JPH03218841A - 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、インクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来より被記録材にインクを吐出することにより記録を
行なうインクジェット記録装置が知られている。

インクジェット記録装置はノンインパクト型の記録装置
であって騒音が少ないこと、多色のインクを使うことに
よってカラー画像記録も容易であること等の特徴を有し
ており近年急速に普及しつつある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしインクジェット記録装置、特に水溶性インクを使
用するものである場合、インク温度の変化がそのままイ
ンク粘度の変化となり同一の駆動条件下で吐出を行って
も、インク温度が高いと低粘度化してインク吐出量が増
し、インク温度が低いと高粘度化してインク吐出量が減
るということが知られている。

このため、例えば吐出口とこれに対応した吐出エネルギ
発生素子とを多数配列してなる所謂マルチノズル化した
記録ヘッドであって、吐出エネルギ発生素子に電気熱変
換体（吐出ヒータ）を用いたバブルジェット記録方式に
よる記録ヘッドにあっては、中央部分に配置される吐出
口内方のインクは両側の吐出ヒータの熱の影響を受けて
低粘度化し、両端部分に配置される吐出口内方のインク
は中央部と異なり吐出口のない部分からの熱の影響がな
いので中央に比べ高粘度化する。すなわち、マルチノズ
ル型の記録ヘッドでは中央部分の濃度が高く、両側部分
の濃度が低くなる山型の濃度ムラが生じてしまうことに
なる。このことは、シリアルプリンタに配置される記録
ヘッドであっても、記録媒体の全幅にわたって吐出口を
整列させたフルマルチタイプのヘッドであっても、吐出
口が高密度に多数配置されるほど温度均一化が難しいた
め、問題となる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる問題点を解決することを目的とし、そ
のために、本発明は、インクを吐出するために配列され
た複数の吐出口と、該吐出口に関連して設けられ、前記
吐出のために利用される熱エネルギを発生する電気熱変
換体とを有する記録ヘッドを具えたインクジェット記録
装置において、記録動作に伴って生ずる前記複数の吐出
口の配列方向の温度分布に起因したインク吐出量のばら
つきを補償すべ《、前記複数の吐出口の配列範囲の両端
部分にある吐出口からのインク吐出量を増大させる手段
を具えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、マルチノズル型記録ヘッドの両端部分のイ
ンク吐出量を増大させ、全体として均一な吐出量を得る
ことにより、端部が淡くなる１度ムラが防止される。

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

第１図は本発明を適用したインクジェット記録装置の一
例を示す。本例は多色記録装置の場合であり、ここで、
ｌは第２図に示すような複数の記録ヘッドｌＡ−１０か
らなる記録ヘッドユニットであって、それぞれの記録ヘ
ッドＩＡ−１０から色の異なる記録／？！（インク）が
吐出される。また、個々の記録ヘッドＩＡ〜ＩＤには、
第３図に示すように、記録液を吐出させる熱エネルギを
発生させるために印加電圧が供給される電気熱変換体２
１がその液路に沿って配設されている。

３は記録ヘッドユニット１を搭載し、ガイドレール４に
沿って移動するキャリッジ、５はキャリッジ４を移動さ
せるタイミングベルト、６はキャリッジ駆動モータであ
る。また、記録シ一ト７はシート送りモータ８によって
駆動されるシート送りローラ９、およびローラ９と協動
する保持ローラ対ｌＯによって記録位置に保持され、一
行分の記録が終了するごとに矢印方向にシート送りされ
る。１１は記録ヘッドＩＡ−１０にそれぞれインクを供
給する供給管、１２は記録ヘッドｌＡ−１０からインク
をタンク１３に戻す戻し管、更にまた１４はキャリッジ
４をホームポジションＨに導いたときに、記録ヘッドユ
ニットｌに対向し、吐出不良が生じたときにその要因を
除去して良好な吐出状態に回復を行うための複数記録ヘ
ッド用の吐出回復装置である。

また、記録ヘッドＩＡ〜ｌＤには、第２図および第３図
に示すように、それぞれ記録ヘッドの吐出口配列範囲の
両端部分を加熱する加熱素子２Ａ，　２Ｃが設けられて
おり、また記録ヘッドを構成する基板上の中央部および
両端部分に温度検出手段２ａ〜２Ｃが設けられている。

さらに、第３図において２１Ａは電気熱変換体２１が配
置される液路、２１Ｂはその液路前方の吐出口、２１Ｇ
は各液路に連通した共通液室である。

かかるヘッド構成において、何ら制御を施さないとすれ
ば前述したように記録ヘッドには温度分布が生じ、第３
図の右側部分に示すように吐出口の位置に対応して吐出
される液滴量が変化してしまうことになる。本例では、
そのため両端部分の温度を加熱素子２Ａ，　２Ｇによっ
て補償する。

第４図は本例に係る記録ヘッドの温度制御系の構成例を
示す。なお、本図は１つの記録ヘッドに対してのもので
あるが、かかる制御系は記録ヘッドの個数分設けること
ができる。

ここで、２３は温度検出手段２２ａ，　２２ｂ，　２２
ｃの出力に対する変換増幅器、２４はその出力をＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換器である。２５は例えば第５図につ
き後述する処理を実行するｃｐｕ，その処理手順に対応
したプログラム等を格納したＲＯＭ，作業用のＲＡＭ等
を有するマイクロコンビ二一夕形態の制御装置であり、
インクジェット記録装置本体の主制御部が兼用してもよ
い。２６は加熱素子２Ａ，　２Ｃを駆動する駆動回路で
ある。

本例においては、記録ヘッド両端部の温度、すなわち温
度検出手段２２ａ，　２２ｃで検出された温度Ｔａ，Ｔ
ｃを、それぞれ中央部の温度、すなわち温度検出手段２
２ｂで検出された温度丁ｂと比較し、その大小関係によ
って適切に加熱素子２Ａ，　２Ｇをオン／オフし、もっ
て一様な温度状態が得られるようにする。

第５図は本例に係る制御手順の一例を示す。

例えば記録開始の指令入力後、適宜のタイミングないし
インターバルで本手順が起動されると、まずステップＳ
ｌにてＴｂとＴａとの大小を比較する。

ここでＴｂ−Ｔａ＞０であれば、すなわち中央部の温度
に比して温度検出手段２２ａが配設された端部の温度が
低い場合には、ステップＳ３にて加熱素子２Ａをオンと
する。次にステップＳ５にてＴｂとＴｃとの大小を比較
し．Ｔｂ−Ｔｃ＞０であれば同様にステップＳ７にて加
熱素子２Ｃをオンとする。

次いでステップＳ９にてＴａがＴｂ以上となっているか
否かを判定し、肯定判定であればステップＳｌｌにて加
熱素子２人をオフとする。ステップＳ１３およびＳ１５
にても同様に、ＴｃがＴｂ以上であれば、加熱素子２Ｃ
をオフとする。

このようにマルチノズル型のインクジェット記録ヘッド
を用いた記録時に、端部を外部から加熱素子で昇温させ
て端部の吐出口による記録濃度を上げることにより、端
部が淡くなるような濃度ムラが防止される。

なお、以上の実施例では、ヘッド両端部分を外部から加
熱することにより濃度を上げ、濃度ムラを防止するよう
にしたが、両端部分にある電気熱変換体２ｌの駆動条件
を変化させることにより端部が淡くなる濃度ムラを防止
することもできる。すなわち上記実施例と同様に中央部
分の温度と端部との温度差を知り、これに応じた２駆動
信号の電圧および／またはパルス幅等を変更することに
よりインク吐出量が均一となるようにすることができる
。

また、本発明のさらに他の実施例として、ヘッド両端部
分の電気熱変換体に対し吐出が生じない程度のエネルギ
（パルス幅および／または電圧）を有する信号を印加す
ることにより両端部分を内部から加熱することもできる
。これには、例えば実際の記録動作に先立って両端部分
にこのような制御を施すようにすることもできるが、実
際の記録に使用される吐出口配列範囲の両側に、いわば
ダミーの吐出ヒータを設けて一層効率を向上することも
できる。

第６図はそのための構成例を示す。ここで、Ｊｌ−Ｊ６
は実際の記録に使用されることのある電気熱変換体、Ｄ
ｉ，Ｄ２は実際の記録に供されない電気熱変換体（ダミ
ーヒータ）である。而して、まずＪ１〜Ｊ６の全てを使
用する場合は、ダミーヒータＤｉ，Ｄ２で加熱を行ない
、たとえば画像に応じてＪ１〜Ｊ４までしか使用されな
い場合は、ダミーヒータＤＩと吐出ヒータＪ５に対して
は吐出が生じない程度の駆動信号を印加し、両端を加熱
すればよい。

また、吐出ヒータＪ２〜Ｊ５を用いる記録時には、吐出
ヒータＪｌとＪ６に対しては、吐出が生じない程度の駆
動信号を印加して両端を加熱すればよい。本例によって
も記録ヘッド端部によって記録される画像の濃度が淡く
なることを防止できる。

（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
バブルジェット方式の記録ヘッド、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。

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《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ｌ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。

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
９一１２３６７０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く行いつる
からである。

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。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、本発明によればマルチノズル型の
記録ヘッドに対して、その両端部分の吐出口からのイン
ク吐出量を増大させることにより、全体として均一な吐
出量を得るようにしたので、濃度ムラを防止できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用可能なインクジェット記録装置の
構成例を示す斜視図、 第２図は本発明の一実施例に係る記録ヘッドユニットの
構成例を示す斜視図、 第３図は記録ヘッドの構成と吐出口位置に対応しだ液適
量分布とを説明するための説明図、第４図は本例に係る
記録ヘッド温度制御系の構成例を示すブロック図、 第５図はその制御手順の一例を示すフローチャート、 第６図は本発明のさらに他の実施例に係る記録ヘッドの
説明図である。 ＩＡ，　ＩＢ，　Ｉｃ，　ＩＤ・・・記録ヘッド、２Ａ
，　２Ｃ・・・加熱素子、 ２１・・・電気熱変換体、 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ　−温度検出手段。 第 ２ 図 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクを吐出するために配列された複数の吐出口と
   、該吐出口に関連して設けられ、前記吐出のために利用
   される熱エネルギを発生する電気熱変換体とを有する記
   録ヘッドを具えたインクジェット記録装置において、記
   録動作に伴って生ずる前記複数の吐出口の配列方向の温
   度分布に起因したインク吐出量のばらつきを補償すべく
   、前記複数の吐出口の配列範囲の両端部分にある吐出口
   からのインク吐出量を増大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装置。 ２）前記手段は、前記配列範囲の中央部および前記両端
   部分の温度差に応じて前記両端部分にある吐出口からの
   インク吐出量を増大させ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。 ３）前記手段は加熱を行うことにより前記両端部分にあ
   る吐出口により吐出が行われるインクの粘度を低下させ
   る加熱手段であることを特徴とする請求項２に記載のイ
   ンクジェット記録装置。 ４）前記加熱手段は、外部加熱手段であることを特徴と
   する請求項３に記載のインクジェット記録装置。 ５）前記加熱手段は、記録に使用される範囲外にある電
   気熱変換体を駆動することにより加熱を行うことを特徴
   とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。 ６）前記記録に使用される範囲外にある電気熱変換体は
   、記録に使用されることのないダミーヒータの形態を有
   することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット
   記録装置。７）前記記録に使用される範囲外にある電気
   熱変換体は、そのときの記録に供されない吐出口に関連
   して設けられた電気熱変換体であり、前記加熱手段は吐
   出が生じない程度の駆動信号を供給することを特徴とす
   る請求項５に記載のインクジェット記録装置。 ８）前記手段は、前記両端部分にある吐出口に関連して
   設けられた電気熱変換体の駆動信号のエネルギを増大さ
   せる手段を有することを特徴とする請求項２に記載のイ
   ンクジェット記録装置。