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JPH10230601A - インクジェット記録装置および方法 - Google Patents

インクジェット記録装置および方法

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Publication number
JPH10230601A
JPH10230601A JP9034838A JP3483897A JPH10230601A JP H10230601 A JPH10230601 A JP H10230601A JP 9034838 A JP9034838 A JP 9034838A JP 3483897 A JP3483897 A JP 3483897A JP H10230601 A JPH10230601 A JP H10230601A
Authority
JP
Japan
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pulse
ink
state
divided
single pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9034838A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Iwasaki
督 岩崎
Takashi Yamada
財士 山田
Norifumi Koitabashi
規文 小板橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP9034838A priority Critical patent/JPH10230601A/ja
Priority to US09/025,654 priority patent/US6257691B1/en
Publication of JPH10230601A publication Critical patent/JPH10230601A/ja
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各ノズルの内部に複数の発熱素子を配置した
構造で、小ドットと大ドットとを充分な格差で記録でき
るようにする。 【解決手段】 小ドットの記録時には一個の発熱素子に
単一パルスを印加し、大ドットの記録時には二個の発熱
素子に単一パルスおよび分割パルスを印加する。発熱素
子に分割パルスを印加すると単一パルスの場合よりイン
クが多量に吐出されるので、上述のように駆動パルスを
印加すればドットのサイズに充分な格差を発生させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーマル方式のイ
ンクジェット記録装置および方法に関し、特に、インク
を吐出するノズルの内部に複数の発熱素子が配置された
インクジェット記録装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、各種の記録装置が様々な状況で利
用されており、特に、動作が静粛で構造が簡単な記録装
置としてサーマル方式のインクジェット記録装置が普及
している。このサーマル方式のインクジェット記録装置
は、一般的にはインクを記録ヘッドにノズルが多数連設
されており、各ノズルの内部に発熱素子が配置されてい
る。このようなインクジェット記録装置では、発熱素子
の発熱によりインクを瞬間的に発泡させ、この発泡の圧
力でインクを記録ヘッドから吐出させる。
【０００３】このようなインクジェット記録装置におい
て、ノズルの内部に二個の発熱素子を配置し、一度に駆
動する発熱素子の個数を変化させ、インクの吐出量を変
化させて解像度を二段階に切り換えるものが提案されて
いる。つまり、低解像度で高速に記録を実行する場合に
は各ノズルの二個の発熱素子を同時に駆動し、各ノズル
から多量のインクを吐出させて印刷用紙に大ドットを記
録する。高解像度で低速に記録を実行する場合には各ノ
ズルで発熱素子を一個だけ駆動し、インクの吐出量を半
減させて印刷用紙に小ドットを記録する。
【０００４】また、発熱素子に印加するパルスを工夫し
て、インクの吐出効率を向上させることが提案されてい
る。つまり、発熱素子に単純な単一パルスを印加するよ
り、分割パルスを印加した方が、同一のエネルギでもイ
ンクの吐出量が増大することが判明している。そこで、
各ノズルの内部に二個の発熱素子を配置し、小ドットの
記録時には一個の発熱素子に分割パルスを印加し、大ド
ットの記録時には二個の発熱素子の両方に分割パルスを
印加することにより、小ドットと大ドットとを良好な効
率で記録することも提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のように各ノズル
に複数の発熱素子を配置したインクジェット記録装置で
は、画像記録の解像度をドット単位で変化させることが
可能である。
【０００６】前述のように解像度を二段階に変化させる
場合、各ノズルに同一の寸法形状の発熱素子を二個だけ
配置する構造が単純で好ましい。しかし、このような構
造で発熱素子の駆動個数を一個と二個とに変化させて
も、インクの吐出量を二倍まで変化させることは困難な
ことが判明した。つまり、小ドットの直径が大ドットの
直径に対して充分に小さくならず、二段階の解像度に充
分な格差を発生させることができない。
【０００７】例えば、各ノズルの内部に三個以上の発熱
素子を配置し、小ドットの形成時には発熱素子を一個だ
け駆動し、大ドットの形成時には全部の発熱素子を駆動
すれば、小ドットと大ドットとの格差を充分に発生させ
ることは不可能ではない。また、各ノズルに小型の発熱
素子と大型の発熱素子とを形成し、小ドットの形成時に
は小型の発熱素子のみ駆動し、大ドットの形成時に全部
の発熱素子を駆動しても、小ドットと大ドットとの格差
を充分に発生させることは不可能ではない。
【０００８】しかし、これらの手法では、発熱素子の構
造が複雑でインクジェット記録装置の生産性が低下する
ことになり、ノズルを高密度に配置することも困難なの
で解像度も低下することになる。つまり、各ノズルに同
一形状の発熱素子を二個だけ配置する簡単な構造で、小
ドットと大ドットとを充分な格差に記録できることが好
ましい。
【０００９】本発明の目的は上述のような課題に鑑みて
なされたものであり、複数段階の解像度に充分な格差を
簡単な構造で発生させることができるインクジェット記
録装置および方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、インクを吐出するノズルを形成するノズル
形成部材と、前記ノズルの内部に配置された少なくとも
二個の発熱素子と、少なくとも一個の前記発熱素子に単
一パルスを印加する単一パルス印加手段と、他の少なく
とも一個の前記発熱素子に分割パルスを印加する分割パ
ルス印加手段と、前記単一パルス印加手段を単独で動作
させる第一状態と前記単一パルス印加手段および前記分
割パルス印加手段の両方を動作させる第二状態とを切換
える動作制御手段と、を具備している。
【００１１】従って、ノズル形成部材により形成された
ノズルの内部に少なくとも二個の発熱素子が配置されて
おり、動作制御手段により単一パルス印加手段を単独で
動作させる第一状態と、単一パルス印加手段および分割
パルス印加手段の両方を動作させる第二状態とが切換え
られ、第一状態では少なくとも一個の発熱素子に単一パ
ルスが印加され、第二状態では少なくとも一個の発熱素
子に単一パルスが印加されるとともに他の少なくとも一
個の発熱素子に分割パルスが印加される。
【００１２】発熱素子を一個だけ駆動した場合、単一パ
ルスで駆動した場合より分割パルスで駆動した場合の方
が、インクの吐出量が多いことが判明している。このた
め、第一状態ではインクが少量だけ吐出し、第二状態で
はインクが多量に吐出し、これらのインクの吐出量には
充分な格差が発生する。
【００１３】なお、本発明で云うインクジェット記録装
置とは、インクを吐出するノズルに複数の発熱素子が配
置された構造を具備すれば良く、製品レベルではプリン
タや複写機やファクシミリ、これらの機器に着脱するイ
ンクジェットカートリッジなどを許容する。ノズルの内
部での複数の発熱素子の位置としても各種の配置を許容
し、例えば、インクの吐出方向に対して直交する方向に
複数の発熱素子を並設することや、このような配置の複
数の発熱素子を更にインクの吐出方向に変位させること
が可能である。
【００１４】また、単一パルス印加手段と分割パルス印
加手段とは、単一パルスと分割パルスとを発熱素子に印
加するもので、例えば、発熱素子のドライバ回路に動作
タイミングの制御回路を接続したものを許容する。単一
パルスとは、インクの一回の吐出に対してパルスが一つ
だけ存在するものを意味しており、分割パルスとは、イ
ンクの一回の吐出に対してパルスが複数存在するものを
意味している。
【００１５】上述のようなインクジェット記録装置にお
ける他の発明としては、動作制御手段は、第二状態に単
一パルス印加手段と分割パルス印加手段とをインク発泡
が略同時となるタイミングで動作させる。従って、第二
状態では単一パルスに駆動される発熱素子の位置と分割
パルスに駆動される発熱素子の位置とでインクが略同時
に発泡するので、これらの発熱素子の位置の発泡により
インクが充分に多量に吐出される。なお、インク発泡が
略同時のタイミングとしては、例えば、分割パルスの休
止時間の略中間から単一パルスの印加を開始することを
許容する。
【００１６】上述のようなインクジェット記録装置にお
ける他の発明としては、分割パルスは、少なくともイン
クを発泡させない短時間のプレパルスとインクを発泡さ
せる長時間のメインパルスとが所定の休止時間を介して
連続するよう設定されている。従って、発熱素子はプレ
パルスによりインクを発泡させない温度まで予熱されて
からメインパルスによりインクを発泡させる温度まで加
熱されるので、特性的にインクが良好に発泡して多量の
インクが吐出される。
【００１７】上述のようなインクジェット記録装置にお
ける他の発明としては、単一パルスの印加時間をＰf1、
分割パルスのプレパルスの印加時間をＰb1、メインパル
スの印加時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒Ｐb1＋Ｐb3 なる関係を満足する。従って、分割パルスの合計時間が
単一パルスと同等なので、単一パルス印加手段と分割パ
ルス印加手段との負担が同等となる。
【００１８】上述のようなインクジェット記録装置にお
ける他の発明としては、パルス印加によるインク発泡の
所用時間をＰthとすると、 Ｐf1≒１．４４×Ｐth Ｐb1＜０．６４×Ｐth Ｐb3≒１．４４×Ｐth−Ｐb1 なる関係を満足する。従って、単一パルスの印加時間が
インク発泡の所用時間の約１．４４倍なので、特性的に
インクが安定して吐出される。分割パルスのプレパルス
の印加時間Ｐb1がインク発泡の所用時間の０．６４倍よ
り短いので、プレパルスではインクが発泡しない温度ま
で発熱素子が予熱される。このようなプレパルスとメイ
ンパルスからなる分割パルスの印加時間も、インク発泡
の所用時間の約１．４４倍なので、分割パルスでも特性
的にインクが安定して吐出される。なお、インク発泡の
所用時間とは、発熱素子に対してパルスを印加してから
インクに発泡が開始されるまでの時間である。
【００１９】本発明のインクジェット記録方法は、イン
クを吐出するノズルの内部に配置された二個の発熱素子
を駆動するインクジェット記録方法において、第一状態
と第二状態とを切換自在とし、第一状態では少なくとも
一個の前記発熱素子に単一パルスを印加し、第二状態で
は少なくとも一個の前記発熱素子に単一パルスを印加す
るとともに他の少なくとも一個の前記発熱素子に分割パ
ルスを印加するようにした。
【００２０】従って、ノズルの内部に配置された発熱素
子の少なくとも一個に単一パルスが印加され、他の少な
くとも一個に分割パルスが印加される。発熱素子を一個
だけ駆動した場合、単一パルスで駆動した場合より分割
パルスで駆動した場合の方が、インクの吐出量が多いこ
とが判明している。このため、例えば、発熱素子を一個
だけ単一パルスで駆動した場合と、二個の発熱素子を単
一パルスと分割パルスとで同時に駆動した場合とでは、
インクの吐出量に充分な格差が発生する。
【００２１】上述のようなインクジェット記録方法にお
ける他の発明としては、第二状態に単一パルスと分割パ
ルスとをインク発泡が略同時となるタイミングで印加す
るようにした。従って、第二状態では単一パルスに駆動
される発熱素子の位置と分割パルスに駆動される発熱素
子の位置とでインクが略同時に発泡するので、これらの
発熱素子の位置の発泡によりインクが充分に多量に吐出
される。
【００２２】上述のようなインクジェット記録方法にお
ける他の発明としては、分割パルスは、少なくともイン
クを発泡させない短時間のプレパルスとインクを発泡さ
せる長時間のメインパルスとが所定の休止時間を介して
連続するよう設定されている。従って、発熱素子はプレ
パルスによりインクを発泡させない温度まで予熱されて
からメインパルスによりインクを発泡させる温度まで加
熱されるので、特性的にインクが良好に発泡して多量の
インクが吐出される。
【００２３】上述のようなインクジェット記録方法にお
ける他の発明としては、単一パルスの印加時間をＰf1、
分割パルスのプレパルスの印加時間をＰb1、メインパル
スの印加時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒Ｐb1＋Ｐb3 なる関係を満足する。従って、分割パルスの合計時間が
単一パルスと同等なので、単一パルスの印加と分割パル
スの印加との負担が同等となる。
【００２４】上述のようなインクジェット記録方法にお
ける他の発明としては、パルス印加によるインク発泡の
所用時間をＰthとすると、 Ｐf1≒１．４４×Ｐth Ｐb1＜０．６４×Ｐth Ｐb3≒１．４４×Ｐth−Ｐb1 なる関係を満足する。従って、単一パルスの印加時間が
インク発泡の所用時間の約１．４４倍なので、特性的に
インクが安定して吐出される。分割パルスのプレパルス
の印加時間Ｐb1がインク発泡の所用時間の０．６４倍よ
り短いので、プレパルスではインクが発泡しない温度ま
で発熱素子が予熱される。このようなプレパルスとメイ
ンパルスからなる分割パルスの印加時間も、インク発泡
の所用時間の約１．４４倍なので、分割パルスでも特性
的にインクが安定して吐出される。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面を参
照して以下に説明する。なお、図１は本実施の形態のイ
ンクジェット記録装置に印加する単一パルスおよび分割
パルスを示すタイムチャート、図２はインクジェット記
録装置のフロントカバーを取り外した状態を示す分解斜
視図、図３はインクジェットカートリッジの組立構造を
示す分解斜視図、図４はヒータボードを示す平面図、図
５は発熱素子の形状を示す平面図、図６は印刷用紙に対
するノズルの位置を示す模式図、図７は駆動回路を示す
ブロック図、図８は主走査方向と副走査方向とに対する
ノズルの配置を示す模式図、図９は小ドットの形成時の
各種信号を示すタイムチャート、図１０は大ドットの形
成時の各種信号を示すタイムチャートである。
【００２６】本実施の形態のインクジェット記録装置１
は、シリアル方式のカラープリンタとして形成されてい
る。図２に示すように、主走査方向と平行にガイドシャ
フト２が配置されており、このガイドシャフト２により
キャリッジユニット３が主走査方向に移動自在に支持さ
れている。前記ガイドシャフト２と平行な位置には、一
対のタイミングプーリ４で循環自在に張架されたエンド
レスのタイミングベルト５が配置されており、このタイ
ミングベルト５に前記キャリッジユニット３が連結され
ている。
【００２７】このキャリッジユニット３には、カートリ
ッジホルダ６が設けられており、このカートリッジホル
ダ６にインクジェットカートリッジ７が交換自在に装着
されている。より詳細には、前記カートリッジホルダ６
は、回動自在な手動レバー８に連動して変位するよう設
けられており、この手動レバー８の回動に対応して前記
インクジェットカートリッジ７を着脱自在に保持する。
前記キャリッジユニット３には、前記インクジェットカ
ートリッジ７と電気的にコンタクトする複数の接続端子
(図示せず)が設けられており、これらの接続端子にはフ
レキシブルケーブル９により駆動回路１０が接続されて
いる。
【００２８】前記キャリッジユニット３には、フォトカ
プラからなるポジションセンサ１１が装着されており、
前記キャリッジユニット３がホームポジションに位置し
た状態で前記ポジションセンサ１１が検知する位置に遮
光板１２が配置されている。なお、前記ポジションセン
サ１１は、ヘッド回復系を含むホームポジションユニッ
ト１３に接続されている。
【００２９】なお、前記キャリッジユニット３に装着さ
れた前記インクジェットカートリッジ７に対向する位置
には、印刷用紙(図示せず)が副走査方向に順次搬送され
る経路が、複数のガイドプレート(図示せず)やフィード
ローラ１４により形成されている。
【００３０】前記インクジェットカートリッジ７は、図
３に示すように、カートリッジ本体２１を具備してお
り、このカートリッジ本体２１にブラックインクのタン
ク２２とＹＭＣのカラーインクのタンク２３とが着脱自
在に装着されている。これらのタンク２２，２３にはイ
ンク供給口２４が形成されており、このインク供給口２
４が連結されるインク受給口２５が前記カートリッジ本
体２１に形成されている。
【００３１】これらのインク受給口２５は、記録ヘッド
部２６に連通しており、この記録ヘッド部２６には、多
数のノズル２７が形成されている。この記録ヘッド部２
６には、ヒータボード２８が配置されており、このヒー
タボード２８には、前記ノズル２７に対応した位置に発
熱素子２９が形成されている。なお、前記ヒータボード
２８は、前記カートリッジ本体２１の側面に形成された
接続端子３０に接続されており、この接続端子３０に前
記キャリッジユニット３の接続端子(図示せず)が着脱自
在に接続される。
【００３２】前記ヒータボード２８は、図４に示すよう
に、シリコン基板３１を具備しており、その表面の前縁
部に各色用の発熱素子群３２〜３５が並設されている。
これらの発熱素子群３２〜３５の各々には、前述のよう
にインク加熱用の多数の前記発熱素子２９が、図５に示
すように、一つのノズル２７に二個の割合で配置されて
いる。つまり、前記シリコン基板３１の表面には、前記
ノズル２７を形成する隔壁(図示せず)が薄膜により形成
されており、この隔壁上に別体のシリコン基板(図示せ
ず)が接合されているので、これらがノズル形成部材と
して前記ノズル２７を形成している。
【００３３】ＹＭＣのカラーインク用の前記発熱素子群
３２〜３４は、３６０(dpi)の密度で配置された２４個
のノズル２７に対応しており、ブラックインク用の前記
発熱素子群３５は６４個のノズル２７に対応しており、
各発熱素子群３２〜３５は８個のノズル２７に対応した
間隙を介して並設されている。上述のように連設された
ノズル２７には、イエロー(Ｙ)の左端からブラックの右
端までシリアルナンバが付与されているので、“１〜２
４”がイエローノズル２７、“２５〜４８”がマゼンタ
(Ｍ)ノズル２７、“４９〜７２”がシアン(Ｃ)ノズル２
７、“７３〜１３６”がブラックノズル２７、に付与さ
れている。
【００３４】前記ヒータボード２８の両端には、前記シ
リコン基板３１の保温用のサブヒータ３６が設けられて
おり、一端に前記発熱素子２９の抵抗測定用のランクヒ
ータ３７が設けられている。前記ヒータボード２８の中
央領域には、前記発熱素子２９や前記サブヒータ３６等
の駆動回路３８が薄膜により形成されており、この駆動
回路３８に接続された接続端子３９が前記ヒータボード
２８の後縁部に形成されている。
【００３５】図５に示すように、前記発熱素子２９は一
つのノズル２７に二個ずつ配置されており、ここではイ
ンクの吐出方向に細長い矩形に各々形成されている。一
つのノズル２７に位置する二個の前記発熱素子２９は、
インクの吐出方向と直交する方向に並設されているが、
インクの吐出方向に相互に変位した位置に配置されてい
る。つまり、一方の前記発熱素子２９は前方に位置して
おり、他方の前記発熱素子２９は後方に位置している。
【００３６】なお、これより以下では、前方の前記発熱
素子２９を前方ヒータ２９ｆ、後方の前記発熱素子２９
を後方ヒータ２９ｂと呼称する。前記前方ヒータ２９ｆ
は、前後長さＬｆ＝１３１(μｍ)で左右幅Ｗｆ＝２２
(μｍ)の長方形に、金属の高抵抗の薄膜で形成されてお
り、前記後方ヒータ２９ｂは、前後長さＬｂ＝１３１
(μｍ)で左右幅Ｗｂ＝２０(μｍ)の長方形に、金属の高
抵抗の薄膜で形成されている。これらのヒータ２９の前
縁部には、金属の低抵抗の薄膜からなる一個の共通電極
４０が結線されており、各ヒータ２９ｆ，２９ｂの後縁
部には、金属の低抵抗の薄膜からなる個別電極４１が個
々に結線されている。前記共通電極４０はアース配線
(図示せず)に接続されており、前記共通電極４１は前記
駆動回路３８に接続されている。
【００３７】この駆動回路３８は、図６に示すように、
シフトレジスタ５１、ラッチ回路５２、ブロック選択回
路５３、ドライバ回路５４、等を具備しており、前記ヒ
ータ２９等と同様に薄膜で前記シリコン基板３１に形成
されている。前記ドライバ回路５４ｆ，５４ｂは、前記
ヒータ２９ｆ，２９ｂの個別電極４１に個々に接続され
ており、一個の前記ブロック選択回路５３に接続されて
いる。このブロック選択回路５３は、前記ラッチ回路５
２に接続されており、このラッチ回路５２は、前記シフ
トレジスタ５１に接続されている。
【００３８】前記シフトレジスタ５１は、装置本体の前
記駆動回路１０からイメージデータとクロック信号とが
外部入力され、クロック信号に同期してシリアルに入力
されるイメージデータを保持する。前記ラッチ回路５２
は、図９および図１０に示すように、ラッチ信号が外部
入力され、前記シフトレジスタ５１に保持されたイメー
ジデータをラッチ信号に対応してラッチする。
【００３９】前記ブロック選択回路５３は、各々二値の
三つのブロック選択信号ＢＥＮＢ０〜２が外部入力さ
れ、下記の第１表に示すように、
【００４０】
【表１】 前記ラッチ回路５２にラッチされたイメージデータをブ
ロック選択信号ＢＥＮＢ０〜２の組み合わせにより八つ
のブロックに離散させて前記ドライバ回路５４に転送す
る。
【００４１】前記ドライバ回路５４ｆ，５４ｂは、パル
ス信号ＨＥＮＢＡ，ＨＥＮＢＢが前記駆動回路１０から
外部入力され、このパルス信号を前記ブロック選択回路
５３から入力されるイメージデータに対応して前記ヒー
タ２９ｆ，２９ｂに出力する。このようにヒータ２９
ｆ，２９ｂに外部入力されるパルス信号ＨＥＮＢＡ，Ｈ
ＥＮＢＢは、図１に示すように、前記前方ヒータ２９ｆ
に入力されるパルス信号ＨＥＮＢＡが単一パルス、前記
後方ヒータ２９ｂに入力されるパルス信号ＨＥＮＢＢが
分割パルスＨＥＮＢＢとして設定されている。
【００４２】前記駆動回路１０は、図７に示すように、
動作制御手段に相当するワンチップＣＰＵ６１および二
個のパルス発生器６２，６３からなり、これらのパルス
発生器６２，６３は、単一パルス印加手段に相当する単
一パルス発生回路６４、分割パルス印加手段に相当する
分割パルス発生回路６５、切換スイッチ６６、オンオフ
制御回路６７、を各々具備している。
【００４３】第一の前記パルス発生器６２は、前記ヒー
タボード２８の白黒印刷用の前記発熱素子群３２に接続
されており、第二の前記パルス発生器６３は、カラー印
刷用の前記発熱素子群３３〜３５に接続されている。こ
れらのパルス発生器６２，６３の前記単一パルス発生回
路６４は、基準クロックに対応して単一パルスＨＥＮＢ
Ａを発生し、前記分割パルス発生回路６５は、分割パル
スＨＥＮＢＢを発生する。
【００４４】前記単一パルス発生回路６４は、前記切換
スイッチ６６を介して前記前方ヒータ２９ｆのドライバ
回路５４ｆに接続されており、前記分割パルス発生回路
６５は、前記切換スイッチ６６を介して前記後方ヒータ
２９ｂのドライバ回路５４ｂに接続されている。前記オ
ンオフ制御回路６７は、前記切換スイッチ６６に接続さ
れており、前記パルス発生回路６４，６５と前記ヒータ
２９ｆ，２８ｂとの接続を制御する。
【００４５】前記ワンチップＣＰＵ６１は、前記パルス
発生器６２，６３の各部に接続されており、これらを事
前に設定された適正なプログラムに対応して統合制御す
る。つまり、本実施の形態のインクジェット記録装置１
は、イメージデータを小ドットで高密度に記録する第一
状態である高解像度モードと、大ドットで低密度に記録
する第二状態である低解像度モードとが、動作モードと
して切換自在に設定されており、これらの動作モードに
対応して前記駆動回路１０は前記ヒータボード２８に駆
動パルスを印加する。
【００４６】例えば、高解像度モードが選定された場
合、前記ワンチップＣＰＵ６１は、適正なプログラムに
対応して前記単一パルス発生回路６４の駆動周波数を標
準状態の二倍とし、前記オンオフ制御回路６６により前
記切換スイッチ６６を制御して前記単一パルス発生回路
６４を前記前方ヒータ２９ｆのドライバ回路５４ｆに接
続し、前記分割パルス発生回路６５と前記後方ヒータ２
９ｂのドライバ回路５４ｂとを切り離す。
【００４７】また、低解像度モードが選定された場合、
前記ワンチップＣＰＵ６１は、適正なプログラムに対応
して前記パルス発生回路６４，６５の駆動周波数を標準
状態とし、前記オンオフ制御回路６６により前記切換ス
イッチ６６を制御して前記単一パルス発生回路６４を前
記前方ヒータ２９ｆのドライバ回路５４ｆに接続すると
ともに、前記分割パルス発生回路６５を前記後方ヒータ
２９ｂのドライバ回路５４ｂに接続する。
【００４８】なお、本実施の形態のインクジェット記録
装置１では、分割パルスＨＥＮＢＢは、少なくともイン
クを発泡させない短時間のプレパルスとインクを発泡さ
せる長時間のメインパルスとが所定の休止時間を介して
連続するよう設定されている。また、単一パルスＨＥＮ
ＢＡはインクの発泡に充分な時間として設定されてお
り、分割パルスＨＥＮＢＢのプレパルスとメインパルス
との合計時間は単一パルスＨＥＮＢＡと略同一となるよ
う設定されている。
【００４９】つまり、パルス印加によるインク発泡の所
用時間をＰth、単一パルスＨＥＮＢＡの印加時間をＰf
1、分割パルスＨＥＮＢＢのプレパルスの印加時間をＰb
1、メインパルスの印加時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒１．４４×Ｐth Ｐb1＜０．６４×Ｐth Ｐb3≒１．４４×Ｐth−Ｐb1 なる関係を満足するよう設定されている。
【００５０】より具体的には、Ｐb1≒０．５６×Ｐth≒
１．４５(μsec)として設定されており、Ｐb3≒０．８
８×Ｐth≒２．９０(μsec)として設定されている。ま
た、分割パルスＨＥＮＢＢの休止時間Ｐb2は、ここでは
インク吐出量の増加が飽和する２．３５(μsec)として
設定されており、単一パルスＨＥＮＢＡは、分割パルス
ＨＥＮＢＢの休止時間の略中間のタイミングで開始され
るよう設定されている。
【００５１】なお、本実施の形態のインクジェット記録
装置１では、上述のような単一パルスＨＥＮＢＡと分割
パルスＨＥＮＢＢとの各種時間が、前記ヒータ２９の抵
抗値に対応して微調整されるよう形成されている。つま
り、前記ノズル２７内の前記ヒータ２９と前記ランクヒ
ータ３７とは同一プロセスで形成されているので、その
抵抗値は比例関係にある。そこで、インクジェット記録
装置１の起動時に前記ランクヒータ３７の抵抗値をラン
ク検出回路(図示せず)が検出し、この検出結果に対応し
て前記ヒータ２９のランクを判定する。
【００５２】
【表２】 上記の第２表に示すように、ここでは事前にランクが１
３段階に設定されており、各ランク毎に単一パルスと分
割パルスとの各種時間が設定されている。上述のように
判定された前記ヒータ２９のランクが前記駆動回路１０
に初期設定されるので、この駆動回路１０は設定された
ランクに対応して前記ヒータ２９に単一パルスＨＥＮＢ
Ａと分割パルスＨＥＮＢＢとを印加する。なお、第２表
の単位は０．１８１(μsec)であり、これは前記駆動回
路１０等の基準クロックの単位時間に相当する。
【００５３】なお、前記インクジェットカートリッジ２
１がノズル２７からインクを吐出する場合は前記ヒータ
２９が順番に走査されるので、各ノズル２７がインクを
吐出するタイミングは順次遅延することになる。一方、
前記インクジェットカートリッジ２１は、前記キャリッ
ジユニット３により印刷用紙に対して主走査方向に移動
されるので、図８に示すように、前記キャリッジユニッ
ト３に装着された状態で前記ノズル２７が副走査方向に
対して傾斜するよう形成されている。
【００５４】つまり、前記インクジェットカートリッジ
２１の移動速度と前記ヒータ２９の走査速度とに対応し
て前記ノズル２７の配列が傾斜されているので、前記イ
ンクジェットカートリッジ２１は、主走査方向に移動し
ながら多数の前記ノズル２７から順番に吐出するインク
を図面の方眼の位置で副走査方向に直線状に連続させ
る。
【００５５】上述のような構成において、本実施の形態
のインクジェット記録装置１によるインクジェット記録
方法を以下に説明する。まず、本実施の形態のインクジ
ェット記録装置１は、例えば、ワードプロセッサ等の上
位装置(図示せず)からイメージデータが外部入力され、
そのイメージデータに対応して印刷用紙にインクを吐出
し、このインクでドットを形成してイメージデータを再
現する。このようにイメージデータを印刷出力すると
き、本実施の形態のインクジェット記録装置１は、装置
本体の切換スイッチ(図示せず)の手動操作や上位装置か
らイメージデータに先行して外部入力されるコマンドな
どにより、印刷階調が二段階に切り換えられる。
【００５６】例えば、第一状態である高解像度モードが
設定されると、図９に示すように、駆動回路１０の単一
パルス発生回路６４から駆動するノズル２７の前方ヒー
タ２９ｆのみに単一パルスＨＥＮＢＡが印加されるの
で、そのインクの吐出量は充分に少量となり充分に小径
のドットが形成される。
【００５７】また、第二状態である低解像度モードが設
定されると、図１０に示すように、駆動回路１０の単一
パルス発生回路６４から駆動するノズル２７の前方ヒー
タ２９ｆに単一パルスＨＥＮＢＡが印加されるとともに
分割パルス発生回路６５から後方ヒータ２９ｂに分割パ
ルスＨＥＮＢＢが印加されるので、そのインクの吐出量
は充分に多量となり充分に大径のドットが形成される。
【００５８】ヒータ２９の一個を分割パルスＨＥＮＢＢ
で駆動すると、単一パルスＨＥＮＢＡで駆動した場合よ
り特性的に多量のインクが吐出される。そして、本実施
の形態のインクジェット記録装置１は、上述のように小
ドットの形成時には前方ヒータ２９ｆのみに単一パルス
ＨＥＮＢＡを印加し、大ドットの形成時には前方ヒータ
２９ｆに単一パルスＨＥＮＢＡを印加するとともに後方
ヒータ２９ｂに分割パルスＨＥＮＢＢを印加するので、
小ドットと大ドットとを充分な格差に形成することがで
き、二段階の階調印刷を良好に実行することができる。
【００５９】本実施の形態のインクジェット記録装置１
を試作して従来装置と比較する実験を実行したところ、
二個のヒータ２９ｆ，２９ｂの両方に分割パルスＨＥＮ
ＢＢを印加する従来装置ではインクの吐出量比が“１：
１．７８”であったのに対し、本実施の形態のインクジ
ェット記録装置１では、インクの吐出量比を“１：１．
９１”まで改善することができ、小ドットと大ドットと
の直径に充分な格差を発生させることができた。
【００６０】上述のような従来装置の提案には、小ドッ
トの形成時に一個の発熱素子に分割パルスを印加し、大
ドットの形成時に一個の発熱素子に分割パルスを印加す
るとともに一個の発熱素子に単一パルスを印加すること
も開示されているが、これでは更に小ドットと大ドット
との格差が低下することは自明である。
【００６１】もしも、小ドットの形成時に一個のヒータ
２９ｆのみに単一パルスＨＥＮＢＡを印加し、大ドット
の形成時に二個のヒータ２９ｆ，２９ｂの両方に分割パ
ルスＨＥＮＢＢを印加すれば、本実施の形態のインクジ
ェット記録装置１より大ドットを大径に形成できること
になる。
【００６２】しかし、これでは前方ヒータ２９ｆの駆動
回路は単一パルスＨＥＮＢＡと分割パルスＨＥＮＢＢと
の両方を発生する必要があるので構造が極めて複雑とな
り、大ドットの直径は本実施の形態のインクジェット記
録装置１の場合と、さほど変わらないことが確認されて
いる。つまり、本実施の形態のインクジェット記録装置
１は、ヒータ２９ｆ，２９ｂや駆動回路１０の構造が単
純でありながら、小ドットと大ドットとに充分な格差を
発生させることができ、総合的に極めて実用性が高い。
【００６３】しかも、本実施の形態のインクジェット記
録装置１では、大ドットの形成時には、分割パルスＨＥ
ＮＢＢの休止時間の略中間に単一パルスＨＥＮＢＡの印
加が開始されるので、二個のヒータ２９ｆ，２９ｂによ
るインク発泡が略同時となってインクの吐出量が最大と
なっている。また、起動時にヒータ２９のランクを判定
して各パルスの各種時間を微調整するので、環境変化等
に対抗して印刷品質を常時良好に維持することができ
る。
【００６４】さらに、分割パルスＨＥＮＢＢの合計時間
は単一パルスと同等なので、駆動回路１０のパルス発生
回路６４，６５が発生するエネルギは同等である。この
ため、単一パルスＨＥＮＢＡと分割パルスＨＥＮＢＢと
の両方でインクを良好に吐出させることができ、その回
路負担も同等なので電源や配線などの設計を共通化する
ようなことが可能である。
【００６５】さらに、イメージデータを小ドットにより
高密度に記録する高解像度モードでは、その動作周波数
を低解像度モードの二倍としているので、高解像度モー
ドでも低解像度モードと同等の速度でイメージデータを
記録することができる。しかも、高解像度モードでは単
一パルスで前方ヒータ２９ｆのみ二倍の周波数で駆動
し、低解像度モードでは単一パルスで前方ヒータ２９ｆ
を標準の周波数で駆動するとともに分割パルスで後方ヒ
ータ２９ｂを駆動し、上述のように単一パルスと分割パ
ルスとのエネルギ量が同等なので、高解像度モードと低
解像度モードとの消費電力を同等とすることができ、電
源等を無駄なく充分に活用することができる。
【００６６】また、パルス印加によるインク発泡の所用
時間Ｐth、単一パルスＨＥＮＢＡの印加時間Ｐf1が“Ｐ
f1≒１．４４×Ｐth”なる関係を満足するので、小ドッ
トの形成時にも特性的にインクを安定して吐出させるこ
とができる。さらに、分割パルスＨＥＮＢＢのプレパル
スの印加時間Ｐb1が“Ｐb1＜０．６４×Ｐth”なる関係
を満足するので、プレパルスで後方ヒータ２９ｂをイン
クが発泡しない温度まで良好に予熱することができる。
そして、上述のようにメインパルスの印加時間Ｐb3が
“Ｐb3≒１．４４×Ｐth−Ｐb1”なる関係を満足するの
で、分割パルスＨＥＮＢＢでも単一パルスＨＥＮＢＡと
同様に特性的にインクを安定して吐出させることができ
る。
【００６７】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許
容する。例えば、上記形態では単一パルスＨＥＮＢＡと
分割パルスＨＥＮＢＢとを発生する駆動回路１０を装置
本体に搭載し、この装置本体に着脱するインクジェット
カートリッジ７のノズル２７にヒータ２９が設けられて
いる構造を例示したが、このようなインクジェットカー
トリッジ７に駆動回路１０も搭載し、これを本発明のイ
ンクジェット記録装置とすることも可能である。
【００６８】また、上記形態では各ノズル２７に二個の
ヒータ２９を配置することを例示したが、これを三個以
上とすることも可能である。さらに、上記形態では二個
のヒータ２９を前後に変位した位置に配置することを例
示したが、これらのヒータ２９をインクの吐出方向と直
交する方向に配置するようなことも可能である。
【００６９】
【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。
【００７０】請求項１記載の発明のインクジェット記録
装置は、インクを吐出するノズルを形成するノズル形成
部材と、ノズルの内部に配置された少なくとも二個の発
熱素子と、少なくとも一個の発熱素子に単一パルスを印
加する単一パルス印加手段と、他の少なくとも一個の発
熱素子に分割パルスを印加する分割パルス印加手段と、
前記単一パルス印加手段を単独で動作させる第一状態と
前記単一パルス印加手段および前記分割パルス印加手段
の両方を動作させる第二状態とを切換える動作制御手段
と、を具備していることにより、例えば、第一状態では
一個の発熱素子のみに単一パルスを印加してインクを少
量だけ吐出させ、第二状態では二個の発熱素子に単一パ
ルスと分割パルスとを個々に印加してインクを多量に吐
出させるようなことができ、第一状態と第二状態とでイ
ンクの吐出量の格差を充分に発生させることができるの
で、格差が充分な小ドットと大ドットとを選択的に記録
して複数段階の階調印刷を良好に実行することができ
る。
【００７１】請求項２記載の発明は、請求項１記載のイ
ンクジェット記録装置であって、動作制御手段は、第二
状態に単一パルス印加手段と分割パルス印加手段とをイ
ンク発泡が略同時となるタイミングで動作させることに
より、第二状態に多量のインクを確実に吐出させること
ができる。
【００７２】請求項３記載の発明は、請求項１記載のイ
ンクジェット記録装置であって、分割パルスは、少なく
ともインクを発泡させない短時間のプレパルスとインク
を発泡させる長時間のメインパルスとが所定の休止時間
を介して連続するよう設定されていることにより、分割
パルスでインクを良好に発泡させることができる。
【００７３】請求項４記載の発明は、請求項３記載のイ
ンクジェット記録装置であって、単一パルスの印加時間
をＰf1、分割パルスのプレパルスの印加時間をＰb1、メ
インパルスの印加時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒Ｐb1＋Ｐb3 なる関係を満足することにより、単一パルスと分割パル
スとが同等なエネルギでインクを発泡させることがで
き、単一パルス印加手段と分割パルス印加手段との負担
を同等とすることができ、単一パルスと分割パルスとで
インクを同様に安定して吐出させることができる。
【００７４】請求項５記載の発明は、請求項３記載のイ
ンクジェット記録装置であって、パルス印加によるイン
ク発泡の所用時間をＰth、単一パルスの印加時間をＰf
1、分割パルスのプレパルスの印加時間をＰb1、メイン
パルスの印加時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒１．４４×Ｐth Ｐb1＜０．６４×Ｐth Ｐb3≒１．４４×Ｐth−Ｐb1 なる関係を満足することにより、単一パルスと分割パル
スとでインクを良好に発泡させることができ、小ドット
と大ドットとの格差も充分に発生させることができる。
【００７５】請求項６記載の発明のインクジェット記録
方法は、インクを吐出するノズルの内部に配置された二
個の発熱素子を駆動するインクジェット記録方法におい
て、第一状態と第二状態とを切換自在とし、第一状態で
は少なくとも一個の前記発熱素子に単一パルスを印加
し、第二状態では少なくとも一個の前記発熱素子に単一
パルスを印加するとともに他の少なくとも一個の前記発
熱素子に分割パルスを印加するようにしたことにより、
例えば、第一状態では一個の発熱素子のみに単一パルス
を印加してインクを少量だけ吐出させ、第二状態では二
個の発熱素子に単一パルスと分割パルスとを個々に印加
してインクを多量に吐出させるようなことができ、第一
状態と第二状態とでインクの吐出量の格差を充分に発生
させることができるので、格差が充分な小ドットと大ド
ットとを選択的に記録して複数段階の階調印刷を良好に
実行することができる。
【００７６】請求項７記載の発明は、請求項６記載のイ
ンクジェット記録方法であって、第二状態に単一パルス
と分割パルスとをインク発泡が略同時となるタイミング
で印加するようにしたことにより、第二状態に多量のイ
ンクを確実に吐出させることができる。
【００７７】請求項８記載の発明は、請求項６記載のイ
ンクジェット記録方法であって、分割パルスは、少なく
ともインクを発泡させない短時間のプレパルスとインク
を発泡させる長時間のメインパルスとが所定の休止時間
を介して連続するよう設定されていることにより、分割
パルスでインクを良好に発泡させることができる。
【００７８】請求項９記載の発明は、請求項８記載のイ
ンクジェット記録方法であって、単一パルスの印加時間
をＰf1、分割パルスのプレパルスの印加時間をＰb1、メ
インパルスの印加時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒Ｐb1＋Ｐb3 なる関係を満足することにより、単一パルスと分割パル
スとが同等なエネルギでインクを発泡させることがで
き、単一パルスと分割パルスとの印加の負担を同等とす
ることができ、単一パルスと分割パルスとでインクを同
様に安定して吐出させることができる。
【００７９】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
インクジェット記録方法であって、パルス印加によるイ
ンク発泡の所用時間をＰth、単一パルスの印加時間をＰ
f1、分割パルスのプレパルスの印加時間をＰb1、メイン
パルスの印加時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒１．４４×Ｐth Ｐb1＜０．６４×Ｐth Ｐb3≒１．４４×Ｐth−Ｐb1 なる関係を満足することにより、単一パルスと分割パル
スとでインクを良好に発泡させることができ、小ドット
と大ドットとの格差も充分に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のインクジェット記録装
置の単一パルスと分割パルスとを示すタイムチャートで
ある。
【図２】インクジェット記録装置の内部構造を示す斜視
図である。
【図３】インクジェットカートリッジの組立構造を示す
分解斜視図である。
【図４】ヘッドボードを示す平面図である。
【図５】発熱素子である前方ヒータと後方ヒータとの形
状を示す平面図である。
【図６】インクジェットカートリッジに搭載されている
駆動回路を示すブロック図である。
【図７】装置本体に搭載された駆動回路を示すブロック
図である。
【図８】主走査方向と副走査方向とに対するノズルの配
置を示す模式図である。
【図９】第一状態である高解像度モードでの各部の信号
を示すタイムチャートである。
【図１０】第二状態である低解像度モードでの各部の信
号を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ インクジェット記録装置 ２ ガイドシャフト ３ キャリッジユニット ４ タイミングプーリ ５ タイミングベルト ６ カートリッジホルダ ７ インクジェットカートリッジ ８ 手動レバー ９ フレキシブルケーブル １０ 駆動回路 １１ ポジションセンサ １２ 遮光板 １３ ホームポジションユニット １４ ガイドローラ ２１ カートリッジ本体 ２２，２３ タンク ２４ インク供給口 ２５ インク受給口 ２６ 記録ヘッド部 ２７ ノズル ２８ ヒータボード ２９ 発熱素子 ２９ｆ 前方ヒータ ２９ｂ 後方ヒータ ３０ 接続端子 ３１ シリコン基板 ３２〜３５ 発熱素子群 ３６ サブヒータ ３７ ランクヒータ ３８ 駆動回路 ３９ 接続端子 ４０ 共通電極 ４１ 個別電極 ５１ シフトレジスタ ５２ ラッチ回路 ５３ ブロック選択回路 ５４ ドライバ回路 ６１ 動作制御手段に相当するワンチップＣＰＵ ６２，６３ パルス発生器 ６４ 単一パルス印加手段に相当する単一パルス発生
回路 ６５ 分割パルス印加手段に相当する分割パルス発生
回路 ６６ 切換スイッチ ６７ オンオフ制御回路

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクを吐出するノズルを形成するノズ
    ル形成部材と、 前記ノズルの内部に配置された少なくとも二個の発熱素
    子と、 少なくとも一個の前記発熱素子に単一パルスを印加する
    単一パルス印加手段と、 他の少なくとも一個の前記発熱素子に分割パルスを印加
    する分割パルス印加手段と、 前記単一パルス印加手段を単独で動作させる第一状態と
    前記単一パルス印加手段および前記分割パルス印加手段
    の両方を動作させる第二状態とを切換える動作制御手段
    と、を具備していることを特徴とするインクジェット記
    録装置。
  2. 【請求項２】 動作制御手段は、第二状態に単一パルス
    印加手段と分割パルス印加手段とをインク発泡が略同時
    となるタイミングで動作させることを特徴とする請求項
    １記載のインクジェット記録装置。
  3. 【請求項３】 分割パルスは、少なくともインクを発泡
    させない短時間のプレパルスとインクを発泡させる長時
    間のメインパルスとが所定の休止時間を介して連続する
    よう設定されていることを特徴とする請求項１記載のイ
    ンクジェット記録装置。
  4. 【請求項４】 単一パルスの印加時間をＰf1、分割パル
    スのプレパルスの印加時間をＰb1、メインパルスの印加
    時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒Ｐb1＋Ｐb3 なる関係を満足することを特徴とする請求項３記載のイ
    ンクジェット記録装置。
  5. 【請求項５】 パルス印加によるインク発泡の所用時間
    をＰth、単一パルスの印加時間をＰf1、分割パルスのプ
    レパルスの印加時間をＰb1、メインパルスの印加時間を
    Ｐb3とすると、 Ｐf1≒１．４４×Ｐth Ｐb1＜０．６４×Ｐth Ｐb3≒１．４４×Ｐth−Ｐb1 なる関係を満足することを特徴とする請求項３記載のイ
    ンクジェット記録装置。
  6. 【請求項６】 インクを吐出するノズルの内部に配置さ
    れた二個の発熱素子を駆動するインクジェット記録方法
    において、 第一状態と第二状態とを切換自在とし、 第一状態では少なくとも一個の前記発熱素子に単一パル
    スを印加し、 第二状態では少なくとも一個の前記発熱素子に単一パル
    スを印加するとともに他の少なくとも一個の前記発熱素
    子に分割パルスを印加するようにしたことを特徴とする
    インクジェット記録方法。
  7. 【請求項７】 第二状態に単一パルスと分割パルスとを
    インク発泡が略同時となるタイミングで印加するように
    したことを特徴とする請求項６記載のインクジェット記
    録方法。
  8. 【請求項８】 分割パルスは、少なくともインクを発泡
    させない短時間のプレパルスとインクを発泡させる長時
    間のメインパルスとが所定の休止時間を介して連続する
    よう設定されていることを特徴とする請求項６記載のイ
    ンクジェット記録方法。
  9. 【請求項９】 単一パルスの印加時間をＰf1、分割パル
    スのプレパルスの印加時間をＰb1、メインパルスの印加
    時間をＰb3とすると、 Ｐf1≒Ｐb1＋Ｐb3 なる関係を満足することを特徴とする請求項８記載のイ
    ンクジェット記録方法。
  10. 【請求項１０】 パルス印加によるインク発泡の所用時
    間をＰth、単一パルスの印加時間をＰf1、分割パルスの
    プレパルスの印加時間をＰb1、メインパルスの印加時間
    をＰb3とすると、 Ｐf1≒１．４４×Ｐth Ｐb1＜０．６４×Ｐth Ｐb3≒１．４４×Ｐth−Ｐb1 なる関係を満足することを特徴とする請求項８記載のイ
    ンクジェット記録方法。
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