JPH0431058A - 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、記録ヘッドから被記録材ヘイ−／りを吐出さ
せて記録を行なうインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像
情報に基づいて、紙やプラス千ツク薄板等の被記録材上
にドア）パターンから成る画像を記録していくように構
成されている。

前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、
ワイヤドア１式、サーマル式、しザービーム式等に分け
ることができ、そのうちのインクジェット式（インクジ
ェット記録装置）は、被記録材にインクを吐出させて記
録を行なうように構成されている。

インクシエンド記録装置は、ノンインパクト方式である
ため騒音が少なく、多色のインクを使用してカラー画像
を記録するのが容易であるなどの利点を有している。

しかし、インクジエ・７ト記録装置では、記録ヘッドの
微細な吐出口からインクを直接吐出させて記録を行なう
ので、インクを常に吐出可能な状態に保つために他の方
式には見られない特別な手段が必要である。

［発明が解決しようとする技術的課題］しかしながら、
従来のインクジェット記録装置では、記録中はもとより
、放置状態であっても、吐出口面（吐出口が形成された
面）にゴミやインク滴が付着したり、吐出口内の濡れ性
の変化や汚染が生しるなどの影響により、吐出インク量
（液滴の体積）が変化して画像ムラが発生し、記録画像
の安定性が損なわれるという技術的課題がある。

複数の吐出口を有する記録ヘッドを使用する場合は、吐
出口間の吐出インク量の変化により画像ムラが発生する
ことがある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、画像ムラが発生した場合、インクの無駄な消費
を最小限に抑えながら、効率良く安定な画像状態に回復
させ得るインクジェット記録装置を提供することを目的
とする。

〔課題解決のための手段］ 本発明は、複数の吐出口を有する記録ヘッドからインク
を吐出させて被記録材に記録を行なうインクジェット記
録装置において、画像ムラが発生した場合に、淡いムラ
の吐出口の吐出駆動パルス数を濃いムラの吐出口の吐出
駆動パルス数より多く設定することにより、画像ムラを
解消する画像ムラ回復手段を有する構成とすることによ
り、画像ムラが発生した場合、インクの無駄な消費を最
小限に抑えながら、効率良く安定な画像状態に回復させ
得るインクシエンド記録装置を提供するものである。

上記構成においては、前記吐出駆動パルス数の設定は、
記録中の被記録材に対して行なう他、記録領域外での空
吐出として行なうこともできる。

［実施例〕 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第３閃は、本発明を実施するのに好適なインクジェット
記録装置の要部構成を模式的に示す斜視図である。

以下では、本発明を、膜沸騰方式のインクンエツト記録
ヘッドを有するインクジェット記録装置に適用する場合
を例に挙げて説明する。

第３図において、ｌはキャリッジ３に搭載されタヘノト
ユニノトテアリ、該ヘットユニット１は、複数個（口承
の例では、４個）の熱エネルギーにより記録を行なう膜
沸騰方式の記録ヘッド２Ａ、２Ｂ、２Ｃ１２Ｄを有して
いる。

各記録ヘッド２Ａ〜２Ｄは、それぞれ、複数の吐出口を
有しており、各記録ヘッド２Ａ〜２Ｄからは色の異なる
インクが吐出される。

４個の記録ヘッド２Ａ、２Ｂ、２Ｃ１２Ｄのそれぞれは
、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのイ
ンク色に対応させることができる。

各記録へノド２Ａ〜２Ｄは、それらの各吐出口内の液路
に沿って配設された発熱素子等の電気熱変換体に、画像
情報に応したパルス電圧（吐出駆動パルス）を印加する
ことにより、該電気熱変換体から発生する熱エネルギー
でインクを膜沸騰させ、その時の圧力でインクを吐出さ
せるように構成されている。

すなわち、前記各記録ヘッド２Ａ〜２Ｄは、熱エネルギ
ーを利用してインクを吐出するインクジェット記録ヘッ
ドであって、熱工２ルギーを発生するための電気熱変換
体が各吐出口へ通しる液路内に配設されたものである。

また、前記各記録へノド２Ａ〜２Ｄは、前記電気熱変換
体によって印加される熱エネルギーにより生しる膜沸騰
による気泡の成長によって、吐出口よりインクを吐出さ
せ、記録を行なうものであ第３図において、前記ヘンド
ユニノト１を搭載したキャリッジ３は、ガイドレール４
に沿って移動可能に支持され、キャリッジ駆動モータ６
によりタイミングヘルド５を介して往復駆動される。

用紙やプラスチック薄板等から成る被記録材７は、搬送
モータ８で駆動される搬送ローラ対９およびこれと協働
する保持ローラ対１０により、所定の経路に沿って、所
定のタイミングおよび所定のピッチで搬送（紙送り）さ
れる。

この被記録材７が記録ヘッド２Ａ〜２Ｄと対面する記録
位置で平坦に保持されている間に、前記記録ヘッド２Ａ
〜２Ｄで主走査しながら記録を行ない、１行分の記録が
終了すると、被記録材７が矢印ｆ方向にピッチ送りされ
、次の行の記録が行なわれる。

なお、キャリッジ３には、各記録ヘッド２Ａ〜２Ｄに対
応する色のインクを供給するためのインクタンク１３Ａ
〜１３Ｄが交換可能に装着されている。

また、キャリッジ３の移動範囲内であって、記録領域外
の所定位置にホームポジションＨが設定され、該ホーム
ポジションＨには、記録へノド２Ａ〜２Ｄと対面する回
復装置１４が配設されている。

第４図は、前記キャリッジ３上に搭載された前記複数個
の記録ヘッド２Ａ〜２Ｄを模式的に示す斜視図である。

第３図および第４図において、各記録へ・７ド２Ａ〜２
Ｄと対応するインクタンク１３Ａ〜１３Ｄとの間には、
３己録ヘシドへインクを供給するためのインク供給管１
１並びにインクタンクへインクを戻すためのインク戻し
管１２が、それぞれに、接続されている。

前記回復装置１４は前後に移動可能であり、キャリッジ
３がホームポジションＨに来た時、各記録ヘッド２Ａ〜
２Ｄと対面または密着し、インクの排出や空吐出あるい
は吐出口面（吐出口が形成された面）のキャッピングや
インクの吸引を行なうためのものである。

第５図は、第３図のインクジェット記録装置のインク供
給系の概略構成を示す模式図である。

第５図は、ホームポジションＨにある記録へノド２Ａ〜
２Ｄの吐出口面に前記回復装置１４の密封部材を密着さ
せ、記録ヘッド２Ａ〜２Ｄの吐出口３１を密閉した状態
を示す。

なお、第５区中の記録ヘッド２およびインクタンク１３
は、前記記録ヘッド２Ａ〜２Ｄおよびインクタンク１３
Ａ〜１３Ｄのうちの任意の１つを表示するものであり、
以下、任意の記録ヘッドおよびインクタンクについては
、記録ヘッド２およびインクタンク１３と呼ぶことにす
る。

第５図において、インクタンク１３と記録へ。

ド２の共通液室３０とは、前記インク供給管１１および
インク戻し管１２で接続され、該インク供給管１１の途
中にインク圧送手段としての回復ポンプ２４が設けられ
ている。

第５図中の符号３２は、前記共通液室３０と複数の吐出
口３１のそれぞれとを連通ずる各液路３３に沿って配設
された電気熱変換体を示す。

この電気熱変換体３２は、吐出駆動パルス（パルス電圧
）が印加された特番こインク吐出用の熱エネルギーを発
生する発熱素子で構成されている。

そこで、本発明によれば、複数の吐出口３１を有する記
録へノド２からインクを吐出させて被記録材７に記録を
行なうインクジェット記録装置シこおいて、画像ムラが
発生した場合に、淡いムラの吐出口の吐出駆動パルス数
を濃いムラの吐出口の吐出駆動パルス数より多く設定す
ること乙こより、画像ムラを解消する画像ムラ回復手段
を自−する構成のインクシェアド記録装置が提供される
。

次に、この本発明による画像ムラ回復手段の原理につい
て説明する。

記録ヘッド２は静止中には回復装置１４のキャッピング
（圧接密閉）により保護されているが、微細な吐出口３
１の周囲に付着する少量の残存インクによるインク固着
やゴミ付着を完全に防止することは殆ど不可能である。

また、記録開始時に行なわれる加圧吸引等によっても、
完全な回復には至らず、画像ムラが発生することがある
。

さらに、記録中においても、膜沸騰（発泡）源である電
気熱変換体３２が汚染劣化して吐出インク量が変化する
吐出口があると、画像ムラが発生することがある。

第２図は、このような理由により、記録へンドｌの複数
の吐出口間で画像ムラが発生した状態を例示する模式図
である。

第２図は、矢印Ｍ方向に記録する場合の複数の吐出口３
５１〜５５５（前記複数の吐出口３１に対応する）を有
する記録ヘッド２の画像ムラを描いたものであり、Ｓ５
１から５５５へ向かうに従って濃くなる場合を示す。

実施例Ｉ： 第１図は、本発明の実施例Ｉによる画像ムラ回復手段の
動作手順を、第２図のような画像ムラを回復する場合を
例に採って示すフローチャートである。

第１図において、第２図のような画像ムラが発生した場
合、ステ、プＳ１において、各吐出口Ｓ５１〜Ｓ５５に
印加する吐出駆動パルス・（本実施例ではパルス数）を
決定する。

すなわち、吐出駆動パルスの与え方は、淡いムラの吐出
口（吐出口５５１寄り）には多くのパルス数を印加し、
濃いムラの吐出口（吐出口５５寄り）には少ないパルス
数を印加するように決定する。

第２図に示すように濃度ムラの関係がＳ５１〈Ｓ５２＜
Ｓ５３＜Ｓ５４＜Ｓ５５の場合、それぞれの吐出口に印
加するパルス数をＰＬ、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ４、Ｐ、とする
と、Ｐ、＞Ｐ、＞Ｐ、＞ｐ４＞ｐ、のような与え方をす
れば良い。

そこで、ステンブＳ２〜ステ・ンブＳ６において、各吐
出口３５１〜Ｓ５５に対して、前記決定されたパルス数
の吐出駆動パルスを印加するように設定する。

次に、ステップＳ７で上記吐出駆動パルスを印加しなが
ら記録を行ない、ステップＳ８で画像ムラの評価を行な
う。

画像ムラ評価が良好であれば画像ムラ回復動作を終了し
くステップＳ９）、上記設定されたパルス数で記録を継
続する。

画像ムラ評価が不良であれば、ステップＳ１へ戻って前
述の動作を繰り返す。

以上のように、画像ムラが発生した吐出口３５１〜５５
５（複数の吐出口３１）に対し、各吐出口のムラの′ａ
淡に応した数の吐出駆動パルスを印加することにより、
該吐出口５５１〜Ｓ５５内を所定量のインクで洗浄し、
良好な画像状態に回復させることができる。

実施例■： 前述の実施例Ｉでは、記録ヘッド２の複数の吐出口５５
１−３５５の１つづつに対して吐出駆動パルス数を決定
したが、高精細化した記録ヘッド（例えば、吐出口密度
が４００ｄｐ　ｉ程度）の場合は、吐出口ごとのパルス
数の補正を行わなくとも、吐出口を数個ごとに分割して
ブロック化し、これらブロックごとに印加パルス数を変
化させることができる。

本実施例では、このようなブロックごとに、前述の実施
例で各吐出口ごとに行なったと同様の画像ムラ回復動作
が行なわれる。

実際に、２５６個の吐出口が４００ｄｐ　ｉの密度で配
列された膜沸騰方式のインクジェット記録ヘッドにおい
て、染料４度２ｗｔ％のインクを使用し、８個の吐出口
を１単位として前述の画像ムラ回復動作を行なったとこ
ろ、充分な画像ムラ解消の効果が得られた。

実施例■： 前述の実施例１および実施例Ｈにおいては、画像ムラが
発生した後のムラ回復のためのパルス印加を、記録の途
中、すなわち、被記録材７に対する実際の記録の形態で
実施したが、本実施例においては、ムラ回復のためのパ
ルス印加を、記録領域外での空吐出の形態で行なうシー
ケンスが採用される。

本実施例によれば、画像ムラが発生した場合、各吐出口
に印加する吐出駆動パルスを決定した後、空吐出ポジシ
ョン（例えば、前記ホームポジンヨンＨ）で該吐出駆動
パルスに基づくインク叶出を行なうことにより、吐出口
面（吐出口が形成された面）や吐出口内（液路）の電気
熱変換体表面の清掃が行なわれ、記録再開後の画像ムラ
の回復および良好で安定した画像形成が可能となった。

以上説明した実施例によれば、複数の吐出口３１（吐出
口５５１−５５５）を有する記録ヘッド２を使用する際
に、各吐出口３１からの吐出インク量（液滴の体積）が
個々に変化して画像ムラが発生した場合、吐出口ごとに
、もしくは、所定数の吐出口から成るブロックごとに、
ムラの濃淡に応して各吐出口に印加する吐出駆動パルス
を補正し、補正したパルスで記録するように構成したの
で、インクの無駄な消費を最少限に抑えて各吐出口内外
の清掃を効率良く行なうことができ、印加パルスの与え
過ぎによる逆補正も最少限に抑えることができ、迅速に
安定な画像状態に回復させ得るインクジェット記録装置
が提供された。

なお、以上の実施例では、本発明を、記録へノド２がキ
ャリッジ３に搭載されたシリアルスキャン型のインクジ
ェット記録装置に適用する場合を例に挙げて説明したが
、本発明は、被記録材の紙幅方向記録領域をカバーする
ライン型の記録へ。

ドを用いるライン型のインクジェット記録装置など、他
の記録方式のインクジェット記録装置に対しても同様に
適用でき、同様の作用効果を達成し得るものである。

また、以上の実施例では、４個の記録ヘッド２を使用す
るカラーインクジェット記録装置の場合を説明したが、
本発明は、１個の記録ヘッドを使用する単色記録用、あ
るいは色彩が同して濃度が異なる複数の記録ヘッドを使
用する諧調記録用のインクジェット記録装置など、記録
ヘッドの個数にも関係無く同様に適用でき、同様の作用
効果を達成し得るものである。

本発明は、特に、インクジェット記録方式の中でも、キ
ャノン（株）が提唱するバブルジェット方式のインクジ
ェット記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置にお
いて、優れた効果をもたらすものである。

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なうのが好
ましい。

この方式は、所謂オンデマント型、コンティニュアス型
のいずれにも通用可能であるが、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、記録へ７１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４３４５２６２号明細書に記載されている
ようなものが通している。

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。

記録ヘットの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口、ｅ８、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
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めさ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
本発明はを効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッ
トの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体
的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれ
でも良いが、本発明は、上述した効果を一層存効に発揮
することができる。

加えて、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。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録へ
ノ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
ヤ、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。

更に、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、記録へ。

ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー又は、混色によるフル
カラー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。

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体、あるいは上述のイ
ンクジェットではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以
下の範囲で温度調整を行な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であれ
ばよい。

加えて、積極的に熱工フルギーによる昇温をインクの固
形状態から液体状態への態度化のエネルギーとして使用
することで防出するか、または、インクの仄発防止を目
的として放置状態で固化するインクを用いるかして、い
ずれにしても、熱エネルギーの記録信号に応した付与に
よってインクが液化してインク液状として吐出するもの
や、被記録材に到達する時点で既に固化し始めるもの等
のような、熱工フルギーによって初めて液化する性質の
インク使用も本発明には通用可能である。

このような場合、インクは、特開昭５４−５６８４７号
公報のように、多孔質ノートの凹部または貫通孔に液状
また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、上述したインク二二対して最も有効
なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

〔発明の効果］ 以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、複数
の吐出口を有する記録ヘッドからインクを吐出させて被
記録材に記録を行なうインクジェット記録装置において
、画像ムラが発生した場合に、淡いムラの吐出口の吐出
駆動パルス数を濃いムラの吐出口の吐出駆動パルス数よ
り多く設定することにより、画像ムラを解消する画像ム
ラ回復手段ををする構成としたので、画像ムラが発生し
た場合、インクの無駄な消費を最小限に抑えながら、効
率良く安定な画像状態に回復させ得るインクジェット記
録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクツエツト記録装置の一実施
例の画像ムラ回復手段の動作を示すフローチャート、第
２図は被記録材上に発生した画像ムラの状態を例示する
模式図、第３図は本発明を実施するのに好適なインクジ
ェット記録装置の要部構成を示す模式的斜視図、第４図
は第３回中の記録ヘッドの配置を模式的に示す拡大斜視
図、第５図は第３図中の記録ヘッドへのインク供給系を
示す模式図である。 以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。 １−一一一−ヘッドユニ、ト、２Ａ、２Ｌ、２Ｃ１２Ｄ
−・−記録ヘッド、３−−−−キャリッジ、６キヤリソ
ジ駆動モータ、７−−−−−−被記録材、８被記録材搬
送モータ、１１−−−−インク供給管、１２−−−一〜
−−インク戻し管、１３−−−〜−インクタンク、１４
−−−−回復装置、３１−−−−吐出口、３２−−−−
−−電気熱変換体、３．３−一液路、Ｓ５１〜Ｓ　５５
．−−−一−−−吐出口。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の吐出口を有する記録ヘッドからインクを吐
   出させて被記録材に記録を行なうインクジェット記録装
   置において、画像ムラが発生した場合に、淡いムラの吐
   出口の吐出駆動パルス数を濃いムラの吐出口の吐出駆動
   パルス数より多く設定することにより、画像ムラを解消
   する画像ムラ回復手段を有することを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
2. （２）前記吐出駆動パルス数の設定を、記録中の被記録
   材に対して行なう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. （３）前記吐出駆動パルス数の設定を、記録領域外での
   空吐出として行なう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。
4. （４）前記記録ヘッドが、熱エネルギーを利用してイン
   クを吐出する記録ヘッドであって、熱エネルギーを発生
   するための電気熱変換体を備えているインクジェット記
   録ヘッドであ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。
5. （５）前記記録ヘッドが、前記電気熱変換体によって印
   加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の
   成長によって、吐出口よりインクを吐出させることを特
   徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。