JPH04201344A - 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等としてのイン
クジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ インクジェット記録装置は被記録材に向けてインクを吐
出させ、インク滴を着弾、定着させて記録を行なう装置
として知られており、ノンインパクト型であるために騒
音が少なく、また、多色のインクを使用することによっ
てカラー画像記録が容易である等の特色を有しており、
近年殊に急速に普及されつつある。

殊に、記録液を吐出させて液滴とするためのエネルギー
を発生させるために電気熱変換体を使用するキャノン■
が提唱しているバブルジェット方式のインクジェット記
録装置は、高速、高密度記録が可能である点から他の記
録方式に比べてその将来性が有望視されている。

ところで、インクジェット記録装置では、徹細なインク
吐出口から被記録材にインクを直接吐出させて記録を行
なうものであり、常に安定した記録画像が得られるよう
にするために、他の方式の記録装置では見られないよう
な特別の配慮が必要とされる。

そこで、従来、例えば多数のインク吐出口が配列される
マルチノズル型の記録ヘッドや複数個の記録ヘッドから
なる記録ヘッドユニットを有しているような場合、記録
動作中記録にかかわる機会の少ないインク吐出口や、記
録ヘッドではインク吐出口の周りからインクの水分が蒸
発し、インク粘度の上昇やごみの固着等により不吐出が
発生するので、記録ヘッドを記録領域外に導き、インク
吐出口から一斉にインクを吐出させる空吐出等−連の回
復動作が行なわれてきた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のインクジェット記録装置
では、マルチノズル型の記録ヘッドや複数の記録ヘッド
からなる記録ヘッドユニットにおいて１度のタイミング
で全記録ヘッドの全ノズルから空吐出を行なうので、多
数発の空吐出を必要とする場合、空吐出を行なう直前に
比べ、記録ヘッドが大幅に大きく昇温し、インク粘度が
著しく低下してその直後の記録画像が大きく濃度変化を
起こすことがあり、さらに、フルカラー画像においては
カラーバランスを崩し、画質を損なうことがあった。

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、効果的な空吐出を行なって、従来のごと
き全記録ヘッドの全ノズルから空吐出を行なうことによ
り生ずる記録ヘッドの昇温による画像の濃度変化やカラ
ーバランスの崩れを防止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、 インクを吐出する複数の記録ヘッドを備えたインクジェ
ット記録装置おいて、 前記複数の記録ヘッドを少なくとも２つのグループに分
けて、各グループ毎に時間差をおいてそれぞれ空吐出を
行なわせ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、複数のノズ
ルから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、前記複数のノズルを少なくとも
２つのグループに分けて、各グループ毎に時間差をおい
てそれぞれ空吐出を行なわせ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、複数のノズルをグループ
に分ける際、ノズルナンバーが偶数のノズルのグループ
と、ノズルナンバーが奇数のノズルのグループとに分け
るものとすることかできる。

記録ヘットは、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。

記録ヘットは、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が好ましい。

［作用コ 記録ヘッドまたはノズルを少なくとも２つのグループに
分割して各グループ毎に空吐出を行なうので、従来のも
のに比べ、１回の空吐出に関わる記録ヘッドまたはノズ
ルの数が減少する。このため、１回の空吐出で発生する
熱量も減少し、空吐出による記録ヘットの昇温を抑える
ことができ、記録ヘッドの昇温によるインク粘度の低下
を抑え、ひいては記録画像の濃度変化を防ぐことができ
る。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１図は本発明を適用したキャノン■提唱のバブルジェ
ット記録方式による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、ｌは第
２図に示すようなそれぞれマルチノズルを有する複数の
記録ヘッドＩＡ〜ＩＤ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
記録液が吐出される。また、個々の記録ヘッドＩＡ〜Ｉ
Ｄには、記録液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第３図に示す電気熱変換体
４０がその液路に沿ってそれぞれ配設されている。２Ａ
〜２Ｄは各々の記録ヘッドＩＡ〜ＩＤにそれぞれ取り付
けられた温度検出手段、例えばサーミスタ、熱電対、バ
リスタ等の温度センサであり、２０Ａ〜２００は、それ
ぞれに取付けられたヒータである。これらの温度検出手
段２Ａ〜２Ｄによって検出された温度は後述するように
して不図示の温度制御装置に供給され、所定の設定温度
が保たれるようにヒータ２０Ａ〜２０Ｄのオン・オフが
制御される。

３は記録ヘッドユニット１を搭載し、ガイドレール４に
沿って矢印Ｘ方向に移動するキャリッジ、５はキャリッ
ジ３を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、記録媒体である記録シート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、該シート送りローラ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
は記録ヘッドＩＡ−１０にそれぞれインクを供給する供
給管、１２は記録ヘッドＩＡ〜ＩＤからインクをタンク
１３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、インクの不吐出回復動作を行う複数記録ヘッ
ド用の回復装置である。また、第３図において、２４は
タンク１３から記録ヘットユニット１へインクを圧送す
るインク圧送手段である。前記供給管１１、戻し管１２
、タンク１３、回復装置１４およびインク圧送手段２４
は本実施例の供給系および回復系を構成する。

次に、第１図ないし第３図に示す本実施例のアルゴリズ
ムについて第４図および第５図を参照して説明する。

本実施例では、電源が切られている間、記録ヘッドユニ
ット１は回復装置１４によりキャッピングされている。

電源が投入され、動作を開始すると、まず、ステップ５
１旧でキャッピングの確認を行った後に、ステップ５１
０３で初期回復動作として、インク圧送手段２４により
インクの加圧循環がな行われ、以後、常時印字可能な状
態となる。

ステップ５１０３で記録開始かどうか判断し、記録開始
であれば、ステップ１０４で各記録ヘッドＩＡ〜ＩＤが
備えている第５図に示す複数のノズル５１．５２，５３
．５４．５５・・・からそれぞれインクを吐出して記録
を行なう。

ステップ５１０４の記録が行なわれるときは、ステップ
５１０５，３１０６でステップ５１０２の初期回復から
８分経過後、記録を中断してキャッピングを行ない、ス
テップ５１０７でノズルナンバーが偶数のノズル５２，
５４．・・・（以下、「偶数ノズル」という。）の空突
出を行なう。次に、ステップ５ｉｏａ、５１０９でステ
ップ５１０２の初期回復から１２分経過後、再び記録を
中断してキャッピングを行ない、ステップ５ＩＩＯでノ
ズルナンバーが奇数のノズル５１．５３．５５・・・（
以下、「奇数ノズル」という。）の空吐出を行なう、そ
の後、再び記録を開始し、ステップ５１０２の初期回復
から、１６分後、２４分後というように、８ｎ分（ｎは
自然数）経過毎にステップ５Ｌ０５〜５１０７を、また
、２０分後、２８分後、というように８ｎ＋４分（ｎは
自然数）経過毎にステップ５１０８〜５ＩＬＯを、それ
ぞれ繰返す。ステップ５１１１で記録が終了すれば、ス
テップ５１１２でキャッピングし、ステップ５１０４へ
戻る。

一方、ステップ５１０３で記録が開始されていないとき
は、そのまま（キャッピングされたまま）の状態で、ス
テップ５１１３，５１１４でステップ５１０２の初期回
復から前記偶数ノズルの空吐出を繰返し、ステップ５１
１５，５ｌ１６でステップ５１０２の初期回復から前記
８ｎ＋４分経過毎に前記奇数ノズルの空吐出を繰り返す
。

以上の説明から明らかなように、本実施例では、一連の
突出タイミングでのノズルの分は方を偶数ノズルと奇数
ノズルの２つのグループとしたが、全ノズルナンバーの
前半と後半に分けることもできる。例えば、１２８ノズ
ルの記録ヘッドであれば、Ｎｏ、１〜６４ノズルとＮｏ
、　６５〜１２８ノズルとの２グループに分割して昇温
を制御してもよい。

さらに昇温を抑制するために、空突出に関わるノズルを
３グル一プ以上に分割して行なうこともできる。例えば
、３グループであればＮｏ、３ｎノズルグループ、Ｎｏ
、３ｎ−１ノズルグループ、Ｎｏ、３ｎ−２ノズルグル
ープ 然！！＋．１回の空吐出のタイミングで１グループの空
吐出を行なってもよい。

そのほか、マルチヘッドの場合、１度のタイミングで半
数の記録ヘッドを空吐出させるようにしてもよい。

実際に、４００ｄｐｉ　（ドツトパーインチ）　、　１
２８ノズルのバブルジェット記録ヘッドを備えたインク
ジェット記録装置を用いて、実施例および比較例のそれ
ぞれのヘッド温度（記録ヘッドの温度）を比較した結果
を第６図に示す。

第６図において、実施例は、第４図に示すアルゴリズム
に従って、４分毎に６４ノズルずつ、周波数４　ｋＨｚ
，各ノズル３０００発の空吐出を行なったものである。

一方、比較例は、周波数４　ｋＨｚ，各ノズル３０００
発の空吐出を行なった点は、実施例と同様であるが、空
吐出を８分毎に全ノズル（１２８ノズル）で行なった点
が実施例と異なっている。

第６図のように、実施例は比較例に比べ、記録ヘッドの
温度変化が少なく、安定している。

これら実施例および比較例のそれぞれ５０％デユーティ
印字の室温下における光学反射濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ　
Ｄｅｎｓｉｔｙ　）を測定した結果を表１に示す。

表１ 表１に示すように、実施例は比較例に比べ空吐出直前と
空吐出直後の濃度変化が少なくなっている。

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■が提唱しているバブルジェット方式の記録ヘッド、
記録装置に於て、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遺している。尚、上
記熱作用面の温度上昇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、
更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、上記の各明細書に開示され
ているような突出口、液路、電気熱変換体の組合せ構成
（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４
５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明
細書にそれぞれ記載の構成でもよい。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１２３６
７０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１３８４
６１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（、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なわれている温度
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ょる昇温をインク
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、複数のノズルまたは、
記録ヘッドを少なくとも２つのグループに分けて空吐出
を行なわせるようにすることにより、記録ヘッドの昇温
による画像の濃度変化、カラーバランスが崩れるという
ことを防止でき、高品位な記録画像を得ることができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
示す概略斜視図、第２図は本実施例の記録ヘッドの要部
斜視図、第３図は本実施例の供給系８よび回復系の模式
図、第４図は本実施例のアルゴリズムを示すフローチャ
ート、第５図は本実施例のアルゴリズムを説明するため
のモデル図、第６図は実施例および比較例のヘッド温度
を示すグラフである。 １・・・記録ヘッドユニット、 ＩＡ、　２Ｂ、　ＩＣ，２Ｄ・・・記録ヘッド、２Ａ、
２Ｂ、２Ｃ，２Ｄ・・・温度検出手段、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、 ｌＯ・・・保持ローラ対、 １１・・・供給管、　　　１２・・・戻し管、１３・・
・タンク、　　　　１４・・・回復装置、２０Ａ、２０
Ｂ、２０（：、２００−・ヒータ、２４−・・インク圧
送手段、 ４０−・電気熱変換体、 ５１．５２，５３，５４．５５−−ノズル。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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を少なくとも２つのグループに分
   けて、各グループ毎に時間差をおいてそれぞれ空吐出を
   行なわせ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、複数のノズルから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、 前記複数のノズルを少なくとも２つのグループに分けて
   、各グループ毎に時間差をおいてそれぞれ空吐出を行な
   わせ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、複数のノズルをグループに分け
   る際、ノズルナンバーが偶数のノズルのグループと、ノ
   ズルナンバーが奇数のノズルのグループとに分けるもの
   である請求項２記載のインクジェット記録装置。 ４、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１，２または３記載のインクジェット
   記録装置。 ５、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１，２，３
   または４記載のインクジェット記録装置。