JP2007001160A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外力が作用したあとでも、ドット抜けのない状態で記録を行う。
【解決手段】 インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッド５３を備えたインクジェット記録装置１であって、外力による加速度を検出する加速度検出手段１７と、加速度検出手段１７によって検出された前記加速度が判定基準を超えているか否かを判定する加速度判定手段と、該加速度判定手段によって前記加速度が前記判定基準を超えていると判定されたことに基づいて、前記ノズルにおける前記インク滴吐出の良否を判定するドット抜け検出判定手段８３と、ドット抜け検出判定手段８３によって前記吐出が異常であると判定されたことに基づいて、前記吐出を回復させる吐出回復手段と、を備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、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は、記録媒体上にノズルからインク滴を吐出し、この記録媒体にドットを形成することによって記録が行われ、比較的簡易な記録方式で高品質の画像を得ることができるという特徴を有している。
このようなインクジェット記録装置は、パーソナルコンピュータが常時接続され、このパーソナルコンピュータにおける情報出力装置として使用される形態にとどまらない。すなわち、デジタルスチルカメラが接続されたり、画像データを記憶した情報記憶媒体が接続されたりして、ＰＣを介さずに記録データの授受を行って記録を行うようにしたものや、小型化及び軽量化が図られて携帯性に富んだものなど、様々な形態で広く普及してきている。

ところで、インクジェット記録装置では、外部から振動や衝撃などの外力が作用すると、ノズルからインク内に気泡が混入してインク滴が良好に吐出されない所謂ドット抜けが発生することがある。

このような振動や衝撃に対しては、電子写真方式の画像形成装置において、従来から、振動や衝撃を検出する加速度センサを備え、この加速度センサが所定レベルを超える振動や衝撃を検出したときに、画像形成動作を停止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１９５５８号公報

しかしながら、インクジェット記録装置では、上記特許文献１に記載されている従来例のように、振動や衝撃が検出されたときに記録動作を停止したとしても、その振動や衝撃によってノズル内に気泡が混入してしまっていることがあり、振動や衝撃が収まったあとに記録を再開するとドット抜けが発生してしまうことがあるという課題がある。
また、振動や衝撃の検出に電力を要する加速度センサでは、電源がＯＦＦになっているときに受けた振動や衝撃を検出することができず、このときにノズル内に気泡が混入してしまっていると、記録を実施するときにドット抜けが発生してしまうことがあるという課題もある。

本発明は、上記の未解決の課題に着目してなされたものであり、外力が作用したあとでも、ドット抜けのない状態で記録を行うことができ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。

第１の発明は、インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置であって、外力による加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検出手段によって検出された前記加速度が判定基準を超えているか否かを判定する加速度判定手段と、該加速度判定手段によって前記加速度が前記判定基準を超えていると判定されたことに基づいて、前記ノズルにおける前記インク滴の吐出の良否を判定するドット抜け検出判定手段と、該ドット抜け検出判定手段によって前記インク滴の吐出が異常であると判定されたことに基づいて、前記吐出を回復させる吐出回復手段と、を備えることを特徴とする。

この第１の発明では、判定基準を超える加速度が作用すると、ドット抜け検出判定手段によってノズルにおける吐出の良否が判定され、ノズルの吐出に異常があるときには、吐出回復手段がその吐出を回復させるようになっている。したがって、インクジェット記録装置に外力が作用しても、ドット抜けがない状態で記録を実施することが可能となる。

第２の発明は、第１の発明において、前記記録ヘッドは、前記ノズルに連通し、内部にインクが充填されるインク室と、該インク室内の容積を変化させるように駆動され、当該インク室内の前記インクに圧力を付与して前記インクを前記ノズルから前記インク滴として吐出させるアクチュエータと、を有し、前記ドット抜け検出判定手段は、前記アクチュエータを駆動させたときに前記インク室に発生する残留振動を検出するとともに、前記残留振動の周期及び位相に基づいて、前記インク滴の吐出の良否を判定するように構成されていることを特徴とする。

この第２の発明では、ドット抜け検出判定手段は、アクチュエータを駆動させたときにインク室に発生する残留振動を検出し、この残留振動の周期及び位相から吐出の良否を判定することが可能となる。すなわち、ノズルからインク室に気泡が混入した場合と混入していない場合とでは、残留振動の周期及び位相が異なるため、吐出の良否を容易に判定することが可能となる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記加速度検出手段は、外力に応じた加速度で変位可能に支持された永久磁石と、該永久磁石の変位による鎖交磁束を起電力に変換するコイルと、該コイルに接続され、変換された前記起電力に応じた電荷が蓄積される電荷蓄積手段と、を有し、前記加速度判定手段は、前記インクジェット記録装置の電源がＯＮになったときに、前記電荷蓄積手段に蓄積されている前記電荷の量を検出する電荷検出手段を有し、前記電荷検出手段が検出した前記電荷量が所定量を超えているときに、前記加速度が前記判定基準を超えているものと判定するようになっていることを特徴とする。

この第３の発明では、外力が作用すると、その外力に応じた加速度で永久磁石が変位してコイルに起電力が生じ、この起電力に応じた電荷が電荷蓄積手段に蓄積される。すなわち、インクジェット記録装置の電源がＯＦＦになっていても、電荷蓄積手段には、インクジェット記録装置に作用した外力の加速度に応じた電荷が蓄積される。
そして、外力判定手段は、インクジェット記録装置の電源がＯＮになったときに、電荷検出手段が電荷蓄積手段に蓄積されている電荷の量を検出し、この検出された電荷の量に基づいて、インクジェット記録装置に作用した加速度が判定基準を超えているか否かを判定する。
したがって、電源がＯＦＦになっているときにインクジェット記録装置に外力が作用しても、電源がＯＮになったときにはドット抜けがない状態で記録を実施することが可能となる。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか一の発明において、前記インクの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段によって検出された前記温度に基づいて、前記加速度の前記判定基準を補正する判定基準補正手段とを備えることを特徴とする。
この第４の発明では、インクの温度に基づいて加速度の判定基準が補正されるようになっているため、加速度判定手段は、温度によって変化するインクの表面張力に適合した判定基準で、加速度を判定することが可能となる。

第５の発明は、第１乃至第３のいずれか一の発明において、前記加速度検出手段は、前記記録ヘッドのノズル面に対して垂直な方向の前記加速度を検出するように配設されていることを特徴とする。
この第５の発明では、加速度検出手段によって記録ヘッドのノズル面に対して垂直な方向の加速度が検出されるので、最も気泡が混入しやすい方向の加速度を正確に検出することが可能となる。

本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置１は、斜視図である図１に示すように、本体２を備えており、この本体２の前面部に、記録用紙Ｐを排出する排出口２１と、デジタルスチルカメラ（以下、デジタルカメラと呼ぶ）が接続されるデジタルカメラ接続口２２と、画像データなどの情報を記憶する情報記憶媒体としてのメモリカードが接続されるメモリカード接続口２３と、本体２の上面部に、各種操作ボタン等で構成される操作部３と、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等で構成される表示部４と、インクジェット記録装置１の各種処理や動作の制御を司る制御回路部５と、キャリーハンドル６とが設けられている。

また、本体２の内部には、記録用紙Ｐに記録画像を形成する画像形成部７が収容されている。この画像形成部７は、平面図である図２（ａ）及び正面図である図２（ｂ）に示すように、記録用紙Ｐを図中の紙送り方向に１枚ずつ間欠送りする紙送り装置４０と、記録用紙Ｐに記録を行う記録部５０と、この記録部５０を図中の主走査方向に往復移動させる往復移動装置６０と、後述する記録ヘッド５３をクリーニングするクリーニング装置７０と、を備えている。

紙送り装置４０は、図２（ａ）に示すように、互いに外周を接し合って回転可能に構成された紙送りローラ４１ａ及び紙押さえローラ４１ｂと、制御回路部５によって動作が制御され、紙送りローラ４１ａを回転駆動するための動力を発生する紙送りモータＭ１とを備えている。この紙送り装置４０は、紙送りモータＭ１から紙送りローラ４１ａに動力が伝達され、紙送りローラ４１ａと紙押さえローラ４１ｂとの間に挟持した記録用紙Ｐを紙送り方向に間欠送りする。

記録部５０は、インクが収容されたインクカートリッジ５２を搭載するキャリッジ５１と、このキャリッジ５１の底面に配設され、インクカートリッジ５２から供給されるインクをノズルからインク滴として吐出する記録ヘッド５３とを備えている。なお、インクカートリッジ５２は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのインクが、それぞれカートリッジ５２ｙ，５２ｍ，５２ｃ及び５２ｋに個別に収容されている。

ここで、記録ヘッド５３に形成されているノズルの配列について説明する。
記録ヘッド５３は、底面図である図３に示すように、インクの色ごと（イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫ）にノズル５３１が形成されたノズルプレート５３２を備えている。このノズルプレート５３２には、紙送り方向に沿って所定間隔で配列形成されたノズル５３１によって構成されるノズル列５３３が、インクの色ごとに２本ずつ形成されている。

また、インクの色ごとに形成される２本のノズル列５３３は、これら２本のノズル列５３３のノズル５３１が紙送り方向に互い違いに位置するようにノズル列５３３同士を紙送り方向にずらして、すなわち２本のノズル列５３３のノズル５３１が千鳥状に配列するように形成されている。

なお、この図３では、ノズル５３１をわかりやすく示すため、ノズル５３１の大きさを誇張し、且つ個数を減じて図示している。また、図３中の符合５３４は、ノズルプレート５３２の記録用紙Ｐに対向する面であるノズル面を示している。

往復移動装置６０は、図２（ａ）に示すように、一対のプーリ６１ａ及び６１ｂと、これらプーリ６１ａ及び６１ｂ間に主走査方向に沿って張設されるタイミングベルト６２と、制御回路部５によって動作が制御され、プーリ６１ａを回転駆動するための動力を発生するキャリッジモータＭ２と、両端が図示しない筐体に支持され、キャリッジ５１を主走査方向にガイドするキャリッジガイド軸６３とを備えている。そして、キャリッジ５１は、タイミングベルト６２の一部に固定されており、キャリッジモータＭ２からプーリ６１ａ及びタイミングベルト６２を介して動力が伝達され、主走査方向に往復移動可能に構成されている。

ここで、インクジェット記録装置１では、画像形成部７にリニアスケール１１が主走査方向に沿って設けられており、このリニアスケール１１に刻まれているスケールをキャリッジ５１に取り付けられたリニアエンコーダ１２で光学的に検出して位置を検出することにより、キャリッジ５１の主走査方向における位置を制御しながらキャリッジ５１を往復移動させるようになっている。

クリーニング部７０は、図２（ａ）に示すように、記録ヘッド５３のノズル面５３４を拭き取るワイパ７１と、ノズル５３１からインクを吸引する吸引装置７２とを備えている。
ワイパ７１は、正面図である図４（ａ）に示すように、可撓性を有するゴム部材等からなるブレード７１１と、このブレード７１１を支持するブレード支持部７１２とを備えている。このワイパ７１は、ブレード７１１の先端部がノズル面５３４より下側にある待機位置（図４（ａ））と、この待機位置から上昇して、ブレード７１１の先端部がノズル面５３４より上側に突出するワイピング位置（図４（ｂ））との間で、移動可能に構成されている。そして、ワイパ７１がワイピング位置に上昇している状態で、記録ヘッド５３を図４（ｃ）中の矢印方向に移動させると、撓んだブレード７１１の先端部によってノズル面５３４が拭き取られる。

また、吸引装置７２は、図２（ｂ）に示すように、ノズル面５３４を覆うキャップ７３と、キャップ７３に接続されるチューブ７４と、チューブ７４を介してキャップ７３内の大気を吸引する吸引ポンプ７５と、制御回路部５によって動作が制御され、吸引ポンプ７５を駆動するための動力を発生するポンプモータＭ３とを備えている。

キャップ７３は、断面図である図５（ａ）に示すように、底部にチューブ７４を接続する接続口が形成され、少なくとも先端部が弾性体で構成される凹状の容器内に、インク吸収体７３１を備えた構成を有している。このインク吸収体７３１は、ポリビニルアルコール等の親水性多孔質体で構成され、液体を吸収及び保持する能力が高い材料で構成されている。

吸引ポンプ７５は、図５（ｂ）に示すように、ポンプモータＭ３の動力によって図中Ｒ１方向に回転駆動されるホイール７５１と、このホイール７５１の外周より外側に突出して回転可能に構成された圧搾ローラ７５２とを備えている。この圧搾ローラ７５２は、ホイール７５１がＲ１方向に回転駆動されると、このホイール７５１とともにＲ１方向に連れ回され、図中Ｒ２方向に自転しながらチューブ７４を扱く。これにより、キャップ７３内が負圧となり、ノズル５３１からインクが吸引されるようになっている。

また、記録ヘッド５３には、図２（ｂ）に示すように、インクの温度を検出する温度センサ１６と、インクジェット記録装置１に作用する外力による加速度を検出する加速度センサ１７とが設けられている。そして、記録ヘッド５３、リニアエンコーダ１２、温度センサ１６及び加速度センサ１７のそれぞれは、図２（ａ）に示す電気ケーブル１３によって制御回路部５に接続されている。

制御回路部５は、図６に示すように、制御部８１と、記録ヘッド５３を制御する記録ヘッドドライバ８２と、記録ヘッド５３における後述のドット抜け検出判定を行うドット抜け検出判定部８３と、加速度センサ１７からの検出信号が入力される加速度センサ検出回路８４と、温度センサ１６からの検出信号が入力される温度センサ検出回路８５と、キャリッジモータＭ２を制御するキャリッジモータドライバ８６と、リニアエンコーダ１２からの検出信号が入力されるエンコーダ検出回路８７と、紙送りモータＭ１を制御する紙送りモータドライバ８８と、ポンプモータＭ３を制御するポンプモータドライバ８９と、インターフェイス９０とを備えている。

制御部８１は、例えば、マイクロコンピュータで構成され、記録処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）８１１と、ホストコンピュータ９１、デジタルカメラ９２及びメモリカード９３からの画像データや、各種処理を実行する際に必要となる種々のデータを格納するメモリ８１２とを備えている。このメモリ８１２は、画像データを格納するＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）や、記録処理等を実行する際に各種データを一時的に格納したり、記録処理等のアプリケーションプログラムを一時的に展開したりするＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＣＰＵ８１１が実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）などを含んで構成されている。

加速度センサ検出回路８４は、加速度センサ１７からの検出信号を検知するとともに、その検出信号に示される加速度を定量化して制御部８１に出力する。
温度センサ検出回路８５は、温度センサ１６からの検出信号に示される温度を定量化して制御部８１に出力する。
エンコーダ検出回路８７は、リニアエンコーダ１２からの検出信号を検知し、その結果を制御部８１に出力する。
インターフェイス９０は、例えば、パーソナルコンピュータなどのホストコンピュータ９１から入力される画像データなどを受け取る。

上述した構成を有するインクジェット記録装置１では、画像形成部７において、紙送りモータＭ１の駆動が制御回路部５によって制御され、紙送り装置４０が記録用紙Ｐを記録ヘッド５３のノズル面５３４に対向させながら紙送り方向に間欠送りする。このとき、制御回路部５は、キャリッジモータＭ２の駆動を制御し、リニアエンコーダ１２からの位置検出信号に基づいてキャリッジ５１を主走査方向に往復移動させながら、所定の位置でノズル５３１からインク滴を吐出させる。このような動作によって、記録用紙Ｐにドットが形成され、この記録用紙Ｐに画像データなどの記録情報に基づく記録が行われる。

ここで、記録ヘッド５３の構成について、詳細を説明する。
記録ヘッド５３は、断面図である図７に示すように、前述したノズルプレート５３２と、振動板５３５とを備えている。これらノズルプレート５３２と振動板５３５との間には、ノズル５３１に連通し、ノズル５３１ごとに区画されたインク室５３６と、インク室５３６に連通し、インクカートリッジ５２から供給されたインクを各インク室５３６に供給するインク供給路５３７とが形成されている。

また、記録ヘッド５３は、図７に示すように、振動板５３５を変位させるための動力を発生する圧電アクチュエータ５４０をノズル５３１ごとに備えている。
この圧電アクチュエータ５４０は、複数の圧電素子５４１が積層された構成を有し、電極５４２ａ及び５４２ｂ間に図７に示す波形で駆動電圧を印加すると、この図で見て上下方向に伸縮し、中間層５３８を介して振動板５３５を変位させてインク室５３６内のインクに圧力を付与する。そして、圧力が付与されたインクは、ノズル５３１からインク滴として吐出される。

このような構成を有する記録ヘッド５３では、圧電アクチュエータ５４０を駆動すると、振動板５３５が所定の固有振動数で自由振動する所謂残留振動が振動板５３５に生じる。残留振動によって圧電アクチュエータ５４０に起電力が発生し、この起電力の波形によって残留振動の態様を把握することができる。そして、この残留振動の態様に基づいて、ノズル５３１からインク滴が適正に吐出されない状態であるドット抜けの発生の有無を判定することができる。これは、残留振動の態様が、例えば図８に示すように、ノズル５３１におけるインク滴の吐出状態によって異なるためである。

インク滴が正常に吐出された場合の残留振動の態様は、図８の特性線Ｌ１に示すように、残留振動の減衰が比較的小さい。これに対し、ノズル５３１内のインクが乾燥してしまった場合、特性線Ｌ２に示すように、特性線Ｌ１に比較して振幅が小さくなる減衰が著しい。これは、ノズル５３１内のインクの粘度が増大してインク室５３６内を振動するインクの流動が悪くなっているために生じると考えられる。

また、ノズル５３１内に気泡が混入した場合には、インク室５３６内の圧力変化があっても、気泡にその変化が吸収されるため、見かけ上イナータンスが小さくなり、コンプライアンスが大きくなったかのように、特性線Ｌ３に示すように、残留振動の周期が短くなる。また、紙粉がノズル５３１付近に付着しているときには、インク室５３６内の圧力変化の応答性が低下し、特性線Ｌ４に示すように位相遅れが生じる。

このように、残留振動の周期及び位相がノズル５３１の吐出状態によって異なるため、ドット抜けの発生有無を判定することができ、さらに、ドット抜け発生の原因がインクの乾燥によるものか、ノズル５３１への気泡の混入によるものか、ノズル５３１への紙粉の付着によるものかを的確に判別することができる。

そして、残留振動を検出してドット抜け発生の有無を判定するドット抜け検出判定を行うのが、図６に示すドット抜け検出判定部８３である。
このドット抜け検出判定部８３は、図９に示すように、記録ヘッド５３とグランドとの接続及び記録ヘッド５３と後述するドット抜け検出回路８３２との接続を選択的に切り替える切り替えスイッチ８３１と、後述する残留振動信号が入力され、この残留振動信号からドット抜け発生の有無の判定に必要な信号成分を抽出するドット抜け検出回路８３２と、ドット抜け検出回路８３２が抽出した信号成分に基づいて、ドット抜け発生の有無を判定をする判定回路８３３とを備えている。ここで、残留振動信号とは、振動板５３５の残留振動によって圧電アクチュエータ５４０に発生する起電力の電圧信号である。

切り替えスイッチ８３１は、パワー素子等のアナログスイッチで構成されており、制御部５によって切り替えが制御され、ドット抜け検出判定を行うときには、圧電アクチュエータ５４０への駆動電圧の印加が終了した時点で圧電アクチュエータ５４０とドット抜け検出回路８３２とを接続する。圧電アクチュエータ５４０とドット抜け検出回路８３２とが接続されると、残留振動信号がドット抜け検出回路８３２に送られる。

ドット抜け検出回路８３２は、図１０に示すように、残留振動信号を増幅するとともに、これに含まれる圧電アクチュエータ５４０自身の振動成分及びインク室５３６の振動成分のうちインク室５３６の振動成分を主に取り出すための、例えばバンドパスフィルタなどで構成される交流増幅器８３４と、この交流増幅器８３４で取り出したインク室５３６の振動成分と基準電圧とを比較してこれをパルス信号に変換する比較器８３５とを備えている。
また、判定回路８３３は、比較器８３５からのパルス信号の周期及び位相を測定する周期位相測定回路８３６と、この周期位相測定回路８３６で測定したインク室５３６の振動成分の周期及び位相と、予め設定されているドット抜け判定用の判定テーブル８３７とに基づいて正常な吐出が行われているか否かを判定する比較器８３８とを備えている。
そして、この比較器８３８の出力すなわちドット抜け発生の有無の判定結果が制御部５に出力される。

ところで、インクジェット記録装置１に振動や衝撃などの外力が作用すると、その加速度によっては、記録ヘッド５３のノズル５３１部におけるインクのメニスカスが大きく変形してインクが空気を巻き込み、インク室５３６内に気泡が混入してしまうことがある。そこで、本実施形態のインクジェット記録装置１では、基準を超える加速度が作用したときにドット抜け検出判定を実施し、ドット抜けが発生していると判定されると、前述したクリーニング部７０で記録ヘッド５３をクリーニングして各ノズル５３１の吐出を回復させるようになっている。

このインクジェット記録装置１におけるドット抜け検出判定処理について、以下に説明する。なお、このドット抜け検出判定処理は、例えば記録処理などの各種処理が実施されている途中でも優先的に実施される所謂割り込み処理である。

インクジェット記録装置１では、加速度センサ１７がインクジェット記録装置１に作用する加速度を検出し、その加速度の値ｇが加速度センサ検出回路８４から制御部５に入力されると、ＣＰＵ８１１が図１１に示すドット抜け検出判定処理を開始する。
このドット抜け検出判定処理では、まず、ステップＳ１において、温度センサ１６にインクの温度Ｔを検出させてステップＳ２に移行する。

このステップＳ２において、加速度の判定基準としての閾値ｇ１を算出してステップＳ３に移行する。
ここで、インクの温度が上昇してインクの表面張力が低下すると、ノズル５３１からインク内へ気泡が混入しやすくなる。そこで、加速度の閾値ｇ１は、下記（１）式に基づいて算出される。
ｇ１＝ｇ₂₀×（Ｓ_T／Ｓ₂₀）・・・（１）
上記（１）式において、ｇ₂₀は、温度が２０℃のときの落下試験に基づいて設定される基準加速度であり、Ｓ_Tは、温度Ｔにおけるインクの表面張力であり、Ｓ₂₀は、温度が２０℃のときのインクの表面張力である。
つまり、上記のステップＳ２では、上記（１）式に基づいて加速度の閾値ｇ１を算出してステップＳ３に移行する。

このステップＳ３において、加速度センサ１７が検出した加速度の値ｇが閾値ｇ１を超えているか否かを判定し、超えている（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ４に移行し、閾値ｇ１以下である（ＮＯ）と判定されると、処理を終了する。
ステップＳ４において、ドット抜け検出判定を実施してステップＳ５に移行する。
このステップＳ５において、ドット抜けの発生があるか否かを判定し、ある（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ６に移行し、ない（ＮＯ）と判定されると、処理を終了する。

ステップＳ６において、ノズル５３１からインクを吸引するポンピングを前述した吸引装置７２に実施させてステップＳ７に移行する。
このステップＳ７において、前述したワイパ７１によるノズル面５３４のワイピング（拭き取り）を実施させてステップＳ８に移行する。
このステップＳ８において、記録ヘッド５３にフラッシングを実施させて処理を終了する。

ここで、フラッシングとは、記録以外の目的でノズル５３１からインク滴を吐出することをいう。また、ステップＳ８でフラッシングを行うのは、ワイピングされた記録ヘッド５３のノズル５３１には、異色のインクが混入していることがあり、この混入したインクを排出するためである。

なお、本実施形態において、加速度センサ１７が加速度検出手段に対応し、温度センサ１６が温度検出手段に対応し、ドット抜け検出判定部８３並びに図１１におけるステップＳ４及びＳ５の処理がドット抜け検出判定手段に対応し、吸引装置７２及びステップＳ６の処理が吐出回復手段に対応し、ステップＳ２の処理が判定基準補正手段に対応し、ステップＳ３の処理が加速度判定手段に対応している。

本実施形態のインクジェット記録装置１では、閾値ｇ１を超える加速度ｇで外力が作用すると、割り込み処理であるドット抜け検出判定処理が開始され、ドット抜け検出判定部８３によって記録ヘッド５３のノズル５３１ごとにドット抜け検出判定が実施されて、ドット抜けがあるときには、吸引装置７２がドット抜けを回復させるようになっている。

したがって、例えば記録を行っているときに外力が作用しても、ドット抜けがない状態で記録を再開することが可能となる。また、記録を実施していない待機状態にあるときに外力が作用した場合に、ユーザーがそれに気付かずに記録を開始させても、ドット抜けがない状態で記録を開始することが可能となる。

また、本実施形態のインクジェット記録装置１では、圧電アクチュエータ５４０を駆動させたときに発生する残留振動に基づいて、ドット抜け検出判定をするようになっている。
ここで、例えば、記録ヘッド５３にテストパターンを印字するテスト記録を実施させて、そのテスト記録の結果からドット抜けを判定する構成を採用すると、ユーザーが所望する記録を行っているときに閾値ｇ１を超える加速度が作用した場合には、テスト記録を実施しなければならず、その加速度が作用する前までの記録が無駄になってしまう。
つまり、残留振動に基づいてドット抜け検出判定をするようにしたインクジェット記録装置１では、記録を行っているときに閾値ｇ１を超える加速度が作用しても、その加速度が作用する前までの記録に継続してドット抜けのない状態で記録を行うことが可能となり、記録の無駄を抑制することが可能となる。

また、本実施形態のインクジェット記録装置１では、インクの温度に基づいて加速度の閾値ｇ１を変化させるようになっているため、インクの表面張力に応じた適切な閾値ｇ１で加速度ｇの判定を行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、加速度を検出する手段として、通常の圧電式加速度検出器、歪ゲージ式加速度検出器、ジャイロ式加速度検出器、半導体式加速度検出器などで構成される加速度センサ１７を備えるようにしたが、これらはインクジェット記録装置の電源がＯＮになっている場合に限定される。
インクジェット記録装置の電源がＯＦＦになっている時に、外から加速度が加えられた場合には、加速度検出手段を、図１２に示すように、加速度検出装置１６１で構成する。この場合、加速度が加えられた場合には、その後インクジェット記録装置の電源がＯＮになって使用される時になって、図１１のフローチャートによりノズルからインク滴が正常に吐出されることを確認してから使用される。

この加速度検出装置１６１は、弾性部材１６２ａ及び１６２ｂで支持され、加速度に応じて図中矢印方向に弾性変位する永久磁石１６３と、永久磁石１６３の外周を囲むように配設され、永久磁石１６３の変位によって起電力が誘導されるコイル１６４と、４つのダイオード１６５で構成され、起電力によって生じる電流を全波整流するダイオードブリッジ１６６と、起電力に応じた電荷を蓄積するコンデンサ１６７と、コンデンサ１６７の両端末部に接続され、インクジェット記録装置１の電源がＯＦＦからＯＮになったときに、コンデンサ１６７の電圧を検出する電圧検出回路１６８とを備えている。

このような構成を有する加速度検出装置１６１では、図１３に示すように、時刻ｔ１において、インクジェット記録装置１に外力が作用すると、その外力の加速度に応じて永久磁石１６３が変位し、コイル１６４に誘導された起電力によってコンデンサ１６７に電荷が蓄積され、コンデンサ１６７の電圧がＶ１に上昇する。さらに、時刻ｔ２において作用した外力によって、コンデンサ１６７の電圧がＶ２に上昇し、時刻ｔ３において作用した外力によって、コンデンサ１６７の電圧がＶ３に上昇する。そして、時刻ｔ４において、インクジェット記録装置１の電源がＯＦＦからＯＮになると、電圧検出回路１６８によってコンデンサ１６７の電圧Ｖ３が検出される。

ここで、電圧検出回路１６８には、電圧の閾値Ｖｓｈが設定されており、インクジェット記録装置１は、検出されたコンデンサ１６７の電圧値がこの閾値Ｖｓｈを超えているときに、ドット抜け検出判定処理を実施するように構成されている。この図１３に示す場合、電圧Ｖ３が閾値Ｖｓｈを超えているので、前述したドット抜け検出判定処理が実施される。そして、ドット抜け検出判定処理が終了すると、時刻ｔ５でコンデンサ１６７の電荷を逃がして、コンデンサ１６７の電圧をリセットする。

なお、この加速度検出装置１６１において、電圧検出回路１６８が電荷検出手段に対応している。
この加速度検出装置１６１を備える構成によれば、インクジェット記録装置１の電源がＯＦＦになっているときに外力が作用しても、電源がＯＮになったときには、ドット抜けがない状態で記録を実施することが可能となる。

なお、ノズル面５３４に対して垂直な方向に加速度が作用したときに最も気泡が混入しやすいため、この加速度検出装置１６１は、図１２に示す永久磁石１６３の変位方向がノズル面５３４に対して垂直な方向となるように配設されるのが好ましい。さらに、インクカートリッジ５２からインク室５３６までのインク供給経路内においても、外力によって同様な現象が発生することがあるため、適宜、永久磁石１６３の変位方向を変えて複数個の加速度検出装置１６１を備えるようにしてもよい。

さらに、この加速度検出装置１６１と加速度センサ１７とを併用すれば、電源がＯＮになっている場合及び電源がＯＦＦになっている場合のいずれの場合に外力が作用しても、記録を開始するときには、ドット抜けのない状態で記録を開始することができる。また、整流回路は、全波整流に限定されず、半波整流でもよい。又コンデンサ１６７の電荷を出来るだけ長い時間保持していることが望ましく、整流回路のリーク電流は出来るだけ小さいことが望ましい。

また、本実施形態では、インクに圧力を付与するアクチュエータとして積層型の圧電アクチュエータ５４０を採用したが、これに限定されず、図１４に示すように、圧電材料３０１を上下電極３０２，３０３で挟んだ簡単な構造のアクチュエータを使用して振動板５３５を振動させ、振動モードとしてこの図で見て上下方向に撓むモードを利用したピエゾ方式のシェアモードのユニモルフアクチュエータ３０４を採用してもよい。

また、本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４種類のインクを用いた場合を例に説明したが、これに限定されず、これにライトシアン及びライトマゼンタを加えた６種類等、任意の種類のインクを用いた構成とすることができる。

また、記録媒体は記録用紙Ｐに限らず、インク滴が付着してドットを形成できるものであれば、任意の記録媒体を適用することができる。

本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の外観を示す斜視図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の画像形成部を説明する図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置のノズルの配列を説明する図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置のワイピング動作を説明する図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の吸引動作を説明する図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の主要構成を示すブロック図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の記録ヘッドの構成を説明する図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の残留振動波形の一例を示す図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置のドット抜け検出判定部の構成を説明するブロック図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置のドット抜け検出回路及び判定回路の構成を説明するブロック図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置のドット抜け検出判定処理の流れを示す図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の加速度検出装置の構成を説明する図。 加速度検出装置における作用を説明する図。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の記録ヘッドの他の構成例を示す図。

符号の説明

１…インクジェット記録装置、１６…温度センサ、１７…加速度センサ、５３…記録ヘッド、５３１…ノズル、７２…吸引装置、５４０…圧電アクチュエータ、５３６…インク室、１６３…永久磁石、１６４…コイル、１６７…コンデンサ。

Claims (5)

1. インク滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置であって、
   外力による加速度を検出する加速度検出手段と、
   該加速度検出手段によって検出された前記加速度が判定基準を超えているか否かを判定する加速度判定手段と、
   該加速度判定手段によって前記加速度が前記判定基準を超えていると判定されたことに基づいて、前記ノズルにおける前記インク滴の吐出の良否を判定するドット抜け検出判定手段と、
   該ドット抜け検出判定手段によって前記インク滴の吐出が異常であると判定されたことに基づいて、前記吐出を回復させる吐出回復手段と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記記録ヘッドは、前記ノズルに連通し、内部にインクが充填されるインク室と、該インク室内の容積を変化させるように駆動され、当該インク室内の前記インクに圧力を付与して前記インクを前記ノズルから前記インク滴として吐出させるアクチュエータと、を有し、
   前記ドット抜け検出判定手段は、前記アクチュエータを駆動させたときに前記インク室に発生する残留振動を検出するとともに、前記残留振動の周期及び位相に基づいて、前記インク滴の吐出の良否を判定するように構成されてい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。
3. 前記加速度検出手段は、外力に応じた加速度で変位可能に支持された永久磁石と、該永久磁石の変位による鎖交磁束を起電力に変換するコイルと、該コイルに接続され、変換された前記起電力に応じた電荷が蓄積される電荷蓄積手段と、を有し、
   前記加速度判定手段は、前記インクジェット記録装置の電源がＯＮになったときに、前記電荷蓄積手段に蓄積されている前記電荷の量を検出する電荷検出手段を有し、前記電荷検出手段が検出した前記電荷量が所定量を超えているときに、前記加速度が前記判定基準を超えているものと判定するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インクの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段によって検出された前記温度に基づいて、前記加速度の前記判定基準を補正する判定基準補正手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記加速度検出手段は、前記記録ヘッドのノズル面に対して垂直な方向の前記加速度を検出するように配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
   

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