JP2000203025A - プリパルスを用いて印刷ヘッドを予熱する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷ヘッドから放出される液適量の最適化を
図る。 【解決手段】 印刷ヘッドの温度を測定し、所定のデー
タを用いて、測定温度に基づいて印刷ヘッドの予熱量を
決定する。データを印刷する前に、決定された予熱量に
基づいてプリパルスにより印刷ヘッドを予熱する。次に
データを印刷し、印刷ヘッドの温度を再度測定し、その
温度と予熱量を決定する。後続するデータを印刷する前
に、印刷ヘッドの温度に基づいて決定されたプリパルス
信号を印加して印刷ヘッドを再度予熱する。周辺温度が
低い場合、必要な予熱の量を最小化し、生産性を最大化
するために熱シンクの熱質量を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタに関し、特に、印刷ヘッドへプリパルスを印加する
ことによるスポットサイズの制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】感熱インクジェット印刷ヘッドは複数の
液滴放出装置から選択的にインクの液滴を放出して、紙
等の受像部材の上に所望の画像を形成する。典型的な印
刷ヘッドは受像部材へインクを送る液滴放出装置の配列
を備える。キャリッジ型のインクジェット印刷ヘッドに
おいて、印刷ヘッドは受像部材に対して前後に移動して
所定範囲単位で画像を印刷する。別の方式では、配列の
幅は受像部材の幅全体に亘って印刷ヘッドを形成しても
よい。受像部材が液滴放出装置の配列にほぼ垂直方向に
動く間、全幅印刷ヘッドは静止したままでいる。

【０００３】典型的なインクジェット印刷ヘッドは毛細
管のような複数のインク通路を備える。各管はノズルを
有し、インク供給用マニホールドに接続されている。マ
ニホールドから出たインクは、各管内の抵抗性加熱素子
に印加された適切な信号に応じて加熱素子に隣接してい
る管の一部が急速に加熱されてインクが気化するまで、
各管内に保たれる。管内のインクの一部が急速に気化す
ると、ある量のインク（インク液滴あるいは大きなイン
ク液滴とより小さい周辺の飛沫）を放出装置から受像部
材へ放出させる気泡が生じる。本明細書で引用するＨａ
ｗｋｉｎｓによる米国特許第４，７７４，５３０の開示
内容は、典型的なインクジェット印刷ヘッドの一般的な
構成を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ある量のインクが液滴
状態で放出装置から複写表面へ放出された場合、結果と
して生じる斑点は所望の画像の一部になる。多数の液滴
のスポットサイズが一様であることは画質にとり非常に
重要である。一文書を作成する過程で印刷ヘッドから放
出される液滴の分量が大幅に変動し得るならば、一様性
の欠如により画質は重大な影響を被るであろう。同様
に、同じ書類に対する後続の印刷過程において印刷ヘッ
ドから放出される液滴の分量が異なれば、印刷の安定性
が維持されない。この点はカラー印刷において特に重要
である。印刷ヘッドから放出される液滴の分量が変動す
る原因のうち最も一般的かつ重要なものは、印刷ヘッド
の使用過程における温度変化である。加熱素子により気
化する前の液体インクの温度は、インクの核形成挙動と
粘性の両方に重大な影響を与える。これら二つの特性は
複写表面の上に生じる斑点のサイズに重大な影響を与え
る。印刷ヘッドの温度の制御が当分野において長期にわ
たり主要な関心事であった。

【０００５】インクジェット印刷ヘッドから生じる斑点
のサイズを一定に保つために、各種の方策が試みられ
た。その一例が、本明細書で引用するＥｌｈａｔｅｍ他
による米国特許第４，８９９，１８０である。同特許に
おいて印刷ヘッドは、最適な動作温度に印刷ヘッドを予
熱し、局部的な温度変化にかかわらずその温度を維持す
べく動作する多数のヒーター抵抗および温度センサーを
有する。

【０００６】本明細書で引用するＳｍｉｔｈ他による米
国特許第４，７９１，４３５号に開示されているインク
ジェットシステムにおいて、印刷ヘッドの加熱素子をイ
ンクの放出だけでなく、温度を維持する目的にも用いる
ことにより、印刷ヘッドの温度が維持される。印刷ヘッ
ド温度を印刷ヘッドの熱モデルと比較して印刷ヘッド温
度を制御するための情報を提供する。温度が低い場合、
インク液滴の放出を引き起こす電圧閾値より低い低エネ
ルギーパルスが各管またはノズルに送られる。一方、複
写表面に対向する外部チャンバまたは“インク受け”の
中へインク液滴をいくらか放出することにより、印刷ヘ
ッドが予熱される。

【０００７】本明細書で引用するＰＣＴ出願第９０／１
０５４１号に記述されている印刷ヘッドにおいて、イン
クの加熱サイクルはいくつかの部分サイクルに分けら
れ、その最後のサイクルで気泡形成と液滴放出が開始さ
れる。従って印刷ヘッドにおいて、液体インクは最初に
所定の温度まで予熱され、それにより放出時にインクの
挙動が予測可能となるようにインクの分量と粘性特性を
知ることができる。

【０００８】本明細書で引用するＰＣＴ出願第９０／１
０５４０号に開示されている印刷ヘッド制御システムに
おいて、液体インクの温度が所定の閾値と比較され、閾
値を超えた場合、パルスエネルギー（加熱素子にかかる
電圧の２乗にパルスの持続期間を乗じた値に比例する）
は減少される。同特許によれば、パルスエネルギーは電
圧、パルス持続期間、あるいはその両方を制御すること
により変化させることができる。

【０００９】本明細書で引用するＨａｉｒ他による米国
特許第４，７３６，０８９号に開示されている感熱印刷
ヘッドにおいて（インクジェット印刷ヘッドと対照的
に）、印刷ヘッド温度は印刷ヘッド自身の上に置かれた
電圧生成ダイオードにより感知される。感知された印刷
ヘッド温度は所定の基準レベルを確立するために用いら
れる。ある時点で印刷を実行する、または実行しないた
めに双安定手段が感熱印刷ヘッドに結合されている。制
御手段を用いて、制御電圧が温度に関連づけられた基準
レベルより低い場合は双安定手段をオンにし、制御電圧
が所定の基準レベルを超えた場合は双安定手段をオフに
することにより、感熱印刷手段への電圧パルスの持続期
間を温度に依存させる。

【００１０】本明細書で引用するＫｎｅｅｚｅｌによる
米国特許第４，９８０，７０２号に開示されている感熱
インクジェット印刷ヘッドにおいて、印刷ヘッド内の温
度センサーの出力は高または低レベルの温度基準値と比
較される。感知された印刷ヘッド温度が基準値を下回る
場合、印刷ヘッド内のヒーターへの電力供給がオンにな
る。感知された温度が高過ぎる場合、ヒーターは停止さ
れる。温度センサーと印刷ヘッド内のヒーターが近接す
るように、印刷ヘッドは構成されている。

【００１１】本明細書で引用するＤｕｎｎによる米国特
許第４，９８２，１１９号に、感熱インクペンを用いる
グレースケール印刷の方法および装置が開示されてい
る。噴射抵抗器がノズルからインクの液滴を放出させる
べく複数のパルスにより駆動される。放出パルス信号に
先行して電気加熱パルス信号を抵抗器に印加することに
より、放出チャンバ内でインクの予熱が行なわれる。放
出パルス信号により液滴が放出される。加熱パルスは、
インクに熱エネルギーの要求量を送る発射パルスに先行
して連続的に印加される複数のパルスであってよい。１
個以上の加熱パルスによるインクの予熱はインク液滴の
分量を増やす。予熱量を変化させることにより、放出パ
ルスにより放出される液滴の分量が変更でき、その結果
グレースケール印刷が実現される。

【００１２】本明細書で引用する欧州特許出願第０４９
６５２５Ａ１号に開示されているインクジェット記録方
法および装置において、インクは記録ヘッドの熱発生要
素により生じた熱エネルギーにより放出される。一態様
によれば、駆動手段は放出されたすべてのインク液滴に
ついて熱発生要素へ複数の駆動信号を印加する。これら
複数の駆動信号は、気泡を生じることなくヒーターに隣
接するインクの温度を上げる第１駆動信号と、インクを
放出するための時間間隔をおいて第１駆動信号に続く第
２駆動信号とを含む。さらに、第１駆動信号の幅は放出
されるインクの量を変えるべく調整可能である。

【００１３】本明細書で引用する欧州特許出願第０５０
５１５４Ａ２号に開示されている感熱インクジェット記
録方法および装置において、記録ヘッドの温度変化に基
づいて記録ヘッドに供給される駆動信号を変化させるこ
とによりインクの放出量を制御する。インク温度を制御
するために予熱パルスがインクに印加され、インクに気
泡形成現象を引き起こさない値にセットされる。所定の
時間間隔の後で、放出ポートからインク液滴（あるいは
大きなインク液滴とより小さい周辺の飛沫）を放出させ
るためにインクに気泡を形成する主熱パルスが印加され
る。

【００１４】本明細書で引用するＳｔｅｐｈａｎｙによ
る米国特許出願第０８／２２０，７２０号に開示されて
いるプリンタ用電力制御システムは斑点を形成するため
の少なくとも１個の加熱素子を有する。同システムは、
印刷ヘッドの上に配置されて印刷ヘッドの温度を感知す
るサーミスタを含む。感知された温度は、斑点のサイズ
を一定に保つために少なくとも１個の加熱素子に印加さ
れるパルスを変化させるために用いられる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の液滴放
出装置を有する熱シンクに取り付けられた印刷ヘッドを
使用する方法および装置を提供する。各放出装置は、入
力信号に応答して印刷ヘッドからある量のインクを受像
部材に向けて放出すべく始動可能な加熱素子を含んでい
てよい。印刷ヘッドの管近傍に位置する測定装置を用い
て印刷ヘッド上の温度を計測する場合がある。その場
合、ある温度ウィンドウ上の液滴分量を安定させるため
に、主パルスに先行するプリパルスの量を測定温度に基
づいて決定してよい。

【００１６】しかし、周辺の温度が低過ぎる場合、液滴
分量を制御するのにプリパルス印加だけでは十分でな
い。その場合、各印刷ラインの開始前に、動作温度ウィ
ンドウに到達するまで印刷ヘッドと熱シンクの小部分を
測定温度に基づいてプリパルスのみを用いて予熱してよ
い。

【００１７】本発明のその他の目的、利点および顕著な
特徴は、添付された図面と合わせて本発明の好適な実施
の形態を開示する以下の詳細な説明により明白になろ
う。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に典型的なキャリッジ型のイ
ンクジェット印刷装置２を示す。液滴形成管の直線状に
並んだ配列が往復型キャリッジアセンブリ５の印刷ヘッ
ド４に格納されている。インク液滴６は、矢印１４の向
きに印刷ヘッド４が受像媒体８を横断的に移動する都
度、モーター１０により矢印１２の向きに所定の距離分
送られた（紙等の）受像媒体８へ噴射される。受像媒体
８は供給ロール１６に格納でき、ステッパモーター１０
あるいは当分野に精通する者に公知の他の手段により取
込みロール１８に送られる。

【００１９】印刷ヘッド４は支持ベース２０に固定的に
取り付けられていて、２本の平行ガイドレール２２等、
任意の公知の手段を用いて往復運動が可能なように調整
されている。印刷ヘッド４の往復運動は、ケーブル２４
および一方が逆回転可能モーター２８により駆動される
１対のプーリー２６により実現されてよい。印刷ヘッド
４は一般に、受像媒体８がモーター１０により送られる
方向と直角に受像媒体８を横断して移動する。無論、キ
ャリッジアセンブリ５を往復運動させるのに他の構造を
採用してもよい、

【００２０】一方、当分野に精通する者に公知のよう
に、液滴形成管の直線的配列は受像媒体８の幅全体にわ
たってもよい。これは原寸幅の配列と典型的に称され
る。一例として本明細書で引用するＦｉｓｈｅｒ他によ
る米国特許第５，１６０，４０３号やＡｙａｔａ他によ
る米国特許第４，４６３，３５９号を見られたい。

【００２１】図２に典型的なインクジェット印刷ヘッド
の１実施の形態によるインク液滴放出装置３０を示す。
多数のそのような放出装置の１個がインクジェット印刷
ヘッドに見出される。図２に側面噴射型の放出装置を示
すが、上面噴射型放出装置等その他の放出装置も同様に
本発明で使用されてよい。このような放出装置は典型的
に、１インチあたり３００から６００個の放出装置が直
線状に並ぶようにサイズ決めおよび配置がなされるが、
当分野に精通する者には他の寸法が知られている。イン
ク液滴放出用の複数の管を有するシリコン部材が“金型
モジュール”あるいは“チップ”として知られている。
各金型モジュールは通常、１インチあたり３００以上置
かれた数百個の放出装置を備える。インク印刷ヘッドは
画像が印刷される受像媒体の幅全体にわたる原寸幅の配
列を形成する１個以上の金型モジュールを有していてよ
い。多数の金型モジュールを有する印刷ヘッドにおい
て、各金型モジュールは自身のインク供給用マニホール
ドを含んでいるか、あるいは複数の金型モジュールが共
通のインク供給用マニホールドを共有していてよい。

【００２２】各放出装置３０はオリフィスまたはノズル
３４で終端する毛細管３２を含む。毛細管３２は、イン
クの液滴が放出される時点まで毛細管３２内に保持した
ある量のインク３６を貯える。各毛細管３２はインク供
給用マニホールド（図示せず）から供給されるインクに
導通している。上部基板３８は厚膜層４０に隣接し、厚
膜層４０は下部基板４２に隣接する。

【００２３】厚膜層４０と下部基板４２の間にはさまれ
て、毛細管３２からインク液滴を公知の方法で放出させ
るための電気加熱素子４６がある。加熱素子４６は厚膜
層４０内の開口部により形成された窪み４４内に置かれ
ていてよい。電気加熱素子４６は、アドレス指定電極５
０と電気的に接続していてよい。印刷ヘッド４内の各放
出装置３０はそれ自身の加熱素子４６と個々のアドレス
指定電極５０を有する場合がある。アドレス指定電極５
０は不活性化層５２により保護されていてよい。各アド
レス指定電極５０および加熱素子４６は以下に詳述する
ように、制御回路により選択的に制御されてよい。イン
クジェット印刷ヘッドの他の実施の形態は当分野に精通
する者には公知であり、これらもまた本発明の範囲内に
含まれる。

【００２４】当分野において公知であるように、アドレ
ス指定電極５０に信号が印加された場合、加熱素子４６
に通電される。信号が十分な強さおよび／または持続期
間を有するならば、抵抗性加熱素子４６からの熱は加熱
素子４６にすぐ隣接する液体インクを気化させ、気化し
たインクの気泡５４を形成する。膨張する気泡５４の力
によりオリフィス３４から受像媒体８の表面にインク液
滴５６（大きい液滴とより小さい周辺の飛沫を含んでい
てよい）が放出される。

【００２５】感熱インクジェット印刷ヘッドは各インク
液滴５６に対して加熱素子４６に複数のパルスを印加し
てよい。典型的には、１個以上の先駆パルス（以下、加
熱パルスまたはプリパルスと呼ぶ）が加熱素子４６によ
り、それに隣接したインクを暖めるために印加されてよ
い。続いて、印刷パルス（以下、駆動パルス、放出パル
スまたは主パルスと呼ぶ）が加熱素子４６に印加されて
よい。印刷パルスによりインク液滴５６が放出される。
プリパルス信号は加熱素子４６に隣接するインクの温度
を上げるために用いられ、さらにインク液滴５６の分量
を制御するために用いられてよい。プリパルス信号はイ
ンク液滴５６を放出させるのに十分なエネルギーを含ん
でいない。

【００２６】図３は、従来の感熱インクジェット印刷ヘ
ッドによってプリパルス信号および放出信号（または主
パルス信号）が放出装置（または放出装置列）に印加さ
れる様子を示す従来技術のタイミング図である。インク
を暖めるため、および／または放出される液滴のサイズ
を制御するために持続期間Ｔ１を有する先駆パルス５８
が放出装置ｉ（または放出装置列ｉ）に印加されてもよ
い。これに持続期間Ｔ２の緩和時間が続いてもよい。次
に、持続期間がＴ３である印刷パルス６０が放出装置ｉ
に印加される。続いて、別の先駆パルス５８とそれに後
続する緩和時間と印刷パルス６０が放出装置ｉ＋１（ま
たは放出装置列ｉ＋１）に印加されてもよい。このプロ
セスは、インク液滴を放出するように要求されたすべて
の放出装置（または放出装置列）が一巡するまで、印刷
ヘッド全体にわたり継続されてよい。

【００２７】図４は図３と同様の従来技術タイミング図
であるが、図４では印刷パルス６０に先行して複数の先
駆パルス５８が各放出装置ｉ（または放出装置列ｉ）に
印加される点が異なる。図に示すように複数の先駆パル
ス５８は、それぞれ持続期間Ｔ４、Ｔ６を有し、持続期
間がＴ５である緩和時間により互いに分離されている。
図に示すように印刷パルス６０は持続期間Ｔ８を有し、
持続期間がＴ７である緩和時間により第２先駆パルスか
ら分離されている。必要に応じてすべてのパルスの持続
期間および緩和時間を変化させることができる。図３に
示すタイミング図と同様に、必要なインク液滴の放出要
求に応じて、パルスは単一の放出装置ｉ（または放出装
置列）に連続的に印加され、次に、他の放出装置ｉ（ま
たは放出装置列）に連続的に印加されてよい。本明細書
で引用する米国特許出願第０８／８６４，８９３号に開
示されている第１放出装置および第２放出装置にパルス
を印加する方法および装置において、第１放出装置に送
られたパルスは第２放出装置に送られたパルスと時間的
にインターリーブされる。

【００２８】液滴５６により複写紙の上に形成された斑
点のサイズは、インクの温度と強い関数関係にある気化
直前の時点におけるインクの物理的性質、および加熱素
子４６への電気のエネルギーの関数である液滴放出時の
運動エネルギーの両方の関数であり得る。このように、
本発明に基づいて加熱素子４６への電力を液体インクの
感知された温度に依存するようにできる。すなわち、印
刷ヘッド（または印刷ヘッドの上で）の感知された温度
を、プリパルスの電力レベルおよび／または持続期間の
制御に用いることができる。

【００２９】デスクトップ型のネットワークプリンタの
周辺動作温度の範囲は通常１０℃〜３５℃の間であり、
約２５℃がより好適である。熱シンクと共に金型モジュ
ールの温度は、印刷ジョブが長引くとさらに高い温度
（〜６０℃）に達する場合がある。温度変化により印刷
ヘッドの故障あるいは印刷品質の顕著な劣化をもたらす
恐れがある。従って、液滴の分量を安定化させることに
よりこの状況を是正するために印刷ヘッド温度の読取り
値に基づくプリパルス制御法を用いることができる。し
かし、この制御ウィンドウは通常、要求される温度範囲
（１０℃〜６０℃）をカバーするには十分大きくなく、
例えば２５℃〜６０℃までの範囲をカバーするだけかも
しれない。

【００３０】予熱方式は、温度が低い（例えば２５℃未
満）ときに副閾値パルス（またはプリパルス）を印加し
て印刷ヘッドを予熱することにより、動作温度範囲を拡
張することができる。温度が低いほど予熱時間が長くな
り、予熱時間は印刷ヘッドの温度が標準動作ウィンドウ
の下端（例えば２５℃）に達するとゼロになる。温度は
印刷開始前に測定され、続いて熱シンクを含む印刷ヘッ
ド全体が所望の一様な温度に予熱されてよい。ただし、
熱シンクの熱容量に依存して長時間かかる場合がある。
特に数ページしか印刷しないような印刷ジョブ場合、問
題である。

【００３１】別の方式として、各スワスの開始前に短時
間チップおよび熱シンクの先端のみを予熱する方式があ
る。これにより予熱プロセスがユーザーにとって本質的
に透過的に見える。このプロセスは時間に依存し、うま
く動作させるためにいくつかの異なる熱時間スケールを
考慮する必要があろう。

【００３２】図５に、図２と同様の印刷ヘッドの実施の
形態を示す。図５に示す加熱基板８２の後部に置かれた
ＴＣＯ（温度被制御発振器）８０は、熱伝導性の接着剤
により熱シンク８８に取り付けられている。当分野に精
通する者には公知のとおり、ＴＣＯ８０は印刷ヘッド内
の異なる場所に置かれてよい。インクは、図２に関して
先に述べたのと同様の公知の方法でチャネル基板８４を
通って湧出し、オリフィス３４を通って外部へ流出す
る。ＴＣＯ８０の読取り値に基づき、制御装置８６は予
熱のために加熱素子４６（図２がわかりやすい）に印加
される多くのプリパルス信号を所定のデータに基づいて
決定してよい。これら多くの印加プリパルス（またはプ
リパルス信号）は画像データの各スワスの開始前に噴射
されてよい。受像媒体８上の印刷領域の占める割合が高
い場合、チップは迅速に応答するため文書の残りの部分
について予熱する必要はないだろう。しかし、受像媒体
８上の印刷領域の占める割合が非常に低い場合、熱シン
ク８８中へ熱が伝導するためチップが冷却するかもしれ
ない。このように、初めにチップがいくぶんオーバーヒ
ートされ、限界点における温度が１スワス分の画像デー
タに相当する０.５秒を超える冷却期間の後もある温度
よりも高く維持されるように予熱量を決定してよい。斑
点のサイズを制御する限界温度を有する位置は実験的に
決定されてよい。図５に示す特定の印刷ヘッド設計に対
して、限界温度は図５に示されるように幾分管の上流に
あって、図５に示すようにオリフィス３４の前の段状部
の下にあるのが好ましい。この温度が目標温度（すなわ
ちプリパルス制御範囲の下端）を何度か下回ったとして
も、印刷品質は受容できるレベルであろう。

【００３３】先に説明したように、熱シンクの温度は印
刷時間中、上昇し続けるであろう。周辺温度が低すぎる
場所でプリンタが頻繁に使われる場合、熱シンクの熱慣
性により個々の印刷ジョブの間で印刷ヘッドを暖かく、
かつ正常な動作温度ウィンドウの範囲内に維持すること
ができる。この場合、恐らく最初の印刷ジョブの始めの
数ページを印刷する間のみ予熱するだけでよく、プリン
タは終日最大速度で印刷可能あろう。これは熱シンクを
使用しない、従ってより頻繁に予熱を行なう印刷ヘッド
の設計と対照的である。

【００３４】１噴射に要する予熱パルスエネルギーの最
大量はインクの特性と液滴放出装置の設計に依存する
が、典型的には数μＪの範囲内である。また、予熱目的
のためにこのエネルギーの一部またはすべてを使うのが
好適であろう。予熱量に関するデータと目標温度２５℃
についてＴＣＯの読取り値を図６に示す。すなわち、図
５に示す１２ｋＨｚで動作する印刷ヘッドの目標温度２
５℃について３μＪ、４μＪおよび５μＪのパルスエネ
ルギーに対応する予熱曲線を得るために３次元数値シミ
ュレーションを行なった。この特定のケースにおいて、
不完全な核形成を防ぐために公称値の約半分である黒色
インクの４μＪ曲線とカラーインクの３μＪ曲線が好適
な選択である。図６のデータは印刷ヘッドの形状、ＴＣ
Ｏ位置、およびパルス周期に依存する。これらのパラメ
ータの１つでも異なっていれば、図６のデータを再計算
する必要があろう。図６から、制御装置８６はＴＣＯ８
０が感知した温度に基づいて必要な予熱時間長を決定す
ることができる。例えば、ＴＣＯ温度が１０℃の黒色イ
ンクの場合、１２ｋＨｚのパルス信号について予熱時間
はおよそ０．９秒必要である。図６のデータは、制御装
置８６の中に保存されるのが好適である。また、当分野
に精通する者に公知なように制御装置８６は印刷ヘッド
の動作全体を制御する。制御装置８６はプログラムされ
た汎用コンピュータ上に実装されるのが好適である。し
かし、制御装置８６はまた専用コンピュータ、プログラ
ムされたマイクロプロセッサまたはマイクロコントロー
ラと周辺集積回路要素、ＡＳＩＣその他の集積回路、個
別要素回路等のハードワイアリングされた電子または論
理回路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、ＰＡＪＬ等のプロ
グラム可能論理素子、その他に実装することができる。

【００３５】正常動作状態で、印刷ヘッドの初期温度は
ＴＣＯ８０、あるいは当分野に精通する者に公知である
同様の温度測定装置を用いて決定できる。制御装置８６
は次に特定のＴＣＯ 温度と図６に示すような所定のデ
ータを用いて予熱量を決定してよい。図６のデータは制
御装置８６内の曲線の形である必要はないが、参照テー
ブルあるいは同様のデータ記録手段の形をとってよい。
プリパルス信号は次に印刷ヘッド内の加熱素子に４６に
印加され、インクが印刷ヘッドから全く放出されること
なく印刷ヘッドを適切に予熱する。制御装置８６は図６
に示すデータを利用前に認識しているため、制御装置８
６は予熱パルス印加の直後およびスワス印刷の前にＴＣ
Ｏ８０を用いて温度を再測定する必要がない。すなわ
ち、制御装置８６は印刷ヘッドの温度が予熱動作の終了
時点で所定の温度を超えているであろうことを記憶デー
タに基づいて本来的に認識している。しかし、適当であ
れば、制御装置８６は予熱パルスの印加と現スワスの印
刷開始との間に再度ＴＣＯ８０値を読取ることにより、
データのダブルチェックを行なってよい。

【００３６】予熱の直後に、印刷ヘッドを搭載するキャ
リッジアセンブリが走査線を横断して動くにつれて、主
パルスは適切なプリパルスとともにそれぞれの加熱素子
４６に印加され、インクを放出して画像記録媒体８上に
画像データを形成する。データのスワスの終了時点で、
制御装置８６はＴＣＯ８０を用いて再度印刷ヘッドの温
度を感知してよい。印刷ヘッドの温度が２５℃等の所定
の値を下回る場合、制御装置８６はその印刷ヘッドが必
要とするかも知れない予熱量を再度決定する。すなわ
ち、温度が十分に低い場合、印刷ヘッドは予熱量を決定
するために図６にあるようなデータを用いる。後続のプ
リパルス信号の適切な量が次に加熱素子に供給される。
それぞれの数の予熱パルス（あるいは予熱時間）を印加
した後で、印刷ヘッドを搭載するキャリッジアセンブリ
が別の画像データのスワスを印刷し、その初期ポジショ
ンへ逆向きに戻ってよい。受像媒体８上に第２データス
ワスを印刷するように主パルスおよびプリパルス信号が
加熱素子に印加される。

【００３７】データの第２スワスの終了時点で、同サイ
クルは以下のように再度繰り返されてよい。ａ）ＴＣＯ
８０を用いて印刷ヘッドの温度を測定する。ｂ）図６に
示すようなデータを用いて予熱が必要か否かを決定す
る。ｃ）温度が所定のレベルを下回る場合、適切な数の
プリパルスを加熱素子４６に印加する。ｄ）キャリッジ
アセンブリが走査線を横断して動くにつれて主パルスと
プリパルス信号を印加して受像媒体８上にインクを放出
させる。ある特定の用途では、印刷は単一方向に行なわ
れるかも知れない。すなわち、キャリッジアセンブリが
左から右（または逆方向）へのみ動く間に、受像媒体８
にインクが放出され、インクは戻りストロークでは放出
されない。このような場合、ステップ（ａ）から（ｄ）
が実行されるのは画像記録が完了したストロークの直前
だけである。当然ながら、放出装置の原寸幅の直線配列
が用いられる場合、キャリッジアセンブリは受像媒体８
に相対的に動かないであろう。本発明はさらに、印刷対
象になり得るデータの各スワスまたは任意の画像データ
群の後でＴＣＯ温度を測定する能力を含んでいる。

【００３８】周辺温度が１５℃の状態で印刷するデータ
の最初の２スワスについて、黒色インクとカラーインク
の典型的な温度時間履歴を図７、８にそれぞれ示す。黒
色インク（図７）について印刷ヘッドの初期温度は一様
であるため、ＴＣＯ読取り値は周辺の温度に対応し、図
６のデータに基づいて約半秒間の予熱を必要とする。第
１スワスの終了時点（すなわち、約０.５秒後）におい
て、印刷密度が非常に低ければインク温度は約２３℃ま
で下がるかもしれない。そこで、画像データの第２スワ
スが約１秒で印刷される前に、ＴＣＯ読取り値が約２１
℃であり 、図６のデータに基づいて約０．１秒の予熱
時間を要求する。かくして、第２スワス終了時点での温
度は第１スワスとほぼ同じであり、温度制御はその後の
印刷においても維持できることを示す。かくして、生産
性は印刷ヘッドの初期温度よりもむしろスワス間の予熱
により決定されてよい。

【００３９】図９に制御装置８６を用いて行なわれる本
発明の好適な方法のフローチャートを示す。ステップＳ
１００で、印刷ヘッドの温度はＴＣＯ８０により測定さ
れる。次に、制御装置８６は図６に示すようなデータを
用いてステップＳ１０２における予熱量を決定する。ス
テップＳ１０４で、プリパルス信号（もしあれば）が必
要な量だけ加熱素子４６に印加されて印刷ヘッドを予熱
する。最終的にステップＳ１０６で、プリパルスおよび
主パルス信号が各加熱素子４６に供給されて受像媒体８
を横断するようにキャリッジアセンブリ５を動かすこと
により好適にデータのスワスを印刷する。データの第１
スワスの終了時点において、本方法はステップＳ１００
に戻ってデータの第２スワスのプロセスを繰り返す。ス
テップＳ１００とＳ１０６のこのサイクルはデータの各
スワスについて繰り返されてよく、また所定の数のスワ
スが印刷されたか、あるいは印刷ヘッドの所定の温度に
到達した後、繰り返されてよい。

【００４０】印刷のシステムは複数の印刷ヘッドおよび
複数のＴＣＯを含んでいてよい。ＴＣＯの各々が異なる
印刷ヘッドの温度を測定してよく、各印刷ヘッドは図６
のデータに基づいて必要な予熱時間が異なっていてよ
い。さらに、印刷ヘッドの各々は、例えば最大プリパル
スエネルギーが第１印刷ヘッドについて３μＪ、第２印
刷ヘッドについて５μＪのように、異なるパラメータの
下で動作してよい。複数の印刷ヘッドが存在する場合、
それらは通常一緒に移動する。その場合、すべての印刷
ヘッドについて予熱時間を同じにしておくのが好適であ
ろう。そのような状態で、許される最大のプリパルスエ
ネルギーを最長の予熱時間を必要とする印刷ヘッドのた
めに使い、そして予熱時間を同一にしておくために許さ
れるプリパルスエネルギーの一部を別の印刷ヘッドのた
めに使うように制御装置８６が動作してよい。必要な情
報は図６に示すようなデータから得ることができる。一
例として、ＴＣＯ読取り値の温度が印刷ヘッドＡについ
て１０℃、印刷ヘッドＢについて１５℃を示していると
仮定する。さらに、両方の印刷ヘッドについて許される
最大のプリパルスエネルギーは５μＪであると仮定す
る。図６から、予熱時間は両方の印刷ヘッドについて約
０．６秒であろうが、印刷ヘッドＡは最大の５Ｊで予熱
されるかもしれないのに対し、印刷ヘッドＢは約３．５
μＪ、すなわち最大容量の７０％で予熱されるかもしれ
ない。本発明により、両方の印刷ヘッドを予熱する他の
実施の形態をも実現することができる。

【００４１】本発明を好適な実施の形態と関連付けて説
明してきたが、発明の記述から多くの修正および変更が
容易である。このような修正および変更はすべて、付随
する請求項に定義されているとおり本発明の範囲に含ま
れるものと見なされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術による印刷システムを示す模式図で
ある。

【図２】 従来技術によるインクジェット印刷ヘッド用
の単一放出管の断面図である。

【図３】 従来技術による印刷装置において放出装置列
にどのようにパルスが印加されるかを示すタイミング図
である。

【図４】 従来技術による印刷装置において放出装置列
にどのようにパルスが印加されるかを示すタイミング図
である。

【図５】 印刷ヘッドの構造を示す別の模式図である。

【図６】 目標動作温度が２５℃の場合の予熱時間およ
びＴＣＯ読取り値を示すグラフである。

【図７】 本発明の好適な実施の形態による黒色インク
の２個のスワスについて温度履歴を示すグラフである。

【図８】 本発明の好適な実施の形態によるカラーイン
クの２個のスワスについて温度履歴を示すグラフであ
る。

【図９】 本発明の好適な実施の形態を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

２ インクジェット印刷装置、４ 印刷ヘッド、５ キ
ャリッジアセンブリ、６ インク液滴、８ 受像媒体、
１０，２８ モーター、１６ 供給ロール、１８ 取込
みロール、２０ 支持ベール、２２ 平行ガイドレー
ル、２４ ケーブル、２６ プーリー、３０ インク液
滴放出装置、３２ 毛細管、３４ オリフィス、３６
インク、３８ 上部基板、４０ 厚膜層、４２ 下部基
板、４６加熱素子、５０ アドレス指定電極、５２ 不
活性化層、５４ 気泡、５６ インク液滴、８２ 加熱
基板、８０ ＴＣＯ（温度被制御発振器）、８６ 制御
装置、８８ 熱シンク。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月２５日（２０００．２．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図９】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号に応じて所定量のインクを放出
   可能な加熱素子を各々有する複数の液滴放出装置を備え
   ると共に熱シンクを採用した少なくとも一つの印刷ヘッ
   ドを有するインクジェットアセンブリを用いる方法であ
   って、 前記印刷ヘッドの温度を測定するステップと、 該測定された温度に基づく予熱量を与える少なくとも一
   つのプリパルス信号を前記印刷ヘッド内の加熱素子に印
   加することによって前記印刷ヘッドを予熱するステップ
   とを備える方法。