(57)【要約】【課題】  本発明は、液体吐出装置、液体吐出装置の駆動方法に関し、特に１つの液室に複数の圧力可変素子を設け、この複数の圧力可変素子の駆動のバランスを可変することによりノズルから飛び出す液滴の方向を可変する方式のプリンタ等に適用して、無駄なインク等の消費を防止して、確実にノズルの目詰まりを防止することができるようにする。【解決手段】  本発明は、予備吐出の際には、ノズルの管軸の延長方向に液滴を飛び出させる。【選択図】        図１
2005238565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液室の圧力を可変する圧力可変素子が１つの液室に複数個設けられ、
前記複数個の圧力可変素子の駆動により、前記液室に保持した液体の液滴を、前記液滴の処理対象に向けてノズルから飛び出させ、
前記複数個の圧力可変素子の駆動のバランスの可変により、前記液滴の飛び出す方向を可変する液体吐出装置であって、
予備吐出の処理により、前記ノズルに残留する前記液体を前記ノズルから排出した後、前記液滴を前記処理対象に向けて飛び出させ、
前記予備吐出の処理による前記液体の排出が、
前記ノズルの管軸の延長方向に、前記ノズルから前記液滴を飛び出させる処理である
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記予備吐出の前に、少なくとも前記ノズルの先端部分に付着する前記液体の残渣を、清浄用の部材により除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記清浄用の部材が、前記残渣を除去する際に、併せて前記ノズルに残留する前記液体を吸収する吸湿性の部材である、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記ノズルが並んで形成され、
前記複数の圧力可変素子が、前記ノズルの並び方向に併設された第１及び第２の発熱素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記ノズルが、シート状の部材に形成された開口であり、
前記清浄用の部材が、前記シート状の部材の前記ノズルが形成されている部位に押し付けられて移動するローラーである
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
液室の圧力を可変する圧力可変素子が１つの液室に複数個設けられ、
前記複数個の圧力可変素子の駆動により、前記液室に保持した液体の液滴を、前記液滴の処理対象に向けてノズルから飛び出させ、
前記複数個の圧力可変素子の駆動のバランスの可変により、前記液滴の飛び出す方向を可変する液体吐出装置の駆動方法であって、
予備吐出の処理により、前記ノズルに残留する前記液体を前記ノズルから排出した後、前記液滴を前記処理対象に向けて飛び出させ、
前記予備吐出の処理による前記液体の排出が、
前記ノズルの管軸の延長方向に、前記ノズルから前記液滴を飛び出させる処理である
ことを特徴とする液体吐出装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、液体吐出装置の駆動方法に関し、特に１つの液室に複数の圧力可変素子を設け、この複数の圧力可変素子の駆動のバランスを可変することによりノズルから飛び出す液滴の方向を可変する方式のプリンタ等に適用することができる。本発明は、予備吐出の際には、ノズルの管軸の延長方向に液滴を飛び出させることにより、無駄なインク等の消費を防止して、確実にノズルの目詰まりを防止することができるようにする。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット方式のプリンタにおいては、プリンタヘッドに設けられたノズルからインクによる液滴を飛び出させて用紙に付着させることにより、所望の画像等を印刷するようになされている。
【０００３】
このようなインクジェット方式のプリンタにおいては、例えばレーザープリンタ等に比して、小型化が容易で、ランニングコストが安い特徴があるものの、長期間使用しない場合には、ノズル近傍に付着したインク、ノズルに残留するインクから揮発成分が蒸発することにより、これらインクが増粘、固化し、これによりいわゆるノズルが目詰まりして正常にインク液滴を吐出することが困難になる恐れがある。
【０００４】
このため従来、この種のプリンタにおいては、印刷開始時等に、クリーニング処理を実行し、これにより画質劣化を防止するようになされている。ここでこのクリーニング処理は、例えば硬質ゴム等によるブレードにより、ノズル開口側面からこのような増粘、固化したインクを拭き取って除去した後、いわゆる予備吐出によりノズルに残留するインクを排出して実行するようになされている。
【０００５】
このようなブレードによる除去に関して、特開昭５７−３４９６９号公報には、このようなブレードを放射状に複数個設けてなる回転体を回転させながら移動させることにより、一段と確実に、増粘、固化したインクを除去する方法が提案されるようになされている。また予備吐出に関しては、例えば廃インクを受けるためのキャップに向けてインク液滴を飛び出させて実行するようになされている。
【０００６】
またこの種のプリンタにおいては、１つの液室に複数の圧力可変素子を設け、この複数の圧力可変素子の駆動のバランスを可変することによりノズルから飛び出す液滴の方向を可変する方式（以下、吐出方向可変方式と呼ぶ）が提案されるようになされている。この吐出方向可変方式によれば、インク液滴を飛び出させることが困難となったノズルに代えて、隣接するノズルによりインク液滴を飛び出させて正常に印刷することができ、これによりノズルの目詰まりにより画質劣化を従来に比して一段と確実に防止することができる。またノズルの形成位置が多少ばらついた場合でも、吐出方向を補正できることにより、高品質の印刷結果を得ることができる。
【０００７】
しかしながら吐出方向可変方式によりインク液滴の方向を可変した場合、図１４に示すように、ノズルの正面方向から吐出方向が傾くに従って、インク液滴の吐出量が減少する。これにより吐出方向を補正した状態で、予備吐出すると、殆どのノズルではノズルに残留するインクを完全に排出できるのに対し、特定のノズルにおいて、このように残留するインクを完全に排出できなくなる問題がある。
【０００８】
この問題を解決する方法として、予備吐出におけるインク吐出の回数を増大させ、このようにインク吐出量の少ないノズルからも残留するインクを完全に排出する方法が考えられるが、このようにするとインク吐出量の多いノズルでは無駄にインクを消費することになる。しかしてこのような無駄なインクの消費にあっては、１つのノズルでは微量ではあるものの、例えばフルラインタイプのプリンタ等にあっては、ノズルの数が著しく多くなることにより、無視できない量となる。
【特許文献１】特開昭５７−３４９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、吐出方向可変方式により液滴を飛び出させる場合でも、無駄なインク等の消費を防止して、確実にノズルの目詰まりを防止することができる液体吐出装置、液体吐出装置の駆動方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、液室の圧力を可変する圧力可変素子が１つの液室に複数個設けられ、複数個の圧力可変素子の駆動により、液室に保持した液体の液滴を、液滴による処理対象に向けてノズルから飛び出させ、複数個の圧力可変素子の駆動のバランスの可変により、液滴の飛び出す方向を可変する液体吐出装置に適用する。本発明は、予備吐出の処理により、ノズルに残留する液体をノズルから排出した後、液滴を処理対象に向けて飛び出させ、予備吐出の処理による液体の排出が、ノズルの管軸の延長方向に、ノズルから液滴を飛び出させる処理であるようにする。
【００１１】
また請求項６の発明においては、液室の圧力を可変する圧力可変素子が１つの液室に複数個設けられ、複数個の圧力可変素子の駆動により、液室に保持した液体の液滴を、液滴による処理対象に向けてノズルから飛び出させ、複数個の圧力可変素子の駆動のバランスの可変により、液滴の飛び出す方向を可変する液体吐出装置の駆動方法で適用する。本発明は、予備吐出の処理により、ノズルに残留する液体をノズルから排出した後、液滴を処理対象に向けて飛び出させ、予備吐出の処理による液体の排出が、ノズルの管軸の延長方向に、ノズルから液滴を飛び出させる処理であるようにする。
請求項１の構成により、液室の圧力を可変する圧力可変素子が１つの液室に複数個設けられ、複数個の圧力可変素子の駆動により、液室に保持した液体の液滴を、液滴による処理対象に向けてノズルから飛び出させ、複数個の圧力可変素子の駆動のバランスの可変により、液滴の飛び出す方向を可変する液体吐出装置に適用する。本発明は、予備吐出の処理により、ノズルに残留する液体をノズルから排出した後、液滴を処理対象に向けて飛び出させ、予備吐出の処理による液体の排出が、ノズルの管軸の延長方向に、ノズルから液滴を飛び出させる処理であるようにすれば、１回の駆動で最も液滴の量が多くなるようにして、また各ノズルで液滴の量がばらつかないようにして、予備吐出の処理を実行することができ、これにより少ない駆動回数によりノズルに残留する液体を確実に排出して、無駄なインク等の消費を防止して、確実にノズルの目詰まりを防止することができる。
【００１２】
これにより請求項６の構成によれば、無駄なインク等の消費を防止して、確実にノズルの目詰まりを防止することができる液体吐出装置の駆動方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無駄なインク等の消費を防止して、確実にノズルの目詰まりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１５】
（１）実施例の構成
図２は、本発明に係るラインプリンタを示す斜視図であり、図３は、この図２をＡ−Ａ線により切り取って示すラインプリンタの断面図である。このラインプリンタ１は、フルラインタイプのラインプリンタであり、略長方形形状によりプリンタ本体２が形成される。このラインプリンタ１は、印刷対象である用紙３を収納した用紙トレイ４をこのプリンタ本体２の正面に形成されたトレイ出入口より装着することにより、用紙３を給紙できるようになされている。
【００１６】
ラインプリンタ１は、このようにトレイ出入口よりプリンタ本体２に用紙トレイ４が装着されて、ユーザーにより印刷が指示されると、このプリンタ本体２に設けられた給紙ローラ５の回転によりプリンタ本体２の背面側に向かって用紙トレイ４から用紙３が送り出され、プリンタ本体２の背面側に設けられた反転ローラ６によりこの用紙３の送り方向が正面方向に切り換えられる。ラインプリンタ１は、このようにして用紙送り方向が正面方向に切り換えられてなる用紙３が用紙トレイ４上を横切るように搬送ベルト７により搬送され、ラインプリンタ１の正面側に配置された排出口よりトレイ８に排出される。これらによりラインプリンタ１は、用紙３の搬送機構が構成され、この搬送機構を構成する各ローラ５、６、搬送ベルト７等を駆動する給排紙モータの駆動により、用紙３を給紙、搬送、排出できるようになされている。なおここで搬送ベルト７は、この図３において想像線により示すように、反転ローラ６側に設けられたローラー７Ａの回転軸を回動中心にして、全体が用紙３側の所定の退避位置に回動できるように形成され、印刷時以外においては、この退避位置に保持されるようになされている。
【００１７】
ラインプリンタ１は、上側端面に上蓋１０が設けられ、この上蓋１０の内側、正面方向への用紙搬送途中に、矢印Ｂにより示すように、ヘッドカートリッジ１１が交換可能に配置される。
【００１８】
ここでヘッドカートリッジ１１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色によるフルラインタイプのプリンタヘッドであり、上側に各色のインクタンク１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが設けられる。ヘッドカートリッジ１１は、これらインクタンク１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに係るプリンタヘッドのアッセンブリーであるヘッドアッセンブリー１３と、このヘッドアッセンブリー１３の用紙３側に設けられて、不使用時、ヘッドアッセンブリー１３に設けられたノズル列を塞いでインクの乾燥を防止するヘッドキャップ１４とにより構成される。これによりラインプリンタ１においては、ヘッドキャップ１４を移動させてヘッドアッセンブリー１３の用紙側面を露出させた後、このヘッドアッセンブリー１３の駆動により、各色のインク液滴を用紙３に付着させて所望の画像等をカラーにより印刷することができるようになされている。
【００１９】
すなわち図４に一部断面を取って示すように、ヘッドアッセンブリー１３は、用紙幅ににより各インクに対応するノズル２１の列が形成されてなるノズルシート２２によりヘッドキャップ１４側の端面が形成され、これによりヘッドキャップ１４を移動させてヘッドアッセンブリー１３の用紙側面を露出させると、このノズル２１の列が露出するように形成される。
【００２０】
ヘッドキャップ１４は、硬質樹脂材料等により周囲に壁面を形成してなる箱形状にケース２３が形成される。ヘッドキャップ１４は、図５（Ａ）に示すように、搬送ベルト７が退避位置に退避した状態で、このケース２３がヘッドアッセンブリー１３の用紙側面をそっくり塞ぐように形成され、これによりノズル２１等からのインク成分の蒸発を低減することができるようになされている。
【００２１】
またヘッドキャップ１４は、プリンタ本体２に設けられたキャップ開閉モータの駆動により、図５（Ｂ）において矢印Ｃにより示すように、ヘッドアッセンブリー１３の用紙側面に沿ってプリンタ１の前面側に移動するように形成され、これにより印刷時においては、ノズル２１を露出させることができるようになされている。しかして図５（Ｃ）は、ヘッドキャップ１４が前面側に最後まで移動した状態を示す図であり、プリンタ１においては、このようにヘッドキャップ１４の移動が完了すると、搬送ベルト７が退避位置より印刷可能位置まで回動して、ヘッドアッセンブリー１３により印刷可能に用紙３を搬送するようになされている。
【００２２】
ヘッドキャップ１４は、内側に、ヘッドアッセンブリー１３のクリーニング機構が設けられる。すなわち図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ヘッドキャップ１４は、内側の背面側に、クリーニングローラー２５が回転自在に設けられ、ヘッドアッセンブリー１３の用紙側面に沿った移動により、矢印Ｄにより示すように、このクリーニングローラー２５がノズルシート２２に押し付けられて回転するようになされている。
【００２３】
ここでクリーニングローラー２５は、ノズル２１の先端部分を含むノズルシート２２に付着するインク残渣を除去する清浄用の部材であり、弾性を有し、かつインクを十分に吸収可能な多孔質材により、少なくともノズル列の長さにより形成される。具体的に、クリーニングローラー２５は、例えばスポンジ、フェルトにより形成される。これにより図７に示すように、クリーニングローラー２５は、ノズルシート２２の用紙側面に付着したインクの残渣２６のうち液状の成分を吸収して除去するようになされている。またこのようなインクの残渣２６のうち揮発成分の蒸発によりノズルシート２２に増粘したインク残留物、ノズルシート２２に付着して固化したインク残留物については、ノズルシート２２から引き剥がして除去するようになされている。また図６（Ａ）に示すように、ノズル２１を横切る際には、毛管現象によりノズル２１からもインク２６を吸い取り、これによりノズル２１に残留するインク量を減少させるようになされている。なおクリーニングローラー２５を多孔質の部材により形成した場合には、ノズルシート２２に押圧して変形した部位が回転により元の形状に戻る際にインクを吸収することにより、一段と効率良くインクの残渣を除去することができる。
【００２４】
なおクリーニングローラー２５は、上下方向に可動可能にヘッドキャップ１４に保持され、ヘッドキャップ１４を移動させてノズル２１を露出させる場合には、ノズルシート２２に押圧されるのに対し、これとは逆にノズル２１の露出を中止する場合には、ノズルシート２２に接触しないように保持される。これによりこの実施例では、印刷終了時においては、ノズルシート２２をクリーニングしないようになされている。
【００２５】
さらにヘッドキャップ１４は、このクリーニングローラー２５の前面側に、スクレーパ２７が設けられる。ここでスクレーパ２７は、例えば硬質ゴムにより形成され、クリーニングローラー２５に当接するように設けられる。これによりスクレーパ２７は、クリーニングローラー２５に付着したインク残留物をクリーニングローラー２５から擦り落とし、クリーニングローラー２５を清浄な状態に保持するようになされている。
【００２６】
さらにヘッドキャップ１４は、クリーニングローラー２５の背面側、壁面との間に、底面が露出する領域ＡＲが形成され、この領域ＡＲが予備吐出の領域に割り当てられ、この領域がノズル２１の下を横切るタイミングで、対応するノズルを予備吐出し、この予備吐出に係るインク液滴をこの領域ＡＲで受けるようになされている。
【００２７】
さらにヘッドキャップ１４は、この予備吐出の領域ＡＲを含む底面のほぼ全面に、インクを吸収する吸湿性のシート材２８が設けられる。なおこのシート材２８は、例えばスポンジにより形成される。これによりヘッドキャップ１４は、予備吐出に係るインク液滴をこのシート材２８により吸収して、予備吐出に係るインク、さらには内側に受けたインクについて、ノズルシート２２側へのインクの跳ね返りを防止するようになされている。またこのシート材２８の交換により、いわゆる廃インクを簡易に除去できるようになされている。
【００２８】
しかしてこれらにより図８に示すように、ヘッドカートリッジ１１は、ヘッドキャップ１４がノズル２１を覆った状態から（図８（Ａ））、矢印Ｅに示すように、印刷の開始によりプリンタ１の前面側に移動し（図８（Ｂ））、この移動の際にクリーニングの処理を実行するようになされている。またヘッドキャップ１４が前面側に完全に移動した状態で（図８（Ｃ））、画像等を印刷し、印刷の終了により矢印Ｆに示すように、ヘッドキャップ１４が元の位置に移動してノズル２１の露出を防止するようになされている（図８（Ｄ）及び（Ｅ））。
【００２９】
またこのようにして印刷の開始によりヘッドキャップ１４をプリンタ１の前面側に移動させるようにして、プリンタ１は、ヘッドキャップ１４の位置を検出する複数の光電スイッチが設けられ、これらの光電スイッチにより、それぞれ各色のノズル２１の真下に予備吐出の領域ＡＲが位置した状態を検出できるようになされている。
【００３０】
図９は、用紙３側より見てインク液滴の吐出に係る部分を拡大してヘッドアッセンブリー１３を示す分解斜視図である。ヘッドアッセンブリー１３は、所定のフレームに保持されたノズルシート２２にヘッドチップ３１を貼り着けた後、ケースに保持して形成される。
【００３１】
ここでノズルシート２２は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクにそれぞれ対応する用紙幅によるノズル２１の列が並設されたシート状部材であり、この実施例では電鋳法によりコバルトを含むニッケル材により形成される。
【００３２】
これに対してヘッドチップ３１は、インク液室３２の隔壁３３を形成してなる半導体基板により、ノズルシート２２側から見て全体が長方形形状により形成される。ヘッドチップ３１は、この長方形形状の長辺の一辺側が開いてなるように、ノズルシート２２に設けられた各ノズル２１に対応して櫛の歯形状によりインク液室３２の隔壁３３が形成される。また各ノズル２１に対応して各インク液室３２にそれぞれ１組の発熱素子３４Ａ、３４Ｂが所定ピッチにより順次設けられ、またこれら１組の発熱素子３４Ａ、３４Ｂを駆動する駆動回路等が形成される。これによりヘッドチップ３１は、ノズルシート２２に貼り付けてインク液室３２が形成され、発熱素子３４Ａ、３４Ｂを設けてなる側の一辺に沿って形成されたインク流路によりそれぞれ対応するインクタンク１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋのインクを各インク液室３２に導き得るようになされている。また各インク液室３２に設けられた１組の発熱素子３４Ａ、３４Ｂを対応する駆動回路により駆動して各インク液室３２のインクを加熱して気泡を発生させ、この気泡による圧力の増大により対応するノズル２１からインク液滴を飛び出させることができるようになされている。
【００３３】
なおヘッドチップ３１は、実際上、半導体ウエハに複数チップ分の駆動回路、発熱素子３４Ａ、３４Ｂ、インク液室の隔壁３３が作成された後、各チップにスクライビングされ、その後、ノズルシート２２を貼り付けて作成され、これにより効率良く作成されるようになされている。
【００３４】
図１０に平面図及び断面図を示すように、各インク液室３２には、ほぼ同一形状、同一抵抗値による１対の発熱素子３４Ａ、３４Ｂが、ノズル２１の並び方向に併設して配置される。なお図１０（Ａ）は、ノズルシート２２を取り外した状態の平面図である。これによりヘッドアッセンブリー１３においては、インク液室３２の圧力を可変する圧力可変素子である発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動の制御により、ノズル２１の並び方向について、インク液滴の飛び出す方向を可変できるようになされている。
【００３５】
図１１は、この発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動制御の原理説明に供する接続図である。ヘッドアッセンブリー１３は、所定の配線パターンにより発熱素子３４Ａ、３４Ｂが接続され、これにより発熱素子３４Ａ、３４Ｂの直列回路が形成される。またヘッドアッセンブリー１３は、この発熱素子３４Ａ、３４Ｂによる直列回路の一端が主制御回路４１に接続され、他端が電源４２に接続される。ここで主制御回路４１は、インク液滴を飛び出させるタイミングで発熱素子３４Ａ、３４Ｂの直列回路を駆動する駆動回路であり、スイッチ回路４４を介してこの発熱素子３４Ａ、３４Ｂによる直列回路の一端を接地する。
【００３６】
またヘッドアッセンブリー１３は、発熱素子３４Ａ及び３４Ｂの接続中点が副制御回路４５に接続される。ここで副制御回路４５は、インク液滴を飛び出させる方向に応じて主制御回路４１による発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動のバランスを可変する。すなわち副制御回路４５は、インク液滴を飛び出させる方向に応じてセレクタ４６の接点を切り換え、これにより発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動のバランスを可変する。なおこの実施例において、このようなバランスの制御は、発熱素子３４Ａ、３４Ｂの接続中点への電流の流入と流出とを切り換え、さらにはこの流入、流出させる電流値の可変により実行するようになされているが、これらに代えて接続中点の電位を可変することによっても実行することができる。
【００３７】
この図１１においては、このような電位、電流の可変機構をセレクタ４６、電源４７、抵抗４８Ａ〜４８Ｄにより構成する。すなわちセレクタ４６は、電源４７に接続された抵抗４８Ａ又は４８Ｂが選択されると、発熱素子３４Ａ、３４Ｂ、抵抗４８Ａ又４８Ｂの抵抗値、電源４７の電圧で決まる電流を発熱素子３４Ａ、３４Ｂの接続中点に流入させる。また何ら接続されていない接点が選択されると、発熱素子３４Ａ、３４Ｂのバランスの可変を中止する。また接地されてなる抵抗４６Ｃ、４６Ｄが選択されると、発熱素子３４Ａ、３４Ｂ、抵抗４６Ｃ又は４６Ｄの抵抗値で決まる電流を発熱素子３４Ａ、３４Ｂの接続中点から流出させる。これによりこの実施例においては、副制御回路４５により効率良く発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動のバランスを可変するようになされている。
【００３８】
図１２は、主制御回路４１及び副制御回路４５の具体的構成を示す接続図である。主制御回路４１は、電源４２が接続されてなる発熱素子３４Ａ及び３４Ｂの他端をＭＯＳＦＥＴによる定電流回路５１により接地し、インバーター回路構成のアンド回路５２を介して所定のコントロール信号ＳＣ１によりこの定電流回路５１の動作を制御する。ここでこのコントロール信号ＳＣ１は、図示しない用紙送りに対応してこの主制御回路４１が割り当てられているノズル２１からインク液滴を飛び出させるタイミングで信号レベルが立ち上げられ、これによりこのタイミングで発熱素子３４Ａ、３４Ｂの直列回路を電源４２により駆動するようになされている。
【００３９】
副制御回路４５は、それぞれ発熱素子３４Ａ、３４Ｂの接続中点に所定の電流を流入させ、またこの接続中点から所定の電流を流出される電源回路５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄにより構成される。ここで電源回路５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄは、内蔵の定電流回路の設定により、この接続中点に流入し、又は接続中点から流出させる電流の値が、４：２：１：１に設定されている点、またそれぞれコントロール信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの設定により、この電流値により発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動を偏らせる点を除いて、同一に構成されることにより、以下の説明においては、電源回路５５Ａについて詳細に説明する。
【００４０】
かくするにつきこの実施例においては、これら電源回路５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄによる電流値を４：２：１：１に設定することにより、電源回路５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃでは電流値が２の階乗により段階的に変化するようになされ、これにより全体として簡易な構成により発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動を効率良く偏らせるようになされている。
【００４１】
ここでこの実施例では、各ノズル２１から飛び出すインク液滴が所定ピッチとなるようにコントロール信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤが設定され、これによりヘッドチップ３１を取付ける際の取付け誤差等の、各種の製造バラツキによるインク付着位置のずれを補正するようになされ、これにより従来に比して一段と高品質の印刷結果を出力するようになされている。
【００４２】
しかして電源回路５５Ａは、発熱素子３４Ａ、３４Ｂの接続中点への電流の流入と、これとは逆にこの接続中点からの電流の流出とを切り換える方向切り換え信号ＳＣ３をイクスクルーシブノア回路５７に入力し、これによりこの方向切り換え信号ＳＣ３によりコントロール信号ＳＡの極性を切り換える。電源回路５５Ａは、このイクスクルーシブノア回路５７の出力信号をアンド回路５９に直接入力し、またインバーター回路６０を介して極性を反転してアンド回路６１に入力する。アンド回路５９、６０は、それぞれイクスクルーシブノア回路５７の出力信号、インバーター回路６０の出力信号をコントロール信号ＳＣ１によりゲートしてＭＯＳＦＥＴ６２、６３に出力し、これによりコントロール信号ＳＣ１により発熱素子３４Ａ、３４Ｂを駆動している期間の間、方向切り換え信号ＳＣ３、コントロール信号ＳＡに応じて相補的にＭＯＳＦＥＴ６２、６３をオンオフ制御するようになされている。
【００４３】
また電源回路５５Ａは、発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動を偏らせるか否かのコントロール信号ＳＣ２によりＭＯＳＦＥＴによる定電流回路５８をオンオフ制御する。電源回路５５Ａ〜５５Ｃは、この定電流回路５８の設定により、それぞれ発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動を偏らせる電流値が４：２：１：１に設定されるようになされている。
【００４４】
ＭＯＳＦＥＴ６２、６３は、この定電流回路５８をソースに受け、ＭＯＳＦＥＴ６２においては、発熱素子３４Ａ、３４Ｂの接続中点にドレインが接続される。またＭＯＳＦＥＴ６３は、電源側に設けられたＭＯＳＦＥＴ６４、６５によるカレントミラー回路にドレインが接続され、このカレントミラー回路により定電流回路５８による電流値と値の等しい定電流をＭＯＳＦＥＴ６５により発熱素子３４Ａ、３４Ｂの接続中点に流入させる。かくするにつき、これらＭＯＳＦＥＴ６２、６３は、コントロール信号ＳＣ１により発熱素子３４Ａ、３４Ｂを駆動している期間の間、方向切り換え信号ＳＣ３、コントロール信号ＳＡに応じて相補的にオンオフ制御され、また動作基準である定電流回路５８においては、コントロール信号ＳＣ２により動作することにより、発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動を偏らせる場合であって、接続中点より電流を流出させる場合には、ＭＯＳＦＥＴ６２側がオン状態に切り換わって定電流回路５８による電流を吸い込むようになされ、またこれとは逆に接続中点に電流を流入させる場合には、ＭＯＳＦＥＴ６３側がオン状態に切り換わって定電流回路５８による電流を流出させるようになされ、これによりこの発熱素子３４Ａ、３４Ｂによるノズル２１について、インク液滴の吐出方向を制御し得るようになされている。
【００４５】
図１３は、このプリンタ１の構成を示すブロック図である。このプリンタ１において、インターフェース（Ｉ／Ｆ）７１は、コンピュータ等のホスト装置との間で、印刷に係る各種コマンド、ステータスの情報、印刷に供するプリントデータ等を入出力する。メカ駆動部７２は、制御部７３の制御によりこのプリンタ１の駆動機構を駆動し、具体的には、ヘッドキャップ１４を移動させるキャップ開閉モータ７４、搬送機構を構成する各ローラ５、６、搬送ベルト７の給排紙モータ７５、搬送ベルト７を回動させるモータ等を駆動する。光電スイッチ７９は、ヘッドキャップ１４の移動による予備吐出の領域ＡＲについて、各色のノズル２１の下への吐出領域ＡＲ１の移動をそれぞれ検出する。
【００４６】
ヘッド駆動部７６は、各色の電気熱変換手段であり、かつ各インク液室の圧力可変手段である発熱素子３４Ａ、３４Ｂに係る複数の主制御回路４１、対応する副制御回路４５、これら主制御回路４１、副制御回路４５へのコントロール信号ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＡ〜ＳＤ、方向切り換え信号ＳＣ３のインターフェース、メカ駆動部７２との間のインターフェース等により構成され、制御部７３の制御により、それぞれ各色のノズル２１から所望する方向にインク液滴を吐出させる。
【００４７】
制御部７３は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７７に記録された処理プログラムの中央処理ユニット（ＣＰＵ）７８による実行により、このプリンタ１全体の動作を制御し、ホスト装置から入力されるプリントデータにより印刷の処理を実行し、またクリーニングの処理を実行する。なおこれによりこの処理プログラムにおいては、事前に、プリンタ１にインストールされて提供されるようになされているものの、このような事前のインストールに代えて、インターネット等のネットワークを介したダウンロードにより、また同様に、記録媒体により提供するようにしてもよい。なおこのような記録媒体においては、メモリカード、光ディスク、磁気ディスク等、種々の記録媒体を広く適用することができる。
【００４８】
すなわち図１は、この中央処理ユニット７８の処理手順を示すフローチャートである。中央処理ユニット７８は、ホスト装置から印刷が指示されると、この処理手順を開始してステップＳＰ１からステップＳＰ２に移る。ここで中央処理ユニット７８は、メカ駆動部７２を介したキャップ開閉モータ７４の駆動の開始により、ノズルシート２２のノズル２１を塞いだ状態からヘッドキャップ１４の移動を開始し、クリーニングローラー２５によるクリーニングを開始する。
【００４９】
中央処理ユニット７８は、続いてステップＳＰ３に移り、光電スイッチ７９により各色のノズル２１の下への吐出領域ＡＲ１が移動したか否か判断することにより、ヘッドキャップ１４が予備吐出位置に移動したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ３を繰り返す。これにより中央処理ユニット７８は、ヘッドキャップ１４の移動を開始した後、このヘッドキャップ１４の吐出領域ＡＲ１がノズル２１の下に位置するのを待機する。また吐出領域ＡＲ１がノズル２１の下に位置すると、ステップＳＰ３で肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ４に移り、ここで対応する色のノズル２１について各ノズル２１の正面方向にインク液滴を吐出させるように設定して、これらのノズル２１からインク液滴を所定数だけ吐出させる。
【００５０】
しかしてこの実施例では、この正面方向が、ノズルシート２２に対して垂直な方向であるノズル２１の管軸の延長方向に設定される。中央処理ユニット７８は、吐出データテーブルの記録により副制御回路４５について上述したコントロール信号ＳＡ〜ＳＤ、ＳＣ２、ＳＣ３を出力することにより、このようにインク液滴の吐出方向を各ノズル２１毎に設定する。なおこの吐出データテーブルにあっては、このヘッドカートリッジ１１から吐出されるインク液滴の実測により、このヘッドカートリッジ１１に設けられたメモリに記録されて提供されるようになされている。なおノズルシート２２のノズル２１に対して、ヘッドチップ３１を実用上十分な精度により貼り付けることができ、これによりコントロール信号ＳＡ〜ＳＤ、ＳＣ２、ＳＣ３を用いた副制御回路４５によりインク液滴の吐出方向を補正しなくても、各ノズル２１で正面方向に精度良くインク液滴を吐出させることができる場合、このようなコントロール信号ＳＡ〜ＳＤを用いた副制御回路４５によるインク吐出方向の補正にあっては、省略するようにしてもよい。
【００５１】
またこの予備吐出においては、クリーニングローラー２５によりノズル２１に残留するインクを吸い取った後において、このノズル２１に残留する従前のインクを排出するに十分なインク液滴数だけインク液滴を吐出させるようになされている。これによりこのプリンタ１では、インクより揮発成分が蒸発して、ノズル２１に残留する粘性の高いインクをノズル２１から完全に排出させるようになされている。
【００５２】
このようにしてステップＳＰ４の処理を完了すると、中央処理ユニット７８は、ステップＳＰ５に移り、全てのインクについて、予備吐出の処理を完了したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ３に戻る。これにより中央処理ユニット７８は、このプリンタ１の奥側に設けられたインクから手前側のインクについて、それぞれステップＳＰ３−ＳＰ４−ＳＰ５−ＳＰ３の処理手順を繰り返し、これにより各インクのノズル２１について予備吐出の処理を実行するようになされている。
【００５３】
しかして全てのインクについて予備吐出を完了すると、中央処理ユニット７８は、ステップＳＰ５からステップＳＰ６に移る。ここで光電スイッチ７９の検出結果に基づいて、ヘッドキャップ１４が印刷時の位置まで移動するのを待機し、続いて搬送ベルト７を退避位置から印刷時の位置に回動させる。またこれらの処理が完了すると、インターフェース７１を介してホスト装置に印刷準備の完了を通知し、この通知によりホスト装置から順次入力されるプリントデータにより入力駆動部７２、ヘッド駆動部７６を駆動して印刷の処理を実行する。
【００５４】
このとき中央処理ユニット７８は、内蔵のメモリに保持してなる補正データテーブルの記録により、副制御回路４５にコントロール信号ＳＡ〜ＳＤ、ＳＣ２、ＳＣ３を出力し、これにより各ノズル２１毎にインク液滴の吐出方向を補正する。なおこの実施例では、この補正データテーブルの記録によるインク吐出方向の補正により、各ノズル２１が受け持つ印刷の縦方向の部位を隣接するノズル２１で入れ替えるようになされ、同一のノズル２１が縦方向に同一の箇所を印刷することによる画質劣化を有効に回避するようになされている。なおこのような画質劣化にあっては、特定色のインクにより大面積の領域を印刷した場合に、微弱な縦方向の縞模様として観察される現象である。
【００５５】
しかしてこのようにして印刷すると、中央処理ユニット７８は、ステップＳＰ７に移り、続きの印刷の指示を所定時間待機し、この待機している期間の間で、ホスト装置から再び印刷が指示されると、ステップＳＰ６に戻る。これに対して所定時間待機しても、印刷が指示されない場合、中央処理ユニット７８は、ステップＳＰ７からステップＳＰ８に移り、搬送ベルト７を待機位置に移動させた後、キャップ開閉モータ７４の駆動によりヘッドキャップ１４を移動させてノズル２１を塞ぎ、ステップＳＰ９に移ってこの処理手順を終了する。
【００５６】
（２）実施例の動作
以上の構成において、このプリンタ１では、ホスト装置から供給されるプリントデータにより、処理対象である用紙３を所定の用紙送り機構により搬送しながら、ヘッドカートリッジ１１からインク液滴が吐出され、このインク液滴が搬送中の用紙３に付着し、これによりヘッドカートリッジ１１の駆動に応じて画像、テキスト等が印刷される（図１）。
【００５７】
プリンタ１においては、シート状の部材であるノズルシート２２に、用紙幅により、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用のノズル列が順次形成されて、これらノズル列の各ノズル２１から、印刷に供するインク液滴が飛び出す（図９）。また各ノズル２１においては、対応するインク液室に、インク液室の圧力を増大させる圧力可変素子としての発熱素子３４Ａ、３４Ｂが、このノズル列の延長する方向に併設され、副制御回路４５によりこれら発熱素子３４Ａ、３４Ｂの駆動のバランスが可変されて、インク液滴の飛び出す方向がノズル２１の並び方向が可変され、この可変により、各ノズル２１が受け持つ印刷の縦方向の部位が隣接するノズル２１で入れ替えられ、これにより所望の画像等を高画質により印刷することができるようになされている。
【００５８】
しかして印刷の繰り返しにより、プリンタ１においては、ノズル２１から飛び出したインク液滴の飛沫がノズルシート面に付着することになる。またノズル２１の開口側にあっては、インクにより濡れた状態となり、ノズル２１の内側にはインクが残留することになる。
【００５９】
プリンタ１においては、このようにノズルシート面に付着した飛沫、ノズル２１の開口側を濡らすインク等にあっては、徐々にインクの揮発成分が蒸発し、徐々に粘度が上昇し、ついには固形物となってノズルシート２２にこびりついた状態となる。またノズルの内側に残留するインクにあっても、徐々に粘度が上昇し、これらにより遂には、ノズル２１が目詰まりして正常に印刷できなくなる。
【００６０】
このためこの実施例においては、印刷していない状態では、用紙３を搬送する搬送ベルト７がノズル２１より遠ざかった位置である退避位置に退避し（図３、図５）、この退避により搬送ベルト７とノズル２１との間に形成される空間において、ヘッドキャップ１４によりノズル２１の露出が防止され、これによりこのような目詰まりの原因である揮発成分の蒸発が低減される。
【００６１】
またこのようにしてヘッドキャップ１４によりノズル２１の露出を防止して、印刷を開始する場合、ヘッドキャップ１４の移動によりこのヘッドキャップ１４の内側に設けられたクリーニングローラー２５によりノズルシート面に付着したインクの残渣が取り除かれる。またこのときこのクリーニングローラー２５によりノズル２１に残留するインクが吸い取られ、これによりノズル２１に残留するインクが排出される。またこのようにしてもノズル２１に残留するインク成分が、続く予備吐出によりノズル２１から排出される。
【００６２】
しかしながらこの種のプリンタ１においては、吐出方向の変化により、インク液滴の量が変化することにより（図１４）、プリントデータによる駆動の場合と同様に、この予備吐出の処理を実行したのでは、殆どのノズル２１ではノズル２１に残留するインクを完全に排出できるのに対し、特定のノズル２１において、残留するインクを完全に排出できなくなる。またこのような特定のノズル２１からも完全に残留するインクを排出しようとすると、インクの消費量が増大する。
【００６３】
このためこの実施例では、ノズルシート面の垂直方向であるノズル２１の管軸の延長方向に、インク液滴の飛び出す方向を設定して、予備吐出の処理が実行される。これによりこの実施例では、インク液滴の吐出量について、ノズル２１間のばらつきを小さくすることができ、その分、インク消費量を低減して、特定のノズル２１で残留するインクを完全に排出できないような状況を有効に回避することができるようになされている。
【００６４】
また図１４に示すように、このようにノズル２１の管軸の延長方向に、インク液滴が飛び出す場合は、１回の駆動で飛び出すインク液滴の吐出量が最も多くなる場合であることにより、予備吐出に必要なインク液量を少ない駆動回数で確保することができ、これにより一段と無駄を配して、効率良く予備吐出の処理を実行することができる。
【００６５】
これらによりプリンタ１では、無駄なインク等の消費を防止して、確実にノズルの目詰まりを防止することができるようになされている。
【００６６】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、予備吐出の際には、ノズルの管軸の延長方向に液滴を飛び出させることにより、無駄なインクの消費を防止して、確実にノズルの目詰まりを防止することができる。
【００６７】
またこの予備吐出の前に、少なくともノズルの先端部分に付着するインクの残渣を、清浄用の部材であるクリーニングローラーにより除去することにより、確実にノズルの目詰まりを防止することができる。
【００６８】
またこの清浄用の部材が、残渣を除去する際に、併せてノズルに残留するインクを吸収する吸湿性の部材であることにより、予備吐出においては、この清浄用の部材で取り残したインクを排出させるだけで処理を完了し得、その分、予備吐出によるインクの吐出回数を低減して効率良くノズルの目詰まりを防止することができる。
【実施例２】
【００６９】
なお上述の実施例においては、印刷開始時、クリーニングの処理を実行して予備吐出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば所定枚数の印刷毎に実行する場合、さらには所定量のインク消費毎に実行する場合、不良吐出が発生した場合、紙詰まりした場合、電源投入時、インクカートリッジ交換時等、クリーニングの処理を実行するタイミングにあっては、必要に応じて種々に設定することができる。
【００７０】
また上述の実施例においては、クリーニングの処理の都度、クリーニングローラーによるクリーニングと予備吐出とを実行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、クリーニングローラーによるクリーニングと予備吐出とを個別に実行する場合、さらにはクリーニングローラーによるクリーニングを所定回数実行する毎に、予備吐出する場合等、これらの処理にあっても、必要に応じて種々のタイミングにより実行することができる。
【００７１】
また上述の実施例においては、ラインプリンタにおいて吐出方向の可変により縦方向の画質を向上する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、プリンタヘッドの組立ばらつきの補正のみに吐出方向の可変を利用する場合等にも広く適用することができる。
【００７２】
また上述の実施例においては、カラー印刷用のフルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用して４本のノズル列を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば白黒印刷用のフルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用してノズル列を１本により作成する場合等、種々の本数によりノズル列を作成する場合に広く適用することができる。
【００７３】
また上述の実施例においては、フルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばプリンタヘッドを特定方向に移動させるいわゆるシリアルタイプのプリンタヘッドに本発明を適用する場合にも広く適用することができる。
【００７４】
また上述の実施例においては、サーマル方式によるラインプリンタに本発明を適用して発熱素子により圧力可変素子を構成する場合について述べてが、本発明はこれに限らず、ピエゾ方式、静電方式等、各種素子により圧力可変素子を構成するプリンタに広く適用することができる。
【００７５】
また上述の実施例においては、本発明をプリンタヘッドに適用してインク液滴を飛び出させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて液滴が各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等である液体吐出ヘッド、さらには液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤である各種のパターン描画装置等に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、１つの液室に複数の圧力可変素子を設け、この複数の圧力可変素子の駆動のバランスを可変することによりノズルから飛び出す液滴の方向を可変する方式のプリンタ等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施例に係るプリンタの中央処理ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例に係るプリンタを示す斜視図である。
【図３】図２のプリンタをＡ−Ａ線により切り取って示す断面図である。
【図４】図２のプリンタに適用されるインクカートリッジを示す側面図である。
【図５】図２のプリンタにおけるヘッドキャップの移動の説明に供する断面図である。
【図６】図２のプリンタにおけるヘッドキャップを示す断面図である。
【図７】図６のヘッドキャップのクリーニングローラーの説明に供する断面図である。
【図８】図７のクリーニングローラーの説明に供する断面図である。
【図９】図４のインクカートリッジの説明に供する分解斜視図である。
【図１０】発熱素子の配置を示す平面図及び断面図である。
【図１１】図１０の発熱素子の駆動の説明に供する接続図である。
【図１２】図１０の発熱素子の駆動回路を示す接続図である。
【図１３】図２のプリンタを示すブロック図である。
【図１４】インクの吐出方向とインク液滴量との関係を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
【００７８】
１……プリンタ、２……プリンタ本体、３……用紙、７……搬送ベルト、１１……インクカートリッジ、１４……ヘッドキャップ、２１……ノズル、２２……ノズルシート、２５……クリーニングローラー、３４Ａ、３４Ｂ……発熱素子、３２……インク液室、４１……主制御回路、４５……副制御回路、７８……中央処理ユニット
【図１】
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【図２】
2005238565.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
2005238565.tif 000013
【図１２】
2005238565.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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