JP3165752B2 - 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、印字ムラ防止、特に使
用不使用ノズルの差により発生する濃度むらを防止する
インクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】駆動パルスに応じた熱エネルギーをイン
クに供給して膜沸騰による気泡を形成し、該気泡の形成
に基づいてインクを記録ヘッドから記録媒体上に吐出し
て画像記録を行うインクジェット記録装置の記録ヘッド
としては、記録速度向上のためインク吐出口及び液路を
複数集積した、いわゆるマルチノズルヘッドを用いるの
が一般的である。

【０００３】しかしながら、製造プロセスによる特性ば
らつきやヘッド構成材料の特性ばらつき等のため、マル
チヘッドの記録素子を均一に製造するのは困難であり、
各記録素子の特性にある程度のばらつきが生じる。その
ような記録素子間の特性の不均一は、各素子によって記
録されるドットの大きさや濃度の不均一となって現れ、
結局記録画像に濃度ムラを生じさせることになる。

【０００４】この製造時のムラ対策として従来は、製造
時に記録画像を読みとり記録素子毎に駆動条件を補正し
たり（ビット補正）、異なった記録素子で補完的な画像
を複数回印字して記録素子のばらつきを離散化（シング
リング）させてムラが見え難くすることが提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な従来
の技術では、印字耐久あるい放置で生じる記録特性の変
化に起因するムラの変化／新たなムラに関しては効果が
小さく、逆にムラを助長するようなことすらあった。

【０００６】そこで、本発明は上述の課題を解決するた
めになされたもので、ムラ変化／新たなムラ発生を防止
し、長期間にわたり高品位な画像記録が可能なインクジ
ェット記録装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、プレパルスとインターバ
ルタイムを介したメインパルスとを有する駆動パルスに
応じた熱エネルギーをインクに供給して気泡を形成し、
該気泡の形成に基づいてインクを記録ヘッドから記録媒
体上に吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置
において、画像記録時にインク１滴当たりの吐出量を制
御するため前記駆動パルスのインターバルタイムを所定
の条件に従って設定して、前記駆動パルスを前記記録ヘ
ッドに供給する供給手段を具備し、該供給手段は、イン
ク１滴当たりの吐出量が前記画像記録時の前記所定の条
件に従う吐出量以上となるよう前記駆動パルスのインタ
ーバルタイムを設定して、前記駆動パルスを予備吐出時
に前記記録ヘッドに供給することを特徴とする。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【作用】印字耐久あるいは放置によってムラが変化する
のは、記録用ヒータ表面に何らかの付着物が形成されて
吐出効率が変化し、それがインク吐出量変化となって現
れると考えらる。

【００１１】上記構成によれば、吐出量が大きいので、
即ち、駆動ヒータ上の最大気泡長が大きいので、消泡時
のキャビテーションが強くなり、付着物の除去能力が高
いため、ムラの発生／変化が抑えられていると推定され
る。

【００１２】本発明者らの実験によれば、記録ヘッドの
記録用ヒータに投入するエネルギーが同一であっても、
より吐出量を大きくするような制御を行った場合の方が
ムラ変化／ムラ発生が少ないことがわかった。

【００１３】この現象の明確な理由は判明していない
が、前述したように、投入するエネルギーが同一で吐出
量を大きくするような制御を行った場合、吐出量が小さ
い場合と比較してインクにより散逸する熱エネルギーが
大きいため、熱の蓄積が少なくなりヒータ近傍の温度は
低く抑えらて、付着物の形成過程が抑制される。この実
験事実に基づいて本発明はなされたものである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図１は、本発明が実施もしくは適用
される好適なインクジェット記録装置ＩＪＲＡの構成を
示す斜視図である。図１において、５００１はインクタ
ンク（ＩＴ）であり、５０１２はそれに結合された記録
ヘッド（ＩＪＨ）である。図２に示すように、５００１
のインクタンクと５０１２の記録ヘッドで一体型の交換
可能なカートリッジ（ＩＪＣ）を形成するものである。
５０１４は、そのカートリッジ（ＩＪＣ）をプリンター
本体に取り付けるためのキャリッジ（ＨＣ）であり、５
００３はそのキャリッジを副走査方向に走査するための
ガイドである。

【００１５】５０００は、Ｐで示す被印字物を主走査方
向に走査させるためのプラテンローラである。５０２４
は、装置内の環境温度を測定するための温度センサーで
ある。なお、キャリッジ５０１４には、記録ヘッド５０
１２に対して駆動のための信号パルス電流やヘッド温調
用電流を流すためのフレキシブルケーブル（図示せず）
が、プリンターをコントロールするための電気回路（上
記温度センサー５０２４等）を具備したプリント板（図
示せず）に接続されている。

【００１６】図２は交換可能なカートリッジを示し、５
０２９はインク滴を吐出するためのノズル部である。さ
らに、上記構成のインクジェット記録装置ＩＪＲＡを詳
細に説明する。この記録装置ＩＪＲＡは駆動モータ５０
１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１、５
００９を介して回転するリードスクリュー５００５の螺
旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン
（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。
５００２は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわた
って紙をプラテン５０００に対して押圧する。５００
７、５００８はフォトカプラでキャリッジＨＣのレバー
５００６のこの域での存在を確認してモータ５０１３の
回転方向切換等を行うためのホームポジション検知手段
である。５０１６は記録ヘッドの前面をキャップするキ
ャップ部材５０２２を支持する部材で、５０１５はこの
キャップ内を吸引する吸引手段であり、キャップ内開口
５０２３を介して記録ヘッド５０１２の吸引回復を行
う。

【００１７】５０１７は、クリーニングブレードで、５
０１９はこのブレード５０１７を前後方向に移動可能に
する部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支持さ
れている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニ
ングブレードが本例に適用できることはいうまでもな
い。また、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するため
のレバーで、キャリッジＨＣと係合するカム５０２０の
移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッ
チ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。

【００１８】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジＨＣがホームポジション側領域に
きたときに、リードスクリュー５００５の作用によって
それらの対応位置で所望の処理が行えるように構成され
ているが、周知のタイミングで所望の作動を行うように
すれば、本例にはいずれも適用できる。

【００１９】図３は記録ヘッド５０１２の詳細を示すも
のであり、支持体５３００の上面に半導体製造プロセス
により形成されたヒータボード５１００が設けられてい
る。このヒータボード５１００に同一の半導体製造プロ
セスで形成された、記録ヘッド５０１２を保温し、温調
するための温調用ヒータ（昇温用ヒータ）５１１０が設
けられている。符号５２００は前記支持体５３００上に
配設された配線基板であって、該配線基板５２００と温
調用ヒータ５１１０及び吐出用（メイン）ヒータ５１１
３とがワイヤーボンディング等により配線されている
（配線は不図示）。また、温調用ヒータ５１１０は、支
持体５３００等にヒータボード５１００とは別のプロセ
スにより形成されたヒータ部材を貼りつけたものでもよ
い。

【００２０】５１１４は吐出用ヒータ５１１３によって
加熱されて発生したバブルである。５１１５は吐出され
たインク液滴を示す。５１１２は吐出用のインクが記録
ヘッド内に流入するための共通液室である。

【００２１】次に、上述した装置構成の各部の記録制御
を実行するための制御構成について、図４に示すブロッ
ク図を参照して説明する。制御回路を示す同図におい
て、１０は記録信号を入力するインターフェース、１１
はＭＰＵ、１２はＭＰＵ１１が実行する制御プログラム
を格納するプログラムＲＯＭ、１３は各種データ（上記
記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存し
ておくダイナミック型のＲＡＭである。１４は記録ヘッ
ド１８に対する記録データの供給制御を行うゲートアレ
イであり、インターフェース１０、ＭＰＵ１１、ＲＡＭ
１３間のデータの転送制御も行う。２０は記録ヘッド１
８を搬送するためのキャリアモータ、１９は記録用紙搬
送のための搬送モータである。１５はヘッドを駆動する
ヘッドドライバ、１６、１７は夫々搬送モータ１９、キ
ャリアモータ２０を駆動するモータドライバである。

【００２２】図５は、図４の各部の詳細を示す回路図で
ある。ゲートアレイ１４は、データラッチ１４１、セグ
メント（ＳＥＧ）シフトレジスタ１４２、マルチプレク
サ（ＭＰＸ）１４３、コモン（ＣＯＭ）タイミング発生
回路１４４、デコーダ１４５を有する。記録ヘッド１８
は、ダイオードマトリックス構成を取っており、コモン
信号ＣＯＭとセグメント信号ＳＥＧが一致したところの
吐出用ヒータ（Ｈ１からＨ６４）に駆動電流が流れ、こ
れによりインクが加熱され吐出する。

【００２３】上記デコーダ１４５は、上記コモンタイミ
ング発生回路１４４が発生したタイミングをデコードし
て、コモン信号ＣＯＭ１〜８のいずれか１つを選択す
る。データラッチ１４１はＲＡＭ１３から読み出された
記録データを８ビット単位でラッチし、この記録データ
をマルチプレクサ１４３はセグメントシフトレジスタ１
４２に従い、セグメント信号ＳＥＧ１〜８として出力す
る。マルチプレクサ１４３からの出力は、後述するよう
に１ビット単位、２ビット単位、または８ビット全てな
ど、シフトレジスタ１４２の内容によって種々変更する
ことができる。

【００２４】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース１０に記録信号が入るとゲートアレイ１４と
ＭＰＵ１１との間で記録信号がプリント用の記録データ
に変換される。そして、モータドライバ１６、１７が駆
動されるとともに、ヘッドドライバ１５に送られた記録
データに従って記録ヘッドが駆動され、印字が行われ
る。

【００２５】次に、本発明に使用したＰＷＭ吐出量制御
方法を詳細に説明する。図６は既に知られているダイオ
ードマトリックスを使用したヘッドに於けるコモン信号
とセグメント信号のタイミングチャートである。コモン
信号は印字データの内容によらず常に記録ヘッドの最小
駆動周期内で８回順に出力され、各コモン信号がＯＮし
ている間に今度は印字信号によりＯＮ，ＯＦＦが決めら
れたセグメント信号がＯＮするようになっている。吐出
ヒータに電流が流れるのは両信号が同時にＯＮしたとき
であり、本実施例では６４ノズルに対しそれぞれ吐出の
ＯＮ、ＯＦＦ制御が可能となるわけである。本実施例で
はその中のセグメント信号をインターバルタイム制御に
よるマルチパルスＰＷＭ化することにより、ＯＮ、ＯＦ
Ｆのみならず吐出量制御までを行おうとするものであ
る。

【００２６】図７は本発明の一実施例にかかる分割パル
スを説明するための図である。同図において、ＶＯＰは
駆動電圧、Ｔ１は複数の分割されたヒートパルスの最初
のパルス（以下、プレパルスという）のパルス幅、Ｔ２
はインターバルタイム、Ｔ３は２番目のパルス（以下、
メインパルスという）のパルス幅である。駆動電圧ＶＯ
Ｐはこの電圧を印加される電気熱変換体がヒータボード
と天板とによって構成されるインク液路内のインクに熱
エネルギーを発生させるために必要な電気エネルギーを
示すものの一つである。その値は電気熱変換体の面積，
抵抗値，膜構造や記録ヘッドの液路構造によって決ま
る。

【００２７】本実施例のＰＷＭ吐出量制御はインターバ
ルタイム幅変調駆動法とも言え、ひとつのインク液滴の
吐出に際してＴ１，Ｔ２，Ｔ３の幅で順次パルスを与え
るのである。このとき、インク温度に応じてインターバ
ルタイムの幅を変調するものである。プレパルスは主に
液路内のインク温度に発泡しない程度の熱エネルギーを
与えるためのパルスである。インターバルタイムは、イ
ンク液路内のインクへのプレパルスのエネルギー伝達の
ための時間を制御するものであり、本実施例の中で重要
な役割を示すものである。メインパルスは液路内のイン
ク中に発泡を生ぜしめ、吐出口よりインクを吐出させる
ためのものであり、その幅Ｔ３は電気熱変換体の面積，
抵抗値，膜構造や記録ヘッドのインク液路の構造によっ
て決定するのが好ましい。

【００２８】例えば、図８（Ａ）および（Ｂ）に示すよ
うな構造の記録ヘッドにおけるプレパルスの作用につい
て説明する。同図（Ａ）および（Ｂ）は、本発明を適用
可能な記録ヘッドの一構成例を示すそれぞれインク液路
に沿った概略縦断面図および概略正面図である。同図に
おいて、電気熱変換体（吐出ヒータ）は上記分割パルス
の印加によって熱を発生する。この電気熱変換体はこれ
に分割パルスを印加するための電極配線等とともにヒー
タボード上に配設される。ヒータボードはシリコンによ
り形成され、記録ヘッドの基板をなすアルミ板によって
支持される。天板には、インク液路等を構成するための
溝が形成されており、天板とヒータボード（アルミ板）
とが接合することによりインク液路や、これにインクを
供給する共通液室が構成される。また、天板には吐出口
が形成され、それぞれの吐出口にはインク液路が連通し
ている。

【００２９】ここでまず、プレパルス幅による吐出量変
調方法を説明する。図８に示される記録ヘッドにおい
て、駆動電圧ＶＯＰ＝１８．０（Ｖ），メインパルス幅
Ｔ３＝５．０００［μｓｅｃ］とし、プレパルス幅Ｔ１
を０〜３．０００［μｓｅｃ］の範囲で変化させた場
合、図７に示すような吐出量Ｖｄ［ｐｌ／ｄｒｏｐ］と
プレパルス幅Ｐ１［μｓｅｃ］との関係が得られてい
る。

【００３０】図９は吐出量のプレパルス幅依存性を示す
線図であり、図において、Ｖ０はＰ１＝０［μｓｅｃ］
のときの吐出量を示し、この値は図８に示すヘッド構造
によって定まる。本実施例では環境温度ＴＲ＝２３℃の
場合でＶ０＝７０．０［ｐｌ／ｄｒｏｐ］であった。図
９の曲線ａに示されるように、プレパルスのパルス幅Ｔ
１の増加に応じて、吐出量Ｖd はパルス幅Ｔ１が０から
Ｔ１ＬＩＭＩＴまで線形性を有して増加し、パルス幅Ｔ
１がＴ１ＬＩＭＩＴより大きい範囲ではその変化が線形
性を失い、パルス幅Ｔ１ＭＡＸで飽和し最大となる。

【００３１】このように、パルス幅Ｔ１の変化に対する
吐出量Ｖd の変化が線形性を示すパルス幅Ｔ１ＬＩＭＩ
Ｔまでの範囲は、パルス幅Ｔ１を変化させることによる
吐出量の制御を容易に行える範囲として有効である。因
に、曲線ａに示す本実施例ではＴ１ＬＩＭＩＴ＝２．０
０（μｓ）であり、このときの吐出量はＶＬＩＭＩＴ８
４．０［ｐｌ／ｄｒｏｐ］であった。また、吐出量Ｖd
が飽和状態となるときのパルス幅Ｔ１ＭＡＸは、Ｔ１Ｍ
ＡＸ＝２．１［μｓ］であり、このときの吐出量ＶＭＡ
Ｘ＝８７．５［ｐｌ／ｄｒｏｐ］であった。

【００３２】次にインターバルタイムによる吐出量変調
の方法について説明する。図１０は吐出量のインターバ
ルタイム依存性を示す線図であり、図において、Ｖ０は
Ｔ２＝０［μｓｅｃ］のときの吐出量を示し、この値は
図８に示すヘッド構造によって定まる。ここのＶ０は環
境温度ＴＲ＝２３℃の場合でＶ０＝７０．０［ｐｌ／ｄ
ｒｏｐ］であった。図１０の曲線に示されるように、イ
ンターバルタイムＴ２の増加に応じて、吐出量Ｖd はあ
る領域までは非線形に飽和点まで増加し、しばらく飽和
した特性を示してそれ以上では緩やかな下降カーブを示
す。

【００３３】このようにインターバルタイムＴ２の変化
に対する吐出量Ｖd の変化が飽和を示すパルス幅での範
囲は、インターバルタイムＴ２を変化させることによる
吐出量の制御を容易に行える範囲として有効である。図
１０の曲線に示す本実施例ではＴ２は実用的には＝８．
００（μｓ）程度まで使用可能であり、このときの最大
吐出量は１５℃環境で８５．０［ｐｌ／ｄｒｏｐ］、２
３℃環境で９１［ｐｌ／ｄｒｏｐ］であった。

【００３４】実際の吐出量制御方法としては、図１１で
ＰＷＭ領域と示した温度範囲が吐出量を安定化できる温
度範囲であり、この例では吐出部のインク温度が１５〜
３５℃の範囲である。図１１ではインターバルタイムを
１０ステップで変化させた場合の吐出部のインク温度と
吐出量の関係を示している。吐出部のインク温度が変化
してもインク温度に応じて温度ステップ幅ΔＴ毎にイン
ターバルタイムを変えることにより、目標吐出量Ｖd ０
に対してΔＶの幅で吐出量を制御することができる。

【００３５】次に、上述の記録装置に本発明を適用した
一実施例を図面を参照して、具体的に説明する。

【００３６】〔第１の実施例〕図１２は本発明の第１の
実施例のヘッド駆動パルスの選択及び印字、予備吐動作
を表すフローチャート、図１３は環境温度によって選択
される駆動パルスを示すパルステーブル、図１４は機内
温度検出器によって読みとられた機内温度を環境温度に
変換する変換テーブルである。

【００３７】次に、上記構成よりなる記録装置を用いて
記録を行う場合の動作について、図１２のフローチャー
トを参照して説明する。

【００３８】ステップＳ１００で電源がＯＮされると、
機内昇温補正タイマーと予備吐出タイマーＴｙをリセッ
ト／セットする（Ｓ１１０、Ｓ１２０）。次に、本体プ
リント基板（以下、ＰＣＢという）上の温度センサー
（図１の５０２４、以下、基準サーミスターという）の
温度を読みとり（Ｓ１３０）、周囲環境温度を検出す
る。しかし、基準サーミスターはＰＣＢ上にあるため、
ＰＣＢ上の発熱体（例えばドライバー）等の影響を受け
て正確なヘッドの周囲環境温度を検出できない場合があ
る。よって、本体電源ＯＮからの経過時間によって検出
温度を補正し、周囲環境温度を求める。即ち、機内昇温
補正タイマーにより電源ＯＮからの経過時間を読みとり
（Ｓ１４０）、図１４の機内昇温補正テーブルを参照し
て発熱体の影響を補正した正確な周囲環境温度を求め
（Ｓ１５０）、印字信号の入力を待つ。印字信号の入力
が無ければＳ１６０においてＳ１３０に戻り、Ｓ１３０
の基準温度サーミスタの温度読み込みから繰り返す。

【００３９】次に、印字信号が入力された場合には、Ｓ
１５０で決定された環境温度に従って駆動パルステーブ
ル図１３を参照し、現状の環境温度で最適な駆動が行え
る駆動パルスが選択される（Ｓ１７０）。本実施例で
は、インターバルタイムを変えることにより、目標吐出
量Ｖd ０に対して吐出量を５段階に制御しており、イン
ターバルタイムが長いほど吐出量が増大するべく制御さ
れる。

【００４０】次に、Ｓ１８０で予備吐出タイマーＴｙの
カウント値を調べ、Ｔｙが予め設定された予備吐出間隔
Ｔｙ0 より小さい場合、印字信号により１行印字（Ｓ２
１０）を行ってＳ１３０に戻り、基準温度サーミスタ温
度読み込みから繰り返す。

【００４１】一方、Ｓ１８０でＴｙが予め設定された予
備吐出間隔Ｔｙ0 より大きい場合、駆動パルスを最大吐
出量駆動パルスＰmax （インターバルタイム６．６μｓ
ｅｃ）に設定（Ｓ１９０）し、予備吐出動作を行う（Ｓ
２００）。予備吐出後はＳ１２０に戻り予備吐出タイマ
ーのリセット／セットから繰り返す。

【００４２】以上のような駆動パルス制御による印字／
予備吐出を行うことにより、印字使用不使用の差なく最
大吐出量駆動パルスによって均一な記録素子駆動が可能
であり、前述のように、濃度ムラ変化／発生を抑制した
印字が長期間にわたり維持可能となる。更に、この様に
予備吐出動作時に実効的に吐出パワーが大きな駆動を行
うことで、乾燥／増粘によって正常吐出が行えないよう
なインクであっても、確実に予備吐出動作が実行でき、
信頼性の高インクジェット記録装置を提供することがで
きる。

【００４３】〔第２の実施例〕図１５は本発明の第２の
実施例を示すヘッド駆動パルスの選択及び印字、予備吐
動作を表すフローチャートである。図１５のフローチャ
ートを参照して、本実施例を説明する。

【００４４】ステップＳ３００で電源がＯＮされると、
機内昇温補正タイマーとリセット／セットする（Ｓ３１
０）。次に、ＰＣＢ上の基準サーミスターの温度を読み
とり（Ｓ３２０）、周囲環境温度を検出する。機内昇温
補正タイマーにより電源ＯＮからの経過時間を読みとり
（Ｓ３３０）、図１４の機内昇温補正テーブルを参照し
て発熱体の影響を補正した正確な周囲環境温度を求め
（Ｓ３４０）、印字信号の入力を待つ。印字信号の入力
が無ければＳ３５０においてＳ３２０に戻り、基準温度
サーミスターの温度読み込みから繰り返す。

【００４５】次に、印字信号が入力された場合には、入
力信号がそれまで使用していたノズル以外を使用するか
否かを調べる（Ｓ３６０）。使用しない場合には、Ｓ３
４０で決定された環境温度に従って駆動パルステーブル
図１３を参照し、現状の環境温度で最適な駆動が行える
駆動パルスが選択され（Ｓ３７０）、印字信号により１
頁分の印字（Ｓ３８０）を行ってＳ１２０に戻り、基準
温度サーミスターの温度読み込みから繰り返す。

【００４６】一方、不使用ノズルを使用する場合には、
Ｓ３９０で予備吐出駆動パルスを最大吐出量駆動パルス
Ｐmax に設定して予備吐出動作を行い（Ｓ４００）、そ
の後前述のＳ３７０、Ｓ３８０を行ってＳ３２０に戻
る。

【００４７】以上のような駆動パルス制御による印字／
予備吐出を行うことにより、印字中の予備吐が無い場合
でも効果的に濃度ムラ変化／発生を解消し、良好な印字
が可能である。更に、頁間において予備吐出を行うこと
により、スループットの低下を伴わず予備吐出量が設定
可能で、十分な効果を発揮できるよう設計できる。

【００４８】〔第３の実施例〕図１６は本発明の第３の
実施例を示すヘッド駆動パルスの選択及び印字、予備吐
動作を表すフローチャートである。

【００４９】ステップＳ５００で電源がＯＮされると、
機内昇温補正タイマーとリセット／セットする（Ｓ５１
０）。次に、ＰＣＢ上の基準サーミスターの温度を読み
とり（Ｓ５２０）、周囲環境温度を検出する。機内昇温
補正タイマーにより電源ＯＮからの経過時間を読みとり
（Ｓ５３０）、図１４の機内昇温補正テーブルを参照し
て発熱体の影響を補正した正確な周囲環境温度を求める
（Ｓ５４０）。

【００５０】次に、外部からのエージング命令の有り無
しを調べ（Ｓ５５０）、エージング命令の有る場合、Ｓ
５６０で予備吐出駆動パルスを最大吐出量駆動パルスＰ
maxに設定して予備吐出動作を行い（Ｓ５７０）、印字
信号の入力を待つ。エージング信号の印字信号の入力が
無い場合、そのまま印字信号を待つ。Ｓ６００において
印字信号が入力されない場合Ｓ５２０に戻り、基準温度
サーミスターの温度読み込みから繰り返す。

【００５１】印字信号が入力された場合には、現状の環
境温度で最適な駆動が行える駆動パルスが選択され（Ｓ
５８０）、印字信号により１行分の印字（Ｓ５９０）を
行ってＳ５２０に戻り、基準温度サーミスターの温度読
み込みから繰り返す。

【００５２】以上のような駆動パルス制御による印字／
予備吐出を行うことにより、使用者が印字する画像に応
じて適宜、所望のタイミングでムラ解消効果のある十分
な予備吐が行えるため、無駄が少ない。また、エネルギ
ーを過剰に与えるようなことはなく、エージングを繰り
返してもヘッド寿命を短くするようなことがない。

【００５３】印字耐久あるいは放置によってムラが変化
するのは、記録用ヒータ表面に何らかの付着物が形成さ
れて吐出効率が変化し、それがインク吐出量変化となっ
て現れると考えらる。このとき、上記各実施例の構成に
よれば、予備吐出時の吐出量が大きいので、即ち、駆動
ヒータ上の最大気泡長が大きいので、消泡時のキャビテ
ーションが強くなり、付着物の除去能力が高いため、ム
ラの発生／変化が抑えられていると推定される。

【００５４】また、上記各実施例によれば、記録ヘッド
の記録用ヒータに投入するエネルギーが同一であって
も、より吐出量を大きくするような制御を行っているの
で、ムラ変化／ムラ発生が少ない。この現象の明確な理
由は判明していないが、前述したように、インターバル
タイム制御により投入するエネルギーが同一で吐出量を
大きくするような制御を行った場合、吐出量が小さい場
合と比較してインクにより散逸する熱エネルギーが大き
いため、熱の蓄積が少なくなりヒータ近傍の温度は低く
抑えらて、付着物の形成過程が抑制されると考えられ
る。更に、エネルギーを過剰に与えるようなことはない
ので、予備吐出を繰り返してもヘッド寿命を短くするよ
うなことがない。

【００５５】〔その他の実施例〕本実施例中、吐出量変
調方法としてインターバルタイム変調を採用して記述し
てきたが、これに限らず、投入エネルギーを一定にすれ
ばプレパルス幅を変調するような制御でも良い。

【００５６】また 第１〜第３の実施例を適宜組み合わ
せて使用すれば、更にムラ解消／防止に効果がある。

【００５７】更に、上記各実施例では、予備吐出時の駆
動パルスを通常画像記録時の最大インク吐出量駆動パル
スと設定していたが、最大インク吐出量駆動パルスに限
定されるものではない。例えば、通常画像記録時の温度
条件で決定されるインク吐出量の駆動パルスよりもイン
ク吐出量が増大する駆動パルスであれば良い。

【００５８】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用する方式の記録ヘッド、記録
装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

【００５９】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
行なうものが好ましい。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
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一つの駆動信号を
印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを
発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結
果的にこの駆動信号に一対一対応し液体（インク）内の
気泡を形成出来るので有効である。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、少なくとも一つの滴を形成する。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なわ
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４３
４５２６２号明細書に記載されているようなものが適し
ている。尚、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、更に優れた記録を行なうことができ
る。

【００６０】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
の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）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４
４５９６００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年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応せる構成を開
示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた構
成としても本発明は有効である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、インク１滴当たりの吐出量が画像記録時の所定の条
件に従う吐出量以上となるよう駆動パルスのインターバ
ルタイムを設定して、駆動パルスを予備吐出時に記録ヘ
ッドに供給しているので、予備吐出時に発生する気泡長
が最大となり、消泡時のキャビテーションが強くなって
付着物の除去能力が高まる。さらには、プレパルスとメ
インパルスを変化させない、つまり投入エネルギーが同
一で吐出量を大きくする制御を行っているので、インク
により散逸する熱エネルギーが大きくなって熱の蓄積が
少なくなるため付着物の形成過程が抑制される。その結
果、ムラ変化／新たなムラ発生を防止し、長期間にわた
り高品位な画像記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が実施もしくは適用される好適なインク
ジェット記録装置の構成を示す斜視図である。

【図２】交換可能なカートリッジを示す斜視図である。

【図３】記録ヘッドの断面図である。

【図４】本実施例の制御回路を示すブロック図である。

【図５】図４に示す制御構成の詳細を示すブロック図で
ある。

【図６】本実施例の最小吐出駆動周期内でのコモン信号
とセグメント信号の関係を示すタイミングチャートであ
る。

【図７】本実施例のセグメント信号のマルチパルス波形
を示す説明図である。

【図８】本発明を適用可能な記録ヘッドの一構成例を示
すそれぞれインク液路に沿った概略縦断面図および概略
正面図である。

【図９】吐出量のプレパルス依存性を示す線図である。

【図１０】吐出量のインターバルタイム依存性を示す線
図である。

【図１１】吐出量制御に関する説明図である。

【図１２】本発明第１の実施例を示すヘッド駆動パルス
の選択及び印字、予備吐動作を表すフローチャートであ
る。

【図１３】マルチパルスＰＷＭの設定を示すテーブルで
ある。

【図１４】機内昇温補正のためのテーブルデータであ
る。

【図１５】本発明第２の実施例を示すヘッド駆動パルス
の選択及び印字、予備吐動作を表すフローチャートであ
る。

【図１６】本発明第３の実施例を示すヘッド駆動パルス
の選択及び印字、予備吐動作を表すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１１ ＭＰＵ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ ゲートアレイ １８ 記録ヘッド ８１ ノズル ８２ 共通液室 ５０１２ 記録ヘッド ５１１０ サブヒーター ５１１３ 吐出用（メイン）ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 督 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 (72)発明者 高橋 喜一郎 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 (72)発明者 矢野 健太郎 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 (72)発明者 大塚 尚次 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３−256749（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−39051（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−255360（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250067（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/05

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレパルスとインターバルタイムを介し
   たメインパルスとを有する駆動パルスに応じた熱エネル
   ギーをインクに供給して気泡を形成し、該気泡の形成に
   基づいてインクを記録ヘッドから記録媒体上に吐出して
   画像記録を行うインクジェット記録装置において、 画像記録時にインク１滴当たりの吐出量を制御するため
   前記駆動パルスのインターバルタイムを所定の条件に従
   って設定して、前記駆動パルスを前記記録ヘッドに供給
   する供給手段を具備し、 該供給手段は、インク１滴当たりの吐出量が前記画像記
   録時の前記所定の条件に従う吐出量以上となるよう前記
   駆動パルスのインターバルタイムを設定して、前記駆動
   パルスを予備吐出時に前記記録ヘッドに供給することを
   特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記供給手段は、前記予備吐出時の前記
   駆動パルスのインターバルを前記画像記録時におけるイ
   ンク１滴当たりの吐出量が最大となる期間に設定して、
   前記駆動パルスを前記記録ヘッドに供給することを特徴
   とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記供給手段は、前記記録ヘッドの温度
   に従って前記駆動パルスのインターバルタイムを設定し
   て、前記駆動パルスを前記記録ヘッドに供給することを
   特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記駆動パルスのプレパルスとメインパ
   ルスの電圧が等しいことを特徴とする請求項１記載のイ
   ンクジェット記録装置。