JPS61146554A

JPS61146554A - 液体噴射記録装置

Info

Publication number: JPS61146554A
Application number: JP26860984A
Authority: JP
Inventors: 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; Akira Nagatomo; 彰長友
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-07-04

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。

そこで、電源投入後印字開始前や印字開始時に、予め予
備的な加熱を行ってインクを保温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、加熱線
一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−／　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、環境条件等も考慮し
て適切な印字出力を加えることは）Ｉｐｕの処理速度が
遅いことから極めて困難である。

［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や印字開始時に環境
条件を考慮した適切な予備加熱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
録ユニツ）　１００と、電気信号の周波数の設定が可能
で、記＃ｌ＠号ＳＡの入力に応じ前記吐出エネルギ発生
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１１０と、記録ユニット制御手
段１１０に対する周波数の設定を行う周波数設定手段１
４４を有し、環境条件に応じ、記録ユニット制御手段１
１０に飛翔的液滴が形成されない範囲の電気信号であっ
て記録時における電気信号より大なる周波数の電気信号
を設定することによって液体の加熱を行う加熱制御手段
１４０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タの
記録部の一構成例を示し、本例は記録面は対して所定方
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ツ）
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。

ＳＴ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）ＨＵ内の液室ＩＲとを連通ずるイ
ンク供給管ユニットである。

また、ＧＡＰ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■
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）１０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
射記録ユニツ）ＨＵ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ＴＢ２　
、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
ート、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ナ、　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ＨＵ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１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
ＩＣＨ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。

丘この装置７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、さらに供給管ユニッ）　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ＩＥＴ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ＥＴ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
用ビーフ８丁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、ヘッドユニットＨｕｔ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
ＭＰＵ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ＲＯＩ’［，５
はＭＰＵ２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。

１０はへフドユニー、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、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
高速化を因るものである。このコントローラｌＯとして
は、例えば、本願人により特願昭５９−０１２８０２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はコントローラ１０に応じてヘッドユニット［０用
を駆動するドライバ、１３はへ、ドユニッ）ＨＵの保護
回路である。１４はへッドユニフ）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はへッドユニ、トＨＨ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。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は温度比
較回路１５．スイッチ１６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）１０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１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、２Ｇおよび２１は、それぞれ、ヘッ
ドユニット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、内部加熱とはへッドユニツ）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）Ｉ
ＩＩ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Ｍ
ＰＵ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
ドユニツ）ＨＵ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（Ｂ）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ＲＡＮ３のイニシャライズや、制御用ＲＯ
Ｎ５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Ｓｔ）　。

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
ャリフジモータＮ２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（する（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Ｎ３を動作させ、ヘッドユニットＨＵ
に対するヘッドキャップ閉処理を行い（ステップＳ４）
、さらにモータＭｌ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、ヘッドユニット■υの予備加熱処
理（ステップ５）Ｉ）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フ）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
ッドユニツ）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５）１２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５）１３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
ツ）ＨＵ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ＳＩＴにて内部加熱中止命令をコ
ントローラｌＯに送り、内部加熱を中止し１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、ヘッドユニツ）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トＨＵ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閣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１
０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ツ）ＨＵに
加えて吐出を行わせ、ステップＳＪ４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
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！ｉ（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ＨＵ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（ステー２プ５ｔｔ）、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ｌＯを通常印字モードにセットして予備吐出（ステ
ップＳＪ、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５１
３）を行った後、予備加熱処理（ステップＳＨ；＠Ｓ図
参照）を行い、所定時間待機（ステップＳ１５　）　ｌ
、た後、さらにコントローラｌＯに吐出条件、吐出回数
をセット−て予備吐出を行う（ステップＳ」：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、キャリフジモータ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３２Ｇ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、例えば一部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Ｈｕ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！９２１）。

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
ドユニット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５図ＣＢ）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
３３２を経て次段階へ移行する。すなわち、１ＩＰＵ２
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９４０，５４１）、ここで肯定判定で
あれば第５図（＾）のステップＳＩＢ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Ｎ３を駆動してキャ
ップ閉処理を行った後（ステップＳ４０．第５図（Ａ）
のステップＳＩＱ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、
吐出用ヒータＥＴＶＬ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５０Ｘ４０ｊＬ■）
が０．１４１膜層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宥する本例
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　、パルス輻
５ｐＬｓ、周波数１０ＫＨｚの信号を予備加熱時に吐出
用ヒータＥ丁に加えた０次いで電圧２３．５Ｖ、パルス
幅１０ＩＬｓ　、周波数２ＫＨｚの信号を１００パルス
分吐出用ヒータＩＥＴ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′薔の記Ｊｌ＠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。

Ｃ，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ｌｅ＃Ｌｓ、周波数２　ＫＨｇ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ＥＴに加えられる電気信号を示す
、ここで、マＯは電圧、ｗｉ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ＥＴ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！Ｔ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、吐出用ヒータ釘を用いた予備加
熱処理において、吐出用ヒータＥ丁に加える電力（Ｗ）
を一定とし、パルス暢Ｗｉ、印加電圧ＶＯ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
ルス幅Ｗｉ、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、ヘッドユニフ）ＨＵ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ＩＥＴ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ＪＥＴ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Ｅ丁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ＩＥＴ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、ヘッド温度（”
Ｏ）との関係の一例を示す、これは印加電圧マＯを２４
ｖ、パルス幅ｗｉを５ｐ−ｓとし、周波数を１０ＫＨｚ
、　５　ＫＨｚ、　２　ＫＨｚとしたものである。なお
、ヘッド温度は温度検出素子ＴＳにより検出する。

このような観点から１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５０Ｘ４０＃Ｌ■）
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ーＥを観察し、バブ
ル発生の有無を確認した。その結果を第（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
Ｅ丁に供給する電５ｉ＆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
Ｅ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ｌ０
ＪＬＳ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、吐出回敬すなわちパ
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（Ｂ）の
ステップＳｌｌで肯定判定のとき）の予備吐出でに、吐
出が安定し、低温側一定温度未満である場合、（ステッ
プＳｌｌで否定判定のとき）の予備吐出では５Ｇ−１０
０パルスをヒータＥＴと加えたときに吐出が安★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ｌＯを設定するのみで足り、ＮＰＵ２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、モこで、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１
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。

［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
開始前や印字開始にあたって、ヘッドコントローラに対
して適切な印字周波数を設定して予備加熱処理を行うよ
うにしたので、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、予備加熱に際しての設定条件の
変更を容易に行えるという効果がある。

【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３１５！１（Ａ）　ｔ３Ｊｃ（ｉｃＢ）　ｔｋ、ツレ
ツレ、第１ｉｌ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の内部回
路構成の一例を示すブロック図、第品七字最適化処理手
順の一例を示すフローチャート、第６図および＠７ｒＩ４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ｙ
）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ｙ）（ヘッドユニット）。Ｃ・・・キャリッジ、Ｒ−・・ガイドレール、〒Ｂｌ、ＴＢ２・・・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、Ｉ　Ｒ−・・液室、ＩＣＨ−・・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、Ｅ丁・・・吐出用ヒータ、Ｎｌ、Ｎ２．Ｎ３・・・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（ＮＰ（ｊ）、３・・・ラインバー、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、１Ｇ−・・ヘッド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・・・温度比較素子。１８・・・フォント切換スイッチ、１７・・・入力セレクタ・第１図第５図ｃＢ）第６図第８図第９図一時ｉｇＩ（介）

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、前記電気信号の周波数の設定が可能で、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、前記記録ユニット制御手段に対する周波数の設定を行う
周波数設定手段を有し、環境条件に応じ、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
気信号であって前記記録時における電気信号より大なる
周波数の電気信号を設定することによって前記液体の加
熱を行う加熱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、前記環境条件は前記液体の温度であり、前記周波
数設定手段は該温度を検出して前記周波数を設定するこ
とを特徴とする液体噴射記録装置。