WO1997003835A1

WO1997003835A1 - Procede et dispositif d'enregistrement dans une imprimante a jet d'encre

Info

Publication number: WO1997003835A1
Application number: PCT/JP1996/002019
Authority: WO
Inventors: Kenichi Kanbayashi; Toshio Kumagai; Yasuhiko Kosugi
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1997-02-06
Also published as: DE69631175T2; DE69624331T2; US6070959A; EP0782924A1; EP1000742A3; EP0782924B1; EP1000742B1; DE69631175D1; EP0782924A4; EP1000742A2; DE69624331D1

Description

明細書インクジヱット式記録装置による記録方法、及びインクジヱット式記録装置技術分野

本発明は、オンデマンド型インクジェット記録ヘッドを用いたィンクジエツト式記録装置のノズル開口の目詰まりを防止する技術に関する。

背景技術

オンデマンド型インクジェット記録へッドは、複数のノズル開口と、各ノズル開口に連通する圧力発生室とを備え、印刷信号に対応して圧力発生室を膨張、収縮させてインク滴を発生させるように構成されている, ところで、記録媒体に付着したインク滴は、紙質などによっては滲んだり、また他の部材と接触してこすれが生じるので、可及的速やかに溶媒が揮散して固化するように調製されている。このため、印刷動作を中断した場合にはノズル開口のインク溶媒が揮散して目詰まりを生じるため、ノズル開口にキャップを装着してィンク溶媒の揮散を防止する対策が講じられている。

—方、印刷動作中ではノズル開口に新しいインクが供給されるため、目詰まりは少ないものの、ノズル開口の内、特定のもの、例えば上下端に位置するノズル開口はインク滴吐出の機会が極めて少ないから目詰まりが生じやすい。

この問題を解消するために印刷動作を一定時間継続した段階で、記録へッドを非印刷領域のキヤッビング手段に待避させ、ここで圧電振動子に駆動信号を印加してキャップに向かってすべてのノズル開口からインク滴を強制的に噴出させる、いわゆるフラッシング動作を行わせることが提案されている。これによれば目詰まりを解消できるものの、印刷動作を中断してキャップに移動することが必要となって印刷速度を極端に低下させるという問題がある。

このようなフラッシング動作の頻度を可及的に少なくするために、印刷期間中にノズル開口に連通する圧力発生室に設けられた圧電振動子に，インク滴を吐出しない程度の微小な駆動信号を印加して、ノズル開口近傍のメニスカスを微小振動させて目詰まりを防止する技術が数多く提案されている（特開昭 55- 123476号公報、特開昭 57-6 1576号公報、米国特許 ⁰ 第 4 , 350 , 989号明細書）。

これによればフラッシング動作に必要なキヤッビング位置への移動が不要となつ.て、印刷速度の低下を防止できるものの、記録媒体での滲みが少ないィンク、例えば樹脂ェマルジョンを含有させて速やかな膜化を促すインクを用いた記録へッドにあっては、メニスカスに無用に微小振 ⁵ 動を与えると、メニスカス近傍のインク溶媒が揮散しやすくなつて、ィンクが增粘したり、また膜化が促されて却ってノズル開口の目詰まりを誘発するという問題がある。

このような問題を解消するために、米国特許第 5，329， 293号明細書に示されたように印刷のためのインク滴を吐出した後、一定のインターバルをおいてからメニスカスを微小振動させることにより、微小振動に起因するインクの增粘を防止したインクジェット式プリンタが提案されている。

しかしながら、実際の印刷においては、電源が投入されて記録ヘッドがキャップから離脱し、所定の印刷が行われ、印刷終了後に記録ヘッド 5 を再びキャップで封止するという一連の動作を完了するまで、ノズル開口の目詰まりを確実に防止する技術については提案されていない。本発明の第 1 の目的は、電源投入から電源オフになるまでの期間中、ノズル開口の目詰まりを確実に防止することができるインクジエツト式記録装置における記録方法を提案することである。

また本発明の第 2の目的は、上記方法に適したインクジエツト式記録装置を提供することである。

さらに本発明の第 3の目的は、膜化や増粘を可及的に防止しつつ微小振動を与えることができるインクジェット式記録装置における印刷方法を提案することである。

さらに本発明の第 4の目的は、上記方法に適した装置を提供することである。発明の開示

本発明は、印刷のために記録媒体にドットを形成するためのインク滴を吐出するノズル開口を備えたノズルプレ一トと、前記ノズル開口に連通する圧力室と、該圧力発生室を加圧する圧力発生手段とからなるインクジエツ卜式記録へッドと、該インクジヱット式記録へッドを記録媒体の幅方向に往復動させるキャリッジと、印刷領域外に配置され、前記記録ヘッドを封止するキヤッビング手段と、印宇領域外に配置され、前記ノズルプレートの表面に当接しながら相対的に移動して前記ノズル開口の目詰まりを解消するクリーニング手段と、前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動信号を該圧力発生手段に供給する駆動信号発生手段とを備えたィンクジェット式記録装置における印刷方法において、印刷のためのドットを形成させる駆動信号に合わせて、前記ノズル開口に形成されるメニスカスをインク滴を吐出させない程度に振動させる小パルスを前記圧力発生手段に供給する印刷方法である。

印刷期間中は、 1周期以上インク滴を吐出しないノズル開口に対して選択的に小パルスを印加してィンクミストを生じさせることなくノズル開口の目詰まりを防止のためのメニスカスの振動を与える一方、印刷動作が中断されて小パルスの印加期間が所定時間以上継続した場合には小パルスの印加停止してノズル開口でのインクの粘度の無用な上昇を防止する。図面の簡単な説明

第 1 図は、本発明が適用されるインクジエツト記録装置の一実施例を示す図であり、第 2図は、同上装置に使用されるインクジェット記録へッドの一実施例を示す断面図である。

第 3図は、本発明の一実施例を示す装置の全体を示すプロック図であり、第 4図は、同上装置における駆動電圧発生回路の一実施例を示す回路図であり、第 5図は、同上駆動回路の一実施例を示す回路図である。第 6図（I ) 乃至（VI I ) は、それぞれ同上装置の動作を示す波形図である。

第 7図は、同上装置の動作の内、電源投入から印刷開始までの過程における目詰まり解消、及び防止の動作を示すフローチャートであり、また第 8図は、同上装置の印刷工程中における目詰まり防止のための動作を中心に示すフローチヤ一トであり、さらに第 9図は、同上装置の動作の內、電力遮断工程を示すフローチャートである。

第 1 0図（I ) 乃至（I I I ) は、それぞれ印刷動作、及び休止期問中に圧電振動子に印加される電圧を示す波形図である。発明を実施するための最良の形態

そこで下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。第 1図は.、本発明のプリンタの印刷機構周辺の構造を示すものであつて、一実施例を示すものであって、図中符号 1 は、キャリッジで、タイミングベルト 2 を介してパルスモータ 3に接続されていて、ガイド部材 4に案內されて記録用紙 5の紙幅方向に往復動するように構成されている。

キヤリッジ 1 には記録用紙 5 と対向する面、この実施例では下面に後述するィンクジエツト式記録へッド 6が取り付けられている。インクジエツト式記録へッド 6は、キヤリッジ 1 の上部に載置されているィンクカートリッジ 7からインクの補給を受けてキヤリッジ 1 の移動に合わせて記録用紙にインク滴を吐出してドットを形成して、記録用紙に画像や文字を印刷する。

8は、キヤッビング装置で、非印刷領域に設けられていて、休止中に記録へッド 6のノズル開口を封止する一方、印刷動作中に行なわれるフラッシング動作による記録へッド 6からのインク滴を受けるものである < 9は、クリーニング手段で、非印刷領域のキヤッビング装置 8の近傍に設けられ、記録へッド 6のノズルプレートの表面をブレード等でワイピングして、ノズルプレート表面のインクカスや紙粉を拭き取るとともに、インク滴吐出が不可能になったノズル開口 1 1 の目詰まりを解消してィンク滴吐出能力を回復させるように構成されている。

第 2図は、上述したインクジェット式記録ヘッドの一実施例を、 1 つの圧力発生室の断面構造でもって示すものであって、図中符号 1 0はノズルプレートで、ノズル開口 1 1が穿設されており、また符号 1 2は流路形成板で、圧力発生室 1 3を区画する通孔、圧力発生室 1 3の两側と連通する 2つのインク供給口 1 4 、 1 4 を区画する通孔または溝、及びこれらインク供給口 1 4 、 1 4に連通する 2つの共通のインク室 1 5、 1 5を区画する通孔を設けて構成されている。 1 6は、振動板で、圧電振動子 1 7の先端に当接して弾性変形する薄板からなり、流路形成板 1 2を挟んでノズルプレ一ト 1 0 と液密に一体に固定されて流路ュニット 1 8を構成している。 1 9は基台で、圧電振動子 1 7を振動可能に収容する収容室 2 0 と、流路ユニット 1 8を支持する開口 2 1 とを備え、圧電振動子 1 7を、その先端を開口 2 1から露出させて固定基板 2 2で固定するとともに、振動板 1 6のアイランド部 1 6 aを圧電振動子 1 7に当接させて流路ュニット 1 8を開口 2 1 に固定して記録へッドの纏めている o

このような構成により、圧電振動子 1 7が収縮して圧力発生室 1 3が膨張すると、共通のインク室 1 5、 1 5のインクがインク供給口 1 4、 1 4を経由して圧力発生室 1 3に流れ込む。所定時間の経過後に圧電振動子 1 7が伸長して圧力発生室 1 3が収縮すると、圧力発生室 1 3のィンクが圧縮されてノズル開口 1 1からィンク滴が吐出して記録用紙にドットを形成する。そして、圧電振動子 1 7にインク滴を吐出させない程度の小パルスを印加して圧電振動子 1 7 を微小量収縮させると、圧力発生室 1 3も少し膨張するため、ノズル開口 1 1近傍のメニスカスが圧力発生室 1 3側に引き込まれ、ついで圧電振動子 1 3を元の状態に復帰させると、圧力発生室が収縮してメニスカスがノズル開口 1 1側に若干押し戻される。

このように圧電振動子 1 7に小パルスを印刷タイミングに合わせて周期的に印加することにより、ノズル開口近傍のメニスカスを微小振幅で振動させて、ノズル開口近傍のインクと圧力発生室 1 3のインクとの置換を促し、ノズル開口が目詰まりに状態に陥るのを防止することができる。

第 3図は、上述の記録へッドを駆動する制御装置の一実施例を示すもので、図中符号 3 0は、制御手段で、ホストからの印刷指令信号や印刷データを受けて後述する駆動電圧発生回路 3 1、駆動回路 3 2、及びキャリツジ駆動回路 3 3を制御して印刷動作を実行させるとともに、後述するタイマ手段 3 4の計時データにより、フラッシングを行わせたり、小パルスの印加を制御したり、さらには記録へッド 6のクリーニングを制御するものである。

そして、制御手段 3 0は、温度検出手段 4 1 により検出された記録へッド 6の温度によりフラッシング時に吐出するィンク滴の数を制御したり、小パルスの振幅を制御したり、さらにはクリーニングのための弾性板の押圧力、擦過回数等を制御するように構成されている。

さらに、制御手段 3 0は、印刷モード判定手段 4 2により検出した記録ヘッド 6の印刷解像度に応じてフラッシング時に吐出するインク滴の数を制御するように構成されている。すなわち、フラッシング操作は、印刷時にインク滴を吐出させる駆動信号を用いてインク滴を吐出させるため、解像度の高いモードで印刷されている場合には、記録媒体に形成するドットの面積を小さくするべく、インク滴のインク量が抑えられている。このため、解像度が高い場合にはフラッシング操作時のインク滴の数を増加させてノズル開口のインク吐出能力を回復させるために吐出させるインク量を確保する必要がある。

駆動電圧発生回路 3 1は、ノズル開口 1 1から印刷ゃフラッシングのためにインク滴を吐出させるのに必要な電圧値の第 1の台形波を発生するように構成されている。駆動回路 3 2は、印刷データに対応する圧電振動子 1 7に駆動電圧発生回路 3 1の駆動電圧を選択的に印加し、また少なくとも 1周期以上インク滴を吐出していないノズル開口 1 1 の圧電振動子 1 7に駆動電圧発生回路 3 1 の駆動電圧を小パルスとして印加するように構成されている。

3 5は、印刷動作の継続時間を計時する印刷タイマで、印刷開始により起動し、' また印刷動作が終了した時点で計時を中断し、さらにフラッシング動作やクリ一二ング動作が行われた時点でセットされるものである。 3 6は休止タイマで、装笸に電力が供給されている状態で、印刷動作を休止している時間を計時するもので、印刷動作が開始された時点でリセットされ、また印刷動作が中断した時点で計時を開始するようになつている。 3 7 は、小パルスタイマで、ノズル開口' 1 1の近傍でメニス力スを微小振動させるための小パルスが印加された時点で計時を開始し. また印刷動作が開始されたり、小パルスの印加が停止した時点でリセットされるものである。

3 8は、電源オフタイマで、電源スィッチ検出手段 3 9により函体の電源スィッチ S Wがオフにされたことを検出した時点からスタートし、記録へッド 6をキヤッビング装置 8により封止するに要する時間の経過後に信号を出力してリレー 4 0を消勢して装置へのメイン電力の供給を遮断するとともに、装置に電力が供給されていない時間を計時するものである。

第 4図は、前述の駆動電圧発生回路 3 1の一実施例を示すもので、図中符号 5 0は、外部装置からのタイミング信号を一定幅のパルス信号に変換するワンショットマルチパイブレータで、タイミング信号に同期して出力端子から正信号、負信号を出力する。一方の端子には N P N型トランジスタ 5 1 のベースが接続され、これには P N P型トランジスタ 5 2が接続ざれていて、タイミング信号が入力した時点で、略電圧 V Hに到達するまでコンデンサ 5 3を一定電流 I rで充電する。

ワンショットマルチバイブレータ 5 0の他方の端子には Ν Ρ Ν型トランジスタ 5 8が接続されていて、タイミング信号が切り替わった時点で, トランジスタ 5 2がオフとなり、代わってトランジスタ 5 8がオンとなつて、コンデンサ 5 3に充電されている電荷を略電圧零ポルトまで一定電流 I fで放電させる。すなわちトランジスタ 5 4のべ一ス一エミッタ間電圧を VBE54、抵抗 5 6の抵抗値を Rrとすると、充電電流 I rは

I r= Vbe54/Rr

となり、またコンデンサ 5 3の容量を COとすると、充電電圧の立ち上がり時間 Trは、

Ττ^ C OX VH/ I r

となる。

—方、駆動信号の放電電流 I ま、トランジスタ 5 5のベース一エミッタ間電圧を VBE55、抵抗 5 7の抵抗値を Rfとすると、

I f = Vbe55/Rr

となり、また立ち下がり時間は、

Tf ^ C 0 X VH/ I f

となる。

この結果、コンデンサ 5 3の端子電圧は、第 6図（V) に示したように一定の勾配で上昇する領域と、一定値を保持する飽和領域と、一定の勾配で降下する領域を備えた台形状の波形として変化する。

このコンデンサ 5 3の端子電圧は、トランジスタ 5 9 , 6 0により電流増幅されて、端子 6 1から各圧電振動子 1 7.、 1 7、 1 7 ·· ··に駆動信号として出力される。.

つぎに上述した駆動電圧発生回路 3 1 の動作について説明する。

制御手段 3 0からタイミング信号が入力すると、トランジスタ 5 2、 5 8をオン一オフさせて台形状の電圧波形の駆動信号を出力する。一方，印刷対象となっている圧電振動子 1 7に接続されているスィツチングトランジスタ Τ, Τ, Τ ·· ··は、後述する駆動回路 3 2によりオンにされているから.、圧電振動子 1 7は駆動信号により電圧 VHまで充電されることになる。この結果、駆動電圧生回路 3 1で発生した電圧信号が圧電振動子 1 7 に印加されて圧電振動子 1 7が一定電流で充電される。この充電操作により印刷のためにインク滴を吐出すべき圧電振動子 1 7 , 1 7 , 1 7 '· ··が収縮して圧力発生室 1 3が膨張し、一定時間この状態が維持される, そして一定時間が経過すると、トランジスタ 5 8がオンになってコンデンサ 5 3が放電されるので、これに伴って圧電振動子 1 7， 1 7 , 1 7 ·· ··の電荷も放電され、圧電振動子 1 7， 1 7 , 1 7 ·' ··が伸長して圧力発生室 1 3が収縮して、ノズル開口 1 1からインク滴が吐出する。

—方、印刷データが 1周期以上入力しない場合には、後述する駆動回路 3 2からの信号により、印刷データが 1周期以上入力していないスィツチングトランジスタ Τ, Τ, Τ ·· · 'だけがオンとなる。これにより駆動電圧発生回路 3 1からの電圧により圧電振動子 1 7、 1 7、 1 7が充電を受けるが、しかしながら充電による電圧の上昇工程の途中でパルス信号が立ち.下がってしまうため、スイッチングトランジスタ T, T , T ·· ··がオフとなってしまい、この圧電振動子に対する充電はこの時点までの電圧 V sで終了してしまう。

このように電圧 V s で充電された状態で、トランジスタ 5 8が一定時間後にオンとなって圧電振動子 1 7、 1 7、 1 7 ·· ··の電荷が放電されると、圧電振動子 1 7は、充電電圧 V s に比例した分だけ伸長する。この結果、圧電振動子 1 7は第 6図（VII) に示したように印刷時よりも小さな変位量で伸長することになつて、ノズル開口 1 1からインク滴を吐出させることができず、ただ圧力発生室 1 3を微小膨張、収縮させてノズル開口 1 1近傍のメニスカスに微小な振動を誘発する。この微小な振動により非印刷状態におかれているノズル開口 1 1近傍のィンクを、比較的粘度が低い圧力発生室 1 3のインクと置換させてノズル開口 1 1のインクの粘度を低下させて、目詰まりに至るまでの時間を延長させる。

以下、タイミング信号に合わせてドットを形成すべきノズル開口 1 1 に属する圧電振動子 1 7は、インク滴を発生させることができる電圧で充放電され、また 1周期以上印刷データが入力しない圧電振動子 1 7は, インク滴を吐出させるに至らない低い電圧 V sで充放電されて、ノズル開口 1 1のメニスカスを微小振動させる。

第 5図は、前述の駆動回路 3 2の一実施例を示すものであって、図中符号 7 1は、シフトレジスタで、フリップフロップ F l， F 1 , F 1 ·· ··を従属接続して構成され、印刷データをシフトクロックに合わせて順次転送するものである。

7 0は、ラッチ回路で、フリップフロップ F 2， F 2 , F 2 '- -'を従厲接統して'シフトレジスタ 7 1からの信号をラツチ信号でラツチし、圧電振動子 1 7、 1 7、 1 7に接続されている各スイッチングトランジスタ丁、 Τ, Τ·· ··に選択信号を出力するものである。

7 2は、切換手段で、 2つの入力端子 A、 Bを備え、端子 Aには印刷データが入力し、また端子 Bには次のタィミングで印刷される印刷データと、シフトレジスタ 7 1から出力された今回印刷の印刷データをインパ一タ 7 3で反転した信号とが論理和ゲート 74を介して入力し、制御手段 3 0からの選択信号により印刷、もしくは小パルス印加のためのデータ入を選択できるようになつている。

次に駆動回路 3 2の動作を第 6図に示したタイミング図に基づいて説明する。

印刷対象周期（n番目の印刷周期）の 1つ前の（n— 1 ) 番目の印刷周期で、選択信号により切換手段 7 2の端子 Bを選択し、全てのノズル開口の印刷対象データをシフトクロックに同期させてシフトレジスタ 7 1に入力させる。そして、記録ヘッド 6が所定距離移動する毎に発生するタイミング信号に同期して出力する台形状の駆動電圧信号がグランドレベルに到達した時点 t n-1においてラツチ信号を出力し、シフトレジスタ 7 1が記憶しているデータをラッチ回路 7 0で一斉にラッチし、各スイッチングトランジスタ Τ， Τ, Τ ·· ··のオン、オフを制御する。

つまり、直前の印刷周期（（η— 1 ) 番目の印刷周期）でインク滴を吐出し、次の印刷周期（η番目の印刷周期）ではインク滴を吐出しないノズル開口のトランジスタ Τだけを選択的にオとし、それ以外のノズル開口のスイッチングトランジスタ Τをオン状態にして、引き続いてラツチ回路 7 Qにラツチ信号が入力される時点 t nまでの間は、この状態維持して、印刷対象の n番目の印刷周期でオン状態となっているスィッチングトランジスタ Tを介して対応する圧電振動子 1 7、 1 7、 ·■ ··を微小な電圧 V s に充電する。

時点 t n-lにおいてデータをラッチした後に、切換手段 7 2の端子 A の側を選択信号により選択して、前述と同様に再度印刷対象データをシフトクロックに同期させ、シフトレジスタ 7 1 に出力し、時点 t nで印刷対象データだけをラツチ回路 7 0にラッチする。

これにより、印刷データがインク滴を吐出させるべきデータである場合には、引き続き圧電振動子 1 7、 1 7 ·· ··は ¾圧 VHまで充電され、またインク滴を吐出させないデータを受けている圧電振動子 1 7、 1 7 ·· ··は、電圧 VSになった時点で充電を中止され、以後この電圧 VSを保持する。

その後、駆動電圧信号が急激に立ち下がることにより、電圧 VHまで充電されていた圧電振動子 1 7、 1 7、 ·· ··は急激に放電して圧力発生室 1 3を収縮させて、ノズル開口 1 1からインク滴を吐出させる。また、電圧 VSまで充電されていた圧電捩動子 1 7、 1 7、 ·· ··は、微小な電圧 v sで放電されるため、インク滴を吐出することができず、ただノズル開口 1 1近傍のメニスカスを振動させる。

このように構成した駆動回路 3 2によれば、第 1 0図に示したようにインク滴吐出後に少なくとも 1周期分の休止期間をおいてから小パルス (第 6図（I II ) ) が印加されるため、たとえ印刷のためのインク滴を吐出し、インク滴吐出後にメニスカスが大きく振動したとしても、この休止期間の間にメニスカスの振動が滅衰するから、引き続いて小パルスにより微小振動を起こさせたとしても、インク滴を吐出させたり、またノズルプレートを濡らさせる程に大きな振幅で振動させることにはならない。

なお、上述の小パルスは、後述する印刷データが跡絶えたり、印刷工程の中において記録用紙が搬送されている場合のように記録へッド 6からインク滴が吐出されない状態でも印加するのが望ましく、この場合には印刷信号とは関わりなくただタイミング信号に合わせて印刷データとしてイング滴を吐出させないデータ、例えばヌルデータを駆動回路 3 2 に出力する.ことにより実現できる。このように印刷のためのインク滴を吐出しない状態でも小パルスを印加することにより、ノズル開口 1 1の目詰まりを防止することができる。

次ぎにこのように構成した装置に電源が投入されてから、装置への電源が断たれるまでの動作全体を第 7図乃至第 9図に示したフローチヤ一トに基づいて説明する。

函体の電源スィッチ S Wがオンにされると（第 7図ステップ 1 0 0 ) 、キャリッジ 1 をホームポジションに移動させてクリーニングを実行する（第 7図ステップ 1 0 1 ) 。

このクリーニング動作は、電源オフ 3 8が計時した電源オフ時間 T 1 , つまり装置が完全に停止していた時間の長さに応じて、電源がオフで合つた時間 T 1が第 1の基準時間 T a、例えば 6時間以下の場合にはクリ一二ングを実行することなく、また第 1 の基準時間 T aを越えている場合にはクリ一ユング手段 9を構成している弾性板でノズルプレート 1 0 を擦る回数や力や速度等をその時間に応じて調整することにより行なわれる。クリ一二ング動作が終了した段階で休止タイマ 3 6をリセットして再び起動させて電源投入状態での印刷休止状態の時間を計時する（第 7図ステップ 1 0 2 ) 。

印刷指令が入力しない状態で（第 7図ステップ 1 0 3〉、記録へッド 6がキヤッピング装置 8で封止されておらず（第 7図ステップ 1 0 4 ) 、小パルスが印加されてノズル開口 1 1の目詰まりが防止されている状態では（第 7図ステップ 1 0 5 ) 、小パルスタイマ 3 7での計時時間 T2が第 2の基準時間 T b、例えば 2 0秒を越えた場合には

(第 7図ステップ 1 0 6 ) 、小パルスの印加を停止し（第 7図ステツプ 1 0 7 ) 、小パルスタイマ 3 7 をリセットして（第 7図ステップ 1 0 8 ) 、印字指令の入力を待つ（第 7図ステップ 1 0 3 ) , これにより、ノズル開口近傍のメニスカスの振動に起因するィンク溶媒の揮散を防止して、クリ一二ング手段 9により簡単に目詰まりを解消できる状態を維持する。

この第 2の基準時間 T bは、温度検出手段 4 1 により検出された周囲環境温度により適宜変更される。すなわち、周囲環境温度が常温よりも高い場合には.1 0秒程度に短縮され、また周囲環境温度が低い場合には 4 0秒程度に延長される。

また、記録ヘッド 6がキヤッビング装置 8により封止されておらず（第 7図ステップ 1 0 4 ) 、当初印加されていた小パルスの印加が中断している場合には（第 7図ステップ 1 0 5 ) 、休止タイマ 3 6の計時時間 T 3が第 3の基準時間 T cを計時したかを調査し、第 3の碁準時間 T cを経過している場合には（第 7図ステップ 1 0 9 ) 、記録ヘッド 6を待機位置に移動させて（第 7図ステップ 1 1 0 ) 、クリ —ニング手段 9によりノズルプレート 1 0をクリーニングして目詰まりを防止や、また目詰まりの解消を図る（第 7図ステップ 1 1 1 ) 。この第 3の基準時間 T cは、温度検出手段 4 1 により検出された周囲環境温度により変更され、周囲環境温度が常温よりも高い場合には短縮され、また常温よりも低い場合には延長される。

クリーニング終了後にキヤビング装置 8により記録へッド 6を封止し (第 7図ステップ 1 1 2 ) 、休止タイマ 3 6をリセットして（第 7 図ステップ 1 0 2 ) 印刷指令の入力を待つ（第 7図ステップ 1 0 3 ) 。なお、休止タイマ 3 6で計時された時間 T 3が第 3の基準時間 T cを超えていない場合には（第 7図ステップ 1 0 9 ) 、クリ一二ングにより目詰まりを解消することが可能な状態であるから、そのままの状態で印刷指令の入力を待つ（第 7図ステップ 1 0 3 ) 。

このような状態で、図示しないホストから印刷指令が入力すると（第 7図ステップ 1 0 3 ) 、制御手段 3 0は、記録ヘッド 6がキヤツビング装置 8により封止されているか、否かを判定し、記録ヘッド 6がキャッビング装置 8から開放されている場合には（第 7図ステップ 1 1 3 ) 、休止タイマ 3 6に基づいて休止時間を判定し、開放状態での休止時間 T 3が第 3の基準時間 T cを超えていない場合には（第 7図ステツプ 1 1 4 ) 、制御手段 3 0は、駆動信号発生回路 3 1からの駆動信号を全ての圧電振動子 1 7に印加して、インク受け部、例えばキヤッビング装置 8に向けて全てのノズル開口 1 1から規定数、 1 ノズル開口当たり例えば 2 0 0滴のインクを吐出させてフラッシング動作を実行させる（第 7図ステップ 1 1 5 ) 。このフラッシング動作によりノズル開口は、目詰まりの虞を完全に払拭されて印刷工程に移ることができる。

フラッシング動作におけるインク滴の吐出数は、温度検出手段 4 1により検出された周囲環境温度が室温より高い場合には、常温時よりも增加させ、また室温よりも低い場合には滅少させた数が設定される。

フラッシング動作後、制御手段 3 0は、前述の小パルスを記録ヘッド 6の各圧電振動子 1 7に印加して（第 7図ステップ 1 1 6 ) 、ノズル開口 1 1のメニスカスを微小振動させ、ノズル開口 1 3を印刷可能な状態に維持する。微小振動の印加が終了した段階で休止タイマ 3 6 と小パルスタイマ 3 7 とをリセット後、スタートさせ、さらに印刷タイマ 3 5の中断状態を解除してスタートさせて（第 7図ステップ 1 1 7 ) 、印刷工程に入って印刷データを待つ。

一方、記録へッド 6がキヤッビング装置 8から第 3の基準時間 T c以上開放されていた場合には（第 7図ステップ 1 1 4 ) 、記録ヘッド 6を待機位啬に移動させてクリーニングを実行する（第 7図ステップ

1 1 8 ) 。これにより、フラッシング動作では解消できないような目詰まりをも確実に解消できる。クリーニングが終了した段階で、必要に応じてフラッシング動作を経て、小パルスを記録ヘッド 6に印加して（第 7図ステップ 1 1 6 ) 、ノズル開口 1 1 のメニスカスを微小振動させる。これにより吐出能力が回復されたノズル開口の目詰まりを防止して、印刷可能な状態を維持しつつ印刷信号の入力を待つことが可能となる。メニスカスの微小振動の開始とともに第 7図のステップ（ 1 1 7 ) にジャンプして印刷データの入力を待つ。

他方、印刷指令が入力した時点で（第 7図ステップ 1 0 3 ) 、記録へッド 6がキヤッビング装置 8により封止されている場合には（第 7 図ステップ 1 1 3 ) 、記録ヘッド 6をキヤッビング装置 8から離脱させて記録ヘッドを印刷可能な状態に開放し（第 7図ステップ 1 1 9) 、前述と同様のクリーニングを実行し（第 7図ステップ 1 2 0) 、小パルスを記録ヘッド 6の圧電振動子 1 7に印加して（第 7図ステップ 1 1 6 ) 、ノズル開口 1 1のメニスカスを微小振動させて目詰まりに至るまでの期間の延長を図りつつ、待機する。そして小パルスの印加に合わせて休止タイマ 3 6と小パルスタイマ 3 7 とリセット後、スタートさせ、さらに印刷タイマ 3 5の中断を解いてスタートさせて（第 7 図ステップ 1 1 7 ) 、印刷データの入力を待つ。

印刷指令に基づいて印刷準備が行われ、続いて印刷データが入力すると、制御手段 3 0は、小パルスタイマ 3 6が第 2の基準時間 T bを計時するまでは（第 8図ステップ 1 2 1 ) 、入力した印刷データに基づいて一連の印刷を実行する（第 8図ステップ 1 27 ) 。

印刷動作中に小パルスタイマ 3 6による計時が第 2の基準時間 T bになると（第 8図ステップ 1 2 1 ) 、制御手段 3 0は、記録へッド 6 が印刷工程中にフラッシング位置、例えばキヤツビング装置 8側に移動する時期に合わせて印刷領域外にまでキャリッジ 1を移動させて、記録ヘッド 6をキヤッビング装置 8に対向させ（第 8図ステップ 1 22) 、所定数、例えば 6 0 ドット分のインク滴を吐出させて定期フラッシング動作を実行させる（第 8図ステップ 1 2 3) 。フラッシング動作が終了した時点で、小パルスタイマ 3 7をリセッ卜して再び小パルスタイマ 3 7での計時動作を再開させる（第 8図ステップ 1 24 ) 。なおも印刷データが存在していてフラッシング動作後にも引き続いて印刷を実行する場合には（第 8図ステップ 1 2 5) 、印刷タイマ 3 5に計時されている一連の印刷動作の積算時間 T 4が第 4の基準時間 T d、例えば 2時間以下の場合には（第 8図ステップ 1 2 6) 、クリ —エングを行うことなくフラッシングや微小振動の印加によりノズル開口 1 3の目詰まりを防止しつつ印刷データを印刷する（第 8図ステツプ 1 2 7 ) 。

第 4の基準時間 T dは、温度検出手段 4 1により検出された周囲環境温度が室温より高い場合には、短縮され、また室温よりも低い場合には延長される。

—連の印刷動作が長くなり印刷タイマ 3 7の稍算時間 T 4が第 4の基準時間 T dを越えた場合には（第 8図ステップ 1 2 6 ) 、制御手段 3 0は、印刷動作を強制的に中断させて、記録ヘッド 6をクリーニング手段 9に移動させてノズルプレート 1 0のクリーニングを実行し（第 8 図ステップ 1 2 8 ) 、クリーニング終了後に印刷タイマ 3 5をリセットしてから再スタートさせる（第 8図ステップ 1 2 9 ) 。

全ての印刷データの印刷が終了すると（第 8図ステップ 1 2 5 ) , 制御手段 3 0は、休止タイマ 3 6をスタートさせ、' また印刷タイマ 3 5 の計時動作を停止させ（第 8図ステップ 1 3 0 ) 、第 7図のステツプ（ 1 0 3 ) にジャンプする。全ての印刷データの印刷が終了した時点では（第 8図ステップ 1 2 5 ) 、印刷データに関わりなく記録へッド 6に小パルスを印加してノズル開口 1 1 のメニスカスを微小振動させてノズル開口 1 3が目詰まりに陥るまでの時間を延長しつつ、短時間の内に再び印刷データが入力した場合にはすぐに印刷できる状態を維持する。

このようにノズル開口 1 1のメニスカスを微小振動させて待機している期間中に、印刷指令が入力せず（第 7図ステップ 1 0 3 ) 、記録ヘッド 6が未だキヤッビング装置 8で封止もされず（第 7図ステップ

1 0 4 ) 、小パルスの印加による微小振動の継続時間が（第 7図ステツプ 1 0 5 ) 、第 2の基準時間 T b となった時点で（第 7図ステップ 1 0 6 ) 、制御手段 3 0は、小パルスの印加を停止し（第 7 図ステップ 1 0 7 ) 、小パルスタイマ 3 7をリセットして（第 7図ステツプ 1 0 8 ) 、印字指令の入力を引き続き待つ（第 7図ステップ 1 0 3 ) 。

これにより、印刷終了後の長時間の待機中におけるメニスカスの無用な微小振動に起因するインク溶媒の揮発が防止して、フラッシングゃクリーユングによりインク吐出可能な状態に維持する。

待機状態で電源スィツチ S Wが操作されて電力遮断が指令されると（第 9図ステップ 1 3 1 ) 、制御手段 3 0は記録ヘッド 6が未だキヤッビング装置 8から開放されている力、否かを検知し、キヤッビング装置 8により封止されていない場合には（第 9図ステップ 1 3 2 ) 、クリーニング装置 9により記録ヘッド 8をクリーニングしてから（第 9 図ステップ 1 3 3 ) 、キヤッビング装置 8により封止を行い（第 9 図ステップ 1 3 4 ) 、次に電源が投入された場合にはすぐに印刷可能な状態におく。

このようにして記録へッド 6がキヤッビング装置 8で封止されたことが確認された段階で、制御手段 3 0は、電源オフタイマ 3 8を起動し、また印刷タイマ 3 5、休止タイマ 3 6、及び小パルスタイマ 3 7をそれぞれリセットする（第 9図ステップ 1 3 5 ) 。そして電源オフタイマ 3 8がタイムアップすると（第 9図ステップ 1 3 6 ) 、リレー 4 0を消勢して記録装置全体への電力の供給を断ち、再び計時を開始して装置が電源オフの状態におかれている時間を計時する（第 9図ステツプ 1 3 7 ) 。

なお、上述の実施例においては、装置に電力が供給されていない時間を、電力遮断のための遅延動作を行わせる電源オフタイマにより計時しているが、電源オフ状態を計時するための専用のタイマを設けても同様の作用を奏することは明らかである。

また、上述の実施例においては、圧力発生手段として縦振動モードの圧電振動子を用いたインクジエツト式記録へッドに例を採って説明したが、板状、もしくは膜状に形成されてたわみ振動する圧電振動板や、また圧力発生室内でジュール熱を発生してインクを気化させて圧力を発生する発熱素子を用いた記録へッドに対しても適用できることは明らかである。産業上の利用可能性

例えば、

顔料 2 w t %

樹脂 1 5 w t %

ジエチレングリコール 3 w t %

增粘剤 1 0 w t %

界面活性剤 l w t %

水 6 9 w t %

なる組成のインクは、滲みが少なく、微小なドットを記録媒体に形成できる。

このインクを用いてノズル開口が目詰まりに至る時間を調査したところ、低温環境においては 1 0秒毎、常温においては 5秒毎、さらには高温環境においては、 1秒毎にノズル開口から 1 ノズル開口当たりインク滴を 3 0 0発づっ吐出させるフラッシング動作を行わないと、印字データに同期させて第一発目のインク滴を吐出できなかったり、吐出不良等の不具合が生じ、フラッシング操作を 3 0分間実行しなかった場合には, クリーニングを行なわないとフラッシング操作だけでは吐出能力を回復することができなかった。

これに対して同一のインクを用いて上述した本発明の印刷方法を適用すると、メニスカスを微小振動させることにより、印字の第 1発目が吐

-20- 出されなくなるまでの時間は、低温環境において 3 0 0秒、常温において 2 4 0秒、高温において 1 2 0秒まで延長できた。

また、 · 高温環境において 1 2 0秒の間隔でフラッシング操作を行いながら、連続印字を続行したところ、約 1時間が経過した時点で、吐出させたインク滴のインク量に滅少が見られたが、 6 0秒間隔で再度連続印字を行ったところ、約 2時間まで吐出不良は生じなかった。このことからも、本発明の印刷方法は、印刷速度の低下を可及的に防止しつつノズル開口が目詰まりに至るまでの時間を延長するの大きな効果を奏することが明らかである。

このように本発明によれば、ノズル開口のイン'ク滴吐出能力回復のために印刷領域外で行うインク滴の吐出の周期を可及的に延長して、印刷中断の回数を低滅させて印刷速度の向上と、インクの浪費を防止することができる。

また、印刷期間中は、 1周期以上インク滴を吐出しない場合に小パルスを印加してインクミストを生じさせることなくノズル開口の目詰まりを防止のためのメニスカスの振動を与えることが'できるばかりでなく、印刷が中断して小パルスの印加が所定時間以上継続した場合には小パルスの印加を停止して、膜化や増粘しやすいインクに対しても、キヤツビング手段による封止操作を必要とすることなく、ノズル開口の回復不能な目詰まりを防止して、着脱に時間の掛かる記録ヘッドの封止動作を可及的に少なくして印刷速度の向上を図ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 記録媒体にドットを形成するためのインク滴を吐出するノズル開口と、該ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室を加圧する圧力発生手段とを有するインクジエツト式記録へッドと、

前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動信号を前記圧力発生手段に供給する駆動信号発生手段と

を備えたインクジエツト式記録装置における印痢方法において、印刷のタイミング信号に合わせて、前記ノズル開口に形成されるメ二スカスにインク滴を吐出させない程度で振動させる小パルスを前記圧力発生手段に供給する印刷方法。

2 . 前記インクジェット式記録ヘッドが印字領域終端に位置し、前記インクジエツト式記録へッドを記録媒体の幅方向に往復動させるキヤリッジが方向転換のために印字動作を停止している期間中には、前記小パルスだけを前記インクジエツト式記録へッドに印加する請求の範囲 1 に記載の印刷'方法。

3 . —連する前記小パルスの印加時間が、前記小パルスの印加による前記メニスカスの微小振動によっても目詰まりを起こす時間以下に設定された第 2の基準時間を超過した場合に、前記ノズル開口にインク滴を吐出するに足る駆動信号を印加して規定数のインク滴を吐出させるフラッシング動作を実行させる請求の範面 1に記載の印刷方法。

4 . 前記規定数が、周囲環境温度に基づいて変更される請求の範囲 3 に記載の印刷方法。

5 . 印刷動作が終了した時点から、前記小パノレスによる微小振動に起因してノズル開口からのインク滴の吐出が不可能になる第 2の基準時間の間、前記小パルスを印加して前記メニスカスに微小振動を行なわせ、第 2の基準時間が経過した時点で、前記小パルスの印加を停止させる請求の範囲 1 に記載の印刷方法。

6 . 前記小パルスの印加の停止後、再び印刷信号が入力した時点で、前記ノズル開口にインク滴を吐出するに足る駆動信号を印加して規定数のインク滴を吐出させてから印刷動作を行う請求の範囲 5に記載の印刷方法。

7 . 第 2の基準時間が周囲環境温度に基づいて変更.される請求の範囲 5に記の印刷方法。

8 . 印刷動作が終了した時点から、次の印刷のためのインク滴が吐出可能な第 3の基準時間が経過した時点で、印字領域外に配置されているクリーニング手段に前記インクジエツト式記録へッドを移動させてクリ一二ングを行なわせる請求の範囲 1 に記載の印刷方法。

9 . 第 3の基準時間が周囲環境温度に基づいて変更される請求の範囲 8に記載の印刷方法。

1 0 . 印刷動作の積算時間が第 4の基準時間を超過した時点で、印刷動作を中断して前記インクジエツト式記録へッドを、印字領域外に配置されているクリ一ユング手段に移動させてクリーニングを行なわせる請求の範囲 1 に記載の印刷方法。

1 1 . 第 4の基準時間が周囲環境温度に基づいて変更される請求の範囲 1 0に記載の印刷方法。

1 2 . ドットを形成するためのインク滴を吐出するノズル開口と、該ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室を加圧する圧力発生手段とを有するインクジエツト式記録へッドと、

前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動信号を該圧力発生手段に供給する駆動信号発生手段と

を備えたインクジェット式記録装置において、印刷タイミング信号に合わせて、前記ノズル開 ΰに形成されるメニスカスにインク滴を吐出させない程度で振動させる小パルスを前記圧力発生手段に供給する制御装置を有するィンクジエツト式記録装置。

1 3 . 前記制御手段が、前記インクジェット式記録ヘッドが印字領域終端に位置レ、前記インクジエツト式記録へッドを記録媒体の幅方向に往復動させるキヤリッジが方向転換のために印字動作を停止している期間中には、前記小パルスだけを前記インクジエツ卜式^録ヘッドに印加する請求の範囲 1 2に記載のインクジ-ット式記録装置。

1 4 . 前記制御手段は、一連する前記小パルスの印加時間が、前記小パルスの印加による前記メニスカスの微小振動によっても目詰まりを起こす時間以下に設定された第 2の基準時間を超過した場合に、前記ノズル開口にインク滴を吐出するに足る駆動信号を印加して規定数のインク滴を吐出させるフラッシング動作を実行させる請求の範囲 1 2に記載のインクジエツト式記録装置。

1 5 . 前記制御手段は、温度検出手段により検出された周囲環境温度に基づいて前記規定数を変更する請求の範囲 1 4に記載のインクジエツト式記録装藿。

1 6 . 前記制御手段は、印刷動作が終了した時点から、前記小パルスによる微小振動に起因して前記ノズル開口からのインク滴の吐出が不可能になる第 2の基準時間の間、前記小パルスを印加して前記メニスカスに微小振動を行なわせ、第 2の基準時間が経過した時点で、前記小パルスの印加を停止させる請求の範囲 1 2に記載のインクジエツト式記録装

1 7 . 前記小パルスの印加停止後に再び印刷信号が入力した時点で、前記ノズル口にインク滴を吐出するに足る駆動信号を印加して規定数のインク滴を吐出させてから印刷動作を行なわせる請求の範囲 1 6に記載のインクジェット式記録装置。

1 8 . 前記制御手段は、温度検出手段により検出された周囲環境温度に基づいて第 2の基準時間を変更する請求の範囲 1 6に記載のィンクジェット式記録装置。

1 9 . 前記制御手段は、印刷動作が終了した時点から、次に印刷のためのインク滴が吐出可能な第 3の基準時間が経過した時点で、前記インクジエツト式記録へッドを、クリ一二ング手段に移動させてクリ一ニングを行なわせる請求の範囲 1 2に記載のインクジヱット式記録装置。

2 0 . 前記制御手段は、温度検出手段により検出された周囲環境温度

0 に基づいて.第 3の基準時間を変更する請求の範囲 1 9に記載のインクジエツト式記録装置。

2 1 . 前記制御手段は、印刷動作の積算時間が第 4の基準時間を超えた時点で、：印刷動作を中断させて前記ィンクジエツ卜式記録へッドを、クリ一二ング手段に移動させてクリ一ニングを行なわせる請求の範囲 1 2に記載のインクジエツト式記録装置。

2 2 . 前記制御手段は、温度検出手段により検出された周囲環境温度により第 4の基準時間を変更する請求の範囲 2 1 に記載のインクジェット式記録装置。

2 3 . ドットを形成するためのインク滴を吐出するノズル開口と、該 0 ノズル開口に連通する圧力室と、該圧力発生室を加圧する圧力発生手段とを有するインクジェット式記録ヘッドと、 .

外部からのタイミング信号に同期して台形状の第 1の駆動電圧を発生する駆動電圧発生回路と、

を備えたインクジエツト式記録装置による印刷方法において、 5 外部からの印刷信号に対応して第 1の駆動電圧を前記圧電振動子に出力するとともに、タイミング信号に同期して前記ノズル開口からインク滴が吐出しない程度の小パルス発生用の第 2の電圧を、非印刷状態が 1 周期以上継続した前記圧電振動子に選択的に印加する印刷方法。

2 4 . 印刷終了後の小パルス印加時間が所定時間を越えた場合に前記小パルスの印加を停止する請求の範囲 2 3に記載の印刷方法。

2 5 . 現在印刷している印刷データを反転したデータと、次の印刷タィミングで印刷する印刷データとの論理和に基づいて前記小パルスを印加する請求の範囲 2 3に記載の印刷方法。

2 6 . 外部から印刷指令が入力した時点で、前記インクジェット記録へッドが印字動作を行うこと無く第 3の基準時間以上キヤッビング手段から開放されていた場合は、フラッシング操作を行った後、前記小パルスを印加する請求の範囲 2 3に記載の印刷方法。

2 7 . ドットを形成するためのインク滴を吐出するノズル開口と、該ノズル開口に連通する圧力室と、該圧力発生室を加圧する圧力発生手段とを有するィンクジヱット式記録へッドと、

外部からの印刷信号に対応して第 1の駆動電圧を前記圧電振動子に出力するとともに、タイミング信号に同期してノズル開口からインク滴を吐出しない程度の小パルス発生用の第 2の電圧を非印刷状態が 1周期以上継続した前記圧電振動子に選択的に出力する駆動回路と、

印刷終了後の小パルス印加時間が所定時間を越えた場合に前記小パルスの印加を停止する制御手段とからなるインクジェット式記録装置。

2 8 . 前記駆動回路は、現在印刷している印刷データを反転したデ一タと、次の印刷タイミングで印刷する印刷データとの論理和に基づいて前記圧電振動子に前記小パルスを印加する請求の範囲 2 7に記載のインクジエツト式記録装置。

2 9 . 前記制御手段は、外部から印刷指令が入力した時点で、前記ィンクジエツト記録へッドが印字動作を行うこと無く第 3の基準時間以上キヤッビング手段から開放されていた場合は、前記ノズル開口にインク滴を吐出するに足る駆動信号を印加して規定数のインク滴を吐出させる「フラッシング動作を行った後、前記小パルスを印加して印字信号の入力を待つ請求の範囲 2 7に記載のインクジエツト式記録装置。