JP3183796B2 - 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およ
びインクジェット方法に関し、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およびイ
ンクジェット方法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】ところで、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】この場合に上述のプレヒート制御の構成を
用いることが考慮されるが、それぞれの設定吐出量にお
ける駆動ヒータと、その際にプレヒートを行うヒータと
の関係、設定吐出量とプレヒートパルスの幅との関係
等、それぞれの設定吐出量において最適な吐出量制御を
行うには考察すべき課題も少なからずある。

【００１０】本発明は上述の観点からなされたものであ
り、その目的とするところは、複数の設定吐出量それぞ
れについて安定な吐出量制御が可能なインクジェット装
置およびインクジェット方法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、前記複数のヒータの各々に、吐出に至らない先行パ
ルスおよび該先行パルスに後続し気泡を発生させてイン
クを吐出させる後続パルスを有するパルスを印加するこ
とが可能なヘッド駆動手段と、前記複数のヒータのうち
前記後続パルスを印加すべきヒータの選択に対応した吐
出量モードを設定する吐出量モード設定手段と、該吐出
量モード設定手段が設定する吐出量モード毎に、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対応し
た前記パルスの設定を行うパルス波形設定手段と、該パ
ルス波形設定手段の設定に基づいて前記ヘッド駆動手段
を制御することで前記複数のヒータにパルスを印加する
パルス制御手段と、を具えたことを特徴とする。

【００１２】また、別の形態では、１つの吐出口に対し
て第１ヒータおよび第２ヒータが配置されたインクジェ
ットヘッドを用い、前記第１および第２のヒータを選択
的に駆動することで複数の吐出量のインク滴を吐出させ
るインクジェット装置において、インク滴を吐出させる
ためのメインパルスと、インクを吐出しない程度のパル
スを選択的に前記第１および第２のヒータに印加する手
段と、ヘッド温度に応じて前記インクを吐出しない程度
のパルスを印加するヒータを切り替えることを特徴とす
る。

【００１３】さらに、１つのインク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、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、前記複数のヒータの各々に、吐
出に至らない先行パルスおよび該先行パルスに後続し気
泡を発生させてインクを吐出させる後続パルスを有する
パルスを印加する工程と、前記複数のヒータのうち前記
後続パルスを印加すべきヒータの選択に対応した吐出量
モードを設定する吐出量モード設定工程と、該吐出量モ
ード設定工程が設定する吐出量モード毎に、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対応した前
記パルスの設定を行うパルス波形設定工程とを有し、前
記パルスを印加する工程は、該パルス波形設定工程の設
定に基づいて前記複数のヒータにパルスを印加する工程
であることを特徴とする。

【００１４】

【作用】以上の構成によれば、複数のヒータのうち駆動
すべく設定された組合せ毎にその駆動の制御が可能とな
り、また、これにより、上記組合せ毎に、吐出量安定化
のために印加されるプレパルスの制御が可能となる。

【００１５】

【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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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１１０ｃ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，
３Ｍ，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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】図４は、本発明の一実施例に係るインクジ
ェットヘッド２の構造を示す模式的断面図である。

【００３２】図４に示すように、各インク路２Ａにはそ
の配列方向に２つのヒータＳＨ１およびＳＨ２が配設さ
れる。これら２つのヒータは相互に表面積を異ならせる
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、また、２つのヒータを同時に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。なお、
ヒータＳＨ１とヒータＳＨ２とは、インク路２Ａの長手
方向の長さは同一であり、これらの幅を異ならせること
によって、互いの表面積を異ならせている。インク路２
Ａの先端には、吐出口２Ｎが開口している。

【００３３】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７２０ＤＰＩの密度で所定数配設されるも
のであり、また、本実施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、インク路単位間で等
しいものである。

【００３４】本実施例では、２つのヒータを用いた場合
にその駆動するヒータの組合せに応じて基本的には吐出
口毎に３段階の吐出量の設定（以下、基本吐出量モード
という）が可能となる。

【００３５】本実施例の基本吐出量モードは基本的には
駆動するヒータを切り替えることにより、小，中，大の
３つの吐出量モードが設定される。小吐出量モードでは
ヒータＳＨ１のみ駆動し、１５ｐｌの体積の液滴を吐出
し、中吐出量モードではヒータＳＨ２のみ駆動し、２５
ｐｌの液滴を吐出し、大吐出量モードではヒータＳＨ１
およびＳＨ２を同時に駆動し、４０ｐｌ（＝１５＋２５
ｐｌ）の液滴を吐出する。

【００３６】次に、本実施例の吐出安定化制御について
以下に説明する。

【００３７】図５は本実施例のインクジェットヘッド構
成において、上述した各吐出量モードでの吐出量の温度
依存性を示す線図である。この図に示す駆動条件は、電
圧１８Ｖ、パルス幅５μｓｅｃの矩形パルスを各ヒータ
ＳＨ１，ＳＨ２に印加した場合である。

【００３８】図５に示すように、ヘッド温度の上昇とと
もに吐出量が増大する。図に示す温度の範囲ではこの変
化はほぼ線形であり、吐出量Ｖｄの温度Ｔに対する変化
率は小吐出量モードでα、中吐出量モードでβ、大吐出
量モードでγとなる。

【００３９】一方、一定の環境温度下で、図６に示すよ
うな２つのパルスからなる駆動パルス（以下、ダブルパ
ルスともいう）を印加し、そのうちプレパルスのパルス
幅Ｐ１を変化させたときの吐出量は図７に示すものとな
る。

【００４０】図６に示すダブルパルスにおいて、Ｐ１は
プレヒートパルスのパルス幅を示し、このプレヒートパ
ルスによって、ヒータ近傍のインクを加熱するが、発泡
には至らない程度の加熱を行う。その後休止時間Ｐ２を
経て、パルス幅Ｐ３のメインヒートパルスを印加するこ
とによりインクに気泡を生じさせてインクが吐出され
る。

【００４１】このようなダブルパルス駆動をした場合に
おいて、図７に示すようにプレパルス幅Ｐ１を大きくす
ると、いずれの吐出量モードでも一定の割合で吐出量は
増加する。

【００４２】従って、図７に示す関係と上述した図５に
示す関係を利用して、ヘッド温度に応じてプレパルス幅
Ｐ１を可変にすることで図８に示すようにヘッド温度の
変化にかかわらず吐出量を所定値に制御することができ
る。すなわち、ヘッド温度が高くなると、それに応じて
プレパルス幅Ｐ１を小さくする制御を行う。

【００４３】図９は、この吐出量制御の基本的構成の例
を示すブロック図である。

【００４４】図９において、温度センサ２０Ａ，２０Ｂ
（図２参照）を含むヘッド温度検出部２１２からのヘッ
ド温度に基づいて駆動波形パラメータ設定テーブル２１
０を参照し、プレパルス，休止期間およびメインパルス
のパルス幅等のパルス波形のパラメータが駆動波形設定
部２１１Ａ，２１１Ｂに出力される。

【００４５】駆動波形設定部２１１Ａおよび２１１Ｂで
は、これらに入力される吐出量モードに応じて、ヒータ
ＳＨ１およびＳＨ２それぞれに対応して〜で示され
る波形のいずれかを選択するとともにテーブル２１０か
ら入力されるパルス幅等のパラメータを設定する。上記
吐出量モードに応じたヒータＳＨ１およびＳＨ２の波形
〜からの波形選択では、例えば大吐出量モードで
は、ヒータＳＨ１およびＳＨ２に対してメインパルスを
印加するので、またはを選択することになるが、少
なくともプレパルスを含む波形をいずれかのヒータに
対応して選択されなければならない。

【００４６】しかしながら、図７にて上述したように吐
出量モード毎にその吐出量の依存性は異なるから、吐出
量モード毎にパラメータ設定テーブルを具えることがよ
り好ましい。

【００４７】図１０は、この吐出量モード毎のパラメー
タ設定を可能とする構成を示すブロック図であり、図１
１はこの構成における吐出量モードに応じた各駆動ヒー
タ設定のためのテーブルを示す概念図である。

【００４８】図１０，図１１において、設定された吐出
量モード情報保持部２１３からの吐出量モードに応じ
て、メインパルス駆動ヒータ設定部２１４は、ヒータＳ
Ｈ１，ヒータＳＨ２、またはヒータＳＨ１＋ＳＨ２のい
ずれかを設定する。駆動波形パラメータ設定テーブルで
は、この設定されたメインパルス駆動ヒータに対応した
テーブル２１０Ａ，２１０Ｂ、または２１０Ｃのいずれ
かが選択され、それとともにその選択されたテーブルか
らヘッド温度情報に基づいて、駆動波形パラメータが出
力される。

【００４９】図１１の各吐出量モード毎に示すプレヒー
トパルス駆動ヒータの組合せは、上記選択されたメイン
パルス駆動ヒータに対応して選択されるものの例を示
し、以下の各実施例で説明されるものである。

【００５０】（実施例１）図１２（ａ），（ｂ）および
（ｃ）は、本発明の第１の実施例に係り、駆動波形パラ
メータ設定テーブル２１０Ａ，２１０Ｂおよび２１０Ｃ
（図１０参照）におけるプレパルス幅Ｐ１設定用テーブ
ルを示す図である。また、図１３（ａ），（ｂ）および
（ｃ）は、本実施例において、メインパルス駆動ヒータ
設定部２１４（図１０参照）および上述の設定テーブル
２１０Ａ，２１０Ｂおよび２１０Ｃによって設定される
ヒータ駆動パルスの波形を示す図である。

【００５１】これらの図からも明らかなように、本実施
例では、小吐出量モードでは小さい方のヒータであるヒ
ータＳＨ１を、中吐出量モードでは大きな方のヒータで
あるヒータＳＨ２を、大吐出量モードではヒータＳＨ１
およびヒータＳＨ２を用い、ヘッド温度に応じたプレパ
ルス幅Ｐ１の制御も、それぞれメインヒート（気泡発生
のためのヒータ駆動）を行うヒータについて行う。

【００５２】また、図１２に示されるように、ヘッド温
度に応じたプレパルス幅Ｐ１の制御は、前述したように
検出されるヘッド温度が高くなる程、パルス幅Ｐ１を短
くする。ここで、中吐出量モードでは、ヘッド温度が４
４℃以上のときはプレヒートを行わない。

【００５３】以上のようなプレパルス幅の制御によっ
て、図８に示すようにＰＷＭ制御範囲で各吐出量モード
毎に吐出量Ｖｄｏ（小吐出量モードは１５ｐｌ、中吐出
量モードは２５ｐｌ、大吐出量モードは４０ｐｌ）をほ
ぼ一定の範囲に安定化することができる。なお、本実施
例ではヘッド温度が２６℃（図８に示すＴ₀ ）以下では
インクジェットヘッド内に設けた温調用ヒータを用いて
ヘッド温度を制御し、それによって吐出量Ｖｄを安定化
している。

【００５４】（実施例２）図１４（ａ），（ｂ）および
（ｃ）は本発明の第２の実施例に係るプレパルス幅Ｐ１
のテーブルを示し、図１５は駆動パルス波形を示す図で
ある。これらの図に示すように、上述した実施例１と異
なる点は、中吐出量モードと大吐出量モードでプレパル
ス幅制御である。

【００５５】すなわち、中吐出量モードでは、プレパル
スを大ヒータＳＨ２に加え小ヒータＳＨ１にも印加する
ものであり、ここで、２６℃〜４６℃の範囲で小ヒータ
ＳＨ１のプレパルス幅Ｐ１を固定（１μｓｅｃ）とし、
大ヒータのプレパルス幅Ｐ１はヘッド温度の上昇ととも
に短かくするように制御する。また、４６℃以上では、
大ヒータのパルス幅Ｐ１を０とし、一方ヘッド温度の上
昇とともに小ヒータのパルス幅Ｐ１を短かくしていく。

【００５６】中吐出量モードでは、このようにメイン
（ヒート）パルスが大ヒータＳＨ２だけであるにもかか
わらず、プレパルスを小、大ヒータともに駆動させるこ
とで、吐出量の安定制御温度範囲を広くすることが可能
となる。これによって中吐出量モードでの吐出量は２８
ｐｌとなり、実施例１の２５ｐｌに比べすこし大きめの
設定とすることができる。

【００５７】また、大吐出量モードでは、夫々小ヒータ
ＳＨ１および大ヒータＳＨ２の双方を用いるが、プレパ
ルス幅の制御は、上述した中吐出量モードと同様に行
う。

【００５８】（実施例３）図１６および１７は本発明の
第３の実施例に係るプレパルス幅Ｐ１のテーブルを示す
図であり、図１８は本実施例の駆動パルスの波形図であ
る。

【００５９】本実施例はプレパルス幅Ｐ１のテーブルを
印字開始時のヘッド温度によって低温用または高温用に
切り替えるようにするものであり、従って、各吐出量モ
ード毎に低温用および高温用のテーブルを具える。図１
６は、小吐出量モードおよび中吐出量モードの低温用テ
ーブルを示す。なお、これらモードの高温用テーブル図
１２（ａ）および（ｂ）に示すものと同様である。ま
た、図１７は大吐出量モードのそれぞれ低温用テーブ
ル，高温用テーブルを示す。

【００６０】これら図および図１８から分かるように、
プレヒートパルスは低温モードでは大ヒータに印加し、
高温モードでは小ヒータに印加する。

【００６１】本実施例では、低温モードではメインヒー
トするヒータとは異なるヒータによりプレヒートするた
め、プレヒートでは少し大きめの幅のパルスを駆動して
プレ発泡したとしても、これがわずかであれば、メイン
ヒートでの発泡に対してほとんど影響を及ぼすことはな
い。

【００６２】また、異なるヒータでプレヒートを行うこ
とにより、また、上記発泡の影響をそれほど考慮しなく
て済むためプレパルスとメインパルスとの間（休止期
間）を短かくできる。さらに、このように低温モードを
設けたことにより、前述したヘッドの温調手段を実質的
に必要としないで済む。

【００６３】また、本実施例においてはヘッド温度につ
いて重複して２つのテーブルを具えることによって、少
なくとも印字している頁内でのプレパルスを印加するヒ
ータの切り替えを行わずに済み、ヒータ切り替えによっ
て発生するおそれのある濃度の差によって生ずる画像の
繋ぎ目すじが発生することを防止できる。

【００６４】（実施例４）図１９（ａ）〜（ｃ）は、本
発明の第４の実施例に係る各吐出量モードのオフタイム
テーブルを示す図であり、図２０（ａ）〜（ｃ）は駆動
パルスの波形を示す図である。

【００６５】本実施例では、図１９および図２０から明
らかなように、実施例１と同様、小吐出量モードでは小
ヒータＳＨ１を、中吐出量モードでは大ヒータＳＨ２
を、大吐出量では大，小ヒータＳＨ１およびＳＨ２を用
いる。

【００６６】しかし、実施例１とは異なり、休止期間
（オフタイム）Ｐ２を制御して、吐出量の安定化を行
う。即ち、プレパルス幅Ｐ１は固定のままでオフタイム
Ｐ２を変化させるが、Ｐ２を長くする程吐出量が大きく
なることをここでは応用している。具体的にはヘッド温
度の上昇とともにＰ２を短かくするようにし、ヘッド温
度の下降とともにＰ２を長くするようにする。

【００６７】プレパルス幅と同様、吐出量モードごとに
その吐出量の温度依存性とＰ２依存性は異なるため、各
吐出量モードに応じたオフタイムＰ２のテーブルを設定
することで、それぞれの吐出量モードで安定した吐出量
を得ることができる。

【００６８】（実施例５）図２１は上記実施例４と同様
オフタイムＰ２のテーブルを示す図であり、図２２は駆
動パルスの波形を示す図である。

【００６９】本実施例は、上記実施例４と同様、オフタ
イムＰ２を制御して吐出量を安定化するものであるが、
吐出量モードによってその態様を多少異ならせている。

【００７０】すなわち、小吐出量と中吐出量モードで
は、メインヒートを行うヒータとは異なるヒータを用い
てプレヒートを行う。この場合、オフタイムＰ２が長く
なる程吐出量も大きくなるため、ヘッド温度が大きくな
るに従ってオフタイムＰ２が短かくなるように制御す
る。このような制御の場合、同一ヒータでプレパルスＰ
１とメインパルスＰ３がダブルパルスの関係にないた
め、プレパルスＰ１とメインパルスＰ３が時間軸で重な
るように設定することも可能となる。

【００７１】また、同一ヒータでダブルパルスのオフタ
イムＰ２を短かくしていった場合には、最終的にシング
ルパルスになってしまうが、このようなシングルパルス
になる手前でも、オフタイムがあるにもかかわらず、矩
形波の立ち下がりに多少ディレーがあるためプレパルス
Ｐ１とメインパルスＰ３が接続しパルス幅の大きいシン
グルパルスになってしまうおそれがあるが、本実施例で
はそのようなことをも防止できる。

【００７２】次に、大吐出量モードでは、大ヒータも小
ヒータもダブルパルス波形であるが、一方のヒータのオ
フタイムを可変にすることでメインパルスのタイミング
を制御し発泡のタイミングをずらすことを行う。

【００７３】これは複数ヒータの発泡タイミングがずれ
ることにより吐出量が小さくなることに着目しているも
のであるが、小，中吐出量モードと同様にオフタイムに
Ｐ２の制御を行うだけで、発泡タイミングのずらしが可
能となる。

【００７４】（その他の実施例）本発明の上記各実施例
は図４で示した１つの吐出口に対応して複数のヒータが
横並びで設けられる構成について説明してきたが、図２
３に示すようなヒータが縦に配列される構成の場合も前
記各実施例と同様な効果を得ることができる。また、図
２４に示すようにヒータ面に対して上方向にインク滴を
吐出させるヘッド構成においても同様である。

【００７５】また、ここではヒータサイズを大小違った
大きさで説明してきたが、同一サイズの場合も同様の効
果が得られる。しかし、同一サイズの場合は基本的には
吐出量は大小の２モードとなる。

【００７６】さらに、前記各実施例において特に記述し
なかったが、ヒータ間の距離は近いほうが良く、特に実
施例２，３，５においてはその効果が高くなる。

【００７７】さらに、ヘッド温度に応じてプレパルス幅
Ｐ１等のパラメータを変更する説明をしたが、例えば環
境温度に応じて目標温度を設定し、ヘッド温度と目標温
度との差によってパラメータを変更するようにすれば、
より一層安定した吐出量を得られる。即ち、ヘッド温度
が同一であっても環境温度が異なる場合、インク温度は
供給系も含めて基本的には環境温度に近いからである。

【００７８】（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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のヒータのうち駆動すべく設定された組合せ毎にそ
の駆動の制御が可能となり、また、これにより、上記組
合せ毎に、吐出量安定化のために印加されるプレパルス
の制御が可能となる。

【００８８】この結果安定した吐出量制御を行うことが
でき、高品位な画像を得ることが可能となる。

【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】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５】本発明実施例の各吐出量モード毎にヘッド温度
と吐出量との関係を示す線図である。

【図６】本発明実施例で用いるプレパルスの波形を示す
模式図である。

【図７】本発明実施例の各吐出量モード毎にプレパルス
幅と吐出量との関係を示す線図である。

【図８】本発明の実施例における吐出量制御の態様を示
す線図である。

【図９】本発明の一実施例によるヒータ駆動の構成を示
すブロック図である。

【図１０】本発明の好適実施例によるヒータ駆動の構成
を示すブロック図である。

【図１１】本発明のいくつかの実施例における吐出量モ
ードとメインパルス駆動ヒータおよびプレパルス駆動ヒ
ータとの関係を示す図である。

【図１２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施例に係
る各吐出量モード毎のプレパルス幅Ｐ１のテーブルを示
す模式図である。

【図１３】（ａ）〜（ｃ）は上記実施例における駆動パ
ルスの波形図である。

【図１４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施例に係
る各吐出量モード毎のプレパルス幅Ｐ１のテーブルを示
す模式図である。

【図１５】（ａ）〜（ｃ）は上記実施例における駆動パ
ルスの波形図である。

【図１６】（ａ）および（ｂ）は本発明の第３の実施例
に係る各吐出量モード毎のプレパルス幅Ｐ１のテーブル
を示す模式図である。

【図１７】（ａ）および（ｂ）は本発明の第３の実施例
に係る各吐出量モード毎のプレパルス幅Ｐ１のテーブル
を示す模式図である。

【図１８】（ａ）〜（ｃ）は上記実施例における駆動パ
ルスの波形図である。

【図１９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第４の実施例に係
る各吐出量モード毎のオフタイムＰ２のテーブルを示す
模式図である。

【図２０】（ａ）〜（ｃ）は上記実施例における駆動パ
ルスの波形図である。

【図２１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第５の実施例に係
る各吐出量モード毎のオフタイムＰ２のテーブルを示す
模式図である。

【図２２】（ａ）〜（ｃ）は上記実施例における駆動パ
ルスの波形図である。

【図２３】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２４】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５−31905（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−284951（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−232441（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−46358（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/205

Claims (16)

(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、 前記複数のヒータの各々に、吐出に至らない先行パルス
   および該先行パルスに後続し気泡を発生させてインクを
   吐出させる後続パルスを有するパルスを印加することが
   可能なヘッド駆動手段と、 前記複数のヒータのうち前記後続パルスを印加すべきヒ
   ータの選択に対応した吐出量モードを設定する吐出量モ
   ード設定手段と、 該吐出量モード設定手段が設定する吐出量モード毎に、
   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
   対応した前記パルスの設定を行うパルス波形設定手段
   と、 該パルス波形設定手段の設定に基づいて前記ヘッド駆動
   手段を制御することで前記複数のヒータにパルスを印加
   するパルス制御手段と、 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】 前記インクジェットヘッドは、第１ヒー
   タによる吐出量モード、第２ヒータによる吐出量モー
   ド、および前記第１および第２ヒータによる吐出量モー
   ドを有することを特徴とする請求項１に記載のインクジ
   ェット装置。
3. 【請求項３】 インクジェットヘッドの温度情報もしく
   はインクジェットヘッド温度演算値の少なくとも一方に
   基づいて前記先行パルスの制御を行うことを特徴とする
   請求項１または２記載のインクジェット装置。
4. 【請求項４】 前記吐出量モードに応じて、前記先行パ
   ルスを印加するヒータの設定もしくは先行パルス制御モ
   ードの少なくとも一方を変更することを特徴とする請求
   項１または２記載のインクジェット装置。
5. 【請求項５】 前記後続パルスを印加するヒータには少
   なくとも前記先行パルスを与えることを特徴とする請求
   項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット装置。
6. 【請求項６】 前記後続パルスを印加するヒータ以外の
   ヒータに先行パルスを与えることを特徴とする請求項１
   ないし４のいずれかに記載のインクジェット装置。
7. 【請求項７】 前記先行パルスの制御は先行パルスのパ
   ルス幅を可変とすることを特徴とする請求項３に記載の
   インクジェット装置。
8. 【請求項８】 前記先行パルスの制御は先行パルスと後
   続パルスの間の時間を可変とすることを特徴とする請求
   項３に記載のインクジェット装置。
9. 【請求項９】 前記吐出量モードに応じて制御モードを
   変えることを特徴とする請求項２ないし８のいずれかに
   記載のインクジェット装置。
10. 【請求項１０】 １つの吐出口に対して第１ヒータおよ
    び第２ヒータが配置されたインクジェットヘッドを用
    い、前記第１および第２のヒータを選択的に駆動するこ
    とで複数の吐出量のインク滴を吐出させるインクジェッ
    ト装置において、 インク滴を吐出させるためのメインパルスと、インクを
    吐出しない程度のパルスを選択的に前記第１および第２
    のヒータに印加する手段と、 ヘッド温度に応じて前記インクを吐出しない程度のパル
    スを印加するヒータを切り替えることを特徴とするイン
    クジェット装置。
11. 【請求項１１】 前記インクを吐出しない程度のパルス
    と前記メインパルスの印加をそれぞれ別のヒータで行う
    ことを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット装
    置。
12. 【請求項１２】 前記パルス波形設定手段は、前記吐出
    量モード毎にインク温度に関する情報に対応して前記パ
    ルスの中の先行パルスの波形を変更するように設定を行
    う手段であることを特徴とする請求項１に記載のインク
    ジェット装置。
13. 【請求項１３】 前記パルス波形設定手段は、前記吐出
    量モード毎にインク温度に関する情報に対応して前記パ
    ルスの中の先行パルスと後続パルスとの間隔を変更する
    ように設定を行う手段であることを特徴とする請求項１
    に記載のインクジェット装置。
14. 【請求項１４】 １つのインク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、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、 前記複数のヒータの各々に、吐出に至らない先行パルス
    および該先行パルスに後続し気泡を発生させてインクを
    吐出させる後続パルスを有するパルスを印加する工程
    と、 前記複数のヒータのうち前記後続パルスを印加すべきヒ
    ータの選択に対応した吐出量モードを設定する吐出量モ
    ード設定工程と、 該吐出量モード設定工程が設定する吐出量モード毎に、
    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
    対応した前記パルスの設定を行うパルス波形設定工程と
    を有し、 前記パルスを印加する工程は、該パルス波形設定工程の
    設定に基づいて前記複数のヒータにパルスを印加する工
    程であることを特徴とするインクジェット方法。
15. 【請求項１５】 前記パルス波形設定工程は、前記吐出
    量モード毎にインク温度に関する情報に対応して前記パ
    ルスの中の先行パルスの波形を変更するように設定を行
    う工程であることを特徴とする請求項１４に記載のイン
    クジェット方法。
16. 【請求項１６】 前記パルス波形設定工程は、前記吐出
    量モード毎にインク温度に関する情報に対応して前記パ
    ルスの中の先行パルスと後続パルスとの間隔を変更する
    ように設定を行う工程であることを特徴とする請求項１
    ４に記載のインクジェット方法。