(57)【要約】【課題】印字動作の際中においてもインクの吐出不良を確実に検出することができるインクジェット記録装置の提供。【解決手段】記録ヘッド４３は、本体と、電極１００（１００〜１０３）とを有している。本体は、ノズルプレート９８を備えている。電極１００〜１０３は、ノズルプレート９８の表面に配置されている。電流センサは、接続端子５１〜５４を介して電極１００〜１０３に接続され、各電極１００〜１０３に流れる電流値を測定する。各電極１００〜１０３は、吐出されるインクの色に対応している。各電極１００〜１０３は、ノズル孔４８の周縁から１μｍ〜５μｍだけ離隔されている。ノズルプレートは、表面に撥水膜１２０が形成されている。上記電極１００〜１０３は、複数のノズル孔４８同士を直列に接続する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル孔が配列されたノズルプレートを有する記録ヘッド本体と、
上記ノズル孔を挟んで隣接配置された電極と、
上記電極間に所定の電圧を印加し、当該電極間に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出結果に基づいて当該電極間が導通状態であることを判断する判断手段と、を備えたインクジェット記録装置。
【請求項２】
上記電極は、上記ノズルプレートの表面に配置されている請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
上記電極は、上記ノズル孔の周縁から略１μｍ〜５μｍだけ離隔されている請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
上記ノズルプレートは、表面に撥水層が形成されている請求項２又は３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
上記電極は、上記複数のノズル孔同士を直列に接続するように配置されている請求項２から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
上記複数のノズル孔は、吐出されるインクの色ごとに配置されている請求項５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
上記電極は、上記ノズル孔内に正常に形成されたメニスカスにのみ接触する位置に、上記ノズル孔の内周面に露出した状態で上記ノズルプレートに埋設されている請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
上記ノズルプレートは、表面に設けられた撥水層と当該撥水層に積層された絶縁層とを有し、上記電極は、上記絶縁層と上記撥水層との間に挟み込まれている請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
上記電極は、上記複数のノズル孔同士を並列に接続するように配置されている請求項７又は８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
上記複数のノズル孔は、吐出されるインクの色ごとに配置されている請求項９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
複数のノズル孔が配列されたノズルプレートを有する記録ヘッド本体と、
前記ノズルプレートにおいて、上記ノズル孔を挟んで隣接配置された電極と、
を備えたインクジェット記録ヘッド。
【請求項１２】
上記電極は、上記ノズルプレートの表面に配置されている請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１３】
上記電極は、上記ノズル孔の周縁から略１μｍ〜５μｍだけ離隔されている請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１４】
上記ノズルプレートは、表面に撥水層が形成されている請求項１２又は１３に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１５】
上記電極は、上記複数のノズル孔同士を直列に接続するように配置されている請求項１２から１４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１６】
上記複数のノズル孔は、吐出されるインクの色ごとに配置されている請求項１５に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１７】
上記電極は、上記ノズル孔内に正常に形成されたメニスカスにのみ接触する位置に、上記ノズル孔の内周面に露出した状態で上記ノズルプレートに埋設されている請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１８】
上記ノズルプレートは、表面に設けられた撥水層と当該撥水層に積層された絶縁層とを有し、上記電極は、上記絶縁層と上記撥水層との間に挟み込まれている請求項１７に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１９】
上記電極は、上記複数のノズル孔同士を並列に接続するように配置されている請求項１７又は１８に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項２０】
上記複数のノズル孔は、吐出されるインクの色ごとに配置されている請求項１９に記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に関し、特に、上記インクジェット記録ヘッドの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からインク滴を被記録媒体に吐出することによって当該被記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置が提供されている。インク滴は、インクジェット記録装置に備えられたインクジェット記録ヘッドから吐出される。インクジェット記録ヘッドは、インク滴が吐出される複数のノズルと、圧電素子、歪電素子又は発熱素子等のアクチュエータとを備えている。このアクチュエータの撓みや熱によるインクの局部的な沸騰により、上記ノズルからインク滴が吐出される。このインクジェット記録ヘッドは、被記録媒体の搬送方向と直交する方向に往復移動する走査キャリッジに搭載されている。被記録媒体は、上記搬送方向に所定の改行幅ごとに搬送され、当該改行ごとに上記走査キャリッジが移動される。走査キャリッジの移動に伴ってインクジェット記録ヘッドが所定のタイミングでノズルからインク滴を吐出する。これにより、当該被記録媒体に画像が記録される。
【０００３】
インクジェット記録装置では、すべてのノズルから確実にインク滴が吐出されていることが重要である。なぜなら、複数のノズルのうち一つにでも異物が詰まったり、あるいは、気泡が混入したりすると、インク滴の吐出不良が生じて画質が低下するからである。ノズルの詰まりや気泡の混入が未然に防止されるために、一般に、インクジェット記録ヘッドの吸引動作（パージ）や空吐出動作（フラッシング）が行われるようになっている。ところが、これらの動作は、ノズルの詰まりや気泡の混入を直接検知するものではない。そのため、従来では、ノズルの詰まりを積極的に検出することができるインクジェット記録装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９１４６３公報
【特許文献２】特開平３−２０２３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のインクジェット記録装置では、ノズルの詰まりが検出されるために、インクジェット記録ヘッドが通常の印字領域とは異なる所定の検出位置（典型的にはパージあるいはフラッシングが行われる位置）に移動されなければならなかった。すなわち、印字中あるいは印字直前にノズルの詰まりが検出されることはなく、そのため、ノズルが詰まっている状態で印字動作がなされるおそれもあり、その結果、ノズルの詰まりが確実に発見されるためには、ユーザーが印字後の画像を確認するほかは方法がなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、印字動作の際中においてもノズルの詰まりや気泡の混入によるインクの吐出不良を確実に検出することができるインクジェット記録ヘッド及びこれを搭載したインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(1) 上記目的が達成されるため、本発明に係るインクジェット記録ヘッドは、複数のノズル孔が配列されたノズルプレートを有する記録ヘッド本体と、前記ノズルプレートにおいて、上記ノズル孔を挟んで隣接配置された電極とを備えている。
【０００８】
インクジェット記録ヘッドからインク滴が良好に吐出されるためには、ノズル孔内にメニスカスが正常に形成され、且つインクジェット記録ヘッドに設けられた圧電素子等の変形（振動）にメニスカスが追従する必要がある。ここで、「正常なメニスカス」とは、断面視でインク液面がノズル孔の出口周縁から内奥側に凹となる曲面状に形成された状態をいい、インク液面がノズル孔の出口周縁に位置することをいう。正常なメニスカスが形成された状態において、インクがインク滴としてノズル孔から吐出されるときには、当該インクは、次のような挙動を示す。すなわち、上記圧電素子等が変形することにより、上記正常なメニスカスは、一旦ノズル孔の内奥側にさらに待避し、その後、当該圧電素子等の変形が復帰されることに伴ってインクがノズル孔から弾かれるようにして押し出される。
【０００９】
仮に、インク滴が吐出される前に既にノズル孔に空気等が侵入してしまっているときは、メニスカスはノズル孔の内奥部まで待避してしまうので、このインクは、ノズル孔から飛び出すことはできない。また、仮に、インク滴が吐出される前にノズル孔よりも上流側の流路に気泡が既に存在しているときは、上記圧電素子等が変形したとしても、この気泡が一種の緩衝材として機能してしまう。すなわち、インク滴の吐出前にメニスカスが正常に形成されていたとしても、上記圧電素子等の変形によるインクの圧力変化が上記気泡を変形させてしまい、ノズル孔内のインクは、ノズル孔から飛び出すことはできない。しかし、正常なメニスカスが上記圧電素子等の変形（振動）に追従したときは、当該インクは、上記圧電素子の変形に伴って、一旦ノズル孔内に待避した後、柱状となってノズル孔の外部に突出し、当該柱状のインクの一部が離脱してインク滴となって飛び出す。
【００１０】
一方、インク滴が離脱した後のインクの柱は、再び当該ノズル孔側へ退避することになる。ただし、そのとき、インクの柱の端部が上記インク滴の離脱の反作用によって径方向に広がり、当該ノズル孔の開口周縁の周囲に付着する。しかし、ノズル孔の内部は常時負圧（大気圧以下）となっているから、上記インクの柱はノズル孔内に引っ張られるようにして退避する。したがって、これに引きずられるようにしてノズル孔の開口周縁の周囲に付着したインクも当該ノズル孔内に退避する。ノズル孔内に退避したインクは、再び上記正常なメニスカスを形成する。
【００１１】
本発明では、上記電極が上記ノズル孔を挟んで隣接配置されているので、前述のようにインク滴がノズル孔から飛び出した後にインクの一部がノズル孔の開口周縁の周囲に付着した場合には、当該インクが導電材として機能する。したがって、電極間に電圧を印加すると、当該インクが付着することによって上記電極間に電流が流れる。よって、この電流量を監視すれば当該電極間が導通状態であるか否かを判断でき、更にそれに基づいて、ノズル孔からインク滴が確実に吐出されたことが検知できる。
【００１２】
(2) 上記電極は、上記ノズルプレートの表面に配置されているのが好ましい。前述のように、インク滴がノズル孔から吐出されると、インクの一部がノズル孔の開口周縁の周囲に付着する。したがって、上記電極が上記ノズルプレートの表面に配置されることにより、上記ノズル孔の開口周縁に付着したインクが導電材として確実に機能するので、電流量を監視することで上記電極間が導通状態となったことが確実に判断される。
【００１３】
上記電極は、上記ノズル孔の周縁から略１μｍ〜５μｍだけ離隔されているのが好ましい。前述のように、インク滴がノズル孔から吐出されると、インクの一部がノズル孔の開口周縁の周囲に付着するが、このとき、当該インクは、通常、ノズル孔の直径よりも１０μｍ程度大きい直径の円形に広がる。したがって、ノズル孔の開口周縁に付着したインクが導電材としてより確実に機能するので、電流量を監視することで上記電極間が導通状態となったことがより確実に判断される。
【００１４】
上記ノズルプレートは、表面に撥水層が形成されているのが好ましい。この撥水層が設けられることにより、一旦ノズルプレートの表面に広がったインクは、速やかにノズル孔内へ退避することができ、上記正常なメニスカスが速やかに再形成され得る。
【００１５】
上記電極は、上記複数のノズル孔同士を直列に接続するように配置されているのが好ましい。これにより、インクが各ノズル孔から弾き出されたときに、複数のノズル孔のいずれか一つにおいても電極間が導通状態とならなければ、インク滴が吐出された後にインクがノズルプレートの表面に付着していないことが検知され得る。すなわち、ノズル孔からインク滴が飛び出していなかったことが検知される。
【００１６】
特に、上記複数のノズル孔は、吐出されるインクの色ごとに配置されているのが好ましい。これにより、ノズル孔からインク滴が飛び出していなかったことが各色ごとに検知される。前述のように、インク滴がノズル孔から飛び出さなかった理由は、ノズルへの異物の詰まりや気泡の混入等さまざまであるが、これを解消するための措置として、吸引や空吐出等が施される。その場合、すべての色について吸引又は空吐出が行われる必要はなく、インク滴が飛び出さなかった色のノズル孔についてのみかかる措置が施されればよいので、無駄にインクが廃棄されることがない。
【００１７】
(3) また、上記電極は、上記ノズル孔内に正常に形成されたメニスカスにのみ接触する位置に、上記ノズル孔の内周面に露出した状態で上記ノズルプレートに埋設されているのが好ましい。前述のように、インク滴がノズル孔から飛び出すためには、メニスカスがノズル孔の開口周縁に位置するように形成されていなければならない。すなわち、上記正常なメニスカスが形成されていなければならない。
【００１８】
本発明では、上記電極は、正常に形成されたメニスカスにのみ接触するので、インク滴がノズル孔から飛び出す前に正常なメニスカスが形成されているならば、当該電極間は導通状態となる。すなわち、インク滴がノズル孔から飛び出す前に気泡等の存在を理由として不正常なメニスカスが形成されているならば、当該電極間は絶縁状態となる。
【００１９】
前述のように、上記圧電素子等が変形すると、上記正常なメニスカスは、一旦ノズル孔の内奥側にさらに待避する。したがって、このときに上記電極間が導通状態から絶縁状態へと変化する。さらに、上記圧電素子等の変形が復帰されると、当該ノズル孔内のインクが弾かれるようにして当該ノズル孔から飛び出す。したがって、このときに上記電極間が絶縁状態から再び導通状態へと変化する。また、インク滴が吐出された後は、当該インクが再び当該ノズル孔内へ戻って上記正常なメニスカスが形成されるから、この導通状態が維持される。上記判断手段は、当該電極間に流れる電流に基づいて導通状態であることを判断するから、インク滴の吐出の前後において上記電極間が瞬間的に導通状態から絶縁状態へと変化し、再び導通状態に変化したことを判断することができる。すなわち、インク滴の吐出の前後において、ノズル孔内にインク滴の吐出が可能なメニスカスが形成されていること、換言すれば、インク滴の吐出の前後において、正常なメニスカスがノズル孔内でインク滴の吐出が可能な挙動（正常な挙動）を示していることが検知され得る。
【００２０】
上記ノズルプレートは、表面に設けられた撥水層と当該撥水層に積層された絶縁層とを有し、上記電極は、上記絶縁層と上記撥水層との間に挟み込まれているのが好ましい。この場合、上記正常なメニスカスが形成されているならば、上記電極間が確実に導通状態となる。また、ノズル孔の上流側の流路に存在するインクによって上記電極間が導通されることはない。したがって、上記判断手段の誤動作が確実に防止される。
【００２１】
上記電極は、上記複数のノズル孔同士を並列に接続するように配置されているのが好ましい。これにより、インクが各ノズル孔から押し出されたときに、複数のノズル孔のいずれか一つにおいても電極間が絶縁状態とならなければ、上記正常なメニスカスがインク滴を吐出することができる挙動を示していないことが判断され得る。すなわち、ノズル孔からインク滴が飛び出し得る状態となっていないことが検知される。
【００２２】
特に、上記複数のノズル孔は、吐出されるインクの色ごとに配置されているのが好ましい。これにより、上記正常なメニスカスがインク滴を吐出できる挙動を示していないことが各色ごとに検知される。前述のように、正常なメニスカスが形成されていない理由はさまざまであるが、これを解消するための措置として、吸引や空吐出等が施される。その場合、すべての色について吸引又は空吐出が行われる必要はなく、インク滴が飛び出さなかった色のノズル孔についてのみかかる措置が施されればよいので、無駄にインクが廃棄されることがない。
【００２３】
(3) また、上記インクジェット記録ヘッドと、上記電極間に所定の電圧を印加し、当該電極間に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部の検出結果に基づいて当該電極間が導通状態であることを判断する判断手段と備えたインクジェット記録装置が構成され得る。このインクジェット記録装置では、インクジェット記録ヘッドからインクが良好に吐出されたか否かが確実に検知され得る。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、印字の際に、インク滴が確実に吐出されたこと、あるいはインク滴の吐出前にインク滴が確実に吐出される状態にあることが検知されるので、何らかの原因によりインク滴の吐出不良が発生したとき、あるいはインク滴の吐出不良が発生する蓋然性が高いときは、印字中（典型的には、改行時におけるフラッシング動作中、あるいは印字直前のフラッシング動作中）であってもこれが確実に検知される。また、インクジェット記録装置では、一般に印字中であっても定期的にフラッシングやパージによってインクジェット記録ヘッドの詰まりや気泡の滞留が防止される。したがって、上記インク滴の吐出不良等が検知されたときは、定期的なフラッシング等の際に当該吐出不良の是正が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合機１０（インクジェット記録装置）の外観斜視図である。
【００２８】
複合機１０は、下部にプリンタ部１１を、上部にスキャナ部１２を一体的に備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device）であり、プリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能を有する。複合機１０のうちプリンタ部１１が本発明に係るインクジェット記録装置に相当する。プリンタ機能以外の機能が省略されていてもよい。したがって、本発明は、スキャナ部１２が省略され、スキャナ機能やコピー機能を有しない単機能のプリンタにも適用され、さらに通信部を備えたファクシミリ機能等を有するものにも適用され得る。
【００２９】
本発明が複合機であるインクジェット記録装置として実施される場合には、本実施形態に係る複合機１０のような小型装置として構成されてもよいし、複数の給紙カセットや自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）を備えた大型装置として構成されてもよい。もっとも、本発明は、インクジェット記録装置にのみ適用されるものではなく、被記録媒体（典型的には記録用紙）への画像記録動作を行う記録ヘッドを備えた画像記録用装置一般に適用され得る。また、複合機１０は、主に図示されていないコンピュータと接続されて、当該コンピュータから送信された画像データや文書データに基づいて記録用紙に画像や文書を記録するように構成されていてもよい。さらに、複合機１０は、デジタルカメラと接続されて、当該デジタルカメラから出力される画像データを記録用紙に記録したり、各種記憶媒体が装填されることにより、当該記憶媒体に記憶された画像データ等を記録用紙に記録するように構成されていてもよい。
【００３０】
図１が示すように、複合機１０は、概ね幅広薄型直方体の外形を呈し、複合機１０の横幅寸法及び奥行寸法は、高さ寸法より大きく設定されている。複合機１０の下部にプリンタ部１１が設けられている。プリンタ部１１は、正面に開口１３を有する。給紙トレイ１４及び排紙トレイ１５がこの開口１３に露出するようにして上下２段に設けられている。給紙トレイ１４は、記録用紙を貯蔵するためのものであり、Ａ４サイズ以下の、Ｂ５サイズ、はがきサイズ等の各種サイズの記録用紙を収容することができるようになっている。給紙トレイ１４は、スライドトレイ１６を備えている。必要に応じてスライドトレイ１６が引き出されることにより、トレイ面が拡大されるようになっている。給紙トレイ１４に収容された記録用紙は、プリンタ部１１の内部へ給送されて所定の画像が記録され、排紙トレイ１５へ排出されるようになっている。
【００３１】
複合機１０の上部にスキャナ部１２が設けられている。このスキャナ部１２は、いわゆるフラットベッドスキャナとして構成されている。複合機１０は、原稿カバー１７を備えている。原稿カバー１７は、複合機１０に対して開閉自在に設けられており、複合機１０の天板として構成されている。原稿カバー１７の下側に、図示されていないプラテンガラス及び画像読取キャリッジが設けられている。プラテンガラスは原稿を載置するためのものである。画像読取キャリッジは、このプラテンガラスの下方に設けられており、複合機１０の幅方向にスライド可能である。画像読取キャリッジは、複合機１０の幅方向にスライドすることによって原稿を走査する。
【００３２】
複合機１０の正面上部に操作パネル１８が設けられている。この操作パネル１８は、プリンタ部１１やスキャナ部１２を操作するための装置である。操作パネル１８は各種操作ボタンや液晶表示部を備えている。複合機１０は、この操作パネル１８からの操作指示によって、あるいはプリンタドライバを介してコンピュータから送信される指示によって動作するようになっている。また、複合機１０の正面の左上部にスロット部１９が設けられている。記憶媒体である各種小型メモリーカードがこのスロット部１９に装填されるようになっている。小型メモリーカードに記憶された画像データは、液晶表示部に表示されるようになっている。そして、操作パネル１８が操作されることにより、小型メモリーカードに記憶された任意の画像がプリンタ部１１によって記録用紙に記録される。
【００３３】
図２は、複合機１０のプリンタ部１１の構造を示す模式図である。同図において、紙面に垂直な方向が複合機１０の幅方向であって、後述される記録ヘッド４３の主走査方向である。
【００３４】
複合機１０の底部に給紙トレイ１４が設けられている。この給紙トレイ１４の奥側（図中右側）には、給紙トレイ１４に積載された記録用紙を分離して上方へ案内するための分離傾斜板２１が配設されている。この分離傾斜板２１から上方へ向かって搬送路２２が形成されている。搬送路２２は、上方へ延びた後に左方へ湾曲し、複合機１０の背面側から正面側へ（図中右側から左側へ）と延びている。さらに、この搬送路２２は、画像記録部２３を通過して排紙トレイ１５へ通じている。したがって、給紙トレイ１４に収容された記録用紙は、搬送路２２により下方から上方へＵターンするように案内されて画像記録部２３に至る。画像記録部２３が記録用紙に画像記録を行った後、この記録用紙は、排紙トレイ１５に排出されることとなる。この搬送路２２に沿う方向が記録用紙の搬送方向である。この搬送方向と上記主走査方向とは、直交している。
【００３５】
給紙トレイ１４の上側に給紙ローラ２５が設けられている。給紙ローラ２５は、給紙トレイ１４に積載された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送路２２へ供給する。給紙ローラ２５の構造は既知であって、例えば、給紙ローラ２５は、給紙トレイ１４に接離可能に上下動する給紙アーム２６の先端に軸支されている。この給紙ローラ２５は、駆動伝達機構を介してモータに連結されている。この駆動伝達機構は、複数のギアが噛合されて構成され得る。上記モータが作動することにより、その駆動力が給紙ローラ２５に伝達され、給紙ローラ２５が回転するようになっている。
【００３６】
給紙アーム２６は、基端軸２７の周りに回動可能に設けられている。これにより、給紙アーム２６は、基端軸２７を揺動中心として上下方向に揺動可能である。給紙アーム２６は、待機状態では、図示されていない給紙クラッチやバネ等により上側へ跳ね上げられており、記録用紙を供給する際に下側へ揺動する。給紙アーム２６が下側へ揺動することにより、その先端に軸支された給紙ローラ２５が給紙トレイ１４上の記録用紙の表面に圧接する。その状態で、給紙ローラ２５が回転する。給紙ローラ２５のローラ面と記録用紙との間に生じる摩擦力は、最上位置の記録用紙を分離傾斜板２１へ送り出す。この記録用紙は、その先端が分離傾斜板２１に当接して上方へ案内され、搬送路２２へ送り込まれる。なお、給紙ローラ２５によって最上位置の記録用紙が送り出される際に、その直下の記録用紙が摩擦や静電気の作用によって共に送り出される場合がある。しかし、この記録用紙は分離傾斜板２１に当接することによって制止される。
【００３７】
搬送路２２は、画像記録部２３等が配設されている箇所以外では、所定間隔で対向する外側ガイド面と内側ガイド面とにより区画形成されている。この複合機１０では、外側ガイド面は、複合機１０のフレームの内壁面により構成されており、内側ガイド面は、複合機１０のフレーム内に設けられたガイド部材の表面によって構成されている。また、特に搬送路２２が曲がっている箇所には、搬送コロが設けられていてもよい。同図では搬送コロが図示されていないが、搬送コロは、搬送路２２の幅方向（同図において紙面に垂直な方向）を回転中心軸方向として回転自在に設けられていてもよい。搬送コロは、そのローラ面が外側ガイド面又は内側ガイド面に露出するように取り付けられる。この搬送コロが設けられることにより、記録用紙は、搬送路２２が曲がっている箇所においてもガイド面に接触して円滑に搬送される。
【００３８】
前述のように、上記画像記録部２３は、搬送路２２が下方から上方へＵターンした後の下流側に設けられている。図３は、画像記録部２３の構成を模式的に示す斜視図であり、図４は、画像記録部２３の構成を模式的に示すブロック図である。
【００３９】
図２及び図３が示すように、画像記録部２３の上流側に駆動ローラ６０及び押さえローラ６１が設けられている。これら駆動ローラ６０及び押さえローラ６１は、搬送路２２を搬送される記録用紙４７を狭持し、プラテン４１上へ送る。一方、画像記録部２３の下流側に排紙ローラ６２及び押さえローラ６３が設けられている。これら排紙ローラ６２及び押さえローラ６３は、記録済みの記録用紙４７を狭持して搬送する。駆動ローラ６０は、モータ６４により回転駆動され、排紙ローラ６２も同様のモータにより回転駆動されるようになっている。これにより、記録用紙４７は、所定の改行幅で間欠的に送られるようになっている。
【００４０】
押さえローラ６１は、駆動ローラ６０を所定の押圧力で押圧するように駆動ローラ６０に対して弾性付勢されている。したがって、駆動ローラ６０と押さえローラ６１との間に記録用紙４７が進入した場合には、押さえローラ６１は、記録用紙４７の厚み分だけ弾性的に退避しつつ駆動ローラ６０と協働して記録用紙４７を狭持する。このため、駆動ローラ６０の回転力は、確実に記録用紙４７へ伝達される。押さえローラ６３も排紙ローラ６２に対して同様に設けられている。ただし、押さえローラ６３は、記録済みの記録用紙４７に圧接するので、記録用紙４７に記録された画像を劣化させないようにローラ面が拍車状に形成されているのが好ましい。
【００４１】
上記モータ６４の回転が制御されることにより、駆動ローラ６０及び押さえローラ６１に狭持された記録用紙４７は、所定の改行幅でプラテン４１上を間欠搬送される。後述される記録ヘッド４３（インクジェット記録ヘッド）は、記録用紙４７の改行ごとに上記主走査方向にスライドされ、記録用紙４７の先端側から画像記録を行う。画像記録が行われた記録用紙４７は、その先端側から排紙ローラ６２及び押さえローラ６３に狭持される。換言すれば、記録用紙４７は、先端側を排紙ローラ６２及び押さえローラ６３に、後端側を駆動ローラ６０及び押さえローラ６１に狭持された状態で所定の改行幅で間欠して搬送され、記録ヘッド４３が記録用紙４７に画像の記録を行う。さらに、記録用紙４７が搬送されると、記録用紙４７の後端が駆動ローラ６０及び押さえローラ６１を通過する。これにより、記録用紙４７は、駆動ローラ６０及び押さえローラ６１から開放され、排紙ローラ６２及び押さえローラ６３によって所定の改行幅で間欠して搬送される。この場合も、記録ヘッド４３は、記録用紙４７に画像の記録を行う。記録用紙４７の所定領域に画像が記録された後は、排紙ローラ６２が連続的に回転駆動され、排紙ローラ６２及び押さえローラ６３により狭持された記録用紙４７は、排紙トレイ１５へ排出される。
【００４２】
図２ないし図４が示すように、画像記録部２３は、ヘッド部２８と、ヘッド部２８と対向配置されたプラテン４１と、予めインクが貯留されたカートリッジ式のインクタンク３７〜４０と、各インクタンク３７〜４０からヘッド部２８側へインクを供給するポンプ１３０（図１０参照）とを備えている。なお、このポンプ１３０については、後述される。また、この複合機１０は、上記プリンタ部１１及びスキャナ部１２と独立して、上記プリンタ部１１、スキャナ部１２その他の複合機１０の各部の動作を制御する制御装置６９（図９参照）を備えている。この制御装置６９の構成についても、後に詳述される。
【００４３】
インクタンク３７〜４０は、カートリッジタイプである必要はなく、要するにインクを貯留しておけるものであればよい。本実施形態では、４つのインクタンク３７〜４０が設けられており、４色（ブラック（Ｂｋ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・イエロー（Ｙ））のインクが予め貯留されている。画像記録部２３は、プラテン４１上を搬送される記録用紙４７に画像記録を行うものである。すなわち、ヘッド部２８が、インクタンク３７〜４０から供給されるブラック（Ｂｋ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・イエロー（Ｙ）の各色インクを吐出しながら主走査方向にスライドされることにより、記録用紙４７に画像が記録される。
【００４４】
各インクタンク３７〜４０は、それぞれ、可撓性チューブからなる接続管９４〜９７が連結されている。後述されるようにヘッド部２８は、図４において左右方向にスライドされるようになっている。接続管９４〜９７は、可撓性を備え且つ十分な長さに設定されている。したがって、接続管９４〜９７は、ヘッド部２８のスライドに滑らかに追従するように変形することができる。
【００４５】
図３が示すように、ヘッド部２８は、上記記録ヘッド４３と、走査キャリッジ４２とサブタンク２９、３２、３４、３６とを備えている。各サブタンク２９，３２，３４，３６は、この走査キャリッジ４２に保持されている。各サブタンク２９，３２，３４，３６は、上記タンクタンク３７〜４０から供給されるインクを一時貯留するためのものである。上記記録ヘッド４３も走査キャリッジ４２に保持されている。記録ヘッド４３は、走査キャリッジ４２の下面に露出するように配置されている。上記サブタンク２９，３２，３４，３６に一時貯留されたインクは、記録ヘッド４３へ供給され、この記録ヘッド４３からインク滴として吐出されるようになっている。走査キャリッジ４２は、案内シャフト４４に支持されており、この案内シャフト４４に沿ってスライドすることができる。走査キャリッジ４２には無端ベルト４５が取り付けられている。この無端ベルト４５にベルト駆動モータ４６がプーリを介して連結されており、このベルト駆動モータ４６が作動することによってヘッド部２８が上記主走査方向にスライドする。
【００４６】
同図では図示されていないが、複合機１０のフレームに位置センサ（典型的には、エンコーダ６７（図９参照））が設けられている。このエンコーダ６７は、走査キャリッジ４２のプラテン４１上の位置を検出し、その位置データ（電圧値）を上記制御装置６９に送信する。後述されるが、制御装置６９のＣＰＵ１２１（図９参照）は、この位置データに基づき、走査キャリッジ４２のプラテン４１上の位置を算出する。したがって、走査キャリッジ４２がスライドした場合に、記録用紙４７に対する記録ヘッド４３の相対的位置が上記制御装置６９によって把握されるようになっている。
【００４７】
図５は、記録ヘッド４３の拡大底面図である。図６は、記録ヘッド４３の拡大断面図である。これらの図は、記録ヘッド４３の構造を模式的に詳細に示している。また、図７は、図６における要部拡大断面図であり、図８は、図５における要部拡大図である。
【００４８】
図５及び図６が示すように、記録ヘッド４３は、ノズルプレート９８を備えた本体９９（記録ヘッド本体）と、ノズルプレート９８に設けられた電極１００〜１０３とを有している。各電極１００〜１０３に流れる電流値を測定する電流センサ６８（電流検出手段）は複合機１０に設けられており、複数の接続端子５１〜５８を走査キャリッジ４２上に備えており、接続端子５１〜５８を介して各電極１００〜１０３に接続している。この電流センサ６８は、既知のものが採用され得る。例えば、この電流センサ６８は、所定の電圧を各電極１００〜１０３に印加するための電源を内蔵しており、各電極１００〜１０３に流れる電流を検知する。この電流センサ６８が検出した電流値に基づいて、各電極１００〜１０３間が導通状態であるか否かが判断される。本実施形態では、上記制御装置６９は各電極１００〜１０３間が導通状態であるか否かを判断する判断手段として機能する。
【００４９】
上記本体９９は、上記ノズルプレート９８のほかマニホールド１０４、キャビティ１０５及びディセンダ１０６を備えている。ノズルプレート９８には複数のノズル孔４８が設けられている。マニホールド１０４、キャビティ１０５及びディセンダ１０６は、インクの流路として一体的に形成されている。上記ディセンダ１０６及びキャビティ１０５は、各ノズル孔４８ごとに設けられている。マニホールド１０４は、上記サブタンク２９，３２，３４，３６から導かれたインクを各ノズル孔４８に分配する。このマニホールド１０４が上記サブタンク２９，３２，３４，３６と接続されている。マニホールド１０４の下流側に、各ノズル孔４８に対応する複数のキャビティ１０５が設けられている。各キャビティ１０５は、容易に弾性変形が可能であり、その上面に圧電素子であるピエゾ素子１１８が設けられている。このピエゾ素子１１８が変形することにより、キャビティ１０５が変形し、キャビティ１０５内のインクがディセンダ１０６側へ送られる。ディセンダ１０６は、ノズルプレート９８に取り付けられている。キャビティ１０５から送られたインクは、上記ノズル孔４８を通って外部へ押し出される。なお、サブタンク２９，３２，３４，３６にインクが一時貯留されることにより、インク内に発生した気泡が除去され、上記マニホールド１０４から下流側に気泡が進入することが防止される。
【００５０】
図５が示すように、本実施形態では、複数のノズル孔４８が配列されている。しかも、インクの色ごとに、複数のノズル孔４８が縦方向に４列に配列されている。同図において「縦方向」とは、記録用紙４７の搬送方向である。同図において最も右端に位置するノズル孔４８は、ブラックインク（Ｂｋ）に対応しており、このノズル孔４８からブラックインク（Ｂｋインク）が吐出される。このＢｋインク用のノズル孔４８に隣り合うように、順に３列のノズル孔４８が設けられている。各列のノズル孔４８は、それぞれ、イエローインク（Ｙインク）、マゼンタインク（Ｍインク）、シアンインク（Ｃインク）に対応しており、各ノズル孔４８からは、Ｙインク、Ｍインク、Ｃインクがそれぞれ吐出される。すなわち、この記録ヘッド４３は、４色のインクを吐出することができる。なお、説明の簡略化のために、図６では、縦方向に並ぶ複数のノズル孔４８は、１列のみ図示されている。しかし、実際には、この縦方向に並ぶ複数のノズル孔４８は、図中左右方向に４列に並んでいる。
【００５１】
なお、図５が示すように、走査キャリッジ４２は、メディアセンサ１１５を備えている。このメディアセンサ１１５は、上記搬送路２２を搬送される記録用紙４７の存在及びその端部位置を検知するためのものである。メディアセンサ１１５は、光源１１６及び受光素子１１７を有している。光源１１６は、下方に光りを発することができる。この光源１１６から発せられた光は、ヘッド部２８側に搬送された記録用紙４７の表面に照射される。プラテン４１上まで記録用紙４７が搬送されていない場合は、上記光はプラテン４１に照射される。記録用紙４７又はプラテン４１に照射された光は、反射される。上記受光素子１１７は、この反射光を受光し、受光量に応じて出力する。この出力の値は、いわゆるＡＤ値（電圧値）によって表される。前述のように走査キャリッジ４２がスライドされることによって、メディアセンサ１１５が上記プラテン４１上を走査する。そして、上記ＡＤ値の変化に応じて、記録用紙４７がプラテン４１上に存在すること及びその端部の位置が検知される。
【００５２】
各色インク（Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）に対応する各サブタンク２９，３２，３４，３６は（図３参照）、それぞれ、図示されていない嵌合部を備えている。この嵌合部に上記接続管９４〜９７の一端が接続されている。また、この接続管９４〜９７の他端は、図３が示すように、それぞれインクタンク３７〜４０に接続されている。各インクタンク３７〜４０の下部に、それぞれ、上記接続管９４〜９７の他端が接続される接続部６６が設けられており、上記接続管９４〜９７の他端が各接続部６６に接続されている。すなわち、インクタンク３７とサブタンク２９とが接続管９４により接続され、インクタンク３８とサブタンク３２とが接続管９５により接続され、インクタンク３９とサブタンク３４とが接続管９６により接続され、インクタンク４０とサブタンク３６とが接続管９７により接続されている。インクタンク３７〜４０は、ホルダ６５に保持されている。前述のように、インクタンク３７〜４０は、それぞれ、Ｂｋインク、Ｍインク、Ｃインク、Ｙインクを貯留している。そして、前述のポンプ１３０（図１０参照）が作動すると、Ｙインクがインクタンク４０から引き出され、接続管９７を介してサブタンク３６へ送られる。同様にして、Ｃインクがインクタンク３９からサブタンク３４に供給され、Ｍインクがインクタンク３８からサブタンク３２へ供給され、Ｂｋインクがインクタンク３７からサブタンク２９へ供給される。前述のように、各サブタンク２９，３２，３４，３６に一時貯留された各インクは、上記マニホールド１０４、キャビティ１０５及びディセンダ１０６に流れ、上記ピエゾ素子１１８の変形により、各インクが上記ノズル孔４８からインク滴として吐出される。
【００５３】
図７が示すように、ノズルプレート９８は板状に形成されており、２層構造を有する。すなわち、ノズルプレート９８は、上記ディセンダ１０６側に配置された絶縁材１１９と、絶縁材１１９（絶縁層）の外側に配置された撥水膜１２０（撥水層）とを備えている。絶縁材１１９は、例えばポリイミドからなり、撥水膜１２０は、例えばフッ素系樹脂等からなる。また、図７及び図８が示すように、上記電極１００は、ノズルプレート９８の表面、すなわち、上記撥水膜１２０の外側に配置されている。さらに、この電極１００は、上記ノズル孔４８を挟んで隣接するように配置されている。
【００５４】
図８が示すように、電極１００は、ノズル孔４８の周縁から所定距離ｄだけ離隔されている。この所定距離ｄとは、１μｍ〜５μｍに設定されている。ただし、この所定距離ｄは１μｍ〜５μｍに限定されるものではなく、略１μｍ〜５μｍの範囲で設定され得る。また、図５が示すように、電極１００は、各ノズル孔４８同士を直列に接続するように配置されている。なお、電極１００は、Ｂｋインクが吐出されるノズル孔４８に対応して配置されているが、上記電極１０１〜１０３は、それぞれ、Ｙインクが吐出されるノズル孔４８、Ｍインクが吐出されるノズル孔４８及びＣインクが吐出されるノズル孔４８に対応して配置されており、電極１００と同様に、各ノズル孔４８同士を直列に接続するように配置されている。
【００５５】
図９は、複合機１０の制御装置の構成を示すブロック図である。
【００５６】
同図が示すように、上記制御装置６９は、中央処理部７０を備えている。中央処理部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２２及びＲＡＭ（Random Access Memory）１２３を備えている。この中央処理部７０は、バス７１及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）７２を介して、各種センサ（上記メディアセンサ１１５や上記電極１００〜１０３等）を備えたプリンタ部１１、スキャナ部１２、操作パネル１８等とデータ送受信可能に接続されている。なお、前述のように、この制御装置６９は、上記電極１００〜１０３と共に上記判断手段としての機能を発揮する。
【００５７】
ＲＯＭ１２２は、複合機１０の各種動作を制御するためのコンピュータプログラム等を記憶している。ＲＡＭ１２３は、ＣＰＵ１２１が上記プログラムを実行するために必要な各種データを一時的に記憶する記憶領域又は作業領域として使用される。ＣＰＵ１２１は、上記コンピュータプログラムにしたがい、上記電流センサ６８の情報に基づいて所定の演算を行う。これにより、上記電流センサ６８が検知した電流値に基づく上記各電極１００〜１０３間の導通状態が判断される。また、メディアセンサ１１５から送信される情報（上記ＡＤ値）に基づいてプラテン４１上における記録用紙４７の存在が判断される。さらに、ＣＰＵ１２１は、その他の各種センサの情報等に基づいて種々の演算を行う。ＡＳＩＣ７２は、ＣＰＵ１２１からの指令にしたがい、上記モータ６４（ＬＦモータ）、ベルト駆動モータ４６（ＣＲモータ）、インクタンク３７〜４０からインクを引き出すための上記ポンプ１３０、ヘッド部２８等を駆動するための信号を出力し、これにより、プリンタ部１１及びスキャナ部１２の作動を総合的に制御する。
【００５８】
複合機１０は、操作パネル１８からの入力のほか、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）７３と接続され、このコンピュータ７３から送信された画像データや文書データに基づいて記録用紙４７に画像や文書を記録することもできる。そのために、パーソナルコンピュータ７３とデータを送受信するためのインタフェース（Ｉ／Ｆ）７８も備えている。なお、本実施形態で示した制御装置６９の構成は一例であり、したがって、後述の制御を行う制御装置であれば、他の構成が採用されてもよいことは勿論である。
【００５９】
図１０は、インクがインクタンク３７〜４０からサブタンク２９，３２，３４，３６を経て記録ヘッド４３へ送られるインク供給経路及び記録ヘッド４３の動作位置を模式的に示したものである。
【００６０】
インクタンク３７〜４０から供給されたインクは、前述のようにサブタンク２９，３２，３４，３６に貯留されてインク中の気泡が捕捉される。また、前述のように、このインクは、マニホールド１０４（図６参照）からキャビティ１０５及びディセンダ１０６を経てノズル孔４８からインク滴として吐出される。このようにして記録ヘッド４３がインク滴を吐出しながら、画像記録範囲Ｗ１をスライドすることにより、記録ヘッド４３の下方を搬送される記録用紙４７に画像が記録される。
【００６１】
同図が示すように、記録ヘッド４３の画像記録範囲Ｗ１外であって走査可能範囲Ｗ２の両端側には、パージ機構７４及び廃インクトレイ７５がそれぞれ配設されている。本実施形態では、このパージ機構７４が上記ポンプ１３０を備えている。このポンプ１３０が作動することによって記録ヘッド４３のノズル孔４８から気泡や異物が吸引除去される。また、記録ヘッド４３が走査可能範囲Ｗ２の右端（パージ位置）にスライドすると、パージ機構７４のキャップ７６が上方へ移動し、キャップ７６は、記録ヘッド４３の下面にノズル孔４８を覆うように密着する。
【００６２】
キャップ７６内には、記録ヘッド４３のＢｋインクが吐出されるノズル孔４８を覆うブラックインク用キャップ１３１と、Ｃインク、Ｍインク及びＹインクが吐出されるノズル孔４８を覆うカラーインク用キャップ１３２とが備えられている。このため、上記キャップ７６が記録ヘッド４３の下面に密着した状態において、ブラックインク用キャップ１３１は、Ｂｋインクが吐出されるノズル孔４８を覆い、カラーインク用キャップ１３２は、Ｃ、Ｍ及びＹインクが吐出されるノズル孔４８を覆う。上記ポンプ１３０は、これらブラックインク用キャップ１３１又はカラーインク用キャップ１３２に選択的に接続されるようになっている。したがって、Ｂｋインクが吐出されるノズル孔４８と、Ｃ、Ｍ及びＹインクが吐出されるノズル孔４８とは、別々にパージされ得るようになっている。もっとも、上記ポンプ１３０は、上記ブラックインク用キャップ１３１及びカラーインク用キャップ１３２の双方に同時に接続されることも可能である。
【００６３】
また、上記ポンプ１３０が作動することによって、記録ヘッド４３のノズル孔４８からインクが吸引され、上記インクタンク３７（Ｂｋインク）からサブタンク２９にＢｋインクが引き込まれ、また、上記インクタンク３８〜４０から各サブタンク３２、３４及び３６に、それぞれＭインク、Ｃインク及びＹインクが引き込まれる。さらに、上記ポンプ１３０が作動することによって、各ノズル孔４８に詰まった異物や各ノズル孔４８の上流側の流路に存在する気泡等が吸引除去され得る。このとき、上記ポンプ１３０が上記ブラックインク用キャップ１３１又はカラーインク用キャップ１３２に選択的に接続されるならば、Ｂｋインクに対応するノズル孔４８について、あるいはＣ、Ｍ及びＹインクに対応するノズル孔４８について、上記異物や気泡の除去が別々に行われる。なお、記録ヘッド４３をスライドさせるためのベルト駆動モータ４６の制御、上記キャップ７６の移動制御、上記ポンプ１３０の駆動制御は、上記制御装置６９が行う。
【００６４】
本実施形態に係る複合機１０では、インクタンク３７〜４０は外部と連通しており、インクタンク３７〜４０内の圧力は、大気圧と等しくなっている。また、記録ヘッド４３は、インクタンク３７〜４０よりも上方に配置されている。したがって、サブタンク２９，３２，３４，３６内には常時背圧（負圧）が作用しており、この背圧が上記ノズル孔４８内の上記メニスカスの形成に寄与している。記録ヘッド４３がインク滴を吐出することによって、インクタンク３７〜４０内のインクが上記接続管９４〜９７（図３及び図４参照）を介して連続的に記録ヘッド４３へ供給される。
【００６５】
廃インクトレイ７５は、記録ヘッド４３からのインクの空吐出を受けるためのものである。このようなインクの空吐出は、一般にフラッシングと呼ばれる。フラッシングの際には、記録ヘッド４３が走査可能範囲Ｗ２の左端（フラッシング位置）に移動され、その位置で各カラーインクが廃インクトレイ７５へ向かって空吐出される。このような空吐出が行われることによって、各ノズル孔４８に詰まった異物や各ノズル孔４８の上流側の流路に存在する気泡等が吸引除去され得る。なお、パージ機構７４及び廃インクトレイ７５の左右の配置は特に限定されるものではなく、走査可能範囲Ｗ２において前述と左右反対に配置しても、左右のいずれか一方に両者を配置してもよい。
【００６６】
本実施形態では、走査キャリッジ４２がフラッシング位置（図１０において左端）に配置されたときに、上記エンコーダ６７は、初期値（原点）に設定される。ただし、走査キャリッジ４２がパージ位置（図１０における右端）に配置されたときに、上記エンコーダ６７が原点に設定されていてもよい。要するに、走査キャリッジ４２がパージ位置あるいはフラッシング位置にあるときに、当該走査キャリッジ４２の基準位置が設定される。なお、インクタンク３７〜４０を保持したホルダ６５（図３参照）は、例えば走査可能範囲Ｗ２の右端に設置されることができる。もっとも、このホルダ６５は、走査可能範囲Ｗ２の左端、その他複合機１０のフレームのデッドスペースに配置されていてもよいことは勿論である。
【００６７】
図１１及び図１２は、記録ヘッド４３の要部拡大断面図である。図１１は、インク滴が記録ヘッド４３から吐出される前においてインクがノズル孔４８内で正常なメニスカスを形成している状態を示している。図１２は、ヘッド部４３からインク滴が吐出された瞬間の状態を図示している。また、図１３は、図１２におけるXIII−XIII矢視図である。
【００６８】
画像が記録される際に、上記記録ヘッド４３からインク滴が良好に吐出されるためには、ノズル孔４８内にメニスカスが正常に形成され、且つ記録ヘッド４３に設けられたピエゾ素子１１８の変形（振動）に当該メニスカスが追従する必要がある。ここで、「正常なメニスカス」とは、図１１が示すように、インク液面１２４（メニスカス）がノズル孔４８の出口周縁１２５から内奥側に凹となる曲面状に形成された状態をいい、インク液面１２４の縁部がノズル孔４８の出口周縁１２５に位置することをいう。正常なメニスカス１２４が形成された状態において、インクがインク滴としてノズル孔４８から吐出されるときには、当該インクは、次のような挙動を示す。すなわち、上記ピエゾ素子１１８が変形することにより、上記正常なメニスカス１２４は、同図において二点鎖線が示すように、一旦ノズル孔４８の内奥側にさらに待避し、その後、当該ピエゾ素子１１８の変形が復帰されることに伴ってインクがノズル孔４８から弾かれるようにして押し出される。
【００６９】
仮に、インク滴が吐出される前に既にノズル孔４８内に空気等が侵入してしまっているときは、インクの液面（メニスカス）はノズル孔４８の内奥部まで待避してしまう。このようにインク滴が吐出される前に既にメニスカスがノズル孔４８の内奥まで待避してしまうと、インクは、ノズル孔４８からインク滴として飛び出すことはできない。また、仮に、インク滴が吐出される前にノズル孔４８よりも上流側の流路内に気泡が存在しているとすれば、上記ピエゾ素子１１８が変形したときに、この気泡が一種の緩衝材として機能する。具体的には、上記ピエゾ素子１１８の変形に伴ってインクの圧力が変動し、インクの液面（メニスカス）は一旦ノズル孔４８内に待避する。しかし、上記気泡が存在することにより、インクの圧力変動は、この気泡を変形させるのみであって、上記メニスカスをノズル孔４８の内奥側へ待避させることはできない。したがって、インク滴の吐出前に正常なメニスカス１２４が形成されていたとしても、上記気泡が存在するならば、このインクは、ノズル孔４８からインク滴として飛び出すことはできない。
【００７０】
しかし、インク滴の吐出前に上記ノズル孔４８内に上記正常なメニスカス１２４が形成され、且つ当該メニスカス１２４が上記ピエゾ素子１１８の変形（振動）に追従したときは、当該インクは、次のような挙動を示す。すなわち、まず、上記ピエゾ素子１１８の変形に伴って、上記メニスカス１２４がノズル孔４８の内奥側に待避する。その後、上記ピエゾ素子１１８の変形が復帰されると、上記インクは柱状となってノズル孔４８の外部に突出し、さらに、この柱状のインクの一部が離脱し、インク滴１２６となってノズル孔４８から飛び出す。
【００７１】
ただし、上記柱状のインクの一部がインク滴１２６として離脱した後は、当該インク滴１２６の離脱の反作用によって上記柱状のインクが径方向に広がり、当該ノズル孔４８の開口周縁１２７の周囲に付着する。前述のように、上記サブタンク２９，３２，３４，３６には背圧（負圧）が作用しているから、インク滴１２６が離脱した後の上記柱状のインクは、再び当該ノズル孔４８側へ退避することになる。すなわち、ノズル孔４８の内部は常時負圧（大気圧以下）となっているから、上記柱状のインクは、ノズル孔４８内に引っ張られるようにして退避する。そして、これに引きずられるようにして、ノズル孔４８の開口周縁１２７の周囲に付着したインクも当該ノズル孔４８内に退避する。ノズル孔４８内に退避したインクは、再び上記正常なメニスカスを形成する。
【００７２】
前述のように、インク滴１２６がノズル孔４８から飛び出した後には、柱状のインクの端部１２８がノズル孔４８の開口周縁１２７の周囲に付着する。図１３が示すように、上記電極１００がノズル孔４８を挟んで隣接配置されているので、上記柱状のインクの端部１２８は、上記電極１００間を接続する導電材として機能する。したがって、上記インクの端部１２８が上記電極１００間に掛け渡されるように付着すると、当該電極１００間に電流が流れる。他の電極１０１〜１０３についても同様である。このように電流が電極１００間に流れると、上記電流センサ６８がこの電流を検知し、上記制御装置６９は、当該電極１００間が導通状態であることを判断する。すなわち、ノズル孔４８からインク滴１２６が確実に吐出されたことが検知される。なお、ノズル孔４８からインク滴１２６が吐出された後は、前述のように当該インクは、再びノズル孔４８内に正常なメニスカスを形成するので、上記電流が検知された後には、再び絶縁状態が検知されることになる。
【００７３】
このように、本実施形態に係る複合機１０では、画像記録の際に、上記インク滴１２６が確実に吐出されたことが検知されるので、何らかの原因によりインク滴の吐出不良が発生したときは、印字中であってもこれが確実に検知される。したがって、印字中であっても、インク滴の吐出不良が是正され得る。
【００７４】
詳述すれば、本実施形態に係る複合機１０では、前述のように、一般に定期的にフラッシング動作やパージ動作が行われることにより、記録ヘッド４３の詰まりが防止されるようになっている。典型的には、印字動作の直前にフラッシング動作が行われ、また、印字中においては、改行動作の際にフラッシング動作が行われる。したがって、印字直前にフラッシング動作が行われることにより、印字直前において上記インク滴の吐出不良ないしそのおそれが検知されたときは、臨時的にパージ動作が行われること等により、当該吐出不良ないしそのおそれの是正が可能である。また、印字動作の際に改行ごとに（あるいは所定回数の改行ごとに）定期的にフラッシング動作が行われることにより、印字中における上記インク滴の吐出不良ないしそのおそれが検知され得る。その場合にも、臨時的にパージ動作が行われること等により、当該吐出不良ないしそのおそれの是正が可能である。
【００７５】
特に、本実施形態では、図１１及び図１２が示すように、上記電極１００は、ノズルプレート９８の表面に配置されている。前述のように、インク滴１２６がノズル孔４８から吐出されると、インクの一部がノズル孔４８の開口周縁１２７の周囲に付着する。したがって、上記電極１００が上記ノズルプレート９８の表面に配置されることにより、上記ノズル孔４８の開口周縁１２７に付着したインクが導電材として確実に機能し、上記電極１００間が導通状態となったことが確実に判断されるという利点がある。
【００７６】
また、図８が示すように、上記電極１００は、上記ノズル孔４８の周縁から１μｍ〜５μｍだけ離隔されている。このため、インク滴の吐出前において、電極１００が正常なメニスカスに接触することによる電流センサ６８の誤動作が防止される。詳述すれば、図１１が示すように、上記正常なメニスカス１２４の端部は、ノズル孔４８の周縁に位置するので、仮に、上記電極１００が上記ノズル孔４８の周縁まで延びているならば、メニスカス１２４の端部が上記電極１００に接触し、電流センサ６８が誤動作を起こすおそれがあるが、上記電極１００が上記ノズル孔４８の周縁から１μｍ〜５μｍだけ離隔されているので、上記電流センサ６８の誤作動が防止される。また、前述のように、インク滴１２６がノズル孔４８から吐出されると、インクの一部がノズル孔４８の開口周縁１２７の周囲に付着するが、このとき、当該インクは、通常、ノズル孔４８の直径よりも１０μｍ程度大きい直径の円形に広がる。したがって、ノズル孔４８の開口周縁１２７に付着したインクが導電材としてより確実に機能し、上記電極１００間が導通状態となったことがより確実に判断される。
【００７７】
さらに、上記ノズルプレート９８は、表面に撥水膜１２０が形成されている。この撥水膜１２０が設けられることにより、一旦ノズルプレート９８の表面に広がったインクは、上記サブタンク２９，３２，３４，３６内の背圧と共に当該インクの表面張力により、速やかにノズル孔４８内へ退避する。したがって、インク滴１２６が吐出された後において、再び正常なメニスカスが速やかに形成され得るという利点がある。
【００７８】
また、本実施形態では、図５が示すように、上記電極１００は、上記複数のノズル孔４８同士を直列に接続するように配置されている。これにより、インクが各ノズル孔４８から吐出されたときに、複数のノズル孔４８のいずれか一つにおいても電極１００間が導通状態とならなければ、インク滴が吐出された後にインクがノズルプレートの表面に付着していないことが検知され得る。すなわち、すべてのノズル孔４８からインク滴１２６が正常に飛び出していなかったことが検知される。これにより、印字不良が確実に防止されるという利点がある。なお、この場合「直列に接続」とは、Ｂｋインクが吐出されるノズル孔４８列の全ノズル孔４８が直列接続されている場合に限定されない。すなわち、「直列に接続」とは、同時にインク滴が吐出される可能性のある複数のノズル孔４８が直列に接続されている場合も含まれる。例えば、上記プラテン４１上に搬送された記録用紙４７の端部に印字されるときは、すべてのノズル孔４８から同時にインク滴が吐出されるのではなく、当該端部に対応する位置に配置された所定数のノズル孔４８からのみインク滴が吐出される。この所定数のノズル孔４８が電極１００により直列に接続されている場合も、上記「直列に接続」されている場合に相当する。
【００７９】
加えて、本実施形態では、上記複数のノズル孔４８は、図５が示すように、吐出されるインクの色ごとに配置されている。これにより、ノズル孔４８からインク滴１２６が飛び出していなかったことが各色ごとに検知される。インク滴がノズル孔から飛び出さなかった理由はさまざまであるが、これを解消するための措置として、上記パージやフラッシング等が施される。その場合、すべての色について同時にパージやフラッシングが行われる必要はなく、前述のように、Ｂｋインクに対応するノズル孔４８についてのみ、あるいはＣ、Ｍ及びＹインクに対応するノズル孔４８についてのみ上記パージ等の措置が施されればよい。これにより、無駄にインクが廃棄されることがないという利点もある。
【００８０】
＜第２の実施形態＞
【００８１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明される。図１４は、本発明の第２の実施形態に係る記録ヘッド１２９の要部拡大断面図である。また、図１５は、この記録ヘッド１２９に配設された電極の配線図である。
【００８２】
本実施形態に係る記録ヘッド１２９が上記第１の実施形態に係る記録ヘッド４３と異なるところは、上記記録ヘッド４３では、電極１００〜１０３がノズルプレート９８の表面に配置されていたのに対し、本実施形態に係る記録ヘッド１２９では、ノズルプレート９８に埋設されている点、及び上記第１の実施形態では、各電極１００〜１０３は、ノズル孔４８同士を直列に接続するように配置されていたのに対し、本実施形態に係る電極１００〜１０３は、ノズル孔４８同士を並列に接続するように配置されている点である。なお、その他の構成については、上記第１の実施形態に係る複合機１０と同様である。
【００８３】
図１４が示すように、電極１００は、上記絶縁材１１９と撥水膜１２０との間に挟み込まれており、その端部がノズル孔４８の内周面に露出している。具体的には、電極１００は、ノズルプレート９８の表面から内奥側に距離ａの位置に配置されており、この距離ａは、例えば、１μｍ〜１００μｍに設定され得る。電極１０１〜１０３についても同様である。
【００８４】
前述のように、インク滴１２６がノズル孔４８から飛び出すためには、メニスカス１２４がノズル孔４８の開口周縁１２７に位置するように形成されていなければならない（図１２参照）。すなわち、上記正常なメニスカス１２４が形成されていなければならない。本実施形態では、電極１００が当該距離ａの位置に配置されることにより、この電極１００は、正常に形成されたメニスカス１２４にのみ接触することになり、インク滴１２６がノズル孔４８から飛び出す前に正常なメニスカス１２４が形成されているならば、当該電極１００間は導通状態となる。電極１０１〜１０３についても同様である。すなわち、もし、インク滴１２６がノズル孔４８から飛び出す前に気泡等の存在を理由として不正常なメニスカスが形成されているならば、電極１００〜１０３間は絶縁状態となる。
【００８５】
前述のように、上記ピエゾ素子１１８が変形すると、上記正常なメニスカス１２４は、一旦ノズル孔４８の内奥側にさらに待避する（図１１参照）。したがって、このとき上記電極１００〜１０３間が導通状態から絶縁状態へと変化する。さらに、上記ピエゾ素子１１８の変形が復帰されると、上記ノズル孔４８内のインクが弾かれるようにして当該ノズル孔４８から飛び出す。したがって、このとき、上記電極１００〜１０３間が絶縁状態から導通状態へと変化する。また、インク滴１２６が吐出された後は、当該インクが再び当該ノズル孔４８内へ戻るから、この導通状態が維持される。このように電流が電極１００〜１０３間に流れると、上記電流センサ６８がこの電流を検知し、上記制御装置６９は、当該電極１００〜１０３間が導通状態から絶縁状態に瞬間的に変化したことを判断する。すなわち、インク滴１２６の吐出の前後において、ノズル孔４８内にインク滴の吐出が可能なメニスカス１２４（正常なメニスカス）が形成されていることが検知され得る。
【００８６】
図１５が示すように、各ノズル孔４８は、電極１０３によって並列に接続されており、この電極１０３が上記電流センサ６８に接続されている。なお、本実施形態では、この電流センサ６８は、各ノズル孔４８ごとに配置された電極１０３間の導通を検出することができるように内部回路が構成されている。このため、電流センサ６８は、複数の接続端子８１〜９０を備えており、当該接続端子８１〜９０に各ノズル孔４８に対応する各電極１０３が接続されている。また、同図では、説明の簡略化のために電極１０３のみが図示されているが、実際には、上記第１の実施形態と同様に、各インクの色に対応するノズル孔４８ごとに電極１００〜１０３が配置されており、各インクに対応する複数のノズル孔４８は、各電極１００〜１０３によってそれぞれ並列に接続されている。なお、この「並列に接続」の意味も上記第１の実施形態と同様である。すなわち、「並列に接続」とは、各色のインクが吐出されるノズル孔４８列の全ノズル孔４８が並列接続されている場合に限定されるものではなく、「並列に接続」とは、同時にインク滴が吐出される可能性のある複数のノズル孔４８が並列に接続されている場合も含まれる。例えば、上記プラテン４１上に搬送された記録用紙４７の端部に印字されるときは、すべてのノズル孔４８から同時にインク滴が吐出されるのではなく、当該端部に対応する位置に配置された所定数のノズル孔４８からのみインク滴が吐出される。この所定数のノズル孔４８が電極１００〜１０３により並列に接続されている場合も、上記「並列に接続」されている場合に相当する。
【００８７】
本実施形態では、インク滴１２６の吐出の前後において、ノズル孔４８内に上記正常なメニスカス１２４（インク滴が吐出可能なインク液面）が形成されていることが検知され得る。すなわち、インク滴１２６の吐出前に正常なメニスカスが形成されており、インク滴１２６が吐出される直前に当該メニスカスが正常にノズル孔４８内に待避したこと（正常なメニスカスの正常な挙動）が検知される。したがって、画像記録の際に、上記インク滴１２６が確実に吐出され得る状態であることが検知されるので、何らかの原因によりインク滴の吐出不良が発生するおそれがあるときは、印字中であってもこれが確実に検知される。したがって、印字中であっても、インク滴の吐出不良の可能性があれば、これが是正され得る。具体的には、上記第１の実施形態と同様に、定期的なフラッシング等の際に、あるいは、臨時に強制的にフラッシング等が行われることにより、当該吐出不良のおそれを排除し、その後に現実に発生し得るであろう吐出不良が事前に防止される。
【００８８】
本実施形態では、上記電極１００〜１０３は、上記絶縁材１１９と撥水膜１２０との間に挟み込まれている。したがって、上記ノズル孔４８の上流側の流路に存在するインクによって、上記電極１００〜１０３間が導通されることはない。また、前述のように、一旦ノズルプレート９８の表面に広がったインクは、上記サブタンク２９，３２，３４，３６内の背圧と共に当該インクの表面張力により、速やかにノズル孔４８内へ退避する。したがって、上記正常なメニスカスが上記正常な挙動を示すならば、上記電極１００〜１０３間が確実に導通状態、絶縁状態及び導通状態と変化することになり、上記電流センサ６８及び制御装置６９の誤動作が確実に防止される。
【００８９】
また、本実施形態では、上記電極１００〜１０３は、それぞれ、各インクの色に対応する複数のノズル孔４８同士を並列に接続するように配置されているので、各インクが各ノズル孔４８から吐出されたときに、複数のノズル孔４８のいずれか一つにおいても電極１００〜１０３間が絶縁状態とならなければ、上記正常なメニスカス１２４が正常な挙動を示していないことが判断される。すなわち、ノズル孔４８からインク滴１２６が飛び出し得る状態となっていないことが検知される。これにより、印字不良が確実に防止されるという利点がある。
【００９０】
さらに、本実施形態においても、前述のように、複数のノズル孔４８は、吐出されるインクの色ごとに配置されている。これにより、正常なメニスカス１２４が正常な挙動を示していないこと、すなわち、ノズル孔４８からインク滴１２６が飛び出し得る状態となっていないことが各色ごとに検知される。この場合、上記第１の実施形態と同様に、正常なメニスカスが形成されていない理由を解消するために、パージやフラッシングが施される。そして、このパージやフラッシングの際には、すべての色についてフラッシング等が行われる必要はなく、インク滴１２６が飛び出さなかった色のノズル孔４８についてのみフラッシング等が施されればよいので、無駄にインクが廃棄されることがない。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、インクジェット記録装置に適用され得る。
【００９２】
＜第３の実施形態＞
【００９３】
上述した実施の形態では、電流センサは複合機１０側の構成であり、走査キャリッジに設けられた接続端子を介して記録ヘッドに設けられた電極に接続される構成としたが、記録ヘッドに直接電流センサを一体的に設けても良い。尚、その他の構成については、上述した実施の形態に係る複合機１０と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の外観斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る複合機のプリンタ部の構造を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の画像記録部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の画像記録部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の記録ヘッドの拡大底面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の記録ヘッドの拡大断面図である。
【図７】図７は、図６における要部拡大断面図である。
【図８】図８は、図５における要部拡大図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態に係る複合機におけるインク供給経路及び記録ヘッドの動作位置を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の記録ヘッドの要部拡大断面図であって、インクが正常なメニスカスを形成している状態を示している。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施形態に係る複合機の記録ヘッドの要部拡大断面図であって、インク滴が吐出された状態を図示している。
【図１３】図１３は、図１２におけるXIII−XIII矢視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２の実施形態に係る記録ヘッドに配設された電極の配線図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０・・・複合機
１１・・・プリンタ部
２３・・・画像記録部
２８・・・ヘッド部
３７〜４０・・・インクタンク
４３・・・記録ヘッド
４８・・・ノズル孔
６８・・・電流センサ
６９・・・制御装置
７０・・・中央処理部
７４・・・パージ機構
９８・・・ノズルプレート
９９・・・本体
１００〜１０３・・・電極
１１９・・・絶縁材
１２０・・・撥水膜
１２１・・・ＣＰＵ
１２２・・・ＲＯＭ
１２３・・・ＲＡＭ
１２４・・・メニスカス
１２５・・・出口周縁
１２６・・・インク滴
１２７・・・開口周縁
１２８・・・インクの柱の端部
１２９・・・記録ヘッド
【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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【図１０】
2006327185.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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