(57)【要約】【課題】  複数の記録ノズルを持つインクジェット記録ヘッドと、それぞれの記録ノズルから記録液を吐出させる事で不吐出検出、もしくは吐出速度測定を行う事ができる手段を持つインクジェット記録装置において、不吐出検出の前に吐出回復処理を入れないですむ、インクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  印字開始の第１吐出のしづらいノズルないしインクから順次不吐出検出もしくは吐出速度検出を行うことにより、前記問題を解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録ノズルを持つインクジェット記録ヘッドと、それぞれの記録ノズルから記録液を吐出させる事で不吐出検出を行う事ができる手段を持つインクジェット記録装置において、印字終了後の吐出休止開始時から第一吐出をするまでの時間により、それぞれの記録ノズルにおける第一吐出のしづらさが異なる場合、第一吐出のしづらい記録ノズルから順番に不吐出検出、あるいは吐出速度検出を行う制御手段を有する事を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記複数ノズルが、少なくとも2種類以上の異なる記録液を吐出させるものであって、印字終了後の吐出休止開始時から第一吐出をするまでの時間により、それぞれの記録液における第一吐出のしづらさが異なる場合、第一吐出のしにくい記録液から順番に不吐出検出、あるいは吐出速度検出を行う制御手段を有する事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】
前記複数ノズルが、少なくとも2種類以上の異なる記録液を吐出させるものであって、印字終了後の吐出休止開始時から第一吐出をするまでの時間により、それぞれの記録液における第一吐出のしづらさが異なり、また不吐出検出を必要とする記録液の数が全色より少ない場合でも、第一吐出のしにくい記録液から不吐出検出、あるいは吐出速度検出を行う制御手段を有する事を特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録液（以下インクと呼ぶ）を吐出するための複数の記録ノズル（以下ノズルと呼ぶ）を有する記録ヘッドを用いて画像を形成する、インクジェット記録装置に関し、さらに詳しくは、吐出したインク液滴の有無を検出する不吐出検出、またはその速度測定を行う事ができる手段を持つインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
また本発明は、紙、糸、繊維、布、金属、プラスチック、ゴム、ガラス、木材、セラミックなどの被記録媒体に対して記録を行う、プリンター、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンター部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができるものである。
【０００３】
なお、本発明における「記録」とは、文字や図形などのように意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけではく、パターンなどのように意味を持たない画像を付与することも意味するものである。
【背景技術】
【０００４】
近年、記録ヘッドに配列された複数ノズルよりインク液滴を吐出して、記録媒体に対して記録を行うインクジェット記録装置が普及している。インクの吐出方法としては、バブルジェット（登録商標）方式やピエゾ方式などが挙げられる。バブルジェット（登録商標）方式は、記録ヘッドに配列されたノズルそれぞれに対応して設けられた電気熱変換体（以下ヒーターと呼ぶ）に電気的信号を印加して発熱させ、このときインク中に発生する気泡の生成圧力によってインク液滴を吐出飛翔させ、これを被記録材に付着させて記録するように構成されている。このバブルジェット（登録商標）記録方法を用いる記録装置には、特許文献１に開示されているように、インクを吐出するためのノズルと、このノズルに連通するインク流路と、インク流路内に配された、インクを吐出するためのエネルギー発生手段としてのヒーターボードが一般に配されている。
【０００５】
このような記録方法によれば、品位の高い画像を高速、低騒音で記録することができるとともに、この記録方法を行うヘッドではインクを吐出するためのノズルを高密度に配置することができるため、小型の装置で高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に得ることができるという多くの優れた利点を有している。このため、バブルジェット（登録商標）記録方法は、近年、プリンター、複写機、ファクシミリなどの多くのオフィス機器に利用されており、さらに捺染装置などの産業用システムにまで利用されることになってきている。
【０００６】
一般に、インクジェット記録装置は、1/180インチまたは1/600インチ等のピッチで、インクノズルを先端にもつ複数のノズルを並べて配設した記録ヘッドを備えている。この記録ヘッドは、印字開始前待機中に前記ノズルからのインク溶媒の蒸発によりインク増粘を生じさせ、さらにはノズルへのインクの固着を生じさせてしまう事がある。この事は、吐出インク量の減少、不吐出、吐出方向の偏向等の吐出不良を引き起こし、記録品位劣化の原因となっている。また、ノズル先端部からノズル内への空気の混入により気泡や、共通液室内に発生した気泡のノズルへの移動等が生じた場合にも、インクを安定して吐出させる事が困難となるため不吐出となりやすい。不吐出ノズルは記録を行わないため、その部分がすじ状となって印字物に発生する。この事も記録品位を劣化させる原因の一つである。
【０００７】
これらの問題に対し、不吐出ノズルや吐出不安定ノズルによる部分的なインクの吐出の発生状態を検出するために、例としてインクの吐出状態を光学的に検知する技術の応用例として特許文献２や（以下、不吐出検出手段と呼ぶ）、インクの吐出速度を検出する手段として特許文献３がある（以下、吐出速度検出手段と呼ぶ）。
【０００８】
従来安定した印字等の記録を行うために、以下のような吐出回復処理が採られてきた。非記録時には、記録ヘッドのノズルが配設される面（以下、ノズル面という）に対し、一般にゴム等の可撓性の材料で形成されたキャップを当接させることでノズルからのインク溶媒の蒸発を抑制すること、記録ヘッドのノズルをキャップで密閉した状態で、ノズルを介して、吸引ポンプによってインクの吸引、あるいは記録ヘッドに対するインク供給系からインクを加圧する処理（以下、それぞれ吸引ないしは加圧回復処理という）、またすでに増粘したインクを除去する目的で、記録に無関係なインク吐出を所定の場所で行う（以下、予備吐出）ことで吐出不良を未然に防止するようにしていたことが挙げられる。また、印字開始前ないし記録中における不使用ノズルの回復処理としては、記録中の一定期間おきに予備吐出を繰り返す手法が挙げられる。
【特許文献１】米国特許明細書第4723129号号公報
【特許文献２】特開平６−１９８８９２号公報
【特許文献３】特開平１１−３００９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的に従来のインクジェット記録ヘッドはノズル数が多い事、また上記不吐出検出手段はその検出を終えるまでに時間がかかってしまう。そしてその不吐出検出待機中にノズルからインク溶媒が蒸発してしまい、インク増粘を生じさせ、さらにはノズルへのインクの固着を生じさせてしまう。この事はノズルよりインク液滴を吐出させて液滴の有無を調べる不吐検出手段では、吐出回復処理により吐出する事ができるノズルであるにもかかわらず、正常に吐出しないため不吐ノズルや吐出速度低下ノズルとして誤認されていた。また、この問題を回避するために、不吐出検出前に前述の回復手段を入れていたため、不吐出検出のための時間がかかること、より多くのインクが消費されてしまう事が問題となっていた。
【００１０】
近年、インクジェットプリンターの印字解像度は向上し、ますます高画質が求められる状況下では、吐出状態の判定が単なる吐出・不吐出判定ではなく、良好な吐出がなされたか否かを判定し、プリンタシステムへフィードバックすることが求められており、これらのノズルを精度良く弁別する技術を提供することが期待されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで本発明は、印字開始の第１吐出のしづらいノズルないしインクから順次不吐出検出もしくは吐出速度検出を行うことにより、前記問題を解決する。
【発明の効果】
【００１２】
よって、本発明を適用することにより、不吐出検出前に吐出回復処理を入れないで済むため、不吐出検出・吐出速度検出を行う前の吐出回復処理に無駄にかかるインク・時間・電力を節約する事ができる。また印字開始の第１吐出のしづらいノズルもしくはインクから順次不吐出検出を行うことで不吐出と誤認されてしまうノズルを減らせるので、正確な吐出状態の判定をする事ができ、正確な情報をプリンタシステムへフィードバックすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を複数のカラーインクジェット記録装置（図１）を用いて説明する。
【００１５】
図１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１において、101はBlack、Light Cyan、Cyan、Light Magenta、Magenta、Yellowのインクを印字する事ができる記録ヘッドを、プリンター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（117）が、プリンター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（105）から各色独立に、インク供給チューブ（104）を介し、コネクション（102）を通じて、インクジェット記録ヘッドにインクを供給する。
【００１６】
印字は以下のように行う。給紙用トレイ（107）にセットされた非記録物（図示せず）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（116）上に送る。キャリッジ移動用エンコーダー（114）を頼りにキャリッジをガイドシャフト（103）とキャリッジステイ（115）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。
【００１７】
図２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(メイン)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。
【００１８】
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。
【００１９】
上記不吐出検出を行う周辺の構成については、本発明はここで示される実施形態に限定されるものではない。図3は、ヘッド201と吐出状態検出手段208の位置関係を示す図である。ここで図示される構成においては、光学的吐出検出手段に向かって液滴を飛翔させ、液滴が前記光学的吐出検出手段の持つ光束207をくぐったときのわずかな光量変動を検出することが基本原理となっている。また、前記吐出検出手段は、それにのみ用いられる物ではなく、インク液滴の吐出速度を測定する事もできる。ノズルからインクを吐出した時間から光学的吐出手段のもつ光束をくぐり始めたまでの時間と、その間の距離を利用して、微小液滴の速度を計算する事が基本原理となっている。
【００２０】
＜実施例１＞  ノズルの違いによる、第一吐出悪化に対して適した例
インクジェットプリンターを低温環境で用いる場合、一般にインクは、低温になるほど粘度が上がる事が知られており、粘度上昇に伴って第一吐出が悪化するノズルが出てくる。また、1インチのような長尺ヘッドでは、ノズル列の端部のノズルほうが熱伝導性が悪いため、ノズル近傍の温度差が激しく、第一吐出は悪化しやすいため、印字不良となる事が多い。
【００２１】
【表１】
2007290241.tif 000003
上記表1はMagentaに関する上記印字間隔における、7℃環境下での印字状態である。
【００２２】
1ノズルあたりの不吐出検出にかかる時間が1msであるインクジェット記録装置では、1インチ分のノズルすべての不吐出検出を終えるのにかかる時間はおよそ1.2 ｓである。このような場合、不吐出検出を行うノズルの順番を考慮する必要がある。端部ノズルに関して先に、順次不吐出検出を行うと400ノズルを終えるのにかかる時間は0.4ｓであることから、印字不良を起こす前にシーケンスを終える事ができる。
【００２３】
以上の事により、第一吐出のしにくいノズル列の端から順に不吐出検出・吐出速度検出を実施する事で、第一吐出の悪化しやすいノズルの影響を受ける前に、不吐出検出・吐出速度検出を行う事ができる。
【００２４】
＜実施例２＞  インクの色の違いによる、第一吐出悪化に対して適した例
【００２５】
【表２】
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上記表2  は、Yellow、Blackに関する上記印字間隔における、7℃環境下での印字状態である。
【００２６】
実施例１と違ってこの場合、色によっては印字間隔によって全ノズルに印字不良がおきている。また、実施例１と同様、1ノズルあたりの不吐出検出にかかる時間が1msであるインクジェット記録装置では、1インチ分のノズルすべての不吐出検出を終えるのにかかる時間はおよそ1.2ｓであるため、2色分の不吐出検出を印字不良の無い状態で行うには、色によって不吐出検出を行う順番を考慮する必要がある。
【００２７】
そこで、2.0ｓ後には印字不良を発生してしまうBlackについて、不吐出検出を先に行い、その後Yellowに関してこれを行う。また同様に吐出速度検出時にも有効である。
【００２８】
以上の事により、第一吐出の悪化しやすいノズルの吐出不良の影響を受ける前に、第一吐出の悪化しやすい色順に不吐出検出・吐出速度検出を実施する事で、第一吐出悪化の影響を受けずに不吐出検出・吐出速度検出を行う事ができる。
【００２９】
＜実施例３＞  １回の不吐出検出で全色終了しない場合に適した例
【００３０】
【表３】
2007290241.tif 000005
上記表３は、Black、Cyan、Magenta、Yellowに関する上記印字間隔での、7℃環境下印字状態である。実施例１と同様、1ノズルあたりの不吐出検出にかかる時間が1.25msであるインクジェット記録装置では、1インチ分のノズルすべての不吐出検出を終えるのにかかる時間はおよそ1.5ｓであるため、２色終了するまでに3.0ｓ、３色で4.5ｓ、全色終えるためには6.0ｓもかかってしまう。つまりBlack、Yellow（順不同）、Cyan、Magenta（順不同）のように行うと、すべての不吐出検出手段を終了する前に、第一吐出が悪化してしまうノズル、ないし色がでてしまう。このような場合、不吐検出シーケンスを１回で全色終了させずに、１回目の不吐検出シーケンスをBlack、Cyan、２回目の不吐検出シーケンスを残るYellow、Magentaという様に分けて、それぞれのタイミングにおいて第一吐出のしづらい順に不吐出検出を行う。ここでいうタイミングとは、Power ON時ないし印字中、Power OFF前の事を指す。また同様に吐出速度検出時にも有効である。
【００３１】
以上のことにより、第一吐出の悪化しやすいノズルの吐出不良の影響を受ける前に、第一吐出の悪化しやすい色順に不吐出検出・吐出速度検出を実施する事で、第一吐出悪化の影響を受けずに不吐出検出・吐出速度検出を行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】インクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
【図２】記録ヘッドの断面図である。
【図３】6色用記録ヘッドの略図と、不吐検出ユニットの外観図である。
【符号の説明】
【００３３】
13  共通液室
14  バブル
15  インク液滴（インク滴）
16  ヒーターボード
17  温調用ヒーター
18  吐出用ヒーター
19  配線基盤
20  支持体
101  キャリッジ
102  コネクション
103  ガイドシャフト
104  インク供給チューブ
105  ６色用タンクユニット
106  給紙用トレイカバー
107  給紙用トレイ
108  フレーム
109  電源ユニット
110  ファン
111  排紙用ギア
112  ベルト
113  紙送り用エンコーダー
114  キャリッジ移動用エンコーダー
115  キャリッジステイ
116  プラテン
117  フレキシブルケーブル
201  6色用記録ヘッド
202  インク供給口
203  インク流路
204  オリフィスプレート（吐出口形成面）
205  発光ダイオード
206  フォトダイオード
207  光束（不吐出検出部分）
208  不吐出検出ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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