(57)【要約】【課題】適正に記録装置の姿勢検知をすることができるとともに、記録装置の小型化を図ることができる。【解決手段】インクを吐出して記録を行う記録ヘッドを搭載し、往走査および復走査するキャリッジと、インクを収容するインクタンクと、該インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するためのインク流路と、前記キャリッジに設けられ、インクの圧力を検知する圧力検知手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、前記圧力検知手段により前記キャリッジが走査する範囲の２つの端部でのそれぞれのインクの圧力を検知して取得し、それぞれの前記インクの圧力と、予め設定された適正圧力範囲とを比較し、前記インクの圧力が適正圧力範囲ではない場合には、エラーを警告する。【選択図】図４
2014104675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出して記録を行う記録ヘッドを搭載し、往走査および復走査するキャリッジと、
インクを収容するインクタンクと、
該インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するためのインク流路と、
前記キャリッジに設けられ、インクの圧力を検知する圧力検知手段と、
を備えるインクジェット記録装置であって、
前記圧力検知手段により前記キャリッジが走査する範囲の２つの端部でのそれぞれのインクの圧力を検知して取得し、それぞれの前記インクの圧力と、予め設定された適正圧力範囲とを比較し、前記インクの圧力が適正圧力範囲ではない場合には、エラーを警告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】
前記それぞれの前記インクの圧力と、予め設定された適正圧力範囲とを比較し、前記インクの圧力が適正圧力範囲であった場合であっても、予め定められた記録媒体に記録を行う場合は、前記圧力検知手段により往走査および復走査における前記キャリッジの定速域にあるインクの圧力をそれぞれ検知して取得し、前記キャリッジの定速域にあるインクの圧力の差分の値と、予め設定された適正圧力範囲とを比較し、インクの圧力の差分が適正圧力範囲でない場合には、エラーを警告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記録装置。
【請求項３】
前記エラーを警告された場合、キャリッジの加速度を遅くして、前記圧力検知手段により圧力を検知す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記録装置。
【請求項４】
前記キャリッジの加速度を遅くするのは、１回であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
インクを吐出して記録を行う記録ヘッドを搭載し、往走査および復走査するキャリッジと、インクを収容するインクタンクと、該インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するためのインク流路と、前記キャリッジに設けられ、インクの圧力を検知する圧力検知手段と、を備えるインクジェット記録装置により記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記圧力検知手段により前記キャリッジが走査する範囲の２つの端部でのそれぞれのインクの圧力を検知して取得し、それぞれの前記インクの圧力と、予め設定された適正圧力範囲とを比較し、前記インクの圧力が適正圧力範囲ではない場合には、エラーを警告することを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関し、特に、インクジェット記録装置の姿勢検知を行なうインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録装置を水平ではなく傾いた姿勢で使用する場合、微小な振動によりインクが飛び出してインクが吐出面に付着して記録媒体に転写したり、インク滴が付着インクに引っ張られて斜めに飛んだりすることがある。これは、例えば、記録装置を傾いた姿勢にすると、キャリッジスキャン幅左右端で落差が生じ、左右端で低い端部に圧力が加わることによる。
【０００３】
このような記録装置の傾き等の姿勢を検知する技術として、特許文献１では、メインタンクと予備タンクにそれぞれ圧力検知手段を設置して、姿勢を検知する方法が開示されている。この方法によれば、圧力検知手段の検知結果の比較から装置姿勢を検知し、負圧印加手段によって圧力変動（インク残量と装置傾斜）を吸収し、安定したインクの吐出を実現して、高品質の記載を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３００３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された記録装置の構成では、複数の圧力検知手段と負圧印加手段を設けなければならないため、記録装置の構成が複雑になり、その結果、装置が大型化する。特に、姿勢変化が問題になり易い携帯型モバイルプリンタの場合、大きさの面で搭載困難である。
【０００６】
また、チューブ供給方式シリアルプリンタでは、チューブ内インクの慣性による圧力変動が大きく、しかも、キャリッジの加減速域（通常１００ｍｓｅｃ程度）における動的な圧力変動のため、装置姿勢を検知するだけではインクの吐出を安定することができない。さらに、動的圧力変動に対し、ポンプによる負圧印加では応答性が不足して追随が不可能である。
【０００７】
本発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、適正に記録装置の姿勢検知をすることができるとともに、記録装置の小型化を図ることができるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法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】
【０００８】
そのために本発明では、インクを吐出して記録を行う記録ヘッドを搭載し、往走査および復走査するキャリッジと、インクを収容するインクタンクと、該インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するためのインク流路と、前記キャリッジに設けられ、インクの圧力を検知する圧力検知手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、前記圧力検知手段により前記キャリッジが走査する範囲の２つの端部でのそれぞれのインクの圧力を検知して取得し、それぞれの前記インクの圧力と、予め設定された適正圧力範囲とを比較し、前記インクの圧力が適正圧力範囲ではない場合には、エラーを警告することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上の構成によれば、キャリッジの走査範囲の２つの端部の圧力が、記録装置が傾いていたとしても正確な吐出ができる範囲であるか否かを判断する。その結果、適正に記録装置の姿勢検知をすることができるとともに、記録装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態のシリアル型インクジェット記録装置を示す上面図である。
【図２】図１において矢印９方向から見たインクジェット記録装置を示す側面図である
【図３】第１の実施形態のキャリッジ速度と圧力の関係を示すグラフである。
【図４】第１の実施形態のキャリッジ速度と圧力の関係を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態の傾斜検知動作を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の傾斜検知動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。  
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態のシリアル型インクジェット記録装置を示す上面図である。また、図２は、図１において矢印９方向から見たインクジェット記録装置を示す側面図である。インクジェット記録ヘッド１は、ブラック、イエロー、マゼンダ、シアンの４色のインクジェット記録ヘッドが並列して構成されている。インクジェット記録ヘッド１は、各色１／６００インチピッチで６００ノズルの吐出口を有している。インクジェット記録ヘッド１は、キャリッジ２に固定され、キャリッジ２はガイドシャフト８が貫通している。キャリッジ２は、ガイドレールに支持され、往走査および復走査の方向に（図１に示す１０方向）に走査可能となっている。
【００１３】
インクジェット記録ヘッド１は、メイン基板からフラットケーブルを介して電気信号を与えられ、吐出口からインクを吐出する。各色のヘッド１には、インクチューブ４（インク流路）が接続され、各色のインクのそれぞれ収容する４つのメインタンク３に接続している。すなわち、インクチューブ４（インク流路）により、４つのメインタンク３から各色の記録ヘッド１にインクが供給される。メインタンク３の内部には、大気連通口１１が設けられている。大気連通口１１は、インク消費に伴って空気が導入される。なお、大気連通口１１は、インクタンクを傾けてもインクが漏れないように、不図示の逆止弁が設けられる。
【００１４】
タンクの水位は底面から１０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲で変化し、このときタンク内の水面とインクジェット記録ヘッドの吐出面の水頭差（ｈ）１２は、−１３０ｍｍ〜−７０ｍｍとなる。キャリッジ２が１０方向に走査されると、インクチューブ４は右端で二点鎖線５で示したような形状になる。
【００１５】
圧力センサ７はチューブ内のインク圧力を計測するセンサであり、大気圧基準のゲージ圧を測定する。圧力センサ７はブラックヘッドへのチューブ４接続部直前に設けられる。圧力センサとしては、樹脂製のダイヤフラム上に形成した薄膜形半導体歪抵抗の変化によって圧力を検知するピエゾ抵抗型半導体式圧力センサを搭載している。
【００１６】
以上の構成により、キャリッジ２を主走査方向に走査して位置を変え圧力を測定することにより、主走査方向の装置傾斜を検出することができる。また、キャリッジは加減速駆動を行うが、その際、チューブ内のインク慣性によって、次式に示す圧力変動が生じる。
インク慣性による圧力変動Ｐ(ｋＰａ)＝ρａＳ／１０００          式（１）
ρ：インク密度（ｋｇ／ｍ３）
ａ：キャリッジ加速度(ｍ／ｓ２)
Ｓ：タンクとヘッドの水平距離(ｍ)
【００１７】
密度ρは、環境条件によって、キャリッジ加速度ａは、記録モードによって、タンクとヘッドの水平距離Ｓは、スキャン時の反転位置によって変わるので、Ｐは一定ではない。
【００１８】
本実施形態では、キャリッジが右端で反転する際に、正圧変動となり、ヘッド吐出口からインクが飛び出そうとする圧力が生じる。逆に左端では負圧変動が生じ、ヘッドノズルのメニスカス面が後退しようとする圧力が生じる。
【００１９】
図３は、本実施形態のキャリッジ速度と圧力の関係を示すグラフである。横軸は時間（ｍｓｅｃ）を示し、縦軸はキャリッジ速度のグラフ（実線）に対しては速度を示し、インク慣性圧力のグラフ（破線）に対しては圧力を示している。
【００２０】
キャリッジに加速度が働いている期間で圧力の変動が見られるが、加速度に対し圧力は時間的に２０ｍｓｅｃ程度遅れた反応を示す。圧力の変動レンジは約０．９ｋＰａである。
【００２１】
図４は、本実施形態の記録装置が傾いているときにキャリッジ速度と圧力の関係を示すグラフである。記録装置を水平でない接地面に置いたとき、例えば、水平に対して装置角度５°とすると、キャリッジスキャン幅左右端で約２５ｍｍの落差が生じる。図１に示す記録装置の左側を高く置いたときは、キャリッジが右端に位置するとき、２５ｍｍの落差の水頭差をパスカル表示して、０．２５ｋＰａ分加わることになる。図４は、このような状態の総圧力の変動を示している。横軸は時間（ｍｓｅｃ）を示し、縦軸はキャリッジ速度のグラフに対しては速度を示し、インク慣性圧力のグラフに対しては圧力を示している。
【００２２】
図に示すように、キャリッジが右端に位置するとき、図４の頂点Ａに示すように、総圧力が０ｋＰａを越えてしまっている。一方、記録ヘッドは、最適な吐出を行うことが可能な適正圧力範囲が予め設定されており、その範囲は−２．５〜０ｋＰａである。０ｋＰａを越えた場合、微小な振動によりインクが飛び出してインクが吐出面に付着し、記録媒体に転写したり、インク滴が付着インクに引っ張られて斜めに飛んだりすることがある。
【００２３】
また、記録装置の左側を高く置いたときは、図４に示す点Ａに示すように０．０５ｋＰａになり、不具合が発生してしまう。
【００２４】
また、記録装置の右側を高く置いたときは、キャリッジが右端に位置するとき０．２５ｋＰａ分引かれる。したがって、メインタンクが空寸前の場合、同様に計算すると、
−１．３＋０．５−０．２５＝−１．０５
となる。これに、最大インク流量時の圧力損失０．６が引かれ、
−１．０５−０．６＝−１．６５
となり、この場合には許容範囲内に収まっている。
【００２５】
ただし、１．３は、記録ヘッドの吐出面の水頭差（ｈ）の範囲−１３０ｍｍ〜−７０ｍｍの１３０ｍｍをパスカルで示した値であり、０．５は、圧力の変動レンジは約０．９ｋＰａを０．１の位を四捨五入した値の半分の値である。
【００２６】
しかしながら、本実施形態と異なり、メインタンクを右側端部付近に設置した場合には、左側を高く置かれたときには、左端で
−１．３−０．５−０．２５−０．６＝−２．６５
となり、許容範囲外になってしまう。このとき、インクが吐出しようとする圧力に対し、負圧が大きくなりすぎて、不完全吐出となり、適正なインク滴容量とならなかったり、インク滴速度が落ちて記録媒体への着弾位置が大きくずれる等の不具合が発生する。また、圧力が上述のような許容範囲を越えなくても、写真を写真専用の特殊紙に記録する場合には、左右での濃度むらが問題になる場合がある。この場合、１行内では左右でメインタンクの水位はほぼ同じと考えられるので、インク慣性分と装置傾斜分の左右差のレベルが問題となる。
【００２７】
本実施形態では、写真記録モード時には、加減速領域での記録は行わない。普通紙モードでは記録時間短縮を優先し、スキャン幅を短くするため、加減速域での吐出を行うが、写真記録モード時にはスキャン幅を広げ、記録幅の外側で加減速を行う。しかし、図３で示したように加減速に対し、圧力変動は反応が遅れるので、記録開始時にも若干の圧力変動が残る。これに装置傾斜分を加えた圧力の左右差レベルと濃度差は比例関係にある。従って、圧力差を許容範囲内に抑制することにより、写真画像の品位を向上することができる。
【００２８】
本実施形態では、定速域左右端における圧力差が０．７ｋＰａを越えた場合、濃度むらの許容範囲外と判断し、ユーザに装置傾斜警告を表示して改善を促す。なお、本実施形態では、装置傾斜警告が出たら、プリンタードライバ画面上に、不図示の圧力検知指示ボタンが現れ、傾斜改善後、圧力の再測定を促すようになっている。
【００２９】
キャリッジをスキャンしつつ、不図示の記録媒体搬送手段にて記録媒体を間歇送りしながら記録を行い、排紙して1枚分記録終了となる。
【００３０】
次に、傾斜検知動作に関し説明する。
【００３１】
図５は、本実施形態の傾斜検知動作を示すフローチャートである。記録信号が入力されると（ステップＳ１）、記録ヘッドからインクを吐出しないでキャリッジを最大スキャン幅でスキャンする（ステップＳ２）。このとき、記録信号入力前にユーザーによって指定された記録モードに対応した速度と加速度でスキャンする。そして、圧力センサ７を用いて右端（ホーム側）と左端（アウェイ側）のインク圧力Ａ、Ｂと、定速域右端と左端の圧力ａ、ｂを測定する（ステップＳ３）。あらかじめ定められている圧力基準である、−２．５ＫＰａ≦Ａ、Ｂ≦０ｋＰａの範囲にＡ、Ｂが入っているかどうか比較して判断する（ステップＳ４）。
【００３２】
予め定められた圧力基準に入っている場合は、装置の傾斜によりインクの吐出が安定していないと判断されるので、装置傾斜警告を出す（ステップＳ８）。その後、ユーザによる装置傾斜の改善措置が為される（ステップＳ９）。そして、圧力検知指示ボタンが押されると（ステップＳ１０）、ステップＳ２に戻り、再度圧力の測定プロセスを行う。
【００３３】
インクの吐出が安定していると判断された場合には、次に、記録を行う記録媒体は、予め指定された記録媒体（本実施形態では光沢紙等の写真専用紙）であるか否かを判断する（ステップＳ５）。写真専用用紙でない場合には、装置斜行は許容範囲内であり（ステップＳ７）、斜行検知動作は終了して、記録動作を継続する。
【００３４】
一方、写真専用紙である場合には、別途写真専用用紙に濃度むら等の不具合が生じないか判断しなければならない。この場合、さらに定速域ホーム側の圧力ａと、アウェイ側の圧力ｂの差に関し、｜ａ−ｂ｜≦０．７（ｋＰａ）の関係を満たしているかどうか比較して判断する（ステップＳ６）。この関係を満たしている場合は、装置傾斜は適正範囲内と判断し（ステップＳ７）、斜行検知動作は終了して、記録動作を継続する。一方、｜ａ−ｂ｜≦０．７（ｋＰａ）の関係を満たさない場合には、ステップＳ８に移行する。
【００３５】
なお、ここでの適正圧力範囲である０．７ｋＰａは、実験により濃度差による濃度むらが視認できるか否かに基づいて算出した値であり、記憶メモリに予め設定されている。
【００３６】
また、本実施形態では、圧力センサとして、ピエゾ抵抗型半導体式圧力センサを搭載したが、本発明では、圧力検出手段としてはこれに限ることはない。例えば、圧力の変化に伴いダイヤフラムと呼ばれる可動電極が付いた膜がたわんで、固定電極との間の静電容量が変化し、その変化量を電気信号に変換することによって圧力検知を行う静電容量方式等であってもよい。
【００３７】
また、記録媒体が写真専用紙である場合、定速域左右端における圧力差が｜ａ−ｂ｜≦０．７（ｋＰａ）になっているか否かを判断した。しかしながら本発明では、写真記録の場合にも加減速記録を行う場合には、加減速域における圧力の左右差が所定範囲に入っているかどうか判断するようにしてもよい。さらに、記録媒体種だけでなく、画像品位のモード（はやい、標準、きれい等）によって、圧力値や圧力値の差異が適正範囲内か否かを判断してもよい。
【００３８】
適正範囲そのものも、記録媒体の種類や画像品位によって必要範囲が変化するので、例えば、普通紙はやいモードの場合、許容範囲を広くし、光沢紙きれいモードの場合、狭くして画像の最適化をはかることも有効である。
【００３９】
また、本実施形態では、記録信号入力後、記録ヘッドからインクを吐出しないでスキャンを行って、圧力の測定を行ったが、本発明は、排紙中、電源スイッチがオンされたときにスキャンして圧力測定を行う方法でもよい。本実施形態のように記録直前に行うことが最も確実な方法であるが、このようなタイミングでもほとんどの場合において最適な記録状態を保つことが可能である。
【００４０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、インク慣性による圧力変動への影響因子である密度ρ、加速度ａ、水平距離Ｓを記録直前に測定した。
【００４１】
しかしながら、インクによっては環境条件による密度の変化が微小であったり、加速度はモードによらず一定である場合もある。水平距離に関しては、最大・最小値は既知である。このような場合においては、慣性による圧力変動分は固定値として扱うことが可能である。
【００４２】
したがって、キャリッジ停止状態で、タンクのインク残量と装置傾きの合算値をスキャン範囲の複数位置、特に左右端で取得しておき、慣性分の固定値をさらに合算し、許容範囲内かどうか判断することにより、第１実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、ホーム側・アウェイ側の圧力や定速域左右端における圧力差が所定の値の間でない場合には、装置傾斜警告をだして装置傾斜を改善するものであった。しかしながら、本発明は、上述の圧力が所定の値の間にない場合であっても、慣性力を下げるようにキャリッジをスキャンする加速度を減速させることにより、減速後の加速度によって記録を行って高画質の記録を行うことができる。
【００４４】
図６は、本実施形態の傾斜検知動作を示すフローチャートである。ステップＳ１からステップＳ３およびステップＳ５，ステップＳ７は第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００４５】
ステップＳ４またはステップＳ６において圧力許容範囲外と判定されると、加速度ダウンが１回目であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。加速度ダウンが１回目であれば、キャリッジ移動の加減速度のデフォルト値が１１ｍ／ｓ２であったものを７．３ｍ／ｓ２と２／３まで落とす。その後、キャリッジをスキャンして同様に圧力を再測定する（ステップＳ２およびＳ３）。
【００４６】
一方、加速度ダウンが２回目の場合には、加速度を下げても対処できない異常が発生したと判断し、エラーとする（ステップＳ２２）。
【００４７】
なお、本実施形態では、加速度を段階的に下げていき、圧力が許容範囲に入るまで計測を繰り返してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  記録ヘッド
２  キャリッジ
３  メインタンク
７  圧力センサ
【図１】
2014104675.tif 000003
【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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