JP2729842B2

JP2729842B2 - 液体噴射記録装置

Info

Publication number: JP2729842B2
Application number: JP1295257A
Authority: JP
Inventors: 信彦竹腰; 久史福島; 康三浦; 晴彦森口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JPH03155952A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はヘッドの吐出口より微小な記録液滴を飛翔さ
せ、これを記録シートに定着させて画像の形成を行う液
体噴射記録装置に関する。

〔従来の技術〕

プリンタやファクシミリなどの記録装置は、記録方式
により、サーマル式、ワイヤドット式、液体噴射式など
に分けられる。

このうち、液体噴射式は、少なくとも１つの微細な吐
出口（ノズル、オリフィスなど）を有する記録ヘッドに
記録液（例えば、インク）を供給すると共に、印字デー
タに基づいて前記吐出口に設けられたエネルギー発生体
を駆動し、吐出口内のインクに膨張及び収縮を与えて吐
出口よりインク滴を飛翔させ、このインク滴を記録シー
ト（記録用紙、プラスチック薄板などの被記録材）に付
着させてドットパターンによる画像を形成していくよう
に構成されている。

ところで、この種の液体噴射記録装置は、インク溶剤
の蒸発によるインク増粘、埃の付着、気泡の混入などに
より、吐出口に目詰まりを生じる場合がある。これを防
止し、安定な吐出を行えるようにするため、吐出回復手
段を設けている。

この吐出回復手段としては、一般にヘッドの吐出面を
ゴムキャップなどでキャッピングし、このキャップ内に
形成される空間に吸引手段によって負圧を生じさせてイ
ンクを吸引し、或いはインク供給側より加圧して吐出口
よりインクを吐出させて回復操作を行う構成が用いられ
ている。

〔発明が解決しようとする技術課題〕

しかし、このような従来の液体噴射記録装置にあって
は、空吐出を複数の吐出口の全てについて行っているた
め、記録に直接用いられない吐出口からもインクが吐出
される。したがって、不必要にインクが消費される不経
済さがあった。

また、バブルジェット式による場合、空吐出が、画像
乱れの原因となるヘッド温度の過度の上昇や、温度ムラ
を生じさせていた。

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決で
き、不必要な空吐出を無くし、画像劣化に影響を与える
ような温度変化が生じないようにした液体噴射記録装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために本発明は、ヘッドに設けら
れた複数の吐出口より記録情報に応じて液滴を記録シー
トに向けて飛翔させることにより画像を形成する液体噴
射記録装置において、前記各吐出口に対応するエネルギ
ー発生体の回復動作時の駆動パターンを、直前の記録画
像情報に基づいて、設定する空吐出制御手段を設けるよ
うにしている。

吐出口の過熱を防止するため、前記空吐出制御手段に
よる実行を、設定温度以上で停止させるようにすること
ができる。

また、空吐出量を微妙に変化させ、或いは極力抑える
ことができるように、直前の記録画像情報を平均演算し
て、エネルギー発生体の空吐出回数を設定する空吐出パ
ルス数制御手段を設けることもできる。

〔作用〕上記手段によれば、直前の記録画像情報に基づいて回
復動作時の駆動パターンが設定されるので、吐出口の使
用状況に応じた回復動作が実行され、効果的に無駄の無
い空吐出が行われる。

また、温度を監視しながら空吐出回数を決定すること
により、熱エネルギーを利用したヘッドの過熱が防止さ
れる。

さらに、直前の記録画像情報を平均演算してエネルギ
ー発生体の空吐出回数を設定することにより、空吐出量
の微妙な変化を行うことができると共に、各吐出口に入
力されたパルス数が把握され、空吐出時間、インク消費
量などの予測を容易に行うことができる。

〔実施例〕

以下、第１図〜第７図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第５図は本発明を実施するのに好適なインクジェット
記録装置の一例を示す模式的斜視図である。

第５図において、５はインクジェット記録ヘッドであ
り、400dpiの密度で吐出口（および液路）を配列し、熱
エネルギーによりインク滴を飛翔させるマルチ吐出口BJ
記録ヘッドである。

本実施例では、４本の記録ヘッドを配置し、不図示の
インクタンクよりそれぞれシアン、マゼンタ、イエロ
ー、ブラックのインクを供給する構成としている。

シート搬送ベルト102上に、記録ヘッドと0.5mm程度の
ギャップを保って保持され、シート送り方向104の方向
に搬送される記録シート103上に記録信号に従って2KHz
程度の駆動周波数で吐出を行なって記録する。

第１図は本発明による液体噴射記録装置の一実施例の
制御系を示すブロック図であり、第２図は本発明におけ
る動作を示すタイミングチャートである。

第１図において、１は一定容量の記録信号S1を保持す
るバッファレジスタ、２はバッファレジスタ１の出力の
反転信号を出力するノット（NOT）回路、３はNOT回路２
の出力信号と空吐出信号S2との論理積をとるアンド（AN
D）回路、４はAND回路３とバッファレジスタ１の出力信
号とAND回路３の出力信号に基づいてヘッド５に印加す
るための駆動パルスを生成するための駆動パルス印加回
路、５は、エネルギー発生体を吐出口ごとに備え、駆動
パルス印加回路４より与えられる駆動パルスに同期して
吐出口より液滴を吐出するヘッドである。

次に以上の構成による実施例の動作について、第２図
を参照して説明する。

画像パターン11が第２図に示す様なものであるとき、
ヘッド５には駆動信号S3が印加される。

空吐出による回復動作は、記録を行わない吐出口に対
してのみ行われる。空吐出信号S2は、第２図のように、
バッファレジスタ１内の記録信号がオフの時にのみオン
になる必要がある。このために、記録信号S1をバッファ
レジスタ１によって反転した信号に同期する空吐出信号
S2のみをAND回路によって取り出し、駆動パルス印加回
路４はこのAND回路３の出力信号に基づいて駆動信号S3
を生成する。

この駆動信号S3がヘッド５に印加され、空吐出が行わ
れる。このとき、画像の領域Ａに該当する吐出口でのみ
空吐出が行われており、領域Ｂに該当する吐出口では吐
出が行われない。この空吐出を行っている部分は、画像
のネガパターンに相当する。

第５図は本発明を実施するのに好適な液体噴射記録装
置（図示の例では、BJ・FMインクジェット記録装置）を
示す模式的斜視図である。

第５図において、記録ヘッド５は、フルカラー記録用
の場合などの４色ヘッド、すなわち、イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックのヘッドを備え、下向きにインク
を吐出する構造のものを例示する。

第５図において、ベルト式の搬送手段102を駆動する
ことにより、用紙やプラスチック薄板等の記録シートか
ら成る被記録材103は矢印104の方向に所定のピッチで搬
送され、その間に記録ヘッド５の所定の吐出口の吐出エ
ネルギー発生体駆動することにより該記録シート103上
に画像が記録される。

なお、記録ヘッド５の一端には冷却用のフィン105が
設けられている。

第７図の（ａ）〜（ｇ）は、本発明を実施するのに好
適な液体噴射装置の記録ヘッド５およびキャッピング手
段101の動作順序を示す模式図である。

第７図において、（ａ）はキャッピング手段101で記
録ヘッド５を密封したキャッピング状態を示し、（ｂ）
でヘッドアップして吐出口面をキャッピング手段101か
ら離反させ、（ｃ）でキャッピング手段101を右方向へ
移動させて記録ヘッド５をオープン状態にする。

そこで、（ｃ）に示すように、空吐出バケット106で
記録ヘッド101の各ヘッドユニットの吐出口前面に沿っ
て走査しながら、整合して対向する位置に来た時該バケ
ット106内に向けて液体（インク）を空吐出する。

この場合、前記領域Ａ（第２図）に相当する吐出口の
み、例えば、記録時と同程度の駆動周波数で1000発程度
の空吐出を行なう。

上記空吐出口動作を終えた後、（ｅ）に示すように、
記録ヘッド５を下降させて（ヘッドダウン）記録シート
103（第５図）と所定の隙間（例えば、1.0mm）の位置
（記録状態）にセットし、記録を行なう。

記録が終了すると、（ｆ）でヘッドアップして記録ヘ
ッド５を記録ポジションから退避させ、（ｇ）でキャッ
ピング手段101を左方向へ記録ヘッド５の下まで移動さ
せ、ヘッドユニットクローズの状態にする。

次に、本発明による液体噴射記録装置を動作させた時
の状況を説明する。

本実施例では、第５図に示したBJ・FMインクジェット
記録装置を用いて、第２図の画像パターンをA4サイズで
印字した。

この時、濃度の高い所の吐出口は約１℃／枚の上昇が
認められた。この状態で印字していけば、約２枚目から
温度のバラツキによる濃度ムラが認められ、徐々に度合
いを増していく。

このパターンを120枚連続印字した直後、他のパター
ンを印字すると、吐出限界放置時間を越えた吐出口は吐
出しない。

この対応として、従来では、100連続印字後、全吐出
口で空吐出を2KHz 100パルス実行していた。

この方法だと、空吐出直後の印字パターンは、連続印
字パターンを反映した濃度分布となった。

この対策として、第２図のネガ信号であるS3による空
吐出を2KHz 100パルスで行なった所、空吐出直後の印字
画像における濃度分布は、かなり軽減された濃度分布と
なった。

ところで、画像パターンは第２図に示したような連続
した縦パターンばかりでは無い。

そこで本発明では、印字した画像パターンに対して、
時間成分、つまり位置成分の重み付けを行うネガ処理を
行っている。すなわち、或る画像で１ドットしか吐出し
ない吐出口と、全ドットを吐出する吐出口とを分けて空
吐出を行なうようにしている。

また、バブルジェット式などの熱エネルギーを利用し
てインクを吐出させる記録装置の場合、各吐出口の温度
を均一にするため、印字により昇温した温度を測定し、
昇温の小さな吐出口のみに対し、定格温度に達するまで
熱エネルギー発生手段としての電気熱変換体に信号電流
を供給し、空吐出を行わせるようにするのがよい。

但し、全吐出口を吐出したときの昇温が摂氏50度で一
定になるのに対し、この定格温度はそれほど高い温度に
設定する必要はない。

以上を考慮した実施例について、第３図を参照して説
明する。

第３図は、本発明の第２実施例を示すブロック図であ
る。

本実施例においては、第１図に示したと同一であるも
のには同一引用数字を用いたので、以下においては、重
複する説明を省略する。

第３図に示すように、本実施例は、AND回路３の前段
に温度ヒューズ６を設けたところに特徴がある。吐出口
の温度が定格以上になった吐出口から温度ヒューズ６を
作動させ、AND回路３への信号出力を停止させる。これ
により吐出口の温度が過熱するのを防止することができ
る。

また、時間、位置制御が加味されたものとなる。

第４図は、本発明の第３実施例を示すブロック図であ
る。

本実施例においても、第１図と同一であるものには同
一の引用数字を用いたので、以下においては重複する説
明を省略する。

本実施例は、各吐出口ごとに印字した記録情報を積算
回路７で積算して平均演算を行い、更に空吐出パルス数
制御回路８によって何パルス空吐出を行うかを決定す
る。

そして、空吐出信号S2が入力されたときに、空吐出パ
ルス数制御回路８で決定したパルス数だけ空吐出を行う
ようにする。

空吐出パルス数制御は、例えば第６図に示すように、
吐出を行なわなかった吐出口は1000発空吐出を行ない、
積算平均デューティが10％のときは、800発空吐出を行
ない、50％以上のときは空吐出を行なわないといったよ
うに行なう。

第６図は、積算平均デューティに対する空吐出パルス
数を示すテーブルである。

第６図のテーブルは一例であり、記録ヘッド、記録装
置、インクなどによって異なる。

この実施例は、空吐出量を微妙に変化させ、或いは極
力抑えたいときに用いて効果が有る。また、パルス数が
自由に設定できるので、空吐出時間やインク消費量など
が予測し易い。

なお、第４図の実施例において、空吐出パルス数制御
回路８に記録シートの搬送情報を取り込み、走査方向の
位置成分で重みを付けるようにすることもできる。

例えば、印字初期から最後までを何分割かにし、各区
分の重み係数をパルス数に掛け合わせることによって、
画像の始めの１ドットと、最後の１ドットとを区別する
方法がある。これらを区別して空吐出を行うことによっ
て不必要な空吐出を無くすとともに、画像の書き出しの
吐出口の温度状態を極力揃えることができる。

つまり、画像の始めに吐出した吐出口と、最終端で吐
出した吐出口とでは、前者の方は温度が下がり、後者の
方は温度が上がっており、次の出力状態が既に準備され
ている。

したがって、後者は前者に比べ、他の画像パターンが
リーダーなどから入力された場合でも十分対応できる。
そこで、本実施例ではパルス数を走査方向の位置成分で
重み付けして積算することにより上述の状態と区別し、
前者には空吐出を行わせ、後者には空吐出を行わせない
ことにより、無駄に空吐出が行われるのを防止できる。

〔発明の効果〕

本発明は上記のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

請求項（１）に記載の液体噴射記録装置は、記録ヘッ
ドと記録シートを相対的に走査させながら、記録情報に
応じて前記記録ヘッドの複数の吐出口から液体を前記記
録シートに吐出させることにより画像を形成する液体噴
射記録装置において、前記複数の吐出口各々に対応する
記録情報の前記走査方向の位置成分で重み付けし、前記
複数の吐出口各々に対応して積算する積算手段と、この
積算手段が前記複数の吐出口各々に対応して積算した値
に基づく吐出パターンで、前記複数の吐出口各々に対す
る空吐出を制御する空吐出制御手段と、を有する構成と
したので、パルス数を走査方向の位置成分で重み付けし
て積算することにより不要な空吐出を抑えるとおがで
き、無駄に空吐出が行われることを防止できる。

請求項（２）の液体噴射記録装置によれば、前述の効
果に加えて、前記空吐出制御手段が空吐出を設定温度以
上で停止させるように制御するので、吐出口の過熱を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液体噴射記録装置の一実施例の制
御系を示すブロック図、第２図は本発明における動作を
示すタイミングチャート、第３図は本発明の第２実施例
を示すブロック図、第４図は本発明の第３実施例を示す
ブロック図、第５図は本発明を適用するのに好適なイン
クジェット記録装置の一例を示す模式的斜視図、第６図
は積算平均デューティに対する空吐出パルス数設定量を
例示するテーブル、第７図は本発明による液体噴射記録
装置の記録ヘッドとキャッピング手段と空吐出バケット
の配置を例示する縦断面図である。１……バッファレジスタ、２……NOT回路、３……AND回
路、４……駆動パルス印加回路、５……ヘッド。

フロントページの続き (72)発明者森口晴彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平１−127362（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−19461（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−252748（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドと記録シートを相対的に走査さ
せながら、記録情報に応じて前記記録ヘッドの複数の吐
出口から液体を前記記録シートに吐出させることにより
画像を形成する液体噴射記録装置において、前記複数の吐出口各々に対応する記録情報の前記走査方
向の位置成分で重み付けし、前記複数の吐出口各々に対
応して積算する積算手段と、この積算手段が前記複数の吐出口各々に対応して積算し
た値に基づく吐出パターンで、前記複数の吐出口各々に
対する空吐出を制御する空吐出制御手段と、を有することを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項２】前記空吐出制御手段は、空吐出を設定温度
以上で停止させることを特徴とする請求項（１）記載の
液体噴射記録装置。
【請求項３】前記吐出パターンは吐出の回数を示すこと
を特徴とする請求項（１）記載の液体噴射記録装置。
【請求項４】前記吐出パターンは吐出の量を示すことを
特徴とする請求項（１）記載の液体噴射記録装置。
【請求項５】前記記録ヘッドは熱エネルギーによって液
体を吐出することを特徴とする請求項（１）記載の液体
噴射記録装置。