JPH02508A - 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し、特に吐出エ
ネルギ発生手段として発熱抵抗体と該発熱抵抗体に接続
された電極とを有する発熱素子を波路内に有し、該液路
に連通ずる吐出口が複数配された形態のインクジェット
記録装置に関するものである。

［従来の技術］ インクジェット記録法は、記録時における騒音が極めて
小さいこと、カラー化が容易であること、所謂普通紙に
記録が行えること等の多くの利点を有しており、近年注
目の度合いが益々高まフている。

中でも、インクの吐出を行う微細な吐出口に連通ずる液
路内に設けられた発熱素子に通電を行うことによりこれ
を発熱させ、発熱素子周辺のインクの加熱によって発生
する発泡時に起こる急激な体積変化を利用して吐出口よ
りインクを滴とじて吐出させることにより記録を行うイ
ンクジェット記録装置、すなわち、熱エネルギを利用し
たインクジェット記録装置は、装置の小型化が容易であ
ることや吐出口の高密度配置が可能であることなどの理
由により特に注目されている。

このような熱エネルギを利用した形態のインクジェット
記録装置において、吐出口を所定方向に多数集積配置し
て記録ヘッドを構成した場合、例えば記録媒体の幅方向
にその全幅にわたって吐出口を配置した所謂フルライン
タイプの記録ヘッドの場合は、通常、全発熱素子に、ま
たは所定個数の発熱素子のグループ毎に順次電圧が供給
されて駆動される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、記録ヘッドと電源との間の配線ラインに
は必ず配線抵抗が存在するので、−度に記録されるドツ
ト数の多少によフて、発熱素子の駆動エネルギが変化す
ることになる。すなわち、ドツト数の少ないときには駆
動に係る発熱素子数が小であるので、ラインに流れる電
流は少なく、電圧降下は小さいが、一方ドット数の多い
ときには電流が大であり、従って電圧降下が大となるか
らである。

このように駆動に係る発熱素子数の多少によって発熱素
子に印加される電圧が異なると、インクに作用する吐出
エネルギが変化するので、−度に記録されるドツト数に
よって記録品位に差異が生じてしまうことになる。

本発明の目的は、かかる問題点を解決し、−度に記録さ
れるドツト数によらず、安定した駆動エネルギが発熱素
子に与えられるようになし、以て安定した吐出エネルギ
がインクに作用するようにすることにより、インクジェ
ット記録装置の記録品位を向上することにある。

Ｅ問題点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に利用
されるエネルギを発生する複数のエネルギ発生手段と、
同時駆動されるエネルギ発生手段の数を検出する検出手
段と、検出手段による検出結果に応じてエネルギ発生手
段に付与される駆動パルスの電圧値を調整する調整手段
とを具備したことを特徴とする。

また、本発明の他の形態では、インクを吐出するために
利用されるネルギを発生する複数のエネルギ発生手段と
、同時ｆｆｉ勤されるエネルギ発生手段の数を検出する
検出手段と、検出手段による検出結果に応じてエネルギ
発生手段に付与される駆動パルスの駆動時間を調整する
調整手段とを具備したことを特徴とする。

〔作　用］ 本発明によれば、同時に駆動されるエネルギ発生手段の
数に応じて、駆動パルスの電圧値または駆動時間を調整
することで、インクの吐出特性が安定に保たれるように
なる。

すなわち、同時駆動されるエネルギ発生手段の数に応じ
、電圧調整手段は、例えば前記数が多いときには高い電
圧を、少ないときには低い電圧を供給する。あるいは同
時駆動されるエネルギ発生手段の数に応じ、駆動時間調
整手段は、例えば前記数が多いときには長い駆動時間で
、少ないときには短い駆動時間で吐出エネルギ発生素子
を駆動する。これにより、前記数に応じた配線抵抗分に
よる電圧降下の変動に基づく影響を打ち消して安定した
駆動エネルギをエネルギ発生手段に供給することができ
、常に安定した吐出エネルギをインクに作用させること
が可能となる。

］実施例】 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

［第１実施例］ 第１図は、本発明のインクジェット記録装置に用いられ
る記録ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。ここで
、１０１は吐出エレメントであり、インクを吐出するた
めに利用される熱エネルギを発生する熱エネルギ発生手
段である発熱素子等が並列に配された波路、各波路前方
に開口した吐出口１１０および各液路に供給されるイン
クを貯留するための共通液室等を有し、吐出口１１０よ
りインクを吐出して記録液滴の形成を行う。

１０３は吐出エレメントｌＯ１を接着等により固定する
ためのベースプレート、１０２は吐出エレメント１０１
およびベースプレート１０３の端面にボルト等緊締部材
により固定された前面プレートであり、吐出口１１０を
記録媒体に直接対向させる開口１０２ａを有する。各部
１１５，１１６および１１７はインク供給系の一部を成
す部材であり、ｌ１５は吐出エレメント１０１内の共通
液室にインクを導入するエルボ形状の接続部材、１１７
はインク供給源としてのインクタンク等からのインク供
給経路途中に配置されたフィルタユニット、１１６は接
続部材１１５とフィルタユニット１１７　とを接続する
供給管である。

第２図は本発明のインクジェット記録装置に一実施態様
例を示すブロック図である。ここで、ｌは記録ヘッドで
あり、第１図に示されるように吐出口を所定方向に複数
配して、例えば記録媒体の幅方向にその全幅にわたフて
配置して構成されている６３は各液路内に設けられた発
熱素子である。５は記録ヘッド１内の発熱素子３に電圧
を印加するヘッド用電源装置であり、この構成について
は第３図を用いて詳述する。Ｒは電源装置５と記録ヘッ
ド１との間のライン抵抗値、Ｖｌｌは記録ヘッド１に印
加される電圧値を示す。

７−１．７−２　、・・・、７−には発熱素子３の所定
個数毎に設けたヘッド駆動部であり、１ラインのデータ
信号ＤＡＴＡを、各発熱素子３に１ビツトを対応させて
整列させるためのシフトレジスタや、ラッチ信号ＬＡＴ
に応じてビットデータをラッチするラッチ回路、ストロ
ーブ信号５ＴＲＢＩ〜５ＴＲＢｋに応じて、ビットデー
タに基づき発熱素子３の通電のオン／オフを行うスイッ
チ等を有する。９は画像データ供給源としてのホスト装
置Ｈから直接もしくはＣＰＵ２０を介して供給される画
像データＩ［ｌＡＴ＾を格納する画像メモリである。　
１１は記録信号発生部であり、ＣＰＵ！２０からの駆動
タイミング信号Ｔに応じて、画像メモリ９に展開された
画像データを読出し、データ信号ＤＡＴＡ、クロック信
号ＣＬＫ　、ラッチ信号ＬＡＴを発生する他、ヘッド駆
動部７−１〜７−ｋを順次駆動するためのストローブ信
号５ＴＲＢＩ〜５ＴＲＢｋ等を発生する。

Ｃｒｔ１２０は、例えばマイクロコンピュータの形態を
有し、第４図につき後述する処理手順等に従って各部を
制御する。　２１はＲＯＭであり、ＣＰＵ２０が実行す
る処理手順に対応したプログラムや、ヘッド用電源装置
５の調整を行うための電圧調整データを格納している。

また、Ｃは電源装置５に電圧調整を行わせるためにＣＰ
Ｕ２０が発生する、例えば２ビツトバイナリの電源電圧
制御信号である。

第３図はヘッド用電源装置５の一例を示すブロック図で
ある。ここで、５１は電源制御部であり、基準電圧信号
を一端子に受容し、電源電圧調整用ラインからの電圧１
３号を十端子に受容して、記録へラド１に対し所定の電
圧を印加する電圧制御用演算増幅器５３を有する。電源
電圧調整用ラインには、それぞれ抵抗値の異った抵抗器
旧〜Ｒ４（例えばＲ１＞　１１２＞　Ｒ３＞　Ｒ４）を
並列に設け、各抵抗器ｒｔｔ〜Ｒ４にそれぞれスイッチ
ング用トランジスタＴＩ−Ｔ４を直列に設けて抵抗器Ｒ
１へ旧の切換えを可能としである。

５５はデコーダであり、ＣＰＵ２０から供給される２ビ
ツトバイナリの電＃ｔ７に圧制御信号Ｃに応じてトラン
ジスタＴ１〜Ｔ４のいずれかを導通させるスイッチ信号
を発生する。

かかる構成において、ＣＰＵ２０はメモリ９内に展開さ
れたデータの内容を判断して電圧調整を行う、すなわち
、ＣＰｔ１２０は所定量のデータ毎（例えば所定時間内
のデータ総量毎、ヘッド駆動部７−１〜７−にのいずれ
かによる駆動に係る１ブロツク毎あるいは１ライン分の
データ毎）に含まれる発熱素子３のオンデータ数（駆動
ビット数）もしくはその平均を算出し、当該算出結果に
基づいてＲＯＭ２１の電圧調整データをアクセスし、電
源電圧制御信号Ｃを決定してこれをヘッド用電源装置５
に供給する。

このようにＣｐＨ２Ｑから２ビツトバイナリで送出され
た制御信号Ｃはデコーダ５５に入力され、その値に応じ
てトランジスタＴ１〜Ｔ４のいずれかが選択されてオン
となる。これに応じて抵抗器Ｒ１〜Ｒ４が切換えられる
と、電源電圧調整ラインの電圧Ｖ、。

が変化し、駆動ビット数に応じて電源電圧が変化するこ
とになる。この結果、駆動ビット数によらず安定した電
圧ＶＨを記録ヘッド１に供給することが可能となる。例
えば、駆動ビット数が多いときには配線抵抗による電圧
降下が著しいので、抵抗値の最も小さい抵抗器Ｒ４を選
択する。そして、駆動ビット数が小となるに従って１１
３→ｎ２→旧　の順に選択して行くようにすることがで
きる。

第４図はＣＰｔ１２０による電圧調整処理手順の一例を
示すフローチャートである。まず、ステップＳ１にて外
部のホスト装置Ｈから所定ｉｎ（例えば１ライン分）の
画像データをメモリ９に入力したとき、ステップＳ３に
て、そのうち発熱素子３のオンデータ数、すなわち駆動
ビット数ｎを求める。次いで、ステップＳ５にてｎ７ｍ
を算出し、その算出値に応じてＲＯＭ２１のデータ領域
を参照して電源電圧υＪｉ３１１信号Ｃの２ビツトバイ
ナリ値を決定する。

そして、ステップＳ９にて画像データをメモリ９から記
！！　ｆＸ号全発生１１に送出させるとともに、制御信
号Ｃを電源装置５に供給する。この状態で発熱素子３を
駆動して記録を行わせると、発熱素子３には駆動ビット
数によらず安定した電圧Ｖｌ＋が印加されるので、イン
クに作用する吐出エネルギも安定したものとなる。

次いで、ステップ５１１にて、次に記録すべき画像デー
タが存在するか否かを判定し、肯定判定であればステッ
プＳｌに復帰し、否定判定であれば処理を終了する。

このように、本実施例によれば、駆動ビット数によらず
安定した吐出エネルギをインクに作用させることができ
るので、インクの安定した吐出が行われ、安定かつ品位
の高い画像記録が可能となった。また、画像メモリ９に
展開する画像データについてオンデータを計数し、切換
えを行うようにしたので、例えばＴ＆源装置自体に電圧
補償回路を付加する場合に比して駆動ビット数に対する
電圧補償の遅れを生じることがない。

また、画像データＩＤΔＴＡのメモリ９への転送の過程
でカウンタ等により駆動ビット数を計数するようにすれ
ば、上記ステップｓ１およびｓ３の処理時間を一層高速
化することも可能である。

なお、上記実施例では、トランジスタ丁１〜Ｔ４および
抵抗器Ｒ１−Ｒ４を設け、２ビツトバイナリの制御信号
Ｃにより電圧調整を４段階に行うようにしたが、この段
階数および切換えのための構成は任意所望に選定できる
のは勿論である。

また、上記実施例では電源装置の供給電圧のみを調整し
て素子への供給電圧を一定とするようにしたが、これに
加え、発熱素子３の駆動時間（オン時間）をも調整して
駆動エネルギが一定となるようにしてもよい。

［第２実施例コ 第５図は本発明の第２の実施例を示し、第２図示の実施
例と同様に構成した各部には対応箇所と同一符号を付し
である。

第５図において、１３は記録信号発生部１１に一体に設
けたパルス幅制御部であり、ＣＰＵ２０の制御により発
熱素子３の駆動タイミングないしオン時間を規定するス
トローブ信号５ＴｎＢ１〜５ＴＦＩＢｋのパルス幅を調
整する。この構成については第６図につき後述する。

本例における（：ＰＵ２０は、第８図につき後述する処
理手順等に従って各部を制御する。またＲＯＭ２１は、
ＣＰＵ２０が実行する処理手順に対応したプログラムや
、パルス幅制御部１３の制御を行うためのパルス幅調整
データを格納している。また、ＣＰはパルス幅制御部１
３にパルス幅調整を行わせるためにＣＰｕ２０が発生す
る、例えば２ビツトバイナリのパルス幅制御信号である
。

第６図はパルス幅制御部１３の一例を示すブロック図で
ある。ここで、Ｒ１−Ｒ４は電源ラインにそれぞれ並列
に設けた抵抗値の異なる抵抗器（例えばＲ１＞Ｒ２＞Ｒ
３＞Ｒ４）　、Ｔｌ−７４はそれぞれ抵抗器Ｒ１〜Ｒ４
に直列に設けたスイッチング用のトランジスタであり、
抵抗器Ｂ１〜Ｒ４の切換え選択を行う。

１５はデコーダであり、ＣＰｔ１２０から供給される２
ビツトバイナソのパルス幅制御信号ＣＰに応じてトラン
ジスタ丁１〜Ｔ４のいずれかを導通させるスイッチ信号
を発生する３ １７はワンショット発生器であり、選択された抵抗器を
介してコンデンサＣに充電が行われるときに、コンデン
サＣの両端電圧が予め定められた値に達するまでの時間
に基づいて、基本クロックより発熱素子３の通電時間規
定パルスを発生する。

かかる構成において、ＣＰＵ２０はメモリ９内に展開さ
れたデータの内容を判断して電圧調整を行う、すなわち
、ＣＰＵ２０は所定量のデータ毎（例えば所定時間内の
データ総量毎、ヘッド駆動部７−１〜７−にのいずれか
による駆動に係る１ブロツク毎あるいは１ライン分のデ
ータ毎）に含まれる発熱素子３のオンデータ数（駆動ビ
ット数）もしくはその平均を算出し、当該算出結果に基
づいてＲＯＭ２１のパルス幅調整データをアクセスし、
パルス幅制御信号ｃｐを決定してこれをパルス幅制御部
１３に供給する。

このようにＣＰＵ２０から２ビツトバイナリで送出され
た制御信号ＣＰはデコーダ１５に入力され、その値に応
じてトランジスタＴ１〜Ｔ４のいずれかが選択されてオ
ンとなる。これに応じて抵抗器Ｒ１−Ｒ４が切換えられ
ると、コンデンサＣの両端電圧が所定値に達するまでの
時間が変化し、駆動ビット数に応じてパルス幅すなわち
発熱素子３の通電時間が変化することになる。

例えば、第７図に示すように、駆動ビット数が少ないと
きには配線抵抗による電圧降下が小さいので、小なるパ
ルス幅Ｔの通電時間規定パルス（ストローブ信号５ＴＲ
８１−５ＴＲＢｋに重畳される）が得られる抵抗器を選
択し、駆動ビット数が犬となるに従って大なるパルス幅
が得られる抵抗器を選択して行くようにすることができ
る。

このように通電時間を調整した結果、駆動ビット数の多
少に応じた配線抵抗Ｒによる電圧降下の変化分を打消す
ことができるので、発熱素子３には安定した駆動エネル
ギを供給することが可能となる。

第８図は本例に係るＣＰＵ２０によるパルス幅調整処理
手順の一例を示すフローチャートである。本例において
も、上述と同根に、まず、ステップｓｉにて外部のホス
ト装置Ｈから所定量ｍ（例えば１ライン分）の画像デー
タをメモリ９に入力したとき、ステップＳ３にて、その
うち発熱素子３のオンデータ数、すなわち駆動ビット数
ｎを求める。次いで、ステップＳ５にてｎ７ｍを算出し
、その算出値に応じてＲＯＭ２１のデータ領域を参照し
てパルス幅制御信号ＣＰの２ビツトバイナリ値を決定す
る。

そして、本例においては、ステップＳ２９にて画像デー
タをメモリ９から記録信号発生部１１に送出させるとと
もに、制御信号ＣＰをパルス幅制御部１３に供給する。

この状態で発熱素子３を駆動して記録を行わせると、発
熱素子３には駆動ビット数によらず安定したエネルギが
供給されるので、インクに作用する吐出エネルギも安定
したものとなる。

次いで、ステップＳｉｔにて次に記録すべき画像データ
が存在するか否かを判定し、肯定判定であればステップ
５１に復帰し、否定判定であれば処理を終了する。

このように、本実施例によれば、駆動ビット数によらず
安定した吐出エネルギをインクに作用させることができ
るので、インクの安定した発泡〜吐出が行われ、安定か
つ品位の高い画像記録が可能となった。また、画像メモ
リ９に展開する画像データについてオンデータを計数し
、通電時間の切換えを行うようにしたので、例えば電源
装置に電圧補償回路を付加する場合に比して駆動ビット
数に対する補償の遅れを生じることがない。また、画像
データＩＤＡＴ＾のメモリ９への転送の過程でカウンタ
等により駆動ビット数を計数するようにすれば、上記ス
テップＳｌおよびＳ３の処理時間を一層高速化すること
も可能である。

なお、上記実施例では、トランジスタＴｌ−７４および
抵抗器Ｒ１−Ｒ４を設け、２ビツトバイナリの制御信号
ＣＰにより通電時間の調整を４段階に行うようにしたが
、この段階数および切換えのための構成は任意所望に選
定できるのは勿論である。

また、上記実施例では発熱素子３の通電時間のみを調整
するようにしたが、これに加え、電源袋２の供給電圧を
も調整して駆動エネルギが一定となるようにしてもよい
。

以上のような構成を用いて、例えば第９図のようなイン
クジェット記録装置を構成することができる。ここに、
第９図はその外観を示す模式的斜視図であり、１０００
は装置本体、１１００は電源スィッチ、１２００は操作
パネルである。

なお、本発明においては、上述のように記録媒体の幅に
対応して吐出口を配した所謂フルラインタイプの記録へ
ラド１を有するラインプリンタの形態のものに限られず
、複数の発熱素子を共通の電源で駆動するものであれば
、本発明は、極めて有効かつ容易に適用できるのは言う
までもない。

また、本発明において用いられるインクジェットヘッド
では、液路内の発熱素子の発熱部分へインクが供給され
る方向と吐出口からインクが吐出される方向とは、はぼ
同じであってもよいし、異なっているもの（例えば前記
二つの角度がほぼ直角を形成しているもの）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、駆動ビット数に
よらず安定した駆動エネルギが吐出エネルギ発生手段に
供給されるので、安定した吐出エネルギがインクに作用
し、従ってインクの吐出条件が安定して高品位の画像記
録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェット記録装置に用いられる
記録ヘッドの一例を示す模式的斜視図、 第２図は本発明のインクジェット記ｆ３装置の一実施例
を示すブロック図、 第３図は第２図におけるヘッド用電源装置の一例を示す
ブロック図、 第４図は第２図示の実施例による電圧調整処理手順の一
例を示すフローチャート、 第５図は本発明のインクジェット記録装置の他の実施例
を示すブロック図、 第６図は第５図におけるパルス幅制御部の一例を示すブ
ロック図、 第７図は発熱素子に対する通電時間の変更態様を説明す
るための波形図、 第８図は第５図示の実施例によるパルス幅調整処理手順
の一例を示すフローチャート、第９図は本発明のインク
ジェット記録装置の外観構成の一例を示す模式的斜視図
である。 ｌ・・・記録ヘッド、 ３・・・発熱素子、 ５・・・ヘッド用電源装置、 ７−１〜７−ｋ・・・ヘッド駆動部、 ９・・・画像メモリ、 １１・・・記録信号発生部、 １３・・・パルス幅制御部、 １５・・・デコーダ、 １７・・・ワンショッ ２Ｏ−ＣＰＩＪ　。 ２１・・・ｌｌ０Ｍ　。 ５１・・・電源制御部、 ５５・・・デコーダ。 ト発生器、 第１図 第４図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクを吐出するために利用されるエネルギを発生
   する複数のエネルギ発生手段と、同時駆動される前記エ
   ネルギ発生手段の数を検出する検出手段と、 該検出手段による検出結果に応じて前記エネルギ発生手
   段に付与される駆動パルスの電圧値を調整する調整手段
   と、 を具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）インクを吐出するために利用されるネルギを発生す
   る複数のエネルギ発生手段と、 同時駆動される前記エネルギ発生手段の数を検出する検
   出手段と、 該検出手段による検出結果に応じて前記エネルギ発生手
   段に付与される駆動パルスの駆動時間を調整する調整手
   段と、 を具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。