(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための吐出口をそれぞれ有する複数のヘッドカートリッジを搭載して移動するキャリッジと、
個々の前記ヘッドカートリッジに液体があるか否かを判定する第１の判定手段と、
この第１の判定手段によって液体があると判定されたヘッドカートリッジの吐出口から液体が吐出されるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記ヘッドカートリッジから液体を吸引するための吸引ポンプと、
この吸引ポンプが接続され、前記キャリッジの移動に応じて前記複数のヘッドカートリッジのうちの１つのヘッドカートリッジの吐出口を覆うことが可能な吸引キャップと、
前記吸引ポンプおよび前記吸引キャップを作動させるための指示手段と、
この指示手段によって前記吸引ポンプおよび前記吸引キャップの作動が指示された場合、前記第１の判定手段により液体があると判定されたヘッドカートリッジのうち、前記第２の判定手段を起動して吐出口から液体が吐出されていないと判定されたヘッドカートリッジのみに対し、前記吸引ポンプおよび前記吸引キャップを作動させる制御手段と
を具え、前記制御手段は、前記指示手段による指示が最初の指示であるか否かを判断し、当該指示が最初の指示でないと判断した場合には、前記第１の判定手段および前記第２の判定手段による判定を行わずに前記キャリッジの移動に応じて前記複数のヘッドカートリッジ全てに対し前記吸引ポンプおよび前記吸引キャップを作動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の判定手段は、前記ヘッドカートリッジのヘッド部の温度変化を検出するための温度センサを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の判定手段は、前記ヘッド部の温度が低いヘッドカートリッジほど先に判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の判定手段は、前記ヘッドカートリッジに組み込まれて当該ヘッドカートリッジ内に介在する液体に臨む一対の電極を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の判定手段は、前記一対の電極間の電気抵抗値に基づいて個々の前記ヘッドカートリッジの液体残量を判定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の判定手段は、前記一対の電極間の静電容量に基づいて個々の前記ヘッドカートリッジの液体残量を判定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクなどの液体を吐出するための吐出口が設けられた液体吐出ヘッドを用いてプリント媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体吐出ヘッドに設けられた吐出口からインクやプリント媒体に対するインクのプリント性を調整するための処理液（以下、便宜的にこれらを一括してインクと呼称する場合がある）を吐出してプリント媒体に画像を形成するインクジェットプリンタにおいては、プリントコストの低減および省資源などの観点から、プリントヘッド（液体吐出ヘッド）に供給されるインクを貯溜するインクタンクをプリントヘッドに対して交換可能としたタンク交換形式のものが提案され、商品化されている。このようなタンク交換形式のインクジェットプリンタにおいては、使用中のインクタンクに貯溜された液体がなくなったために新たなインクタンクに交換した場合、プリントヘッドのインク路などがすでに空になってしまっていることがあり、このような場合には、プリントヘッドの吐出口から内部を真空引きしてプリントヘッド内をインクで満たす吸引回復処理を行う必要がある。
【０００３】
また、インクジェットプリンタを使用せずに放置し、その非使用状態が長期間に亙って続くと、プリントヘッド内部のインク中に溶存する空気が析出して気泡を発生したり、インク中の水分などの蒸発による体積減少に伴って吐出口から空気がインク路内に取り込まれてしまうため、プリント作業を行う場合には、それに先立ってプリントヘッドの吐出口からその内部を真空引きして気泡を排除し、プリントヘッド内をインクで満たす吸引回復処理を行う必要がある。
【０００４】
さらに、プリント作業中にプリントヘッド内で発生する気泡が吐出口から吐出されずにプリントヘッド内に蓄積することにより、ヘッド内へのインクの円滑な供給が阻害され、特に高デューティプリント時にインクの供給が追いつかなくなって、いわゆる「インク落ち」と呼称される減少が発生し、プリント品質の低下を招来する。このような場合においても、プリント作業を一時的に中断してプリントヘッドの吐出口からその内部を真空引きして気泡を排除し、プリントヘッド内をインクで満たす吸引回復処理を行う必要がある。
【０００５】
従来、プリントヘッドに対してこのような吸引回復処理を行う場合、インクジェットプリンタが複数のプリントヘッドを搭載しているカラープリンタにおいては、個々のプリントヘッド毎に独立して吸引回復処理を行うことができるものも知られているが、一般的にはすべてのプリントヘッドを一括して吸引回復処理を行っているものがほとんどである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェットプリンタのプリントヘッドに対する吸引回復処理は、プリントモードなどに応じてあらかじめ設定された周期で自動的に行われるが、プリント作業中に「インク落ち」の発生を使用者が見いだした場合などのように、使用者の要求に応じて吸引回復処理が行われることもある。
【０００７】
このように使用者の要求に応じて吸引回復処理を行う場合、使用者が「インク落ち」を発生しているプリントヘッドを特定し、このプリントヘッドに対して吸引回復処理の指令を行えば良いが、画像パターンが複雑であったり、微細な画像パターンの場合には、このような吐出不良となっているプリントヘッドを特定することが困難または不可能であることが多く、そのための処理の手間も比較的複雑である。このようなことから、すべてのプリントヘッドに対して吸引回復処理を行うことも考えれられるが、この場合にはインクの無駄な消費およびそのための時間の浪費を招来することとなる。
【０００８】
また、プリント媒体に対するインクのプリント性を調整するための処理液を吐出するプリントヘッドにおいては、処理液が一般的に無色透明であるため、この処理液のプリントヘッドが吐出不良になったとしても、使用者側ではプリント品位が低下したとしか認識できず、吐出回復処理の必要性を把握することが困難である。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の目的は、画像形成装置に用いられる液体吐出ヘッドの吸引回復処理を使用者の要求に応じて行う場合、吐出不良となっている液体吐出ヘッドのみを自動的に吸引回復処理することにより、液体の無駄な消費およびそのための時間の浪費を回避し得る画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態は、液体を吐出するための吐出口をそれぞれ有する複数のヘッドカートリッジを搭載して移動するキャリッジと、個々の前記ヘッドカートリッジに液体があるか否かを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段によって液体があると判定されたヘッドカートリッジの吐出口から液体が吐出されるか否かを判定する第２の判定手段と、前記ヘッドカートリッジから液体を吸引するための吸引ポンプと、この吸引ポンプが接続され、前記キャリッジの移動に応じて前記複数のヘッドカートリッジのうちの１つのヘッドカートリッジの吐出口を覆うことが可能な吸引キャップと、前記吸引ポンプおよび前記吸引キャップを作動させるための指示手段と、この指示手段によって前記吸引ポンプおよび前記吸引キャップの作動が指示された場合、前記第１の判定手段により液体があると判定されたヘッドカートリッジのうち、前記第２の判定手段を起動して吐出口から液体が吐出されていないと判定されたヘッドカートリッジのみに対し、前記吸引ポンプおよび前記吸引キャップを作動させる制御手段とを具え、前記制御手段は、前記指示手段による指示が最初の指示であるか否かを判断し、当該指示が最初の指示でないと判断した場合には、前記第１の判定手段および前記第２の判定手段による判定を行わずに前記キャリッジの移動に応じて前記複数のヘッドカートリッジ全てに対し前記吸引ポンプおよび前記吸引キャップを作動させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によると、ヘッドカートリッジの吐出口から液体を吸引する吐出回復処理の要求が指示手段により使用者からあった場合、第１の判定手段が個々のヘッドカートリッジの液体残量を判定し、この第１の判定手段によって液体があると判定された液体吐出ヘッドの吐出口から実際に液体が吐出されるか否かを第２の判定手段によって判定し、この第２の判定手段によって吐出口から液体が吐出されていないと判定されたヘッドカートリッジに対してのみ、そのヘッドカートリッジの吐出口から液体を吸引するように、制御手段が吸引ポンプおよび吸引キャップの作動を制御する。しかしながら、指示手段による指示が最初の指示でないと制御手段が判断した場合、第１の判定手段および第２の判定手段による判定を行わず、キャリッジの移動に応じて複数のヘッドカートリッジ全てに対して吸引ポンプおよび吸引キャップを作動させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の形態による画像形成装置において、第２の判定手段がヘッドカートリッジのヘッド部の温度変化を検出するための温度センサを有してもよい。この場合、第２の判定手段は、ヘッド部の温度が低いヘッドカートリッジほど先に判定することが好ましい。
【００１４】
また、第１の判定手段がヘッドカートリッジに組み込まれてヘッドカートリッジ内に介在する液体に臨む一対の電極を有してもよく、この場合、一対の電極間の電気抵抗値または一対の電極間の静電容量に基づいて個々のヘッドカートリッジの吐出口からそれぞれ液体が吐出可能な状態であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００１９】
なお、ヘッドカートリッジの吐出口から吐出される液体は、インクの他にプリント媒体に対するインクのプリント性を調整するための処理液であってよい。
【００２０】
【実施例】
本発明による画像形成装置をシリアルタイプのインクジェットプリンタに応用した実施例について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【００２１】
本実施例によるインクジェットプリンタの概略構造を破断状態で図１に示す。すなわち、本実施例のインクジェットプリンタ１０は、プリント媒体としてのプリント用紙を搬送するための紙送り部１１と、キャリッジ１２に搭載された複数のヘッドカートリッジ１３Ｂ,１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ（以下、これらをまとめて１３と表記する場合がある）をキャリッジ１２と共に走査するためのキャリッジ走査部１４と、非プリント時にヘッドカートリッジ１３の後述するプリントヘッド部１５Ｂ,１５Ｙ,１５Ｍ,１５Ｃ（図２参照）に形成された図示しない複数の吐出口を保護し、これら吐出口からのインクの吐出状態を適正にするためのヘッド回復部１６と、このインクジェットプリンタ１０の状態の表示などを行う表示部１７とを具えている。
【００２２】
キャリッジ走査部１４の一部を構成するキャリッジ１２に対して着脱可能に搭載される本実施例による複数のヘッドカートリッジ１３の外観を図２に示す。すなわち、本実施例のヘッドカートリッジ１３は、インクを貯溜するインクタンク部１８Ｂ,１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ（以下、これらをまとめて１８と表記する）と、このインクタンク部１８からのインクが供給されるプリントヘッド部１５Ｂ,１５Ｙ,１５Ｍ,１５Ｃ（以下、これらをまとめて１５と表記する）とを具え、カラープリントを可能とするために色相が異なる複数色（本実施例では黒色,黄色,マゼンタ色,シアン色の４色）インクを吐出できるように４つ用いられ、それぞれキャリッジ１２に対して独立に交換できるようになっている。
【００２３】
各ヘッドカートリッジ１３には、ゴム状弾性部材にて形成された封止栓１９を介して各インクタンク部１８内に連通する図示しないインク補充孔と排気孔とがそれぞれ形成されている。また、各プリントヘッド部１５は、所定間隔で配列する図示しない複数の吐出口と、これら吐出口に連通する複数のインク路とを有し、各プリントヘッド部１５の吐出口群は、これら吐出口が開口する吐出口面２０に対して所定間隔で配列している。各インク路の途中に形成される図示しない吐出エネルギー発生部には、これらインク路中のインクを沸騰させることによって、吐出口からインク滴を吐出させるための図示しない電気熱変換体が設けられている。
【００２４】
上述した紙送り部１１は、プリント用紙を一枚ずつ引き出す給紙部と、引き出されたプリント用紙をプリント位置に向けて搬送する搬送部と、プリント位置にあるプリント用紙をプリント位置から排出する排紙部とを具えている。給紙部は、複数枚のプリント用紙が挿入される紙ホッパ２１と、この紙ホッパ２１に積載されたプリント用紙を紙ホッパ２１から一枚ずつ引き出す図示しない給紙ローラとを有する。また、搬送部は、紙ホッパ２１から引き出されたプリント用紙をプリント位置に配置された平板状をなすプラテン２２上に間欠的に搬送するための紙送りローラ２３と、この紙送りローラ２３とでプリント用紙を挟持するピンチローラ２４とを有する。また、排紙部は、プリントを終えたプリント用紙を受ける図示しない排紙トレイと、プリントを終えたプリント用紙を排紙トレイ上に排出するための図示しない排紙ローラと、この排紙ローラとでプリント用紙を挟持する図示しない拍車とを有する。
【００２５】
上述した給紙ローラや紙送りローラ２３および排紙ローラは、図示しない歯車やチェーンなどを用いた動力伝達機構を介して紙送り用モータ２５により回転駆動される。
【００２６】
ヘッドカートリッジ１３をキャリッジ１２と共にプリント用紙の搬送方向に対して直交方向、すなわちプリント用紙の幅方向に走査させ、プラテン２２上に搬送されるプリント用紙の表面にインクを吐出してプリントするためのキャリッジ走査部１４は、ヘッドカートリッジ１３が着脱可能に搭載されるキャリッジ１２と、このキャリッジ１２が摺動自在に貫通し、紙送りローラ２３などの回転軸線と平行にプラテン２２に沿ってプリント用紙の幅方向に延在するガイド軸２６と、このガイド軸２６に沿って延在し、キャリッジ１２が連結される無端の歯付きベルト２７と、この歯付きベルト２７を駆動するキャリッジ走査用モータ２８とを有する。そして、このキャリッジ走査用モータ２８を正逆転駆動することにより、歯付きベルト２７を介してキャリッジ１２がヘッドカートリッジ１３と共にガイド軸２６に沿ってプラテン２２の直上を走査移動し、上述した紙送り部１１の動作と組み合わせてプリント用紙の所望の位置に画像を形成することができる。
【００２７】
ヘッドカートリッジ１３の待機時、つまりインクジェットプリンタ１０の非プリント時には、キャリッジ１２はガイド軸２６の他端側（図１中、右側）に設定されたホームポジションに位置しており、前記ヘッド回復部１６は、このインクジェットプリンタ１０のホームポジションに配置されている。本実施例におけるヘッド回復部１６は、その概略構造を表す図３に示すように、ホームポジションに位置するヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５の吐出口面２０と対向して各プリントヘッド部１５の吐出口群をそれぞれ覆う複数（図示例では４つ）のキャップ部材２９と、ヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５から予備吐出されるインクを受容するインク受け３０と、ヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５からインクを吸引するためのインク吸引キャップ３１と、前記キャップ部材２９をホームポジションに位置するヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５の吐出口面２０と対向する方向に移動させる昇降装置３２と、この昇降装置３２に設けられてインク吸引キャップ３１で覆われた吐出口群からインク路内の増粘インクおよび気泡を吸引するための吸引ポンプ３３と、この吸引ポンプ３３に連通してインク吸引キャップ３１内に吸引された増粘インクを受容する廃インクタンク３４と、プリントヘッド部１５の吐出口面２０に付着したインク滴を払拭するための払拭ブレード３５を具え、払拭ブレード３５はブレードホルダ３６を介して昇降装置３２により退避位置と払拭位置との間を昇降可能となっている。
【００２８】
プリント媒体に対してプリント作業を行うため、プリントデータがプリントヘッドの図示しないヘッドドライバに転送されてきた場合、昇降装置３２を操作してホームポジションにあるヘッドカートリッジ１３からキャップ部材２９を退避移動させ、必要に応じて予備吐出処理を行って吐出口面２０を払拭した後、ヘッドカートリッジ１３をプリント位置に移動してプリント媒体に対するプリント作業を開始する。そして、ヘッドドライバに対するプリントデータの供給がなくなった場合、ヘッドカートリッジ１３はキャリッジ１２と共にホームポジションに戻り、昇降装置３２によってキャップ部材２９がヘッドカートリッジ１３の吐出口面２０に押し当たり、吐出口およびその近傍に位置するインク路２６内のインクの乾燥や固着などを抑制する。
【００２９】
しかしながら、インクの固着などが発生して吐出口からのインクの吐出状態が不安定になった場合、図４に示すようにそのヘッドカートリッジ１３を多孔質の吸収体３７が収容されたインク吸引キャップ３１と対向するインク吸引処理位置に移動し、吸引ポンプ３３を操作して吐出口からインク路２６内の増粘インクおよび気泡を吸引して廃インクタンク３４に排出し、吐出口からのインクの吐出状態を適正に回復させる。
【００３０】
本実施例における吸引回復処理の制御ブロックを図５に示す。すなわち、表示部１７にはオペレータによって操作される手動回復スイッチ３８が設けられており、オペレータがこの手動回復スイッチ３８を押すことによって、そのオン信号が制御手段３９に出力されるようになっている。第１判定手段４０は、制御手段３９からの指令によって各プリントヘッド部１５の吐出口からそれぞれインクが吐出可能な状態であるか否かを判定する。具体的には、キャリッジ１２にヘッドカートリッジ１３が搭載されているか否か、さらにヘッドカートリッジ１３のインクタンク部１８内にインクがあるか否かを判定し、キャリッジ１２にヘッドカートリッジ１３が搭載されていてそのインクタンク部１８内にインクがあると判断した場合、プリントヘッド部１５の吐出口からインクが吐出可能な状態であると判定する。また、第２判定手段４１は、第１判定手段４０によって吐出口からインクが吐出可能な状態であると判定したヘッドカートリッジ１３の吐出口から実際にインクが吐出されるか否かを判定し、その判定結果を制御手段３９に出力する。制御手段３９は、第２判定手段４１からの判定結果に基づいて吸引ポンプ３３を駆動し、吸引回復処理が必要なプリントヘッド部１５の吐出口から増粘インクや空気を吸引し、正常な吐出ができるようにする。
【００３１】
本実施例における第１判定手段４０として、具体的にはインクタンク部１８内にインク中に浸る一対の電極を配置し、これら電極間の電気抵抗値または静電容量にに基づいてインクの有無を検出するようにしている。すなわち、本実施例におけるヘッドカートリッジ１３の内部構造を模式的に表す図６に示すように、インクタンク部１８内には多孔質のインク吸収体４２がほぼ隙間なく充填されており、インク４３はこのインク吸収体４３に保持された状態となっている。インク４３は、フィルタ４４を介してプリントヘッド部１５に供給される。インクタンク部１８内には、インク吸収体４２を挟むように一対の電極４５が相隔てて配置され、リード線４６を介して外部の電極パッド４７に導通している。この電極パッド４７はキャリッジ１２に設けられた図示しない電極パッドを介して制御手段３９に接続する。そして、インク吸収体４２に保持されたインクを介して流れる電流または電圧の変化により、インクタンク部１８内に貯溜されたインク残量が検出されるようになっている。
【００３２】
また、本実施例における第２判定手段４１として、具体的にはヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５にチップサーミスタまたは熱電対、例えばアルメルクロメルなどを利用した図示しない温度センサを組み込み、この温度センサからの温度変化に基づいてインクの吐出の有無を判定するようにしている。その判定原理を表す図７に示すように、プリントヘッド部１５に対して吐出駆動パルスを印加すると、インクが吐出している場合には、その熱量がインクの吐出に使用されるが、吐出したインクは熱を吸収するため、時間の経過に伴う昇温割合がＡで示すような緩やかな上昇曲線を描く。これに対し、インクの吐出が行われない場合には印加された熱量がすべてプリントヘッド部１５に蓄積されるため、時間の経過に伴う昇温割合がＢで示すような急激な上昇曲線を描くので、これによって生ずる温度差ΔＴを利用して判定を行っている。代わりに、所定時間後のプリントヘッド部１５の到達温度に基づいて判定を行うようにしてもよい。
【００３３】
キャリッジ１２に装着されたヘッドカートリッジ１３に対する判定を行う前に、所定の熱量が投入された場合の昇温状態をあらかじめ測定しておくことにより、個々のヘッドカートリッジ１３の発熱量や放熱量の差、あるいは温度センサの測定誤差などに基づく測定値のばらつきを把握することが可能となり、これに基づいて温度差ΔＴの取得タイミングを最適化し、正確な判定を行うことができる。この場合、インクが吐出されない程度の駆動パルスをプリントヘッド部１５に所定時間印加し、これによって個々のヘッドカートリッジ１３の個体差を推定することも有効である。
【００３４】
このような吸引回復処理の手順を図８に示す。すなわち、インクジェットプリンタ１０の使用中に何らかの理由でオペレータが手動回復スイッチ３８を押し、手動による強制的な吸引回復処理の要求があった場合、Ｓ１のステップにて、これがインクジェットプリンタ１０を起動してから最初の吸引回復処理であるか否かを判定し、初回の吸引回復処理の場合には、ヘッドカートリッジ１３のインクタンク部１８内にインクがあるか否かが第１判定手段４０にて判定される。
【００３５】
Ｓ２のステップにてヘッドカートリッジ１３のインクタンク部１８内にインクがあると判断した場合、Ｓ３のステップに移行し、ヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５をインク受け３０に対向させ、このヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５を駆動して実際にインクが吐出されたか否かを第２判定手段４１により判定し、インクが吐出されなかったヘッドカートリッジ１３の特定を行う。
【００３６】
本実施例では、１つのヘッドカートリッジ１３プリントヘッド部１５に対して１０kＨzで２００００回のインク吐出が必要であり、その吐出量は８.０nｇ（本実施例における各プリントヘッド部１５は、２５８個の吐出口を有する）である。従って、インクの有無を検知するために消費されるインクは０.０４１ｇであり、その検知のためにかかる時間はヘッド移動時間などを含めて５秒程度である。
【００３７】
そして、プリントヘッド部１５を駆動して実際にインクが吐出さなかったヘッドカートリッジ１３が１つ以上あるか否かをＳ４のステップにて判定し、これが１つ以上あると判断した場合には、Ｓ５のステップに移行して実際にインクが吐出されなかったヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５のみをインク吸引キャップ３１と対向するインク吸引処理位置に移動し、吸引ポンプ３３を操作して吐出口からインク路２６内の増粘インクおよび気泡を吸引し、プリントヘッド部１５内に正常なインクを充填する吸引回復処理を行う。
【００３８】
本実施例では、１つのヘッドカートリッジ１３に対して行われるインクの吸引量は、０.１５ｇであり、これに必要な吸引回復処理時間は３０秒である。従って、すべてのヘッドカートリッジ１３に対して吸引回復処理を行った場合、その処理に要する時間は２分となる。
【００３９】
上述した手動による強制的な吸引回復処理の要求があった場合、これがインクジェットプリンタ１０を起動してから最初の吸引回復処理ではないとＳ１のステップにて判断した場合には、Ｓ６のステップに移行してすべてのヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５に対する吸引回復処理を行う。つまり、最初に吸引回復処理のための判定を行ったにも拘わらず、２回目の吸引回復処理が必要になったことから、第２判定手段４１による判定が正常に行われなかったと見なし、すべてのヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５に対して一律に吸引回復処理を行う方が合理的である。
【００４０】
同様に、Ｓ４のステップにてプリントヘッド部１５を駆動して実際にインクが吐出されなかったヘッドカートリッジ１３がなかったと判断した場合にも、Ｓ６のステップに移行してオペレータの要求に従い、すべてのヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５に対する吸引回復処理を行う。
【００４１】
ところで、Ｓ３のステップにてヘッドカートリッジ１３のプリントヘッド部１５を駆動して実際にインクが吐出されたか否かを第２判定手段４１により判定する際、温度センサにより検出されるプリントヘッド部１５の温度がプリント作業の継続によって昇温している場合、その判定精度が低下する可能性があることから、プリントヘッド部１５に対する充分な降温時間を確保する必要があるが、この方法では判定終了までの時間が嵩むこととなる。そこで、温度の低いプリントヘッド部１５を有するヘッドカートリッジ１３ほど先に行うことにより、温度の高いプリントヘッド部１５に対する降温時間をかせぐことができ、効率的かつ信頼性の高い判定が可能となる。しかも、その判定結果によって吸引回復処理が必要になった場合には、この吸引回復処理に要する時間が加算されるため、温度の高いプリントヘッド部１５に対する降温時間をさらに延長することができ、より高精度な判定を行うことができる。
【００４２】
前記Ｓ２のステップにてヘッドカートリッジ１３のインクタンク部１８内にインクがないと判断した場合、Ｓ７のステップに移行してヘッドカートリッジ１３のインクタンク部１８内にインクがないことから、新たなヘッドカートリッジ１３への交換を促すべく、表示部１７にてインクなしの警告を行う。この警告は、音声で行うことも可能である。
【００４３】
このように、第１判定手段４０にてヘッドカートリッジ１３のインクタンク部１８内にインクがないと判断した場合には、この状態が解消されるまで第２判定手段４１によるインクの吐出判定は行われない。その理由は、インクタンク部１８内インクがない場合には吐出不良と第２判定手段４１によって判定される可能性が高く、しかも吐出不良と判定された場合に吸引回復処理を行ってもインクがプリントヘッド部１５に供給されないことから、吐出回復処理に至るこれら一連の動作が無駄になってしまうためである。
【００４４】
本実施例のように、１つの吸引ポンプ３３で複数のプリントヘッド部１５の吸引回復処理を行う場合、複数のプリントヘッド部１５を複数の吸引回復手段を用いて吸引回復する場合と比較すると、部品点数の削減によるコスト減に加えて吐出回復処理時間の無駄を防止することができる。
【００４５】
上述した実施例におけるヘッドカートリッジ１３は、インクタンク部１８とインクを吐出するプリントヘッド部１５とを具えたものを採用したが、さらに、プリント媒体に対するインクのプリント性を調整するための処理液を吐出するためのヘッドカートリッジを組み込んだインクジェットプリンタを採用するようにしてもよい。
【００４６】
このような本発明の他の実施例におけるヘッド回復部の概略構成を図９に示すが、先の実施例と同一機能の部材にはこれと同一の符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、処理液用のヘッドカートリッジ１３Ｐが黄色用のヘッドカートリッジ１３Ｙに隣接して設けられ、これに対応するキャップ部材２９と、処理液受け３０Ｐと、処理液吸引キャップ３１Ｐと、処理液吸引ポンプ３３Ｐと、処理液ブレードホルダ３６Ｐに保持された処理液払拭ブレード３５Ｐとが付設されている。処理液受け３０Ｐとインク受け３０とは隣接して配置され、処理液吸引キャップ３１Ｐおよびインク吸引キャップ３１は、これら処理液受け３０Ｐおよびインク受け３０を挟んで配置され、これらの両側に処理液払拭ブレード３５Ｐおよび払拭ブレード３５が配置された状態となっている。
【００４７】
このように、インク用のヘッド回復部１６と処理液用のヘッド回復部とを分けているのは、インクと処理液とが混ざり合うと、インク中の色材が凝縮して析出することが多く、これらの化学反応が起こらないように配慮したためである。
【００４８】
一般に、プリント性の向上を目的に用いられる処理液は透明であることが多く、これらの吐出不良は使用者には認知されにくい場合が多い。例えば、処理液を吐出するプリントヘッド部１５Ｐから処理液が吐出可能な状態となっていなかったり、吐出可能な状態であっても、実際に吐出が行われていない場合でも、視認可能なインクが吐出されている場合には、プリント媒体に形成されるプリント画像の品位の劣化が発生していると、どのような現象によってその劣化が発生しているかを使用者が認識できない場合が多い。このため、使用者はすべてのプリントヘッド部１５に対する吐出回復処理を指定する必要があり、正常な状態で吐出されているプリントヘッド部１５に対してまで吐出回復処理が実行されるため、吐出回復処理に要する時間が嵩む上にインクの無駄な消費を招くことになる。
【００４９】
本実施例によると、このような処理液の不吐出によるプリント画像の劣化が生じた場合における合理的かつインクの無駄な消費を抑制した適切な吐出回復処理が可能である。
【００５０】
上述した実施例において、明度の高いインクを吐出するプリントヘッド部１５ほど、吐出回復処理を先に行うようにすることが好ましく、これよって吸引および払拭処理後に行われる予備吐出の際のインクの吐出量を削減することができる。すなわち、プリントヘッド部１５内のインクをインク吸引キャップ３１を用いて吸引を行う場合、インク吸引キャップ３１内には直前に吸引したインクが若干残留する。特に、図３に示すように各色のプリントヘッド部１５に対して共通のインク吸引キャップ３１で吸引を行うため、直前に吸引したインクが次回吸引するプリントヘッド部１５に混入する混色という現象が見られる場合がある。明度の高いインク（例えば黄色）が明度の低いインク（例えば黒色）に混入した場合は、混色による濃度および色調の変化はそれほど目立ちにくいが、逆に明度の低いインクが明度の高いインクに混入した場合には、濃度や色調の変化が顕著に表れる。このように、混色が発生した場合、混色を解消するために予備吐出が行われるが、これらの予備吐出は混色が解消されるまで行われるため、混色が目立ちにくいほど予備吐出は少なくてよい。
【００５１】
従って、明度の高い順に吸引した方が混色による悪影響を減少し、予備吐出を削減するという意味において有利である。
【００５２】
前回の吐出回復処理から所定時間内に次の吐出回復処理の要求がオペレータからあって、すべてのプリントヘッド部１５に対して吐出回復処理を行うことが好ましい。ここで設定されている所定時間内では本発明で想定しているような泡の成長によるインクの不吐出現象が発生しにくく、不吐出は別の要因と考えられる。このような所定時間内では、ここであげた吐出検知方法のうち、例えばインクの吐出または非吐出によるプリントヘッド部１５の温度変化を利用した場合には吐出の良否を判定できない可能性が高い。このような場合、吐出判定自体が無駄であり、判別できないことを前提に全てのプリントヘッド部１５に対して吸引を行う方が合理的であり、検知動作に伴う時間およびインク消費を伴わないため、無駄な動作を削減することができるからである。
【００５３】
この場合、吐出口からインクが吐出されていると判定されたプリントヘッド部１５に対して行われる吐出回復処理は、吐出口からインクまたは処理液が吐出されていないと判定されたプリントヘッド部１５に対して行われる吐出回復処理によるインクまたは処理液の吸引量の半分以下の量のインクまたは処理液を吸引するものであってよい。
【００５４】
なお、本発明は、液体の吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば、電気熱変換体やレーザ光など）を具え、この熱エネルギーにより液体の状態変化を生起させるインクジェット方式の画像形成装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば、プリントの高密度化および高精細化が達成できるからである。
【００５５】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書や、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体が保持されているシートや流路に対応して配置される電気熱変換体に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することにより熱エネルギを発生させ、液体吐出ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長および収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少なくとも１つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書や、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れたプリントを行うことができる。
【００５６】
また、液体吐出ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口と液路と電気熱変換体との組合せ構成（電気熱変換体が液路に沿って配置された直線状液流路または電気熱変換体が液路を挟んで吐出口と正対する直角液流路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書や、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対し、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や、熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示した特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても、本発明の効果は有効である。すなわち、液体吐出ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によればプリントを確実に効率良く行うことができるようになるからである。
【００５７】
さらに、画像形成装置がプリントできるプリント媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの液体吐出ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような液体吐出ヘッドとしては、複数の液体吐出ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の液体吐出ヘッドとしての構成の何れでもよい。
【００５８】
加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、走査移動するキャリッジに対して一体的に固定された液体吐出ヘッド、あるいはキャリッジに対して交換可能に装着されることでキャリッジとの電気的な接続や装置本体からの液体の供給が可能となる交換自在のチップタイプの液体吐出ヘッド、あるいは液体吐出ヘッド自体に一体的に液体を貯えるタンクが設けられたカートリッジを用いた場合にも、本発明は有効である。
【００５９】
さらに、以上説明した本発明の実施例においては、室温やそれ以下で固化し、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式では液体自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行って液体の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用プリント信号付与時に液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギによる昇温を、固形状態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用させることで積極的に防止するため、または液体の蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するものを用いてもよい。何れにしても熱エネルギのプリント信号に応じた付与によって液化し、液体が吐出されるものや、プリント媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるものなどのような、熱エネルギの付与によって初めて液化する性質のものを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合の液体は、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各液体に対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００６０】
なお、本発明にかかる画像形成装置の形態としては、コンピュータなどの情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置や捺染装置の形態を採るものなどであっても良く、プリント媒体としては、シート状あるいは長尺の紙や布帛、あるいは板状をなす木材や石材, 樹脂, ガラス, 金属などの他に、３次元立体構造物などを挙げることができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によると、吐出回復処理を行う要求が使用者からあった場合、個々のヘッドカートリッジに液体があるか否かを判定する第１の判定手段にて判定し、この第１の判定手段によって液体があると判定されたヘッドカートリッジの吐出口から液体が吐出されるか否かを第２の判定手段にて判定し、この第２の判定手段によって吐出口から液体が吐出されていないと判定されたヘッドカートリッジのみ、制御手段により吸引ポンプおよび吸引イャップを用いてヘッドカートリッジから液体を排除させるようにしたので、使用者に複雑な操作を強いることなく、ヘッドカートリッジに対する液体の充填時に無駄な液体の消費を削減してこれに要する時間を必要最低限に抑えることができる。また、指示手段による指示が最初の指示でないと制御手段が判断した場合、第１の判定手段および第２の判定手段による判定を行わず、キャリッジの移動に応じて複数のヘッドカートリッジ全てに対して吸引ポンプおよび吸引キャップを作動させるようにしたので、判定動作に伴う時間およびインク消費を伴わないため、無駄な動作を削減することができる。
【００６２】
第２の判定手段がヘッドカートリッジのヘッド部の温度変化を検出するための温度センサを有する場合、ヘッドカートリッジの吐出口から実際に液体が吐出されるか否かをこのヘッドカートリッジのヘッド部の到達温度や、ヘッドカートリッジのヘッド部の温度変化に基づいて判定することができる。特に、第２の判定手段が、ヘッドカートリッジの吐出口から実際に液体が吐出されるか否かをヘッド部の温度が低いヘッドカートリッジほど先に行うようにした場合には、信頼性の判定を効率よく行うことができる。
【００６３】
第１の判定手段がヘッドカートリッジに組み込まれてヘッドカートリッジ内に介在する液体に臨む一対の電極を有する場合には、これら一対の電極間の電気抵抗値や静電容量に基づいて個々のヘッドカートリッジに液体があるか否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像形成装置をシリアルタイプのインクジェットプリンタに応用した一実施例の概略構造を破断状態で示す斜視図である。
【図２】図１に示した実施例におけるカートリッジの外観を表す斜視図である。
【図３】図１に示した実施例における回復装置の概念図である。
【図４】図３に示した回復装置による吸引回復処理を表す概念図である。
【図５】図１に示した実施例における制御ブロック図である。
【図６】図２に示したカートリッジの内部構造を模式的に表す断面図である。
【図７】プリントヘッド部を駆動した時の昇温状態を模式的に表すグラフである。
【図８】図１に示した実施例における吸引回復処理のフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施例における回復手段の概念図である。
【符号の説明】
１０  インクジェットプリンタ
１１  紙送り部
１２  キャリッジ
１３Ｂ,１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｐ  ヘッドカートリッジ
１４  キャリッジ走査部
１５Ｂ,１５Ｙ,１５Ｍ,１５Ｃ,１５Ｐ  プリントヘッド部
１６  ヘッド回復部
１７  表示部
１８Ｂ,１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ  インクタンク部
１８Ｐ  処理液タンク部
１９  封止栓
２０  吐出口面
２１  紙ホッパ
２２  プラテン
２３  紙送りローラ
２４  ピンチローラ
２５  紙送り用モータ
２６  ガイド軸
２７  歯付きベルト
２８  キャリッジ走査用モータ
２９  キャップ部材
３０  インク受け
３０Ｐ  処理液受け
３１  インク吸引キャップ
３１Ｐ  処理液吸引キャップ
３２  昇降装置
３３  吸引ポンプ
３３Ｐ  処理液吸引ポンプ
３４  廃インクタンク
３５  払拭ブレード
３５Ｐ  処理液払拭ブレード
３６  ブレードホルダ
３６Ｐ  処理液ブレードホルダ
３７  吸収体
３８  手動回復スイッチ
３９  制御手段
４０  第１判定手段
４１  第２判定手段
４２  インク吸収体
４３  インク
４４  フィルタ
４５  電極
４６  リード線
４７  電極パッド
【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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