(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において、タイマ管理によって回復実行制御を行なうとともに、記録頻度に応じて回復処理を実施し不必要に廃棄されるインク量を低減する。【解決手段】経過時間が閾値時間を超えているか否かを判断する（ａ２０３）。閾値時間を超えているときはメンテナンスが必要と判断する。そして、そのとき設定されているモードがインク消費量低減モードか否かの判断を行う（ａ２０４）。ここで、インク消費量低減モードと判断したときは、予備吐出前後のヘッド温度の差分すなわちＴ２−Ｔ１から異常状態か否かを判定する（ａ２０５〜ａ２０８）。異常状態の場合はメンテナンス動作を実行する（ａ２０９）。このように、プリンタにおける記録頻度に応じてメンテナンス動作が行なうことができ、経過時間によって一律にメンテナンス動作を行なう場合に較べて、メンテナンスによって不必要に廃棄されるインク量を低減することが可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、
記録ヘッドの吐出回復動作を行う回復手段と、
前記回復手段による回復動作が行われてからの経過時間を測定するタイマ手段と、
前記タイマ手段が測定する経過時間が閾値時間間隔を超えたか否かを判断する判断手段と、
前記インクジェット記録装置における記録頻度を判別する記録頻度判別手段と、
前記判断手段が、前記経過時間が前記閾値時間間隔を超えたと判断し、かつ前記記録頻度判別手段が判別する記録頻度が所定頻度以下と判別したことに基づき、前記回復手段によって記録ヘッドの回復動作を行わせる回復実行制御手段と、
を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
記録ヘッドの吐出状態を検出する吐出状態検出手段をさらに具え、該吐出状態検出手段は、前記判断手段が、前記経過時間が前記閾値時間間隔を超えたと判断し、かつ前記記録頻度判別手段が判別する記録頻度が所定頻度以下と判別したとき、記録ヘッドの吐出状態を判断し、前記回復実行制御手段は、吐出状態検出手段が前記記録ヘッドの吐出状態が不良であることを検出したとき、前記回復手段によって記録ヘッドの回復動作を行わせ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】
記録頻度に応じた複数のモードを設定するモード設定手段をさらに具え、前記記録頻度判別手段は、前記モード設定手段が設定するモードに応じて当該判別を行い、前記モードが記録頻度が所定頻度以下に対応するモードであるとき、記録頻度が所定頻度以下と判別することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記モード設定手段が設定するモードは、記録頻度が所定頻度以下に対応する消費量低減モードと、記録頻度が所定頻度より高い通常モード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】
前記モード設定手段は、当該設定時に既に設定されているモードが消費量低減モードか通常モードかに応じて前記所定頻度を異ならせ、記録頻度がそれぞれの所定頻度以下のときそれぞれ消費量低減モードを設定することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
インクを吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置における記録ヘッドの吐出回復制御方法であって、
記録ヘッドの吐出回復動作を行う回復手段と、前記回復手段による回復動作が行われてからの経過時間を測定するタイマ手段と、を用意する工程と、
前記タイマ手段が測定する経過時間が閾値時間間隔を超えたか否かを判断する判断工程と、
前記インクジェット記録装置における記録頻度を判別する記録頻度判別工程と、
前記判断工程が、前記経過時間が前記閾値時間間隔を超えたと判断し、かつ前記記録頻度判別工程が判別する記録頻度が所定頻度以下と判別したことに基づき、前記回復手段によって記録ヘッドの回復動作を行わせる回復実行制御工程と、
を有したことを特徴とする吐出回復制御方法。
【請求項７】
記録ヘッドの吐出状態を検出する吐出状態検出工程をさらに有し、該吐出状態検出工程は、前記判断工程が、前記経過時間が前記閾値時間間隔を超えたと判断し、かつ前記記録頻度判別工程が判別する記録頻度が所定頻度以下と判別したことに基づき、記録ヘッドの吐出状態を判断し、前記回復実行制御工程は、吐出状態検出工程が前記記録ヘッドの吐出状態が不良であることを検出したとき、前記回復手段によって記録ヘッドの回復動作を行わせることを特徴とする請求項６に記載の吐出回復制御方法。
【請求項８】
記録頻度に応じた複数のモードを設定するモード設定工程をさらに有し、前記記録頻度判別工程は、前記モード設定工程が設定するモードに応じて当該判別を行い、前記モードが記録頻度が所定頻度以下に対応するモードであるとき、記録頻度が所定頻度以下と判別することを特徴とする請求項６または７に記載の吐出回復制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置および吐出回復制御方法に関し、詳しくは、タイマによって計測される時間に基づいて、インクを吐出する記録ヘッドの吐出回復動作の実行を制御する構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録方式の記録装置においては、複数の微細な吐出口およびそれらに連通する液路などを形成した記録ヘッドが用いられる。このインクジェット記録装置では、一定の未使用期間があると吐出口近傍のインクの水分や揮発成分が蒸発し、インクの増粘や固化を生じる。そして、増粘などしたインクが正常に吐出できず画像に不良が発生することが知られている。
【０００３】
こうした記録ヘッドの吐出性能低下を回避するため、従来、非使用期間が比較的短時間のときは記録動作前にあらかじめ設けられた吐出受けなどにインク吐出を行い（以下、予備吐出と称する）吐出不良を未然に防止する、比較的軽微な回復処理が行われている。また、予備吐出よりもその程度が重い回復処理として、記録ヘッド内の増粘したインクを吐出口から、例えば吸引によって排出し記録ヘッド内を新たなインクで満たす回復処理が行われている。
【０００４】
このようなより程度の重い回復処理のうち、特に、インクタンクから記録ヘッドへインクを供給するチューブなどのインク供給路内や記録ヘッド内に滞留している気泡を除去するべく、さらに回復の程度を増した処理が行われることもある。この回復処理の実行タイミングは、例えば特許文献１に記載されるように、前回の回復処理からの経過時間をタイマによって管理し、この時間が基準時間を超えているときに実行される（以下、タイマ回復ともいう）。そして、上記のより程度の重い回復処理の場合、上記基準とする時間は例えば１ヶ月といった比較的長い時間となる。これは、記録ヘッドや供給路内の気泡は時間の経過とともにその体積や数を増す傾向にあり、気泡の増した体積などによって吐出に支障をきたすようになるのが比較的長い時間となるからである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−００１５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ユーザーなどによっては、この比較的長い時間の間に、その記録装置が使用される頻度はまちまちである。その結果、記録ヘッド内やインク供給路内に滞留する気泡の量も異なることがある。すなわち、気泡発生は記録動作に起因するところが大きい。このため、記録頻度が高いほど発生する気泡が多くなり、それに応じて時間の経過に伴う気泡の増大による吐出不良を生じやすくなる。
【０００７】
また、上述のタイマ回復においては、基準時間が経過するごとにある程度の量のインクを廃棄することとなる。一方、このような廃棄されるインクを減らすことはランニングコストの観点から望ましいことである。例えば、ごく稀にしか記録を行わないユーザーにとっては、記録をするごとにタイマ回復が実行され、廃棄されるインク量が記録で消費するインク量に比べて無視できない量となることもある。
【０００８】
また、別の観点として、良好な吐出特性を維持するために必要な回復処理の量は記録ヘッドごとにばらつきがある。また、環境条件によって記録ヘッドにおけるインク増粘等の程度も異なる。このため、記録ヘッドないし装置によっては必ずしもタイマ回復における所定時間を基準として実行される回復が必要とは限らない。すなわち、場合によっては回復動作が必要以上に行われている可能性もある。
【０００９】
本発明の目的は、タイマ回復と同じ時間による制御を採用しつつ、記録頻度に応じて回復処理を実施するとともに、不必要に廃棄されるインク量を低減することを可能とするインクジェット記録装置および吐出回復制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのために本発明では、インクを吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、記録ヘッドの吐出回復動作を行う回復手段と、前記回復手段による回復動作が行われてからの経過時間を測定するタイマ手段と、前記タイマ手段が測定する経過時間が閾値時間間隔を超えたか否かを判断する判断手段と、前記インクジェット記録装置における記録頻度を判別する記録頻度判別手段と、前記判断手段が、前記経過時間が前記閾値時間間隔を超えたと判断し、かつ前記記録頻度判別手段が判別する記録頻度が所定頻度以下と判別したとき、前記回復手段によって記録ヘッドの回復動作を行わせる回復実行制御手段と、を具えたことを特徴とする。
【００１１】
また、インクを吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置における記録ヘッドの吐出回復制御方法であって、記録ヘッドの吐出回復動作を行う回復手段と、前記回復手段による回復動作が行われてからの経過時間を測定するタイマ手段と、を用意する工程と、前記タイマ手段が測定する経過時間が閾値時間間隔を超えたか否かを判断する判断工程と、前記インクジェット記録装置における記録頻度を判別する記録頻度判別工程と、前記判断工程が、前記経過時間が前記閾値時間間隔を超えたと判断し、かつ前記記録頻度判別工程が判別する記録頻度が所定頻度以下と判別したとき、前記回復手段によって記録ヘッドの回復動作を行わせる回復実行制御工程と、を有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上の構成によれば、回復動作が行われてからの経過時間が一定の閾値時間間隔を超え、記録頻度が所定頻度以下と判別したときに、回復動作が行われる。その結果、タイマ回復と同じ時間による制御を採用しつつ、記録頻度に応じた回復処理を実施でき、不必要に廃棄されるインク量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明のインクジェット記録装置の一実施例に係るインクジェットプリンタを模式的に示す図である。また、図２は、主に記録ヘッドとインクタンクとの間のインク供給系を示す模式図である。これらの図に示すように、インクタンク１は用いるインク色の数に応じて用意される。図１に示す例では、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、マットブラック２本の６種類のインクを用いる例を示している。この６色のインクに対応して６つのインクタンク１が装着される。なお、図１において合計６つのインクタンク１は半分ずつそれぞれプリンタの両端に配置される。なお、本例のように両側に配置する場合に限られず、片側に配置するようにしてもよいことはもちろんである。インクタンク１にはサブタンク２が装着される。これにより、インクタンク１内の圧力と大気圧との均衡を保ち、供給チューブ３を経由して記録ヘッド５に良好にインク１０を供給することができる。
【００１５】
記録ヘッド５は不図示のキャリッジに装着されてプラテン４の上方を移動し、その移動の間に記録ヘッド５からプラテン４上の記録媒体に対してインクを吐出することにより記録動作を行う。記録ヘッド５は、図１に示す例では２つが示されるが、それぞれ４色のインクの吐出部および２色のインクの吐出部を一体に構成したものである。なお、それぞれのインク色の吐出部ごとに記録ヘッドを構成してもよいことはもちろんである。
【００１６】
非記録時には、記録ヘッド５は、キャップ６によってその吐出口面を覆われることによってインク水分の蒸発を防止している。キャップ６は、チューブポンプ８とチューブを介して接続している。また、キャッ６の内部は、弁７が設けられたチューブも接続する。この弁の切替えによって、記録ヘッドに対するキャッピング動作において、必要に応じてキャップ内が大気に連通する状態とされる。供給チューブ３にも、インク供給を切替える弁９が設けられている。
【００１７】
以上の構成において、記録ヘッドの吐出特性を良好に維持するための吐出回復動作（以下、メンテナンス動作ともいう）について説明する。本実施形態では、記録ヘッド５からキャップ６内にインクを吐出する予備吐出が所定のタイミングで行われる。また、キャップ６で記録ヘッド５の吐出口面を覆った状態でポンプ６を駆動し、キャップ内を負圧にして記録ヘッドからインクを吸引して排出する吸引回復が行われる。さらには、不図示のブレードによって吐出口面を拭くワイピングも行なわれる。具体的なメンテナンス制御では、これらのいずれかを単独であるいは組み合わせたものが、それぞれのタイミングで実施される。図５にて後述されるメンテナンスは、比較的長時間が経過したときに行なわれるものであり、先ず吸引回復を行い、その後、予備吐出およびワイピングを順次行なうものである。そして、その吸引回復は、供給チューブ３や記録ヘッドのインク溜に存在する気泡を除去できる程度の、比較的重い回復処理である。
【００１８】
図１および図２に示した本実施形態のプリンタは、その制御構成（不図示）として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有したものを備えており、図４および図５にて後述される処理を始めとして本実施形態のプリンタにおけるデータ処理および各種制御を実行する。
【００１９】
図３は、記録ヘッド５の構成を模式的に示す図である。記録ヘッド５の内部におけるインク貯め１１にインク１０が貯蓄される。記録ヘッド５の各吐出部を構成する複数の吐出口のそれぞれに対応してヒータ１３が設けられる。このヒータに電圧を印加して熱エネルギーを発生させインク１０に膜沸騰を生じさせる。そして、この膜沸騰による吐出用気泡の圧力によって対応する吐出口１２からインクを吐出する。
【００２０】
記録ヘッド５の内部には温度センサ１４が設けられる。本実施形態では、図５に後述するように、予備吐出の前後の温度を測定してその温度の差分が閾値を越えているか否かによって記録ヘッド内の気泡の存在する状態を検出する。すなわち、インク吐出の際に生じた熱は、吐出されるインクの他にインク貯め１１にあるインク１０に放出される。しかし、インク貯め１１に溜まったインクの量が少なくなるとヒータ１３から発生した熱を十分に放出できなくなる。その結果、記録ヘッド５全体の温度が上昇する。そこで、予備吐出する前後の温度を温度センサ１４を用いて測定し、その温度の差分によって記録ヘッド内に気泡が存在すること、従って、高い蓋然性で供給チューブ３内に気泡が存在することを検出することができる。
【００２１】
本発明の一実施形態は、上述した、記録ヘッド内やインク供給路内に存在する気泡を除去するためのメンテナンス動作を、タイマによって測定される経過時間の間に行われた記録動作の頻度に応じて実行するようにする。そして、この記録頻度に対応する回復動作のモードとして、「通常モード」と「消費量低減モード」とを設定する。このうち、「消費量低減モード」は記録動作の頻度が低い場合のモードを示している。そして、このモードのときは、一律にメンテナンス動作を行なわずに、記録ヘッド内やインク供給路内に気泡が滞留しているか否かの検出を行い、それに応じてメンテナンス動作の実行の可否を決定する。
【００２２】
図４は、通常モードと消費量低減モードとを設定する処理を示すフローチャートである。このモード設定処理は、本実施形態のプリンタが、ホスト装置から記録ジョブを受信することによって起動される（ａ１０１）。次に、以下で示す記録頻度の判断に不要となるＸ日より前の記録ジョブ情報をメモリから削除する（ａ１０２）。このＸ日は、記録頻度を計算する際に使用する最大の日数である。次に、受信した記録ジョブの受信時間と記録枚数を、次回の頻度計算のために保存する（ａ１０３）。
【００２３】
次に、その設定時に既に設定されているモードが通常モードかインク消費量低減モードかを判断する（ａ１０４）。本実施形態は、そのとき設定されているモードに応じてモード設定の基準を異ならせる。具体的には、現在のモードが通常モードの場合は、過去Ｘ日の記録枚数がＡ枚以下か否かを判断する（ａ１０５）。そして、Ａ枚以下でなければ通常モードを設定し（ａ１０６）、Ａ枚以下の場合はインク消費量低減モードを設定する（ａ１０８）。一方、現在のモードがインク消費量低減モードの場合は、以下のＹ日の記録枚数がＢ枚以下か否かを判断する（ａ１０７）。Ｂ枚以下の場合はインク消費量低減モードを設定し（ａ１０８）、それ以外の場合は通常モードを設定する（ａ１０６）。
【００２４】
ここで、ＸとＹの日数及びＡとＢの枚数は任意であるが、記録ヘッドの特性などを考慮し実験等によって適切な値を求めることができる。実験結果によってある程度幅を持たせられる場合には、メンテナンス動作全体のスループット向上を求める場合には、Ｘ＞Ｙとし、また、ＡおよびＢを少なめな値にする。これにより、通常モードが設定されて易くなる。逆に、なるべくインク消費低減モードに移行させたい場合は、Ｘ＜Ｙとし、またＡおよびＢを大きめな値にする。この場合、Ｘ＜Ｙであることから、ステップａ１０２の処理では、Ｙ日より前の記録ジョブを削除することになる。なお、上記実験の結果に応じて、ＸとＹ、ＡとＢはそれぞれ同じ値でもあってもよい。
【００２５】
図５は、図４に示す処理で設定されたモードを用いた、メンテナンス動作の実行の可否を定める吐出回復制御処理を示すフローチャートである。本処理は、図４に示す処理に続いて実行されるものであり、具体的には、受信した記録ジョブに基づく記録データをプリンタエンジンに転送するときの一連の処理として実行される。
【００２６】
記録データを転送すると（ａ２０１）、先ず前回のメンテナンス動作時から現在までの経過時間を計算し（ａ２０２）、この経過時間に基づきメンテナンス動作が必要か否かを判断する（ａ２０３）。具体的には、上記経過時間が基準となる閾値時間間隔を超えているか否かを判断する。閾値時間を超えているときはメンテナンスが必要と判断する。メンテナンス動作が必要でない場合は、直ちに記録動作を開始する（ａ２１０）。
【００２７】
メンテナンス動作が必要な場合は、そのとき設定されているモードがインク消費量低減モードか否かの判断を行う（ａ２０４）。すなわち、記録頻度判別を行なう。ここで、通常モードと判断したときは、メンテナンス動作（ａ２０９）を行い、続いて記録動作（ａ２１０）を開始する。一方、インク消費量低減モードと判断したとき、すなわち、記録頻度が図４で説明した所定頻度以下と判別したとき、先ず記録ヘッドの温度を測定してＴ１として保存する（ａ２０５）。次に所定量の予備吐出を実行して（ａ２０６）再度記録ヘッドの温度を測定した結果をＴ２とし（ａ２０７）、予備吐出前後のヘッド温度の差分すなわちＴ２−Ｔ１から異常温度か否かを判定する（ａ２０８）。すなわち、記録ヘッドの吐出状態検出を行う。
【００２８】
異常温度の判定方法としては、図６に示す、予備吐出の前後の温度Ｔ１およびＴ２を用いて判定する方法だけでなく、図７に示す予備吐出を実行しながら一定時間毎に温度を測定する方法がある。この場合には、予備吐出の時間を複数に分割して、分割した複数の予備吐出間隔それぞれの前後で温度測定を行う。そして、例えば予備吐出間隔のいずれかでしきい値以上の温度上昇があるときは、記録ヘッドが気泡の滞留によって異常になっていると判断する。これによれば、より精度が高い記録ヘッドの異常状態検出を行うことができる。なお、記録ヘッドの吐出不良を検出する方法としては、以上説明した形態に限られないことはもちろんである。記録ヘッドの特に気泡の滞留による吐出不良を検出する公知の方法であれば、どのような方法を用いてもよい。
【００２９】
ステップａ２０８で、予備吐前後のヘッド温度の差分がしきい値以下であると判断したときは、メンテナンス動作は不要と判断して記録動作を行う（ａ２１０）。一方、予備吐前後のヘッド温度の差分がしきい値以上の場合はメンテナンス動作を実行するとともに、このメンテナンスのタイマをリセットする（ａ２０９）。その後、記録動作を行う（ａ２１０）。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の回復実行制御よれば、プリンタが使用される頻度がまちまちであって、それによって、記録ヘッド内やインク供給路内に滞留する気泡の量が異なる場合に、使用頻度に応じてメンテナンス動作を行なうことができる。その結果、タイマ管理によって一律にメンテナンス動作を行なう場合に較べて、不必要なメンテナンスが実行されることを抑制し、不必要に廃棄されるインク量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施例に係るインクジェットプリンタを模式的に示す図である。
【図２】図１に示した主に記録ヘッドとインクタンクとの間のインク供給系を示す模式図である。
【図３】図１および図２に示した記録ヘッド内部の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる通常モードと消費量低減モードとを設定する処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す処理で設定されたモードを用いた、メンテナンス動作の実行の可否を定める処理示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態にかかる予備吐出前後の温度測定の一例を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる予備吐出前後の温度測定の他の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    インクタンク
２  サブタンク
３    インク供給チューブ
５    記録ヘッド
６    キャップ
８    ポンプ
１０    インク
１１    インク貯め
１２    吐出口
１３    ヒータ
１４    温度センサ
【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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