JP5135095B2 - インク循環型インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インク循環型のインクジェットプリンタにおけるインクジェットヘッドのメンテナンス制御に関する。

インクジェットヘッドに設けられた多数のノズルからインクを吐出して印刷を行なうインクジェットプリンタでは、長時間インクの吐出が行なわれないと、主にインクジェットヘッド付近のインクから溶媒が蒸発し、インクが増粘してしまい、本来の印字性能が発揮できない場合がある。このため、前回の印刷から所定時間以上経過して印刷を行なう際には、印刷実行に先立ちインクジェットヘッドに対して、インク吸引、ノズル清掃等のメンテナンス処理が行なわれる。

ところで、印刷を行なう際にインクジェットヘッドはすべてのノズルを用いて印刷を行なうとは限らない。例えば、図９（ａ）に示すように、Ａ３対応のライン型インクジェットヘッドを、ＫＣＭＹ（Ｋ：黒、Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー）毎に４本備えたカラーインクジェットプリンタで、Ａ４のカラー印刷を行なう場合には、各インクジェットヘッドの両端である領域ａ１と領域ａ２の部分に備えられたノズルからはインク吐出が行なわれない。ここで、本図に示すように各インクジェットヘッドは、互い違いに配置された６個のノズルプレートを備えており、ノズル群はノズルプレート上に設けられている。

このような場合、今回の印刷ジョブでＡ３のカラー印刷を行なうとすると、前回の印刷との間隔所定時間以内であっても、前回印刷に用いていない領域ａ１と領域ａ２に配置されたノズルは、インク非吐出の時間が所定時間より長くなることがあり、本来の印字性能が発揮できないおそれがある。このため、メンテナンス処理を行なうことが望ましい。

また、図９（ｂ）に示すように、Ａ４のモノクロ印刷を行なう場合には、カラー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）のインクを吐出するインクジェットヘッドと、黒（Ｋ）のインクを吐出するインクジェットヘッドの両端領域を含む領域ａ３の部分に備えられたノズルからはインク吐出は行なわれない。

このような場合、今回の印刷ジョブでＡ４のカラー印刷を行なうとすると、前回の印刷との間隔所定時間以内であっても、前回印刷に用いていない領域ａ３のノズルは、インク非吐出の時間が所定時間より長くなることがあり、本来の印字性能が発揮できないおそれがある。このため、メンテナンス処理を行なうことが望ましい。

このような状況を鑑みて、特許文献１には、連続して印刷する印刷用紙のサイズが同じであるかどうかを考慮して、同じでなければメンテナンスを行なうようにする技術が記載され、特許文献２には、前回の印刷ジョブがモノクロ印刷で、今回の印刷ジョブがカラー印刷の場合にメンテナンスを行なうようにする技術が記載されている。

これらの技術によれば、前回の印刷ジョブでインクを吐出しなかったインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出する印刷ジョブを行なう場合には、所定時間以内でもメンテナンス処理が行なわれることになる。しかしながら、インク吸引、ノズル清掃等のメンテナンスはインクを消費してしまうとともに、印刷開始までの時間が遅くなるという問題がある。このため、必要以上のメンテナンス処理は避けることが望ましい。
特開平１１−１９２７２９号公報 特開平２００２−１９２７２９公報

近年、印字の信頼性を上げるため筐体内にインク循環経路を設け、インクを循環可能なインクジェットプリンタが開発されている。このようなインク循環型のインクジェットプリンタでは、気泡やゴミ混入によるノズルからのインク不吐出が発生した場合でも回復が早く、また、インクジェットヘッドのインク室内もインクが循環するため、増粘したインクを循環経路に押し流すことができる。

一般に、インク循環は印字中に、インクジェットヘッドの全体に対して行なわれる。このため、印刷に用いていないインクジェットヘッド部分もインクが循環することになり、インクの増粘が回復されることが期待される。このため、前回の印刷ジョブでインクを吐出しなかったインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出する印刷ジョブを行なう場合であっても、メンテナンス処理を行なわなくてもよい場合がある可能性がある。

そこで、本発明は、インク循環型のインクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドに対する必要以上のメンテナンス処理を行なわないようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のインク循環型インクジェットプリンタは、インクを吐出するノズル群が配置されたインクジェットヘッドがインク色毎に設けられ、前記インクジェットヘッドを経路中に含んだインク色毎のインク循環経路を備えたインク循環型インクジェットプリンタであって、前記インクジェットヘッドに対するメンテナンス処理を行なうメンテナンス手段と、印刷条件の設定を行なう印刷条件設定手段と、印刷実行時に前記インク循環経路でインクを循環させるインク循環制御手段と、印刷実行に際して、前回の印刷終了時からの経過時間が所定の第１基準時間を経過していない場合に、前回の印刷実行時における印刷条件と今回の印刷実行時における印刷条件とを比較して、今回の印刷が前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷である場合は、前回の印刷終了時からの経過時間が所定の第２基準時間を経過している場合は印刷実行前に前記メンテナンス処理を行なわせ、前記第２基準時間を経過していない場合は前記メンテナンス処理を行なわないで印刷を実行させるメンテナンス制御手段と、を備え,前記第１基準時間は、前記インクジェットヘッドがインク循環をせずに非印刷状態でメンテナンス処理が必要となる継続時間として定められ、前記第２基準時間は、前記インクジェットヘッドがインク吐出をせずにインク循環を行なっている状態を終了してから非印刷状態でメンテナンス処理が必要となる継続時間として定められており、前記第１基準時間は、前記第２基準時間より長いことを特徴とする。

本発明では、前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブを行なう場合であっても、前回の印刷時にインク循環が行なわれているために、インク循環終了から第２基準時間経過前であれば、メンテナンス制御手段が、メンテナンス手段にメンテナンス処理を行なわせないようにしている。これは、インク循環によりインクの増粘がある程度解消されており、さらに、インク循環終了から第２基準時間が経過する前で、インクの増粘が進んでいないことが期待されるからである。これにより、インクジェットヘッドに対する必要以上のメンテナンス処理を避けることができる。

具体的には、前記第１基準時間は、前記インクジェットヘッドがインク循環をせずに非印刷状態でメンテナンス処理が必要となる継続時間として定められ、前記第２基準時間は、前記インクジェットヘッドがインク吐出をせずにインク循環を行なっている状態を終了してから非印刷状態でメンテナンス処理が必要となる継続時間として定められる。

このとき、前記メンテナンス制御手段は、印刷実行に際して、前回の印刷終了時からの経過時間が第１基準時間を経過している場合には、印刷実行前に前記メンテナンス処理を行なわせるようにする。これは、必要なメンテナンス処理だからである。

また、前記メンテナンス制御手段は、印刷実行に際して、前回の印刷終了時からの経過時間が第１基準時間を経過していない場合に、前回の印刷実行時における印刷条件と今回の印刷実行時における印刷条件とを比較して、今回の印刷が前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷でない場合は、前記メンテナンス処理を行なわないで印刷を実行させることが望ましい。前回の印刷時に使用したノズルからインクを吐出する印刷であり、第１基準時間を経過していないため、必ずしもメンテナンス処理は必要ないからである。

なお、前記インクの温度に応じた温度を計測する温度計をさらに備え、前記第１基準時間および前記第２基準時間は、前記温度計の測定値に応じて変化させるようにしてもよい。インク温度によりインクの粘度が変化する場合もあるからである。

ここで、前記今回の印刷が前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷である場合には、前回の印刷がモノクロ印刷で、今回の印刷がカラー印刷の場合を含むことができる。

また、前記インクジェットヘッドが、ライン型のインクジェットヘッドの場合は、前記今回の印刷が前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷である場合には、前回の印刷における印刷用紙のライン方向のサイズよりも、今回の印刷における印刷用紙のライン方向のサイズが大きい場合を含むことができる。

前記メンテナンス制御手段は、印刷終了後に、今回の印刷終了時刻と、今回の印刷条件とを記憶することで、今回の印刷実行時における印刷条件との比較および前回の印刷終了時からの経過時間を取得することができる。

前記メンテナンス手段が行なうメンテナンス処理が、インクを消費するメンテナンス処理の場合は、必要以上のメンテナンス処理を行なわないようにすることで、インク消費量を節約することができる。

本発明によれば、インク循環型のインクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドに対する必要以上のメンテナンス処理を行なわないようにすることができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１００の概要を示す図である。本図では特に印刷用紙搬送経路を示している。本図に示すようにインクジェットプリンタ１００は、印刷用紙の供給を行なう給紙機構として、筐体側面の外部に露出したサイド給紙台３２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ（３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ）とを備えている。また、印刷済の印刷用紙を排出する排紙機構として排紙口３４０を備えている。

インクジェットプリンタ１００は、インクジェット方式のラインカラープリンタである。インクジェット方式のラインカラープリンタは、印字機構として、用紙搬送方向に直交する方向に伸び、多数のノズルが形成されたインクジェットヘッドを複数本備え、それぞれのインクジェットヘッドから黒またはカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行なう。

サイド給紙台３２０および給紙トレイ３３０のいずれかの給紙機構から１枚ずつ給紙された印刷用紙は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路（図中の黒太線）に沿って搬送され、レジスト部Ｒｇに導かれる。ここでレジスト部Ｒｇは、印刷用紙の先端の位置あわせと斜行修正を行なうために設けられており、１対のレジストローラを備えて構成される。給紙された印刷用紙はレジスト部Ｒｇで一時停止し、所定のタイミングで印字機構方向に搬送される。

レジスト部Ｒｇのさらに搬送方向側には、複数本のインクジェットヘッド１３０が設けられている。本実施形態では、レジスト部Ｒｇから近い順に、Ｋ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の順に４本並んでいるものとする。印刷用紙は、インクジェットヘッド１３０の対向面に設けられた環状の搬送ベルト３６０によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各インクジェットヘッド１３０から吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。

印刷済の印刷用紙は、さらに、ローラ等の駆動機構によって筐体内を搬送される。印刷用紙の片側の面のみに印刷を行なう片面印刷の場合は、そのまま排紙口３４０に導かれて排紙され、排紙口３４０の受台として設けられた排紙台３５０に印刷面を下にして積載されていく。排紙台３５０は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台３５０は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口３４０から排紙され、傾斜に沿って滑落する印刷用紙が自然に整えられて重なっていくようになっている。

印刷用紙の両面に印刷を行なう両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙口３４０に導かれずに、さらに筐体内を搬送される。このため、インクジェットプリンタ１００は、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構３７０を備えている。切替機構３７０によって排出されなかった印刷用紙は、スイッチバック経路ＳＲに引き込まれ、スイッチバックを行ない、搬送路に対して表裏が反転する。そして、ローラ等の駆動機構によって再度レジスト部Ｒｇに導かれ、一時停止する。その後、所定のタイミングで印字機構方向に搬送され、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行なわれる。裏面の印刷が行なわれ、両面に画像が形成された印刷用紙は、排紙口３４０に導かれて排紙され、排紙口３４０の受台として設けられた排紙台３５０に積載されていく。

インクジェットプリンタ１００では、両面印刷時におけるスイッチバックを、排紙台３５０内に設けられた空間を利用して行なうようにしている。排紙台３５０内に設けられた空間は、スイッチバック時に印刷用紙が外部から取り出せないように覆われた構成となっている。これにより、利用者が誤ってスイッチバック動作中の印刷用紙を引き抜いてしまうことを防ぐことができる。また、排紙台３５０は、本来インクジェットプリンタ１００に備えられているものであり、排紙台１５０内の空間を利用してスイッチバックを行なうことにより、インクジェットプリンタ１００内に、別途スイッチバック用の空間を設ける必要がなくなる。したがって、筐体のサイズが増大してしまうことを防ぐことができる。さらには、排紙口とスイッチバック経路とを共用しないため、スイッチバック処理と他の用紙の排紙とを並行して行なうことができる。

図２は、インクジェットプリンタ１００のインク流路および制御部関連の構成を説明するためのブロック図である。上述のようにインクジェットプリンタ１００は、ＣＭＹＫ４色のインクを用いて印刷を行なうカラープリンタである。各インクは着脱可能なインクボトルから供給され、シアンのインクを供給するインクボトル１１０Ｃ、マゼンタのインクを供給するインクボトル１１０Ｍ、イエローのインクを供給するインクボトル１１０Ｙ、黒のインクを供給するインクボトル１１０Ｋが備えられている。なお、以下では特定色のインクボトルを示す必要がない場合は、インクボトル１１０と総称する。

インクボトル１１０から供給されたインクは、樹脂、金属等のパイプにより形成された流路を通って、インクジェットヘッド１３０の下流側に設けられた下流タンクに一旦溜められる。このため、インクジェットプリンタ１００には、シアンのインクを溜める下流タンク１２２Ｃ、マゼンタのインクを溜める下流タンク１２２Ｍ、イエローのインクを溜める下流タンク１２２Ｙ、黒のインクを溜める下流タンク１２２Ｋが備えられている。なお、以下では特定色の下流タンクを示す必要がない場合は、下流タンク１２２と総称する。

下流タンク１２２に溜められたインクは、ポンプによりインクジェットヘッド１３０の上流側に設けられた上流タンクに送られる。このため、インクジェットプリンタ１００には、ポンプ１７０Ｃ、ポンプ１７０Ｍ、ポンプ１７０Ｙ、ポンプ１７０Ｋ（ポンプ１７０と総称する）および上流タンク１２０Ｃ、上流タンク１２０Ｍ、上流タンク１２０Ｙ、上流タンク１２０Ｋ（上流タンク１２０と総称する）が備えられている。

上流タンク１２０に送られたインクは、インクを吐出する多数のノズルが設けられているインクジェットヘッドに送られて印刷に用いられる。上述のようにインクジェットプリンタ１００には、シアンのインクを吐出するインクジェットヘッド１３０Ｃ、マゼンタのインクを吐出するインクジェットヘッド１３０Ｍ、イエローのインクを吐出するインクジェットヘッド１３０Ｙ、黒のインクを吐出するインクジェットヘッド１３０Ｋが備えられている。

本実施形態では、ピエゾ素子を用いてインクを噴射させる方式のインクジェットヘッドが用いられているものとする。ただし、発熱素子を用いてインクに熱を加えて気泡を発生させることでインクを噴射させる方式のインクジェットヘッドを用いるようにしてもよい。

各インクジェットヘッド１３０には、後述する制御部４００から送られる画像データに基づいてピエゾ素子を駆動するドライバ１３２（１３２Ｃ、１３２Ｍ、１３２Ｙ、１３２Ｋ）が備えられている。なお、インクジェットプリンタ１００は、インクを循環させる循環方式を採用しており、インクジェットヘッド１３０で印刷の際に消費されなかったインクは下流タンク１２２に戻される。上流タンク１２０からインクジェットヘッド１３０を経由して下流タンク１２２へのインク帰還は、上流タンク１２０と下流タンク１２２との水頭差を利用している。インクを循環させることにより、気泡やゴミ混入によるノズルからのインク不吐出が発生した場合でも回復が早く、また、インクジェットヘッド１３０のインク室内もインクが循環するため、増粘したインクを循環経路にある程度押し流すことができる。

また、インクジェットプリンタ１００は、制御部４００を備えている。制御部４００は、インクジェットプリンタ１００における印刷処理、インク循環処理、インクジェットヘッドメンテナンス処理等を制御する機能部であり、ハードウェア的にはＣＰＵ、画像処理装置、メモリ等により構成される。

本実施形態における特徴的な機能部として、制御部４００は、印刷対象の印刷データに基づいてドット毎のインク吐出量を算出してインクジェットヘッド１３０のドライバ１３２に出力するとともに印刷用紙の搬送処理を行なう印刷制御部４１０と、印刷条件設定部４２０と、インク循環制御部４３０と、メンテナンス制御部４４０とを備えている。

印刷条件設定部４２０は、インクジェットプリンタ１００に備えられた操作パネルを介して受け付けた印刷設定あるいは接続されたＰＣ等から送られた印刷データに含まれる印刷設定にしたがって、印刷条件の設定を行なう。印刷条件の設定には、少なくとも用紙サイズの指定、カラー／モノクロの指定が含まれる。用紙サイズは規格化された定形用紙の場合と、ユーザによって設定されたサイズの場合がある。いずれの場合も、本実施形態では、主走査方向（ライン方向）のサイズが後述するメンテナンス処理における判断基準の一要因となる。また、印刷条件としてモノクロが設定された場合は、Ｋ（黒））のインクのみを用いて印刷が行なわれ、印刷条件としてカラーが設定された場合は、Ｋ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）のすべてのインクを用いて印刷が行なわれる。

インク循環制御部４３０は、後述するポンプ１７０の駆動、大気開放弁２２１および２３１、開閉弁２８０（図４参照）の開閉を制御することで、インクをインク流路で循環させる。インク循環制御部４３０は、インク循環を印刷実行時に行なうようにし、すべてのインク色について、印刷に用いない部分を含めてインクジェットヘッド１３０全体に対してインク循環を行なうようにする。インク循環制御部４３０がインクを循環させることにより、気泡やゴミ混入によるノズルからのインク不吐出が発生した場合でも回復が早く、また、インクジェットヘッド１３０内もインクが循環するため、増粘したインクを流路に押し流すことができる。このため、必要以上にメンテナンス処理を行なうことを防ぐことができる。

メンテナンス制御部４４０は、後述するメンテナンス機構（図４参照）を用いて、インク吸引等のインクジェットヘッド１３０のメンテナンス処理を実行する。メンテナンス機構を用いたメンテナンス処理は、印刷処理に先立って行なわれるため、インクが消費されてしまうのに加え、印刷開始までの時間が遅くなることになる。

本実施形態において、メンテナンス制御部４４０は、必要以上にメンテナンス処理を行なうことを防ぐために、前回の印刷ジョブとの間隔を算出するのに加え、前回の印刷ジョブと今回の印刷ジョブとの印刷条件の比較等を行なう。このため、時計機能を有し、内部的に基準時間Ｔ１、Ｔ２が定められている。また、前回の印刷ジョブにおける印刷条件、特に、印刷サイズ設定と、カラー／モノクロ設定を記憶する印刷条件記憶部４４１と、前回の印刷ジョブの印刷終了時刻を記憶する印刷終了時刻記憶部４４２とを備えている。

基準時間Ｔ１は、インクの特性、ノズルの形状等に応じて、例えば実験的に定められる時間であり、インクジェットヘッド１３０が、インク循環をせずに非印刷の状態が基準時間Ｔ１以上継続したら、メンテナンス処理が必要となるように定められる。ここで、非印刷の状態は、インクの吐出のみならず、インク循環も行なわれない状態である。

基準時間Ｔ２は、インクの特性、ノズルの形状、インク循環効果等に応じて、例えば実験的に定められる時間であり、インクジェットヘッド１３０が、インク吐出をせずにインク循環を行なっている状態を終了してから、非印刷の状態が基準時間Ｔ２以上継続したら、メンテナンス処理が必要となるように定められる。なお、Ｔ１＞Ｔ２である。

すなわち、印刷に用いられないノズルは印刷実行時にインクは吐出しないが、インク循環は行なわれるために、ノズル付近の増粘したインクはある程度除去される。図６はこのときの様子を模式的に示す図である。図３（ａ）に示すようにインク循環前にノズル１３４付近で増粘したインク１３６ａは、インク循環を行なうことにより除去され、インク吸引等のメンテナンス処理を行なわなくても、図３（ｂ）に示すように増粘がある程度解消したインク１３６ｂとなる。

このため、前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブを行なう場合であっても、前回の印刷時にインク循環が行なわれているため、非印刷の状態がＴ２以内であればメンテナンス処理は不要となる。したがって、前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブを行なう際に一律にメンテナンス処理を行なう制御と比べて、メンテナンス処理の回数を削減することができるようになる。

ここで、前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブを行なう場合は、例えば、今回の印刷ジョブが、前回の印刷ジョブよりも主走査方向に大きい印刷用紙に印刷を行なう場合、あるいは、前回の印刷ジョブがモノクロ印刷で今回の印刷ジョブがカラー印刷の場合が該当する。このため、メンテナンス制御部４４０は、印刷が終了すると、印刷サイズ設定と、カラー／モノクロ設定とを印刷条件記憶部４４１に記憶させる。ただし、インクジェットヘッドとしてライン型ではなく、シリアル型を採用した場合には、用紙サイズの差は問題にならず、前回の印刷ジョブがモノクロ印刷で今回の印刷ジョブがカラー印刷の場合が該当することになる。

なお、インク流路中、インクジェットヘッド内、あるいは、インクジェットプリンタ１００の筐体等にインク温度に応じた温度を計測するための温度計を設置し、計測温度に応じて基準時間Ｔ１、基準時間Ｔ２を変化させるようにしてもよい。例えば、温度が高くなると粘度が高くなる性質のインクを用いている場合には、計測温度が高いほど、基準時間Ｔ１、基準時間Ｔ２を短くすることができる。

図４は、図２に示したインク流路におけるインク循環の詳細およびインクジェットヘッド１３０のメンテナンス関連の構成を示すブロック図である。本図では1つのインク色に着目して説明する。

本図に示すように、インクジェットヘッド１３０は、インクを吐出するための多数のノズルが設けられたノズルプレート１３１を備えている。ノズルプレート１３１は複数ブロックに分割されており、インクジェットヘッド１３０には、それぞれのノズルプレート１３１のブロックにインクを供給するための分配器１３２と、それぞれのノズルプレート１３１のブロックから印刷に用いられなかったインクを集めるための集合器１３３とが備えられている。

上述のように、インクボトル１１０から供給されたインクは、インクジェットヘッド１３０の下流に設けられた下流タンク１２２に一旦溜められる。下流タンク１２２に溜められたインクはポンプ１７０によりインクジェットヘッド１３０の上流に設けられた上流タンク１２０に送られ、上流タンク１２０からインクジェットヘッド１３０に供給される。インクジェットヘッド１３０で印刷に用いられなかったインクは再び下流タンク１２２に戻される。印刷で消費されたインク分はインクボトル１１０から開閉弁２８１を介して下流タンク１２２に補給される。

インクジェットヘッド１３０は、下流タンク１２２より高い位置に配置され、上流タンク１２０は、インクジェットヘッド１３０より高い位置に配置されている。この位置関係に基づく水頭差により、上流タンク１２０からインクジェットヘッド１３０へのインク供給およびインクジェットヘッド１３０から下流タンク１２２へのインク帰還が行なわれる。

上流タンク１２０および下流タンク１２２には、タンク内を密閉状態と大気開放状態とを切り替える大気開放弁２２１、２３１がそれぞれ設けられている。

インクジェットヘッド１３０と下流タンク１２２との間には、開閉弁２８０が設けられている。なお、循環しているインク中のごみや気泡を除去するためのフィルタを、例えば、ポンプ１７０と上流タンク１２０との間に設置することが望ましい。これにより、上流タンク１２０からインクジェットヘッド１３０へ送られるインク中のごみや気泡が除去されるため、ノズル詰まりなどによるノズルからのインク不吐出が起こりにくくなる。

また、インクジェットプリンタ１００には、インクジェットヘッド１３０のメンテナンスを行なうためのメンテナンス機構２４０が設けられている。メンテナンス機構２４０は、インクジェットヘッド１３０のノズルプレート１３１を覆う形状をしており、印刷を行なわないとき等には、図５に示すようにインクジェットヘッド１３０と接合して、インク成分の揮発や蒸発、酸化などによるインクの変質を防ぐためのキャップとしても機能する。メンテナンス機構２４０は、図５に示したような接合状態で、ゴムブレードやローラを用いてノズルプレート１３１の表面のインクを除去するワイピング機能と、吸引ポンプ２６０の動作によりノズルプレート１３１からインクを吸引する機能を有している。吸引されたインクは廃液タンク２７０に溜められる。

なお、メンテナンス処理として、メンテナンス機構２４０によるインクを消費するメンテナンス処理に加え、プリカーサと呼ばれる動作を行なうようにしてもよい。プリカーサ動作は、インクジェットヘッド１３０内のピエゾ素子をノズルからインクが吐出しない程度に微振動させることにより、インクジェットヘッド１３０内のインクを撹拌し、増粘したインクを正常な状態に回復させるものである。プリカーサ動作によるメンテナンス処理はインクの消費は行なわれないが、相応の時間が費やされることになる。このため、後述のメンテナンス制御により、必要以上のプリカーサ動作を行なわないようにすることで、印刷時間を短縮することができる。

図６は、ノズルプレート１３１のノズル面を示す図であり、インクジェットヘッド１３０をインク吐出側からみた様子を模式的に示している。本図に示すように、インクジェットプリンタ１００は、黒色インク用のインクジェットヘッド１３０K、イエローインク用のインクジェットヘッド１３０Ｙ、マゼンタインク用のインクジェットヘッド１３０Ｍ、シアンインク用のインクジェットヘッド１３０Ｃを備えており、それぞれ、６ブロックに分割されたノズルプレート１３１Ｋ、１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃを備えている。各ノズルプレート１３１には、多数のノズルが設けられており、ノズルからインクの吐出が行なわれる。ここで、６個に分割されたノズルプレート１３１の各ブロックをヘッド１〜ヘッド６と称する。

次に、本実施形態におけるインクジェットプリンタ１００の特徴的なメンテナンス制御について図７のフローチャートを参照して説明する。なお、メンテナンス制御部４４０の印刷条件記憶部４４１には、前回の印刷ジョブにおける印刷サイズ設定と、カラー／モノクロ設定が記憶され、印刷終了時刻記憶部４４２には、前回の印刷ジョブの終了時刻が記憶されているものとする。

接続されたＰＣあるいは操作パネルを介して印刷ジョブを受け付けると（Ｓ１０１）、メンテナンス制御部４４０は、現在時刻と、印刷終了時刻記憶部４４２に記憶されている前回の印刷ジョブの終了時刻とを参照して、前回ジョブからの非印刷時間が基準時間Ｔ１以上であるかどうかを判定する（Ｓ１０２）。

その結果、Ｔ１以上経過していた場合（Ｓ１０２；Ｙｅｓ）には、メンテナンス機構２４０によるメンテナンス動作を行なう（Ｓ１０３）。これは、基準時間Ｔ１が、インクジェットヘッド１３０がインク循環をせずに非印刷状態でメンテナンス処理が必要となる継続時間として定められているためである。そして、メンテナンス終了後に印刷を実行する（Ｓ１０６）。

一方、Ｔ１以上経過してない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）には、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブであるかどうかを判断する（Ｓ１０４）。今回の印刷ジョブが、前回の印刷ジョブよりも主走査方向に大きい印刷用紙に印刷を行なう場合、あるいは、前回の印刷ジョブがモノクロ印刷で今回の印刷ジョブがカラー印刷の場合が、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブとなる。

このため、メンテナンス制御部４４０は、印刷条件記憶部４４１に記憶されている印刷サイズ設定と、カラー／モノクロ設定と、今回の印刷ジョブの印刷条件における印刷サイズ設定と、カラー／モノクロ設定とを参照して、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブであるかどうかを判断する。

その結果、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブでないと判断した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）は、今回の印刷ジョブでインクを吐出するノズルはすべて前回の印刷ジョブにおいてインクを吐出していることになる。前回の印刷ジョブは、基準時間Ｔ１経過以内に終了しているため、この場合メンテナンス動作は行なわず、印刷を実行する（Ｓ１０６）。

一方、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブであると判断した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）は、さらに、現在時刻と、印刷終了時刻記憶部４４２に記憶されている前回の印刷ジョブの終了時刻とを参照して、前回ジョブからの非印刷時間が基準時間Ｔ２以上であるかどうかを判定する（Ｓ１０５）。

その結果、Ｔ２以上経過していた場合（Ｓ１０５；Ｙｅｓ）には、メンテナンス機構２４０によるメンテナンス動作を行なう（Ｓ１０３）。これは、基準時間Ｔ２が、インクジェットヘッド１３０が、インク吐出をせずにインク循環を行なっている状態を終了してから非印刷状態でメンテナンス処理が必要となる継続時間として定められているためである。そして、メンテナンス終了後に印刷を実行する（Ｓ１０６）。

一方、Ｔ２以上経過してない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）には、メンテナンス動作は行なわず、印刷を実行する（Ｓ１０６）。これは、前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブを行なう場合であっても、前回の印刷時にインク循環が行なわれており、さらに、インク循環終了から基準時間Ｔ２経過前であるため、メンテナンス処理が不要となるからである。したがって、インクジェットヘッド１３０に対する必要以上のメンテナンス処理を避けることができる。

いずれの場合も、印刷が終了すると、今回の印刷ジョブの印刷終了時刻を印刷終了時刻記憶部４４２に記録し、刷ジョブにおける印刷サイズ設定と、カラー／モノクロ設定とを印刷条件記憶部４４１に記録して（Ｓ１０７）、本処理を終了する。

図８は、以上の処理によるメンテナンス制御結果の例を示す図である。本図の例は、印刷ジョブとしてジョブ１〜ジョブ５までを行ない、ジョブ１、ジョブ３、ジョブ４でＡ４の印刷用紙に対する印刷を行ない、ジョブ３、ジョブ５でＡ４の印刷用紙に対する印刷を行なう場合を示している。なお、簡単のためすべてカラー印刷であるとする。このため、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブであるかどうかの判断（Ｓ１０４）は、用紙サイズの大小のみを判断すれば足りる。

ジョブ１は、Ａ４の印刷用紙に対する印刷であるから、ヘッド２〜ヘッド５（図６参照）でインク循環およびインク吐出が行なわれ、ヘッド１、ヘッド６では、インク吐出は行なわれずインク循環のみが行なわれる。ジョブ１の印刷終了後、Ｔａ（Ｔａ＜Ｔ１）経過後に、Ａ４の印刷用紙に対する印刷ジョブであるジョブ２を受け付けた場合は、前回ジョブからの非印刷時間がＴ１以上でなく（Ｓ１０２：Ｎｏ）、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブでない（Ｓ１０４：Ｎｏ）ため、メンテナンス動作は行なわず、印刷を実行する（Ｓ１０６）。

ジョブ２の印刷終了後、Ｔｂ（Ｔａ＜Ｔ１、Ｔａ＜Ｔ２）経過後に、Ａ３の印刷用紙に対する印刷ジョブであるジョブ３を受け付けた場合は、前回ジョブからの非印刷時間がＴ１以上でなく（Ｓ１０２：Ｎｏ）、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブである（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）が、前回ジョブからの非印刷時間がＴ２以上でない（Ｓ１０５：Ｎｏ）ため、メンテナンス動作は行なわず、印刷を実行する（Ｓ１０６）。したがって、インクジェットヘッド１３０に対する必要以上のメンテナンス処理を避けることができる。

ジョブ３の印刷終了後、Ｔｃ（Ｔｃ＞Ｔ１）経過後に、Ａ４の印刷用紙に対する印刷ジョブであるジョブ４を受け付けた場合は、前回ジョブからの非印刷時間がＴ１以上である（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）ため、メンテナンス動作を行なって（Ｓ１０３）、印刷を実行する（Ｓ１０６）。

ジョブ４の印刷終了後、Ｔｄ（Ｔｄ＜Ｔ１、Ｔｄ＞Ｔ２）経過後に、Ａ３の印刷用紙に対する印刷ジョブであるジョブ５を受け付けた場合は、前回ジョブからの非印刷時間がＴ１以上でなく（Ｓ１０２：Ｎｏ）、今回の印刷ジョブが前回の印刷ジョブでインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷ジョブであり（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、前回ジョブからの非印刷時間がＴ２以上である（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）ため、メンテナンス動作を行なって（Ｓ１０３）、印刷を実行する（Ｓ１０６）。

なお、ヘッド２〜ヘッド５は、ジョブ４の印刷時にインク循環とともにインクを吐出しているのに対し、ヘッド１、ヘッド６は、ジョブ４の印刷時にインク循環だけが行なわれている。したがって、ヘッド１、ヘッド６内のインクの増粘度の方が高くなっていると考えられる。このため、ジョブ５の前に行なうヘッド１、ヘッド６に対するメンテナンスの強度を、ヘッド２〜ヘッド５のメンテナンスの強度よりも強くするようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、インク循環型のインクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドに対する必要以上のメンテナンス処理を行なわないようにすることができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタ１００の概要を示す図である。 インクジェットプリンタ１００のインク流路および制御部関連の構成を説明するためのブロック図である。 ノズル付近の増粘したインクを模式的に示す図である。 インク流路におけるインク循環の詳細およびインクジェットヘッド１３０のメンテナンス関連の構成を示すブロック図である。 メンテナンス機構２４０がインクジェットヘッド１３０と接合した状態を示す図である。 ノズルプレート１３１のノズル面を示す図であり、インクジェットヘッド１３０をインク吐出側からみた様子を模式的に示している。 インクジェットプリンタ１００の特徴的なメンテナンス制御を説明するフローチャートである。 メンテナンス制御結果の例を示す図である。 印刷に用いないインクジェットヘッドの例を示す図である。

符号の説明

１００…インクジェットプリンタ、１１０…インクボトル、１２０…上流タンク、１２２…下流タンク、１３０…インクジェットヘッド、１３１…ノズルプレート、１３２…ドライバ、１３２…分配器、１３３…集合器、１３４…ノズル、１５０…排紙台、１７０…ポンプ、２２１…大気開放弁、２４０…メンテナンス機構、２６０…吸引ポンプ、２７０…廃液タンク、２８０…開閉弁、２８１…開閉弁、３２０…サイド給紙台、３３０…給紙トレイ、３４０…排紙口、３５０…排紙台、３６０…搬送ベルト、３７０…切替機構、４００…制御部、４１０…印刷制御部、４２０…印刷条件設定部、４３０…インク循環制御部、４４０…メンテナンス制御部、４４１…印刷条件記憶部、４４２…印刷終了時刻記憶部

Claims (8)

1. インクを吐出するノズル群が配置されたインクジェットヘッドがインク色毎に設けられ、前記インクジェットヘッドを経路中に含んだインク色毎のインク循環経路を備えたインク循環型インクジェットプリンタであって、
   前記インクジェットヘッドに対するメンテナンス処理を行なうメンテナンス手段と、
   印刷条件の設定を行なう印刷条件設定手段と、
   印刷実行時に前記インク循環経路でインクを循環させるインク循環制御手段と、
   印刷実行に際して、前回の印刷終了時からの経過時間が所定の第１基準時間を経過していない場合に、前回の印刷実行時における印刷条件と今回の印刷実行時における印刷条件とを比較して、今回の印刷が前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷である場合は、前回の印刷終了時からの経過時間が所定の第２基準時間を経過している場合は印刷実行前に前記メンテナンス処理を行なわせ、前記第２基準時間を経過していない場合は前記メンテナンス処理を行なわないで印刷を実行させるメンテナンス制御手段と、を備え,
   前記第１基準時間は、前記インクジェットヘッドがインク循環をせずに非印刷状態でメンテナンス処理が必要となる継続時間として定められ、
   前記第２基準時間は、前記インクジェットヘッドがインク吐出をせずにインク循環を行なっている状態を終了してから非印刷状態でメンテナンス処理が必要となる継続時間として定められており、
   前記第１基準時間は、前記第２基準時間より長いことを特徴とするインク循環型インクジェットプリンタ。
2. 請求項１に記載のインク循環型インクジェットプリンタであって、
   前記メンテナンス制御手段は、
   印刷実行に際して、前回の印刷終了時からの経過時間が前記第１基準時間を経過している場合には、印刷実行前に前記メンテナンス処理を行なわせることを特徴とするインク循環型インクジェットプリンタ。
3. 請求項１に記載のインク循環型インクジェットプリンタであって、
   前記メンテナンス制御手段は、
   印刷実行に際して、前回の印刷終了時からの経過時間が前記第１基準時間を経過していない場合に、前回の印刷実行時における印刷条件と今回の印刷実行時における印刷条件とを比較して、今回の印刷が前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷でない場合は、前記メンテナンス処理を行なわないで印刷を実行させることを特徴とするインク循環型インクジェットプリンタ。
4. 請求項１に記載のインク循環型インクジェットプリンタであって、
   前記インクの温度に応じた温度を計測する温度計をさらに備え、
   前記第１基準時間および前記第２基準時間は、前記温度計の測定値に応じて変化させることを特徴とするインク循環型インクジェットプリンタ。
5. 請求項１に記載のインク循環型インクジェットプリンタであって、
   前記今回の印刷が前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷である場合には、前回の印刷がモノクロ印刷で、今回の印刷がカラー印刷の場合を含むことを特徴とするインク循環型インクジェットプリンタ。
6. 請求項１に記載のインク循環型インクジェットプリンタであって、
   前記インクジェットヘッドは、ライン型のインクジェットヘッドであり、
   前記今回の印刷が前回の印刷でインクを吐出していないノズルからインクを吐出する印刷である場合には、前回の印刷における印刷用紙のライン方向のサイズよりも、今回の印刷における印刷用紙のライン方向のサイズが大きい場合を含むことを特徴とするインク循環型インクジェットプリンタ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のインク循環型インクジェットプリンタであって、
   前記メンテナンス制御手段は、
   印刷終了後に、今回の印刷終了時刻と、今回の印刷条件とを記憶することを特徴とするインク循環型インクジェットプリンタ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のインク循環型インクジェットプリンタであって、
   前記メンテナンス手段が行なうメンテナンス処理は、インクを消費するメンテナンス処理であることを特徴とするインク循環型インクジェットプリンタ。