JP2015143014A

JP2015143014A - Ink jet recorder and ink jet recording method

Info

Publication number: JP2015143014A
Application number: JP2014257628A
Authority: JP
Inventors: 心現田; Shin Genta; 鈴木　一生; Kazuo Suzuki; 一生鈴木; 横澤　琢; Migaku Yokozawa; 琢横澤; 白川　宏昭; Hiroaki Shirakawa; 宏昭白川; 長村　充俊; Mitsutoshi Nagamura; 充俊長村; 悠平及川; Yuhei Oikawa; 洋典石井; Hironori Ishii
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2015-08-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recorder capable of reflecting a head heat accumulation state (heat internal temperature) during recording, for setting target temperature between recording scans, properly, and recording an image preferably while suppressing deterioration of through-put.SOLUTION: The ink jet recorder is configured to: acquire first information at first timing, following a preceding scan; and acquire second information at second timing, after passing of predetermined time since the first timing, and determination means determines holding time of target temperature, based on the first information and second information.

Description

本発明は、インクを記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method for performing recording by discharging ink onto a recording medium.

インクジェット記録装置は、インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドを紙等の記録媒体に対して走査する動作と、記録ヘッドを走査する方向とは交差する方向に記録媒体を搬送する搬送動作とを繰り返して画像を形成する。記録ヘッドはインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するための記録素子とインクを吐出する吐出口が設けられた記録素子基板を備え、記録素子基板はアルミナ、樹脂等の支持部材に固定されている。インクは、吐出口に対応するように設けられた記録素子が発生する熱エネルギーにより膜沸騰を起こし、この際に生じる気泡の圧力により吐出口から吐出され、記録媒体に着弾する。 The ink jet recording apparatus performs an operation for scanning a recording medium such as paper with a recording head having an ejection port for ejecting ink, and a conveying operation for conveying the recording medium in a direction intersecting the direction in which the recording head is scanned. Repeat to form an image. The recording head includes a recording element for generating energy used for ejecting ink and a recording element substrate provided with an ejection port for ejecting ink. The recording element substrate is fixed to a support member such as alumina or resin. Has been. The ink undergoes film boiling due to the thermal energy generated by the recording element provided so as to correspond to the ejection port, and is ejected from the ejection port by the pressure of bubbles generated at this time, and landed on the recording medium.

画像データに従った電圧パルスを記録素子に対して印加しても、個々の記録素子から正常なインク滴の吐出が行われないことを一般に不吐出と称す。インクジェット記録ヘッドにおいては、過度の蓄熱状態になると、このような不吐出の発生によって画像品位に影響がでるおそれがある。また記録ヘッド内のインクの粘度や表面張力が変化するためインクの吐出特性も大きく変化する。 Even when a voltage pulse in accordance with image data is applied to a recording element, normal ejection of ink droplets from each recording element is not generally referred to as non-ejection. In an ink jet recording head, when it is in an excessive heat storage state, image quality may be affected by the occurrence of such non-ejection. Further, since the viscosity and surface tension of the ink in the recording head change, the ink ejection characteristics also change greatly.

特開２００２−２４０２５２号公報には、記録開始前の非駆動期間において、環境温度と記録ヘッドの温度とに基づいて、加温手段によって記録ヘッドを加温することでインクの増粘を防止することが開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-240252 prevents ink thickening by heating a recording head by a heating means based on the environmental temperature and the temperature of the recording head during a non-driving period before the start of recording. It is disclosed.

特開２００２−２４０２５２号公報JP 2002-240252 A

しかしながら、上述のような検出された記録ヘッドの温度に応じて、次の記録走査を実行する前に待機時間を設ける場合には、以下のような課題がある。 However, in the case where a standby time is provided before the next recording scan is performed in accordance with the detected temperature of the recording head as described above, there are the following problems.

記録ヘッドの温度を検出する温度センサが、記録素子基板上の記録素子の近傍に設置されていると、記録に伴う記録素子基板の温度をある程度正確に検出することができる。ところが記録に伴う温度変化を敏感に検出可能である反面、記録動作中の記録ヘッドの蓄熱状態を正確に検出することはできないと考えられる。たとえば、高デューディ画像を記録する場合の記録開始から第１走査目の温度と、低デューティ画像を記録する場合の記録開始から第１００走査目の温度とが、ともに８０℃であることを検出したとする。ここで、図１は記録ヘッドの蓄熱状態の違いを示すグラフであり、先述の２つの状態の記録素子基板の厚さ方向の温度を示している。記録素子基板の表面から数百μｍ程度の深さまでの温度は同じであっても、それより深い数ｍｍの領域にある記録素子基板を固定するための部材が蓄熱した量は第１走査目と第１００走査目で大きく違う。このとき低デューティ画像記録の第１００走査目の場合の記録ヘッドの方がより蓄熱しているにも関わらず、記録素子基板の温度センサではその蓄熱状態の差は検出できていない。この時、例えばインクの吐出が頻繁に行われない低密度の画像を形成する場合など、蓄熱状態の差異によって、記録ヘッド温度の放熱の度合いに違いが生じる。図２は、記録素子の非駆動期間において、吐出安定のための閾値以上に加熱した後、一定の保持時間温度を保持し、次の走査時に低密度の画像を記録したときの走査に伴う記録ヘッドの温度低下の度合いを示している。横軸が走査時の経過時間、縦軸が記録ヘッドの温度、図中の水平の点線が吐出安定のための温度の閾値を示している。なお、保持時間とは、記録ヘッドをある所定の温度で加熱したのち、その温度を一定時間保つ制御を行って温度を保持する時間のことである。低温環境下においても、各走査間における記録ヘッド温度を長く保持することによって、走査時の記録ヘッド温度の下降を防ぎ、低密度印刷時などにおいても各走査終了時において、吐出安定の閾値を確実に記録ヘッド温度が上回るようにするために行う。つまり、記録ヘッドが閾値以上の温度まで一旦達した状態においても、その温度での保持時間が長いほど、記録ヘッドの走査に伴う温度下降量は少なくなる。 If a temperature sensor for detecting the temperature of the recording head is installed in the vicinity of the recording element on the recording element substrate, the temperature of the recording element substrate accompanying recording can be detected to some extent accurately. However, while it is possible to sensitively detect a temperature change accompanying recording, it is considered that the heat storage state of the recording head during the recording operation cannot be accurately detected. For example, it is detected that the temperature at the first scan from the start of recording when recording a high-duty image and the temperature at the 100th scan from the start of recording when recording a low-duty image are both 80 ° C. And Here, FIG. 1 is a graph showing the difference in the heat storage state of the recording head, and shows the temperature in the thickness direction of the recording element substrate in the two states described above. Even if the temperature from the surface of the recording element substrate to the depth of about several hundred μm is the same, the amount of heat stored in the member for fixing the recording element substrate in a region several millimeters deeper than that is the same as in the first scan. It is very different at the 100th scan. At this time, although the recording head in the 100th scan of low duty image recording is storing more heat, the temperature sensor of the recording element substrate cannot detect the difference in the heat storage state. At this time, for example, when a low-density image in which ink is not frequently ejected is formed, a difference in the degree of heat radiation of the print head temperature is caused by the difference in the heat storage state. FIG. 2 shows the recording associated with scanning when the recording element is heated to a threshold value for stable ejection and then held at a certain holding time temperature during the non-driving period of the recording element, and a low-density image is recorded during the next scanning. It shows the degree of temperature drop of the head. The horizontal axis represents the elapsed time during scanning, the vertical axis represents the print head temperature, and the horizontal dotted line in the figure represents the temperature threshold value for stable ejection. The holding time refers to a time for holding the temperature by performing control for heating the recording head at a predetermined temperature and then holding the temperature for a certain time. Even in a low-temperature environment, the print head temperature is kept long between scans to prevent the print head temperature from dropping during scans, and the discharge stability threshold is ensured at the end of each scan even during low-density printing. This is performed so that the temperature of the recording head is exceeded. That is, even when the print head has once reached a temperature equal to or higher than the threshold value, the amount of temperature decrease associated with scanning of the print head decreases as the holding time at that temperature increases.

ここで、記録ヘッドが十分に蓄熱された状態においては、蓄熱されていない状態と比較して、記録ヘッドの走査に伴う放熱の仕方が緩やかであり、記録ヘッドの温度下降量が少ない。また、十分に蓄熱した状態においては、蓄熱していない状態と比較して、走査時終了時において吐出安定のための閾値に対して、記録ヘッド温度は十分に高い状態にある。よって、十分に蓄熱した状態においては、非駆動期間における加熱温度は蓄熱していない状態と比べて、ある程度低くても良いことになる。 Here, in a state where the recording head is sufficiently stored, compared to a state where the recording head is not stored, the method of heat dissipation associated with scanning of the recording head is gradual, and the temperature drop of the recording head is small. Further, in a state where heat is sufficiently stored, the print head temperature is sufficiently higher than a threshold value for stable ejection at the end of scanning, compared to a state where heat is not stored. Therefore, in the state where heat is sufficiently stored, the heating temperature in the non-driving period may be somewhat lower than in the state where heat is not stored.

記録ヘッドの蓄熱状態を考慮せずに、記録ヘッド温度として検出された記録素子基板の温度を強く反映した情報のみに応じて記録走査間の記録ヘッド加熱後の保持時間を設定すると、必要以上の保持時間を設定してしまう場合がある。そのような場合には、記録スループットが低下するという懸念がある。 Setting the holding time after heating the recording head between recording scans according to only the information that strongly reflects the temperature of the recording element substrate detected as the recording head temperature without considering the heat storage state of the recording head. The retention time may be set. In such a case, there is a concern that the recording throughput decreases.

そこで、本発明は、記録ヘッドの蓄熱状態を反映した温度情報を取得し、それに応じて記録走査間における記録ヘッドの加熱後の保持時間を設定する。こうすることで、高い記録スループットを実現できるインクジェット記録装置および記録方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention acquires temperature information reflecting the heat storage state of the recording head, and sets the holding time after heating the recording head between recording scans accordingly. Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and a recording method that can realize high recording throughput.

本発明は、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を備えた記録素子基板を備えた記録ヘッドを記録媒体に対して所定の方向に走査させながら、前記素子を駆動してインクを吐出し、複数回の前記走査によって前記記録媒体に画像の記録を行い、前記記録素子基板に設けられた前記記録素子基板の温度を検出するためのセンサを利用して前記記録素子基板の温度に対応する情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された前記情報に応じて先行する走査と次の走査との間に前記記録素子基板が所定の目標温度となるように前記記録素子基板を加熱し、前記記録ヘッドの温度が前記目標温度となった後に、所定の保持時間前記目標温度を保持するように前記記録ヘッドの温調を行う温度制御手段と、前記保持時間を決定する決定手段と、を有するインクジェット記録装置であって、前記取得手段は、前記先行する走査の後であって前記次の走査までの第１のタイミングで第１の前記情報を取得し、前記第１のタイミングから所定時間が経過した後であり、かつ、前記次の走査までの第２のタイミングで第２の前記情報を取得し、前記決定手段は前記第１の情報と前記第２の情報とに基づいて前記保持時間を決定することを特徴とする。 The present invention drives the element while scanning a recording head in a predetermined direction with respect to a recording medium with a recording element substrate having a recording element that generates energy used to eject ink. An ink is ejected, an image is recorded on the recording medium by the plurality of scans, and a sensor for detecting the temperature of the recording element substrate provided on the recording element substrate is used to detect the temperature of the recording element substrate. An acquisition unit that acquires information corresponding to a temperature, and the recording element substrate so that the recording element substrate has a predetermined target temperature between a preceding scan and a next scan according to the information acquired by the acquisition unit. Temperature control means for heating the element substrate and adjusting the temperature of the recording head so as to hold the target temperature for a predetermined holding time after the temperature of the recording head reaches the target temperature; and And a determination unit that determines a holding time, wherein the acquisition unit acquires the first information at a first timing after the preceding scan and until the next scan. The second information is obtained after a predetermined time has elapsed from the first timing and at a second timing until the next scanning, and the determining means includes the first information and the first information. The holding time is determined based on the second information.

以上説明したように、本発明によれば、記録ヘッドの蓄熱状態を反映した温度情報を取得し、それに応じて記録走査間における記録ヘッドの加熱後の保持時間を設定する。これにより、高い記録スループットを実現できるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, temperature information reflecting the heat storage state of the recording head is acquired, and the holding time after heating of the recording head is set between recording scans accordingly. Accordingly, it is possible to provide an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method that can realize high recording throughput.

記録ヘッドの蓄熱状態の違いを説明する図である。It is a figure explaining the difference in the thermal storage state of a recording head. 記録ヘッドの蓄熱状態の違いによる走査時の放熱速度の度合いを説明する図である。It is a figure explaining the degree of the thermal radiation speed at the time of the scanning by the difference in the thermal storage state of a recording head. 本発明に係るインクジェット記録装置及び記録ヘッドの模式図である。1 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus and a recording head according to the present invention. 本発明に係る記録素子基板の平面模式図及び記録素子基板の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a recording element substrate and a schematic sectional view of a recording element substrate according to the present invention. 本発明に係るインクジェット記録装置の制御系を示したブロック図である。2 is a block diagram showing a control system of the ink jet recording apparatus according to the present invention. FIG. 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の加熱制御に用いられるパルスの長さ、電圧、周期を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the length of the pulse used for the heating control of the inkjet recording device which concerns on embodiment of this invention, a voltage, and a period. 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の加熱制御が行われる際のフローを説明したフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a flow when heating control of the inkjet recording apparatus according to the embodiment of the invention is performed. 本実施形態の制御のフローチャート図である。It is a flowchart figure of control of this embodiment. ある記録条件での時間に対するヘッド温度の推移であり、本実施形態の制御を説明する図である。It is a transition of the head temperature with respect to time under a certain recording condition, and is a diagram for explaining the control of this embodiment. 従来および本発明に係る記録ヘッドの加熱制御のテーブルである。4 is a table for controlling heating of a recording head according to the related art and the present invention. 本実施形態の制御を説明する図である。It is a figure explaining control of this embodiment.

インクジェット記録装置はインクを吐出して記録媒体に対して記録動作を行うために用いることができる。具体的な適用機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や、工業用生産機器などを挙げることができる。このようなインクジェット記録装置を用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。 The ink jet recording apparatus can be used for performing a recording operation on a recording medium by discharging ink. Specific examples of applicable equipment include office equipment such as printers, copiers, and facsimile machines, and industrial production equipment. By using such an ink jet recording apparatus, recording can be performed on various recording media such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, and ceramics.

本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。さらに「インク」とは広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクまたは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。 “Recording” used in this specification means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium but also giving an image having no meaning such as a pattern. I will do it. Furthermore, “ink” is to be interpreted widely, and is applied to a recording medium to be used for forming an image, pattern, pattern, etc., processing the recording medium, or processing the ink or the recording medium. Say liquid.

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。なお、以下の説明では、同一の機能を有する構成には図面中同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having the same function may be given the same reference numerals in the drawings, and the description thereof may be omitted.

（インクジェット記録装置）
図３（ａ）は、本実施形態に適用可能なインクジェット記録装置の内部機構を説明するための概略斜視図である。記録媒体４は、搬送モータ（図示せず）の駆動によって矢印Ｆ方向（副走査方向）に搬送される（搬送動作）。そして記録媒体４の搬送方向Ｆ（副走査方向）と直交する方向に沿って、記録媒体４の紙面に沿うようにガイドシャフト３が平行に配置されている。そして記録ヘッド５を搭載したキャリッジ１（走査手段）が、ガイドシャフト３に支持されながら、キャリッジモータ（図示せず）の駆動によって図中矢印Ｓ方向（主走査方向）に往復移動（往復走査）する。さらにインクジェット記録装置には、不図示のインクタンクが設けられており、このインクがインク供給路２を介して記録ヘッド５に供給される。 (Inkjet recording device)
FIG. 3A is a schematic perspective view for explaining the internal mechanism of the ink jet recording apparatus applicable to this embodiment. The recording medium 4 is transported in the direction of arrow F (sub-scanning direction) by a transport motor (not shown) (transport operation). A guide shaft 3 is disposed in parallel along the direction perpendicular to the conveyance direction F (sub-scanning direction) of the recording medium 4 so as to be along the paper surface of the recording medium 4. The carriage 1 (scanning means) on which the recording head 5 is mounted is reciprocated (reciprocated scanning) in the direction of the arrow S (main scanning direction) in the figure by driving a carriage motor (not shown) while being supported by the guide shaft 3. To do. Further, the ink jet recording apparatus is provided with an ink tank (not shown), and this ink is supplied to the recording head 5 via the ink supply path 2.

キャリッジ１が往復走査を行っているときに記録ヘッド５が、記録データに応じてインクの吐出を行うことで、記録媒体への記録が行われる（記録動作）。そして、このような記録動作と搬送動作とを繰り返し行うことにより、記録媒体への画像形成が行われる。また本実施形態では、記録ヘッド５が往路に沿って移動する場合と、復路に沿って移動する場合のいずれにおいてもインクを吐出して記録媒体に記録を行う、いわゆる双方向記録方式を採る。記録ヘッド５による１回の記録を伴った走査が行われると、記録媒体４は搬送モータ（図示せず）によって所定量搬送される。これを繰り返し、記録媒体に対する複数回の記録ヘッドの走査によって記録が行われる。 When the carriage 1 performs reciprocating scanning, the recording head 5 discharges ink according to the recording data, thereby recording on the recording medium (recording operation). Then, image formation on a recording medium is performed by repeatedly performing such a recording operation and a conveying operation. In the present embodiment, a so-called bidirectional recording method is employed in which recording is performed on a recording medium by ejecting ink both when the recording head 5 moves along the forward path and when the recording head 5 moves along the backward path. When scanning with one recording by the recording head 5 is performed, the recording medium 4 is transported by a predetermined amount by a transport motor (not shown). This is repeated, and recording is performed by scanning the recording medium a plurality of times with the recording head.

（記録ヘッド）
図３（ｂ）は図３（ａ）に示したインクジェット記録装置のキャリッジ１に搭載された記録ヘッド５の概略斜視図である。図３（ｃ）は記録ヘッドの記録媒体４に対向する面である吐出口の形成面の概略図である。記録素子基板６の表面には複数の吐出口３０（簡略のため１つの線分で表記）が列を成すように設けられている。記録素子基板６はアルミナ、樹脂等の支持部材３８に接着材により固定されている。また支持部材３８上の記録素子基板６の周囲には電気配線部材６００が設けられている。各記録素子基板６は電気配線部材６００と電気的に接続され、電気配線部材６００を介してプリントヘッドとの信号を用いた通信を行う。 (Recording head)
FIG. 3B is a schematic perspective view of the recording head 5 mounted on the carriage 1 of the ink jet recording apparatus shown in FIG. FIG. 3C is a schematic view of a discharge port forming surface which is a surface facing the recording medium 4 of the recording head. A plurality of ejection ports 30 (indicated by one line segment for simplicity) are provided on the surface of the recording element substrate 6 so as to form a row. The recording element substrate 6 is fixed to a support member 38 such as alumina or resin by an adhesive. An electrical wiring member 600 is provided around the recording element substrate 6 on the support member 38. Each recording element substrate 6 is electrically connected to the electric wiring member 600 and performs communication using signals with the print head via the electric wiring member 600.

図４（ａ）は記録ヘッドに搭載される記録素子基板６の上面模式図である。 FIG. 4A is a schematic top view of the recording element substrate 6 mounted on the recording head.

記録ヘッド５には、６種類のインクを用いて記録動作を行うために、６枚の記録素子基板６が実装されている。各記録素子基板６は、図４（ａ）に示すように、複数の吐出口３０を副走査方向に沿って配列してなる吐出口列が４列設けられている。具体的には、６００ｄｐｉ（ドット／インチ）で配置された６４０個の吐出口列が４列設けられており、隣接する２列は１２００ｄｐｉずれた方向で配置されている。そして、各記録ヘッド基板上には、記録素子基板６の温度を測定するための温度検知センサ２０温度検知センサ２０が複数設けられている。温度検知センサ２０は例えば半導体で形成されており、その電気抵抗を温度と対応する情報として記録装置側で取得する。そしてセンサによって得られる温度情報と対応する温度に応じて、後述する温調制御が行われる。そして以下、この温度検知センサ２０で測定された各記録素子基板６の温度を基板温度とも称する。 Six recording element substrates 6 are mounted on the recording head 5 in order to perform a recording operation using six types of ink. As shown in FIG. 4A, each recording element substrate 6 is provided with four ejection port arrays in which a plurality of ejection ports 30 are arranged along the sub-scanning direction. Specifically, four rows of 640 discharge ports arranged at 600 dpi (dots / inch) are provided, and two adjacent rows are arranged in a direction shifted by 1200 dpi. A plurality of temperature detection sensors 20 for measuring the temperature of the recording element substrate 6 are provided on each recording head substrate. The temperature detection sensor 20 is made of, for example, a semiconductor, and the electrical resistance is acquired on the recording device side as information corresponding to the temperature. And the temperature control mentioned later is performed according to the temperature corresponding to the temperature information obtained by the sensor. Hereinafter, the temperature of each recording element substrate 6 measured by the temperature detection sensor 20 is also referred to as a substrate temperature.

図４（ｂ）は、図４（ａ）の記録素子基板６を、Ａ−Ａ’に沿って垂直に切断した場合の切断面の状態を模式的に示す断面図である。図４（ｃ）は、図４（ｂ）のエネルギー発生素子３４の部分を拡大した図である。 FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing the state of the cut surface when the recording element substrate 6 of FIG. 4A is cut vertically along A-A ′. FIG. 4C is an enlarged view of the energy generating element 34 shown in FIG.

図４（ｂ）に示すように、基体３１には、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する各エネルギー発生素子それぞれに対応する吐出口３０を形成する流路部材３５が接するように設けられている。エネルギー発生素子としては熱エネルギーを発生させるエネルギー発生素子やピエゾ素子が利用可能である。さらに、流路部材３５と基体３１とが接することにより、流路部材３５と基体３１との間には、各吐出口３０に連通する流路３６が形成され、隣接する流路３６の間には仕切り壁３７が形成されている。また温度検知センサ２０は基体３１の表面に設けられている。 As shown in FIG. 4B, the base member 31 is in contact with a flow path member 35 that forms an ejection port 30 corresponding to each energy generating element that generates energy used to eject ink. Is provided. As the energy generating element, an energy generating element or a piezoelectric element that generates thermal energy can be used. Further, when the flow path member 35 and the base 31 are in contact with each other, a flow path 36 communicating with each discharge port 30 is formed between the flow path member 35 and the base 31, and between the adjacent flow paths 36. A partition wall 37 is formed. The temperature detection sensor 20 is provided on the surface of the base 31.

トランジスタ等の駆動素子が設けられたシリコンからなる基板４００上に、蓄熱層４０１と、発熱材料層４０２と、一対の電極層４０３が積層されている。蓄熱層４０１は、シリコンを主成分とする絶縁材料で設けることができ、発熱材料層４０２はＴａＳｉＮ等の通電することで発熱する材料で設けることができ、一対の電極層４０３は、通電するための電極となるアルミニウム等で設けることができる。この一対の電極層４０３の間に位置する発熱材料層４０２の部分がエネルギー発生素子３４として用いられる。 A heat storage layer 401, a heat generating material layer 402, and a pair of electrode layers 403 are stacked over a silicon substrate 400 provided with a driving element such as a transistor. The heat storage layer 401 can be provided with an insulating material containing silicon as a main component, the heat generating material layer 402 can be provided with a material that generates heat when energized, such as TaSiN, and the pair of electrode layers 403 are energized. It can provide with the aluminum etc. which become this electrode. A portion of the heat generating material layer 402 positioned between the pair of electrode layers 403 is used as the energy generating element 34.

そして発熱材料層４０２と一対の電極層４０３との上には、シリコンを主成分とする絶縁材料からなる絶縁層４０４が積層されておりインク等からエネルギー発生素子３４を保護している。さらにエネルギー発生素子３４に対応する絶縁層４０４の上には、気泡が消泡する際に生じるキャビテーションからエネルギー発生素子３４を保護するために、Ｔａ等の金属材料からなる保護層４０５が設けられている。 An insulating layer 404 made of an insulating material containing silicon as a main component is laminated on the heat generating material layer 402 and the pair of electrode layers 403 to protect the energy generating element 34 from ink or the like. Furthermore, a protective layer 405 made of a metal material such as Ta is provided on the insulating layer 404 corresponding to the energy generating element 34 in order to protect the energy generating element 34 from cavitation that occurs when bubbles disappear. Yes.

インクジェット記録装置のインク供給路２からジョイント部７（図３（ｂ））を通って記録ヘッド５に供給されたインクは、記録ヘッド５の内部を通って記録素子基板６のインク供給口３２に運ばれる。そして流路３６を通ってエネルギー発生素子３４上側にまで運ばれる。 The ink supplied from the ink supply path 2 of the ink jet recording apparatus to the recording head 5 through the joint portion 7 (FIG. 3B) passes through the inside of the recording head 5 to the ink supply port 32 of the recording element substrate 6. Carried. Then, it is conveyed to the upper side of the energy generating element 34 through the flow path 36.

さらに、インクジェット記録装置から受信する記録信号によって、記録ヘッドのエネルギー発生素子３４を駆動することにより、エネルギー発生素子３４に駆動パルスが印加されることで通電されて発熱する。そして、この熱エネルギーによりエネルギー発生素子３４上のインクが膜沸騰を起こして発泡し、この時に生じる気泡の圧力により吐出口からインクが吐出されて記録動作が行われる。 Further, by driving the energy generating element 34 of the recording head by a recording signal received from the ink jet recording apparatus, a driving pulse is applied to the energy generating element 34 to energize and generate heat. The ink on the energy generating element 34 is boiled by this thermal energy and foams, and the ink is ejected from the ejection port by the pressure of the bubbles generated at this time, and the recording operation is performed.

（制御構成）
図５は、インクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置の制御系２４には、ＣＰＵ２００、ＲＯＭ２０１、ＲＡＭ２０２、ゲートアレイ２０３が設けられている。ＲＯＭ２０１は、ＣＰＵ２００が実行するプログラムを格納する記憶手段として用いられ、吐出制御を行うための駆動パルステーブルを記憶するために用いることができる。ＲＡＭ２０２は各種データ（画像データや記録ヘッドに供給される記録信号など）を一時的に保存するために用いることができる記憶手段である。ゲートアレイ２０３は、記録ヘッド５に記録信号の供給を行うために用いられ、通信インターフェース部２３、ＣＰＵ２００、ＲＡＭ２０２間のデータ転送にも用いられる。 (Control configuration)
FIG. 5 is a block diagram showing a control configuration of the ink jet recording apparatus. The control system 24 of the ink jet recording apparatus is provided with a CPU 200, a ROM 201, a RAM 202, and a gate array 203. The ROM 201 is used as a storage unit that stores a program executed by the CPU 200 and can be used to store a drive pulse table for performing ejection control. The RAM 202 is storage means that can be used to temporarily store various data (image data, recording signals supplied to the recording head, etc.). The gate array 203 is used for supplying a recording signal to the recording head 5, and is also used for data transfer between the communication interface unit 23, the CPU 200, and the RAM 202.

また、ホストコンピュータなどの外部装置２２との間の通信インターフェース動作を行う通信インターフェース部２３を備え、ＣＰＵ２００とＲＯＭ２０１、ＲＡＭ２０２あるいは通信インターフェース部２３とは、バスにより相互に接続されている。 The communication interface unit 23 performs a communication interface operation with an external device 22 such as a host computer. The CPU 200 and the ROM 201, the RAM 202, or the communication interface unit 23 are connected to each other via a bus.

さらに、記録ヘッドドライバ２５と、記録ヘッド５と、記録ヘッド用電源回路として機能する電源回路２９と、を備えている。ヘッドドライバは、ＣＰＵ２００の制御下で制御信号を出力するものであり、電源回路２９からヘッド電圧ＶＨの供給を受けている記録ヘッド５の駆動制御を行っている。この場合において、電源回路２９には、外部電源からの外部電圧Ｖが供給されている。ヘッドドライバはＣＰＵ２００の制御下で、電源制御信号ＰＣを電源回路２９に入力することで、記録ヘッド５のヘッド電圧ＶＨを駆動電力として供給する際の制御（供給／遮断制御）を行っている。 Further, the recording head driver 25, the recording head 5, and a power supply circuit 29 that functions as a recording head power supply circuit are provided. The head driver outputs a control signal under the control of the CPU 200 and performs drive control of the recording head 5 that is supplied with the head voltage VH from the power supply circuit 29. In this case, the power supply circuit 29 is supplied with an external voltage V from an external power supply. The head driver performs control (supply / cut-off control) when the head voltage VH of the recording head 5 is supplied as drive power by inputting the power control signal PC to the power circuit 29 under the control of the CPU 200.

モータドライバ２６は、制御系２４から出力された信号に応じて記録ヘッド５を主走査方向の所定の記録位置に移動させるためにキャリッジモータ８を駆動するために用いられる。同様に、制御系２４から出力された記録信号に応じて、記録ヘッドドライバ２５は記録ヘッド５を駆動する。また、モータドライバ２６は制御系２４から出力された信号に応じて搬送モータ９を駆動し、記録媒体の搬送動作を行う。 The motor driver 26 is used to drive the carriage motor 8 in order to move the recording head 5 to a predetermined recording position in the main scanning direction in accordance with a signal output from the control system 24. Similarly, the recording head driver 25 drives the recording head 5 in accordance with the recording signal output from the control system 24. Further, the motor driver 26 drives the transport motor 9 in accordance with the signal output from the control system 24, and performs the recording medium transport operation.

また、記録ヘッド５には、記録ヘッドの温度を検出するための温度検知センサ２０、および、吐出量やエネルギー発生素子、配線の抵抗などの工場検査時に取得される特性を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ２１が備えられている。 Further, the recording head 5 includes a temperature detection sensor 20 for detecting the temperature of the recording head, and an EEPROM 21 for storing characteristics acquired at the time of factory inspection, such as ejection amount, energy generation element, and wiring resistance. Is provided.

さらに、装置本体には、記録装置の設置された環境温度を検出するサーミスタ２８が設置されている。サーミスタ２８から得られる値と、温度検知センサ２０から得られる情報に対応する温度に応じて、インクが吐出しない程度の発熱をエネルギー発生素子３４から行うように加熱制御することによって温度制御がなされる。 Further, the thermistor 28 for detecting the environmental temperature where the recording apparatus is installed is installed in the apparatus main body. Depending on the value obtained from the thermistor 28 and the temperature corresponding to the information obtained from the temperature detection sensor 20, the temperature is controlled by controlling the heating so that heat is generated from the energy generating element 34 to such an extent that ink is not discharged. .

ここで、制御系２４のゲートアレイ２０３とＣＰＵ２００は、通信インターフェース部２３を介して外部装置２２から受信した画像データを記録データに変換してＲＡＭ２０２に格納する。さらに、制御系２４は、モータドライバ２６、２７、および記録ヘッドドライバ２５を同期させて駆動することで、記録ヘッド５の記録動作、記録媒体の搬送動作、記録ヘッド５の主走査方向への往復移動を行い、記録媒体上に画像を形成する。 Here, the gate array 203 and the CPU 200 of the control system 24 convert the image data received from the external device 22 via the communication interface unit 23 into recording data and store it in the RAM 202. Further, the control system 24 drives the motor drivers 26 and 27 and the recording head driver 25 in synchronization, so that the recording operation of the recording head 5, the transport operation of the recording medium, and the reciprocation of the recording head 5 in the main scanning direction are performed. Move to form an image on the recording medium.

（記録ヘッドの加熱制御）
次に、本発明のインクジェット記録装置において行われる記録ヘッドの加熱制御について述べる。記録ヘッドの加熱制御時には、加熱制御信号に従って記録ヘッドドライバ２５がインク内で気泡が生じない程度にエネルギー発生素子３４を駆動させることで、エネルギー発生素子３４を発熱させて加熱制御を行う。エネルギー発生素子は２００Ωの抵抗体であり、図６に示したように、本形態の加熱制御では、電圧２４Ｖ、パルス幅０．１μｓｅｃの矩形パルスを１０ｋＨｚの周波数でエネルギー発生素子に印加する。加熱制御は記録動作を伴う各スキャンの開始前に行われる。 (Recording head heating control)
Next, the heating control of the recording head performed in the ink jet recording apparatus of the present invention will be described. At the time of heating control of the recording head, the recording head driver 25 drives the energy generating element 34 to such an extent that bubbles are not generated in the ink in accordance with the heating control signal, thereby heating the energy generating element 34 to perform heating control. The energy generating element is a 200Ω resistor, and as shown in FIG. 6, in the heating control of this embodiment, a rectangular pulse having a voltage of 24 V and a pulse width of 0.1 μsec is applied to the energy generating element at a frequency of 10 kHz. Heating control is performed before the start of each scan with a recording operation.

図７に加熱制御のシーケンスを示す。加熱制御Ｓ５０１がスタートすると記録素子基板に設けられた温度検知センサ２０で温度をモニタしながら、温度センサの温度が目標温度に到達するまでエネルギー発生素子をインクが吐出口から吐出しない程度に駆動して、加熱を行う。本形態においては、目標温度は４３℃として説明をおこなう。まず、Ｓ５０１に続くＳ５０２〜５０８は加熱制御Ｓ５０１のサブステップである。Ｓ５０３にて、Ｓ５０２で検出した温度が目標温度に達していない場合、Ｓ５０４から加熱制御を開始する。なお、検出した温度が目標温度に達している場合は、終了となる。本実施形態のインクジェット記録装置では、加熱制御を行う際に、図４の吐出口３０と一対一に対応して１２８０個配列されたそれぞれのエネルギー発生素子について、全てを駆動するわけではない。本実施形態のインクジェット記録装置の記録ヘッドに配列されたエネルギー発生素子は、吐出口配列方向に１６のブロック（エネルギー発生素子８０個ごと）に分けられ、ブロックごとにＯＮ／ＯＦＦできる構成になっている。加熱制御時に駆動されるエネルギー発生素子ブロックは、記録素子基板の温度が吐出口配列方向にできるだけ均一となるように選択する。そしてＳ５０５にて再度温度検出を行い、検出温度が目標温度より高い場合か否かを判定する（Ｓ５０６）。検出温度が目標温度以上の場合には、Ｓ５０７に移行し、所定の時間目標温度を保持する。この所定の時間は温度の保持時間として設けられ、保持時間の決定の仕方については後述する。温度を保持する方法としては、Ｓ５０４での駆動からエネルギー発生素子の数を変えず、パルス幅を短くすることで、温度上昇を抑えて目標温度を保持する。そして所定時間経過後、エネルギー発生素子の駆動をＯＦＦにして加熱制御による温調を終了する（Ｓ５０８）。また、Ｓ５０６で、検出温度が目標温度に達していなければＳ５０４に戻る。 FIG. 7 shows a heating control sequence. When the heating control S501 starts, while monitoring the temperature with the temperature detection sensor 20 provided on the recording element substrate, the energy generating element is driven to the extent that the ink is not discharged from the discharge port until the temperature of the temperature sensor reaches the target temperature. And heating. In this embodiment, the target temperature will be described as 43 ° C. First, S502 to S508 following S501 are substeps of the heating control S501. If the temperature detected in S502 does not reach the target temperature in S503, the heating control is started from S504. If the detected temperature has reached the target temperature, the process ends. In the ink jet recording apparatus of the present embodiment, not all of the 1280 energy generating elements arranged in one-to-one correspondence with the discharge ports 30 in FIG. 4 are driven when performing the heating control. The energy generating elements arranged in the recording head of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment are divided into 16 blocks (every 80 energy generating elements) in the ejection port arrangement direction, and can be turned on / off for each block. Yes. The energy generating element block that is driven at the time of heating control is selected so that the temperature of the recording element substrate is as uniform as possible in the ejection port array direction. Then, the temperature is detected again in S505, and it is determined whether or not the detected temperature is higher than the target temperature (S506). When the detected temperature is equal to or higher than the target temperature, the process proceeds to S507 and the target temperature is held for a predetermined time. This predetermined time is provided as a temperature holding time, and how to determine the holding time will be described later. As a method of holding the temperature, the target temperature is held by suppressing the temperature rise by shortening the pulse width without changing the number of energy generating elements from the driving in S504. Then, after a predetermined time elapses, the drive of the energy generating element is turned off, and the temperature control by the heating control is finished (S508). If the detected temperature does not reach the target temperature in S506, the process returns to S504.

（実施例）
本実施例では、図８に示すフローチャートを用いて、記録中の記録走査間の記録ヘッドのヘッド内部温度を算出し、そのヘッド内部温度に応じて設定される目標温度に応じた記録ヘッドの加熱動作を実行する制御を説明する。 (Example)
In this embodiment, using the flowchart shown in FIG. 8, the head internal temperature of the recording head during the recording scan during recording is calculated, and the recording head is heated according to the target temperature set according to the head internal temperature. The control for executing the operation will be described.

なお、ここで述べるヘッド内部温度とは、図４（ｂ）に示すとおり、記録素子基板を固定している支持部材３８内における温度とほぼ対応する。支持部材３８に接している流路３９内のインク温度と支持部材３８の温度は、ほぼ等しくなっている。以降の説明では単にヘッド温度と呼ぶ場合はヘッド内部温度のことを指す。 The head internal temperature described here substantially corresponds to the temperature in the support member 38 to which the recording element substrate is fixed, as shown in FIG. 4B. The ink temperature in the flow path 39 in contact with the support member 38 and the temperature of the support member 38 are substantially equal. In the following description, when the head temperature is simply referred to, it means the head internal temperature.

はじめに記録ヘッドの蓄熱状態を示すヘッド温度情報としてヘッド内部温度の算出方法を説明する。 First, a method for calculating the head internal temperature will be described as head temperature information indicating the heat storage state of the recording head.

図９はある１回の記録走査間に注目した時の温度変化である。まず、先行する記録走査終了以降の基板温度である第１温度（Ｔ１）を取得する（Ｓ１２）。本実施例の基板温度取得間隔は５０ｍｓである。次に第１温度取得から所定時間ｔ秒経過後の基板温度である第２温度（Ｔ２）を取得する（Ｓ１３）。ここではｔ＝０．１秒とする。基板温度取得間隔と所定時間ｔは、これに限定するものではなく、実際のシステムにあわせて設定可能である。また基板温度の取得間隔は、所定時間ｔ以下に設定する必要がある。また第１温度と第２温度の取得は、記録走査方向の反転に要する非駆動期間内に収めることが必要となる。ここでは図７を用いて説明した加熱制御より前に行われる。次に取得された第１温度と第２温度から、そのときのヘッド内部温度（Ｔ３）を算出する（Ｓ１４）。 FIG. 9 shows a temperature change when attention is paid during a certain printing scan. First, the first temperature (T1), which is the substrate temperature after the end of the preceding print scan, is acquired (S12). In this embodiment, the substrate temperature acquisition interval is 50 ms. Next, the second temperature (T2), which is the substrate temperature after the elapse of the predetermined time t seconds from the first temperature acquisition, is acquired (S13). Here, t = 0.1 seconds. The substrate temperature acquisition interval and the predetermined time t are not limited to this, and can be set according to the actual system. The substrate temperature acquisition interval must be set to a predetermined time t or less. In addition, the acquisition of the first temperature and the second temperature needs to be within a non-driving period required for reversing the recording scanning direction. Here, it is performed before the heating control described with reference to FIG. Next, the head internal temperature (T3) at that time is calculated from the acquired first temperature and second temperature (S14).

ヘッド内部温度（Ｔ３）は
Ｔ３＝Ｔ２／（１−ｅｘｐ（Ａ＊ｔ））−Ｔ１＊ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）／（１−ｅｘｐ（Ａ＊ｔ））・・・・・式（１）
Ｔ３：ヘッド内部温度
Ｔ１：第１温度
Ｔ２：第２温度
ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）：０．６３３（記録ヘッドの熱自定数）
Ａ：熱の拡散係数（熱伝導率）
ｔ：時間
で、算出することができる。この関係式は記録素子基板の熱が、記録素子基板を固定している支持部材３８に移動することで温度が変化する現象を表したものである。第１温度と第２温度からそのときの支持部材の温度状態、すなわちヘッド内部温度を算出することができる。本実施例では記録素子基板で発生した熱の大部分が記録素子基板を固定した支持部材へと移動するため、大気やその他のヘッド部材への熱の移動は無視しているが、上記の関係式に対し大気への放熱などを考慮した項を追加しても良い。 The head internal temperature (T3) is T3 = T2 / (1-exp (A * t))-T1 * exp (A * t) / (1-exp (A * t)) (1)
T3: head internal temperature T1: first temperature T2: second temperature exp (A * t): 0.633 (thermal constant of recording head)
A: Thermal diffusion coefficient (thermal conductivity)
t: Time can be calculated. This relational expression represents a phenomenon in which the temperature changes due to the heat of the recording element substrate moving to the support member 38 that fixes the recording element substrate. The temperature state of the support member at that time, that is, the head internal temperature can be calculated from the first temperature and the second temperature. In this embodiment, most of the heat generated in the recording element substrate moves to the support member to which the recording element substrate is fixed. Therefore, the transfer of heat to the atmosphere and other head members is ignored, but the above relationship A term that considers heat dissipation to the atmosphere may be added to the equation.

本実施例の記録ヘッドの熱自定数ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）は０．６３３である。これはヘッド部材の材質や体積、構造によって変わる定数である。熱時定数を求めるには図９に示すように吐出による昇温後に検出センサ温度の下降曲線を測定し、同時に支持部材温度もセンサで実測することで式（１）から求めることができる。ここで、Ａは熱の拡散係数を表しており、本実施例では、基板のシリコンとアルミナの支持部材３８を足し合わせた時の拡散係数を表している。また、ｔはＴ２を図った時間とＴ１を図った時間との差分を表している。 The thermal self constant exp (A * t) of the recording head of this embodiment is 0.633. This is a constant that varies depending on the material, volume, and structure of the head member. In order to obtain the thermal time constant, as shown in FIG. 9, after the temperature rise by discharge is measured, the descending curve of the detected sensor temperature is measured, and at the same time the temperature of the support member is actually measured by the sensor, which can be obtained from the equation (1). Here, A represents the thermal diffusion coefficient. In this embodiment, A represents the diffusion coefficient when the silicon support member 38 and the silicon support member 38 are added together. Further, t represents the difference between the time taken for T2 and the time taken for T1.

図９に示す記録走査間（非記録期間）に含まれる非駆動期間の場合、第１温度Ｔ１は３４．２℃、第２温度Ｔ２は３２．７℃であり、上記の関係式よりヘッド内部温度Ｔ３は３０．１℃と算出される。記録素子が非駆動状態の場合、ヘッド内部温度は、記録素子基板の熱が支持部材に完全に拡散した時点の記録素子基板の温度とほぼ等しくなるが、記録素子基板の温度が支持部材に完全に拡散するには十数秒から数十秒程度の非駆動期間を有する。 In the non-driving period included in the printing scan period (non-printing period) shown in FIG. 9, the first temperature T1 is 34.2 ° C., and the second temperature T2 is 32.7 ° C. The temperature T3 is calculated to be 30.1 ° C. When the recording element is in a non-driven state, the internal temperature of the head is substantially equal to the temperature of the recording element substrate at the time when the heat of the recording element substrate is completely diffused to the support member. It has a non-driving period of about ten to several tens of seconds for diffusion.

本実施例のヘッド内部温度の検出方法では、記録動作中に記録素子の非駆動期間があれば比較的高速でその時点のヘッド内部温度を算出することが可能である。そのため、シリアルスキャンタイプのインクジェットプリンタのように、所定の間隔で記録走査間の反転動作時の様な記録素子の非駆動期間が設けられている場合に、記録中に定期的に記録ヘッドの蓄熱状態を反映するヘッド内部温度を取得することが可能である。ただし、シリアルスキャンタイプのインクジェットプリンタに限定されるものではない。たとえば用紙幅以上のサイズの記録ヘッド（ラインヘッド）を有するフルラインタイプのインクジェットプリンタにおいても、記録動作中に記録素子の非駆動期間さえあれば、本実施例を適用することが可能である。 In the head internal temperature detection method of this embodiment, if there is a non-driving period of the printing element during the printing operation, the head internal temperature at that time can be calculated at a relatively high speed. Therefore, when a non-drive period of the printing element is provided at a predetermined interval, such as a reversing operation between printing scans, as in a serial scan type ink jet printer, heat storage of the printing head is periodically performed during printing. It is possible to acquire the head internal temperature that reflects the state. However, the present invention is not limited to the serial scan type ink jet printer. For example, even in a full line type ink jet printer having a recording head (line head) having a size larger than the paper width, this embodiment can be applied as long as the recording element is not driven during the recording operation.

また、第２温度の取得タイミング（第１温度取得から所定時間（ｔ秒）経過時）は実際のシステムにあわせて適宜設定することが可能である。そのため、これまでの記録動作に対して記録速度が低下するなどの影響を与えることなくヘッド内部温度を取得することができる。以上の要領で、記録走査毎にヘッド内部温度を算出することで記録中のヘッドの蓄熱状態の変化を検出することが可能となる。図９に示した例は非駆動時間後に、加熱保持を行わずに非記録期間を終え次の記録走査期間に移行しているが、後述するように加熱制御を行う場合には、次の記録走査開始が延期され、加熱制御が行われる。 The acquisition timing of the second temperature (when a predetermined time (t seconds) has elapsed since the acquisition of the first temperature) can be set as appropriate according to the actual system. Therefore, it is possible to acquire the head internal temperature without affecting the previous recording operation such as a decrease in recording speed. In the manner described above, it is possible to detect a change in the heat storage state of the head during recording by calculating the head internal temperature for each recording scan. In the example shown in FIG. 9, after the non-driving time, the non-recording period is finished and the next recording scanning period is started without performing heating and holding, but when heating control is performed as described later, the next recording is performed. The start of scanning is postponed and heating control is performed.

次に算出された記録走査毎のヘッド内部温度に基づいて、次の記録走査を実行する前に記録ヘッド温度の保持時間を決定する（Ｓ１６）。 Next, based on the calculated head internal temperature for each print scan, the print head temperature holding time is determined before the next print scan is executed (S16).

ここで、本実施形態では、さらに記録装置本体の環境温度を測定する手段を有する。この環境温度測定手段により、記録装置本体の環境温度を測定する（Ｓ１５）ことで環境温度に関する情報を取得する。なお、環境温度は記録ヘッド温度の発熱による影響は受けないとする。次に、算出された記録装置本体の環境温度と、記録走査毎のヘッド内部温度に基づいて次の記録走査を実行する前に記録ヘッド温度の保持時間を設定する（Ｓ１６）。 Here, the present embodiment further includes means for measuring the environmental temperature of the recording apparatus main body. By this environmental temperature measuring means, the environmental temperature of the recording apparatus main body is measured (S15) to acquire information on the environmental temperature. It is assumed that the environmental temperature is not affected by the heat generated by the print head temperature. Next, the print head temperature holding time is set before executing the next print scan based on the calculated environmental temperature of the print apparatus main body and the head internal temperature for each print scan (S16).

図１０（ａ）は、従来の記録ヘッドの加熱制御のテーブルを示す。従来は、記録装置本体の環境温度のみに応じて一律に非駆動期間における記録ヘッドの加熱後の保持時間が設定されている。記録装置本体の環境温度が低温環境であるほど、記録ヘッドの加熱温度を段階的に上げるように設定されている。 FIG. 10A shows a heating control table of a conventional recording head. Conventionally, the holding time after heating of the recording head in the non-driving period is set uniformly according to only the environmental temperature of the recording apparatus main body. The heating temperature of the recording head is set to increase stepwise as the environmental temperature of the recording apparatus main body is lower.

図１０（ｂ）は、本実施形態での検出された環境温度と、ヘッド内部温度に対する、次の走査を実行する前に設定する記録ヘッドの加熱温度（目標温度）のテーブルを示す。このテーブルはヘッド内部温度が高いほど加熱後の保持時間を短く設定している。また、インク種類によって不具合発生の程度が異なる場合があるため、インク種類ごとにこのテーブルを備えていてもよい。 FIG. 10B shows a table of the print head heating temperature (target temperature) set before executing the next scan with respect to the detected environmental temperature and the head internal temperature in the present embodiment. In this table, the holding time after heating is set shorter as the head internal temperature is higher. In addition, since the degree of malfunction may vary depending on the ink type, this table may be provided for each ink type.

図９に示すように記録走査間の非駆動期間に検出を行った場合、ヘッド内部温度は３０．１℃と算出されるので、環境温度５℃以上１０℃未満とのき、記録ヘッド温度の保持時間は２．６秒と設定される。（Ｓ１６）で設定された保持時間に従い、次の記録走査の開始前に加保持時間に応じた、前述の加熱制御Ｓ５０１による温調を実行する。 As shown in FIG. 9, when detection is performed during a non-driving period between recording scans, the head internal temperature is calculated to be 30.1 ° C. Therefore, the environmental temperature is 5 ° C. or more and less than 10 ° C. The holding time is set to 2.6 seconds. According to the holding time set in (S16), the temperature control by the heating control S501 described above is executed according to the additional holding time before the start of the next recording scan.

なお、図１０（ｂ）に示す通り、従来の記録ヘッド温度の保持時間のテーブルでは、同環境における記録ヘッド温度の保持時間は５秒であり、本実施形態により、２．４秒、保持時間を短くできる。これにより、上記時間分、記録ヘッド温度の保持時間を短縮可能となる。 As shown in FIG. 10B, in the conventional print head temperature holding time table, the print head temperature holding time in the same environment is 5 seconds, and according to this embodiment, the holding time is 2.4 seconds. Can be shortened. Thereby, the holding time of the recording head temperature can be shortened by the above time.

設定された加熱温度に応じた加熱制御を実行後、次の記録走査を開始する（Ｓ１７）。記録中の記録走査間の記録ヘッドのヘッド内部温度を算出し、そのヘッド内部温度に応じて設定される記録ヘッドの加熱動作を実行する制御を説明した。 After executing the heating control according to the set heating temperature, the next recording scan is started (S17). The control for calculating the head internal temperature of the recording head during the recording scan during recording and executing the heating operation of the recording head set according to the head internal temperature has been described.

図１１は、非駆動期間において、吐出安定のための閾値以上に加熱した後、一定の記録ヘッド温度の保持時間を設け、次の走査時に低密度の画像を印刷したときの走査に伴う記録ヘッドの温度低下の度合いを示している。横軸が走査時の経過時間、縦軸が記録ヘッドの温度、図中の水平の点線が吐出安定のための閾値となる温度を示している。 FIG. 11 shows a recording head that accompanies a scan when a low-density image is printed during the next scan after a heating time equal to or higher than a threshold value for stable ejection in a non-driving period, The degree of temperature decrease is shown. The horizontal axis represents the elapsed time during scanning, the vertical axis represents the temperature of the recording head, and the horizontal dotted line in the figure represents the temperature that serves as a threshold value for stable ejection.

従来制御は前述の図２のように、記録ヘッド温度の保持時間を一律に設定していたため、ヘッドの蓄熱状態を考慮することができず、過剰な記録ヘッド温度の保持時間が設定されていた。本制御を適用することにより、例えば、低温環境においても、内部温度が高い場合など、記録ヘッドの内部温度に応じて記録ヘッド温度の保持時間を設定することが可能となる。図１０（ｂ）に示すように十分に蓄熱された状態においては、蓄熱していない状態よりも記録ヘッド温度の保持時間を短くするよう決定することができる。それにより、インクの増粘現象や、インク固着を防ぎ、安定してインクを吐出することで、記録画像の品位を安定させつつ、従来制御に対して記録ヘッド温度の保持時間を短縮できる。そのため、吐出安定のための最低限の記録ヘッド温度を各走査終了時においても保証でき、かつスループットの向上が実現できることになる。 In the conventional control, as shown in FIG. 2 described above, since the holding time of the print head temperature is uniformly set, the heat storage state of the head cannot be taken into consideration, and the holding time of the excessive print head temperature is set. . By applying this control, for example, even in a low-temperature environment, when the internal temperature is high, it is possible to set the print head temperature holding time according to the internal temperature of the print head. As shown in FIG. 10B, in the state where the heat is sufficiently stored, it is possible to determine that the holding time of the print head temperature is shorter than the state where the heat is not stored. Accordingly, the ink thickening phenomenon and ink sticking are prevented, and the ink is stably ejected, so that the print head temperature holding time can be shortened as compared with the conventional control while stabilizing the quality of the recorded image. Therefore, the minimum print head temperature for stable ejection can be guaranteed even at the end of each scan, and the throughput can be improved.

４記録媒体
５記録ヘッド
６記録素子基板
２０温度検知センサ２０
３４エネルギー発生素子 4 Recording medium 5 Recording head 6 Recording element substrate 20 Temperature detection sensor 20
34 Energy generating elements

Claims

While the recording head having a recording element substrate having a recording element that generates energy used for discharging ink is scanned in a predetermined direction with respect to the recording medium, the element is driven to discharge ink. The temperature of the recording element substrate using a recording means for recording an image on the recording medium by a plurality of times of scanning and a sensor for detecting the temperature of the recording element substrate provided on the recording element substrate. Acquisition means for acquiring information corresponding to the recording element, and the recording element so that the recording element substrate has a predetermined target temperature between a preceding scan and a next scan according to the information acquired by the acquisition means A temperature control means for heating the substrate and adjusting the temperature of the recording head so as to maintain the target temperature for a predetermined time after the temperature of the recording head reaches the target temperature; A ink jet recording apparatus having a determination means for determining the time,
The acquisition means acquires the first information at a first timing after the preceding scan and until the next scan, and after a predetermined time has elapsed from the first timing; and , Obtaining the second information at a second timing until the next scanning,
The inkjet recording apparatus, wherein the determining unit determines the predetermined time based on the first information and the second information.

The determination means is based on the first information acquired by the acquisition means and the second information, and the degree of temperature change of the recording element substrate from the first timing to the second timing. The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein related information is acquired, and the predetermined time is determined according to a degree of the temperature change corresponding to the acquired information.

The recording head includes a support member for supporting the recording element substrate, the recording element substrate is fixed to the support member, and the determination unit includes the first information acquired by the acquisition unit. Based on the second information, head temperature information corresponding to the temperature of the recording head is calculated, and the predetermined time is determined according to the calculated temperature of the recording head corresponding to the head temperature information. The inkjet recording apparatus according to claim 1.

The inkjet recording apparatus according to claim 3, wherein the support member is made of alumina.

5. The ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein the determining unit determines the predetermined time according to a temperature corresponding to the head temperature information and a temperature corresponding to the first information.

The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the energy is thermal energy.

While the recording head having a recording element substrate having a recording element that generates energy used for discharging ink is scanned in a predetermined direction with respect to the recording medium, the element is driven to discharge ink. The image is recorded on the recording medium by a plurality of scans, and the temperature of the recording element substrate is accommodated by using a sensor for detecting the temperature of the recording element substrate provided on the recording element substrate. The recording element substrate is heated so that the recording element substrate reaches a predetermined target temperature between an acquisition step of acquiring information and a preceding scan and a next scan according to the information acquired in the acquisition step. And a temperature control step of adjusting the temperature of the recording head so as to maintain the target temperature for a predetermined time after the temperature of the recording head reaches the target temperature, and the predetermined time. An inkjet recording method comprising: a determination step of constant to, the,
In the obtaining step, after obtaining the first information at a first timing after the preceding scan and before the next scan, and after a predetermined time has elapsed from the first timing; and , Obtaining the second information at a second timing until the next scanning,
In the inkjet recording method, in the determining step, the predetermined time is determined based on the first information and the second information.

The recording head includes a support member for supporting the recording element substrate, the recording element substrate is fixed to the support member, and the first information acquired in the acquisition step in the determination step Based on the second information, head temperature information corresponding to the temperature of the recording head is calculated, and the predetermined time is determined according to the calculated temperature corresponding to the head temperature information. The inkjet recording method according to claim 7.

9. The ink jet recording method according to claim 8, wherein, in the determining step, the predetermined time is determined according to a temperature corresponding to the head temperature information and a temperature corresponding to the first information.