JP4082541B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、特にインク周囲温度に応じた駆動波形を与えることが可能なインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ、複写装置、ファクシミリ、プロッタ等の画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する吐出室(圧力室、加圧液室、液室、インク流路等とも称される。)と、この吐出室内のインクを加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段とを備えて、エネルギー発生手段を駆動することで吐出室内インクを加圧してノズル孔からインク滴を吐出させるものであり、記録の必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。
【0003】
このようなインクジェットヘッドにおいて、インク噴射量、インク滴噴射速度はヘッドの周囲温度(インク周囲温度とも言い、ヘッド自体の温度を含む意味である。)或いはインク温度に大きな影響を受けるが、このインク噴射量やインク滴噴射速度はドット径、ドット位置精度を決め重要な要素であり、周囲温度或いはインク温度が変化すると画像品質が低下することがある。
【0004】
そこで、従来、ドット径、ドット位置制度が一定になるように、ヘッド周囲温度を検出し、駆動波形を検出温度に応じて制御する方法が採用されている。そして、特開平2−178052号公報に記載されているように、記録ヘッドの温度を検出するための温度検出素子を有する記録ヘッドが着脱可能な液体噴射記録装置において、温度検出素子の特性に係る補正値を決定する決定手段と、決定手段により決定された補正値と温度検出素子の検出出力とに応じて記録ヘッドの温度を制御するための制御信号を出力する制御手段とを設けることで、温度検出精度を向上させることが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヘッド特性はインク自身の温度変化による物性変化(表面張力や粘度など)に依存するところが大きい。例えば、温度の高い部屋に放置していた装置を温度の低い部屋に移動させた場合、ヘッド及びその周囲の温度に対してインク自身の温度が追従するには時間がかかるので、移動直後に印刷すると、インク自身の温度はまだ高いままにもかかわらず、検出温度は低くなるので、インク温度は低いものと判断して低い温度設定でヘッドを駆動することになる。或いは、冬場に朝、暖房を入れた直後に印刷を開始する場合、インク温度自身は低いままにかかわらず、検出温度は高くなるので、インク温度は高いものと判断して高い温度設定でヘッドを駆動することになる。
【0006】
このように、インク温度が検出したインク周囲温度(検出温度)に追従するには時間がかかるので、インク温度がインク周囲温度に追従するまでの間に印刷を開始すると、画像品質が低下することになる。この場合、インク自体の温度を直接検出することは非常に困難である。
【0007】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、インク温度に応じた適正な駆動波形を設定できるようにして高画像品質を維持することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、インク周囲温度を検出する温度検出手段と、電源オフ時からの経過時間を計測する計測手段と、電源投入後印刷開始前に、電源投入後印刷開始前の検出温度と電源オフ直前の検出温度とを比較し、両検出温度の差が予め定めた値以下のときには前記電源オフ直前の検出温度をインク温度と決定し、前記両検出温度の差が予め定めた値を超えるときには前記電源オフ直前時の検出温度及び電源オフ時からの経過時間に基づいてインク温度を決定する手段とを備えている構成とした。
【0009】
ここで、決定したインク温度に応じてインクジェットヘッドから液滴を吐出させる駆動波形を調整する手段を備えることが好ましい。
【0010】
本発明に係るインクジェット記録装置は、インク周囲温度を検出する温度検出手段と、電源投入後、所定時間の経過前後の各時刻における2つの検出温度を比較し、両検出温度の差が予め定めた値以下のときには所定時間経過後の時刻における検出温度をインク温度と決定し、前記両検出温度の差が予め定めた値を超えたときには、前記所定時間経過後の時刻における検出温度、同時刻からの経過時間及びこの経過時間における検出温度に基づいてインク温度を決定する手段とを備えている構成とした。
【0011】
ここで、決定したインク温度に応じてインクジェットヘッドから液滴を吐出させる駆動波形を調整する手段を備えることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図1は本発明に係るインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図、図2は同機構部の側面説明図である。
【0013】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体1の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部2等を収納し、装置本体1の下方部には前方側から多数枚の用紙3を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい。)4を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙3を手差しで給紙するための手差しトレイ5を開倒することができ、給紙カセット4或いは手差しトレイ5から給送される用紙3を取り込み、印字機構部2によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ6に排紙する。
【0014】
印字機構部2は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド11と従ガイドロッド12とでキャリッジ13を主走査方向(図2で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、このキャリッジ13にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなるヘッド14をインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ13の上側にはヘッド14に各色のインクを供給するための各インクタンク(インクカートリッジ)15を交換可能に装着している。
【0015】
ここで、キャリッジ13は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド11に軸受16を介して摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向下流側)を従ガイドロッド12に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ13を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ17で回転駆動される駆動プーリ18と従動プーリ19との間にタイミングベルト20を張装し、このタイミングベルト20をキャリッジ13に固定している。
【0016】
また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド14を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。さらに、ヘッド14として用いるインクジェットヘッドは、圧電素子などの電気機械変換素子で液室壁面を形成する振動板を介してインクを加圧するもの、或いは発熱抵抗体による膜沸騰でバブル生じさせてインクを加圧するもの、若しくは液室壁面を形成する振動板とこれに対向する電極との間の静電力で振動板を変位させてインクを加圧するものなどを使用することができる。この実施形態では圧電素子を用いるインクジェットヘッドを使用している。
【0017】
一方、給紙カセット4にセットした用紙3をヘッド14の下方側に搬送するために、給紙カセット4から用紙3を分離給装する給紙ローラ21及びフリクションパッド22と、用紙3を案内するガイド部材23と、給紙された用紙3を反転させて搬送する搬送ローラ24と、この搬送ローラ24の周面に押し付けられる搬送コロ25及び搬送ローラ15からの用紙3の送り出し角度を規定する搬送コロ26とを設けている。搬送ローラ24は副走査モータ27によってギヤ列を介して回転駆動される。
【0018】
そして、キャリッジ13の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ24から送り出された用紙3を記録ヘッド14の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材29を設けている。
【0019】
この印写受け部材29の用紙搬送方向下流側には、用紙3を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ31、拍車32を設け、さらに用紙3を排紙トレイ6に送り出す排紙ローラ33及び拍車34と、排紙経路を形成するガイド部材35,36とを配設している。
【0020】
また、キャリッジ13の移動方向右端側にはヘッド14の信頼性を維持、回復するためのサブシステム37を配置している。キャリッジユニット13は待機中にはこのサブシステム37側に移動されてキャッピング手段などヘッド14をキャッピングされる。
【0021】
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図3を参照して説明する。 この制御部は、この記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ(以下、「CPU」と称する。)40と、必要な固定情報を格納したROM41と、ワーキングメモリ等として使用するRAM42と、画像情報を処理したデータを格納する画像メモリ43と、パラレル入出力(PIO)ポート44と、入力バッファ45と、ゲートアレー(GA)或いはパラレル入出力(PIO)ポート46と、ヘッド駆動回路47及びドライバ48、タイマ49等を備えている。
【0022】
ここで、CPU40は駆動波形を調整する手段、温度検出素子51を用いてインク周囲温度を検出する温度検出手段、タイマ49を用いて電源オフ時からの経過時間を計測する計測手段、インク温度を算出する手段を兼ねている。ROM41には駆動波形を調整するためにそのパラメータの設定に用いる補正テーブル41aを格納している。また、RAM42の一部は不揮発性メモリ42a、例えばバッテリバックアップRAM、EEPRAM等を含んでいる。
【0023】
また、PIOポート44にはホスト側からの画像情報の他、用紙の種別を示す用紙種別データ等のデータ、図示しない操作パネルからの各種指示情報、用紙の始端、終端を検知する紙有無センサからの検知信号、キャリッジ5のホームポジション(基準位置)を検知するホームポジションセンサ等の各種センサからの信号等が入力され、またこのPIOポート44を介してホスト側や操作パネル側に対して所要の情報が送出される。
【0024】
また、ヘッド駆動回路47は、PIOポート46を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、ヘッド14の各ノズルに対応するエネルギー発生手段(本実施形態では圧電素子を用いている。)に対して駆動波形等を印加する。さらに、インク周囲温度を検出するためのサーミスタなどからなる温度検出素子51の検出信号をPIOポート46を介して入力し、また、ヘッド14に予め設定したヘッドのランクを示すランク情報をPIOポート46を介して入力するようにしている。
【0025】
ここでは、温度検出素子51を図1に示すようにキャリッジ13に設けてることでインク周囲温度を検出するようにしているが、ヘッド14に温度検出素子を付設しても良いし、或いは装置本体1のいずれかの箇所に温度検出素子を付設してもよい。要するに、インクが置かれている環境の温度を検出できれば良く、本明細書では「インク周囲温度」は「環境温度」を含む意味で用いている。
【0026】
ドライバ48は、PIOポート46を介して与えられる駆動データに応じて主走査モータ17及び副走査モータ27を各々駆動制御することで、キャリッジ13を主走査方向に移動走査し、搬送ローラ24を回転させて用紙3を所定量搬送させる。
【0027】
次に、この制御部における記録ヘッドの駆動制御に係わる部分の詳細について図4を参照して説明する。
ここで、ヘッド14は、複数(ここでは32個とする。)のノズル孔に対応する32個のエネルギー発生素子である圧電素子を有し、各圧電素子の一方の電極は共通化して共通電極とし、他方の電極は各圧電素子毎に個別化して選択電極としている。
【0028】
一方、このヘッドを駆動制御するためのヘッド駆動制御部は、前述したCPU40、ROM41、RAM42、タイマ49及び周辺回路を含む主制御部61と、ヘッド14を駆動するためのヘッド駆動部62とを備えている。なお、ヘッド駆動部62は各色のヘッド毎に設けているので、前述したヘッド駆動回路47には4個のヘッド駆動部62が設けられる。
【0029】
主制御部61は、パーソナルコンピュータ等のホスト側から与えられる画像情報を入力して、ヘッド駆動部62に対して、駆動波形を生成するタイミングを規定する駆動タイミング信号MMと、駆動波形毎にインク滴を吐出するノズルを指定するためのシリアルデータ(ノズルデータ)DiAとタイミング信号(シフトクロックSCLK、ラッチ信号/LAT)を駆動制御信号として出力すると共に駆動波形のパラメータを指定する波形パラメータ信号などを出力する。
【0030】
ヘッド駆動部62の波形生成回路63は例えばROM、D/Aコンバータ又は他のパルス発生回路と微積分回路、クリップ回路、クランプ回路などの波形変形回路等で構成できる。この波形生成回路63に、主制御部61からの駆動波形を生成出力するためのタイミングを決める駆動タイミング信号MMの他、駆動波形の駆動電圧(電圧値)Vpを選択するためのVp制御信号SVp(及び/又は駆動波形の立ち上がり時定数trを選択するためのtr制御信号Str)等の波形パラメータ信号も入力される。
【0031】
また、低インピーダンス出力回路64は、バッファアンプ、SEPP(Single Ended Push Pull)等で構成される低インピーダンス増幅器からなる。なお、低インピーダンス出力回路64を用いることで駆動電圧波形の出力は圧電素子に対して低インピーダンス出力となり、圧電素子のバラツキや駆動チャンネル数の違いによって波形が歪むことがない。
【0032】
ここで、波形生成回路63及び低インピーダンス出力回路64の一例を図5乃至図7を参照して説明する。
先ず、波形生成回路63は、図5に示すように、駆動タイミング信号MMを入力して駆動波形を生成して低インピーダンス出力回路64に与える駆動波形生成部66と、Vp制御信号SVpに応じて駆動波形生成部66の駆動波形の電圧Vpを決定する電圧Voutを生成して出力するVp制御部67とで構成している。
【0033】
駆動波形生成部66及び低インピーダンス出力回路64(両者で定電圧駆動回路を構成する。)は、図6に示すように、駆動タイミング信号MMが与えられる入力端子INをバッファBを介してトランジスタTr1のベースに、インバータIを介してトランジスタTr2のベースにそれぞれ接続し、また、トランジスタTr1のコレクタには電源電圧Vppを印加し、トランジスタTr2のエミッタは接地している。
【0034】
そして、トランジスタTr1のエミッタに充電抵抗RaとダイオードD1の直列回路を接続し、トランジスタTr2のコレクタには放電抵抗RbとダイオードD2の直列回路を接続して、これらダイオードD1のカソード側とダイオードD2のアノード側とを接続し、この接続点aと接地間にコンデンサCkを接続して、充電抵抗RaとコンデンサCkで充電時の時定数回路を、放電抵抗RbとコンデンサCkで放電時の時定数回路を構成している。また、上記の接続点aにはダイオードDkを介してVp制御部67からの電圧Voutを印加する。
【0035】
そして、接続点aをトランジスタTr3〜Tr6からなる低インピーダンス出力回路104Aの入力側であるトランジスタTr3のベースとトランジスタTr4のベースとの間に接続し、出力側となるトランジスタTr5のエミッタとトランジスタTr6のコレクタとの間から得られる駆動波形SAiをヘッド14の共通電極に出力する。
【0036】
この回路においては、入力端子INに駆動タイミング信号MMが入力されて、バッファBに「H」レベルが入力されると、バッファBは電源電圧Vppより低い電圧レベルを出力してトランジスタTr1がオン状態になり、インバータIは「L」になってトランジスタTr2がオフ状態になるので、電源電圧Vppによって充電抵抗RaとコンデンサCkで決まる充電時定数でコンデンサCkの充電が開始される。
【0037】
このとき、接続点aにはダイオードDk(降下電圧Vd)を介して、電圧Voutを印加しているので、コンデンサCkの充電電圧は電源電圧Vppまで上がらず、ダイオードDkによって電圧(Vout+Vd)のレベルにクリップされ、この電圧が駆動波形SAiの駆動電圧Vpの最大値(Vp=Vout+Vd)となる。
【0038】
また、入力端子INに駆動タイミング信号MMが入力されなくなってバッファBに「L」レベルが入力されると、バッファBの出力が電源電圧VppとなってトランジスタTr1がオフ状態になり、一方インバータIの出力はバッファBの出力と反転しているのでトランジスタTr1がオフ状態になると同時にトランジスタTr2がオン状態になり、放電抵抗RbとコンデンサCkで決まる放電時定数で電圧Vpまで充電されたコンデンサCkの放電が開始される。
【0039】
したがって、この駆動波形生成部66に与える電圧Voutを変化させることによって、駆動波形SAiの駆動電圧Vpを可変制御することができる。
【0040】
この駆動電圧Vpを規定する電圧Voutを生成出力するVp制御部67は、図7に示すように、三端子レギュレータ68と抵抗選択回路69とからなる。三端子レギュレータ68は、電圧入力端子Vinに定電圧源を供給することによって、調整端子adjと電圧出力端子Vout間に接続した抵抗R1aと調整端子adjと接地間に接続した抵抗選択回路69の抵抗値R2とに応じた電圧を電圧出力端子Voutから出力するものであり、例えばナショナルセミコンダクタ製のLM317T(商品名)などを用いることができる。したがって、この三端子レギュレータ68からの出力電圧Voutは、例えば、Vout=1.25×(1+R2/R1)で定まることになる。
【0041】
抵抗選択回路69は、抵抗Rsと、抵抗Rpとスイッチング用のトランジスタQ1〜Q3で選択される抵抗R21〜R23との並列回路を直列に接続してなり、例えばテキサスインストルメント製SN7406(商品名)などを用いて構成することができる。この抵抗選択回路69には、前述した主制御部61からのVp制御信号SVp1〜SVp3をトランジスタQ1〜Q3のベースにそれぞれ入力している。
【0042】
したがって、三端子レギュレータ68に電源電圧Vppを与えると共に、主制御部61から3ビットのVp制御信号SVp1〜SVp3(波形パラメータ設定信号)を抵抗選択回路69に与えることによって、三端子レギュレータ68の出力電圧Voutを最大8種類のレベルで変化させることができ、この出力電圧Voutを前述した駆動波形生成部66の電圧Voutとして入力することで、駆動波形SAiの駆動電圧Vpを所定の値に設定することができる。
【0043】
なお、異なる電圧Voutの生成は、例えば、抵抗と、可変抵抗及びコンデンサの並列回路とを直列に接続して、コンデンサの両端電圧を電圧Voutとして出力するようにした分圧回路を用いて、可変抵抗を変化させるようにしても行なうことができ、また、D/A変換器を用いても電圧Voutを変化させることができる。
【0044】
次に、チャンネル選択回路65について図8を参照して説明する。この駆動波形選択回路65は、シリアルクロックSCLK及びシリアルデータDiAを入力する32ビットシフトレジスタ回路71と、シフトレジスタ回路71のレジスト値をラッチ信号/LAT(なお、符号の「/」は反転を意味する。)でラッチする32ビットのラッチ回路72と、32ビットのレベルシフタ回路73と、レベルシフタ回路73でオン/オフが制御されるアナログスイッチ群74とからなる。アナログスイッチ群74は、記録ヘッド6の各圧電素子の選択電極Do1〜Do32に接続した一対のアナログスイッチAS1〜AS32からなる。
【0045】
そして、このシフトレジスタ回路71にシフトクロックSCLKに応じてシリアルデータDiAを取込み、ラッチ回路72でラッチ信号/LATによってシフトレジスタ回路71に取り込んだシリアルデータDiAをラッチしてレベルシフタ回路73に入力する。このレベルシフタ回路73は、データの内容に応じて各圧電素子に接続しているアナログスイッチASm(m=1〜32)をオン/オフする。これによって、駆動波形SAiが選択された圧電素子PZTに印加される。
【0046】
次に、このように構成したインクジェット記録装置におけるインク温度に基づく駆動波形の設定処理について図9乃至図12をも参照して説明する。
まず、周囲温度(検出温度)とインク温度の経時変化の関係について説明すると、図9において、時点t0に電源がオフされ、このときの検出温度をT0(インク温度Tinkは検出温度T0とほぼ一致している。)とする。そこで、インク周囲温度が上昇して、時点t1で電源を投入(電源オン)したときの周囲温度(検出温度)がT1とするとき、実際のインク温度Tinkはインクの熱容量が大きいため周囲温度T1まで追従していない。
【0047】
このとき、上述したヘッド14に与える駆動波形のパラメータを決める温度情報として主制御部61(CPU40)で検出した検出温度T1をそのまま用いると、ヘッドが要求する補正量から高温側にずれ込んでしまことになる。そこで、本発明ではこの検出温度と実際のインク温度との追従誤差を低減するようにしている。
【0048】
ここで、補正テーブル41aについて図10を参照して説明する。ROM41にはヘッドのランクと温度情報に基づいて駆動波形を補正するために用いる補正テーブル41aを格納している。この補正テーブル41aは、例えば同図に示すように、ヘッドのランク(A、B、Cの3分類とする)毎にインク温度Tinkに対する駆動電圧(パラメータ)の値をテーブル化したものである。なお、温度軸の最小ステップをsT=5℃とする。
【0049】
ヘッドをランク毎に分類しているのは、次の理由による。すなわち、ヘッドの噴射特性は、通常ヘッド毎にバラツキがあるので、駆動波形でバラツキを補正する必要があり、補正量をヘッド毎に決めるため、ヘッドを予め複数のランクに分類してヘッド毎にランク情報を持たせている。
【0050】
そこで、図11に示す駆動波形設定処理について図12をも参照して説明する。先ず、電源オフ(off)命令があると、タイマ49をスタートし、電源オフ(OFF)時直前のインク周囲温度を検出し、図12にも示すように、これを検出温度Toffとして不揮発性メモリ42aに記憶した後、電源をオフ(off)させる。
【0051】
次に、図12にも示すように、電源オン(ON)命令があると、電源をオン(ON)し、電源投入後印刷開始前にインク周囲温度を検出して、これを同図にも示すように検出温度Tpとし、この検出温度Tpと電源オフ時直前の検出温度Toffとの差dt=|Tp−Toff|を算出する。
【0052】
そして、算出した差dTを予め定めた値である補正テーブルの温度軸(Tink)の最小ステップsTと比較して、dT>sTか否かを判別する。このときdT≦sTであれば、温度変化が無視できる程度に小さいものとして、インク温度Tink=Toffとみなすことができるので、そのまま検出温度Toffをインク温度Tinkと決定して、この決定したインク温度Tinkで補正テーブル41aを参照して駆動波形のパラメータ(ここでは、駆動電圧)を設定する。
【0053】
これに対して、dT>sTのときには、電源オフからの経過時間をタイマ49から読み込んで、これを経過時間tpとして、インク温度TinkをTink=Toff+(Tp−Toff)*{1−e^(−a*Tp)}の近似式(aはインク熱容量から求まる定数)を用いて算出し、算出値をインク温度Tinkと決定する(ここでは、算出=決定である)。そして、この決定したインク温度Tinkを用いて補正テーブル41aを参照して駆動波形のパラメータ(ここでは、駆動電圧)を設定する。
【0054】
このように、電源オフ時のインク周囲温度の検出結果と電源オフ時からの経過時間に基づいてインク温度を決定し、この算出したインク温度に応じて駆動波形を調整することにより、電源オフの間にインク周囲温度が変化しても、最適な駆動波形でヘッドを駆動することができ、高画像品質を維持することができる。
【0055】
この場合、近似式を用いてインク温度を算出することにより、簡単な構成で高画像品質を得ることができる。また、決定したインク温度に応じて駆動波形を調整することにより、簡単な構成で高画像品質を得ることができる。なお、決定したインク温度に応じて駆動波形のパラメータを変える代わりに、複数の駆動波形を生成して、算出したインク温度に応じて駆動波形を選択するようにすることもできる。
【0056】
次に、本発明の他の実施形態について図13以降をも説明する。なお、インクジェット記録装置の機構部及び制御部の構成は前記実施形態と同様であるが、この実施形態における制御部のCPU40は駆動波形を調整する手段、インク周囲温度を検出する温度検出手段、インク周囲温度の変化開始からの経過時間を計測する計測手段、インク温度を算出する手段などを兼ねている。
【0057】
まず、図13に示すように、電源投入後のインク周囲温度が変化した場合、インク周囲温度を検出した検出温度は破線で示すように変化するのに対して、インク温度は実線で示すようにインク周囲温度(検出温度)に対して遅れて変化する。
【0058】
そこで、図14及び図15に示すこの実施形態におけるインク温度算出処理について上記の図13をも参照して説明する。先ず、図14を参照して、電源投入時にタイマ49をスタートさせ、時刻t(1)のインク周囲温度を検出して、これを検出温度T(1)とし、次に時刻t(1)から予め定めたある時間(所定時間)経過後の時刻t(n)(n≧2)のインク周囲温度を検出して、これを検出温度T(n)とし、この検出温度T(n)を検出した時のタイマ49の時刻t(n)を読み込んだ後、時刻t(n)における検出温度T(n)と前回の時刻t(n−1)における検出温度T(n−1)の差dt=|T(n)−T(n−1)を算出する。
【0059】
そして、算出したdTを予め定めた値である補正テーブルの温度軸(Tink)の最小ステップsTと比較して、dT>sTか否かを判別する。このときdT≦sTであれば、温度変化が無視できる程度に小さく、インク周囲温度の変化はないものとみなし、インク温度Tink(n)=T(n)として、nをインクリメント(+1)して(n=n+1)、新たな時刻t(n)におけるインク周囲温度を検出して、これを検出温度T(n)とする処理を繰返す。そして、dT>sTになれば、図15に示す処理に移行する。
【0060】
これを図13を参照して具体的に説明すると、電源投入時にタイマ49をスタートさせ、時刻t(1)のときにインク周囲温度を検出し、このときの検出温度をT(1)とする。次に、時刻t(1)からある時間経過後の時刻t(2)に、上記同様、インク周囲温度を検出し、このときの検出温度をT(2)とする(n=2)。このとき、同図の例ではインク周囲温度に変化はなく、したがって、|T(2)−T(1)|=dT<sTなので、インク温度Tink(2)=T(2)となる。
【0061】
次に、n=n+1にして、時刻t(3)において上記同様インク周囲温度を検出し、このときの検出温度をT(3)とすると、検出温度T(3)はインク周囲温度が変動しているので、|T(3)−T(2)|=dT>sT(n=m=3)である。
【0062】
そこで、上述したように|T(n)−T(n−1)|=dT<sTとなったときには、n=mに設定し、インク周囲温度が変化を開始した時刻からの経過時間tp(m)をtp(m)=t(m)−t(m−1)に設定する。図13の例では、検出時刻t(3)ではインク周囲温度が変化しているので、検出温度が変化し始めた時刻をt(2)と見なすと、そこからの経過時間tp(3)はtp(3)=t(3)−t(2)となる。
【0063】
そして、インク温度Tinkを、インク周囲温度の変化開始からの経過時間と、インク周囲温度の検出結果、温度変化開始の検出結果に基づいて、Tink(m)=T(m−1)+(T(m)−T(m−1))*{1−e^(−a*tp(m)}の近似式によって算出する。図13の例では、インク温度Tink(3)=T(2)+(T(3)−T(2))*{1−e^(−a*tp(3)}(これを「近似式(3)」と表記する。)と求めることができる。
【0064】
次いで、時刻t(m+k−1)(k≧1)からある時間経過後の検出温度を読み込み、検出温度T(m+k)とする(k≧1)。そして、検出温度T(m+k)を検出した時のタイマ49の値t(m+k)を読み込み、経過時間tp(m+k)=t(m+k)−t(m−1)に設定する。その後、インク温度Tinkを、Tink(m+k)=T(m−1)+(T(m+k)−T(m+k−1))*{1−e^(−a*tp(m+k)}の近似式によって算出する。
【0065】
そして、|Tink(m+k)−Tink(m+k−1)|<sTか否かを判別し、|Tink(m+k)−Tink(m+k−1)|<sTでなければ、kをインクリメント(+1)して(k=k+1)、検出温度T(m+k)を読み込む処理に戻り、|Tink(m+k)−Tink(m+k−1)|<sTであれば、インク温度の上昇がインク周囲温度に追従して飽和温度に達したものと判断して、インク温度Tink(m+k)=T(m+k)に決定する。
【0066】
例えば、図13に示す例では、前記のとおり3回目の検出温度T(3)の読込みにより、インク温度Tink(3)を算出しており、3回目の検出後、4回目(k=1)の検出温度をT(4)とすると、|T(4)−T(3)|>sTであるので、同様に検出温度が変化し始めてからの経過時間tp(4)はtp(4)=t(4)−t(2)となり、時刻t(4)におけるインク温度Tink(4)は、Tink(4)=T(2)+(T(4)−T(2))*{1−e^(−a*tp(4)}の近似式(これを「近似式(4)」と表記する。)によって求められる。
【0067】
このようにインク周囲温度の検出を繰り返しn回行い、m回目の検出でインク周囲温度に変動があった場合は、そのときの検出したインク周囲温度をT(m)とすると、m+k回目のインク温度Tink(m+k)は、m+k回目に検出結果が|T(m+k)−T(m+k−1)|>sTとなる場合、上述したように、Tink(m+k)=T(m−1)+(T(m+k)−T(m+k−1))*{1−e^(−a*tp(m+k)}の近似式によって繰り返し求めることができる(tp(m+k)=t(m+k)−t(m−1))。
【0068】
このようにして、インク周囲温度の検出を繰り返し複数回行い、この検出結果からインク周囲温度の変化開始からの経過時間を計測し、経過時間と、この経過時間におけるインク周囲温度の検出結果及びインク周囲温度の変化開始時刻における検出結果に基づいてインク温度を算出して決定することで、この決定したインク温度に応じた駆動波形を設定(選択を含む。)することができ、稼動中にインク周囲温度が変化しても最適な駆動波形をヘッドに与えることができ、高画像品質を得ることができる。
【0069】
この場合、近似式を用いてインク温度を算出することにより、稼動中のインク周囲温度が変化しても低コストで高画像品質を得ることができる。また、算出したインク温度に応じて駆動波形を調整することにより、簡単な構成で高画像品質を得ることができる。なお、算出したインク温度に応じて駆動波形のパラメータを変える代わりに、複数の駆動波形を生成して、算出したインク温度に応じて駆動波形を選択するようにすることもできる。
【0070】
次に、インク温度の近似式による算出に関してインク残量を考慮する実施形態について図16を参照して説明する。
インク温度の飽和時間(飽和温度になるまでの時間)は、インク収容器(インクカートリッジなど)の構造(形状、寸法、材質)及び実装形態とインク残量によって決まり、特に、インク残量が少ないほど飽和時間は短くなる。
【0071】
ここで、インク収容器内のインク消費量が全くないときのインク熱時定数をaとするとき、あるインク残量での熱時定数aは、a=b*m(bはインク収容器の構造と実装形態で決まる定数、mはインク残量で決まる変数であり、m≧1である。)。
【0072】
インク残量の検出は、インク噴射滴数をカウントする方法や、光学的にインク収容器の液面を検出する方法等の周知技術で検出することができるので容易にインク残量と変数mとの関係を求めることができる。図16には、周囲温度がT0からT1に変化した場合の、インク残量とインク温度の変動の様子を示している。
【0073】
したがって、インク温度の算出に当たってインク残量に応じて熱時定数aを変化させることにより、より高い精度でインク温度を算出することができる。
【0074】
なお、上記各実施形態では圧電素子を用いヘッドを搭載している記録装置で説明したが、前述したように発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるもの、振動板と対向電極間の静電力を用いるものなど、その他の方式のヘッドを搭載する記録装置にも適用できる。また、インク温度が上昇する場合について例を示して説明した、インク温度が下降する場合は(T(n+1)−T(1))の値が負になるだけであるので、同様に算出することができる。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置によれば、インク周囲温度を検出する温度検出手段と、電源オフ時からの経過時間を計測する計測手段と、電源投入後印刷開始前に、電源投入後印刷開始前の検出温度と電源オフ直前の検出温度とを比較し、両検出温度の差が予め定めた値以下のときには前記電源オフ直前の検出温度をインク温度と決定し、前記両検出温度の差が予め定めた値を超えるときには前記電源オフ直前時の検出温度及び電源オフ時からの経過時間に基づいてインク温度を決定する手段とを備えている構成としたので、電源オフの間にインク周囲温度が変化した場合でもインク温度を精度よく算出することができ、例えば最適な駆動波形を設定することにより高画像品質の記録を行い得るようにすることができる。
【0076】
ここで、決定したインク温度に応じてインクジェットヘッドから液滴を吐出させる駆動波形を調整する手段を備えることにより、インク温度に応じた最適な駆動波形を設定することができて高画像品質の記録を行うことができる。
【0078】
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、インク周囲温度を検出する温度検出手段と、電源投入後、所定時間の経過前後の各時刻における2つの検出温度を比較し、両検出温度の差が予め定めた値以下のときには所定時間経過後の時刻における検出温度をインク温度と決定し、前記両検出温度の差が予め定めた値を超えたときには、前記所定時間経過後の時刻における検出温度、同時刻からの経過時間及びこの経過時間における検出温度に基づいてインク温度を決定する手段とを備えている構成としたので、稼動中にインク周囲温度が変化した場合でもインク温度を精度よく算出することができ、例えば最適な駆動波形を設定することにより高画像品質の記録を行い得るようにすることができる。
【0079】
ここで、決定したインク温度に応じてインクジェットヘッドから液滴を吐出させる駆動波形を調整する手段を備えることにより、インク温度に応じた最適な駆動波形を設定することができて高画像品質の記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図
【図2】同機構部の側面説明図
【図3】同記録装置の制御部を示すブロック図
【図4】同制御部のヘッド駆動制御に係る部分のブロック図
【図5】図4のヘッド駆動回路のブロック図
【図6】同ヘッド駆動回路の駆動波形生成部及び低インピーダンス出力回路の回路図
【図7】同ヘッド駆動回路のVp制御部のブロック回路図
【図8】同ヘッド駆動回路のチャンネル選択回路のブロック図
【図9】インク周囲温度とインク温度の関係の一例を示す説明図
【図10】補正テーブルの説明に供する説明図
【図11】駆動波形設定処理の一を示すフロー図
【図12】図11の説明に供するインク温度の変化と検出温度の例を示す説明図
【図13】電源投入後のインク周囲温度の変化とインク温度の追従の説明及び図14,図15の説明に供する説明図
【図14】インク温度算出処理のフロー図
【図15】図14に続くインク温度算出処理のフロー図
【図16】インク残量とインク温度の変化の関係の説明に供する説明図
【符号の説明】
13…キャリッジ、14…ヘッド、15…インクカートリッジ、49…タイマ、51…温度検出素子、61…主制御部、62…ヘッド駆動回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus capable of providing a drive waveform corresponding to an ink ambient temperature.
[0002]
[Prior art]
An ink jet recording apparatus used as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, or a plotter has a nozzle for discharging ink droplets and a discharge chamber (pressure chamber, pressurized liquid chamber, liquid chamber) communicating with the nozzle. And an energy generation means for generating energy for pressurizing the ink in the discharge chamber, and driving the energy generation means to pressurize the ink in the discharge chamber to thereby form a nozzle hole. Ink-on-demand systems, which eject ink droplets only when recording is necessary, are the mainstream.
[0003]
In such an ink jet head, the ink ejection amount and the ink droplet ejection speed are greatly influenced by the ambient temperature of the head (also referred to as the ambient temperature of the ink, which means the temperature of the head itself) or the ink temperature. The ejection amount and the ink droplet ejection speed are important factors that determine the dot diameter and dot position accuracy, and the image quality may deteriorate when the ambient temperature or the ink temperature changes.
[0004]
Therefore, conventionally, a method has been employed in which the head ambient temperature is detected and the drive waveform is controlled in accordance with the detected temperature so that the dot diameter and dot position system are constant. In a liquid jet recording apparatus in which a recording head having a temperature detecting element for detecting the temperature of the recording head is detachable as described in JP-A-2-17852, the characteristics of the temperature detecting element are related. By providing a determination means for determining a correction value, and a control means for outputting a control signal for controlling the temperature of the print head in accordance with the correction value determined by the determination means and the detection output of the temperature detection element, It is known to improve temperature detection accuracy.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the head characteristics largely depend on changes in physical properties (surface tension, viscosity, etc.) due to temperature changes of the ink itself. For example, if a device left in a room with high temperature is moved to a room with low temperature, it takes time for the temperature of the ink itself to follow the temperature of the head and its surroundings. Then, although the temperature of the ink itself is still high, the detected temperature is low, so the ink temperature is judged to be low and the head is driven at a low temperature setting. Alternatively, when printing is started immediately after turning on the heating in the morning in winter, the detected temperature becomes high regardless of the ink temperature itself being low, so the ink temperature is judged to be high and the head is set at a high temperature setting. Will drive.
[0006]
As described above, since it takes time to follow the ink ambient temperature (detected temperature) detected by the ink temperature, image quality deteriorates if printing is started before the ink temperature follows the ink ambient temperature. become. In this case, it is very difficult to directly detect the temperature of the ink itself.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to maintain a high image quality by setting an appropriate driving waveform according to the ink temperature.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an ink jet recording apparatus according to the present invention includes:A temperature detecting means for detecting the ambient temperature of the ink, a measuring means for measuring an elapsed time from when the power is turned off, a detected temperature before turning on after the power is turned on and before starting printing, and a detected temperature immediately before turning off the power When the difference between the detected temperatures is equal to or less than a predetermined value, the detected temperature immediately before the power is turned off is determined as the ink temperature, and when the difference between the detected temperatures exceeds a predetermined value, the detected temperature immediately before the power is turned off. And a means for determining the ink temperature based on the detected temperature and the elapsed time since the power was turned off.
[0009]
Here, the inkjet head according to the determined ink temperatureDrop droplets fromIt is preferable to provide means for adjusting the driving waveform..
[0010]
The inkjet recording apparatus according to the present invention isThe temperature detection means for detecting the ambient temperature of the ink is compared with two detected temperatures at each time before and after the elapse of a predetermined time after the power is turned on, and when the difference between the detected temperatures is equal to or less than a predetermined value, When the detected temperature at the time is determined as the ink temperature and the difference between the detected temperatures exceeds a predetermined value, the detected temperature at the time after the predetermined time has elapsed, the elapsed time from the same time, and the detection at this elapsed time temperatureBased onAnd a means for determining the ink temperature.
[0011]
Here, the inkjet head according to the determined ink temperatureDrop droplets fromIt is preferable to provide means for adjusting the driving waveform..
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view of a mechanism portion of an ink jet recording apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a side view of the mechanism portion.
[0013]
The ink jet recording apparatus includes a carriage that is movable in the main scanning direction inside the recording apparatus
[0014]
The
[0015]
Here, the
[0016]
Further, although the
[0017]
On the other hand, in order to convey the
[0018]
A
[0019]
A
[0020]
A
[0021]
Next, an outline of the control unit of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG. The control unit includes a microcomputer (hereinafter referred to as “CPU”) 40 that controls the entire recording apparatus, a
[0022]
Here, the
[0023]
The
[0024]
Further, the
[0025]
Here, the
[0026]
The
[0027]
Next, details of a portion of the control unit relating to drive control of the recording head will be described with reference to FIG.
Here, the
[0028]
On the other hand, the head drive control unit for controlling the drive of the head includes the main control unit 61 including the
[0029]
The main control unit 61 inputs image information given from the host side of a personal computer or the like, and supplies to the head driving unit 62 a driving timing signal MM that defines timing for generating a driving waveform, and ink for each driving waveform. Outputs serial data (nozzle data) DiA and timing signals (shift clock SCLK, latch signal / LAT) for designating nozzles for ejecting droplets as drive control signals, and waveform parameter signals for designating drive waveform parameters, etc. Output.
[0030]
The
[0031]
The low-
[0032]
Here, an example of the
First, as shown in FIG. 5, the
[0033]
As shown in FIG. 6, the
[0034]
A series circuit of the charging resistor Ra and the diode D1 is connected to the emitter of the transistor Tr1, and a series circuit of the discharge resistor Rb and the diode D2 is connected to the collector of the transistor Tr2, and the cathode side of the diode D1 and the diode D2 are connected. The anode side is connected, and a capacitor Ck is connected between the connection point a and the ground, and a time constant circuit at the time of charging with the charging resistor Ra and the capacitor Ck, and a time constant circuit at the time of discharging with the discharging resistor Rb and the capacitor Ck Is configured. Further, the voltage Vout from the
[0035]
The connection point a is connected between the base of the transistor Tr3 on the input side of the low impedance output circuit 104A composed of the transistors Tr3 to Tr6 and the base of the transistor Tr4, and the emitter of the transistor Tr5 on the output side and the transistor Tr6 A drive waveform SAi obtained from the collector is output to the common electrode of the
[0036]
In this circuit, when the drive timing signal MM is input to the input terminal IN and the “H” level is input to the buffer B, the buffer B outputs a voltage level lower than the power supply voltage Vpp and the transistor Tr1 is turned on. Since the inverter I becomes “L” and the transistor Tr2 is turned off, charging of the capacitor Ck is started with a charging time constant determined by the charging resistor Ra and the capacitor Ck by the power supply voltage Vpp.
[0037]
At this time, since the voltage Vout is applied to the connection point a via the diode Dk (drop voltage Vd), the charging voltage of the capacitor Ck does not rise to the power supply voltage Vpp, and the voltage (Vout + Vd) level is not increased by the diode Dk. This voltage becomes the maximum value (Vp = Vout + Vd) of the drive voltage Vp of the drive waveform SAi.
[0038]
Further, when the drive timing signal MM is not input to the input terminal IN and the “L” level is input to the buffer B, the output of the buffer B becomes the power supply voltage Vpp and the transistor Tr1 is turned off, while the inverter I Is inverted from the output of the buffer B, so that the transistor Tr1 is turned off and at the same time the transistor Tr2 is turned on, and the capacitor Ck charged to the voltage Vp with a discharge time constant determined by the discharge resistor Rb and the capacitor Ck. Discharging starts.
[0039]
Therefore, the drive voltage Vp of the drive waveform SAi can be variably controlled by changing the voltage Vout applied to the
[0040]
As shown in FIG. 7, the
[0041]
The
[0042]
Therefore, the power supply voltage Vpp is supplied to the three-terminal regulator 68, and the 3-bit Vp control signals SVp1 to SVp3 (waveform parameter setting signals) are supplied from the main control unit 61 to the
[0043]
The generation of the different voltage Vout is variable using, for example, a voltage dividing circuit in which a resistor and a parallel circuit of a variable resistor and a capacitor are connected in series and the voltage across the capacitor is output as the voltage Vout. The voltage Vout can be changed even by using a D / A converter.
[0044]
Next, the
[0045]
Then, the serial data DiA is taken into the
[0046]
Next, the drive waveform setting process based on the ink temperature in the ink jet recording apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS.
First, the relationship between the ambient temperature (detected temperature) and the change in ink temperature with time will be described. In FIG. 9, the power is turned off at time t0, and the detected temperature at this time is T0 (the ink temperature Tink is substantially equal to the detected temperature T0). I will do it.) Therefore, when the ink ambient temperature rises and the ambient temperature (detection temperature) when the power is turned on (power on) at time t1 is T1, the actual ink temperature Tink has a large ink heat capacity, so the ambient temperature T1. Not follow up.
[0047]
At this time, if the detected temperature T1 detected by the main control unit 61 (CPU 40) is used as it is as temperature information for determining the parameters of the drive waveform to be applied to the
[0048]
Here, the correction table 41a will be described with reference to FIG. The
[0049]
The reason why heads are classified by rank is as follows. In other words, since the ejection characteristics of the head usually vary from head to head, it is necessary to correct the variation with the drive waveform.To determine the correction amount for each head, the head is classified into a plurality of ranks in advance and is set for each head. Has rank information.
[0050]
The drive waveform setting process shown in FIG. 11 will be described with reference to FIG. First, when there is a power-off command, the
[0051]
Next, as shown in FIG. 12, when there is a power-on (ON) command, the power is turned on (ON), and the ink ambient temperature is detected after the power is turned on and before printing is started. As shown, a detected temperature Tp is calculated, and a difference dt = | Tp−Toff | between the detected temperature Tp and the detected temperature Toff immediately before the power is turned off is calculated.
[0052]
And the calculated difference dT isIt is a predetermined valueCompared with the minimum step sT of the temperature axis (Tink) of the correction table, it is determined whether dT> sT. At this time dT≦If it is sT, it can be considered that the temperature change is negligibly small and the ink temperature Tink can be regarded as Toff = Toff. Therefore, the detection temperature Toff is determined as the ink temperature Tink as it is, and the correction table based on the determined ink temperature Tink. The drive waveform parameter (here, drive voltage) is set with reference to 41a.
[0053]
On the other hand, when dT> sT, the elapsed time from the power-off is read from the
[0054]
As described above, the ink temperature is determined based on the detection result of the ink ambient temperature when the power is turned off and the elapsed time since the power is turned off, and the drive waveform is adjusted according to the calculated ink temperature. Even if the ambient temperature of the ink changes in the meantime, the head can be driven with an optimal driving waveform, and high image quality can be maintained.
[0055]
In this case, high image quality can be obtained with a simple configuration by calculating the ink temperature using an approximate expression. Further, by adjusting the drive waveform according to the determined ink temperature, high image quality can be obtained with a simple configuration. Instead of changing the parameters of the drive waveform according to the determined ink temperature, a plurality of drive waveforms can be generated and the drive waveform can be selected according to the calculated ink temperature.
[0056]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The structure of the mechanism unit and the control unit of the ink jet recording apparatus is the same as that of the above embodiment, but the
[0057]
First, as shown in FIG. 13, when the ink ambient temperature changes after the power is turned on, the detected temperature at which the ink ambient temperature is detected changes as indicated by a broken line, whereas the ink temperature is indicated by a solid line. It changes with a delay with respect to the ink ambient temperature (detected temperature).
[0058]
Therefore, the ink temperature calculation process in this embodiment shown in FIGS. 14 and 15 will be described with reference to FIG. First, referring to FIG. 14, when power is turned on,
[0059]
And the calculated dT isIt is a predetermined valueCompared with the minimum step sT of the temperature axis (Tink) of the correction table, it is determined whether dT> sT. At this time dT≦If it is sT, it is considered that the temperature change is negligibly small and the ink ambient temperature does not change, and the ink temperature Tink (n) = T (n) is set, and n is incremented (+1) (n = n + 1). ), The ink ambient temperature at the new time t (n) is detected, and the process of setting this to the detected temperature T (n) is repeated. If dT> sT, the process proceeds to FIG.
[0060]
This will be described in detail with reference to FIG. 13. The
[0061]
Next, n = n + 1 is set, and the ink ambient temperature is detected at time t (3), and if the detected temperature at this time is T (3), the ink ambient temperature fluctuates in the detected temperature T (3). Therefore, | T (3) −T (2) | = dT> sT (n = m = 3).
[0062]
Therefore, as described above, when | T (n) −T (n−1) | = dT <sT, n = m is set, and the elapsed time tp () from the time when the ink ambient temperature starts to change. m) is set to tp (m) = t (m) −t (m−1). In the example of FIG. 13, since the ink ambient temperature is changed at the detection time t (3), when the time when the detection temperature starts to change is regarded as t (2), the elapsed time tp (3) from there is tp (3) = t (3) −t (2).
[0063]
Then, the ink temperature Tink is determined based on the elapsed time from the start of the change of the ink ambient temperature, the detection result of the ink ambient temperature, and the detection result of the temperature change start, Tink (m) = T (m−1) + (T (M) −T (m−1)) * {1-e ^ (− a * tp (m)} An approximate expression is used.In the example of FIG. 13, the ink temperature Tink (3) = T (2). + (T (3) −T (2)) * {1-e ^ (− a * tp (3)} (this is expressed as “approximate expression (3)”).
[0064]
Next, the detected temperature after a certain time has elapsed from time t (m + k−1) (k ≧ 1) is read and set as the detected temperature T (m + k) (k ≧ 1). Then, the value t (m + k) of the
[0065]
Then, it is determined whether or not | Tink (m + k) −Tink (m + k−1) | <sT. If | Tink (m + k) −Tink (m + k−1) | <sT, k is incremented (+1). (K = k + 1), returning to the process of reading the detected temperature T (m + k). If | Tink (m + k) −Tink (m + k−1) | <sT, the increase in the ink temperature follows the ink ambient temperature. It is determined that the saturation temperature has been reached, and the ink temperature Tink (m + k) = T (m + k) is determined.
[0066]
For example, in the example shown in FIG. 13, the ink temperature Tink (3) is calculated by reading the third detection temperature T (3) as described above, and after the third detection, the fourth time (k = 1). If the detected temperature of T is (4), then | T (4) −T (3) |> sT. Similarly, the elapsed time tp (4) from when the detected temperature starts to change is tp (4) = t (4) -t (2), and the ink temperature Tink (4) at time t (4) is Tink (4) = T (2) + (T (4) -T (2)) * {1- e ^ (− a * tp (4)} approximate expression (this is expressed as “approximate expression (4)”).
[0067]
In this way, the detection of the ink ambient temperature is repeated n times, and if the ink ambient temperature fluctuates in the m-th detection, assuming that the detected ink ambient temperature is T (m), the m + k-th ink When the detection result is | T (m + k) −T (m + k−1) |> sT at the (m + k) th time, the temperature Tink (m + k) is equal to Tink (m + k) = T (m−1) + ( T (m + k) −T (m + k−1)) * {1−e ^ (− a * tp (m + k)} can be repeatedly obtained (tp (m + k) = t (m + k) −t (m -1)).
[0068]
In this way, the detection of the ink ambient temperature is repeated a plurality of times, and the elapsed time from the start of the change in the ink ambient temperature is measured from the detection result, and the elapsed time andIn this elapsed timeInk ambient temperature detection result and ink ambient temperature change startIn timeBy calculating and determining the ink temperature based on the detection result, a drive waveform corresponding to the determined ink temperature can be set (including selection), and even if the ink ambient temperature changes during operation. An optimum driving waveform can be given to the head, and high image quality can be obtained.
[0069]
In this case, by calculating the ink temperature using an approximate expression, high image quality can be obtained at low cost even if the ambient temperature of the ink during operation changes. Further, by adjusting the drive waveform according to the calculated ink temperature, high image quality can be obtained with a simple configuration. Instead of changing the parameters of the drive waveform according to the calculated ink temperature, it is possible to generate a plurality of drive waveforms and select the drive waveform according to the calculated ink temperature.
[0070]
Next, an embodiment in which the ink remaining amount is considered in calculating the ink temperature using an approximate expression will be described with reference to FIG.
The ink temperature saturation time (time to reach the saturation temperature) is determined by the structure (shape, dimensions, material) of the ink container (ink cartridge, etc.), the mounting form, and the remaining amount of ink. The saturation time becomes shorter.
[0071]
Here, when the ink thermal time constant when there is no ink consumption in the ink container is a, the thermal time constant a with a certain remaining ink amount is a = b * m (b is the ink container). A constant determined by the structure and the mounting form, m is a variable determined by the remaining amount of ink, and m ≧ 1.
[0072]
The remaining amount of ink can be detected by a well-known technique such as a method of counting the number of ink ejected droplets or a method of optically detecting the liquid level of the ink container. Relationship can be obtained. FIG. 16 shows how ink remaining amount and ink temperature fluctuate when the ambient temperature changes from T0 to T1.
[0073]
Therefore, the ink temperature can be calculated with higher accuracy by changing the thermal time constant a in accordance with the ink remaining amount when calculating the ink temperature.
[0074]
In each of the embodiments described above, the recording apparatus using a piezoelectric element and a head is described. However, as described above, an electrothermal conversion element such as a heating resistor, an electrostatic force between the diaphragm and the counter electrode is used. The present invention can also be applied to recording apparatuses equipped with other types of heads, such as those using. Further, the case where the ink temperature rises is described with an example. When the ink temperature falls, the value of (T (n + 1) −T (1)) only becomes negative, and thus the same calculation is performed. Can do.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the inkjet recording apparatus of the present invention,A temperature detecting means for detecting the ambient temperature of the ink, a measuring means for measuring an elapsed time from when the power is turned off, a detected temperature before turning on after the power is turned on and before starting printing, and a detected temperature immediately before turning off the power When the difference between the detected temperatures is equal to or less than a predetermined value, the detected temperature immediately before the power is turned off is determined as the ink temperature, and when the difference between the detected temperatures exceeds a predetermined value, the detected temperature immediately before the power is turned off. And a means for determining the ink temperature based on the detected temperature and the elapsed time since the power is turned off.Even if the ink ambient temperature changes while the power is off, the ink temperature can be calculated accurately. For example, by setting an optimal drive waveform, high image quality can be recorded.NoCan get.
[0076]
Here, the inkjet head according to the determined ink temperatureDrop droplets fromBy providing the means for adjusting the drive waveform, it is possible to set an optimum drive waveform according to the ink temperature and to perform recording with high image quality.
[0078]
According to the inkjet recording apparatus of the present invention,The temperature detection means for detecting the ambient temperature of the ink is compared with two detected temperatures at each time before and after the elapse of a predetermined time after the power is turned on, and when the difference between the detected temperatures is equal to or less than a predetermined value, When the detected temperature at the time is determined as the ink temperature and the difference between the detected temperatures exceeds a predetermined value, the detected temperature at the time after the predetermined time has elapsed, the elapsed time from the same time, and the detection at this elapsed time temperatureBased onAnd a means for determining the ink temperature based onEven if the ink ambient temperature changes during operation, the ink temperature can be calculated accurately. For example, high-quality image recording can be performed by setting an optimal drive waveform.NoCan get.
[0079]
Here, the inkjet head according to the determined ink temperatureDrop droplets fromBy providing the means for adjusting the drive waveform, it is possible to set an optimum drive waveform according to the ink temperature and to perform recording with high image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective explanatory view of a mechanism portion of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory side view of the mechanism part.
FIG. 3 is a block diagram showing a control unit of the recording apparatus
FIG. 4 is a block diagram of a portion related to head drive control of the control unit;
5 is a block diagram of the head drive circuit of FIG. 4;
FIG. 6 is a circuit diagram of a drive waveform generation unit and a low impedance output circuit of the head drive circuit.
FIG. 7 is a block circuit diagram of a Vp control unit of the head drive circuit.
FIG. 8 is a block diagram of a channel selection circuit of the head drive circuit.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the ink ambient temperature and the ink temperature.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a correction table.
FIG. 11 is a flowchart showing one example of drive waveform setting processing;
12 is an explanatory diagram illustrating an example of a change in ink temperature and a detected temperature used in the description of FIG. 11;
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the change in the ink ambient temperature after the power is turned on and the ink temperature tracking, and FIGS. 14 and 15;
FIG. 14 is a flowchart of ink temperature calculation processing.
FIG. 15 is a flowchart of ink temperature calculation processing following FIG.
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the remaining amount of ink and the change in ink temperature.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
インク周囲温度を検出する温度検出手段と、
電源オフ時からの経過時間を計測する計測手段と、
電源投入後印刷開始前に、電源投入後印刷開始前の検出温度と電源オフ直前の検出温度とを比較し、両検出温度の差が予め定めた値以下のときには前記電源オフ直前の検出温度をインク温度と決定し、前記両検出温度の差が予め定めた値を超えるときには前記電源オフ直前時の検出温度及び電源オフ時からの経過時間に基づいてインク温度を決定する手段と
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。In an inkjet recording apparatus equipped with an inkjet head,
Temperature detecting means for detecting the ambient temperature of the ink;
A measuring means for measuring the elapsed time since the power was turned off;
Compare the detected temperature before the start of printing after turning on the power and before the start of printing after the power is turned on, and the detected temperature immediately before the power is turned off when the difference between the detected temperatures is less than a predetermined value. determines that the ink temperature, the when the difference between both the detected temperature exceeds a predetermined value and means for determining the ink temperature on the basis of the elapsed time from the detection temperature及beauty power off when the power-off just before An inkjet recording apparatus characterized by the above.
インク周囲温度を検出する温度検出手段と、
電源投入後、所定時間の経過前後の各時刻における2つの検出温度を比較し、両検出温度の差が予め定めた値以下のときには所定時間経過後の時刻における検出温度をインク温度と決定し、前記両検出温度の差が予め定めた値を超えたときには、前記所定時間経過後の時刻における検出温度、同時刻からの経過時間及びこの経過時間における検出温度に基づいてインク温度を決定する手段と
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。In an inkjet recording apparatus equipped with an inkjet head,
Temperature detecting means for detecting the ambient temperature of the ink;
After the power is turned on, two detected temperatures at each time before and after the elapse of a predetermined time are compared, and when the difference between the detected temperatures is equal to or less than a predetermined value, the detected temperature at the time after the elapse of the predetermined time is determined as the ink temperature, Means for determining the ink temperature based on the detected temperature at the time after the predetermined time has elapsed, the elapsed time from the same time, and the detected temperature at the elapsed time when the difference between the detected temperatures exceeds a predetermined value ; An ink jet recording apparatus comprising:
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