JPH062411B2

JPH062411B2 - 液体噴射記録装置

Info

Publication number: JPH062411B2
Application number: JP58071117A
Authority: JP
Inventors: 宜孝渡辺; 孝遠藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-04-22
Filing date: 1983-04-22
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS59196265A; US4544931A

Description

【発明の詳細な説明】発明の属する技術分野本発明は、インクジェット記録装置等の液体噴射記録装
置に関するものであって、周囲温度の変化にかかわらず
記録品位を保つ手段を課題とする。

従来技術インクジェット記録装置は、直接記録が可能で、カラー
化が容易であり、かつ無騒音にて記録できる等の利点を
有し、新しい記録技術として注目を集めている。特に、
オンデマンド型インクジェット記録装置は、安価でかつ
小型であるという点からも、最近では、注目を浴びてい
るフルカラープリンタ技術の中心的存在となりつつあ
る。しかしながら、記録液として用いられるインクは周
囲温度により粘性等の物性値が変化するため、インクジ
ェット本体からのインク吐出特性が変化し、記録品位の
低下等を惹き起すという欠点を有している。

第１図は、従来のインクジェット記録装置におけるイン
クジェット本体の一例を示す断面図である。

１はインクジェット本体であり、符号ＭＴのみで示すイ
ンク貯蔵室よりインク２が供給されている。３はフィル
タ、４はインク供給管、５はガラス管であり、その一端
にオリフィス６を備えている。７は、円筒状のピエゾ素
子である。このピエゾ素子７に電圧を加え、これを収縮
させることにより、ガラス管５の一部が縮少し、これに
より、第１図(A)に示すようにインク滴８がオリフィス
６より吐出される。電圧が加えられなくなると、インク
の吐出は終了し、第１図(A)に示すように、インク表面
（メニスカス）はオリフィス６の先端からＢ点まで後退
する。次に、表面張力の働きにより、インクの表面はＢ
点からＡ点に移動（復帰）すると同時に、フィルタ３と
インク供給管４を通してガラス管５内に再充填される。
この一連の動作、つまり、インク吐出によるメニスカス
の後退から復帰に要する時間Tr（リフィル時間）の逆数
が吐出周波数である。

前記したリフィル時間Tr以上の時間間隔でピエゾ素子７
の収縮を繰返すと、インク吐出量は常にピエゾ素子７の
変位量と１対１に対応する適正な関係を保持することが
できる。

しかしながら、リフィル時間Tr以下の時間間隔でピエゾ
素子７を収縮させると、インクが第１図(A)に示すＡ点
に完全に復帰していないため、適正なインク量を吐出す
ることができず、画像記録品位の低下を招いてしまう。

一方、このリフィル時間Trは、インクの表面張力や粘度
等の物性値に大きく依存するものである。これを第２図
に基いて説明すると、第２図には横軸に温度（摂氏）、
縦軸に粘性値(cp)をとり、温度変化に伴なう粘性値の変
化特性が示されている。そして、温度が例えば１０℃か
ら０℃に下ると、粘性値が増加し、インクの流動性が減
少して、インクジェットヘッドにおけるリフィル時間は
Tr₁からTr₂へと変化する。

そこで、インクジェット記録装置の作動温度範囲内で高
品質の画像記録を保証するためには、 (1)低温時におけるリフィル時間Trに合わせた作動周波
数にする。

(2)ヒータ等の加熱装置により、インク温度を一定に保
持する。

等の手段が考えられてきた。

しかしながら、(1)記載の手段は、常温時におけるイン
クジェット装置の記録時間が長くなるという欠点を有
し、(2)記載の手段はインクジェット装置のコストアッ
プやその大型化を招くという欠点を有していた。

本発明の目的本発明は従来の液体噴射記録装置の前述の欠点を除去
し、装置の作動温度範囲内で記録品位を実質的に一定に
保持することができる液体噴射記録装置を提供すること
を目的とする。

発明の構成本発明は、記録されるべき信号に応じて記録液を被記録
面上に吐出させて記録を行う液体噴射記録装置であっ
て；周囲温度を検出する検出装置（後述の具体例では、
例えば、第４図の温度検出器209と）；前記検出装置の
出力に応じて記録速度を制御する手段（同じく温度検出
器209の出力に応じて第３図のインクジェット移動モー
タ106の速度を制御する手段）と；を具える液体噴射記
録装置を特徴とする。

上記において、後述する具体例の引用はなんら本発明の
範囲を限定するものではなく、本発明は前記の特許請求
の範囲の記載内においてその実施態様を適宜変更できる
ものである。

なお本発明において記録されるべき信号は、文字信号で
あっても画像信号であってもよい。この明細書では、画
像信号という用語で両者を代表させることとし、また記
録とは文字の記録又は画像の記録をいう。

本発明の液体噴射記録装置の実施例（第３図、第４図）以下本発明の液体噴射記録装置の実施例の構成及び作用
について第３図及び第４図を参照しながら詳細に説明す
る。

第３図は本発明の液体噴射記録装置の一例であるインク
ジェット記録装置の要部を示すもので、101は第１図に
示したインクジェットヘッドであり、102は記録紙、103
はパルスモータ103aとギア列103bから成る紙送り機構で
あり、104は紙送り用ローラ、105は紙押えローラであ
る。そして紙送り用ローラ104と紙押えローラ105とによ
り挾持された記録紙102は、パルスモータ103aの回転が
ギア列103bを介して紙送り用ローラ104に伝達されるた
め、矢印Ａの方向に送られて行く。

106はインクジェットヘッド101を矢印Ｂの方向に移動さ
せる移動用モータであり、107はベルト、108と109はプ
ーリである。110はインクジェットヘッド101を支持する
キャリッジ、111は発光素子と受光素子から成るフォト
インタラプタ、112は透明部と不透明部とから成るリニ
アエンコーダであり、113と114はガイドである。そし
て、フォトインタラプタ111とリニアエンコーダ112によ
り記録位置の位置検出を行ない、インクジェットヘッド
101がガイド113と114に案内され、記録紙102に対し記録
を行なうのである。

第４図は、インクジェット記録装置の周囲温度を検出
し、その検出出力に応じて記録速度を制御するための制
御部の一具体例を示すもので、201はインクジェットヘ
ッド101の移動用モータ106の駆動回路であり、比較回路
202の出力に対応して移動用モータ106への印加電圧の制
御を行なう。203はインクジェット駆動回路であり、204
はタイマー、205はフォトインタラプタ111とリニアエン
コーダ112により検出される吐出位置検出器である。206
はタイマーＡで、常温時にインクジェットヘッド101に
インクを再充填するのに必要なリフィル時間Tr₁にセッ
トされており、207はタイマーＢで、低温時にインクジ
ェットヘッド101にインクを再充填するのに必要なリフ
ィル時間Tr₂にセットされている。209は温度検出器で、
バイメタル211と切換えスイッチ210とよりなる。212は
ラッチ回路であって温度検出器209の信号をラッチし、
図示しないホームポジション信号により、所定時間経過
した後に解除される。

次に、本発明のインクジェット記録装置の作用を説明す
ると、常温時においてはバイメタル211は変形せず、第
４図に示すとおりにタイマーＡ206と比較回路202とが接
続されている。

周知の方法により、記録紙102が紙送り用ゴムローラ104
にセットされると、インクジェットヘッド101を駆動す
るモータ106が励磁され、インクジェットヘッド101がガ
イド113と114に沿って、プーリ108,109とベルト107から
成る伝動装置を介して定速で移動を開始する。そして、
吐出位置検出器205から吐出位置信号が発生されると、
タイマー204はセットされ、またタイマー204の出力は比
較回路202に供給される。一方タイマーＡ206は第４図に
示すとおりに比較回路202に接続されているため、比較
回路202の設定値は常温時のリフィル時間Tr₁に対応する
値にセットされ、比較回路202により両者の出力信号が
比較され、この比較結果の出力信号を駆動回路201に与
えて移動用モータ106に加えられる電圧の調整を行な
う。即ち、移動用モータ106の速度は、記録１ピッチ間
をリフィル時間Tr₁で移動するように制御されることと
なる。インクは、インクジェットヘッド101が所定位置
に到達した時に、即ち吐出位置検出器205が出力を発生
した時に、その出力によりインクジェット駆動回路203
がトリガーされ、吐出される。従って、インクジェット
ヘッド101の吐出周波数は1/Tr₁に保持されるため、記録
速度はタイマーＡ206の設定値に対応する速度を維持
し、良好な画像記録品位をもって記録が行なわれる。

低温時においては、バイメタル211が第４図に示される
矢印方向に変形して、切換えスイッチ210の一方の接点
を開き、他方の接点を閉じることにより、タイマーＡ20
6と比較回路202の接続は断たれ、タイマーＢ207と比較
回路202とが接続される。この場合、比較回路202の設定
値は、低温時のリフィル時間Tr₂にセットされる。これ
以後の比較動作は前記した常温時における比較動作と同
様であるが、移動用モータ106の速度は記録１ピッチ間
を低温時のリフィル時間Tr₂で移動するように制御さ
れ、インクジェットヘッド101の吐出周波数は1/Tr₂に保
持されるため、周囲温度が低温となっても低温時のリフ
ィル時間Tr₂の時間間隔でのインク吐出を行なうことが
でき、良好な画像記録品位を保持することができる。

また、周囲温度がタイマーＡ206、タイマーＢ207の切換
え点付近の温度に達しているときに、バイメタル211が
１ライン記録中に変形しても、ラッチ回路212により、
前の状態が保持されているため、キャリッジ110の速度
は変化せず、インク滴の吐出速度とキャリッジ速度とに
より決まる着弾点の乱れは生じない。そして、キャリッ
ジ110がホームポジションに戻った時に、タイマーＡ206
又はタイマーＢ207の比較回路202への接、断が行なわ
れ、比較回路202におけるリフィル時間Tr₁又はTr₂に対
応する設定値の変更が行なわれる。また、リフィル時間
Tr₁と、タイマーＡ206からタイマーＢ207へ切換わる時
間との余裕を十分に与えておけば、１ライン記録中に温
度変化が起っても、画像記録品位の劣化は生じない。何
故なら、１ライン記録時間は0.5〜１秒という短時間で
あり、この時間内に外気温度及びインク温度は急変する
ことがないからである。

なお、上記の実施例において、バイメタルを用い、これ
を２段に切換える方式について説明したが、本発明の実
施態様としては、その他の温度センサを用いてもよく、
あるいは３段以上の多段切換えを行なってもよい。

発明の効果以上説明したように、本発明によれば、周囲温度の変化
に対応して記録速度を制御するようにしたので、装置の
作動温度範囲内のどのような温度条件下にあっても、良
好な画像記録品位の保持が可能となる。また、従来技術
のヒータ等による温度補償手段に比べて、低コストでか
つ小型の液体噴射記録装置を構成することができる等の
多大の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジェット記録装置のインクジェッ
ト本体の一例を示す断面図、第１図(A)は第１図中オリ
フィス部分の拡大断面図、第２図は温度とインクの粘性
値との関係を示す線図、第３図は本発明の実施例である
インクジェット記録装置の紙送り機構及びインクジェッ
トヘッド機構の要部の斜視図、第４図は本発明の実施例
であるインクジェット記録装置の制御部のブロック図で
ある。図中、201は移動用モータ106の駆動回路、202は比較回
路、203はインクジェット駆動回路、204はタイマー、20
5は吐出位置検出器、206はタイマーＡ（常温時）、207
はタイマーＢ（低温時）、209は温度検出器、210は切換
スイッチ、211はバイメタル、212はラッチ回路を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク吐出によるメニスカスの後退から復
帰に要するリフィル時間がインクの温度に応じて変化
し、リフィルされたインクを被記録面に吐出する記録ヘ
ッドと、この記録ヘッドのインクの温度に係わる温度を検出する
検出手段と、この検出手段によって検出された温度に基づいて規定さ
れ、前記リフィル時間を満たす速度で前記記録ヘッドを
前記被記録面に対して相対的に移動させる移動手段と、前記検出手段によって検出された温度に基づいて規定さ
れ、前記リフィル時間を満たす周波数で前記記録ヘッド
からインクを吐出させる駆動手段とを具備することを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項２】前記検出手段は、前記記録ヘッドの周囲温
度を検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の液体噴射記録装置。