(57)【要約】【課題】ノズル内のインクの規定値以上の粘度上昇を実測することにより、揺動(フラッシング)を現実にインクの規定値以上の粘度上昇が起きた場合にのみ行うことで、加圧素子の寿命を長く保つことができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】上記ヘッドバーの印字に使用しない端部ノズル群にインクを吐出させる吐出手段と、端部ノズル群のインクの吐出を検出する検出手段とを設ける。そして、上記検出手段が上記吐出を検出しなかった場合に、全ての上記ノズル内のインクを揺動する揺動手段を設ける。これにより、最もインクの規定値以上の粘度上昇が起こりやすい端部ノズル群において、現実に規定値以上の粘度上昇が観測されたときにのみ、全ノズルの揺動を行うようにできる。【選択図】図３
2008142986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズルをそれぞれ複数備えるヘッドユニットが、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配置されたヘッドバーを備えたインクジェット記録装置において、
上記ヘッドバーの印字に使用しない端部ノズル群にインクを吐出させる吐出手段と、
上記端部ノズルのインクの吐出を検出する検出手段と、
上記検出手段が上記吐出を検出しなかった場合に、上記ノズル内のインクを揺動する揺動手段と、
を備えることを特徴とする、インクジェット記録装置。
【請求項２】
上記吐出手段により吐出させたインクに光を照射する発光素子と、上記インクの影を観測する撮像素子とを備え、
上記検出手段が、上記影に基づいて前記端部群ノズルのインクの吐出を検出する
請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
上記吐出手段は、ユーザの指示に基づいて、インクを吐出させる
請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
色の種別ごとに、上記ヘッドバー、上記吐出手段、上記揺動手段を備えるとともに、
各色の種別ごとに、上記揺動を制御する
請求項１から３のいずれか１項に記載の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、複数のノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のノズルからインクを吐出し、用紙等の記録媒体に印字を行うインクジェット記録装置が、小型で安価、作動時に静寂であるなどの利点があるために、広く市販されている。
【０００３】
図5は、このようなインクジェット記録装置の動作原理の説明図である。インク室501には常にインクタンク（図示しない）からインクが充填されており、このインク室501と流路505で連通した圧力室502内部にも、常にインクが充填されている。圧力室502の下端にはノズル503が穿設されているが、インク室501と圧力室502内のインクはインクタンクからの負圧と毛細管現象によってインクがノズルから出ようとする力の釣り合いが保たれているため、通常はノズル503からインクが漏出することはない(図5(a))。
【０００４】
圧力室502の上端には加圧素子504が配置され、印字の指示があるとこの加圧素子504が圧力室502内のインクを加圧する。すると、ノズル503からインク506が吐出され、記録媒体Ｐに付着して印字が行われるのである（図5(b)）。なお、加圧素子504としては種々の素子が開発されているが、代表例としては圧電素子があり、これを用いたインクジェット記録装置はピエゾ方式と呼ばれている。
【０００５】
この動作原理に基づき、図4(a)に示すように、400から500個程度の圧力室502及び加圧素子504（点401で示す）を配置したヘッドユニット402を構成することで、例えば600dpiの解像度を持つ印字が可能となる。印字に際しては、このヘッドユニット402を印字する用紙の搬送方向と垂直な方向に走査させることによっても可能であるが、最近では、高速印字の要望に応えるため、このような走査を行うことなく、図4(b)に示すように、記録媒体Pの全幅以上にわたってヘッドユニット402を固定配置したヘッドバー403を備えるインクジェット記録装置が提案されている。
【０００６】
この際、図4(c)に示すように、台形に形成されたヘッドユニット405を千鳥配置するヘッドバー406を採用したインクジェット記録装置も登場している。図4(b)の矩形のヘッドユニット402を採用したヘッドバー403と比較すると、このヘッドバー406の方が幅Wが小さくてすむため、装置全体の小型化に資することができる。
【０００７】
ここで、図4(d)に示すように、矩形のヘッドユニット402を一列に配置してしまうと、ヘッドユニット402同士の繋ぎ部では、使用するノズルが急激に他のヘッドユニットのノズルに切り替わるため、印字(特に画像印字の場合)にスジが発生したり、ヘッドユニット402間の特性差が顕在化するという問題がある。この点、図4(c)のように台形のヘッドユニット405を千鳥配置しておくと、記録媒体の搬送方向Aに台形の斜辺が2重に通過するため、このような問題点が回避できるのである。
【０００８】
なお、このような台形のヘッドユニットを採用したインクジェット記録装置は、例えば、下記の特許文献1に開示されている。また、カラー印字を行うインクジェット記録装置においては、上記ヘッドバー403として、それぞれ黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)のインクを吐出する4本のヘッドバー(図示しない)を備えている。
【０００９】
さて、一方で、インクジェット記録装置全般が抱える問題として、ノズル内でのインクの規定値以上の粘度上昇がある。即ち、図5を用いて説明した通り、ノズル503内には常にインクが充填されているのであるが、このノズルが長期間使用されないでいると、インク中の水分がノズル503から蒸発し、場合によってはインクの粘度が上昇してノズルからインクが出にくくなり印字不良が発生することとなる。
【００１０】
これを防ぐために、一定の時間間隔で、上記ノズル503近傍のインクを揺動(フラッシング)させる技術が開発されている。これは上記のピエゾ方式の場合、加圧素子である圧電素子504に、インクがノズル503から吐出されない程度の電圧を印加してこの圧電素子を振動させ、これによってノズル503内のインクを揺動する技術である。この揺動により、ノズル503内のインクの規定値以上の粘度上昇が防止できる。このようなインクの揺動技術を採用したインクジェット記録装置は、例えば下記の特許文献2に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−８８５６８号公報
【特許文献２】特開２００４−４２３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記の技術には次のような問題点がある。
【００１２】
上記の通り、ノズル503内のインクの揺動は圧電素子等の加圧素子504を振動させて行うのであるが、この揺動を頻繁に行うと加圧素子504の寿命が著しく低下する。このため、揺動は必要最低限の場合にだけ行うことが望ましい。
【００１３】
ところが、ノズル503内のインクの規定値以上の粘度上昇は、このインクジェット記録装置の置かれた部屋の室温や湿度、あるいはこのインクジェット記録装置を使用することによって生じる記録装置内部の温度上昇等、様々な要因によって引き起こされる。
【００１４】
このため、上述のように一定の時間間隔で揺動を行うとすれば、この時間間隔はあらゆる要因を考慮した上で短めに設定しなければならず、このことが加圧素子504の寿命を一層短くする原因となっているのである。
【００１５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、ノズル503内のインクの規定値以上の粘度上昇を実測することにより、揺動を現実にインクの規定値以上の粘度上昇が起きた場合にのみ行うことで、加圧素子の寿命を長く保つ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】
【００１６】
以上の目的を達成するために、本発明では以下のような手段を採用している。
【００１７】
本願出願人は、図4(c)のようなヘッドバーを備えたインクジェット記録装置においては、記録媒体Pの最大幅より外側にある端部ノズル408は、印字に使用されないことに着目した。つまり、この端部ノズル408には、常にインクが充填されているものの、印字に使用されないため、対応する加圧素子は全く駆動されない。このため、インクの規定値以上の粘度上昇は、この端部ノズル群408において最も発生しやすいということになる。
【００１８】
そこでまず、本発明は、この図4(c)に示すように、インクを吐出するノズルをそれぞれ複数備えるヘッドユニットが、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配置されたヘッドバーを備えたインクジェット記録装置を前提とする。
【００１９】
次に、このようなインクジェット記録装置において、上記ヘッドバーの印字に使用しない端部ノズルにインクを吐出させる吐出手段と、端部ノズルのインクの吐出を検出する検出手段とを設ける。そして、上記検出手段が上記吐出を検出しなかった場合に、全ての上記ノズルを揺動する揺動手段を設ける。これにより、最もインクの規定値以上の粘度上昇が起こりやすい端部ノズルにおいて、現実に規定値以上の粘度上昇が観測されたときにのみ、全ノズルの揺動(フラッシング)を行うようにすることができる。
【００２０】
さらに、吐出手段が吐出させたインクに光を照射する発光素子と、このインクの影を観測する撮像素子とを設け、上記検出手段は、上記影に基づいて端部ノズルのインクの吐出を検出するようにしても良い。
【００２１】
なお、電源の投入時など、ユーザが必要と認めた場合には、このユーザの指示に基づいて上記吐出手段がインクを吐出させるように構成することもできる。また、特に、カラー印字を行うインクジェット記録装置においては、色の種別ごとに、上記ヘッドバー、上記吐出手段、上記揺動手段を設け、各色の種別ごとに、上記揺動を制御することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明では、最もインクの規定値以上の粘度上昇が起こりやすい端部ノズル群において、ノズル内のインクの規定値以上の粘度上昇を実測し、揺動を現実にインクの規定値以上の粘度上昇が起きた場合にのみ行うことで、加圧素子の寿命を長く保つことができるインクジェット記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置100の一実施形態の内部構造図である。
【００２５】
このインクジェット記録装置100は、下部に配置された給紙カセット111と、その上方に配置されたインクタンク112と、このインクタンク112の上方に配置された搬送ベルト113とを備えている。また、この搬送ベルト113の上方に配置された記録ヘッド114と、装置の右端に配置された用紙搬送路116とを備えている。
【００２６】
給紙カセット111は、印字が行われる記録媒体Pを収納するもので、この給紙カセット111には、給紙を行うための給紙ローラ121が用紙搬送路116側の端部に配置されている。この用紙搬送路116は、給紙カセット111から給紙された記録媒体Pを搬送ベルト113に導くガイド板から構成されている。この用紙搬送路116には、給紙された用紙を搬送する搬送ローラ対122が給紙カセット111側に配置され、2次給紙を行うレジストローラ対123が搬送ベルト113側に配置されている。
【００２７】
上記インクタンク112は、左右方向に並設されたインクタンク112K,112C,112M,112Yから構成され、それぞれ黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)のインクを貯留している。
【００２８】
上記搬送ベルト113は、レジストローラ対123により2次給紙された記録媒体Pを左方に向けて搬送するもので、記録ヘッド114の左右両外側（用紙搬送方向の下流側と上流側）に配置された一対の搬送ローラ124及び搬送ローラ125に張設されている。
【００２９】
上記搬送ローラ124の下方には、印字の際に余剰となったインクを回収するための、上面に開口を有する回収口126が配置され、この回収口126の下方には、廃インクタンク127が配置されている。そして、上記回収口126及び上記廃インクタンク127は、連通管128によって連通し、回収インク貯留部を構成している。
【００３０】
また、上記搬送ベルト113の左方には排出ローラ対129が配置され、排出ローラ対129の左方の装置の左側壁には排出口130が穿設され、この排出口130を通して装置内から装置外に突出する排出トレイ131が配置されている。
【００３１】
上記記録ヘッド114は、下面のノズル面141が搬送ベルト113の用紙搬送面から微小間隔をおいた印字位置に支持されている。この記録ヘッド114は、左右方向に並設された図4(c)のヘッドバー406と同様なヘッドバー114K,114C,114M,114Yから構成されている。なお、各ヘッドバー114K,114C,114M,114Yは、下記のような構造により、それぞれ黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)のインクを吐出する。
【００３２】
記録ヘッド114の上記ノズル面141には、各ヘッドバー114K,114C,114M,114Y毎に、多数のノズルが用紙幅方向に用紙幅以上に形成されている(図4参照)。これらの各ノズルはヘッドバー内に各ノズルに対応して形成された加圧室(図示しない)にそれぞれ連通し、各加圧室は更に各ヘッドバー114K,114C,114M,114Y内に形成されたインク液室(図示しない)に連通している。そして、各ヘッドバー114K,114C,114M,114Yインク液室は、のインク供給チューブ(図示しない)によって、それぞれ上記インクタンク112K,112C,112M,112Yに連通している。
【００３３】
さらに、記録ヘッド114の下流には、各ヘッドバー114K,114C,114M,114Yから記録媒体Pに吐出されたインクを乾燥させるための乾燥装置115が配置されている。
【００３４】
図2は、本実施形態におけるインクジェット記録装置100の制御関連の概略構成図である。
【００３５】
インクジェット記録装置100は、CPU（Central Processing Unit）201、RAM（Random Access Memory）202、ROM（Read Onl4 Memory）203、HDD（Hard Disk Drive）204及び印字における搬送ベルト113や給紙ローラ121等の各駆動部に対応するドライバ205が内部バス206を介して接続されている。上記CPU201は、例えばRAM202を作業領域として利用し、ROM203やHDD204等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて上記ドライバ205とデータや命令を授受することにより上記各駆動部の動作を制御する。また、上記駆動部以外の後述する各手段（図3に示す）についても、CPU201がプログラムを実行することで各手段として動作する。
【００３６】
図3は、本実施の形態におけるインクジェット記録装置のソフトウェア構成図である。
【００３７】
先に図4を用いて説明したように、記録媒体Pの最大幅より外側にある端部ノズル群408は、印字に使用されない。つまり、この端部ノズル群408には、常にインクが充填されているものの、印字に使用されないため、対応する加圧素子504は印字時には全く駆動されない。このため、各ヘッドバー114K,114C,114M,114Yの全ノズルのうち、インクの規定値以上の粘度上昇は、この端部ノズル群408において最も発生しやすいということになる。
【００３８】
そこで、吐出手段301は、例えばインクジェット記録装置100の電源投入時等、ユーザが指示したタイミングで、この端部ノズル群408に対応した加圧素子504を駆動して、この端部ノズル群408からインク307を吐出させる。
【００３９】
一方、この端部ノズル群408のインク307の吐出側には、発光素子である発光ダイオード304が配置されており、このインク307を照射する。なお、発光素子としては発光ダイオード以外に電球（超小型タイプ）等も用いることができる。そして、この発光ダイオード304とインク307を挟んで対向する位置にはCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子305が設けられ、このインク307の上記照射による影を観測する。
【００４０】
この影が観測された場合に、検出手段302は端部ノズル群408から実際にインクの吐出があったと判断する。そして、このように端部ノズル群408からのインクの吐出が実測された場合は、インクの規定値以上の粘度上昇は起きていないと考えられるため、以下、特別な動作は行わない。
【００４１】
一方、吐出手段301を起動させても検出手段302が端部ノズル群408のノズルのいずれかからのインクの吐出が実測されなかったときは、この端部ノズル群408内のノズルのいずれかでインクの規定値以上の粘度上昇が起こっているのである。この場合にのみ、揺動手段303はヘッドバー114K,114C,114M,114Yの全ノズルの揺動(フラッシング)を行うのである。
【００４２】
以上のように、最もインクの規定値以上の粘度上昇が起こりやすい端部ノズル群408において、インクの規定値以上の粘度上昇が実測された場合にのみ全ノズルの揺動を行うことで、揺動を必要最低限の場合にだけ行うことができる。
【００４３】
尚、上述した実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００４４】
したがって、上述の実施形態では、ヘッドバーは黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)の各色に対応して4本から構成されるが、これに限定しない。例えば、単色印字の場合、即ちヘッドバーが1本だけの場合にも本発明を適用することができる。また、端部ノズル408群のインク吐出先には、吐出手段301の起動によって吐出されたインクを受け止める受け皿306を設けておくことで、このインクジェット記録装置100内部の汚損を防ぐことができる。
【００４５】
さらに、上述の実施形態では、吐出手段301はユーザの指示に基づいて起動するが、一定の時間間隔で起動させても良い。吐出手段301が一定の時間間隔で起動することとしても、本発明では、端部ノズル群408のいずれかのノズルからのインクの吐出が実測されなかったときにしか全ノズルの揺動を行わない。従って、上記背景技術と異なり、この一定時間間隔で揺動を行うことにはならず、圧電素子504の寿命を長く保つことができるのである。
【００４６】
また、上述の実施形態では、図4(c)に示したように、ヘッドバーは、台形のヘッドユニット405を備えるが、ヘッドユニットは台形に限られない。図4(b)や図4(d)にも示したように、記録媒体Pの幅以上にヘッドバーが配置され、印字に使用しない端部ノズルの存在するあらゆるインクジェット記録装置に対して本発明の適用がある。
【００４７】
さらには、端部ノズル群408の全てのノズルを一回のインクの規定値以上の粘度上昇固化の確認動作で端部ノズル群408の全てのノズルからインクを吐出させ、上述のようにいずれか一つのノズルからインクの吐出が無かった場合に全ノズルの揺動を行うようにしても良いし、規定された個数のノズルからのインクの吐出が観察されなかった場合に、全ノズルの揺動を行うようにしても良い。
【００４８】
また、端部ノズル群408の個々のノズルを順番に用いて、規定時間間隔おきにインクを順番に吐出させ、いずれかのノズルからの吐出が無かった場合には、端部ノズル群408のノズルを含めて全ノズルの揺動を行うようにしても良い。このようにすることで確認のために使用するインクの量を低減することができ、短い時間間隔で確認することも可能なので端部ノズル群408の全ノズルを使って確認するよりも環境変動などにより対応できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係るインクジェット記録装置は、ノズル内のインクの揺動(フラッシング)は必要最低限の場合にのみ行うことで、加圧素子の寿命を長く保ち、プリンタや複写機、複合機等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態の内部構造図。
【図２】本発明のインクジェット記録装置の制御関連の概略構成図。
【図３】本発明のインクジェット記録装置のソフトウェア構成図。
【図４】ヘッドユニット及びヘッドバーの構成図。
【図５】インクジェット記録装置の動作原理の説明図。
【符号の説明】
【００５１】
100  インクジェット記録装置
112  インクタンク
113  搬送ベルト
114  記録ヘッド
112K,112C,112M,112Y  インクタンク
114K,114C,114M,114Y  ラインヘッド
141  ノズル面
201  CPU
202  RAM
203  ROM
301  吐出手段
302  検出手段
303  揺動手段
304  発光ダイオード
305  CCD撮像素子
307  インク
402,405  ヘッドユニット
403,406,407  ヘッドバー
408  端部ノズル
501  インク室
502  ノズル
503  細孔
504  加圧素子
【図１】
2008142986.tif 000003
【図２】
2008142986.tif 000004
【図３】
2008142986.tif 000005
【図４】
2008142986.tif 000006
【図５】
2008142986.tif 000007