JP3184648B2 - インクジェット記録装置およびその装置の回復処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録ヘッドから被記録
材に対しインクを吐出させて記録を行うインクジェット
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記
録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板
等の被記録材上にドットパターンからなる画像を記録し
ていくように構成されている。

【０００３】前記記録装置は、記録方式により、インク
ジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービ
ーム式等に分けることができ、そのうちのインクジェッ
ト式（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドの吐出
口からインク（記録液）滴を吐出飛しょうさせ、これを
被記録材に付着させて記録するように構成されている。

【０００４】近年、数多くの記録装置が使用されるよう
になり、これらの記録装置に対して、高速記録、高解像
度、高画像品質、低騒音などが要求されている。このよ
うな要求に応える記録装置として、前記インクジェット
記録装置を挙げることができる。このインクジェット記
録装置では、記録ヘッドからインクを吐出させて記録を
行う為に非接触で印字が可能であり、このために非常に
安定した記録画像を得ることができる。

【０００５】このようなインクジェット記録装置ではイ
ンクを安定して吐出させるため以下のような場合に記録
ヘッドからインクを吸引する操作（吸引回復）が必要と
なっていた。

【０００６】１．インク吐出によって発生する微小気泡
が原因で吐出不良が発生する場合 ２．インクの乾燥による増粘で吐出不良が発生する場合 ３．外界からの気泡混入で吐出部近傍にインクが無くな
り吐出不能になる場合 ４．長期間放置されてインクが固化し吐出不能になる場
合 一般には、これらの吸引回復時には１、２、３、４の順
に強い吸引回復を行う必要があることが知られており、
１の場合と比較して２の場合には吸引負圧、３の場合に
は吸引量、４の場合には吸引負圧／吸引量と負圧保持時
間をそれぞれ大きくするような回復操作が必要であっ
た。そのためインクジェット記録装置には、吸引回復の
強さを変えた複数の回復モードを持ち、これを予防的に
実行したり、不良が起きた場合にユーザに選択的に実行
させるような手段を設けることが行われてきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような吸
引回復の自動実行／選択実行いずれの場合にも無駄にイ
ンクを吸引消費する割合が高く、ランニングコストが高
くついたり、吸引した廃インクをインクジェット記録装
置本体内に保持するようなタイプの場合には本体容積の
増大、コスト増大を招くという問題があった。

【０００８】また記録ヘッドのインクの流路内に複数の
フィルター部等を設ける事で、ノズル先端のメニスカス
がやぶれてノズル内のインクが無くなり、共通液室内に
空気が侵入し、いわゆるインク落ち状態になった場合
に、フィルター部にメニスカスを形成させてインクがイ
ンクタンクの方まで引き戻されるのを防止させるタイプ
の記録ヘッドが考案されている。この様なタイプのもの
にあっては通常はノズルに近い（第１フィルター）フィ
ルターまでの内容積より少し大きい容積で吸引回復を行
えばインク落ちしたインクをノズルまで吸い上げること
が可能となり吸引量を抑制する効果が考えられるが、長
期放置や機械振動によりメニスカスのインクの後退防止
効果が失われてしまうことが有り、そのような場合、確
実な回復が行えず、操作者によって再度回復操作を行わ
なければならないという事態が発生する。

【０００９】このように、従来のインクジェット記録装
置においては、発生した印字不良に対して適切かつ確実
な吸引回復をユーザーに負担をかけることなく実行する
事が困難であり、そのため、無駄なインク消費が行わ
れ、ランニングコスト増大、本体コスト増大、本体サイ
ズ増大等の不具合の発生を防止する事が困難であった。

【００１０】本発明は、前述の問題を解決するためにな
されたものであり、確実な回復性能と廃インクの低減の
両立を可能とす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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、インクを吐出するための吐出口と該吐出口へイン
クを供給する供給路を有する記録ヘッドから記録媒体に
対してインクを吐出して記録を行うインクジェット記録
装置であって、前記記録ヘッドの前記吐出口からインク
を吸引して前記吐出口からインクを排出させる、前記記
録ヘッドのインク吐出回復処理を行うための吸引回復手
段と、前記記録ヘッド内にある前記供給路内のインク充
填状態の程度に関する情報を取得するための取得手段と
を有し、前記取得手段により取得された前記インク充填
状態の程度に関する情報が第１の程度を示す情報である
とき、前記吸引回復動作によるインク吸引量を第１の量
とし、前記取得手段により取得された前記インク充填状
態の程度に関する情報が前記第１の程度よりインクの充
填状態が少ない第２の程度を示す情報であるとき、前記
吸引回復動作によるインク吸引量を前記第１の量より多
い第２の量とすることを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明は、インクを吐出するための
吐出口と該吐出口へインクを供給する供給路を有する記
録ヘッドから記録媒体に対してインクを吐出して記録を
行うインクジェット記録装置の回復処理を行う方法であ
って、前記記録ヘッドの前記吐出口からインクを吸引し
て前記吐出口からインクを排出させる前記記録ヘッドの
インク吐出回復処理を行うための吸引回復工程と、前記
記録ヘッド内にある前記供給路内のインク充填状態の程
度に関する情報を取得するための取得工程とを有し、前
記取得工程において取得された前記インク充填状態の程
度に関する情報が第１の程度を示す情報であるとき、前
記吸引回復動作によるインク吸引量を第１の量とし、前
記取得工程において取得された前記インク充填状態の程
度に関する情報が前記第１の程度よりインクの充填状態
が少ない第２の程度を示す情報であるとき、前記吸引回
復動作によるインク吸引量を前記第１の量より多い第２
の量とすることを特徴とするものである。

【００１３】ここで前記吸引条件は、例えば吸引量、吸
引圧および吸引負圧保持時間の少なくとも一つである。

【００１４】本発明によれば、記録ヘッド内にある供給
路内のインク充填状態の程度に関する情報を取得し、取
得されたインク充填状態の程度に関する情報が第１の程
度を示す情報であるとき、吸引回復動作によるインク吸
引量を第１の量とし、取得されたインク充填状態の程度
に関する情報が前記第１の程度よりインクの充填状態が
少ない第２の程度を示す情報であるとき、吸引回復動作
によるインク吸引量を前記第１の量より多い第２の量と
することで、最適な吸引量（過不足のない吸引量）にて
吸引動作を行う。

【００１５】本願第２の発明によれば、第１の吸引条件
で行われる吸引回復手段による第１の吸引回復動作後
に、取得されたインク充填状態の程度に関する情報に応
じた第２の吸引条件で吸引回復手段に対して第２の吸引
回復動作を行わせる。具体的には、第２の吸引条件で行
われる第２の吸引回復動作による吸引量は、第１の吸引
条件で行われる第１の吸引回復動動作による吸引量以上
であり、また、第２の吸引条件で行われる第２の吸引回
復動作では、インク充填状態の程度に関する情報が第１
の程度を示す情報であるとき、吸引回復動作によるイン
ク吸引量を第１の量とし、インク充填状態の程度に関す
る情報が第１の程度よりインクの充填状態が少ない第２
の程度を示す情報であるとき、吸引回復動作によるイン
ク吸引量を前記第１の量より多い第２の量とする。

【００１６】したがって、確実な回復性能を有するとと
もに吸引回復に伴う廃インク量を低減可能なインクジェ
ット記録装置が提供される。

【００１７】

【実施例】

〔第１の発明の実施例〕以下、第１の発明のインクジェ
ット記録装置に係る実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。

【００１８】（１−１）装置本体の概略説明 図１は、本発明が適用されるインクジェット記録装置Ｉ
ＪＲＡの概観図である。同図において、駆動モータ５０
１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１、５
００９を介して回転するリードスクリュー５００４の螺
旋溝５００５に対して係合するキャリッジＨＣはピン
（不図示）を有し、矢印ａ、ｂ方向に往復移動される。
このキャリッジＨＣには、インクジェットカートリッジ
ＩＪＣが搭載されている。５００２は紙押え板であり、
キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン５０００に
対して押圧する。５００７、５００８はフォトカプラ
で、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確
認して、モータ５０１３の回転方向切換等を行うための
ホームポジション検知手段である。５０１６は記録ヘッ
ドの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持す
る部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手
段でキャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引
回復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０
１９はこのブレードを前後方向に移動可能にするための
部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支持されて
いる。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニング
ブレードが本例に適用できることはいうまでもない。
又、５０２１は吸引回復の吸引を開始するためのレバー
で、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って
移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切換等の公
知の伝達手段で移動制御される。

【００１９】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきた
ときにリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、所定のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本実施例には種々の変形が適用できる。

【００２０】（１−２）インクジェットカートリッジの
説明 図２は本発明が適用される記録ヘッドとインクタンクが
一体となったディスポーザブルタイプのインクジェット
カートリッジである。この図に於いて２０１はアルミで
出来たベースプレートであり、２０２は２０１のアルミ
ベースプレート上に接着により貼り付けられたヒーター
ボード上に半導体プロセスにより作られた吐出用のヒー
ターである。２０３はそのヒーター上に圧接された溝付
き天板であり、これは精密なモールディングによりポリ
サルホン等のプラスチック材料で成形されたものであ
る。

【００２１】２０４はフェイス面であり溝付き天板２０
３と同時に一体で成形されたものであり、２０５は２０
３の溝付き天板で成形された溝（ノズル部）のうちの一
つを示している。２０６は２０３の溝付き天板にあけら
れた吐出口である。２０７は２０５の溝が連通している
共通液室であり、インクを各ノズルに供給する役割を果
たしている。２０８は第１のインク供給路であり２１３
のインクタンクから供給されるインクを２０７の共通液
室に供給する役割を果たす。

【００２２】２０９は２０１のアルミベースプレート上
に貼り付けられたプリント回路基板であり、ヒーター２
０２に電気信号を伝えるためのコンタクト部を持つ。こ
のコンタクト部に本体装置からの電気信号が伝えられ印
字が行われる。プリント回路基板２０９上にあるコンタ
クト部は吐出ヒーター２０２のあるヒーターボードとワ
イヤーボンディング（不図示）で結ばれている。２１０
はインク供給路２０８の端部に熱溶着されたフィルター
（第１フィルター）である。２１１は２１３のタンク内
にやはり圧接されたフィルター（第２フィルター）であ
る。

【００２３】２１２は第１フィルター２１０と第２フィ
ルター２１１で挟まれた部分に形成され、インク供給路
２０８に直列につながる第２のインク流路である。２１
４はインクを貯蔵するためのウレタンフォームであり同
時に記録ヘッドに対して負圧を発生させるための負圧発
生源となっている。２１５は大気連通口である。

【００２４】ここで従来のインクジェットカートリッジ
においては、図１５に示すように２１０の第１フィルタ
ーまで形成されている。

【００２５】一方、本発明においては、図２に示すよう
にさらに第２フィルター２１１を設けるとともに第２フ
ィルター２１１のフィルター径を大きくして高速印字時
にインクの流体抵抗がフィルター部で異常に高くならな
いように構成している。

【００２６】（１−３）記録装置制御構成の説明 次に、上述した装置構成とインクジェットカートリッジ
の各部の記録制御を実行するための制御構成について、
図３に示すブロック図を参照して説明する。制御回路を
示す同図において、１０は記録信号を入力するインター
フェース、１１はＭＰＵ、１２はＭＰＵ１１が実行する
制御プログラムを格納するプログラムＲＯＭ、１３は各
種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記録デー
タ等）を保存しておくダイナミック型のＲＡＭである。
１４は記録ヘッド１８に対する記録データの供給制御を
行うゲートアレイであり、インターフェース１０、ＭＰ
Ｕ１１、ＲＡＭ１３間のデータの転送制御も行う。２０
は記録ヘッド１８を搬送するためのキャリアモータ、１
９は記録用紙搬送のための搬送モータである。１５はヘ
ッドを駆動するヘッドドライバ、１６、１７は夫々搬送
モータ１９、キャリアモータ２０を駆動するモータドラ
イバである。

【００２７】図４は、図３の各部の詳細を示す回路図で
ある。ゲートアレイ１４は、データラッチ１４１、セグ
メント（ＳＥＧ）シフトレジスタ１４２、マルチプレク
サ（ＭＰＸ）１４３、コモン（ＣＯＭ）タイミング発生
回路１４４、デコーダ１４５を有する。記録ヘッド１８
は、ダイオードマトリックス構成を取っており、コモン
信号ＣＯＭとセグメント信号ＳＥＧが一致したところの
吐出用ヒータ（Ｈ１からＨ６４）に駆動電流が流れ、こ
れによりインクが加熱され吐出する。

【００２８】上記デコーダ１４５は、上記コモンタイミ
ング発生回路１４４が発生したタイミングをデコードし
て、コモン信号ＣＯＭ１〜８のいずれか１つを選択す
る。データラッチ１４１はＲＡＭ１３から読み出された
記録データを８ビット単位でラッチし、この記録データ
をマルチプレクサ１４３はセグメントシフトレジスタ１
４２に従い、セグメント信号ＳＥＧ１〜８として出力す
る。マルチプレクサ１４３からの出力は、後述するよう
に１ビット単位、２ビット単位、または８ビット全てな
ど、シフトレジスタ１４２の内容によって種々変更する
ことができる。

【００２９】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース１０に記録信号が入るとゲートアレイ１４と
ＭＰＵ１１との間で記録信号がプリント用の記録データ
に変換される。そして、モータドライバ１６、１７が駆
動されるとともに、ヘッドドライバ１５に送られた記録
データに従って記録ヘッドが駆動され、印字が行われ
る。

【００３０】（１−４）吸引回復系動作の説明 図５は代表的な回復系に用いられる吸引ポンプの断面図
と動きを示したものである。同図においてまず吸引動作
前、ポンプ内のピストン５２はピストン軸５３とともに
シリンダー５０内の上支点であるＡの位置にある。次に
ピストン軸５３が下支点Ｃの側に動いていく時に移動し
た距離の分だけシリンダー内が負圧になる。次にＢの地
点をピストン５２が通過するときにキャップ５４側に急
激にピーク圧力となった負圧が図６の様に作用する。そ
の後、ピストン５２がＣの位置に移動しながらシリンダ
ー５０内へのインクの流入は負圧がインクの流入により
解消されるまで続く。

【００３１】この構成の吸引ポンプの利点としてはピー
ク圧力を非常に高く発生させることが可能で固着や記録
ヘッド内の気泡等を圧力の低いポンプに比較して非常に
効率よく除去出来ることにある。

【００３２】次に負圧が解消された時点でシリンダー５
０内に溜まったインクの排出動作に移る。ピストン軸５
３が上支点側Ａの方へゆっくりと引き戻されるとシール
面５１が開いてシリンダー５０内に溜まっていたインク
が廃インク吸収パッドの方へ排出される。実際には更に
キャップ５４から記録ヘッドがはずれて大気に解放され
ている状態でピストン軸５３を往復させ（空吸引動
作）、シリンダー内やキャップ内に残っているインクを
完全に排出させる動作を行う。

【００３３】このような吸引ポンプとキャップを使用し
た吸引回復手段では、吸引量に関してはピストン軸のス
トローク、吸引圧に関してはキャップの記録ヘッドへの
侵入量、負圧保持時間に関してはピストン軸の停止時間
をそれぞれ変えることで吸引条件を変える制御が可能で
ある。

【００３４】（１−５）インク吐出不良検出手段の説明 本実施例に用いるインク吐出不良検出手段について説明
する。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明実施例に好適な記録
ヘッドの駆動部付近の模式的平面図及びその模式部分拡
大図である。

【００３５】図６（Ａ）、（Ｂ）でわかるように、多数
の熱エネルギー変換素子としての電気熱変換体が配列さ
れた領域３（以下、単に吐出ヒータ部という）の延長上
の両端に対して少なくとも一部が存在するように温度セ
ンサ２が配置されている。このセンサ２は、基板表面上
に設けられているのではなく、基板１自体に組みこまれ
ている。

【００３６】４は端子であり、ワイヤボンディング等に
より外部の電気配線と接続される。温度センサ２は、吐
出ヒータ部３等と同じ成膜プロセスにより吐出ヒータ部
３の近傍に形成してある。図６（Ｂ）は図６（Ａ）にお
けるセンサ２を含む部分Ｂの模式的拡大図であり、５及
び６は、それぞれ、吐出ヒータ及び配線である。温度セ
ンサ２は、吐出ヒータや配線等の他の部分と同様に、半
導体素子形成時の成膜プロセスと同様の成膜プロセスに
よって形成されているため、極めて高精度であり、他の
部分の構成材量として用いられているアルミニウム、チ
タン、タンタル等、温度に応じて導電率が変化する材料
を用いて作成される。

【００３７】また、図示した温度センサ２は配線等の影
響を少なくするために、蛇行形状をしており温度センサ
２の出力は端子４を介して取り出すことができる。

【００３８】図７は図６（Ａ）、（Ｂ）に示される温度
センサ２の出力を用いた温度検出部の１例を示す。

【００３９】図のように、温度センサ２には分圧抵抗７
および電圧端子２８が接続され、温度センサ２の抵抗変
化は電圧変換される。電圧変換された出力はコンパレー
タ９により基準電源１０と比較され、図３に示すゲート
アレイを介してＭＰＵ１１に入力される。即ち基板の温
度がある設定値より上か下かをＭＰＵ１１が判断できる
訳である。基板１の温度センサ２における温度変化は、
図８に示すように変化する。即ち、インクの正常吐出時
には、曲線１２のように過渡的に変化し、ある温度で定
常状態に達するが、インク吐出部近傍にインクが無くな
ったり、インク目詰まり等によってインク吐出不良状態
が生じると、熱量が蓄積して温度が急激に上昇を始め
る。曲線１３はインク吐出不良状態の温度変化を示して
いる。

【００４０】従って、温度Ｔ₀でコンパレータ９の出力
が反転するように基準電圧Ｖ₀を設定すると、ヒータボ
ード１の温度がＴ₀を越えたときにＭＰＵ１１にこれが
通知され、それによってインク吐出不良発生と判断する
ことができ、インク吐出不良の検出が行われる。このイ
ンク吐出不良検出のシーケンスを図９のフローチャート
に示す。

【００４１】（第１実施例）図１２に制御手段としての
ＭＰＵ１１により実行される第１実施例の吸引回復のフ
ローチャートを示す。

【００４２】ユーザの指示、あるいは自動で吸引回復命
令がＭＰＵ１１に与えられると、回復条件制御手段がキ
ャリッジ駆動制御装置、搬送系制御装置を駆動し、予め
決められた第１の吸引条件（吸引量／吸引負圧／負圧保
持時間）で第１吸引回復を行う（ステップＳ１）。吸引
後は記録ヘッドフェイス面に残留したインクを除去する
ためにクリーニングブレード５０１７によりワイピング
を行い（ステップＳ２）、更にノズル内に入った不要イ
ンクを除去するため予備吐出を行う（ステップＳ３）。
その後、前述のインク吐出不良検出手段により印字不良
検出が実行される（ステップＳ４）。その結果印字不良
が無いと判断された場合には（ステップＳ５でＮｏ）、
吸引回復を終了しスタンバイ状態となる。一方、印字不
良が検出された場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、検出信
号が回復条件制御手段に送られ、回復条件制御手段はキ
ャリッジ駆動制御装置、搬送系制御装置を予め決められ
た第１吸引回復条件とは異なる第２の吸引回復条件で駆
動し、第２吸引回復を行う（ステップＳ６）。その後ワ
イピング（ステップＳ７）、予備吐出（ステップＳ８）
を行って吸引回復を終了する。

【００４３】前述したような複数のフィルタを有する記
録ヘッドを使用したインクジェット記録装置において本
吸引回復シーケンスを実施する場合、第１吸引回復のイ
ンク吸引量は記録ヘッドの吐出口２０６から第１フィル
ター２１０までのインク供給路の内容積以上、かつ第２
フィルター２１１までの内容積以下とし、第２吸引回復
のインク吸引量は、記録ヘッドの吐出口２０６から第２
フィルター２１１までの内容積より大であるように設定
する。これにより、空気の侵入により第２フィルター２
１１までインクが落ちて大きな吸引回復が必要となる時
以外は第２吸引回復の吸引量で吸引することを行わない
ため、吸引回復により生じる廃インク量を低減すること
ができ、無駄なインク消費がなく、かつ、必要時には確
実に回復性能を発揮するインクジェット記録装置を得る
ことができる。

【００４４】（第２実施例）図１３に、第２吸引回復の
あとに再度印字不良検出を行い、不良が有る場合には第
３吸引回復を行う第２実施例のシーケンスを示すフロー
チャートを示す。

【００４５】この様な吸引回復シーケンスを前述したよ
うな複数のフィルターを有する記録ヘッドを使用したイ
ンクジェット記録装置において実施する場合、第１吸引
回復の吸引量を第１フィルター２１０から第２フィルタ
ー２１１までのインク供給路の内容積以上で、かつ記録
ヘッドの吐出口２０６から第２フィルター２１１までの
インク供給路の内容積以下に設定し、第２吸引回復の吸
引量を記録ヘッドの吐出口２０６から第１フィルター２
１０までのインク供給路の内容積以上で、かつ第２フィ
ルター２１１までの内容積以下に設定し、第３吸引回復
の吸引量を記録ヘッドの吐出口２０６から第２フィルタ
ー２１１までのインク供給路の内容積より大であるよう
に設定する。この場合、吐出口２０６表面のゴミやノズ
ル部２０５内のインク中の気泡等に起因して吐出不良が
生じた場合には、第１吸引回復で十分な回復ができ、か
つ、空気の侵入によりインクが第２フィルター２１１ま
で落ちていた場合にも、少なくとも第１フィルター２１
０までインクを引き上げる事が可能であり、第２吸引回
復によるインク消費量を少なくすることができる。第１
吸引回復、第２吸引回復の両者でインク吐出不良が解消
されないことは極めて少ないため、第３吸引回復が使用
される頻度は少ない。したがって第２実施例により、実
質的に廃インク量を更に低減する事が可能なインクジェ
ット記録装置が提供される。さらに、データ印字前に吐
出不良チェックを行うので、ノズル内にインクがない状
態で吐出ヒーターを駆動する空印字によるヘッドダメー
ジ、データ損失等を防ぐ効果もある。

【００４６】〔第２の発明の実施例〕以下、第２の発明
のインクジェット記録装置に係る実施例について、図面
を参照して詳細に説明する。

【００４７】（２−１）装置本体の概略説明、（２−
２）インクジェットカートリッジの説明、（２−３）記
録装置制御構成の説明、（２−４）吸引回復系動作の説
明は前述の第１の発明と同様であるので説明を省略す
る。

【００４８】（２−５）インク充填状態判定手段の説明 インク充填状態判定手段について以下説明する。

【００４９】記録ヘッドの駆動部近傍に関する図６
（Ａ）、（Ｂ）の説明、及びインク吐出不良検出手段に
関する図７の説明は前述の第１の発明と同様である。

【００５０】基板１のセンサ部における温度変化が、図
８に示すように変化することは前述の通りである。図８
中、曲線１２は吐出正常状態、曲線１３は吐出不良状態
の温度変化を示す。図８において曲線１３は複数本描か
れており、最も左側で立ち上がっている曲線はインク吐
出直後にＴ₀を超え、右側の曲線であるほど遅い時期に
Ｔ₀を越えてインク吐出不良発生が検出される。この差
は、発熱部近傍の熱容量の差に起因し、これは記録ヘッ
ドのインク吐出口近傍の供給路のインク充填状態の程度
の差を強く反映しており、センサ部温度がＴ₀を越す時
期が早いほど、発熱部近傍にインク量が少なく熱容量が
小さくなり昇温程度が激しくなっていると考えられる。
そこで、吐出開始からインク吐出不良発生が検出される
までの時間を計測することでインク充填異常の程度を判
定できる。このインク交換状態判定のシーケンスを示す
フローチャートを図１０に示す。

【００５１】図１０におけるタイマー値評価ステップな
らびにインク充填程度決定ステップでは予め決められた
印字不良検出時間と推定インク充填状態の対応表を基に
インク充填程度を判断する。このような対応表の一例を
図１１に示す。対応表は実際的には実験に基づいて決定
される。

【００５２】（第３実施例）図１４に制御手段としての
ＭＰＵ１１により実行される第３実施例の吸引回復のシ
ーケンスを示すフローチャートを示す。

【００５３】ユーザの指示、あるいは自動で吸引回復命
令がＭＰＵに与えられると、回復条件制御手段がキャリ
ッジ駆動制御装置、搬送系制御装置を予め決められた第
１の吸引条件（吸引量／吸引負圧／負圧保持時間）で吸
引回復を行うよう駆動し第１吸引回復を行う（ステップ
Ｓ２１）吸引後は記録ヘッドフェイス面に残留したイン
クを除去するためにワイピングを行い（ステップＳ２
２）、更にノズル内に入った不要インクを除去するため
予備吐出を行う（ステップＳ２３）。その後、インク充
填状態判定手段により前述したようなインク充填状態が
評価される（ステップＳ２４）。その結果印字状態が正
常（インク充填状態が正常）ならば（ステップＳ２５で
Ｎｏ）、吸引回復を終了しスタンバイ状態となる。一
方、印字不良が検出された場合、インク充填状態判定手
段によって決められたインク充填状態を表す信号が回復
条件制御手段に送られる。インク充填状態信号を受け取
った回復条件制御手段はその信号に応じて予め決められ
た吸引条件を設定し（ステップＳ２６）、キャリッジ駆
動制御装置、搬送系制御装置を駆動して第２吸引回復を
行い（ステップＳ２７）、その後ワイピング（ステップ
Ｓ２８）、予備吐出（ステップＳ２９）を行って吸引回
復を終了する。

【００５４】前述したような複数のフィルターを有する
記録ヘッドを使用したインクジェット記録装置において
本吸引回復シーケンスを実施する場合、第１吸引回復は
ノズル部２０５の容積より若干多めに設定し、第２吸引
回復の吸引量は、インク充填状態に応じて、充填状態３
では第１吸引回復と同じ吸引量、充填状態２では記録ヘ
ッドの吐出口２０６から第１フィルター２１０までのイ
ンク供給路の内容積以上で、かつ第２フィルターまでの
内容積以下、充填状態１では記録ヘッドの吐出口２０６
から第２フィルター２１１までの内容積より大となるよ
うに設定することにより、インク充填程度に応じて過不
足無い吸引回復が可能となり、廃インク量を低減するこ
とができ、かつ、必要時には確実に回復性能を発揮する
インクジェット記録装置を得ることができる。

【００５５】上記実施例中では、吸引回復条件として吸
引量のみを変える場合について説明したが、フィルター
等のメニスカス形成部の保持力が大きく違う場合や、イ
ンクの流抵抗が大きく異なる場合には、吸引負圧や負圧
保持力も変更することにより確実に回復性能を発揮する
インクジェット記録装置を得ることができる。

【００５６】また、記録ヘッドは図２に示すようなイン
クジェットカートリッジに限らず図１６に示すように記
録ヘッド内の吐出口から第１フィルターまでのインク供
給路の容積と第１フィルターから第２フィルターまでの
インク供給路の容積が大きく異なる場合や、記録チップ
とインクタンクをチューブで連結して使用するいわゆる
パーマネントヘッド型においても同様に効果がある。

【００５７】さらに、吸引回復は、ユーザーの指示以外
に、タイマー制御、印字ドット数制御、インクジェット
カートリッジ交換時、本体着荷時等に自動的に行っても
良く、その場合、ユーザーの手間を大幅に抑えつつ廃イ
ンクの低減、信頼性の確保が可能となる。

【００５８】また本実施例中のインク吐出不良検出手
段、インク充填状態判定手段は上記説明のものに限らず
同様の効果を奏する手段であれば使用可能である。

【００５９】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。

【００６０】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。

【００６１】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００６２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成としてもよい。

【００６３】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
とすることもできる。

【００６４】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。

【００６５】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

【００６６】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００６７】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置とすることもで
きる。

【００６８】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。

【００６９】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態してもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。

【００７０】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、上述のようなワードプロセッサやコンピュ
ータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または
別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複
写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置
の形態を採るものであっても良い。

【００７１】

【００７２】

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクの吐出回復を確実に行うことができるとともに吸
引回復に伴う廃インク量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置。

【図２】本発明で主に用いられるインクジェットカート
リッジの断面図。

【図３】本発明の記録装置の制御回路構成のブロック
図。

【図４】制御回路の一部の詳細なブロック図。

【図５】本発明のインクジェット記録装置に用いられる
吸引用ポンプの断面図。

【図６】（Ａ）本発明のインクジェット記録装置に用い
られる記録ヘッド駆動部付近の模式的平面図。 （Ｂ）同模式的部分拡大図。

【図７】本発明で用いられる記録ヘッド温度検出部の回
路図。

【図８】インク吐出時の印字時間とヘッド温度の関係を
示すグラフ。

【図９】本発明で用いられるインク吐出不良検出方法を
示すフローチャート。

【図１０】本発明で用いられるインク充填状態判定方法
を示すフローチャート。

【図１１】本発明の第２実施例で用いられるインクジェ
ットカートリッジの断面図。

【図１２】本第１の発明の第１実施例で用いられる回復
制御のフローチャート。

【図１３】本第１の発明の第２実施例で用いられる回復
制御のフローチャート。

【図１４】本第２の発明の第１実施例で用いられる回復
制御のフローチャート。

【図１５】従来のインクジェットカートリッジの断面
図。

【図１６】本発明で使用される他のインクジェットカー
トリッジの断面図。

【符号の説明】

２ 温度センサ １１ ＭＰＵ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ ５０ シリンダー ５２ ピストン ５３ ピストン軸 ５４ キャップ ５０１５ 吸引手段 ＩＪＣ インクジェットカートリッジ ＩＪＲＡ インクジェット記録装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 喜一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 矢野 健太郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大塚 尚次 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−169239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−115755（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−234669（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−164262（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/18 B41J 2/175 B41J 2/185 B41J 29/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための吐出口と該吐出
   口へインクを供給する供給路を有する記録ヘッドから記
   録媒体に対してインクを吐出して記録を行うインクジェ
   ット記録装置であって、 前記記録ヘッドの前記吐出口からインクを吸引して前記
   吐出口からインクを排出させる、前記記録ヘッドのイン
   ク吐出回復処理を行うための吸引回復手段と、 前記記録ヘッド内にある前記供給路内のインク充填状態
   の程度に関する情報を取得するための取得手段とを有
   し、 前記取得手段により取得された前記インク充填状態の程
   度に関する情報が第１の程度を示す情報であるとき、前
   記吸引回復動作によるインク吸引量を第１の量とし、 前記取得手段により取得された前記インク充填状態の程
   度に関する情報が前記第１の程度よりインクの充填状態
   が少ない第２の程度を示す情報であるとき、前記吸引回
   復動作によるインク吸引量を前記第１の量より多い第２
   の量とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 第１の吸引条件で行われる前記吸引回復
   手段による第１の吸引回復動作後に、前記取得手段によ
   り取得された前記インク充填状態の程度に関する情報に
   応じた第２の吸引条件で前記吸引回復手段に対して第２
   の吸引回復動作を行わせる制御手段を更に備え、 前記第２の吸引条件で行われる前記第２の吸引回復動作
   による吸引量は、前記第１の吸引条件で行われる前記第
   １の吸引回復動動作による吸引量以上であり、 前記第２の吸引条件で行われる前記第２の吸引回復動作
   では、前記取得手段により取得された前記インク充填状
   態の程度に関する情報が第１の程度を示す情報であると
   き、前記吸引回復動作によるインク吸引量を第１の量と
   し、前記取得手段により取得された前記インク充填状態
   の程度に関する情報が前記第１の程度よりインクの充填
   状態が少ない第２の程度を示す情報であるとき、前記吸
   引回復動作によるインク吸引量を前記第１の量より多い
   第２の量とす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. 【請求項３】 前記吸引条件とは、インク吸引量に関す
   る条件の他に、吸引圧に関する条件または吸引負圧保持
   時間に関する条件の少なくとも一つを含むことを特徴と
   する請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
   してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与
   える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体
   を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記記録ヘッドは、前記熱エネルギーを
   用いてインクに状態変化を生起させ、該状態変化に基づ
   いて吐出口からインクを吐出することを特徴とする請求
   項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】インクを吐出するための吐出口と該吐出口
   へインクを供給する供給路を有する記録ヘッドから記録
   媒体に対してインクを吐出して記録を行うインクジェッ
   ト記録装置の回復処理を行う方法であって、 前記記録ヘッドの前記吐出口からインクを吸引して前記
   吐出口からインクを排出させる、前記記録ヘッドのイン
   ク吐出回復処理を行うための吸引回復工程と、 前記記録ヘッド内にある前記供給路内のインク充填状態
   の程度に関する情報を取得するための取得工程とを有
   し、 前記取得工程において取得された前記インク充填状態の
   程度に関する情報が第１の程度を示す情報であるとき、
   前記吸引回復動作によるインク吸引量を第１の量とし、 前記取得工程において取得された前記インク充填状態の
   程度に関する情報が前記第１の程度よりインクの充填状
   態が少ない第２の程度を示す情報であるとき、前記吸引
   回復動作によるインク吸引量を前記第１の量より多い第
   ２の量とすることを特徴とする、インクジェット記録装
   置の回復処理方法。
7. 【請求項７】 第１の吸引条件で行われる前記吸引回復
   工程による第１の吸引回復動作後に、前記取得工程にお
   いて取得された前記インク充填状態の程度に関する情報
   に応じた第２の吸引条件で第２の吸引回復動作を行わせ
   る制御工程を更に備え、 前記第２の吸引条件で行われる前記第２の吸引回復動作
   による吸引量は、前記第１の吸引条件で行われる前記第
   １の吸引回復動動作による吸引量以上であり、前記第２
   の吸引条件で行われる前記第２の吸引回復動作では、前
   記取得工程において取得された前記インク充填状態の程
   度に関する情報が第１の程度を示す情報であるとき、前
   記吸引回復動作によるインク吸引量を第１の量とし、前
   記取得工程において取得された前記インク充填状態の程
   度に関する情報が前記第１の程度よりインクの充填状態
   が少ない第２の程度を示す情報であるとき、前記吸引回
   復動作によるインク吸引量を前記第１の量より多い第２
   の量とすることを特徴とする請求項６に記載のインクジ
   ェット記録装置の回復処理方法。