(57)【要約】【課題】  インクタンク内のインクの蒸発率が上がっても、吐出によりキャップ内を最適に湿潤する。【解決手段】  インクの水分が蒸発した場合、キャップ内に行う予備吐出の吐出量をインクの水分率に基づいて設定する。さらに、複数のインクタンクを有する場合、最も水分率の高いインクを用いて予備吐出を行う。これにより、適正なインクの吐出量でキャップ内を湿潤状態にすることができ、廃インク量を低減可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有する記録ヘッドに対してインクを供給するための複数のインクタンクを搭載可能なインクジェット記録装置であって、
前記吐出口面をキャッピングするためのキャップと、
前記キャップ内に吐出されるインクの量を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記複数のインクタンクのうち、水分率が最も高いインクを収容したインクタンクのインクが最も多く前記キャップ内に吐出されるように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インクを吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有する記録ヘッドに対してインクを供給するための複数のインクタンクを搭載可能なインクジェット記録装置であって、
前記吐出口面をキャッピングするためのキャップと、
前記キャップ内に吐出されるインクの量を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記複数のインクタンクのうち、水分率が最も高いインクを収容したインクタンクのインクのみが前記キャップ内に吐出されるように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
インクを吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有する記録ヘッドに対してインクを供給するためのインクタンクを搭載可能なインクジェット記録装置であって、
前記吐出口面をキャッピングするためのキャップと、
前記キャップ内に吐出されるインクの量を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記インクタンク内のインクの水分率に応じて、前記キャップ内に吐出するインクの吐出量を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドの吐出口をキャッピングするキャップを有する記録ヘッドを搭載可能なインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、吐出口が形成された記録ヘッドからインクを吐出し、記録を行う。高速な記録と様々な被記録媒体に対して記録することが可能であり、記録における騒音が殆ど生じないため、プリンタ・複写機・ファクシミリ等に広く用いられている。
【０００３】
また、インクジェット記録装置は記録に伴ってインクを消費するため、記録ヘッド内部のインク室に、インク収容手段であるインクタンクからインクを供給する必要がある。インクタンクは、記録ヘッドとは別の場所にあり、チューブなどを用いてインクを供給する方式や、インクタンク単体あるいは記録ヘッドと一体で、キャリッジに搭載されているカートリッジ方式が用いられている。
【０００４】
一方、記録ヘッドの吐出口やその近傍からインク中の水分が蒸発して増粘することにより、吐出不良が発生する。これに対し、インク吐出を行わない非記録動作時に、記録ヘッドの吐出口面をキャップで覆って密閉し、吐出口からインク水分蒸発を防ぐためのキャッピング機構が知られている。
【０００５】
さらに、吐出口を覆うキャップ内をより乾燥させないための工夫として、キャップ内にインク吸収材（インク保持部材）を配置する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方、長時間の印字動作の継続等により長時間キャップの大気開放状態が続く場合は、キャップ内のインク吸収材のインクが蒸発してしまう。これに対し、記録終了時に記録ヘッドから複数種類のインクを同等に吐出させてインク吸収材に新たなインクを含浸させ、キャップ内の湿潤状態を回復する方法が知られている。このとき、インクの使用頻度に応じてインクの吐出を行う（特許文献２参照）。
【０００７】
また、この湿潤状態を利用してキャッピングすることにより、ヘッドの吐出口の目詰まりを回復させる方法が知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−９６７５６
【特許文献２】特開２００５−２８０１７４
【特許文献３】特開２００５−３１３１１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のインクタンクには、インクを消費する際に大気を導入する大気連通口が設けられている。この大気連通口は外気と連通しているため、記録ヘッドの吐出口面をキャップしていても、少しずつではあるがそこからインクタンクの水分が蒸発する。長期のキャップ放置が行われると、蒸発によりインクタンク内の水分率が減少するため、放置後にキャップ内のインク吸収材に吐出するインクにおける水分量が減少する。特に、インク残量が少ない場合は水分率の減少が顕著となり、蒸発前と同じ量のインクをキャップ内の吸収材に吐出しても充分な湿潤効果が得られなくなってしまう。このため、水分の蒸発前と同等の湿潤効果を得るためには、吸収材に吐出するインクの吐出量を増やさなければならない。
【０００９】
一方、キャップ内に吐出するインクは、キャップ内を湿潤状態にするためとはいえ、印字に用いられないインクであるため、できるだけ少ない方が好ましい。インクの水分の蒸発に応じて、複数種類のインクからキャップ内に吐出するインクの吐出量を同等に増やした場合、水分率の低いインクは、湿潤効果が小さいにも関わらずインクを消費してしまう。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、キャップ内に吐出する廃インク量の増加を抑制しつつ、インクの水分が蒸発する前と同等の湿潤効果を得ることができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、この点に鑑みてなされたもので、インクを吐出するための複数の吐出口が形成された吐出口面を有する記録ヘッドに対してインクを供給するための複数のインクタンクを搭載可能なインクジェット記録装置であって、前記吐出口面をキャッピングするためのキャップと、前記キャップ内に吐出されるインクの量を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記複数のインクタンクのうち、水分率が最も高いインクを収容したインクタンクのインクが最も多く前記キャップ内に吐出されるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インクタンク内の水分の蒸発による水分率の変化に応じてキャップ内に行う予備吐出量を制御することにより、廃インク量の増加を抑制しつつ、インクの水分が蒸発する前と同等の湿潤効果を得ることが可能なインクジェット記録装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図４から図６は、本実施形態におけるインクジェット記録装置に搭載可能な記録ヘッドを示している。以下、これらの図面を参照して各構成要素について説明する。
【００１４】
図４において、記録ヘッドＨ１００１はインクタンク一体構成となっており、このインクタンクはカラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）をそれぞれ収容している。以下、このインクタンクを搭載した記録ヘッドＨ１００１を、記録ヘッドカートリッジとも呼ぶ。この記録ヘッドカートリッジは、後述するキャリッジ７０２の位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジ７０２に対して着脱可能となっており、インクが消費されると交換される。
【００１５】
＜記録ヘッド＞
本実施形態における記録ヘッドＨ１００１は、インクに対して電気信号に応じて膜沸騰を生じさせる電気熱変換体を用い、電気熱変換体とインク吐出口とが対向するように配置された、所謂サイドシュータ型の記録ヘッドである。記録ヘッドＨ１００１はシアン、マゼンタ、イエローの３色のインクを吐出させるためのものである。図５に示すように、記録素子基板Ｈ１１０１、電気配線テープＨ１３０１、インク供給保持部材Ｈ１５０１、フィルタＨ１７０１〜Ｈ１７０３、インク吸収体Ｈ１６０１〜Ｈ１６０３、蓋部材Ｈ１９０１、およびシール部材Ｈ１８０１から構成されている。蓋部材Ｈ１９０１には、細口Ｈ１９１１と微細溝Ｈ１９２１が形成されており、シール部材Ｈ１８０１で覆うことで大気連通口Ｈ１９２５（図４）を形成している。
【００１６】
図６は記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部破断して示す斜視図であり、シアン、マゼンタ、イエロー用の３個のインク供給口Ｈ１１０２が並列して形成されている。それぞれのインク供給口Ｈ１１０２を挟み、その両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７とが一列に並んで千鳥状に配置されている。図６はＳｉ基板を用いた記録素子基板Ｈ１１０１の概略図であり、記録素子基板Ｈ１１０１上には、電気配線、ヒューズもしくは抵抗等、電極部Ｈ１１０４などが形成されている。そして、その上に樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によってインク流路壁Ｈ１１０６や吐出口Ｈ１１０７が形成されている。また、電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が形成されている。
【００１７】
図７に、本実施形態のインクジェット記録装置において、外装部を取り外した状態の斜視図を示す。このインクジェット記録装置は、載置された被記録媒体を１枚ずつ給送する自動給送部７０１と、給送された被記録媒体を所定の経路に沿って搬送する搬送部７０５を有している。被記録媒体の搬送経路上にはキャリッジ７０２が支持されている。このキャリッジ７０２は、キャリッジ軸７０６によって被記録媒体の搬送方向と直交する方向に往復移動可能となっている。
【００１８】
記録ヘッドカートリッジは、前述のようにキャリッジ７０２に着脱可能であり、ヘッドセットレバー７０３を操作することによって、装着状態と外した状態とを容易に切り替えることができる。記録ヘッドをキャリッジ７０２に装着した状態で、記録素子基板Ｈ１１０１の吐出口面は、搬送される被記録媒体に対面するように、図７の下方に面している。キャリッジ７０２の往復移動経路の一端には、記録素子基板Ｈ１１０１の吐出口面に対面する位置に、回復操作を行う回復系ユニット７０４が設けられている。この記録装置において、キャリッジ７０２の走査や、自動給送部７０１、搬送部７０５、回復系ユニット７０４の動作はモータ軸７０７の出力によって行われる。
【００１９】
回復系ユニット７０４は、図８に示すように、記録素子基板Ｈ１１０１の吐出口面を密閉するキャップ８０１と、キャップ内を吸引する吸引回復手段を有している。キャップ８０１の内部には多孔質の吸収体から成るインク保持部材８０２が備えられている。キャップ８０１は、駆動モータ（不図示）を介して水平方向に動き、吐出口面をキャッピングすることができる。吸引回復手段は、キャッピングした状態で吐出口付近のインクを吸引し、同時に泡やゴミを除去する吸引回復操作を適宜行う。
【００２０】
また、本実施形態において、キャップ８０１内のインク保持部材８０２にインクを吐出することにより、多孔質吸収体を湿潤する。その後、キャップにより吐出口を密閉した状態（以下、キャップクローズ状態）で放置する構成を有する。
【００２１】
本実施形態において、記録ヘッドカートリッジの取り付け段階で各インクの水分率に差はなく、取り付け段階の水分率をαとする。また、キャップ内を充分湿潤させる最適のインクの水分量は、水分率αのインクを１５０００発吐出させた量とする。
【００２２】
図１は、キャップ放置時の実験結果を基に作成したキャップ放置期間と、インクタンク内の水分蒸発量の関係を表した表である。キャップ放置時、大気連通口Ｈ１９２５や吐出口からインクタンク内のインク中の水分は、少しずつではあるが、蒸発してしまう。表に示すように、キャップ放置期間が長いほど、インクタンク内のインクの水分蒸発率は高くなってしまう。また、同じ期間放置した場合、インクタンク内のインク残量が少ないと、インク残量が多いものに比べて水分蒸発率が高くなってしまう。
【００２３】
図２は記録ヘッドカートリッジの取り付け時のシーケンスを示すフローチャートである。まず、インクタンクと一体となった記録ヘッドカートリッジが取り付けられる（Ｓ１００）。本実施形態のように、記録ヘッドと複数のインクタンクとが一体構成となっている記録ヘッドカートリッジでは、記録ヘッドカートリッジの取り付け時がインクタンクの取り付け時となる。そして、キャップ内に各インクからＸ発ずつ吐出を行う。このとき、前述のように、記録ヘッドカートリッジの取り付け段階において各インクの水分量に差はなく、水分率はαであり、キャップ内を湿潤する最適のインクの水分量は水分率αのインクを１５０００発吐出した量とする。よって、キャップ内のインク保持部材に対し、各インクが５０００発ずつ吐出を行うと、最適な水分量を得ることができる（Ｓ１０１）。その後、キャップ８０１で吐出口を密閉し、キャップクローズ状態にする（Ｓ１０２）。
【００２４】
Ｓ１０２のキャップクローズ後には、外部装置等から時刻を取得し、キャップクローズ開始時刻Ｔａとして、記憶メモリに記憶する（Ｓ１０３）。インクジェット記録装置に接続される主な外部装置としては、記録データをインクジェット記録装置に送信するホストコンピュータであるパーソナルコンピュータやデジタルカメラが挙げられる。このような外部装置のほぼ全てに、時計機能が備わっており、ユーザーによって時刻を設定することができる。また、このような外部装置の時計機能を利用して時刻情報を取得してもよいし、インクジェット記録装置自体が時計素子を持っていてそこから時刻情報を取得してもよい。その後、キャップクローズ状態での放置（キャップ放置）を行い、印字命令の入力を待つ（Ｓ１０４）。印字命令が入力されると（Ｓ１０５）、上述したような方法で現在時刻Ｔｂを取得する（Ｓ１０６）。現在時刻Ｔｂと、Ｓ１０３で記憶メモリに記憶された時刻Ｔａとから、キャップクローズ状態での経過時間ＴＡを算出する。
【００２５】
ここで、本実施形態において、記録ヘッドカートリッジの取り付け後、キャップクローズ状態の経過時間ＴＡは１分で、印字命令入力されたとする。初期のインク量は５ｇであり、この時点で吐出は行われていないため、インク残量は５ｇである。
【００２６】
図１において、インク残量が５ｇの場合、ＴＡが１ヶ月未満の場合は水分蒸発率は０％と判定する。そのため各インクの水分率はαのままである。インクの水分率の判定は、インク残量とキャップクローズ状態での経過時間とに応じたインクの水分蒸発率に基づいて行われる（Ｓ１０７）。ここで算出したインクの水分率は、記憶メモリに記憶しておく。
【００２７】
その後、Ｓ１０７で求めた水分率に基づき、キャップ内に吐出する吐出発数を決定する（Ｓ１０８）。前述のように、キャップ内を最適に湿潤させるインクの水分量は、水分率αのインクを１５０００発吐出させた量であるとすると、本実施形態のように３色とも水分率はαの場合は３色の総発数が１５０００発になるように吐出を行う。本実施形態は各色の水分率が同じであるため、各色５０００発ずつの吐出させてもよいし、一色（例えばシアンのみ）を１５０００発吐出させてもよい。
【００２８】
その後、キャップ８０１を吐出口面から離間（キャップオープン）させ、印字を行う（Ｓ１０９、１１０）。このとき、シアンインクが１ｇ、マゼンタインクが２ｇ、イエローインクが３ｇ使用されたものとする。印字によって各色のインク残量にバラツキは生じるが、各色の水分率は同じままである。そして印字が終了すると、Ｓ１０８で決定された発数をキャップ内に吐出する。この時、吐出させるインクの量は、前述のようにインクの水分率に基づいて決定され、キャップ内を最適に湿潤することができる。その後、次の印字までの経過時間を求めるのに必要な現在時刻Ｔｃを取得し、メモリに記憶する（Ｓ１１３）。そして、キャップ放置を行い、次の印字命令が入力されるまで、本シーケンスを終了する（Ｓ１１４、１１５）。
【００２９】
図３は、前述のような動作を経て、キャップクローズ状態で放置された記録ヘッドカートリッジに印字命令が入力された場合のシーケンスを示すフローチャートである。印字命令が入力されると（Ｓ２００）、現在時刻Ｔｄを取得し、キャップクローズ開始時に記憶されたＴｃ（図２のＳ１１３）とからキャップクローズ状態の経過時間ＴＢを算出する。本実施形態においては、キャップクローズ開始時刻Ｔｃから２ヶ月が経過したとし、ＴＢが２ヶ月である。そして、ドットカウント情報等に基づいて判定されたインク残量情報を取得する（Ｓ２０２）。本実施形態においては、前述の印字でシアンインク１ｇ、マゼンタインク２ｇ、イエローインク３ｇが使用されているため、インク残量はシアンインクが４ｇ、マゼンタインクが３ｇ、イエローインクが２ｇである。
【００３０】
Ｓ２０１で求めたＴＢとＳ２０２で求めたインク残量から、各インクの水分率を決定し、メモリに記憶する（Ｓ２０３）。このとき、シアンインクは残量４ｇの状態で２ヶ月間キャップ放置されたため、図１より、この間のインクの水分蒸発率は２．０％である。そして、図２のＳ１０７においてキャップ放置前の水分率がαと記憶されているため、この時のシアンインクの水分率は、水分率αから２．０％が蒸発した０．９８０αである。
【００３１】
同様に、マゼンタインクは残量３ｇの状態で２ヶ月間キャップ放置されたため、図１より、この間のインクの水分蒸発率は２．７％であり、この時のマゼンタインクの水分率は０．９７３αである。同様に、イエローインクは残量２ｇの状態で２ヶ月間キャップ放置されたため、図１より、この間のインク蒸発率は４．０％であり、この時のイエローインクの水分率は０．９６０αである。従って、３色のうち水分率の高い方からシアンインク、マゼンタインク、イエローインクとなる。
【００３２】
次に、キャップ内に吐出する発数を決定する（Ｓ２０４）。水分率０．９８０αのシアンインク、水分率０．９７３αのマゼンタインク、水分率０．９６０αのイエローインクを用いて、水分率αのインク１５０００発と同等の水分量にするために必要な発数は次のようになる。仮に３色のインクを同発数吐出する場合、インクの水分率の平均が０．９７１αであるため、３色の総インク吐出発数が約１５４４７（＝１５０００α／０．９７１α）発となる。仮にシアンインクのみを用いる場合は約１５３０６（＝１５０００α／０．９８０α）発である。同様に、マゼンタインクのみを用いる場合は約１５４１６（＝１５０００α／０．９７３α）であり、イエローインクのみを用いる場合は約１５６２５（＝１５０００α／０．９６０α）である。つまり、キャップ内を最適に湿潤するためのインクの吐出量を最も少なく出来るのは、各インクのうちインクの水分率が最も高いシアンインクのみを吐出させた場合であるため、シアンインクのみで１５３０６発を吐出することを決定する。
【００３３】
その後、キャップオープンし、印字を行う（Ｓ２０５、２０６）。そして印字が終了すると、Ｓ２０４で決定されたシアンインク１５３０６発をキャップ内に吐出し、キャップクローズを行う（Ｓ２０７、２０８）。そして、次の印字までの経過時間を求めるのに必要な現在の時刻Ｔｄを取得し、記憶メモリに記憶する（Ｓ２０９）。そしてキャップ放置を行い、次の印字命令に備え、本シーケンスを終了する（Ｓ２１０、Ｓ２１１）。
【００３４】
このように、本実施形態において、キャップ内をより少ない吐出量で最適に湿潤させるため、インクを複数有する場合はインクの水分率が最も高いインクを用いてキャップ内に予備吐出を行うように制御することを特徴とする。
【００３５】
（その他の実施形態）
第１の実施形態の場合、最も水分率の高いインクが収容されたインクタンクのインクのみを用いて予備吐出を行ったが、インクの残量等を考慮して、水分率が最も高いインクのインクタンク以外のインクを補足的に用いてもよい。例えば、最も水分率が高いインクのインクタンクの残量が少ない場合、他の最も残量の多いインクタンクのインクを用いて予備吐出を行う。最も水分率が高いインクタンクのインクを最も多く吐出し、さらに他のインクタンクのインクを吐出することにより、残量の少ないインクタンクのインク切れを防止するような形態であってもよい。複数のインクタンクは異なる色でなくてもよく、同色のインクタンクが複数搭載されているような形態であってもよい。
【００３６】
以上のように、インクタンク内の水分の蒸発による水分率の変化に応じてキャップ内に吐出する量を制御することにより、蒸発前と同等の湿潤効果を得ることができる。このとき、水分率が最も高いインクタンクのインクを最も多く用いることにより、廃インク量の増加を抑えつつ、十分な湿潤効果を得ることができる。さらに、水分率が最も高いインクタンクのインクのみを吐出することにより、複数のインクタンクのインクを吐出する場合に比べて廃インク量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態におけるインク残量とキャップ放置時間に応じたインク蒸発率の表
【図２】本実施形態における記録ヘッドカートリッジ取り付け時のシーケンスを示すフローチャート
【図３】本実施形態における印字命令入力時のフローチャート
【図４】本実施形態における記録ヘッドの外観図
【図５】本実施形態における記録ヘッドの分解図
【図６】本実施形態における記録素子基板の一部破断がなされた斜視図
【図７】本実施形態におけるインクジェット記録装置の外観図
【図８】本実施形態における回復系ユニットの模式図
【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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