JPS61146548A

JPS61146548A - 液体噴射記録装置

Info

Publication number: JPS61146548A
Application number: JP26860384A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagatomo; 彰長友; Yoshifumi Hatsutori; 服部　能史; Isao Ebisawa; 功海老沢; Tsutomu Abe; 力阿部; Takashi Oba; 大庭　孝; Yasushi Iida; 飯田　泰史; Kenjirou Watanabe; 渡邊　顕二郎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-07-04
Also published as: JPH0464311B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野１本発明は、液体を吐出させて、吐出液滴を形成させ、こ
れを紙等の被記録材に付着させて記録を行う液体噴射記
録装置に関し、特に吐出エネルギ液体に与えて、吐出液
滴を形成する液体噴射記録装置に関するものである。

〔従来技術〕

液体噴射記録法（インクジェット記録法）は、種々の方
式により記録液の吐出液滴を形成し、これを紙等の被記
録材に付着させて記録を行う記録法である。

このような記録法を適用した記録装置（プリンタ）のな
かでも、記録ヘッドの高密度マルチオリフィス化に好適
な構造を有する装置として、吐出液滴形成のためのエネ
ルギとして熱を利用するタイプの液体噴射記録装置（以
下、インクジェットプリンタという）を挙げることがで
きる。

この液滴吐出エネルギとして熱を利用するインクジェッ
トプリンタは、通常、記録液を加熱して記録液に急激な
体積増大を伴なう変位を与えて、ノズル部のオリフィス
（液滴吐出孔）から吐出させ記録液の液滴を形成するた
めの液滴形成手段と、電気信号を印加することにより発
熱し、記録液を加熱することのできる電気熱エネルギ変
換素子（以後吐出用ヒータと称する）を有する記録ヘッ
ドを具備している。

一方、インクジェットプリンタによって記録を行う際に
使用される記録液としては、記録特性。

安全性等の面から主に水性の記録液が用いられている。

この水性の記録液は、一般に顔料や染料等の記録剤部分
と、これを溶解または分散するための主に水、または水
と水溶性有機溶剤とからなる溶媒成分とによって形成さ
れている。

上記の液滴吐出エネルギとして熱を利用するプリンタ及
びその他の液滴形成方式を適用したプリンタにおいては
、記録液が吐出されるノズル先端に設けられたオリフィ
スは、装置の駆動の有無にかかわらず絶えず装置外部の
外気に向けて開放されていることが多い。

そのために、記録が行われない状態が長時間にわたる場
合には、記録液として前述のような水性のものを使用す
る関係から、オリフィスおよびその付近に滞留した記録
液から、例えば水や揮発性有機溶剤等の溶媒成分がオリ
フィスから外気中へ蒸発し、記録剤成分や揮発しにくい
溶媒成分が記録液中に残存することにより、この部分に
滞留した記録液の粘度が増加し、結果として記録液の吐
出に好適な範囲を越えてしまうために、記録再開時直後
に於いては、吐出用信号が印加されているにもかかわら
ず、液滴が吐出されない液滴の吐出不良が起き易く、記
録画像の初期印字部等に欠陥を生じるという問題があっ
た。

また、電源オフ状態等装置の非使用時にはオリフィスが
設けられている吐出面にキャッピングを行うようにした
プリンタもあるが、このようなキャッピングを行っても
オリフィスは完全に外気と遮断されることはないので、
上記問題はこのようなプリンタにおいても生じるもので
ある。

一方、低温時における記録液の粘度の増加に対して良好
な液滴の吐出状態を得るために、記録液の温度を常に所
定の範囲内に維持できるように。

液滴吐出信号を印加しない時にも、記録液滴が吐出され
ないレベルでの電気信号を吐出用ヒータに常時印加して
、記録液を加熱しておく記録方式が特開昭５８−１８７
３８４号によって知られている。

ところが、このような方式を適用したプリンタにおいて
も、比較的長い記録休止あるいは停止期間中にも常に記
録液が高温に保たれるように前記吐出用ヒータに電気信
号が印加されているため。

記録液中の溶媒成分の蒸発がより容易に行われ、上述し
たような記録再開時での液滴吐出不良が更に起り易いと
いう問題が生じる場合があった。これに加えて、この方
式においては、吐出用ヒータ周辺が常時加熱下におかれ
るために、吐出用ヒータ周辺部材の耐久性が損なわれた
り、あるいは記録休止期間中に吐出用ヒータ周辺に滞留
している記録液自身の熱による物性の変化が生じ、記録
液が変色してしまったり記録液に沈殿物を発生してオリ
フィスを目詰まりさせ液滴吐出不良を起すなどの問題の
生じる場合もあった。

また、プリンタの電源投入卓後においては、記録に係る
インク液温は大気温度等環境条件に支配されているので
、電源投入時から直ちにインク吐出を行って記録を開始
する°ことは安定、した印字状態を得る上で望ましいこ
とではない。

そこで、電源投入後印字開始前に、予め予備的な加熱を
行ってインクを保温し、さらに予備的な吐出を行って電
源投入前にノズル先端部にあった古いインクを吐出して
吐出を最適化するようにしたインクジェットプリンタを
構成することが考えられる。そして、この予備的な加熱
としては、ヘットユニットに設けた保温手段を駆動して
いわば外部からインクに熱を加えたり、前記吐出エネル
ギ発生素子にインクを吐出しない程度の短い幅のパルス
および高周波数の印字出力を供給していわば内部からイ
ンクに熱を加える処理を施すことが考えられる。　　。

しかしながら、従来印字出力はプリンタ各部を制御する
マイクロプロセッシングユニッ）　（ＭＰＵ）からポー
ト用ＩＣを介して行われていたので、この予備的な加熱
、特に内部からの加熱に際して、高周波数のパルスを加
えることは計りの処理速度が遅いことから極めて困難で
ある。

また、予備的な吐出に関しても、従来の構成ではソフト
ウェアの処理時間の問題から、これを細かく制御するこ
とは極めて困難であるので、最適な予備吐出を行うこと
ができないという問題点がある。

［目　　的］本発明は、かかる従来の問題点を除去し、ヘッドユニッ
トの吐出を、制御する専用のコントローラを設け、その
コントローラを用いてプリンタ起動時に予備加熱処理や
予備吐出処理を行うようにすることにより、印字状態を
速かにかつ簡便に最適化できるインクジェットプリンタ
を提供することを目的とする。

［発明の構成］かかる目的を達成するために、本発明では、第１図に示
すように、電気信号の供給に応じて液体を加熱し飛翔的
液滴の形成が可能な電気熱エネルギ変換素子を含む吐出
エネルギ発生手段１０２を有し、烏該形成された飛翔的
液滴を吐出して被記録材Ｐに対し記録を行う液体噴射記
録二二ツ）１００と、電気信号の設定が可能で、記録信
号ＳＡの入力に応じ吐出エネルギ発生手段１０２に飛翔
的液滴を形成させる電気信号を供給する記録ユニット制
御手段１１Ｇと、液体噴射ユニット、　）　１０Ｇに設
けられ、液体を外部から加熱する加熱手段１２０と、環
境条件応じ、加熱手段による液体の加熱および／または
記録ユニット制御手段１１０に飛翔的液滴が形成されな
い範囲の電気信号を設定することによる液体の加熱を行
う加熱制御手段１４０と、記録ユニット制御手段１１０
に飛翔的液滴が形成される電気信号を設定することによ
り液体噴射記録ユニット１００から飛翔的液滴を吐出さ
せる吐出制御手段１５０と、電源Ｓ賀の投入時に加熱制
御手段１４０を駆動し、次いで吐出制御手段１５０を駆
動するシーケンス制御手段１８０とを具えたことを特徴
とする。

［実　施　例］以下１図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明を適用可能なインクジェットプリンタの
記録部の一構成例を示し、本例は記録面に対して所定方
向に移動するキャリッジにヘッドユニットを搭載した形
態のインクジェットプリンタに本発明を適用したもので
ある。また、第３図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、
第２図におけるヘッドユニットを拡大して示す図、およ
びそのノズル部をさらに拡大して示す図である。

これら図において、ＨＵはキャリッジＣに搭載した液体
噴射ユニットであり、用いるインク色に応じた個数を設
けることもできる。　ＦＣはその液体噴射記録ユニッ）
ＨＵによるインク吐出を制御する信号線等を集合したフ
レキシブルケーブルである。

キャリッジＣは例えばベルト等に固定され。

モータ等駆動手段により図中Ｓ方向に移動する。

ＲはキャリッジＣの移動をＳ方向に案内するガイトレー
ルである。

また、Ｐは図中ｆ方向に搬送される紙等の被記録材、Ｐ
Ｌは記録紙Ｐの記録面を形成するプラテンである。すな
わち、キャリッジＣは駆動手段によるガイドレールＲに
沿って図中Ｓ方向に移動し。

記録面に対する記録を行うことができる。

５丁はキャリッジＣに設けたサブタンク、ＴＢＩおよび
Ｔａ２は、それぞれ、不図示のメインタンクとサブタン
クＳＴとを連通するインク供給管、およびサブタンクＳ
Ｔとヘッドユニット■内の液室ＩＲとを連通ずるインク
供給管二ニア）である。

また、（ＪｋＰはキャップ部材であり、Ｓ方向上。

キャリッジＣのホーム位置Ｈにおいて液体噴射記録ユニ
ツ）ＨＵと対向するように配設し、キャリッジＣがホー
ム位置にあるときにキャップ部材ＣＡＰがモータ等駆動
手段により液体噴射記録ユニットＨυに向けて移動し、
その吐出面に当接するようにすることができる。ＳＰは
液体噴射記録ユニット■の吐出面と当接してインクを捕
集する捕集部材であり、例えば吸水性多孔質材料を用い
る。

第３図（Ａ）において、ＢＰは供給管ユニット〒８２　
、液室ＩＲ，ノズル部ＮＺおよびフレキシブルケーブル
ＦＣ等が配置され、これらを支持するためのベースプレ
ー）、ＢＳＨはノズル部周辺を支持するための弾性部材
、ＦＰは前面プレートである。　ＴＳは温度検出用のサ
ーミスタ等温度センサ、　ＨＴＲはインクを外部から加
熱保温するためにヘッドユニットＨＨに設けた例えば正
特性サーミスタ等電気熱変換体から成るヒータ、ＴＰは
熱伝導板である。

また、第３図（Ｂ）において、　ＯＲはインク吐出孔と
してのオリフィスであり、本例ではオリフィスＯＲを所
定数縦方向にノズル部ＮＺに配列した。　ＩＣＨはオリ
フィスＯＲと液室ＩＲとを連通する液流路、ＥＴは液流
路ＩＣＩＩ内のインクに吐出のための熱エネルギを付与
する吐出エネルギ発生素子としての吐出用ヒータである
。

をこの装置Ｉ用いて記録を行うには、まずメインタンクか
ら、供給管ＴＢＩを介してサブタンクＳＴにインクが供
給され、さらに供給管二二ツ）　Ｔａ２を介して液室Ｉ
Ｒおよび液流路ＩＣＨ内に記録液を充填する０次に後述
の液滴吐出用信号発生手段からフレキシブルケーブルＦ
Ｃを介して電気信号を印加して吐出用ヒータ訂に通電す
る。これによって吐出用ヒータＥＴは発熱し、熱エネル
ギが吐出用ヒータＩ？近傍の液流路ＩＣ１ｌ内にある記
録液に付与され、その部分に於いて瞬間的な記録液の体
積増大を伴なう記録液内での気泡の発生が起き、吐出用
ヒータＥＴの下流部にある記録液がオリフィスＯＲより
吐出されて、記録液の液滴が形成される。この記録液の
液滴を、ノズル部の前方に送られてきた紙等の被記録材
Ｐに付着させ記録が行われる。

第４図は本発明インクジェットプリンタの制御装置の一
構成例を示す、この制御装置は、例えば、ホストコンピ
ュータからの印字データを受信し、１行分の印字データ
を貯え、ヘッドユニー／　トＨＵのコントローラにより
印字ヘッドを制御して印字を行うものとする。

まず、ｌはプログラマブルペリフェラルインターフェイ
ス（以下ＰＰＩとする。）で、本例に係るプリンタのホ
ストコンピュータから送られてくる印字データを並列受
信し、ＭＰＵ２に印字データを送る働きを行う、また、
コンソール６の制御およびホーム位置センサ７の入力処
理を行う、２はマイクロプロセッシングユニット（以下
ＮＰＵとする。）で、プリンタ内の各部を制御し、後述
する処理手順を行う、３はＰＰＩＩで受信した印字デー
タを１行分貯えるラインバッファメモリとしてのＲＡＭ
　、４は印字出力文字のフォント用のＲＯＭ、５はＭＰ
Ｕ２が実行する処理手順（第５図〜第７図）を　　　゛
格納した制御用ＲＯＭである。これら各部１〜５はアド
レスバスＡＢ、データバスＤＢを介して接続されている
。

６はキーボードスイッチおよび表示ランプ等を有するコ
ンソール、７はキャリッジＣのホーム位還近傍に設けた
ホーム位置センサである。８はキャップ部材ＣＡＰの状
態、すなわちヘッドＨ■に対するキャップの開閉を検知
するためのキャップモードスイッチ、９は印字用紙無し
を検知する用紙センサである。

！０ハヘッドユニットのコン）Ｏ−ラであり、印字デー
タおよび印字出力時間をラッチし、ＭＰＵ２からの指令
に応じて印字出力を開始する。すなわち、本例において
は、コントローラ１０を専用のＩＣ回路として処理の高
速化を図るものである。このコントローラ１０としては
、例えば、本願人により特願昭５９−１８２８０２号に
おいて開示されたものを用いることができる。なお、１
度ラッチされた印字データは、変更の要がない場合には
そのまま出力される。

１１ハコントローラｌＯニ応シてヘッドユニットＭＵ用
を駆動するドライバ、１３はへラドユニ−／）ＨＵの保
護回路である。　１４はへッドユニツ）ＨＵに設けたイ
ンク加熱保温用ヒータＨＴＲを駆動するためのドライバ
である。１５はヘッドユニットＨＵに設けたインク温度
検知用素子ＴＳの温度比較素子である。　１８は印字フ
ォントの切換を指令するためのスイッチである。　１７
は温度比較回路１５．スイッチ１Ｂの信号入力切換装置
であり、　ＭＰＵ２によって制御される。

１８はキャップ部材ＣＡＰをヘッドユニフ）ＨＵに対し
て移動させるためのモータＮ３を駆動するドライバであ
る。２２および２４は、それぞれ、紙送り用のモータＭ
ｌおよびキャリッジ移動用のモータＭ２を駆動するドラ
イバである。また、２０および２１は、それぞれ、ヘッ
ドユニツ）ＨＵ内の空気抜きに際して用いるバルブ用の
ソレノイド、およびそのドライバである。

ここで、本例に係る第２図ないし第４図示のインクジェ
ットプリンタにおける処理の概要を述べる０本例では、
プリンタの電源投入時および印字開始時にヘッドユニッ
ト■を予備加熱処理および予備吐出処理を行い、インク
吐出状態を良くするようにする。また、これら処理に関
連させて、適切にヘッドユニットＨＵに対するキャッピ
ングを制御するようにする。予備加熱処理に際しては、
外部加熱処理および／または内部加熱処理を行うものと
する。

ここで、外部加熱とはヒータＨＴＲを駆動することによ
り、ヘッドユニットＨＵを外部からインクを加熱するこ
とをいい、内部加熱とはヘッドユニットＨＵからインク
が吐出されない範囲の印字出力パルスを吐出エネルギ発
生素子に供給することによって、ヘッド内部から加熱す
ることをいう、内部加熱中には設定周波数毎にヘッドユ
ニットコントローラｌＯに印字出力開始信号を送ってい
る。

予備加熱、特に内部加熱を行うときには、適切なパルス
幅１周波数および電圧の印字出力をヘッドユニッ）ＨＵ
に加えるのが好適であるが、ヘッドコントローラ１０を
用いることにより、通常のＭＰｔｌの処理速度でも十分
な処理が可能となる。

すなわち、本例によれば、必要に応じて各印字出力のパ
ラメータを自由に変更設定できるので、最適なヘッド加
熱とソフトウェアの簡略化、高速化が可能となる。

また、予備吐出を行う場合にも、同様にパルス幅１周波
数および電圧をパラメータとする適切な印字出力をヘッ
ドユニ、））ＩＵに加えるのが好適である。本例では、
環境条件によってこれらパラメータおよび吐出回数を変
化させるようにする。

本例によれば、このような場合に、ソフトウェアによっ
て簡単に対応でき、最適な予備吐出が可能となる。また
、本例ではヘッドコントローラｌＯを用いて予備吐出時
の印字出力を全ドツトについて“ｌ”とした、従って、
この場合の印字データに関しては、印字データをその都
度変更する必要がなくなるので、ソフトウェアの簡略化
、処理の高速化が可能となる。

以下、本例における印字状態最適化処理を説明する。

第５図（Ａ）およびＣＢ）は本発明に係る印字状態最適
化処理手順の一例を示す。

プリンタの電源投入直後、初期処理として。

ハードウェアではＰＰＩＩおよびヘッドユニットコント
ローラｌＯのイニシャライズを行い、ソフトウェアでは
、ラインバッファメモリＲＡＭ３のイニシャライズや、
制御用ＲＯＭ５の動作チェックを行い、処理上で使用さ
れる各パラメータのイニシャルセットを行う（ステップ
Ｓ１）。

この初期処理終了後、ＭＰＵ２によりキャップモードス
イッチ８を監視しながら、ヘッドキャップモータＮ３を
動作させ、ヘッドキャップ開処理を行う（ステップＳ２
）、そしてホームポジションセンサ７を監視しながらキ
ャリッジモータＭ２を動作させ、キャリ７ジＣを移動さ
せてホームポジションＨに位置づける（ステップＳ３）
、而して、キャップモードスイッチ８を監視しながら、
キャップモータＭ３を動作させ、ヘッドユニット■■に
対するヘッドキャップ閉処理を行い（ステップＳ０、さ
らにモータ旧を駆動して例えば１行分の紙送りを行う、
これら処理の後にはへッドユニツ）ＨＵに対する初期処
理を行う。

初期処理では、まず、ヘッドユニツ）ＨＵの予備加熱処
理（ステップＳＲ）を開始する。

第６図は外部加熱および内部加熱を行う予備加熱処理手
順の一例を示す、ここで、前述のように、内部加熱はコ
ントローラ１Ｇからインクが吐出しない範囲のパルス幅
、電圧、高周波数の出力をヘッドユニｙ）ＨＵに加え、
その内部で熱を発生させることをいい、外部加熱とはへ
ラドユニｙ）ＨＵに設けたヒータＨＴＲを発熱体として
用い、ＭＰＵ２より、ドライバ１４をオンとして、ヘッ
トユニットＨυを加熱することをいう、ステップＳＨＩ
においては外部加熱を開始し、ステップＳＨ２にてヘッ
ドユニットコントローラ１Ｇを外部加熱モードにセット
する０次いで、ステップＳＨ３にて全ドツトについて印
字出力を“ｌ”にセットして、ステップＳＨ４にて内部
加熱を開始する。この内部加熱に際しては、後述のよう
に、印字出力のパルス幅、電圧。

周波数を適切に設定するようにする。

このようにヘッドの予備加熱を開始したら。

ヘッドユニットＨυの温度を測定し、ＨＵの温度が高温
側一定温度以上なら（ステップ５Ｈ５）、予備加熱を終
了する。予備加熱を開始して、一定時間経過しても高温
側一定温度を越えない場合は（ステップ５Ｈ８）、ヘッ
ドの熱破壊防止のため、ステップ５）１７にて内部加熱
中止命令をコントローラ１０に送り、内部加熱を中止し
、次いでステップＳＨ８にてドライバ１４をオフとして
外部加熱を中止する。すなわちこのとき予備加熱が停止
して、第５図（Ａ）のステップＳ６に復帰する。なお、
高温側一定温度とは、ヘッドユニット１２の動作使用上
限温度（例えば４２℃）をいう、また、外部加熱および
内部加熱の開始および停止の順序はいずれでもよいこと
は言うまでもない。

再び第５図を参照するに、予備加熱停止後、所定時間、
待機して、局部的に加熱されたヘッドユニッ）ＨＬｉ内
の温度分布を平均化する（ステップＳ８）、この待機後
に予備吐出処理（ステップＳＪ）を行う、なお、電源投
入時の予備加熱において急激な加熱処理を行った場合に
は待機時間を比較的長く設定すればよい、ここでは例え
ば５００腸Ｓに設定することができる。

第７図は予備吐出処理手順の一例を示す、ここでは、ま
ずステップＳＪＩにて、ヘッドユニットコントローラｌ
Ｏに吐出条件をセットし１次いでステップＳＪ２にて全
ドツトに対しての印字出力を“ｌ”にセットする。而し
てステップＳＪ３にて印字出力をヘッドユニットＨ１ｌ
に加えて吐出を行わせ、ステップＳＪ４の処理により規
定口゛数分これを繰返し、その終了後には第５図のステ
ップＳＩＧに復帰して印字待機状態に移行する。すなわ
ち、以上でヘッドユニツ）ＨＵに対する初期処理を終了
し、手順はホストコンピュータからの印字待機状態に移
る。なお、規定吐出回数および吐出条件のパラメータは
後述のように環境条件によって適切に設定されるように
することができる。

印字信号の待機状態（ステップ５ＩＯ）でホストコンピ
ュータから印字信号が供給された場合、印字データはＰ
ＰＩＩにラッチされ、ラインバッファとしてのＲＡＭ３
に転送される。そこで、ヘッドユニット■に設けた温度
検知素子ＴＳからの信号を温度比較回路１５により検出
し、低温側一定温度以上、例えば２０℃以上であるか否
かの判定を行う（ステップ５ｌｌ）、ここで肯定判定で
あればヘッドキャップモータＭ３を駆動してキャップ開
処理を行い（ステップ５１２）、次いでコントローラ１
０を通常印字モードにセットして予備吐出（ステップＳ
Ｊ、第７図参照）を行う、一方、低温側一定温度未満と
判定された場合はキャップ開処理（ステップ５ｘａ）を
行った後、予備加熱処理（ステップＳＨ：第６図参照）
を行い、所定時間待機（ステップ５１５）Ｌ、た後、さ
らにコントローラ１０に吐出条件、吐出回数をセットし
て予備吐出を行う（ステップＳに第７゜図参照）。

なお、この場合の待機時間は起動時のように急激な加熱
を行わないときには前述の待機時間より小とすることが
できる。なお、低温側一定温度としくステップ９１Ｂ）
、印字状態へ移行する。すなわち、キャリッジモータＮ
２が駆動されている印字動作中には加熱処理が行われな
いようにする。

また、ステップＳ２０の印字処理に関連させて消費電力
を増大させずに加熱処理を行うこともできる。すなわち
、キャリッジの動作中であってキャリッジの移動範囲の
両端での移動方向転換時にはキャリッジＣがそこで停止
するので、そのときに加熱処理を行ってもよい。

印字を開始して、例えば−性分の印字が行われキャリッ
ジモータＭ２が停止したときには（ステップ５２０）、
ヘッドユニ、））ＩＵの温度が低温側一定温度以上であ
るか否かを判定する（ステップ５２１）。

ここで肯定判定であれば次段階へ移行し、否定判定であ
ればドライバ１４をオンとして外部加熱を開始した後（
ステップ５２２）に次段階へ移行する。すなわち、ヘッ
ドユニｙ）ＨＵの温度が高温側一定温度以上であるか否
かを判定する（ステップ５２３）。

ここで肯定判定であれば直ちに、否定判定であれば所定
時間（例えば２００■Ｓ）待機した後に（ステップ５２
４）、外部加熱を停止する（ステップ５２５）。

次に、第５ｒＩ！Ｊ（Ｂ）に示すように１紙送りモータ
Ｍｌを駆動して紙送りを行い（ステップ５３０）、ステ
ップＳ２１およびＳ２２とそれぞれ同様のステップＳ３
１およびＳ３２を経て次段階へ移行する。すなわち、　
ＭＰｔ１２で内部タイマをオンとして所定時間以内（例
えば５秒以内）に印字データがＰＰＩ’ｌにラッチされ
たか否かを判定する（ステップ５４０，５４１）、ここ
で肯定判定であれば第５図（Ａ）のステップＳ１８に移
行する。一方否定判定であればドライバ１４をオフとし
て外部加熱を停止しくステップ５４２）、キャリッジモ
ータＮ２を駆動してキャリッジＣをホーム位置Ｈに位置
づけ（ステップ５４３）、次いでキャップモータＭ３を
駆動してキャップ閉処理を行った後（ステップ５４４）
、第５図（Ａ）のステップ５１０に復帰する。

このように、本例では、予備加熱処理を行った後に、記
録に用いない液滴を吐出する予備吐出処理を行うように
したので、記録休止若しくは停止期間が非常に長くなり
、溶媒成分の蒸発による記録液の粘度の増加が著しい場
合でも、印字に際しての吐出の最適化を行うことができ
る。すなわち、まず予備加熱処理によって記録液の高粘
度部分が加熱されて、その温度が上昇し、液滴を吐出す
ることができる程度にまで記録液の粘度が低められる。

その状態で、次に予備吐出処理を行、うことにより、こ
の部分の記録液は液流路ＩＣＨ外へと吐出されてしまい
、吐出用し一タＥＴ近傍には、その粘度が吐出に好適な
範囲内にある記録液が供給されることになり、以後良好
な記録液の吐出状態が得られる。この吐出状態の安定性
を確認するために、本願人は次のような実験を行った。

［実施例を用いた実験］２４個のオリフィス（オリフィス径５０Ｘ４０＃Ｌ■）
が０．１４１ｍ１の間隔に上下方向に一列に配列された
第３図（Ｂ）に示したような記録ヘッド部を有する本例
に係るインクジェットプリンタを用い、以下の組成を有
する記録液を、この装置内に充填し、２５℃３０％ＲＨ
の環境下での１２時間の記録休止期間後の記録再開時に
おいて、電圧２３．５Ｖ　、パルス幅５ｐ、ｓ、周波数
１０ＫＨｚの信号を予備加熱時に吐出用ヒータＥＴに加
えた０次いで電圧２３．５Ｖ、パルス輻１０ＩＬｓ、周
波数２　ＫＨｚの信号を１００パルス分吐出用ヒータＥ
Ｔに加えて記録に用いない液滴を吐出させ、２４個のオ
リフィス全部から記録に用いる記録液の液滴が吐出され
るまでの記録信号に対する不吐出液滴数を計測すること
により、記録休止後の吐出不良に関する記録装置の評価
を行った。その結果を第１表に示す。

なお、記録に用いた記録液の組成は次の通りである。

Ｇ、１．ダイレクトブラック１８　　　　２重量部ジエ
チレングリコール　　　　　　　３０重量部水　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　７０重量部［比較例を
用いた実験］実施例と同様な構成を有し、記録に際しては。

記録に用いる記録液滴を吐出するための電気信号のみが
吐出用ヒータに加えられる記録装置を用い、これに上述
の記録液を充填し、２５℃３０％ＲＨの環境下での１２
時間の記録休止期間後の記録再開時において、電圧２３
．５Ｖ、　パルス幅１０ｐｓ　、周波数２　ＫＨｚの液
滴吐出用電気信号のみをヒータに印加して、記録を行い
、実施例を用いた実験と同様にして記録休止後のこの装
置を吐出不良に関する評価を行った。その結果を第１表
に示す。

第　　１　　表このように特に長い記録休止あるいは停止期間を経た後
の記録再開時においても、常に良好で安定しだ液滴吐出
状態が得られるようになる。

次に、予備加熱処理および予備吐出処理における印字出
力のパルス幅９周波数、電圧等パラメータの設定につい
て述べる。

どの程度の記録休止若しくは停止時間で、液流路ＩＧＨ
内の特にオリフィスＯＲ付近にある記録液の粘度が好適
な範囲からずれてしまうかは、使用する装置の特性や記
録液の物性、また装置が設置され、使用されている場所
の温度や湿度などの環境条件等により個々に異なるので
、予備加熱、特に内部加熱処理における印字出力のパラ
メータを個々の装置とその使用状態とに応じて適宜選択
する。

また、予備吐出処理において吐出用ヒータＥＴに供給す
る信号は、その粘度が記録の際の液滴吐出に好適な範囲
にない記録液を吐出し、液流路ＩＣＨ外へ除去できるよ
うな条件で印加されるようにする。

さらに、予備吐出処理における吐出回数を、そのときの
環境条件下で可変となし、効率的な処理を行えるように
する。

第８図は吐出用ヒータＥ丁に加えられる電気信号を示す
、ここで、マ０は電圧、Ｉｌｌはパルス幅である。予備
加熱処理において信号が吐出用ヒータ訂に供給されたと
きに、加熱によるバブル（泡）が発生すると、その後の
液滴の吐出が不安定になったり、また場合によっては不
吐出が生じることもある。従って、予備加熱に際して吐
出用ヒータＥＴに加えられる電気信号は、吐出用ヒータ
ＥＴ上にバブル（泡）が発生しない範囲でなければなら
ない。

一方、これらの予備加熱処理は、プリンタの電源投入時
や印字開始にあたって設定されるので。

予備加熱の使用頻度は極めて高い、従って、これら予備
加熱処理により吐出用ヒータＥＴの耐久性を劣化させる
ものであってはならない０発明者らは、吐出用ヒータＥ
丁を用いた予備加熱処理において、吐出用ヒータＥＴに
加える電力（Ｗ）を一定とし、パルス＠ｗｉ、印加電圧
マ０を変化させたときの吐出用ヒータＥＴの耐久性を検
討したところ、パルス輻Ｗｌ、印加電圧マ０が小である
ほどヒータＥＴの耐久性が向上するということを確認し
た。

次に、ヘッドユニツ）［（Ｕの温度を所望の値にまで加
熱の要する時間は吐出用ヒータＥＴに印加される電力（
Ｗ）によって決定されるが、装置の性能としては、印字
開始までに要する時間、すなわち待ち時間は短い方が望
ましい。

しかしながら、上述のように、吐出用ヒータＥＴに加え
る電圧は、ヒータの耐久性上、むやみに高くすることは
望ましいことではない、さらに、予備加熱時に吐出用ヒ
ータＥＴ上にバブルが発生すると、その後の印字不良ま
たは不吐出を引き起こすので、パルス幅を大きくするこ
とも困難である。

従って、予備加熱処理がヒータＥＴの耐久性に影響を与
えず、またヒータ上の発泡も起こらない範囲内で、しか
も短時間にヘッド温度を所望の温度に上げるためには、
吐出用ヒータＥ丁に加える電気信号の周波数を上げるこ
とが有効である。

第９図は吐出用ヒータＥＴに加える予備加熱信号の周波
数をパラメータとして１時間（分）と、ヘッド温度（”
０）との関係の一例を示す、これは印加電圧マ０を２４
ｖ、パルス幅ＩＩを５１Ｌｓとし、周波数を１０ＫＨｚ
　、　５　ＫＨ２）２ＫＨｚとしたものである。なお、
ヘッド温度は温度検出素子子Ｓにより検出する。

このような観点から、本願人は電圧、パルス幅９周波数
を変化させて次の２例のような実験を行った。

（例　１）２４個のオリフィス（オリフィス径５０Ｘ　４ＯＩＬ層
）が０．１４１ｍｍの間隔に上下方向に一列に配列され
た第３図（Ｂ）に示したようなノズル部ＮＺを有する本
例に係るインクジェットプリンタを用い、前述と同様の
組成を有する記録液を装置内に充填し、第２表の如き条
件で、吐出用ヒータＥＴに電気信号を供給して予備加熱
を行った。

而して、光学顕微鏡を用いてヒータ上を観察し、バブル
発生の有無を確認した。その結果を第２表に示す。

第　　　２　　　表（例　２）（例１）と同様のインクジェットプリンタを用い、上記
組成を有する記録液を装置内に充填し、第３表の如き条
件で吐出用ヒータＥＴに信号を加え、予備加熱処理を繰
り返すことにょリヒータＥＴの耐久性を調べた。その結
果第３表に示す。

第　　　３　　　表以上の理由により、予備加熱処理において吐出用ヒータ
ＥＴに供給する電気信号は、そのパルス幅を記録に際し
ての電気信号のパルス幅よりも小となるように設定すれ
ばよいことがわかる０本願人のさらに詳しい実験によれ
ば、記録時のパルス幅の１〜１１２０の範囲とするのが
好ましい。

また、予備加熱処理において吐出用ヒータＥＴに供給す
る電気信号は、その印加電圧を記録に際して印加する印
加電圧と同等もしくはそれ以下となるように設定すれば
よいことがわかる。

さらに、予備加熱時における電気信号の周波数は、記録
時のそれに比して高く設定すれば、加熱に要する時間を
短縮することができる。

これらパラメータの設定やパルス数の設定は。

コントローラ１０を用いてこれを設定することにより、
極めて簡単に行うことができるのは前述の通りである。

次に、予備吐出処理における吐出条件について述べる。

長時間の記録休止や記録停止をしていた場合。

オリフィスＯＲおよびその付近に滞留していたインクは
、水分および揮発性有機溶剤等の蒸発によって粘度が増
加し、吐出されにくい状態にある。その滞留していたイ
ンクの粘度は、上述の予備加熱処理によって低下させる
ことができるが、記録に適するインクに比して粘度が高
く液滴の大きさ。

速度等が異なり、記録には不適当であるので、本例では
予備加熱に続き予備吐出を行うようにしている。

予備吐出処理に際しては、そのときに吐出用ヒータＥＴ
に加える信号の第１パルスから吐出されるとはかぎらな
いので、予備吐出時の信号のエネルギを印字時の信号の
エネルギより大とし、また環境条件によって吐出時間を
可変とすれば、予備吐出に要する時間の短縮および高効
率化が可能となる。

予備吐出時の信号のエネルギを大とするのは、具体的に
は電圧および／またはパルス幅を記録時よりも大とすれ
ばよい、すなわち、印字時に吐出用ヒータＥＴに加える
信号の電圧およびパルス幅がそれぞれ２４Ｖおよび１０
ＩＬｓであれば、予備吐出時においては信号の電圧およ
び／またはパルス幅をそれらの値より大とすればよい０
本願人の実験によれば、電圧に関しては印字時の１〜５
倍、好ましくは１〜２倍とし、パルス幅に関しても１〜
５倍、好ましくは１〜２倍としたときに良好な結果が得
られた。

また、吐出時間の設定については、吐出回数すなわちパ
ルス数を環境条件に応じて設定すればよい０本願人の実
験によれば、電源投入後印字開始前の予備吐出（第５図
（Ａ）のステップＳ８に続くステップＳＪ）では、１０
０〜１５０パルスを吐出用ヒータＥＴに加えたときにそ
の後の良好な印字品位を得た。印字開始後において、低
温環境下ではインクの粘度が高く、高温環境下よりも吐
出が安定しにくいので、インク吐出回数を適切に設定す
ることが好適である０本願人の実験では、低温側一定温
度（例えば２０℃）以上である場合（第５図ＣＢ）のス
テップＳｌｌで肯定判定のとき）の予備吐出では、２０
〜５０パルスを吐出ヒータＥＴに加えたときに、吐出が
安定し、低温側一定温度未満である場合（ステップＳｌ
ｌで否定判定のとき）の予備吐出では５０〜１００パル
スをヒータＥＴと加えたときに吐出が安定することを確
認した。

これら予備吐出における吐出条件についても、処理時に
コントローラ１０を設定するのみで足り、ＭＰＵ２の負
担を増すことなく高速かつ適切に処理を行うことができ
る。

なお、本例に係るプリンタを使用する地域が限定され、
予め明確になっているのであれば、地域別に吐出数を変
更することもできる０例えば、高温、低湿度地域におい
ては、常時高温となっているので、インクの乾燥が甚し
い、そこで、高温域側での予備吐出量を低温域側より多
くし、その安定化を計り、また、吐出数量も上述の数値
を変更して、安定したインク吐出を得られるようにする
ことも可能である。

なお、実施例においてはヘッドユニットをキャリッジに
搭載した形態のインクジェットプリンタについて説明し
たが、本発明は記録紙の幅方向に複数のヘッドユニット
を備えたいわゆるフルマルチタイプのインクジェットプ
リンタにも適用できることは勿論である。

また、予備加熱処理における各パラメータ、予備吐出処
理における各パラメータや吐出回数の設定に際しては、
実施例の如く温度条件に応じたものとするのみならず、
例えば湿度、圧力等の環境条件に応じたものとすること
ができる。

なお、実施例では予備加熱終了後、所定時間待機してか
ら予備吐出を行うようにしているが、予備加熱時の設定
条件を変えヘッドユニットが緩かに加熱されるようにし
て温度分布がほぼ一様になるようにすれば待機時間を設
定しなくてもよい。

［効　果］以上説明したように、本発明によれば、電源投入後印字
開始前に、ヘッドコントローラに適切な加熱条件および
吐出条件を設定して予備加熱処理および予備吐出処理を
行うようにしたので、ソフトウェアが簡略化し、印字状
態を速かにかつ簡単に最適化できる液体噴射記録装置を
実現できる効果がある。

また、本発明によれば、予備加熱や予備吐出に際しての
設定条件の変更を容易に行えるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明に係るインクジェットプリンタの一構成
例を示す斜視図、第３図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、第１図示のプ
リンタにおけるヘッドユニットを拡大して示す斜視図お
よびそのノズル部を拡大して示す斜視図。第４図は本発明に係るインクジェットプリンタローチャ
ート。第６図および第７図は、それぞれ、第５図示の処理にお
ける予備加熱処理手順の一例および予備吐出処理手順の
一例を示すフローチャート、第８図はヘッドユニットに
供給される印字出力信号を説明するための波形図、第９図はヘッドユニットに供給する印字出力信号の周波
数をパラメータとして、供給時間と温度との関係を示す
特性曲線図である。ＨＵ・・・液体噴射記録ユニット（ヘッドユニット）、Ｃ・・・キャリッジ、Ｒ・・・ガイドレール、ＴＲＩ、Ｔａ２・・・供給管、ＦＣ・・・フレキシブルケーブル。ＳＴ・・・サブタンク。ＣＡＰ・・・キャップ部材、Ｐ・・・被記録材、ＰＬ・・・プラテン、Ｓ・・・キャリッジ走行方向、ｆ・・・被記録材搬送方向、Ｈ・・・ホーム位置、ＮＺ・・・ノズル部。ＦＰ・・・前面プレート、ＩＲ・・・液室、 ■ＣＨ・・・インク流路、ＯＲ・・・オリフィス、ＴＳ・・・温度検出素子、ＨＴＲ・・・外部加熱用ヒータ、ＥＴ・・・吐出用ヒータ、Ｍｌ、Ｍ２．Ｍ３・・・モータ、ｌ・・・プログラマブルペリフェラルインタフェース（ＰＰＩ）、２・・・マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）　。３・・・ラインバッファＲＡＭ、４・・・フォント発生用ＲＯＭ、５・・・制御用ＲＯＭ、６・・・コシソール、７・・・ホーム位置センサ、８・・・キャップモードスイッチ、９・・・用紙センサ、１０・・・ヘッドユニットコントローラ、１１．１４．
１Ｂ、２１，２２．２４・・・ドライバ、１３・・・保
護回路、１５・・・温度比較素子、１６・・・フォント切換スイッチ。１７・・・入力セレクタ。第１図第５図（Ｂ）第６図第８図第９図一時間（分）

Claims

【特許請求の範囲】１）電気信号の供給に応じて液体を加熱し飛翔的液滴の
形成が可能な電気熱エネルギ変換素子を含む吐出エネル
ギ発生手段を有し、当該形成された飛翔的液滴を吐出し
て被記録材に対し記録を行う液体噴射記録ユニットと、前記電気信号の設定が可能で、記録信号の入力に応じ前
記吐出エネルギ発生手段に前記飛翔的液滴を形成させる
前記電気信号を供給する記録ユニット制御手段と、前記液体噴射記録ユニットに設けられ、前記液体を外部
から加熱する加熱手段と、環境条件応じ、前記加熱手段による前記液体の加熱およ
び／または前記記録ユニット制御手段に前記飛翔的液滴
が形成されない範囲の電気信号を設定することによる前
記液体の加熱を行う加熱制御手段と、前記記録ユニット制御手段に前記飛翔的液滴が形成され
る電気信号を設定することにより前記液体噴射記録ユニ
ットから前記飛翔的液滴を吐出させる吐出制御手段と、電源の投入時に前記加熱制御手段を駆動し、次いで前記吐出制御手段を駆動するシーケンス制御
手段とを具えたことを特徴とする液体噴射記録装置。２）特許請求の範囲第１項記載の液体噴射記録装置にお
いて、前記環境条件を前記液体の温度としたことを特徴
とする液体噴射記録装置。