DE69232385T2 - Temperature control for thermal ink jet recording head - Google Patents
Temperature control for thermal ink jet recording headInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zum Ausführen einer Aufzeichnungsoperation durch Ausstoß einer Tinte aus einem Aufzeichnungskopf auf einen Aufzeichnungsträger und auf ein Temperatursteuerungsverfahren des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes.The present invention relates to an ink jet recording apparatus for performing a recording operation by ejecting an ink from a recording head onto a recording medium and to a temperature control method of the ink jet recording apparatus.
Aufzeichnungsgeräte, wie Drucker, Kopierer, Faksimilegerät und dergleichen, zeichnen ein aus einem Punktmuster bestehendes Bild auf einen Aufzeichnungsträger auf, wie auf ein Blatt Papier oder auf eine dünne Platte aus Plastik, auf der Grundlage einer Bildinformation.Recording devices such as printers, copiers, facsimile machines and the like record an image consisting of a dot pattern on a recording medium such as a sheet of paper or a thin plastic plate based on image information.
Die Aufzeichnungsgeräte lassen sich klassifizieren in Tintenstrahldrucker, Nadeldrucker, thermische Drucker, Laserstrahldrucker und dergleichen gemäß ihren Aufzeichnungssystemen. Von diesen Geräten veranlaßt ein Tintenstrahldrucker (Tintenstrahlaufzeichnungsgerät) einen Aufzeichnungskopf, ein Flugtintentröpfchen (Aufzeichnungsflüssigkeitströpfchen) aus einer Austrittsstelle auszustoßen und lagert das Tintentröpfchen auf einem Aufzeichnungsträger an, um die Aufzeichnungsoperation auszuführen.The recording devices can be classified into ink-jet printers, dot matrix printers, thermal printers, laser beam printers and the like according to their recording systems. Of these devices, an ink-jet printer (ink-jet recording device) causes a recording head to eject a flying ink droplet (recording liquid droplet) from an ejection port and deposits the ink droplet on a recording medium to perform the recording operation.
In letzter Zeit wird eine große Anzahl von Aufzeichnungsgeräten verwendet, und die Nachfrage richtet sich auf Erfordernisse wie die Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung, die Auflösung, die hohe Bildqualität, geringe Geräusche und dergleichen. Als ein Aufzeichnungsgerät, das diesen Erfordernissen nachkommt, ist das zuvor genannte Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bekannt. Da beim Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eine Aufzeichnungsoperation durch Ausstoß einer Tinte aus einem Aufzeichnungskopf erfolgt, wird die Stabilisierungssteuerung einer Tintenausstoßoperation und einer Tintenausstoßmenge, die erforderlich ist, den zuvor genannten Erfordernissen zu genügen, weitestgehend durch die Temperatur des Aufzeichnungskopfes beeinflußt.Recently, a large number of recording devices are used, and the demand is directed to requirements such as high speed recording, resolution, high image quality, low noise and the like. As a recording apparatus that satisfies these requirements, the aforementioned ink jet recording apparatus is known. In the ink jet recording apparatus, since a recording operation is performed by discharging an ink from a recording head, stabilization control of an ink discharging operation and an ink discharging amount required to satisfy the aforementioned requirements is largely influenced by the temperature of the recording head.
Aus diesem Grund verwendet das herkömmliche Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eine sogenannte geschlossene Schleifensteuerung, das heißt, ein Verfahren, bei dem ein teurer Temperatursensor für eine Aufzeichnungskopfeinheit vorgesehen ist, und basierend auf der festgestellten Temperatur des Aufzeichnungskopfes wird die Temperatur vom Aufzeichnungskopf innerhalb eines gewünschten Bereiches gesteuert oder eine Ausstoßwiederherstellverarbeitung wird gesteuert. Ein Heizelement für die Temperatursteuerung, ein Heizglied, das mit der Aufzeichnungskopfeinheit verbunden ist, oder ein Ausstoßheizelement wird im Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendet, welches ein fliegendes Tröpfchen unter Verwendung einer Wärmeenergie erzeugt, um die Aufzeichnung auszuführen, das heißt, ein Gerät zum Ausstoß eines Tintentröpfchens durch das Wachsen einer Blase aufgrund Filmsiedens einer Tinte. Wenn das Ausstoßheizelement verwendet wird, muß dieses mit Energie versorgt werden, um auf eine Temperatur zu kommen, die einer Nichtblasenerzeugungstemperatur entspricht.For this reason, the conventional ink jet recording apparatus uses a so-called closed loop control, that is, a method in which an expensive temperature sensor is provided for a recording head unit, and based on the detected temperature of the recording head, the temperature of the recording head is controlled within a desired range or ejection recovery processing is controlled. A heater for temperature control, a heater connected to the recording head unit, or an ejection heater is used in the ink jet recording apparatus which generates a flying droplet using thermal energy to perform recording, that is, a device for ejecting an ink droplet by growing a bubble due to film boiling of an ink. When the ejection heater is used, it must be energized to reach a temperature corresponding to a non-bubble generation temperature.
Beim Aufzeichnungsgerät zum Erzielen eines Ausstoßtintentröpfchens durch Bilden einer Blase in einer festen oder flüssigen Tinte unter Verwendung von Wärmeenergie wird insbesondere eine Temperatursteuerung mit geschlossener Schleife allgemein ausgeführt, da die Ausstoßeigenschaften bemerkenswert von der Temperatur des Aufzeichnungskopfes abhängig sind, wie allgemein bekannt. Anderenfalls ist nur ein Drucker der kostengünstigen Art verfügbar, der die Druckqualität, die Dichteungleichförmigkeit und dergleichen völlig ignoriert und in einem kompakten elektronischen Rechner verwendet wird.In the recording apparatus for obtaining a discharge ink droplet by forming a bubble in a solid or liquid ink using heat energy, in particular, closed-loop temperature control is generally carried out because the discharge characteristics are remarkably dependent on the temperature of the recording head as is well known. Otherwise, only a printer of the inexpensive type which completely ignores the print quality, density unevenness and the like and is used in a compact electronic calculator.
Mit dem Aufkommen eines tragbaren OA-Gerätes, dargestellt durch Personal Computer der Laptop-Art, ist jedoch auch ein tragbarer Drucker erforderlich, der eine hohe Qualität besitzt. Hinsichtlich des tragbaren Druckers wird aufgrund kompakter Aufbaustrukturen von einem austauschbaren Kopf des Kassettentyps, bei dem ein Kopf und ein Tintentank integriert sind, erwartet, daß sie zunehmend populärer werden. Darüber hinaus ist auch zu erwarten, daß ein austauschbarer Kopf des Kassettentyps vom Gesichtspunkt der Wartung aufgrund der Popularität von Word-Prozessoren des Heim-/Personaltyps, Personal-Computern und Faksimilegeräten populär wird.However, with the advent of a portable OA device represented by laptop type personal computers, a portable printer having high quality is also required. Regarding the portable printer, a cartridge type replaceable head in which a head and an ink tank are integrated is expected to become increasingly popular due to compact construction structures. In addition, a cartridge type replaceable head is also expected to become popular from the viewpoint of maintenance due to the popularity of home/personal type word processors, personal computers and facsimile machines.
Da in diesem Fall jedoch ein Temperatursensor, ein Heizelement und dergleichen für die Temperatursteuerung in der austauschbaren Kassette eingebaut sind, stellen sich die folgenden Nachteile.However, in this case, since a temperature sensor, a heater and the like for temperature control are built into the replaceable cassette, the following disadvantages arise.
Da austauschbare Köpfe ein entbehrlicher Nachschub ist, wird jedesmal beim Austausch des Kopfes ein Sensor angeschlossen, der unter einer Variation seiner Eigenschaften leidet, gesehen von der Seite des Druckerhauptteiles.Since replaceable heads are an indispensable supply, each time the head is replaced, a sensor is connected, which suffers from a variation in its characteristics, seen from the side of the printer main body.
Da bei einem Aufzeichnungskopf zum Erzeugen eines fliegenden Tröpfchens unter Verwendung einer Wärmeenergie zur Ausführung der Aufzeichnung ein Ausstoßheizelement in einem Halbleiterprozeß hergestellt wird, ist es unbedingt erforderlich, einen Diodensensor zum Feststellen der Temperatur des Aufzeichnungskopfes im selben Prozeß vom Gesichtspunkt einer Kostensenkung aufzubauen. Da der Diodensensor an einer Variation bei der Herstellung leidet, hat er nicht die Präzision, wie ein Temperatursensor als ausgewähltes Produkt. Somit haben die gemessenen Temperaturen durch die Diodensensoren unterschiedlicher Herstellung manchmal eine Differenz von 15ºC oder mehr.Since a recording head for generating a flying droplet using a heat energy to perform recording has an ejection heater manufactured in a semiconductor process, it is essential to construct a diode sensor for detecting the temperature of the recording head in the same process from the viewpoint of cost reduction. Since the diode sensor suffers from a variation in manufacturing, it does not have the precision as a temperature sensor as a selected product. Thus, the temperatures measured by the diode sensors different production sometimes a difference of 15ºC or more.
Aus diesem Grund muß bei einer Temperatursteuerung in geschlossener Schleife unter Verwendung eines Temperatursensors vom Aufzeichnungskopf eine Variation im Temperatursensor des Aufzeichnungskopfes justiert werden durch eine Extrajustierschritt, oder, nachdem ein Temperatursensor, der durch Messung ausgesucht wird, mit dem Hauptkörper verbunden ist, wird er korrigiert durch einen Justierschalter, womit mühselige Justieroperationen erforderlich sind.For this reason, in closed-loop temperature control using a temperature sensor of the recording head, a variation in the temperature sensor of the recording head must be adjusted by an extra adjustment step, or, after a temperature sensor selected by measurement is connected to the main body, it is corrected by an adjustment switch, thus requiring cumbersome adjustment operations.
Diese Justieroperationen erhöhen maßgeblich die Herstellkosten und verschlechtern die Handhabbarkeit. Ein Anstieg des Signalverarbeitungsumfangs aufgrund dieser Justieroperationen und einem großen Anstieg des Verarbeitungsumfangs einer MPU aufgrund der geschlossenen Schleifensteuerung selbst legt der Geräteauslegung von kompakten tragbaren Druckerhauptteilen schwere Hürden auf.These adjustment operations significantly increase manufacturing costs and degrade manageability. An increase in signal processing volume due to these adjustment operations and a large increase in the processing volume of an MPU due to the closed loop control itself poses severe hurdles to the device design of compact portable printer main parts.
Da austauschbare Köpfe entbehrlicher Nachschub sind, befestigt und löst ein Anwender wiederholt den Kopf vom Grundkörper. Aus diesem Grund sind Kontakte der Grundkörpergeräteseite immer exponiert.Since replaceable heads are a dispensable supply, a user repeatedly attaches and detaches the head from the base body. For this reason, contacts on the base body device side are always exposed.
Da das Ausgangssignal aus einem Temperatursender direkt vom austauschbaren Kopf an eine Schaltung auf einer Platine des Grundkörpers durch einen Schlitten und flexible Drahtleitungen geliefert wird, ist eine Temperaturmeßschaltung sehr anfällig gegenüber elektrostatischen Störungen. Dieser Schwachpunkt wird verstärkt, da das Gehäuse eines kompakten tragbaren Druckers keine hinreichende Abschirmwirkung entfalten kann.Since the output signal from a temperature transmitter is delivered directly from the replaceable head to a circuit on a board of the main body through a carriage and flexible wires, a temperature measuring circuit is very susceptible to electrostatic interference. This weak point is exacerbated because the housing of a compact portable printer cannot provide adequate shielding.
Bei einem herkömmlichen Temperaturfeststellverfahren müssen folglich elektrostatische Abschirmungen und Teile als eine Gegenmaßnahme gegen elektrostatische Störungen für den nur einen Temperatursensor hinzukommen, und eine kompakte Struktur, ein Absenken der Kosten und die Qualität werden beträchtlich verschlechtert.Therefore, in a conventional temperature detection method, electrostatic shields and parts must be added as a countermeasure against electrostatic noise for the only one temperature sensor, and a compact structure, a Costs are reduced and quality is significantly reduced.
Die Aufgabe der Temperaturfeststellung vom Aufzeichnungskopf dient der Steuerung der Temperatur vom Aufzeichnungskopf innerhalb eines gewünschten Bereichs und zum Ausführen einer Stabilisierungssteuerung und der Aufzeichnungstintenausstoßoperation und der Ausstoßmenge, wie zuvor beschrieben. Genauer gesagt, die Temperaturfeststellung der Aufzeichnungskopfes bedeutet die Feststellung der Tintentemperatur bezüglich des Ausstoßheizelements in einem strikten Sinne. Da es jedoch schwierig ist, die Tintentemperatur im Ausstoßheizelement direkt zu messen, wird der Temperatursensor nahe dem Heizelement (oder Düse) angebracht (die Montierposition des Temperatursensors wird später detailliert beschrieben). Da in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät die Wärmeleitgeschwindigkeit einer Heiztafel geringer ist als die Geschwindigkeit einer Änderung in der Temperatur nahe dem Ausstoßheizelement, wird eine Zeitverzögerung von der aktuellen Temperatur erzeugt, selbst wenn die Temperatur des Kopfes stetig gemessen wird. Da die zuvor beschriebene Steuerung der Rückkopplung einer Temperatur dient, die vom Temperatursensor für eine Wärmemenge durch das Heizelement festgestellt wird, stört die Zeitverzögerung die genaue Steuerung.The purpose of the temperature detection of the recording head is to control the temperature of the recording head within a desired range and to carry out stabilization control and the recording ink ejection operation and ejection amount as described above. More specifically, the temperature detection of the recording head means to detect the ink temperature with respect to the ejection heater in a strict sense. However, since it is difficult to directly measure the ink temperature in the ejection heater, the temperature sensor is mounted near the heater (or nozzle) (the mounting position of the temperature sensor will be described in detail later). In an ink jet recording apparatus, since the heat conduction speed of a heater board is lower than the speed of change in temperature near the ejection heater, a time lag from the actual temperature is generated even if the temperature of the head is continuously measured. Since the control described above serves to feed back a temperature detected by the temperature sensor for an amount of heat through the heating element, the time delay interferes with the precise control.
Bei der Temperaturfeststellung durch den Temperatursensor kann eine Temperatur fälschlicherweise festgestellt werden aufgrund eines thermischen Flusses oder einer elektrischen Störung, die in den Temperatursensor gelangt. Um dies zu verhindern, wird ein Verfahren der Durchschnittsbildung verschiedener Feststellwerte der Kopftemperatur und Bestimmen eines Durchschnittswertes als laufende Kopftemperatur angewandt.When detecting temperature by the temperature sensor, a temperature may be falsely detected due to thermal flow or electrical noise entering the temperature sensor. To prevent this, a method of averaging several detection values of head temperature and determining an average value as the current head temperature is adopted.
Wenn jedoch mehrere Feststelltemperaturen gemittelt werden, ergeben sich folgende Probleme:However, if several detection temperatures are averaged, the following problems arise:
[1] Dynamische Änderungen der Temperatur des Aufzeichnungskopfes werden gemittelt; und[1] Dynamic changes in the temperature of the recording head are averaged; and
[2] eine Zeitverzögerung wird zwischen der aktuellen Temperatur und einem Feststellwert erzeugt.[2] a time delay is created between the current temperature and a set point.
Somit stören diese Probleme eine genaue Rückkopplungssteuerung.Thus, these problems interfere with accurate feedback control.
Die vorliegende Erfindung entstand in Hinsicht auf die zuvor genannten Probleme und hat zur Aufgabe, ein Aufzeichnungsgerät zu schaffen, das die Temperatur eines Aufzeichnungskopfes feststellen kann, ohne einen Temperatursensor im Aufzeichnungskopf vorzusehen.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems and has an object to provide a recording apparatus that can detect the temperature of a recording head without providing a temperature sensor in the recording head.
Die kanadische Patentanmeldung Nr. CA-A-2025506 offenbart einen Aufzeichnungskopf zum Tintenausstoß aus einer Ausstoßstelle unter Verwendung von Wärmeenergie als Reaktion auf ein Ansteuersignal. Eine Steuereinheit steuert die Energie, die auf ein Heizmittel geliefert wird, um den Kopf auf der Grundlage der gemessenen Umgebungstemperatur aufzuheizen.Canadian Patent Application No. CA-A-2025506 discloses a recording head for ejecting ink from an ejection port using thermal energy in response to a drive signal. A controller controls the energy supplied to a heating means to heat the head based on the measured ambient temperature.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Aufzeichnungsgerät vorgesehen, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist.According to a first aspect of the present invention there is provided a recording apparatus as set out in claim 1.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein Verfahren vorgesehen, wie es im Patentanspruch 10 angegeben ist.According to a second aspect, a method is provided as specified in claim 10.
Nach Ausführen einer Aufzeichnungsoperation durch Ausstoß eines Tintentröpfchens aus einem Aufzeichnungskopf ist somit ein Umgebungstemperatursensor zum Messen der Umgebungstemperatur im Grundgerät der Geräteseite vorgesehen, und eine Änderung in der Temperatur des Kopfes aus der Vergangenheit zur gegenwärtigen Zeit wird angenommen und die aus der vorliegenden Zeit zur Zukunft werden beide vorhergesagt durch Rechenverarbeitung, so daß eine optimale Temperatursteuerung ahne Vorsehen eines Temperatursensors im aktuellen Kopf ausgeführt werden kann, der eine Korrelation mit der Temperatur aufweist. Kurz gesagt, eine Änderung der Temperatur vom Kopf wird angenommen oder vorhergesagt durch Bewerten dieses unter Verwendung einer Matrix, die im voraus innerhalb eines Bereichs einer thermischen Zeitkonstante des Kopfes und einer anwendbaren Energie errechnet wird.Thus, after performing a recording operation by ejecting an ink droplet from a recording head, an ambient temperature sensor for measuring the ambient temperature is provided in the main body of the device side, and a change in the temperature of the head from the past to the present time is assumed and the change from the present time to the Future are both predicted by computational processing so that optimum temperature control can be carried out without providing a temperature sensor in the current head which has a correlation with the temperature. In short, a change in the temperature of the head is assumed or predicted by evaluating it using a matrix calculated in advance within a range of a thermal time constant of the head and an applicable energy.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung passend angewandt oder eingesetzt wird;Fig. 1 is a perspective view showing an arrangement of an ink jet recording apparatus to which the present invention is suitably applied or employed;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine austauschbare Kartusche zeigt;Fig. 2 is a perspective view showing a replaceable cartridge;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines Aufzeichnungskopfes;Fig. 3 is a cross-sectional view of a recording head;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wiederherstellsystemeinheit zeigt;Fig. 4 is a perspective view showing a recovery system unit;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Steueranordnung zum Ausführen eines Aufzeichnungssteuerablaufs zeigt;Fig. 5 is a block diagram showing a control arrangement for executing a recording control process;
Fig. 6 ist eine Ansicht, die die Lagebeziehung zwischen einem Unterheizelement und einem Ausstoßheizelement (Hauptheizelement) vom Kopf zeigt, das in diesem Ausführungsbeispiel Verwendung findet;Fig. 6 is a view showing the positional relationship between a sub-heater and an ejection heater (main heater) of the head used in this embodiment;
Fig. 7 ist eine erläuternde Ansicht eines Teilimpuls- Breitenmodulations-Ansteuerverfahrens;Fig. 7 is an explanatory view of a sub-pulse width modulation driving method;
Fig. 8A und 8B sind eine schematische Längsquerschnittsansicht beziehungsweise eine schematische Vorderansicht, die eine Anordnung längs eines Tintenkanals eines Aufzeichnungskopfes zeigen, bei dem die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann;8A and 8B are a schematic longitudinal cross-sectional view and a schematic front view, respectively, showing an arrangement along an ink channel of a recording head to which the present invention can be applied;
Fig. 9 ist ein Graph, der eine Vorheizimpulsabhängigkeit der Ausstoßmenge zeigt;Fig. 9 is a graph showing a preheat pulse dependency of the ejection amount;
Fig. 10 ist ein Graph, der die Temperaturabhängigkeit der Ausstoßmenge zeigt;Fig. 10 is a graph showing the temperature dependence of the ejection amount;
Fig. 11 bis 13 sind Ablaufdiagramme, die zur Temperaturkorrektursteuerung gehören;Figs. 11 to 13 are flow charts related to the temperature correction control;
Fig. 14 zeigt eine Temperaturmutmaßungs-/- prädiktionstabelle;Fig. 14 shows a temperature guess/prediction table;
Fig. 15A bis 16E sind erläuternde Ansichten, die zur Temperaturmutmaßungs-/-prädiktionssteuerung gehören;Figs. 15A to 16E are explanatory views related to the temperature guessing/prediction control;
Fig. 17 ist ein Graph, der Temperaturabhängigkeit der Vakuumhaltezeit und der Befeuchtungsmenge zeigt;Fig. 17 is a graph showing temperature dependence of vacuum holding time and humidification amount;
Fig. 18 ist ein Diagramm, das ein Untertanksystem zeigt;Fig. 18 is a diagram showing a sub-tank system;
Fig. 19A und 19B sind erläuternde Ansichten, die eine andere Anordnung zur Mutmaßung der Kopftemperatur zeigen;Figs. 19A and 19B are explanatory views showing another arrangement for presuming the head temperature;
Fig. 20 ist ein Ablaufdiagramm, das eine schematische Drucksequenz darstellt;Fig. 20 is a flow chart showing a schematic printing sequence;
Fig. 21 bis 23 sind Ablaufdiagramme, die zur Temperaturprädiktionssteuerung gehören;Figs. 21 to 23 are flow charts related to the temperature prediction control;
Fig. 24 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Steueranordnung zum Ausführen eines Aufzeichnungssteuerflusses zeigt;Fig. 24 is a block diagram showing another control arrangement for executing a recording control flow;
Fig. 25 ist eine Ansicht, die einen Kopf detailliert zeigt; undFig. 25 is a view showing a head in detail; and
Fig. 26 bis 28 sind Ablaufdiagramme, die zu einer anderen Temperaturprädiktionssteuerung gehören.Fig. 26 to 28 are flow charts related to another temperature prediction control.
Nachstehend sind anhand der beiliegenden Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes IJRA zeigt, bei der die vorliegende Erfindung in passender Weise angewandt oder eingesetzt wird. In Fig. 1 ist ein Aufzeichnungskopf (IJH) 5012 mit einem Tintentank (IT) 5001 gekoppelt. Wie in Fig. 2 gezeigt, bilden der Tintentank 5001 und der Aufzeichnungskopf 5012 eine integrierte austauschbare Kartusche (IJC). Ein Schlitten (HC) 5014 wird verwendet, die Kartusche (IJC) auf einen Druckergrundkörper zu montieren und wird längs einer Führung 5003 in Unterabtastrichtung abgetastet.Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 is a perspective view showing the arrangement of an ink jet recording apparatus IJRA in which to which the present invention is suitably applied or employed. In Fig. 1, a recording head (IJH) 5012 is coupled to an ink tank (IT) 5001. As shown in Fig. 2, the ink tank 5001 and the recording head 5012 form an integrated replaceable cartridge (IJC). A carriage (HC) 5014 is used to mount the cartridge (IJC) on a printer body and is scanned along a guide 5003 in a sub-scanning direction.
Eine Druckwalze 5000 tastet einen Druckträger P in Hauptabtastrichtung ab. Ein Temperatursensor 5024 mißt die Umgebungstemperatur im Gerät. Angemerkt sei, daß der Schlitten 5014 mit einer Platine (nicht dargestellt) verbunden ist, die über mehrere elektrische Schaltungen (beispielsweise den Temperatursensor 5024) verfügt, um einen Drucker über ein flexibles Kabel (nicht dargestellt) zum Liefern eines Ansteuersignal-Impulsstromes und eines Kopftemperatur- Steuerstromes an den Aufzeichnungskopf 5012 zu steuern.A platen roller 5000 scans a printing medium P in the main scanning direction. A temperature sensor 5024 measures the ambient temperature in the apparatus. Note that the carriage 5014 is connected to a board (not shown) having a plurality of electric circuits (such as the temperature sensor 5024) to control a printer via a flexible cable (not shown) for supplying a drive signal pulse current and a head temperature control current to the recording head 5012.
Fig. 2 zeigt die austauschbare Kartusche. Die Kartusche hat einen Düsenabschnitt 5029 zum Ausstoß eines Tintentröpfchens. Das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät IJRA mit dem obigen Aufbau ist nachstehend detailliert beschrieben. Im Aufzeichnungsgerät IJRA ist der Schlitten HC in Eingriff mit einer Spiralnut 5004 einer Leitspindel 5005, die durch AntriebskraftÜbertragungsgetriebe 5011 und 5009 nach normaler oder umgekehrter Drehung eines Antriebsmotors 5013 gedreht wird. Der Schlitten HC hat einen Stift (nicht dargestellt) und wird hin- und herbewegt in Richtungen, die durch Pfeile a und b aufgezeigt sind. Eine Papierandrückplatte 5002 drückt ein Blatt Papier gegen die Platte 5000 längs einer Schlittenbewegungsrichtung. Photokoppler 5007 und 5008 dienen als ein Ausgangspositions- Feststellmittel zur Bestätigung der Anwesenheit eines Hebels 5006 des Schlittens HC in einer zugehörigen Zone und beispielsweise Umschalten der Drehrichtung vom Motor 5013. Ein Glied 5016 stützt ein Kappenglied 5022 zum Verkappen der vorderen Oberfläche des Aufzeichnungskopfes. Ein Saugmittel 5015 zieht das Innere der Kappe durch Vakuumsaugen an und führt eine Saugwiederherstellungsoperation des Aufzeichnungskopfes 5012 durch eine Innenkappenöffnung 5023 aus.Fig. 2 shows the replaceable cartridge. The cartridge has a nozzle portion 5029 for ejecting an ink droplet. The ink jet recording apparatus IJRA having the above structure will be described in detail below. In the recording apparatus IJRA, the carriage HC is engaged with a spiral groove 5004 of a lead screw 5005 which is rotated by driving force transmission gears 5011 and 5009 upon normal or reverse rotation of a driving motor 5013. The carriage HC has a pin (not shown) and is reciprocated in directions shown by arrows a and b. A paper pressing plate 5002 presses a sheet of paper against the plate 5000 along a carriage moving direction. Photocouplers 5007 and 5008 serve as a home position detecting means for confirming the presence of a lever 5006 of the carriage HC in a corresponding zone and, for example, switching the rotation direction of the motor 5013. A member 5016 supports a cap member 5022 for capping the front surface of the recording head. A suction means 5015 attracts the inside of the cap by vacuum suction and performs a Suction recovery operation of the recording head 5012 through an inner cap opening 5023.
Ein Glied 5019 ermöglicht die Vorwärts-/Rückwärtsbewegung einer Reinigungsklinge 5017. Das Glied 5019 und die Reinigungsklinge 5017 werden gestützt auf einer Grundkörperstützplatte 5018. Die Klinge dieses Ausführungsbeispiels ist nicht beschränkt auf die Reinigungsklinge 5017, man kann irgendeine bekannte Reinigungsklinge verwenden. Ein Hebel 5021 wird verwendet zum Starten einer Saugwiederherstelloperation. Der Hebel 5021 wird nach Bewegen eines Kammes 5020 bewegt, der mit dem Schlitten HC in Eingriff ist, und wird der Bewegungssteuerung auf der Grundlage einer Antriebskraft aus dem Antriebsmotor durch ein bekanntes Übertragungsmittel unterzogen (beispielsweise durch Schaltkupplungen).A link 5019 enables forward/backward movement of a cleaning blade 5017. The link 5019 and the cleaning blade 5017 are supported on a body support plate 5018. The blade of this embodiment is not limited to the cleaning blade 5017, any known cleaning blade may be used. A lever 5021 is used to start a suction recovery operation. The lever 5021 is moved after moving a comb 5020 engaged with the carriage HC, and is subjected to movement control based on a driving force from the driving motor through a known transmission means (for example, by clutches).
Diese Verkappungs-, Reinigungs- und Saugwiederherstelloperationen können ausgeführt werden an ihren entsprechenden Positionen durch Inbetriebnahme der Leitspindel 5005, wenn der Schlitten HC eine Ausgangspositionszone erreicht. Jedoch ist dieses Ausführungsbeispiel nicht hierauf beschränkt, solange gewünschte Operationen zu bekannten Zeitvorgaben ausgeführt werden.These capping, cleaning and suction recovery operations can be performed at their respective positions by operating the lead screw 5005 when the carriage HC reaches a home position zone. However, this embodiment is not limited to this, as long as desired operations are performed at known timings.
Fig. 3 zeigt in Einzelheiten den Aufzeichnungskopf 5012. Eine Heiztafel 5100, die in einem Halbleiterherstellprozeß erzeugt worden ist, befindet sich auf der Oberfläche eines Stützgliedes 5300. Ein Temperatursteuerheizelement (Temperaturerhöhungsheizelement) 5110, gebildet im selben Halbleiterherstellprozeß, zum Halten und Steuern der Temperatur des Aufzeichnungskopfes 5012 ist auf der Heiztafel 5100 vorgesehen. Eine Verdrahtungstafel 5200 befindet sich auf dem Stützglied 5300. Die Verdrahtungstafel 5200, das Temperatursteuerheizelement 5110 und das Ausstoßheizelement (Hauptheizelement) 5113 sind über Verdrahtungsleitungen (nicht dargestellt) verbunden, beispielsweise durch Drahtbonden. Das Temperatursteuerheizelement 5110 kann vorbereitet werden durch Ankleben eines Heizgliedes auf das Stützglied 5300 oder dergleichen, das sich in einem gegenüber der Heiztafel 5100 gebildeten Prozeß unterscheidet.Fig. 3 shows the recording head 5012 in detail. A heater board 5100 formed in a semiconductor manufacturing process is provided on the surface of a support member 5300. A temperature control heater (temperature raising heater) 5110 formed in the same semiconductor manufacturing process for maintaining and controlling the temperature of the recording head 5012 is provided on the heater board 5100. A wiring board 5200 is provided on the support member 5300. The wiring board 5200, the temperature control heater 5110 and the ejection heater (main heater) 5113 are connected via wiring lines (not shown) such as by wire bonding. The temperature control heater 5110 can be prepared by Adhering a heating member to the support member 5300 or the like which is formed in a process different from that of the heating board 5100.
Eine Blase 5114 wird durch Erwärmung vom Ausstoßheizelement 5113 erzeugt. Eine Tinte wird als ein Tintentröpfchen 5115 ausgestoßen. Der Kopf hat eine gemeinsame Tintenkammer 5112, durch die eine auszustoßende Tinte in den Aufzeichnungskopf fließt.A bubble 5114 is generated by heating from the ejection heater 5113. An ink is ejected as an ink droplet 5115. The head has a common ink chamber 5112 through which an ink to be ejected flows into the recording head.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, bei dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist. In Fig. 4 hat jede Tintenstrahlkartusche 8a einen Tintentankabschnitt im oberen Abschnitt und einen Aufzeichnungskopf 8b (nicht dargestellt) im unteren Abschnitt und hat auch ein Verbindungsglied zum Aufnehmen eines Signals zum Ansteuern des Aufzeichnungskopfes 8b. Ein Schlitten 9 kann vier Kartuschen ausrichten und halten (die jeweils Tinten unterschiedlicher Farben speichern, das heißt, Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb und dergleichen). Der Schlitten hat einen Verbindungshalter zum Liefern von Signalen zum Ansteuern der zugehörigen Aufzeichnungsköpfe, und der Halter ist mit jedem der Aufzeichnungsköpfe 8b verbunden.Fig. 4 is a schematic view of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applicable. In Fig. 4, each ink jet cartridge 8a has an ink tank portion in the upper portion and a recording head 8b (not shown) in the lower portion, and also has a connector for receiving a signal for driving the recording head 8b. A carriage 9 can align and hold four cartridges (each storing inks of different colors, i.e., black, cyan, magenta, yellow, and the like). The carriage has a connector holder for supplying signals for driving the associated recording heads, and the holder is connected to each of the recording heads 8b.
Das Gerät enthält ein Abtastgleis 9a, das sich in Hauptabtastrichtung des Schlittens 9 erstreckt, um den Schlitten 9 gleitend zu stützen, einen Antriebsgurt 9c zum Übertragen einer Antriebskraft zum Hin- und Herbewegen des Schlittens 9, ein Paar Transportwalzen 10c und bd, die vor und hinter der Aufzeichnungsposition vom Aufzeichnungskopf angeordnet sind, um einen Aufzeichnungsträger zu klammern und zu transportieren, und einen Aufzeichnungsträger 11, wie ein Blatt Papier, der gegen eine Auflageplatte (nicht dargestellt) gedrückt wird, um die Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 flach zu machen. Die Aufzeichnungsköpfe 8b der Tintenstrahlkartuschen 8a, die auf dem Schlitten 9 befestigt sind, erstrecken sich nach unten vom Schlitten 9 und befinden sich zwischen den Aufzeichnungsträger-Transportwalzen 10c und 10d, so daß die die Austrittsstelle bildende Oberfläche einer jeden Aufzeichnungskopfeinheit parallel dem Aufzeichnungsträger gegenübersteht, der gegen die Führungsoberfläche der Auflageplatte (nicht dargestellt) gedrückt wird. Angemerkt sei, daß der Antriebsgurt 9c von einem Hauptabtastmotor 63 angetrieben wird, und das Paar von Transportwalzen 10c und bd wird von einem Nebenabtastmotor (nicht dargestellt)-angetrieben.The apparatus includes a scanning track 9a extending in the main scanning direction of the carriage 9 to slidably support the carriage 9, a drive belt 9c for transmitting a driving force for reciprocating the carriage 9, a pair of transport rollers 10c and 10d arranged in front of and behind the recording position of the recording head for clamping and transporting a recording medium, and a recording medium 11 such as a sheet of paper pressed against a platen (not shown) to make the recording surface of the recording medium 11 flat. The recording heads 8b of the ink jet cartridges 8a mounted on the carriage 9 extend downward from the carriage 9 and are located between the recording medium transport rollers 10c and 10d so that the The exit surface of each recording head unit faces parallel to the recording medium pressed against the guide surface of the platen (not shown). Note that the drive belt 9c is driven by a main scanning motor 63, and the pair of transport rollers 10c and 10d are driven by a sub-scanning motor (not shown).
Im Tintenstrahlaufzeichnungsgerät dieses Ausführungsbeispiels ist eine Wiederherstellsystemeinheit 400 auf der Seite der Ausgangsposition der linken Seite in Fig. 1 angeordnet. Die Wiederherstellsystemeinheit 400 enthält Kappeneinheiten 300, die gemäß der Vielzahl von Tintenstrahlkartuschen 8a angeordnet sind, die jeweils einen Aufzeichnungskopf 8b haben. Die Kappeneinheiten 300 sind gleitend beweglich in Links- und Rechtsrichtung in Fig. 4 eingerichtet und lassen sich vertikal bewegen nach Bewegung des Schlittens 9. Wenn der Schlitten 9 sich an der Ausgangsposition befindet, sind die Kappeneinheiten 300 mit den zugehörigen Aufzeichnungsköpfen 8b gekoppelt, um diese zu verkappen, womit Ausstoßfehler verhindert werden, die auftreten, wenn eine Tinte in der Ausstoßstelle eines jeden Aufzeichnungskopfes 8b hochviskos wird und an der Stelle nach Verdampfen stecken bleibt.In the ink jet recording apparatus of this embodiment, a recovery system unit 400 is arranged on the home position side of the left side in Fig. 1. The recovery system unit 400 includes cap units 300 arranged in accordance with the plurality of ink jet cartridges 8a each having a recording head 8b. The cap units 300 are arranged to be slidable in the left and right directions in Fig. 4 and to be vertically moved upon movement of the carriage 9. When the carriage 9 is at the home position, the cap units 300 are coupled to the corresponding recording heads 8b to cap them, thus preventing ejection failures that occur when an ink in the ejection port of each recording head 8b becomes highly viscous and remains stuck at the port after evaporation.
Die Wiederherstellsystemeinheit enthält auch eine Pumpeneinheit 500, die mit den Kappeneinheiten 300 kommuniziert. Die Pumpeneinheit 500 wird verwendet zum Erzeugen eines Unterdrucks bei der Saugwiederherstellverarbeitung, die ausgeführt wird durch Koppeln der Kappeneinheiten 300 mit den Aufzeichnungsköpfen 8b, wenn die Aufzeichnungsköpfe 8b unter einem Ausstoßfehler leiden. Des weiteren enthält die Wiederherstellsystemeinheit 400 eine Klinge 401 und ein Wischglied, das aus einem elastischen Glied wie Gummi besteht, und einen Klingenhalter 402, der die Klinge 401 hält. Bezugszeichen 403 bedeutet einen Absorber.The recovery system unit also includes a pump unit 500 that communicates with the capping units 300. The pump unit 500 is used for generating a negative pressure in the suction recovery processing that is carried out by coupling the capping units 300 to the recording heads 8b when the recording heads 8b suffer from an ejection failure. Furthermore, the recovery system unit 400 includes a blade 401 and a wiping member made of an elastic member such as rubber, and a blade holder 402 that holds the blade 401. Reference numeral 403 denotes an absorber.
Die auf dem Schlitten 9 montierten vier Tintenkartuschen verwenden eine schwarze Tinte (wird nachstehend mit K abgekürzt), eine Cyan-Tinte (wird nachstehend mit C abgekürzt), eine Magenta-Tinte (wird nachstehend mit M abgekürzt) und eine Gelb-Tinte (wird nachstehend mit Y abgekürzt), und die Tinten überlappen sich in dieser Reihenfolge. Zwischenfarben lassen sich realisieren durch genaues Überlappen von C-, M- und Y- Tintenpunkten. Genauer gesagt, Rot läßt sich realisieren durch Überlappen von M und Y; Blau durch C und M und Grün durch C und Y. Obwohl sich Schwarz realisieren läßt durch Überlappen dreier Farben C, M und Y, da die Entwicklung von Schwarz zu dieser Zeit schlecht ist, und es schwierig ist, die drei Farben genau zur Überlappung zu bringen, wird eine chromatische Farbkante in unerwünschter Weise gebildet, und die Tintenausstoßdichte pro Einheitszeit wird zu hoch. Somit wird nur Schwarz separat ausgestoßen (es wird schwarze Tinte verwendet).The four ink cartridges mounted on the carriage 9 use a black ink (hereinafter abbreviated to K), a cyan ink (hereinafter abbreviated to C), a magenta ink (hereinafter abbreviated to M) and a yellow ink (hereinafter abbreviated to Y), and the inks overlap in this order. Intermediate colors can be realized by accurately overlapping C, M and Y ink dots. More specifically, red can be realized by overlapping M and Y; blue by C and M, and green by C and Y. Although black can be realized by overlapping three colors C, M and Y, since the development of black at this time is poor and it is difficult to make the three colors overlap accurately, a chromatic color edge is undesirably formed and the ink ejection density per unit time becomes too high. Thus, only black is ejected separately (black ink is used).
Eine Steuerungsordnung zum Ausführen der Aufzeichnungssteuerung von jeweiligen Einheiten in der zuvor beschriebenen Gerätanordnung ist nachstehend anhand Fig. 5 beschrieben. Wie in Fig. 5 gezeigt, enthält das Aufzeichnungsgerät eine CPU 60, einen Programm-ROM 61, der ein Steuerprogramm speichert, das die CPU 60 ausführt, einen EEPROM 62, der verschiedene Daten speichert, den Hauptabtastmotor 63 zum Bewegen der Aufzeichnungsköpfe und den Unterabtastmotor 64 zum Transportieren eines Aufzeichnungsblattes. Der Nebenabtastmotor 64 wird auch verwendet bei der Saugoperation durch eine Pumpe. Dieses Gerät enthält auch eine Wischmagnetspule 65, eine Papierzuführmagnetspule 66, die zur Papierzuführungssteuerung verwendet wird, einen Kühlventilator 67, eine Papierbreitenfeststell-LED 68, die eingeschaltet wird in einer Papierbreitenfeststelloperation, einen Papierbreitensensor 69, einen Papierflattersensor 70, einen Papierzuführsensor 71, einen Papierausstoßsensor 72, einen Pumpenpositionssensor 73, der die Position einer Saugpumpe feststellt, einen Schlitten-HP-Sensor 74, der die Ausgangsposition des Schlittens feststellt, einen Tür-Offen- Sensor 75, der den Öffnungs-/Schließzustand einer Tür feststellt, und einen Temperatursensor 76, der die Umgebungstemperatur des Gerätes feststellt.A control arrangement for carrying out the recording control of respective units in the apparatus arrangement described above will be described below with reference to Fig. 5. As shown in Fig. 5, the recording apparatus includes a CPU 60, a program ROM 61 storing a control program which the CPU 60 executes, an EEPROM 62 storing various data, the main scanning motor 63 for moving the recording heads, and the sub-scanning motor 64 for conveying a recording sheet. The sub-scanning motor 64 is also used in the suction operation by a pump. This device also includes a wiping solenoid 65, a paper feed solenoid 66 used for paper feed control, a cooling fan 67, a paper width detection LED 68 which is turned on in a paper width detection operation, a paper width sensor 69, a paper flutter sensor 70, a paper feed sensor 71, a paper ejection sensor 72, a pump position sensor 73 which detects the position of a suction pump, a carriage HP sensor 74 which detects the initial position of the carriage, a door open sensor 75 which detects the opening/closing state of a door, and a temperature sensor 76 which detects the ambient temperature of the device.
Des weiteren enthält das Gerät ein Gate Array 78, das eine Anliefersteuerung von Aufzeichnungsdaten für die Köpfe der vier Farben ausführt, einen Kopftreiber 79 zum Ansteuern des Kopfes, die Tintenkartuschen 8a für vier Farben, und die Aufzeichnungsköpfe 8b für vier Farben. Fig. 5 zeigt nur die Kartusche 8a und den Kopf 8b für Schwarz (Bk). Die Tintenkartusche 8a hat einen Resttintensensor 8f, der die restliche Menge an Tinte feststellt. Der Kopf 8b hat ein Hauptheizelement 8c zum Ausstoß einer Tinte, ein Unterheizelement 8d zum Ausführen einer Temperatursteuerung des Kopfes und einen ROM 854, der verschiedene Daten für den Kopf speichert.The apparatus further includes a gate array 78 which performs supply control of recording data for the heads of four colors, a head driver 79 for driving the head, the ink cartridges 8a for four colors, and the recording heads 8b for four colors. Fig. 5 shows only the cartridge 8a and the head 8b for black (Bk). The ink cartridge 8a has a remaining ink sensor 8f which detects the remaining amount of ink. The head 8b has a main heater 8c for ejecting an ink, a sub-heater 8d for performing temperature control of the head, and a ROM 854 which stores various data for the head.
Fig. 6 zeigt eine Heizelementtafel (H. B) 853 des in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Kopfes. Eine Ausstoßeinheitsanordnung 8g, in der die Temperatursteuerheizelemente (Temperatursteuerunterheizelemente) 8d und die Ausstoßheizelemente (Hauptausstoßelemente) 8c angeordnet sind, und Ansteuerelemente 8h sind auf einer einzelnen Tafel angeordnet, um die Positionsbeziehung zu haben, die in Fig. 6 gezeigt ist. Da diese Elemente auf einer einzelnen Tafel angeordnet sind, kann die Kopftemperatur effizient festgestellt und gesteuert werden. Somit kann der Kopf weiter verkleinert werden, und die Herstellverarbeitung kann weiter vereinfacht werden. Fig. 6 zeigt auch die Lagebeziehung einer Außenabschirmoberfläche 8f einer oberen Platte für das Trennen von H. B in eine Zone, die mit Tinte gefüllt ist, und in eine Zone, die nicht mit Tinte gefüllt ist.Fig. 6 shows a heater board (H. B) 853 of the head used in this embodiment. An ejection unit assembly 8g in which the temperature control heaters (temperature control sub-heaters) 8d and the ejection heaters (main ejection elements) 8c are arranged, and driving elements 8h are arranged on a single board to have the positional relationship shown in Fig. 6. Since these elements are arranged on a single board, the head temperature can be efficiently detected and controlled. Thus, the head can be further downsized and the manufacturing process can be further simplified. Fig. 6 also shows the positional relationship of an outer shield surface 8f of a top plate for separating H. B into a zone filled with ink and a zone not filled with ink.
Das erste Ausführungsbeispiel, bei dem die vorliegende Erfindung Anwendung findet, ist das zuvor beschriebene Aufzeichnungsgerät, das nun detailliert anhand der beiliegenden Zeichnung zu beschreiben ist.The first embodiment in which the present invention is applied is the one described above Recording device, which will now be described in detail using the attached drawing.
Nach Ausführen einer Aufzeichnungsoperation in diesem Ausführungsbeispiel durch Ausstoßen eines Tintentröpfchens aus einem Aufzeichnungskopf ist ein Umgebungstemperatursensor zum Messen der Umgebungstemperatur für die Grundkörperseite vorgesehen, um eine Änderung der Kopftemperatur aus der Vergangenheit zur gegenwärtigen Zeit festzustellen durch eine Rechnungsverarbeitung, so daß eine optimale Temperatursteuerung ausgeführt werden kann, ohne Vorsehen eines Kopftemperatursensors, der eine Korrelation mit der Kopftemperatur hat. Kurzgesagt, eine Änderung der Kopftemperatur wird angenommen (Mutmaßung) durch Bewerten dieser unter Verwendung einer Matrix, die im voraus innerhalb eines Bereichs der thermischen Zeitkonstante vom Kopf und der dem Kopf zugeführten Energie errechnet wird.After performing a recording operation in this embodiment by ejecting an ink droplet from a recording head, an ambient temperature sensor for measuring the ambient temperature is provided for the main body side to detect a change in the head temperature from the past to the present time by calculation processing, so that optimal temperature control can be carried out without providing a head temperature sensor having a correlation with the head temperature. In short, a change in the head temperature is assumed (presumed) by evaluating it using a matrix calculated in advance within a range of the thermal time constant of the head and the energy supplied to the head.
Die thermische Zeitkonstante oder die thermische Kapazität des Aufzeichnungskopfes ist im wesentlichen ein Verhältnis, das sich durch die Menge von Wärme bestimmt, die erforderlich ist, um die Temperatur des Kopfes um einen spezifischen Betrag zu erhöhen.The thermal time constant or thermal capacity of the recording head is essentially a ratio determined by the amount of heat required to raise the temperature of the head by a specific amount.
Basierend auf dieser angenommenen Änderung der Temperatur wird der Kopf gesteuert durch eingeteiltes Impulsbreiten- Modulationsansteuerverfahren (PWM-Ansteuerverfahren) für ein Heizelement (Unterheizelement) zum Erhöhen der Temperatur des Kopfes und für ein Ausstoßheizelement. Wenn in einem Ansteuerverfahren dieser Steuerung eine Differenz aus einem Temperatursteuer-Zielwert groß ist, wird die Temperatur auf eine Temperatur nahe dem Zielwert unter Verwendung des Unterheizelements erhöht, und die restliche Temperaturdifferenz wird gesteuert durch PWM-Ausstoßmengensteuerung, so daß die Ausstoßmenge konstant werden kann. Nach Verwendung von PWM als Mittel der Ausstoßmengensteuerung für einen Kurzansprechzeitkopf wird keine Ansprechverzögerungszeit in der Temperaturfeststellung aufgrund der Sensorposition benutzt, wie im Falle, bei dem der Temperatursensor im Kopf verwendet wird, erzeugt aufgrund der Rechnungsverarbeitung, und die Steuerung kann ausgeführt werden, die diesen Vorteil weitestgehend nutzen kann.Based on this assumed change in temperature, the head is controlled by a divided pulse width modulation (PWM) driving method for a heater (sub-heater) for increasing the temperature of the head and for an ejection heater. In a driving method of this control, when a difference from a temperature control target value is large, the temperature is increased to a temperature near the target value using the sub-heater, and the remaining temperature difference is controlled by PWM ejection amount control so that the ejection amount can become constant. After using PWM as a means of ejection amount control for a short response time head, no response delay time is required in the Temperature detection based on the sensor position is used, as in the case where the temperature sensor is used in the head, generated due to the calculation processing, and the control can be carried out which can make full use of this advantage.
Genauer gesagt, die Dichteungleichförmigkeit in einer Zeile oder in einer Seite kann beseitigt werden. PWM kann in einer Zeile somit realisiert werden ohne Anordnen eines Temperatursensors im Kopf, wie zuvor beschrieben.More specifically, the density unevenness in a row or in a page can be eliminated. PWM can thus be realized in a row without arranging a temperature sensor in the head as described previously.
Das Steuerverfahren zur Ausstoßmenge dieses Ausführungsbeispiels ist nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.The discharge amount control method of this embodiment is described below with reference to the accompanying drawing.
Fig. 7 ist eine Ansicht zur Erläuterung geteilter Impulse gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung. In Fig. 7 stellt VOP eine Ansteuerspannung dar, P1 stellt die Impulsbreite des ersten Impulses dar (wird nachstehend als Vorheizimpuls bezeichnet) einer Vielzahl geteilter Heizimpulse, P2 stellt das Zeitintervall dar und P3 stellt die Impulsbreite des zweiten Impulses dar (wird nachstehend als Hauptheizimpuls bezeichnet). T1, T2 und T3 stellen Zeiten dar zum Bestimmen von PT, P2 und P3. Die Ansteuerspannung VOP entspricht einer Art elektrischer Energie, die erforderlich ist, ein elektrothermisches Wandlerelement zu veranlassen, mit dieser Spannung beliefert zu werden, um eine Wärmeenergie in einer Tinte in einem Tintenkanal zu erzeugen, der durch die Heizelementtafel der oberen Platte gebildet ist. Der Wert der Ansteuerspannung VOP wird bestimmt durch den Bereich, den spezifischen Widerstand und die Filmstruktur des elektrothermischen Wandlerelements und der Kanalstruktur für den Aufzeichnungskopf. Beim Ansteuerverfahren der geteilten Impulsbreitenmodulation werden Impulse sequentiell angelegt, um die Breiten P1, P2 und P3 zu haben. Der Vorheizimpuls ist ein Impuls hauptsächlich zum Steuern der Tintentemperatur im Tintenkanal und spielt eine wichtige Rolle bei der Ausstoßmengensteuerung nach der vorliegenden Erfindung. Die Vorheizimpulsbreite wird eingestellt auf einen Wert, der kein Blasenbildungsphänomen in einer Tinte verursacht durch Wärmeenergie, die erzeugt wird durch das elektrothermische Wandlerelement nach Anlegen des Vorheizimpulses.Fig. 7 is a view for explaining divided pulses according to the embodiment of the present invention. In Fig. 7, VOP represents a driving voltage, P1 represents the pulse width of the first pulse (hereinafter referred to as preheating pulse) of a plurality of divided heating pulses, P2 represents the time interval, and P3 represents the pulse width of the second pulse (hereinafter referred to as main heating pulse). T1, T2, and T3 represent times for determining PT, P2, and P3. The driving voltage VOP corresponds to a kind of electric energy required to cause an electrothermal converting element to be supplied with this voltage to generate a heat energy in an ink in an ink channel formed by the heater board of the upper plate. The value of the driving voltage VOP is determined by the area, resistivity, and film structure of the electrothermal converting element and the channel structure for the recording head. In the split pulse width modulation driving method, pulses are applied sequentially to have widths P1, P2 and P3. The preheat pulse is a pulse mainly for controlling the ink temperature in the ink channel and plays an important role in Ejection amount control according to the present invention. The preheat pulse width is set to a value that does not cause a bubbling phenomenon in an ink by heat energy generated by the electrothermal converting element upon application of the preheat pulse.
Die Intervallzeit wird eingestellt, um ein vorbestimmtes Zeitintervall zu bilden, so daß der Vorheizimpuls und der Hauptheizimpuls sich nicht gegenseitig stören, und um eine einheitliche Temperaturverteilung der Tinte zu erzielen im Tintenkanal. Der Hauptheizimpuls bildet eine Blase in einer Tinte im Tintenkanal, um die Tinte aus der Ausstoßstelle auszustoßen. Die Impulsbreite P3 des Hauptheizimpulses wird bestimmt durch die Fläche, den spezifischen Widerstand und die Filmstruktur des elektrothermischen Wandlerelements und die Tintenkanalstruktur des Aufzeichnungskopfes.The interval time is set to form a predetermined time interval so that the preheat pulse and the main heat pulse do not interfere with each other and to achieve a uniform temperature distribution of the ink in the ink channel. The main heat pulse forms a bubble in an ink in the ink channel to eject the ink from the ejection port. The pulse width P3 of the main heat pulse is determined by the area, resistivity and film structure of the electrothermal conversion element and the ink channel structure of the recording head.
Die Funktion des Vorheizimpulses in einem Aufzeichnungskopf mit der beispielsweise in den Fig. 8A und 8B gezeigten Struktur ist nachstehend erläutert. Die Fig. 8A und 8B sind eine schematische Längsquerschnittsansicht beziehungsweise eine schematische Vorderansicht, die eine Anordnung längs eines Tintenkanals eines Aufzeichnungskopfes zeigen, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt werden kann. In den Fig. 8A und 8B erzeugt jedes der elektrothermischen Wandlerelemente (Ausstoßheizelement) 21 nach Anlegen der zuvor beschriebenen geteilten Impulse Wärme. Das elektrothermische Wandlerelement 21 ist gemeinsam mit einer Elektrodenverdrahtungsleitung auf der Heizelementtafel und dergleichen angeordnet zum Anlegen der geteilten Impulse an den Wandler. Die Heizelementtafel ist gebildet aus einer Siliziumschicht 29 und wird gestützt von einer Aluminiumplatte 31, die die Tafel des Aufzeichnungskopfes bildet. Eine Rille 35, die beispielsweise einen Tintenkanal 23 bildet, ist auf der oberen Platte (Austrittsöffnungsplatte) 32 gebildet. Wenn die obere Platte 32 und die Heizelementtafel (Aluminiumplatte 31) miteinander verbunden sind, sind der Tintenkanal 23 und eine gemeinsame Tintenkammer 25 zum Anliefern von Tinte für den Kanal festgelegt. Ausstoßstellen 27 (Stellen mit einem Lochbereich gemäß einem Lochdurchmesser von 20 u sind in Fig. 8B dargestellt) sind in der oberen Platte 32 gebildet und kommunizieren mit dem Tintenkanal 23.The function of the preheat pulse in a recording head having the structure shown in, for example, Figs. 8A and 8B is explained below. Figs. 8A and 8B are a schematic longitudinal cross-sectional view and a schematic front view, respectively, showing an arrangement along an ink channel of a recording head to which the present invention can be applied. In Figs. 8A and 8B, each of the electrothermal converting elements (ejection heater) 21 generates heat upon application of the above-described divided pulses. The electrothermal converting element 21 is arranged together with an electrode wiring line on the heater board and the like for applying the divided pulses to the converter. The heater board is formed of a silicon layer 29 and is supported by an aluminum plate 31 which forms the board of the recording head. A groove 35 which forms, for example, an ink channel 23 is formed on the upper plate (orifice plate) 32. When the upper plate 32 and the heater board (aluminum plate 31) are connected to each other, the ink channel 23 and a common ink chamber 25 for supplying ink to the channel are defined. Ejection ports 27 (ports with a hole area corresponding to a hole diameter of 20 u are shown in Fig. 8B) are formed in the upper plate 32 and communicate with the ink channel 23.
Wenn im in den Fig. 8A und 8B gezeigten Aufzeichnungskopf die Ansteuerspannung VOP = 18,0 V ist und die Hauptwärmeimpulsbreite P3 = 4.114 usec eingestellt ist und die Vorheizimpulsbreite P1 innerhalb eines Bereichs von 0 und 3.000 usec geändert werden kann, wird die Beziehung zwischen der Ausstoßmenge Vd [ng/dot] und der Vorheizimpulsbreite P1 [usec] wie die in Fig. 9 gezeigte gewonnen.In the recording head shown in Figs. 8A and 8B, when the drive voltage VOP = 18.0 V and the main heat pulse width P3 = 4,114 usec is set and the preheat pulse width P1 can be changed within a range of 0 and 3,000 usec, the relationship between the ejection amount Vd [ng/dot] and the preheat pulse width P1 [usec] as shown in Fig. 9 is obtained.
Fig. 9 ist ein Graph, der die Vorheizimpulsabhängigkeit von der Ausstoßmenge darstellt. In Fig. 9 stellt VO die Ausstoßmenge dar, wenn P1 = 0 usec ist. Dieser Wert wird bestimmt durch die in den Fig. 8A und 8B gezeigte Kopfstruktur. In dieser Verbindung war V0 in diesem Ausführungsbeispiel = 18,0 ng/dot bei einer Umgebungstemperatur TR = 25º G. Wie durch eine Kurve a in Fig. 9 dargestellt, wird die Ausstoßmenge Vd mit der Impulsbreite P1 des Vorheizimpulses erhöht, um linear zu sein, wenn die Impulsbreite P1 in einen Bereich von 0 und P1LMT fällt, und dessen Änderung verliert die Linearität, wenn die Impulsbreite P1 P1LMT überschreitet. Die Ausstoßmenge Vd ist gesättigt und wird maximal bei einer Impulsbreite P1MAX.Fig. 9 is a graph showing the preheat pulse dependence on the ejection amount. In Fig. 9, VO represents the ejection amount when P1 = 0 usec. This value is determined by the head structure shown in Figs. 8A and 8B. In this connection, V0 in this embodiment was = 18.0 ng/dot at an ambient temperature TR = 25º G. As shown by a curve a in Fig. 9, the ejection amount Vd is increased with the pulse width P1 of the preheat pulse to be linear when the pulse width P1 falls within a range of 0 and P1LMT, and its change loses linearity when the pulse width P1 exceeds P1LMT. The ejection amount Vd is saturated and becomes maximum at a pulse width P1MAX.
Der Bereich bis zur Impulsbreite P1LMT, bei dem auf diese Weise die Änderung der Ausstoßmenge Vd Linearität zeigt in Hinsicht auf die Änderung der Impulsbreite P1, ist effektiv als ein Bereich, bei dem eine Ausstoßmengensteuerung leicht ausführbar ist durch Ändern der Impulsbreite P1. In diesem Ausführungsbeispiel ist in diesem Zusammenhang P1LMT = 1,87 us, und die Ausstoßmenge zu dieser Zeit war VLMT = 24,0 ng/dot. Darüber hinaus war die Impulsbreite P1MAX gemäß dem Sättigungszustand der Ausstoßmenge Vd P1MAX = 2,1 us, und die Ausstoßmenge zu dieser Zeit war VMAX = 25,5 ng/dot.The range up to the pulse width P1LMT in which the change in the ejection amount Vd thus shows linearity with respect to the change in the pulse width P1 is effective as a range in which ejection amount control is easily carried out by changing the pulse width P1. In this embodiment, in this connection, P1LMT = 1.87 µs, and the ejection amount at that time was VLMT = 24.0 ng/dot. Moreover, the pulse width P1MAX according to the saturation state of the ejection amount Vd was P1MAX = 2.1 µs, and the ejection amount at that time was VMAX = 25.5 ng/dot.
Wenn die Impulsbreite größer als P1MAX ist, wird die Ausstoßmenge Vd kleiner als VMAX. Dieses Phänomen tritt aus folgendem Grund auf. Das heißt, wenn der Vorheizimpuls mit einer Impulsbreite innerhalb des zuvor genannten Bereichs angelegt wird, erfolgt die Bildung einer sehr kleinen Blas (in einem Zustand unmittelbar vor Filmsieden) auf dem elektrothermischen Wandlerelement, und der nächste Hauptheizimpuls wird angelegt, bevor diese Blase verschwindet, und die sehr kleine Blase stört die Blasenbildung durch den Hauptheizimpuls, womit die Ausstoßmenge verringert wird. Diese Zone wird nachstehend als eine Vorblasenzone bezeichnet, und es ist schwierig die Ausstoßmengensteuerung unter Verwendung des Vorheizimpulses in dieser Zone auszuführen.If the pulse width is larger than P1MAX, the discharge amount Vd becomes smaller than VMAX. This phenomenon occurs for the following reason. That is, if the preheat pulse is pulse width within the aforementioned range, a very small bubble (in a state immediately before film boiling) is formed on the electrothermal conversion element, and the next main heating pulse is applied before this bubble disappears, and the very small bubble interferes with the bubble formation by the main heating pulse, thus reducing the ejection amount. This zone is hereinafter referred to as a pre-bubble zone, and it is difficult to carry out the ejection amount control using the pre-heating pulse in this zone.
Wenn die Neigung einer geraden Linie, die die Beziehung zwischen der Ausstoßmenge und der Impulsbreite innerhalb des Bereichs von P1 (0 bis P1LMT [jxs]) darstellt, gezeigt in Fig. 9, festgelegt wird als ein Abhängigkeitskoeffizient des Vorheizimpulses, kann der Abhängigkeitskoeffizient des Vorheizimpulses folgendermaßen angegeben werden:If the inclination of a straight line representing the relationship between the ejection amount and the pulse width within the range of P1 (0 to P1LMT [jxs]) shown in Fig. 9 is set as a dependency coefficient of the preheat pulse, the dependency coefficient of the preheat pulse can be given as follows:
KP = ΔVdP / ΔP1 [ng/usec·dot]KP = ΔVdP / ΔP1 [ng/usec dot]
Dieser Koeffizient KP wird bestimmt durch die Kopfstruktur, Ansteuerbedingungen, physikalische Tinteneigenschaften und dergleichen, unabhängig von de Temperatur. Genauer gesagt, die Kurven b und c in Fig. 9 stellen andere Aufzeichnungsköpfe dar. Wie sich aus diesen Kurven ersehen läßt, haben unterschiedliche Aufzeichnungsköpfe unterschiedliche Ausstoßeigenschaften. Da auf diese Weise die unterschiedlichen Aufzeichnungsköpfe unterschiedliche obere Grenzwerte P1LMT des Vorheizimpulses P1 haben, wird die Ausstoßmengensteuerung ausgeführt durch Bestimmen des oberen Grenzwertes P1LMT für jeden Aufzeichnungskopf, wie später zu beschreiben ist. Angemerkt sei, daß KP = 3,209 ng/usec·dot in einem Aufzeichnungskopf und einer Tinte dargestellt wird durch die Kurve a von diesem Ausführungsbeispiel.This coefficient KP is determined by the head structure, driving conditions, physical ink properties and the like, regardless of the temperature. More specifically, the curves b and c in Fig. 9 represent other recording heads. As can be seen from these curves, different recording heads have different ejection properties. In this way, since the different recording heads have different upper limit values P1LMT of the preheat pulse P1, the ejection amount control is carried out by determining the upper limit value P1LMT for each recording head, as will be described later. Note that KP = 3.209 ng/usec dot in a recording head and an ink is represented by the curve a of this embodiment.
Ein anderer Faktor zum Bestimmen der Ausstoßmenge des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ist die Temperatur des Aufzeichnungskopfes (Tintentemperatur).Another factor for determining the ejection amount of the inkjet recording head is the temperature of the recording head (ink temperature).
Fig. 10 ist in Graph, der die Temperaturabhängigkeit der Ausstoßmenge zeigt. Wie durch eine Kurve a in Fig. 10 gezeigt, steigt die Ausstoßmenge Vd linear in Hinsicht auf den Anstieg der Umgebungstemperatur TR (= Kopftemperatur TH) des Aufzeichnungskopfes an. Wenn die Neigung der geraden Linie festgelegt ist als ein Temperaturabhängigkeitskoeffizient, kann der Temperaturabhängigkeitskoeffizient angegeben werden mit:Fig. 10 is a graph showing the temperature dependency of the ejection amount. As shown by a curve a in Fig. 10, the ejection amount Vd increases linearly with respect to the increase in the ambient temperature TR (= head temperature TH) of the recording head. When the inclination of the straight line is set as a temperature dependency coefficient, the temperature dependency coefficient can be given as:
KT = ΔVdT / ΔTH [ng/ºC·dot]KT = ΔVdT / ΔTH [ng/ºC dot]
Dieser Koeffizient KT wird bestimmt durch die Kopfstruktur, die physikalischen Tinteneigenschaften und dergleichen, unabhängig von Ansteuerbedingungen. Fig. 10 zeigt auch die Kurven b und c, die andere Aufzeichnungsköpfe darstellen. Angemerkt sei, daß KT = 0,3 ng/ºC·dot im Aufzeichnungskopf dieses Ausführungsbeispiels ist.This coefficient KT is determined by the head structure, the physical properties of ink and the like, regardless of driving conditions. Fig. 10 also shows curves b and c representing other recording heads. Note that KT = 0.3 ng/°C dot in the recording head of this embodiment.
Wie zuvor beschrieben, kann die Ausstoßmengensteuerung nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden unter Verwendung der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Beziehung.As described above, the ejection amount control according to the present invention can be carried out using the relationship shown in Figs. 9 and 10.
Eine Arbeitsweise, wenn eine Aufzeichnungsoperation ausgeführt wird unter Verwendung des Aufzeichnungsgerätes mit der obigen Anordnung, ist nachstehend anhand der Ablaufdiagramme beschrieben, di ein den Fig. 11 bis 13 dargestellt sind.An operation when a recording operation is carried out using the recording apparatus having the above arrangement will be described below with reference to flow charts shown in Figs. 11 to 13.
Wenn eine Stromversorgung in Schritt S100 eingeschaltet wird, erfolgt das Rücksetzen und Einstellen eines Temperaturkorrekturzeitgebers (S110). Dann wird die Temperatur von einem Temperatursensor (wird nachstehend als Bezugsthermistor bezeichnet) auf einer Hauptschaltungsplatine (wird nachstehend als PCB bezeichnet) gelesen (S120), wodurch die Umgebungstemperatur festgestellt wird. Da jedoch der Bezugsthermistor auf dem PCB präsent ist, kann er nicht häufig eine genaue Umgebungstemperatur des Kopfes unter dem Einfluß eines Wärmeerzeugungsgliedes feststellen (das heißt, einem Treiber) auf der PCB. Somit wird der Feststellwert gemäß einer verstrichenen Zeit von der Einschaltoperation von der Hauptgerätestromversorgung an korrigiert, um so eine Umgebungstemperatur zu erhalten. Genauer gesagt, eine vom Einschalten der Stromversorgung an verstrichene Zeit wird aus dem Temperaturkorrekturzeitgeber (S130) gelesen, um einen Bezug zu einer Temperaturkorrekturtabelle (Tabelle 1) zu nehmen, womit eine genaue Umgebungstemperatur erzielt wird, aus der der Einfluß des Wärmeerzeugungsgliedes eliminiert ist (S140). Tabelle 1 When a power supply is turned on in step S100, a temperature correction timer is reset and set (S110). Then, the temperature is read from a temperature sensor (hereinafter referred to as a reference thermistor) on a main circuit board (hereinafter referred to as a PCB) (S120), thereby detecting the ambient temperature. However, since the reference thermistor is present on the PCB, it cannot often detect an accurate ambient temperature of the head under the influence of a heat generating member (i.e., a driver) on the PCB. Thus, the detection value is determined according to a elapsed time from the power-on operation of the main unit power supply is corrected so as to obtain an ambient temperature. More specifically, an elapsed time from the power-on operation is read from the temperature correction timer (S130) to refer to a temperature correction table (Table 1), thereby obtaining an accurate ambient temperature from which the influence of the heat generating element is eliminated (S140). Table 1
In Schritt S150 wird eine laufende Kopfchiptemperatur (β) angenommen unter Bezug auf eine Temperaturmutmaßungstabelle (Fig. 14), und die Steuerung wartet auf die Eingabe eines Drucksignals. Die Mutmaßung der Stromkopfchiptemperatur (β) wird ausgeführt durch Hinzufügen der in Schritt S140 erzielten Umgebungstemperatur eines Wertes, der von einer Matrix von Temperaturdifferenzen zwischen der Kopftemperatur und der Umgebungstemperatur in Hinsicht auf die eingesetzte Energie (Leistungsverhältnis) für den Kopf ausgeführt wird, wodurch die Umgebungstemperatur aktualisiert wird. Da unmittelbar nach einer Einschaltoperation kein Drucksignal eingegeben wird (eingesetzte Energie = 0) und die Temperaturdifferenz zwischen der Kopftemperatur und der Umgebungstemperatur ebenfalls 0 ist, wird ein Matrixwert 0 (thermisches Gleichgewicht) hinzugefügt. Wenn kein Drucksignal eingegeben wird, kehrt der Ablauf zu Schritt 120 zurück, und die Verarbeitung wird wiederholt von einer Leseoperation der Temperatur vom Bezugsthermistor. In diesem Ausführungsbeispiel wurde der Mutmaßungszyklus der Kopfchiptemperatur auf 0,1 sec eingestellt.In step S150, a current head chip temperature (β) is assumed by referring to a temperature guess table (Fig. 14), and the controller waits for the input of a pressure signal. The guess of the current head chip temperature (β) is carried out by adding to the ambient temperature obtained in step S140 a value obtained from a matrix of temperature differences between the head temperature and the ambient temperature with respect to the input energy (power ratio) for the head, thereby updating the ambient temperature. Since no pressure signal is input immediately after a power-on operation (input energy = 0) and the temperature difference between the head temperature and the ambient temperature is also 0, a matrix value 0 (thermal equilibrium) is added. If no pressure signal is input, the flow returns to step 120, and the processing is repeated from a reading operation of the temperature from the reference thermistor. In this embodiment, the head chip temperature guessing cycle was set to 0.1 sec.
Die Temperaturmutmaßungstabelle, die in Fig. 14 gezeigt ist, ist eine Matrixtabelle, die Temperaturanstiegseigenschaften pro Zeiteinheit zeigt, die bestimmt werden durch die thermische Konstante des Kopfes und die dem Kopf zugeführte Energie. Wenn das Leistungsverhältnis groß ist, wird der Matrixwert groß, während wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Kopftemperatur und der Umgebungstemperatur groß wird, wird der Matrixwert verringert, da ein thermischer Gleichgewichtszustand leicht herstellbar ist. Der thermische Gleichgewichtszustand wird eingerichtet, wenn die zugeführte Energie gleich der Strahlungsenergie ist. In der in Fig. 14 gezeigten Tabelle bedeutet "Leistungsverhältnis = 500%", daß die zugeführte Energie gewonnen wird nach Energiezuführung an das Unterheizelement, umgesetzt in ein Leistungsverhältnis.The temperature presumption table shown in Fig. 14 is a matrix table showing temperature rise characteristics per unit time determined by the thermal constant of the head and the energy supplied to the head. When the power ratio is large, the matrix value becomes large, while when the temperature difference between the head temperature and the ambient temperature becomes large, the matrix value is reduced because a thermal equilibrium state is easily established. The thermal equilibrium state is established when the energy supplied is equal to the radiation energy. In the table shown in Fig. 14, "power ratio = 500%" means that the energy supplied is obtained after energy is supplied to the sub-heater, converted into a power ratio.
Wenn der Matrixwert pro Zeiteinheit auf der Grundlage dieser Tabelle akkumuliert wird, kann die Temperatur des Kopfes zu dieser Zeit angenommen werden.If the matrix value per unit time is accumulated based on this table, the temperature of the head at that time can be assumed.
Wenn ein Drucksignal eingegeben wird, wird eine Druckzieltemperatur (α) des Kopfchips, die eine optimale Ansteueroperation der laufenden Umgebungstemperatur ermöglicht, gewonnen unter Bezug auf eine Zieltemperaturtabelle (Ansteuertemperaturtabelle) (Tabelle 2) (S170). In Tabelle 2 unten ist der Grund, weswegen die Zieltemperatur abhängig von der Umgebungstemperatur variiert, der, daß, selbst wenn die Temperatur auf der Siliziumheizelementetafel des Kopfes gesteuert wird auf eine vorgegebene Temperatur, da die Temperatur einer in den Kopf fließenden Tinte gering ist und die thermische Zeitkonstante groß ist, die Temperatur des Systems um den Kopfchip folglich niedrig wird, wenn diese Temperatur als ein Durchschnittstemperatur betrachtet wird. Da die Umgebungstemperatur niedriger wird, muß aus diesem Grund die Zieltemperatur der Siliziumheizelementetafel des Kopfes erhöht werden.When a print signal is input, a print target temperature (α) of the head chip that enables an optimal drive operation of the current ambient temperature is obtained by referring to a target temperature table (drive temperature table) (Table 2) (S170). In Table 2 below, the reason why the target temperature varies depending on the ambient temperature is that even if the temperature on the silicon heater board of the head is controlled to a predetermined temperature, since the temperature of an ink flowing into the head is low and the thermal time constant is large, the temperature of the system around the head chip consequently becomes low when this temperature is regarded as an average temperature. For this reason, as the ambient temperature becomes lower, the target temperature of the silicon heater board of the head must be increased.
unter 12 35under 12 35
12 bis 15 3312 to 15 33
15 bis 16 3115 to 16 31
16 bis 17 2916 to 17 29
17 bis 19 2717 to 19 27
19 bis 21 2519 to 21 25
über 21 23over 21 23
In Schritt S180 wird eine Differenz γ ( = α - β) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der laufenden Kopftemperatur (β) errechnet. In Schritt S190 wird eine Einschaltzeit (t) des Unterheizelements vor der Druckoperation zum Zwecke des Absenkens der Differenz (γ) erzielt unter Bezug auf eine Unterheizelement-Steuertabelle (Tabelle 3), und das Unterheizelement wird eingeschaltet (S300). Dies ist eine Funktion des Erhöhens der Temperatur vom gesamten Kopfchip durch das Unterheizelement, wenn die angenommene Temperatur des Kopfes und der Zieltemperatur eine Differenz untereinander zu Beginn der Druckoperation haben. Somit kann die Temperatur des gesamten Kopfchips so weit wie möglich nahe an die Zieltemperatur eingestellt werden.In step S180, a difference γ (= α - β) between the printing target temperature (α) and the current head temperature (β) is calculated. In step S190, an on-time (t) of the sub-heater before the printing operation for the purpose of lowering the difference (γ) is obtained by referring to a sub-heater control table (Table 3), and the sub-heater is turned on (S300). This is a function of raising the temperature of the entire head chip by the sub-heater when the assumed temperature of the head and the target temperature have a difference between each other at the start of the printing operation. Thus, the temperature of the entire head chip can be set as close to the target temperature as possible.
unter -15 6under -15 6
- 15 bis -12 5- 15 to -12 5
- 152 bis -9 4- 152 to -9 4
- 9 bis -5 3- 9 to -5 3
- 6 bis -5 2- 6 to -5 2
- 5 bis -4 1- 5 to -4 1
- 4 bis -3 0,5- 4 to -3 0.5
- 3 bis -2 0,2- 3 to -2 0.2
über -2 0over 20
Nachdem das Unterheizelement eingeschaltet ist für die oben eingestellte Zeit, wird das Unterheizelement ausgeschaltet, und die laufende Chiptemperatur (β) wird unter Bezug auf auf die laufende Temperaturannahmetabelle (Fig. 14). Dann wird eine Differenz (γ) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der Kopfchiptemperatur (β) errechnet (S320), und ein PWM-Wert zu Beginn der Druckoperation wird aus einer PWM- Wertbestimmungstabelle (Tabelle 4) gemäß der Differenz (γ) gewonnen (S330). Es ist schwierig, die Chiptemperatur zu veranlassen, sich genau der Zieltemperatur anzunähern, selbst unter Verwendung des Unterheizelements, und des weiteren ist es sehr schwierig, die Temperaturkorrektur in einer Zeile durch das Unterheizelement auszuführen. In diesem Ausführungsbeispiel wird somit die Ausstoßmenge korrigiert durch das PWM-Verfahren gemäß der restlichen Differenz vom Zielwert. In diesem Ausführungsbeispiel wird insbesondere der zuvor genannte Wert P1 erhöht, um auch die Ausstoßmenge zu erhöhen. Tabelle 4 After the sub-heater is turned on for the above set time, the sub-heater is turned off, and the current chip temperature (β) is determined by referring to the current temperature assumption table (Fig. 14). Then, a difference (γ) between the print target temperature (α) and the head chip temperature (β) is calculated (S320), and a PWM value at the start of the print operation is obtained from a PWM value determination table (Table 4) according to the difference (γ) (S330). It is difficult to make the chip temperature approach the target temperature exactly even by using the sub-heater, and further, it is very difficult to carry out the temperature correction in one line by the sub-heater. Thus, in this embodiment, the ejection amount is corrected by the PWM method according to the remaining difference from the target value. In this embodiment, in particular, the aforementioned value P1 is increased to also increase the ejection amount. Table 4
In diesem Ausführungsbeispiel wird der PWM-Wert jedesmal optimiert, wenn ein vorbestimmter Bereich in einer Ein-Zeilen- Druckoperation gedruckt wird. In diesem Falle wird eine Zeile eingeteilt in 10 Bereiche, und ein optimaler PWM-Wert wird für jeden Bereich eingestellt. Genauer gesagt, diese Operation wird auf folgende Weise ausgeführt.In this embodiment, the PWM value is optimized each time a predetermined area is printed in a one-line printing operation. In this case, one line is divided into 10 areas, and an optimal PWM value is set for each area. More specifically, this operation is carried out in the following manner.
Eine Variable n wird zurückgesetzt (n = 0), und n wird inkrementiert (n = n + 1) (S340, S350). Angemerkt sei, daß n jeden Bereich darstellt. Die Druckoperation von einem n-ten Bereich wird ausgeführt (S360), und nach Abschluß der Druckoperation vom 10-ten Bereich kehrt der Ablauf zu Schritt S310 zurück, um die Temperatur des Bezugsthermistors zu lesen. Wenn n < 10 ist, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S380, und zu druckende Bereiche bleiben in einer Zeile (S370), um eine Änderung der Temperatur des Kopfes zu erreichen, verursacht durch die Druckoperation des unmittelbar vorhergehenden Bereiches. Genauer gesagt, eine Kopfchiptemperatur (β) nach Abschluß der Druckoperation vom n-ten Bereich (unmittelbar vor der Druckoperation eines (n+1)-ten Bereichs) wird gewonnen unter Bezug auf die laufende Temperaturannahmetabelle (Fig. 14) (S380). Eine Differenz (γ) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der Kopfchiptemperatur (β) wird errechnet, und ein PWM-Wert nach Drucken des (n + 1)-ten Bereichs wird unter Bezug auf die PWM-Wertbestimmungstabelle (Tabelle 4) gemäß der Differenz (γ) eingesetzt (S390, S400, 5410). Danach kehrt der Ablauf zu Schritt S350 zurück. Somit wird n inkrementiert (n = n + 1), und die zuvor beschriebene Steuerung wird wiederholt, bis n = 10 ist.A variable n is reset (n = 0) and n is incremented (n = n + 1) (S340, S350). Note that n represents each area. The printing operation of an n-th area is carried out (S360), and after completion of the printing operation of the 10th area, the flow returns to step S310 to read the temperature of the reference thermistor. If n < 10, the flow advances to step S380 and areas to be printed remain in one line (S370) to obtain a change in the temperature of the head caused by the printing operation of the immediately preceding area. More specifically, a head chip temperature (β) after completion of the printing operation of the n-th area (immediately before the printing operation of an (n+1)-th area) is obtained by referring to the current temperature assumption table (Fig. 14). (S380). A difference (γ) between the print target temperature (α) and the head chip temperature (β) is calculated, and a PWM value after printing the (n + 1)-th area is set according to the difference (γ) by referring to the PWM value determination table (Table 4) (S390, S400, S410). Thereafter, the flow returns to step S350. Thus, n is incremented (n = n + 1), and the above-described control is repeated until n = 10.
Unter der zuvor beschriebenen Steuerung kann die Chiptemperatur (β) allmählich der Druckzieltemperatur (α) angenähert werden. Selbst wenn eine große Temperaturdifferenz zwischen der Kopfchiptemperatur (β) und der Druckzieltemperatur (α) gegeben ist, wie bei einer früheren Periode nach dem Einschalten, kann eine aktuelle Ausstoßmenge gesteuert werden wie bei der Druckzieltemperatur, da PWM-Steuerung innerhalb einer Zeile ausgeführt wird, und eine hohe Qualität läßt sich realisieren. Der Grund, weswegen dieses Ausführungsbeispiel nicht einfach die Anzahl von Punkten (Druckverhältnis) verwendet, ist der, daß die an das Kopfchip zu liefernde Energie abhängig von unterschiedlichen PWM-Werten variiert, selbst wenn die Anzahl von Punkten gleich bleibt. Da das Konzept vom "Leistungsverhältnis" verwendet wird, kann dieselbe Tabelle verwendet werden, selbst wenn das Unterhaltselement eingeschaltet ist.Under the control described above, the chip temperature (β) can be gradually approached to the print target temperature (α). Even when there is a large temperature difference between the head chip temperature (β) and the print target temperature (α) as in an earlier period after power-on, an actual ejection amount can be controlled as the print target temperature because PWM control is carried out within one line, and high quality can be realized. The reason why this embodiment does not simply use the number of dots (print ratio) is that the power to be supplied to the head chip varies depending on different PWM values even if the number of dots remains the same. Since the concept of "power ratio" is used, the same table can be used even when the maintenance element is turned on.
Die Ausstoßmengensteuerung wird erneut beschrieben. Eine Stabilisierungssteuerung der Ausstoßoperations-/Operationsmenge des Kopfes wird erzielt unter Steuerung gemäß zwei Gesichtspunkten.The ejection amount control will be described again. Stabilization control of the ejection operation/operation amount of the head is achieved by controlling from two aspects.
1. Eine Zieltemperatur (stabile Ausstoßkopftemperatur), bei der der Ausstoß höchst stabilisiert ist, wird gewonnen, und die Steuerung erfolgt so, daß die Kopftemperatur die erzielte Temperatur erreicht. Die Zieltemperatur wird gewonnen aus einer "Zieltemperaturtabelle". Die Zieltemperatur (stabile Ausstoßkopftemperatur) hängt ab von der Umgebungstemperatur. Zu dieser Zeit wird die Kopftemperatursteuerung innerhalb eines weiten Bereichs ausgeführt unter Verwendung des Unterheizelements (mit einer großen Wärmeerzeugungsmenge). Die Kopftemperatursteuerung innerhalb eines engen Bereichs wird erzielt durch Eigentemperaturerhöhung/Eigenwärmeabstrahlung des Kopfes. Angemerkt sei, daß PWM-Steuerung, die einen Temperaturabfall erwarten läßt, ausführbar ist.1. A target temperature (stable discharge head temperature) at which the discharge is most stabilized is obtained, and control is performed so that the head temperature reaches the target temperature. The target temperature is obtained from a "target temperature table". The target temperature (stable discharge head temperature) depends on the ambient temperature. At this time, the head temperature control is carried out within a wide range is carried out using the sub-heater (with a large amount of heat generation). Head temperature control within a narrow range is achieved by self-temperature increase/self-heat radiation of the head. Note that PWM control which anticipates a temperature drop is feasible.
2. Eine Ausstoßmenge, gewonnen, wenn eine Tinte normal ausgestoßen wird bei der Zieltemperatur, wird bestimmt als eine Zielausstoßmenge, und selbst wenn die Kopftemperatur sich verschiebt von der Zieltemperatur, erfolgt die Steuerung so, daß die Ausstoßmenge gleich der Zielausstoßmenge wird. Eine Verschiebung (Differenz) zwischen der Zieltemperatur und der aktuellen Kopftemperatur wird angenommen. Zu dieser Zeit kann eine angewandte Ausstoßenergie, die die Differenz kompensieren kann, durch die PWM-Steuerung angewandt werden.2. An ejection amount obtained when an ink is normally ejected at the target temperature is determined as a target ejection amount, and even if the head temperature shifts from the target temperature, control is performed so that the ejection amount becomes equal to the target ejection amount. A shift (difference) between the target temperature and the current head temperature is assumed. At this time, an applied ejection energy that can compensate for the difference can be applied by the PWM control.
Ein Aufzeichnungssignal, das durch eine externe Schnittstelle gesandt wird, wird in einem Empfangspuffer 78a des Gate Array 78 gespeichert. Die im Empfangspuffer 78a gespeicherten Daten werden gedehnt auf ein binäres Signal (0, 1), das "Ausstoß/kein Ausstoß" aufzeigt, und das binäre Signal wird zu einem Druckpuffer 78b übertragen. Die CPU 60 kann sich auf das Aufzeichnungssignal aus dem Druckpuffer 78b erforderlichenfalls beziehen.A recording signal sent through an external interface is stored in a receiving buffer 78a of the gate array 78. The data stored in the receiving buffer 78a is expanded to a binary signal (0, 1) indicating "ejection/no-ejection" and the binary signal is transferred to a print buffer 78b. The CPU 60 can refer to the recording signal from the print buffer 78b as necessary.
Im Gate Array 78 werden zwei Zeilenverhältnispuffer 78c vorbereitet. Eine Zeile nach Aufzeichnen wird eingeteilt zu gleichen Intervallen (in beispielsweise 10 Bereiche), und das Druckverhältnis eines jeden Bereichs wird errechnet und in Verhältnisspeichern gespeichert. Der "Zeilenverhältnispuffer 78c1" speichert Druckverhältnisdaten in Einheiten von Bereichen der laufenden Druckzeile. Der "Zeilenverhältnispuffer 78c2" speichert Druckverhältnisdaten in Einheiten von Bereichen einer Zeile, die der laufenden Druckzeile benachbart ist. Die CPU 60 kann sich auf Druckverhältnisdaten in Einheiten von Bereichen der aktuellen Druckzeile und erforderlichenfalls der nächsten Zeile zu einer beliebigen Zeit beziehen.In the gate array 78, two line ratio buffers 78c are prepared. A line after recording is divided into equal intervals (into, for example, 10 areas), and the print ratio of each area is calculated and stored in ratio memories. The "line ratio buffer 78c1" stores print ratio data in units of areas of the current print line. The "line ratio buffer 78c2" stores print ratio data in units of areas of a line adjacent to the current print line. The CPU 60 can refer to print ratio data in units of areas of the current print line and, if necessary, the next line at any time.
Die CPU 60 bezieht sich auf die Zeilenverhältnispuffer 78c während der zuvor beschriebenen Temperaturprädiktionssteuerung, um die Druckverhältnisse der Bereiche zu erhalten. Eine Rechenbelastung bezüglich der CPU 60 kann folglich verringert werden.The CPU 60 refers to the line ratio buffers 78c during the temperature prediction control described above to obtain the pressure ratios of the regions. A computational load on the CPU 60 can therefore be reduced.
Die Temperaturprädiktionssteuerung ist nachstehend detailliert anhand erläuternder Ansichten beschrieben, die in den Fig. 15A bis 16E gezeigt sind. Zuerst wird eine Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Kopftemperatur errechnet, um zu überprüfen, ob die Heizoperation des Unterheizelements unmittelbar vor Drucken erforderlich ist. Da in Fig. 15B die Kopftemperatur nicht weit verschoben ist von der Zieltemperatur, wird die Heizoperation des Unterheizelements nicht ausgeführt (Fig. 15D). Die Kopftemperatur (Fig. 15B) unmittelbar vor Drucken eines Bereiches A1 wird angenommen, und die Druckoperation wird ausgeführt unter Verwendung eines PWM- Wertes (Fig. 15C) für den Bereich A1 gemäß der Differenz. Da in diesem Falle bestimmt werden kann auf der Grundlage des PWM- Wertes vom Bereich A1, daß der Bereich A1 mit einem Verhältnis von 100% gedruckt worden ist, wird die Temperatur unmittelbar vor Drucken des nächsten Bereichs A2 angenommen.The temperature prediction control is described in detail below with reference to explanatory views shown in Figs. 15A to 16E. First, a difference between the ambient temperature and the head temperature is calculated to check whether the heating operation of the sub-heater immediately before printing is required. In Fig. 15B, since the head temperature is not far shifted from the target temperature, the heating operation of the sub-heater is not carried out (Fig. 15D). The head temperature (Fig. 15B) immediately before printing of an area A1 is assumed, and the printing operation is carried out using a PWM value (Fig. 15C) for the area A1 according to the difference. In this case, since it can be determined based on the PWM value of the area A1 that the area A1 has been printed at a ratio of 100%, the temperature immediately before printing of the next area A2 is assumed.
Da das Verhältnis des Bereichs A1 hoch ist, kann angenommen werden, daß die Temperatur unmittelbar vor Drucken des Bereichs A2 hoch ist, und ein niedriger PWM-Wert wird eingestellt. Da der Bereich A2 ein niedriges Verhältnis (0%) und einen niedrigen PWM-Wert hat, kann angenommen werden, daß die Temperatur unmittelbar vor Drucken eines Bereichs A3 abgesunken ist.Since the ratio of area A1 is high, it can be assumed that the temperature immediately before printing area A2 is high, and a low PWM value is set. Since area A2 has a low ratio (0%) and a low PWM value, it can be assumed that the temperature immediately before printing area A3 has dropped.
Folglich wird ein großer PWM-Wert unmittelbar vor Drucken eines Bereichs A4 eingestellt, um die Druckoperation auszuführen. Da in Bereichen A4, A5, A6 und A7 aktuelle Druckverhältnisse hoch sind, kann angenommen werden, daß die Kopftemperatur allmählich ansteigt, und die Druckoperationen werden ausgeführt, während allmählich die PWM-Werte sinken. Da nach einem Bereich A8 die aktuellen Druckverhältnisse niedrig sind, kann angenommen werden, daß die Kopftemperatur allmählich abgesunken ist, und die Druckoperationen werden ausgeführt, während allmählich die PWM-Werte erhöht werden (da das Druckverhältnis 0 ist, wird aktuell keine Druckoperation ausgeführt). Wie zuvor beschrieben, wird die Druckoperation ausgeführt, während der PWM-Wert nach Drucken eines jeden Bereichs basierend auf der An-/Abwesenheit der Verwendung und der Leistung des Unterheizelements vor Drucken eingestellt wird, der Wert der Kopftemperatur wird angenommen unmittelbar vor Drucken eines jeden Bereichs. Da nicht erwartet wird, daß die Kopftemperatur (Fig. 15B) stark verschoben ist von der Bezugstemperatur in der Ein-Zeilen- Druckoperation, wird das Unterheizelement nicht eingeschaltet unmittelbar vor Drucken der nächsten Zeile.Consequently, a large PWM value is set immediately before printing an area A4 to perform the printing operation. Since in areas A4, A5, A6 and A7, actual printing conditions are high, it can be assumed that the head temperature is gradually increasing, and the printing operations are performed while gradually decreasing the PWM values. Since after an area A8, actual printing conditions are low, it can be assumed that the head temperature is gradually decreasing, and the printing operations are carried out while gradually increasing the PWM values (since the printing ratio is 0, no printing operation is currently carried out). As described previously, the printing operation is carried out while adjusting the PWM value after printing each area based on the presence/absence of use and the performance of the sub-heater before printing, the value of the head temperature is assumed immediately before printing each area. Since the head temperature (Fig. 15B) is not expected to be greatly shifted from the reference temperature in the one-line printing operation, the sub-heater is not turned on immediately before printing the next line.
In den Fig. 16A bis 16E wird eine Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Kopftemperatur errechnet, um zu überprüfen, ob die Heizoperation des Unterheizelements unmittelbar vor Drucken erforderlich ist. Da in diesem Falle die Kopftemperatur stark verschoben ist von der Zieltemperatur, wird bestimmt, daß die Heizoperation des Unterheizelementes erforderlich ist, und die Heizoperation des Unterheizelements wird ausgeführt (Fig. 16D). Dann wird eine Kopftemperatur nach Abschluß der Heizoperation vom Unterheizelement und unmittelbar vor Drucken eines Bereiches A1 (Fig. 16B) angenommen. Da angenommen wird, daß die Kopftemperatur die Zieltemperatur übersteigt, wird ein minimaler Wert dem PWM-Wert zugeordnet (Fig. 16C) nach Drucken des Bereichs A1. Obwohl die Heizoperation des Unterheizelements die Temperatur in einer frühen Periode der Heizoperation erhöhen kann, kann leicht angenommen werden, daß die Kopftemperatur unter die Bezugstemperatur nach Abschluß des Druckens abgesunken ist, da die Differenz zwischen der Kopftemperatur und der Zieltemperatur groß ist. Die Kopftemperatur unmittelbar nach dem Einschalten des Unterheizelements ist folglich absichtlich so eingestellt, daß die Zieltemperatur überschritten wird.In Figs. 16A to 16E, a difference between the ambient temperature and the head temperature is calculated to check whether the heating operation of the sub-heater is required immediately before printing. In this case, since the head temperature is largely shifted from the target temperature, it is determined that the heating operation of the sub-heater is required and the heating operation of the sub-heater is carried out (Fig. 16D). Then, a head temperature after completion of the heating operation of the sub-heater and immediately before printing of an area A1 (Fig. 16B) is assumed. Since the head temperature is assumed to exceed the target temperature, a minimum value is assigned to the PWM value (Fig. 16C) after printing of the area A1. Although the heating operation of the sub-heater may raise the temperature in an early period of the heating operation, it is easy to assume that the head temperature has dropped below the reference temperature after completion of printing because the difference between the head temperature and the target temperature is large. The head temperature immediately after the sub-heater is turned on is therefore intentionally set to exceed the target temperature.
Der Minimalwert wird dem PWM-Wert des Bereichs A1 zugewiesen, um die Druckoperation auszuführen. Da jedoch das Verhältnis (100%) vom Bereich A1 hoch ist, wird angenommen, daß die Temperatur unmittelbar vor Drucken eines Bereichs A2 nicht unter die Zieltemperatur gesunken ist, und ein minimaler PWM- Wert wird für den Bereich A2 eingestellt. Da in Bereichen A2 und A3 aktuelle Druckverhältnisse klein sind, wird die Kopftemperatur allmählich abgesenkt auf eine Temperatur unter die Zieltemperatur, und optimale PWM-Werte werden eingestellt, um die Druckoperationen auszuführen (da in diesem Falle die Druckverhältnisse 0 sind, werden keine aktuellen Druckoperationen ausgeführt). Danach werden die Druckoperation des Unterheizelements und die aktuellen Druckoperationen ausgeführt, während die PWM-Werte der Bereiche in derselben Weise wie in den Fig. 15A bis 15E eingestellt werden.The minimum value is assigned to the PWM value of area A1 to perform the printing operation. However, since the ratio (100%) of area A1 is high, it is assumed that the temperature immediately before printing of an area A2 has not dropped below the target temperature, and a minimum PWM value is set for the area A2. Since actual printing ratios are small in areas A2 and A3, the head temperature is gradually lowered to a temperature below the target temperature, and optimum PWM values are set to perform the printing operations (since the printing ratios are 0 in this case, no actual printing operations are performed). Thereafter, the printing operation of the sub-heater and the actual printing operations are performed while setting the PWM values of the areas in the same manner as in Figs. 15A to 15E.
Ein Unterschied zwischen den Fällen der Fig. 15A bis 15E und den Fig. 16A bis 16E besteht darin, daß die Ausstoßmenge die Ausstoßmenge (Fig. 15E) nicht übersteigt bei der Zieltemperatur in dem früheren Falle, während die Ausstoßmenge manchmal die Ausstoßmenge (Fig. 16E) überschreitet bei der Zieltemperatur im letzteren Falle. Dies liegt daran, daß kein negativer PWM-Wert für das Absenken der Ausstoßmenge in diesem Ausführungsbeispiel eingestellt wird. In der praktischen Anwendung kann ein negativer PWM-Wert bereitgestellt werden.A difference between the cases of Figs. 15A to 15E and Figs. 16A to 16E is that the discharge amount does not exceed the discharge amount (Fig. 15E) at the target temperature in the former case, while the discharge amount sometimes exceeds the discharge amount (Fig. 16E) at the target temperature in the latter case. This is because no negative PWM value is set for lowering the discharge amount in this embodiment. In practical application, a negative PWM value may be provided.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Doppelimpuls-PWM- Steuerung ausgeführt zur Steuerung der Ausstoßmenge. Jedoch kann eine Einzelimpuls-PWM oder PWM unter Verwendung dreier Impulse oder mehr verwendet werden.In this embodiment, double-pulse PWM control is performed to control the ejection amount. However, single-pulse PWM or PWM using three pulses or more may be used.
Wenn die Kopfchiptemperatur (β) höher ist als die Druckzieltemperatur (α), und die Kopftemperatur nicht abgesenkt werden kann, selbst wenn der Kopf angesteuert wird mit einem kleinen Energie-PWM-Wert, kann die Abtastgeschwindigkeit des Schlittens gesteuert werden, oder die Abtastzeit des Schlittens kann gesteuert werden.When the head chip temperature (β) is higher than the print target temperature (α), and the head temperature cannot be lowered even if the head is driven with a small power PWM value, the scanning speed of the carriage can be controlled, or the scanning time of the carriage can be controlled.
Die Anzahl eingeteilter Bereiche (10 Bereiche) in einer Zeile und Konstanten, wie der Temperaturprädiktionszyklus (0,1 sec) und dergleichen, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind lediglich Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.The number of divided areas (10 areas) in one line and constants such as the temperature prediction cycle (0.1 sec) and the like used in this embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to them.
Ein anderes Ausführungsbeispiel zum weiteren Stabilisieren der Ausstoßmenge ist nachstehend anhand Fig. 21 beschrieben. Im ersten Ausführungsbeispiel wird bei jedem Drucken eines bestimmten Bereichs in einer Ein-Zeilen-Druckoperation ein PWM- Wert optimiert. Selbst wenn aus diesem Grund eine große Änderung des Druckverhältnisses in einer Zeile auftritt, tritt die Dichteungleichförmigkeit nicht oft in einer Zeile auf. Da jedoch die PWM-Werte während des Druckens optimiert werden, ist die Belastung bezüglich der CPU in unerwünschter Weise erhöht. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird somit die Steuerung zum Ausführen einer Ein-Zeilen-Druckoperation unter Verwendung eines PWM-Wertes zu Beginn der Druckoperation gemacht, um die Belastung der CPU zu verringern.Another embodiment for further stabilizing the ejection amount will be described below with reference to Fig. 21. In the first embodiment, a PWM value is optimized every time a certain area is printed in a one-line printing operation. For this reason, even if a large change in the printing ratio occurs in one line, the density unevenness does not occur often in one line. However, since the PWM values are optimized during printing, the load on the CPU is undesirably increased. In the second embodiment, therefore, the control for carrying out a one-line printing operation is made using a PWM value at the start of the printing operation in order to reduce the load on the CPU.
Da dieselbe Steuerung wie im ersten Ausführungsbeispiel bis zu Schritt S190Since the same control as in the first embodiment up to step S190
S190 (Fig. 11) ausgeführt wird, ist eine Beschreibung dieser hier fortgelassen.S190 (Fig. 11), a description of this is omitted here.
In Schritt S190 wird eine Einschaltzeit (t) des Unterheizelements vor Drucken zum Zwecke des Absenkens der Differenz (γ) gewonnen unter Bezug auf eine Unterheizelement- Steuertabelle (Tabelle 3). Danach wird das Unterheizelement eingeschaltet, wie in Fig. 21 gezeigt (S200). Nachdem das Unterheizelement für die Einstellzeit eingeschaltet ist, wird das Unterheizelement ausgeschaltet, eine aktuelle Chiptemperatur (β) (Chiptemperatur unmittelbar vor Drucken) wird angenommen unter Bezug auf eine laufende Temperaturannahmetabelle (Fig. 14) (S210).In step S190, an on-time (t) of the sub-heater before printing for the purpose of decreasing the difference (γ) is obtained by referring to a sub-heater control table (Table 3). Thereafter, the sub-heater is turned on as shown in Fig. 21 (S200). After the sub-heater is turned on for the set time, the sub-heater is turned off, a current chip temperature (β) (chip temperature immediately before printing) is assumed by referring to a current temperature assumption table (Fig. 14) (S210).
Eine Differenz (β) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der laufenden Kopfchiptemperatur (β) wird errechnet, und ein PWM- Wert wird gewonnen unter Bezug auf eine PWM- Wertbestimmungstabelle (Tabelle 4) (S220, S230). Eine Ein- Zeilen-Druckoperation wird gemäß dem gewonnenen PWM-Wert ausgeführt (S240), und nach der Druckoperation kehrt der Ablauf zu Schritt S120 zurück, um die Temperatur eines Bezugsthermistors zu lesen.A difference (β) between the print target temperature (α) and the current head chip temperature (β) is calculated, and a PWM value is obtained by referring to a PWM Value determination table (Table 4) (S220, S230). A one-line printing operation is carried out according to the obtained PWM value (S240), and after the printing operation, the flow returns to step S120 to read the temperature of a reference thermistor.
Unter der zuvor beschriebenen Steuerung erreicht die Kopfchiptemperatur (β) allmählich die Druckzieltemperatur (α). Selbst wenn eine große Temperaturdifferenz zwischen der Kopfchiptemperatur (β) und der Druckzieltemperatur (α) besteht, wie in einer frühen Periode nach dem Stromeinschalten, kann eine aktuelle Ausstoßmenge gesteuert werden durch Annähern derjenigen bei der Druckzieltemperatur, da die PWM-Steuerung in Einheiten von Zeilen ausgeführt wird, und eine hohe Qualität kann realisiert werden.Under the control described above, the head chip temperature (β) gradually reaches the print target temperature (α). Even when there is a large temperature difference between the head chip temperature (β) and the print target temperature (α), as in an early period after power-on, an actual ejection amount can be controlled by approaching that at the print target temperature because the PWM control is carried out in units of lines, and high quality can be realized.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Doppelimpuls-PWM- Steuerung verwendet, um die Ausstoßmenge zu steuern. Jedoch kann eine Einzelimpuls-PWM oder PWM unter Verwendung dreier Impulse oder mehr Anwendung finden. Wenn die Kopfchiptemperatur (β) höher als die Druckzieltemperatur (α) ist, kann die Kopfchiptemperatur nicht abgesenkt werden, selbst wenn der Kopf mit einem kleinen PWM-Energiewert angesteuert wird, die Abtastgeschwindigkeit des Schlittens kann gesteuert werden oder die Abtaststartzeit des Schlittens kann gesteuert werden.In this embodiment, double-pulse PWM control is used to control the ejection amount. However, single-pulse PWM or PWM using three pulses or more may be applied. When the head chip temperature (β) is higher than the print target temperature (α), the head chip temperature cannot be lowered even if the head is driven with a small PWM power value, the scanning speed of the carriage may be controlled, or the scanning start time of the carriage may be controlled.
Nachstehend erläutert ist ein Verfahren des Annehmens der laufenden Temperatur bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät auf der Grundlage des Druckverhältnisses (wird nachstehend als Druckverhältnis bezeichnet) und Steuern einer Wiederherstellsequenz zum Stabilisieren des Ausstoßes. Wird die zuvor beschriebene PWM-Steuerung nicht ausgeführt, so ergibt sich das Druckverhältnis gleich einem Leistungsverhältnis.Explained below is a method of assuming the current temperature in an ink jet recording apparatus based on the pressure ratio (hereinafter referred to as pressure ratio) and controlling a recovery sequence to stabilize the ejection. When the PWM control described above is not carried out, the pressure ratio becomes equal to a duty ratio.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die laufende Kopftemperatur angenommen aus dem Druckverhältnis, wie im ersten Ausführungsbeispiel, und eine Saugbedingung eines Saugmittels wird geändert gemäß der angenommenen Temperatur des Kopfes. Die Steuerung des Saugzustands erfolgt auf der Grundlage des Saugdruckes (Kolbenanfangsposition) und der Saugmenge (eine Änderung im Volumen oder einer Vakuumhaltezeit). Fig. 17 zeigt Kopftemperaturabhängigkeit von der Vakuumhaltezeit und der Saugmenge. Obwohl die Saugmenge gesteuert werden kann durch die Vakuumhaltezeit während einer vorgegebenen Zeitdauer, hängt die Saugmenge nicht von der Vakuumhaltezeit außerhalb der gegebenen Zeitdauer ab. Da die Saugmenge beeinflußt wird durch die Kopftemperatur, die aus dem Druckverhältnis angenommen wurde, wird die Vakuumhaltezeit gemäß der angenommenen Kopftemperatur geändert. Selbst wenn auf diese Weise die Kopftemperatur sich ändert, kann die Ausstoßmenge auf einem konstanten Wert beibehalten werden (einer optimalen Menge), womit der Ausstoß stabilisiert ist.In this embodiment, the current head temperature is assumed from the pressure ratio as in the first embodiment, and a suction condition of a suction means is changed according to the assumed temperature of the head. Control of the suction state is performed based on the suction pressure (piston initial position) and the suction amount (a change in volume or a vacuum holding time). Fig. 17 shows head temperature dependence on the vacuum holding time and the suction amount. Although the suction amount can be controlled by the vacuum holding time during a given period, the suction amount does not depend on the vacuum holding time outside the given period. Since the suction amount is affected by the head temperature assumed from the pressure ratio, the vacuum holding time is changed according to the assumed head temperature. In this way, even if the head temperature changes, the discharge amount can be maintained at a constant value (an optimum amount), thus stabilizing the discharge.
Kommt eine Vielzahl von Köpfen zur Anwendung, wird die Wärmeabstrahlungskorrektur gemäß der Anordnung der Köpfe durchgeführt, um so genauer die Kopftemperatur anzunehmen. Am Endabschnitt eines Schlittens tritt eine Wärmestrahlung leicht auf, verglichen mit der Mittenposition, und die Temperaturverteilung variiert. Aus diesem Grund wird der Ausstoß weitestgehend von der Temperatur beeinflußt und variiert. Die Korrektur erfolgt während der Annahme der Wärmestrahlung bei dem, Abschnitt = 100%, und bei der Mittenposition = 95%. Mit dieser Korrektur kann eine thermische Variation vermieden werden, und ein stabiler Ausstoß läßt sich erzielen. Des weiteren kann die Saugbedingung geändert werden in Einheiten von Köpfen gemäß den Merkmalen oder Zuständen der Köpfe.When a plurality of heads are used, heat radiation correction is performed according to the arrangement of the heads to more accurately estimate the head temperature. At the end portion of a carriage, heat radiation occurs easily compared with the center position, and the temperature distribution varies. For this reason, the discharge is largely influenced by the temperature and varies. The correction is performed while assuming heat radiation at the end portion = 100% and the center position = 95%. With this correction, thermal variation can be avoided and stable discharge can be achieved. Furthermore, the suction condition can be changed in units of heads according to the characteristics or conditions of the heads.
In diesem Ausführungsbeispiel wird des weiteren ein Absinken der Kopftemperatur nach einer Saugoperation angenommen. Wenn die Umgebungstemperatur und die Kopftemperatur Unterschiede zueinander haben, wird eine Tinte bei einer hohen Temperatur durch Saugen entladen, und eine neue Tinte niedriger Temperatur wird aus dem Tintentank nachgeliefert. Der Kopf hoher Temperatur wird von der angelieferten Tinte abgekühlt. Tabelle 5 unten zeigt Unterschiede zwischen der Umgebungstemperatur und der angenommenen Kopftemperatur, und Temperaturabfall-Korrekturwerte nach Saugen. Wenn die Kopftemperatur aus dem Druckverhältnis angenommen wird, kann ein Temperaturabfall nach Saugen korrigiert werden auf der Grundlage einer Differenz von der Umgebungstemperatur und einer Kopftemperatur nach Saugen, die gleichzeitig vorhergesagt werden kann.In this embodiment, a drop in the head temperature after a suction operation is further assumed. When the ambient temperature and the head temperature are different from each other, an ink at a high temperature is discharged by suction, and a new ink at a low temperature is supplied from the ink tank. The head at a high temperature is cooled by the supplied ink. Table 5 below shows differences between the ambient temperature and the head temperature. assumed head temperature, and post-suction temperature drop correction values. If the head temperature is assumed from the pressure ratio, a post-suction temperature drop can be corrected based on a difference between the ambient temperature and a post-suction head temperature that can be predicted simultaneously.
0 bis 10 -1,20 to 10 -1.2
10 bis 20 -3,610 to 20 -3.6
20 bis 30 -6,020 to 30 -6.0
Im Falle eines austauschbaren Kopfes muß die Temperatur des Tintentanks angenommen werden. Da der Tintentank mit dem Kopf in Kontakt steht, beeinflußt eine Temperaturerhöhung, bedingt durch den Ausstoß, den Tintentank. Eine Tintentanktemperatur wird somit aus einem Durchschnittswert der Temperaturen für wenigstens 10 Minuten angenommen. Auf diese Weise kann die Tintentanktemperatur zurückgekoppelt werden bei einem Temperaturabfall nach einer Saugoperation.In the case of a replaceable head, the temperature of the ink tank must be assumed. Since the ink tank is in contact with the head, a temperature increase caused by ejection affects the ink tank. An ink tank temperature is therefore assumed from an average value of the temperatures for at least 10 minutes. In this way, the ink tank temperature can be fed back in the event of a temperature drop after a suction operation.
Da im Falle eines Permanentkopfes der Kopf und der Tintentank voneinander getrennt sind, ist die Temperatur angelieferter Tinte gleich der Umgebungstemperatur, und die Temperatur des Tintentanks braucht nicht vorhergesagt zu werden.In the case of a permanent head, since the head and the ink tank are separated, the temperature of the supplied ink is equal to the ambient temperature and the temperature of the ink tank does not need to be predicted.
Da in einem Tintentanksystem, das in Fig. 18 dargestellt ist, die Saugmenge des weiteren erhöht wird, wenn eine Saugoperation in einem Hochtemperaturzustand einer Tinte ausgeführt wird, kann ein Tintenpegelhochzieheffekt nicht erwartet werden, und dies kann einen Tintenlieferfehler verursachen. Wenn die Kopftemperatur, die aus dem Druckverhältnis als hoch vorhergesagt ist, wird somit die Anzahl der Saugoperationen erhöht, um eine hinreichende Tintenpegelhochziehwirkung zu erreichen. Die Tabelle 6 unten zeigt die Beziehung zwischen der Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und angenommenen Kopftemperatur, und die Anzahl der Saugoperation. In dem Maß, wie die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der angenommenen Kopftemperatur größer wird, erhöht sich die Anzahl von Saugoperationen. Somit kann der Tintenpegelhochzieheffekt daran gehindert werden, sich zu verschlechtern. In Fig. 18 ist ein Haupttank 41 in einem Gerätegrundkörper untergebracht. Ein Untertank 43 ist beispielsweise auf einem Schlitten befestigt. Ein Kopfchip 45 ist von einer Kappe 47 bedeckt. Eine Pumpe 49 liefert die Saugkraft für die Kappe 47.Since in an ink tank system shown in Fig. 18, the suction amount is further increased when a suction operation is carried out in a high temperature state of an ink, an ink level pull-up effect cannot be expected, and this may cause an ink supply failure. Thus, when the head temperature predicted to be high from the pressure ratio, the number of suction operations is increased to achieve a sufficient ink level pulling up effect. Table 6 below shows the relationship between the difference between the ambient temperature and the assumed head temperature, and the number of suction operations. As the difference between the ambient temperature and the assumed head temperature becomes larger, the number of suction operations is increased. Thus, the ink level pulling up effect can be prevented from deteriorating. In Fig. 18, a main tank 41 is housed in a device main body. A sub-tank 43 is mounted on a carriage, for example. A head chip 45 is covered by a cap 47. A pump 49 provides suction power to the cap 47.
Differenz zwischen Umgebungtempetatur und angenommener Kopftemperatur (ºC) ΔT beim Saugen (ºC)Difference between ambient temperature and assumed head temperature (ºC) ΔT during suction (ºC)
0 bis 10 80 to 10 8
10 bis 20 1010 to 20 10
20 bis 30 1220 to 30 12
Wie im dritten Ausführungsbeispiel wird die laufende Kopftemperatur aus dem Druckverhältnis angenommen. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Vorausstoßbedingung gemäß der angenommenen Kopftemperatur geändert.As in the third embodiment, the current head temperature is assumed from the pressure ratio. In this embodiment, a pre-discharge condition is changed according to the assumed head temperature.
Wenn die Kopftemperatur hoch ist, wird die Ausstoßmenge erhöht, und ein verschwenderischer Vorausstoß kann ausgeführt werden. In diesem Falle kann die Steuerung so erfolgen, daß die Vorausstoßimpulsbreite verringert wird. Tabelle 7 unten zeigt die Beziehung zwischen der angenommenen Kopftemperatur und der Impulsbreite. Da die Ausstoßmenge sich erhöht, wenn die Temperatur ansteigt, wird die Ausstoßmenge durch Absenken der Impulsbreite gesteuert.When the head temperature is high, the ejection amount is increased and wasteful pre-ejection may be carried out. In this case, control may be made to reduce the pre-ejection pulse width. Table 7 below shows the relationship between the assumed head temperature and the pulse width. Since the ejection amount increases when the temperature increases, the output quantity is controlled by decreasing the pulse width.
0 bis 10 7,00 to 10 7.0
10 bis 20 6,510 to 20 6.5
20 bis 30 6,020 to 30 6.0
über 50 5,5over 50 5.5
Da eine Temperaturvariation unter Düsen vergrößert wird, wenn die Temperatur ansteigt, muß die Verteilung der Anzahl von Vorausstößen optimiert werden. Tabelle 8 unten zeigt die Beziehung zwischen der angenommenen Kopftemperatur und der Anzahl von Impulsen beim Vorausstoß. Selbst bei normaler Temperatur wird die Anzahl von Vorausstößen aus Düsen am Endabschnitt so eingestellt, daß sie sich von derjenigen jener beim Mittenabschnitt unterscheidet, womit der Einfluß aufgrund der Temperaturvariation unterdrückt wird. Wenn die Kopftemperatur ansteigt, wegen einer Temperaturdifferenz zwischen dem Endabschnitt und dem Zentralabschnitt, der größer wird, wird auch die Differenz der Anzahl von Vorausstößen erhöht. Somit kann eine Variation in der Temperaturverteilung unter den Düsen unterdrückt werden und kann effizient (wenigstens minimal vor Ausstoß ausgeführt werden, womit ein stabiler Ausstoß möglich wird. Tabelle 8 Since a temperature variation among nozzles is increased as the temperature rises, the distribution of the number of pre-firings must be optimized. Table 8 below shows the relationship between the assumed head temperature and the number of pulses in pre-firing. Even at normal temperature, the number of pre-firings from nozzles at the end portion is set to be different from that at the center portion, thus suppressing the influence due to the temperature variation. When the head temperature rises, because a temperature difference between the end portion and the center portion becomes larger, the difference in the number of pre-firings is also increased. Thus, a variation in the temperature distribution among nozzles can be suppressed and can be carried out efficiently (at least minimally) before ejection, thus enabling stable ejection. Table 8
Wenn eine Vielzahl von Köpfen zur Anwendung kommt, können unterschiedliche Vorausstoß-Temperaturtabellen in Einheiten von Tintenfarben angewandt werden. Tabelle 9 unten zeigt ein Beispiel einer Temperaturtabelle. Wenn die Kopftemperatur hoch ist, neigt Bk (schwarz) mit einer größeren Anzahl an Farbtönen als Y (gelb), M (Magenta) und C (Cyan) zur Erhöhung der Viskosität. Aus diesem Grund muß die Anzahl von Vorausstößen für Bk auf einen größeren Wert eingestellt werden als bei Y, M und C. Da darüber hinaus die Ausstoßmenge erhöht wird, wenn die Temperatur ansteigt, wird die Anzahl von Vorausstößen unterdrückt. Tabelle 9 When a plurality of heads are used, different pre-jet temperature tables in units of ink colors may be used. Table 9 below shows an example of a temperature table. When the head temperature is high, Bk (black) having a larger number of hues than Y (yellow), M (magenta) and C (cyan) tends to increase in viscosity. For this reason, the number of pre-jets for Bk must be set to a larger value than Y, M and C. In addition, since the ejection amount is increased as the temperature rises, the number of pre-jets is suppressed. Table 9
Wenn die Anzahl von Düsen ansteigt, ist auch ein Verfahren des Annehmens der Kopftemperatur verfügbar, während Düsen 49 in zwei Zonen eingeteilt werden, wie in Fig. 19A gezeigt, die die Kopftemperatur zeigt. Wie im Blockdiagramm von Fig. 19B gezeigt, sind Zähler 51 und 52 zur unabhängigen Gewinnung von Druckverhältnissen ein Einheiten von Düsenzonen angeordnet, und die Kopftemperatur wird angenommen für das unabhängig erzielte Druckverhältnis für unabhängige Einstellung einer Vorausstoßbedingung. Ein Kopftemperatur-Prädiktionsfehler aufgrund des Druckverhältnisses kann somit eliminiert werden, und ein stabilerer Ausstoß kann erwartet werden. In Fig. 19B ist ein Hauptcomputer 50 mit den Computern 51 und 52 verbunden. Dieselben Bezugszeichen in Fig. 19B bedeuten dieselben Teile wie in Fig. 5.As the number of nozzles increases, a method of assuming the head temperature is also available while dividing nozzles 49 into two zones as shown in Fig. 19A showing the head temperature. As shown in the block diagram of Fig. 19B, counters 51 and 52 for independently obtaining pressure ratios are arranged in units of nozzle zones, and the head temperature is assumed for the independently obtained pressure ratio for independently setting a pre-discharge condition. A head temperature prediction error due to the pressure ratio can thus be eliminated, and more stable discharge can be expected. In Fig. 19B, a main computer 50 is connected to the computers 51 and 52. The same reference numerals in Fig. 19B denote the same parts as in Fig. 5.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Durchschnittstemperatur während einer bestimmten vergangenen Zeitdauer angenommen aus einem Bezugstemperatursensor, der im Grundgerät vorgesehen ist und dem Druckverhältnis, und ein vorbestimmtes Wiederherstellmittel wird in Betrieb genommen zu optimal eingestellten Intervallen gemäß der durchschnittlichen Kopftemperatur. In diesem Ausführungsbeispiel enthält das Wiederherstellmittel, das gemäß der durchschnittlichen Kopftemperatur gesteuert wird, Vorausstoß- und Wischmittel, die zur Anwendung kommen zu bestimmten Zeitintervallen während des Druckens (in einem Kappenoffenzustand), um so den Ausstoß zu stabilisieren. Wie allgemein bei der Tintenstrahltechnik bekannt, wird der Vorausstoß zum Zwecke des Verhinderns eines Nichtausstoßzustandes oder einer Änderung in der Dichte ausgeführt, die durch Verdampfen der Tinte aus Düsenstellen verursacht wird. Aufmerksamkeit sollte der Tatsache gezollt werden, daß die Tintenverdampfungsmenge abhängig von der Kopftemperatur variiert, dieses Ausführungsbeispiel setzt ein optimales Vorausstoßintervall und eine optimale Anzahl von Vorausstößen gemäß der durchschnittlichen Kopftemperatur ein, um so in effizienter Weise den Vorausstoß vom Gesichtspunkt der Zeit und dem Tintenverbrauch auszuführen.In this embodiment, an average temperature during a certain elapsed period is assumed from a reference temperature sensor provided in the main body and the printing ratio, and a predetermined recovery means is operated at optimally set intervals according to the average head temperature. In this embodiment, the recovery means controlled according to the average head temperature includes pre-discharge and wiping means which are applied at certain time intervals during printing (in a cap open state) so as to stabilize the discharge. As is generally known in the ink jet art, the pre-discharge is carried out for the purpose of preventing a non-discharge state or a change in density caused by evaporation of the ink from nozzle locations. Attention should be paid to the fact that the ink evaporation amount varies depending on the head temperature, this embodiment employs an optimum pre-discharge interval and an optimum number of pre-discharges according to the average head temperature in order to thus efficiently carrying out the pre-ejection in terms of time and ink consumption.
Bei der Offenschleifensteuerung kann als das Prinzip, das das Element dieses Ausführungsbeispiels bildet, das heißt, ein Verfahren des Errechnens und Annehmens einer Temperatur zu dieser Zeit auf der Grundlage der von einem Bezugstemperatursensor festgestellten Temperatur, der im Grundgerät vorhanden ist, und der vergangenen Druckverhältnisse eine Durchschnittskopftemperatur während einer vorbestimmten vergangenen Periode in diesem Ausführungsbeispiel erforderlich, leicht gewonnen werden. Dieses Ausführungsbeispiel zollt der Tatsache Aufmerksamkeit, daß die Tintenverdampfungsmenge zugehörig ist zu den Kopftemperaturen zu jeweiligen Zeiten, und eine Gesamttintenverdampfungsmenge während einer vorbestimmten Periode hat eine strenge Korrelation mit einer durchschnittlichen Kopftemperatur während dieser Periode. In einem Verfahren direkten Feststellens der Kopftemperatur ist es andererseits relativ einfach, die Echtzeitsteuerung gemäß den Kopftemperaturen zu jeweiligen Zeiten vorzunehmen. Eine spezielle Speicher/Rechenschaltung ist jedoch erforderlich, um die vergangene Durchschnittskopftemperatur zu erhalten, die erforderlich ist zur Steuerung dieses Ausführungsbeispiels.In the open loop control as the principle constituting the element of this embodiment, that is, a method of calculating and assuming a temperature at that time based on the temperature detected by a reference temperature sensor provided in the main body and the past printing conditions, an average head temperature during a predetermined past period required in this embodiment can be easily obtained. This embodiment pays attention to the fact that the ink evaporation amount is associated with the head temperatures at respective times, and a total ink evaporation amount during a predetermined period has a strict correlation with an average head temperature during that period. In a method of directly detecting the head temperature, on the other hand, it is relatively easy to perform the real-time control according to the head temperatures at respective times. However, a special memory/calculation circuit is required to obtain the past average head temperature required for control of this embodiment.
Dazwischen als anderes Ausstoßstabilisierungsmittel, das von diesem Ausführungsbeispiel zu steuern ist, wird ausgeführt zum Zwecke des Beseitigens einer nicht erforderlichen Flüssigkeit, wie einer Tinte oder wie Wasserdampf, oder ein fester Fremdgegenstand, wie Puderpapier, Staub oder dergleichen, das an einer Öffnungsbildenden Oberfläche anheftet. Dieses Ausführungsbeispiel zollt der Tatsache Aufmerksamkeit, daß die feuchte Menge aufgrund einer Tinte abhängig von der Kopftemperatur variiert, und die Verdampfung einer Naßkomponente, die es schwierig macht, Tinte zu beseitigen oder einen Fremdgegenstand, ist zugehörig der Kopftemperatur (die Temperatur der Öffnungsbildenden Oberfläche). Ein optimales Wischintervall wird somit gemäß der vergangenen durchschnittlichen Kopftemperatur eingestellt, womit in effizienter Weise das Wischen ausgeführt wird. Die Feuchtigkeitsmenge oder die Verdampfung der Feuchtigkeitskomponente, die zu dem Wischen gehört, hat eine strenge Korrelation mit der vergangenen durchschnittlichen Kopftemperatur als mit der Kopftemperatur zur Zeit, wenn das Wischen ausgeführt wird. Folglich ist ein Kopftemperatur- Annahmemittel dieses Ausführungsbeispiels geeignet.Meanwhile, as another ejection stabilizing means to be controlled by this embodiment, it is carried out for the purpose of removing an unnecessary liquid such as an ink or water vapor, or a solid foreign matter such as powder paper, dust or the like adhering to an orifice forming surface. This embodiment pays attention to the fact that the wet amount due to an ink varies depending on the head temperature, and the evaporation of a wet component which makes it difficult to remove ink or a foreign matter is associated with the head temperature (the temperature of the orifice forming surface). An optimum wiping interval is thus set according to the past average head temperature, thus efficiently the wiping is carried out. The moisture amount or the evaporation of the moisture component associated with the wiping has a strict correlation with the past average head temperature rather than with the head temperature at the time when the wiping is carried out. Therefore, a head temperature detecting means of this embodiment is suitable.
Fig. 20 ist ein Ablaufdiagramm, das eine schematische Drucksequenz eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes nach diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Wenn ein Drucksignal eingegeben wird, erfolgt das Ausführen der Drucksequenz. Ein Vorausstoßzeitgeber wird eingestellt gemäß einer durchschnittlichen Kopftemperatur zu dieser Zeit und gestartet. Ein Wischzeitgeber wird gleichermaßen gemäß der durchschnittlichen Kopftemperatur zu dieser Zeit eingestellt und gestartet. Wenn kein Blatt Papier festgestellt wird, wird ein Blatt Papier zugeführt und eine Schlittenabtastung (Druckabtast-Operation) wird ausgeführt, um eine Zeile nach Abschluß einer Dateneingabeoperation zu drucken.Fig. 20 is a flow chart showing a schematic print sequence of an ink jet recording apparatus according to this embodiment. When a print signal is input, the print sequence is executed. A pre-discharge timer is set according to an average head temperature at that time and started. A wiping timer is similarly set according to the average head temperature at that time and started. When no sheet of paper is detected, a sheet of paper is fed and a carriage scan (print scan operation) is carried out to print one line after completion of a data input operation.
Wenn die Druckoperation beendet ist, wird das Blatt Papier ausgegeben und ein Bereitschaftsbetrieb wird eingestellt. Wenn die Druckoperation fortgesetzt wird, erfolgt das Zuführen des Blattes Papier um einen bestimmten Betrag, und dann wird überprüft, ob das Endteil des Blattes festgestellt ist. Der Wischzeitgeber und der Vorausstoßzeitgeber, die gemäß der durchschnittlichen Kopftemperatur eingestellt sind, werden überprüft und zurückgesetzt. Das Wischen oder der Vorausstoß werden erforderlichenfalls ausgeführt, und die Zeitgeber werden dann erneut gestartet. Zu dieser Zeit wird eine durchschnittliche Kopftemperatur unabhängig von der An- /Abwesenheit einer Operation errechnet, und der Wischzeitgeber und der Vorausstoßzeitgeber werden gemäß der errechneten durchschnittlichen Kopftemperatur zurückgesetzt.When the printing operation is finished, the sheet of paper is ejected and a standby mode is set. When the printing operation is continued, the sheet of paper is fed by a certain amount and then it is checked whether the end part of the sheet is detected. The wiping timer and the pre-discharge timer set according to the average head temperature are checked and reset. Wiping or pre-discharge is carried out if necessary and the timers are then restarted. At this time, an average head temperature is calculated regardless of the presence/absence of an operation and the wiping timer and the pre-discharge timer are reset according to the calculated average head temperature.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Wisch- und Vorausstoß-Zeitvorgabe letztlich gemäß einer Änderung in der durchschnittlichen Kopftemperatur in Einheiten von Druckzeilen zurückgesetzt, so daß optimales Wischen und Vorausstoß gemäß der Tintenverdampfung und den Feuchtigkeitssituationen ausgeführt wird. Die Steuerung wartet auf den Abschluß der Dateneingabeoperation nach der vorbestimmten Wiederherstelloperation, und die zuvor beschriebenen Schritte werden wiederholt, um erneut die Druckabtastoperation auszuführen.In this embodiment, the wiping and pre-jetting timing is finally adjusted according to a change in the average head temperature in units of print lines reset so that optimum wiping and pre-discharge are carried out according to the ink evaporation and humidity situations. The controller waits for the completion of the data input operation after the predetermined recovery operation, and the above-described steps are repeated to again carry out the print scanning operation.
Tabelle 10 unten ist eine Entsprechungstabelle des Vorausstoßintervalls, und der Anzahl von Vorausstößen gemäß einer durchschnittlichen Kopftemperatur für wenigstens 12 sec, und auch eine Entsprechungstabelle des Wischintervalls gemäß einer durchschnittlichen Kopftemperatur für die letzten 48 sec. Wenn die durchschnittliche Kopftemperatur in diesem Ausführungsbeispiel ansteigt, wird das Vorausstoßintervall abgekürzt, um die Anzahl von Vorausstößen zu senken. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Durchschnittstemperatur absinkt, das Vorausstoßintervall verlängert, um die Anzahl von Vorausstößen zu erhöhen. Eine derartige Einstelloperation kann genau ausgeführt werden in Hinsicht auf die Eigenschaften wie die Ausstoßeigenschaften gemäß den Verdampfungs/Viskositätserhöhungseigenschaften einer Tinte und einer Dichteänderung. Im Falle einer Tinte, die beispielsweise eine große Menge nicht flüchtiger Lösungsmittel enthält, wird angenommen, daß sie unter einem Absinken der Viskosität aufgrund eines Temperaturanstiegs mehr als bei einem Anstieg der Viskosität aufgrund Verdampfung leidet, das Vorausstoßintervall kann bei einer höheren Temperatur verlängert werden. Tabelle 10 Table 10 below is a correspondence table of the pre-discharge interval and the number of pre-discharges according to an average head temperature for at least 12 sec, and also a correspondence table of the wiping interval according to an average head temperature for the last 48 sec. In this embodiment, when the average head temperature rises, the pre-discharge interval is shortened to decrease the number of pre-discharges. In contrast, when the average temperature falls, the pre-discharge interval is lengthened to increase the number of pre-discharges. Such an adjustment operation can be carried out accurately in view of the properties such as the ejection properties according to the evaporation/viscosity increase properties of an ink and a density change. In the case of an ink containing a large amount of non-volatile solvent, for example, it is considered to suffer from a decrease in viscosity due to a rise in temperature more than an increase in viscosity due to evaporation, the pre-discharge interval can be lengthened at a higher temperature. Table 10
Hinsichtlich des Wischens neigt eine normale flüssige Tinte zum Anstieg der Feuchtigkeitsmenge und der Schwierigkeit der Beseitigung, wenn die Temperatur höher wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Wischen mit hoher Temperatur ausgeführt. Dieses Ausführungsbeispiel stellt einen Fall eines Aufzeichnungskopfes dar. Im Gerät, das die Farbdruckoperation realisiert oder die Hochgeschwindigkeitsoperation unter Verwendung einer Vielzahl von Köpfen, kann eine Wiederherstellbedingung gesteuert werden gemäß einer durchschnittlichen Kopftemperatur in Einheiten von Aufzeichnungsköpfen, oder die Vielzahl der Köpfe kann gleichzeitig angesteuert werden gemäß einem Aufzeichnungskopf mit dem kürzesten Intervall.Regarding wiping, a normal liquid ink tends to increase the moisture amount and the difficulty of removal as the temperature becomes higher. In this embodiment, the wiping is carried out at high temperature. This embodiment represents a case of a recording head. In the apparatus realizing the color printing operation or the high-speed operation using a plurality of heads, a recovery condition may be controlled according to an average head temperature in units of recording heads, or the plurality of heads may be simultaneously driven according to a recording head with the shortest interval.
Dieses Ausführungsbeispiel stellt ein Saugwiederherstellmittel gemäß einem angenommenen Wert einer vergangenen durchschnittlichen Kopftemperatur für eine relativ lange Zeitdauer dar, als anderes Beispiel einer Wiederherstellsteuerung, die auf der Annahme einer durchschnittlichen Kopftemperatur basiert, wie im fünften Ausführungsbeispiel. Ein Aufzeichnungskopf eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes ist häufig vorgesehen, um einen negativen Kopf bei Düsenstellen zum Zwecke des Stabilisierens einer Meniskusgestalt bei den Düsenstellen. Eine unerwartete Blase in einem Tintenkanal verursacht verschiedene Probleme in den Tintenstrahlaufzeichnungsgeräten, und stellt insbesondere ein Problem dar in einem System, das mit einem negativen Kopf betrieben wird.This embodiment provides suction recovery means according to an assumed value of a past average head temperature for a relatively long period of time, as another example of recovery control based on the assumption of an average head temperature as in the fifth embodiment. A recording head of a Ink jet recording apparatus is often provided to provide a negative head at nozzle locations for the purpose of stabilizing a meniscus shape at the nozzle locations. An unexpected bubble in an ink channel causes various problems in ink jet recording apparatus, and is particularly a problem in a system operating with a negative head.
Genauer gesagt, wenn das Gerät ohne Ausführen einer Aufzeichnungsoperation belassen wird, wächst eine Blase, die den normalen Ausstoß stört, in dem Tintenkanal aufgrund von Dissoziation eines gelösten Gases in einer Tinte oder eines Gasaustausches durch kanalbildende Glieder, womit neue Probleme aufkommen. Das Saugwiederherstellmittel wird vorbereitet zum Zwecke des Beseitigens einer derartigen Blase im Tintenkanal, und eine Tinte, deren Viskosität aufgrund Verdampfung im Endabschnitt eines Düsenteils erhöht ist. Die Tintenverdampfungsmenge ändert sich abhängig von der Kopftemperatur, wie zuvor beschrieben. Das Wachsen einer Blase im Tintenkanal wird des weiteren leicht beeinflußt durch die Kopftemperatur, und eine Blase neigt dazu, eher gebildet zu werden wenn die Temperatur ansteigt. In diesem Ausführungsbeispiel, wie es in Tabelle 10 gezeigt ist, wird ein Saugwiederherstellintervall eingestellt gemäß der durchschnittlichen Kopftemperatur für die letzten 12 Stunden, und die Saugwiederherstellung wird häufiger ausgeführt, wenn die durchschnittliche Kopftemperatur gestiegen ist. Die durchschnittliche Temperatur kann für jede Seite neu eingestellt werden.More specifically, when the apparatus is left without performing a recording operation, a bubble which disturbs normal ejection grows in the ink channel due to dissociation of a dissolved gas in an ink or gas exchange through channel forming members, thus raising new problems. The suction recovery agent is prepared for the purpose of eliminating such a bubble in the ink channel and an ink whose viscosity is increased due to evaporation in the end portion of a nozzle part. The ink evaporation amount changes depending on the head temperature as described above. The growth of a bubble in the ink channel is further easily influenced by the head temperature, and a bubble tends to be formed more readily as the temperature rises. In this embodiment, as shown in Table 10, a suction recovery interval is set according to the average head temperature for the past 12 hours, and suction recovery is performed more frequently as the average head temperature has increased. The average temperature can be reset for each side.
Wenn die vergangene durchschnittliche Kopftemperatur angenommen wird über eine relativ lange Zeitdauer unter Verwendung einer Vielzahl von Köpfen, wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Vielzahl von Köpfen thermisch gekoppelt und dann wird die durchschnittliche Kopftemperatur auf der Grundlage des durchschnittlichen Verhältnisses der Vielzahl von Köpfen angenommen, und die von einem Bezugstemperatursensor im Grundgerät festgestellte Temperatur, um so eine einfache Steuerung unter der Annahme auszuführen, daß die Vielzahl von Köpfen einander fast gleich sind. Die thermische Kopplung der Köpfe in Fig. 4 wird realisiert durch direktes Montieren der Basisabschnitte mit einer thermischen Leitfähigkeit der Aufzeichnungsköpfe auf einen Schlitten, der teilweise (einschließlich eines gemeinsamen Stützabschnitts der Köpfe) oder vollständig aus einem Material besteht, das eine hohe thermische Leitfähigkeit besitzt, wie beispielsweise Aluminium.When the past average head temperature is assumed over a relatively long period of time using a plurality of heads, as shown in Fig. 4, the plurality of heads are thermally coupled and then the average head temperature is assumed based on the average ratio of the plurality of heads and the temperature detected by a reference temperature sensor in the base unit, so as to achieve a simple Control is to be carried out on the assumption that the plurality of heads are almost equal to each other. The thermal coupling of the heads in Fig. 4 is realized by directly mounting the base portions having a thermal conductivity of the recording heads on a carriage which is partially (including a common support portion of the heads) or entirely made of a material having a high thermal conductivity, such as aluminum.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Wiederherstellsystem gemäß der Hysterese einer Temperatur gesteuert, die angenommen wird aus der Temperatur, die festgestellt wird durch einen Bezugstemperatursensor, der sich im Grundgerät befindet, und dem Druckverhältnis.In this embodiment, a recovery system is controlled according to the hysteresis of a temperature assumed from the temperature detected by a reference temperature sensor located in the base unit and the pressure ratio.
Ein fremder Gegenstand, wie eine Tinte, wird oft an einer austrittsbildenden Oberfläche abgelagert, um die Ausstoßrichtung zu verschieben oder einen Ausstoßfehler zu verursachen. Als ein Mittel zum Wiederherstellen von Verschlechterungen der Ausstoßeigenschaften ist ein Wischmittel vorgesehen. In einigen Fällen kann ein Wischglied mit einer stärkeren Schrubbkraft vorbereitet werden, oder ein Wischzustand wird zeitweilig geändert, um die Wischwirkung zu erhöhen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Eintrittsmenge (Stoßmenge) eines Wischgliedes, gebildet aus einer Gummiklinge, in die Öffnungsbildende Oberfläche erhöht, um zeitweilig einen Wischeffekt zu verbessern (Schrubbmodus).A foreign matter such as an ink is often deposited on an orifice forming surface to shift the ejection direction or cause an ejection failure. As a means for recovering deteriorations in ejection characteristics, a wiping means is provided. In some cases, a wiping member having a stronger scrubbing force may be prepared, or a wiping state is temporarily changed to increase the wiping effect. In this embodiment, the amount of entry (impact amount) of a wiping member formed of a rubber blade into the orifice forming surface is increased to temporarily improve a wiping effect (scrubbing mode).
Es ist experimentell nachgewiesen worden, daß die Ablagerung eines fremden Gegenstands Schrubben erfordert, das der feuchten Tintenmenge entspricht, wobei die nicht gewischte Menge nach dem Wischen und deren Verdampfung und eine Korrelation zwischen der Anzahl von Ausstößen und der Temperatur nach Ausstoß stark war. Folglich wird in diesem Ausführungsbeispiel der Schrubbmodus gesteuert gemäß der Anzahl von Ausstößen, gewichtet durch die Kopftemperatur. Tabelle 11 zeigt Wichtungskoeffizienten, die mit der Anzahl von Ausstößen als Basisdaten eines Druckverhältnisses multipliziert werden gemäß einer aus dem Druckverhältnis angenommenen Kopftemperatur. Genauer gesagt, bei einer höheren Temperatur, die leicht eine feuchte Tinte oder nicht gewischte Tinte veranlaßt, die Anzahl von Ausstößen, die als ein Index der Auftragung sind, bei der Steuerung erhöht wird.It has been experimentally proved that the deposition of a foreign matter requires scrubbing corresponding to the wet ink amount, the unwiped amount after wiping and its evaporation and a correlation between the number of ejections and the temperature after ejection was strong. Therefore, in this embodiment, the scrubbing mode is controlled according to the number of ejections weighted by the head temperature. Table 11 shows weighting coefficients calculated with the number of ejections as basic data of a printing ratio. multiplied according to a head temperature assumed from the printing ratio. More specifically, at a higher temperature which easily causes a wet ink or non-wiped ink, the number of ejections which are considered as an index of application in the control is increased.
20 bis 30 1,020 to 30 1.0
30 bis 40 1,230 to 40 1.2
40 bis 50 1,440 to 50 1.4
über 50 1,6over 50 1.6
Wenn die gewichtete Anzahl von Ausstößen fünf Millionen erreicht, wird der Schrubbmodus in Betrieb genommen. Der Schrubbmodus ist effektiv zum Beseitigen einer Ablagerung. Da jedoch die Schrubbkraft stark ist, kann die Öffnungsbildende Oberfläche mechanisch beschädigt werden, und daher wird das Ausführen des Schrubbmodus vorzugsweise minimiert. Wenn die Steuerung auf Daten basiert, die direkt mit der Ablagerung eines Fremdstoffes korreliert sind, wie in diesem Ausführungsbeispiel, kann die Anordnung einfach sein und eine hohe Zuverlässigkeit ist sichergestellt. In einem System mit einer Vielzahl von Köpfen wird beispielsweise das Druckverhältnis in Einheiten von Farben verwaltet, und der Schrubbmodus kann in Einheiten von Tintenfarben gesteuert werden mit unterschiedlichen Ablagerungseigenschaften.When the weighted number of ejections reaches five million, the scrubbing mode is operated. The scrubbing mode is effective for removing a deposit. However, since the scrubbing force is strong, the orifice-forming surface may be mechanically damaged, and therefore, execution of the scrubbing mode is preferably minimized. When the control is based on data directly correlated with the deposition of a foreign matter, as in this embodiment, the arrangement can be simple and high reliability is ensured. For example, in a system having a plurality of heads, the printing ratio is managed in units of colors, and the scrubbing mode can be controlled in units of ink colors having different deposition characteristics.
Dieses Ausführungsbeispiel veranschaulicht ein Saugwiederherstellmittel, wie im sechsten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Annahme einer Blase, gebildet nach Drucken (Druckblase) ausgeführt zusätzlich zu der Annahme einer Blase aufgrund eines Nichtdruckzustandes (Nichtdruckblase), womit eine genaue Annahme von Blasen in einem Tintenkanal möglich ist. Wie zuvor beschrieben, ändert sich die Tintenverdampfungsmenge gemäß der Kopftemperatur. Das Wachsen einer Blase im Tintenkanal wird des weiteren leicht beeinflußt durch die Kopftemperatur, und die Blase neigt dazu, leichter zu wachsen, wenn die Temperatur höher ist. Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, kann eine Nichtdruckblase angenommen werden durch Zählen einer Nichtdruckzeit, gewichtet durch die Kopftemperatur.This embodiment illustrates a suction recovery means as in the sixth embodiment. In this embodiment, the assumption of a bubble, formed after printing (print bubble) is performed in addition to the assumption of a bubble due to a non-printing state (non-print bubble), thus enabling accurate assumption of bubbles in an ink channel. As described above, the ink evaporation amount changes according to the head temperature. The growth of a bubble in the ink channel is further slightly affected by the head temperature, and the bubble tends to grow more easily as the temperature is higher. As can be seen from the above description, a non-print bubble can be assumed by counting a non-printing time weighted by the head temperature.
Eine Druckblase neigt dazu, gebildet zu werden, wenn die Temperatur höher ist, und hat tatsächlich eine positive Korrelation mit der Anzahl von Ausstößen. Die Druckblase kann ebenfalls angenommen werden durch Zählen der Anzahl von Ausstößen, gewichtet durch die Kopftemperatur. In diesem Ausführungsbeispiel, wie es unten in Tabelle 12 gezeigt ist, werden die Anzahl von Punkten gemäß einer Nichtdruckzeit (Nichtdruckblase) und die Anzahl von Pica-Punkten gemäß der Anzahl von Ausstößen (Druckblasen) eingestellt, und wenn die Gesamtzahl der Pica-Punkte 100 Millionen erreicht, wird bestimmt, daß die Blasen im Tintenkanal ungünstig den Ausstoß beeinflussen, und eine Saugwiederherstelloperation wird ausgeführt, um die Blasen zu beseitigen. Tabelle 12 A print bubble tends to be formed when the temperature is higher and actually has a positive correlation with the number of ejections. The print bubble can also be assumed by counting the number of ejections weighted by the head temperature. In this embodiment, as shown in Table 12 below, the number of dots according to a non-printing time (non-print bubble) and the number of pica dots according to the number of ejections (print bubbles) are set, and when the total number of pica dots reaches 100 million, it is determined that the bubbles in the ink channel adversely affect the ejection, and a suction recovery operation is carried out to eliminate the bubbles. Table 12
Das Anpassen zwischen den Pica-Punkten des Druckens und der Nichtdruckblasen wurde experimentell bestimmt, so daß dieselben Punkte erzielt wurden, wenn der Ausstoßfehler verursacht wird durch jeden Faktor unter derselben Temperaturbedingung. Wichtungskoeffizienten gemäß der Temperatur wurden ebenfalls experimentell erzielt, und die erzielten Werte wurden umgesetzt. Als Blasenbeseitigungsmittel kann entweder das Saugmittel dieses Ausführungsbeispiels oder ein Kompressionsmittel verwendet werden. Nachdem eine Tinte im Tintenkanal beseitigt ist nach einem gewissen Verfahren kann alternativ das Saugmittel in Betrieb genommen werden.The matching between the pica points of printing and non-printing bubbles was experimentally determined so that the same points were obtained when the ejection error is caused by each factor under the same temperature condition. Weighting coefficients according to temperature were also experimentally obtained, and the obtained values were implemented. As the bubble removing means, either the suction means of this embodiment or a compression means may be used. Alternatively, after an ink in the ink channel is removed by a certain method, the suction means may be put into operation.
In jedem des dritten bis achten Ausführungsbeispiels kann die Ausstoßmengensteuerung, beschrieben im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, gemeinsam ausgeführt werden oder auch nicht. Wenn keine Ausstoßmengensteuerung erfolgt, können die zur PWM-Steuerung und zur Steuerung des Unterheizelements erforderlichen Schritte fortgelassen werden.In each of the third to eighth embodiments, the discharge amount control described in the first and second embodiments may or may not be performed together. If no discharge amount control is performed, the steps required for PWM control and sub-heater control may be omitted.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ausstoßmenge gesteuert werden auf einen konstanten Wert, wie zuvor beschrieben, ohne einen Temperatursensor in einem Aufzeichnungskopf vorzusehen, und die Wiederherstellverarbeitung kann genau ausgeführt werden. Folglich kann ein gutes Aufzeichnungsbild unabhängig von der Genauigkeit des Temperatursensors erzielt werden.According to the present invention, the ejection amount can be controlled to a constant value as described above without providing a temperature sensor in a recording head, and the recovery processing can be accurately carried out. Consequently, a good recording image can be obtained regardless of the accuracy of the temperature sensor.
In jedem der obigen Ausführungsbeispiele wird eine Änderung der Temperatur eines Kopfes festgestellt aus der vergangenen bis zur gegenwärtigen Zeit durch Rechenverarbeitung, wodurch eine Kopftemperatur angenommen wird.In each of the above embodiments, a change in the temperature of a head is detected from the past to the present time by calculation processing, thereby assuming a head temperature.
Nach Ausführen einer Aufzeichnungsoperation durch Ausstoß eines Tintentröpfchens aus einem Aufzeichnungskopf ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Umgebungstemperatursensor zum Messen der Umgebungstemperatur vorgesehen auf der Grundgeräteseite, und eine Änderung der Kopftemperatur aus der vergangenen zur gegenwärtigen Zeit und auch von der gegenwärtigen Zeit in die Zukunft wird festgestellt durch Rechenverarbeitung, so daß eine optimale Temperatursteuerung möglich ist, ohne Anordnen eines Kopftemperatursensors mit einer Korrelation mit der Kopftemperatur. Kurz gesagt, eine Änderung der Kopftemperatur wird vorhergesagt durch Bewerten unter Verwendung einer Matrix, die im voraus errechnet worden ist, innerhalb eines Bereichs einer thermischen Zeitkonstante des Kopfes und einer zugeführten Energie.In this embodiment, after performing a recording operation by ejecting an ink droplet from a recording head, an ambient temperature sensor for measuring the Ambient temperature is provided on the main body side, and a change in the head temperature from the past to the present time and also from the present time to the future is detected by calculation processing, so that optimum temperature control is possible without disposing a head temperature sensor having a correlation with the head temperature. In short, a change in the head temperature is predicted by evaluating using a matrix calculated in advance within a range of a thermal time constant of the head and an input power.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels ist nachstehend anhand der Ablaufdiagramme beschrieben, die in Fig. 11 zuvor dargestellt worden sind, und anhand der Fig. 22 und 23. Angemerkt sei, daß die Beschreibung der Schritte 5100 bis S190, die in Fig. 11 gezeigt sind, hier fortgelassen ist. Im obigen Ausführungsbeispiel wird die in Fig. 14 gezeigte Tabelle bezeichnet mit "Temperaturannahmetabelle". In diesem Ausführungsbeispiel wird diese Tabelle jedoch "Temperaturprädiktionstabelle" genannt.The operation of this embodiment will be described below with reference to the flow charts shown in Fig. 11 previously and Figs. 22 and 23. Note that the description of steps S100 to S190 shown in Fig. 11 is omitted here. In the above embodiment, the table shown in Fig. 14 is referred to as "temperature assumption table". However, in this embodiment, this table is called "temperature prediction table".
Wenn Matrixwerte auf der Grundlage dieser Tabelle in jeder Einheitszeit akkumuliert sind, kann eine Kopftemperatur zu dieser Zeit angenommen werden, und zukünftige Druckdaten oder eine dem Kopf zuzuführende Energie, wie einem Unterheizelement in Zukunft wird eingegeben, womit eine Änderung der Kopftemperatur in Zukunft vorhergesagt werden kann.When matrix values based on this table are accumulated every unit time, a head temperature at that time can be assumed, and future printing data or a power to be supplied to the head such as a sub-heater in the future is input, whereby a change in the head temperature in the future can be predicted.
In Schritt S180 in Fig. 11 wird eine Differenz γ ( = α - β) zwischen einer Druckzieltemperatur (α) und einer laufenden Kopftemperatur (β) errechnet. In Schritt S190 wird auf eine Unterheiz-Steuertabelle (Tabelle 3) Bezug genommen, womit eine Einschaltzeit (t) des Unterheizelements vor der Druckoperation zum Zwecke des Absenkens der Differenz (γ) erzielt wird. Dies ist eine Funktion des Erhöhens der Temperatur vom gesamten Kopfchip durch das Unterheizelement, wenn die angenommene Temperatur des Kopfes und die Zieldifferenz eine Differenz untereinander zu Beginn der Druckoperation haben. Die Temperatur des gesamten Kopfchips kann somit gesteuert werden so nahe wie möglich an die Zieltemperatur. Angemerkt sei, daß ein Heizeinschaltoperationsschritt in Schritt S300 im ersten Ausführungsbeispiel für dieses vorliegende Ausführungsbeispiel nicht ausgeführt wird.In step S180 in Fig. 11, a difference γ (= α - β) between a print target temperature (α) and a current head temperature (β) is calculated. In step S190, a sub-heater control table (Table 3) is referred to, whereby an on-time (t) of the sub-heater before the printing operation is obtained for the purpose of decreasing the difference (γ). This is a function of increasing the temperature of the entire head chip by the sub-heater when the assumed temperature of the head and the target difference have a difference between each other at the start of the printing operation. The temperature of the entire head chip can thus be controlled as close to the target temperature as possible. Note that a heater turn-on operation step in step S300 in the first embodiment is not carried out for this present embodiment.
Nach Ablauf der Einschaltzeit (t) des Unterheizelements vor Erreichen des Druckens wird Bezug genommen auf die Temperaturprädiktionstabelle (Fig. 14), womit eine (zukünftige) Kopfchiptemperatur unmittelbar vor dem Drucken vorhergesagt wird, wenn das Druckheizelement als eingeschaltet für die Einstellzeit angenommen wird (S500). Eine Differenz (γ) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der vorhergesagten Kopfchiptemperatur (β) wird errechnet (S510). Es erübrigt sich zu sagen, daß es wünschenswert ist, daß die Temperaturen (α) und (β) einander gleichen. Selbst wenn diese beiden Temperaturen einander nicht gleichen, wird ein PWM-Wert zu Beginn der Druckoperation gemäß der Differenz (γ) unter Bezug auf die PWM- Wertbestimmungstabelle (Tabelle 4) eingestellt, so daß eine Ausstoßmenge gleich derjenigen in der Druckoperation gewonnen wird bei der Druckzieltemperatur (α) gewonnnen wird (S520, 5530). Es ist schwierig, die Chiptemperatur zu veranlassen, sich präzise der Zieltemperatur zu nähern, selbst bei Verwendung des Unterheizelements und des weiteren ist es sehr schwierig, eine Temperaturkorrektur in einer Zeile durch das Unterheizelement auszuführen. In diesem Ausführungsbeispiel wird somit die Ausstoßmenge korrigiert nach dem PWM-Verfahren gemäß der verbleibenden Differenz aus dem Zielwert. Der zuvor genannte Wert P1 in diesem Ausführungsbeispiel wird insbesondere erhöht, um die Ausstoßmenge zu vergrößern.After the sub-heater on-time (t) has elapsed before printing is achieved, reference is made to the temperature prediction table (Fig. 14), whereby a (future) head chip temperature immediately before printing is predicted when the print heater is assumed to be on for the set time (S500). A difference (γ) between the print target temperature (α) and the predicted head chip temperature (β) is calculated (S510). Needless to say, it is desirable that the temperatures (α) and (β) be equal to each other. Even if these two temperatures are not equal to each other, a PWM value is set at the start of the printing operation according to the difference (γ) with reference to the PWM value determination table (Table 4) so that an ejection amount equal to that obtained in the printing operation at the printing target temperature (α) is obtained (S520, S530). It is difficult to cause the chip temperature to approach the target temperature precisely even when using the sub-heater, and further, it is very difficult to carry out temperature correction in one line by the sub-heater. In this embodiment, therefore, the ejection amount is corrected by the PWM method according to the remaining difference from the target value. The aforementioned value P1 in this embodiment is particularly increased to increase the ejection amount.
Die Chiptemperatur des Kopfes ändert sich gemäß dem Ausstoßverhältnis während einer Ein-Zeilen-Druckoperation. Genauer gesagt, da die Differenz (γ) sich manchmal selbst in einer Zeile ändert, ist es wünschenswert, einen PWM-Wert in einer Zeile gemäß der Änderung der Differenz zu optimieren. In diesem Ausführungsbeispiel ist 1,0 sec erforderlich, um eine Zeile auszudrucken. Da der Temperaturprädiktionszyklus vom Kopfchip 0,1 sec ist, wird eine Zeile in 10 Bereiche in diesem Ausführungsbeispiel eingeteilt. Der zuvor eingestellte PWM-Wert zu Beginn der Druckoperation entspricht dem einen zu Beginn des ersten Bereichs.The chip temperature of the head changes according to the ejection ratio during a one-line printing operation. More specifically, since the difference (γ) sometimes changes even in one line, it is desirable to optimize a PWM value in one line according to the change of the difference. In In this embodiment, 1.0 sec is required to print one line. Since the temperature prediction cycle of the head chip is 0.1 sec, one line is divided into 10 areas in this embodiment. The previously set PWM value at the start of the printing operation corresponds to the one at the start of the first area.
Ein Verfahren zum Bestimmen von PWM-Werten zu Beginn des zweiten bis zum 10-ten Bereichs ist nachstehend beschrieben. In Schritt S540 wird n = 1 gesetzt, und n wird in Schritt S550 inkrementiert. Angemerkt sei, daß n einen Bereich aufzeigt. Da es 10 Bereiche gibt, verläßt die Steuerung beim Überschreiten von n von 10 die folgende Schleife (S560).A method for determining PWM values at the beginning of the second through the 10th ranges is described below. In step S540, n is set to 1, and n is incremented in step S550. Note that n indicates a range. Since there are 10 ranges, when n exceeds 10, control exits the following loop (S560).
In der ersten Schleife wird der PWM-Wert zu Beginn des zweiten Bereichs eingestellt. Als ein Verfahren wird ein Leistungsverhältnis des ersten Bereichs errechnet auf der Grundlage der Anzahl von Punkten und dem PWM-Wert des ersten Bereichs (S570).In the first loop, the PWM value at the beginning of the second area is set. As a method, a power ratio of the first area is calculated based on the number of points and the PWM value of the first area (S570).
Eine Kopfchiptemperatur nach Abschluß der Druckoperation vom ersten Bereich (das heißt, zu Beginn der Druckoperation vom zweiten Bereich) wird vorhergesagt durch Substituieren des Leistungsverhältnisses in (unter Bezug auf) der Temperaturprädiktionstabelle (Fig. 14) (S580). In Schritt S590 wird eine Differenz (γ) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der Kopfchiptemperatur (β) erneut errechnet. Ein PWM-Wert zum Drucken des zweiten Bereichs wird gewonnen gemäß der Differenz (γ) unter Bezug auf die PWM-Wertbestimmungstabelle (Tabelle 4) und der PWM-Wert für den zweiten Bereich wird im Speicher eingesetzt (S600, S610).A head chip temperature after completion of the printing operation of the first area (that is, at the start of the printing operation of the second area) is predicted by substituting the duty ratio in (with reference to) the temperature prediction table (Fig. 14) (S580). In step S590, a difference (γ) between the printing target temperature (α) and the head chip temperature (β) is calculated again. A PWM value for printing the second area is obtained according to the difference (γ) with reference to the PWM value determination table (Table 4) and the PWM value for the second area is set in the memory (S600, S610).
Danach wird das Leistungsverhältnis in jedem nachfolgenden Bereich auf der Grundlage der Anzahl von Punkten errechnet, und der PWM-Wert des Bereichs, und eine Kopfchiptemperatur (β) nach Abschluß der Druckoperation des zugehörigen Bereichs wird vorhergesagt. Dann wird ein PWM-Wert des nächsten Bereichs gemäß der Differenz zwischen dem Druckzielwert (α) und der vorhergesagten Kopfchiptemperatur (β) eingestellt (S550 bis S610).After that, the duty ratio in each subsequent area is calculated based on the number of dots and the PWM value of the area, and a head chip temperature (β) after completion of the printing operation of the corresponding area is predicted. Then, a PWM value of the next area is calculated according to the difference between the printing target value (α) and the predicted head chip temperature (β) (S550 to S610).
Nachdem die PWM-Werte in allen 10 Bereichen in einer Zeile eingestellt sind, schreitet der Ablauf von Schritt S560 zu Schritt S620, und die Heizoperation des Unterheizelements vor Drucken wird ausgeführt. Danach wird eine Ein-Zeilen- Druckoperation gemäß den eingestellten PWM-Werten ausgeführt (S630). Wenn die Ein-Zeilen-Druckoperation in Schritt S630 beendet ist, kehrt der Ablauf zurück zu Schritt S120, um die Temperatur eines Bezugsthermistors zu lesen, und die zuvor beschriebene Steuerung wird sequentiell wiederholt.After the PWM values in all 10 areas in one line are set, the flow advances from step S560 to step S620, and the heating operation of the sub-heater before printing is carried out. Thereafter, a one-line printing operation is carried out according to the set PWM values (S630). When the one-line printing operation is completed in step S630, the flow returns to step S120 to read the temperature of a reference thermistor, and the above-described control is sequentially repeated.
Unter der oben erwähnten Steuerung nähert sich die Kopfchiptemperatur (β) allmählich an die Druckzieltemperatur (α) an. Selbst wenn eine große Differenz zwischen der Kopfchiptemperatur (β) und der Druckzieltemperatur (α) wie in einer früheren Periode nach dem Stromeinschalten vorhanden ist, kann eine aktuelle Ausstoßmenge gesteuert werden wie bei der Druckzieltemperatur, da eine PWM-Steuerung innerhalb einer Zeile ausgeführt wird, und eine hohe Qualität kann realisiert werden. Angemerkt sei, daß die Steueroperation dieses Ausführungsbeispiels von einer in Fig. 5 gezeigten CPU 60 ausgeführt wird. Die CPU 60 kann Druckverhältnisse der jeweiligen Bereiche unter Bezug auf Zeilenverhältnispuffer 78c während der Temperaturprädiktionssteuerung, wie im ersten Ausführungsbeispiel. Eine rechnerische Belastung bezüglich der CPU 60 kann folglich verringert werden.Under the above-mentioned control, the head chip temperature (β) gradually approaches the print target temperature (α). Even when there is a large difference between the head chip temperature (β) and the print target temperature (α) as in a previous period after power-on, an actual ejection amount can be controlled as in the print target temperature since PWM control is carried out within a line, and high quality can be realized. Note that the control operation of this embodiment is carried out by a CPU 60 shown in Fig. 5. The CPU 60 can control print ratios of the respective areas with reference to line ratio buffers 78c during temperature prediction control, as in the first embodiment. A computational load on the CPU 60 can thus be reduced.
Nachstehend anhand der erläuternden Ansichten, die in den Fig. 15A bis 16E gezeigt sind, wie im ersten Ausführungsbeispiel, ist die Temperaturprädiktionssteuerung detailliert erläutert. Zuerst wird eine Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Kopftemperatur errechnet, um zu überprüfen, ob die Heizoperation des Unterheizelements unmittelbar vor Drucken erforderlich ist. Da in Fig. 15B die Kopftemperatur nicht weit verschoben ist von der Zieltemperatur, wird die Heizoperation des Unterheizelements nicht ausgeführt (Fig. 15D). Die Kopftemperatur (Fig. 15B) unmittelbar vor Drucken eines Bereichs A1 wird vorhergesagt, und ein PWM-Wert (Fig. 15C) für den Bereich A1 wird gemäß der Differenz eingestellt. In diesem Falle wird auf der Grundlage des PWM- Wertes vom Bereich A1 bestimmt, daß der Bereich A1 bedruckt wird mit einem Verhältnis von 100%, und die Temperatur unmittelbar vor Drucken des nächsten Bereichs A2 wird vorhergesagt.Hereinafter, with reference to the explanatory views shown in Figs. 15A to 16E, as in the first embodiment, the temperature prediction control is explained in detail. First, a difference between the ambient temperature and the head temperature is calculated to check whether the heating operation of the sub-heater is required immediately before printing. In Fig. 15B, since the head temperature is not far shifted from the target temperature, the heating operation of the sub-heater is not carried out. (Fig. 15D). The head temperature (Fig. 15B) immediately before printing of an area A1 is predicted, and a PWM value (Fig. 15C) for the area A1 is set according to the difference. In this case, based on the PWM value of the area A1, it is determined that the area A1 is printed at a ratio of 100%, and the temperature immediately before printing of the next area A2 is predicted.
Da das Verhältnis vom Bereich A1 hoch ist, kann vorhergesagt werden, daß die Temperatur unmittelbar vor Drucken des Bereichs A2 hoch ist, und ein niedriger PWM-Wert wird eingestellt. Da der Bereich A2 ein niedriges Verhältnis (0%) und einen niedrigen PWM-Wert hat, kann vorhergesagt werden, daß die Temperatur unmittelbar vor Drucken des Bereichs A3 abgesunken ist. Ein großer PWM-Wert unmittelbar vor Drucken eines Bereiches A4 wird folglich eingestellt.Since the ratio of area A1 is high, it can be predicted that the temperature immediately before printing area A2 is high, and a low PWM value is set. Since area A2 has a low ratio (0%) and a low PWM value, it can be predicted that the temperature has dropped immediately before printing area A3. A large PWM value immediately before printing area A4 is therefore set.
In den Bereichen A4, A5, A6 und A7 kann vorhergesagt werden, daß die Kopftemperatur allmählich ansteigt, da die aktuellen Druckverhältnisse hoch sind, und die PWM-Werte werden allmählich herabgesetzt. Da nach einem Bereich A8 aktuelle Druckverhältnisse niedrig sind, kann vorhergesagt werden, daß die Kopftemperatur allmählich absinkt, und die PWM-Werte werden allmählich abgesenkt. Wie schon zuvor beschrieben, wird der PWM- Wert nach Drucken eines jeden Bereichs basierend auf der An- /Abwesenheit der Verwendung und der Leistung des Unterheizelements vor dem Drucken eingestellt, und die Kopftemperatur, die unmittelbar vor dem Drucken eines jeden Bereichs vorhergesagt worden ist, und danach werden die Druckoperationen ausgeführt. Da vorhergesagt werden kann, daß die Kopftemperatur (Fig. 15B) nicht weit von der Bezugstemperatur der Ein-Zeilen-Druckoperation entfernt ist, wird das Unterheizelement nicht eingeschaltet unmittelbar vor dem Drucken der nächsten Zeile.In areas A4, A5, A6 and A7, the head temperature can be predicted to rise gradually since the current printing conditions are high, and the PWM values are gradually lowered. After an area A8, since the current printing conditions are low, the head temperature can be predicted to fall gradually, and the PWM values are gradually lowered. As described previously, the PWM value after printing each area is set based on the presence/absence of use and the performance of the sub-heater before printing, and the head temperature predicted immediately before printing each area, and thereafter the printing operations are carried out. Since the head temperature (Fig. 15B) can be predicted to be not far from the reference temperature of the one-line printing operation, the sub-heater is not turned on immediately before printing the next line.
In den Fig. 16A bis 16E wird eine Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Kopftemperatur errechnet zum Überprüfen, ob die Heizoperation des Unterheizelements unmittelbar vor dem Drucken erforderlich ist. Da in diesem Falle die Kopftemperatur weit verschoben ist von der Zieltemperatur, wird vorhergesagt, daß die Heizoperation des Unterheizelements erforderlich ist, und die Heizoperation des Unterheizelements wird ausgeführt (Fig. 16D). Nach Abschluß der Heizoperation des Unterheizelements und unmittelbar vor dem Drucken des Bereichs A1 (Fig. 16B) wird dann eine Kopftemperatur vorhergesagt. Da vorhergesagt ist, daß die Kopftemperatur die Zieltemperatur übersteigt, wird ein minimaler Wert dem PWM-Wert (Fig. 16C) zugeordnet, nach dem Drucken des Bereiches A1. Obwohl die Heizoperation des Unterheizelements die Temperatur in einer frühen Periode der Heizoperation anheben kann, da die Differenz zwischen der Kopftemperatur und der Zieltemperatur groß ist, kann leicht vorhergesagt werden, daß die Kopftemperatur abgefallen ist unter die Bezugstemperatur nach Abschluß des Druckens. Die Kopftemperatur unmittelbar nach Einschalten des Unterheizelements wird folglich absichtlich so eingestellt, daß sie die Zieltemperatur übersteigt.In Figs. 16A to 16E, a difference between the ambient temperature and the head temperature is calculated to check whether the heating operation of the sub-heater immediately before printing. In this case, since the head temperature is far shifted from the target temperature, it is predicted that the heating operation of the sub-heater is required, and the heating operation of the sub-heater is carried out (Fig. 16D). Then, after completion of the heating operation of the sub-heater and immediately before printing of the area A1 (Fig. 16B), a head temperature is predicted. Since the head temperature is predicted to exceed the target temperature, a minimum value is assigned to the PWM value (Fig. 16C) after printing of the area A1. Although the heating operation of the sub-heater may raise the temperature in an early period of the heating operation, since the difference between the head temperature and the target temperature is large, it can be easily predicted that the head temperature has dropped below the reference temperature after completion of printing. The head temperature immediately after turning on the sub-heater is therefore intentionally set to exceed the target temperature.
Der Minimalwert wird dem PWM-Wert des Bereichs A1 zugeordnet. Da jedoch das Verhältnis (100%) vom Bereich A1 hoch ist, wird vorhergesagt, daß die Temperatur unmittelbar vor Drucken des Bereichs A2 nicht unter die Zieltemperatur gefallen ist, und ein minimaler PWM-Wert wird für den Bereich A2 eingestellt. Da in Bereichen A2 und A3 aktuelle Druckverhältnisse klein sind, wird die Kopftemperatur allmählich abgesenkt auf eine Temperatur unter die Zieltemperatur, und optimale PWM-Werte werden eingestellt. Danach werden die Heizoperation des Unterheizelements und die aktuellen Druckoperationen ausgeführt, während die PWM-Werte der Bereiche in derselben Weise wie in den Fig. 15A bis 15E eingestellt werden.The minimum value is assigned to the PWM value of the area A1. However, since the ratio (100%) of the area A1 is high, it is predicted that the temperature immediately before printing the area A2 has not fallen below the target temperature, and a minimum PWM value is set for the area A2. Since actual printing ratios are small in areas A2 and A3, the head temperature is gradually lowered to a temperature below the target temperature, and optimal PWM values are set. Thereafter, the heating operation of the sub-heater and the actual printing operations are carried out while setting the PWM values of the areas in the same manner as in Figs. 15A to 15E.
Ein Unterschied zwischen den Fällen in den Fig. 15A bis 15E und den Fig. 16A bis 16E besteht darin, daß die Ausstoßmenge nicht die Ausstoßmenge (Fig. 15E) bei der Zieltemperatur im früheren Falle übersteigt, während die Ausstoßmenge manchmal die Ausstoßmenge (Fig. 16E) bei der Zieltemperatur im letzteren Falle übersteigt. Dies liegt daran, daß kein negativer PWM-Wert für Absenken der Ausstoßmenge in diesem Ausführungsbeispiel einstellbar ist. Bei der praktischen Anwendung kann ein negativer PWM-Wert vorgesehen sein.A difference between the cases in Figs. 15A to 15E and Figs. 16A to 16E is that the discharge amount does not exceed the discharge amount (Fig. 15E) at the target temperature in the former case, while the discharge amount sometimes exceeds the discharge amount (Fig. 16E) at the target temperature in the latter case. This is because no negative PWM value can be set for lowering the output quantity in this embodiment. In practical application, a negative PWM value can be provided.
Da in diesem Ausführungsbeispiel eine zukünftige Kopftemperatur ohne Verwendung eines Temperatursensors vorhergesagt werden kann, können verschiedene Kopfsteueroperationen ausgeführt werden vor einer aktuellen Druckoperation, und eine genauere Aufzeichnungsoperation läßt sich erzielen. Da es möglich ist, eine Temperatur unter Bezug auf eine Temperaturprädiktionstabelle vorherzusagen, kann die Prädiktionssteuerung vereinfacht werden.In this embodiment, since a future head temperature can be predicted without using a temperature sensor, various head control operations can be carried out before a current printing operation, and a more accurate recording operation can be achieved. Since it is possible to predict a temperature by referring to a temperature prediction table, the prediction control can be simplified.
Die im neunten Ausführungsbeispiel beschriebene Temperaturprädiktion kann angewandt werden auf jedes der dritten bis achten Ausführungsbeispiele, die zuvor beschrieben worden sind. Die Kopftemperatur ist nicht beschränkt auf eine angenommene Temperatur bei der gegenwärtigen Zeit, und eine zukünftige Kopftemperatur kann ebenfalls leicht vorhergesagt werden. Folglich kann das optimale Vorausstoßintervall und die optimale Anzahl von Vorausstößen unter Berücksichtigung einer zukünftigen Ausstoßbedingung eingestellt werden. Darüber hinaus kann eine optimale Saugwiederherstellsteuerung eingestellt werden. Des weiteren kann die "gewichtete Anzahl von Ausstößen", die eine zukünftige Ausstoßbedingung in Betracht ziehen, in eine Rechnung der "gewichteten Anzahl von Ausstößen" auf die optimale Steuerung verwendet werden.The temperature prediction described in the ninth embodiment can be applied to any of the third to eighth embodiments described above. The head temperature is not limited to an assumed temperature at the present time, and a future head temperature can also be easily predicted. Consequently, the optimal pre-discharge interval and the optimal number of pre-discharges can be set taking into account a future discharge condition. Moreover, an optimal suction recovery control can be set. Furthermore, the "weighted number of discharges" taking into account a future discharge condition can be used in a calculation of the "weighted number of discharges" to the optimal control.
Darüber hinaus kann "Tintenverdampfungseigenschaften" oder "Blasenwachsen in einem Tintenkanal" zukünftige Ausstoßbedingungen berücksichtigen, die in der Annahme oder Prädiktion der "Tintenverdampfungseigenschaften" oder "Blasenwachsen in einem Tintenkanal" zum Einstellen der optimalen Steuerung verwendet werden.In addition, "ink evaporation characteristics" or "bubble growth in an ink channel" may take into account future ejection conditions, which are used in the assumption or prediction of the "ink evaporation characteristics" or "bubble growth in an ink channel" for setting the optimal control.
Das zehnte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Temperatursensor einem Aufzeichnungskopf bereitgestellt, und eine vorhergesagte (errechnete) Kopftemperatur wird korrigiert, um die Vorhersagegenauigkeit zu verbessern.The tenth embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, a temperature sensor is provided to a recording head, and a predicted (calculated) head temperature is corrected to improve the prediction accuracy.
In der Anordnung dieses Ausführungsbeispiels, wie es in Fig. 24 gezeigt ist, kann ein Kopf 8b, der einen Temperatursensor 8e und eine Kopftemperatur hat, festgestellt werden durch den Temperatursensor 8e, von einer CPU 60 aufgenommen werden.In the arrangement of this embodiment, as shown in Fig. 24, a head 8b having a temperature sensor 8e and a head temperature detected by the temperature sensor 8e can be received by a CPU 60.
Fig. 25 zeigt eine Heiztafel eines Aufzeichnungskopfes, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden kann. Ein Temperatursensor, ein Temperatursteuerheizelement und ein Ausstoßheizelement und dergleichen sind auf der Heiztafel angeordnet.Fig. 25 shows a heater board of a recording head which can be used in this embodiment. A temperature sensor, a temperature control heater and an ejection heater and the like are arranged on the heater board.
Fig. 25 ist eine schematische Aufsicht auf die Heiztafel. In Fig. 25 sind die Temperatursensoren 8e sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite einer Anordnung einer Vielzahl von Ausstoßheizelementen 8c auf einem Si-Substrat 853 angeordnet. Diese Ausstoßheizelemente 8c und die Temperatursensoren 8e sind gemeinsam mit den Temperatursteuer-Heizelementen 8e mustermäßig angeordnet, in gleicher Weise sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite der Heiztafel, und werden gleichzeitig in einem Halbleiterprozeß hergestellt. In diesem Ausführungsbeispiel wird als die Temperatur, festgestellt vom Temperatursensor 8e, ein Durchschnittswert der Temperaturen, festgestellt von den beiden Temperatursensoren 8e, verwendet.Fig. 25 is a schematic plan view of the heater board. In Fig. 25, the temperature sensors 8e are arranged on both the right and left sides of an array of a plurality of ejection heaters 8c on a Si substrate 853. These ejection heaters 8c and the temperature sensors 8e are patterned together with the temperature control heaters 8e, similarly on both the right and left sides of the heater board, and are simultaneously manufactured in a semiconductor process. In this embodiment, as the temperature detected by the temperature sensor 8e, an average value of the temperatures detected by the two temperature sensors 8e is used.
Nachstehend anhand der Ablaufdiagramme, die in Fig. 13 zuvor gezeigt wurden, und in den Fig. 26 bis 28 beschrieben ist eine Operation, wenn eine Aufzeichnungsoperation unter Verwendung eines Aufzeichnungsgerätes mit der obigen Anordnung ausgeführt wird.Described below with reference to the flow charts shown in Fig. 13 above and in Figs. 26 to 28 an operation when a recording operation is carried out using a recording device having the above arrangement.
Wenn eine Stromversorgung in Schritt S100 eingeschaltet wird, erfolgt ein Rücksetzen/Verbleiben eines Temperaturkorrekturzeitgebers (S110), und ein Temperaturprädiktionstabellen-Korrekturwert "CAL" wird initialisiert (CAL = 1) (S115). Die vom Temperatursensor festgestellte Temperatur (wird nachstehend als Bezugsthermistor bezeichnet) auf einer Platine des Grundgerätes (wird nachstehend als PCB bezeichnet) zum Feststellen der Umgebungstemperatur wird gelesen (S120), womit die Umgebungstemperatur festgestellt ist. Eine von der Einschaltoperation der Stromversorgung an verstrichene Zeit wird aus dem Temperaturkorrekturzeitgeber (S130) gelesen, und eine präzise Umgebungstemperatur, aus der der Einfluß der Wärmeerzeugungsglieder korrigiert ist, wird gewonnen unter Bezug auf eine Temperaturkorrektürtabelle (Tabelle 1) (S140).When a power supply is turned on in step S100, a temperature correction timer is reset/remained (S110), and a temperature prediction table correction value "CAL" is initialized (CAL = 1) (S115). The temperature detected by the temperature sensor (hereinafter referred to as a reference thermistor) on a board of the main unit (hereinafter referred to as a PCB) for detecting the ambient temperature is read (S120), thus detecting the ambient temperature. An elapsed time from the power-on operation is read from the temperature correction timer (S130), and a precise ambient temperature from which the influence of the heat generating elements is corrected is obtained by referring to a temperature correction table (Table 1) (S140).
In Schritt S150 wird eine laufende Kopfchiptemperatur (β) vorhergesagt anhand einer Temperaturprädiktionstabelle (Fig. 14), und die Steuerung wartet auf die Eingabe eines Drucksignals. Die aktuelle Kopfchiptemperatur (β) wird folgendermaßen vorhergesagt. Das heißt, die in Schritt S140 gewonnene Umgebungstemperatur wird aktualisiert durch Hinzufügen eines Wertes, der von einer Matrix einer Temperaturdifferenz bestimmt ist zwischen der Kopftemperatur und der Umgebungstemperatur in Hinsicht auf eine zugeführte Energie (Leistungsverhältnis) vom Kopf pro Einheitszeit, und die aktualisierte Umgebungstemperatur wird multipliziert mit dem Korrekturwert (CAL" (β = β*CAL) (S155). Unmittelbar nach der Einschaltoperation der Stromversorgung wird kein Drucksignal eingegeben (eingesetzte Energie = 0), eine Temperaturdifferenz zwischen der Kopftemperatur und der Umgebungstemperatur ist 0, und der Korrekturwert "CAL" ist ebenfalls 1. Ein Matrixwert 0 (thermisches Gleichgewicht) wird folglich der Umgebungstemperatur hinzugefügt, und die Summe wird mit 1 multipliziert. Wenn kein Drucksignal eingegeben wird, kehrt der Ablauf zu Schritt S120 zurück, um die Temperatur des Bezugsthermistors erneut zu lesen. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kopfchiptemperatur-Prädiktionszyklus auf 0,1 sec eingestellt.In step S150, a current head chip temperature (β) is predicted from a temperature prediction table (Fig. 14), and the controller waits for the input of a pressure signal. The current head chip temperature (β) is predicted as follows. That is, the ambient temperature obtained in step S140 is updated by adding a value determined from a matrix of a temperature difference between the head temperature and the ambient temperature with respect to an input energy (power ratio) from the head per unit time, and the updated ambient temperature is multiplied by the correction value "CAL" (β = β*CAL) (S155). Immediately after the power-on operation, no pressure signal is input (input energy = 0), a temperature difference between the head temperature and the ambient temperature is 0, and the correction value "CAL" is also 1. A matrix value 0 (thermal equilibrium) is thus added to the ambient temperature, and the sum is multiplied by 1. If no print signal is input, the flow returns to step S120 to read the temperature of the reference thermistor again. In this embodiment, the head chip temperature prediction cycle is set to 0.1 sec.
Die in Fig. 14 gezeigte Temperaturprädiktionstabelle ist eine Matrixtabelle, die Temperaturanstiegseigenschaften pro Zeiteinheit zeigt, bestimmt durch die thermische Zeitkonstante des Kopfes und eine Energie, die dem Kopf zugeführt wird, wie zuvor beschrieben. Genauer gesagt, da die thermische Zeitkonstante des Kopfes abhängig von Köpfen variiert, können die Temperaturanstiegseigenschaften leicht variieren. Der Korrekturwert "CAL" für die Temperaturprädiktionstabelle ist ein Koeffizient zum Korriegieren dieser Variation.The temperature prediction table shown in Fig. 14 is a matrix table showing temperature rise characteristics per unit time determined by the thermal time constant of the head and a power supplied to the head as described previously. More specifically, since the thermal time constant of the head varies depending on heads, the temperature rise characteristics may vary slightly. The correction value "CAL" for the temperature prediction table is a coefficient for correcting this variation.
Wenn ein Drucksignal eingegeben wird, erfolgt die Steuerung auf folgende Weise.When a pressure signal is input, control is carried out in the following manner.
Vor Ausführen der Druckoperation wird überprüft, ob eine Papierzuführ/-Ausgabeoperation eines Aufzeichnungsträgers ausgeführt wird (S162). Wenn in Schritt S162 JA, verzweigt sich der Ablauf zu einer Temperaturprädiktions- Tabellenkorrekturroutine (S164). Bei der Temperaturprädiktions- Tabellenkorrekturroutine wird ein Wert in der Temperaturprädiktionstabelle korrigiert. Genauer gesagt, wie in Fig. 28 gezeigt, wird die Temperatur des Kopfchips gemessen vom Kopftemperatursensor (S166) und ein Verhältnis der gemessenen Temperatur zur in der Temperaturprädiktionstabelle vorhergesagten Kopfchiptemperatur wird gewonnen. Das Verhältnis wird in "CAL" (CAL = Sensorwert/vorhergesagter Wert "β") eingesetzt (S168). Da die thermische Zeitkonstante des Kopfes in Einheiten des Kopfes im strikten Sinne variiert, wie schon beschrieben, variiert die Beschleunigung (Neigung) eines Temperaturanstiegs in Hinsicht auf die zugeführte Energie in Einheiten von Köpfen, und eine geringe Differenz aus der Temperaturprädiktionstabelle wird häufig erzeugt. Diese Differenz, das heißt, das Ergebnis der Beschleunigung des Temperaturanstiegs in Hinsicht auf die zugeführte Energie wird gewonnen als "CAL" (CAL = Sensorwert/vorhergesagter Wert "β"), wodurch die folgenden vorhergesagten Werte einer Kopfchiptemperatur korrigiert werden. Nachdem der Korrekturwert gewonnen worden ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S170 in die Hauptroutine zurück (S169).Before executing the printing operation, it is checked whether a paper feed/eject operation of a recording medium is being executed (S162). If YES in step S162, the flow branches to a temperature prediction table correction routine (S164). In the temperature prediction table correction routine, a value in the temperature prediction table is corrected. More specifically, as shown in Fig. 28, the temperature of the head chip is measured by the head temperature sensor (S166), and a ratio of the measured temperature to the head chip temperature predicted in the temperature prediction table is obtained. The ratio is set in "CAL" (CAL = sensor value/predicted value "β") (S168). Since the thermal time constant of the head varies in units of the head in the strict sense, as already described, the acceleration (inclination) of a temperature rise with respect to the supplied energy varies in units of heads, and a small difference from the temperature prediction table is often generated. This difference, that is, the result of the acceleration of the The correction value of the temperature rise with respect to the supplied power is obtained as "CAL" (CAL = sensor value/predicted value "β"), thereby correcting the following predicted values of a head chip temperature. After the correction value is obtained, the flow returns to step S170 in the main routine (S169).
Der Grund, weswegen die Temperatur vom Kopftemperatursensor während einer Papierzuführ-/-ausgabeperiode gelesen wird, ist derjenige, daß eine Änderung in der Temperatur ständig ist, da der Kopf nicht angesteuert (beheizt) wird, und der Einfluß der Verzögerung eines Wärmezustands ist gering.The reason why the temperature is read from the head temperature sensor during a paper feed/eject period is that a change in temperature is continuous since the head is not driven (heated), and the influence of the delay of a heat state is small.
In Schritt S170 kann eine Druckzieltemperatur (α) des Kopfchips, bei der eine optimale Ansteueroperation ausgeführt werden kann bei der laufenden Umgebungstemperatur, gewonnen werden in Hinsicht auf eine Zieltemperaturtabelle (Ansteuertemperaturtabelle) (Tabelle 2).In step S170, a print target temperature (α) of the head chip at which an optimal driving operation can be performed at the current ambient temperature can be obtained with reference to a target temperature table (driving temperature table) (Table 2).
In Schritt S180 wird eine Differenz γ ( = α - β) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der laufenden Kopfchiptemperatur (β) errechnet. In Schritt S190 wird eine Einschaltzeit (t) eines Unterheizelements vor Drucken zum Zwecke des Absenkens der Differenz (γ) unter Bezug auf eine Unterheizsteuertabelle (Tabelle 3) gewonnen.In step S180, a difference γ (= α - β) between the printing target temperature (α) and the current head chip temperature (β) is calculated. In step S190, an on-time (t) of a sub-heater before printing for the purpose of decreasing the difference (γ) is obtained by referring to a sub-heater control table (Table 3).
Nachdem die Einschaltzeit (t) des Unterheizelements vor dem Drucken gewonnen ist, wird Bezug genommen auf die Temperaturprädiktionstabelle (Fig. 14), wodurch eine (zukünftige) Kopfchiptemperatur unmittelbar vor dem Beginn des Druckens unter der Annahme vorhergesagt wird, daß das Unterheizelement eingeschaltet ist während der Einstellzeit (S500). Die vorhergesagte Temperatur wird korrigiert durch den Korrekturwert CAL (S505), wodurch die Chiptemperatur eingestellt wird. Eine Differenz (γ) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der vorhergesagten Kopfchiptemperatur (β) wird errechnet (S510). Es erübrigt sich zu sagen, daß es wünschenswert ist, daß die Temperatur (α) und (β) einander gleichen. Selbst wenn diese beiden Temperaturen einander nicht gleichen, wird ein PWM-Wert zu Beginn der Druckoperation gemäß der Differenz (γ) unter Bezug auf eine PWM-Wertbestimmungstabelle (Tabelle 4) genommen, so daß eine Ausstoßmenge gleich derjenigen, die in der Druckoperation bei der Druckzieltemperatur (α) erzielt wurde, gewonnen wird (S520, S530).After the on-time (t) of the sub-heater before printing is obtained, reference is made to the temperature prediction table (Fig. 14), whereby a (future) head chip temperature immediately before the start of printing is predicted on the assumption that the sub-heater is on during the setting time (S500). The predicted temperature is corrected by the correction value CAL (S505), thereby adjusting the chip temperature. A difference (γ) between the print target temperature (α) and the predicted head chip temperature (β) is calculated (S510). Needless to say, it is desirable that the temperatures (α) and (β) are equal to each other. Even if these two temperatures are not equal to each other, a PWM value at the start of the printing operation according to the difference (γ) with reference to a PWM value determination table (Table 4) so that an ejection amount equal to that obtained in the printing operation at the printing target temperature (α) is obtained (S520, S530).
Die Chiptemperatur des Kopfes ändert sich aufgrund des Ausstoßverhältnisses während einer Ein-Zeilen-Druckoperation. Genauer gesagt, da die Differenz (γ) sich manchmal selbst in einer Zeile ändert, ist es wünschenswert, einen PWM-Wert in einer Zeile gemäß der Änderung in der Differenz zu optimieren. In diesem Ausführungsbeispiel ist 1,0 sec erforderlich, um eine Zeile zu drucken. Da der Temperaturprädiktionszyklus des Kopfchips 0,1 sec ist, wird eine Zeile bei diesem Ausführungsbeispiel eingeteilt in 10 Bereiche. Der zuvor eingesetzte PWM-Wert zu Beginn der Druckoperation entspricht dem einen zu Beginn des ersten Bereichs.The chip temperature of the head changes due to the ejection ratio during a one-line printing operation. More specifically, since the difference (γ) sometimes changes even in one line, it is desirable to optimize a PWM value in one line according to the change in the difference. In this embodiment, 1.0 sec is required to print one line. Since the temperature prediction cycle of the head chip is 0.1 sec, one line is divided into 10 areas in this embodiment. The previously set PWM value at the start of the printing operation corresponds to the one at the start of the first area.
Ein Verfahren zum Bestimmen von PWM-Werten zu Beginn des zweiten bis zehnten Bereichs ist nachstehend beschrieben. In Schritt S540 wird n = 1 eingesetzt, und n wird in Schritt S550 inkrementiert. Angemerkt sei, daß n einen Bereich aufzeigt. Da es nicht 10 Bereiche gibt, springt die Steuerung aus der folgenden Schleife heraus, wenn n 10 überschreitet (S560).A method for determining PWM values at the beginning of the second to tenth ranges is described below. In step S540, n = 1 is set, and n is incremented in step S550. Note that n indicates one range. Since there are not 10 ranges, control exits the following loop when n exceeds 10 (S560).
156 In der ersten Schleife wird der PWM-Wert zu Beginn des zweiten Bereichs eingestellt. Als ein Verfahren wird ein Leistungsverhältnis des ersten Bereichs errechnet, basierend auf der Anzahl von Punkten und dem PWM-Wert des ersten Bereichs (S570).156 In the first loop, the PWM value at the beginning of the second area is set. As a process, a power ratio of the first area is calculated based on the number of points and the PWM value of the first area (S570).
Eine Kopfchiptemperatur nach Abschluß der Druckoperation vom ersten Bereich (das heißt, dem Beginn der Druckoperation vom zweiten Bereich) wird vorhergesagt durch Substituieren des Leistungsverhältnisses in (unter Bezug auf) die Temperaturprädiktionstabelle (Fig. 14) (S580). Die vorhergesagte Temperatur wird durch den Korrekturwert CAL korrigiert (S585), womit die Kopfchiptemperatur β eingestellt wird. In Schritt S590 wird erneut eine Differenz (γ) zwischen der Druckzieltemperatur (α) und der Kopfchiptemperatur (β) errechnet. In der zuvor präsentierten Fig. 13 wird ein PWM-Wert zum Drucken des zweiten Bereichs gemäß der Differenz (γ) unter Bezug auf die PWM- Wertbestimmungstabelle (Tabelle 4) gewonnen, und der PWM-Wert für den zweiten Bereich wird auf einen Speicher gegeben (S600, S610).A head chip temperature after completion of the printing operation from the first area (i.e., the start of the printing operation from the second area) is predicted by substituting the duty ratio into (with reference to) the temperature prediction table (Fig. 14) (S580). The predicted temperature is corrected by the correction value CAL (S585), thereby setting the head chip temperature β. In step S590, a difference (γ) between the printing target temperature (α) and the head chip temperature (β). In Fig. 13 presented previously, a PWM value for printing the second area is obtained according to the difference (γ) by referring to the PWM value determination table (Table 4), and the PWM value for the second area is given to a memory (S600, S610).
Danach wird das Leistungsverhältnis des zugehörigen Bereichs errechnet auf der Grundlage der Anzahl von Punkten und dem PWM- Wert des unmittelbar vorhergehenden Bereichs, und eine Chiptemperatur (β) nach Abschluß der Druckoperation des zugehörigen Bereichs wird vorhergesagt. Die vorhergesagte Temperatur wird mit dem Korrekturwert CAL korrigiert. Dann wird ein PWM-Wert des nächsten Bereichs gemäß der Differenz zwischen dem Druckzielwert (α) und der vorhergesagten Kopfchiptemperatur (β) eingestellt (S550 bis S610). Nachdem die PWM-Werte für alle 10 Bereiche in einer Zeile eingesetzt sind, schreitet der Ablauf fort von Schritt S560 zu Schritt S620, und die Heizoperation des Unterheizelements vor dem Drucken wird ausgeführt. Danach wird eine Ein-Zeilen-Druckoperation gemäß den eingestellten PWM- Werten ausgeführt (S630). Wenn die Ein-Zeilen-Druckoperation in Schritt 630 endet, kehrt der Ablauf zu Schritt S120 zurück, um die Temperatur eines Bezugsthermistors zu lesen, und die zuvor beschriebene Steuerung wird sequentiell wiederholt.Thereafter, the duty ratio of the associated area is calculated based on the number of dots and the PWM value of the immediately preceding area, and a chip temperature (β) after completion of the printing operation of the associated area is predicted. The predicted temperature is corrected with the correction value CAL. Then, a PWM value of the next area is set according to the difference between the print target value (α) and the predicted head chip temperature (β) (S550 to S610). After the PWM values for all 10 areas in one line are set, the flow advances from step S560 to step S620, and the heating operation of the sub-heater before printing is carried out. Thereafter, a one-line printing operation is carried out according to the set PWM values (S630). When the one-line printing operation ends in step S120, the flow returns to step S120 to read the temperature of a reference thermistor, and the above-described control is sequentially repeated.
Unter der zuvor beschriebenen Steuerung erreicht die Kopfchiptemperatur (β) allmählich die Druckzieltemperatur (α). Selbst wenn eine große Temperaturdifferenz zwischen der Kopfchiptemperatur (β) und der Druckzieltemperatur (α) vorhanden ist, wie in einer frühen Periode nach dem Stromeinschalten, kann eine aktuelle Ausstoßmenge gesteuert werden wie diejenige bei der Druckzieltemperatur, da die PWM-Steuerung innerhalb einer Zeile ausgeführt wird, und eine hohe Qualität ist realisierbar. Da des weiteren eine vorhergesagte Temperatur korrigiert wird mit dem Korrekturwert CAL, der einen Fehler zwischen einer gemessenen Temperatur und einer vorhergesagten Temperatur in einem stetigen Zustand der Kopftemperatur anzeigt (S155, S505, 5585), kann die Kopftemperatur genau vorhergesagt werden.Under the control described above, the head chip temperature (β) gradually reaches the print target temperature (α). Even when there is a large temperature difference between the head chip temperature (β) and the print target temperature (α) as in an early period after power-on, an actual ejection amount can be controlled as that at the print target temperature because PWM control is carried out within one line, and high quality is realizable. Furthermore, since a predicted temperature is corrected with the correction value CAL indicating an error between a measured temperature and a predicted temperature in a steady state of the head temperature (S155, S505, S585), the head temperature can be accurately predicted.
Da die detaillierte Anordnung dieses Ausführungsbeispiels dieselbe wie beim neunten Ausführungsbeispiel ist, wird hier eine Beschreibung derselben fortgelassen.Since the detailed arrangement of this embodiment is the same as that of the ninth embodiment, a description thereof is omitted here.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Korrekturwert CAL der Temperaturprädiktionstabelle nur während der Papierzuführ-/ -ausgabeoperation eines Aufzeichnungsträgers aktualisiert. Dies liegt daran, daß, zusätzlich zum stetigen Zustand der zuvor beschriebenen Kopftemperatur, wenn die Papierzuführ-/- ausgabeoperation eines Aufzeichnungsträgers eine Zeit von mehreren Sekunden erfordert, der Korrekturwert CAL aktualisiert werden kann ohne Beeinflussung einer Aufzeichnungszeit, solange die Steuerung innerhalb dieser Zeit erfolgen kann. Genauer gesagt, die Temperatur des Kopfchips wird mehrere Male gemessen, womit ein Feststellfehler aufgrund von Störungen vermieden wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Korrektur einmal pro Papierzuführ-/-ausgabeoperation ausgeführt. Alternativ kann die Korrektur (Prädiktion → Messung → Korrektur) häufig wiederholt werden während einer einzigen Papierzuführ-/-ausgabeoperation, wodurch die Genauigkeit des Korrekturwertes CAL verbessert wird.In this embodiment, the correction value CAL of the temperature prediction table is updated only during the paper feed/eject operation of a recording medium. This is because, in addition to the steady state of the head temperature described above, when the paper feed/eject operation of a recording medium requires a time of several seconds, the correction value CAL can be updated without affecting a recording time as long as the control can be performed within that time. More specifically, the temperature of the head chip is measured several times, thus avoiding a detection error due to noise. In this embodiment, the correction is carried out once per paper feed/eject operation. Alternatively, the correction (prediction → measurement → correction) can be repeated frequently during a single paper feed/eject operation, thereby improving the accuracy of the correction value CAL.
Ein Verfahren der wiederholten Korrektur, bis der Korrekturwert CAL mit einem vorbestimmten Wert konvergiert, kann Anwendung finden. Die Korrekturzeit ist nicht darauf beschränkt, während einer Papierzuführ-/-ausgabeoperation ausgeführt zu werden, kann aber eingestellt werden vor oder während einer Druckoperation bei einer jeden Zeile.A method of repeatedly correcting until the correction value CAL converges with a predetermined value may be adopted. The correction time is not limited to being carried out during a paper feed/eject operation, but may be set before or during a print operation at each line.
In diesem Ausführungsbeispiel verschwindet der Korrekturwert CAL, wenn die Stromversorgung abgeschaltet wird. Jedoch kann der Korrekturwert gespeichert werden in beispielsweise einem programmierbaren nichtflüchtigen Speicherträger (das heißt, einem EEPROM). Alternativ kann die Temperaturprädiktionstabelle selbst einem nichtflüchtigen Speicherträger zugeordnet werden und kann bei jeder Korrektur neu geschrieben werden.In this embodiment, the correction value CAL disappears when the power supply is turned off. However, the correction value can be stored in, for example, a programmable non-volatile storage medium (i.e., an EEPROM). Alternatively, the temperature prediction table itself can be assigned to a non-volatile storage medium and can be rewritten with each correction.
Der Korrekturwert "CAL" wird in diesem Ausführungsbeispiel errechnet durch (CAL = Sensorwert/vorhergesagter Wert "β"). Jedoch kann der Korrekturwert errechnet werden durch andere Rechenmittel. Gleichermaßen wird die vorhergesagte Temperatur des Kopfchips in diesem Ausführungsbeispiel errechnet durch (β = β*CAL), kann aber auch errechnet werden durch andere Rechenmittel.The correction value "CAL" is calculated in this embodiment by (CAL = sensor value/predicted value "β"). However, the correction value can be calculated by other Calculation means. Similarly, the predicted temperature of the head chip is calculated by (β = β*CAL) in this embodiment, but may be calculated by other calculation means.
Wie zuvor beschrieben, umfaßt das Aufzeichnungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Kopftemperaturmeßmittel, das die Temperatur eines Aufzeichnungskopfes mißt, ein Umgebungstemperaturmeßmittel, das die Umgebungstemperatur mißt, ein Temperaturrechenmittel, das eine Variation der Temperatur im Aufzeichnungskopf errechnet, und ein Steuermittel, das den Aufzeichnungskopf auf der Grundlage des Rechenergebnisses steuert. Folglich können die folgenden Vorteile bereitgestellt werden:As described above, the recording apparatus according to this embodiment comprises head temperature measuring means that measures the temperature of a recording head, ambient temperature measuring means that measures the ambient temperature, temperature calculating means that calculates a variation in temperature in the recording head, and control means that controls the recording head based on the calculation result. Consequently, the following advantages can be provided:
1. Die Steuerung kann in Echtzeit erfolgen, ohne eine Ansprechverzögerungszeit beim Messen der Kopftemperatur;1. The control can be carried out in real time without any response delay time when measuring the head temperature;
2. Akkumulation eines Prädiktionsfehlers der Kopftemperatur kann verhindert werden; und2. Accumulation of prediction error of head temperature can be prevented; and
3. Fuzzy-Steuerung kann automatisch erfolgen und die Prädiktionsgenauigkeit verbessern, wenn das Gerät in Verwendung ist.3. Fuzzy control can be automatic and improve the prediction accuracy when the device is in use.
Die zum zehnten Ausführungsbeispiel beschriebene Temperaturprädiktion kann wie im neunten Ausführungsbeispiel angewandt werden bei jedem des dritten bis achten Ausführungsbeispiels, das zuvor beschrieben wurde.The temperature prediction described in the tenth embodiment can be applied to any of the third to eighth embodiments described above, as in the ninth embodiment.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Temperatursensor für einen Aufzeichnungskopf vorgesehen, und eine Kopftemperatur wird vorhergesagt unter Bezug auf die vom Temperatursensor festgestellte Temperatur in Hinsicht auf eine vorhergesagte Variation der Temperatur. Die Anordnung dieses Ausführungsbeispiels ist dieselbe wie die in den Fig. 24 und 25 gezeigte, beschrieben zum zehnten Ausführungsbeispiel.In this embodiment, a temperature sensor is provided for a recording head, and a head temperature is predicted with reference to the temperature detected by the temperature sensor in view of a predicted variation in temperature. The arrangement of this embodiment is the same as that shown in Figs. 24 and 25 described in the tenth embodiment.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann eine zukünftige Temperatur vorhergesagt werden aus einem vorhergesagten Druckverhältnis, womit Ärger vermieden wird, der verursacht wird durch eine Zeitverzögerung bei der Temperaturfeststellung. Da die Ansprechzeiteigenschaften in der Temperatursteuerung verbessert werden können, kann der Tintenausstoß stabilisiert werden.According to this embodiment, a future temperature can be predicted from a predicted printing ratio, thus avoiding trouble caused by a time delay in temperature detection. Since the response time characteristics in temperature control can be improved, the ink ejection can be stabilized.
Die zum elften Ausführungsbeispiel beschriebene Temperaturprädiktion kann angewandt werden bei jedem des dritten bis achten Ausführungsbeispiels, das zuvor beschrieben wurde, wie im neunten Ausführungsbeispiel.The temperature prediction described in the eleventh embodiment can be applied to any of the third to eighth embodiments described above, as in the ninth embodiment.
Wenn die Wiederherstellsteuerung stattfindet, werden die Anzahl an Ausstößen, eine Wischzeit und eine Vorausstoßzeit im voraus eingestellt, die Steuerung kann ausgeführt werden in Übereinstimmung mit der vorhergesagten Kopftemperatur, und die Ansprecheigenschaften können weiter verbessert werden, verglichen mit der Steuerung, die ausgeführt wird während eine Kopftemperatur vorhergesagt wird.When the recovery control is performed, the number of ejections, a wiping time and a pre-ejection time are set in advance, the control can be performed in accordance with the predicted head temperature, and the response characteristics can be further improved compared with the control performed while predicting a head temperature.
Dieses Ausführungsbeispiel läßt sich auch in einem Fall anwenden, bei dem ein Unterheizelement auf der Grundlage des Druckverhältnisses gesteuert wird. Wenn eine zukünftige Temperatur, vorhergesagt aus der laufenden Kopftemperatur und einem zukünftigen Druckverhältnis, geringer als eine Tintenausstoß-Standardtemperatur (23ºC) ist, wird die Einschaltzeit des Unterheizelements gemäß der Differenz zwischen den zwei Temperatur gesteuert, um so immer eine konstante Kopftemperatur beizubehalten, wodurch der Ausstoß stabilisiert wird. Zu dieser Zeit wird eine in der Tabelle 3 gezeigte Zeit verwendet als Einschaltzeit für das Unterheizelement gemäß der Differenz zwischen der vorhergesagten zukünftigen Temperatur und der Tintenausstoß-Standardtemperatur. Da die Einschaltzeit des Unterheizelements zuvor gesteuert wird, kann eine Steuerzeitverzögerung zu dieser Zeit vermieden werden, und die Steuerung mit guten Ansprecheigenschaften kann realisiert werden.This embodiment is also applicable to a case where a sub-heater is controlled based on the printing ratio. When a future temperature predicted from the current head temperature and a future printing ratio is lower than an ink ejection standard temperature (23°C), the on-time of the sub-heater is controlled according to the difference between the two temperatures so as to always maintain a constant head temperature, thereby stabilizing the ejection. At this time, a time shown in Table 3 is used as the on-time for the sub-heater according to the difference between the predicted future temperature and the ink ejection standard temperature. Since the on-time of the sub-heater is controlled in advance, a control time delay at that time can be avoided, and the control with good response characteristics can be realized.
Wenn sich das Druckverhältnis abrupt ändert, selbst wenn die Temperatur in Echtzeit festgestellt ist zum Steuern des Unterheizelements, kann eine adäquate Steuerung nicht ausgeführt werden wegen des Einflusses einer Zeitverzögerung, die beträchtlich ist. Wenn jedoch eine zukünftige Kopftemperatur aus dem zukünftigen Druckverhältnis vorhergesagt wird, wird die Einschaltzeit des Unterheizelements zuvor gesteuert, um in der Lage zu sein, einer abrupten Änderung des Druckverhältnisses folgen zu können. Selbst wenn sich das Druckverhältnis abrupt ändert, kann ein stabiler Ausstoß sichergestellt werden.If the pressure ratio changes abruptly, even if the temperature is detected in real time to control the sub-heater, adequate control cannot be carried out due to the influence of a time lag which is considerable. However, when a future head temperature is predicted from the future pressure ratio, the turn-on time of the sub-heater is controlled in advance to be able to follow an abrupt change in the pressure ratio. Even if the pressure ratio changes abruptly, stable ejection can be ensured.
In jedem der Ausführungsbeispiele wird die Erregerzeit verwendet als Index einer dem Kopf zuzuführenden Energie. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Wenn beispielsweise keine PWM-Steuerung ausgeführt wird, oder wenn keine hochpräzise Temperaturprädiktion erforderlich ist, kann die Anzahl von Druckpunkten einfach herangezogen werden. Wenn des weiteren das Druckverhältnis nicht unter einer großen Variation leidet, kann die Druckzeit und die Nichtdruckzeit verwendet werden.In each of the embodiments, the excitation time is used as an index of energy to be supplied to the head. However, the present invention is not limited to this. For example, when PWM control is not performed or when high-precision temperature prediction is not required, the number of printing dots can be simply used. Furthermore, when the printing ratio does not suffer from a large variation, the printing time and the non-printing time can be used.
Die vorliegende Erfindung bringt hervorragende Wirkungen hervor, insbesondere in einem Aufzeichnungskopf und einer Aufzeichnungseinrichtung des Tintenstrahlsystems unter Verwendung thermischer Energie unter den Tintenstrahlaufzeichnungssystemen.The present invention brings about excellent effects, particularly in a recording head and a recording device of the ink jet system using thermal energy among the ink jet recording systems.
Hinsichtlich dem repräsentativen Aufbau und dem Prinzip ist beispielsweise eine praktizierte Verwendung des grundlegenden Prinzips, offenbart beispielsweise in den U.S.-Patentnummern 4 723 129 und 4 740 796, vorzuziehen. Das obige System ist anwendbar sowohl bei dem sogenannten Bedarfstyp als auch bei dem stetigen Typ. Insbesondere im Fall des Bedarfstyps ist es effektiv, weil, durch das Anwenden wenigstens eines Steuersignals, das eine schnelle Temperaturerhöhung gibt, die das Filmsieden übersteigt gemäß der Aufzeichnungsinformation auf elektrothermischen Wandlerelementen, die im Bereich gemäß einem Blatt angeordnet sind, oder Flüssigkeitskanäle, die Flüssigkeiten enthalten (Tinte), eine Heizenergie erzeugt wird durch die elektrothermischen Wandlerelemente, um das Filmsieden auf der Heizwirkungsoberfläche des Aufzeichnungskopfes herbeizuführen, und folglich die Blasen innerhalb der Flüssigkeit (Tinte) eins nach dem anderen gebildet werden können gemäß den Ansteuersignalen. Durch Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte) durch eine Ausstoßstelle durch Wachsen und Schrumpfen der Blase wird wenigstens ein Tröpfchen gebildet. Indem die Ansteuersignale in Impulsformen realisiert werden, kann das Wachsen und Schrumpfen der Blase unmittelbar und adäquat bewirkt werden, um günstigere Entladungen der Flüssigkeit (Tinte) speziell hervorragend gemäß den Eigenschaften zu bewerkstelligen. Als Ansteuersignale derartiger Impulsgestalten sind die Signale geeignet, wie sie in den U.S.-Patenten 4 463 359 und 4 345 262 offenbart sind. Des weiteren kann eine hervorragende Aufzeichnung ausgeführt werden unter Verwendung der im U.S.-Patent 4 313 124 offenbarten Bedingungen der Erfindung bezüglich der Temperaturanstiegsrate der zuvor beschriebenen Oberfläche, die der Beheizung dient.In terms of the representative structure and principle, for example, a practical use of the basic principle disclosed in, for example, U.S. Patent Nos. 4,723,129 and 4,740,796 is preferable. The above system is applicable to both the so-called demand type and the steady type. Particularly, in the case of the demand type, it is effective because, by applying at least one control signal giving a rapid temperature rise exceeding film boiling according to the recording information to electrothermal conversion elements arranged in the area corresponding to a sheet or liquid channels containing liquids (ink), a heating energy is generated by the electrothermal conversion elements to cause film boiling. on the heating effect surface of the recording head, and thus the bubbles can be formed within the liquid (ink) one by one according to the driving signals. By ejecting the liquid (ink) through an ejection port by growth and shrinkage of the bubble, at least one droplet is formed. By realizing the driving signals in pulse shapes, growth and shrinkage of the bubble can be promptly and adequately caused to effect favorable discharges of the liquid (ink) particularly excellently according to the characteristics. As the driving signals of such pulse shapes, the signals as disclosed in U.S. Patents 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Furthermore, excellent recording can be carried out by using the conditions of the invention disclosed in U.S. Patent 4,313,124 with respect to the temperature rise rate of the surface to be heated as described above.
Als ein Aufbau des Aufzeichnungskopfes, zusätzlich zum kombinierten Aufbau einer Entladungsöffnung, ist auch ein Flüssigkeitskanal und ein elektrothermisches Wandlerelement (linearer Flüssigkeitskanal oder rechtwinkliger Flüssigkeitskanal), wie in den obigen Anmeldungen offenbart, der Aufbau unter Verwendung der U.S.-Patente 4 558 333 und 4 459 600, die den Aufbau offenbaren, mit dem Abschnitt, der der Wärmezuführung dient, angeordnet in der gebogenen Zone, ebenfalls in der Erfindung enthalten. Die vorliegende Erfindung kann in effektiver Weise aufgebaut werden, wie im Dokument JP-A- 59-123670 offenbart, welches den Aufbau unter Verwendung eines Schlitzes offenbart, der einer Vielzahl elektrothermischer Wandlerelemente gemeinsam ist, als ein Ausstoßabschnitt des elektrothermischen Wandlerelements, oder das Dokument JP-A-59- 138461, welches den Aufbau offenbart mit der Öffnung zum Absorbieren einer Druckwelle einer Wärmeenergie gemäß dem Ausstoßabschnitt.As a structure of the recording head, in addition to the combined structure of a discharge opening, a liquid passage and an electrothermal conversion element (linear liquid passage or rectangular liquid passage) as disclosed in the above applications, the structure using U.S. Patents 4,558,333 and 4,459,600 disclosing the structure with the portion serving for heat supply arranged in the bent zone are also included in the invention. The present invention can be effectively constructed as disclosed in JP-A-59-123670 which discloses the structure using a slit common to a plurality of electrothermal converting elements as an ejection portion of the electrothermal converting element, or JP-A-59-138461 which discloses the structure having the opening for absorbing a pressure wave of heat energy according to the ejection portion.
Als ein Aufzeichnungskopf des Vollzeilentyps mit einer Länge gemäß der maximalen Breite eines Aufzeichnungsträgers, das aufgezeichnet werden kann durch die Aufzeichnungseinrichtung, kann entweder der Aufbau, der der Länge genügt durch eine Kombination einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen, wie offenbart in den obigen Dokumenten, oder dem Aufbau als ein einzelner Aufzeichnungskopf, der gemeinsam gebildet ist, angewandt werden. Die vorliegende Erfindung kann die Wirkungen, wie sie oben beschrieben sind, in effizienterer Weise zeigen.As a full-line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium, the can be recorded by the recording means, either the structure satisfying the length by a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above documents or the structure as a single recording head formed collectively may be adopted. The present invention can exhibit the effects as described above more efficiently.
Darüber hinaus ist die Erfindung effektiv für einen Aufzeichnungskopf und den freien Austauschchiptyp, der die elektrische Verbindung ermöglicht für die Haupteinrichtung oder das Liefern von Tinte aus der Haupteinrichtung, indem er auf der Haupteinrichtung angebracht wird, oder für den Fall durch Verwendung eines Aufzeichnungskopfes des Kartuschentyps, der integriert auf dem Aufzeichnungskopf selbst vorgesehen ist.Moreover, the invention is effective for a recording head and the free replacement chip type which enables the electrical connection to the main device or the supply of ink from the main device by being mounted on the main device, or for the case by using a cartridge type recording head which is integrally provided on the recording head itself.
Es ist auch vorzuziehen, ein Wiederherstellmittel für den Aufzeichnungskopf, vorläufige zusätzliche Mittel und dergleichen hinzuzufügen, die vorgesehen sind als ein Aufbau der Aufzeichnungseinrichtung nach der Erfindung, weil die Wirkung der Erfindung weiter stabilisiert werden kann. Spezielle Beispiele dieser können für den Aufzeichnungskopf Verkappungsmittel, Reinigungsmittel, Druck- oder Saugmittel enthalten, und elektrothermische Wandlerelemente oder andere Heizelemente oder vorläufige Heizelemente gemäß einer Kombination dieser. Es ist auch effektiv zum Ausführen einer stabilen Aufzeichnung, den vorläufigen Modus zu realisieren, der den Ausstoß separat von der Aufzeichnung ausführt.It is also preferable to add a recovery means for the recording head, provisional additional means and the like provided as a structure of the recording device according to the invention because the effect of the invention can be further stabilized. Specific examples of these may include capping means, cleaning means, pressure or suction means for the recording head, and electrothermal converting elements or other heating elements or provisional heating elements according to a combination of these. It is also effective for carrying out stable recording to realize the provisional mode which carries out the ejection separately from the recording.
In einem Aufzeichnungsmodus der Aufzeichnungseinrichtung ist des weiteren die Erfindung extrem effektiv für nicht nur den Aufzeichnungsmodus von nur einer Primärfarbe, wie Schwarz oder dergleichen, sondern auch eine Einrichtung mit wenigstens einer aus einer Vielzahl unterschiedlicher Farben oder einer Vollfarbe durch Farbmischung abhängig davon, ob der Aufzeichnungskopf entweder integriert aufgebaut oder in einer Vielzahl kombiniert ist.In a recording mode of the recording device, furthermore, the invention is extremely effective for not only the recording mode of only one primary color such as black or the like, but also a device having at least one of a plurality of different colors or a full color by color mixing depending on whether the recording head is either integrally constructed or combined in a plurality.
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