JP2006272577A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流路の寸法やアクチュエータ特性のばらつきに起因するヘッド個体差によるインク吐出性能のばらつきを補正したり、更には、周囲環境温度の変動に起因するインク吐出特性の変動を補正して、簡単な構成で、信頼性が高く高品位な画像が得られるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 低粘度のインクが充填されているインクタンク２７と高粘度のインクが充填されているインクタンク２８が各々マイクロポンプ２９と３０を介してサブインクタンク２５に接続されており、インクジェットヘッド１の吐出性能を示すヘッドランク情報や計測した周囲環境温度情報に基づき、インクタンク２７のインクと、インクタンク２８のインクを適切な割合で供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録を必要とする時にのみインク液滴を吐出して記録紙上に付着させて記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置として用いるインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通するインク液室（インク流路、吐出室、圧力室、加圧液室、液室等とも称される。）と、このインク液室内のインクを加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段（アクチュエータとも称される。）とを備えたインクジェットヘッドを搭載し、記録信号に応じてエネルギー発生手段を駆動することで、インク液室内のインクを加圧してノズルからインクを液滴として吐出させて画像を記録する。

このインクジェット記録装置に用いるインクジェットヘッドとしては、エネルギー発生手段として、圧電素子を用いてインク液室の壁面を形成する振動板を変形させてインク液室内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク液室内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるバブル型のもの、インク液室の壁面を形成する振動板と電極とを平行に配置して振動板と電極との間に発生させる静電気力によって振動板を変形させることで、インク液室内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどが知られている。

ここで、インクジェット記録装置で用いるインクジェットヘッドは、インク液室を含む流路の寸法やアクチュエータ特性においてばらつきを持ち、同一ヘッド内では比較的、各ノズルからのインク吐出性能が揃うものの、異なるヘッド間ではインク吐出性能が大きく変化する為それを補正する必要が生じ、ヘッドに合わせて駆動条件を補正した上で記録装置を出荷する必要がある。

この補正方法として、下記２点の従来技術が提案されている。すなわち、形状が異なる複数の駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段を有し、ヘッドに応じた駆動パルスを選択して印加する方法（例えば、特許文献１参照）、ノズルから複数のインク滴を吐出して紙面上で結合拡大させ１画素ドットを形成し、ヘッド吐出特性に応じて吐出するインク滴数を補正する方法（例えば、特許文献２参照）である。

特開２００３−１１３６１号公報 特開２００２−２１１０１１号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来技術の場合、ヘッド個体差によるばらつきが大きく、インク吐出性能や吐出インク量が極端に大きかったり小さい場合には、駆動パルスの形状を変えるだけではそのばらつきを補正できない場合があるという問題を有していた。また、吐出するインク滴の滴速度が大きく変化し、滴速度低下によるインク直進性の低下、これによる画質の劣化が起こるという問題を有していた。更にこの場合、著しく吐出安定性が悪化する為、ドット抜け等の信頼性の低下が起こるという問題を有していた。

また、特許文献２記載の従来技術の場合には、公報に記載の通り、例えばインク滴体積２８ｐｌを得る為に、標準のヘッドランクであるＤランクのインクジェットヘッドの場合にはパルス数Ｐｎを１４個にするのに対して、吐出インク量が大きいＢランクのインクジェットヘッドの場合にはパルス数Ｐｎを１２個にして、また吐出インク量が小さいＦランクのインクジェットヘッドの場合にはパルス数Ｐｎを１７個に設定するが、パルス数間隔がどのヘッドを搭載した記録装置でも一定の場合、すなわちヘッドの駆動周波数が搭載されたヘッドや記録装置に係わらず一定の場合、Ｂランクのインクジェットヘッドを搭載された記録装置に比べてＦランクのインクジェットヘッドを搭載された記録装置の１画素ドットを印刷する時間が１７／１２倍、すなわち約１．４倍となる。言い換えるとＦランクのインクジェットヘッドを搭載された記録装置の印刷速度は、Ｂランクのインクジェットヘッドを搭載された記録装置の印刷速度の約１．４分の１と、遅くなる。このように記録装置の印刷速度に個体差が生じるという問題を有していた。

そこで、本発明は、インクジェットヘッドのインク液室を含む流路の寸法やアクチュエータ特性のばらつきに起因する吐出インク量やインク滴速度といったインク吐出性能のインクジェットヘッド固体間のばらつきを、簡単な構成で解消するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、画質の劣化や信頼性の低下を招くことなく、また、印刷速度の低下や記録装置個体差を生じることなく、簡単な構成でインクジェットヘッド固体間のインク吐出性能ばらつきを解消するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

更に本発明は、周囲環境温度の変動により生じるインク吐出性能の変化を、簡単な構成で解消するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

更にまた本発明は、インクジェットヘッドモジュール間のインク吐出性能のばらつきを解消したラインインクジェットヘッドユニットを備えたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明のインクジェット記録装置は、ノズルからインクを液滴として吐出するインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドのインク吐出性能に関するヘッドランク情報を保持するメモリと、粘度が異なる２種類のインクを個別に保持するインク保持部材と、前記インク保持部材と個別に連通するサブインクタンクを有するインクジェット記録装置であって、前記ヘッドランク情報に基づき、前記サブインクタンクへ供給する前記粘度が異なるインクの割合を変更することを特徴とする。

上記構成によれば、インクジェットヘッドのインク吐出性能に応じて、インクジェットヘッドに供給するインクの粘度を適正化する為、インクジェットヘッド個体差に起因する吐出インク量やインク滴速度のばらつきが低減して、高画質の画像を形成できると共に、高い信頼性を維持できるという効果を有する。

本発明のインクジェット記録装置は、更に温度検知手段を有し、該温度検知手段により検知された周囲環境温度に応じて、前記ヘッドランク情報に基づく前記粘度が異なるインクの割合を補正することが可能である。

上記構成によれば、周囲環境温度の変動によるインクジェットヘッドのインク吐出性能の変化を低減し、高画質の画像を形成できると共に、高い信頼性を維持できるという効果を有する。

ここで本発明のインクジェット記録装置における前記ヘッドランク情報は、前記インクジェットヘッドの前記ノズルから吐出されるインク液滴の質量およびインク吐出速度に基づき決定されたものであることが好ましい。

また、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通するインク室と、このインク室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、振動板を静電気力により変形させてノズルからインク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッドを搭載していることが好ましい。さらに、インク滴を吐出させるインクジェットヘッドは複数のヘッドモジュールを並べて１つのヘッドを構成したラインインクジェットヘッドユニットであり、インクジェットヘッドモジュール毎に前記ヘッドランク情報とサブインクタンクを備えており、インクジェットヘッドモジュール毎に前記サブインクタンクへ供給する前記粘度が異なるインクの割合を変更することができる。

以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置によれば、インク粘度が異なる２種類のインクと、この粘度の異なるインクを保持する２つのインク保持部材と、インク保持部材と連通するサブインクタンクを有し、サブインクタンク内へ供給するインク粘度の異なるインクの割合を変更するという構成を採用している。これにより、簡単な構成で高いインク滴吐出特性と画像品質が得られる。

また、本発明に係るインクジェット記録装置は、更にインクジェットヘッドの吐出性能を示すヘッドランク情報を有し、その情報に基づいて、サブインクタンク内へ供給するインク粘度の異なるインクの割合を変更するという構成を採用している。従って、インクジェットヘッドの吐出性能の大小に関わらず、常に最適な粘度のインクをインクジェットヘッドに供給することが可能であり、ヘッド間の吐出特性のばらつきを低減して高い吐出特性が得られる。

さらにまた、本発明に係るインクジェット記録装置は、周囲環境温度を検知する手段を有し、周囲環境の検知結果に基づいてインクの粘度を補正することで、周囲環境の変動による吐出特性のばらつきを低減して高い吐出特性が得られる。

また、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通するインク室と、このインク室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、振動板を静電気力により変形させてノズルからインク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッドを搭載していることで、インクの種類に影響を受けず、高精度で高密度な記録が可能になる。さらに、インク滴を吐出させるインクジェットヘッドは複数のヘッドモジュールを並べて１つのヘッドが構成されているものとすることで、簡単な構成で均一なインク滴吐出特性が得られるラインヘッドを得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

〔記録装置の全体構成〕
図１は、請求項１記載の発明に係わる、オンディマンドタイプのインクジェットヘッドを搭載したシリアル型のインクジェット記録装置の第１の実施例の主要部を示す図である。その構成を説明すると、１はインクジェットヘッドであり、複数のノズルを有しており、サブインクタンク２５と共に、キャリッジ２６に搭載されている。２７，２８はインクタンクを、３１，３２はインクを供給するインクチューブをそれぞれ示しインクがヘッド１に供給される。インクチューブ３１，３２の途中にはマイクロポンプ２９，３０が取り付けられている。３５はヘッド１からインクを吸引して排出すると共に、ノズル表面を覆うためのキャップであり、３３は廃インク回収チューブを、３４はポンプを、３６は回収インク用タンクをそれぞれ示している。６０は記録用紙を示している。

キャリッジ２６は記録用紙６０の搬送方向とは直交する方向（主走査方向）に移送され、移動中の適当なタイミングでインクジェットヘッド１からインクを吐出することで文字等の印刷を行う。ここで、サブインクタンク２５は低粘度のインクが充填されているインクタンク２７と高粘度のインクが充填されているインクタンク２８が各々マイクロポンプ２９と３０を介して接続されており、後で説明するように、インクジェットヘッド１の吐出性能を示すヘッドランク情報や計測した周囲環境温度情報に基づき、インクタンク２７のインクと、インクタンク２８のインクを適切な割合で供給される。

〔インクジェットヘッドの構造〕
図２にインクジェットヘッドの一例として、静電アクチュエータ型のインクジェットヘッドの断面図を示す。図に示すように、インクジェッドヘッド１は、シリコン基板２を挟み、上側に同じくシリコン製のノズルプレート３、下側にシリコンと熱膨張率が近いホウ珪酸ガラス基板４がそれぞれ積層された３層構造となっている。中央のシリコン基板２には、その表面からエッチングを施すことにより、独立した５つのインク室５と、１つの共通インク室６と、この共通インク室６を各インク室５に連通しているインク供給路７としてそれぞれ機能する溝が加工されている。これらの溝がノズルプレート３によって塞がれて、各部分５、６、７が区画形成されている。

ノズルプレート３には、各インク室５の先端側の部分に対応する位置に、インクノズル１１が形成されており、これらが各インク室５に連通している。また、ガラス基板４には共通インク室６に連通するようにインク供給口１２が形成されている。インクは、インク供給口１２を通って共通インク室６に供給される。共通インク室６に供給されたインクは、各インク供給路７を通って、独立した各インク室５に供給される。

独立した各インク室５は、その底壁５１が薄肉とされて、面外方向、すなわち、図２において上下方向に弾性変位可能な振動板として機能するように設定されている。したがって、この底壁５１の部分を、以後の説明の都合上、振動板と称して説明することもある。また、シリコン基板２の下側に位置しているガラス基板４においては、その上面であるシリコン基板２との接合面に、シリコン基板２の各インク室５に対応した位置に、浅くエッチングされた凹部９が形成されている。この隙間Ｇは、封止剤９３によって封止されている。

ここで、各インク室５の底壁５１は、各インク室側の共通電極として機能する。この共通電極としての底壁５１に対峙するように、ガラス基板４の凹部表面には、ＩＴＯからなるセグメント電極１０が形成されており、隙間Ｇを挟み、共通電極である各インク室底壁５１と、対応する各セグメント電極１０とが対向電極を形成している。図３に示すように、これらの対向電極の間に駆動電圧を印加するための電圧印加手段２１は、図示していない外部からの印字信号に応じて、これらの対向電極間に駆動電圧を印加する。電圧印加手段２１の一方の出力は個々のセグメント電極１０に接続され、他方の出力はシリコン基板２に形成された共通電極端子２２に接続されている。シリコン基板２自体は導電性をもつため、この共通電極端子２２から底壁５１の共通電極に電圧を供給することができる。本実施例では、シリコン基板２とガラス基板４との接続に陽極接合を用いているので、シリコン基板２の流路形成面側に導電膜を形成してある。

ここで、このように構成したインクジェットヘッド１においては、電圧印加手段２１からの駆動電圧が対向電極間に印加されると、対向電極間に充電された電荷によるクーロン力が発生し、底壁（振動板）５１はセグメント電極１０の側へ撓み、インク室５の容積が拡大する。次に、電圧印加手段２１からの駆動電圧を解除して対向電極間の電荷を放電すると、振動板５１はその弾性復帰力によって復帰し、インク室５の容積が急激に収縮する。この時発生するインク圧力により、インク室５を満たすインクの一部が、このインク室に連通しているインクノズル１１からインク滴として吐出する。

〔記録装置の制御〕
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図４を参照して説明する。この制御部は、本発明に係る記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）８０と、プログラム、ヘッドランクと２種類のインクの供給割合とのテーブル、周囲温度と２種類のインクの供給割合補正値のテーブルなどの各種テーブル等、所要の固定情報を格納したＲＯＭ８１と、ワーキングメモリ等として使用するＲＡＭ８２と、ホスト側から転送される画像データを処理したデータを格納する画像メモリ８３と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８４と、入力バッファ８５と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８６、８７と、波形生成回路８８と、ヘッド駆動回路（ドライバＩＣ）８９及びドライバ９０等を備えている。

ここで、ＰＩＯポート８４にはホストＨＳのプリンタドライバＰＤ側からケーブル或いはネットワークを介して画像データなどの各種情報が入力されるとともに、図示しない操作パネルからの信頼性回復指示情報等の各種指示情報、用紙の始端、終端を検知する紙有無センサからの検知信号、キャリッジ２６のホームポジション（基準位置）を検知するホームポジションセンサなどの各種センサからの信号等が入力され、またこのＰＩＯポート８４を介してホストＨＳ側や操作パネル側に対して所要の情報が送出される。

また、波形生成回路８８は、ＣＰＵ８０からＰＩＯポート８７を介して与えられる駆動波形データに基づいてインクジェットヘッド１の振動板５１とセグメント電極１０との間に印加するパルス状駆動電圧（駆動パルス）を生成して出力する。ヘッド駆動回路（ドライバＩＣ）８９は、ＰＩＯポート８７を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、インクジェットヘッド１の各ノズル１１に対応するエネルギー発生手段（振動板５１とセグメント電極１０）に対して駆動パルスを印加する。

さらに、ドライバ９０は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる駆動データに応じてモータ（図示せず）を駆動制御することで、キャリッジ２６を主走査方向に移動走査し、併せて用紙６０を所定量搬送させる。

また、この制御部は、インクジェットヘッド１に設けたヘッドランク識別手段９１に接続されて当該インクジェットヘッド１のヘッドランクを検出するランク検出回路９２を有している。ヘッドランク識別手段９１は、インクジェットヘッド１の基板の表面に形成され、インクジェットヘッド１の出荷時に測定される当該インクジェットヘッド１の実際のインク吐出性能に基づいて最適なインク粘度となる２種類のインクの混合割合を設定するための手段である。

このヘッドランク識別手段９１は、例えば、４ビット抵抗接続パターンを備え、各パターンの切断（オープン）又は非切断（クローズ／ショート）によって抵抗値が変化する。そこで、ランク検出回路９２をこのヘッドランク識別手段９１の抵抗接続パターンに接続して、ヘッドランク識別手段９１の抵抗値を検出することで搭載されているインクジェットヘッド１のヘッドランクを検出する。

また、この制御部は、インクジェットヘッド１に設けた温度センサ９３の検知信号に基づいて周囲環境の１つである周囲温度を計測する温度検知回路９４を有している。温度センサ９３としてはインクジェットヘッド１の基板の表面に設けた温度計測素子であるサーミスタを用いている。そして、温度検知回路９４は温度センサ９３の抵抗値変化を計測して内部のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換してＰＩＯポート８７を介してＣＰＵ８０に与えられる。

〔インク組成と粘度〕
次にインク組成について説明する。インクは水を主溶媒とする所謂水系インクであっても、溶剤を主成分とする油性インクや非水系インクと呼ばれるインクであっても構わないが、ここでは水系インクを例にとって説明する。

インクタンク２７に充填する低粘度のインクＡと、インクタンク２８に充填する高粘度のインクＢのインク組成を表１に示す。

ここで、インクＡとインクＢの粘度をそれぞれ、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃で測定した結果を表２に示す。

インクＡとインクＢを適切な割合で混ぜ合わせたインクの粘度は、ほぼその割合で変化する。横軸にインクＢの割合を取って、混ぜ合わせたインクの２５℃の粘度を縦軸に取ると、図５のようになる。

〔ヘッド間のばらつき補正〕
次に、このインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッド１のヘッド間のばらつき補正について説明する。インクジェットヘッド１の吐出性能、すなわち吐出されるインク滴量やインク滴の吐出速度は、アクチュエータ特性のばらつきやインク液室を含む流路の寸法ばらつきにより、個々のヘッド間でばらつきを持つ。吐出性能の内、特に吐出インク滴量は、印刷濃度に大きく影響する為、そのばらつきをできる限り押さえることが望ましい。前述したようにインクジェットヘッド１にはランク識別手段９１を設けて、ランク検出回路９２によって搭載されているインクジェットヘッド１のランクを検出するようにしている。そこでインクジェットヘッドの製造工程の最終段階で、一定の粘度の標準インクを用いて、ヘッド駆動周波数や駆動電圧など一定のヘッド駆動条件で、全てのインクジェットヘッドの吐出インク滴量とインク滴の吐出速度を測定している。ここでは、２５℃でのインク粘度２．９ｍＰａ・ｓの標準インクを用いて測定した吐出インク滴量（インク滴１滴当たりのインク滴質量）に基づき、例えば、表３に示すように、ヘッドランクをランクａ〜ｈの８段階に分類した。各ランクの吐出インク滴量の中心値を、併せて表３に示す。すなわちヘッドランクａに分類されるヘッドは、その吐出インク滴量の中心値が９．０ｎｇ／滴（１ｎｇは、１０億分の１グラム）であり、ヘッドランクｄに分類されるヘッドは、その吐出インク滴量の中心値が１５．０ｎｇ／滴であり、ヘッドランクｇに分類されるヘッドは、その吐出インク滴量の中心値が１９．５ｎｇ／滴である。ここでヘッドランクｄを基準とすると、ランクａ〜ｃのヘッドの吐出インク滴量が小さく、ランクｅ〜ｈのヘッドの吐出インク滴量が大きいことが判る。言い換えると、ランクａ〜ｃのヘッドの吐出性能が小さく、ランクｅ〜ｈのヘッドの吐出性能が大きいと言える。

ここで、吐出性能が小さいヘッドにはインク粘度の小さいインクを供給すると、吐出の際の流路抵抗が小さくなる為、吐出されるインク滴量は大きくなる。逆に、吐出性能が大きいヘッドにはインク粘度の大きいインクを供給すると、吐出されるインク滴量は小さくなる。そこで、予め実験により、ａ〜ｈのヘッドランクの吐出インク滴量がどのランクでも一定になるようにする為の、それぞれのランクのヘッドに供給するインクの粘度を調べたところ、表４に示す粘度のインクを供給することで、吐出インク滴量が一定になることが判明した。すなわち、吐出インク滴量を一定にするためには、ヘッドランクｄのヘッドには２５℃でのインク粘度２．９ｍＰａ・ｓのインクを供給するのに対して、ヘッドランクａのヘッドには２５℃でのインク粘度２．５ｍＰａ・ｓのインクを、ヘッドランクｇのヘッドには２５℃でのインク粘度３．２ｍＰａ・ｓのインクを供給すれば良い。これに基づき、それぞれのインク粘度になるように、インクＡとインクＢの割合を表５に示すように設定する。たとえば基準となるヘッドランクｄのヘッドには、２５℃でのインク粘度２．９ｍＰａ・ｓになるようにインクＡとインクＢが５０％／５０％の割合になるようにサブインクタンクに供給する。また吐出性能の小さいランクａのヘッドには、２５℃でのインク粘度２．５ｍＰａ・ｓのインクが供給されるようにインクＡとインクＢが７２％／２８％の割合になるようにサブインクタンクに供給する。同様に吐出性能の大きいランクｇのヘッドには、２５℃でのインク粘度３．２ｍＰａ・ｓのインクが供給されるようにインクＡとインクＢが３３％／６７％の割合になるようにサブインクタンクに供給する。

ここで、表４に示すインク粘度のインクをそれぞれのランクのヘッドに供給すると、前述の通り、吐出インク滴量がどのランクでも一定になるだけでなく、インク滴の吐出速度もヘッドランクに係わらず、ほぼ一定になる。

そこで、前述した通り、インクジェットヘッドの出荷時にインク滴吐出特性を実測し、その結果に基づいて当該インクジェットヘッドのヘッドランクを決定して、一定の特性を得るために必要なインク粘度、更にはその粘度になるインクＡとインクＢの混合割合を初期設定する。このとき、ヘッドランク識別手段９１の抵抗接続パターン（本構成では４ビットとした）を決定したランクに対応するように切断処理をする。

これにより、インクジェット記録装置のヘッド駆動制御部では、ランク検出回路９２で、搭載されているインクジェットヘッド１のヘッドランクに応じてインクＡとインクＢの混合割合を設定する。すなわち、ランク検出回路９２からのインクジェットヘッド１のヘッドランクの検出結果に基づいて、予めＲＯＭ８１内に格納されている決定ヘッドランクに該当するインクＡとインクＢの混合割合を呼び出して、ＲＡＭ８２内に展開し、この展開したインクＡとインクＢの混合割合を初期値として、前述したようにサブインクタンク２５に適切な粘度のインクを供給するように、インクタンク２７から低粘度のインクＡが、インクタンク２８から高粘度のインクＢが供給されるように、マイクロポンプ２９と３０を制御する。

例えば、ヘッドランクｄのインクジェットヘッド１が搭載されているインクジェット記録装置では、２５℃でのインク粘度２．９ｍＰａ・ｓになるようにインクＡとインクＢが５０％／５０％の割合になるようにサブインクタンクに供給される。

これに対して、例えばヘッドランクａのインクジェットヘッドが搭載されているインクジェット記録装置では、２５℃でのインク粘度２．５ｍＰａ・ｓのインクが供給されるようにインクＡとインクＢが７２％／２８％の割合になるようにサブインクタンクに供給される。

同様に、ヘッドランクｇのインクジェットヘッドが搭載されているインクジェット記録装置では、２５℃でのインク粘度３．２ｍＰａ・ｓのインクが供給されるようにインクＡとインクＢが３３％／６７％の割合になるようにサブインクタンクに供給される。

このように、ヘッド間のインク滴吐出特性のばらつきに対応してインクジェットヘッド１に供給するインクの粘度を補正することで吐出インク滴量を補正する手段を備えることによって、インク滴の吐出特性を簡単な構成で補正することができ、インクジェットヘッド間の固体差に由来するばらつきが低減して、高品質の画像を形成することができるようになる。

ここでは、インクジェットヘッド１の吐出性能に合わせて供給するインクの粘度を変更している為、インク滴の吐出速度も略同じになり、滴速度低下によるインク直進性の低下や、それによる画質の劣化が起こることもない。それ故、著しく吐出安定性が悪化したり、ドット抜け等の信頼性の低下が起こることもない。インクジェットヘッド１はヘッドランクに係わらず同じ駆動周波数で駆動する為、搭載されたインクジェットヘッド１の吐出性能により、記録装置の印刷速度に個体差が生じることもない。

本実施例では、ヘッドの製造工程において測定している表３に示す吐出インク滴量に基づいてヘッドをランク分けしたが、インク滴の吐出速度によりランク分けすることも可能である。

〔周囲環境変動へのばらつき補正〕
次に、請求項２記載の発明に係わる、周囲環境の変動による吐出特性のばらつき補正について説明する。前述したようにインクジェットヘッド１に設けた温度センサ９３の検知信号が温度検知回路９４に入力されて、インクジェットヘッド１の周囲の環境温度変化がサーミスタを用いた温度センサ９３の抵抗値変化として検知できる。この温度検知回路９４で検知された抵抗値変化は、当該温度検知回路９４でＡ／Ｄ変換された後に、ＰＩＯポート８７を介してＣＰＵ８０に供給される。

そこで、インクジェット記録装置の制御部は、例えば電源投入時や印刷指令信号を受け取った時に温度検知回路９４からの検知信号をサンプリングしてインクジェットヘッド１の周囲温度を検知（判別）し、検知した温度に基づいてサブインクタンク２５に供給するインクＡとインクＢの割合を補正する。更に詳しく説明すると、記録装置の電源が投入された後や印字動作を開始する前に、検知されたインクジェットヘッド１の周囲の環境温度Ｔ１が、前回の記録装置の動作停止時に検知されていた温度Ｔ２との差が一定値（おおむね５℃）以内である場合には、そのまま印字動作に移行する。Ｔ１とＴ２が一定値以上異なる場合には、インクジェットヘッド１のインクノズル１１の面にキャップ３５を密着させて、インク吸引ポンプ３４により吸引することでサブインクタンク２５内のインクをインクジェットヘッド１から排出する。

このようにしてサブインクタンク２５内のインクが完全に排出された後に、温度センサ９３により検知されたインクジェットヘッド１の周囲環境温度により、インクジェットヘッド１のインク吐出に最適となるような割合でインクタンク２７と２８からマイクロポンプ２９と３０によりサブインクタンク２５へインクが供給される。

図６には、表２の結果を基に、インクＡとインクＢの粘度の温度変化を示す。ここで、ヘッドランクｄのインクジェットヘッド１には、前述の通り、周囲環境温度が２５℃の時に、２．９ｍＰ・ｓのインクが供給されるように、インクＡとインクＢを適切な割合で混合してサブインクタンクに供給した。周囲環境温度が２５℃から変わった場合にも、常に２．９ｍＰ・ｓのインクを供給できるように、インクタンク２７から低粘度のインクＡが、インクタンク２８から高粘度のインクＢが供給されるように、マイクロポンプ２９と３０を制御する。

そこで、ＲＯＭ８１内に、予め、インクジェットヘッドの周囲温度とインクＡとインクＢの混合割合のデータをテーブル化した対応テーブルを格納している。

これにより、ヘッド駆動制御部のＣＰＵ８０は、検知した温度に対応するインクＡとインクＢの混合割合のデータを対応テーブルから検索出力させてＲＡＭ８２内に展開し、マイクロポンプ２９と３０を制御する。

このように、インクジェットヘッドの周囲温度に基づき、低粘度のインクＡと高粘度のインクＢの混合割合を変更してインクジェットヘッドに供給することで、温度変化に起因したインク吐出特性の変動を補償して、常に安定したインク吐出特性を得ることができ、これにより画像品質が向上する。

なお、もちろん周囲温度毎に、例えばヘッドランクａ〜ｈ毎に補正割合のデータを持ち、インクＡ／インクＢ＝５０％／５０％からの変更値を加算又は減算して、当該インクジェットヘッドに供給するインクの割合を決定するようにすることもできるし、ヘッドランクａ〜ｈ毎に供給するインクの粘度そのものを指定することもできる。

次に、ヘッド間の吐出特性のばらつき及び周囲温度の変動による吐出特性のばらつきの補正について説明する。この場合には、例えば前述したヘッドランクａ〜ｈ毎に各周囲温度に対するインクＡとインクＢの混合割合を、例えば表６に示すように決定してテーブル化し、このヘッドランクａ〜ｈに対応した８種類の温度補償用の対応テーブル（周囲温度とインクＡの割合の対応テーブル）をＲＯＭ８１に格納する。そして、検出したヘッドランクと周囲温度に対応したインクＡの割合を読み出してＲＡＭ８２に展開し、マイクロポンプ２９と３０を制御する。

このように、ヘッドランク及び周囲温度に対するインクＡとインクＢの混合割合の対応テーブルをヘッドランク毎に備えることで、簡単な構成でヘッド間及び動作温度変動による吐出特性のばらつきを低減することができる。

さらに、本発明は静電型インクジェットヘッド以外のピエゾ型インクジェットヘッド或いはバブル型インクジェットヘッドなどを搭載したインクジェット記録装置にも適用できるが、特に、静電型インクジェットヘッドを搭載した場合に効果的である。

すなわち、静電型インクジェットヘッドにおいては、振動板の厚さ、幅、などの振動板が対向電極に当接するまでの挙動に影響する主要寸法の製造上のばらつきを許容して、常に安定したインク吐出特性を確保し、印字品質を一定以上に保持するために、振動板は静電気力によって変形して対向電極側に接触すると、振動板の変位は対向電極によって規制されて一定限度以上は変位できなくなり、インク液室のコンプライアンスが小さくなるので、駆動電圧の値を変化させた場合には、コンプライアンスが変化しインク液室の固有振動数も変化してしまい、安定したインク吐出特性を維持するための制御が困難になる。また、インク液室の容積変動に上限があるので、駆動電圧の電圧値を変化させてインク粘度の変化に起因するインク吐出特性の変動を補償する制御方法では充分な補償効果を期待できない。駆動電圧パルスのパルス幅、パルス立上げ時定数、パルス立下げ時定数等のパルス波形を制御する方法によっても同様の状態であり十分な補償制御が困難であり、これを改善するインク吐出特性の安定化を効果的に図ることが必要となる。

ここで本発明のインクジェットヘッドに供給するインクの粘度を補正する場合には、上記の静電気力を用いたヘッドに特有の問題も発生することが無い。よって、本発明は静電型インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置における好適な補正手段として適用できる。

なお、上記実施例ではインクジェットヘッドは振動板と液室とを流路基板として同一部材から形成しているが、振動板と液室形成部材とを別部材で形成して接合することもできる。また、本発明で駆動制御するインクジェットヘッドのノズル、加圧室、流体抵抗部、共通流路液室の形状、配置、形成方法は適切に変更することができる。例えば、上記実施例においては、ノズルは振動板の変位方向にインク滴が吐出するように形成したフェイスイジェクト方式のインクジェットヘッドであるが、ノズルを振動板の変位方向と交差する方向にインク滴が吐出するように形成したエッジイジェクト方式のインクジェットヘッドでもよい。

図７は、請求項５記載の発明に係わるラインインクジェットヘッドの実施例を示す図である。ラインヘッドを構成する場合、フルラインのヘッドを歩留まり良く製作することは非常に困難であるので、図７に示すように、複数のヘッドモジュールＨＭを１ライン分並べてヘッドを構成する。この場合、各ヘッドモジュールＨＭ間のインク滴吐出特性のばらつきが不可避的に生じるので、各ヘッドモジュールＨＭに供給するインクの粘度を補正することで、ヘッドモジュールＨＭ間でのインク滴吐出特性のばらつきを低減することができ、インク滴吐出特性に優れたラインヘッドを低コストで構成することができる。

本発明の一実施例を示すインクジェット記録装置の主要部を示す図。 図１のインクジェット記録装置に搭載する、本発明の一実施例を示すインクジェットヘッドの概略断面図。 図２のインクジェットヘッドの駆動方法を示す説明図。 図１のインクジェット記録装置の制御部の一例を示す概略ブロック図。 図２のインクジェットヘッドに供給するインク粘度の異なる２種類のインクを、混合割合を変えて混合した時の２５℃の粘度を示す図。 図２のインクジェットヘッドに供給する２種類のインクの粘度の温度変化を示す図。 本発明の第二の実施例である、複数のヘッドモジュールからなるラインヘッドの説明に供する説明図。

符号の説明

１． インクジェットヘッド
２． シリコン基板
３． ノズルプレート
４． ホウ珪酸ガラス基板
５． インク室
６． 共通インク室
７． インク供給路
９． 凹部
１０． セグメント電極
１１． インクノズル
１２． インク供給口
２１． 電圧印加手段
２２． 共通電極端子
２５． サブインクタンク
２６． キャリッジ
２７，２８． インクタンク
２９，３０． マイクロポンプ
３１，３２． インクチューブ
３３． 廃インク回収チューブ
３４． ポンプ
３５． キャップ
３６． 回収インク用タンク
５１． 底壁（振動板）
８０． マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）
８１． ＲＯＭ
８２． ＲＡＭ
８３． 画像メモリ
８４． パラレル入出力ポート
８５． 入力バッファ
８６，８７． パラレル入出力ポート
８８． 波形生成回路
８９． ヘッド駆動回路（ドライバＩＣ）
９０． ドライバ
９１． ヘッドランク識別手段
９２． ランク検出回路
９３． 温度センサ
９４． 温度検知回路

Claims (5)

1. ノズルからインクを液滴として吐出するインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドのインク吐出性能に関するヘッドランク情報を保持するメモリと、粘度が異なる２種類のインクを個別に保持するインク保持部材と、前記インク保持部材と個別に連通するサブインクタンクを有するインクジェット記録装置であって、前記ヘッドランク情報に基づき、前記サブインクタンクへ供給する前記粘度が異なるインクの割合を変更することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１に記載のインクジェット記録装置であって、更に温度検知手段を有し、該温度検知手段により検知された周囲環境温度に応じて、前記ヘッドランク情報に基づく前記粘度が異なるインクの割合を補正することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１または２に記載のインクジェット記録装置にあって、前記ヘッドランク情報は、前記インクジェットヘッドの前記ノズルから吐出されるインク液滴の質量およびインク吐出速度に基づき決定されたものであることを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１または２に記載のインクジェット記録装置にあって、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通するインク室と、このインク室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電気力により変形させて前記ノズルからインク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッドを搭載していることを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項１に記載のインクジェット記録装置にあって、前記インクジェットヘッドは、複数のインクジェットヘッドモジュールを並べて１つのヘッドを構成したラインインクジェットヘッドユニットであり、インクジェットヘッドモジュール毎に前記ヘッドランク情報とサブインクタンクを備えており、インクジェットヘッドモジュール毎に前記サブインクタンクへ供給する前記粘度が異なるインクの割合を変更することを特徴とするインクジェット記録装置。
   

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