JP2007290355A - インクジェット記録装置、およびインクジェット記録ヘッドの温度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スループットを低下させることなく、記録開始直後から高品位な画像を形成する記録装置およびその方法を提供する。
【解決手段】 記録開始前に行なわれる記録ヘッドの温度制御において、記録ヘッドの温度が目標温度以上になるように、記録ヘッドを加熱する加熱制御と、当該加熱制御による熱を記録ヘッド全体に拡散させる拡散制御とにより記録ヘッドの温度制御を行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は、記録媒体上にインク滴を吐出して記録するインクジェット記録装置およびインクジェット記録ヘッドの温度制御方法に関するものである。

従来より、紙やＯＨＰ用シートなどの記録媒体に対して記録を行う画像形成装置として、種々の記録方式による記録ヘッドを搭載した形態の装置が提案されている。種々の記録方式による記録ヘッドには、ワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式によるものなどがある。特に、インクジェット方式の記録装置（以下、インクジェット記録装置）は、記録媒体に記録ヘッドから直接インクを噴射する記録方式であるため、ランニングコストが安く、静粛性に優れた記録動作が可能である。

インクジェット方式の記録ヘッドは、複数個の吐出口（ノズル）が配列され、それぞれの吐出口からインク液滴を吐出する。このようなインクジェット記録装置においては、インクの温度によってインク液滴の吐出特性、特に吐出されるインク液滴の径が変化することが知られている。また、熱エネルギーによりインクを吐出する記録装置においては、インクに与えられた熱エネルギー全てが吐出エネルギーとならず、記録に伴って記録ヘッドに熱エネルギーが畜熱されるため、記録ヘッドの温度が上昇する傾向にあることが知られている。このような場合、記録に伴って記録ヘッドの温度が変化することにより、吐出されるインク液滴の量が異なり、記録媒体に着弾したインク滴の径が変化するため、記録濃度が変化してしまう恐れがある。さらには、インクの粘度、表面張力のような物性は温度により変化し、それに伴い吐出状態も変化する。記録ヘッドの温度が低い場合には、インク粘度が低いため、記録初期に正常な吐出が行なわれず、画像不良を招く場合もある。このため、インクジェット記録方式の記録装置においては、記録初期から良好な画像を実現するために、記録動作開始前に記録ヘッドの温度制御を行っている。

従来は、電源投入後にある温度まで加熱し、加熱後は記録信号が入力されるまで保温を継続し、記録信号が入力されると記録開始前に最終的に必要とされるヘッド温度まで一気に加熱するような温度制御が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。また、この文献には、大容量ヒータによる急峻な加熱に温度検知の時間応答が追いつかないことで生じる記録ヘッドの温度差を解決するために、記録ヘッドの加熱用ヒータを吐出口近傍および温度センサ近傍に設け、２つのヒータを使い分ける温度制御を行う技術が記載されている。
特登録２７３１２７４号公報

記録動作の開始前に記録ヘッドの温度を所定温度まで上げるために、加熱素子により急峻な加熱制御を行うと、記録ヘッドの加熱素子付近とさらにその周辺部とで温度分布が生じるという問題がある。つまり、記録ヘッドの加熱素子付近では、適切に記録可能な温度まで昇温されているものの、加熱素子から少し離れた周辺部においては未だ適切に記録可能な温度になっていないことがある。このような状態で記録動作を開始した場合、全体としては十分に保温されていないため記録初期に吐出不良を生じ、画像不良が生じるおそれがあった。

一方、記録前の温度制御において、加熱素子の急峻な加熱により全体として十分保温しようとすると、加熱素子付近の温度が上がりすぎてしまう問題があった。また、このような状態で記録動作を行った場合には、高温な記録ヘッドから吐出されるインク量が増加するために、続いて吐出されるインクのリフィルが間に合わず、ショボりぎみの吐出となり画像不良が生じるおそれがあった。記録ヘッドの加熱手段と、インクを吐出させるためのヒータとを共用する場合には、特に、注意が必要となる。

また、記録ヘッドの加熱素子付近とさらにその周辺部の両方を所定温度まで加熱するためには、加熱駆動パルスの条件を緩和させて記録ヘッドをゆっくり加熱させる方法がある。しかし、この場合は、加熱素子付近とさらにその周辺部の両方が所定温度に達するまでに多くの時間を要し、スループットが低下する弊害が生じてしまう。さらにまた、記録装置の電源投入後に記録ヘッドをある温度まで加熱し、記録信号が入力されるまで記録ヘッドを所定温度に保温する場合には、記録動作を行わない待機中の消費電力が増加する弊害が生じてしまう。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、記録開始前に行なわれる記録ヘッドの温度制御において、スループットを低下させることなく、記録開始直後から高品位な画像を形成する記録装置およびその方法を提供することを目的とする。

本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行なうインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドを加熱する加熱手段と、前記記録ヘッドの温度を検出する検出手段と、前記記録ヘッドの目標温度を設定する設定手段と、前記記録ヘッドの温度が目標温度以上になるように制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、記録ヘッドを加熱する加熱制御と、当該加熱制御によって前記記録ヘッドに与えられた熱を拡散させる拡散制御とにより前記記録ヘッドの温度制御を行なうことを特徴とする。

また、本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行なうインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドを加熱する加熱手段と、前記記録ヘッドの温度を検出する検出手段と、複数の異なる温度制御を行なって記録動作が行われる前の前記記録ヘッドが所定温度になるよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

さらに、本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行なう記録ヘッドの温度制御方法であって、前記記録ヘッドを加熱する加熱工程と、前記記録ヘッドの温度を検出する検出工程と、前記記録ヘッドの目標温度を設定する設定工程と、前記記録ヘッドの温度が目標温度以上になるように制御する制御工程と、を備え、前記制御工程は、記録ヘッドを加熱する加熱制御と、当該加熱制御によって前記記録ヘッドに与えられた熱を拡散させる拡散制御とにより前記記録ヘッドの温度制御を行なうことを特徴とする。

さらにまた、本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行なう記録ヘッドの温度制御方法であって、前記記録ヘッドを加熱する加熱工程と、前記記録ヘッドの温度を検出する検出工程と、複数の異なる温度制御を行なって記録動作が行われる前の前記記録ヘッドが所定温度になるよう制御する制御工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によると、記録ヘッドの温度制御において、加熱過多による弊害を生じることなく、また短時間で所望のヘッド温度制御を実現することが可能となる。この結果、いずれの環境下においても、生産性を損なうことなく、また記録動作開始初期から優れた品質の画像を実現することが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜記録装置概要＞
初めに、本発明のインクジェット記録装置の全体的な構成、及び動作を説明する。

図１は本発明のインクジェット記録装置の全体を表す模式図である。
図１において紙送りローラー１０１は、記録媒体１０２を１対のローラーで挟み込むようになっており、回転することにより記録媒体を図中Ｙ方向の副走査方向に搬送する。記録ヘッド１０５はキャリッジ１０４に着脱可能に取り付けられ、記録ヘッド１０５のプラテン１０６に対向する面にインク滴を吐出する吐出口を複数備えている。また、キャリッジ１０４は、不図示のキャリッジ駆動手段により主走査ガイド１０３に沿った図中Ｘ方向の主走査方向に往復移動することができる。このようにキャリッジ１０４に搭載された記録ヘッド１０５が、記録媒体に対して相対的に移動する走査（以下主走査と記載する）しながらインク滴を吐出することで記録媒体に画像を形成する。なお、記録ヘッドはインクを収容したインクタンクまたはインク供給装置に結合され、インクタンクまたはインク供給装置から記録ヘッド１０５にインクが供給される。記録ヘッド１０５による記録時にプラテン１０６と記録ヘッドの間に記録媒体１０２が位置するように、プラテン１０６は記録ヘッド１０５による記録領域の下に設けられている。記録媒体と記録ヘッドとの間隔（ギャップ）が適正になるように、記録媒体１０２はプラテン１０６に保持される。

また、図１には図示していないが、このインクジェット記録装置には、紙送りローラー１０１による記録媒体の搬送可能な領域まで、記録媒体１０２を給紙（供給）する記録媒体供給手段を備えている。さらに、記録ヘッド１０５のインクの吐出状態を良好に保つ、または吐出状態を回復させるための回復手段、記録ヘッド１０５による記録終了後に記録媒体１０２をインクジェット記録装置外に排出する記録媒体排出手段を備えている。なお、回復手段としては、記録ヘッドの吐出口面を覆うキャッピング手段、吐出口面を払拭するクリーニング手段、記録ヘッド内のインクを排出させる加圧あるいは吸引手段、画像データに基いた記録には寄与しないインク滴の吐出を行う予備吐出手段がある。これらの回復手段は、安定した記録を行うために有効である。

図１に示すインクジェット記録装置における記録動作は以下の様に行われる。

インクジェット記録装置に接続される外部装置（ホストコンピュータ）から記録開始の指令信号を受信すると、記録媒体供給手段によって副走査方向の上流側から記録媒体の先端が紙送りローラーの位置に来るまで記録媒体は供給される。その後、記録信号に応じて記録媒体上の記録開始位置に記録ヘッドが位置するように、紙送りローラーにより記録媒体が送られる。続いて、キャリッジ、記録ヘッドが主走査しながら記録媒体上にインク滴を吐出することにより記録が行われる。その後、紙送りローラーにより所定量記録媒体が送られ（以下この動作を搬送動作と記載する）が行われ、再び、キャリッジ、記録ヘッドが主走査を行いながら記録媒体上にインク滴を吐出する。この記録ヘッドを走査させながら記録を行なう記録走査と搬送動作との繰り返しにより記録媒体に記録が行われた後、副走査方向下流側のインクジェット記録装置外まで記録媒体が排出される。なお、記録媒体としては紙が良く用いられるが、その他の素材であっても構わない。また、ＯＨＰシートやコンパクトディスク、さらには、インクジェットを用いたＤＮＡチップ製造装置やディスプレー製造装置の場合、それぞれに適した材質からなる基板であっても構わない。

図２に、記録装置の制御システムを説明するブロック図を示す。

図２に示すように、制御システム５７にはプリンタとホストコンピュータ１とを仲介するインタフェース３０が内蔵されている。インタフェース３０は、ホストコンピュータから記録データとコマンドを受信するための信号経路を備えている。ＲＯＭ３３はＣＰＵ３５によって実行される制御プログラムが格納されている。また、ＤＲＡＭ３１はＣＰＵ３５がＲＯＭ３３に格納されているプログラムを実行している間に各種のデータを格納するとともに、記録ヘッド１０５に供給する記録のためのデータも格納する。ゲートアレイ３６は、ＲＡＭ３１から記録ヘッド１０５に送られる記録データを制御し、さらにインタフェース３０、ＣＰＵ３５、およびＲＡＭ３１の間のデータ転送も制御する。

キャリッジモータドライバ２５は、制御システム５７（またはＣＰＵ３５）から出力された信号に応じて記録ヘッド１０５を主走査方向の所定の記録位置に移動させるためにキャリッジモータ２７を駆動する。同様に、制御システム５７から出力された信号に応じて、記録ヘッドドライバ２４は記録ヘッド１０５を、また、紙送りモータドライバ２８は紙送りモータ２９を、それぞれ駆動制御することで記録媒体上への記録動作、記録媒体の搬送動作を行なう。

また、この制御システム５７のゲートアレイ３６とＣＰＵ３５は、インタフェース３０を介してホストコンピュータから受信した画像データや制御コマンドなどの記録信号を、記録データに変換してＲＡＭ３１に格納する。さらに、制御システム５７は、モータドライバ２４、２５、および２８をそれぞれ同期させて駆動することで、記録ヘッド１０５の記録動作、記録媒体の搬送動作、記録ヘッド１０５の主走査方向への往復移動を行い、記録媒体上に画像を形成する。

本発明においては、記録ヘッド１０５の複数の吐出口内それぞれに設けられた電気熱変換素子をヘッドドライバ２４から送られる電気信号に基づいて駆動し、インクに膜沸騰を生起させるための熱エネルギーを発生させることによってインクを吐出している。このとき、記録ヘッドの温度によってインクの吐出量が変化するので、記録ヘッドの温度を知ることが非常に重要である。そのため、記録装置が設置された周辺の温度（環境温度とも称する）を測定するサーミスタ４０と、記録ヘッドの温度を測定するヘッドダイオード５８を設け、初期に両者の校正を行なっている。なお、環境温度を測定するサーミスタ４０に関しては、温度だけでなく湿度も測定可能なセンサを用いてもよい。また、サーミスタ４０は、記録装置の外装に設けてもキャリッジなど比較的記録ヘッドに近い位置に設けてもどちらでもよい。さらにまた、記録ヘッドの吐出口付近に設けられたヘッドダイオードによって検出できる温度に基いて環境温度を推定する構成としてもよい。

図３に、記録ヘッドの概略図を示す。
図３は、シリコンウェハチップに形成された記録ヘッド１０５に用いられているヒータボード７０とその上に設けられた吐出口の概念を説明する図である。ヒータボード７０は、記録ヘッド１０５の複数色のインクを吐出するノズル列（またはノズル列群）において同一のものを使用しているので、ここでは説明を簡潔にするため１つのノズル列だけを示している。

ヒータボード７０上には、インクを吐出するために各吐出口に対応するように加熱素子が配されている。なお、図３では、それぞれの吐出口（ノズルとも称する）に設けられている加熱素子（ヒータ）をまとめて７４として示している。また、図３では、わかりやすくするために、小さな円で表している吐出口の数を減らしているが、例えば、１色あたり１２８０個の吐出口を配列する記録ヘッドを用いることもある。７９は、それぞれの吐出口から吐出されるインクが供給、貯留される共通液室とインク供給路である。

本実施形態においては、複数の吐出口が配列されたノズル列の両端に記録ヘッドの温度を計測するためのヘッドダイオード５８が設けられている。また、それぞれの吐出口に設けられている加熱素子をインクが吐出しない程度の熱エネルギーを与えるようにヒートすることにより、記録ヘッドを加熱する。

本発明においては、加熱素子付近のインクも共通液室、インク流路付近のインクも記録動作を行うに適正な温度にまで加熱しつつ、加熱しすぎないような記録ヘッドの加熱制御を行なうことを特徴とする。

＜記録ヘッドの温度制御＞
図４は、本発明の特徴となる記録動作開始前における記録ヘッドの温度制御方法を示したフローチャートである。

ステップＳ２００において記録信号が入力したと判断すると、続くステップＳ２０１では記録装置の周辺温湿度（環境温湿度）を取得する。次に、ステップＳ２０２において、第１／第２温度制御に必要な設定条件を取得する。この第１／第２温度制御に必要な設定条件とは、各温度制御における目標温度／加熱駆動パルス条件、第２の温度制御における保温時間がある。続くステップＳ２０３において、保温時間カウンタをリセットする。そして、本発明の特徴的な部分である２段階の温度制御シーケンス（ステップＳ２０４、ステップＳ２０５）を行い、ステップＳ２０６の記録動作に移る。

また図４では不記であるが、第２の温度制御後記録動作を開始する前に予備吐出工程を付加することは、記録開始からの吐出を良好にするため有効である。

以下に第１／第２の温度制御に関する実施例をあげ、本発明を詳細に説明する。各実施例で示す各種設定値はあくまでも一例であり、本発明を限定するものではない。

＜実施例１＞
実施例１において、第１の温度制御は印字開始前に必要とされる目標温度に到達するまで加熱を継続する段階に相当する。第２の温度制御は、第１の温度制御において与えられた熱を拡散させて加熱素子周辺を含めた記録ヘッド全体の温度を均一化する段階に相当し、場合によっては加熱素子付近が目標温度に到達した後の第２の温度制御においても加熱素子は保温のための加熱を行なう。図５、６は、実施例１を説明するための、第１の温度制御、第２の温度制御シーケンスについてのフローチャートをそれぞれ示したものである。

図５において、まず、ステップＳ３００では、図３のステップＳ２０１で取得した環境温湿度情報に基づいて、第１の温度制御に必要な各種条件を設定する。具体的には、図７Ａに示す温度、湿度、目標温度を対応付けたテーブルに基いて、取得した環境温湿度情報から第１の温度制御を行なうための目標温度を取得し、設定する。この温度、湿度、目標温度を対応付けたテーブルはＲＯＭ（メモリ）３３内に格納されており、この目標温度は記録動作開始前に必要とされる記録ヘッドの温度である。次に、記録ヘッドを設定された目標温度まで加熱するための加熱素子に印加する加熱駆動パルスの条件を設定する。続くステップＳ３０１では、ステップＳ３００のおいて設定された目標温度、加熱駆動パルス条件に基いて記録ヘッドの加熱素子を駆動する。ステップＳ３０２では、ヘッドダイオードにより記録ヘッドの温度を検出し、検出した温度が目標温度に達したかを判断し、達していないと判断されたときにはステップＳ３０１に戻って加熱素子の駆動を続ける。一方、ステップＳ３０２において、検出した温度が目標温度に達したと判断されたときには続くステップＳ３０３では、加熱素子の駆動を停止し、処理を終了させる。この第１の温度制御の処理が終了したときには、続いて第２の温度制御に移行する。

第１の温度制御を行なっただけでは、加熱素子付近の温度は目標温度にまで上昇しているものの、加熱素子から少し離れた液室内のインクの温度は目標温度よりも低く、記録ヘッド全体としては温度分布が生じている。このような状態において記録動作を行った場合には、連続して適切なインクの吐出が行なえず、十分な記録性能を得ることができない。これに対し従来のように記録ヘッド内に温度分布が生じている場合でも十分な記録性能を得るよう加熱を継続する場合、目標温度をさらに高く設定する必要があり、加熱素子近傍では加熱過多による吐出不良を引き起こす可能性が生じる。

そこで、本発明では、記録ヘッドを必要以上に昇温させずに、記録初期からの良好な吐出性能を得るため、第１の温度制御シーケンスの後に続けて行なう第２の温度制御シーケンスにより記録ヘッド内の温度均一化を図る。

図６において、まず、ステップＳ４００では、図３のステップＳ２０１で取得した環境温湿度情報に基づいて、第２の温度制御に必要な各種条件を設定する。具体的には、図７Ｂに示す温度、湿度、保温時間を対応付けたテーブルに基いて、取得した環境温湿度情報から第２の温度制御を行なうための目標温度、保温時間、過熱駆動パルス条件を取得し、設定する。この温度、湿度、保温時間を対応付けたテーブルはＲＯＭ３３内に格納されている。また、図７Ｂでは、テーブル中に目標温度に関する情報はないため、本実施例においては、第１の温度制御の目標温度と同じ温度を目標温度として設定するが、第１の温度制御と第２の温度制御とで目標温度を変更する構成としてもよい。

次に、保温時間を計時するカウンタの加算を開始し、保温シーケンスを開始する（ステップＳ４０１、Ｓ４０２）。このステップＳ４０２の保温シーケンスは、逐次取得する記録ヘッドの温度が目標温度を超えている場合は加熱を停止し、目標温度より低い場合には加熱素子の加熱を再度開始する処理を第２の温度制御処理が行なわれている間は継続する。ステップＳ４０３において、ヘッドダイオード５８によって検出される記録ヘッドの温度とステップＳ４００で設定された目標温度とを比較し、検出温度が目標温度よりも低いときには、保温シーケンスにしたがって加熱素子の加熱を行なう。ステップＳ４０３において、検出温度が目標温度以上であると判断された場合には、続くステップＳ４０４で保温時間を計時するカウンタの値を加算（カウントアップ）する。次に、ステップＳ４０５では、カウンタの値がステップＳ４００で設定された保温時間を超えたか判断し、カウンタの値（目標温度維持カウント数）が保温時間を超えていない場合には、ステップＳ４０３に戻る。また、ステップＳ４０５において、カウンタの値が保温時間を超えていると判断されたときには、第２の温度制御の処理を終了し、図４の記録動作（ステップＳ２０６）を開始する。

本実施例において、計時する保温時間は第２の温度制御（保温シーケンス）を開始してからの時間ではなく、記録ヘッドの温度が目標温度を越えている回数をカウントする構成とした。このような構成とすることにより、記録装置の設置環境によらず適切な保温時間を確保することが可能となる。また、記録ヘッドの温度が目標温度を超えている回数をカウントしているが、ステップＳ４０３〜Ｓ４０５の処理が所定のタイミング毎に行なわれることで、記録ヘッドの温度が目標温度を超えている時間、つまり適切に吐出可能な温度を保持した時間（所定時間）を計時できる。

図７に、図５、６のフローチャート中の各種パラメータを設定例を示す。図７Ａに環境別目標温度設定テーブル、図７Ｂに環境別保温時間設定テーブルを示す。

図７の示すように、温度環境（〜１８℃／１９〜２８℃／２９℃〜）と湿度（〜３５％／３６〜６５％／６６％〜）の組合せに対して条件設定を行っている。図７Ｂに示す保温時間は、時間ではなく図６に合わせて目標温度を超えた回数で示してある。この際に記録ヘッドの温度を読み取る時間間隔は３０ｍｓ毎に設定されており、例えば領域Ａでの保温時間は３ｓ強ということになる。

図８は、図７設定のもととなる記録ヘッドの温度毎の吐出性能示している。

図８において、横軸は記録ヘッドの温度、縦軸は記録開始時の吐出状態レベルを示す指標であり、吐出レベルが１．４付近（黒太線）が吐出不良であると判断される境界線であり、吐出レベルが１．４以下では吐出状態が不良であると判断される。吐出状態レベルは、記録動作開始前のヘッド温度制御後に記録動作を行ったときに、吐出開始１ｄｏｔ目の吐出状態が不良になってしまうまでの放置可能時間を元に算出しており、数値が大きいほど初期からの吐出状態が良好であることを示している。吐出性能は環境により変わるものであり、図８には７５で示した領域Ａ（温度〜１８℃／湿度〜３５％）及び、領域Ｅ（温度１９〜２８℃／湿度３６〜６５％）の場合の状況を示してある。図８より、領域Ａにおいては、記録ヘッドの温度が約５５℃のときに吐出状態のレベルが１．４を超えて吐出状態が正常であると判断される領域に入るため、目標温度を５５℃と設定すればよい。同様に領域Ｅにおいては、吐出状態が正常になる目標温度を４５℃と設定すれば良い。

しかしながら、記録ヘッドの温度を高温にするような温度制御しなければならない場合に、温度を上げすぎることによる弊害が懸念される。本発明者らの検討によると、図８に示す記録ヘッドでは５０℃を超えると昇温しすぎることにより、記録開始後の画像が乱れ始めることが別の検討によりわかっている。一方で、同じ５０℃でも図中矢印にあるように、保温時間を導入することで、５５℃まで上昇させることなく吐出状態を改善できるという結果も得ている。すなわち、記録開始前に急峻に加熱するのではなく、保温制御を効果的に組み合わせることで昇温による画像不良を回避するものである。この本発明において保温制御と称している保温時間を設けることにより、記録開始前に加熱された熱が拡散されて、記録ヘッド内に略均一になるため、高温にまで昇温させずとも吐出状態を良好にさせることができる。なお、この保温制御のことを加熱された熱を記録ヘッド内に拡散させるための保温時間を制御することから拡散制御とも称する。

なお、記録動作前の温度制御は、搭載している全記録ヘッドに関して行うものであるが、上記では、そのうちの１つの記録ヘッドに対する制御フローを示したものである。すなわち、複数ヘッドが搭載されているプリンタにおいては、前記記録動作前ヘッド温度制御処理を平行して行うことになるが、記録ヘッドにより終了タイミングが異なることになる。この場合はプリンタとしての記録性能を保証するため、すべての記録ヘッドの処理が終了してから続く記録動作に移行するのが望ましい。すなわち、最も早く処理が終了したヘッドに関しては、保温状態を維持するため、第２の温度制御終了後そのまま保温シーケンスを継続し待機するのが望ましい。図４のステップＳ４０４に、「全ヘッドが目標温度保持カウントを超えたか？」を加え終了判断をする形になる。

また、図８に示す傾向はインクによって変わるものであり、その特性に合わせ個別に設定する方が望ましい。

第１／第２の温度制御における加熱駆動パルス条件（駆動電圧、駆動パルス幅、駆動周波数など）については共通でも良いし、個別に設定しても良い。ただし、生産性の観点（短時間の温度制御）や、加熱過多による不具合回避のためには、第１の温度制御では第２の温度制御よりも強い加熱条件で急峻に加熱し、第２の温度制御では緩やかな条件設定で保温するように加熱駆動パルス条件を切替えることが望ましい。

さらには、第１段／第２の温度制御における各種設定（目標温度／保温時間／加熱駆動パルス条件）は、前回の印字からの経過時間に対して調整するのが望ましい。すなわち連続印字時は、前回の印字によりヘッド全体の温度が温まっていることが予想され、そのような場合には保温時間を低減するなど記録動作開始前のヘッドの状態に応じて条件設定を行うことが望ましい。

なお、本実施形態においては、第１／第２の温度制御において記録ヘッドを加熱する加熱素子とインクを吐出する加熱素子は同じものを用いているが、記録ヘッドを加熱する加熱素子を別途設ける構成としても良い。さらに、インクを吐出する加熱素子（ヒーター）以外の加熱素子（サブヒーター）を設けた場合に、記録ヘッドを加熱するときにはヒーターとサブヒーターの両方の加熱素子を用い、インクを吐出する際にはヒーターを用いる構成としてもよい。また、第１の温度制御と第２の温度制御とで用いるヒーターを異ならせる構成としてもよい。

＜実施例２＞
急峻な加熱による加熱過多による画像弊害と生産性低下の低減を両立する上で、実施例１においては、第１／第２の温度制御において設定温度を変えず、保温時間を導入する例を示した。一方で実施例２では、保温時間ではなく、各温度制御における設定温度を別々に設定し、目標温度まで２段階に分けて到達させる例を示すものである。すなわち、第１の温度制御では目標温度とは別に設定した第１の温度まで急速に到達するよう加熱を行い、続く第２の温度制御では加熱過多にならないよう第１の温度から目標温度（第２の温度）まで緩やかに加熱するものである。図９、１０は、実施例２を説明するための、第１の温度制御、第２の温度制御シーケンスについてのフローチャートを示したものである。

図９に示す第１の温度制御は、実施例１における第１の温度制御とシーケンスは変わらないが、設定する温度が異なっている。第１の温度制御では、短時間にヘッド温度を上昇させるため加熱パルス条件を強めに設定するか、強めの加熱パルス条件が選択されるようにステップＳ７０１で設定される目標温度を図８より求められる理想的な目標温度よりも高めに設定する。なお、ここで設定される目標温度は、加熱条件にて記録開始後に不具合が発生しない範囲でできる限り目標温度に近い値に設定するのが望ましい。

図１０に示す第２の温度制御では、ステップＳ８００において最終の目標温度を設定し、第１の温度制御よりは緩やかな加熱駆動パルスに設定しなおし温度制御を行うものである。

＜実施例３＞
実施例１では、目標温度、保温時間について記録装置が設置されている環境に基いて設定する例を示した。しかし、印字幅や印字ｄｕｔｙなどの記録条件によって記録中の記録ヘッドの温度が変化するため、目標温度や保温時間などの条件はさらに印字幅、印字ｄｕｔｙなどの記録条件によって変えることが好ましい。本実施例では、印字幅、印字ｄｕｔｙにより調整を行う例を示す。ただし、簡単のためにここでは目標温度に関して調整する例を示す。

図１１は、環境温湿度に対応した基本の目標温度値と、さらに紙幅に応じて基本目標温度の値を補正するための補正量を示したテーブルである。最終的に温度制御に用いるために設定される目標温度は、基本目標温度に補正量を加算した値である。図１１では、各温度／湿度環境の設定に対して、紙幅に応じて４段階の補正量を設定している。紙幅の狭いメディアであれば１ｓｃａｎ（記録走査）に要する時間が短いため、記録開始前にｓｃａｎ内の吐出性能を保証するための保温条件は緩和したものとなっている。逆に実施例１で示した図７Ａにおいては、どんな紙幅でも対応可能なように図１１における７００ｍｍ以上の大判サイズの補正量を加算した値を設定している。

ところで図１１に示した目標温度は、次ｓｃａｎで想定される印字ｄｕｔｙを考慮していない場合の設定値である。実際には、次ｓｃａｎで印字されるｄｕｔｙが高ければヘッド自体の温度もすぐに昇温すると同時に、ノズルからの吐出も行われるので、該保温条件を緩和することが可能である。以下に補正量の調整式の一例を示す。調整方法についてはこれに限るものでなく、印字ｄｕｔｙ別にテーブルを備えてもよいし、別途演算式を適用しても良いものである。

Ｔ＝Ｔａ−Ｔｂ×印字ｄｕｔｙ（％）
“Ｔａ”は図１１に示した紙種別温度補正量の値である。これに対して、“Ｔｂ×印字ｄｕｔｙ（％）”により印字ｄｕｔｙ分の調整を行う。Ｔｂは印字ｄｕｔｙに対する温度緩和係数であり、印字ｄｕｔｙに対する昇温データから算出しても良いし、各種ｄｕｔｙに対して記録開始部の吐出性を評価した結果等から導いても良いものである。“Ｔ”が最終的な紙種別温度補正量となり、これを基本目標温度に加算した値を目標温度として設定する。

このように、記録媒体の幅や、印字ｄｕｔｙを考慮して温度制御を行なうことにより、より記録ヘッドをより適切な温度に制御することが可能となり、高品位な画像を形成することができる。また、記録媒体の種類によってインク滴の吸収性能が異なるために、記録媒体の種類によってもインクの吐出量が異なり、結果として記録ヘッドの昇温状況が異なる。そのため、記録媒体の種類も記録条件の一つとして考慮して目標温度の設定を行なってもよい。
以上実施例１〜３の例を示したが、これに限らず、いずれかを組合せてもよい。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の斜視図を示す。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の制御ブロック図を示す。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドの概略図を示す。 本発明の実施形態に係わる記録動作開始前における記録ヘッドの温度制御を示したフローチャートである。 本発明の実施例１に係る第１の温度制御シーケンスについてのフローチャートである。 本発明の実施例１に係る第２の温度制御シーケンスについてのフローチャートである。 本発明の実施例１に係る温度設定、保温時間設定テーブルである。 記録ヘッドの温度に応じた吐出性能を示した図である。 本発明の実施例２に係る第１の温度制御シーケンスについてのフローチャートである。 本発明の実施例２に係る第２の温度制御シーケンスについてのフローチャートである。 本発明の実施例３に係る温度設定テーブルである。

符号の説明

１０１ 紙送りローラー
１０２ 記録媒体
１０３ 主走査ガイド
１０４ キャリッジ
１０５ 記録ヘッド
１０６ プラテン

Claims (19)

1. インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行なうインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッドを加熱する加熱手段と、
   前記記録ヘッドの温度を検出する検出手段と、
   前記記録ヘッドの目標温度を設定する設定手段と、
   前記記録ヘッドの温度が目標温度以上になるように制御する制御手段と、
   を備え、前記制御手段は、記録ヘッドを加熱する加熱制御と、当該加熱制御によって前記記録ヘッドに与えられた熱を拡散させる拡散制御とにより前記記録ヘッドの温度制御を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記設定手段は、前記制御手段の拡散制御に要する時間をさらに設定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記制御手段は、前記拡散制御においてさらに前記記録ヘッドを加熱することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記制御手段は、加熱制御では前記記録ヘッドの目標温度と異なる温度になるように前記記録ヘッドを加熱し、前記拡散制御では前記記録ヘッドの目標温度になるように前記記録ヘッドを加熱して温度制御を行なうことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記拡散制御において、所定時間前記記録ヘッドの温度が目標温度であるように温度制御を行なうことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
6. 環境温度または湿度を検出する温湿度検出手段をさらに備え、
   前記設定手段は、検出された前記環境温湿度に基いて前記目標温度を設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 前記設定手段は、前記加熱制御と前記拡散制御とで異なる目標温度を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
8. 前記設定手段は、記録ヘッドによる記録動作を行う記録条件に基いて前記目標温度を設定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
9. 前記記録条件は、記録媒体の幅であることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記記録条件は、記録ヘッドによる記録のｄｕｔｙであることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記記録条件は、記録を行なう記録媒体の種類であることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記加熱手段は、インクを吐出するための加熱素子を用いて前記記録ヘッドを加熱することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
13. 前記加熱手段は、インクを吐出するための加熱素子とは異なる加熱素子を用いて前記記録ヘッドを加熱することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
14. 前記加熱手段は、さらに前記インクを吐出するための加熱素子とは異なる加熱素子を用いて前記記録ヘッドを加熱することを特徴とする請求項１２に記載のインクジェット記録装置。
15. 前記制御手段は、前記加熱制御と前記拡散制御とで、前記加熱素子に印加する駆動パルスを異ならせることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
16. インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行なうインクジェット記録装置において、
    前記記録ヘッドを加熱する加熱手段と、
    前記記録ヘッドの温度を検出する検出手段と、
    複数の異なる温度制御を行なって記録動作が行われる前の前記記録ヘッドが所定温度になるよう制御する制御手段と、
    を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
17. 前記制御手段は、前記検出手段による記録ヘッドの温度に基いて行なう温度制御と、前記加熱手段による熱の拡散に要する時間に基いて行なう温度制御とを含むことを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット記録装置。
18. インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行なう記録ヘッドの温度制御方法であって、
    前記記録ヘッドを加熱する加熱工程と、
    前記記録ヘッドの温度を検出する検出工程と、
    前記記録ヘッドの目標温度を設定する設定工程と、
    前記記録ヘッドの温度が目標温度以上になるように制御する制御工程と、
    を備え、前記制御工程は、記録ヘッドを加熱する加熱制御と、当該加熱制御によって前記記録ヘッドに与えられた熱を拡散させる拡散制御とにより前記記録ヘッドの温度制御を行なうことを特徴とする温度制御方法。
19. インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行なう記録ヘッドの温度制御方法であって、
    前記記録ヘッドを加熱する加熱工程と、
    前記記録ヘッドの温度を検出する検出工程と、
    複数の異なる温度制御を行なって記録動作が行われる前の前記記録ヘッドが所定温度になるよう制御する制御工程と、
    を備えることを特徴とする温度制御方法。

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