JP2020019262A - 液体吐出記録装置および記録ヘッドの回復処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ランニングコストおよび部品の消耗を抑えることができる液体吐出記録装置および記録ヘッドの回復処理方法を提供する。【解決手段】吐出口から液体を吐出して記録を行う記録手段と、記録手段の吐出口が形成された面を被覆することが可能なキャップ手段と、キャップ手段が前記面を被覆している間に、吐出口から流出した液体の量を予測する予測手段と、吐出口からの液体の吐出状態を回復する複数種類の回復処理を実施可能な回復手段と、を備え、回復手段は、経過時間によらずキャップ手段による前記面に対する被覆が解除されると、予測手段の予測結果に基づいて、複数種類の回復処理から選択的に回復処理を行うことを特徴とする。【選択図】図１１

Description

本発明は、液体吐出ヘッドから液体を吐出して記録を行う液体吐出記録装置および記録ヘッドの回復処理方法に関する。

液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出して記録を行う液体吐出記録装置において、非記録時に吐出口における乾燥を防止するために、液体吐出ヘッドをキャップで覆ういわゆるキャッピングが行われている。キャッピング時は、液体吐出ヘッドをキャップで覆うため、液体吐出ヘッドとキャップとの間に密閉された空間が形成される。キャッピングした状態で外気温に変化があると、液体吐出ヘッドとキャップとの間の密閉された空間内の温度も変化し、密閉空間内の圧力に変化が生じる。この圧力の変化は吐出口におけるメニスカスに影響を与え、メニスカスを破壊することもある。

特開２００４−００１５７４号公報

特許文献１には、キャップ内空間の圧力変化によって記録ヘッドのメニスカスが破壊されるのを防止するため、記録ヘッドがキャップされた後、温度検出手段で検出された温度の履歴から、定期的に予備吐出又はキャップオープンを実施することが記載されている。

しかし、温度変化が著しい環境で液体吐出記録装置を使用する場合、特許文献１の方法では、定期的に予備吐出が実施されることになり、予備吐出の回数が増えて、記録に寄与しない液体を多く消費することでランニングコストが増加する虞がある。また、頻繁にキャップオープンを実施することによって、本体部品が消耗する虞がある。

よって本発明は、ランニングコストおよび部品の消耗を抑えることができる液体吐出記録装置および記録ヘッドの回復処理方法を提供することを目的とする。

そのため本発明の液体吐出記録装置は、吐出口から液体を吐出して記録を行う記録手段と、前記記録手段の前記吐出口が形成された面を被覆することが可能なキャップ手段と、前記キャップ手段が前記面を被覆している間に、前記吐出口から流出した液体の量を予測する予測手段と、前記吐出口からの液体の吐出状態を回復する複数種類の回復処理を実施可能な回復手段と、を備えた液体吐記録装置において、前記回復手段は、経過時間によらず前記キャップ手段による前記面に対する被覆が解除されると、前記予測手段の予測結果に基づいて、複数種類の前記回復処理から選択的に前記回復処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、ランニングコストおよび部品の消耗を抑えることができる液体吐出記録装置および記録ヘッドの回復処理方法を実現することができる。

液体吐出記録装置を示した外観斜視図である。 記録装置の内部が分かるように示した側面図である。 記録ヘッドおよび回復ユニットを示した図である。 キャッピング機構のキャップ部材とブレード部材とを示した図である。 記録装置の制御系を示すブロック図である。 インクタンク内のインク残量とメニスカスの耐圧との関係を示した表である。 キャップ時の環境温度変化に対するインク流出量を示したグラフである。 インクの漏れ出しと吐出口面へのインク付着量とを示した図である。 流出するインク量を予測する処理を示すフローチャートである。 環境温度変化がしきい値に達するか監視する処理のフローチャートである。 回復動作を決定する処理のフローチャートである。 キャップオープン回復処理ＡからＣの動作を示したフローチャートである。 インク消費率に応じたしきい値を決定するためのテーブルＡである。 回復フラグ種類を決定するためのテーブルＢである。 キャップ内圧力がリークする様子を示した図である。 キャップ内圧力を上げた時のキャップ内の圧力変化を示したグラフである。 キャップ内の空気のリークと記録不良の発生との関係を説明する図である。 吐出口から流出するインク量を予測する処理のフローチャートである。 キャップ内リーク回数を決定する処理のフローチャートである。 回復動作を決定する処理のフローチャートである。 テーブルＣを示した図である。 テーブルＤを示した図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例である。したがって、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形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態を適用可能な液体吐出記録装置（以下、単に記録装置ともいう）１０を示した外観斜視図である。記録装置１０は、ロール状に巻かれた記録媒体を引出し、固定された記録ヘッドから記録媒体に対して液体（以下、インクともいう）を吐出して記録を行うフルラインタイプの記録装置である。ロール状の記録媒体は、ロールユニット１１に格納されており、記録時に引き出される。記録装置１０には、開閉可能な上部カバー１２が備えられており、ユーザは、上部カバー１２を上方に開けることにより、本体に内蔵された記録ヘッドや記録媒体の搬送部にアクセスすることができる。

記録装置１０の外郭は、主に上部カバー１２や前カバー１３によって構成されている。ユーザは操作パネル１６を操作することで、記録における各種設定や、記録装置１０の処理状況を確認することができる。本体側面部には、記録済みの記録媒体を切断するカッタ１４が設けられており、前カバー１３の下方には、記録録装置１０の電源スイッチ１５が設けられている。

図２は、記録装置１０の内部が分かるように示した側面図である。記録装置１０は、ネットワークを介し若しくは直接的に、外部のホストＰＣ２０と相互に通信可能に接続されている。ホストＰＣ２０は、記録装置１０で記録する画像データを取得もしくは生成し、記録の実行を指示する記録ジョブとともに記録装置１０に送信する。ロールユニット１１から引き出された記録媒体Ｐは、記録ヘッド２１と対向する記録位置まで搬送されて、記録ヘッド２１からインクが吐出されて記録される。

記録ヘッド２１は、ブラックインクに対応した記録ヘッドであるが、ブラック以外に例えば、シアンやマゼンタ、イエローに対応した記録ヘッドが設けられてもよい。記録ヘッド２１は、記録媒体Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）と交差する方向に吐出口が配列されたいわゆるライン型記録ヘッドである。記録ヘッド２１の長さは、記録媒体の最大の幅よりもやや長くなっており、記録中は固定位置にあり、記録媒体Ｐの搬送動作と記録ヘッド２１からの吐出動作とにより、記録媒体Ｐの記録領域全面に記録するができる。

記録ヘッド２１から吐出されるインクは、インクタンク２３から供給される。記録ヘッド２１の吐出口が形成された面（吐出口面）を覆う（被覆する）ことが可能なキャッピング機構５０が設けられている。記録ヘッド２１が記録を行っていない間に、吐出口のインクが乾燥するのを防ぐために、キャッピング機構５０で記録ヘッド２１の吐出口面を覆う。キャッピング機構５０は、ブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。

記録装置１０には、メンテナンスカートリッジ２４が設けられており、ユーザは、前カバー１３を手前側に開けることにより、記録ヘッド２１の回復に使用したインクを貯留するメンテナンスカードリッジ２４にアクセスすることができる。

記録媒体Ｐは、ロールユニット１１から供給され、搬送機構３０により搬送方向（矢印Ａ方向）に搬送される。搬送機構３０は、記録媒体Ｐを載置して搬送する無端の搬送ベルト３０ａ、搬送ベルト３０ａを回転させる搬送モータ３０ｂ、搬送ベルト３０ａに張力を与えるローラ３０ｃを備えている。

図３は、記録ヘッド２１および回復ユニット４０を示した図である。記録装置１０は、記録ヘッド２１から安定的にインクが吐出されるように回復ユニット４０を備えている。回復ユニット４０は、記録ヘッド２１の吐出口面を覆うキャッピング機構５０、記録ヘッド２１の回復動作を行うための吸引ポンプ２５、吸引したインクを貯留するメンテナンスカードリッジ２４を備えている。吸引ポンプ２５は、キャッピング機構５０を介して吐出口内のインクを吸引可能に設けられている。回復動作には、吐出口面を払拭するワイピングや、記録に寄与しないインクを吐出口から吐出する予備吐出、吸引ポンプで吐出口内のインクを吸引する吸引回復等があり、これらの回復動作が回復ユニット４０によって行われる。

キャッピング機構５０で記録ヘッド２１の吐出口面を覆い、吸引ポンプ２５で記録ヘッド２１を覆ったキャッピング機構５０内を減圧することで、記録ヘッド２１の吐出口から高粘度化したインクや気泡を吸引して吐出状態を回復させる。吸引されたインクは、メンテナンスカートリッジ２４に排出される。メンテナンスカートリッジ２４は、インクを貯留可能（吸収可能）な吸収体を備えており、回復動作により排出されたインクを吸収する。この吸収体によって記録装置１０が傾けられた場合でも、メンテナンスカードリッジ２４の外にインクが漏れ出すのを防止している。

図４（ａ）は、キャッピング機構５０のキャップ部材とブレード部材の上面図であり、図４（ｂ）は、キャッピング機構５０のキャップ部材とブレード部材の側面図である。キャッピング機構５０は、記録ヘッド２１の吐出口面を覆うキャップ部材４１と、記録ヘッド２１の吐出口面を払拭可能なブレード部材４２とを備えている。キャップ部材４１は、キャップ部材４１の外郭を構成する硬質のプラスチック部材で作られたベース部１と、記録ヘッド２１の吐出口面に接触して密閉空間を形成するゴムリップ部２とを備えている。

ゴムリップ部２の内部にはインクを吸収、保持できる多孔質の吸収体３を備えおり、吸収体３は、例えば記録前の予備吐出動作のインクを溜めておき、キャップ密閉時にキャップ内を保湿する機能を持っている。ブレード部材４２は、記録ヘッド２１の吐出口面にインクが付着した場合に、吐出口面を払拭することによって吐出口面に付着したインクを除去するブレード４を備えている。

図５は、記録装置１０の制御系を示すブロック図である。ホストＰＣ２０から送信された画像データや記録コマンド等は、インタフェースコントローラ５０１を介してＣＰＵ５００に送信される。ＣＰＵ５００は、画像データに基づく記録動作や、回復動作、記録媒体Ｐの搬送制御等、記録装置１０全体を統括的に制御する。ＡＳＩＣ(不図示)は、ホストＰＣ２０から送信されたコマンドを解析すると、画像データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ５０２にビットマップ展開して描画する（ラスタライズ）。ＡＳＩＣは、記録前の動作処理として、出力ポート５０７、モータ駆動部５０８を介して、キャッピングモータ５１１とヘッドアップダウンモータ５０９とを駆動する。そして、記録ヘッド２１をキャッピング機構５０から離して記録位置に移動させる。

次に、ＡＳＩＣは、出力ポート５０７、モータ駆動部５０８を介して、記録媒体Ｐを繰り出すロールモータ（不図示）及び低速度で記録媒体Ｐを搬送する搬送モータ５１０を駆動して記録媒体Ｐを記録開始位置まで搬送する。一定速度で搬送される記録媒体Ｐにインク滴を吐出し始めるタイミング（記録タイミング）を決定するための先端検知センサ（不図示）で記録媒体紙Ｐの先端位置を検出する。その後、記録媒体Ｐの搬送動作に同期して、ＣＰＵ５００は、イメージメモリ５０２から記録データを順次読み出し、その記録データを記録ヘッド２１に対して、記録ヘッド制御回路５０６を介して出力する。記録ヘッド制御回路５０６は、各吐出口に設けられた発熱体（不図示）に駆動パルスを印加するタイミングを制御する。記録ヘッド制御回路５０６が発熱体を発熱させ、発熱体の近傍で気泡を形成させることで吐出口からインク滴を吐出させる。

ＣＰＵ５００は、プログラムＲＯＭ５０３に記憶された制御プログラムを実行する。プログラムＲＯＭ５０３には、本実施形態の動作を実現するための制御プログラムや各種テーブルが記憶されている。また、ＣＰＵ５００の作業用のメモリとして、ワークＲＡＭ５０４が使用される。記録ヘッド２１の吸引回復動作時に、ＣＰＵ５００は、出力ポート５０７、モータ駆動部５０８を介してポンプモータ５１２を駆動し、インクの吸引等の制御を行う。また、ワイピング動作時にＣＰＵ５００は、出力ポート５０７、モータ駆動部５０８を介して、キャッピングモータ５１１とヘッドアップダウンモータ５０９を駆動することで、記録ヘッド２１の吐出口面にブレード部材４を摺動させてワイピング動作を行う。

ＣＰＵ５００は、インク残量取得手段５１３を介して、インクタンク２３に設けられたＥＥＰＲＯＭ５１４から、インクタンク２３内のインク残量を取得することができる。ＥＥＰＲＯＭ５１４が有するインク残量データは、インクタンク２３内のインクを消費する毎に随時更新が行われる。また、ＣＰＵ５００は、環境温度検出手段５１５を介して、本体内部に備えられた温度センサ５１６から、環境温度を検出することができる。そして、本実施形態の記録装置１０は、インクタンク２３内のインク消費率と環境温度情報とに基づいて、吐出口から流出したインク量を予測する。予測方法の詳細については後述する。

図６は、インクタンク２３内のインク残量とメニスカスの耐圧との関係を示した表である。インクタンク２３内には、スポンジ部材(不図示)が備えられている。スポンジ部材の毛管作用によって記録ヘッド２３内のインクには、インクを保持する矢印Ｂ方向の力が働く。この力によって吐出口内にインクのメニスカスが形成され、インクが自重で吐出口の外に漏れ出すのを防いでいる。インクタンク２３内のインクが満タン状態では、スポンジ部材がインクで満たされているため毛管作用が弱い。そのため、吐出口におけるメニスカスの耐圧が弱く、メニスカスは壊れやすい。メニスカスが壊れた場合には、インクの漏れが生じ、記録不良が生じやすい。一方、インクタンク２３内のインクが空に近いの状態では、スポンジ部材による毛管作用が強く働くため、メニスカスの耐圧は強く安定していることからメニスカスは壊れにくく記録不良は生じにくい。

記録ヘッド２１がキャッピング機構５０でキャッピングされている間に、環境温度の変化が生じて、キャッピングしている密閉空間内の圧力に変化（低下）が生じると、メニスカスには矢印Ｃ方向の力が働く。このような矢印Ｃ方向の力が働くと、インクが満タン状態のようなメニスカスの耐圧が弱い場合には、メニスカスが破壊され吐出口からインクが漏れ出す。このようにメニスカスが破壊された場合には、記録不良が生じることが考えられる。また、矢印Ｃ方向の力が働いても、インクタンク内（貯留手段内）が空に近い状態のようなメニスカスの耐圧が強い場合には、記録不良は生じにくくなる。

図７は、キャップ時の環境温度変化に対するインク流出量を示したグラフである。吐出口から流出したインクは、吐出口面に付着して残留する。従って、吐出口面におけるインク残量が吐出口からのインク流出量となる。図７のグラフから、インク消費率によってインクの流出量が異なることが分かる。また、環境温度変化量に応じて、インクの流出量が異なることが分かる。なお、記録ヘッド２１の構造やインクの種類、また、キャッピング機構５０から吸引ポンプ２５までの空間体積等によってインクの流出量が決まるため、このようなグラフは実際の本体構成に応じて求める必要がある。

本実施形態では、キャップオープン時に実施する回復処理を４種類設けており、インク流出量（ｉ）〜（ｉｖ）に応じて異なる種類の回復処理を実施可能である。

図８（ａ）から（ｄ）は、キャッピング時のインクの漏れ出しと吐出口面へのインク付着量とを示した図であり、キャッピングされた吐出口面の側面図と下面図とを示した図である。図８（ａ）は、キャッピング中の環境温度差が−Ｘ℃の時の吐出口面を示した図である。ここで−Ｘ℃とは、図７における（ｉ）から（ｉｉｉ）の温度に相当するものである。キャッピング時に環境温度が所定温度以上低下すると、吐出口からインクが漏れ出す。キャッピング中の環境温度差が−Ｘ℃に保たれている間は、漏れ出したインク８０は吐出口面に付着した状態となる。

図８（ｂ）は、図８（ａ）の状態からキャップ時とキャップオープン（被覆解除）時の環境温度差が０℃の時の吐出口面を示した図である。キャップ時とキャップオープン時の環境温度差が無いことから、図８（ａ）のように一旦吐出口から漏れ出したインクも吐出口内に引き込まれて、吐出口面上にはインクがほとんど残らない状態となる。このような状態では、吐出口は漏れ出したインクで覆われていないため、正常な吐出動作を行うことができる。なお、吐出口面には少量の残留インク８０があるが、微量であることから記録媒体Ｐ上に落下することも無く、吐出にもほとんど影響を与えることは無い。

図８（ｃ）は、キャッピング中の環境温度差が−Ｙ℃の時の吐出口面を示した図である。ここで−Ｙ℃とは、図７における（ｉｖ）の温度に相当するものであり、比較的温度差が大きい場合である。キャッピング中（被覆中）の環境温度差が−Ｙ℃と大きい場合、漏れ出したインク８０の量も多くなり、吐出口面に多くの残留インクが付着した状態となる。

図８（ｄ）は、図８（ｃ）の状態からキャップ時とキャップオープン時の環境温度差が０℃の時の吐出口面を示した図である。キャップ時とキャップオープン時の環境温度差が無いことから、ことから、漏れ出たインクは吐出口内に引き込まれるが、漏れ出たインクの量が多いため、引き込まれずに吐出口面に残留するインクが多くなる。この状態で記録動作を行うと、吐出口面に付着しているインクが記録媒体上に落下して画像不良を生じさせることがある。

このように、キャップ時とキャップオープン時の環境温度差が無い場合でも、キャップ時の環境温度変化が大きい場合には、吐出口面には多くのインクが付着した状態になり、付着したインクを除去するための回復動作が必要となる。

そこで、本実施形態では、吐出口面に付着するインク量を予測し、その予測結果に応じて異なる回復動作を実施する。以下、吐出口面に付着するインク量の予測方法について説明する。

図９は、吐出口から流出するインク量を予測するためにキャッピング時に行われる処理を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを用いてキャッピング時に行われる処理を説明する。処理が開始すると、Ｓ９０１で、記録ヘッド２１がキャップされた直後、温度センサ５１６より環境温度を取得する。その後、Ｓ９０２で、インク残量取得手段５１３によって、インクタンク２３に設けられたＥＥＰＲＯＭ５１４よりインクタンク２３内のインク残量であるインク残量情報を取得する。取得したインク残量情報からインク消費率を算出する。そして、Ｓ９０３で、図１３に示すテーブルＡを参照し、Ｓ９０４で、インク消費率と取得した環境温度とに基づいてしきい値（図７のＤに相当）を決定して処理を終了する。

図１０は、キャッピング中の環境温度変化が、図９で決定したしきい値に達するかを監視する処理のフローチャートである。以下、このフローチャートを用いてキャッピング時に行われる処理を説明する。処理が開始すると、Ｓ１００１で、キャップオープン命令を受信したか否かを判断し、受信した場合には監視を終了する。このように、本実施形態におけるキャップオープン動作は、キャップオープン命令を受信した際に行われ、経過時間（所定時間経過）等によってキャップオープン動作が行われることはない。当然ながら、その間、回復処理が行われることもない。Ｓ１００１でキャップオープン命令が無ければ、Ｓ１００２に移行して、前回の環境温度取得から３０分以上が経過したかを監視し、３０分以上が経過したらＳ１００３に移行する。Ｓ１００３では、前回の環境温度取得から３０分以上が経過しているので、改めて環境温度を取得する。なお、本実施形態では経過時間を３０分以上と設定し、３０分毎に環境温度を取得しているが、本体構成やサイズ、材質によって環境温度の影響が異なるため、本体にあった環境温度取得タイミングを設定することが好ましい。

その後、Ｓ１００４において、取得した環境温度がＳ９０４で決定したしきい値よりも低下したか否かを判断する。低下していなければＳ１００１に戻り処理を繰り返す。取得した環境温度がＳ９０４で決定したしきい値よりも低下している場合には、Ｓ１００５に移行して、フラグを立てて監視の処理を終了する。

図１１は、キャップオープン時に実行する回復動作を決定する処理のフローチャートである。以下、このフローチャートを用いて回復動作を決定する処理を説明する。処理が開始されると、Ｓ１１０１でフラグが立っているか否かを判断する。フラグが立っていれば、Ｓ１１０８に移行してキャップオープン回復Ｃを実行して処理を終了する。フラグが立っていなければ、Ｓ１１０２に移行して環境温度を取得する。そして、Ｓ９０１で取得した環境温度と、Ｓ１１０２で取得した環境温度とを比較して温度差を算出する（温度差取得）。その後、Ｓ１１０３で、図１４に示したテーブルＢを参照して、Ｓ１１０４で、算出した環境温度の温度差とインク消費率とに応じて、回復なし、回復フラグＡから回復フラグＣのいずれかを立てる。

Ｓ１１０５では、回復フラグＣが立っているか否かを判断する。回復フラグＣが立っていれば、Ｓ１１０８に移行してキャップオープン回復Ｃを実行して処理を終了する。回復フラグＣが立っていなければ、Ｓ１１０６に移行して、回復フラグＢが立っているか否かを判断する。回復フラグＢが立っていれば、Ｓ１１０９に移行してキャップオープン回復Ｂを実行して処理を終了する。回復フラグＢが立っていなければ、Ｓ１１０７に移行して、回復フラグＡが立っているか否かを判断する。回復フラグＡが立っていれば、Ｓ１１１０に移行してキャップオープン回復Ａを実行して処理を終了する。回復フラグＡが立っていなければ、記録ヘッド２１の吐出口面に、インクの量が少なく画像不良は生じないと考えられるため、回復動作を実行せずそのまま処理を終了する。

このように、本実施形態では、キャップオープン動作が行われた時にのみ、回復処理が行われる。また、キャップオープン動作は、経過時間によって行われることはないため、温度変化が著しい環境で液体吐出記録装置を使用する場合でも、回復処理の実施回数を減らすことができる。つまり、予備吐出による液体の消費を抑えることができ、キャップオープン動作の回数も減ることから本体部品の消耗を抑えることができる。

図１２（ａ）から（ｃ）は、キャップオープン回復処理ＡからＣの各動作を示したフローチャートである。キャップオープン回復処理ＡからＣは、それぞれ異なる処理であり、ワイピングの回数（払拭回数）が異なる。以下、各処理について説明する。

図１２（ａ）のキャップオープン回復Ａの処理では、ワイピングを１回実施した後、予備吐出を５００発行って処理を終了する。図１２（ｂ）のキャップオープン回復Ｂの処理では、ワイピングを２回実施した後、予備吐出を５００発行って処理を終了する。図１２（ｃ）のキャップオープン回復Ｃの処理では、ワイピングを３回実施した後、予備吐出を５００発行って処理を終了する。

なお、ワイピングの回数は実験によって決定することが望ましい。吐出口面にインクを付着させた状態で、ワイピング動作を実行した後のインク残留量を確認するとともに、記録を実施することで、不吐出が発生していないかを確認する。このような確認の結果、画像不良の生じないワイピング回数とする。なお、ワイピングの回数は、記録ヘッドの吐出口面の撥水性能（または親水性能）とインク種類、ワイピング性能、環境温度等の条件を考慮したうえで決定することが好ましい。

また、本実施形態では、キャップオープン回復処理の種類をＡからＣの３種類としたがこれに限定するものではなく、複数種類であればよく３種類より多くてもよい。

また、本実施形態ではキャップオープン回復処理ＡからＣで、予備吐出で吐出する吐出数を同じ（５００発）にしているが、これに限定するものではなく、キャップオープン回復処理ＡからＣで、予備吐出で吐出する吐出数を変えてもよい。その場合、キャップオープン回復処理ＡからＣに向かうほど吐出数を多くする。

もし、本体電源ＯＦＦなどによって、環境温度の履歴が無かった場合には、キャップオープン時にワイピング回数が多く回復効果の高いキャップオープン回復Ｃを実施してもよい。

図１３は、図９のフローチャートで参照するインク消費率に応じたしきい値を決定するためのテーブルＡを示した図である。また、図１４は、図１１のフローチャートで参照する回復フラグ種類を決定するためのテーブルＢを示した図である。テーブルＡもテーブルＢも、図７に記載したグラフに基づいて作成される。

なお、本実施形態では、インクタンクにおけるインク消費率と温度履歴とに基づいた吐出口面のインク付着量予測を実施しているが、例えば、記録ヘッド２１の吐出口開口面積も、環境温度変化で流出するインク量に影響する。そのため、記録ヘッド２１に設けられたＲＯＭに、吐出口開口面積データまたはインク吐出量データを記録し、そのデータも用いることで、インク付着量の予測精度を上げてもよい。

また、本実施形態では、本発明を液体吐出記録装置に適用した例を説明したがこれに限定するものではなく、記録ヘッドの回復処理方法として本発明を適用してもよい。

このように、本実施形態では、吐出口面に付着するインク量を予測し、その予測結果に応じて選択的に回復処理をキャップオープン時に行う。これによって、温度変化が著しい環境で液体吐出記録装置を使用する場合でも、ランニングコストおよび部品の消耗を抑えることができる液体吐出記録装置および記録ヘッドの回復処理方法を実現することができた。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図１５（ａ）、（ｂ）は、キャップ後に環境温度が上昇したときのキャップ内圧力がリークする様子を示した図である。図５（ａ）は、キャッピング直後の記録ヘッド２１とキャッピング機構５０の様子を示している。この状態では環境変化が無いため、キャップ内圧力変化はゼロである。（厳密には、キャッピング時にゴムリップ部２を記録ヘッド２１の吐出口面に押圧させて、ゴムリップ部２が変形するため、若干、正圧となる。）図１５（ａ）状態から、環境温度が上昇した場合、キャッピング機構５０から吸引ポンプ２５までの空気が膨張することによってキャップ内の圧力は上昇する。

本実施形態の記録ヘッド１の吐出口におけるメニスカスの耐圧は、キャッピング機構５０におけるキャップ内の耐圧よりも高い。そのため、キャップ内圧力の上昇によって吐出口内メニスカスが壊れることで画像不良が生じることはなく、先にキャップからキャップ内の空気がリークする。図１５（ｂ）は、キャップ内圧力が上昇することで、キャップ内からリークする空気を矢印Ｅ−１で示している。

図１６は、キャップ内圧力を上げた時のキャップ内の圧力変化を示したグラフである。これは図３で示したキャッピング機構５０と吸引ポンプ２５との間に圧力センサを設置し、リークが発生したときの圧力変動を観察して得たデータに基づいて作成している。徐々にキャップ内圧力を上げたときに、矢印Ｅ−２でリークが発生していることが分かる。ルークが生じたときの圧力（矢印Ｆ）よりキャッピング機構５０の耐圧を確認することができる。キャップ耐圧値とキャッピング機構５０と吸引ポンプ２５間の空間体積より、キャップ後に何℃上昇すればリークが生じるかを算出することができる。また、矢印Ｇで示すリーク時の圧力変動値とキャッピング機構５０と吸引ポンプ２５間の空間体積より、キャップリーク１回によって失う空気量を算出することができる。

図１７（ａ）、（ｂ）は、キャップ内の空気のリークと記録不良の発生との関係を説明する図である。図１７（ａ）はキャップにおけるリーク無しの状態を示しており、図１７（ｂ）は、キャップにおけるリーク有りの状態を示している。図１７（ａ）のように、リークしていない場合は、インクタンク２３における毛管作用で矢印Ｂ方向の力が生じて、吐出口においてメニスカスが維持されている。一方、図１７（ｂ）のようにキャップでリークが生じると、キャップ内の空気が放出されてキャップ内の圧力は減圧する。この減圧により吐出口のメニスカスには矢印Ｈ方向の力が作用する。

このようにリークが生じた場合、吐出口のメニスカスには矢印Ｈ方向の力が作用していることから、リークが生じた場合とリークが生じていない場合とでは、リークが生じた場合の方が環境温度の低下があった場合にメニスカスが壊れやすくインクを流出し易い。

図１８は、吐出口から流出するインク量を予測するためにキャッピング時に行われる処理のフローチャートである。以下、各処理について説明する。Ｓ１８０１では、キャップした状態における環境温度を取得する。その後、Ｓ１８０２でインクタンク２３におけるインク残量を取得する。このように取得したインク残量からインク消費率を算出する。

図１９は、図１８の処理の後、キャッピング中に主にキャップ内リーク回数を決定する（リーク回数取得）処理のフローチャートである。以下、このフローチャートを用いて回復動作を決定する処理を説明する。処理が開始されると、Ｓ１９０１で、キャップオープン命令を受信したか否かを判断する。受信していればそのまま処理は終了となる。受信していなければ、Ｓ１９０２で、前回の環境温度取得から３０分以上が経過したか否かを判断する。３０分以上が経過していなければ、Ｓ１９０１に戻り処理を繰り返す。前回の環境温度取得から３０分以上経過していれば、Ｓ１９０３に移行して、環境温度を取得する。その後、Ｓ１９０４で、キャップ時からの環境温度の最大上昇値を取得し、Ｓ１９０５で、環境温度の最大下降値を取得する。

そして、Ｓ１９０６で、環境温度の最大上昇値と環境温度の最大下降値とから、キャッピング時の環境温度から５℃以上上昇したか否かを判断する。５℃以上上昇していなければ、Ｓ１９０１に戻り処理を繰り返す。５℃以上上昇していれば、Ｓ１９０７に移行して、図２１に示したテーブルＣを参照して、Ｓ１９０８で、テーブルＣからリーク回数を決定する。その後、Ｓ１９０１に戻り、キャップオープン命令を受信するまで処理を繰り返す。キャップオープン命令を受信して処理が終了となる。

図２０は、図１９の処理の後で、回復動作を決定する処理のフローチャートである。以下、このフローチャートを用いて本実施形態の回復動作を決定する処理を説明する。処理が開始されると、Ｓ２００１で、図１８で算出したインク消費率と、図１９で決定したリーク回数とに基づいて、テーブルＤを参照する。その後、Ｓ２００２で、キャッピング中に回復Ｃに相当する温度に達した履歴が有るか否かを判断する。履歴が有る場合には、Ｓ２０１０に移行してキャップオープン回復Ｃを実施する。

回復Ｃに相当する温度に達していた場合、キャッピング中に多くのインクが吐出口から流出していたことが予想され、その流出した量は、図８（ｃ）で示したように、キャップ内の吸収体３と接触する量であることも考えられる。流出したインクが吸収体３と接触していた場合、環境温度変化で吐出口にインクが引き込まれる際に、吸収体３に付着していたゴミ等をインクと一緒に引き込み、吐出口面にゴミが付着していることも考えられる。そこで、回復Ｃに相当する温度に達していた場合には、最も効果的な回復処理であるキャップオープン回復Ｃを実施する。

その後、Ｓ２００３で、環境温度を取得し、Ｓ２００４で、図１８のＳ１８０１で取得した環境温度（キャッピング時）と、Ｓ２００３で取得した環境温度との温度差を算出する。そして、Ｓ２００５で、Ｓ２００１で参照したテーブルＤを改めて参照し、Ｓ２００６で、Ｓ２００４で算出した温度差に対応した回復フラグを立てる。

Ｓ２００７では、回復フラグＣが立っているか否かを判断する。回復フラグＣが立っていれば、Ｓ２０１０に移行してキャップオープン回復Ｃを実行して処理を終了する。回復フラグＣが立っていなければ、Ｓ２００８に移行して、回復フラグＢが立っているか否かを判断する。回復フラグＢが立っていれば、Ｓ２０１２に移行してキャップオープン回復Ｂを実行して処理を終了する。回復フラグＢが立っていなければ、Ｓ２００９に移行して、回復フラグＡが立っているか否かを判断する。回復フラグＡが立っていれば、Ｓ２０１３に移行してキャップオープン回復Ａを実行して処理を終了する。回復フラグＡが立っていなければ、記録ヘッド２１の吐出口面に付着したインクの量が少なく画像不良は生じないと考えられるため、回復動作を実行せずそのまま処理を終了する。

図２１は、図１９のＳ１９０７で用いるテーブルＣを示した図である。このテーブルＣを参照して、環境温度変化に応じたリーク回数を決定することができる。なお、このテーブルは、図１６に示した圧力波形を測定したグラフで、環境温度変化に対するリーク回数を得たものである。

図２２は、図２０のＳ２００１およびＳ２００５で用いるテーブルＤを示した図である。このテーブルＤを参照して、リーク回数における回復フラグの種類を、インク消費率およびキャップ時からキャップオープン時の環境温度変化に基づいて決定する。

１０ 記録装置
２１ 記録ヘッド
２３ インクタンク
２５ 吸引ポンプ
４０ 回復ユニット
４２ ブレード部材
５０ キャッピング機構
Ｐ 記録媒体

Claims (11)

1. 吐出口から液体を吐出して記録を行う記録手段と、
   前記記録手段の前記吐出口が形成された面を被覆することが可能なキャップ手段と、
   前記キャップ手段が前記面を被覆している間に、前記吐出口から流出した液体の量を予測する予測手段と、
   前記吐出口からの液体の吐出状態を回復する複数種類の回復処理を実施可能な回復手段と、
   前記回復手段は、前記キャップ手段による前記面に対する被覆が解除されるときに、前記予測手段の予測結果に基づいて、前記回復手段に複数種類の前記回復処理から実行する前記回復処理を選択する制御手段と、
   を有することを特徴とする液体吐出記録装置。
2. 前記回復手段は、前記記録手段の前記面を払拭する払拭手段と、前記吐出口から記録に寄与しない液体を吐出する予備吐出手段と、を備え、
   前記回復手段による複数種類の前記回復処理は、種類によって前記払拭手段による前記面の払拭回数が異なることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出記録装置。
3. 環境温度を取得する温度取得手段と、
   前記温度取得手段が取得した、前記キャップ手段が前記面を被覆中の環境温度と、前記キャップ手段が前記面の被覆を解除したときの環境温度と、との温度差を取得する温度差取得手段と、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出記録装置。
4. 前記記録手段に供給する液体を貯留する貯留手段と、
   前記貯留手段内の液体の量を検知する検知手段と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出記録装置。
5. 前記予測手段は、前記温度差取得手段が取得した温度差と、前記温度差取得手段が取得した温度差に基づいて、前記吐出口から流出した液体の量を予測することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出記録装置。
6. 前記温度取得手段は、所定時間経過毎の環境温度を取得し、
   前記温度取得手段が取得した環境温度の履歴を記録する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出記録装置。
7. 前記キャップ手段による前記面の被覆中に、前記キャップ手段で前記面を被覆した内部の空気が外部にリークした回数を取得するリーク回数取得手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出記録装置。
8. 前記予測手段は、前記温度差取得手段が取得した温度差と、前記温度差取得手段が取得した温度差と、前記リーク回数取得手段が取得したリーク回数と、に基づいて、前記吐出口から流出した液体の量を予測することを特徴とする請求項７に記載の液体吐出記録装置。
9. 前記キャップ手段は、前記面の被覆中に吐出口から流出した液体を吸収可能な吸収体を備え、前記面の被覆中に前記吐出口内の液体を吸引可能なポンプ手段と接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の液体吐出記録装置。
10. 前記温度取得手段は、３０分毎に環境温度を取得することを特徴とする請求項６に記載の液体吐出記録装置。
11. 吐出口から液体を吐出して記録を行う記録ヘッドの吐出状態を回復する回復処理方法であって、
    前記記録ヘッドの前記吐出口が形成された面を被覆する被覆工程と、
    前記被覆工程で、前記吐出口から流出した液体の量を予測する予測工程と、
    前記吐出口からの液体の吐出状態を回復する複数種類の回復処理を実施可能な回復工程と、を有し、
    前記回復工程は、経過時間によらず、前記被覆工程での被覆が解除されると前記予測工程での予測結果に基づいて、複数種類の前記回復処理から選択的に前記回復処理を行うことを特徴とする回復処理方法。

Images