JP2006212868A

JP2006212868A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2006212868A
Application number: JP2005026510A
Authority: JP
Inventors: Naotoshi Kudo; 直敏工藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2006-08-17

Abstract

【課題】インクが劣化していくにつれて回復動作の量や回数を増すことにより画像品位の低下や不吐などの不具合を事前に防止するインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】各種類のインクタンク個々にインクのデータや特性などの情報を記録する記録手段を設け、その記録手段により記録されたデータをもとにインクの特性を検出する検出手段をもち、記録手段のデータに加え、実際のインク特性を考慮してインク劣化を判断するインクジェット記録装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、交換可能なインクタンクおよび該インクタンクが装填されるインクジェット記録装置に関するものである。

インクジェット記録装置において記録ヘッドの吐出口および吐出口に連通する液路内のインクが水分蒸発によって増粘することがある。このような増粘したインク（以下、「増粘インク」と称する）が充填されるなどによって、液路内が吐出に適さない状態にあると、液路に配置される吐出エネルギー発生素子を所定の条件で駆動しても、吐出されるインクの量が一定しなくなるため、記録される画像品位が低下するおそれがある。

増粘インクによって吐出不良が生じ、さらには、インクの固化が生じて不吐出が発生するおそれがある。

増粘インクを使用すると吐出されるインクが粘度増加のため通常より引っ張られ、その吐出方向が偏向して、画像品位が低下するおそれがある。

したがって、従来例においては、液体であるインクを記録剤に用いることに起因した上記問題を解決するために、以下に示すような回復方法を行っている。

他の記録装置では見られないインクジェット記録装置固有の構成である、液路内をリフレッシュしたり吐出口形成面を良好な状態にするための手段（いわゆる、記録ヘッドの吐出回復系）を設けている。

記録ヘッドの吐出回復系としては、種々の構成のものが提案されている。液路内をリフレッシュするための手段としては、たとえば、記録時以外に吐出エネルギー発生素子を駆動して、所定のインク受容媒体にインク吐出を行わせるもの（「予備吐出」または「空吐出」とも呼ばれている）（例えば、特許文献１参照）や、インク供給系を加圧したりインクの吐出口より吸引を行うなどして液路に所定の圧力を作用させて、インクを吐出口から強制的に排出させるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

また、吐出口形成面を良好な状態にするための手段としては、吐出口形成面と接触する弾性部材（ワイピング部材）を設け、吐出口形成面と弾性部材とを相対的に移動させることにより、吐出口の近傍に付着した付着物を拭って（ワイピングして）、吐出口形成面をリフレッシュし、インクの吐出方向の偏向を予防するものがある（例えば、特許文献３参照）。

異なる濃度のインクを吐出する複数の記録ヘッドに対して、吐出するインクの濃度に応じた回復処理を行うものもある（例えば、特許文献４参照）。
特開平０５−３３８２０２号公報特開平０６−１２６９４７号公報特開平０５−３３８１８９号公報特開平０５−０９２５７９号公報

インクカートリッジは、インクジェット記録装置本体とは別にパッケージされて、非常に長期に渡って流通段階で保存されるため、吐出口が増粘インクまたは固着したインクにより塞ってしまう場合がある。また、インクジェット記録装置から外されて、裸の状態で長期間放置されたときにも、吐出口が増粘インクまたは固着したインクにより塞ってしまう場合がある。

一方、長期間に渡って吐出動作が行われないと、吐出ヒータ（吐出エネルギー発生素子）およびノズル内にインクなどが付着して、吐出ヒータにエネルギーを与えても、正常な膜沸とうが起らずインクの吐出の勢いが弱くなり、記録ヘッド全体の吐出量やノズルごとの吐出量のムラができて、著しく画像品位を低下させる場合がある。

そこでヘッドの回復処理を行う必要が生じるが、上記従来例で回復を行う際には、ある一定期間や吐出状況や不吐、およびキャップがされていない、また前述の異なる濃度を吐出するための記録ヘッドなど、記録ヘッドにおける状態などにおいて回復処理を行う場合や、ユーザーが出力した結果をみてマニュアルで回復処理を行う場合や、初期化などのある特定の動作時に回復処理を行う場合などが一般的である。

しかしながら、特性が変化するのはインクであり、上記従来例ではインク自体の特性については考慮されていない。インク自体が劣化してしまったものを用いれば、通常よりもより一層増粘しやすく吐出不良など起こすことが考えられ、回復動作も通常よりも変化させ量や回数を増さなければならない。唯一、製造年月日についての情報をカートリッジに備え、その製造年月日からの経過時間に基づいて回復動作の決定をしているものがある。

しかし、インク特性は色や染料や顔料、前述の濃度などの要因よっても異なり、製造年月日以外のインク状態も画像品位の低下や不吐などの要因となる。上記従来例では製造年月日のみにより回復動作を決定しているため、他の情報や実際のインク特性を考慮していない。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、インク劣化に伴う画像品位の低下や不吐などの不具合を事前に防止することが可能となるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、請求項１では各種類のインクタンク個々にインクのデータや特性を記録する記録手段を設け、前記記録手段に記録されたデータをもとにインク劣化を判断し、インクが劣化していくにつれて回復動作の量や回数を増すことにより画像品位の低下や不吐などの不具合を事前に防止する。

請求項２では請求項１に加え、前記記録手段により記録されたデータを元にインクの特性を検出する検出手段をもち、請求項１で考慮した前記記録手段のデータに加え、実際のインク特性を考慮してインク劣化を判断し、インクが劣化していくにつれて回復動作の量や回数を増すことにより画像品位の低下や不吐などの不具合を事前に防止する。

すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。

（１）ヘッドをメンテナンスする回復手段と、インクの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段によりインク劣化を判断する判断手段と、前記判断手段によりインクが劣化するにつれて前記回復手段の処理内容を変化させることを特徴とするインクジェット記録装置。

（２）ヘッドをメンテナンスする回復手段と、インクの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の情報を元にインクの特性を検出する検出手段と、前記記憶手段及び検出手段によりインク劣化を判断する判断手段と、前記判断手段によりインクが劣化するにつれて前記回復手段の処理内容を変化させることを特徴とするインクジェット記録装置。

本発明によれば、インクの情報や実際に測定したインクの特性を元にインクの劣化を判断し、回復処理を変化させることにより、インク劣化に伴う画像品位の低下や不吐などの不具合を事前に防止することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の一実施例の機能構成図である。

インクの種類は染料や顔料、色であるブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、ライトマゼンタ、ライトシアンなど様々存在し、各種類毎に粘度などインク特性が異なるため図中１のインク情報記憶手段には、各インクタンク個々にＥＥＰＲＯＭを設けそこにインク情報を記憶している。これにより、種類の異なったインク毎の情報管理が可能となる。

インク情報としては前述したインクの色などのインク種類や製造年月日、インク残量（使用量）、インクが開封された年月日もしくはその試用期間、前回使用されてからの期間である未使用期間、インクが使用されてきた環境（温度や湿度、それから算出されるパラメータなど）を記録する。さらには、後述で求めるインク劣化度などを記憶してもよい。

インクの色及び種類が異なるとインク成分も異なるためインク特性も変わってくる。また、その他のものは期間や使用環境、使用量などによりインクが蒸発しインクが増粘するなどのインク劣化を引き起こす要因となる。また、これらの値は、後述するインク特性検出手段によりインク特性を検出するタイミングを計るトリガーとして用いられる。

インク特性検出手段２は、実際のインクを測定することでインクの特性を検出する。例えば、テストパターンを記録するとともに、該テストパターンをセンサー等で読み取り、不安定吐出を測定することによりインク特性を測定する方法や、インクタンク内のインクの状態変化（ｐＨ変化、濃度変化、密度変化）を経時的に検知することができる方法などを用いてもよい。ここでは一例として図２に示す不吐検センサーを用いてインク特性を検出する。

インク劣化判断手段３は前述のインク情報記憶手段１内の情報及びインク特性検出手段２により測定された値を考慮してインクの劣化の度合いを判断する。そのインク劣化の度合いは、回復手段５の手段を選択する回復動作選択手段に用いられる。このインク劣化のパラメータをインク情報記憶手段に記憶しておく。ただし、そのまま使用する場合は記憶せずに後述する回復動作選択を行ってもよい。また、インク特性検出手段２を省き、インク情報だけでインク劣化の度合いを判断する構成もありうる。

回復手段５は前述した吐出回復やインク供給系を加圧したりインクの吐出口より吸引を行うなどして液路に所定の圧力を作用させて、インクを吐出口から強制的に排出させるようにしたもの、またはワイピングなどの手段を持つ。

回復動作選択手段４はインク種類やインク劣化などのインク情報手段に蓄えられた情報を元に、またインク劣化判断手段３により求められた値を元に、回復手段５により持っている手段を選択し、回復の量及び回数などを決定する。インクが劣化するほど回復の回数及び量は増加する。また、インク種類によっても粘度が高いものなどは回復の回数及び量を増加させる。

次に、インク特性検出手段の一例を示す。図２は不吐検センサーを用いたインク特性の検出の様子を示した図である。図中の記録ヘッド２１はある色のインクノズル列方向の断面図である。

記録ヘッド２１は不吐検センサーが設けられた特定位置まで移動し、インク液滴は吐出口であるノズル２５からＡ、Ｂ、Ｃ・・・と順に吐出される。その両脇に不吐検センサーである発光素子２２（ＬＥＤ）と受光素子２３（フォトダイオード）を設け、発光素子２２から出た光ビーム２４の中にノズル２５からインク液滴Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を順に打ち込み、その光ビーム２４を受ける受光素子２３の出力変化から不吐出ノズルすなわち、吐出不良ノズルの検知を行うものである。この不吐検知に用いられているセンサーを使用し、直接記録ヘッド２１から吐出されたインク液滴の挙動を検知しインク特性を測定する。

図３は粘度の低い通常のインク３１と増粘したインク３４を吐出したときの前述したセンサーの測定値と時間の関係を表した図である。

縦軸にセンサーの測定値、横軸に測定時間を示す。センサーの測定値に閾値３２を設け、吐出開始命令から実際にインク液滴がセンサーを通過開始して、閾値３２の値に達するまでの時間をＴ１，Ｔ３、インク液滴が不吐検センサーを通過し終わり閾値３２に達する時間、すなわちインク液滴通過時間をＴ２，Ｔ４とする。インク液滴の吐出速度はＴ１からＴ４までの値により算出でき、Ｔ１，Ｔ３はインク液滴吐出反応時間、Ｔ２，Ｔ４はインク液滴の伸び量を見ることが出来る。インク粘度が増した場合、吐出速度Ｔ１，Ｔ２の値がＴ３、Ｔ４のように変化する。また、図より面積をインク液滴の吐出量２６，２８として求めることができる。

インク粘度は前述のように環境温度によっても変化する。そこで、温度検出手段により得られた温度を考慮してインク液滴吐出速度Ｔ１からＴ４までの値やインク吐出量２６，２８の値を元にインクの粘度を算出する。ここでは、温度のみを考慮したが、湿度やインク蒸発量などの環境値を考慮してもよい。

また、インク粘度は記録ヘッドのノズルを介してインクの溶剤である水分などが蒸発しインクの粘度が増すなどの現象が、その程度の差はあっても生じ得る。また、インクタンクを新しいものに取り替えた際は、インクタンクから記録ヘッドノズルまでの液路に古いインクが残ってしまっていることも考えられる。そのため、インク特性を検出するタイミングをインクタンクの記憶手段に記憶されているインク情報を用いる。また、前述の温度検出手段により得られた温度や湿度などの情報は使用環境パラメータとしてインクタンク記憶手段にインク情報として記憶してもよい。

一例を示すと、製造年月日が新しいものはインク特性の測定を行わない、インクタンクが交換された場合は、液路内の残ってしまっている古いインクではなく新たに装着されたインクの特性を測るため試用期間やインク残量を元に、ある条件を満たしたときに測定を行うなどである。

これらにより各ノズルから吐出されるインク特性を測定することが出来る。インク種類毎のインク特性は、インク毎のノズルの測定値を平均して算出することが出来る。

図４はインクの情報により回復動作を選択する方法の一例を示した図である。大まかに回復Ａ４１、回復Ｂ４２、回復Ｃ４３の三つの回復動作処理をすることする。説明上、回復動作処理を３つにしたがいくつであってもよい。回復処理Ａ、Ｂ、Ｃには吸引回復や吐出回復及びワイピングなどの回復動作を示し、回復処理Ａは軽い回復処理を表し、回復処理を行う回数や一度の回復動作を行う量も少なく、回復処理Ｂ、回復処理Ｃと回復処理を行う回数や量を増し、重い処理としたものである。これら領域を回復Ａ４１領域、回復Ｂ４２領域、回復Ｃ４３領域として設ける。

インク情報である色や染料顔料などの種類４４、５１、５７、製造年月日からの期間４５、５２、５８、使用期間４６、５３、５９、未使用期間４７、６０、６１、インク使用量４８、５５、６１、及び前述で求めたインク特性４９、５６、６２などの合計をインクの劣化とする。回復処理の選択は、この合計値が回復ＡからＣ、４１、４２、４３のどの領域に属しているかで決定する。図中左は未使用期間４７が長かったものの例であり未使用期間４７の値が増加している。この合計が回復Ｂの領域に達しているため回復Ｂの処理を行う。

次に、一度回復などの処理５０を行うと、インクの未使用期間がなくなるため、次回からの回復処理は真中の５１から５６までの合計となり回復Ｂより軽い回復Ａの処理でよくなる。一番右の５７から６２の処理は古いインクの場合であり、製造年月日からの期間５８及び使用量５９の値が増加している。これは、このインクを使用している間は常に入念に回復を行う回復Ｃの処理となる。

以上によりインクの情報や特性を元にインク劣化を算出し、回復処理を変化させることにより画像品位の低下や不吐などの不具合を事前に防止することが可能となる。

本実施例ではインク情報及び特性の合計から回復処理の選択を行ったが、個々のデータで回復処理の選択を行ってもよい。例えば、製造年月日が古いインクはヘッド内を詰まらせないよう吐出回復を頻繁に行い、最後に前述した方法により求められたインクの劣化から特定の回復処理を行うなどしてもよい。

また、各パラメータの増減は他の情報を用いてもよい。例えば、製造年月日によりインク増粘が色により変わる場合などは、同じ期間でも、インク種類である色情報を元にある色の場合は増加を多く取り、ある色の場合には増加を少なくするなどといった具合である。さらに、回復処理の選択はインク情報及び特性の合計としたが、これらをまとめてインク劣化度という一つのパラメータにし、その値により同様に回復処理の選択を行い、また、その値を記憶手段に持ってもよい。

本発明の一実施例の機能構成図不吐検センサーを用いたインク特性の検出の様子を示した図粘度の低い通常のインクと増粘したインクを吐出したときの不吐検センサーの測定値と時間の関係を表した図インクの情報により回復動作を選択する方法の一例を示した図

符号の説明

１インク情報記憶手段
２インク特性検出手段
３インク劣化判断手段
４回復動作選択手段
５回復手段
２１記録ヘッド
２２発光素子
２３受光素子
２４光ビーム
２５ノズル
３１通常のインク
３２閾値
３３吐出量
３４増粘したインク
３５吐出量
４１回復Ａ
４２回復Ｂ
４３回復Ｃ
４４種類
４５製造年月日
４６使用期間
４７未使用期間
４８インク使用量
４９インク特性
５０回復処理
５１種類
５２製造年月日
５３使用期間
５４未使用期間
５５インク使用量
５６インク特性
５７種類
５８製造年月日
５９使用期間
６０未使用期間
６１インク使用量
６２インク特性
Ａインク液滴、インク吐出方向
Ｂインク液滴、インク吐出方向
Ｃインク液滴、インク吐出方向
Ｔ１インク液滴吐出反応時間
Ｔ２インク液滴通過時間
Ｔ３インク液滴吐出反応時間
Ｔ４インク液滴通過時間

Claims

ヘッドをメンテナンスする回復手段と、インクの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段によりインク劣化を判断する判断手段と、前記判断手段によりインクが劣化するにつれて前記回復手段の処理内容を変化させることを特徴とするインクジェット記録装置。
ヘッドをメンテナンスする回復手段と、インクの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の情報を元にインクの特性を検出する検出手段と、前記記憶手段及び検出手段によりインク劣化を判断する判断手段と、前記判断手段によりインクが劣化するにつれて前記回復手段の処理内容を変化させることを特徴とするインクジェット記録装置。