JPH0464312B2

JPH0464312B2 -

Info

Publication number: JPH0464312B2
Application number: JP26861284A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Hatsutori; Isao Ebisawa; Tsutomu Abe; Takashi Ooba; Yasushi Iida; Kenjiro Watanabe; Akira Nagatomo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1992-10-14
Also published as: JPS61146557A

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（インクジエツト記録法）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、記録ヘツドの高密度マルチオリフ
イ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、インクジエツトプ
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
クジエツトプリンタは、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、
ノズル部のオリフイス（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
ツドを具備している。一方、インクジエツトプリンタによつて記録を
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
溶媒成分とによつて形成されている。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、オリフイスおよびそ
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イスから外気中へ
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つた。また、電源オフ状態等装置の非使用時にはオリ
フイスが設けられている吐出面にキヤツピングを
行うようにしたプリンタもあるが、このようなキ
ヤツピングを行つてもオリフイスは完全に外気と
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58−187364号によつて知られている。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つた。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
が変色してしまつたり記録液に沈殿物を発生して
オリフイ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つた。また、プリンタの電源投入直後においては、記
録に係るインク液温は大気温度等環境条件に支配
されているので、電源投入時から直ちにインク吐
出を行つて記録を開始することは安定した印字状
態を得る上で望ましいことではない。そこで、電源投入後印字開始前や印字開始時
に、予め予備的な吐出を行つて電源投入前にノズ
ル先端部にあつ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エツトプリンタを構
成することが考えられる。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ツシングユニツト
（MPU）からポート用ICを介して行われていた
ので、予備的な吐出に関して、従来の構成ではソ
フトウエアの処理時間の問題から、環境条件に応
じて適切に予備吐出条件を設定する等、予備吐出
条件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
問題点があつた。また、特開昭59−7053号公報には、予備（空）
吐出を専用に行う回路を印字制御部とは別に設け
た構成が開示されている。しかし、この構成では
回路規模が増大し、また、主制御部が予備吐出の
条件を細かく制御することは困難であるため、更
なる改良が望まれる。［目的］本発明は、かかる従来の問題点を除去し、ヘツ
ドユニツ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に応じた適切な予備吐
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エツトプ
リンタを提供することを目的とする。［発明の構成］上記目的を達成するために、本発明は、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
装置において、供給される電気信号に応じて液体にエネルギを
作用させて飛翔的液滴の形成が可能な吐出エネル
ギ発生手段を有する記録ユニツトと、入力した印字データを処理して前記記録ユニツ
トから液滴を吐出させるための記録信号を出力す
るとともに、前記液体噴射記録装置の各部を制御
する制御手段と、この制御手段とは独立し、液滴の吐出条件の設
定が可能で、設定された吐出条件の前記電気信号
を前記吐出エネルギ発生手段に供給することによ
り、予備的吐出制御を行う記録ユニツト制御手段
とを備え、前記制御手段は、液滴を予備的に吐出する条件
を前記記録ユニツト制御手段に設定して、前記記
録ユニツト制御手段に前記予備的吐出制御を行わ
せる吐出制御モードを有することを特徴とする。また、本発明の一実施態様として、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の形成が可能な吐出エ
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ト１００と、吐出の回数の設
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ツト制御手段１１０
と、環境条件に応じて吐出の回数を設定する吐出
回数設定手段１５４を有し、記録ユニツト制御手
段１１０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ト１００か
ら飛翔的液滴設定した回数分予備的にを吐出させ
る吐出制御手段１５０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を詳細に説明す
る。第２図は本発明を適用可能なインクジエツトプ
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ヤリツジにヘツド
ユニツトを搭載した形態のインクジエツトプリン
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図におけるヘツド
ユニツ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はキヤリツジＣに搭載
した液体噴射ユニツトであり、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。キヤリツジ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
はキヤリツジ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、PL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、キヤリツジＣは駆動手段に
よるガイドレールＲに沿つて図中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はキヤリツジＣに設けたサブタンク、TB
１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とを連通するインク供給管、
およびサブタンクSTとヘツドユニツトHU内の
液室IRとを連通するインク供給管ユニツトであ
る。また、CAPはキヤツプ部材であり、Ｓ方向上、
キヤリツジＣのホーム位置Ｈにおいて液体噴射記
録ユニツトHUと対向するように配設し、キヤリ
ツジＣがホーム位置にあるときにキヤツプ部材
CAPがモータ等駆動手段により液体噴射記録ユ
ニツト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
ユニツト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は供給管ユニツト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
ツドユニツト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
としてのオリフイスであり、本例ではオリフイス
ORを所定数縦方向にノズル部NZに配列した。
ICHはオリフイスORと液室IRとを連通する液流
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。この装置を用いて記録を行うには、まずメイン
タンクから、供給管TB１を介してサブタンク
STにインクが供給され、さらに供給管ユニツト
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。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
によつて吐出用ヒータ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、吐出用ヒータETの下流部にある記録液が
オリフイス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エツトプリンタの制御
装置の一構成例を示す。この制御装置は、例え
ば、ホストコンピユ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、ヘツドユニツト
HUのコントローラにより印字ヘツドを制御して
印字を行うものとする。まず、１はプログラマブルペリフエラルインタ
ーフエイス（以下PPIとする。）で、本例に係る
プリンタのホストコンピユ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
マイクロプロセツシングユニツト（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PPI１で受信した印字デ
ータを１行分貯えるラインバツフアメモリとして
のRAM、４は印字出力文字のフオント用の
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はキーボードスイツチおよび表示ランプ等を
有するコンソール、７はキヤリツジ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
ヤツプ部材CAPの状態、すなわちヘツドHUに対
するキヤツプの開閉を検知するためのキヤツプモ
ードスイツチ、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ツチし、
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59−162802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度ラツ
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に応じてヘツドユニツ
トHU用を駆動するドライバ、１３はヘツドユニ
ツトHUの保護回路である。１４はヘツドユニツ
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はヘツドユ
ニツト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。１６は印字フオントの切換
を指令するためのスイツチである。１７は温度比
較回路１５、スイツチ１６の信号入力切換装置で
あり、MPU２によつて制御される。１８はキヤツプ部材CAPをヘツドユニツトHU
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Ｍ１およびキヤリツジ移動用の
モータＭ２を駆動するドライバである。また、２
０および２１は、それぞれ、ヘツドユニツト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
ンクジエツ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
開始時にヘツドユニツト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、
適切にヘツドユニツトHUに対するキヤツピング
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、ヘツドユニツトHUを外部からイン
クを加熱することをいい、内部加熱とはヘツドユ
ニツト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
とによつて、ヘツ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ツドユニツ
トコントローラ１０に印字出力開始信号を送つて
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ツ
ドユニツトHUに加えるのが好適であるが、ヘツ
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、本例でよれば、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
適なヘツド加熱とソフトウエアの簡略化、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
印字出力をヘツドユニツトHUに加えるのが好適
である。本例では、環境条件によつてこれらパラ
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、ソフトウエア
によつて簡単に対応でき、最適な予備吐出が可能
となる。また、本例ではヘツドコントローラ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。従つて、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、ソフトウエアの簡略化、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
ードウエアではPPI１およびヘツドユニツトコン
トローラ１０のイニシヤライブを行い、ソフトウ
エアでは、ラインバツフアメモリRAM３のイニ
シヤライズや、制御用ROM５の動作チエツクを
行い、処理上で使用される各パラメータのイニシ
ヤルセツトを行う（ステツプＳ１）。この初期処理終了後、MPU２によりキヤツプ
モードスイツチ８を監視しながら、ヘツドキヤツ
プモータＭ３を動作させ、ヘツドキヤツプ開処理
を行う（ステツプＳ２）。そしてホームポジシヨ
ンセンサ７を監視しながらキヤリツジモータＭ２
を動作させ、キヤリツジＣを移動させてホームポ
ジシヨンＨに位置づける（ステツプＳ３）。而し
て、キヤツプモードスイツチ８を監視しながら、
キヤツプモータＭ３を動作させ、ヘツドユニツト
HUに対するヘツドキヤツプ閉処理を行い（ステ
ツプＳ４）、さらにモータＭ１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ヘツ
ドユニツトHUに対する初期処理を行う。初期処理では、まず、ヘツドユニツトHUの予
備加熱処理（ステツプ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
をヘツドユニツトHUに加え、その内部で熱を発
生させることをいい、外部加熱とはヘツドユニツ
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、ヘツ
ドユニツトHUを加熱することをいう。ステツプ
SH１においては外部加熱を開始し、ステツプSH
２にてヘツドユニツトコントローラ１０を外部加
熱モードにセツトする。次いで、ステツプSH３
にて全ドツトについて印字出力を“１”にセツト
して、ステツプ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。このようにヘツドの予備加熱を開始したら、ヘ
ツドユニツトHUの温度を測定し、HUの温度が
高温側一定温度以上なら（ステツプSH５）、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
テツプSH６）、ヘツドの熱破壊防止のため、ステ
ツプ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、次いでステツプ
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のステツプＳ６に復帰する。なお、
高温側一定温度とは、ヘツドユニツト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ツドユ
ニツトHU内の温度分布を平均化する（ステツプ
Ｓ６）。この待機後に予備吐出処理（ステツプ
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つ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
500ms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、まずステツプSJ１にて、ヘツドユニツト
コントローラ１０に吐出条件をセツトし、次いで
ステツプSJ２にて全ドツトに対しての印字出力
を“１”にセツトする。而してステツプSJ３に
て印字出力をヘツドユニツトHUに加えて吐出を
行わせ、ステツプ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図のステツプ
Ｓ１０に復帰して印字待機状態に移行する。すな
わち、以上でヘツドユニツトHUに対する初期処
理を終了し、手順はホストコンピユータからの印
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
つて適切に設定されるようにすることができる。印字信号の待機状態（ステツプＳ１０）でホス
トコンピユータから印字信号が供給された場合、
印字データはPPI１にラツチされ、ラインバツフ
アとしてのRAM３に転送される。そこで、ヘツ
ドユニツト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（ステツプＳ１１）。ここで肯定判定であ
ればヘツドキヤツプモータＭ３を駆動してキヤツ
プ開処理を行い（ステツプＳ１２）、次いでコン
トローラ１０を通常印字モードにセツトして予備
吐出（ステツプ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ヤツプ
開処理（ステツプＳ１３）を行つた後、予備加熱
処理（ステツプSH；第６図参照）を行い、所定
時間待機（ステツプＳ１５）した後、さらにコン
トローラ１０に吐出条件、吐出回数をセツトして
予備吐出を行う（ステツプ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
はヘツドユニツトHUの動作使用下限温度とい
う。次に、ドライバ１４をオフとして外部加熱を停
止し（ステツプＳ１６）、印字状態へ移行する。
すなわち、キヤリツジモータ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、ステツプ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、キヤリツジの動作中であつてキ
ヤリツジの移動範囲の両端での移動方向転換時に
はキヤリツジＣがそこで停止するので、そのとき
に加熱処理を行つてもよい。印字を開始して、例えば一行分の印字が行われ
キヤリツジモータＭ２が停止したときには（ステ
ツプＳ２０）、ヘツドユニツト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（ステツ
プＳ２１）。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（ステツプＳ２２）に次
段階へ移行する。すなわち、ヘツドユニツト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（ステツプＳ２３）。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
200ms）待機した後に（ステツプＳ２４）、外部
加熱を停止する（ステツプＳ２５）。次に、第５図Ｂに示すように、紙送りモータＭ
１を駆動して紙送りを行い（ステツプＳ３０）、
ステツプＳ２１およびＳ２２とそれぞれ同様のス
テツプ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PPI１にラツチされたか否かを判定する（ステ
ツプＳ４０，Ｓ４１）。ここで肯定判定であれば
第５図ＡのステツプＳ１６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（ステツプＳ４２）、キヤリツジモータ
Ｍ２を駆動してキヤリツジＣをホーム位置Ｈに位
置づけ（ステツプＳ４３）、次いでキヤツプモー
タＭ３を駆動してキヤツプ閉処理を行つた後（ス
テツプＳ４４）、第５図ＡのステツプＳ１０に復
帰する。このように、本例では、予備加熱処理を行つた
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つ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つた。［実施例を用いた実験］ 24個のオリフイス（オリフイス径50×40μm）
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ツド部を有する本
例に係るインクジエツトプリンタを用い、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
5μs、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。次いで電圧23.5V、パルス
幅10μs、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つた。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.I.ダイレクトブラツク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、パルス10μs、周波数2K
Hz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
を行つた。その結果を第１表に示す。

【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，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内の特にオリフイス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、v0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、また場合によつては不吐出が生じること
もある。従つて、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つて設定されるので、
予備加熱の使用頻度は極めて高い。従つて、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つてはならない。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、パルス幅wi，印加電圧v0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v0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、ヘツドユニツト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）によつて決定されるが、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。従つて、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、しかも短時間にヘツド温度を所望の温
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、時間（分）と、
ヘツド温度（℃）との関係の一例を示す。これは
印加電圧v0を24V，パルス幅wiを5μsとし、周波
数を10KHz，5KHz，2KHzとしたものである。な
お、ヘツ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，周波数を変化させて次の２例のような実験を
行つた。（例１） 24個のオリフイス（オリフイス径50×40μm）
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
例に係るインクジエツトプリンタを用い、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つた。而して、光学顕微鏡を用いてヒータ上を観察
し、バルブ発生の有無を確認した。その結果を第
２表に示す。

【表】（例２）（例１）と同様のインクジエツトプリンタを用
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。

【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。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、
オリフイス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
つて粘度が増加し、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
熱処理によつ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
環境条件によつ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10μs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。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。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のステツプＳ６に続くス
テツプSJ）では、100〜150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。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
ステツプＳ１１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（ステツプＳ１１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１０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。また、コントローラ１０は記録用の信号と予備
吐出用の信号をMPU２の設定に基づいて出力す
るので、回路規模が増大することもない。さらに、予備吐出時の信号を記録時におけるよ
りもエルギが大なる条件としてるので、記録ユニ
ツトから確実に液滴を吐出させることが可能とな
る。また、環境条件に応じた回数の予備吐出を行
うことで、予備吐出に要する時間の短縮及び予備
吐出されるインク量の低減が可能となる。なお、本例に係るプリンタを使用する地域が限
定され、予め明確になつているのであれば、地域
別に吐出数を変更することもできる。例えば、高
温，低湿度地域においては、常時高温となつてい
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ツドユニツトをキヤ
リツジに搭載した形態のインクジエツトプリンタ
について説明したが、本発明は記録紙の幅方向に
複数のヘツドユニツトを備えたいわゆるフルマル
チタイプのインクジエツ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。また、実施例では吐出エネルギ発生手段に電気
熱エネルギ変換素子を用いたが、これは例えば圧
電素子を用いたものであつてもよい。［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、ヘツドコン
トローラに対し適切な吐出条件を設定して予備吐
出を行うようにしたので、制御手段の負担を軽減
できると共にソフトウエアが簡略化し、あらゆる
環境条件下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、予備吐出に際しての吐
出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
に係るインクジエツ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ツドユニツトを拡大して
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エツトプリ
ンタの内部回路構成の一例を示すブロツク図、第
５図ＡおよびＢは印字最適化処理手順の一例を示
すフローチヤート、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
ーチヤート、第８図はヘツドユニツトに供給され
る印字出力信号を説明するための波形図、第９図
はヘツドユニツ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…液体噴射記録ユニツト（ヘツドユニツ
ト）、Ｃ…キヤリツジ、Ｒ…ガイドレール、TB
１，TB２…供給管、FC…フレキシブルケーブ
ル、ST…サブタンク、CAP…キヤツプ部材、Ｐ
…被記録材、PL…プラテン、Ｓ…キヤリツジ走
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…オリフイス、TS…
温度検出素子、HTR…外部加熱用ヒータ、ET…
吐出用ヒータ、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…モータ、１…
プログラマブルペリフエラルインタフエース
（PPI）、２…マイクロプロセツシングユニツト
（MPU）、３…ラインバツフアRAM、４…フオ
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…キヤツプモ
ードスイツチ、９…用紙センサ、１０…ヘツドユ
ニツトコントローラ、１１，１４，１８，２１，
２２，２４…ドライバ、１３…保護回路、１５…
温度比較素子、１６…フオント切換スイツチ、１
７…入力セレクタ。

Claims

【特許請求の範囲】１液滴を吐出して被記録材に対し記録を行う液
体噴射記録装置において、供給される電気信号に応じて液体にエネルギを
作用させて飛翔的液滴の形成が可能な吐出エネル
ギ発生手段を有する記録ユニツトと、入力した印字データを処理して前記記録ユニツ
トから液滴を吐出させるための記録信号を出力す
るとともに、前記液体噴射記録装置の各部を制御
する制御手段と、この制御手段とは独立し、液滴の吐出条件の設
定が可能で、設定された吐出条件の前記電気信号
を前記吐出エネルギ発生手段に供給することによ
り、予備的吐出制御を行う記録ユニツト制御手段
とを備え、前記制御手段は、液滴を予備的に吐出する条件
を前記記録ユニツト制御手段に設定して、前記記
録ユニツト制御手段に前記予備的吐出制御を行わ
せる吐出制御モードを有することを特徴とする液
体噴射記録装置。２前記制御手段は、電源の投入時に前記吐出制
御モードを実行することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の液体噴射記録装置。３前記制御手段は、環境条件に応じて前記吐出
制御モードを実行することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の液体噴射記録装置。４前記制御手段の吐出制御モードは、環境条件
に応じた回数、前記記録ユニツトから液滴を吐出
させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の液体噴射記録装置。５前記記録ユニツト制御手段は、前記電気信号
の条件設定が可能で、前記制御手段の吐出制御モードは、記録時にお
けるよりもエネルギが大なる条件の電気信号を前
記記録ユニツト制御手段に設定して、前記記録ユ
ニツトから液滴を吐出させることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の液体噴射記録装置。６前記吐出エネルギ発生手段は、供給される電
気信号に応じて液体を加熱して飛翔的液滴の形成
が可能な電気熱エネルギ変換素子を含むことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体噴射記
録装置。