JPH03213344A - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インク吐出口からインクを吐出させて記録を
行うインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記
録装置に関する。

［従来の技術］ 従来、インクを吐出させるインク吐出口を具えたインク
ジェット記録ヘッドを搭載し、このようなインクジェッ
ト記録ヘッドを駆動することにより記録を行うインクジ
ェット記録装置の代表的な装置を第１２図に示す。ここ
で、ｌはインクを吐出させ記録を行う不図示の吐出口を
具えたインクジェット記録ヘッド、２はインクジェット
記録ヘッド１を主走査方向に操作するキャリッジ、３は
キャリッジ２を駆動するＣＲモモ−−、４はＣＲモモ−
−３の駆動力をキャリッジ２に伝える駆動ベルト、５は
キャリッジ案内軸、６はインクジェット記録ヘッド１に
より記録される被記録材１１を副走査方向にシート送り
する搬送ローラー７は搬送ローラー６を駆動するＬＦモ
モ−−、８はＬＦモモ−−７とＣＲモモ−−３との動作
を記録命令に応じて制御するコントロール回路、９はコ
ントロール回路８かもの記録信号をインクジェット記録
ヘッド１に送給するフレキシブルケーブル、］０はシー
トガイド板、１２はインクジェット記録ヘッド１から吐
出させる記録インクを保持するインクタンク、１３はイ
ンクタンクからインクジェット記録ヘッド１にインクを
供給するインク供給路である。

このように構成されたインクジェット記録装置において
は、電源が“オン”となりホストコンピューターなどの
外部装置等から記録命令が送られると、その記録命令が
コントロール回路８により解析され、記録動作が開始さ
れる。すなわち、ＬＦモモ−−７が駆動されることによ
り搬送ローラー６が被記録材１１を記録位置まで搬送す
る。次にＣＲモモ−−が駆動されて搬送ベルト４により
キャリッジ２が記録ヘッド１を主走査方向に移動させ、
所定の記録位置で記録ヘッドｌから被記録材１１に向け
てインクが吐出され記録が行われる。

そして−主走査ごとにＬＦモモ−−７によって副走査、
すなわちシート送りが行われ、この主走査と副走査とが
繰り返されることにより被記録材ｌｌ上に記録が行われ
て行く。なお、従来は、この時の主走査速度、およびイ
ンクジェット記録ヘッド１に供給される吐出パルスの周
波数はインクジェット記録ヘッド１の最大駆動可能周波
数に対して最適になるように一義的に決められていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような従来例においては、搭載
可能なインクジェット記録ヘッドに関する仕様の諸元が
一つのものに決っており、またその記録ヘッドの最大駆
動可能周波数も一義的に決まっているために主走査速度
、および記録ヘッドに送られる吐出パルスの周波数、つ
まり記録速度も一義的に決ってしまう。そのためにユー
ザーが１つのインクジェット記録装置を用意して多方面
に適用しようとしてもむづかしい。例えば、ワープロ出
力などに使用される高密度の吐出口を有する高品位イン
クジェット記録装置を持つユーザーが、実験結果のデー
タ処理等のようにデータを大量に扱う仕事にこのような
高品位インクジェット記録装置を利用しようとして、仕
事の処理速度を上げるために、記録速度をもっと速めた
いと望んでも、装置によってその主走査速度、および記
録ヘッドに送られる吐出パルスの周波数、つまり記録速
度が決っているために不可能であり、速い処理速度を実
現するためには高速プリンタをもう一台買い揃える必要
があった。以上述べたように、従来のインクジェット記
録装置の記録特性はかなり指向性の強いものとなってお
り、多岐に渡るニーズを持つユーザーは多種の記録装置
を揃える必要が有るなど、結果としてユーザーに多額の
８費が強いられるという問題点があった。　本発明の目
的は、上述した従来の問題点に着目し、その解決を図る
べく、最大駆動可能周波数の異なる複数の記録ヘッドを
交換して使用、駆動することが可能であり、以て、多目
的の用途に適用できるインクジェット記録ヘッドおよび
インクジェット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］ かかる目的を達成するために、本発明のインクジェット
記録ヘッドは、制御手段によって駆動されるインク吐出
エネルギー発生手段によりインク吐出口からインクを吐
出させて被記録材上に記録を行うインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、前記インク吐出エネルギー発生手段を駆
動するために供給される最大駆動可能周波数を前記制御
手段に検知させる手段を具えたことを特徴とする。

更に、本発明のインクジェット記録装置は、制御手段に
よって駆動されるインク吐出エネルギー発生手段により
インク吐出口からインクを吐出させるインクジェット記
録ヘッドを有し、該インクジェット記録ヘッドまたは被
記録材のいずれか一方を他方に対して相対移動させ、前
記インク吐出エネルギー発生手段に所定の送給タイミン
グの周波数でパルスを送給し、インクを吐出させて記録
を行うインクジェット記録装置において、前記インク吐
出エネルギー発生手段を駆動するために供給される最大
駆動可能周波数を前記制御手段に検知させる手段を具え
た複数のインクジェット記録ヘッドを選択自在に搭載可
能であり、前記制御手段は、搭載されたインクジェット
記録ヘッドに供給される前記最大駆動可能周波数に関す
る情報を検知する手段と、検知された情報に基づいて、
前記相対移動の速度および前記送給タイミングの周波数
を設定する手段とを有することを特徴とするものである
。

［作　用］ 本発明のインクジェット記録ヘッドをインクジェット記
録装置に搭載すると、その記録ヘッドのインク吐出エネ
ルギー発生手段を駆動させるときの最大駆動可能周波数
が記録装置の制御手段によって検知されるので、制御手
段ではその最大駆動可能周波数に基づいて、記録ヘッド
の相対移動速度およびインクを吐出させるパルスの送給
タイミンクの周波数を設定して記録装置に記録を行わせ
ることができるもので、本発明によれば用途に応じて、
それに対応したインクジェット記録ヘッドを記録装置に
装着して記録を実施することが可能となり、多種類の記
録装置を用意する必要がない。

［実施例］ 以下に、図面に基いて本発明の実施例を詳細かつ具体的
に説明する。

第１図は本発明の特徴を最もよ（表す第１の実施例を示
す。ここで、１はインクを吐出させ記録を行うインク吐
出口を具えたインクジェット記録ヘッド、２は記録ヘッ
ド１を主走査方向に走査するキャリッジ、３はキャリッ
ジ２を駆動する）５ルスモーター（ＣＲモモ−−）、４
はＣＲモモ−−３の駆動力をキャリッジ２に伝える駆動
ベルト、５はキャリッジ案内軸、６は記録がなされる被
記録材１１を副走査方向にシート送りする搬送ローラー
７は搬送ローラー６を駆動するパルスモータ−（ＬＦモ
モ−−）、８はＬＦモモ−−７およびＣＲモモ−−３を
記録命令に応じて駆動制御するコントロール回路、９は
コントロール回路８の記録信号を記録ヘッド１に送給す
るフレキシブルケーブル、ｌＯはシートガイド板である
。

しかして本例ではインクジェット記録ヘッド１が記録装
置本体から容易に取り外しが可能なように着脱自在に構
成されていて、第２図に示すようにインクを吐出させ記
録を行うためのインク吐出口１４およびキャリッジ２上
に設けられたコネクタ１６（第３図参照）と電気的に接
続するための電極１５とを具えている。また、本例の記
録ヘッド１は不図示のインクタンクを内蔵しているが、
記録装置本体からインクの供給を受ける形態のものであ
更 ってもよい。ｌにまたこの記録ヘッド１は第４図に示す
ように複数の内部抵抗２２（本例では３ＫＨｚ。

６ＫＨｚ、　９ＫＨｚ用抵抗）を内蔵しており、その抵
抗値は予め設定されていて、これらの値の中からその記
録ヘッドの最大駆動可能周波数に対応したものを選択す
ることが可能であって、内部抵抗の端末は電極１５の端
子に組み込まれている。またＣＲモモ−−３はパルスモ
ータ−であり、そのｌパルスの駆動によりキャリッジ２
の移動するピッチ、つまり主走査のピッチが決まってい
る。

第５回は本発明インクジェット記録装置を制御するコン
トロール回路８の構成を示す。ここで、３０は中央処理
装置のＣＰ肌２１は記録ヘッド１の内部抵抗２２のうち
からその記録ヘッド１の最大駆動可能周波数に対応する
抵抗を見出すために設けられたコンパレータ、２３は記
録ヘッド１の吐出エネルギー発生手段２４を駆動するド
ライバ、２５はタイマー、２６はＣＲモモ−−３および
ＬＰモモ−−７を所定のタイミングで駆動するドライバ
である。更にまた、コントロール回路８はＲＯＭ２７．
　ＲＡＭ２ｇを有し、ホストコンピュータ等からインタ
ーフェース２９を介して送給されてきた記録信号に基づ
いて、ドライバ２３から記録ヘッド１の吐出エネルギー
発生手段２４にパルス信号を供給し、記録を行う。４０
は記録装置用の操作パネルである。

そこで、このように構成したインクジェット記録ヘッド
１を記録装置のキャリッジ２に搭載するとその電極１５
がコネクタ１６に接続され、第５図に示すコントロール
回路８に設けられたコンパレーター２１によりその記録
ヘッド１の最大駆動可能周波数に対応するインクジェッ
ト記録ヘッド１内の内部抵抗２２の値が判断されること
により、搭載された記録ヘッド１の最大駆動可能周波数
が検出される。そして、その情報がＣＰＵ３０により処
理されて主走査時の記録ヘッドを移動させるＣＲモモ−
−３の駆動パルスの周波数、および記録ヘッド１に供給
される吐出パルスの送給タイミングの周波数が選択され
、それらに従ってＣＲモモ−−３が駆動されインクが吐
出されて記録が行われる。

例えばいま、３００ｄｐｉの解像度を持つ記録装置にお
いて、最大駆動可能周波数３ｋＨｚの記録ヘッド１が搭
載されたとすると２５．４ｃｍ／秒の主走査速度になる
ようにＣＲモモ−−３の駆動パルスの周波数が決められ
、記録ヘッド１への吐出パルスの送給タイミングの周波
数もまた３ＫＨｚで行われる。また、最大駆動可能周波
数９ＫＨｚの記録ヘッドｌが搭載されたときは７６、２
ｃｍ／秒の主走査速度になるようにＣＲモモ−−３の駆
動パルスの周波数が決められ、記録ヘッド１の吐出パル
スの送給タイミングの周波数は９に肚で行われる。

第６図は記録ヘッド搭載時における周波数選択動作の手
順を示す。

まずステップＳ１でインクジェット記録ヘッド１がキャ
リッジ２に装着されると、記録ヘッド１の電極１５がキ
ャリッジ２のコネクタ１６に接続されることによりステ
ップＳ２で記録ヘッド１の内部抵抗２２がコントロール
回路８のコンパレータ２１で比較される。そして、ステ
ップＳ３ではその判断に基づいてＣＰｔＪ３０が搭載さ
れたインクジェット記録へ・ンド１の最大駆動可能周波
数を判断し、更にステップＳ４およびステップＳ５にお
いて、ＣＲモモ−−３の駆動パルスの周波数およびイン
クを吐出させるパルスの周波数を設定して、ステップＳ
６の記録開始にそなえる。

第７図は本発明の第２の実施例を示す。本実施例は、フ
ルライン型記録ヘッドを使用した場合の実施例であり、
ここで、■は被記録材１１のシート幅に対応して配列さ
れたインク吐出口を有するインクジェット記録ヘッド、
６は被記録材１１をインク吐出口列とは直交する方向に
シート送りする搬送ローラー　７は搬送ローラー６を駆
動するパルスモータ−（ＬＦモモ−−）、８はＬＦモモ
−−７の動作を記録命令に応じて制御するコントロール
回路である。また、１７は補助ローラー、１８は補助ロ
ーラと搬送ローラ６との間に張設され被記録材１１を搬
送する搬送ベルト、１９は被記録材１１を搬送ベルト１
８上に送給する送給ローラー、２０は被記録材１１を搬
送ベルト１８上から排出する排出ローラーである。

本例のインクジェット記録ヘッド１もまた記録装置本体
から容易に着脱可能であり、第８図に示すようにインク
吐出口１４と、第９図に示す本体装置上に設けられたコ
ネクタ１６と電気的に接続される電極１５とを具えてい
る。なお、本例の記録ヘッド１は不図示インクタンクを
内蔵しているが、記録装置本体からインクの供給を受け
る形態のものであってもよい。しかしてこの記録ヘッド
ｌは先に第４図に示したように複数の自在に選択される
内部抵抗２２を内蔵し、その抵抗値は予じめ設定された
複数の値の中からその記録ヘッドの有する吐出エネルギ
ー発生手段の最大駆動可能周波数に対応したものを選択
できるようになっており内部抵抗２２の端末は電極１５
の端子の一部に組み込まれている。なおここで、ＬＰモ
モ−−７の１ステツプで動く搬送ローラー６の主走査方
向の走査量は予め決められている。

このように構成したインクジェット記録ヘッド１を記録
装置に搭載するとその電極１５がコネクタ１６に接続さ
れ、第１Ｏ図に示すコントロール回路８のコンパレータ
ー２１によりそのノズルの最大駆動可能周波数に対応す
るインクジェット記録ヘッド１内の内部抵抗２２の値が
判断されることにより、搭載された記録ヘッド１の最大
駆動可能周波数が検出される。そして、その情報がＣＰ
Ｕ３０により処理されて被記録材１１を送給シート送り
するＬＦモモ−−７の駆動パルスの周波数、記録ヘッド
に供給される吐出パルスの送給タイミング周波数が選択
され、それらに従って記録が行われる。

例えばいま３００ｄｐｉの解像度の記録装置において、
最大駆動可能周波数３ｋＨｚのフルライン型記録ヘッド
が搭載されたとすると被記録材１１の送り速度が２５．
４ｃｍ／秒となるようにＬＦモモ−−７の駆動パルスの
周波数が決められ、記録ヘッドに供給される吐出パルス
の送給タイミングの周波数は３ｋＨｚで行われる。

また、最大駆動可能周波数９ｋＨｚのフルライン型記録
ヘッド１が搭載されたときは７６、２ｃｍ／秒の送り速
度となるようにＬＦモモ−−７の駆動パルスの周波数が
決められ、記録ヘッド１の吐出パルスの送給タイミング
の周波数は９ｋＨｚで行われる。

第１１図は上述した配録ヘッド搭載時の周波数選択動作
の手順を示す。その手順において、ステップＳ１からス
テップＳ３までの動作は第６図に示したところと変わら
ないのでこれを省略する。ただステップＳ４でＬＦモモ
−−７の駆動パルスの周波数をステップＳ３の判断に基
づいて行う点が相違するのみで、あとはステップＳ５で
インクを吐出させるパルスの周波数を設定し、ステップ
Ｓ６の記録開始にそなえる手段となる。

なお、以上に述べてきた各実施例において、記録ヘッド
１の吐出パルスの送給タイミングを作成する際に基準と
して使用できるものとしては、ＣＲモモ−−の駆動パル
スまたはＬＦモモ−−の駆動パルス、光学式エンコーダ
ー（不図示）、コントロール回路内のタイマー等をあげ
ることができる。

また、以上説明してきたように、各実施例によれば、予
め設定された範囲内でそのインク吐出エネルギー発生手
段を駆動する最大駆動可能周波数に対応して多種の記録
ヘッドを使用することが可能なため、ユーザーのさまざ
まなニーズにこたえて１つのインクジェット記録ヘッド
および記録装置を自在に使いこなすことができる。

なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
バブルジェット方式の記録ヘッド、および記録装置にお
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
。

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４７４０７９６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。この方式は特に、オンデマンド型に好適であり
、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（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４４６
３３５９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４３１３１２
４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。

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４４５９６００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５
９−１２３６７０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、記録を確実に効率よ（行いうるか
らである。

さらに、本発明は先に述べたように記録装置が記録でき
る被記録材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適用できるもので、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、一体向に形成された１
個の記録０ヘツドとしての構成のいずれでもよい。加え
て、上側のようなシリアルタイプのものでも装置本体に
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
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。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッドに対しての回復手段、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による予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。

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。

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
態を採るものであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、インク吐出エネ
ルギー発生手段を駆動するために供給される最大駆動可
能周波数を制御手段に検知させる手段を記録ヘッドに設
け、このよな記録ヘッドを選択自在に搭載可能となして
、−力制御手段には搭載された記録ヘッドの最大駆動可
能周波数に関する情報を検知する手段と検知された情報
に基づいて相対移動速度およびインク吐出エネルギー発
生手段に供給する送給タイミングの周波数を設定する手
段とを設けたので、ユーザーが多方面の用途にアレンジ
可能なコストパフォーマンスの高いインクジェット記録
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、および第３図は、本発明の第１実施例
にかかる各部の構成図、第４図は本発明にかかる記録ヘ
ッド内の内部抵抗の構成図、第５図は第１実施例による
コントロール回路の構成図、第６図は第１実施例による
制御動作の手順を示すフローチャート、第７図、第８図
および第９図は本発明の第２実施例にかかる各部の構成
図、第１０図は第２実施例によるコントロール回路の構
成図、第１１図は第２実施例による制御動作の手順を示
すフローチャート、第１２図は従来のインクジェット記
録装置の構成を示す斜視図である。 インクジェット記録ヘッド、 キャリッジ、 ＣＲモモ−− 搬送ローラー ＬＦモモ−− コントロール回路、 インク吐出口、 電極、 コネクタ、 搬送ベルト、 コンパレータ、 内部抵抗、 吐出エネルギー発生手段、 ｃｐｕ　。 第２図 Ｘ 〜 〜 第６図 腎 〜 〜 第 ｊｌ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）制御手段によって駆動されるインク吐出エネルギー
   発生手段によりインク吐出口からインクを吐出させて被
   記録材上に記録を行うインクジェット記録ヘッドにおい
   て、 前記インク吐出エネルギー発生手段を駆動するために供
   給される最大駆動可能周波数を前記制御手段に検知させ
   る手段を具えたことを特徴とするインクジェット記録ヘ
   ッド。 ２）制御手段によって駆動されるインク吐出エネルギー
   発生手段によりインク吐出口からインクを吐出させるイ
   ンクジェット記録ヘッドを有し、該インクジェット記録
   ヘッドまたは被記録材のいずれか一方を他方に対して相
   対移動させ、前記インク吐出エネルギー発生手段に所定
   の送給タイミングの周波数でパルスを送給し、インクを
   吐出させて記録を行うインクジェット記録装置において
   、前記インク吐出エネルギー発生手段を駆動するために
   供給される最大駆動可能周波数を前記制御手段に検知さ
   せる手段を具えた複数のインクジェット記録ヘッドを選
   択自在に搭載可能であり、前記制御手段は、搭載された
   インクジェット記録ヘッドに供給される前記最大駆動可
   能周波数に関する情報を検知する手段と、検知された情
   報に基づいて、前記相対移動の速度および前記送給タイ
   ミングの周波数を設定する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。