(57)【要約】【課題】  本発明は記録中のヘッド蓄熱状態（ヘッド内部温度）を反映して、適切に記録走査の速度を設定することができ、スループットの低下を抑えながら良好な画像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。【解決手段】  インクジェット記録装置において、先行する走査の後の第１のタイミングで第１の情報を取得し、第１のタイミングから所定時間経過した第２のタイミングで第２の情報を取得し、第１の情報と第２の情報とに基づいて走査の速度を決定する。【選択図】  図８
2015217632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を備えた記録素子基板と前記記録素子基板を支持し、前記記録素子基板にインクを供給するための供給路が設けられた支持部材とを備えた記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを記録媒体に対して所定の方向に所定の速度で走査させ、前記記録素子を駆動してインクを吐出し、複数回の前記走査によって前記記録媒体に画像の記録を行うよう前記記録ヘッドを制御する制御手段と、
前記記録素子基板に設けられた前記記録素子基板の温度を検出するためのセンサから前記記録素子基板の温度に対応する温度情報を取得する第１取得手段と、
を有するインクジェット記録装置であって、
前記第１取得手段は、先行する前記走査の後であって次の前記走査までの第１のタイミングで第１の前記温度情報を取得し、前記第１のタイミングから所定時間が経過した後であり、かつ、前記次の走査までの第２のタイミングで第２の前記温度情報を取得し、前記制御手段は、前記第１の温度情報と前記第２の温度情報とに基づいて前記次の走査を行うための前記所定の速度を決定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】
前記制御手段は、前記第１取得手段が取得した前記第１の温度情報と前記第２の温度情報とに基づいて、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングまでの前記記録素子基板の温度変化の程度が所定の程度より大きい場合における前記次の走査を行うための前記所定の速度が、前記記録素子基板の温度変化の程度が前記所定の程度である場合における前記所定の速度より小さくなるように、前記次の走査を行うための前記所定の速度を決定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。
【請求項３】
前記記録媒体の単位領域に吐出されるインクの量に関するインク量情報を取得する第２取得手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記第２取得手段によって取得された前記インク量情報が示すインクの量が所定の閾値より大きい場合における前記次の走査を行うための前記所定の速度が、前記インク量情報が示すインクの量が前記所定の閾値より大きくない場合における前記次の走査を行うための前記所定の速度より遅くなるように、前記次の走査を行うための前記所定の速度を決定し、かつ、前記第１の温度情報と、前記第２の温度情報と、に基づいて前記閾値を決定することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記決定手段は前記第１取得手段が取得した前記第１の温度情報と前記第２の温度情報とに基づいて前記支持部材の温度と対応する温度情報を算出し、算出された温度情報と対応する前記支持部材の温度に応じて前記所定の速度を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記算出された温度情報と対応する前記支持部材の温度が所定の温度である場合における前記次の走査を行うための前記所定の速度が、前記支持部材の温度が所定の温度より低い場合における前記次の走査を行うための前記所定の速度より早くなるように前記次の走査を行うための前記所定の速度を決定することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１取得手段が取得した前記第１の温度情報と前記第２の温度情報とに基づいて前記支持部材の温度と対応する温度情報を算出し、算出された温度情報と対応する前記支持部材の温度に基づいて、前記算出された温度情報と対応する前記支持部材の温度が所定の温度である場合における前記閾値が、前記算出された温度情報と対応する前記支持部材の温度が所定の温度より低い場合における前記閾値が大きくなるように、前記閾値を決定することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記支持部材はアルミナによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記エネルギーは熱エネルギーであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記第１取得手段は、前記第２のタイミングから所定時間が経過した後であり、かつ、前記次の走査までの第３のタイミングで第３の前記温度情報を取得し、前記制御手段は、前記第１の温度情報と前記第２の温度情報と前記第３の温度情報とに基づいて前記所定の速度を決定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を備えた記録素子基板と前記記録素子基板を支持し、前記記録素子基板にインクを供給するための供給路が設けられた支持部材とを備えた記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを記録媒体に対して所定の方向に所定の速度で走査させ、前記記録素子を駆動してインクを吐出し、所定回数の前記走査によって前記記録媒体の同一の単位領域に画像の記録を行うよう前記記録ヘッドを制御する制御手段と、
前記記録素子基板に設けられた前記記録素子基板の温度を検出するためのセンサを利用して前記記録素子基板の温度に対応する温度情報を取得する第１取得手段と、
を有するインクジェット記録装置であって、
前記取得手段は、先行する前記走査の後であって次の前記走査までの第１のタイミングで第１の前記温度情報を取得し、前記第１のタイミングから所定時間が経過した後であり、かつ、前記次の走査までの第２のタイミングで第２の前記温度情報を取得し、前記制御手段は、前記第１の温度情報と、前記第２の温度情報と、に基づいて前記単位領域を記録するための前記走査の回数を決定することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第１取得手段が取得した前記第１の温度情報と前記第２の温度情報とに基づいて、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングまでの前記記録素子基板の温度変化の程度が所定の程度より大きい場合における前記次の走査を行うための前記所定の速度が、前記記録素子基板の温度変化の程度が前記所定の程度である場合における前記所定の速度より小さくなるように、前記次の走査を行うための前記所定の速度を決定す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。
【請求項１２】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を備えた記録素子基板と前記記録素子基板を支持し、前記記録素子基板にインクを供給するための供給路が設けられた支持部材とを備えた記録ヘッドを記録媒体に対して所定の方向に所定の速度で走査させ、前記記録素子を駆動してインクを吐出し、複数回の前記走査によって前記記録媒体に画像の記録を行うよう前記記録ヘッドを制御する制御工程と、前記記録素子基板に設けられた前記記録素子基板の温度を検出するためのセンサを利用して前記記録素子基板の温度に対応する温度情報を取得する第１取得工程と、を有するインクジェット記録方法であって、
前記第１取得工程において、先行する前記走査の後であって次の前記走査までの第１のタイミングで第１の前記温度情報を取得し、前記第１のタイミングから所定時間が経過した後であり、かつ、前記次の走査までの第２のタイミングで第２の前記温度情報を取得し、前記制御工程において、前記第１の温度情報と前記第２の温度情報とに基づいて前記所定の速度を決定することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１３】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を備えた記録素子基板と前記記録素子基板を支持し、前記記録素子基板にインクを供給するための供給路が設けられた支持部材とを備えた記録ヘッドを記録媒体に対して所定の方向に所定の速度で走査させ、前記記録素子を駆動してインクを吐出し、所定回数の前記走査によって前記記録媒体の同一の単位領域に画像の記録を行うよう前記記録ヘッドを制御する制御工程と、前記記録素子基板に設けられた前記記録素子基板の温度を検出するためのセンサを利用して前記記録素子基板の温度に対応する温度情報を取得する第１取得工程と、を有するインクジェット記録方法であって、
前記第１取得工程において、先行する前記走査の後であって次の前記走査までの第１のタイミングで第１の前記温度情報を取得し、前記第１のタイミングから所定時間が経過した後であり、かつ、前記次の走査までの第２のタイミングで第２の前記温度情報を取得し、前記制御工程において、前記第１の温度情報と前記第２の温度情報とに基づいて前記単位領域を記録するための前記走査の回数を決定することを特徴とするインクジェット記録方法。
【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記録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、インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドを紙等の記録媒体に対して走査する動作（記録走査）と、記録ヘッドを走査する方向とは交差する方向に記録媒体を搬送する搬送動作とを繰り返して画像を形成する。記録ヘッドはインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するための記録素子とインクを吐出する吐出口が設けられた記録素子基板を備え、記録素子基板はインクの供給路を備えたアルミナ、樹脂等の支持部材に固定されている。インクは、吐出口に対応するように設けられた記録素子が発生する熱エネルギーにより膜沸騰を起こし、この際に生じる気泡の圧力により吐出口から吐出され、記録媒体に着弾する。
【０００３】
画像データに従った電圧パルスを記録素子に対して印加しても、個々の記録素子から正常なインク滴の吐出が行われないことを一般に不吐出と称す。高いデューティで連続して吐出を繰り返すと吐出に伴い発生した熱エネルギーが記録ヘッドに蓄積し、次第に記録ヘッドの温度を上昇させていく。記録ヘッドが過度の蓄熱状態になると、インク温度上昇により吐出されるインク滴の体積が増加し、インクのリフィルが間に合わなくなり上述した不吐出が発生することが懸念される。
【０００４】
特許文献１には、記録ヘッドの温度情報と、画像データ情報から録ヘッド温度によって設定された閾値以上の高デューティ画像であった場合には、インクの供給が間に合うように記録走査のスピードを低下させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４６６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、記録素子内のインク温度だけでなく、記録素子へのインク供給路内のインク温度にも大きく関係する。インク供給流路内のインク温度が低く粘度が高い場合は、インクの流動性が低くなるため供給性能は低下し、吐出は不安定となる。反対に、インク供給路内のインク温度が高く粘度が低い場合は、インクの流動性が高くなるため、吐出は安定化する。
【０００７】
特許文献１では、検出された記録素子基板の温度を記録ヘッドの温度とし、それに応じて、次の記録走査のスピードを制御している。例えば、記録素子基板が高温であることが検知されていても、インク供給路内のインクの温度は比較的高めで粘度が低くリフィルが間に合う可能性がある。そういった場合であっても記録走査のスピードが制限される恐れがある。本発明は、以上を鑑みてなされたもので、温度に応じたインク供給路からのインクの供給特性を反映して記録の速度の制御を行なうことができる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を提供することが可能となる。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を備えた記録素子基板と前記記録素子基板を支持し、前記記録素子基板にインクを供給するための供給路が設けられた支持部材とを備えた記録ヘッドと、前記記録ヘッドを記録媒体に対して所定の方向に所定の速度で走査させ、前記記録素子を駆動してインクを吐出し、複数回の前記走査によって前記記録媒体に画像の記録を行うよう前記記録ヘッドを制御する制御手段と、前記記録素子基板に設けられた前記記録素子基板の温度を検出するためのセンサから前記記録素子基板の温度に対応する温度情報を取得する第１取得手段と、を有するインクジェット記録装置であって、前記第１取得手段は、前記先行する走査の後であって前記次の走査までの第１のタイミングで第１の前記温度情報を取得し、前記第１のタイミングから所定時間が経過した後であり、かつ、前記次の走査までの第２のタイミングで第２の前記温度情報を取得し、前記制御手段は、前記第１の温度情報と、前記第２の温度情報と、に基づいて前記次の走査を行うための前記所定の速度を決定することを特徴とするインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、記録走査における記録ヘッドの速度の設定に記録素子基板に供給されるインクの温度を反映することができる。これにより、温度に応じたインク供給路からのインクの供給特性を反映して記録の速度の制御を行なうことができる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を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置および記録ヘッドの模式図である。
【図２】支持部材の温度Ｔ３算出処理の流れを説明するためのフローチャートである
【図３】本発明に係るインクジェット記録装置及び記録ヘッドの模式図である。
【図４】本発明に係る記録素子基板の平面模式図及び記録素子基板の断面図である。
【図５】本発明に係るインクジェット記録装置の制御系を示したブロック図である。
【図６】本発明に係る温度取得タイミングを説明するための図である。
【図７】本発明に係る画像データの処理の構成を説明するブロック図である。
【図８】実施例１の処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】データのドットカウント方法を説明するための図である。
【図１０】実施例１の走査速度閾値テーブルである。
【図１１】実施例２の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施例２の走査速度閾値テーブルである。
【図１３】実施例３の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】記録走査回数の分割方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
インクジェット記録装置はインクを吐出して記録媒体に対して記録動作を行うために用いることができる。具体的な適用機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や、工業用生産機器などを挙げることができる。このようなインクジェット記録装置を用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。
【００１２】
本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。さらに「インク」とは広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクまたは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。なお、以下の説明では，同一の機能を有する構成には図面中同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。
【００１４】
（インクジェット記録装置）
図３（ａ）は、本実施形態に適用可能なインクジェット記録装置の内部機構を説明するための概略斜視図である。記録媒体４は、搬送モータ（図示せず）の駆動によって矢印Ｆ方向（副走査方向）に搬送される（搬送動作）。そして記録媒体４の搬送方向Ｆ（副走査方向）と直交する方向に沿って、記録媒体４の紙面に沿うようにガイドシャフト３が平行に配置されている。そして記録ヘッド５を搭載したキャリッジ１（走査手段）が、ガイドシャフト３に支持されながら、キャリッジモータ（図示せず）の駆動によって図中矢印Ｓ方向（主走査方向）に往復移動（往復走査）する。さらにインクジェット記録装置には、不図示のインクタンクが設けられており、このインクがインク経路を介して記録ヘッド５に供給される。
【００１５】
キャリッジ１が往復走査を行っているときに記録ヘッド５が、記録データに応じてインクの吐出を行うことで、記録媒体への記録が行われる（記録動作）。そして、このような記録動作と搬送動作とを繰り返し行うことにより、記録媒体への画像形成が行われる。また本実施形態では、記録ヘッド５が往路に沿って移動する場合と、復路に沿って移動する場合のいずれにおいてもインクを吐出して記録媒体に記録を行う、いわゆる双方向記録方式を採る。記録ヘッド５による１回の記録を伴った走査が行われると、記録媒体４は搬送モータ（図示せず）によって所定量搬送される。これを繰り返し、記録媒体に対する複数回の記録ヘッドの走査によって記録が行われる。
【００１６】
（記録ヘッド）
図３（ｂ）は図３（ａ）に示したインクジェット記録装置のキャリッジ１に搭載された記録ヘッド５の概略斜視図である。図３（ｃ）は記録ヘッドの記録媒体４に対向する面である吐出口の形成面の概略図である。記録素子基板６の表面には複数の吐出口３０（簡略のため１つの線分で表記）が列を成すように設けられている。記録素子基板６はアルミナ、樹脂等の支持部材３８に接着材により固定されている。また支持部材３８上の記録素子基板６の周囲には電気配線部材６００が設けられている。各記録素子基板６は電気配線部材６００と電気的に接続され、電気配線部材６００を介してプリントヘッドとの信号を用いた通信を行う。
【００１７】
図４（ａ）は記録ヘッドに搭載される記録素子基板６の上面模式図である。
【００１８】
記録ヘッド５には、６種類のインクを用いて記録動作を行うために、６枚の記録素子基板６が実装されている。各記録素子基板６は、図４（ａ）に示すように、複数の吐出口３０を副走査方向に沿って配列してなる吐出口列が４列設けられている。具体的には、６００ｄｐｉ（ドット／インチ）で配置された１２８０個の吐出口列が４列設けられており、隣接する２列は１２００ｄｐｉずれた方向で配置されている。そして、各記録ヘッド基板上には、記録素子基板６の温度を測定するための温度検出センサ２０が複数設けられている。センサ２０は例えば半導体で形成されており、その電気抵抗を温度と対応する情報として記録装置側で取得する。そしてセンサによって得られる温度情報と対応する温度に応じて、後述する温調制御が行われる。そして以下、この温度検出センサ２０で測定された各記録素子基板６の温度を基板温度とも称する。
【００１９】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の記録素子基板６を、Ａ−Ａ’に沿って垂直に切断した場合の切断面の状態を模式的に示す断面図である。図４（ｃ）は、図４（ｂ）のエネルギー発生素子３４の部分を拡大した図である。
【００２０】
図４（ｂ）に示すように、基体３１には、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する各エネルギー発生素子それぞれに対応する吐出口３０を形成する流路部材３５が接するように設けられている。エネルギー発生素子としては熱エネルギーを発生させるエネルギー発生素子やピエゾ素子が利用可能である。さらに、流路部材３５と基体３１とが接することにより、流路部材３５と基体３１との間には、各吐出口３０に連通する流路３６が形成され、隣接する流路３６の間には仕切り壁３７が形成されている。また温度検出センサ２０は基体３１の表面に設けられている。
【００２１】
トランジスタ等の駆動素子が設けられたシリコンからなる基板４００上に、蓄熱層４０１と、発熱材料層４０２と、一対の電極層４０３が積層されている。蓄熱層４０１は、シリコンを主成分とする絶縁材料で設けることができ、発熱材料層４０２はＴａＳｉＮ等の通電することで発熱する材料で設けることができ、一対の電極層４０３は、通電するための電極となるアルミニウム等で設けることができる。この一対の電極層４０３の間に位置する発熱材料層４０２の部分がエネルギー発生素子３４として用いられる。
【００２２】
そして発熱材料層４０２と一対の電極層４０３との上には、シリコンを主成分とする絶縁材料からなる絶縁層４０４が積層されておりインク等からエネルギー発生素子３４を保護している。さらにエネルギー発生素子３４に対応する絶縁層４０４の上には、気泡が消泡する際に生じるキャビテーションからエネルギー発生素子３４を保護するために、Ｔａ等の金属材料からなる保護層４０５が設けられている。
【００２３】
インクジェット記録装置のインク供給路２からジョイント部７（図３（ｂ））を通って記録ヘッド５の内部に供給されたインクは、支持部材３８内のインク供給路３９を通り、記録素子基板６のインク供給口３２に運ばれる。そして流路３６を通ってエネルギー発生素子３４上側にまで運ばれる。エネルギー発生素子３４にて吐出により発生した熱の大部分は、記録素子基板を固定している支持部材３８に移動する。この支持部材はアルミナなどの素材で構成されており、記録素子基板６に対して大きな熱容量を持つため記録素子基板６で発生した熱を奪い、蓄熱する性質をもっている。
【００２４】
さらに、インクジェット記録装置から受信する記録信号によって、記録ヘッドのエネルギー発生素子３４を駆動することにより、エネルギー発生素子３４に駆動パルスが印加されることで通電されて発熱する。そして、この熱エネルギーによりエネルギー発生素子３４上のインクが膜沸騰を起こして発泡し、この時に生じる気泡の圧力により吐出口からインクが吐出されて記録動作が行われる。
【００２５】
（制御構成）
図５は、インクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置の制御系２４には、ＣＰＵ２００、ＲＯＭ２０１、ＲＭ２０２、ゲートアレイ２０３が設けられている。ＲＯＭ２０１は、ＣＰＵ２００が実行するプログラムを格納する記憶手段として用いられ、吐出制御を行うための駆動パルステーブルを記憶するために用いることができる。ＲＡＭ２０２は各種データ（画像データや記録ヘッドに供給される記録信号など）を一時的に保存するために用いることができる記憶手段である。ゲートアレイ２０３は、記録ヘッド５に記録信号の供給を行うために用いられ、インターフェース２３、ＣＰＵ２００、ＲＡＭ２０２間のデータ転送にも用いられる。
【００２６】
また、ホストコンピュータなどの外部装置２２との間の通信インターフェース動作を行う通信インターフェース２３を備え、ＣＰＵ２００とＲＯＭ２０１、ＲＡＭ２０２あるいは通信インターフェース２３とは、バスにより相互に接続されている。
【００２７】
さらに、ヘッドドライバ２５と、記録ヘッド５と、記録ヘッド用電源回路として機能する電源回路２９と、を備えている。ヘッドドライバは、ＣＰＵ２００の制御下で制御信号を出力するものであり、電源回路２９からヘッド電圧ＶＨの供給を受けている記録ヘッド５の駆動制御を行っている。この場合において、電源回路２９には、外部電源からの外部電圧Ｖが供給されている。ヘッドドライバはＣＰＵ２００の制御下で、電源制御信号ＰＣを電源回路２９に入力することで、記録ヘッド５のヘッド電圧ＶＨを駆動電力として供給する際の制御（供給／遮断制御）を行っている。
【００２８】
モータドライバ２６は、制御系２４から出力された信号に応じて記録ヘッド５を主走査方向の所定の記録位置に移動させるためにキャリッジモータ８を駆動するために用いられる。同様に、制御系２４から出力された記録信号に応じて、記録ヘッドドライバ２５は記録ヘッド５を駆動する。また、モータドライバ２６は制御系２４から出力された信号に応じて搬送モータ９を駆動し、記録媒体の搬送動作を行う。
【００２９】
また、記録ヘッド５には、記録ヘッドの温度を検出するための温度検出センサ２０、および、吐出量やエネルギー発生素子、配線の抵抗などの工場検査時に取得される特性を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ２１が備えられている。
【００３０】
さらに、装置本体には、記録装置の設置された環境温度を検出するサーミスタ２８が設置されている。
【００３１】
ここで、制御系２４のゲートアレイ２０３とＣＰＵ２００は、インターフェース２３を介して外部装置２２から受信した画像データを記録データに変換してＲＡＭ２０２に格納する。さらに、制御系２４は、モータドライバ２６、２７、および記録ヘッドドライバ２５を同期させて駆動することで、記録ヘッド５の記録動作、記録媒体の搬送動作、記録ヘッド５の主走査方向への往復移動を行い、記録媒体上に画像を形成する。
【００３２】
本実施形態では、記録ヘッドの温度を検出する温度センサが、記録素子基板上の記録素子の近傍に設置されているので、記録に伴う記録素子基板の温度をある程度正確に検出することができる。ところが記録に伴う温度変化を敏感に検出可能である反面、記録動作中の支持部材３８の温度を検出することは困難で、記録ヘッドにおける蓄熱状態を正確に検出することは難しい。たとえば、高デューディ画像を記録する場合の記録開始から第１走査目の温度と、低デューティ画像を記録する場合の記録開始から第１００走査目の温度とが、ともに８０℃であることを検出したとする。ここで、図１は記録ヘッドの蓄熱状態の違いを示すグラフであり、先述の２つの状態の記録素子基板の厚さ方向の温度を示している。記録素子基板の表面から数百μｍ程度の深さまでの温度は同じであっても、それより深い数ｍｍの領域にある記録素子基板を固定するための部材が蓄熱した量は第１走査目と第１００走査目で大きく違う。このとき低デューティ画像記録の第１００走査目の場合の記録ヘッドの方が温度が高いにも関わらず、記録素子基板の温度センサではその状態の差は検出できていない。
【００３３】
支持部材の温度と記録素子へのインク供給性
図１で説明したように記録を連続して継続していくと、記録素子で発生した熱が次第にヘッド内部に拡散、蓄熱していき支持部材３８温度が上昇していく。図２（ｂ）に示すように支持部材３８はインク供給路３９内のインクに接しているため、支持部材３８を介して記録素子へ供給されるインクの温度も上昇する。インク供給路３９内のインク温度が低い場合、インク粘度は高く、流路を流れるインクの流動性は低くなる。そのため、特に高デューティの画像を記録する場合に記録素子基板内での記録素子へのインク供給性能は低下し、吐出は不安定となる。そのため、インク供給路からの速やかなインク供給が行なわれることが望ましい。一方、記録素子基板内のインク温度が低い場合、記録素子基板内でのインクの供給性能は向上し、吐出は安定化する。
【００３４】
記録素子基板におけるインク温度とインクの供給性
図４（ｃ）の流路３６に充填された記録素子基板内のインク温度が低い場合、インク粘度が高く、発泡のサイズが小さくなり、結果として吐出されるインク滴の体積が小さくなる。反対に、温度が高い場合、インク粘度が低くなり、エネルギー発生素子３４に同じエネルギーを加えた場合であっても発泡のサイズが大きくなり、結果として吐出されるインク滴が大きくなる。そのため、記録素子内のインク温度が高い場合、吐出によって減少した記録素子内のインクを再充填するのに要する時間が長くなり、記録素子へのインク供給性能は低下し、吐出は不安定となる。反対に、記録素子基板内のインク温度が低い場合、インク供給性能は向上し、吐出は安定化する。
【００３５】
（実施例１）
本実施例では、記録ヘッドの記録素子基板６上に設けられた温度検出センサ２０によって温度を検出し、検出された温度の所定時間経過後の温度変化に基づいて支持部材３８の温度を算出する。また、記録走査開始前に温度検出センサ２０で温度を検出するのに加え、記録データを単位領域毎にドットカウントを行い、記録素子の駆動回数を検出し、吐出口の温度情報、支持部材の温度情報、駆動回数情報に基づき記録走査速度を変更する制御について説明する。
【００３６】
図２は支持部材の温度Ｔ３算出処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【００３７】
まず、Ｓ１０１にて温度検出センサ２０の検出値である第１温度Ｔ１を取得する。続いて、Ｓ１０２にてＴ１取得から所定時間ｔ経過後の温度検出センサ２０の検出値である第２温度Ｔ２を取得する。次に、Ｔ１及びＴ２に基づき支持部材の温度に対応する温度Ｔ３を算出し、処理を終了する。
【００３８】
次に図６を用いて第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２の取得タイミングについて説明する。
【００３９】
図６（ａ）は各色２０％デューティの画像を双方向記録した場合の温度検出センサ２０の検出温度の推移である。記録走査回数は２０回、各記録走査間のキャリッジ１の加減速および反転に要する時間は約０．３秒である。画像記録中の吐出によるヘッド温度の上昇と、キャリッジ１の反転時の吐出休止時のヘッド温度の下降が繰り返されている。
【００４０】
記録走査を繰り返すたびにヘッド内部の支持部材も含めヘッド全体の温度が上昇していくことで、結果として一定デューティの記録の繰り返しでありながら、温度検出センサ２０の検出値は徐々に上昇していく。
【００４１】
図６（ｂ）は図６（ａ）のある第１４回目の記録走査、第１５回目の記録走査に注目した場合の温度検出センサ２０の出力値の変化である。第１温度Ｔ１の取得は先行する第１４記録走査終了以降のタイミングで取得する（Ｓ１０１）。なお、本実施例のヘッド温度検出手段の検出に要する時間は５０ｍｓである。次に第１温度取得から所定時間ｔ秒経過後のタイミングで第２温度Ｔ２を取得する（Ｓ１０２）。本実施例ではｔ＝０．１秒である。ヘッド温度の検出に要する時間及び所定時間ｔは、先述の設定に限定するものではなく、実際のシステム、構成によって最適な値に設定するようにすればよい。また第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２の取得は、記録走査方向の反転に要する非駆動期間内に収めることが必要となる。また、第１温度Ｔ１は記録走査終了以降のタイミングで取得としたが、検出温度に影響を与えない状況であれば記録走査終了以前のタイミングで取得するようにしてもよい。例えば、記録走査終了付近では吐出を行わない、もしくは低デューティの記録であるため検出される温度にほとんど影響を与えない場合には記録走査終了以前のタイミングで検出しても問題ない。第２温度Ｔ２の検出は第１温度Ｔ１からの検出温度の変化を測定することが目的であるため、非駆動期間で測定を実施することが望ましい。また、図６（ｂ）中の記録走査開始前温度Ｔ０は後述する記録走査速度判定処理（図９）のステップ２０３にて取得する温度検出センサ２０の検出温度である。温度Ｔ０は記録走査を開始する前の記録走査速度判定処理を実行するタイミングで取得する。なお、図６（ｂ）では第２温度Ｔ２と温度Ｔ０の取得タイミングを分けたが、ｔ＝０．３と設定し、Ｔ２とＴ０を同時に取得し、Ｔ２＝Ｔ０としても問題ない。
【００４２】
次に取得された第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２から支持部材温度Ｔ３を算出する方法について説明する（Ｓ１０３）。
支持部材温度Ｔ３は
Ｔ３＝Ｔ２／（１−ｅｘｐ（Ａ＊ｔ））−Ｔ１＊ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）／（１−ｅｘｐ（Ａ＊ｔ））      式（１）
Ｔ３：支持部材温度
Ｔ１：第１温度
Ｔ２：第２温度
ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）：０．６３３（記録ヘッドの熱自定数）
Ａ：熱の拡散係数（熱伝導率）
ｔ：時間
式（１）を用いて算出する。
この関係式は記録素子基板の熱が、支持部材に移動することで温度が変化する現象を表したものである。第１温度と第２温度から支持部材の温度を算出することができる。第１温度から第２温度への変化の程度が大きいほど、支持部材３８の蓄熱状態が小さく、支持部材３８の温度は低いと言える。
【００４３】
本実施例では記録素子基板で発生した熱の大部分が記録素子基板を固定した支持部材へと移動するため、大気やその他のヘッド部材への熱の移動は無視しているが、上記の関係式に対し大気への放熱などを考慮した項を追加しても良い。
【００４４】
本実施例の記録ヘッドの熱自定数ｅｘｐ（Ａ＊ｔ）は０．６３３である。これはヘッド部材の材質や体積、構造によって変わる定数である。熱時定数を求めるには図６（ｂ）に示すように吐出による昇温後に検出センサ温度の下降曲線を測定、同時に支持部材温度もセンサで実測することで式（１）から求めることができる。ここで、Ａは熱の拡散係数を表しており、本実施例では、シリコンとアルミナの部材を足し合わせた時の拡散係数を表している。また、ｔはＴ２を測った時間とＴ１を測った時間との差分を表している。
【００４５】
図６（ｂ）に示す例の場合、支持部材温度Ｔ３は第１温度Ｔ１は６８．０℃、第２温度Ｔ２は６６．４℃であるため、上記の関係式よりＴ３は６３．６℃と算出される。
【００４６】
記録素子が一定時間非駆動状態の場合、熱が支持部材に完全に拡散すれば、支持部材温度は記録素子基板温度とほぼ等しくなるが、熱が完全に拡散するには十数秒から数十秒程度の時間を要する。
【００４７】
本実施例の支持部材温度の検出方法は、記録動作中に記録素子の非駆動期間があれば比較的高速にヘッド内部温度を算出することが可能である。シリアルスキャンタイプのインクジェットプリンタにおいて、記録中に定期的に記録ヘッド内部の支持部材温度を取得することが可能であるという点で本発明の技術は非常に有効な方法であるといえる。
【００４８】
ただし、これはシリアルスキャンタイプのインクジェットプリンタに限定するものではない。たとえば用紙幅以上のサイズの記録ヘッド（ラインヘッド）を有するフルラインタイプのインクジェットプリンタにおいても、記録動作中に記録素子の非駆動期間さえあれば、本実施例を適用することが可能である。
【００４９】
また、第２温度の取得タイミング（第１温度取得から所定時間ｔ秒経過時）は実際のシステムにあわせて任意に設定可能である。そのため、これまでの記録動作に対して記録速度が低下するなどの影響を与えることなくヘッド内部温度を支持部材温度Ｔ３として取得することができる。以上の要領で、支持部材温度Ｔ３を算出する。
【００５０】
図７は、本発明の実施例１に係る処理の構成を説明するブロック図である。まず外部装置２２からインターフェース２３を介して入力多値ＲＧＢデータ３０１が転送される。記録装置の制御系２４のＣＰＵでは、多値ＲＧＢデータ３０１から多値のＣＭＹデータ３０２への変換処理が行われる。変換されたＣＭＹデータ３０２は所定の量子化方法で２値のＣＭＹデータ３０３に量子化される。この２値のＣＭＹデータはドットを記録するためのドットデータである。
【００５１】
図８は記録走査開始前に実施する記録走査速度を決定する処理の流れを説明するフローチャートである。ここで、本実施例において記録ヘッドの走査方向の記録解像度を１２００ｄｐｉ、記録ヘッドの走査速度は２０ｉｎｃｈ／ｓを基本の速度とする。なお、２０ｉｎｃｈ／ｓの場合の記録ヘッドの駆動周波数は１２００×２０＝２４ｋＨｚとなる。
【００５２】
ステップ２０１にてまず、次記録走査１バンド幅に対応する記録データを複数のブロックに分割し、各ブロック毎に記録データのドットカウントを実施する。これによってドットカウント値を次記録走査で記録されるインク量に関するインク量情報を取得することができる。続いて支持部材温度Ｔ３を取得する。（Ｓ２０２）。次に現時点での温度Ｔ０を取得する（Ｓ２０３）。続いて、走査速度閾値テーブルを参照し、Ｔ０とＴ３に対応する閾値ドット数を取得する（Ｓ２０４）。ステップ２０５にてドットカウントブロック毎にドットカウント値と閾値ドット数を比較し、１つでも閾値を超えるブロックがあった場合はステップ２０７に進み記録速度を１２．５ｉｎｃｈ／ｓ（駆動周波数１５ＫＨｚ）に変更する。ステップ２０５にて閾値を超えるブロックがなかった場合はステップ２０６に進み記録走査速度は変更せず２０ｉｎｃｈ／ｓのまま速度を維持する。最後に決定された記録走査速度にて記録を実行し、処理を終了する（Ｓ２０８）。
【００５３】
次に図８のＳ２０１における１バンド幅に対応する記録データをドットカウントする方法について図９を用いて説明する。図９は記録ヘッド５で記録する１バンド幅分のデータのドットカウント方法を模式的に表した図である。記録用紙３２０の領域は、１度の記録走査で記録すべき領域（縦１２８０画素）、即ち１バンド幅単位の領域に分割される。更に、１バンドの領域は１２８０×１２８０画素の単位で分割される。このように分割された領域（Ｄ１〜ＤＮ）がドットカウント領域となり、領域毎にドットカウントを行う。なお、１バンドの搬送方向における幅（１バンドの高さ）は記録ヘッドのノズル配列方向のノズル幅と一致している。なお、本実施例では、ドットカウント領域の縦サイズは１バンド幅に対応する１２８０画素とした。記録ヘッドの複数のノズルのうち、一部のノズルを使用しないで記録を実施するような場合には、実際に記録に使用するノズル幅に対応する領域をドットカウントの縦サイズに設定すればよい。
【００５４】
次にＳ２０４における走査速度閾値テーブルを参照し、Ｔ０及びＴ３に対応する閾値ドット数を取得する方法について説明する。図１０は走査速度閾値テーブルである。例えばＴ０が５５℃、Ｔ３が３２℃の場合には、走査速度閾値テーブルの対応する閾値ドット数は１６０５６００である。また、Ｔ０が６２℃、Ｔ３が２６℃の場合、閾値ドット数は１４１９９００となる。以上のようにＴ０及びＴ３に基づき走査速度閾値テーブルから閾値ドット数を取得する。
【００５５】
なお、本実施例においては閾値テーブルから閾値ドット数を取得する方法で説明したが、閾値ドット数を温度の関数やＬＵＴによる演算により設定する構成にしてもよい。
【００５６】
次に、Ｓ２０５〜Ｓ２０７におけるドットカウントブロック毎にドットカウント値と閾値ドット数を比較し、記録速度を変更するか否かの判定方法について説明する。例えば図９のドットカウント領域Ｄ１のドットカウント値が１５０４８００、閾値ドット数が１６０５６００の場合、１５０４８００と１６０５６００を比較し、Ｄ１のドットカウント値が閾値ドット数以上か否かを判定する。この場合Ｄ１のドットカウント値は閾値ドット数を超えていない。同様にドットカウント領域Ｄ２〜ＤＮまでドットカウント値と閾値ドット数を比較する。１つでも閾値ドット数を超えたドットカウント領域が存在する場合には吐出が不安定となる周波数で記録が行われる恐れがあるため、記録走査速度を２０ｉｎｃｈ／ｓに変更する（Ｓ２０７）。全てのドットカウント領域でドットカウント値が閾値ドット数を超えない場合は記録走査速度を４０ｉｎｃｈ／ｓに維持する（Ｓ２０６）。
【００５７】
なお、本実施例ではドットカウントは説明を簡単にするために１色分の場合を例にとって説明をおこなった。複数色を記録する場合であっても色毎にドットカウントを実施し、色毎に設定した記録走査速度閾値テーブルから閾値ドット数を取得し、同様に判定を実行すればよい。その場合、複数色のうち１色でも閾値ドット数を超えるドットカウント領域が存在した場合、記録走査速度を２０ｉｎｃｈ／ｓに変更するよう処理を実行すればよい。
【００５８】
以上のようにして支持部材温度Ｔ３が所定の温度（ここでは３２℃）である場合には、支持部材温度Ｔ３が所定の温度より低い（ここでは２６℃）であるよりも供給路３９内のインクの粘度が低いので、閾値ドット数を高くし、記録走査速度を落しにくくする。
【００５９】
以上のようにヘッド温度、支持部材温度、記録デューティに基づき記録走査速度を決定することで、スループットの低下を最小限に抑えつつ高品位の画像を記録することができる。
【００６０】
また、上述した例では、Ｓ１０３で、式（１）を用いて支持部材３８の温度Ｔ３を算出する形態を説明した。しかし、簡単のために、以下のようにして、温度変化の程度が所定の程度である場合の閾値ドット数より前記温度変化の程度が所定の程度より大きい場合の前記閾値ドット数が大きくなるように閾値テーブルを決定してもよい。例えば、Ｓ１０３で、第１温度Ｔ１から第２温度Ｔ２への温度変化の程度として差分Ｔ１−Ｔ２を求める。そして、Ｓ２０４において、差分Ｔ１−Ｔ２の値が所定の値である場合の閾値ドット数より差分の値が所定の値より大きい場合の前記閾値ドット数が大きくなるように閾値テーブルを決定するようにしてもよい。
【００６１】
（実施例２）
実施例２では、支持部材温度を算出し、算出した支持部材温度と記録データに基づく駆動回数情報に基づき記録走査速度を変更する制御について説明する。支持部材温度Ｔ３の算出方法、記録データを単位領域毎にドットカウントを行い、記録素子の駆動回数を検出する方法等、基本的な構成は実施例１と同じ構成である。
【００６２】
図１１は実施例２における記録走査開始前に実施する記録走査速度判定処理の流れを説明するフローチャートである。
【００６３】
ステップ３０１にてまず、次記録走査の１バンド幅に対応する記録データを複数のブロックに分割し、ブロック毎に記録データのドットカウントを実施する。続いて支持部材温度Ｔ３を取得する。（Ｓ３０２）。次に走査速度閾値テーブルを参照し、Ｔ３に対応する閾値ドット数を取得する（Ｓ３０３）。ステップ３０４にてドットカウントブロック毎にドットカウント値と閾値ドット数を比較し、１つでも閾値を超えるブロックがあった場合はステップ３０６に進み記録速度を１２．５ｉｎｃｈ／ｓ（駆動周波数１５ＫＨｚ）に変更する。ステップ３０４にて閾値を超えるブロックがなかった場合はステップ３０５に進み記録走査速度は変更せず２０ｉｎｃｈ／ｓのまま速度を維持する。最後に決定された記録走査速度にて記録を実行し、処理を終了する（Ｓ３０７）。
【００６４】
次にＳ３０３における走査速度閾値テーブルを参照し、Ｔ３に対応する閾値ドット数を取得する方法について説明する。図１２は実施例２における走査速度閾値テーブルである。例えばＴ３が４０℃の場合には、走査速度閾値テーブルの対応する閾値ドット数は１３７６３００である。また、Ｔ３が２４℃の場合、閾値ドット数は１３１０７００となる。以上のようにＴ３に基づき走査速度閾値テーブルから閾値ドット数を取得する。
【００６５】
なお、本実施例においては閾値テーブルから閾値ドット数を取得する方法で説明したが、閾値ドット数を温度の関数やＬＵＴによる演算により設定する構成にしてもよい。
【００６６】
ステップ３０４、３０５、３０６におけるドットカウント値と閾値ドット数を比較し、記録走査速度を決定する処理については実施例１と同じ構成であるため説明を省略する。
【００６７】
以上のように支持部材温度、記録デューティに基づき記録走査速度を決定することで、スループットの低下を最小限に抑えつつ高品位の画像を記録することができる。
【００６８】
（実施例３）
実施例１、２ではヘッド温度情報、記録データ情報に基づき記録走査速度を変更する処理について説明を行った。実施例３では、所定回数の記録走査にて記録媒体の単位領域に記録を行う場合の記録走査の回数を変更して、吐出安定性を向上させる方法について説明を行う。
【００６９】
図１３は実施例３における記録走査開始前に実施する記録走査回数の判定処理の流れを説明するフローチャートである。Ｓ４０１からＳ４０５の処理は実施例１の図８のＳ２０１とＳ４０５と同様の処理のため説明は省略する。
【００７０】
以下ステップ４０６以降の記録走査回数を変更する処理の流れについて説明を行う。ステップ４０５にてドットカウントブロック毎にドットカウント値と閾値ドット数を比較し、１つでも閾値を超えるブロックがあった場合はステップ４０７に進み記録走査回数を１回から２回に分割するよう変更する。ステップ４０５にて閾値を超えるブロックがなかった場合はステップ４０６に進み記録走査回数は１回のまま変更しない。最後に決定された記録走査回数にて記録を実行し、処理を終了する（Ｓ４０８）。
【００７１】
次に、記録走査回数の分割方法について図１４を用いて説明する。本実施例においては、通常１回の記録走査で記録すべきデータを２回の記録走査に分割して記録する方法について説明する。図１４（ａ）に示すように、通常の記録走査では、１回の記録走査でヘッド幅に対応する１２８０画素分のデータを印字する。しかし、１回の記録走査で全てを記録してしまうと、周波数として吐出が不安定となってしまう場合には、図１４（ｂ）に示すように２分割印字を行う。２分割印字時には、記録データを２回の記録走査に分けて記録する。第１記録走査で通常印字の半分のデューティに対応するデータを記録し、搬送動作を行わずに、第２記録走査で残りの半分に対応するデータを記録する。２つのデータによって記録された画像が合わさり、図１４（ａ）のように１回の記録走査で記録された画像に相当する画像が得られる。記録データの分割は図１４（ｃ）に示すように分割前のデータと分割マスク１及び分割マスク２の各マスクデータとの論理積をとり、分割データ１と分割データ２を作成し、２回の記録データに分割する。このように記録データを２回の記録走査に分割して記録することで吐出が不安定となることを防止する。なお、本実施例では２回の記録走査に分割する例を示したが、同様の方法で２回以上に分割してももちろん構わない。また、図１４は１Ｐａｓｓ記録時の場合について示したものであるが、２Ｐａｓｓ記録以上のマルチパス記録時に分割印字を行う場合も同様に１回の記録走査で記録するデータを単に複数回に分割して記録すればよい。
【００７２】
以上のように分割記録を行うことで実施例１、２同様に、スループットの低下を最小限に抑えつつ高品位の画像を記録することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2015217632.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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