(57)【要約】【課題】  インクチェンジ動作を効率よく、またインクの置換効率を向上させる。【解決手段】  第一のインクが入った状態で、異なる種類の第二のインクを充填することで、第一のインクを押し出す。【選択図】  図１
2006240140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを噴射して記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、
インクを収容するインクタンクと、
インクタンクに収容されているインクを該記録ヘッドに供給する供給チューブと、
該供給チューブ内のインクを該インクタンクから該記録ヘッド方向へ移動させるためのポンプと、
を備え、該記録ヘッドと、該供給チューブを共用して、異なった種類のインクを、排他的に使用するインクジェット記録装置において、インクの種類を変更する際に、該記録ヘッドおよび、該供給チューブ内のインクを該ポンプにより置換する際に、大気ではなく、置換するインクによって置換することを特徴と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、インクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来インクジェット記録方式は、低騒音、高速記録、カラー記録が可能などの利点を有している。特に、熱エネルギーにより気泡を発生させて液滴を吐出させる方式によれば、高密度で応答性に優れた記録ヘッドを容易に構成することができる。近来需要が高まっているカラー印刷においてインクジェット方式は他方式に対して高解像度化、多色化が容易であり、大量出力を行わない分野では主流となっている。また、他の方式に対して容易に大判印刷に対応できるため、特に大判カラー記録装置ではインクジェット記録方式が主流となっている。また、記録物の長期保存に優れた顔料インクを使用したインクジェット記録装置への要望が高まっている。
【０００３】
図２は従来のインクジェット記録装置の概略構成図である。
【０００４】
インクジェット記録装置は、シート状、ロール状、ボード状等の形態の記録媒体を所定の動作で搬送する搬送部１がある。搬送部1は、記録媒体を搬送する搬送ローラー２、搬送ローラー２に記録媒体を押圧する加圧コロ３、印字部で記録媒体を略平面に保つためのプラテン部４などからなる。プラテン部４はロール紙などのカールがついいた記録媒体でも略平面に保つために、複数の吸引孔５が設けられ、図示しないファンによって記録媒体を吸着するように構成されている。また、近来需要が高まっている縁無印字を実現するため、特定の位置に吐出されたインクを回収する縁無予備吐孔６が設けられている。
【０００５】
搬送ローラー２の一端にはロータリーエンコーダー７が取り付けられている。搬送ローラー２は図示しない搬送モーターにより回転し、その回転量がロータリーエンコーダー７の出力として図示しない制御部に入力され所定量の搬送を行うように搬送モーターを制御して記録媒体の搬送を行う。
【０００６】
次に、インクジェット記録装置には、インクを所定のデータにしたがって吐出する記録ヘッド８があり、記録ヘッド８を前記記録媒体上で記録媒体の搬送方向にたいして直角方向に往復動作させるキャリッジ部９がある。キャリッジ部９は本体フレーム１０に設けられたレール１１に沿って移動可能に取り付けられ、図示しないキャリッジモーターの回転により往復運動する。本体フレーム１０には図示しないリニアスケールが取り付けられ、キャリッジ部９にはリニアスケールを読み取る図示しないリニアセンサーが取り付けられている。キャリッジ部９の移動量はリニアセンサーの出力として図示しない制御部に入力され所定の動作を行うようにキャリッジモーターを制御してキャリッジ部９を動作させる。
【０００７】
キャリッジ部９には記録ヘッド８への電気信号を中継するための中継基盤１２が設けられている。中継基盤１２では、制御部から送られてくる各種信号や画像データの整形、変換を行ったり、記録ヘッド８へ供給する電力の安定化などを行う。中継基盤１２と制御部はフレキシブルケーブル１３で接続され、キャリッジ部９が往復運動しても安定して接続されるようになっている。
【０００８】
さらにキャリッジ部９には記録ヘッド８にインクを供給するためのインク供給チューブ１４が取り付けられている。
【０００９】
インク供給チューブ１４はキャリッジ部９の往復運動に対して安定して動くようにフレキシブルケーブル１３と略同形状に保たれる。なお図示していないが、フレキシブルケーブル１３と、インク供給チューブ１４がずれたりはさまれたりしないように別途ガイド部材を設けてフレキシブルケーブル１３とインク供給チューブ１４を保護する場合もある。
【００１０】
インク供給チューブ１４は本体に設けられたインクタンクユニット１５に接続され、インクの供給を制御する弁１７を通してインクタンク１６に接続されている。インクタンク１６に収容されたインクは弁１７を通って供給チューブ１４により記録ヘッド８に供給される。弁１７は、待機状態等の印字や、キャリッジの動作が行われていない場合は、閉じられている。逆に印字中や、吸引動作中などインクが消費されるときには開く。この様に、弁１７の開閉は、制御装置によって、記録装置の動作状態に合わせて適切に制御されている。印字が開始されると、印字により記録ヘッド８内のインクが消費され、記録ヘッド８内の内圧が下がり、この圧力によりインクがインクタンク１６から供給チューブ１４を通してヘッドに供給される。
【００１１】
インクタンクユニット１５には使用する各色のインクを収めたインクタンク１６が所定の場所に交換可能に取り付けられている。このように各色独立なインクタンク１６とすることで、一色のみ空になった場合でも、その色のみの交換を行えばよいので、インクを無駄にすることが無い。
【００１２】
また、インクジェット記録装置には、記録ヘッド８の目詰まりや、増粘したノズル内のインクの除去、およびノズル内の気泡の除去のための回復ユニット１８が設けられている。回復ユニット１８は、ノズルの乾燥防止のためのキャップとキャップに連通され記録ヘッド８のノズル内からインクを吸引するためのポンプと、記録ヘッド８のノズル周辺に付着したインクをふき取るためのワイパーと、それぞれを駆動するためのポンプモーター、回復モーター、および駆動機構が設けられている。これらのモーターを制御部により所定の動作をさせることで、吸引、キャッピング、ワイピングを行うことができる。さらに、前述したキャリッジモーターなどと連携して所定のシーケンスで動くように制御することにより適切な回復動作を行うことができる。
【００１３】
また、回復動作により発生した廃インクは、本体内部に設けられた廃インク流路を通して、廃インク収容部１９に導かれる。廃インク収容部１９は容易に交換できるように、本体から着脱可能なように構成されている。こうすることで、廃インク収容部１９が一杯になっても、すぐに交換することができ、作業の中断時間を最小限にすることができる。
【００１４】
その他に制御部では、外部より入力されたデータを処理する画処理や、本体の状態をユーザーに知らせる表示などの各種の処理を行う。以上のようにインクジェット記録装置は、制御装置４により各部を適切に動作させることで、安定した記録が行える。
【００１５】
さて、大判のインクジェット記録装置は、多種の用途に使用されている。たとえば、広告や、垂れ幕（バナー）のように主に文字主体の出力や、写真、グラフィックスなどの芸術作品としての出力、印刷の校正・確認用の出力などである。そしてそれぞれの用途において出力画像や記録媒体に求められる特性が異なっている。価格広告などの場合は、文字が鮮鋭に再現されることが重要視され、記録媒体としては価格の安いコート紙や普通紙が主に用いられる。写真・グラフィックスの場合は発色がよく、階調性が豊かな出力が求められ、さらに高耐候性であることが要求され、光沢紙やアート紙などが用いられる。印刷校正の場合は、正確な色再現性と色安定性が求められ、印刷に使用する用紙に合わせた専用の用紙が用いられることが多い。
【００１６】
このように多種の用途に用いられる大判インクジェット記録装置では、インクの特性が重要になる。特にブラックインクは、コート紙、普通紙での文字の鮮鋭性と、光沢紙、アート紙での写真の暗部階調性の再現に重要な役割を持っているが、残念ながら現時点では、両者を両立するインクが得られていないのが現状である。そのため、用途に合わせて使用するブラックインクを交換する方法がとられている。
【特許文献１】特開１０−２０２８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
価格広告などの場合は、非浸透系のブラックインクを用いるのがよいとされる。これはインクが記録媒体に浸透しにくく比較的表面付近で定着するため、コート紙や普通紙のような比較的にじみ易い記録媒体でも、鮮鋭性の高い印字が可能だからである。逆に写真・グラフィックス等の場合は、浸透系のブラックインクを用いるのがよいとされる。これはインクが記録媒体に浸透することで、他色のインクとの親和性が高まり、階調性が高い印出力が可能だからである。さらに、非浸透系のインクを光沢紙に印字すると光沢を損ねるという問題もある。
【００１８】
以上のように、用途によってインクを入れ替えることで、インクジェット記録装置は広範囲な用途で使用可能になるが、インクを入れ替える作業が、煩雑、かつ、コスト、時間面でユーザーに多大な負荷になっていた。
【００１９】
図３は、従来行われているインク交換作業のフローチャートである。ここでは、例として浸透系のブラックインクAから非浸透系のブラックインクBへ交換する手順を説明する。第1ステップとしてユーザーが本体のパネル、もしくは、PCのドライバー画面等から、インク交換の開始を選択する。続いて第2ステップで記録装置本体は、インクタンクカバーを開け、ブラックインクＡタンクをはずすようパネル上に指示を表示する。ユーザーがブラックインクＡタンクを本体からはずして、インクタンクカバーを閉じると、第3ステップとして記録装置はブラックインクＡタンクがはずされたことを確認した後、タンクユニットに設けられた弁１７を開け、ポンプを所定量回転させて供給チューブ１４や記録ヘッド８内のインクを廃インク収容部１９に排出する。このとき、供給チューブ１４の壁面や、屈曲部に少量のインクが排出されずに残ってしまう。また記録ヘッド８内にも、少量のインクがのこってしまう。続いて第4ステップとして、記録装置は、タンクユニットの弁１７を閉じ、再度タンクカバーを開け、ユーザーにブラックインクＢタンクを装着するようにパネル上に指示を表示する。ユーザーがブラックインクＢタンクを装着しタンクカバーを閉じると、記録装置本体は装着されたタンクが正しいか確認した後、第5のステップとしてタンクユニットに設けられた弁１７を開け、ポンプを回転させて供給チューブ１４や記録ヘッド８内へインクの充填を行う。このとき、第3ステップ終了時に、供給チューブ１４壁面や屈曲部、記録ヘッド８内に残ったブラックインクＡと、新しく充填されたブラックインクＢが混じってしまう。この混合したインクを排出するために第5ステップのポンプの回転量は第3ステップの時より多くする必要がある。たとえば、本例に示した従来技術によるインクジェット記録装置では、第３ステップのポンプ回転時間が約３分であるのに対し、第５ステップのポンプ回転時間は約５分に設定されている。最後に第6ステップとして、記録ヘッド８内のインク量の調整や、記録ヘッド８のノズル周囲の清掃をも目的とした吸引回復動作を行って、インク交換作業を終了する。
【００２０】
図４はインク交換によるインクの混合の影響を示したグラフである。グラフは横軸にインク交換終了後のインク消費量、縦軸にべた濃度をとったものである。混合したインク量を確認するため、前述した第3ステップのポンプの回転量と第5ステップのポンプの回転量を同じ（約３分）とし，排出したインク量と等量のインク充填が行われるようにしている。この状態で印字を行い、所定間隔でインク消費量とべた濃度の測定を行ってグラフに記録してゆく。するとインク消費量が２０〜３０ｍｌ程度になるまでべた濃度が変化し，かつ、ばらつきがあることがわかる。これはインクが混合しているために、記録ヘッド８の吐出が正常に行われず、吐出量の低下や、着弾ずれによりべた濃度が低下したり、濃度むらが発生しているものと考えられる。インク消費量が３０ｍｌを超えるとべた濃度がほぼ一定の値（ＯＤ約１．６０〜１．６５）で安定し、混合インクがなくなったと考えられる。したがって、供給チューブ１４や、記録ヘッド８に充填するのに必要なインク量とは別に３０ｍｌ程度のインクを排出する必要があることがわかる。そのため、前述した第5ステップのポンプ回転量は第3ステップの回転量に加えてさらに３０ｍｌの吸引を行うように設定されている。
【００２１】
ここで、供給チューブ１４内のインクを排出する際に発生する、供給チューブ１４内壁へのインクの付着と、屈曲部でのインク残りについて説明する。
【００２２】
図５は、インクを排出する際のインクチューブの断面の模式図である。インクタンク１６をはずして吸引を行うので供給チューブ１４内には空気が吸引されてくる。このときインクの終端と空気の境界部２０に注目する。インクはポンプにより吸引され、供給チューブ１４内を図中Aの方向に移動する。このとき、インクの流速は、供給チューブ１４との接触面では、ほぼ０であり、供給チューブ１４の中心で最大値をとる。このように、供給チューブ１４の壁面と中心部で速度差があるため、インクと空気の境界面２０の周囲（供給チューブ１４と接触している部分）のインクが、引きちぎられて、供給チューブ１４内壁に付着インク２１として残ってしまう。この付着インク２１は、インクの流速が早いほど多くなる。実際のインク交換動作の際は、時間短縮のためインクの流速を早くするので、供給チューブ１４内壁の付着インク２が多量に発生してしまう。
【００２３】
また、図６のように供給チューブ１４の屈曲部、特に上下方向に屈曲している場合、前記のインクと空気の境界面２０がこの部分に到達すると、インクに働く重力が、境界面２０'の表面張力に打ち勝って、インク終端部の一部がチューブ内を落下してしまい、残インク２２となってしまう。
【００２４】
本発明は、上記の諸問題を解決し、インク交換を行う際に排出されるインク量をへらし、また、交換に必要な時間を短縮することが可能なインクジェット記録装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の目的は下記の本発明によって達成される。すなわち本発明は、インクを噴射して記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、インクを収容するインクタンクと、インクタンクに収容されているインクを該記録ヘッドに供給する供給チューブと、該供給チューブ内のインクを該インクタンクから該記録ヘッド方向へ移動させるためのポンプと、を備え、該記録ヘッドと、該供給チューブを共用して、異なった種類のインクを、排他的に使用するインクジェット記録装置において、インクの種類を変更する際に、該記録ヘッドおよび、該供給チューブ内のインクを該ポンプにより排出する際に、大気ではなく、置換するインクによって置換するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２６】
本実施例に拠れば、従来の方法でインク交換を行う際に比べて、混合インクの排出に必要なインク量も大幅に削減できる。また、インク交換に必要な時間を削減できる。さらに、インク交換を行う際に、ユーザーが行うタンク交換作業も減らすことができ、ユーザーへの時間的、経済的な負担を大きく削減することが可能な、インクジェット記録装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１に本発明の第１の実施形態のフローチャートを示す。従来例中で言及した部分に関しては、説明を省略する。以下は、ブラックインクＡをブラックインクＢに交換するとして説明する。
【００２８】
第1ステップとしてユーザーが本体のパネル、もしくは、PCのドライバー画面等から、インク交換の開始を選択する。続いて第2ステップで記録装置本体は、インクタンクカバーを開け、ブラックインクタンクを交換するようにパネル上に指示を表示する。ユーザーがブラックインクＡタンクを本体からはずして、ブラックインクＢタンクを装着し、インクタンクカバーを閉じると、第3ステップとして記録装置はブラックインクタンクが交換されたことを確認した後、タンクユニットに設けられた弁１７を開け、ポンプを所定量回転させて供給チューブ１４や記録ヘッド８内のインクを廃インク収容部１９に排出する。このとき、すでにブラックインクＢタンクが装着されているので、供給チューブ１４内に空気が入り込まずに、ブラックインクＢがタンクから供給され供給チューブ１４内に充填される。このようにインク交換の際に、インクと空気の境界面ができないため、供給チューブ１４内壁のインク付着２１や、屈曲部でのインク残り２２が発生しなくなる。結果として充填されたブラックインクＢのうち、ごく一部だけが混合インクとなっており、この部分のみを排出すればよい。前述した、べた濃度による混合インク量の測定を行うと図７のようになり、本実施例の場合、約１０ｍｌ排出すればべた濃度が安定（ＯＤ約１．６０〜１．６５）することがわかる。
【００２９】
その後、第4ステップとして、記録ヘッド８内のインク量の調整や、記録ヘッド８のノズル周囲の清掃を目的とした吸引回復動作を行って、インク交換作業を終了する。
【００３０】
以上のように、本実施例に拠れば、従来の方法でインク交換を行う際に比べて、吸引回数を２回から１回に削減でき、インク交換に必要な時間を半減できる。また、混合インクの排出に必要なインク量も３０ｍｌから１０ｍｌに削減できる。さらに、インク交換を行う際に、ユーザーが行うタンク交換作業も２回から１回に減らすことができ、ユーザーへの時間的、経済的な負担を大きく削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施例を示すフローチャート。
【図２】インクジェット記録装置の概略斜視図。
【図３】従来のインク交換シーケンスのフローチャート。
【図４】従来のインク交換シーケンスによるべた濃度推移のグラフ。
【図５】付着インクの様子を示す供給チューブの模式断面図。
【図６】インク残りの様子を示す供給チューブの模式断面図。
【図７】本実施例のインク交換シーケンスによるべた濃度推移のグラフ。
【符号の説明】
【００３２】
２  搬送ローラー
８  記録ヘッド
１４  供給チューブ
１６  インクタンク
１７  弁
１８  回復ユニット
１９  廃インク収容部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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