(57)【要約】【課題】ノズル内のインクの粘度を増加させることなく、印刷開始時に速やかに安定した印刷を行う。【解決手段】インクを吐出する記録ヘッドを備え、記録媒体が所定位置に置かれることによって印刷を開始するインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドのノズル部における粘度が増加したインクを除去するための回復処理を行う回復手段を備え、前記回復手段による回復処理を印刷開始前と印刷終了後に実行する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドを備え、記録媒体が所定位置に置かれることによって印刷を開始するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドのノズル部における粘度が増加したインクを除去するための回復処理を行う回復手段を備え、
前記回復手段による回復処理を印刷開始前と印刷終了後に実行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】
前記回復手段は、前記記録ヘッドの吐出口に形成されるインクメニスカス近傍のインクの粘度を所定の粘度に保持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３】
前記記録媒体が所定位置に置かれてから２秒以内に印刷を開始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】
印刷終了後、所定時間経過後に前記記録ヘッドのインクを吐出するフェイス面をキャッピングするキャッピング手段を更に備え、
前記記録ヘッドは前記キャッピング手段によりキャッピングした状態でインクを吐出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５】
前記記録ヘッドは、前記キャッピング手段によりキャッピングした状態で所定時間ごとにインクの吐出を実行することを特徴とする請求項４にインクジェット記録装置。
【請求項６】
印刷しない状態が所定期間経過するとスリープモードに移行し、スリープモードからの復帰直後に前記回復処理を行う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７】
インクを吐出する記録ヘッドを備え、記録媒体が所定位置に置かれることによって印刷を開始するインクジェット記録装置の制御方法において、
前記記録ヘッドのノズル部における粘度が増加したインクを除去するための回復処理を行う工程を備え、
前記回復処理を印刷開始前と印刷終了後に実行することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式を利用した手差しメーリングプリンタ等のインクジェット記録装置やその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェットプリンタにおけるノズルの回復処理は、印字信号がホストＰＣから送られた時点、すなわち印刷開始直前に実行されている。これは、印刷開始前に、一定の吐出（予備吐動作）若しくは加圧、吸引回復等の印刷前回復処理を行って、ノズル内のインクをフレッシュな状態にし、かつインクメニスカスの状態を整えて吐出動作に備えておくためである。
【特許文献１】特開２００５−１１１９８１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、手差しで給紙するメーリングプリンタでは、オンデマンドな要求が極めて高く、かつ手差し給紙してすぐに印刷できないと作業効率を著しく低下させてしまう。
【０００４】
また、以下のような不具合が発生する場合もある。即ち、
図１１は従来のプリンタの印刷終了後のフローチャートである。
【０００５】
手差しプリンタの場合、連続して印刷を行うかどうかは手差し位置に設けられた記録紙検知用のセンサが検知しないとわからないため、一定時間以上経過しても記録紙がセットされない場合（Ｓ４４〜Ｓ４６）、ノズルの乾燥防止、インクジェット記録ヘッドのフェイス面へのゴミ付着防止のための自動的に記録ヘッドは印刷位置からキャップ位置に戻る（Ｓ４７）。このようにキャップ位置に戻された記録ヘッドは、次の印刷命令を受けるまでキャップ状態のまま待機することとなる（Ｓ４８）。
【０００６】
以上の動作を行うと記録ヘッドのノズル内のインクの粘度が増加したままキャップ位置で待機状態となるため、次の印刷命令を受けた際の印刷前回復処理（予備吐動作）では回復しきれないという場合がある。これは特にインク内の水分が蒸発しやすい低温低湿の環境で発生することが多い。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、インクの粘度が増加しやすい低温低湿環境であっても、ノズル内のインクの粘度を増加させることなく、印刷開始時に速やかに安定した印刷を行うことができるインクジェット記録技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドを備え、記録媒体が所定位置に置かれることによって印刷を開始するインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドのノズル部における粘度が増加したインクを除去するための回復処理を行う回復手段を備え、前記回復手段による回復処理を印刷開始前と印刷終了後に実行する。
【０００９】
また、本発明のインクジェット記録装置の制御方法は、インクを吐出する記録ヘッドを備え、記録媒体が所定位置に置かれることによって印刷を開始するインクジェット記録装置の制御方法において、前記記録ヘッドのノズル部における粘度が増加したインクを除去するための回復処理を行う工程を備え、前記回復処理を印刷開始前と印刷終了後に実行する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ノズル内のインク粘度は常に良好な状態であるので印刷開始時に回復処理を行うための時間を必要とせず、速やかに安定した印刷を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１２】
以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
［装置構成］
図１は本発明に係る実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す側面図、図２及び図３は同プリンタの上面図である。
【００１４】
図１乃至図３において、ユーザによって記録紙１がセットされると、センサ２が記録紙の存在を検知し、キャリッジ４に装着されたインクジェット記録ヘッド５がキャリッジモータ６によって印刷位置７に移動する。なお、待機中の記録ヘッドはキャップ位置３においてそのフェイス面がキャップ８によりキャッピングされた状態となっている。記録紙１はＡ方向に搬送され、記録紙１が記録ヘッド５の下部を通過するタイミングでインクが吐出され画像が形成される。印刷された記録紙１はＢ方向に排出され一連の印刷動作が終了する。
【００１５】
印刷終了後してから一定時間印刷が行われなかったならばキャリッジ４は再びキャップ位置３に戻り、フェイス面がキャップ８によりキャッピングされる。
【００１６】
図４は本発明に係る実施形態のインクジェットプリンタのブロック図である。
【００１７】
ＭＰＵ(マイクロプロセッサ)９は、プログラムＲＯＭ１０に格納された制御プログラムをＭＰＵ９の作業用ＲＡＭを使用して実行することで以下の制御を実現する。即ち、
通信制御ドライバ１３は外部ＰＣから出力された制御コマンドを受信する。
【００１８】
通信制御ドライバ１３が受信した制御コマンドのうち、コマンドの各種パラメータはＮＶＲＡＭ１１に記憶し、イメージデータコマンドはプリントバッファであるＶＲＡＭ１２に展開し、ジョブ開始コマンドを受信すると印刷動作を開始する。
【００１９】
ＭＰＵ９はモータドライバ１４を制御し、キャリッジモータ１７、搬送モータ１８、回復モータ１９を駆動する。
【００２０】
また、ＭＰＵ９は入出力ポート１６を制御してセンサ２で検知した記録紙１の先端位置を入力し、この検知位置を基準としてヘッド駆動回路１５を制御することにより記録ヘッド５を駆動しインクを吐出することで、ＶＲＡＭ１２に展開されているイメージデータを記録紙１に形成する。
【００２１】
記録紙１への印刷が完了すると、キャリッジモータ１７と搬送モータ１８の駆動を停止する。
【００２２】
以下に、記録ヘッドの構成について説明する。
【００２３】
図５は、本発明に係る実施形態の記録ヘッドにおける吐出ノズル近傍を示す斜視図である。
【００２４】
ヒータボード２１には吐出ノズル２３内のインクを加熱発泡させるためのヒータ２２が各吐出ノズル２３ごとに配置されている。ヒータ２２はチッ化タンタル等の抵抗体が用いられ、厚さは0.01〜0.5μｍ、シート抵抗は単位正方形あたり10〜300Ωのものが用いられる。ヒータ２２には通電のためのアルミニウム等の電極（図示せず）が接続されており、その一方にはヒータ２２に通電を制御するためのスイッチングトランジスタ（図示せず）が接続されている。スイッチングトランジスタは制御用のゲート素子等の回路からなるＩＣによって駆動を制御され、ヘッド外部からの信号によって、所定のパターンで駆動する。
【００２５】
各ヒータ２２に対応して形成された吐出ノズル２３は、吐出口２３ａの各々と連通しており、各吐出ノズル２３は共通液室２４に連通している。
【００２６】
吐出ノズル２３は、ヒータボード２１と個々のノズルに仕切るノズル隔壁２５、厚さ5〜10μｍ程度のノズル土手２６、厚さ2μｍ程度のノズル天板２７とによりその周囲が形成されて中空筒状に構成されている。
【００２７】
可動弁２８はその自由端２９が吐出口２３ａに向かって延び、その支点部分３０が共通液室２４側に配置されている。各支点部分３０は支持部材３１に連結されており、支持部材３１は弁台座３２を介してヒータボード２１に取り付けられる。ノズル天板２７は、Ｓｉ等で構成される天板部材３３に貼り付けられており、天板部材３３は異方性エッチング等で形成されたインク供給開口（不図示）を備え、外部からのインクを供給液室２４に導入可能に構成されている。共通液室２４から各吐出ノズル２３に供給されたインクは吐出ノズル２３内の所定位置に配置されたヒータ２２で加熱されて発泡する。この発泡に伴って吐出ノズル２３内でインクが動き始めると同時に可動弁２８が変位し、インクの流れを制御する。吐出口２３ａからはインク滴が吐出される。
【００２８】
次に、上記構成を持つ記録ヘッドによるインク吐出動作について説明する。
【００２９】
図６は、記録ヘッドを吐出ノズルでのインクの流れに沿って切断した断面図である。
【００３０】
上述したように、ヒータボード２１上に設けられた吐出エネルギ発生素子としてのヒータ２２はインクに熱エネルギを作用させて発泡させる。各々のヒータ２２に対応して吐出ノズル２３が配列されている。吐出ノズル２３は吐出口２３ａに連通していると共に複数の吐出ノズル２３にインクを供給するための共通液室２４（図５参照）に連通しており、吐出口２３ａから吐出されたインクに見合う量のインクを共通液室２４から受け取る。
【００３１】
吐出ノズル２３のヒータボード２１上方には前述のヒータ２２に対向するように金属等の弾性を有する板材で構成され、平面部を有する可動弁２８が片持梁支持状に配置されている。可動弁２８の根元の支持部３１はヒータボード２１上にパタニ―ングして形成した弁台座３２に固定されている。これによって、可動弁２８は保持されると共に支点部分３０を構成している。
【００３２】
可動弁２８はインク吐出動作によって共通液室２４から可動弁２８を経て吐出口２３ａ側へ流れる大きな流れの上流側に支点部分３０を持ち、この支点部分３０に対して下流側に自由端２９を持つように、ヒータ２２に面した位置にヒータ２２を覆うような状態でヒータ２２から15μｍ程度の距離を隔てて配されている。
【００３３】
そして、ヒータ２２を加熱すると、ヒータ２２と可動弁２８との間に気泡３５が発生し（図６（ｂ））、その気泡発生領域分のインク滴３６が吐出口２３ａから吐き出される（図６（ｃ）、（ｄ））。
【００３４】
なお、ヒータ２２や可動弁２８の種類や形状は本実施形態に限定されることなく、気泡３５の成長や圧力の伝搬を制御しうる形状及び配置であればよい。ヒータ２２を発熱させることで可動弁２８とヒータ２２との間の気泡発生領域の液体に熱を作用し液体に膜沸騰現象に基づく気泡を発生させる。
【００３５】
［第１の実施形態］
図７（ａ），（ｂ）は本実施形態のインクジェットプリンタにおける印刷動作を示すフローチャートである。
【００３６】
図７（ａ）は待機時から印刷開始までのフローチャートである。
【００３７】
図１乃至３で説明したように、待機中に印刷命令を受けると（Ｓ１，Ｓ２）、キャップ位置３にある記録ヘッド５はキャップ８内にてインクの吐出を行う（Ｓ３）。これは印刷前にノズル内のインクをフレッシュな状態にし、ノズルメニスカスの状態を正常にするものである。これを印刷前予備吐と呼ぶ。この印刷前予備吐は前回同様の回復動作を行った経過時間によって吐出回数が異なる。印刷前予備吐が終了した後、記録ヘッド５は印刷位置へ移動し、印刷を開始する（Ｓ４、Ｓ５）。
【００３８】
図７（ｂ）は印刷終了時のフローチャートである。
【００３９】
本実施形態のプリンタは自動給紙手段を持たない手差しプリンタであるので、１枚の印刷終了後に次の印刷を行うかどうかプリンタ側で判断することができない。このため、一定時間印刷命令がない場合（Ｓ６〜Ｓ８）、記録ヘッド５はキャップ位置３に移動する（Ｓ９）。キャップ位置３に移動した記録ヘッド５は、一定回数の吐出を行って待機状態に戻る。この吐出を印刷後予備吐と呼び、印刷位置にて印刷命令を待っていた時間内に増粘したノズル内のインクを排出し、フレッシュなインクの状態で次の印刷命令を待つ（Ｓ１０〜Ｓ１１）。
【００４０】
この印刷後予備吐を行うことによって、インクが蒸発しやすい低温低湿環境において印刷命令を受けた場合でも、ノズル内のインクはフレッシュなままであるので、速やかに安定した吐出を行うことが可能になる。
【００４１】
図８（ａ）〜（ｃ）は大回復（吸引回復）動作のフローチャートである。
【００４２】
本実施形態のプリンタは一定時間経過するごとに、記録ヘッド５の吐出ノズル内に蓄積する泡を除去するために大回復（吸引回復）を行う。この大回復は記録ヘッド５をキャップ位置３において吸引ポンプにて吸引し（Ｓ１２〜Ｓ１６）、ノズル内のインクを再充填するのに十分なインク量を流すことのできるタイミングでキャップ８をオープンする（Ｓ１７〜Ｓ１８）。吸引が終了した後、記録ヘッド５のフェイス面に付着しているインク滴を除去するためのワイピングを行い（Ｓ２１，Ｓ２３）、吸引動作によってキャップ８内に貯まったインクを廃インクとして除去し（Ｓ２２）、メニスカス形成のために一定回数の予備吐を行ってタイマーをリセットし終了する（Ｓ２４〜Ｓ２８）。
【００４３】
この大回復は前回の大回復から一定時間以上の経過によって行うものであるが、印刷命令後に行うとユーザが回復終了まで記録紙を持って待つ必要がでてきてしまう。よってこの大回復を行うタイミングは、図２（ｃ）のフローチャートのように電源オン若しくはプリンタ本体のスリープ解除時に行う（Ｓ２９〜Ｓ３１）。
【００４４】
これにより、ユーザが記録紙を手差しでセットしようとした際に回復動作が入って長い時間待つことなく、速やかに印刷動作を行うことが可能になる。
【００４５】
図９は図８のスリープ移行時と復帰時のフローチャートである。
【００４６】
本実施形態では不要な電力消費を抑えるため、ユーザが一定以上印刷動作を行わない場合に自動的にスリープ状態（ソフト電源オフ）になる（Ｓ３３〜Ｓ３５）。スリープ状態からユーザが何らかのキー操作を行った場合にスリープは解除され（Ｓ３６，Ｓ３７）、メインの電源が再びオンとなり、印刷待機状態となる（Ｓ３８）。
【００４７】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、印刷終了後に予備吐を行い吐出ノズル内のインクをフレッシュな状態にしていたが、待機中において一定時間経過ごとに数回予備吐を行うことで常にノズル内のインクをフレッシュに保つことも可能である。
【００４８】
図１０は待機中予備吐のフローチャートである。
【００４９】
待機中、記録ヘッドのフェイス面がキャッピングされた状態にて一定時間経過後に予備吐を行う（Ｓ３９〜Ｓ４１）。この時の吐出回数はノズルメニスカスの表面のわずかな増粘インクを排出すればいいだけであるので１〜１０回程度でよい。印刷命令を受けた場合は、待機中予備吐を停止させ印刷動作に移行する（Ｓ４２，Ｓ４３）。これにより、印刷命令時に印刷前に回復動作をする必要がなく、速やかに印刷動作を行うことが可能となる。
【００５０】
本実施形態はインクの消費が多くなるという点もあるが、本体内に温度計、湿度計等を設け、インクが増粘しない環境下では待機中予備吐を行わない、といった制御を行うことでインク消費量の増加を極力減らすことも可能である。
【００５１】
上記実施形態によれば、ノズル内のインク粘度は常にフレッシュな状態であるのでユーザが印刷を行おうとした際に時間のかかる回復動作を行うことなく、速やかに安定した印刷を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明に係る実施形態のインクジェットプリンタの上面図である。
【図３】本発明に係る実施形態のインクジェットプリンタの上面図である。
【図４】本発明に係る実施形態のインクジェットプリンタのブロック図である。
【図５】本発明に係る実施形態の記録ヘッドにおける吐出ノズル近傍を示す斜視図である。
【図６】記録ヘッドを吐出ノズルでのインクの流れに沿って切断した断面図である。
【図７】本実施形態のインクジェットプリンタにおける印刷動作を示すフローチャートである。
【図８】大回復（吸引回復）動作のフローチャートである。
【図９】図８のスリープ移行時と復帰時のフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態の待機中予備吐のフローチャートである。
【図１１】従来のプリンタの印刷終了後のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１  記録紙
２  センサ
３  キャップ位置
４  キャリッジ
５  インクジェット記録ヘッド
６  キャリッジモータ
７  印刷位置
８  キャップ
９  ＭＰＵ
１０  プログラムＲＯＭ
１１  ＮＶＲＡＭ
１２  ＶＲＡＭ
１３  通信制御ドライバ
１４  モータドライバ
１５  ヘッド駆動回路
１６  出入力ポート
１７  キャリッジモータ
１８  搬送モータ
１９  回復モータ
２０  操作スイッチ（ＬＣＤ）
２１  ヒータボード
２２  ヒータ
２３  吐出ノズル
２３ａ  吐出口
２４  共通液室
２５  ノズル隔壁
２６  ノズル土手
２７  天板ノズル
２８  可動弁
２９  自由端
３０  支点部分
３１  支持部材
３２  弁台座
３３  天板部材
３５  気泡
３６  インク滴
【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】
2007044970.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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