JPH023324A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくはイ
ンク吐出口を設けてなる記録ヘッドを、インク色あるい
はインク濃度等に対応させて複数有するインクジェット
記録装置において、インク吐出口の目話り防止手段の改
良を図ったものである。

［従来の技術］ インクジェット記録装置は、記録ヘッドに設けられたイ
ンク吐出口からインクを吐出させてインク液滴を形成し
、これを記録材に付着させて記録を行う装置であって、
プリンタ、ファクシミリあるいは複写機などに広く適用
される。

このような装置において、インクを吐出させる方式には
、吐出口近傍に発熱体（電気熱エネルギ変換体）を設け
、この発熱体に電気信号を供給することによりインクを
局所的に加熱して発泡を生ぜしめ、これに伴う圧力変化
によりインクを吐出口から吐出させる方式や、圧電素子
なとの電気機械変換体を設けた方式等かある。

このような記録に際してのみインク吐出を行わせる形態
、すなわちオンデマント型のインクシェツト記録装置は
、記録休止時間か長い場合、インク溶剤の蒸発によりイ
ンクの粘度か増加し記録ヘッドのインク吐出口か目詰り
することかあるので、記録休止時には記録ヘッドの吐出
口表面をキャップで蓋をするキャッピング手段か設けら
れている。

さらに、インクの粘度増加は、冬期なとの低温時にイン
ク温度か低下することによっても生し、その対策として
記録ヘラ］・に温度検出手段と、その温度検出信号に基
ついて記録ヘッドを加熱する加熱手段とを設り、記録ヘ
ッドを所定の温度に保ったり、あるいは所定温度以上に
設定する方法も採られている。

しかしながら、かかる装置ではさらに長期間の記録休止
や低湿環境下において、上記のキャッピングや記録ヘッ
ドの温度制御を行ってもインクの粘度増加が避りられな
いことがあり、従って記録時におけるインクの吐出不良
を防止することか困難である場合が生していた。

このような不都合を解消するために、記録開始前にイン
ク供給系にポンプ手段を設けてインクを加圧し、記録ヘ
ッドの吐出口からキャッピング手段内に増結インク等の
記録に不適のインクを押し出すようにしたり、キャッピ
ング手段を介して記録ヘッドの吐出口からインクを吸引
するようにしたり、あるいはキャビング手段との対向時
に記録ヘッドに電気信号を供給して記録時と同しように
インクを吐出（空吐出）させたりするなとの吐出回復手
段を設けたインクジェット記録装置も提案されている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、このように吐出回復手段を動作させた場
合、特に複数の記録ヘッドを備えたインクジェット記録
装置、例えば多色カラーインクジェット記録装置におい
ては次のような問題点かあった。

すなわち、多色カラーインクジェット記録装置、例えば
シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の記録ヘ
ラ］・を用いるフルカラーインクジェット記録装置にお
いては、記録ヘッドの記録デユーティが単色の装置に較
へて遥かに大きい上に、各色の記録ヘッド間で大幅に記
録デユーティが異なる場合がある。例えば記録画像が大
部分赤色で埋められていると、マゼンタおよびイエロの
記録ヘッドのデユーティはシアンやブラックのそれより
遥かに犬きくなる。従来はこのような場合、記録開始前
あるいは記録中の所定タイミング毎に４色の記録ヘッド
全てに対して記録回復手段を動作させるようにしていた
か、これはインクを浪費させるという経済的な問題があ
り、特にインク色の多いフルカラー記録において問題と
なることがあった。また、廃インク量の増大とそれに伴
う廃インク貯留部材の交換の繁雑さが生じる問題もあっ
た。

本発明は、かかる問題点を解決し、長時間の記録休止後
あるいは低湿環境下の記録においても、記録ヘッドの吐
出口の目詰りを生ずることなく安定なインク吐出を可能
とし、かつインクの浪費を抑制したインクジェット記録
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ そのために、本発明は、複数の記録ヘッドと、複数の記
録ヘッドのそれぞれに対応して設けられた吐出回復手段
と、複数の記録ヘッドのそれぞれの状態に応じて、記録
ヘッドの吐出回復手段を選択的に動作させる手段とを具
えたことを特徴とする。

［作　用１ 本発明によれば、複数の記録ヘッドは、それぞれの状態
に応して吐出回復処理がなされるので、吐出回復処理に
際して消費されるインク量が減少する。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基ついて詳細に説明
する。

第１図（八）は本発明の一実施例として、フルカラーイ
ンクジェット記録装置の要部構成の一例を丁ず。

プラテン１に支持された被記録材２の前方にはカイトシ
ャフト３か配置され、そのカイトシャツ１−３に沿って
牙多動するキャリッジ４には、シアン　マセンタ　イエ
ローおよびブラックの計４色に対応させた記録ヘッド５
Ｃ，５Ｍ、５Ｙおよび５Ｋか搭載されている。各色の記
録ヘッドには、図面と垂直方向に例えは１２８個のイン
ク吐出口を配列してあり、各インク吐出口に連通する各
インク流路には吐出エネルギ発生手段として、例えは電
気熱エネルギ変換体を設けである。

各色記録ヘッド５Ｃ，５Ｎ＋、５Ｙ、５Ｋには、途中に
ギアポンプ６Ｃ，６Ｍ、６Ｙ、５Ｋを配設した４木のパ
イプ７０７Ｍ、７Ｙ、７Ｋを介してインクタンク８Ｇ、
８Ｍ、８Ｙ、８Ｋからインクが供給される。なお図示し
ないが、各色記録ヘッドとインクタンクをギアポンプを
介さないパイプによっても接続している。

記録範囲外の所定位置、例えはキャリッジ４のボーム位
置には、キャップ部材９か設けられている。このキャッ
プ部材９は記禄ヘツ）〜５Ｃ〜５Ｋに対してＦ方向に進
退駆動され、記録休止時あるいは吐出回復動作時などに
おいて吐出面に接合してこれを覆う部オＡである。

記録ヘッド５Ｃ，５Ｍ、５Ｙ、５にの側面には、サーミ
スタなとの温度検出器１０ｃ、ＩＯＭ、ｌＯＹ、ＩＯＫ
およびヒータ１１Ｃ，ＩＩＭ、ｌＩＹ、］ｌＫか設けら
れている。これらの温度検出器からの検出信号は第１図
（Ｂ）に示す制御回路に人力され、ヒータの通電制御が
行われて記録ヘッドを所定の温度以上に維持する。

第１図（Ｂ）は以上の構成に係る制御系の一構成例を示
す。ここで、１００は各部を制御する制御回路であり、
第３図につき後述する処理手順を実行するｃｐｕ　、そ
の処理手順に対応したプログラムその他の固定データを
格納したＲＯＭ、および演算等作業用のＲΔ１４を有し
ている。

１０１は記録媒体２を副走査方向に搬送するための搬送
部、１０４はキャリッジ４を記録媒体２に対し走査方向
Ｓに駆動するためのキャリッジ駆動部である。１０５は
記録ヘッド（各部５０〜５Ｋを総括して符号５て示す）
の電気熱エネルギ変換素子を駆動するためのヘラ１−１
−ライバ、１０６はポンプ（各部６６〜６Ｋを総括して
符号６て示す）を駆動するためのポンプ駆動部、１０７
はキャップ部材９をＦ方向に移動させて記録ヘッド５に
対し接合／離脱を行わせるキャップ駆動部である。また
、１０およびＩＩは、それぞれ、第１図示のサーミスタ
ＩＯｃ〜１０におよびヒータＩＩＣ〜ＩＩＫを総括して
示すものである。

第２図は常温環境下て記録ヘッドをウオームアツプさせ
た場合、および３通りの記録デユーティで連続記録を行
った場合の記録ヘッドの温度推移を示す特性図である。

ここで、ＴＣ９■見、Ｔｈは記録デユーティがそれぞれ
０％（すなわち記録信号か出力されない場合であり、つ
オームアップ温度に等しい）、２０％、５０％における
記録ヘッドの到達温度である。このように記録デユーテ
ィか大きくなると、記録ヘッド温度はつＡ−ムアップ温
度ＴＣより犬きくなる。

なお、第２図の１１およびＴ２は後述する吐出回復動作
の基準となる記録ヘッド温度である。

第３図は木実層側に係る装置による記録処理手順の一例
を示すフローチャートである。

電源投入時にはまずステップＳ１において各部の初期化
を行う。このとぎ記録ヘッド５Ｃ〜５にの吐出口が設け
られた面（吐出面）にキャップ９か接合されていない場
合はその接合が行われるようにする。

次にステップＳ３で記録ヘッドの温度をサーミスタＩＯ
Ｃ〜ＩＯＨの検出出力により判定し、ヒータ１１Ｃ−１
１にの加熱により所定のウオームアツプ温度Ｔ。どなる
まで待機する。記録ヘッド温度がＴｃに達すると肯定判
定がなされてステップＳ５に進む。

なお、これ以後は制御回路１００か行う温度制御により
、記録ヘッド５６〜５には温度Ｔｃを下まわらないよう
にサーミスタｌＯの検出出力に応してヒータ１１のオン
／オフか制御される。

ステップＳ５において、各色に対応するボン７６Ｃ〜５
Ｋを同時に例えは１秒間作動させ、記録ヘッド５０〜５
にのノズル内のインクを吐出口からキャップ９内に排出
する。なお、このとぎ記録ヘッド５０〜５にの吐出面が
インクで濡れるので、キャップ９内に設けたクリーニン
グ部材（不図示）を吐出面に接触させ、吐出面に４１着
したインクを吸収する。このとき、クリーニング性を高
めるためにキャップ９にポンプを接続して吸引を行うよ
うにすればさらに効果的である。このクリーニング動作
が終了するとステップＳ９で記録ヘッドは再びキャップ
９て覆われ、記録動作可能な待機状態となる。

次にステップ５１１の判別処理において、記録開始命令
が人力されると、キャップ９は記録ヘラｌ”５Ｃ〜５Ｋ
から離脱させられるが、この直前にステップ５１３にて
４色の記録ヘッド５０〜５にのずへてを駆動させて総て
の吐出口からそれぞれ例えば１００滴のインクを空吐出
させる。

この空吐出を行った後、記録ヘッド５６〜５にはホム位
置を創れ、記録媒体上を走査し、ステップＳ１５で画像
信号に基づき記録か行われる。

次にステップＳ１７て所定量の記録、例えは５走査分の
記録が終了したか否かを判定し、否定判定であればステ
ップ５１５に復帰して引続き記録を行い、肯定判定であ
ればステップ５１９へ進む。

ステップ５１９では各色の記録ヘッド５０〜５Ｋに配設
したサーミスタＩＯＣ〜ＩＯＨの検出信号に基づき、そ
れぞれの記録ヘッド温度Ｔを測定する。続くステップ５
２１　にて、記録ヘッドの温度ＴかＴ１未満てあり、肯
定判定がなされた場合はステップＳ２３へ進み、記録ヘ
ッド５Ｃ〜５Ｋがボーム位置に戻ったときに離間したま
まのキャップに対して当該肯定判定かなされたヘッドの
各吐出口から例えば２００滴の空吐出Ａを行い、ステッ
プＳ２９へ進む。

ステップＳ２＋で否定判定がなされたならばステップＳ
２５へ進み、記録ヘッド温度ＴがＴ１≦Ｔ＜Ｔ２か否か
を判別し、肯定判定の場合は次のステップ５２７へ進み
、ホーム位置でキャップ９に対して当該肯定判定かなさ
れたヘッドの各吐出口から例えば５０摘の空吐出Ｂを行
い、ステップ５２９へ進む。

ステップＳ２５て記録ヘッド温度Ｔが１２以上てあって
否定判定がなされたならば空吐出は行わず、ステップ５
２９へ進む。

これらステップＳ１９ないしＳ２７の手順を、各ヘッド
に関して繰返すことにより、または検出温度に応して空
吐出Ａ、空吐出Ｂ、吐出不要のデータをＲＡＭにセット
し、吐出回復を並行して行うことにより、記録ヘッドの
選択的な駆動か可能となる。

ステップＳ２９ては記録を継続し、その後ステップＳ３
］て出力された画像信号すべての記録が終了したか否か
を判定する。ステップ５３１て肯定判定された場合はス
テップＳ９に復帰し、記録ヘッド５０〜５にの吐出面に
キャップ９を接合させて次の記録開始命令に備える。ス
テップ５３１で否定判定がなされた場合、すなわち引続
き記録を行う場合はステップ５３３に進み、記録ヘッド
５Ｃ〜５１（をホーム位置に戻し、キャップを離間させ
たままキャップに対し４色共全吐出口からそれぞれ例え
ば１００滴の空吐出を行い、ステップＳ１５に復帰する
。

また、前述のステップ５２３およびステップ５２７では
、吐出回復動作として記録ヘッド吐出口から全吐出を行
わせる記録信号を与える空吐出を行ったが、この空吐出
に代えて、記録ヘッド温度Ｔに従ってその記録ヘッドに
接続されているポンプ６６〜６にのいずれかを駆動させ
て、加圧による吐出回復動作を行ってもよい。この場合
はステップＳ５のポンプ駆動で述へたように記録ヘッド
にキャップを接合し、ステップＳ２３の空吐出Ａに代え
てポンプ駆動を例えば２秒間、また、ステップＳ２７の
空吐出Ｂに代えてポンプ駆動を例えば１秒間行い、吐出
口からインクを強制排出させる。この後は吐出面をクリ
ーニングする工程を行うことができる。

このポンプ駆動による吐出回復動作は空吐出に較へイン
ク消費量は要するが、効果は犬である。

第４図は本発明の他の実施例に係る装置を示すもので、
多階調記録可能なブルカラーインクジェッｌ−記録装置
の要部構成の一例を示ず平面図である。ここて第１図示
の装置と同様に構成された部分には対応箇所に同一符号
を付してその説明は省略する。

キャリッジ４にはシアン用の記録ヘン１〜５Ｃ１゜５Ｃ
２、マセンタ用の記録ヘッド５Ｍｌ、５Ｍ２　、イエロ
用の記録ヘンＦ５Ｙｌ、５Ｙ２およびブラック用の記録
ヘンＦ５Ｍｌ、５に２の計８個の記録ヘッドか搭載され
ている。この中て５Ｃ１，５ＭＩ　、５Ｙｌ　、５に１
は７炎い色のインク（低濃度インク）を吐出する記録ヘ
ッドてあり、５Ｃ２，５Ｍ２，５Ｙ２，５に２は濃い色
のインク（高濃度インク）を吐出する記録ヘッドである
。

このように各色それぞれ濃淡インクを吐出することによ
って３値記録か可能であり、第１図示の装置のような２
値記録に較へ多階調の再現が可能である。低濃度インク
は水などの溶媒中のインク濃度を例えは１％、高濃度イ
ンクは同様に例えば３％とすることができる。

第５図を用いて上記のａ淡インクを用いた記録方式の一
例を説明する。

第５図は人力信号（ａｂｌｔ）に対する記録ドツト％の
関係を示すもので、低濃度インクによる記録は人力レベ
ルが０°°および°゛２５５°′のとぎ記録ドツトが０
％となり、人力レベルか°’１００”のとき１００％と
なる。すなわち明部および中間調の記録か主体である。

また高濃度インクによる記録は人力レベルか°’１００
”のとき記録ドツトが０％であり、人力レベルか°’２
５５”のとキ１００％となる。

すなわち暗部の記録が主体である。

第５図の記録特性に従って記録を行うと、ハフトーン画
像は勿論、所謂ベタ画像を記録する場合も低濃度インク
の記録量が多くなるのは明らかである。特に、明るい色
調のハーフトーン画像の記録においては、高濃度インク
の記録量は低濃度インクの記録量に較べて著しく少なく
なる。

第６図は第４図示の装置による記録手順の一例を示すフ
ローチャートである。

第６図において、ステップ５１７　まては第３図示の手
順と同様であるので説明を省略する。

本手順において、ステップ５１７で８個の記録へントて
画像信号に基づく所定量Ｍの記録、例えば２走査分の記
録か終了したならばステップ５１１９へ進み、第１図（
ロ）と同様の制御回路からの命令により、高濃度インク
を吐出する記録ヘッド５０２５Ｍ２，５Ｙ２．５に２か
ホーム位置に戻ったときにキャップ９に対してそれらの
すべて、もしくは不適な条件のヘッドの各吐出口から例
えは１００滴の空吐出を行う。このとき低濃度インクを
吐出する記録ヘッド５Ｃ１，５Ｍ１．５Ｙｌ、５にｌに
は空吐出を行わせない。

次にステップ５１２１へ進んで記録を継続した後に、ス
テップ５１２３て所定ｉＮの記録、例えば１０走査分の
記録が終了したか否かを判定し、否定判定であれはステ
ップ５１２１に復帰して引続き記録を行い、肯定判定で
あれはステップ５１２５へ進む。

ステップ５１２５では、８個の記録ヘッド５Ｇ１〜５８
１、５Ｇ２〜５に２のすへてにホーム位置でキャップ９
に対し各吐出口から例えばｌｏｏ？Ｒの空吐出を行わせ
る。

次にステップ５１２７へ進んで記録を継続した後に、ス
テップ５１２９へ進み、出力された画像信号すへての記
録が終了したか否かを判定する。

前記ステップ５１１９およびステップ５１２５では吐出
回復動作として記録ヘッド吐出口から全吐出を行わせる
記録信号を与えて空吐出を行っているか、この空吐出に
代えて、制御信号に従って各色記禄ヘッドに接続されて
いるポンプ６Ｃ１〜６に２を選択的に駆動させて吐出回
復動作を行うようにしてもよい。この場合はステップ５
１１９の空吐出に代えて、ホーム位置て記録ヘッドにキ
ャップを接合し、高濃度インクを吐出する記録ヘッドに
パイプを介して接続されるポンプ６Ｃ２，６Ｍ２．６Ｙ
２．６に２のポンプ駆動を例えは１秒間行い、吐出口か
らインクを強制排出させる。この後は吐出面のクリーニ
ングを行うことができる。

またステップ５１２５の空吐出に代えてホーム位置で記
録ヘッドにキャップ９を接合し、ポンプ［ｉＣ１〜６に
２を同時に例えば１秒間駆動させて吐出口からインクを
強制排出させる。この後吐出面のクリーニングを行うこ
とがてきる。

第７図は本発明のさらに他の実施例に係る装置を示すも
ので、キャリッジの１走査で記録された画像濃度を読取
る光センサをキャリッジに搭載したフルカラーインクシ
ェツト記録装置の要部構成の一例を示す平面図である。

ここて、第１図示の装置と同様に構成した部分について
は対応箇所に同一符号を付してその説明は省略する。

キャリッジ４には、４色の記録ヘッド５０〜５にと共に
、照明ランプ１２．ロッドレンズアレイ１３およびカラ
ー固体撮像素子１４から成る画像濃度読取りユニソ）・
か搭載されている。カラー固体撮像素子１４は、微小な
受光素子が第７図の紙面の垂直方向に多数１列に配列さ
れており、それぞれの受光素子表面には交互に青（Ｂ）
、緑（Ｇ）、赤（Ｉｔ）の微小なフィルタか設けられ、
例えばカラーＣＣＤラインセンサが用いられる。またレ
ンズアレイ１３も第７図の紙面の垂直方向に配列されて
おり、画像濃度読取り時は照明ランプ１２で明朗された
用紙２上の記録画像の反射光像を固体撮像素子１４上に
結像させる。

第８図は第７図示の装置の画像濃度読取りから吐出回復
動作の制御に至る信号処理の一例を示すブロック図であ
る。

第７図においてキャリッジ４が移動して記録か開始され
ると、同しタイミングてカラーＣＣＤラインセンサ１４
による記録画像の読取りが開始される。

第８図のブロックｌＯにおいてカラーＣＣＤラインセン
サは用紙上のフルカラー画像の反射光を読取り、光電変
換した後にＢ、Ｇ、Ｈの点順次のアナログ信号を出力す
る。次にこの色分解信号はブロック２０において増幅さ
れ、ざらにへ／Ｄ変換されて例えは４ビツトのデジタル
信号として出力される。

この信号はブロック３０でＢ、Ｇ、Ｒの各色に色分離さ
れ、次のブロック４０て対数補正されたＹ、Ｍ、Ｃ信号
に変換されてブロック５０へ送られ、Ｙ９Ｍ、Ｃの３色
信号からＢｋ（黒）信号も生成される。

こうして得られたＹ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋの４色の画像濃度信
号は次のブロック６０においてメモリに記憶され、各色
ごとに記録面積率が演算される。この演算結果に基つき
第１図示の装置に関して述へたような吐出回復動作か制
御される。

以上の画像７虚度読取り処理はデジタル信号処理による
ものであるか、他にＢ、Ｇ、Ｒ，Ｂｋの４個のカラセン
サで記録画像を読取り、この各色出力信号を積分記憶さ
せ、基準電圧と比較して吐出回復動作を行わせる処理、
すなわちアナログ信号処理によるＤＸ１易な画像濃度読
取り処理であっても本発明は有効かつ容易に適用てぎる
。

なお、以上の各実施例では、記録ヘッドを移動走査して
記録を行う形態のシリアルプリンタに本発明を適用した
場合について説明したか、本発明は記録媒体の全幅にわ
たって記録ヘッドの吐出口を並列した所謂フルマルチ型
の記録ヘッドを用いたラインプリンタ形態の多色インク
ジェット記録装置に対しても同様に適用てきる。

また、上側ではイエロー、マセンタ、シアンおよびブラ
ックのインクを用いてフルカラー記録を行うインクジェ
ット記録装置に本発明を適用した場合について述へたが
、用いるインク色は任意所望であり、さらにはそのよう
な多色インクシェツト記録装置のみならす、インクは１
色であっても濃度に応して複数種類のインクに対応して
複数の記録ヘッドを有した装置であれは、本発明は極め
て有効かつ容易に適用できるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれは、長時間休止後記
録を行う場合でも目詰り等か生しることがなく、安定し
た吐出を確保することかてき、かつ各記録ヘッドの条件
に応じて選択的に回復処理を行うようにしたことから、
インクの消費量と廃インク量とを極力低減化することか
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の一実施例に係るフルカラインク
ジェット記録装置の要部構成例を示す平面図、 第１図（Ｂ）はその制御系の一構成例を示すブロック図
、 第２図は第１図示の装置の記録ヘッドの温度推移を示す
特性図、 第３図は第１図示の装置による記録処理手順の例を示す
フローチャート、 第４図は本発明の他の実施例に係る多階調フルカラーイ
ンクシェツト記録装置の要部構成例を示す平面図、 第５図は第４図示の装置における２種類のインクの人力
信号レベルと記録ドツト（％）との関係を示す特性図、 第６図は第４図示の装置の記録処理手順の一例をネオフ
ローチャート、 第７図は本発明のさらに他の実施例に係るプルカラーイ
ンクジェット記録装置の要部構成例を示す平面図、 第８図は第７図示の装置の画像濃度読取りないし吐出回
復動作の信号処理の一例を示すブロック図である。 ２・・・記録媒体、 ４・・キャリッジ、 ５．５Ｃ，５Ｍ、５Ｙ、５Ｋ・・・記録ヘッド、５Ｃ，
６Ｍ、６Ｙ、６Ｋ・・・ポンプ、７Ｇ、７Ｍ、７Ｙ、７
Ｋ・・・パイプ、８Ｇ、８Ｍ、８Ｙ、８Ｋ・・・インク
タンク、９°“°キャップ、 １０、ＩＯＣ，ＩＯＭ、ＩＯＹ、ＩＯＫ・・・温度検出
素子、１１．１１Ｃ，ｌＩＭ、ＩＩＹ、１１Ｋ・・・ヒ
ータ、１００・・・制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）複数の記録ヘッドと、該複数の記録ヘッドのそれぞ
   れに対応して設けられた吐出回復手段と、前記複数の記
   録ヘッドのそれぞれの状態に応じて、前記記録ヘッドの
   吐出回復手段を選択的に動作させる手段とを具えたこと
   を特徴とするインクジェット記録装置。