JPH1199666A

JPH1199666A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH1199666A
Application number: JP26624297A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yasutomi; 英雄保富
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】周囲温度の影響を受けずに画像品質を保持す
ることのできるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置において、温度
センサーで検出したインク温度が所定温度に満たない場
合（Ｓ１）には、ヘッドをメンテナンス位置にし（Ｓ
３）、圧電素子を高周波駆動することでインクチャネル
内のインク温度を所定温度に上昇させた後（Ｓ４、Ｓ
５）、印字を開始する（Ｓ６）ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、特に、圧電素子に電圧を印加することに
よりインクチャネル容積を変化させ、該インクチャネル
内のインクをヘッドから吐出させて記録を行なうインク
ジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のインクジェット記録装置として
従来から知られているものに、ヘッドに圧電素子を用い
たインクジェットプリンタがある。この種のインクジェ
ットプリンタでは、電圧の印加によって駆動される圧電
素子の歪みによってインクチャネル内のインクが加圧さ
れ、ノズルよりインク滴が記録シートに向かって吐出す
るように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のイ
ンクジェット記録装置に使用されるインクの表面張力、
粘度などといった物性値はインク吐出に強く関連する。
特に、インクの粘度は温度依存性が強いため、低温時で
は粘度が増してインク補給性能が低下し、印字速度を極
端に遅くしなければならないという問題点があった。

【０００４】具体的には、インクジェットプリンタの使
用環境として想定されている周囲温度はたとえば１０℃
〜３５℃であり、この間で温度を低下させると、市販さ
れているインクジェットプリンタに用いられるインクの
うち、その粘度が最大１．５倍以上に増大してしまうも
のがある。圧電素子には所定の周波数に従って電圧パル
スが印加されるが、たとえば２０℃付近を想定した周囲
温度での周波数の設定では、インクの粘度が増加する低
温時においてノズル周辺へのインクの補給が間に合わな
くなる。

【０００５】このような問題に対し、たとえば、特公平
２−２６６７７には、低温時にはヘッド基板凹部に別途
組み込まれた発熱体でインクチャネル内のインクを加熱
する技術が開示されている。しかしながら、この種の従
来技術では、発熱体を発熱させるための電源、制御装置
が必要となるために装置が大型化、複雑化し、コストア
ップにつながるという問題があった。

【０００６】本発明は、係る実情に鑑み考え出されたも
のであり、その目的は、周囲温度の影響を受けずに良好
なインク補給性能を保持可能なインクジェット記録装置
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、圧電素子に電圧を印加することによりインクチャネ
ル容積を変化させ、該インクチャネル内のインクをヘッ
ドから吐出させて記録を行なうインクジェット記録装置
であって、インク温度が所定温度以下であるか否かを判
別する判別手段と、前記判別手段でインク温度が所定温
度以下であるとの判別がなされた場合に、前記圧電素子
に所定周波数の電圧パルスを印加して該圧電素子を振動
させることによりインクチャネル内のインク温度が上昇
するように温度制御する制御手段とを含むことを特徴と
する。

【０００８】請求項１に記載の発明によると、前記判別
手段でインク温度が所定温度以下であるとの判別がなさ
れた場合に、前記圧電素子に所定周波数の電圧パルスを
印加して該圧電素子を振動させることによりインクチャ
ネル内のインク温度が上昇する。このため、インク温度
が低温であっても、インク温度を上昇させることでき、
良好なインク補給性能が保持される。さらに、前記圧電
素子に所定周波数の電圧パルスを印加して該圧電素子を
振動させることによりインクチャネル内のインク温度を
上昇させるため、インクジェット記録装置に備わった機
能を利用してインク温度を上昇させることができる。こ
のため、発熱体などを別途、装置させてインク温度を上
昇させる場合と比較して、装置が大型化してしまう不都
合を防止できる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の構成に加えて、前記制御手段は、少なくともイ
ンク温度が前記所定温度に達するまで前記インクが前記
インクチャネルから吐出されないレベルの電圧パルスを
印加して前記温度制御を行なうことを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明によると、少なくと
もインク温度が前記所定温度に達するまで前記インクが
前記インクチャネルから吐出されないレベルの電圧パル
スを印加して前記温度制御が行なわれる。このため、イ
ンクを吐出させることなくその温度を適正な温度に調整
することができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の構成に加えて、前記ヘッドのメンテナンスを行
なうためのメンテナンスポジションに該ヘッドを案内可
能であり、前記制御手段は、前記メンテナンスポジショ
ンで前記温度制御を行なうことを特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の発明によると、メンテナ
ンスポジションで前記温度制御が行なわれる。このた
め、温度制御が行なわれる際にインクが吐出されたとし
ても問題が生じない。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明の構成に加えて、前記制御手段は、前記インクが
前記インクチャネルから吐出されるレベルの電圧パルス
を印加して前記温度制御を行なうことを特徴とする。

【００１４】請求項４に記載の発明によると、前記イン
クが前記インクチャネルから吐出されるレベルの電圧パ
ルスが印加されて前記温度制御が行なわれる。このた
め、インク温度をより速やかに上昇させることができ
る。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の発明の構成に加えて、前記制御手段は、前記所定周波
数の電圧パルスに加えて、記録に用いる電圧パルスを間
欠的に印加しながら前記温度制御を行なうことを特徴と
する。

【００１６】請求項５に記載の発明によると、前記温度
制御のための前記所定周波数の電圧パルスに加えて、記
録に用いる電圧パルスが間欠的に印加されながら前記温
度制御が行なわれる。このため、インク温度を上昇させ
ることを目的として印加された前記所定周波数の電圧パ
ルスにより、インクチャネルなどに付着していたゴミな
どの雑物が振動して剥離し、インクに混入してインクと
ともに記録面に吐出されてしまう不都合を防止できる。
記録に用いる電圧パルスが間欠的に印加されることによ
り、それらの雑物がインクとともにメンテナンスポジシ
ョンにおいて除去されるためである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
における実施の形態の１つであるインクジェットプリン
タについて説明する。

【００１８】図１は、インクジェットプリンタ１の概略
構成を示す斜視図である。インクジェットプリンタ１
は、用紙やＯＨＰシートなどの記録媒体である記録シー
ト２と、インクジェット方式のプリンタヘッド３と、プ
リンタヘッド３を保持するキャリッジ４と、キャリッジ
４を記録シート２の記録面に平行に往復移動させるため
の揺動軸５、６と、キャリッジ４を揺動軸５、６に沿っ
て往復駆動させる駆動モータ７と、駆動モータ７の回転
をキャリッジの往復運動に変えるためのタイミングベル
ト９と、アイドルプーリ８とを含んでいる。

【００１９】また、インクジェットプリンタ１は、記録
シート２を搬送経路にそって案内するガイド板を兼ねる
プラテン１０と、プラテン１０との間の記録シート２を
押さえ浮きを防止する紙押さえ板１１と、記録シート２
を排出するための排出ローラ１２と、拍車ローラ１３
と、記録シート２を手動で搬送するための紙送りノブ１
４と、プリンタヘッド３のノズル部周辺に付着したイン
ク等の不用物をワイピングするワイピング装置１５と、
これらの不用物を吸引により除去する吸引キャップ１６
を含んでいる。

【００２０】記録シート２は、手差しあるいはカットシ
ートフィーダ等の給紙装置によって、プリンタヘッド３
とプラテン１０とが対向する記録部へ送り込まれる。こ
の際、図示しない紙送りローラの回転量が制御され、記
録部への搬送が制御される。

【００２１】プリンタヘッド３には、インク滴を吐出さ
せるエネルギー源としてＰＺＴからなる圧電素子が用い
られる。圧電素子には電圧が印加され、歪みが生じる。
この歪みは、インクで満たされたチャネルの容積を変化
させる。この容積の変化により、チャネルに設けられた
ノズルからインクが吐出され、記録シート２への記録が
行なわれる。

【００２２】キャリッジ４は、駆動モータ７、アイドル
プーリ８、タイミングベルト９により、記録シート２を
桁方向（記録シート２を横切る方向）に主走査し、キャ
リッジ４に取り付けられたプリンタヘッド３は１ライン
分の画像を記録する。１ラインの記録が終わる毎に、記
録シート２は縦方向に送られ副走査され、次のラインが
記録される。

【００２３】記録シート２にはこのようにして画像が記
録され、記録部を通過した記録シート２は、その搬送方
向下流側に配置された排出ローラ１２とこれに圧接され
る拍車ローラ１３とによって排出される。

【００２４】図２〜図４は、プリンタヘッド３の構成を
説明するための図である。図２はプリンタヘッド３の一
部を示す平面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線
断面図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図であ
る。

【００２５】プリンタヘッド３は、大径ヘッド部３０１
と小径ヘッド部３０２とからなる。これら大径ヘッド部
３０１と小径ヘッド部３０２とは、チャネルプレート３
０３、隔壁３０４、圧電素子（ＰＺＴ）３１５、基板３
０６を一体に重ねた構成となっている。複数のドット径
のインク滴のうち、大径ヘッド部３０１からは大きな径
のインク滴が吐出され、小径ヘッド部３０２からは小さ
な径のインク滴が吐出される。

【００２６】チャネルプレート３０３は、金属またはセ
ラミックなどからなり、表面３２０には撥水コート層を
有する。隔壁３０４との対向面はＮｉ電鋳またはフォト
レジスト等により微細加工され、大径ヘッド部３０１と
小径ヘッド部３０２とにはそれぞれインク３０７を収容
する複数のインクチャネル３０８と、各インクチャネル
３０８をインク供給室３１０に連結するインクインレッ
ト３１１とが形成されている。

【００２７】図２に示すように、インク供給室３１０
は、大径ヘッド部３０１と小径ヘッド部３０２とが対向
する方向に向かって伸びる長溝状にかつ平行に形成され
ている。また、インク供給室３１０とインクチャネル３
０８とは中央線３１２をはさんで対称に形成されてお
り、図示しないインクタンクに接続されている。

【００２８】図３に示すように、薄肉フィルムで形成さ
れた隔壁３０４がチャネルプレート３０３と圧電素子３
１５との間に固定されている。なお、隔壁３０４は所定
の張力が加わった状態で固定される。また、圧電素子３
１５の両サイドにはチャネル形成壁３１９が形成され、
大径ヘッド部３０１側の圧電素子３１５と小径ヘッド部
３０２側の圧電素子３１５とを仕切るようにスペーサー
３３０が位置している。

【００２９】また、図４に示すように、各インクチャネ
ル３０８に対応する圧電素子３１５の両サイドにはセパ
レート溝３１８が形成され、隣接する圧電素子３１５の
間に周囲壁３１７が形成されている。

【００３０】以上のような構成のプリンタヘッド３で
は、図示しないインクタンクからインク供給室３１０に
インク３０７が供給される。インク供給室３１０のイン
ク３０７は、インクインレット３１１を介して各インク
チャネル３０８に分配される。

【００３１】図７で後述するヘッド吐出駆動部１０５か
らは、圧電素子３１５の両端に設けられた共通電極（図
示省略）と個別電極（図示省略）との間に、印字信号で
ある所定の電圧が印加され、圧電素子３１５は隔壁３０
４を押す方向に変形する。圧電素子３１５の変形は隔壁
３０４に伝えられ、これによりインクチャネル３０８内
のインク３０７が加圧され、ノズル３０９を介してイン
ク滴が記録シート２に向かって吐出する。

【００３２】特に３０８ａは、実際の印字には使用され
ないダミーチャネルである。このダミーチャネル３０８
ａ内のインクの温度を計測する温度センサ３４０が、チ
ャネル形成壁３１９側からダミーチャネル３０８ａ内に
挿入されている。この温度センサ３４０は、たとえば小
型熱電対（クロメル／アルメル）であり、ダミーチャネ
ル３０８ａ内のインクの温度を計測して、後述するＣＰ
Ｕ１０１（図５参照）に計測結果を出力する。温度セン
サ３４０をダミーチャネル３０８ａに設けたのは、実際
の印字に使用するインクチャネル３０８に温度センサ３
４０を設けると印字時におけるインクチャネル３０８の
圧力変形で温度センサ３４０が破損するおそれがあるた
めである。また、たとえ破損のおそれのない温度センサ
３４０を使用できたとしても、これを実際の印字に使用
するインクチャネル３０８に設けると、インクチャネル
３０８を構成する壁面の一部が温度センサ３４０の存在
により他のインクチャネル３０８の壁面の弾性率とは異
なるものとなり、インク吐出にばらつきを生じてしまう
おそれもある。

【００３３】温度センサ３４０による検出出力の結果、
インク温度が所定温度（たとえば２０℃）に満たないこ
とが判明した場合には、圧電素子３１５をたとえばイン
ク吐出しないレベルの電圧で高周波駆動するべく、ヘッ
ド駆動ドライバの周波数と電圧とが切換えられる。これ
により、インクが発熱し、インクの増粘が抑えれる。し
たがって、良好なインク補給性能を保持できるようにな
り、印字品質を保持しつつ印字速度を安定化できる。な
お、圧電素子３１５自体も自身の振動により熱エネルギ
ーを発生して昇温するが、隔壁３０４を隔てたインク３
０７により水冷されるので、圧電素子３１５自体の昇温
により圧電素子３１５の変位低下が発生することは無
い。

【００３４】圧電素子３１５を高周波駆動することでイ
ンクが発熱する原理は以下の通りである。すなわち、圧
電素子３１５をたとえばインク吐出しないレベルの電圧
で高周波駆動することで、圧電素子３１５は極めて短い
周期で微小振動を繰返し、この振動が隔壁３０４を介し
てインク３０７に伝達される。

【００３５】インク３０７は、後述するように水性の染
料溶解タイプのインクで、７０％以上が水である。この
水の分子は、水素結合により分子会合で互いに連結して
いる。したがって、前述の振動により水分子が振動し、
分子の離間・近接が繰り返されて熱エネルギーが発生
し、インク３０７が発熱するのである。なお、圧電素子
３１５と隔壁３０４はリジッドに固着しているので圧電
素子３１５自体の発熱による熱エネルギーが隔壁３０４
を介してインク３０７に伝導され、これによりインク３
０７は多少昇温するが、水分子の振動で生じる熱エネル
ギーによるインク３０７自体の加熱の方が支配的であ
る。

【００３６】この実施の形態では、インク温度が印字に
適切な所定温度（たとえば２０℃）に達しているか否か
を判別するために、ダミーのインクチャネル３０８ａに
温度センサ３４０を設け、直接インク温度を計測してい
る。しかしながらこれに代えて、たとえば、インクジェ
ットプリンタ１の設置された周囲の室温を計測し、室温
からインク温度を推定することにより、前記判別を行な
うように構成してもい。その他、圧電素子３１５の駆動
回数とインク温度の上昇率との関係からインク温度を推
定するようにしてもよい。

【００３７】また、この実施の形態では、大径および小
径のノズルを持つインクジェットプリンタについて説明
しているが、ノズルの径は同じ大きさであってもよい。
径の大きさが同じノズルを有するインクジェットプリン
タでは、ドット径を制御することにより階調を有する画
像の印字が行なわれる。また、圧電素子３１５は複数の
ＰＺＴ膜が積層化されたものを使用してもよく、単一層
のものを使用してもよい。さらに、この実施形態では圧
電素子３１５保護などのために隔壁３０４を使用し、し
たがって圧電素子３１５の上面は平滑であってインクチ
ャネル３０８と嵌合する嵌合部が形成されていない。し
かしながら、隔壁３０４を使用することなく、直接圧電
素子３１５の運動をインク３０７へ伝達するようにして
もよい。この場合には、圧電素子３１５がインクチャネ
ルと対向する圧電素子３１５の上面部分にはインクチャ
ネル３０８と嵌合する嵌合部（凸部）が形成される。こ
のように構成すると、圧電素子３１５の変位で発生した
圧力が直接インクに伝達されるために、インク吐出率を
向上させることができ、応答性を速めることができる。

【００３８】図５は、プリンタヘッド３へインクを供給
するインクカートリッジ３０の構成の概略を説明するた
めの図である。特に図５（ａ）はインクカートリッジ３
０の正面断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の供給
管３１側より見た、インクカートリッジ３０の側面図で
ある。

【００３９】インクカートリッジ３０には、インク室３
３、３５と、インク連通スリット３６と、大気連通口３
７とが形成されている。インク室３３、３５にはインク
が満たされ、また、ポリウレタン等の充填部材３４がイ
ンク室３３に充填されている。インクカートリッジ３０
内のインクは、インク供給口３２、供給管３１を介し、
プリンタヘッド３へ供給される。

【００４０】図６は、図１に示した吸引キャップ１６の
動作を説明するための模式的断面図である。

【００４１】吸引キャップ１６は、キャップ筐体１６
２、ゴムキャップ１６３、スポンジなどからなる多孔質
材１６４を含んでいる。また、キャップ筐体１６２に
は、エア吸引口１６５と溝１６７とが形成されている。

【００４２】プリンタヘッド３は、揺動軸５、６（図１
参照）に沿って移動することにより、吸引キャップ１６
の前方に達し、メンテナンスポジションに位置する。こ
の時、プリンタヘッド３のノズルプレート３０３が矢印
ｃに示すように、紙面に垂直な方向に吸引キャップ１６
と対向し、さらに部分Ｂが気密性を保つようにノズルプ
レート３０３とゴムキャップ１６３とが密着する。この
ようにプリンタヘッド３がメンテナンスポジションに位
置する際には、自己パージ動作が行なわれてプリンタヘ
ッド３のメンテナンスが行なわれる。

【００４３】ここで自己パージとは、プリンタヘッド３
がメンテナンスポジションにある状態で、プリンタヘッ
ド３のノズルを有する面を吸引キャップ１６に密着さ
せ、矢印ｄ方向にエアを吸引しつつ電圧パルスを印加し
て、プリンタヘッド３からインクを吐出させることであ
る。この自己パージにより吐出したインクは、多孔質材
１６４に吸収される。これにより、ノズル周縁に混入な
どした、印字に影響を与える気泡やごみ等の雑物が除去
され、プリンタヘッド３のノズル周縁が正常な状態に回
復する。

【００４４】図７は、インクジェットプリンタ１の制御
部の構成を示すブロック図である。インクジェットプリ
ンタ１の制御部は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯ
Ｍ１０３、データ受信部１０４、ヘッド吐出駆動部１０
５、ヘッド移動駆動部１０６、紙送り駆動部１０７、ク
リーニング系駆動部１０８、クリーニング制御部１０
９、各種センサ部１１０とを含んでいる。データ受信部
１０４は、たとえばホストコンピュータ等に接続され、
記録すべき画像のデータを受信する。

【００４５】インクジェットプリンタ１全体を制御する
ＣＰＵ１０１は必要に応じてＲＡＭ１０２を用い、ＲＯ
Ｍ１０３に記憶されているプログラムを実行する。この
プログラムには、データ受信部１０４から読み込まれる
画像データに基づいて、ヘッド吐出駆動部１０５、ヘッ
ド移動駆動部１０６、紙送り駆動部１０７、各種センサ
部１１０を制御し記録シート２に画像を記録するための
部分、必要な際に、クリーニング系駆動部１０８、クリ
ーニング制御部１０９、各種センサ部１１０を制御し、
プリンタヘッド３のクリーニングを行なうための部分が
含まれる。

【００４６】ＣＰＵ１０１は、各種センサ部１１０に含
まれる温度センサ３４０からの検出信号に基づいてイン
クチャネル内のインク温度を検知し、所定温度よりも低
温である場合には高周波パルスで圧電素子３１５を駆動
制御する。また、ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、ヘッ
ド吐出駆動部１０５はプリンタヘッド３の圧電素子３１
５を駆動し、ヘッド移動駆動部１０６はプリンタヘッド
３を保持するキャリッジ４を桁方向に移動させる駆動モ
ータ７を駆動し、紙送り駆動部１０７は紙送りローラを
駆動する。また、ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、クリ
ーニング系駆動部１０８とクリーニング制御部１０９と
は、クリーニングを行なうために、ワイピング装置１
５、吸引キャップ１６等を駆動する。

【００４７】次に、インクの物性について述べ、周囲温
度に応じて変化させるプリンタヘッドの駆動電圧の具体
的な設定について説明する。

【００４８】図８は、インクジェットプリンタ１で用い
るインクの温度に対する粘度の変化を示す図である。

【００４９】たとえばインク温度を２０℃から５℃に下
降させると粘度は２．０ＣＰ（センチポイズ）から３．
０ＣＰへと１．５倍に変化する。なお、このインクの組
成は、水８２．５％（以下全て重量％）、染料３％
（ここでは黒色染料のＢａｙｅｒＢＫ−ＳＰを３％添
加）、ジエチレングリコール１０％、シクロヘキサノ
ール４％、サーフロンＳ−１４５０．２％、ＢＩＴ
（ベンズイソチアゾリン）０．３％である。な
お、黒色染料は１実施例として示したまでで、カラー染
料、黒，カラー顔料など、他の色粒子を用いても良い。

【００５０】図９は、インク温度をインクジェットプリ
ンタ１の使用環境として想定されているインク温度２０
℃に上昇させるのに必要となる高周波パルス印加時間
と、インク温度との関係を示す図である。また、図１０
はこの際に圧電素子３１５に印加される高周波の電圧パ
ルスを示す図である。図１０に示す高周波電圧パルスを
第１実施形態とする。

【００５１】図１０を参照して、この第１実施形態で
は、周波数２０ｋＨｚ、パルスの電圧値２Ｖ、パルス幅
５μｓｅｃの方形パルスの電圧を印加している。なお、
ある時点で出力された電圧パルスとこれに後続する電圧
パルスとの時間間隔は駆動周波数の逆数分（１／２０ｋ
Ｈｚ＝５０μｓｅｃ）となる。

【００５２】図９を参照して、たとえば、温度が０℃、
５℃、１０℃、１５℃のインクを２０℃に上昇させるた
めには、図１０に示す高周波パルスをそれぞれ、５分、
２．７分、１．５分、０．７分程度印加する必要があ
る。もちろん、電圧値または周波数をより高く設定する
ことで目標温度への到達時間は短縮可能である。ただ
し、このインクジェットプリンタ１は、たとえば電圧値
が５Ｖ以上となればノズル３０９からインクが吐出され
るため、電圧値を５Ｖ以上に設定して高周波駆動する際
にはメンテナンスポジションでこれを行なう必要があ
る。

【００５３】図１１はインク温度昇温のために圧電素子
３１５に印加される高周波パルスの第２実施形態を示す
図である。この第２実施形態は、電圧値をインク吐出し
ない最大の電圧値４Ｖに設定したものである。なお、周
波数２５ｋＨｚ、パルス幅１０μｓｅｃである。

【００５４】図１２はインク温度昇温のために圧電素子
３１５に印加される高周波パルスの第３実施形態を示す
図である。この第３実施形態においては、インク温度が
所定温度に満たない場合に、プリンタヘッド３の圧電素
子を駆動するために印加される電圧が次のように設定さ
れる。すなわち、３μｓｅｃの立上り時間で立上がり、
インク吐出しない電圧値を越える８Ｖの最大振幅を７μ
ｓｅｃ継続し、１０μｓｅｃの立下り時間で立下がるよ
うに設定される。なお、周波数は、たとえば１０ｋＨｚ
である。ここで、立上がり時間を設けたのは、電圧を急
峻に立上げ過ぎると、吐出インク滴のエネルギーがイン
ク凝集力に比べ強すぎて液滴が割れてしまい、付着ドッ
トが円形ではなくなり画像ノイズが発生するためであ
る。また、立下がり時間を設けたのは、インク吐出後の
インクメニスカスの後退時にノズルからの空気抱き込み
が発生することを防止するためである。なお、この第３
実施形態に示す高周波パルスは、たとえばメンテナンス
ポジションにおいて印加される。

【００５５】図１３はインク温度昇温のために圧電素子
３１５に印加される高周波パルスの第４実施形態を示す
図である。この第４実施形態は、以下の２種類のパルス
が異なる周期で印加されることを特徴とする。１つは、
周波数２０ｋＨｚ、パルス幅５μｓｅｃ、パルスの電圧
値２Ｖのインク吐出しない高周波パルスである。もうひ
とつは印字信号に基づいて出力される電圧パルスと同一
のパルスであり、周波数５ｋＨｚ、最大振幅２０Ｖのパ
ルスである。後者の電圧パルスは、立上り時間３μｓｅ
ｃ、最大振幅継続時間１５μｓｅｃ、立下り時間３０μ
ｓｅｃのインク吐出を引き起こす電圧パルスであり、２
００μｓｅｃごと（１／５ｋＨｚ）に印加される。な
お、この第４実施形態に示すパルスは、メンテナンスポ
ジションにおいて印加される。

【００５６】圧電素子に高周波パルスを印加すると、イ
ンクチャネル３０８などに付着していた染料や添加剤な
どのインクカスやゴミが高周波振動により剥離し、イン
クとともに印字面に吐出したり、ノズル３０９を詰まら
せたりするおそれがある。また、高周波駆動成分により
泡が発生してインク補給性能が低下するおそれもある。
この第４実施形態によれば、インク吐出しない２Ｖの高
周波でインク温度が上昇しつつ、周期的に最大振幅２０
Ｖの電圧パルスで自己パージするので、これらのゴミや
泡を除去できる。このため、高周波振動に伴う先の不都
合を解消できる。

【００５７】以上、各実施形態によれば、環境温度が低
温下においてもインク温度を使用温度に昇圧可能である
ために、インクの粘度が増大してインク補給性能が低下
してしまうことを防止できる。

【００５８】なお、各実施形態では高周波の一例とし
て、たとえば、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、２５ｋＨｚを
例に挙げて説明した。しかしながら、本発明に適用され
る高周波としてはこれらの周波数に限定されるものでは
なく、およそ、１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ以上の周波数で
あればどのような周波数であってもよい。

【００５９】図１４は、ＣＰＵ１０１で行なわれる圧電
素子３１５の駆動周波数を制御する手順の一例を示すフ
ローチャートである。このフローチャートは、たとえ
ば、前述した第３実施形態または第４実施形態に対応し
て実行される処理手順を示す。なお、前述した第１実施
形態および第２実施形態の場合は、メンテナンスポジシ
ョンへプリンタヘッド３を案内する処理が行なわれない
点を除き、以下に説明する処理と同様の処理がＣＰＵ１
０１で行なわれる。そこで、ここでは、前述した第１実
施形態および第２実施形態に対応する処理手順の説明は
省略する。

【００６０】図１４を参照して、まず、温度センサ３４
０によって検出されたインク温度が、予め設定された所
定温度（たとえば２０℃）であるか否かが判断される
（Ｓ１）。所定温度であれば、ヘッド吐出駆動部１０１
は通常の駆動周波数で圧電素子３１５を駆動しつつ、プ
リントシーケンスを実行する（Ｓ６）。所定温度以下で
あれば、プリンタヘッド３がメンテナンスポジションに
あるか否かが判断される（Ｓ２）。

【００６１】プリンタヘッド３がメンテナンスポジショ
ンにあればそのままＳ４に処理が移行する。また、プリ
ンタヘッド３がメンテナンスポジションになければ、メ
ンテナンスポジションへプリンタヘッド３が戻された後
（Ｓ３）、Ｓ４に処理が移行する。

【００６２】Ｓ４では、プリンタヘッド３に高周波電圧
を印加する処理が実行される。次に、インク温度が所定
温度まで昇温されたか否かが判断される（Ｓ５）。未だ
所定温度まで昇温されていない場合には継続してＳ４で
高周波電圧を印加する処理が実行される。そして、イン
ク温度が所定温度に達した場合には、前記Ｓ６に処理が
移行し、通常のプリントシーケンスが実行される。

【００６３】なお、この処理手順では、インク温度が所
定温度に達したか否かを判断するステップ（Ｓ５）を設
けているが、これに代えて、たとえば、次のような処理
が行なわれるものであってもよい。すなわち、Ｓ１で確
認されたインク温度に基づいて、インク温度を所定温度
まで上昇させるのに必要な高周波電圧印加時間を算出
し、算出時間だけ高周波電圧を印加するように構成して
もよい。この場合、インク温度が最終的に所定温度に達
したか否かを判断するステップ（Ｓ５）は、不要とな
る。

【００６４】また、必ずしもインク温度を所定温度に上
昇させた時点で高周波電圧の印加を終了させなければな
らないわけではない。たとえば、インク温度が印字に問
題のない所定温度以上に上昇した時点で高周波電圧の印
加を終了させてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットプリンタ１の概略構成を示す斜
視図である。

【図２】プリンタヘッド３の構成を説明するための、プ
リンタヘッド３の一部を示す平面図である。

【図３】プリンタヘッド３の構成を説明するための、図
２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】プリンタヘッド３の構成を説明するための、図
３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】プリンタヘッド３へインクを供給するインクカ
ートリッジ３０の構成の概略を説明するための図であ
る。

【図６】吸引キャップ１６の動作を説明するための模式
的断面図である。

【図７】インクジェットプリンタ１の制御部の構成を示
すブロック図である。

【図８】インクジェット記録装置１で用いるインクの、
温度に対する粘度の変化を示す図である。

【図９】インク温度をインクジェットプリンタ１の使用
環境として想定されているインク温度２０℃に上昇させ
るのに必要となる高周波パルス印加時間と、インク温度
との関係を示す図である。

【図１０】圧電素子に印加される電圧パルスの波形を示
す図である（第１実施形態）。

【図１１】圧電素子に印加される電圧パルスの波形を示
す図である（第２実施形態）。

【図１２】圧電素子に印加される電圧パルスの波形を示
す図である（第３実施形態）。

【図１３】圧電素子に印加される電圧パルスの波形を示
す図である（第４実施形態）。

【図１４】圧電素子の駆動周波数を制御する手順を示す
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３プリンタヘッド１６吸引キャップ１０１ＣＰＵ１０５ヘッド吐出駆動部１０６ヘッド移動駆動部３１５圧電素子（ＰＺＴ）３４０温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子に電圧を印加することによりイ
ンクチャネル容積を変化させ、該インクチャネル内のイ
ンクをヘッドから吐出させて記録を行なうインクジェッ
ト記録装置であって、インク温度が所定温度以下であるか否かを判別する判別
手段と、前記判別手段でインク温度が所定温度以下であるとの判
別がなされた場合に、前記圧電素子に所定周波数の電圧
パルスを印加して該圧電素子を振動させることによりイ
ンクチャネル内のインク温度が上昇するように温度制御
する制御手段とを含むことを特徴とする、インクジェッ
ト記録装置。
【請求項２】前記制御手段は、少なくともインク温度
が前記所定温度に達するまで前記インクが前記インクチ
ャネルから吐出されないレベルの電圧パルスを印加して
前記温度制御を行なうことを特徴とする、請求項１に記
載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記ヘッドのメンテナンスを行なうため
のメンテナンスポジションに該ヘッドを案内可能であ
り、前記制御手段は、前記メンテナンスポジションで前記温
度制御を行なうことを特徴とする、請求項１に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記インクが前記イン
クチャネルから吐出されるレベルの電圧パルスを印加し
て前記温度制御を行なうことを特徴とする、請求項３に
記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記所定周波数の電圧
パルスに加えて、記録に用いる電圧パルスを間欠的に印
加しながら前記温度制御を行なうことを特徴とする、請
求項３に記載のインクジェット記録装置。