JP2887541B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズル内に保持された
インクに熱エネルギを印加してこれを噴射する所謂サー
マルタイプのインクジェット記録装置に係り、詳細に
は、複数のノズルを配列して構成した当該装置の駆動制
御方式の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】所謂サーマルタイプのインクジェット記
録装置では、インク噴射ノズル(以下、ノズル)の内部に
配設された発熱抵抗体に画情報に応じた駆動パルス信号
を印加することにより、上記ノズルに保持されたインク
が発熱抵抗体で生じた熱エネルギで分断され、ノズルよ
りインクドロップとなって噴射される。この装置で実際
に印字を行うに当たっては、複数のノズルを画素密度に
応じて配列しそのマルチノズル化を図っているが、従
来、その駆動制御方式としては以下に示すものが提案さ
れている。

【０００３】特開昭55-132256号公報等には、一度に通
電される電流容量を減じることを目的として、数μsec
のdelay量を伴って順次発せられる駆動パルス信号を複
数の発熱抵抗体に順番に印加する所謂時分割駆動方式が
提案されている。また、特開昭58-136451号公報には、
上記時分割駆動方式によって発熱抵抗体に駆動パルス信
号を印加すると共に、互いに近接する発熱抵抗体には同
時に駆動パルス信号を印加せず、同時に噴射したインク
ドロップが相互に影響を及ぼし合うのを防止することを
目的とした提案がなされている。更に、特開昭62-16454
5号公報には、時分割駆動方式においてインクドロップ
の噴射順序を工夫し、互いに離間したノズルから同時に
インクドロップを噴射させつつも印字したラインのつな
がりを向上させ、画質向上を図る提案がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のイ
ンクジェット記録装置ではインクドロップを噴出する際
にインクがノズル口の周囲に漏れ出すことがあり、特に
インクドロップの噴出周波数が高まると漏れ出すインク
の総量が多くなって微細なノズル口が漏出インクによっ
て塞がれ、インクドロップの適正な噴出が妨げられると
いった問題点がある。図4はインクドロップの噴射周波
数の変化に伴うインクの漏出状態と、インクドロップの
噴射の様子を示しており、実際に写真撮影で確認したも
のを分かり易く図案化したものである。この図から明ら
かなように、噴射周波数が向上するにつれノズル口1を
塞ぐ漏出インク2′の量は増大し、噴射されるインク2は
細い曳糸状に変化して適正なインクドロップが噴射され
ていない。この問題点に対する従来の対策としては、イ
ンクの漏れ出しを防止すると共に漏出したインクが膜状
に成長してノズル口を塞ぐのを防止するため、ノズル口
の開設面に撥液処理を施す等してその改質を図る試みが
提案されている。しかし、ノズル口開設面の改質のみで
はインクの漏れ出しを十分に防止することができず、よ
って漏れだしたインクに邪魔されてインクドロップが噴
出できなくなったり、インクドロップの噴出方向が乱れ
てドットずれが発生する等、印字画質の劣化を避けるこ
とはできなかった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、駆動制御方式を
改良することによりノズルから安定してインクドロップ
を噴射することが可能なインクジェット記録装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェット記録装置は、画素密度に応
じて複数配列されたインク噴射ノズル1、1、…と、各ノ
ズル1内に配設されてノズル内に保持されたインク2に熱
エネルギを印加する発熱抵抗体3と、画情報に応じて各
発熱抵抗体3に駆動パルス信号を印加する駆動制御手段4
とからなるインクジェット記録装置において、上記駆動
制御手段4が、互いに隣接する2つの発熱抵抗体3を1組と
する駆動ブロック5毎に駆動パルス信号を伝達する駆動
回路6と、互いに隣接する2組の駆動ブロック5、5に対し
て上記駆動パルス信号が同時に印加されることを防止す
るタイミング調整手段7とを有することを特徴とするも
のである(図1参照)。

【０００７】ここで上記技術的手段の意味するところに
ついて説明する。既に述べたように、インクドロップの
噴射周波数が大きくなるとノズルから噴射されるインク
は曵糸状に成長し、適正なインクドロップは形成されな
い。従って、例えば図5に示すように、互いに隣接する
ノズルnとノズルn+1とから異なったタイミングでインク
2を噴出した場合(噴出周波数4.5kHz)、インク2は夫々の
ノズルから曵糸状に噴射される。しかし、本願発明者が
実験により確認したところ、各ノズル毎に異なったタイ
ミングで噴射すれば曵糸状になってしまう場合、すなわ
ちノズル口が漏出インク2′で塞がれてしまっているよ
うな場合であっても、図6に示すように互いに隣接する
ノズルnとノズルn+1を同時に噴射すれば、適正なインク
ドロップ2が形成されることが判明した。それ故、本発
明では互いに隣接する2つの発熱抵抗体を一組とする駆
動ブロックを構成し、複数の駆動ブロックに対して時分
割駆動方式で駆動パルス信号を印加することとした。上
記駆動回路はそのための手段を示す。

【０００８】また、本願発明者が更に確認したところに
よれば、図7に示すように、ノズル口が漏出インク2′に
よって塞がれた状態で互いに隣接する3つのノズルn、n+
1、n+2を同時に噴射した場合、中央のノズルn+1からは
不適正なインクドロップ2が方向性なく噴射されること
か判明した。従って、本発明では互いに隣接する2組の
駆動ブロックに対しては同時に駆動パルス信号を印加し
ないこととした。上記タイミング調整手段はそのための
手段を示す。

【０００９】

【作用】上記技術的手段によれば、互いに隣接する2つ
の発熱抵抗体から構成される駆動ブロック毎に駆動パル
ス信号が印加され、且つ、互いに隣接する駆動ブロック
には同時に駆動パルス信号が印加されないので、インク
ドロップは隣接する2ビットを単位として噴射されるこ
ととなり、漏出したインクによってノズル口が塞がれて
いるような場合であっても適正なインクドロップを噴射
することができる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明のインクジ
ェット記録装置を詳細に説明する。図2は本発明の第一
実施例に係るインクジェット記録装置を示している。符
号8は発熱抵抗体3、駆動制御手段4を構成する回路10が
形成されたヒーターウェハー、符号9は異方性エッチン
グによりノズル1となるインク流路及びインク溜まり11
が形成されたチヤネルウェハーであり、両ウェハー8、9
は共にSi基板から構成されている。上記発熱抵抗体3はP
-Siからなる抵抗層を300dpiの画素密度で192個配列した
ものであり、上記回路10と共にSi技術でヒーターウェハ
ー8と一体的に形成されている。また、符号12はヒータ
ーウェハー8に積層されたボリイミド製のピット層であ
り、発熱抵抗体3に重畳する部分にはインク2の加熱領域
を限定するピット開口13が形成されている。

【００１１】この装置における具体的な印字の動作は以
下のようにして行われる。すなわち、上記回路10に画情
報が入力されると発熱抵抗体3に画情報に応じた通電が
行われて発熱抵抗体3が加熱され、ピット開口部13を介
して発熱抵抗体3に接するインク2は加熱により気化して
バブルを形成する。そして、このバブルの圧力によって
チャネルウェハー9に形成されたインク流路すなわちノ
ズル1からインクドロップが吐出される。

【００１２】次に、本発明を具体的に実現するための駆
動制御手段4について説明する。図3は発熱抵抗体3及び
駆動制御手段4を示す回路図である。符号14は互いに隣
接する2ビットの発熱抵抗体3毎に構成される96個の駆動
ブロック5を順次選択する96ビットシフトレジスタであ
り、図1に示すタイミング調整手段7に該当する。また、
符号15は各駆動ブロック5内の2ビットの発熱抵抗体3の
夫々を画情報に従って選択する2ビットシフトレジス
タ、符号16は上記シフトレジスタ14から入力されるブロ
ック選択信号、上記シフトレジスタ15から入力される画
像データ信号及びイネーブル信号とのAndをとるAnd素子
であり、各発熱抵抗体毎に設けられている。更に、符号
17は上記And素子16の出力に応じて発熱抵抗体3への通電
をON/OFFするスイッチングトランジスタである。すなわ
ちこの実施例では、図1に示す駆動回路6は上記シフトレ
ジスタ15、And素子16及びスイッチングトランジスタ17
によって実現されている。

【００１３】この回路による各信号の処理は以下のよう
に行われる。先ず、ブロック選択信号は96ビットシフト
レジスタ14によって#1ブロックからAnd素子16へ出力さ
れた後、所定のdelay量を伴って#2ブロックへと順次転
送されていく。この時のdelay量は1〜10μsecである。
一方、シリアルで転送されてきた画情報は2ビットシフ
トレジスタ15で2ビットパラレルの画像データ信号に変
換され、このシフトレジスタ15の各ビット出力に2ビッ
トおきに接続されるAnd素子16の画像データラインに入
力される。また、発熱抵抗体3の通電時間/タイミングを
規定するイネーブル信号は192個の各And素子16へ入力さ
れる。従って、画像データ信号とブロック選択信号が共
にHとなったAnd素子16ではイネーブル信号と同期してAn
d素子出力がHとなり、イネーブル信号で規定された時間
/タイミングの駆動バルス信号が発熱抵抗体3に印加され
る。

【００１４】このような回路構成によれば、同一の駆動
ブロック5に属する2つの発熱抵抗体3に対しては同一の
タイミングで駆動パルス信号を印加することができる一
方、複数の駆動ブロック5に対しては所定のdelay量を伴
ったタイミングで駆動パルス信号が次々に印加されるこ
ととなる。このためベタ画像等の印字密度の高い画像を
記録する際には互いに隣接する2つのノズル1から同時に
インクドロップが噴射され、且つ、互いに隣接する3つ
のノズルから同時にインクドロップが噴射されることは
ない。従って、図5に示したように、多少の漏出インク
2′によってノズル口が塞がれてているような場合であ
っても適正なインクドロップを噴射することができ、印
字品質をインク漏れが無い場合と同様に保つことができ
るものである。

【００１５】尚、本実施例ではタイミング調整手段4と
して96ビットのシフトレジスタ14を用いることにより、
96個の駆動ブロック5に順番に駆動パルス信号を印加し
たが、互いに隣接しない駆動ブロック5に対してであれ
ば2個の駆動ブロック5、5に同時に駆動パルス信号を印
加しても差し支えない。また、その時の駆動回路6及び
タイミング調整手段7に関しては必要に応じて適宜設計
変更して差し支えない。

【００１６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のイン
クジェット記録装置によれば、インクドロップは隣接す
る2ビットを単位とする駆動ブロック毎に噴射されるの
で、漏出したインクによって多少ノズル口が塞がれてい
るような場合であっても適正且つ安定なインクドロップ
を噴射することができ、印字品質の劣化を防止すること
が可能となる。

【００１５】また、ノズル口からのインク漏れが発生し
易い大きな噴射周波数であっても適正且つ安定なインク
ドロップを噴射することができるので、従来のインクジ
ェット記録装置より高速で印字を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインクジェット記録装置の構成を示
す概略図である。

【図２】 第一実施例にかかるインクジェット記録装置
を示す斜視図である。

【図３】 第一実施例にかかるインクジェット記録装置
の駆動制御手段を示す回路図である。

【図４】 インクドロップの噴射周波数の変化に伴うイ
ンクの漏出とインクドロップの噴射状態を示す図であ
る。

【図５】 互いに隣接する2つのノズルから異なるタイ
ミングでインクドロップを噴射した状態を示す図であ
る。

【図６】 互いに隣接する2つのノズルから同一のタイ
ミングでインクドロップを噴射した状態を示す図であ
る。

【図７】 互いに隣接する3つのノズルから同一のタイ
ミングでインクドロップを噴射した状態を示す図であ
る。

【符号の説明】 1…インク噴射ノズル、2…インク、3…発熱抵抗体、4
…、駆動制御手段、5…駆動ブロック、6…駆動回路、7
…タイミング調整手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素密度に応じて複数配列されたインク
   噴射ノズルと、各ノズル内に配設されてノズル内に保持
   されたインクに熱エネルギを印加する発熱抵抗体と、画
   情報に応じて各発熱抵抗体に駆動パルス信号を印加する
   駆動制御手段とからなるインクジェット記録装置におい
   て、上記駆動制御手段は、互いに隣接する2つの発熱抵
   抗体を1組とする駆動ブロック毎に駆動パルス信号を伝
   達する駆動回路と、互いに隣接する2組の駆動ブロック
   に対して上記駆動パルス信号が同時に印加されることを
   防止するタイミング調整手段とを有することを特徴とす
   るインクジェット記録装置。