(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成でゴムキャップからのインク漏れ及びインク収容室からのインク漏れを確実に防止することの出来るインク残量検知手段、それを用いたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録ヘッドのノズル面を覆うキャップと、弾性ブレードと、それらを収容すると同時に、前記弾性ブレードによってノズル面から拭き取られたインクを収容するインク収容室を有する回復桶に、前記キャップ内のインク量と、前記インク収容室のインク量を電極の導通により同時に検知することが出来る、インク残量検知手段を設けた。【選択図】図１０
2006264205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを被記録媒体に吐出して記録を行う記録ヘッド、およびそのノズル面を覆うキャップと、該ノズル面を拭くブレードと、前記キャップおよび前記ブレードを収容する収容すると同時に前記ブレードによってノズル面から拭き取られたインクを収容するインク収容室を有する回復桶を備えたインクジェット記録装置において、
前記キャップ内のインク量と、前記インク収容室内のインク量をどちらも検知するインク残量検知手段。
【請求項２】
前記インク残量検知手段は、少なくとも２本の、間隔をおいて設けられた電極を用いて構成され、電極間が通電することによってインクの有無を検出することを特徴とする請求項１記載のインク残量検知手段。
【請求項３】
前記少なくとも２本の、間隔をおいて設けられた電極は、それぞれが前記キャップ内と前記インク収容室内とを電気的に接続していることを特徴とする請求項１または２記載のインク残量検知手段。
【請求項４】
前記少なくとも２本の、間隔を置いて設けられた電極は、ステンレス材料であることを特徴とする請求項１から３記載のインク残量検知手段。
【請求項５】
請求項１から４に係るインク残量検知手段を具備した、キャッピング機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、記録ヘッドによってインクを飛翔させて被記録媒体に記録を行うインク
ジェット記録装置に用いられるインク残量検知手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体の記録面に対してインクを吐出する吐出口が複数形成される吐出口形成面を有する記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置においては、記録中や待機中に記録ヘッドのノズルや吐出口の周りに増粘したインクやゴミが溜まったり、記録ヘッドの液室内に泡が溜まったりして、吐出不良や記録の乱れといった不具合が発生する。このような不具合を解決する為に、インクジェット記録装置においては、記録ヘッド内のインクを強制的に排出させ、記録ヘッド内に溜まった泡や、吐出口形成面に付着した増粘インクやゴミを取り除いたり、弾性体からなるワイパーブレードにより吐出口形成面を払拭する方法などが知られている。
【０００３】
特に長尺ヘッドでは、記録ヘッドの液室内の泡を排出させるために加圧回復によりインクを排出させる機構が用いられることが多い。加圧回復により記録ヘッドからインクを排出して記録ヘッドの液室内の泡を排出する方法においては、記録ヘッドから排出されるインク量が多くなり、その排出されたインクを廃インクとしてしまうと、インクが無駄になりランニングコストが高くなってしまう。
【０００４】
そこで、一度記録ヘッドからゴムキャップに排出されたインクを、フィルターを通してポンプによりサブタンクに戻し、それをヘッドに送って再利用する方法が取られている。
【０００５】
また、ワイパーブレードによりノズル面から払拭された増粘したインクも、前記ゴムキャップの横に設けられたインク収容室に回収され、フィルターを通された後、同様にサブタンクへ戻され再利用される。
【特許文献１】特開２００５−０２２１６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、インクをフィルターを通して再利用する時、このフィルターがゴミや増粘したインクにより詰まり抵抗が大きくなり、ポンプによりキャップからサブタンクなどにリサイクルされるインクの単位時間当たりの流量が減少してくる。そして最悪の場合、記録ヘッドから排出される単位時間当たりのインク量が、リサイクルされる単位時間当たりのインク量を上回ってしまい、ゴムキャップからインクが漏れ出してしまうことがある。
【０００７】
また、記録ヘッドが長期間使用された場合、記録ヘッドのノズル面の撥水性が劣化し、クリーニング後のノズル周囲が常に濡れた状態になり、付着するインク滴が多くなってくることがある。このインク滴を弾性体からなるワイパーブレードにより払拭し、払拭されたインクはインク収容室に収容されるわけであるが、設計値以上のインクがインク収容室に収容され続けると、最悪の場合、インク収容室の容量以上のインクが収容されインクが回復系から記録装置内に漏れ出すことがある。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、簡単な構成でゴムキャップからのインク漏れ及びインク収容室からのインク漏れを確実に防止することの出来るインク残量検知手段、それを用いたインクジェット記録装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明においては、インクを被記録媒体に吐出して記録を行う記録ヘッド、およびそのノズル面を覆うキャップと、該ノズル面を拭くブレードと、前記キャップおよび前記ブレードを収容する収容すると同時に前記ブレードによってノズル面から拭き取られたインクを収容するインク収容室を有する回復桶を備えたインクジェット記録装置において、
前記キャップ内のインク量と、前記インク収容室内のインク量をどちらも検知するインク残量検知手段を具備したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記インク残量検知手段は、少なくとも２本の、間隔をおいて設けられた電極を用いて構成され、電極間が通電することによってインクの有無を検出することを特徴ことを特徴としてもよい。
【００１１】
さらに、前記インク残量検知手段は、少なくとも２本の、間隔をおいて設けられた電極は、それぞれが前記キャップ内と前記インク収容室内とを電気的に接続していることを特徴としている。
【００１２】
さらに前記少なくとも２本の、間隔を置いて設けられた電極は、ステンレス材料であることをいることを特徴とする。
【００１３】
そして、このインク残量検知手段を具備した回復桶を構成してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
このインク残量検知手段によれば、簡単な構成でゴムキャップ内およびインク収容室内のインク液面高さが一定の高さに達したことを検知することができる。よって、ゴムキャップ及びインク収容室からのインク漏れを確実に防止することが可能となり、インクがインクジェット記録装置内にあふれて機内を汚すことも無くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限
定されるものではない。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の透視図である。
【００１７】
ホストパソコン１２と接続された記録装置１０は、記録ヘッドとして例えばブラック２２Ｋ、シアン２２Ｃ、マゼンタ２２Ｍ、イエロー２２Ｙ、計4本のラインヘッドを内蔵している。記録ヘッド２２の安定した吐出を維持する為のキャッピング機構５０は後述するワイパーブレード、ワイパーブレード保持部材、キャップ等から構成されている。キャッピング機構５０は各記録ヘッドごとに独立している。
【００１８】
被記録媒体１１はロール供給ユニット１３から供給され、記録装置１０本体に具備さ
れた搬送部２６によって連続的に搬送される。搬送部２６は主として搬送モータ２６ｂ、
搬送ベルト２６ａにより構成される。
【００１９】
記録画像は、用紙を搬送しながら用紙の記録開始位置がブラックの記録ヘッド２２Ｋの下に到達してから記録データに従ってしたがってブラックインクを選択的に吐出する。同様にシアン２２Ｃ、マゼンタ２２Ｍ、及びイエローの記録ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー記録する。
【００２０】
記録装置１０はこの他、記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するインクカートリッジ
２８、記録ヘッドへのインク供給や回復動作のためのポンプユニット（不図示）、等から
構成されている。
【００２１】
次に本発明に係る記録装置１０の電気的な構成のブロック図を図２に示す。
【００２２】
ホストパソコン１２から送信された記録データ、コマンドはインターフェイスコントローラ１０２を介して受信される。ＣＰＵ１００は記録装置１０の記録データの受信、記録動作、用紙のハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。
【００２３】
受信したコマンドを解析後、ＣＰＵ１００は記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理として出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２と記録ヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、記録ヘッド２２をキャッピング機構５０から解除し、記録位置に移動させる。
【００２４】
さらに、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介して用紙を繰り出すロールモータ（不図示）、及び低速度で用紙を搬送する搬送モータ２６ｂ等を駆動し用紙を記録位置に搬送する。定速度で搬送される用紙への記録タイミングを決定するための先端検知センサ（不図示）で用紙先端位置を検出する。その後、用紙搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から対応する色の記録データを順次読み出し、同時に記録ヘッド制御回路１１２を介して記録ヘッド２２に読み出したデータを転送する。
【００２５】
ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記録された処理プログラムを基に実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、後述する制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。又、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。記録ヘッド２２のクリーニング、回復動作時に、ＣＰＵ１００は出力ポート１１４、モータ駆動部を介してポンプモータ１２４を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。
【００２６】
次に、本発明の記録装置１０のインク供給、ヘッド回復系に関するブロック図を図３に示し、一般的な回復動作を説明する。矢印はインクの動きを示す。
【００２７】
ＣＰＵ１００の制御にてポンプモータ１２４が起動され、加圧ポンプ２０２が動作開始する。動作開始以前に回復弁２０４ｂは閉じ、リサイクル弁２０４ｃは開いている。なお、加圧ポンプ２０２とほぼ同時にＣＰＵ１００は吸引ポンプ２０４をも起動しておく。加圧ポンプ２０４が動作すると、サブタンク２０６内のインクは加圧ポンプ２０２を経由して記録ヘッド２２Kの共通液室２２Kａ側に向かうが，出口側の回復弁２０４ｂが閉じているので、加圧されたインクはすべて記録ヘッド２２Kのノズル２２Kｂからキャッピング機構５０へ押し出される。この時、各ノズルはゴミや増粘したインクが押し出され、健全な状態に回復されることになる。
【００２８】
キャッピング機構５０内のインク溜りに押し出されたインクは吸引ポンプ２０４によっ
てフィルター２０８、リサイクル弁２０４ｃ、吸引ポンプ２０４の経路で吸引されてサブタンク２０６に戻り、リサイクルされる。上記一般的な回復動作とは別に回復弁２０４ｂを開いた状態でサブタンク２０６、記録ヘッド２２K間でインクを循環させ共通液室２２Kａ内部で成長した気泡を取り除く等を目的にした種々の動作があるが、詳しくは省略する。
【００２９】
次に記録ヘッドの一般的な回復動作のフローチャートを図４に示す。回復動作の説明では、ヘッドのワイピング位置を示す断面図である図７も参照する。本フローはプログラムＲＯＭ１０４に記憶された制御プログラムにのっとりＣＰＵ１００により実行される。
【００３０】
まず、記録ヘッドをキャッピング位置から回復位置へ移動する（S４０１）。次に回復弁２０４ｂを閉じ（S４０２）、吸引ポンプ２０４及び加圧ポンプ２０２をＯＮする（S４０３、S４０４）。インクは各ノズルから押し出され、キャッピング機構５０下方のインク溜りへと導かれ、同時に動作中の吸引ポンプ２０４によりサブタンク２０６に戻り、リサイクルされる。所定時間上記回復動作を継続し（S４０５）、加圧ポンプＯＦＦ（S４０６）、記録ヘッドをキャッピング位置に戻してから（S４０７）、予備的な吐出を所定発数行う（S４０８）。次にワイパーブレード６６によって記録ヘッドのフェイス面２２Ksをワイプして、インクを拭き取る（S４０９）。
【００３１】
さらに所定時間経過したら（S４１０）、吸引ポンプ２０４をＯＦＦし、キャッピング機構５０内インク溜りからのインク吸引動作を停止し（S４１１）、終了する。
【００３２】
次に、図５から図8を参照して上述した印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Y、及びキャッピング機構５０について説明する。
図５は、ヘッドホルダ等を示す斜視図である。
図６は、ヘッドの回復位置を示す断面図である。
図７は、ヘッドのワイピング位置を示す断面図である。
図８は、ヘッドの印字位置を示す断面図である。
【００３３】
上述した記録ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yは、直方体状のヘッドホルダ３０に着脱自在に装着されている。ヘッドホルダ３０はヘッドアップダウンモータ１１８（図２参照）によって矢印B方向に上下動する。ヘッドホルダ３０は上下動する際に所定の４つの位置で停止できるように構成されており、この4つの位置として、キャッピング位置、ワイピング位置、回復位置、印字位置が設定されている。キャッピング位置とは、各印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yのノズル面２２Ｋｓ、２２Cｓ、２２Mｓ、２２Yｓ（不図示）がキャッピング機構５０のキャップで塞がれている位置である。ワイピング位置とは、ノズル面２２Ｋｓ、２２Cｓ、２２Mｓ、２２Yｓがブレード６６（図６参照）で拭かれるときの位置である（図７で示す位置である）。回復位置とは、記録ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yに加圧ポンプ２０２（図３参照）を駆動して圧力を与え、ヘッド内のインクを強制的にキャップに排出する位置である（図６で示す位置である）。印字位置とは、各印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yから記録媒体にインクを吐出する位置である（図8で示す位置である）。
【００３４】
ヘッドホルダ３０には、キャップ６２（図６参照）を塞ぐキャップ板３２が取り付けられている。キャップ板３２は、印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yが印字位置にあるときにキャップ６２のリップ部を封止するようになっている。尚、キャッピング機構５０はスライド板５２に取り付けられており、キャッピングモータ２０８（図２参照）によって矢印A、A'方向に移動できる構成となっている。スライド板５２は矢印A、A'方向に移動する際にキャッピング位置（回復位置）と印字位置で停止するように構成されている。また、スライド板５２が矢印A'方向に移動することによりワイピング動作が行われる。
【００３５】
次に図９から１２を参照して上述のキャッピング機構５０の詳細を説明する。
図９は、本発明のキャッピング機構５０を示す斜視図である。
図１０は、本発明のキャップ６２からのインク漏れ検知を説明する斜視図である。
図１１は、本発明のインク収容室のインク量検知を説明する斜視図である。
図１２は、本発明のインク収容室のインク量検知を説明する部分断面図である。
始めに、本発明のキャッピング機構50の構成を説明する。
【００３６】
キャッピング機構５０は、印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yの長さ方向に延びる細長い直方体状の回復桶６０に種々の部材が固定されている。回復桶６０には印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yがキャッピング位置（回復位置）に在るときに、印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yに対向する位置に印字ヘッドのノズル面２２Ｋｓ、２２Cｓ、２２Mｓ、２２Yｓを取り囲んで塞ぐ（キャッピングする）キャップ６２が取り付けられている。
【００３７】
キャップ６２の下方の部分には、印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yから押し出されたインクが溜るインク溜まり（図示せず）が形成されている。インク溜まりの一端部（キャップ62の長手方向一端部）には、吸引ポンプ２０４（図3参照）によってサブタンク２０６（図3参照）にリサイクルされるインクを排出するためのリサイクル孔（開口部）６４（図６参照）が形成されている。またキャップ６２の長手方向の他端部にはインク残量検知の為の電極軸１００２が挿入される穴が開いており、その穴にはSUS軸である電極軸１００２が挿入されている。この電極軸１００２にはSUS板状電極A  １００３が取り付けられ、電極ベース１００４を経由して回復桶６０に固定されている（図１０参照）。さらに、キャップ６２の電極軸１００２が挿入される穴の近傍のスリットには、、電極B  １００５が挿入されている。この電極B  １００５は、電極A  １００３同様に電極ベース１００４を経由して回復桶６０に固定されている（図１０参照）。
【００３８】
さらにキャップ６２内には、印字ヘッドのノズル面２２Ｋｓ、２２Cｓ、２２Mｓ、２２Yｓのインクを効率的にキャップ６２内に導く、くし歯状のインク除去部材７２が設けられている。
【００３９】
回復桶６０の幅方向の一端部には、印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yのフェイス面をワイピングする（拭く）ブレード６６が配置されている。ブレード６６は弾性体からなり（弾性ブレードであり）、回復桶６０に固定されたブレードホルダ６８に保持されている。また、ブレード６６には、インクを搬送するためのインク搬送ブレード６９が接触して取り付けられている。さらにインク搬送ブレード６９の下端部には、ブレード６６で拭き取られたインクを収容するインク収容室１００１（図１１参照）が設けられており、その内部にはインクを吸収するインク吸収体６７（図６参照）が配置されている。インク搬送ブレード６９は、ブレード６６によって拭き取られたインクをインク収容室１００１のインク吸収体６７に導く機能を有する。
【００４０】
次に、キャップ６２内のインク量検知方法及びインク収容室１００１内のインク量検知方法を説明する。
まず、キャップ６２内のインク量検知方法を説明する。図１０に示されるように、電極軸１００２に対して電極B  １００５は上方に位置しており、印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yからのインク排出量が何らかの原因で増え、かつ、図３に示されるフィルター２０８がゴミや増粘インク等により詰まってくると、リサイクルされるインク量の単位時間当たりの流量が減少し、キャップ６２内にインクが溜まる場合がある。このような場合、溜まったインクが電極B  １００５の位置まで達したとき、電極軸１００２と電極B  １００５の間で通電が起こり、インク有りを検出する。検出するタイミング等は後述のシーケンスで詳しく述べる。
【００４１】
次に、インク収容室のインク量検知方法を説明する。図１１及び１２に示されるように、電極軸１００２に接続される電極A  １００３及び電極B  １００５はインク収容室１００１にも配置されており、ブレード６６によって拭き取られたインクがインク収容室１００１に溜まり、図１２に示されるインク収容室インク検知ラインに達すると電極A  １００３と電極B  １００５の間で通電が起こり、インク有りを検出する。検出するタイミング等はキャップ６２内のインク量検知方法と同様に、後述のシーケンスで詳しく述べる。
【００４２】
上述のように、電極軸１００２、電極A  １００３及び電極B  １００５を構成する事によって、キャップ６２内のインク量を検知すると同時に、前記インク収容室１００１内のインク量をも検知することが出来るインク残量検知手段を回復桶に設けたインクジェット記録装置を達成できる。
【００４３】
次にインク有りを検出するタイミングを、図１３を用いて説明する。
図１３は、本インクジェット記録装置で用いられる代表的な回復動作シーケンスを簡略化したものである。
まず、回復動作開始時にリサイクル吸引を３秒間実施し、その後インク量を検知する。これは、キャップ６２内及びインク収容室１００１内のインク量が上限以下で回復動作を始める目的で行われる。ここでインク有りを検知した場合、記録装置１０を停止し、サービスマンコール（サービスマンを電話で呼んで、修理を依頼）となる。
【００４４】
次に印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yからインクを排出して回復動作を行うときに検知を行う（図１３の「＊」印部２箇所）。これは、印字ヘッド２２Ｋ、２２C、２２M、２２Yからのインク排出量が何らかの原因で増え、かつ、図３に示されるフィルター２０８がゴミや増粘インク等により詰まり、リサイクルされるインク量の単位時間当たりの流量が減少し、キャップ６２内にインクが溜まり、最悪キャップ６２からインクが漏れ出す可能性があるからである。ここでもインク有りを検知した場合、マシンを停止し、サービスマンコールとなる。
そして、回復動作終了時に再度インク量を検知する。これは回復動作が正常に終了できているかを確認する目的で行われる。
【００４５】
以上のように本発明のインク残量検知手段を用いたキャッピング機構５０を構成すると共に、最適なインク検知タイミングでインク量を検知する事で、キャップからのインク漏れ及び回復系からのインク漏れを確実に防止することの出来るインクジェット記録装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の透視図である。
【図２】本発明に係る記録装置１０の電気的なブロック図である。
【図３】本発明の記録装置１０のインク供給、ヘッド回復系に関するブロック図である。
【図４】記録ヘッドの一般的な回復動作のフローチャートである。
【図５】ヘッドホルダ等を示す斜視図である。
【図６】ヘッドのワイピング位置を示す拡大断面図である。
【図７】ヘッドのワイピング位置を示す拡大断面図である。
【図８】ヘッドの印字位置を示す拡大断面図である。
【図９】本発明のキャッピング機構５０を示す斜視図である。
【図１０】本発明のキャップ６２からのインク漏れ検知を説明する斜視図である。
【図１１】本発明のインク収容室のインク量検知を説明する斜視図である。
【図１２】本発明のインク収容室のインク量検知を説明する部分断面図である。
【図１３】本インクジェット記録装置で用いられる代表的な回復動作シーケンスである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  記録装置
１１  被記録媒体
１３  ロール供給ユニット
２２K、２２C、２２M、２２Y  記録ヘッド
２２Kｓ、２２Cｓ、２２Mｓ、２２Yｓ  ノズル面
２６  搬送ユニット
２６ａ  搬送ベルト
２６ｂ  搬送モータ
５０  キャッピング機構
６２  キャップ
１００１  インク収容室
１００２  電極軸
１００３  電極A
１００４  電極ベース
１００５  電極B
【図１】
2006264205.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006264205.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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