JPH03256749A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は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］ 記録液を記録ヘッドから吐出させて紙やプラスチックシ
ート等の被記録材に文字や画像等の情報記録を行う液体
噴射記録装置（インクシェツト記録袋Ｗ）が広く知られ
ている。

このインクジェット記録装置は他の記録方式のものに比
して動作騒音が小さく、基本的な機械的構造が簡単かつ
廉価で済むという利点があり、コンピュータ、ワードプ
ロセッサなどの記録出力装置として各方面で採用されて
いるが、記録液（以下、インクという）を記録ヘッドの
ノズルから直接吐出させて記録を行なうので、インクを
常に安定な状態で吐出させるために他の方式の記録装置
にはみられない特別な配慮が必要とされる。とくに、電
気熱変換体にて発生する熱エネルキーにより発泡を生じ
させてインクを吐出させるマルチノズル化されたバブル
ジェット記録方式のものにおいては、吐出エネルキー発
生源である電気熱変換体かインクにさらされるため、イ
ンク中、もしくは外部から侵入した汚物がノズルに付着
しやすい。電気熱変換体に汚物が付着したときには各ノ
ズル内の各電気熱変換体に発生する各熱エネルギーはそ
れぞれ異なるものとなるため、各ノズル毎に発生する吐
出液滴径も異なるものとなる。

第９図は、マルチノズル化された記録ヘッドの各ノズル
に汚物が付着した際の各吐出液滴径を示す図である。こ
のように、各ノズルより吐出される液滴径に差が生じる
と、記録画像に濃度のバラつき、すなわち濃度むらが生
しることとなり、たいへん見苦しい画像になってしまう
という欠点かある。

本発明はマルチノズル化された記録ヘッドの各ノズルが
吐出する液滴径に差が生しることのないインクジェット
記録装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のインクシェツト記録装置は、 内蔵する電気熱変換体に駆動電圧が印加されたときに記
録用インクを吐出させる記録ヘッドを具備するインクジ
ェット記録装置において、記録領域外で記録ヘットから
記録液を吐出させる空吐出動作時における吐出エネルギ
ーが記録動作時の吐出エネルギーよりも大きなものとす
る大きさまたはパルス幅の駆動電圧を前記電気熱変換体
へ印加する制御手段を有する。

［作用コ 空吐出時の吐出エネルギーは印字動作時の吐出エネルギ
ーよりも大きなものであるので、通常の印字動作時に付
着した汚物は、空吐出時にバブルが発泡、消滅する際の
圧力により除去される。

［実施例］ 第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図であ
る。

本実施例は記録ヘットユニットｌより吐出される記録液
滴を記録シート７に定着させて記録が行なわれるバブル
ジェット記録装置を示すものである。

記録ヘッドユニット１は、ガイドレール４に沿って図中
の矢印Ｓ方向に往復移動するキャリッジ３上に搭載され
ている。記録シート７はシート送りローラ対９および保
持ローラ対１０の間に挟持されて平担に規制され、図中
の矢印ｆ方向に移動する。上記キャリッジ３の移動はキ
ャリッジ３を固定するタイミングベルト５を介すること
によりモータ６の回転と連動するものとされ、記録シー
ト７の移動は、シート送りローラ対９の一方のローラに
回転軸が連結されたシート送りモータ８の回転と連動す
るものとされている。上記各ローラ対に挟持された記録
シート７の右側部分であり、記録ヘットユニット１と対
向する記録領域外の部分には、記録ヘットユニット１が
空吐出動作を行なった際に吐出される記録液滴を収容す
る空吐出箱２が設けられ、さらにその右側部分には装置
始動時等に記録ヘットユニット１の先端部をワイピンク
するための不吐出回復装置１４か設けられている。

このように、本実施例のものにおいてはキャリッジ３は
モータ６の駆動に応してガイトレール４に沿って図中Ｓ
方向に往復移動し、送りモータ８の駆動に応じて図中ｆ
方向に搬送される記録シート７に対する記録が行なわれ
る。

第２図は第１の実施例中の記録ヘットユニット１の概略
構成を示す図である。

記録ヘッドユニット１は例えばエツチング、蒸着、スパ
ッタリング等の半導体プロセス製造工程を経て基板２２
上に、電気熱変換体２３、電極２４、液体流路壁である
ノズル壁２５をそれぞれ複数個設け、天板２６を形成さ
せたものである。

複数のノズル壁２５は並列に設けられており、各ノズル
壁２５の間には電極２４が敷設されている。これらの各
ノズル壁２５の間がノズル３１とされ、図中の断面Ｓに
直交する部分は液体吐出口３２とされる。各電気熱変換
体２３は各ノズル３１の液体吐出口３２近傍に配置され
、両端には電極２４が接続されている。各ノズル３１に
は反液体吐出口３２側に設けられた共通液室２７に充填
された記録液３０が供給される。この記録液３０はコネ
クタ２８および液体供給管２９を介して外部より供給さ
れる。

本実施例における記録を行なうための各動作、例えば、
キャリッジ３および記録シート７の移動や各電極２４を
介して各電気熱変換体２３に電圧を印加し、発泡を生じ
させて記録液滴を吐出させること等は制御装置により行
なわれている。

第３図は本実施例の制御系の要部構成を示すブロック図
である。

本実施例における制御手段は制御装置４１、ヘッド駆動
回路４２、ヘッド駆動用電源４３により構成されている
。ヘッド駆動回路４２はヘッド駆動用電源４３と接続さ
れ、制御装置４１からの指示入力にしたがって電気熱変
換体２３に駆動電圧を供給する。

第４図は記録時における上記制御装置４１の動作手順を
示すフローチャートである。

制御装置４１は記録状態となるとキャリッジ３をスター
ト位置である不吐出回復装置１４の前部より移動させて
記録を行なわせる（ステップ５１）。この記録を行なう
際には次に記録を行なうラインをスキャンする前に、該
スキャン動作が予め定められた所定回数目に相当する設
定スキャンであるかを確認しくステップＳ２）、設定ス
キャンである場合にはキャリッジ３を空吐出箱２の前方
部に移動させて（ステップＳ３）空吐出動作を行なわせ
る（ステップ５４）。

一般に空吐出動作は記録ヘッドユニットの液体吐出口が
乾燥することを防止するために行なわれるが、本実施例
のものにおいては電気熱変換体２３および液体吐出口３
２に付着した汚物を除去するために行なわれる。電気熱
変換体２３および液体吐出口３２に付着した汚物を除去
するメカニズムとしては、電気熱変換体２３に電圧を印
加して発熱させ、これにより発生するバブルの発泡エネ
ルギー（吐出エネルギー）および該バブルの消滅時の圧
力を利用するものである。このため、空吐出動作時の発
泡エネルギーの大きさは記録動作時よりも大きいものと
されている。すなわち、記録液滴径が大きく、記録媒体
上における光学濃度が高いものとされている。

なお、この吐出エネルギーが記録動作時よりも大きなも
のとされている一連の空吐出動作は、上述したように設
定スキャン毎に行なうほかに各スキャン毎に行なうもの
としてもよい。さらに、記録動作中に１度だけ行なうも
のとしてもよく、この場合には記録直前、記録終了直後
のいずれに行なってもよい。

また、空吐出時に印加されるヘッド駆動電圧はパルス状
のものであるが、これを複数のパルス列とし、このうち
の少なくとも１つのパルスは記録動作時と同様のものと
してもよい。

第５図（ａ）は通常のバブルジェット記録装置において
電気熱変換体に印加されるヘッド駆動電圧を示し、第５
図（ｂ）は本実施例のものにおいて電気熱交゛換体２３
に印加されるヘッド駆動電圧を示すものである。

通常のものにおいては、第５図（ａ）にボされるように
、空吐出動作時、記録動作時ともに電圧が２４Ｖであり
、パルス幅１０μｓｅｃのヘッド駆動電圧が印加される
のに対して、本実施例のものにおいては第５図（ｂ）に
示されるように、空吐出動作時には電圧が３０Ｖであり
、パルス幅８μｓｅｃのヘッド駆動電圧が印加されてい
る。

第６図は各ヘット駆動電圧印加時に記録されたものの各
光学的濃度を示す図である。

本実施例においては記録密度４００　ｄｐｉの記録ヘッ
トユニット１を用い、染料濃度２ｗｔ％とじた記録用イ
ンクを用い、印字比率５０％で記録を行なった。この条
件での記録動作時（電圧２４Ｖ、バブル幅１０μｓｅｃ
　）の光学的濃度は０．６である。したがって、空吐出
時の電圧およびパルス幅は光学的濃度０．６を越えるよ
うに設定すればよい。例えば、パスル輻８μＳｅＣとし
て行なう場合には２６Ｖ以上の電圧を印加すればよい。

以上のように空吐出時におけるヘッド駆動電圧およびパ
ルス幅を記録印字動作時の記録濃度よりも高くなる条件
で使用することにより、電気熱変換体上に付着した汚物
等を除去することが可能となり、印字中のヘット濃度の
ムラ変化を防止することができた。

第７図は本発明の第２の実施例Ｃおけるヘット駆動電圧
を示す図である。

第１図の実施例においては、空吐出時に電気熱変換体に
より発生する吐出エネルギーを記録印字時よりも太きく
する動作手段として、空吐出時の１つの電圧パルス波形
に対してパルス幅および駆動電圧を変化させた。本実施
例においては、１つの電圧パルス波形を図に示すように
２つのパルス波形に分割して空吐出を行なわせることを
特徴とするものである。

分割パルス（以後、始めのパルスをサブパルス、後のパ
ルスをメインパルスと呼ぶ）を適当に選択すると通常の
１０Ａｔｓｅｃの１つのパルス波形に比へサブパルス３
μＳｅＣ、メインパルス７μｓｅｃで光学的濃度を第８
図に示すように０．６５とすることができた。以上のよ
うに空吐出時において分割パルス駆動を行なっても記録
印字時よりも高い濃度が得られ、電気熱変換体で発生す
る熱エネルギーを記録印字時より大きくすることができ
た。

以上のように本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でもバブルジェット方式の記録ヘット、記録装置にお
いて、優れた効果をもたらすものである。また、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。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載するような効果を奏する。

請求項１に記載のものにおいては、空吐出時に電気熱変
換体により発生する吐出エネルギーを記録印字時よりも
大きくするように空吐出時のヘット駆動電圧、パルス幅
を選択することにより、空吐出時のバブルの発泡、消滅
の圧力を利用して、電気熱変換体上に付着した汚物を除
去することができる。これによりマルチノズルヘッドの
各ノズル間の液滴径のバラつき、すなわち、記録画像内
の濃度ムラの発生、変化を防止することかできる効果が
ある。

請求項２に記載のものにおいては吐出エネルギーの制御
がより細かなものとなるので、上記効果に加えて効率が
よく、確実な動作を行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

３１１図は本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図、
第２図は第１の実施例中の記録ヘッドユニット１の概略
構成を示す図、第３図は第１の実施例の制御系の要部構
成を示すブロック図、第４図は第１の実施例の記録時に
おける動作を示すフローチャート、第５図（ａ）は通常
のバブルジェット記録装置におけるヘッド駆動電圧を示
す図、第５図（ｂ）は第１の実施例におけるヘッド駆動
電圧を示す図、第６図は第５図（ａ）　、　（ｂ）にそ
れぞれ示したヘッド駆動電圧による記録の光学的濃度を
示す図、第７図は本発明の第２の実施例におけるヘッド
駆動電圧を示す図、第８図は第２の実施例による記録の
光学的濃度を示す図、第９図はマルチノズル化された記
録ヘットの各ノズルに汚物が付着した際の各吐出液滴径
を示す図である。 １・・・記録ヘッドユニット、 ２・・・空吐出箱、　　　　３・・・キャリッジ、４・
・・ガイトレール、　　５・・・タイミングベルト、６
・・・モータ、　　　　　７・・・記録シート、８・・
・シート送りモータ、 ９・・・シート送りローラ対、 １０・・・保持ローラ対、１４−・・不吐出回復装置、
２２−・・基板、　　　　２３−・・電気熱変換体、２
４−・・電極、　　　　　２５−・・ノズル壁、２６−
・・天板、　　　　　２７−・・共通液室、２８−・・
コネクタ、　　　２９−・・液体供給管、３０−・・記
録液、　　　　３１・・・ノズル、３２−・・液体吐出
口、　４１・・・制御装置、４２−・・ヘッド駆動回路
、 ４３・・・ヘッド駆動ｔ′源。 第 ４ 図 ２８コネクク 第 図 （ａ） 第 図 ヘーｌド狐を豐力電巧二（Ｖ） 第 図 第 図 くツインパルス時間〉 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内蔵する電気熱変換体に駆動電圧が印加されたとき
   に記録用インクを吐出させる記録ヘッドを具備するイン
   クジェット記録装置において、記録領域外で前記記録ヘ
   ッドから記録液を吐出させる空吐出動作時における吐出
   エネルギーが記録動作時の吐出エネルギーよりも大きな
   ものとする大きさまたはパルス幅の駆動電圧を前記電気
   熱変換体へ印加する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、内蔵する電気熱変換体に駆動電圧が印加されたとき
   に記録用インクを吐出する記録ヘッドを具備するインク
   ジェット記録装置において、 記録領域外で前記記録ヘッドから記録液を吐出させる空
   吐出動作時における吐出エネルギーが記録動作時の吐出
   エネルギーよりも大きなものとする大きさおよびパルス
   幅の駆動電圧を前記電気熱変換体へ印加する制御手段を
   有することを特徴とするインクジェット記録装置。