液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法
【課題】ドライ状態で製造される液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置において、ノズル材の膨潤に伴って生じるノズルの回復動作の信頼性の低下を抑制する。
【解決手段】液体吐出装置は、液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時にノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで吐出口から液体を排出してノズルの回復を行う回復機構とを有する。この液体吐出装置は、少なくとも１つの回復モードに対して設定された、ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持する記憶部と、少なくとも１つの回復モードにおいて、ノズルに液体が充填される使用開始時からの時間経過とともに、複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で回復機構を動作させる制御部と、を有する。
【解決手段】液体吐出装置は、液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時にノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで吐出口から液体を排出してノズルの回復を行う回復機構とを有する。この液体吐出装置は、少なくとも１つの回復モードに対して設定された、ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持する記憶部と、少なくとも１つの回復モードにおいて、ノズルに液体が充填される使用開始時からの時間経過とともに、複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で回復機構を動作させる制御部と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の吐出不良を解消する回復機構を有する液体吐出装置に関し、特に、ノズル内に液体が充填されていない状態で製造される液体吐出ヘッドを搭載する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置としては、例えばプリンタのように、インクを吐出して記録媒体に記録を行う記録装置がある。プリンタは、インクを吐出する吐出口を有するノズルを有するインクジェットヘッドを備えたものがある。
【０００３】
インクジェットヘッドのノズルからの液滴の吐出不良を解消し、記録媒体に記録される画像の品質を回復するため、回復機構を有するプリンタがある。回復機構としては、ノズルの内部を吸引してノズルから強制的にインクを排出する吸引回復機構や、ノズルの内部のインクを加圧して強制的に吐出口からインクを排出する加圧回復機構がある。回復機構は、複数の異なる動作モードで行われることがある。例えば、吸引回復機構の場合、ノズルの不吐等による記録不良を発見したユーザが、回復指示をすることで行われるマニュアル吸引モードがある。また、プリンタに搭載されたいずれかのインクタンクを交換した際に行われるタンク交換吸引モードもある。さらに、インクジェットヘッドのインク流路を形成する部材を通して外部から当該インク流路へ侵入した空気によって生じた泡を排出するために定期的に行われるタイマー吸引モードもある。
【０００４】
特許文献１には、記録用インクとは異なる物流用インクが充填された記録ヘッドを装着した状態で生産工場から出荷されるインクジェット記録装置が記載されている。このインクジェット記録装置の使用者による第１回目の使用時に、回復手段によって、記録ヘッドの回復動作（着荷回復モード）が行われる。着荷回復モードは、その後に行われる回復動作（通常回復モード）における吸引圧よりも高い吸引圧で行われる。着荷回復モードにおける吸引圧を高めることで、インクジェット記録装置の開梱後の使用開始時に、記録ヘッド内の物流用インクから記録用インクへの置換を確実に行うとともに、回復手段内に残存する物流用インクの除去を促進することができるとされている。
【０００５】
特許文献２には、インク流路内が空になったインクジェット記録ヘッドがインクジェット記録装置に装着された状態で梱包されることが記載されている。インクが充填されていない状態、所謂ドライ状態で、インクジェット記録ヘッドを保管および物流させることで、インク流路内の液体の蒸発を抑制する必要がなくなり、その結果、梱包などを簡素なものとすることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８３５９０号公報
【特許文献２】特開２００７−０５０５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インクジェットヘッドのノズルを構成するノズル材料として、エポキシ樹脂のように吸水性材料を用いた場合、水系インクの水分がエポキシ樹脂に吸水されてノズル材が膨潤する。その結果、ノズルの断面積や吐出口の面積が縮小することがある。膨潤は、無制限に続くのではなく、樹脂材料、量、ノズル構造などにより決まり、例えば吐出口の面積の変化を測定することによって実験的に確認することができる。
【０００８】
特許文献１に記載されているように、インクジェットヘッドがインクなどを充填した状態で保管および物流される場合、１か月から数か月間の保管および物流中にノズル材が膨潤し終え、ユーザが使用開始するときには吐出口の面積が安定していると考えられる。
【０００９】
しかし、特許文献２に記載されているように、ドライ状態で保管および物流されるインクジェット記録ヘッドは、ユーザによる開梱の後にノズル内にインクを充填する動作（着荷吸引）が行われるため、着荷吸引時からノズル材の膨潤が始まる。そのため、膨潤が実質的に停止してノズルの断面積や吐出口の面積が安定化するまでの間は、吐出口などの流抵抗は徐々に大きくなる。
【００１０】
流路内に生じた泡の排出には、流抵抗が大きいほど強力な吸引力が必要となるため、ドライ状態で保管および物流されるインクジェットヘッドは、ノズルの膨潤が安定した状態のときに適した条件でノズルの内部が吸引される。この条件は、流抵抗が最も小さいとき、すなわち着荷吸引直後のノズルに対しても、十分な泡排出能力を持つ。しかし、必要以上に強い吸引力で泡を排出することで、多量のインクが廃インクとして排出されてしまうという問題がある。逆に、着荷直後から比較的小さな流抵抗に適した条件で吸引回復動作を続けると、膨潤を終えて流路抵抗が比較的大きな値に達したノズルの回復動作の信頼性が損なわれてしまうという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、ドライ状態で製造される液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置において、ノズル材の膨潤に伴って生じるノズルの回復動作の信頼性の低下を抑制できる液体吐出装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明における液体吐出装置は、液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時に該ノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで前記吐出口から液体を排出して前記ノズルの回復を行う回復機構とを有する液体吐出装置であって、少なくとも１つの回復モードに対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持する記憶部と、前記少なくとも１つの回復モードにおいて、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、前記複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させる制御部と、を有する。
【００１３】
本発明における液体吐出装置の制御方法は、液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時に該ノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで前記吐出口から液体を排出して前記ノズルの回復を行う回復機構とを有する液体吐出装置の制御方法であって、前記液体吐出装置が、少なくとも１つの回復モードに対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を予め保持しており、前記少なくとも１つの回復モードにおいて、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、前記複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させる工程を有する。
【００１４】
また、上記の液体吐出装置の制御方法を実行させるプログラムも本発明に含まれる。なお、「排出力」とは、ノズルから液体を排出する能力を指し、本明細書では同一条件の雰囲気中で同一の状態のノズルから液体を排出したときに排出される液体の量によって規定される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ノズルの膨潤により流抵抗が徐々に大きくなっても、その時の流抵抗に適した条件で回復動作が行われるため、回復動作の信頼性を損なうことがない。また、回復動作で排出される液体が必要以上に多くなることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態におけるプリンタの構成を示す図である。
【図２】プリンタに搭載されるインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】プリンタに設けられた回復機構の構成を示す概略図である。
【図４】プリンタの制御系の概略を示すブロック図である。
【図５】インクジェットヘッドに形成された吐出口および流路を示す概略図である。
【図６】ノズル材料の膨潤に伴う吐出口の面積の経時的変化を示すグラフである。
【図７】回復機構に備えられたポンプの回転量および回転速度により規定される排出条件の一実施例を示す図である。
【図８】排出条件の時間変化を説明する図である。
【図９】排出条件の設定変更を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９による吸引回復条件の設定変更によって得られる吸引量の変化を示す図である。
【図１１】ポンプの回転量および回転速度により規定される吸引回復条件の別の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下では、液体吐出ヘッドとして液体としてのインクを吐出するインクジェットヘッドを例に挙げ、さらには液体吐出装置としてプリンタを例に挙げて説明する。しかし、本発明は、インク以外の任意の液体を吐出する液体吐出ヘッド、および当該液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置全般に適用できる。
【００１８】
図１は、一実施形態におけるプリンタの概略構成を示している。プリンタは、インクを吐出するインクジェットヘッド２が搭載されるキャリッジ１を備えている。インクジェットヘッド２は、記録媒体に向けて液体を吐出し、記録媒体に記録を行う。インクジェットヘッド２には、インクを収容するタンク３が着脱可能に構成されている。図２は、インクジェットヘッド２の斜視図である。インクジェットヘッド２は、液体を吐出する吐出口を有するノズルを備えている。
【００１９】
プリンタは、ノズルの内部の液体を強制的に排出して液体の吐出不良を解消する回復機構１２を有している。図３は、本実施形態における回復機構１２の一例を示している。回復機構１２は、チューブポンプ９と、インクジェットヘッド２のフェイス面に当接した状態で吐出口からノズルの内部を吸引するキャップ８とを有する。ここで、フェイス面とは、吐出口が形成されている一面のことをいう。チューブポンプ９とキャップ８とは、内径が１ｍｍの可撓性のチューブ１０で接続されている。またチューブポンプ９には、内径３ｍｍおよび肉圧１ｍｍの中空のシリコーンチューブ１１が設けられている。ポンプ９の回転速度および回転量（回転角度）を増すと、ポンプ９の排気速度および排気量が増加する。キャップ８がインクジェットヘッド２の吐出口を覆った状態で、ポンプ９を作用させることにより、ノズルの内部からインクを排出することができる。排出されたインクは、チューブ１０，１１を通って廃インクを収容する廃インク収容手段に収容される。
【００２０】
本実施形態の回復機構１２は複数の回復モードを有しており、場面に応じて異なる種類の回復モードで回復動作が実行される。例として、ノズルの不吐等による記録不良を発見したユーザが回復指示をすることで行われるマニュアル回復モードや、インクタンクを交換した際に行われるタンク交換回復モードや、定期的に行われるタイマー回復モードなどがある。どの回復モードを実行するかについては、回復処理の開始となるトリガ信号の種類に応じて決定される。
【００２１】
図４は、本実施形態のインクジェットプリンタの制御系の概略を示すブロック図である。制御部としてのＣＰＵ１００は、プリンタの動作の制御処理やデータ処理等を実行する。記憶部としてのＲＯＭ１０１はプリンタの動作を規定するプログラムを格納しており、ＲＡＭ１０２はそれらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。ＣＰＵ１００は、回復動作のためのＰＧモータ１０４をモータドライバ１０４Ａにより制御する。ＰＧモータ１０４は回復機構１２を動作させる。
【００２２】
また、ＣＰＵ１００は、キャリッジモータ１０３をモータドライバ１０３により制御する機能を有していても良い。キャリッジモータ１０３は、インクジェットヘッド２が搭載されるキャリッジ１を動作させる。さらにＣＰＵは１００、パーソナルコンピュータなどのホスト装置２００からの指令に基づいて動作するように構成されていても良い。さらに、ＣＰＵ１００は、ヘッドドライバ２Ａを制御し、インクジェットヘッドから液体を吐出するための信号を生成することもできる。
【００２３】
本実施形態のインクジェットヘッド２は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の液滴を吐出する吐出口が形成された記録素子４を有する。記録素子４は、各インクを収容する液室５を有する。図５は、記録素子４に形成されているインクの流路の形状を示す模式図である。液室５は、３種類のノズル６Ｌ，６Ｍ，６Ｓと連通している。それぞれのノズル６Ｌ，６Ｍ，６Ｓには、インクを吐出する開口である吐出口７Ｌ，７Ｍ，７Ｓが形成されている。液室は一方向に長く延びており、この液室５の片側に、５ｐｌの液滴を吐出するノズル６Ｌおよび吐出口７Ｌが配置されている。液室５の反対の側に１ｐｌの液滴を吐出するノズル６Ｓおよび吐出口７Ｓと、２ｐｌの液滴を吐出するノズル６Ｍおよび吐出口７Ｍとの両方が配置されている。３種類の各ノズル６Ｌ，６Ｍ，６Ｓは各々６００ｄｐｉの配列で、１つの液室５あたり２５６個設けられている。図５では、ノズルの配置は、液室５に対して非対称になっている。ノズル配列はこれに限らず、どのようなものであっても良い。
【００２４】
特に１ｐｌ〜２ｐｌのインクを吐出するノズル６Ｓ，６Ｍでは、吐出不良の原因となる泡（気泡）は、ノズル６Ｓ，６Ｍからのインクの流れが変わる箇所、具体的には吐出口７Ｓ，７Ｍの直下に滞留することが多い。このことから、吐出口７Ｓ，７Ｍの面積に起因する流抵抗の変化が、回復動作の信頼性の観点で大きな部分を占めると推定される。
【００２５】
インクジェットヘッド２は、ドライ状態で製造され、プリンタのキャリッジ１に搭載される。この状態で、プリンタは梱包および物流される。ユーザが、使用開始時、つまりプリンタを開梱してインクタンク３をインクジェットヘッド２にセットしてプリンタの電源を付けたとき、プリンタは着荷吸引動作を開始する。着荷吸引動作では、回復機構１２により、ノズル６Ｓ，６Ｍ，６Ｌの内部を強制的に吸引して、液室５やノズル内にインクを充填する。インクは染料と水を主成分とする水系インクであって良い。
【００２６】
ノズル６Ｓ，６Ｍ，６Ｌおよび吐出口７Ｓ，７Ｍ，７Ｌを構成するノズル材は、ビスフェノールＡを含む感光性エポキシ樹脂をパターニング後に硬化させたものであって良く、インクが充填された直後からインク吸収して膨潤を始める。ノズル６Ｓ，６Ｍ，６Ｌおよび吐出口７Ｓ，７Ｍ，７Ｌを構成する材料は、特に限定されるものではないが、ノズルの内部に充填される液体を吸収して膨潤し易い材料であれば、本発明による効果を高く発揮されることができる。
【００２７】
図６は、着荷吸引開始時を起点として、インクジェットヘッド２を２５℃前後に維持したときの、吐出口７Ｌの面積の変化を示す。ノズル材の膨潤にともない、吐出口７Ｌは時間とともに減少する。２ｐｌ用の吐出口７Ｍ、１ｐｌ用の吐出口７Ｓの面積も定性的には同様に変化する。この結果から、本実施例のインクジェットヘッド２のノズル材は、最初にインクを充填した時から約４週間で膨潤し終え、その後の吐出口の面積はほとんど変化せず、流抵抗も安定することがわかる。
【００２８】
本実施形態においては、この膨潤の度合い、または吐出口の面積の減少の度合いに応じて、回復機構１２による回復動作の条件を変更する。具体的には、プリンタには、ノズル内を吸引回復するときの液体の排出条件として、図７に示す排出条件Ａ〜Ｃが用意されている。排出条件Ａ〜Ｃは、記憶手段としてのＲＯＭ１０１に保持されている。排出条件は、回復機構１２によるノズルからの液体の排出力を規定している。本実施形態では、排出条件Ａ〜Ｃは、チューブポンプ９の回転量によって規定されている。図７は、ポンプ９の回転量が一番小さい条件Ａを基準（１００％）として示している。条件Ａ〜Ｃは、チューブポンプ９の回転速度は同じだが、チューブポンプ９の回転量が異なる。同一の雰囲気中で同一のノズルから排出された液体の吸引量は、条件Ａ，条件Ｂ，条件Ｃの順で多くなり、すなわち液体の排出力は、条件Ａ，条件Ｂ，条件Ｃの順で強くなると言い換えることができる。
【００２９】
１つの特定の回復モード、例えばマニュアル回復モードにおいて、３種類の排出条件Ａ〜Ｃは、図８に示すように着荷吸引の開始時からの経過時間に応じて選択される。そのために、プリンタは、着荷吸引時からの経過時間を算出する時刻算出手段を有している。排出条件Ａ〜Ｃの切り替えは、時刻算出手段で算出された時刻に基づき、例えば１週間、２週間、４週間を経過したときに、条件Ａ、条件Ｂ、条件Ｃの順に変更される。つまり、制御部１００は、ある時刻に回復動作が開始されたときに、その時刻に対応する排出条件Ａ〜Ｃで排出動作を行うように、回復機構１２を制御する。吐出口７Ｓ，７Ｍ，７Ｌの面積の変化とともに流抵抗が増加するため、順次切り替えられる条件Ａ、Ｂ、Ｃは、この順に、より液体の排出力が大きくなっている必要がある。
【００３０】
図９は、吸引動作の条件の変更の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態では、製造されたインクジェットヘッド２は、ノズルの内部にインクが充填されていない状態で出荷される。出荷時には、マニュアル回復モードにおける回復動作の条件は、排出条件Ａに設定されている。
【００３１】
回復動作の指示Ｓ１があると、制御部１００は、着荷吸引時からの経過時刻を参照し、当該時刻が、吐出口の面積の変化に基づいて予め設定される第１の所定値、図９に示す例では１週間以上であるかどうか判断する（ステップＳ２）。時刻が第１の所定値未満であれば、回復動作を開始する（ステップＳ６）。時刻が第１の所定値以上であれば、吐出口の面積の変化に基づいて予め設定される第２の所定値、図９に示す例では４週間以上であるかどうか判断する（ステップＳ３）。時刻が第２の所定値未満であれば、排出条件Ｂに設定し（ステップＳ４）、それから回復動作を開始する。時刻が第２の所定値以上であれば、排出条件Ｃに設定し（ステップＳ４）、それから回復動作を開始する。なお、プリンタのＲＯＭ１０１は、図９に示す処理をプリンタに実行させるプログラムを保持していることが好ましい。
【００３２】
図１０は着荷吸引後１週間、２週間、４週間経過したインクジェットヘッド２にて、排出条件を変えてマニュアル回復モードで回復動作を行った際に実際に排出される液体の排出量（吸引量）の変化を示す。図１０では、着荷吸引直後の、排出条件Ａによる吸引量を基準（１００％）として示されている。本実施例によれば、吸引量の変化は、図中の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄ、点ｅを順次つなぐものになり、図中の矢印の順に経時変化する。ゆえに着荷吸引から４週間目までを１つの排出条件Ｃに固定した場合に比べ、吸引量の変化は小さく、本実施例の方法では排出されるインクの量が少ないことがわかる。また、排出条件Ａに固定したとすると、流抵抗が増す４週間目では、１回の排出動作でインクの不吐不良が改善しないことがあった。これは、回復機構１２の液体の排出力が不十分だったためと考えられる。本実施形態の制御方法では、吐出不良が解消できなくなる前に、液体の排出力が強い排出条件に設定変更するため、ノズルの回復動作の信頼性の低下を抑制できる。このように、回復信頼性を保ちつつ、排出されるインクの量を低減することができる。
【００３３】
排出条件Ａ〜Ｃは、図８に示す条件に限られず、様々設定可能である。図１１は、排出条件Ａ〜Ｃの別の例を示している。図１１に示すように、回転速度と回転量の両方を大きくする排出条件を用いてもよい。図１１は、着荷時から一週間後までのポンプの回転量および回転速度を基準（１００％）として排出条件の一例を示している。回復機構１２による液体の排出力は、回復機構１２がポンプであれば、ポンプの回転量および回転速度に基づいて決定され、回転量および回転速度が大きいほど大きい。これらの条件は、ノズル材の膨潤にともなう吐出口の流抵抗の変化に応じて適宜設定されることが好ましい。また、図７，図１１に示すものに限らず、排出条件は、時間経過とともに液体の排出力が大きくなるように決められていれば良い。また、上述した例では、着荷時から４週間目までの動作設定の切り替えを２回行う例について説明したが、動作設定の切り替えは１回でも良く、３回以上であっても良い。
【００３４】
記憶部としてのＲＯＭ１０１は、記憶部は、ノズル材の膨潤の度合いに応じた排出力となるように時間帯毎に予め定められた排出条件と当該時間帯とを割り当てたテーブルを保持していることが好ましい。これにより、ＣＰＵ１００は、図９に示すフローチャートに基づいて、回復動作を開始する時刻を含む時間帯に割り当てられた排出条件で回復機構を動作させることができる。ドライ状態で製造したノズルにインクを充填させて、時間とともに吐出口の面積が変化する様子を予め測定しておくことによって、このようなテーブルを予め作成することができる。なお、上記のテーブルは、吐出口の面積の測定だけでなく、膨潤の度合いを測定できる物理量を測定することによって作成しても良い。
【００３５】
上記実施例では、ノズルの内部の吸引によって回復動作を行う例について説明した。これに限らず、本発明は、インク加圧方式のインクジェットヘッドに対して、吐出口の面積の変化に応じてノズル内の液体を加圧する際の加圧条件を変更することにより、容易に適用可能である。つまり、時間の経過とともに液体を強制的に排出するときの排出力が大きくなるように加圧条件（排出条件）を設定し、当該加圧条件で回復動作を行えばよい。なお、インク加圧方式の一例として、ノズルを構成する部材の一部に圧電素子を用いて電気信号によってインクを押しだす方式がある。
【００３６】
上記例では、マニュアル回復モードについて説明したが、上述した排出条件Ａ〜Ｃの変更は、少なくとも１つのある特定の回復モードで行えば良い。回復モードごとに、図９に示すような処理を実行して排出条件を変更することがより好ましい。なお、マニュアル回復モードでは、その時刻で規定される排出条件でポンプ吸引動作を１回行い、タンク交換吸引モードでは、その時刻で規定される排出条件でポンプ吸引動作を２回行う等、回復モードに応じて回復の動作は異なっていて良い。
【００３７】
プリンタに用いられるインクタンクは、どのような構成であっても良いが、負圧発生部材収容室とインク収容室とが併設された併設型のインクタンク（特許第２９５１８１８号参照）を使用することも考えられる。負圧発生部材収容室は、インクを吸収保持する負圧発生部材を収容し、大気と連通する大気連通穴と、インクジェットヘッドのノズルと連通する開口部と、を有する。負圧発生部材収容室とインク収容室とは隣接しており、底部の連通部において連通している。負圧発生部材収容室とインク収容室とは、この連通部を除いて、仕切壁によって仕切られている。インク収容室は、この連通部以外では密閉されている。インク収容室内のインクは、負圧発生部材収容室および負圧発生部材収容室の開口部を通って、インクジェットヘッドのノズルに達する。
【００３８】
このような併設型のインクタンクは、特に低温環境下では、インクがインクタンクからインクジェットヘッドのノズルに供給されなくなる所謂「インク切れ」を生じることがある（特開２００５−３４９７３０参照）。その原因の１つは、インクの増粘により流抵抗が増したインクを多量に強い排出力で吸引することで、負圧発生部材の内部に空気の通路（エアパス）が形成されることである。したがって、着荷吸引動作の直後に、低温環境下で強い吸引動作、例えば図７や図１１に示す条件定Ｃで回復動作を行うと、併設型のインクタンクから過剰なインクが排出されてインク切れを起こす虞がある。
【００３９】
この問題に対応するため、回復機構１２の排出条件Ａ〜Ｃは、吐出口の面積の変化に応じて制御し、インクタンクから過剰な吸引が行われないように制御することが好ましい。図１０の点ｃおよび点ｅに示すように、排出条件が切り替わるタイミングでインクの吸引量は一時的に増大するが、このときにも吸引量（排出量）が、エアパスが形成されないように予め設定された所定の値以下になるように制御されることが好ましい。これにより、吸引量が最大になる点ｃにおいても、インク切れが生じないように回復動作を実行することができる。
【００４０】
図９で示す排出条件の設定の代わりに、以下のような手順で排出条件を設定しても良い。Ｔ（０）、Ｔ（１）、Ｔ（２）…、Ｔ（ｉ）…、は着荷吸引時の時刻Ｔ（０）から、各々予め定めた一定時間を経過した時刻とする。ただし、ｉは整数である。Ｍ（ｉ）は、時刻Ｔ（ｉ）における排出力を規定する排出条件とする。そして、予め、実験によりＴ（ｉ）とＭ（ｉ）の値を割り当てたテーブルを作成しておく。
【００４１】
具体的には、予め、回復モードごとに目標とすべきインクの目標排出量を決めておく。例えば、マニュアル回復モードでは、着荷吸引時の時刻Ｔ（０）に相当する吐出口の面積でマニュアル回復動作を行ったときにインクの排出量が目標排出量になるように排出条件Ｍ（０）を設定しておく。
【００４２】
次の時刻Ｔ（１）にて、前回の排出条件Ｍ（０）やこれよりも排出力の高い排出条件にて回復動作を実行してノズルからの液体の排出量を測定する。ノズル材として膨潤する材料が用いられ、流通時にドライ状態のインクジェットヘッドであれば、流抵抗の増加により液体の排出量は、ノズル内にインクが充填された時より低下する。そこで、ポンプ９の回転速度もしくは回転量を増加させ、回復機構１２による液体の排出力を増大させて、ほぼ目標排出量が得られる排出条件を探す。なお、インクの排出量が、例えば目標排出量の±０．５％以内に収まれば、目標排出量が得られたものと認定できる。これにより得られた排出条件をＭ（１）に設定する。
【００４３】
上記の作業を、一定時間の経過毎に繰り返す。時刻Ｔ（ｉ＋１）にて、前回の時刻Ｔ（ｉ）での排出条件Ｍ（ｉ）で液体を排出したときに前回の時刻Ｔ（ｉ）とほぼ同じ排出量が得られたならば、前回の時刻Ｔ（ｉ）において膨潤による流抵抗が安定した時刻とみなせる。したがって、これ以降の時刻におけるテーブルを作成する必要はない。このようにして、時間帯と排出条件とを割り当てたテーブルが予め設定される。
【００４４】
ユーザがプリンタを使用開始したときには、制御部１００は、各々の排出量を測定した時刻Ｔ（１）、Ｔ（２）、…Ｔ（ｉ）で、目標吸引量が得られた各々の排出条件Ｍ（１）、Ｍ（２）、…Ｍ（ｉ）とするように回復機構１２の動作を制御する。
【００４５】
この方法は、ノズルの膨潤の度合、例えば吐出口の面積の変化を直接測定できないインクジェットヘッドを備えたプリンタに対して好適に適用できる。そのようなインクジェットヘッドとしては、例えば、エポキシ樹脂などの吸水する樹脂をパターニングしたノズル材に、ポリイミドなどの実質的に吸水しない材料からなるオリフィスプレートが接合された構成のものが考えられる。オリフィスプレートとは、吐出口が形成される一面を構成するものであり、オリフィスプレートが給水しない材料であると、吐出口の面積がほとんど変化しない。この場合であっても、各々の時刻において、上記のように実際に液体を排出させて排出条件を設定しておくことにより、時間帯ごとに適当な排出条件を割り当てることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ プリンタ
２ インクジェットヘッド
６ ノズル
７ 吐出口
９ チューブポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の吐出不良を解消する回復機構を有する液体吐出装置に関し、特に、ノズル内に液体が充填されていない状態で製造される液体吐出ヘッドを搭載する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置としては、例えばプリンタのように、インクを吐出して記録媒体に記録を行う記録装置がある。プリンタは、インクを吐出する吐出口を有するノズルを有するインクジェットヘッドを備えたものがある。
【０００３】
インクジェットヘッドのノズルからの液滴の吐出不良を解消し、記録媒体に記録される画像の品質を回復するため、回復機構を有するプリンタがある。回復機構としては、ノズルの内部を吸引してノズルから強制的にインクを排出する吸引回復機構や、ノズルの内部のインクを加圧して強制的に吐出口からインクを排出する加圧回復機構がある。回復機構は、複数の異なる動作モードで行われることがある。例えば、吸引回復機構の場合、ノズルの不吐等による記録不良を発見したユーザが、回復指示をすることで行われるマニュアル吸引モードがある。また、プリンタに搭載されたいずれかのインクタンクを交換した際に行われるタンク交換吸引モードもある。さらに、インクジェットヘッドのインク流路を形成する部材を通して外部から当該インク流路へ侵入した空気によって生じた泡を排出するために定期的に行われるタイマー吸引モードもある。
【０００４】
特許文献１には、記録用インクとは異なる物流用インクが充填された記録ヘッドを装着した状態で生産工場から出荷されるインクジェット記録装置が記載されている。このインクジェット記録装置の使用者による第１回目の使用時に、回復手段によって、記録ヘッドの回復動作（着荷回復モード）が行われる。着荷回復モードは、その後に行われる回復動作（通常回復モード）における吸引圧よりも高い吸引圧で行われる。着荷回復モードにおける吸引圧を高めることで、インクジェット記録装置の開梱後の使用開始時に、記録ヘッド内の物流用インクから記録用インクへの置換を確実に行うとともに、回復手段内に残存する物流用インクの除去を促進することができるとされている。
【０００５】
特許文献２には、インク流路内が空になったインクジェット記録ヘッドがインクジェット記録装置に装着された状態で梱包されることが記載されている。インクが充填されていない状態、所謂ドライ状態で、インクジェット記録ヘッドを保管および物流させることで、インク流路内の液体の蒸発を抑制する必要がなくなり、その結果、梱包などを簡素なものとすることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８３５９０号公報
【特許文献２】特開２００７−０５０５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インクジェットヘッドのノズルを構成するノズル材料として、エポキシ樹脂のように吸水性材料を用いた場合、水系インクの水分がエポキシ樹脂に吸水されてノズル材が膨潤する。その結果、ノズルの断面積や吐出口の面積が縮小することがある。膨潤は、無制限に続くのではなく、樹脂材料、量、ノズル構造などにより決まり、例えば吐出口の面積の変化を測定することによって実験的に確認することができる。
【０００８】
特許文献１に記載されているように、インクジェットヘッドがインクなどを充填した状態で保管および物流される場合、１か月から数か月間の保管および物流中にノズル材が膨潤し終え、ユーザが使用開始するときには吐出口の面積が安定していると考えられる。
【０００９】
しかし、特許文献２に記載されているように、ドライ状態で保管および物流されるインクジェット記録ヘッドは、ユーザによる開梱の後にノズル内にインクを充填する動作（着荷吸引）が行われるため、着荷吸引時からノズル材の膨潤が始まる。そのため、膨潤が実質的に停止してノズルの断面積や吐出口の面積が安定化するまでの間は、吐出口などの流抵抗は徐々に大きくなる。
【００１０】
流路内に生じた泡の排出には、流抵抗が大きいほど強力な吸引力が必要となるため、ドライ状態で保管および物流されるインクジェットヘッドは、ノズルの膨潤が安定した状態のときに適した条件でノズルの内部が吸引される。この条件は、流抵抗が最も小さいとき、すなわち着荷吸引直後のノズルに対しても、十分な泡排出能力を持つ。しかし、必要以上に強い吸引力で泡を排出することで、多量のインクが廃インクとして排出されてしまうという問題がある。逆に、着荷直後から比較的小さな流抵抗に適した条件で吸引回復動作を続けると、膨潤を終えて流路抵抗が比較的大きな値に達したノズルの回復動作の信頼性が損なわれてしまうという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、ドライ状態で製造される液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置において、ノズル材の膨潤に伴って生じるノズルの回復動作の信頼性の低下を抑制できる液体吐出装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明における液体吐出装置は、液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時に該ノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで前記吐出口から液体を排出して前記ノズルの回復を行う回復機構とを有する液体吐出装置であって、少なくとも１つの回復モードに対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持する記憶部と、前記少なくとも１つの回復モードにおいて、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、前記複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させる制御部と、を有する。
【００１３】
本発明における液体吐出装置の制御方法は、液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時に該ノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで前記吐出口から液体を排出して前記ノズルの回復を行う回復機構とを有する液体吐出装置の制御方法であって、前記液体吐出装置が、少なくとも１つの回復モードに対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を予め保持しており、前記少なくとも１つの回復モードにおいて、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、前記複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させる工程を有する。
【００１４】
また、上記の液体吐出装置の制御方法を実行させるプログラムも本発明に含まれる。なお、「排出力」とは、ノズルから液体を排出する能力を指し、本明細書では同一条件の雰囲気中で同一の状態のノズルから液体を排出したときに排出される液体の量によって規定される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ノズルの膨潤により流抵抗が徐々に大きくなっても、その時の流抵抗に適した条件で回復動作が行われるため、回復動作の信頼性を損なうことがない。また、回復動作で排出される液体が必要以上に多くなることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態におけるプリンタの構成を示す図である。
【図２】プリンタに搭載されるインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】プリンタに設けられた回復機構の構成を示す概略図である。
【図４】プリンタの制御系の概略を示すブロック図である。
【図５】インクジェットヘッドに形成された吐出口および流路を示す概略図である。
【図６】ノズル材料の膨潤に伴う吐出口の面積の経時的変化を示すグラフである。
【図７】回復機構に備えられたポンプの回転量および回転速度により規定される排出条件の一実施例を示す図である。
【図８】排出条件の時間変化を説明する図である。
【図９】排出条件の設定変更を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９による吸引回復条件の設定変更によって得られる吸引量の変化を示す図である。
【図１１】ポンプの回転量および回転速度により規定される吸引回復条件の別の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下では、液体吐出ヘッドとして液体としてのインクを吐出するインクジェットヘッドを例に挙げ、さらには液体吐出装置としてプリンタを例に挙げて説明する。しかし、本発明は、インク以外の任意の液体を吐出する液体吐出ヘッド、および当該液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置全般に適用できる。
【００１８】
図１は、一実施形態におけるプリンタの概略構成を示している。プリンタは、インクを吐出するインクジェットヘッド２が搭載されるキャリッジ１を備えている。インクジェットヘッド２は、記録媒体に向けて液体を吐出し、記録媒体に記録を行う。インクジェットヘッド２には、インクを収容するタンク３が着脱可能に構成されている。図２は、インクジェットヘッド２の斜視図である。インクジェットヘッド２は、液体を吐出する吐出口を有するノズルを備えている。
【００１９】
プリンタは、ノズルの内部の液体を強制的に排出して液体の吐出不良を解消する回復機構１２を有している。図３は、本実施形態における回復機構１２の一例を示している。回復機構１２は、チューブポンプ９と、インクジェットヘッド２のフェイス面に当接した状態で吐出口からノズルの内部を吸引するキャップ８とを有する。ここで、フェイス面とは、吐出口が形成されている一面のことをいう。チューブポンプ９とキャップ８とは、内径が１ｍｍの可撓性のチューブ１０で接続されている。またチューブポンプ９には、内径３ｍｍおよび肉圧１ｍｍの中空のシリコーンチューブ１１が設けられている。ポンプ９の回転速度および回転量（回転角度）を増すと、ポンプ９の排気速度および排気量が増加する。キャップ８がインクジェットヘッド２の吐出口を覆った状態で、ポンプ９を作用させることにより、ノズルの内部からインクを排出することができる。排出されたインクは、チューブ１０，１１を通って廃インクを収容する廃インク収容手段に収容される。
【００２０】
本実施形態の回復機構１２は複数の回復モードを有しており、場面に応じて異なる種類の回復モードで回復動作が実行される。例として、ノズルの不吐等による記録不良を発見したユーザが回復指示をすることで行われるマニュアル回復モードや、インクタンクを交換した際に行われるタンク交換回復モードや、定期的に行われるタイマー回復モードなどがある。どの回復モードを実行するかについては、回復処理の開始となるトリガ信号の種類に応じて決定される。
【００２１】
図４は、本実施形態のインクジェットプリンタの制御系の概略を示すブロック図である。制御部としてのＣＰＵ１００は、プリンタの動作の制御処理やデータ処理等を実行する。記憶部としてのＲＯＭ１０１はプリンタの動作を規定するプログラムを格納しており、ＲＡＭ１０２はそれらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。ＣＰＵ１００は、回復動作のためのＰＧモータ１０４をモータドライバ１０４Ａにより制御する。ＰＧモータ１０４は回復機構１２を動作させる。
【００２２】
また、ＣＰＵ１００は、キャリッジモータ１０３をモータドライバ１０３により制御する機能を有していても良い。キャリッジモータ１０３は、インクジェットヘッド２が搭載されるキャリッジ１を動作させる。さらにＣＰＵは１００、パーソナルコンピュータなどのホスト装置２００からの指令に基づいて動作するように構成されていても良い。さらに、ＣＰＵ１００は、ヘッドドライバ２Ａを制御し、インクジェットヘッドから液体を吐出するための信号を生成することもできる。
【００２３】
本実施形態のインクジェットヘッド２は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の液滴を吐出する吐出口が形成された記録素子４を有する。記録素子４は、各インクを収容する液室５を有する。図５は、記録素子４に形成されているインクの流路の形状を示す模式図である。液室５は、３種類のノズル６Ｌ，６Ｍ，６Ｓと連通している。それぞれのノズル６Ｌ，６Ｍ，６Ｓには、インクを吐出する開口である吐出口７Ｌ，７Ｍ，７Ｓが形成されている。液室は一方向に長く延びており、この液室５の片側に、５ｐｌの液滴を吐出するノズル６Ｌおよび吐出口７Ｌが配置されている。液室５の反対の側に１ｐｌの液滴を吐出するノズル６Ｓおよび吐出口７Ｓと、２ｐｌの液滴を吐出するノズル６Ｍおよび吐出口７Ｍとの両方が配置されている。３種類の各ノズル６Ｌ，６Ｍ，６Ｓは各々６００ｄｐｉの配列で、１つの液室５あたり２５６個設けられている。図５では、ノズルの配置は、液室５に対して非対称になっている。ノズル配列はこれに限らず、どのようなものであっても良い。
【００２４】
特に１ｐｌ〜２ｐｌのインクを吐出するノズル６Ｓ，６Ｍでは、吐出不良の原因となる泡（気泡）は、ノズル６Ｓ，６Ｍからのインクの流れが変わる箇所、具体的には吐出口７Ｓ，７Ｍの直下に滞留することが多い。このことから、吐出口７Ｓ，７Ｍの面積に起因する流抵抗の変化が、回復動作の信頼性の観点で大きな部分を占めると推定される。
【００２５】
インクジェットヘッド２は、ドライ状態で製造され、プリンタのキャリッジ１に搭載される。この状態で、プリンタは梱包および物流される。ユーザが、使用開始時、つまりプリンタを開梱してインクタンク３をインクジェットヘッド２にセットしてプリンタの電源を付けたとき、プリンタは着荷吸引動作を開始する。着荷吸引動作では、回復機構１２により、ノズル６Ｓ，６Ｍ，６Ｌの内部を強制的に吸引して、液室５やノズル内にインクを充填する。インクは染料と水を主成分とする水系インクであって良い。
【００２６】
ノズル６Ｓ，６Ｍ，６Ｌおよび吐出口７Ｓ，７Ｍ，７Ｌを構成するノズル材は、ビスフェノールＡを含む感光性エポキシ樹脂をパターニング後に硬化させたものであって良く、インクが充填された直後からインク吸収して膨潤を始める。ノズル６Ｓ，６Ｍ，６Ｌおよび吐出口７Ｓ，７Ｍ，７Ｌを構成する材料は、特に限定されるものではないが、ノズルの内部に充填される液体を吸収して膨潤し易い材料であれば、本発明による効果を高く発揮されることができる。
【００２７】
図６は、着荷吸引開始時を起点として、インクジェットヘッド２を２５℃前後に維持したときの、吐出口７Ｌの面積の変化を示す。ノズル材の膨潤にともない、吐出口７Ｌは時間とともに減少する。２ｐｌ用の吐出口７Ｍ、１ｐｌ用の吐出口７Ｓの面積も定性的には同様に変化する。この結果から、本実施例のインクジェットヘッド２のノズル材は、最初にインクを充填した時から約４週間で膨潤し終え、その後の吐出口の面積はほとんど変化せず、流抵抗も安定することがわかる。
【００２８】
本実施形態においては、この膨潤の度合い、または吐出口の面積の減少の度合いに応じて、回復機構１２による回復動作の条件を変更する。具体的には、プリンタには、ノズル内を吸引回復するときの液体の排出条件として、図７に示す排出条件Ａ〜Ｃが用意されている。排出条件Ａ〜Ｃは、記憶手段としてのＲＯＭ１０１に保持されている。排出条件は、回復機構１２によるノズルからの液体の排出力を規定している。本実施形態では、排出条件Ａ〜Ｃは、チューブポンプ９の回転量によって規定されている。図７は、ポンプ９の回転量が一番小さい条件Ａを基準（１００％）として示している。条件Ａ〜Ｃは、チューブポンプ９の回転速度は同じだが、チューブポンプ９の回転量が異なる。同一の雰囲気中で同一のノズルから排出された液体の吸引量は、条件Ａ，条件Ｂ，条件Ｃの順で多くなり、すなわち液体の排出力は、条件Ａ，条件Ｂ，条件Ｃの順で強くなると言い換えることができる。
【００２９】
１つの特定の回復モード、例えばマニュアル回復モードにおいて、３種類の排出条件Ａ〜Ｃは、図８に示すように着荷吸引の開始時からの経過時間に応じて選択される。そのために、プリンタは、着荷吸引時からの経過時間を算出する時刻算出手段を有している。排出条件Ａ〜Ｃの切り替えは、時刻算出手段で算出された時刻に基づき、例えば１週間、２週間、４週間を経過したときに、条件Ａ、条件Ｂ、条件Ｃの順に変更される。つまり、制御部１００は、ある時刻に回復動作が開始されたときに、その時刻に対応する排出条件Ａ〜Ｃで排出動作を行うように、回復機構１２を制御する。吐出口７Ｓ，７Ｍ，７Ｌの面積の変化とともに流抵抗が増加するため、順次切り替えられる条件Ａ、Ｂ、Ｃは、この順に、より液体の排出力が大きくなっている必要がある。
【００３０】
図９は、吸引動作の条件の変更の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態では、製造されたインクジェットヘッド２は、ノズルの内部にインクが充填されていない状態で出荷される。出荷時には、マニュアル回復モードにおける回復動作の条件は、排出条件Ａに設定されている。
【００３１】
回復動作の指示Ｓ１があると、制御部１００は、着荷吸引時からの経過時刻を参照し、当該時刻が、吐出口の面積の変化に基づいて予め設定される第１の所定値、図９に示す例では１週間以上であるかどうか判断する（ステップＳ２）。時刻が第１の所定値未満であれば、回復動作を開始する（ステップＳ６）。時刻が第１の所定値以上であれば、吐出口の面積の変化に基づいて予め設定される第２の所定値、図９に示す例では４週間以上であるかどうか判断する（ステップＳ３）。時刻が第２の所定値未満であれば、排出条件Ｂに設定し（ステップＳ４）、それから回復動作を開始する。時刻が第２の所定値以上であれば、排出条件Ｃに設定し（ステップＳ４）、それから回復動作を開始する。なお、プリンタのＲＯＭ１０１は、図９に示す処理をプリンタに実行させるプログラムを保持していることが好ましい。
【００３２】
図１０は着荷吸引後１週間、２週間、４週間経過したインクジェットヘッド２にて、排出条件を変えてマニュアル回復モードで回復動作を行った際に実際に排出される液体の排出量（吸引量）の変化を示す。図１０では、着荷吸引直後の、排出条件Ａによる吸引量を基準（１００％）として示されている。本実施例によれば、吸引量の変化は、図中の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄ、点ｅを順次つなぐものになり、図中の矢印の順に経時変化する。ゆえに着荷吸引から４週間目までを１つの排出条件Ｃに固定した場合に比べ、吸引量の変化は小さく、本実施例の方法では排出されるインクの量が少ないことがわかる。また、排出条件Ａに固定したとすると、流抵抗が増す４週間目では、１回の排出動作でインクの不吐不良が改善しないことがあった。これは、回復機構１２の液体の排出力が不十分だったためと考えられる。本実施形態の制御方法では、吐出不良が解消できなくなる前に、液体の排出力が強い排出条件に設定変更するため、ノズルの回復動作の信頼性の低下を抑制できる。このように、回復信頼性を保ちつつ、排出されるインクの量を低減することができる。
【００３３】
排出条件Ａ〜Ｃは、図８に示す条件に限られず、様々設定可能である。図１１は、排出条件Ａ〜Ｃの別の例を示している。図１１に示すように、回転速度と回転量の両方を大きくする排出条件を用いてもよい。図１１は、着荷時から一週間後までのポンプの回転量および回転速度を基準（１００％）として排出条件の一例を示している。回復機構１２による液体の排出力は、回復機構１２がポンプであれば、ポンプの回転量および回転速度に基づいて決定され、回転量および回転速度が大きいほど大きい。これらの条件は、ノズル材の膨潤にともなう吐出口の流抵抗の変化に応じて適宜設定されることが好ましい。また、図７，図１１に示すものに限らず、排出条件は、時間経過とともに液体の排出力が大きくなるように決められていれば良い。また、上述した例では、着荷時から４週間目までの動作設定の切り替えを２回行う例について説明したが、動作設定の切り替えは１回でも良く、３回以上であっても良い。
【００３４】
記憶部としてのＲＯＭ１０１は、記憶部は、ノズル材の膨潤の度合いに応じた排出力となるように時間帯毎に予め定められた排出条件と当該時間帯とを割り当てたテーブルを保持していることが好ましい。これにより、ＣＰＵ１００は、図９に示すフローチャートに基づいて、回復動作を開始する時刻を含む時間帯に割り当てられた排出条件で回復機構を動作させることができる。ドライ状態で製造したノズルにインクを充填させて、時間とともに吐出口の面積が変化する様子を予め測定しておくことによって、このようなテーブルを予め作成することができる。なお、上記のテーブルは、吐出口の面積の測定だけでなく、膨潤の度合いを測定できる物理量を測定することによって作成しても良い。
【００３５】
上記実施例では、ノズルの内部の吸引によって回復動作を行う例について説明した。これに限らず、本発明は、インク加圧方式のインクジェットヘッドに対して、吐出口の面積の変化に応じてノズル内の液体を加圧する際の加圧条件を変更することにより、容易に適用可能である。つまり、時間の経過とともに液体を強制的に排出するときの排出力が大きくなるように加圧条件（排出条件）を設定し、当該加圧条件で回復動作を行えばよい。なお、インク加圧方式の一例として、ノズルを構成する部材の一部に圧電素子を用いて電気信号によってインクを押しだす方式がある。
【００３６】
上記例では、マニュアル回復モードについて説明したが、上述した排出条件Ａ〜Ｃの変更は、少なくとも１つのある特定の回復モードで行えば良い。回復モードごとに、図９に示すような処理を実行して排出条件を変更することがより好ましい。なお、マニュアル回復モードでは、その時刻で規定される排出条件でポンプ吸引動作を１回行い、タンク交換吸引モードでは、その時刻で規定される排出条件でポンプ吸引動作を２回行う等、回復モードに応じて回復の動作は異なっていて良い。
【００３７】
プリンタに用いられるインクタンクは、どのような構成であっても良いが、負圧発生部材収容室とインク収容室とが併設された併設型のインクタンク（特許第２９５１８１８号参照）を使用することも考えられる。負圧発生部材収容室は、インクを吸収保持する負圧発生部材を収容し、大気と連通する大気連通穴と、インクジェットヘッドのノズルと連通する開口部と、を有する。負圧発生部材収容室とインク収容室とは隣接しており、底部の連通部において連通している。負圧発生部材収容室とインク収容室とは、この連通部を除いて、仕切壁によって仕切られている。インク収容室は、この連通部以外では密閉されている。インク収容室内のインクは、負圧発生部材収容室および負圧発生部材収容室の開口部を通って、インクジェットヘッドのノズルに達する。
【００３８】
このような併設型のインクタンクは、特に低温環境下では、インクがインクタンクからインクジェットヘッドのノズルに供給されなくなる所謂「インク切れ」を生じることがある（特開２００５−３４９７３０参照）。その原因の１つは、インクの増粘により流抵抗が増したインクを多量に強い排出力で吸引することで、負圧発生部材の内部に空気の通路（エアパス）が形成されることである。したがって、着荷吸引動作の直後に、低温環境下で強い吸引動作、例えば図７や図１１に示す条件定Ｃで回復動作を行うと、併設型のインクタンクから過剰なインクが排出されてインク切れを起こす虞がある。
【００３９】
この問題に対応するため、回復機構１２の排出条件Ａ〜Ｃは、吐出口の面積の変化に応じて制御し、インクタンクから過剰な吸引が行われないように制御することが好ましい。図１０の点ｃおよび点ｅに示すように、排出条件が切り替わるタイミングでインクの吸引量は一時的に増大するが、このときにも吸引量（排出量）が、エアパスが形成されないように予め設定された所定の値以下になるように制御されることが好ましい。これにより、吸引量が最大になる点ｃにおいても、インク切れが生じないように回復動作を実行することができる。
【００４０】
図９で示す排出条件の設定の代わりに、以下のような手順で排出条件を設定しても良い。Ｔ（０）、Ｔ（１）、Ｔ（２）…、Ｔ（ｉ）…、は着荷吸引時の時刻Ｔ（０）から、各々予め定めた一定時間を経過した時刻とする。ただし、ｉは整数である。Ｍ（ｉ）は、時刻Ｔ（ｉ）における排出力を規定する排出条件とする。そして、予め、実験によりＴ（ｉ）とＭ（ｉ）の値を割り当てたテーブルを作成しておく。
【００４１】
具体的には、予め、回復モードごとに目標とすべきインクの目標排出量を決めておく。例えば、マニュアル回復モードでは、着荷吸引時の時刻Ｔ（０）に相当する吐出口の面積でマニュアル回復動作を行ったときにインクの排出量が目標排出量になるように排出条件Ｍ（０）を設定しておく。
【００４２】
次の時刻Ｔ（１）にて、前回の排出条件Ｍ（０）やこれよりも排出力の高い排出条件にて回復動作を実行してノズルからの液体の排出量を測定する。ノズル材として膨潤する材料が用いられ、流通時にドライ状態のインクジェットヘッドであれば、流抵抗の増加により液体の排出量は、ノズル内にインクが充填された時より低下する。そこで、ポンプ９の回転速度もしくは回転量を増加させ、回復機構１２による液体の排出力を増大させて、ほぼ目標排出量が得られる排出条件を探す。なお、インクの排出量が、例えば目標排出量の±０．５％以内に収まれば、目標排出量が得られたものと認定できる。これにより得られた排出条件をＭ（１）に設定する。
【００４３】
上記の作業を、一定時間の経過毎に繰り返す。時刻Ｔ（ｉ＋１）にて、前回の時刻Ｔ（ｉ）での排出条件Ｍ（ｉ）で液体を排出したときに前回の時刻Ｔ（ｉ）とほぼ同じ排出量が得られたならば、前回の時刻Ｔ（ｉ）において膨潤による流抵抗が安定した時刻とみなせる。したがって、これ以降の時刻におけるテーブルを作成する必要はない。このようにして、時間帯と排出条件とを割り当てたテーブルが予め設定される。
【００４４】
ユーザがプリンタを使用開始したときには、制御部１００は、各々の排出量を測定した時刻Ｔ（１）、Ｔ（２）、…Ｔ（ｉ）で、目標吸引量が得られた各々の排出条件Ｍ（１）、Ｍ（２）、…Ｍ（ｉ）とするように回復機構１２の動作を制御する。
【００４５】
この方法は、ノズルの膨潤の度合、例えば吐出口の面積の変化を直接測定できないインクジェットヘッドを備えたプリンタに対して好適に適用できる。そのようなインクジェットヘッドとしては、例えば、エポキシ樹脂などの吸水する樹脂をパターニングしたノズル材に、ポリイミドなどの実質的に吸水しない材料からなるオリフィスプレートが接合された構成のものが考えられる。オリフィスプレートとは、吐出口が形成される一面を構成するものであり、オリフィスプレートが給水しない材料であると、吐出口の面積がほとんど変化しない。この場合であっても、各々の時刻において、上記のように実際に液体を排出させて排出条件を設定しておくことにより、時間帯ごとに適当な排出条件を割り当てることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ プリンタ
２ インクジェットヘッド
６ ノズル
７ 吐出口
９ チューブポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時に該ノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで前記吐出口から液体を排出して前記ノズルの回復を行う回復機構とを有する液体吐出装置であって、
少なくとも１つの回復モードに対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持する記憶部と、
前記少なくとも１つの回復モードにおいて、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、前記複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させる制御部と、を有する液体吐出装置。
【請求項２】
前記記憶部は、複数の前記回復モードの各々に対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持しており、
前記制御部は、前記複数の回復モードの各々に対して、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させるように制御する、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記ノズルを構成するノズル材が、該ノズルの内部に充填される液体を吸収して膨潤する材料からなる、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記ノズル材の膨潤の度合いに応じた排出力となるように、予め所定の時間帯と前記排出条件とを割り当てたテーブルを保持しており、
前記制御部は、回復動作を開始する時刻を含む時間帯に割り当てられた前記排出条件で前記回復機構を動作させる、請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時に該ノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで前記吐出口から液体を排出して前記ノズルの回復を行う回復機構とを有する液体吐出装置の制御方法であって、
前記液体吐出装置が、少なくとも１つの回復モードに対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を予め保持しており、
前記少なくとも１つの回復モードにおいて、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、前記複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させる工程を有する液体吐出装置の制御方法。
【請求項６】
前記液体吐出装置が、複数の前記回復モードの各々に対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持しており、
前記複数の回復モードの各々に対して、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させるように制御する工程を有する、請求項５に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項７】
前記ノズルを構成するノズル材が、該ノズルの内部に充填される液体を吸収して膨潤する材料からなる、請求項５または６に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項８】
前記液体吐出装置は、前記ノズル材の膨潤の度合いに応じた排出力となるように、予め所定の時間帯と前記排出条件とを割り当てたテーブルを保持しており、
回復動作を開始する時刻を含む時間帯に割り当てられた前記排出条件で前記回復機構を動作させる工程を有する、請求項７に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか１項に記載の液体吐出装置の制御方法を実行させるプログラム。
【請求項１】
液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時に該ノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで前記吐出口から液体を排出して前記ノズルの回復を行う回復機構とを有する液体吐出装置であって、
少なくとも１つの回復モードに対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持する記憶部と、
前記少なくとも１つの回復モードにおいて、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、前記複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させる制御部と、を有する液体吐出装置。
【請求項２】
前記記憶部は、複数の前記回復モードの各々に対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持しており、
前記制御部は、前記複数の回復モードの各々に対して、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させるように制御する、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記ノズルを構成するノズル材が、該ノズルの内部に充填される液体を吸収して膨潤する材料からなる、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記ノズル材の膨潤の度合いに応じた排出力となるように、予め所定の時間帯と前記排出条件とを割り当てたテーブルを保持しており、
前記制御部は、回復動作を開始する時刻を含む時間帯に割り当てられた前記排出条件で前記回復機構を動作させる、請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
液体を吐出する吐出口を有するノズルに液体が充填されていない状態で搭載されて使用開始時に該ノズルに液体が充填される液体吐出ヘッドと、トリガ信号の種類に応じた回復モードで前記吐出口から液体を排出して前記ノズルの回復を行う回復機構とを有する液体吐出装置の制御方法であって、
前記液体吐出装置が、少なくとも１つの回復モードに対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を予め保持しており、
前記少なくとも１つの回復モードにおいて、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、前記複数の排出条件のうちの液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させる工程を有する液体吐出装置の制御方法。
【請求項６】
前記液体吐出装置が、複数の前記回復モードの各々に対して設定された、前記ノズルからの液体の排出力が異なる複数の排出条件を保持しており、
前記複数の回復モードの各々に対して、前記ノズルに液体が充填される前記使用開始時からの時間経過とともに、液体の排出力の大きい排出条件で前記回復機構を動作させるように制御する工程を有する、請求項５に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項７】
前記ノズルを構成するノズル材が、該ノズルの内部に充填される液体を吸収して膨潤する材料からなる、請求項５または６に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項８】
前記液体吐出装置は、前記ノズル材の膨潤の度合いに応じた排出力となるように、予め所定の時間帯と前記排出条件とを割り当てたテーブルを保持しており、
回復動作を開始する時刻を含む時間帯に割り当てられた前記排出条件で前記回復機構を動作させる工程を有する、請求項７に記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか１項に記載の液体吐出装置の制御方法を実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１８３９７（Ｐ２０１２−２１８３９７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８９２１６（Ｐ２０１１−８９２１６）
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【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２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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