in order to pump ink, so that the ink cannot freely move through the piston pump. In addition, outside air is easily sucked from the ink discharge ports of the nozzles 22Kn of the print head 22K.

圧力調整ポンプ82の回転数を制御してインクのメニスカスの位置を変更する技術について、図7から図9までを参照して説明する。   A technique for changing the position of the ink meniscus by controlling the rotation speed of the pressure adjusting pump 82 will be described with reference to FIGS.

図7は、印刷ヘッドのノズルの概略構成を模式的に示す断面図である。図8は、圧力調整ポンプの回転数とインクのメニスカスの位置との関係を示すグラフであり、横軸は、圧力調整ポンプの回転数を表し、縦軸は、インクのメニスカスの位置を表す。図中のC2はこの関係を示す線である。横軸の右に行くほど、圧力調整ポンプ82の回転数が多くなり(回転速度は速くなり)、左に行くほど圧力調整ポンプ82の回転数が少なくなる(回転速度は遅くなる)。縦軸の上に行くほどインクのメニスカスの位置はインク吐出口(ノズルの出口)に近くなり、下に行くほどインクのメニスカスはノズルの奥に位置する。インクのメニスカスの位置がL1で示す位置よりもインク吐出口に近づいたときは、インクのメニスカスは形成されずにインク吐出口からインクが落下する(インク落ちする)。インクのメニスカスがL1に位置するときの圧力調整ポンプ82の回転数がr1である。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the nozzles of the print head. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the pressure adjustment pump and the ink meniscus position. The horizontal axis represents the rotation speed of the pressure adjustment pump, and the vertical axis represents the ink meniscus position. C2 in the figure is a line showing this relationship. The rotation speed of the pressure adjustment pump 82 increases (the rotation speed increases) as it goes to the right of the horizontal axis, and the rotation speed of the pressure adjustment pump 82 decreases (the rotation speed decreases) as it goes to the left. The ink meniscus position is closer to the ink discharge port (nozzle outlet) as it goes up the vertical axis, and the ink meniscus is located deeper in the nozzle as it goes down. When the ink meniscus position is closer to the ink ejection port than the position indicated by L1, the ink meniscus is not formed and ink falls from the ink ejection port (ink drops). The rotation speed of the pressure adjustment pump 82 when the ink meniscus is positioned at L1 is r1.

一方、インクのメニスカスの位置がL2で示す位置よりもノズルの奥に位置するときは、インクのメニスカスが形成されない(インクのメニスカス落ちする)。インクのメニスカスがL2に位置するときの圧力調整ポンプ82の回転数がr2である。図9は、圧力調整ポンプの回転数と吐出量との関係を示すグラフであり、横軸は、圧力調整ポンプの回転数を表し、縦軸は、インク滴の大きさを表す。図中のC3はその関係を示したものである。横軸の右に行くほど、圧力調整ポンプ82の回転数が多くなり(回転速度は速くなり)、左に行くほど圧力調整ポンプ82の回転数が少なくなる(回転速度は遅くなる)。縦軸の上に行くほど吐出量は大きくなり、下に行くほど吐出量は小さくなる。圧力調整ポンプ82の回転数がr1のとき(インク落ちする直前のとき)吐出量はW1(最大)となり、圧力調整ポンプ82の回転数がr2のとき(インクのメニスカス落ちする直前のとき)吐出量はW2(最小)となる。   On the other hand, when the position of the ink meniscus is located behind the nozzle than the position indicated by L2, the ink meniscus is not formed (the ink meniscus is dropped). The rotational speed of the pressure adjustment pump 82 when the ink meniscus is positioned at L2 is r2. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the pressure adjustment pump and the discharge amount, where the horizontal axis represents the rotation speed of the pressure adjustment pump, and the vertical axis represents the size of the ink droplet. C3 in the figure indicates the relationship. The rotation speed of the pressure adjustment pump 82 increases (the rotation speed increases) as it goes to the right of the horizontal axis, and the rotation speed of the pressure adjustment pump 82 decreases (the rotation speed decreases) as it goes to the left. The discharge amount increases as it goes above the vertical axis, and the discharge amount decreases as it goes down. When the rotation speed of the pressure adjustment pump 82 is r1 (immediately before ink drops), the discharge amount is W1 (maximum), and when the rotation speed of the pressure adjustment pump 82 is r2 (immediately before ink meniscus drops), discharge is performed. The amount is W2 (minimum).

印刷ヘッド22K(図3等参照)には、記録媒体搬送方向(図1の矢印A方向)に直交する方向に並んだ多数のノズル22Knが形成されている。ノズル22Knの出口(インク吐出口)22Kdには、図7に示すように、インクのメニスカスMが形成されている。ノズル22Knには、図7に示すように、このノズル22Kn内のインク中で発泡させる発熱体22Khが配置されている。発熱体22Khを発熱させることによりノズル22Kn内のインク中で泡が発生し、ノズル22Knの出口(インク吐出口)22Kdからインクが押し出されて吐出される。   In the print head 22K (see FIG. 3 and the like), a number of nozzles 22Kn arranged in a direction orthogonal to the recording medium conveyance direction (the direction of arrow A in FIG. 1) are formed. As shown in FIG. 7, an ink meniscus M is formed at the outlet (ink discharge port) 22Kd of the nozzle 22Kn. As shown in FIG. 7, a heating element 22Kh that foams in the ink in the nozzle 22Kn is disposed in the nozzle 22Kn. By causing the heating element 22Kh to generate heat, bubbles are generated in the ink in the nozzle 22Kn, and the ink is pushed out and discharged from the outlet (ink discharge port) 22Kd of the nozzle 22Kn.

上述したように、印刷ヘッド22Kに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ82(図3等参照)の回転数に応じて制御できる。圧力調整ポンプ82の羽根82aが図5の矢印C方向に速く回転するほど(単位時間当たりの回転数が多いほど)印刷ヘッド22K内のインクは強い力でサブタンク82内に吸い上げられようとすることとなり、印刷ヘッド22K内(ノズル22Kn内)のインクに作用する負圧が大きくなる(大気圧よりもいっそう低くなる)。この結果、図8に示すように、圧力調整ポンプ82の回転数が多くなるほどインクのメニスカスMはノズル22Knの奥に形成される。この逆に、圧力調整ポンプ82の羽根82aが図5の矢印C方向に遅く回転するほど印刷ヘッド22K内のインクは弱い力でしかサブタンク82内に吸い上げられないこととなり、印刷ヘッド22K内(ノズル22Kn内)のインクに作用する負圧が小さくなる(大気圧に近くなる)。この結果、図8に示すように、圧力調整ポンプ82の回転数が少なくなるほどインクのメニスカスMはノズル22Knのインク吐出口22Kdの近く形成される。   As described above, the magnitude of the negative pressure applied to the print head 22K can be controlled according to the rotational speed of the pressure adjusting pump 82 (see FIG. 3 and the like). As the blade 82a of the pressure adjustment pump 82 rotates faster in the direction of arrow C in FIG. 5 (the more the number of rotations per unit time), the ink in the print head 22K tends to be sucked into the sub tank 82 with a stronger force. Thus, the negative pressure acting on the ink in the print head 22K (in the nozzle 22Kn) increases (becomes lower than the atmospheric pressure). As a result, as shown in FIG. 8, as the number of rotations of the pressure adjusting pump 82 increases, the ink meniscus M is formed deeper in the nozzles 22Kn. On the contrary, as the blade 82a of the pressure adjusting pump 82 rotates slowly in the direction of arrow C in FIG. 5, the ink in the print head 22K is sucked into the sub tank 82 only with a weak force. The negative pressure acting on the ink (within 22Kn) becomes small (close to atmospheric pressure). As a result, as shown in FIG. 8, the ink meniscus M is formed closer to the ink discharge port 22Kd of the nozzle 22Kn as the rotation speed of the pressure adjusting pump 82 is reduced.

以上説明したように、ノズル22Kn内のインクに作用する圧力を変更してインクのメニスカスMの位置を変更することができる。このようにノズル22Kn内のノズル位置を変更して画像不良の発生を防止する手法について図10および図11を参照して説明する。   As described above, the position of the ink meniscus M can be changed by changing the pressure acting on the ink in the nozzle 22Kn. A method for preventing the occurrence of image defects by changing the nozzle position in the nozzle 22Kn will be described with reference to FIGS.

図10は、クロストークによる画像不良の原因を示したものである。ここで、印刷ヘッド22Kにある多数のノズル22Knの1つを22Kn−1としたとき、このノズルに隣接するノズルを22Kn−2とする。また、ノズル22Kn−1内にあるノズル22Kn−1の吐出口および発熱体をそれぞれ、22Kd−1、22Kh−1としたとき、ノズル22Kn−2内にあるノズル22Kn−2の吐出口および発熱体も同様にそれぞれ、22Kd−2、22Kh−2とする。ここで、図中の矢印24は、インクの流れを示す。また、(a)は、印刷前のインクのメニスカスの位置を、(b)は、発熱体22Kd−2を発熱させることでインクが発泡したときのノズル22Kn−1、ノズル22Kn−2のインクのメニスカスの位置を、(c)は、発熱体22Kd−2が発熱をやめることでインクが消泡していると同時に、発熱体22Kd−1を発熱させることによりインクが発泡しているときのノズル22Kn−1、ノズル22Kn−2のインクのメニスカスの位置を示す。ここで(b)の状態において、発熱体22Kh−2が発熱することでインクが発泡したことで、インクは吐出口方向だけではなく、ノズルの後方にも押し出される。このとき、ノズル後方に押し出されたインクは、隣接するノズルKn22−2内にあるインクを吐出口22Kd−2の方向に押し出す。これによって、インクのメニスカス位置がヘッドフェイス面よりも前方になると、インクはヘッドフェイス面上で液膜を形成する。   FIG. 10 shows the cause of image failure due to crosstalk. Here, when one of the many nozzles 22Kn in the print head 22K is 22Kn-1, the nozzle adjacent to this nozzle is 22Kn-2. Further, when the discharge port and the heating element of the nozzle 22Kn-1 in the nozzle 22Kn-1 are 22Kd-1 and 22Kh-1, respectively, the discharge port and the heating element of the nozzle 22Kn-2 in the nozzle 22Kn-2. Are also 22Kd-2 and 22Kh-2, respectively. Here, the arrow 24 in the figure indicates the flow of ink. (A) shows the position of the meniscus of the ink before printing, and (b) shows the ink of the nozzles 22Kn-1 and 22Kn-2 when the ink is foamed by heating the heating element 22Kd-2. (C) shows the position of the meniscus when the ink is defoamed when the heating element 22Kd-2 stops generating heat and at the same time when the ink is foamed by causing the heating element 22Kd-1 to generate heat. The ink meniscus positions of 22Kn-1 and nozzle 22Kn-2 are shown. Here, in the state of (b), since the heat generating element 22Kh-2 generates heat and the ink is foamed, the ink is pushed out not only in the ejection port direction but also behind the nozzle. At this time, the ink pushed rearward of the nozzle pushes the ink in the adjacent nozzle Kn22-2 toward the ejection port 22Kd-2. Thus, when the ink meniscus position is in front of the head face surface, the ink forms a liquid film on the head face surface.

図11は、図10におけるノズル22Kn−2が吐出したときのノズル22Kn−1のインクのメニスカス位置を示す。横軸は、発熱体22Kh−2を発熱させ始めてからの経過時間t(μsec)、縦軸は、そのときのノズル22Kn−1インクのメニスカス位置を示す。図中のC5はこの関係を示す線である。縦軸の上に行くほどインクのメニスカスの位置はインク吐出口(ノズルの出口)に近くなり、下に行くほどインクのメニスカスはノズルの後方に位置する。そして、ノズル22Kn−1のインクのメニスカスの位置がLで示す位置よりも前方に出たときにヘッドフェイス面上で液膜を形成する。発熱体22Kd−1を発熱させ、インクを吐出させようとすると、吐出しようとする力が形成されたヘッドフェイス面上の液膜で分散してしまう。このため、インクが吐出できなくなってしまい、画像不良を起こしてしまう。これは、隣接するノズルが短い間隔で吐出する確率の高い、印刷デューティが高いときに起きやすい。   FIG. 11 shows the ink meniscus position of the nozzle 22Kn-1 when the nozzle 22Kn-2 in FIG. 10 ejects. The horizontal axis represents the elapsed time t (μsec) since the heating element 22Kh-2 started to generate heat, and the vertical axis represents the meniscus position of the nozzle 22Kn-1 ink at that time. C5 in the figure is a line indicating this relationship. The ink meniscus position is closer to the ink discharge port (nozzle outlet) as it goes up on the vertical axis, and the ink meniscus is located at the back of the nozzle as it goes down. Then, when the ink meniscus position of the nozzle 22Kn-1 comes forward from the position indicated by L, a liquid film is formed on the head face surface. When the heating element 22Kd-1 is caused to generate heat and ink is discharged, the force to be discharged is dispersed by the liquid film on the head face surface on which the force is formed. For this reason, ink cannot be ejected, resulting in an image defect. This is likely to occur when the adjacent nozzles have a high probability of discharging at short intervals and the print duty is high.

図12は、図10の構成においてメニスカス位置を制御し、メニスカスMをノズルの後方にしたときの状態を示す。(a)は、印刷前のインクのメニスカスの位置を、(b)は、発熱体22Kd−2を発熱させることでインクが発泡したときのノズル22Kn−1、ノズル22Kn−2のインクのメニスカスの位置を、(c)は、発熱体22Kd−2が発熱をやめることでインクが消泡している一方で、発熱体22Kd−1を発熱させることによりインクが発泡したときのノズル22Kn−1、ノズル22Kn−2のインクのメニスカスの位置を示す。図10と同様に、発熱体22Kh−2を発熱させ、インクが発泡することで隣接するノズルKn22−1のインクを吐出口Kd22−1方向に押し出すことで、インクのメニスカス位置が前方に移動する。このとき、図10−(c)ではインクのメニスカス位置が、吐出口よりも前面に出てしまいヘッドフェイス面上で液膜を形成しているが、図12−(c)ではインクのメニスカス位置を後退させてフェイス面上でヘッドフェイス面上で液膜を形成させないことで、画像不良を防止することができる。図13は、図12におけるノズル22Kn−2が吐出したときのノズル22Kn−1のインクのメニスカス位置を示す。図中のC4はこの関係を示す線である。図11で示されるようなメニスカスがLより前方に出てヘッドフェイス面上で液膜を形成されないことがわかる。   FIG. 12 shows a state in which the meniscus position is controlled in the configuration of FIG. 10 and the meniscus M is placed behind the nozzle. (A) shows the position of the meniscus of the ink before printing, and (b) shows the meniscus of the ink of the nozzles 22Kn-1 and 22Kn-2 when the ink is foamed by heating the heating element 22Kd-2. (C) shows the position of the nozzle 22Kn-1 when the ink is foamed by causing the heating element 22Kd-1 to generate heat while the heating element 22Kd-2 stops generating heat and the ink is defoamed. The ink meniscus position of the nozzle 22Kn-2 is shown. As in FIG. 10, the heating element 22Kh-2 generates heat, and the ink foams to push the ink of the adjacent nozzle Kn22-1 in the direction of the ejection port Kd22-1 so that the ink meniscus position moves forward. . At this time, in FIG. 10- (c), the meniscus position of the ink protrudes to the front side from the discharge port and forms a liquid film on the head face surface, but in FIG. 12- (c), the ink meniscus position. By retreating the lens, the liquid film is not formed on the face surface and the head face surface, thereby preventing image defects. FIG. 13 shows the ink meniscus position of the nozzle 22Kn-1 when the nozzle 22Kn-2 in FIG. 12 ejects. C4 in the figure is a line indicating this relationship. It can be seen that the meniscus as shown in FIG. 11 protrudes forward from L and no liquid film is formed on the head face surface.

図14は、吐出量を一定にした時のインクのメニスカス位置と駆動パルスの関係を示す。縦軸はインクのメニスカス位置を、横軸はパルス幅を示している。図中のC6はメニスカス位置に対する吐出量を示している。図9で示されるように、インクのメニスカス位置を変更することで、ノズル22Knの吐出口22Kdと発熱体22Kh間のインクの体積(重量)が変化する。このため、インクを発泡させる発熱体の熱量が同じ場合、吐出させるインクの体積(重量)が異なるため、吐出できるインクの量が変わってしまう。そのため、発熱体に加える熱量を変えることで、吐出量を一定に保つことができる。   FIG. 14 shows the relationship between the ink meniscus position and the drive pulse when the ejection amount is constant. The vertical axis indicates the ink meniscus position, and the horizontal axis indicates the pulse width. C6 in the figure indicates the discharge amount with respect to the meniscus position. As shown in FIG. 9, by changing the ink meniscus position, the ink volume (weight) between the ejection port 22Kd of the nozzle 22Kn and the heating element 22Kh changes. For this reason, when the heat quantity of the heating element for foaming the ink is the same, the volume (weight) of the ink to be ejected is different, so the amount of ink that can be ejected changes. Therefore, the discharge amount can be kept constant by changing the amount of heat applied to the heating element.

図15を参照して、インクのメニスカス制御による画像不良の防止する手順の一例を説明する。図15は、インクのメニスカス制御による画像不良の防止する手順の一例を示すフロー図である。   With reference to FIG. 15, an example of a procedure for preventing image defects by ink meniscus control will be described. FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of a procedure for preventing image defects by ink meniscus control.

この手順は、図2に示したプログラムROM104に格納されたプログラム等に従ってCPU100が実行する。先ず、ホストPC12(図1参照)から印刷データ(画像データ)が送信されたか否かを判定し(S1401)、印刷データが送られてきたときは、この印刷データの印刷デューティを確認する(調べる)(S1402)。続いて、インクのメニスカスM(図7参照)の位置を一定にするために、図8に示すインクのメニスカス位置―ポンプ回転数のプロファイルを参照して(S1403)、圧力調整ポンプ82(図3等参照)の回転数を決定する(S1404)。次に、メニスカスの位置を変えて印刷をする指示の有無を判定する(S1405)。   This procedure is executed by the CPU 100 in accordance with a program stored in the program ROM 104 shown in FIG. First, it is determined whether or not print data (image data) is transmitted from the host PC 12 (see FIG. 1) (S1401). When print data is transmitted, the print duty of the print data is confirmed (checked). (S1402). Subsequently, in order to make the position of the ink meniscus M (see FIG. 7) constant, the ink meniscus position-pump rotational speed profile shown in FIG. 8 is referred to (S1403), and the pressure adjusting pump 82 (FIG. 3) is obtained. Etc.) is determined (S1404). Next, it is determined whether or not there is an instruction to change the position of the meniscus (S1405).

この指示があると判定されたときは、各印刷ヘッドK1〜K4のメニスカス位置を、S1402で確認した印刷デューティに基づいてプログラムROM104に格納された印刷デューティとメニスカス位置の組み合わせのプロファイルを参照し、決定する。メニスカス位置を後退させて吐出するように決定された印刷ヘッドについて、図8に示すメニスカス位置―ポンプ回転数のプロファイルを参照して(S1406)、圧力調整ポンプ82(図3等参照)の回転数を決定する(S1407)。   When it is determined that there is this instruction, the meniscus positions of the print heads K1 to K4 are referred to the profile of the combination of the print duty and the meniscus position stored in the program ROM 104 based on the print duty confirmed in S1402. decide. For the print head that is determined to eject with the meniscus position retracted, refer to the meniscus position-pump rotational speed profile shown in FIG. 8 (S1406), and the rotational speed of the pressure adjusting pump 82 (see FIG. 3). Is determined (S1407).

このとき、図9からメニスカス位置が変更されてしまうと吐出量が変化してしまうので、メニスカス位置−パルス幅プロファイルを参照し(S1408)、パルス幅を決定する(S1409)。このようにして決定された回転数に従って、各印刷ヘッドK1〜K4に接続された各サブタンク80内の圧力調整ポンプ82を駆動し(S1410)、印刷を開始する(S1411)。続いて、印刷データの全ての印刷が終了したか否かが判定され(S1412)、印刷が終了したと判定されたときは、各印刷ヘッドK1〜K4等を印刷待機モードに移行させてこのフローを終了する。印刷が終了していないと判定されたときは、S1402に戻る。なお、S1405においてメニスカスの変更をする指示が無いと判定されたときは、S1411に進んで、従来の印刷方法で印刷を開始する。   At this time, if the meniscus position is changed from FIG. 9, the discharge amount changes, so the meniscus position-pulse width profile is referred to (S1408), and the pulse width is determined (S1409). In accordance with the rotational speed determined in this way, the pressure adjustment pump 82 in each sub tank 80 connected to each print head K1 to K4 is driven (S1410), and printing is started (S1411). Subsequently, it is determined whether or not all printing of the print data has been completed (S1412). If it is determined that printing has been completed, the print heads K1 to K4 and the like are shifted to the print standby mode to execute this flow. Exit. If it is determined that printing has not ended, the process returns to S1402. If it is determined in S1405 that there is no instruction to change the meniscus, the process proceeds to S1411 and printing is started by the conventional printing method.

上記した実施例では、印刷ヘッドを印刷装置内の定位置に固定しておき、印刷媒体を移動させて画像を形成するいわゆるラインプリンタ型の印刷装置に適用した場合を例に挙げたが、本発明は、印刷ヘッドを記録媒体搬送方向に直交する方向(主走査方向)に移動させながら記録動作を行う、いわゆるシリアルプリンタ型の印刷装置にも適用可能である。   In the above-described embodiments, the case where the print head is fixed at a fixed position in the printing apparatus and the print head is applied to a so-called line printer type printing apparatus that forms an image by moving the print medium is described as an example. The invention can also be applied to a so-called serial printer type printing apparatus that performs a recording operation while moving the print head in a direction (main scanning direction) perpendicular to the recording medium conveyance direction.

本発明が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing an example of a printer in which the present invention is adopted. 図1のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical system of the printer of FIG. 1. インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an ink supply device incorporated in an inkjet image forming apparatus. サブタンクと印刷ヘッドを詳細に示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a sub tank and a print head in detail. 圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。It is a top view which shows the blade | wing of a pressure adjustment pump. 図5に示す羽根の回転数と印刷ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the number of blade rotations shown in FIG. 5 and the pressure acting on the ink in the print head. 印刷ヘッドのノズルの概略構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically schematic structure of the nozzle of a print head. 圧力調整ポンプの回転数とメニスカスの位置との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotation speed of a pressure adjustment pump, and the position of a meniscus. 圧力調整ポンプの回転数とインク滴の大きさ(サイズ)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotation speed of a pressure adjustment pump, and the magnitude | size (size) of an ink drop. 図7における印刷ヘッドのノズル概略構成を模式的に示す断面図である。(a)は、2Kd−1,2両方とも発泡させていない状態。(b)は、2Kd−2を発泡させたときのインクの流れを示す。(c)は2Kd−1が発泡、2Kd−2が消泡したときのインクの流れを示す。It is sectional drawing which shows typically the nozzle schematic structure of the print head in FIG. (A) is a state where neither 2Kd-1 nor 2Kd is foamed. (B) shows the flow of ink when 2Kd-2 is foamed. (C) shows the flow of ink when 2Kd-1 is foamed and 2Kd-2 is defoamed. 図10におけるノズル22Kn−2が吐出したときのノズル22Kn−1のインクのメニスカス位置を示す。The ink meniscus position of the nozzle 22Kn-1 when the nozzle 22Kn-2 in FIG. 10 ejects is shown. 図10のメニスカス位置を後退させたときのインクの流れを示す。FIG. 11 shows the ink flow when the meniscus position in FIG. 10 is retracted. FIG. 図12におけるノズル22Kn−2が吐出したときのノズル22Kn−1のインクのメニスカス位置を示す。The ink meniscus position of the nozzle 22Kn-1 when the nozzle 22Kn-2 in FIG. 12 ejects is shown. 吐出量を一定にしたときのメニスカスと駆動パルス幅の関係を示す。The relationship between the meniscus and the drive pulse width when the discharge amount is fixed is shown. 図15は、インクのメニスカス制御による画像不良の防止する手順の一例を示すフロー図FIG. 15 is a flowchart showing an example of a procedure for preventing image defects by ink meniscus control.

符号の説明Explanation of symbols

10 プリンタ
22K、22C、22M、22Y、K1、K2、K3、K4 印刷ヘッド
22Kn ノズル
22Kd インク吐出口
50 キャッピング機構
M メニスカス
10 Printer 22K, 22C, 22M, 22Y, K1, K2, K3, K4 Print head 22Kn Nozzle 22Kd Ink ejection port 50 Capping mechanism M Meniscus

Claims (7)

インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置が記録媒体に形成する画像の情報を持つ画像データに基づいて前記インク吐出口からインク滴を吐出するインク吐出方法において、
前記ノズル内における前記インクのメニスカスの位置を前記画像データに基づいて変更することを特徴とするインク吐出方法。
An ink jet type image forming apparatus for forming an image by ejecting ink onto a recording medium from an ink ejection port of a nozzle on which an ink meniscus is formed, based on image data having image information formed on the recording medium In an ink ejection method for ejecting ink droplets from
An ink ejection method, wherein a position of a meniscus of the ink in the nozzle is changed based on the image data.
前記ノズル内における前記インクのメニスカスの位置を変更するに当たり、前記ノズル内のインクに作用する圧力を変更することにより前記インクのメニスカス位置を変更することを特徴とする請求項1に記載のインク吐出方法。 2. The ink ejection according to claim 1, wherein when changing the position of the meniscus of the ink in the nozzle, the position of the meniscus of the ink is changed by changing a pressure acting on the ink in the nozzle. Method. 印刷密度の高い画像を形成するときは、印刷密度の低い画像を形成するときよりも、インクのメニスカスを前記インク吐出口から遠ざけることを特徴とする請求項1又は2に記載のインク吐出方法。 3. The ink ejection method according to claim 1, wherein when an image having a high printing density is formed, an ink meniscus is further away from the ink ejection port than when an image having a low printing density is formed. 請求項3に記載のインク吐出方法において、印刷密度にかかわらず吐出量を一定にするために駆動パルス幅を変更することを特徴とする請求項1又は2に記載のインク吐出方法。 4. The ink ejection method according to claim 1, wherein the drive pulse width is changed in order to make the ejection amount constant regardless of the printing density. 前記インクジェット方式画像形成装置は、それぞれに多数の前記ノズルが形成された複数の印刷ヘッドを備えたものであり、
前記インクのメニスカスの位置および前記駆動パルスを、前記複数の印刷ヘッド毎に変更することを特徴とする請求項1から4までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法。
The inkjet image forming apparatus includes a plurality of print heads each having a plurality of nozzles formed therein.
5. The ink ejection method according to claim 1, wherein the position of the ink meniscus and the driving pulse are changed for each of the plurality of print heads. 6.
請求項1から5までのうちのいずれか一項に記載のインク吐出方法によって記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成方法。 An image forming method, comprising: forming an image by ejecting ink onto a recording medium by the ink ejecting method according to claim 1. 請求項6に記載の画像形成方法によって記録媒体に画像を形成することを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。 An inkjet image forming apparatus, wherein an image is formed on a recording medium by the image forming method according to claim 6.
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