JPH1016222A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つのオリフィスに対して複数の電気熱変換
素子を具えたインクジェットヘッドを用いた吐出量の異
なる複数の吐出モードで記録を行うインクジェット記録
装置において、いずれの吐出モードでも効率的な予備吐
出を行う。 【解決手段】 電気熱変換素子５３のみを駆動してイン
ク吐出を行う小液滴吐出モードで記録を行う際の予備吐
出を、電気熱変換素子５３および５４の双方を駆動して
吐出を行う大液滴吐出モードで行う。これにより小液滴
吐出モードでは、除去が容易でない増粘インクを容易に
かつ少ない吐出数で除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、詳しくは１つのインク流路に複数の電気
熱変換素子を備えるインクジェットヘッドを用いて記録
を行うインクジェット記録装置に関するものである。

【０００２】なお、本発明はオリフィスで用いられるプ
リンタ等のようにその被プリント媒体を紙とするものだ
けでなく、布，糸，シート等、インク付与を受けること
ができる媒体に対して記録を行う産業用装置等、全ての
インクジェット記録装置に適用することができるもので
ある。

【０００３】

【背景技術】近年、インクジェット記録装置では、小型
化、低価格化のみならず、カラー記録化、高階調化、高
画質化への要求が高まってきている。高画質化を実現す
る方法として、例えば特公昭６２−４８５８５号公報に
は、１つのインク流路内に２つ以上の電気熱変換素子を
設けることにより、比較的簡単な構成で吐出量を変化さ
せて高画質、高階調を実現するものが提案されている。

【０００４】このようなヘッドの構成の具体的なものと
しては、１つの流路内に並列して電気熱変換素子を２つ
設ける構成が一般的である。例えは、第１の電気熱変換
素子を電気熱変換素子１、第２の電気熱変換素子を電気
熱変換素子２とするとき、大きな体積の液滴（大液滴）
を吐出するときには電気熱変換素子１および電気熱変換
素子２の両方を駆動し、小さな体積の液滴（小液滴）を
吐出するときは電気熱変換素子１または２のいずれか一
方を駆動する。

【０００５】ところでインクジェット記録方式に用いら
れるインクは、顔料や染料等の記録剤部分と、これを溶
解／分散する水、溶剤等の溶媒部分から構成されてい
る。このインク溶媒はインクジェットヘッドにおいてイ
ンクが吐出するインク流路先端に設けられたオリフィス
（吐出口）から、蒸発する。そのため、インクジェット
ヘッドのオリフィスをキャップした状態で長期間放置し
た場合や記録中の特に吐出に関与しない吐出口におい
て、溶媒の一部が蒸発してオリフィス近傍のインク粘度
が増大し、吐出不良を生じることがある。

【０００６】そこで特公平５−１３０６４号公報に示さ
れるように、例えば記録開始直前には、所定の個所で記
録に関与しないインク吐出を行う、いわゆる予備吐出を
行うのが一般的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１つの
インク流路に複数の電気熱変換素子を並列に配列した前
述の吐出量変調ヘッドにおいて、オリフィスの開口面積
は大液滴または小液滴のいずれを吐出する場合でも一定
であることは勿論である。そして、オリフィス近傍のイ
ンク増粘の程度はオリフィスの開口面積に比例するた
め、大液滴又は小液滴のいずれを吐出する場合でもイン
ク増粘の程度は同じである。一方、吐出量変調ヘッドに
おいて、小液滴の吐出量または吐出速度は大液滴に比べ
て小さくなる場合が多いため、増粘インク排除の効果は
より小さくなる。これらのことから、小液滴吐出時は、
大液滴吐出時と比較して装置の長時間放置後や、記録開
始直後における吐出不良がより起き易いといえる。

【０００８】また、各インク色に対応した吐出量変調ヘ
ッドが一体に形成され、しかもオリフィスが形成される
プレートが一体であるようなヘッドである場合には、例
えば吸引回復作動後に吸引によりオリフィスから排出さ
れたインクがキャップ内で混じり合うことがある。そし
て、その混合インクの一部はオリフィス内に逆流して、
インク流路や液室内のインクと混色する場合がある。

【０００９】通常、この混色を解消するために吸引回復
動作の直後に予備吐出を行い、インク流路等に存在する
混色インクを排出するようにしている。この場合、複数
の電気熱変換素子を並列に配列した吐出量変調ヘッドに
おいては、小さい液滴のみを吐出するヘッドのオリフィ
スに比べ、その開口面積が大きいのが一般的であるが、
その大きい分だけ混色を生じ易い。しかし、吐出量変調
ヘッドにおいて、小液滴吐出時の吐出量および吐出速度
は大液滴吐出時に比べて小さい為、良好な回復処理を行
なうには吸引回復直後の予備吐出数を多くする必要があ
る。そのため、予備吐出に要する時間が長くなり、装置
全体のスループットの低下をもたらすことになる。ま
た、予備吐出数が多くなることにより、記録に有効な電
気熱変換素子の寿命もそれだけ短かくなる。

【００１０】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、吐出量を変
調可能なヘッドの小液滴吐出を行う場合に、長時間放置
後や記録中に吐出不良を生じず、安定吐出に基づく高品
位な記録が可能なインクジェット記録装置を提供するこ
とにある。

【００１１】また本発明の他の目的は、複数のインク色
に対応した複数の吐出量変調ヘッドそれぞれのオリフィ
スにおける混色解消のための予備吐出数を少なくするこ
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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
インクを吐出するための１つのオリフィスに対して複数
の電気熱変換素子を備えたインクジェットヘッドを用
い、被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に
おいて、インクジェットヘッドにおいて、駆動すべき電
気熱変換素子を選択することによりそれぞれ異なる吐出
量の複数の吐出モードを可能とするヘッド駆動手段と、
該ヘッド駆動手段がより少ない吐出量の吐出モードで吐
出を行わせるとき、当該吐出量より多い吐出量の吐出モ
ードで、記録に関与しない予備吐出を行う予備吐出手段
と、を備えたことを特徴とするより好ましくは、前記予
備吐出手段は、さらに、前記複数の吐出モードに対応し
てそれぞれ予備吐出の間隔を変化させることを特徴とす
る。

【００１３】以上の構成によれば、小液滴の吐出モード
のときは、より多い吐出量の吐出モードで予備吐出が行
われるため、小液滴吐出モードでは除去し難く、また、
発生し易い増粘インクや、混色インクを容易に除去する
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を詳細に説明する。

【００１５】（実施形態１）図１は本発明の一実施形態
に係るインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）と、こ
のインクジェットヘッドに供給するためのインクを保持
したインク容器とを分離可能に接続したインクジェット
カートリッジである。

【００１６】尚、このインクジェットカートリッジＩＪ
Ｃを構成するインク容器５０１へのインクの注入は、次
のように行う。インク容器にインク供給パイプ等を接続
することでインクを導入するインク導入路を形成し、こ
のインク導入路を介してインク容器にインクを注入す
る。インク容器側のインク供給口としては、インクジェ
ットヘッド側への供給口（不図示）、大気連通口５０
２、またはインク容器の壁面にあけた穴等を用いること
ができる。

【００１７】図２は、以上のように構成されるインクジ
ェットカートリッジＩＪＣを搭載可能なインクジェット
記録装置の一例を示す外観図である。このインクジェッ
ト記録装置ＩＪＲＡは、駆動モータ２０１０の正逆回転
に連動して駆動力伝達ギア２０２０，２０３０を介して
回転するリードスクリュウ２０４０を有する。インクジ
ェット記録ヘッドとインクタンクとが一体化されたイン
クジェットカートリッジＩＪＣが載置されるキャリッジ
ＨＣは、キャリッジ軸２０５０およびリードスクリュウ
２０４０に支持され、リードスクリュウ２０４０の羅線
溝２０４１に対して係合するピン（不図示）を有してお
り、リードスクリュウ２０４０の回転にともなって、矢
印ａまたはｂ方向に往復移動できる。２０６０は紙押え
板であり、キャリッジＨＣの移動範囲にわたって紙Ｐを
プラテンローラ２０７０に対し押圧する。２０８０およ
び２０９０はフォトカプラであり、これらは、キャリッ
ジＨＣに設けられたレバー２１００のこの域での存在を
確認してモータ２０１０の回転方向切り換え等を行うた
めのホームポジション検知手段として動作する。２１１
０は記録ヘッドの全面をキャップする部材であり、支持
部材２１２０により支持されている。２１３０はこのキ
ャップを介して記録ヘッドのオリフィスからインクを吸
引する吸引ユニットである。記録ヘッドの端面をクリー
ニングするクリーニングブレード２１４０は、前後方向
に移動可能に部材２１５０に設けられており、これらは
本体支持板２１６０に支持されている。なお、プレート
２１４０は図に示す形態に限定されず、周知のクリーニ
ングブレードが本例に適用できることはいうまでもな
い。

【００１８】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復はキャリッジＨＣがホームポジション側領域にき
たときにリードスクリュウ２０４０の作用によってそれ
らの対応位置で所望の処理が行えるように構成されてい
るが、周知のタイミングで所望の動作をこうようにすれ
ば、本例には何れも適応できる。

【００１９】次に、記録ヘッド（以下、単にヘッドとも
いう）のオリフィス（吐出口ともいう）およびインク路
構成を具体的に説明する。図３及び図４はこれらの構成
を一部破断して示す斜視図である。図３および図４はそ
れぞれエッジタシュータータイプおよびサイドシュータ
ータイプと呼ばれる構成のヘッドであり、インク路１０
４内のインクは電気熱変換素子（以下、ヒータともい
う）５３及び／または５４により加熱されて発泡を生
じ、図中側方あるいは上方に解放されたオリフィス４０
からインクを吐出するものである。基板２３はベースプ
レート４１に接着されており、インク路壁１０９は天板
１０１に一体に形成されている。

【００２０】次にこのヘッドを用いた階調制御について
図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

【００２１】図５（ａ）に示すように、インク路壁１０
９で囲まれたインク路１０４にはインクが満たされてお
り、電気熱変換素子５３または５４に駆動信号を加えそ
の発生する熱によってインクを加熱発泡させるとその圧
力によりオリフィス４０よりインクが吐出される。図５
（ｂ）は一方の電気熱変換素子５３が駆動され、発泡１
１３により小液滴１１４が吐出された状態を示す。この
時の吐出量は約３０ｎｇ、吐出速度は１０ｍ／ｓであ
る。これに対し、図５（ｃ）は電気熱変換素子５３およ
び５４を共に駆動し、大液滴を吐出する状態を示す。電
気熱変換素子５３が駆動されることによって発泡１１３
が発生し、電気熱変換素子５４が駆動されることによっ
て発泡１１２が発生し、この２つの発泡により大液滴１
１５が吐出される。この時の吐出量は約６５ｎｇ、吐出
速度は１６ｍ／ｓである。以上のようにして階調表現に
必要な吐出量変調を行うが、以上の各吐出モードの吐出
速度、吐出量の点から小液滴吐出モードと大液滴吐出モ
ードとでは吐出パワーに大きな差があることがわかる。

【００２２】図５（ｂ）および（ｃ）に示す吐出モード
を実現する記録ヘッドの駆動回路を図６に示す。図６は
図５に示す１つのオリフィスに対応した１組の電気熱変
換素子５３および５４の駆動回路を示す。

【００２３】シフトレジスタ３６にはＣＬＫ信号線３７
およびシリアルデータ線３５を介して各電気熱変換素子
に対応したシリアルの駆動データがクロック信号ＣＬＫ
に同期してシフトレジスタ３６に順次転送される。シフ
トレジスタ３６に転送され駆動データは、ラッチ信号線
３４を介したラッチ信号ＬＡＴによりラッチ３３に保持
される。次に、イネーブル信号ＥＩは信号線３２を介し
てＡＮＤゲート３１に入力しこれにより、ラッチ３３が
保持する駆動データとの論理積として得られる信号によ
ってトランジスタ１０および１１に印加する駆動信号が
圧成される。なお、電気熱変換素子５３および５４のそ
れぞれに対応してイネーブル信号ＥＩは独立に供給され
る構成であるため、電気熱変換素子５３および５４の同
時またはタイミングをずらした駆動が可能である。

【００２４】小液滴吐出モードと大液滴吐出モードの選
択はイネーブル信号ＥＩを供給する２本のイネーブル信
号線３２をスイッチングすることにより行うことがで
き、これにより、電気熱変換素子５３のみによる小液滴
吐出または電気熱変換素子５３および５４の両者を駆動
する大液滴吐出モードを選択することができる。

【００２５】ところで、先に説明したように、上述した
ヘッドでは非吐出状態で長時間放置すると、インク溶媒
の蒸発によってオリフィス近傍の粘度が増大する。一般
的にこのインク増粘の程度は、蒸発量の影響を受けるか
ら、小さな液滴のみを吐出する小さな開口面積のオリフ
ィスの方が大液滴を吐出するオリフィスに比べ小さいと
いえる。一方、吐出によって自身のオリフィス近傍に存
在する増粘インクを除去できるか否かは、主に、吐出速
度と吐出量によって決まるが、これら吐出速度等が比較
的小さい小液滴吐出用オリフィスの場合ても、増粘イン
クはその程度がそれ程重大でないため小液滴の吐出でも
除去することができる。

【００２６】しかしながら、本実施形態の吐出量変調ヘ
ッドは、オリフィスの開口面積は大液滴吐出に適合した
ものである為、オリフィス近傍のインク増粘の程度は比
較的重大である。従って、本実施形態のヘッドでは小液
滴吐出モードの場合、予備吐出によって増粘インクを除
去し難く、また、増粘による不良吐出も生じ易くなる。

【００２７】通常、記録密度が３６０ｄｐｉのプリンタ
において用いる、吐出量が６０〜８０ｎｇのインクジェ
ット記録ヘッドり場合、予備吐出数が３〜５発の設定で
あればオリフィス近傍の増粘インクを除去でき、ヘッド
を正常吐出状態に戻すことが可能である。しかし、１つ
のオリフィスに対応して例えば２つの電気熱変換素子を
備えた吐出量変調ヘッドでは、小液滴吐出モードの場合
同じ３〜５発の予備吐出数とすると、吐出不良が頻繁に
発生する。下表は、低温度湿度環境下でインクジェット
記録装置によりインク吐出を行わない状態でヘッドの走
査を行う間に、８ｓｅｃごとに予備吐出を行い、小液滴
吐出モード、大液滴吐出モードそれぞれの場合につい
て、それぞれ１９回および１６回の走査を行う間の吐出
不良の回数、すなわち吐出不良が発生する頻度を示した
ものである。

【００２８】 吐出モード 吐出量(ng) 吐出速度(m/s) 吐出不良が起きる頻度 小液滴 28〜30 ９〜10 15／19 大液滴 60〜65 16〜18 0／16 吐出不良を解消する方法の一つとして、予備吐出数を増
す方法が一般的に知られている。この方法を、本実施形
態に適用すると、小液滴吐出モードの時、予備吐出回数
を増すことになる。しかし、予備吐出回数が増すことに
よって、電気熱変換素子を駆動する回数も増加し、ヘッ
ド寿命が短くなる。すなわち、小液滴吐出モードで用い
られる電気熱変換素子は、小液滴および大液滴のいずれ
の吐出モードでも駆動される為、他方の電気熱変換素子
に比べ、使用頻度が高くなり、その不均一な使用頻度に
よって結果としてヘッド寿命が短くなることになる。ま
た、予備吐出数が増すことにより、記録に関与しない時
間が増し、装置のスループットを低下させることにもな
る。

【００２９】そこで本実施形態では、次のような動作モ
ードとする。

【００３０】１つのオリフィスに２つの電気熱変換素子
を備え、２つの異なった体積の液滴、例えば、３６０ｄ
ｐｉの記録密度に対応した吐出量が６０〜８０ｎｇの大
液滴吐出モードと、７２０ｄｐｉの記録密度に対応した
吐出量が２８〜３０ｎｇの小液滴吐出モードを選択的に
用いる記録動作モードにおいて、小液滴吐出モード（７
２０ｄｐｉモード）の時に行う予備吐出を大液滴吐出モ
ードに切り替えを行う。これによりより吐出パワーのあ
る予備吐出を行うことができ、増粘インクが存在してい
ても比較的容易にこれを除去することができ、また、そ
のための予備吐出数が増加することも防止できる。

【００３１】ここで、小液滴吐出モードと大液滴吐出モ
ードの切り替え、図６にて説明したようにイネーブル信
号ＥＩの供給を２つの信号線３２のいずれかまたは双方
に供給する信号供給の切り替えを行うことにより、簡単
に行うことができる。なお、ピエゾ素子を用いる吐出方
式では電圧を変えることにより、圧電素子の振幅を変え
て、吐出量を変調させるもの為、本実施形態のような切
り替えを容易に行うことができない。これに対し、本実
施形態では、例えばヘッドのスキャンごとに切り替える
ことも容易に可能となる。

【００３２】以上のように、本実施形態では、小液滴吐
出モード（７２０ｄｐｉ）および大液滴吐出モード（３
６０ｄｐｉ）のいずれのモードで記録を行う場合であっ
ても、予備吐出によって増粘インクを良好に除去するこ
とができる。これとともに、従来と比較して予備吐出数
が減ることによる予備吐出時間の短縮、さらには電気熱
変換素子を駆動する総回数が現象することによる電気熱
変換素子の長寿命化を実現できる。

【００３３】なお、本実施形態において用いたインクの
組成は以下のとおりであるが、本発明の効果は、このイ
ンクに限られず良好に得ることができるのは勿論であ
る。

【００３４】 水 ８２．８重量％ グリセリン ５重量％ エチレングリコール ５重量％ 尿素 ５重量％ 染料（ダイレクト ブラック195) ２．２重量％ また、インクの特性によりオリフィス近傍の増粘具合も
変化するので、それに応じて予備吐出シーケンスを調整
するようにしてもよい。

【００３５】（実施形態２）上述した第１の実施形態で
は、小液滴吐出モードの吐出量が２８〜３０ｎｇであっ
たが、駆動信号を変更することによって、より体積の小
さな、例えば２５ｎｇ以下の小液滴を吐出することも可
能である。

【００３６】このような小液滴の吐出時は、オリフィス
面積が吐出に与える影響は相対的に大きくなり、さらに
吐出速度も小さくなる傾向がある。従って、吐出量が小
さい程インクの増粘による、液滴の着弾位置のズレ、吐
出量の突発的減少などがより発生しやすい。さらに、２
５ｎｇ以下の小液滴を用いる場合、被記録媒体上に形成
されるドットはより小さなものとなるので着弾位置のズ
レもより目立ちやすくなる。

【００３７】そこで、本実施形態では、小液滴吐出時の
吐出安定性を高めるため、大液滴で予備吐出を行うこと
に加えて、予備吐出を行ってから次の予備吐出までの時
間間隔を短くする。これにより、吐出不良の発生頻度が
きわめて少なくなり、安定した記録を行うことが可能と
なる。

【００３８】吐出不良の発生頻度に関する実験結果を次
に示す。

【００３９】 吐出量 吐出速度 予備吐出間隔５sec 予備吐出間隔３sec (ng) (m/s) の時の吐出不良 の時の吐出不良 小液滴Ａ 28〜30 ９〜10 ０／17 ０／17 小液滴Ｂ 22〜24 ７〜８ ２／20 ０／20 上記の実験結果からも解るように、より小さな液滴を吐
出するモードでは、大液滴吐出により予備吐出を行い、
さらに予備吐出間隔を短くすることが、安定した吐出に
効果的である。

【００４０】本実施形態では、予備吐出間隔を３sec と
したが、小液滴の吐出量が小さくなる程、この予備吐出
間隔を短くすることが好ましい。またインクの特性によ
りオリフィス近傍の増粘具合も変化するので、それに応
じて予備吐出間隔を加減するようにすることもできる。

【００４１】（実施形態３）上述した２つの実施形態で
は、オリフィス近傍の増粘インクを除去する点において
本発明を適用する場合について説明したが、本実施形態
では混色防止について本発明を適用する場合について説
明する。

【００４２】図７は本発明に関わる、１つのオリフィス
に２つの電気熱変換素子を備え、２種類の異なった大き
さの液滴、例えば、３６０ｄｐｉ対応の吐出量が６０〜
８０ｎｇの大液滴と、７２０ｄｐｉ対応の吐出量が２８
〜３０ｎｇの小液滴を切り替えて吐出することができる
ヘッドを複数のインクを色毎に備え各色のオリフィスが
設けられたプレートが一体であるインクジェットヘッド
を備えたインクジェット記録装置の概略的構成を示す斜
視図である。

【００４３】キャリッジ１００１は、インクジェットヘ
ッド１００２が固定された下端部と、ヘッド１００２へ
インクを供給するためのカラータンク１０１０およびブ
ラックタンク１０１１がタンクガイド１００３に沿って
着脱自在に装着されるためのインクタンク保持部とを有
する。また、キャリッジ１００１は、キャリッジモータ
（不図示）に連動したリードスクリュー１００４の回転
にともなって、リードスクリュー１００４および該スク
リュー１００４と平行なガイド軸１００５上を主走査方
向（図中矢印Ａ方向）に沿って移動することができる。

【００４４】インクジェットヘッド１００２は、被記録
媒体（記録用紙）１００６に対向して配置された複数の
吐出口からなる吐出口面を有する。これにより、インク
ジェットヘッド１００２の吐出口面から吐出されるイン
クは、記録用紙１００６上に着弾して画像を形成する。
記録用紙１００６は、インクジェットヘッド１００２の
記録動作に連動して副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に沿
って搬送され、かつ排紙される。搬送・排紙手段は、不
図示の排紙モータ、これに連動する給紙ローラ１００
７、排紙ローラ１００８、および紙押え板１００９等か
ら構成される。

【００４５】図８は、図７に示す記録装置に具備される
キャリッジの詳細を説明するための斜視図である。

【００４６】ここでは、インクジェットヘッド１００２
の吐出口面１００２ａ側を前部とし、その反対側を後部
とする。図に示すように、カラータンク１０１０および
ブラックタンク１０１１はインクジェットヘッド１００
２の後部から取り付けられる。カラータンク１０１０
は、シアン，マゼンタ，イエローのインクを１つの筐体
に蓄えているが、それぞれのインクは隔離壁によって分
離されている。それぞれのタンク１０１０，１０１１と
インクジェットヘッド１００２は、インク供給パイプ１
００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄおよび１００２ｅを
介して連通する。

【００４７】さて、上記のインクジェット記録装置にお
いて、予備吐出を行うタイミングは、主に１）記録中に
所定間隔で、２）キャッピングした状態で放置した後、
３）回復処理後の３つである。記録中とキャッピング放
置後は増粘インクを除去する吐出パワーが求められるの
がほとんどであるが、回復処理後は、前述したようにイ
ンク路内で混色を生じることがあるため、回復直後に予
備吐出を行い、インク路や液室の混色したインクを取り
除くことにより混色を解消するために行うことが多い。

【００４８】しかし、この場合も小液滴で予備吐出を行
うと、吐出量が少ないため、大液滴の予備吐出に比べ、
より多くの吐出数を要することになる。本実施形態のヘ
ッドを用い混色が無くなる最低の予備吐出を調べたとこ
ろ、小液滴吐出では１吐出口当り約７０００〜８０００
発の予備吐出が必要であるが、大液滴吐出では１吐出口
当り約３０００〜３５００発の予備吐出で済むことが解
かった。

【００４９】このように混色インク除去のための予備吐
出を行う場合も、大液滴吐出モードで行うことにより、
混色インクの除去が良好に行われるとともに、上記の実
施形態と同様、電気熱変換素子に与える印加パルス数も
減少し、ヘッド寿命を長くすることができる。

【００５０】（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、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
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。

【００５１】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４７４０
７９６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、少なくとも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。

【００５２】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４４
５９６００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５９−１２３６７０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、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００５３】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。

【００５４】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
体的にインクタンクが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。

【００５５】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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を用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００５６】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。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モード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。

【００５７】さらに加えて、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
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、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、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
また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
よい。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。

【００５８】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等であってもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、小液滴の吐出モードのときは、より多い吐出
量の吐出モードで予備吐出が行われるため、小液滴吐出
モードでは除去し難く、また、発生し易い増粘インクや
混色インクを容易に除去することができる。

【００６０】この結果、最適な予備吐出によって、吐出
不良を生じず、安定吐出に基づく高品位な記録が可能な
インクジェット記録装置を提供することが可能となる。

【００６１】また、複数のヘッドのオリフィスが設けら
れたプレートが一体であるヘッドにおいて混色を生じて
いても、最大液滴で予備吐出することにより、インク路
または液室内の混色を解消しやすくなる。さらに、予備
吐出数が減ることによる予備吐出時間の短縮また電気熱
変換素子を駆動する総回数が減少することによる電気熱
変換素子の長寿命化などが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるインクジェット
記録ヘッドの斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施形態によるインクジェット
記録装置の模式的斜視図である。

【図３】第１の実施形態で用いることができるインクジ
ェット記録ヘッドの主要部の構造を部分的に破断で示す
斜視図である。

【図４】第１の実施形態で用いることができる他のイン
クジェット記録ヘッドの図３と同様の斜視図である。

【図５】（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、第１実施形態
によるインクジェット記録ヘッドを用いた階調制御を説
明する図である。

【図６】図５に示すインクジェット記録ヘッドを駆動す
るための駆動回路を示す回路図である。

【図７】本発明の第３実施形態によるインクジェット記
録装置を示す模式斜視図である。

【図８】図７に示すインクジェット記録ヘッドの詳細を
示す斜視図である。

【符号の説明】

４０ オリフィス ５３，５４ 電気熱変換素子 １０１ 天板 １０４ インク路 １０９ インク路壁 １１２，１１３ 発泡 １１４ 小液滴 １１５ 大液滴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための１つのオリフィ
   スに対して複数の電気熱変換素子を備えたインクジェッ
   トヘッドを用い、被記録媒体に記録を行うインクジェッ
   ト記録装置において、 インクジェットヘッドにおいて、駆動すべき電気熱変換
   素子を選択することによりそれぞれ異なる吐出量の複数
   の吐出モードを可能とするヘッド駆動手段と、 該ヘッド駆動手段がより少ない吐出量の吐出モードで吐
   出を行わせるとき、当該吐出量より多い吐出量の吐出モ
   ードで、記録に関与しない予備吐出を行う予備吐出手段
   と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装
   置。
2. 【請求項２】 前記予備吐出手段は、さらに、前記複数
   の吐出モードに対応してそれぞれ予備吐出の間隔を変化
   させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
   記録装置。
3. 【請求項３】 前記予備吐出手段は、前記予備吐出の間
   隔を、吐出量が少ない吐出モード程短くすることを特徴
   とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記インクジェットヘッドは、インクの
   色毎に複数用いられ、該複数のインクジェットヘッドそ
   れぞれのオリフィスが一体のプレートに形成されたこと
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のイン
   クジェット記録装置。