JP2003159816A - インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予備吐出におけるインクの無駄な消費を抑
え、かつ、インク滴を常に安定して吐出できるようなノ
ズルの状態を維持するインクジェット記録装置およびイ
ンクジェット記録方法を提供する。 【解決手段】 複数の吐出口のうち一部の吐出口からの
みインク滴を吐出して、吐出口のメニスカス面を振動さ
せ、吐出口近傍の粘度の高いインクと共通液室近傍の粘
度の低いインクとを混ざり合わせることにより、前記吐
出動作で吐出しなかった残りの吐出口からインクを吐出
させる際、効果的に粘度の高いインクを排出することが
でき、吐出口近傍の状態を良好なものにする。さらに、
時分割分離駆動方式の記録ヘッド２１では、予備吐出を
行うときのブロック駆動間隔を、記録時のブロック駆動
間隔よりも短い時間間隔にすることで、メニスカス面の
振動が増加させることにより、不用なインクを効果的に
排出できるようにする。

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
録装置及びインクジェット記録方法に関し、詳しくは、
予備吐出を行うインクジェット記録装置及びインクジェ
ット記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機
能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワードプ
ロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーション
などの出力機器として用いられる記録装置は、記録情報
に基づいて、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体に画
像（文字や記号等を含む）を記録するものである。前記
記録装置の記録方式としては、例えばインクジェット、
ワイヤドット、熱転写、レーザー等が挙げられる。これ
らの記録方式のうち、インクジェット方式は、電気的な
記録信号に基づいて記録ヘッドの各ノズルから微小な粒
状のインク滴を吐出し、ノズルに対面して設けられた記
録媒体にそのインク滴を着弾させることにより文字、図
形などの記録を行なうものである。さらに、一般にシリ
アルタイプと呼ばれるインクジェット記録装置では、記
録媒体の搬送方向に交叉する方向に、記録ヘッドを記録
媒体と対峙させた状態で走査し、この走査中に記録媒体
に対してインクを吐出して１行分の記録を行い、その後
に所定量の紙送りを行う。このように、記録と紙送りと
を繰り返すことにより、記録媒体全体に記録を行うこと
ができる。また記録媒体の紙幅以上にノズルを配列した
記録ヘッドを用いるラインタイプの記録装置においては
記録ヘッドは走査せず、記録媒体が所定位置に配置され
ると、記録ヘッドが一括して一行分の記録を行い、その
後に所定量の紙送り（ピッチ送り）を行なうということ
を交互に繰り返して記録媒体全体に画像が形成される。
このようなインクジェット方式は、記録時にも比較的低
騒音であり、高精細な画像の出力が可能であり、さらに
記録も高速であるなどの利点を有することから、近年急
速に普及している。

【０００３】ところで、インクジェット記録装置の記録
ヘッド内のインク放出機構は、次のようになっている。
記録ヘッド内に設けられた圧電素子または電気熱変換素
子（以下「ヒーター」と称する）等の吐出圧発生素子を
用いて、電気エネルギーを力学的なエネルギーに変換し
てインクを放出している。特にヒーターの加熱によりイ
ンクを瞬時に沸騰させ、その時に発生する気泡の圧力を
用いたいわゆる熱インクジェット記録方法（特開昭６１
−５９９１１〜４号公報）は、装置の小型化、記録ヘッ
ドの高密度化が容易であるなどの特徴を持つことが知ら
れている。この熱インクジェット記録方法において、吐
出されるインク滴の体積を環境温度などの外的要因に左
右されずに常に安定に保ち、より高品位の画像を得るた
めにヒーター上に発生させた気泡をインク滴吐出時に外
気と連通させる方法が特開平４−１０９４０〜４２号公
報に記載されている。この方法を実現する記録ヘッドと
しては、ヒーターと吐出口との距離が短い（例えば１５
〜３０μｍ）ものが適している。ヒーターと吐出口との
距離が短いと生成される気泡が安定的に大気と連通し、
またこの距離が吐出されるインク滴の体積をほぼ決定す
る為、小液滴を吐出する上でも有効な方法として注目さ
れている。

【０００４】また、インクジェット記録装置に用いられ
るインクは、水を溶媒とする染料、有機溶剤、界面活性
剤等が添加された水性インクが現在の主流である。この
ような水性インクは、時間の経過や温度によってインク
中に含まれる水分などの揮発成分が蒸発する場合があ
る。特に非吐出時において、記録ヘッド内のインクの揮
発成分が蒸発してしまうと、吐出口近傍のインク粘度や
溶剤組成、染料濃度が変化することになる。この変化が
更に進行した状態でインク吐出を行うと、吐出パルスが
ノズルの駆動素子に印加されてもインクが吐出されない
いわゆる目詰まり現象を起こしたり、吐出方向など吐出
されたインク滴の諸特性が不安定になったり、ドット濃
度が高くなる等の弊害が発生することがある。特にこの
現象は、ノズルの吐出口径が小さくなるほど起こりやす
い。写真調画像などでは、より高品位な画像が要求され
るため、近年吐出されるインク滴を微小化する傾向にあ
り、上述の弊害が形成される画像に影響を与えることに
なりがちである。また、インクに耐水染料が使用された
り、インク中に顔料分散剤や、混色防止や耐光性を高め
るための数々の添加剤が加えられると、非吐出時のイン
クの状態が悪化しやすくなる傾向にあり、上述の弊害も
発生しやすくなる場合がある。このような弊害を防止す
るために、従来から次のような方法が実行されている。
第一の方法として、記録前や記録途中に、記録ヘッドを
いったん記録領域以外の所定位置に移動させて、全吐出
口より一定量のインク滴を吐出する、いわゆる予備吐出
を実行するという方法が挙げられる。なお、予備吐出は
記録領域内の目立たない位置に行われる形態でもよい。
予備吐出は前回の記録から一定時間以上の経過後に記録
を行う場合に記録前に実行されたり、あるいは常に記録
ヘッド中の全てのノズルが使用されるとは限らないマル
チノズル型の記録ヘッドの場合に、記録途中に定期的に
実行される。また、所定位置に設けられたポンプによる
吸引処理がともに実行されてもよい。なお、この予備吐
出におけるインク消費量は、予備吐出パルス数とノズル
の吐出量とノズル数により決定されるが、予備吐出パル
ス数は、インクの性質やノズル形状、インクジェット記
録装置における主走査の時間、前回の記録からの休止時
間に応じて適宜定められている。

【０００５】第２の方法として、特開昭５７−６１５７
６号公報に記載の方法が挙げられる。この方法は、非吐
出時に、インク滴が吐出しない程度の低い駆動電圧で圧
電振動子を駆動させ、吐出口のメニスカス面を振動させ
ることにより、ノズル内のインクを撹絆し、吐出口近傍
に集中的に存在する粘度の高いインクと、他の部分に存
在する粘度の低いインクと入れ替えることでノズル内の
粘度の分布を緩和させるものである。

【０００６】図１は、この方法によって吐出口近傍のイ
ンクの粘度分布が推移する様子を模式的に表したもので
ある。図中濃度が濃い部分、すなわち網点の密度が高い
部分ほどインクの粘度が高いとする。同図（ａ）は振動
される前の状態を示し、前回の記録から一定時間が経過
しているため、吐出口近傍のインクは粘度が高くなって
いる。この状態でインクが吐出しない程度に圧電素子を
駆動させてメニスカス面を振動させると、同図（ｂ）に
示すように、吐出口近傍に集中的に存在していた粘度の
高いインクがノズル奥に引き戻される。さらにこれに伴
い、同図（ｃ）に示すように、ノズル奥の吐出口近傍に
存在していた粘度の低いインクが吐出口側に押し出され
る。この動作を複数回繰り返すことで、同図（ｄ）に示
すように吐出口近傍に存在するインクの粘度が平均化
し、インク吐出が安定的に行える程度の粘度となる。

【０００７】これは、インクを捨てることなく、インク
の状態を改善することができるので、第一の方法に比べ
て無駄にインクを消費することがない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
の粘度上昇による吐出不良を解消する、上述した従来の
方法においても、次のような問題があった。

【０００９】第一の方法では、吐出口径が微小になるほ
ど、インクの粘度が上昇する度合いも高くなり、それに
対応して予備吐出の回数も増加することになる。したが
って、記録とは別に無駄に消費されるインク量が増える
ばかりでなく、この予備吐出でのインク消費量が増える
と廃インクを格納する廃インクタンクの容量も大きくな
ってしまう。さらに、記録動作中に予備吐出を行う場合
は、単位時間あたりの記録媒体への記録枚数、すなわち
スループットが下がるという問題が発生する。加えて、
直接、記録媒体に予備吐出する方法に至っては、画像品
位さえ悪化させる要因となってしまう。

【００１０】また、第二の方法では、ヒーターをインク
滴の吐出に利用した熱インクジェット記録方法の記録ヘ
ッドに対しては、メニスカス面を振動させる為だけに圧
電素子を設けるのは装置のコストアップとなり有効でな
い。また最近の揮発性の高いインクを使用した場合、た
だメニスカス面に振動を与えた程度では吐出口近傍の粘
度が高いインクが移動しないという状態も見うけられ
る。

【００１１】このような従来の問題に鑑み、本発明の目
的は、予備吐出におけるインクの無駄な消費を抑え、か
つ、インク滴を常に安定して吐出できるようなノズルの
状態を維持するインクジェット記録装置およびインクジ
ェット記録方法を提供することである。

【００１２】

【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、記録ヘッドに配列された複数の吐出口から
記録媒体に対してインク滴を吐出することにより記録を
行うインクジェット記録装置であって、前記複数の吐出
口のうち、一部の吐出口からのみインク滴を所定量吐出
させた後、該吐出動作で吐出しなかった残りの吐出口か
らインク滴を所定量吐出させる予備吐出手段を具えるこ
とを特徴とする。

【００１３】本発明のインクジェット記録装置はまた、
記録ヘッドに配列された複数の吐出口を複数個ずつで分
割したブロック単位で、記録媒体に対してインク滴を吐
出するという時分割分離駆動を行うインクジェット記録
装置であって、前記記録ヘッドを記録時に駆動させるブ
ロック駆動時間間隔よりも短い駆動時間間隔で時分割分
離駆動させ、同一ブロックの吐出口よりインク滴を吐出
させる予備吐出手段を具えることを特徴とする。

【００１４】本発明のインクジェット記録方法は、記録
ヘッドに配列された複数の吐出口から記録媒体に対して
インク滴を吐出することにより記録を行うインクジェッ
ト記録装置を用いたインクジェット記録方法において、
前記複数の吐出口のうち、一部の吐出口からのみインク
滴を所定量吐出させた後、該吐出動作で吐出しなかった
残りの吐出口からインク滴を所定量吐出させる予備吐出
工程を具えることを特徴とする。

【００１５】本発明のインクジェット記録方法はまた、
複数の吐出口を配列した記録ヘッドを供えるインクジェ
ット記録装置を用いて、前記記録ヘッドに配列された複
数の吐出口を複数個ずつで分割したブロック単位で、記
録媒体に対してインク滴を吐出するという時分割分離駆
動を行うインクジェット記録方法であって、前記記録ヘ
ッドを記録時に駆動させるブロック駆動時間間隔よりも
短い駆動時間間隔で時分割分離駆動させ、同一ブロック
の吐出口よりインク滴を吐出させる予備吐出工程を具え
ることを特徴とする。

【００１６】以上の構成によれば、複数の吐出口のうち
一部の吐出口からのみインク滴を吐出することにより、
吐出口のメニスカス面を振動させ、吐出口近傍の粘度の
高いインクと共通液室近傍の粘度の低いインクとを混ざ
り合わせることにより、前記吐出動作で吐出しなかった
残りの吐出口からインクを吐出させる際、効果的に粘度
の高いインクを排出することができ、吐出口近傍の状態
を良好なものにする。

【００１７】

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

【００１８】（実施形態１）図２は、本発明の一実施形
態であるインクジェット記録装置の斜視図である。

【００１９】記録ヘッドユニット２１は、記録ヘッドと
インクタンクとが一体化したものである。この記録ヘッ
ドユニット２１はキャリッジ２２に搭載されており、記
録時はキャリッジがガイドライン２３に沿って矢印ａま
たはｂ方向に移動するのに従って移動する。記録ヘッド
２１は記録媒体Ｐに対峙する位置にノズルを配列してい
る。さらにノズルは記録ヘッドの移動方向（矢印ａ，ｂ
方向）に垂直な方向に所定個ずつの並びで配列されてい
る。本実施形態では、記録ヘッドは合計１２８個のノズ
ルが配列されたマルチノズル型ヘッドとする。

【００２０】記録時には、キャリッジ２２が記録開始位
置から矢印ａ方向に移動し、その移動に伴って各ノズル
よりインク滴が記録媒体Ｐに向かって吐出される。キャ
リッジが記録媒体Ｐの他方端まで移動したら、搬送ロー
ラ２４が一定量だけ回転し、記録媒体Ｐを矢印ｃ方向に
搬送する。この搬送動作の間にキャリッジ２２は矢印ｂ
方向へ移動し、記録開始位置まで戻る。そして、再度、
矢印ａ方向に移動して記録を行う。このように、記録動
作と記録媒体の搬送動作とを繰り返すことにより記録媒
体全体に記録を行う。

【００２１】不図示の記録ヘッド内部は、吐出口それぞ
れからインク路が延びており、このインク路が共通液室
に連通している。共通液室はインクタンクとつながって
おり、インクタンクからインクが供給されている。そし
て供給されたインクが、通常吐出口まで充填している。
この吐出口と、吐出口ごとのインク路とを合わせた部分
がおおよそ「ノズル」に該当する。さらに、各吐出口に
対応してヒーターが設けられている。記録時には所定の
ヒーターに電気信号が印加され、その電気信号によって
ヒーターが発熱すると、インク路中のインクが瞬時に膜
沸騰し、気泡が発生する。この膜沸騰により生成される
気泡の生成圧力によって所定量のインクが吐出口より吐
出される。

【００２２】ところで、インクは、記録を行っていない
時間が長いと、吐出口付近のインクの粘度が増すなど、
変化する。このように粘度が増したインクは吐出方向が
不安定になったり、ひどい状態では目詰まりを起こした
りするので、定期的に粘度の増したインクを除去する必
要がある。本実施形態では、予備吐出や吸引処理を行
い、常にノズルの状態を良好に保つようにしている。

【００２３】予備吐出時には、記録領域外に設けられた
予備吐出キャップ２５の位置まで記録ヘッドを移動させ
る。予備吐出キャップ２５が、記録ヘッドのノズル部分
を覆うと、記録ヘッドは予備吐出を行う。なお、予備吐
出の方法の詳細については、以下に述べる。

【００２４】さらに、記録動作途中にも、ブレード２６
前に記録ヘッドを通過させることにより、ワイピングを
行い、吐出口表面についた埃などを除去することができ
る。

【００２５】次に、本実施形態における予備吐出方法の
詳細について説明する。

【００２６】複数のノズル列が配列されたマルチノズル
形の記録ヘッドでは、液滴の吐出時の圧力やインク流が
共通液室を通して周囲のノズルに伝わり、ノズルのメニ
スカス面を振動させる、いわゆるクロストーク現象が発
生する場合がある。クロストークは、吐出量やリフィル
時間を変動させ、画像品位を損なう原因となるため、記
録時のクロストークの影響を減少させるためにノズル形
状の工夫や記録方法について様々な方法が提案され実施
されている。

【００２７】しかしながら、本実施形態ではこのクロス
トーク現象を逆に予備吐出時に利用し、共通液室内の圧
力変動を積極的に起こしてメニスカス面を振動させ、吐
出口近傍のインク粘度上昇を緩和させている。通常クロ
ストークは、ノズル形状やノズルとインク供給口の距離
などの影響を受けやすい。しかし、マルチノズルヘッド
の場合、もっともクロストークに影響するのは、連続し
て同時駆動するピット数の多少である。つまり、同時に
駆動するピット数が多いほどクロストーク現象は発生し
やすくなる。さらに、隣接するノズルが駆動することで
受ける圧力やインク流がもっとも大きく影響することが
一般的に知られている。

【００２８】図３は、本実施形態の記録ヘッドの１２８
個あるノズルを１ノズルおきに駆動させたとき、非駆動
ノズルのメニスカス面の位置変化を、静止状態の位置を
基準に測定した時間変化で示す図である。

【００２９】なお、図中の時刻０が駆動ノズルの駆動開
始時点である。メニスカス面の吐出口端からの位置変化
は、ノズルの構造や駆動の仕方、インク室の構造などに
も依存するが、この時の駆動では静止時のメニスカスに
比較して±２μｍ程度変動し、グラフの「＋」の位置が
メニスカス面の凸状態、「−」の位置がメニスカス面の
凹状態である。この図から、非吐出ノズルのメニスカス
面が振動していることが分かる。つまり、このメニスカ
ス面の振動によって、図１に示すような吐出口近傍の粘
度の高いインクと共通液室側の粘度の低いインクとが交
じり合う現象がノズル内部で発生していることが期待さ
れる。このように、吐出口近傍のインクの粘度が緩和さ
れた状態で予備吐出を行う方が、粘度の緩和なしで予備
吐出を行うよりも、粘度の高いインクが早く外に排出さ
れるので、少ない予備吐出回数でノズルを良好な状態に
することができる。

【００３０】本実施形態では、記録信号終了から３０秒
経過した後、予備吐出処理を実行するものとする。

【００３１】予備吐出処理は、記録領域から記録ヘッド
を予備吐出キャップ２５の位置まで退避させ、この位置
で複数回、予備吐出を行うものとする。ただし、一回目
の予備吐出動作では、記録ヘッド中の１２８個のノズル
のうち、吐出するノズルを一個おきとする。この一回目
の予備吐出では連続して２００回吐出させる。次に一回
目の予備吐出では吐出しなかった残りのノズルのみ１０
回吐出させる。

【００３２】実際にこのような予備吐出方法で予備吐出
を行った直後の記録を見ても、記録結果は安定してお
り、従来の全てのノズルで２００回予備吐出させた後の
記録結果と比較して遜色のないものであった。

【００３３】つまり、本実施形態の予備吐出方法は、従
来の予備吐出方法に比べて、予備吐出に消費されるイン
ク量を減らすことができる。なお、上述したように本実
施形態では、一回目の予備吐出では一個おきに吐出する
ノズルを決定していたが、本発明はこれに限らず、ｒ個
（ｒ：任意の整数）おきに吐出するノズルを決定しても
よい。さらにノズルがインク供給口を挟んで２列並んで
構成されている場合には、一回目の予備吐出では片方の
列だけを吐出するようにしてもよい。これらいずれの場
合においても、二回目の予備吐出回数を削減することが
でき、全体としてインクの消費量を削減することができ
る。

【００３４】（実施形態２）概して、多くのインクジェ
ット記録装置は、記録時において、同時に記録ヘッド内
の全てのノズルが吐出動作を行うわけではない。ノズル
をその配列から複数個単位で駆動ブロックに分割し、記
録時はこの駆動ブロック毎に時分割駆動される分離分割
駆動方式が一般的である。

【００３５】この分割駆動方式は、ヘッド駆動用の電源
および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、特にヒーターを用いた記録ヘッドの場合、ヒーター
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、電圧値の変動を極めて少ない値にすべきことや
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いので、これを避けるうえで
も上記方式は有効である。

【００３６】本実施形態では、分離分割駆動方式の記録
ヘッドにおける予備吐出方法について説明する。

【００３７】本実施形態のインクジェット記録装置の構
成は、実施形態１と同様である。

【００３８】本実施形態での記録ヘッドの分離分割駆動
は次のようにして行われる。

【００３９】図４は、本実施形態の記録ヘッドの各ヒー
ターのヒート信号のタイミングテーブルを示す図であ
る。

【００４０】図２中矢印ａ，ｂ方向に垂直な方向で配列
された１２８個のノズルは、８個単位で１６のセクショ
ンに分割されている。図４中、中央にノズル列を吐出口
正面から見た様子を示している。

【００４１】図４中、向かって左のタイミングテーブル
は、ノズル列の各ノズルに対応したヒーターのヒート信
号の時間変化を示すものである。上述のように８個単位
で１６のセクションに分けられたノズルは、さらに各セ
クションごとに８つの駆動ブロックＢｉ（ｉ＝１〜８）
に分割されている。各ヒーターの駆動はブロック単位で
実行される。具体的には、セクション内のうち、もっと
も並び順が早いノズル、例えば第一セクションではノズ
ル１、第二セクションではノズル９が、同じ駆動ブロッ
ク１となる。したがって、ノズル１とノズル９それぞれ
に対応するヒーターは同じタイミングでヒート信号を受
け取るので、ノズル１とノズル９は同じタイミングでイ
ンク滴を吐出することになる。

【００４２】記録時には、これら各ブロックがブロック
１から順次駆動される。なお、駆動ブロックの時間間隔
Ｔｂは駆動周波数ｆｏｐから、 Ｔｂ≒１／ｆｏｐ／Ｎｄｉｖ と定められる。この時間間隔でインク滴が吐出される
と、ある時刻でのインク滴の位置間隔は、図４中、向か
って右側に示すようになる。

【００４３】このような分離分割駆動方式の記録ヘッド
において、駆動周波数は変えずに時間間隔のみを短くす
ると、クロストークがより激しくなり、メニスカス面の
振動も激しくなることが発明者の実験によって確認され
ている。

【００４４】図５は、ブロックの駆動時間間隔を短くし
た場合の各ヒーターのヒート信号のタイミングテーブル
を示す図である。ブロックの時間間隔を通常の記録時の
時間間隔Ｔｂよりも短い時間Ｔｂ′（Ｔｂ′＜Ｔｂ）と
し、駆動周波数は通常の記録時と同様としたものであ
る。同図中、向かって右側のある時刻でのインク滴の位
置間隔を見てもわかるように時間間隔が短くなった分、
セクションそれぞれで隣接するノズルとの吐出時間の差
が短くなっている。

【００４５】したがって、本実施形態では、この現象を
予備吐出時に利用することとした。すなわち、通常の記
録時は、ブロックの時間間隔をＴｂで駆動し、クロスト
ークを抑えた状態で記録する。一方、予備吐出時はブロ
ックの時間間隔をＴｂ′で駆動し、クロストークをより
激しくさせた状態でインク滴を吐出させる。すると、激
しくなったクロストーク現象のおかげで、吐出口近傍の
インク粘度が緩和され、少ないインク消費量で効果的な
予備吐出を行うことができる。

【００４６】（実施形態３）インクは、温度が高い方が
比較的増粘しにくい。したがって、ノズル内をある程度
の温度に常に保温しておけば、それだけインクの増粘が
起こりにくく、吐出口近傍のインク状態の悪化を防ぐこ
とができる。

【００４７】そこで、本実施形態では、インクを吐出し
ていない間もインクが吐出しない程度の電圧でヒーター
を通電し、ノズル内のインクを保温させておく方法を説
明する。

【００４８】本実施形態のインクジェット記録装置の構
成は実施形態１と同様とする。

【００４９】所定の時間以上、ヒーターに駆動信号が入
らない場合は、そのノズルは吐出動作を行わないと判断
し、ヒーターを吐出時よりも低い電圧で通電する。この
通電動作は、インクを吐出しない程度の低い電圧で連続
して行ってもよいし、一定の時間間隔をあけて行うもの
であってもよい。さらに、ヒーターに付与するパルスの
間隔を変えたり、電圧を変えたりして、吐出しない状態
を維持する形態であってもよい。なお、インク及び記録
ヘッドを高温にしすぎると吐出圧が変化してしまい、イ
ンク吐出時の諸特性を逆に不安定にしてしまうので、イ
ンクの温度が所定温度を超えないようなリミット機能を
設けることも有効である。

【００５０】また、本実施形態の非吐出時にインクを保
温する手段を実施形態１または２と組み合わせて実施す
れば、より有効である。

【００５１】（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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【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
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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】

【発明の効果】本発明を用いることにより、複数の吐出
口のうち一部の吐出口からのみインク滴を吐出して、吐
出口のメニスカス面を振動させ、吐出口近傍の粘度の高
いインクと共通液室近傍の粘度の低いインクとを混ざり
合わせることにより、前記吐出動作で吐出しなかった残
りの吐出口からインクを吐出させる際、効果的に粘度の
高いインクを排出することができ、吐出口近傍の状態を
良好なものにする。したがって、予備吐出におけるイン
クの無駄な消費を抑え、かつ、インク滴を常に安定して
吐出できるようなノズルの状態を維持することができ
る。

【００６１】また、時分割分離駆動方式の記録ヘッドで
は、予備吐出を行うときのブロック駆動間隔を、記録時
のブロック駆動間隔よりも短い時間間隔にすることで、
メニスカス面の振動が増すので、粘度の高いインクを効
果的に排出することができる。

【００６２】また、非記録時には、吐出口近傍をインク
が吐出しない程度に保温することにより、インクが増粘
するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】吐出口近傍の様子を示す模式図であり、（ａ）
はメニスカス面に振動を与えられる前の状態であり、
（ｂ）〜（ｄ）はメニスカス面に振動を与えられた後の
変化の様子を示す図である。

【図２】本実施形態のインクジェット記録装置を示す斜
視図である。

【図３】隣接するノズルが駆動したときの駆動していな
いノズルのメニスカス面の位置変化を示す図である。

【図４】記録時における記録ヘッドのヒーターのヒート
信号のタイミングテーブルを示す図である。

【図５】予備吐出時における記録ヘッドのヒーターのヒ
ート信号のタイミングテーブルを示す図である。

【符号の説明】

２１ 記録ヘッドユニット ２２ キャリッジ ２３ ガイドライン ２４ 搬送ローラ ２５ 予備吐出キャップ ２６ ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA14 EA25 EA28 EC29 EC37 EC38 EC39 EC45 EC46 EC54 EC55 FA03 HA15 JC23 2C057 AF75 AF84 AG12 AG46 AM16 AM31 AR03 BA13

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドに配列された複数の吐出口か
   ら記録媒体に対してインク滴を吐出することにより記録
   を行うインクジェット記録装置であって、 前記複数の吐出口のうち、一部の吐出口からのみインク
   滴を所定量吐出させた後、該吐出動作で吐出しなかった
   残りの吐出口からインク滴を所定量吐出させる予備吐出
   手段を具えることを特徴とするインクジェット記録装
   置。
2. 【請求項２】 前記一部の吐出口のみが行う先の吐出動
   作で吐出されるインクの前記所定量は、前記先の吐出動
   作で吐出しなかった残りの吐出口が行う後の吐出動作で
   吐出されるインクの前記所定量よりも多いことを特徴と
   する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記一部の吐出口は、前記配列された複
   数の吐出口のうち、一個おきに選択された吐出口とする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェ
   ット記録装置。
4. 【請求項４】 前記予備吐出手段は、前記記録ヘッドを
   記録領域外の所定位置に移動させた後、前記吐出口より
   インク滴を吐出さ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装置。
5. 【請求項５】 記録ヘッドに配列された複数の吐出口を
   複数個ずつで分割したブロック単位で、記録媒体に対し
   てインク滴を吐出するという時分割分離駆動を行うイン
   クジェット記録装置であって、 前記記録ヘッドを記録時に駆動させるブロック駆動時間
   間隔よりも短い駆動時間間隔で時分割分離駆動させ、同
   一ブロックの吐出口よりインク滴を吐出させる予備吐出
   手段を具えることを特徴とするインクジェット記録装
   置。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドは各吐出口に対応した電
   気熱変換体を具え、該電気熱変換体の発熱によって、イ
   ンク中に形成される気泡の生成圧力によって所定量のイ
   ンク滴を吐出することを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 非記録時には、前記記録ヘッドがインク
   滴を吐出しない程度の電気エネルギーを前記電気熱変換
   体に加えることにより、吐出口付近のインクを保温する
   保温手段を具え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。
8. 【請求項８】 記録ヘッドに配列された複数の吐出口か
   ら記録媒体に対してインク滴を吐出することにより記録
   を行うインクジェット記録装置を用いたインクジェット
   記録方法において、 前記複数の吐出口のうち、一部の吐出口からのみインク
   滴を所定量吐出させた後、該吐出動作で吐出しなかった
   残りの吐出口からインク滴を所定量吐出させる予備吐出
   工程を具えることを特徴とするインクジェット記録方
   法。
9. 【請求項９】 前記一部の吐出口のみが行う先の吐出動
   作で吐出されるインクの前記所定量は、前記先の吐出動
   作で吐出しなかった残りの吐出口が行う後の吐出動作で
   吐出されるインクの前記所定量よりも多いことを特徴と
   する請求項８に記載のインクジェット記録方法。
10. 【請求項１０】 前記一部の吐出口は、前記配列された
    複数の吐出口のうち、一個おきに選択された吐出口とす
    ることを特徴とする請求項８または９に記載のインクジ
    ェット記録方法。
11. 【請求項１１】 前記予備吐出工程は、前記記録ヘッド
    を記録領域外の所定位置に移動させた後、前記吐出口よ
    りインク滴を吐出さ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方法。
12. 【請求項１２】 複数の吐出口を配列した記録ヘッドを
    供えるインクジェット記録装置を用いて、前記記録ヘッ
    ドに配列された複数の吐出口を複数個ずつで分割したブ
    ロック単位で、記録媒体に対してインク滴を吐出すると
    いう時分割分離駆動を行うインクジェット記録方法であ
    って、 前記記録ヘッドを記録時に駆動させるブロック駆動時間
    間隔よりも短い駆動時間間隔で時分割分離駆動させ、同
    一ブロックの吐出口よりインク滴を吐出させる予備吐出
    工程を具えることを特徴とするインクジェット記録方
    法。
13. 【請求項１３】 前記記録ヘッドは各吐出口に対応した
    電気熱変換体を具え、該電気熱変換体の発熱によって、
    インク中に形成される気泡の生成圧力によって所定量の
    インク滴を吐出することを特徴とする請求項８ないし１
    ２のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
14. 【請求項１４】 非記録時には、前記記録ヘッドがイン
    ク滴を吐出しない程度の電気エネルギーを前記電気熱変
    換体に加えることにより、吐出口付近のインクを保温す
    る保温手段を具えることを特徴とする請求項１３に記載
    のインクジェット記録方法。