JP6632185B2 - インクジェット記録装置、インクジェット記録方法およびプログラム - Google Patents

インクジェット記録装置、インクジェット記録方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法およびプログラムに関する。
インクを吐出するための複数の記録素子を有する記録ヘッドを記録媒体に対して走査させながら、記録素子を駆動してインクに熱エネルギーを与えることによりインクを吐出し、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置が従来より知られている。
このようなインクジェット記録装置では、インクの残量が少なく、記録素子と対応する位置に形成されている吐出口への流路内にインクが十分に供給されない状態で記録素子を駆動すると、発生した熱により記録ヘッドが昇温してしまうことが知られている。このような駆動を繰り返し実行すると、吐出口が過昇温となり、インクの吐出不良を引き起こす虞がある。
一方、インクの残量を検出する機能を有し、インクの残量が少なくなった際にユーザーに対してインク切れのエラーを報知する装置が知られている。また、特許文献1には、インクの残量が所定の閾値よりも少なくなった場合に単位領域に対する走査の回数を増加させて記録を行うことが開示されている。
特開2006−326939号公報
しかしながら、特許文献1に開示された方法にしたがって記録を行った場合、インクの残量が少なくなると常に走査回数を多くしてしまうため、スループットの低下が発生してしまう虞がある。
本発明は上記の課題を鑑みて為されたものであり、スループットの低下を抑制しながらも吐出口の過昇温によるインクの吐出不良の発生を抑制した記録を行うことを目的とするものである。
そこで、本発明は、インクを吐出するために用いられるエネルギーを生成する複数の記録素子が所定方向に配列された記録素子列を有し、インクの貯留部から供給されるインクを用いて記録媒体上に画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを前記記録媒体に対して前記所定方向と交差する走査方向に複数回走査させる走査手段と、記記録ヘッドによる画像の記録が行われていない間に、前記記録媒体を前記走査方向と交差する搬送方向に搬送する搬送手段と、記搬送方向における長さが前記記録素子列の長さ以下である記録媒体上の第1領域に対して前記記録ヘッドのM(M≧1)回の走査で画像を記録する第1の記録方式を実行するか、前記第1領域に対して前記記録ヘッドのN(N>M)回の走査で画像を記録する記録方式であって前記記録ヘッドの1回の走査において駆動が許容される記録素子の数が前記第1の記録方式よりも少ない第2の記録方式を実行する実行手段と、前記貯留部のインクの残量に関する残量情報を取得する第1の取得手段と、前記第1の記録方式で画像を記録するための記録データに基づき、前記記録素子列を複数に分割することにより得られ且つ各々が連続して配列された複数の前記記録素子を含む複数のブロックそれぞれの前記搬送方向における長さに対応する前記記録媒体上の複数のブロック領域に対して前記記録ヘッドの1回の走査で付与するインクの量に関する付与量情報を取得する第2の取得手段と、を有するインクジェット記録装置であって、前記実行手段は、前記残量情報が示すインクの残量が所定の量未満である場合、前記付与量情報に基づき、前記複数のブロック領域の全てにおいて付与するインクの量が第1の量よりも少ない場合には前記第1の記録方式を実行し、前記複数のブロック領域のうち少なくとも1つのブロック領域において付与するインクの量が前記第1の量よりも多い場合には前記第1の記録方式に替えて前記第2の記録方式を実行することを特徴とする。
本発明に係るインクジェット記録装置、インクジェット記録方法およびプログラムによれば、スループットの低下を抑制しながらも吐出口の過昇温によるインクの吐出不良の発生を抑制した記録を行うことが可能となる。
実施形態に係るインクジェット記録装置の斜視図である。 実施形態に係る記録ヘッドの斜視図である。 実施形態に係る記録ヘッドの拡大図である。 実施形態に係る記録ヘッドおよびインクタンクの断面図である。 実施形態における記録制御系を説明するための図である。 実施形態に係る記録装置のインターフェース画面を模式的に示す図である。 実施形態における記録モードと走査回数の関係を示すテーブルである。 実施形態にて実行可能な記録モードを説明するための図である。 実施形態における1パス記録モードを説明するための図である。 実施形態における第2の記録動作を説明するための図である。 実施形態における記録動作を示すフローチャートである。 実施形態における第2の記録動作を示すフローチャートである。 実施形態における第2の記録動作を説明するための図である。 実施形態における第2の記録動作を説明するための図である。 実施形態における第2の記録動作を説明するための図である。 実施形態における走査領域を説明するための図である。 実施形態における第2の記録動作を説明するための図である。
以下に図面を参照し、本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は本実施形態に係るインクジェット記録装置1000の内部の構成を部分的に示す斜視図である。
交換式のヘッドカートリッジ100は、後述するインクを吐出するための記録ヘッド101(図3に図示)と、記録ヘッド101にインクを供給するためのインクタンクから構成されている。ヘッドカートリッジ100はキャリッジ102に着脱自在に保持されている。更に、キャリッジモータ103を駆動することにより、キャリッジ102およびヘッドカートリッジ100をX方向(走査方向)に沿って往方向または復方向に走査させる。この際、キャリッジモータ103による駆動力はキャリッジベルト104を通してキャリッジ102に伝達される。キャリッジ102が往復走査を行っている際に、記録データにしたがって記録ヘッド101からインクを吐出することにより記録媒体への記録が行われる(記録動作)。また、記録動作が行われていない間に記録媒体は搬送ローラ105の駆動によってX方向と交差するY方向(搬送方向)に所定量ずつ搬送される(搬送動作)。
本実施形態では、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、記録媒体に対して複数回の走査で画像を記録する。
図2は本実施形態に係る記録ヘッド101を示す斜視図である。また、図3は本実施形態に係る記録ヘッドの吐出口列が設けられているチップ201、202の拡大図である。
図2からわかるように、本実施形態では、記録ヘッド101内にはブラックインクを吐出するための記録チップ(Bkチップ)201とカラーインクを吐出するための記録チップ(Clチップ)202が別体に設けられている。
更に、図3(a)、(b)、(c)に示すように、Bkチップ201にはブラックインクを吐出するための1280個の吐出口212が1インチ当たり1200個(記録解像度が1200dpi相当)でY方向(所定方向)に配列されたBk吐出口列203が形成されている。また、Bk吐出口列203に配列された吐出口212と対応する位置には、後述する記録データに基づいてインクを吐出するためのエネルギーを生成する素子であるヒータ(記録素子)212が設けられており、記録素子列を形成している。なお、ブラックインクを吐出するための1つの吐出口当たりの吐出量は12ngである。
また、Clチップ202にはシアンインクを吐出するための512個の吐出口222が1インチ当たり1200個(記録解像度が1200dpi相当)でY方向(所定方向)に配列されたC吐出口列204が2列形成されている。同様に、Clチップ202には、マゼンタインクを吐出するためのM吐出口列205、イエローインクを吐出するためのY吐出口列206がそれぞれ2列ずつ形成されている。また、C吐出口列204、M吐出口列205、Y吐出口列206のそれぞれに配列された吐出口221と対応する位置には、後述する記録データに基づいてインクを吐出するためのエネルギーを生成する素子であるヒータ(記録素子)222が設けられており、記録素子列を形成している。なお、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクをそれぞれ吐出するための1つの吐出口当たりの吐出量は6ngである。また、2つのC吐出口列204がClチップ202内のX方向における両端部に近い位置に形成されており、2つのY吐出口列206がClチップ202内のX方向における中央部に近い位置に形成されている。なお、以下の説明ではシアンインク、マゼンタインク、イエローインクをまとめてカラーインクとも称する。また、以下の説明ではClチップ内に配列された6つの吐出口列をまとめてCl吐出口列204〜206とも称する。
図4は、ヘッドカートリッジ100の断面を示す模式図である。なお、ここではX方向におけるBkチップ201が配置された位置にてヘッドカートリッジ100をY方向に沿って切断した際の断面図を模式的に示す
ヘッド部120は、記録ヘッド101に設けられたサブタンク130を介し、タンク160に接続されている。サブタンク130は、X方向と直行する方向に突出した供給管145とその先端のインク供給口150を有し、インクタンク170の供給口に係合するように構成されている。
サブタンク130内のジョイント室133には、電極ピン160が設けられる。電極ピンは不図示の電気回路に接続される。ジョイント室133内のインク界面が、ピン下端より低い場合は、電極ピン160間の導通がなされないため、インク残量が所定値以下になったと認識することが可能である。本実施形態では、インク界面が電極ピン160の下端に達した際のインク残量が約1.2gとなるように電極ピン160が設けられている。この電極ピン160からの電気信号は記録装置へ送信され、後述するMPU、ASICはその信号の受信に応じて残量ステータス(後述するRAMに保存)の変更をする。
ジョイント室133と連通するインク室190に面して、弾性体148が設けられている。連通口142は不図示の吸引ポンプとつながっていて、ポンプを駆動することで、バッファ室141を負圧にすることが可能である。バッファ室141が負圧になると弾性体148は凹状に変形する。これにより、インクタンク170からジョイント室133へインクを流入させることができる。インク流入後、ジョイント室133の上部には空気がたまる。その状態で、バッファ室141を大気圧に戻すと弾性体148は再び凸状になりたまったジョイント室133の上部にたまった空気をインクタンク170へと押し出すことができる。本実施形態では、これらの動作を繰り返すことによりインクタンク170内のインクをジョイント室133に充填する。このジョイント室133から各チップ201、202の共通液室210、220へインクが供給される。
図5は本実施形態における記録制御系の概略構成を示すブロック図である。
画像入力部であるホストコンピュータ301は、ハードディスクやメモリ等の各種の記憶媒体に保存されているRGB形式の多値画像データを、記録装置1000内の画像処理部に送信する。
画像処理部は、後述するMPU302、ASIC303等から構成されている。また、多値画像データは、ホストコンピュータ301に接続されたスキャナやデジタルカメラ等の外部の画像入力機器からも受け取ることができる。画像処理部は、入力された多値画像データに2値化処理やマスク処理を施すことによってインクを記録ヘッド101から吐出するための2値の記録データを生成する。
画像出力部である記録装置1000は、画像処理部で生成されたインクの2値画像データに基づいて、インクを記録媒体3に付与することで画像を記録する。記録装置1000は、ROM304に記録されたプログラムに従ってMPU(Micro Processeor Unit)302により制御される。RAM305は、MPU302の作業領域や一時データ保存領域として機能する。MPU302は、ASIC303を介して、キャリッジ6の駆動系308、記録媒体3の搬送駆動系309、記録ヘッド7の回復駆動系310、および記録ヘッド101の駆動系311、インターフェース312の制御を行う。ここで、回復駆動系310とは、記録ヘッドの吐出口からのインク吸引や吐出口形成面のワイピング、予備吐出等を行う系である。
プリントバッファ306は、記録ヘッド101へ転送できる形式に変換された記録データを一時保管する。
マスクバッファ307には、記録データを記録ヘッド101に転送する際に適用する複数のマスクパターンが一時的に保管されている。この複数のマスクパターンは、後述する複数の記録モードのうち、記録ヘッドの記録媒体上の単位領域上に対する複数回の走査を伴った吐出を行う、いわゆるマルチパス記録方法によって記録を行う記録モードを実行する際に用いられる。なお、複数のマスクパターンはROM304内に用意され、実際の記録時に該当するマスクパターンがROM304から読み出されてマスクバッファ307に格納される。
なお、本実施形態では画像処理部は記録装置1000に存在する形態について記載したが、ホストコンピュータ301に画像処理部が存在していても良い。
本実施形態では、記録条件に応じて記録媒体上の単位領域に対して記録ヘッドを走査させる回数が異なる複数の記録モードの中から1つの記録モードを選択して実行する。本実施形態で実行可能な記録モードについて以下に詳細に説明する。
図6はホストコンピュータのディスプレイに表示される、ユーザーに記録条件を選択させるためのインターフェース312の一部を模式的に示す図である。
まず、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、ユーザーが記録に用いる記録媒体として、普通紙、はがき、フォト紙の中から選択した記録媒体の種類に応じた記録を行う。また、ユーザーは記録される画像の記録品位を「標準」と「きれい」のうちから選択することもできる。ここで、記録品位が「きれい」である場合には、記録品位が「標準」である場合よりも記録媒体上の単位領域に対する走査の回数を多くして記録を行う。そのため、記録品位を「きれい」にして記録した場合には「標準」にして記録した場合に比べて画像の画質は向上するが、スループットは低下する。
本実施形態では、これらの記録媒体の種類および記録品位に関する情報の組み合わせに基づいて、記録媒体上の単位領域に対して記録ヘッドを走査させる回数(以下、パス数とも称する)を決定する。
図7は本実施形態における記録条件に応じたパス数の決定方法を示すテーブルである。
本実施形態では、種々の記録条件に関する情報に応じて1パス、2パス、5パス、7パスのパス数を設定することができる。記録に使用する記録媒体が普通紙の場合、両面記録、片面記録のいずれにおいても記録品位が「標準」である場合には1パス、「きれい」である場合には5パスにて記録を行う。また、はがきは普通紙に比べてビーディングが生じ易いため、記録媒体がはがきであり、記録品位が「標準」である場合にはパス数を相対的に多くして2パスにて記録を行う。なお、記録媒体がはがきであり、記録品位が「きれい」である場合には5パスにて記録を行う。また、フォト紙ははがきよりも更にビーディングが生じ易いため、パス数を更に多く設定する。具体的には、記録媒体がフォト紙であり、記録品位が「標準」である場合には5パス、記録品位が「きれい」である場合には7パスで記録を行う。
図8は本実施形態にて実行可能な記録モードでの記録方法を説明するための図である。
図8(a)は1パス記録モードにおいてモノクロの記録データが入力された場合の記録方法を模式的に示している。この場合、記録媒体上の単位領域は、Bk吐出口列203の1280個の吐出口のY方向における長さに対応する距離d1を有する領域となる。記録ヘッドを1回走査させている際にBk吐出口列203に配列された1280個の吐出口のすべてを使用可能とし、記録データにしたがって吐出を行う。また、Cl吐出口列204〜206はいずれも使用しない。この走査が終了した後、距離d1だけY方向に記録媒体を搬送する。その後、記録ヘッドの走査を伴った使用可能な1280個の吐出口からの記録データに応じたブラックインクの吐出と、Y方向への距離d1の記録媒体の搬送を交互に繰り返すことにより、記録媒体上のすべての単位領域に対して記録を行う。
図8(b)は1パス記録モードにおいてカラーの記録データが入力された場合の記録方法を模式的に示す図である。この場合にはBk吐出口列203に配列された1280個の吐出口のうち、Y方向上流側の端部に配列された512個の吐出口を記録に使用する。また、C吐出口列204、M吐出口列205、Y吐出口列206はいずれもすべての吐出口を記録に使用する。
図9は1パス記録モードにおいてカラーの記録データが入力された場合の記録方法にしたがって記録した場合における記録の過程を説明するための図である。
この場合における記録媒体上の単位領域はBk吐出口列203のY方向上流側の端部の512個の吐出口のY方向における長さに対応する距離d2を有する領域となる。
実際の記録方法としては、Bk吐出口列203の使用領域にある512個の吐出口と記録媒体3上の単位領域80aが対向する位置(81)にある際、記録ヘッドの1回の走査を行いながらBk吐出口列203の使用領域にある512個の吐出口から単位領域80aへブラックインクを吐出する。次に、記録媒体3をY方向下流側に距離d2だけ搬送する。これにより、単位領域80aが、C吐出口列204、M吐出口列205、Y吐出口列206のそれぞれと対向する位置(82)となるように記録媒体が搬送される。搬送後、記録ヘッドが先の方向と逆方向に走査され、単位領域80aに対してカラーインクが吐出される。また、位置(82)における走査において単位領域80aとY方向下流側に隣接する単位領域80bへブラックインクが吐出される。以降、記録ヘッドの走査を伴ったある単位領域へのブラックインクの吐出および該単位領域とY方向下流側に隣接する単位領域へのカラーインクの吐出と、記録媒体のY方向への距離d2だけの搬送と、を交互に繰り返して記録媒体上の全域に記録を行う。
図9に示すように記録を行った場合、単位領域ごとにみると、まずブラックインクの記録を行い、その次の走査によってカラーインクを記録する。これによりブラックインクが付与されてからカラーインクが付与されるまでの間に1回の走査分の時間差が発生するため、ブラックインクとカラーインクとの間の滲みを抑制することが可能となる。
図8(c)は2パス記録モードでカラーの記録データが入力された場合の記録方法を模式的に示す図である。
この場合には、図8(b)に示す場合と同様に、Bk吐出口列203のY方向上流側の512個の吐出口およびCl吐出口列(C吐出口列204、M吐出口列205、Y吐出口列206)のすべての吐出口を使用可能とする。また、この場合における単位領域はBk吐出口列の使用領域にある512個の吐出口のうちのY方向上流側の256個の吐出口のY方向における長さに対応する距離d3を有する領域となる。この場合、1つの単位領域に対して走査を伴ったBk吐出口列の使用領域にある512個の吐出口のうちのY方向上流側の256個の吐出口からのブラックインクの吐出、走査を伴ったBk吐出口列の使用領域にある512個の吐出口のうちのY方向下流側の256個の吐出口からのブラックインクの吐出、走査を伴ったCl吐出口列204〜206それぞれの使用領域にある512個の吐出口のうちのY方向上流側のそれぞれ256個の吐出口からのカラーインクの吐出、走査を伴ったCl吐出口列204〜206それぞれの使用領域にある512個の吐出口のうちのY方向下流側のそれぞれ256個の吐出口からのカラーインクの吐出、の順に記録データに応じて記録を行う。なお、それぞれの走査の間には距離d3だけ記録媒体をY方向下流側に搬送する。
ここで、Bk吐出口列のY方向上流側の256個の吐出口からのブラックインクの吐出に用いる記録データはマスクパターンAを用いることにより生成する。また、Bk吐出口列のY方向下流側の256個の吐出口からのブラックインクの吐出に用いる記録データはマスクパターンBを用いることにより生成する。なお、マスクパターンA、Bは互いに排他的且つ補完的な位置に記録許容画素が配置されている。
このように記録を行うことにより、記録媒体上の単位領域に対して同じ色のインクを2回の走査を伴った吐出によって記録することができる。
なお、図8(c)では2パス記録モードについて示したが、5パス記録モードおよび7パス記録モードも記録を完成させるまでに行う走査数以外はほぼ同様の動作で記録が実施される。
ここで、図8(a)、(b)に示す本実施形態における1パス記録モードでは、1回の走査における記録素子の駆動回数の総和が多く、消費電力が大きくなると予想される場合、1回の走査当たりの消費電力を低減した記録方法を実行する。
具体的には、まず、記録ヘッドをある単位領域に走査させる前に該走査で該単位領域内に記録されるブラックインクのドット数の累計値をカウントする(ドットカウント)。このドット数の累計値が所定の閾値以上である場合、消費電力を抑制した記録方法を実行する。一方、ドット数の累計値が所定の閾値未満である場合には図8(a)、(b)に示す記録方法を実行する。
図10は本実施形態における消費電力を低減した記録方法を説明するための図である。なお、図10(a1)、(a2)はモノクロの記録データが入力された場合における消費電力を抑制した記録方法を模式的に示している。また、図10(b1)、(b2)はカラーの記録データが入力された場合における消費電力を抑制した記録方法を模式的に示している。
本実施形態では、消費電力が大きくなると予想される場合、分割記録を行うことにより消費電力の増大を抑制する。
例えば、1パス記録モードにてモノクロの記録データが入力された場合には、通常は図8(a)に示したように1回の走査においてBk吐出口列203の1280個の吐出口のすべてを使用可能としてインクを吐出する。しかしながら、ドット数が多く、消費電力が大きくなると予想される場合には、1パス記録モードであっても2回の走査に分割して記録を行う。すなわち、まずは図10(a1)に示したように、Bk吐出口列203の1280個の吐出口のうちのY方向上流側に位置する640個の吐出口のみを使用可能としてインクを吐出する。次に、記録媒体の搬送を行わずに、図10(a2)に示すようにBk吐出口列203のY方向下流側に位置する640個の吐出口のみを使用可能としてインクを吐出する。この記録が終了した後、図8(a)に示した場合と同じように記録媒体をY方向に距離d1だけ搬送し、この単位領域に対する記録を終了する。
このように記録媒体の搬送を行わずに図10(a1)、(a2)にそれぞれ示したように使用する吐出口の数を制限して2回(L回)の走査に分割してインクを吐出することにより、図8(a)に示した記録方法にしたがってインクを吐出した場合と同様の記録を行うことができる。更に、1回の走査当たりの記録素子の駆動回数の総和は約半分となっているため、消費電力の増大を抑制した記録を行うことが可能となる。
また、カラーの記録データが入力された場合であっても、ドット数が多く、消費電力が大きくなると予想される場合には1パス記録モードであってもブラックインク、カラーインクをそれぞれ2回の走査に分割して記録する。図8(b)におけるBk吐出口列203の使用領域にある512個の吐出口のうち、まず図10(b1)に示すようにY方向上流側の256個の吐出口のみを使用可能とする。また、図8(b)におけるCl吐出口列204〜206の使用領域にあるそれぞれ512個の吐出口のうちのY方向上流側の256個の吐出口のみを使用可能とする。この図10(b1)に示す状態にてブラックインクおよびカラーインクを吐出する。次に、記録媒体の搬送を行わずに、図10(b2)に示すようにBk吐出口列203のY方向下流側の256個の吐出口とCl吐出口列204〜206のそれぞれ256個の吐出口を使用可能としてインクを吐出する。
このように、カラーの記録データが入力された場合においても、図10(b1)、(b2)に示したように使用する吐出口の数を制限し、2回の走査で分割してインクを吐出することにより、図8(b)に示す記録方法にしたがってインクを吐出した場合と同じ記録を行うことが可能となる。これにより、消費電力の増大を抑制して記録を実行することができる。
本実施形態では、記録ヘッド内のインク残量が少なくなるにつれて種々の記録制御を実行する。
以下にインク残量に応じた記録制御方法について詳細に説明する。
図11は本実施形態におけるインク残量に応じた制御方法を説明するためのフローチャートである。なお、図11に示すフローチャートに係るプログラムは、ROM204に記憶されており、RAM305に書き出され、MPU302によって実行される。
ユーザーによりインクタンクの交換が行われたことを検知(S501)したら、インクが十分に残存していると判断し、記録装置1000内の残量ステータスを“インク有”に設定する(S502)。そして、図4に示す連通口142につながる吸引ポンプを駆動してジョイント室133をインクで満たす(S503)インク充填動作を行う。更に、泡抜き動作を実行する(S504)。
その後、記録ジョブが入力されると、第1の記録動作および回復動作が実行される(S504)。ここで、第1の記録動作とはインクの残量が多く、対応するチップの過昇温が生じる虞が少ない場合に実行する通常の記録動作であり、設定された記録モードに応じて図8、図9、図10を用いて上述したように記録を実行する。
第1の記録動作や回復動作によりインクが消費され、更にジョイント室133のインク界面が電極ピン160下端より下がったことを検出すると、残量ステータスを“ピン部インクなし”とし(S506)、インク消費量(インクの吐出量の累計値)カウントを開始する(S507)。なお、上述のように電極ピンは残量が約1.2gとなった際にインク界面が電極ピン160の下端に達するように設けられている。したがって、S507によりインク消費量カウントを開始するタイミングにおけるインクの残量は約1.2g(所定の量)である。
ここで、S507におけるインク消費量カウントは、記録動作によって消費されたインク量をカウントする動作である。具体的には、記録ヘッドから吐出されたドット数をカウントし、カウント値に1つの吐出口当たりの吐出量を乗算して算出する。なお、実際の吐出量は標準吐出量から±10%の誤差が生じうるため、本実施形態では標準吐出量に+10%分増やした値を1つの吐出口当たりの吐出量として用いる。
また、本実施形態では記録動作によって消費されたインク量をカウントする場合について記載したが、回復動作によって消費されたインク量を更にカウントする形態であっても良い。その場合、吸引回復で消費されたインク量は、吸引回復が実施されるたびに、1回の回復動作当たりのインク消費量として予め設定された値をカウンタに加算する。また、この際に吸引量のばらつきに応じて1回の回復動作当たりのインク消費量に対応する値を定めてもよい。例えば、吸引量のばらつきは±20%ある場合、最大吸引量である+20%の吸引量を1回の回復動作当たりのインク消費量に対応する値として定めることができる。
S507にてインク消費量カウントを開始した後、継続して第1の記録動作および回復動作を実行する(S508)。インク消費量カウントが進み、所定値1(本実施形態では0.1g)に達したと判断された(S509)場合、残量ステータスを“インクLow”とし(S510)、記録装置のインターフェース312上にインクの残量が少なくなったことを示す“インクLow”警告を表示する(S511)。ここで、“インクLow”警告は、インクの残量が少なくなりインク切れが近づいたことをユーザーに告知するためのものであり、記録動作を停止するなど特別な動作は行わない。
その後、第1の記録動作および回復動作を継続的して実行する(S512)。そして、インク消費量カウントが所定値2(所定の累計値、本実施形態では0.5g)に達したと判断された(S513)場合、記録動作を第1の記録動作から後述する第2の記録動作に切り替え、第2の記録動作および回復動作を実行する(S514)。
なお、上述のように本実施形態では、所定値2を0.5gと設定している。この理由について以下に詳細に説明する。
本実施形態における記録装置では、1パス記録モードおよび2パス記録モードにおける最大の記録デューティ(画像処理部で生成されうる最大デューティ)は84%に設定されている。また、本実施形態の記録装置は、A4サイズ(8.27inch×11.69inch)までの記録媒体に対応しているため、1ページの記録にて消費されるBkインクの最大値は、8.27(inch)×600(ppi)×11.69(inch)×600(ppi)×2(dot)×84(%)×12(ng)=0.7(g)と算出される。インク消費量カウンタが0.5gのとき、使用可能なインク量は0.7gであるため、記録開始時にインク残量カウンタが0.5g以下であれば、どのような記録データに基づいてインクが吐出されても、1ページへの記録の途中でインク切れになることはない。すなわち、所定値2として0.5gに設定しておけば、該ページへの記録においては第1の記録動作を実施していてもインク切れによる過昇温の課題は発生しえない。したがって、本実施形態では0.5gを所定値2とし、インク消費量カウントが所定値2以下となった際に過昇温を抑制するための後述する第2の記録動作を実行する。
更にインク消費量カウントが進み、所定値3(本実施形態では0.9g)に達したと判断された(S515)場合、残量ステータスを“インクOut”とし(S516)、そのページの記録終了後にインターフェース312上にインク切れを示す“インクOut”警告を表示して(S517)、記録装置1000の記録動作を停止する(S518)。ここで、S507にてドットカウントを開始した際のインク残量は約1.2gであるため、インク消費量カウントが所定値3に達した際のインク残量は約0.3(=1.2−0.9)gとなる。そのため、インク吐出量の多い画像の記録を実行した場合、記録の途中でインク切れになる可能性がある。
“インクOut”警告が表示され、記録装置1000の記録動作が停止している際、ユーザーによりインクタンクの交換が行われたと判断された(S519)場合、S502へと戻り、再度残量ステータスを“インク有”に設定し、記録動作を実行する。
また、インク切れの可能性はあるがユーザーが記録を継続したい場合は、ユーザーからの入力により“インクOut”警告を解除して(S520)、記録動作を続行することも可能である(S521)。
本実施形態における第2の記録動作について以下に詳細に説明する。なお、ここでは簡単のため、モノクロの記録データが入力された場合について説明する。
図12は図11に示すS514にて第2の記録動作が実行される際のフローを示すフローチャートである。なお、図12に示すフローチャートに係るプログラムは、ROM204に記憶されており、RAM305に書き出され、MPU302によって実行される。
まず、S801およびS802にて記録モードの判定を行い、1パス記録モードの場合はS814〜S823における処理を、また、2パス記録モードの場合はS803〜S813における処理を実行する。また、5パス記録モード、7パス記録モードでは単位領域に対して実行する走査回数が多いため、1回の走査当たりの記録素子の駆動回数の総和が少なく、吐出口の過昇温は生じにくい。したがって、本実施形態では、記録モードが5パス記録モードまたは7パス記録モードである場合には第1の記録動作と同様の記録を実行する(S824)。
S801にて記録モードが1パス記録モードであると判断された場合、ホストコンピュータから送信される記録データを受信した(S814)後、吐出口列内の1280個の吐出口を10ブロック(記録素子群)に論理的に分割する(S815)。
図13はS815における吐出口列の分割を説明するための図である。
図13に示すように、本実施形態ではBk吐出口列203を連続して配列された128個の吐出口ずつ10個のブロックに分割する。
次に、ブロックごとにその走査で記録されるドット数をカウントし、ドット数に基づいてその走査におけるインクの吐出量に関する値である記録デューティの算出を実行する(S816)。ここで、記録デューティとは、単位面積あたりに打ち込まれるインクの吐出量に相当し、本実施形態では600dpi×600dpiの格子(図3に示す記録ヘッドによれば4つのドットを記録可能)内に2つのドットが記録される場合における記録デューティを100%と定義する。具体的には、(式1)にしたがって各ブロックにおける記録デューティNbを算出する。
(式1)
Nb=各ブロックのドット数÷(記録媒体幅×吐出口の数)÷2
なお、(式1)において記録媒体幅とは記録媒体のX方向における幅を600dpi単位に換算した値である。また、各ブロックにおける吐出口の数は128個であるため、(式1)における吐出口の数は128である。
次に、すべてのブロックにおける記録デューティNbが閾値B(第1の吐出量)以下であると判断された(S817)場合、チップの過昇温は生じにくいため、通常(第1の記録動作)と同様に記録ヘッドの1回(M回)の走査によって記録を行う(第1の記録方式)。なお、本実施形態では、22%の記録デューティの相当する値を閾値Bとする。
一方、ブロック1〜10のうちひとつでも記録デューティNbが閾値Bよりも高いブロックがあると判断された場合、記録データを分割し、4回(N回)の走査で記録を実行する(S819〜S822、第2の記録方式)。
図14はS819〜S822で実行する記録方法を説明するための模式図である。なお、図14(a)〜(d)はそれぞれS819〜S822のそれぞれにて行う記録方法に対応する。
本実施形態では、図14に示すように、各ブロックを4つのサブブロック(記録素子単位)1〜4に論理的に分割する。各ブロックはそれぞれ連続して配列された128個の吐出口から構成されるため、各サブブロックはそれぞれ32個の吐出口から構成されることになる。そして、異なるサブブロックに属する吐出口はそれぞれ異なる走査にて駆動される。
まず、ある1回の走査を行いながら、図14(a)に示すように、ブロック1〜10それぞれのサブブロック1に属する記録素子が駆動される(S819)。該走査の終了後、2回目の走査を行いながら、図14(b)に示すようにブロック1〜10それぞれのサブブロック2に属する記録素子が駆動される(S820)。同様にして、3、4回目の走査のそれぞれを行いながら図14(c)、(d)にそれぞれ示すようにサブブロック3、4に属する記録素子が駆動される(S821、S822)。
このように、本実施形態における1パス記録モードでの第2の記録動作では、記録デューティが高い場合、消費電力を低減するために1パス記録モードであっても吐出口列を複数に分割し、複数回の走査によって記録を行う。ここで、図10を用いて説明したように、第1の記録動作においても記録素子の駆動回数の総和が多い場合には2回の走査に分割して記録を行う。しかしながら、インク消費量カウントが所定値2に達した場合、2回の走査に分割することにより1回の走査当たりの記録素子の駆動回数の総和を半分に減少させるだけでは吐出口の過昇温を十分に抑制できない虞がある。そのため、本実施形態では、インク消費量カウントが所定値2に達し、第2の記録動作を実行する場合には駆動回数の総和を更に減少させるため、記録デューティが高い場合における分割数を2回よりも多い4回とする。これにより、インク切れが生じた場合であってもチップの過昇温を好適に抑制することが可能となる。
一方、S802にて記録モードが2パス記録モードであると判断された場合、ホストコンピュータから送信される記録データを受信し(S803)、吐出口列を10ブロックに分割する(S804)。なお、S803、S804における処理は、上述したS814、S815における処理と同じである。
次に、各ブロックの記録デューティを算出する(S805)。ここで、単位領域に対する記録デューティはマスクパターンA、Bにより2回の走査に分割されているため、(式1)により得られた値を更に2で割った値を記録デューティとして用いる。
次にすべてのブロックの記録デューティが閾値B(本実施形態では22%)以下であるか否かを判断する(S806)。いずれのブロックにおいても記録デューティが閾値B以下である場合、その単位領域に対しては通常通り2回の走査で記録を実施する(S811、S812)。ひとつでも閾値Bを越えているブロックが存在している場合は、4回の走査で記録を実施する(S807〜S810)。
具体的な記録動作を図15に示す。図15(a)は、S811、S812における記録動作を説明するための図である。図からわかるように、着目領域の記録は2回の走査で完成され、各走査は予め設定された、2回の走査それぞれ用に記録データを間引くマスクパターンA、Bをそれぞれ適用して生成された記録データしたがってインクを吐出する。
図15(b)は、S807〜S810の記録動作を示す。図15(b)からわかるように、1回目の走査ではマスクパターンAに加え、更にマスクパターンCを適用して記録データを生成する。更に、2回目の走査ではマスクパターンBに加え、更にマスクパターンCを適用して記録データを生成する。また、3回目の走査ではマスクパターンBに加え、更にマスクパターンCを適用して記録データを生成する。また、4回目の走査ではマスクパターンBに加え、更にマスクパターンDを適用して記録データを生成する。なお、マスクパターンC、Dは互いに排他的且つ補完的な位置に記録許容画素が配置されている。
このように、本実施形態では2パス記録モードでの第2の記録走査でも分割記録を実行することができる。
以上記載したように、本実施形態によれば、インクの残量が少ない場合においてある単位領域に対するインクの吐出量が多い場合には該単位領域に対する走査の回数を多くして記録を行う。これにより、吐出口の過昇温を抑制した記録を行うことができる。
また、インクの残量が少なく、ある単位領域に対するインクの吐出量が少ない場合には該単位領域に対する走査の回数が少ないまま記録を実行する。したがって、吐出口の過昇温が生じにくい場合にはスループットの低下を抑制して記録することが可能となる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、記録媒体のX方向の幅全域を対象として記録する画像に関わらず吐出口の過昇温が生じる虞があるか否かの判定を行う形態について記載した。
これに対し、本実施形態では、記録する画像の大きさに応じて吐出口の過昇温の生じ易さを判定する形態について記載する。
なお、前述した第1の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
本実施形態では、単位領域に記録される画像のX方向における大きさを記録データに基づいて算出し、その大きさに応じて記録ヘッドの走査領域を変更する。
図16は記録ヘッドの走査領域について説明するための模式図である。
ここでは、記録媒体3上の単位領域80cに対してX方向に距離Dd1の大きさを有する画像を記録する。また、単位領域80dに対してX方向に距離Dd2(Dd2>Dd1)の大きさを有する画像を記録する。また、単位領域80eに対してはそれぞれX方向に距離Dd1の大きさを有する2つの画像を記録する。ここで、単位領域80eに対して記録する2つの画像の一方の画像のX方向上流側端部と他方の画像のX方向下流側端部の間の距離はDd2である。
ここで、本実施形態では、単位領域に対して記録を行う際、該単位領域に対応する記録データを取得し、X方向において最も上流側の位置に対応する記録データと最も下流側の位置に対応する記録データに基づいて画像のX方向における距離Dd1、Dd2を算出する。そして、記録ヘッドのランプアップのための距離Druおよびランプダウンのための距離Drdをそれぞれ距離Dd1、Dd2に加算し、記録ヘッドを走査させる走査範囲を決定する。なお、ランプアップ距離Druおよびランプダウン距離Drdは記録データによらず一定である。
例えば、単位領域80cに対する走査範囲は距離Ds1(=Dd1+Dru+Drd)、単位領域80dに対する走査範囲は距離Ds2(=Dd2+Dru+Drd)と決定される。
本実施形態における第2の記録動作について以下に詳細に説明する。なお、ここでは簡単のため、モノクロの記録データが入力された場合について説明する。
図17は第2の記録動作を実行する際のフローを示すフローチャートである。なお、図17に示すフローチャートに係るプログラムは、ROM204に記憶されており、RAM305に書き出され、MPU302によって実行される。
なお、図17に示すS901〜S904、S907〜S915、S918〜S924における処理は図11に示すS801〜S804、S807〜S815、S818〜S824と同じであるため、説明を省略する。
S901により記録モードが1パス記録モードであると判断された場合、画像のX方向における幅に基づいて各ブロックの記録デューティを算出する。具体的には、(式2)にしたがって各ブロックにおける記録デューティNb´を算出する。
(式2)
Nb´=各ブロックのドット数÷(記録データ幅×吐出口の数)÷2
なお、(式2)において記録データ幅とは、単位領域に対応する記録データのうちのX方向において最も上流側の位置に対応する記録データと最も下流側の位置に対応する記録データの間の幅である。例えば、図16の単位領域80cに記録する画像では記録データ幅はDd1となる。また、単位領域80dに記録する画像では記録データ幅はDd2となる。
次に、すべてのブロックにおける記録デューティNb´が閾値B(第2の閾値)以下であるか否かを判断する(S917−1)。すべてのブロックにおいて記録デューティNb´が閾値B以下であると判断された場合、記録ヘッドの1回の走査で記録が行われる(S918)。
少なくとも1つのブロックにて記録デューティNb´が閾値Bよりも高いと判断された場合、それらの記録デューティNb´が高いブロックにおいて記録されるドット数をカウントする。そして、それらの記録デューティNb´が高いブロックのすべてにおいてドット数が閾値C以上であるか否かを判断する(S917−2)。なお、本実施形態では、59000ドットを閾値Cとして定める。
S917−2にて少なくとも1つのブロックにおいてドット数が閾値C未満であると判断された場合、1回の走査で記録が行われる(S918、第1の記録方式)。一方、すべてのブロックにおいてドット数が閾値C以上であると判断された場合、4回の走査で記録が実行される(S919〜S922、第2の記録方式)。
ここで、上述のように、本実施形態ではS917−1にて各ブロックの記録デューティが閾値Bよりも高いと判断された場合であっても、S917−2にてそのブロックにおけるドット数が閾値C未満であると判断された場合は、1回の走査で記録を行う(第1の記録方式)。この理由について以下に詳細に説明する。
キャリッジの走査幅は、記録データ幅(Dd1、Dd2)に記録ヘッドのランプアップ/ランプダウン距離(Dru、Drd)を加算したものである。このため、単位領域に対する記録ヘッドの走査時間は記録データにより異なる。また、ランプアップ/ランプダウン時間は記録データによらず一定のため、記録データによって走査時間に対するランプアップ/ランプダウン時間の割合が異なる。すなわち、記録データ幅の短いパターンでは走査時間に対するランプアップ/ランプダウン時間の割合は大きく、記録データ幅の長いパターンでは走査時間に対するランプアップ/ランプダウン時間の割合は小さい。ランプアップ/ランプダウン中は、記録のための吐出は行われないため、この間はヘッドの温度が下がる。つまり、記録データ幅の非常に短いパターン(罫線パターンなど)では、高デューティであったとしても、ランプアップ/ランプダウン中の降温のためヘッド昇温は小さい。このため、記録デューティのみで判定とすると分割印字が不必要なパターンまで分割印字し、スループット低下を招く恐れがある。このため、本実施形態では閾値Cを設定し、いたずらに分割印字が実施されることを抑制している。
以上記載したように、本実施形態によれば、記録データに応じて記録ヘッドの走査範囲を異ならせる場合においても、吐出口の過昇温とスループット低下の双方を抑制した記録を行うことができる。
なお、以上に記載した各実施形態では、閾値Bを22%と設定した。これは、本実施形態に記載した記録装置では、記録デューティが22%以下であれば記録ヘッドの最高到達温度が記録ヘッドにダメージを与えうる温度を下回ることが実験的にわかっているためである。すなわち、22%以下であればもし仮に空吐が発生しても吐出口の過昇温は生じない。但し、記録装置に応じて閾値Bは適宜異なる値とすることができる。
また、以上で説明した各実施形態では、Bkチップ、Clチップともに温度センサが設けられ、温度センサの値を常に監視し、出力値が予め設定された値を越えたら記録動作を停止する制御が組み込まれたものを記載した。Bk吐出口列は長いため、温度センサから遠い位置、例えば吐出口列の中央付近で局所的な昇温が発生した場合、温度センサに熱が伝播するまで時間がかかり、温度センサによる監視ではヘッドダメージが発生しうる。しかし、Cl吐出口列は短いため、温度センサから遠い位置、例えばセンサと反対側の吐出口列端部で局所的な昇温が発生しても、温度センサまで早く熱が伝播する。よって、温度センサの出力値を監視する制御のみでもヘッドダメージを防ぐことが可能である。このため、本実施形態ではBk吐出口列に対してのみ本制御を実施している。但し、Cl吐出口列に対しても本発明を制御しても良いことは言うまでもない。
3 記録媒体
101 記録ヘッド
160 電極ピン
203〜206 吐出口列
304 ROM

Claims (14)

  1. インクを吐出するために用いられるエネルギーを生成する複数の記録素子が所定方向に配列された記録素子列を有し、インクの貯留部から供給されるインクを用いて記録媒体上に画像を記録する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドを前記記録媒体に対して前記所定方向と交差する走査方向に複数回走査させる走査手段と、
    記記録ヘッドによる画像の記録が行われていない間に、前記記録媒体を前記走査方向と交差する搬送方向に搬送する搬送手段と、
    記搬送方向における長さが前記記録素子列の長さ以下である記録媒体上の第1領域に対して前記記録ヘッドのM(M≧1)回の走査で画像を記録する第1の記録方式を実行するか、前記第1領域に対して前記記録ヘッドのN(N>M)回の走査で画像を記録する記録方式であって前記記録ヘッドの1回の走査において駆動が許容される記録素子の数が前記第1の記録方式よりも少ない第2の記録方式を実行する実行手段と、
    前記貯留部のインクの残量に関する残量情報を取得する第1の取得手段と、
    前記第1の記録方式で画像を記録するための記録データに基づき、前記記録素子列を複数に分割することにより得られ且つ各々が連続して配列された複数の前記記録素子を含む複数のブロックそれぞれの前記搬送方向における長さに対応する前記記録媒体上の複数のブロック領域に対して前記記録ヘッドの1回の走査で付与するインクの量に関する付与量情報を取得する第2の取得手段と、
    を有するインクジェット記録装置であって、
    前記実行手段は、前記残量情報が示すインクの残量が所定の量未満である場合、前記付与量情報に基づき、前記複数のブロック領域の全てにおいて付与するインクの量が第1の量よりも少ない場合には前記第1の記録方式を実行し、前記複数のブロック領域のうち少なくとも1つのブロック領域において付与するインクの量が前記第1の量よりも多い場合には前記第1の記録方式に替えて前記第2の記録方式を実行することを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記第2の取得手段は、前記複数のブロック領域のそれぞれについて、前記記録ヘッドの1回の走査において単位面積あたりに付与するドット数を示す記録デューティを、前記付与量情報として取得することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記実行手段は、前記残量情報が示すインクの残量が前記所定の量よりも少なく、且つ、前記複数のブロック領域のうち少なくとも1つのブロック領域において取得された前記記録デューティが前記第1の量に対応する前記単位面積あたりのデューティ以上である場合であっても、当該ブロック領域に付与するドット数が所定の閾値よりも小さい場合には、前記第1の記録方式を実行することを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記実行手段は、前記第1領域に対して前記記録ヘッドのL(M<L<N)回の走査で画像を記録する記録方式であって前記記録ヘッドの1回の走査において駆動が許容される前記記録素子の数が前記第1の記録方式よりも少ない第3の記録方式を更に実行可能であり、
    前記実行手段は、前記残量情報が示すインクの残量が前記所定の量よりも多い場合、前記第1の記録方式と前記第3の記録方式のいずれかを実行することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記複数のブロックのそれぞれは、それぞれ複数の前記記録素子からなる前記N個の記録素子単位に分割され、
    前記第2の記録方式は、前記記録ヘッドの前記N回の走査のそれぞれにおいて前記N個の記録素子単位のうちの1つの記録素子単位に含まれる前記記録素子のみの駆動が許容される記録方式であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  6. M=1であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  7. M=2であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記第2の記録方式においては、前記搬送手段による前記記録媒体の搬送を行わずに前記第1領域に対する前記記録ヘッドの前記N回の走査が行われることにより画像が記録されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記第2の記録方式においては、前記第1領域に対する前記記録ヘッドの前記N回の走査が行われる間に、前記搬送手段による前記記録媒体の搬送が少なくとも1回行われることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置。
  10. N=4であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  11. 前記貯留部内のインクの残量を検出するための検出手段を更に有することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  12. 前記第1の取得手段は、前記検出手段により検出されたインクの残量が前記所定の量未満となる走査から、前記第1領域に対する走査の直前に行う走査までの複数回の走査において、インクの付与量の累計値に関する情報を取得することを特徴とする請求項11に記載のインクジェット記録装置。
  13. インクを吐出するために用いられるエネルギーを生成する複数の記録素子が所定方向に配列された記録素子列を有し、インクの貯留部から供給されるインクを用いて記録媒体上に画像を記録する記録ヘッドの、記録媒体に対する前記所定方向と交差する走査方向への走査と、前記記録ヘッドによる画像の記録が行われていない間に実行される前記走査方向と交差する搬送方向への前記記録媒体の搬送と、により前記記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
    記搬送方向における長さが前記記録素子列の長さ以下である記録媒体上の第1領域に対して前記記録ヘッドのM(M≧1)回の走査で画像を記録する第1の記録方式を実行する第1実行工程と、
    前記第1領域に対して前記記録ヘッドのN(N>M)回の走査で画像を記録する記録方式であって前記記録ヘッドの1回の走査において駆動が許容される記録素子の数が前記第1の記録方式よりも少ない第2の記録方式を実行する第2実行工程と、
    前記貯留部のインクの残量に関する残量情報を取得する第1の取得工程と、
    前記第1記録方式で画像を記録するための記録データに基づき、前記記録素子列を複数に分割することにより得られ且つ各々が連続して配列された複数の前記記録素子を含む複数のブロックそれぞれの前記搬送方向における長さに対応する前記記録媒体上の複数のブロック領域に対して前記記録ヘッドの1回の走査で付与するインクの量に関する付与量情報を取得する第2の取得工程と、
    を有し、
    前記残量情報が示すインクの残量が所定の量未満である場合、前記付与量情報に基づき、前記複数のブロック領域の全てにおいて付与するインクの量が第1の量よりも少ない場合には前記第1実行工程が実行され、前記複数のブロック領域のうち少なくとも1つのブロック領域において付与するインクの量が前記第1の量よりも多い場合には前記第1実行工程に替えて前記第2実行工程が実行されることを特徴とするインクジェット記録方法。
  14. 請求項13に記載のインクジェット記録方法の各工程を実行するためにコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
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