(57)【要約】【課題】長尺インクジェットヘッドにおける印字動作中の予備吐作業において、吐出されるインク量を減らし、結果として発生するインクミスとがヘッドフェース面に付着して起こる「濡れ不吐」や「濡れヨレ」を防止することを目的としている。【解決手段】各ノズルのインク吐出を個別に制御可能な手段と、各ノズルが印字動作においてどの程度使用されたかをカウントする手段と、そのカウントされたデータから各ノズルの予備吐パターンを生成する手段とを設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体への印字を行うインクジェットヘッドにおける印字動作間での予備吐動作において、印字画像によって、各ノズルの吐出発数或いは吐出インク量を制御することを特徴とする予備吐方法。
【請求項２】
前記予備吐動作は各ノズルが既に終了した被記録媒体への印字動作において使用された履歴（例えば、ノズル毎の印字Ｄｕｔｙ）に基づいて決定されることを特徴とした請求項１に記載の予備吐方法。
【請求項３】
請求項１及び２に記載の予備吐制御方法を搭載したことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドの予備吐動作に関するものであり、特には、長尺インクジェットヘッドにおいて極力予備吐動作において吐出されるインク量を軽減することを目的とした制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、予備吐の目的としては、インクジェットヘッドの「発一問題」を回避する一手段として使用されてきた。
【０００３】
「発一問題」とはインクジェットヘッドの各ノズルにおいて、インクの吐出間隔が開くと、その後の吐出の一発目（場合によっては数発分）が不良吐出（ヨレや最悪の場合には不吐に至る）になる問題をいう。
【０００４】
そのメカニズムは、吐出間隔が開くことにより、ノズル口の大気に触れたインクから水分が蒸発することで、インクの粘土が上昇し、更に、時間が開けば、インクが固着してしまい、最終的に不吐になると考えられている。
【０００５】
従って、「発一問題」は使用するインクの物性や使用環境（湿度など）に大きく影響される。
【０００６】
この「発一問題」を回避する、つまり、一発目から良好な吐出を得るために、実際の印字（被記録媒体への印字）を開始する前に、ノズル近傍のインクを吐出させる、所謂、捨て打ちに相当するものを予備吐と位置付けている。
【０００７】
勿論、「発一問題」を回避する他の手段としては、実際の印字を開始する前に、必ず回復動作を行うか、或いは、ヘッドのフェース面のワイピングのみを行う等が考えられるが、長尺インクジェットヘッドを搭載した高速のインクジェットプリンタにおいては複数枚の印字の間に「発一問題」の回避が必要になる。こうした場合には回復による「発一問題」回避は非現実的であることは明らかであり、唯一の手段として考えられるのが予備吐ということになる。
【０００８】
そして、これまでの予備吐方法は何れのノズルにおいても同数の吐出発数を実行していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノズルの少ないインクジェットヘッドでは問題ないものの、長尺のインクジェットヘッド（例えば、ノズル数が５０００ノズル）において、全ノズルで同時に予備吐動作を実行した場合、吐出されたインクはミストとなりノズルの吐出口周りに付着して、「濡れヨレ」や「濡れ不吐」の原因となる可能性が考えられる。
【００１０】
従って、「発一問題」の発生しないノズルに関しては極力予備吐発数を減らすか、或いは、無くすような制御が望ましい。
【００１１】
また、こうした長尺ヘッドが搭載された高速のインクジェットプリンタにおける複数枚の印字を想定した場合、１枚目の被記録媒体への印字開始前には、回復位置（例えば、ヘッドのフェース面にキャップを被せた状態）で予備吐が可能であるが、２枚目以降の被記録媒体への印字間での予備吐動作は回復位置では不可能である。
【００１２】
そうなると、一つの手段としては、図３に示すように、被記録媒体を搬送するための搬送ベルト上において既に印字が終了した被記録媒体と次に印字を行う被記録媒体の間に予備吐を実行する。その後、図２に示すようにベルトをクリーニングする方法が考えられている。
【００１３】
図２および３において同じものに対しては同一番号を付与した。
【００１４】
高速インクジェットプリンタを実現する上で被記録媒体を高速で搬送する手段は非常に重要であり、図２に示す搬送ベルトは静電気で記録媒体を吸着す例である。
【００１５】
この場合にも、搬送ベルトの汚れ、それによる搬送能力の低下、寿命の観点から予備吐によるインクの吐出は極力少ない方向に持って行くことが望ましい。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決は、次に示す手段により達成することができる。
【００１７】
特許請求項１に記載のとおり、被記録媒体への印字を行うインクジェットヘッドにおける印字動作間での予備吐動作は、その前に終了した印字画像或いは各ノズルが印字動作に使用された履歴によって、各ノズルの予備吐動作（予備吐発数或いは吐出インク量）を制御する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図８に本発明の実施形態を搭載したインクジェットプリンタのシステム構成図を示す。図において８０１はシステム全体を制御するＣＰＵ、８０２はシステム制御をつかさどるソフトウェアプログラムが書き込まれたＲＯＭ、８０３は被記録材（紙やＯＨＰフィルムなど）を搬送する搬送部、８０４はヘッドの回復を行う吐出回復部、８０５はヘッドを走査するキャリッジ部、８０６はヘッド、８０７はヘッドの吐出制御を行う駆動回路、８０８は記録する画像を吐出データに変換する２値化回路（ハーフトーン処理などはここで行われる）、８０９は記録画像を例えば、カラー画像の場合に色分解する画像処理部であり、そして、８１０は本発明における各ノズルの予備吐制御に必要なデータが記録されたＲＡＭである。
また、８１１は２値化された画像データにおいて各ノズルがどの程度使用されるかをカウントするためのカウンター回路である。
【００１９】
このカウンター回路で計算された各ノズルの使用頻度に基づいて、前記８１０のＲＡＭに記憶されたデータが呼び出されて、８１２の予備吐パターン生成回路で各ノズルの予備吐パターンが生成される。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２１】
［実施例１］
先ず、第１の実施例としてインクを吐出するヘッドにバブルジェット（登録商標）ヘッドを用いた場合を示す。
【００２２】
バブルジェット（登録商標）ヘッドとはインクを例えばヒーターで急激に加熱し、インクの蒸発によるバブル（泡）の発生による圧力でインク液的を吐出させる方式である。
【００２３】
図４にバブルジェット（登録商標）ヘッドの構成を示す。
【００２４】
ヘッド５５は、インクを加熱するための複数のヒーター１０２が形成された基板であるヒーターボード１０４と、このヒーターボード１０４の上にかぶせられる天板１０６とから概略構成されている。天板１０６には、複数の吐出口１０８が形成されおり、吐出口１０８の後方には、この吐出口１０８に連通するトンネル状の液路１１０が形成されている。各液路１１０は、隔壁１１２により隣の液路と隔絶されている。各液路１１０は、その後方において１つのインク液室１１４に共通に接続されており、インク液室１１４には、インク供給口１１６を介してインクが供給され、このインクはインク液室１１４から夫々の液路１１０に供給されている。
【００２５】
ヒーターボード１０４と、天板１０６とは、各液路１１０に対応した位置に各ヒータ１０２が来るように位置合わせされて図４の様な状態に組み立てられる。図６においては、２つのヒータ１０２しか示されていないが、ヒータ１０２は、夫々の液路１１０に対応して１つずつ配置されている。そして、図４の様に組み立てられた状態で、ヒータ１０２に所定の駆動パルスを供給すると、ヒータ１０２上のインクが沸騰して気泡を形成し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口１０８から押し出されて吐出する。
【００２６】
これが、バブルジェット（登録商標）ヘッドの吐出原理である。
【００２７】
次に、インクジェットヘッドより吐出されるインク量（吐出量）の制御方法について上記バブルジェット（登録商標）ヘッドを例に挙げて説明する。
【００２８】
既に説明した通りバブルジェット（登録商標）タイプのヘッドはインクをヒーターにより急激に加熱することによって、インク中に気泡（バブル）を発生させて、このバブルの体積膨張によりインクを吐出口より押し出して吐出する。従って、ヒーターに加える駆動パルスを制御することにより、気泡の大きさを調整することが可能であり、これによって吐出口より吐出されるインク滴の量を制御することが出来る。
【００２９】
図５に上記ヒーターの駆動パルスを例示する。図５の（ａ）はシングルパルス駆動、（ｂ）はダブルパルス駆動のパルス波形であり、（ａ）のシングルパルス駆動の場合、電圧（Ｖ−Ｖ０）は勿論のこと、パルス幅（Ｔ）を変化させることで吐出量を制御することが出来る。また、吐出量の制御幅と言った観点では、（ｂ）のダブルパルス駆動はより広く調整することが出来、効率がよい。
【００３０】
図５において、Ｔ１をプレパルス幅、Ｔ２を休止期間、Ｔ３をメインパルス幅とする。シングルパルス駆動に比べてダブルパルス駆動が効率的な理由としては、ヒーターの発熱量はその表面に触れたインクに大部分吸収されてしまうため、プレパルスを投入することで、インク自体をある程度温めておき、その後のメインパルスでの発砲を助ける役目を果たすことが出来るからである。
【００３１】
上記ダブルパルス駆動において、メインパルス幅Ｔ３を一定とし、プレパルス幅Ｔ１を可変とすることで、各ノズルの吐出量を調整することが可能となる。即ち、Ｔ１を長くすると吐出量は増加し、短くすると低下する。
【００３２】
以下にダブルパルス駆動においてノズル毎に異なるＴ１を割り当てて吐出量を制御する一例を示す。
【００３３】
図９に示すように、ノズルに対応した２ビットのデータがインクジェットヘッドをコントロールするシステムボードのＲＡＭエリアＡ及びＢに書き込まれている。（図８の８１０吐出量補正データＲＡＭ）この２ビットのデータで、図６（ａ）〜（ｄ）に示す４種類のパルス幅のパルスＰＨ１〜ＰＨ４が選択可能であるものとする。
【００３４】
図６に示す通り、ＰＨ１〜ＰＨ４順に吐出量は増加することになる。
【００３５】
ここで、被印字媒体への印字に際して、図８に示す各ノズルの吐出発数カウンター回路で各ノズルの印字発数（使用頻度、印字Ｄｕｒｙ）をカウントする。これにより、各ノズルが予備吐前の印字動作において度の程度使用されたかその割合を知ることが出来る。
【００３６】
この結果から、各ノズルに必要な予備吐量（予備吐によって吐出すべきインク量）を決定する。例えば、４種類のプレパルス（ＰＨ１〜ＰＨ４）を選択できることから印字Ｄｕｔｙで０〜２５％未満、２５％〜５０％未満、５０％〜７５％未満、７５％以上に区分けして、各ノズルについてＤｕｔｙの低い方から大きなプレパルスを割り付ける。特に、７５％以上のＤｕｔｙのノズルについてはプレパルスをゼロとして予備吐を実行しないように出来ることは既に述べた通りである。また、この第１の実施例においては図８に示した８１２の予備吐パターン生成回路はすることなく、予備吐パターンデータとしてはあくまでも全ノズルに対して同じものを転送することになる。
【００３７】
必要な予備吐の条件については、事前の実験において、使用するインクの特性も踏まえた上で確認しておき、よりきめ細かい制御を行うことは、更に、本発明の効果を高めるのに好ましい。
【００３８】
図７に上記吐出量制御の電気回路構成を示す。図７において、信号線ＶＨはインクジェットヘッドの電源、ＨＧＮＤはＶＨに対するＧＮＤ線、ＭＨはメインパルスの信号線、ＰＨ１〜ＰＨ４は先に示したプレパルスの信号線、ＢＬＡＴはＰＨ１〜ＰＨ４を選択するためのビットデータをラッチするための信号線、ＤＬＡＴは印字に必要なデータ（画像データ）をラッチするための信号線、ＤＡＴＡはビットデータおよび画像データがシリアルデータとして転送されシフトレジスタに確認される信号線である。
【００３９】
図７のような構成において、図９で示したビットデータ（選択ビット）がシリアルデータとしてＤＡＴＡ信号線からシフトレジスタに格納される。全ノズルのビットデータがそろったところで，ＢＬＡＴ信号が発生し、ビットデータがラッチされる。
【００４０】
次に、印字に必要な画像データが同様にＤＡＴＡ信号線からシフトレジスタに格納される。全ノズルのデータがそろったところで、ＤＬＡＴ信号が発生してデータがラッチされる。先に、ラッチされたビットデータから選択論理回路を通してＰＨ１〜ＰＨ４のいずれかが選択される。選択されたＰＨ信号とメインパルス信号ＭＨが合成されて、さらに印字データとＡＮＤをとってノズルＮのトランジスタが駆動され、抵抗（ヒーターボード）にＶＨが印加されてノズルからインクが吐出する。この工程が全ノズルにわたってなされる。
【００４１】
ＰＨ信号とＭＨ信号の合成波形は図６の（ｆ）〜（ｉ）に示す通りである。吐出量を変更したい所望のタイミングで新たなビットデータをシフトレジスタに送り、ＢＬＡＴ信号を発生させることにより吐出量を制御することが可能である。
上記、駆動例では、２ビットを使用して４種類のＰＨパルスを選択可能としているが、さらに、ビット数を増やすことでより細かい吐出量制御が可能であるが、その反面、選択論理回路が複雑になることは言うまでもない。
【００４２】
［実施例２］
実施例１はプレパルスによるインク吐出量の制御を行ったが実施例２では各ノズルから何発のインクを吐出するか、すなわち、ノズル毎の実効的な吐出周波数を変える方法を述べる。
これには、予備吐時の各ノズルの吐出パターンを切り換えることで対応が可能である。
【００４３】
一般的に、インクジェットヘッドは図７に示すように吐出信号（プレパルス及びメインパルス）のＯＮとそのノズルの画像データ（２値のビットマップで黒がインク吐出、白が不吐出）とのＡＮＤで各ノズルの制御を行っている。すなわち、予備吐時の吐出パターンをノズル毎に切り換えることで、印字Ｄｕｔｙの低かったノズルの吐出発数を多くすることが出来る。ここでも、前記８１１のノズル毎吐出発数カウンターのデータから８１０の予備吐制御データＲＡＭの内容に基づき８１２で予備吐パターンが生成されて実際の予備吐が実施される。
【００４４】
既に、実施例１でも述べたように、印字動作に使用されているノズルは予備吐を極力少なく（場合によっては、「無し」に）することが可能である。
【００４５】
放置時間は基本的に、吐出周波数、すなわち、印字速度によって決まる。そこで、放置時間と必要な予備吐時の吐出発数を事前にデータとして測定しておき、そのデータを予備吐時の吐出パターンとして前記ＲＡＭに記憶しておき、制御することが出来る。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、被記録媒体への印字動作中に予備吐を実行するインクジェットヘッドにおいて予備吐発数（或いは吐出するインク量）を最小限にすることで「濡れヨレ」や「濡れ不吐」の発生を抑えることが出来る。特に、ノズル数が多いヘッド（例えば、長尺インクジェットヘッド）では予備吐を行って発生するインクミストは当然のことながら多くなり、更に、「濡れ不吐」や「濡れヨレ」の発生頻度は高くなると考えられる。従って、本発明はこうした長尺ヘッドに対してより大きな効果が期待できると言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】短尺チップをつないで構成された長尺ヘッドの一例。
【図２】高速プリンターにおける記録媒体搬送システム。
【図３】高速プリンターにおける印字動作間での予備吐方法の一例。
【図４】バブルジェット（登録商標）ヘッドの構成の一例。
【図５】バブルジェット（登録商標）ヘッドの吐出駆動パルスの例。
【図６】プレパルス及びメインパルスそれと２つのパルスの合成波形。
【図７】吐出駆動回路の一例。
【図８】本発明の実施システム例。
【図９】インクジェットヘッドのコントロールするシステムボードのＲＡＭエリアＡ及びＢ。
【符号の説明】
１０４  ヒーターボード
１０２  ヒーター
１０６  天板
１０８  吐出口
１１０  インク液路
１１２  隔壁
１１４  インク液室
１１６  インク供給用チューブ
２０１  搬送ベルト
２０２  搬送ベルト駆動ローラー
２０３  給紙カセット
２０４  これから印字される記録媒体
２０５  インクジェットヘッド
２０６  既に印字された記録媒体
２０７  搬送ベルト駆動ローラー
２０８  クリーニング用ワイパー
２０９  テンションローラー
３０１  被記録媒体間に予備吐された搬送ベル上のインク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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