JP7423260B2 - インクジェット記録装置および制御方法 - Google Patents
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まず、図1乃至図16を参照しながら、本発明の第1実施形態によるインクジェット記録装置について説明する。図1は、本実施形態で使用するインクジェット記録装置1(以下、記録装置1)の内部構成図である。図において、x方向は水平方向、y方向(紙面垂直方向)は後述する記録ヘッド8において吐出口が配列される方向、z方向は鉛直方向をそれぞれ示す。
次に、図7を用いて本実施形態のインク循環系の流路構成を説明する。図7は、本実施形態のインクジェット記録装置1で採用するインク供給ユニット15を含むインク循環系の流路構成を示す図である。インク供給ユニット15は、インクタンクユニット14から供給されたインクを記録ヘッド8へ供給する。図7では、1色のインクについての構成を示しているが、実際にはこのような構成が、インク色ごとに用意されている。インク供給ユニット15は、基本的に図2で示したインク供給制御部209によって制御される。以下、インク供給ユニット15の各構成について説明する。
図8(a)は記録素子基板80aの一部を拡大した平面模式図であり、図8(b)は、図8(a)の断面線VIIIb-VIIIbにおける断面模式図である。記録素子基板80aには、インクが充填される圧力室85と、インクを吐出する吐出口86と、が設けられている。圧力室85において、吐出口86と対向する位置には記録素子84が設けられている。また、記録素子基板80aには、共通供給流路80bと接続する個別供給流路88と、共通回収流路80cと接続する個別回収流路89とが吐出口86毎に複数形成されている。
吐出部97では、インクを吐出する際には、記録素子84に駆動信号Vinが供給されて、記録素子84および振動板87が+Z方向と-Z方向とに変位する。このため、インクの吐出に際して吐出部97に振動が発生するとともに、インクの吐出後にも、インクの吐出時に生じた振動に起因する振動が残留する。以下、吐出部97においてインク吐出後に残留する振動を、「残留振動」と適宜に称する。
図2に示すように、記録ヘッド8には、記録素子基板80aにおける各吐出部97のインクの吐出によって生じる残留振動に基づいて残留振動信号を生成する検出回路902が設けられている。また、記録ヘッド8には、画像データに基づいてヘッドI/F206を介してプリントコントローラ202から出力される駆動信号Vinを各吐出部97に供給するか否かを切り替える供給回路904が設けられている。また、プリントエンジンユニット200には、検出回路902で生成された残留振動信号に基づいて、吐出部97におけるインクの吐出状態を判定可能な判定回路900が設けられている。
記録装置1では、検出回路902で生成された残留振動信号に基づいて、判定回路900において吐出部97における吐出状態を判定する判定処理を行う。具体的には、この判定処理では、各吐出部97におけるインクの吐出状態が良好(正常)であるか否か、つまり、各吐出部97において吐出異常が生じていないか否かを判定することとなる。本願明細書では、「吐出異常」とは、吐出部97におけるインクの吐出状態が異常となること、つまり、吐出部97からインクを正確に吐出することのできない状態の総称とする。
次に、判定回路900による吐出部における吐出異常の判定方法について説明する。一般的に、吐出部97に生じる残留振動は、吐出口86の形状、圧力室85に充填されたインクの重量、圧力室85に充填されたインクの粘度などにより決定される固有振動周波数を有する。そして、吐出異常の原因に応じて、残留振動の周波数または残留振動の振幅は、通常、下記のようになる。
との対応関係が示された表である。本実施形態では、振幅情報Info-Sと周期情報Info-Tとに基づいて、図11のように5つの判定情報Sttを生成する。具体的には、判定回路900は、周期情報Info-Tの示す時間長NTcを、閾値Tth1、閾値Tth2、閾値Tth3の一部または全部と比較することで、対象吐出部における吐出状態を判定し、当該判定の結果を示す判定情報Sttを生成する。
本実施形態では、記録装置1は、記録処理中にインクを循環させることで、例えば、使用頻度の少ない吐出口近傍のインクの増粘を防止するようにしている。また、記録装置1は、上記ワイピング処理以外に、圧力室85を含む循環経路におけるインクの循環や、吐出口86からのインクの吐出を伴う吐出部97における吐出状態の判定を行うことで、吐出部97において生じたインクの吐出異常を解消するようにしている。
図12(a)は、第1記録処理の詳細な処理内容を示すフローチャートである。第1記録処理が開始されると、まず、インクの循環を開始する(S1202)。S1202では、プリントコントローラ202が、インク供給制御部209とヘッドI/F206とを介して、各インクについて、循環経路におけるインクの循環を実行する。次に、記録媒体への記録を行う記録動作を実行する(S1204)。S1204では、プリントコントローラ202が、ヘッドI/F206、搬送制御部207、およびヘッドキャリッジ制御部208を制御して、記録媒体を搬送するとともに当該記録媒体に対して記録する記録動作を実行する。その後、記録動作が終了したか否かを判定し(S1206)、記録動作が終了したと判定されると、インクの循環を停止して(S1208)、第1記録処理を終了する。即ち、S1208では、プリントコントローラ202が、インク供給制御部209とヘッドI/F206とを介して、各インクについて、循環経路におけるインクの循環を停止する。
図12(b)は、第2記録処理の詳細な処理内容を示すフローチャートである。この第2記録処理では、吐出部97の吐出状態に基づいて、記録ヘッド8全体のインクの吐出状態を判定した後に、記録動作を実行することとなる。なお、吐出部97の吐出状態を判定する際、インクの循環動作を実行すると、吐出口86近傍に循環流が生じるなどして、吐出部97における残留振動の検出精度にばらつきが生じる。このため、第2記録処理では、記録ヘッド8におけるインクの吐出状態を判定する際にインクを循環しない。即ち、本実施形態では、プリントコントローラ202が、記録ヘッド8におけるインクの吐出状態の判定と、インクの循環と、を並行して実行させないように制御する制御部として機能している。
図13は、第3記録処理の詳細な処理内容を示すフローチャートである。この第3記録処理では、記録動作中の所定のタイミングで、記録ヘッド8のインクの吐出状態を判定することとなる。第3記録処理では、第2記録処理と同様に、吐出部97における残留振動の検出精度のばらつきを生じさせないために、記録ヘッド8におけるインクの吐出状態の判定と、インクの循環とを、並行して実行しない。
上記した第1記録処理、第2記録処理、および第3記録処理において実行する、記録ヘッドの吐出状態を判定するための方法としては、例えば、下記の第1判定方法、第2判定方法、または第3判定方法の3つの判定方法を用いることができる。より詳細には、まず、判定処理により、各吐出部97におけるインクの吐出状態を判定し、次に、この判定の結果に基づいて、下記のいずれかの判定方法により、記録ヘッド8におけるインクの吐出状態を判定することとなる。
第1判定方法においては、プリントコントローラ202が、判定回路900から出力された判定情報に基づいて、吐出異常と判定された吐出部97の数を取得し、当該数に基づいて、記録ヘッド8全体のインクの吐出状態の良否を判定する。例えば、記録ヘッド8として、記録素子基板80aに対応するチップ15個を直列的に配列し、個々のチップに5色のインクを吐出可能な吐出部97がインク色ごとに1024個ずつ形成されている記録ヘッドを想定する。5色のインクは、ブラック(K1、K2)、シアン(C)、マゼンタ(M)、およびイエロー(y)のインクとする。なお、上記したように吐出部97は、記録素子84、圧力室85、吐出口86などを含む。この記録ヘッド8における吐出部97の総数は、76800(5×1024×15)個となる。
第2判定方法においては、記録ヘッド8におけるチップ(記録素子基板80a)単位での、吐出異常と判定された吐出部97の数に基づいて、記録ヘッド8全体のインクの吐出状態の良否を判定する。上述した第1判定方法の場合と同様に、記録ヘッド8として、記録素子基板80aに対応するチップ15個を直列的に配列し、個々のチップに5色のインクを吐出可能な吐出部97がインク色ごとに1024個ずつ形成されている記録ヘッドを想定する。
第3判定方法においては、予め吐出異常と判定されて記憶されている吐出部97を除外し、新たに吐出異常と判定された吐出部97の数に基づいて、記録ヘッド8全体のインクの吐出状態の良否を判定する。第3判定方法では、これまでの回復動作によって吐出異常を回復(解消)できない吐出部97を異常判定吐出部として記憶しておき、こうした異常判定吐出部を、記録ヘッド8全体のインクの吐出状態の良否を判定する対象から外す。これにより、回復動作によって記録を行うことができない時間を短縮することができる。異常判定吐出部は、例えば、コントローラユニット100のROM107、あるいは、プリントエンジンユニット200のROM203などに記憶される。
次に、図17を参照しながら、第2実施形態によるインクジェット記録装置について説明する。なお、以下の説明では、上記した第1実施形態と同一あるいは相当する構成については、第1実施形態で用いた符号と同一の符号を用いることにより、その詳細な説明を省略する。
次に、図18を参照しながら、第3実施形態によるインクジェット記録装置について説明する。なお、以下の説明では、上記した第1実施形態と同一あるいは相当する構成については、第1実施形態で用いた符号と同一の符号を用いることにより、その詳細な説明を省略する。
なお、上記した実施形態は、以下の(1)乃至(9)に示すように変形してもよい。
84 記録素子(圧電素子)
202 プリントコントローラ
209 インク供給制御部
900 判定回路
Claims (16)
- 電位変化に応じて変位する圧電素子によってインクを吐出する複数の吐出部を備えた記録手段と、
前記記録手段を含む循環経路においてインクの循環を実行可能な循環手段と、
前記吐出部からインクを吐出させ、インクの吐出によって前記吐出部に生じた残留振動を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した残留振動に基づいて前記吐出部におけるインクの吐出状態を判定する判定手段と、
前記検出手段による残留振動の検出と、前記循環手段による循環とを並行して実行させないよう制御する制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記制御手段は、前記判定手段による判定と、前記循環手段による循環とを並行して実行させないように制御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。
- 前記制御手段は、吐出異常と判定された前記吐出部の数を示す値に基づいて、前記判定手段および前記循環手段を用いた回復動作を実行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。
- 前記制御手段は、吐出異常と判定された前記吐出部の数の、前記吐出部の総数に対する割合を示す値に基づいて、前記判定手段および前記循環手段を用いた回復動作を実行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。
- 前記制御手段は、前記値が第1の値以下であると、前記判定手段による判定を実行し、
前記値が第1の値よりも大きい第2の値以下であると、前記循環手段によるインクの循環を実行することを特徴とする請求項3または4に記載のインクジェット記録装置。 - 前記値が前記第1の値以下であると、その大きさに応じて、実行する判定の回数が異なることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録装置。
- 前記値が前記第1の値を超え、かつ、前記第2の値以下であると、その値に応じて、実行するインクの循環の時間が異なることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。
- 前記制御手段は、前記記録手段の吐出状態の判定回数に基づいて回復動作を実行し、
前記判定回数が設定回数を超えていないと、前記判定手段による判定を実行して前記記録手段の吐出状態の判定を実行し、前記判定回数が前記設定回数を超えていると、前記循環手段によるインクの循環を実行する
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。 - 前記制御手段は、前記吐出部の吐出状態の判定回数に基づいて回復動作を実行し、
前記判定回数が設定回数を超えていないと、判定の対象となる前記吐出部に対して前記判定手段による判定を実行し、前記判定回数が前記設定回数を超えていると、前記吐出部を含む循環経路において前記循環手段によるインクの循環を実行する
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。 - 前記循環手段によるインクの循環は、前記設定回数を超えた前記判定回数に応じて、その時間を変更することを特徴とする請求項8または9に記載のインクジェット記録装置。
- 装置起動時に、前記判定手段による判定を実行し、該判定の結果に基づく前記回復動作を実行することを特徴とする請求項3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。
- 前記判定手段による判定の際には、前記制御手段は前記循環手段により、判定の対象となる前記吐出部で生じた前記残留振動の検出精度に影響が生じない循環経路におけるインクの循環を限定的に実行させることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記循環手段によるインクの循環を実行しているときに、前記判定手段による判定を実行するタイミングとなると、前記制御手段は、前記循環手段によりインクの循環を停止し、所定の時間が経過した後に、前記判定手段により前記吐出部におけるインクの吐出状態の判定を行うことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 電位変化に応じて変位する圧電素子によってインクを吐出する複数の吐出部を備えた記録手段と、
前記記録手段を含む循環経路においてインクの循環を実行可能な循環手段と、
前記吐出部からインクを吐出させ、インクの吐出によって前記吐出部に生じた残留振動を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した残留振動に基づいて前記吐出部におけるインクの吐出状態を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定を行うタイミングに基づいて、前記循環手段がインクを循環するタイミングを制御する制御手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記記録手段は、前記吐出部から吐出するインクが供給され、前記圧電素子と対向する空間である圧力室を有し、
前記循環手段は、前記記録手段の前記圧力室を含む前記循環経路においてインクの循環を実行可能であることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。 - 電位変化に応じて変位する圧電素子によってインクを吐出する複数の吐出部を備えた記録手段と、
前記記録手段を含む循環経路においてインクの循環を実行可能な循環手段と、
を備えたインクジェット記録装置の制御方法であって、
前記吐出部からインクを吐出させ、インクの吐出によって前記吐出部に生じた残留振動を検出する検出工程を有し、
前記検出工程を行うときには前記循環手段によるインクの循環を実行しない
ことを特徴とする制御方法。
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