JPS61146552A - 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な形成するた
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５８−１８７３１３４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１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
てオリア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、さらに予備的な吐
出を行って電源投入前にノズル先端部にあった古いイン
クを吐出して吐出を最適化するようにしたインクジェッ
トプリンタを構成することが考えられる。この予備的な
加熱としては、ヘットユニットに設けた加熱手段を駆動
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ー／　ト（ＭＰＵ）からポ
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、適切な印字出力を加
えることはＭＰｔｌの処理速度が遅いことから極めて困
難である。

また、予備的な吐出に関しても、従来の構成ではソフト
ウェアの処理時間の問題から、これ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予備
加熱処理や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
液滴な吐出して被記録材Ｐに対し記録を行う液体噴射記
録ユニット１０Ｇと、電気信号の設定が可能で、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ット制
御手段１１０と、液体噴射記録ユニット１００に設けら
れ、液体を外部から加熱する加熱手段１２０と、環境条
件に応じ、加熱手段による液体の加熱および／または記
録ユニット制御手段１１０に飛翔的液滴が形成されない
範囲の電気信号を設宇することによる液体の加熱を行う
加熱制御手段１４０と、記録ユニット制御手段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
液体噴射記録ユニッ）　１００から飛翔的液滴を吐出さ
せる吐出制御手段１５０と、電源Ｓｗの投入時および／
または記録信号ＳＡの入力時において、加熱制御手段１
４０を駆動し、当該駆動後設定時間待機してから、吐出
制御手段１５０を駆動するシーケンス制御手段１８０と
［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図は未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、ＨυはキャリッジＣに搭載した液体
噴射ユニー／　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Ｈｕｔ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トレー
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、キャリッジＣは駆動手段によるガイドレールＨ
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。

８丁はキャリッジＣに設けたサブタンク、ＴＢＩ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１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ＴＢ２
　、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）、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ＣＢ）において、ＯＲはインク吐出孔とし
てのオリフィスであり、本例ではオリアイスＯＲを所定
数縦方向にノズル部ＮＺに配列した。　ＩＣＨはオリア
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ＩＣ）Ｉ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Ｅ
Ｔ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°−夕を受信し、１行分の印字デー
タを貯え、ヘッドユニットＨυ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１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、ＭＰｔｈ！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はマイクロプロセラ“シングユニット（
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テノＲ
ＡＭ　、　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はヘッドユニッ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も開始する。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１例えば、本願人により特願昭５９−１８２８０２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度うヤ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はへッドユニｙトＨＵの保護
回路である。１４はへッドユニｙトＩＮＪ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はへッドユニツ）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１８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をへ９ドユニツ）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１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ｙ）ＨＵ内の空気抜きに際して用いるバルブ用のン
レノイド、およびそのドライバである。

ここで１本例に係る第２図ないし第４ｒＩ！Ｊ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へ、ド
ユニツ）ＭＵ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、適切にへ゛ツドユニット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ＨＴＲを駆動することによ
り、ヘッドユニットＭＵ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λ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、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、周波数および電圧の１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１Ｇ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
ドユニツ）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、本例ではヘッドコントローラ１０す用いて予
備吐出時の印字出力を全ドツトについて１”とした、従
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ｊｉＰＰｌｌおよびヘッドユニットコントローラｌ
Ｏ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Ｒ
Ｏｊ’ｆ５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、へ、ドキャ、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Ｍ３を動作させ、ヘッドユニツ）ＭＵ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へラドユニ？）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ｙ）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１Ｇ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ｙ）ＨＵに加え、
その内部で熱を発生させることをいい、外部加熱とはへ
ラドユニｙ）ＭＵ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８０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
字出力な″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
ットＨυ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
な越えない場合は（ステップ５ｌ（８）、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ｌＯに送り、内部加熱を中止し１次いでス
テップ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ッ）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　ｍｓ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ｌ
Ｏ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８
１０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）ＩＩＩＪに対する初期処理を終了し
、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。

印字信号の待機状態（ステップ５ＩＯ）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、ヘッドユニット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、低温側一定温度具と、例えば２０℃以上であるか
否かの判定を行う（ステップ５ｌ１）、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Ｓ１３）
ｔ行った後、予備加熱処Ｊ！Ｊ（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、低温側一定温度としくステップ８１Ｂ）
、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５２０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）、
ヘッドユニー、））ＩＩＩ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！９２１）。

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（
ステップ５２２）に次段階へ移行する。すなわち、ヘッ
ドユニ４ト間の温度が高温側一定温度以上であるか否か
を判定するＣ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■Ｓ）待機した後に（ステップ５２
４）、外部加熱を停止する（ステップ５２５）。

次に、第５図ＣＢ）に示すように１紙送りモータ　　　
−１１３１駆動して紙送りを行い（ステップ５３０）　
、ステップＳ２１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ＰＰＩＩにラッチ
されたか否かを判定する（ステップ９４０，５４１）、
ここで肯定判定であれば第５図（Ａ）のステップ５ｉｌ
ｌ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Ｎ２を駆動してキャリッジＣをホーム位置
Ｈに位はづけ（ステップ５４３）　、次いでキャッ、プ
モータＭ３を駆動してキャップ閉処理な行った後（ステ
ップ９４４）、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、記録休止若しくは°停止ｔ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１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
。

［実施例を用いた実験］ ２４個のオリフィス（オリフィス径５０Ｘ４ＯＩＬ層）
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℃３０％Ｒ１
（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　、パルス輻５ｐｓ、周波数
１０ＫＨｚ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ｌｅ＃Ｌｓ、
周波数２　ＫＨｚの信号な１０Ｇパルス分吐出用ヒータ
釘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１１１　　　　　２ｊｌ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
　、パルス輻１Ｏｐｓ、周波数２　ＫＨｇ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。

どの程度の記録休止若しくは停止時間で、液流路ＩＣＨ
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傭々に異なるので
、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１ｗｉ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Ｅ〒に供給されたと
きに、加熱によるバブル（氾）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、吐出用ヒータ上を用いた予備加
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Ｉｌｌ、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Ｏ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Ｅ↑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Ｅ丁に加え
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、時間（分）と、ヘッド温度（”
Ｏ）との関係の一例を示す、これは印加電圧マ０を２４
ｖ、パルス幅ｗ１を５４ｇとし１周波数を１０ＫＨ２，
５ＫＨ２，２ＫＨｚとしたものである。なお、ヘッド温
度は温度検出素子丁Ｓにより検…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５０　Ｘ　４０　＃
Ｌ膳）が０．１４１５ｍ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、１ｓ２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［７に信号を加え、予備加熱処理を繰
り返すことにょリヒータ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
ｇｇ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Ｓ８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Ｓ
ｌｌ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。

ＭＰυ２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１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
くシ、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［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
開始前や印字開始時において、予備加熱処理に続きイン
クの温度分布を一様にするために待機処理を行った後予
備吐出処理を行うようにしたので、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１本発明によれば、予備加熱や予備吐出に際しての
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の内部回
路構成の一例を示すブロック図。 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、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、 丁Ｓ・・・温度検出素子。 ＨＴＲ・・・外部加熱用ヒータ、 ＥＴ・・・吐出用ヒータ。 Ｍ１１Ｍ２９Ｍ３・・・モータ、 ！・・・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（ＭＰＵ）、 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。 ｌＯ・・・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。 １８・・・フォント切換スイッチ。 １７・・・入力セレクタ。 第１図 ρ −平 第６図 第８図 第９図 一時％ｌ’ｌ（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、 前記液体噴射記録ユニットに設けられ、前記液体を外部
   から加熱する加熱手段と、 環境条件に応じ、前記加熱手段による前記液体の加熱お
   よび／または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気信号を設定することによる
   前記液体の加熱を行う加熱制御手段と、 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
   る電気信号を設定することにより前記液体噴射記録ユニ
   ットから前記飛翔的液滴を吐出させる吐出制御手段と、 電源の投入時および／または前記記録信号の入力時にお
   いて、前記加熱制御手段を駆動し、当該駆動後設定時間
   待機してから、前記吐出制御手段を駆動するシーケンス
   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、前記加熱
   制御手段は該温度を検出して前記電気信号を設定するこ
   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項または第２項記載の液体噴射
   記録装置において、前記設定時間は前記電源の投入時と
   前記記録信号の入力時とで異なるようにしたことを特徴
   とする液体噴射記録装置。