JP2001334679A

JP2001334679A - インクジェット印字装置

Info

Publication number: JP2001334679A
Application number: JP2000159461A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyasu Nakajima; 光康中嶋
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】環境に応じて回復吐出（プライミング）を最適
に行うインクジェット印字装置を提供する。【解決手段】制御装置１５は印字開始信号で先ず相対湿
度を測定し（Ｓ１）、判明した相対湿度と２番目のＲＯ
Ｍ２２に記憶した湿度・Ｔ１テーブルとに基づき必要プ
ライミング間隔Ｔ１を決定する（Ｓ２）。次に印字前に
全オリフィス７に対しプライミングを行い（Ｓ３）、タ
イマＴＭを「０」にしてプライミング後の経過時間ＴＭ
の計時を開始して（Ｓ４）、主走査１ラインの印字を行
う（Ｓ５）。次に全ラインの印字が終了したかを判別し
（Ｓ６）、Ｓ６がＮＯなら更に前回プライミング後の経
過時間ＴＭと次の主走査１ラインの印字時間ＴＫを加え
た時間が必要プライミング間隔Ｔ１よりも小さいか「Ｔ
１＞ＴＭ＋ＴＫ」を調べ（Ｓ７）、Ｓ７がＹＥＳなら次
の主走査１ラインを印字し、Ｓ７がＮＯなら印字前にＳ
３でプライミングを行ってからＳ４〜Ｓ６を行う。Ｓ６
がＹＥＳなら処理を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、環境に応じて回復
吐出を最適に行うインクジェット印字装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット方式の印字装
置がある。このインクジェット方式による印字装置に
は、気泡の発生するカでインク滴を飛ばすサーマルイン
クジェット方式や、ピエゾ抵抗素子（圧電素子）の変形
によってインク滴を飛ばすピエゾインクジェット方式等
がある。

【０００３】これらの印字装置は、色材たるインクをイ
ンク滴にして直接記録用紙に向って吐出することによっ
て印字（印刷）を行うものであり、これによって、印字
エネルギーが小さく経済的であり、インクの混合による
カラー化が容易であり、騒音も少なく、本体装置を小型
に構成できる等の優れた特徴をもっているため、特にパ
ーソナル用の印字装置（プリンタ）として広く用いられ
ている。

【０００４】ところが、このようなインクジェット方式
のプリンタは、インクを吐出する印字ヘッドのインク吐
出口（吐出ノズル）が常に外気に晒されている。そし
て、印字中であるからといって全ての吐出ノズルがイン
クを吐出するわけではなく、印字する文字（又は印刷す
る画像、以下同様）の態様によっては、印字中であって
も比較的長い時間にわたってインクを吐出しない（吐出
する必要がない）吐出ノズルが発生することは珍しくな
い。

【０００５】特に印字ヘッドがライン式の印字ヘッドの
ように長尺で多数の吐出ノズルを備えた印字ヘッドにな
ると、シリアル式の印字ヘッドに比較して１吐出ノズル
当りの吐出回数が少なく（吐出確率が低く）なり、印字
データによっては、１ページの印字中に１度もインクを
吐出しない吐出ノズルも発生する。

【０００６】そうすると、インクの吐出が行われなかっ
た吐出ノズル内に長時間にわたり静止して滞留している
インクが乾燥して増粘し、その吐出ノズルが目詰まりを
起こすという問題が発生する。特に使用環境温度が高い
ときや使用環境湿度が低いときはインクは短時間に乾燥
し、目詰まりが発生しやすくなる。この目詰まりを解消
するために、インクジェット方式のプリンタは、印字開
始時は勿論、印字中も、印字に関与しないインクの吐出
を行って増粘したインクを吐出ノズルから排除するいわ
ゆる回復吐出（プライミング）という動作を行ってい
る。

【０００７】このプライミングを行うタイミング、つま
りプライミング間隔は、プリンタのあらゆる使用環境下
で、上述したような増粘による目詰まり等の悪影響が発
生しないように、予め一定の間隔に設定されており、プ
リンタは、その設定されたプライミング間隔にしたがっ
て、印字中においても比較的頻繁にプライミング動作を
行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のプラ
イミング間隔は、印字ヘッドの経時変化や製造ばらつき
或は温度、湿度等の使用環境などにおける最悪の場合を
想定して、その最悪の場合にも対応できるように余裕
（マージン）を持たせて決められている。そのため、多
くの場合、必要以上にプライミング間隔が短くなってし
まい、上記のように印字中にプライミング動作が頻繁に
発生することになる。

【０００９】したがって、従来のインクジェット方式の
プリンタは、上記の印字中の頻繁なプライミング動作
が、印字出力のスループットを大幅に低下させ、印字ヘ
ッドの寿命低下を招き、更にはプライミングに使用され
るインクの消費量が大きくなって不経済であるという、
様々な問題を有していた。

【００１０】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
使用環境に応じてプライミングを最適に行うインクジェ
ット印字装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
インクジェット印字装置の構成を述べる。先ず、請求項
１記載の発明のインクジェット印字装置は、インクを吐
出する吐出手段と、該吐出手段の近傍の湿度を検出する
検出手段と、基準湿度におけるプライミング間隔を記憶
する記憶手段と、上記検出手段により検出された湿度が
上記基準相対湿度よりも高いとき、実行するプライミン
グ間隔を上記記憶手段に記憶されているプライミング間
隔よりも長く変更する吐出間隔変更手段と、を有して構
成される。

【００１２】次に、請求項２記載の発明のインクジェッ
ト印字装置は、インクを吐出する吐出手段と、該吐出手
段の近傍の温度を検出する検出手段と、基準温度におけ
るプライミング間隔を記憶する記憶手段と、上記検出手
段により検出された温度が上記基準温度よりも高いと
き、実行するプライミング間隔を上記記憶手段に記憶さ
れているプライミング間隔よりも短く変更する吐出間隔
変更手段と、を有して構成される。

【００１３】更に、請求項３記載の発明のインクジェッ
ト印字装置は、インクを吐出する吐出手段と、上記イン
クの吐出が正常に行われたか否かを検出する吐出状態検
出手段と、予め決められたプライミング間隔でインクを
吐出させる吐出制御手段と、上記吐出状態検出手段によ
り上記インクの吐出が正常に行われたことが検出された
とき、上記吐出制御手段によるプライミング間隔を長く
変更する吐出間隔変更手段と、を有して構成される。そ
して、上記吐出制御手段は、例えば請求項４記載のよう
に、上記吐出手段を複数のグループに分けて吐出制御す
るように構成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a),(b),(c) は、第１の
実施の形態におけるインクジェット印字装置の印字ヘッ
ドを示しており、インク滴を飛ばすための気泡を発生さ
せる発熱体の発熱面に垂直な方向へインクを吐出する構
成のトップシュータ型（又はルーフシュータ型ともい
う）のサーマルインクジェット方式の印字ヘッドを模式
的に示している。同図(a) は、印字ヘッドのインク吐出
面（オリフィス板）の平面図であり、同図(b) は、同図
(a) の破線Ａで示す部分の内部構成の主要部をオリフィ
ス板を透視して示す拡大図であり、同図(c) は、同図
(a) のＢ−Ｂ′断面矢視拡大図である。

【００１５】同図(a),(b),(c) に示すように、シリコン
基板１上には、発熱体２が形成されており、隔壁３及び
３−１によっておよそ高さ１０μｍのインク流路４及び
個別の加圧室５が形成され、その上にオリフィス板６が
積層されている。オリフィス板６には発熱体２に対向す
る位置にインク吐出手段としてのオリフィス７が穿設さ
れている。また、シリコン基板１の表面側にはインク供
給溝８が表面からおよそ２／５程度の深さに穿設され、
このインク供給溝８に連通し、シリコン基板１の裏面に
貫通するインク供給孔９が穿設されている。

【００１６】尚、オリフィス７はオリフィス板６に形成
されるので、オリフィス板６を除去して示す同図(b) で
はオリフィス７は存在しないが、発熱体２との位置関係
を示すため、オリフィス７を破線で示している。また、
上記の発熱体２は不図示の電極に接続されており、発熱
体２が設けられている加圧室５には、インク供給孔９、
インク供給溝８及びインク流路４を介して外部からイン
クが同図(c) の破線矢印Ｃで示す方向に常時供給されて
いる。

【００１７】この形式における印字ヘッドの製法として
は、シリコンＬＳＩ形成技術と薄膜形成技術を利用して
複数の発熱体とこれらに対応するオリフィスと発熱体を
個々に発熱駆動する駆動回路とを、一括してモノリシッ
クに形成する方法がある。

【００１８】この方法によれば、例えば１５ｍｍの幅の
基板に、解像度が３００ドット／２５．４ｍｍの印字ヘ
ッドであれば１５０個の発熱体と駆動回路とオリフィス
が形成され、また、解像度が６００ドット／２５．４ｍ
ｍの場合であれば３００個の発熱体と駆動回路とオリフ
ィスが形成される。更に、オリフィス列をフルカラー印
刷に対応して４列に構成すれば、１２００個の発熱体と
駆動回路とオリフィスが形成される。

【００１９】図２(a),(b),(c) は、上記印字ヘッドのイ
ンク吐出動作を模式的に示す図である。同図には、図１
(a),(b),(c) に示した構成と同一の構成部分には図１
(a),(b),(c) と同一の番号を付与して示している。

【００２０】先ず、図２(a) に示す待機状態において、
外部からインク流路４に供給されているインク１１は、
オリフィス７内に入り込み、オリフィス板６の上面に沿
ったオリフィス７の上部開口でメニスカス１１ａを形成
している。

【００２１】次に、画像情報に応じて印字ドットとして
選択されたオリフィス７に対応する発熱体２が通電によ
り発熱すると、発熱体２とインク１１との界面に多数の
核気泡が発生し、これら多数の核気泡が合体して、図
(b) に示すように、膜気泡１２が生成される。

【００２２】この膜気泡１２が断熱膨張して成長し周囲
のインク１１を押し遣り、これによりオリフィス７から
インク１１ｂが押し出され、更にこの押し出されたイン
ク１１ｂが、同図(c) に示すように、インク滴１１ｃと
なってオリフィス７から不図示の記録媒体に向けて吐出
される。

【００２３】この後、上記の膜気泡は収縮して消滅し、
インク滴１１ｃが飛び出した後の発熱体２の配設部であ
る加圧室５には、外部からインク流路４を介してインク
１１が補充される。

【００２４】このように印字ヘッドのオリフィス７から
インク滴１１ｃを吐出して印字動作を行う本例のインク
ジェト印字装置において、インク１１は非印字時におい
ても印字ヘッドのオリフィス７内に残留するので、この
オリフィス７内のインク１１の蒸発乾燥による粘度増加
などの変質を防止するために、非印字時には印字ヘッド
のオリフィス７形成面（印字ヘッドの表面）は、不図示
のキャップ部材で覆われて、インクの蒸発乾燥を防止す
るようになっている。

【００２５】そして、印字期間中においても、インク１
１を常に吐出可能状態に保つ必要があり、インク１１が
常にオリフィス７内に満たされているが、印字ヘッドの
全てのオリフィス７から常にインクが吐出されているわ
けでなく、印字情報に対応して吐出指示の出されている
オリフィス７のみがインクを吐出し、ある期間以上吐出
指示の無いオリフィス７ではインクが蒸発乾燥して増粘
する不具合が生ずることは前述した。

【００２６】したがって、オリフィス７内の粘度が高く
なってしまったインク１１を吐出させて全てのオリフィ
ス７を正常な吐出状態に戻すためにプライミングを行う
必要があることも前述した。

【００２７】本例においては、このプライミングを、予
め設定された一定周期に行うのではなく、インクジェッ
ト印字装置が設置されている環境の相対湿度に対応して
行うように制御する。そのために、本実施の形態におけ
るインクジェット印字装置には、後述するように、印字
ヘッドの近傍に湿度センサを取り付けてある。この湿度
センサの出力を制御装置が参照して、その結果を、詳し
くは後述するプライミング間隔の設定に用いている。

【００２８】図３は、上記インクジェット印字装置のシ
ステム構成を示すブロック図である。同図に示すよう
に、インクジェット印字装置の制御装置１５には、１番
目の入出力インターフェースＩ／Ｏ１６、キー・センサ
１７、プロセス負荷１８、ＲＡＭ１９、１番目のＲＯＭ
２１、２番目のＲＯＭ２２、及び２番目の入出力インタ
ーフェースＩ／Ｏ２３が接続されている。同図におい
て、外部から入力される印字データは、１番目の入出力
インターフェースＩ／Ｏ１６により受信され、制御装置
１５により、データ処理が行われた後、２番目の入出力
インターフェースＩ／Ｏ２３を介してヘッドユニット２
４に送られる。

【００２９】ヘッドユニット２４には、図１(a),(b),
(c) に示した印字ヘッド（図３では印字ヘッド２５）、
圧電素子アレー２６（圧電素子アレー２６は図１及び図
２に示す個々の圧電素子１０で構成されている）、及び
これらの近傍に配設されている湿度センサ２７及び温度
センサ２８で構成されている。上記の印字ヘッド２５に
より図２に示したインクの吐出が行われる。

【００３０】キー・センサ１７は、各種入力キー、用紙
検知センサ等の入力素子であり、プロセス負荷１８は、
用紙搬送モータ、各種の表示装置等である。１番目のＲ
ＯＭ２１は、温度や湿度に応じた後述するプライミング
間隔を記憶するメモリであり、このメモリに記憶されて
いる温度や湿度とプライミング間隔との関係を示すテー
ブルと、ヘッドユニット２４内の温度センサ２８又は湿
度センサ２７の測定値とに基づいて、後述するように制
御装置１５によりプライミング間隔が決定される。２番
目のＲＯＭ２２は圧電素子アレー２６の出力電圧を予め
正常な電圧波形とインク詰まりが発生しているときの電
圧波形とを記憶するメモリである。

【００３１】図４は、１番目のＲＯＭ２１に記憶されて
いる本例に用いられる相対湿度とプライミング間隔の関
係を示す特性テーブルである。同図は、横軸に相対湿度
を示し、縦軸にプライミング間隔を示している。同図に
示すように、相対湿度が高くなると必要とされるプライ
ミング間隔は長くても良いようになる。実験によると、
温度が２５℃の環境では、相対湿度が２５％ＲＨのとき
は１２秒の間隔でプライミングを行えばよく、相対湿度
が４５％ＲＨのときでは８０秒の間隔でプライミングを
行っても正常なインク吐出が維持できることが判明して
いる。

【００３２】以下、上記の相対湿度とプライミング間隔
との関係を用いてプライミングの動作を制御する制御装
置１５による処理動作を説明する。尚、以下の説明で
は、本例のインクジェット印字装置１４をシリアル式プ
リンタとして説明するが、勿論、フルアレー印字ヘッド
を備えたライン式プリンタにも適用可能である。

【００３３】図５は、上記制御装置によるプライミング
の動作を制御する処理動作を説明するフローチャートで
ある。尚、この処理では、制御装置１５は、上記２番目
のＲＯＭ２２に記憶されている相対湿度とプライミング
間隔の関係を示すテーブルを参照しながら、新たに必要
となされるプライミングの間隔Ｔ１（以下、必要プライ
ミング間隔Ｔ１という）の設定処理を行う。また、この
処理には、必要プライミング間隔Ｔ１の経過時間ＴＭを
計時するタイマＴＭが用いられ、また、主走査１ライン
の印字に必要な時間ＴＫが記憶装置の所定の記憶領域に
予め記憶されている。また、本例の制御では、温度セン
サ２８と圧電素子１０は用いないので、温度センサ２８
及び圧電素子１０を有さない印字ヘッドにも適用可能で
ある。

【００３４】同図において、印字開始信号が発生する
と、先ず相対湿度を測定する（ステップＳ１）。この処
理では、湿度センサが駆動され、その出力が参照され
る。次に、上記の湿度センサの出力により判明した相対
湿度と記憶装置から読み出したテーブルとに基づいて、
必要プライミング間隔Ｔ１を決定する（ステップＳ
２）。この処理では、例えば、湿度センサの測定結果が
４５％ＲＨであれば、必要プライミング間隔Ｔ１は８０
秒に設定される。

【００３５】そして、印字実行前に、全てのオリフィス
７に対してプライミングを行う（ステップＳ３）。これ
により、全てのオリフィス７内の増粘しているインクが
除去されて、必要プライミング間隔Ｔ１の間は、全ての
オリフィス７より正常なインク吐出が可能となる。

【００３６】続いて、タイマＴＭを「０」に初期設定す
る（ステップＳ４）。これにより、上記のプライミング
を行ってからの経過時間ＴＭの計時がタイマＴＭによっ
て開始される。

【００３７】先ず、主走査１ラインの印字を行って（ス
テップＳ５）、次に、印字情報で指定されている全ライ
ンの印字が終了したか否かを判別し（ステップＳ６）、
全ラインの印字が終了していなければ（Ｓ６がＮＯ）、
更に、プライミンクが必要か否かを判別する（ステップ
Ｓ７）。

【００３８】この処理では、前回プライミングをしてか
らの経過時間ＴＭと次の主走査１ラインの印字に必要な
時間ＴＫを加えた時間が、ステップＳ２で設定されてい
る必要プライミング間隔Ｔ１よりも小さいか否かを判別
する。尚、この判別は、シリアル式プリンタでは、主走
査１ラインの印字途中でプライミングができないために
行われる。

【００３９】そして、上記判別で、小さい、すなわち
「Ｔ１＞ＴＭ＋ＴＫ」であるときは（Ｓ７がＹＥＳ）、
次の主走査１ラインを印字しても必要プライミング間隔
Ｔ１以内であり、支障は無いので、上記ステップＳ５の
処理に進んで次の主走査１ラインの印字を実行する。

【００４０】一方、上記ステップＳ７の判別で、「Ｔ１
≦ＴＭ＋ＴＫ」のときは（Ｓ７がＮＯ）、そのまま次の
主走査１ラインを印字したのでは印字中に必要プライミ
ング間隔Ｔ１が経過しまうことになり、これでは支障が
あるので、印字実行前にステップＳ３の処理に移行して
プライミングを行ってから、ステップＳ４〜Ｓ６を行
う、ということを繰り返えす。そして、ステップＳ６に
おいて、全ラインの印字が終了したことが確認されると
（Ｓ６がＹＥＳ）、処理を終了する。

【００４１】このように、環境の相対湿度を測定して、
その環境下で許容される必要最大限度の長い間隔でプラ
イミングを行うので、プライミングの動作に無駄が無
く、したがって、印字出力のスループットが向上し、印
字ヘッドの寿命も延び、更にはプライミングに使用され
るインクの消費量が低下して経済的である。

【００４２】尚、本実施の形態では、必要プライミング
間隔Ｔ１を、印字ヘッド周辺の相対湿度によってのみ決
めているが、温度によって環境温度を測定し、この温度
を用いるようにすることもできる。

【００４３】図６は、１番目のＲＯＭ２１に記憶されて
いる温度とプライミング間隔の関係を示す特性テーブル
である。同図は、横軸に温度を示し、縦軸にプライミン
グ間隔を示している。一般に、環境温度が高くなるとイ
ンクの乾燥が早くなるため、温度が低いときよりも短時
間でオリフィスのインクの増粘が始まる。このため、同
図に示すように、温度が高くなるにしたがって、より短
い間隔でプライミングを行う必要がある。

【００４４】いずれにしても、必要プライミング間隔Ｔ
１の変更は、湿度情報のみ、温度情報のみ、あるいは湿
度情報と温度情報の両方の情報に基づいて変更する三通
りの方法があり、いずれの方法を用いてもよく、その環
境下で許容される必要最大限度の長い間隔でプライミン
グを行うことができる。

【００４５】次に、第２の実施の形態におけるインクジ
ェット印字装置１４の制御装置１５によるプライミング
間隔決定の処理について述べる。この処理においては、
各加圧室５の隔壁３の壁面、すなわち全ての発熱体２の
側方にそれぞれ配置されている圧電素子１０が用いられ
る。本例では、これによって、インクの吐出状態を検出
する。

【００４６】一般に圧電素子は、一方では電圧を印加さ
れると変形し、他方では外圧を受けて変形すると電圧を
発生する。ピエゾ式のインクジェット印字装置では、圧
電素子に電圧を印加して変形させ、その変形によって発
生した圧力でインク滴をオリフィスから吐出させるが、
本例では、圧電素子１０が受ける外圧（加圧室５内の圧
力）によって発生する電圧波形を取り出す（検知する）
ことによって、個々のオリフィス７のインク吐出状態を
検査する。

【００４７】本例において、２番目のＲＯＭ２２には、
前述した正常にインク吐出をしているときの圧電素子１
０からの信号（電圧）波形が予め記憶されている。個々
のオリフィス７のインク吐出状態を検査する場合は、オ
リフィス７に、１個づつ順番にインクを吐出させ、圧電
素子１０から検出される信号波形と、記憶装置に記憶し
ている正常なインク吐出時の信号波形とを比較して、吐
出が正常に行われたか否かを判別する。

【００４８】即ち発熱体２が発熱することにより、図２
(c) に示すように膜気泡１２が発生し加圧室５の圧力が
上昇する。インク１１の詰まりがないときは膜気泡１２
の発生により加圧室５の圧力が一瞬上昇し、インク１１
ｂの吐出に伴って圧力は直ちに下降する。

【００４９】ところがインク詰まりが発生している場合
は、膜気泡１２の発生により加圧室５の圧力は上昇する
が、インク１１ｂが吐出しないため圧力は暫くの間は下
がらず徐々に下降して行く。この正常な吐出時の圧力変
化とインク詰まり時の圧力変化の違いは、圧電素子１０
の出力電圧の波形となって現れる。

【００５０】この圧電素子１０が出力する正常な電圧波
形（基準波形）とインク詰まりが発生しているときの電
圧波形とを予め記憶しておき、上記オリフィス７に１個
づつ順番にインクを吐出させて測定した電圧波形を基準
波形及びインク詰まり波形と比較することにより吐出状
態を検出することができる。

【００５１】尚、電圧波形は一つの波形のみを記憶して
おいても良い。例えば正常時の電圧波形のみを記憶し、
発生した電圧波形が一致した場合は正常、不一致の場合
は異常と処理すれば良い。逆に異常時の電圧波形のみを
記憶し、発生した電圧波形が一致した場合は異常、不一
致の場合は正常と処理しても良い。

【００５２】また、上記の吐出検査は、オリフィス７が
１０００個あったとしても、１０ｋＨｚの処理速度で検
査を行えば、全オリフィスについて、僅か０．１秒で検
査が終了する。

【００５３】このように個々のオリフィス７のインク吐
出状態を検査して、その検査結果に基づいて必要プライ
ミング間隔Ｔ１を決定する。図７は、上記第２の実施形
態におけるインクジェット印字装置１４の制御装置１５
によるプライミングの動作を制御する処理動作を説明す
るフローチャートである。尚、本例における処理におい
ては、処理変数としてプライミング間隔変数ｎが用いら
れ、また、所望の印字用紙１枚分の出力に必要な時間Ｔ
Ａが予め設定されている。

【００５４】同図において、印字開始信号が発生する
と、先ずプライミング間隔変数ｎに初期値として５を代
入する（ステップＳ１１）。これにより、次のプライミ
ングまでの間隔として取り敢えず５秒間の時間が設定さ
れる。

【００５５】次に、プライミングを行って全てのオリフ
ィス７を吐出可能状態に回復させた後（ステップＳ１
２）、ｎ秒（最初は５秒）の間待機した後（ステップＳ
１３）、今度は、全ノズル吐出の処理を行う（ステップ
Ｓ１４）。この全ノズル吐出の処理は、オリフィス７に
１個づつ順番にインクを吐出させながら、圧電素子１０
から検出される信号波形を参照して、全オリフィス７か
らインク（インク滴１１ｃ）が正常に吐出されたか否か
を検査する処理である。

【００５６】ここで、もし正常な吐出が行われなかった
ことが判別されたときは（Ｓ１４がＮＯ）、必要プライ
ミング間隔Ｔ１に、プライミング間隔変数ｎから「５」
を引いた値「ｎ−５」を設定して（ステップＳ１５）、
処理を終了する。

【００５７】最初はプライミング間隔変数ｎは「５」で
あるから、「ｎ−５」は「０」、すなわち上記ステップ
Ｓ１５の処理では必要プライミング間隔Ｔ１には「０」
が設定される。Ｔ１＝０では、印字が不可能であるか
ら、利用者に印字ヘッドの交換等の通知を行う。

【００５８】また、上記のように最初のプライミングの
後、５秒後に正常な吐出ができないということは、最初
のプライミングでオリフィス７内に増粘したインクが残
留していることを示し、これは、もはや印字ヘッドが正
常なインクの吐出を行う状態ではないことを示してい
る。上記のＴ１＝０は、そのことを示している。

【００５９】他方、上記のステップＳ１４の判別で、全
オリフィス７からインクが正常に吐出されたことが判明
した場合は（Ｓ１４がＹＥＳ）、続いて、上記のプライ
ミング間隔変数ｎが、用紙１枚分の出力に必要な時間Ｔ
Ａより小さいか否か判別する（ステップＳ１６）。

【００６０】通常、用紙１枚の印字には５秒以上の時間
が掛かるから最初は「ＴＡ＞ｎ」である（Ｓ１６がＹＥ
Ｓ）そして、この場合は、プライミング間隔変数ｎを
「５」インクリメントして（ステップＳ１７）、ステッ
プＳ１２に戻り、再びステップＳ１２〜Ｓ１４を繰り返
す。

【００６１】尚、この２回目の処理では、プライミング
間隔変数ｎは１０秒になっている。すなわち、５秒単位
でプライミングの間隔を延ばしていく。そして再びステ
ップＳ１２でプライミングを行い、ステップＳ１３でｎ
秒間待機し、ステップＳ１４で全ノズルの吐出が正常か
を検査する、ということを繰り返す。

【００６２】そして、ステップＳ１４で判別がＹＥＳで
あり、ステップＳ１５で判別がＮＯとなった場合は、用
紙１枚分の印字時間ＴＡ以上にプライミング間隔ｎが延
びたことになり、このように１枚の用紙に印字する間に
プライミングが１度もないことになると、これ以上に必
要プライミング間隔Ｔ１を長くしても１枚の用紙を印字
するスループットは向上しないため、「Ｔ１＝ｎ」とし
て（ステップＳ１８）、処理を終了する。

【００６３】また、上記繰り返しの処理で、用紙１枚分
の印字時間ＴＡ中でステップＳ１４の判別がＮＯとなっ
たときは、いまより５秒短かった前回の全ノズル吐出検
査では正常であったのであるから、この場合は、ステッ
プＳ１５で「ＴＡ＝ｎ−５」として処理を終了する。
尚、この場合は最初のときと異なり「ｎ−５≠０」であ
る。

【００６４】本例では、上記のようにして、オリフィス
個々の吐出特性のばらつきや、印字装置本体毎の工場生
産時のばらつき、或は環境の変化等の全てに対応して、
必要プライミング間隔Ｔ１を出来るだけ長い最適な時間
に設定することができる。

【００６５】尚、本例では、全オリフィスを用いてイン
クの正常な吐出が行えるか否かの検査を行っているが、
検査するオリフィスの数を全部とせず適宜に減らした数
で行って、確率的に判定するようにしても良い。

【００６６】図８は、第３の実施の形態における制御装
置１５によるプライミングの動作を制御する処理動作を
説明するフローチャートである。尚、本例においては、
オリフィスの数をブロック化して吐出状態を検査する
が、印字ヘッド内のオリフィス７の数は１００個とし、
１０個毎に１ブロックとする。つまり、本例の印字ヘッ
ドの全オリフィス７は、ブロック「０」、ブロック
「１」、・・・、ブロック「９」からなる１０個のブロ
ックを形成している。また、各オリフィス７にはインク
の乾燥状態にバラツキが無いものとする。また、この処
理においては、ブロック変数ｋと、プライミング変数ｔ
が用いられる。

【００６７】同図において、印字開始信号が発生する
と、先ずブロック変数ｋを「０」クリアし、更にプライ
ミング変数ｔを「５」に設定する（ステップＳ２１）。
続いてブロック「ｋ」のみをプライミングする（ステッ
プＳ２２）。最初は、ブロック変数ｋは「０」に初期化
されているので、ブロック「０」のみがプライミングさ
れることになる。

【００６８】次に、ｔ秒（本例では５秒）待機したのち
（ステップＳ２３）、ｋ＝９となっているか、つまり１
０個のブロックを全てプライミングし終えたか否かを判
別する（ステップＳ２４）。そして、まだ１０個のブロ
ックを全てプライミングし終わっていなければ（Ｓ２４
がＮＯ）、ブロック変数ｋを「１」インクリメントし
（ステップＳ１２５）、ステップＳ２２に戻り、ステッ
プＳ２２〜Ｓ２５を繰り返す。これにより、１０個のブ
ロックが順次ｔ秒間隔でプライミングされる。

【００６９】そして、ステップＳ２４において、１０個
のブロック全てについてプライミングを終了したと判別
すると（Ｓ２４がＹＥＳ）、続いて、全オリフィス（全
ブロック）が正常なインク吐出を行うことが可能である
か否か検査する（ステップＳ２６）。この処理は、図７
におけるステップＳ１４の処理と同一である。

【００７０】このステップＳ２６における処理時には、
最後のブロック「９」がプライミングをした時点よリｔ
秒を経過しており、ブロック「０」はｔ×１０秒経過し
ている。このブロック「ｋ」の経過時間をＴ［ｋ］とす
ると、各ブロックのプライミングからの経過時間は以下
の式で表される。

【００７１】Ｔ［ｋ］＝（１０−ｋ）×ｔ．．．．．（１）ここで、上記の検査の結果、例えばブロック「０」の中
に正常なインクの吐出が出来なかったオリフィス７が存
在し、それ以外のブロック「１」からブロック「９」で
は全て正常にインクの吐出が行えていたとする。

【００７２】すると、正常にインクの吐出が行えていた
ブロック「１」からブロック「９」の中で、プライミン
グをしてから一番長い時間が経過しているのブロック
は、正常な吐出を行ったブロックの中の一番小さい番号
のブロック「１」であり、このブロック「１」の経過時
間は、式（１）によリ、「Ｔ［１］＝９×ｔ」秒であ
る。例えば、本例では初期設定で「ｔ＝５」としている
ので、「Ｔ［１］＝４５」秒である。したがって、この
４５秒を必要プライミング間隔Ｔ１として決定する（ス
テップＳ２７）。

【００７３】尚、プライミング変数ｔを「５」に初期設
定しているが、この初期設定のままプライミング変数ｔ
を固定すると、最大の必要プライミング間隔Ｔ１は全ブ
ロックが正常な吐出を行った場合の５０秒に固定されて
しまう。このように全てのオリフィスが正常に吐出され
たことが確認された場合は更にプライミング間隔が長く
ても良い可能性がある。

【００７４】したがって、上記の処理を、プライミング
変数ｔを５秒から６秒にして検査して正常であれば順次
７秒、８秒、・・・と増加させながら適宜に繰り返し
て、最適のプライミング変数ｔを設定するようにすれ
ば、仮に８秒のときに吐出不良ノズルが発生したときは
その前の７秒間隔が最適であり、即ちこの場合は７秒×
９ノズル＝６３秒、マージン１０％を考慮して５７秒を
必要プライミング間隔Ｔ１として設定することが出来
る。このように、環境に応じた最長の必要プライミング
間隔Ｔ１を決定することができる。

【００７５】また、上述した第１〜第３の実施の形態に
おける必要プライミング間隔Ｔ１を決める処理は、電源
投入時、印字開始前、各印字終了毎、あるいは印字待機
中に一定間隔で行っても良い。また、温度センサや湿度
センサを備えて、環境が大きく変わったことが検出され
たときに行うようにしてもよい。また、更には、印字ヘ
ッドの交換時やテスト印字のときなどに、上記の必要プ
ライミング間隔Ｔ１を決める処理を呼んで、必要プライ
ミング間隔Ｔ１を決めるようにしてもよい。

【００７６】但し印字待機中に一定間隔で行う場合にそ
の間隔が長いときには、インクの粘度が高くなっている
可能性があるから、マージンを見込んで必要プライミン
グ間隔Ｔ１を少し短が目に決めることが望ましい。一例
として、上記の図８に示す処理で、最長のＴ［Ｋ］が４
５秒となったときは、１０％のマージンを見込んで、４
１秒（４５秒×０．９）を必要プライミング間隔Ｔ１と
して決定するようにするとよい。

【００７７】ところで、第１の実施の形態では、相対湿
度とプライミング間隔の関係を示すテーブルを参照しな
がら、新たな必要プライミング間隔Ｔ１の設定を行った
が、相対湿度とプライミング間隔の関係を示すテーブル
そのものは固定のままであった。しかし、上記のテーブ
ルに環境湿度の変化に対応した自己補正機能を加える
と、一層よく環境に適応した必要プライミング間隔Ｔ１
を得ることができる。以下、これについて第４の実施の
形態として説明する。

【００７８】図９は、第４の実施の形態におけるインク
ジェット印字装置の制御装置によるプライミングの動作
を制御する処理動作を説明するフローチャートである。
このフローチャートに示される処理は、待機時などの非
印字に、所定の間隔を持って呼び出される自己補正ルー
チンである。

【００７９】この自己補正ルーチンでは、先ず、印字ヘ
ッド近傍の相対湿度を測定する（ステップＳ３１）。続
いて、必要プライミング周期Ｔ１を決定する（ステップ
Ｓ３２）。この決定処理では、第２又は第３の実施の形
態で示した方法などによって必要プライミング周期Ｔ１
を決定する。

【００８０】例えば、工場出荷時には、印字ヘッド近傍
の相対湿度と必要プライミング周期Ｔ１の関係は、イン
クジェット印字装置の個々のバラツキを補正した値を加
味した上で、相対湿度・Ｔ１必要プライミング周期のテ
ーブルとして装置本体の記憶装置に格納している。

【００８１】この予め装置本体の記憶装置に格納されて
いるテーブルから、上記ステップＳ３１で測定された相
対湿度に基づいて抽出される新たな必要プライミング周
期のＴ１に対して所定のマージンを持ったＴ１′を算出
し、このＴ１′に基づいて初期の相対湿度・必要プライ
ミング周期Ｔ１のテーブルを書き換える（ステップＳ３
３）。

【００８２】例えば、ユーザが印字ヘッドのリフレッシ
ュを要求したときにも、この自己補正ルーチンを呼ぶ。
ユーザが印字ヘッドのリフレッシュを要求するときは、
印字結果に満足していないときであり、例えば増粘イン
ク等により、オリフィス７が目詰まりを起こしていると
きである。このときには、印字ヘッドを充分なプライミ
ング動作によりリフレッシュした後、図９に示す自己補
正ルーチンを呼んで、この処理によって決定されたＴ
１′を優先的に相対湿度・必要プライミング周期Ｔ１テ
ーブル内に埋め込む。或いは上記Ｔ１′による重み付け
をして、テーブル全体の再計算を行う。

【００８３】これによって、図４では関係が固定されて
いた相対湿度・必要プライミング周期Ｔ１テーブルが、
第２又は第３の実施の形態で示したより実情に即した方
法によって決定された必要プライミング周期によって初
期テーブルに対するマージン又は重みが決定され、この
マージン又は重みによって初期のテーブルが逐次補正さ
れていくようになる。

【００８４】尚、図９に示す処理では、湿度のみを測定
したが、温度も測定して同様にテーブルを書き換えても
よい。以上の実施例において湿度の検出及びプライミン
グ間隔の補正に関して相対湿度で説明したが、湿度の検
出は絶対湿度を用いても本願が適用できることは勿論で
ある。

【００８５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、印字中のプライミング間隔を１ライン又は１枚の
印字時間に対応して最適に設定するので、印字出力のス
ループットを向上させ、印字ヘッドの寿命を延ばし、且
つインクの消費量を低減させることができる。

【００８６】また、所定の間隔あるいはユーザによる印
字ヘッドのリフレッシュ時やテスト印字時に必要プライ
ミング間隔決定プログラムを呼び出して、装置本体の使
用環境や印字ヘッドの経時変化に対して常に最適な必要
プライミング間隔を決めるので、より精度の高い最速化
が行われ、且つより一層の印字ヘッドの長寿命化、イン
ク消費量の低減化が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は第１の実施の形態におけるインクジェッ
ト印字装置の印字ヘッドのインク吐出面の平面図、(b)
はその内部構成の主要部をオリフィス板を透視して示す
拡大図、(c) は(a) のＢ−Ｂ′断面矢視拡大図である。

【図２】(a),(b),(c) は第１の実施の形態における印字
ヘッドのインク吐出動作を模式的に示す図である。

【図３】第１の実施の形態におけるインクジェット印字
装置のシステム構成を示すブロック図である。

【図４】第１の実施の形態において用いられる相対湿度
とプライミング間隔の関係を示す特性テーブルである。

【図５】第１の実施の形態におけるインクジェット印字
装置の制御装置によるプライミングの動作を制御する処
理動作を説明するフローチャートである。

【図６】第１の実施の形態において用いられる温度とプ
ライミング間隔の関係を示す特性テーブルである。

【図７】第２の実施の形態におけるインクジェット印字
装置の制御装置によるプライミングの動作を制御する処
理動作を説明するフローチャートである。

【図８】第３の実施の形態におけるインクジェット印字
装置の制御装置によるプライミングの動作を制御する処
理動作を説明するフローチャートである。

【図９】第４の実施の形態におけるインクジェット印字
装置の制御装置によるプライミングの動作を制御する処
理動作を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１シリコン基板２発熱体３、３−１隔壁４インク流路５加圧室６オリフィス板７オリフィス８インク供給溝９インク供給孔１０圧電素子１１インク１１ａメニスカス１１ｂインク１１ｃインク滴１２膜気泡１４インクジェット印字装置１５制御装置１６１番目の入出力インターフェースＩ／Ｏ１７キー・センサ１８プロセス負荷１９ＲＡＭ２１１番目のＲＯＭ２２２番目のＲＯＭ２３２番目の入出力インターフェースＩ／Ｏ２４ヘッドユニット２５印字ヘッド２６圧電素子アレー２７湿度センサ２８温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する吐出手段と、該吐出手段の近傍の湿度を検出する検出手段と、基準湿度におけるプライミング間隔を記憶する記憶手段
と、前記検出手段により検出された湿度が前記基準相対湿度
よりも高いとき、実行するプライミング間隔を前記記憶
手段に記憶されているプライミング間隔よりも長く変更
する吐出間隔変更手段と、を有することを特徴とするインクジェット印字装置。
【請求項２】インクを吐出する吐出手段と、該吐出手段の近傍の温度を検出する検出手段と、基準温度におけるプライミング間隔を記憶する記憶手段
と、前記検出手段により検出された温度が前記基準温度より
も高いとき、実行するプライミング間隔を前記記憶手段
に記憶されているプライミング間隔よりも短く変更する
吐出間隔変更手段と、を有することを特徴とするインクジェット印字装置。
【請求項３】インクを吐出する吐出手段と、前記インクの吐出が正常に行われたか否かを検出する吐
出状態検出手段と、予め決められたプライミング間隔でインクを吐出させる
吐出制御手段と、前記吐出状態検出手段により前記インクの吐出が正常に
行われたことが検出されたとき、前記吐出制御手段によ
るプライミング間隔を長く変更する吐出間隔変更手段
と、を有することを特徴とするインクジェット印字装置。
【請求項４】前記吐出制御手段は、前記吐出手段を複
数のグループに分けて吐出制御することを特徴とする請
求項３記載のインクジェット印字装置。