JPH1110908A

JPH1110908A - インクジェットプリント方法およびその装置

Info

Publication number: JPH1110908A
Application number: JP16433297A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Takada; 吉宏高田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のインクジェットプリント方法およびそ
の装置は、プリント時間が嵩むと共にインクの消費量が
増大し、ランニングコストが増大する。【解決手段】インクを吐出するインク吐出口４４が形
成されたインクジェットヘッド２０と、インクを貯溜す
るインクタンク２１と、このインクタンク２１内のイン
クをインクジェットヘッド２０へ供給するためのインク
供給路２２と、インクジェットヘッド２０内のインクを
インクタンク２１内に還流するためのインク戻し路２３
と、インクジェットヘッド２０の温度を検出する温度検
出手段２５と、インクタンク２１内のインクをインクジ
ェットヘッド２０から再びインクタンク２１内に還流さ
せるためのインク循環ポンプ２４と、温度検出手段２５
による検出情報に基づいてインク循環ポンプ２４による
インクの循環供給量を制御するポンプ制御手段２７とを
具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リント方法およびその装置に関し、特にインクジェット
ヘッドに組み込まれた電気熱変換体に電気信号を供給し
てインクを加熱膨張させることにより、インク滴をイン
ク吐出口から吐出させるようにしたインクジェットプリ
ント方法およびその装置に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェットプリント装置の
インクジェットヘッドは、インク滴を吐出するインク吐
出口と、このインク吐出口に連通するインク路と、この
インク路の一部に臨んでインク滴形成用のエネルギを発
生させる吐出エネルギ発生手段とを具えている。

【０００３】この吐出エネルギ発生手段としては、ピエ
ゾ素子などの電気機械変換体を用いたものや、レーザな
どの電磁波を照射してインク発熱させ、この発熱による
インクの膨張を利用してインク滴をインク吐出口から吐
出させるもの、あるいは電気熱変換体などの発熱体など
が知られている。

【０００４】なかでも、電気熱変換体を吐出エネルギ発
生手段に用い、熱エネルギによってインク滴をインク吐
出口より吐出させるインクジェットヘッドは、以下のよ
うな利点を有する。すなわち、インク滴を吐出するイン
ク吐出口を高密度に配列し、高解像力のプリントを得る
ために都合の良い構成を容易に取ることが可能である。
また、構造上、コンパクト化が容易である。さらに、最
近の半導体分野において技術進歩および信頼性の向上が
著しいＩＣ製造技術やマイクロ加工技術の長所を十二分
に活用して製造することができる。そして、これらの技
術を利用することで、長尺化, 二次元化, インク吐出口
のマルチ化, 高密度化がさらに容易となり、しかも大量
生産が可能で製造コストも廉価となる。

【０００５】吐出エネルギ発生手段として電気熱変換体
を用い、半導体製造プロセスを経て製造された多数のイ
ンク吐出口を有するインクジェットヘッドは、通常、各
インク吐出口に対応したインク路を有し、これら各イン
ク路毎に電気熱変換体が設けられ、かつ各インク路に連
通する共通インク室からインクが供給される構造となっ
ている。

【０００６】このような従来のインクジェットヘッドの
部分破断構造を図９に示す。すなわち、インクジェット
ヘッド１０１は、エッチング法や、蒸着法, スパッタリ
ング法などの半導体製造プロセスを経て基板１０２上に
成膜された電気熱変換体１０３と、電極１０４と、イン
ク路仕切り壁１０５と、天板１０６とで主要部が構成さ
れている。

【０００７】インクは、図示しないインクタンクからイ
ンク供給管１０７およびコネクタ１０８を介して共通イ
ンク室１０９内に供給され、毛細管現象によりインク路
１１０内に引き込まれ、各インク路１１０の先端のイン
ク吐出口１１１にて表面張力によるメニスカスを形成
し、各インク路１１０内にて安定に保持される。

【０００８】ここで、各インク路１１０内にそれぞれ臨
む電気熱変換体１０３に通電することにより、電気熱変
換体１０３の上に介在するインクが加熱され、瞬間的に
発泡してインク吐出口１１１からインク滴が吐出する。

【０００９】上述したような構成により、インク吐出口
１１１の密度、つまり間隔は、１mm当たり例えば１６個
の割合の高密度なインク吐出口１１１を全部で例えば１
２８個あるいは２５６個配列したインクジェットヘッド
１０１を製造することができる。

【００１０】しかし、熱エネルギを利用してインク吐出
口からインク滴を吐出させる図９に示したような形式の
インクジェットヘッド１０１を搭載したインクジェット
プリント装置においては、上述した如き利点を有する反
面、電気熱変換体１０３にパルス状の駆動電圧を印加し
た際に発生する熱エネルギの一部がインクジェットヘッ
ド１０１内に徐々に蓄積され、結果としてインクジェッ
トヘッド１０１の温度が次第に昇温し、インク路１１０
内に介在するインクの粘度が低下し、その結果、インク
吐出口１１１から吐出するインク量が増大し、画質が変
化してしまうこととなる。

【００１１】この対策として、本出願人らは特開平１−
１０８０５２号公報にてファンなどの送風手段によりイ
ンクジェットヘッドを空冷し、インクジェットヘッドの
昇温を防止したり、あるいは特開平１−１５４７６１号
公報にてインクジェットヘッドにインクを循環供給する
ことにより、インクジェットヘッドの昇温を防止するこ
とを提案している。

【００１２】インクジェットヘッドにインクを循環供給
する上述の特開平１−１５４７６１号公報にて提案した
原理を図１０に示す。すなわち、インクジェットヘッド
２０１とインクタンク２０２との間にインク供給路２０
３とインク戻し路２０４とを形成し、インク供給路２０
３の途中に設けたインク循環ポンプ２０５によりインク
タンク２０２内のインクをインク供給路２０３からイン
クジェットヘッド２０１の共通インク室２０９を介して
インク戻し路２０４により再びインクタンク２０２に還
流させるようにしたものである。また、インクジェット
ヘッド２０１には、図示しない温度検出手段が組み込ま
れ、この温度検出手段によって検出されたインクジェッ
トヘッド２０１の温度に基づき、インク循環ポンプ２０
５によるインクの供給速度を制御するようにしている。

【００１３】この場合、インクジェットヘッド２０１の
インク吐出口２１１から循環インクの一部が排出される
ため、インクジェットヘッド２０１のインク吐出口２１
１が開口するインク吐出口面２１２をそのプリント領域
外に設けた回復装置に突き合わせ、インクジェットヘッ
ド２０１のインク吐出口２１１から排出されるインクを
図示しない廃インクタンクに回収している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】インクジェットヘッド
のインク吐出口の間隔をより高密度化したり、これらイ
ンク吐出口の数を増大したり、さらには電気熱変換体に
対するパルス状の駆動電圧の印加周期をより短く、つま
り駆動周波数をより高くして高速プリント化するに連
れ、インクジェットヘッドの発熱量が増大し、特開平１
−１０８０５２号公報にて提案した送風手段によるイン
クジェットヘッドの冷却方法では、その冷却効果が充分
ではなくなって来ている。

【００１５】また、特開平１−１５４７６１号公報にて
提案したインクの循環による冷却方法では、先の場合よ
りも大きな冷却効果を上げることができるものの、イン
クジェットヘッドを冷却する度にインクジェットヘッド
をそのプリント領域外に移動して回復装置に突き合わせ
た後、インクを循環させる必要がある。このため、イン
クジェットヘッドをそのプリント領域と回復装置との間
を往復移動させるのに要する時間が嵩む結果、プリント
時間が長くなってしまう上、インクを循環させる度にイ
ンク吐出口からインクが排出されてしまい、プリントに
用いられない廃インク量が増大してインク消費量が増
え、ランニングコストが高くなってしまうという問題が
発生する。

【００１６】

【発明の目的】本発明の目的は、インクジェットヘッド
の温度を適切に管理して画質の変化を抑え、より短時間
でプリントし得ると共にインクの消費を抑制してランニ
ングコストが低くなるように配慮したインクジェットプ
リント方法およびその装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による第一の形態
は、インク吐出口から吐出されるインクをインクタンク
からインクジェットヘッドに供給して再び前記インクタ
ンクに還流させるインクジェットプリント方法であっ
て、前記インクジェットヘッドの温度を検出するステッ
プと、検出された前記インクジェットヘッドの温度に基
づいてインクの循環供給量を制御するステップとを具え
たことを特徴とするインクジェットプリント方法にあ
る。

【００１８】また、本発明による第二の形態は、インク
を吐出するインク吐出口が形成されたインクジェットヘ
ッドと、インクを貯溜するインクタンクと、このインク
タンク内のインクを前記インクジェットヘッドへ供給す
るためのインク供給路と、前記インクジェットヘッド内
のインクを前記インクタンク内に還流するためのインク
戻し路と、前記インクジェットヘッドの温度を検出する
温度検出手段と、前記インクタンク内のインクを前記イ
ンクジェットヘッドから再びインクタンク内に還流させ
るためのインク循環ポンプと、前記温度検出手段による
検出情報に基づいて前記インク循環ポンプによるインク
の循環供給量を制御するポンプ制御手段とを具えたこと
を特徴とするインクジェットプリント装置にある。

【００１９】さらに、本発明による第三の形態は、イン
クを吐出するインク吐出口が形成されたインクジェット
ヘッドと、インクを貯溜するインクタンクと、このイン
クタンク内のインクを前記インクジェットヘッドへ供給
するためのインク供給路と、前記インクジェットヘッド
内のインクを前記インクタンク内に還流するためのイン
ク戻し路と、前記インクジェットヘッドの温度を検出す
る温度検出手段と、前記インクタンク内のインクを前記
インクジェットヘッドから再びインクタンク内に還流さ
せるためのインク循環ポンプとを複数組具え、各組の前
記温度検出手段による検出情報に基づいて各組の前記イ
ンク循環ポンプによるインクの循環供給量をそれぞれ制
御するポンプ制御手段をさらに具えたことを特徴とする
インクジェットプリント装置にある。

【００２０】本発明によると、温度検出手段によってイ
ンクジェットヘッドの温度を検出し、この温度検出手段
によって検出されたインクジェットヘッドの温度に基づ
いてポンプ制御手段はインク循環ポンプの作動を制御す
る。

【００２１】例えば、インクジェットヘッドの温度が比
較的高い場合には、インクの循環供給量を多くすること
によって、インクタンク内の低温のインクをインクジェ
ットヘッドに供給し、インクジェットヘッドを高効率で
冷却する。逆に、インクジェットヘッドの温度が比較的
低い場合には、インクの循環供給量を少なくすることに
よって、インクタンク内の低温のインクをインクジェッ
トヘッドに余り供給せず、インクジェットヘッドの冷却
効率を下げる。

【００２２】このように、インクジェットヘッドの温度
に基づき、ポンプ制御手段によってインクの循環供給量
を制御することにより、インクジェットヘッドの温度を
所定温度以下に保持する。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明のインクジェットプリント
方法において、循環供給量は、インクジェットヘッドの
低温度領域に対応してインク吐出口からインクが排出さ
れない第一の循環供給量と、インクジェットヘッドの高
温度領域に対応してインク吐出口からインクが排出され
る第二の循環供給量とを有するものであることが好まし
く、この場合、第一の循環供給量および第二の循環供給
量は、それぞれあらかじめ設定した一定値であっても良
いし、第一の循環供給量が、インクジェットヘッドの温
度に応じて連続的に変化するものであっても良い。

【００２４】また、第二の循環供給量にてインクをイン
クジェットヘッドに供給した場合に、インク吐出口から
排出されるインクを回収するステップをさらに具えるこ
とも有効である。

【００２５】一方、本発明のインクジェットプリント装
置において、ポンプ制御手段は、インクジェットヘッド
の低温度領域に対応してインク吐出口からインクが排出
されない第一の循環供給量と、インクジェットヘッドの
高温度領域に対応してインク吐出口からインクが排出さ
れる第二の循環供給量とにインク循環ポンプの作動を制
御するものであることが好ましく、この場合、第一の循
環供給量および第二の循環供給量は、それぞれあらかじ
め設定した一定値であっても良いし、第一の循環供給量
が、インクジェットヘッドの温度に応じて連続的に変化
するものであっても良い。

【００２６】また、インク吐出口から排出されるインク
を回収する回復手段をさらに具えることが望ましく、こ
の場合、回復手段をインクジェットヘッドによるプリン
ト領域外に設け、さらにインク吐出口が開口するインク
吐出口面に当接してインク吐出口を覆うキャッピング部
材を有するものであっても良い。

【００２７】

【実施例】本発明方法を実施し得るインクジェットプリ
ント装置の実施例について、図１〜図８を参照しながら
詳細に説明する。

【００２８】本実施例におけるインクジェットプリント
装置の主要部の制御ブロックを図１に示し、その主要部
の外観を図２に示す。すなわち、紙送りモータ１１によ
って搬送されるウェブシートまたはカットシート形態の
図示しない被プリント媒体のプリント面を保持するプラ
テンローラ１２の長手方向に沿って、このプラテンロー
ラ１２と平行に配置された一対のガイドレール１３, １
４には、ヘッドキャリッジ１５が摺動自在に取り付けら
れている。また、このヘッドキャリッジ１５の往復動端
側には、一対のプーリ１６, １７が回転自在に配置さ
れ、これらプーリ１６, １７には図示しない連結具を介
してヘッドキャリッジ１５を連結した無端ベルト１８が
巻き掛けられている。一方のプーリ１６には、正逆転可
能なキャリッジ駆動モータ１９が連結され、このキャリ
ッジ駆動モータ１９の正逆転に伴ってヘッドキャリッジ
１５がプラテンローラ１２の長手方向に沿って往復走査
されるようになっている。

【００２９】本実施例におけるヘッドキャリッジ１５に
は、４つの色、例えば黄色（以下、Ｙと記述する）, マ
ゼンタ色（以下、Ｍと記述する）, シアン色（以下、Ｃ
と記述する）, 黒色（以下、Ｂと記述する）の各インク
に対応する４つのインクジェットヘッド２０Ｙ, ２０
Ｍ, ２０Ｃ, ２０Ｂ（以下、これらをまとめて単に２０
と記述する場合がある）が搭載されている。これら４つ
のインクジェットヘッド２０には、上述した４色のイン
クをそれぞれ蓄えた４つのインクタンク２１Ｙ,２１Ｍ,
２１Ｃ, ２１Ｂ（以下、これらをまとめて単に２１と
記述する場合がある）がそれぞれインク供給管２２Ｙ,
２２Ｍ, ２２Ｃ, ２２Ｂ（以下、これらをまとめて単に
２２と記述する場合がある）とインク戻し管２３Ｙ, ２
３Ｍ, ２３Ｃ, ２３Ｂ（図２では、簡略化のためにＹに
対応するインク戻し管２３Ｙのみ図示しており、以下、
これらをまとめて単に２３と記述する場合がある）を介
して連結され、各インク供給管２２の途中には、インク
循環ポンプとしてのギヤポンプ２４Ｙ, ２４Ｍ, ２４
Ｃ, ２４Ｂ（以下、これらをまとめて単に２４と記述す
る場合がある）が介装されている。

【００３０】なお、上述したギヤポンプ２３に代えてダ
イヤフラムポンプやベーンポンプ,ピストンポンプ, タ
ービンポンプ, チューブポンプなど、好ましくは吐出圧
を変えずに吐出流量を変更し得る他の周知のポンプを採
用することが可能である。

【００３１】各インクジェットヘッド２０には、これら
インクジェットヘッド２０の温度Ｔを検出するためにサ
ーミスタなどを用いた温度センサ２５と、これらインク
ジェットヘッド２０の温度Ｔをあらかじめ設定した温度
（以下、これを初期設定温度と呼称する）Ｔ_Bまで加熱
するためのヒータ２６とがそれぞれ組み込まれ、各温度
センサ２５の検出情報は各ヒータ２６に対する通電のオ
ン／オフを制御する制御部２７に出力されるようになっ
ている。

【００３２】また、各インクタンク２１には、これらイ
ンクタンク２１内に蓄えられるインク量をそれぞれ一定
に保つため、各色のインクを蓄えた４つの補助タンク２
８が各インクタンク２１に対応してそれぞれ連結されて
いる。

【００３３】さらに、ヘッドキャリッジ１５の一方の往
復動端に位置するヘッドキャリッジ１５上のインクジェ
ットヘッド２０のインク吐出口面２９と対向するプラテ
ンローラ１２の側方には、ヘッドキャリッジ１５との対
向方向に往復動するキャッピングテーブル３０が設けら
れており、このキャッピングテーブル３０上には、イン
クジェットヘッド２０のインク吐出口４４（図５, 図６
参照）の周囲のインク吐出口面２９を覆い得るキャッピ
ング部材３１が設けられている。このキャッピング部材
３１には、エア供給管３２を介してエアポンプ３３に連
通するエアノズル３４と、このエアノズル３４からイン
クジェットヘッド２０のインク吐出口面２９に向けて吹
き出される圧縮空気により、このインクジェットヘッド
２０のインク吐出口面２９から吹き飛ばされるインク滴
を吸着するためのフェルトなどを用いたインク吸収体３
５とが設けられている。

【００３４】前記制御部２７は、図示しない電源スイッ
チや各種スイッチや表示機能などを有するコンソール３
６を介し、オペレータからの指令および温度センサ２５
からの検出情報などに基づいて紙送りモータ１１やキャ
リッジ駆動モータ１９の他に、各ギヤポンプ２４, 各ヒ
ータ２６, エアポンプ３３などの作動を制御するもので
ある。

【００３５】この制御部２７のより詳細な制御ブロック
を表す図３に示すように、制御部２７は、温度センサ２
５からの入力信号を増幅する増幅器３７と、増幅された
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３
８と、あらかじめ設定された温度情報に対応するデジタ
ル信号が記憶されたＲＯＭ３９と、このＲＯＭ３９から
の出力とＡ／Ｄ変換器３８からの出力とを比較する比較
器４０と、この比較器４０による比較結果に基づいてギ
ヤポンプ２４の吐出流量を制御するポンプ駆動回路４１
とを具えている。

【００３６】制御部２７のＲＯＭ３９は、前記初期設定
温度Ｔ_Bよりも高温の低循環温度Ｔ_Lと、さらにこの低
循環温度Ｔ_Lよりも高温の高循環温度Ｔ_Hとが記憶され
ている。また、ポンプ駆動回路４１は、以下の如きギヤ
ポンプ２４の作動制御が達成されるように、ギヤポンプ
２４に連結された図示しない駆動モータに対する電流ま
たは電圧の少なくとも一方を制御している。すなわち、
本実施例におけるインクジェットヘッド２０の温度Ｔと
ギヤポンプ２４からのインクの吐出流量との関係を表す
図４に示すように、インクジェットヘッド２０が低循環
温度Ｔ_L未満の温度領域では、ギヤポンプ２４の運転が
停止され、インクジェットヘッド２０に対するインクの
循環供給は行われなず、インクジェットヘッド２０が低
循環温度Ｔ_L以上であって、高循環温度Ｔ_H未満の温度
領域では、低吐出流量Ｑ_Lとなる低循環モードにてギヤ
ポンプ２４が駆動され、インクジェットヘッド２０が高
循環温度Ｔ_H以上の温度領域では、高吐出流量Ｑ_Hとな
る高循環モードにてギヤポンプ２４が駆動される。

【００３７】上述した低吐出流量Ｑ_Lは、図４およびこ
の状態におけるインクジェットヘッド２０の先端部の概
略構造を表す図５に示すように、インク供給管２２から
インクジェットヘッド２０の共通インク室４２を介して
インク戻し管２３にインクが流れる際、共通インク室４
２からインク路４３を介して連通するインク吐出口４４
に形成されたインクのメニスカス形状が崩れ、このイン
ク吐出口４４が臨むインク吐出口面２９にインク路４３
内のインクが溢れ出し始めるようなインクの吐出流量Ｑ
_Rに対し、これよりも少ない循環流量である。一方、上
述した高吐出流量Ｑ_Hは、図４およびこの状態における
インクジェットヘッド２０の先端部の概略構造を表す図
６に示すように、インク供給管２２からインクジェット
ヘッド２０の共通インク室４２を介してインク戻し管２
３にインクが流れる際、共通インク室４２からインク路
４３を介して連通するインク吐出口４４に形成されたイ
ンクのメニスカス形状が崩れ、このインク吐出口４４が
臨むインク吐出口面２９にインク路４３内のインクが溢
れ出し始めるようなインクの吐出流量Ｑ_Rに対し、これ
よりも多い循環流量であるので、先の低吐出流量Ｑ_Lの
場合よりもインクジェットヘッド２０に対する冷却効率
を上げることができる。

【００３８】また、本実施例では、被プリント媒体に対
するプリント作業の開始前に、上述したキャッピング部
材３１を用いてインクジェットヘッド２０のインク吐出
口面２９の清掃を行い、このインク吐出口面２９に付着
したインク滴を除去し、インク吐出口４４からインクを
より確実に吐出させるためのヘッド回復処理を行うよう
にしている。この場合、ギヤポンプ２４を上述した高循
環モードにて駆動し、各インクジェットヘッド２０のイ
ンク路４３内のインクをインク吐出口４４から９押し出
してインク吐出口面２９に付着しているインク滴Ｉと合
体させる。そして、キャッピング部材３１に設けたイン
ク吸収体３５がインクジェットヘッド２０のインク吐出
口面２９に当接するように、キャッピング部材３１のキ
ャッピングテーブル３０を移動させた後、エアポンプ３
３からの圧縮空気をエアノズル３４からインクジェット
ヘッド２０のインク吐出口面２９に吹き出し、このイン
ク吐出口面２９に付着したインク滴Ｉを吹き飛ばしてイ
ンク吸収体３５に吸収させる。

【００３９】しかる後、被プリント媒体に対するプリン
ト動作を開始し、インクジェットヘッド２０が搭載され
たヘッドキャリッジ１５を走査移動させながら、各色の
インク滴を被プリント媒体の所定位置に吐出する。

【００４０】このように、インクジェットヘッド２０の
温度Ｔに応じてこのインクジェットヘッド２０に対する
インクタンク２１内のインクの循環供給量を変更するこ
とにより、インクジェットヘッド２０に組み込まれた図
示しない電気熱変換体の発熱に伴う温度上昇が抑制され
る結果、インクジェットヘッド２０からのインク吐出量
が増大して画質が変化してしまうという不具合を防止す
ることができる。また、インクジェットヘッド２０が低
循環温度Ｔ_L以上であって、高循環温度Ｔ_H未満の温度
領域では、低吐出流量Ｑ_Lとなる低循環モードにてギヤ
ポンプ２４を駆動し、インクジェットヘッド２０のイン
ク吐出口４４からインクが溢れ出ないようにしたので、
インクジェットヘッド２０のインク吐出口面２９をキャ
ッピング部材３１で覆う必要がなくなり、このためのヘ
ッドキャリッジ３０の時間をなくしてプリント時間の短
縮が可能である。しかも、この場合にはインクジェット
ヘッド２０のインク吐出口４４からインクが排出されな
いため、インクジェットヘッド２０の冷却動作の際のイ
ンクの消費がなく、つまり全体としての廃インク量を低
減できる結果、ランニングコストを削減することも可能
となる。

【００４１】このような本実施例における処理の流れを
図７に示す。すわなち、オペレータがコンソール３６の
図示しない電源スイッチをオン操作すると、Ｓ１のステ
ップにてインクジェットヘッド２０がキャッピング部材
３１と対向するホームポジションに移動し、このインク
ジェットヘッド２０のインク吐出口面２９がキャッピン
グ部材３１によって覆われる。次いで、Ｓ２のステップ
にてインクジェットヘッド２０に埋設されたヒータ２６
に通電が開始され、インクジェットヘッド２０の加熱が
行われる。そして、Ｓ３のステップにてインクジェット
ヘッド２０に組み込まれた温度センサ２５からの検出信
号に基づき、インクジェットヘッド２０の温度Ｔが初期
設定温度Ｔ_Bに達しているか否かが判定される。

【００４２】このＳ３のステップにてインクジェットヘ
ッド２０の温度Ｔが初期設定温度Ｔ _Bに達していないと
判断した場合には、Ｓ２のステップに戻ってヒータ２６
に対する通電を継続し、インクジェットヘッド２０を加
熱し続ける。また、Ｓ３のステップにてインクジェット
ヘッド２０の温度Ｔが初期設定温度Ｔ_Bに達していると
判断した場合には、Ｓ４のステップに移行してヒータ２
６に対する通電を打ち切り、Ｓ５のステップにてプリン
ト作業を開始するか否かを判断する。

【００４３】このＳ５のステップにてプリント作業の開
始指令が出力されていないと判断した場合には、Ｓ３の
ステップに戻ってインクジェットヘッド２０の温度Ｔが
初期設定温度Ｔ_Bに達しているか否かを再び判定し、イ
ンクジェットヘッド２０を初期設定温度Ｔ_Bに保持し続
ける。また、Ｓ５のステップにてプリント作業の開始指
令が出力されていると判断した場合には、Ｓ６のステッ
プに移行してギヤポンプ２４を高循環モードであらかじ
め設定した時間だけ駆動し、インクジェットヘッド２０
のインク路４３内のインクをインク吐出口面２９から押
し出すが、これに伴ってインクジェットヘッド２０の温
度Ｔが低下するため、Ｓ７のステップにてヒータ２６に
対する通電を再開する。そして、Ｓ８のステップにてエ
アポンプ３３をあらかじめ設定した時間だけ駆動し、圧
縮空気をエアノズル３４からインク吐出口面２９に吹き
付け、このインク吐出口面２９に付着しているインク滴
Ｉをインク吸収体３５に吸収させた後、Ｓ９のステップ
にてインクジェットヘッド２０の温度Ｔが初期設定温度
Ｔ_Bに達しているか否かを再び判定する。

【００４４】このＳ９のステップにてインクジェットヘ
ッド２０の温度Ｔが初期設定温度Ｔ_Bに達していないと
判断した場合には、ヒータ２６に対する通電を継続し、
インクジェットヘッド２０の温度Ｔが初期設定温度Ｔ_B
に到達していると判断した場合には、Ｓ１０のステップ
に移行してヒータ２６に対する通電を打ち切り、Ｓ１１
のステップにてキャッピング部材３１をインクジェット
ヘッド２０のインク吐出口面２９から退避させた後、Ｓ
１２のステップにて紙送りモータ１１およびキャリッジ
駆動モータ１９を作動してプリント作業を開始する。そ
して、Ｓ１３のステップにてインクジェットヘッド２０
の温度Ｔが低循環温度Ｔ_L未満であるか否かを判定す
る。

【００４５】このＳ１３のステップにてプリント作業中
にインクジェットヘッド２０の温度Ｔが低循環温度Ｔ_L
未満である、すなわちインクジェットヘッド２０が初期
設定温度Ｔ_Bと低循環温度Ｔ_Lとの間にあると判断した
場合には、そのままプリント作業を継続しても何も問題
がないので、Ｓ１４のステップに移行して被プリント媒
体に対するプリント作業をそのまま継続する。また、Ｓ
１３のステップにてインクジェットヘッド２０の温度Ｔ
が低循環温度Ｔ_L以上に上昇したと判断した場合、今度
はＳ１５のステップにてインクジェットヘッド２０の温
度Ｔが高循環温度Ｔ_H未満であるか否かを判定する。

【００４６】このＳ１５のステップにてインクジェット
ヘッド２０の温度Ｔが高循環温度Ｔ_H未満である、つま
りインクジェットヘッド２０の温度Ｔが低循環温度Ｔ_L
と高循環温度Ｔ_Hとの間にあると判断した場合には、Ｓ
１６のステップに移行してギヤポンプ２４がインクジェ
ットヘッド２０のインク吐出口４４からインクを押し出
さない低吐出流量Ｑ_Lの低循環モードにて駆動され、イ
ンクジェットヘッド２０に対する冷却操作を開始する。
この低循環モードでの冷却操作は、ホームポジションに
ヘッドキャリッジ１５を移動して行う必要はなく、イン
クジェットヘッド２０のプリント領域にて行っても何ら
問題はない。このＳ１６のステップに続き、Ｓ１４のス
テップにて被プリント媒体に対するプリント作業を継続
する。そして、Ｓ１７のステップにてインクジェットヘ
ッド２０の温度Ｔが低循環温度Ｔ_Lより低下したか否か
が判定される。

【００４７】このＳ１７のステップにてインクジェット
ヘッド２０の温度Ｔが低循環温度Ｔ_L以上に上昇したと
判断した場合には、Ｓ１５のステップに移行してインク
ジェットヘッド２０の温度Ｔが高循環温度Ｔ_H未満であ
るか否かを判定する。また、Ｓ１７のステップにてイン
クジェットヘッド２０の温度Ｔが低循環温度Ｔ_Lより低
下したと判断した場合には、Ｓ１８のステップに移行し
てギヤポンプ２４の作動を停止し、Ｓ１９のステップに
て被プリント媒体に対するプリント作業が続けられる。
そして、このプリント作業が終了したか否かがＳ２０の
ステップにて判定される。

【００４８】Ｓ２０のステップにてプリント作業が終了
したと判断した場合には、Ｓ２１のステップに移行して
インクジェットヘッド２０がキャッピング部材３１と対
向するホームポジションに移動し、このインクジェット
ヘッド２０のインク吐出口面２９をキャッピング部材３
１で覆った後、Ｓ２のステップに戻り、ヒータ２６に対
する通電が再開され、インクジェットヘッド２０を初期
設定温度Ｔ_Bに保持する。

【００４９】一方、Ｓ１４のステップにてインクジェッ
トヘッド２０の温度Ｔが高循環温度Ｔ_Hより高いと判断
した場合には、Ｓ２２のステップに移行してヘッドキャ
リッジ１５の走査移動を停止してホームポジションへ移
動し、Ｓ２３のステップにてインクジェットヘッド２０
のインク吐出口面２９をキャッピング部材３１にて覆
う。次に、Ｓ２４のステップにてインクジェットヘッド
２０のインク吐出口４４からインクが溢れ出る高吐出流
量Ｑ_Hの高循環モードにてギヤポンプ２４をあらかじめ
設定した時間だけ駆動し、インクジェットヘッド２０を
より効率良く冷却する。この冷却に伴ってインクジェッ
トヘッド２０の温度Ｔが低下し過ぎる可能性があるた
め、Ｓ２５のステップにてヒータ２６に対する通電を再
開する。そして、Ｓ２６のステップにてエアポンプ３３
をあらかじめ設定した時間だけ駆動し、圧縮空気をエア
ノズル３４からインク吐出口面２９に吹き付け、このイ
ンク吐出口面２９に付着しているインク滴Ｉをインク吸
収体３５に吸収させた後、Ｓ２７のステップにてインク
ジェットヘッド２０の温度Ｔが初期設定温度Ｔ_Bに達し
ているか否かを判定する。

【００５０】このＳ２７のステップにてインクジェット
ヘッド２０の温度Ｔが初期設定温度Ｔ_Bに達していない
と判断した場合には、ヒータ２６に対する通電を継続
し、インクジェットヘッド２０の温度Ｔが初期設定温度
Ｔ_Bに到達していると判断した場合には、Ｓ２８のステ
ップに移行してヒータ２６に対する通電を打ち切り、Ｓ
１９のステップに戻って被プリント媒体に対するプリン
ト作業を継続する。

【００５１】上述した実施例では、インクジェットヘッ
ド２０の温度Ｔに応じてギヤポンプ２４によるインク吐
出流量を段階的に変更するようにしたが、インクジェッ
トヘッド２０の温度に対して比例的にインク吐出流量を
変更することも当然可能である。

【００５２】このような他の実施例におけるインクジェ
ットヘッド２０の温度Ｔとギヤポンプ２４による吐出流
量との関係を図８に示す。すなわち、インクジェットヘ
ッド２０の温度Ｔが低循環温度Ｔ_L未満の場合にはギヤ
ポンプ２４を駆動せず、インクジェットヘッド２０の温
度Ｔが低循環温度Ｔ_Lから高循環温度Ｔ_Hの範囲では、
インクジェットヘッド２０の温度Ｔに比例してインクの
循環流量を０からインク路４３内のインクがインク吐出
口４４から溢れ出し始める吐出流量Ｑ_Rまで連続的に変
化させ、インクジェットヘッド２０の温度Ｔが高循環温
度Ｔ_H以上の場合には、ギヤポンプ２４を先の実施例と
同様な高吐出流量Ｑ_Hにてギヤポンプ２４を駆動するこ
とにより、プリント作業中にプリント画像パターンが刻
々と変化するような場合でも、インクジェットヘッド２
０の昇温割合に応じてインクジェットヘッド２０の冷却
効率を制御し、プリントされた画像情報の画質劣化を減
少させることができる。

【００５３】図９は、本発明にかかるインクジェットプ
リント装置の第３の実施例を説明するための図で、本実
施例においては、複数のヘッドユニットに対して、各ヘ
ッドユニットにそれぞれ設けたヘッドユニット温度検出
手段から得られた温度とあらかじめ設定した所定の温度
と比較した結果に応じて、各ヘッドユニット毎に独立に
設けた各ヘッドユニットのインク循環経路中に設けたイ
ンク圧送循環手段としてのギヤポンプでのインク循環量
を各ヘッドユニット毎に独立に段階的に変化させるよう
にしている。

【００５４】つまり、例えば、シアン、マゼンタ、イエ
ロー、ブラックの４つのヘッドユニットによりカラー画
像をプリントするようなインクジェットプリント装置の
場合、プリントするカラー画像パターンによって、各ヘ
ッドユニットの温度がそれぞれ独立にプリント動作中に
時間的に刻々と変化するため、本実施例では、インク循
環によるヘッドユニット冷却動作を各ヘッドユニット毎
に独立に制御し、各ヘッドユニットの昇温量の大小に応
じて、各ヘッドユニットのプリント用のインク循環量を
切り換えるようにしている。

【００５５】なお、上述したギヤポンプ２４の駆動によ
るインクの循環供給は、各インクジェットヘッド２０毎
に独立に行われるものであり、また、上述した初期設定
温度Ｔ_B, 低循環温度Ｔ_L, 高循環温度Ｔ_Hは、各イン
クの特性に応じてそれぞれ独自の値に設定するようにし
ても良い。

【００５６】本発明は、特にインクジェット方式の中で
も、液体の吐出を行わせるために利用されるエネルギー
として熱エネルギーを発生する手段（例えば、電気熱変
換体やレーザ光など）を具え、前記熱エネルギーにより
液体の状態変化を生起させる方式のインクジェット装置
において優れた効果をもたらすものである。かかる方式
によれば、プリントの高密度化および高精細化が達成で
きるからである。

【００５７】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書や、同第４７４
０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用い
て行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマ
ンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能で
あるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体が保持
されているシートや流路に対応して配置される電気熱変
換体に、プリント情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生
させ、インクジェットヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じ
させ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内
の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長お
よび収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少な
くとも１つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス形
状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるの
で、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好
ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許
第４４６３３５９号明細書や、同第４３４５２６２号明
細書に記載されているようなものが適している。なお、
上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４
３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用する
と、さらに優れたプリントを行うことができる。

【００５８】また、インクジェットヘッドの構成として
は、上述の各明細書に開示されているような吐出口と流
路と電気熱変換体との組合せ構成（直線状液流路または
直角液流路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置さ
れている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明
細書や、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構
成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気
熱変換体に対し、共通するスリットを電気熱変換体の吐
出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号
公報や、熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部
に対応させる構成を開示した特開昭５９−１３８４６１
号公報に基いた構成としても、本発明の効果は有効であ
る。すなわち、インクジェットヘッドの形態がどのよう
なものであっても、本発明によればプリントを確実に効
率良く行うことができるようになるからである。

【００５９】さらに、インクジェット装置がプリントで
きるプリント媒体の最大幅に対応した長さを有するフル
ラインタイプのインクジェットヘッドに対しても本発明
は有効に適用できる。そのようなインクジェットヘッド
としては、複数のインクジェットヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
インクジェットヘッドとしての構成の何れでもよい。

【００６０】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定されたインクジェットヘッド、
あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気
的な接続や装置本体からの液体の供給が可能になる交換
自在のチップタイプのインクジェットヘッド、あるいは
インクジェットヘッド自体に一体的に液体を貯えるタン
クが設けられたインクジェットカートリッジを用いた場
合にも、本発明は有効である。

【００６１】また、本発明のインクジェット装置の構成
として、インクジェットヘッドの吐出回復手段や、予備
的な補助手段などを付加することは本発明の効果を一層
安定できるので、好ましいものである。これらを具体的
に挙げれば、インクジェットヘッドに対してのキャッピ
ング手段や、クリーニング手段, 加圧あるいは吸引手
段, 電気熱変換体やこれとは別の加熱素子あるいはこれ
らの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、プリ
ントとは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることが
できる。

【００６２】また、搭載されるインクジェットヘッドの
種類や個数についても、例えば単色のインクに対応して
１個のみが設けられたものの他、プリント色や濃度を異
にする複数のインクに対応して複数個数設けられるもの
であってもよい。すなわち、例えばインクジェット装置
のプリントモードとしては黒色などの主流色のみのプリ
ントモードだけではなく、インクジェットヘッドを一体
的に構成するか、複数個の組み合わせによるか何れでも
よいが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフルカ
ラーの各プリントモードの少なくとも一つを備えた装置
にも本発明は極めて有効である。この場合、プリント媒
体に応じてインクのプリント性を調整するための処理液
（プリント性向上液）をインクジェットヘッドからプリ
ント媒体に吐出することも有効である。

【００６３】さらに加えて、以上説明した本発明の実施
例においては、室温やそれ以下で固化し、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式では液体自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行って液体の粘性を安定吐出範囲にある
ように温度制御するものが一般的であるから、使用プリ
ント信号付与時に液状をなすものを用いてもよい。加え
て、熱エネルギーによる昇温を、固形状態から液体状態
への状態変化のエネルギーとして使用させることで積極
的に防止するため、または液体の蒸発を防止するため、
放置状態で固化し加熱によって液化するものを用いても
よい。何れにしても熱エネルギーのプリント信号に応じ
た付与によって液化し、液体が吐出されるものや、プリ
ント媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるものな
どのような、熱エネルギーの付与によって初めて液化す
る性質のものを使用する場合も本発明は適用可能であ
る。このような場合の液体は、特開昭５４−５６８４７
号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載さ
れるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は
固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して
対向するような形態としてもよい。本発明においては、
上述した各液体に対して最も有効なものは、上述した膜
沸騰方式を実行するものである。

【００６４】さらに加えて、本発明にかかるインクジェ
ット装置の形態としては、コンピュータなどの情報処理
機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ
などと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有する
ファクシミリ装置や捺染装置の形態を採るものなどであ
ってもよい。

【００６５】

【発明の効果】本発明によると、インクジェットヘッド
の温度に応じてインクジェットヘッドに対するインクの
循環供給量を変え、比較的インクジェットヘッドの温度
が低い領域ではインク吐出口からインクが押し出されな
いようにしたので、この冷却状態ではインクジェットヘ
ッドのインク吐出口面をキャッピング部材で覆う必要が
なくなり、プリント時間を従来よりも短くすることがで
きる。

【００６６】しかも、インクの循環供給に伴ってインク
吐出口からインクが溢れ出さないので、プリント作業に
用いられない廃インク量を従来よりも少なくでき、イン
ク消費量を抑えてランニングコストを低減させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実現し得るインクジェットプリン
ト装置の一実施例の主要部の制御ブロック図である。

【図２】図１に示した実施例における主要部の外観を表
す斜視図である。

【図３】図１に示した実施例における制御部のより詳細
なブロック図である。

【図４】図１に示した実施例におけるインクジェットヘ
ッドの温度とギヤポンプによるインクの循環吐出流量と
の関係を表すグラフである。

【図５】図１に示した実施例におけるインクジェットヘ
ッドの先端部の低循環モードの状態を表す概念図であ
る。

【図６】図１に示した実施例におけるインクジェットヘ
ッドの先端部の高循環モードの状態を表す概念図であ
る。

【図７】図１に示した実施例における作業手順を表すフ
ローチャートである。

【図８】インクジェットヘッドの温度とギヤポンプによ
るインクの循環吐出流量との関係の他の実施例を表すグ
ラフである。

【図９】従来のインクジェットヘッドの破断構造を表す
斜視図である。

【図１０】従来のインクジェットプリント装置の概略構
造を表す模式図である。

【符号の説明】

１１紙送りモータ１２プラテンローラ１３, １４ガイドレール１５ヘッドキャリッジ１６, １７プーリ１８無端ベルト１９キャリッジ駆動モータ２０, ２０Ｙ, ２０Ｍ, ２０Ｃ, ２０Ｂインクジェッ
トヘッド２１, ２１Ｙ, ２１Ｍ, ２１Ｃ, ２１Ｂインクタンク２２, ２２Ｙ, ２２Ｍ, ２２Ｃ, ２２Ｂインク供給管２３, ２３Ｙ, ２３Ｍ, ２３Ｃ, ２３Ｂインク戻し管２４, ２４Ｙ, ２４Ｍ, ２４Ｃ, ２４Ｂギヤポンプ２５温度センサ２６ヒータ２７制御部２８補助タンク２９インク吐出口面３０キャッピングテーブル３１キャッピング部材３２エア供給管３３エアポンプ３４エアノズル３５インク吸収体３６コンソール３７増幅器３８Ａ／Ｄ変換器３９ＲＯＭ４０比較器４１ポンプ駆動回路４２共通インク室４３インク路４４インク吐出口Ｔインクジェットヘッドの温度Ｔ_B 初期設定温度Ｔ_L 低循環温度Ｔ_H 高循環温度Ｑ_L 低吐出流量Ｑ_H 高吐出流量Ｑ_R インク吐出口からインクが溢れ出し始める吐出流
量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク吐出口から吐出されるインクをイ
ンクタンクからインクジェットヘッドに供給して再び前
記インクタンクに還流させるインクジェットプリント方
法であって、前記インクジェットヘッドの温度を検出するステップ
と、検出された前記インクジェットヘッドの温度に基づいて
インクの循環供給量を制御するステップとを具えたこと
を特徴とするインクジェットプリント方法。
【請求項２】前記循環供給量は、前記インクジェット
ヘッドの低温度領域に対応して前記インク吐出口からイ
ンクが排出されない第一の循環供給量と、前記インクジ
ェットヘッドの高温度領域に対応して前記インク吐出口
からインクが排出される第二の循環供給量とを有するこ
とを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリン
ト方法。
【請求項３】前記第一の循環供給量および前記第二の
循環供給量は、それぞれあらかじめ設定した一定値であ
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイ
ンクジェットプリント方法。
【請求項４】前記第一の循環供給量は、前記インクジ
ェットヘッドの温度に応じて連続的に変化するものであ
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイ
ンクジェットプリント方法。
【請求項５】前記第二の循環供給量にてインクを前記
インクジェットヘッドに供給した場合に、前記インク吐
出口から排出されるインクを回収するステップをさらに
具えたことを特徴とする請求項２から請求項４の何れか
に記載のインクジェットプリント方法。
【請求項６】インクを吐出するインク吐出口が形成さ
れたインクジェットヘッドと、インクを貯溜するインクタンクと、このインクタンク内のインクを前記インクジェットヘッ
ドへ供給するためのインク供給路と、前記インクジェットヘッド内のインクを前記インクタン
ク内に還流するためのインク戻し路と、前記インクジェットヘッドの温度を検出する温度検出手
段と、前記インクタンク内のインクを前記インクジェットヘッ
ドから再びインクタンク内に還流させるためのインク循
環ポンプと、前記温度検出手段による検出情報に基づいて前記インク
循環ポンプによるインクの循環供給量を制御するポンプ
制御手段とを具えたことを特徴とするインクジェットプ
リント装置。
【請求項７】インクを吐出するインク吐出口が形成さ
れたインクジェットヘッドと、インクを貯溜するインクタンクと、このインクタンク内のインクを前記インクジェットヘッ
ドへ供給するためのインク供給路と、前記インクジェットヘッド内のインクを前記インクタン
ク内に還流するためのインク戻し路と、前記インクジェットヘッドの温度を検出する温度検出手
段と、前記インクタンク内のインクを前記インクジェットヘッ
ドから再びインクタンク内に還流させるためのインク循
環ポンプととを複数組具え、各組の前記温度検出手段による検出情報に基づいて各組
の前記インク循環ポンプによるインクの循環供給量をそ
れぞれ制御するポンプ制御手段をさらに具えたことを特
徴とするインクジェットプリント装置。
【請求項８】前記ポンプ制御手段は、前記インクジェ
ットヘッドの低温度領域に対応して前記インク吐出口か
らインクが排出されない第一の循環供給量と、前記イン
クジェットヘッドの高温度領域に対応して前記インク吐
出口からインクが排出される第二の循環供給量とに前記
インク循環ポンプの作動を制御するものであることを特
徴とする請求項６または請求項７に記載のインクジェッ
トプリント装置。
【請求項９】前記第一の循環供給量および前記第二の
循環供給量は、それぞれあらかじめ設定した一定値であ
ることを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記
載のインクジェットプリント装置。
【請求項１０】前記第一の循環供給量は、前記インク
ジェットヘッドの温度に応じて連続的に変化するもので
あることを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに
記載のインクジェットプリント装置。
【請求項１１】前記インク吐出口から排出されるイン
クを回収する回復手段をさらに具えたことを特徴とする
請求項８から請求項１０の何れかに記載のインクジェッ
トプリント装置。
【請求項１２】前記回復手段は、前記インクジェット
ヘッドによるプリント領域外に設けられていることを特
徴とする請求項１１に記載のインクジェットプリント装
置。
【請求項１３】前記回復手段は、前記インク吐出口が
開口するインク吐出口面に当接して前記インク吐出口を
覆うキャッピング部材を有することを特徴とする請求項
１１または請求項１２に記載のインクジェットプリント
装置。