JP2973259B2 - Ink jet recording device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は複数色のインクの吐出に
よって記録を行なうカラーインクジェット記録装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color ink jet recording apparatus for performing recording by discharging a plurality of colors of ink.
【０００２】[0002]
【従来の技術】カラーインクジェット記録装置として、
従来はシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）
の３色により色表現を行なうものが一般的であったが、
カラー画像における黒の表現を黒インクにより行なうこ
とにより高品位記録を図る記録装置や、文字の記録とく
にモノクロ文字の記録頻度が高い記録装置においては、
Ｃ・Ｍ・Ｙ３色にブラック（Ｂｋ）を加えた４色のイン
クにより記録を行なうものが増えている。モノクロ記録
における印字品質を決定する大きな要因として紙面上に
おけるインクのにじみやすさがある。Ｌｕｃａｓ−Ｗａ
ｓｈｂｕｒｎの式がにじみやすさを表している。2. Description of the Related Art As a color ink jet recording apparatus,
Conventionally, cyan (C), magenta (M), yellow (Y)
In general, color expression was performed using the three colors
In a printing apparatus that achieves high-quality printing by expressing black in a color image using black ink, and a printing apparatus that prints characters, particularly a printing apparatus that frequently prints monochrome characters,
The number of recordings using four colors of ink in which black (Bk) is added to three colors of C, M, and Y is increasing. A major factor that determines print quality in monochrome recording is the ease of ink bleeding on paper. Lucas-Wa
The shburn equation represents the ease of bleeding.
【０００３】[0003]
【数１】 (Equation 1)
【０００４】式１で表されるように、インクの接触角が
低下すると（一般に表面張力も低下するが接触角の変化
率のほうが大きい）インクは毛管である紙の空隙構造に
浸透し易くなり印字品質が劣化する。従ってＢｋインク
としては、浸透性の低い（高表面張力、高接触角）イン
クが好ましい。一方、カラー画像記録においては色を重
ねて多くの色を表現するため、重なりの順番や時間差に
よらず常に一様の色相が得られることが必要であり浸透
性の高いインク（低表面張力、低接触角）が好ましい。
以上のような背景から４色のインクを備えたインクジェ
ット記録装置においてＢｋインクとＣ・Ｍ・Ｙインクの
特性（表面張力、接触角、粘度等）を異ならせて印字品
質の向上を図る記録装置が現れた。また使用インクや使
用条件に応じて記録ヘッドの諸寸法（特に吐出口径）を
異ならせることも行なわれる。さらに吐出インク滴の重
量や使用頻度に合わせてインク供給容器のインク収容容
量を異ならせることも行なわれる。[0004] As expressed by Equation 1, when the contact angle of the ink decreases (generally, the surface tension also decreases, but the rate of change of the contact angle is larger), the ink easily penetrates into the void structure of the paper, which is a capillary. Print quality is degraded. Therefore, as the Bk ink, an ink having low permeability (high surface tension, high contact angle) is preferable. On the other hand, in color image recording, since many colors are expressed by overlapping colors, it is necessary to always obtain a uniform hue irrespective of the order of overlap and time difference, and ink having high permeability (low surface tension, Low contact angle) is preferred.
In the ink jet recording apparatus provided with four color inks from the background described above, the recording quality is improved by changing the characteristics (surface tension, contact angle, viscosity, etc.) of the Bk ink and the CMY inks. Appeared. In addition, various dimensions (particularly, the ejection opening diameter) of the recording head are made different depending on the used ink and the used conditions. Further, the ink storage capacity of the ink supply container may be varied in accordance with the weight and frequency of use of the ejected ink droplets.
【０００５】以上のようなインクと記録ヘッドでの、吐
出口における圧力のつりあいの状態を図６に示す。ここ
で、インクの水頭値による圧力は負圧側に設定されてお
り式２で表される。FIG. 6 shows the state of the balance between the ink and the pressure at the ejection port in the recording head. Here, the pressure based on the head value of the ink is set on the negative pressure side, and is expressed by Expression 2.
【０００６】[0006]
【数２】 (Equation 2)
【０００７】一方つりあい状態でのメニスカスの保持力
は式３で表される。The holding force of the meniscus in the one-sided state is expressed by the following equation (3).
【０００８】[0008]
【数３】 (Equation 3)
【０００９】またメニスカスを保持しうる限界圧力は式
４より求めることができる。この状態を図７に示す。The limit pressure at which the meniscus can be maintained can be obtained from equation (4). This state is shown in FIG.
【００１０】[0010]
【数４】 (Equation 4)
【００１１】前述の表面張力、接触角、粘度等の異なる
インクと、吐出口径の異なる記録ヘッドと、インク収容
容量の異なるインク供給容器を用いたインクジェット記
録装置においてはその組み合わせによって、メニスカス
を保持しうる限界圧力（つまりは水頭値の許容範囲）は
それぞれ異なるわけである。In an ink jet recording apparatus using the above-described inks having different surface tensions, contact angles, viscosities, etc., recording heads having different discharge apertures, and ink supply containers having different ink storage capacities, a meniscus is held by a combination thereof. The possible limiting pressures (ie, the allowable range of head values) are different.
【００１２】上記の静的なつりあいに対して、さらに以
下に示すインクジェット記録装置の構造に伴う圧力変動
を考慮しなければならない。With respect to the above-described static balance, it is necessary to consider the following pressure fluctuation due to the structure of the ink jet recording apparatus.
【００１３】一般的なインクジェット記録装置の構成を
図８に示す。インクジェット記録装置のインク供給方法
に関しては種々の形式が提案されている。図８はその１
つでありインク供給容器２１より供給チューブ２２を介
してキャリッジ２３上の記録ヘッド２４にインクを供給
するものである。このインク供給機構において、キャリ
ッジ２３の往復運動に伴う供給チューブ２２の屈曲運動
により供給チューブ内のインクに圧力変動が生じ、その
圧力変動が記録ヘッド２４の内部に伝達されることによ
りインクの安定した吐出を妨げる現象の発生が知られて
いる。このような現象の解決策として特開昭５８−９４
４７３号公報に示されるように供給チューブを左右に分
岐する構成として圧力変動を吸収するものが提案されて
いる。また記録ヘッドの内部に供給チューブの圧力変動
を吸収する部材（ダンパー）を設ける方式も種々提案さ
れている。しかしいずれの方式も装置がおおがかりとな
ってしまう上に、記録ヘッド２４の内部のインク供給路
におけるキャリッジ２３の往復運動に伴う圧力変動によ
る同様の不具合に対しては効果がない。FIG. 8 shows the configuration of a general ink jet recording apparatus. Various types of ink supply methods for an ink jet recording apparatus have been proposed. FIG.
The ink is supplied from the ink supply container 21 to the recording head 24 on the carriage 23 via the supply tube 22. In this ink supply mechanism, a pressure fluctuation occurs in the ink in the supply tube due to the bending movement of the supply tube 22 caused by the reciprocating movement of the carriage 23, and the pressure fluctuation is transmitted to the inside of the recording head 24, thereby stabilizing the ink. It is known that a phenomenon that hinders ejection occurs. Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-94 discloses a solution to such a phenomenon.
As disclosed in Japanese Patent No. 473, a configuration in which a supply tube is branched right and left to absorb pressure fluctuation has been proposed. Also, various methods have been proposed in which a member (damper) for absorbing pressure fluctuation of the supply tube is provided inside the recording head. However, any of these methods is not effective for the same device due to the pressure fluctuation accompanying the reciprocating motion of the carriage 23 in the ink supply path inside the recording head 24, in addition to the fact that the apparatus is overwhelmed.
【００１４】近年、記録ヘッドの応答周波数の高速化に
伴いキャリッジの往復運動速度も高速化しており、必然
的に圧力変動もより大きくなっており、インクジェット
記録装置にとっての重大な課題となってきている。特に
キャリッジの加減速時に加速度が最も大きくなるためイ
ンクジェット記録装置におけるキャリッジの加減速制御
はインクの吐出を損なうことのないような配慮が必要と
なっている。In recent years, the reciprocating speed of the carriage has been increased along with the increase in the response frequency of the recording head, and the pressure fluctuation has inevitably increased. This has become a serious problem for the ink jet recording apparatus. I have. In particular, since the acceleration becomes the largest when the carriage is accelerated or decelerated, it is necessary to control the acceleration or deceleration of the carriage in the inkjet recording apparatus so as not to impair the ink ejection.
【００１５】この圧力変動が前述の静的な水頭値に重畳
されインクジェット記録装置全体の水頭値の許容範囲が
決まる。圧力変動によりインク圧が高くなり許容できる
正圧より高くなった場合はインク吐出口からの不要なイ
ンクの飛び散り現象となる。また、圧力変動によりイン
ク圧が許容できる負圧よりも低くなった場合はインク吐
出口からの空気の引き込みにより吐出不良に陥る。This pressure fluctuation is superimposed on the above-mentioned static water head value to determine the allowable range of the water head value of the entire ink jet recording apparatus. If the ink pressure increases due to the pressure fluctuation and becomes higher than the allowable positive pressure, unnecessary ink scatters from the ink ejection port. Further, when the ink pressure becomes lower than the allowable negative pressure due to the pressure fluctuation, ejection failure occurs due to the drawing in of air from the ink ejection port.
【００１６】従来はこの問題に対して加速度をある値以
下に抑えるようにキャリッジの加減速制御を行なうこと
により圧力変動によるインクの吐出不良を防いでいた。
図９に従来のインクジェット記録装置の一例のブロック
図を示す。ホスト装置４からの印字データに基づきＣＰ
Ｕ１よりＩ／Ｏ部１３を介してキャリッジモータ駆動、
ヘッド駆動、紙送りモータ駆動といった一連の印字動作
が行なわれる。キャリッジモータ８は直流モータで構成
されている。キャリッジモータ８はキャリッジモータ駆
動部６と電流制限部３１により駆動され、エンコーダ７
により速度情報がフィードバックされ所定速度に制御さ
れる。ここで電流制限部３１はキャリッジの加速度をあ
る値以下に抑えるような電流値となるよう設定されてい
る。図１０にキャリッジモータ駆動部６と電流制限部３
１の回路構成を示す。また図１１に印字動作におけるキ
ャリッジの速度変化を、さらに図１２にそのときのキャ
リッジモータ８の電流値の変化を示す。（一例として電
流制限値１．５（Ａ）とした。） 以上のような構成に
よりキャリッジモータへの通電電流を制限することによ
りキャリッジモータの発生トルクを抑えてキャリッジの
加減速時の加速度を一定値以下とし、往復運動による水
頭値の変動を減少させてインクの吐出不良を防いでい
た。Conventionally, to solve this problem, ink ejection failure due to pressure fluctuation is prevented by controlling the acceleration / deceleration of the carriage so as to keep the acceleration below a certain value.
FIG. 9 shows a block diagram of an example of a conventional ink jet recording apparatus. CP based on print data from host device 4
U1 drives the carriage motor via the I / O unit 13,
A series of printing operations such as head driving and paper feed motor driving are performed. The carriage motor 8 is constituted by a DC motor. The carriage motor 8 is driven by the carriage motor drive unit 6 and the current limiting unit 31,
The speed information is fed back to control the speed to a predetermined speed. Here, the current limiter 31 is set to a current value that suppresses the acceleration of the carriage to a certain value or less. FIG. 10 shows the carriage motor driving unit 6 and the current limiting unit 3
1 shows a circuit configuration. FIG. 11 shows a change in the speed of the carriage in the printing operation, and FIG. 12 shows a change in the current value of the carriage motor 8 at that time. (As an example, the current limit value is set to 1.5 (A).) By limiting the current supplied to the carriage motor with the above configuration, the torque generated by the carriage motor is suppressed, and the acceleration during acceleration / deceleration of the carriage is kept constant. In this case, the fluctuation of the water head value due to the reciprocating motion was reduced to prevent ink ejection failure.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかし、キャリッジの
加速度を抑えるということは時間をかけて加減速を行な
うということであり、つまりは印字に要する時間を遅く
することになる。前述のようにインクの特性と、記録ヘ
ッドの吐出口径と、インク供給容器のインク収容容量と
が異なることによる記録ヘッド毎の水頭値の許容範囲に
差がある場合、常に最も許容範囲の狭い記録ヘッドに合
わせた制御を行なわざるをえないわけである。However, to suppress the acceleration of the carriage means to accelerate and decelerate over time, that is, to slow down the time required for printing. As described above, when there is a difference in the allowable range of the water head value for each print head due to the difference in the ink characteristics, the discharge aperture of the print head, and the ink storage capacity of the ink supply container, the print with the narrowest allowable range is always performed. This means that control must be performed according to the head.
【００１８】本発明の目的は、上述の従来の課題を解決
し、簡単な構成により、印字速度を極力低下させること
なく安定したインクの吐出が得られるインクジェット記
録装置を提供するものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide an ink jet recording apparatus capable of obtaining a stable ink ejection with a simple configuration without lowering the printing speed as much as possible.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】複数の色のインクと、こ
れらのインクを収容する複数のインク供給容器と、各々
の色のインクを吐出口より噴射する複数の記録ヘッドと
を備え、記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に
対して相対的に往復移動させて記録を行なうインクジェ
ット記録装置において、記録ヘッドのうち一つを単独で
用いるモードと記録ヘッドの複数を併用するモードとを
選択するモード選択手段を備え、このモード選択手段の
選択結果に応じて、往復移動を行なうキャリッジの加減
速時の加速度の大きさを変更することを特徴とする。ま
た、表面張力の異なる複数の色のインクを用いることを
特徴とする。また、吐出口径の異なる複数の記録ヘッド
を用いることを特徴とする。また、インク収容容量の異
なる複数のインク供給容器を用いることを特徴とする。The recording head includes a plurality of color inks, a plurality of ink supply containers for accommodating these inks, and a plurality of recording heads for ejecting the respective color inks from ejection ports. In an ink jet recording apparatus that performs recording by reciprocating a carriage mounted with a recording medium relative to a recording medium, a mode in which a mode in which one of the recording heads is used alone and a mode in which a plurality of recording heads are used in combination are selected. The present invention is characterized in that a selection means is provided, and the magnitude of the acceleration at the time of acceleration / deceleration of the reciprocating carriage is changed according to the selection result of the mode selection means. Further, a plurality of colors of ink having different surface tensions are used. Further, a plurality of recording heads having different discharge apertures are used. Further, a plurality of ink supply containers having different ink storage capacities are used.
【００２０】[0020]
【作用】モード選択手段により水頭値の許容範囲の大き
な記録ヘッドのみでの記録モードが選択された場合は、
印字時間を速めるべくキャリッジの加減速制御を急速に
行ない、水頭値の許容範囲の小さな記録ヘッドが混在し
た場合には、圧力変動を抑えるべくキャリッジの加減速
制御を緩やかに行なうことにより印字速度を極力低下さ
せずに圧力変動によるインク吐出不良に陥ることのない
インクジェット記録装置を提供できるものである。When the recording mode using only the recording head having a large allowable range of the head value is selected by the mode selection means,
Carriage acceleration / deceleration control is performed rapidly to increase the printing time.If print heads with a small allowable water head value are mixed, the carriage acceleration / deceleration control is performed gently to suppress pressure fluctuations to reduce printing speed. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus which does not suffer from ink ejection failure due to pressure fluctuation without decreasing as much as possible.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、図面に示す実施例により本発明を具体
的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the embodiments shown in the drawings.
【００２２】図１は本発明の一実施例を示すブロック図
である。図１の１はプリンタの制御部であるＣＰＵであ
り制御プログラム等を格納したＲＯＭ２及び各種データ
を一時的に記憶するＲＡＭ３が併設されている。ホスト
装置４からの印字データはＩ／Ｆ部（インターフェイス
部）５を介してＣＰＵ１に送られる。ＣＰＵ１は印字デ
ータに応じてキャリッジモータ駆動、ヘッド駆動、紙送
りモータ駆動といった一連の印字動作を行なう。図１の
１１はモード選択手段であるところのモード選択部であ
り、本実施例においてはモノクロ印字モードと、カラー
印字モードの選択を設定スイッチにより行なうように構
成した。他にモード選択手段としてホスト装置からの制
御コマンドにより設定する方法も容易に実現できる。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a CPU which is a control unit of the printer, which is provided with a ROM 2 for storing a control program and the like and a RAM 3 for temporarily storing various data. Print data from the host device 4 is sent to the CPU 1 via an I / F unit (interface unit) 5. The CPU 1 performs a series of printing operations such as carriage motor drive, head drive, and paper feed motor drive according to print data. Reference numeral 11 in FIG. 1 denotes a mode selection unit serving as mode selection means. In this embodiment, a monochrome print mode and a color print mode are selected by setting switches. In addition, a method of setting by a control command from the host device as the mode selection means can be easily realized.
【００２３】図１の８はキャリッジモータであり本実施
例においては直流モータを採用した。キャリッジモータ
８はキャリッジモータ駆動部６と電流制限部９により駆
動され、エンコーダ７により速度情報がフィードバック
され所定速度に制御される。電流制限値切替部１０はキ
ャリッジモータ８への電流制限値の設定を切り替えキャ
リッジの加速度を制御するものである。ここで電流制限
部９の電流値の設定を説明する。図２は本発明の一実施
例を示すキャリッジモータ駆動回路図である。本発明の
キャリッジモータ駆動回路は電流制限部が従来のもの
（図１０）と異なり、電流制限値を２段階選択できる構
成となっている。図２においてキャリッジモータ８はト
ランジスタＱ１〜Ｑ４とＨブリッジ型に接続され、Ｑ１
〜Ｑ４のＯＮ・ＯＦＦ状態に応じて電流供給方向が定ま
り回転方向が決まる。いま記録装置の印字方向が往路で
ありＱ１とＱ４がＯＮ状態となったとするとキャリッジ
モータ８は起動した後、定速に制御されキャリッジ２３
が駆動され印字データに応じて所定の位置に印字が行な
われる。一行の印字が終了するとキャリッジモータ８は
制動制御される。図２により電流制限部の動作を説明す
る。基準電圧Ｖrfは端子Ｅのレベルにより二段階（Ｖrf
１、Ｖrf２）に設定できるように構成されている。トラ
ンジスタＱ８がＯＮ状態の場合はＲa と、Ｒb とＲc の
合成抵抗ＲbcとによりＶp を分圧した電圧Ｖrf１が基準
電圧となる。またトランジスタＱ８がＯＦＦ状態の場合
はＲa とＲb とによりＶp を分圧した電圧Ｖrf２が基準
電圧となる（Ｖrf１＜Ｖrf２）。一方検出電圧Ｖdtはキ
ャリッジモータ８の通電電流ＩとするとＶp −Ｒ１・Ｉ
となる。検出電圧Ｖdtと基準電圧Ｖrfを比較しトランジ
スタＱ５を制御することにより電流制限が可能となる。
電流制限値の設定はＶrfの設定で行なう。例えば３
（Ａ）の電流制限を行なう場合はＶdt＝Ｖp −Ｒ１・３
とＶrf１が等しくなるように、また１．５（Ａ）の電流
制限を行なう場合はＶdt=Vp −Ｒ１・１．５とＶrf２が
等しくなるようにＲa 、Ｒb 、Ｒcを設定すればよい。
電流制限値を３Ａと１．５Ａに設定して駆動した場合の
キャリッジの速度変化および電流値の変化をそれぞれ図
３、図４に示す。In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a carriage motor, which employs a DC motor in this embodiment. The carriage motor 8 is driven by the carriage motor drive unit 6 and the current limiting unit 9, and speed information is fed back by the encoder 7 to be controlled at a predetermined speed. The current limit value switching unit 10 switches the setting of the current limit value for the carriage motor 8 and controls the acceleration of the carriage. Here, the setting of the current value of the current limiting unit 9 will be described. FIG. 2 is a carriage motor drive circuit diagram showing one embodiment of the present invention. The carriage motor drive circuit according to the present invention has a configuration in which the current limiter is different from the conventional one (FIG. 10) in that the current limit value can be selected in two stages. In FIG. 2, the carriage motor 8 is connected to transistors Q1 to Q4 in an H-bridge type,
The current supply direction is determined in accordance with the ON / OFF states of Q4 to determine the rotation direction. Now, assuming that the printing direction of the recording apparatus is the forward path, and Q1 and Q4 are in the ON state, the carriage motor 8 is started and then controlled at a constant speed to control the carriage 23.
Is driven to perform printing at a predetermined position according to the print data. When printing of one line is completed, the carriage motor 8 is braked. The operation of the current limiting unit will be described with reference to FIG. The reference voltage Vrf has two stages (Vrf
1, Vrf2). When the transistor Q8 is in the ON state, the voltage Vrf1 obtained by dividing Vp by Ra and the combined resistance Rbc of Rb and Rc becomes the reference voltage. When the transistor Q8 is in the OFF state, the voltage Vrf2 obtained by dividing Vp by Ra and Rb becomes the reference voltage (Vrf1 <Vrf2). On the other hand, assuming that the detection voltage Vdt is the conduction current I of the carriage motor 8, Vp−R1 · I
Becomes The current can be limited by comparing the detection voltage Vdt with the reference voltage Vrf and controlling the transistor Q5.
The current limit value is set by setting Vrf. For example, 3
When the current limitation of (A) is performed, Vdt = Vp-R1.3
Ra, Rb and Rc may be set such that Vrf = Vp-R1 · 1.5 and Vrf2 are equalized so that Vrf1 and Vrf1 are equal, and when the current limit is 1.5 (A).
FIGS. 3 and 4 show a change in the speed of the carriage and a change in the current value when the drive is performed with the current limit values set to 3 A and 1.5 A, respectively.
【００２４】さて、一般にインクジェット記録装置に使
用されるインクの表面張力は３０〜６０（ｍＮ／ｍ）程
度であり、接触角は２０〜８０（゜）程度である。本実
施例において用いたモノクロ用のＢｋインクは表面張力
が４５（ｍＮ／ｍ）であり、接触角が６５（゜）であ
る。また吐出口径は半径１８（μｍ）である。一方、カ
ラー用のインクは表面張力が３５（ｍＮ／ｍ）であり、
接触角が４２（゜）である。また吐出口径は半径１６
（μｍ）である。このときのそれぞれの記録ヘッドにお
けるメニスカス保持限界圧力は前述の式４により、Ｂｋ
インクでは４．５３（Ｎ／ｍ2 ）であり、カラーインク
では３．２５（Ｎ／ｍ2 ）と求められる。この値を水頭
値に換算するとＢｋインクの場合±４６２（ｍｍ）とな
り、カラーインクの場合±３３１（ｍｍ）となる。ここ
でインク供給容器内のインク残量と水頭値の関係を図５
に示す。図５における水頭値はインク供給容器口での静
水頭値である。記録ヘッドの設置位置は本実施例の場合
インク供給容器口より９０（ｍｍ）上方とした。従って
記録ヘッドにとっての水頭値は図５の値から９０（ｍ
ｍ）を引いた値となる。一般にインク供給容器の水頭値
はインク消費とともに下がるが、その変動幅はインク供
給容器の容量や形状によって異なる。本実施例において
はインク未消費時で＋２０（ｍｍ）でありインク終了時
（終了検出時インク残量１０（ｇ）として）−１６０
（ｍｍ）とした。記録ヘッドにおいては−７０（ｍｍ）
から−２５０（ｍｍ）となる。吐出不良に陥らないため
にはこの水頭値の変動分とキャリッジの往復運動に伴う
圧力の変動分を含めたうえで前述のメニスカス保持許容
範囲内の水頭値を確保する必要がある。In general, the surface tension of ink used in an ink jet recording apparatus is about 30 to 60 (mN / m), and the contact angle is about 20 to 80 (゜). The monochrome Bk ink used in this embodiment has a surface tension of 45 (mN / m) and a contact angle of 65 (゜). The diameter of the discharge port is 18 (μm). On the other hand, the color ink has a surface tension of 35 (mN / m),
The contact angle is 42 (゜). The discharge port diameter is 16
(Μm). At this time, the meniscus holding limit pressure in each recording head is calculated by
It is 4.53 (N / m 2 ) for the ink and 3.25 (N / m 2 ) for the color ink. When this value is converted into a water head value, it becomes ± 462 (mm) for Bk ink and ± 331 (mm) for color ink. Here, the relationship between the remaining amount of ink in the ink supply container and the water head value is shown in FIG.
Shown in The head value in FIG. 5 is the hydrostatic head value at the ink supply container port. In this embodiment, the installation position of the recording head was 90 (mm) above the ink supply container opening. Therefore, the head value for the recording head is 90 (m) from the value in FIG.
m) is subtracted. Generally, the head value of an ink supply container decreases with ink consumption, but the fluctuation range varies depending on the capacity and shape of the ink supply container. In the present embodiment, the value is +20 (mm) when the ink is not consumed, and is -160 at the time when the ink is completed (when the ink remaining amount is 10 (g) when the completion is detected).
(Mm). -70 (mm) for the recording head
From -250 (mm). In order to prevent a discharge failure, it is necessary to secure a water head value within the aforementioned allowable meniscus holding range, including the fluctuation amount of the water head value and the fluctuation amount of the pressure due to the reciprocating movement of the carriage.
【００２５】図１の１１のモード選択部によりカラー印
字モードが選択された場合は記録ヘッド１（Ｂｋ用ヘッ
ド）と記録ヘッド２（カラー用ヘッド）の双方の記録ヘ
ッドの吐出が行なわれるため、メニスカス保持許容値の
低いカラー用ヘッドでの水頭値確保が必要となる。一
方、モード選択部によりモノクロ印字モードが選択され
た場合はＢｋ用ヘッドのみでの吐出となるため、メニス
カス保持許容値の高いＢｋ用ヘッドでの水頭値確保を行
なえばよい。カラーモードの場合はＣＰＵ１により電流
制限値切替部の制御端子（図２のＥ端子）のレベルの変
更がおこなわれ、キャリッジの加減速時の加速度が小さ
くなるような電流制限値（本実施例においては１．５
Ａ）に設定される。本実施例では前述のようにカラー用
ヘッドのメニスカス保持許容値が水頭値換算にて±３３
１（ｍｍ）であり、インク供給容器による負圧が−２５
０（ｍｍ）であるため、静的には許容範囲内である。し
かし、記録ヘッドの吐出に伴う動的な変動分（厳密には
解析できないため実験的に求めた）および余裕分として
５０（ｍｍ）を考慮したうえで、前述のキャリッジモー
タの電流制限値を１．５（Ａ）とした。このときキャリ
ッジの往復運動に伴う圧力変動は±１０〜２０（ｍｍ）
となる。従って負圧の最小値は−３２０（ｍｍ）となり
安定な吐出が確保できるわけである。一方、モノクロ印
字モードの場合は、キャリッジの加減速時の加速度が大
きくなるような電流制限値（本実施例においては３Ａ）
に設定される。本実施例では前述のようにＢｋ用ヘッド
のメニスカス保持許容値が水頭値換算にて±４６２（ｍ
ｍ）で、インク供給容器による負圧が−２５０（ｍｍ）
であり、記録ヘッドの吐出に伴う動的な変動分および余
裕分として５０（ｍｍ）を考慮したうえで、前述のキャ
リッジモータの電流制限値を３（Ａ）とした。このとき
キャリッジの往復運動に伴う圧力変動は±３０〜５０
（ｍｍ）となり、負圧の最小値は−３５０（ｍｍ）とな
り安定な吐出が確保できるわけである。さらに、吐出は
しないが同時に往復運動を行なうカラー用ヘッドのメニ
スカス保持許容値は前述のごとく±３３１（ｍｍ）で、
インク供給容器による負圧が−２５０（ｍｍ）であり、
キャリッジの往復運動に伴う圧力変動分±３０〜５０
（ｍｍ）を加えても吐出を行なわないためメニスカスの
保持は確保できる。このときキャリッジの加速および制
動に要する時間と距離は短くなり、印字時間の短縮（高
スループット印字）が可能となる。When the color print mode is selected by the mode selection unit 11 in FIG. 1, both the recording head 1 (Bk head) and the recording head 2 (color head) eject the recording heads. It is necessary to secure a head value with a color head having a low meniscus holding tolerance. On the other hand, when the monochrome print mode is selected by the mode selection unit, the ejection is performed only by the Bk head, and therefore, the head value may be secured by the Bk head having the higher allowable meniscus holding value. In the case of the color mode, the level of the control terminal (E terminal in FIG. 2) of the current limit value switching unit is changed by the CPU 1, and the current limit value (in this embodiment, the acceleration during deceleration of the carriage is reduced). Is 1.5
A) is set. In this embodiment, as described above, the permissible meniscus holding value of the color head is ± 33 in terms of the water head value.
1 (mm), and the negative pressure by the ink supply container is −25.
Since it is 0 (mm), it is statically within an allowable range. However, taking into account the dynamic fluctuation due to the ejection of the recording head (determined experimentally because it cannot be analyzed exactly) and 50 (mm) as a margin, the current limit value of the carriage motor is set to 1 0.5 (A). At this time, the pressure fluctuation due to the reciprocation of the carriage is ± 10 to 20 (mm).
Becomes Therefore, the minimum value of the negative pressure is -320 (mm), and stable ejection can be secured. On the other hand, in the case of the monochrome print mode, a current limit value (3A in this embodiment) that increases the acceleration during acceleration and deceleration of the carriage.
Is set to In this embodiment, as described above, the permissible meniscus holding value of the head for Bk is ± 462 (m
m), the negative pressure by the ink supply container is -250 (mm)
The current limit value of the above-mentioned carriage motor was set to 3 (A) in consideration of 50 (mm) as the dynamic fluctuation and margin due to the ejection of the recording head. At this time, the pressure fluctuation due to the reciprocation of the carriage is ± 30 to 50.
(Mm), and the minimum value of the negative pressure is -350 (mm), which means that stable ejection can be ensured. Further, the meniscus holding permissible value of the color head which does not discharge but reciprocates at the same time is ± 331 (mm) as described above.
The negative pressure by the ink supply container is -250 (mm);
Pressure fluctuation due to reciprocation of carriage ± 30 to 50
Even if (mm) is added, no meniscus is held because ejection is not performed. At this time, the time and distance required for the acceleration and braking of the carriage are shortened, and the printing time can be reduced (high-throughput printing).
【００２６】以上のようにして、モノクロ印字モードが
選択された場合はキャリッジの加減速時における加速度
を大きく設定し高スループットの印字を行ない、カラー
印字モードが選択された場合はキャリッジの往復運動に
よるインク圧の変動分を抑えるようキャリッジの加減速
時の加速度を制御することにより、インク吐出不良のな
いインクジェット記録装置が実現できた。As described above, when the monochrome printing mode is selected, the acceleration at the time of acceleration / deceleration of the carriage is set to be large to perform high-throughput printing, and when the color printing mode is selected, the carriage reciprocates. By controlling the acceleration during the acceleration and deceleration of the carriage so as to suppress the fluctuation of the ink pressure, an ink jet recording apparatus free from ink ejection failure can be realized.
【００２７】このように本発明によればモード選択手段
の選択結果に応じて加減速時の加速度を制御することに
より、確実に信頼性を確保したうえで高スループットが
達成できる。As described above, according to the present invention, by controlling the acceleration at the time of acceleration / deceleration in accordance with the result of selection by the mode selection means, high throughput can be achieved while ensuring reliability.
【００２８】本実施例においては電流制限値を切り替え
て加減速時の加速度を制御したが、キャリッジの走行速
度を変更することにより加減速時の実質的な加速度を変
更する方法も考えられる。この方法だと設定電流制限値
切替部が省略でき、キャリッジ駆動部の速度設定値の変
更のみで達成できる可能性があり装置の簡略化が期待で
きる。ただし走行速度変更に伴う諸条件の確認（印字品
質、印字時間等）が必要となる。In the present embodiment, the acceleration at the time of acceleration / deceleration is controlled by switching the current limit value. However, a method of changing the substantial acceleration at the time of acceleration / deceleration by changing the traveling speed of the carriage can be considered. According to this method, the set current limit value switching unit can be omitted, and there is a possibility that the change can be achieved only by changing the speed set value of the carriage driving unit, and simplification of the apparatus can be expected. However, it is necessary to confirm various conditions (print quality, print time, etc.) accompanying the change in the traveling speed.
【００２９】また本実施例においては、キャリッジモー
タとして直流モータを使用したが、キャリッジモータと
してステッピングモータを使用した場合においてもスロ
ーアップ、スローダウンのタイムテーブルを切り替える
といった方法によっても同様の効果が得られる。In this embodiment, a DC motor is used as the carriage motor. However, even when a stepping motor is used as the carriage motor, the same effect can be obtained by switching the slow-up and slow-down time tables. Can be
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、許容水頭値の異なる複数の記録ヘッドを備えたカラ
ーインクジェット記録装置において、モード選択手段に
より選択された記録ヘッドに応じてキャリッジの加減速
時の加速度を制御することにより、キャリッジの往復運
動に伴うインク圧の変動分によるインクの吐出不良を未
然に防ぐことができ、信頼性を確保したうえで高スルー
プットを達成したプリンタを提供できる。As described above, according to the present invention, in a color ink jet recording apparatus having a plurality of recording heads having different allowable head values, the carriage is controlled in accordance with the recording head selected by the mode selecting means. By controlling acceleration during acceleration and deceleration, it is possible to prevent ink ejection failure due to fluctuations in ink pressure due to reciprocating movement of the carriage, and to provide a printer that achieves high throughput while ensuring reliability. it can.
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例のキャリッジモータ駆動回路
図である。FIG. 2 is a carriage motor drive circuit diagram of one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例におけるキャリッジの動作を
説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of a carriage according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例におけるキャリッジモータの
通電電流を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a current supplied to a carriage motor according to an embodiment of the present invention.
【図５】インク供給容器内のインク残量と水頭値の関係
を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the remaining amount of ink in an ink supply container and a water head value.
【図６】記録ヘッドの吐出口におけるメニスカスのつり
あいを説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the balance of meniscuses at the ejection openings of the print head.
【図７】記録ヘッドの吐出口におけるメニスカス保持力
を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a meniscus holding force at an ejection port of a recording head.
【図８】インクジェット記録装置の構造図である。FIG. 8 is a structural diagram of an ink jet recording apparatus.
【図９】従来例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a conventional example.
【図１０】従来例のキャリッジモータ駆動回路図であ
る。FIG. 10 is a circuit diagram of a conventional carriage motor drive circuit.
【図１１】キャリッジモータの動作を説明する図であ
る。FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the carriage motor.
【図１２】キャリッジモータの通電電流を示す図であ
る。FIG. 12 is a diagram showing a current supplied to a carriage motor.
１ ＣＰＵ ２ ＲＯＭ ３ ＲＡＭ ４ ホスト装置 ５ Ｉ／Ｆ部 ６ キャリッジモータ駆動部 ７ エンコーダ ８ キャリッジモータ ９ 電流制限部 １０ 電流制限値切替部 １１ モード選択部 １２ 紙送りモータ １３ Ｉ／Ｏ部 ２１ インク供給容器 ２２ 供給チューブ ２３ キャリッジ ２４ 記録ヘッド ２５ プラテン ３１ 電流制限部 Ｑ１〜Ｑ８ トランジスタ Ｒ１〜Ｒ１５ 抵抗素子 Ｒa 抵抗素子 Ｒb 抵抗素子 Ｒc 抵抗素子 Ｒd 抵抗素子 Ｒe 抵抗素子 Ｒth サーミスタ ＯＰ１ オペアンプ ＣＰ１ コンパレータ Ｄ１〜Ｄ５ ダイオード ＺＤ ツェナダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CPU 2 ROM 3 RAM 4 Host device 5 I / F part 6 Carriage motor drive part 7 Encoder 8 Carriage motor 9 Current limit part 10 Current limit value switching part 11 Mode selection part 12 Paper feed motor 13 I / O part 21 Ink supply Container 22 Supply tube 23 Carriage 24 Recording head 25 Platen 31 Current limiting section Q1 to Q8 Transistor R1 to R15 Resistance element Ra Resistance element Rb Resistance element Rc Resistance element Rd Resistance element Re Resistance element Rth Thermistor OP1 Operational amplifier CP1 Comparator D1 to D5 Diode ZD Zener diode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/21 B41J 2/01 B41J 19/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B41J 2/21 B41J 2/01 B41J 19/18
Claims (8)
系を選択して記録を行うインクジェット記録装置におい
て、 記録ヘッドを有するキャリッジの駆動を制御するキャリ
ッジ制御手段は、前記選択したインク供給系のメニスカ
ス保持性に応じてキャリッジの加減速度を切り替えるこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。1. An ink jet recording apparatus which performs recording by selecting an ink supply system to be used according to a print mode, wherein a carriage control means for controlling driving of a carriage having a recording head comprises a meniscus of the selected ink supply system. An ink jet recording apparatus, wherein the acceleration / deceleration of a carriage is switched according to the holding property.
保持しうる限界圧力または水頭値の許容範囲を基にして
評価し、該メニスカス保持性が低いインク供給系を含む
印刷モードほど、前記キャリッジ制御手段は小さい加減
速度でキャリッジ駆動を行う請求項１記載のインクジェ
ット記録装置。2. The method according to claim 1, wherein the meniscus retention is evaluated based on an allowable range of a critical pressure or a head value at which the meniscus can be retained. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the carriage drives at a small acceleration / deceleration.
器の残量を考慮して前記メニスカス保持性の評価を行
い、前記キャリッジ制御手段は該残量がなくなったもの
ほど小さい加減速度でキャリッジ駆動を行う請求項２記
載のインクジェット記録装置。3. The meniscus holding performance is evaluated in consideration of the remaining amount of the ink supply container in the ink supply system, and the carriage control means drives the carriage at a smaller acceleration / deceleration as the remaining amount is reduced. The inkjet recording apparatus according to claim 2.
トの吐出口径を考慮して前記メニスカス保持性の評価を
行い、前記キャリッジ制御手段は該吐出口径が大きいも
のほど小さい加減速度でキャリッジ駆動を行う請求項２
記載のインクジェット記録装置。4. The method according to claim 1, wherein the meniscus holding performance is evaluated in consideration of a discharge port diameter of a nozzle unit in the ink supply system, and the carriage control unit drives the carriage at a smaller acceleration / deceleration as the discharge port diameter increases. 2
The inkjet recording apparatus according to any one of the preceding claims.
性を考慮して前記メニスカス保持性の評価を行い、前記
キャリッジ制御手段は該浸透性が高いものほど小さい加
減速度でキャリッジ駆動を行う請求項２記載のインクジ
ェット記録装置。5. The evaluation of the meniscus retention in consideration of ink permeability in the ink supply system, and the carriage control means drives the carriage at a smaller acceleration / deceleration as the permeability increases. The inkjet recording apparatus according to any one of the preceding claims.
使用するモノクロモードと、該黒インクを含まない複数
のカラーインクを使用するカラーモードを含む請求項１
乃至５いずれか１つに記載のインクジェット記録装置。6. The plurality of print modes include a monochrome mode using only black ink and a color mode using a plurality of color inks not including the black ink.
6. The ink jet recording apparatus according to any one of items 1 to 5,
使用するモノクロモードと、該黒インクも含めた複数の
カラーインクを使用するカラーモードを含む請求項１乃
至５いずれか１つに記載のインクジェット記録装置。7. The print mode according to claim 1, wherein the plurality of print modes include a monochrome mode using only black ink and a color mode using a plurality of color inks including the black ink. Inkjet recording device.
低いものを用い、通常、前記モノクロモードでは前記カ
ラーモードに比べて大きな加減速度でキャリッジ駆動を
行う請求項６または７記載のインクジェット記録装置。8. The ink jet recording apparatus according to claim 6, wherein a black ink having a lower permeability than a color ink is used, and the carriage is driven at a larger acceleration / deceleration in the monochrome mode than in the color mode. .
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