JP3183798B2 - インクジェット装置およびインクジェット方法 - Google Patents

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装置に関
し、詳しくは各インク吐出口に対応したインク路に複数
の吐出用ヒータを具えるインクジェットヘッドを用いた
インクジェット装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット装置は、その大部分がプ
リンタ，複写機等におけるプリント装置として知られて
おり、中でもインク吐出に利用されるエネルギーとして
熱エネルギーを用い、これによって生じる気泡によって
インクを吐出する方式のインクジェットプリント装置は
最近普及しつつあるものである。また、この方式のイン
クジェットプリント装置の他の用途として、布に一定の
パターンや絵柄あるいは合成画像等をプリントするイン
クジェット捺染装置も最近知られつつあるものである。

【０００３】上述のようなインクジェットプリント装置
で用いられるインクジェットヘッドは、熱エネルギーを
発生するものとして電気熱変換素子（以下、ヒータとも
いう）を用いるが、多くの場合、１つの吐出口に対応し
て、１つのヒータを具える構成を採用している。これに
対し、以下に示すような観点から１つの吐出口に対応し
て複数のヒータを具えるものも従来より知られている。

【０００４】すなわち、第１にはインクジェットヘッド
の寿命を長くする目的で複数のヒータを交互にもしくは
一方ずつ駆動するものが知られている。第２には、イン
ク吐出量を変化させる範囲を大きくする目的で複数のヒ
ータを用いるものであり、ここでは、駆動するヒータや
その数を選択することによって吐出量を変化させてい
る。

【０００５】後者の場合、より具体的な構成としては、
インクジェットヘッドの吐出口に連通するインク路にお
いてインク吐出方向に複数のヒータを配置し、駆動する
ヒータ（すなわち発熱させるヒータ）または駆動するヒ
ータの数を選択することによって、吐出口と駆動される
ヒータとの距離を異ならせ、これにより吐出量を変化さ
せるものが知られている。

【０００６】また、他の構成として、インク路にそれぞ
れ表面積の異なる複数のヒータを配設し、同様に駆動す
るヒータまたはその数を変更することによりインク吐出
量を可変とするものが知られている。

【０００７】一方、上述のようなヒータを用いてインク
を吐出する方式のインクジェットヘッドでは、ヘッド温
度、より詳しくはインク温度が変化すると、それ程大き
な範囲でないにしてもインク吐出量が変化する。このた
め、例えばプリント動作の進行とともにヘッド温度が上
昇すると、吐出量変化によって画質が変化するといった
問題を生じることがある。本願人はこのような問題を解
決するために例えば特開平５−３１９０５号公報におい
て、ヘッド温度の変化にかかわらず吐出量を安定化する
構成を提案している。ここでは、１回のインク吐出に際
してヒータに連続する２つのパルスを印加し、この２つ
のパルスのうち先行するパルスのパルス幅等を制御（以
下、プレヒート制御ともいう）することによりヘッド温
度を制御し吐出量を安定化している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したような複数の
吐出用ヒータを用いたインクジェットヘッドにおいて駆
動するヒータを選択することにより吐出量を多段階に可
変とする構成では、それぞれ設定される吐出量が安定的
に維持されることが望ましいことは勿論である。

【０００９】ところで、例えば特開昭５５−１３２２５
９号公報には上述した複数ヒータを用いた構成において
階調を表現することが開示されているが、かかる構成に
よって吐出量を安定化することは実現できるものではな
い。

【００１０】本発明はこのような観点に鑑みてなされた
ものであり、その目的ととするところは、１の吐出口に
対応して複数のヒータを具えたインクジェットヘッドを
用いたインクジェット装置において比較的簡易な構成で
吐出量の安定化を可能とするインクジェット装置を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
１つのインク吐出口に対応してサイズが異なる複数のヒ
ータを具えたインクジェットヘッドを用い、該インクジ
ェットヘッドから媒体にインクを吐出するインクジェッ
ト装置において、前記複数のヒータにそれぞれパルスを
印加してインクを発泡させ前記１つのインク吐出口から
インクを吐出させる場合に、前記複数のヒータのそれぞ
れの発泡タイミングをずらすことで相対的に大きな吐出
量と小さな吐出量のインクの吐出を行う手段と、前記イ
ンクジェットヘッドのインク温度に関する情報に基づい
て、前記複数のヒータそれぞれでの発泡タイミングを温
度の上昇に応じて、前記大きな吐出量の場合にはサイズ
が大きなヒータの発泡タイミングを相対的により大きく
先行するようにずらし、前記小さな吐出量の場合にはサ
イズが小さなヒータの発泡タイミングを相対的により大
きく先行するようにずらす駆動手段と、を具えたことを
特徴とする。別の形態では、１つのインク吐出口に対応
してサイズが異なる複数のヒータを具えたインクジェッ
トヘッドを用い、該インクジェットヘッドから媒体にイ
ンクを吐出するインクジェット装置において、前記複数
のヒータにそれぞれパルスを印加してインクを発泡させ
前記１つのインク吐出口からインクを吐出させる場合
に、前記複数のヒータのそれぞれへの信号の印加タイミ
ングをずらすことで相対的に大きな吐出量と小さな吐出
量のインクの吐出を行う手段と、前記インクジェットヘ
ッドのインク温度に関する情報に基づいて、前記複数の
ヒータそれぞれへの信号の印加タイミングを温度の上昇
に応じて、前記大きな吐出量の場合にはサイズが大きな
ヒータへの信号の印加タイミングを相対的により大きく
先行するようにずらし、前記小さな吐出量の場合にはサ
イズが小さなヒータへの駆動信号の印加タイミングを相
対的により大きく先行するようにずらす駆動手段と、を
具えたことを特徴とする。また、１つのインク吐出口に
対応してサイズが異なる複数のヒータを具えたインクジ
ェットヘッドを用い、該インクジェットヘッドから媒体
にインクを吐出するインクジェット方法において、前記
複数のヒータにそれぞれパルスを印加してインクを発泡
させ前記１つのインク吐出口からインクを吐出させる場
合に、前記複数のヒータのそれぞれの発泡タイミングを
ずらすことで相対的に大きな吐出量と小さな吐出量のイ
ンクの吐出を行う工程と、前記インクジェットヘッドの
インク温度に関する情報に基づいて、前記複数のヒータ
それぞれでの発泡タイミングを温度の上昇に応じて、前
記大きな吐出量の場合にはサイズが大きなヒータの発泡
タイミングを相対的により大きく先行するようにずら
し、前記小さな吐出量の場合にはサイズが小さなヒータ
の発泡タイミングを相対的により大きく先行するように
ずらす工程と、を有することを特徴とする。別の形態で
は、１つのインク吐出口に対応してサイズが異なる複数
のヒータを具えたインクジェットヘッドを用い、該イン
クジェットヘッドから媒体にインクを吐出するインクジ
ェット方法において、前記複数のヒータにそれぞれパル
スを印加してインクを発泡させ前記１つのインク吐出口
からインクを吐出させる場合に、前記複数のヒータのそ
れぞれへの信号の印加タイミングをずらすことで相対的
に大きな吐出量と小さな吐出量のインクの吐出を行う工
程と、前記インクジェットヘッドのインク温度に関する
情報に基づいて、前記複数のヒータそれぞれへの信号の
印加タイミングを温度の上昇に応じて、前記大きな吐出
量の場合にはサイズが大きなヒータへの信号の印加タイ
ミングを相対的により大きく先行するようにずらし、前
記小さな吐出量の場合にはサイズが小さなヒータへの駆
動信号の印加タイミングを相対的により大きく先行する
ようにずらす工程と、を有することを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上の構成によれば、１つの吐出口に対してサ
イズの異なる複数のヒータを有するヘッドを用いて記録
を行う場合に、温度に関する条件に応じてサイズの異な
る複数のヒータの駆動タイミングを調整するため、温度
に対する補正可能な範囲を十分に広く取ることができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図１は本発明に係るインクジェットプリン
ト装置としてのプリンタを示す斜視図である。

【００１５】図１において、１０１はプリンタであり、
１０２はプリンタ１０１のハウジングの上面前部に設け
られた操作パネル部であり、１０３は上記ハウジングの
前面の開口から装着される給紙カセットであり、１０４
は給紙カセット３から供給された紙（被記録媒体）であ
り、１０５は上記プリンタ１０１内の紙搬送経路を通っ
て排出された紙を保持する排紙トレーである。１０６は
その断面がＬ字状の本体カバーである。この本体カバー
１０６は、ハウジングの右前部に形成された開口部１０
７を覆うものであって、蝶番１０８によって開口部１０
７の内側端部に回動自在に取り付けられている。また、
ハウジングの内部には、ガイド等（不図示）に支持され
たキャリッジ１１０が配設されている。キャリッジ１１
０は、上記紙搬送経路を通過する紙の幅方向（以下、主
走査方向ともいう）に沿って往復移動可能に設けられて
いる。

【００１６】本実施例におけるキャリッジ１１０は、ガ
イド等によって水平に保持されるステージ１１０ａと、
このステージ１１０ａ上の後方においてインクジェット
ヘッドを装着する開口部（不図示）と、この開口部より
前方のステージ１１０ａ上に着脱自在に装着されるイン
クジェットヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂｋを収容
するためのカートリッジガレージ１１０ｂと、このガレ
ージ１１０ｂに対して開閉されガレージ１１０ｂに収容
されたカートリッジの離脱を防止するためのカートリッ
ジホルダ１１０ｃとから概略構成されている。

【００１７】ステージ１１０ａは、その後端部において
ガイドにより摺動自在に支持されると共に、その前端部
の下側は図示しないガイド板と摺動可能に係合してい
る。なお、このガイド板は上述の紙搬送経路を搬送され
る紙の浮き上がりを防止するための紙押え部材として機
能するものでもよく、また紙の厚さに応じてステージを
ガイドに対して片持ち状に持ち上げる機能を有するもの
でもよい。

【００１８】ステージ１１０ａの開口部にはインクジェ
ットヘッド（不図示）がそのインク吐出口を下側に向け
た状態で装着されるようになっている。

【００１９】カートリッジガレージ１１０ｂは、４個の
インクカートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋを同時に
収容するための貫通口が前後方向に形成され、外側の両
側部にはカートリッジホルダ１１０ｃの係合爪が係合す
る係合凹部が形成されている。

【００２０】ステージ１１０ａの前端部には、蝶番１１
６によって上記カートリッジホルダ１０ｃが回動自在に
取り付けられている。ガレージ１１０ｂの前端部から上
記蝶番１１６までの寸法は、上記カートリッジ３Ｙ，３
Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋがガレージ１１０ｂ内に収容された際
にガレージ１１０ｂの前端部から突出する寸法等を考慮
して定められる。上記カートリッジホルダ１１０ｃは概
略矩形の板状である。カートリッジホルダ１１０ｃに
は、上記蝶番１１６によって固定された下部から離れた
上部の両側部に板面に直交する方向に突出し、かつ、ホ
ルダ１１０ｃが閉じられた際に上記ガレージ１１０ｂの
係合凹部１１０ｄに係合する一対の係合爪１１０ｅが設
けられている。また、ホルダ１１０ｃには、その板部に
上記各カートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋの取手部
を嵌合するための嵌合孔１２０が形成されている。これ
ら嵌合孔１２０は上記取手部に対応する位置、形状およ
び大きさを有している。

【００２１】図２は上記インクジェットプリント装置に
おける制御系の構成例を示すブロック図である。

【００２２】ここで、２００は主制御部をなすコントロ
ーラであり、後述する各種モードを実行する例えばマイ
クロコンピュータ形態のＣＰＵ２０１、その手順に対応
したプログラムやテーブル，ヒートパルスの電圧値，パ
ルス幅その他の固定データを格納したＲＯＭ２０３、お
よび画像データを展開する領域や作業用の領域等を設け
たＲＡＭ２０５を有する。２１０は画像データの供給源
をなすホスト装置（画像読取りのリーダ部であってもよ
い）であり、画像データその他コマンド，ステータス信
号等はインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１２を介してコン
トローラと送受信される。

【００２３】操作パネル１０２には、後述されるように
種々のモードを選択するためのモード選択スイッチ２２
０、電源スイッチ２２２、プリント開始を指令するため
のプリントスイッチ２２４および吐出回復処理の起動を
指示するための大回復スイッチ２２６等、操作者による
指令入力を受容するスイッチ群である。２３０はホーム
ポジションやスタートポジション等キャリッジ１１０
（図１参照）の位置を検出するためのセンサ２３２、お
よびリーフスイッチを含むポンプ位置検出のために用い
るセンサ２３４等、装置状態を検出するためのセンサ群
である。

【００２４】２４０は記録データ等に応じてインクジェ
ットヘッドの電気熱変換素子を駆動するためのヘッドド
ライバである。また、ヘッドドライバの一部は温度ヒー
タ３０Ａ，３０Ｂを駆動することにも用いられる。さら
に、温度センサ２０Ａ，２０Ｂから温度検出値はコント
ローラ２００に入力する。２５０はキャリッジ１１０を
主走査方向に移動させるための主走査モータ、２５２は
そのドライバである。２６０は副走査モータであり、被
記録媒体としての紙１０４（図１参照）を搬送するため
に用いられる。

【００２５】上述のインクジェットプリント装置は、４
色のインク、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラック各
色についてインクジェットヘッドカートリッジ２Ｃ，２
Ｍ，２Ｙ，２Ｂｋを具える。

【００２６】図３は、上述したインクジェットプリント
装置で用いられるインクタンクカートリッジ３およびイ
ンクジェットヘッド２をこれらの接続状態で示す断面図
である。

【００２７】本実施例で用いるインクタンクカートリッ
ジ３は、インク吸収体５２が充填された負圧発生部材収
容部５３および何も充填されていないインク収容部５６
の２つの室を有し、初期状態ではこれらの２つの室のい
ずれにもインクが収納されている。インクジェットヘッ
ド３におけるインク吐出等に伴なってまずインク収容部
５６に収納されるインクから消費されて行く。

【００２８】インクジェットヘッド２は、吐出に利用さ
れる熱エネルギーを発生するヒータ（図３では不図示）
を、複数のインク吐出口にそれぞれ対応したインク路２
Ａに具え、接続管４を介してインクタンクカートリッジ
３から供給されるインクを吐出する。

【００２９】（関連技術１） 図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の関連技術の第１例
で用いることが可能なインクジェットヘッド２の構造の
二例を示す模式的断面図である。

【００３０】図４（ａ）および（ｂ）に示すように、各
インク路２Ａには２つのヒータＳＨ１およびＳＨ２が配
設される。これら２つのヒータはその表面積が等しいも
のであり、各ヒータを別々に独立して駆動することもで
きるよう電極配線等（不図示）が設けられている。イン
ク路２Ａの先端には、吐出口２Ｎが開口している。

【００３１】以上説明したヒータ，吐出口，インク路等
からなる各インク路単位の構造は、インクジェットヘッ
ド２において３６０ＤＰＩの密度で所定数配設されるも
のであり、また、本例ではそれぞれの単位における吐出
口の開口面積，ヒータ面積は、インク路間で等しいもの
である。

【００３２】次に、図１〜図４に示す例の構成に基づく
吐出量安定化制御について説明する。

【００３３】図５は、インクジェットヘッドにおける吐
出量Ｖｄの環境温度依存性を示す線図である。この図か
らも明らかなように、環境温度Ｔ_R が高くなるに従って
吐出量が増加する。ところで、このような環境温度依存
性を示すのは、図４に示す２つのヒータＳＨ１，ＳＨ２
に図６（ａ）に示すようなパルスを印加した場合であ
る。すなわち、２つのヒータＳＨ１およびＳＨ２に同時
に同一パルスを印加した場合である。

【００３４】これに対し、本願発明者等は、図６（ｂ）
に示すような２つのパルスの間にずらし時間をおいてそ
れぞれヒータＳＨ１およびＳＨ２に印加すると、そのず
らし時間τと吐出量との関係は、図７に示すように、ず
らし時間τが０のとき吐出量Ｖｄが最大となり、ずらし
時間τが正負のいずれの値でもその値が大きくなる程吐
出量Ｖｄが減少するという現象を利用し本発明をなすに
至った。

【００３５】この現象はヒータ上でインクが発泡する際
の圧力や最大の発泡体積がタイミングのずれに応じて小
さくなることによる現象と考えられる。本例は、以上示
した吐出量の温度依存性と２つのパルスのずらし時間を
組み合わせることによって、吐出量制御を行うものであ
る。

【００３６】以下にその具体例を説明する。

【００３７】図８はヘッド温度毎のずらし時間を格納す
るテーブルを示す図であり、図９はこのテーブルを用い
た吐出量制御の態様を示す線図であり、図１０は上記吐
出量制御のシーケンスを示すフローチャートである。

【００３８】図９に示すように、（１）Ｔｈ≦Ｔ０のと
き、すなわちヘッド温度Ｔｈが比較的低温の所定温度Ｔ
０以下のときは、吐出量制御を上記ずらし時間を用いず
にインクジェットヘッドの温調によって行い吐出量を一
定化する。なお、Ｔ０を小さい値にすれば実質的に温調
をしないように設定できる場合もある。

【００３９】次に、（２）Ｔ０＜Ｔｈ≦ＴＬのとき、す
なわちヘッド温度がＴ０以上で所定温度Ｔ１以下のとき
はずらし時間を用いた発泡タイミング変調法により吐出
量制御を行い吐出量を安定化する。さらに、（３）ＴＬ
＜Ｔｈのとき、すなわちヘッド温度がＴ１以上のとき
は、発泡タイミングのずらし時間を最大の値に固定す
る。

【００４０】上記（１）に示す吐出量制御では、本例に
おいてはＴ０＝２６℃とし、また、このとき２つのヒー
タに印加される電圧波形はずらし時間を用いないので図
６（ａ）に示すように同一の大きさでかつ同一タイミン
グである。従って、このとき吐出量は最大となる。

【００４１】上記（２）に示す制御では、ヘッド温度が
Ｔ０＝２６からＴＬ＝５３℃の間の制御であり、図８に
示すテーブルを用いてヘッド温度の変化に従ってずらし
時間を変化させる。すなわち、ここでは、ヘッド温度Ｔ
ｈが高くなる程ずらし時間τを大きく、つまり基準とな
るヒータの印加タイミングからの遅れ時間を大きくして
全体的に吐出量を一定化する。

【００４２】このシーケンスを示す図１０において、ヘ
ッド温度の誤検知を防ぎ、より正確な温度検知を行うた
めに過去３回の温度（Ｔ（ｎ−３）、Ｔ（ｎ−２）、Ｔ
（ｎ−１））と新しく検知した温度Ｔｎ（ステップＳ
１）を加えて平均した温度をＴｎ′＝（Ｔ（ｎ−３）＋
Ｔ（ｎ−２）＋Ｔ（ｎ−１）＋Ｔｎ）／４として使用す
る（ステップＳ２）。次のステップでは、この値Ｔｈ′
と今回測定したヘッド温度Ｔｈ＝Ｔｎとを比較判断し
（ステップＳ３）、Ｔｈ−Ｔ（ｎ−１）＝ΔＴを求め
る。このとき、 １）｜ΔＴ｜＜１℃の場合は 温度変化が±１℃以内の変化で１テーブルの範囲内なの
でずらし時間は変えない（ステップＳ５）。

【００４３】２）ΔＴ≧１℃の場合は 温度変化が高温側にシフトしているのでテーブルを１つ
下げてずらし時間を長くする（ステップＳ６）。

【００４４】３）ΔＴ≦−１℃の場合は 温度変化が低温側にシフトしているのでテーブルを１つ
上げてずらし時間を短くする（ステップＳ４）。

【００４５】上記のようにテーブルを変えながら制御を
行う。印字中に１つのテーブルを変化させるタイミング
は２０ｍｓｅｃ毎として１ラインの印字中にも何回もの
テーブル変化が可能となり、これにより、高デューティ
ー印字による急激な温度変化による濃度変化の発生を低
減、防止することができる。

【００４６】本例の吐出量制御によれば、ヘッド温度か
ら一元的にずらし時間を設定し目標吐出量Ｖｄ０ に対
してほんのわずかな変動のみで吐出量の一定化が可能と
なる。

【００４７】なお、図９に示した温調範囲での吐出量制
御は、使用していない吐出ヒータに発泡しない程度の短
パルスを印加して行うが、これの代わりにサブヒータを
用いても良い。

【００４８】（関連技術２） 図１１は本発明の関連技術の第２の例に係るずらし時間
テーブルを示す図である。

【００４９】上記関連技術の例１では、ずらし時間を長
くする制御を所定のタイミングに対して遅くすることで
行っていたが、本例では図１１に示すようにずらし時間
を早くすることで吐出量制御を行う。上記関連技術の例
１と本例のパルス波形は、ヘッド温度に対するずらし時
間が同一であるため吐出量も等しくなるが、絶対的な印
加タイミングは本例の方が実施例１に比べ早くなる。

【００５０】（関連技術３） 上記２つの例ではテーブルのずらし時間の起点として、
ずらし時間τ＝０としたが、図７に示したようにずらし
時間が０の近傍では吐出量はそれ程変化しないため、こ
の範囲では一定のヘッドの温度変化に対してずらし時間
を大きく変化させないと吐出量は安定に制御できない。
そこで、初期のずらし時間の設定を図１２に示すように
あらかじめ０でなく所定の値を持つようにしておくこと
で、制御範囲の全範囲で各段のずらし時間の変化幅を一
定の値とすることが可能となる。なお、このとき吐出量
の制御範囲は若干せまくなるが、大きな問題とはならな
い。

【００５１】（実施例１） 本実施例では、１つのインク路内にサイズの異なる２つ
のヒータが設置されたインクジェットヘッドにおける制
御例を示す。

【００５２】図１３に本実施例におけるインクジェット
ヘッドを示す。１吐出口に対応して大小２つの吐出用の
ヒータＳＨ１，ＳＨ２が設けられている。それぞれのヒ
ータの長手方向の長さは等しく、それぞれのヒータ個々
の上記長手方向に対し電圧１８Ｖでパルス幅５μｓｅｃ
の電気パルスを印加すると小ヒータＳＨ１によって１５
ｐｌ／ｄｏｔ、大ヒータＳＨ２によって２５ｐｌ／ｄｏ
ｔの吐出量のインク滴が吐出される。また、小，大ヒー
タＳＨ１およびＳＨ２を同時に駆動すると４０ｐｌの吐
出量となる。以下、これらの吐出量のモードを小，中，
大吐出量モードという。

【００５３】それぞれの吐出量モードでインク滴を吐出
させた場合、インクジェットヘッドの温度上昇に応じて
図１４に示すように吐出量は増大する。従って、この場
合も、各吐出量モード毎に、インクジェットヘッドの温
度が環境変化や自己昇温等によって変化し吐出量が変化
すると、その結果画像の濃度や色味が変化したり、濃度
ムラを生じたりして画像の品位を低下させることにな
る。

【００５４】一方、大ヒータと小ヒータとの間でパルス
印加タイミングをずらすとことにより発泡タイミングを
ずらすと、図１５に示すように、同時の印加タイミング
のときに吐出量が最大となって、タイミングが前後にず
れるに従って、吐出量が減少する。このことは、基本的
に前記関連技術の各例の場合と同様であるが、同時タイ
ミングに対して±１０μｓｅｃの範囲で見た場合、小ヒ
ータでの発泡タイミングを相対的に早くすると小ヒータ
だけ駆動した場合とほぼ同じ吐出量となり、逆に大ヒー
タでの発泡タイミングを相対的に早くすると大ヒータだ
け駆動した場合とほぼ同じ吐出量となる。

【００５５】これらの結果を用いて、吐出量として４０
ｐｌ／ｄｏｔと２５ｐｌ／ｄｏｔの２つのそれぞれ大，
中吐出量モードで、ヘッド温度が変化した場合の吐出量
を安定化する制御の例を以下に示す。

【００５６】なお、上記説明において、パルス印加タイ
ミングが同時であるときは、発泡タイミングも同時であ
るように説明しているが、本例のようにヒータのサイズ
が異なるときは、厳密には発泡タイミングを同時とする
にはパルス印加タイミングを同時とすることによっては
必ずしも実現できない場合がある。

【００５７】（大吐出量モード） まず大吐出量モードの場合、すなわち吐出量が４０ｐｌ
／ｄｏｔの場合、上記関連技術の例１と同様にインクジ
ェットヘッドの温度が２６℃まではサブヒータにより温
調し、大ヒータと小ヒータは同一タイミングで駆動され
る。

【００５８】２６℃以上では、図６（ａ）のテーブルに
示すようにインクジェットヘッドの温度の上昇とともに
大ヒータへの印加タイミングの遅れを大きくする。これ
により、吐出量を４０ｐｌで安定させることができる。
なお、図１６（ａ）に示すずらし時間の範囲は図１５中
（Ａ）で示す部分である。

【００５９】（中吐出量モード）次に２５ｐｌ／ｄｏｔ
の中吐出量モードについて説明する。

【００６０】上記大吐出量モードと同様、ヘッド温度Ｔ
ｈが２６℃未満ではインクジェットヘッドを温調し、か
つ、小ヒータへのパルス印加タイミングに対して大ヒー
タへのパルス印加タイミングを３。５μｓｅｃ遅らせ
る。

【００６１】また、ヘッド温度Ｔｈが２６℃以上では図
１６（ｂ）に示すようにヘッド温度の上昇とともに大ヒ
ータへの印加タイミングを更に遅らせる。これにより、
吐出量を２５ｐｌで安定させることができる。なお、ず
らしタイミングの範囲は図１５中の（Ｂ）で示す部分で
ある。

【００６２】上記中吐出量モードにおいて、ヘッド温度
が２６℃未満ではヘッド温調により吐出量を２５ｐｌに
維持したが、これに代わり大ヒータへの印加タイミング
の遅れを温度が低くなるに従って小さく、すなわち小ヒ
ータと大ヒータの印加タイミングのずれを少なくするよ
うに制御してもよい。この場合、タイミングのずれがな
くなると、それ以降は吐出量の制御をできなくなるた
め、温調が必要となるが、実質的にはその温度は０℃以
下となるため、それ程影響はない。ずらしタイミングの
範囲は図１５中（Ｂ）′で示した部分がその範囲とな
る。

【００６３】また、本実施例では小ヒータへのパルス印
加タイミングに対して大ヒータへのパルス印加タイミン
グを遅らせる制御をしているが、基本的には相対的なタ
イミングのずれが重要であり、吐出量安定化という観点
では大ヒータへのパルス印加タイミングに対して小ヒー
タへのパルス印加タイミングを遅らせる制御でもよいこ
とは勿論である。

【００６４】（実施例２） 本実施例は、基本的に上記実施例１と同様に４０ｐｌと
２５ｐｌの大，中吐出量モードを有し、中吐出量モード
では実施例１と同様の制御、すなわち小ヒータの駆動タ
イミングを固定として、大ヒータの駆動タイミングを遅
らせる。これに対し、大吐出量モードの場合は、逆に大
ヒータの駆動タイミングを固定として、小ヒータの駆動
タイミングを遅らせる。この制御テーブルを図１７
（ａ）および（ｂ）に示す。

【００６５】大吐出量モードでのずらしタイミングの範
囲は図１５中（Ｃ）に示す部分である。

【００６６】上記実施例１および２では、インク路内に
サイズの異なる複数のヒータを吐出口に対して並行に配
列した形態のヘッドの例を示したが、図１８に示すよう
にヒータが縦に並んでいる場合でも同様な制御例が可能
となる。また、図１９に示すように、ヒータ面に対して
垂直にインクが吐出するようなタイプのヘッドであって
も同様となる。

【００６７】なお、上記各実施例では、ヘッド温度や環
境温度を検出しこれらに基づいて吐出量の安定化制御を
行うものであったが、このようなインク温度に関する情
報としては上例に限られず、吐出回数等の駆動量に基づ
く演算によって得られる推定温度であってもよい。

【００６８】また、上記実施例では１つのインク路内に
２つのヒータを具える場合について説明したが、本発明
の適用はこの構成に限られることはなく、３つ以上のヒ
ータを具える場合にも本発明を適用できることは明らか
である。

【００６９】（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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つの吐出口に対してサイズの異なる複数のヒータを有
するヘッドを用いて記録を行う場合に、温度に関する条
件に応じてサイズの異なる複数のヒータの駆動タイミン
グを調整するため、温度に対する補正可能な範囲を十分
に広く取ることができる。

【００７９】この結果環境温度やインクジェットヘッド
の温度の変化があっても安定した吐出量のインク吐出を
行うことができる。

【００８０】また、従来の吐出量安定制御方法に比べ
（安定）吐出量制御範囲を拡げることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインクジェットプリン
ト装置を示す斜視図である。

【図２】上記プリント装置の主に制御構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】上記装置で用いられるインクジェットヘッドお
よびインクタンクカートリッジを示す断面図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の関連技術の第
１の例に係るインクジェットヘッドの構造を示す断面図
である。

【図５】インクジェットヘッドの吐出量の環境温度依存
性を示す線図である。

【図６】（ａ）は２つのヒータに同時に印加するパル
ス、（ｂ）は時間をずらして印加するパルスをそれぞれ
示す模式図である。

【図７】インク吐出量と上記ずらし時間との関係を示す
線図である。

【図８】本発明の上記第１の例に係るずらし時間テーブ
ルを示す図である。

【図９】本発明の一実施例に係る吐出量制御の態様を説
明する線図である。

【図１０】上記吐出量制御におけるずらし制御のシーケ
ンスを示すフローチャートである。

【図１１】本発明の関連技術の第２の例に係るずらし時
間テーブルを示す図である。

【図１２】本発明の関連技術の第３の例に係るずらし時
間テーブルを示す図である。

【図１３】本発明の第１の実施例に係るインクジェット
ヘッドの構造を示す断面図である。

【図１４】上記第１実施例における吐出量モード毎に吐
出量のヘッド温度依存性を示す線図である。

【図１５】上記第１実施例におけるずらし時間と吐出量
との関係を示す線図である。

【図１６】（ａ）および（ｂ）は本発明の第１の実施例
に係るずらし時間テーブルを示す図である。

【図１７】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の実施例
に係るずらし時間テーブルを示す図である。

【図１８】本発明の他の実施例に係るインクジェットヘ
ッドの構造を示す断面図である。

【図１９】本発明のさらに他の実施例に係るインクジェ
ットヘッドの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

２，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ インクジェットヘッド ２Ａ インク路 ２Ｎ 吐出口 ２００ コントローラ ＳＨ１，ＳＨ２ ヒータ

フロントページの続き (72)発明者 名越 重泰 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 加藤 真夫 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 後藤 史博 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 (56)参考文献 特開 平３−234535（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−48585（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/205

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つのインク吐出口に対応してサイズが
   異なる複数のヒータを具えたインクジェットヘッドを用
   い、該インクジェットヘッドから媒体にインクを吐出す
   るインクジェット装置において、 前記複数のヒータにそれぞれパルスを印加してインクを
   発泡させ前記１つのインク吐出口からインクを吐出させ
   る場合に、前記複数のヒータのそれぞれの発泡タイミン
   グをずらすことで相対的に大きな吐出量と小さな吐出量
   のインクの吐出を行う手段と、 前記インクジェットヘッドのインク温度に関する情報に
   基づいて、前記複数のヒータそれぞれでの発泡タイミン
   グを温度の上昇に応じて、前記大きな吐出量の場合には
   サイズが大きなヒータの発泡タイミングを相対的により
   大きく先行するようにずらし、前記小さな吐出量の場合
   にはサイズが小さなヒータの発泡タイミングを相対的に
   より大きく先行するようにずらす駆動手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット装置。
2. 【請求項２】 １つのインク吐出口に対応してサイズが
   異なる複数のヒータを具えたインクジェットヘッドを用
   い、該インクジェットヘッドから媒体にインクを吐出す
   るインクジェット装置において、 前記複数のヒータにそれぞれパルスを印加してインクを
   発泡させ前記１つのインク吐出口からインクを吐出させ
   る場合に、前記複数のヒータのそれぞれへの信号の印加
   タイミングをずらすことで相対的に大きな吐出量と小さ
   な吐出量のインクの吐出を行う手段と、 前記インクジェットヘッドのインク温度に関する情報に
   基づいて、前記複数のヒータそれぞれへの信号の印加タ
   イミングを温度の上昇に応じて、前記大きな吐出量の場
   合にはサイズが大きなヒータへの信号の印加タイミング
   を相対的により大きく先行するようにずらし、前記小さ
   な吐出量の場合にはサイズが小さなヒータへの駆動信号
   の印加タイミングを相対的により大きく先行するように
   ずらす駆動手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット装置。
3. 【請求項３】 前記温度上昇に対する信号の印加タイミ
   ングのずらし量のテーブルを異なる前記吐出量毎に有す
   ることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット装
   置。
4. 【請求項４】 １つのインク吐出口に対応してサイズが
   異なる複数のヒータを具えたインクジェットヘッドを用
   い、該インクジェットヘッドから媒体にインクを吐出す
   るインクジェット方法において、 前記複数のヒータにそれぞれパルスを印加してインクを
   発泡させ前記１つのインク吐出口からインクを吐出させ
   る場合に、前記複数のヒータのそれぞれの発泡タイミン
   グをずらすことで相対的に大きな吐出量と小さな吐出量
   のインクの吐出を行う工程と、 前記インクジェットヘッドのインク温度に関する情報に
   基づいて、前記複数のヒータそれぞれでの発泡タイミン
   グを温度の上昇に応じて、前記大きな吐出量の場合には
   サイズが大きなヒータの発泡タイミングを相対的により
   大きく先行するようにずらし、前記小さな吐出量の場合
   にはサイズが小さなヒータの発泡タイミングを相対的に
   より大きく先行するようにずらす工程と、 を有することを特徴とするインクジェット方法。
5. 【請求項５】 １つのインク吐出口に対応してサイズが
   異なる複数のヒータを具えたインクジェットヘッドを用
   い、該インクジェットヘッドから媒体にインクを吐出す
   るインクジェット方法において、 前記複数のヒータにそれぞれパルスを印加してインクを
   発泡させ前記１つのインク吐出口からインクを吐出させ
   る場合に、前記複数のヒータのそれぞれへの信号の印加
   タイミングをずらすことで相対的に大きな吐出量と小さ
   な吐出量のインクの吐出を行う工程と、 前記インクジェットヘッドのインク温度に関する情報に
   基づいて、前記複数のヒータそれぞれへの信号の印加タ
   イミングを温度の上昇に応じて、前記大きな吐出量の場
   合にはサイズが大きなヒータへの信号の印加タイミング
   を相対的により大きく先行するようにずらし、前記小さ
   な吐出量の場合にはサイズが小さなヒータへの駆動信号
   の印加タイミングを相対的により大きく先行するように
   ずらす工程と、 を有することを特徴とするインクジェット方法。