(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において、記録途中でインク供給路にインクが無くなった場合においても、多量のインクを消費することなく、記録ヘッドの空のインク供給路へインクを充填することのできるインクジェット記録装置の回復方法を提供すること。【解決手段】インク吐出口からインク滴を吐出させて記録を行なうインクジェット記録装置において、前記インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクのメニスカスを後退させる第一の手段と、前記インクジェット記録ヘッドの前記吐出口からインクを強制排出させる第二の手段とを備えた回復方法を持つ。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録ヘッドにノズル列を少なくとも１つ有し、インク供給路と、前記インク供給路から分岐した複数のインク流路と、前記インク流路の先端部にそれぞれ設けられている吐出口および前記吐出口からインクを吐出するために利用される熱エネルギを発生する熱エネルギ発生手段とを有し、前記熱エネルギ発生手段を用いて前記インク吐出口からインク滴を吐出させて記録を行なうインクジェット記録装置において、
前記インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクのメニスカスを後退させる第一の手段と、前記インクジェット記録ヘッドの前記吐出口からインクを強制排出させる第二の手段とを備えた回復手段を含むことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インクジェット記録ヘッドは、前記第一の手段を行った後に、インク供給路内を大気と連通させ、次に前記第二の手段を行なう回復手段を含む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】
前記インクジェット記録ヘッドは、記録中の前記インクジェット記録ヘッドの温度を計測することでインク供給路内のインクの有無を検知する手段を有し、回復条件を制御す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４】
インクジェット記録ヘッドにノズル列を少なくとも１つ有し、インク供給路と、前記インク供給路から分岐した複数のインク流路と、前記インク流路の先端部にそれぞれ設けられている吐出口および前記吐出口からインクを吐出するために利用される熱エネルギを発生する熱エネルギ発生手段とを有し、前記熱エネルギ発生手段を用いて前記インク吐出口からインク滴を吐出させて記録を行なうインクジェット記録ヘッドの回復方法において、
前記インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクのメニスカスを後退させる第一の方法と、前記インクジェット記録ヘッドの前記吐出口からインクを強制排出させる第二の方法とを備えた回復方法を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッド回復方法。
【請求項５】
前記インクジェット記録ヘッドは、前記第一の方法を行った後に、インク供給路内を大気と連通させ、次に前記第二の方法を行なう回復方法を含む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ヘッド回復方法。
【請求項６】
前記インクジェット記録ヘッドは、記録中の前記インクジェット記録ヘッドの温度を計測することでインク供給路内のインクの有無を検知する方法を有し、回復条件を制御することを含む回復方法を持つ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ヘッド回復方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置および該装置用記録ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙、ＯＨＰ用シートなどの記録媒体（以下、記録用紙または単に紙ともいう）に対して記録（プリント）を行なう記録装置（プリント装置）の形態としては、記録用紙の搬送方向に対し直交する方向（主操作方向）に往復移動する可動部（以下キャリッジという）に記録ヘッドを搭載した所謂シリアルタイプのものや、記録用紙の幅に対応した範囲にわたって記録素子を配列した記録ヘッドを有するラインタイプのものなどがある。そしてこれらの記録装置では種々の記録方式による記録ヘッドが用いられ、その方式としては、ワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式、電子写真方式によるものがある。
【０００３】
また、これらのような記録装置と、インターフェースを介して記録装置に電気的に接続され、記録装置によって記録すべき情報の編集や記録に関する指示を行なう装置（画像データの供給源をなすものであり、情報処理装置としてのコンピュータあるいは画像読み取り装置その他の形態を可とする）とを備えた電子機器ないし情報処理システムも広く用いられている。
【０００４】
上述の記録装置の中で、インクジェット記録装置は、記録剤であるインクを供給するためのインクタンクと、当該供給されたインクを記録用紙に吐出する記録ヘッドとを備え、一般にインクタンク内のインクが消費され尽くすと別のインクタンクに交換される構成が採られることが多い。近年では、記録ヘッドに対してインクタンクを固定的にまたは分離可能に一体に設け、インクタンク内のインクが消費されつくした場合には記録ヘッドごと交換する形態の記録ヘッドカートリッジを用いる構成や、記録ヘッドからインクタンクを取り外して交換可能とした構成のものもある。
【０００５】
また、インク種類（たとえば黒およびカラー等）の異なる記録ヘッドないしカートリッジを適宜交換しながら種々の印刷（例えばモノクローム印刷およびカラー印刷等）を可能となし、記録する情報に応じた最適の記録をコンパクトな構成で行ない得るようになした記録装置も普及している。
【０００６】
さらに、以上のような構成にあって、記録動作に伴って消費されるインク等の記録剤に関して、その消費量ないしはインクタンクに保持されているインク保持量（インク残量）を使用者に報知できるようにしたものもある。また、記録ヘッドや、インクタンク等の記録剤供給手段が交換された場合に、記録に先立って良好な記録状態を確保するための動作（所謂吐出回復処理）を実施するものもある。
【０００７】
以上のようなインクジェット記録装置においては、記録途中で記録動作の続行が困難となった場合、途中で記録が中断された記録用紙が無駄になるおそれがあるので、実際に記録続行が困難となる前に記録を停止させ、予め記録が中断されないような状態を得て記録を再開するようにすることが好ましい。そのように記録途中で記録動作の続行が困難となる状態を引き起こす原因としては、インクの残量低下によるものが最も多い。従って、インク残量を随時計測し、残量が所定量まで低下した場合には警告を行ない、使用者にインクの補充（インクタンクの交換など）を促すようにすることが好ましいのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクタンクの残量を警告しても、使用者がインクタンクを交換せずそのまま記録動作を続行しインクタンクが完全に空になった場合や、インクタンクが記録ヘッドから外れていた場合などには、インクが記録ヘッドへ供給されず、記録ヘッドのインク供給路内が空になって記録動作の続行が困難になる。このような場合は、回復動作を行ない記録ヘッドのインク供給路内へインクを充填する必要がある。インク供給路へのインクの充填動作（回復動作）は、インク吐出口が形成された面全体を可撓性材料で形成されたキャップで密閉してカバーし、キャップ内圧力を減圧し行なう。インク供給路がインクで満たされているインク種類とインク供給路のインクが空のインク種類では、回復動作でインクタンクから吸引されるインク量に差が生じる。図７は、インク種類２のインク供給路が空になった場合の回復動作によるインク吸引量のグラフである。これより、インク供給路が空になった場合は、他のインク供給路が満たされているインク種類よりも吸引されるインク量が少ないことがわかる。これは、インク供給路が空になったインク種類でも、吐出口内に多少残っているインクがメニスカスを作っているため、そのインク種類は回復動作の際、まずメニスカスを破り、さらに後方のインクタンクからインクを充填しなければならないからである。そのため、空のインク供給路をインクで満たすためには、数回の回復動作が必要になり、多量のインクを消費することになる。
【０００９】
本発明は、以上の諸点に鑑みてなされたものであり、インクジェット記録装置において、記録途中でインク供給路にインクが無くなった場合においても、多量のインクを消費することなく、記録ヘッドの空のインク供給路へインクを充填することのできるインクジェット記録装置の回復方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために本発明は、記録ヘッドにノズル列を少なくとも１つ有し、インク供給路と、前記インク供給路から分岐した複数のインク流路と、前記インク流路の先端部にそれぞれ設けられている吐出口および前記吐出口からインクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する熱エネルギ発生手段とを有し、前記熱エネルギ発生手段を用いて前記インク吐出口からインク滴を吐出させて記録を行なうインクジェット記録装置において、前記インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクのメニスカスを後退させる第一の手段と、前記インクジェット記録ヘッドの前記吐出口からインクを強制排出させる第二の手段とを備えた回復方法を持つことを特徴とする。
【００１１】
（作用）
本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクのメニスカスを後退させる第一の手段により、インク供給路が空になったインク種類と満たされているインク種類のインクジェット記録ヘッド内におけるメニスカスの状態をほぼ同じ状態にした後、吐出口からインクを強制排出（後方のインクタンクからインクを供給路および吐出口内へ充填する）させる第二の手段を行なうため、インク供給路内のインクの有無に関わらずどのインク種類の吸引量もほぼ同じくなり、インク供給路へインクを効率よく充填することが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、本発明を適用可能なインクジェットプリント装置の一実施の形態の要部構成を示す模式的斜視図である。
【００１４】
図１において、複数（４個）のプリントヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄを有したヘッドユニット１がキャリッジ２に搭載されている。各プリントヘッド１Ａないし１Ｄのそれぞれは、吐出部およびインクタンク部を有し、また、吐出部を駆動するための信号などを授受するためのコネクタが設けられたものとすることができる。
【００１５】
複数のプリントヘッドは、それぞれ異なる色のインクでプリントを行なうものであり、それらのインクタンク部には例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどの異なるインクがそれぞれ収納されている。プリントヘッドないしヘッドユニット１キャリッジ２に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ２には、上記コネクタを介して各プリントヘッドに駆動信号などを伝達するためのコネクタホルダ（電気接続部）が設けられている。
【００１６】
キャリッジ２は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト３に沿って往復移動可能に案内支持されている。そして、キャリッジ２は主走査モータ４によりモータプーリ５、従動プーリ６およびタイミング・ベルト７等の伝動機構を介して駆動されるとともにその位置および移動が制御される。プリント用紙やプラスチック薄板等のプリント媒体８は、２組の搬送ローラ９、１０および１１、１２の回転により、吐出部の吐出口面と対向する位置（プリント部）を通って搬送（紙送り）される。なお、プリント媒体８は、プリント部において平坦なプリント面を形成するように、その裏面をプラテン（不図示）により支持されている。この場合、キャリッジ２に搭載された各吐出部は、それらの吐出口面がキャリッジ２から下方へ吐出して前期２組の搬送ローラ対の間でプリント媒体８と平行になるように保持されている。
【００１７】
各吐出部は、例えば通電に応じ熱エネルギを発生する電気熱変換体などの吐出ヒータを備える。そして、当該熱エネルギによってインクに膜沸騰を生じさせ、これにより発生する気泡の圧力を利用して、吐出口よりインクを吐出してプリントを行なうものである。
【００１８】
なお、上述のように一体のヘッドユニット１上に各色別のプリントヘッドを設けるほか、各色別のプリントヘッドがそれぞれ独立に並置されるものでもよい。また、１つのプリントヘッド内にＢｋインクを吐出するノズル群とＹ、Ｍ、Ｃのインクを吐出するノズル群が並置されている構成でもよい。さらにプリントヘッドの個数はプリント装置で用いうる色の種類に応じて適宜定めることができ、さらには色のみならず濃度に応じて適宜の個数を設けうるものである。
【００１９】
また、プリントヘッドはインク供給源をなすインクタンクが一体にされた構成であってもよく、また装置の別の部位に設けたインクタンクからチューブ等を介してインク供給を受けるものでもよい。また、プリントヘッドとインクタンクと一体とする場合、これをカートリッジの形態として装置本体（キャリッジ）ないしヘッドユニット１に着脱できる構成であってもよく、両者を分離可能として例えばインクタンクのみを単独で交換できるようにしたものでもよい。
【００２０】
図２、図３（Ａ）を用いて吐出部１０３ないしヘッドユニット１の構成を説明する。図２はヘッドユニットの構成例を示すもので、インクを例えば滴として吐出する吐出口側からみた模式図である。この図に示すように、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色吐出部に対して、それぞれ２列の吐出口３５の列が設けられており、それらの列を構成する吐出口３５は、図の上下方向で位置をずらして、所謂千鳥状に配列されている。
【００２１】
図示の構成は１２００ＤＰＩのノズル密度を示すもので、副走査方向のノズル配列ピッチは約２１．２μｍである。また、各色２列の列間隔はノスルピッチの倍数とし、図３（Ａ）に示すように吐出口列間にインク供給口３９が配置されることから、ノスルピッチの１０倍（約２１２μｍ）程度とするのが望ましい。
【００２２】
吐出部の構成は、図３（Ａ）に示すように、供給口３９が形成された基板３８上に、吐出ヒータ１３１が設けられたものである。液路３６および吐出口３５は、ノズルの型取り材であるポジ型レジスト層とエポキシ樹脂などの耐インク性のある感光性樹脂層をフォトリソグラフィなどの工程で形成してなるものである。また、基板３８はベースプレート４０によって支持されている。通常は、図３（Ａ）に示すように、インク吐出口には、メニスカスが保持されている。図３（Ｂ）はインク供給路内のインクが無くなった場合の吐出部・インク供給路を示す。この状態では、図３（Ｂ）が示すように、吐出口のメニスカスは、保持されている吐出口と破れている吐出口が混在している。通常吐出口部は図３（Ａ）の状態にあるため、図３（Ａ）と図３（Ｂ）のような状態がヘッドユニット１内に同時に存在することにより、回復動作時に吸引量に差が生じてしまう。そこで、回復動作時に図４（Ａ）に一例として示す、最初に加圧しその後負圧を与えるような圧力波形を用いることにより、図３（Ａ）の状態だった吐出部・インク供給路が図３（Ｃ）の状態へ変化した後に吸引することができ、吸引量の差を減少させることが可能になる。
【００２３】
また、回復動作時に図４（Ｂ）に一例として示す、最初に加圧した後に大気に開放し、その後負圧を与えるような圧力波形を用いることでも、同様の効果を得ることが可能である。
【００２４】
（実施形態２）
（インク供給路内のインクの有無による補正）
回復動作の制御手順を、図５および図６に示すフローチャートに従って説明する。図５は図１で示したプリント装置の制御系の要部構成例を示す。例えば、ホスト装置（画像データの供給源をなすものであり、情報処理装置としてのコンピュータあるいは画像読み取り装置その他の形態を可とする）から、画像データ１０１がプリント装置のＣＰＵ１０２に入力されることにより、ＣＰＵ１０２からヘッド駆動制御手段１０４に信号が出力される。ヘッド駆動制御手段１０４においては、吐出部１０３の電気熱変換体（吐出ヒータ）１３１に印加する駆動パルスの幅およびその発生タイミングの制御を行なう。温度履歴計測部は、吐出部１０３に設けられた温度センサ１３２の検出情報を経過時間と関連付けて計測する。温度履歴計測部１５２により計測されたそれらの情報は、温度履歴記憶部１６２に記憶される。温度履歴記憶部１６２には、装置の電源ＯＦＦ時にもその記憶内容を保持できるよう、ＥＥＰＲＯＭやバッテリバックアップされたＲＡＭ等、不揮発性のメモリを用いることができる。さらに温度センサ１３２は、吐出部１０３の基板上に吐出ヒータ１３１の形成工程において形成されるものでもよく、プリントヘッドに取り付けられるサーミスタの形態でもよい。そして、回復動作がスタート（ステップＳ１０）すると、まず記憶されている温度履歴をチェックする。チェックする項目は単位時間あたりの上昇温度であり、その値Ｔｘが、インク供給路が空の場合に吐出した時の単位時間あたりの上昇温度Ｔｏと比較して、Ｔｏ≦ＴｘならばＮＧ、Ｔｏ＞ＴｘならばＯＫとする。（ステップＳ１１）次に、ＯＫの場合は図４（Ｃ）に一例として示した圧力波形による通常回復モードで回復動作を行ない（ステップＳ１２）、ＮＧの場合は図４（Ａ）もしくは図４（Ｂ）に一例として示すような圧力波形によるインク充填回復モードで回復動作を行なう。（ステップＳ１３）この回復動作シーケンスにより、通常の回復時は最小の吸引量で済ますことができ、インク流路が空の場合のみインク充填回復モードで回復動作を行なうことが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インク供給路が空になった場合の再充填を効率よく行なうことが可能である。従って、回復動作に要する時間も短縮することができ、またインクの消費量も少なくすますことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能なインクジェットプリント装置の一実施の形態の要部構成を示す模式的斜視図である。
【図２】図１の構成に用いられるヘッドユニットの構成例を説明するための図で、ヘッドユニットを吐出口側からみた模式図である。
【図３】図１の構成に用いられるヘッドユニットの構成例を説明するための図で、吐出部の模式的断面図であり、（Ａ）は通常の状態、（Ｂ）はインク供給路が空の状態、（Ｃ）は回復動作によりメニスカスを後退させた状態を示した図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の回復動作に用いられる、圧力波形の例を示した図である。
【図５】図１に示した記録装置の制御系の要部構成例を示すブロック図である。
【図６】温度履歴に応じて回復動作を制御するための制御手順の一例を示すフローチャート図である。
【図７】従来のインクジェット記録装置での吸引量のグラフである。このグラフでは、インク２のインク供給路が空の状態から吸引を行っている。
【符号の説明】
１  ヘッドユニット
１Ａ〜１Ｄ  プリントヘッド
２  キャリッジ
５  モータプーリ
６  従動プーリ
７  タイミング・ベルト
８  プリント媒体
９〜１２  搬送ローラ
３５  インク吐出口
３６  インク流路
３８  基板
３９  インク供給口
４０  ベースプレート
１０２  ＣＰＵ
１０３  吐出部
１０４  ヘッド駆動制御手段
１０５  ヘッド履歴計測手段
１３１  吐出ヒータ
１３２  温度センサ
１５２  温度履歴計測部
１６２  温度履歴記憶部
【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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