(57)【要約】【課題】記録ヘッド内の物流用インクを記録用インクに置換する際に不必要に排出される記録用インクの量を減らすことを可能とする。【解決手段】インクを吐出するための記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置は、記録ヘッド内のインクを排出するとともにインクタンクから記録ヘッド内へインクを導入する置換動作を行う置換機構と、記録ヘッド内のインクの成分を検出する検出機構と、検出機構が検出するインクの成分が記録用インクの成分であるか否かを判断し、記録用インクの成分である場合は、置換機構の置換動作を終了する制御部と、を具える。【選択図】図７
2018024153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するための記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、
記録ヘッド内のインクを排出するとともにインクタンクから記録ヘッド内へインクを導入する置換動作を行う置換手段と、
記録ヘッド内のインクの成分を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出するインクの成分が記録用インクの成分であるか否かを判断し、記録用インクの成分である場合は、前記置換手段の置換動作を終了する制御手段と、
を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インクの成分は、記録ヘッドの物流において当該記録ヘッド内に充填される物流用インクと、記録用インクとの割合に応じて異な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】
前記インクの成分は、誘電率が異なる場合、当該成分が異なることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記検出手段は、インクの成分としてインクの抵抗値を検出することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記検出手段は、記録ヘッド内に設けられた電極ピンによって前記抵抗値を検出することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記検出手段が検出する抵抗値が所定値以下か否かを判断し、抵抗値が前記所定値以下の場合、記録用インクであると判断することを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記検出手段が抵抗値を検出するごとに抵抗値が所定値以下か否かを判断し、複数回、前記検出手段が検出する抵抗値が所定値以下の場合、記録用インクであると判断することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
インクを吐出するための記録ヘッドのインク置換方法であって、
記録ヘッド内のインクを排出するとともにインクタンクから記録ヘッド内へインクを導入する置換動作を行う置換工程と、
記録ヘッド内のインクの成分を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出するインクの成分が記録用インクの成分であるか否かを判断し、記録用インクの成分である場合は、前記置換工程の置換動作を終了する制御工程と、
を有することを特徴とするインク置換方法。
【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およびインク置換方法に関し、詳しくは、物流のために記録ヘッドに充填された物流用インクを記録用インクに置換する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出する記録ヘッドの物流時においては、記録ヘッド内の記録用インクが充填されるべき箇所を物流用インクで充填することが行われている。この物流用インクは、例えば、蒸発防止のため水分比率を減らし溶剤成分を増したものであり、これにより、物流において記録ヘッドの吐出特性が変化しないようにしている。また、物流用インクは、顔料や染料などの色材成分を含まないか少ないものであり、これによって、物流時において色材による増粘、固着自体が生じないようにもしている。
【０００３】
このような物流用インクは、記録ヘッドがインクジェット記録装置で用いられる際に、記録用インクに置換される。特許文献１には、記録ヘッドの物流用インクを記録用インクに置換するための技術が記載されている。具体的には、物流用インクが充填された記録ヘッドが装着されたインクジェット記録装置において最初の回復処理を行う際、この装着時の回復処理の強度を通常の回復処理に比べて強くするものである。例えば、吸引回復処理における負圧吸引力を強くしたり、吸引量を多くしたり、あるいは吸引回数を多くしたりする。すなわち、特許文献１に記載の記録装置では、回復処理がインクの置換動作を兼ね、記録ヘッドの各吐出口を介して記録ヘッド内の物流用インクを吸引するとともに、この吸引によってインクタンクに貯留される記録用インクを記録ヘッド内に導入して置換を促す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８３５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、インク置換において必要以上の記録用インクを排出してしまうという問題がある。例えば、記録ヘッドの流路構造の複雑化等により、記録ヘッドごとにインク置換のためのインク排出量にばらつきが生じることがある。また、インク置換の際には、物流用インクの排出と同時に記録用インクが導入され、記録ヘッドの液室内で物流用インクと記録用インクが混じることがある。これらの場合に、特許文献１に記載の技術では、インク排出量のばらつきを考慮し、また、記録用インクと混じった物流用インクの量を吐出特性に影響を及ぼさないレベルまで排出するためには、十分にマージンを持った量でインクを吸引排出する必要がある。このため、インクの置換において、必要以上の記録用インクを排出してしまうことがある。
【０００６】
本発明の目的は、記録ヘッド内の物流用インクを記録用インクに置換する際に不必要に排出される記録用インクの量を減らすことが可能なインクジェット記録装置およびインク置換方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、インクを吐出するための記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、記録ヘッド内のインクを排出するとともにインクタンクから記録ヘッド内へインクを導入する置換動作を行う置換手段と、記録ヘッド内のインクの成分を検出する検出手段と、前記検出手段が検出するインクの成分が記録用インクの成分であるか否かを判断し、記録用インクの成分である場合は、前記置換手段の置換動作を終了する制御手段と、を具えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上の構成によれば、記録ヘッド内の物流用インクを記録用インクに置換する際に不必要に排出される記録用インクの量を減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、図１に示す記録装置におけるキャリッジの構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示す記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る記録ヘッドの構成を模式的に示す断面図である。
【図５】電極ピンを用いた抵抗値の測定機構を説明する図である。
【図６】図１に示した記録装置における記録ヘッドのクリーニング機構を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るインク置換動作の制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係るインク置換動作中のＡＤ値の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置１を示す斜視図である。また、図２（ａ）および（ｂ）は、図１に示す記録装置におけるキャリッジの構成を示す斜視図である。本実施形態のインクジェット記録装置１は、記録ヘッド４をキャリッジ２に一体に設けたものである。そして、キャリッジ２が移動することにより、記録ヘッド４による走査を行うシリアルタイプの記録装置である。キャリッジ２は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、記録ヘッド４が、キャリッジ２の下方に設けられるとともに、キャリッジ２はインク色ごとのインクカートリッジ（インクタンク）７を着脱自在に搭載する。
【００１１】
キヤリッジ２の移動範囲の一方の端には、記録ヘッド４の吸引処理やワイピングなどの回復処理を行うクリーニング機構６が設けられている。給紙機構２０によってシートなどの記録媒体（不図示）は、記録ヘッド４の走査範囲に供給され、記録ヘッド４の走査に伴うインク吐出によってシートに記録が行われる。この記録ヘッド４の走査とその記録量に応じたシートの搬送を繰り返すことにより、シートに記録が行われ、記録が終了したシートは排出される。
【００１２】
図３は、図１に示す記録装置の制御構成を示すブロック図である。制御部３は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３を有して構成されており、装置全体の動作、処理を制御する。詳細には、ＣＰＵ３１は、後述されるインク置換処理など、本実施形態の記録装置における処理を実行し、ＲＯＭ３２はそれら処理のプログラムを格納し、また、ＲＡＭ３３は処理実行の際のワークエリアとして用いられるとともに、記録する記録データを格納する。インク置換処理では、測定機構５を用いて記録ヘッド４における物流用インクと記録用インクの割合を検知し、その検知結果に基づいて、クリーニング機構６の動作を制御する。
【００１３】
図４は、本発明の一実施形態に係る記録ヘッド４の構成を模式的に示す断面図であり、インクカートリッジ７がキャリッジ２に装着され、記録ヘッド４に記録用インクを供給する構成も併せて示している。記録ヘッド４は、インクカートリッジ７から供給部８Ａを介して供給される記録用インクをインクジェットプリントヘッド４内で一時的に貯留する液室８を備える。この液室に貯留されたインクは、吐出口９からのインク吐出に応じて、複数の吐出口９それぞれに連通する共通液室９Ａに供給される。記録ヘッド４（および本実施形態では一体のキャリッジ２）の物流においては、記録ヘッド４の液室８、共通液室９Ａおよび共通液室９Ａから各吐出口への連通路に、物流用インクが満たされている。後述するインク置換処理では、記録ヘッド４内に充填されたこの物流用インクを、記録用インクで置換する。記録ヘッド４の液室８の上部には、一対の電極ピン１０が設けられており、測定機構５は、この一対の電極ピンの間に存在するインクの抵抗値を検出して、インクの置換の割合の情報を取得する。なお、電極ピン１０が設けられる位置は、その電極ピンによって測定される抵抗値が、記録ヘッド内のインクが存在する場所のインクの抵抗値を代表する位置が望ましい。すなわち、測定される抵抗値が物流用インクと記録用インクの割合に応じたものであるところ、この割合が図７にて後述する条件を満たしインク置換が良好に行われた状態である場合には、記録ヘッド内の他の場所のインクも上記条件を満たしていることが望ましい。そのような位置は、記録ヘッドが用いられる姿勢において上部である等、インクの置換が最も遅く行われる場所である。
【００１４】
図５は、電極ピン１０を用いた記録ヘッド内インクの抵抗値の測定機構５を説明する図である。物流用インクと記録用インクの成分が異なることによって導電率が異なる、本実施形態は、この誘電率違いを、一対の電極ピン１０の間に存在するインクの抵抗値の違いとして検出する。図５に示すように、測定用電源１１を検出抵抗１２に接続し、一対の電極ピン１０の一方を検出抵抗１２と直列に接続する。電極ピン１０の他方はＧＮＤに接続する。電極ピン１０の間のインクの抵抗値は、検出抵抗１２と分圧され、その分圧された電圧はＡＤコンバータ１３でデジタル値に変換されて制御部３に入力する。以下、ＡＤコンバータ１３によって変換された抵抗値をＡＤ値と呼ぶ。物流用インクは、導電率が小さいため抵抗値は大きく、そのためＡＤ値が大きい。記録用インクは、物流用インクと比較して、導電率が大きいため抵抗値は小さく、そのためＡＤ値が小さい。これを利用して、制御部３はインクの導電率の違いをＡＤ値から読み取ることができる。
【００１５】
図６は、図１に示した記録装置における記録ヘッドのクリーニング機構６を説明する図である。本実施形態のクリーニング機構６は、インクを吸引するためのポンプ１４、キャップ１５と、吸引したインクを受ける廃液吸収体１６、これらをつなぐチューブ１７を有して構成されている。また、クリーニング機構６は、記録ヘッド４の吐出口９が配列した面をワイピングするワイパー（不図示）も有している。
【００１６】
本実施形態は、記録ヘッド内の物流用インクを記録用インクに置換する動作を、クリーニング機構６を用いて行う。具体的には、インクの置換動作では、キャップ１５を記録ヘッド４の吐出口９が配設された面に当接する。そして、ポンプ１４を駆動することによりキャップ１５内に負圧を発生させ、吐出口９を介して記録ヘッド４の液室８などのインクを吸引するとともにインクカートリッジ７から液室８にインクを導入する。吸引されたインクはチューブ１７を通って廃液吸収体１６へ排出される。
【００１７】
図７は、本発明の一実施形態に係るインク置換動作の制御を示すフローチャートである。本実施形態では、記録装置の使用を始めるに際してインク置換動作が行われる。
【００１８】
制御部３のＣＰＵ３１は、インク置換動作に係るプログラムをＲＯＭ３２からＲＡＭ３３に読み出し、実行する。具体的には、先ず、クリーニング機構６のポンプ１４を駆動するとともに、所定の時間ごとに測定機構５を介してＡＤ値を読み取る（ステップＳ１）。ＣＰＵ３１は、ＡＤ値を読み取るごとに、そのＡＤ値が所定の閾値Ｔ１以下（所定値以下）か否かを判断する（ステップＳ２）。ＡＤ値が閾値Ｔ１以下であると判断したときは、次に、ＡＤ値が安定したか否かを判断する（ステップＳ３）。すなわち、ステップ３では、ステップＳ２でＡＤ値が閾値Ｔ１以下と判断したのが３回目で、かつ連続してＡＤ値が閾値Ｔ１以下と判断したか否かを判断する。
【００１９】
図８は、本実施形態に係るインク置換動作中のＡＤ値の時間変化を示す図である。図において、横軸は時間、縦軸は測定機構５よって測定されたＡＤ値をそれぞれ示している。インク置換動作によって、物流用インクが排出されると同時に記録用インクがインクカートリッジ７から液室８に流入する。物流用インクが記録用インクに置換されるにつれて、電極ピン１０によって検出されるＡＤ値は徐々に小さくなり、インクの成分から見て記録用インクに置換されたときのＡＤ値に対応した閾値Ｔ１以下となる。ステップＳ２では、ＡＤ値がこの閾値Ｔ１以下か否かを判断し、ステップＳ３では、ＡＤ値が閾値Ｔ１以下となることが３回目か否かを判断する。すなわち、本実施形態では、３回連続してＡＤ値が閾値Ｔ１以下となると、十分に記録用インクに置換されＡＤ値が一定の値で安定すると判断する。このように物流用インクが記録用インクに置換されたと判断したときは、クリーニング機構６の駆動を停止し、インク置換動作を終了する。
【００２０】
ステップＳ３でＡＤ値が閾値Ｔ１以下となるのが３回未満と判断したとき、およびステップＳ２でＡＤ値が閾値Ｔ１より大きいと判断したときは、ステップＳ４で、インク置換動作の開始時から所定時間が経過しているか否かを判断する。所定時間を経過していない場合は、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。一方、所定時間を経過していると判断したときは、クリーニング機構６の駆動を停止し、インク置換動作を中止、エラーを表示する（ステップＳ６）。これは、想定外のインクの混入やクリーニング機構６のポンプ１４、キャップ１５等の故障により吸引が正常に行われず、一定時間以上経過しても置換動作が終了しない場合に備えるものである。このエラーの原因が解決された場合、再度インク置換動作をやり直してもよい。
【００２１】
なお、ＡＤ値を複数回検出するようにするのは、ノイズ等の影響を受けにくくさせるためである。また、閾値Ｔ１は、記録用インクのＡＤ値に加えて、記録用インクの導電率のばらつきやＡＤ値の読み取り誤差を考慮した値を設定する。また、ステップＳ３における連続して条件を満たす回数（本実施形態では、３回）は、この閾値の設定条件などに応じて定めることができる。
【００２２】
以上説明した実施形態によれば、ＡＤ値を介して液室内部の置換状況を知ることができる。従って、物流用インクから記録用インクに置換できたと判断したタイミングでインク置換動作を終了させることができ、不必要な記録用インクの排出量を減らすことが可能になる。
【００２３】
以上の実施形態では、インクカートリッジ７が記録ヘッド４に対して直接着脱される構成であるが、インクカートリッジ７からチューブを介して記録ヘッドの液室８に接続する構成でも本発明を適用することができることは上記説明からも明らかである。
【符号の説明】
【００２４】
１    インクジェット記録装置
２    キャリッジ
３    制御部
４    記録ヘッド
５    測定機構
６    クリーニング機構
７    インクカートリッジ
８    液室
９    吐出口
１０    電極ピン
１４    ポンプ
１５    キャップ
３１    ＣＰＵ
３２    ＲＯＭ
３３    ＲＡＭ
【図１】
2018024153.tif 000003
【図２】
2018024153.tif 000004
【図３】
2018024153.tif 000005
【図４】
2018024153.tif 000006
【図５】
2018024153.tif 000007
【図６】
2018024153.tif 000008
【図７】
2018024153.tif 000009
【図８】
2018024153.tif 000010