JP2002355990A

JP2002355990A - インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法

Info

Publication number: JP2002355990A
Application number: JP2001165375A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Obata; 尚久小畑
Original assignee: Canon Aptex Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】記録ヘッド内のインク圧を最適な圧力に維持
して、常に高品位の画像を記録することができるインク
ジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供
すること。【解決手段】記録ヘッド１００内のインク圧を圧力セ
ンサ７１０により検出し、その検出したインク圧に基づ
いて加圧ポンプ７０４を制御することにより、記録ヘッ
ド１００内のインク圧を画像の記録品位を維持する大き
さに調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置およびインクジェット記録方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インク滴を吐出し、これを被記録媒体上
に付着させて画像形成を行うインクジェット記録方法
は、高速記録が可能であり、また比較的記録品位も高
く、低騒音であるという利点を有している。

【０００３】このようなインクジェット記録方法の記録
装置において用いられる記録ヘッドとしては、例えば、
インクを飛翔インク滴として吐出させるための吐出口
と、この吐出口に連通するインク路と、このインク路の
一部に設けられて、インク路内のインクに吐出のための
エネルギを与えるエネルギ発生手段と、を有する記録ヘ
ッドがある。このような記録ヘッドを用いるインクジェ
ット記録装置は、入力手段から送信された記録情報を一
時的に保持するメモリなどの保持手段を備えており、そ
こに保持された情報に基づいてインクの吐出動作を行っ
て、被記録媒体に記録をする。

【０００４】図１は、インクジェット記録ヘッドの１例
を模式的に表したものである。図１に示される記録ヘッ
ド１００には複数の吐出口１０１が形成されており、そ
の吐出口１０１には、液路１０２を通じて液室１０３か
らインクが供給される。一般に、１つの記録ヘッドには
液室１０３が１つ形成されており、その液室１０３は、
１つの記録ヘッド内の全ての吐出口１０１に対して共通
に使用される。液路１０２内には、図示しないエネルギ
発生手段が備えられる。また、インクの供給はインク供
給口１０４から行われる。

【０００５】図２（ａ）〜（ｅ）は、記録ヘッド１００
の液路１０２の拡大図であり、吐出方法の１例を模式的
に示す。この記録ヘッド１００は、インクを吐出するた
めに利用されるエネルギを発生させる手段として、通電
に応じてインクに膜沸騰を生じさせるための熱エネルギ
を発生する電気熱変換素子などの発熱素子（以下、「ヒ
ータ」という）２０３を有する。そのヒータ２０３の上
方の熱作用部は液路１０２に面しており、インク２０２
に熱エネルギを作用させる。

【０００６】図２（ａ）は発泡前の初期状態を示し、液
路内がインク２０２で満たされている。インク２０２が
形成する液面２０４は、記録ヘッド内のインク圧と外気
圧との差のために液路側に窪んだ形状になっている。ヒ
ータ２０３に瞬間的に電流を流して、その熱作用部近傍
のインク２０２を急激に加熱すると、所謂膜沸騰による
気泡（バブル）２０５がヒータ２０３上に発生し、急激
に膨張を始める（図２（ｂ））。さらに、バブル２０５
は膨張を続け、インク２０２は吐出口２０１から押し出
される（図２（ｃ））。膜沸騰が収束してバブル２０５
が縮小すると、吐出口２０１よリ前方に押し出されたイ
ンク２０２は、表面張力により液面２０４から分離され
る（図２（ｄ））。インク２０２は、バブル２０５の膨
張によって与えられた運動量のため前方へ移動を続け、
ついには独立のインク滴２０６となって、被記録媒体に
向かって飛翔する。バブル２０５が完全に消滅した後、
毛細管現象によってインク２０２が液室よリ供給され
て、初期状態に戻る（図２（ｅ））。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の吐出方法では、１つの記録ヘッド中において、
全吐出口数と同時にインクを吐出する吐出口数との比
（以下、「記録デューティー（Ｄｕｔｙ）」または単に
「デューティー」ともいう）が高い場合には、液室内のイ
ンクが同時に多く消費されるため、液室へのインク供給
が間に合わず、記録ヘッド内のインク圧が低下するおそ
れがある。

【０００８】通常、毛細管現象によって液室から吐出口
ヘインクが供給され、これにより負圧が生じて、液室に
インクが供給される。しかし、同時に吐出するインク量
が多いと、平衡状態であった流路内のインクが粘性によ
り移動を妨げられ、安定した流動状態となるまで、液室
へのインク供給量が吐出量と比較して少なくなるという
状態が発生する。これにより、記録ヘッドのインク流路
内で、インク圧が低下するという現象が発生するのであ
る。

【０００９】図３（ａ）〜（ｅ）は、前述した図１およ
び図２の記録ヘッド１００を使用して、デューティーの
高い記録を行った場合において、記録ヘッド内のインク
圧が低下したときのインク吐出プロセスを模式的に示し
ている。記録ヘッド内のインク圧が低下したときの液面
２０４は、インク供給が通常通り行われたときの記録に
最適な液面に比べて、液路側への窪み量が大きくなる
（図３（ａ））。この状態でヒータ２０３に通電してイ
ンク吐出を行った場合、前述した図２（ｂ）の場合と同
様に、バブル２０５が発生して急激に膨張する（図３
（ｂ））。しかしながら、液面２０４が吐出方向に対し
て後退していて、ヒータ２０３よリも前方（図３中の右
方）のインクが少ない、あるいは存在しないため、バブ
ル２０５と外気とが連通してしまう（図３（ｃ））。そ
の後、バブル２０５の収縮が始まっても吐出口１０１よ
り前方にインク２０２が押し出されないため、飛脚イン
ク滴が生成されない（図３（ｄ））。これにより生じた
空隙には後方のインク３０２の表面張力と、液路を形成
する部材の濡れ性とによって、インク２０２が吐出口１
０１の方向に供給される（図３（ｅ））。

【００１０】このように、記録ヘッド内のインク圧が記
録に最適な値よりも低下した場合には、インク吐出のた
めにヒータ２０３に通電してもインク滴が吐出されな
い、所謂不吐出の状態となる。また、このような不吐出
とならない程度の液面２０４の後退であっても、バブル
２０５より前方のインク量が少ない場合には、飛糊する
インク滴の量も小さくなり、記録品位の低下を招くおそ
れがある。

【００１１】図４は、記録時における記録ヘッドの液路
内部のインク圧と時間との関係の説明図である。

【００１２】非記録時における液路内のインク圧は、図
４中の状態であり、記録に最も適した液面形状となっ
ている。ここで、記録ヘッドのほとんどの吐出口から同
時に吐出するようなデューティーの高い記録を連続して
行った場合、インクの吐出により液路内のインクが流動
状態になっても、静止状態であった液室内のインクは粘
性により流動が妨げられるためにインク供給が遅れ、記
録ヘッド内のインク圧が低下する（図４）。そのまま
高デューティーの記録を継続すると、液室内のインクも
流動状態となって、安定したインク供給が行われるよう
になるため、記録ヘッド内のインク圧の低下の度合いは
ある程度収束する（図４）。しかし、インク消費量は
引き続き多いため、記録に最適なインク圧にまでは回復
しない。高デューティーの記録により記録ヘッド内のイ
ンク圧が低下した状態では、吐出口におけるインク液面
は後退し、不吐出、或いは飛翔インク満の少量化が発生
する。記録が終了した後には、インクの供給により再び
記録ヘッド内のインク圧が回復し、初期の状態に復帰す
る（図４）。

【００１３】図５は、図４の圧力線図と記録位置との関
係の説明図である。１００は、記録装置の定位置に固定
的に備えられたインクジェット記録ヘッド、５０２は長
尺の被記録媒体である。図５は、記録媒体５０２を矢印
の搬送方向に搬送させつつ、高デューティーの画像（例
えば、ベタ画像）５０２Ａを連続して記録して、記録ヘ
ッド１００内のインク圧を計測したものである。記録ヘ
ッド１００内インク圧の低下により、不吐出が発生する
と、入力された記録情報と異なる画像が記録され、また
飛翔インク滴の少量化が起こると、記録された画像の均
一性が失われて、記録物の品位が低下するおそれがあ
る。このようなインク圧低下を回避する方法としては、
デューティーの高い記録を行う際に記録速度を遅くし
て、インクの圧力低下を最小限に抑えるという方法もあ
る。しかし、この方法では、インクの圧力低下の度合い
は小さくできるものの、圧力低下は依然として発生し、
またインクジェット記録装置の利点の１つである高速記
録が損なわれてしまう。

【００１４】本発明の目的は、記録ヘッド内のインク圧
を最適な圧力に維持して、常に高品位の画像を記録する
ことができるインクジェット記録装置およびインクジェ
ット記録方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、
被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置におい
て、前記記録ヘッド内のインク圧を、画像の記録品位を
維持する大きさに調整するインク圧調整手段を備えたこ
とを特徴とする。

【００１６】本発明のインクジェット記録方法は、イン
クを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒体に記録
を行うインクジェット記録方法において、記録動作中
に、前記記録ヘッド内のインク圧を、画像の記録品位を
維持する大きさに調整することを特徴とする。

【００１７】また、本発明のインクジェット記録装置
は、インクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、被記録媒
体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記
記録ヘッド内のインク圧を検出する検出手段と、前記記
録ヘッド内のインク圧を、画像の記録品位を維持する大
きさに調整するインク圧調整手段を備えたことを特徴と
する。

【００１８】本発明によれば、例えば、画像の記録情報
から記録ヘッド内のインク圧の低下が予測された場合、
または記録ヘッド内のインク圧の検知手段により記録ヘ
ッド内のインク圧の低下が検知された場合に、ポンプに
よるインクの加圧あるいは記録ヘッド内のインク液室を
変形させることにより、記録ヘッド内のインク圧を常に
一定に保る。これにより、記録速度を変化させることな
く、常に高い記録品位を維持する。

【００１９】また、例えば、記録ヘッドから同時に吐出
されるインク量が多くて、記録ヘッド内のインク圧が一
時的に低下する場合にも、次のインク吐出のときまでに
インク液室内のインクを加圧することにより、インクの
吐出量に応じてインクを安定供給して、記録ヘッド内の
インク圧の変動を最小限に抑える。

【００２０】また、例えば、記録動作中に記録デューテ
ィーか低くなったり、あるいは検知した記録ヘッド内の
インク圧が回復した場合には、インクの加圧を中断する
ことにより、インク圧が高くなり過ぎることを回避す
る。

【００２１】このように、記録デューティーの高低、あ
るいは記録ヘッド内のインク圧の検出結果に応じて、イ
ンクを加圧することにより、記録ヘッド内のインク圧を
常に吐出に最適な大きさに維持することができ、また記
録デューティーが高い画像を記録する際にも、記録速度
を変更せずに高速記録を行うことが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について詳細に説明する。

【００２３】（第１の実施形態）図６は、本発明を適用
可能なインクジェット記録装置の概略構成図である。

【００２４】インクジェット記録装置６０１は、カラー
画像の記録を行う４色分のインクジェット記録ヘッド１
００を備える。本例の記録ヘッド１００は、前述した図
１および図２と同様に構成されており、インクを吐出す
るために利用されるエネルギを発生させる手段として、
通電に応じてインクに膜沸騰を生じさせるための熱エネ
ルギを発生する電気熱変換素子などのヒータ２０３を有
する。また、記録装置６０１は、入力手段であるホスト
コンピュ一夕から送られてくる各色毎の記録情報を保持
するために、後述する画像一時記憶メモリー（以下、
「ＶＲＡＭ」という）をも備える。また、記録装置６０１
は、後述するように、記録ヘッド１００、および被記録
媒体６０３の搬送手段におけるモータなどを制御する不
図示の制御手段が備えられている。本例の記録ヘッド１
００は、記録装置６０１によって記録が可能な被記録媒
体６０３の最大幅に対応した長さを有する、いわゆるフ
ルラインタイプの記録ヘッドとして構成されている。本
例の被記録媒体６０３は、連続したロールタイプの長尺
紙であり、記録ヘッド１００のインク吐出方向（図６中
の下方）に対して垂直の矢印方向（図６中の左方）に搬
送される。

【００２５】インクカートリッジ装着部６０４には４色
分のインクカートリッジ６０５が装着される。インクカ
ートリッジ６０５に封入されているインクは、不図示の
ポンプにより不図示のサブタンクに一時的に蓄えられて
から、そのサブタンクより記録ヘッド１００に供給され
る。インクジェット記録装置６０１は、後述するよう
に、入力手段としてのホストコンピュータからＶＲＡＭ
への記録情報の転送が終了した時点から、被記録媒体６
０３を連続的に搬送させ、かつ記録ヘッド１００からイ
ンクを吐出させることによって、記録を開始する。その
際、図示しない用紙検知手段が記録位置を検知すること
により、所望の位置に記録を行うことができる。本例に
おける記録装置６０１では、記録可能な最大幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッド１００を
使用しているため、長尺の被記録媒体６０３における幅
方向両側の余白を除いた記録幅に対して、記録ヘッド１
００からの１度のインク吐出によって記録を行うことが
できる。以下、この１度のインク吐出によって記録でき
る幅をラインという。

【００２６】図７は、本例のインクジェット記録装置６
０１における１色分のインク流路の概略構成図である。
ブラックのインクの他、シアン、マゼンタ、イエロー等
のインクを組み合わせてカラー記録を行うためには、同
様のインク流路をインク色数分備える必要がある。

【００２７】６０５は図６に示したインクカートリッジ
であり、その内部に記録用のインクが収容されている。
そのインクは、吸引ポンプ７０２によって発生された負
圧により、インクカートリッジ６０５から吸い出され、
そしてチューブ７０１を通ってサブタンク７０３に一時
的に蓄えられる。サブタンク７０３内のインク量は、イ
ンク量検知手段としての液面センサ７０８を用いて監視
され、インクの消費に応じてサブタンク７０３内のイン
ク量が減少した場合に、吸引ポンプ７０２によリインク
カートリッジ６０５内からインクが補充される。１００
は前述したインクジェット記録ヘッドであり、サブタン
ク７０８から記録ヘッド１００へのインク供給は、記録
ヘッド１００のノズルから吐出されるインクによって生
じる負圧、あるいは加圧ポンプ７０４によって行われ
る。また、加圧ポンプ７０４によりインクを加圧して、
画像の記録に寄与しないインクを記録ヘッド１００のノ
ズルから強制的に排出させることによって、ノズルの目
詰まり等の不吐出原因を取り除いて記録状態を良好な状
態に保つ、いわゆる吐出回復動作を行う場合もある。そ
の際は、ノズルから排出されたインクを桶７０６内に受
容してから、吸引ポンプ７０２によってサブタンク７０
３に戻す。また、加圧ポンプ７０４は、後述するよう
に、記録ヘッド１００内のインク圧を調整するためにも
用いられる。７０７は、記録ヘッド１００に供給される
インク中のゴミを取り除くフィルターであり、また７０
９は弁である。

【００２８】インクジェット記録ヘッド１００には、図
１と同様に、液室１０３、ノズルを構成する吐出口１０
１、インク供給口１０４、液路１０２が形成されてお
り、それらのいずれかにインク圧検知手段としての圧力
センサ７１０（図８参照、例えば、ピエゾ素子）が備え
られている。

【００２９】図８は、本例の記録装置における制御系の
概略ブロック構成図である。

【００３０】図中インターフェース回路IFUは、ホスト
装置(例えば、コンピュータ)１２００から送信される画
像データ（記録情報）と動作コマンドを受け取り、制御
回路CONTに伝達する回路である。インターフェース回路
は主に、データ処理を実行するCPU１１０７、CPU１１０
７により実行される後述する手順などのプログラムが格
納されたFLASH ROMのメモリ１１０９、ワークエリアと
して用いられるRAMのメモリ１１０８を備える。またホ
スト装置とのデータ送受信のために、パラレルI/F制御
部１１０４、USB I/F制御部１１０５、１０BASE-T制御
部１１０６などを備えている。複数の接続形態の中から
ホスト装置１２００との接続方法を選択することができ
る。

【００３１】制御回路CONTのCPU１１００は、本記録装
置の動作の制御処理やデータ処理などを実行する。FLAS
H MEMORYのメモリ１１０１は、それらの処理手順等の
プログラムが格納され、CPU１１００により実行され
る。RAMのメモリ１１０２は、それらの処理を実行する
ためのワークエリアなどとして使われる。ホスト装置１
２００から送信された画像データは、インターフェース
回路IFUを経由して制御回路CONT上のVRAMのメモリ１１
０３に展開される。記録ヘッド１００からのインクの吐
出は、CPU１１００がヒータ２０３(図２参照)の駆動デ
ータ(画像データ)及び駆動制御信号(ヒートパルス信号)
をヘッドドライバ１００Aに供給することにより行われ
る。CPU１１００は、被記録媒体を搬送するための搬送
モータ１１０を、モータドライバ１１０Aを介して制御
する。さらにCPU１１００は、液面センサ７０８と圧力
センサ７１０の検出信号に基づいて吸引ポンプ７０２の
吸引モータ及び加圧ポンプ７０４の加圧モータを、モー
タドライバ７０２A、７０４Aを介して制御する。

【００３２】図９のフローチャートを参照して、上述の
記録装置の動作を説明する。

【００３３】まず、ホスト装置から制御回路CONTのCPU
１１００が記録開始の命令を受けると（ステップＳ８０
１）、ホスト装置１１００から記録装置に画像データ
（記録情報）が転送されたデータを受け、CPU１１００
によりその画像データが記録装置に内蔵されたＶＲＡＭ
１１０３上に展開される（ステップＳ８０２）。画像デ
ータの展開終了後、用紙（被記録媒体）の搬送を開始
し、その用紙が指定した記録位置まで到達した時点で記
録を開始する（ステップＳ８０３）。記録動作中は、記
録ヘッド１００に備わる圧力センサ７１０からの信号に
よって得たインク圧を連続的にCPU１１００で計測し、
その圧力変化を監視する（ステップＳ８０４）。記録動
作中に、記録ヘッド１００内のインク圧が記録品位を損
なう程度（多くは、インクの不吐出を発生する程度）に
まで低下したか否かを予めプログラム中に記憶された経
験的に得た基準データに基づいて判定（ステップＳ８０
５）しつつ、ステップ８０４からステップ８０６までを
繰り返し、画像データの全ての記録が終了するまで記録
を続行する（ステップＳ８０６）。

【００３４】記録動作中に、記録ヘッド１００内のイン
ク圧が記録品位を損なう程度にまで低下した場合には、
加圧ポンプ７０２によりインクを加圧する加圧処理（ス
テップＳ８０５）に移行して、CPU１１００により記録
ヘッド１００内のインク圧を上昇させる制御をする。こ
の時も圧力センサ７１０からの信号によって記録ヘッド
１００内のインク圧を監視しつづけており、そのインク
圧が最適なインク圧にまで回復しないときは、フィード
バック制御により加圧ポンプを動かし、加圧処理（ステ
ップＳ８０８）を繰り返す（ステップＳ８０９）。この
ように、加圧ポンプ７０２により、記録ヘッドの液室に
インクを供給して記録ヘッド１００内のインク圧の減少
分を補って、記録品位を損なわない程度の正常なインク
圧に回復させる。

【００３５】このように、記録動作中に、必要に応じて
加圧ポンプ７０２を作動させることにより、記録ヘッド
１００内のインク圧を、記録品位を損なわない程度の正
常な範囲に保つ。したがって、高デューティー記録の際
にも記録速度を変更することなく、インク圧を一定に保
って、高品の画像を記録することができる。このような
記録動作は、画像データを全て記録した時点で終了する
（ステップ８０７）。

【００３６】（第２の実施形態）図１０は、本発明の第
２の実施例を説明する制御手順を示す。本例の場合、前
述した実施形態における圧力センサ７１０は備えられて
いない。その他の構成は、前述した図６から図８の実施
形態と同様である。かかる制御手順は図８のメモリ１１
０１に例えば、記憶されており、CPU１１００により読
取られ、手順が実行される。

【００３７】まず、ホスト装置からCPU１１００が記録
開始の命令を受けると（ステップＳ９０１）、ホスト装
置１２００から記録情報（画像データ）が転送され、CP
U１１００が受け取り、CPU１１００によりそれがＶＲＡ
Ｍ１１０３上に展開される（ステップＳ９０２）。画像
データの展開終了後、記録ヘッド１００の吐出制御のた
めに、画像データを１ライン分読込む（ステップＳ９０
３）。そして、その読込んだ１ライン分の画像データか
ら、同時にインクを吐出する吐出口１０１の数を求め、
その求めた値をプログラムと共に記憶されている全吐出
口１０１の数のデータで割ることによって、CPU１１０
０によりその１ラインにおけるデューティーを％単位で
算出して、メモリ１１０８の所定のエリアに記憶する
（ステップＳ９０４）。次に、ステップＳ９０５にて、
メモリ１１０８に記憶されていた前回の１ラインにおけ
るデューティーと、今回の１ラインにおけるデューティ
ーとをCPU１１００で比較し、それらの所定値以上に大
きく変化するか否かをCPUで判定する（ステップＳ９０
５）。その判定の結果、それらのデューティーが所定値
以上に大きく変化しないときは、ステップＳ９０６にて
記録動作を実行し、一方、それらのデューティーが所定
値以上に大きく変化するときはステップＳ９０９に進
む。なお、記録動作の開始時は、前回の１ラインにおけ
るデューティーが存在しないため、ステップＳ９０６に
て記録動作を実行する。

【００３８】ステップＳ９０９においては、所定値以上
のデューティーの変化率に応じて、記録ヘッド１００内
におけるインク圧の減少の程度を想定し、そのインク圧
が画像の記録品位に悪影響を与える程度にまで減少して
いる場合に、そのインク圧の減少分を補うために必要な
加圧量、つまり加圧ポンプ７０４による加圧量を決定す
る。その後、ステップＳ９１０の加圧処理にてCPUは加
圧ポンプ７０４を作動させ、ステップＳ９０９にて決定
された加圧量分だけ、記録ヘッド１００内のインク圧を
加圧してから、ステップＳ９０６に進む。

【００３９】デューティーの大きさと記録ヘッド１００
内のインク圧の変化との関係は、様々な環境において測
定することにより、統計的に知ることができる。これに
より、デューティーの変化率に応じてどの程度加圧すれ
ば、記録品位を損なわない記録が行えるかを類推するこ
とができる。その場合、記録ヘッド１００内のインク圧
は、類推は可能であるが正確に検知することはできない
ため、過度な加圧により記録ヘッド１００のノズルから
インクが押し出されることがないように、加圧量を定め
る必要がある。

【００４０】このように、記録動作中に、必要に応じて
加圧ポンプ７０２を作動させることにより、記録ヘッド
１００内のインク圧を、記録品位を損なわない程度の正
常な範囲に保ちつつ、画像データの全ての記録が終了す
るまで記録を続行する（ステップＳ９０７）。したがっ
て、高デューティー記録の際にも記録速度を変更するこ
となく、インク圧を一定に保って、高品の画像を記録す
ることができる。このような記録動作は、画像データを
全て記録した時点で終了する（ステップ９０８）。

【００４１】（第３の実施形態）図１１は、本実施形態
における記録ヘッド１０００の概略構成を説明するため
の斜視図である。

【００４２】本例の記録ヘッド１０００において、複数
の吐出口１００１には、液路１００２を通じて液室１０
０３からインクが供給される。一般に、１つの記録ヘッ
ドに形成される液室１００３は１つであり、１つの記録
ヘッド１０００における全ての吐出口１００１に対して
共通に使用される。また、液路１００２内には、吐出口
１００１からインクを吐出するための吐出エネルギを発
生する不図示のエネルギ発生手段が備えられている。そ
のエネルギ発生手段としては、例えば、前述した図１の
ものと同様に、通電に応じてインクに膜沸騰を生じさせ
るための熱エネルギを発生する電気熱変換素子などの発
熱素子（以下、「ヒータ」という）を用いることができ
る。液室１００３へのインクの供給は、インク供給口１
００４から行われる。１００５は、電気的に伸縮可能な
ピエゾ素子などの素子であり、液室１００３の全周を囲
むように配置されている。

【００４３】図１２（ａ），（ｂ）は、記録ヘッド１０
００の側面図である。

【００４４】図１２（ａ）は、素子１００５に電圧を印
加していない非印加状態における側面図、図１２（ｂ）
は、素子１００５に電圧を印加した印加状態における側
面図である。素子１００５は、図１２（ｂ）のように電
圧が印加されることにより収縮し、その収縮分δだけ液
室１００３の容積を減少させる。

【００４５】図１３は、本例における記録動作を説明す
るためのフローチャートで、それに対応するプログラム
が図８のメモリ１１０１に記憶される。本例の場合は、
記録ヘッド内のインク圧を加圧するための手段として、
前述した第１および第２の実施形態における加圧ポンプ
７０４に代えて素子１００５を用いる。また、本例の場
合において、記録ヘッド内のインク圧の加圧量は、前述
した第１の実施形態と同様に圧力センサ７１０の計測値
に基づいて決定したり、あるいは前述した第２の実施形
態と同様に１ライン分のデューティーに基づいて決定す
ることができる。

【００４６】まず、ホスト装置からCPU１１００は記録
開始の命令を受けると（ステップＳ１２０１）、ホスト
装置１２００から記録情報（画像データ）が転送されそ
れを受け取り、CPU１１００により記録装置に内蔵され
たＶＲＡＭ１１０３上に展開される（ステップＳ１２０
２）。画像データの展開終了後、被記録媒体の搬送を開
始し、その被記録媒体が指定した記録位置まで到達した
時点で記録を開始する（ステップＳ１２０３）。次のス
テップＳ１２０４において、前述した第１の実施形態と
同様に記録ヘッド１０００内に圧力センサ７１０を備え
る場合は、記録動作中に記録ヘッド１０００内のインク
圧を計測し続け、また前述した第２の実施形態と同様に
圧力センサ７１０を備えない場合には、１ライン毎のデ
ューティーを計算して記録ヘッド１０００内のインク圧
を類推する。記録動作により、記録ヘッド１０００内の
インク圧が記録品位を損なう程度にまで低下（多くは、
インク不吐出を発生させる程度にまで低下）した場合に
は、そのインク圧の低下分を補う加圧処理（ステップＳ
１２０８）に移行する。本例の場合は、図１２（ｂ）の
ように素子１００５に電圧を印加して、液室１００３の
容積を減少させることにより、インク圧の低下に起因す
るインクの供給不足を補う。前述した第１の実施形態と
同様に記録ヘッド１０００内に圧力センサ７１０を備え
る場合には、その圧力センサ７１０を用いて、加圧処理
後における記録ヘッド１０００内のインク圧を監視し続
け、その加圧処理後に最適なインク圧に達しない場合に
は、フィードバック制御により、さらに加圧処理を繰り
返して最適なインク圧に回復させることができる（ステ
ップＳ１２０９）。

【００４７】このように、記録動作中に、必要に応じて
素子１００５に電圧を印加することにより、記録ヘッド
１００内のインク圧を、記録品位を損なわない程度の正
常な範囲に保ちつつ、画像データの全ての記録が終了す
るまで記録を続行する（ステップＳ１２０６）。したが
って、高デューティー記録の際にも記録速度を変更する
ことなく、インク圧を一定に保って、高品の画像を記録
することができる。このような記録動作は、画像データ
を全て記録した時点で終了する（ステップ１２０７）。

【００４８】本例のように、インク圧に応じて液室１０
０３の容積を変化させる場合、素子１００５の物理的な
理由から、ある一定量しか液室１００３の容積を変化さ
せることができない。そのため、高デューティーの記録
が連続で行われる場合に、継続して加圧処理を行うこと
ができない。しかし、図５に示したように、インク圧の
変化量が大きいのは高デューティー記録の開始直後であ
り、液路内のインクが流動状態となって、安定してイン
ク供給が行われるようになった場合には、インク圧の変
化量は小さくなる。よって、高デューティー記録の開始
直後に液室１００３の容積を変化させて、インクが流動
状態になるまでのインク圧の減少を最小限に抑えること
により、記録品位を維持することが可能となる。

【００４９】仮に、液室１００３の容積の変化量が十分
に確保できない場合には、記録ヘッドの回復動作に用い
る加圧ポンプ７０４（図７参照）を利用して、前述した
第２および第２の実施形態と同様の加圧処理をさらに実
施したり、あるいは、素子１００５による液室１００３
の容積変更と加圧ポンプ７０４による加圧とを併用する
ことによって、記録品位を維持することができる。

【００５０】また、本例においては、記録ヘッド内のイ
ンク圧を検知する方法として、記録ヘッド内の圧力セン
サによる計測、またはデューティーの計算による予測の
いずれかを利用しているが、インク圧検知の信頼性を高
めるために、それらの両方の検知方法を併用してもよ
い。

【００５１】（他の実施形態）搬送方向における長さが
短い被記録媒体に対して、連続的に記録をする場合に
は、被記録媒体１枚分の全ラインのデューティーを求
め、その平均値を算出することによって、被記録媒体１
枚毎にインクの加圧量を制御することも可能である。さ
らに、記録ヘッド内のインク圧の検知については、被記
録媒体１枚分の全ラインに対するインク吐出後のインク
圧を計測し、その値によりインクの加圧量を変化させる
ように、被記録媒体１枚毎にインクの加圧量を制御する
ことも可能である。

【００５２】また、インク圧の検知周期については、１
ライン分のインク吐出毎ではなくてもよく、複数ライン
分のインク吐出毎にインク圧を検知して、その際のイン
ク圧の変動に基づいてインクの加圧量を変更することも
可能であり、これにより、制御手段および判断手段の処
理を軽減して、処理連度を優先することもできる。

【００５３】また、本発明は、長尺の被記録媒体のみで
なく、定型に裁断された被記録媒体に対しても記録をす
ることができる。

【００５４】また、記録装置において用いる記録ヘッド
の数は任意であり、例えば、階調表現を豊かにするため
に、本例のように４色のインクを吐出する計４つの記録
ヘッドに、簿いインクを吐出するための記録ヘッドを追
加して、計６つ用いるようにしてもよい。また、記録ヘ
ッドについては、複数の記録ヘッドを組み合わせて被記
録媒体に対する記録幅を満たす構成や、複数色のインク
を吐出する記録ヘッドを一体的に構成したものを採用す
ることもできる。また、記録ヘッドとしては、膜沸騰現
象を応用してインクを吐出する所謂バブルジェット（登
録商標）方式の他、通電により一時的に変形する所謂ピ
エゾ素子を用いてインクを吐出する記録ヘッドなどを採
用することもできる。

【００５５】また、本発明は、被記録媒体の搬送方向に
対して直行する方向に記録ヘッドを走査させる、所謂シ
リアルタイフの記録装置にも適用することができる。

【００５６】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。それらの具体例としては、記録ヘッドに対してのキ
ャッピング手段、記録ヘッドのインクを吐出口から画像
の記録に寄与しないインクを排出させるためにインクを
加圧あるいは吸引する手段、インクの吐出エネルギを発
生するヒータ（電気熱変換体）またはこれとは別の加熱
素子、あるいはこれらの組み合わせにより記録ヘッドを
予備加熱する予備加熱手段、画像の記録に寄与しないイ
ンクを吐出口から吐出させる予備吐出手段などを挙げる
ことができる。

【００５７】さらに加えて、本発明の記録装置の形態と
しては、コンピュータなど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、リーダなどと組み合わせ
た複写装置、さらに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であってもよい。

【００５８】上述の例では、プログラム処理で制御をす
るようにしたが、それをハード回路で実現することもで
きる。またプログラム処理とハード回路とを適当に組み
合わせることも可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、記録時
における記録ヘッド内のインク圧を予測あるいは検知
し、それに基づいて記録ヘッド内のインク圧を調整する
ことにより、インク吐出口におけるインク液面を記録に
最適な状態に保って、インクの不吐出、あるいは飛翔イ
ンク滴の少量化を防ぐことができ、常に高品位の画像を
記録することができる。また、高デューティーの記録を
行った場合でも、記録速度を変更することなく記録画像
の品位を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録ヘッドの構成例を説明する
ための要部の斜視図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、インクジェット記録ヘッド
のインク吐出方法の一例を説明するための要部の断面図
である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は、インクジェット記録ヘッド
のインク吐出方法の一例を説明するための要部の断面図
である。

【図４】インクジェット記録ヘッドの記録動作時におけ
る液路内のインク圧の変化を説明するための線図であ
る。

【図５】インクジェット記録ヘッドによる画像の記録位
置と、インクジェット記録ヘッドにおける液路内のイン
ク圧と、の関係の説明図である。

【図６】本発明の第１の実施形態のインクジェット記録
装置の側面図である。

【図７】図６のインクジェット記録装置に備わるインク
流路の概略構成図である。

【図８】図６のインクジェット記録装置の制御系のブロ
ック構成図である。

【図９】本発明の第１の実施形態における記録手順を説
明するためのフローチャートである。

【図１０】本発明の第２の実施形態における記録手順を
説明するためのフローチャートである。

【図１１】本発明の第３の実施形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの要部の斜視図である。

【図１２】（ａ）は、図１１のインクジェット記録ヘッ
ドにおける素子に電圧を印加していないときの側面図、
（ｂ）は、図１１のインクジェット記録ヘッドにおける
素子に電圧を印加したときの側面図である。

【図１３】本発明の第３の実施形態における記録手順を
説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１００インクジエット記録ヘッド１０１吐出口１０２液路１０３液室１０４インク供給口２０２インク２０３ヒータ２０４インク液面２０５バブル２０６飛翔インク滴５０２被記録媒体６０１インクジェット記録装置６０３被記録媒体６０４インクカートリッジ装着部６０５インクカートリッジ７０１チューブ７０２吸引ポンプ７０３サブタンク７０４加圧ポンプ７０６桶７０７フィルター７０８液面センサ７１０圧力センサ１０００インクジェット記録ヘッド１００１吐出口１００２液路１００３液室１００４インク供給口１００５素子１１００ＣＰＵ１１０１ＲＯＭ１１０２ＲＡＭ１１０３ＶＲＡＭ１２００ホスト装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出可能な記録ヘッドを用い
て、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に
おいて、前記記録ヘッド内のインク圧を、画像の記録品位を維持
する大きさに調整するインク圧調整手段を備えたことを
特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記インク圧調整手段は、前記記録ヘッ
ド内のインク圧を検出する検出手段の検出信号に基づい
て、前記記録ヘッド内のインク圧を調整することを特徴
とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】単位時間当たりにおける前記記録ヘッド
のインク消費量から、前記記録ヘッド内のインク圧を予
測する予測手段を備え、前記インク圧調整手段は、前記予測手段によって予測さ
れた前記記録ヘッド内のインク圧に基づいて、前記記録
ヘッド内のインク圧を調整することを特徴とする請求項
１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記予測手段は、画像の記録情報に基づ
いて、単位時間当たりにおける前記記録ヘッドのインク
消費量を求めることを特徴とする請求項３に記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項５】前記予測手段は、画像の記録情報に基づ
いて、前記記録ヘッドが同時に吐出するインク量を求め
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
録装置。
【請求項６】前記インク圧調整手段は、前記記録ヘッ
ドに供給されるインクを加圧する加圧機構を備えること
を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項７】前記加圧機構は、前記記録ヘッドに供給
されるインクに供給圧を付与するポンプであることを特
徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記インク圧調整手段は、前記記録ヘッ
ド内のインクの圧力変動に応じて、前記加圧機構を制御
することを特徴とすることを特徴とする請求項６または
７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記インク圧調整手段は、前記記録ヘッ
ド内におけるインク液室の容積を変化させる容積可変機
構を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】前記容積可変機構は、電気信号に応じ
て変形するピエゾ素子などの素子の変形に基づいて前記
インク液室の容積を変化させることを特徴とする請求項
９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】前記インク圧調整手段は、前記記録ヘ
ッド内のインクの圧力変動に応じて、前記インク液室の
容積を変化させることを特徴とする請求項９または１０
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】外部のホスト装置から入力される画像
の記録情報を一時的に記憶する記憶手段を備えたことを
特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項１３】前記記録ヘッドと前記被記録媒体とを
相対移動させる手段を備えたことを特徴とする請求項１
から１２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】前記記録ヘッドは、インク液室内のイ
ンクを、インク吐出口に連通する液路に供給し、前記液
路内のインクに運動エネルギを与えることによって前記
インク吐出口からインクを吐出することを特徴とする請
求項１から１３のいずれかに記載のインクジェット記録
装置。
【請求項１５】前記記録ヘッドは、インクの吐出エネ
ルギとして利用される熱エネルギを発生する電気熱変換
体を有することを特徴とする請求項１４に記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項１６】インクを吐出可能な記録ヘッドを用い
て、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法に
おいて、記録動作中に、前記記録ヘッド内のインク圧を、画像の
記録品位を維持する大きさに調整することを特徴とする
インクジェット記録方法。
【請求項１７】インクを吐出可能な記録ヘッドを用い
て、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に
おいて、前記記録ヘッド内のインク圧を検出する検出手段と、前記記録ヘッド内のインク圧を、画像の記録品位を維持
する大きさに調整するインク圧調整手段を備えたことを
特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１８】前記検出手段は、単位時間当たりにお
ける前記記録ヘッドのインク消費量から、前記記録ヘッ
ド内のインク圧を予測する予測手段を備え,該予測手段
によりインク圧を検出することを特徴とする請求項１７
記載のインクジェット記録装置。
【請求項１９】前記検出手段は、記録ヘッド内にセンサ
を設け、該センサによりインク圧を検出することを特徴
とする請求項１７記載のインクジェット記録装置。
【請求項２０】前記インク圧調整手段は、前記記録ヘ
ッド内におけるインク液室の容積を変化させる容積可変
機構を備えて、インク圧を変化させることを特徴とする
請求項１７から１９のいずれかに記載のインクジェット
記録装置。