(57)【要約】【目的】簡単且つ安価な構成で吐出の安定化を図り、且つ、高品位記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供すること。【解決手段】記録ヘッドを駆動し、往復走査させるための記録ヘッド駆動手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッド駆動手段と前記搬送手段と、前記記録ヘッド駆動手段と前記搬送手段が駆動された際の電圧降下量を見積もる評価手段とを備え、前記記録ヘッド駆動手段若しくは前記搬送手段が駆動されるタイミングが同期する場合には、前記評価手段において見積もられた電圧降下量に基づいて、前記駆動電流のパルス幅を制御するよう構成することを特徴とする。【選択図】図６
2006168265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録素子から成る記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドを往復走査しながら記録紙を搬送しつつ、記録紙にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドを駆動し、往復走査させるための記録ヘッド駆動手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッド駆動手段と前記搬送手段と、前記複数の記録素子を駆動するための駆動電流を、同一の電圧源より供給する電力供給手段と、前記記録ヘッド駆動手段と前記搬送手段が駆動された際の電圧降下量を見積もる評価手段とを備え、前記記録ヘッドからインクが吐出されるタイミングと、前記記録ヘッド駆動手段若しくは前記搬送手段が駆動されるタイミングが同期する場合には、前記評価手段において見積もられた電圧降下量に基づいて、前記駆動電流のパルス幅を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記評価手段は、前記記録ヘッド駆動手段が駆動された場合、前記搬送手段が駆動された場合及び前記記録ヘッド駆動手段と前記搬送手段とが同時に駆動された場合の電圧降下量を予め記憶しておく記憶手段を備えており、前記記憶手段に記憶されている各々の電圧降下量を参照して前記駆動電流のパルス幅を制御することを特徴とする請求項1記載のインクジェット記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の記録素子を有する記録ヘッドを用いて被記録紙に対して画像を記録するインクジェットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像情報に基づいて、記録媒体上にドットパターンから成る画像を記録する記録装置は、その記録方式によって、サーマル方式、ワイヤドット方式、インクジェット方式、電子写真方式等に分けられるが、その中でもインクジェット方式の画像記録装置は記録ヘッドに備えられたノズルからインクを吐出させ、記録紙上に画像記録を行う画像記録装置として知られている。
【０００３】
インクジェット記録装置の代表的な構成としては、記録ヘッド及びインクカートリッジを搭載するキャリッジと、記録紙を搬送する搬送機構と、これらの動作を制御する制御手段とを備えたものである。そして、複数の吐出口からインク液滴を吐出させる記録ヘッドを記録紙の搬送方向（以下、「副走査方向」とも言う）と直交する方向（以下、「主走査方向」とも言う）にシリアル・スキャンさせて、この間に記録紙に対してインク吐出を行い、一方で、このスキャンとスキャンとの間に記録ヘッドの記録幅に等しい量で記録紙を間欠搬送し、複数のスキャンと紙搬送を行って前画像領域の記録を行う。
【０００４】
近年、パーソナル・コンピュータや複写装置、ワード・プロセッサ等のＯＡ機器は、高機能化が進み、それらの機器に伴って使用される記録装置に対しても高速記録、高解像度、高画像品質、低騒音等が要求されている。上述したように、インクジェット記録装置は比較的簡便で、更に記録媒体に非接触で記録が可能であることから、幅広い記録媒体に対して安定した記録画像を生成することができるため、優れた記録手段として幅広い産業分野で需要が高まっており、印字速度の高速化への要求や、より一層高品位である画像の提供が求められている。
【０００５】
インクジェット記録装置による出力が高品位であるためには、その記録方式上記録ヘッドからの安定したインクの吐出が要求される。つまり、インクジェット記録装置における記録ヘッドには、耐久性、環境に対する適応性、記録ヘッドの温度変化、インク液滴の同時吐出数等に対して安定した性能が要求される。ここで、安定した吐出とは、吐出量、吐出速度、吐出精度（吐出されたインク滴の着弾位置の精度）等の要素の安定を指す。
【０００６】
インクジェット記録装置の中でも、熱エネルギーを利用し、液滴を形成して記録を行う方法は、構造が簡単なため、インクを吐出するためのノズルの高密度化が容易であるという利点を持つ。
【０００７】
しかしながら、このような方式を適用した記録ヘッドは、記録素子中の電気熱変換体（発熱体）に熱エネルギーを発生させるために電気信号を印加するのであるが、記録する画像により同時に駆動される記録素子の数が変化し、記録装置本体の電源から供給される電流も変動してしまう。このため、記録装置本体と記録ヘッドを結ぶ配線の抵抗による電圧降下量が変化し、記録ヘッドに対して一定の電圧を印加している場合、記録する画像毎に記録ヘッド内の記録素子に印加される電圧が変動してしまうことになる。
【０００８】
例えば、一般的なインクジェット記録装置の場合、記録装置本体と記録ヘッド間の配線抵抗が０．２Ω程度、ヘッドコンタクト抵抗０．１Ω程度であり、全体で０．３Ω程度となる。そして、記録素子１個当り１００〜２００ｍＡの駆動電流が流れ、同時に５４個の記録素子が駆動されるとすると、総電流は５．４Ａ〜1０．８Ａとなり、配線による電圧降下は０．３Ω×（５．４Ａ〜１０．８Ａ）＝１．６２Ｖ〜３．２４Ｖにもなる。これが記録素子に加わる電圧変動になる。
【０００９】
この記録素子に加わる印加電圧の変動は、言うまでもなく吐出エネルギーの変動、つまり、インクの吐出量や吐出スピードの変動になってしまう。このため、記録濃度ムラや記録媒体上におけるインク液滴の吐出位置にずれが発生したり、吐出不良の原因となったりして、記録品位が著しく劣化してしまう。又、同時に駆動される記録素子の数により、各記録素子に印加される電圧が異なってしまうが、駆動電圧や駆動パルスは、同時吐出数が最大の時、即ち、駆動電圧が最大の時にも安定して吐出するように決定されるので、同時吐出数が少ないときには、過剰な駆動電圧や駆動パルスが記録素子に印加され、これが記録ヘッドの耐久性を劣化させることに繋がる。
【００１０】
このような問題を解決する方法として、記録ヘッドの同時吐出数を算出し、その同時吐出数に基づいて、記録ヘッドの駆動電圧の電圧降下を予測し、その予測結果に基づいて、記録ヘッドの印加パルス幅を設定する方法（特許文献１記載）が提案されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２３７０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したような高性能な記録装置は、より安価で提供されることが要求されているが、コストダウンの側面から見ると電源から供給される電圧の系はできる限り少ない方が望ましい。
【００１３】
こうしたコスト的な要因からキャリッジモータ、紙送りモータ、給紙モータ等の各駆動モータを、前記記録ヘッドと同一の電圧系を用いた記録装置の場合には、モータを駆動した際に生じる電圧降下によっても、記録素子に加わる印加電圧の変動を招き、記録品位の劣化に影響を及ぼしてしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、簡単且つ安価な構成で吐出の安定化を図り、且つ、高品位記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るインクジェット記録装置は、複数の記録素子から成る記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドを往復走査しながら記録紙を搬送しつつ、記録紙にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドを駆動し、往復走査させるための記録ヘッド駆動手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッド駆動手段と前記搬送手段と、前記複数の記録素子を駆動するための駆動電流を、同一の電圧源より供給する電力供給手段と、前記記録ヘッド駆動手段と前記搬送手段が駆動された際の電圧降下量を見積もる評価手段とを備え、前記記録ヘッドからインクが吐出されるタイミングと、前記記録ヘッド駆動手段若しくは前記搬送手段が駆動されるタイミングが同期する場合には、前記評価手段において見積もられた電圧降下量に基づいて、前記駆動電流のパルス幅を制御することを特徴とする。
【００１６】
前記評価手段は、前記記録ヘッド駆動手段が駆動された場合、前記搬送手段が駆動された場合及び前記記録ヘッド駆動手段と前記搬送手段とが同時に駆動された場合の、電圧降下量を予め記憶しておく記憶手段を備えており、前記記憶手段に記憶されている各々の電圧降下量を参照して、前記駆動電流のパルス幅を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、本発明のインクジェット記録装置は、モータの駆動による電圧降下量に応じてパルス幅を可変としているので、電圧降下が生じた場合においても安定したインクの吐出を行うことが可能となり、画像品位の向上や、ヘッドの長寿命化等が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主に記録部の概略構成を示す斜視図である。
【００２０】
同図において、２０１は、インクカートリッジを示し、それぞれ、ブラック(Ｂｋ)、シアン(Ｃｙ)、マゼンタ(Ｍｇ)、イエロ(Ｙｅ)４色のインクを個別に貯留するものであり、それぞれの貯留室を一体に構成するものである。
【００２１】
２０２は、記録ヘッドのカートリッジを示し、インクカートリッジ２０１に貯留されるそれぞれのインクに対応した４つの記録ヘッドが収納された１つのユニットの形態で用いられる。即ち、記録ヘッドカートリッジ２０２には、Ｂｋ、Ｃｙ、Ｍｇ及びＹｅそれぞれのインクを吐出する４つの記録ヘッドが収納される。
【００２２】
２０３は、上述したインクカートリッジ２０１及び記録ヘッドを収納したヘッドカートリッジ２０２をそれぞれ着脱自在に装着するキャリッジである。キャリッジ２０３は、後述のガイド軸２１０と摺動自在に係合することにより、後述するキャリッジのモータの駆動に伴いガイド軸２１０に沿って移動することができる。更に、キャリッジ５０３には、エンコーダセンサが設けられており、後述のエンコーダスケール２０４に対向している（不図示）。
【００２３】
２０４は、キャリッジ２０３に対向する面に設けられたエンコーダスケールであり、３００ｄｐｉの間隔でスリットが設けられている。そして、エンコーダセンサは、発光した光をこのエンコーダスケール２０４に照射して、その反射光に基づいてキャリッジ２０３の走査位置に関する信号を出力する。
【００２４】
２０５は、紙送りローラであり、補助ローラ２０６とともに記録紙２０９を挟持しつつ、後述の紙送りモータによって図の矢印の方向に回転することにより、記録紙２０９を図中ｙ方向に搬送することができる。
【００２５】
又、２０７及び２０８は、一対の給紙ローラを示し、記録紙２０９を挟持しながらその給紙を行なう。
【００２６】
図３は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主に制御部の概略構成を示す図である。
【００２７】
３０１は、CPUであり、インクジェット記録装置の全体にわたる制御を行う。
【００２８】
３０２は、ROMであり、記録ヘッドに印加するパルス長を決定するためのテーブル及びモータの駆動を行うためのテーブルや印字に用いるためのマスクを格納している。
【００２９】
３０３は、RAMであり、ホストより送信された印字データを一時的に格納し、その後記録ヘッドへ送信する。
【００３０】
３０４は、記録ヘッド制御部であり、記録ヘッドへの印加パルスの生成や、記録ヘッドの保温を目的とするヒータのON／OFF制御を行う。
【００３１】
３０５は、キャリッジモータであり、これを駆動することによってキャリッジ２０３を主走査方向に移動させる。
【００３２】
３０６は、給紙モータであり、これを駆動させることで後述の給紙ローラを回転させ、後述する給紙カセットに格納されている記録紙を、記録部へと給紙するために駆動する。
【００３３】
３０７は、紙送りモータであり、キャリッジ２０３の走査の合間に駆動させることで、紙送りローラ２０５を回転させて記録紙を副走査方向に搬送する。
【００３４】
３０８は、電源であり、記録ヘッド２０２、キャリッジモータ３０５、給紙モータ３０６及び紙送りモータ３０７へ電流を供給する。
【００３５】
３０９は、キャリッジモータドライバであり、キャリッジモータ３０５の駆動制御を行う。
【００３６】
３１０は、給紙モータドライバであり、給紙モータ３０６の駆動制御を行う。
【００３７】
３１１は、紙送りモータドライバであり、紙送りモータ３０７の駆動制御を行う。
【００３８】
図４は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主に紙搬送部の概略構成を示す断面図である。
【００３９】
同図において、２０３はキャリッジ、２０５は紙送りローラ、２０６は補助ローラ、２０７、２０８はそれぞれ給紙ローラであり、各々の機能は図２の説明中で述べた通りである。
【００４０】
４０１は、記録紙を格納し、印字を行なう際には記録紙を供給するための給紙カセットであり、記録部の下方に配置される。
【００４１】
４０２は、給紙ローラであり、給紙モータ３０６が駆動することにより回転し、給紙カセットに格納されている記録紙を記録部へと給紙する。
【００４２】
４０３は、プラテンであり、記録ヘッドが走査する位置の真下に備えられており、記録紙を下面より支持する。
【００４３】
４０４は、排紙トレイであり、記録が終了した記録紙を格納しておくためのものである。
【００４４】
図５は、実際の印字を通して、各モータの駆動によって生じる電圧降下量を示したものである。
【００４５】
同図中では、全体の期間を待機時、給紙時、キャリッジ駆動+紙送り時、キャリッジ駆動＋紙送り＋先行給紙時とに分けている。ここで、先行給紙とは複数枚の印字を行う場合に、n枚目に行っている記録紙の印字が終了した時点ですぐに(ｎ＋１)枚目の記録紙の印字が開始できるように、予め給紙カセットから紙送りローラ手前まで給紙を行っておくことを指し、１枚だけしか印字を行わない場合には先行給紙は行われない。
【００４６】
同図において、キャリッジは質量が大きく、キャリッジモータの駆動開始時と駆動終了時には加速制御及び減速制御を行なうため、定速時よりも大きな電圧降下が生じる。又、キャリッジモータと給紙モータを同時に駆動する際には、それぞれの電圧降下分を加えただけの電圧降下が生じる。
【００４７】
図１は、モータ駆動に起因する電圧変動によらずに本実施の形態におけるインクジェット記録装置が吐出の安定化を図る為ために行う、記録ヘッドへの印加パルス長の変化を示した図である。
【００４８】
同図において、印字中において最も電圧降下の低いキャリッジモータ駆動時には、プレパルス幅０．６μs、メインパルス幅２．０μsであるのに比較して、モータ駆動による電圧降下を伴う場合においては、およそ0０．２μs程度パルス幅を長くする。
【００４９】
図６は、本実施の形態における、インクジェット記録装置の処理手順を示すフローチャートである。
【００５０】
先ず、S１において、１つジョブの記録を開始する。次にS２では、印字と同時にモータ駆動を行うか否かを判断する。
【００５１】
Ｓ２において、印字と同時にモータ駆動を行う場合にはＳ３に進む。又、印字と同時にモータ駆動を行わない場合にはS５に進む。
【００５２】
Ｓ３においては、モータ駆動による電圧降下分及び駆動されているモータの種類を考慮して、パルス印加時間の増加値をROM３０２内に格納されているテーブルから読み出す。そして、その後S４に進む。
【００５３】
Ｓ４では、テーブルから読み出したパルス印加時間の増加値を、通常時のパルス印加時間に加算する。そして、その後Ｓ５に進む。
【００５４】
Ｓ５では、印字処理を行い、記録紙に記録を行う。ここで、S３及びS４における処理において、モータ駆動を行う場合の電圧降下に見合ったパルス印加時間増加値は、モータ駆動を行う直前に既にパルス印加時間に加えられており、モータ駆動と同時に印字処理が行われる期間を通して、補正されたパルス印加時間でもって印字が行われる。S５においての処理を行ったその後Ｓ６に進む。
【００５５】
Ｓ６では、記録が終了したか否かを判断する。
【００５６】
Ｓ６において、未だ記録が終了していないと判断した場合には、再度S２戻り、処理を繰り返す。又、記録が終了したと判断した場合には処理を終了する。
【００５７】
上記実施の形態においては、モータ駆動を行う直前にパルス印加時間の補正を行ったが、モータが駆動されていることを確認した時点で、パルス印加時間の補正処理をするような制御を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】記録ヘッドへの印加パルス長の変化を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主に記録部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主に制御部の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主に紙搬送部の概略構成を示す断面図である。
【図５】実際の印字を通して、各モータの駆動によって生じる電圧降下量を示したものである。
【図６】本実施の形態における、インクジェット記録装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
２０１        インクカートリッジ
２０２        記録ヘッドのカートリッジ
２０３        キャリッジ
２０４        エンコーダスケール
２０５        紙送りローラ
２０６        補助ローラ
２０７        給紙ローラ
２０８        給紙ローラ
２０９        記録紙
２１０        ガイド軸
３０１        CPU
３０２        ROM
３０３        RAM
３０４        記録ヘッド制御部
３０５        キャリッジモータ
３０６        給紙モータ
３０７        紙送りモータ
３０８        電源
３０９        キャリッジモータドライバ
３１０        給紙モータドライバ
３１１        紙送りモータドライバ
４０１        給紙カセット
４０２        給紙ローラ
４０３        プラテン
４０４        排紙トレイ。
【図１】
2006168265.tif 000003
【図２】
2006168265.tif 000004
【図３】
2006168265.tif 000005
【図４】
2006168265.tif 000006
【図５】
2006168265.tif 000007
【図６】
2006168265.tif 000008