(57)【要約】【課題】  簡易な構成で、有効にフィルタ詰まりを除去する回復方法を提供することにある。【解決手段】  ヘッドのノズルから、急速な流れでインク、空気を逆流させることによって、フィルタのインクをほとんど除去することにより、クリーニングの効率を高めフィルタの詰まりを効率よく除去する。【選択図】  図１
2005131906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のノズルを有する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドにより該ノズルから被記録媒体にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、該インクジェット記録装置はインクを貯蔵するインク容器を有し、さらに該インクの通過する箇所の少なくとも１カ所以上にフィルタを有し、
該フィルタに対して、空気および／またはインクを該ノズル側から該インク容器側に通過させる回復方法を有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】
該インクジェット記録装置は、該インク容器から該記録ヘッドへ該インクを供給するインク供給手段、該インク供給手段にインクの流れを制御する開閉可能な弁および、該ノズルから該インクを吸引する吸引ポンプを有し、該回復方法は該弁を閉じた状態で吸引を行うことにより該供給手段内の該インクを減圧させた状態から、該フィルタと該吸引ポンプとの間の該インクを大気開放させることにより、該フィルタに対して該インクおよび／または空気を該ノズル側から該インク容器側へ通過さ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】
該インクジェット記録装置は、該吸引ポンプに連通し該ノズルを密閉するキャップを有し、該インクを大気開放させる方法は、該キャップまたは該キャップに通じる大気連通口を大気開放させることであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
該減圧状態とは、該供給手段内の圧力が大気圧に対して、１／４気圧以上低下した状態であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
該インクジェット記録装置は、該回復方法以外にも、該フィルタに対して該インク容器側から該ノズル側へ該インクを通過させることによる通常回復方法も有し、必要に応じて、両者の回復方法を使い分けることを特徴とする請求項１ないし４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
該インクジェット記録装置は、該回復方法以外にも、該フィルタに対して該インク容器側から該ノズル側へ該インクを流すことによる通常回復方法も有し、両者の回復方法を連続して行う回復シーケンスを有することを特徴とする請求項１ないし請求項５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
該回復シーケンスは、該フィルタに対して、該ノズル側から該インク容器側へ空気および／またはインクを通過させる回復方法を少なくとも１回以上行った後に、該インク容器側から該ノズル側へ空気および／またはインクを通過させる回復方法を少なくとも１回以上行うことを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
複数個のノズルを有する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドにより該ノズルから被記録媒体にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置の回復方法において、該インクジェット記録装置はインクを貯蔵するインク容器を有し、さらに該インクの通過する箇所の少なくとも１カ所以上にフィルタを有し、
該フィルタに対して、空気および／またはインクを該ノズル側から該インク容器側に通過させることを特徴とするインクジェット記録装置の回復方法。
【請求項９】
該インクジェット記録装置は、該インク容器から該記録ヘッドへ該インクを供給するインク供給手段、該インク供給手段にインクの流れを制御する開閉可能な弁および、該ノズルから該インクを吸引する吸引ポンプを有し、該回復方法は該弁を閉じた状態で吸引を行うことにより該供給手段内の該インクを減圧させた状態から、該フィルタと該吸引ポンプとの間の該インクを大気開放させることにより、該フィルタに対して該インクおよび／または空気を該ノズル側から該インク容器側へ通過させることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置の回復方法。
【請求項１０】
該インクジェット記録装置は、該吸引ポンプに連通し、該ノズルを密閉するキャップを有し、該インクを大気開放させる方法は、該キャップまたは該キャップに通じる大気連通口を大気開放させることであることを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置の回復方法。
【請求項１１】
該減圧状態とは、該供給手段内の圧力が大気圧に対して、１／４気圧以上低下した状態であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のインクジェット記録装置の回復方法。
【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インクジェット記録装置の回復方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にインクジェット記録装置は、記録手段である記録ヘッドを搭載可能なキャリッジと、記録媒体を搬送する搬送手段と、更にこれらを制御するための制御手段とを備えている。そして、記録ヘッドに構成された複数の吐出口からインクを例えば滴として吐出させながら、キャリッジを主走査方向にシリアルスキャンさせるとともに、主走査方向とは直行する副走査方向に、記録媒体を所定の量で間欠搬送することにより、順次画像を記録媒体に形成していくものである。
【０００３】
この記録方法は、記録信号に応じてインクを吐出させ、吐出されたインクが記録媒体に着弾することにより記録がなされるものであり、ランニングコストが低く、ノンインパクトで静かな記録方式である。よって従来から、インクジェット記録方法を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録装置が多く実用化されている。また、この記録方法は、実施するにあたって特別に複雑な機構を必要としないため、装置の小型化、カラー化等が比較的容易で、特に近年では、複数色のインクを用いた、カラー記録装置に応用した製品も数多く実用化されている。このような、インクジェット記録装置においては、インクを吐出するための方式も様々なものがある。例えば代表的な例として、インクを吐出するための吐出口近傍のインク路に、電気熱変換素子などの発熱素子を設け、この発熱素子が発生する熱エネルギによってインク中に膜沸騰を生じさせ、この膜沸騰による気泡の急激な生成圧力によって、インクを吐出する方法が挙げられる。
【０００４】
図１は、上記方式を採用した一般的なインクジェット記録ヘッドを、インクが吐出される方向から示した概念図である。ここでは、１つの記録ヘッドにおいて、約２０μｍのピッチで１２８０個のノズルが配列しており、記録密度が１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ；参考値）の画像を、高速に記録することが可能となっている。更に、異なる色相のインクが吐出可能な複数の記録ヘッドを、図のように主走査方向（矢印の方向）に並列させることにより、カラー画像の記録にも対応している。
【０００５】
さて、記録ヘッドにインクを供給する方法としては主に２つの方法がある。一つは、キャリッジにインクを保持するインクタンクを搭載し、直接ヘッドにインクを供給するものである。もう一つは、供給チューブと呼ばれるチューブを用いてインクを保持するタンクとヘッドの間を繋いでインクを供給するものである。前者は本体装置を比較的簡易に構成することから、家庭用や、持ち運びを容易とするプリンタにおいて多く適用されている手段である。これに対し後者はキャリッジにタンクを搭載する必要がないため、大きなインクタンクを用いることが可能となり、プリントボリュームが多いオフィスやプロフェッショナルユース向けのプリンタとして多く適用される。
【０００６】
図２はこのようなチューブ供給による供給システムを含めたプリント装置の１例をしめしたものである。
【０００７】
２０１ａから２０１ｆはインクタンクであり中には液体のインクが入っている。２０２は供給チューブであり、２０３のヘッドに対してインクを供給する。ヘッド２０３は図１にしめしたようなノズルを持ち、インクを吐出させることにより記録を行う。回復系２０４は吸引ポンプを持ち、ヘッド内にインクを充填する際に用いたり、ヘッドについたゴミや固着物を吸引除去したりする役割をもつ。図３はヘッドの縦断面図である。フィルタ３０９はノズル３１２にゴミが進入するのを防ぐ役割を持つ。ノズル３１２よりも小さいゴミに対しては、フィルタを通過したとしても、ノズルも通過する可能性が高い。そのため、ノズルにゴミが詰まるのを防ぐためには、フィルタの孔径はノズル径よりも小さく設計されるのが通常である。３１０はゴムでできたダンパーであり、急激な内圧の変化を防ぐ。
【０００８】
また、使用するインクとしては一般的に顔料インクおよび染料インクがある。染料インクは発色性に優れるが、画像堅牢性が弱く、顔料インクは、画像堅牢性に優れており、印刷物の屋外での長期放置などにおいても褪色しにくい色材である。最近では、インクジェットプリンタは多くの使用用途に使われ、特に画像堅牢性の高い顔料インクは、文書の信頼性が要求されるオフィスプリンターや、野外展示用のポスターなどを作成するための大判プリンタに多く適用される。
【０００９】
このように様々なプリンタの形態、用途に応じて様々な性格の色材が用いられる。しかし多くの用いられる色材の中には、インク中でごくわずかではあるが不安定な溶解状態、または分散状態となってしまうことがある。そして、このような形態のインクを用いた場合、長期間の放置等によって、インクの分散安定性、溶解安定性が低下し、インク供給路からノズルにかけてインクが固着してしまうことがある。とくに図３におけるフィルタ３０９の空隙は大きさも様々であり詰まらせてしまう可能性がある。フィルタの空隙が詰まってしまうと、インクはノズルにまで到達する際の圧力損失が大きく、吐出が不安定になり画像劣化を起こしてしまう。
【００１０】
従来の技術として、フィルタに対する有効なクリーニング方法として供給系内に存在する加圧ポンプを逆流させることにより、フィルタをクリーニングさせる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法は図２のような一般的な供給回復系には、ポンプを追加しなければ適用できず、また特にフィルタ詰まりの程度が著しい場合などに置いて単純なポンプの逆転では比較的十分な効果が得られないことが多い。
【特許文献１】特開平０７−０５２３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
また、このようなフィルタの空隙の詰まり（以下、「フィルタ詰まり」と呼ぶ）。を発生させるようなインクを用いようとする場合、ヘッドの下に設置されたチューブポンプによる吸引等で、除去する方法が一般的である。しかし、フィルタ詰まりを除去したり、除去した状態を維持したりするためには、通常用いられているような頻度よりも、過剰な回数の吸引回数が必要とされる可能性がある。この際、過頻度の吸引はプリンタの廃インクの容量を早期に一杯にしてしまう可能性がある。こうしたケースにおいては、プリンタの総印字可能枚数を著しく減少させてしまうか、サービスマンが廃インク吸収体を交換サービスするといった手間がかかり、使用者にとって非常なデメリットとなる。また、フィルタが詰まることによりヘッドが使えなくなってしまえば、ヘッドまたは装置全体を買い換えることになり、非常にコストがかかってしまう。
【００１２】
本発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、しかも有効にフィルタ詰まりを除去する回復方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、複数個のノズルを有する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドにより該ノズルから被記録媒体にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、該インクジェット記録装置はインクを貯蔵するインク容器を有し、さらに該インクの通過する箇所の少なくとも１カ所以上にフィルタを有し、
該フィルタに対して、空気および／またはインクを該ノズル側から該インク容器側に通過させることを特徴とする。
【００１４】
さらに好ましくは、該インクジェット記録装置は、該インク容器から該記録ヘッドへ該インクを供給するインク供給手段、該インク供給手段にインクの流れを制御する開閉可能な弁および、該ノズルから該インクを吸引する吸引ポンプを有し、該回復方法は該弁を閉じた状態で吸引を行うことにより該供給手段内の該インクを減圧させた状態から、該フィルタと該吸引ポンプとの間の該インクを大気開放させることにより、該フィルタに対して該インクをおよび／または空気を該ノズル側から該インク容器側へ通過させることを特徴とする。
【００１５】
さらに好ましくは、該インクジェット記録装置は、該吸引ポンプに連通し該ノズルを密閉するキャップを有し、該インクを大気開放させる方法は、該キャップまたは該キャップに通じる大気連通口を大気開放させることであることを特徴とする。
【００１６】
さらに好ましくは、該減圧状態とは、該供給手段内の圧力が大気圧に対して、１／４気圧以上低下した状態であることを特徴とする。
【００１７】
さらに好ましくは、該インクジェット記録装置は、該回復方法以外にも、該フィルタに対して該インク容器側から該ノズル側へ該インクを通過させることによる通常回復方法も有し、必要に応じて、両者の回復方法を使い分けることを特徴とする。
【００１８】
さらに好ましくは、該インクジェット記録装置は、該回復方法以外にも、該フィルタに対して該インク容器側から該ノズル側へ該インクを流すことによる通常回復方法も有し、両者の回復方法を連続して行う回復シーケンスを有することを特徴とする。
【００１９】
さらに好ましくは、該回復シーケンスは、該フィルタに対して、該ノズル側から該インク容器側へ空気および／またはインクを通過させる回復方法を少なくとも１回以上行った後に、該インク容器側から該ノズル側へ空気および／またはインクを通過させる回復方法を少なくとも１回以上行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【００２０】
また本発明は、複数個のノズルを有する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドにより該ノズルから被記録媒体にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置の回復方法において、該インクジェット記録装置はインクを貯蔵するインク容器を有し、さらに該インクの通過する箇所の少なくとも１カ所以上にフィルタを有し、
該フィルタに対して、空気および／またはインクを該ノズル側から該インク容器側に通過させることを特徴とする。
【００２１】
さらに好ましくは、該インクジェット記録装置は、該インク容器から該記録ヘッドへ該インクを供給するインク供給手段、該インク供給手段にインクの流れを制御する開閉可能な弁および、該ノズルから該インクを吸引する吸引ポンプを有し、該回復方法は該弁を閉じた状態で吸引を行うことにより該供給手段内の該インクを減圧させた状態から、該フィルタと該吸引ポンプとの間の該インクを大気開放させることにより、該フィルタに対して、該インクおよび／または空気を該ノズル側から該インク容器側へ通過させることを特徴とする。
【００２２】
さらに好ましくは、該インクジェット記録装置は、該吸引ポンプに連通し、該ノズルを密閉するキャップを有し、該インクを大気開放させる方法は、該キャップまたは該キャップに通じる大気連通口を大気開放させることであることを特徴とする。
【００２３】
さらに好ましくは、該減圧状態とは、該供給手段内の圧力が大気圧に対して、１／４気圧以上低下した状態であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上のような構成をとることにより、比較的フィルタの詰まりやすいインクを使用する際においてもフィルタに一度空気を通過させてフィルタをリフレッシュさせることにより、一度フィルタ内のインクをほとんど除去することが可能となり、クリーニングの効率を高め、フィルタの詰まりを効率よく除去し、使用者にとって所望の画像濃度を常に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、ヘッドのノズルから、急速な流れでインク、空気を逆流させることにより、フィルタのインクをほとんど除去することにより、クリーニングの効率を高め、フィルタの詰まりを効率よく除去することを特徴としている。
【００２６】
（実施例）
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
まず、図２３に本実施例で使用するインクジェット記録装置の外観の一例を示す。
【００２８】
図２３は、カラー６色用記録ヘッドをもつ、インクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。図２３において、２３０１はブラック、ライトシアン、シアン、ライトマゼンタ、マゼンタ、イエローのインクを印字する事ができる記録ヘッドを、プリンタ本体に取り付けるためのキャリッジである。また、このキャリッジには記録ヘッドに対して駆動のための信号パルス電流やヘッド温調用電流を流すためのフレキシブルチューブ（２３０２）が、プリンタをコントロールするための電気回路を具備したプリント板（図示せず）に接続されている。また、６色用タンクユニット（図示せず）から各色独立に、フレキシブルケーブルに付帯したインク供給チューブ（２３０３）を介し、インクジェット記録ヘッドにインクを供給する。
【００２９】
印字は以下のように行う。給紙用トレイ（２３０４）にセットされた被記録物（２３０５）を給紙ローラー（図示せず）によりピックアップし、それをＵターンガイド（図示せず）に沿って通過させ、プラテン（２３０６）上に送る。キャリッジ移動用エンコーダー（２３０７）を頼りにキャリッジをガイドシャフト（２３０８）に沿って副走査方向に移動させる事、そして紙送りローラー（図示せず）により紙送りをする事、この２つを繰り返して印字を行い、排紙ローラー（図示せず）により非印字物を排紙し、印字を完了する。
【００３０】
図４は、記録ヘッド１の詳細を示す断面図であり、支持体２０の上面に半導体製造プロセスにより形成されたヒーターボード１６が設けられている。このヒーターボード１６に同一の半導体プロセスで形成された、記録ヘッド１を保温し、温調するための温調用ヒーター（昇温用ヒーター）１７が設けられている。１９は前記支持体２０の上に配線された配線基盤であって、該配線基盤１９と温調用ヒーター１７及び吐出用ヒーター１８とがワイヤーボンディング等により配線されている（配線は不図示）。また、温調用ヒーター１７は支持体２０等にヒーターボード１６とは別のプロセスにより形成されたヒーター部材を貼り付けたものでも良い。
【００３１】
１４は吐出用ヒーター１８によって加熱されて発生したバブルである。１５は吐出されたインク液滴を示す。１３は吐出用のインクが記録ヘッド内に流入するための共通液室である。
【実施例１】
【００３２】
以下に、本発明の第１実施例を説明する。
【００３３】
図５は本実施例に用いるインク供給系の構成の模式図を示したものである。５０１はインクタンクである。５０７はヘッドである。５１２はインクを吐出させるノズルである。５０８は液室である。５０９はヘッド内フィルタであり、ノズルにゴミが到達するのを防ぐ働きを持つ。５１０はゴムダンパーであり、急激な内圧変化の緩衝材である。５０３はインク供給チューブである。５１１はインク供給をコントロールする弁であり、ヘッドにインクを充填する際や、２時輸送時にクローズされる。５０４は供給ピンでありタンク内のインクはここを通過して供給される。５０５は大気連通ピンであり、消費されたインク分の空気がここを通じて供給されることにより内圧をほぼ一定に保つ。５０６はインクのメニスカスであり大気連通面である。ヘッドにかかる負圧はノズル５１２とメニスカス５０６との間の水頭差により形成される。本実施例において、負圧は−９０ｍｍＡｑに設定されている。５１３はサブバッファー室であり、急な周辺温度の上昇のような内圧変化によってメニスカスが破れた場合においてもインクが大気連通口を通じて漏れることを防ぐ。図６は、一般的なヘッドにおける回復装置の概略を示したものである。６０１はキャップであり、印字待機時にヘッドのフェイス面と密着させることにより、インクの乾燥を防ぐことが可能である。キャップにヘッドのフェイス面が密着した状態をキャッピング状態という。
【００３４】
図６における６０２はチューブポンプであり、ノズル内のインクが固着した場合においては、キャップ６０１をヘッドの表面に密着した状態からチューブポンプを回転させることにより強い減圧をキャップ６０１内に発生させて固着したインクを吸引除去させることが可能である。６０３はワイパーと呼ばれ、これを前後に動かすことにより、ヘッドの表面に付着するゴミを除去する。
【００３５】
ところで、前述したようにインクの種類によっては印字を継続的に続けることにより図５におけるフィルタ５０９は目詰まりを起こすことがある。それはインクとしての溶解性、分散性が不安定になることにより発生する問題である。図７は考えられるこのメカニズムを示したものである。
【００３６】
インク７１３は、長期間の保存や、過剰な高温や低温を経験するようなの輸送等により、溶解安定性や、分解安定性が下がることがある。このような状態のインク７１３が印字によってフィルタを継続的に通過することにより、図７（ｂ）のようにフィルタ上にインクが吸着するようになる場合や、フィルタの細孔に比較的大きい粒子が詰まった状態のようになることが考えられる。
【００３７】
このようにインクが目詰まりした状態においては、フィルタの流路抵抗は大きくなる。そして、印字を繰り返していくうちに流路による圧力損失が増大し、液室７０８や、ノズル７１２に存在するインクの圧力が低下する。インクの圧力が急激に低下すると、インクの吐出が正常に行われなくなり画像の濃度低下を招く。
【００３８】
図８は図２３に示すようなプリンタを用いて、比較的フィルタ詰まりの起こりやすいインクを使用した際の印字枚数と画像濃度の関係である。縦軸は画像の光学濃度である。横軸は印字枚数である。本実施例においては大判プリンタを用いている。また、今回はインクジェット用光沢紙を用い、比較的フィルタ詰まりの起きやすいイエローのインクを使用した。１枚の画像サイズは縦１１８９ｍｍ、横８４１ｍｍのＡ０サイズである。印字密度は縦１／１２００ｉｎｃｈ横１／６００ｉｎｃｈ四方の領域に８．５ｐｌのインクを付与した状態を１００％と定義し、２０％の印字密度で印字している。図より明らかなように印字枚数を重ねるごとに画像濃度が低下してきている。
【００３９】
さて前述したように、従来から吸引ポンプを用いたクリーニングがなされている。吸引ポンプによる吸引はノズル内の固着物を取るだけでなく、フィルタに堆積または付着した詰まり物を除去することも可能になると考えられる。図９はクリーニングの動作シーケンスの一例を示したものである。まず、ステップ９０１においてヘッドをキャップ位置まで移動させる。次にステップ９０２において、キャッピングを行う。次にステップ９０３において、吸引ポンプを正転させる。本実施例においては、３秒間吸引を行う。続いてステップ９０４においてキャッピングを解除する。次にインクが隣同士のノズルに進入して混色することを防止するために、ステップ９０５において、ワイピングと予備吐出を行う。予備吐出とは、被記録媒体ではなく、キャップに吐出を行うものである。以上のようなクリーニングのことを以下では「通常クリーニング」と呼ぶ。
【００４０】
このような通常クリーニングをＡ０用紙２０％ｄｕｔｙのパターンを５枚の印字に対して１回入れた場合の制御シーケンスを図１０にしめす。まず印字前に、ステップ１００１において、イエローインクのドットカウントＤｙを参照する。次にステップ１００２においてイエローインクのドットカウント値Ｄｙと敷居値Ｄｔを比較する。ＤｔはＡ０用紙２０％ｄｕｔｙのパターンを５枚印字分のドットカウントに相当する値である。ＤｙがＤｔを越えた場合において通常クリーニングを実施する（ステップ１００３）。クリーニングを実施した際においては、イエロードットカウント値Ｄｙをクリアーする（ステップ１００４）。続いてステップ１００５において印字を行う。印字に用いたイエロードットカウント数δｙは、再びステップ１００６においてドットカウント値Ｄｙに加算する。
【００４１】
図１１は通常クリーニングをＡ０用紙２０％ｄｕｔｙのパターンを５枚の印字に対して１回入れた場合における、印字枚数と画像濃度との関係である。初期においては印字を全くしていない、つまりフィルタにほとんどインクが通過していない状態のヘッドを用いている。図１１のように、クリーニングを入れるたびに若干画像濃度は初期に近づくものの、クリーニング性能は不十分であり徐々に濃度は低下していく。
【００４２】
また、弁を閉じて吸引を行い、弁を解放するクリーニング方法も従来より知られている。この方法はノズルの固着に対してより効果的であることが示されている。図１２は弁閉じ吸引の動作シーケンスを示したものである。まず、ステップ１２０１、ステップ１２０２でキャリッジをキャップ位置に移動させキャッピングする。次にステップ１２０３で供給弁を閉じる。次にステップ１２０４で吸引ポンプを十分に回転させ、ヘッド内の圧力を低下させる。本実施例においては３０秒間ポンプを回転させる。この状態において、ステップ１２０５で吸引ポンプの回転を止めて、弁を解放する。そのまま５秒放置してから、キャップを解放する。続いてステップ１２０７において混色防止のためのワイピング、予備吐出を行う。以上のような動作シーケンスにより十分に減圧された状態から一気に弁を解放することにより、ノズル内を通過するインクに対して高い流速を実現し、高いクリーニング性を実現することが可能である。以下このクリーニング動作を「通常弁閉じ吸引」と呼ぶ。
【００４３】
この通常弁閉じ吸引をＡ０サイズ、２０％の印刷物に対して５０枚に１回入れた場合における、印字枚数と画像濃度との関係を図１３に示した。通常弁閉じ吸引においてはインクの消費量が多いため、図１１における通常クリーニングに対して頻度は下げてある。図１１と比べると画像濃度の回復性が高いことがわかる。しかし、図１３をよく見るとヘッド初期状態からの画像濃度の低下に対して、クリーニングを履歴した後の方が画像濃度の劣化具合が悪くなっている。これはこのクリーニングによって、画像に影響がでないところまでフィルタの圧力損失が軽減されているものの、完全にはフィルタに付着または堆積しているものが取り除けていないためだと考えられる。
【００４４】
以上のような点から本発明者は、フィルタのクリーニング性を高めるような回復シーケンスについて鋭意検討を行った。その結果、以下のクリーニングシーケンスが非常にフィルタの圧力損失の増加を抑えるのに有効であることを見いだした。本実施例のクリーニングの動作シーケンスを図１４に示す。まず、本実施例においても同様にステップ１４０１でヘッドをキャッピングする。次にステップ１４０３で弁を閉じる。次にステップ１４０４で吸引ポンプを回転させ吸引を行う。これによりヘッド内、流路内のインク、空気の圧力を下げる。この状態で、ステップ１４０５においてキャップを解放する。この作業を行うことにより、ノズルは大気解放される。ヘッド、流路内は減圧しているので、ノズルから大気が流れ込み、インクは逆流し供給弁側に向かい流れていく。次に、この状態からステップ１４０６から１４０９に示されるように通常弁閉じ吸引を行う。通常弁閉じ吸引はヘッド内を減圧させた状態で供給弁を解放させるので、圧縮膨張性の高い空気は、ヘッド内から十分に除去され、弁側から供給されるインクでヘッド内を満たすことが可能である。以上のような動作シーケンスを「逆流クリーニング」と呼ぶ。なお、本実施例の動作シーケンスではヘッド内への空気の逆流、ヘッド内へのインクの充填を各１回ずつ行っているが、この回数に限られないことはいうまでもない。
【００４５】
以上のようなノズル、フィルタ内のインクを除去し再充填するようなクリーニングをすることによりフィルタの付着物、堆積物を十分に除去可能であることを見いだした。
【００４６】
図１５は逆流クリーニングをＡ０用紙２０％の印字パターンに対して５０枚に１回入れた場合における、印字枚数と画像濃度との関係を示したものである。通常弁閉じ吸引同様インクの消費量が多いため、頻度は下げてある。なお、逆流クリーニングは本実施例におけるインクジェット記録装置において、通常弁閉じ吸引を単独で行った場合とほぼインクの消費量が等しいことが確認されており、通常弁閉じ吸引とほぼ同じ頻度でクリーニングを実施した。図１３の通常の弁閉じ吸引と比較すると、クリーニング後の画像濃度低下の速度が抑えられておりほぼ初期と同じ状況を実現することが可能となっている。
【００４７】
図１６から図１７は考えられるメカニズムを説明するための図である。図１６は通常弁閉じ吸引を行った場合における、ヘッド内のフィルタの考えられる状況を示したものである。図１６（ａ）はクリーニング前の状態である。それに対して図１６（ｂ）は、弁を閉じて吸引をした後、弁を開放した瞬間の様子である。図１６（ｃ）は、急速なインクの流れが終わりフィルタ内の詰まり物が除去された状態である。通常弁閉じ吸引は、弁を開放することにより、インクが急速にフィルタを通過する。しかし、インクの速度が速くとも、フィルタの狭い部分は流速が上がらず、フィルタの付着物や、堆積物を完全に除去することが可能とはならない。
【００４８】
それに対して、図１７は逆流クリーニングを行った場合のヘッド内の状況を示したものである。図１７（ａ）はクリーニング前の状況である。この状態から、弁を閉じて吸引を行い、ヘッド内を減圧させる。図１７（ｂ）はこの状態からキャップを解放した瞬間の状態を示したものである。キャップを解放することにより、急激に空気が流れ込む。これによりインクは逆流しフィルタ内の付着物は通常弁閉じ吸引同様に除去することができる。さらに、フィルタを空気が通過する。空気はインクと比較して遙かに粘性が低いためフィルタ内を通過する速度は速い。この空気の流れによって、フィルタ内の狭い空隙に付着または堆積した詰まり物をほとんど除去することが可能になると考えられる。図１７（ｃ）は逆流が終了した時点でのフィルタの様子を示したものである。また、構造上フィルタは上流側に詰まりやすいことが予測される。そのため、逆流により比較的容易に詰まり物が除去できるとも考えられる。
【００４９】
また、本実施例においては弁を閉じることにより減圧させることを特徴としている。減圧した状態から一気に大気開放を行うために、急速な空気およびインクの逆流を発生させることによりクリーニング効果が高くなると考えられる。以下の表は、弁を閉じた状態でのヘッド内の液室内の減圧量と、回復状況を示したものである。減圧量が低い場合に於いては、繰り返し逆流クリーニングを行わなければフィルタをリフレッシュすることは出来ない。表において、Ａはほぼ初期状態に画像濃度の低下カーブが戻った状態。Ｂは、多少画像濃度の低下カーブが悪化するものの、ほぼ問題ない状態。Ｃは、画像濃度の低下カーブの悪化が著しい状態を示している。
【００５０】
【表１】
2005131906.tif 000003
【００５１】
なお、本実施例に置いては、減圧量は３／４気圧、クリーニングの繰り返し回数は１回を適用している。
【００５２】
図１８は本実施例の回復シーケンスを、実際のプリンタに適用する際の適用方法を示したものである。まず印字前に、ステップ１８０１において、イエローインクのドットカウント値Ｄｙを参照する。次にステップ１８０２においてイエローインクのドットカウント値Ｄｙと敷居値Ｄｔを比較する。ＤｔはＡ０用紙２０％ｄｕｔｙのパターンを５０枚印字分のドットカウントに相当する値である。ＤｙがＤｔを越えた場合において逆流クリーニングを実施する。クリーニングを実施した際においては、イエロードットカウント値Ｄｙをクリアーする。続いて印字を行う。印字に用いたイエロードットカウント数δｙは、再びドットカウント値Ｄｙに加算する。
【００５３】
また、ドットカウント値においては、プリンタのヘッドの構成等によって詰まりやすいインクのみのドットカウント値を適用する場合や、全色のインクの最大値をクリーニングに採用する場合、さらには全色のドットカウントの和を適用する場合などがあるが、場合に応じてどちらを適用してもかまわないのはいうまでもない。
【００５４】
以上のような、構成を採ることにより、フィルタが詰まりやすいようなインクを用いた場合においても、逆流クリーニングにより効果的にフィルタに詰まる詰まり物を除去することが可能となり、画像劣化を防ぎ、使用者にとって所望の画像濃度を実現することが可能となる。
【実施例２】
【００５５】
本実施例においては、通常弁閉じ吸引と逆流クリーニングとを併用することを特徴とする。インク供給路としてチューブを用いた多くのプリンタにおいては通常弁閉じ吸引は有効な回復手段である。それはチューブ内やヘッド内にチューブ壁等を通過して空気がたまった場合にそれを除去する有効な手段となるためである。また、実施例１で示したように逆流クリーニングほどでは無いにせよ、フィルタ詰まりに対して回復効果がある。本実施例においては通常弁閉じ吸引とタイミングを同期させて、逆流クリーニングを行うことを特徴とする。
【００５６】
図１９はこのような回復シーケンスの適用例の１例である。まず印字前において、ステップ１９０１にてイエローのドットカウントＤｙを参照する。つづいて、ステップ１９０２において、イエローのドットカウントＤｙがＤｔａよりも大きい場合に置いては逆流クリーニングを行う。ＤｔａはＡ０用紙２０％ｄｕｔｙのパターンを５０枚印字分のドットカウントに相当する値である。この時点ではドットカウントＤｙはクリアーしないため、逆流クリーニングを行ったことを任意パラメータα＝１とすることで記憶する。これ以降α＝１である限りＤｙがＤｔａよりも大きくとも逆流クリーニングは行わない。
【００５７】
つぎに、ＤｙがＤｔｂを越えた場合を越えた時点で通常弁閉じ吸引を行う。ＤｔｂはＡ０用紙２０％ｄｕｔｙのパターンを８０枚印字分のドットカウントに相当する値である。ドットカウントに応じて通常弁閉じ吸引を行うのは、印字によって泡がノズルから混入することによる泡を除去するためであり、また印字によるフィルタ詰まりを除去するためである。
【００５８】
図２０はドットカウント値とクリーニングのタイミングを簡易的に示したものである。符号２００１は時間軸、２００２は逆流クリーニングのタイミング、２００３は通常弁閉じクリーニングのタイミングを示している。交互にほぼ等間隔でクリーニングを行うことによりクリーニングを行ってから次にクリーニングを行うまでの間隔を効率よく減らすことができる。
【００５９】
このような構成を採ることにより、逆流クリーニングと通常弁閉じ吸引クリーニングをタイミング良く行うことができ、印字濃度の低下を押さえることが可能となる。
【００６０】
なお、本実施例においてはドットカウントを用いて逆流クリーニングと通常弁閉じ吸引クリーニングを同期させたが、一般的に吸引をある一定期間ごとに実施する場合もある。このような時間制御に対しても、逆流クリーニングと通常弁閉じ吸引クリーニングを同期させてもよいことはいうまでもない。
【００６１】
また、ドットカウント値においては、実施例１同様フィルタの詰まりやすいインクのみのドットカウント値を適用する場合と、全色のインクの最大値をクリーニングに採用する場合、さらには全色のドットカウントの和を適用する場合などがあるが、それについてはどちらを適用してもかまわない。
【実施例３】
【００６２】
本実施例においてはヘッド内に圧力系を内蔵することを特徴とする。図２１において、ヘッド内２１０８の位置の圧力はフィルタが詰まってくると、吐出を行うことにより圧力が大きく下がる。２１１４は圧力計である。本実施例はその特徴を利用し、予備吐を行うことによってインクの流れを発生させ、その状態での圧力損失値がある一定値を越えた場合に限り逆流クリーニングを行うことを特徴とする。
【００６３】
図２２は以上のような構成を利用した、クリーニングシーケンスである。ステップ２２０１において予備吐出を行いながら、ステップ２２０２において圧力計の値をチェックする。圧力損失の増加が一定値Ｐｔ以上増加した際においては逆流クリーニングを行う。本実施例においては、Ｐｔとして画像濃度に影響の少ない圧力損失の範囲である０．０３ａｔｍを与えた。また、圧力損失が少なかった場合においては、印字を開始する。再びＡ０用紙に対して、約１０枚相当印字した際に同様の圧力損失のチェックを繰り返す。
【００６４】
以上のような構成を採ることにより、実際に圧力損失が発生したときにのみ逆流クリーニングを行うことができる。これにより必要最低限のクリーニングを実施することが可能となり、クリーニングによって生じる廃インクの量の増加を最低限にまで抑えることが可能となる。
【実施例４】
【００６５】
本実施例に於いては、ノズルの大気開放を、回復系のキャップに具備された大気開放弁を通じて行うものである。図２４は一般的なプリンタの回復系に使用されているキャップおよびチューブを示したものである。図中２４０１はキャップ、図中２４０２はチューブポンプである。２４０３は大気開放弁である。通常大気開放弁をあけた状態で吸引ポンプを回すことによりキャップ内のインクを除去することが可能である。
【００６６】
本実施例に於いては、実施例１におけるキャップ開放の代わりに大気連通弁を開放することを特徴とする。これにより、減圧された状態のキャップを解放するよりも、あらかじめ弁構造を有する大気連通弁を開放する方がメカ的な負荷を減らすことが可能となる。
【実施例５】
【００６７】
本実施例に於いては、実施例１における回復シーケンスに於いて、逆流クリーニングと通常弁閉じクリーニングを２回づつ行うことを特徴とする。本実施例におけるクリーニングのシーケンスを図２５に記す。実施例１に示したクリーニングシーケンスに対して、本実施例はステップ２５０７において、逆流を再度行うようになっている。また、その後に行う通常弁閉じ吸引も２回行い、ヘッド内のインクの充填を確実にする。このようなシーケンスによって、逆流によるクリーニング効果をより高めることができる。特に、逆流シーケンスの２回目であるステップ２５０７は、ヘッド内に残っているインクの量が少ない状態で逆流が行われるため、空気によるクリーニング効果が高く得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】記録ヘッドの正面図
【図２】本発明にかかるインクジェット記録装置の供給系の概要図
【図３】記録ヘッドの縦断面図
【図４】記録ヘッドにおけるノズルの縦断面図
【図５】本発明にかかるインクジェット記録装置の供給系の模式図
【図６】本発明にかかるインクジェット記録装置の回復装置の概観図
【図７】フィルタつまりの様子を示す模式図
【図８】フィルタ詰まりを発生した場合における、光学濃度と印字枚数との関係を示すグラフ
【図９】通常クリーニングのシーケンスを示すフロー図
【図１０】通常クリーニングの実施を決定するシーケンスを示すフロー図
【図１１】通常クリーニングを実施した際における、光学濃度と印字枚数との関係を示すグラフ
【図１２】通常弁閉じ吸引のシーケンスを示すフロー図
【図１３】通常弁閉じ吸引を実施した際における、光学濃度と印字枚数との関係を示すグラフ
【図１４】逆流クリーニングのシーケンスを示すフロー図
【図１５】逆流クリーニングを実施した際における、光学濃度と印字枚数との関係を示すグラフ
【図１６】通常弁閉じ吸引を実施した際における、想定されるフィルタおよびフィルタ詰まり物の様子
【図１７】逆流クリーニングを実施した際における、想定されるフィルタおよびフィルタ詰まり物の様子
【図１８】逆流クリーニングの実施を決定するシーケンスを示すフロー図
【図１９】逆流クリーニングと通常弁閉じ吸引の両者の実施を決定するシーケンスを示すフロー図
【図２０】逆流クリーニングと通常弁閉じ吸引の両者の実施をする場合におけるクリーニングのタイミングを示す図
【図２１】実施例３において用いられるヘッドの縦断面図
【図２２】実施例３において、逆流クリーニングの実施を決定するシーケンスを示すフロー図
【図２３】本発明におけるインクジェット式記録装置の概略斜視図
【図２４】実施例４にかかるインクジェット記録装置の回復装置の断面図
【図２５】逆流クリーニングおよび弁閉じ吸引を２回づつ行うクリーニングシーケンスを示すフロー図
【符号の説明】
【００６９】
１  記録ヘッド
１１  ノズル部
１３  共通液室
１４  バブル
１５  インク液滴
１６  ヒーターボード
１７  温調用ヒーター
１８  吐出量ヒーター
１９  配線基盤
２０  支持体
２０１、５０１  インクタンク
２０２、５０３、１００３  供給チューブ
２０３、５０７、７０７、２１０７  記録ヘッド
２０４  回復系
３０９、５０９、７０９、１４０１、２１０９  フィルタ
３１０、５１０、７１０、２１１０  ゴムダンパー
３１２、５１２、７１２、２１１２  ノズル
５０４  供給ピン
５０５  大気連通ピン
５０６  メニスカス
５０８、７０８、２１０８  液室
５１１  供給弁
５１３  サブタンク
６０１  キャップ
６０２  チューブポンプ
６０３  ワイパー
７１３  インク
ｓ９０１〜ｓ９０５  回復シーケンスを決定するブロック
ｓ１００１〜ｓ１００７  回復シーケンスの実施を決定するブロック
ｓ１２０１〜ｓ１２０７  回復シーケンスを決定するブロック
ｓ１４０１〜ｓ１４０９  回復シーケンスを決定するブロック
ｓ１８０１〜ｓ１８０７  回復シーケンスの実施を決定するブロック
ｓ１９０１〜ｓ１９０８  回復シーケンスの実施を決定するブロック
２００１  時間軸
２００２  逆流クリーニングを実施するタイミングを示す矢印
２００３  通常弁閉じ吸引を実施するタイミングを示す矢印
２１１４  圧力計
ｓ２２０１〜ｓ２２０６  回復シーケンスを決定するブロック図
２３０１  キャリッジ
２３０２  フレキシブルチューブ
２３０３  供給チューブ
２３０４  給紙トレイ
２３０５  被記録物
２３０６  プラテン
２３０７  キャリッジ移動用エンコーダー
２３０８  ガイドシャフト
２４０１  キャップ
２４０２  チューブポンプ
２４０３  大気開放弁
ｓ２５０１〜ｓ２５１２  回復シーケンスを決定するブロック
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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