JPH09201967A - Ink jet recording method and ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recording method and ink jet recorder

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JPH09201967A
JPH09201967A JP1228996A JP1228996A JPH09201967A JP H09201967 A JPH09201967 A JP H09201967A JP 1228996 A JP1228996 A JP 1228996A JP 1228996 A JP1228996 A JP 1228996A JP H09201967 A JPH09201967 A JP H09201967A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
recording
ejection
recording operation
time
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1228996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Doi
健 土井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH09201967A publication Critical patent/JPH09201967A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the running cost by detecting an acoustic signal produced from a bubble, controlling the recording operation based on the decision results of ejecting state of ink and discharging only thickened ink in a nozzle at the time of preliminary ejecting or replacing ink thereby reducing the quantity of ink to be discharged. SOLUTION: A piezoelectric electroacoustic converter 40 is fixed closely to a heating element in order to detect a sound wave produced from a bubble heated by the heating element and the detected sound wave is fed through an amplifier 41 to a comparator 42. A ejecting state decision unit 45 decides the ejecting state based on the output from comparartor 42 and delivers a preliminary ejecting sustention signal to a recording operation controller 43 when the ink ejecting state is normal otherwise delivers a stop signal. Since only a thickened ink in each liquid channel can be ejected surely regardless of the environmental fluctuation or the difference in the extent of evaporation of volatile component in the ink, quantity of ink can be reduced at the time of preliminary ejecting.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録方法及びインクジェット記録装置に係り、特に熱エネ
ルギーを用いてインク吐出を行う技術に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet recording method and an inkjet recording apparatus, and more particularly to a technique for ejecting ink by using thermal energy.

【従来の技術】インクジェット記録装置は、印字品位結
果の良好さ、記録動作の速さ、動作時の静粛性などの多
くの利点があるために、主流であったワイヤドットプリ
ンタに代えて近年多く使われるようになってきた、とり
わけ、本願出願人になる、熱エネルギーを用いてインク
を発泡させ、その瞬時に発生した圧力によってインク吐
出を行うバブルジェット方式(以下、BJ方式と呼称す
る)は、高密度のマルチノズルによるオンデマンド記録
が可能であることからインクジェット記録方式の主流と
なっている。しかしながら、このBJ方式には特有の以
下の技術的課題がある。
2. Description of the Related Art Ink jet recording apparatuses have many advantages in recent years in place of wire dot printers, which have been the mainstream, because they have many advantages such as good print quality results, recording operation speed, and quietness during operation. The bubble jet method (hereinafter, referred to as BJ method) that has come to be used, in particular, is the applicant of the present application, in which the ink is foamed by using heat energy and the ink is ejected by the pressure generated instantaneously, Since it is possible to perform on-demand recording with a high density multi-nozzle, it is the mainstream of the inkjet recording method. However, there are the following technical problems peculiar to this BJ method.

【0002】即ち、第1の技術的課題として、ノズル内
にインクが充填された状態のままで、インクを吐出させ
ない状態が長期間に渡り続くと、インク吐出口を介して
からインク中の揮発成分である水、低分子量のアルコー
ル類等が徐々に蒸発して、ノズル内のインクの粘度が上
昇してしまう。この結果、ノズル内をインクが流れる際
の流路抵抗が増加してしまい、インクを吐出させるため
に熱エネルギーを用いてインク気泡を生成させても、イ
ンクを吐出することが難くなる。
That is, as a first technical problem, if the state where the ink is not filled in the nozzle and the ink is not discharged continues for a long period of time, the volatilization of the ink from the ink discharge port starts. The components such as water and low molecular weight alcohols gradually evaporate, and the viscosity of the ink in the nozzle increases. As a result, the flow path resistance when the ink flows in the nozzle increases, and it is difficult to eject the ink even if the ink bubbles are generated by using thermal energy to eject the ink.

【0003】このことは、インクの吐出速度の低下を招
き、吐出インクの飛翔方向が所定の方向からズレやすく
なり、インク着弾位置が所定の位置からずれてしまった
り、吐出量自体も減少することになり、所定の画像濃度
が得られなくなる虞がある。また、さらに揮発成分の蒸
発が進行すると、ついにはインク中に気泡を生成させて
もインクが吐出しない状態に陥る。
This leads to a decrease in ink ejection speed, the ejection direction of ejected ink tends to deviate from a predetermined direction, the ink landing position deviates from a predetermined position, and the ejection amount itself decreases. Therefore, there is a possibility that a predetermined image density cannot be obtained. Further, when the evaporation of the volatile components further progresses, the ink is not ejected even if bubbles are generated in the ink.

【0004】以上をまとめると、 1)非記録状態が長時間続いた後に記録動作を再開しよ
うとしてもインクが増粘しているために正常に吐出しな
い。増粘が極めて進行している時には全く吐出しない。 2)記録動作中において、画像データ如何では長時間に
渡りインクを吐出させない状態となるノズルが一部でき
ることになるが、このようなノズルにおいてもインクが
増粘することになるので、この後に、画像データに従っ
て印字信号が入力されてもインクが正常に吐出しなくな
ることがある。増粘が極めて進行しているときには全く
吐出しなくなる。
To summarize the above, 1) Even if the recording operation is restarted after the non-recording state continues for a long time, the ink is not viscous because it is thickened. When the thickening is extremely advanced, no ejection is performed. 2) During the recording operation, some nozzles will be in a state where ink is not ejected for a long time depending on the image data. However, since the ink also thickens in such nozzles, after this, Even if a print signal is input according to the image data, the ink may not be ejected normally. When the thickening is extremely advanced, the ejection is completely stopped.

【0005】これらに対しては、以下の対策が施されて
いる。
The following measures have been taken against these problems.

【0006】先ず、1)に対しては、吐出口からのイン
クの揮発成分の蒸発を抑えるべく、非記録動作時にはノ
ズル先端に対してキャップを当接した状態にして、吐出
口からのインクの揮発成分の蒸発を防止している。この
方法により、揮発成分の蒸発速度を遅くするようにし
て、湿度の高い我が国では十分な乾燥防止ができるよう
にしている。しかし、湿度の低い諸外国において、長期
間に渡り使用しない場合では、揮発成分の蒸発が進行し
てインクの粘度が上昇することがあるので、このような
場合には、キャップを介してインクを吸引したり、イン
ク供給系からインクを加圧する等して、ノズル内のイン
クを新鮮なものに置換することで対応している。
To solve the problem 1), in order to suppress evaporation of volatile components of the ink from the ejection port, the cap is brought into contact with the tip of the nozzle during non-recording operation, and the ink from the ejection port is discharged. Prevents evaporation of volatile components. By this method, the evaporation rate of volatile components is slowed down, and in Japan where the humidity is high, sufficient drying prevention can be performed. However, in countries with low humidity, if the ink is not used for a long period of time, the volatile components may evaporate and the viscosity of the ink may increase.In such a case, the ink should be removed through the cap. The ink in the nozzle is replaced with a fresh one by sucking or pressurizing the ink from the ink supply system.

【0007】しかしながら、上記のようにインクを置換
することは大量のインクを消費するために、これを頻繁
に行うことは好ましくない。そこで、インク中の揮発成
分の蒸発によってインクが吐出しなくならないようにす
るために、所定時間毎に予備的にインクの吐出を行な
い、成分の変化したインクをノズルの外部に排出して、
常にインクを吐出可能な状態に保つ記録方法が行われて
いる(これを対策1aと呼ぶ)。
However, since replacing the ink as described above consumes a large amount of ink, it is not preferable to do this frequently. Therefore, in order to prevent the ink from being ejected due to the evaporation of volatile components in the ink, the ink is preliminarily ejected at predetermined time intervals, and the ink with the changed component is ejected to the outside of the nozzle,
A recording method is always used in which ink is always ejectable (this is called Countermeasure 1a).

【0008】この対策1aは、上記のようにインクを置
換する方法に比べて、1回の動作で排出されるインク量
が非常に少ないという利点がある。
The countermeasure 1a has an advantage that the amount of ink discharged in one operation is very small as compared with the method of replacing ink as described above.

【0009】また、所定時間に達しなくても、記録動作
が再開されるときには、記録動作を開始する直前にも予
備吐出を行い更に記録画像の品位を適正に保つ方法も行
われている(これを対策1a+と呼ぶ)。
Further, when the recording operation is restarted even if the predetermined time has not been reached, a method is also used in which preliminary ejection is performed immediately before the recording operation is started to further maintain the quality of the recorded image appropriately (this). Is called Measure 1a +).

【0010】また、2)に対しては、被記録媒体上を記
録ヘッドが所定回数分スキャンする毎に、記録ヘッドを
非記録領域にまで退避させて、この非記録領域において
インク予備吐出を行うようにして、インク粘度を適正な
状態にした後に、記録動作を再開して適当な画像記録状
態を維持する方法が行われいる。しかし、この方法によ
れば、画像記録のスループットが低下する場合もあるの
で、各ノズルのインク吐出履歴を記憶しておき、所定時
間以上に渡りインクを吐出させていない状態のノズルが
発生した時にのみ、記録ヘッドを非記録領域に退避させ
て、この領域においてインク予備吐出を行い、インク粘
度を適正な状態にした後に、記録動作を再開する方法が
行われてきた(これを対策1bと呼ぶ)。
With respect to 2), every time the print head scans the print medium a predetermined number of times, the print head is retracted to a non-print area, and preliminary ink ejection is performed in this non-print area. In this way, after the ink viscosity has been adjusted to an appropriate state, the recording operation is restarted to maintain an appropriate image recording state. However, according to this method, the throughput of image recording may decrease, so that the ink ejection history of each nozzle is stored and when there is a nozzle that has not ejected ink for a predetermined time or longer. Only, the method of retreating the recording operation after retracting the recording head to the non-recording area, preliminarily ejecting the ink in this area to bring the ink viscosity to an appropriate state has been performed (this is called Countermeasure 1b). ).

【0011】この対策1bによれば、所定回数スキャン
する毎に、インク予備吐出を行う方法よりも、排インク
の量は節約できることになり、あわせて画像記録のスル
ープットの低下も低減できるようになる。
According to this measure 1b, the amount of discharged ink can be saved more than the method of performing preliminary ink ejection each time a predetermined number of scans are performed, and the reduction in the throughput of image recording can also be reduced. .

【0012】第2の技術的課題として、記録動作中にお
いて、以下のような突発的な吐出異常が起こり、そのた
め適正な画像記録が維持できなくなることがある。
A second technical problem is that during the recording operation, the following abrupt discharge abnormality occurs, which makes it impossible to maintain proper image recording.

【0013】1)吐出口付近がインクで濡れてしまい、
これに吐出されるインクが捉えられてしまいインク不吐
出状態になる。
1) The vicinity of the discharge port gets wet with ink,
The ejected ink is captured and the ink is not ejected.

【0014】2)泡やゴミ詰まり状態で、または多数ノ
ズルを同時に高デューティで起動したときなどにおい
て、ノズルへのインク供給不足が生じてしまい、ノズル
がインクで完全に充填されない状態のままで気泡を生成
させることになる結果、インク吐出が異常になる。
2) Insufficient ink supply to the nozzles when bubbles or dust are clogged, or when a large number of nozzles are simultaneously activated with a high duty, and bubbles are left without being completely filled with ink. As a result, the ink ejection becomes abnormal.

【0015】3)記録動作中において、インクが完全に
消費されてエンプティ状態になってしまい画像記録の途
中から記録が不可能となる。
3) During the recording operation, the ink is completely consumed and the empty state occurs, so that the recording becomes impossible from the middle of the image recording.

【0016】これらの技術的課題に対しては、以下のよ
うな対策が施されている。
The following measures have been taken against these technical problems.

【0017】1)に対しては、記録媒体上を数回スキャ
ンする毎に記録ヘッドの吐出口面を柔軟な部材を用いて
拭きとり、吐出口に付着したインクを除去する(これを
対策2aと呼ぶ)。
For 1), every time the recording medium is scanned several times, the ejection port surface of the recording head is wiped with a flexible member to remove the ink adhering to the ejection port (this is countermeasure 2a). Called).

【0018】2)に対しては、記録ヘッドのインク内の
ゴミをフィルターで除去してから供給したり、泡が溜ま
りにくい構造にしたり、高デューティ駆動時にもインク
の供給が間に合うようにするために液室に弾性部材を設
ける(これを対策2bと呼ぶ)。
For 2), in order to supply dust after removing the dust in the ink of the recording head with a filter, to make it difficult for bubbles to accumulate, and to make the ink supply in time even at high duty driving. An elastic member is provided in the liquid chamber (this is called countermeasure 2b).

【0019】3)インクタンクまたは記録ヘッドにイン
ク残量検出装置を設けておき、これによりインク残量検
出を行い、完全になくなってしまう前に記録を停止し、
ユーザーに警告を出し、インクカートリッジの交換また
はインクカートリッジと一体構造の記録ヘッドを交換す
るように促す(これを対策2cと呼ぶ)。
3) An ink remaining amount detecting device is provided in the ink tank or the recording head to detect the ink remaining amount, and stop recording before the ink completely disappears,
A warning is issued to the user and the user is urged to replace the ink cartridge or the recording head integrated with the ink cartridge (this is called countermeasure 2c).

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】上述の各対策により正
常な使用環境下において十分に仕様を満足しているが、
より厳しい仕様を満足させるためには以下の問題点を解
決する必要がある。即ち 1)対策1a,1a+における問題として、所定時間毎
に予備吐出を行い、全てのノズルを確実にインクの吐出
が可能な状態にしておくためには(対策1a)、予備吐
出を行う時間間隔(以下、予備吐間隔)を、インクの吐
出を停止してから蒸発、増粘によってインクが吐出しな
くなるまでの時間(以下、吐出可能待機時間)を最も短
い環境条件に合わせて設定する必要がある。また更に、
各ノズルにおける増粘インクを吐出させる回数もこの条
件下において、ノズル内の増粘インクが十分に排出され
る回数に設定しなければならない。
According to the above-mentioned measures, the specifications are sufficiently satisfied under the normal use environment.
The following problems must be solved in order to satisfy more stringent specifications. That is, 1) As a problem in Countermeasures 1a and 1a +, in order to perform the preliminary ejection at every predetermined time so that all the nozzles can surely eject the ink (Countermeasure 1a), the time interval for performing the preliminary ejection is (Hereinafter, the preliminary ejection interval) needs to be set in accordance with the shortest environmental condition for the time from the ejection of the ink is stopped until the ink is no longer ejected due to evaporation and thickening (hereinafter referred to as the ejection possible standby time). is there. Furthermore,
The number of times the thickened ink is ejected from each nozzle must be set to the number of times that the thickened ink in the nozzle is sufficiently discharged under this condition.

【0021】このようにすると、高湿環境下などインク
中の揮発成分の蒸発が遅い場合は、ノズル内のインク増
粘が余り進行していない場合であっても、インク予備吐
出を行うことになる。このときに、上記の回数でノズル
内のインクを吐出させると増粘していないインクまでで
大量に排出することになる。
By doing so, when the evaporation of the volatile components in the ink is slow, such as in a high humidity environment, the preliminary ink ejection is performed even if the ink thickening in the nozzle has not progressed so much. Become. At this time, if the ink in the nozzle is ejected in the above-mentioned number of times, a large amount of even the non-viscosified ink will be ejected.

【0022】更に、記録動作終了後の1回目の予備吐出
は、記録動作終了前に低デューティでインクを吐出させ
ていたノズル(最も極端には記録動作終了前のある程度
の時間全くインクを吐出させていなかったノズル)吐出
可能待機時間以内で予備吐出を行う必要があるが、この
時、記録動作終了前まで高デューティでインクを吐出し
ていたノズルでは前述の蒸発の遅い環境下での予備吐出
と同様に増粘していないインクが大量に捨てられること
になる。
Further, in the first preliminary ejection after the printing operation is completed, the nozzles which ejected the ink at a low duty before the completion of the recording operation (the most extreme is the ejection of the ink for a certain period of time before the completion of the recording operation). Nozzles that have not been ejected) It is necessary to perform preliminary ejection within the waiting time for ejection, but at this time, the nozzle that ejected ink with a high duty until the end of the recording operation does the preliminary ejection in the environment with the slow evaporation described above. Similarly, a large amount of ink that has not thickened will be discarded.

【0023】また、記録開始直前に予備吐出を行う際
(対策1a+)にも、予備吐出動作からあまり時間が経
過していないときには、必要以上の回数でインクを吐出
させることになるので、記録動作に入るまでの時間が長
くなる。
Further, even when the preliminary ejection is performed immediately before the start of the recording (Countermeasure 1a +), if the time has not elapsed much after the preliminary ejection operation, the ink is ejected more times than necessary, so the recording operation is performed. It takes a long time to enter.

【0024】従って、対策1a+によれば、適正な画像
記録に十分使用可能なインクが記録に使われずに捨てら
れることになるので、ランニングコストが高くなり、ま
た予備吐出動作で気泡を生成させる回数が多くなるので
ヒータ寿命が短くなることもある。また更に、消費電力
が大きくなり、記録動作再開までの時間が長くなり、画
像記録のスループットが低下することもある。
Therefore, according to the measure 1a +, since the ink sufficiently usable for proper image recording is not used for recording and is discarded, the running cost becomes high, and the number of times bubbles are generated in the preliminary ejection operation is increased. As a result, the life of the heater may be shortened. Furthermore, the power consumption increases, the time until the recording operation restarts increases, and the image recording throughput may decrease.

【0025】2)対策1bにおける問題点として、各ノ
ズルの吐出履歴を記憶することによって、インクを吐出
させない時間を把握し、これが所定の時間を越えないよ
うに予備吐出を行い、全てのノズルを確実にインクの吐
出が可能な状態にしておくためには、予備吐間隔を、イ
ンクの吐出を停止してから蒸発、増粘によってインクが
吐出しなくなるまでの時間(以下、吐出可能待機時間)
を最も短い環境条件に合わせて設定する必要がある。ま
た更に、各ノズルにおける増粘インクを吐出させる回数
もこの条件下において、ノズル内の増粘インクが十分に
排出される回数に設定しなければならない。
2) As a problem in Countermeasure 1b, by storing the ejection history of each nozzle, the time when ink is not ejected is grasped, and preliminary ejection is performed so that this does not exceed a predetermined time, and all nozzles are ejected. In order to ensure that ink can be ejected reliably, the preliminary ejection interval is the time from when ink ejection is stopped until the ink is no longer ejected due to evaporation and viscosity increase (hereinafter, ejection possible standby time).
Should be set according to the shortest environmental conditions. Furthermore, the number of times the thickened ink is ejected from each nozzle must be set to the number of times that the thickened ink in the nozzle is sufficiently discharged under this condition.

【0026】このようにすると、高湿環境下などにおい
てインク中の揮発成分の蒸発が遅い場合は、ノズル内の
インクの増粘があまり進行していないときに予備吐出を
行うことになる。このとき、上記の回数でノズル内のイ
ンクを吐出させると増粘していないインクまで大量に排
出することになる。
In this way, when the evaporation of the volatile components in the ink is slow in a high humidity environment, the preliminary ejection is performed when the viscosity of the ink in the nozzle has not progressed so much. At this time, if the ink in the nozzle is ejected in the above-mentioned number of times, a large amount of ink that has not been thickened will be ejected.

【0027】従って、対策1bによれば、適正な画像記
録にとって使用可能なインクが記録に使われずに捨てら
れることになり、ランニングコストが高くなり、予備吐
出動作で気泡を生成させる回数が多くなりヒータ寿命が
短くなり、消費電力が大きくなる場合もある。そして、
記録動作再開までの時間が長くなり画像記録のスループ
ットが低下する場合もある。
Therefore, according to measure 1b, the ink that can be used for proper image recording is not used for recording and is discarded, which increases the running cost and increases the number of times bubbles are generated in the preliminary ejection operation. The heater life may be shortened and power consumption may be increased. And
In some cases, the time until the recording operation is restarted becomes long and the throughput of image recording is reduced.

【0028】3)対策2aにおける問題点としては、 a)画像記録を頻繁に中断し吐出口面のクリーニングを
行うと、画像記録のスループットが低下する。
3) Problems in Countermeasure 2a are: a) If image recording is frequently interrupted and the ejection port surface is cleaned, the image recording throughput decreases.

【0029】b)記録ヘッドの吐出口面を頻繁に部材で
拭きとるようにすると、吐出口面に形成されている破水
材がはがれたり、傷付きなどが発生して、吐出口の形状
が変わり、吐出インクの「よれ」等が起こりやすくなる
場合がある。
B) When the ejection port surface of the recording head is frequently wiped with a member, the water rupturable material formed on the ejection port surface may be peeled off or scratched, resulting in a change in the ejection port shape. In some cases, “wrinkling” of the ejected ink may occur easily.

【0030】c)インクぬれによる突発的な不吐出が起
こる確率を減らすことはできるが原理的に「ゼロ」には
できない。
C) The probability of accidental ejection failure due to ink wetting can be reduced, but in principle it cannot be "zero".

【0031】d)一旦不吐出が起こり、乱れてしまった
画像は修復できない。
D) It is impossible to restore an image that has been disturbed once due to ejection failure.

【0032】4)対策2bにおける問題点としては、対
策2bは現象の起こる確率を低くするだけで根本的に起
こらなくしている分けではない。更に、一旦現象が起こ
ってしまうと積極的に解決することもできず、ユーザが
画像を見て、適宜ノズルの回復動作を行う等によって対
処するしかなかった。また、一旦乱れた画像は修復でき
ない。
4) The problem with the countermeasure 2b is that the countermeasure 2b does not fundamentally prevent the phenomenon from happening, only by lowering the probability of occurrence of the phenomenon. Further, once the phenomenon occurs, it cannot be positively solved, and the user can only deal with it by looking at the image and appropriately performing a nozzle recovery operation. Also, an image that has once been disturbed cannot be restored.

【0033】5)対策2cにおける問題点としては、対
策2cによると、まだインクカートリッジまたは記録ヘ
ッドにインクが残っているにもかかわらず、新しいイン
クカートリッジまたは記録ヘッドと交換することにな
り、結局、インクカートリッジに入っていたインクの内
かなりの量のインクが記録に使われずに捨てられるの
で、ランニングコストが高くなる。
5) As a problem with the measure 2c, according to the measure 2c, the ink is replaced with a new ink cartridge or the recording head even though the ink remains in the ink cartridge or the recording head. Since a considerable amount of the ink contained in the ink cartridge is not used for recording and is discarded, the running cost becomes high.

【0034】したがって、本発明は上述の各対策におけ
る問題点に鑑みてなされたものであり、良好な画像記録
状態を維持しつつ、予備吐出による廃インク量を減らす
ことで、ランニングコストの低減と、ヒータの高寿命化
と、消費電力の低減と、画像記録のスループットの向上
を達成することができ、さらに吐出口のインクぬれによ
る不吐出や、ノズルのごみ詰まり、泡溜り等による異常
吐出、インク切れなどによる画像記録中に生じる突発的
な異常吐出による画像劣化を防止することができるイン
クジェット記録方法及びインクジェット記録装置の提供
を目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the problems in each of the above-mentioned measures, and the running cost can be reduced by reducing the amount of waste ink by preliminary ejection while maintaining a good image recording state. , Longer life of heater, reduction of power consumption and improvement of throughput of image recording can be achieved. Further, non-ejection due to ink wetting at ejection port, abnormal ejection due to nozzle clogging, bubble accumulation, etc. An object of the present invention is to provide an inkjet recording method and an inkjet recording apparatus capable of preventing image deterioration due to sudden abnormal ejection that occurs during image recording due to ink shortage or the like.

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために本発明によれば、エネルギー発生
素子からインク中にエネルギーを投入することによって
インク中に気泡を生成させ、その時発生する圧力によっ
て記録ヘッドからインクを吐出させ、対向する非記録媒
体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記
気泡から発生した音響信号を検出する音響信号検出手段
と、該音響信号検出手段により検出された音響信号から
インクの吐出状態を判断する吐出状態判定装置と、該吐
出状態判定装置によって得られたインクの吐出状態に基
づいて記録動作を制御することによって、予備吐出時ま
たはインク置換時にノズル内の増粘したインクのみを排
出すること及び、記録動作中の突発的な不吐出の発生を
検出し、適宜記録ヘッドを回復した後に吐出異常の生じ
た画素から印字を再開することが可能となる。
Means for Solving the Problems The above-mentioned problems are solved,
To achieve the object, according to the present invention, energy is input into the ink from the energy generating element to generate bubbles in the ink, and the pressure generated at that time causes the ink to be ejected from the recording head to face the non-recording surface. In an ink jet recording apparatus for recording on a medium, an acoustic signal detecting means for detecting an acoustic signal generated from the bubble, and an ejection state determining device for determining an ejection state of ink from the acoustic signal detected by the acoustic signal detecting means. By controlling the recording operation based on the ejection state of the ink obtained by the ejection state determination device, only the thickened ink in the nozzle is discharged at the time of preliminary ejection or ink replacement, and during the recording operation, After detecting the occurrence of sudden non-ejection and recovering the print head appropriately, printing is started from the pixel with the ejection abnormality. It is possible to open.

【0035】これによって、良好な画像記録状態を維持
しながら、廃インク量を減らし、ランニングコストの低
減と、吐出ヒータの高寿命化、消費電力の低減、画像記
録のスループットの向上を達成すること、及び、吐出口
のインクぬれによる不吐出や、ノズルのごみ詰まり、泡
溜り等による異常吐出、インク切れなどによる画像記録
中に生じる突発的な異常吐出による画像劣化を防止し常
に適正な画像記録状態を維持することが可能となる。ま
た、それと同時にインクを最後まで使い切ることが可能
となる。
With this, the amount of waste ink is reduced, the running cost is reduced, the life of the discharge heater is extended, the power consumption is reduced, and the throughput of image recording is improved while maintaining a good image recording state. In addition, non-ejection due to ink wetting at the ejection port, abnormal ejection due to nozzle clogging, foam accumulation, etc., image deterioration due to sudden abnormal ejection that occurs during image recording due to ink shortage, etc., and always proper image recording It becomes possible to maintain the state. At the same time, the ink can be used up to the end.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態でについ
て、BJ方式のインクジェット記録装置への適用例であ
って、被記録媒体の移送方向に対して垂直方向に記録ヘ
ッドを走査するシリアル記録方式のプリンタについて添
付図を参照して、予備吐出に適用した場合について述べ
る先ず、図1は記録装置全体の概略構成を示した外観斜
視図であり、1Aはイエローの色インクを吐出する記録
ヘッド1Aとマゼンタの色インクを吐出する記録ヘッド
1Bとシアンの色インクを吐出する記録ヘッド1Cとブ
ラックの色インクを吐出する記録ヘッド1Dが並設され
ており、記録ヘッド1A,1B,1C及び1Dは図中の
矢印方向に駆動されるキャリッジ2上に設置されてい
る。また、これらの記録ヘッド1A,1B,1C及び1
Dは、それぞれのインクの供給源となるインク収容部を
一体としており、使い捨てのディスポーザブルタイプと
なっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The following is an example of application of the present invention to an inkjet recording apparatus of the BJ system, in which serial recording is performed by scanning a recording head in a direction perpendicular to the transfer direction of a recording medium. First, FIG. 1 is an external perspective view showing a schematic configuration of the entire recording apparatus, and FIG. 1A is a recording head that ejects yellow color ink. 1A and a recording head 1B for ejecting magenta color ink, a recording head 1C for ejecting cyan color ink, and a recording head 1D for ejecting black color ink are arranged in parallel, and recording heads 1A, 1B, 1C and 1D are arranged. Is installed on the carriage 2 driven in the direction of the arrow in the figure. Also, these recording heads 1A, 1B, 1C and 1
D is a disposable type, which is integrated with an ink containing portion serving as a supply source of each ink.

【0037】キャリッジ2は不図示の基部に設けられる
ガイドシャフト3により案内されて両矢印方向の左右に
移動されて、その移動位置がエンコーダ4によって常時
検出されるようにして、記録ヘッド1との同期をとるよ
うに構成されている。一方、記録用紙(被記録媒体)5
は、上下に設置された複数の送りローラ6によってガイ
ドされつつ矢印方向に送られて、記録ヘッド1A,1
B,1C及び1Dのインク吐出口形成面(以下、単に吐
出面と呼称する)と対向する位置となるプラテン位置に
おいて、それらの吐出面と平行に向かい合うように保持
される。
The carriage 2 is guided by a guide shaft 3 provided on a base portion (not shown) and is moved left and right in the directions of the double-headed arrow so that the moving position is always detected by the encoder 4 so that the carriage 2 and the recording head 1 can be detected. It is configured to be in sync. On the other hand, recording paper (recording medium) 5
Is fed in the direction of the arrow while being guided by a plurality of feed rollers 6 arranged above and below, and the recording heads 1A, 1
At the platen position, which is a position facing the B, 1C, and 1D ink ejection port forming surfaces (hereinafter, simply referred to as ejection surfaces), the platen positions are held so as to face the ejection surfaces in parallel.

【0038】次に、記録ヘッド1A,1B,1C、及び
1Dの構成について、図2の記録ヘッド1の外観斜視図
と、図2の横断面図である図3に従って説明する。これ
らの図においては、上記の複数の記録ヘッド1の内の1
つを代表して説明する。
Next, the structure of the recording heads 1A, 1B, 1C, and 1D will be described with reference to the external perspective view of the recording head 1 of FIG. 2 and FIG. 3 which is a cross-sectional view of FIG. In these figures, one of the plurality of recording heads 1 described above is used.
One of them will be explained.

【0039】図2と図3において、記録ヘッド1は、ヘ
ッドチップ11とインク収容部12とを一体化した構成
となっている。このヘッドチップ11は、Si製の基板
13と硝子製の天板14との接合構造からなり、それら
の接合部における吐出面側には、上下方向(図3におい
ては奥行き方向)に並ぶ複数の吐出口15が形成されて
いる。これらの吐出口15は個々に通じる複数の液路1
6によって1つの共通液室17に連通している。また、
複数の液路16の相互間の壁部は、例えば紫外線硬化樹
脂などによって形成されている。共通液室17は、チュ
ーブ18によってインク収容部12内に連通されてい
る。
2 and 3, the recording head 1 has a structure in which the head chip 11 and the ink containing portion 12 are integrated. The head chip 11 has a joint structure of a substrate 13 made of Si and a top plate 14 made of glass. A plurality of head chips 11 are arranged in the vertical direction (the depth direction in FIG. 3) on the ejection surface side of these joints. The discharge port 15 is formed. These discharge ports 15 are connected to a plurality of liquid paths 1
6 communicates with one common liquid chamber 17. Also,
The wall between the plurality of liquid paths 16 is formed of, for example, an ultraviolet curable resin. The common liquid chamber 17 is connected to the inside of the ink containing portion 12 by a tube 18.

【0040】また、基板13の上面には、各液路内毎に
位置する複数の吐出エネルギー発生素子としての電気熱
変換素子19と、これらに対して個別に電力を供給する
配線とが成膜技術によって形成されている。
Further, on the upper surface of the substrate 13, electrothermal conversion elements 19 as a plurality of ejection energy generating elements located in each liquid path and wirings for individually supplying electric power to these are formed. It is formed by technology.

【0041】さらに、基板13上の共通液室17内の液
路16よりの位置に発熱体20が配設されている。この
発熱体20は、電気熱変換素子19と同様の膜構成から
なり、配線も電気熱変換素子19の場合と同様に成膜技
術によって形成されている。この発熱体20には電気熱
変換素子19に印加されるのと同程度の電力(2〜3
W)が5〜7μsの時間適宜供給され、この通電によっ
て、共通液室17内のインク中に気泡が生成し、音波が
発生する。
Further, a heating element 20 is arranged on the substrate 13 at a position from the liquid passage 16 in the common liquid chamber 17. The heating element 20 has a film structure similar to that of the electrothermal conversion element 19, and the wiring is formed by the film forming technique as in the case of the electrothermal conversion element 19. This heating element 20 has the same power (2 to 3) as that applied to the electrothermal conversion element 19.
W) is appropriately supplied for a time of 5 to 7 μs, and by this energization, bubbles are generated in the ink in the common liquid chamber 17 and sound waves are generated.

【0042】一方、発熱体20の近傍にはPZT、水
晶、ロッシェル塩、ポリッフッ化ビニリデン等の圧電性
高分子等からなる圧電性の電気音響変換器40が、基板
13の下面において接着剤等によって取り付けられてお
り、発熱体20によって生成する気泡から発生する音波
を基板13を介して検出するように構成されている。
On the other hand, in the vicinity of the heating element 20, a piezoelectric electroacoustic transducer 40 made of a piezoelectric polymer such as PZT, crystal, Rochelle salt, or polyvinylidene fluoride is attached on the lower surface of the substrate 13 by an adhesive or the like. It is attached and is configured to detect the sound wave generated from the bubbles generated by the heating element 20 through the substrate 13.

【0043】このようにして生じる音波は、個体中を伝
搬する際の減衰が極めて小さいので、個体である基板1
3を介して音波を検出すると、検出される音響信号強度
を非常に大きくとることができるので、音波の検出は極
めて容易になる。
The sound wave generated in this manner has extremely small attenuation when propagating through the individual body, and therefore the substrate 1 which is an individual body.
When the sound wave is detected via 3, the detected sound signal intensity can be made very large, so that the detection of the sound wave becomes extremely easy.

【0044】図4は図2、図3に図示の記録ヘッド1を
接続したブロック図であり、本図において増幅器41が
上記の電気音響変換器40に対して接続されており、電
気音響変換器40からの出力を増幅してコンパレータ4
2に出力する。気泡の生成消滅に伴って発生する音波の
周波数帯域は数100Hz〜数MHZ程度の範囲である
が、エネルギー的には数100kHzの周波数成分が中
心となる。従って、電気音響変換器40の感度及び増幅
器41の周波数帯域は数100Hz程度のオーダーの範
囲にあれば十分な強度で検出できることになる。
FIG. 4 is a block diagram in which the recording head 1 shown in FIGS. 2 and 3 is connected. In this figure, the amplifier 41 is connected to the electroacoustic transducer 40, and The output from 40 is amplified and the comparator 4
Output to 2. The frequency band of the sound wave generated with the generation and disappearance of bubbles is in the range of several hundreds Hz to several MHZ, but in terms of energy, the frequency component of several 100 kHz is the center. Therefore, if the sensitivity of the electroacoustic transducer 40 and the frequency band of the amplifier 41 are in the range of several hundreds of Hz, detection can be performed with sufficient intensity.

【0045】コンパレータ42からの出力は通常アース
電位となっているが、増幅器41からの出力が所定の基
準電圧を越えると一定電圧を吐出状態判定装置45に対
して出力する。この吐出状態判定装置45は、コンパレ
ータ42の出力信号に基づきインク吐出状態を判定し
て、吐出状態が正常でなかったと判定される場合は予備
吐出継続信号を出力する一方、正常になったと判定され
た場合は予備吐出停止信号を出力する。
The output from the comparator 42 is normally at the ground potential, but when the output from the amplifier 41 exceeds a predetermined reference voltage, a constant voltage is output to the ejection state determination device 45. The ejection state determination device 45 determines the ink ejection state based on the output signal of the comparator 42, and outputs the preliminary ejection continuation signal when it is determined that the ejection state is not normal, while it is determined that the ejection state is normal. If it does, a preliminary discharge stop signal is output.

【0046】記録動作制御装置43は記録ヘッド駆動回
路44に接続されており、吐出状態判定装置45からの
信号に応じて、適宜、記録ヘッド1の駆動を制御するよ
うに構成されている。
The recording operation control device 43 is connected to the recording head drive circuit 44, and is configured to appropriately control the drive of the recording head 1 in response to a signal from the ejection state determination device 45.

【0047】上記の構成において、各液路16内の電気
熱変換素子19は記録データ等に応じて電力が選択的に
供給されることにより個別に発熱されて、その熱エネル
ギーによって液路16内のインク中において膜沸騰が生
じて、その膜沸騰による気泡の生成に伴ってインクが吐
出口15から吐出されることになる。
In the above structure, the electrothermal converting elements 19 in the respective liquid passages 16 are individually heated by the electric power being selectively supplied according to the recording data and the like, and the thermal energy thereof causes the interior of the liquid passages 16 to be heated. Film boiling occurs in the ink, and the ink is ejected from the ejection port 15 as bubbles are generated by the film boiling.

【0048】そして、このようにして複数の吐出口15
から選択的にインクを吐出させつつ、キャリッジ2を移
動させることにより、被記録媒体5上にインクの液滴を
付着させて、種々の画像情報を記録する。また、本実施
形態の場合は4つの記録ヘッド1A,1B,1C及び1
Dからのイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの
インクの液滴の順に被記録媒体5上に付着させることに
より、多色のカラー画像を形成できるものである。
In this way, the plurality of discharge ports 15
By moving the carriage 2 while selectively ejecting ink from the above, ink droplets are made to adhere to the recording medium 5 and various image information is recorded. In the case of this embodiment, four recording heads 1A, 1B, 1C and 1 are used.
By depositing the yellow, magenta, cyan, and black ink droplets from D in this order on the recording medium 5, a multicolor color image can be formed.

【0049】次に、非記録状態が所定時間以上続くと記
録動作制御装置43は非記録領域において予備吐出動作
を開始する。すなわち、非記録動作状態が所定時間続く
と記録動作制御装置43は記録ヘッド駆動回路44を介
して、電気熱変換素子19に対して電力を供給して、発
熱させることにより液路16内の気泡を生成させる。す
ると生成した気泡の圧力によって液路16内のインクは
吐出口15の外側に吐出し始める。
Next, when the non-printing state continues for a predetermined time or longer, the printing operation control device 43 starts the preliminary ejection operation in the non-printing area. That is, when the non-recording operation state continues for a predetermined time, the recording operation control device 43 supplies electric power to the electrothermal conversion element 19 through the recording head drive circuit 44 to generate heat, thereby generating bubbles in the liquid passage 16. Is generated. Then, the pressure of the generated bubbles causes the ink in the liquid path 16 to be ejected to the outside of the ejection port 15.

【0050】しかしながら、この予備吐出動作のときに
は既にインク中の揮発成分の蒸発が進んでおり、液路1
6内のインクの粘度は異常に高くなっている。そのた
め、インクは非常に低い速度でしか移動できず、気泡の
成長〜消滅までの経過時間はインクが通常粘度の場合に
比べて非常に遅くなる。その結果、気泡が成長してから
消滅するまでの時間が長くなる。
However, at the time of this preliminary ejection operation, the volatile components in the ink have already evaporated, and the liquid path 1
The viscosity of the ink in 6 is abnormally high. For this reason, the ink can move only at a very low speed, and the elapsed time from the growth to the disappearance of the bubbles becomes very slow as compared with the case where the ink has a normal viscosity. As a result, it takes a long time for the bubbles to grow and disappear.

【0051】図5は気泡生成〜消滅に伴って発生した音
響信号の検出結果を示した図表であり、図5(a)のグ
ラフにおいて横軸は時間、縦軸は電気音響変換器40に
よって検出された音響信号を増幅器41で増幅して得ら
れた出力電圧である。また、図5(b)はコンパレータ
の出力電圧Vdetの様子を示した図である。そして図
6は制御フローチャートを示したものである。
FIG. 5 is a table showing the detection results of acoustic signals generated by the generation and disappearance of bubbles. In the graph of FIG. 5A, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the electroacoustic transducer 40. It is an output voltage obtained by amplifying the acoustic signal thus obtained by the amplifier 41. Further, FIG. 5B is a diagram showing a state of the output voltage Vdet of the comparator. FIG. 6 shows a control flowchart.

【0052】先ず、図5において、図中Pnが気泡生成
に伴って発生した音響信号の検出ピークを示し、Pcが
気泡消滅に伴って発生した音響信号の検出ピークを示し
ている。また、Vthはコンパレータ42におけるスレ
ッシュホールド電圧を示し、コンパレータの出力は通常
アース電位になっているがコンパレータ42においてV
thを越える電圧が増幅器41から入力されるとコンパ
レータは、電圧Vdetを出力して、入力電圧がこれを
下回るとアース電圧に戻るようにしている。この結果、
図5(a)に示されるような信号に対しては、Pn,P
cに対応する2個のパルスが出力されることになる。
First, in FIG. 5, Pn indicates the detection peak of the acoustic signal generated by the bubble generation, and Pc indicates the detection peak of the acoustic signal generated by the disappearance of the bubble. Further, Vth indicates a threshold voltage in the comparator 42, and the output of the comparator is normally ground potential, but Vth in the comparator 42
When a voltage exceeding th is input from the amplifier 41, the comparator outputs the voltage Vdet, and when the input voltage falls below this, it returns to the ground voltage. As a result,
For signals as shown in FIG. 5 (a), Pn, P
Two pulses corresponding to c will be output.

【0053】以上の構成において、制御が開示されてプ
リンタが長期間に渡り使用されていない場合とステップ
S1において判断されると、上記の電気熱変換素子19
または発熱体20に対する通電が行われて、気泡の生成
と消滅が行われてインクが吐出される。このときに、電
気音響変換器40によって検出された気泡の生成と消滅
の際の音響信号を増幅器41で増幅して出力電圧を得て
から、増幅器43の出力電圧Vth以上であるかどうか
が判断されて、以下である場合には、インク粘度が正常
であると判断して、正常記録動作に移行する。
In the above configuration, when it is determined in step S1 that the control has been disclosed and the printer has not been used for a long period of time, the electrothermal conversion element 19 is operated.
Alternatively, the heating element 20 is energized to generate and extinguish bubbles to eject ink. At this time, the acoustic signal at the time of bubble generation and disappearance detected by the electroacoustic transducer 40 is amplified by the amplifier 41 to obtain an output voltage, and then it is determined whether or not the output voltage Vth of the amplifier 43 or more. If the following is true, it is determined that the ink viscosity is normal and the normal recording operation is started.

【0054】また、電圧Vth以上であると判断される
と、ステップS4に進み、気泡生成に伴って発生した音
響信号の検出ピークPnと気泡消滅に伴って発生した音
響信号の検出ピークPcの検出を行い、ステップS5に
おいてTnc測定回路によって2つのパルスの時間間隔
Tncを測定する、続いて、ステップS6では、測定さ
れたTncをTnc比較回路によって予め測定してある
正常なインク吐出時のTnc(以下、Tnc0)との比
較を行い、インクが増粘すると前述の理由で気泡が生成
してから消滅するまでの時間が長くなるので、Tnc0
<Tncであるかどうかの判定を行い、そうである場合
には、予備吐出を継続して、Tncである場合には、吐
出状態判定装置45は液路内のインク粘度が所定の粘度
より高い状態で吐出が行われると判断して、液路内の増
粘インクを外部に排出する。
When it is determined that the voltage is equal to or higher than the voltage Vth, the process proceeds to step S4, and the detection peak Pn of the acoustic signal generated by the bubble generation and the detection peak Pc of the acoustic signal generated by the disappearance of the bubble are detected. And the time interval Tnc between the two pulses is measured by the Tnc measuring circuit in step S5. Subsequently, in step S6, the measured Tnc is measured in advance by the Tnc comparing circuit and the normal ink ejection Tnc ( Hereinafter, a comparison with Tnc0) will be performed. If the viscosity of the ink increases, the time from the generation of bubbles to the disappearance of the bubbles for the above-mentioned reason becomes longer.
<Tnc is determined, and if so, the preliminary ejection is continued, and if Tnc, the ejection state determination device 45 determines that the ink viscosity in the liquid passage is higher than a predetermined viscosity. When it is determined that the ink is ejected in this state, the thickened ink in the liquid passage is discharged to the outside.

【0055】すなわち、記録動作制御装置43に予備吐
出継続の信号を出力する。記録動作の制御装置43は吐
出状態判定装置45から予備吐出継続信号を受け取ると
再び記録ヘッド駆動回路44を介し、電気熱変換素子1
9に対して電力を供給して、これを発熱させて液路16
内に気泡を生成させる。そして、吐出状態判定装置が再
度Tncを測定しTnc0と比較する。依然としてTn
c0<Tncである場合は吐出状態判定装置は予備吐出
継続信号を出し(ステップS7)、インク吐出、Tnc
測定、TncとTnc0の比較を繰り返し、徐々に液路
内の高粘度インクは外部に排出され、次第に所定の組成
のインクが充填されて、ステップS8において時間間隔
TncはTnc0に近づくとき、液路内がほぼ所定の組
成のインクで充填されたところでTnc0にほぼ等しく
なる。
That is, a signal for continuing preliminary ejection is output to the recording operation control device 43. Upon receiving the preliminary ejection continuation signal from the ejection state determination device 45, the recording operation control device 43 again passes through the recording head drive circuit 44 to cause the electrothermal conversion element 1 to operate.
9 is supplied with electric power to generate heat and the liquid passage 16
Generate bubbles inside. Then, the discharge state determination device measures Tnc again and compares it with Tnc0. Still Tn
If c0 <Tnc, the ejection state determination device issues a preliminary ejection continuation signal (step S7), ink ejection, Tnc
The measurement and the comparison of Tnc and Tnc0 are repeated, the high viscosity ink in the liquid passage is gradually discharged to the outside, and the ink of a predetermined composition is gradually filled, and when the time interval Tnc approaches Tnc0 in step S8, When the inside is filled with ink having a substantially predetermined composition, it becomes substantially equal to Tnc0.

【0056】このとき、吐出状態判定装置は予備吐出停
止信号を記録動作制御装置に出力する。記録動作制御装
置は予備吐出停止信号を受け取ると、記録駆動回路を介
し電気熱変換素子に電力を投入することを停止する。
At this time, the ejection state determination device outputs a preliminary ejection stop signal to the recording operation control device. When the recording operation control device receives the preliminary ejection stop signal, it stops supplying electric power to the electrothermal conversion element via the recording drive circuit.

【0057】以上の動作を各液路16について行い、全
ての液路におけるTncがTnc0にほぼ等しくなった
ところで記録動作制御装置は予備吐出動作を終了する。
The above operation is performed for each liquid passage 16, and when Tnc in all the liquid passages becomes substantially equal to Tnc0, the recording operation control device ends the preliminary ejection operation.

【0058】このようにして、環境変動や液路ごとのイ
ンクの揮発成分の蒸発の程度の違いがある場合でも、確
実に、各液路の増粘したインクのみを吐出することが可
能となる。この結果、良好な画像記録状態を維持しなが
ら、予備吐出による廃インク量を減らし、ランニングコ
ストの低減、ヒータの高寿命化、消費電力の低減を実現
できるようになる。
In this way, it is possible to reliably discharge only the thickened ink in each liquid passage, even if there is a change in the environment or a difference in the degree of evaporation of the volatile components of the ink in each liquid passage. . As a result, it is possible to reduce the amount of waste ink by preliminary ejection, reduce the running cost, extend the life of the heater, and reduce the power consumption while maintaining a good image recording state.

【0059】また、記録開始直前に予備吐出を行う際に
も、上記の予備吐出動作を行えば、記録動作の再開が前
回の予備吐出動作からあまり時間が経過していないとき
であっても、排出すべき増粘インクだけを吐出させ、直
ちに記録動作を開始できるようになる。この結果、記録
動作開始の信号が入力されてから実際に画像記録を開始
するまでの時間を短縮することができ、画像記録のスル
ープットが向上することになる。
Even when the preliminary ejection is performed immediately before the start of printing, if the above-mentioned preliminary ejection operation is performed, even if the restart of the recording operation has not been long after the previous preliminary ejection operation, Only the thickened ink to be discharged is ejected, and the recording operation can be started immediately. As a result, the time from the input of the recording operation start signal to the actual start of image recording can be shortened, and the image recording throughput is improved.

【0060】更に、上記の対策2でも述べたような記録
動作中に行う予備吐出にも適用でき、画像のスループッ
トを向上させることが可能となる。すなわち、記録動作
中に各ノズルの吐出履歴をメモりし、所定時間異常イン
クを吐出させないノズルが発生したときに記録動作を中
断し被記録領域において予備吐出を行う際に、環境変動
や吐出履歴が異なることによって各ノズルにおいてイン
クの増粘の程度が異なる場合でも、各ノズルにおいて排
出すべき増粘インクのみを吐出することが可能となり、
予備吐出の時間を短縮でき、直ちに記録動作を再開する
ことが可能となる。
Further, it can be applied to the preliminary ejection which is performed during the recording operation as described in the measure 2 above, and the image throughput can be improved. That is, the ejection history of each nozzle is recorded during the recording operation, and when a nozzle that does not eject abnormal ink for a predetermined time occurs, the recording operation is interrupted and preliminary ejection is performed in the recording area. It is possible to eject only the thickened ink to be discharged in each nozzle even when the degree of thickening of the ink in each nozzle is different due to the difference in
The pre-ejection time can be shortened, and the recording operation can be restarted immediately.

【0061】もちろん、上記記録開始直前の予備吐出、
記録動作中の予備吐出いずれの場合においても予備吐出
による廃インク量を減らし、ランニングコストの低減、
ヒータの高寿命化、消費電力の低減が実現されることは
いうまでもない。
Of course, the preliminary ejection just before the start of recording,
In any case of preliminary ejection during recording operation, the amount of waste ink due to preliminary ejection is reduced to reduce the running cost,
It goes without saying that the life of the heater is extended and the power consumption is reduced.

【0062】次に、図7は吐出状態の正常、異常の判定
を消泡時に発生する音響信号の強度変化によって判定す
る原理を示した図表である。図7(a)は所定の組成の
正常インク中に気泡を生成させインク吐出を行ったとき
に検出された音響信号を示し、図7(b)は増粘したイ
ンクからインク吐出を行ったときに検出された音響信号
である。ともに、横軸は時間、縦軸は電圧で、Pn,P
cはそれぞれ、気泡生成時に発生した音響信号の検出ピ
ーク、消泡時に発生した音響信号の検出ピークである。
Next, FIG. 7 is a table showing the principle of determining whether the ejection state is normal or abnormal based on the intensity change of the acoustic signal generated at the time of defoaming. FIG. 7A shows an acoustic signal detected when ink is ejected by generating bubbles in normal ink having a predetermined composition, and FIG. 7B shows when an ink is ejected from thickened ink. The acoustic signal detected by. In both cases, the horizontal axis is time, the vertical axis is voltage, and Pn and P
c is the detection peak of the acoustic signal generated at the time of bubble generation, and the detection peak of the acoustic signal generated at the time of defoaming.

【0063】本図おいて、コンパレータにおけるスレッ
シュホールド電圧Vthは、通常はアース電位になって
いるがコンパレータにVthを越える電圧が入力される
とコンパレータは電圧Vdetを吐出状態判定装置45
に出力する一方、入力電圧がこれを下回るとアース電位
に戻る。
In the figure, the threshold voltage Vth in the comparator is normally at ground potential, but when a voltage exceeding Vth is input to the comparator, the comparator outputs the voltage Vdet to the ejection state determining device 45.
While the output voltage is output to, the input voltage returns to the ground potential when it falls below this.

【0064】一方、インク粘度が増加すると流路抵抗が
大きくなり、インクの動く速度は低粘度のときより遅く
なる。そのため、消泡速度は遅くなり、消泡時に発生す
る衝撃力が低下する。その結果、消泡時に発生する音響
信号は弱くなり、図7(b)に示されるようにピークP
cは所定の正常なインクにおけるPcより小さい値とな
る。
On the other hand, when the ink viscosity increases, the flow path resistance increases, and the moving speed of the ink becomes slower than when the viscosity is low. Therefore, the defoaming speed becomes slow and the impact force generated at the time of defoaming decreases. As a result, the acoustic signal generated at the time of defoaming becomes weak, and the peak P is reduced as shown in FIG.
c becomes a value smaller than Pc in the predetermined normal ink.

【0065】従って、Vthを図7(a)、(b)のよ
うに正常なインクにおけるPcの少し低いレベルに設定
しておくと、インクがほぼ所定の組成で吐出が適正にお
こなわれればVdetが出力され、インクの粘度が高
く、吐出が適正に行われなければ、コンパレータの出力
電圧Vdetが出力されなくなる。そして、吐出状態判
定装置はVdetが入力されれば予備吐出停止信号を出
し、Vdetが入力されなければ予備吐出継続信号を出
力するようにする。したがってこの場合には、上記のよ
うにTncを計算する必要がなくなり、単にPnがVt
hを越えたか否かだけを判断することで吐出状態を判断
できるので制御が簡単で済むという利点がある。
Therefore, if Vth is set to a level slightly lower than Pc in normal ink as shown in FIGS. 7A and 7B, Vdet will be obtained if the ink is ejected properly with a substantially predetermined composition. Is output, the viscosity of the ink is high, and if the ejection is not properly performed, the output voltage Vdet of the comparator is not output. Then, the ejection state determination device outputs a preliminary ejection stop signal when Vdet is input, and outputs a preliminary ejection continuation signal when Vdet is not input. Therefore, in this case, it is not necessary to calculate Tnc as described above, and Pn is simply Vt.
Since the ejection state can be determined only by determining whether or not h has been exceeded, there is an advantage that the control is simple.

【0066】また、上記の制御により記録動作中に不吐
出を検出し、不吐出が発生した位置を記憶した上で回復
動作を行い、正常な吐出状態に復帰させた後に、不吐出
を起こした画像データに対応する画素から印字を再開す
るようにもできる。
Further, the ejection failure is detected during the recording operation by the above control, the position where the ejection failure occurs is memorized, and the recovery operation is performed to restore the normal ejection state, and then the ejection failure occurs. Printing can be restarted from the pixel corresponding to the image data.

【0067】ノズル内のインクが増粘せず適正な状態で
吐出しているときにでも、吐出口付近がインクでぬれ、
これに吐出インクがトラップされ、不吐出となった場合
には、インクが吐出せずに残るため電気熱変換素子〜吐
出口までのインクが重く、消泡速度が低下するので、気
泡のライフタイムは長くなり、更に消泡時に発生する音
響信号は弱くなる。
Even when the ink in the nozzle does not thicken and is ejected in a proper state, the vicinity of the ejection port gets wet with ink,
If the ejected ink is trapped in this and is not ejected, the ink remains without ejecting, the ink from the electrothermal conversion element to the ejection port is heavy, and the defoaming speed decreases, so the bubble lifetime Becomes longer, and the acoustic signal generated during defoaming becomes weaker.

【0068】従って、記録動作中に各ノズルからの気泡
生成〜消滅に伴う音響信号を常時検出しておき、増粘が
進行しない時間間隔でインクを吐出させたにもかかわら
ず、検出されたTncが異常に長くなるか、または、P
cが小さくなった場合は不吐出が発生したと判断するこ
とができる。
Therefore, the acoustic signal associated with the generation and disappearance of air bubbles from each nozzle is always detected during the recording operation, and the detected Tnc is detected even though the ink is ejected at the time intervals at which the thickening does not proceed. Becomes abnormally long, or P
When c becomes small, it can be determined that ejection failure has occurred.

【0069】このために、図8に示したブロック図にお
いて、吐出状態判定装置45は上記の方法で記録動作中
に常時、各ノズルから正常に吐出が行われたか、不吐出
が発生下かを判断する。そして、正常に吐出が行われた
と判断される場合は記録動作制御装置43に記録動作継
続信号を出力し、不吐出が発生したと判断される場合は
記録動作制御装置43に記録動作停止信号を出力する。
For this reason, in the block diagram shown in FIG. 8, the ejection state determination device 45 constantly determines whether ejection is normally performed from each nozzle or whether ejection failure occurs during the recording operation by the above method. to decide. Then, when it is determined that the ejection is normally performed, the recording operation continuation signal is output to the recording operation control device 43, and when it is determined that the non-ejection occurs, the recording operation stop signal is sent to the recording operation control device 43. Output.

【0070】一方、記録動作制御装置43は吐出状態判
定装置45から記録動作継続信号を受け取ると、画像メ
モリ46からの画像データに応じて、記録ヘッド駆動回
路を介し記録ヘッド1を駆動する。また、記録動作停止
信号を受け取ると不吐出が発生した画像データ位置を不
吐出検出位置記憶装置47に記憶した上で、記録ヘッド
1を非画像領域にまで退避させて、回復動作を行う。
On the other hand, when the recording operation control device 43 receives the recording operation continuation signal from the ejection state determination device 45, it drives the recording head 1 via the recording head drive circuit in accordance with the image data from the image memory 46. When the recording operation stop signal is received, the image data position where ejection failure has occurred is stored in the ejection failure detection position storage device 47, and then the recording head 1 is retracted to the non-image area to perform the recovery operation.

【0071】具体的には柔軟な部材で記録ヘッドの吐出
口面を拭きとり、吐出口面に付着しているインクを除去
する。その後、前述の方法で予備吐出を行い、前ノズル
において正常なインク吐出が確認された後に、不吐出検
出位置記憶装置47に記憶されている不吐出が発生した
画像データの位置から印字を再開する。
Specifically, the ejection port surface of the recording head is wiped with a flexible member to remove the ink adhering to the ejection port surface. After that, preliminary ejection is performed by the method described above, and after normal ink ejection is confirmed in the previous nozzle, printing is resumed from the position of the image data in which ejection failure has been stored, which is stored in the ejection failure detection position storage device 47. .

【0072】このようにして、本発明によれば記録動作
中に突発的に不吐出が発生しても、画像を劣化させるこ
となく適正な画像記録状態を維持することが可能とな
る。
In this way, according to the present invention, even if ejection failure suddenly occurs during the recording operation, it is possible to maintain a proper image recording state without degrading the image.

【0073】また、本発明は記録動作中の他の吐出異常
についても検出可能でそれぞれの場合において異常が発
生した場合に適宜適正な対処をすることによって画像を
劣化させることなく適正な画像記録状態を維持すること
が可能となる。
Further, the present invention can detect other ejection abnormalities during the recording operation, and when an abnormality occurs in each case, appropriate measures can be taken appropriately so that an appropriate image recording state can be obtained without degrading the image. It is possible to maintain.

【0074】例えば、記録動作中にインクがなくなって
しまった場合は電気熱変換素子に電力を供給しても気泡
が生成しないため音響信号が発生しない。
For example, if the ink runs out during the recording operation, no bubbles will be generated even if power is supplied to the electrothermal converting element, and no acoustic signal is generated.

【0075】従って、記録動作中に電力供給をおこなっ
ても音響信号が検出されないとインクがなくなったと判
断でき、その段階で記録動作を中断し、ユーザーに警告
を出すことができる。そして、ユーザがインクを補給さ
せた後、記録動作を再開し、インクが切れて吐出させら
れなかった画像データに対応する画素から印字を開始で
きる。このようにして、本発明によれば、適正な画像記
録状態を維持しながらインクを最後まで使いきることが
可能となる。
Therefore, if the acoustic signal is not detected even if power is supplied during the recording operation, it can be determined that the ink is exhausted, and the recording operation can be interrupted at that stage to warn the user. Then, after the user replenishes the ink, the recording operation is restarted, and the printing can be started from the pixel corresponding to the image data that has not been ejected because the ink has run out. In this way, according to the present invention, it is possible to use up the ink to the end while maintaining an appropriate image recording state.

【0076】ノズル内のインクの粘度が高いときと低い
ときとでは気泡の成長〜消滅の過程が変化するため、異
なった音響信号が発生される。具体的には、ノズル内の
インク粘度が高い場合は流路抵抗が大きいため気泡の成
長〜消滅の過程がゆっくりで、気泡が生成してから消滅
するまでの時間(以下、気泡のライフタイム)は長くな
る。また、消泡過程がゆっくりなため消泡時に発生する
衝撃力は小さくなり、それに伴って発生する音響信号も
小さくなる。
Since the process of bubble growth and disappearance changes when the viscosity of the ink in the nozzle is high and when it is low, different acoustic signals are generated. Specifically, when the ink viscosity in the nozzle is high, the flow path resistance is large, so the process of bubble growth to disappearance is slow, and the time from bubble formation to disappearance (hereinafter, bubble lifetime). Becomes longer. Further, since the defoaming process is slow, the impact force generated at the time of defoaming becomes small, and the acoustic signal generated therewith also becomes small.

【0077】従って、気泡生成に伴って発生した音響信
号を検出してから、気泡消滅に伴って発生した音響信号
を検出するまでの時間(これは気泡のライフタイムに相
当する)変化を測定するか、消泡に伴って発生した音響
信号の強度変化を測定することによって、インクの粘度
変化がわかる。よって、本発明によれば、リアルタイム
にノズル内インクの粘度変化がわかり、増粘インクがま
だ排出途中なのか完全に排出されノズル内のインクが適
正な状態になったかがわかる。その結果、各ノズルにお
いて増粘インクだけを吐出させた時点で予備吐出を停止
することが可能となる。
Therefore, the change in the time from the detection of the acoustic signal generated by the bubble generation to the detection of the acoustic signal generated by the disappearance of the bubble (this corresponds to the lifetime of the bubble) is measured. Alternatively, the change in the viscosity of the ink can be known by measuring the change in the intensity of the acoustic signal generated by the defoaming. Therefore, according to the present invention, the viscosity change of the ink in the nozzle can be known in real time, and it can be known whether the thickened ink is still being discharged or whether the ink in the nozzle is in a proper state by being completely discharged. As a result, the preliminary ejection can be stopped at the time when only the thickened ink is ejected from each nozzle.

【0078】また、ノズル内のインクが増粘せず適正な
状態で吐出しているときに以下のような突発的な吐出異
常が起こったときにはやはり、生成した気泡の成長〜消
泡過程が変化し、発生する音響信号も変化する。すなわ
ち、 1)吐出口付近のインクぬれによる不吐出が起きた場合 インクが吐出せずに残るためヒータ〜吐出口までのイン
クが重く、消泡がゆっくりになる。その結果、気泡のラ
イフタイムは長くなり、消泡時に発生する音響信号は弱
くなる。
When the ink in the nozzle does not thicken and is ejected in a proper state and the following sudden ejection abnormality occurs, the growth-defoaming process of the generated bubbles changes. However, the generated acoustic signal also changes. That is, 1) When non-ejection occurs due to ink wetting near the ejection port. Since ink remains without being ejected, ink from the heater to the ejection port is heavy and defoaming becomes slow. As a result, the lifetime of the bubble becomes long and the acoustic signal generated at the time of defoaming becomes weak.

【0079】2)記録動作中にインク切れが起こった場
合 ヒータにエネルギーを投入しても気泡が生成しなくなる
ので音響信号が全く検出されなくなる。
2) When ink is depleted during recording operation Even if energy is applied to the heater, no bubbles are generated, so no acoustic signal is detected.

【0080】従って、気泡生成に伴って発生した音響信
号を検出してから、気泡消滅に伴って発生した音響信号
を検出するまでの時間(これは気泡のライフタイムに相
当する)の変化を測定するか、消泡に伴って発生した音
響信号の強度変化を測定することによって、インク吐出
が正常に行われたか否かがわかる。よって、本発明によ
れば、記録動作中でもリアルタイムにインクの吐出異常
を検出することができ、異常が検出された時点で、記録
ヘッドの回復操作を行うことが可能となる。そして、吐
出異常を起こした画像データ位置を検出できるため、記
録ヘッドを適宜回復した後に、適正印字に失敗した画素
を修復することも可能となる。また、画像劣化を起こさ
ずインクを完全に使いきることができるためランニング
コストが大幅に低下する。
Therefore, the change in the time from the detection of the acoustic signal generated by the bubble generation until the detection of the acoustic signal generated by the disappearance of the bubble (this corresponds to the lifetime of the bubble) is measured. Whether or not the ink is ejected normally can be determined by measuring the intensity change of the acoustic signal generated by the defoaming. Therefore, according to the present invention, the ink ejection abnormality can be detected in real time even during the recording operation, and the recovery operation of the recording head can be performed when the abnormality is detected. Then, since the position of the image data in which the ejection abnormality has occurred can be detected, it is also possible to restore the pixels for which proper printing has failed after the recording head has been appropriately restored. Further, since the ink can be completely used up without causing image deterioration, the running cost is significantly reduced.

【0081】なお、本発明は、特にインクジェット記録
方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用される
エネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば
電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギー
によりインクの状態変化を生起させる方式のプリント装
置について説明したが、かかる方式によれば記録の高密
度化、高精細化が達成できる。
The present invention is provided with means for generating heat energy (eg, electrothermal converter or laser light) as energy used for ejecting ink, especially in the ink jet recording system. Although the printing apparatus of the type that causes a change in the state of ink by energy has been described, high density and high definition recording can be achieved by such a method.

【0082】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
The typical configuration and principle are described in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
It is preferable to use the basic principle disclosed in the specification of Japanese Patent No. 796. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, liquid (ink)
By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and providing a rapid temperature rise exceeding the film boiling to an electrothermal transducer arranged corresponding to the sheet or the liquid path in which Since thermal energy is generated in the electrothermal transducer and film boiling occurs on the heat-acting surface of the recording head, bubbles in the liquid (ink) corresponding to this drive signal on a one-to-one basis can be formed. It is valid. By discharging the liquid (ink) through the discharge opening by the growth and contraction of the bubble, at least one droplet is formed. When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the ejection of the liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable.

【0083】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. If the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the rate of temperature rise on the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.

【0084】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第
4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構
成としても良い。
As the configuration of the recording head, in addition to the combination of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal converter (linear liquid flow path or right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned respective specifications, A configuration using U.S. Pat. No. 4,558,333 or U.S. Pat. No. 4,459,600, which discloses a configuration in which a heat acting surface is arranged in a bent region, is also included in the present invention. In addition, for multiple electrothermal transducers,
JP-A-59-123670 which discloses a configuration in which a common slot is used as a discharge part of an electrothermal transducer, and JP-A-59-123670 which discloses a configuration in which an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy corresponds to a discharge part. A configuration based on 138461 may be adopted.

【0085】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。
Further, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, the length is determined by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification. This may be either a configuration satisfying the above requirements or a configuration as a single recording head formed integrally.

【0086】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
In addition, the print head is replaceable with a print head of a replaceable chip type, which can be electrically connected to the main body of the apparatus or supplied with ink from the main body of the apparatus, or integrated with the print head itself. Alternatively, a cartridge type recording head provided with an ink tank may be used.

【0087】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にでき
るので好ましいものである。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
はこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせに
よる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。
It is preferable to add recovery means for the printhead, preliminary auxiliary means, and the like provided as components of the printing apparatus of the present invention since the effects of the present invention can be further stabilized. . If these are specifically mentioned, capping means for the recording head, cleaning means, pressurizing or suction means, preheating means using an electrothermal transducer or another heating element or a combination thereof, and printing Performing a preliminary ejection mode for performing another ejection is also effective for performing stable printing.

【0088】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもで
きる。
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but the recording head may be integrally formed or a plurality of combinations may be used. Alternatively, the device may be provided with at least one of full-color mixed colors.

【0089】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化する
ものを用いても良く、あるいはインクジェット方式では
インク自体を30°C以上70°C以下の範囲内で温度
調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように
温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付
与時にインクが液状をなすものであればよい。
In the embodiments of the present invention described above, the ink is described as a liquid, but an ink that solidifies at room temperature or lower, or one that softens or liquefies at room temperature may be used, or In the inkjet method, it is common to control the temperature of the ink itself within a range of 30 ° C to 70 ° C to control the temperature of the ink so that the viscosity of the ink is within a stable ejection range. It is sufficient that the ink is liquid.

【0090】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭54−56847号公報あ
るいは特開昭60−71260号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。
In addition, in order to positively prevent the temperature rise due to the thermal energy from being used as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state,
Alternatively, in order to prevent evaporation of the ink, an ink which solidifies in a standing state and liquefies by heating may be used. In any case, by applying thermal energy such as ink that is liquefied by applying thermal energy according to the recording signal and liquid ink is ejected, or that begins to solidify when it reaches the recording medium. The present invention can be applied to the case where an ink having a property of being liquefied for the first time is used. In such a case, as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260, the ink is held in a liquid state or a solid state in the concave portion or through hole of the porous sheet. It is good also as a form which opposes an electrothermal transducer. In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0091】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。
In addition, as a form of the recording apparatus according to the present invention, in addition to one provided integrally or separately as an image output terminal of information processing equipment such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and further transmission / reception It may take the form of a facsimile machine having a function.

【0092】エネルギー発生素子からインク中にエネル
ギーを投入することによってインク中に気泡を生成さ
せ、その時発生する圧力によって記録ヘッドからインク
を吐出させ、対向する被記録媒体に記録を行うインクジ
ェット記録装置において、気泡から発生した音響信号を
検出する音響信号検出手段と、該音響信号検出手段によ
り検出された音響信号からインクの吐出状態を判断する
吐出状態判定装置と、吐出状態判定装置によって得られ
たインクの吐出状態に基づいて記録動作を制御すること
によって、予備吐出時またはインク置換時にノズル内の
増粘下インクのみを排出すること及び記録動作中の突発
的な不吐出の発生を検出し、適宜記録ヘッドを回復した
後に吐出異常の生じた画素から印字を再開することが可
能となる。これによって、良好な画像記録状態を維持し
ながら、廃インク量を減らし、ランニングコストの低減
と、吐出ヒータの高寿命化、消費電力の低減、画像記録
のスループットの向上を達成すること、及び、吐出口の
インクぬれによる不吐出や、ノズルのごみ詰まり、泡溜
り等による異常吐出、インク切れなどによる画像記録中
に生じる突発的な異常吐出による画像劣化を防止し常に
適正な画像記録状態を維持することが可能となる。ま
た、それと同時にインクを最後まで使いきることが可能
となる。
In an ink jet recording apparatus in which bubbles are generated in the ink by applying energy from the energy generating element into the ink, the ink is ejected from the recording head by the pressure generated at that time, and recording is performed on the recording medium facing the recording medium. An acoustic signal detection unit that detects an acoustic signal generated from a bubble, an ejection state determination device that determines the ejection state of ink from the acoustic signal detected by the acoustic signal detection unit, and an ink obtained by the ejection state determination device. By controlling the recording operation based on the ejection state of, the ejection of only the thickened ink in the nozzle at the time of the preliminary ejection or the ink replacement, and the occurrence of sudden non-ejection during the recording operation are detected, and It is possible to restart printing from the pixel in which the ejection abnormality has occurred after recovering the recording head. With this, while maintaining a good image recording state, the amount of waste ink is reduced, the running cost is reduced, the life of the ejection heater is increased, the power consumption is reduced, and the throughput of image recording is improved, and Maintains proper image recording status by preventing non-ejection due to ink wetting at the ejection port, abnormal ejection due to nozzle clogging, bubble accumulation, etc., and image deterioration due to sudden abnormal ejection that occurs during image recording due to ink shortage, etc. It becomes possible to do. At the same time, the ink can be used up to the end.

【0093】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって実施される場合にも適用で
きることはいうまでもない。この場合、本発明に係るプ
ログラムを格納した記憶媒体が、本発明を構成すること
になる。そして、記憶媒体からそのプログラムをシステ
ム或は装置に読み出すことによって、システム或は装置
が予め定められたし方で動作する。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. Needless to say, the present invention can be applied to a case where the present invention is implemented by supplying a program to a system or an apparatus. In this case, the storage medium storing the program according to the present invention constitutes the present invention. Then, by reading the program from the storage medium into the system or device, the system or device operates in a predetermined manner.

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、異
常良好な画像記録状態を維持しつつ、予備吐出による廃
インク量を減らすことで、ランニングコストの低減と、
ヒータの高寿命化と、消費電力の低減と、画像記録のス
ループットの向上を達成することができ、さらに吐出口
のインクぬれによる不吐出や、ノズルのごみ詰まり、泡
溜り等による異常吐出、インク切れなどによる画像記録
中に生じる突発的な異常吐出による画像劣化を防止する
ことができるインクジェット記録方法及びインクジェッ
ト記録装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, the running cost is reduced by reducing the amount of waste ink by preliminary ejection while maintaining an abnormally good image recording state.
The life of the heater can be extended, the power consumption can be reduced, and the throughput of image recording can be improved. In addition, non-ejection due to ink wetting at the ejection port, abnormal ejection due to nozzle clogging, bubble accumulation, etc. It is possible to provide an inkjet recording method and an inkjet recording apparatus that can prevent image deterioration due to sudden abnormal ejection that occurs during image recording due to breakage or the like.

【0094】[0094]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 インクジェット記録装置の外観斜視図であ
る。
FIG. 1 is an external perspective view of an inkjet recording apparatus.

【図2】 記録ヘッドの外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of a recording head.

【図3】 記録ヘッドの横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a recording head.

【図4】 インクジェット記録装置のブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram of an inkjet recording apparatus.

【図5】 コンパレータからの出力信号図である。FIG. 5 is an output signal diagram from a comparator.

【図6】 制御フローチャートである。FIG. 6 is a control flowchart.

【図7】 増幅器からの出力信号図である。FIG. 7 is an output signal diagram from the amplifier.

【図8】 インクジェット記録装置のブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram of an inkjet recording apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 記録ヘッド 2 キャリッジ 3 ガイドシャフト 4 エンコーダ 40電気音響変換器 41増幅器 42コンパレータ 45吐出状態判定装置 43制御装置 44記録ヘッド駆動回路 1 Recording Head 2 Carriage 3 Guide Shaft 4 Encoder 40 Electroacoustic Transducer 41 Amplifier 42 Comparator 45 Discharge State Judgment Device 43 Control Device 44 Recording Head Drive Circuit

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エネルギー発生素子からインク中にエネ
ルギーを投入することによってインク中に気泡を生成さ
せ、その時に発生する圧力によって記録ヘッドからイン
クを吐出させて、対向する被記録媒体上に記録を行うイ
ンクジェット記録方法において、 前記気泡の生成と消滅時に発生する音響信号を検出し、
検出された音響信号からインク粘度を判断し、得られた
インク粘度に基づいて記録動作を制御することを特徴と
するインクジェット記録方法。
1. A bubble is generated in the ink by applying energy into the ink from an energy generating element, and the pressure generated at that time causes the ink to be ejected from the recording head to record on a recording medium facing the recording medium. In the inkjet recording method to perform, detecting the acoustic signal generated at the time of the generation and disappearance of the bubbles,
An ink jet recording method comprising: determining an ink viscosity from a detected acoustic signal and controlling a recording operation based on the obtained ink viscosity.
【請求項2】 気泡が生成及び消滅する際に発生した音
響信号のピーク値Pn、Pcから時刻の時間差Tncを
求め、予め測定された適正粘度インク吐出時の時間差T
nc0を比較することで記録動作を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方法。
2. A time difference Tnc between time points is obtained from peak values Pn and Pc of acoustic signals generated when bubbles are generated and disappeared, and a time difference T at the time of ejecting a proper viscosity ink is measured in advance.
The inkjet recording method according to claim 1, wherein the recording operation is controlled by comparing nc0.
【請求項3】 非記録動作時において予備インク吐出を
行う際に、前記時間差Tnc0<Tncの時には吐出を
継続し、時間差Tncと時間差Tnc0とが略等しくな
った時に予備吐出を停止するように制御することを特徴
とする請求項2に記載のインクジェット記録方法。
3. When the preliminary ink is ejected during the non-printing operation, the ejection is continued when the time difference Tnc0 <Tnc, and is stopped when the time difference Tnc and the time difference Tnc0 become substantially equal. The inkjet recording method according to claim 2, wherein
【請求項4】 気泡消滅に伴って発生する音響信号のピ
ーク値Pcと、予め測定された適正粘度インク吐出時の
ピーク値Pc0とを比較して記録動作を制御することを
特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録方法。
4. A recording operation is controlled by comparing a peak value Pc of an acoustic signal generated due to disappearance of air bubbles with a peak value Pc0 at the time of ejecting ink of an appropriate viscosity which is measured in advance. 2. The inkjet recording method according to 2.
【請求項5】 記録動作を途中で中断して、記録領域外
でインクを予備吐出させる際に、時間差Tnc0<Tn
cの時には吐出を継続し、時間差Tncと時間差Tnc
0とが略等しくなった時に吐出を停止して、記録動作を
再開するように記録動作を制御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方法。
5. A time difference Tnc0 <Tn when the recording operation is interrupted midway and ink is preliminarily ejected outside the recording area.
When it is c, the discharge is continued, and the time difference Tnc and the time difference Tnc are
3. The ink jet recording method according to claim 2, wherein the recording operation is controlled so that the ejection is stopped and the recording operation is restarted when 0 becomes substantially equal.
【請求項6】 記録動作を途中で中断し、記録領域外で
インクを予備吐出させる際に、ピーク値Pc<Pc0の
ときには吐出を継続し、ピーク値Pcとピーク値Pc0
とが略等しくなった時に吐出を停止し、記録動作を再開
するように制御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方法。
6. When the recording operation is interrupted midway and the ink is preliminarily ejected outside the recording area, the ejection is continued when the peak value Pc <Pc0, and the peak value Pc and the peak value Pc0 are maintained.
3. The ink jet recording method according to claim 2, wherein the ejection is stopped and the recording operation is restarted when and become substantially equal to each other.
【請求項7】 記録動作時において、時間差Tnc0<
Tncとなったときに記録動作を中断するように制御す
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
録方法。
7. A time difference Tnc0 <in recording operation.
The inkjet recording method according to claim 2, wherein the recording operation is controlled to be interrupted when Tnc is reached.
【請求項8】 記録動作時にピーク値Pc<Pc0とな
ったときに記録動作を中断するように制御することを特
徴とする請求項2に記載のインクジェット記録方法。
8. The inkjet recording method according to claim 2, wherein the recording operation is controlled so as to be interrupted when the peak value Pc <Pc0 during the recording operation.
【請求項9】 記録動作開始時において電力を投入して
も、気泡生成または消滅に伴う前記音響信号Pn、Pc
が検出されない場合に記録動作を中断するように制御す
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
録方法。
9. The acoustic signals Pn and Pc associated with bubble generation or disappearance even if power is turned on at the start of recording operation.
3. The ink jet recording method according to claim 2, wherein the recording operation is controlled so as to be interrupted when is not detected.
【請求項10】 エネルギー発生素子からインク中にエ
ネルギーを投入することによってインク中に気泡を生成
させ、その時に発生する圧力によって記録ヘッドからイ
ンクを吐出させて、対向する被記録媒体上に記録を行う
インクジェット記録装置において、 前記気泡の生成と消滅時に発生する音響信号を検出する
音響信号検出手段と、 該音響信号検出手段により検出された音響信号からイン
ク粘度を判断する吐出状況判定手段と、 該吐出状態判定手段により得られたインク粘度に基づい
て記録動作を制御する制御手段とを具備することを特徴
とするインクジェット記録装置。
10. A bubble is generated in the ink by applying energy into the ink from an energy generating element, and the pressure generated at that time causes the ink to be ejected from the recording head to record on a recording medium facing the recording medium. In an ink jet recording apparatus for performing, an acoustic signal detecting unit that detects an acoustic signal generated when the bubbles are generated and disappears, an ejection status determining unit that determines the ink viscosity from the acoustic signal detected by the acoustic signal detecting unit, An inkjet recording apparatus comprising: a control unit that controls a recording operation based on the ink viscosity obtained by the ejection state determination unit.
【請求項11】 前記音響信号検出手段は、電気機械変
換素子またはピエゾ素子からなる圧電素子から構成され
ることを特徴とする請求項10に記載のインクジェット
記録装置。
11. The ink jet recording apparatus according to claim 10, wherein the acoustic signal detecting means is composed of a piezoelectric element including an electromechanical conversion element or a piezoelectric element.
【請求項12】 前記エネルギー発生素子として、前記
音響信号検出手段の近傍に配設されてなり、インクに与
える熱エネルギーを発生するためのる発熱体をさらに備
えることを特徴とする請求項10に記載のインクジェッ
ト記録装置。
12. The energy generating element according to claim 10, further comprising a heating element disposed near the acoustic signal detecting means and configured to generate thermal energy to be applied to the ink. The inkjet recording device described.
【請求項13】 前記吐出状態判定手段は、気泡が生成
及び消滅する際に発生した音響信号のピーク値Pn、P
cから前記音響信号検出手段によって検出された時刻の
時間差Tncを求めるTnc測定回路と、 該Tnc測定回路によって検出されたTncと予め測定
された適正粘度インク吐出時のTnc0を比較するTn
c比較回路とから構成されることを特徴とする請求項1
0に記載のインクジェット記録装置。
13. The discharge state determination means has peak values Pn, Pn of acoustic signals generated when bubbles are generated and disappeared.
A Tnc measuring circuit for obtaining a time difference Tnc between the times detected by the acoustic signal detecting means from c, and a Tn comparing the Tnc detected by the Tnc measuring circuit with a previously measured Tnc0 at the time of ejecting the proper viscosity ink.
3. A c-comparison circuit.
0. The inkjet recording device according to item 0.
【請求項14】 前記吐出状態判定手段は、気泡消滅に
伴って発生する音響信号のピーク値Pcを、予め測定さ
れた適正粘度インク吐出時のピーク値Pc0と比較する
ためのPc比較回路から構成されることを特徴とする請
求項10に記載のインクジェット記録装置。
14. The ejection state determination means comprises a Pc comparison circuit for comparing a peak value Pc of an acoustic signal generated due to disappearance of bubbles with a peak value Pc0 at the time of ejecting an ink of an appropriate viscosity measured in advance. The inkjet recording apparatus according to claim 10, wherein the inkjet recording apparatus is provided.
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