(57)【要約】【課題】記録の安定性を得るために、記録ヘッドを所定の温度にヒートアップする方法があるが、ある待ち時間がかかる。とりわけ、高速に記録するラインヘッドを用いた記録装置では記録ヘッドが大型化するので全体のヒートアップには長い（予熱）時間が必要であった。【課題を解決する為の手段及び作用】記録ヘッドの回復動作に使用するような予備的な吐出動作をヒートアップ動作に利用してスピーディに所定温度に引き上げる。又、インクリサイクルすればこれらに使用したインクを無駄なく回収できる。【課題を解決するための手段】【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルから記録媒体にインクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの温度を検知する温度検知手段と、記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録ヘッドのノズル部をキャップするキャップ機構と、
前記キャップ機構内で予備的な吐出動作を行なう予備吐出手段と、を有する記録装置において、
前記予備吐出手段は前記温度検知手段により所定の温度が検知されるまで動作を継続することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記予備吐出手段は前記記録ヘッドのノズル毎に
予備吐出パターンをもつことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記予備吐出手段による予備的な吐出動作は記録装置の
初期化動作時であることを特徴とする請求項１及び２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記予備吐出手段による予備的な吐出動作は記録動作の
開始直前であることを特徴とする請求項１及び２に記載の記録装置。
【請求項５】
前記予備吐出手段による予備的な吐出動作は前記所定の温度に対する記録ヘッドの温度との差により吐出動作を制御する吐出動作制御手段を有することを特徴とする請求項１から４に記載の記録装置。
【請求項６】
前記吐出動作制御手段は前記吐出動作の周波数を制御することを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
【請求項７】
前記所定の温度に対する記録ヘッドの温度との差により前記予備吐出手段と並行に補助的な手段を用いることを特徴とする請求項５及び６に記載の記録装置。
【請求項８】
前記補助的な手段とは前記記録ヘッドのノズル近傍に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
前記補助的な手段を前記記録装置の機内温度に応じて制御する補助制御手段を有することを特徴とする請求項７及び８に記載の記録装置。
【請求項１０】
前記予備吐出手段による予備的な吐出動作終了後、前記記録ヘッドを前記所定の温度に維持する温度維持手段を有することを特徴とする請求項１から９に記載の記録装置。
【請求項１１】
前記温度維持手段とは前記補助的な手段であることを特徴とする請求項７から１０に記載の記録装置。
【請求項１２】
前記所定の温度とは記録装置の動作保証最高温度近傍であることを特徴とする請求項１から１１に記載の記録装置。
【請求項１３】
前記予備的な吐出動作で前記キャップ機構に吐出されたインクを回収、再生するリサイクル手段を有することを特徴とする
請求項１から１２に記載の記録装置。
【請求項１４】
複数のノズルから記録媒体にインクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段により所定の温度が検知されるまで予備的な吐出動作を継続する予備吐出手段とを、有することを特徴とする記録装置。
【請求項１５】
前記記録ヘッドの前記複数のノズルをキャップするためのキャップ機構を備えた請求項１４に記載の記録装置。
【請求項１６】
前記記録ヘッドの前記複数のノズルは前記キャップ機構内で予備吐出を行なうようにした請求項１５に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置、とりわけノズルを健全に維持する回復動作に使用されたインクをリサイクル使用できる記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置では、記録ヘッドの複数のインクノズルからインクを選択的に吐出させて画像を記録するが、ノズルを加熱するノズルヒータを同じ駆動条件で駆動した場合、インク温度によって吐出量が変化する。
ある温度範囲ではインク温度が高くなるに従い、吐出量が大きくなる性質を持つ。
その為、記録装置の周囲温度や記録動作による記録ヘッド自身の温度上昇等で画質の大きな変化を生じないように記録ヘッド内部温度を検知してノズルヒータの駆動パルス幅を制御する方法や、記録ヘッド全体をある温度にヒートアップする方法等を採用することが多い。
（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１７８５３３（第２−４頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
とりわけ、高速に記録するラインヘッドを用いた記録装置では記録ヘッドが大型化するので全体のヒートアップには長い（予熱）時間が必要であった。
インクが吐出しない程度にノズルヒータを駆動する方法もあるが制御の高速性には欠ける。
【０００５】
特に寒冷地や冬季の動作開始時に上記（予熱）時間は大きな課題であった。
【０００６】
【課題を解決する為の手段及び作用】
上記に鑑み本発明は為されたもので、発明の目的は下記の各手段を実施することによって上記の課題を解決しようとするものである。
即ち、
複数のノズルから記録媒体にインクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの温度を検知する温度検知手段と、記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録ヘッドのノズル部をキャップするキャップ機構と、
前記キャップ機構内で予備的な吐出動作を行なう予備吐出手段と、を有する記録装置において、
前記予備吐出手段は前記温度検知手段により所定の温度が検知されるまで動作を継続することを特徴とする記録装置。
【０００７】
前記予備吐出手段は前記記録ヘッドのノズル毎に予備吐出パターンをもつことを特徴とする記録装置。
【０００８】
前記予備吐出手段による予備的な吐出動作は記録装置の初期化動作時であることを特徴とする記録装置。
【０００９】
前記予備吐出手段による予備的な吐出動作は記録動作の開始直前であることを特徴とする記録装置。
【００１０】
前記予備吐出手段による予備的な吐出動作は前記所定の温度に対する記録ヘッドの温度との差により吐出動作を制御する吐出動作制御手段を有することを特徴とする記録装置。
【００１１】
前記吐出動作制御手段は前記吐出動作の周波数を制御することを特徴とする記録装置。
【００１２】
前記所定の温度に対する記録ヘッドの温度との差により前記予備吐出手段と並行に補助的な手段を用いることを特徴とする記録装置。
【００１３】
前記補助的な手段とは前記記録ヘッドのノズル近傍に設けられていることを特徴とする記録装置。
【００１４】
前記補助的な手段を前記記録装置の機内温度に応じて制御する補助制御手段を有することを特徴とする記録装置。
【００１５】
前記予備吐出手段による予備的な吐出動作終了後、前記記録ヘッドを前記所定の温度に維持する温度維持手段を有することを特徴とする記録装置。
【００１６】
前記温度維持手段とは前記補助的な手段であることを特徴とする記録装置。
【００１７】
前記所定の温度とは記録装置の動作保証最高温度近傍であることを特徴とする記録装置。
【００１８】
前記予備的な吐出動作で前記キャップ機構に吐出されたインクを回収、再生するリサイクル手段を有することを特徴とする記録装置。
【００１９】
複数のノズルから記録媒体にインクを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段により所定の温度が検知されるまで予備的な吐出動作を継続する予備吐出手段とを、有することを特徴とする記録装置。
【００２０】
前記記録ヘッドの前記複数のノズルをキャップするためのキャップ機構を
備えた記録装置。
【００２１】
前記記録ヘッドの前記複数のノズルは前記キャップ機構内で予備吐出を行なうようにした記録装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明を実施した記録装置１００とＰＣを接続した構成図を図１−１に示す。
【００２３】
記録装置１００の正面には操作（オペレーション）パネル１０３が装着されており、給紙部１０４には記録媒体であるロール状に巻かれたラベル紙１０５がセットされている。
【００２４】
ホストコンピュータ（ホストＰＣ）１０１と記録装置１００はプリンタケーブル１０２で接続され、ＰＣ１０１上のアプリケーションソフトを実行することで、記録情報を制御コマンドに変換し、記録装置１００に出力する。
【００２５】
本発明を実施した上記記録装置１００の電気的なブロック図を図１−２に示す。
【００２６】
ホストＰＣ１０１は、記録に使用する記録データを記録装置１００のインタフェースコントローラ１１１に転送し、記録開始を指示する。
【００２７】
ＣＰＵ（中央演算処理装置：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１０は記録データの受信、記録動作、そして記録媒体（用紙）のハンドリング等記録装置１００全般の制御を掌る演算処理装置である。
【００２８】
ＣＰＵ１１０はホストＰＣ１０１から受信したコマンドを解析後、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１１３にビットマップ展開して描画する。
【００２９】
記録前の動作処理としてＣＰＵ１１０は入出力ポート（Ｉ／Ｏ）１１７、駆動部１１８を介してキャッピングモータ１２０と記録ヘッドＵ／Ｄモータ１１９を駆動し、記録ヘッドＫ１２４〜記録ヘッドＹ１２７のキャッピングを解除し、記録位置に移動させる。
【００３０】
さらに、駆動部１１８を介してラベル用紙等を繰り出す給紙モータ１２２、及び定速度で用紙を搬送する搬送モータ１２１等を駆動し用紙を記録位置に搬送する。
【００３１】
定速度で搬送される用紙の記録タイミングを決定するための先端検知センサ１１６でラベル先端位置を検出する。
【００３２】
その後用紙搬送に同期して、ＣＰＵ１１０はイメージメモリ１１３から対応する色のイメージデータを順次読み出し、記録ヘッド制御回路１２３を介して、記録ヘッドＫ１２４、Ｃ１２５、Ｍ１２６、及び記録ヘッドＹ１２７にデータ転送し、各々の記録ヘッドが持つ多数のノズルから記録データに基づき、選択的にインクを吐出させ、カラー記録する。
【００３３】
ここで、Ｋ：ブラック、Ｃ：シアン、Ｍ：マジェンタ、Ｙ：イエローを意味する。
【００３４】
ＣＰＵ１１０の動作はプログラムＲＯＭ１１２に記憶された処理プログラムに基づき、実行される。
【００３５】
プログラムＲＯＭ１１２には後述する制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。
【００３６】
又作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１１４を使用する。
【００３７】
ＥＥＰＲＯＭ１１５は不揮発性のメモリで記録ヘッド相互の微小記録位置調整値等、装置固有のパラメータを記憶する。
【００３８】
記録装置１００の内部温度は温度センサ１３０の出力をＡ／Ｄコンバータ１３１を介して読み出し、変換する。
記録媒体１０５の搬送方向に対する記録ヘッド１２４〜１２７の配置を図２に示す。
【００３９】
搬送方向上流側からＫ（ブラック）１２４、Ｃ（シアン）１２５、Ｍ（マジェンタ）１２６、Ｙ（イエロー）１２７、の順序で４本のラインヘッドから構成されている。
【００４０】
これらの記録ヘッドは電源ＯＮ時（或いは記録動作開始時）から約４０℃にヒートアップされる。
全ての記録ヘッドのヒートアップが終了し記録動作の準備がすみ、記録動作開始し、記録媒体１０５がこれらの記録ヘッドの下部を等速度で通過すると同時に各々の記録ヘッドから吐出されるインクによりカラー記録される。
【００４１】
記録完了すると記録媒体１０５は排紙口２０１から連続的に排紙される。
【００４２】
次に記録ヘッド１２４〜１２７の内部回路、及び記録ヘッドと記録ヘッド制御回路１２３との接続概要に関して図３を用いて説明する。
記録ヘッド内部はインク吐出ノズル近傍のインクを加熱するノズルヒータ３０１、記録ヘッド全体を加熱、保温するサブヒータ３０２ａ、３０２ｂ、ノズル近傍の温度を検知するための温度センサ３０３ａ、３０３ｂ、記録ヘッド制御回路１２３から送られる記録データ、制御信号によって、多数のノズルヒータ３０１を合理的に時分割駆動するためのロジック、ドライバ回路３０４等から構成される。
本発明ではキャップ機構内で記録ヘッドの画質向上を目的としたヒートアップの為に、後述する予備吐出動作を行なうが、上記温度センサ３０３ａ、３０３ｂを使用したフィードバック制御の形式を採用している。
【００４３】
又サブヒータ３０２ａ、３０２ｂは主として記録ヘッドを一旦所定の温度にヒートアップした後の保温制御に使用するが、予備吐出動作によるヒートアップ時の補助的なヒータとして用いることもある。
これらの素子、電気回路は例えばシリコンウェハからなる基板３０５上に形成されている。
【００４４】
本実施例の場合ノズルヒータ３０１は＃０００１〜＃２５６０迄直線状に形成され、分解能は６００  ［ドット／インチ］  である。
従って記録ヘッド１２４〜１２７の最大記録幅は約４．３  ［インチ］  である。
インク流路、液室、ノズル等を形成した図示しない部材と、上記基板３０５とが精密に貼り合わされ、記録ヘッドが製作される。
次にキャップ機構内で予備吐出動作することによって記録ヘッドを所定の温度迄ヒートアップし吐出される比較的大量のインクをインクタンクに戻しリサイクル使用するイメージ図を図４に示す。
予備吐出動作は記録ヘッド１２４〜１２７がキャップ機構４０８でキャップされた状態（待機位置）で開始する。
原則的に全てのノズルを加熱してヒートアップ温度に引き上げようとするので記録ヘッド制御回路から記録ヘッドにはあたかも全ベタ或いはそれに近い記録データが連続的に転送される。
【００４５】
予備吐出動作開始以前にポンプモータの駆動によって吸引ポンプ４０３がＯＮされてキャップ機構４０８内のインク溜まり部からフィルタ４０５、リサイクル弁４０４ｄ、吸引ポンプ４０３の経路でサブタンク４０１にインク回収動作が開始されている。
予備吐出動作開始するとインクは通常の記録動作と同じくサブタンク４０１から記録ヘッドの共通液室４０６に補充され、ノズル面４０７からキャップ機構４０８のインク溜まりに吐出され前記経路でサブタンクに回収される。
予備吐出動作は温度センサ３０３ａ、３０３ｂの出力によりフィードバック制御される。
本発明による予備吐出動作はノズルの健全性を維持するための回復動作としての役割を果たすことは言うまでもない。
【００４６】
予備吐出動作時以外のインクの流れについても簡単に説明しておく。
【００４７】
インクカートリッジ４０９からサブタンク４０１にインク供給する場合、リサイクル弁４０４ｄを閉じ、供給弁を開く。そして吸引ポンプ４０３を動作させるとインクがサブタンク４０１側に移動する。
【００４８】
又記録ヘッドの別な回復動作もある。
先ず回復弁４０４ｂを閉じ加圧ポンプ４０２を作動すると加圧された共通液室４０６内のインクは各ノズルから強制的にキャップ機構へ排出される。この時前述のインクリサイクル系も並行して動作する。
次に電源ＯＮ時に開始する記録ヘッド１２４〜１２７のヒートアップ動作に関し、図５のフローを用いて説明する。
最初に記録ヘッド内温度センサの出力を読み取り・変換し（５０１）、記録ヘッドの温度がもしも１０℃未満なら（５０２−Ｙｅｓ）サブヒータ３０２ａ、３０２ｂをＯＮ（５０３）、次に第１の予備吐出動作（５０４）に入る。
【００４９】
第１予備吐出動作は最も消費電力の高いもので、全てのノズルを例えば３．６［ＫＨｚ］の周波数で駆動する。
本実施例による記録装置は記録媒体の幅方向、送り方向共に６００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］の仕様としているので、３．６［ＫＨｚ］の周波数は記録動作に換算すると６［ｉｎｃｈ／秒］に相当する。
【００５０】
上記サブヒータ、及び第１予備吐出動作により記録ヘッドは比較的急激に加熱される。
１０℃を超え（５０２ーＮｏ）、２５℃未満ならば（５０５ーＹｅｓ）、サブヒータをＯＦＦし（５０６）、次に第２の予備吐出動作（５０７）を実行する。
第２予備吐出動作は全てのノズルを例えば２．４［ＫＨｚ］の周波数で駆動する。
２５℃を超え（５０５ーＮｏ）、４０℃未満ならば（５０８ーＹｅｓ）、第３の予備吐出動作（５０９）を実行する。
第３予備吐出動作は全てのノズルを例えば１．２［ＫＨｚ］の周波数で駆動する。
そして、所定のヒートアップ温度の４０℃に達すると（５０８−Ｎｏ）、予備吐出動作はＯＦＦし（５１０）、サブヒータ３０２ａ、３０２ｂを利用した保温制御（５１１）に切り換える。
保温制御に切り替わった後も記録ヘッド内の温度センサ３０３ａ、３０３ｂを利用したフィードバック制御を継続する。
【００５１】
【実施例２】
本発明を実施した動作フローを図６に示す。記録装置１００がホストＰＣ１０１から記録命令を受信するとＣＰＵ１１０は前述のヒートアップ動作（図５）を実行し（６０２）、所定温度４０℃に達したら記録動作を実行（６０３）、記録完了したならヒートアップ（保温制御）をＯＦＦして終了する。
本実施例では記録ヘッドのヒートアップ動作が記録動作時のみ行なわれるので記録装置の省電力化の点で好適であり、且つ記録動作開始間迄の無効な待ち時間を減らすことが出来る。
【００５２】
【実施例３】
本発明では機内温度によって記録ヘッド内のサブヒータ３０２ａ、３０２ｂをドライブするデューティを変更する方法を実施する。本発明では記録装置１００内部に備えた温度センサ１３０の出力をＤ／Ａコンバータ１３１を介して読み出し変換した温度を利用し、テーブル形式で駆動デューティを参照する。
サブヒータを駆動するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）テーブルを図７に示す。本テーブルはプログラムＲＯＭ１１２の参照テーブル領域に記憶される。
【００５３】
【実施例４】
記録ヘッド中央部と両端近傍とのヒートアップ温度の一様性を改善するために各ノズル位置に対して予備吐出動作の駆動デューティを変更して補正する方法がある。
各ノズル番号に対する駆動デューティの表を図８に示す。この表に基づいた記録データを記録ヘッド制御回路１２３から記録ヘッド１２４〜１２７に転送し、予備吐出動作用の駆動パターンに反映させる。
【００５４】
本実施例の場合、＃０００１〜＃２５６０迄の１０ライン（行）分のみの記録データを作成してＲＯＭ１１２に記憶し、イメージメモリ１１３に繰り返し書き込むことにより実現可能である。
本発明によれば左右両端部と中央付近の画質の一様性がより向上する。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明を実施することによって記録ヘッドのヒートアップがスピーディに終了できるので、結果的に記録装置のパフォーマンスが高くなる。
且つ記録幅の大きい記録ヘッドでもより均一なヒートアップ温度が得られるので記録装置の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した記録装置の電気的なブロック図である。
【図２】記録ヘッドの配置を示す図である。
【図３】記録ヘッド内部の電気的な構成を示す図である。
【図４】予備吐出動作中のインクの流れを示す図である。
【図５】本発明を実施した記録装置の動作フローチャートである。
【図６】第２実施例による記録装置の動作フローチャートである。
【図７】機内温度に対するサブヒータを駆動する
ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）テーブルを示す図である。
【図８】各ノズル番号に対する予備吐出の駆動デューティを示す図である。
【符号の説明】
１００    記録装置
１０１    ホストコンピュータ（ホストＰＣ）
１０４    給紙部
１０５    記録媒体
１１０    ＣＰＵ（中央演算処理装置）
１１２    プログラムＲＯＭ
１１３    イメージメモリ
１１４    ワークＲＡＭ
１１９    ヘッドＵ／Ｄモータ
１２０    キャッピングモータ
１２１    搬送モータ
１２２    ポンプモータ
１２３    記録ヘッド制御回路
１２４    記録ヘッドＫ（ブラック）
１２５    記録ヘッドＣ（シアン）
１２６    記録ヘッドＭ（マジェンタ）
１２７    記録ヘッドＹ（イエロー）
１３０    （機内）温度センサ
１３１    Ａ／Ｄコンバータ
３０１    ノズルヒータ
３０２ａ  サブヒータ
３０２ｂ  サブヒータ
３０３ａ  温度センサ
３０２ｂ  温度センサ
３０４    ロジック、ドライバ回路
３０５    基板
４０１    サブタンク
４０２    加圧ポンプ
４０３    吸引ポンプ
４０６    共通液室
４０７    ノズル面（フェース面）
４０８    キャップ機構
４０９    インクカートリッジ
【図１】
2004160771.tif 000003
【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】
2004160771.tif 000008
【図７】
2004160771.tif 000009
【図８】
2004160771.tif 000010