インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置の回復方法
【課題】 無駄に回復処理の操作を行うことがなく、最低限の回復処理の操作頻度で安定な吐出を維持させることができる、タイマー吸引時の時間設定を行う。
【解決手段】 経過時間が閾値を超えた際に回復処理を行わせる制御手段を有し、回復処理を行った後、経過時間をリセットすると共に、累積された回復処理の回数に従って、閾値を増大するよう更新する閾値更新手段を有するインクジェット記録装置。
【解決手段】 経過時間が閾値を超えた際に回復処理を行わせる制御手段を有し、回復処理を行った後、経過時間をリセットすると共に、累積された回復処理の回数に従って、閾値を増大するよう更新する閾値更新手段を有するインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出させる複数のノズルを有する記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置の吐出状態を安定化させるための吐出回復手段を備えたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、小型化が容易であることや、騒音が少ない、安価であることなどの利点を持っており、コンピュータの出力装置を始め、各種の印刷装置に利用されている。このインクジェット記録装置は、電気信号でインクを噴射できるノズルを複数有する記録ヘッドを備えている。そして、この記録ヘッドをキャリッジ上に装着して往復移動させながら、各ノズルを選択的に駆動することによって、該当するノズルから液滴状のインクを吐出させる。これによって、記録媒体上にインク滴が選択的に着弾されて所望の画像を形成することができる。更に記録ヘッドは、インクを吐出させるための複数のノズルを列状に配置して吐出部としている。そして、この吐出部を同一記録ヘッド内に複数備えることによって、各吐出部に異なるインク種、例えば色の異なるインクを供給することで、カラー印刷を可能とする。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置の中で、インクを吐出させるためのノズルや、或いはノズルにインクを供給するインク流路において、それらを形成する材料を通して大気が透過・侵入することに伴う、インク中での気泡の発生・混入等が生ずる場合がある。また、ノズル先端に設けられている吐出口からの蒸発に伴うインクの粘度増大が生ずる場合もある。これらによって、前記したノズルからインクを液滴状にして吐出させることが正常になされない、即ち吐出不良を生ずる。このことは、記録媒体上において正規のインク液滴の着弾がなされず、形成される画像の品質低下を招くことにつながる。
【０００４】
この画像の品質低下を防止するために、インクジェット記録装置においては、従来から吐出不良を回避又は改善する目的でインク吐出状態の回復処理（吐出回復処理）が一般的になされている。この吐出回復処理の代表的なものには、ノズルから強制的にインクを排出させる処理や、吐出部におけるインクや紙粉等の付着による汚れを払拭する処理がある。
【０００５】
前者は、開口部を有するキャップを吐出部に密着させることで形成される空間内を減圧したり、或いはインク流路を加圧したりすることで、強制的にインクを流動させてノズルからインクを排出させる処理である。これによって、粘度上昇したインクやインク中の気泡が通常の液状インクと同時に排出されるものである。この強制的にインクを流動させてノズルからインクを排出させる処理を『強制流動回復』と称する。
【０００６】
更に前者の処理の中には、記録の開始直前や途中で、記録媒体から外れた領域で画像形成に無関係なインク吐出を行わせて、ノズル先端の吐出口部分で蒸発によって粘度上昇したインクを排出する処理もある。特にこの吐出によるインク排出処理を『予備吐出』と称する。
【０００７】
また後者は、インクの吐出に伴って生ずる微細なインクミストや、インク滴の着弾時に記録媒体から跳ね返るインク等によって起こる吐出部の濡れや紙粉の付着等で発生する汚れを、ゴム等で形成されるワイパーブレードで払拭する処理である。この処理を『ワイピング』と称する。
【０００８】
これらの中で、前述したインクの粘度増大やインク内への気泡混入の課題に対しては、近年のインクジェット記録装置においては、『吸引回復』機構を組み込むことがよく実施されている。『吸引回復』とは、吐出部を覆う開口部を有するキャップをその吐出部に当接し、吐出部とキャップ開口部で形成される空間の内部を減圧し、生ずる圧力差を利用して、ノズルを通して記録ヘッド内に充填されているインクを吸引して排出させることである。また、『吸引回復』操作を行う装置を『吸引回復装置』と称する。
【０００９】
吸引回復は、吐出不良を回避するためには非常に有効に作用するものであるが、その一方で不都合もある。この吸引回復は画像形成を目的とする各ノズルからののインク吐出動作とは独立して行われるものであるため、吸引回復を行っている間はインク吐出を中断せざるを得ない。つまり、この吸引回復操作が行われている間は、記録媒体上への画像形成を実施することができない。そしてこのことは、記録を意図してから仕上がるまでの時間を実質的に長くしてしまうという不都合を生じる。
【００１０】
更に、吸引回復ではノズルから強制的にインクを排出させているために、画像形成には寄与しないインクの消費を伴う。従って、記録に要するコストの増大を招く不都合が生ずる。また、排出されたインクは通常は再利用できないため、該インクを廃インクとして貯蔵しておく処理が必要となる不都合も生ずる。
【００１１】
以上の不都合の点から、吸引回復は少ない操作回数に留めることが望ましい。従って、吸引回復を、一定の時間が経過した後に自動で動作させるようにして品質上で必要な場合のみとし、不必要な吸引回復をなるべく行わないことを一般的に行っている。この自動で吸引回復を行う一手法として、『タイマー吸引』がある。『タイマー吸引』とは、インクジェット記録装置内に、予め一定の時間を設定したタイマーを備えておき、これと共に吸引回復を実施してからの経過時間を計測する。そして、その経過時間とタイマーの設定値とを参照して経過時間がタイマーの設定値を超えたときに自動的に吸引回復を実行することである。
【００１２】
通常のタイマー吸引における時間設定は、ノズル内及びインク流路内において発生し成長する気泡の量が、吐出不良を引き起こし得る状態に至るまでの時間に基づいている。この時間を、使用するインクジェット記録装置の特性として求め、タイマーに設定している。
【００１３】
ところで、ノズル及びインク流路の中でインク中に気泡が発生・成長する要因としては、記録ヘッド及びインク流路を構成する部材の接合部や部材自体を介し、空気が透過してインク内に入り込む場合が挙げられる。また、インク吐出の繰り返しによって吐出口から空気を取り込む場合が挙げられる。更に、熱エネルギーを利用してインクを瞬時に加熱・発泡させて吐出液滴を形成する方式の記録ヘッドにおいては、吐出終了後の消泡する際に残留気泡があり、それがインク中に蓄積する場合もある。
【００１４】
一般に、部材における気体の透過性と温度との関係はアレニウスの式に従うことが知られており、温度に対して気体の透過量は指数関数的に増大する。また実質的に孔のない部材を気体が透過する場合は、気体分子が高濃度側（気体の圧力が高い）の部材壁面に凝縮し、次いでその気体は、部材内に溶解していく。続いて溶解した気体分子は、部材両側間の気体分子の濃度勾配差を駆動力として、更に気体分子の低濃度側に向かって拡散していき、部材の反対側の面から蒸散して放出されることから起こる。
【００１５】
このことをインク流路に当てはめて考えると、まず、インク流路を構成している部材の外側壁面、即ち空気が多い側の壁面に、空気中の気体分子が凝集して部材内に溶解していく。そしてインク流路を構成している部材における前記壁面の反対側の面、即ちインクと接している内壁面は空気がほとんどないために、先の部材内に溶解した気体分子はインク流路内壁側に向かって拡散し、その後にインク中に放出されることになる。このようなことから、インク流路を構成している部材の両壁面側における気体の濃度差が作用し、インク流路内にインクが存在しているうちは気体透過が続くため、時間の経過と共にインク流路内で蓄積する気体量は多くなる。
【００１６】
このようなことから、タイマー吸引としては、使用するインクジェット記録装置の動作を保証する温度環境の範囲内で、最高温度における特性で時間設定を行う。本来ならば、インクジェット記録装置が使用されている間における温度変化を逐次検知し、その温度変化履歴によってインク内に透過して蓄積した気体の量を導き出し、その量に基づいて適切な吸引回復操作の時期を判定することが好ましい。しかし、インクジェット記録装置の電源が入っていない間も含めて、記録が休止している間の温度変化を逐一検知して履歴を記憶しておくには、温度検知用のセンサを常時動作させておく必要がある。そのためにインクジェット記録装置としては、センサ駆動及びセンサ出力処理用に常に通電し続けなければならないため、実用上は困難である。
【００１７】
従って、インクジェット記録装置の動作保証を行うためには、実使用における最高温度における気体透過特性に基づいて、タイマーの時間設定を行い、それに従ったタイマー吸引を行わざるを得ない。
【００１８】
このため、実際のインクジェット記録装置の使用環境によっては、タイマーで設定されている時間に達した場合であっても、吸引回復をさせなくとも満足なインク吐出が可能な場合もある。このことは、言い換えれば不必要なインク排出を行うこともあり得るということになる。
【００１９】
このような不必要なインク排出を防止するためには、タイマーの設定値を変更できる構成をもつことが好ましい。このタイマーの設定値を変更する構成として、例えば特許文献１では、記録媒体の種類に応じて吸引タイマーの設定値を増減させることを開示している。つまり基準となる設定値に対して普通紙ならば＋１２時間、高品位を求める光沢紙ならば−１０時間にする、という構成を開示している。また特許文献２では、液体を貯留したカートリッジが着脱可能である装置で、カートリッジが装着されてから規定回数までの第１判断基準時間を短くし、規定回数よりも後の第２判断基準時間は長く設定することが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２６０３７０号公報（第６頁、図３−４）
【特許文献２】特開２００４−１３６５０２号公報（第５−６頁、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら特許文献１は、記録を行う際に使用する記録媒体に応じて求められる画像品質でタイマー設定を変更するものである。即ち、高価な記録媒体を用いて高い画像品質を求める場合においては、画像形成不良を発生させてはならないため、タイマーの設定時間前であっても吸引回復動作をさせて、予期せぬ吐出不良を起こさせない、という思想である。従って、インク中の気泡成長を考慮したものではなく、本願における観点とは異なる。
【００２１】
また特許文献２は、インクを貯留するカートリッジの構成に依存するものである。ヘッド側に設けた液体導入針がカートリッジの針挿入口に挿入され、インク充填が済んだ後でも針内の気泡が完全に抜けきらないため、規定の吸引が済むまでは短いタイマー設定にせざるを得ないことからなされた発明である。そのため、針内の気泡が抜けた後は一定のタイマー設定のままであり、時間経過によるインク中での気泡成長の特性を考慮していない。むしろカートリッジを装着した直後に気泡残りが多く、それによる吐出不良を回避するもので、初期のタイマー設定は短くとるものである。従ってカートリッジを装着する度に、タイマー設定は短い時間に戻り、吸引頻度を下げる目的に対して適切なものではない。
【００２２】
また、従来のインクジェット記録装置におけるタイマー吸引では、その時間設定を実験的に求め、経過時間のみでその設定に基づく吸引回復を一律に実行していた。
【００２３】
本発明は、ノズル及びインク流路中において発生・成長した気泡の特性に鑑みてなされたものであり、無駄に回復処理の操作を行うことがなく、最低限の回復処理の操作頻度で安定な吐出を維持させることができる、タイマー吸引時の時間設定を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明者が鋭意検討した結果、以下のことが確認できた。
【００２５】
記録ヘッドに着脱可能なインクタンクを有するヘッドカートリッジ形態のインクジェット記録装置は、ヘッドカートリッジの交換の際やインクタンクのインクを使い切ったとき等に、記録ヘッドのインク流路にインクが満たされない状態となる場合がある。このような場合、ヘッドカートリッジやインクタンクを交換し、インク流路にインクを満たすこととなるが、その際、特にインク中に気泡を混入させやすく、早期の回復処理が必要となる。
【００２６】
しかし、ヘッドカートリッジやインクタンクを交換し、インク流路にインクを満たした後は、気泡の発生・成長が経時的に遅くなっていくということがわかった。
【００２７】
本発明は、前記の知見を基に前記目的を達成させるために完成されたものである。具体的には、インクを内包したインクタンクと、前記インクタンクから供給される前記インクを吐出させる複数のノズルを有した記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復させる回復手段と、
前記回復手段が回復処理を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、
前記計時手段で計測された前記経過時間を記憶する記憶手段と、
前記経過時間が閾値を超えた際に回復処理を前記回復手段に行わせる制御手段と、
前記回復手段により実行される回復処理の回数を累積する累積手段と、
前記制御手段により回復処理を前記回復手段に行わせた後に、前記計時手段が計測する経過時間をリセットすると共に、前記累積手段によって累積された回復処理の回数に従って、前記閾値を増大するよう更新する閾値更新手段を有するインクジェット記録装置である。
【００２８】
また、前記目的を達成する他の発明は、インクを内包したインクタンクと、前記インクタンクから供給される前記インクを吐出させる複数のノズルを有した記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置の回復方法であって、
前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復させる回復工程と、
前記回復工程が回復処理を行ってからの経過時間を計測する計時工程と、
前記計時工程で計測された前記経過時間を記憶する記憶工程と、
前記経過時間が閾値を超えた際に回復処理を行わせる制御工程と、
前記回復工程により実行される回復処理の回数を累積する累積工程と、
前記制御工程により前記回復処理を行わせた後に、前記計時工程により計測された経過時間をリセットすると共に、前記累積工程によって累積された回復処理の回数に従って、前記閾値を増大するよう更新する閾値更新工程を有するインクジェット記録装置の回復方法である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、インクを充填した後のインクが接しているノズル及びインク流路の内壁における残留気泡の挙動を加味し、適切な時間設定に適宜変更してタイマー吸引を実行するため、不必要に短時間で回復処理を行うことがない。従って、余分なインクの消費もなくなり、加えて実質的な記録の所要時間の増大やランニングコストの上昇抑制にもつながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かも問わない。
【００３１】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００３２】
さらに、「インク」とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。また、インクの処理に供され得る例としては、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化がある。
【００３３】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明していく。
【実施例】
【００３４】
まず、本発明が適用されるインクジェット記録装置（以下『記録装置』と略記する）の一例の構成について、図４及び図５を用いて説明する。図４に記録装置の外観の概略構成を示すが、この記録装置本体１０００の外殻は、下ケース１００１、上ケース１００２、アクセスカバー１００３および排出トレイ１００４を含む外装部材とから構成される。そしてこれらの外装部材内には、図５に示すシャーシ２００１で構成される記録装置ユニット２０００を収納している。このシャーシ２００１は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものである。
【００３５】
また、下ケース１００１は装置本体１０００の外装の略下半部を、上ケース１００２は装置本体１０００の外装の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって、内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体１０００の上面部及び前面部には、それぞれ記録媒体を給送及び排出させるための開口部が形成されている。
【００３６】
更に、排出トレイ１００４は、その一端部が下ケース１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケース１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイ１００４を前面側へと回転させて開口部を出すことにより、ここから記録媒体が排出可能となると共に排出された記録媒体を順次積載し得るようになっている。また、排出トレイ１００４には、２枚の補助トレイ１００４ａ及び１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、記録媒体の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００３７】
アクセスカバー１００３は、その一端部が上ケース１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっている。このアクセスカバー１００３を開くことによって本体内部に収納されているヘッドカートリッジ或いはインクタンク等の交換が可能となる。このヘッドカートリッジは、記録ヘッド部にインクタンクの装着部を備えたヘッドカートリッジ本体とインクタンクとから構成されているものであり、その構成の詳細は後述する。なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバー１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっている。そして、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００３８】
また、上ケース１００２の後部上面には、電源キー３００１およびレジュームキー３００２が押下可能に設けられると共に、ＬＥＤからなる発光部３００３が設けられている。そして、電源キー３００１を押下すると、発光部３００３が点灯し記録可能であることを使用者に知らせるものとなっている。また、発光部３００３は点滅の仕方や発光色の変化により、記録装置の異常等を使用者に知らせる等の種々の表示機能を有する。さらに、ブザーをならすこともできる。なお、異常等が解決した場合には、レジュームキー３００２を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【００３９】
次に、装置本体１０００に収納されている記録装置ユニット２０００の記録動作機構について図５を用いて説明する。本実施例における記録動作機構は、記録媒体を装置本体内へと自動的に給送する自動給送部２００２を有する。また、自動給送部２００２から１枚ずつ送出される記録媒体を所定の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部２００４へと記録媒体を導く搬送部２００３を有する。さらに、記録位置に搬送された記録媒体に所望の記録を行う記録部と、前記記録部等に対する吐出回復処理を行う吐出回復装置部２２００とを有している。
【００４０】
ここで、記録部は、キャリッジ軸２１０３によって移動可能に支持されたキャリッジ２１００と、このキャリッジ２１００に着脱可能に搭載されるヘッドカートリッジ４０００（図６参照）とからなる。そしてキャリッジ２１００は、駆動源であるキャリッジモータ３０２０の駆動力で、伝達機構２１０４を介して矢印Ｓの主走査方向に往復移動される。
【００４１】
図６および図７はヘッドカートリッジ４０００の構成例を示し、図６はインクを貯留するインクタンク４１００をヘッドカートリッジ本体４００１に取り付けた状態を示す斜視図を示す。また、図７はインクタンク４１００をヘッドカートリッジ本体４００１から取り外した状態を、図６とは天地を逆にして示した斜視図である。本例においては、ヘッドカートリッジ本体４００１は前述したキャリッジ２１００に対して着脱可能に搭載されるものである。ここに示すヘッドカートリッジ４０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとして、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローの各色独立のインクタンク４１００が用意されている。そして、それぞれが吐出部４００２を有するヘッドカートリッジ本体４００１に対して着脱自在となっている。
【００４２】
図８はヘッドカートリッジ本体４００１の分解斜視図である。本例のヘッドカートリッジ本体４００１は、記録素子基体４０１０、第１のプレート４０２０、電気配線基板４０３０、第２のプレート４０４０、タンクホルダ４０５０、インク流路形成部材４０６０、フィルタ４０７０、シールゴム４０８０から構成されている。
【００４３】
記録素子基体４０１０は、シリコン基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するアルミニウム等の電極配線とが成膜技術により形成される。そして、この記録素子に対応した複数のインク流路と吐出口４０１１を有する複数のノズルとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。この記録素子は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するものであって、その熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備えている。即ち、電気熱変換体から発生する熱エネルギーによってインクに膜沸騰が生じ、インク中の気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口からインクを吐出させる構成となっている。この電気熱変換体は、複数の吐出口４０１１のそれぞれに対応して設けられている。
【００４４】
図９（Ａ）は記録素子基体４０１０上の記録素子および電極配線の構成を示す模式的平面図、図９（Ｂ）はそのＡ−Ａ′部の模式的断面図である。記録素子基体４０１０の作製には、シリコン基板、あるいは既に駆動用のＩＣを作り込んだシリコン基板を用いる。シリコン基板の場合は、熱酸化法、スパッタ法、ＣＶＤ法などによって二酸化珪素から成る蓄熱層を形成し、ＩＣを作り込んだシリコン基板も同様にその製造プロセス中で、二酸化珪素から成る蓄熱層を形成しておく。図９（Ｂ）では４０１２が二酸化珪素から成る蓄熱層に相当し、２μｍ弱の膜厚を有する。
【００４５】
次に、共通の電極配線として第１のアルミニウム電極層（不図示）をスパッタリング法にて０．５５μｍの厚さに形成し、フォトリソグラフィ法を用いて配線パターンを形成し、リアクティブイオンエッチング法でエッチングを行う。次に、スパッタ法、ＣＶＤ法などによって、窒化珪素或いは二酸化珪素等から成る層間絶縁膜４０１３を１．４μｍ形成する。次いで、ヒータとしてＴａＳｉＮ層４０１４を０．０１８μｍの厚さに、さらに電極配線としての第２のアルミニウム電極層４０１５を０．２μｍの厚さに、それぞれスパッタリング法、或いは反応性スパッタリング法により形成する。次に、フォトリソグラフィ法を用いて配線パターンを形成し、リアクティブイオンエッチング法で、アルミニウム、ＴａＳｉＮと連続的にエッチングを行う。再びフォトリソグラフィ法により図９中の符号４０１６で示されるように発熱部を露出させるために、ウェットエッチングによりアルミニウム層を取り去る。次に、第１の保護膜４０１７として窒化珪素あるいは二酸化珪素等から成る絶縁膜を０．３μｍの厚さに、スパッタリング法，プラズマＣＶＤ法などによって形成する。その上に、第２の保護膜４０１８としてのタンタル層を０．２３μｍの厚さに、必要に応じてパターニング処理を行いながら成膜する。
【００４６】
再び図８に移る。このように作製された記録素子基体４０１０は第１のプレート４０２０に接着固定されており、ここには、記録素子基体４０１０にインクを供給するためのインク供給口４０２１が形成されている。さらに、第１のプレート４０２０には、開口部を有する第２のプレート４０４０が接着固定されており、この第２のプレート４０４０を介して、電気配線基板４０３０が記録素子基体４０１０に対して電気的に接続されるよう保持されている。この電気配線基板４０３０は、主に記録素子基体４０１０にインクを吐出するための電気信号を印加するものである。そして、記録素子基体４０１０に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置して本体からの電気信号を受け取るための外部信号入出力端子４０３１とを有しており、外部信号入出力端子４０３１は、タンクホルダ４０５０の背面側に位置決め固定されている。
【００４７】
ヘッドカートリッジ本体４００１には記録素子基体４０１０についての所要の情報、すなわち発熱部４０１６に対応した駆動条件を規定するための情報を格納し、装置本体に装着された際にこれを提示するための手段が設けられている。その手段としては例えば電気配線基板４０３０に実装されたＥＥＰＲＯＭやヒューズＲＯＭ等の不揮発性メモリとすることができる。また、ヘッドカートリッジ本体４００１ないし記録素子基体４０１０には、温度を検出してその情報を提示するための温度センサを設けることができる。そして、それらの提示情報は外部信号入出力端子４０３１を介して記録装置本体制御部に伝達することができる。
【００４８】
一方、インクタンク４１００を着脱可能に保持するタンクホルダ４０５０には、インク流路形成部材４０６０が、超音波溶着等により接合して固定され、インクタンク４１００から第１のプレート４０２０に亘るインク流路４０５１を形成している。また、インクタンク４１００と係合するインク流路４０５１におけるインクタンク側の端部には、フィルタ４０７０が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようにしている。また、インクタンク４１００との係合部にはシールゴム４０８０が装着され、係合部からのインクの蒸発を防止し得るようにしている。
【００４９】
さらに、タンクホルダ部は、タンクホルダ４０５０、流路形成部材４０６０、フィルタ４０７０及びシールゴム４０８０から構成される。また、記録素子部は、記録素子基体４０１０、第１のプレート４０２０、電気配線基板４０３０および第２のプレート４０４０から構成される。そして、タンクホルダ部と記録素子部とを接着等で結合することにより、ヘッドカートリッジ本体４００１を構成している。
【００５０】
次に、再び図５を参照して上記構成のヘッドカートリッジ４０００を搭載するキャリッジ２１００を説明する。キャリッジ２１００には、キャリッジ２１００と係合し、ヘッドカートリッジ本体４００１をキャリッジ２１００上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバー２１０１が設けられている。また、キャリッジ２１００には、ヘッドカートリッジ本体４００１のタンクホルダー４０５０と係合し、ヘッドカートリッジ本体４００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバー２１０２が設けられている。
【００５１】
即ちヘッドセットレバー２１０２は、キャリッジ２１００の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、ヘッドカートリッジ本体４００１との係合部には、ばね付勢されるヘッドセットプレート（不図示）が備えられる。そして、このばね力によってヘッドカートリッジ本体４００１を押圧しながらキャリッジ２１００に装着する構成となっている。
【００５２】
また、キャリッジ２１００のヘッドカートリッジ本体４００１との別の係合部にはコンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１が設けられる。そして、コンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１上のコンタクト部３０１０と、ヘッドカートリッジ本体４００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）４０３１とが電気的に接触する。これにより、記録のための各種情報等の授受やヘッドカートリッジ本体４００１への電力の供給などを行うようになっている。
【００５３】
ここで、コンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１のコンタクト部とキャリッジ２１００との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられる。この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによって、コンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１上のコンタクト部３０１０と、ヘッドカートリッジ本体４００１のコンタクト部４０３１との確実な接触を可能とするようにしている。さらに、コンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１は、キャリッジ２１００の背面に搭載されたキャリッジ基板（不図示）に接続されている。
【００５４】
このような構成のキャリッジ２１００は、キャリッジモータ３０２０の駆動力を伝達する伝動機構である駆動ベルト２１０５の一部に連結され、かつキャリッジ軸２１０３に沿って矢印Ｓの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジモータ３０２０の正転及び逆転によって、キャリッジ２１００は、キャリッジ軸２１０３に沿って往復移動する。２１０６はキャリッジ２１００の矢印Ｓの主走査方向における絶対位置を示すスケールである。本例のスケール２１０６としては、透明なＰＥＴフィルムに、所定ピッチの黒色のバーが印刷されたものが用いられており、その一方の端部はシャーシ２００１に固着され、他方の端部は不図示の板ばねに支持されている。
【００５５】
本例の記録装置１０００においては、ヘッドカートリッジ４０００の吐出部４００２に対向するように、不図示のプラテンが設けられている（搬送部２００３の下部）。そして、キャリッジモータ３０２０の駆動力によって、ヘッドカートリッジ４０００が搭載されたキャリッジ２１００を主走査方向に往復移動させる。そして、それと同時に、記録信号に基づいてヘッドカートリッジ４０００からインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体の幅方向に記録が行われる。
【００５６】
続いて図１０及び図１１を参照して、本例における吐出回復部を説明する。図１０は吐出回復部の一側部を示す斜視図、図１１は、同一の吐出回復部に関して図１０の対向する側部を示す斜視図である。吐出回復部はヘッドカートリッジ４０００を載置したキャリッジ２１００が記録動作のために往復移動する範囲の外、つまり記録領域の外に配設されており、ヘッドカートリッジ４０００の吐出状態を良好に維持するための回復処理をするものである。その配設位置は、例えば、キャリッジ２１００及びヘッドカートリッジ４０００のホームポジションと対応する位置等、記録領域外の所望位置に設定される。更に本例では、装置本体１０００に対して、独立して着脱可能とする吐出回復装置２２００によって構成されている。この吐出回復装置２２００は、ヘッドカートリッジ４０００の記録素子基板４０１０に付着した異物を除去するためのワイピング手段を備えている。また、インクタンク４１００からヘッドカートリッジ４０００の記録素子基板４０１０に至るインク流路におけるインク供給の正常化を図るための吸引回復手段を備えている。
【００５７】
ワイピング手段は、３枚のワイパーブレード２２０１、２２０２、２２０３と、これらを支持するワイパーホルダ２２０４と、これを図中の矢印Ｃ方向に往復運動させるために螺旋状に形成された溝２２０５ａを備えたスクリュー２２０５より構成されている。
【００５８】
吸引回復手段は、ヘッドカートリッジ４０００の記録素子基板４０１０を覆うことが可能なように、ゴム等で形成されたキャップ２２０６を備えている。そして、このキャップ２２０６の内部に設けられる吸収体２２０７と、キャップ２２０６をヘッドカートリッジ４０００に対して図中Ｂ方向に動作し当接離反するためのアーム２２０８を備えている。
【００５９】
キャップ２２０６は、アーム２２０８とは別体的に構成されたホルダに支持され、ホルダがアーム２２０８に支持されるようになっている。キャップ２２０６は、チューブ２２０９によりポンプ２２１０と接続され、ポンプ２２１０を動作させることによりキャップ２２０６に覆われたヘッドカートリッジ４０００からインクを吸引する構成となっている。キャップ２２０６とポンプ２２１０との途中には、大気連通弁２２１２を備えた別のチューブ２２１１が設けられている。
【００６０】
大気連通弁２２１２は、ゴム材等で構成されており、この弁と当接及び離脱可能な大気連通弁アーム２２１３が軸２２１４を中心に図中Ｄ方向に回転可能に設けられている。この大気連通弁アーム２２１３を、大気連通弁２２１２に対して当接させてポンプ２２１０を動作すると、ヘッドカートリッジ４０００よりインクが吸引される。この大気連通弁アーム２２１３を離脱してポンプ２２１０を動作すると、キャップ２２０６とヘッドカートリッジ４０００とが当接状態であっても、ヘッドカートリッジ４０００からインクは吸引されず、キャップ２２０６内に存在するインクのみが吸引される。
【００６１】
吐出回復装置２２００におけるこれらのワイピング手段及び吸引回復手段の動作は、ＰＧモータ３０２２と所定の駆動切り替え手段によって行われる。更に、大気連通弁アーム２２１３の動作は、搬送モータ３０２１と所定のギヤ列を介して排出ローラ（不図示）から伝動され動作する仕組みになっている。
【００６２】
更に、吐出回復装置２２００における吸引回復手段として、ポンプ２２１０の動作条件を変更することによって、各種の吸引方法を行えるように制御可能な構成をとっている。本例においては、３種類の吸引モードを持っている。１種類目が、吐出回復用の吸引である。２種類目が、インクタンク４１００をヘッドカートリッジに対して装着し直した（交換した）際に、インクタンク内に貯蔵されているインクをインク流路内のインクと連続させるインクタンク交換吸引である。３種類目が、ノズル及びインク流路内インクが充填されていない新しいヘッドカートリッジを初めてキャリッジ２１００に装着した際に、内部にインクを充填するインク充填吸引である。これらの各モードでは、吸引用のポンプ２２１０の吸引動作時間をそれぞれ変更することで、吸引量を変更している。なお、各モードにおける吸引量は、吐出回復用の吸引を基準にして、インクタンク交換吸引は２倍の吸引量、インク充填吸引は３倍の吸引量で設定している。
【００６３】
次に、図１２に本発明の記録装置１０００における制御系のブロック図を示す。ここで、制御部１００はマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）１０１と、後述する処理手順を含む制御プログラム及び各種パラメーターが格納されるＲＯＭ１０２、記録画像データが一時格納されるＲＡＭ１０３を備える。また、吐出回復装置２２００内の吸引手段に設置されている吸引ポンプを動作させてからの経過時間を計測するための計時器１０４、入出力ポート１０５を備える。さらに、計時器１０４を動作させておく計時器駆動用電池１０６、計時器１０４で計測された値を記憶するためにＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ等の不揮発性メモリ１０７（ＮＶＲＡＭ）を備えている。計時器１０４は、計時器駆動用電池１０６によってバックアップされているため、記録装置１０００の電源が入っているか否かに拘わらず、常に時間を計測することになる。また、この計時器１０４は、後述するように所定のタイミングでリセット、スタートされ、その時点にて０にリセットされてからの経過時間を計測する。
【００６４】
また、記録装置１０００へ送出する画像信号をつくり出すためのホストコンピュータ（不図示）からインターフェイス回路２００を介して記録画像データが入力される。本実施例の記録装置１０００は、ホストコンピュータだけでなく操作パネル３００を介して制御することもできる。更に、各種センサ４００によって記録媒体の有無や、キャリッジ２１００のホームポジションの検出、ヘッドカートリッジ４０００の装着有無などの検出がなされる。各部に対する電力の供給は、電源部５００によって行われる。ヘッドカートリッジ４０００に対する吐出回復装置２２００は、前述したように吐出部４００２に対するキャッピング及び吸引回復を行う。この吸引回復は、ヘッドカートリッジ４０００内の複数のノズルからのインク吐出に不良が発生した際に行う。例えば、ヘッドカートリッジ４０００に設けられている吐出部４００２の中の記録素子基板４０１０にキャップ２２０６を当接することで、複数の吐出口４０１１（図８参照）の周囲を密閉する。そして、その密閉空間内に負圧を作用させることにより、インクを吸引して排出させることにより、同時にノズルやインク流路内の気泡や吐出周囲に付着している塵埃を除去することを行う。
【００６５】
続いて、記録装置１０００に搭載されている吐出回復装置２２００における吸引動作制御の流れについて説明する。
【００６６】
本発明を適用した記録装置１０００は、ヘッドカートリッジ４０００を交換可能な形態で構成している。通常、ヘッドカートリッジ４０００を交換する場合は、それまで装着されているヘッドカートリッジをキャリッジ２１００から取り外し、その次にキャリッジ２１００に新しいヘッドカートリッジを装着する。従ってヘッドカートリッジ４０００が交換された際には、ノズル及びインク流路内にはインクが存在しないため、まずこれらの中にインクを充填する必要がある。このヘッドカートリッジ４０００の交換は、先に説明したように、図４におけるアクセスカバー１００３の開閉で行われると共に、記録装置１０００内で、この開閉状態を検出できる構成をとっている。但し、このアクセスカバー１００３の開閉は、インクタンク４１００の交換の際にも行われる。このため、ヘッドカートリッジ４０００が交換されたことを認識するには、前記開閉状態の検出と同時に、キャリッジ２１００とヘッドカートリッジ４０００との間の電気的接続における導通切断の有無を検出する必要がある。これらの２つの検出がなされたときに、ヘッドカートリッジ４０００の交換がなされたことを認識する。
【００６７】
これらの動作について、図１を用いて説明する。まず記録装置１０００でアクセスカバー１００３が開かれ、不図示のマイクロスイッチの動作でアクセスカバー１００３が開かれたことを検知した場合には、図１に示すシーケンスに移行する。ここでは、最初にステップＳ１０１に進み、ヘッドカートリッジ４０００とキャリッジ２１００のそれぞれに設けられている電気的接点の接触状態を調査する。このために、前述したコンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１上のコンタクト部３０１０と、ヘッドカートリッジ本体４００１の外部信号入出力端子４０３１との間の接触状態で確認をする。ここで通常の接触状態と認識されればステップＳ１０４に移行し、非接触状態、即ち両者の電気的接続が切断されていると認識された場合はステップＳ１０２に進む。
【００６８】
先のステップＳ１０１にてヘッドカートリッジ４０００とキャリッジ２１００との間で通常の接触状態と認識された状態は、アクセスカバー１００３が開かれても、キャリッジ２１００に装着されたヘッドカートリッジ４０００はそのままである。従って、次に移行したステップＳ１０４において、アクセスカバー１００３が閉じられるか否かを判定する。ここでアクセスカバー１００３が閉じられていない、即ちアクセスカバー１００３は開かれた状態のままであると認識された場合には、その時点以降にヘッドカートリッジ４０００或いはインクタンク４１００の交換が予定されていることになる。このため、ステップＳ１０１に戻る。従って、アクセスカバー１００３が単に開けられた状態のままのうちは、ステップＳ１０１とステップＳ１０４との間を循環し、次の動作が行われるまで待機する。
【００６９】
一方、ステップＳ１０１にてヘッドカートリッジ４０００とキャリッジ２１００との間で電気的接続が切断された、即ちヘッドカートリッジ４０００がキャリッジ２１００から取り外されと認識され、ステップＳ１０２に進んだ後は、変数Ｎの値を０にする。ここで変数Ｎは、ヘッドカートリッジ４０００のタイマー吸引の実施履歴を示す変数であり、後述するように、吸引を実施するたびに値を１ずつ増加させていくものである。そして変数Ｎの値は、更新されるたびに不揮発性メモリ１０７に格納される。ここまでのステップにおいては、キャリッジ２１００からヘッドカートリッジ４０００が取り外されただけの状態であるため、その後に新しいヘッドカートリッジが装着される予定の状態である。従って、この後にステップＳ１０３に進む。
【００７０】
ステップＳ１０３においては、再度ヘッドカートリッジ４０００とキャリッジ２１００のそれぞれに設けられている電気的接点の接触状態を調査する。接触されていなければ、新しいヘッドカートリッジの装着が未完了であるので、ステップＳ１０２に戻り、前記の接触状態が認識されるまでステップＳ１０２とステップＳ１０３との間を循環する。またステップＳ１０３で電気的接点の接触が認識されると、新しいヘッドカートリッジが取り付けられたことであるので、ステップＳ１０４に進む。このステップＳ１０４における内容は前述した通りであり、アクセスカバー１００３が閉じられるまで待機する。
【００７１】
ステップＳ１０４において、不図示のマイクロスイッチの動作によってアクセスカバー１００３が閉じられたと認識された後は、ステップＳ１０５に進む。そして、記録装置１０００を正規の状態に戻すために、キャリッジ２１００をホームポジションに戻し、引き続きステップＳ１０６に進む。
【００７２】
ステップＳ１０６においては、前述したヘッドカートリッジ４０００のタイマー吸引実施履歴を示す変数のＮを参照する。ここでＮ＝０であるならば、ヘッドカートリッジが新しいものに交換された直後であることになるので、ステップＳ１０７に進んでインク充填吸引を行う。一方、Ｎ＝０が成り立っていなく、１以上の数値が格納されている場合は、先のアクセスカバー１００３の開閉で記録ヘッドは交換されていなく、インクタンク交換がなされた場合であるので、ステップＳ１０８に進んでインクタンク交換吸引を行う。これらのステップＳ１０７及びステップＳ１０８のいずれを終えた後でも、吸引操作の直後であるので、ステップＳ１０９に進み、吸引を行ってからの経過時間を表すＴの値を０にする。ここまでで、ヘッドカートリッジは吐出可能な状態となっているので、一連の処理を終了する。なお、インク充填吸引及びインクタンク交換吸引の内容については、吐出回復装置の説明で述べた設定である。また以上の図１に基づく動作は、アクセスカバー１００３が開かれた場合のみになされるものであり、アクセスカバー１００３が開かれない場合には、上記動作は行われない。
【００７３】
以下に、タイマー吸引による吸引動作制御について説明するが、該制御は、次に述べる背景から成り立つものである。
【００７４】
記録装置が初めての画像形成に利用されるまでの間において、ノズル及びインク流路の内壁には、それらの構成成分以外の物質が微量ではあっても点在して付着している場合がある。この付着物質としては、記録ヘッドの製造後に検査インクを充填して吐出状態の検査を行って、その検査インクを抜き取った後の僅かな残留インクが挙げられる。また、更にはその残留検査インク中の揮発成分が蒸発した後に付着した検査インク中の固形分からなる物質、或いはその他の夾雑物等が挙げられる。記録装置を利用するために、ノズル及びインク流路にインクを充填する際に、これらの付着物質の存在により、内部を完璧にインクで満たされる状態とすることは困難である場合がある。
【００７５】
特にこのことは、本例のヘッドカートリッジ本体４００１のような、記録ヘッド部分を、インクタンクとは別体にして構成し、キャリッジ上にて交換可能とした形態では、ヘッドカートリッジ本体を交換するたびに発生する可能性が高い。この場合、交換用のヘッドカートリッジ本体のノズル及びインク流路中に、インク又はそれに類似の液体で満たし、更にそのヘッドカートリッジ本体の包装形態を密閉性の非常に高いものとすれば、完璧にインク充填することも可能であると考えられる。しかし、ヘッドカートリッジ内に満たした液体が、包装材内部で全く蒸発を起こさない形態とすることは困難であり、またコスト高にも結びつくため、現実性は非常に低い。
【００７６】
また、ノズル及びインク流路を構成するにあたり、本例のタンクホルダ４０５０、流路形成部材４０６０との接合形態のように、ノズル及びインク流路用の溝を形成した部材同士を接着や溶着等で接合して溝を管状にする方法もある。このような構成では、接合される部材の各接合面に余剰の接着剤や溶融した材料の流れを逃がして留めておく部分を設けておく必要があり、更にその部分においては前記した材料の流れは不均質である。従って、インク流路の内壁面全周にわたってみたときに、接合部分において僅かな間隙が存在する場合もある。インク充填時に、この間隙は流抵抗が高いためにインクは十分に入り込まずに、気体の空間となり得る。
【００７７】
前述したインク充填は、通常では吐出口からの吸引やインク貯蔵部からの加圧でインクを流動させて行われる。その際、ノズル及びインク流路における内壁部は、ノズル及びインク流路におけるインク流れ方向に対する断面の中心付近、所謂内部に比べてインクの流速が遅くなる。従って内壁部では、付着物質に阻害されてインクで十分に満たされない箇所、或いは接合部分の間隙でインクが入り込まずに空気が残る箇所等が存在することになる。これらの箇所は非常に微小な範囲ではあるが、所謂インクのない箇所が存在するということは、内壁部において微小な気泡が残ることにも結びつく。
【００７８】
これらのインク充填時におけるインクのない箇所を解消しようとすると、吸引又は加圧時の圧力を上げて内壁部近傍におけるインクの流速を上げることが考えられる。しかし、この場合にはインク貯蔵側からインクと共に空気を同時に取り込んでしまうこともあり得るため、圧力を上げすぎることはできない。従って、インク充填時の圧力としては、適正な範囲があり、これは吸引回復時の吸引圧力条件としても同様にいえる。
【００７９】
このようなことから、記録装置の使用初期においては、ノズル及びインク流路において、気泡の存在を完全に排除した状態をつくりだすことはむずかしく、微小な気泡が残留してしまうことは免れない。
【００８０】
しかしながら、このような微小な気泡が残留した状態であっても、その後の時間経過に伴って、残存気泡の一部がインク中に溶解する、残存気泡同士が合体する、残存気泡と時間経過で透過した気体とが合体する、等の現象が次第に起こってくる。また固体と液体が接触した状態で時間が経過すると、その界面において液体の濡れ性が向上していく。このことがノズル及びインク流路の内壁においても同様に起こり、濡れ性の向上に伴って内壁に残留していた気泡が次第に内壁から離れやすくなる。
【００８１】
いずれにしても、時間の経過を伴って、当初は内壁に点在していた微小な気泡群が、大きくなり、しかも内壁から離れやすくなるという状態に移行する。このような状態から吸引回復によってインクを強制排出させると、内部の気泡をインクと共に排出させることが容易となる。従って、インク充填を行ってからある程度の時間を経過した後にインク排出を行うと、インク充填時に比べて気泡の残留は極めて少なくなる。
【００８２】
上記の現象から、インク充填直後において吸引回復を繰り返しても気泡の除去は困難であるが、ある程度の時間を経過した後であれば、１回の吸引回復の操作でも気泡の除去は容易であることがいえる。更に気泡をほとんど除去した後であれば、その後におけるインク中の気泡成長速度も初回に比べて非常に遅くなる傾向があることも見出した。即ち、タイマー吸引の時間設定を延長可能とするものである。つまり吸引回復後においては、気泡成長の核となる微小気泡がノズル及びインク流路中からほとんど消滅するため、その後に部材の壁を通して大気が透過したとしても吐出不良に至る気泡量に成長するまでの時間が長くなる。本発明はこれらの現象を利用したものである。
【００８３】
以下に、タイマー吸引による吸引動作制御について具体的に説明する。前記のとおり、ヘッドカートリッジ４０００内のノズル及びインク流路の内壁において微小な気泡群が残留する傾向は、時間の経過と、その後に吸引を行った際のインク排出によって、徐々に減少する。従って、タイマー吸引における設定時間の閾値は、タイマー吸引の経験回数に応じて大きくすることが可能である。即ち、タイマー吸引の経験回数に応じて、タイマーの設定時間を長くすることが可能である。このような特性に基づいて、記録装置１０００に搭載されている吐出回復装置２２００に備えられている吸引回復手段の動作制御を行う方式について説明する。図２に、この制御の流れを説明するフローチャートを示し、更に図３に制御を行う際に参照するテーブルを示す。
【００８４】
記録装置１０００に記録用画像信号が送出されると、ヘッドカートリッジ４０００によるインク吐出の前に図２に示すシーケンスに移行する。ここでは、最初にステップＳ３０１に進み、前回の吸引動作がなされてから現時点までの経過時間Ｔを、不揮発性メモリ１０７に記憶されている値から取得する。その後ステップＳ３０２に進み、先に取得したＴの値とタイマー吸引の設定時間ＴＭとを比較する。本例においては、タイマー吸引の初期設定値を１２０時間に設定しており、この値をＴ０として不揮発性メモリ１０７に格納している。
【００８５】
ステップＳ３０２において、Ｔの値がＴＭの値よりも小さければ、現在の経過時間では吸引を行う必要がないと判断されるので、本制御を終了して通常の記録動作に移行する。一方、Ｔの値がＴＭの値と同じか或いは超えたときは、時間の経過でヘッドカートリッジ４０００のノズル及びインク流路の中で気泡成長が進行し、そのままで正常な吐出の継続ができない場合があるため、吸引回復を実行する必要がある。従って次にステップＳ３０３に進んで、吸引動作を行うためのポンプ２２１０に動作指令を送ることによって吸引回復動作を行う。その吸引回復動作を終えた後はステップＳ３０４に進む。
【００８６】
この時点においては、吸引回復を行った直後であることから、吸引回復の累積回数を示すＮの値を更新すると共に、吸引回復からの経過時間をリセットする必要がある。そこで、ステップＳ３０４において、まず不揮発性メモリ１０７から現在のＮの値を取得する。次にステップＳ３０５に進み、取得したＮの値に対し１を加えて更新し、その更新したＮの値を、改めて不揮発性メモリ１０７に格納する。続いてステップＳ３０６に進んで、吸引回復動作がなされてからの経過時間Ｔを０とし、不揮発性メモリ１０７に格納した後にステップＳ３０７に進む。
【００８７】
ステップＳ３０７においては、図３に示すテーブルを参照して、先のステップＳ３０５で更新されたタイマー吸引の累積実施回数Ｎの値に対応して、初期設定時間に対する増分ＤＴを求める。例えばＮ＝０であった場合には、ＤＴ＝０時間、Ｎ＝８であった場合にはＤＴ＝７２時間、Ｎ＝３０であった場合にはＤＴ＝１２０時間となる。そして、ＤＴを求めた後はステップＳ３０８に進み、確定したＤＴの値をタイマー吸引設定時間の初期値であるＴ０（本例では１２０時間）に加えた値を、新しくＴＭとして更新し、本制御を終了する。
【００８８】
このような制御を行うことにより、ヘッドカートリッジ４０００が使用初期の状態にあるときは、ノズル及びインク流路内での気泡成長が相対的に速いので、タイマー吸引の時間設定は相対的に短い。しかし、記録装置１０００の使用を継続していって、ノズル及びインク流路内での気泡成長が次第に遅くなっていった状態に対しては、それまでのヘッドカートリッジ４０００の使用履歴に応じて適切なタイマー吸引の時間設定を施すことが可能となる。
【００８９】
なお、本実施例では、インク流路内のインクが常に満たされるように、インクタンクのインク残量を検知してインクタンクが完全に空になる前にインクタンクを交換させることを可能とするインク残量検知手段を備えたインクジェット記録装置を使用した。このため、貯蔵インクが消費されたインクタンクから、新しいインクタンクに交換しても、ノズル及びインク流路の内壁の状態は変化しないので、上記特性は維持される。従ってインクタンクを交換するたびに、タイマー吸引の時間設定を元の値に戻す必要はない。
【００９０】
また、これらの気泡の挙動に関しては、Ｘ線ＣＴ装置を用いることによって、ノズル及びインク流路の内部を観察することによって直接的に確認することができる。
【００９１】
前記実施例においては、１つの記録ヘッド内で複数色のインクを吐出するそれぞれのノズル列を１つの吐出部として有し、その１つの吐出部を一体のキャップを用いて吸引する形態の記録装置の例で説明してきた。しかし本発明はこの形態に特定されるものではなく、記録ヘッドの構成により、各種の記録装置の形態がある。
【００９２】
１つの記録ヘッドが、その中で複数のインク種を供給する形態である場合は、記録ヘッドの構成内の限られた領域内で各インクに対応したインク流路を形成することになる。このため、それぞれのインク流路ごとに断面形状や長さが異なってくる場合が多い。このようにインク流路ごとに断面形状や長さが異なれば、それぞれで充填されているインク中への気体の透過・侵入状況が変化し得る。従ってインク流路ごとにタイマー吸引用の時間設定を行うことが最も好ましい。
【００９３】
インクの異なるノズル列ごとに、該当する領域にキャップを当接して独立して吸引回復動作を行うように構成をとっている記録装置においては、タイマー吸引用の時間延長変更に対しても、ノズル列ごとに独立して制御することができる。そしてこの場合の第１及び第２の閾値の設定、タイマー吸引の累積実施回数に対する増分の設定等も夫々ノズル列ごとに独立して制御可能であるため、より細かな時間設定を行うことで、不必要なインク排出及び記録時間の増大を更に防止することができる。
【００９４】
他に、１つの記録ヘッド内で、吐出するインクの色ごとに２つ以上の吐出部に分けた記録ヘッドを用い、更に吐出部ごとに独立して吸引回復用のキャップを有し、吸引回復動作も吐出部ごとに独立して行うように構成をとっている記録装置がある。このような記録装置においては、タイマー吸引用の時間設定をそれぞれの吐出部で独立して有することが可能である。従って、タイマー吸引用の時間延長変更に対しても、各吐出部ごとに独立して制御することができる。そしてこの場合の第１及び第２の閾値の設定、並びにタイマー吸引の累積実施回数に対する増分の設定などもそれぞれ吐出部ごとに独立して制御可能である。この場合でも細かな時間設定を行うことは可能である。
【００９５】
一方、単色の記録ヘッドを搭載する場合では、前述の実施例の形態のままで適用できることはいうまでもない。
【００９６】
更に、記録ヘッドの形態として、キャリッジ上で交換可能なカートリッジ形態で説明をしてきたが、これに限らず予め記録ヘッドが記録装置内に組み込まれ、交換する必要のない記録装置においても、本発明は同様に適用できるものである。
【００９７】
他に上記の実施例では、計時器を記録装置内で常に動作させておくために、計時器駆動用電池を内蔵しているが、この時間の計測もこの方式に限定されるものではない。記録装置とホストコンピュータとの双方向通信を利用し、ホストコンピュータに内蔵の時計の時刻を読み取り、これを記録装置内の不揮発性メモリに記憶させる方式でも本発明は適用できる。なお、ホストコンピュータに内蔵の時計の時刻を読み取るタイミングとしては、記録信号が記録装置に送出されたとき、タイマー吸引が実行されたとき等が挙げられる。この方式を利用すれば、記録信号が送出された際に読み取った時刻と、不揮発性メモリに記憶されている前回のタイマー吸引が実行されたときの時刻、の２つの値から経過時間を算出することができる。更に、この方式によれば、記録装置内で計時を行う必要がなくなるため、計時器駆動用電池も不要となる利点がある。
【００９８】
また、以上の例においては、強制流動回復として吸引回復操作の場合で説明を行ってきたが、ノズルへインクを供給する経路を加圧することでインクの排出を行う、加圧回復操作を適用したインクジェット記録装置であっても、本発明は全く同様に適用できる。
【００９９】
さらに、本発明は、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式の記録装置であることが好ましい。このようないわゆるサーマル式の記録装置を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できるためである。しかし、本発明は、サーマル式の記録装置に限られない。
【０１００】
また、本発明に係る記録装置の形態としては、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取るものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明のヘッドカートリッジの交換有無を検知した後の処理を示すフローチャートである。
【図２】本発明のタイマー吸引による吸引動作制御を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例において参照するテーブルである。
【図４】本発明の実施例におけるインクジェット記録装置の外観構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示す記録装置の外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例に用いられるヘッドカートリッジを組立てた状態を示す斜視図である。
【図７】図６におけるインクタンクをヘッドカートリッジ本体から取り外した状態を、図６とは天地を逆にして示す斜視図である。
【図８】図６におけるヘッドカートリッジの分解斜視図である。
【図９】図８における記録素子基体上の記録素子および電極配線の構成を示す模式的平面図及び模式的断面図である。
【図１０】本発明の実施例における吐出回復装置の一側部を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示した吐出回復装置の他側部を示す斜視図である。
【図１２】本発明を適用したインクジェット記録装置における制御系のブロック図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 制御部
１０１ マイクロプロセッサユニット
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 計時器
１０５ 入出力ポート
１０６ 計時器駆動用電池
１０７ 不揮発性メモリ
２００ インターフェイス回路
３００ 操作パネル
４００ センサ
５００ 電源部
１０００ 記録装置本体
２０００ 記録装置ユニット
２１００ キャリッジ
２２００ 吐出回復装置部
４０００ ヘッドカートリッジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出させる複数のノズルを有する記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置の吐出状態を安定化させるための吐出回復手段を備えたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、小型化が容易であることや、騒音が少ない、安価であることなどの利点を持っており、コンピュータの出力装置を始め、各種の印刷装置に利用されている。このインクジェット記録装置は、電気信号でインクを噴射できるノズルを複数有する記録ヘッドを備えている。そして、この記録ヘッドをキャリッジ上に装着して往復移動させながら、各ノズルを選択的に駆動することによって、該当するノズルから液滴状のインクを吐出させる。これによって、記録媒体上にインク滴が選択的に着弾されて所望の画像を形成することができる。更に記録ヘッドは、インクを吐出させるための複数のノズルを列状に配置して吐出部としている。そして、この吐出部を同一記録ヘッド内に複数備えることによって、各吐出部に異なるインク種、例えば色の異なるインクを供給することで、カラー印刷を可能とする。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置の中で、インクを吐出させるためのノズルや、或いはノズルにインクを供給するインク流路において、それらを形成する材料を通して大気が透過・侵入することに伴う、インク中での気泡の発生・混入等が生ずる場合がある。また、ノズル先端に設けられている吐出口からの蒸発に伴うインクの粘度増大が生ずる場合もある。これらによって、前記したノズルからインクを液滴状にして吐出させることが正常になされない、即ち吐出不良を生ずる。このことは、記録媒体上において正規のインク液滴の着弾がなされず、形成される画像の品質低下を招くことにつながる。
【０００４】
この画像の品質低下を防止するために、インクジェット記録装置においては、従来から吐出不良を回避又は改善する目的でインク吐出状態の回復処理（吐出回復処理）が一般的になされている。この吐出回復処理の代表的なものには、ノズルから強制的にインクを排出させる処理や、吐出部におけるインクや紙粉等の付着による汚れを払拭する処理がある。
【０００５】
前者は、開口部を有するキャップを吐出部に密着させることで形成される空間内を減圧したり、或いはインク流路を加圧したりすることで、強制的にインクを流動させてノズルからインクを排出させる処理である。これによって、粘度上昇したインクやインク中の気泡が通常の液状インクと同時に排出されるものである。この強制的にインクを流動させてノズルからインクを排出させる処理を『強制流動回復』と称する。
【０００６】
更に前者の処理の中には、記録の開始直前や途中で、記録媒体から外れた領域で画像形成に無関係なインク吐出を行わせて、ノズル先端の吐出口部分で蒸発によって粘度上昇したインクを排出する処理もある。特にこの吐出によるインク排出処理を『予備吐出』と称する。
【０００７】
また後者は、インクの吐出に伴って生ずる微細なインクミストや、インク滴の着弾時に記録媒体から跳ね返るインク等によって起こる吐出部の濡れや紙粉の付着等で発生する汚れを、ゴム等で形成されるワイパーブレードで払拭する処理である。この処理を『ワイピング』と称する。
【０００８】
これらの中で、前述したインクの粘度増大やインク内への気泡混入の課題に対しては、近年のインクジェット記録装置においては、『吸引回復』機構を組み込むことがよく実施されている。『吸引回復』とは、吐出部を覆う開口部を有するキャップをその吐出部に当接し、吐出部とキャップ開口部で形成される空間の内部を減圧し、生ずる圧力差を利用して、ノズルを通して記録ヘッド内に充填されているインクを吸引して排出させることである。また、『吸引回復』操作を行う装置を『吸引回復装置』と称する。
【０００９】
吸引回復は、吐出不良を回避するためには非常に有効に作用するものであるが、その一方で不都合もある。この吸引回復は画像形成を目的とする各ノズルからののインク吐出動作とは独立して行われるものであるため、吸引回復を行っている間はインク吐出を中断せざるを得ない。つまり、この吸引回復操作が行われている間は、記録媒体上への画像形成を実施することができない。そしてこのことは、記録を意図してから仕上がるまでの時間を実質的に長くしてしまうという不都合を生じる。
【００１０】
更に、吸引回復ではノズルから強制的にインクを排出させているために、画像形成には寄与しないインクの消費を伴う。従って、記録に要するコストの増大を招く不都合が生ずる。また、排出されたインクは通常は再利用できないため、該インクを廃インクとして貯蔵しておく処理が必要となる不都合も生ずる。
【００１１】
以上の不都合の点から、吸引回復は少ない操作回数に留めることが望ましい。従って、吸引回復を、一定の時間が経過した後に自動で動作させるようにして品質上で必要な場合のみとし、不必要な吸引回復をなるべく行わないことを一般的に行っている。この自動で吸引回復を行う一手法として、『タイマー吸引』がある。『タイマー吸引』とは、インクジェット記録装置内に、予め一定の時間を設定したタイマーを備えておき、これと共に吸引回復を実施してからの経過時間を計測する。そして、その経過時間とタイマーの設定値とを参照して経過時間がタイマーの設定値を超えたときに自動的に吸引回復を実行することである。
【００１２】
通常のタイマー吸引における時間設定は、ノズル内及びインク流路内において発生し成長する気泡の量が、吐出不良を引き起こし得る状態に至るまでの時間に基づいている。この時間を、使用するインクジェット記録装置の特性として求め、タイマーに設定している。
【００１３】
ところで、ノズル及びインク流路の中でインク中に気泡が発生・成長する要因としては、記録ヘッド及びインク流路を構成する部材の接合部や部材自体を介し、空気が透過してインク内に入り込む場合が挙げられる。また、インク吐出の繰り返しによって吐出口から空気を取り込む場合が挙げられる。更に、熱エネルギーを利用してインクを瞬時に加熱・発泡させて吐出液滴を形成する方式の記録ヘッドにおいては、吐出終了後の消泡する際に残留気泡があり、それがインク中に蓄積する場合もある。
【００１４】
一般に、部材における気体の透過性と温度との関係はアレニウスの式に従うことが知られており、温度に対して気体の透過量は指数関数的に増大する。また実質的に孔のない部材を気体が透過する場合は、気体分子が高濃度側（気体の圧力が高い）の部材壁面に凝縮し、次いでその気体は、部材内に溶解していく。続いて溶解した気体分子は、部材両側間の気体分子の濃度勾配差を駆動力として、更に気体分子の低濃度側に向かって拡散していき、部材の反対側の面から蒸散して放出されることから起こる。
【００１５】
このことをインク流路に当てはめて考えると、まず、インク流路を構成している部材の外側壁面、即ち空気が多い側の壁面に、空気中の気体分子が凝集して部材内に溶解していく。そしてインク流路を構成している部材における前記壁面の反対側の面、即ちインクと接している内壁面は空気がほとんどないために、先の部材内に溶解した気体分子はインク流路内壁側に向かって拡散し、その後にインク中に放出されることになる。このようなことから、インク流路を構成している部材の両壁面側における気体の濃度差が作用し、インク流路内にインクが存在しているうちは気体透過が続くため、時間の経過と共にインク流路内で蓄積する気体量は多くなる。
【００１６】
このようなことから、タイマー吸引としては、使用するインクジェット記録装置の動作を保証する温度環境の範囲内で、最高温度における特性で時間設定を行う。本来ならば、インクジェット記録装置が使用されている間における温度変化を逐次検知し、その温度変化履歴によってインク内に透過して蓄積した気体の量を導き出し、その量に基づいて適切な吸引回復操作の時期を判定することが好ましい。しかし、インクジェット記録装置の電源が入っていない間も含めて、記録が休止している間の温度変化を逐一検知して履歴を記憶しておくには、温度検知用のセンサを常時動作させておく必要がある。そのためにインクジェット記録装置としては、センサ駆動及びセンサ出力処理用に常に通電し続けなければならないため、実用上は困難である。
【００１７】
従って、インクジェット記録装置の動作保証を行うためには、実使用における最高温度における気体透過特性に基づいて、タイマーの時間設定を行い、それに従ったタイマー吸引を行わざるを得ない。
【００１８】
このため、実際のインクジェット記録装置の使用環境によっては、タイマーで設定されている時間に達した場合であっても、吸引回復をさせなくとも満足なインク吐出が可能な場合もある。このことは、言い換えれば不必要なインク排出を行うこともあり得るということになる。
【００１９】
このような不必要なインク排出を防止するためには、タイマーの設定値を変更できる構成をもつことが好ましい。このタイマーの設定値を変更する構成として、例えば特許文献１では、記録媒体の種類に応じて吸引タイマーの設定値を増減させることを開示している。つまり基準となる設定値に対して普通紙ならば＋１２時間、高品位を求める光沢紙ならば−１０時間にする、という構成を開示している。また特許文献２では、液体を貯留したカートリッジが着脱可能である装置で、カートリッジが装着されてから規定回数までの第１判断基準時間を短くし、規定回数よりも後の第２判断基準時間は長く設定することが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２６０３７０号公報（第６頁、図３−４）
【特許文献２】特開２００４−１３６５０２号公報（第５−６頁、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら特許文献１は、記録を行う際に使用する記録媒体に応じて求められる画像品質でタイマー設定を変更するものである。即ち、高価な記録媒体を用いて高い画像品質を求める場合においては、画像形成不良を発生させてはならないため、タイマーの設定時間前であっても吸引回復動作をさせて、予期せぬ吐出不良を起こさせない、という思想である。従って、インク中の気泡成長を考慮したものではなく、本願における観点とは異なる。
【００２１】
また特許文献２は、インクを貯留するカートリッジの構成に依存するものである。ヘッド側に設けた液体導入針がカートリッジの針挿入口に挿入され、インク充填が済んだ後でも針内の気泡が完全に抜けきらないため、規定の吸引が済むまでは短いタイマー設定にせざるを得ないことからなされた発明である。そのため、針内の気泡が抜けた後は一定のタイマー設定のままであり、時間経過によるインク中での気泡成長の特性を考慮していない。むしろカートリッジを装着した直後に気泡残りが多く、それによる吐出不良を回避するもので、初期のタイマー設定は短くとるものである。従ってカートリッジを装着する度に、タイマー設定は短い時間に戻り、吸引頻度を下げる目的に対して適切なものではない。
【００２２】
また、従来のインクジェット記録装置におけるタイマー吸引では、その時間設定を実験的に求め、経過時間のみでその設定に基づく吸引回復を一律に実行していた。
【００２３】
本発明は、ノズル及びインク流路中において発生・成長した気泡の特性に鑑みてなされたものであり、無駄に回復処理の操作を行うことがなく、最低限の回復処理の操作頻度で安定な吐出を維持させることができる、タイマー吸引時の時間設定を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明者が鋭意検討した結果、以下のことが確認できた。
【００２５】
記録ヘッドに着脱可能なインクタンクを有するヘッドカートリッジ形態のインクジェット記録装置は、ヘッドカートリッジの交換の際やインクタンクのインクを使い切ったとき等に、記録ヘッドのインク流路にインクが満たされない状態となる場合がある。このような場合、ヘッドカートリッジやインクタンクを交換し、インク流路にインクを満たすこととなるが、その際、特にインク中に気泡を混入させやすく、早期の回復処理が必要となる。
【００２６】
しかし、ヘッドカートリッジやインクタンクを交換し、インク流路にインクを満たした後は、気泡の発生・成長が経時的に遅くなっていくということがわかった。
【００２７】
本発明は、前記の知見を基に前記目的を達成させるために完成されたものである。具体的には、インクを内包したインクタンクと、前記インクタンクから供給される前記インクを吐出させる複数のノズルを有した記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復させる回復手段と、
前記回復手段が回復処理を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、
前記計時手段で計測された前記経過時間を記憶する記憶手段と、
前記経過時間が閾値を超えた際に回復処理を前記回復手段に行わせる制御手段と、
前記回復手段により実行される回復処理の回数を累積する累積手段と、
前記制御手段により回復処理を前記回復手段に行わせた後に、前記計時手段が計測する経過時間をリセットすると共に、前記累積手段によって累積された回復処理の回数に従って、前記閾値を増大するよう更新する閾値更新手段を有するインクジェット記録装置である。
【００２８】
また、前記目的を達成する他の発明は、インクを内包したインクタンクと、前記インクタンクから供給される前記インクを吐出させる複数のノズルを有した記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置の回復方法であって、
前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復させる回復工程と、
前記回復工程が回復処理を行ってからの経過時間を計測する計時工程と、
前記計時工程で計測された前記経過時間を記憶する記憶工程と、
前記経過時間が閾値を超えた際に回復処理を行わせる制御工程と、
前記回復工程により実行される回復処理の回数を累積する累積工程と、
前記制御工程により前記回復処理を行わせた後に、前記計時工程により計測された経過時間をリセットすると共に、前記累積工程によって累積された回復処理の回数に従って、前記閾値を増大するよう更新する閾値更新工程を有するインクジェット記録装置の回復方法である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、インクを充填した後のインクが接しているノズル及びインク流路の内壁における残留気泡の挙動を加味し、適切な時間設定に適宜変更してタイマー吸引を実行するため、不必要に短時間で回復処理を行うことがない。従って、余分なインクの消費もなくなり、加えて実質的な記録の所要時間の増大やランニングコストの上昇抑制にもつながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かも問わない。
【００３１】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００３２】
さらに、「インク」とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。また、インクの処理に供され得る例としては、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化がある。
【００３３】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明していく。
【実施例】
【００３４】
まず、本発明が適用されるインクジェット記録装置（以下『記録装置』と略記する）の一例の構成について、図４及び図５を用いて説明する。図４に記録装置の外観の概略構成を示すが、この記録装置本体１０００の外殻は、下ケース１００１、上ケース１００２、アクセスカバー１００３および排出トレイ１００４を含む外装部材とから構成される。そしてこれらの外装部材内には、図５に示すシャーシ２００１で構成される記録装置ユニット２０００を収納している。このシャーシ２００１は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものである。
【００３５】
また、下ケース１００１は装置本体１０００の外装の略下半部を、上ケース１００２は装置本体１０００の外装の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって、内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体１０００の上面部及び前面部には、それぞれ記録媒体を給送及び排出させるための開口部が形成されている。
【００３６】
更に、排出トレイ１００４は、その一端部が下ケース１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケース１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイ１００４を前面側へと回転させて開口部を出すことにより、ここから記録媒体が排出可能となると共に排出された記録媒体を順次積載し得るようになっている。また、排出トレイ１００４には、２枚の補助トレイ１００４ａ及び１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、記録媒体の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００３７】
アクセスカバー１００３は、その一端部が上ケース１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっている。このアクセスカバー１００３を開くことによって本体内部に収納されているヘッドカートリッジ或いはインクタンク等の交換が可能となる。このヘッドカートリッジは、記録ヘッド部にインクタンクの装着部を備えたヘッドカートリッジ本体とインクタンクとから構成されているものであり、その構成の詳細は後述する。なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバー１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっている。そして、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００３８】
また、上ケース１００２の後部上面には、電源キー３００１およびレジュームキー３００２が押下可能に設けられると共に、ＬＥＤからなる発光部３００３が設けられている。そして、電源キー３００１を押下すると、発光部３００３が点灯し記録可能であることを使用者に知らせるものとなっている。また、発光部３００３は点滅の仕方や発光色の変化により、記録装置の異常等を使用者に知らせる等の種々の表示機能を有する。さらに、ブザーをならすこともできる。なお、異常等が解決した場合には、レジュームキー３００２を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【００３９】
次に、装置本体１０００に収納されている記録装置ユニット２０００の記録動作機構について図５を用いて説明する。本実施例における記録動作機構は、記録媒体を装置本体内へと自動的に給送する自動給送部２００２を有する。また、自動給送部２００２から１枚ずつ送出される記録媒体を所定の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部２００４へと記録媒体を導く搬送部２００３を有する。さらに、記録位置に搬送された記録媒体に所望の記録を行う記録部と、前記記録部等に対する吐出回復処理を行う吐出回復装置部２２００とを有している。
【００４０】
ここで、記録部は、キャリッジ軸２１０３によって移動可能に支持されたキャリッジ２１００と、このキャリッジ２１００に着脱可能に搭載されるヘッドカートリッジ４０００（図６参照）とからなる。そしてキャリッジ２１００は、駆動源であるキャリッジモータ３０２０の駆動力で、伝達機構２１０４を介して矢印Ｓの主走査方向に往復移動される。
【００４１】
図６および図７はヘッドカートリッジ４０００の構成例を示し、図６はインクを貯留するインクタンク４１００をヘッドカートリッジ本体４００１に取り付けた状態を示す斜視図を示す。また、図７はインクタンク４１００をヘッドカートリッジ本体４００１から取り外した状態を、図６とは天地を逆にして示した斜視図である。本例においては、ヘッドカートリッジ本体４００１は前述したキャリッジ２１００に対して着脱可能に搭載されるものである。ここに示すヘッドカートリッジ４０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとして、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローの各色独立のインクタンク４１００が用意されている。そして、それぞれが吐出部４００２を有するヘッドカートリッジ本体４００１に対して着脱自在となっている。
【００４２】
図８はヘッドカートリッジ本体４００１の分解斜視図である。本例のヘッドカートリッジ本体４００１は、記録素子基体４０１０、第１のプレート４０２０、電気配線基板４０３０、第２のプレート４０４０、タンクホルダ４０５０、インク流路形成部材４０６０、フィルタ４０７０、シールゴム４０８０から構成されている。
【００４３】
記録素子基体４０１０は、シリコン基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するアルミニウム等の電極配線とが成膜技術により形成される。そして、この記録素子に対応した複数のインク流路と吐出口４０１１を有する複数のノズルとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。この記録素子は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するものであって、その熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備えている。即ち、電気熱変換体から発生する熱エネルギーによってインクに膜沸騰が生じ、インク中の気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口からインクを吐出させる構成となっている。この電気熱変換体は、複数の吐出口４０１１のそれぞれに対応して設けられている。
【００４４】
図９（Ａ）は記録素子基体４０１０上の記録素子および電極配線の構成を示す模式的平面図、図９（Ｂ）はそのＡ−Ａ′部の模式的断面図である。記録素子基体４０１０の作製には、シリコン基板、あるいは既に駆動用のＩＣを作り込んだシリコン基板を用いる。シリコン基板の場合は、熱酸化法、スパッタ法、ＣＶＤ法などによって二酸化珪素から成る蓄熱層を形成し、ＩＣを作り込んだシリコン基板も同様にその製造プロセス中で、二酸化珪素から成る蓄熱層を形成しておく。図９（Ｂ）では４０１２が二酸化珪素から成る蓄熱層に相当し、２μｍ弱の膜厚を有する。
【００４５】
次に、共通の電極配線として第１のアルミニウム電極層（不図示）をスパッタリング法にて０．５５μｍの厚さに形成し、フォトリソグラフィ法を用いて配線パターンを形成し、リアクティブイオンエッチング法でエッチングを行う。次に、スパッタ法、ＣＶＤ法などによって、窒化珪素或いは二酸化珪素等から成る層間絶縁膜４０１３を１．４μｍ形成する。次いで、ヒータとしてＴａＳｉＮ層４０１４を０．０１８μｍの厚さに、さらに電極配線としての第２のアルミニウム電極層４０１５を０．２μｍの厚さに、それぞれスパッタリング法、或いは反応性スパッタリング法により形成する。次に、フォトリソグラフィ法を用いて配線パターンを形成し、リアクティブイオンエッチング法で、アルミニウム、ＴａＳｉＮと連続的にエッチングを行う。再びフォトリソグラフィ法により図９中の符号４０１６で示されるように発熱部を露出させるために、ウェットエッチングによりアルミニウム層を取り去る。次に、第１の保護膜４０１７として窒化珪素あるいは二酸化珪素等から成る絶縁膜を０．３μｍの厚さに、スパッタリング法，プラズマＣＶＤ法などによって形成する。その上に、第２の保護膜４０１８としてのタンタル層を０．２３μｍの厚さに、必要に応じてパターニング処理を行いながら成膜する。
【００４６】
再び図８に移る。このように作製された記録素子基体４０１０は第１のプレート４０２０に接着固定されており、ここには、記録素子基体４０１０にインクを供給するためのインク供給口４０２１が形成されている。さらに、第１のプレート４０２０には、開口部を有する第２のプレート４０４０が接着固定されており、この第２のプレート４０４０を介して、電気配線基板４０３０が記録素子基体４０１０に対して電気的に接続されるよう保持されている。この電気配線基板４０３０は、主に記録素子基体４０１０にインクを吐出するための電気信号を印加するものである。そして、記録素子基体４０１０に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置して本体からの電気信号を受け取るための外部信号入出力端子４０３１とを有しており、外部信号入出力端子４０３１は、タンクホルダ４０５０の背面側に位置決め固定されている。
【００４７】
ヘッドカートリッジ本体４００１には記録素子基体４０１０についての所要の情報、すなわち発熱部４０１６に対応した駆動条件を規定するための情報を格納し、装置本体に装着された際にこれを提示するための手段が設けられている。その手段としては例えば電気配線基板４０３０に実装されたＥＥＰＲＯＭやヒューズＲＯＭ等の不揮発性メモリとすることができる。また、ヘッドカートリッジ本体４００１ないし記録素子基体４０１０には、温度を検出してその情報を提示するための温度センサを設けることができる。そして、それらの提示情報は外部信号入出力端子４０３１を介して記録装置本体制御部に伝達することができる。
【００４８】
一方、インクタンク４１００を着脱可能に保持するタンクホルダ４０５０には、インク流路形成部材４０６０が、超音波溶着等により接合して固定され、インクタンク４１００から第１のプレート４０２０に亘るインク流路４０５１を形成している。また、インクタンク４１００と係合するインク流路４０５１におけるインクタンク側の端部には、フィルタ４０７０が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようにしている。また、インクタンク４１００との係合部にはシールゴム４０８０が装着され、係合部からのインクの蒸発を防止し得るようにしている。
【００４９】
さらに、タンクホルダ部は、タンクホルダ４０５０、流路形成部材４０６０、フィルタ４０７０及びシールゴム４０８０から構成される。また、記録素子部は、記録素子基体４０１０、第１のプレート４０２０、電気配線基板４０３０および第２のプレート４０４０から構成される。そして、タンクホルダ部と記録素子部とを接着等で結合することにより、ヘッドカートリッジ本体４００１を構成している。
【００５０】
次に、再び図５を参照して上記構成のヘッドカートリッジ４０００を搭載するキャリッジ２１００を説明する。キャリッジ２１００には、キャリッジ２１００と係合し、ヘッドカートリッジ本体４００１をキャリッジ２１００上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバー２１０１が設けられている。また、キャリッジ２１００には、ヘッドカートリッジ本体４００１のタンクホルダー４０５０と係合し、ヘッドカートリッジ本体４００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバー２１０２が設けられている。
【００５１】
即ちヘッドセットレバー２１０２は、キャリッジ２１００の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、ヘッドカートリッジ本体４００１との係合部には、ばね付勢されるヘッドセットプレート（不図示）が備えられる。そして、このばね力によってヘッドカートリッジ本体４００１を押圧しながらキャリッジ２１００に装着する構成となっている。
【００５２】
また、キャリッジ２１００のヘッドカートリッジ本体４００１との別の係合部にはコンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１が設けられる。そして、コンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１上のコンタクト部３０１０と、ヘッドカートリッジ本体４００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）４０３１とが電気的に接触する。これにより、記録のための各種情報等の授受やヘッドカートリッジ本体４００１への電力の供給などを行うようになっている。
【００５３】
ここで、コンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１のコンタクト部とキャリッジ２１００との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられる。この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによって、コンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１上のコンタクト部３０１０と、ヘッドカートリッジ本体４００１のコンタクト部４０３１との確実な接触を可能とするようにしている。さらに、コンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１は、キャリッジ２１００の背面に搭載されたキャリッジ基板（不図示）に接続されている。
【００５４】
このような構成のキャリッジ２１００は、キャリッジモータ３０２０の駆動力を伝達する伝動機構である駆動ベルト２１０５の一部に連結され、かつキャリッジ軸２１０３に沿って矢印Ｓの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジモータ３０２０の正転及び逆転によって、キャリッジ２１００は、キャリッジ軸２１０３に沿って往復移動する。２１０６はキャリッジ２１００の矢印Ｓの主走査方向における絶対位置を示すスケールである。本例のスケール２１０６としては、透明なＰＥＴフィルムに、所定ピッチの黒色のバーが印刷されたものが用いられており、その一方の端部はシャーシ２００１に固着され、他方の端部は不図示の板ばねに支持されている。
【００５５】
本例の記録装置１０００においては、ヘッドカートリッジ４０００の吐出部４００２に対向するように、不図示のプラテンが設けられている（搬送部２００３の下部）。そして、キャリッジモータ３０２０の駆動力によって、ヘッドカートリッジ４０００が搭載されたキャリッジ２１００を主走査方向に往復移動させる。そして、それと同時に、記録信号に基づいてヘッドカートリッジ４０００からインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体の幅方向に記録が行われる。
【００５６】
続いて図１０及び図１１を参照して、本例における吐出回復部を説明する。図１０は吐出回復部の一側部を示す斜視図、図１１は、同一の吐出回復部に関して図１０の対向する側部を示す斜視図である。吐出回復部はヘッドカートリッジ４０００を載置したキャリッジ２１００が記録動作のために往復移動する範囲の外、つまり記録領域の外に配設されており、ヘッドカートリッジ４０００の吐出状態を良好に維持するための回復処理をするものである。その配設位置は、例えば、キャリッジ２１００及びヘッドカートリッジ４０００のホームポジションと対応する位置等、記録領域外の所望位置に設定される。更に本例では、装置本体１０００に対して、独立して着脱可能とする吐出回復装置２２００によって構成されている。この吐出回復装置２２００は、ヘッドカートリッジ４０００の記録素子基板４０１０に付着した異物を除去するためのワイピング手段を備えている。また、インクタンク４１００からヘッドカートリッジ４０００の記録素子基板４０１０に至るインク流路におけるインク供給の正常化を図るための吸引回復手段を備えている。
【００５７】
ワイピング手段は、３枚のワイパーブレード２２０１、２２０２、２２０３と、これらを支持するワイパーホルダ２２０４と、これを図中の矢印Ｃ方向に往復運動させるために螺旋状に形成された溝２２０５ａを備えたスクリュー２２０５より構成されている。
【００５８】
吸引回復手段は、ヘッドカートリッジ４０００の記録素子基板４０１０を覆うことが可能なように、ゴム等で形成されたキャップ２２０６を備えている。そして、このキャップ２２０６の内部に設けられる吸収体２２０７と、キャップ２２０６をヘッドカートリッジ４０００に対して図中Ｂ方向に動作し当接離反するためのアーム２２０８を備えている。
【００５９】
キャップ２２０６は、アーム２２０８とは別体的に構成されたホルダに支持され、ホルダがアーム２２０８に支持されるようになっている。キャップ２２０６は、チューブ２２０９によりポンプ２２１０と接続され、ポンプ２２１０を動作させることによりキャップ２２０６に覆われたヘッドカートリッジ４０００からインクを吸引する構成となっている。キャップ２２０６とポンプ２２１０との途中には、大気連通弁２２１２を備えた別のチューブ２２１１が設けられている。
【００６０】
大気連通弁２２１２は、ゴム材等で構成されており、この弁と当接及び離脱可能な大気連通弁アーム２２１３が軸２２１４を中心に図中Ｄ方向に回転可能に設けられている。この大気連通弁アーム２２１３を、大気連通弁２２１２に対して当接させてポンプ２２１０を動作すると、ヘッドカートリッジ４０００よりインクが吸引される。この大気連通弁アーム２２１３を離脱してポンプ２２１０を動作すると、キャップ２２０６とヘッドカートリッジ４０００とが当接状態であっても、ヘッドカートリッジ４０００からインクは吸引されず、キャップ２２０６内に存在するインクのみが吸引される。
【００６１】
吐出回復装置２２００におけるこれらのワイピング手段及び吸引回復手段の動作は、ＰＧモータ３０２２と所定の駆動切り替え手段によって行われる。更に、大気連通弁アーム２２１３の動作は、搬送モータ３０２１と所定のギヤ列を介して排出ローラ（不図示）から伝動され動作する仕組みになっている。
【００６２】
更に、吐出回復装置２２００における吸引回復手段として、ポンプ２２１０の動作条件を変更することによって、各種の吸引方法を行えるように制御可能な構成をとっている。本例においては、３種類の吸引モードを持っている。１種類目が、吐出回復用の吸引である。２種類目が、インクタンク４１００をヘッドカートリッジに対して装着し直した（交換した）際に、インクタンク内に貯蔵されているインクをインク流路内のインクと連続させるインクタンク交換吸引である。３種類目が、ノズル及びインク流路内インクが充填されていない新しいヘッドカートリッジを初めてキャリッジ２１００に装着した際に、内部にインクを充填するインク充填吸引である。これらの各モードでは、吸引用のポンプ２２１０の吸引動作時間をそれぞれ変更することで、吸引量を変更している。なお、各モードにおける吸引量は、吐出回復用の吸引を基準にして、インクタンク交換吸引は２倍の吸引量、インク充填吸引は３倍の吸引量で設定している。
【００６３】
次に、図１２に本発明の記録装置１０００における制御系のブロック図を示す。ここで、制御部１００はマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）１０１と、後述する処理手順を含む制御プログラム及び各種パラメーターが格納されるＲＯＭ１０２、記録画像データが一時格納されるＲＡＭ１０３を備える。また、吐出回復装置２２００内の吸引手段に設置されている吸引ポンプを動作させてからの経過時間を計測するための計時器１０４、入出力ポート１０５を備える。さらに、計時器１０４を動作させておく計時器駆動用電池１０６、計時器１０４で計測された値を記憶するためにＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ等の不揮発性メモリ１０７（ＮＶＲＡＭ）を備えている。計時器１０４は、計時器駆動用電池１０６によってバックアップされているため、記録装置１０００の電源が入っているか否かに拘わらず、常に時間を計測することになる。また、この計時器１０４は、後述するように所定のタイミングでリセット、スタートされ、その時点にて０にリセットされてからの経過時間を計測する。
【００６４】
また、記録装置１０００へ送出する画像信号をつくり出すためのホストコンピュータ（不図示）からインターフェイス回路２００を介して記録画像データが入力される。本実施例の記録装置１０００は、ホストコンピュータだけでなく操作パネル３００を介して制御することもできる。更に、各種センサ４００によって記録媒体の有無や、キャリッジ２１００のホームポジションの検出、ヘッドカートリッジ４０００の装着有無などの検出がなされる。各部に対する電力の供給は、電源部５００によって行われる。ヘッドカートリッジ４０００に対する吐出回復装置２２００は、前述したように吐出部４００２に対するキャッピング及び吸引回復を行う。この吸引回復は、ヘッドカートリッジ４０００内の複数のノズルからのインク吐出に不良が発生した際に行う。例えば、ヘッドカートリッジ４０００に設けられている吐出部４００２の中の記録素子基板４０１０にキャップ２２０６を当接することで、複数の吐出口４０１１（図８参照）の周囲を密閉する。そして、その密閉空間内に負圧を作用させることにより、インクを吸引して排出させることにより、同時にノズルやインク流路内の気泡や吐出周囲に付着している塵埃を除去することを行う。
【００６５】
続いて、記録装置１０００に搭載されている吐出回復装置２２００における吸引動作制御の流れについて説明する。
【００６６】
本発明を適用した記録装置１０００は、ヘッドカートリッジ４０００を交換可能な形態で構成している。通常、ヘッドカートリッジ４０００を交換する場合は、それまで装着されているヘッドカートリッジをキャリッジ２１００から取り外し、その次にキャリッジ２１００に新しいヘッドカートリッジを装着する。従ってヘッドカートリッジ４０００が交換された際には、ノズル及びインク流路内にはインクが存在しないため、まずこれらの中にインクを充填する必要がある。このヘッドカートリッジ４０００の交換は、先に説明したように、図４におけるアクセスカバー１００３の開閉で行われると共に、記録装置１０００内で、この開閉状態を検出できる構成をとっている。但し、このアクセスカバー１００３の開閉は、インクタンク４１００の交換の際にも行われる。このため、ヘッドカートリッジ４０００が交換されたことを認識するには、前記開閉状態の検出と同時に、キャリッジ２１００とヘッドカートリッジ４０００との間の電気的接続における導通切断の有無を検出する必要がある。これらの２つの検出がなされたときに、ヘッドカートリッジ４０００の交換がなされたことを認識する。
【００６７】
これらの動作について、図１を用いて説明する。まず記録装置１０００でアクセスカバー１００３が開かれ、不図示のマイクロスイッチの動作でアクセスカバー１００３が開かれたことを検知した場合には、図１に示すシーケンスに移行する。ここでは、最初にステップＳ１０１に進み、ヘッドカートリッジ４０００とキャリッジ２１００のそれぞれに設けられている電気的接点の接触状態を調査する。このために、前述したコンタクトフレキシブル記録ケーブル３０１１上のコンタクト部３０１０と、ヘッドカートリッジ本体４００１の外部信号入出力端子４０３１との間の接触状態で確認をする。ここで通常の接触状態と認識されればステップＳ１０４に移行し、非接触状態、即ち両者の電気的接続が切断されていると認識された場合はステップＳ１０２に進む。
【００６８】
先のステップＳ１０１にてヘッドカートリッジ４０００とキャリッジ２１００との間で通常の接触状態と認識された状態は、アクセスカバー１００３が開かれても、キャリッジ２１００に装着されたヘッドカートリッジ４０００はそのままである。従って、次に移行したステップＳ１０４において、アクセスカバー１００３が閉じられるか否かを判定する。ここでアクセスカバー１００３が閉じられていない、即ちアクセスカバー１００３は開かれた状態のままであると認識された場合には、その時点以降にヘッドカートリッジ４０００或いはインクタンク４１００の交換が予定されていることになる。このため、ステップＳ１０１に戻る。従って、アクセスカバー１００３が単に開けられた状態のままのうちは、ステップＳ１０１とステップＳ１０４との間を循環し、次の動作が行われるまで待機する。
【００６９】
一方、ステップＳ１０１にてヘッドカートリッジ４０００とキャリッジ２１００との間で電気的接続が切断された、即ちヘッドカートリッジ４０００がキャリッジ２１００から取り外されと認識され、ステップＳ１０２に進んだ後は、変数Ｎの値を０にする。ここで変数Ｎは、ヘッドカートリッジ４０００のタイマー吸引の実施履歴を示す変数であり、後述するように、吸引を実施するたびに値を１ずつ増加させていくものである。そして変数Ｎの値は、更新されるたびに不揮発性メモリ１０７に格納される。ここまでのステップにおいては、キャリッジ２１００からヘッドカートリッジ４０００が取り外されただけの状態であるため、その後に新しいヘッドカートリッジが装着される予定の状態である。従って、この後にステップＳ１０３に進む。
【００７０】
ステップＳ１０３においては、再度ヘッドカートリッジ４０００とキャリッジ２１００のそれぞれに設けられている電気的接点の接触状態を調査する。接触されていなければ、新しいヘッドカートリッジの装着が未完了であるので、ステップＳ１０２に戻り、前記の接触状態が認識されるまでステップＳ１０２とステップＳ１０３との間を循環する。またステップＳ１０３で電気的接点の接触が認識されると、新しいヘッドカートリッジが取り付けられたことであるので、ステップＳ１０４に進む。このステップＳ１０４における内容は前述した通りであり、アクセスカバー１００３が閉じられるまで待機する。
【００７１】
ステップＳ１０４において、不図示のマイクロスイッチの動作によってアクセスカバー１００３が閉じられたと認識された後は、ステップＳ１０５に進む。そして、記録装置１０００を正規の状態に戻すために、キャリッジ２１００をホームポジションに戻し、引き続きステップＳ１０６に進む。
【００７２】
ステップＳ１０６においては、前述したヘッドカートリッジ４０００のタイマー吸引実施履歴を示す変数のＮを参照する。ここでＮ＝０であるならば、ヘッドカートリッジが新しいものに交換された直後であることになるので、ステップＳ１０７に進んでインク充填吸引を行う。一方、Ｎ＝０が成り立っていなく、１以上の数値が格納されている場合は、先のアクセスカバー１００３の開閉で記録ヘッドは交換されていなく、インクタンク交換がなされた場合であるので、ステップＳ１０８に進んでインクタンク交換吸引を行う。これらのステップＳ１０７及びステップＳ１０８のいずれを終えた後でも、吸引操作の直後であるので、ステップＳ１０９に進み、吸引を行ってからの経過時間を表すＴの値を０にする。ここまでで、ヘッドカートリッジは吐出可能な状態となっているので、一連の処理を終了する。なお、インク充填吸引及びインクタンク交換吸引の内容については、吐出回復装置の説明で述べた設定である。また以上の図１に基づく動作は、アクセスカバー１００３が開かれた場合のみになされるものであり、アクセスカバー１００３が開かれない場合には、上記動作は行われない。
【００７３】
以下に、タイマー吸引による吸引動作制御について説明するが、該制御は、次に述べる背景から成り立つものである。
【００７４】
記録装置が初めての画像形成に利用されるまでの間において、ノズル及びインク流路の内壁には、それらの構成成分以外の物質が微量ではあっても点在して付着している場合がある。この付着物質としては、記録ヘッドの製造後に検査インクを充填して吐出状態の検査を行って、その検査インクを抜き取った後の僅かな残留インクが挙げられる。また、更にはその残留検査インク中の揮発成分が蒸発した後に付着した検査インク中の固形分からなる物質、或いはその他の夾雑物等が挙げられる。記録装置を利用するために、ノズル及びインク流路にインクを充填する際に、これらの付着物質の存在により、内部を完璧にインクで満たされる状態とすることは困難である場合がある。
【００７５】
特にこのことは、本例のヘッドカートリッジ本体４００１のような、記録ヘッド部分を、インクタンクとは別体にして構成し、キャリッジ上にて交換可能とした形態では、ヘッドカートリッジ本体を交換するたびに発生する可能性が高い。この場合、交換用のヘッドカートリッジ本体のノズル及びインク流路中に、インク又はそれに類似の液体で満たし、更にそのヘッドカートリッジ本体の包装形態を密閉性の非常に高いものとすれば、完璧にインク充填することも可能であると考えられる。しかし、ヘッドカートリッジ内に満たした液体が、包装材内部で全く蒸発を起こさない形態とすることは困難であり、またコスト高にも結びつくため、現実性は非常に低い。
【００７６】
また、ノズル及びインク流路を構成するにあたり、本例のタンクホルダ４０５０、流路形成部材４０６０との接合形態のように、ノズル及びインク流路用の溝を形成した部材同士を接着や溶着等で接合して溝を管状にする方法もある。このような構成では、接合される部材の各接合面に余剰の接着剤や溶融した材料の流れを逃がして留めておく部分を設けておく必要があり、更にその部分においては前記した材料の流れは不均質である。従って、インク流路の内壁面全周にわたってみたときに、接合部分において僅かな間隙が存在する場合もある。インク充填時に、この間隙は流抵抗が高いためにインクは十分に入り込まずに、気体の空間となり得る。
【００７７】
前述したインク充填は、通常では吐出口からの吸引やインク貯蔵部からの加圧でインクを流動させて行われる。その際、ノズル及びインク流路における内壁部は、ノズル及びインク流路におけるインク流れ方向に対する断面の中心付近、所謂内部に比べてインクの流速が遅くなる。従って内壁部では、付着物質に阻害されてインクで十分に満たされない箇所、或いは接合部分の間隙でインクが入り込まずに空気が残る箇所等が存在することになる。これらの箇所は非常に微小な範囲ではあるが、所謂インクのない箇所が存在するということは、内壁部において微小な気泡が残ることにも結びつく。
【００７８】
これらのインク充填時におけるインクのない箇所を解消しようとすると、吸引又は加圧時の圧力を上げて内壁部近傍におけるインクの流速を上げることが考えられる。しかし、この場合にはインク貯蔵側からインクと共に空気を同時に取り込んでしまうこともあり得るため、圧力を上げすぎることはできない。従って、インク充填時の圧力としては、適正な範囲があり、これは吸引回復時の吸引圧力条件としても同様にいえる。
【００７９】
このようなことから、記録装置の使用初期においては、ノズル及びインク流路において、気泡の存在を完全に排除した状態をつくりだすことはむずかしく、微小な気泡が残留してしまうことは免れない。
【００８０】
しかしながら、このような微小な気泡が残留した状態であっても、その後の時間経過に伴って、残存気泡の一部がインク中に溶解する、残存気泡同士が合体する、残存気泡と時間経過で透過した気体とが合体する、等の現象が次第に起こってくる。また固体と液体が接触した状態で時間が経過すると、その界面において液体の濡れ性が向上していく。このことがノズル及びインク流路の内壁においても同様に起こり、濡れ性の向上に伴って内壁に残留していた気泡が次第に内壁から離れやすくなる。
【００８１】
いずれにしても、時間の経過を伴って、当初は内壁に点在していた微小な気泡群が、大きくなり、しかも内壁から離れやすくなるという状態に移行する。このような状態から吸引回復によってインクを強制排出させると、内部の気泡をインクと共に排出させることが容易となる。従って、インク充填を行ってからある程度の時間を経過した後にインク排出を行うと、インク充填時に比べて気泡の残留は極めて少なくなる。
【００８２】
上記の現象から、インク充填直後において吸引回復を繰り返しても気泡の除去は困難であるが、ある程度の時間を経過した後であれば、１回の吸引回復の操作でも気泡の除去は容易であることがいえる。更に気泡をほとんど除去した後であれば、その後におけるインク中の気泡成長速度も初回に比べて非常に遅くなる傾向があることも見出した。即ち、タイマー吸引の時間設定を延長可能とするものである。つまり吸引回復後においては、気泡成長の核となる微小気泡がノズル及びインク流路中からほとんど消滅するため、その後に部材の壁を通して大気が透過したとしても吐出不良に至る気泡量に成長するまでの時間が長くなる。本発明はこれらの現象を利用したものである。
【００８３】
以下に、タイマー吸引による吸引動作制御について具体的に説明する。前記のとおり、ヘッドカートリッジ４０００内のノズル及びインク流路の内壁において微小な気泡群が残留する傾向は、時間の経過と、その後に吸引を行った際のインク排出によって、徐々に減少する。従って、タイマー吸引における設定時間の閾値は、タイマー吸引の経験回数に応じて大きくすることが可能である。即ち、タイマー吸引の経験回数に応じて、タイマーの設定時間を長くすることが可能である。このような特性に基づいて、記録装置１０００に搭載されている吐出回復装置２２００に備えられている吸引回復手段の動作制御を行う方式について説明する。図２に、この制御の流れを説明するフローチャートを示し、更に図３に制御を行う際に参照するテーブルを示す。
【００８４】
記録装置１０００に記録用画像信号が送出されると、ヘッドカートリッジ４０００によるインク吐出の前に図２に示すシーケンスに移行する。ここでは、最初にステップＳ３０１に進み、前回の吸引動作がなされてから現時点までの経過時間Ｔを、不揮発性メモリ１０７に記憶されている値から取得する。その後ステップＳ３０２に進み、先に取得したＴの値とタイマー吸引の設定時間ＴＭとを比較する。本例においては、タイマー吸引の初期設定値を１２０時間に設定しており、この値をＴ０として不揮発性メモリ１０７に格納している。
【００８５】
ステップＳ３０２において、Ｔの値がＴＭの値よりも小さければ、現在の経過時間では吸引を行う必要がないと判断されるので、本制御を終了して通常の記録動作に移行する。一方、Ｔの値がＴＭの値と同じか或いは超えたときは、時間の経過でヘッドカートリッジ４０００のノズル及びインク流路の中で気泡成長が進行し、そのままで正常な吐出の継続ができない場合があるため、吸引回復を実行する必要がある。従って次にステップＳ３０３に進んで、吸引動作を行うためのポンプ２２１０に動作指令を送ることによって吸引回復動作を行う。その吸引回復動作を終えた後はステップＳ３０４に進む。
【００８６】
この時点においては、吸引回復を行った直後であることから、吸引回復の累積回数を示すＮの値を更新すると共に、吸引回復からの経過時間をリセットする必要がある。そこで、ステップＳ３０４において、まず不揮発性メモリ１０７から現在のＮの値を取得する。次にステップＳ３０５に進み、取得したＮの値に対し１を加えて更新し、その更新したＮの値を、改めて不揮発性メモリ１０７に格納する。続いてステップＳ３０６に進んで、吸引回復動作がなされてからの経過時間Ｔを０とし、不揮発性メモリ１０７に格納した後にステップＳ３０７に進む。
【００８７】
ステップＳ３０７においては、図３に示すテーブルを参照して、先のステップＳ３０５で更新されたタイマー吸引の累積実施回数Ｎの値に対応して、初期設定時間に対する増分ＤＴを求める。例えばＮ＝０であった場合には、ＤＴ＝０時間、Ｎ＝８であった場合にはＤＴ＝７２時間、Ｎ＝３０であった場合にはＤＴ＝１２０時間となる。そして、ＤＴを求めた後はステップＳ３０８に進み、確定したＤＴの値をタイマー吸引設定時間の初期値であるＴ０（本例では１２０時間）に加えた値を、新しくＴＭとして更新し、本制御を終了する。
【００８８】
このような制御を行うことにより、ヘッドカートリッジ４０００が使用初期の状態にあるときは、ノズル及びインク流路内での気泡成長が相対的に速いので、タイマー吸引の時間設定は相対的に短い。しかし、記録装置１０００の使用を継続していって、ノズル及びインク流路内での気泡成長が次第に遅くなっていった状態に対しては、それまでのヘッドカートリッジ４０００の使用履歴に応じて適切なタイマー吸引の時間設定を施すことが可能となる。
【００８９】
なお、本実施例では、インク流路内のインクが常に満たされるように、インクタンクのインク残量を検知してインクタンクが完全に空になる前にインクタンクを交換させることを可能とするインク残量検知手段を備えたインクジェット記録装置を使用した。このため、貯蔵インクが消費されたインクタンクから、新しいインクタンクに交換しても、ノズル及びインク流路の内壁の状態は変化しないので、上記特性は維持される。従ってインクタンクを交換するたびに、タイマー吸引の時間設定を元の値に戻す必要はない。
【００９０】
また、これらの気泡の挙動に関しては、Ｘ線ＣＴ装置を用いることによって、ノズル及びインク流路の内部を観察することによって直接的に確認することができる。
【００９１】
前記実施例においては、１つの記録ヘッド内で複数色のインクを吐出するそれぞれのノズル列を１つの吐出部として有し、その１つの吐出部を一体のキャップを用いて吸引する形態の記録装置の例で説明してきた。しかし本発明はこの形態に特定されるものではなく、記録ヘッドの構成により、各種の記録装置の形態がある。
【００９２】
１つの記録ヘッドが、その中で複数のインク種を供給する形態である場合は、記録ヘッドの構成内の限られた領域内で各インクに対応したインク流路を形成することになる。このため、それぞれのインク流路ごとに断面形状や長さが異なってくる場合が多い。このようにインク流路ごとに断面形状や長さが異なれば、それぞれで充填されているインク中への気体の透過・侵入状況が変化し得る。従ってインク流路ごとにタイマー吸引用の時間設定を行うことが最も好ましい。
【００９３】
インクの異なるノズル列ごとに、該当する領域にキャップを当接して独立して吸引回復動作を行うように構成をとっている記録装置においては、タイマー吸引用の時間延長変更に対しても、ノズル列ごとに独立して制御することができる。そしてこの場合の第１及び第２の閾値の設定、タイマー吸引の累積実施回数に対する増分の設定等も夫々ノズル列ごとに独立して制御可能であるため、より細かな時間設定を行うことで、不必要なインク排出及び記録時間の増大を更に防止することができる。
【００９４】
他に、１つの記録ヘッド内で、吐出するインクの色ごとに２つ以上の吐出部に分けた記録ヘッドを用い、更に吐出部ごとに独立して吸引回復用のキャップを有し、吸引回復動作も吐出部ごとに独立して行うように構成をとっている記録装置がある。このような記録装置においては、タイマー吸引用の時間設定をそれぞれの吐出部で独立して有することが可能である。従って、タイマー吸引用の時間延長変更に対しても、各吐出部ごとに独立して制御することができる。そしてこの場合の第１及び第２の閾値の設定、並びにタイマー吸引の累積実施回数に対する増分の設定などもそれぞれ吐出部ごとに独立して制御可能である。この場合でも細かな時間設定を行うことは可能である。
【００９５】
一方、単色の記録ヘッドを搭載する場合では、前述の実施例の形態のままで適用できることはいうまでもない。
【００９６】
更に、記録ヘッドの形態として、キャリッジ上で交換可能なカートリッジ形態で説明をしてきたが、これに限らず予め記録ヘッドが記録装置内に組み込まれ、交換する必要のない記録装置においても、本発明は同様に適用できるものである。
【００９７】
他に上記の実施例では、計時器を記録装置内で常に動作させておくために、計時器駆動用電池を内蔵しているが、この時間の計測もこの方式に限定されるものではない。記録装置とホストコンピュータとの双方向通信を利用し、ホストコンピュータに内蔵の時計の時刻を読み取り、これを記録装置内の不揮発性メモリに記憶させる方式でも本発明は適用できる。なお、ホストコンピュータに内蔵の時計の時刻を読み取るタイミングとしては、記録信号が記録装置に送出されたとき、タイマー吸引が実行されたとき等が挙げられる。この方式を利用すれば、記録信号が送出された際に読み取った時刻と、不揮発性メモリに記憶されている前回のタイマー吸引が実行されたときの時刻、の２つの値から経過時間を算出することができる。更に、この方式によれば、記録装置内で計時を行う必要がなくなるため、計時器駆動用電池も不要となる利点がある。
【００９８】
また、以上の例においては、強制流動回復として吸引回復操作の場合で説明を行ってきたが、ノズルへインクを供給する経路を加圧することでインクの排出を行う、加圧回復操作を適用したインクジェット記録装置であっても、本発明は全く同様に適用できる。
【００９９】
さらに、本発明は、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式の記録装置であることが好ましい。このようないわゆるサーマル式の記録装置を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できるためである。しかし、本発明は、サーマル式の記録装置に限られない。
【０１００】
また、本発明に係る記録装置の形態としては、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取るものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明のヘッドカートリッジの交換有無を検知した後の処理を示すフローチャートである。
【図２】本発明のタイマー吸引による吸引動作制御を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例において参照するテーブルである。
【図４】本発明の実施例におけるインクジェット記録装置の外観構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示す記録装置の外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例に用いられるヘッドカートリッジを組立てた状態を示す斜視図である。
【図７】図６におけるインクタンクをヘッドカートリッジ本体から取り外した状態を、図６とは天地を逆にして示す斜視図である。
【図８】図６におけるヘッドカートリッジの分解斜視図である。
【図９】図８における記録素子基体上の記録素子および電極配線の構成を示す模式的平面図及び模式的断面図である。
【図１０】本発明の実施例における吐出回復装置の一側部を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示した吐出回復装置の他側部を示す斜視図である。
【図１２】本発明を適用したインクジェット記録装置における制御系のブロック図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 制御部
１０１ マイクロプロセッサユニット
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 計時器
１０５ 入出力ポート
１０６ 計時器駆動用電池
１０７ 不揮発性メモリ
２００ インターフェイス回路
３００ 操作パネル
４００ センサ
５００ 電源部
１０００ 記録装置本体
２０００ 記録装置ユニット
２１００ キャリッジ
２２００ 吐出回復装置部
４０００ ヘッドカートリッジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを内包したインクタンクと、前記インクタンクから供給される前記インクを吐出させる複数のノズルを有した記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復させる回復手段と、
前記回復手段が回復処理を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、
前記計時手段で計測された前記経過時間を記憶する記憶手段と、
前記経過時間が閾値を超えた際に回復処理を前記回復手段に行わせる制御手段と、
前記回復手段により実行される回復処理の回数を累積する累積手段と、
前記制御手段により回復処理を前記回復手段に行わせた後に、前記計時手段が計測する経過時間をリセットすると共に、前記累積手段によって累積された回復処理の回数に従って、前記閾値を増大するよう更新する閾値更新手段を有するインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドが、交換可能であり、
該交換がなされるたびに前記閾値を予め定められた初期値に戻す初期化手段をさらに備え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。
【請求項３】
前記記録ヘッドは、前記複数のノズルにインクを供給するインク流路を有す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。
【請求項４】
前記記録ヘッドは、夫々が複数のノズルからなる複数のノズル列を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記回復手段は、前記複数のノズル列夫々に対応した複数の吸引手段を有し、該複数の吸引手段を用いて個別的に回復処理を実行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。
【請求項６】
前記回復手段は、前記複数のノズル列のうち、該ノズル列の数より少ない数のノズル列からの回復処理を一括して行う複数の吸引手段を有し、該複数の吸引手段を用いて個別的に回復処理を実行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。
【請求項７】
前記回復手段は、前記複数のノズル列の回復処理を一括して行う単一の吸引手段を用いて回復処理を実行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。
【請求項８】
前記計時手段は、前記吸引手段夫々に対して計時時間を計時することを特徴とする請求項５または請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記閾値は、前記吸引手段夫々に対して設定されることを特徴とする請求項５または請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記複数のインク流路に供給される前記インクが、インク流路ごとに異なることを特徴とする請求項３乃至請求項９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記計時手段が、ホストコンピュータの内蔵時計から取得した時刻に基づいて算出するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記インクタンクが、前記記録ヘッドと分離可能な交換式であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
インクを内包したインクタンクと、前記インクタンクから供給される前記インクを吐出させる複数のノズルを有した記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置の回復方法であって、
前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復させる回復工程と、
前記回復工程が回復処理を行ってからの経過時間を計測する計時工程と、
前記計時工程で計測された前記経過時間を記憶する記憶工程と、
前記経過時間が閾値を超えた際に回復処理を行わせる制御工程と、
前記回復工程により実行される回復処理の回数を累積する累積工程と、
前記制御工程により前記回復処理を行わせた後に、前記計時工程により計測された経過時間をリセットすると共に、前記累積工程によって累積された回復処理の回数に従って、前記閾値を増大するよう更新する閾値更新工程を有するインクジェット記録装置の回復方法。
【請求項１】
インクを内包したインクタンクと、前記インクタンクから供給される前記インクを吐出させる複数のノズルを有した記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復させる回復手段と、
前記回復手段が回復処理を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、
前記計時手段で計測された前記経過時間を記憶する記憶手段と、
前記経過時間が閾値を超えた際に回復処理を前記回復手段に行わせる制御手段と、
前記回復手段により実行される回復処理の回数を累積する累積手段と、
前記制御手段により回復処理を前記回復手段に行わせた後に、前記計時手段が計測する経過時間をリセットすると共に、前記累積手段によって累積された回復処理の回数に従って、前記閾値を増大するよう更新する閾値更新手段を有するインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドが、交換可能であり、
該交換がなされるたびに前記閾値を予め定められた初期値に戻す初期化手段をさらに備え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。
【請求項３】
前記記録ヘッドは、前記複数のノズルにインクを供給するインク流路を有す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。
【請求項４】
前記記録ヘッドは、夫々が複数のノズルからなる複数のノズル列を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記回復手段は、前記複数のノズル列夫々に対応した複数の吸引手段を有し、該複数の吸引手段を用いて個別的に回復処理を実行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。
【請求項６】
前記回復手段は、前記複数のノズル列のうち、該ノズル列の数より少ない数のノズル列からの回復処理を一括して行う複数の吸引手段を有し、該複数の吸引手段を用いて個別的に回復処理を実行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。
【請求項７】
前記回復手段は、前記複数のノズル列の回復処理を一括して行う単一の吸引手段を用いて回復処理を実行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。
【請求項８】
前記計時手段は、前記吸引手段夫々に対して計時時間を計時することを特徴とする請求項５または請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記閾値は、前記吸引手段夫々に対して設定されることを特徴とする請求項５または請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記複数のインク流路に供給される前記インクが、インク流路ごとに異なることを特徴とする請求項３乃至請求項９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記計時手段が、ホストコンピュータの内蔵時計から取得した時刻に基づいて算出するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記インクタンクが、前記記録ヘッドと分離可能な交換式であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
インクを内包したインクタンクと、前記インクタンクから供給される前記インクを吐出させる複数のノズルを有した記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置の回復方法であって、
前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復させる回復工程と、
前記回復工程が回復処理を行ってからの経過時間を計測する計時工程と、
前記計時工程で計測された前記経過時間を記憶する記憶工程と、
前記経過時間が閾値を超えた際に回復処理を行わせる制御工程と、
前記回復工程により実行される回復処理の回数を累積する累積工程と、
前記制御工程により前記回復処理を行わせた後に、前記計時工程により計測された経過時間をリセットすると共に、前記累積工程によって累積された回復処理の回数に従って、前記閾値を増大するよう更新する閾値更新工程を有するインクジェット記録装置の回復方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−６２４５０（Ｐ２００８−６２４５０Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４０７８９（Ｐ２００６−２４０７８９）
【出願日】平成１８年９月５日（２００６．９．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月５日（２００６．９．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]