JPS5916759A - インクジェット記録方法 - 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】 本発明はインクジェット記録装置に係り、さらに詳しく
はインクジェットノズルからのインクの吐出性能を改良
したインクジェット記録装置に関するものである。

インクジェット記録装置は細いガラス管等から形成され
たインクジェットノズルを有し、このインクジェットノ
ズルの囲シに嵌合された圧電素子（以下ピエゾという）
に制御信号を印加することにより例えば直径８０μ程度
の大きさで、初速４〜８ｍ／６で液滴の形で吐出させ、
印（１） 手用紙に衝突させ記録を行うものである。

この種の構造を有するインクジェットノズルを備えたイ
ンクジェット記録装置においては印字時だけインクが吐
出することになり、非印字時にはインクは吐出せず、長
い時間そのまま放置されると、ノズルの吐出口は大気に
開放されているだめ、ここからインクが蒸発したりイン
クの粘度の性質が変化したりする。

このようなインクジェットに使用されるインクはその用
途により様々であるが、外部の温度や湿度の影響により
その特性は大きく変わる。

特にオンデマンド型のインクジェット装置において、長
時間使用せずに放置した場合、ノズル内で特に空気に接
触している様な部分は粘度の上昇が起こる。このインク
の粘度上昇は、インクの組成や空気に接触している面積
、温度、湿度によりその時間経過と粘度上昇は異なり、
またバラツキがでるが通常オフィスなどで使用された場
合、一定時間経過後の粘度は上昇し、この様な状態での
印字ではインクが吐出しない場（２） 合や吐出方向が正規の位置よシ大きくずれてしまう場合
がある。特に、金額等を扱う時には誤印字は危険であシ
、また全く印字しない文字や数字、意味不明、若しくは
意味の異なる文字や数字になる恐れがあり何らかの対処
が必要となる。

また従来、例えば特公昭５２−２７８０号のように印字
指令の直後に印字に無関係の準備用ｌ吐出（以下空吐出
と称す。）を行かわせる例も知られているが、この場合
処理速度が遅くなる欠点がある。

本発明は上述した従来の問題点を解決することを目的と
したものであって、インクジェットノズルからのインク
の吐出性能を向上させたインクジェット記録装置を提供
することを目的とする。

通常、オフィスなどでインクジェット記録装置を使用し
た場合の一定時間経過後の粘度は実験的に予想すること
が出来、本発明は、この一定時間経過後、特定のコード
又はデータ転送に（３） 関するストローブ信号が受信され九時粘度上昇したイン
クを一定の数だけホームポジション位置で吐出させ（以
下、空吐出という。）るようにしだものである。

ここで特定のコードとは、例えば空吐出そのもののコマ
ンドや、Ａ８０エエコード内での例、ｔ　ハ″ＬＦ″”
ＮＵＬＬ″などのコードを指すもので、ストローブ信号
とはこれらのコードやデータを送信する際にパスライン
上のコードやデータを有効とし、転送する為の信号であ
る。

上述のように最初に例えば特定コード例えば”　ＮＵＬ
Ｌ”コードを受信して空吐出を実行し、空吐出実行中に
並列して印字データを受信して印字を実行すれば印字ス
ピードの向上になる。また、長時間不使用の場合でも、
その間に特に印字に無関係の’　ＬＩＰ　”　”　ＨＵ
ＬＬ”等の特定コードやストローブ信号が受信されれば
その時点で空吐出が実行されるのでタイマ一時間経−過
毎に空吐出する特公昭５２−８０６５号等よりはインク
消費が少なくて済む利点がある。また、前記時（４） 公昭５２−２７８０号のように長時間不使用後、印字指
令を受けて空吐出する場合に対しても、想定する経過時
間よりも長すぎた場合、空吐出ドツト数が足りなくなる
恐れもあり、吐出不能が解消されない事態にもなりかね
ない為、本発明のようにコマンドやストローブ信号を受
信した時点で空吐出を実行させればこの様な事態にも対
処できることになる。

第１図と第２図によシ本発明の一実施例に係る記録装置
の説明を行う。記録ヘッド、すなわちインクジェットノ
ズルＮをもったキャリッジＯＡの駆動はりニアモータ綬
によって行う。ＩＪ　ニアモータは永久磁石ＰＭ、磁性
板Ｙ１、磁性摺動軸Ｙ２の部材により閉磁気回路を構成
し、摺動軸Ｙ２を摺動可能なコイルボビンＯＢに巻回し
たコイルＣに電流を流し、フレミングの左手の法則によ
りコイルボビンＣＢと一体であるキャリッジＣＡを駆動
する。キャリッジの摺動軸Ｙ２上の往復運動はコイルＣ
に流す電流の向きを変えることにより行なう。目盛板、
例えば非磁性材で成る済（５） に固定される。キャリッジＯＡには、コイルＣのコイル
ボビンＣＢ、インクジェットノズルＮとＨにインクを供
給するサブタンク８Ｔ、発光素子例えばホトダイオード
ＬＪ受光素子例えばホ））ランジスタＦＴ、フレキシブ
ル配線板−ＰＬの接続用プリント基板ＰＣが固定してあ
り、また、ホーム位置のホトダイオードＬＢとホトトラ
ンジスタＰＢをさえぎる遮へい板ＳＢが一体となってい
る。フレキシブル配線板ＦＬの一端ＩＰＩ、ｊにはコイ
ルＯの端子０１．（！２、インクジェットノズルＮの駆
動源であるピエゾの端子（不図示）、ホトダイオードＬ
ｍの端子ＬＦ！Ｔ　、ホトトランジスタＦＴの端子ンク
供給管Ｔ１と共に固定される。インク供給管Ｔ１は永久
磁石ＰＭと磁性板Ｙ１間に磁気的に必要なエアギャップ
を利用して後方に導かれ、その（６） ホＩ・ダイオードＴ、にとホトトランジスタＦＴの間に
記録ヘッドＮＫ対し垂直に配置する。これにより所要ス
ペースが節約でき、小型になる。キャリッジＯＡの移動
に伴い、ホトダイオードＩＪｔから発する赤外光は、ス
リット部ＳＳとそれと同ピツチのスリットを有し、ホト
トランジスタＦＴの受光部に取ね付けである受はスリッ
トＱＳによシホトトランジスタＦＴのＯＮ、ＯＦＦを繰
り返し、第３図ｆＢ）の如くタイミングパルスＴＰを発
生する。

とのタイミングパルスＴＰによりキャリッジ走査時のキ
ャリッジＯＡの速度と位置を検出し、速度、インクジェ
ットノズル、紙送りパルスモータ−ｓｐを制御する。又
、キャリッジＯＡの移動に伴った遮へい板ＳＢの移動に
よシホームポジション部でのホトトランジスタＦＢ　４
　ＯＮ、　ＯＦＦ　Ｌ、、ホームポジション位置でキャ
リッジの有無を指示する。

１行の印字を行なわせる場合、文字はドツトマトリクス
で構成し、キャリッジＯＡが走査し、タイミングパルス
ＴＰにより位置検出し、所定の位置でインクジェットノ
ズルのピエゾに電圧を印（７） 加することによりインク小滴を印字吐出し、第３図（Ａ
３の記録紙ＰＰに１ドツトラインの印字を行なう。１ド
ツトラインの印字が終了すると紙送りパルスモータ−８
Ｐを１ドツトピッチ分回転させると同時にキャリッジＯ
Ａをホームポジションに戻す動作を行なう。ホームポジ
ションへの確認はホトトランジスタＦＢによシ行なう。

紙送りはパルスモータ−６Ｐの回転をモーターＭキー’
ｒ（図示せず）よりギヤＧ１、ギヤＧ２により減速伝達
する。最終段ギヤＧ２はプラテンＰＬの軸に固定されて
おり、行方向に紙送りを所定量送るととが可能である。

この動作を繰り返し、行方向の所定のドツトライン（例
えば７ライン）の印字が終了すると行間の所定量をパル
スモータ−ｓｐによりプラテンＰＬを回転し、１行の印
字を終了する。印字終了後はインクジェットノズルＮを
キャップＫＰの位置まで移動させて停止させる４とのキ
ャップはノズルＮの先端を吸引する機能を備え、これに
よりインクジェットノズルの目詰り、乾燥、メニスカス
後退等を防止できる。

（８） また、キャップＫＰに対しては、後に述べる本発明に係
る印字に無関係の空吐出を行なうようになっている。

ＤＩ、Ｄ２は衝突緩衝用ダンパーで発泡体等で成り、キ
ャリッジＯＡの衝突を柔らげ、ノズルからインク漏れ、
メニスカスの後退等を防止する。

またサブタンクＢＴはＹｌ、Ｄｌ等に直接接触させない
ように配置したので衝激力は弱まり、サブタンク内の泡
立ちも少ない。

またキャリッジの駆動に回転モーターを用いないので、
ギヤ、リンク、ラック等を不必要とし、まだ紙送りにも
ラチェット、プランジャー等を用いないので極めて静か
な記録装置を構成できる。

オたキャリッジにサブタンク及びフレキシブル配線板Ｆ
Ｌの一端ＦＬ１を載置し、これに種々の電気部品を接続
したので簡易、安価に製作でき、さらにフレキシブル配
線板により自由な移動が可能で、かつこれとキャリッジ
上のサブタンクへのインク供給管を一箇所で係止したの
で簡便（９） となる等の種々の特徴を有し得るものである。

本実施例装置において目盛板０８はスリン）８Ｂが第３
図示の如く設けられ、位置の確認制御と速度の一定化の
ための制御を兼用する。

即ちスリン）　８Ｂは第３図（Ａ）の如く印字用紙ＰＰ
を越えるほどまで設けられ、キャリッジＯＡが初期位置
ＨＯから移動し始めてスリン）　８Ｂを例えば８個計数
するまでに速度を調整し、ま九８個計数したときから１
桁の印字を開始させ、８〜１２の５スリツトで１桁印字
を終了させ、１５．１４の２スリツトは隣接桁との空白
とし、以後どれをくり返す。Ａ日が印字開始位置を検出
するだめのアプローチスリットでＯ８がキャラクタスリ
ット、ＢＳがブランクスリットで、これらのスリット及
びその間隔によってキャリッジ移動速度の一定化も計っ
ている。

またキャリッジＯＡがホーム位置から移動し始め、ホト
トランジスタＦＢの信号がＯＦＦからＯＮになる位置は
、その位置、速度のバラツキを考慮し、数スリット分の
速へい部が設けである。

（１０） オだリニアモーター駆動用の電源電圧を２値有し、通常
の印字動作時には、通常電圧で駆動し、常時、キャリッ
ジを右端に押し付けておく状態の時には通常電圧よりも
低い電圧に切シ換える。

すなわち電源ＯＮの状態に設定するとまず、キャリッジ
ＯＡをＢＡＣＫ方向（第１図の右端方向）へ駆動し、ホ
トトランジスタＦＢからの出力信号によってキャリッジ
ＯＡがホームポジション部分へ移動したことが確認され
たら、モーター駆動電圧を低電圧に切り換え、キャリッ
ジスピードを減速させダンパーＤ１に押し当て、上記キ
ャップＫＰ部分とインクジェットノズルＮが機械的に対
応するこの位置でキャリッジＯＡを固定する。当然のこ
とながらキャリッジＯＡが以前からホームポジション部
分にある場合にはモーター駆動電圧は直ちに低電圧に切
り換り、記録ヘッドの時期状態となる。まだ−行の印字
終了後の場合、キャリッジＯＡがＢ、ＡＣ！に方向に戻
シ、ホームポジションへの到来が確認されたなら、上記
同様、モーター駆動電圧を低電圧に切り換えダンパー（
１１） Ｄｌに押し当てキャリッジＯＡ位置を固定し、前述のキ
ャップＫＰＫ向かつての印字に無関係の吐出やヘッドの
保護、強制吸引等によるノズルの回復が確実に行えるよ
うにする。

第４図は、本装置の制御回路の一例にして、リード線Ｆ
Ｆ、ＦＢ、？Ｖ、ＦＴ、ＦＰ、ＰＫは第１図のフレキシ
ブル配線板ＰＬとして示される如く一体的に形成され、
キャリッジＯＡの移動を容易にする。

第４図において装置に電源を投入するとコントロール部
ａＣは、信号線１２を一定時間０としてフリップフロッ
プＦ１、段数カウンタ７Ｃ１速度制御部Ｓａをリセット
し、ゲートＡＲを介して印字磁数カウンタｐｃ　、　’
ｒｐ分離回路ＴＢをクリアし、また、電源電圧切り換え
信号線ｌｓｖを０としてトランジスタＴＲｌ３をＯＦＦ
させ、モーター駆動電圧に通常電圧が印加されるように
しキャリッジＯＡをホームポジションに移動させる。こ
れは、コイル駆動用信号出力線ｌＦを０．ＩＢを１とし
てキャリッジＣＡをＢＡＣＫ方向即方向−ムポジション
方向に駆動する。

（１２） ＢＡＣＫ方向への駆動後、コントロール部ＣＣはホーム
ポジション位置を指示する信号線ｌＴＲによりキャリッ
ジＯＡがホームポジション位置にあるか否かの検知を行
う。

キャリッジＯＡがホームポジション位置にない場合には
、ＢＡＣＫ方向への駆動により速度制御部ＳＣで速度制
御を行ないながらホームポジション位置に移動し、キャ
リッジＯＡと一体となった遮へい板８Ｂにより、ホトダ
イオードＬＢでＯＮ　していたホトトランジスタＦＢを
ＯＦＦ　（０→１）する。

この信号は信号線ＩＴＲを通って増幅回路ＡＰ２で増幅
され、その出力信号線ｌＢｏによシコントロール部ＣＣ
はキャリッジＯＡがホームポジション位置にあることを
検知する。

これを受けてコントロール部ＯＣは信号線ＩＳＶを０か
ら１にして、トランジスタＴＲ８をＯＮさせツェナーダ
イオードＺＤ２の電圧分をショート状態とする。これに
よりモータードライバ一部ＭＤに供給する電圧ＬＭＶを
低電圧に切シ換え、モーター駆動信号線ｌＩＩ、ｌＢを
０．１としたままの状態（１３） でキャリッジＣＡを右端に押し付ける。

また、キャリッジＣムが初期の状態からホームポジショ
ン位置にある場合には、ホトトランジスタＦＢはＯＦＦ
状態（１の状態）であるから、これにより上記同様モー
ター駆動電圧を瞬時に低電圧に変え、右端の発泡体Ｄ１
に押し付ける。そして、キャリッジＣムに搭載されたイ
ンクジェットノズルＮはキャップＫＰと対応したホーム
ポジション位置に停止した状態となる。

図中のタイマーＴＭは、クロック発生器ＯＰＧによりカ
ウント動作し、あらかじめ設定された時間が経過すると
信号線ｌＴｏに１を出方する。信号ＨｌＴｏが１になる
と７リツプフロツプＩＦＴＭはセットし、出力ｑが１に
なり、ＡＮＤゲートＡＤ１が開放する。また、このフリ
ップフロップＩＰＴＭの出力信号は同時にこの後の特定
コードが受信された時に出力される信号線１００Ｍにょ
シ、印字に無関係な空吐出が行われるととをコントロー
ル部ＣＣに伝達する。今、第６図の如く、印字動作カ無
りキャリッジＯＡがこのホームポジション（１４） 位置で時期していてタイマーＴＭの設定時間が経過し、
信号線ｌＴＯが１となり、その後、信号線ｌ　ＯＯＭに
信号１が出力される。この特定コード検出信号は、開成
しているＡＮＤゲートＡＤ１を通してワンショットマル
チバイブレータＯ８Ｔを動作させ、同時にタイマーＴＭ
をリセット及び再スタートさせる。ワンショットマルチ
バイブレータＯ８Ｔが動作すると、その出力信号線ＩＰ
ｏはあらかじめ設定された一定時間１を出力する。信号
線ＩＰＯが１となって出力すると、その信号によりフリ
ップフロップＦＴＭ及びＯＲゲートＯＴＭを介Ｉ−てタ
イマーＴＭはリセット及び再スタートされ、まだＡＮＤ
ゲー）　ＡＤ２が開くことにより、発振器ＯＳａ出力が
ＯＲゲー）　ＯＲＴを介し、パルス幅設定回路ＤＳ、ピ
エゾドライブ回路ＰＤに入力し発振器ＯＳａの定められ
た周波数でピエゾＰＺを駆動し、インクをワンショット
マルチバイブレータＯ８Ｔの出力が１になっている時間
だけインク滴を吐（１５） 出するわけである。そしてワンショットマルチバイブレ
ータＯ８Ｔの出力が０になるとＡＮＤゲー）　ＡＤ２は
閉成し、発振器ＯＳａの出力はピエゾドライブ回路に伝
達されなくなる。また、出力した信号線ｌＰＯはコント
ロール部ＣＣにも伝達されており、この信号の立ち下り
により、コントロール部ａＣは空吐出を終了したことを
検知し、以後印字データが受信されれば印字動作に入る
。

まだ、次のタイマーＴＭの一定時間経過後の空吐出は、
先のワンショットマルチバイブレータの出力信号により
リセット再スタートしたタイマーＴＭの時間経過後以降
の特定コード一致信号００Ｍの入力により動作する。捷
た、タイマーＴＭによる一定時間経過前に印字指令信号
Ｐｉｎが入力された場合、タイマーＴＭはＯＲゲー）　
ＯＴＭを介してリセット再スタートする。当然のことな
がら、タイマーＴＭの時間経過前に入力された特定コー
ド一致信号では空吐出は実行しない。

なお、上記における空吐出の場所は、前述の様に、印字
に無関係で、装置内を吐出インクで（１６） 汚さない為の特定の場所が必要であるが、本実施例にお
いては第１図に示す如くインクジェットノズルＮがホー
ムポジション部スなわチ、ホトトランジスタＦＢ、ホト
ダイオードＬＢをキャリッジＯＡと一体となっている遮
へい板ＳＢがさえぎるような位置にあり、またその位置
においてノズルのキャップＫＰがインクジェットノズル
ＮＫ対応し、上記吐出を行うようになっている。

以上の説明は特定コードを受信した時の空吐出の説明で
あるが、第５図にストローブ信号Ｓを受信した時の空吐
出の回路図を示す。

前例は、タイマーＴＭが設定時間を経過した後に、特定
コード検出信号が出力されるとワンショットマルチバイ
ブレータＯ８Ｔが動作し、設定された時間だけ空吐出を
行うものであったが、この特定コード検出信号線を例え
ばコマンドやデータの送信に使用されるストローブ信号
百を用いて空吐出を実行するものである。すなわち、特
定コードに係る空吐出と同様タイマーＴＭの設定時間経
過後のストローブ信号百の入力でイン（１７） バークｉｓＢを介した信号Ｓによりワンショットマルチ
バイブレータ０８Ｔを動作させ、上記同様空吐出を実行
しまた、タイマーＴＭをリセット再スタートさせるもの
である。

以上、上記の吐出制御により一定時間、不使用状態で経
過した後の特定コードやストローブ信号の受信に際し、
前記ホームポジションにおけるキャップ部分で粘度上昇
したインクを空吐出させ、吐出したインクをキャップ内
に収め、装置内を汚すこと彦＜、即座に必要な印字動作
を実行することが可能となシ、粘度上昇したインクによ
る印字の字抜けや印字乱等の不良印字を防止し、良好な
印字を得ることが出来ることと々る。また、第６図、第
７図に示す様に長時間不使用状態後、特定コード例えば
ＮＵＬＬコードやストローブ信号により空吐出実行中火
に印字すべきデータの受信を並列に実行すれば印字スピ
ードの向上にもなり、また想定する不使用時間よりも長
過ぎる様な場合に対しても印字に無関係のコードやスト
ローブ信号の入力により、（１８） 空吐出が行われる為、空吐出のドツト数が足りなくなる
様な事態にも対処できることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の斜視図、第２図はその断面図、
第６図（Ａｌ、（Ｂ）けその動作説明図、第４図は制御
ブロックの一例図、第５図は他の例図、第６．７図は第
４．５図の動作説明用波形図である。 Ｎ・・・インクジェットノズル ＢＵ８・・・パスライン ＸＲＬ・・・解読回路 Ｓ・・　ストローブ信号 出願人　キャノン株式会社 （１９）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インクジェットノズルからインクを吐出させ記録を行う
   インクジェット記録装置において、不使用状態で一定時
   間経過後特定のコード又はデータ転送に関するストロー
   ブ信号を受信した時、印字に無関係の吐出を行なわせる
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。