(57)【要約】【課題】印刷時間や環境温度の変化等による白色インクの吐出不良を防止することのできる流体噴射装置及び動作方法を提供する。【解決手段】本発明のインクジェットプリンタは、カラーインクを噴射する複数のノズル列Ｌ２〜Ｌ９と、白色インクあるいはクリアインクを噴射するノズル列Ｌ１とを有する記録ヘッド３と、白色インクの状態を取得する流体情報取得部と、流体情報取得部によって取得された白色インクの情報に基づいて、白色インクおよびクリアインクのいずれかを選択的に切り替えて記録ヘッド３に供給するセレクタ５０と、を備えている。【選択図】図５
2011000819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体を噴射する複数の第１ノズル列と、第２の流体あるいは機能液を噴射する第２ノズル列とを有する流体噴射ヘッドと、
前記第２の流体の状態を取得する流体情報取得部と、
前記流体情報取得部によって取得された前記第２の流体の情報に基づいて、前記第２の流体および前記機能液のいずれかを選択的に切り替えて前記流体噴射ヘッドに供給する切替装置と、を備えたこと
を特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記流体情報取得部が前記第２の流体の温度を測定する温度センサを有し、
前記切替装置は、前記温度センサにより取得された前記第２の流体の温度に基づいて前記第２の流体および前記機能液のいずれかを選択的に切り替えること
を特徴とする請求項１記載の流体噴射装置。
【請求項３】
前記流体情報取得部が、前記第１ノズル列および前記第２ノズル列が形成されたノズルプレートと、該ノズルプレートに対して非接触状態で対向配置される流体受部との間に電界を形成可能な構成とされ、
前記切替装置は、前記流体情報取得部により取得された前記第２の流体の吐出量に基づいて前記第２の流体および前記機能液のいずれかを選択的に切り替えること
を特徴とする請求項１記載の流体噴射装置。
【請求項４】
前記流体噴射ヘッドに前記第２の流体が供給された時間を計時する計時部を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
第１の流体を噴射する複数の第１ノズル列と、第２の流体あるいは機能液を噴射する第２ノズル列とを有する流体噴射ヘッドと、
前記第２の流体および前記機能液を貯留する貯留部と、
前記流体噴射ヘッドと前記貯留部との間に配置され、前記第２の流体および前記機能液のいずれかを選択的に切り替えて前記流体噴射ヘッドに供給する切替装置と、を備え、
前記切替装置が、前記第２の流体の増粘状態に応じて、前記第２の流体および前記機能液のいずれかを選択的に切り替えて前記流体噴射ヘッドに供給することを特徴とする流体噴射装置。
【請求項６】
第１の流体を噴射する複数の第１ノズル列と、第２の流体あるいは機能液を噴射する第２ノズル列とを有する流体噴射ヘッドと、前記第２の流体の状態を取得する流体情報取得部と、前記流体情報取得部によって取得された前記第２の流体の情報に基づいて、前記第２の流体および前記機能液のいずれかを選択的に切り替えて前記流体噴射ヘッドに供給する切替装置と、を備えた流体噴射装置のメンテナンス方法であって、
前記流体情報取得部により前記第２の流体の状態を取得する工程と、
前記流体情報取得部によって取得された前記第２の流体の情報に基づいて、前記第２の流体および前記機能液のいずれかを選択的に切り替えて前記流体噴射ヘッドに供給する工程と、を備えること
を特徴とする流体噴射装置の動作方法。
【請求項７】
前記流体噴射ヘッドに供給された前記第２の流体の粘度が基準値以上になったら前記機能液に切り換えることを特徴とする請求項６記載の流体噴射装置の動作方法。
【請求項８】
前記流体噴射ヘッドに前記第２の流体が供給された時間を計時する計時工程を有し、
計時時間が基準時間を超えたら前記機能液に切り替えることを特徴とする請求項６ないし７のいずれか一項に記載の流体噴射装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置及びその動作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体噴射装置は、流体を噴射可能な噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の流体を被記録材等に向けて噴射する装置である。流体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式噴射ヘッド（以下、単に噴射ヘッドという）を備え、この噴射ヘッド（噴射ヘッド）のノズルから液体状のインク（流体）をインク滴として記録媒体等の記録媒体に向けて噴射、着弾させドットを形成することで記録を行うインクジェット式記録装置が知られている。
【０００３】
流体噴射装置では、噴射ヘッドから噴射される流体の良好な噴射状態を維持又は回復するため、フラッシング処理や吸引処理などのメンテナンスを定期的に行っている。画像形成液として使用されるインクのうち、特に白色インクは他色のインクに比べて粒径が大きく目詰まりを発生し易い。このため、クリーニングの回数が増えて、消費されるインク量も多くなってしまう。
【０００４】
そこで、記録ヘッドの白色インクを噴射するノズル列に対して、白色インクと目詰まり防止液とを選択的に充填することにより、目詰まりの発生を未然に防止して、クリーニングの回数を減らすことができる技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６２０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、印刷時間や環境温度の変化の変化に伴う白色インクの状態変化（増粘等）については考慮されていないことから、カラー印刷モード中に放置されていた白色インクが増粘してしまい、ホワイト印刷モード時に吐出不良が生じるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、非使用流体の状態変化に伴う吐出不良を防止することのできる流体噴射装置及びその動作方法を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の流体噴射装置は、上記課題を解決するために、第１の流体を噴射する複数の第１ノズル列と、第２の流体あるいは機能液を噴射する第２ノズル列とを有する流体噴射ヘッドと、第２の流体の状態を取得する流体情報取得部と、流体情報取得部によって取得された第２の流体の情報に基づいて、第２の流体および機能液のいずれかを選択的に切り替えて流体噴射ヘッドに供給する切替装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、流体噴射ヘッドに供給された第２の流体の状態変化を、第１の流体の記録中も含めて、常時監視することが可能となる。この第２の流体の状態に基づいて、第２の流体および機能液のいずれかを選択的に切り替えて流体噴射ヘッドに供給することにより、第２の流体による記録時にその吐出不良を防止することができる。
【００１０】
また、流体情報取得部が第２の流体の温度を測定する温度センサを有し、切替装置は、温度センサにより取得された第２の流体の温度に基づいて第２の流体および機能液のいずれかを選択的に切り替えることが好ましい。
本発明によれば、環境温度の上昇や第２の流体の温度上昇に起因する吐出不良を防止することが可能である。
【００１１】
また、流体情報取得部が、第１ノズル列および第２ノズル列が形成されたノズルプレートと、該ノズルプレートに対して非接触状態で対向配置される流体受部との間に電界を形成可能な構成とされ、切替装置は、流体情報取得部により取得された第２の流体の吐出量に基づいて第２の流体および機能液のいずれかを選択的に切り替えることが好ましい。
本発明によれば、第２の流体の吐出量を検出することでその状態変化を監視し、第２の流体の吐出量が減少してきたことが検出された場合に機能液へと切り替えることで、第２の流体による記録時にその吐出不良を防止することができる。
【００１２】
また、流体噴射ヘッドに第２の流体が供給された時間を計時する計時部を有することが好ましい。
本発明によれば、流体噴射ヘッドに第２の流体が供給された時間を計時する計時部を有することとしたので、非噴射時における第２ノズルからの第２の流体の乾燥を防止することができる。
【００１３】
本発明の流体噴射装置は、上記課題を解決するために、第１の流体を噴射する複数の第１ノズル列と、第２の流体あるいは機能液を噴射する第２ノズル列とを有する流体噴射ヘッドと、第２の流体および機能液を貯留する貯留部と、流体噴射ヘッドと貯留部との間に配置され、第２の流体および機能液のいずれかを選択的に切り替えて流体噴射ヘッドに供給する切替装置と、を備え、切替装置が、第２の流体の増粘状態に応じて、第２の流体および機能液のいずれかを選択的に切り替えて流体噴射ヘッドに供給することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、第１の流体を噴射している間も第２の流体の増粘状態を監視することが可能となり、第２の流体の増粘状態に基づいて流体噴射ヘッドへの供給を機能液に切り替えることで、第２の流体の吐出不良を防止することができる。
【００１５】
本発明の流体噴射装置の動作方法は、上記課題を解決するために、第１の流体を噴射する複数の第１ノズル列と、第２の流体あるいは機能液を噴射する第２ノズル列とを有する流体噴射ヘッドと、第２の流体の状態を取得する流体情報取得部と、流体情報取得部によって取得された第２の流体の情報に基づいて、第２の流体および機能液のいずれかを選択的に切り替えて流体噴射ヘッドに供給する切替装置と、を備えた流体噴射装置のメンテナンス方法であって、流体情報取得部により第２の流体の状態を取得する工程と、流体情報取得部によって取得された第２の流体の情報に基づいて、第２の流体および機能液のいずれかを選択的に切り替えて流体噴射ヘッドに供給する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、第２の流体の状態が変化してきたときに機能液に切り替えることで、第２の流体の状態変化をそれ以上進行させることなく第２の流体の吐出不良を防止することができる。
【００１７】
また、流体噴射ヘッドに供給された第２の流体の粘度が基準値以上になったら機能液に切り換えることが好ましい。
本発明によれば、流体噴射ヘッドに供給された第２の流体の粘度が所定値以上になったら機能液に切り換えることとしたので、第２の流体の増粘に伴う吐出不良を防止することが可能となる。
【００１８】
また、流体噴射ヘッドに第２の流体が供給された時間を計時する計時工程を有し、計時時間が基準時間を超えたら機能液に切り替えることが好ましい。
本発明によれば、流体噴射ヘッドに第２の流体が供給された時間を計時する計時工程を有し、計時時間が基準値を超えたら機能液に切り替えることとしたので、非噴射時における第２ノズルからの第２の流体の乾燥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態のインクジェットプリンタの構成を示す概略図。
【図２】記録ヘッドの構成を示す断面図。
【図３】記録ヘッドのノズル面の構成を示す図。
【図４】インクカートリッジの構成を示す図。
【図５】記録ヘッドおよびその周囲の構成を示す図。
【図６】プリンタの電気的な構成を示すブロック図。
【図７】カラー印刷モード時の記録処理および切替処理を説明するためのフローチャート。
【図８】第２実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図９】記録ヘッドの周辺における要部構成を示す模式図。
【図１０】静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図。
【図１１】インク滴センサから出力される検出信号の波形の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る流体噴射装置の一実施例であるインクジェットプリンタ１の概略構成を示す一部分解図である。
本実施形態におけるインクジェットプリンタ１は、図１に示すように、諸部材を収容するプリンタ本体５を備えている。プリンタ本体５には、記録ヘッド３（流体噴射ヘッド）を備えたヘッドユニット２を往復移動させるヘッドユニット移動機構１６と、供給チューブ１４を介して記録ヘッド３に供給するインク（流体）を貯留したインクカートリッジ６と、記録ヘッド３の噴射特性を維持するためのクリーニング動作等に用いられるメンテナンス装置７などが設けられている。
【００２２】
このプリンタ本体５には、記録媒体を搬送する不図示の搬送機構が設けられている。この搬送機構は、記録媒体をＹ方向に搬送する。搬送モータやこの搬送モータによって回転駆動される搬送ローラ（いずれ不図示）等から構成され、記録媒体を記録（印字・印刷）動作に連動させてプラテン１３の上に順次送り出すようになっている。記録媒体としては、例えば紙やＰＥＴ、銀ＰＥＴなどが挙げられる。
【００２３】
ヘッドユニット移動機構１６は、プリンタ本体５の幅方向に架設されたガイド軸８と、パルスモータ９と、パルスモータ９の回転軸に接続されてこのパルスモータ９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、駆動プーリー１０とはプリンタ本体５の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジ４に接続されたタイミングベルト１２を有して構成されている。
【００２４】
ヘッドユニット２は、プラテン１３上に送り出された記録媒体に向けてインクを噴射する記録ヘッド３と、記録媒体の幅方向に沿って移動可能なキャリッジ４とを有して構成されている。
【００２５】
キャリッジ４には記録ヘッド３が搭載されている。キャリッジ４は、側部の中央部に設けられた接続部３４にタイミングベルト１２の一部が取り付けられることでタイミングベルト１２に接続されている。このようなキャリッジ４を備えたヘッドユニット２は、パルスモータ９の駆動によって回動するタイミングベルト１２の動きに従い、ガイド軸８に沿って主走査方向に往復移動する。
【００２６】
メンテナンス装置７は、図１に示すように、記録ヘッド３の各ノズル４７から増粘したインクを吸引する吸引動作等に用いられるキャッピング機構ＣＰ（流体受部）、記録ヘッド３のノズル面３Ａ（図２）に付着したインクを払拭するワイピング動作に用いられるワイピング機構ＷＰなどを有して構成されており、ホームポジションに配置されている。ここで、ホームポジションは、ヘッドユニット２の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域に設定され、電源オフ時や長時間に亘って記録が行われなかった場合にヘッドユニット２が移動する場所である。
【００２７】
ホームポジションにヘッドユニット２が位置する場合には、メンテナンス装置７により記録ヘッド３に対するメンテナンス処理（インク吸引動作、ワイピング動作など）が行われる。記録ヘッド３からメンテナンス装置７側に排出された廃インクは、廃液回収機構（不図示）において回収される。
【００２８】
図２は、記録ヘッド３の概略構成を示す断面図である。
同図に示すように、記録ヘッド３は、ヘッドケース１８と、流路ユニット１９と、アクチュエータユニット２０とを有している。
【００２９】
ヘッドケース１８は合成樹脂製の中空箱状部材であり、ヘッドケース１８の内部にはケース流路２５及び収容空部３７が形成されている。ケース流路２５はヘッドケース１８の高さ方向を貫通するように形成されている。ケース流路２５の上端は導入針ユニット（不図示）に接続されている。ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通されている。
【００３０】
アクチュエータユニット２０は、収容空部３７内に収容されている。アクチュエータユニット２０は、櫛歯状に配列された複数の圧電振動子３８と、この圧電振動子３８が接合される固定板３９と、プリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子３８に供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル４０とから構成される。各圧電振動子３８は固定端部側が固定板３９上に接合され自由端部側が固定板３９の先端面よりも外側に突出しており、いわゆる片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。アクチュエータユニット２０は、収容空部３７を区画するケース内壁面に固定板３９の背面を接着することで収容空部３７内に収納、固定されている。
【００３１】
流路ユニット１９は、振動板（封止板）４１、流路基板４２及びノズルプレート４３を有している。これら振動板４１、流路基板４２及びノズルプレート４３はこの順に積層された状態になっており、不図示の接着剤で接合され一体化されている。振動板４１、流路基板４２及びノズルプレート４３は、共通インク室４４からインク供給口４５及び圧力室４６を通り、ノズル４７に至るまでの一連のインク流路を形成する部材である。
【００３２】
圧力室４６は、ノズル４７の配列方向に対して直交する方向に細長い空間として形成されている。共通インク室４４は、ケース流路２５と連通されており、インクカートリッジ６から供給チューブ１４を介して供給されるインクが導入される空間である。共通インク室４４に導入されたインクは、インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配されるようになっている。
【００３３】
ノズルプレート４３と振動板４１との間に配置される流路基板４２は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室４４、インク供給口４５及び圧力室４６となる空部が区画形成された板状の部材である。流路基板４２は例えば結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。
【００３４】
振動板４１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板４１の圧力室４６に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子３８の先端面が接合される島部４８が形成されている。この島部４８は、ダイヤフラム部として機能する。
【００３５】
振動板４１は、圧電振動子３８の作動に応じて島部４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されており、流路基板４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部４９として機能するようにもなっている。このコンプライアンス部４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板が除去され弾性フィルムだけが残った状態になっている。
【００３６】
ノズルプレート４３は、例えばステンレス鋼などの金属からなる板材であり、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で配列された複数のノズル４７が形成されている。ここで、図３に示すように、ノズルプレート４３すなわち記録ヘッド３のノズル面３Ａには上述したように多数のノズル４７が形成されており、記録媒体の幅方向に沿って整列された複数のノズル４７によってノズル列を構成する。ノズル列は、記録媒体の搬送方向に沿って複数列設けられ、本実施形態では、９つのノズル列Ｌ１〜Ｌ９を有している。
【００３７】
図４にインクカートリッジ６の構成を模式的に示す。
インクカートリッジ６は、図４に示すようにカラーインクカートリッジ６Ａ、白色インクカートリッジ６Ｂ及びクリアインクカートリッジ６Ｃを有している。
【００３８】
カラーインクカートリッジ６Ａは、異なる色のカラーインクを個別に収容するカートリッジである。８色のカラーインク（第１の流体）として、本実施形態では、例えばイエロー（Ｙ）、ライトイエロー（ＬＹ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、ブラック（Ｂｋ）及びライトブラック（ＬＢ）が用いられている。カラーインクカートリッジ６Ａには、それぞれ供給チューブ１４Ａが接続されている。
【００３９】
白色インクカートリッジ６Ｂは、白色インク（第２の流体）を収容するカートリッジである。白色インクの構成材料としては、例えば顔料系などが用いられている。一般的に、白色インクとして用いられる顔料の粒径（例えば、約６００ｎｍ）は、他色のインクとして用いられる顔料の粒径（例えば、約１００ｎｍ）に比べて大きいことが知られている。白色インクカートリッジ６Ｂには、供給チューブ１４Ｂが接続されている。
【００４０】
クリアインクカートリッジ６Ｃは、洗浄用のクリアインク（機能液）を収容するカートリッジである。クリアインクとしては、低粘性で流動性の高い液体であって、洗浄液としての機能を奏するものが好ましい。具体的には、使用するインクの顔料を取り除いた溶媒などが挙げられる。クリアインクカートリッジ６Ｃには、供給チューブ１４Ｃが接続されている。
【００４１】
図５は、記録ヘッド３とその周辺構成を模式的に示す図である。
同図に示すように、供給チューブ１４は、記録ヘッド３内の流路５１を介してノズル４７に接続されている。このうち、供給チューブ１４Ａは、それぞれ１本の供給チューブ１４Ａが流路５１Ａを介してノズル列Ｌ２〜Ｌ９に接続されており、ノズル列Ｌ２〜Ｌ９からカラーインクカートリッジ６Ａ（図４）に対応する色のインクが噴射されるようになっている。
【００４２】
一方、供給チューブ１４Ｂ及び１４Ｃについては、セレクタ５０を介して供給チューブ１４Ｅに接続されている。セレクタ５０は、供給チューブ１４Ｂ及び１４Ｃのいずれか一方を選択的に供給チューブ１４Ｅに接続させる不図示の切り替え弁を有している。この切り替え弁は、後述する制御装置ＣＯＮＴ（図６）の制御に基づいて作動するようになっている。
【００４３】
供給チューブ１４Ｅは、記録ヘッド３内の流路５１Ｂを介してノズル列Ｌ１に接続されている。したがって、ノズル列Ｌ１は、白色インクカートリッジ６Ｂに収容された白色インク、あるいはクリアインクカートリッジ６Ｃに収容されたクリアインクを選択的に噴射するようになっている。ノズル列Ｌ１から噴射されるクリアインクは、ノズル列Ｌ１に設けられるノズル４７の目詰まりを防ぐためにノズル４７内を洗浄する洗浄液として噴射されるようになっている。
【００４４】
図６は、インクジェットプリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるインクジェットプリンタ１は、全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴ、入力装置５９、記憶装置６０、記録媒体搬送機構３５、メンテナンス装置７、記録ヘッド３、セレクタ５０、流体情報取得部７０および計時部７３等を備えている。
【００４５】
制御装置ＣＯＮＴは、各種構成部材の動作を電気的に制御するものであり、インクジェットプリンタ１の動作に関する各種情報を入力する入力装置５９、インクジェットプリンタ１の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６０、記録媒体を搬送する記録媒体搬送機構３５、記録ヘッド３に対してメンテナンス処理を実行するメンテナンス装置７、圧電振動子３８を含む駆動ユニットに入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６２、白色インクの状態（粘度等）を検出する流体情報取得部７０、および供給流路を切り替えるセレクタ５０、印字時間などを計時する計時部７３等の間でデータの授受を行う各種入力インターフェイス回路や、このデータに基づき所定の演算処理等を行うＣＰＵ等を有する。
【００４６】
駆動信号発生器６２には、記録ヘッド３の圧電振動子３８に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器６２は、入力されたデータ及びタイミング信号に基づいて吐出パルス等の駆動信号を発生する。
【００４７】
また、流体情報取得部７０は、温度センサ７１を有している。温度センサ７１は、記録ヘッド３のノズルプレート４３に取り付けられるサーミスタであって、ノズルプレート４３の温度をインクの温度として検出し、その温度情報を制御装置ＣＯＮＴへと出力する。
【００４８】
計時部７３は、白色インクが記録ヘッド３に供給された状態が継続する時間、すなわち、カラー印刷モード時に白色インクが非使用状態で放置されている時間を計時し、制御装置ＣＯＮＴへと出力する。
【００４９】
制御装置ＣＯＮＴは、流体情報取得部７０より得られたインクの温度が予め設定された基準値を超えていた場合には、記録ヘッド３内の白色インクをクリアインクに入れ替えるべく、供給チューブを切り替えるようセレクタ５０に指示する。また、制御装置ＣＯＮＴは、流体情報取得部７０により検出された温度が基準値以内であっても、計時部７３からのカウント時間が予め設定された基準時間を超えていた場合には、計時部７３からの情報を優先してセレクタ５０に指示する。
セレクタ５０は、制御装置ＣＯＮＴからの指令に基づいて、供給チューブ１４Ｂおよび１４Ｃのいずれか一方を選択的に記録ヘッド３に接続させる。
【００５０】
次に、上記のように構成されたプリンタ１の動作を説明する。図７は、カラー印刷モード時の記録処理および切替処理を説明するためのフローチャートである。
インクジェットプリンタ１は、外部からの印刷データに基づく記録動作を行う場合、制御装置ＣＯＮＴは、印刷データをドットパターンに対応した噴射データに展開し、展開した噴射データの駆動信号を記録ヘッド３へ供給する。記録動作においては、印刷データに白色データが含まれない場合、記録ヘッド３のノズル列Ｌ２〜Ｌ９を用いて記録動作が行われる（カラー印刷モード）。また、カラーデータの有無に関わらず、印刷データに白色データが含まれる場合、ノズル列Ｌ１を用いて記録動作が行われる（ホワイト印刷モード）。
【００５１】
ホワイト印刷モードでは、カラーデータの有無に関わらず、記録時に記録ヘッド３のノズル列Ｌ１が用いられることになるため、白色インクの噴射を行う前にセレクタ５０を確認し、供給チューブ１４Ｂと供給チューブ１４Ｅとが接続されていない場合にはこれらが接続されるようにセレクタ５０を制御する。
【００５２】
制御装置ＣＯＮＴは、記録動作に用いるノズル列Ｌ１に対応した圧電振動子３８に噴射データの駆動信号を供給する。駆動信号により、この圧電振動子３８が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部４８が圧力室４６に近接する方向あるいは離隔する方向に移動する。
【００５３】
島部４８の移動によって圧力室４６の容積が変化し、圧力室４６内のインクに圧力変動が生じ、この圧力変動によってノズル列Ｌ１の各ノズル４７から白色インクのインク滴Ｄが吐出される。制御装置ＣＯＮＴは、記録ヘッド３を走査させながらインク滴Ｄを吐出させることで、記録紙などに画像や文字などを記録する。
【００５４】
上述したように、白色インクとして用いられる顔料の粒径（例えば、約６００ｎｍ）は、他色のインクとして用いられる顔料の粒径（例えば、約１００ｎｍ）に比べて大きいことが知られている。粒径が大きいことは、沈降の原因となり（沈降速度は粒子直径の２乗に比例する：ストークスの定理）、顔料が沈降した結果、増粘することになる。このため、非噴射状態が継続すると、白色インクの増粘によって吐出不良が生じてくるおそれがある。
【００５５】
このため、白色データを含む記録動作の後から次の記録処理に移行するまで間があく場合には、計時部７３より白色インクの非使用時間のカウントを開始する。そして、計時部７３による白色インクの非使用時間（非噴射時間）を確認し、非使用時間が予め設定された基準時間を越えたことが確認されると、制御装置ＣＯＮＴは計時部７３によるカウントを終了し、セレクタ５０を制御して供給チューブ１４Ｃと供給チューブ１４Ｅとが接続されるように供給チューブを切り替える。これにより、記録ヘッド３のノズル列Ｌ１にはクリアインクカートリッジ６Ｃが接続されることになり、白色インクに替えてクリアインクが記録ヘッド３内に供給されることになる。なお、クリアインクと白色インクの入れ替えはキャッピング機構ＣＰ上で行い、記録ヘッド３から排出された白色インクをキャッピング機構ＣＰにて回収する。
【００５６】
そして、クリアインクが充填された状態のままカラー印刷モードへ移行する場合には、この状態でカラーインクによる記録処理を実行する。カラー印刷モードでは、白色を含まない印刷データであることから、記録ヘッド３のノズル列Ｌ１を除くノズル列Ｌ２〜Ｌ９を用いて記録を実施する。このため、クリアインクが充填された状態でカラー印刷を実行することで、白色インクの状態変化を防止することができる。
なお、再びホワイト印刷モードを実行する場合には、記録ヘッド３内のクリアインクを白色インクに入れ替えてから記録処理を再開する。
【００５７】
一方、ホワイト印刷モード終了後、基準時間を越える前までにカラー印刷モードを開始する場合には、供給チューブ１４Ｂと供給チューブ１４Ｅとが接続された状態となっており、記録ヘッド３内には白色インクが充填されている。
制御装置ＣＯＮＴは、図７に示すように、計時部７３により上述した白色インクの非使用時間をカウントする（ステップＳ１）。そして、カラー印刷を開始した後は（ステップＳ２）、温度センサ７１により記録ヘッド３内のインクの温度をリアルタイムに検出することにより白色インクの状態（増粘状態）を監視し（ステップＳ３）、後述のようにクリアインクへの切り替え要否を判断する（ステップＳ４）。本実施形態では、白色インクの温度や非使用時間をインク切り替え要否の判断パラメーターとしている。
【００５８】
また、本実施形態では、温度センサ７１により記録ヘッド３の温度を測定し、この温度から白色インクの粘度を推定することとしている。実際には、ノズルプレート４３の温度を測定し、この測定温度を白色インクの温度とみなしている。白色インクの画質保証温度の上限は約３５℃であり、この画質保証温度を基準温度（基準値）とする。画質保証温度は顔料粒子の粒径や数等に応じて適宜設定され、例えば３５℃〜４０℃の範囲内で設定される。
【００５９】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、画質保証温度以下や非使用時間が基準時間以内の場合にはインクの入れ替え不要と判断し（ステップＳ４）、カラー印刷を続行する（ステップＳ５）。そして、カラー印刷終了と判断されるまで白色インクの増粘状態の監視を行う（ステップＳ６、ステップＳ３）。
【００６０】
また、制御装置ＣＯＮＴは、記録処理中にインクの温度（温度センサ７１による検出値）が上昇して基準温度以上になり、白色インクの粘度が基準値以上になったとしてインクの入れ替えが必要であると判断すると（ステップＳ４）、計時部７３によるカウントを終了し（ステップＳ７）、記録ヘッド３をホームポジションへと移動させた後、記録ヘッド３へ供給するインクを印刷に使用しない白色インクからクリアインクに切り替える（ステップＳ８）。そして、クリアインクを充填した状態でカラー印刷を再開し、カラー印刷終了まで印刷を続行する（ステップＳ９）。
【００６１】
また、制御装置ＣＯＮＴは、記録処理中に計時部７３による白色インクの非使用時間（カラー印刷時間）のカウントが基準時間を超えた場合には、温度センサ７１による検出温度が基準値に達していなくても計時部７３からの情報を優先し、供給インクの切り替えが必要であると判断する（ステップＳ４）。そして、カラー印刷を中断し、記録ヘッド３内の白色インクをクリアインクに入れ替えた後、カラー印刷を再開する。このようにしてカラー印刷が終了するまで印刷を続行し、記録処理を終了する（ステップＳ１０）。
【００６２】
そして、記録処理が終了すると、制御装置ＣＯＮＴは、クリーニング要否の判定を行う。クリーニングが必要と判断した場合には、クリーニング処理としてフラッシング処理を実行する。フラッシング処理では、クリアインクを噴射させることで白色インクのムダな消費を抑える。
【００６３】
このように本実施形態によれば、カラー印刷モードの実施中に白色インクの非使用時間や環境温度（本実施形態ではインク温度）を検出して白色インクの非噴射状態を監視し、カラー印刷実行中に非噴射状態の白色インクを少しでも増粘させる要因が確認された場合には、記録ヘッド３内の白色インクを、白色インクよりも増粘および沈降しにくいクリアインクに入れ替えることとした。これにより、他色のインクに比べて増粘しやすい白色インクが非使用のときに増粘してしまうのを防ぐことができ、ホワイト印刷モード移行時における白色インクの吐出不良を防止することができる。
【００６４】
今までは、カラー印刷モードの途中に白色インクのフラッシング処理を定期的に実行することによって白色インクの増粘を防止していたが、フラッシング処理時に白色インクが大量に消費されてしまうという問題があった。
【００６５】
これに対して本実施形態では、上述したように画質保証温度あるいは白色インクの非使用時間が基準時間を超えると、記録ヘッド３内の白色インクを排出してクリアインクに入れ替えるので、フラッシング処理時にクリアインクを噴射させることで白色インクが多量に消費されることがなくなる。これにより、白色インクの無駄な消費を防止して白色インクにかかるコストを削減することができる。
【００６６】
なお、白色インクからクリアインクに入れ替えるタイミングとして、本実施形態では、基準温度よりも基準時間を優先していることから、白色インクが非噴射状態になって所定の時間が経過すると必ずクリアインクに入れ替えられることになり、低温度環境下で使用した場合でも白色インクの吐出不良を確実に防止することができる。
【００６７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のインクジェットプリンタについて述べる。図８は、第２実施形態の概略構成を示すブロック図、図９は、記録ヘッドの周辺における要部構成を示す模式図である。本実施形態のインクジェットプリンタは先の実施形態と同様であるが、温度センサに替えてインク滴センサ８０を備えた点において異なる。よって以下の説明では、インク滴センサ８０について詳しく述べる。
【００６８】
本実施形態のインクジェットプリンタ９０は、記録ヘッド３から吐出されるインク滴Ｄを検出可能なインク滴センサ８０（流体情報取得部）を備えている（図８，９参照）。このインク滴センサ８０は、記録ヘッド３のノズルから吐出されるインク滴Ｄを帯電させ、この帯電したインク滴Ｄが飛翔する際の静電誘導に基づく電圧変化を検出信号として出力することで、ノズルのインク吐出状態を把握可能とするように構成されたものである。
【００６９】
図８，９に示されるインク滴センサ８０は、記録ヘッド３のノズル面３Ａと所定ギャップを介して対向するように配置され、ノズル４７から吐出されたインクが供給される検出部７８を有し、ノズル４７から吐出されたインクに応じた検出波形を出力することで各ノズル４７におけるインクの吐出状況を検出可能とする検出装置７６と、検出装置７６から出力された検出波形に基づいて、インクの重量に関する情報を取得する処理装置８２とを備える。
【００７０】
検出装置７６は、検出部７８と記録ヘッド３のノズル面３Ａとの間に電圧を印加する電圧印加器７５と、検出部７８の電圧を検出する電圧検出器８１とを備えている。なお、本実施形態においては、検出装置７６の検出部７８は、上述したようにホームポジションに配置されているキャッピング機構ＣＰを構成するキャップ部材１５の内側に設けられている。
【００７１】
キャップ部材１５は、上面が開放されたトレイ状の部材であり、エラストマー等の弾性部材により作製されている。このキャップ部材１５の内側には、インク吸収体７７と電極部材７９とが配設されている。電極部材７９は、例えばステンレス鋼等の金属のメッシュ部材で形成されている。検出部７８は、電極部材７９の上面によって形成されている。検出部７８は、キャップ部材１５の上端面よりも低い位置に配置されている。インク吸収体７７は、インクＬを保持可能（吸収可能）なスポンジ状部材、あるいは多孔部材等で形成されている。
【００７２】
検出部７８上に着弾したインク滴Ｄは、格子状の電極部材７９の隙間を通過して下側に配置されたインク吸収体７７に保持（吸収）されるようになっている。なお、インク滴Ｄが通過できれば、電極部材７９はメッシュ部材でなくてもよい。また、キャップ部材１５の底には、不図示のチューブが接続されており、インク吸収体７７のインク滴Ｄはチューブを介して、吸引ポンプ１７によって吸引され外部に排出されるようになっている。
【００７３】
電圧印加器７５は、記録ヘッド３のノズルプレート４３の噴射面（ノズル面３Ａ）と電極部材７９の検出部（上面）７８との間に電圧を印加可能な電子回路を含む。本実施形態においては、電圧印加器７５は、電極部材７９が正極、ノズルプレート４３が負極となるように、直流電源と抵抗素子とを介して、電極部材７９とノズルプレート４３とを電気的に接続する。
【００７４】
上述のように、ノズルプレート４３はステンレス鋼等の板材で形成されており、電極部材７９はステンレス鋼等の金属で形成されており、ノズルプレート４３及び電極部材７９のそれぞれは導電性を有する。すなわち、電圧印加器７５は、ノズル面３Ａと検出部７８との間に電圧を印加可能となっている。
【００７５】
電圧検出器８１は、電極部材７９の電圧信号を積分して出力する積分回路、この積分回路から出力された信号を反転増幅して出力する反転増幅回路、及びこの反転増幅回路から出力された信号をＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換回路等を含む。
【００７６】
本実施形態においては、検出装置７６は、ノズル面３Ａと検出部７８との間に電界を与えて、ノズル４７から検出部７８にインクが移動するときの静電誘導に基づく電圧値の時間的変化を検出波形として処理装置８２に出力する。処理装置８２は、検出装置７６の出力を演算処理可能であり、検出装置７６から出力された検出波形に基づいて、インクの重量に関する情報を取得可能となっている。そして、その取得情報を制御装置ＣＯＮＴへと出力する。制御装置ＣＯＮＴは、処理装置８２（インク滴センサ８０）からの情報に基づいてセレクタ５０を制御する。
【００７７】
次に、インク滴センサ８０の原理、すなわち静電誘導によって誘導電圧が生じる原理について図面を参照しながら説明する。図１０は、静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図であり、同図（ａ）はインク滴Ｄが吐出された直後の状態を示し、同図（ｂ）はインク滴Ｄがキャップ部材１５の検査領域７４に着弾した状態を示している。また、図１１は、インク滴センサ８０から出力される検出信号（インク１滴分）の波形の一例を示す図である。
【００７８】
ノズルプレート４３と電極部材７９との間に電圧が印加した状態で、吐出パルスＤＰを用いて圧電振動子３８を駆動させて、任意の一つノズル４７からインク滴Ｄを吐出させる。この際、ノズルプレート４３は負極となっているため、図１０（ａ）に示すように、ノズルプレート４３の一部の負電荷がインク滴Ｄに移動し、吐出されたインク滴Ｄは負に帯電する。そして、このインク滴Ｄがキャップ部材１５の検出部７８に対して近づくに連れ、静電誘導によって電極部材７９の表面では正電荷が増加する。これにより、ノズルプレート４３と電極部材７９との間の電圧は、静電誘導によって生じる誘導電圧により、インク滴Ｄを吐出しない状態における当初の電圧値よりも高くなる。
【００７９】
その後、図１０（ｂ）に示すように、インク滴Ｄが電極部材７９に着弾すると、インク滴Ｄの負電荷により電極部材７９の正電荷が中和される。このため、ノズルプレート４３と電極部材７９との間の電圧は当初の電圧値を下回る。その後、ノズルプレート４３と電極部材７９との間の電圧は当初の電圧値に戻る。
【００８０】
したがって、図１１に示すように、インク滴センサ８０から出力される検出波形は、一旦電圧が上昇した後に、当初の電圧値を下回るまで下降し、その後当初の電圧値に戻る波形となる。このようにして、インク滴センサ８０により各ノズル４７からインク滴Ｄを吐出した際の電圧変化が検出される。
【００８１】
ところが、例えばインク滴Ｄが増粘している場合、同一の吐出パルスＤＰを用いたとしても、吐出量（液量）が正常時に比べて減少する。このため、図１１において、実線で示すように、インク滴センサ８０から出力される検出信号（検出波形Ｚ）の振幅Ａは、正常時の検出信号（理想波形Ｚ０：図１１の破線）の振幅Ａ０に比べて小さくなる（振幅差ΔＡ）。また、吐出パルスＤＰを印加してからインク滴Ｄがノズルプレート４３から離間するまでの時間も、正常時に比べて遅くなる（電圧上昇するタイミングが時間差ΔＴだけずれる。）。
【００８２】
したがって、インク滴センサ８０から出力される検出波形Ｚの振幅Ａや電圧上昇のタイミングを理想波形Ｚ０のそれらと比較（ΔＡ，ΔＴを検出）することで、記録ヘッド３の各ノズル４７内におけるインクＬの増粘状態を求めることができる。さらにインクが増粘した状態では、ノズル４７からインクを良好に吐出することができないため、不良ノズルとなる。その状態ではインクが吐出されないので波形は検出されない。すなわち、インク滴センサ８０は上述したように各ノズル４７におけるインクの噴射状況（不良ノズルであるか否かを判定）を検出可能となっている。
【００８３】
本実施形態では、カラー印刷モード時にインク滴センサ８０によって白色インクの増粘状態を定期的に検出し、白色インクの増粘が検出されると、記録ヘッド３内の白色インクをクリアインクに入れ替える。
なお、本実施形態においても、白色インクの非使用時間が予め設定された基準時間を越えた場合には、白色インクをクリアインクに入れ替えるよう制御しても構わない。しかしながら、インク滴センサ８０を用いることにより、白色インクの状態を確実に把握することができるので、インク滴センサ８０の検出結果に基づいてセレクタ５０を制御することによって、使用環境などの条件に関わらず、確実に白色インクの吐出不良を防止することができる。
【００８４】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８５】
例えば、先の実施形態で用いた温度センサに替えて湿度センサを採用しても良い。湿度センサを用いて環境湿度を検出することによって、ノズル４７の開口の乾燥状態からインクの増粘状態を監視する構成としてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態においては、フラッシング動作の際、インクを受ける受部としてキャッピング機構ＣＰを用いる構成としたが、これに限られることはなく、例えば別途フラッシング受部などが設けられた構成としても構わない。
【００８７】
上記実施例は、インクジェット式のプリンタと、インクカートリッジが採用されているが、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置と、その流体を収容した流体容器を採用しても良い。微小量の液滴を吐出させる流体噴射ヘッド等を備える各種の流体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記流体噴射装置から吐出される流体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう流体とは、流体噴射装置が噴射させることができるような材料であれ良い。
【００８８】
例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての流体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなどを含む。また、流体の代表的な例としては上記実施例の形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種流体組成物を包含するものとする。
【００８９】
流体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む流体を噴射する流体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。
【００９０】
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置および流体容器に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１，９０…記録ヘッド（流体噴射ヘッド）、３…記録ヘッド（流体噴射ヘッド）、１５…キャップ部材（流体受部）、４３…ノズルプレート、４７…ノズル、５０…セレクタ（切替装置）、７０…流体情報取得部、７１…温度センサ、７３…計時部、８０…インク滴センサ（流体情報取得部）、６Ｃ…クリアインクカートリッジ（貯留部）、Ｌ１…ノズル列（第２ノズル列）、Ｌ２〜Ｌ９…ノズル列（第１ノズル列）
【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】
2011000819.tif 000009
【図８】
2011000819.tif 000010
【図９】
2011000819.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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