JP2023084297A - 画像形成装置、寿命判定方法及び寿命判定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドの寿命を精度よく判定することが可能な画像形成装置、寿命判定方法及び寿命判定プログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、相転移インクを貯蔵する貯蔵部を有し、相転移インクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにより形成されたパターン画像の第１の読み取り結果に基づいて、相転移インクを吐出する場合におけるインクジェットヘッドの駆動条件を変更する駆動条件変更部と、変更された駆動条件が所定条件を満たす場合、貯蔵部内における相転移インクの状態変化の発生を推定する状態変化推定部と、状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、インクジェットヘッドが寿命に達したか否かを判定する判定部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置、寿命判定方法及び寿命判定プログラムに関する。

用紙等の記録媒体にインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置（以降、インクジェット画像形成装置と呼ぶ）が知られている。インクジェット画像形成装置において、インクを吐出するインクジェットヘッド（以降、単にヘッドと呼ぶ）は、その経時劣化により、形成される画像の品質が変化する。例えば、ヘッドは、インクを吐出するための圧電素子を有しており、圧電素子の経時劣化により、インクの吐出量が小さくなり、形成される画像の品質（濃度）が低下する。

そこで、形成される画像の品質を保つため、従来のインクジェット画像形成装置においては、インクが適切な吐出量となるように、ヘッドの駆動条件（例えば、圧電素子に印加される駆動電圧等）を調整するようにしている。

そして、従来のインクジェット画像形成装置においては、ヘッドの駆動条件を調整しても、インクが適切な吐出量とならない場合、ヘッドの寿命と判断して、新しいヘッドと交換するようにしている。例えば、特許文献１には、ヘッドの駆動条件の変化を求めることで、ヘッドの寿命を予測、判断するインクジェット画像形成装置が開示されている。

特開２０１４－６９３１１号公報

ところで、ヘッドから吐出されるインクには、温度変化により可逆的にゾル－ゲル相転移をするゲル成分を含むゲルインク（相転移インク）がある。ゲルインクを用いるインクジェット画像形成装置においては、使用状況等によって、ヘッド内の貯蔵部に貯蔵されるゲルインクのゲル成分の濃度が高くなってしまうことがある。このような状態のゲルインクがヘッドから吐出されると、ゲル成分の濃度が高いゲルインクは、ピニング性が増大していることにより、規定のドット径まで拡大しない。そのため、形成される画像の品質を保つように、ヘッドの駆動条件の調整が必要となる。

ヘッドの経時劣化ではなく、ゲルインクのゲル成分の濃度変化に起因して、ヘッドの駆動条件が調整された場合でも、特許文献１に示すような従来のインクジェット画像形成装置は、ヘッドの駆動条件の変化に基づいて、ヘッドの寿命を予測、判断することになる。そのため、本来は、ヘッドの寿命ではないにもかかわらず、ゲルインクのゲル成分の濃度変化に起因するヘッドの駆動条件の変化により、ヘッドの寿命と判断してしまうおそれがある。このように判断した場合、実際にはヘッドの寿命ではないにもかかわらず、不必要に新しいヘッドに交換することになり、その結果、コストが増大することになる。

本発明の目的は、インクジェットヘッドの寿命を精度よく判定することが可能な画像形成装置、寿命判定方法及び寿命判定プログラムを提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、
相転移インクを貯蔵する貯蔵部を有し、前記相転移インクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドにより形成されたパターン画像の第１の読み取り結果に基づいて、前記相転移インクを吐出する場合における前記インクジェットヘッドの駆動条件を変更する駆動条件変更部と、
変更された前記駆動条件が所定条件を満たす場合、前記貯蔵部内における前記相転移インクの状態変化の発生を推定する状態変化推定部と、
前記状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、前記インクジェットヘッドが寿命に達したか否かを判定する判定部と、
を備える。

本発明に係る寿命判定方法は、
相転移インクを貯蔵する貯蔵部を有するインクジェットヘッドから前記相転移インクを吐出して記録媒体にパターン画像を形成し、
形成された前記パターン画像の第１の読み取り結果に基づいて、前記相転移インクを吐出する場合における前記インクジェットヘッドの駆動条件を変更し、
変更された前記駆動条件が所定条件を満たす場合、前記貯蔵部内における前記相転移インクの状態変化の発生を推定し、
前記状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、前記インクジェットヘッドが寿命に達したか否かを判定する。

本発明に係る寿命判定プログラムは、
コンピューターに、
相転移インクを貯蔵する貯蔵部を有するインクジェットヘッドから前記相転移インクを吐出して記録媒体にパターン画像を形成する処理と、
形成された前記パターン画像の第１の読み取り結果に基づいて、前記相転移インクを吐出する場合における前記インクジェットヘッドの駆動条件を変更する処理と、
変更された前記駆動条件が所定条件を満たす場合、前記貯蔵部内における前記相転移インクの状態変化の発生を推定する処理と、
前記状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、前記インクジェットヘッドが寿命に達したか否かを判定する処理と、
を実行させる。

本発明によれば、インクジェットヘッドの寿命を精度よく判定することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 図１に示した画像形成装置の制御系の主要部を示すブロック図である。 インクジェットヘッドの吐出回数（劣化の度合い）が異なる場合において、インクジェットヘッドから吐出されるインク液滴の変化を説明する図である。 インクの吐出回数とインクジェットヘッドの圧電素子に印加される最適電圧との関係を示すグラフである。 インクに含まれるゲル成分の濃度が異なる場合において、インクジェットヘッドから吐出されるインク液滴の変化を説明する図である。 適正濃度のゲル成分を含むインクと高濃度のゲル成分を含むインクとについて、インクの吐出回数とインクジェットヘッドの圧電素子に印加される最適電圧との関係を示すグラフである。 図１に示した画像形成装置において実施する寿命判定方法を説明するフローチャートである。 図７に示した寿命判定方法の変形例を説明するフローチャートである。 適正濃度のゲル成分を含むインクと高濃度のゲル成分を含むインクとについて、室温の記録媒体上と相転移温度以上の温度の記録媒体上とに対してインクジェットヘッドから吐出されるインク液滴を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［画像形成装置］
図１は、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１００（本発明における画像形成装置）の概略構成を示す図である。図２は、インクジェットプリンタ１００の制御系の主要部を示すブロック図である。

インクジェットプリンタ１００は、図１、図２に示すように、搬送部１０、供給部２０、排出部３０、インク供給部４０、画像形成部５０、読み取り部６０、操作表示部７０、入出力インターフェース８０、制御部９０等を備える。

搬送部１０は、搬送ベルト１１、駆動ローラー１２、従動ローラー１３等の搬送に関する複数の部材を有する。搬送部１０は、搬送ベルト１１等の複数の部材の搬送動作により、記録媒体Ｍを搬送する。具体的には、搬送部１０において、搬送ベルト１１は、駆動ローラー１２及び従動ローラー１３に張架され、駆動ローラー１２を回転駆動することにより、駆動される。これにより、供給部２０から供給された記録媒体Ｍは、搬送ベルト１１の搬送面１１ａ上に載置された状態で画像形成部５０に搬送され、画像形成部５０で画像形成（印刷）された後、排出部３０に搬送される。

記録媒体Ｍは、後述するインクジェットヘッド５５から吐出されるインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができ、例えば、シート状の紙、布（布帛）、樹脂等の媒体である。なお、記録媒体Ｍとしては、シート状の媒体に限らず、ロール状の紙、布、樹脂等の媒体であってもよい。

また、ここでは、一例として、搬送ベルト１１で記録媒体Ｍを搬送する搬送部１０を例示しているが、搬送部１０は、搬送ベルト１１に限らず、ドラムやローラーで記録媒体Ｍを搬送する構成でもよい。

供給部２０は、複数枚の記録媒体Ｍを積載して格納する供給積載部２１、供給積載部２１から搬送部１０に記録媒体Ｍを搬送して供給する供給搬送部２２等を有する。供給積載部２１は、昇降可能に構成されており、最上位の記録媒体Ｍが供給搬送部２２により搬送部１０へ搬送されると、当該搬送後に最上位になった記録媒体Ｍが供給搬送部２２に搬送可能になるように、供給積載部２１は上昇する。

排出部３０は、複数枚の記録媒体Ｍを積載して格納する排出積載部３１、搬送部１０から排出された記録媒体Ｍを排出積載部３１へ搬送する排出搬送部３２等を有する。排出積載部３１は、昇降可能に構成されており、記録媒体Ｍが排出搬送部３２から排出積載部３１へ搬送されると、排出積載部３１は降下する。

供給搬送部２２や排出搬送部３２は、例えば、複数のローラーを有し、ローラーを回転させることで、記録媒体Ｍを搬送する。供給搬送部２２や排出搬送部３２は、ローラーに限らず、ベルトで構成されていてもよいし、ローラーやベルトの組み合わせで構成されていてもよい。

なお、記録媒体Ｍとして、ロール状の媒体を用いる場合は、供給積載部２１や排出積載部３１に代えて、ロール状の媒体が巻かれた状態で格納されている巻き出しローラーやロール状の媒体を巻き取る巻き取りローラーを用いる。ロール状の媒体は、巻き出しローラーを回転させることで搬送部１０へ搬送され、巻き取りローラーを回転させることで巻き取りローラーに巻き取られる。

また、搬送部１０と排出部３０との間に、画像形成部５０で画像形成された記録媒体Ｍに対する後処理を行う後処理装置を設けてもよい。後処理装置の一つとして、インクを記録媒体Ｍに定着させる定着装置がある。インクとして、例えば、紫外線硬化型インクを用いる場合には、記録媒体Ｍに紫外線を照射して、インクを記録媒体Ｍに定着させる定着装置を用いる。また、インクとして、例えば、水性インクや溶剤インクを用いる場合には、乾燥等の方法でインクを記録媒体Ｍに定着させる定着装置を用いる。また、後処理装置としては、定着装置以外の装置、例えば、記録媒体Ｍを所望の長さに切断する切断装置等を用いてもよい。

インク供給部４０は、後述する画像形成部５０のサブタンク５２へインクを供給する装置であり、メインタンク４１や図示省略したインクの供給に関する部材（例えば、ポンプやバルブ等）を有する。メインタンク４１は、サブタンク５２へ供給するインクを室温で貯蔵している。インク供給部４０は、ポンプ等（図示省略）を用い、流路４２を介して、メインタンク４１からサブタンク５２へインクを供給する。

本実施の形態では、インクとしては、温度変化により可逆的にゾル－ゲル相転移をするゲル成分であるワックスを含むゲルインク（相転移インク）を用いる。例えば、室温においてゲル状であり、加熱された相転移温度以上の温度においてゾル状であり、エネルギー線が照射されることにより硬化するエネルギー線硬化型のゲルインク（一例として、紫外線硬化型のゲルインク等）を用いることができる。

画像形成部５０は、キャリッジ５１、サブタンク５２、流路５３ａ、５３ｂ、ヘッド駆動部５４、インクジェットヘッド（以降、単にヘッドと呼ぶ）５５等を有する（図１、図２を参照）。

なお、図１では、図を簡潔にするため、１色分のインク供給部４０及び画像形成部５０を図示しているが、インク供給部４０及び画像形成部５０は、使用する色数に応じて配置される。例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色を使用する場合には、４色分のインク供給部４０及び画像形成部５０が配置され、画像形成部５０は、搬送方向Ｔに沿って、所定の間隔で並ぶように配置される。

キャリッジ５１は、サブタンク５２、流路５３ａ、５３ｂ、ヘッド駆動部５４、ヘッド５５や画像形成に必要な機器や部材等を内部に保持する筐体である。また、キャリッジ５１は、図示は省略するが、キャリッジ５１内のゲルインクを、当該ゲルインクのゲル成分の相転移温度以上の温度に加熱して維持するインク加熱部を有する。

サブタンク５２（本発明における貯蔵部）は、メインタンク４１から供給されたゲルインクを、キャリッジ５１内において貯蔵している。サブタンク５２内のゲルインクは、キャリッジ５１内のポンプ等（図示省略）を用い、流路５３ａを介して、後述するヘッド５５のマニホールド５６へ供給される。また、マニホールド５６へ供給されたゲルインクは、流路５３ｂを介して、サブタンク５２へ環流される。つまり、流路５３ａ、５３ｂは、サブタンク５２とマニホールド５６との間において、ゲルインクを循環する循環流路を形成している。

ヘッド駆動部５４は、後述する制御部９０の制御に基づいて、形成する画像の画像データに応じた駆動電圧を、後述するヘッド５５の圧電素子５８に出力する。ヘッド駆動部５４からの駆動電圧により、圧電素子５８が駆動し、後述するヘッド５５のノズル５９から画像データに応じた量のゲルインクを吐出させる。

ヘッド５５は、マニホールド５６、圧力室５７、圧電素子５８、ノズル５９等を有する。ヘッド５５は、複数のノズル５９を有し、ノズル５９の数に応じて、圧力室５７及び圧電素子５８がそれぞれ設けられている。

マニホールド５６は、複数の圧力室５７と連通しており、マニホールド５６に供給されたゲルインクが圧力室５７に供給される。圧力室５７は、吐出されるゲルインクが貯留される空間であり、その壁面に圧電素子５８が設けられている。また、ノズル５９は、一端が圧力室５７と連通し、他端が開口端となっている。

圧電素子５８には、ヘッド駆動部５４からの駆動電圧が印加される。圧電素子５８にヘッド駆動部５４からの駆動電圧が印加されると、印加された駆動電圧に応じて圧電素子５８が変形して、圧力室５７が変形し、圧力室５７の変形により、ノズル５９に供給される圧力室５７内のゲルインクに圧力変化を与える。

従って、ヘッド駆動部５４からの駆動電圧が圧電素子５８に印加されると、圧電素子５８、圧力室５７が変形して、圧力室５７内のゲルインクに圧力変化を与えることになり、この結果、圧力室５７内のゲルインクは、ノズル５９から吐出されることになる。このようにして、ノズル５９からゲルインクを吐出することにより、搬送される記録媒体Ｍに画像を形成することができる。

キャリッジ５１において、ヘッド５５は、一回の走査で画像形成を行うシングルパス（ワンパス）方式となるよう構成されてもよいし、複数回の走査で画像形成を行うスキャン（マルチパス）方式となるよう構成されてもよい。シングルパス方式の場合、キャリッジ５１には、記録媒体Ｍの幅方向（記録媒体Ｍの搬送方向Ｔに直交する方向）において、画像形成幅分の数のヘッド５５が配置される。

読み取り部６０は、記録媒体Ｍの搬送方向Ｔにおける画像形成部５０の下流側に配置され、搬送ベルト１１により搬送される記録媒体Ｍに形成された画像（例えば、所定のパターン画像）を読み取る。読み取り部６０は、所定のパターン画像の読み取り結果を制御部９０へ出力する。制御部９０は、読み取り結果に基づいて、画像の形成条件、例えば、画像の形成位置やヘッド５５の駆動条件等を変更する。

また、図示は省略するが、インクジェットプリンタ１００は、ヘッド５５のクリーニング等のメンテナンスを行うメンテナンス部を備えている。

操作表示部７０は、例えば、タッチパネル付きの液晶や有機ＥＬ（Electro Luminescence）等のフラットパネルディスプレイである。操作表示部７０は、ユーザーに対する操作メニュー、画像データに関する情報、インクジェットプリンタ１００の各種状態等を表示する。また、操作表示部７０は、複数のキーを備え、ユーザーの種々の入力操作を受け付ける。

入出力インターフェース８０は、外部装置２００と制御部９０との間のデータの送受信を媒介する。入出力インターフェース８０は、例えば、各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースのいずれか、又は、これらの組み合わせで構成される。

外部装置２００は、例えば、パーソナルコンピューターやファクシミリ装置等であり、入出力インターフェース８０を介して、プリントジョブや画像データなどを制御部９０に供給する。

制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、ＲＡＭ（Random Access Memory）９２、ＲＯＭ（Read Only Memory）９３、記憶部９４などを有する。

ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３に記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してＲＡＭ９２に記憶させ、当該プログラムを実行して各種の演算処理を行う。例えば、制御部９０は、入出力インターフェース８０から受信した画像データに基づいて、形成する画像の駆動信号を生成して、ヘッド５５に出力する。

ＲＡＭ９２は、ＣＰＵ９１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。なお、ＲＡＭ９２は、不揮発性メモリーを含んでいてもよい。

ＲＯＭ９３は、ＣＰＵ９１により実行される各種制御用のプログラムや設定データなどを格納する。なお、ＲＯＭ９３に代えて、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリーなどの書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。

記憶部９４には、入出力インターフェース８０を介して、外部装置２００から入力されたプリントジョブやプリントジョブに係る画像データが記憶される。記憶部９４としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）が用いられ、また、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などが併用されてもよい。

制御部９０には、搬送部１０、供給部２０、排出部３０、インク供給部４０、画像形成部５０、読み取り部６０、操作表示部７０、入出力インターフェース８０等が、それぞれ接続される。制御部９０は、インクジェットプリンタ１００の全体動作を統括制御している。搬送部１０、供給部２０、排出部３０、インク供給部４０、画像形成部５０、読み取り部６０、操作表示部７０、入出力インターフェース８０等は、制御部９０に制御されて、所定の処理を実行する。

以上の構成を有するインクジェットプリンタ１００は、制御部９０による制御により、記録媒体Ｍを供給部２０から搬送部１０に供給し、搬送部１０に搬送される記録媒体Ｍに画像形成部５０で画像形成を行い、画像形成された記録媒体Ｍを排出部３０に搬送する。

そして、本実施の形態において、制御部９０は、読み取り部６０で読み取った読み取り結果である下記の第１の読み取り結果に基づいて、ゲルインクを吐出する場合におけるヘッド５５の駆動条件を変更する（本発明における駆動条件変更部）。駆動条件変更部は、制御部９０の機能として備えられ、例えば、制御部９０で実行されるプログラムとして備えられている。

ここで、図３は、ヘッド５５の吐出回数（劣化の度合い）が異なる場合において、ヘッド５５から吐出されるゲルインクの液滴の変化を説明する図である。また、図４は、ゲルインクの吐出回数とヘッド５５の圧電素子５８に印加される最適な駆動電圧との関係を示すグラフである。

ヘッド５５は、その経時劣化により、形成される画像の品質が変化する。例えば、ヘッド５５は、吐出回数に伴う圧電素子５８の経時劣化により、ヘッド５５から吐出されるゲルインクの吐出量が小さくなって、ゲルインクの液滴が小さくなり（図３に示す液滴Ｄ１→Ｄ２を参照）、形成される画像の品質（濃度）が低下する。

そこで、制御部９０（駆動条件変更部）は、形成される画像の品質を保つため、第１の読み取り結果に基づいて、ゲルインクが適切な吐出量となるように、ヘッド５５の駆動条件を調整するようにしている。例えば、第１の読み取り結果である画像濃度、液滴のドット径に基づいて、形成されるパターン画像が基準のパターン画像となるゲルインクの吐出量となるように、ヘッド５５の駆動条件である圧電素子５８への駆動電圧を調整して、最適電圧を得ている。

そして、ヘッド５５の駆動条件が所定条件を満たす場合、例えば、図４に示すように、圧電素子５８の駆動電圧の最適電圧が電圧上限を超える場合、圧電素子５８の駆動電圧を調整しても、ゲルインクを適切な吐出量で吐出することができなくなる。この場合、ヘッド５５の寿命と判断して、新しいヘッド５５と交換するようにしている。

ところで、ゲルインクの場合には、使用状況等によって、キャリッジ５１内のサブタンク５２に貯蔵されるゲルインクのゲル成分の濃度が高くなってしまうことがある。

ここで、図５は、ゲルインクに含まれるゲル成分の濃度が異なる場合において、ヘッド５５から吐出されるゲルインクの液滴の変化を説明する図である。また、図６は、適正濃度のゲル成分を含むゲルインクと高濃度（＞適正濃度）のゲル成分を含むゲルインクとについて、ゲルインクの吐出回数とヘッド５５の圧電素子５８に印加される最適な駆動電圧との関係を示すグラフである。

ゲルインクのゲル成分の濃度が高くなると、そのピニング性が増大することにより、ヘッド５５から吐出されるゲルインクの液滴は、規定のドット径まで拡大しない（図５に示す液滴Ｄ３→Ｄ４を参照）。

そのため、形成される画像の品質を保つように、ヘッド５５の駆動条件の調整が必要となる。具体的には、上述したように、第１の読み取り結果（画像濃度、液滴のドット径）に基づいて、ゲルインクが適切な吐出量となるように、ヘッド５５の駆動条件（例えば、圧電素子５８への駆動電圧）を調整するようにしている。

このように、ゲルインクのゲル成分の濃度変化に起因して、ヘッド５５の駆動条件（圧電素子５８の駆動電圧）が調整された場合でも、図６に示すように、ヘッド５５の駆動条件の変化に基づいて、ヘッドの寿命を予測、判断することになる。そのため、本来は、ヘッドの寿命ではないにもかかわらず、ゲルインクのゲル成分の濃度変化に起因するヘッド５５の駆動条件の変化により、ヘッドの寿命と誤って判断してしまうおそれがある。このように判断した場合、実際にはヘッド５５の寿命ではないにもかかわらず、不必要に新しいヘッド５５に交換することになり、その結果、コストが増大することになる。

そこで、本実施の形態において、インクジェットプリンタ１００は、以下に説明する状態変化推定部と判定部とを備える。状態変化推定部は、ヘッド５５の駆動条件が所定条件を満たす場合、サブタンク５２におけるゲルインクの状態変化の発生を推定する。また、判定部は、状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、ヘッド５５が寿命に達したか否かを判定する。

状態変化推定部は、制御部９０の機能として備えられ、例えば、制御部９０で実行されるプログラムとして備えられている。状態変化推定部は、ヘッド５５の駆動条件が所定条件を満たす場合、具体的には、圧電素子５８の最適電圧が電圧上限を超える場合、サブタンク５２におけるゲルインクの状態変化の発生を推定する。サブタンク５２におけるゲルインクの状態変化の発生を推定は、ヘッド５５の使用履歴（ヘッド５５の使用期間、ヘッド５５におけるインクの吐出回数）に基づいて、ゲルインクのゲル成分の濃度変化が発生しているかどうかを判定する。

また、判定部も、制御部９０の機能として備えられ、例えば、制御部９０で実行されるプログラムとして備えられている。そして、判定部は、状態変化推定部で状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、つまり、ゲルインクのゲル成分の濃度変化が発生しているかどうかに応じて、ヘッド５５が寿命に達したか否かを判定する。圧電素子５８の最適電圧が電圧上限を超えていても、ゲルインクのゲル成分の濃度変化が発生している場合には、ヘッド５５が寿命に達していないと判定する。

上述した状態変化推定部及び判定部を備えるインクジェットプリンタ１００で実施するヘッド５５の寿命判定方法の一例について、図７を参照して説明を行う。図７は、インクジェットプリンタ１００において実施する寿命判定方法を説明するフローチャートである。図７に示す寿命判定方法は、コンピューターである制御部９０において、寿命判定プログラムとして実行される。

（ステップＳ１１）
制御部９０は、画像形成部５０を制御し、ヘッド５５により記録媒体Ｍにパターン画像を形成させる。パターン画像としては、以下に説明するように、読み取り部６０で画像濃度やドット径を測定するため、ドットパターンが用いられる。

（ステップＳ１２）
制御部９０は、読み取り部６０を用いて、記録媒体Ｍに形成したパターン画像を読み取り、第１の読み取り結果（画像濃度やドット径）を取得する。

（ステップＳ１３）
制御部９０は、取得された第１の読み取り結果（画像濃度やドット径）に基づいて、ゲルインクの吐出不良に起因する画像不良があるかどうかを判定する。例えば、ドットパターンの画像濃度やドット径を適切に取得できない等の場合には、ゲルインクの吐出不良に起因する画像不良があると判定する。画像不良があると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１４へ進み、画像不良がないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１５へ進む。

（ステップＳ１４）
制御部９０は、メンテナンス部を用いて、ヘッド５５のクリーニングを実施する。ヘッド５５のクリーニングの実施後、ステップＳ１１へ戻り、ステップＳ１１～Ｓ１３を再び実行する。もし、所定回連続してクリーニングを実施する場合には、制御部９０は、例えば、エラーをメッセージや音で操作表示部７０に報知させてもよい。

（ステップＳ１５）
制御部９０（駆動条件変更部）は、取得された第１の読み取り結果（画像濃度やドット径）に基づいて、ヘッド５５の駆動条件（圧電素子５８の駆動電圧）を調整する。具体的には、画像濃度やドット径に基づいて、形成されるパターン画像が基準のパターン画像となるゲルインクの吐出量となるように、圧電素子５８の駆動電圧を調整する。この場合、例えば、画像濃度が基準より低い場合は、吐出量を増やす方向に駆動電圧は調整され、画像濃度が基準より高い場合は、吐出量を減らす方向に駆動電圧は調整される。

（ステップＳ１６）
制御部９０は、調整された圧電素子５８の駆動電圧が所定電圧未満かどうかを確認する。例えば、図６に示したように、調整された圧電素子５８の駆動電圧が、所定電圧である電圧上限未満であるかどうかを確認する。

調整された圧電素子５８の駆動電圧が所定電圧未満である場合（ＹＥＳ）、ヘッド５５は寿命ではないと判定できるので、一連の手順を終了する。一方、調整された圧電素子５８の駆動電圧が所定電圧未満でない場合（ＮＯ）、つまり、当該駆動電圧が所定電圧以上である場合、ヘッド５５が寿命である可能性があるので、ステップＳ１７へ進む。

（ステップＳ１７）
制御部９０（状態変化推定部）は、ヘッド５５の使用履歴に関する数値が所定数値以上かどうかを確認する。例えば、制御部９０は、ヘッド５５の使用期間やインクの吐出回数を、例えば、記憶部９４に記憶しておく。このとき、ヘッド５５の使用期間やインクの吐出回数としては、ゲルインク以外のインクを使用した場合には、ゲルインク以外のインクを使用した期間や吐出回数も含めることが望ましい。そして、調整された圧電素子５８の駆動電圧が所定電圧以上である場合（ステップＳ１６においてＮＯの場合）には、本ステップＳ１７において、制御部９０は、記憶部９４を参照して、ヘッド５５の使用期間やインクの吐出回数を確認する。

ヘッド５５の使用履歴に関する数値が所定数値以上である場合（ＹＥＳ）、ヘッド５５の寿命であると判定できるので、ステップＳ２３へ進む。一方、ヘッド５５の使用履歴に関する数値が所定数値以上でない場合（ＮＯ）、つまり、当該数値が所定数値未満である場合、ゲルインクのゲル成分の濃度に起因して、上記の駆動電圧が所定電圧以上となった可能性があるので、ステップＳ１８へ進む。

例えば、ヘッド５５の使用期間が所定の使用期間以上であったり、インクの吐出回数が所定の吐出回数以上であったりする場合、ヘッド５５の寿命であると判定できるので、ステップＳ２３へ進む。一方、ヘッド５５の使用期間が所定の使用期間未満であったり、インクの吐出回数が所定の吐出回数未満であったりする場合、ゲルインクのゲル成分の濃度に起因して、上記の駆動電圧が所定電圧以上となった可能性があるので、ステップＳ１８へ進む。

このように、制御部９０は、ヘッド５５の使用履歴に関する数値が所定数値以上かどうかを確認することで、ゲルインクの状態変化の発生を推定している。ゲルインクの状態変化の発生を推定することは、キャリッジ５１内におけるゲルインクの異常を検知することになり、その場合には、以下のステップＳ１８を実施して、キャリッジ５１内のゲルインクをリフレッシュ（リセット）する。

（ステップＳ１８）
制御部９０は、キャリッジ５１内のゲルインクをリフレッシュ（排出）させる。具体的には、制御部９０は、ヘッド５５（ヘッド駆動部５４）を制御して、サブタンク５２に貯蔵されているゲルインクをヘッド５５のノズル５９から吐出する吐き捨て動作を行う。このとき、ノズル５９から吐き捨てられたゲルインクは、例えば、メンテナンス部が有する回収タンクに回収するようにする。

このようにして、サブタンク５２内のゲルインクはキャリッジ５１の外部に排出されて、インク供給部４０のメインタンク４１からサブタンク５２へゲルインクが供給されるので、キャリッジ５１内のゲルインクが自動的にリフレッシュ（リセット）される。

（ステップＳ１９）
キャリッジ５１内のゲルインクをリフレッシュした後、制御部９０は、画像形成部５０を制御し、ヘッド５５により記録媒体Ｍにパターン画像を形成させる。パターン画像としては、上述したように、ドットパターンが用いられる。

（ステップＳ２０）
制御部９０は、読み取り部６０を用いて、記録媒体Ｍに形成したパターン画像を読み取り、第１の読み取り結果（画像濃度やドット径）を取得する。

（ステップＳ２１）
制御部９０（駆動条件変更部）は、取得された第１の読み取り結果（画像濃度やドット径）に基づいて、ヘッド５５の駆動条件（圧電素子５８の駆動電圧）を調整する。

（ステップＳ２２）
制御部９０（判定部）は、調整された圧電素子５８の駆動電圧が所定電圧未満かどうかを確認する。例えば、図６に示したように、調整された圧電素子５８の駆動電圧が、所定電圧である電圧上限未満であるかどうかを確認する。

調整された圧電素子５８の駆動電圧が所定電圧未満である場合（ＹＥＳ）、ヘッド５５は寿命ではないと判定できるので、一連の手順を終了する。一方、調整された圧電素子５８の駆動電圧が所定電圧未満でない場合（ＮＯ）、つまり、当該駆動電圧が所定電圧以上である場合、ヘッド５５が寿命であると判定できるので、ステップＳ２３へ進む。

（ステップＳ２３）
制御部９０は、ヘッド５５の交換をメッセージや音で操作表示部７０に報知させて、一連の手順を終了する。ヘッド５５の交換の報知を受けて、作業者は、ヘッド５５の交換作業を行うことになる。

以上説明したように、本実施の形態において、インクジェットプリンタ１００は、状態変化推定部と判定部とを備える。状態変化推定部は、ヘッド５５の駆動条件が所定条件を満たす場合、サブタンク５２におけるゲルインクの状態変化の発生を推定し、また、判定部は、状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、ヘッド５５が寿命に達したか否かを判定する。

また、本実施形態において、状態変化推定部は、ヘッド５５の使用履歴に基づいて、ゲルインクの状態変化の発生を推定する。

このように構成した本実施の形態によれば、圧電素子５８の最適電圧が電圧上限を超えていても、ヘッド５５の使用履歴に基づき、ゲルインクのゲル成分の濃度変化が発生しているかどうかを判定した上で、ヘッド５５の寿命を判定する。

特許文献１に示すような従来のインクジェット画像形成装置では、ゲルインクの状態変化を考慮していないので、ヘッド５５の寿命を誤ることがあった。これに対して、本実施の形態では、ゲルインクの状態変化（ゲル成分の濃度変化）を考慮して、ヘッド５５の寿命を判定するので、ヘッド５５の寿命を精度よく判定することができる。その結果、ヘッド５５の交換タイミングを適切に報知することができ、不必要に新しいヘッド５５に交換することがなくなり、コストの増大を防止することができる。

＜変形例１＞
本変形例のインクジェットプリンタ１００について、図１及び図２を参照して説明を行う。本変形例のインクジェットプリンタ１００は、上記の実施の形態で説明した構成に加えて、図１及び図２中に長点線で示すように、加熱部１１０を更に備える。

加熱部１１０は、記録媒体Ｍの搬送方向Ｔにおける画像形成部５０の上流側に配置され、搬送ベルト１１により搬送される記録媒体Ｍを所定温度に加熱する。加熱部１１０は、制御部９０に接続され（図２参照）、制御部９０に制御される。

例えば、加熱部１１０は、赤外線ヒーター等を有し、制御部９０から供給される制御信号に基づいて、赤外線ヒーターに電力が供給されることにより、赤外線ヒーターを発熱させて、記録媒体Ｍを所定温度に加熱する。所定温度は、本変形例では、ゲルインクのゲル成分の相転移温度以上の温度である。

なお、ここでは、搬送ベルト１１の上面側に加熱部１１０を配置しているが、当該加熱部１１０に代えて（又は、加えて）、搬送ベルト１１の下面側に加熱部を設け、搬送ベルト１１を加熱して、記録媒体Ｍを加熱するようにしてもよい。

本変形例のインクジェットプリンタ１００で実施するヘッド５５の寿命判定方法について、図８を参照して説明を行う。図８は、図７に示した寿命判定方法の変形例である本変形例を説明するフローチャートである。

本変形例の寿命判定方法は、ステップＳ１７以外は、図７に示した寿命判定方法と同じである。そのため、図８においては、同じ手順であるステップＳ１１～Ｓ１６及びステップＳ１８～Ｓ２３の記載は省略する。また、ここでは、説明が重複するので、同じ手順であるステップＳ１１～Ｓ１６及びステップＳ１８～Ｓ２３の説明も省略する。

図７に示したステップＳ１７では、上述したように、制御部９０（状態変化推定部）が、ヘッド５５の使用履歴に関する数値が所定数値以上かどうかを確認することで、ゲルインクの状態変化の発生を推定している。

一方、本変形例では、制御部９０（状態変化推定部）は、ゲル成分の相転移温度以上の温度に加熱された記録媒体Ｍに形成されたパターン画像の第２の読み取り結果に基づいて、ゲルインクの状態変化の発生を推定するようにしている。本変形例において、ゲルインクの状態変化の発生を推定することについて、図８に示すステップＳ１７－１～Ｓ１７－４を参照して、以下に説明する。図８に示す寿命判定方法も、コンピューターである制御部９０において、寿命判定プログラムとして実行される。

（ステップＳ１７－１）
上記のステップＳ１６において、調整された圧電素子５８の駆動電圧が所定電圧以上である場合、制御部９０は、加熱部１１０を制御して、記録媒体Ｍをゲル成分の相転移温度以上の温度に加熱する。

（ステップＳ１７－２）
制御部９０は、画像形成部５０を制御し、ヘッド５５により記録媒体Ｍにパターン画像を形成させる。パターン画像としては、上述したように、ドットパターンが用いられる。

（ステップＳ１７－３）
制御部９０は、読み取り部６０を用いて、記録媒体Ｍに形成したパターン画像を読み取り、第２の読み取り結果を取得する。

（ステップＳ１７－４）
制御部９０（判定部）は、第２の読み取り結果に関する数値が所定数値以上かどうかを確認する。本変形例では、第２の読み取り結果に関する数値は、例えば、所定の駆動条件でゲルインクを吐出したときのゲルインクの液滴のドット径である。

ここで、第２の読み取り結果に関する数値について、ゲルインクの液滴のドット径を例に取って、図９を参照して説明する。図９は、適正濃度のゲル成分を含むゲルインクと高濃度のゲル成分を含むゲルインクとについて、室温の記録媒体Ｍ上と相転移温度以上の温度の記録媒体Ｍ上とに対してヘッド５５から吐出されるゲルインクの液滴を説明する図である。

所定の駆動条件で記録媒体Ｍにゲルインクを吐出する場合、吐出されたゲルインクの液滴のドット径は、ゲルインクのゲル成分の濃度や記録媒体Ｍの温度等により変化する。

ゲルインクのゲル成分の濃度が適正濃度であり、記録媒体Ｍの温度が室温である場合において、所定の駆動条件でゲルインクを吐出したときのゲルインクの液滴Ｄ１１のドット径をｄ１１とする。また、ゲルインクのゲル成分の濃度が適正濃度であり、記録媒体Ｍの温度がゲル成分の相転移温度以上の温度である場合において、所定の駆動条件でゲルインクを吐出したときのゲルインクの液滴Ｄ１２のドット径をｄ１２とする。

記録媒体Ｍの温度がゲル成分の相転移温度以上の温度である場合、ゲルインクの液滴Ｄ１２は、ゲル成分が入っていないインクの場合と同等のドット径まで拡大する。つまり、液滴Ｄ１２のドット径ｄ１２は、液滴Ｄ１１のドット径ｄ１１より大きくなる。

また、ゲルインクのゲル成分の濃度が高濃度（＞適正濃度）であり、記録媒体Ｍの温度が室温である場合において、所定の駆動条件でゲルインクを吐出したときのゲルインクの液滴Ｄ１３のドット径をｄ１３とする。また、ゲルインクのゲル成分の濃度が高濃度であり、記録媒体Ｍの温度がゲル成分の相転移温度以上の温度である場合において、所定の駆動条件でゲルインクを吐出したときのゲルインクの液滴Ｄ１４のドット径をｄ１４とする。

ゲルインクのゲル成分の濃度が高濃度である場合、ゲルインクのゲル成分の濃度が適正濃度である場合と比較して、ピニング性が増大することにより、ゲルインクの液滴Ｄ１３のドット径ｄ１３は、上記のゲルインクの液滴Ｄ１１のドット径ｄ１１まで拡大しない。つまり、液滴Ｄ１３のドット径ｄ１３は、液滴Ｄ１１のドット径ｄ１１より小さくなる。

そして、ゲルインクのゲル成分の濃度が高濃度である場合においても、記録媒体Ｍの温度がゲル成分の相転移温度以上の温度である場合には、ゲルインクの液滴Ｄ１４は、ゲル成分が入っていないインクの場合と同等のドット径まで拡大する。つまり、液滴Ｄ１４のドット径ｄ１４は、液滴Ｄ１３のドット径ｄ１３より大きく、また、液滴Ｄ１１のドット径ｄ１１より大きくなる。

一方で、ヘッド５５が劣化（圧電素子５８が劣化）している場合には、所定の駆動条件でゲルインクを吐出しても、実際の吐出量が小さくなっている。そのため、記録媒体Ｍの温度がゲル成分の相転移温度以上の温度である場合でも、吐出されるゲルインクの液滴のドット径は、図９に示す液滴Ｄ１２、Ｄ１４のように大きくならない。本変形例では、この点に着目し、ステップＳ１７－３で取得されたパターン画像のドット径を、例えば、液滴Ｄ１１のドット径ｄ１１等と比較することにより、ゲルインクの状態変化の発生を推定するようにしている。具体的には、ステップＳ１７－３で取得されたパターン画像のドット径が、液滴Ｄ１１のドット径ｄ１１以上であれば、ゲルインクの状態変化（ゲル成分の濃度の高濃度化）の発生を推定することができる。

従って、ゲルインクのゲル成分の濃度が適正濃度であり、記録媒体Ｍの温度が室温である場合において、所定の吐出量のゲルインクを吐出したときのゲルインクの液滴Ｄ１１のドット径ｄ１１を予め測定しておく。そして、測定したドット径ｄ１１を所定数値として、記憶部９４に記憶しておく。

なお、異なる吐出量のゲルインクを吐出したときのゲルインクの液滴Ｄ１１のドット径ｄ１１を予め測定しておき、吐出量とドット径ｄ１１の対応関係をテーブルとして記憶部９４に記憶しておいてもよい。

そして、上述したステップＳ１７－４において、第２の読み取り結果に関する数値が所定数値以上かどうかを確認するとき、制御部９０は、ステップＳ１７－３で取得されたパターン画像のドット径と記憶部９４に記憶したドット径ｄ１１とを比較する。制御部９０は、ステップＳ１７－３で取得されたパターン画像のドット径が、記憶部９４に記憶したドット径ｄ１１以上かどうかを確認する。

そして、制御部９０は、ステップＳ１７－３で取得されたパターン画像のドット径が、記憶部９４に記憶したドット径ｄ１１以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１８へ進む。つまり、ゲルインクのゲル成分の濃度に起因して、上記の駆動電圧が所定電圧以上となった可能性があるので、ステップＳ１８へ進む。一方、ステップＳ１７－３で取得されたパターン画像のドット径が、記憶部９４に記憶したドット径ｄ１１以上でない場合（ＮＯ）、ヘッド５５が寿命であると判定できるので、ステップＳ２３へ進む。

このように、制御部９０は、ステップＳ１７－３で取得されたパターン画像のドット径が、記憶部９４に記憶したドット径ｄ１１以上であるかどうかを確認することで、ゲルインクの状態変化の発生を推定している。ゲルインクの状態変化の発生を推定することは、キャリッジ５１内におけるゲルインクの異常を検知することになり、その場合にも、上述したステップＳ１８を実施して、キャリッジ５１内のゲルインクをリフレッシュ（リセット）する。

なお、ここでは、第２の読み取り結果に関する数値として、ゲルインクの液滴のドット径を例に取って説明を行ったが、第２の読み取り結果に関する数値としては、画像濃度を用いてもよい。第２の読み取り結果に関する数値として、画像濃度を用いる場合でも、ドット径の場合と同様にして、ゲルインクの状態変化の発生を推定することが可能である。

以上説明したように、本変形例において、状態変化推定部は、ゲルインクの相転移温度以上の温度に加熱された記録媒体Ｍに対してヘッド５５により形成されたパターン画像の第２の読み取り結果に基づいて、ゲルインクの状態変化の発生を推定する。

このように構成した本変形例によれば、圧電素子５８の最適電圧が電圧上限を超えていても、パターン画像の第２の読み取り結果に基づき、ゲルインクのゲル成分の濃度変化が発生しているかどうかを判定した上で、ヘッド５５の寿命を判定する。このように、ゲルインクの状態変化（ゲル成分の濃度変化）を考慮して、ヘッド５５の寿命を判定するので、ヘッド５５の寿命を精度よく判定することができる。その結果、ヘッド５５の交換タイミングを適切に報知することができ、不必要に新しいヘッド５５に交換することがなくなり、コストの増大を防止することができる。

上記実施の形態では、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその要旨、又は、その主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０ 搬送部
１１ 搬送ベルト
１１ａ 搬送面
１２ 駆動ローラー
１３ 従動ローラー
２０ 供給部
２１ 供給積載部
２２ 供給搬送部
３０ 排出部
３１ 排出積載部
３２ 排出搬送部
４０ インク供給部
４１ メインタンク
４２ 流路
５０ 画像形成部
５１ キャリッジ
５２ サブタンク
５３ａ、５３ｂ 流路
５４ ヘッド駆動部
５５ インクジェットヘッド
５６ マニホールド
５７ 圧力室
５８ 圧電素子
５９ ノズル
６０ 読み取り部
７０ 操作表示部
８０ 入出力インターフェース
９０ 制御部
１００ インクジェットプリンタ
１１０ 加熱部
２００ 外部装置

Claims (16)

1. 相転移インクを貯蔵する貯蔵部を有し、前記相転移インクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドにより形成されたパターン画像の第１の読み取り結果に基づいて、前記相転移インクを吐出する場合における前記インクジェットヘッドの駆動条件を変更する駆動条件変更部と、
   変更された前記駆動条件が所定条件を満たす場合、前記貯蔵部内における前記相転移インクの状態変化の発生を推定する状態変化推定部と、
   前記状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、前記インクジェットヘッドが寿命に達したか否かを判定する判定部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記状態変化推定部は、前記インクジェットヘッドの使用履歴に基づいて、前記相転移インクの状態変化の発生を推定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記使用履歴は、前記インクジェットヘッドの使用期間である、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記使用履歴は、前記インクジェットヘッドによるインクの吐出回数である、
   請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記状態変化推定部は、前記相転移インクの相転移温度以上の温度に加熱された前記記録媒体に対して前記インクジェットヘッドにより形成されたパターン画像の第２の読み取り結果に基づいて、前記相転移インクの状態変化の発生を推定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記状態変化推定部は、前記使用履歴に関する数値が所定数値未満の場合、前記相転移インクの状態変化が発生したと推定する、
   請求項２から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記状態変化推定部は、前記第２の読み取り結果に関する数値が所定数値以上の場合、前記相転移インクの状態変化が発生したと推定する、
   請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記パターン画像は、ドットパターンで形成される、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記読み取り結果は、前記パターン画像の濃度である、
   請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記読み取り結果は、前記パターン画像を構成する前記相転移インクのドット径である、
    請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記駆動条件変更部は、前記第１の読み取り結果に基づいて、前記インクジェットヘッドにより形成される前記パターン画像が基準のパターン画像となるように、前記駆動条件を変更する、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記インクジェットヘッドは、前記相転移インクを吐出するノズルと、印加された駆動電圧に応じて変形し、前記ノズルに供給される前記相転移インクに対して圧力変化を与える圧電素子と、を有し、
    前記駆動条件は、前記圧電素子に印加される前記駆動電圧である、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記所定条件は、前記駆動電圧が所定電圧以上である、
    請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記インクジェットヘッドが寿命に達していないと判定された場合、前記貯蔵部に貯蔵されている前記相転移インクを前記ノズルから吐出する吐き捨て動作を行うよう前記インクジェットヘッドを制御する制御部を備える、
    請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
15. 相転移インクを貯蔵する貯蔵部を有するインクジェットヘッドから前記相転移インクを吐出して記録媒体にパターン画像を形成し、
    形成された前記パターン画像の第１の読み取り結果に基づいて、前記相転移インクを吐出する場合における前記インクジェットヘッドの駆動条件を変更し、
    変更された前記駆動条件が所定条件を満たす場合、前記貯蔵部内における前記相転移インクの状態変化の発生を推定し、
    前記状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、前記インクジェットヘッドが寿命に達したか否かを判定する、
    寿命判定方法。
16. コンピューターに、
    相転移インクを貯蔵する貯蔵部を有するインクジェットヘッドから前記相転移インクを吐出して記録媒体にパターン画像を形成する処理と、
    形成された前記パターン画像の第１の読み取り結果に基づいて、前記相転移インクを吐出する場合における前記インクジェットヘッドの駆動条件を変更する処理と、
    変更された前記駆動条件が所定条件を満たす場合、前記貯蔵部内における前記相転移インクの状態変化の発生を推定する処理と、
    前記状態変化の発生が推定されたか否かに応じて、前記インクジェットヘッドが寿命に達したか否かを判定する処理と、
    を実行させる寿命判定プログラム。

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