JPS61146555A - 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５８−１８７３８４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一
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）からボート
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ＭＰＨ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、電気信号の電圧設定が可能で、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１１０と、記録ユニット制御手段１１０に対して
電圧を設定する電圧設定手段１４Ｂを有し、環境条件に
応じ、記録ユニット制御手段１１０に飛翔的液滴が形成
されない範囲の電圧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ト
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はキャリフジ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、ＴＢＩおよび
ＴＢ２は、それぞれ、不図示のメインタンクとサブタン
クＳＴとを連通ずるインク供給管、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
ク供給管ユニー／　）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Ｈ
Ｕ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ＧＡＰ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）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７Ｂ２　
、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）Ｈ［Ｉ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。

この装置〆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ト丁８２を介して液室ＩＲ
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ＦＣ
を介して電気信号を印加して吐出用ヒータＥＴに通電す
る。これによって吐出用ヒータ８丁は発熱し、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
構虞例を示す、この制御装置は１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、１はプログラマブルペリフェラルインターフェイ
ス（以下ＰＰｆ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トする。）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は肝
■２が実行する処理手順（第５図〜第７図）を格納した
ｍ制御用ＲＯＪｆである。これら各部１〜５はアドレス
バスＡＢ、データバスＯｆｌ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ＧＡＰの状
態、すなわちヘッドＨυに対するキャップの開閉を検知
するためのギ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はヘッドユニットのコントローラであす、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５１１−１８２８０２
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はヘッドユニットＨυの保護
回路である。１４はへッドユニッ）Ｈｌｌ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。　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１Ｂの信号入力切換装置
であり、ＭＰＵ２によって制御される。

ｌ８はキャップ部材ＣＡＰをヘッドユニッ）［０に対し
て移動させるためのモータＭ３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パルプ用の
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遠べる０本例では、
プリンタの電源投入時および印字開始時にへ７ドユニフ
）ＨＵ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）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Ｈ丁Ｒを駆動することによ
り、ヘッドユニットＨ■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Ｈ
ｔｌに加えるのが好適であるが、ヘッドコントローラ１
０を用いることにより、通常のＭＰＨの処理速度でも十
分な処理が可能となる。

すなわち１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
ドユニッ）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
１本例ではヘッドコントローラ１Ｇを用いて予備吐出時
の印字出力を全ドツトについて０１″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。

プリンタの電源段、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）、
ざらにモータ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ッ）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）ＨＵの予備加熱処
理（ステップＳＨ）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１０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、））ＩＩ＋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
はヘッドユニット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Ｓ
旧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ＳＨ３にて全ドツトについて
印字出力を°゛工”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）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ＳＨＯ）、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５）１８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
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フ）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■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ット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
１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Ｓ（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Ｐ
ＰＩＩにラッチされ１．ラインバッファとしてのＲＡＮ
３に転送される。そこで、ヘッドユニッ）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１０を通常印字モードにセットして予備吐出（ステッ
プＳに第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ー２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５１１５）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、低温側一定温度としくステップ５１６）
、印字状態へ移行する。すなわち、キャリッジモータＭ
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栃開始した後（
ステップ５２２）に次段階へ移行する。すなわち、ヘッ
ドユニツ）ＭＵ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＋ｍｓ　）待機した後に（ステッ
プ５２４）、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、　ＮＰＵ２
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Ｍ２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舅・３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ＳＩＯに復帰する。

この害うに１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ＩＧＨ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５０Ｘ４０ｐ■）が
０．１４１ｍ腸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１０
ＫＨｚ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１０ｐｇ　、周波
数２　ＫＨｚの信号を１００パルス分吐出用ヒータＥ丁
に加えて記録に用いない液滴を吐出させ、２４個のオリ
アイ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。

Ｃ，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、
　ハル２４１１１０ｇｇ、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
。

へ＼〜 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
力のパルス輻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生ったり、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↑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、パルス幅１１．印加電圧マ０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ｗ＋、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、ヘッドユニッ）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ＥＴ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（
”Ｃ）との関係の一例を示す、これは印加電圧マ０を２
４ｖ、パルス幅ｗ＋を５１ＬＳ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、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５０Ｘ４０４腸）が
０．１４１■■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
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ＳＢに続くステップＳＪ）では、１０
０〜１５０パルスを吐出用ヒータＥ丁に加えたときにそ
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）の予備吐出では、２０
〜５Ｇ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１Ｇ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。

［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際して、ヘッドコントローラに対し
適切なヘッドへの印加電圧を設定して予備加熱処理を行
うようにしたので、吐出用ヒータ上にバブルが発生する
ことを防止でき、印字状態を速かにかつ簡単に最適化で
き、しかも吐出エネルギ発生手段の耐久性を低下させな
い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ＣＢ）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、 ＴＢＩ、Ｔａ２・・・供給管、 ＦＣ・・・フレキシブルケーブル、 ＳＴ・・・サブタンク、 ＧＡＰ・・・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．［３・・・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（ＮＰＬＩ）、 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・・・温度比較素子、 １Ｂ・・・フォント切換スイッチ、 １７・・・入力セレクタ。 第３図（Ａ） 第５図Ｃｆ３＞ 第６図 第８図 第９図 一時間（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、 前記電気信号の電圧設定が可能で、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して電圧を設定する電圧
   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圧の電
   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、前記電圧
   設定手段は該温度を検出して前記電圧を設定することを
   特徴とする液体噴射記録装置。