JP3417173B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報に応じて
振動源により発生する圧力振動を利用してインク滴を吐
出して記録媒体上に記録ドットを形成し、記録ドットの
構成により画像を形成するインクジェット記録装置に関
し、詳しくは記録媒体に付着した記録ドットの乾燥、定
着を促進させる為の乾燥手段を備えたインクジェット記
録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像情報に応じてインクジェット記録ヘ
ッドから記録媒体に吐出されるインク滴により記録ドッ
トを形成するインクジェット記録装置において、前記記
録ドットは液状である為に、前記記録媒体に定着するの
に乾燥時間を要する。前記乾燥時間は記録品位に大きく
影響を与える。前記乾燥時間が長すぎると、記録ドット
が前記記録媒体上で滲んだりして記録品位を損なってし
まう。特にインクジェット記録装置にてカラー化を行っ
た場合にはＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ
ー）、Ｋ（ブラック）の相互間での滲みが酷くなり鮮明
な画像が得られない。

【０００３】前述の様に記録ドットの乾燥時間に記録品
位に大きく依存するという問題を解消するために従来か
ら種々の提案がなされている。

【０００４】例えば、特開平１−１１３２４９号公報、
特開平１−２９０４３０号公報、特開平３−２１４５７
号公報、特開平３−８３６４７号公報に見られる如く、
定着用ヒーターを記録ヘッド或は記録装置に備えて温度
制御を行う。前記温度制御は前記定着ヒーターのＯＮ／
ＯＦＦにより行い、画像の記録密度に併せて最適な乾燥
時間となる様にするインクジェット記録装置である。

【０００５】この方法によれば、画像の記録密度が異な
っても、最適な乾燥時間になる様に定着ヒーターを制御
することが可能である。このためインクジェット記録装
置本体の消費電力を最小限に抑えることができ、高い記
録品位を確保することができる。

【０００６】インクジェット記録装置は記録媒体として
記録面にコーティングを施したコート紙、一般的にオフ
ィス等で用いられている普通紙、ＯＨＰシート等を用い
ている。

【０００７】コート紙にコーティングを行う目的の１つ
は前記記録媒体上での記録ドットの広がり、浸透、滲み
を各記録ドット毎で均一にして記録品位の高い画像を得
る為である。また他の理由としては前記浸透を迅速にし
前記乾燥時間を短くする。不要な滲みを防ぐ等がある。
またＯＨＰシートにも同様の目的である種のコーティン
グが成されている。

【０００８】このような記録媒体上では、吐出したイン
ク滴は吐出速度、或は吐出量に応じた吐出エネルギーに
より記録面上で広がり、その後記録媒体の内部に浸透、
或は滲み、乾燥時間を経過して記録ドットを形成する。

【０００９】一般的なインクジェット記録装置において
は、インク滴の吐出エネルギーはコート紙、ＯＨＰシー
トの記録面上で記録品位の高い画像を得る様に設定され
ている。しかし、普通紙にはコート紙の様なコーティン
グが施されていないなめ、コート紙、ＯＨＰシートとは
インク滴の広がり、浸透、滲み方が異なる。従って、普
通紙の場合ではコート紙またはＯＨＰシートの様な適正
な記録品位を得ることが困難である。

【００１０】また、前記普通紙には上質紙、コピー用
紙、再生紙等様々な紙があり、普通紙の種類によってイ
ンク滴の広がり、浸透、滲み方も異なっている。

【００１１】一般的にインクジェット記録装置を提供す
るメーカーはその装置専用のコート紙、ＯＨＰシートを
専用紙として推奨している。しかしながらコート紙は普
通紙に比較して高価であり、普通紙上における高記録品
位を実現できるインクジェット記録装置が要求されてい
る。

【００１２】この様な要求を実現するため、特開平３−
１４２２５１号公報においては前記記録ヘッドの管理温
度を可変手段により可変可能とし、記録媒体の種類に応
じて管理温度を制御することでインク滴量を制御してい
る。

【００１３】また、特開平１−２９０４４０号公報に
は、吐出するインク滴の吐出量が異なる複数の記録ヘッ
ドを設けて、記録媒体に応じて使用する記録ヘッドを選
択することでインク滴量を制御している。

【００１４】また、特開平１−２９０４３９号公報に
は、吐出インク滴量が同等の複数の記録ヘッドを設け、
記録媒体或は画像情報に応じて記録媒体上に記録される
１ドットを複数のインク滴で形成することでインク滴量
を制御している。

【００１５】また、記録媒体毎にインク滴の吐出速度を
可変して適正な記録品位を得るものとして特開平５−１
６３５９号公報、特開平５−３１８７６６号公報、特開
平５−３３８１６５号公報等の技術があるが、何れもイ
ンク滴を吐出した後の圧力室内の残留圧力波を利用して
インク滴の吐出速度を可変にしている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の提案には以下に示す課題点を有する。

【００１７】特開平１−１１３２４９号公報、特開平１
−２９０４３０号公報、特開平３−２１４５７号公報、
特開平３−８３６４７号公報では乾燥時間を促進させる
ために定着ヒーターを用いており、画像密度に応じて前
述の様に温度制御するために画像密度を検出するための
手段等が必要である。このため装置が大型化し、また高
価である。

【００１８】また、特開平３−１４２２５１号公報の様
に前記温度管理を行うには、温度管理手段等の装置が必
要となりインクジェット記録装置が大型化してしまう。
また、記録媒体の種類により記録ヘッドより吐出するイ
ンク滴の吐出量を可変するため、記録媒体毎に適正な記
録品位の画像を得ようとすると記録媒体毎でのインク滴
量が異なってしまう。つまり、インク滴が広がり難い記
録媒体の場合、インク滴が広がり易い記録媒体と同等の
記録ドットを得るためにはインク滴量を多くしなければ
ならず、これによりインクの速乾性が悪く、またインク
の消耗が激しくなりランニングコストが高くなってしま
うという課題を有している。

【００１９】また、特開平１−２９０４４０号公報、特
開平１−２９０４３９号公報は双方とも複数の記録ヘッ
ドを有する為、インクジェット記録装置が大型化してし
まう。また、１ドットを形成するインク滴量を変えてい
るので記録媒体毎でインクの消費量が異なり上記の問題
が発生する。

【００２０】また、特開平５−１６３５９号公報、特開
平５−３１８７６６号公報、特開平５−３３８１６５号
公報の様に圧力室内の残留圧力を用いてインク滴の吐出
を行った場合もインク滴の吐出速度の増加と共に吐出量
も増加する。また、残留振動特性が微妙に相違するとイ
ンク滴の吐出速度が大幅に違ってしまい非常に不安定で
ある。

【００２１】本発明はこの様な問題に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは従来の記録媒体上
での記録ドットの乾燥を促進させ、前記記録ドットの定
着を迅速に行う定着ヒーターに換わる記録ドット定着手
段を備え、装置に用いる記録媒体の種類を問わず適正な
記録品位を得ると共に、記録媒体の種類が異なっても画
像を記録する為のインクの消費量を常に一定とすること
ができる安価に提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この様な問題を解消する
ために本発明においては、インク滴を吐出するための複
数のノズルを備え、リザーバからのインク供給を受け
て、圧力発生素子に駆動信号発生手段により発生される
駆動信号を入力することによって圧力室に容積変化を発
生させる記録ヘッドを備え、駆動信号選択手段により選
択された前記ノズルよりインク滴を吐出して記録媒体上
に画像を形成するインクジェット記録装置において、記
録媒体の近傍に熱伝導部材が備えられ、該熱伝導部材
は、記録媒体を搬送する搬送モーター、または記録ヘッ
ドを記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に走査するキ
ャリッジモーターに接続され、さらに、熱伝導部材は前
記駆動信号発生手段に駆動信号を発生する為にスイッチ
ング動作を行う熱損失を伴う素子に接続されており、記
録を行っていない待機時では、搬送モーター及びキャリ
ッジモーターには双方のモーターの定格電圧以下の電圧
が励磁信号により入力して、熱伝導部材に熱伝導を生じ
させることを特徴とする。

【００２３】または、インク滴を吐出するための複数の
ノズルを備え、リザーバからのインク供給を受けて、圧
力発生素子に駆動信号発生手段により発生される駆動信
号を入力することによって圧力室に容積変化を発生させ
る記録ヘッドを備え、駆動信号選択手段により選択され
たノズルよりインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形
成するインクジェット記録装置において、記録媒体の近
傍に熱伝導部材が備えられ、該熱伝導部材は、記録媒体
を搬送する搬送モーター、または記録ヘッドを記録媒体
の搬送方向に対して垂直方向に走査するキャリッジモー
ターに接続され、さらに、熱伝導部材は駆動信号発生手
段に駆動信号を発生する為にスイッチング動作を行う熱
損失を伴う素子に接続され、熱検出センサの出力結果に
応じて、双方のモーターに入力する励磁信号及び圧力発
生素子に駆動電圧よりも低い電圧の駆動信号の双方を入
力することを特徴とする。

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の詳細を図示した
実施例に基づいて説明する。

【００２７】図１は、本発明に係わるインクジェット記
録装置の概要を示すものである。図中符号１はキャリッ
ジで、ガイド部材２に支持されるとともに、タイミング
ベルト３を介してキャリッジモーターであるパルスモー
ター２３に接続されていて、プラテンを兼ねた熱伝導部
材５と平行に往復動可能に構成されている。熱伝導部材
５にはアルミニウム、銅等の熱伝導性の高い金属、また
はヒートパイプ等を用いる。

【００２８】キャリッジ１には記録媒体６に後述のノズ
ル２７を向ける様にして後述のインク滴８０をノズル２
７より吐出する記録ヘッド４が搭載され、記録ヘッド４
の上部にはインクカートリッジ９が着脱自在に搭載され
ている。

【００２９】符号１１はフレキシブルケーブルで、駆動
信号発生手段である後述の駆動信号発生回路４３からの
駆動電圧信号と記録データを記録ヘッド４に搭載した駆
動回路に伝送するものであり、該信号によりインクカー
トリッジ９からインクが記録ヘッド４に流入して記録媒
体６上に画像を形成する。

【００３０】温度制御を行う場合は熱伝導部材５の記録
媒体６が搬送される側と反対面に温度検出センサ１０を
接合し、温度検出センサ１０の出力を用いて実施する。

【００３１】紙送りローラ２１の回転軸の一端に固定さ
れた図示しない歯車により紙送り兼ポンプモータである
パルスモーター２０に接続して、記録媒体６を記録工程
に合わせて搬送する。図中符号１２は、キャリッジ１の
移動経路の記録領域外に設置された回復機構である。熱
伝導部材５にはパルスモーター２３及びパルスモータ２
０と接合されている。パルスモーター２３とパルスモー
ター２０は図示した様に熱伝導部材５の両端に配置され
ている。

【００３２】パルスモーター２３及びパルスモーター２
０は４相構造のステッピングモーターであり、各相はニ
クロム線等の熱損失を伴う材料によって構成されてい
る。

【００３３】図２は本発明のインクジェット記録装置の
熱伝導部材５の周辺部の構造を示す説明図であり、記録
媒体６の搬送方向と平行な断面図である。

【００３４】前述の様にパルスモーター２０により記録
媒体６は搬送ローラ２１を介して記録媒体６は図示しな
い紙ガイド機構により熱伝導部材５と記録ヘッド４との
間隙に搬送される。

【００３５】記録ヘッド４からはインク滴８０が吐出さ
れ、画像が記録媒体６に形成される。熱伝導部材５の下
部には後述の駆動信号発生回路４３を実装した基板７が
配置される。熱伝導部材５には駆動信号発生回路４３に
備えられた後述の電力増幅回路を構成する熱損失を伴う
素子であるＮＰＮ型トランジスタ１０７とＰＮＰ型トラ
ンジスタ１０８が接合されている。

【００３６】図３はパルスモーター２３及びパルスモー
ター２０への入力信号の概略を示すタイミングチャート
である。

【００３７】前述の記録を行っている記録時にはパルス
モーター２３及びパルスモーター２０にモーター駆動信
号を入力する。また、記録を行っていない待機時には各
パルスモーターの４相の内の２相に励磁信号を入力す
る。モーター駆動信号入力時には各パルスモーターの定
格電圧を印加（本実施例では３５Ｖ）し、励磁信号入力
時は前記定格電圧以下の入力電圧を印加する。

【００３８】図４は本発明に係わる記録ヘッド４の内部
構造を示す説明図である。図中符号２７はノズルであり
ノズルプレート２８に複数個穿設されている。各ノズル
２７には圧力室２９が連通している。圧力室２９には供
給口３０を介してリザーバ３１が連通している。リザー
バ３１には供給管３２が連通している。インクは供給管
３２よりリザーバ３１、供給口３０、圧力室２９、ノズ
ル２７へと満たされる。圧力室２９の上部には振動板３
３が備えられている。振動板３３には圧力発生素子であ
る電気機械変換素子３４が連接されている。複数個の電
気機械変換素子３４の各静電容量は略等しいものを用い
る。この電気機械変換素子３４としては、圧電材料と電
極とを交互に積層した圧電振動子を用いることができ
る。

【００３９】図５は駆動信号選択手段である記録ヘッド
駆動回路の構成を示す一実施例であり、後述する駆動信
号発生回路４３から駆動信号を記録信号により選択的に
電気機械変換素子３４に供給してインク滴８０を吐出さ
せるものである。

【００４０】図中符号３５は、端子３７にシリアル転送
されてくる所定数の記録データをフリップフロップ回路
４１、４１、４１・・・からなる第１のシフトレジスタ
に記憶させるための記録制御回路で、端子３９に電圧レ
ベル変換した記録データと端子４０にシフトロック信号
を交互に出力する。その後、キャリッジ１の所定距離移
動毎に発生するタイミング信号が端子３６に入力する
と、更に、記録制御回路３５は、第１のシフトレジスタ
に記憶した記録データをフリップフロップ回路４２、４
２、４２・・・からなる第２のフリップフロップ回路に
ラッチさせるためにラッチ信号を端子３８に出力し、記
録データを第２のシフトレジスタに一斉に記憶させる。
これによりトランジスタ４５、４５、４５・・・がＯＮ
／ＯＦＦして電気機械変換素子３４に駆動信号が選択的
に印加される。尚、各トランジスタ４５にはダイオード
Ｄが並列接続されている。

【００４１】端子３６のタイミング信号は、符号４６で
示すパルス幅発生回路にも入力しており、タイミング信
号をトリガにしてパルス幅発生回路４６からは、記録媒
体６の種類に応じた駆動電圧信号を得るための２つのパ
ルス幅信号と基準電圧信号が駆動信号発生回路４３に出
力する様になっている。

【００４２】図中符号５３はセレクタであり、端子５５
入力される記録信号の有無により駆動信号発生回路４３
からの出力である駆動信号を電気機械変換素子３４、３
４、３４・・・またはコンデンサ５４の何れかを選択す
る。記録信号が有り記録を行う記録時は電気機械変換素
子３４、３４、３４・・・を選択する。また記録信号が
無く記録を行わない待機時はコンデンサ５４を選択す
る。

【００４３】図６はパルス幅発生回路４６の詳細であ
り、図中符号２０１は発振器で、発振器２０１の出力は
分周器２０２により所定周波数（例えば１ＭＨｚ）に分
周されてリセット機能を持つカウンタ２０３のクロック
信号となっており、カウンタ２０３の計時出力は比較器
２０４の一方の入力群に入力されている。また、カウン
タ２０３のリセット端子はフリップフロップ２０８の出
力Ｑに接続している。

【００４４】端子２０９に入力するタイミング信号によ
りフリップフロップ２０８の出力ＱがＨＩＧＨレベルに
なると、カウンタ２０３は計時を開始する。そして後述
する比較器２０４の他方の入力群のデータ値と一致する
と、一致信号によりフリップフロップ２０８をリセット
するとともにカウンタ２０３の計数データをクリアし計
時を停止する。これにより、端子２０９のタイミング信
号に同期して所定幅のパルス信号が端子２１０に出力さ
れ、後述する駆動電圧信号の立ち上がり時間を決定す
る。また、フリップフロップ２０８の出力Ｑからの所定
幅のパルス信号は、ワンショットマルチバイブレータ２
１１にも入力しており、前記所定幅のパルス信号の立ち
下がりでトリガされ、一定時間幅ｔのパルス信号を出力
し、更にこの一定時間ｔの立ち下がり信号でワンショッ
トマルチバイブレータ２１１から、後述する駆動電圧信
号の立ち下がり時間を決定するパルス幅信号が端子２１
６に出力する。つまり、端子２１０のパルス幅信号の立
ち下がりから一定時間ｔの遅延時間をとって端子２１６
から駆動電圧信号の立ち下がり時間を決定するパルス幅
信号が出力するものである。

【００４５】符号２０７は記録媒体６の種類に応じた駆
動条件を記憶したメモリであり、ホスト装置或はプリン
タの操作パネルから入力される記録媒体６の種類をアド
レス入力として、対応する記録媒体６の駆動条件をデー
タ端子に出力するもので、その内時間に関する条件がラ
ッチ２０５に記憶されて、比較器２０４の他方の入力群
に入力している。また、メモリ２０７からの電圧に関す
る情報がＤ／Ａ変換器２１３に入力し、アナログ値に変
換されて、電圧増幅回路２１４を介して電圧ＶＨを駆動
電圧発生回路４３に供給している。

【００４６】次に駆動信号を発生する駆動信号発生回路
４３について説明する。

【００４７】図７（ａ）は駆動信号発生回路４３の一実
施例であり、図中符号４７の端子には前述のパルス幅発
生回路４６より出力される充電パルスが入力される。ま
た端子４８には、パルス幅発生回路４６より出力される
放電パルスが入力される。符号３００と符号３０１は、
相補性トランジスタ対をエミッタ・フォロアの縦続とし
たフロー型及びシンク型の定電流源である。フロー型の
定電流源３００は、電圧ＶＨをラダー抵抗で分圧した電
圧Ｖ１を入力電圧としてＮＰＮ型トランジスタ１０１と
エミッタ抵抗１２２を持ったＰＮＰ型トランジスタ１０
２で主要部が構成されており、端子４７に入力される充
電パルスによりトランジスタ１０３がＯＮすることで動
作する。また、シンク型の定電流源３０１は電圧Ｖ２を
入力電圧として、ＰＮＰ型トランジスタ１０４とエミッ
タ抵抗１２４をもったトランジスタ１０５とで主要部が
構成されており、端子４８に入力する放電パルスにより
トランジスタ１０６をＯＦＦさせることで動作する。こ
のフロー型の定電流源３００とシンク型の定電流源３０
１を前述の充電パルスと放電パルスで遅延時間ｔをおい
て交互に動作させ、定電流源３００、３０１の出力端に
接続されたコンデンサ５０を充放電する。それによりコ
ンデンサ５０に台形状の電圧波形が得られる。このコン
デンサ５０の端子電圧をＮＰＮ型トランジスタ１０７と
ＰＮＰ型トランジスタ１０８を用いてダーリントン接続
にしたエミッタ・フォロア構成の電力増幅回路で電力増
幅して端子４９に駆動信号を出力させる。

【００４８】ここで、定電流源３００、３０１を構成す
る各トランジスタ１０１、１０２、１０４、１０５と
し、抵抗１２２、１２４に発生する電圧をそれぞれＶ１
２２、１２４とすれば、 Ｖ１２２＝Ｖ１−ＶＢＥ１０１＋ＶＢＥ１０２ Ｖ１２４＝Ｖ２＋ＶＢＥ１０４−ＶＢＥ１０５ となるが、トランジスタのベース・エミッタ間飽和電圧
は極性に拘らず温度特性を含めてほぼ同じであるので、
上式は温度によらず各々Ｖ１≒Ｖ３、Ｖ４≒Ｖ２とな
る。

【００４９】従って、前記フロー型の定電流源からのフ
ロー電流ｉ１＝Ｖ１／（抵抗１２２）、また前記シンク
型の定電流源のシンク電流ｉ２は、ｉ２＝Ｖ２／（抵抗
１２４）であり、温度によらず抵抗精度のみで決定さ
れ、抵抗は０．５％以上の精度でも安価に得られるの
で、安価にして所望の前記各定電流源が設計できる。し
かも、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２が０．３Ｖ以上であれば精度
良く動作するので、コンデンサ５０の充電最終電圧をほ
ぼ電圧ＶＨの値に、また放電最終電圧をほぼＧＮＤレベ
ルにすることができる。

【００５０】尚、駆動電圧信号波形の立ち上がり勾配を
も記録媒体６により調整する必要がある場合は、図７
（ｂ）に示す回路を抵抗１２２に変えて付加する。この
場合、端子５３を端子５１に端子５４を端子５２に接続
して用いる。尚、符号５５はデータセレクタであり、メ
モリ２０７の記録媒体情報により抵抗１２２ａ、１２２
ｂ、１２２ｃ・・・の１つを選択する。

【００５１】上記駆動電圧信号は、端子３６に入力する
タイミング信号の同期して出力するわけで、記録データ
信号によりＯＮとなっているトランジスタ４５、４５、
４５・・・に接続している電気機械変換素子３４に駆動
信号が印加されることになる。つまり、駆動電圧信号波
形の立ち下がり過程で、電気機械変換素子３４、３４、
３４・・・が収縮し、それにより圧力発生室が拡大する
ことでインクをリザーバより吸引する。そして、後述の
メニスカス８１が静定する時間（遅延時間ｔ）をおい
て、駆動電圧信号波形が立ち下がることで、電気機械変
換素子３４、３４、３４・・・が伸張して、それにより
圧力発生室が収縮してノズル２７よりインク滴８０が吐
出する。

【００５２】図８（ａ）乃至（ｆ）は、このインク滴の
吐出過程を図示しているものである。尚、符号８２は、
主インク滴８０より吐出速度が遅いサテライトインク粒
である。

【００５３】図９は図７の駆動信号発生回路４３の動作
を示すタイミングチャートである。図中充電パルスと
は、パルス幅発生回路４６から端子４７に入力するパル
ス幅信号を、放電パルスとは端子４８に入力するパルス
幅信号を指している。また、図中実線で示す各信号波形
はインク滴が広がり易い記録媒体６に記録を行わせる場
合の信号波形であり、破線で示す各信号波形はインク滴
が広がり難い記録媒体６に記録を行わせる場合の信号波
形である。

【００５４】図から解るように、インク滴８０が広がり
難い記録媒体６に対しては、パルス幅発生回路４６から
供給される電圧ＶＨ２をインク滴が広がり易い記録媒体
６に対する電圧ＶＨ１より高くしている。これにより、
シンク型の定電流源の電流値ｉ２が大きくなり、駆動電
圧信号の立ち下がり勾配が急になることから、インク滴
吐出速度が速くなる。

【００５５】ところで、電圧ＶＨを変えると、駆動電圧
信号の立ち下がり勾配も変わり、メニスカス８１の後退
速度が変わってしまい同一タイミングでインク滴８０の
吐出を行うと、メニスカス８１の位置の違いからインク
滴８０の大きさが変わってしまう。そこで、本実施例で
は、充電パルスの幅も変えてメニスカス８１の位置が設
定値に達した時に放電パルスが出力するようにしてい
る。これにより、インク滴８０の吐出量を変えずに、吐
出速度だけを調整することができる。

【００５６】つまり、インク滴８０の量を変えずに、イ
ンク滴８０が広がり難い記録媒体６では吐出速度を速く
し、インク滴８０が広がり易い記録媒体６では吐出速度
を遅くできることから、記録媒体６の種類に応じた適正
な記録が行える。

【００５７】駆動信号５１は前述のパルス幅発生回路４
６からの充電パルスの幅がｔ１、駆動電圧ＶＨの値がＶ
Ｈ１の時の駆動信号を示す。また、駆動信号５２は充電
パルスの幅がｔ２、駆動電圧ＶＨの値がＶＨ２の時の駆
動信号を示す。また駆動信号７４は充電パルス幅がｔ
１、駆動電圧ＶＨの値がＶＨ７の時の駆動信号充電パル
スｔ２、駆動電圧ＶＨの値がＶＨ８の時は駆動信号７５
を得ることができる。

【００５８】駆動信号５１、駆動信号５２は画像を記録
する際に必要なインク滴８０をノズル２７より吐出する
のに必要な波形である。また、駆動信号７４はノズル２
７よりインク滴８０を吐出するには不十分な波形であ
る。ＶＨ１とＶＨ７、ＶＨ２とＶＨ８との関係は、おお
よそＶＨ２≦０．２５×ＶＨ１である。

【００５９】次に、本発明のインクジェット記録装置が
行う処理流れを図１０を基に説明する。

【００６０】まず、電源投入後、ホスト装置或は操作パ
ネルからの記録媒体６の種類を特定する。以下、特定し
た記録媒体６の駆動条件を設定して行くわけであるが、
本発明のインクジェット記録装置では濃度調整機能も備
えることから濃度が標準値に対して変更されているかを
判定し、該判定結果に応じた駆動条件を設定した後、画
像記録を行う。尚、駆動条件は前述のメモリ２０７に記
憶されており、対応する駆動条件が格納されたアドレス
情報をメモリ２０７に入力することで設定できる。

【００６１】ところで、ノズル２７からインク滴８０が
吐出した後に、メニスカス８１はノズル２７の内部に入
ったり出たりする残留振動を繰り返すが、この残留振動
はインク滴８０の吐出速度が速い程その振幅が大きくな
り、静定に時間がかかる。この残留振動によりインク滴
８０の繰り返し速度が制限されてしまう。

【００６２】以下、上記残留振動を小さく抑えることが
できる本発明の別の実施例を図１１を基に説明する。

【００６３】図１１においても、実線がインク滴８０が
広がり易い記録媒体６に記録を行わせる場合の信号波形
であり、破線がインク滴８０が広がり難い記録媒体６に
記録を行わせる場合の信号波形である。

【００６４】この実施例では、インク滴８０吐出後のメ
ニスカス８１がノズル２７開口側に向かう過程で、補助
パルスを入力し電気機械変換素子３４、３４、３４・・
・を再度収縮させることでメニスカス８１を圧力発生室
側に引き戻すようにし、残留振動を相殺させるので、イ
ンク滴８０の吐出繰り返し速度が残留振動により影響さ
れることが無くなる。

【００６５】この補助パルスは、前述のパルス幅発生回
路４６のワンショットマルチバイブレーター２１２の出
力に別のワンショットマルチバイブレーターを２つ縦続
することにより得られ、フロー型の定電流源３００に作
用させるために、該補助パルスとフリップフロップ２０
８の出力を論理和ゲートを介して端子２１０に出力する
構成にする。

【００６６】図１２は、図９に示した駆動方法を更に改
善したものであり、インク滴８０吐出過程で、駆動電圧
信号の立ち下がり電圧波形の勾配を途中から変えている
（図中の符号７２、７３）。図１１の実施例では駆動電
圧信号の後半の立ち下がり不の勾配を前半の立ち下がり
部の勾配よりも大きくすることで、図８に示したサテラ
イト粒８２の発生を抑制している。尚、立ち下がり勾配
を変えるには駆動信号発生回路４３の電圧ＶＨを一次的
に可変する等の方法で対処可能である。この様な駆動方
法を採れば、サテライト粒８２が非常に小さくなり、主
インク滴８０による記録媒体６上での記録ドットが真円
に近くなり記録品位が更に向上する。加えて、記録媒体
６上で主インク滴８０の上にサテライト粒８２の重なる
量が非常に少なくなることから、記録ドットの形成に要
する乾燥時間が短くなる。

【００６７】図１３は本発明のインクジェット記録装置
での熱伝導部材５の上昇温度を表す説明図である。横軸
には前記記録の際の画像に応じた記録密度を示し、縦軸
には熱伝導部材５の到達温度を示す。

【００６８】前述の様にパルスモーター２３及びパルス
モーター２０に励磁信号を入力することで熱伝導部材５
は温度Ｔ１となる。本実施例では熱伝導部材５での熱抵
抗を約５℃／Ｗとし、パルスモーター２３及びパルスモ
ーター２０に５Ｖ印加した時に温度Ｔ１は約２５℃の常
温の環境で約４０℃となる。また、モーター駆動信号を
入力すると熱伝導部材５は温度Ｔ３となる。パルスモー
ター２３及びパルスモーター２０に定格電圧（３５Ｖ）
を印加すると温度Ｔ３は約６５℃となる。

【００６９】記録媒体６は前述の様に熱伝導部材５上を
記録工程に合わせて搬送されるため、記録を行っていな
い待機時には温度Ｔ１、記録を行っている記録時には温
度Ｔ２に近い温度に温められる。すると、記録時の記録
ドットの乾燥、定着が迅速に行われ、記録ドット相互間
での滲みが発生せず高い記録品位の画像を得ることがで
きる。

【００７０】また前述の様にパルスモーター２３及びパ
ルスモーター２０の各相は熱損失を伴う材料によって構
成されている。従って環境温度の変化により該材料の電
気抵抗値が変化する。本実施例では励磁信号により予め
パルスモーター２３及びパルスモーター２０は環境温度
より高くなっているため、前記電気抵抗の変化によりパ
ルスモーター２３及びパルスモーター２０の環境温度に
よる特性ばらつきを抑えることができる。

【００７１】またパルスモーター２３及びパルスモータ
ー２０は記録密度に関係なく温度上昇するため記録密度
に関係なく高い記録品位の画像を形成できる。

【００７２】そして励磁信号を入力する時の電圧を定格
電圧以下の範囲で高めに設定することで、待機時と記録
時での温度差をより低減でき、更に高い記録品位の画像
を得ることが可能となる。

【００７３】また本発明のインクジェット記録装置では
従来の様にヒーターは用いておらず、記録の際に必要な
パルスモーター２３及びパルスモーター２０の発熱を積
極的に利用しているため装置自体が簡易的であり、且つ
安価にして高い記録品位の画像を得られる。

【００７４】次に図９を基に駆動信号５１及び駆動信号
５２を電気機械変換素子３４に入力した時の効果につい
て説明する。

【００７５】前記駆動信号選択回路によって電気機械変
換素子３４を選択し、駆動信号５１または駆動信号５２
を駆動する。前述の様に複数個の電気機械変換素子３４
の各静電容量は略等しい。よって駆動信号発生回路４３
のＮＰＮ型トランジスタ１０７とＰＮＰ型トランジスタ
１０８が駆動する電気機械変換素子３４の数に略比例し
て熱損失を生ずる。

【００７６】また、前述の様にＮＰＮ型トランジスタ１
０７とＰＮＰ型トランジスタ１０８が熱伝導部材５に接
合されている。よって電気機械変換素子３４を駆動する
ことによって熱伝導部材５も熱伝導を生ずる。この時、
選択する電気機械変換素子３４の数と熱伝導部材５の温
度とが略比例して変化する。

【００７７】電気機械変換素子３４を全数駆動した場
合、駆動信号５１により温度Ｔ４、駆動信号５２により
温度Ｔ５、駆動信号５３により温度Ｔ２の温度上昇が得
られる。

【００７８】駆動信号５１に比べ、駆動信号５２では充
電パルスｔ１、充電パルスｔ２が短い。更に駆動電圧Ｖ
２も駆動電圧Ｖ１に比べて高い。よって、駆動信号５１
より駆動信号５２を用いて電気機械変換素子３４、３
４、３４・・・を駆動した方が前述のフロー電流ｉ１、
シンク電流ｉ２が多くなるためＮＰＮ型トランジスタ１
０７、ＰＮＰ型トランジスタ１０８の熱損失量が多くな
る。よって温度Ｔ４に比べ、温度Ｔ５が高くなる。本実
施例では温度Ｔ４は約２０℃、温度Ｔ５は約２５℃、温
度Ｔ２は約５℃となる。

【００７９】記録時には記録密度に合わせて熱伝導部材
５が温度変化する。すると低い記録密度では当然である
が、乾燥、定着し難い高い記録密度でも容易に迅速な乾
燥、定着が可能となる。また駆動波形５１、駆動波形５
２によって更に高い記録品位を得ることが容易に可能と
なる。また、待機時にも熱伝導部材５が温度上昇するこ
とで記録を開始した際も記録媒体６が温められているた
め、より高い記録品位を得ることが可能となる。

【００８０】更に前述のように記録媒体６が滲み易い場
合は駆動波形５１。記録媒体６が滲み難い場合は駆動波
形５２を用いる。これにより記録媒体６が滲み難い方が
より高い温度に温められる。よって記録媒体６の滲み易
さを問わず高い記録品位を得ることができる。

【００８１】また、滲み難い記録媒体６の方が滲み易い
記録媒体６よりも速く温度上昇する。よって記録開始直
後でも滲み難い記録媒体６は滲み易い記録媒体６と同等
の高い記録品位を得ることができる。即ち滲み易さを問
わず記録媒体６を使用することがより一層可能となる。

【００８２】また、待機時に前述の駆動信号７４を電気
機械変換素子３４に入力することで次に示す効果をも発
揮する。但し、この場合は図５の記録ヘッド駆動回路の
構成にセレクタ５３及びコンデンサ５４は備えず、駆動
信号発生回路４３の出力は直接電気機械変換素子３４、
３４、３４・・・に入力する構成とする。

【００８３】前述の様に駆動信号７４では、ＶＨ２がＶ
Ｈ１に比べて低いため、ノズル２７からのインク滴８０
の吐出はない。しかし、駆動信号５２により電気機械変
換素子３４は前述のコンデンサ５０の充放電により伸縮
する。よってノズル２７に形成されたメニスカス８１に
微小な振動を与える。これによりインクの乾燥等により
ノズル２７が詰まる現象を抑え、安定して記録ドットを
吐出することが可能となり、常に高い記録品位を得るこ
とが可能となる。

【００８４】図１１、図１２に関しても同様の効果を発
揮することはいうまでも無い。

【００８５】また、図５で示した様にセレクタ５３でコ
ンデンサ５４を選択可能な構成とすることで次に示す効
果が得られる。図９での駆動信号５１、駆動信号５２を
用いて説明する。

【００８６】記録を行っていない待機時に端子３６に入
力されるタイミング信号に同期して駆動信号５１、また
は駆動信号５２を入力する。この時記録信号は端子５５
に入力されていないので駆動信号発生回路４３の出力が
コンデンサ５４に出力される。すると図５のＮＰＮ型ト
ランジスタ１０７とＰＮＰ型トランジスタ１０８が、備
えるコンデンサ５４の静電容量に略比例した熱損失を生
ずる。

【００８７】即ち、待機状態においても記録時と同様の
ＮＰＮ型トランジスタ１０７とＰＮＰ型トランジスタ１
０８の熱損失が得られ、記録を開始した際の記録媒体６
への記録ドットの乾燥、定着の効果を向上させることが
容易に可能となる。

【００８８】但し、パルスモーター２３及びパルスモー
ター２０での温度上昇により乾燥、定着の効果が充分得
られる場合は、熱伝導部材５とＮＰＮ型トランジスタ１
０７とＰＮＰ型トランジスタ１０８を接合しない構造と
してもよい。また、パルスモーター２３またはパルスモ
ーター２０の何れかの温度上昇により乾燥、定着の効果
が充分得られる場合は熱伝導部材５にパルスモーター２
３またはパルスモーター２０の何れかを接合するだけの
構造としてもよい。

【００８９】また、図１に示した温度検出センサ１０の
出力によりパルスモーター２３及びパルスモーター２０
の励磁信号入力時の入力電圧を可変する。この様にする
ことで熱伝導部材５の温度を容易に制御させることがで
き、記録媒体６への乾燥、定着の精度を一定とすること
が可能となる。よって常に均一な高い記録品位の画像が
得られる。

【００９０】また、温度検出センサ１０の出力に応じて
待機時に駆動する電気機械変換素子３４の駆動させる数
を可変することでＮＰＮ型トランジスタ１０７とＰＮＰ
型トランジスタ１０８における熱損失の量が変化する。
これにより微妙な温度の制御が可能となる。この方法を
用いることで更に高い記録品位の画像が得られる。

【００９１】以上説明した様に、本発明によれば記録媒
体６上での記録ドットの乾燥を促進させ、前記記録ドッ
トの定着を迅速に行うことが容易に可能であるため、記
録ドット相互間のインク滲み（混色滲み（ブリーディン
グ））が防げ、カラー印刷に適用した場合には色のくす
みがなくなり高い記録品位の画像を得ることができる。

【００９２】尚、上述の実施例においては、充電により
収縮し、また充電状態から放電させることにより伸長す
る圧電振動子を用いたインクジェット記録ヘッドに例を
採って説明したが、充電により伸長し、また充電状態か
ら放電させることにより収縮する圧電振動子を用いた記
録ヘッドに適用しても同様の作用を奏することは明かで
ある。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
にじみ特性が相違する記録媒体の種類に応じて、インク
滴の吐出速度を選択するようにしているので、記録媒体
に着弾して記録される記録ドット径を記録媒体に拘らず
一様にさせることができる。

【００９４】また熱伝導部材を備え、熱伝導部材にパル
スモーター、熱損失を伴う素子を接合することにより、
従来の定着ヒーターに換わる記録ドット定着手段を安価
に提供することができる。特にカラー印刷においては、
記録ドット相互間のインク滲みが防げ、カラー印刷に適
用した場合には色のくすみがなくなり高い記録品位の画
像を得ることができる。

【００９５】また、励磁信号により予めパルスモーター
を環境温度より高くすることで、温度変化による特性ば
らつきを抑えることができ、記録密度に関係なく高い記
録品位の画像を形成できる。

【００９６】また記録媒体の種類により駆動信号を選択
して電気機械変換素子を駆動することで、記録媒体６の
滲み易さを問わず高い記録品位を得ることができる。

【００９７】また、ノズルに形成されたメニスカスに微
小な振動を与えることでインクの乾燥等によりノズルが
詰まる現象を抑え、安定して記録ドットを吐出すること
が可能となり、常に高い記録品位を得ることが可能とな
る。

【００９８】また、待機時にセレクタでコンデンサを選
択し、前記コンデンサに駆動信号を入力することで、記
録を開始した際の記録媒体への記録ドットの乾燥、定着
の効果を更に向上させることができる。

【００９９】また、温度検出センサの出力に応じてパル
スモーターの励磁時の入力電圧を可変することで、熱伝
導部材の温度を容易に制御させることができ、記録媒体
への乾燥、定着の精度を常に一定とすることが可能とな
り、常に均一な高い記録品位の画像が得られる。

【０１００】また、温度検出センサの出力に応じて待機
時に駆動する電気機械変換素子の駆動させる数を可変す
ることで微妙な温度の制御が可能となり、更に高い記録
品位の画像が得られるインクジェット記録装置を提供で
きる。

【０１０１】また、記録媒体の種類により駆動信号を選
択することで記録媒体が異なっても画像を記録する為の
インクの消費量を略一定とすることができる安価なイン
クジェット記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明でのインクジェット記録装置の記録機構
周辺の構造を示す斜視図である。

【図２】熱損失部材周辺を示す説明図である。

【図３】パルスモータの入力信号を示すタイミングチャ
ートである。

【図４】記録ヘッドの内部構造を示す斜視図である。

【図５】記録ヘッド駆動回路の一実施例を示す回路図で
ある。

【図６】パルス幅発生回路の一実施例を示す回路図であ
る。

【図７】駆動信号発生回路の一実施例を示す回路図であ
る。

【図８】ノズルよりインク滴の吐出する過程を示す状態
図である。

【図９】駆動信号の一実施例を示すタイミングチャート
である。

【図１０】本発明のインクジェット記録装置の制御流れ
を示すフローチャートである。

【図１１】駆動信号の一実施例を示すタイミングチャー
トである。

【図１２】駆動信号の一実施例を示すタイミングチャー
トである。

【図１３】記録密度と熱伝導部材の到達温度との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ キャリッジ ４ 記録ヘッド ５ 熱伝導部材 ６ 記録媒体 １０ 温度検出センサ ２０、２３ パルスモーター ２７ ノズル ３４ 電気機械変換素子 ３５ 記録制御回路 ４３ 駆動信号発生回路 ４６ パルス幅発生回路 ５１、５２ 駆動信号 ３００ フロー型の定電流源 ３０１ シンク型の定電流源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−246037（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−336010（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−226963（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−340075（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−316067（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−248851（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−305134（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/205

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク滴を吐出するための複数のノズル
   を備え、リザーバからのインク供給を受けて、圧力発生
   素子に駆動信号発生手段により発生される駆動信号を入
   力することによって圧力室に容積変化を発生させる記録
   ヘッドを備え、駆動信号選択手段により選択された前記
   ノズルよりインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成
   するインクジェット記録装置において、 前記記録媒体の近傍に熱伝導部材が備えられ、該熱伝導
   部材は、前記記録媒体を搬送する搬送モーター、または
   前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送方向に対して垂直
   方向に走査するキャリッジモーターに接続され、さら
   に、前記熱伝導部材は前記駆動信号発生手段に前記駆動
   信号を発生する為にスイッチング動作を行う熱損失を伴
   う素子に接続されており、記録を行っていない待機時で
   は、前記搬送モーター及びキャリッジモーターには前記
   双方のモーターの定格電圧以下の電圧が励磁信号により
   入力して、前記熱伝導部材に熱伝導を生じさせることを
   特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記熱伝導部材は前記記録媒体の種類に
   応じて選択される前記駆動信号に応じて温度制御される
   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】 前記記録媒体の種類に応じて選択される
   前記駆動信号は、インク滴の吐出量が記録媒体の種類に
   拘らず略一定で、インク滴の吐出速度が可変される事を
   特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録
   装置。
4. 【請求項４】 複数の画像濃度を選択できる画像濃度選
   択手段を備え、前記画像濃度選択手段により選択された
   前記画像濃度に応じた前記駆動信号を前記駆動信号選択
   手段により選択可能であることを特徴とする請求項１乃
   至３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記熱損失を伴う素子の熱損失量は、前
   記駆動信号選択手段により画像に合わせて選択して駆動
   する圧力発生素子の数に略比例す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。
6. 【請求項６】 前記熱伝導部材の熱伝導量は、前記選択
   して駆動する圧力発生素子の数に略比例することを特徴
   とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインクジ
   ェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記熱伝導部材に温度検出センサを配置
   し、前記温度検出センサの出力結果に応じて前記励磁信
   号での入力電圧を制御し前記熱伝導部材の温度制御を行
   うことを特徴とした請求項１記載のインクジェット記録
   装置。
8. 【請求項８】 前記駆動信号発生手段はコンデンサの充
   放電回路を備え、前記圧力室の容積を拡張し前記圧力室
   内にインク供給するために、一定勾配で駆動電圧まで上
   昇する第１の領域と、前記圧力室の容積を収縮して前記
   ノズルより前記インク滴を吐出するために、一定勾配で
   降下する第３の領域と、前記第１の領域から前記第３の
   領域に前記スイッチング動作を切り換えるために、前記
   駆動電圧を維持する第２の領域を前記台形状の駆動信号
   部に形成す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。
9. 【請求項９】 前記待機時では前記ノズルよりインク滴
   が吐出しない程度の駆動信号を前記圧力発生素子に入力
   す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。
10. 【請求項１０】 温度検出センサの出力結果に応じて駆
    動信号選択手段により選択する前記圧力発生素子の数を
    制御し前記熱伝導部材の温度制御を行うことを特徴とし
    た請求項１記載のインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 インク滴を吐出するための複数のノズ
    ルを備え、リザーバからのインク供給を受けて、圧力発
    生素子に駆動信号発生手段により発生される駆動信号を
    入力することによって圧力室に容積変化を発生させる記
    録ヘッドを備え、駆動信号選択手段により選択された前
    記ノズルよりインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形
    成するインクジェット記録装置において、 前記記録媒体の近傍に熱伝導部材が備えられ、該熱伝導
    部材は、前記記録媒体を搬送する搬送モーター、または
    前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送方向に対して垂直
    方向に走査するキャリッジモーターに接続され、さら
    に、前記熱伝導部材は前記駆動信号発生手段に前記駆動
    信号を発生する為にスイッチング動作を行う熱損失を伴
    う素子に接続されており、 熱検出センサの出力結果に応
    じて、前記双方のモーターに入力する励磁信号及び前記
    圧力発生素子に前記駆動電圧よりも低い電圧の駆動信号
    の双方を入力することを特徴とするインクジェット記録
    装置。