JPH0274351A

JPH0274351A - インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH0274351A
Application number: JP22650988A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishinaga; 博之石永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1990-03-14
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JP2710957B2

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、インクなヒータによって加熱気化し、その際
に発生する気泡の膨張、収縮を利用してインクを吐出さ
せ記録を行なうバブルジェット方式の記録装置であって
、階調表現を行なうことが可能なインクジェット記録装
置に関する。

［従来の技術１従来、バブルジェット方式の記録装置で用いられる階調
表現の方法は、複数のノズルの各々に対応した複数種の
インクを、ドツトが重なり合うよう吐出し、その重なり
合う面積を制御したり、あるいは１つのノズル内に複数
のヒータを有し、これらヒータの吐出印加パルスの駆動
タイミングを制御することにより階調を表現していた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、前記従来例では、１つのドツトの階調を
表現するためにインク、インク供給系。

駆動回路系等が複数必要となる。この結果、装置構成が
複雑かつコストの比較的高い構成になるという問題点が
あった。

本発明は上述した従来の問題点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、単一のノズル
およびヒータ、インク供給系駆動回路系を用い、吐出パ
ルスを印加する前のプレヒートによってインク吐出量を
制御し階調表現を実現すること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。

［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吐出口に連通ずるインク液
路内輪配設され、パルスの印加によって発熱するヒータ
と、ヒータにパルスを印加するパルス印加手段と、パル
ス印加手段がインク吐出のためのパルスを印加する前に
、インク液路内のインクを予熱するためのパルスを印加
させるパルス印加制御手段とを具えたことを特徴とする
。

［作　用］以上の構成によれば、予熱のためのパルス印加によって
インク温度が所定温度に設定され、この設定された温度
の下でインク吐出が行なわれる。

［実ｈζ例１以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
６第１図は本発明の一実施例を示すヘッド駆動回路の回路
ブロック図である。図中１および２はトランジスタと抵
抗とで構成されるスイッチであり、それぞれヘッド駆動
電圧ν、および電圧５ｖをヒータに印加するために設け
られる。これらスイッチ１および２は、記録データに基
づ＜ＣＰＵ６の制御によって駆動される。３はヘッドノ
ズル内に配設されたヒータを構成する抵抗である。４は
ダイオードであり、ヘッド駆動電圧Ｖ□による電流がス
イッチ２の方へ流れるのを防止する。５はＡ／Ｄコンバ
ータであり、スイッチ２をオンすることによりヒータ抵
抗３の端子間に発生ずる電圧をデジタル変換し、ＣＰＵ
６に伝える。

第２図は第１図に示したそれぞれ、ヒータの温度変化（
図中Ａ）、スイッチ２の人力波形（図中Ｂ）、スイッチ
ｌの人力波形（図中Ｃ）を示す線図である。

第４図（＾）〜（Ｃ）は、バブルジェット記録ヘッドの
構成を示す断面図である。これら図において、ヒータ７
は液体インク９を加熱発泡されるものであり、第１図に
示した抵抗３を主な構成要素とする。また、ノズル８内
部の底壁に埋設され、図の長手方向に電流が流れるよう
に、主構成要素であるヒータ抵抗３の配置およびその接
続がなされている。

第４図（Δ）は同図（Ｂ）に示す記録ヘッドを図中左方
向から見た図であり、同図にはインク吐出口が示される
。同図（Ｃ）は、同図（Ｂ）の側壁方向から見た図であ
る。

いま、ヒータ７が急激に加熱されると、ヒータ７に接触
する部分のインク９が気化され、気泡１０が膨張する。

この気泡ｌＯの膨張によって発生する圧縮波が吐出方向
へ伝播し、図中矢印で示す方向にインク？’１４１１を
吐出する。吐出されたインク滴１１は記録紙１２に衝突
し、ドツトを形成する。ここで、ノズル８を形成する壁
となる部材は、極めて断熱性の高いものでなくてはなら
ない。

第５図はヒータに供給される電力とインクの吐出量との
関係をインク温度に応じて示す線図である。この図から
、ノズル内のインク温度の違いで、吐出量が異なること
がわかる。すなわち、インクを吐出するときのノズル内
インク温度が吐出量を左右するため、逆にこの温度を制
御することにより吐出量を制御することが可能となる。

この制御方法を第１図〜第３図を参照しながら説明する
。

まず、第３図のステップ３３１で第２図に示す時刻ｔ、
で第１図に示すスイッチ２をオン（“Ｌ”）とし、ヒー
タ抵抗３に所定の電圧を印加する。このとき、ステップ
Ｓ３２において、ヒータ抵抗３の温度によって異なる抵
抗値に基づいて現われる抵抗３の端子間電圧を、Ａ／Ｄ
コンバータ５で検出し、目標とする電圧値、すなわち目
標とするヒータ温度となっているか否かを判断する。目
標値に達していない場合は、ステップＳ３３へ進み、時
刻ｔ２でスイッチ２をオフ（“Ｈ″）すると同時に、ス
イッチ１をオン（“Ｌ”）し、予め定められた時間間隔
ｔ２〜ｔ、で示されるブレヒート六ルスがヒータ抵抗３
に印加され、ヒータ７は昇温する。その後、時刻ｔ３〜
１．ではスイッチ１はオフとなり、昇温したヒータは放
熱する。このとき、ヒータ７で発生した熱エネルギーは
ノズル内に満たされているインク９に伝播される。時間
間隔ｔ、〜［５は時間間隔ｔ２〜ｔ３で示されるプレヒ
ートパルス幅同様重要な条件である。

以上、第３図のフローチャートに示されるシーケンスは
、時刻ｔ４〜ｔ８およびｔ７〜ｔｔｏで同様に行なわれ
る。このプレヒート過程により時刻ｔｌｏにて吐出パル
スが発生するまでに、ノズル内インクを所望の温度に設
定することが出来る。

なお、本例ではプレヒートを３回行なったが、記録デー
タに基づき表現しようとする階調に応じてその回数が異
なるのは当然であり、またブレヒートのパルス幅を制御
することにより所望のインク温度を達成するようにして
もよい。

インク９が所定の温度になると時刻ｔｌＯ〜し。

の吐出パルス（スイッチｌのオン）で、ヒータ７の表面
に接触するインク９は気化されて発泡し、吐出が行なわ
れる。次に、時刻ｔｌｌ　％ｊ＋ｓにおいて、消音した
ヒータ７は放熱し、次の吐出パルスまでの待機状態とな
るが、時刻ｔ１２の温度変曲点は、ノズルよりインクが
吐出したときを示し、このとき、ノズル内は大きな熱量
をうばわれ、ヒータ７は急速に冷却される。

以上のような構成を用いた階調制御は、以下のような利
点を有する。すなわち、駆動回路構成が比較的簡単かつ
廉価である。また、ブレヒートに短い複数の印加パルス
を用いるため、ノズル内インクの温度変化がゆるやかな
ものとなり、インク吐出に与える影晋が少ない、さらに
、通常の階調なし記録においても、温度管理が可能なた
め、記録結果が安定的となる。

第６図は、第１図に示した回路において、ヒータの温度
を検出する構成を除いたもので、プレヒートパルスのみ
供給することを特徴とする回路である。この回路を用い
る場合は、予めブレヒートの条件を定めておく。

この構成により前記実施例よりさらに廉価な回路で階調
を実現することが可能である。

第７図はヒータ温度検出の手段としてサーミスタを具え
たことを特徴としたもので、ヒータ３とサーミスタ１３
が分離した構成とすることにより、温度検出の精度を高
めたものである。なお、ブレヒートのシーケンスは前記
第１の実施例と同様である。

以上説明したように、わずかな回路を付加することによ
り極めて容易に階調を制御でき、記録装置のカラー化に
も適応できる。また、通常の記録（階調なし）では、ノ
ズル温度を高温に維持すれば吐出に必要な電力は軽減さ
れる。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明によれば予熱の
ためのパルス印加によってインク温度が所定温度に設定
され、この設定された温度の下でインク吐出が行なわれ
る。

この結果、吐出されるときのインク温度によってインク
吐出量が異なることから、記録画像の階調を制御するこ
とが可能となる。

すなわち、簡単な回路を付加することにより容易に階調
を制御することが可能なインクジェット記録を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すヘッド駆動回路の回路
ブロック図、第２図は第１図に示した構成の動作波形を示す線図、第３図は第１図に示した構成における制御を示すフロー
チャート、第４図Ｚ〆一はバブルジェット記録ヘッドのノズル構成
を示す断面図、第５図はバブルジェット記録ヘッドの基本特性を示す線
図、第６図および第７図は他の実施例の構成を示す回路ブロ
ック図である。１．２・・・スイッチ、３・・・ヒータ抵抗、４・・・ダイオード、５・・・Ａ／Ｄコンバータ、６・・・ｃｐｕ。７・・・ヒータ、８・・・ノズル、９・・・インク、１０・・・気泡、１１・・・インク液、１２・・・記録紙、１３・・・サーミスタ。冥北伊」／）オイ収を示すコ訃プロ１り図第１図ズカｂ任Ｊの中ｊ作ア枦１頁を示すフロー牛ヤード第３
図ヒータへのイ央木発電力とインクｒＪ上水１０閾イ禾を
示す宇東図第５図（Ａ）（Ｂ）９　力にイ冬インクパルブヅニット扛銖へ、Ｉ−／）ＩＮＩｒｌｒｔ図第４
図第図Ｈ亥デ邑例の生年べ′！を示す回Ｖ÷ブロシク図第図

Claims

【特許請求の範囲】１）インク吐出口に連通するインク液路内に配設され、
パルスの印加によって発熱するヒータと、該ヒータにパルスを印加するパルス印加手段と、該パルス印加手段がインク吐出のためのパルスを印加す
る前に、前記インク液路内のインクを予熱するためのパ
ルスを印加させるパルス印加制御手段とを具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。２）前記パルス印加制御手段は前記ヒーターの温度に応
じて前記予熱のためのパルスのパルス数またはパルス幅
を制御す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。