JPS61146550A - 液体噴射記録装置 - Google Patents

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］ 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、特に吐出エネルギー液体に与えて、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
な構造を宥する装置として、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１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
ドを具備してい本。

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、オリフィスおよび七　゛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、吐出用拳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、記録液の制度を常に所
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５８−１８７３８４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
録液が高部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。

そこで、印字を開始するときに、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、ヘッドユニットに設けた加熱手段を駆動してい
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ノくルス
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ト（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ＭＰＵ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印字の開始にあたって予備加熱処理
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、当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
録ユニット１００と、電気信号の設定が可能で、記録信
号ＳＡの入力に応じ記録開始の指令信号によって吐出エ
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
記録二二フ）　１００に設けられ、液体を外部から加熱
する加熱手段１２Ｇと、環境条件に応じ、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１１
Ｇ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１１Ｇ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ツ）　
１００から飛翔的液滴を吐出させる吐出制御手段１５０
と、記録信号の入力時に、加熱制御手段１４０を駆動し
、次いで吐出制御手段１５０を駆動し、次いで指令信号
を発生するシーケンス制御手段ＩＢＯとを具えたことを
特徴とする。

［実　施　例］ 以下、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クの
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ＣＢ）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ツ）
Ｉ（Ｕ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ドレー
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。

ＳＴはキャリッジＣに設けたサブタンク、ＴＢ！および
Ｔａ２は、それぞれ、不図示のメインタンクとサブ７７
７５丁とを連通ずるインク供給管、およびサブ７７７５
丁とヘッドユニット■内の液室ＩＲとを連通するインク
供給管ユニットである。

また、ＣＡＰ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ット）
１０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ＨＵ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１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ＴＢ’２
　’、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）、ＢＳＲ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は制度検出用
のサーミスタ等制度センサ、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Ｈ■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、Ｔ
Ｐは熱伝導板である。

また、第３図ＣＢ）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とを連通ずる液流路、　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。

この装置ｌ用いて記録を行うには、まずメインタンクか
ら、供給管ＴＢｌを介してサブタンクＳＴにインク□が
供給され、さらに供給管ユニットＴＢ２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ーＥＴ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ＪＥ丁近傍の液流路ＩＣＨ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ＩＥＴの下流部にある記録液がオリフィスＯ
Ｒ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、ヘッドユニットＨ（ｌ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、肝■２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（以下肝
■とする。）で、プリンタ内の各部を制御し、ｖｋ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７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ＮＰＵ
２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Ａ
Ｂ、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のホーム位置近傍に設けた
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ＨＵ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。

１Ｇはヘッドユニットのコントローラであり、印字デー
タおよび印字出力時間をラッチし、　ＮＰＵ２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Ｓ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はコントローラ１０に応じてヘッドユニットＨＵ用
を駆動するドライバ、１３はへッドユニツ））ＩＩＪの
保護回路である。　１４はヘッドユニット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はへラドユニットＨＵに設けたイン
ク制度検知用素子ＴＳの制度比較素子である。１Ｂ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は制度比較回路１５．スイッチ１８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をヘッドユニット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０、２２および２４は、それぞれ１紙送り用のモータ
旧およびキャリフジ移動用のモータＮ２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
ドユニー）ＨＣｌ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９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、
））ｉＵを予備加熱熱Ｊ！！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、内部加熱とはへ７ドユニフ）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１０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、周波数および電圧の印字出力をヘッドユニット■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１通常の
ＭＰＵ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、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
ドユニー）［０に加えるのが好適である０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１０を用いて予備吐出時
の印字出力を全ドツトについて“１”とした、従って、
この場合の印字データに関しては、印字で一夕をその都
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。

＠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およびヘッドユニー／　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ＲＡＮ３のイニシャライズや、制御用
ＲＯＩｌ！ｉ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Ｓ
ｔ）　。

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Ｍ３
を動作させ、ヘッドキャップ開処理を行う（ステー２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、キャリッジ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Ｓ
３）、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
処理な行う。

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ｌＯ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ット■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、）ＭＵに設けたヒータＨＴＲを発熱体として用
い、ＮＰＵ２より、ドライバ１４をオンとして、ヘット
ユニットＨＵ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１０を外部加熱モードにセットす
る０次いで、ステップ５ＩＩ３にて全ド−１）について
印字出力を“１”にセットして、ステップ５）１４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ＨＵの制度を測定し、　ＨＵの制度が高
温側一定制度以上なら（ステップ５）１５）、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
高温側一定制度を越えない場合は（ステップ５ｕｅ）、
ヘッドの熱破壊防止のため、ステップＳＨ７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Ｓ８に復帰する。なお
、高温側一定制度とは、ヘッドユニット１２の動作使用
上限制度（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ー）ＨＵ内の
制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
待機時間を比幀的長く設定すればよい、ここでは例えば
５０（ｌ　ａｓ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、ヘッドユニー／　）コントロー
ラ１Ｇに吐出条件をセットし、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、）Ｍ
Ｕに加えて吐出を行わせ、ステップＳハの処理により規
定回数分これを繰返し、その終了後には第５図のステッ
プＳ１０に復帰して印字待機状態に移行する。すなわち
１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ＩＩ（ステップ５１０）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
ＰＰＩＩにラッチされ、ラインバッファとしてのＲＡＭ
３に転送される。そこで、ヘッドユニット■に設けた制
度検知素子ＴＳからの信号を制度比較回路１５により検
出し、低温側一定制度以上１例えば２０℃以上であるか
否かの判定を行う（ステップ５ｔｔ）、ここで肯定判定
であればヘッドキャップモータＮ３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
ｌＯを通常印字モードにセットして予備吐出（ステップ
Ｓ」：第７図参照）を行う、一方、低温側一定制度未満
と判定された場合はキャップ開処理（ステップ５１３）
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Ｓ１５．）ｔ、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ＳＪ：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、低温側一定制度としくステップ５１Ｂ）
、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９２０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）　
、ヘッドユニット■の制度が低温側一定制度以上である
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！４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
ドユニットＭＵの制度が高温側一定制度以上であるか否
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５図（Ｂ）に示すように、紙送りモータ旧を駆
動して紙送りを行い（ステップ５３０）、ステップＳ２
１およびＳ２２とそれぞれ同様のステップＳ３１および
Ｓ３２を経て次段階へ移行する。すなわち、ＭＰＵ２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ＰＰＩＩ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５ｉｌｌに移行する。一方
否定判定であればドライ１５１４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
駆動してキャリフジ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Ｎ３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９１０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、その制度が上昇し、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１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、
吐出用ヒータ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５ｏｘ４０ｕ−ｓ）
が０．１４１ｍ５＋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％Ｒ）Ｉ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
５ｐｇ、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、パルス幅
１０ｇｇ、周波数２ＫＨｚの信号を１００パルス分吐出
用ヒータＥＴ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１９　　　　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１られる記ＩＲ装置を用い、これに上述の記
録液を充填し、２５℃３０％Ｒ１ｉ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１０ｐａ　、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、常に良好で安定した液滴吐出
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ＩＣＨ
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
の制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ＩＥ丁に供
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ｆＨ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、ＩＩＩ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Ｅ丁に供給された
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つたり、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Ｅ丁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、パルス輻Ｗｉ、印加電圧マＯを変化させ
たときの吐出用ヒータＥ丁の耐久性を検討したところ、
パルス幅ｗｔ、印加電圧マＯ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））１０の制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Ｅ丁に加え
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し１範囲内で、
しかも短時間にヘッド制度を所望の制度に上げるために
は、吐出用ヒータＩＴ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、時間（分）と、ヘッド制度（”
０）との関係の一例を示す、これ番よ印加電圧マＯを２
４ｖ、パルス幅ｗｉを５ｐ、ｓとし、周波数を１０ＫＨ
ｚ、　５　ＫＨｚ、　２　ＫＨｚとしたものである。な
お、ヘッド制度は制度検出素子ＴＳ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５０Ｘ４Ｇ＃Ｌ■）
が０．１４１ｍ■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Ｅ丁に信号を加え、予備加熱処理を繰
り返すことによりヒータ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
ＪＥＴ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１〜１／２０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Ｅ丁に供給す
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ｌＯ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Ｅ丁
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訂に加える信
号の電圧およびパルス幅がそれぞれ２４ＶおよびＩＱＪ
Ｌ３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、低温側一定制
度（例えば２０℃）以上である場合（第５図（Ｂ）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、低温側一定制度未満である場合（ステップ９１
１で否定０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−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。

ＭＰｔ１２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、実施例においてはへラドユニ−／　）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１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、
実施例の如く制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ー／　）が緩かに加熱されるよう
にして制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、印字開始にあた
って、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。 ｗ４２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
リンタにおけるへ一２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の内部回
路構成の一例を示すブロック図、第１■ｒ字最適化処理
手順の一例を示すフローチャート、 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図はへラドユニットに
供給される印字出力信号を説明するための波形図、 １４９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、供給時間と制度との関係を示
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。 ＴＢＩ、Ｔａ２）、−供給管。 ＦＣ・・・フレキシブルケーブル。 ５丁・・・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、 ＩＣＨ・・・インク流路、 ＯＲ・・・オリアイス、 ＴＳ・・・制度検出素子、 ＨＴＲ・・・外部加熱用ヒータ、 ＥＴ・・・吐出用ヒータ、 Ｍｌ、Ｍ２．Ｍ３・・・モータ、 １・・・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（ＩＩＩＰＵ）、 ３・・・ラインバッファＲＡＭ、 ４・・・フォント発生用ＲＯＭ、 ５・・・制御用ＲＯＭ　。 ６・・・コンソール。 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・・・ヘットユニットコントローラ、１１．１４，
１８，２１，２２．２４−・・ドライバ、１３・・・保
護回路、 １５・・・制度比較素子、 １Ｂ・・・フォント切換スイッチ、 １７・・・入力セレクタ。 第１図 第３図（Ａ） 第５図（Ｂ） 第６図 第８図 第９図 □時ｉ＆ｒ！（分）

Claims (1)

1. 【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記
   録開始の指令信号によって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、 環境条件に応じ、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、 前記記録信号の入力時に、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し、次いで前記指令信号
   を発生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制度としたことを特徴
   とする液体噴射記録装置。