JP4314039B2 - インクジェット記録装置、及びインクジェット記録装置の回復方法 - Google Patents

インクジェット記録装置、及びインクジェット記録装置の回復方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に、インクを吐出するための複数の吐出口を有する記録ヘッドを用いて画像を形成するインクジェット記録装置における記録ヘッドの回復方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の吐出口(以下、ノズルとも言う)からインク液滴を被記録媒体上に吐出させ、画像を形成するインクジェット記録装置は、ランニングコストが安価で、カラー記録にも適し、記録動作時の騒音が静かであるなどの利点を有することから、ビジネス用から家庭用まで幅広い市場で注目されている。そのため、近年においては、インクジェット記録装置適用した出力装置として、ファクシミリ、複写機、プリンタ部を有するワードプロセッサなど多くの出力装置があり、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた捺染装置などの産業用記録装置にも適用されている。
【0003】
このインクジェット記録装置におけるインク液滴の吐出方法として、バブルジェット(R)方式やピエゾ方式が挙げられる。このバブルジェット(R)方式は、記録ヘッドの配列された複数のノズルそれぞれに対応して設けられた電気熱変換体(以下、ヒータ、ヒーターボードとも言う)に電気的信号を印加して発熱させことにより、インク中に気泡が発生し、その発生した気泡の生成圧力によってノズルからインク液滴を吐出、飛翔させる。このバブルジェット(R)方式の記録装置に用いられる記録ヘッドは、米国特許第1723129号明細書に開示されているように、インクを吐出するためのノズルと、このノズルに連通するインク流路と、インク流路内に配置され、インクを吐出するためのエネルギー発生手段であるヒーターボードとによって構成されている。
【0004】
このバブルジェット(R)方式の記録方法によれば、インク液滴を吐出するためのノズルを高密度に配置できるため、記録ヘッドを小型化することが可能であり、カラー画像を得ることも容易であり、さらに、画像を高解像度で記録することも可能となる。このように、バブルジェット(R)方式の記録装置は、小型の記録装置で高品位の画像を、高速、低騒音で記録することができる等多くの優れた利点を有している。
【0005】
ヒータを用いてインク液滴を吐出するバブルジェット(R)方式の記録ヘッドにおいて、インク液滴を吐出していくうちに使用するインクの組成とインクジェット記録ヘッドの駆動条件によって、インク中の色材(顔料、染料など)が焦げて、ヒータ上に堆積ないし付着することが知られている。ヒータ上にコゲ(以下、異物、析出物とも言う)が付着することで、インク液滴を吐出するためのバブルの成長が阻害されてしまい、インク液滴を吐出する圧力が低下する。その結果、インクの吐出速度の低下、インクの吐出量の減少、記録ヘッドの各ノズルの吐出量のばらつきが生じ、画像の濃度低下や濃度ムラの発生によって画像品位が低下してしまう問題があった。
【0006】
このような問題の対処する方法として、ヒータ上のコゲや付着物を取り除くフラッシングと呼ばれる方法が知られている。インク吐出の不安定になった記録ヘッドに対して、このフラッシングを行って記録ヘッドの回復動作を行うことでインク吐出が安定し、高品位の画像を記録することが可能となる。
【0007】
特開平7−17040号公報には、非記録時に、通常の記録時におけるヒータの駆動条件とは異なるように、ヒータに吐出信号を印加することで、ヒータ上のコゲや付着物、析出物を剥離させて取り除く方法が開示されている。詳しくは、非記録時には記録ヘッドのノズル内で外気に連通しない状態のバブルを形成し、そのバブルが消泡する時に生じるキャビテーションにより、ヒータ上のコゲや付着物、析出物を取り除く。
【0008】
また、特開平4−363253号公報には、非記録時に、通常の記録時においてヒータに与えるエネルギーよりも高いエネルギーを与えるように、吐出信号を印加することでコゲ等を吹き飛ばし、印字不良を回復する方法が開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のようなフラッシングは、ヒータにかかる負担が大きく、記録ヘッドの寿命を縮めてしまうという問題がある。また、記録ヘッドの使用期間が長くなるとヒーターボードが劣化することで、ヒータ上にコゲが付着しやすくなるため頻繁にフラッシングを行う必要がある。特に、通常の記録時においてヒータに与えるエネルギーよりも大きなエネルギーを与えることで、コゲを吹き飛ばす方法ではヒータにかかる負担は大きい。また、キャビテーションによってヒータ上のコゲを取り除く方法においても、バブルが消泡するときの衝撃でヒータを傷める恐れがある。
【0010】
従来の記録装置においては、簡単な制御でフラッシングが行えるように、一定間隔毎にフラッシングを行っていた。このような所定間隔ごとにフラッシングを行う記録装置においては、寿命間近のような使用期間の長い記録ヘッドにおいても、ヒータ上に付着したコゲによって画像に影響が出ないように少し余裕を持たせた間隔でフラッシングを行っていた。そのため、記録ヘッドの使用期間が短いときには過剰にフラッシングを行っており、結果として記録ヘッドの寿命を短くし、また、フラッシングに多くの時間を要し、スループットを下げてしまっていた。
【0011】
本発明は、このような問題を解決するために為されたもので、記録ヘッドの寿命を延ばし、スループットの低下を防止することができる記録装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録ヘッドに設けられた電気熱変換体により発生する熱エネルギーを利用して吐出口から被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記電気熱変換体を駆動するための駆動パルスを印加する駆動手段と、前記吐出口から吐出されたインク液滴の吐出速度を測定する測定手段と、前記被記録媒体への記録時に前記電気熱変換体へ印加する駆動パルスとは異なる駆動パルスを前記電気熱変換体に印加して前記記録ヘッドの回復動作を行う回復手段と、前記吐出速度が所定速度を下回ったときに前記回復動作を行うよう制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、先の回復動作から次の回復動作までの間隔が所定の間隔よりも短くなった後は、前記吐出速度によらず前記回復動作を行う間隔を一定とすることを特徴とする。
【0013】
また、本発明は、記録ヘッドに設けられた電気熱変換体により発生する熱エネルギーを利用して吐出口から被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記電気熱変換体を駆動するための駆動パルスを印加する駆動手段と、前記吐出口から吐出されたインク液滴の吐出速度を測定する測定手段と、前記被記録媒体への記録時に前記電気熱変換体へ印加する駆動パルスとは異なる駆動パルスを前記電気熱変換体に印加して前記記録ヘッドの回復動作を行う回復手段と、前記吐出速度が所定速度を下回ったときに前記回復動作を行うよう制御する制御手段と、前記記録ヘッドから吐出したインク吐出数を計数する計数手段とを有し、前記回復手段は、前記計数手段により計数した累積のインク吐出数が、所定の閾値を超えた後は、前記吐出速度によらず前記回復動作を行う間隔を一定とすることを特徴とする。
【0014】
また、本発明は、記録ヘッドに設けられた電気熱変換体により発生する熱エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、前記電気熱変換体を駆動するための駆動パルスを印加する駆動手段と、被記録媒体への記録時に前記電気熱変換体に印加する駆動パルスとは異なる駆動パルスを前記電気熱変換体に印加して、前記記録ヘッドの回復動作を行う回復手段と、を有し、前記記録ヘッドを用いて前記被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の回復方法であって、前記吐出口から吐出されたインク液滴の吐出速度を測定する測定工程と、前記吐出速度が所定速度を下回ったときに前記回復動作を行うよう制御する制御工程とを有し、前記制御工程は、先の回復動作から次の回復動作までの間隔が所定の間隔よりも短くなった後は、前記吐出速度によらず前記回復動作を行う間隔を一定とすることを特徴とする。
【0015】
また、本発明は、記録ヘッドに設けられた電気熱変換体により発生する熱エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、前記電気熱変換体を駆動するための駆動パルスを印加する駆動手段と、被記録媒体への記録時に前記電気熱変換体に印加する駆動パルスとは異なる駆動パルスを前記電気熱変換体に印加して、前記記録ヘッドの回復動作を行う回復手段と、を有し、前記記録ヘッドを用いて前記被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の回復方法であって、前記吐出口から吐出されたインク液滴の吐出速度を測定する測定工程と、前記吐出速度が所定速度を下回ったときに前記回復動作を行うよう制御する制御工程と、前記記録ヘッドから吐出したインク吐出数を計数する計数工程とを有し、前記制御工程は、前記計数工程により計数した累積のインク吐出数が、所定の閾値を超えた後は、前記吐出速度によらず前記回復動作を行う間隔を一定とすることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を適用可能なカラーインクジェット記録装置を、図面を用いて説明する。
【0017】
なお、本発明における「記録(印字とも言う)」とは、文字や図形などのように意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけではく、パターンなどのように意味を持たない画像を付与することも意味するものである。
【0018】
また、「被記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、糸、繊維、布、金属、プラスチック、ゴム、ガラス、木材、セラミック等のインクを受容可能なものを表すものとする。また、被記録媒体のことを単に記録媒体とも言う。
【0019】
図1は、カラー6色用記録ヘッドをもつ、インクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
【0020】
図1において、101はBlack、Light Cyan、Cyan、Light Magenta、Magenta、Yellowのインクを吐出する事ができる記録ヘッドを、記録装置本体に取り付けるためのキャリッジである。また、このキャリッジには記録ヘッドに対して駆動のための信号パルス電流や記録ヘッド温調用電流を流すためのフレキシブルケーブル(117)が、記録装置をコントロールするための電気回路を具備したプリント板(図示せず)に接続されている。また、6色用タンクユニット(105)から各色独立に、インク供給チューブ(104)を介し、コネクション(102)を通じて、インクジェット記録ヘッドにインクを供給している。
【0021】
記録は以下のように行う。給紙用トレイ(107)にセットされた被記録媒体(図示せず)を給紙ローラー(図示せず)によりピックアップし、それをUターンガイド(図示せず)に沿って通過させ、プラテン(116)上に送る。キャリッジ移動用エンコーダー(114)を頼りにキャリッジをガイドシャフト(103)とキャリッジステイ(115)に沿って副走査方向に移動させる事、そして紙送りローラー(図示せず)により紙送りをする事、この2つを繰り返して記録を行い、排紙ローラー(図示せず)により被記録媒体を排紙し、記録を完了する。
【0022】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段を付加することでインク液滴の吐出を一層安定できる。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の過熱素子あるいはこれらの組合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、被記録媒体に画像を形成する記録とは別の吐出を行う予備吐出手段を挙げることができる。この予備吐出手段は、インクの蒸発によって粘性や、インク濃度の上がった記録ヘッドのノズル内のインクを吐出する動作である。
【0023】
図2は、記録ヘッド1の詳細を示す断面図である。
【0024】
図2に示すように、支持体20の上面に半導体製造プロセスにより形成されたヒーターボード16が設けられている。このヒーターボード16に同一の半導体プロセスで形成された、記録ヘッド1を保温し、温調するための温調用ヒータ(昇温用ヒータ)17が設けられている。19は前記支持体20の上に配線された配線基盤であって、配線基盤19と温調用ヒータ17及び吐出用(メイン)ヒータ18とがワイヤーボンディング等により配線されている(配線は不図示)。また、温調用ヒータ17は支持体20等にヒーターボード16とは別のプロセスにより形成されたヒータ部材を貼り付けたものでも良い。14は吐出用ヒータ18によって加熱されて発生したバブルである。15は吐出されたインク液滴を示す。13は吐出用のインクが記録ヘッド内に流入するための共通液室である。また、記録ヘッド1には、不図示のEEPROMなどのメモリが搭載されており、このメモリに、吐出用のヒータに駆動パルスを印加した累積パルス数(以下、累積印字パルス数とも言う)が記憶されている。本実施の形態において、この累積パルス数は記録装置本体において計数され、所定のタイミングにおいて記録ヘッド1のメモリに書き込まれる。なお、累積パルス数は、駆動パルスを計数することに限らず、画像データに基づいて記録されるインクドットの数をカウントしてもよく、また、プリンタの外部に接続され、プリンタに対して画像データを供給するホストコンピュータ(ホスト装置とも言う)によって記録されるインクドット数をカウントするようにしてもよい。
【0025】
図3、4に、インク液滴の吐出状態検出手段の構成を示す。
【0026】
図3において、201は記録ヘッド、202はインク供給口、203はインク供給口、204はオリフィスプレートである。また、208はインク液滴の吐出状態検出手段であり、発光ダイオード205とフォトダイオード206とからなる。発光ダイオード205が発光することで、発光ダイオード205とフォトダイオード206の間に光束207(光軸とも言う)が生じる。インク液滴の吐出状態検出手段は、記録ヘッドから吐出したインク液滴の有無の検出や、記録ヘッドのから吐出されるインク液滴の吐出速度の測定を行う。記録ヘッド201と吐出状態検出手段208の位置関係は、図3に示すとおりである。光学的吐出検出手段208に向かって記録ヘッド201の各ノズルからインク液滴を飛翔させ、液滴が前記光学的吐出検出手段の持つ光束207(光軸ともいう)をくぐったときのわずかな光量変動を検出することでインク液滴の吐出状態を検出することができる。
【0027】
図4において、9は記録ヘッド、61は吐出されたインク液滴、62はインク回収部、58は発光ダイオード、59はフォトダイオードである。また、60は発光ダイオード58が発光することで、発光ダイオード58とフォトダイオード59の間に生じた光束60である。インク液滴の吐出状態検出手段による吐出速度の測定は、記録ヘッド9と光束60の距離Lと、ノズルからインク液滴が吐出されてから光束60を通過するまでの時間とからインク液滴の吐出速度を算出することができる。
【0028】
なお、インク液滴の吐出状態を検出する方法として光学式の検出手段の構成を示したが、これに限ったものではなく他の方法でも良い。
【0029】
本明細書における各実施の形態においてフラッシングを実行するためのヒーターボードの駆動条件は以下の通りである。
【0030】
駆動パルス 1.242μS
電圧 19V
ノズル毎の印加フラッシングパルス 1×10
吐出周波数 1kHz
また、通常の記録時におけるヒーターボードの駆動条件は以下の通りである。
【0031】
駆動パルス 1.000μS
電圧 19V
さらに、予備吐出のような記録ヘッドの回復動作時におけるヒーターボードの駆動条件は以下の通りである。
【0032】
駆動パルス 1.242μS
電圧 19V
このように、本明細書においては、通常の記録時や、予備吐出時のヒータボードの駆動条件とは異なる駆動条件でフラッシングを行っている。なお、本明細書においては、通常の記録時においてヒータに与えるエネルギーよりも大きなエネルギーを与えるような駆動条件でフラッシングを行っているが、通常の記録時においてヒータに与えるエネルギーよりも小さなエネルギーを与えるキャビテーションによってヒータ上のコゲを取り除く方法を用いても良い。また、上述では、通常の記録時と、予備吐出時のヒーターボードの駆動条件を同じ条件としたが、異なる駆動条件としてもよい。なお、上述の各インク吐出のときのヒータボードの駆動条件は一例であり、これに限定されることはない。
【0033】
(第1の実施の形態)
本実施の形態では、記録ヘッドの使用期間に応じてフラッシングを行う間隔を決定する。具体的には、記録ヘッドの各ノズルからの吐出数に応じてフラッシングを行う間隔を決定する。なお、このフラッシング間隔とは、前回のフラッシングを行ってから次のフラッシングを行うまでの時間間隔のことを指している。
【0034】
表1は、累積印字パルス数に対応した印字不良を改善するに適切なフラッシング間隔を示した表である。
【0035】
【表1】
【0036】
表1は、記録ヘッドにおけるあるヒータの累積印字パルス数が1×10パルス未満のときには、記録ヘッドのノズルから1×10パルス計数される毎にヒータ上に付着したコゲを取るフラッシングを行うことを示している。つまり、累積印字パルス数が1×10パルス未満のときには、記録ヘッドのノズルから1×10滴インクが吐出されたときに、フラッシングを行うことを示している。また、ヒータの累積印字パルス数が3×10パルス以上4×10パルス未満のときには、0.7×10パルス毎にフラッシングを行うことを示している。なお、表1の累積印字パルス数は、ひとつのノズルから吐出したインク液滴の累積吐出数に対応する。従って、複数のパルスを印加することで1滴のインク液滴を吐出するような場合においても、累積印字パルス数は1カウント足されることになる。
【0037】
なお、従来の記録装置におけるフラッシング間隔は、所定の間隔で行っていたため、記録ヘッドの寿命とする累積印字パルス数が7×10パルス付近に達するときにおいても印字不良が改善されるような間隔、つまり0.3×10パルス毎にフラッシングを行っていた。そのため、記録ヘッドの寿命とする累積印字パルス数に達していない場合には、過剰にフラッシングを行うこととなる。例えば、2×10パルス以上3×10パルス未満の場合、印字不良を改善するに適切なフラッシング間隔は1×10パルスであるのに対し、0.3×10パルス毎にフラッシングを行っていた。必要以上のフラッシングを行うことによって、フラッシングを行うに時間を要し、スループットを低下させていた。また、記録ヘッドの寿命を縮めてしまっていた。
【0038】
このように、本実施の形態においては、ヒータに負荷のかかるフラッシングを行う間隔を、記録ヘッドの使用期間に応じて設定しているため、一定間隔でフラッシングを行う構成に比べて過剰なフラッシングを行うことを回避することができる。その結果、ヘッドの寿命を長くすることや、フラッシングに要する時間を省きスループットを向上することが可能となる。
【0039】
なお、累積印字パルス数に対応するフラッシング間隔は、本実施の形態において示した値に限定されるものでない。
【0040】
また、複数色のインクを吐出するノズル全てに、本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良いし、ある所定のインクを吐出するノズルにだけ本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良い。
【0041】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態においては、累積印字パルス数に応じて、フラッシング間隔を設定していた。しかし、記録ヘッドの寿命近くにおいては、頻繁にフラッシングを行う必要があり、記録ヘッドの使用し始めの頃に比べて頻繁にフラッシングを行うことになる。その結果、記録ヘッドの寿命を縮め、スループットが極端に低下してしまう。
【0042】
本実施の形態では、累積印字パルス数が所定のパルス数に達したときには、フラッシングを行う間隔を一定とする。本実施の形態によると、若干の印字不良を許容することによって、記録ヘッドの寿命を延ばし、スループットを向上させることができる。
【0043】
表2は、累積印字パルス数に対応した印字不良を完全に改善するために十分なフラッシング間隔と、本実施の形態における累積印字パルス数に対応したフラッシング間隔とそのフラッシング間隔でフラッシングを行ったときの双方向印字における着弾位置のずれ量を示した表である。
【0044】
【表2】
【0045】
記録ヘッドの寿命に近い累積印字パルス数が6×10〜7×10パルスにおいて、印字不良を完全に改善するために十分なフラッシング間隔は、表2より、0.4×10〜0.3×10パルスであり、記録ヘッドを使い始めた当初のフラッシング間隔と比べると、半分以下の短い間隔でフラッシングを行うことがわかる。その結果、記録ヘッドの寿命を縮め、スループットが極端に低下してしまう。
【0046】
そこで、本実施の形態においては、累積印字パルス数に応じてフラッシング間隔を設定するが、累積印字パルス数がある所定の値に達したときには、フラッシング間隔を固定とする。つまり、表2に示すように、累積印字パルス数が5×10パルスに達したときには、フラッシング間隔を0.5×10パルスとし、フラッシングを行う頻度を制限する。これにより、着弾位置ずれによる印字不良が懸念されるが、若干の印字不良よりも記録ヘッドの寿命を延ばす事と、スループットの向上を優先した。
【0047】
表2に示すように、本実施の形態においても累積印字パルス数が5×10パルス未満のときの双方向記録を行ったときの着弾位置のずれ量は0μmである。これは、印字不良を改善することができる十分な間隔でフラッシングを行っているからである。また、累積印字パルス数が5×10以上6×10パルス未満のときには、着弾位置のずれ量が15μm程度生じ、累積印字パルス数が6×10以上7×10パルス未満のときには、着弾位置のずれ量が30μm程度生じると考えられる。これは、フラッシング間隔を固定間隔(ここでは、5×10)とした時には、フラッシング間隔が適正なフラッシング間隔よりも長くなるため、ヒーターボード上のコゲを若干取りきれず、双方向印字における主走査方向の着弾位置のずれが生じると考えられる。
【0048】
また、仮に印字品位を求めるために、累積印字パルス数が6×10〜7×10パルスで、すでにヘッド寿命の3/4を使い果たしているという事からも、おおよそ未使用のヘッドに交換するということも考えられるが、記録ヘッド交換時には記録ヘッドへのインク充填や着弾位置調整等の手間がかかるため、かなり多くの時間がかかってしまうという問題が出てくる。
【0049】
このように、本実施の形態においては、累積印字パルス数に応じてフラッシング間隔を設定するが、フラッシング間隔がある一定値以下になったときにはフラッシング間隔を固定とし、フラッシングを行う頻度を制限することで、記録ヘッドの寿命が延び、印字枚数を増加させることができ、スループットを向上することが可能となる。また、記録ヘッドの寿命が延びることで、記録ヘッドの印字可能枚数が増加する。
【0050】
なお、本実施の形態においては、固定するフラッシング間隔を0.5×10パルスとしたが、この値に限定されるものではない。
【0051】
また、複数色のインクを吐出するノズル全てに、本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良いし、ある所定のインクを吐出するノズルにだけ本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良い。
【0052】
(第3の実施の形態)
第1、2の実施の形態においては、記録ヘッドのあるヒータに印加した累積印字パルス数に応じてフラッシングを行う間隔を設定していた。本実施の形態では、ノズルから吐出されたインク液滴の吐出速度を管理することでフラッシングを間隔決定する。
【0053】
ヒータ上にコゲが付着することで、ノズルから吐出されるインク液滴の吐出速度が低下する。そこで、本実施の形態においては、図3、4に示すようなインク液滴の吐出状態検出手段を用いて、インク液滴の吐出速度の減少量を計測し、前回のフラッシング後の吐出速度の減少量を閾値としてフラッシング間隔を決定する。具体的には、具体的には、前回のフラッシング後の吐出速度の減少量が2m/s以上となったときに、フラッシングを実行するようにした。
【0054】
このように、本実施の形態においては、実際に吐出されたインク液滴の吐出速度を検出することによって、インク液滴の吐出状態に応じてフラッシングを実行することができる。
【0055】
なお、本実施例においては、フラッシングを行う間隔を決定する吐出速度の減少量を、前回のフラッシング後の吐出速度の減少量としたが、ヒータ上にコゲが付着していない状態におけるインク液滴の吐出速度をあらかじめ実験などにより計測し、メモリに記憶させておき、ヒータ上にコゲが付着していない状態におけるインク液滴の吐出速度に対する実際の吐出速度の減少量を閾値としても良い。
【0056】
また、複数色のインクを吐出するノズル全てに、本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良いし、ある所定のインクを吐出するノズルにだけ本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良い。
【0057】
(第4の実施の形態)
第3の実施の形態においては、ノズルから吐出されたインク液滴の吐出速度を管理することでフラッシング間隔を決定していた。しかし、記録ヘッドの使用期間が長くなるほど、ヒータ上にコゲが析出しやすくなるため、本実施の形態のように吐出速度の減少量を閾値としていると、記録ヘッドの使用期間が長くなるほど、フラッシング間隔が短くなる。その結果、記録ヘッドの寿命近くにおいては、フラッシングを頻繁に行うことになり、記録ヘッドの寿命を縮め、スループットの低下に繋がる。
【0058】
そこで、本実施の形態では、記録ヘッドの使用期間が長くなったときの高頻度のフラッシングの実行を抑制する。つまり、記録ヘッドの使用期間が短いときには、吐出されたインク液滴の吐出状態からフラッシング間隔を決定し、記録ヘッドの使用期間が長くなったときには、固定のフラッシング間隔とする。本実施の形態によると、若干の印字不良を許容することによって、記録ヘッドの寿命を延ばし、スループットを向上させることができる。
【0059】
具体的には、吐出速度の減少量を閾値として(例えば、吐出速度の減少量が2m/s以上となったとき)フラッシングを行ったときのフラッシング間隔が、所定のフラッシング間隔(例えば、0.5×10パルス)よりも短くなったときには、フラッシング間隔を固定(0.5×10パルス毎)とする。
【0060】
また、他の方法として、累積印字パルス数が所定のパルス数(例えば、5×10パルス)に達していないときには、吐出速度の減少量を閾値として(例えば、吐出速度の減少量が2m/s以上となったとき)フラッシング間隔を決定し、累積印字パルス数が所定のパルス数に達したときには、フラッシング間隔を固定(例えば、0.5×10パルス毎)としてもよい。
【0061】
このようにすることで、記録ヘッドの使用期間が短いときには、インク液滴の吐出状態に応じてフラッシングを実行することができ、記録ヘッドの使用期間が長く、寿命が近いときにおける、高頻度のフラッシングを実行することによる問題を回避することができる。
【0062】
なお、複数色のインクを吐出するノズル全てに、本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良いし、ある所定のインクを吐出するノズルにだけ本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良い。
【0063】
(第5の実施の形態)
第4の実施の形態においては、ノズルから吐出されたインク液滴の吐出状態に応じたフラッシング間隔で、高頻度のフラッシングを回避するようにフラッシング間隔を決定していた。本実施の形態においては、求める画像品位によりフラッシング間隔を変更することで記録ヘッドの寿命を延ばし、スループットを向上させる。
【0064】
表3は、吐出速度の減少量から決定されるフラッシング間隔(a)と、若干の印字不良を許容したときのフラッシング間隔とそのときの双方向印字における着弾位置のずれ量(b)と、さらに印字不良を許容したときのフラッシング間隔とそのときの双方向印字における着弾位置のずれ量(c)を示している。
【0065】
【表3】
【0066】
ここで、表3の(a)は、インク液滴の吐出速度の減少量が2m/s以上となったときにフラッシングを行うとしたときの累積印字パルス数と、フラッシング間隔の関係を表している。また、表3の(b)は、記録ヘッドの寿命延長、スループットの向上を実現するために、軽度の印字不良を許容して、フラッシング間隔が0.3×10パルス以下にならないように固定したときの、双方向印字における着弾位置のずれ量を示している。同様に、表3の(c)は、さらなる記録ヘッドの寿命延長、スループットの向上を実現するために、中程度の印字不良を許容して、フラッシング間隔が0.5×10パルス以下にならないように固定したときの、双方向印字における着弾位置のずれ量を示している。なお、表3における累積印字パルス数に対するフラッシング間隔の関係は目安であり、この値に限定されるものではない。
【0067】
具体的には、記録ヘッドの使用期間が短いときには、吐出されたインク液滴の吐出速度の減少量が2m/s以上となったときにフラッシングを行い、記録ヘッドの使用期間が長くなったときには、固定のフラッシング間隔とする。このとき、ヘッド寿命やフラッシングにかかる時間を多少犠牲にしてもいいから、双方向印字時の着弾位置のずれ量を30μm以下に抑えたい場合は、表3(b)のようにフラッシング間隔を3×10パルスに設定する。また、双方向印字時の着弾位置のずれ量が60μmでもいいからとにかくヘッド寿命を優先させ、早急に印字を行いたい場合は、表3(c)に示されているようにフラッシング間隔を5×10パルスに設定する。
【0068】
このように、本実施の形態では、記録ヘッドの使用期間が短いときには、インク液滴の吐出状態に応じてフラッシングを実行し、記録ヘッドの使用期間が長いときで、高品位の画像を印字したい場合には、比較的着弾位置ずれ量の少ない表3(b)の条件でフラッシングを行い、画像品位を求めない場合(例えば、ドラフト印刷など)には、表3(c)の条件でフラッシングを行うようにする。つまり、求める画像品位によりフラッシング間隔を変更・対応させる事で、フラッシングの頻度を低減することができ、ヘッド寿命を効率よく延ばし、効率的なスループットを実現することが可能となる。
【0069】
なお、複数のフラッシングの間隔のうち、実行するフラッシング間隔の決定は、プリンタドライバ等を用いてユーザによって決定されても良いし、また、プリンタドライバ上で選択された被記録媒体の種類や、印刷品質に応じてフラッシングの間隔を決定しても良い。
【0070】
また、複数色のインクを吐出するノズル全てに、本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良いし、ある所定のインクを吐出するノズルにだけ本実施の形態におけるフラッシング間隔でフラッシングを行っても良い。
【0071】
(第6の実施の形態)
第1〜第5の実施の形態においては、記録ヘッドに対して行うフラッシング間隔を決定していたが、本実施の形態においては、吐出されるインク毎にフラッシング間隔を決定する。
【0072】
カラーインク各色のインク組成によって、ヒータ上にコゲが着きやすいものがあるため、インクの種類によって適正なフラッシング間隔が異なっている。本実施の形態では、インクによってフラッシングを行うタイミングを最適化する。以下に、MagentaとYellowを例に挙げてフラッシング間隔決定方法について詳細に説明する。
【0073】
表4は、累積印字パルス数に対応したMagentaとYellowそれぞれのフラッシング間隔の関係を示した表である。
【0074】
【表4】
【0075】
表4では、Magenta、Yellowに関わらず、ヘッド寿命の観点から、フラッシング間隔の固定値を0.5×10に設定している。この時、Magentaは、累積印字パルス数が4×10パルス以上からフラッシング間隔を固定しているのに対し、Yellowでは、累積印字パルス数が5×10パルス以上からフラッシング間隔を固定している事がわかる。これは、累積印字パルス数に応じたフラッシング間隔と、インクの組成(色)によって変わるためである。そのため、フラッシングを行うタイミングをインク組成によって変える必要がある。
【0076】
このように、インクの色によって、フラッシングを行うタイミングを最適化することにより、寿命を優先させ、スループット向上を実現させることが可能となる。
【0077】
なお、ここではMagentaとYellowのフラッシング間隔決定方法について述べたが、使用する色毎に異なるフラッシング間隔を設定しても良く、また、複数色のインクのうち、所定のインクは同じフラッシング間隔を設定するようにしてもよい。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記録ヘッドの寿命を縮める高頻度のフラッシングを低減させるように、記録ヘッドの使用期間に応じてフラッシングを行う間隔を決定することにより、記録ヘッドの寿命が延び、スループットを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】インクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
【図2】記録ヘッドの断面図である。
【図3】6色用記録ヘッドの略図と、吐出状態検出手段の外観図である。
【図4】吐出状態検出手段の構成を示す図である。
【符号の説明】
1、9 記録ヘッド
11 ノズル部
13 共通液室
14 バブル
15 インク液滴(インク滴)
16 ヒーターボード
17 温調用ヒーター
18 吐出用ヒーター
19 配線基盤
20 支持体
58、205 発光ダイオード
59、206 フォトダイオード
60、207 光束(光軸)
61 インク液滴
62 インク回収部
101 キャリッジ
102 コネクション
103 ガイドシャフト
104 インク供給チューブ
105 6色用タンクユニット
106 給紙用トレイカバー
107 給紙用トレイ
108 フレーム
109 電源ユニット
110 ファン
111 排紙用ギア
112 ベルト
113 紙送り用エンコーダー
114 キャリッジ移動用エンコーダー
115 キャリッジステイ
116 プラテン
117 フレキシブルケーブル
201 6色用記録ヘッド
202 インク供給口
203 インク流路
204 オリフィスプレート(ノズル形成面)
208 不吐出検出ユニット

Claims (6)

  1. 記録ヘッドに設けられた電気熱変換体により発生する熱エネルギーを利用して吐出口から被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
    前記電気熱変換体を駆動するための駆動パルスを印加する駆動手段と、
    前記吐出口から吐出されたインク液滴の吐出速度を測定する測定手段と、
    前記被記録媒体への記録時に前記電気熱変換体へ印加する駆動パルスとは異なる駆動パルスを前記電気熱変換体に印加して前記記録ヘッドの回復動作を行う回復手段と、
    前記吐出速度が所定速度を下回ったときに前記回復動作を行うよう制御する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、先の回復動作から次の回復動作までの間隔が所定の間隔よりも短くなった後は、前記吐出速度によらず前記回復動作を行う間隔を一定とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 記録ヘッドに設けられた電気熱変換体により発生する熱エネルギーを利用して吐出口から被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
    前記電気熱変換体を駆動するための駆動パルスを印加する駆動手段と、
    前記吐出口から吐出されたインク液滴の吐出速度を測定する測定手段と、
    前記被記録媒体への記録時に前記電気熱変換体へ印加する駆動パルスとは異なる駆動パルスを前記電気熱変換体に印加して前記記録ヘッドの回復動作を行う回復手段と、
    前記吐出速度が所定速度を下回ったときに前記回復動作を行うよう制御する制御手段と、
    前記記録ヘッドから吐出したインク吐出数を計数する計数手段とを有し、
    前記回復手段は、前記計数手段により計数した累積のインク吐出数が、所定の閾値を超えた後は、前記吐出速度によらず前記回復動作を行う間隔を一定とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
  3. 前記制御手段は、前記被記録媒体に記録を行うときの記録品質に対応して前記回復動作を行うよう制御することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記制御手段は、前記記録ヘッドから吐出するインクの種類毎に前記回復動作を行うタイミングを異ならせることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  5. 記録ヘッドに設けられた電気熱変換体により発生する熱エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、前記電気熱変換体を駆動するための駆動パルスを印加する駆動手段と、被記録媒体への記録時に前記電気熱変換体に印加する駆動パルスとは異なる駆動パルスを前記電気熱変換体に印加して、前記記録ヘッドの回復動作を行う回復手段と、を有し、前記記録ヘッドを用いて前記被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の回復方法であって、
    前記吐出口から吐出されたインク液滴の吐出速度を測定する測定工程と、
    前記吐出速度が所定速度を下回ったときに前記回復動作を行うよう制御する制御工程とを有し、
    前記制御工程は、先の回復動作から次の回復動作までの間隔が所定の間隔よりも短くなった後は、前記吐出速度によらず前記回復動作を行う間隔を一定とすることを特徴とするインクジェット記録装置の回復方法。
  6. 記録ヘッドに設けられた電気熱変換体により発生する熱エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、前記電気熱変換体を駆動するための駆動パルスを印加する駆動手段と、被記録媒体への記録時に前記電気熱変換体に印加する駆動パルスとは異なる駆動パルスを前記電気熱変換体に印加して、前記記録ヘッドの回復動作を行う回復手段と、を有し、前記記録ヘッドを用いて前記被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の回復方法であって、
    前記吐出口から吐出されたインク液滴の吐出速度を測定する測定工程と、
    前記吐出速度が所定速度を下回ったときに前記回復動作を行うよう制御する制御工程と、
    前記記録ヘッドから吐出したインク吐出数を計数する計数工程とを有し、
    前記制御工程は、前記計数工程により計数した累積のインク吐出数が、所定の閾値を超えた後は、前記吐出速度によらず前記回復動作を行う間隔を一定とすることを特徴とするインクジェット記録装置の回復方法。
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