JP2007268893A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動回路からの発熱を抑制して、効率的に記録ヘッドの回復動作ができる液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】 記録ヘッド３０の回復動作が行われる際には、ステップ４で、ヘッドホルダ９内に備えられたサーミスタ８０から得られた記録ヘッド３０周囲の温度ｔ℃が、所定温度ｓ℃よりも低いと判定された時には、液滴を吐出しない非吐出駆動パルスのみを記録ヘッド３０に印加して、ノズル近傍の液体のメニスカスに振動を加える。また、所定温度ｓ℃よりも高いと判定された時には、媒体への吐出とは無関係の予備吐出パルスを、非吐出駆動パルスよりも単位時間当たり少ないパルス数だけ記録ヘッド３０に印加して予備吐出動作を行う。すなわち、駆動回路４９の駆動による発熱量に応じて、記録ヘッド３０の回復動作が選択され、駆動回路４９への負荷を減少させ、更なる発熱を抑制する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、液滴を吐出することが可能な液滴吐出装置に関するもので、例えばインクジェットプリンタ装置などのノズル開口近傍の液体の乾燥による吐出不良を防止するための制御に関するものである。

従来、インクジェットプリンタ装置は、インクを吐出させる複数のノズルを有する記録ヘッドが搭載されたキャリッジが備えられており、記録ヘッドは、ノズルを有するキャビティユニットと、圧力変形部を有する圧電式のアクチュエータと、駆動回路を備えたフレキシブル配線材からなる。記録ヘッドは、ノズルに連通する圧力室にインクを充填し、アクチュエータに選択的に駆動パルスを印加することにより圧力変形部を変位させ、圧力室を膨張、収縮させることで、圧力室内のインクに吐出圧力が与えられ、キャリッジが往復走査しながら、複数のノズルからインクが被記録媒体に吐出される。

ところで、インクをノズルから吐出して印字を行う記録ヘッドは、印字を休止している間や、吐出機会の少ないノズルにおいて、インク中の溶媒（水等）が除々に乾燥し、増粘することで、インク滴の大きさが小さくなったり、インクが吐出されにくいなどの不具合が起こり、印字性能の低下を招くという問題点があった。そのような場合、印字開始前や、印字動作途中など、定期的もしくは強制的にキャリッジを非印字領域にあるフラッシング受部まで移動待機させ、駆動パルスを印加して、強制的に全てのノズルからインクを吐出させる予備吐出動作を行ったり、また、キャップ部に移動待機させてノズルに負圧をかけて、強制的に気泡や異物を吸引除去させるパージ処理など、いわゆるメンテナンス動作がなされる。

しかしながら、パージ処理や予備吐出動作は、気泡などの異物除去に効果がある反面、印字動作を中断し、キャリッジを印字領域外の非印字領域へ移動させなければならないことによる印字速度の低下や、インクを無駄に消費するという問題点もあった。そのため、特許文献１や２では、インク吐出をしていない間に、インクを被記録媒体に吐出する駆動パルスとは別に、インクを吐出しない程度の非吐出駆動パルスをアクチュエータに印加し、ノズル開口近傍のインクのメニスカス（ノズル開口近傍で露出しているインク表面）を微小振動させることで、インクの乾燥を防いで増粘させないようにし、かつ、インクの無駄な排出を抑制してきた。

特許文献１では、インクジェットプリンタ装置の休止状態において、インクのメニスカスを必要最低限の周期で微小振動させて、アクチュエータ（特許文献１では圧電素子）の疲労を出来るだけ低減しながら、目詰まりを防止し、印字を開始する直前に、改めて連続微小振動させることで、確実に目詰まりを防止するような制御を行っている。

特許文献２では、インクジェットプリンタ装置の休止状態において、インクを吐出させない程度の振動をインクのメニスカスに加えると共に、キャリッジに備えられた温度センサによって温度および湿度を測定結果に応じた時間間隔で、パージ処理を行ってインクを排出させるようにし、さらに、液滴径によって排出時間間隔や、駆動波形を異なえるようにしている。このように微小振動とパージ処理を共に行い、印字速度の低下やインク排出量の増大を防ぎ、また、インク滴を安定に保てるようにしている。

特許第３６１３２９７号公報 特許第３４１２５６９号公報

上述したように、インクのメニスカスを微小振動させてインクの乾燥による影響を抑えることは、印字性能の低減を防止するともに、無駄なインク排出量を減少し、印字時間の短縮ができ非常に効果的である。しかしながら、このような微小振動は、予備吐出動作の際の駆動パルスと比べると、インクを吐出させない代わりに駆動パルス数を多くしているため、記録ヘッドの駆動回路の発熱量が多くなり、駆動回路自体が高温で故障したり、駆動回路からの熱がアクチュエータ周囲に伝導し、アクチュエータ自体や記録ヘッド内のインクの特性に影響を及ぼすという問題点があった。

本発明は、上述した事情を考慮したものであって、駆動回路からの発熱を抑制し、かつ、ノズル内の液体の増粘や乾燥をより確実に防止できる液滴吐出装置を提供することである。

この目的を解決するために、請求項１に記載の発明では、液滴吐出装置において、駆動パルスをアクチュエータに印加することで、液体をノズルから液滴として媒体に吐出させる吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの周囲の温度を測定する温度検出手段を備えていて、前記吐出ヘッドの性能を回復させるために、液滴を吐出しない非吐出駆動パルスのみを前記アクチュエータに供給して、前記ノズル近傍の液体のメニスカスに振動を加える第１の制御と、前記媒体への吐出とは無関係の予備吐出パルスを、前記非吐出駆動パルスよりも単位時間当たり少ないパルス数だけ前記アクチュエータに供給して、前記ノズルから液滴を吐出させる第２の制御とが、前記温度検出手段の測定判定に応じて選択的に行われることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドは、前記媒体の幅方向に往復走査するキャリッジに塔載されていて、前記吐出ヘッドが前記媒体に液滴を吐出するために、前記キャリッジが前記媒体に沿って走査する動作中において、前記第１の制御と、前記第２の制御とが前記温度検出手段の測定判定に応じて選択的に行われることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記温度検出手段が、前記吐出ヘッドの周囲の温度が所定温度に達していないことを判定したとき、前記印字動作中において前記吐出が行われた後に前記第１の制御を行い、前記温度検出手段が、前記吐出ヘッドの周囲の温度が所定温度に達していることを判定したとき、前記キャリッジが印字領域外に移動して、前記第２の制御が行われることを特徴とする。

以上の構成によって、請求項１記載の発明では、駆動パルスをアクチュエータに印加し、ノズルから液滴を吐出させる吐出ヘッドと、吐出ヘッドの周囲の温度を測定する温度検出手段を備えた液滴吐出装置は、液滴を吐出しない非吐出駆動パルスのみをアクチュエータに供給し、ノズル近傍の液体のメニスカスに振動を加える第１の制御と、媒体への吐出とは無関係の予備吐出パルスをアクチュエータに供給し、ノズルから液滴を吐出させる第２の制御とが、温度検出手段の測定結果に応じて選択的に行われるため、温度が低い状況、たとえば印字データ量が少なく駆動回路があまり発熱していない場合には、第１の制御によりノズル近傍の液体のメニスカスに振動を加え、排出する液体の量を抑えながら液体の増粘を防ぐことができる。また、温度が高い状況、たとえば印字データ量が多く駆動回路が発熱している場合には、第２の制御によってノズルから液滴を吐出させ、少ないパルス数で液体の増粘を防ぎ、駆動回路の発熱を抑制して発熱による破壊やアクチュエータの特性変化を防ぐことができる。上記のように温度に応じて切り替えることにより、全体としての駆動回路の発熱を抑え、排出する液体の量を抑えることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の液滴吐出装置において、キャリッジに塔載された吐出ヘッドが、媒体に液滴を吐出するために、キャリッジが前記媒体に沿って走査する動作中に、第１の制御が吐出ヘッドと、第２の制御とが温度検出手段の測定判定に応じて選択的に行われるため、印字動作中においても、上記のようにインクの増粘を防ぐとともに、排出するインクを抑制しながら、駆動回路の発熱による故障や特性変化を防ぐことができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の液滴吐出装置において、吐出ヘッドの周囲の温度が所定温度に達していないとき、印字動作中において吐出が行われた後に第１の制御を行い、吐出ヘッドの周囲の温度が所定温度に達しているとき、キャリッジが印字領域外に移動して、第２の制御が行われるため、上記のようにインクの増粘を防ぐとともに、排出するインクを抑制しながら、駆動回路の発熱による破壊や特性変化を防ぐことができる。また、キャリッジが印字領域外に移動する第２の制御の回数を抑制できるため印字時間を短縮できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、図１、図２を参照して、本発明をインクジェットプリンタ装置１に具体化した構成を説明する。なお、以下の説明では、インクを吐出する側を下面および下方向とし、その反対側を上面および上方向とする。また、図１において図面左端側を左方向、右端側を右方向、図面下辺側を前方、図面上辺側を後方とする。

図１に示すように、インクジェットプリンタ装置１の内部には、２本のガイド軸６，７が平行に設けられており、そのガイド軸６，７には、キャリッジとして機能する略箱状のヘッドホルダ９が取り付けられていて、ヘッドホルダ９には、被記録媒体である記録用紙Ｐへノズル１５からインクを吐出して記録を行う記録ヘッド３０と各色インクを貯留するインクタンク４０が塔載されている。ヘッドホルダ９は、モータ１０により回転する無端ベルト１１に連結されており、モータ１０の駆動により、ガイド軸６，７に沿って記録用紙Ｐの幅方向（左右方向）に往復走査し、インクを吐出させる駆動パルスが記録ヘッド３０のアクチュエータ３１（図２）に印加されることで、ノズル１５からインクが吐出される。その時、記録用紙Ｐは、インクジェットプリンタ装置１内部に備えられた搬送装置（図示せず）により、矢印Ｆ方向に紙送りされ、ヘッドホルダ９が記録用紙Ｐに沿って、その幅方向（左右方向）に往復走査しながら印字がなされる。

また、インクジェットプリンタ装置１には、各色のインク、例えば、ブラックＢＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの４色のインクが収容されたインクカートリッジ５が備えられている。各インクカートリッジ５は、それぞれ可撓性のインク供給チューブ８によって、ヘッドホルダ９に搭載されているインクタンク４０に接続され、インクタンク４０内でインクが色別に貯留されて、各ノズル１５に各色ごとに供給される。

インクジェットプリンタ装置１の左側で非印字領域には、フラッシング受部材４が設けられている。フラッシング受部材４は、記録ヘッド３０から吐出される廃インクをうけて吸収する多孔質性のインク吸収材（例えばウレタンフォーム）をタンク内に収納する構成である。そして、印字開始前や印字途中などにおいて、ヘッドホルダ９がガイド軸６、７に沿ってインクジェットプリンタ装置１の左側の非印字領域に移動し、ヘッドホルダ９がフラッシング受部材４と対向する位置に配置される。そして、記録ヘッド３０のノズル１５からインクを吐出させて、インク中の気泡や増粘したインクをフラッシング受部材４に吸収させる（予備吐出動作（フラッシング））。予備吐出動作は、定期的もしくは強制的に行われる。

また、インクジェットプリンタ装置１の右側で非印字領域には、同じように、インク吐出の機能を回復させるため、ノズル１５内のインクを吸引する吸引パージ処理を行うための吸引キャップ２が備えられている。吸引キャップ２は、記録ヘッド３０のノズル面に対して、密着・離脱可能に設けられていて、吸引キャップ２がノズル面に密着している時に、公知のポンプにより吸引動作を行う。また、吸引パージ後のノズル面に付着したインクを払拭するためにワイパ部材３が備えられている。

記録ヘッド３０は、特開２００５−１６１７６１号公報に記載された公知のものと同様に、図２に示すように、キャビティユニット２０にプレート型のアクチュエータ３１が接着剤にて接合され、さらにその上面に可撓性のフレキシブル配線材３９が電気的に接合されている。キャビティユニット２０は、複数のプレート２１が積層されて構成され、インクを吐出する複数のノズル１５が形成されたノズル面を最下層のプレート２１に有している。そして、その各々のノズル１５に連通した複数の圧力室１６が最上層のプレート２１に平面視細長形状に形成され、その長手方向の一端部が複数のノズル１５と連通し、他端部がマニホールド流路１４と連通している。マニホールド流路１４には、インクタンク４０からインクが供給され、マニホールド流路１４から複数の圧力室１６にインクが分配され、各圧力室１６から対応するそれぞれのノズル１５に至り、ノズル１５から吐出されるようになっている。

アクチュエータ３１は、１枚の厚さが３０μｍ程度の複数枚のＰＺＴなどの圧電セラミックス層３１ａが積層された構造で、セラミックス層３１ａ間にはキャビティユニット２０における各々の圧力室１６に対応した箇所に個別電極３３、複数の圧力室１６に対して共通のコモン電極３２が交互に挟まれている。フレキシブル配線材３９は、駆動回路４９を内装する駆動ＩＣチップが搭載され、アクチュエータ３１の電極３２，３３に電気的に接続される。駆動回路４９は、個別電極３３とコモン電極３２の間に電圧を印加させる駆動パルスを発生させ、電極間に挟まれたセラミックス層３１ａの活性部を変位させることで、圧力室１６の容積を変化させて、インクをノズル１５から吐出させる。記録時には、インクをノズル１５から記録用紙Ｐに向けて吐出させ、記録が行われる。

また、駆動回路４９の発熱による高温で、駆動回路４９自身が故障したり破壊されたり、また記録ヘッド３０に熱の影響が及んで、インクの増粘や乾燥を促進させることがある。そのため、記録ヘッド３０の周囲には、後述する温度検出手段を備え、この温度検出結果に応じて、記録ヘッド３０のインク吐出の性能を回復させるとき、ノズル１５近傍の液体のメニスカスに振動を与えたり、予備吐出をさせたりする。詳しくは後ほど説明する。

図３に示すように、略箱状のヘッドホルダ９には、その内部に駆動回路４９の熱を放出させるための放熱板５３が塔載され、ヘッドホルダ９の底壁９ｃの下面側には、記録ヘッド３０が接着・固定されている。そして、インクタンク４０の上方には、回路基板５０がヘッドホルダ９の両方の側壁９ａに跨って配置されている。フレキシブル配線材３９は、底壁９ｃに貫通された貫通孔９ｃ１からヘッドホルダ９内ヘ引き出され、実装されている駆動回路４９をゴム状部材５２によって放熱板５３に接触させ、そして、ヘッドホルダ９の側壁９ａに沿って上方に延び、回路基板の上面に設けられたコネクタ５１と接続される。

また、回路基板５０には、温度検出手段としてのサーミスタ８０が備えられている。サーミスタ８０は、そのリード線８１が回路基板５０に貫通された穴８３にて導電性ろう材で固定されていて、サーミスタ８０の検温部８２が放熱板５３と接触している。サーミスタ８０などの温度検出手段によって検出された温度は、電圧信号としてフレキシブル配線材３９を介して、インクジェットプリンタ装置１本体側のメイン制御回路に伝送され、温度演算式に基づいて、記録ヘッド３０周囲の温度を演算推定し、駆動回路４９を介して記録ヘッド３０を適した範囲内で制御するような信号が生成される。図３では、サーミスタ８０は、その感温部８２を放熱板５３に接触させているが、記録ヘッド３０の周囲の温度を検出できる位置であればそれに限らず、感温部８２はヘッドホルダ９内の雰囲気を測定してもよいし、回路基板５０に感温部８２を当接しても良い。好ましくは、測定する対称物に近い方が真値に近いため、記録ヘッド３０の近傍に配置させると良い。

本実施形態では、サーミスタ８０で検出された測定結果は、記録ヘッド３０の制御だけでなく、後述する非吐出駆動と予備吐出動作のメンテナンスについても制御されるようにしている。これについては、後ほど説明する。

次に図４、図５を参照して、本実施の形態のインクジェットプリンタ装置１の電気的構成について説明する。図４は、インクジェットプリンタ装置１の電気的構成を示すブロック図であり、インクジェットプリンタ装置１の制御装置は、インクジェットプリンタ装置全体の各部を制御する１チップマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵとする）４１と、ゲート回路ＬＳＩである制御回路２２と、各種のインクを吐出する制御プログラムや駆動波形データを記憶したＲＯＭ１２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ１３とを備えている。ＣＰＵ４１には、各種の指令を入力するための操作パネル４４、ヘッドホルダ９を往復走査するキャリッジモータ４７を駆動させるモータドライバ４５、記録用紙Ｐ用の搬送装置を駆動させる搬送モータ４８を駆動させるモータドライバ４６、また、記録用紙の有無を検出するセンサであるぺーパセンサ１７、記録ヘッド３が原点位置にあることを検出するセンサである原点センサ１８やインクカートリッジ５が正常な装着状態にあることを検出するセンサであるインクカートリッジセンサ１９と接続されている。

ＣＰＵ４１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、及び制御回路２２は、アドレスバス２３およびデータバス２４を介して接続されている。そして、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ１２にあらかじめ記憶されたプログラムにしたがい、印字タイミング信号ＴＳと制御信号ＲＳを生成し、各信号ＴＳ、ＲＳを制御回路２２に転送する。また、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ２６などの外部機器からインターフェース２７を介して転送されてくる印字データを、イメージメモリ２５に記憶させる。そして、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ２６などからインターフェース２７を介して転送されてくるデータから、受信割込信号ＷＳを生成し、その信号ＷＳをＣＰＵ４１へ転送する。制御回路２２は、印字タイミング信号ＴＳ及び制御信号ＲＳにしたがい、イメージメモリ２５に記憶されている印字データにもとづいて、その印字データを被記録媒体に形成するための印字データ信号ＤＡＴＡ，その印字データ信号ＤＡＴＡと同期する転送クロックＴＣＫ，ストローブ信号ＳＴＢ，印字波形信号ＩＣＫを生成し、それら各信号ＤＡＴＡ，ＴＣＫ，ＳＴＢ，ＩＣＫを駆動回路４９へ転送する。

図５は、駆動回路４９の内部構成を図示したものである。駆動回路４９は、制御回路２２内のデータ転送部（図示しない）から転送クロック信号ＴＣＫに同期してシリアル転送されてくる印字データ信号ＤＡＴＡをパラレルデータに変換するシリアルーパラレル変換部３７、この変換されたパラレルデータＤＡＴＡをストローブ信号ＳＴＢにもとづいてラッチするデータラッチ３６、そのパラレルデータにもとづいて印字波形信号ＩＣＫを選択的に出力するＡＮＤゲート３５、出力された印字波形信号をアクチュエータ３１に適した電圧に変換し駆動パルスとして出力するドライバ３４とを備える。ドライバ３４から出力した駆動パルスは、記録ヘッド３０の個別電極３２に印加され、アクチュエータ３１を変位させる。シリアルーパラレル変換部３７や、データラッチ３６やＡＮＤゲート３５およびドライバ３４は、それぞれ記録ヘッド３０のノズル数にあわせた数が用意されている。

駆動波形信号ＩＣＫには、インクを吐出するための駆動波形信号と、インクを吐出しない程度にノズル内のメニスカスを振動させる後述する非吐出駆動波形信号とがあり、それぞれＲＯＭ１２に格納されており、プログラム制御にもとづいて選択的に読み出される。図６は、非吐出駆動波形信号にもとづいて出力される本実施形態の非吐出駆動パルスの波形であり、図６（ｂ）に示すように、１ドットの印字周期（印字はしない）に対して、第１の非吐出駆動パルス５０ａ、第２の非吐出駆動パルス５０ｂおよび第３の非吐出駆動パルス５０ｃの３つの非吐出駆動パルスで構成されている。また、その駆動周波数は２６ＫＨｚであり、電圧は２２Ｖである。前記駆動パルスが立ち上がりまたは立ち下がってアクチュエータ３１が変位することで、圧力室内にインクに生じた圧力波が変動する周期の１／２をＡＬとすると、１つの非吐出駆動パルスのパルス幅Ｔｐは、０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．３ＡＬで、パルス間の間隔Ｔｗは０．６ＡＬ以上としている。さらに好ましくは、ＡＬは４μｓｅｃで、Ｔｐは０．８μｓｅｃ〜１．２μｓｅｃ、Ｔｗは１８μｓｅｃくらいの値であることが好ましい。

アクチュエータ３１は、電極間に圧電セラミックス３１ａを挟んだコンデンサと同等であるから、上記Ｔｐでは、アクチュエータ３１に印加される電圧は、図６（ｂ）に破線で示すように、駆動パルスの最高電圧まで上がりきらないところで、駆動パルスが立ち下がるので、圧力室１６内のインクには、ノズルから吐出するほどの圧力が作用せず、ノズル内のインクのメニスカスに振動のみを与えることができる。なお、上記実施形態では、駆動パルスの幅Ｔｐだけアクチュエータ３１に電圧を印加しているが、常態においてアクチュエータ３１に電圧を印加し、圧力室１６の容積を縮小しておいて、駆動パルスの幅Ｔｐだけアクチュエータ３１への電圧の印加を停止して圧力室１６の容積を拡大し、パルス間隔Ｔｗだけ圧力室１６の容積を縮小する動作を繰り返すように構成することもできる。

上記非吐出駆動は、３つの駆動パルスからなる組を、１周期として２６ＫＨｚの周波数で所定回数連続して出力する動作を繰り返し、その後、所定周期分休止し、再び連続して出力する動作を繰り返す。好ましくは、図６（ａ）のように３つの非吐出駆動パルスからなる組を１００周期〜１５０周期分繰り返して出力するのを１ブロックとして非吐出駆動が行われ、その後１００周期〜１５０周期分の休止間隔をおいて、再び１ブロックを非吐出駆動が行われる動作が繰り返される。

図７は、予備吐出動作の予備吐出駆動パルスとして、吐出駆動波形信号にもとづいて出力される本実施形態の吐出駆動パルスの波形を示し、１ドットの印字周期（２６ＫＨｚ）に対して、上記の非吐出駆動パルス５０ａの数よりも少ない数の吐出駆動パルス５１で構成されている。この吐出駆動パルス５１のパルス幅は、最高電圧まで上がりきって、かつ圧力室内にインクに生じる圧力波の変動周期に同期して立ち上がり立ち下がりをするように、ほぼ１ＡＬ近傍の値が使用される。吐出駆動パルス５１は、ノズル近傍のインクを排出してしまうから、非吐出駆動パルスよりも単位時間当たり少ないパルス数でよい。両者のパルス数は、吐出駆動パルスが非吐出駆動パルスよりも少なければ、任意に設定できる。

上述のように、非吐出駆動パルスは、インク吐出のための駆動パルスの波形よりも、印加パルス幅が短い。また、駆動回路４９から出力される電圧は、吐出駆動パルスと同じ電圧だが、パルス幅が短く、印加時間が短いために、結果としてアクチュエータ３１に印加される電圧は、吐出駆動パルスよりも低いものとなっている。そのため、ノズル開口内のインクのメニスカスに、インクを吐出しない程度の振動のみを与え、その近傍のインクを攪拌して、ノズル開口内のインクが乾燥するのを防止することができる。また、上記のようにこの動作を所定周期分繰り返すことと休止することを交互に繰り返すことで、インクの攪拌が単調に繰り返されるのでなく、変化を付けて行われるので、インクが乾燥するのをより効果的に防止することができる。

また、上述したように非吐出駆動パルスは、インク吐出のための駆動パルスよりも、短いパルス幅でインクの攪拌を効果的に行うために、その単位時間当たりのパルス数は、予備吐出のための駆動パルスのパルス数よりも多い。そのため、駆動回路４９は、予備吐出動作を行っている時よりも発熱が多く、負荷が大きい。

次に非吐出駆動を含んだ本実施例の記録ヘッド３０の一連の回復動作について説明する。本実施例の回復動作は、駆動回路４９の負荷を抑制し、また記録ヘッド３０周囲の温度による印字品質の低下を回避するために、サーミスタ８０で検出測定された記録ヘッド３０の温度に応じて、非吐出駆動を行うか、予備吐出動作を行うかが決定される。つまり、記録ヘッド３０の回復動作をする前に、記録ヘッド３０の駆動回数が多く、駆動回路４９の発熱が増えている場合（所定温度より高いとき）は、駆動回路４９への負荷が高い非吐出駆動はしないで、駆動回路４９への負荷が少ない予備吐出動作を行う。また、印字動作による駆動回路４９への負荷があまりなく、駆動回路４９の発熱が少ないとき（所定温度より低いとき）は、非吐出駆動をさせる。

このように回復動作を行うことで、駆動回路４９への負荷を少なくしつつ、ノズル開口近傍のインクのメニスカスの増粘や乾燥を防止し、かつ、廃インク量を抑制することができる。

図８、図９のフローチャートを用いて、本実施例の具体的な記録ヘッド３０の回復動作の例を説明する。図８、図９のインクジェットプリンタ装置１の回復動作のプログラムは、図４に示すＲＯＭ１２に記憶されていて、ＣＰＵ４１によって実行される。以下、この回復動作のフローチャートの各ステップについては「Ｓ」と略記する。

図８に記載の実施形態では、印字動作中において記録ヘッド３０周囲の温度によって、回復動作を選択制御する例を示している。印字指令が入力される（Ｓ１）と、イメージメモリ２５に格納されている一行分のイメージデータを印字する動作が開始される。つまり、キャリッジモータ４７の駆動により、ヘッドホルダ９が記録用紙Ｐに沿って左右方向に走査され、イメージメモリ２５に格納されているイメージデータが印字データ信号ＤＡＴＡとして制御回路２２によってキャリッジの走査方向に順次読み出され、駆動回路４９を介してアクチュエータ３１に選択的に印加されることで印字がなされる（Ｓ２）。

このようにしてキャリッジの走査方向に順次印字動作が一走査分行われるまで繰り返され（Ｓ３）、一走査分の印字動作が終了すると、記録ヘッド３０周囲の温度測定結果を判定する動作が開始される。つまり、記録ヘッド３０が、一走査分の印字データのある領域を終了し終えた時点で、ヘッドホルダ９内のサーミスタ８０が伝熱板５３の温度を検出し、その結果より演算した記録ヘッド３０周囲の温度測定結果が所定温度ｓ℃以下であるかどうかの判定がなされる（Ｓ４）。そして、記録ヘッド３０周囲の温度が、所定温度ｓ℃以下である場合は、インクを吐出することなくノズル開口部内のインクに振動が与えられる（Ｓ５）。

非吐出駆動（Ｓ５）は、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムにしたがって、すべてのノズルに対して印字データ信号ＤＡＴＡと同等の駆動データ信号がＲＯＭ１２から読み出され、また、ＲＯＭ１２に格納されている図６（ｂ）の非吐出駆動パルス５０ａ〜５０ｃが読み出され、駆動回路４９に出力され、アクチュエータ３１が駆動される。非吐出駆動は、ヘッドホルダ９が一走査分の印字動作が終了後、印字領域あるいはヘッドホルダ９の減速領域にて行うことができ、また次の一走査分の印字動作がある場合、印字データ終了後から、次の一走査分の印字動作前までの間に行われる。また、前述のとおり１００〜１５０周期分の休止期間が含まれる。

また、記録ヘッド３０周囲の温度が、所定温度ｓ℃以上である場合は、ヘッドホルダ９（キャリッジ）は、インクジェットプリンタ装置１の左側にあるフラッシング受部材４まで移動し、フラッシング受部材４に対向して位置し（Ｓ６）、そして、図７の予備吐出駆動パルス５１が読み出され、予備吐出動作が行われる（Ｓ７）。そして、記録ヘッドの回復動作が終了した際、全ての印字データが印字終了しているかどうかの判断が行われ（Ｓ８）、まだ印字データが残っていれば、一連の印字動作を実行し、全て処理できていれば、印字動作が終了する。

図９に記載の実施形態では、印字動作が行われる前の回復動作において、記録ヘッド３０周囲の温度により回復動作が制御される例を示している。印字指令が入力される（Ｓ１）と、記録ヘッド３０周囲の温度測定結果を判定する動作が開始される（Ｓ４）。Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７は前述の実施形態と同様で、所定温度ｓ℃との比較により、非吐出駆動もしくは、予備吐出駆動がなされる。そして、その後、記録ヘッド３０が往復走査（左右方向）して、順次一走査印字動作が繰り返される（Ｓ２、Ｓ３）。さらに、全ての印字データが印字終了しているかの判断が行われ（Ｓ８）、まだ印字データが残って入れば、一連の印字動作を実行し、全て処理できれば印字動作が終了する。つまり、この実施形態では、前回までの印字動作による記録ヘッド３０周囲の温度が考慮されて、非吐出駆動もしくは予備吐出駆動がなされる。また、前回の非吐出駆動もしくは予備吐出駆動からの経過時間を計測して、その経過時間の長さと記録ヘッド３０周囲の温度とに応じて、制御することもできる。

以上のように、記録ヘッドの回復動作において、記録ヘッド３０周囲の温度を検出することにより、その温度状況に応じて予備吐出駆動と非吐出駆動を選択的に制御するため、温度が低い状況、たとえば駆動回路４９があまり発熱していない場合には、無駄にインクを消費することなく、インクの増粘や乾燥を防ぐことができる。また、頻繁に予備吐出動作のためにヘッドホルダをフラッシング受け部材４の位置へ移動させる必要が少なくなり、印字速度が低下することがない。さらに、温度が高い状況、たとえば駆動回路４９が発熱している場合には、少ないパルス数でインクの増粘や乾燥を防ぐことができる予備吐出を行って、駆動回路４９の発熱による故障や破壊を防止することができる。また、これにより駆動回路４９の温度変化によるインクへの影響を抑え、高い印字品質を実現することができる。

上記のように、本発明を、インクジェットプリンタ装置に適用した実施形態について説明したが、本発明は、着色液を微小液滴として塗布などする装置などにも適用することができる。

インクジェットプリンタ装置１の平面図である。 記録ヘッド３０の側断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 インクジェットプリンタ装置１の電気的制御のための構成を示すブロック図である。 駆動回路４９の内部構成を示す図である。 本実施形態に使用される非吐出駆動パルス信号の波形図である。 本実施形態に使用される吐出駆動パルス信号の波形図である。 本実施形態の回復動作を示すフローチャートである。 他の実施形態の回復動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ装置
４ フラッシング受部材
９ ヘッドホルダ
１５ ノズル
３０ 記録ヘッド
４１ ＣＰＵ
４９ 駆動回路
５０ 非吐出駆動パルス
８０ サーミスタ

Claims (3)

1. 駆動パルスをアクチュエータに印加することで、液体をノズルから液滴として媒体に吐出させる吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドの周囲の温度を測定する温度検出手段を備えていて、
   前記吐出ヘッドの性能を回復させるために、
   液滴を吐出しない非吐出駆動パルスのみを前記アクチュエータに供給して、前記ノズル近傍の液体のメニスカスに振動を加える第１の制御と、
   前記媒体への吐出とは無関係の予備吐出パルスを、前記非吐出駆動パルスよりも単位時間当たり少ないパルス数だけ前記アクチュエータに供給して、前記ノズルから液滴を吐出させる第２の制御とが、
   前記温度検出手段の測定判定に応じて選択的に行われることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記吐出ヘッドは、前記媒体の幅方向に往復走査するキャリッジに塔載されていて、
   前記吐出ヘッドが前記媒体に液滴を吐出するために、前記キャリッジが前記媒体に沿って走査する動作中において、前記第１の制御と、前記第２の制御とが前記温度検出手段の測定判定に応じて選択的に行われることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記温度検出手段が、前記吐出ヘッドの周囲の温度が所定温度に達していないことを判定したとき、前記印字動作中において前記吐出が行われた後に前記第１の制御を行い、
   前記温度検出手段が、前記吐出ヘッドの周囲の温度が所定温度に達していることを判定したとき、前記キャリッジが印字領域外に移動して、前記第２の制御が行われることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
   
   
   

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