JP2984106B2

JP2984106B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2984106B2
Application number: JP24349691A
Authority: JP
Inventors: 修朝倉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1999-11-29
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JPH0577424A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関し、特に該装置の記録濃度を制御する技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、OHP 用シートなどの記録媒体
（以下、記録用紙または単に紙ともいう）に対して記録
を行う記録装置は、種々の記録方式による記録ヘッドを
搭載した形態で提案されている。この記録ヘッドには、
ワイヤードット方式，感熱方式，熱転写方式，インクジ
ェット方式によるものなどがある。

【０００３】特にインクジェット方式は、記録用紙に直
接インクを噴射するものであるので、ランニングコスト
が安く、静かな記録方法として、注目されている。

【０００４】かかるインクジェット方式による記録装置
においては、記録ヘッドの吐出口から吐出されるインク
の量は、記録ヘッド内部、特に吐出口内方のインクの温
度に直接的に依存して変動し、かかる吐出インク量の変
動は記録媒体上の記録濃度の変動となって現れる。ここ
で、吐出口内方のインクの温度は、記録ヘッドの温度お
よび環境温度（外気温）にも大きく影響されるものであ
る。また、記録ヘッドには製造上のバラツキが有り、吐
出口の寸法によっても吐出インク量は変動する。さら
に、吐出インク量自体は一定であっても、記録媒体（記
録用紙）の種類によってインクの吸収特性やインクの拡
散特性等が異なるので、これらによっても記録濃度は変
化する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらのよ
うな各所の温度や、記録ヘッドのバラツキあるいは記録
用紙の種類等、種々の条件に応じた記録濃度の変化を解
消するとともに、記録を行うデータや使用者の好み等に
よっても記録濃度を最適に調整可能とすることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
吐出口からインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録媒
体に記録を行うインクジェット記録装置において、記録
ヘッドの温度と記録ヘッドの環境温度とに対応する当該
記録ヘッドによる記録濃度を示すテーブルと、前記記録
ヘッドの環境温度を検出する環境温度検出手段と、前記
記録ヘッドにより記録されるべき記録濃度を指示する指
示手段と、該指示手段によって指示された記録濃度を得
るべく、前記環境温度検出手段によって検出された環境
温度に対応する前記記録ヘッドの温度を前記テーブルを
参照して設定する設定手段と、該設定手段によって設定
された温度に前記記録ヘッドを制御する制御手段と、を
具えたことを特徴とする。ここで、前記テーブルは、所
定の記録媒体および記録ヘッドの記録濃度特性の少なく
とも一つに対応して設けられ、前記設定手段は、記録媒
体の種類および記録ヘッドの記録濃度特性の種類の少な
くとも一つに対応して前記参照の結果を補正することが
できる。あるいは、記録媒体の種類および記録ヘッドの
記録濃度特性の種類の少なくとも一つに対応して、前記
参照を行なうテーブルを複数具えることができる。

【０００７】

【作用】本発明によれば、まず記録ヘッドの温度と記録
ヘッドの環境温度とに対応する当該記録ヘッドによる記
録濃度を示すテーブルを参照して、指示された記録濃度
と検出された環境温度とに対応する記録ヘッドの温度が
設定され、当該設定温度に記録ヘッドが制御される。従
って指示された通りの適切な記録濃度を得ることができ
る。また、記録ヘッドのバラツキ等に起因した記録濃度
特性および記録媒体の種類の少なくとも一つに対応して
記録ヘッドの温度設定を適切に行なうことで、常に安定
した記録濃度が得られる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【０００９】図１は本発明を適用可能な装置として、文
書作成装置（以下、ワードプロセッサという）の外観構
成例を示す。

【００１０】ここで、１は入力装置であるところのキー
ボード部である。２は入力した文書等を表示する表示器
部分であり、回動可能に保持され、非使用時はキーボー
ド部１に重なるように折たためるようになっている。

【００１１】３は該記録ヘッドの動作状態を確認するた
めのの視認用開口に設けた開閉可能な保護カバーであ
り、透明または半透明である。４は拍車を保持するため
の拍車カバーである。

【００１２】５は記録用紙の給排紙時に紙の支えとする
ペーパーサポータ、６は手動にて記録用紙の給排紙を行
うためのノブである。

【００１３】図２は本例に係るインクジェット記録装置
形態のプリンタ部の構成例を示す。

【００１４】ここで９は図３〜図５につき詳述するイン
クジェット記録ヘッドを有したヘッドカートリッジ、11
はこれを搭載して図中Ｓ方向に走査するためのキャリッ
ジである。13はヘッドカートリッジ９をキャリッジ11に
取付けるためのフック、15はフック13を操作するための
レバーである。19はヘッドカートリッジ９に対する電気
接続部を支持する支持板である。21はその電気接続部と
本体制御部とを接続するためのFPC である。このFPC に
関連した構成については図９〜図11について後述する。

【００１５】23は、キャリッジ11をＳ方向に案内するた
めのガイド軸であり、キャリッジ11の軸受25に挿通され
ている。27はキャリッジ11が固着され、これをＳ方向に
移動させるための動力を伝達するタイミングベルトであ
り、装置両側部に配置されたプーリ29A,29B に張架され
ている。一方のプーリ29B には、ギヤ等の伝導機構を介
してキャリッジモータ31より駆動力が伝達される。

【００１６】33は紙等の記録媒体（以下、記録紙ともい
う）の被記録面を規制するとともに記録等に際してこれ
を搬送するための搬送ローラであり、搬送モータ35によ
って駆動される。37は記録媒体をペーパーサポータ５側
より記録位置に導くためのペーパーパン、39は記録媒体
の送給経路途中に配設されて記録媒体を搬送ローラ33に
向けて押圧し、これを搬送するためのフィードローラで
ある。34はヘッドカートリッジ９の吐出口に対向し記録
媒体の記録面を規制するためのプラテンである。41は記
録媒体搬送方向上、記録位置より下流側に配置され、記
録媒体を不図示の排紙口へ向けて排紙するための排紙ロ
ーラである。42は排紙ローラ41に対応して設けられる拍
車であり、記録媒体を介してローラ41を押圧し、排紙ロ
ーラ41による記録媒体の搬送力を生じさせる。43は記録
媒体のセット等に際してフィードローラ39，拍車42それ
ぞれの付勢を解除するための解除レバーである。

【００１７】プラテン34は、両端を排紙ローラ41の軸で
回転可能に支持され、左右プレート75,75 の停止位置か
らペーパーパン37の前面部45方向に付勢され、記録用紙
がない状態では、搬送ローラ33を最外周より小さくして
いる部分33A に複数箇所に設けている34A がペーパーパ
ンの前面部45の内側に接している。

【００１８】51はホームポジションにおいて記録ヘッド
のインク吐出口形成面と対向するゴム等の弾性材料で形
成したキャップであり、記録ヘッドに対し当接／離脱が
可能に支持されている。このキャップ51は、非記録時等
の記録ヘッドの保護や、記録ヘッドの吐出回復処理に際
して用いられる。吐出回復処理とは、キャップ51を吐出
口形成面に対向させ、インク吐出口内方に設けられてイ
ンク吐出のために利用されるエネルギ発生素子を駆動す
ることにより全吐出口からインクを吐出させ、これによ
って気泡や塵埃，増粘して記録に適さなくなったインク
等の吐出不良要因を除去する処理予備吐出）や、これと
は別に吐出口形成面とキャップ51で覆った状態で吐出口
よりインクを強制的に排出させることにより吐出不良要
因を除去する処理である。

【００１９】53はインクの強制排出のために吸引力を作
用するとともに、かかる強制排出による吐出回復処理や
予備吐出による吐出回復処理に際してキャップ51に受容
されたインクを吸引するために用いられるポンプであ
る。55はこのポンプ53によって吸引された廃インクを貯
留するための第１の廃インクタンク、57はポンプ53と廃
インクタンク55とを連通するチューブである。また、70
は第２の廃インクタンクであり、チューブ71を介して第
１の廃インクタンク55と接続されている。

【００２０】59は記録ヘッドの吐出口形成面のワイピン
グを行うためのブレードであり、記録ヘッド側に突出し
てヘッド移動の過程でワイピングを行うための位置と、
吐出口形成面に係合しない後退位置とに移動可能に支持
されている。61はモータ、６３はモータ６１から動力の
伝達を受けてポンプ53の駆動およびキャップ51やブレー
ド59の移動をそれぞれ行わせるためのカム装置である。

【００２１】次に、上述したヘッドカートリッジ９の詳
細について説明する。

【００２２】図３は、インクジェット記録ヘッド本体を
なす吐出ユニット9aとインクタンク9bとを一体としたヘ
ッドカートリッジ９の外観斜視図を示し、図において、
906eは、ヘッドカートリッジ９を装着する際にキャリッ
ジ11に設けられたフック13によって掛止されるつめであ
る。図から明らかなようにつめ906eは記録ヘッド全延長
の内側に配設される。また、ヘッドカートリッジ９の前
方吐出ユニット9aの近傍には、この図には示されないが
位置決め用突き当て部が設けられている。906fは、キャ
リッジ11に立設され、フレキシブル基板（電気接続部）
およびゴムパッドを支持するための支持板が挿入される
ヘッド開口部である。

【００２３】図４(a)および(b)は、図３に示したヘッド
カートリッジの分解斜視図および組立図を示し、上述の
ようにインク供給源たるインク収容部を一体としてキャ
リッジ11に着脱可能なものとしてある。

【００２４】同図(a) において、 911はＳｉ基板上に電
気熱変換素子（吐出ヒータ）と、これに電力を供給する
Ａｌ等の配線とが成膜技術により形成されて成るヒータ
ボードである。 921はヒータボード911に対する配線基
板であり、対応する配線は例えばワイヤボンディングに
より接続される。

【００２５】940 はインク流路を限界するための隔壁や
共通液室等を設けた天板であり、本例においてはオリフ
ィスプレート部を一体に有した樹脂材料で成る。そし
て、図５に示すように、吐出口形成面は記録用紙の被記
録面と平行な平面に対して所定角度θだけ傾いており、
かつ吐出口近傍の部分で段差940aを有している。これ
は、天板に設けた流路側からレーザビームを照射して吐
出口を加工するために、オリフィスプレート部内の流路
と、その後方の流路とが所定角度をなすことに対応して
行われたものである。

【００２６】930 は例えば金属製の支持体、950 は押え
ばねであり、両者間にヒータボード911 および天板940
を挟み込んだ状態で両者を係合させることにより、押え
ばね950 の付勢力によってヒータボード910 と天板940
とを圧着固定する。なお、支持体930 は、配線基板921
も貼着等により設けられるとともに、ヘッドの走査を行
うキャリッジ11への位置決め基準を有するものとするこ
とができる。また、支持体930 は駆動に伴って生じるヒ
ータボード911の熱を放熱冷却する部材としても機能す
る。

【００２７】960 は供給タンクであり、インク供給源を
なすインク貯留部9bからインク供給を受け、ヒータボー
ド911 と天板940 との接合により形成される共通液室に
インクを導くサブタンクとして機能する。970 は共通液
室へのインク供給口付近の供給タンク960 内の部位に配
置されるフィルタ、980 は供給タンク960 の蓋部材であ
る。

【００２８】900 はインクを含浸させるための吸収体で
あり、インクタンク本体9b内に配置される。1200は上記
各部911 〜980 からなる吐出ユニット9aに対してインク
を供給するための供給口であり、当該ユニットをインク
タンク本体9bの部分1010に配置する前の工程で供給口12
00よりインクを注入することにより吸収体900 のインク
含浸を行わせることができる。

【００２９】1100はカートリッジ本体の蓋部材、1300は
カートリッジ内部を大気に連通するために蓋部材に設け
た大気連通口である。

【００３０】供給口1200を介してのインクタンク9bへの
インク充填が終了すると、各部911〜980 よりなる吐出
ユニット9aを部分1010に位置付けて配設する。このとき
の位置決めないし固定は、例えばインクタンク本体9bに
設けた突起1012と、これに対応して支持体930 に設けた
穴931 とを嵌合させることにより行うことができ、これ
によって図４(b) に示すヘッドカートリッジ９が完成す
る。

【００３１】そして、インクはカートリッジ内部より供
給口1200、支持体930 に設けた穴932 および供給タンク
960 の図４(a) 中裏面側に設けた導入口を介して供給タ
ンク960 内に供給され、その内部を通った後、導出口よ
り適宜の供給管および天板940 のインク導入口942 を介
して共通液室内へと流入する。以上におけるインク連通
用の接続部には、例えばシリコンゴムやブチルゴム等の
パッキンが配設され、これによって封止が行われてイン
ク供給路が確保される。

【００３２】図６はインクジェット記録ヘッドのインク
吐出原理を説明する図である。

【００３３】図において、Ｈ１１は一端（図の左端側）
が吐出口となり、他端（図の右端側）が共通液室に連通
した液路であり、この液路Ｈ１１の一部に吐出ヒータＨ
１２が設けられている。また液路Ｈ１１内部にはインク
Ｈ１３が充満している。

【００３４】これを吐出ユニット９ａに当てはめると、
ノズルＨ１１はヒータボード９１１と天板９４０とを接
合することによって形成されており、ヒータＨ１２はヒ
ータボード９１１上に設けられていることになる。また
ノズルＨ１１は複数本１列に形成されている。

【００３５】キャリッジ１１が所定の位置まで移動し、
記録情報にしたがって記録動作が開始されると、記録情
報に対応した液路内のヒータＨ１２に通電が行われ、液
路Ｈ１１内のインクＨ１３に吐出ヒータＨ１２に接する
面より泡Ｈ１４が発生し始める。図６（ａ）〜（ｃ）に
示すごとく通電が続くと泡Ｈ１４は成長し、その泡Ｈ１
４に押し出されるようにインク滴Ｈ１５が液路Ｈ１１の
開口部より図６（ｃ）に示すように吐出され始める。

【００３６】ここでヒータＨ１２への通電が停止され、
図６（ｄ）に示すごとく泡Ｈ１４は縮小し始めるが、吐
出し始めたインク滴Ｈ１５には十分な初速度がすでに与
えられており、吐出動作は続行し、図６（ｅ）において
完全なインク滴となって記録用紙に向って飛行し、記録
用紙に到達して記録紙上に記録が行われる。

【００３７】その後ノズルＨ１１内のインク１３は時間
の経過とともに供給タンク９６０よりインクの供給を得
て初期状態に戻り、次の吐出を待つ。

【００３８】記録用紙上の記録濃度はインク滴Ｈ１５の
インク量によって定まり、インク滴のインク量はノズル
断面積，ヘッド温度，外気温度，インクの温度等により
定まる。

【００３９】図７（ａ）に代表的なヘッドの外気温およ
びヘッド温度（ヒータボード温度）に対する記録濃度
（反射濃度ＯＤ値）を示した。図において、横軸は外気
温，縦軸はヒータボード温度を示している。また曲線Ｈ
１６（イ）〜（ホ）はＯＤ値が１．０〜１．４の記録濃
度が得られるヒータボード温度を外気温度に対して示し
た線である。

【００４０】図中の線Ｈ１７はヒータボード温度が外気
温度と同じ点を結んだ線であり、ヒータボードを冷却し
ない限りこの線Ｈ１７より下の状態は存在しない。

【００４１】ヘッドカートリッジ９のヒータボード９１
１内にはヒータボード９１１の温度制御用の加熱ヒータ
が吐出用ヒータＨ１２とは別に設けられており、この加
熱ヒータを制御することによりヒータボード９１１の温
度を制御して記録濃度の制御を行うことができるのであ
る。

【００４２】図８は本実施例に用いる記録装置の制御系
の構成例を示す。

【００４３】図において、１はキーボード、Ｈ２４は制
御部、Ｈ２５はプリンタ駆動部、Ｈ２６はプリンタ機構
部である。制御部Ｈ２４はＭＰＵ１０００、制御情報や
プログラム等を記憶させたＲＯＭ１００１、ワークエリ
アとして用いるＲＡＭ１００２およびインターフェイス
１００４からなっている。

【００４４】プリンタ駆動部Ｈ２５はヘッドドライバ９
Ａ、ヘッド温度検出部Ｈ２１、加熱ヒータドライバＨ２
２、キャリッジモータ３１を駆動するモータドライバ３
１Ａ、記録用紙の搬送モータ３５を駆動するモータドラ
イバ３５Ａおよび外気温度検出部Ｈ２３等より構成され
ている。

【００４５】プリンタ機構部Ｈ２６は、ヘッドカートリ
ッジ９、ヒータボード９１１内またはヘッドカートリッ
ジ９の吐出部の近くに設けられたヘッド温度検出用サー
ミスタＨ１９、ヒータボード９１１内または吐出部の近
くに設けられた加熱ヒータＨ１８、外気温度を検出する
サーミスタＨ２０、その他モータ３１，３５，６１等か
ら構成されている。また、ヘッドカートリッジ９にはプ
リンタ駆動部Ｈ２５に設けたヘッドランク検知部Ｈ３２
の検知対象となる自らの吐出ユニット９ａの吐出特性等
を提示するためのヘッドランク情報設定部Ｈ３３を有す
る。その形態としては、ヘッドランク信号線をパターン
カットしたもの、ＤＩＰスイッチ，ボリウム，ＲＯＭ，
バーコード等とすることができる。

【００４６】図９は本例における記録濃度の制御手順の
一例を示す。

【００４７】まず、記録装置の使用者は記録情報および
望みの記録濃度をキーボード１またはフロッピーディス
クその他の入力手段よりＲＡＭ１００２内に入力する
（ステップＳ１，Ｓ３）。ここで、濃度の設定は使用者
の好みに応じて、または記録情報の種類に応じて、さら
には記録用紙の種類に応じて設定できる。また、設定の
ための手段は、その他別途配設したボリウム等を用いる
ものでもよい。このような入力完了後同じくキーボード
より記録開始を指示する（ステップＳ５）。

【００４８】記録の開始が指示されると、まず、ヘッド
ランク情報を読出し（ステップＳ７）、次にサーミスタ
Ｈ２０により外気温度が読み込まれる（ステップＳ
９）。次に記録濃度指定値をＲＡＭ１００２より読出し
（ステップＳ１１）、続いてＲＯＭ１００１内に記憶さ
れている図７（ａ）に示した外気温度，ヘッド温度と記
録濃度との関係テーブルより標準的なヘッドでの設定温
度を読出し、これにヘッドランク情報に基づく補正値を
加算して（ステップＳ１３）、ヘッド制御温度ＴＨＳの
設定を行う（ステップＳ１５）。

【００４９】続いてヘッドの現在温度ＴＨＫをサーミス
タＨ１９にて検出し、ヘッド制御温度ＴＨＳと比較を行
う（ステップＳ１７）。ここで、ＴＨＳ−ＴＨＫ＞０の
場合はヘッド温度が低く、十分な記録濃度が得られない
ため、加熱ヒータＨ１８の通電を行いながらヘッドの温
度を確認し（ステップＳ１９，Ｓ１１）、ＴＨＳ−ＴＨ
Ｋ＝０になったら記録を開始する（ステップＳ２１）。
１文字の記録が終了したら再び外気温度の検出から再度
行う（ステップＳ２３）。ただし記録濃度の精度がラフ
でよい場合は１行または１頁記録終了後に外気温度検出
に戻ってもよく、また外気温度の変化は少ないためヘッ
ド制御温度ＴＨＳはそのままでヘッド温度検出比較に戻
してもよい。

【００５０】またＴＨＳ−ＴＨＫ＜０の場合はヘッドが
過熱している状態のためヘッドが冷却するまで記録待機
状態とする（ステップＳ２５）。なお、ファン，ペルチ
エ素子等のヘッド冷却手段が設けられているならば、該
手段を用いて強制冷却を行ってもよい。

【００５１】以上において、ヘッドが全く標準的なヘッ
ドであり、上記補正の必要のないものであるとき、図７
（ａ）のテーブルがそのまま用いられ、たとえば外気温
度が２５℃、記録濃度指示値がＯＤ＝１．２であるなら
ば、図７（ａ）の点Ｈ２７で示すようにヘッドの制御温
度ＴＨＳは５０℃に設定することとなる。また、記録濃
度の設定値がＯＤ＝１．１の場合は図７（ａ）の点Ｈ２
８で示され、ヘッド制御温度ＴＨＳは４５℃、ＯＤ＝
１．３ならば点Ｈ２９で示されＴＨＳは５５℃となる。

【００５２】さらに、本実施例においては環境温度に対
する記録濃度制御を行う保証環境温度の上限温度におい
て、ヘッドが上限温度と同一温度である場合の記録濃度
が、記録濃度可変範囲の最低温度以下となるようにして
いる。具体的には、外気に対する制御範囲Ｈ３１は５℃
〜３５℃、記録濃度の制御範囲はＯＤ＝１．０〜１．４
であり、外気に対する制御範囲の上限３５℃におけるヘ
ッド温度３５℃の点Ｈ３０にてＯＤ＝１．０の線Ｈ１６
（イ）が交わるように設定されている。この温度の設定
は吐出ユニット１ａの吐出口面積またはインク濃度等に
て調整されているが、実際には製造時のバラツキが生じ
ているので、本例ではこれも加味している。

【００５３】例えば、図７（ｂ）は記録濃度の低いラン
クのヘッドの外気温度，ヘッド温度と記録濃度との関係
テーブルを示す。本テーブルにおいて、外気温度２５℃
にて記録濃度ＯＤ＝１．２を得るためには点Ｈ３４より
ヘッド温度を５５℃にする必要があり、この温度は標準
的ヘッド図７（ａ）の５０℃に比べ５℃高い。この５℃
がランク補正値であり、本例の図９の手順においては外
気温度検出（ステップＳ９）の前にヘッドのランク検知
（ステップＳ７）を行い、標準的ヘッド制御温度設定値
に対しヘッドランクによる補正値の加算（ステップＳ１
３）を行って、制御温度の設定を行っているのである。

【００５４】すなわち、本例では、ＲＯＭ１００１に記
憶されているテーブルは図７（ａ）に対応したものであ
り、図７（ｂ）に示す低濃度ランクのヘッドを使用する
場合には、まず外気温度２５℃、濃度指定値ＯＤ＝１．
２よりヘッド温度要求値を図７（ａ）のテーブルより５
０℃と読み（点Ｈ２７）、その後ステップＳ１３におい
て補正値＋５℃を図７（ａ）の読み５０℃に加算し、ヘ
ッド制御温度５５℃の設定処理であるステップＳ１５を
行うこととなる。

【００５５】なお、本例における図７の曲線は吐出イン
ク滴のインク量に依存するところが多いが、外気温に対
する記録紙へのインク滴の拡散状態をも考慮して決定さ
れている。さらに、図７（ｂ）のような補正値について
も、吐出インク滴のインク量のみでなく、インクの濃度
等も考慮されている。

【００５６】上記説明においては、図７の曲線を記録濃
度を用いて説明したが、この記録濃度は標準的な記録紙
に記録を行った場合の濃度であり、記録用紙が異なると
記録濃度は異なるので、記録用紙の種類に対応して複数
種のテーブルをＲＯＭ１００１に設けたり、記録用紙の
種類に応じて補正演算が行われるようにすることもでき
る。

【００５７】また、本実施例ではヒータボード９１１内
に加熱用ヒータが設けてあるが、加熱ヒータはヘッドの
吐出口近辺を加熱できればよく、吐出用ヒータに吐出に
至らない微小通電を繰返して加熱してもよく、またヘッ
ドの近くのキャリッジ上に加熱ヒータを設けても、ある
いはキャリッジホームポジションのキャリッジ外に加熱
ヒータを設け、記録開始直前に外部より加熱してもよ
い。

【００５８】さらに、以上の説明においてはヘッド温
度，外気温度の２つの温度検出値より記録濃度の制御を
行ったが、記録密度が低い場合や記録速度が遅い場合に
は記録動作によるヘッド温度の上昇は少く、ヘッド温度
と外気温度とがほぼ等しくなるので、その場合にはいず
れか一方の温度を検出するようにしてもよい。

【００５９】また、カラー記録の場合はさらに精密な記
録濃度制御を行うことが強く望ましいので、その場合に
は、インク温度の検出等記録濃度に関係する他のパラメ
ータをも加えて制御を行うようにしてもよい。

【００６０】また本実施例においてはヘッドの温度検出
をクローズドループにて行ったが、加熱ヒータＨ１８へ
の通電時間や記録密度によりヘッドの温度上昇の予想を
することも可能であり、オープンループの制御も可能で
ある。この方式によれば記録開始時に一度ヘッド温度又
は外気温度を検出するだけでもヘッドの温度制御を行う
ことができる。

【００６１】（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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
使用者の指定等に基づく記録濃度の指示と環境温度とに
応じて記録ヘッドの温度を設定することにより、指示通
りの適切な記録濃度が得られるとともに、記録ヘッドの
バラツキあるいは記録媒体の種類等の条件に対しても常
に安定した記録濃度が得られるインクジェット記録装置
が実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した機器の一実施例としてワード
プロセッサの構成を示す斜視図である。

【図２】そのプリンタ部としてのインクジェット記録装
置の一実施例を示す斜視図である。

【図３】図２に示したヘッドカートリッジの外観斜視図
である。

【図４】(a) および(b) は、図３に示したヘッドカート
リッジの分解斜視図および外観斜視図である。

【図５】図４(a) における記録ヘッド天板の構成例を示
す斜視図である。

【図６】（ａ）〜（ｅ）は本実施例に用いた記録ヘッド
のインク吐出原理を説明する説明図である。

【図７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、標準的ヘッ
ドおよび記録濃度の低いランクのヘッドの外気温度，ヘ
ッド温度と記録濃度との関係を示す説明図である。

【図８】本実施例の制御系の構成例を示すブロック図で
ある。

【図９】本実施例の制御手順の一例を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１キーボード２表示器３視認窓４拍車ホルダ５ペーパーサポータ６ノブ９ヘッドカートリッジ 11 キャリッジ 21 FPC 23 ガイド軸 27 タイミングベルト 29A,29B プーリ 31 キャリッジモータ 33 搬送ローラ 34 プラテン 34A すくい部 35 搬送モータ 37 ペーパーパン 39 フィードローラ 41 排紙ローラ 41A 排紙ローラ軸 42 拍車 43 解除レバーＨ１８加熱ヒータＨ１９，Ｈ２０サーミスタＨ３２ヘッドランク情報設定部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出口からインクを吐出する記録ヘッド
を用いて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、記録ヘッドの温度と記録ヘッドの環境温度とに対応する
当該記録ヘッドによる記録濃度を示すテーブルと、前記記録ヘッドの環境温度を検出する環境温度検出手段
と、前記記録ヘッドにより記録されるべき記録濃度を指示す
る指示手段と、該指示手段によって指示された記録濃度を得るべく、前
記テーブルを参照して、前記環境温度検出手段によって
検出された環境温度に対応する前記記録ヘッドの温度を
設定する設定手段と、該設定手段によって設定された温度に前記記録ヘッドを
制御する制御手段と、を具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】前記テーブルは、所定の記録媒体および
記録ヘッドの記録濃度特性の少なくとも一つに対応して
設けられ、前記設定手段は、記録媒体の種類および記録
ヘッドの記録濃度特性の種類の少なくとも一つに対応し
て前記参照の結果を補正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】記録媒体の種類および記録ヘッドの記録
濃度特性の種類の少なくとも一つに対応して、前記参照
を行なうテーブルを複数具えた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】前記記録ヘッドの環境温度に対する記録
濃度制御を行う保証環境温度の上限温度において、前記
記録ヘッドが前記上限温度と同一温度である場合の記録
濃度が、記録濃度可変範囲の最低記録濃度以下となるよ
うにした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。
【請求項５】前記記録ヘッドは自らの記録濃度特性を
示すランク情報を有し、前記設定手段は前記ランク情報
に応じた温度を設定することを特徴とする請求項１ない
し４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記記録ヘッドの記録濃度特性には前記
記録ヘッドのインク吐出口面積が勘案されることを特徴
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。
【請求項７】前記記録ヘッドの記録濃度の制御には前
記記録ヘッドのインク濃度が勘案されることを特徴とす
る請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェット
記録装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記記録ヘッドの温度
を検出するためのセンサを有し、該センサにより検出さ
れた記録ヘッド温度に基づいて、前記設定温度への前記
記録ヘッドの制御を行なうことを特徴とする請求項１な
いし７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記制御手段は、前記記録ヘッドの通電
時間または記録密度から前記記録ヘッドの温度上昇を予
想することで、前記設定温度への前記記録ヘッドの制御
を行なうことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】前記記録ヘッドは、インクを吐出する
ために利用されるエネルギを発生する手段として、イン
クに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変
換素子を有することを特徴とする請求項１ないし９のい
ずれかに記載のインクジェット記録装置。