(57)【要約】【課題】  インクジェット記録ヘッドの回復動作に係わる記録前処理時間を短縮し、画像記録に係わるトータルなスループットの向上を図ることを可能にする記録装置とインクジェット記録ヘッドの回復方法を提供することである。【解決手段】  検出インク残量と前回の記録動作からの経過時間とに従って、インクジェット記録ヘッドの回復のために、インク充填量の異なる複数の回復動作の内の１つを選択し、その選択された回復動作を行うが、さらにその選択された回復動作に従って、インク充填のためのインク充填速度を変化させる。【選択図】  図１１
2006056114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、
前記インクジェット記録ヘッドにインクを供給する小容量の第１のインクタンクと、
前記第１のインクタンクに間欠的に接続して、前記第１のインクタンクにインクを供給する大容量の第２のインクタンクと、
前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクにインクを充填するために吸引を行う吸引手段と、
前記第１のインクタンクのインク残量を検出する検出手段と、
前記記録装置の環境温度を測定する測定手段と、
前記記録装置による前回の記録動作からの経過時間を測定する計時手段と、
前記検出手段により検出されたインク残量と前記計時手段により測定された経過時間とに従って、前記インクジェット記録ヘッドの回復のために、インク充填量の異なる複数の回復動作の内の１つを選択し、該選択された回復動作を行う回復手段と、
前記選択された回復動作に従って、前記吸引手段によるインク充填速度を変化させるように前記吸引手段を制御する吸引制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記インク充填速度は、さらに、前記検出手段により検出されたインク残量と前記測定手段により測定された環境温度とに従って、変化することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記インクジェット記録ヘッドにインクの予備吐出を行わせる予備吐出手段をさらに有し、
前記回復手段は、前記検出手段により検出されたインク残量と前記計時手段により測定された経過時間とに従って、前記予備吐出手段による予備吐出を含む前記複数の回復動作の内の１つを選択し、前記インクジェット記録ヘッドの回復動作を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記回復手段が、前記予備吐出手段による予備吐出を前記インクジェットの回復動作として選択した場合、前記吸引制御手段は、前記検出手段により検出されたインク残量と前記測定手段により測定された環境温度とに従って、前記予備吐出時における前記吸引手段によるインク充填速度を変化させるように前記吸引手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記吸引手段は吸引ポンプを含み、
前記第１のインクタンクと前記第２のインクタンクとが接続した後に、前記吸引ポンプが前記第１のインクタンク内を減圧することによって、前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクにインクを充填することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録装置。
【請求項６】
前記複数の回復動作は、前記第１のインクタンクの一部のインク吸引を伴う第１の回復動作と、前記第１のインクタンクの全量のインク吸引を伴う第２の回復動作と、前記第２のインクタンクからのインク供給と前記第１のインクタンクの全量のインク吸引を伴う第３の回復動作とを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録装置。
【請求項７】
前記インク充填速度は、前記環境温度が低いほど、そして、前記インク残量が少量であるほど低速であり、前記環境温度が高いほど、そして、前記インク残量が多量であるほど高速であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の記録装置。
【請求項８】
前記第１のインクタンクと前記第２のインクタンクとの間欠的な接続は、前記インクジェット記録ヘッドによる記録媒体への記録動作の合間になされることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の記録装置。
【請求項９】
インクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドにインクを供給する小容量の第１のインクタンクと、前記第１のインクタンクに間欠的に接続して、前記第１のインクタンクにインクを供給する大容量の第２のインクタンクと、前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクにインクを充填するために吸引を行う吸引機構とを有した記録装置におけるインクジェット記録ヘッドの回復方法であって、
前記第１のインクタンクのインク残量を検出する検出工程と、
前記記録装置による前回の記録動作からの経過時間を測定する計時工程と、
前記検出工程において検出されたインク残量と前記計時工程において測定された経過時間とに従って、前記インクジェット記録ヘッドの回復のために、インク充填量の異なる複数の回復動作の内の１つを選択し、該選択された回復動作に従って、前記吸引機構におけるインク充填速度を選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された回復動作と前記インク充填速度に従って、回復動作の実行および吸引機構を駆動制御する回復制御工程とを有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの回復方法。
【請求項１０】
前記記録装置の環境温度を測定する測定工程をさらに有し、
前記選択工程は、さらに、前記検出工程において検出されたインク残量と前記測定工程において測定された環境温度とに従って前記インク充填速度を選択することを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドの回復方法。
【請求項１１】
前記記録装置は、前記インクジェット記録ヘッドにインクの予備吐出を行わせる予備吐出手段を有し、
前記選択工程は、前記検出工程において検出されたインク残量と前記計時工程において測定された経過時間とに従って、前記予備吐出手段による予備吐出を含む前記複数の回復動作の内の１つを選択することを特徴とする請求項９又は１０に記載のインクジェット記録ヘッドの回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録装置及びインクジェット記録ヘッドの回復方法に関し、特に、容量の異なる２つのインクタンクを用い、間欠的に大容量のインクタンクから記録ヘッドに直結した小容量のインクタンクに対してインク供給を行う間欠インク供給方式を採用した記録装置及びインクジェット記録ヘッドの回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を用いて記録媒体へとインクを吐出することにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置（以下、記録装置）には、装置に固定した記録ヘッドに対し記録媒体を搬送移動させつつその過程でインク吐出を行うことにより画像形成を行うものや、固定した記録媒体に対し記録ヘッドを移動させつつその過程でインク吐出を行い、その後に記録媒体を移動させる動作を複数回繰り返す、いわゆるシリアルスキャンにより画像形成を行うもの等があるが、最近は、シリアルスキャンタイプのものが主流となっている。
【０００３】
シリアルスキャンタイプの記録装置において、記録ヘッドにインクを供給する手段として、これまでにも数多くのものが提案・実用化されているが、インク供給手法の１つとして、記録装置側のインクタンクからチューブを介してキャリッジに搭載された記録ヘッドにインクを供給する手法（以下、チューブ供給手法）がある。しかしながら、このようなチューブ供給手法によると、キャリッジの移動に伴うチューブの移動により、キャリッジの移動方向におけるチューブ内のインクの流れが影響を受け、記録ヘッドからのインク吐出が不安定になる場合がある。このため、記録ヘッドの所定ノズルからの吐出間隔を短くして記録速度の高速化を図るためには、インク吐出が不安定にならないようチューブ内のインクの揺動を抑制する必要があった。
【０００４】
また、チューブ供給手法には、キャリッジの往復を許容し得る長さのチューブが必要となることに伴う以下のような様々な弊害も存在していた。
【０００５】
例えば、記録装置を長期にわたり使用しないとき、その期間におけるチューブ内への空気の侵入による不具合を回避するためには、記録装置を使用する際に、まず初めにインクタンクなどのインク供給源からチューブ内に大量のインクを流通させる必要があった。一方、このようなチューブは、単に、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給する経路を形成するだけのものであり、付加価値が少ない割には、記録装置のサイズアップ、コストアップ、更には、構造が複雑になる等の問題を招いていた。
【０００６】
このようなインク供給用のチューブを廃すべく提案されたものが、所謂ヘッドタンクオンキャリッジ方式と呼ばれるもので、これは記録装置本体のキャリッジ等に搭載されて往復移動する記録ヘッドに一体不可分に、または分離可能にインクタンクを取り付けて、そのインクタンクから記録ヘッドにとインクを供給するものである。以下、ヘッドタンクオンキャリッジ方式について言及する際には、キャリッジとは特に断りのない限り記録ヘッド及びインクタンクを含んだ移動体全体を指すこととする。
【０００７】
このようなヘッドタンクオンキャリッジ方式のもとでは、記録ヘッドとインクタンクとの間に、直接インクを供給するインク供給路が形成されるので、チューブを用いたインク供給路の必要がなく、インク供給路の構成を極めてシンプルにすることができる。また、インク供給路が記録ヘッドまたはインクタンクに一体的に内包されるため、小型化と低コスト化を図ることが可能となる。更に、インク供給路自体を短く設計することが可能となり、インク供給路において、キャリッジの移動方向と平行をなすインク供給路の距離を大幅に低減させることができるので、高速記録の際にインク供給路内のインクの揺動に起因してインク吐出が不安定となる事態を効果的に抑制することができる。
【０００８】
しかしながら、このようなヘッドタンクオンキャリッジ方式は、インクタンクの容量を増加させたり記録に用いるインク色の数を増やしたりすると、記録ヘッドとインクタンクを含むキャリッジ全体のサイズアップや重量増となってしまい、これは、キャリッジの駆動源となるモータの大型化や、駆動電力の増加、ひいては、記録装置全体の大型化や重量増加をも招いてしまう。
【０００９】
即ち、キャリッジ重量が増加するのに比例してキャリッジ移動時の慣性力も増大してしまうので、その慣性力に抗してキャリッジを高速移動させるためには、キャリッジの駆動モータとして、駆動電力の大きい高出力のものを備えることが必要となり、記録装置全体の高価格化を招いてしまう。また、キャリッジ重量の増加に伴い、キャリッジ往復走査において、その移動方向を反転するときに、慣性力に反してキャリッジを停止させるための力も大きくなり、その力の反力によって記録装置全体が大きく振動するという問題も生じる。
【００１０】
一方、記録装置の小型化や低価格化、あるいは薄型化を図る場合には、キャリッジの軽量化や薄型化が必須となり、仮にインクタンクのインク容量を少なくした場合には、インクタンクの交換頻度が高くなり、ユーザ利便性が低下し、極端な場合、記録動作途中においてインクタンクを交換しなければならなくなってしまう可能性もある。また、環境に配慮すると頻繁なインクタンクの交換は好ましくない。
【００１１】
これらの問題を解決可能なインクジェット供給方式として、間欠インク供給方式を採用するものが知られている。
【００１２】
例えば、シリアルスキャンタイプの記録装置に適用される間欠インク供給方式は、キャリッジ上に相対的に小容量のインクを収容するサブインクタンクと記録ヘッドとを搭載し、これとは別に記録装置のキャリッジ以外の部位に相対的に大容量のインクを収容するメインインクタンクを有し、メインインクタンクからサブインクタンクに対し適切なタイミングでインクが供給されるように供給機構が構成される。
【００１３】
また、キャリッジ走査中には、サブインクタンクとメインインクタンクとの間のインク供給系を空間的に切り離すか、または弁等によってインク流路を遮断することによって、サブインクタンクとメインインクタンクと間を流体的に絶縁するような構成が採用される。このような方式を採用することで、チューブの揺動による種々の問題の発生を基本的には解決でき、しかもキャリッジ上のサブインクタンクの小型化が可能でありながら、頻繁にはメインインクタンクを交換することもなくユーザの利便性を損なうことはなくなる。
【００１４】
このような間欠インク供給方式を採用した記録装置の１つは、特許文献１に開示されている。この従来技術によれば、記録ヘッドに密閉式の偏倚袋型インク容器が接続され、必要に応じて、その偏倚袋型インク容器に補助インク容器が接続されることによって、補助インク容器から偏倚袋型インク容器にインクが補給される。偏倚袋型インク容器はインクを収容する袋を備えており、記録ヘッドのインク吐出口からのインクの漏れを抑える程度の負圧下において、その袋内にインクを収容している。この負圧力を用いて、補助インク容器から偏倚袋型インク容器にインクが補給される。
【００１５】
この偏倚袋型インク容器における袋は、記録ヘッドからのインクの吐出量に応じて、つまりインクの使用量に応じて、その袋が潰れて容積が減少する。その袋の容積が所定量以下にまで減少したときに、偏倚袋型インク容器に設けられた供給口と補助インク容器とを接続する。この結果、偏倚袋型インク容器の袋内の負圧力によって、その袋内に、補助インク容器からインクが補給される。そして、その袋内のインク収容量が最大となったときに、袋内の負圧力が“０”となって、インクの補給が自動的に停止する。従って、この従来技術によれば、圧力センサや容量検出センサなどを用いた制御を必要とすることなく、負圧力を用いてインクの補給を自動的に停止することができる。
【００１６】
ところで、偏倚袋型インク容器における負圧力の上限は、記録ヘッドがインクを吐出するときのインク吐出力との兼ね合いによって決定される。その負圧力が大き過ぎた場合には、その負圧力のために記録ヘッドのインク吐出力が減少して、インクが吐出できなくなってしまうからである。従って、その負圧力は、記録ヘッドにおける最良のインク吐出条件の範囲内において決定する必要がある。また、補助インク容器におけるインクの水頭位置は、偏倚袋型インク容器におけるインクの水頭位置よりも下方に設定する必要があるが、それらの水頭差が大き過ぎた場合には、たとえ偏倚袋型インク容器における負圧力を記録ヘッドのインク吐出条件に応じて決定したとしても、インクの補給ができなくなってしまう。
【００１７】
そのため、この従来技術では、偏倚袋型インク容器に対する補助インク容器の鉛直方向の高さ位置を設定するために、特別な装置が備えられている。しかし、このような装置を備えることは、記録装置本体の大型化やコストアップを招くという問題を生じさせる。また、インク補給時に、補助インク容器と偏倚袋型インク容器とを接続するインク流路中の一部から、そのインク流路内にエアーが混入する事態が発生した場合には、そのエアーが偏倚袋型インク容器の袋内に移動して、偏倚袋型インク容器のインク収容量が減少してしまう。さらに、そのエアーの侵入量が多い場合には、偏倚袋型インク容器内がエアーによって満たされて、再度のインク補給ができなくなるという問題がある。
【００１８】
なお、上述した偏倚袋型インク容器内へのエアー混入の問題に対しては、袋自体のガスやエアーの透過性を低減する方法も考えられるが、例えば、特許文献２に記載のような技術も提案されている。この技術によれば、偏倚袋型インク容器を用いた間欠インク供給方式において、インク供給可能な状態にした後、袋に対して外側から加圧することで袋内に混入したエアーを補助インク容器へとインクごと一旦逆流させ、その後に、通常のインク供給を行うようにする。また、通常のインク供給時は袋の外側を負圧にすることでインクを引き込むようにしているため、上述した水頭差の問題も大きな課題とはならない。
【００１９】
しかしながら、このような方法を用いれば、インクの供給動作に時間がかかることは明らかである。また、偏倚袋型インク容器は、袋を形成する伸縮性の袋部材としてガスやエアーの透過性の低いものを用いたり、その袋部材を膨らませるためのばね部材などの可動部品を用いて構成されるため、その低コスト化や小型化に限界がある。結果として、間欠インク供給方式を用いながらも、装置の小型化が困難で構造も複雑化し、装置の重量増化やコストの上昇を招くという問題もあった。
【００２０】
一方、特許文献３に記載のような記録装置も提案されている。この文献に開示された構成では、記録ヘッド上部のサブタンクにインク供給口とは別にエアーの吸引口を設け、さらにそのエアー吸引口内部には空気は通すが液体は通さない半透膜状の気液分離部材を具え、インク供給時は吸引ポンプ等で気液分離膜を介して吸引口よりサブタンク内のエアーを吸引し、サブタンク内を減圧することで、メインタンクからインクを供給するようにしている。
【００２１】
この方法によれば、インクの供給を吸引ポンプ等の吸引にて行うため、上述した水頭差の問題は大きな問題とはならない。さらに、この気液分離部材が満タン弁の役目を果たすため、別に圧力センサや容量検出センサなどを用いた制御を必要とすることなく、気液分離膜を用いてインクの補給を自動的に停止することができる。即ち、インクが十分に供給された時点でサブタンク内の負圧は解消されインク供給は終了し、しかしながら気液分離膜はインクを通さないのでこの膜からサブタンク内のインクが流出することはない。
【００２２】
また、偏倚袋型インク容器を用いたときのように、サブタンク内にエアーが混入したとしても、エアーはインク供給時に気液分離膜を通してサブタンクから排出されるため、エアー混入によるインク供給への弊害の問題は原理的に発生しない。さらにサブタンク内に供給されるインクはスポンジ等の負圧発生部材によって保持されるが、スポンジにより負圧を生成する技術は、インクジェット記録装置においてしばしば用いられているものであるため、サブタンク内の負圧の管理において多くの知見があるという利点もある。
【００２３】
実際にこのような気液分離膜を用いて、小型で薄型の記録装置を実現するための技術として、特許文献４、及び特許文献５に記載の技術が提案されている。
【特許文献１】特開平９−２４６９８号公報
【特許文献２】特開２００２−３７０３７４号公報
【特許文献３】特開２０００−３３４９８２号公報
【特許文献４】特開２００４−７４７８１号公報
【特許文献５】特開２００４−７４７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、間欠インク供給方式を用いる従来技術では、インク供給方法として、サブタンク内を減圧しインクを導入するものが多い。そのため、特許文献３にも開示されているように、インクを充填するためにサブタンクを減圧すると、インクによってメニスカスが形成されていたはずの記録ヘッドのノズルから空気がサブタンク内に侵入しメニスカスが破壊されてしまう場合がある。仮にインクの供給動作時に、ノズルをキャップによって密閉したとしても、そのキャップ内に空間が存在している場合は、その空間内の空気がノズルからサブタンク内に侵入してしまう。
【００２５】
このような問題に対しては、特許文献３ではインクの供給動作と同時に、ノズルのキャップ部材側に対しても所定の負圧をかけるように提案している。
【００２６】
あるいは特願２００２−３７３４４３号において提案されているように、インク充填時の負圧の上昇が大きいと予想される場合、即ち、インク粘度が高くインクの流れ抵抗が大きい低温環境時や、サブタンク内の残存インク量が少ないために充填すべきインク量が多い場合等においては、負圧が上昇しにくい方法でインクを充填するように、制御を変更することも提案されている。具体的にはサブタンク内を減圧するエアー吸引ポンプの吸引速度を遅くして、ゆっくりとインクを供給することで負圧が上昇し過ぎないように制御している。
【００２７】
さらに、間欠インク供給方式を用いる場合、メインタンクとサブタンクはインク供給時以外は接続されておらず、当然記録装置の未使用の状態においても接続されていない。従って、サブタンク内に少量のインクを保持したまま、記録装置が長期間放置されるとサブタンク内のインクの揮発性分が蒸発しインクの濃縮が生じる。サブタンク内には少量のインクしか貯留されておらず、また、サブタンクと比較して大容量のインクを貯留するメインタンクともつながっていないので、蒸発に伴うサブタンク内のインクの濃縮の程度は通常のヘッドタンクオンキャリッジの記録装置よりも著しいものとなる。
【００２８】
そこで、特願２００３−２７２０６９号では、サブタンク内のインクが過度に濃縮された場合、そのままサブタンク内のインクを用いて画像を形成した場合と、濃縮されていないインクを用いて画像を形成した場合とを比較すると、画像の色味が大きく異なってしまうので、一旦サブタンク内の全量の濃縮インクを排出し、その後再びメインタンク内の濃縮されていないインク（以下、フレッシュインクとも言う）を充填してから画像形成を行う等の技術を提案している。さらには、より長期間放置された場合、サブタンク内のインク粘度の増加が激しく、通常の回復ではノズルの回復ができないため、その回復前にサブタンクにメインタンク内のフレッシュインクを充填してからノズル吸引の回復動作を行い、このフレッシュインクにて、ノズル近傍の粘度が増加したインクを再溶解させつつ友洗いする回復方法も提案されている。
【００２９】
友洗いする回復方法を実行する際に、回復動作に要するインク量を低減させるには、追加したフレッシュインク全てを排出してしまうのではなく、粘度が増加したインクが溶解され、所定以上のインクの濃度となったインクのみを排出させれば良い。しかし、記録装置を長期にわたり放置したときに、ノズル近傍のインク粘度が非常に増大していると、粘度の大きくなったインクは流動しづらく、その粘度の増加したインクでノズルがつまってしまい、インクが排出されない。そのため、吸引量の正確な制御が困難となるため、追加したフレッシュインクのうち、高濃度のインクのみ、または所定量の（少量の）インクを排出せずに、サブタンク内の濃縮／未濃縮混合のインク全量を吸引するようにしている。
【００３０】
さて、上記のような、インク充填時にノズルのメニスカスを保持するためのインク充填制御に関する技術と、ノズルの回復動作の技術とは本来的には互いに相関はなく、独立してその制御を決定してよいものである。
【００３１】
しかしながら、例えば、下記のような場合等には、インクの充填から回復動作完了までの一連の記録前動作に時間かかってしまう場合があった。
【００３２】
従来は、長期間放置されてノズルの友洗いが必要な場合には、まずインクの充填を行うが、このとき低温であればノズルのメニスカス保護のために吸引速度を遅くしてインクを充填していた。その後、ノズルからインクを吸引回復してノズル近傍の粘度の増したインクをフレッシュインクにて友洗いする。このとき、サブタンク内の濃縮／未濃縮混合のインク全量をノズルから吸引する。その後、再びインクをサブタンクに充填してから所定の少量の吸引量の回復操作を行って実際の記録を開始する。
【００３３】
上記の例から分かるように、低温環境ではポンプの吸引速度を遅くしてメニスカスを保護するようにインク充填を行ったとしても、次のノズルの友洗いの工程でサブタンク内のインクを全量排出してしまうためメニスカスが破壊されてしまい、低温環境であるという理由でゆっくりとした時間をかけたインク充填を行っても無意味なケースがある。
【００３４】
このように、本来的にはメニスカスを保護するようなインクの充填制御と、ノズルの回復制御とは互いに相関のないものであるが、インク充填を回復シーケンスの一部として用いる場合においては、その回復シーケンスに用いられる回復方法や回復の順番に応じて、最適なインク充填方法が採用されるべきであり、従来はこのような視点からの提案がなされていなかった。その結果、記録前までのインク充填や回復に要する時間が不必要に長い場合があり、トータルの記録速度を遅くしてしまうという問題があった。
【００３５】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、インクジェット記録ヘッドの回復動作に係わる記録前処理時間を短縮し、画像記録に係わるトータルなスループットの向上を図ることを可能にする記録装置とインクジェット記録ヘッドの回復方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
上記目的を達成するため本発明の記録装置は以下の構成からなる。
【００３７】
即ち、インクジェット記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、前記インクジェット記録ヘッドにインクを供給する小容量の第１のインクタンクと、前記第１のインクタンクに間欠的に接続して、前記第１のインクタンクにインクを供給する大容量の第２のインクタンクと、前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクにインクを充填するために吸引を行う吸引手段と、前記第１のインクタンクのインク残量を検出する検出手段と、前記記録装置の環境温度を測定する測定手段と、前記記録装置による前回の記録動作からの経過時間を測定する計時手段と、前記検出手段により検出されたインク残量と前記計時手段により測定された経過時間とに従って、前記インクジェット記録ヘッドの回復のために、インク充填量の異なる複数の回復動作の内の１つを選択し、該選択された回復動作を行う回復手段と、前記選択された回復動作に従って、前記吸引手段によるインク充填速度を変化させるように前記吸引手段を制御する吸引制御手段とを有することを特徴とする。
【００３８】
ここで、そのインク充填速度は、さらに、検出されたインク残量と測定された環境温度とに従って変化するものである。
【００３９】
さらに、前記インクジェット記録ヘッドにインクの予備吐出を行わせる予備吐出手段を有し、その回復手段は、検出されたインク残量と測定された経過時間とに従って、その予備吐出を含む複数の回復動作の内の１つを選択し、インクジェット記録ヘッドの回復動作を行うことが望ましい。
【００４０】
また、前記回復手段が、予備吐出をインクジェットの回復動作として選択した場合、前記吸引制御手段は、検出されたインク残量と測定された環境温度とに従って、その予備吐出時における吸引手段によるインク充填速度を変化させるように吸引手段を制御することが望ましい。
【００４１】
その吸引手段は吸引ポンプを含み、第１のインクタンクと第２のインクタンクとが接続した後に、吸引ポンプが第１のインクタンク内を減圧することによって、第２のインクタンクから第１のインクタンクにインクを充填する。
【００４２】
なお、前記複数の回復動作は、第１のインクタンクの一部のインク吸引を伴う第１の回復動作と、第１のインクタンクの全量のインク吸引を伴う第２の回復動作と、第２のインクタンクからのインク供給と前記第１のインクタンクの全量のインク吸引を伴う第３の回復動作とを含む。
【００４３】
またさらに、インク充填速度は、環境温度が低いほど、そして、インク残量が少量であるほど低速であり、環境温度が高いほど、そして、インク残量が多量であるほど高速である特性をもつ。
【００４４】
またなお、第１のインクタンクと第２のインクタンクとの間欠的な接続は、インクジェット記録ヘッドによる記録媒体への記録動作の合間になされるものである。
【００４５】
また他の発明によれば、インクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドにインクを供給する小容量の第１のインクタンクと、前記第１のインクタンクに間欠的に接続して、前記第１のインクタンクにインクを供給する大容量の第２のインクタンクと、前記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクにインクを充填するために吸引を行う吸引機構とを有した記録装置におけるインクジェット記録ヘッドの回復方法であって、前記第１のインクタンクのインク残量を検出する検出工程と、前記記録装置による前回の記録動作からの経過時間を測定する計時工程と、前記検出工程において検出されたインク残量と前記計時工程において測定された経過時間とに従って、前記インクジェット記録ヘッドの回復のために、インク充填量の異なる複数の回復動作の内の１つを選択し、該選択された回復動作に従って、前記吸引機構におけるインク充填速度を選択する選択工程と、前記選択工程において選択された回復動作と前記インク充填速度に従って、回復動作の実行および吸引機構を駆動制御する回復制御工程とを有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの回復方法を備える。
【発明の効果】
【００４６】
従って本発明によれば、検出インク残量と前回の記録動作からの経過時間とに従って、インクジェット記録ヘッドの回復のために、インク充填量の異なる複数の回復動作の内の１つを選択し、その選択された回復動作を行うが、さらにその選択された回復動作に従って、インク充填のためのインク充填速度を変化させるので、回復動作に係わる記録動作前を短縮化することができるという効果がある。
【００４７】
これにより、記録のスループットの向上に貢献する。
【００４８】
またさらに、回復動作に予備吐出が含まれる場合にも、検出インク残量と測定環境温度とに従って、その予備吐出時におけるインク充填速度を変化させるので、回復動作に係わる記録前処理時間の短縮化とインク消費量の低減との両方に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
【００５０】
なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００５１】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００５２】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００５３】
またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【００５４】
またさらに、本発明に適用可能な記録ヘッドは、インクジェット記録方式を採用したものであるが、その具体的な形態としては、電気熱変換体が発生する熱エネルギーを利用して液体に膜沸騰を生じさせ気泡を形成する形態、電気機械変換体によって液体を吐出させる形態、静電気あるいは気流を利用して液滴を形成吐出する形態など各種形態が挙げられるが、特に小型化の観点からは電気熱変換体を利用したものが好適に用いられる。
【００５５】
＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
図１〜２は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の断面図である。
【００５６】
図１に示されているように、記録ヘッドと一体化されたキャリッジ４０は矢印Ａ方向に往復走査しながらインクを吐出する。ここで、記録媒体は矢印Ａ方向とは略直行する方向（図面では紙の裏から表方向）へと搬送される。また、記録媒体を支持するプラテン９の下側にインクタンク１２が装着されている。図１はキャリッジ４０が走査できるよう、インクタンク１２がリフトダウンした状態を表している。
【００５７】
一方、図２はインクタンク１２を、支点７を回転中心として回転させリフトアップさせた状態を表した図である。
【００５８】
ここでインク袋８６、８７、８８には夫々、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のインクが収容されており、これらのインク袋には夫々、ゴム栓が挿入され、そのゴム栓には中空のインク供給針が挿入される。なお、図２は側断面図であるので、インク袋８８に対するゴム栓９１とインク供給針９４が示されており、インク袋８６、８７に対するものは不図示である。しかしながら、以下、インク袋８６、８７に対応するゴム栓やインク供給針に言及するときには、ゴム栓９２、９３、及びインク供給針９５、９６として言及する。
【００５９】
図２から分かるように、インクの供給が必要な場合のみ、インクタンク１２内のインク袋とキャリッジ４０とが連結されインク供給可能位置を作り出している。
【００６０】
図３は図２に示したインク供給可能位置におけるキャリッジの断面を、そのキャリッジ走査方向から見た図である。
【００６１】
図３に示されるエアー吸引ジョイント４８はキャリッジ４０に当接してエアーの吸引路を形成するものであり、エアー吸引ポンプ（不図示）に連結している。サブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの上部には気液分離膜５５が設けられ、エアー吸引ポンプがエアー吸引ジョイント４８と気液分離膜５５を介してサブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内のエアーを吸引することで、各色インクが貯留されるサブタンク内を減圧しサブタンクにインクを供給することができる。なお、サブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内にはスポンジ等の負圧生成部材が充填されていて、気液分離膜はその上部に設けられている。
【００６２】
以下では、便宜上、図２のようにインクタンクにキャリッジのインク供給針を挿入した状態を「インク供給可能位置」といい、図３のようにエアー吸引ジョイントがキャリッジに当接した状態を「エアー吸引可能状態」ということにする。
【００６３】
このような間欠インク供給方式を用いることで、記録ヘッド上部のサブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを簡単な構成で小容量とすることができるため、キャリッジ４０そのものの薄型化が可能であり小型、薄型のインクジェット記録装置を実現することができる。
【００６４】
さらに、図１〜図２に示される廃インク吸収体２３はインクタンク１２内に内包されているため、インクタンク１２の交換と同時に廃棄される。そのため、記録装置本体内に大容量の廃インク吸収体を設けずにすむため、更にいっそうの装置の小型化、薄型化が可能となる。
【００６５】
さらに上記の構成では、ゴム栓９１、９２、９３を消耗品であるインクタンク１２側に設け、記録装置本体側にはゴムを貫通するインク供給針９４、９５、９６を設けたため、針の挿抜を繰り返すことによるゴム栓の劣化に対して有利な構成となっている。即ち、針の挿抜を繰り返すことによる劣化したゴム栓はインクタンク１２の交換ごとに新品となるため、過剰に劣化の少ない複雑な構成や高価なゴム栓を用いずにすむため、記録装置の低コスト化に貢献する。
【００６６】
なお、以下の説明では、記録媒体の給紙、搬送及び排紙、キャリッジ走査による画像形成方法、インクタンクの取り出しと装着に関しては、本発明と直接関係はなく、これらの技術については公知であるため、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
再び、図１〜図３に戻って説明を続けると、図１はキャリッジ４０が記録可能位置にある状態も示しており、プラテン９およびインクタンク１２はリフトアップなしの位置でインクタンク１２が矢印Ｂ方向から本体プラテン下に装填されている。この状態で、記録媒体を供給した後、矢印Ａ方向へのキャリッジ４０の走査を繰り返すことで記録媒体上に画像を形成することができる。そして、その記録媒体への記録を完了させた後、次の記録媒体への記録との間、即ち、連続する記録媒体間毎に、インク残量検知機構（不図示）を用いてサブタンク内のインク量を推定し、インク量が少ないと判断された場合（例えば、記録用紙１枚分の記録に必要な量に満たない場合等）には、記録装置の状態は、図２に示す「インク供給可能位置」へ遷移する。
【００６８】
このインク供給位置は上述した通りであり、さらに図３に示されるように、吸引ジョイント４８をキャリッジ４０に当接させエアー流路を形成し、記録装置の状態を「エアー吸引可能状態」にする。
【００６９】
ここで、図３に示した記録装置の状態が「インク供給可能位置」にあって、かつ「エアー吸引可能状態」のときのインク供給動作を説明する。
【００７０】
図３に示されているように、吸引ジョイント４８のジョイント口４８ａがキャリア４０に当接し吸引口４０ａからサブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内に通じるエアー流路が形成される。その後、エアー吸引ポンプ（不図示）によりサブタンク内の空気を吸い出すと、その負圧によりインク供給針９４、９５、９６より各色のインクがサブタンクから吸い出されることでインクが供給される。
【００７１】
各サブタンクには気体と液体とを分離する気液分離膜５５が配設されているので、各サブタンクがインクで一杯になると気液分離膜にインクが接することになり、全インクがこの状態になると吸引口４０ａから空気を吸い出すことができなくなるので、自動的にインク供給が停止される。サブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内の負圧は、インク供給時は所定の負圧が生じるが、インクの供給が停止すると負圧は解消され大気圧へと戻る。
【００７２】
図１〜図２に図示されているように、記録ヘッドの保護及び吐出口からのインクを吸引するための保護／吸引キャップ（以下、吸引キャップ）が、リフトアップと同時に上下する機構を取っている。
【００７３】
図３を用いて説明したインク供給動作で、サブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内にインクが満たされると、プラテン９、インクタンク１２及び吸引キャップ６０はリフトアップ位置とフラットな位置との中間位置にセットされる。
【００７４】
図４はインクタンク１２が中間位置にある様子を示す断面図である。
【００７５】
この中間位置は、記録ヘッド６８内に残留している泡等を取り除くための回復動作を行う位置である。回復動作に際しては、ばね６３により記録ヘッド６８に対する吸引キャップ６０の密閉状態が継続されているが、インク供給針９４、９５、９６はジョイントゴム９１、９２、９３から抜かれて離れている。
【００７６】
間欠インク供給方式を採用した記録装置の回復動作については、詳しくは特願２００３−２７２０６９号で提案されているので、その詳細の説明は省略するが、従来から行われているように、記録ヘッドをキャッピングした状態で大気連通部６６を閉じた状態で吸引チューブ６７から吸引することで行われる。インクは吸引キャップ内の負圧に応じて、大気連通部を開くまで、もしくは吸引キャップ内の負圧がほぼゼロになるまで吸引される。また同様の位置において、吸引キャップ６０の大気連通部６６を開放した状態を記録装置の放置位置とする。
【００７７】
なお、記録ヘッドの回復動作には、記録ヘッドから吸引キャップやインク受け部等に向けて画像記録に寄与しないインクを吐出させることによって、インクの吐出状態を良好に維持することも含まれる。或いは、予備加熱手段を用いて記録ヘッドの温度制御を行うようにして回復性能や吐出性能をより安定化させることもできるが、これらについては従来の記録装置で一般的に行われていることであるので、これ以上の説明は省略する。
【００７８】
回復動作が完了すると、吸引キャップ６０をキャリッジ４０からばね６３の付勢力に抗して引き離し、プラテン９およびインクタンク１２を記録動作時と同じリフトアップしていないフラットな位置に復帰させる。
【００７９】
その状態、即ち、図１に示す状態において、キャリッジ４０を、右側に一旦移動させた後に、ワイパブレード１０６を上昇させ、次に、キャリッジ４０を所定の速度で左方向に移動させると、記録ヘッドの吐出口形成面に付着した不要なインクをワイピングして拭き取ることができる。
【００８０】
なお、図１は、ワイパブレード１０６を初期の待機位置にセットし、記録ヘッドが記録可能な状態になった状態を示している。この状態で記録媒体を供給して図１に示す矢印Ａ方向にキャリッジ４０を往復駆動させながら、記録ヘッド６８から画像データに対応したインクを用紙に吐出し、画像形成を行なう。
【００８１】
＜インクジェット記録装置の制御構成（図５）＞
図５は図１〜図４に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００８２】
図５に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、メンテナンスモータＭ３の制御、及び、記録ヘッド６８の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６などで構成される。
【００８３】
また、図５において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
【００８４】
さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、記録開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド３のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。
【００８５】
さらに、６４０はキャリッジ４０を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体を搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバ、６４４はメンテナンスモータＭ３を駆動させ、エアー吸引ポンプを動作させたり、キャッピング動作、ワイパブレード１０６を動作させ記録ヘッドの吐出口形成面をワイピングするなどの回復動作を行うためのメンテナンスモータドライバである。
【００８６】
ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド６８による記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッド６８に対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。
【００８７】
次に、上記のような構成を共通の構成として実行されるインク供給と回復動作のいくつかの実施例を説明する。
【００８８】
＜第１の実施例＞
図６はこの実施例に従うインク供給動作の概要を模式的に説明する図である。
【００８９】
なお、図６は図３を簡略化して説明し易くした図であり、吸引ジョイント４８とサブタンクの相対的な位置関係が、図３とは異なっている。
【００９０】
図６において、（ａ）はインクが消費されて、サブタンク内のインクが中量程度となった状態を示す。（ｂ）は、インクタンクがリフトアップしインク供給針９４がゴム栓９１に挿入されてインクの供給流路が形成された「インク供給可能位置」の状態であり、かつ吸引ジョイント４８がキャリッジ４０に当接しエアー吸引流路を形成した「エアー吸引可能状態」を示す。そして、（ｃ）はエアー吸引ポンプ（不図示）が、吸引ジョイント４８と気液分離膜５５を介してサブタンク４０内のエアーを破線の矢印方向に吸引しサブタンク４０内を減圧し、サブタンク内にインクが一点破線の矢印のように流れ込んでいる状態を示す。
【００９１】
ここで、この実施例における処理との比較のために、一般的に行われている（１）メニスカスを保護するためのインク充填制御と、（２）間欠インク供給方式を採用した場合、記録装置の放置によってサブタンク内のインク粘度が増すことに対処する回復制御について、夫々説明する。
【００９２】
（１）メニスカス保護のためのインク充填供給制御について
図７はインク充填時のポンプ速度を制御するために用いるテーブルを示した図である。
【００９３】
まず、サブタンク容量、ポンプ容量、インク物性について説明する。この実施例におけるサブタンクは、各色０．５ｃｃのインクが充填できる。そのため、３色のインクを空から満タンまで充填するためには、ポンプが１．５ｃｃのエアーをひく必要があり、実際にはインク充填時間の短縮化のためにこれよりも大きなポンプ容量を用いており、この実施例では、２．０ｃｃ吸引可能なポンプを用いる。インクは３色各インクの粘度が２５℃では約２．２ｍＰａ・ｓｅｃ、１０℃では約３．５ｍＰａ・ｓｅｃ、５℃では約４．５ｍＰａ・ｓｅｃのインクを用いている。表面張力は温度依存性が少なく、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍである。
【００９４】
上記構成において、インク充填供給時のポンプ速度は、この実施例では、環境温度と現在のサブタンク内のインク量に応じて、図７に示すように選択される。
【００９５】
図７に示される５つのポンプ速度の内、ポンプ速度５が最速で０．５ｃｃ／秒、即ち、上記ポンプストロークの２．０ｃｃを４秒で吸引する。ポンプ速度４は０．４ｃｃ／秒であり、５秒で全ストロークを吸引し、以下、ポンプ速度３は０．３ｃｃ／秒で吸引時間は約６．７秒、ポンプ速度２が０．２ｃｃ／秒で吸引時間１０秒、ポンプ速度１が最低速で０．１３３ｃｃ／秒で吸引時間は１５秒である。
【００９６】
なお、環境温度は、記録装置本体の基板上（不図示）に設けられたダイオードを用いた温度センサ６３２で検出する。温度センサ６３２は記録装置に装着されるインクタンクの温度と相関のある部位に取り付けることが好ましい。なお、温度検出の精度向上に関する技術に関しての説明はここでは省略する。
【００９７】
また、サブタンク内のインク量は、前回のインク充填からのインク消費量（インク吐出量及びインク吸引量）をカウントすることによって求められる。ここでは、３色のインク量のうち最も少ない色のインク量を用いている。なお、記録装置を長期放置した場合のインクの蒸発に関しても考慮すべきであるが、これに関する詳細な説明は特願２００３−２７２０６９号に開示されているので、ここでは省略する。
【００９８】
図７に示されているように、この実施例では、環境温度及びサブタンク内のインク量に応じてポンプ速度を制御するようにしているが、これは低温時にインク粘度が上昇し流抵抗が増加するためサブタンクへのインクの流入速度が遅くなり、結果としてサブタンク内の負圧が上がってしまいノズルのメニスカスが破壊されるのを防止するためである。
【００９９】
また、インク充填前のサブタンク内に残存していたインク量が少なく、供給すべきインク量が多い場合にも同様にサブタンク内の負圧が上昇しやすいので、ポンプ速度を落とすようにしている。
【０１００】
なお、上記ポンプ速度は、サブタンク容量、ポンプ容量、インク物性の他に、さらにエアー吸引流路の初期体積やインク供給針を含むインク供給系の総合的な流抵抗を考慮してノズルのメニスカスが破壊されないような速度に適宜変更することができる。
【０１０１】
この実施例では上記のようにポンプ速度を制御することで、ノズルのメニスカスを破壊しないようなインク充填供給を可能にしている。
【０１０２】
（２）記録装置の放置に伴う、記録ヘッドのノズルの回復方法について
通常のヘッドタンクオンキャリッジ等の方式であれば、インク未使用状態においても、その蒸発分に相当するインクはインクタンクから供給されるため、インク濃縮や粘度増加はその程度が軽微である。しかしながら、間欠インク供給方式を採用した場合、記録装置の未使用状態では、サブタンクはメインタンクから切り離されているので、サブタンク内の少量のインクはその揮発性分が蒸発してしまうと、インクが非常に濃縮されて粘度が増加してしまい、これを回復させるための特殊な回復制御を実行する必要がある。
【０１０３】
図８は、間欠インク供給方式を用いた場合に適した回復シーケンスのテーブルを示した図である。
【０１０４】
図８において、放置日数とは、記録装置が未使用状態にて放置された期間を示し、その記録装置内部に内蔵されたコイン電池（不図示）等の電源により作動する内部タイマを用いて、前回記録終了からの放置時間が計測される。また、インク量とは放置開始時の、即ち、前回記録終了時のサブタンク内インク量であり、３色のインク中、最も量が少ない色のインク量としている。なお、インク量の算出方法は前述したとおりである。
【０１０５】
図８に示すように、放置期間と放置開始時のインク量とによって、次回に記録装置を動作させたときの回復シーケンスが選択される。この回復シーケンスには「小吸引」、「先抜き吸引」、「インク入れ替え」の３種類ある。
【０１０６】
図９は一般的に行われている３種類の回復シーケンスを示したフローチャートである。
【０１０７】
図９において、（ａ）は小吸引シーケンスを、（ｂ）は先抜きシーケンスを、（ｃ）はインク入れ替えシーケンスを示す。
【０１０８】
まず、小吸引シーケンスによる回復について説明する。
【０１０９】
図９（ａ）によれば、まず、ステップＳ１３において、画像形成のためのインクを補充するためにインクの充填を行い、その後、ステップＳ１４では所定量のインクを吸引しノズルの回復を行い、次に、ステップＳ１５において記録ヘッドのノズル面のワイピングを行って、最後に、ステップＳ１６では、吸引時あるいはワイピング時にノズル内に混入したインクを排出するための予備吐出を行う。その後、ステップＳ４０における画像形成に移行する。
【０１１０】
なお、ステップＳ１３におけるインク充填は気液分離膜までインクを満タンに満たすものであり、ステップＳ１４での吸引回復時のインク吸引量は、サブタンク容量（０．５ｃｃ）の１０分の１の０．０５ｃｃとしている。
【０１１１】
小吸引シーケンスは図８からも分かるように、放置日数が短くサブタンク内のインクの蒸発があまり進んでおらず、粘度増加の程度も小さい場合に動作するようになっている。或いは、ある程度の期間、放置されたとしても、もともと放置前のサブタンク内のインク量が多かったため、蒸発の割にはインクの濃縮が激しくないと予想される場合にも用いられるようにしている。
【０１１２】
次に、先抜き吸引シーケンスによる回復について説明する。
【０１１３】
図９（ｂ）によれば、まず、ステップＳ２２において、サブタンク内のインクを全量排出する吸引（これを全抜き吸引という）を行う。これはサブタンク内のインクが蒸発して粘度が増し、濃縮しているため、次回の画像形成に適さないためである。その後、小吸引シーケンスと同様に、ステップＳ２３のインク充填、ステップＳ２４のノズル吸引回復、ステップＳ２５のワイピング、及びステップＳ２６の予備吐出を実行する。その後、ステップＳ４０の画像形成に移行する。
【０１１４】
ここで、全抜き吸引とはノズル面に長時間、負圧をかけ続けてサブタンク内のインクを全量排出することである。具体的には、例えば、インク吸引ポンプを、サブタンク内の最大インク量、即ち、３つのサブタンク容量の合計（０．５ｃｃ×３）よりも多い２．０ｃｃ吸引するよう動作させ、その状態で数十秒程度の間は大気連通させないような手順を取れば、ノズル面には大気連通までの間、負圧がかかり続けサブタンク内のインクが全量排出される。
【０１１５】
最後に、インク入れ替えシーケンスによる回復について説明する。
【０１１６】
図９（ｃ）によれば、まず、ステップＳ３１では、ノズル近傍の非常に粘度の高くなったインクを友洗いするためのフレッシュインクをサブタンク内に充填し、次に、ステップＳ３２では記録ヘッドのノズル面に負圧をかけて上述した全抜き吸引を行いサブタンク内のインクを全量排出する。このとき同時にノズル近傍の粘度の高くなったインクをフレッシュインクにて再溶解しつつ洗い流す。その後、ステップＳ３３では、画像形成のためのインクをサブタンクに充填する。これ以降は、小吸引シーケンスや先抜き吸引シーケンスと同様に、ステップＳ３４ではノズル吸引回復を、ステップＳ３５ではワイピングを、ステップＳ３６では予備吐出を実行する。その後、ステップＳ４０の画像形成に移行する。
【０１１７】
インク入れ替えシーケンスは、図８からも分かるように、放置日数が１年等、非常に長期間放置された場合で、サブタンク内のインクの揮発性成分がほとんど蒸発してしまってインク粘度の増大が激しい場合に動作するようになっている。また、放置日数が１００日程度であっても、もともとサブタンク内にインクが少量しかない状態で放置された場合などは、放置期間がやや短く、蒸発量が若干少なくとも、インク粘度の増大が激しいと予想されるので、インク入れ替えシーケンスを実行するようにしている。
【０１１８】
また、図８から分かるように、先抜き吸引シーケンスは、小吸引シーケンスとインク入れ替えシーケンスの中間の状態の時に実行する。
【０１１９】
なお、インク蒸発量に関しては詳述しないが、インク供給針の内径を細くしたり、サブタンクそのものからの蒸発を防ぐ工夫をしたり、あるいはキャップ側のゴム厚やチューブ材質を改善したりして、極力減らすことが好ましい。この実施例では、常温常湿の環境下では、インク１色あたり約１ｍｇ／日にまで蒸発量を抑えている。    
以上、一般的に行われている、（１）メニスカスを保護するためのインク充填制御と、（２）間欠インク供給方式を採用した場合、記録装置の放置によってサブタンク内のインク粘度が増すことに対処する回復制御に関して説明した。
【０１２０】
なお、図９に示した処理においては、実行するシーケンスの種類を問わず、インク充填（ステップＳ１３、Ｓ２３、Ｓ３１、及びＳ３３）については、図７に示すような環境温度とインク量とに従って設定されたポンプ速度でポンプが駆動されるよう制御を行っている。
【０１２１】
次に、この実施例に従うインク供給及び回復動作について説明する。
【０１２２】
図１０はこの実施例においてインク充填時のポンプ速度を制御するために用いるテーブルを示した図である。図１０において、ポンプ速度の具体的な数値は図７に関して説明したものと同じとする。図１０と図７とを比較すると分かるように、この実施例では、環境温度１０℃以上では環境温度の変化に応じてポンプ速度を変えていない。
【０１２３】
図１１はこの実施例に従う３種類の回復シーケンスを示したフローチャートである。
【０１２４】
図１１において、（ａ）は小吸引シーケンスを、（ｂ）は先抜きシーケンスを、（ｃ）はインク入れ替えシーケンスを示す。
【０１２５】
なお、図１１において、図９のフローチャートで既に説明したのと同じステップについては同じステップ参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【０１２６】
図１１と図９とを比較すると分かるように、図１０に示すテーブルは先抜き吸引シーケンス、あるいはインク入れ替えシーケンスが選択された場合に、インク充填時（ステップＳ２３、Ｓ３１、Ｓ３３）のインク充填制御を決定するために用いられる。
【０１２７】
このようにして、この実施例では回復シーケンスの種類に応じてインク充填方法を適正化し、記録前処理に要する時間を短縮するようにしている。
【０１２８】
例えば、先抜き吸引シーケンスが選択された場合、ステップＳ２３でインクを充填する前のステップＳ２２では全抜き吸引を行っているため、メニスカス保護のためのポンプ速度の制御を行っても不必要に時間がかかるだけなので、この実施例ではこのようなメニスカスを破壊する全抜き吸引後のインク充填に関しては、環境温度が１０℃以上の常温ではポンプ速度をポンプ速度３に固定してインク充填を行うようにしている。
【０１２９】
この場合、図１０によれば、サブタンク内のインクが全量排出されているため、インク充填には最小インク量である０．１ｃｃ未満が選択され、さらに環境温度が常温であるためポンプ速度３が選択されるのである。なお、環境温度が１０℃よりも低い場合は、サブタンク内が満タンとならない場合があるので、常温よりも１ランクだけ、ポンプ速度を落として時間をかけてインク充填するようにしている。
【０１３０】
また、インク入れ替えシーケンスのステップＳ３１のインク充填も、次のステップＳ３２の全抜き吸引によりメニスカスが破壊されるため、ステップＳ３１でメニスカスの保護を達成する必要がない。従って、環境温度が常温であれば、図１０に示すように、サブタンクのインク量に応じて、ステップＳ３１ではポンプ速度３〜５のいずれかを用いて短時間でインク充填を行うようにしている。また、ステップＳ３３においてもステップＳ２３と同様の理由でポンプ速度３を用いてインク充填時間を短縮化し、結果として記録前処理時間を短くしている。
【０１３１】
このように、この実施例ではインク充填時の制御を、回復シーケンスの種類に応じて最適化することで、記録前のインク充填及び回復動作に要する前処理時間を短縮化することができ、トータルな記録時間の短縮を実現している。
【０１３２】
なお、この実施例で用いたエアー吸引ポンプ（あるいはインク吸引ポンプ）としては、シリンジポンプの他にチューブポンプも用いることができる。シリンジポンプは、吸引量や吸引速度を制御するためにポンプストロークやポンプ速度を制御する古典的なものである。チューブポンプは、駆動の時間と速度をパラメータとして自由に吸引動作させることができるという特徴がある。しかし、その反面、吸引量の定量性を確保するには、駆動の時間と速度を厳密に制御する必要がある。この実施例では、比較的コンパクトであり、しかも定量制御が容易であるという理由から前者のシリンジポンプを用いている。
【０１３３】
また、この実施例で用いている気液分離膜５５は多孔質体であって、気液の分離作用は微細な穴とインクの接触によって発生する毛管力（メニスカス力）によって生じる。一般的にその穴の径を小さくすればするほど、インクを通しにくくなるが同時に通気性（ガーレー数とも言う）が悪くなってしまう特性がある。また、このときメニスカス力が大きくなり膜の耐圧も大きくなる。この実施例では気液分離膜５５として、インクに対する耐圧と実用的な通気性を考慮し、ＰＴＦＥ製で孔サイズが０．１μｍから１μｍ、膜厚は２５０μｍ、インクに対する耐圧は１００ｋＰａ前後のものを用いている。
【０１３４】
また、この他にも気液分離機能をもつものであればよく、インクの種類や使用形態に応じて、種々の材質のものを用いることができる。例えば、四弗化エチレン樹脂に類する樹脂多孔質材料からなる気体透過膜の他、磁器、陶器の素焼き、セラミック等、またはそれに類する多孔質材料を用いることもできる。また、気体が通過するときに開き、液体が通過しようとしたときに閉じる機械的な構成の弁を気体透過部材として用いても良い。
【０１３５】
なお、特許文献３に開示されているように、インクがインク収容部材の下側から充填されて、遅れて気液分離膜に到達するように構成することでインク供給性能が安定する。また、気液分離膜とインク収容部材との間に空間を設け記録ヘッドからのインク消費に伴い気液分離膜直下に空間ができるようにし、インクとの接触時間を減らすことで次回のインク供給を可能にすると共に、膜の寿命を向上させることができる。
【０１３６】
なお、過度に気液分離膜に負圧がかかるのを防止するために、エアー吸引ポンプには開放弁（不図示）等による圧力リミッタを設けるのが好ましい。
【０１３７】
また、エアー室及びサブタンク内を減圧するためのエアー吸引ジョイント４８は、サブタンク壁との密着が必要であるためシリコンゴム等とするのが好ましい。密着するサブタンク面もフラットであることが好ましく、吸引ジョイントの材質や、サブタンク面の面粗さに応じて適宜当接圧を設定すればよい。
【０１３８】
さらに、インク供給針９４はインクに対する腐食に強いＳＵＳパイプが好ましく、ゴム栓へのダメージや、記録装置放置時のインク供給針からの蒸発、インク供給時の流抵抗等の点からその外径／内径を設定すればよい。もちろん中空針にしてもよいし、横穴針でも問題ない。
【０１３９】
またさらに、この実施例のインク袋としては、アルミシートの片側をポリプロピレンコートし、片側をポリエチレンコートしたシートを６ｃｍ×１３ｃｍに切り出し、ＰＰ側を内側として折りたたみ、３辺を５ｍｍ幅で接着したものを用いた。
【０１４０】
またさらに、この実施例のゴム栓９１は塩素化ブチルゴムとしているが、インク袋内のインクの蒸発や、リフトアップ時のインク針の挿入力に応じてゴム材質を選択することができる。
【０１４１】
またさらに、この実施例のサブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内にはインクを保持して所定の負圧を生成するための負圧生成部材が充填されている。例えば、スポンジ等のインク収容部材がサブタンク４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内に配置される。インク収容部材を形成する材料としては、ウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、セルロース等の高密度発泡体を採用することが可能であり、発泡体の毛細管力によって負圧が発生する。
【０１４２】
このインク収容部材によって生じる負圧は、記録ヘッドにおけるインクの吐出を安定化させるためには、一般的におよそ−５００Ｐａ以上が望ましく、インクの使い切りまで負圧の上昇が少ないものが好ましい。
【０１４３】
またさらに、キャリッジ４０の成型材料としては、ここでは加工上の成形性の良さと、インクに対する接液性の良さからポリサルフォンを用いている。ただし、サブタンクの材料でもあるため、インクの蒸発やガス透過性を考慮してその肉厚を設定したり、必要に応じて蒸発抑制部材でカバーすることも可能である。
【０１４４】
またさらに、この実施例では、放置時間（放置日数）を記録装置内部に内蔵されたタイマを用いているが、記録装置に接続されるコンピュータなどの装置から取得した時刻情報を基に、前回の記録終了時の時刻を記録装置内のメモリに格納しておき、回復動作を行う際の時刻とから放置時間を計測する構成としても良い。この構成によると、記録装置内にタイマを内蔵しなくても良いため、記録装置の低コスト化に貢献する。
【０１４５】
またさらに、この実施例では、記録終了時のサブタンク内のインク残量を基に、環境温度や放置時間を考慮して回復動作を行うときのインクの状態に応じた適切なポンプ速度、回復シーケンスを行う回復動作を実施しているが、サブタンク内のインク残量やインク濃度を検出可能な構成を備えた記録装置では、回復動作を行う前にインクの状態を検出し、インクの状態に応じた回復動作を実行してもよい。このようにすることで、インクの状態に応じた適切な回復動作を実行することができ、回復動作に要するインク量を低減させることや、回復動作実行後の吐出不良を低減させることが可能となる。
【０１４６】
以上説明したように、この実施例に従えば、インク充填時の制御を、回復シーケンスの種類に応じて最適化することで記録前のインク充填及び回復動作に要する処理時間を短縮化することができ、スループット向上に貢献する。
【０１４７】
＜第２の実施例＞
この実施例では、回復シーケンスとして第１の実施例で説明した３種類の回復シーケンスに加え、予備吐回復シーケンスを設けた例について説明する。
【０１４８】
記録ヘッドのノズルには、前回の画像記録後はインクが充填しているが、放置期間に応じてノズルに泡が混入する場合がある（以下、このような泡を「放置泡」という）。そのため、次回の画像記録の前には、放置泡の観点からは第１の実施例のように、インクの充填及びノズルの吸引回復を行うことが好ましい。しかしながら、短期間の放置の後に画像を形成することが頻繁である場合には、ノズルの吸引回復も頻繁に行われてしまい、結果として吸引によりインク排出によるインク消費量が多くなり、記録装置の運用コストの上昇を招く。
【０１４９】
そこで、この実施例では、より短期間の放置であれば放置泡の混入も少ないことから、ノズルの回復を吸引で行うのではなく、予備吐出のみで行うようにしている。
【０１５０】
図１２は予備吐回復シーケンスを示すフローチャートである。
【０１５１】
図１３はこの実施例に従う間欠インク供給方式を用いた場合に適した回復シーケンスのテーブルを示した図である。
【０１５２】
図１２に示した予備吐回復シーケンスは、図１３に示したように、記録装置の放置期間がさらに短い場合において用いられるようになっている。
【０１５３】
放置期間が短い場合は、まず、ステップＳ３において、インクの充填を行う。このインク充填制御に関しては、あとで詳細に説明する。
【０１５４】
次に、ステップＳ４では、予備吐出を行ってノズルの回復を行う。この予備吐出量としてはノズルの極近傍の少量のインクを排出するだけでもかまわないが、下記のような観点で予備吐出の発数を多くして、吐出量を増やしてもかまわない。
【０１５５】
ステップＳ３におけるインク充填終了時は、インクがサブタンク内の気液分離膜まで満タンに入った状態である。このとき、図６（ｃ）にも示されているように、インク供給針内もインクで満たされた状態でインク充填が終了する。従って、インク供給針内等のインクはサブタンク内のスポンジに拘束されていない自由インクであり、針からのインク漏れ等を引き起こす可能性があり好ましくない。そのため、例えば、ステップＳ４における予備吐出回復では、そのインク供給針からスポンジまでのインク流路の体積分のインクを排出するように、予備吐出の発数を増やしてもよい。
【０１５６】
その後、処理はステップＳ５に進み、ワイピングを実行するが、ここでのワイピングは既に説明したステップＳ１５、Ｓ２５、Ｓ３５と同様のワイピングである。一方、ワイピング後の、ステップＳ６における予備吐出に関しては、ステップＳ１６、Ｓ２６、Ｓ３６における予備吐出の発数よりも大幅にその発数を減らしてかまわない。なぜなら、ステップＳ１６、Ｓ２６、Ｓ３６における予備吐出は、ノズルの吸引回復後の予備吐出であり、ノズル内に他色のインクが多く混色しているのに対し、ステップＳ６での予備吐出時は、ステップＳ５でのワイピングにより記録ヘッドのノズル面に付着していたインクをノズルに押し込んでしまったことによる若干の混色しか発生していないからである。
【０１５７】
この実施例では、ステップＳ４における予備吐出時の予備吐出発数としては、各色インクに関し、約０．０１５ｃｃのインクを消費する程度の予備吐出発数としている。この実施例では、２５６個のノズルを有した記録ヘッドを想定しており、インク１滴の吐出量が２ｐｌであるため各ノズルとも約３万発の予備吐出を行うようにしている。また、ステップＳ６におけるワイピング後の予備吐出では、予備吐出発数を２００発としている。
【０１５８】
なお、参考までに、前述したステップＳ１６、Ｓ２６、Ｓ３６での予備吐出発数は３万発としている。この発数は吸引後の混色が解消される程度の発数として設定したものである。
【０１５９】
このように、この実施例では、短期間の放置の後であれば、予備吐出のみで記録ヘッドを回復するようにしたため、ノズル吸引を行わなくてもよいのでインク消費量を減らすことができる。
【０１６０】
この予備吐回復シーケンスにおいて、ステップＳ３のインク充填制御は、図１４に示すテーブルを参照して行うようにしている。
【０１６１】
図１４は、予備吐出回復シーケンスにおけるインク充填時のポンプ速度を制御するために用いるテーブルを示した図である。
【０１６２】
図１４によれば、図７で説明したのと同様な方法でポンプ速度を決定した後に、その速度の１.５分の１の速度まで、吸引速度を落としてゆっくりとインク充填するようにしている。
【０１６３】
予備吐回復シーケンスでは、記録ヘッドのノズルのメニスカスを破壊しないようにすることが最も重要で、仮にあるノズルからメニスカスを破ってエアーが混入してきた場合、そのノズルをステップＳ４の予備吐回復、ステップＳ５のワイピング、ステップＳ６の予備吐出で回復させることは不可能で、回復させるためにはノズルからのインク吸引が必要となってしまうためである。
【０１６４】
そのため、この実施例では、予備吐回復シーケンスを実行する場合、ステップＳ３におけるインク充填として、第１の実施例で説明したよりも、よりポンプ速度を低下させ、メニスカス保護の信頼性向上を図っている。
【０１６５】
ポンプ速度は、図１４からも分かるように、環境温度とサブタンク内のインク量とによって制御するようにしているが、この実施例においては環境温度の検知精度誤差やインク量のカウント誤差等を考慮したとしても、確実にノズルのメニスカスが保護できるようにポンプ速度をより低速なものとしている。
【０１６６】
以上説明してきたように、この実施例に従えば、第１の実施例に加えて、記録装置の放置期間がより短い場合に対処するために、予備吐回復シーケンスを設け、このシーケンスを含めた回復シーケンスのそれぞれにおいて回復動作に応じて必要とされるインク充填制御を最適化しているので、第１の実施例の効果に加えて、予備吐回復シーケンスの信頼性を向上させることができる。
【０１６７】
なお、第１の実施例で説明した構成でも、仮に上述の誤差が原因で、ステップＳ１３におけるインク充填時にノズルのメニスカスが破れる場合があったとしても、その程度は小さいので、次のステップＳ１４におけるノズル吸引回復時にこれを回復させることができる。ただし、このノズル吸引回復では、ノズルから大量にエアーが混入してしまった場合には回復させることができない。これに対処するため、第２の実施例で説明したような、メニスカス保護に関しての信頼性の高いインク充填を第１の実施例におけるステップＳ１３に適用すると、常に記録前のインク充填及び回復動作に要する時間が長くなってしまい好ましくない。従って、第２の実施例のように回復動作に応じてインク充填制御を変化させるようにすることで、記録前処理時間の短縮化と、インク消費量の低減とを両立することができるのである。
【０１６８】
さらに、以上の実施例において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【０１６９】
以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク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等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【０１７０】
また以上の実施例はシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置を例として説明したが、本発明はこれに限らず、記録可能な記録媒体の最大幅の長さを持つフルライン記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置にも、本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数の記録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個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【０１７１】
加えて、以上の実施例のようなシリアルスキャンタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、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インクの供給が可能になる交換自在のカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【０１７２】
さらに加えて、本発明のインクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力装置として用いられるものの他、リーダ等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の形態を採るもの等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の断面図である。
【図２】本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の断面図である。
【図３】図２に示したインク供給可能位置におけるキャリッジの断面を、そのキャリッジ走査方向から見た図である。
【図４】インクタンク１２が中間位置にある様子を示す断面図である。
【図５】図１〜図４に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施例に従うインク供給動作の概要を模式的に説明する図である。
【図７】インク充填時のポンプ速度を制御するために用いるテーブルを示した図である。
【図８】間欠インク供給方式を用いた場合に適した回復シーケンスのテーブルを示した図である。
【図９】一般的に行われている３種類の回復シーケンスを示したフローチャートである。
【図１０】第１の実施例においてインク充填時のポンプ速度を制御するために用いるテーブルを示した図である。
【図１１】第１の実施例に従う３種類の回復シーケンスを示したフローチャートである。
【図１２】第２の実施例に従う予備吐回復シーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施例に従う間欠インク供給方式を用いた場合に適した回復シーケンスのテーブルを示した図である。
【図１４】予備吐出回復シーケンスにおけるインク充填時のポンプ速度を制御するために用いるテーブルを示した図である。
【符号の説明】
【０１７４】
９    プラテン
１２  インクタンク
２３  廃インク吸収体
４０  キャリッジ
４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ  サブタンク
４８  吸引ジョイント
５５  気液分離膜
５５ａ  エアー室
６０  吸引キャップ
６３  キャップバネ
８６、８７、８８  インク袋
９１、９２、９３  ゴム栓
９４、９５、９６  インク供給針
１０６  ワイパ
【図１】
2006056114.tif 000003
【図２】
2006056114.tif 000004
【図３】
2006056114.tif 000005
【図４】
2006056114.tif 000006
【図５】
2006056114.tif 000007
【図６】
2006056114.tif 000008
【図７】
2006056114.tif 000009
【図８】
2006056114.tif 000010
【図９】
2006056114.tif 000011
【図１０】
2006056114.tif 000012
【図１１】
2006056114.tif 000013
【図１２】
2006056114.tif 000014
【図１３】
2006056114.tif 000015
【図１４】
2006056114.tif 000016