(57)【要約】【課題】  ヘッド温度に応じたヒートパルス幅変調によりインク吐出量を制御している。大判プリンタなどで横幅の広い印刷をする場合、ヘッド温度が高温になり、制御しなければならないヘッド温度範囲が広くなる。高温領域でも非制御状態にならないように、ヒートパルス幅変調のための温度刻み幅を大きくすると、制御領域内で吐出量を一定にすることができず、吐出量が徐々に増加する。【解決手段】  キャリッジ速度に応じてヒートパルス幅変調のためのヘッド温度刻み幅を変更する。キャリッジ速度が遅い場合は、ヘッド温度が高温にならないので、前記温度刻み幅を小さくして吐出量がほぼ一定になるようにする。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドよりインクを吐出して画像形成を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出手段と、前記記録ヘッドに印加するパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、前記ヘッド温度検出手段で検出されたヘッド温度に応じて前記パルス幅設定手段で設定するパルス幅を切り替えるパルス幅変調手段を持ち、前記パルス幅変調手段はパルス幅切り替え温度に従ってパルス幅を切り替え、インク吐出駆動周波数に応じて、前記パルス幅切り替え温度を変更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】
前記パルス幅変調手段はパルス幅切り替え温度に従ってパルス幅を切り替え、印刷時のキャリッジ速度に応じて、前記パルス幅切り替え温度を変更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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクを記録媒体に吐出して画像形成を行うインクジェット記録装置、およびインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置はインクを記録媒体上に吐出して画像形成を行う。インクを吐出する方法として、ヒータを用いてインクを加熱したときに生じる気泡圧力によってインクを押し出すものが一般的に知られている。インク吐出量は、記録ヘッドの温度、直接的にはヒータ近傍のインク温度に影響を受ける。記録ヘッドの温度が高いほど、インク吐出量は多くなる傾向にある。インク吐出量が変化すると画像品質が劣化するなどの影響がある。そのため、インク吐出量の安定化はインクジェット記録装置の大きな課題の一つになっている。
【０００３】
特許文献１では、印刷によるヘッドの温度変化に関わらず吐出量を安定化する方法が提示されている。その方法は、温度刻み幅毎にヒータ制御のための電圧パルス幅を切り替えるものである。また、ヘッド温度が高温になるに従い、前記温度刻み幅を狭くして精密に制御することにより、高温側でのヘッド昇温の影響を抑える方法も提示されている。
【０００４】
特許文献２では、特許文献１と同様な温度刻み幅毎に電圧パルス幅を切り替える制御に加え、ヘッド温度によって記録ヘッドに印加する電圧値を変更する方法が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許０３２４７４１２号明細書
【特許文献２】特開２００７−３２６２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電圧パルス幅の切り替えには限度があるため、ヘッド温度がある一定温度以上になると、パルス切り替えによる吐出量調整が不可能になる。例えば大判プリンタでは印刷範囲が広くヘッド温度が高温になることがあるので、パルス切り替えで制御可能な温度領域を広くする必要がある。パルス切り替えの温度刻み幅を大きくすれば、制御可能な温度領域は広がるが、吐出量調整の精密さが犠牲になる。ヘッド温度が高温にならないときは、制御可能な温度領域を広げる必要はなく、温度刻み幅を小さくして精密な吐出量調整が可能なはずである。
【０００７】
特許文献１ではヘッド温度が高温になるに従い、パルス切り替え温度刻み幅を狭くする方法が提示されているが、これは高温側でのヘッド昇温の影響を抑えるためのものである。この方法を採用すると、制御可能な温度領域は温度刻み幅が等間隔の場合に比べ狭くなる。ヘッドが実際に高温になるかどうかに関しての言及はない。特許文献２ではヘッド温度に応じて、電圧値を変更することにより、パルス切り替え制御可能な温度領域を広げている。しかし、電圧値を変更するための特別なハードウェア機構が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１記載のインクジェット記録装置は、記録ヘッドよりインクを吐出して画像形成を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出手段と、前記記録ヘッドに印加するパルス幅を設定するパルス幅設定手段と、前記ヘッド温度検出手段で検出されたヘッド温度に応じて前記パルス幅設定手段で設定するパルス幅を切り替えるパルス幅変調手段を持ち、前記パルス幅変調手段はパルス幅切り替え温度に従ってパルス幅を切り替え、インク吐出駆動周波数に応じて、前記パルス幅切り替え温度を変更することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載のインクジェット記録装置は、前記パルス幅変調手段はパルス幅切り替え温度に従ってパルス幅を切り替え、印刷時のキャリッジ速度に応じて、前記パルス幅切り替え温度を変更することを特徴とする請求項１に記載のものである。
【発明の効果】
【００１０】
特別なハードウェア機構を備えていなくても、ヘッド温度が高温にならない場合には精密な吐出量調整を行い、画像品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】インクジェット記録装置の斜視概略図
【図２】本発明のシステム概略構成を表すブロック図
【図３】インク吐出のための電圧パルスを示す図
【図４】パルステーブルの値に対応したパルス波形を示す図
【図５】ヘッド温度が３℃上がる毎にパルステーブルを切り替えている制御を示す図
【図６】ヘッド温度が２℃上がる毎にパルステーブルを切り替えている制御を示す図
【図７】印刷時のキャリッジ速度毎の切り替え温度とパルステーブルの関係を示す表
【図８】本発明のパルス幅変調処理を説明するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を、図を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の一形態に係わるインクジェット記録装置の斜視概略図である。記録ヘッド１はキャリッジ２上に搭載され、キャリッジ２はガイドシャフト３に沿って移動する。キャリッジ２の移動する方向を主走査方向と呼ぶ。印刷時には、記録媒体４をプラテン５で支持し、紙送りローラー６を使って断続的に搬送する。この記録媒体を搬送する方向を副走査方向と呼ぶ。シリアル型のインクジェット記録装置は、記録媒体４の副走査方向への搬送と、キャリッジ２を主走査方向に移動しながら記録ヘッド１からインク吐出する動作を繰り返して、記録媒体４上に画像を形成する。
【００１４】
図２は、本発明の実施の一形態に係わるインクジェット記録装置のシステム概略構成を表すブロック図である。ホスト１０からプリンタ１１に対して印刷データを送信する。印刷データは画像データとユーザからの指示などを表すための属性で構成され、属性の例として印刷品位がある。プリンタ制御部１３は以下に述べるプリンタ１１内の処理全体を制御する。Ｉ／Ｆ１２はホスト１０からの印刷データを受信し、プリンタ記憶装置１５は印刷データを記憶する。印刷制御部１４はホストから送られる印刷データより印刷方法を決定し、記録媒体の副走査方向の移動とキャリッジの主走査方向の移動をそれぞれ搬送制御部１６とキャリッジ制御部１７を用いて制御し印刷を行う。例えば、印刷データの属性である印刷品位が高品位指定の場合、キャリッジの速度を遅くして高品位の画像を印刷する。搬送制御部１６は搬送モータ１９を駆動して記録媒体を副走査方向に移動させる。キャリッジ制御部１７はキャリッジモータ２０を駆動してキャリッジを主走査方向に移動させる。ヘッド制御部１８は印刷制御部１４から印刷開始通知を受け、印刷時のヘッドからのインク吐出を制御する。ヘッド制御部１８に制御される記録ヘッド１は温度センサ２１を備える。温度センサ２１でヘッド温度の検出が可能である。
【００１５】
本発明の実施の一形態におけるヘッド制御方法では、記録ヘッド１にヒータを備え、ヒータを用いてインクを吐出している。ヒータを駆動するため図３に示す電圧パルスをかけている。プレパルスでヒータ表面近傍のインクを温めて、メインパルスでインクに膜沸騰を起こし気泡を発生させてインクを吐出させる。プレパルス、インターバル、メインパルスそれぞれの幅Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を変調することにより、インク吐出量の制御が可能である。インク温度が高温になるほど、インク吐出量が大きくなる傾向にあるので、インク温度に応じてパルス幅を変調することにより、インク吐出量の増大を抑えることが可能である。
【００１６】
パルス幅変調のため、パルス幅の値をパルステーブルとして複数持っておく。適用するパルステーブルを切り替えることにより、パルス幅変調を行う。図４にパルステーブルの値に対応したパルス波形を示す。パルステーブル１からパルステーブル７になるに従って、インク吐出量を少なくすることができる。パルステーブル７はプレパルス幅を０にしてメインパルスのみの制御を行っており、これ以上パルス変調することは不可能である。なお、各パルステーブルはヘッドの吐出特性毎の値を持つように通常構成される。また、インク同時吐出数が多いと、電圧降下の影響が出るので、パルステーブルはインク同時吐出数に対応した補正値を持つよう構成しても良い。
【００１７】
図５は印刷中のパルステーブル切り替え方法を示した図である。図５の横軸はヘッド温度、縦軸は吐出量を表している。図５の点線は、図４の各パルステーブルを適用した場合のヘッド温度と吐出量の関係を示している。ヘッド温度が上がれば吐出量も大きくなり、またパルステーブル１からパルステーブル７の順で徐々に吐出量が小さくなることがわかる。印刷中にインク吐出すると、ヘッド温度が上がっていき吐出量も大きくなっていく。吐出量が大きくなると画質に影響が現れてしまう。しかし、ヘッド温度に応じて、パルステーブルを切り替えることで、吐出量増大を抑えることができる。図５の実線は、ヘッド温度が３℃上がる毎にパルステーブルを切り替える制御を示している。パルステーブル７以降はパルステーブル切り替えができない。つまり、パルステーブル切り替えで制御可能な温度領域があり、その温度領域より高い温度は非制御領域となる。図５ではパルステーブルを切り替える温度刻み幅を大きくして、インク吐出量が緩やかに増えるようにしている。インク吐出量を一定にしないで緩やかに増やすことで、パルステーブル切り替えで制御可能な温度領域を広げている。大判プリンタなどの横幅の広い印刷をするプリンタでは、ヘッド温度が高温になることがあるので、このような制御可能な温度領域を広げた制御を使っている。図５の制御では、吐出量が一定にはならないが変動が緩やかでなので、画像への影響は見えにくい。
【００１８】
図６は２℃刻みでパルステーブルを切り替えている図である。パルステーブルを切り替える温度刻み幅を小さくすることで、ヘッド温度が高温でないときは、吐出量をほぼ一定にできている。しかし、ヘッド温度が高温になると非制御領域となりインク吐出量が急激に増大していく。
【００１９】
インク吐出駆動周波数が大きければ、ヘッド温度が高温になり、小さければ、ヘッド温度は高温にならない。インク吐出駆動周波数は、主走査方向の印刷解像度と、印刷時のキャリッジ速度に応じて決まる。本実施例では主走査方向の印刷解像度は常に一定とする。この場合、印刷時のキャリッジ速度が速ければ、インク吐出駆動周波数が大きくなり、その結果ヘッド温度も高温になる。逆に、キャリッジ速度が遅ければ、駆動周波数が小さくなり、ヘッド温度は高温にならない。そこで本実施例では、印刷時のキャリッジ速度が速い場合は、図５のような制御可能領域は広いが、吐出量は緩やかに増えていくパルステーブル切り替え方法を採用する。印刷時のキャリッジ速度が遅い場合は、図６のような制御可能領域は狭いが、制御可能領域内では吐出量をほぼ一定にできるパルステーブル切り替え方法を採用する。
【００２０】
図７は印刷時のキャリッジ速度毎の切り替え温度とパルステーブルの関係を示す表である。本実施例では、通常の印刷はキャリッジ速度４０ｉｎｃｈ／ｓで行い、高品位の印刷はキャリッジ速度２５ｉｎｃｈ／ｓで行うものとする。キャリッジ速度が４０ｉｎｃｈ／ｓの場合は３℃刻みでパルステーブルを切り替えている。キャリッジ速度が２５ｉｎｃｈ／ｓの場合は２℃刻みでパルステーブルを切り替えている。ここで、切り替え温度の刻み幅は等間隔である必要は無く、インク特性などに合わせて切り替え温度を柔軟に設定してよい。
【００２１】
図８は、本実施例におけるパルス幅変調処理を説明するためのフローチャートである。まず、プリンタ１１がホスト１０より印刷データを受信する（Ｓ１０１）。ホスト１０でユーザが通常印刷か高品位の印刷かを指定することができ、これが印刷データの属性である印刷品位としてプリンタ１１に画像データと共に送られてくる。ホストより印刷データを受信すると、印刷制御部１４は印刷データが高品位かどうか判定する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２で高品位と判定された場合、印刷制御部１４は搬送制御部１６とキャリッジ制御部１７を用いて、キャリッジ速度２５ｉｎｃｈ／ｓで印刷をする。同時にヘッド制御部１８を用いて印刷中に図７に示すキャリッジ速度２５ｉｎｃｈ／ｓに対応する切り替え温度でパルステーブルの切り替えを行う（Ｓ１０３）。Ｓ１０２で高品位でないと判定された場合、印刷制御部１４は搬送制御部１６とキャリッジ制御部１７を用いて、キャリッジ速度４０ｉｎｃｈ／ｓで印刷をする。同時にヘッド制御部１８を用いて印刷中に図７に示すキャリッジ速度４０ｉｎｃｈ／ｓに対応する切り替え温度でパルステーブルの切り替えを行う（Ｓ１０４）。このようにすることで、ユーザが高品位と指定した印刷データは、インク吐出量をほぼ一定にすることができ、画像品質を向上することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  記録ヘッド
２  キャリッジ
３  ガイドシャフト
４  記録媒体
５  プラテン
６  紙送りローラー
１０  ホスト
１１  プリンタ
１２  Ｉ／Ｆ
１３  プリンタ制御部
１４  印刷制御部
１５  プリンタ記憶装置
１６  搬送制御部
１７  キャリッジ制御部
１８  ヘッド制御部
１９  搬送モータ
２０  キャリッジモータ
２１  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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