JPH0464451A - 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、複写機、ファクシミリ、コンピュータ、ワー
ドプロセッサあるいはこれらの複合機器としてのインク
ジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ 記録媒体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長を
有しており、近年急速に普及しつつある。

しかし、インクジェット記録装置では、インクを記録ヘ
ッドのノズル先端の微細な吐出口から直接吐出させて記
録を行なう構成をとるものが多く、安定な画像を得る状
態に保つために各種の構成を付加する場合があった。

加えて、複数の吐出口が形成された記録ヘッドを有して
いる場合や複数個の記録ヘッドを有している場合、記録
動作中に記録にかかわらないノズルや記録ヘッドでは、
吐出面のインクの揮発成分が蒸発し、インク粘度が上昇
する場合があった。

このため、従来のインクジェット記録装置では、所定の
インターバルで、記録領域外で記録に寄与しない吐出で
ある空吐出が行なわれていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、空吐出が必要であるか
否かにかかわらず、常に所定のインターバルで空吐出を
行なっているので、効率的でない場合があった。

特に、複数のノズルや記録ヘッドを有しているものでは
、効率的でない場合が多かった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、空吐出を必要最小限に抑えることができ
る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〕 本発明のインクジェット記録装置は。

インクを吐出する記録ヘッドを＃Ｉｙ＾たインクジェッ
ト記録装置において、 前記記録ヘッドの吐出履歴に応じて、空吐出の条件を決
定する空吐出制御手段を有することを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐
出する複数の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装
置において、 前記複数の記録ヘッドの吐出履歴に応じて、空吐出の条
件を決定する空吐出制御手段を有することを特徴とする
ものとすることもできる。

この場合、空吐出制御手段は、空吐出の条件が決定され
る記録ヘッドおよび該記録ヘッド近傍の記録ヘッドの吐
出履歴に応じて、空吐出の条件を決定するものとすると
、より効果的である。

あるいは、本発明のインクジェット記録装置は、 インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドを備
えたインクジェット記録装置において、 前記複数のノズルの吐出履歴に応じて、空吐出の条件を
決定する空吐出制御手段を有することを特徴とするもの
とすることもできる。

この場合、空吐出制御手段は、空吐出の条件が決定され
るノズルおよび該ノズル近傍のノズルの吐出履歴に応じ
て、空吐出の条件を決定するものとするとより効果的で
ある。

さらに、本発明のインクジェット記録装置は、 インクを吐出する複数のノズルを有する複数のブロック
ノズルを有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録
装置において、 前記複数のブロックノズルの吐出履歴に応じて、空吐出
の条件を決定する空吐出制御手段を有することを特徴と
するものとすることもできる。

この場合、空吐出制御手段は、空吐出の条件が決定され
るブロックノズルおよび該ブロックノズル近傍のブロッ
クノズルの吐出履歴に応じて、空吐出の条件を決定する
ものとすると、より効果的である。

以上のそれぞれのものにおいて、記録ヘッドは、記録媒
体の記録域の全幅にわたって、複数の吐出口を備えてい
るフルラインタイプの記録ヘッドとすることができる。

そして、これらのいずれのものにおいても、記録ヘッド
は、熱エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出さ
せるもので、熱エネルギーを発生させる手段として電気
熱変換体を有しているものとすることができる。

［作用］ 本発明の基本的な考え方は、下記（イ）、（ロ）および
（ハ）によるものである。

（イ）記録ヘッドがインクを吐出すると、そのインクに
よって、前記記録ヘッドの吐出面の湿度が上昇し、該吐
出面のインク成分が蒸発しにくくなる。このため、空吐
出を行なわなくても、長時間記録ヘッドを吐出可能な状
態に保つことができる。すなわち、記録ヘッドの吐出履
歴に応じて空吐出の条件を決定すれば、空吐出を必要最
小限に抑えることができる。

（ロ）複数の記録ヘッドを有しているものでは、空吐出
の条件が決定される記録ヘッドがインクを吐出しなくて
も、その近傍の記録ヘッドがインクを吐出すれば、その
インクによって、前記（イ）の現象がほぼ成立する。

（ハ）「記録ヘッド」に代えて、「ノズル」または「ブ
ロックノズル」としても、前記（イ）および（ロ）の現
象が成立する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

なお、以下では本発明をキャノン（株）が提唱している
バブルジェット方式によるインクジェット記録装置に適
用する場合について例示する。

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、
１は第２図に示すような複数の記録ヘッドＩＡ〜ＩＤか
ら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〜ＩＤから色の異なるインク（記録液）が
吐出される。また、個々の記録ヘッドＩＡ−ＩＤを形成
するヘッド５０には、インクを吐出させる熱エネルギー
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
４０がその液路に沿って配置されている。そして駆動信
号を印加することによって、前記電気熱変換体４０に熱
エネルギーを発生せしめて膜沸騰を生じインク液路内に
気泡を形成する。

そしてこの気泡の成長によって複数の吐出口３０からイ
ンク滴を吐出させる（第３図参照）。

ここでは、各記録ヘッドＩＡ〜ＩＤは、４００ｄｐｉ２
５６ノズルのもので、２ｋＨｚの駆動信号により、１ラ
イン当たり約６００ｍｍ　（９５００パルス）の印字を
行なうものとする。

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を矢印Ｘ
方向に往復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、記録媒体としての記録シー
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
１０によって記録位置に保持され、１行分の記録が終了
するごとに矢印Ｙ方向にシート送りされる。１１は各記
録ヘッドＩＡ〜ＩＤにそれぞれインクを供給する供給管
、１２は各記録ヘッドＩＡ〜ＩＤからインクをタンク１
３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１に
対向し、インクの排出や空吐出を行なう複数記録ヘッド
用の回復装置である。

また、本実施例では、空吐出制御手段として、図示しな
い中央処理装置を備えている。該中央処理装置は、通常
のインクジェット記録装置の制御を行なうことができ、
加えて、各ノズルの吐出履歴として、各ノズルの１ライ
ン当たりの吐出パルス数をカウントすることができるよ
うに構成されたものである。

次に、本実施例の動作について第４図を参照して説明す
る。なお、ここでは、説明を簡単にするため、空吐出の
条件が決定されるノズル（以下、「注目ノズル」という
。）と、該注目ノズルの近傍の複数のノズルのうち、前
記注目ノズルに隣接している２個のノズル（以下、「隣
接ノズル」という、）のみを用いる。

まず、印字動作がスタートし、１ラインの印字が行われ
る（ステップ１０１）、１ラインの印字が終了したら、
ホームポジションＨへ復帰しくステップ１０２）、空吐
出のインターバルとして、前回の空吐出の後、あらかじ
め定められた所定の時間が経過したか否かチエツクする
（ステップ１０３）。前記所定の時間が経過していれば
、注目ノズルが１ライン（９５００パルス）のうちで２
０００パルス以上吐出したか否かチエツクしくステップ
１０４）、２０００パルス以上吐出していなければ、各
隣接ノズルについて前記ステップ１０４と同様にチエツ
クする（ステップ１０５）。各隣接ノズルも２０００パ
ルス以上吐出していなければ、前記注目ノズルの空吐出
を行なう（ステップ１０６）、前記ステップ１０３にお
いて所定の時間が経過していない場合、前記ステップ１
０４において注目ノズルが１ラインのうちで２０００パ
ルス以上吐出した場合、または前記ステップ１０５にお
いて各隣接ノズルが１ラインのうちでそれぞれ２０００
パルス以上吐出した場合には、前記ステップ１０６の空
吐出を行なうことなく次ラインの印字を行ない、以降、
最終ライン終了まで繰り返す（ステップ１０７）。

そして、前記ステップ１０１〜１０７をノズル毎に行な
う。

本実施例では、空吐出を行なうか否かを決定しているが
、これに限らず、空吐出時の周波数、駆動電圧、パルス
等の条件を変えるようにしても良い。

そして、隣接ノズルに限らず、注目ノズルの周囲の湿度
を上昇できる程度の近傍のノズルであれば、それら近傍
のノズルの影響も加味することができる。

また、本実施例では、ノズル毎での制御を行なったが、
マルチノズルを有する記録ヘッドのブロックノズル毎、
例えば、駆動ブロック毎に注目して隣接ブロックの影響
を加味しであるブロックの全ノズルの空吐出を行わせる
ように制御することもできることは明らかである。

さらに、記録ヘッド毎、例えば、第２図において、記録
ヘッドＩＢに注目した場合、それに隣接している各記録
ヘッドＩＡ、ＩＣの影響を加味して記録ヘッドＩＢの空
吐出パルスを決定することができることももちろんであ
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）の提唱するバブルジェット方式の記録ヘッド、
記録装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

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４３１
３１２４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なうことができる。

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
号明細書にそれぞれ記載されたものでもよい。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。

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
ド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有効に発揮
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、キャビング手段、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、記録とは別に
吐出を行なう予備吐出モートを行なうことも安定して記
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、記録ヘッドを一体的に構
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となるもの、或いは
、インクジェットにおいて一般的に行われている温度調
整の温度範囲である３０℃以上７０℃以下の温度範囲で
軟化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、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良い
。加えて、積極的に熱エネ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
用せしめることで防止するか又は、インクの蒸発防止を
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じた付与に
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
や記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの
等のような、熱エネ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適用可能である。このような
場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは
特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多
孔質シート凹部又は貫通孔に液状又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
態としても良い０本発明においては、上述した各インク
に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］ 以上説明したように、本発明は、空吐出を必要最少限に
抑え、インク消費量を節約し、効果的な空吐出を行なえ
る。その結果、良好な記録を効率良く行なうことができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明インクジェット記録装置の一実施例の概
略斜視図、第２図は記録ヘッドの斜視図、第３図はヘッ
ドを一部破断して示す斜視図、第４図は本実施例の動作
を示すフローチャートである。 １・・・記録ヘッドユニット、 ＬＡ、ＩＢ、ＩＣ，ＩＤ・・・記録ヘッド、３・・・キ
ャリッジ、 ４・・・ガイドレール、 ５・・・タイミングベルト、 ６・・・キャリッジ駆動モータ、 ７・・・記録シート、 ８・・・シート送りモータ、 ９・・・シート送りローラ、 ＩＱ・・・保持ローラ対、 １・・・供給管、 ２・・・戻し管、 ３・・・インクタンク、 ４・・・回復装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インクを吐出する記録ヘッドを備えたインクジェッ
   ト記録装置において、 前記記録ヘッドの吐出履歴に応じて、空吐出の条件を決
   定する空吐出制御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、インクを吐出する複数の記録ヘッドを備えたインク
   ジェット記録装置において、 前記複数の記録ヘッドの吐出履歴に応じて、空吐出の条
   件を決定する空吐出制御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。 ３、空吐出制御手段は、空吐出の条件が決定される記録
   ヘッドおよび該記録ヘッド近傍の記録ヘッドの吐出履歴
   に応じて、空吐出の条件を決定する請求項２記載のイン
   クジェット記録装置。 ４、インクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッド
   を備えたインクジェット記録装置において、 前記複数のノズルの吐出履歴に応じて、空吐出の条件を
   決定する空吐出制御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。 ５、空吐出制御手段は、空吐出の条件が決定されるノズ
   ルおよび該ノズル近傍のノズルの吐出履歴に応じて、空
   吐出の条件を決定する請求項４記載のインクジェット記
   録装置。 ６、インクを吐出する複数のノズルを有する複数のブロ
   ックノズルを有する記録ヘッドを備えたインクジェット
   記録装置において、 前記複数のブロックノズルの吐出履歴に応じて、空吐出
   の条件を決定する空吐出制御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。 ７、空吐出制御手段は、空吐出の条件が決定されるブロ
   ックノズルおよび該ブロックノズル近傍のブロックノズ
   ルの吐出履歴に応じて、空吐出の条件を決定する請求項
   ６記載のインクジェット記録装置。 ８、記録ヘッドは、記録媒体の記録域の全幅にわたって
   、複数の吐出口を備えているフルラインタイプの記録ヘ
   ッドである請求項１ないし７のいずれかに記載のインク
   ジェット記録装置。 ９、記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して吐出口から
   インクを吐出させるもので、熱エネルギーを発生させる
   手段として電気熱変換体を有している請求項１ないし８
   のいずれかに記載のインクジェット記録装置。