(57)【要約】【課題】  画像品位を常に良好に保ち、かつ印字時間の増加とインク消費量の増大を最小限に抑える。【解決手段】  復方向の印字前にウェイト時間を考慮した往復に印字に要する総印字時間を計算して、時間に応じて復路印字前の流し予備吐の有無、待機予備吐の実施の判断を行なう。【選択図】  図２
2007237673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインク吐出口が配列されるインク吐出ヘッドを用い、前記インク吐出ヘッドを前記インク吐出口と異なる方向にスキャンしながらインクを吐出して記録媒体に記録を行なうとともに、前記インク吐出ヘッドのスキャン領域外に設けた予備吐出受けに対向する位置まで前記インク吐出ヘッドを移動して前記複数のインク吐出口から前記予備吐出受けにインクを吐出させる予備吐出動作を行なうインクジェット記録装置であって
往方向印字のスキャンに要する時間を検知する手段と
キャリッジが反転する際のウェイト時間を計時する手段を有するインクジェット記録装置において
復路印字の開始前に往復に要する印字時間を計算し、計算値に応じて予備吐手段を選択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】
複数のインク吐出口が配列されるインク吐出ヘッドを用い、前記インク吐出ヘッドを前記インク吐出口と異なる方向にスキャンしながらインクを吐出して記録媒体に記録を行なうとともに、前記インク吐出ヘッドのスキャン領域外に設けた予備吐出受けに対向する位置まで前記インク吐出ヘッドを移動して前記複数のインク吐出口から前記予備吐出受けにインクを吐出させる予備吐出動作を行なうインクジェット記録装置であって
1スキャンの反転時に算出した印字時間を設定値と比較し、
得られた計算値が第１の設定値以下の場合は復路印字前の予備吐を行なわなく、
得られた計算値が第２の設定値以上の場合は待機予備吐を行い、
得られた計算値が第１の設定値と第２の設定値との間の値の場合は復路側の印字前に予備吐を行なう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】
画像データから印字領域を検知し、印字条件より決まるスキャン速度から移動速度から印字時間を算出し、
本体に備えたタイマー装置でウェイト時間を測定することによって印字時間の計算を行なう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４】
キャリッジの走査時間を計測する第１のタイマー装置と、
キャリッジのウェイト時間を計測する第２のタイマー装置とを本体に備え、
前記第１、第２のタイマーを用いて印字時間の計算を行なう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】
本発明はインクジェット記録装置、更に詳しくはインクジェット記録装置の予備吐出タイミングの最適化およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、複数のインク吐出口を有する記録ヘッドからインク滴を吐出させ、記録媒体に付着させることによって画像を形成するように構成されている。インク吐出口は、記録媒体の搬送方向に平行な方向に配列されている。
【０００３】
インクジェット記録装置の走査方式としては、シリアルスキャンと呼ばれる方式を採られることが多く、このシリアルスキャン方式においては、キャリッジ上に搭載した記録ヘッドとを記録媒体の搬送方向（副走査方向）と交差する方向にスキャンし、一走査分の記録を終了した後に所定量の紙送りを行い、その後に再び停止した記録媒体に対して、次の一走査分の画像を記録するという動作を繰り返すことにより、記録媒体全体に対する記録を行なう。
【０００４】
上記インクジェット記録装置においては、印字動作中に、記録ヘッドの吐出口の使用頻度に関してバラツキが発生するため、記録ヘッドの吐出口の中には、記録に際して一定時間以上使用されないものも発生する。吐出口にインクを充填したままで空気中に長時間晒されると、インクを構成する成分の沈殿や水分が蒸発することによってインク粘度が上昇し、使用時にヨレや吐出等の印字不良、さらには詰まりを起こして吐出不良を発生するといった問題がある。
【０００５】
また、上記インクジェット記録装置においては、インクタンクから記録ヘッドに至るインク供給系に塵挨や気泡が混入し、記録ヘッドの液路に導かれて液路内に付着して、インクの流れを阻害し、インク吐出効率を低下させたり、甚だしい場合には目詰りを起こしたりするおそれがある。
【０００６】
そこで、これらの問題を回避するために、記録する直前に少量のインクをあらかじめ吐出しておく予備吐出動作を実行する方法がとられている。
【０００７】
予備吐出は、各スキャンの先頭や、印字動作実行中の所定の時間間隔、インク吐出口の使用率などに基づき求めたタイミングで記録領域外に設けたインク受容部に行い、インク消費量と記録時間とを両立させるための制御方法が特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開2001-205823
【特許文献２】特開2004-82629
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術においては、１スキャンの印字の度に、次の１スキャン分の印字に要する印字時間と、次の予備吐出までの時間を比較して予備吐出の実行を選択する方法で最適化が図られている。
【０００９】
しかし、大判プリンターのように、取り扱う画像データ量が大きい場合には、その転送時間によるウェイト動作が入る場合がある。このような場合、従来の計算方法では実際の比較時間とズレが生じる可能性がある。
【００１０】
さらに、ウェイト時間が長くなると、キャリッジが予備吐受け上に移動して、予備吐受け上で定期的に予備吐を行なうことによりノズル内のインクの粘度増加を防止する待機予備吐動作を行なう。
【００１１】
この待機予備吐は、印字領域外の予備吐受けで行なうため、所定の場所への移動に時間を要し、印字時間の増加に繋がる。
【００１２】
本発明は上記問題点を考慮したもので、画像品位を恒に良好に保ちつつ、印字速度の低下およびインク消費量を最小限にしたインクジェット記録装置およびインクジェット記録装置の制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態では、往方向のスキャンの反転時に、往復の印字に要する印字時間を算出し、さらにウェイト時間を加算した値から、往復印字に要する総時間を算出する。そしてその時間に応じた適切な予備吐方法を復路方向の印字開始時に選択することによって、最適な印字を行なうインクジェット記録装置および予備吐制御方法を提案する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、復路方向の印字開始時に適切な予備吐手段を選択することによって、恒に高品位な印字を最小限の印字時間と消費インク量で可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〈実施態様１〉
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
図１は本発明のインクジェット記録装置の全体を表す模式図である。
【００１７】
図1において紙送りローラー１０１は、記録媒体１０２を一対のローラーで挟み込むようになっており、回転することにより記録媒体を副走査方向に移動させる。記録ヘッドはプラテン１０６に対向する面に吐出口を備えている。また、記録ヘッド１０５はキャリッジ１０４に着脱可能に取り付けられ、キャリッジ駆動手段（図示せず）によりキャリッジが主走査ガイド１０３に沿って動くことにより記録媒体に対して走査（以下「主走査」と記載する）しながらインク滴を吐出することが出来る。なお、記録ヘッドはインク供給装置（図示せず）に結合され、インクが供給されている。プラテン１０６はインク記録ヘッドの下に設けられ、記録時には記録媒体がプラテンと記録ヘッドの間に位置するとともに、プラテン１０６に保持されることにより、記録媒体と記録ヘッドの間隔が適正になるように保持される。また、図１には示されていないが、このインクジェット記録装置は記録媒体を紙送りローラーまで供給する記録媒体供給手段、記録ヘッドの吐出口周りの状態を適正に保つ為の回復手段、記録が終わった記録媒体を取り出す記録媒体排出手段を備えている。
【００１８】
記録動作は以下の様に行われる。
【００１９】
このインクジェット記録装置に記録開始の指令信号が入力されると、記録媒体供給手段（図示せず）により記録媒体が図1の右上方向から先端が紙送りローラーの位置に来るまで供給され、その後、記録信号に応じて、紙送りローラーにより記録媒体上の印刷開始位置に記録ヘッドが位置するように記録媒体が送られる。続いて、キャリッジ、記録ヘッドが主走査しながら記録媒体上にインク滴を吹き付けることにより印刷が行われる。その後、紙送りローラーにより所定量記録媒体が送られ（以下この動作を「副走査」と記載する）が行われ、再び、キャリッジ、記録ヘッドが主走査を行いながら記録媒体上にインク滴を吹き付ける。この副走査、主走査の繰り返しにより、記録媒体に記録が行われた後、図１の左下方向に記録媒体が排出される。なお、記録媒体としては紙が良く用いられるが、その他の素材であっても構わない。また、OHPシートやコンパクトディスク、さらには、インクジェットを用いたDNAチップ製造装置やディスプレー製造装置の場合、それぞれに適した材質からなる基板であっても構わない。
【００２０】
尚、図示しないが、実施形態１のインクジェット記録装置内には、記録および画像処理を制御し実行するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、専用回路により構成される制御部を備える。さらに、外部のコンピュータ等との間で画像情報や各種制御情報をやりとりするためのインタフェース部も備える。また、キャリッジ駆動用のキャリッジモータ、給紙ローラ駆動用の給紙モータ、紙搬送駆動用の紙搬送モータ等を駆動するための記録ヘッド駆動用のドライバも備えている。また、ユーザによる制御情報を入力する操作パネルも備えている。
【００２１】
本発明で実施する各種予備吐方法について説明する。
【００２２】
印字命令に従うキャリッジの移動に伴い、往路印字の開始直前に予備吐受け107上に往方向印字前の予備吐を行なう。
【００２３】
キャリッジ停止後、反転した復路印字の開始前には、必要に応じて、図示しない印字領域外に設置した予備吐受け、もしくはプラテン上に設置したフチ無し印字穴上に復路印字前の予備吐を行なう。
【００２４】
復路印字前の予備吐の位置は、記録媒体の大きさに応じて決定する。
【００２５】
データ転送に時間がかかる場合や、ユーザ手動によるポーズ状態で、一定時間印字命令がない場合に、キャリッジが印字領域外の予備吐受けまで移動してそこで再度印字命令を受けるまで予備吐を続ける動作を行なう動作を待機予備吐と言う。
【００２６】
次に本発明の予備吐方法を図２のフローチャートに従って説明する。
【００２７】
ステップＳ201より、印字条件を決定することで、キャリッジの走査速度が決まる。
【００２８】
印字命令を受け、ステップＳ202で印字の１スキャン分の画像データから印字領域を検出し、それに伴いキャリッジの移動距離が分かる。
【００２９】
ステップＳ203で印字前予備吐を行い、往路方向の印字を開始する。
【００３０】
往路印字が終了した時点でステップＳ204より復路印字開始までのキャリッジの停止時間、即ちウェイト時間  taを測定する。
【００３１】
ステップＳ205で復路印字開始前にキャリッジの往復に要する時間Ｔを算出する。
【００３２】
Ｔの算出方法を以下に示す。
【００３３】
Ｓ201で決まる走査速度ｖ(inch/sec)とＳ202で検出する印字領域ｒ(inch)から、往方向の印字時間tbがｒ/ｖによって求まる。
【００３４】
復路印字に要する時間は往路に要する時間tbと同じであるため、ウェイト時間と合わせて
Ｔ＝ta+2tb
となり、この値ＴをステップＳ206であらかじめ設定した閾値と比較する。
ここで、閾値Ａは、ノズル中のインクが吐出不良を起こすことなく印字可能な時間に設定された値である。
【００３５】
また、閾値Ｂは、待機予備吐に移行するように設定した値であり、Ａ＜Ｂである。
【００３６】
閾値Ａ、Ｂはインクの種類や吐出条件で異なる値となり、特に決まった値を取らない。
【００３７】
また、プリンタの最大印字幅によっても異なる値を取るものとする。
【００３８】
本実施例での閾値Ａ、Ｂの値を図４に示す。
【００３９】
ステップＳ206より、印字命令がある場合はＳ207に従い、閾値Ａと比較して、Ｔ≦Ａの場合は、ステップＳ208に進み、復方向の予備吐を行なわずに復路印字を開始する。
【００４０】
この場合は、吐出不良を起こさない時間で印字が終了する。即ち、復路方向の予備吐が必要な時間より短い時間で往復印字が可能なため、復路方向の予備吐を行なわずに復路印字を開始する。
【００４１】
ステップＳ206より、印字命令の無い場合、ステップＳ209に従い、印字命令があるまで周期的にＴの値を算出する。
【００４２】
ステップＳ209より、Ｔ≧Ｂに達すると、ステップＳ210に進み、所定の予備吐位置に移動して待機予備吐を実施する。
【００４３】
ステップＳ211に従い、印字命令を受けたらステップＳ212に進み、復路予備吐を実施した後に復路印字を行なう。
【００４４】
ステップＳ206、Ｓ207より、Ａ＜Ｔ＜Ｂの場合は、ステップＳ212に進み、所定の位置で復路印字前の予備吐を行い、印字を再開する。
【００４５】
復路方向の印字を終えたら、ステップＳ213へ進み、タイマーおよびＴの値をリセットする。
【００４６】
ステップＳ214に従い、引き続き印字命令がある場合は上記動作を繰り返す。
【００４７】
上記印字をスキャン毎に繰り返すことで、画像品位を恒に良好に保ちつつ、印字速度の低下およびインク消費量を最小限にした印字が可能となる。
【００４８】
〈実施形態2〉
前述の実施形態では、キャリッジの走査時間を算出しているが、キャリッジの走査時間もタイマー計測する方法もある。
【００４９】
以下、図３のフローチャートを用いで本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５０】
ステップＳ301で印字データを受信したら、ステップＳ302に進み印字前予備吐を行なう。予備吐開始の時点から、ステップＳ303においてタイマーをスタートし、往路印字が終わった時点即ちキャリッジ反転時のキャリッジ停止までの時間を往路印字に要した時間tcとして計測される。
【００５１】
キャリッジが停止したところで、ステップＳ304に進み、ウェイト時間の計測を行い、ステップＳ305に進み、印字時間Ｔ'の算出を行なう。
【００５２】
Ｔ'の算出方法を以下に示す。
【００５３】
復路方向の印字に要する時間は往方向印字に要した時間と同一であり、時間tcである。
【００５４】
キャリッジの停止から時間印字再開までの時間を計測し、これをtdとする。
【００５５】
即ち、往復に要する印字時間Ｔ'は
Ｔ'＝td+２tc
として算出される。
【００５６】
ステップＳ306より、印字命令がある場合はＳ307に従い、閾値Ａと比較して、Ｔ'≦Ａの場合は、ステップＳ308に進み、復方向の予備吐を行なわずに復路印字を開始する。
【００５７】
この場合は、吐出不良を起こさない時間で印字が終了する。即ち、復路方向の予備吐が必要な時間より短い時間で往復印字が可能なため、復路方向の予備吐を行なわずに復路印字を開始する。
【００５８】
ステップＳ306より、印字命令の無い場合、ステップＳ309に従い、印字命令があるまで周期的にＴ'の値を算出する。
【００５９】
ステップＳ309より、Ｂ≦Ｔ'に達すると、ステップＳ310に進み、所定の予備吐位置に移動して待機予備吐を実施する。
【００６０】
ステップＳ311に従い、印字命令を受けたらステップＳ312に進み、復路予備吐を実施した後に復路印字を行なう。
【００６１】
ステップＳ306、Ｓ307より、Ａ＜Ｔ'＜Ｂの場合は、ステップＳ312に進み、所定の位置で復路印字前の予備吐を行い、印字を再開する。
【００６２】
復路方向の印字を終えたら、ステップＳ313へ進み、タイマーおよびＴの値をリセットする。
【００６３】
ステップＳ314に従い、引き続き印字命令がある場合は上記動作を繰り返す。
【００６４】
上記印字をスキャン毎に繰り返すことで、画像品位を恒に良好に保ちつつ、印字速度の低下およびインク消費量を最小限にした印字が可能となる。
【００６５】
上記方法は、特に画像データによって走査速度が変わる制御を行なう場合に特に有効である。
【００６６】
（その他）
なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行なわせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。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からである。
【００６７】
この方式は所謂オンデマンド型，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核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一対一で対応した液体（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とすると、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。
【００６８】
加えて、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは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た場合にも本発明は有効である。
【００６９】
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわち、例えば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合せによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【００７０】
さらに加えて、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、室温で軟化もしくは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃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を用いてもよい。加えて、熱エネルギによる昇温を、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よい。いずれにしても熱エネルギ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すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギ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。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。
【００７１】
さらに加えて、本発明インクジェット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用いられるものの他、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採るもの等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明におけるインクジェット記録装置の主要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明における予備吐制御動作について、第１の実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明における予備吐制御動作について、第２の実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施例における閾値Ａ、Ｂの値を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７３】
101  紙送りローラー
102  記録媒体
103  主走査ガイド
104  キャリッジ
105  記録ヘッド
106  プラテン
107  予備吐受け
【図１】
2007237673.tif 000003
【図２】
2007237673.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007237673.tif 000006