インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法
【課題】廃インク量を抑えつつ記録ヘッドの各ノズルの吐出性能を良好な状態に保ち得るインクジェット記録装置および記録方法の提供を目的とする。
【解決手段】予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御することで、最適な予備吐出を行う。
【解決手段】予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御することで、最適な予備吐出を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出可能な複数のノズルを備えた記録ヘッドを用いて行う記録動作と、ノズルの吐出性能の回復及び維持を行うための予備吐出を実行可能と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方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にインクジェット記録装置（以下、単に記録装置とも言う）では、記録の休止時に記録ヘッドに備えられたノズルの先端部に形成されている吐出口などからインク内の溶剤（水分）が蒸発して記録ヘッド内のインクが増粘することがある。この場合、休止後の記録時においてノズルがインク吐出不能状態に陥るとか、インク吐出量が変動するといった吐出不良が生じ、記録された画像に濃度ムラなどが発生して画像の品位を低下させるという不都合が発生する。このため、ノズルにおける吐出不良の防止あるいは、吐出不良に陥っているノズルの吐出性能の回復を目的として、記録媒体の存在位置から外れた非記録領域へと、記録とは無関係にインクを吐出させる、いわゆる予備吐出が行われている。
【０００３】
例えば、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを往復走査させ、その間に記録媒体への記録動作を行う、いわゆるシリアル型のインクジェット記録装置では、キャリッジの往復走査時、あるいは往走査から復走査への反転時などに予備吐出が行われている。これによれば、吐出不良による画像の乱れや濃度ムラの発生を低減することができる。但し、予備吐出で吐出されるインクは、記録に関与しないインク（以下では廃インクと称す）であるため、予備吐出量はできるだけ少ないことが好ましく、廃インク量を低減化することが課題となっている。
【０００４】
このような課題を解決する手段として、記録ヘッドの各ノズルにおける予備吐出数の適正化を図り、不要な予備吐出により生じる無駄な廃インク量を低減させる制御が特許文献１に提案されている。すなわち、特許文献１には、複数のノズルが共通液室に連通している記録ヘッドにおいて、共通液室の端部近傍に位置するノズルの予備吐出数を、共通液室の中央部近傍に位置するノズルの予備吐出数よりも大きくする予備吐出制御が開示されている。これは、共通液室の端部近傍に存在するインクの方が共通液室の中央部に存在するインクよりも増粘し易いことに着目したものである。また、特許文献１には、記録ヘッド内のインクの温度によって予備吐出時に吐出させるインク量を変化させることも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１２８０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、特許文献１に開示の技術では、記録ヘッドのノズルの位置や記録ヘッド内のインクの温度に応じて予備吐出量を制御することが開示されている。これによれば、各ノズルに対して一律に同数の予備吐出を行うものに比べて、予備吐出による廃インク量を削減することが可能になる。しかし、この特許文献１に開示の技術にあっては、記録ヘッド内のインクが増粘する要因、つまりインクに含まれる溶剤を揮発させる要因が未だ十分に反映されているとは言えず、予備吐出による廃インク量の制御をより精密に行うことが求められている。
【０００７】
本発明者等は、インクの溶剤が揮発する要因について鋭意検討した結果、記録ヘッドの走査速度、雰囲気湿度、雰囲気温度が記録ヘッド内のインクの溶剤を蒸発させる要因になっているという知見を得るに至った。
本発明は、記録ヘッドの走査速度に応じて予備吐出量を制御することにより、廃インク量を抑えつつ記録ヘッドの各ノズルの吐出性能を良好な状態に保ち得るインクジェット記録装置および記録方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のインクジェット記録装置は以下の構成を有する。
【０００９】
すなわち、本発明の第１の形態は、複数のノズルを配列した記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ前記ノズルから記録媒体へとインクを吐出させて行う記録動作と、前記記録媒体への記録と無関係に前記ノズルからインクを吐出させる予備吐出動作とを実行可能とするインクジェット記録装置であって、前記予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、前記吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の形態は、複数のノズルを配列した記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ前記ノズルから記録媒体へとインクを吐出させて行う記録動作と、前記記録媒体への記録と無関係に前記ノズルからインクを吐出させる予備吐出動作とを実行可能とするインクジェット記録方法であって、前記予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、前記吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御する制御工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気条件を反映させた精密な予備吐出数制御を行うことにより、廃インク量の抑制、および記録ヘッドにおける各ノズルの吐出性能の維持をより適切に行うことが可能になる。このため、本発明によれば、画像品位の向上およびインク消費に伴うランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態において用いられるキャリッジに搭載された記録ヘッドを示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態における制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に用いられる記録ヘッドの各吐出口のＹ方向における配列位置と、所定の吐出休止時間経過後に各ノズルを正常な吐出状態へと回復させるために必要な予備吐出数との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態において走査時の記録ヘッドと記録媒体との間に発生している気流の大きさおよび方向を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態における予備吐出制御のフローチャート、（ｂ）および（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。
【図７】本発明の実施形態における予備吐出モードＡからＦにおける記録ヘッドの吐出口３ａの位置と予備吐出数との関係を示す模式図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態における前回の予備吐出から所定の時間が経過した後の普通紙モードと光沢紙モードの各記録モードにおける予備吐出制御動作の一例を示す模式図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態に係わる予備吐出制御のフローチャート、（ｂ）および（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態における予備吐出モードＧからＬを示す模式図である。
【図１１】（ａ）は本発明の実施形態における予備吐出制御のフローチャート、（ｂ）および（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。
【図１２】本発明の実施形態における予備吐出モードＭからＲを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１において、１は記録媒体の搬送系ユニット（図示せず）を含む各種の機構部を備えた記録装置本体を示している。記録装置本体１は、シリアル型のインクジェット記録装置であり、記録ヘッドから記録媒体へとインクを吐出する記録録動作と、記録ヘッドの吐出性能の回復及び維持を図るために画像の記録とは無関係にインクを吐出する予備吐出動作とを実行可能となっている。このシリアル型記録装置は、搬送系ユニットによって記録媒体をＹ方向（副走査方向）へと間欠的に搬送すると共に、記録ヘッド３を副走査方向と直交する主走査方向（Ｘ方向）へと移動させながら記録動作を行う。また、図１に示す記録装置本体１は、比較的大判の記録媒体（例えば、Ａ１サイズ）への記録を行えるよう、Ｘ方向におけるサイズを大型化した構成となっている。
【００１５】
また、図１において、２はキャリッジを示している。このキャリッジ２は、Ｘ方向に沿って配置されたガイド軸４に沿って移動可能に支持されると共に、ガイド軸４と略平行に移動する無端ベルト５に固定されている。無端ベルト５は、キャリッジモータ（ＣＲモータ）の駆動力によって往復移動し、それによってキャリッジ２をＸ方向に往復移動させる。また、キャリッジ２は、記録ヘッド３を着脱可能に搭載できるようになっており、前述の無端ベルト５の移動によって記録ヘッド３と共にＸ方向に沿って往復移動する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係わるキャリッジ２に搭載された記録ヘッド３の模式図である。記録ヘッド３には、図２の模式図に示されるように吐出口形成面３ｂに形成される複数の吐出口３ａと、個々の吐出口３ａに対応して形成された複数の液路（図示せず）と、複数の液路にインクを供給する共通液室（図示せず）とが形成されている。図２ではキャリッジ２には２個の記録ヘッド３が搭載された状態を示しているが、キャリッジ２に搭載される記録ヘッドの数は２個に限定されるものではない。例えば、１個または３個以上の記録ヘッドをキャリッジ２に搭載させて走査を行う構成を採ることも可能である。なお、以下の説明は、異なる色のインクを吐出する４個の記録ヘッドを搭載した例を想定して行う。
【００１７】
また、各記録ヘッド３に形成されている吐出口３ａは、記録媒体の搬送方向（Ｘ方向）との直交方向である主走査方向(Ｙ方向)に沿って吐出口列が形成されている。図示の例では、Ｙ方向に沿って２本の吐出口列が並設されており、各吐出口はＹ方向において一定の間隔を介して異なる位置に配置されている。また、図中、ＣＬはＹ方向と平行しかつ記録ヘッド３のＹ方向における中央部を通過する軸線を示しており、この軸線ＣＬより記録媒体搬送方向における上流側部分３Ｕと下流側部分３Ｄとは軸線ＣＬを中心として対称となっている。さらに、記録ヘッド３に形成されている吐出口３ａは、上流側部分３Ｕにおいて、前記軸線ＣＬからの距離が異なるように配置されている。この吐出口３ａと軸線ＣＬとの距離関係は、下流側部分においても同様である。
【００１８】
また、本実施形態の各記録ヘッド３には、記録媒体が搬送される副走査方向（Ｙ方向)に同色のインクが１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で、１２８０個の吐出口３ａが配列されている。記録ヘッド３の各液路には、インクを吐出口３ａから吐出させるための吐出エネルギーを発生させるエネルギー発生素子が配置されている。このエネルギー発生素子として、本実施形態では、インクを局所的に加熱して膜沸騰を起こさせ、その際に生じる圧力によってインクを吐出させる電気熱変換素子が用いられている。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、電気機械変換素子を用いることも可能である。なお、以下の説明においては、吐出口３ａと液路とを含めてノズルと称す。
【００１９】
キャリッジ２に搭載された記録ヘッド３には、異なる色材を含む複数種のインクを別個に収容した複数のインクタンクより供給される。本実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの色材を含有する４種類のインクを収容した４個のインクタンク（図示せず）が本体に備えられている。各インクタンクは、対応する記録ヘッド３のインク供給口にチューブ（図示せず）を介して連結されており、このチューブを介して各インクタンクから内のインクが４個の記録ヘッドそれぞれに一色ずつ供給される。なお、インクジェット記録装置に適用可能なインクセットは、記録装置本体の構成に従って任意に設定可能なものであり、特に上記の例に限定されない。
【００２０】
再び図１を参照するに、７は記録ヘッド３の各吐出口３ａからのインク吐出性能を良好な状態に保つための回復処理装置を示している。この回復処理装置７は、インクジェット記録装置本体１の所定の位置に保持固定されている。この回復処理装置７は吸引回復機構７Ａ及び７Ｂと、これを昇降させる昇降機構（図示せず）と、ワイピング回復装置９と、インク受容箱８とを備える。
【００２１】
吸引回復機構７Ａ及び７Ｂは、回復処理の一形態である吸引回復処理を行う。ここで、吸引回復処理とは、記録ヘッドに形成された複数のノズルから強制的にインクを吸引することによって、ノズル内のインクを吐出に適した状態のインクに置き換える処理をいう。具体的には、この吸引回復機構７Ａ及び７Ｂは、吐出口形成面３ｂを覆うことが可能なキャップと、そのキャップに連通するポンプ（図示せず）とを備える。吸引回復動作時には、キャップにより吐出口形成面３ｂを覆い、ポンプによってキャップ内に負圧を発生させることにより、負圧によって吐出口３ａからノズル内のインクを強制的に吸引し、外部へと排出させる。各吸引回復機構７Ａ及び７Ｂは、それぞれ２つの記録ヘッドのノズルに対して処理を行う。なお、この吸引回復処理は、多量のインクを排出させるものであるため、通常は実行頻度が少なく、後述の予備吐出とは異なるタイミングで実行される。
【００２２】
また、ワイピング回復装置９は、記録ヘッド３の走査経路における基準位置（例えば走査経路の端部（図１では右端部））に上下に移動可能に設けられている。ワイピング回復装置９は、記録ヘッドの吐出口形成面３ｂをワイピング部材（ブレード）１０で払拭するワイピング機構と、このブレード１０の稼動部とを備える。
【００２３】
図３は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の装置本体１に搭載される制御系（制御手段）の構成を示すブロック図である。図３において、１００は主制御部を示している。この主制御部１００は演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵ１０１と、このＣＰＵ１０１によって実行すべき制御プログラム等を格納するＲＯＭ１０２を備える。さらに主制御部１００は、インクの吐出／非吐出を表す２値の記録データを格納するバッファ、及びＣＰＵ１０１による処理のワークエリアおよび種々のデータを格納するエリアを有するＲＡＭ１０３と、入出力ポート１０４などを備える。
【００２４】
前記入出力ポート１０４には、搬送ユニットにおける搬送モータ（ＬＦモータ）１１３、キャリッジモータ（ＣＲモータ）１１４、記録ヘッド３、回復処理装置７などを駆動するための各駆動回路１０５，１０６，１０７，１０８が接続されている。さらに、入出力ポート１０４には、種々のセンサ類が接続されている。本実施形態では、例えば、記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度センサ（ヘッド温度検出手段）１１２やキャリッジ２に固定されたエンコーダセンサ１１１や装置本体１の使用環境である温度と湿度とを検知する温湿度センサ１０９などのセンサ類が接続されている。また、前記主制御部１００はインターフェース回路１１０を介してホストコンピュータ１１５に接続されている。
【００２５】
１１６は回復処理装置７によって記録ヘッド３から強制的にインクを排出させた場合に、そのインク吐出量をインク吐出数に換算してカウントする回復処理カウンタ（吐出数計数手段）である。また、１１７は記録開始前、記録終了時、および記録中に行われる予備吐出の吐出数をカウントする予備吐出カウンタである。１１８はふち無し記録を行う場合に記録媒体上の領域外に吐出されるインクをカウンタするふち無しインクカウンタである。また、１１９は、画像を記録する記録動作におけるインク吐出数をカウントする吐出数カウンタである。
【００２６】
次に、以上の構成を有するインクジェット記録装置によって実行される記録動作を説明する。ホストコンピュータ１１５からインターフェース回路１１０を介して記録データを受信すると、その記録データはＲＡＭ１０３のバッファに展開される。そして、記録動作が指示されると、搬送ユニット（図示せず）が作動し、記録媒体を記録ヘッド３との対向位置へと搬送する。ここで、キャリッジ２はＸ方向に配置されたガイド軸４に沿って主走査を行う。キャリッジ２の主走査に伴って、記録ヘッド３のノズルからは記録データに従ってインクが吐出され、吐出口３ａのＹ方向における配列幅に対応する画像(１バンド幅の画像)が記録される。この後、搬送ユニットにより、記録媒体はキャリッジ２と直交するＹ方向に所定距離だけ搬送される。以上の動作を繰り返すことにより、記録媒体には所定の画像が形成される。
【００２７】
なお、キャリッジ２の位置は、キャリッジ２の移動に伴ってエンコーダセンサ１１１から出力されるパルス信号を主制御部１００でカウントすることにより検出される。すなわち、エンコーダセンサ１１１は、Ｘ方向に沿って配置されたエンコーダフィルム６（図１参照）に一定の間隔で形成された検出部を検出することによってパルス信号を主制御部１００へ出力する。主制御部１００はこのパルス信号をカウントすることにより、キャリッジ２の位置を検出する。キャリッジ２の基準位置及びその他の位置への移動は、エンコーダセンサ１１１からの信号に基づいて行われる。
【００２８】
図４は、記録ヘッドからのインク吐出が所定時間休止した後、各吐出口の吐出性能を正常な吐出状態に復帰させるために必要とされる予備吐出数の例を示す図である。ここで、図４（ａ）はキャリッジの走査速度（記録ヘッドの走査速度）が１２．５インチ／秒であるときを、図４（ｂ）は２５インチ／秒であるときを、図４（ｃ）は４０インチ／秒であるときをそれぞれ示している。
【００２９】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、いずれの走査速度においても、記録ヘッド３のノズルの中で、Ｙ方向における吐出口の位置が端部に近いものほど、正常な吐出性能へと復帰させるために必要とされる予備吐出数が多いことが判る。すなわち、記録ヘッドの軸線ＣＬ（図２参照）に対する吐出口の距離が小さいノズルほど、多くのインクを予備吐出によって吐出させることが必要となる。この理由を、図５を用いて説明する。
【００３０】
図５は、走査時の記録ヘッド３と記録媒体１１との間に発生する気流を模式的に示す図である。図５（ａ）は記録ヘッド３を記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）から見た場合の気流の発生状態を、図５（ｂ）は記録ヘッド２の吐出口形成面側(記録媒体１１側)から記録ヘッド３を見た場合の気流の発生状態を、それぞれ示している。なお、図中、破線矢印の方向は気流の向きを、破線矢印の大きさは気流の速度の大きさを模式的に示している。
【００３１】
前述のように本実施形態におけるインクジェット記録装置はシリアル型であり、記録時にキャリッジ２と共に記録ヘッドがＸ方向に主走査を行う。このため、図５（ａ）に示すように記録ヘッド３と記録媒体１１の間には記録ヘッドの走査方向とは逆方向Ｘ１に気流Ａｆが生じる。この気流Ａｆの方向や速度が図５（ｂ）に示すように吐出口列の両端部と中央部とで異なる。この気流Ａｆの発生速度の違いが、吐出口近傍の雰囲気湿度に分布を生じさせ、各吐出口３ａにおける蒸発状態に差異を生じさせる。すなわち、記録ヘッド３の吐出口列の両端部の雰囲気湿度が中央部の雰囲気湿度に比べて低くなる。この現象は、キャリッジ２の走査速度が大きいほど顕著になる。その理由は、キャリッジ２の主走査速度が大きいほど前述の気流速度の差異が強調されるためであり、これによって、端部での乾燥がより進行することとなる。また、記録ヘッド３に設けられている吐出口３ａ全体の乾燥の程度も、記録ヘッド３の走査速度によって変化する。すなわち、記録ヘッド３の走査速度が速いほど、吐出口列の両端部だけでなく、中央部においても乾燥は進行する。
【００３２】
本実施形態では、上記のように記録ヘッド３と記録媒体１１との間の気流速度に依存して変化する吐出口付近の雰囲気湿度に着目し、キャリッジ２の走査速度に応じて記録中の予備吐出数を精密に制御することにより、廃インク量をさらに適切に減少させる。すなわち、本実施形態では、記録ヘッド３の吐出口付近の雰囲気条件として、記録ヘッドと記録媒体との間の気流速度を変化させるキャリッジの走査速度（記録ヘッドの走査速度）に基づき吐出口３ａの予備吐出数を制御するようになっている。
【００３３】
ここで、図６及び図７を用いて、本実施形態における予備吐出制御について説明する。図６（ａ）は本実施形態における予備吐出制御の各工程を示すフローチャート、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。また、図７は各予備吐出モードにおいて各吐出口の吐出性能を適正な状態まで回復させるために必要とされる予備吐出数を示す図であり、この予備吐出数は予め実験的に定めた値となっている。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、まず、前回の予備吐出が終了したときから現在実行しようとしている予備吐出(以下、今回の予備吐出と称す)までの経過時間を取得する（ステップ１）。この経過時間としては、タイマーで直接計時した時間を用いてもよいし、記録画像の幅に基づいて算出した時間を用いてもよい。
【００３５】
次に、現在までにキャリッジの走査速度を判定する(ステップ２)。このキャリッジの走査速度は、図３に示すＣＲモータ１０６の駆動回路１０６に入力される制御信号に基づいて計測することができる。次に、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す予備吐出モード決定テーブルに定められている予備吐出モードＡ〜Ｆの中から、計測された経過時間と予備吐出の速度との組み合わせに対応する予備吐出モードを決定する（ステップ３）。その後、決定した予備吐出モードに従って予備吐出を実行する（ステップ４）。なお、図６（ａ）に示すフローチャートはあくまで一例であり、前回の予備吐出からの経過時間の取得と、キャリッジの走査速度の判定とは前後してもよく、また、並行して行ってもよい。さらに、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す経過時間と走査速度との組み合わせ、および図７に示す予備吐出数はあくまで一例であり、この限りではない。
【００３６】
以上の予備吐出制御を具体的な画像の例を用いて説明する。以下では、一回のキャリッジの走査速度が４０インチ／秒である場合と、２５インチ／秒である場合の２種類を切換え得る構成を想定して説明するが、キャリッジの走査速度は他の速度であってもよく、また走査途中でキャリッジ速度を変化させてもよい。さらに、ここでは双方向記録を行う場合について説明するが、片方向記録を行う場合にも本実施形態における制御は適用可能である。
【００３７】
図８（ａ）は普通紙モード（キャリッジの走査速度：４０インチ／秒）における、予備吐出制御動作の一例を示す模式図である。図８（ｂ）は光沢紙モード（キャリッジの走査速度：２５インチ／秒）における、予備吐出動作制御の一例を示す模式図である。ここでは、前回の予備吐出から今回の予備吐出を行うまでの経過時間が、図８（ａ）に示す予備吐出と、図８（ｂ）に示す予備吐出とで同一（いずれも２秒）である場合について説明する。なお、記録する画像は図８に示すような罫線を記録する場合に限定されない。
【００３８】
まず、図８（ａ）を参照しつつ、キャリッジの走査速度が４０インチ／秒の場合の予備吐出動作制御について説明する。基準位置からキャリッジ（図示せず）が往方向（Ｘ１方向）へと走査して行き、記録媒体１１に罫線Ｒを記録する。その後キャリッジ２は、反転位置２０１で反転する。ここで、記録媒体１１がＹ方向に搬送された後、記録ヘッド３は復方向（Ｘ２方向）へと走査し、先の走査によって記録された罫線Ｒに続いて罫線Ｒを記録する。この復方向への走査の後、距離ｌ200インチを４０インチ／秒の走査速度で基準側まで走査し、反転位置２０２で走査方向を転じ、予備吐出位置２０３に至る。このとき、前回の予備吐出から現在までの経過時間を２秒と判定し、この計時時間とキャリッジ速度４０インチ／秒とに基づき、今回の予備吐出のモードを予備吐出モードＣと決定し、これに従って予備吐出位置２０３において予備吐出を行う。
【００３９】
一方、キャリッジの走査速度が２５インチ／秒の場合も同様に、経過時間とキャリッジの走査速度との組み合わせに基づいて、図８に示すように予備吐出位置３０３で実行すべき今回の予備吐出モードを予備吐出モードＢと決定し、予備吐出を実行する。なお、予備吐出位置を図８では基準側のみとしたが、非基準側のみとしてもよいし、基準側と非基準側の両方にしてもよい。さらに、予備吐出を実行するタイミングは各走査の反転時毎に行うことも可能であり、また、複数回の走査毎に実行してもよい。
【００４０】
以上の予備吐出制御を行うことで、予備吐出数を最適にすることができ、廃インクを削減することが可能になる。本発明者らの検討によると、前回の予備吐出からの経過時間が２秒で、キャリッジ速度が２５インチ／秒であった場合、キャリッジ速度を勘案しない従来の予備吐出制御では吐出口からの予備吐出数は各吐出口１６発ずつであった。これに対し、本実施形態による制御では同上の条件においては図７に示す予備吐出モードＢを実行することとなり、これによって全体としての予備吐出数は従来の予備吐出数に比べて約１／３に減少され、廃インク量は大幅に減少した。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態においては、記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気条件を、記録中の記録ヘッドの雰囲気温度とし、この雰囲気温度に応じて各ノズルにおける記録中の予備吐出数を個別に設定する。
【００４２】
以下、図９及び図１０を用いて、本実施形態における予備吐出制御について説明する。図９（ａ）はこの第２の実施形態における予備吐出制御のフローチャート、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。また、図１０は各予備吐出モードにおいて各吐出口の吐出性能を適正な状態まで回復させるために必要とされる予備吐出数を示す図である。
【００４３】
図９（ａ）に示すフローチャートにおいて、まず、前回予備吐出からの経過時間を取得する（ステップ１１）。この経過時間としては、タイマーで直接計時した時間を用いてもよいし、記録画像の幅に基づいて算出した時間を用いてもよい。
【００４４】
次に、記録中における記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気温度を判定する（ステップ１２）。この雰囲気温度は図３に示す温湿度センサ１０９及びヘッド温度センサ１１２によって得られる。次に、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示す予備吐出モード決定テーブルに定められている予備吐出モードＧ〜Ｌの中から、取得した経過時間と雰囲気温度との組み合わせに対応する予備吐出モードを決定する(ステップ１３)。この後、決定した予備吐出モードに従って予備吐出を実行する（ステップ１４）。なお、図９（ａ）に示すフローチャートはあくまで一例であり、前回の予備吐出からの経過時間の取得と記録中の雰囲気温度の判定は前後してもよく、また、並行して行ってもよい。さらに、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示す雰囲気温度とキャリッジ速度との組み合わせ、および図１０の発数はあくまで一例であり、この限りではない。
【００４５】
以上の方法により、画像の品質劣化が目立ちやすい記録動作中の雰囲気温度においては、記録動作中に実行される予備吐出数を増加させて画像の品質劣化を軽減する。また、画像の品質劣化が目立ちにくい記録動作中の雰囲気温度においては、無駄な予備吐出を減らして廃インクの発生を抑制する。このように、本実施形態によれば、精密な予備吐出制御を行うことにより、インク消費量の低減しつつ、記録ヘッドのノズルにおける吐出不良を解消することが可能になり、高品位な画像を低ランニングコストで形成することが可能になる。
【００４６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。この第３の実施形態では、記録動作中における記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気湿度を図３に示す温湿度センサによって測定し、これに応じて各吐出口からの記録動作中の予備吐出数を個別に設定する。
【００４７】
以下、図１１及び図１２を用いて、本実施形態における予備吐出制御について説明する。図１１（ａ）は予備吐出制御のフローチャート、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。また、図１２は各予備吐出モードにおいて各吐出口の吐出性能を適正な状態まで回復させるために必要とされる予備吐出数を示す図である。図１１（ａ）に示すように、まず、前回予備吐出から現在までの経過時間を取得する（ステップ３１）。この経過時間としては、タイマーで直接計時した時間を用いてもよいし、記録画像の幅に基づいて算出した時間を用いてもよい。次に、記録動作中における記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気湿度を判定する(ステップ３２)。この雰囲気湿度は図３に示す温湿度センサ１０９により得られる。次に、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示す予備吐出モード決定テーブルに定められている予備吐出モードＭ〜Ｒの中から、上記のようにして取得した経過時間と雰囲気温度との組み合わせに対応する予備吐出モードを決定する（ステップ２３）。この後、決定した予備吐出モードに従って予備吐出を実行する（ステップ２４）。なお、図１１（ａ）に示すフローチャートはあくまで一例であり、前回予備吐出からの経過時間の取得と記録中の雰囲気温度の判定は前後してもよく、また、並行して行ってもよい。さらに、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示す雰囲気温度とキャリッジ速度との組み合わせ、および図１２の発数はあくまで一例であり、この限りではない。
【００４８】
以上の方法により、画像の品質劣化が目立ちやすい記録動作中の雰囲気湿度においては、記録動作中に実行される予備吐出数を増加させて画像の品質劣化を軽減する。また、画像の品質劣化が目立ちにくい記録動作中の雰囲気湿度においては、予備吐出数を減らして廃インクの発生をできる限り抑制する。従って本実施形態によれば、精密な予備吐出制御が可能となり、インク量の低減および記録ヘッドの吐出性能の維持を実現することができる。
【００４９】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、雰囲気条件として、キャリッジの記録速度、記録動作中の温度、記録動作中の湿度のうち、いずれか一つを選択した場合を例に採り説明した。しかしながら、前記３つの条件のうち２つの条件を組み合わせて雰囲気条件とし、これに従って予備吐出数を決定するようにしても良い。すなわち、キャリッジ速度と記録中の温度、キャリッジ速度と記録中の湿度、記録中の温度と湿度といった組み合わせを雰囲気条件としてもよい。さらに、前記３つの条件の全て、つまりキャリッジ速度と記録中温度と記録中湿度の全てを組み合わせた雰囲気条件に基づいて予備吐出数を決定するようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、紙や布、革、不織布、ＯＨＰ用紙等、さらには、金属などの記録媒体を用いる機器すべてに適用可能である。具体的な適用機器としては、インクジェット記録方法を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や、工業用生産機器などを挙げることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 記録装置本体
２ キャリッジ
３ 記録ヘッド
３ａ 吐出口
３ｂ 吐出口形成面
７ 回復処理装置
１１ 記録媒体
１００ 主制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲОＭ
１０３ ＲＡＭ
１１９ 温湿度センサ
１１２ ヘッド温度センサ
１１５ ＣＲモータ
１１７ 予備吐出カウンタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出可能な複数のノズルを備えた記録ヘッドを用いて行う記録動作と、ノズルの吐出性能の回復及び維持を行うための予備吐出を実行可能と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方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にインクジェット記録装置（以下、単に記録装置とも言う）では、記録の休止時に記録ヘッドに備えられたノズルの先端部に形成されている吐出口などからインク内の溶剤（水分）が蒸発して記録ヘッド内のインクが増粘することがある。この場合、休止後の記録時においてノズルがインク吐出不能状態に陥るとか、インク吐出量が変動するといった吐出不良が生じ、記録された画像に濃度ムラなどが発生して画像の品位を低下させるという不都合が発生する。このため、ノズルにおける吐出不良の防止あるいは、吐出不良に陥っているノズルの吐出性能の回復を目的として、記録媒体の存在位置から外れた非記録領域へと、記録とは無関係にインクを吐出させる、いわゆる予備吐出が行われている。
【０００３】
例えば、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを往復走査させ、その間に記録媒体への記録動作を行う、いわゆるシリアル型のインクジェット記録装置では、キャリッジの往復走査時、あるいは往走査から復走査への反転時などに予備吐出が行われている。これによれば、吐出不良による画像の乱れや濃度ムラの発生を低減することができる。但し、予備吐出で吐出されるインクは、記録に関与しないインク（以下では廃インクと称す）であるため、予備吐出量はできるだけ少ないことが好ましく、廃インク量を低減化することが課題となっている。
【０００４】
このような課題を解決する手段として、記録ヘッドの各ノズルにおける予備吐出数の適正化を図り、不要な予備吐出により生じる無駄な廃インク量を低減させる制御が特許文献１に提案されている。すなわち、特許文献１には、複数のノズルが共通液室に連通している記録ヘッドにおいて、共通液室の端部近傍に位置するノズルの予備吐出数を、共通液室の中央部近傍に位置するノズルの予備吐出数よりも大きくする予備吐出制御が開示されている。これは、共通液室の端部近傍に存在するインクの方が共通液室の中央部に存在するインクよりも増粘し易いことに着目したものである。また、特許文献１には、記録ヘッド内のインクの温度によって予備吐出時に吐出させるインク量を変化させることも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１２８０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、特許文献１に開示の技術では、記録ヘッドのノズルの位置や記録ヘッド内のインクの温度に応じて予備吐出量を制御することが開示されている。これによれば、各ノズルに対して一律に同数の予備吐出を行うものに比べて、予備吐出による廃インク量を削減することが可能になる。しかし、この特許文献１に開示の技術にあっては、記録ヘッド内のインクが増粘する要因、つまりインクに含まれる溶剤を揮発させる要因が未だ十分に反映されているとは言えず、予備吐出による廃インク量の制御をより精密に行うことが求められている。
【０００７】
本発明者等は、インクの溶剤が揮発する要因について鋭意検討した結果、記録ヘッドの走査速度、雰囲気湿度、雰囲気温度が記録ヘッド内のインクの溶剤を蒸発させる要因になっているという知見を得るに至った。
本発明は、記録ヘッドの走査速度に応じて予備吐出量を制御することにより、廃インク量を抑えつつ記録ヘッドの各ノズルの吐出性能を良好な状態に保ち得るインクジェット記録装置および記録方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のインクジェット記録装置は以下の構成を有する。
【０００９】
すなわち、本発明の第１の形態は、複数のノズルを配列した記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ前記ノズルから記録媒体へとインクを吐出させて行う記録動作と、前記記録媒体への記録と無関係に前記ノズルからインクを吐出させる予備吐出動作とを実行可能とするインクジェット記録装置であって、前記予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、前記吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の形態は、複数のノズルを配列した記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ前記ノズルから記録媒体へとインクを吐出させて行う記録動作と、前記記録媒体への記録と無関係に前記ノズルからインクを吐出させる予備吐出動作とを実行可能とするインクジェット記録方法であって、前記予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、前記吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御する制御工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気条件を反映させた精密な予備吐出数制御を行うことにより、廃インク量の抑制、および記録ヘッドにおける各ノズルの吐出性能の維持をより適切に行うことが可能になる。このため、本発明によれば、画像品位の向上およびインク消費に伴うランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態において用いられるキャリッジに搭載された記録ヘッドを示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態における制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に用いられる記録ヘッドの各吐出口のＹ方向における配列位置と、所定の吐出休止時間経過後に各ノズルを正常な吐出状態へと回復させるために必要な予備吐出数との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態において走査時の記録ヘッドと記録媒体との間に発生している気流の大きさおよび方向を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態における予備吐出制御のフローチャート、（ｂ）および（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。
【図７】本発明の実施形態における予備吐出モードＡからＦにおける記録ヘッドの吐出口３ａの位置と予備吐出数との関係を示す模式図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態における前回の予備吐出から所定の時間が経過した後の普通紙モードと光沢紙モードの各記録モードにおける予備吐出制御動作の一例を示す模式図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態に係わる予備吐出制御のフローチャート、（ｂ）および（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態における予備吐出モードＧからＬを示す模式図である。
【図１１】（ａ）は本発明の実施形態における予備吐出制御のフローチャート、（ｂ）および（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。
【図１２】本発明の実施形態における予備吐出モードＭからＲを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１において、１は記録媒体の搬送系ユニット（図示せず）を含む各種の機構部を備えた記録装置本体を示している。記録装置本体１は、シリアル型のインクジェット記録装置であり、記録ヘッドから記録媒体へとインクを吐出する記録録動作と、記録ヘッドの吐出性能の回復及び維持を図るために画像の記録とは無関係にインクを吐出する予備吐出動作とを実行可能となっている。このシリアル型記録装置は、搬送系ユニットによって記録媒体をＹ方向（副走査方向）へと間欠的に搬送すると共に、記録ヘッド３を副走査方向と直交する主走査方向（Ｘ方向）へと移動させながら記録動作を行う。また、図１に示す記録装置本体１は、比較的大判の記録媒体（例えば、Ａ１サイズ）への記録を行えるよう、Ｘ方向におけるサイズを大型化した構成となっている。
【００１５】
また、図１において、２はキャリッジを示している。このキャリッジ２は、Ｘ方向に沿って配置されたガイド軸４に沿って移動可能に支持されると共に、ガイド軸４と略平行に移動する無端ベルト５に固定されている。無端ベルト５は、キャリッジモータ（ＣＲモータ）の駆動力によって往復移動し、それによってキャリッジ２をＸ方向に往復移動させる。また、キャリッジ２は、記録ヘッド３を着脱可能に搭載できるようになっており、前述の無端ベルト５の移動によって記録ヘッド３と共にＸ方向に沿って往復移動する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係わるキャリッジ２に搭載された記録ヘッド３の模式図である。記録ヘッド３には、図２の模式図に示されるように吐出口形成面３ｂに形成される複数の吐出口３ａと、個々の吐出口３ａに対応して形成された複数の液路（図示せず）と、複数の液路にインクを供給する共通液室（図示せず）とが形成されている。図２ではキャリッジ２には２個の記録ヘッド３が搭載された状態を示しているが、キャリッジ２に搭載される記録ヘッドの数は２個に限定されるものではない。例えば、１個または３個以上の記録ヘッドをキャリッジ２に搭載させて走査を行う構成を採ることも可能である。なお、以下の説明は、異なる色のインクを吐出する４個の記録ヘッドを搭載した例を想定して行う。
【００１７】
また、各記録ヘッド３に形成されている吐出口３ａは、記録媒体の搬送方向（Ｘ方向）との直交方向である主走査方向(Ｙ方向)に沿って吐出口列が形成されている。図示の例では、Ｙ方向に沿って２本の吐出口列が並設されており、各吐出口はＹ方向において一定の間隔を介して異なる位置に配置されている。また、図中、ＣＬはＹ方向と平行しかつ記録ヘッド３のＹ方向における中央部を通過する軸線を示しており、この軸線ＣＬより記録媒体搬送方向における上流側部分３Ｕと下流側部分３Ｄとは軸線ＣＬを中心として対称となっている。さらに、記録ヘッド３に形成されている吐出口３ａは、上流側部分３Ｕにおいて、前記軸線ＣＬからの距離が異なるように配置されている。この吐出口３ａと軸線ＣＬとの距離関係は、下流側部分においても同様である。
【００１８】
また、本実施形態の各記録ヘッド３には、記録媒体が搬送される副走査方向（Ｙ方向)に同色のインクが１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で、１２８０個の吐出口３ａが配列されている。記録ヘッド３の各液路には、インクを吐出口３ａから吐出させるための吐出エネルギーを発生させるエネルギー発生素子が配置されている。このエネルギー発生素子として、本実施形態では、インクを局所的に加熱して膜沸騰を起こさせ、その際に生じる圧力によってインクを吐出させる電気熱変換素子が用いられている。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、電気機械変換素子を用いることも可能である。なお、以下の説明においては、吐出口３ａと液路とを含めてノズルと称す。
【００１９】
キャリッジ２に搭載された記録ヘッド３には、異なる色材を含む複数種のインクを別個に収容した複数のインクタンクより供給される。本実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの色材を含有する４種類のインクを収容した４個のインクタンク（図示せず）が本体に備えられている。各インクタンクは、対応する記録ヘッド３のインク供給口にチューブ（図示せず）を介して連結されており、このチューブを介して各インクタンクから内のインクが４個の記録ヘッドそれぞれに一色ずつ供給される。なお、インクジェット記録装置に適用可能なインクセットは、記録装置本体の構成に従って任意に設定可能なものであり、特に上記の例に限定されない。
【００２０】
再び図１を参照するに、７は記録ヘッド３の各吐出口３ａからのインク吐出性能を良好な状態に保つための回復処理装置を示している。この回復処理装置７は、インクジェット記録装置本体１の所定の位置に保持固定されている。この回復処理装置７は吸引回復機構７Ａ及び７Ｂと、これを昇降させる昇降機構（図示せず）と、ワイピング回復装置９と、インク受容箱８とを備える。
【００２１】
吸引回復機構７Ａ及び７Ｂは、回復処理の一形態である吸引回復処理を行う。ここで、吸引回復処理とは、記録ヘッドに形成された複数のノズルから強制的にインクを吸引することによって、ノズル内のインクを吐出に適した状態のインクに置き換える処理をいう。具体的には、この吸引回復機構７Ａ及び７Ｂは、吐出口形成面３ｂを覆うことが可能なキャップと、そのキャップに連通するポンプ（図示せず）とを備える。吸引回復動作時には、キャップにより吐出口形成面３ｂを覆い、ポンプによってキャップ内に負圧を発生させることにより、負圧によって吐出口３ａからノズル内のインクを強制的に吸引し、外部へと排出させる。各吸引回復機構７Ａ及び７Ｂは、それぞれ２つの記録ヘッドのノズルに対して処理を行う。なお、この吸引回復処理は、多量のインクを排出させるものであるため、通常は実行頻度が少なく、後述の予備吐出とは異なるタイミングで実行される。
【００２２】
また、ワイピング回復装置９は、記録ヘッド３の走査経路における基準位置（例えば走査経路の端部（図１では右端部））に上下に移動可能に設けられている。ワイピング回復装置９は、記録ヘッドの吐出口形成面３ｂをワイピング部材（ブレード）１０で払拭するワイピング機構と、このブレード１０の稼動部とを備える。
【００２３】
図３は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の装置本体１に搭載される制御系（制御手段）の構成を示すブロック図である。図３において、１００は主制御部を示している。この主制御部１００は演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵ１０１と、このＣＰＵ１０１によって実行すべき制御プログラム等を格納するＲＯＭ１０２を備える。さらに主制御部１００は、インクの吐出／非吐出を表す２値の記録データを格納するバッファ、及びＣＰＵ１０１による処理のワークエリアおよび種々のデータを格納するエリアを有するＲＡＭ１０３と、入出力ポート１０４などを備える。
【００２４】
前記入出力ポート１０４には、搬送ユニットにおける搬送モータ（ＬＦモータ）１１３、キャリッジモータ（ＣＲモータ）１１４、記録ヘッド３、回復処理装置７などを駆動するための各駆動回路１０５，１０６，１０７，１０８が接続されている。さらに、入出力ポート１０４には、種々のセンサ類が接続されている。本実施形態では、例えば、記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度センサ（ヘッド温度検出手段）１１２やキャリッジ２に固定されたエンコーダセンサ１１１や装置本体１の使用環境である温度と湿度とを検知する温湿度センサ１０９などのセンサ類が接続されている。また、前記主制御部１００はインターフェース回路１１０を介してホストコンピュータ１１５に接続されている。
【００２５】
１１６は回復処理装置７によって記録ヘッド３から強制的にインクを排出させた場合に、そのインク吐出量をインク吐出数に換算してカウントする回復処理カウンタ（吐出数計数手段）である。また、１１７は記録開始前、記録終了時、および記録中に行われる予備吐出の吐出数をカウントする予備吐出カウンタである。１１８はふち無し記録を行う場合に記録媒体上の領域外に吐出されるインクをカウンタするふち無しインクカウンタである。また、１１９は、画像を記録する記録動作におけるインク吐出数をカウントする吐出数カウンタである。
【００２６】
次に、以上の構成を有するインクジェット記録装置によって実行される記録動作を説明する。ホストコンピュータ１１５からインターフェース回路１１０を介して記録データを受信すると、その記録データはＲＡＭ１０３のバッファに展開される。そして、記録動作が指示されると、搬送ユニット（図示せず）が作動し、記録媒体を記録ヘッド３との対向位置へと搬送する。ここで、キャリッジ２はＸ方向に配置されたガイド軸４に沿って主走査を行う。キャリッジ２の主走査に伴って、記録ヘッド３のノズルからは記録データに従ってインクが吐出され、吐出口３ａのＹ方向における配列幅に対応する画像(１バンド幅の画像)が記録される。この後、搬送ユニットにより、記録媒体はキャリッジ２と直交するＹ方向に所定距離だけ搬送される。以上の動作を繰り返すことにより、記録媒体には所定の画像が形成される。
【００２７】
なお、キャリッジ２の位置は、キャリッジ２の移動に伴ってエンコーダセンサ１１１から出力されるパルス信号を主制御部１００でカウントすることにより検出される。すなわち、エンコーダセンサ１１１は、Ｘ方向に沿って配置されたエンコーダフィルム６（図１参照）に一定の間隔で形成された検出部を検出することによってパルス信号を主制御部１００へ出力する。主制御部１００はこのパルス信号をカウントすることにより、キャリッジ２の位置を検出する。キャリッジ２の基準位置及びその他の位置への移動は、エンコーダセンサ１１１からの信号に基づいて行われる。
【００２８】
図４は、記録ヘッドからのインク吐出が所定時間休止した後、各吐出口の吐出性能を正常な吐出状態に復帰させるために必要とされる予備吐出数の例を示す図である。ここで、図４（ａ）はキャリッジの走査速度（記録ヘッドの走査速度）が１２．５インチ／秒であるときを、図４（ｂ）は２５インチ／秒であるときを、図４（ｃ）は４０インチ／秒であるときをそれぞれ示している。
【００２９】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、いずれの走査速度においても、記録ヘッド３のノズルの中で、Ｙ方向における吐出口の位置が端部に近いものほど、正常な吐出性能へと復帰させるために必要とされる予備吐出数が多いことが判る。すなわち、記録ヘッドの軸線ＣＬ（図２参照）に対する吐出口の距離が小さいノズルほど、多くのインクを予備吐出によって吐出させることが必要となる。この理由を、図５を用いて説明する。
【００３０】
図５は、走査時の記録ヘッド３と記録媒体１１との間に発生する気流を模式的に示す図である。図５（ａ）は記録ヘッド３を記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）から見た場合の気流の発生状態を、図５（ｂ）は記録ヘッド２の吐出口形成面側(記録媒体１１側)から記録ヘッド３を見た場合の気流の発生状態を、それぞれ示している。なお、図中、破線矢印の方向は気流の向きを、破線矢印の大きさは気流の速度の大きさを模式的に示している。
【００３１】
前述のように本実施形態におけるインクジェット記録装置はシリアル型であり、記録時にキャリッジ２と共に記録ヘッドがＸ方向に主走査を行う。このため、図５（ａ）に示すように記録ヘッド３と記録媒体１１の間には記録ヘッドの走査方向とは逆方向Ｘ１に気流Ａｆが生じる。この気流Ａｆの方向や速度が図５（ｂ）に示すように吐出口列の両端部と中央部とで異なる。この気流Ａｆの発生速度の違いが、吐出口近傍の雰囲気湿度に分布を生じさせ、各吐出口３ａにおける蒸発状態に差異を生じさせる。すなわち、記録ヘッド３の吐出口列の両端部の雰囲気湿度が中央部の雰囲気湿度に比べて低くなる。この現象は、キャリッジ２の走査速度が大きいほど顕著になる。その理由は、キャリッジ２の主走査速度が大きいほど前述の気流速度の差異が強調されるためであり、これによって、端部での乾燥がより進行することとなる。また、記録ヘッド３に設けられている吐出口３ａ全体の乾燥の程度も、記録ヘッド３の走査速度によって変化する。すなわち、記録ヘッド３の走査速度が速いほど、吐出口列の両端部だけでなく、中央部においても乾燥は進行する。
【００３２】
本実施形態では、上記のように記録ヘッド３と記録媒体１１との間の気流速度に依存して変化する吐出口付近の雰囲気湿度に着目し、キャリッジ２の走査速度に応じて記録中の予備吐出数を精密に制御することにより、廃インク量をさらに適切に減少させる。すなわち、本実施形態では、記録ヘッド３の吐出口付近の雰囲気条件として、記録ヘッドと記録媒体との間の気流速度を変化させるキャリッジの走査速度（記録ヘッドの走査速度）に基づき吐出口３ａの予備吐出数を制御するようになっている。
【００３３】
ここで、図６及び図７を用いて、本実施形態における予備吐出制御について説明する。図６（ａ）は本実施形態における予備吐出制御の各工程を示すフローチャート、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。また、図７は各予備吐出モードにおいて各吐出口の吐出性能を適正な状態まで回復させるために必要とされる予備吐出数を示す図であり、この予備吐出数は予め実験的に定めた値となっている。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、まず、前回の予備吐出が終了したときから現在実行しようとしている予備吐出(以下、今回の予備吐出と称す)までの経過時間を取得する（ステップ１）。この経過時間としては、タイマーで直接計時した時間を用いてもよいし、記録画像の幅に基づいて算出した時間を用いてもよい。
【００３５】
次に、現在までにキャリッジの走査速度を判定する(ステップ２)。このキャリッジの走査速度は、図３に示すＣＲモータ１０６の駆動回路１０６に入力される制御信号に基づいて計測することができる。次に、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す予備吐出モード決定テーブルに定められている予備吐出モードＡ〜Ｆの中から、計測された経過時間と予備吐出の速度との組み合わせに対応する予備吐出モードを決定する（ステップ３）。その後、決定した予備吐出モードに従って予備吐出を実行する（ステップ４）。なお、図６（ａ）に示すフローチャートはあくまで一例であり、前回の予備吐出からの経過時間の取得と、キャリッジの走査速度の判定とは前後してもよく、また、並行して行ってもよい。さらに、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す経過時間と走査速度との組み合わせ、および図７に示す予備吐出数はあくまで一例であり、この限りではない。
【００３６】
以上の予備吐出制御を具体的な画像の例を用いて説明する。以下では、一回のキャリッジの走査速度が４０インチ／秒である場合と、２５インチ／秒である場合の２種類を切換え得る構成を想定して説明するが、キャリッジの走査速度は他の速度であってもよく、また走査途中でキャリッジ速度を変化させてもよい。さらに、ここでは双方向記録を行う場合について説明するが、片方向記録を行う場合にも本実施形態における制御は適用可能である。
【００３７】
図８（ａ）は普通紙モード（キャリッジの走査速度：４０インチ／秒）における、予備吐出制御動作の一例を示す模式図である。図８（ｂ）は光沢紙モード（キャリッジの走査速度：２５インチ／秒）における、予備吐出動作制御の一例を示す模式図である。ここでは、前回の予備吐出から今回の予備吐出を行うまでの経過時間が、図８（ａ）に示す予備吐出と、図８（ｂ）に示す予備吐出とで同一（いずれも２秒）である場合について説明する。なお、記録する画像は図８に示すような罫線を記録する場合に限定されない。
【００３８】
まず、図８（ａ）を参照しつつ、キャリッジの走査速度が４０インチ／秒の場合の予備吐出動作制御について説明する。基準位置からキャリッジ（図示せず）が往方向（Ｘ１方向）へと走査して行き、記録媒体１１に罫線Ｒを記録する。その後キャリッジ２は、反転位置２０１で反転する。ここで、記録媒体１１がＹ方向に搬送された後、記録ヘッド３は復方向（Ｘ２方向）へと走査し、先の走査によって記録された罫線Ｒに続いて罫線Ｒを記録する。この復方向への走査の後、距離ｌ200インチを４０インチ／秒の走査速度で基準側まで走査し、反転位置２０２で走査方向を転じ、予備吐出位置２０３に至る。このとき、前回の予備吐出から現在までの経過時間を２秒と判定し、この計時時間とキャリッジ速度４０インチ／秒とに基づき、今回の予備吐出のモードを予備吐出モードＣと決定し、これに従って予備吐出位置２０３において予備吐出を行う。
【００３９】
一方、キャリッジの走査速度が２５インチ／秒の場合も同様に、経過時間とキャリッジの走査速度との組み合わせに基づいて、図８に示すように予備吐出位置３０３で実行すべき今回の予備吐出モードを予備吐出モードＢと決定し、予備吐出を実行する。なお、予備吐出位置を図８では基準側のみとしたが、非基準側のみとしてもよいし、基準側と非基準側の両方にしてもよい。さらに、予備吐出を実行するタイミングは各走査の反転時毎に行うことも可能であり、また、複数回の走査毎に実行してもよい。
【００４０】
以上の予備吐出制御を行うことで、予備吐出数を最適にすることができ、廃インクを削減することが可能になる。本発明者らの検討によると、前回の予備吐出からの経過時間が２秒で、キャリッジ速度が２５インチ／秒であった場合、キャリッジ速度を勘案しない従来の予備吐出制御では吐出口からの予備吐出数は各吐出口１６発ずつであった。これに対し、本実施形態による制御では同上の条件においては図７に示す予備吐出モードＢを実行することとなり、これによって全体としての予備吐出数は従来の予備吐出数に比べて約１／３に減少され、廃インク量は大幅に減少した。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態においては、記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気条件を、記録中の記録ヘッドの雰囲気温度とし、この雰囲気温度に応じて各ノズルにおける記録中の予備吐出数を個別に設定する。
【００４２】
以下、図９及び図１０を用いて、本実施形態における予備吐出制御について説明する。図９（ａ）はこの第２の実施形態における予備吐出制御のフローチャート、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。また、図１０は各予備吐出モードにおいて各吐出口の吐出性能を適正な状態まで回復させるために必要とされる予備吐出数を示す図である。
【００４３】
図９（ａ）に示すフローチャートにおいて、まず、前回予備吐出からの経過時間を取得する（ステップ１１）。この経過時間としては、タイマーで直接計時した時間を用いてもよいし、記録画像の幅に基づいて算出した時間を用いてもよい。
【００４４】
次に、記録中における記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気温度を判定する（ステップ１２）。この雰囲気温度は図３に示す温湿度センサ１０９及びヘッド温度センサ１１２によって得られる。次に、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示す予備吐出モード決定テーブルに定められている予備吐出モードＧ〜Ｌの中から、取得した経過時間と雰囲気温度との組み合わせに対応する予備吐出モードを決定する(ステップ１３)。この後、決定した予備吐出モードに従って予備吐出を実行する（ステップ１４）。なお、図９（ａ）に示すフローチャートはあくまで一例であり、前回の予備吐出からの経過時間の取得と記録中の雰囲気温度の判定は前後してもよく、また、並行して行ってもよい。さらに、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示す雰囲気温度とキャリッジ速度との組み合わせ、および図１０の発数はあくまで一例であり、この限りではない。
【００４５】
以上の方法により、画像の品質劣化が目立ちやすい記録動作中の雰囲気温度においては、記録動作中に実行される予備吐出数を増加させて画像の品質劣化を軽減する。また、画像の品質劣化が目立ちにくい記録動作中の雰囲気温度においては、無駄な予備吐出を減らして廃インクの発生を抑制する。このように、本実施形態によれば、精密な予備吐出制御を行うことにより、インク消費量の低減しつつ、記録ヘッドのノズルにおける吐出不良を解消することが可能になり、高品位な画像を低ランニングコストで形成することが可能になる。
【００４６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。この第３の実施形態では、記録動作中における記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気湿度を図３に示す温湿度センサによって測定し、これに応じて各吐出口からの記録動作中の予備吐出数を個別に設定する。
【００４７】
以下、図１１及び図１２を用いて、本実施形態における予備吐出制御について説明する。図１１（ａ）は予備吐出制御のフローチャート、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は予備吐出モード決定テーブルを示す図である。また、図１２は各予備吐出モードにおいて各吐出口の吐出性能を適正な状態まで回復させるために必要とされる予備吐出数を示す図である。図１１（ａ）に示すように、まず、前回予備吐出から現在までの経過時間を取得する（ステップ３１）。この経過時間としては、タイマーで直接計時した時間を用いてもよいし、記録画像の幅に基づいて算出した時間を用いてもよい。次に、記録動作中における記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気湿度を判定する(ステップ３２)。この雰囲気湿度は図３に示す温湿度センサ１０９により得られる。次に、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示す予備吐出モード決定テーブルに定められている予備吐出モードＭ〜Ｒの中から、上記のようにして取得した経過時間と雰囲気温度との組み合わせに対応する予備吐出モードを決定する（ステップ２３）。この後、決定した予備吐出モードに従って予備吐出を実行する（ステップ２４）。なお、図１１（ａ）に示すフローチャートはあくまで一例であり、前回予備吐出からの経過時間の取得と記録中の雰囲気温度の判定は前後してもよく、また、並行して行ってもよい。さらに、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示す雰囲気温度とキャリッジ速度との組み合わせ、および図１２の発数はあくまで一例であり、この限りではない。
【００４８】
以上の方法により、画像の品質劣化が目立ちやすい記録動作中の雰囲気湿度においては、記録動作中に実行される予備吐出数を増加させて画像の品質劣化を軽減する。また、画像の品質劣化が目立ちにくい記録動作中の雰囲気湿度においては、予備吐出数を減らして廃インクの発生をできる限り抑制する。従って本実施形態によれば、精密な予備吐出制御が可能となり、インク量の低減および記録ヘッドの吐出性能の維持を実現することができる。
【００４９】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、雰囲気条件として、キャリッジの記録速度、記録動作中の温度、記録動作中の湿度のうち、いずれか一つを選択した場合を例に採り説明した。しかしながら、前記３つの条件のうち２つの条件を組み合わせて雰囲気条件とし、これに従って予備吐出数を決定するようにしても良い。すなわち、キャリッジ速度と記録中の温度、キャリッジ速度と記録中の湿度、記録中の温度と湿度といった組み合わせを雰囲気条件としてもよい。さらに、前記３つの条件の全て、つまりキャリッジ速度と記録中温度と記録中湿度の全てを組み合わせた雰囲気条件に基づいて予備吐出数を決定するようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、紙や布、革、不織布、ＯＨＰ用紙等、さらには、金属などの記録媒体を用いる機器すべてに適用可能である。具体的な適用機器としては、インクジェット記録方法を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や、工業用生産機器などを挙げることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 記録装置本体
２ キャリッジ
３ 記録ヘッド
３ａ 吐出口
３ｂ 吐出口形成面
７ 回復処理装置
１１ 記録媒体
１００ 主制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲОＭ
１０３ ＲＡＭ
１１９ 温湿度センサ
１１２ ヘッド温度センサ
１１５ ＣＲモータ
１１７ 予備吐出カウンタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを配列した記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ前記ノズルから記録媒体へとインクを吐出させて行う記録動作と、前記記録媒体への記録と無関係に前記ノズルからインクを吐出させる予備吐出動作とを実行可能なインクジェット記録装置であって、
前記予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、前記吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御する制御手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記吐出口付近の雰囲気条件は、前記記録ヘッドの走査速度を含み、
前記制御手段は、前記記録ヘッドの走査速度が高いほど、前記予備吐出動作において前記各吐出口からのインクの吐出数を多くするように制御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。
【請求項３】
前記吐出口付近の雰囲気条件は、前記記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気温度を含み、
前記制御手段は、前記雰囲気温度が高いほど、前記各吐出口からのインクの吐出数を多くするように制御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。
【請求項４】
前記吐出口付近の雰囲気条件は、前記記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気湿度を含み、
前記制御手段は、前記記録中の湿度が低いほど、前記各吐出口からの予備吐出数を多くするように制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは、複数のノズルの吐出口が前記主走査方向との直交方向に沿って配列され、
前記制御手段は、前記主走査方向との直交しかつ前記記録ヘッドの中央部を通る軸線との距離が小さい吐出口を有するノズルほど、前記吐出口からの予備吐出数を多くするように制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
複数のノズルを配列した記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ前記ノズルから記録媒体へとインクを吐出させて行う記録動作と、前記記録媒体への記録と無関係に前記ノズルからインクを吐出させる予備吐出動作とを実行可能なインクジェット記録方法であって、
前記予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、前記吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御する制御工程を備えることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１】
複数のノズルを配列した記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ前記ノズルから記録媒体へとインクを吐出させて行う記録動作と、前記記録媒体への記録と無関係に前記ノズルからインクを吐出させる予備吐出動作とを実行可能なインクジェット記録装置であって、
前記予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、前記吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御する制御手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記吐出口付近の雰囲気条件は、前記記録ヘッドの走査速度を含み、
前記制御手段は、前記記録ヘッドの走査速度が高いほど、前記予備吐出動作において前記各吐出口からのインクの吐出数を多くするように制御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。
【請求項３】
前記吐出口付近の雰囲気条件は、前記記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気温度を含み、
前記制御手段は、前記雰囲気温度が高いほど、前記各吐出口からのインクの吐出数を多くするように制御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。
【請求項４】
前記吐出口付近の雰囲気条件は、前記記録ヘッドの吐出口付近の雰囲気湿度を含み、
前記制御手段は、前記記録中の湿度が低いほど、前記各吐出口からの予備吐出数を多くするように制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは、複数のノズルの吐出口が前記主走査方向との直交方向に沿って配列され、
前記制御手段は、前記主走査方向との直交しかつ前記記録ヘッドの中央部を通る軸線との距離が小さい吐出口を有するノズルほど、前記吐出口からの予備吐出数を多くするように制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
複数のノズルを配列した記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ前記ノズルから記録媒体へとインクを吐出させて行う記録動作と、前記記録媒体への記録と無関係に前記ノズルからインクを吐出させる予備吐出動作とを実行可能なインクジェット記録方法であって、
前記予備吐出動作における各吐出口からのインクの吐出数を、前回の予備吐出動作からの経過時間と、前記吐出口付近の雰囲気条件とに基づいて制御する制御工程を備えることを特徴とするインクジェット記録方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１６１８９７（Ｐ２０１１−１６１８９７Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０３８０（Ｐ２０１０−３０３８０）
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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