(57)【要約】【課題】  インクジェットプリンタのクリーニング・吸引回復におけるインクの吸引量を適正に管理する。【解決手段】  既存のセンサを用いて吸引期間中の廃インクの流出パターンを測定できるような配管配置とした。【選択図】  図１
2010110905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサを備えたキャリッジユニットと、前記センサの検知範囲内に配置された廃インク排出経路とを備え、前記センサの廃インク検知状況に応じてポンプをＯＮＯＦＦする回復ユニットを備え、前記センサ検知範囲内に配置された廃インク排出経路は記録ヘッドのキャッピング位置よりも低い位置に配置されると共に、前記廃インク排出経路は少なくともセンサ検知範囲では外部から内部のインクが見える部材で構成され、吸引動作中に検知動作を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記センサは、印字調整パターンを読み取るためのセンサであ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】
吸引動作中に検知される前記センサの検知パターンに応じて、回復ユニットの吸引動作制御を変更することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記回復ユニットによって記録ヘッドを回復動作するキャリッジユニットの位置が複数あることを特徴とし、それらの位置全てにおいて、前記センサの検知範囲内に廃インク排出経路が構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の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、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置の回復制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
正確な印字を維持する為には、正常なインク吐出状況を維持しなくては成らない。この為にインクジェットプリンタではクリーニング・吸引回復を行って、正常なインク吐出状態を維持してきた。
【０００３】
ところが、吸引回復動作には大量のインクを必要とし、その量はプリンタが排出する全廃インク量中で占める割合も大きい。よって、できるだけ少量のインクで吸引回復動作を行うために、吸引するインク量を精度良く管理したい。しかしながら、被吸引量の正確な測定は吸引による気泡の混入のため難しかった。
【０００４】
このような課題に対し、ポンプ制御だけでは正確な流量が確保できない為、加圧供給とした上で、供給インクの流量測定を行い適切な流量を維持する技術がある。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開2000-326523号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
文献１による技術は、吸引中のインク供給系での流量を正確に計測し、その計測結果に基づいて吸引量の調整を行う事で、ポンプ機能の劣化を想定して初めから余分に吸引する事を回避する提案であった。しかしながら、インク供給箇所が複数ある場合には、それぞれに流量計測手段が必要となり、昨今のインク色数が増加傾向にあるインクジェットプリンタにおいてはコストアップを招き好ましくない。
【０００６】
よって、供給側ではなくインク吸引側における吸引量の正確な管理が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置は、上記課題を解決するため、
センサを備えたキャリッジユニットと、前記センサの検知範囲内に配置された廃インク排出経路とを備え、前記センサの廃インク検知状況に応じてポンプをＯＮＯＦＦする回復ユニットを備えることを特徴としている。さらに、前記センサ検知範囲内に配置された廃インク排出経路はキャッピング位置よりも低い位置に配置され、前記廃インク排出経路は少なくともセンサ検知範囲では外部から内部のインクが見える部材で構成され、吸引動作中に検知動作を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、廃インクの流れそのものを直接センサで見るため、必要最低限の吸引動作を行なうことができる。従来のように、吸引状況に拘わらず所定の吸引を確保するため多めに吸引していた場合に比べ、廃インクを低減してムダを減らす事が可能である。
【０００９】
さらに、検知や調整パターン読取用の既存のセンサを用い、吸引期間中のインクの流出パターンを測定できる様に廃インクチューブを配置することで、測定に関するコストアップが抑えられる。
【００１０】
また、吸引行為毎に「期待される泡混じりの流出パターン」と比較する事で、適正な吸引行為の完了を検知してムダな吸引に依る廃インクを低減し、流出パターンの異常によって機構的な異常事態を正しく判定して適正な処置に繋げる事が可能になる。
【００１１】
数ページ毎に行われるヘッド内の気泡を抜くための回復動作に関しては、記録ヘッドからのインク流出を検知して所定量のインク吸引を確実とする。また、記録ヘッドやインクの交換時に行われるインク充填に於いては、インク供給弁に連動した流出パターンを検出する事で、キャップ汚れに依る外乱を排除した充填検知が可能である。
【００１２】
また、インクの流出パターンに基づいた検知のため、チューブ読取部が多少汚れても廃インクの流出状態を検知可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態を示す装置の構成図である。また、図２は内部ブロック図である。
【００１５】
図１において、２はマルチセンサであり、ＬＥＤとフォトダイオードにより構成される反射タイプのセンサである。マルチセンサ２は、通常印字時には、用紙幅検知及び用紙先端検知の役目を担うと共に、通常印字前に行う印字調整時には、印字された調整用パターンの読み取りを行う。３は記録ヘッドであり記録紙への印字を行う。１はマルチセンサ２及び記録ヘッド３が実装されたキャリッジユニットである。
【００１６】
１１はキャリッジユニット搬送装置であり、キャリッジユニット１を主走査方向に搬送する。キャリッジユニット搬送装置１１には、キャリッジユニット１を動かすためのローラ、ギア、モータ、レール、ベルトなど搬送に必要な部品一式が含まれるものとする。
【００１７】
１２は記録紙である。１３はプラテンであり、その上を記録紙１２が搬送され記録ヘッド３による印字が行なわれる。１５は記録紙搬送装置であり、記録紙１２を副走査方向へ搬送するためのローラ、ギア、モータ、ベルトなど必要な部品一式が含まれるものとする。
【００１８】
１７は回復ユニットであり、記録ヘッド３の表面を拭くワイピング機構（不図示）や記録ヘッド３の表面を密閉するキャップ機構、記録ヘッド３のノズルからインクを吸引するためのポンプ機構を有する。以下に各機構のための構成を記載する。
【００１９】
５はキャップである。４は吸収体であり、キャップ５内に配置される。１０は昇降装置であり、９は回復モータである。回復モータ９は昇降装置１０と接続され、キャップ５を上下移動させてキャッピング動作を行なう。また、６は廃インクチューブであり、キャップ５と接続されている。７はポンプ機構であり、廃インクチューブ６の一部に配置され、同じく回復モータ９によって吸引動作が行われる。この吸引動作によってキャップ５内に残ったインクと記録ヘッド３内のインクを吸引する。回復モータ９は正転逆転によって、それぞれキャッピング動作と吸引動作を行なう。８は廃インクタンクであり、吸引された廃インクは廃インクチューブ６を通って廃インクタンク８に溜められる。
【００２０】
１４はチューブ読取部であり、マルチセンサ２の検出範囲に配置されている。また、上下方向については、記録ヘッド３を塞ぐ位置までキャップ５を上昇させた位置において、チューブ読取部１４の方がキャップ５の上面よりも下方に位置するよう配置されている。
【００２１】
１６はインク供給ユニットであり、インクタンクユニット（不図示）と記録ヘッド３をインクチューブ（不図示）等で接続し、インクを供給する。インクチューブの途中に弁機構（不図示）があり、記録ヘッド３の交換や、インクタンクの交換時等に弁を閉じることでインクチューブや記録ヘッド３からのインク漏れを防止している。尚、この弁機構を動かす駆動源としてモータ（不図示）と弁の開閉状態を検知するための位置センサであるフォトインタラプタ（不図示）を使用している。
【００２２】
次に、図２を用いてプリンタ内部の構成を詳細に説明する。
【００２３】
図２において、２７は、印字する画像データやコマンド等を供給するパソコン（PC）であり、２６は、パソコンからの画像データやコマンド、パラメータ、画像処理LUT（ルックアップテーブル）等の受信を行い、受け取った画像データをコマンドやパラメータ、画像処理LUTに応じて印字するインクジェットプリンタである。
【００２４】
パソコン２７は、一般的なものであり、キーボードやディスプレイを有し、ユーザーとのインターフェースをアプリケーションソフトやプリンタドライバ（インクジェットプリンタ２６のため）や専用プリンタ制御ソフト（RIP等）で実現している。
【００２５】
２０はプリンタの全体を制御するための制御ユニットである。１は、キャリッジユニットであり、１１はキャリッジユニット搬送装置である。１５は記録紙搬送装置１５、１６はインク供給ユニット、３は記録ヘッドである。１７は回復ユニットであり、記録ヘッド３の表面のクリーニングやインク吸引、インク滴吐出等を行なうことで記録ヘッド３を良好な状態に回復させる。１８は記録ヘッド３の電源や制御ユニット２０の電源や各ユニットの電源を供給する電源ユニットである。１９はキースイッチ（不図示）やLCD（不図示）を有する操作パネル部である。
【００２６】
キャリッジユニット１は、記録ヘッド３を取り外しできる機構を有し、電気的な接点や、インクを供給するチューブ等のジョイント部、記録ヘッド３を支持固定する部材、キャリッジユニット搬送装置１１との接続部を有する。（不図示）また、キャリッジユニット１はキャリッジユニット搬送装置１１のレール（不図示）等で支持される。さらに、キャリッジユニット１にはエンコーダセンサ（不図示）が搭載される。キャリッジユニット搬送装置１１にはエンコーダ用のリニアスケール（不図示）が主走査方向に張られ、キャリッジユニット１に搭載された記録ヘッド３の位置を検出し、移動速度も制御できる。
【００２７】
記録紙搬送装置１５も、紙等の記録媒体を副走査方向へ移動させるために、搬送ローラをモータ（不図示）とロータリーエンコーダ（不図示）で回転制御することで行なう。
【００２８】
電源ユニット１８は、ACスイッチ（不図示）や操作パネル部１９上のソフトスイッチ（不図示）等でオンオフされる。制御ユニット２０には、ロジック電源として電圧3.3Vや５Vの電源が供給され、各ユニットのアクチュエータ（モータ等）に対しては電圧24Vの電源が制御ユニット内のＩ／Ｏ制御部＆ドライバ部２２経由で供給される。記録ヘッド３へのヘッド電源は、制御ユニット内のヘッド電源制御部（不図示）を介して設定された電圧値で供給される。
【００２９】
制御ユニット２０内の機能ブロックを以下に説明する。
【００３０】
２１は記録ヘッド３の駆動データや駆動パルスや駆動電圧等を制御するヘッド駆動部である。また、２２はインクジェットプリンタ２６の内部ユニットのセンサやアクチュエータ（回復モータ９を含むモータ等）とのインターフェースや駆動を行なうI／O制御部＆ドライバ部である。また、２３は全体の動作を管理するシーケンス制御部、２４は、画像データから印字データへの変換処理を行なう画像処理部である。さらに、２５は印字データをインクジェットプリンタ２６の動作に合わせてタイミング調整するタイミング制御部である。
【００３１】
制御ユニット２０は、ここでは物理的には電気基板であり、特にシーケンス制御部２３にはマイクロプロセッサ等のCPU（不図示）、CPUの制御用プログラムや各種データを記憶しているROM（不図示）が含まれる。さらに、CPUのワークエリアとして使用され各種データを記憶するRAM（不図示）、ホストコンピュータ１とのインターフェースを制御するI／F部(付図)等で構成される。また、制御ユニットは画像処理部２４やタイミング制御部２５、ヘッド駆動部２１、ASIC（不図示）とメモリ（不図示）で主に構成され、I／O制御部＆ドライバ部２２は汎用LSIやトランジスタ等の電気回路で構成される。
【００３２】
ヘッド制御部２１は、タイミング制御部２５からの印字データを記録ヘッド３への駆動するデータ形式に合わせた信号を生成し、シーケンス制御部２３の制御により駆動信号を生成し、これら信号を記録ヘッド３へ送付する。記録ヘッド３は、ヘッド制御部２１からの信号によって駆動され、インクを吐出することで画像を形成する。
【００３３】
Ｉ／Ｏ制御部＆ドライバ部２２は、シーケンス制御部２３によってタイミング制御された信号で駆動され、接続されている各ユニットを駆動制御する。
【００３４】
続いて、記録ヘッド３の回復動作について詳しく説明する。
【００３５】
ここで述べるヘッド回復動作とは、通常の印字と印字の間に定期的に実施され、その目的は、記録ヘッド３のノズルの乾燥によるインク固着、記録ヘッド３のフェイス面に付着したインクあるいは紙粉の除去である。具体的にはノズル面をクリーニングするワイプ動作、インク吐出を行なうフラッシング動作、吸引動作などから成る。
【００３６】
初めに、キャリッジユニット１を、キャリッジユニット搬送装置１１を用いてキャッピング位置まで移動させる。キャッピング位置は、キャリッジユニットの移動の基準となる初期位置に合わせて設計されている。前記初期位置は、キャリッジユニット１を移動させることで、初期位置検出センサ（不図示）などによって検知されるものとする。実際にはワイプ動作やフラッシング動作が実施されるが、ここでは本発明の説明には直接関与しないので省略する。
【００３７】
次に、回復モータ９を正転させて昇降機構１０を駆動し、ヘッド３と吸収体４を密着させて「キャップ閉」状態とする。続いて、回復モータ９を逆転させることによってポンプ機構７を駆動させ、記録ヘッド３のノズル及び吸収体４に残ったインクを吸引する。
【００３８】
ここで、回復動作は、吸収体４内には廃インクが残らないように、「キャップ開」状態での吸引動作を行なってから終了することを前提として以下の説明を続ける。
【００３９】
上記前提条件においては、吸引開始後は、吸収体４とチューブ読取部１４の間のＵ字部に残った廃インク、そして吸収体４内の空気が順に吸い出され、それに続いて記録ヘッド３内のインクが吸い出される。
【００４０】
一方で、吸引動作の開始と同時に、マルチセンサ２はチューブ読取部１４表面の読み取りを開始する。記録ヘッド３と吸収体４が正常に密着できている場合には、初めに廃インクチューブ６のＵ字部に残っていた廃インクを検知する。その後、吸収体４に残っていた空気の層による非検知時間があり、それに続いて記録ヘッド３から新たに吸い出した廃インクを検知する。このときは廃インクのみを連続的に検知する。このように廃インクのみが連続して通過する状態を状態Ａとする。（図４右図参照）状態Ａの継続時間ｔ１を計測し、ｔ１が一定時間ｔｈ１以上となったら、回復モータ９の駆動を停止する。なお、ｔｈ１は、状態Ａを確実に検知し、かつ必要以上に廃インクを吸い出さない適当な値を予め調べた上で設定されるものとする。
【００４１】
次に、回復モータ９を正転させてキャップ機構１０を駆動し、「キャップ開」状態とする。その後、再び回復モータ９を逆転してポンプ機構７を駆動し吸引動作を開始する。この場合は、吸収体４から空気とキャップ５内に残った廃インクをいっしょに吸い出される。よって、気泡と廃インクがランダムにチューブ読取部１４を通過する。このような気泡と廃インクの混在状態を状態Ｂとする。（図４左図参照）シーケンス制御部２３において、マルチセンサ２の出力信号を解析し、状態Ｂにあるかどうかを判断する。これは例えば単位時間辺りの信号変化回数をカウントすればよい。状態Ｂの継続時間ｔ２を測定し、ｔ２が所定時間ｔｈ２以上となったら回復モータ９を停止して回復動作を終了する。このように制御されたときのマルチセンサ２の信号出力を図３に示す。
【００４２】
しかしながら、期間Ａにおいて、記録ヘッド３と吸収体４の密着度が悪い場合には、所定時間Ｔ経過しても状態Ａには検知されない。この場合は、キャッピング機構もしくはキャリッジユニット１とインク供給ユニット１６の間のインク流路に問題がある可能性がある。よって、エラー状態を操作パネル部１９に表示してプリンタの動作を停止する。
【００４３】
なお、所定時間Ｔは、キャップ５からチューブ読取部１４までの廃インクチューブの長さと回復モータ９の回転数で決定される時間であり、実動作のばらつきを含めて予め決定されるものとする。
【実施例２】
【００４４】
図５は、本発明の第２の実施形態を示す装置の構成図である。図１と共通の構成要素についてはその説明を省略する。
【００４５】
図５において、３１はインクタンクユニットであり、３２はインク供給弁、３３はインクチューブである。インクチューブ３３はインクタンクユニット３１と記録ヘッド３を接続してインクを供給し、インクチューブ３３の途中にインク供給弁３２が配置されている。記録ヘッド３の交換や、インクタンクの交換時等にインク供給弁３２を閉じることでインクチューブ３３や記録ヘッド３からのインク漏れを防止している。尚、このインク供給弁３２を動かす駆動源としてモータ（不図示）を、また、弁の開閉状態を検知するための位置センサとしてフォトインタラプタ（不図示）を使用している。
【００４６】
図５を用いて、装置の初期設置時に実施するインク充填シーケンスについて説明する。
【００４７】
装置を開梱した後の初期設置時において、電源を最初にオンすると、初期設置シーケンスが始まる。初期設置シーケンスでは、主に記録ヘッド３の装着、インクの充填、印字調整を行なう。
【００４８】
記録ヘッド３を装着した後で、インクタンクをインクタンクユニット３１に装着すると、キャリッジユニット１を初期位置まで移動し、インク充填シーケンスを開始する。
【００４９】
まず、インク供給弁３２を閉じた状態で、回復モータ９でキャップ機構１０を駆動し、「キャップ閉」状態とした上で吸引動作を行なう。吸引圧確保のため、一定時間吸引動作を継続した後、インク供給弁３２を開けてから回復モータ９の動作を停止して一定時間待つ。この動作を２回繰り返す。
【００５０】
インク充填シーケンスの開始と同時に、マルチセンサ２によるチューブ読取部１４の読取を開始する。上記２回目の吸引動作においてインク供給弁３２を開けた時点から、マルチセンサ２が廃インクを連続的に検知するまでに要する時間をｔ３として以下の説明を続ける。
【００５１】
ｔ３が所定時間ｔｈ３よりも短い場合には、「キャップ開」状態で短時間吸引動作を行なった後で再び「キャップ閉」状態としてインク充填シーケンスを終了する。ここでの「キャップ開」状態での吸引動作は吸収体４内のインクを排除するためである。このように終了したインク充填シーケンスでのマルチセンサ２の出力は図６のようになる。
【００５２】
一方、ｔ３が所定時間ｔｈ３よりも長い場合にはインク供給系あるいはキャッピング機構に問題がある可能性が高いので、吸引動作を停止した上で、操作パネル部１９にエラーを表示して装置の動作を停止する。
【００５３】
ここで、本実施例ではインクを充填するためにインク供給弁３２を閉じた状態で吸引動作を開始し、インク供給弁３２を開ける動作を２度繰り返した。これは、記録ヘッド３の内部に負圧を発生させることで、インク供給弁３２を開けたときの記録ヘッド３へのインクの移動を確実にするためである。また、ヘッドインクタンクユニット３０から記録ヘッド３までにインクを充填するために十分な吸引回数が２回となるように１回の吸引時間が設定されているものとした。実際には、装置内におけるインクチューブの長さに応じて最適な吸引時間と吸引回数が設定される。また、時間ｔｈ３は、インク吸引弁３２を閉じた状態での吸引時間などに応じて予め設定できる値である。
【実施例３】
【００５４】
図７は、本発明の第３の実施形態を示す装置の構成図である。図１と共通の構成要素についてはその説明を省略する。
【００５５】
図７において、３４は、記録ヘッドＡであり、３５は、記録ヘッドＢである。２つの記録ヘッドはキャリッジユニット１に２つの記録ヘッドが実装されている。例えば、記録ヘッドＡ３４にはシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色が供給され、記録ヘッドＢ３５にはＲＧＢなどの原色系インクが供給されており、２つの記録ヘッドを使用して印字が行なわれる。
【００５６】
また、２８はキャリッジユニット１が、記録ヘッドＡ３４をキャップする位置にあるときにマルチセンサ２のチューブ読取部Ａである。また、２９はキャリッジユニット１が、記録ヘッドＢ３５をキャップする位置にあるときにマルチセンサ２の検知範囲に位置するチューブ読取部Ｂである。
【００５７】
ここでは、印字と印字の間に実施する回復動作について説明する。
【００５８】
まず初めに、記録ヘッドＡ３４をキャップする位置にキャリッジユニット１を移動させる。この位置はキャリッジユニット１の初期位置と同じものとする。続いて、回復モータ９と昇降機構１０を用いて「キャップ閉」状態とし、吸引動作を開始する。また、同時にマルチセンサ２でのチューブ読取部Ａの読み取りを開始する。以降の動作は実施例１と同じなので詳細は省略する。つまり、廃インクが連続的にチューブ読取部Ａを通過する状態Ａを検知するまでに一定時間異常経過するようであれば異常と判断し、装置の動作を停止する。また、「キャップ開」状態で気泡と廃インクが交互にチューブ読取部Ａを通過する状態Ｂを検知した場合は、その継続時間を測定し、それがｔｈ２以上となったら回復モータ９を停止して回復動作を終了する。
【００５９】
記録ヘッドＡ３４の回復動作が終ると、回復モータ９と昇降機構１０を用いてキャップ５を下降させ、キャリッジユニット１を、記録ヘッドＢ３５のキャッピング位置まで移動する。記録ヘッドＡ３４と記録ヘッドＢ３５は、キャリッジユニット１内の決められた位置に配置されるので、記録ヘッドＢ３５のキャッピング位置はキャリッジエンコーダ（図省略）のパルス数として設定可能である。
続いて、回復モータ９と昇降機構１０を用いて「キャップ閉」状態とし、吸引動作を開始する。同時にマルチセンサ２でのチューブ読取部Ｂの読み取りを開始する。以降の動作は上述した記録ヘッドＡの場合と同じなので省略する。
【００６０】
すなわち、複数の記録ヘッドを用いたプリンタにおいて、１つのキャップ機構しかない場合でも、廃インクチューブの配置を工夫することによって配管長による判定時間の調整をすれば、既存センサでの検出が同様に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第1の実施例に係る装置全体のブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係るプリンタ内部のブロック図である。
【図３】第１の実施例における回復シーケンス時のポンプ動作とマルチセンサでチューブ読取部を読み取ったの出力信号の例である。
【図４】第１の実施例における「キャップ開」状態と「キャップ閉」状態での廃インクチューブを廃インクが流れる様子を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る装置全体のブロック図である。
【図６】第２の実施例における初期充填シーケンス時のポンプ動作とマルチセンサでチューブ読取部を読み取ったの出力信号の例である。
【図７】本発明の第３の実施例に係る装置全体のブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  キャリッジユニット
２  マルチセンサ
３  記録ヘッド
４  吸収体
５  キャップ
６  廃インクチューブ
７  ポンプ機構
８  廃インクタンク
９  回復モータ
１０  昇降機構
１１  キャリッジユニット搬送装置
１２  記録紙
１３  プラテン
１４  チューブ読取部
１５  記録紙搬送装置
１６  インク供給ユニット
２１  ヘッド制御部
２２  I／O制御部＆ドライバ部
２３  シーケンス制御部
２４  画像処理部
２５  タイミング制御部
２８  チューブ読取部Ａ
２９  チューブ読取部Ｂ
３１  インクタンクユニット
３２  インク供給弁
３３  インクチューブ
【図１】
2010110905.tif 000003
【図２】
2010110905.tif 000004
【図３】
2010110905.tif 000005
【図４】
2010110905.tif 000006
【図５】
2010110905.tif 000007
【図６】
2010110905.tif 000008
【図７】
2010110905.tif 000009