JP2020082539A - インクジェット記録装置およびそのインク品質の回復方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル内のインクの品質を信頼性高く回復させて、長期な待機後での高品質な画像形成を可能にするインクジェット記録装置を提供すること。【解決手段】インクを吐出してロール紙Ｐに画像を記録形成するプリンタ１００であって、インクをインクタンク１３１Ｔ内に溜めて複数のノズル１３２から吐出する記録ヘッド１３１と、記録ヘッドのインクタンクに補充するインクを貯留するインクカートリッジ１３６と、記録ヘッドのノズル形成面１３１ａにキャップ１３３を取り付けてノズル内のインクを吸引排出するようにポンプ１３８などの駆動を制御するＣＰＵとを備え、ＣＰＵは予め設定されているリフレッシュ時間を越えて待機する際に記録ヘッドのインクタンクに負圧を掛けてノズルから外気を吸引させることによって、該ノズル内に再供給するインクの品質を回復させる。【選択図】図２

Description

本発明は、記録ヘッドのノズル内のインク品質を回復させる機能を備えるインクジェット記録装置およびそのインク品質の回復方法に関する。

インクジェット記録装置は、記録ヘッドのノズルからインクを記録用紙などの記録媒体に吐出して画像を記録形成する。このことから、電源オフ期間も含めて待機時間が長期になると、ノズル内のインクの蒸発（乾燥）が進んで増粘・固着が発生し、インクの吐出不能や吐出方向の不安定が生じて画像品質が劣化してしまう可能性がある。

このため、近年の装置では、記録ヘッド内を加圧して、あるいは、記録ヘッドの外部を減圧して、ノズル内の劣化したインクを排出する、所謂、パージ動作を実行する機能を備えている。

しかし、待機時間が余りに長期に亘って、インクの乾燥が進むと、その劣化したインクを排出するパージ動作を行っても、ノズル内での劣化インクの残留を完全に解消して品質を回復させることが難しい。

このことから、特許文献１には、パージ動作を行う前に、記録ヘッドのノズル形成面にキャップをして加湿することにより、乾燥の進んだインクを軟化させてパージ動作により排出可能にすることが提案されている。

特開２０１３−３５１７４号公報

しかしながら、この特許文献１に記載のインクジェット記録装置にあっては、待機が長期になって乾燥が進むと、ノズルの出口付近のインクを加湿しても軟化させるだけで、信頼性高くノズル内のインクの品質を回復させることはできない、という問題があった。

そこで、本発明は、ノズル内のインクの品質を信頼性高く回復させて、長期な待機後での高品質な画像形成を可能にするインクジェット記録装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するインクジェット記録装置の発明の一態様は、インクを吐出して記録媒体に画像を記録形成するインクジェット記録装置であって、前記インクを内装タンク内に溜めて複数のノズルから吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの前記ノズル内におけるインクの品質を回復させるインク回復手段と、前記インク回復手段を機能させる制御手段と、を備え、前記インク回復手段は、前記ノズル内のインクを前記内装タンク内に引き戻すように当該インクを流動させるインク調整手段と、前記記録ヘッドの前記ノズルからインクを吐出方向に排出するように流動させるインク排出手段と、を有し、前記制御手段は、所定のタイミングに前記インク調整手段を機能させて、前記ノズル内のインクに続けて当該ノズル外の外気まで前記内装タンク内に引き込んだ後に、前記インク排出手段によって前記ノズルからインクを排出することによって、該ノズル内に再供給する当該インクの品質を回復させることを特徴とするものである。

上記課題を解決するインクジェット記録装置のインク品質の回復方法の発明の一態様は、記録ヘッドの内装タンク内のインクを複数のノズルから吐出して記録媒体に画像を記録形成するインクジェット記録装置のインク品質の回復方法であって、所定のタイミングに、前記ノズル内のインクを前記内装タンク内に引き戻すように流動させて当該ノズル外の外気まで当該内装タンク内に引き込むことによって、該ノズル内の当該インクを該内装タンク内の該インク内に混入させてから、インクを前記ノズルから外部へ排出することにより、前記ノズル内に再供給するインクの品質を回復させることを特徴としている。

このように本発明の一態様によれば、ノズル内のインクをタンク内に十分に引き込んで再供給する。したがって、ノズル内のインクの品質を信頼性高く回復させることができ、長期の待機後での高品質な画像形成を可能にするインクジェット記録装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の一例であるプリンタの概略全体構成を示す概念構成図である。 図２は、そのインクの供給排出経路を示す系統図である。 図３は、その制御処理を説明するブロック図である。 図４は、そのインク品質の回復方法の制御処理を説明するフローチャートである。 図５は、その制御処理におけるインクの供給排出系統を説明する状態図である。 図６は、図５と異なるインクの供給排出系統を説明する状態図である。 図７は、図５や図６と異なるインクの供給排出系統を説明する状態図である。 図８は、記録ヘッドのノズル内のインクの乾燥に伴う劣化を説明する状態図である。 図９は、記録ヘッドにおけるノズル形状を示す概略断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図９は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の一例であるプリンタを示す図である。

図１において、プリンタ１００は、ロール状に巻かれているロール紙Ｐを記録媒体として、インクジェット記録方式により画像形成して印刷する記録装置である。プリンタ１００は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）をホスト装置Ｈとして接続されて、そのホスト装置Ｈから送られてくる画像データに基づいて各色インクを後述の記録ヘッド１３１のノズルから吐出することにより画像形成する。ここで、本実施形態では、記録媒体の一例として、ロール状のロール紙Ｐを用いて説明するが、これに限るものではなく、例えば、所定のサイズにカット済みのカット紙など他の形態であってもよい。また、紙以外の記録媒体に画像形成するプリンタに適用してもよいことは言うまでもない。

プリンタ１００は、用紙ユニット１１０および記録ユニット１３０などの装置各部を制御ユニット１５０が制御することにより、ホスト装置Ｈから受け取る画像データを搬送されるロール紙Ｐに記録形成する。

用紙ユニット１１０は、給紙ローラ対１１１が回転することにより用紙シャフト１１２に巻き付けられているロール紙Ｐを挟持しつつ搬送方向の図中矢印Ａ方向に引き出して記録ユニット１３０による画像形成領域Ａｒに給紙する。用紙ユニット１１０は、用紙シャフト１１２から引き出したロール紙Ｐを搬送ベルト１１３が従動ローラ１１８ａ、１１８ｂとの間で挟持しつつ回転することにより記録ユニット１３０による画像形成領域Ａｒを通過するように搬送して装置外に搬出する。搬送ベルト１１３は、画像形成領域Ａｒ前後のローラ１１４ａ、１１４ｂと、緩み防止の張力を付与するテンションプーリ１１６と、制御ユニット１５０により駆動制御される搬送モータ１１７の駆動軸１１７ａとに巻き掛けられて正逆回転駆動される。なお、ロール紙Ｐは、先端位置などを制御ユニット１５０に接続されている不図示の各種センサにより検出されて、用紙ユニット１１０により適宜に搬送停止されて記録ユニット１３０により画像形成処理が施された後に装置外に搬出される。

記録ユニット１３０は、インクジェット記録方式を採用する各色の複数の記録ヘッド１３１を備えて構築されている。記録ヘッド１３１は、不動のまま下方のロール紙Ｐに対面するノズル形成面１３１ａのノズル１３２からインクタンク１３１Ｔ（図２を参照）内の各色インクＩを粒状のインク滴として吐出することによりロール紙Ｐに画像形成する記録動作を実行する。記録ヘッド１３１は、ロール紙Ｐの搬送方向Ａと直交する紙幅方向の全幅をノズル列とするように複数個のノズル１３２が整列されている。すなわち、記録ヘッド１３１は、ロール紙Ｐの紙幅一杯を画像形成領域としてカバーする、所謂、フルラインヘッドの長尺形態に形成されている。

ここで、記録ヘッド１３１は、ノズル１３２に連通するインク流路内に設置されている不図示の電熱変換素子（ヒータ）に通電して瞬間的に気泡を発生させることによって、そのノズル１３２からインク滴を吐出させる所謂、サーマル方式を採用している。この記録ヘッド１３１は、サーマル方式に限らず、例えば、インク流路の容量を瞬間的に変化させる圧電素子（ピエゾ素子）を設置して、そのノズル１３２からインク滴を吐出させる所謂、ピエゾ方式を採用してもよいことはいうまでもない。

この記録ユニット１３０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色インクＩ毎に別個の記録ヘッド１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ、１３１Ｋを備えている。この記録ユニット１３０では、ロール紙Ｐの搬送方向Ａの上流側から下流側に向かって画像形成に適した順位で画像形成するように、記録ヘッド１３１Ｋ、１３１Ｃ、１３１Ｍ、１３１Ｙが順次に並列されている。これにより、記録ヘッド１３１は、ロール紙Ｐの搬送に合わせてブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色インクＩを選択的に吐出することによりロール紙Ｐの一面側にモノクロ画像やフルカラー画像を記録形成することができる。

また、記録ユニット１３０は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａを覆う着脱可能なキャップ１３３と、そのノズル形成面１３１ａを拭って付着物等を除去することにより清浄にするブレード１３４とが取り付けられている。ここで、キャップ１３３とブレード１３４は、記録ヘッド１３１が図中矢印Ｂで示す上下方向に移動された後に水平方向に相対移動されることにより、後述する閉塞空間１３３ｓの形成やノズル形成面１３１ａの清掃を行うようになっている。

キャップ１３３は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａに対面する位置に移動して着脱可能に設置されている。キャップ１３３は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａに取り付けられることにより、そのノズル形成面１３１ａ側に密閉状態となる閉塞空間１３３ｓ（図２を参照）を形成する。キャップ１３３は、記録ヘッド１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ、１３１Ｋのそれぞれに配置されて、各色インクＩのノズル１３２が開口するノズル形成面１３１ａ側を覆うように準備されている。これにより、キャップ１３３は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａを外気から遮断することにより、無用な付着物や乾燥の促進をできるだけ回避することができる。

ブレード１３４は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａに対面接触する位置に移動して接触状態を維持しつつ平行移動可能に設置されている。ブレード１３４は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａに接触移動することにより、そのノズル形成面１３１ａの残留インクなどの付着物を拭って清掃化するようになっている。これにより、ブレード１３４は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａを清浄に保つことができ、残留インクなどの付着物がロール紙Ｐに擦れるなどして汚してしまうことを回避することができる。なお、ブレード１３４は、図１にのみ図示している。

ところで、記録ユニット１３０は、図２に示すように、記録ヘッド１３１内のインクタンク（内装タンク）１３１Ｔに貯留されている各色インクＩが個々のノズル１３２から吐出されるようになっている。記録ヘッド１３１には、リフィル弁１３６ｖを備えるインク流路１３６ｒを介して、プリンタ１００の下部に設置されている各色のインクカートリッジ１３６が着脱自在に連結されている。これにより、記録ヘッド１３１は、各色のインクカートリッジ１３６が外部タンクとしてインクタンク１３１Ｔに接続されて、リフィル弁１３６ｖを開けて各色インクＩを補充・充填可能にされている。

さらに、記録ユニット１３０は、記録ヘッド１３１のインクタンク１３１Ｔに、供給弁１３７ｖを備えるエア流路１３７ｒを介してポンプ１３８が接続されている。そのエア流路１３７ｒには、大気への開放用のバッファ弁１４０ｖを備えるバッファタンク（圧力貯留部）１４０と圧力センサ１３７ｓとが設置されている。これにより、バッファタンク１４０は、供給弁１３７ｖとバッファ弁１４０ｖを閉じてポンプ１３８を駆動させることによりエア流路１３７ｒを介して予め減圧（圧力調整）することができる。記録ヘッド１３１は、供給弁１３７ｖを開けることによりインクタンク１３１Ｔ内を減圧したバッファタンク１４０によって吸引することができ、インクカートリッジ１３６から各色インクＩを吸引してインクタンク１３１Ｔ内に補充・充填することができる。なお、ポンプ１３８がエア流路１３７ｒを介して吸引して減圧させるバッファタンク１４０は、圧力センサ１３７ｓの検出する圧力に応じてポンプ１３８を駆動停止させて所望の負圧を維持する。

ここで、記録ヘッド１３１は、インクタンク１３１Ｔ内にインクＩを気液分離しつつ収容している。この記録ヘッド１３１のインクタンク１３１Ｔは、フィルタ１３６ｆを介在させて流体を流通可能にインク流路１３６ｒに接続されており、インクカートリッジ１３６からの微細なゴミ等の侵入を未然に防止しつつインクＩの流入を可能にしている。また、記録ヘッド１３１のインクタンク１３１Ｔは、フィルタ１３７ｆを介在させて流体を流通可能にエア流路１３７ｒに接続されており、バッファタンク１４０側からの微細なゴミ等の侵入を未然に防止しつつ空気の流出入を可能にしている。なお、インクカートリッジ１３６は、記録ヘッド１３１のインクタンク１３１ＴへのインクＩの吸引（補充）を妨げないように、内外を連通させて大気圧程度に保持する連通管１３６ｔを備えている。

また、記録ユニット１３０は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａに取り付けられて閉塞空間１３３ｓを形成するキャップ１３３に、インク流路１４１ｒを介して廃液タンク１４１が接続されている。そのインク流路１４１ｒには、ポンプ１４２が設置されている。これにより、記録ヘッド１３１は、上昇された後にノズル形成面１３１ａに対面する位置にキャップ１３３が移動し、この後に降下されることにより、そのキャップ１３３が取り付けられてノズル形成面１３１ａの前面側に閉塞空間１３３ｓが形成される。この状態で、記録ヘッド１３１は、供給弁１３７ｖとバッファ弁１４０ｖを開けて、インク流路１４１ｒを介してポンプ１４２によりその閉塞空間１３３ｓを吸引（減圧）することができる。このとき、記録ヘッド１３１は、ノズル１３２内の微量なインクＩをその閉塞空間１３３ｓ（ノズル１３２の外部）に排出して廃液タンク１４１に廃棄しつつ、インクタンク１３１Ｔ内のインクＩを供給される、所謂、パージ動作によって、ノズル１３２内のインクＩの品質が回復される。このパージ動作では、ノズル１３２内に残留する微細な気泡や塵埃などの異物と共に蒸発による増粘したインクＩを除去してインクタンク１３１Ｔ内のインクＩで満たしてリフレッシュされる。なお、廃液タンク１４１は、ポンプ１４２によるキャップ１３３の閉塞空間１３３ｓの吸引（インクＩの回収）を妨げないように、内外を連通させて大気圧程度に保持する連通管１４１ｔを備えている。また、記録ヘッド１３１は、プリンタ１００の電源オフ時に、ノズル形成面１３１ａにキャップ１３３が取り付けられて乾燥等が防止される際に、リフィル弁１３６ｖとバッファ弁１４０ｖとが開弁され、供給弁１３７ｖが閉弁されて待機状態にされる。

この記録ユニット１３０は、記録ヘッド１３１のインクタンク１３１Ｔに残量センサ１３９が設置されて、そのインクタンク１３１Ｔ内のインクＩの液面高さがインク残量として検出される。また、エア流路１３７ｒに設置されている圧力センサ１３７ｓにより、そのエア流路１３７ｒに連通するバッファタンク１４０内の圧力が検出される。これら残量センサ１３９や圧力センサ１３７ｓは制御ユニット１５０に接続されて、それぞれの検出情報が取得されるようになっている。制御ユニット１５０は、記録ヘッド１３１の駆動処理や停止処理を実行しつつ、取得したインクタンク１３１Ｔ内のインク残量やバッファタンク１４０の圧力に応じて適宜に上記弁の開閉やポンプ１３８、１４２の駆動を制御しインクＩの補充充填制御等を実行する。

ここで、記録ヘッド１３１の残量センサ１３９は、インクタンク１３１Ｔの最深部まで延長されている共通導線１３９ａおよび空検知導線１３９ｂと、その最上部に位置する満杯検知導線１３９ｃとを備えている。この残量センサ１３９は、導線１３９ａ、１３９ｂ間で液面下限センサを構成して、導線１３９ａ、１３９ｃ間で液面上限センサを構成して、それぞれインクタンク１３１Ｔの貯留インクＩ内への浸漬に応じた液面高さ検出信号を出力する。制御ユニット１５０は、残量センサ１３９の導線１３９ａ、１３９ｂ間と導線１３９ａ、１３９ｃ間の液面高さ検出信号を受け取って記録ヘッド１３１内におけるインク切れや充填完了のインク量（インク貯留量）を取得する。

制御ユニット１５０は、図３に示すように、ＣＰＵ１５１に、プログラムＲＯＭ１５２と、イメージメモリ１５３と、ワークＲＡＭ１５４と、操作パネル１５５とが各種情報をやり取り可能に接続されている。ＣＰＵ１５１は、プログラムＲＯＭ１５２内に格納されている制御プログラムを実行し、ワークＲＡＭ１５４のワークエリアに一時記憶する各種センサ情報や操作パネル１５５から入力される各種設定指示情報などに基づいてプリンタ１００の全体を統括制御する。これにより、ＣＰＵ１５１は、ホスト装置Ｈから受け取る画像データをロール紙Ｐにインクジェット記録方式により記録する画像形成処理を実施する。なお、プログラムＲＯＭ１５２には、インクの補充手順などを実行する各種処理プログラムや、所要の固定データを格納する各種テーブルが格納されている。

この制御ユニット１５０は、ホスト装置Ｈがインターフェイスコントローラ１５６を介して各種情報をやり取り可能にＣＰＵ１５１に接続されている。また、プリンタ１００を構成する用紙ユニット１１０および記録ユニット１３０のそれぞれに設置されているセンサ群１６０が入力ポート１５７を介して各種情報を取得可能にＣＰＵ１５１に接続されている。なお、このセンサ群１６０としては、所要の動作を行うために各種情報を検出取得する、例えば、ロール紙Ｐの先端を検出する紙先端センサ（不図示）や、インクの残量を検知する残量センサ１３９や圧力センサ１３７ｓを含む各種センサが適宜に設置されている。

また、制御ユニット１５０は、記録ユニット１３０が記録ヘッド制御回路１５８を介して各種情報をやり取り可能にＣＰＵ１５１に接続されている。この記録ヘッド制御回路１５８は、ＣＰＵ１５１から送られてくる画像データに基づく各色インクの駆動信号を生成して記録ヘッド１３１Ｋ、１３１Ｃ、１３１Ｍ、１３１Ｙを制御することにより、適宜に各色インクを吐出させる。なお、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド制御回路１５８を介して記録ヘッド１３１側の各種情報、例えば、記録ヘッド１３１の移動やキャップ１３３の取付などを検知するセンサ情報を受け取って、後述するモータ群の駆動を制御するようになっている。

そして、制御ユニット１５０のＣＰＵ１５１は、ホスト装置Ｈから印刷命令等のコマンドと共に受け取る画像データをイメージメモリ１５３に一時記憶させつつビットマップ展開などすることにより、記録ヘッド１３１に処理させる各色画像データを中継する。このＣＰＵ１５１は、ロール紙Ｐの搬送を開始するとともに、各色画像データを割り当てた記録ヘッド１３１Ｋ、１３１Ｃ、１３１Ｍ、１３１Ｙを記録ヘッド制御回路１５８により駆動制御することにより、ロール紙Ｐに向けて各色インクを吐出させて画像形成する。

このとき、ＣＰＵ１５１は、画像形成領域Ａｒに搬入されるロール紙Ｐの先端を検出するセンサ群１６０の紙先端センサの検出情報に基づいて、記録ヘッド１３１の各色インクの吐出タイミングを制御する。このＣＰＵ１５１は、その画像形成領域Ａｒに搬入されるロール紙Ｐに同期させるように、イメージメモリ１５３に展開される画像データを順次に中継して記録ヘッド１３１の各色インクを吐出させることにより、ロール紙Ｐ上に画像形成する。なお、ロール紙Ｐ上には、記録ヘッド１３１Ｋから記録ヘッド１３１Ｃ、１３１Ｍ、１３１Ｙへと順次に、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色インクが選択的に吐出されて重ねられることによりフルカラー画像が形成される。

また、ＣＰＵ１５１は、出力ポート１５９を介してモータ駆動部１６１に各種情報を出力可能に接続されている。そのモータ駆動部１６１には、上述した搬送モータ１１７やポンプ１３８などの各種モータが駆動信号を受取可能に接続されている。モータ駆動部１６１は、記録ヘッド１３１を鉛直方向Ｂに移動させる昇降モータ１６３と、記録ヘッド１３１を搬送方向Ａにスライド移動させるキャッピングモータ１６４と、がＣＰＵ１５１からの各種指示に基づく駆動信号を受け取り可能に接続されている。これにより、モータ駆動部１６１は、例えば、ＣＰＵ１５１からのロール紙Ｐの搬送指示に基づく駆動信号を生成して、用紙ユニット１１０の搬送モータ１１７を駆動させることにより、画像形成領域Ａｒにロール紙Ｐを通過させるように搬送させる。モータ駆動部１６１は、ＣＰＵ１５１からのキャップ１３３の着脱指示に基づく記録ヘッド１３１の昇降・スライド信号を生成し、昇降モータ１６３とキャッピングモータ１６４を駆動させて記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａにキャップ１３３を着脱させる。

そして、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド１３１の残量センサ１３９等の各種センサのセンサ情報などに基づいて記録ヘッド１３１のインクＩの充填処理やノズル１３２の吐出性能の回復処理等の制御処理を実行して高品質な画像形成を維持する。ここで、記録ヘッド１３１のインクＩの充填処理は、例えば、残量センサ１３９のセンサ情報に基づいてＣＰＵ１５１が適宜に実行する。また、記録ヘッド１３１のインク吐出性能の回復処理は、ホスト装置Ｈからの印刷命令を受け取った際にＣＰＵ１５１が要否を判断して実行する。この各種処理の開始は、例えば、インクＩの吐出量や待機時間などに応じてＣＰＵ１５１が実行するようにすればよい。なお、ホスト装置Ｈでは、キーボード等の操作部Ｋから各種指示情報等の入力操作をすることにより、画像データの作画等の制御処理を実行させてプリンタ１００に転送等させることができる。

具体的に、ＣＰＵ１５１は、残量センサ１３９がインクタンク１３１Ｔ内のインクＩを検出不能になる液面下限高さの検出タイミングに、バッファタンク１４０内をポンプ１３８で吸引した状態でリフィル弁１３６ｖを開弁してインクＩの補充処理を開始する。この後に、ＣＰＵ１５１は、残量センサ１３９がインクタンク１３１Ｔ内のインクＩを検出する液面上限高さの検出タイミングに、リフィル弁１３６ｖを閉弁して記録ヘッド１３１内へのインクＩの補充充填処理を完了する。なお、この後に、バッファ弁１４０ｖを開弁してバッファタンク１４０内を減圧状態から大気圧に戻しておく。

また、ＣＰＵ１５１は、ホスト装置Ｈから受け取った画像データの記録印刷時には、記録ヘッド１３１とキャップ１３３を昇降モータ１６３およびキャッピングモータ１６４の駆動により移動させてインクＩを吐出可能にノズル形成面１３１ａを露出させる。この後に、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド１３１とキャップ１３３を昇降モータ１６３とキャッピングモータ１６４の駆動により移動させてノズル形成面１３１ａに取り付けて外気から遮断する状態にして、次にホスト装置Ｈから画像データを受け取るまで待機する。また、ＣＰＵ１５１は、画像データの記録印刷に限らず、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａを拭き取る清浄化処理時やノズル１３２内のインク品質の回復処理時にも、キャップ１３３の着脱動作を行う。

詳細には、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド１３１のノズル１３２からインクＩを吐出してロール紙Ｐに画像を記録形成する制御処理が終了したときに、予め設定されている駆動条件を満たすか否か判断し、適宜に必要な各種制御処理を実行する。このＣＰＵ１５１は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａにインクＩが付着残留する駆動条件の場合には、キャップ１３３と共にブレード１３４を移動させて、そのノズル形成面１３１ａから付着インクＩを拭き取る清浄化処理を実行する。

また、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド１３１のノズル１３２からインクＩを吐出してロール紙Ｐに画像を記録形成する制御処理が終了してからの経過時間を時計（クロック）機能により計時し、適宜に必要な各種制御処理を実行する。このＣＰＵ１５１は、計時する経過時間が予め設定されている後述のリフレッシュ時間の経過前後に応じて、キャップ１３３の着脱動作と共に記録ヘッド１３１のノズル１３２内のインク品質の回復処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１５１が制御手段を構成している。ここで、後述のリフレッシュ時間としては、記録ヘッド１３１のノズル１３２内のインクＩの品質が、そのノズル１３２からのインク吸引排出（パージ動作）により回復不能に乾燥するまでに掛かる時間を設定するなどすればよい。

例えば、ＣＰＵ１５１の計時する記録ヘッド１３１のインクＩの吐出待機時間がそのリフレッシュ時間を経過前の場合、上述のパージ動作を実行することにより、ノズル１３２内のインクＩの品質を回復させる。すなわち、キャップ１３３、インク流路１４１ｒ、およびポンプ１４２がインク排出手段として機能するインク回復手段を構成している。

また、ＣＰＵ１５１の計時する記録ヘッド１３１のインクＩの吐出待機時間が上述のパージ動作でインク品質回復可能なリフレッシュ時間を超えている場合には、後述のリフレッシュ動作を実行することにより、ノズル１３２内のインクＩの品質を回復させる。このリフレッシュ動作としては、記録ヘッド１３１のノズル１３２からインクタンク１３１Ｔ内にインクＩを引き戻すように吸引して拡散（分散）させることにより品質回復させる。つまり、ＣＰＵ１５１は、ノズル形成面１３１ａからキャップ１３３を外してエア流路１３７ｒを介してバッファタンク１４０（ポンプ１３８）の負圧をインクタンク１３１Ｔに掛けることによりノズル１３２内のインクＩを吸引して引き戻す。これにより、ノズル１３２内で乾燥したインクＩは、インクタンク１３１ＴのインクＩ内で拡散されて均等品質に調整されるとともに、そのノズル１３２内には改めてインクＩが再供給（入替）されてインク品質が回復される。すなわち、エア流路１３７ｒおよびバッファタンク１４０（ポンプ１３８）がインク調整手段として機能するインク回復手段を構成している。

ここで、インクを吸引排出するパージ動作で品質回復可能な待機条件のリフレッシュ時間としては、ノズル１３２内のインクＩの品質劣化がパージ動作で清浄品質に復帰可能な増粘等で留まっている時間を、例えば、実機試験等で取得して設定すればよい。このリフレッシュ時間を越えた場合のノズル１３２内のインクＩは、パージ動作で復帰不能な程度に乾燥（劣化）してしまうことになる。このリフレッシュ時間を越えて待機するインクＩは、例えば、顔料などのインク成分が凝集することにより、バージ動作でもノズル１３２内に成分の偏った状態で残留する状況などが発生してしまう。

そして、本実施形態の制御ユニット１５０は、記録ヘッド１３１のインク吐出動作のない放置（待機）時間が予め設定されているリフレッシュ時間を経過している場合に、ノズル１３２内のインクＩの品質を回復させる回復処理を実行する。例えば、ＣＰＵ１５１は、プリンタ１００が自動電源オフや不図示の電源ボタンによる手動電源オフの後に、リフレッシュ時間を越えて待機状態が継続した場合にインクＩの品質回復処理を実行する。

具体的には、ＣＰＵ１５１は、図４のフローチャートに示すように、電源オンの後に、ホスト装置Ｈから画像データの印刷記録命令を受け取った場合に（ステップＳ１１）、備える時計機能から現在日時を取得する（ステップＳ１２）。次いで、ＣＰＵ１５１は、取得した現在時刻を用いてワークＲＡＭ１５４内の後述の最終吐出日時からの経過時間を算出して（ステップＳ１３）、その経過時間が設定リフレッシュ時間を越えているか否か確認する（ステップＳ１４）。このとき、ＣＰＵ１５１は、プリンタ１００の電源オフ前後の経過時間に限らず、電源オンのまま記録ヘッド１３１のインクＩの吐出動作の待機時間がリフレッシュ時間を越える場合にも適用してもよいことは言うまでもない。例えば、プリンタ１００が自動オフ機能を備えておらず、長時間に亘って待機状態が継続する場合にも適用してもよい。

そして、ステップＳ１４において、最終吐出日時からの経過時間がリフレッシュ時間を越えていることを確認したＣＰＵ１５１は、リフレッシュ動作を実行する（ステップＳ１５）。

具体的には、プリンタ１００は、図５に示すように、電源オフなどの待機時には記録ヘッド１３１にキャップ１３３が取り付けられて供給弁１３７ｖが閉弁されてリフィル弁１３６ｖやバッファ弁１４０ｖが開弁された状態にある。このため、ＣＰＵ１５１は、リフレッシュ動作のために、記録ヘッド１３１にキャップ１３３が取り付けられている上述の図２に図示する状態のまま供給弁１３７ｖ、リフィル弁１３６ｖ、バッファ弁１４０ｖを閉弁してポンプ１３８を駆動する。このＣＰＵ１５１は、バッファタンク１４０を所望の負圧になるまで減圧した後にそのポンプ１３８を停止して負圧に貯留する。

次いで、ＣＰＵ１５１は、図６に示すように、各バルブをそのままにして記録ヘッド１３１からキャップ１３３を離間させてノズル形成面１３１ａを大気中に露出させる。次いで、ＣＰＵ１５１は、図７に示すように、リフィル弁１３６ｖを閉弁したまま供給弁１３７ｖを開弁してバッファタンク１４０の負圧でインクタンク１３１Ｔ内を減圧してノズル１３２からインクＩと共に空気（外気）を引き込む。すなわち、ＣＰＵ１５１は、バッファタンク１４０の負圧によりエア流路１３７ｒを介してインクタンク１３１Ｔ内を減圧することよってノズル１３２内のインクＩと共に外気をそのインクタンク１３１Ｔ内に吸引して引き戻す引き込み動作を実行する。この後に、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド１３１にキャップ１３３を取り付けて、供給弁１３７ｖを閉弁し、また、リフィル弁１３６ｖやバッファ弁１４０ｖを開弁して待機する上述の図５に図示する状態に戻してリフレッシュ動作を完了する。

このリフレッシュ動作では、図７に示すように、リフィル弁１３６ｖを閉弁してインクカートリッジ１３６からインクＩの補充を禁止した状態で、供給弁１３７ｖを介してバッファタンク１４０の負圧をインクタンク１３１Ｔ内に掛けて減圧する。これにより、記録ヘッド１３１は、ノズル１３２からインクＩと共に外気をインクタンク１３１Ｔ内に吸引する（引き込む）ことによって、そのノズル１３２内に滞留していたインクＩはインクタンク１３１Ｔ内に引き戻されて拡散される。

このとき、プリンタ１００は、色材として顔料Ｉｐが分散されている顔料インクＩ（図８（ａ）参照）を記録ヘッド１３１のノズル１３２から吐出してロール紙Ｐに画像を記録形成する場合、時間経過と共にインクＩに含まれる溶剤が蒸発する（図８（ｂ）参照）。すると、その顔料インクＩでは、溶剤の濃度が上昇するのに連れて顔料Ｉｐがインクタンク１３１Ｔ側に移動する後退現象が発生し（図８（ｃ）参照）、その顔料Ｉｐが凝集して吐出を妨げる程度以上の詰まり（図８（ｄ）参照）を発生させてしまう場合がある。このノズル１３２内の顔料インクＩは、顔料Ｉｐ同士が凝集して付着する状態にあって、上述の特許文献１に記載のように加湿する程度ではパージ動作により強制的に完全に排出することはできず、インクＩの吐出不良発生の要因を排除（解消）することができない。

この記録ヘッド１３１のノズル１３２は、図９に示すように、インクタンク１３１Ｔ側の共通の液室１３１Ｒに連通する流路径１３１Ｒｄと、ノズル形成面１３１ａに開口する吐出径１３２Ｒｄとで段差が形成されている。このノズル１３２は、流路径１３１Ｒｄと吐出径１３２Ｒｄとの間の段差を、共通液室１３１Ｒからスムーズに連通させてインクＩを吐出するように先細りの円錐形状の流路形状に形成されている。このため、上述のパージ動作などのように、共通液室１３１Ｒ側からインクＩをノズル１３２内に流入させて吸引等して排出する方式では、流出しようとするインクＩがノズル１３２の先細り（円錐形状）による段差（テーパ）形状で絞られてしまう。その結果、インクＩ内の凝集物の顔料Ｉｐの全てをスムーズに排出させてノズル１３２内のインク品質を回復させることが難しい。

これに対して、本実施形態のリフレッシュ動作では、バッファタンク１４０から掛けられる記録ヘッドの１３１のインクタンク１３１Ｔ内の負圧を解消すべく、ノズル１３２内のインクＩと共に外気がインクタンク１３１Ｔ内に引き込まれる。このとき、記録ヘッド１３１は、ノズル１３２に滞留して吐出出口付近に形成されるインクＩ表面の乾燥状態のメニスカスを壊されつつ凝集顔料Ｉｐと共に外気の気泡がインクタンク１３１ＴのインクＩ内に混入拡散されて定常濃度に復帰される。このノズル１３２は、パージ動作時とは逆に小径のノズル形成面１３１ａ側（流路径１３１Ｒｄ）よりも大径の共通液室１３１Ｒ側（吐出径１３２Ｒｄ）に向かって拡径されている。このため、そのノズル１３２内のインクＩは、スムーズに流路形状内を流動されてインクタンク１３１Ｔ側に進入して詰まり状態を解消しつつ拡散（分散）されて品質回復される。

この場合、記録ヘッド１３１のノズル１３２側から気泡が進入してインクタンク１３１ＴのインクＩ内を通過するように上昇することによって、凝集していた顔料Ｉｐを含めてインクＩは効果的に流動されて拡散分散される。この記録ヘッド１３１のインクタンク１３１Ｔ内に進入する気泡は、バッファタンク１４０の負圧を掛ける供給弁１３７ｖの開弁時間やその負圧強度を調整することによって外気の吸入量を増減することができる。例えば、ノズル１３２内のインクＩの蒸発乾燥が進んで顔料Ｉｐの凝集が強い場合には、開弁時間を長くするなどして信頼性高くノズル１３２からインクタンク１３１Ｔ内に外気の気泡を吸引移動させることができる。なお、ノズル１３２からインクＩを吸引排出するパージ動作では、凝集顔料Ｉｐを移動させる強度を調整することが難しく、無闇に大量のインクＩを吐出してもノズル１３２内に残留してしまう場合があることが想定される。このことから、このノズル１３２から外気の気泡を吸入して凝集顔料Ｉｐと共にインクタンク１３１Ｔ内に引き込むリフレッシュ動作では、その吸入強度や時間を調整して信頼性高く凝集顔料Ｉｐをインクタンク１３１Ｔ内のインクＩ内に拡散分散させることができる。この結果、ノズル１３２内にインクタンク１３１ＴからインクＩを再供給してインク品質を回復させるとともにインク詰まりを解消することができる。すなわち、バッファタンク１４０の負圧や供給弁１３７ｖの開弁時間などは、ノズル１３２に形成されるインクＩのメニスカスを壊しつつ凝集顔料Ｉｐを引き込むのに必要な条件を動作テスト等で確認しつつ適宜に予め設定すればよい。

そして、このリフレッシュ動作後に、ＣＰＵ１５１は、記録ヘッド１３１のノズル形成面１３１ａにキャップ１３３を再度取り付けてパージ動作を実行してノズル１３２内のインクＩを吸引排出して（ステップＳ１６）、一連の回復動作の制御処理を終了する。

この後に、ＣＰＵ１５１は、ホスト装置Ｈから受け取った画像データに基づいて記録ヘッド１３１からインクＩを吐出して画像の記録形成をする制御処理を実行する（ステップＳ２１）。次いで、ＣＰＵ１５１は、この画像形成処理の後に、備える時計機能から現在日時を取得して最終吐出日時としてワークＲＡＭ１５４内に不揮発に記憶保持させて（ステップＳ２２）、受け取った画像データの記録形成処理を終了する。

これにより、プリンタ１００は、上述のリフレッシュ動作により記録ヘッド１３１のノズル１３２内に気泡が残留していたとしても、パージ動作により排出してインクＩを充填状態に再供給して、インクＩを高品質に吐出可能な状態に復帰させることができる。

なお、ステップＳ１４において、最終吐出日時からの経過時間がリフレッシュ時間を越えていないことを確認したＣＰＵ１５１は、通常の制御処理に戻って画像形成するのに必要な一連の記録動作等を実行して（ステップＳ２１、Ｓ２２）終了する。

ここで、この経過時間がリフレッシュ時間を越えていない場合でも、ＣＰＵ１５１は、例えば、先回の印刷記録終了からの経過時間がリフレッシュ時間よりも短い設定パージ時間を越えていることを確認した場合など、適宜にパージ動作（回復動作）を実行する。

このように、本実施形態のプリンタ１００においては、記録ヘッド１３１のノズル１３２内に外気を吸入するようにしてインクＩをインクタンク１３１Ｔ内に引き戻す。これにより、ノズル１３２内で凝集する顔料Ｉｐを含むインクＩをインクタンク１３１Ｔ内に拡散させて凝集顔料Ｉｐを分散させるとともに、そのノズル１３２内に均等に顔料Ｉｐの分散されているインクＩを再供給することができる。この結果、ノズル１３２内で顔料Ｉｐが凝集する状態のインクＩの品質を信頼性高く回復させて高品質な画像形成をすることのできるプリンタ１００を提供することができる。

ここで、本実施形態のリフレッシュ動作では、リフレッシュ時間の経過後に記録ヘッド１３１内に外気を吸引してノズル１３２内の凝集顔料Ｉｐを含むインクＩをインクタンク１３１ＴのインクＩ内に拡散させて凝集顔料Ｉｐを分散させている。しかしながら、このインクＩの品質回復制御処理は、これに限るものではなく、例えば、リフレッシュ動作を実行する前に、インクタンク１３１Ｔ内のインクＩの貯留量が所定量より少ない場合には、インクカートリッジ１３６からの補充処理を実行してもよい。この場合には、凝集顔料Ｉｐを拡散分散させるインクＩの貯留量を多くするとともに、インクタンクＴ内の残存空気量を少なくして、バッファタンク１４０の負圧を効果的に効かせることができ、外気をインクタンク１３１Ｔ内に信頼性高く流動させることができる。

なお、上述の実施形態では、顔料Ｉｐを含む顔料インクＩの場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、色材として紙繊維間に浸透する染料を含む、所謂、染料インクを画像形成に利用するプリンタに適用してもよい。この場合にも、乾燥によって発生するインクの増粘で生じるノズルでの詰まりをリフレッシュ動作により解消してインクの品質を回復させることができる。

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１００……プリンタ
１１０……用紙ユニット
１３０……記録ユニット
１３１、１３１Ｙ、、１３１Ｍ、１３１Ｃ、１３１Ｋ……記録ヘッド
１３１ａ……ノズル形成面
１３１Ｔ……インクタンク
１３２……ノズル
１３３……キャップ
１３３ｓ……閉塞空間
１３４……ブレード
１３６……インクカートリッジ
１３６ｖ……リフィル弁
１３７ｓ……圧力センサ
１３７ｖ……供給弁
１３８、１４２……ポンプ
１３９……残量センサ
１４０……バッファタンク
１４０ｖ……バッファ弁
１４１……廃液タンク
１５０……制御ユニット
１５１……ＣＰＵ
Ｈ……ホスト装置
Ｉ……インク
Ｉｐ……顔料
Ｐ……ロール紙

Claims (5)

1. インクを吐出して記録媒体に画像を記録形成するインクジェット記録装置であって、
   前記インクを内装タンク内に溜めて複数のノズルから吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの前記ノズル内におけるインクの品質を回復させるインク回復手段と、前記インク回復手段を機能させる制御手段と、を備え、
   前記インク回復手段は、前記ノズル内のインクを前記内装タンク内に引き戻すように当該インクを流動させるインク調整手段と、前記記録ヘッドの前記ノズルからインクを吐出方向に排出するように流動させるインク排出手段と、を有し、
   前記制御手段は、所定のタイミングに前記インク調整手段を機能させて、前記ノズル内のインクに続けて当該ノズル外の外気まで前記内装タンク内に引き込んだ後に、前記インク排出手段によって前記ノズルからインクを排出することによって、該ノズル内に再供給する当該インクの品質を回復させる
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記インク調整手段は、前記記録ヘッドの前記内装タンク内に流体流路を介して連通するとともに、負圧を貯留する圧力貯留部を備えて、当該内装タンクに負圧を掛けることによって前記ノズル内のインクを該内装タンク内に引き戻すように流動させる
   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. 前記制御手段は、前記インクの吐出動作がなされずに前記記録ヘッドの前記ノズル内に放置されている時間が予め設定されている時間を越えているタイミングに前記インク調整手段を機能させて前記ノズル内の当該インクの品質の回復動作を行わせる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記内装タンクは、前記ノズルに供給するインクと共に気体を貯留して、前記気体の圧力調整によって当該インクを流動される
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 記録ヘッドの内装タンク内のインクを複数のノズルから吐出して記録媒体に画像を記録形成するインクジェット記録装置のインク品質の回復方法であって、
   所定のタイミングに、前記ノズル内のインクを前記内装タンク内に引き戻すように流動させて当該ノズル外の外気まで当該内装タンク内に引き込むことによって、該ノズル内の当該インクを該内装タンク内の該インク内に混入させてから、インクを前記ノズルから外部へ排出することにより、前記ノズル内に再供給するインクの品質を回復させる
   ことを特徴とするインクジェット記録装置のインク品質の回復方法。

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