JP3554138B2 - インクジェット記録方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 Download PDF

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    • B41J2/14056Plural heating elements per ink chamber

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1つの流路内に互いに独立して駆動可能な複数の発熱素子を有するインクジェット記録ヘッドに関する。さらに本発明は、このようなインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、その大部分がプリンタ、ファクシミリ、ワードプロセッサ、複写機等におけるプリント装置として知られている。中でも、インク吐出に利用されるエネルギーとして熱エネルギーを用い、これによって生じる気泡によってインクを吐出する方式のインクジェット記録装置は、最近普及しつつあるものである。また、この方式のインクジェット記録装置の他の用途として、布に一定のパターンや絵柄あるいは合成画像等をプリントするインクジェット捺染装置も最近知られつつある。
【0003】
上述のようなインクジェット記録装置で用いられるインクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを発生する手段として電気熱変換素子(以下、ヒータともいう)を用いるが、多くの場合、1つのインク流路に対して1つのヒータを備える構成(以下、シングルヒータともいう)を採用している。これに対し、以下に示すような観点から、1つのインク流路に複数のヒータを備える(以下、マルチヒータともいう)ものも知られている。
【0004】
すなわち、第1には、インクジェット記録ヘッドの寿命を長くする目的で複数のヒータを交互にもしくは一方ずつ駆動する(すなわち発熱させる)ものである。第2には、階調表現のためにインク吐出量を変化させる範囲を大きくする目的で複数のヒータを用いるもので、駆動するヒータやその数を選択することによって吐出量を変化させている。
【0005】
後者の場合、より具体的な構成としては、吐出口に連通するインク流路内にインクの吐出方向に沿って複数のヒータを配置している。そして、駆動するヒータまたは駆動するヒータの数を選択することにより、駆動されるヒータと吐出口との距離を異ならせ、これにより吐出量を変化させている。
【0006】
また、他の構成として、流路内にそれぞれ表面積の異なる複数のヒータを配置し、上記と同様に、駆動するヒータまたはその数を変更することによりインク吐出量を変化させるものが、例えば特開昭55−132259号公報に開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したマルチヒータのインクジェット記録ヘッドを実現するには、いくつかの課題がある。
【0008】
まず、インク吐出量を可変とすることはもちろんのこと、さらに高品位の記録を行うため、インクの吐出速度を向上させて着弾精度を高めるという要求がある。また、高速記録を可能とするため、インク流路内へのインクのリフィル周波数も向上させる必要がある。
【0009】
別の課題は、シングルヒータのインクジェット記録ヘッドとの互換性の問題である。多くのインクジェット記録ヘッドは、インクを収納するタンクと一体となったカートリッジ形態でインクジェット記録装置に着脱自在に搭載され、タンク内のインクがなくなったら新たなカートリッジと交換される消耗品として流通している。一方、シングルヒータのインクジェット記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置は、マルチヒータのインクジェット記録ヘッドの駆動を制御する構成にはなっておらず、このようなインクジェット記録装置にマルチヒータのインクジェット記録ヘッドが搭載されることも考えられる。そのため、マルチヒータのインクジェット記録ヘッドをシングルヒータのインクジェット記録ヘッドと互換性を持たせることは、市場での混乱を生じさせないという観点からも好ましいものである。
【0010】
そこで本発明は、1つの流路に対して複数の電気熱変換素子を有するインクジェット記録ヘッドを用い、複数の電気熱変換素子の駆動によりインクを吐出させる場合の、吐出速度や吐出量に代表される吐出特性をより向上させるインクジェット記録方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【0011】
また本発明は、リフィル周波数を向上させ、高速記録を可能とするインクジェット記録方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを第2の目的とする。
【0012】
さらに本発明は、1つのインク流路に対して1つのヒータが設けられたヘッドとの互換性を持つインクジェット記録ヘッドを提供することを第3の目的とする。その他の目的は実施例から理解されよう。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録方法は、吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドを用いたもので、前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動してインクを発泡させる場合に、これらの電気熱変換素子をどのように駆動するかに関わる。
【0014】
一つの方法は、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べてインクの吐出速度が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行う。
【0015】
他の方法は、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べてインクの吐出速度が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の、インクの発泡のための駆動タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行う。
【0016】
あるいは、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べて1 吐出動作におけるインクの吐出量が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行う。
【0017】
あるいは、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べて1吐出動作におけるインクの吐出量が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の、インクの発泡のための駆動タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行う。
【0018】
あるいは、それぞれの電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングの相対的なずらし時間をΔTとしたとき、
0<|ΔT|<0.5μs
の範囲内で、前記発泡タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行う。
【0019】
本発明のインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置は、上述の、電気熱変換素子の発泡タイミングをずらす手段を備えたものである。
【0020】
本発明者等は、流路内に設けられた複数の電気熱変換素子のうち2つを駆動してインクを吐出させた場合、マクロ的にはそれぞれの発泡タイミングをずらすと、発泡タイミングのずれが大きくなるにつれてインクの吐出速度が減少する傾向があることを見出している。そして、発泡タイミングのずらし時間の間隔を小さくして吐出速度及び吐出量をミクロ的に測定したところ、2つの電気熱変換素子で同時に発泡させたときにインクの吐出速度及び吐出量が最大となるのではなく、両者の発泡タイミングが0.1〜0.3μsというごくわずかな時間だけずれているときに極大値をとるという、新たな現象を見出した。
【0021】
そこで、この現象を利用して電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを所定の時間だけずらすことで、電気熱変換素子に与えるエネルギーが同時に駆動した場合と同じでありながら、インクの吐出速度や吐出量を大きくすることができ、その結果、着弾精度をよくしたりすることができる。
【0022】
また、以下の実施例でも述べるように、電気熱変換素子の配置や発泡させる順序によってはリフィル周波数が大幅に向上し、高速記録も可能となる。
【0023】
なお、電気熱変換素子の駆動タイミングとインクの発泡タイミングとの間には一定の関係が存在しているので、電気熱変換素子の駆動タイミングについてもインクの発泡タイミングと同様に考えることもできる。
【0024】
電気熱変換素子の駆動パルスとしては、一般的に用いられる単一のパルスや、電気熱変換素子の近傍のインクの温度分布を制御してインクの発泡を制御するためのプレヒートパルスとインクを発泡させるメインヒートパルスとで構成されるダブルパルスがある。全ての電気熱変換素子を同じパルスで駆動してもよいし、階調表現の際にドットの大小差を大きくするために、駆動される2つ以上の電気熱変換素子のうち少なくとも1つは単一のパルスを印加し、他はダブルパルスを印加してもよい。後者の場合、電気熱変換体が吐出口から異なる距離に配置されているときには、吐出口に近い電気熱変換素子に単一のパルスを印加し、吐出口に遠い電気熱変換素子にダブルパルスを印加するのが好ましい。
【0025】
さらに、本発明のインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置では、発泡タイミングのずらし時間を適宜の値とすることで、本発明のインクジェット記録ヘッドを、流路に対して1つの電気熱変換素子を有するインクジェット記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置に搭載したり、本発明のインクジェット記録装置に、流路に対して1つの電気熱変換素子を有するインクジェット記録ヘッドを搭載しても、ほとんどインクの吐出特性は変わらず、問題ない記録が行える。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明では、基本的には1つの流路内の複数の電気熱変換素子を駆動させたときのそれぞれの発泡タイミングをずらすものであるが、発泡に際して、それぞれの電気熱変換素子に同じ駆動パルスをタイミングをずらして与えると、ほぼそのずらしのタイミングが発泡タイミングのずれと一致する。従って、以下の説明では、特に断りのない限り、それぞれの電気熱変換素子に同じ駆動パルスが与えられ、駆動タイミングのずれと発泡タイミングのずれとはほぼ等しいものとする。つまり、それぞれの電気熱変換素子に同じ駆動パルスが与えられた場合には、駆動タイミングと発泡タイミングとは実質的に同じ意味で用いている。もちろん本発明は、それぞれの電気熱変換素子に与えられる駆動パルスが異なる場合にも適用可能であるが、この場合には、先に駆動パルスが与えられたからといって先に発泡するとは限らない。例えば、プレヒートパルスとメインヒートパルスとを印加してインクを発泡させる場合、プレヒートパルスによって発泡が制御されるからである。
【0027】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0028】
(第1の実施形態)
図1は、本発明のインクジェット記録ヘッドの第1の実施形態のインク流路部の模式的断面図である。
【0029】
このインクジェット記録ヘッドは、それぞれ吐出口11に連通した複数のインク流路12が360dpiの密度で並列に配列されているものであり、各インク流路12には、それぞれ2つのヒータ(電気熱変換素子)SH1,SH2がインク流路2の幅方向に並んで設けられている。ここでは、各インク流路12の幅を58μm、高さを40μmとした。また、各ヒータSH1,SH2の長さL及び幅Wはともに等しく、それぞれ長さLが130μm、幅Wが17μmである。さらに、吐出口11からヒータSH1,SH2までの距離OHもともに等しく、170μmとした。そして、2つのヒータSH1,SH2間の距離は、6μmである。
【0030】
各インク流路12の吐出口11と反対側の端は、各インク流路12に共通の液室13となっており、吐出口11から液室13までの距離は、400μmとした。これは、インクの吐出後の、液室13からインク流路12へのインクの補充(リフィル)を高速に行うため、言い替えれば、リフィル周波数を高くするためである。
【0031】
タンク(不図示)から供給されたインクは液室13に一時的に保持され、さらに毛管現象により各インク流路12に侵入し、吐出口11でメニスカスを形成してインク流路12を満たした状態を保つ。この状態でヒータSH1,SH2を駆動しインクに熱エネルギーを与えることで、インクに急峻な体積変化(気泡の発生)を伴う状態変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって吐出口11からインクが吐出される。
【0032】
各ヒータSH1,SH2の前縁部(吐出口11側の縁部)には共通電極(不図示)が結線されるとともに、後縁部(液室13側の縁部)には個別電極(不図示)が個々に結線されており、各ヒータSH1,SH2はそれぞれ独立して駆動することが可能である。一方のヒータSH1のみを駆動した場合と他方のヒータSH2のみを駆動した場合とではインクの吐出量はほぼ等しく、約20plである。また、2つのヒータSH1,SH2を駆動することで、インクの吐出量は約2倍である約40plになる。
【0033】
ここで発明者等は、2つのヒータSH1,SH2の駆動タイミングをずらしてインクを吐出したときの吐出特性を、駆動タイミングを0.1μsずつずらして測定した。駆動タイミングのずらし時間と、吐出特性を表す一つの指標である吐出速度との関係については、図2に示す結果が得られた。吐出速度が大きいほど吐出特性が高いといえる。図2において、横軸は、他方のヒータSH2を基準にした一方のヒータSH1の駆動タイミングのずらし時間ΔTを表す。すなわち、他方のヒータSH2を駆動した後に一方のヒータSH1を駆動した場合はプラスで表され、逆に、他方のヒータSH2を駆動する前に一方のヒータSH1を駆動した場合にはマイナスで表される。また、縦軸はインクの吐出速度vである。
【0034】
その結果、インクの吐出速度vは、各ヒータSH1,SH2を同時に駆動したときを極小値として、互いに0.1〜0.2μsだけずらして駆動したときに極大値をとり、0.3μsだけずらして駆動したときに、各ヒータSH1,SH2を同時に駆動したときと同じになるという、新たな現象を発見した。そして、駆動タイミングのずらし時間ΔTと吐出速度vとの関係は、同時駆動を境にほぼ対称となっている。グラフには示していないが、インクの吐出量についても同様の結果が得られた。このインクの吐出量も、インクの吐出特性を表す一つの指標であり、吐出量が大きいほど吐出特性が高いといえる。
【0035】
図3、4は、ヒータに電圧を印加してインクを発泡させたときの概略の発泡圧力を示すグラフであって、横軸は発泡開始からの経過時間を示す。
【0036】
一般的に、ヒータに電圧を印加してインクを発泡させた場合、図3に示すように、発泡時の圧力のピークは、およそ0.1〜0.2μsの幅をもっている。上記の現象は、このことが大きく影響していると考えられる。
【0037】
すなわち、2つのヒータSH1,SH2で同時に発泡した場合、この瞬間に、各ヒータSH1,SH2上の発泡の力によって発生する流体の流れあるいは気泡、または双方の衝突が各ヒータSH1,SH2間で発生し、これによって生じるエネルギー損失が、吐出速度や吐出量を低下させているのではないかと考えられる。
【0038】
一方、図4に示すように、2つのヒータを発泡圧力のピーク値が並列するように駆動することで、発泡後のヒータの吐出口側のインクの流動による粘性抵抗が作用する前に、次の発泡により効率的にインクを吐出させているためとも考えられる。さらに言えば、1つ目のヒータでの発泡によりインクがわずかだけ吐出口から突出しており、次の発泡時のヒータの吐出口側のインクの慣性抵抗が小さくなったことによるものとも推定される。
【0039】
以上のことから、2つのヒータSH1,SH2を駆動する場合には、それらの駆動タイミングを互いに0.1〜0.2μsだけずらすことで、同時に駆動した場合に比べて吐出速度及び吐出量を向上させ、インクの着弾精度を高めることができる。しかも、2つのヒータSH1,SH2の駆動電圧及び駆動時間すなわち投入エネルギーは、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動するときと変わらないので、結果的に、効率良くインクを吐出させることができる。
【0040】
各ヒータSH1,SH2の駆動タイミングをずらすための手段は、インクジェット記録ヘッドに設けてもよいし、記録装置に設けてもよい。
【0041】
記録装置においては、各ヒータSH1,SH2への駆動パルスの印加方式として以下の2つがある。すなわち、発泡させる度ごとに駆動パルスを印加するいわゆるシングルパルス方式と、発泡のための駆動パルスの印加に先だって、発泡まで至らない程度の短いパルス幅で駆動パルスを印加し、吐出前に予めインクを加熱しておくダブルパルス方式である。従って、記録装置で各ヒータSH1,SH2の駆動タイミングまたは各ヒータSH1,SH2による発泡タイミングをずらす場合には、各ヒータSH1,SH2に与える駆動パルスとして、大きく分けて、図5に示す4種類の場合がある。
【0042】
図5(a)は、シングルパルス方式の場合である。これは単に、各ヒータSH1,SH2へ与える駆動パルスの印加タイミングをずらすだけである。例えば上記のような大きさのヒータSH1,SH2に対しては、それぞれ27Vの電圧で5μsのパルス幅の駆動パルスを、互いにΔTだけずらして印加する。
【0043】
図5(b)、(c)は、ダブルパルス方式の場合である。同図(b)、(c)において、パルス幅の広いパルスはメインヒートパルスと呼ばれるもので、インクを発泡させるためのパルスである。また、パルス幅の狭いパルスはプレヒートパルスと呼ばれるもので、メインヒートパルスに先だって、インクを予め加熱しておくために印加されるパルスである。プレヒートパルスではインクは発泡はしない。
【0044】
ダブルパルス方式では、プレヒートパルスとメインヒートパルスとを合わせたパルス幅がシングルパルス方式のときのパルス幅と同じであっても、シングルパルス方式に比べてインク吐出量または吐出速度を多くできることが分かっている。従って、ダブルパルス方式は、インクの吐出量または吐出速度を向上させるのに有効である。
【0045】
このように、ダブルパルス方式の場合にインクの発泡には使用されないプレヒートパルスがあるため、プレヒートパルスの駆動タイミングに関してはずらしてもずらさなくても構わない。すなわち、ダブルパルス方式では、プレヒートパルスの駆動タイミングは同時にしてメインヒートパルスの駆動タイミングのみをΔTだけずらす場合(図5(b))と、プレヒートパルス及びメインヒートパルスの双方の駆動タイミングをΔTだけずらす場合(図5(c))との2つの方法がある。もちろん、インクジェット記録ヘッド側に駆動タイミングをずらす手段を設けた場合には、図5(c)に示した方法で各ヒータSH1,SH2が駆動されることになる。
【0046】
図5(d)は、シングルパルス方式とダブルパルス方式とを組み合せた駆動方式であり、一方のヒータをシングルパルス方式で駆動し、他方のヒータをダブルパルス方式で駆動するものである。この駆動方式においては、ダブルパルス方式で駆動されるヒータに与えられるプレヒートパルスはインクの発泡には寄与しないので、ずらし時間ΔTといった場合、メインヒートパルスの駆動タイミングとのずらし時間をいう。
【0047】
この駆動方式は、吐出するインクの量を二段階に可変として階調表現を行う場合に有効である。小吐出量のときには一方のヒータのみを駆動してインクを吐出し、大吐出量のときには両方のヒータを駆動してインクを吐出する。ここで、上述したように、ダブルパルス方式で駆動した方がシングルパルス方式で駆動したときよりもインクの吐出量が多くなることを利用して、小吐出量のときに駆動するヒータをシングルパルス方式で駆動し、他方のヒータをダブルパルス方式で駆動する。
【0048】
これにより、小ドットと大ドットとに十分な格差をつけることができ、二段階の階調表現を良好に実行することができる。なお、大吐出量のときには両方のヒータをダブルパルス方式で駆動することも考えられるが、これでは一方のヒータをシングルパルス方式とダブルパルス方式とで駆動する必要があるため駆動回路の構造が極めて複雑となり、しかも、インクの吐出量は図5(d)に示した方式で駆動した場合と比べて大差がないことが確認されている。従って、図5(d)に示した駆動方式は、十分な階調表現を行ううえで実用性が高い駆動方式といえる。
【0049】
ところで、上述のインクジェット記録ヘッドを、1つのインク流路に対して1つのヒータを有するシングルヒータのインクジェット記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置に搭載してインク吐出を行うと、2つのヒータSH1,SH2が同時に駆動されることになる。この場合に吐出速度や吐出量等の吐出特性をシングルヒータのインクジェット記録ヘッドと同じにしようと設計すると、各ヒータSH1,SH2の合計面積がシングルヒータのインクジェット記録ヘッドに比べて大きくなり、投入エネルギーが大きくなってしまう。
【0050】
そこで、2つのヒータSH1,SH2の駆動タイミングをずらす遅延回路をインクジェット記録ヘッドに設けて吐出特性を向上させ、その分だけヒータの合計面積を小さくすることで、投入エネルギーは変わらないまま、吐出特性を従来のインクジェット記録ヘッドとほぼ同一にすることができる。その結果、シングルヒータ用のインクジェット記録装置に本インクジェット記録ヘッドを搭載しても、問題なく使用することができる。
【0051】
(第2の実施形態)
図6は、本発明のインクジェット記録ヘッドの第2の実施形態のインク流路部の模式的断面図である。
【0052】
本実施形態では、2つのヒータSH1,SH2の吐出口11に対する位置をずらしている。すなわち、一方のヒータSH1の吐出口11からの距離OHが、他方のヒータSH2の吐出口11からの距離OH’よりも短くなるように、2つのヒータSH1,SH2が配置されている。ここでは、OH=110μm、OH’=165μmとした。各ヒータSH1,SH2の長さL及び幅、インク流路12の幅等は、第1の実施形態と同様である。以下、ヒータSH1,SH2の位置をずらした例の説明においては、説明の便宜上、吐出口11に近い方を前側のヒータSH1、遠い方を後ろ側のヒータSH2という。
【0053】
上記のインクジェット記録ヘッドについて、各ヒータSH1,SH2に同じ波形のパルスを与えたとき、それぞれの駆動タイミングのずらし時間ΔTに対するインクの吐出速度v及び吐出量Vdを測定した。さらにここででは、各ヒータSH1,SH2の駆動タイミングのずらし時間ΔTに対するリフィル周波数frも測定した。これらのグラフを図7に示す。図7において、横軸は、後ろ側のヒータSH2を基準にした、前側のヒータSH1の駆動タイミングのずらし時間ΔTである。
【0054】
まず、吐出速度vについては、図7(a)から分かるように、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動したときを極小値としてその両側に極大値をもち、後ろ側のヒータSH2を先に駆動した場合の方が、前側のヒータSH1を先に駆動した場合に比べて、極大値をとるときの駆動タイミングのずらし時間ΔTが大きくなる。また、極大値での吐出速度vの大きさも、後ろ側のヒータSH2を先に駆動した場合の方が大きくなる。
【0055】
具体的には、前側のヒータSH1を先に駆動した場合には、駆動タイミングのずらし時間ΔTが0.2μsのときに極大値となり、0.3μsで、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動したときとほぼ同じ値になる。それよりも駆動タイミングのずらし時間ΔTが大きくなると、吐出速度vは徐々に低下していく。逆に、後ろ側のヒータSH2を先に駆動した場合には、駆動タイミングのずらし時間ΔTが0.2〜0.3μsのときに極大値となり、0.5μsで、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動したときとほぼ同じ値になる。それよりも駆動タイミングのずらし時間ΔTが大きくなると、吐出速度vは徐々に低下していく。
【0056】
これは、後ろ側のヒータSH2を先に駆動した場合には、後ろ側のヒータSH2の駆動によりインクに作用する力のうち吐出口11に向かう成分が前側のヒータSH1上のインクに働いている状態で、さらに前側のヒータSH1の駆動による作用力が働くためと考えられる。
【0057】
次に、吐出量Vdについては、図7(b)から分かるように、吐出速度vとは逆に、前側のヒータSH1を先に駆動した場合の方が極大値をとるときの駆動タイミングのずらし時間ΔTがわずかではあるが大きくなり、極大値での吐出量Vdも前側のヒータSH1を先に駆動した場合の方がわずかではあるが大きくなった。
【0058】
具体的には、前側のヒータSH1を先に駆動した場合には、駆動タイミングのずらし時間ΔTが0.2μsのときに極大値となり、0.3〜0.4μsで、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動したときとほぼ同じ値になる。それよりも駆動タイミングのずらし時間ΔTが大きくなると、吐出量Vdは徐々に低下していく。逆に、後ろ側のヒータSH2を先に駆動した場合には、駆動タイミングのずらし時間ΔTが0.1〜0.2μsのときに極大値となり、0.3μsで、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動したときとほぼ同じ値になる。それよりも駆動タイミングのずらし時間ΔTが大きくなると、吐出量Vdは徐々に低下していく。
【0059】
最後に、リフィル周波数frであるが、これは、図7(c)から分かるように、吐出速度v及び吐出量Vdとは異なる傾向を示す。
【0060】
すなわち、前側のヒータSH1を先に駆動した場合には、駆動タイミングのずらし時間ΔTが0.2μsのときに変曲点があるが、傾向としてはリフィル周波数frは|ΔT|が大きくなるのに伴って徐々に大きくなっていく。逆に、後ろ側のヒータSH2を先に駆動した場合には、駆動タイミングのずらし時間ΔTが0.2〜0.3μsまでは徐々に低下し、0.2〜0.3μsで極小値をとる。それよりも駆動タイミングのずらし時間ΔTが大きくなると、リフィル周波数frは徐々に大きくなる。また、駆動タイミングのずらし時間ΔTが0.5μsのときに、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動したときと同じ値になる。
【0061】
また、駆動タイミングのずらし時間ΔTが−0.2〜0μsの領域A、つまり、前側のヒータSH1を後ろ側のヒータSH2よりも0〜0.2μmだけ先に駆動した場合には、吐出速度v、吐出量Vd、リフィル周波数frとも大きくなる傾向にある。それ以外の領域では、吐出速度vとリフィル周波数frとは相反する関係となっている。
【0062】
これは、前側のヒータSH1の駆動により生じた気泡の発泡圧が高い状態で、後ろ側のヒータSH2を駆動して発泡させるため、前側のヒータSH1の駆動による気泡が壁のような働きをして、後ろ側のヒータSH2の駆動による気泡が後ろ側に成長しているのではないかということが一つの理由として考えられる。そのため、消泡時の吐出口11におけるメニスカスの後退量が小さくなっているためではないかと考えられる。
【0063】
またもう一つの推定される理由としては、特に、後ろ側のヒータSH2の駆動による気泡が後ろ側に成長していないとしても、最後に消泡する地点は後ろ側のヒータSH2であるため、消泡時における2つの気泡全体としての有効消泡中心地点から吐出口側のインクの慣性抵抗が大きくなり、そのため、消泡時のメニスカス変位量が小さくなっているのではないかと考えられる。
【0064】
ここで、図6に示したように吐出口11からの距離を変えて2つのヒータSH1,SH2を配置した場合、各ヒータSH1,SH2のずらし量が吐出特性にどのように影響するかを調べるため、後ろ側のヒータSH2の位置を固定として前側のヒータSH1の位置を変え、このときのヒータSH1,SH2の駆動タイミングのずらし時間ΔTに対する吐出速度vを測定した。
【0065】
この測定には、表1に示す3種類のサンプルを用いた。
【0066】
【表1】
Figure 0003554138
表1において、ΔOHは、前側のヒータSH1と後ろ側のヒータSH2とのずらし量を表す。
【0067】
この測定結果を、図8のグラフに示す。図8より、ΔOHが大きくなるほど、すなわち前側のヒータSH1と吐出口11との距離OHが短くなるほど、前側のヒータSH1の駆動タイミングを遅らせたときの吐出速度vの極大値は大きくなり、また、極大値をとるときの駆動タイミングのずらし時間ΔTも大きくなる。また、後ろ側のヒータSH2の駆動タイミングを遅らせたときの吐出速度vの極大値はわずかながら小さくなり、そのときの駆動タイミングのずらし時間ΔTはほぼ0.1〜0.2μsで変化しない。
【0068】
このことを、ヒータずらし量ΔOHを横軸にとって表したのが図9のグラフである。図9において、aは、前側のヒータSH1を先に駆動したときの吐出速度の極大値の、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動したときの吐出速度との差である。bは、後ろ側のヒータSH2を先に駆動したときの吐出速度の極大値の、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動したときの吐出速度との差である。t1は、前側のヒータSH1を先に駆動したときの、吐出速度の極大値における後ろ側のヒータSH2との駆動タイミングのずらし時間である。t2は、後ろ側のヒータSH2を先に駆動したときの、吐出速度の極大値における前側のヒータSH1との駆動タイミングのずらし時間である。そしてWは、t1とt2を加えた時間である。
【0069】
以上説明したことから明らかなように、2つのヒータSH1,SH2を、吐出口11から異なる距離に配置した場合には、先に後ろ側のヒータSH2を駆動し、所定の時間経過後に前側のヒータSH1を駆動することによって、吐出速度を最大にすることができる。またこのとき、吐出量は最大になるとは限らないが、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動した場合と比べると、吐出量も向上させることができる。
【0070】
逆に、先に前側のヒータSH1を駆動し、所定の時間経過後に後ろ側のヒータSH2を駆動することによっても、先に後ろ側のヒータSH2を駆動したときほどではないが、吐出速度を向上することができる。ただし、この場合には、先に後ろ側のヒータSH2を駆動した場合に比べて、吐出量及びリフィル周波数が向上する。特にリフィル周波数は、大幅に向上するので高速印字を行う場合に適している。
【0071】
なお、上記の「所定時間」は、ヒータSH1,SH2の配置によって異なる。そこで、実験等によって予め極大値をとる駆動タイミングを求めておき、その時間だけずらしてヒータSH1,SH2を駆動すればよい。
【0072】
本実施形態では、図6に示したように、前側のヒータSH1と後ろ側のヒータSH2とをインク流路12の幅方向に配置した例を示したが、OH’とOHとの差が前側のヒータSH1の長さよりも大きい場合には、図10に示すように、2つのヒータSH1,SH2をインク流路12の長手方向すなわちインクの吐出方向に直列に配置することもできる。ヒータSH1,SH2を直列に配置しても、並列に配置した場合と同様な吐出特性が得られる。
【0073】
(第3の実施形態)
上述した実施形態では、2つのヒータSH1,SH2に同じ駆動パルスを与えた場合について説明したが、本実施形態では、図5(d)に示した、シングルパルスとダブルパルスとを組み合せて駆動する場合について説明する。なお、インクジェット記録ヘッドとしては、図6に示したような、長さおよび幅がほぼ等しい2つのヒータSH1,SH2を吐出口11からの位置をずらして配置したものを用いた。
【0074】
このように、シングルパルスとダブルパルスとを組み合せた駆動方式としては、実用的には、図11に示すような、ダブルパルスのプレヒートパルスとメインヒートパルスのパルス幅の合計をシングルパルスのパルス幅と同じにした第1の場合と、図12に示すような、ダブルパルスのメインヒートパルスのパルス幅をシングルパルスのパルス幅と同じにした第2の場合とがある。特に、第1の場合は、両方のヒータに与えられるエネルギーは同等になるため、パルスを印加するための回路負担も同等になり、電源や配線などの設計を共通化できる等のメリットがある。
【0075】
なお、図11および図12では、いずれも前側のヒータにシングルパルスを印加し、後ろ側のヒータにダブルパルスを印加している例を示している。本発明はこれに限られるものではないが、以下に示す理由により、シングルパルスは前側のヒータに印加することが好ましい。
【0076】
前述したように、シングルパルスとダブルパルスとの組み合せ駆動は、階調表現において好適に用いられる。そして、小ドットの吐出はシングルパルスの印加によってなされる。ここで、小ドットと大ドットとの格差を明確にするためには、小ドットの吐出量をより安定させることが好ましい。インクの吐出量の安定性は、ヒータと吐出口との距離に依存し、ヒータと吐出口との距離が短いほどインクの吐出量変化は少ない。従って、本実施形態では、前側のヒータにシングルパルスを印加している。
【0077】
図11に示した第1の場合および図12に示した第2の場合において、発泡タイミングまたは駆動タイミングをずらすためのパルスの印加パターンはさらに複数種類に分けられる。以下に、これらの印加パターンについて説明する。
【0078】
まず、図11に示した第1の場合について説明する。第1の場合は、図11(a)〜(e)に示す5通りの印加パターンがある。メインヒートの駆動タイミングで見ると、図11(a)〜(c)では前側のヒータを先に駆動し、図11(e)では後ろ側のヒータを先に駆動している。そして、各ヒータのメインヒートの駆動タイミングを、各ヒータで同時に発泡させたときと比べてインクの吐出特性が劣化しない範囲(例えばインクの吐出速度または吐出量が小さくならない範囲)でずらすことにより、例えば吐出速度の向上によってはインクの着弾精度を向上させることができる。
【0079】
ここで、図11(d)では両方のヒータを同時にメインヒート駆動しているが、後ろ側のヒータにはメインヒートパルスに先立ってプレヒートパルスが印加され、インクに予熱が与えられているので、後ろ側のヒータ上のインクが先に発泡する。これと同様に考えると、図11(c)では、前側のヒータを先に駆動しているが、双方の駆動タイミングのずらし時間によっては両方のヒータ上のインクが同時に発泡し、そのずらし時間を境として、前側のヒータ上のインクが先に発泡する場合と、後ろ側のヒータ上のインクが先に発泡する場合とがある。以上のことから、発泡タイミングで見ると、図11(a)および(b)では前側のヒータ上のインクが先に発泡し、図11(d)および(e)では後ろ側のヒータ上のインクが先に発泡し、また、図11(c)ではプレヒート条件や周囲の温度環境等によって前側のヒータ上のインクが先に発泡したり後ろ側のヒータ上のインクが先に発泡する。そして、それぞれのヒータの駆動による発泡タイミングを、各ヒータで同時に発泡させたときと比べてインクの吐出速度または吐出量が小さくならない範囲でずらすことによっても、インクの着弾精度を向上させることができる。
【0080】
次に、図12に示した第2の場合について説明する。第2の場合は、図12(a)〜(c)に示す3通りの印加パターンがある。駆動タイミングで見ると、図12(a)では後ろ側のヒータを先に駆動し、図12(c)では前側のヒータを先に駆動している。そして、各ヒータの駆動タイミングを、各ヒータで同時に発泡させたときと比べてインクの吐出特性が劣化しない範囲(例えばインクの吐出速度または吐出量が小さくならない範囲)でずらすことにより、例えばインクの吐出速度の向上によってはインクの着弾精度を向上させることができる。
【0081】
ここで、図12(b)では両方のヒータを同時に駆動しているが、第1の場合と同様に、後ろ側のヒータ上のインクが先に発泡する。これと同様に考えると、図12(c)では、前側のヒータを先に駆動しているが、双方の駆動タイミングのずらし時間によっては両方のヒータ上のインクが同時に発泡し、そのずらし時間を境として、前側のヒータ上のインクが先に発泡する場合と、後ろ側のヒータ上のインクが先に発泡する場合とがある。以上のことから、発泡タイミングで見ると、図12(a)および(b)では後ろ側のヒータ上のインクが先に発泡し、図12(c)ではプレヒート条件等によって前側のヒータ上のインクが先に発泡したり後ろ側のヒータ上のインクが先に発泡する。そして、それぞれのヒータの駆動による発泡タイミングを、各ヒータで同時に発泡させたときと比べてインクの吐出特性が劣化しない範囲(例えばインクの吐出速度または吐出量が小さくならない範囲)でずらすことによっても、例えば吐出速度の向上によってはインクの着弾精度を向上させることができる。
【0082】
また、上述の第1の場合および第2の場合のいずれの場合においても、第2の実施形態でも述べたように、後ろ側のヒータによる発泡を前側のヒータによる発泡よりも先に行わせることでインクの吐出速度はより大きくなり、その逆に前側のヒータによる発泡を後ろ側のヒータによる発泡よりも先に行わせることでリフィル周波数は大幅に向上する。
【0083】
さらに、図11(a)、(b)および図12(b)、(c)に示すように、シングルパルスの印加がダブルパルスの印加時間内に終了するようにそれぞれのヒータを駆動することで、シングルパルスとダブルパルスとを組み合せて駆動し、上述のように駆動タイミングまたは発泡タイミングをずらした場合であっても、1回の吐出に必要な駆動時間が長くなることはない。つまり、駆動周波数の設定を低下させることはない。
【0084】
(他の実施形態)
上述した実施形態では、ヒータSH1,SH2の大きさが等しい場合について説明したが、本発明は、ヒータSH1,SH2の大きさが異なる場合であっても同様に適用できる。
【0085】
図13は、1つのインク流路内に設けられた2つのヒータの大きさが異なる場合の種々の例を示す模式的断面図である。図13(a)は、大きさが異なる2つのヒータSH1SH2を吐出口11から同じ距離に配置した場合である。図13(b)、(c)は、大きさが異なる2つのヒータSH1,SH2を吐出口11から異なる距離に配置した場合であり、図13(b)では前側のヒータSH1の大きさが小さく、図13(c)では後ろ側のヒータSH2の大きさが小さい。
【0086】
これらの場合における、各ヒータSH1,SH2の駆動タイミングのずらし時間ΔTに対する吐出速度vの関係を図14に示す。図14の(a)〜(c)は、図13の(a)〜(c)に対応している。
【0087】
図14から明らかなように、2つのヒータSH1,SH2を吐出口11から同じ距離に配置した場合には、大きいヒータSH2を先に駆動したときの極大値が、小さいヒータSH1を先に駆動したときの極大値よりも大きい値となる。また、2つのヒータSH1,SH2を吐出口11から異なる距離に配置した場合には、ヒータSH1,SH2の大きさによらず、後ろ側のヒータSH2を先に駆動したときの極大値が、前側のヒータSH1を先に駆動したときの極大値よりも大きい値となる。
【0088】
従って、ヒータSH1,SH2の大きさが異なる場合には、これらの結果に基づいて、どちらを先に駆動するかを決定すればよい。例えば、小さいヒータSH1を駆動しての吐出速度は小さく、大きいヒータSH2を駆動しての吐出速度は大きいため、小さいヒータSH1だけで小ドット、小さいヒータSH1と大きいヒータSH2の両ヒータを駆動して大ドットを吐出させる場合、小ドットと大ドットの吐出速度差はかなり大きくなるため、吐出速度差をあまり大きくしすぎないようにするためには、小さいヒータSH1で先に発泡させるようにしたほうが好ましい。
【0089】
以上、ヒータSH1,SH2の配置や大きさを変えて本発明の実施形態を説明したが、ヒータSH1,SH2を吐出口11から異なる位置に配置する場合には、以下に示す検討結果に基づいてそれぞれのヒータを最適な位置に配置するのが好ましい。
【0090】
なお、吐出口から後ろ側のヒータまでの距離と、吐出口から前側のヒータまでの距離との差が、前側のヒータの長さよりも大きい場合には、図17に示すように、2つのヒータSH1,SH2をインク流路12の長手方向すなわちインクの吐出方向に直列に配置することもできる。ヒータSH1,SH2を直列に配置しても、並列に配置した場合と同様な吐出特性が得られる。
【0091】
次に、適用できる記録ヘッド形態の一例を説明する。
【0092】
図15は、1つのヒータについての、ヒータの吐出口からの距離OHに対する、インクの吐出量Vd及び吐出速度vの関係を、吐出口面積Soと距離OHとの積とともに示すグラフである。また、図16は、距離OHに対する、吐出速度vを吐出量Vdで除算した値の関係を示すグラフである。
【0093】
図15及び図16では、特異点a,bを規定し、距離OHを、a以上の領域A、b以下の領域B、及びaとbとの間となる領域Cの3つの領域に分割している。各領域の特有の傾向として、領域Aでは距離OHの増加にしたがって吐出速度vと吐出量Vdとがほぼ比例関係にあり、v/Vdがほぼ一定となることが挙げられる。また、領域Bでは吐出量Vdが吐出口面積Soと距離OHの積にほぼ比例し、領域Cでは吐出量Vdがほぼ一定であることが挙げられる。以上のことから、例えば吐出量Vdに着目して1つの流路内にほぼ同じ大きさの2つのヒータを配置する場合、吐出量Vdがほぼ同じになるように、前側のヒータを領域Bに配置し、後ろ側のヒータをA領域に配置するのが好ましい。
【0094】
また、上記の各領域A〜Cは吐出量Vd、吐出速度vのそれぞれに着目して考えると、以下のように定義することもできる。
【0095】
〈吐出量Vdから見た場合〉
領域A:吐出量Vdが距離OHの増大に伴って減少する区間
領域B:吐出量Vdが距離OHにほぼ比例して増加する区間
領域C:吐出量Vdが距離OHに対してほぼ一定となる区間
【0096】
〈吐出速度vから見た場合〉
全ての区間にわたって距離OHの増加に伴って吐出速度vは低下するが特に領域Cではその変化量は緩やかなものとなる。
【0097】
(インクジェット記録装置の実施形態)
図18は、本発明のインクジェット記録装置の構成の一例を示すブロック図である。
【0098】
このインクジェット記録装置は、記録ヘッドとインクタンクとが一体となったヘッドカートリッジ271を着脱自在に搭載するキャリッジ270を有し、このキャリッジ270の往復走査と、これに直交する方向への被記録媒体の所定ピッチでの搬送を交互に繰り返しながら、記録ヘッドからインクを吐出し、被記録媒体に記録を行うものである。記録ヘッドは、1つのインク流路に対して同じ大きさの2つのヒータを有するものである。また、記録ヘッドのインク流路は、360dpiの密度で配列されている。
【0099】
図18において、主制御部をなすコントローラ200は、後述する各種モードを実行する例えばマイクロコンピュータ形態のCPU201と、その手順に対応したプログラムやテーブル、ヒートパルスの電圧値、パルス幅、その他の固定データを格納したROM203と、画像データを展開する領域や作業用の領域等を設けたRAM205とを有する。このコントローラ200で、同じ流路内の2つのヒータを駆動する場合に、各種のモードに応じて記録ヘッドのヒータの駆動タイミングをずらしたり、どちらのヒータを先に駆動するかといった制御を行う。
【0100】
210は画像データ等の供給源をなすホスト装置(画像読み取りのためのリーダであってもよい)であり、画像データその他のコマンド、ステータス信号等は、インターフェース(I/F)を介してコントローラ200との間で送受信される。
【0101】
操作パネル102には、後述されるように各種のモードを選択するためのモード選択スイッチ220、電源スイッチ222、記録開始を指令するためのプリントスイッチ224、及び吐出回復処理の起動を指示するための回復スイッチ226を有し、操作者による指令入力を受容する部分である。230はホームポジションやスタートポジション等、キャリッジ270の位置を検出するためのキャリッジ位置検出センサ232、及びリリーフスイッチを含むポンプの位置を検出するためのポンプ位置検出センサ234等を備えた、この記録装置の状態を検出するためのセンサ群である。
【0102】
240は、コントローラ200から送られる記録データに応じて記録ヘッドのヒータを駆動するためのヘッドドライバである。また、ヘッドドライバ240の一部は、記録ヘッドの保温制御を行う温度ヒータ272を駆動することにも用いられる。さらに、記録ヘッドの温度を検出する温度センサ273からの検出値は、コントローラ200に入力される。
【0103】
250は、キャリッジ270を往復走査させるための主走査モータであり、この主走査モータ250はモータドライバ252によって駆動される。260は被記録媒体を搬送するための副走査モータであり、この副走査モータ260はモータドライバ254によって駆動される。
【0104】
以下に、本インクジェット記録装置で行われる各種吐出モードについて説明する。
【0105】
〈基本的吐出量モード〉
基本的には、小吐出量モードと大吐出量モードとの、2つの吐出量モードを持つ。小吐出量モードは、1つのヒータのみを駆動して吐出するモードであり、ここでは約20plのインクが吐出される。大吐出量モードは、2つのヒータを駆動して吐出するモードであり、ここでは約40plのインクが吐出される。
【0106】
〈印字モード〉
印字モードは、通常印字モード(360dpiモード)と、高品位印字モード(720dpiモード)と、多値記録モードとに分けられる。
【0107】
通常印字モードは、大吐出量モードで360dpiの印字を行う。高品位印字モードは、小吐出量モードでドットのピッチを半分ずらして2回のヘッド走査を行うことで、720×720dpiの印字を達成する。
【0108】
多値記録モードは、高品位印字モードで大、小の吐出量を画素ごとに切り替えるモードである。この際には、インクのにじみの少ない被記録媒体を使用することで、効果的に720×720dpiあるいは720×360dpiの1画素に対して3値(吐出しない場合も含む)の階調表現が達成できる。360dpiの多値データを360dpiのモードで印字する場合、多値データに対応して大小ドットのパターンを印字することで、360dpiで階調性の高い高品位な画質が得られる。また、元々の吐出量を小さめに設定しておき、温度ヒータ272により記録ヘッドの温度を調整し、吐出量の範囲を微調整してもよい。
【0109】
〈印字中の予備吐出〉
印字中の予備吐出は、印字をどちらの吐出量モードで行っているかにかかわらず、吐出速度の大きい大吐出量モードで行う。特に本実施例では2つのヒータの駆動タイミングをずらして吐出を行っているので、吐出速度はさらに大きくなる。これにより、予備吐出を行う時間間隔を長くし、予備吐出の回数を減らすことができる。
【0110】
〈印字の方法の各種実施例〉
ヒータの駆動が画素単位で、すなわち記録ヘッド中の全てのヒータごとに変えられるようにすれば、高品位な画像を高速に記録することができる。
【0111】
しかし、記録ヘッドの構成上、駆動させるヒータを短い時間で切り替えられない場合もあるし、インク流路ごとのヒータ切り替えもできない場合がある。このような場合には、1走査中の吐出量モードは大、小いずれかとなる。このとき、大小のドットで多値データ(720×720dpiでの1画素における大、小ドットの3値)を印字する場合、例えば、往走査方向で大吐出量モード、副走査方向で小吐出量モードでの印字を行うことにより、階調性の高い画像が得られる。またこのようにして印字を行うことにより、カラー印字のためにそれぞれ異なる色のインクを吐出する複数の記録ヘッドがその走査方向に並列配置されている場合であっても、色むらは発生しない。
【0112】
【実施例】
(実施例1)
本実施例では、図1に示したような、1つのインク流路12に同じ大きさの2つのヒータSH1,SH2を吐出口11から同じ距離に配置したインクジェット記録ヘッドを用いた。さらに、従来のシングルヒータのインクジェット記録ヘッドとの互換性を持たせ、シングルヒータ用の記録装置でも使用できるようにするために、本実施例のインクジェット記録ヘッドは、ヒータSH1,SH2の駆動タイミングをずらすための手段として、デジタル的またはアナログ的な遅延回路を備えている。
【0113】
各ヒータSH1,SH2及びインク流路12の寸法、配置関係は、第1の実施形態で述べたとおりである。つまり、各ヒータSH1,SH2の面積は、17μm×130μm=2210μm であり、1つのインク流路12内での2つのヒータSH1,SH2の合計面積は、4420μm である。これは、2つのヒータSH1,SH2を駆動した場合の投入エネルギーが従来のインクジェット記録ヘッドを駆動する場合の投入エネルギーと等しくなるような面積である。また、遅延回路は、駆動信号が入力されることによって、2つのヒータSH1、SH2が0.15μsだけタイミングがずれて駆動されるように設定されている。
【0114】
そして、本実施例のインクジェット記録ヘッドをシングルヒータ用の記録装置に搭載して印字動作を行ったところ、投入エネルギーはシングルヒータのインクジェット記録ヘッドと変わらないまま、吐出速度、吐出量とも、シングルヒータのインクジェット記録ヘッドとほぼ同じにすることができた。仮に、2つのヒータSH1、SH2を同時に駆動して最大印字デューティーで印字すると、吐出速度及び吐出量が低下することにより、着弾精度が悪くなって印字品位が低下したり、かすれた印字になるおそれがある。
【0115】
本実施例のように、2つのヒータSH1、SH2の駆動タイミングをずらすことにより、かすれのない良好な印字結果が得られた。また、ヒータSH1、SH2の駆動タイミングをずらす手段をインクジェット記録ヘッドに設けているので、既に市場で使用されている多くのシングルヒータ用の記録装置に搭載しても、問題なく使用することができた。もちろん、シングルヒータ用の記録装置に搭載した場合には、2つのヒータSH1、SH2を個別に駆動することはできないが、マルチヒータのインクジェット記録ヘッドを使用する記録装置に搭載した場合には、2つのヒータSH1、SH2を個別に駆動して吐出量を可変とし、階調記録を行うことができる。
【0116】
(実施例2)
本実施例も、図1に示したような、1つのインク流路12に同じ大きさの2つのヒータSH1,SH2を吐出口11から同じ距離に配置したインクジェット記録ヘッドを用いた。各ヒータSH1,SH2の寸法や位置関係等は実施例1と同様であるが、2つのヒータSH1,SH2の駆動タイミングをずらす手段を、インクジェット記録ヘッドではなく記録装置に設け、2つのヒータSH1,SH2を駆動する場合には、記録装置側で駆動パルスのタイミングをずらしている。これにより、各ヒータSH1,SH2を同時に駆動した場合に比べて、吐出速度や吐出量を向上させることができた。また、各ヒータSH1,SH2を個別に駆動して階調記録を行うこともできる。
【0117】
(実施例3)
本実施例では、図6に示したような、1つのインク流路12にほぼ同じ大きさの2つのヒータSH1,SH2を吐出口11から異なる距離に配置したインクジェット記録ヘッドを用いた。各ヒータSH1,SH2の大きさは実施例1のものと同様であり、各ヒータSH1,SH2の位置関係については、前側のヒータSH1の吐出口11からの距離OHを110μm、後ろ側のヒータSH2の吐出口11からの距離OH’を165μmとした。また、各ヒータSH1,SH2の駆動タイミングをずらす手段は記録装置に設けており、2つのヒータSH1,SH2を駆動する場合には、前側のヒータSH1を駆動して0.2μs後に後ろ側のヒータSH2が駆動されるようにした。
【0118】
この場合の吐出速度v、吐出量Vd、リフィル周波数frの測定結果を表2に示す。なお、比較のために、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動した場合の吐出速度v、吐出量Vd、リフィル周波数frも併せて表2に示す。
【0119】
【表2】
Figure 0003554138
表2から明らかなように、実施例3では、吐出速度v、吐出量Vd、リフィル周波数frのいずれも、2つのヒータを同時に駆動した場合よりも向上している。特に、吐出量Vd及びリフィル周波数frが大幅に向上している。従って本実施例は、高濃度での記録が必要な媒体や記録モードでの記録、高速記録に適している。
【0120】
(実施例4)
本実施例も、図6に示したような、1つのインク流路12にほぼ同じ大きさの2つのヒータSH1,SH2を吐出口11から異なる距離に配置したインクジェット記録ヘッドを用いた。各ヒータSH1,SH2の寸法や位置関係等は実施例3と同様である。また、各ヒータSH1,SH2の駆動タイミングをずらす手段も実施例3と同様に、記録装置に設けており、2つのヒータSH1,SH2を駆動する場合の駆動順序も実施例3と同様である。本実施例の、実施例3と異なる点は、2つのヒータSH1,SH2を駆動する場合の駆動タイミングのずらし時間を0.3μsとした点である。
【0121】
この場合の吐出特性を測定したところ、吐出速度vは12m/s、吐出量Vdは38plとなり、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動した場合と同等であった。また、リフィル周波数frについては、10.3kHzと大幅に向上した。従って、本実施例も高速記録に適したものとなる。
【0122】
ここで、吐出速度v及び吐出量Vdが、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動した場合と同等である点に着目すると、本実施例では、2つのヒータSH1,SH2の駆動タイミングをずらしてリフィル周波数frを向上させた高速記録モードと、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動した低速記録モードとを必要に応じて切り替えて使用することも可能である。例えば、より高精細な画像を記録するために、ドットの位置をずらして同じ行を複数回走査する、いわゆるマルチパスと呼ばれる記録方法があるが、通常の記録の場合には低速モードとし、マルチパスの場合には高速モードに切り替えて記録を行う。
【0123】
また、吐出速度v及び吐出量Vdが、同時駆動の場合と同等であるという観点から、本実施例で用いたインクジェット記録ヘッドをシングルヒータ用の従来の記録装置に搭載し、2つのヒータSH1,SH2を同時に駆動させたとしても、リフィル周波数frが小さくなること以外は、本実施例の記録装置と同様の吐出特性を得ることができる。
【0124】
(実施例5)
本実施例も、図6に示したような、1つのインク流路12にほぼ同じ大きさの2つのヒータSH1,SH2を吐出口11から異なる距離に配置した、実施例3と同様のインクジェット記録ヘッドを用いたもので、2つのヒータを駆動する場合のタイミングずらしは記録装置側で行っている。本実施例の、実施例3と異なる点は、2つのヒータを駆動する場合、後ろ側のヒータSH1を駆動して0.2μs後に前側のヒータSH2が駆動されるようにした点である。
【0125】
この場合の吐出特性を測定したところ、吐出速度vは13.5m/s、吐出量Vdは38.5pl、リフィル周波数frは8.4kHzであった。つまり、吐出速度vは大幅に向上するが、リフィル周波数frはわずかながら低下した。
【0126】
このように、吐出速度vが大幅に向上することにより、インクの着弾精度が向上し高品位の記録が可能となる。また、低温環境下ではインクの粘度が高くなり吐出速度vが低下する傾向が見られるが、本実施例においては、低温環境下であっても十分な吐出速度vが得られる。
【0127】
インクジェット記録では、一般的に、吐出口でのインクの水分の蒸発により粘度が高くなったインクが吐出口近傍に付着しており、これによる吐出不良が発生することがある。これを防止するため、記録とは別に予備吐出と呼ばれる吐出を一定時間ごとに行い増粘インクを除去しているが、吐出速度が低いと増粘インクを完全には除去できない場合がある。
【0128】
ところが本実施例では、吐出速度vが大幅に向上しているので、より粘度が高くなったインクであっても予備吐出で除去することができる。従って、予備吐出の時間間隔を長くすることができ、記録動作中の予備吐出の回数を減らすことができる。つまり、リフィル周波数frの低下によって記録速度は低下するものの、記録開始から終了までの全体の時間で見ると、実質的にスループットは低下しない。また、予備吐出の回数が減ることにより、インクを有効に使用することができる。
【0129】
(実施例6)
本実施例でも、図6に示すように2つのヒータSH1,SH2を配置した実施例3と同様のインクジェット記録ヘッドを用いているが、2つのヒータSH1、SH2を駆動する場合の駆動タイミングをずらす手段を、インクジェット記録ヘッド自身に備えている。すなわち、シングルヒータ用の記録装置にも使用できるようにしたものである。また、2つのヒータSH1、SH2を駆動する場合の各ヒータSH1、SH2の駆動順序及び駆動タイミングのずらし時間は、実施例3と同様にした。
【0130】
ここで、各ヒータSH1,SH2の大きさを実施例3と同じにすれば、実施例3と同様の吐出特性が得られ、吐出速度v及び吐出量Vdは向上することになる。ところが本実施例ではシングルヒータ用の記録装置でも使用できることを目的としており、吐出速度v及び吐出量Vdをその記録装置に適合させる必要があるため、各ヒータSH1,SH2の面積を、それぞれ5%ずつ小さくした。
【0131】
本実施例のインクジェット記録ヘッドのリフィル周波数frを測定したところ、11kHzであり、大幅に向上していた。従って、本実施例のインクジェット記録ヘッドを用いることにより、本体の記録速度を大幅に向上させることも可能である。
【0132】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、1つの流路に対して設けられた複数の電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動してインクを発泡させる場合、同時に発泡させたときと比べて吐出速度が大きくなる範囲、あるいは1吐出動作における吐出量が大きくなる範囲内で相対的な発泡タイミングをずらすことで、ヒータに与えるエネルギーを変えることなくインクの吐出速度あるいは吐出量を大きくすることができ、着弾精度を向上させることができる。また、上記の範囲内で、電気熱変換素子の配置や駆動順序を適宜設定することで、インクのリフィル周波数を大幅に向上させ、高速記録を達成することもできる。
【0133】
特に、本発明のインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置では、上記の発泡タイミングのずらし時間を適宜の値とすることで、1つの流路に対して1つの電気熱変換素子を有するシングルヒータのインクジェット記録ヘッド、あるいはシングルヒータ用のインクジェット記録装置との互換性も持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット記録ヘッドの第1の実施形態のインク流路部の模式的断面図である。
【図2】図1に示したインクジェット記録ヘッドでの、各ヒータの駆動タイミングのずらし時間と吐出速度との関係を示すグラフである。
【図3】1つのヒータを駆動してインクを発泡させた場合の、発泡開始からの経過時間と発泡圧力との関係を示すグラフである。
【図4】2つのヒータを発泡圧力のピーク値が並列するように駆動した場合の、発泡開始からの経過時間と発泡圧力との関係を示すグラフである。
【図5】2つのヒータに印加する駆動パルスの例を示す図である。
【図6】本発明のインクジェット記録ヘッドの第2の実施形態のインク流路部の模式的断面図である。
【図7】図6に示したインクジェット記録ヘッドでの、各ヒータの駆動タイミングのずらし時間に対する、吐出速度、吐出量及びリフィル周波数の関係を示すグラフである。
【図8】後ろ側のヒータの位置を固定として前側のヒータの位置を変えた場合の、各ヒータの駆動タイミングのずらし時間に対する吐出速度の関係を示すグラフである。
【図9】後ろ側のヒータの位置を固定として前側のヒータの位置を変えた場合の、各ヒータのずれ量に対する、吐出速度に関する特性値を表すグラフである。
【図10】同じ大きさの2つのヒータがインク流路に沿って直列に配置されたインクジェット記録ヘッドのインク流路部の模式的断面図である。
【図11】一方のヒータをシングルパルスで駆動し他方のヒータをダブルパルスで駆動する第1の場合のパルス印加パターンを示す図である。
【図12】一方のヒータをシングルパルスで駆動し他方のヒータをダブルパルスで駆動する第2の場合のパルス印加パターンを示す図である。
【図13】1つのインク流路内に設けられた2つのヒータの大きさが異なる場合の種々の例を示す模式的断面図である。
【図14】図13に示す種々の例における、各ヒータの駆動タイミングのずらし時間に対する吐出速度の関係を示すグラフである。
【図15】ヒータの吐出口からの距離OHに対する、インクの吐出量Vd及び吐出速度vの関係を示すグラフである。
【図16】距離OHに対する、吐出速度vを吐出量Vdで除算した値の関係を示すグラフである。
【図17】異なる大きさの2つのヒータがインク流路に沿って直列に配置されたインクジェット記録ヘッドのインク流路部の模式的断面図である。
【図18】本発明のインクジェット記録装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 吐出口
12 インク流路
13 液室
102 操作パネル
200 コントローラ
201 CPU
203 ROM
205 RAM
210 ホスト装置
212 I/F
220 モード選択スイッチ
222 電源スイッチ
224 プリントスイッチ
226 回復スイッチ
230 センサ群
232 キャリッジ位置センサ
234 ポンプ位置センサ
240 ヘッドドライバ
250 主走査モータ
252,254 モータドライバ
260 副走査モータ
270 キャリッジ
271 ヘッドカートリッジ
272 温度ヒータ
273 温度センサ
SH1,SH2 ヒータ(電気熱変換素子)

Claims (29)

  1. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドを用い、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動してインクを発泡させる場合、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べてインクの吐出速度が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法。
  2. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドを用い、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動してインクを発泡させる場合、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べてインクの吐出速度が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の、インクの発泡のための駆動タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法。
  3. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドを用い、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動してインクを発泡させる場合、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べて1吐出動作におけるインクの吐出量が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法。
  4. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドを用い、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動してインクを発泡させる場合、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べて1吐出動作におけるインクの吐出量が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の、インクの発泡のための駆動タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法。
  5. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドを用い、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動してインクを発泡させる場合、それぞれの電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングの相対的なずらし時間をΔTとしたとき、
    0<|ΔT|<0.5μs
    の範囲内で、前記発泡タイミングを相対的にずらして前記吐出口よりインクを吐出し、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方法。
  6. 前記発泡タイミングのずらし時間ΔTが0<|ΔT|<0.3μsの範囲内である請求項に記載のインクジェット記録方法。
  7. 前記駆動する電気熱変換素子のうち少なくとも2つが、前記吐出口から異なる距離に配置されているときには、前記吐出口に近い位置にある電気熱変換素子で先に発泡させる請求項1ないしのいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  8. 前記駆動する電気熱変換素子のうち少なくとも2つが、前記吐出口から異なる距離に配置されているときには、前記吐出口から離れた位置にある電気熱変換素子で先に発泡させる請求項1ないしのいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  9. インクの発泡のために駆動される前記2つ以上の電気熱変換素子に、それぞれ単一パルスを印加する請求項1ないしのいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  10. インクの発泡のために駆動される前記2つ以上の電気熱変換素子に、それぞれ、インクを発泡させないプレヒートパルスと、前記プレヒートパルスの後にインクを発泡させるメインヒートパルスとを印加する請求項1ないしのいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  11. インクの発泡のために駆動される前記2つ以上の電気熱変換素子のうち、少なくとも1つの電気熱変換素子に単一パルスを印加し、他の電気熱変換素子に、インクを発泡させないプレヒートパルスと、前記プレヒートパルスの後にインクを発泡させるメインパルスとを印加する請求項1ないしのいずれか1項に記載のインクジェット記録方法。
  12. 前記駆動する電気熱変換素子のうち少なくとも2つが前記吐出口から異なる位置に配置されているときには、前記吐出口に近い位置にある電気熱変換素子に前記単一パルスを印加し、前記吐出口に遠い位置にある電気熱変換素子に前記プレヒートパルスおよびメインヒートパルスを印加する請求項11に記載のインクジェット記録方法。
  13. 前記プレヒートパルスのパルス幅と前記メインヒートパルスのパルス幅との合計が、前記単一パルスのパルス幅と実質的に等しい請求項11に記載のインクジェット記録方法。
  14. 前記プレヒートパルスの印加が開始されてから前記メインヒートパルスの印加が終了するまでの間に、前記単一パルスを印加する請求項11に記載のインクジェット記録方法。
  15. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動させてインクを発泡させる場合、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べてインクの吐出速度が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを相対的にずらす手段を有するインクジェット記録ヘッド。
  16. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動させてインクを発泡させる場合、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べて1吐出動作におけるインクの吐出量が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを相対的にずらす手段を有するインクジェット記録ヘッド。
  17. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動させてインクを発泡させる場合、それぞれの電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングの相対的なずらし時間をΔTとしたとき、
    0<|ΔT|<0.5μs
    の範囲内で、前記発泡タイミングを相対的にずらす手段を有するインクジェット記録ヘッド。
  18. 前記発泡タイミングのずらし時間ΔTが、0<|ΔT|<0.3μsの範囲内である請求項17に記載のインクジェット記録ヘッド。
  19. 前記発泡タイミングをずらす手段は、前記駆動される電気熱変換素子が、それぞれ前記吐出口から同じ距離に配置され、かつ、表面積が異なるときには、表面積の大きい電気熱変換素子で先に発泡させる請求項1516または17に記載のインクジェット記録ヘッド。
  20. 前記発泡タイミングをずらす手段は、前記駆動される電気熱変換素子のうち少なくとも2つが、前記吐出口から異なる距離に配置されているときには、前記吐出口に近い位置にある電気熱変換素子で先に発泡させる請求項1516または17に記載のインクジェット記録ヘッド。
  21. 前記発泡タイミングをずらす手段は、前記駆動される電気熱変換素子のうち少なくとも2つが、前記吐出口から異なる距離に配置されているときには、前記吐出口から離れた位置にある電気熱変換素子で先に発泡させる請求項1516または17に記載のインクジェット記録ヘッド。
  22. 前記発泡タイミングをずらす手段は遅延回路である請求項15ないし21のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
  23. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドが搭載されるインクジェット記録装置であって、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動させてインクを発泡させる場合、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べてインクの吐出速度が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを相対的にずらす手段を有するインクジェット記録装置。
  24. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドが搭載されるインクジェット記録装置であって、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動させてインクを発泡させる場合、前記2つ以上の電気熱変換素子で同時に発泡させたときと比べて1吐出動作におけるインクの吐出量が大きくなる範囲で、前記2つ以上の電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングを相対的にずらす手段を有するインクジェット記録装置。
  25. 吐出口に連通する流路内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子が設けられ、前記電気熱変換素子の駆動によりインクを発泡させて前記吐出口より吐出させるインクジェット記録ヘッドが搭載されるインクジェット記録装置であって、
    前記各電気熱変換素子のうち2つ以上の電気熱変換素子を駆動させてインクを発泡させる場合、それぞれの電気熱変換素子の駆動による発泡タイミングの相対的なずらし時間をΔTとしたとき、
    0<|ΔT|<0.5μs
    の範囲内で、前記発泡タイミングを相対的にずらす手段を有するインクジェット記録装置。
  26. 前記発泡タイミングのずらし時間ΔTが、0<|ΔT|<0.3μsの範囲内である請求項25に記載のインクジェット記録装置。
  27. 前記発泡タイミングをずらす手段は、前記駆動させる電気熱変換素子が、それぞれ前記吐出口から同じ距離に配置され、かつ、表面積が異なるときには、表面積の大きい電気熱変換素子で先に発泡させる請求項2324または25に記載のインクジェット記録装置。
  28. 前記発泡タイミングをずらす手段は、前記駆動させる電気熱変換素子のうち少なくとも2つが、前記吐出口から異なる距離に配置されているときには、前記吐出口に近い位置にある電気熱変換素子で先に発泡させる請求項2324または25に記載のインクジェット記録装置。
  29. 前記発泡タイミングをずらす手段は、前記駆動させる電気熱変換素子のうち少なくとも2つが、前記吐出口から異なる距離に配置されているときには、前記吐出口から離れた位置にある電気熱変換素子で先に発泡させる請求項2324または25に記載のインクジェット記録装置。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296350B1 (en) * 1997-03-25 2001-10-02 Lexmark International, Inc. Ink jet printer having driver circuit for generating warming and firing pulses for heating elements
JP3311284B2 (ja) 1997-10-24 2002-08-05 キヤノン株式会社 液体吐出記録ヘッド、液体吐出記録方法および液体吐出記録装置
EP1000745A3 (en) * 1998-10-27 2001-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Electro-thermal conversion device board, ink-jet recording head provided with the electro-thermal conversion device board, ink-jet recording apparatus using the same, and production method of ink-jet recording head
JP2000127371A (ja) 1998-10-27 2000-05-09 Canon Inc インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法
US6501052B2 (en) * 2000-12-22 2002-12-31 Chrysalis Technologies Incorporated Aerosol generator having multiple heating zones and methods of use thereof
US6669317B2 (en) * 2001-02-27 2003-12-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Precursor electrical pulses to improve inkjet decel
JP3617644B2 (ja) * 2002-03-26 2005-02-09 ソニー株式会社 液体吐出装置
JP2006088711A (ja) * 2002-04-16 2006-04-06 Sony Corp 液体吐出装置及び液体吐出方法
SG116514A1 (en) * 2002-11-13 2005-11-28 Sony Corp Liquid-ejecting method and liquid-ejecting apparatus.
JP4114202B2 (ja) 2003-02-28 2008-07-09 ソニー株式会社 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの駆動方法
JP3972363B2 (ja) * 2003-06-11 2007-09-05 ソニー株式会社 液体吐出装置及び液体吐出方法
EP1661707A1 (en) * 2003-09-03 2006-05-31 Sony Corporation Liquid ejector and liquid ejecting method
TWI322085B (en) * 2007-03-07 2010-03-21 Nat Univ Tsing Hua Micro-droplet injector apparatus having nozzle arrays without individual chambers and ejection method of droplets thereof
WO2010065697A1 (en) * 2008-12-03 2010-06-10 Videojet Technologies Inc. An inkjet printing system and method

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945658A1 (de) * 1978-11-14 1980-05-29 Canon Kk Fluessigkeitsstrahl-aufzeichnungsverfahren
JPS55132259A (en) 1979-04-02 1980-10-14 Canon Inc Liquid jet recording method
US4646110A (en) * 1982-12-29 1987-02-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid injection recording apparatus
US4965594A (en) * 1986-02-28 1990-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording head with laminated heat resistive layers on a support member
JPS62240558A (ja) * 1986-04-14 1987-10-21 Canon Inc 液体噴射記録ヘツド
JPS62261452A (ja) * 1986-05-09 1987-11-13 Canon Inc 多値化記録方式
JPS62261453A (ja) * 1986-05-09 1987-11-13 Canon Inc 多値化記録方式
JP2651188B2 (ja) * 1988-04-07 1997-09-10 株式会社リコー 液体噴射記録方法
US5479196A (en) * 1990-02-26 1995-12-26 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording apparatus and method of recovery ink discharging condition of the same
JPH06216957A (ja) * 1993-01-13 1994-08-05 Fujitsu Ten Ltd 直交復調周波数自動調整回路
ATE189048T1 (de) 1993-06-28 2000-02-15 Lanworth Asia Limited Hilfsventil
JPH0839807A (ja) * 1994-07-29 1996-02-13 Canon Inc インクジェットプリント方法および装置
DE4428807C2 (de) * 1994-08-13 1996-10-10 Eastman Kodak Co Vorrichtung zur Geschwindigkeits- und Tropfenmassenvariation bei thermischen Tintenschreibern
JP3715696B2 (ja) * 1994-10-20 2005-11-09 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジおよび液体吐出装置
JPH08118641A (ja) * 1994-10-20 1996-05-14 Canon Inc インクジェットヘッド、インクジェットヘッドカートリッジ、インクジェット装置およびインクが再注入されたインクジェットヘッドカートリッジ用インク容器
DE69535997D1 (de) * 1994-12-29 2009-10-08 Canon Kk Tintenstrahlkopf mit verschiedenen Heizelementen pro Düse und Tintenstrahldrucker unter Verwendung desselben

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