JP2001287347A - インクジェット記録ヘッドの駆動方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録ヘッドにおける各ノズル
間のクロストークの問題、特に吐出タイミングの違いに
よるクロストークの影響の違いによる吐出量のバラツキ
を低減する。 【解決手段】 記録ヘッドの複数のノズルについて所定
数のノズル毎のブロックに分割しこれらブロックを時分
割で駆動する場合、すなわち、各ブロックのノズルの吐
出ヒータを異なるタイミングで駆動する場合、吐出ヒー
タに印加されるパルスのパルス幅をブロック毎に異なら
せる。これにより、他のブロックの駆動によるクロスト
ークの影響がノズルに及ぼしていいる程度に応じて吐出
エネルギーを変化させることができ、クロストークによ
る吐出量のバラツキを抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，インクを吐出して
記録を行うためのインクジェット記録ヘッドの駆動方法
およびインクジェット記録装置に関し、詳しくは、イン
クジェット記録ヘッドの各ノズル間に生ずるクロストー
クを低減するためのヘッド駆動方法およびインクジェッ
ト記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット方式の記録装置は、イン
クを微小な液滴として吐出する記録ヘッドを用い、文
字、画像などの記録を行なうものであり、高精細な画像
の記録が可能である、また、高速記録が可能であるなど
の種々の利点を有している。特に、電気熟変換体（以
下、ヒータと称する）等によりインクを瞬時にして沸騰
させ、その時のインクの急激な相変化により生じるバブ
ル（気泡）の圧力を吐出エネルギーとして用いる方法で
ある、いわゆる熱インクジェット方式（特公昭６１−５
９９１１〜４号の各公報）は、装置の小型化、記録画像
の高密度化が容易であるなどの特徴を有し、近年広く普
及しつつある方式である。

【０００３】インクジェット方式の記録ッドは、インク
吐出用の開口である吐出口をその端部に形成した複数の
ノズルを有する、いわゆるマルチノズルヘッドが一般的
である。また、これら複数のノズルは、記録ヘッドにお
ける位置が連続する所定数毎に区分けされ、更にその区
分内で駆動タイミング毎に区分けされ、この駆動区分
(駆動ブロック)毎に異なるタイミングで各ブロックにお
けるノズル内の吐出エネルギー発生素子を駆動（駆動タ
イミングずらし）する、分離分割駆動方式が採用されて
いる。この分離分割駆動方式はヘッド駆動用の電源や電
源コネクタフレキシブルケーブル等の電源用部材のコン
パクト化を図る上で効果的な方式である。また、インク
ジェット用電源は、特に電気熱変換素子を用いたインク
ジェット記録ヘッドの場合、吐出エネルギー発生素子お
よびインク等の特性を考慮して安定した吐出を行うため
には、電圧値の変動をできるだけ少ない値にすることが
望ましく、また、電圧値の微調整を必要とすることか
ら、電源の容量を大きくすることは好ましくなく、これ
を避けるうえでも上記分離分割駆動方式は有効であるこ
とが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
マルチノズル型のインクジェット記録ヘッドでは、イン
ク吐出時にノズル内で生ずる圧力変動やインク流が共通
液室を介して周囲のノズルに伝わり、そのノズルから吐
出されるインク量やインクのリフィルの挙動に影響を与
える、いわゆるクロストーク現象が発生することが知ら
れている。そして、これは記録画像に濃淡ムラを生じさ
せる原因となる。クロストークは、通常、各ブロックで
同時駆動するビット教が多い程顕著に現れ、また、各ノ
ズルにおけるヒータ等、吐出エネルギー発生素子の共通
液室からの距離、共通液室の形状、さらには共通液室内
に残留している気泡の位置や大きさになどに影響され
る。

【０００５】上述の分離分割駆動方式のように複数のノ
ズルを時間的に分割（以下、時分割と称する）駆動する
場合、駆動タイミングが異なるノズルではクロストーク
の影響の受け方がそれぞれ異なる。その結果、それぞれ
異なるタイミングで吐出を行なうノズル間で吐出量に差
が生じてしまうことがある。

【０００６】図５は、ある駆動を行わないノズルについ
て、他のノズルを時分割駆動した時の吐出口を基準とし
たメニスカス位置の時間変化、および各ノズル(ブロッ
ク)毎の駆動タイミングを示す図である。図に示す例
は、ヘッドにおいて配置が連続するノズル１００１、１
００２、１００３、…１０３０、１０３１、１０３２、
…を、時分割駆動のブロックＢＬＫ１〜ＢＬＫ１６の１
６ブロックに分けて駆動する場合の各ブロックの駆動タ
イミングとその時分割駆動によって影響を受ける、ある
非駆動ノズルのメニスカス位置の変動を示すものであ
る。

【０００７】同図に示されるように、メニスカスの挙動
は時分割駆動の各周期において、周期の前半部でメニス
カスは凸、すなわち吐出口よりインク表面が突出する位
置となり、後半部でメニスカスは凹となる傾向がある。
この現象を簡単に説明すると、駆動周期の後半部では、
周期の前半部で駆動されたブロックの各ノズルはインク
がリフィルされる最中であリ、これによって、共通液室
内の圧力が低くなり、これによってメニスカス位置は吐
出口から後退した凹となる。一方、周期の前半部では、
共通液室内の圧力の低下を補うべくインクタンクから共
通液室へインクが流入し液室内の圧力が高くなり、これ
によってメニスカス吐出口から突出する位置となる。

【０００８】このような現象が起きている時に、例えば
駆動密度を１００％、すなわち、記録へッドにおける全
てのノズルを駆動する状態で、上述のように他のノズル
の駆動の影響を受けるノズルを駆動させると、このノズ
ルが属するブロックの駆動タイミングに応じ、メニスカ
スの位置が定常状態に対して凸傾向であったり、あるい
は凹頃向であったりするタイミングで駆動が行なわれる
こととなる。このメニスカスの凸凹を伴った駆動は、そ
のままそのノズルにおける吐出量の大小に対応すること
になり、その結果、吐出量のバラツキによる記録品位の
低下をもたらすことになる。

【０００９】クロストークの影響を低減するために様々
な方法が提案されている。第１に、単純にノズルの流路
抵抗を大きくすることにより共通液室からノズル内への
インク流や圧力の伝播を防ぐ方法が提案されている。し
かし、この方法ではインク吐出後のインクのリフィルが
遅くなるという問題がある。第２に、ノズルあるいは共
通液室に連通孔を設け、共通液室内の圧力変動をその連
通孔に形成されるインクメニスカスの振動によって減衰
させる方法（特開昭６０−２０３４５５）が提案されて
いる。しかしながら、この方法では、連通孔からインク
中の揮発成分が蒸発しインク増粘等を招き、吐出信頼性
が低下する問題がある。第３に、共通液室内に圧力の減
衰手段を設ける方法が提案されている。例えば、共通液
室内に気泡を導入するものが提案されている（特開昭６
２−１０９６４８号公報）。この方法では、気泡がノズ
ルヘのインク供給を妨げないように気泡を共通液室内の
好ましい位置に配置することが重要である。しかし、そ
のために共通液室の構造が複雑になり、共通液室に溜ま
った余分な泡の除去性能が劣るなどの問題がある。第４
に、各ノズルの時分割の駆動順序に応じて、そのノズル
形状を適当に変えて流路抵抗を相違させることが提案さ
れている（特開平７−１３７２９３号公報）。しかしな
がら、駆動密度が低い時など、かえって個々のノズルの
癖が現れやすく、様々な記録の状況に対して適切に対応
できないことがある。

【００１０】本発明は上記従来の問題を解消するために
なされたものであり、その目的とするところは、各ノズ
ル間のクロストークの問題、特に吐出タイミングの違い
によるクロストークの影響の違いによる吐出量のバラツ
キを低減することが可能なヘッド駆動方法およびインク
ジェット記録装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の第１
の形態では、インクを吐出する複数のノズルそれぞれの
吐出エネルギー発生手段を駆動し該吐出エネルギー発生
手段が発生する吐出エネルギーによって当該ノズルから
インクを吐出するための駆動方法であって、前記複数ノ
ズルそれぞれの吐出エネルギー発生手段について駆動タ
イミングを異ならせて駆動を行うインクジェット記録ヘ
ッドの駆動方法において、異なる駆動タイミングで駆動
が行なわれるノズルについて、それぞれの吐出エネルギ
ー発生手段がインクに付与する吐出エネルギーを相互に
異ならせたことを特徴とする。

【００１２】第２の形態では、インクを吐出する複数の
ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手段を駆動し該吐
出エネルギー発生手段が発生する吐出エネルギーによっ
て当該ノズルからインクを吐出するための駆動方法であ
って、前記複数ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手
段について駆動タイミングを異ならせて駆動を行うイン
クジェット記録ヘッドの駆動方法において、前記複数の
ノズルに対し所定周期内に実際に吐出を行うノズルの割
合を求め、該求めた割合に応じて、前記異なる駆動タイ
ミングで駆動が行なわれるノズルについて、それぞれの
吐出エネルギー発生手段がインクに付与する吐出エネル
ギーを変調させる、ステップを有したことを特徴とす
る。

【００１３】第３の形態では、インクを吐出する複数の
ノズルおよび該複数のノズルに連通する共通液室を具え
た記録ヘッドにおいて、複数のノズルそれぞれの吐出エ
ネルギー発生手段を駆動し該吐出エネルギー発生手段が
発生する吐出エネルギーによって当該ノズルからインク
を吐出するための駆動方法であって、前記複数ノズルそ
れぞれの吐出エネルギー発生手段について駆動タイミン
グを異ならせて駆動を行う駆動方法において、ノズルの
吐出エネルギー発生手段を駆動するときの前記共通液室
におけるインクの圧力を検出し、該検出した圧力に応じ
て、前記異なる駆動タイミングで駆動が行なわれるノズ
ルについて、それぞれの吐出エネルギー発生手段がイン
クに付与する吐出エネルギーを変調させる、ステップを
有したことを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明の第４の形態によれば、イ
ンクを吐出する複数のノズルを具えた記録ヘッドを用
い、該記録ヘッドにおける複数のノズルそれぞれの吐出
エネルギー発生手段を駆動し該吐出エネルギー発生手段
が発生する吐出エネルギーによって当該ノズルからイン
クを吐出するための駆動を行う装置であって、前記複数
ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手段について駆動
タイミングを異ならせて駆動を行うインクジェット記録
装置において、異なる駆動タイミングで駆動が行なわれ
るノズルについて、それぞれの吐出エネルギー発生手段
がインクに付与する吐出エネルギーを相互に異ならせた
ことを特徴とする。

【００１５】第５の形態によれば、インクを吐出する複
数のノズルを具えた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドに
おける複数のノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手段
を駆動し該吐出エネルギー発生手段が発生する吐出エネ
ルギーによって当該ノズルからインクを吐出するための
駆動を行う装置であって、前記複数ノズルそれぞれの吐
出エネルギー発生手段について駆動タイミングを異なら
せて駆動を行うインクジェット記録装置において、前記
複数のノズルに対し所定周期内に実際に吐出を行うノズ
ルの割合を求める手段と、該手段が求めた割合に応じ
て、前記異なる駆動タイミングで駆動が行なわれるノズ
ルについて、それぞれの吐出エネルギー発生手段がイン
クに付与する吐出エネルギーを変調させる変調手段と、
具えたことを特徴とする。

【００１６】第６の形態によれば、インクを吐出する複
数のノズルおよび該複数のノズルに連通する共通液室を
具えた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドにおける複数の
ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手段を駆動し該吐
出エネルギー発生手段が発生する吐出エネルギーによっ
て当該ノズルからインクを吐出するための駆動を行う装
置であって、前記複数ノズルそれぞれの吐出エネルギー
発生手段について駆動タイミングを異ならせて駆動を行
うインクジェット記録装置において、ノズルの吐出エネ
ルギー発生手段を駆動するときの前記共通液室における
インクの圧力を検出する手段と、該検出手段が検出した
圧力に応じて、前記異なる駆動タイミングで駆動が行な
われるノズルについて、それぞれの吐出エネルギー発生
手段がインクに付与する吐出エネルギーを変調させる変
調手段と、を具えたことを特徴とする。

【００１７】以上の構成によれば、基本的に、異なる駆
動タイミングで駆動が行なわれるノズルについて、それ
ぞれの吐出エネルギー発生手段がインクに付与する吐出
エネルギーを異ならせることができるので、それぞれの
ノズルのインク吐出について、他のノズルの吐出による
クロストークの影響によって生ずるインクメニスカスの
凹凸の状態に応じてインクに付与する吐出エネルギーを
設定でき、これにより、メニスカスが凸の状態ではその
とつの程度に応じて上記吐出エネルギーを抑制し、凹の
状態ではその凹の状態に応じて上記吐出エネルギーを増
すことが可能となる。この結果、駆動タイミングによっ
てノズルから吐出されるインク量のバラツキを低減でき
る。

【００１８】また、上記吐出エネルギーを、複数のノズ
ルのうち実際に吐出するノズルの割合に応じて変調させ
ることにより、上記割合が比較的少なくクロストークの
影響が少ない場合は、上記変調の程度を少なくでき、こ
れにより、各ノズル毎に生じているクロストークの程度
に応じてインク量のバラツキの低減を行なうことができ
る。

【００１９】さらに、クロストークの程度を示す共通液
室の圧力に応じて、上記吐出エネルギーを変調させるこ
とにより、同様に、生じているクロストークの程度に応
じてインク量のバラツキの低減を行なうことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００２１】(実施形態１)図１(ａ)、(ｂ)および(ｃ)
は、本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録ヘ
ッドの一例を示す図であり、同図(ａ)はその外観斜視
図、同図(ｂ)は分解斜視図、同図(ｃ)は同、図(ｂ)にお
けるＡ―Ａ線断面図である。

【００２２】本実施形態の記録ヘッドは、概略、シリコ
ンからなる基板４、各ノズルの流路や共通液室を形成す
るための樹脂等の隔壁部材８および天板７とによって形
成される。記録ヘッドは、１２８個のノズル１００１、
１００２、１００３、…、１１２８をそれぞれ８４．７
μｍの間隔で配列し、また、これらノズルに連通する共
通液室５が設けられたものである。それぞれのノズルの
流路２には、インクの吐出に利用される熱エネルギーを
発生するヒータ(電気熱変換素子)１が設けられる。

【００２３】本実施形態の記録ヘッドは、図５にて説明
した駆動と同様、駆動ブロックＢＬＫ１〜ＢＬＫ１６の
１６ブロックについてブロック毎の時分割駆動によって
インク吐出を行うものである。異なる点は、各ブロック
ごとにヒータに供給する電力を変化させる点である。図
２は、この駆動ブロックごとに供給電力を変化させるた
めのテーブルを模式的に示す図であり、具体的には、ヒ
ータに印加するパルスのパルス幅を変化させることによ
り供給する電力を変更するものでる。

【００２４】詳しくは、図２に示すテーブルに従ってブ
ロック毎のパルス幅を設定するものであり、各周期の駆
動順序でブロックＢＬＫｉの各ヒータはｉ(１、…、１
６)番目に駆動され、そのときのパルス幅Ｐｉはそれぞ
れ図２のテーブルに示される値に従って設定される。こ
の値は次のように設定されるものである。 Ｐｉ＝Ｐｔｈ×ｋО−△Ｐ×ｃｏｓ（π（ｉ−１）／８
＋δ） ここで、Ｐｔｈは液滴を吐出するために必要な最小のパ
ルス幅、ｋＯはインクを安定的に吐出させるための係数
(本実施形態の記録ヘッドではｋＯ＝１．２５）、△Ｐ
は変化量（本実施形態の記録ヘッドでは△Ｐ＝Ｐｔｈ×
Ｏ．１０）、δは共通液室・ノズルの流抵抗によって定
まる位相（本実施形態の記録ヘッドではδ＝Ｏ）であ
る。

【００２５】このように設定すると、Ｐｉは駆動順序数
ｉに応じて Ｐｔｈ×ｋＯ−△Ｐ＜Ｐｉ＜Ｐｔｈ×ｋＯ＋△Ｐ の範囲で変化する（本実施形態の記録ヘッドではＰｔｈ
×１．１５≦Ｐｉ≦Ｐｔｈ×１．３５の範囲）。

【００２６】以上の設定を行うための図２に示すテーブ
ルから明らかなように、各駆動周期では１６の各ブロッ
クの駆動について駆動順序ｉが１〜８までは、先に駆動
されるブロック程印加されるパルスのパルス幅が短く、
後に駆動されるブロック程パルス幅が徐々に長くなるよ
うに設定される。さらに、駆動順序ｉが９〜１６では、
上記とは逆に後に駆動されるブロック程パルス幅が短く
設定される。これは、クロストークによって変化する共
通液室の圧力の大きさ、つまり、この圧力に応じて変化
するメニスカスの位置(図５参照)に応じこれに見合った
大きさのエネルギーを供給し、これにより、駆動タイミ
ングの異なる各ブロック間でのインク吐出量を均一化す
るものである。

【００２７】詳細には、各周期で駆動順序で先に駆動さ
れるブロックのヒータに供給する投入エネルギー(パル
ス幅)は抑え気味にし、後に駆動されるヒーターへの供
給する投入エネルギーを徐々に増加させていく。すなわ
ち、駆動タイミングの異なるそれぞれのブロックのノズ
ルについて、例えばクロストークによって共通液室の圧
力が高くメニスカスの位置が凸となっているタイミング
で駆動するブロックでは、その凸の程度に応じてインク
に付与する吐出エネルギーを小さくして吐出量が多くな
るのを抑制し、一方、メニスカスの位置が凹となるタイ
ミングで駆動するブロックでは、凹の程度に応じて吐出
エネルギーを大きくして吐出量を多くする。これによ
り、クロストークの影響の仕方が駆動タイミングによっ
て異なり、それによって駆動ブロック間でインク吐出量
が異なることを抑制することができる。

【００２８】本実施形態の記録ヘッドを用いて、次のよ
うな比較実験を行った。

【００２９】比較例として、各ヒータに印加するパルス
のパルス幅をＰｉ＝３．５μｓの固定幅とし、駆動周波
数ｆｏｐ＝５．０ｋＨｚで全ノズルについて図５に示す
駆動タイミングの時分割のブロック駆動を行った。この
場合は、先に説明したように、各周期で駆動タイミング
の早いブロックのノズルでは吐出量が多く、遅いブロッ
クのノズルでは吐出量が少なくなり、記録結果に濃淡の
細かいムラが生じてしまった。

【００３０】これに対し、本実施形態に関して図２に示
したテーブルを用い、駆動タイミングの異なるブロック
ごとにパルス幅Ｐｉを変更し同様に図５に示すタイミン
グで時分割のブロック駆動を行なった。この場合は、濃
淡の細かいムラがほとんど観察されなかった（記録結果
において反射光学濃度ＯＤの最大差が±Ｏ．２以内）。

【００３１】このように駆動される全てのノズルの駆動
タイミングにおけるそれぞれのノズルの相対的な駆助タ
イミングに応じて投入するエネルギーを選択することに
より、インク吐出に寄与するエネルギー(吐出エネルギ
ー)を駆動タイミング毎に変化させ、駆動タイミングの
違いによって生じるクロストークの影響の受け方の違い
によるインク吐出量等の吐出特性のバラツキを抑制する
ことが可能となる。

【００３２】なお、上述の実施形態では、投入エネルギ
ーを三角関数的に変化させることによって吐出エネルギ
ーを変化させたが、この例に限られないことは勿論であ
る。例えば、１つの駆動に関して印加されるパルスを２
つ以上に分け、その個々のパルスの駆動時間や複数ある
パルスの間の休止時間を調節することによっても吐出エ
ネルギーを変化させることもできる。図３は、その一例
を示す時分割駆動のタイミングチャートである。この例
は、パルスがインクの温度を調節するプレパルスと実際
に吐出を行うためのメインパルスの二つのパルスからな
り、これら二つのパルス間の休止時間Δｔ_iを駆動タイ
ミングに応じて変化させ、これにより、それぞれの駆動
タイミングにおける吐出量を変化させるものである。

【００３３】また、吐出エネルギーの変化量は、共通液
室の構造やノズルの流抵抗等を考慮し画像品位が最も安
定するように選ばなければならないが，基本的には駆動
のタイミングが異なれば吐出エネルギーも各々異なるよ
うにすることが望ましい。

【００３４】また、上述の実施形態では、時分割駆動に
関して隣接するノズルの吐出タイミングがそれぞれ異な
る駆動を行なったが、本発明は、例えば、連続する１つ
以上のノズルから成るノズル群について同一のタイミン
グで吐出を行ない、そのようなノズル群のブロックつい
て駆動タイミングを異ならせる構成についても適用でき
る異は勿論である。また、熱インクジェット方式では吐
出エネルギー発生素子であるヒータのサイズを変えるこ
とによっても吐出エネルギーを変化させることが可能で
あり、これにより、駆動エネルギーを制御せずに機械的
構成によっても本発明を実現することが可能である。

【００３５】(実施形態２）上述の実施形態１の方法
は、駆動密度(記録ヘッドにおけるノズルのうち所定期
間の間に駆動されるノズルの割合)が高い吐出において
特に有効な構成である。ところで、低駆動密度の吐出で
は、クロストークの強度は小さくなるので、駆動タイミ
ングが異なることによる吐出特性の変化も小さくなる。
従って、低駆動密度の吐出時に上記実施形態１の方法を
そのまま適用すると、逆に駆動タイミングに応じて吐出
特性を変化させることになるおそれがある。

【００３６】このため、本実施形態では、駆動密度をモ
ニターする手段をプリンタに設け、低駆動密度時には全
ての駆動タイミングで同じエネルギーを各ヒータに供給
し、一方、高駆動密度時には、上記実施形態１の方法を
用いるようにする。このようにすることで、全ての駆動
密度で安定した吐出量のバラツキの無いインク吐出を行
うことが可能となる。

【００３７】例えば、上記実施形態１で使用したヘッド
による実験を行ったところ、駆動密度が６０％以下では
図２に示したテーブルを用いて駆動するより、固定幅の
パルスを用いた方が記録結果が良好であった。このこと
から、本実施形態では、駆動密度が６０％以下では固定
パルス幅とし、６０％以上では図２に示したパルステー
ブルを用いて駆動タイミングに応じてパルス幅を変調す
る駆動を行うようにする。そして、この構成により、自
然画、イラスト等の通常用いられる画像サンプルを記録
したところ、従来例や上述の実施形態１よりも高品位で
安定した画像が得られることがわかった。

【００３８】なお、上記実施形態２は、本発明の適用の
一例であることはもちろんであり、駆動密度に応じたパ
ルス幅の切替えの態様は、共通液室の構造等によって変
わりうるものである。また、駆動密度が６０％を境にパ
ルス幅の切替えを行ったが、テーブルについてより連続
的に変化させた方がより好ましいことは言うまでもな
い。具体的には境界値である駆動密度を複数とし、それ
ぞれの境界値ごとに用いるテーブルを異ならせることは
より好ましいことである。この際、各テーブルにおける
パルス幅変動分(ΔＰ)は駆動密度が高い境界のもの程大
きくする。

【００３９】(実施形態３）本実施形態では、クロスト
ークによって時間的に変化する共通液室内の圧力を直接
測定し、それを図２に示したようなテーブルに反映させ
ることにより同様の安定した連続吐出を行なうことを可
能とするものである。

【００４０】具体的には、時間分解能の高い(駆動パル
スのパルス幅以下、即ち最低でも２μｓ以下の分解能）
マイクロ圧力センサーを共通液室内に設け、その共通液
室内の圧力の時間変化を測定し、圧力が高い時はヒータ
へ投入するエネルギーを小さくし、圧力が低い時は、ヒ
ータへ投入するエネルギーを大きく設定する。これによ
り、より高精度で生じているクロストークの状態に応じ
た吐出エネルギー設定を行なうことが可能となる。

【００４１】図４は、上述した各実施形態を実施可能な
インクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。

【００４２】本実施形態の記録装置はシアン、マゼン
タ、イエローおよびブラックの各色についてインクを吐
出するそれぞれの記録ヘッドを用いて記録を行うもので
ある。すなわち、キャリッジ１２には、上述の各インク
を吐出するそれぞれの記録ヘッド１０が着脱自在に搭載
される。そして、このキャリッジ１２がガイド軸１１と
摺動自在に係合し、また、ベルト５２を介して不図示の
キャリッジモータから伝達される駆動力により、キャリ
ッジ１２は上記ガイド軸に沿った方向の移動を行うこと
ができる。また、キャリッジ１２の移動範囲の下方で
は、被記録媒体としての記録用紙Ｐの搬送が、それぞれ
一対の搬送ローラ１５、１６および１７、１８によって
行なわれる。以上の構成により、キャリッジ１２の移動
による各記録ヘッド走査が可能となり、これにより、記
録用紙の搬送に伴った記録用紙への記録を行うことがで
きる。

【００４３】キャリッジの移動範囲の一端には、各記録
ヘッドの回復系ユニットが設けられる。すなわち、記録
ヘッドのキャッピングを行うキャップ３００やブレード
４２が設けられ、これにより、記録ヘッドの予備吐出や
吸引回復、さらにはワイピングを行なうことができる。

【００４４】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００４５】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００４６】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００４７】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００４８】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００４９】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００５０】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００５１】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００５２】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、 以上の構成によれば、基本的に、異なる駆
動タイミングで駆動が行なわれるノズルについて、それ
ぞれの吐出エネルギー発生手段がインクに付与する吐出
エネルギーを異ならせることができるので、それぞれの
ノズルのインク吐出について、他のノズルの吐出による
クロストークの影響によって生ずるインクメニスカスの
凹凸の状態に応じてインクに付与する吐出エネルギーを
設定でき、これにより、メニスカスが凸の状態ではその
とつの程度に応じて上記吐出エネルギーを抑制し、凹の
状態ではその凹の状態に応じて上記吐出エネルギーを増
すことが可能となる。この結果、駆動タイミングによっ
てノズルから吐出されるインク量のバラツキを低減でき
る。

【００５４】また、上記吐出エネルギーを、複数のノズ
ルのうち実際に吐出するノズルの割合に応じて変調させ
ることにより、上記割合が比較的少なくクロストークの
影響が少ない場合は、上記変調の程度を少なくでき、こ
れにより、各ノズル毎に生じているクロストークの程度
に応じてインク量のバラツキの低減を行なうことができ
る。

【００５５】さらに、クロストークの程度を示す共通液
室の圧力に応じて、上記吐出エネルギーを変調させるこ
とにより、同様に、生じているクロストークの程度に応
じてインク量のバラツキの低減を行なうことができる。

【００５６】この結果、ノズル毎のインク吐出量のバラ
ツキが抑制され、濃度ムラが低減された記録を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、本発明の一実施形態
にかかるインクジェット記録装置で用いられる記録ヘッ
ドのそれぞれ外観斜視図、分解斜視図および断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施形態に関し記録ヘッド駆動のた
め各ノズルのヒータ印加されるパルスのパルス幅を駆動
タイミングに応じて設定するためのテーブルを模式的に
示す図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる記録ヘッド駆動の
ためのパルスの他の例を示す波形図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかるインクジェット記
録ヘッドを示す斜視図である。

【図５】記録ヘッドにおけるヒータブロック毎の時分割
駆動の駆動タイミングおよびその駆動によるノズルにお
けるメニスカスの挙動を説明する図である。

【符号の説明】

１ ヒータ ２ インク流路 ５ 共通液室 １０ 記録ヘッド １２ キャリッジ １００１〜１１２８ ノズル

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出する複数のノズルそれぞれ
   の吐出エネルギー発生手段を駆動し該吐出エネルギー発
   生手段が発生する吐出エネルギーによって当該ノズルか
   らインクを吐出するための駆動方法であって、前記複数
   ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手段について駆動
   タイミングを異ならせて駆動を行うインクジェット記録
   ヘッドの駆動方法において、 異なる駆動タイミングで駆動が行なわれるノズルについ
   て、それぞれの吐出エネルギー発生手段がインクに付与
   する吐出エネルギーを相互に異ならせたことを特徴とす
   るインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
2. 【請求項２】 インクを吐出する複数のノズルそれぞれ
   の吐出エネルギー発生手段を駆動し該吐出エネルギー発
   生手段が発生する吐出エネルギーによって当該ノズルか
   らインクを吐出するための駆動方法であって、前記複数
   ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手段について駆動
   タイミングを異ならせて駆動を行うインクジェット記録
   ヘッドの駆動方法において、 前記複数のノズルに対し所定周期内に実際に吐出を行う
   ノズルの割合を求め、 該求めた割合に応じて、前記異なる駆動タイミングで駆
   動が行なわれるノズルについて、それぞれの吐出エネル
   ギー発生手段がインクに付与する吐出エネルギーを変調
   させる、 ステップを有したことを特徴とするインクジェット記録
   ヘッドの駆動方法。
3. 【請求項３】 インクを吐出する複数のノズルおよび該
   複数のノズルに連通する共通液室を具えた記録ヘッドに
   おいて、複数のノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手
   段を駆動し該吐出エネルギー発生手段が発生する吐出エ
   ネルギーによって当該ノズルからインクを吐出するため
   の駆動方法であって、前記複数ノズルそれぞれの吐出エ
   ネルギー発生手段について駆動タイミングを異ならせて
   駆動を行う駆動方法において、 ノズルの吐出エネルギー発生手段を駆動するときの前記
   共通液室におけるインクの圧力を検出し、 該検出した圧力に応じて、前記異なる駆動タイミングで
   駆動が行なわれるノズルについて、それぞれの吐出エネ
   ルギー発生手段がインクに付与する吐出エネルギーを変
   調させる、 ステップを有したことを特徴とするインクジェット記録
   ヘッドの駆動方法。
4. 【請求項４】 前記吐出エネルギーは、前記吐出エネル
   ギー発生手段を駆動するために投入される投入エネルギ
   ーを異ならせることによって異ならせることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット
   記録ヘッドの駆動方法。
5. 【請求項５】 前記吐出エネルギー発生手段は電気パル
   スの印加によって吐出エネルギーを発生するものであ
   り、前記投入エネルギーは、前記吐出エネルギー発生手
   段に印加されるパルスの波形を異ならせることによって
   異ならせることを特徴とする請求項４に記載のインクジ
   ェット記録ヘッドの駆動方法。
6. 【請求項６】 前記投入エネルギーは、前記吐出エネル
   ギー発生手段に印加されるパルスのパルス幅を異ならせ
   ることによって異ならせることを特徴とする請求項５に
   記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
7. 【請求項７】 前記吐出エネルギー発生手段は電気パル
   スの印加によって熱エネルギーを発生するヒータを含
   み、前記投入エネルギーは、前記ヒータのサイズを異な
   らせることによって異ならせることを特徴とする請求項
   ４に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
8. 【請求項８】 インクを吐出する複数のノズルを具えた
   記録ヘッドを用い、該記録ヘッドにおける複数のノズル
   それぞれの吐出エネルギー発生手段を駆動し該吐出エネ
   ルギー発生手段が発生する吐出エネルギーによって当該
   ノズルからインクを吐出するための駆動を行う装置であ
   って、前記複数ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手
   段について駆動タイミングを異ならせて駆動を行うイン
   クジェット記録装置において、 異なる駆動タイミングで駆動が行なわれるノズルについ
   て、それぞれの吐出エネルギー発生手段がインクに付与
   する吐出エネルギーを相互に異ならせたことを特徴とす
   るインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 インクを吐出する複数のノズルを具えた
   記録ヘッドを用い、該記録ヘッドにおける複数のノズル
   それぞれの吐出エネルギー発生手段を駆動し該吐出エネ
   ルギー発生手段が発生する吐出エネルギーによって当該
   ノズルからインクを吐出するための駆動を行う装置であ
   って、前記複数ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手
   段について駆動タイミングを異ならせて駆動を行うイン
   クジェット記録装置において、 前記複数のノズルに対し所定周期内に実際に吐出を行う
   ノズルの割合を求める手段と、 該手段が求めた割合に応じて、前記異なる駆動タイミン
   グで駆動が行なわれるノズルについて、それぞれの吐出
   エネルギー発生手段がインクに付与する吐出エネルギー
   を変調させる変調手段と、 具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
10. 【請求項１０】 インクを吐出する複数のノズルおよび
    該複数のノズルに連通する共通液室を具えた記録ヘッド
    を用い、該記録ヘッドにおける複数のノズルそれぞれの
    吐出エネルギー発生手段を駆動し該吐出エネルギー発生
    手段が発生する吐出エネルギーによって当該ノズルから
    インクを吐出するための駆動を行う装置であって、前記
    複数ノズルそれぞれの吐出エネルギー発生手段について
    駆動タイミングを異ならせて駆動を行うインクジェット
    記録装置において、 ノズルの吐出エネルギー発生手段を駆動するときの前記
    共通液室におけるインクの圧力を検出する手段と、 該検出手段が検出した圧力に応じて、前記異なる駆動タ
    イミングで駆動が行なわれるノズルについて、それぞれ
    の吐出エネルギー発生手段がインクに付与する吐出エネ
    ルギーを変調させる変調手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 前記吐出エネルギーは、前記吐出エネ
    ルギー発生手段を駆動するために投入される投入エネル
    ギーを異ならせることによって異ならせることを特徴と
    する請求項８ないし１０のいずれかに記載のインクジェ
    ット記録装置。
12. 【請求項１２】 前記吐出エネルギー発生手段は電気パ
    ルスの印加によって吐出エネルギーを発生するものであ
    り、前記投入エネルギーは、前記吐出エネルギー発生手
    段に印加されるパルスの波形を異ならせることによって
    異ならせることを特徴とする請求項１１に記載のインク
    ジェット記録装置。
13. 【請求項１３】 前記投入エネルギーは、前記吐出エネ
    ルギー発生手段に印加されるパルスのパルス幅を異なら
    せることによって異ならせることを特徴とする請求項１
    ２に記載のインクジェット記録装置。
14. 【請求項１４】 前記吐出エネルギー発生手段は電気パ
    ルスの印加によって熱エネルギーを発生するヒータを含
    み、前記投入エネルギーは、前記ヒータのサイズを異な
    らせることによって異ならせることを特徴とする請求項
    １１に記載のインクジェット記録装置。