JPH08309984A

JPH08309984A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH08309984A
Application number: JP11726595A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kuwabara; 伸行桑原; Naoji Otsuka; 尚次大塚; Isao Ebisawa; 功海老沢; Atsushi Arai; 篤新井; Hisao Yaegashi; 尚雄八重樫; Toshiji Inui; 利治乾; Kentaro Yano; 健太郎矢野; Kiichiro Takahashi; 喜一郎高橋; Osamu Iwasaki; 督岩崎; Daigoro Kanematsu; 大五郎兼松
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】初期使用時にならし駆動のための通電を行う
といったエージング処理を行わずに最初から安定した液
滴吐出による記録が可能なインクジェット記録装置を提
供する。【構成】複数の吐出口およびエネルギ発生素子８を有
する記録ヘッド部９と、エネルギ発生素子に液滴吐出エ
ネルギを発生させるためのパルス電気信号を出力するパ
ルス信号発生手段４と、出力されたパルス電気信号の累
計値を記憶する累積パルス数記憶手段５と、その記憶さ
れている累計値Ｎ_a を所定のしきいパルス値Ｐ_O と比較
し、しきいパルス値Ｐ_O に到達するまではパルス電気信
号を発生させるための通電エネルギを到達後より高くす
るように制御する制御手段７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、詳しくは、記録動作時のインク吐出状態を常
に安定に保つことのできるインクジェット記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェット記録装置は複数
の極めて微細な吐出口（その口径が数十ミクロン程度）
を有するインクジェット記録ヘッドから、記録液（以下
でインクという）を画像情報に応じて選択的に吐出し、
このインクジェット記録ヘッドのインク吐出口が配列さ
れている面（以下『吐出面』という）の対向位置に保た
れる被記録材に、吐出したインク滴を着弾させることで
画像を得るものである。この種のインクジェット記録方
式は、現在一般に知られている各種記録方式の中でも、
記録時に騒音の発生がほとんどないノンインパクト記録
方式であって、かつ高速記録が可能であり、しかも普通
紙に特別の定着処理を必要とせずに記録が行える等の利
点を備えたものであり、近年著しい発展を遂げている。

【０００３】かかるインクジェット記録方式の中でも、
吐出のためのエネルギ付与を熱エネルギで行う方式が本
出願人からすでに開示されている。この方式は、複数の
発熱体（電気熱変換素子）が等間隔に配列されている基
板（以下『ヒータボード』と称する）上に、インク吐出
口および液路が各発熱体ごとに形成された複数のノズル
をもつ記録ヘッドを用い、これらの発熱体に選択的に通
電することで熱を発生させる。そしてこの発生した熱に
よって液路内のインクを発泡させ、インクに圧力変化を
発生させて、この圧力変化を運動エネルギとし、発熱体
への通電と同時にインクを吐出させることができるもの
である。

【０００４】従来この種の記録ヘッドでは、使用開始時
にヒータボード表面および各ノズルの内壁において、イ
ンクに対する濡れ性の不足や記録ヘッドの製造時に付着
した汚れによって発泡不良や飛翔の不安定さを生じる虞
があった。そこで、これを解消するために、これまでは
記録ヘッドの使用開始前に吐出のための通電を一定の条
件に基づいて行うならし駆動、いわゆるエージング処理
を行うことがあった。このようなエージング処理によっ
て、前述した液路内壁のインクに対する濡れ性不足や汚
れをインクの吐出およびその流動によって除去するよう
にしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにエージング処理を行った場合、以下のような問題点
が残る。すなわち、記録ヘッドが記録装置に据え付け
で、使用者によって交換できない場合は、出荷時に一台
ずつについてエージング処理を行わなければならず、し
たがって工程数の増大や工程の流れにおける滞留時間へ
の影響等の問題が発生する。また、記録ヘッドが使用者
により交換可能な記録装置の場合には、すべての記録ヘ
ッドについて出荷前にエージング処理を行うか、若しく
は新しい記録ヘッドを記録装置に取り付けた際にエージ
ングのための余分な駆動を行わなければならない。いず
れにしても製造コストへの影響や記録装置使用者の操作
煩雑性等の問題が生じる。したがって、エージング処理
を行わずに記録の信頼性を高めることが望まれる。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点に着目し、
エージング処理を行わなくても安定した記録画像が得ら
れようにしたインクジェット記録装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、上記問題点に対し、鋭意研究を重ねた結
果、画像を常時鮮明に記録できることはもちろんのこ
と、従来エージングで要していた時間を省略できるイン
クジェット記録装置として、記録液を液滴として吐出さ
せる複数の吐出口および通電により前記液滴を吐出させ
るエネルギ発生素子を有する記録ヘッドと、画像信号に
応じて前記エネルギ発生素子にパルス状に電気信号を出
力するパルス信号発生手段と、該パルス信号発生手段か
ら出力された電気信号の累積のパルス数を記憶する累積
パルス数記憶手段と、前記パルス信号発生手段からの出
力の都度、前記累積パルス数記憶手段に記憶されている
累積値を予め設定したしきい値と比較し、前記累積値が
前記しきい値に到達するまでは前記電気信号により発生
する通電エネルギを前記累積値が前記しきい値に到達後
よりも高くするように制御する制御手段とを具備したこ
とを特徴とするものである。

【０００８】さらには、前記しきい値を複数段階的に設
定し、前記累積パルス数記憶手段に記憶されている累積
値が、複数のしきい値のひとつに達するごとに、対応す
る通電エネルギーを段階的に低くするようにしたり、前
記累積パルス数記憶手段に記憶されている累積値がしき
い値に達するまでの間、対応する通電エネルギーを、前
記累積パルス数の増加に伴ない順次低下させるようにす
ることをも含むものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、記録ヘッド部のエネルギ発生
素子に、液滴を吐出させるエネルギを発生させるため
に、パルス信号発生手段からパルス状の電気信号が出力
されるが、累積パルス数記憶手段ではパルス電気信号が
出力される度にその累積値を格納し、一方、制御部では
予め設定されているパルス数のしきい値と前記累積値と
を出力の度ごとに比較し、累積値がしきい値を越えるま
では、しきい値を越えてからより高い通電エネルギをパ
ルス信号発生手段から記録ヘッドに供給する。これによ
り、エネルギ発生素子の発熱量を高めるように制御する
ことができ、記録ヘッド部の使用開始時から、液路内の
インクに対する濡れ性不足や汚れ等のために発生しがち
な不完全吐出を防止し、前述のエージング処理を行わな
くとも、信頼性の高い安定した液滴吐出による記録を行
わせることができる。つまり、記録ヘッドの使用初期に
おける不安定吐出の状態を、過剰の通電エネルギを与え
ることで防止する。また、これにより記録と共にエージ
ングも兼ねている。

【００１０】また、しきいパルス値を複数段階的に設け
ておき、安定吐出の状態に至るまでの間の通電エネルギ
制御を、段階的により細かく行ったり、累積値に対応し
て通電エネルギを徐々に低下させるよう制御すること
で、記録ヘッドへのエージング処理を使用開始前に行う
ことなく、使用初期から有効かつ安定した液滴吐出によ
る記録を行わせることができる。

【００１１】

【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。

【００１２】図１は、本発明記録装置の一例としてシリ
アル型インクジェット記録装置１５の構成例を示す。な
お、本例の場合、図２に示すように記録ヘッド・インク
タンク一体型のインクジェットカートリッジ１０をキャ
リッジ１１に搭載して記録を行うもので、図２に示す９
はそのインクジェット記録ヘッド部である。ここで、５
０００は被記録材であるシートＰをシート送り可能なプ
ラテン、５００２はプラテン５０００との間にシートＰ
を保持するシート押え、５００３はシートＰに沿ってキ
ャリッジ１１を案内するガイド軸、５００４はキャリッ
ジ１１に螺合する螺旋溝５００５を有し、駆動モータ５
０１３により回転駆動されるリードスクリュー、５００
９，５０１１は駆動モータ５０１３の正逆回転による駆
動力をリードスクリュー５００４に伝達するためのギア
である。なお、キャリッジ１１は矢印ａ，ｂ方向に移動
するもので、５００７および５００８はフォトカプラか
らなるホームポジション検知手段であり、キャリッジ１
１がこの位置にまで移動してきたときに、キャリッジ１
１に設けたレバー５００６がフォトカプラ５００７およ
び５００８により検知され、駆動モータ５０１３の回転
方向が切換えられる。

【００１３】５０１５はキャップ部材５０１６を支持
し、クリーニングブレード５０１７と共にこの位置でキ
ャリッジ１１の移動方向とは直交する方向に移動可能な
キャップ吸引手段、５０１８はその支持体、５０２０は
キャリッジ１１の移動に伴ってこれに係合し、回復手段
による吸引開始に関わるカムである。なお、回復動作時
のこれら一連の移動動作はクラッチ機構による切換え動
作により駆動モータ５０１３の駆動力を利用して行われ
るものである。５０２３はキャップ部材５０２２の開口
部であり、回復動作の吸引時にインクジェットカートリ
ッジ１０のインク吐出面に周囲部が密接する。また、５
０１２は、吸引回復動作を開始するためのレバーであ
り、キャリッジ１１と係合するカム５０２０の動作に伴
って移動し、駆動モータ５０１３の駆動力を伝達する。

【００１４】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１１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ー５００４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
いるもので、周知のタイミングで所望の作動を行うよう
にすればよく、本実施例に適用できるものである。

【００１５】なお、インクジェットカートリッジ１０の
方は本例の場合キャリッジ１１に着脱自在に保持される
ものである。しかして、記録装置が双方向の記録モード
を有する場合にはキャリッジ１１の矢印ａおよびｂのい
ずれの方向の移動時にもインク吐出口（列）からのイン
ク吐出により記録が行われ、また、片方向記録モードを
有する場合には、キャリッジ１１の矢印ａ方向の移動時
にのみ記録が行われる。

【００１６】図３は本発明に係る記録ヘッド駆動回路の
構成例を示す。ここで、記録ヘッド部９のエネルギ発生
素子（群）８には共通電極を介して電源１に接続されて
いる。２はホスト装置３側から送給されてくる記録信号
を画像形成に適切なシリアルの信号（画信号という）に
変換する画信号変換器、４は変換された画信号に基づい
て所定のタイミングでパルス信号を発生出力すると共
に、例えばパルス信号の高さや幅の変更が可能なパルス
信号発生手段、５は記録ヘッド部９のエネルギ発生素子
（電気熱変換素子）８を駆動するためにパルス信号発生
手段から送出されるパルス数を累計記憶する累積パルス
数記憶手段、６は使用される記録ヘッド部９の吐出特性
に合わせてエージング処理のために必要とされるパルス
数Ｐ_O が格納されるＰ_O 記憶手段である。

【００１７】また、７は少なくとも発明にかかるパルス
数比較機能を具えると共にパルス信号発生手段４に対
し、そのパルス信号発生のために印加される電圧の切換
えが可能な制御部である。なお、かかる制御部７として
はインクジェット記録装置１５の記録に関わる全ての制
御を行うものであってもよい。

【００１８】続いて本発明による記録ヘッド部の駆動制
御にかかる動作手順の一例を図４に示すフローに従って
説明する。ここではＰ_O がしきい値に対応する。

【００１９】まず、ステップＳ１でホストコンピュータ
などのホスト装置３から画信号変換器２に記録信号が送
給されてきたか否かを判断する。ステップＳ１で記録信
号が送給されていないとの判断の場合は、このアルゴリ
ズムを終了するが、記録信号の送給を受けたとの判断で
あればステップＳ２に進み、ここで、累積パルス数記憶
手段５から記録ヘッド部９がこれまでに駆動された累積
パルス出力回数Ｎ_a を読み出し次のステップＳ３におい
て累積パルス数Ｎ_a がＰ_O 格納手段６から読み出した上
述のしきい値Ｐ_O を越えたか否かを判断する。そして、
越えないとの判断の場合はステップＳ４に進み、ここ
で、パルス発生のために印加される電圧Ｖ_H を通常の記
録状態で使用される電圧Ｖ_O より高いＶ₁ 、例えば２７
Ｖに設定した上、次のステップＳ５で上記の累積パルス
数Ｎ_a に１を加算した上、ステップＳ６で加算された新
たな累積パルス数Ｎ_a を累積パルス数記憶手段５に格納
し、ステップＳ７で記録終了か否かを判断する。そし
て、ここで、否定の判断であればステップＳ２に戻り以
下のステップを繰返す。また、ステップＳ３において、
累積パルス数Ｎ_a がしきい値Ｐ_O を越えたとの判断の場
合は、ステップＳ８に分岐し、ここでパルス発生のため
の印加電圧Ｖ_H を上述の電圧Ｖ₁ より低い通常記録時の
印加電圧、２３Ｖにしてパルス信号発生手段４からパル
スの高さがそれだけ低く、従ってエネルギ発生素子に供
給されるエネルギがそれだけ少なくても十分なようにす
る。かくして、この印加電圧Ｖ_H （Ｖ_o ）により記録ヘ
ッド部９を駆動する。

【００２０】なお、図３および図４に従って説明した制
御動作ではホスト装置３から記録ヘッド部９に記録のた
めに送給されてくる一つの記録信号毎にその数が累積記
憶されるものとしたが、記録ヘッド部９の有する複数の
インク吐出ユニットに対し、個別の累積パルスが計数さ
れ、その計数値の合計値が対応するしきいパルス値と比
較されるように構成してもよい。

【００２１】続いて、図５および図６を参照しつつ記録
ヘッド部９の駆動制御に関わる他の実施例について説明
する。

【００２２】本実施例は、記録ヘッド部９のエネルギ発
生手段に印加する電圧を、累積パルス数の予め設定した
複数の段階に応じて順次に低くするもので、エージング
処理に必要とされるパルス数Ｐ_O に至るまでの間に、し
きい値を４種類設定して、より細かな記録ヘッドの駆動
制御を行うものである。図５はこのような制御のために
用意されるテーブル状のメモリ内容の一例を示す。な
お、本例では新規の記録ヘッド部による初期の印加電圧
Ｖ_H を段階１で示すように２７．０Ｖに設定しておき、
累積パルス数Ｎ_a が左欄に示す数域の上限に到達する毎
に２６．０Ｖ，２４．５Ｖ，２３．０Ｖの３段階に印加
電圧を低減させる。

【００２３】図６はその手順を示す。まず、ステップＳ
１０で記録信号供給の有無を判断し、否定の判断の場合
はこのアルゴリズム終了する。またステップＳ１０で肯
定の判断の場合はステップＳ１１に進んで累積パルス数
記憶手段５から、それまでの累積パルス数を読み出した
上ステップＳ１２に進み、ここで、図５に示したテーブ
ルを参照して図４でステップＳ３〜Ｓ８に対応する動作
手順を各変更段階１〜４について実施する。本実施例に
よれば、Ｖ_H の変更を段階的に行うことで、通電エネル
ギの無用な過剰供給による記録ヘッドの劣化等の不都合
を防止することができる。

【００２４】図７は記録ヘッド部９の駆動制御に関わる
更に他の実施例に適用されるグラフを示す。すなわち、
本例は、累積パルス数Ｎ_a が０からエージング処理に必
要とされるパルス数Ｐ_O に至るまでの間、印加電圧Ｖ_H
を次式（１）に従って制御するものである。

【００２５】

【数１】Ｖ_H ＝ｍＮ_a ＋２７ …（１）但し、ここでｍは負の値でＮ_a ＝Ｐ_O のときにＶ_H が２
３となり、Ｎ_a ＞Ｐ_OではＶ_H が２３に保たれるような
常数である。

【００２６】本実施例では図４に示した手順のステップ
Ｓ３において否定の判断の場合、その後のステップにお
いて、Ｖ_H を上記の式（１）に従って順次低めるように
制御するもので、かくして、累積パルス数Ｎ_a がエージ
ング処理に必要なパルス数Ｐ_O に到達した時点で印加電
圧Ｖ_H は一定の値となる。本実施例によれば、通電エネ
ルギを更に細かく制御できるので、吐出のための通電エ
ネルギの過剰な投入を更に抑制する効果が得られる。

【００２７】なお、以上に述べた実施例では通電エネル
ギを制御するために印加電圧を変更してパルス信号の高
さを変えるようにしたが、印加電圧を一定に保ったまま
通電時間を変更することでパルス幅を累積パルス数に応
じて変更することも可能であり、要は通電エネルギをエ
ージング処理に該当する間は高めることで、同様な効果
が得られることは言うまでもない。

【００２８】また、本発明の適用が可能な実施例とし
て、記録ヘッド部に複数の電気熱変換素子を具え、これ
らの電気熱変換素子に通電エネルギを選択的に供給して
インクを吐出させる形態のシリアル型インクジェット記
録装置の場合について説明したが、本発明の適用は、複
数の記録ヘッド部を具えたカラー記録装置等は勿論のこ
と、更には圧電素子によりインクを吐出させる形態のも
の等、通電エネルギの供給により記録液を吐出させて記
録を行うインクジェット記録装置に広くて適用できるも
のである。

【００２９】ほかに、累積パルス数を記憶しておく手段
も、記録装置内の記録ヘッドを駆動する部分のみではな
く、記録ヘッドのユニット内、例えばヒータボード内に
ＲＡＭを作り込む等の方法を行っても本発明の形態には
含まれる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録液を液滴として吐出させる複数の吐出口および前記
液滴を吐出させるエネルギ発生素子を有する記録ヘッド
と、画像信号に応じて前記エネルギ発生素子にパルス状
の電気信号を出力するパルス信号発生手段と、該パルス
信号発生手段から出力された電気信号の累積パルス数を
記憶する累積パルス数記憶手段と、前記パルス信号発生
手段からの出力の都度、前記累積パルス数記憶手段に記
憶されている累積値を予め設定したしきい値と比較し、
前記累積値が前記しきい値に到達するまでは前記電気信
号により発生する通電エネルギを前記累積値が前記しき
い値に到達後より高くするように制御する制御手段とを
具備したので、出荷前に格別のエージング処理をしなく
て済み、コスト低減に貢献できるのみならず、最初から
安定した記録画像の出力が保証されることで信頼性を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用が可能なインクジェット記録装置
の構成例を示す斜視図である。

【図２】本発明の適用が可能なカートリッジ式インクジ
ェット記録ヘッドの構成例を示す斜視図である。

【図３】本発明による制御用の回路構成を示すブロック
図である。

【図４】本発明による記録ヘッド部駆動制御の手順を示
すフローチャートである。

【図５】本発明の第２実施例に適用する制御用テーブル
の一例を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例による記録ヘッド部駆動制
御の手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第３実施例に適用する制御用グラフの
一例を示す図である。

【符号の説明】

３ホスト装置４パルス信号発生手段５累積パルス数記憶手段６しきいパルス数（Ｐ_O ）記憶手段７制御部９記録ヘッド部１０インクジェットカートリッジ１１キャリッジ

フロントページの続き (72)発明者新井篤東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者八重樫尚雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者乾利治東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者矢野健太郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者高橋喜一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者岩崎督東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者兼松大五郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録液を液滴として吐出させる複数の吐
出口および通電により前記液滴を吐出させるエネルギ発
生素子を有する記録ヘッドと、画像信号に応じて前記エネルギ発生素子にパルス状に電
気信号を出力するパルス信号発生手段と、該パルス信号発生手段から出力された電気信号の累積の
パルス数を記憶する累積パルス数記憶手段と、前記パルス信号発生手段からの出力の都度、前記累積パ
ルス数記憶手段に記憶されている累積値を予め設定した
しきい値と比較し、前記累積値が前記しきい値に到達す
るまでは前記電気信号により発生する通電エネルギを前
記累積値が前記しきい値に到達後よりも高くするように
制御する制御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。
【請求項２】前記しきい値は段階的に複数設定されて
いて、前記累積値が前記複数のしきい値の１つに到達す
るごとに前記通電エネルギが段階的に低くなるように制
御され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。
【請求項３】前記累積値が前記しきい値に到達するま
での間、前記通電エネルギが前記累積値に対応して順次
低下するように制御され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。
【請求項４】前記累積パルス数記憶手段に記憶される
累積値は、前記複数のエネルギ発生素子に供給されるパ
ルス状の電気信号の集計値であることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかの項に記載のインクジェット記
録装置。
【請求項５】前記累積パルス数記憶手段に記憶される
累積値は、個々の前記エネルギ発生素子ごとに、パルス
状の電気信号の合計値として格納されることを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれかの項に記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項６】前記エネルギ発生素子は、前記電気信号
により発生する通電エネルギを熱エネルギに変換する電
気熱変換素子であることを特徴とする請求項１ないし５
のいずれかの項に記載のインクジェット記録装置。