JPH0531906A - Ink jet recording device - Google Patents

Ink jet recording device

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JPH0531906A
JPH0531906A JP19317791A JP19317791A JPH0531906A JP H0531906 A JPH0531906 A JP H0531906A JP 19317791 A JP19317791 A JP 19317791A JP 19317791 A JP19317791 A JP 19317791A JP H0531906 A JPH0531906 A JP H0531906A
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temperature
ink
recording
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ejection
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Hiromitsu Hirabayashi
弘光 平林
Naoji Otsuka
尚次 大塚
Kentaro Yano
健太郎 矢野
Kiichiro Takahashi
喜一郎 高橋
Hitoshi Sugimoto
仁 杉本
Miyuki Matsubara
美由紀 松原
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Abstract

PURPOSE:To provide a recording device capable of widening a temperature in which an ink discharge can be made stable in accordance with an ink temperature by keeping the temperature at higher level than an 81 embironmental temperature and thereby making an image quality stable without recording speed reduction. CONSTITUTION:A recording head is maintained at a higher temperature than an environmental temperature level, and the discharge of ink is made stable using a temperature detection member provided at the recording head and in accordance with the ink temperature, of an ink discharge part during recording process, which is estimated based on record data prior to recording. Thus the discharged ink quantity and ink ejection are stabilized without causing a significant reduction of recording speed and subsequently, an image having the excellent uniformity of density can be obtained. The approximate temperature control is estimated by evaluating the temperature variation of the recording head using a matrix calculated previously within a range of a head time constant and a chargeable energy, based on the detection temperature detection member of the recording head.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、記録ヘッドから被記録
材に対しインクを吐出させて記録を行うインクジェット
記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus for recording by ejecting ink from a recording head onto a recording material.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記
録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板
等の被記録材上にドットパタ−ンからなる画像を記録し
ていくように構成されている。前記記録装置は、記録方
式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サ−マ
ル式、レ−ザ−ビ−ム式等に分けることができ、そのう
ちのインクジェット式(インクジェット記録装置)は、
記録ヘッドの吐出口からインク(記録液)滴を吐出飛翔
させ、これを被記録材に付着させて記録するように構成
されている。
2. Description of the Related Art A recording device such as a printer, a copying machine or a facsimile is constructed so as to record an image composed of dot patterns on a recording material such as paper or a thin plastic plate based on image information. There is. The recording device can be divided into an inkjet type, a wire dot type, a thermal type, a laser beam type, and the like, depending on the recording type. Among them, the inkjet type (inkjet recording device) is
An ink (recording liquid) droplet is ejected and ejected from the ejection port of the recording head, and the ink droplet is adhered to a recording material for recording.

【0003】近年、数多くの記録装置が使用されるよう
になり、これらの記録装置に対して、高速記録、高解像
度、高画像品質、低騒音などが要求されている。このよ
うな要求に応える記録装置として、前記インクジェット
記録装置を挙げることができる。記録ヘッドからインク
を吐出させて記録を行うインクジェット記録装置では、
上記要求を満たすために必要なインク吐出の安定化、イ
ンク吐出量の安定化は、吐出部のインクの温度に影響さ
れる部分が大きい。すなわち、インクの温度が低過ぎる
とインクの粘度が異常に低下し通常の吐出エネルギーで
は吐出できなくなったり、逆に温度が高すぎると吐出量
が増大して記録紙上でインクが溢れるなどして画像品質
の低下を招いてしまう。
In recent years, a large number of recording devices have been used, and high speed recording, high resolution, high image quality, low noise, etc. are required for these recording devices. As an example of a recording device that meets such a demand, the inkjet recording device can be cited. In an inkjet recording device that performs recording by ejecting ink from the recording head,
The stabilization of the ink ejection and the stabilization of the ink ejection amount required to satisfy the above requirements are largely affected by the temperature of the ink in the ejection portion. That is, if the temperature of the ink is too low, the viscosity of the ink will be abnormally lowered and it will not be possible to eject with normal ejection energy. Conversely, if the temperature is too high, the ejection amount will increase and the ink will overflow on the recording paper. This leads to a decrease in quality.

【0004】このため、従来のインクジェット記録装置
にあっては、記録ヘッド部に温度センサ−を設け、記録
ヘッドの検出温度に基づいて吐出部のインクの温度を所
望範囲に制御する方法や吐出回復処理を制御する方法が
採られていた。なお、上記温度制御用のヒ−タとして
は、記録ヘッド部に接合した加熱用のヒ−タ部材や、熱
エネルギ−を利用して飛翔的液滴を形成して記録を行う
インクジェット方式の記録装置、すなわち、インクの膜
沸騰による気泡成長によりインク液滴を吐出させるもの
に於いては吐出用ヒ−タ自体が用いられている場合もあ
る。なお、上記吐出用ヒ−タを用いる場合に発泡しない
程度に通電する必要がある。
For this reason, in the conventional ink jet recording apparatus, a temperature sensor is provided in the recording head section, and the method for controlling the temperature of the ink in the ejection section within a desired range based on the temperature detected by the recording head and the ejection recovery. A method of controlling the process was adopted. As the heater for controlling the temperature, a heating heater member joined to the recording head portion or an ink jet recording for recording by forming flying droplets by using thermal energy is used. In a device, that is, a device that ejects ink droplets by bubble growth due to film boiling of ink, the ejection heater itself may be used. In addition, when the above-mentioned discharge heater is used, it is necessary to energize so that foaming does not occur.

【0005】熱エネルギ−を用いて固体インクや液体イ
ンクに気泡を形成することに応じて吐出インク液滴を得
る記録装置に於いては、記録ヘッドの温度により吐出特
性が大きく変化するので、吐出部のインク及びそれに多
大に影響する記録ヘッドの温度管理は、特に重要であ
る。
In a recording apparatus that obtains ejected ink droplets by forming bubbles in solid ink or liquid ink by using thermal energy, the ejection characteristics greatly change depending on the temperature of the recording head. The temperature control of the inks of the printhead and the printhead, which greatly affects it, is particularly important.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、記録ヘッドの
温度管理の上で重要となる吐出特性への影響が大きい吐
出部のインク温度の測定は、吐出部が熱源でもあること
から管理上必要となるインクの温度変動以上にセンサの
検出温度が大きく変動することと、インク自体が移動す
ることにより非常に難しい。そのため、吐出時のインク
の温度の測定を高精度で行うために単純に温度検知セン
サを記録ヘッドの近傍に配置しても、却ってインク自体
の温度変動は測定しにくくなっていた。
However, the measurement of the ink temperature of the ejection portion, which has a great influence on the ejection characteristics, which is important for the temperature control of the recording head, is necessary for the management because the ejection portion is also a heat source. It is very difficult because the temperature detected by the sensor fluctuates more than the temperature fluctuation of the ink and the ink itself moves. Therefore, even if the temperature detection sensor is simply arranged in the vicinity of the recording head in order to measure the ink temperature during ejection with high accuracy, it is rather difficult to measure the temperature fluctuation of the ink itself.

【0007】インクの温度管理の手段のひとつとして、
記録ヘッドの温度の安定化により間接的にインク温度の
安定化を実現するインクジェット記録装置の提案があ
る。米国特許第4910528号明細書には、吐出ヒ−
タのごく近傍に設置した温度センサの検出温度を基準に
して、引き続き行われる所定時間内での吐出ヒータの駆
動量の予測に応じて記録時の記録ヘッドの温度を安定化
する手段を持つインクジェットプリンターが開示されて
いる。すなわち、予測温度に応じて記録ヘッドの加熱手
段、吐出ヒータへの通電手段、記録ヘッドの温度を所定
値以下に維持するためのキャリッジ駆動制御手段、キャ
リッジ走査の遅延手段、キャリッジ走査速度の低減手
段、記録ヘッドからの液滴吐出の記録シーケンスの変更
手段などを制御することにより、記録ヘッドの温度を安
定化するものである。
As one of means for controlling the temperature of ink,
There is a proposal for an inkjet recording apparatus that indirectly stabilizes the ink temperature by stabilizing the temperature of the recording head. U.S. Pat. No. 4,910,528 describes a discharge heater.
Inkjet having means for stabilizing the temperature of the recording head at the time of recording in accordance with the prediction of the driving amount of the discharge heater within a predetermined time, which is subsequently performed, based on the temperature detected by a temperature sensor installed in the immediate vicinity of the printer. A printer is disclosed. That is, the print head heating means, the discharge heater energization means, the carriage drive control means for maintaining the print head temperature below a predetermined value, the carriage scan delay means, and the carriage scan speed reduction means according to the predicted temperature. The temperature of the recording head is stabilized by controlling the means for changing the recording sequence of droplet discharge from the recording head.

【0008】しかしながら、米国特許第4910528
号明細書に開示されたインクジェットプリンタは、記録
ヘッドの温度安定化を優先させる余り、記録速度の低下
などの不都合を生ずる場合もあり十分なものではなかっ
た。
However, US Pat. No. 4,910,528
The ink jet printer disclosed in the specification is not sufficient because the temperature stabilization of the recording head is prioritized and there is a case where the recording speed is lowered.

【0009】そこで、本発明は上述の問題点を解決する
ためになされたもので、吐出部のインク温度を高精度で
予測し、インク温度の変動に応じて吐出の安定化を行う
ことを目的とする。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to predict the ink temperature of the ejection portion with high accuracy and stabilize the ejection according to the fluctuation of the ink temperature. And

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は上記目
的を達成するために、記録時に温度変動を伴う記録ヘッ
ドと、記録ヘッドを記録が可能な環境温度よりも高い所
定の保温温度に維持する保温手段と、記録に先立って記
録時の吐出部のインク温度の変化を予測する温度予測手
段と、吐出部のインク温度に応じて吐出の安定化を行う
吐出安定化手段とをインクジェット記録装置に具備する
ものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention maintains a recording head accompanied by temperature fluctuation during recording and a predetermined heat-retention temperature higher than the environmental temperature at which the recording head can record. An ink jet recording apparatus comprising: a heat-retaining means, a temperature predicting means for predicting a change in ink temperature of an ejection portion during recording prior to recording, and an ejection stabilizing means for stabilizing ejection according to the ink temperature of the ejection portion. To prepare for.

【0011】より詳しくは、前記保温手段を記録ヘッド
に設けられた加熱部材と温度検知部材とで構成するとと
もに、前記温度予測手段として、前記温度検知部材の検
知温度に加え、記録時に記録ヘッドに供給する予定の投
入エネルギ−と吐出部の熱時定数とに基づいて前記吐出
部のインクの温度変動を演算する温度予測演算手段を具
備するものであって、前記温度予測演算手段として記録
期間を所定の基準期間に分割した上で、基準期間に記録
する予定のドット数と所定の基準駆動パルスないしは記
録開始時の駆動パルスを基に演算して各基準期間の平均
投入エネルギ−とするとともに前記保温温度に対してひ
とつの基準期間での平均投入エネルギ−と吐出部の熱時
定数とから決定される昇温分とそれ以前の各基準期間の
平均投入エネルギ−に応じてその基準期間に残余してい
る昇温分とを記録開始時の検知温度に順次積算して各基
準期間での吐出部のインクの温度を予測するか、あるい
は、ひとつの基準期間に記録する予定のドット数とそれ
以前の基準期間の駆動パルスとを基に演算してその基準
期間の平均投入エネルギ−とするとともに前記保温温度
に対してその基準期間での平均投入エネルギ−と吐出部
の熱時定数とから決定される昇温分とそれ以前の各基準
期間の平均投入エネルギ−に応じてその基準期間に残余
している昇温分とを記録開始時の検知温度に積算してそ
の基準期間の吐出部のインクの温度を予測するものであ
る。
More specifically, the heat-retaining means is composed of a heating member and a temperature detecting member provided on the recording head, and the temperature predicting means includes the temperature detected by the temperature detecting member and the recording head at the time of recording. The temperature prediction calculation means for calculating the temperature variation of the ink of the discharge part based on the input energy to be supplied and the thermal time constant of the discharge part, wherein a recording period is set as the temperature prediction calculation means. After dividing into a predetermined reference period, the number of dots to be recorded in the reference period and a predetermined reference drive pulse or a drive pulse at the start of recording is calculated to obtain the average input energy of each reference period. The amount of temperature rise determined from the average input energy in one reference period and the thermal time constant of the discharge part for the heat retention temperature and the average input energy in each reference period before that According to the above, the temperature rise amount remaining in the reference period is sequentially added to the detection temperature at the start of recording to predict the ink temperature of the ejection portion in each reference period, or Based on the number of dots to be recorded and the driving pulse in the reference period before that, the average input energy in the reference period is calculated and the average input energy in the reference period and the ejection are performed with respect to the heat retention temperature. The temperature rise determined by the thermal time constant of the part and the temperature rise remaining in the reference period according to the average input energy in each reference period before that are integrated into the detected temperature at the start of recording. The temperature of the ink in the ejection portion during the reference period is predicted.

【0012】さらに詳しくは、前記吐出安定化手段は、
吐出部のインクの予測温度に基づいて記録ヘッドへの投
入エネルギ−を変更する記録ヘッド駆動信号変調手段を
具備するとともにひとつの液滴の吐出に際して記録ヘッ
ド駆動信号を単数または複数のプレパルスとメインパル
スとで構成した上で少なくともプレパルスによる投入エ
ネルギ−を前記予測温度に応じて変調するものであり、
あるいは、インクの予測温度に基づいて記録条件を変更
するものか、吐出部のインクの予測温度に基づいて記録
ヘッドの回復条件を変更するものである。
More specifically, the discharge stabilizing means is
The recording head drive signal modulation means for changing the energy input to the recording head based on the predicted temperature of the ink at the ejection portion is provided, and the recording head drive signal is supplied with one or more pre-pulses and a main pulse when ejecting one droplet. And is configured to modulate at least the energy input by the pre-pulse according to the predicted temperature,
Alternatively, the recording condition is changed based on the predicted temperature of the ink, or the recovery condition of the recording head is changed based on the predicted temperature of the ink of the ejection portion.

【0013】さらに、好ましくは、前記記録ヘッドは、
熱エネルギーによってインクに状態変化を生起させ、該
状態変化に基いてインクを吐出させるものである。
Further preferably, the recording head is
A state change is caused in the ink by thermal energy, and the ink is ejected based on the state change.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図1は、本発明が実施もしくは適用
される好適なインクジェット記録装置IJRAの構成を
示す斜視図である。図1において、5001はインクタ
ンク(IT)であり、5012はそれに結合された記録
ヘッド(IJH)である。図2に示すように、5001
のインクタンクと5012の記録ヘッドで一体型の交換
可能なカ−トリッジ(IJC)を形成するものである。
5014は、そのカ−トリッジ(IJC)をプリンタ−
本体に取り付けるためのキャリッジ(HC)であり、5
003はそのキャリッジを副走査方向に走査するための
ガイドである。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a suitable inkjet recording apparatus IJRA to which the present invention is applied or applied. In FIG. 1, 5001 is an ink tank (IT), and 5012 is a recording head (IJH) coupled thereto. As shown in FIG.
And an ink tank 5012 and a recording head 5012 form an integrated replaceable cartridge (IJC).
The printer 5014 prints the cartridge (IJC).
Carriage (HC) for attaching to the main body, 5
Reference numeral 003 is a guide for scanning the carriage in the sub-scanning direction.

【0015】5000は、Pで示す被印字物を主走査方
向に走査させるためのプラテンロ−ラである。5024
は、装置内の環境温度を測定するための温度センサ−で
ある。なお、キャリッジ5014には、記録ヘッド50
12に対して駆動のための信号パルス電流やヘッド温調
用電流を流すためのフレキシブルケ−ブル(図示せず)
が、プリンタ−をコントロ−ルするための電気回路(上
記温度センサ−5012等)を具備したプリント板(図
示せず)に接続されている。
Reference numeral 5000 is a platen roller for scanning the object to be printed indicated by P in the main scanning direction. 5024
Is a temperature sensor for measuring the environmental temperature in the device. The carriage 5014 has a recording head 50.
Flexible cable (not shown) for supplying signal pulse current for driving and current for head temperature adjustment to 12
Is connected to a printed board (not shown) equipped with an electric circuit (such as the temperature sensor 5012 described above) for controlling the printer.

【0016】図2は交換可能なカ−トリッジを示し、5
029はインク滴を吐出するためのノズル部である。さ
らに、上記構成のインクジェット記録装置IJRAを詳
細に説明する。この記録装置IJRAは駆動モ−タ50
13の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア5011、5
009を介して回転するリ−ドスクリュ−5005の螺
旋溝5004に対して係合するキャリッジHCはピン
(不図示)を有し、矢印a,b方向に往復移動される。
5002は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわた
って紙をプラテン5000に対して押圧する。500
7、5008はフォトカプラでキャリッジHCのレバ−
5006のこの域での存在を確認してモ−タ5013の
回転方向切換等を行うためのホ−ムポジション検知手段
である。5016は記録ヘッドの前面をキャップするキ
ャップ部材5022を支持する部材で、5015はこの
キャップ内を吸引する吸引手段であり、キャップ内開口
5023を介して記録ヘッド5012の吸引回復を行
う。
FIG. 2 shows a replaceable cartridge.
Reference numeral 029 is a nozzle portion for ejecting ink droplets. Further, the ink jet recording apparatus IJRA having the above structure will be described in detail. This recording device IJRA is a drive motor 50.
Driving force transmission gears 5011, 5
The carriage HC that engages with the spiral groove 5004 of the lead screw 5005 that rotates via 009 has a pin (not shown) and is reciprocated in the directions of arrows a and b.
A paper pressing plate 5002 presses the paper against the platen 5000 in the carriage movement direction. 500
Reference numeral 7,5008 is a photocoupler and a lever for the carriage HC.
This is a home position detecting means for confirming the existence of 5006 in this region and switching the rotating direction of the motor 5013. Reference numeral 5016 is a member that supports a cap member 5022 that caps the front surface of the recording head. Reference numeral 5015 is a suction unit that sucks the inside of the cap, and performs suction recovery of the recording head 5012 through the opening 5023 in the cap.

【0017】5017は、クリ−ニングブレ−ドで、5
019はこのブレ−ド5017を前後方向に移動可能に
する部材であり、本体支持板5018にこれらは支持さ
れている。ブレ−ドは、この形態でなく周知のクリ−ニ
ングブレ−ドが本例に適用できることはいうまでもな
い。また、5021は、吸引回復の吸引を開始するため
のレバ−で、キャリッジHCと係合するカム5020の
移動に伴って移動し、駆動モ−タからの駆動力がクラッ
チ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。
5017 is a cleaning blade.
Reference numeral 019 denotes a member that allows the blade 5017 to move in the front-rear direction, and these members are supported by the main body support plate 5018. Needless to say, a known cleaning blade can be applied to this example instead of this form. Reference numeral 5021 is a lever for starting suction for suction recovery, which moves in accordance with the movement of the cam 5020 that engages with the carriage HC, and the driving force from the driving motor is transmitted by a known method such as clutch switching. The movement is controlled by means.

【0018】これらのキャッピング、クリ−ニング、吸
引回復は、キャリッジHCがホ−ムポジション側領域に
きたときに、リ−ドスクリュ−5005の作用によって
それらの対応位置で所望の処理が行えるように構成され
ているが、周知のタイミングで所望の作動を行うように
すれば、本例にはいずれも適用できる。
The capping, cleaning, and suction recovery are configured so that the desired processing can be performed at the corresponding positions by the action of the lead screw 5005 when the carriage HC comes to the home position side area. However, any of these can be applied to this example as long as the desired operation is performed at a known timing.

【0019】図3は記録ヘッド5012の詳細を示すも
のであり、支持体5300の上面に半導体製造プロセス
により形成されたヒ−タボ−ド5100が設けられてい
る。このヒ−タボ−ド5100に同一の半導体製造プロ
セスで形成された、記録ヘッド5012を保温し、温調
するための温調用ヒ−タ(昇温用ヒ−タ)5110が設
けられている。符号5200は前記支持体5300上に
配設された配線基板であって、該配線基板5200と温
調用ヒ−タ5110及び吐出用(メイン)ヒ−タ511
3とがワイヤ−ボンディング等により配線されている
(配線は不図示)。また、温調用ヒ−タ5110は、支
持体5300等にヒ−タボ−ド5100とは別のプロセ
スにより形成されたヒ−タ部材を貼りつけたものでもよ
い。
FIG. 3 shows the details of the recording head 5012, and a heater board 5100 formed by a semiconductor manufacturing process is provided on the upper surface of the support 5300. The heater board 5100 is provided with a temperature adjusting heater (heat raising heater) 5110 formed by the same semiconductor manufacturing process for keeping the recording head 5012 warm and controlling the temperature. Reference numeral 5200 is a wiring board disposed on the support 5300, and the wiring board 5200, the temperature control heater 5110, and the discharge (main) heater 511.
3 and 3 are wired by wire bonding or the like (wiring is not shown). The temperature control heater 5110 may be a support member 5300 or the like to which a heater member formed by a process different from the heater board 5100 is attached.

【0020】5114は吐出用ヒ−タ5113によって
加熱されて発生したバブルである。5115は吐出され
たインク液滴を示す。5112は吐出用のインクが記録
ヘッド内に流入するための共通液室である。
Reference numeral 5114 is a bubble generated by being heated by the discharge heater 5113. Reference numeral 5115 indicates the ejected ink droplet. Reference numeral 5112 is a common liquid chamber for the ejection ink to flow into the recording head.

【0021】以下、本発明の実施例を図面を参照して具
体的に説明する。図4は、本発明が適用可能なインクジ
ェット記録装置の概略図である。ここで、8aはインク
ジェットカートリッジであり、上方にインクタンク部、
下方に記録ヘッド8b(図示せず)を有し、記録ヘッド
8bを駆動するための信号などを受信するためのコネク
タを設けてある。9はキャリッジで、4個のカートリッ
ジ(それぞれ異なった色のインクを収納しており、例え
ばブラック、シアン、マゼンタ、イエローなど)を位置
決めして搭載する。更に、記録ヘッドを駆動するための
信号などを伝達するためのコネクタホルダーを設けてあ
り、記録ヘッド8bと電気的に接続される。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic diagram of an inkjet recording apparatus to which the present invention can be applied. Here, 8a is an ink jet cartridge, an ink tank part is provided above,
A recording head 8b (not shown) is provided below, and a connector for receiving a signal for driving the recording head 8b is provided. A carriage 9 positions and mounts four cartridges (each containing different color inks, such as black, cyan, magenta, and yellow). Further, a connector holder for transmitting a signal for driving the recording head and the like is provided and is electrically connected to the recording head 8b.

【0022】9aはキャリッジ9の主走査方向に延在
し、キャリッジ9を摺動自在に支持する走査レール、9
cはキャリッジ9を往復動させるための駆動力を伝達す
る駆動ベルトである。また、10cおよび10dは、記
録ヘッドによる記録位置の前後に配置されて記録媒体の
挟持搬送を行うための搬送ローラ対、11は紙などの記
録媒体で、記録媒体11の被記録面を平坦に規制するプ
ラテン(不図示)に圧接されている。この時キャリッジ
9に搭載されたインクジェットカートリッジ8aの記録
ヘッド8bはキャリッジ9から下方へ突出して記録媒体
搬送用ローラ10c、10d間に位置し、記録ヘッド部
の吐出口形成面は、プラテン(不図示)の案内面に圧接
された被記録材11に平行に対向するようになってい
る。なお、駆動ベルト9cは主走査モータ63によって
駆動され、搬送ローラ対10c、10dは副走査モータ
64(図示せず)によって駆動される。
A scanning rail 9a extends in the main scanning direction of the carriage 9 and slidably supports the carriage 9.
Reference numeral c is a drive belt for transmitting a driving force for reciprocating the carriage 9. Further, 10c and 10d are pairs of conveying rollers which are arranged before and after the recording position by the recording head for nipping and conveying the recording medium, and 11 is a recording medium such as paper, which flattens the recording surface of the recording medium 11. It is pressed against a regulating platen (not shown). At this time, the recording head 8b of the inkjet cartridge 8a mounted on the carriage 9 projects downward from the carriage 9 and is located between the recording medium conveying rollers 10c and 10d, and the ejection port forming surface of the recording head portion is a platen (not shown). ) The recording material 11 is pressed against the guide surface and the surface of the recording material 11 faces in parallel. The drive belt 9c is driven by the main scanning motor 63, and the conveying roller pairs 10c and 10d are driven by the sub scanning motor 64 (not shown).

【0023】本例のインクジェット記録装置において
は、回復系ユニットを図1の左側にあるホームポジショ
ン側に配設してある。回復系ユニットにおいて、300
は記録ヘッド8bを有する複数のインクジェットカート
リッジ8aにそれぞれ対応して設けたキャップユニット
であり、キャリッジ9の移動にともなって図中左右方向
にスライド可能であるとともに、上下方向に昇降可能で
ある。そしてキャリッジ9がホームポジションにあると
きには記録ヘッド8bと接合してこれをキャッピング
し、記録ヘッド8bの吐出口内のインクが蒸発して増粘
・固着して吐出不良になるのを防いでいる。
In the ink jet recording apparatus of this example, the recovery system unit is disposed on the home position side on the left side of FIG. 300 in the recovery unit
Is a cap unit provided corresponding to each of the plurality of ink jet cartridges 8a having the recording head 8b. The cap unit can slide in the left-right direction in the drawing as the carriage 9 moves, and can move up and down in the vertical direction. When the carriage 9 is at the home position, it is joined to the recording head 8b to cap the same, thereby preventing the ink in the ejection port of the recording head 8b from evaporating and thickening / fixing to cause ejection failure.

【0024】又、回復系ユニットにおいて、500はキ
ャップユニット300に連通したポンプユニットであ
り、記録ヘッド8bが万一吐出不良になった場合、キャ
ップユニット300と記録ヘッド8bとを接合させて行
う吸引回復処理などに際して負圧を生じさせるのに用い
る。さらに、回復系ユニットにおいて、401はゴムな
どの弾性部材で形成されたワイピング部材としてのブレ
ード、402はブレード401を保持するためのブレー
ドホルダーである。
Further, in the recovery system unit, 500 is a pump unit communicating with the cap unit 300, and if the recording head 8b is defective in ejection, suction is performed by joining the cap unit 300 and the recording head 8b. Used to generate negative pressure during recovery processing. Further, in the recovery system unit, 401 is a blade as a wiping member formed of an elastic member such as rubber, and 402 is a blade holder for holding the blade 401.

【0025】ここでは、キャリッジ9に搭載された4個
のインクジェットカートリッジはブラックインク(以下
Kと略す)、シアンインク(以下Cと略す)、マゼンタ
インク(以下Mと略す)、イエローインク(以下Yと略
す)を用いており、この順にインクを重ね合わせるよう
にした。カラー中間色はC,M,Yの各色のインクドッ
トを適当に重ね合わせることにより実現できる。即ち、
赤はMとY、青はCとM、緑はCとYを重ね合わせるこ
とにより実現できる。黒はC,M,Yの3色を重ねるこ
とにより実現できるが、この時の黒の発色が悪いのと精
度良く重ねることが困難なため、有彩色の縁どりが生じ
るのと単位時間当たりのインクの打ち込み密度が高くな
りすぎる。そこで、黒だけは別に打ち出す(黒インクを
用いる)ようにしている。
Here, the four ink jet cartridges mounted on the carriage 9 are black ink (hereinafter abbreviated as K), cyan ink (hereinafter abbreviated as C), magenta ink (hereinafter abbreviated as M), and yellow ink (hereinafter Y). Is abbreviated), and the inks are superposed in this order. The color intermediate color can be realized by appropriately overlapping the ink dots of C, M, and Y colors. That is,
It can be realized by overlapping M and Y for red, C and M for blue, and C and Y for green. Black can be realized by superimposing three colors of C, M, and Y. However, it is difficult to accurately superimpose black at this time, and it is difficult to accurately superimpose it. The implantation density of is too high. Therefore, only black is ejected separately (using black ink).

【0026】(制御構成)次に、上述した装置構成の各
部の記録制御を実行するための制御構成について、図5
を参照して説明する。同図において、60はCPU、6
1はCPU60が実行する制御プログラムを格納するプ
ログラムROM、62は各種データを保存しておくバッ
クアップRAMである。63は記録ヘッド搬送のための
主走査モータ、64は記録用紙搬送のための副走査モー
タで、ポンプによる吸引動作にも用いられる。65はワ
イピング用ソレノイド、66は給紙制御に用いる給紙ソ
レノイド、67は冷却用のファン、68は紙幅検知動作
のときにONする紙幅検知用LEDである。69は紙幅
センサ、70は紙浮きセンサ、71は給紙センサ、72
は排紙センサ、73は吸引ポンプの位置を検知する吸引
ポンプ位置センサである。74はキャリッジのホームポ
ジションを検知するキャリッジHPセンサ、75はドア
の開閉を検知するドアオープンセンサである。
(Control Configuration) Next, a control configuration for executing recording control of each unit of the above-described apparatus configuration will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to. In the figure, 60 is a CPU, 6
Reference numeral 1 is a program ROM for storing a control program executed by the CPU 60, and reference numeral 62 is a backup RAM for storing various data. Reference numeral 63 is a main scanning motor for conveying the recording head, and 64 is a sub-scanning motor for conveying the recording paper, which is also used for the suction operation by the pump. Reference numeral 65 is a wiping solenoid, 66 is a paper feeding solenoid used for paper feed control, 67 is a cooling fan, and 68 is a paper width detection LED that is turned on during the paper width detection operation. 69 is a paper width sensor, 70 is a paper floating sensor, 71 is a paper feed sensor, 72
Is a paper discharge sensor, and 73 is a suction pump position sensor for detecting the position of the suction pump. 74 is a carriage HP sensor that detects the home position of the carriage, and 75 is a door open sensor that detects the opening and closing of the door.

【0027】78は4色のヘッドに対する記録データの
供給制御を行うゲートアレイ、79はヘッドを駆動する
ヘッドドライバ、8aは4色分のインクカ−トリッジ、
8bは4色分の記録ヘッドであり、ここでは8a,8b
としてブラック(Bk)を代表して示す。インクカ−ト
リッジ8aは、インクの残量を検知するインク残量セン
サ8fを有する。ヘッド8bは、インクを吐出させるた
めのメインヒータ8c、ヘッドの温調制御を行うサブヒ
ータ8d、ヘッド温度を検出する温度センサ8eを有す
る。
Reference numeral 78 is a gate array for controlling the supply of recording data to the four color heads, 79 is a head driver for driving the heads, 8a is an ink cartridge for four colors,
8b is a recording head for four colors, and here, 8a and 8b
Is shown as a representative of black (Bk). The ink cartridge 8a has an ink remaining amount sensor 8f for detecting the remaining amount of ink. The head 8b has a main heater 8c for ejecting ink, a sub-heater 8d for controlling the temperature control of the head, and a temperature sensor 8e for detecting the head temperature.

【0028】図6は本実施例で使用しているヘッドのヒ
ーターボード(H.B)853の模式図を示している。
温調用(サブ)ヒーター8d、吐出用(メイン)ヒータ
ー8cが配された吐出部列8g、温度センサ8e、駆動
素子8hが同図で示される様な位置関係で同一基板上に
形成されている。この様に各素子を同一基板上に配する
ことでヘッド温度の検出、制御が効率よく行え、更にヘ
ッドのコンパクト化、製造工程の簡略化を計ることがで
きる。また同図には、H.Bをインクで満たされる領域
と、そうでない領域とに分離する天板の外周壁断面8f
の位置関係を示す。
FIG. 6 is a schematic view of a heater board (HB) 853 of the head used in this embodiment.
A temperature control (sub) heater 8d, a discharge part row 8g in which a discharge (main) heater 8c is arranged, a temperature sensor 8e, and a drive element 8h are formed on the same substrate in the positional relationship shown in the same figure. . By arranging each element on the same substrate in this manner, the head temperature can be detected and controlled efficiently, and the head can be made compact and the manufacturing process can be simplified. Further, in the figure, H.264. Cross section 8f of the outer peripheral wall of the top plate for separating B into a region filled with ink and a region not filled with B
The positional relationship of is shown.

【0029】(実施例1)次に、上述の記録装置に記録
ヘッドの温度を直接検出可能な温度検知部材およびその
温度演算回路を付加した本発明の実施例について、図面
を参照して具体的に説明する。
(Embodiment 1) Next, an embodiment of the present invention in which a temperature detecting member capable of directly detecting the temperature of a recording head and a temperature calculation circuit thereof are added to the above-described recording apparatus will be concretely described with reference to the drawings. Explained.

【0030】図6に本実施例に於ける記録ヘッドの温度
検知部材を示す。図6でヘッド温度センサ8eは吐出ヒ
ータ8g及びサブヒータ8dとともに記録ヘッドのヒー
タボード853上に配設されており、記録ヘッドの発熱
源に熱的に結合されている。したがって、天板8fで囲
まれた共通液室内のインクの温度を検出し易いが、逆
に、吐出ヒータやサブヒータの発熱の影響を受け易くな
りそれらの駆動中はインクの温度検出が難しい。そこで
本実施例は、吐出部のインクを含めた記録ヘッドの温度
を静的な状態では温度検知部材による実測値、記録時な
ど温度変動が大きい動的な状態では予測値を用いること
で吐出部のインク温度の検出を高精度で行うものであ
る。
FIG. 6 shows a temperature detecting member of the recording head in this embodiment. In FIG. 6, the head temperature sensor 8e is arranged on the heater board 853 of the recording head together with the ejection heater 8g and the sub heater 8d, and is thermally coupled to the heat source of the recording head. Therefore, the temperature of the ink in the common liquid chamber surrounded by the top plate 8f is easily detected, but on the contrary, the temperature of the ink is difficult to be detected while being easily affected by the heat generation of the ejection heater and the sub heater. Therefore, in the present embodiment, the temperature of the recording head including the ink of the discharge portion is measured by the temperature detection member in a static state, and the predicted value is used in a dynamic state in which the temperature variation is large such as during recording. The ink temperature is detected with high accuracy.

【0031】(吐出安定化の概要)本実施例は記録ヘッ
ドからインク液滴を吐出して記録を行うにあたり、記録
ヘッドに設けた温度検知部材と加熱部材(サブヒータ)
とを用いて環境温度よりも高く設定した保温温度に維持
するとともに、温度検知部材の検知温度に加え記録ヘッ
ドに供給するエネルギーと吐出部の熱時定数とに基づい
て吐出部のインク温度の変動を予測し、インク温度の予
測値に応じて吐出の安定化を行うものである。記録ヘッ
ドの温度を直接検出するための温度検知部材を、本実施
例の様なIJCを用いるインクジェット記録装置に装備
するには、コスト的に難しく、また、温度測定回路のI
JCとの接合点の静電気対策が必要となるなど記録装置
がやや複雑化するので、そうした面では不利である。し
かしながら、記録に先立って吐出部のインクを含めた記
録ヘッドの温度を知るためには、記録ヘッドに設けた温
度検知部材を利用するほうが演算処理が簡略化でき、か
つ、精度が高い。本実施例では敢えて交換式の記録ヘッ
ドで説明しているが、もちろんヘッド交換を前提としな
いパーマネントタイプの記録ヘッドを用いても良く、そ
の場合は上述の不利な点は緩和されるのは言うまでもな
い。
(Outline of Stabilization of Ejection) In this embodiment, when ink droplets are ejected from the recording head to perform recording, a temperature detecting member and a heating member (sub-heater) provided in the recording head are provided.
The temperature of the ink is maintained higher than the ambient temperature by using the and, and the temperature of the ink is changed based on the temperature detected by the temperature detection member, the energy supplied to the recording head, and the thermal time constant of the ejection unit. Is predicted, and the ejection is stabilized according to the predicted value of the ink temperature. It is costly to install a temperature detecting member for directly detecting the temperature of the recording head in an inkjet recording apparatus using the IJC as in the present embodiment, and the temperature measuring circuit I
This is disadvantageous in that respect, because the recording apparatus becomes slightly complicated, such as the need to take measures against static electricity at the junction with JC. However, in order to know the temperature of the recording head including the ink of the ejection portion prior to recording, it is possible to simplify the calculation process and to improve the accuracy by using the temperature detecting member provided in the recording head. In the present embodiment, the recording head is replaceable, but it is of course possible to use a permanent type recording head which does not require head replacement, and in that case, the above disadvantages are alleviated. Yes.

【0032】本発明では、記録時のヘッドの保温温度
を、本発明のインクジェット記録装置が通常使用される
と想定した環境温度範囲よりも十分高い温度に設定して
いる。そこで、この制御の駆動方法の一つとしては、サ
ブヒータを用いて記録ヘッドを環境温度よりも高い保温
温度に昇温・維持することによりインクの温度を環境温
度より高い所定の温度以上に保つとともに、インクの温
度変動予測に基づいた後述のPWM吐出量制御で吐出量
が一定になるように制御しようとするものである。すな
わち、吐出量の安定化により1ライン内の濃度変化やペ
ージ内の濃度変化の解消を図る事が可能となる。また、
同時に、記録条件や回復条件の最適化も行うことによ
り、吐出不良や記録紙上のインク溢れによる画像品質の
劣化を防止するものである。
In the present invention, the heat retention temperature of the head at the time of recording is set to a temperature sufficiently higher than the environmental temperature range assumed that the ink jet recording apparatus of the present invention is normally used. Therefore, as one of the driving methods of this control, the temperature of the ink is kept above a predetermined temperature higher than the ambient temperature by raising / maintaining the print head to a heat retention temperature higher than the ambient temperature using a sub heater. The PWM discharge amount control, which will be described later, based on the prediction of ink temperature fluctuations is intended to control the discharge amount to be constant. That is, by stabilizing the ejection amount, it is possible to eliminate the density change in one line and the density change in the page. Also,
At the same time, by optimizing the recording condition and the recovery condition, the deterioration of the image quality due to the ejection failure or the ink overflow on the recording paper is prevented.

【0033】(PWM制御)次に、図面を参照して本実
施例のPWM吐出量制御方法を詳細に説明する。図7は
本実施例にかかる分割パルスを説明するための図であ
る。同図において、VOPは駆動電圧、P1 は複数の分割
されたヒートパルスの最初のパルス(以下、プレパルス
という)のパルス幅、P2 はインターバルタイム、P3
は2番目のパルス(以下、メインパルスという)のパル
ス幅である。T1 ,T2 ,T3 はP1 ,P2 ,P3 を決
めるための時間を示している。駆動電圧VOPは、この電
圧を印加される電気熱変換体がヒータボードと天板とに
よって構成されるインク液路内のインクに熱エネルギー
を発生させるために必要な電気エネルギーを示すものの
一つである。その値は電気熱変換体の面積,抵抗値,膜
構造や記録ヘッドの液路構造によって決まる。
(PWM Control) Next, the PWM discharge amount control method of this embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram for explaining the divided pulse according to the present embodiment. In the figure, VOP is the drive voltage, P1 is the pulse width of the first pulse (hereinafter referred to as pre-pulse) of the plurality of divided heat pulses, P2 is the interval time, and P3.
Is the pulse width of the second pulse (hereinafter referred to as the main pulse). T1, T2, and T3 indicate the times for determining P1, P2, and P3. The driving voltage VOP is one of the electric energy necessary for the electrothermal converter to which this voltage is applied to generate thermal energy in the ink in the ink liquid path formed by the heater board and the top plate. is there. The value depends on the area of the electrothermal converter, the resistance value, the film structure and the liquid path structure of the recording head.

【0034】本実施例のPWM吐出量制御はプレパルス
幅変調駆動法とも言え、ひとつのインク液滴の吐出に際
してP1 ,P2 ,P3 の幅で順次パルスを与えるととも
に、インク温度に応じてプレパルスの幅を変調する。プ
レパルスは主に液路内のインク温度を制御するためのパ
ルスであり、本実施例の吐出量制御の重要な役割を荷っ
ている。このプレヒートパルス幅は、その印加によって
電気熱変換体が発生する熱エネルギーによってインク中
に発泡現象が生じないような値に設定するのが好まし
い。インターバルタイムは、インク液路内のインクへの
プレパルスのエネルギー伝達のための時間を確保するも
のである。メインパルスは液路内のインク中に発泡を生
ぜしめ、吐出口よりインクを吐出させるためのものであ
り、その幅P3 は電気熱変換体の面積,抵抗値,膜構造
や記録ヘッドのインク液路の構造によって決定するのが
好ましい。
The PWM ejection amount control of the present embodiment can be said to be a pre-pulse width modulation driving method. When ejecting one ink droplet, pulses are sequentially applied in the widths of P1, P2 and P3, and the width of the pre-pulse depends on the ink temperature. To modulate. The pre-pulse is a pulse mainly for controlling the ink temperature in the liquid passage, and plays an important role in the ejection amount control of this embodiment. The preheat pulse width is preferably set to a value that does not cause a bubbling phenomenon in the ink due to the thermal energy generated by the electrothermal converter when it is applied. The interval time secures a time for transmitting the energy of the prepulse to the ink in the ink liquid path. The main pulse is for causing bubbling in the ink in the liquid path and ejecting the ink from the ejection port. Its width P3 is the area of the electrothermal converter, the resistance value, the film structure and the ink liquid of the recording head. It is preferably determined by the structure of the tract.

【0035】例えば、図8(A)および(B)に示すよ
うな構造の記録ヘッドにおけるプレパルスの作用につい
て説明する。同図(A)および(B)は、本発明を適用
可能な記録ヘッドの一構成例を示すそれぞれインク液路
に沿った概略縦断面図および概略正面図である。同図に
おいて、電気熱変換体(吐出ヒータ)は上記分割パルス
の印加によって熱を発生する。この電気熱変換体は、こ
れに分割パルスを印加するための電極配線等とともにヒ
ータボード上に配設される。ヒータボードはシリコンに
より形成され、記録ヘッドの基板をなすアルミ板によっ
て支持される。天板には、インク液路等を構成するため
の溝が形成されており、天板とヒータボード(アルミ
板)とが接合することによりインク液路や、これにイン
クを供給する共通液室が構成される。また、天板には吐
出口が形成され、それぞれの吐出口にはインク液路が連
通している。
For example, the action of the pre-pulse in the recording head having the structure shown in FIGS. 8A and 8B will be described. FIGS. 1A and 1B are a schematic vertical sectional view and a schematic front view, respectively, showing an example of the configuration of a recording head to which the present invention can be applied, along an ink liquid path. In the figure, the electrothermal converter (discharge heater) generates heat by the application of the divided pulse. This electrothermal converter is arranged on the heater board together with electrode wiring for applying a divided pulse thereto. The heater board is made of silicon and is supported by an aluminum plate that forms the substrate of the recording head. A groove for forming an ink liquid path or the like is formed on the top plate, and the top plate and a heater board (aluminum plate) are joined together to form an ink liquid path or a common liquid chamber for supplying ink to this. Is configured. In addition, ejection ports are formed on the top plate, and ink liquid paths communicate with the respective ejection ports.

【0036】図8に示される記録ヘッドにおいて、駆動
電圧 VOP=18.0(V),メインパルス幅P3 =
4.114[μsec]とし、プレパルス幅P1 を0〜
3.000[μsec]の範囲で変化させた場合、図9
に示すような吐出量Vd [pl/drop]とプレパル
ス幅P1 [μsec]との関係が得られる。同図は吐出
量のプレパルス幅依存性を示す線図であり、図におい
て、V0 はP1 =0[μsec]のときの吐出量を示
し、この値は図8に示すヘッド構造によって定まる。因
に、本実施例でのV0は環境温度TR =25℃の場合でV
0 =18.0[pl/drop]であった。
In the recording head shown in FIG. 8, the driving voltage VOP = 18.0 (V) and the main pulse width P3 =
4.114 [μsec] and prepulse width P1 is 0 to
When changing in the range of 3,000 [μsec], FIG.
The relationship between the ejection amount Vd [pl / drop] and the pre-pulse width P1 [μsec] is obtained as shown in FIG. This figure is a diagram showing the prepulse width dependence of the ejection amount. In the figure, V0 shows the ejection amount when P1 = 0 [μsec], and this value is determined by the head structure shown in FIG. Incidentally, V0 in this embodiment is V when the ambient temperature TR is 25 ° C.
It was 0 = 18.0 [pl / drop].

【0037】図9の曲線aに示されるように、プレパル
スのパルス幅P1 の増加に応じて、吐出量Vd はパスル
幅P1 が0からP1LMTまで線形性を有して増加し、パル
ス幅P1 がP1LMTより大きい範囲ではその変化が線形性
を失い、パルス幅P1MAXで飽和し最大となる。このよう
に、パルス幅P1 の変化に対する吐出量Vd の変化が線
形性を示すパルス幅P1LMTまでの範囲は、パルス幅P1
を変化させることによる吐出量の制御を容易に行える範
囲として有効である。因に、曲線aに示す本実施例では
P1LMT=1.87(μs)であり、このときの吐出量は
VLMT =24.0[pl/drop]であった。また、
吐出量Vd が飽和状態となるときのパルス幅P1MAXは、
P1MAX=2.1[μs]であり、このときの吐出量VMA
X=25.5[pl/drop]であった。
As shown by the curve a in FIG. 9, as the pulse width P1 of the pre-pulse increases, the ejection amount Vd linearly increases from the pulse width P1 of 0 to P1LMT, and the pulse width P1 becomes larger. In the range larger than P1LMT, the change loses the linearity and is saturated at the pulse width P1MAX and becomes maximum. In this way, the range up to the pulse width P1LMT in which the change in the ejection amount Vd with respect to the change in the pulse width P1 shows linearity is the pulse width P1.
It is effective as a range in which the discharge amount can be easily controlled by changing Incidentally, in the present embodiment shown by the curve a, P1LMT = 1.87 (μs), and the discharge amount at this time was VLMT = 24.0 [pl / drop]. Also,
The pulse width P1MAX when the discharge amount Vd becomes saturated is
P1MAX = 2.1 [μs] and the discharge amount VMA at this time
X = 25.5 [pl / drop].

【0038】パルス幅がP1MAXより大きい場合、吐出量
Vd はVMAX より小さくなる。この現象は上記範囲のパ
ルス幅を有するプレパルスが印加されると電気熱変換体
上に微小な発泡(膜沸騰の直前状態)を生じ、この気泡
が消泡する前に次のメインパルスが印加され、上記微小
気泡がメインパルスによる発泡を乱すことによって吐出
量が小さくなる。この領域をプレ発泡領域と呼び、この
領域ではプレパルスを媒介にした吐出量制御は困難なも
のとなる。
When the pulse width is larger than P1MAX, the ejection amount Vd becomes smaller than VMAX. This phenomenon is such that when a pre-pulse having a pulse width in the above range is applied, minute bubbles (a state immediately before film boiling) are generated on the electrothermal converter, and the next main pulse is applied before the bubbles disappear. The minute bubbles disturb the bubbling due to the main pulse, so that the discharge amount becomes small. This area is called a pre-foaming area, and it is difficult to control the ejection amount through the pre-pulse in this area.

【0039】図9に示すP1 =0〜P1LMT[μs]の範
囲の吐出量とパルス幅との関係を示す直線の傾きを、プ
レパルス依存係数と定義すると、プレパルス依存係数: KP =ΔVdp/ΔP1 [pl/μsec・dro
p] となる。この係数KP は温度によらずヘッド構造・駆動
条件・インク物性等によって定まるものである。すなわ
ち、図9中曲線b,cは他の記録ヘッドの場合を示して
おり、記録ヘッドが異なると、その吐出特性が変化する
ことが分かる。このように、記録ヘッドが異なるとプレ
パルスP1の上限値P1LMTが異なるため、後述するよう
に記録ヘッド毎の上限値P1LMTを定めて吐出量制御を行
う。因に本実施例の曲線aで示される記録ヘッドおよび
インクにおいては、KP =3.209[pl/μsec
・drop]であった。
If the slope of the straight line showing the relationship between the discharge amount and the pulse width in the range of P1 = 0 to P1 LMT [μs] shown in FIG. 9 is defined as the prepulse dependence coefficient, the prepulse dependence coefficient: KP = ΔVdp / ΔP1 [ pl / μsec / dro
p]. This coefficient Kp is determined by the head structure, driving conditions, ink physical properties, etc., regardless of temperature. That is, the curves b and c in FIG. 9 show the case of other recording heads, and it can be seen that the ejection characteristics change when the recording heads are different. As described above, since the upper limit P1LMT of the pre-pulse P1 is different when the recording heads are different, the ejection amount control is performed by setting the upper limit P1LMT for each recording head as described later. Incidentally, in the case of the recording head and ink shown by the curve a in this embodiment, KP = 3.209 [pl / μsec
・ Drop].

【0040】一方、インクジェット記録ヘッドの吐出量
を決定する別の要因として、吐出部のインク温度(記録
ヘッドの温度で代用できる場合がある)がある。図10
は吐出量の温度依存性を示す線図である。同図の曲線a
に示すように、記録ヘッドの温度TH (この場合はスタ
ティックな温度特性なので吐出部のインク温度と等し
い)の増加に対して吐出量Vd は直線的に増加する。こ
の直線の傾きを温度依存係数と定義すると、温度依存係
数: KT=ΔVdT/ΔTH [pl/℃・drop] となる。この係数KT は駆動条件にはよらず、ヘッドの
構造・インク物性等によって定まる。図10においても
他の記録ヘッドの場合を曲線b,cに示す。因に本実施
例の記録ヘッドにおいては、KT =0.3[pl/℃・
drop]であった。
On the other hand, another factor that determines the ejection amount of the ink jet recording head is the ink temperature of the ejection portion (the temperature of the recording head may be a substitute). Figure 10
FIG. 4 is a diagram showing the temperature dependence of the discharge amount. Curve a in the figure
As shown in, the ejection amount Vd increases linearly with the increase of the temperature TH of the recording head (in this case, it is equal to the ink temperature of the ejection portion because of the static temperature characteristic). When the slope of this straight line is defined as the temperature dependence coefficient, the temperature dependence coefficient: KT = ΔVdT / ΔTH [pl / ° C./drop]. This coefficient KT is determined by the structure of the head, the physical properties of the ink, etc., not by the driving conditions. Also in FIG. 10, curves b and c show cases of other recording heads. In the recording head of this embodiment, KT = 0.3 [pl / ° C.
drop].

【0041】以上、図9および図10に示す関係を実際
の制御図として図11に示す。同図でT0 は記録ヘッド
の保温温度であり、吐出部のインク温度がT0 よりも低
い場合はサブヒータにより記録ヘッドを加熱する。した
がって、インク温度に応じた吐出量制御であるPWM制
御はT0 以上の温度で行うことになる。本発明では保温
温度を通常の環境温度よりも高い温度に設定している。
これは、前述のごとくプレ発泡領域よりも小さいプレパ
ルスで吐出量制御を行うのが好ましく、PWM制御可能
な温度範囲がある程度限定されるため、記録ヘッドの自
己昇温を考えると保温温度を高く設定したほうが吐出量
を安定化し易くなるためである。
The relationship shown in FIGS. 9 and 10 is shown in FIG. 11 as an actual control diagram. In the figure, T 0 is a heat retention temperature of the recording head, and when the ink temperature of the ejection portion is lower than T 0 , the recording head is heated by the sub heater. Therefore, the PWM control, which is the ejection amount control according to the ink temperature, is performed at a temperature of T 0 or higher. In the present invention, the heat retention temperature is set to a temperature higher than the normal environmental temperature.
As described above, it is preferable to control the ejection amount with a pre-pulse smaller than the pre-foaming area, and the temperature range in which PWM control is possible is limited to some extent. Therefore, considering the self-heating of the recording head, the heat retention temperature is set high. This is because it is easier to stabilize the discharge amount.

【0042】例えば、保温温度を20℃設定とすれば通
常の環境で使用する場合にはほとんどサブヒータの加熱
は不必要となり加熱のための若干の待ち時間もなくなる
メリットはあるが、PWM制御可能な上限温度TL は3
8℃となり、30℃程度の高温環境では記録ヘッドが自
己昇温しても吐出量制御可能な温度範囲が狭くなってし
まう。それに対して本発明では、保温温度を36℃とし
ているので上限温度TL は54℃となり、通常の環境条
件では吐出量制御可能な温度範囲が狭くならず、記録ヘ
ッドが多少自己昇温しても吐出量が安定した良好な記録
が可能である。また、記録ヘッドの温度を直接温度セン
サで測定してPWM制御を行う場合には、サブヒータの
加熱や吐出ヒータの記録時の発熱による検出温度のリッ
プルという弊害はなくせる点で有利である。しかし、本
実施例では吐出部のインク温度を非記録時の変動の少な
い状態での温度を直接測定するとともに、温度変動の激
しい記録時の温度は記録ヘッドへの投入エネルギーと吐
出部のインクを含めた記録ヘッドの熱時定数とから予測
するので、そうした弊害はもともとなくせる。さらに、
昇温しすぎた吐出部のインク温度を降温させる場合は記
録ヘッドへの放熱が主であり、記録ヘッドの降温速度が
早いほどインク温度も早く低下するので、記録時の保温
温度と環境温度との差が大きいほど有利である。
For example, if the heat retention temperature is set to 20 ° C., there is an advantage that heating of the sub-heater is almost unnecessary when used in a normal environment and there is no waiting time for heating, but PWM control is possible. The upper limit temperature T L is 3
The temperature range becomes 8 ° C., and in a high temperature environment of about 30 ° C., the temperature range in which the ejection amount can be controlled becomes narrow even if the print head self-heats. On the other hand, in the present invention, since the heat retention temperature is 36 ° C., the upper limit temperature T L is 54 ° C., the temperature range in which the ejection amount can be controlled is not narrowed under normal environmental conditions, and the recording head slightly heats up. Also, good recording with stable discharge amount is possible. Further, when the temperature of the recording head is directly measured by the temperature sensor and the PWM control is performed, it is advantageous in that the adverse effect of the detected temperature ripple due to the heating of the sub heater and the heat generation of the discharge heater during recording can be eliminated. However, in the present embodiment, the ink temperature of the ejection portion is directly measured in a state where there is little fluctuation during non-printing, and the temperature during recording with drastic temperature fluctuations depends on the energy input to the recording head and the ink at the ejection portion. Since it is predicted from the included thermal time constant of the recording head, such an adverse effect can be eliminated. further,
When lowering the ink temperature of the ejection unit that has risen too much, heat is mainly radiated to the recording head, and the faster the temperature of the recording head is, the lower the ink temperature will be. The larger the difference is, the more advantageous.

【0043】図11でPWM領域と示した温度範囲が吐
出量を安定化できる温度範囲であり、本実施例では吐出
部のインク温度が34〜54℃の範囲である。同図では
プレパルスを11ステップで変化させた場合の吐出部の
インク温度と吐出量の関係を示しており、吐出部のイン
ク温度が変化してもインク温度に応じて温度ステップ幅
△T毎にプレパルスのパルス幅を変えることにより、目
標吐出量Vd0に対して△Vの幅で吐出量を制御すること
ができる。
The temperature range shown as the PWM region in FIG. 11 is a temperature range in which the ejection amount can be stabilized, and in this embodiment, the ink temperature of the ejection portion is in the range of 34 to 54 ° C. The figure shows the relationship between the ink temperature of the ejection unit and the ejection amount when the pre-pulse is changed in 11 steps. Even if the ink temperature of the ejection unit changes, the temperature step width ΔT is changed according to the ink temperature. By changing the pulse width of the pre-pulse, the ejection amount can be controlled within a width of ΔV with respect to the target ejection amount V d0 .

【0044】図12(A)はインク温度とプレパルスの
対応表である。本実施例では、記録ヘッドとして交換可
能なIJCを用いているが、カートリッジ毎に吐出量が
異なる場合にはヘッドごとにインク温度とプレパルスの
対応表を変えても良い。例えば、吐出量の小さめのカー
トリッジの場合に図12(B)の表を、大きめの場合に
図12(C)の表を用いても良いし、さらに吐出量のプ
レパルス依存係数や温度依存係数に応じて表を持たせて
も良い。
FIG. 12A is a correspondence table of ink temperature and prepulse. In this embodiment, the replaceable IJC is used as the recording head, but if the ejection amount differs for each cartridge, the correspondence table of the ink temperature and the prepulse may be changed for each head. For example, the table of FIG. 12 (B) may be used for a cartridge having a small discharge amount, and the table of FIG. 12 (C) may be used for a large cartridge, and the pre-pulse dependence coefficient and temperature dependence coefficient of the discharge quantity may be used. You may have a table according to your needs.

【0045】(温度予測制御)本実施例に於ける吐出部
のインク温度の推定は、温度変動が少ない非記録時の温
度検知部材の実測値を基に、基本的には以後印字する画
像データのドット数から算出した通電比率の分布を用い
て行う。本実施例では、通電比率は記録期間を所定の間
隔で分割した基準期間毎に算出し、温度の予測及びPW
M制御もその基準期間毎に順次行う様にする。本実施例
で単にドット数(印字デューティー)を用いないのは、
同じドット数でもプレパルス値が異なればヘッドチップ
に供給するエネルギーも異なるからである。通電比率と
いう概念を用いることで、PWM制御によりプレパルス
値が変化しても同一のテーブルを用いることができる。
もちろん、インク温度予測の必要とされる精度によって
は、パルス幅を所定の値に仮に固定して演算しても良
い。
(Temperature Prediction Control) The estimation of the ink temperature of the ejection portion in the present embodiment is basically based on the actual measurement value of the temperature detecting member at the time of non-recording where the temperature fluctuation is small, and basically the image data to be printed thereafter. The distribution of the energization ratio calculated from the number of dots is performed. In this embodiment, the energization ratio is calculated for each reference period obtained by dividing the recording period at a predetermined interval, and the temperature prediction and PW are performed.
M control is also performed sequentially for each reference period. In the present embodiment, the dot number (printing duty) is not simply used
This is because even if the number of dots is the same, the energy supplied to the head chip is different if the prepulse value is different. By using the concept of energization ratio, the same table can be used even if the pre-pulse value is changed by PWM control.
Of course, the pulse width may be temporarily fixed to a predetermined value for calculation depending on the required accuracy of ink temperature prediction.

【0046】本実施例では、記録ヘッドの温度を、温度
検知部材の検知温度に応じてサブヒータを適宜駆動する
ことにより、環境温度よりも高く設定した保温温度に保
つ様にしているので、インク温度の昇温・降温は制御温
度を基準として吐出ヒータの発熱による昇温と記録ヘッ
ドの熱時定数による放熱を予測するだけで良い。ただ
し、昇温時の放熱主たる放熱先である熱容量の大きなア
ルミベースプレート自体が所定の温度に安定するまで
は、放熱特性にバラツキが生ずる場合も考えられる。そ
の場合は、本実施例での温度検知部材の利用の目的が温
度変動の少ない静的な状態でのインク温度の検知である
ので、吐出ヒータからは熱的にやや離れた位置になって
も問題は少なく、記録ヘッドの構成部材のひとつである
アルミベースプレートに近接する形で保温用のサブヒー
タと温度検知部材を設ける様にしても良い。
In this embodiment, the temperature of the recording head is maintained at a heat retention temperature set higher than the ambient temperature by appropriately driving the sub-heater according to the temperature detected by the temperature detection member. For raising and lowering the temperature, it is only necessary to predict the temperature rise due to the heat generation of the discharge heater and the heat radiation due to the thermal time constant of the recording head with reference to the control temperature. However, it is conceivable that the heat radiation characteristics may vary until the aluminum base plate itself having a large heat capacity, which is the main heat radiation destination at the time of temperature rise, stabilizes at a predetermined temperature. In that case, since the purpose of the use of the temperature detecting member in the present embodiment is to detect the ink temperature in a static state in which the temperature fluctuation is small, even if the temperature is slightly separated from the ejection heater. There are few problems, and a sub-heater for heat retention and a temperature detection member may be provided close to the aluminum base plate, which is one of the constituent members of the recording head.

【0047】本実施例では、ある基準期間での通電比率
に応じた保温温度に対する残余昇温分を、その基準期間
からの経過時間毎に示した図13の降温テーブルによ
り、インク温度を推定する対象の基準期間の時点で有効
な(残余昇温分が0とならない)対象基準期間以前の全
ての基準期間の残余昇温分を積算したものと、保温温度
との和を対象基準期間のインク温度とする。ここで、1
ラインの印字時間を0.7秒、この期間を35分割した
期間(0.02秒)を基準期間とする。
In the present embodiment, the ink temperature is estimated by the temperature drop table of FIG. 13 showing the remaining temperature rise amount with respect to the heat retention temperature according to the energization ratio in a certain reference period for each elapsed time from the reference period. Ink of the target reference period is the sum of the heat retention temperature and the sum of the remaining temperature rises of all the reference periods before the target reference period that is valid at the time of the target reference period (the remaining temperature rise is not 0). The temperature. Where 1
The line printing time is 0.7 seconds, and a period (0.02 seconds) obtained by dividing this period into 35 is used as a reference period.

【0048】例えば、保温完了後、第1基準期間で20
%、第2基準期間で80%、第3基準期間で50%の通
電比率で初めて記録を行うとすれば、第4基準期間での
吐出部のインクの温度は、それ以前の3個の基準期間の
残余昇温分から推定できる。すなわち、第1基準期間の
残余昇温分は、20%で0.06秒後の85×10-3
eg(同図中(a))であり、第2基準期間の残余昇温
分は、80%で0.04秒後の369×10-3deg
(同図中(b))であり、第3基準期間の残余昇温分
は、50%で0.02秒後の250×10-3deg(同
図中(c))であるので、その積算は704×10-3
egとなり、それと保温温度の36℃との和である3
6.704℃が第4基準期間の吐出部のインク温度と予
測する。
For example, after the completion of heat retention, 20 in the first reference period.
%, 80% in the second reference period, and 50% in the third reference period, if the recording is performed for the first time, the ink temperature of the ejection portion in the fourth reference period is the same as that of the previous three reference periods. It can be estimated from the remaining temperature rise during the period. That is, the residual temperature rise during the first reference period is 85% 10 -3 d after 0.06 seconds at 20%.
EG ((a) in the figure), and the residual temperature rise in the second reference period is 369 × 10 −3 deg after 0.04 seconds at 80%.
((B) in the figure) and the residual temperature rise in the third reference period is 250 × 10 −3 deg ((c) in the figure) after 0.02 seconds at 50%. Total is 704 × 10 -3 d
eg, which is the sum of that and the heat retention temperature of 36 ° C. 3
It is predicted that 6.704 ° C. is the ink temperature of the ejection portion in the fourth reference period.

【0049】インク温度の推定及びパルス幅の設定は実
際には次の様に行っている。まず、第1基準期間のプレ
パルス値は第1基準期間印字開始時のインク温度予測値
(保温完了直後であれば保温温度と等しい)から図11
(A)を参照する事により求め、第1基準期間のプレパ
ルス値をメモリー上に設定する。次に、第1基準期間の
通電比率を画像データから得たドット数(吐出回数)と
プレパルス値とから算出し、降温予測テーブル(図1
3)に当てはめて(表を参照して)、第1基準期間印字
終了時(即ち第2基準期間印字開始時)のインク温度を
予測する。インク温度の推定は図13から得られた残余
昇温分を保温温度に加算すれば良い。続いて、第2基準
期間のプレパルス値を第2基準期間印字開始時のインク
温度予測値から図11(A)を参照する事により求め、
第2基準期間のプレパルス値をメモリー上に設定する。
The estimation of the ink temperature and the setting of the pulse width are actually performed as follows. First, the pre-pulse value in the first reference period is calculated from the ink temperature predicted value at the start of printing in the first reference period (equal to the heat retention temperature immediately after the heat retention is completed).
Obtained by referring to (A), the pre-pulse value of the first reference period is set in the memory. Next, the energization ratio in the first reference period is calculated from the number of dots (the number of ejections) obtained from the image data and the pre-pulse value, and the temperature decrease prediction table (FIG.
Applying to 3) (see the table), the ink temperature at the end of the first reference period printing (that is, at the start of the second reference period printing) is predicted. In order to estimate the ink temperature, the residual temperature rise obtained from FIG. 13 may be added to the heat retention temperature. Subsequently, the pre-pulse value of the second reference period is obtained from the ink temperature predicted value at the start of printing of the second reference period by referring to FIG.
The pre-pulse value of the second reference period is set on the memory.

【0050】以下、順次基準期間のドット数とインク温
度の予測によって定めるプレパルス値から通電比率を算
出し、対象となる基準期間に関する残余昇温分を積算す
る。その後、1ライン内の全ての基準期間のプレパルス
値が設定されたら、設定プレパルス値に従い1ラインの
印字を行う。
In the following, the energization ratio is calculated from the number of dots in the reference period and the pre-pulse value determined by predicting the ink temperature, and the residual temperature rise amount for the target reference period is integrated. After that, when the pre-pulse values for all the reference periods in one line are set, one line is printed according to the set pre-pulse value.

【0051】以上のように制御する事により、実際の吐
出量はインク温度によらず安定して制御でき濃度が均一
で高品位な記録画像を得ることができる。
By controlling as described above, the actual ejection amount can be stably controlled regardless of the ink temperature, and a high-quality recorded image with uniform density can be obtained.

【0052】ここで、外部インターフェイスを通して送
られてくる記録信号等は、ゲートアレイ78の受信バッ
ファ78aにまず蓄えられる。受信バッファ78aに蓄
えられた該データは「吐出する/吐出しない」の2値信
号(0、1)に展開され、プリントバッファ78bに移
される。CPU60は必要に応じて該プリントバッファ
78bから記録信号を参照出来る。また、ゲートアレイ
78にはラインデューティーバッファ78cが2つ用意
されている。記録時の1ラインを等間隔に(例えば、上
記例では35のエリアに)分解し、各エリアの印字デュ
ーティー(比率)を演算して蓄えている。「ラインデュ
ーティーバッファ78c1」は現在印字中のラインの各
エリア毎の印字デューティーデータが格納されている。
「ラインデューティーバッファ78c2」には現在印字
中の次のラインの各エリア毎の印字デューティーデータ
が格納されている。CPU60は必要に応じていつでも
現在印字中のライン、及び次ラインの各エリア毎の印字
デューティーを参照できる。CPU60は、上述した温
度予測制御中にラインデューティーバッファ78cを参
照することで、各エリアの印字デューティーを得ること
ができる。従って、CPU60の演算負荷を軽減するこ
とができる。
Here, a recording signal or the like sent through the external interface is first stored in the reception buffer 78a of the gate array 78. The data stored in the reception buffer 78a is developed into a binary signal (0, 1) of "ejection / not ejection" and transferred to the print buffer 78b. The CPU 60 can refer to the recording signal from the print buffer 78b as needed. Further, the gate array 78 is provided with two line duty buffers 78c. One line at the time of recording is divided at equal intervals (for example, 35 areas in the above example), and the print duty (ratio) of each area is calculated and stored. The "line duty buffer 78c1" stores print duty data for each area of the line currently being printed.
The "line duty buffer 78c2" stores print duty data for each area of the next line currently being printed. The CPU 60 can refer to the print duty for each area of the line currently being printed and the next line, whenever necessary. The CPU 60 can obtain the print duty of each area by referring to the line duty buffer 78c during the temperature prediction control described above. Therefore, the calculation load on the CPU 60 can be reduced.

【0053】本実施例では保温が完了するまでは記録動
作を禁止ないしは使用者に警告する様にしており、吐出
量制御に関わるインク温度の推定は保温完了後に行うこ
とを前提とているので、放熱に関係するアルミベースプ
レートの温度は保温温度以上に維持されているという前
提で、インク温度の予測が簡略化できている。しかし、
環境温度を検出する環境温度検知手段(図1の温度セン
サー5024)を用いれば、保温動作が完了していなく
てもそれぞれの時点のアルミベースプレートの温度が予
測できるので、その温度を基準温度として吐出部のイン
ク温度を検出する様に構成して、保温完了前の記録を可
能にしても良い。また、環境温度検知手段があれば、保
温動作完了までの時間が演算予測できるので、その値に
応じて保温タイマーの時間を変更しても良い。
In the present embodiment, the recording operation is prohibited or the user is warned until the heat retention is completed, and it is premised that the ink temperature estimation related to the ejection amount control is performed after the heat retention is completed. The prediction of the ink temperature can be simplified on the assumption that the temperature of the aluminum base plate related to heat dissipation is maintained above the heat retention temperature. But,
If the environmental temperature detecting means (temperature sensor 5024 in FIG. 1) that detects the environmental temperature is used, the temperature of the aluminum base plate at each time can be predicted even if the heat retaining operation is not completed, and therefore the temperature is used as the reference temperature. It may be configured to detect the ink temperature of a part, and recording may be performed before the completion of heat retention. Further, since the time until completion of the heat retention operation can be calculated and predicted if there is the environmental temperature detection means, the time of the heat retention timer may be changed according to the value.

【0054】尚、本実施例では吐出量を制御するために
ダブルパルスのPWMを用いたが、シングルパルスのP
WMを用いても、トリプルパルス以上のパルスのPWM
を用いても良い。
In this embodiment, the double pulse PWM is used to control the ejection amount, but the single pulse P is used.
PWM of triple pulse or more even with WM
May be used.

【0055】また、本発明では、保温温度を通常の環境
温度より高く設定し、吐出量制御可能な温度範囲を高温
域に広く設定しているので、吐出量制御ができないより
高温の非制御領域にインク温度が達してしまう場合に
は、キャリッジの走査速度を遅くして温度予測をやり直
しても良く、またはキャリッジの走査開始タイミングを
遅らせて温度予測をやり直しても良い。
Further, in the present invention, since the heat retention temperature is set higher than the normal environmental temperature and the temperature range in which the discharge amount can be controlled is set to a wide range in the high temperature region, a higher temperature non-control region where the discharge amount cannot be controlled. When the ink temperature reaches, the temperature of the carriage may be re-estimated by slowing the scanning speed of the carriage, or the temperature of the carriage may be re-estimated by delaying the scanning start timing.

【0056】(実施例2)インクジェット記録装置にお
いて印字比率(以下、印字dutyという)から現在の
温度を推定し、吐出の安定化を図るために回復シーケン
スを制御する方法について説明する。本発明では、印字
時の保温温度を環境温度よりも高く設定しているので、
吐出部のインクが蒸発し易く記録ヘッドの温度的な履歴
に応じた回復制御が重要となる。本実施例では、記録中
および記録終了時の吐出部のインク温度の推定値に応じ
て予備吐出条件を変化させている。
(Embodiment 2) A method of estimating the current temperature from the print ratio (hereinafter referred to as print duty) and controlling the recovery sequence in order to stabilize the ejection in the ink jet recording apparatus will be described. In the present invention, since the heat retention temperature during printing is set higher than the ambient temperature,
The ink in the ejection portion easily evaporates, and recovery control according to the temperature history of the recording head is important. In the present embodiment, the preliminary ejection condition is changed according to the estimated value of the ink temperature of the ejection portion during recording and at the time of recording termination.

【0057】高温時は吐出部のインクが蒸発し易く、特
に、記録データに応じてたまたま使用されないノズルが
合った場合はそのノズルのインクだけが蒸発して吐出し
にくくなる場合がある。そこで、記録時のインク温度の
推定値に応じて予備吐出の間隔ないしは予備吐出数を変
えれば良い。本実施例では記録時のインク温度の最大到
達温度の値に応じて予備吐出数を表1に示すように変え
ている。同時に、予備吐出時の温度が高いほど吐出量は
増えるので、実施例1で示したのと同様のPWM制御に
より、予備吐出時のインク温度に応じてパルス幅を小さ
くして吐出量を抑制している。この場合、予備吐出の目
的を勘案して記録時よりもやや大きめのエネルギーとな
る様にプレパルステーブルを変えても良い。
When the temperature is high, the ink in the ejection portion is likely to evaporate. Especially, when a nozzle that is not used happens to meet the recording data, only the ink in the nozzle may evaporate and it may be difficult to eject the ink. Therefore, the interval of preliminary ejection or the number of preliminary ejections may be changed according to the estimated value of the ink temperature during recording. In this embodiment, the number of preliminary ejections is changed as shown in Table 1 according to the value of the maximum reached temperature of the ink temperature during recording. At the same time, the higher the temperature during the preliminary ejection, the larger the ejection amount. Therefore, the same PWM control as that described in the first embodiment is performed to reduce the pulse width according to the ink temperature during the preliminary ejection to suppress the ejection amount. ing. In this case, in consideration of the purpose of preliminary ejection, the pre-pulse table may be changed so that the energy is slightly larger than that during recording.

【0058】[0058]

【表1】 また、高温時ほどノズル間の温度のばらつきが大きくな
るため、予備吐出数分布を最適化しても良い。例えば、
常温時でのノズル端部と中央部との予備吐出数の差に比
べて、高温になるほど予備吐出数の差も大きくするなど
の制御を行っても良い。
[Table 1] Further, the higher the temperature is, the larger the temperature variation among the nozzles is. Therefore, the preliminary ejection number distribution may be optimized. For example,
It is also possible to perform control such that the difference in the number of preliminary discharges becomes larger as the temperature becomes higher than the difference in the number of preliminary discharges at the nozzle end portion and the central portion at room temperature.

【0059】さらに複数ヘッドの場合には、インク色毎
に予備吐出の温度テーブルを変えても良い。ヘッド温度
が高温の場合、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C
(シアン)に比べて、染料の多いBk(ブラック)は増
粘しやすいので予備吐出数を多めにするなどの制御を行
っても良く、また、ヘッド毎にインク温度が異なる場合
にはヘッド毎に予備吐出制御を行っても良い。
Further, in the case of a plurality of heads, the temperature table for preliminary ejection may be changed for each ink color. When the head temperature is high, Y (yellow), M (magenta), C
Compared to (cyan), Bk (black), which has more dye, is more likely to thicken, so control such as increasing the number of preliminary ejections may be performed. Also, when the ink temperature differs from head to head, Preliminary ejection control may be performed.

【0060】さらに、ノズル数が多い場合には図14
(A)のようにノズルを分割してヘッド温度の推定を行
う方法も可能である。同図(B)に示すように、それぞ
れのノズル領域毎に独立に印字dutyを求めるカウン
タ1、2を設け、独立に求めた印字dutyからヘッド
温度を推定して、それぞれ独立に予備吐出条件を設定す
ることができる。これにより、印字dutyによるヘッ
ド温度予測の誤差を軽減することができ、より安定した
吐出が期待できる。
Further, when the number of nozzles is large, FIG.
A method in which the nozzle is divided and the head temperature is estimated as in (A) is also possible. As shown in FIG. 3B, counters 1 and 2 for independently obtaining the print duty for each nozzle area are provided, and the head temperature is estimated from the print duty independently obtained, and the preliminary ejection conditions are independently set. Can be set. As a result, it is possible to reduce the error in head temperature prediction due to the print duty, and more stable ejection can be expected.

【0061】また、各ノズルの合計吐出数のカウントを
行い、インク温度の推定値と合わせてノズル毎のインク
の蒸発程度を推定し、それに合わせて予備吐出数の分布
を最適化するのも本発明の構成からすると容易であり、
大きな効果も期待できる。
Further, the total ejection number of each nozzle is counted, the degree of evaporation of ink for each nozzle is estimated together with the estimated value of the ink temperature, and the distribution of the preliminary ejection number is optimized accordingly. It is easy from the structure of the invention,
A big effect can be expected.

【0062】(実施例3)本実施例は、所定の期間内の
吐出部のインク温度の履歴に応じて最適に設定される間
隔で所定の回復手段を作動する例を示す。本実施例で制
御する回復手段は、吐出の安定化を図るために継続印字
中(キャップ開放時)に所定の時間毎に行うワイピング
である。本実施例で制御するワイピングは、オリフィス
形成面上に付着したインクや水蒸気などの不要な液体
や、紙粉やほこりなどの固形異物を除去する目的で行う
ものである。
(Embodiment 3) This embodiment shows an example in which a predetermined recovery means is operated at an interval optimally set according to the history of the ink temperature of the ejection portion within a predetermined period. The recovery means controlled in this embodiment is wiping that is performed at predetermined time intervals during continuous printing (when the cap is open) in order to stabilize ejection. The wiping controlled in this embodiment is performed for the purpose of removing unnecessary liquid such as ink and water vapor adhering to the orifice forming surface and solid foreign matter such as paper dust and dust.

【0063】本実施例では、インクなどによる濡れ量が
ヘッドの温度によって異なること、さらにはインクや異
物の除去を難しくする濡れの蒸発がヘッド温度(オリフ
ィス形成面の温度)に関係することに着目して、オリフ
ィス形成面の温度は吐出部のインク温度との相関が強い
のでワイピングの制御にも、インク温度の予測が適用で
きる。ワイピングに関係する上記の濡れ量や濡れの蒸発
は、ワイピングを実施する時点のヘッド温度よりもむし
ろ記録時のオリフィス面の温度の方が相関が強いので、
本実施例の記録時の温度推定手段が好適である。
In this embodiment, attention is paid to the fact that the amount of wetting with ink or the like varies depending on the temperature of the head, and that evaporation of the wetting that makes it difficult to remove ink or foreign matter is related to the head temperature (temperature of the orifice forming surface). Since the temperature of the orifice forming surface has a strong correlation with the ink temperature of the ejection portion, the prediction of the ink temperature can be applied to the wiping control. The above-mentioned wetting amount and evaporation of wetting related to wiping have a strong correlation with the temperature of the orifice surface during recording rather than the head temperature at the time of wiping.
The temperature estimating means at the time of recording of this embodiment is suitable.

【0064】図15は本実施例のインクジェット記録装
置の印字時の概略シーケンスを示すフローチャートであ
る。印字信号が入力されるとプリントシーケンスが実行
され、まず、予備吐出タイマーがその時点のインク温度
に応じて設定され、スタートする。さらに、ワイピング
タイマーも同様にその時点のインク温度に応じて設定さ
れスタートする。次に、紙が無ければ給紙した後、デー
タの入力が完了次第、キャリッジ走査(印字スキャン)
を行い1行分印字する。
FIG. 15 is a flow chart showing a schematic sequence at the time of printing by the ink jet recording apparatus of this embodiment. When the print signal is input, the print sequence is executed, and first, the preliminary ejection timer is set according to the ink temperature at that time and starts. Furthermore, the wiping timer is similarly set and started according to the ink temperature at that time. Next, if there is no paper, feed it, and then scan the carriage (print scan) as soon as the data input is completed.
And print one line.

【0065】印字を終了する場合は紙を排出してスタン
バイ状態にもどり、印字を続ける場合は所定量の紙送り
をして紙後端チェックを行う。次に、印字時のインクの
平均温度に応じて設定されているワイピングタイマー及
び予備吐出タイマーのチェック&再設定を行い、必要に
応じてワイピングあるいは予備吐出を行い再スタートさ
せる。このとき、動作の実施有無に関わらずインク平均
温度の算出を行い、それに応じてワイピングタイマーお
よび予備吐出タイマーの再設定を行う。
When the printing is finished, the paper is discharged and returns to the standby state, and when the printing is continued, the paper is fed by a predetermined amount to check the paper trailing edge. Next, the wiping timer and the preliminary ejection timer, which are set according to the average temperature of the ink at the time of printing, are checked and reset, and wiping or preliminary ejection is performed and restarted if necessary. At this time, the average ink temperature is calculated regardless of whether or not the operation is performed, and the wiping timer and the preliminary ejection timer are reset accordingly.

【0066】すなわち、本実施例では、印字行毎にイン
ク平均温度の変化に応じてワイピング及び予備吐出のタ
イミングをきめ細かく再設定することで、インクの蒸発
や濡れの状況に応じた最適なワイピングおよび予備吐出
を行うことができる。所定の回復動作後にデータ入力の
完了を待って、再び印字スキャンを行うように上述のス
テップを繰り返す。
That is, in the present embodiment, the timings of wiping and preliminary ejection are finely reset for each print line according to the change in the average temperature of ink, so that the optimum wiping and wiping according to the situation of ink evaporation or wetting can be performed. Preliminary ejection can be performed. After the completion of the data input after the predetermined recovery operation, the above steps are repeated so that the print scan is performed again.

【0067】表2は本実施例に於ける、過去12秒間の
インク平均温度に応じた予備吐出の間隔および予備吐出
数の対応表であり、また、ワイピングの間隔に関しては
過去48秒間のインク平均温度に応じた対応表である。
Table 2 is a table showing the correspondence between the preliminary ejection interval and the number of preliminary ejections according to the average ink temperature in the last 12 seconds in the present embodiment. Further, regarding the wiping interval, the average ink in the last 48 seconds is shown. It is a correspondence table according to temperature.

【0068】[0068]

【表2】 ワイピングに関しては、通常の液体インクでは温度が高
くなるにしたがって濡れの量や除去の困難さが増す傾向
にあるので、本実施例では高温時に頻繁にワイピングを
行うようにしている。本実施例では、記録ヘッドがひと
つの場合について説明したが、複数のヘッドを用いてカ
ラー化や高速化を実現している装置の場合には、記録ヘ
ッド毎に平均インク温度による回復条件の制御を行って
も良く、また、最も短い間隔の記録ヘッドに併せて同時
に動作させても良い。
[Table 2] With respect to wiping, the amount of wetting and the difficulty of removal tend to increase as the temperature of ordinary liquid ink increases, so in the present embodiment, wiping is performed frequently at high temperatures. In this embodiment, the case where the number of print heads is one has been described, but in the case of an apparatus that realizes colorization and high speed by using a plurality of heads, control of recovery conditions by the average ink temperature is performed for each print head. May be performed, or the recording heads with the shortest intervals may be operated simultaneously.

【0069】(実施例4)本実施例では、実施例3と同
様、平均ヘッド温度の推定に基づく回復制御の例とし
て、比較的長時間に亘る過去のインク平均温度の推定値
に応じた吸引回復の例を示す。インクジェット記録装置
の記録ヘッドはノズル口でのメニスカス形状安定化の目
的で、ノズル口で負の水頭圧になるように構成する場合
がある。インク流路の不如意な気泡はインクジェット記
録装置における各種の問題の原因となるが、負の水頭圧
に維持された系では、特に問題となり易い。
(Fourth Embodiment) In the present embodiment, as in the third embodiment, as an example of the recovery control based on the estimation of the average head temperature, the suction according to the estimated value of the past average ink temperature for a relatively long time is performed. Here is an example of recovery. The recording head of the inkjet recording apparatus may be configured to have a negative head pressure at the nozzle opening for the purpose of stabilizing the meniscus shape at the nozzle opening. Involuntary bubbles in the ink flow path cause various problems in the ink jet recording apparatus, but are particularly likely to be a problem in a system in which a negative head pressure is maintained.

【0070】すなわち、記録動作を行わなくても単純に
放置するだけで、インク中の溶存気体の解離や流路構成
部材を介してのガス交換などにより、正常な吐出の障害
となる気泡が流路中に成長してきて問題となる。吸引回
復手段はそうした流路中の気泡やノズル口先端部で蒸発
により増粘したインクの除去を目的として用意されるも
のである。インクの蒸発は前述の如くヘッドの温度によ
り変化するが、流路中の気泡の成長はさらにインク温度
の影響を受け易く高温ほど発生しやすい。本実施例で
は、表2に示す如く、過去12時間のインク平均温度に
応じて吸引回復の間隔を設定しており、インク平均温度
が高いほど頻繁に吸引回復を行うようにしている。平均
温度の再設定は、例えば1頁毎に行っても良い。
That is, even if the recording operation is not performed, by simply leaving the air bubble, bubbles that interfere with normal ejection flow due to dissociation of dissolved gas in the ink or gas exchange through the flow path forming member. It grows on the road and becomes a problem. The suction recovery means is prepared for the purpose of removing the air bubbles in the flow path and the ink thickened by evaporation at the tip of the nozzle opening. Although the evaporation of ink changes depending on the temperature of the head as described above, the growth of bubbles in the flow path is more likely to be affected by the ink temperature and more likely to occur at higher temperatures. In this embodiment, as shown in Table 2, the suction recovery interval is set according to the average ink temperature of the past 12 hours, and the higher the average ink temperature, the more frequently the suction recovery is performed. The resetting of the average temperature may be performed, for example, page by page.

【0071】複数のヘッドを用いて比較的長時間に亘る
過去のインク平均温度の推定を行う場合には、先の図4
に示すように、複数のヘッドを熱的に結合させた上で、
複数のヘッドの平均dutyとおよび温度検知部材の検
知した平均温度とから複数ヘッドのインク平均温度の推
定を行い、複数のヘッドがほぼ同一であるとして簡略に
制御しても良い。図4におけるヘッドの熱的な結合は、
熱伝導性に優れたアルミニウムなどの材料で、ヘッドの
共通支持部を含めた一部分ないしは全体が構成されたキ
ャリッジに、記録ヘッドの熱伝導性に優れた基材部を直
接当接するように取り付けることによって実現してい
る。
When the past average temperature of ink over a relatively long time is estimated by using a plurality of heads, the above-mentioned FIG.
As shown in, after thermally coupling multiple heads,
The ink average temperature of the plurality of heads may be estimated from the average duty of the plurality of heads and the average temperature detected by the temperature detection member, and the plurality of heads may be simply controlled as being substantially the same. The thermal coupling of the head in FIG.
Attach the recording head, which has a good thermal conductivity, directly to the carriage that is partially or entirely made up of the common support part of the head and made of a material such as aluminum with a high thermal conductivity. Is realized by.

【0072】なお、上記実施例1で説明した様に、イン
ク平均温度は将来のヘッド温度を容易に予測できる。よ
って、将来の吐出状況も加味して最適吸引回復制御を設
定する様にしても良い。
As described in the first embodiment, the ink average temperature can easily predict future head temperature. Therefore, the optimum suction recovery control may be set in consideration of the future ejection status.

【0073】例えば、現時点でのインク温度では高デュ
ーティー印字を行ったときに吐出不良が心配であって
も、将来高デューティー印字を行わない事が判っていれ
ば吸引動作を先延ばしにすることで、記録媒体の給排紙
時に吸引を行うようにし、トータルの印字時間を短縮す
ることができる。
For example, even if there is a fear of ejection failure when high duty printing is performed at the current ink temperature, it is possible to delay the suction operation if it is known that high duty printing will not be performed in the future. The total printing time can be shortened by performing suction when the recording medium is fed and discharged.

【0074】(実施例5)本実施例は、記録ヘッドの温
度検知部材と印字dutyとから推定した温度の履歴に
応じて回復系の制御を行う例を示す。オリフィス形成面
上にインクなどの異物が堆積して吐出方向を偏奇させた
り、時には、吐出不良となったりする場合がある。そう
した、吐出特性の劣化の回復手段としてワイピング手段
が設けられるが、さらに強い摺擦力を有する拭き部材が
準備される場合やワイピング条件の一時的な変更により
拭き取り性を増す場合もある。
(Embodiment 5) This embodiment shows an example in which the recovery system is controlled in accordance with the temperature history estimated from the temperature detecting member of the recording head and the print duty. Foreign matter such as ink may be accumulated on the orifice formation surface to cause the ejection direction to be biased, or sometimes to cause ejection failure. A wiping means is provided as a means for recovering the deterioration of the ejection characteristics, but a wiping member having a stronger rubbing force may be prepared, or the wiping performance may be increased by temporarily changing the wiping condition.

【0075】本実施例では、ゴムブレードにより構成さ
れたワイピング部材のオリフィス形成面への侵入量(食
い込み量)を大きくして、拭き取り性を一時的に増大さ
せている(擦り取りモード)。擦り取りが必要となる異
物の堆積は、濡れインク量とワイピング時の拭き残り量
およびその蒸発に関わり、吐出回数と吐出時の温度との
相関が強いことが実験的に確認された。そこで、本実施
例では、擦り取りモードをヘッドの温度で重み付けした
吐出回数に応じて制御している。表3は、印字duty
から推定されたインクの温度に応じて印字dutyの基
データである吐出回数に乗ずる重み付け係数を示すもの
である。すなわち、濡れないし拭き残りが発生しやすい
高温時ほど堆積物の指標となる吐出回数が制御上大きく
なるようにしている。
In this embodiment, the amount of penetration (bite amount) of the wiping member constituted by the rubber blade into the orifice forming surface is increased to temporarily increase the wiping property (scraping mode). It has been experimentally confirmed that the accumulation of foreign matter that needs to be scraped off is related to the amount of wet ink, the amount of wiping residue during wiping, and its evaporation, and that the number of ejections and the temperature during ejection are strongly correlated. Therefore, in the present embodiment, the scraping mode is controlled according to the number of ejections weighted by the head temperature. Table 3 shows the print duty
It shows a weighting coefficient by which the number of ejections, which is the basic data of the print duty, is multiplied according to the temperature of the ink estimated from. That is, the number of discharges, which is an index of the deposits, is set to be larger for control when the temperature is higher at which wetness or wiping residue is likely to occur.

【0076】[0076]

【表3】 重み付けされた吐出回数が、500万回に達したら擦り
取りモードを動作させるようにしている。擦り取りモー
ドは堆積物の除去には効果があるが、摺擦力が強いので
オリフィス形成面への機械的なダメージも生ずる場合も
あるので、必要最小限にすることが望ましく、本実施例
のように、異物の堆積に直接的に相関のあるデータを基
に制御することは構成が簡易であり、かつ確実性が高
い。複数のヘッドを有するシステムでは、例えば、色毎
に印字dutyを管理して、堆積特性の異なるインク色
毎に擦り取りモードの制御を行っても良い。
[Table 3] When the weighted number of discharges reaches 5 million times, the scraping mode is operated. The scraping mode is effective for removing deposits, but since the rubbing force is strong, mechanical damage to the orifice formation surface may occur, so it is desirable to minimize the scraping mode. As described above, the control based on the data having a direct correlation with the deposition of the foreign matter has a simple configuration and high reliability. In a system having a plurality of heads, for example, the print duty may be managed for each color and the scraping mode may be controlled for each ink color having different deposition characteristics.

【0077】なお、上記実施例1で説明した様に、イン
ク温度は将来のヘッド温度をも容易に予測できる。よっ
て、「重み付け吐出回数」の算出に将来の吐出状況も加
味した「重み付け吐出回数」を用い、最適制御を設定す
るようにしても良い。
As described in the first embodiment, the ink temperature can easily predict the future head temperature. Therefore, the optimum control may be set by using the “weighted ejection frequency” in which the future ejection status is taken into consideration when calculating the “weighted ejection frequency”.

【0078】(実施例6)本実施例では、実施例4と同
様に吸引回復の例を示すが、本実施例では放置による気
泡の増加(放置泡)の推定に加えて、印字時に生ずる気
泡(印字泡)の推定を行うことによって、より精度良く
流路内の泡の推定が可能となる。前述の如くインクの蒸
発はインクの温度により変化するが、流路中の気泡の成
長はさらに吐出部のインク温度の影響を受け易く高温ほ
ど発生しやすい。このことから、放置泡の推定はヘッド
温度によって重み付けした放置時間を計数すればよいこ
とがわかる。印字泡は吐出時のインク温度が高いほど発
生し易くまた、吐出回数にも当然正の相関がある。
(Sixth Embodiment) In this embodiment, an example of suction recovery is shown as in the fourth embodiment. However, in this embodiment, in addition to the estimation of the increase of air bubbles due to being left (left air bubbles), air bubbles generated at the time of printing are generated. By estimating the (printing bubble), it is possible to more accurately estimate the bubble in the flow path. As described above, the evaporation of the ink changes depending on the temperature of the ink, but the growth of bubbles in the flow path is more likely to be affected by the ink temperature of the ejection portion and more likely to occur at higher temperatures. From this, it can be understood that the estimation of the left-behind bubbles may be performed by counting the left-standing time weighted by the head temperature. Print bubbles are more likely to occur as the ink temperature during ejection is higher, and the ejection frequency naturally has a positive correlation.

【0079】そこで、印字泡も吐出部のインク温度によ
って重み付けした吐出回数を計数すれば良いことがわか
る。本実施例では、表4に示す如く、放置時間に応じた
ポイント数(放置泡)と吐出回数に応じたポイント数
(印字泡)を設定し、合計のポイントが1億ポイントに
達した場合、流路内の気泡が吐出に影響を与える恐れが
あると判断して吸引回復を行い、気泡を除去する。
Therefore, it can be understood that the number of ejections of the printing bubble can be counted by weighting the ink temperature of the ejection portion. In this example, as shown in Table 4, the number of points (leaving bubble) according to the leaving time and the number of points (printing bubble) according to the number of discharges are set, and when the total number of points reaches 100 million points, When it is judged that the bubbles in the flow path may affect the ejection, suction recovery is performed to remove the bubbles.

【0080】[0080]

【表4】 印字泡と放置泡のポイントの整合性は、温度条件一定で
それぞれの要因単独で吐出不良が生ずるときのポイント
が同一になるように実験的に求めた。また、温度に応じ
た重み付けも実験的に求めて換算した値である。気泡の
除去手段としては、本実施例の吸引手段でも、加圧手段
でも良く、さらに意識的に流路中のインクをなくしたの
ち吸引手段を作動させるようにしても良い。
[Table 4] The consistency of the points of the printing bubble and the leaving bubble was experimentally determined so that the point when the ejection failure occurs due to each factor alone under the constant temperature condition is the same. In addition, the weighting according to the temperature is also a value calculated experimentally and converted. The means for removing bubbles may be the suction means of this embodiment or the pressurizing means, or the suction means may be operated after the ink in the flow path is intentionally removed.

【0081】なお、上記実施例1で説明した様に、ヘッ
ド温度は将来のヘッド温度をも容易に予測できる。よっ
て、「インクの蒸発特性」や「流路中の気泡の成長」の
推定、予測に将来の吐出状況をも加味した「インクの蒸
発特性」や「流路中の気泡の成長」を用い、最適制御を
設定するようにしても良い。
As described in the first embodiment, the head temperature can easily predict the future head temperature. Therefore, using the "evaporation characteristics of ink" and "growth of bubbles in the flow path", which also takes into consideration future ejection conditions, in the estimation and prediction of "evaporation characteristics of ink" and "growth of bubbles in the flow path", The optimum control may be set.

【0082】なお、上記実施例2〜6は上記実施例1で
説明した吐出量制御を合わせておこなっても良いし、行
わなくても良い。吐出量制御を行わない場合は、PWM
制御やサブヒート制御にかかわるステップを省略すれば
良い。
In the second to sixth embodiments, the ejection amount control described in the first embodiment may or may not be performed together. When the discharge amount control is not performed, PWM
It suffices to omit steps related to control and subheat control.

【0083】なお、この実施例ではヘッドへの投入エネ
ルギーの指標として通電時間を用いたが、これに限られ
るものではない。例えば、PWM制御を行わないか、ま
たは高精度の温度予測が要求されない場合は、単に印字
ドット数用いても良い。更に、印字デューティーに大き
な変動が無い場合には印字時間と、非印字時間とを用い
ても良い。
In this embodiment, the energization time is used as the index of the energy input to the head, but the present invention is not limited to this. For example, when PWM control is not performed or high-precision temperature prediction is not required, the number of print dots may be simply used. Further, when there is no large change in the print duty, the print time and the non-print time may be used.

【0084】(実施例7)本実施例は、記録ヘッドに熱
的に結合し記録ヘッドを記録が可能な環境温度よりも高
い所定の保温温度に維持する自己温度制御型の加熱部材
と前記加熱部材の動作時間を管理する保温タイマーとで
構成した保温手段と、記録ヘッドに設けた温度検知部材
と記録データとを基にして記録に先立って記録時の吐出
部のインク温度の変化を予想する温度予測手段と、吐出
部のインク温度に応じて吐出の安定化を行う吐出安定化
手段を具備したインクジェット記録装置の例を示す。
(Embodiment 7) In this embodiment, a heating member of a self-temperature control type which is thermally coupled to the recording head and maintains the recording head at a predetermined heat-retention temperature higher than an ambient temperature at which recording is possible, and the heating. A change in the ink temperature of the ejection portion during recording is predicted prior to recording based on a heat retaining unit configured by a heat retaining timer that manages the operation time of the member, a temperature detection member provided in the recording head, and recording data. An example of an ink jet recording apparatus including a temperature predicting unit and a discharge stabilizing unit that stabilizes the discharge according to the ink temperature of the discharge unit will be shown.

【0085】実施例1〜6で説明したインクジェット記
録装置に対して本実施例で異なるのは、記録ヘッドに設
けた加熱部材がヒータボード上ではなく記録ヘッドの基
材であるアルミベースプレートに当接させた自己温度制
御型のヒータである点にある。自己温度制御型のヒータ
は、特別な温度検出機構がなくても所定の温度になると
自発的に発熱を抑制するもので、例えば、PTC特性
(正の抵抗温度係数を有するもの)のチタン酸バリウム
などの物質で構成されたものである。あるいは、ヒータ
素材自体にPTC特性がなくても構成の工夫で同様の特
性が得られるものもあり、例えば、電気絶縁性の耐熱樹
脂中に導電性のグラファイトなどを分散させたもので加
熱により樹脂が膨張してグラファイト粒子が離れて抵抗
値が上昇する様にするものもある。こうした、自己温度
制御型のヒータは、組成や構成を調整することにより制
御温度を所望の温度にすることが可能で、本実施例で
は、ほぼ36℃の制御温度を示すヒータを用いた。
The present embodiment differs from the ink jet recording apparatus described in Embodiments 1 to 6 in that the heating member provided in the recording head is not in contact with the heater board but with the aluminum base plate which is the base material of the recording head. It is a self-controlled temperature type heater. The self-temperature control type heater suppresses heat generation spontaneously at a predetermined temperature without a special temperature detection mechanism. For example, barium titanate having a PTC characteristic (having a positive temperature coefficient of resistance) is used. It is composed of substances such as. Alternatively, there are some heaters that have similar PTC characteristics even if they do not have PTC characteristics, and for example, conductive graphite is dispersed in electrically insulating heat-resistant resin. In some cases, the graphite particles expand and the resistance value rises. In such a self-temperature control type heater, the control temperature can be set to a desired temperature by adjusting the composition and the configuration. In the present embodiment, the heater having the control temperature of about 36 ° C. was used.

【0086】本実施例では、記録開始時の吐出部のイン
クを含めた記録ヘッドの温度は基本的には自己温度制御
型ヒータの制御温度であるので、記録時の吐出部のイン
ク温度の変動はその制御温度に記録時に吐出ヒータに供
給する予定のエネルギーと吐出部のインクを含めた記録
ヘッドの熱時定数とに基づいて予測演算することができ
る。
In this embodiment, since the temperature of the print head including the ink in the ejection portion at the start of recording is basically the control temperature of the self-temperature control type heater, the variation in the ink temperature in the ejection portion at the time of recording. Can be predicted and calculated based on the control temperature and the thermal time constant of the recording head including the ink of the discharge portion and the energy to be supplied to the discharge heater during recording.

【0087】本発明のインク温度予測は、吐出のために
投入するエネルギーを基に保温温度からの昇温分を演算
するもので、記録ヘッドに設けた温度検知部材の検知温
度よりも吐出時の温度予測には精度が高いが、記録ヘッ
ド個々の熱時定数の差や吐出時の熱効率の差などによる
ばらつきは避けられない場合がある。
In the ink temperature prediction of the present invention, the temperature rise amount from the heat retention temperature is calculated based on the energy input for ejection, and the ejection temperature is higher than the detection temperature of the temperature detection member provided in the recording head. Although the temperature prediction is highly accurate, variations due to differences in thermal time constants of individual print heads and differences in thermal efficiency during ejection may be unavoidable.

【0088】そこで、本実施例では、インク温度予測の
補正を行う例を示す。本実施例におけるインク温度予測
補正は、本発明のインクジェット記録装置で記録ヘッド
に用意されている温度検知部材の検知温度を用いて記録
ヘッドが駆動されていない状態で行う。記録前後の吐出
を行わない熱的に静の状態での温度検知部材の検知温度
の差と、吐出のために投入するエネルギーから算出した
インク温度上昇の予測値との差が小さくなる様にインク
温度予測のための降温テーブルを補正する様にしてい
る。本実施例では降温テーブルの補正を、記録行毎の誤
差の割合を順次蓄積して、1枚の記録毎に誤差の割合の
平均値を算出して降温テーブルの変更を行う様にしてい
る。
Therefore, in this embodiment, an example in which the ink temperature prediction is corrected is shown. The ink temperature prediction correction in this embodiment is performed in a state where the recording head is not driven by using the temperature detected by the temperature detecting member prepared in the recording head in the inkjet recording apparatus of the present invention. Ink is designed so that the difference between the detected temperature of the temperature detection member in a thermally static state before and after recording without performing ejection and the predicted value of the ink temperature rise calculated from the energy input for ejection becomes small. The temperature drop table for temperature prediction is corrected. In the present embodiment, the temperature drop table is corrected by sequentially accumulating the error rate for each recording row and calculating the average value of the error rate for each recording to change the temperature drop table.

【0089】したがって、記録ヘッドが交換された場合
や、環境温度が著しく変動する場合でも前記実施例に比
べてインク温度の予測を安定して行うことができる。す
なわち、本実施例では、記録開始時のインク温度の検出
のみならず、インク温度予測の補正にも記録ヘッドの温
度検知部材を用いることにより、記録時の吐出部のイン
ク温度の予測を高精度で行い吐出の安定化を実現するこ
とができる。
Therefore, even if the recording head is replaced or the environmental temperature fluctuates significantly, the ink temperature can be predicted more stably than in the above embodiment. That is, in the present embodiment, not only the detection of the ink temperature at the start of recording but also the correction of the ink temperature prediction is performed by using the temperature detection member of the recording head, so that the prediction of the ink temperature of the ejection portion at the time of recording can be performed with high accuracy. It is possible to realize the stabilization of the discharge.

【0090】また、本実施例では、吐出部のインク温度
に関して支配的な熱容量を持つアルミベースプレートが
常に制御温度に維持されているので、インク温度の昇温
・降温は制御温度を基準として吐出ヒータの発熱による
昇温と記録ヘッドの熱時定数による放熱を予測するだけ
で良く、記録ヘッドの吐出部近傍の保温を行う前記実施
例に比べてインクの温度予測が安定化する。
Further, in the present embodiment, since the aluminum base plate having a heat capacity which is dominant with respect to the ink temperature of the ejection portion is always maintained at the control temperature, the temperature of the ink is raised or lowered with reference to the control temperature. It is only necessary to predict the temperature rise due to the heat generation and the heat dissipation due to the thermal time constant of the recording head, and the ink temperature prediction becomes more stable than in the above-described embodiment in which the temperature is maintained near the ejection portion of the recording head.

【0091】本実施例では保温タイマーが所定の時間を
経過するまでは記録動作を禁止ないしは使用者に警告す
る様にして、自己温度制御型ヒータによる保温完了後に
記録を行う様にしている。そのため、放熱に関係するア
ルミベースプレートの温度は素子の制御温度である保温
温度に維持されているという前提で、インク温度の予測
が簡略化できている。しかし、保温開始時のインク温度
を温度検知部材で検出して、それをアルミベースプレー
トの初期温度とすれば、自己温度制御型ヒータの昇温特
性を予め測定しておけば、保温動作が完了していなくて
もそれぞれの時点のアルミベースプレートの温度が予測
できるので、その温度を基準温度として吐出部のインク
温度を予測する様に構成して、保温完了前の記録を可能
にしても良い。また、同様に、保温動作完了までの時間
が演算予測できるので、その値に応じて保温タイマーの
時間を変更しても良い。
In the present embodiment, the recording operation is prohibited or the user is warned until the heat retention timer elapses a predetermined time, and the recording is performed after the heat retention by the self-temperature control type heater is completed. Therefore, it is possible to simplify the prediction of the ink temperature on the assumption that the temperature of the aluminum base plate related to heat dissipation is maintained at the heat retention temperature which is the control temperature of the element. However, if you detect the ink temperature at the start of heat retention with the temperature detection member and use it as the initial temperature of the aluminum base plate, you can complete the heat retention operation by measuring the temperature rise characteristics of the self-temperature control type heater in advance. Since the temperature of the aluminum base plate at each time can be predicted even if the temperature is not set, the ink temperature of the ejection portion may be predicted using the temperature as a reference temperature to enable recording before the completion of heat retention. Similarly, since the time until completion of the heat retention operation can be calculated and predicted, the time of the heat retention timer may be changed according to the value.

【0092】また、本実施例の温度制御方式でも、実施
例2〜6で示したのと同様な吐出安定化を行うことが可
能であり、その中でも、温度予測が簡略化されることが
期待できる。
Further, the temperature control method of this embodiment can also perform the same discharge stabilization as that shown in Embodiments 2 to 6, and among them, it is expected that the temperature prediction will be simplified. it can.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、記
録ヘッドを環境温度よりも高い温度に保温するととも
に、記録ヘッドに設けた温度検知部材と記録するデータ
に基づいて記録に先立って推定した記録時の吐出部のイ
ンク温度に応じて、吐出の安定化を図ることで、記録速
度の大幅な低下を招かずに吐出量及び吐出の安定化を実
現し、濃度の一様性に優れた高品位の画像を得ることが
できる。
As described above, according to the present invention, the recording head is kept at a temperature higher than the ambient temperature, and the recording is performed based on the temperature detecting member provided in the recording head and the recording data. By stabilizing the ejection according to the estimated ink temperature of the ejection portion during recording, the ejection amount and ejection can be stabilized without a drastic decrease in the recording speed, and the density uniformity can be improved. An excellent high-quality image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が実施もしくは適用される好適なインク
ジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a suitable inkjet recording apparatus to which the present invention is applied or applied.

【図2】交換可能なカ−トリッジを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a replaceable cartridge.

【図3】記録ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a recording head.

【図4】記録ヘッドを熱的に結合したキャリッジの模式
的斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view of a carriage in which a recording head is thermally coupled.

【図5】記録制御フロ−を実行するための制御構成を示
すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a control configuration for executing a recording control flow.

【図6】本実施例で使用しているヘッドのサブヒ−タ
−、吐出用(メイン)ヒ−タ−、温度センサの位置関係
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship among a sub heater, a discharge (main) heater, and a temperature sensor of a head used in this embodiment.

【図7】分割パルス幅変調駆動法の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a divided pulse width modulation driving method.

【図8】本発明を適用可能な記録ヘッドの一構成例を示
すそれぞれインク液路に沿った概略縦断面図および概略
正面図である。
8A and 8B are a schematic vertical sectional view and a schematic front view, respectively, showing an example of the configuration of a recording head to which the present invention can be applied, along an ink liquid path.

【図9】吐出量のプレパルス依存性を示す線図である。FIG. 9 is a diagram showing pre-pulse dependency of ejection amount.

【図10】吐出量の温度依存性を示す線図である。FIG. 10 is a diagram showing the temperature dependence of the discharge amount.

【図11】吐出量制御に関する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram related to discharge amount control.

【図12】吐出量制御のためのインク温度とプレパルス
変換テーブルである。
FIG. 12 is an ink temperature and pre-pulse conversion table for controlling the ejection amount.

【図13】温度予測制御に用いる降温テーブルである。FIG. 13 is a temperature drop table used for temperature prediction control.

【図14】ヘッド温度予測の他の構成を示す説明図であ
る。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing another configuration of head temperature prediction.

【図15】印字時の概略シーケンスを示すフローチャー
トである。
FIG. 15 is a flowchart showing a schematic sequence at the time of printing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8b 記録ヘッド 8c 吐出用(メイン)ヒーター 8d サブヒーター 8e 温度センサ 9 キャリッジ 60 CPU 78 ゲートアレイ 78b プリントバッファ 78c ラインデューティーバッファ 108 吐出口 300 キャップ 500 ポンプユニット 5012 記録ヘッド 5013 吐出用(メイン)ヒーター 5014 サブヒーター 8b recording head 8c Discharge (main) heater 8d sub heater 8e Temperature sensor 9 carriage 60 CPU 78 gate array 78b print buffer 78c line duty buffer 108 outlet 300 caps 500 pump units 5012 recording head 5013 Discharge (main) heater 5014 Sub heater

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9012−2C B41J 3/04 104 K (72)発明者 高橋 喜一郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 杉本 仁 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 松原 美由紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical indication location 9012-2C B41J 3/04 104 K (72) Inventor Kiichiro Takahashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kyano (72) Inventor Hitoshi Sugimoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Miyuki Matsubara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録時に温度変動を伴い、吐出部からイ
ンクを吐出する記録ヘッドと、 前記記録ヘッドを、記録が可能な環境温度範囲よりも高
い所定の保温温度に維持する保温手段と、 記録に先立って記録時の前記吐出部のインク温度を予測
する温度予測手段と、 前記温度予測手段によって予測した前記吐出部のインク
温度に応じて、前記吐出部からのインク吐出の安定化を
行う吐出安定化手段と、 を具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。
1. A recording head for ejecting ink from an ejecting section due to temperature fluctuation during recording, a heat retaining means for maintaining the recording head at a predetermined heat retaining temperature higher than an environmental temperature range in which recording is possible, and recording Prior to the above, the temperature predicting means for predicting the ink temperature of the discharging portion during recording, and the discharge for stabilizing the ink discharging from the discharging portion according to the ink temperature of the discharging portion predicted by the temperature predicting means An ink jet recording apparatus comprising: a stabilizing unit.
【請求項2】 前記保温手段は前記記録ヘッドに設けら
れた加熱部材と温度検知部材とを有し、 前記温度予測手段は前記温度検知部材の検知温度に加
え、記録時に前記記録ヘッドに供給する予定の投入エネ
ルギ−と前記吐出部の熱時定数とに基づいて前記吐出部
のインクの温度変動を演算する温度予測演算手段を有す
ることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録
装置。
2. The heat retaining unit includes a heating member and a temperature detecting member provided on the recording head, and the temperature predicting unit supplies the temperature detected by the temperature detecting member to the recording head during recording. The ink jet recording apparatus according to claim 1, further comprising a temperature predicting / calculating unit that calculates a temperature variation of the ink of the ejection unit based on a planned input energy and a thermal time constant of the ejection unit.
【請求項3】 前記温度予測演算手段は記録期間を所定
の基準期間に分割し、前記基準期間に記録する予定のド
ット数と所定の基準駆動パルスないしは記録開始時の駆
動パルスを基に演算して各基準期間の平均投入エネルギ
−とし、前記保温温度に対してひとつの基準期間での平
均投入エネルギ−と前記吐出部の熱時定数とから決定さ
れる昇温分とそれ以前の各基準期間の平均投入エネルギ
−に応じてその基準期間に残余している昇温分とを記録
開始時の検知温度に順次積算し、各基準期間での前記吐
出部のインクの温度を予測することを特徴とする請求項
2記載のインクジェット記録装置。
3. The temperature prediction calculation means divides the recording period into a predetermined reference period, and calculates based on the number of dots to be recorded in the reference period and a predetermined reference drive pulse or a drive pulse at the start of recording. And the average input energy of each reference period, the heating amount determined from the average input energy in one reference period with respect to the heat retention temperature and the thermal time constant of the discharge unit, and each reference period before that. According to the average input energy, the temperature rise amount remaining in the reference period and the detected temperature at the start of recording are sequentially integrated, and the temperature of the ink of the ejection portion in each reference period is predicted. The inkjet recording apparatus according to claim 2.
【請求項4】 前記温度予測演算手段は記録期間を所定
の基準期間に分割し、ひとつの基準期間に記録する予定
のドット数とそれ以前の基準期間の駆動パルスとを基に
演算してその基準期間の平均投入エネルギ−とし、前記
保温温度に対してその基準期間での平均投入エネルギ−
と前記吐出部の熱時定数とから決定される昇温分と、そ
れ以前の各基準期間の平均投入エネルギ−に応じてその
基準期間に残余している昇温分とを記録開始時の検知温
度に積算してその基準期間の前記吐出部のインクの温度
を予測することを特徴とする請求項2記載のインクジェ
ット記録装置。
4. The temperature prediction calculation means divides the recording period into a predetermined reference period, calculates based on the number of dots to be recorded in one reference period and the drive pulse of the reference period before that, and The average input energy in the reference period, and the average input energy in the reference period with respect to the heat retention temperature.
And the temperature rise determined by the thermal time constant of the discharge part and the temperature rise remaining in the reference period according to the average input energy of each reference period before that are detected at the start of recording. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the temperature of the ink in the ejection portion during the reference period is predicted by integrating the temperature.
【請求項5】 前記保温手段は前記記録ヘッドに熱的に
結合した自己温度制御型の加熱部材を有し、 前記温度予測手段は、前記記録ヘッドに設けた温度検知
部材の検知温度に加え、記録時に前記記録ヘッドに供給
する予定の投入エネルギ−と前記吐出部の熱時定数とに
基づいて前記吐出部のインクの温度変動を演算する温度
予測演算手段を有することを特徴とする請求項1記載の
インクジェット記録装置。
5. The temperature maintaining means has a self-temperature control type heating member thermally coupled to the recording head, and the temperature predicting means adds to a temperature detected by a temperature detecting member provided in the recording head, 2. A temperature prediction calculation means for calculating a temperature variation of the ink of the ejection section based on the input energy to be supplied to the recording head at the time of recording and the thermal time constant of the ejection section. The inkjet recording device described.
【請求項6】 前記温度予測演算手段は記録期間を所定
の基準期間に分割し、前記基準期間に記録する予定のド
ット数と所定の基準駆動パルスないしは記録開始時の駆
動パルスを基に演算して各基準期間の平均投入エネルギ
−とし、前記保温温度に対してひとつの基準期間での平
均投入エネルギ−と前記吐出部の熱時定数とから決定さ
れる昇温分とそれ以前の各基準期間の平均投入エネルギ
−に応じてその基準期間に残余している昇温分とを記録
開始時の推定温度に順次積算し、各基準期間での前記吐
出部のインクの温度を予測することを特徴とする請求項
5記載のインクジェット記録装置。
6. The temperature prediction calculation means divides the recording period into a predetermined reference period, and calculates based on the number of dots to be recorded in the reference period and a predetermined reference drive pulse or a drive pulse at the start of recording. And the average input energy of each reference period, the heating amount determined from the average input energy in one reference period with respect to the heat retention temperature and the thermal time constant of the discharge unit, and each reference period before that. The estimated temperature at the start of recording is sequentially integrated with the temperature rise amount remaining in the reference period in accordance with the average input energy, and the temperature of the ink of the ejection portion in each reference period is predicted. The inkjet recording apparatus according to claim 5.
【請求項7】 前記温度予測演算手段は記録期間を所定
の基準期間に分割し、ひとつの基準期間に記録する予定
のドット数とそれ以前の基準期間の駆動パルスとを基に
演算してその基準期間の平均投入エネルギ−とし、前記
保温温度に対してその基準期間での平均投入エネルギ−
と前記吐出部の熱時定数とから決定される昇温分と、そ
れ以前の各基準期間の平均投入エネルギ−に応じてその
基準期間に残余している昇温分とを記録開始時の推定温
度に積算してその基準期間の記録ヘッドの温度を予測す
ることを特徴とする請求項5記載のインクジェット記録
装置。
7. The temperature predicting / calculating means divides the recording period into a predetermined reference period, calculates based on the number of dots to be recorded in one reference period and a drive pulse in the reference period before that, and The average input energy in the reference period, and the average input energy in the reference period with respect to the heat retention temperature.
And the temperature rise determined by the thermal time constant of the discharge part and the temperature rise remaining in the reference period according to the average input energy in each reference period before that are estimated at the start of recording. The ink jet recording apparatus according to claim 5, wherein the temperature of the recording head during the reference period is predicted by integrating the temperature.
【請求項8】 前記吐出安定化手段は前記吐出部のイン
クの予測温度に基づいて前記記録ヘッドへの投入エネル
ギ−を変更する記録ヘッド駆動信号変調手段を少なくと
も有し、ひとつの液滴の吐出に際して記録ヘッド駆動信
号を単数または複数のプレパルスとメインパルスとで構
成するとともに少なくともプレパルスによる投入エネル
ギ−を前記予測温度に応じて変調することを特徴とする
請求項2乃至7のいずれかに記載のインクジェット記録
装置。
8. The ejection stabilizing means has at least a recording head drive signal modulating means for changing an applied energy to the recording head based on an estimated temperature of ink of the ejection portion, and ejection of one droplet. 8. At that time, the recording head drive signal is composed of one or more pre-pulses and a main pulse, and at least the energy applied by the pre-pulses is modulated according to the predicted temperature. Inkjet recording device.
【請求項9】 前記吐出安定化手段は前記吐出部のイン
クの予測温度に基づいて記録条件を変更する記録条件制
御手段を少なくとも具備したことを特徴とする請求項2
乃至8のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
9. The ejection stabilizing means comprises at least a recording condition control means for changing a recording condition based on an estimated temperature of ink in the ejection portion.
9. The inkjet recording device according to any one of 8 to 8.
【請求項10】 前記吐出安定化手段は前記吐出部のイ
ンクの予測温度に基づいて前記記録ヘッドの回復条件を
変更する回復条件制御手段を具備したことを特徴とする
請求項2乃至9のいずれかに記載のインクジェット記録
装置。
10. The discharge stabilizing means comprises recovery condition control means for changing the recovery condition of the recording head based on the predicted temperature of the ink in the discharge portion. An inkjet recording device according to claim 1.
【請求項11】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーによ
ってインクに状態変化を生起させ、該状態変化に基いて
インクを吐出させることを特徴とする請求項2乃至10
のいずれかに記載の記録装置。
11. The recording head causes a state change in ink due to thermal energy, and ejects the ink based on the state change.
The recording device according to any one of 1.
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