(57)【要約】      （修正有）【課題】循環系のインク供給を行うインクジェット記録装置において、ノズルからのインク流入によるメニスカスの破壊や、ノズルからの異物や空気の侵入を防止し、安定してインクをヘッドから吐出させるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インク排出流路２５を閉じて、インク供給流路２３を加圧してノズルからインクを排出させた後、キャップ１６内を減圧することで、インク排出流路２５を開いてもキャップ１６内の廃インクがノズルから逆流しない構造とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズル及び前記複数のノズルのそれぞれにインクを供給する共通インク室を有する記録ヘッドと、
インクを貯蔵するインクタンクを有し、前記共通インク室にインクを供給するインク供給流路と、
前記共通インク室に供給されたインクを排出するインク排出流路とを有し、
前記インク排出流路から排出されたインクを前記インク供給流路に循環させるインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドの複数のノズルを密閉し、前記複数のノズルから吐出されたインクを回収するキャッピング手段と、
前記キャッピング手段に連通し、前記キャッピング手段内の圧力を可変する圧力可変手段と、
前記インク供給流路内のインクを前記共通インク室へ送出する送液手段と、
前記インク排出流路に開閉弁とを有し、
前記開閉弁を閉じ、前記キャッピング手段が複数のノズルを密閉し、
前記送液手段がインク供給流路内のインクを前記共通インク室へ圧送し、
前記ノズルからインクを滲み出させるとき、前記開閉弁を開く前に前記キャッピング手段内を減圧しておく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、インクをノズルから吐出し記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッド内の気泡排出や変質したインクのリフレッシュにインクジェットヘッド内インクへの加圧やノズルからの吸引でインクを排出していたが、大量のインクを廃棄することが問題となっていた。特に近年、ラインヘッドによる高速記録においては、ノズル数の増加により、ヘッド回復動作における大量のムダな廃インクが発生していた。このインクの量を減らす為、回避する方法として、ヘッドへのインク供給をインクを循環させて行う、循環系を採用する提案が多数なされている。
【０００３】
大気と連通した開放型のインク供給系における循環系の歴史は古く、基本構成については公知となっている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
また、循環系において流路内の気泡や増粘インクを排出するため、インクを加圧循環させる時に、ヘッド下流部に弁を閉じてポンプで加圧する提案がされている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、上記提案では、ポンプ停止後長時間待たないで弁を開いた場合、ノズルからインクが逆流する懸念がある。また、ヘッド下流側のチューブを弾性変形させ、流路抵抗を増大させる加圧する提案もされている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、ノズルにかかる圧力がポンプの圧力がそのままかかるわけではないので、回復能力は落ちることになる。また、循環流路中に二つのポンプを設け、一方のポンプを双方向に制御する提案がされている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、制御が複雑で、コストも高くなる問題がある。また、第３の流路を設けインクの逆流を複雑な制御で防止する提案もされている（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開昭５４−１６０２４２号公報
【特許文献２】特開昭５５−１２１０７４号公報
【特許文献３】特開昭６０−１３７６５５号公報
【特許文献４】特許第３１２７４６４号公報
【特許文献５】特許第３２１７６４５号公報
【特許文献６】特許第３０９０６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の循環系のインク供給で、流路を加圧してノズルからインクを排出させる等の提案では、ノズルからインクを滲みだした後、キャップ内の廃インクがノズル内に逆流して吐出不良を発生させる懸念や装置が複雑になる問題があった。本発明は、密閉型循環系のインク供給を行うインクジェット記録装置で、インク排出流路を閉じて、インク供給流路を加圧してノズルからインクを排出させた後、キャップ内を減圧することで、インク排出流路を開いてもキャップ内の廃インクがノズルから逆流しない構造として、ノズル目詰まりなどの解消やメニスカスの回復を図り、安定してヘッドからインクが吐出するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
【０００７】
（請求項１）
インクを吐出する複数のノズル及び前記複数のノズルのそれぞれにインクを供給する共通インク室を有する記録ヘッドと、
インクを貯蔵するインクタンクを有し、前記共通インク室にインクを供給するインク供給流路と、
前記共通インク室に供給されたインクを排出するインク排出流路とを有し、
前記インク排出流路から排出されたインクを前記インク供給流路に循環させるインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドの複数のノズルを密閉し、前記複数のノズルから吐出されたインクを回収するキャッピング手段と、
前記キャッピング手段に連通し、前記キャッピング手段内の圧力を可変する圧力可変手段と、
前記インク供給流路内のインクを前記共通インク室へ送出する送液手段と、
前記インク排出流路に開閉弁とを有し、
前記開閉弁を閉じ、前記キャッピング手段が複数のノズルを密閉し、
前記送液手段がインク供給流路内のインクを前記共通インク室へ圧送し、
前記ノズルからインクを滲み出させるとき、前記開閉弁を開く前に前記キャッピング手段内を減圧しておくことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、密閉型循環系のインク供給を行うインクジェット記録装置において、流路を加圧してノズルからインクを排出させて、ノズル目詰まりなどの解消やメニスカスの回復を図り、安定してヘッドからインクを吐出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の本発明の実施の形態における断定的な説明はベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
本発明に係るインクジェット記録装置の主要部を示す斜視図である図１及びインクジェット記録装置にて使用されるインクジェットへッドの斜視部である図２を用いて説明する。
【００１１】
インクジェット記録装置１００において、１はキャリッジであり、タイミングベルト２の一部に結合されており、キャリッジモータ３の正逆回転により駆動され、ガイド部材４に案内されて、図の矢印Ｘで示すように、プラテン部５に沿って平行に往復移動できるように構成されている。
【００１２】
７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙは、それぞれ、ブラックインク、及び、シアン、マゼンタ、イエローのカラーインクを吐出するインクジェットヘッドで、記録媒体６の搬送方向と直角方向に形成されたインク吐出用の多数のノズル１３をノズル面１７に有し、キャリッジ１と一体的に構成されている。
【００１３】
インクが吐出されるノズル１３はプラテン部５に対向して配設され、プラテン部５上の記録媒体６に対して印字を行う。インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙに各種インクは第１のインク連結口９より供給され、インクジェットヘッド内共通インク室８からインクは、第２のインク供給口１０を通り、各種インクに対応したインクタンク２０（図３参照）にインクが還流される。
【００１４】
記録媒体６は、図示しない搬送ローラ等の回転により、図の矢印Ｙで示す方向に搬送される。
【００１５】
１１は搬送モータで、前記搬送ローラに所定の回転を与える。
【００１６】
１４は、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙのノズル面を被覆するキャッピング手段であり、記録媒体６が搬送される領域よりも外側に設けられている。また、キャッピング手段１４は、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙから吐出されたインクを回収するインク回収手段としての機能を有する。
【００１７】
１５はクリーニング手段であり、キャリッジ１が往復移動する際に、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙのノズル面１７に当接し、清掃をする。また、クリーニング手段１５は、キャッピング手段１４と同様に記録媒体６が搬送される領域よりも外側に設けられており、かつ、キャッピング手段１４よりも記録媒体６の搬送される領域に近い側に配設されている。
【００１８】
１８は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ワークメモリ等からなる制御手段で、インクジェット記録装置１００の一連の動作、例えば、搬送ローラの回転、インクジェットヘッドの移動並びにインク滴の吐出、キャッピング手段によるキャッピング動作等を制御する。更に、制御手段１８は、本発明に係わるインク初期導入、長期休止インク循環モード等の制御手段をも含んだ構成となっている。
【００１９】
１９はケーブルで、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙのコネクタ１２と制御手段１８との電気的結合を達成している。
【００２０】
２１は、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙから予備吐出され、キャッピング手段１４で回収されたインクを貯溜するための廃インクタンクである。
【００２１】
２２は、光電センサ等からなるホームポジションセンサで、キャリッジ１の側面を感知し、キャリッジ１の待機位置、即ち、キャッピング手段１４によりインクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙのノズル面１７が被覆される位置を検出する。
【００２２】
装置が印字開始されると、制御手段１８からの印字開始を示す制御信号に基づいて、キャッピング位置にあるインクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙは、キャリッジモータ３により印字領域のスタート位置に移動し位置を固定する。制御手段１８からの画像データに基づく電気信号がインクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙに付与されると、所定の各色のインク滴を適宜のノズルから吐出し、プラテン部５上の記録媒体６に印字する。記録媒体６は、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙからのインクの吐出に合わせて矢印Ｙ方向に送り出され、所定の画像データに伴う処理が終了するまで、上記の印字動作がすすめられる。
【００２３】
次に、図３を用いて本発明に係るインク供給流路、インク排出流路及びインク回収の手段周辺の第１の実施の形態について説明する。図３は本発明に係るインクジェット記録装置に適用されるインク供給系の第１の実施の形態を示す概念図である。
【００２４】
なお、インク供給系は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー各色インクともに同様であるので、以下、ブラックインクを例にとって説明する。
【００２５】
ブラックインク用のインクタンク２０Ｋからインクジェットヘッド７Ｋの第１のインク連結口９までインクを供給するインク供給流路であるインク供給流路２３には、インクをインクジェットヘッド７Ｋに圧送する送液手段としてのポンプ２４が設けられている。そして、第２のインク連結口１０からインクタンク２０Ｋへインクの排出流路であるインク排出流路２５が設けられ、インクはインクタンク２０Ｋへ第２の連結口１０から還流する。インク排出流路２５の途中には切替弁２６が設けられている。
【００２６】
また、キャッピング手段１４から廃インクタンク２１までの第３の流路２９の途中には圧力可変手段であるポンプ２８が設けられており、キャッピング手段１４内のインクやインクジェットヘッド７Ｋのノズル１３からインクを吸引して廃インクタンク２１に送り込むことができる。
【００２７】
以上の構成にあるインク供給系の、本発明の係る密閉型循環系で、インクジェット記録装置１００で実行されるインク循環流路内のインクリフレッシュモードのインクの流れを示す。インクリフレッシュモードとは、インク流路内を本来のインク循環方向でインクを流し、流路内部のインクをリフレッシュするモードである。これは、動作停止状態が長期に続いて、流路内に外界の空気が侵入しインクに溶けて気泡となっている場合、吐出不良を招く恐れがあり、このような時にインクタンクより供給されたフレッシュなインクで流路内のインクを置換することを主目的とするものである。
【００２８】
図３を参照して説明する。キャッピング手段１４のキャップ１６は、インクジェットヘッド７Ｋのノズル面１７に密着されており、ポンプ２４が作動すると、インクは矢印方向にインク供給流路２３を通り流れてインクジェットヘッド７Ｋに供給され、インク排出流路２５を矢印方向に流れて、インクタンク２０Ｋに還流する。以上の構成にあるインク供給系の、本発明の係る課題である密閉型循環系で、通常のインク循環時のインクの動きについて図３を参照して説明する。ポンプ２４が作動すると、インクは矢印方向にインク供給流路２３を通り流れて、インクジェットヘッド７Ｋに供給され、インク排出流路２５を矢印方向に流れて、インクタンク２０Ｋに還流する。
【００２９】
これに対して、開閉弁２６を閉じてポンプ２４によりノズルからインクを排出させ、ノズル目詰まりなどを解消させ、メニスカス回復を図るための動作について、図４の本発明に係るインク供給系の第１の実施の形態のノズル回復モードの概念図と図５のフローチャートを参照して説明する。図５はインクジェット記録装置１００で実行されるノズル回復モードの処理の流れを示すフローチャート図である。
【００３０】
ノズル回復モードとは、弁２６を閉じてノズル１３からインクを排出させ、ノズル目詰まりなどを解消させ、メニスカス回復を図る。他のモードでも最後にこのモードを実行することで、吐出（印字）準備が整ったことになる。弁２６を閉じてポンプ２４を動作させるとインクジェットヘッド７Ｋ内は加圧され、インクがノズル１３から滲み出す。開閉弁２６を解放すると急激にヘッド内圧が下がり、キャップ１６内が高圧になっているため、ノズル１３からインクが逆流してしまう。ノズル１３からしみ出したインクは気泡を多く含みこれがノズル１３内へ逆流すると吐出不良を誘発する可能性が高くなるため、開閉弁２６を開くに先立ちポンプ２８でキャップ１６内を減圧しておくことでこの逆流を防止するというモードである。なお、図５のフローチャートは、インクジェット記録装置１００の電源は投入された状態であり、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙはキャッピング手段１４でキャップ１６がノズル面１７に密着されているものとする。また、開閉弁２６は開いているものとする。
【００３１】
ステップＳ０１で開閉弁２６を閉じる。ステップＳ０２でポンプ２４を始動する。ポンプ２４が始動するとインク排出流路２５が閉じているため、インクタンク２０Ｋに貯蔵されたインクはインク供給流路２３を通りインクジェットヘッド７Ｋへ加圧供給されノズル１３から滲み出す。
【００３２】
ステップＳ０３では、ポンプ２８が作動し、キャップ１６内が減圧され、インクジェットヘッド７Ｋのノズル１３より滲み出したインクが吸引される。
【００３３】
ステップＳ０４では、ステップＳ０１でポンプ２４が始動してから所定時間Ｔ１（インクがノズル１３より排出され、ノズル目詰まりなどの解消やメニスカスの回復のために必要な時間）が経過したかどうかの判断を行う。
【００３４】
時間がＴ１経過していなければ（ステップＳ０４：ＮＯ）経過するまで、その状態を維持し、時間がＴ１経過すれば（ステップＳ０４：ＹＥＳ）、ステップＳ０５でポンプ２４を停止する。
【００３５】
ステップＳ０６では、開閉弁２６を開くと、図６の示す矢印のようにインク排出流路２５にインクが流れる。しかし、キャップ１６内が減圧されているためにキャップ１６内のインクや空気はノズル１３より流れ込むことはない。
【００３６】
ステップＳ０７では、ステップＳ０６開閉弁２６が開いてから所定時間Ｔ２（インクが図４のインク排出流路２５のように流れなくなるまでの時間）経過したかどうかの判断を行う。
【００３７】
時間がＴ２経過していなければ（ステップＳ０７：ＮＯ）経過するまで、その状態を維持し、時間がＴ２経過すれば（ステップＳ０７：ＹＥＳ）、ステップＳ０８でポンプ２８を停止してノズル回復モードは終了する。
【００３８】
また、本モードは、使用者が手動で開始させても、図示されないタイマー等の時間や印字量検出手段にて設定された時間または所定の印字量を超えた場合に自動的に開始させても良い。
【００３９】
本発明に係るインクジェット記録装置により、大気と遮断した密閉型のインク供給系の場合でも、流路を加圧してノズルからインクを排出させた後に、キャップ内を減圧することで、インク排出流路を開いてもキャップ内の廃インクがノズルから逆流しない構造として、弁のノズル目詰まりなどの解消やメニスカスの回復を図り、安定してインクを吐出させるインクジェット記録装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の主要部を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】本発明に係るインク供給系の第１の実施の形態のインク循環時のインクの流れを示す概念図である。
【図４】本発明に係るインク供給系の第１の実施の形態のノズル回復モードの概念図である。
【図５】本発明に係るインク供給系の第１の実施の形態のインクジェット記録装置で実行されるノズル回復モードの処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】本発明に係るインク供給系の第１の実施の形態のノズル回復モードの開閉弁を開いたときの概念図である。
【符号の説明】
【００４１】
６  記録媒体
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  インクジェットヘッド
８  共通インク室
９  第１のインク連結口
１０  第２のインク連結口
１３  ノズル
１４  キャッピング手段
１６  キャップ
２０  インクタンク
２１  廃インクタンク
２３  インク供給流路
２４  送液手段（ポンプ）
２５  インク排出流路
２６  開閉弁
２８  圧力可変手段（ポンプ）
２９  第３の流路
１００  インクジェット記録装置
【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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