(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において、キャッピング放置状態でのキャップ内の湿度を一定に保ち、放置中の吐出口におけるインクの増粘、固着を防止する。【解決手段】キャップ内、及び、本体内に湿度センサを設置。キャッピング中に定期的に湿度を測定する。キャップ、本体に湿度の値によって予め決められた発数でキャップ内に予備吐を実施。これら２つのデータによって、キャップ内の湿度変化を予測し、無駄のない予備吐による保湿を実現する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出口からインクを吐出して記録を行う記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、前記インク吐出口の面に対して覆蓋・開放可能なキャップ手段と、前記キャップに対してインク吐出を行う予備吐出手段と、前記キャップ内の雰囲気湿度を検出する検出手段と、前記キャップ手段によるインク吐出口面の覆蓋時において前記検出手段によって検出された前記湿度に基づいて前記予備吐出手段の予備吐出発数を選択する選択手段とを具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記検出手段によって検出した前記湿度が低いほど、前記予備吐出手段としての予備吐出発数が多いことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記インク吐出口面に設置した湿度センサからなり、前記キャップがインク吐出口面を覆蓋する際にキャップで覆われる範囲のいずれかに設置されていることを特徴とする請求項１、２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
インク吐出口からインクを吐出して記録を行う記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、前記インク吐出口の面に対して覆蓋・開放可能なキャップ手段と、前記キャップに対してインク吐出を行う予備吐出手段と、前記キャップ内の雰囲気湿度、及び、記録装置内の雰囲気湿度を検出する検出手段と、前記キャップ手段によるインク吐出口面の覆蓋時において前記検出手段によって検出された前記キャップ内の雰囲気湿度と前期記録装置内の雰囲気湿度に基づいて前記予備吐出手段の予備吐出発数を選択する選択手段とを具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記検出手段によって検出した前記キャップ内の雰囲気湿度が低いほど、前記予備吐出手段としての予備吐出発数が多いことを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記キャップ内雰囲気湿度の検出手段は、前記インク吐出口面に設置した湿度センサからなり、前記キャップがインク吐出口面を覆蓋する際にキャップで覆われる範囲のいずれかに設置されていることを特徴とする請求項４、５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記検出手段によって検出した前記キャップ内湿度が同じであれば、前記検出手段によって検出した前記本体内湿度が低いほど、前記予備吐出手段としての予備吐出発数が多いことを特徴とする請求項４から６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであり、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項１ないし４記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインク乾燥防止装置を備えたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙、ＯＨＰ用シートなどの被記録材に対して記録を行う記録装置としては、種々の記録方式による記録ヘッドを搭載した形態のものが提案されている。前記記録方式としては、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などがあげられる。特にインクジェット方式は、被記録材に向けて直接インクを噴射するものであり、ランニングコストが安く、記録動作が静かであるなどの利点を有した記録方式として注目されている。
【０００３】
また、近年のインクジェット記録装置、とりわけ記録ヘッドにあっては、その製造が半導体デバイスに適用される成膜技術やマイクロ加工技術によって行われるようになり、より小型でかつ廉価な記録ヘッドが実現されつつある。これに伴い、装置全体の構成も小型かつ簡潔なものが得られるようになった。
【０００４】
一方、以上述べたような数々の利点を有するインクジェット記録装置は、パソコン用プリンタ、プリンタ一体型パソコン、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機など、種々の装置の記録装置として広範囲に用いられつつある。この場合、インクジェット記録装置としては、これら装置のそれぞれに固有の性能、使用態様などに対応した構成を備えている。
【０００５】
また、このようなパソコン用プリンタ、プリンタ一体型パソコン、電子タイプライタ、ワードプロセッサなどでは、その普及性の観点から小型かつ軽量で携帯可能、さらに廉価なものが、その傾向としてあり、その見地からも、これら装置に用いられるインクジェット記録装置としては小型かつ簡潔で、さらに廉価な構成が望まれている。
【０００６】
ところで一般にインクジェット記録方式による記録装置においては、記録ヘッドとして微細なノズルからインクを吐出させてインク滴を形成するため、インク溶剤の蒸発などによるインクの増粘、或いは、固着が発生し、インクが正常に吐出されないことがある。このようなインク蒸発による増粘、固着を防止するために、記録ヘッドの吐出口形成面（以下で吐出口面という）を覆蓋することが可能であると共に、インク受けとして機能するキャップを設け、非印字時において吐出口面をキャップで覆い（以下、キャッピングという）、或いはさらに、キャップ内に一定の間隔でインク吐出（以下、予備吐出という）を行い、キャップ内湿度を上昇させることで吐出口でのインク蒸発を防止するものがある。なお、このようなキャップによるインク吐出口面覆蓋動作は、記録ヘッドを搭載したキャリッジが記録終了時（非印字時）に回復系位置に移動すると共にこの回復系位置において進退移動可能に設けられたキャップを前進させて記録ヘッドに当接させ、インク吐出口面を覆蓋することによって行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録装置の動作環境によっては装置内の雰囲気温度、雰囲気湿度が大きく異なり、当然キャッピング中のキャップ内の温度、湿度も環境によって異なる。このような状況のもと、常に安定した乾燥防止を目的としたキャッピングを実施するためには、記録装置の動作環境のなかでもインクの乾燥という点で最悪な環境、具体的には低湿環境でおいて充分な乾燥防止を達成することが可能な予備吐出が必要となる。しかし、このような低湿環境が継続することはあまりなく、ほとんどの場合、それほどの予備吐出は必要ない。そのためインクの消費量、及び、廃インク量の増加が生じると共にランニングコストを上げてしまう結果となる。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、非印字時におけるキャップ内湿度を、記録装置が設置されている環境に最適なキャップ内予備吐出を設定することで一定に保ち、これによって吐出口のインク増粘を防止し、インク消費量、廃インク量の増加を防止すると共にランニングコストの低減が図られ、かつ、安定した記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明に関わるインクジェット記録装置は、インク吐出口からインクを吐出して記録を行う記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、前記インク吐出口面に対して覆蓋・開放可能なキャップ手段と、前記キャップに対し所定の予備吐出動作を行う予備吐出手段と、前記キャップ内の雰囲気湿度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された雰囲気湿度に基づいて複数種類の予備吐出動作のうちから対応する１つを選択し、予備吐出動作を行わせるように制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、かかる目的を達成するために、本発明に関わるインクジェット記録装置は、インク吐出口からインクを吐出して記録を行う記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、前記インク吐出口面に対して覆蓋・開放可能なキャップ手段と、前記キャップに対し所定の予備吐出動作を行う予備吐出手段と、前記キャップ内の雰囲気湿度と記録装置内の雰囲気湿度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出されたキャップ内と記録装置内の雰囲気湿度に基づいて複数種類の予備吐出動作のうちから対応する１つを選択し、予備吐出動作を行わせるように制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
（作用）
本発明によれば、記録装置が設置されている環境が変化しても、キャップ内湿度を検出することでそれぞれの環境に最適な予備吐出を実施し、キャップ内湿度を一定に保つことが可能である。これによりインクの増粘や吐出口の目詰まりなどによるインク滴の不吐出や吐出不良を防止し、良好な画像記録を行うことが可能になる。またそれぞれの環境に最適な予備吐出を行うことでインク消費量、及び、廃インク量の無駄を省きつつ、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１３】
まず、図３は本発明におけるインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図である。インクを吐出する吐出口部を有するインクジェットユニット（記録ヘッド）１１はキャリッジ１３に設置してある。用紙やプラスチック薄板などから成る被記録材Ｐは搬送ローラ（不図示）を経て排紙ローラ１７に挟持され、不図示搬送モータの駆動に伴い矢印方向に送られる。ガイドシャフト１２、およびエンコーダ（不図示）によりキャリッジ１３が案内支持されている。キャリッジ１３は駆動ベルト１４を介してキャリッジモータ１５の駆動により前記ガイドシャフト１２に沿って往復移動させられる。１０は湿度センサであり、本体内の湿度を検出する。
【００１４】
前記記録ヘッド１１は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録装置であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたものである。また、前記記録ヘッド１１は前記電気熱変換体によって印加された熱エネルギーにより生じる膜沸騰により気泡の成長、収縮により生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録を行うものである。記録領域外に選定されたキャリッジのホームポジション（ＨＰ）には、進退移動可能に設けられたキャップ部１６をもつ回復ユニットが配設されている。記録を行わないときには（非印字時）、キャリッジ１３をホームポジション（ＨＰ）へ移動させてキャップ部１６により記録ヘッド１１のインク吐出口面を覆蓋し、インク溶剤蒸発に起因するインクの増粘、固着あるいは、埃、紙粉などの異物の付着による吐出口の目詰まりを防止する。
【００１５】
また前記キャップ部１６は、記録中に記録頻度の低いインク吐出口の増粘、固着などによる吐出不良や目詰まりを解消するために、インク吐出口からインクを吐出させる予備吐出モードに利用され、且つキャップした状態で不図示の吸引ポンプを動作させ、インク吐出口からインクを吸引し、吐出不良を起こしたインク吐出口の吐出回復に利用される。また、キャップ部隣接位置にブレードを配設することにより、記録ヘッド１１のインク吐出口形成面をクリーニングすることが可能である（ワイピング）。
【００１６】
図６は前記キャップ部１６の斜視図である。図中２０１は当接リブであり、ゴムなどの弾性部材からなり、キャッピング時に記録ヘッド１１のインク吐出口面の凸凹、傾きなどでもリークしないようイコライズ機能を備える。キャップ部材１６底面には吸引口２０５、大気連通口２０６が設けられている。吸引口２０５は吸引手段としての吸引ポンプ２０７と吸引チューブ２０８を介して連通し、また大気連通口２０６は大気連通チューブ２１０を介して大気連通弁２０９と連通している。大気連通弁２０９は大気と連通しているため、キャップ１６で記録ヘッド１１を覆蓋した場合、大気連通弁２０９を開にすることでキャップ内は大気と連通し、大気連通弁２０９を閉にすることでキャップ内を密閉状態にすることができる。インク吐出口の吸引回復手段では前記大気連通弁２０９を閉の状態で吸引ポンプ２０７を作動させることによって、キャップ内に負圧を発生させてインク吐出口からインクを吸引排出させる。キャップ部１６内には多孔質体からなるインク吸収体２０３が収められている。インク吸収体２０３は吸引回復時にインク吐出口から排出されたインクを素早く引き離すため、或いは、キャッピング時においてキャップ部１６内に有る程度の湿度を保持する目的で設置されており、インク吸収体２０３にインクが浸透することで、キャップ内をある程度保湿することができる。２０２は押さえリブであり、当接リブ２０１と同様、ゴムなどの弾性部材から成る。押さえリブ２０２はインク吸収体２０３がインク吐出口面に付着することを防止すると共に、インク吸収体２０３の反りなどの変形を押さえる効果を備える。
【００１７】
図４はインク吐出手段としての記録ヘッド１１のインク吐出列を被記録材側から見た模式的斜視図であり、図５はインク吐出口部の構造を模式的に示す部分斜視図である。記録ヘッド１１には開口した複数の吐出口２３を有した吐出口面２２があり、その吐出口２３に連通した流路部分３１にインクを吐出するのに必要とされるエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子３２が各々配設される。矢印ｙは前記キャリッジ１３の走査方向を示している。また図中１８は湿度センサであり、インク吐出口２３でのインク吐出における熱の影響を受けない程度、離れて設置されている。
【００１８】
次に、図７、図８を用いてキャッピングにおけるキャップ１６の動作を説明する。まず、キャッピング時にはキャリッジ１３を印字領域外に設定されたホームポジション（ＨＰ）  に移動させる（ＳＴＥＰ１）。次にキャップ１６に設置された大気連通弁２０９を開状態にする（ＳＴＥＰ２）。この状態でキャップ１６を記録ヘッド１１に適度な力で押し当てる（ＳＴＥＰ３）。ＳＴＥＰ２において大気連通弁２０９を開状態でキャッピングするのは、大気連通弁２０９を閉状態でキャッピングするとイコライズ機能によって当接リブ２０１が変形し、キャップ１６内が加圧状態になり、インク吐出口２３に形成されたインクのメニスカスを破壊してしまうためである。また、キャッピング終了後も大気連通弁２０９を開状態とする理由は、キャッピング中に温度などの環境が変化した場合にキャップ内の圧力変化を防止するためである。そのため、キャッピング後もキャップ内は大気連通口２０６を介して大気と連通しており、キャップ１６内の湿度は時間と共に本体内湿度に近づくように低下していく。
【００１９】
また、図中の破線２１１はキャップ１６の当接リブ２０１がインク吐出口面２２と当接する部分を示すものであり、湿度センサ１８はこの破線２１１の内側に設置されている。本実施例では湿度センサ１８を２つ設置して、湿度検出時にはこれら２つのデータの平均値を算出してキャッピング中のキャップ内湿度とした。
【００２０】
なお、キャップ内湿度検出用湿度センサは特に複数設置しなくても、以下の効果を同様に得ることができる。
【００２１】
実際に非印字状態でのキャッピングの過程を図２を用いて説明する。まずＳＴ４（ＳＴＥＰ４）において、記録ヘッド１１の吐出口からのインク滴形成によって画像を形成する。なお印字中には、インク吐出頻度の低いインク吐出口に対するインクの増粘、固着を防止する目的で、印字領域外に設置されたキャップ内のインク吸収体上に定期的なインク吐出を実施しており（印字中予備吐出）、そのためキャップ内のインク吸収体はインクで濡れた状態になっている。
【００２２】
印字終了後（ＳＴ５）、印字待機タイマーの値ｔを０に設定する（ＳＴ６）。なお前記印字待機タイマーは印字終了からの時間を測定するものである。次の印字データが有る場合にはＳＴ４に戻り、再び印字を開始する（ＳＴ８）。印字待機状態が１８０秒以上続いた場合、キャリッジをＨＰに戻し、キャッピングする（ＳＴ９）。
【００２３】
ここで記録ヘッドのインク吐出口面に設置したキャップ内湿度センサ、及び、キャリッジ側面に設置した本体内湿度センサによってキャップ内、及び、本体内の湿度を測定する（ＳＴ１０）。ここで検出されたキャップ内、及び、本体内湿度に基づいて予備吐出発数テーブルから予備吐出発数を選択する。
【００２４】
図１に本実施例で採用した予備吐出発数テーブルを示す。予備吐出発数は、キャップ内湿度、及び、本体内湿度の２つのパラメータから決定する。本実施例ではキャップ内湿度、及び、本体内湿度を２０％刻みで区切っており、それぞれの領域ごとに予備吐出発数が予め決められている。本実施例では例えば、キャップ内湿度が同一の場合、本体内湿度が低くなるほど予備吐発数が増大している。これは本体内湿度が低いほどキャップ内湿度が時間と共に低下する割合が大きいためであり、このような場合、予め予備吐発数を多くすることでキャップ内湿度の低下を防止している。逆に本体内湿度が高い場合、キャップ内湿度の時間変化が少ないため、予備吐出発数はより少なくてすむ。以上のように予備吐出発数テーブルでは、キャップ内、及び、本体内湿度の検出データからキャップ内の時間による湿度低下の割合を予測することが可能になり種々の環境に最適な予備吐出発数が設定されている。このテーブルを使用すればどのような環境においても予備吐出を行うことでキャップ内湿度を一定に保つことができる。但し、テーブル内の値は記録ヘッド、本体の容積、キャップ内容積、インクの組成などによって異なるため、それぞれの記録装置に最適なテーブルを作成することが望ましい。
【００２５】
このように、予備吐出発数テーブルに従って、予備吐出発数を選択し（ＳＴ１１）、実際にこの予備吐出を実施する（ＳＴ１２）。インク吐出口から吐出されたインク滴はキャップ内のインク吸収体に吸収され、キャップ内湿度は一気に上昇する。ここでキャッピングの時間を測定するためにキャッピングタイマーＴを０に設定する（ＳＴ１３）。
【００２６】
キャッピング時間が６０分になるまでに次の印字データが送られてきた場合、ＳＴ４に戻り、印字を再開する。キャッピング時間が６０分に達した場合、ＳＴ１０に戻り、再びキャップ内、及び、本体内の湿度測定を行う（ＳＴ１５）。キャップ内は大気連通口を介して大気と連通しているため、前回キャップ内に予備吐出を行ってから６０分間にインク吸収体のインクはある程度乾燥し、キャップ内湿度は低下している。
【００２７】
以上のようにキャッピング中は６０分ごとに、キャップ内、及び、本体内の湿度検出を行い、種々の環境に最適に設定された予備吐出を行うことでキャップ内湿度を一定に保ち、吐出口のインクの増粘、或いは、固着を防止し、次の印字データが送信されてキャップをＯＰＥＮしたときに素早く印字を開始することが出来る。
【００２８】
ここで、本実施例では印字待機状態で１８０秒経過後キャッピングを実施するとしたが、これはインク吐出口からインクを吐出する際に発生、或いは、被記録材にインクが着弾したときに被記録材に吸収されず跳ね返ったミストがインク吐出口面に付着し、これが固着して吐出不良などの原因となることから、ある程度の時間が経過しても次の印字データが送信されないときはキャッピングをしてインクの蒸発を防止することを目的としている。一方で印字待機時間を短く設定すると、この時間以上の間隔で印字データが送信された場合、その都度、キャップＯＰＥＮ動作を実行しなければならず、印字スループットの増加を招く。そのため、それぞれの記録装置に最適な時間設定をすることが望ましく、本実施例における値は、本発明を限定するものではない。
【００２９】
また、本実施例ではキャッピング後、６０分ごとにキャップ内、及び、本体内の湿度を測定して予備吐出を実施しているが、例えば、この時間を短く設定することで、より精度よくキャップ内湿度を制御することが可能である。但し、このときの予備吐発数テーブルは、その時間間隔における最適な値に設定し直す必要がある。
【００３０】
また、本実施例では予備吐出発数テーブルのパラメータとしてキャップ内、及び、本体内の湿度を設定したが、キャップ内湿度のみのテーブルとしても同様の効果を得ることが出来る。但し、キャップ内湿度だけでは時間に対するキャップ内湿度の変化の割合が予測困難であるために、湿度測定の頻度を多くすることが望ましい。
【００３１】
また、本実施例におけるキャップ内湿度センサ、及び、本体内湿度センサの取り付け位置は、それぞれキャップ内、及び、本体内の湿度が検出できれば良く、特にこれに限定するものではない。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、インクの吐出口面に対して覆蓋・開放可能なキャップ手段と、前記キャップに対してインク吐出を行う予備吐出手段と、前記キャップ内、或いは、前記キャップ内に加えて本体内の雰囲気湿度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出されたデータによって予備吐出発数を選択する選択手段とを具備することで、キャッピング時の環境、及び、環境変化によらず、キャップ内の湿度を制御することができるので、インクの蒸発によるインクの増粘や固着による吐出口の目詰まりなどによってインク滴の不吐出や吐出不良が発生するのを防止し、常に良好な画像記録を行うことが可能になると共に、無用にインクが消費され、また、廃インクが増加することを防止し、ランニングコストの低減と共に安定した記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例における、予備吐出発数テーブルを示す表である。
【図２】本実施例における、キャッピング行程を示すフローチャートである。
【図３】本発明のインクジェット記録装置の主要構成を示す斜視図である。
【図４】図３の記録ヘッド１１のインク吐出口列を被記録材側から見た模式的斜視図である。
【図５】図４のインク吐出口部の構造を模式的に示す部分斜視図である。
【図６】本実施例でのキャップ部材を示す斜視図である。
【図７】インク吐出口面へのキャップの覆蓋の様子を示す模式的斜視図である。
【図８】キャッピングの動作過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  本体内湿度センサ
１１  記録ヘッド（インクジェットユニット）
１２  ガイドシャフト
１３  キャリッジ
１４  駆動ベルト
１５  キャリッジモータ
１６  キャップ部
１７  排紙ローラ
１８  キャップ内湿度センサ
２０  インク吐出部
２１  インクジェット記録ヘッド
２２  インク吐出口面
２３  インク吐出口
３１  流路部分
３２  吐出エネルギー発生素子
３３  サーミスタ
２０１  当接リブ
２０２  押さえリブ
２０３  インク吸収体
２０４  キャップ部材
２０５  吸引口
２０６  大気連通口
２０７  吸引ポンプ
２０８  吸引チューブ
２０９  大気連通弁
２１０  大気連通チューブ
２１１  キャップの当接リブ接触範囲（破線）
【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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