(57)【要約】【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、大量の空気を排出してインクを流路に充填させる際に、大量の空気がインクタンクへ還流することを簡単な構造で防止し、安定してヘッドからインクを吐出するインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  循環系のインク供給系で、インク排出流路を流れるインクの流れの方向を切り替えることにより、インク流路に混入した大量の空気のインクタンクへの還流を防止する。【選択図】        図３
2006256022.tif 000002
【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を有し、
前記キャッピング手段が複数のノズルを密閉し、前記送液手段が前記インク供給流路内のインクを前記共通インク室に供給させるとき、
前記インク排出流路内を流れるインクの流れの方向を前記圧力可変手段により、切り替えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記圧力可変手段で前記キャッッピング手段内の圧力を減圧したときに、
前記インク排出流路を流れるインクの流れの方向をインク循環時の方向と逆方向とす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】
前記送液手段と並列に開閉弁を具備した第２のインク供給流路を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記圧力可変手段および送液手段はポンプであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項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、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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【０００５】
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、空間を有するキャップにより記録ヘッドを密閉状態にする提案もされている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。しかしながら、上記提案では、大気と遮断した密閉型循環系のインク供給系の場合、インクの初期導入時またはインクタンク交換時など、インク流路に混入した大量の空気がインクタンクに還流し、インクタンク内の溶存気体量を規定内に保つことは困難であった。
【０００６】
また、インク供給系路中にインクを迅速に充填するため、記録ヘッドへのインク供給管と戻し管の双方の流路からポンプによりインクを供給する提案もされている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、この場合は、戻し管側のポンプは双方向に働くことが必要となり、供給管と戻し管の間にはバイパスも必要となり、装置の構成も特殊となる問題があった。
【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】特許第２７２３４０１号公報
【特許文献４】特許第２８２１９２０号公報
【特許文献５】特許第２７５３１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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において、インクの初期導入時のように大量の空気を排出してインクを流路に充填させる際に、インク流路に混入した大量の空気がインクタンクへ還流することを簡単な構造で防止し、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】
【０００８】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
【０００９】
（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を有し、
前記キャッピング手段が複数のノズルを密閉し、前記送液手段が前記インク供給流路内のインクを前記共通インク室に供給させるとき、
前記インク排出流路内を流れるインクの流れの方向を前記圧力可変手段により、切り替えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１０】
（請求項２）
前記圧力可変手段で前記キャッッピング手段内の圧力を減圧したときに、
前記インク排出流路を流れるインクの流れの方向をインク循環時の方向と逆方向とす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。
【００１１】
（請求項３）
前記送液手段と並列に開閉弁を具備した第２のインク供給流路を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【００１２】
（請求項４）
前記圧力可変手段および送液手段はポンプであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の効果】
【００１３】
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、インクの初期導入時のように大量の空気を排出してインクを流路に充填させる際に、インク流路に混入した大量の空気がインクタンクへ還流することを簡単な構造で防止し、安定してヘッドからインクを吐出することが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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から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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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機能するポンプ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。
【００３１】
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２８（以下、ポンプ２８という）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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、インクタンク２０Ｋに貯蔵されていたインクは、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。
【００３４】
これに対して、インクの初期導入時にインク流路内に混入した大量の空気をインクタンクに還流することなく、インクを充填す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実施の形態のインク導入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で実行されるインク循環流路内のインク導入モードの処理の流れを示すフローチャート図である。
【００３５】
インク導入モードとは、装置を設置後、初めて使用する場合やインク流路内に大量のインクが混入した場合にその排出のために使用されるモードである。なお、図４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。
【００３６】
ステップＳ０１でポンプ２４を始動する。ポンプ２４が始動するとインクタンク２０Ｋに貯蔵されていたインクは、インク供給流路２３を通りインクジェットヘッド７Ｋへ供給される。
【００３７】
ステップＳ０２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よりインクが吸引される。この時、ポンプ２４の圧送する力がポンプ２８の吸引する力より強過ぎると、インク排出流路２５内のインクはインクタンク２０Ｋに還流してしまうため、インク排出流路２５からもインクがインクジェットヘッド７Ｋに流入するように、ポンプ２４とポンプ２８の力の関係に留意する必要がある。
【００３８】
ステップＳ０３では、ステップＳ０１でポンプ２４が始動してから所定時間Ｔ１（予めインクが充填するために測定しておいた必要な時間）経過したかどうかの判断を行う。
【００３９】
時間がＴ１経過していなければ（ステップＳ０３：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Ｓ０３：ＹＥＳ）、ステップＳ０４、ステップＳ０５でポンプ２４、ポンプ２８を停止しインク導入モードは終了する。
【００４０】
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。
【００４１】
次に、図６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２の実施の形態について説明する。図６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２の実施の形態の概念図である。
【００４２】
以下、ブラックインクを例にとって説明する。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に圧送するポンプ２４が設けられている。
また、インクタンク２０Ｋから、ポンプ２４が途中にあるインク供給流路２３の一部と並列に第２のインク供給流路２３ａがあり、第２のインク供給流路２３ａの途中に開閉弁３０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。
【００４３】
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に送り込むこともできる。
【００４４】
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循環系でのインクジェットヘッド７Ｋへのインク供給の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
図７は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導入モードの処理の流れを示すフローチャート図である。インク導入モードとは、装置を設置後、初めて使用する場合やインク流路内に大量のインクが混入した場合にその排出のために使用されるモードである。なお、図７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３０は開いているものとする。
【００４６】
ステップＳ１１で開閉弁３０を閉じる。ステップＳ１２でポンプ２８が始動すると、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よりインクが吸引される。この時、インクタンク２０Ｋからインクは第２のインク供給流路２３ａおよびインク供給流路２３を通りインクジェットヘッド７Ｋへ供給され、インク排出流路２５からもインクがインクジェットヘッド７Ｋに図中矢印方向に流入する。
【００４７】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２でポンプ２８が始動してから所定時間Ｔ２（予めインクが充填するために測定しておいた必要な時間）が経過したかどうかの判断を行う。
【００４８】
時間が所定時間Ｔ２を経過していなければ（ステップＳ１３：ＮＯ）経過するまでその状態を維持し、時間が所定時間Ｔ２を経過すれば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４で開閉弁３０を開き、ステップＳ１５でポンプ２８を停止しインク導入モードは終了する。
【００４９】
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。
【００５０】
以上により、本発明に係るインクジェット記録装置で、通常の循環時のインクの流れの方向と逆の方向に流すことにより、大量の空気を排出してインクを流路内に充填させる際に、インク流路に混入した大量の空気がインクタンクへ還流することなく排出でき、インクの溶存気体量を規定内に保つことが可能となり、インクジェットヘッドからのインク射出時のキャビテーションを防止し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】
【００５１】
【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の実施の形態のインク導入モード時の概念図である。
【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インク導入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２の実施の形態の概念図である。
【図７】本発明に係るインク供給系の第２の実施の形態のインクジェット記録装置で実行されるインク導入モードの処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５２】
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
２８  圧力可変手段（ポンプ）
２９  第３の流路
３０  開閉弁
１００  インクジェット記録装置
【図１】
2006256022.tif 000003
【図２】
2006256022.tif 000004
【図３】
2006256022.tif 000005
【図４】
2006256022.tif 000006
【図５】
2006256022.tif 000007
【図６】
2006256022.tif 000008
【図７】
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