JPS61146558A - 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Ｏ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
ドを具備してい為。

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アイ
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、あるいは記録体重期間中
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。・１ さらに、記録ヘッドをキャリッジに搭載し、そのキャリ
ッジを被記録材に対して走査方向に移動させ、その過程
で記録が行われるようにしたインクジェットプリンタに
あっては、インクの加熱に加えてモータ等キャリッジ駆
動手段にも電力を供給する必要があるので大型電源を具
備せねばならず、従って装置価格が増大するという問題
も生ずる。

［目　　的］ 本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、
記録ヘッド部が記録動作を行っていないとき、すなわち
キャリー、ジ駆動手段が停止しているときにおいて記録
液の加熱処理を行い、装置全体の消費電力を低減化する
ことにより電源を小型化し、以てより廉価な装置を提供
するとともに、低温環境下での印字や長い記録休止ある
いは停止時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の得られる装置を提供するこ
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にエネルギを作
用させて飛翔的液滴を形成する吐出エネルギ発生手段１
Ｇ２を有し、当該形成された飛翔的液滴を吐出して被記
録在Ｐに対し記録を行う液体噴射記録ユニ’ｐ　ト１０
０と、液体噴射記録ユニット１００を前記記録紙Ｐに対
し所定方向に移動させる駆動手段２１０と、駆動手段の
停と時に前記液体噴射記録ユニット１００内にある前記
液体の加熱を行う加熱制御手段２２０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、七゛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、）１０はキャリッジＣに搭載した液
体噴射ユニｙ　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）Ｈυ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、Ｔｅｌ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、　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
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二ニー２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Ｈυ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は供給管ユニー／　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）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、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。　ＩＣ）ｌ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２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ＴＢ２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商的な記録液の体積
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ー、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ＭＵ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ＨＰυ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ＲＡ
Ｍ、４は印字出力文字のフォント用のＲＯＭ　、　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ＡＨ，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ハヘツドユニツ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５１１１−１８２８０２
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ｌＯ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）ＨＵの保護
回路である。　１４はヘッドユニット８０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Ｈυ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。１６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１θ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をヘッドユニツ）ＨＵに対し
て移動させるためのモータに３を駆動するドライバであ
る。２２および２４は、それぞれ、紙送り用のモータ旧
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
ユニットＨＵ内の空気抜き・に際して用いるパルプ用の
ンレノイド、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。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ツ
）Ｉ（ＩＩ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）１０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１（ＴＲ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ツ）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
ドユニットＨＵ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１ｏを用いて予備吐出時
の印字出力を全ドツトについてＩＴ　１１４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！ｔＰＰ１１およびヘッドユニットコン
トローラ１０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、ヘッドユニツ）ＨＵ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ツ）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ｌＯ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１”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Ｓ）＋５）、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５Ｈ６）、ヘー、ドの熱
破壊防出のため、ステップＳＨ７にて内部加熱中１ヒ命
令をコントローラｌＯに送り、内部加熱を中［トし、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ト
シて、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°Ｃ）をいう、また、外部加熱およ
び内部加熱の開始および停【ト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Ｆ後、所定時間
、待機して、局部的に加熱されたヘッドユニー）トＨＵ
内の温度分布を平均化する（ステップＳ６）、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　ｒｍｓ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°°１°゛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）Ｈ
Ｕ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ＳＩＯに復帰して印字待機状態に移行する。すなわ
ち、以りでヘッドユニット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、ラインバッファとしてのＲＡＭ３
に転送される。そこで、ヘッドユニツ）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
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５１５）した後、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、低温側一定温度とはヘッドユニットＨυ
の動作使用下限温度という。

碕 次に、ドライバ１４をオフとして外部加熱をｆｊ＋しく
ステップ８１６）、印字状態へ移行する。すなわち、キ
ャリッジモータＭ２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
トするので、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−桁分の印字が行われキャリッ
ジモータＭ２が停止トしたときには（ステップ５２０）
、ヘッドユニッ）ＭＵ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ｉ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
ドユニツ）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２００ｍ５　）待機した後に（ステップ５
２４）、外部加熱を停止上する（ステップ５２５）。

次に、第５図（Ｂ）に示すように、紙送りモータＭｌを
駆動して紙送りを行い（ステップ５３０）、ステップＳ
２１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ＰＰＩ　１にチー２チされたか否か
を判定する（ステップＳ４０．５４１）、ここで肯定判
定であれば第５図（Ａ）のステップ９１８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
熱を停止トしくステップ５４２）、キャリッジモータＭ
２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
てキャー、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、記録体Ｉト若しくは停止１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
高粘麻部分が加熱されて、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１本願人は次のような実験を行った
。

［￥旋層を用いた実験］ ２４個のオリフィス（オリフィス径５０Ｘ　４０　ｈ　
ｍ）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°０３０
％ＲＨの環境下での１２時間の記録体【ト期間後の記録
再開時において、電圧２３．５Ｖ　、パルス幅５ｇｇ、
周波数１０ＫＨｚの信号を予備加熱時に吐出用ヒータＥ
Ｔに加えた０次いで電圧２３．５Ｖ、パルス幅１０４ｇ
、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、記録体１ト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、これにと述の記録液
を充填し、２５℃３０％ＲＨの環境下での１２時間の記
録体１ト期間後の記録再開時において、電圧２３．５Ｖ
　、パルス幅ＬＯ終ｓ、周波数２　Ｋ）Ｉｚ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体Ｉト後のこの装置を
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体１トあるいは停止Ｆ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１周波数、電圧等パラメータの設定につい
て述べる。

どの程度の記録体【ト若しくは停止１時間で、液流路Ｉ
ＣＨ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１
ｒ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ＩＣ）ｌ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０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、ｈ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ＥＴ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、
パルス幅ｗｉ、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、ヘッドユニット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Ｅ丁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
も短時間にへ一２ド温麻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
数をパラノー。夕として、時間（分）と。

ヘッド温度（℃）との関係の一例を示す、これは印加電
圧マ０を２４ｖ、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、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５０Ｘ４０ｇｍ）が
０．１４１＋ｇｎ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
発生の素振を確認した。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上の耐久性を調
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。

長時間の記録体１トや記録停止をして°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
ｇ５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
（４）のステップＳ６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
〜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ｌＯ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、実施例の如く温彦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。

また、実施例では一連の印字状態最適化処理手順におい
て加熱を停止し一工から印字が行われるようにしたが、
本発明はかかる実施例にのみ限られるものではない０例
えば走査方向Ｓ上被記録材の両端付近、すなわちキャリ
ッジＣの移動範囲の両端では、動作中であっても方向転
換のためキャリッジＣが停止するので、それら位置にキ
ャリッジＣの位置センサを設け、その位置にキャリッジ
Ｃが停止していることを検知してそのときに加熱処理を
行うようにしたり、あるいは、キャリッジモータＭ２に
供給される信号のパルスを計数することによりキャリッ
ジＣが停止していることを検知して加熱処理を行うよう
にすることもできるのは勿論である。すなわち、キャリ
ッジＣの停止時とは、印字待機状態や方向転換のための
停止時等も含めたものというものである。

［効　果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、記録
ヘッドを走査させる駆動手段が停止しているときにのみ
加熱制御手段によりノズル内のインクを加熱するように
したので低温環境下での印字や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
しだ液滴吐出状態を得ることが可能となるとともに、装
置全体の消費電力を低減化できるので電源が小型化し、
以て廉価な液体噴射記録装置を実現できる。

【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。 Ｈυ・・・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、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、 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．、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（ＨＰυ）、 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。 １Ｂ・・・フォント切換スイッチ、 １７・・・入力セレクタ。 第１因 第５図（Ｂン 第６図 第８図 第９図 一時間（介）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電気信号の供給に応じて液体にエネルギを作用させ
   て飛翔的液滴を形成する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在に対し記
   録を行う液体噴射記録ユニットと、 該液体噴射記録ユニットを前記記録紙に対し所定方向に
   移動させる駆動手段と、 該駆動手段の停止時に前記液体噴射記録ユニット内にあ
   る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、前記吐出エネルギ発生は前記液体に熱エネルギを
   作用させる電気熱エネルギ発生素子を含み、前記加熱制
   御手段は加熱に際し、前記飛翔的液滴が形成されない範
   囲の電気信号を前記電気熱エネルギ発生素子に供給する
   ことによって前記液体の加熱を行うようにしたことを特
   徴とする液体噴射記録装置。 ３）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、前記液体噴射記録ユニットには外部加熱手段を設
   け、前記加熱制御手段は加熱に際し、前記外部加熱手段
   を駆動して前記液体を加熱するようにしたことを特徴と
   する液体噴射記録装置。