(57)【要約】【課題】ケーシングの内側面にインクが堆積するのを抑制できるインク供給用ポンプを備えたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】制御部８１は、シリンダー１３とピストン１５とにより囲まれる空間Ｓの体積を小さくする方向にピストン１５を移動させてインクを押圧して記録ヘッド４５に送液するように駆動機構６１を制御した後、空間Ｓの体積を大きくする方向にピストン１５を移動させてインクタンク４３からシリンダー１３内にインクを補給するように駆動機構６１を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容可能なケーシングとこのケーシング内のインクを押圧する押圧手段とを有し、この押圧手段によりインクを押圧することによってインクを送液可能なインク供給用ポンプと、
インクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクと前記インク供給用ポンプとを連結する第１流路と、
前記インク供給用ポンプからインクが供給される記録ヘッドと、
前記インク供給用ポンプと前記記録ヘッドとを連結する第２流路と、
前記押圧手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ケーシング内のインクを押圧して前記第２流路を通じて前記記録ヘッドに送液するように前記押圧手段を制御した後、前記インクタンクから前記ケーシング内にインクを補給して前記ケーシング内のインクが予め定められた量になるように前記押圧手段を制御する、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記押圧手段は、前記ケーシングの内側面に摺接しながら移動可能な可動部材と、この可動部材を移動させる駆動手段とを有し、
前記制御手段は、前記ケーシングと前記可動部材とにより囲まれる空間の体積を小さくする方向に前記可動部材を移動させてインクを押圧して前記記録ヘッドに送液するように前記駆動手段を制御した後、前記空間の体積を大きくする方向に前記可動部材を移動させて前記インクタンクから前記ケーシング内にインクを補給するように前記駆動手段を制御する、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記ケーシングは、筒状のシリンダーであり、
前記可動部材は、前記ケーシング内に挿入された状態で押し動作及び引き動作が可能なピストンである、請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第２流路は、開閉可能な弁、又は前記記録ヘッド側から前記インク供給用ポンプ側への流れを規制する逆止弁を有している、請求項１〜３のいずれか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、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給用ポンプを備えたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置における記録ヘッドは、インクを吐出する複数のノズルを有している。この記録ヘッドでは、ノズルにおいてインクが増粘してノズルが目詰まりすることがあるので、ノズルからインクを強制的に吐出させてノズルに詰まった増粘インク、異物、気泡などを排出させる吐出回復動作（パージ動作）が実行される。
【０００３】
特許文献１には、上記吐出回復動作時にインクを強制的に吐出させるための手段としてシリンジポンプを用いた記録液供給装置が開示されている。この記録液供給装置では、ピストンを引き動作させてシリンダー内を負圧にしてインクタンクからシリンダー内にインクを吸い込み、この吸い込んだインクをピストンの押し動作によって加圧しシリンダーから押し出して記録ヘッドへ供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４４７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のシリンジポンプのようにピストンによってインクを押圧してシリンダーとピストンとにより囲まれる空間にあるインクを押し出すポンプの場合、インクの送液後には前記空間の体積が小さくなる。インク送液前に前記空間を形成していたシリンダーの内側面のうち、インクの送液後に前記空間の外に位置することとなった内側面には、少量のインクが付着して残存することがある。この残存したインクは時間の経過とともに前記内側面において増粘し、これが繰り返されると前記内側面にインクが堆積することがある。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ケーシングの内側面にインクが堆積するのを抑制できるインク供給用ポンプを備えたインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置は、インク供給用ポンプと、インクタンクと、第１流路と、記録ヘッドと、第２流路と、制御手段とを備えている。前記インク供給用ポンプは、インクを収容可能なケーシングとこのケーシング内のインクを押圧する押圧手段とを有し、この押圧手段によりインクを押圧することによってインクを送液可能である。前記インクタンクは、インクを貯留する。前記第１流路は、前記インクタンクと前記インク供給用ポンプとを連結している。前記記録ヘッドは、前記インク供給用ポンプからインクが供給される。前記第２流路は、前記インク供給用ポンプと前記記録ヘッドとを連結している。前記制御手段は、前記押圧手段を制御する。この制御手段は、前記ケーシング内のインクを押圧して前記第２流路を通じて前記記録ヘッドに送液するように前記押圧手段を制御した後、前記インクタンクから前記ケーシング内にインクを補給して前記ケーシング内のインクが予め定められた量になるように前記押圧手段を制御する。
【０００８】
この構成では、前記吐出回復動作時などにインク供給用ポンプから記録ヘッドにインクを送液して記録ヘッドのノズルからインクを強制的に吐出させた後、制御手段は、前記インクタンクから前記ケーシング内にインクを補給して前記ケーシング内のインクが予め定められた量になるように前記押圧手段を制御する。すなわち、インク送液後には、ケーシング内のインク量が所定量になるようにインクが補給されるので、ケーシングの内側面の所定範囲がインクによって濡れた状態を維持できる。これにより、ケーシングの内側面においてインクが増粘して堆積するのを抑制することができる。
【０００９】
具体的には、例えば前記押圧手段は、前記ケーシングの内側面に摺接しながら移動可能な可動部材と、この可動部材を移動させる駆動手段とを有する形態が例示できる。この場合、前記制御手段は、前記ケーシングと前記可動部材とにより囲まれる空間の体積を小さくする方向に前記可動部材を移動させてインクを押圧して前記記録ヘッドに送液するように前記駆動手段を制御した後、前記空間の体積を大きくする方向に前記可動部材を移動させて前記インクタンクから前記ケーシング内にインクを補給するように前記駆動手段を制御する。
【００１０】
このように可動部材がケーシングの内側面に摺接しながら移動するタイプのポンプでは、インクが前記内側面において乾燥して増粘すると、この増粘したインクによってピストンとシリンダーとの間の摩擦抵抗が増加するので、次回のインク送液時にポンプが円滑に動作しにくくなることがある。本構成では、インク送液後には、ケーシング内のインク量が所定量になるようにインクが補給されるので、前記内側面におけるインクの堆積が抑制され、ピストンとシリンダーとの摩擦抵抗が増加するのを抑制できる。これにより、ポンプの円滑な動作を維持できる。
【００１１】
さらに具体的には、前記インク供給用ポンプとしては、例えばシリンジポンプが挙げられる。この場合、前記ケーシングは、筒状のシリンダーであり、前記可動部材は、前記ケーシング内に挿入された状態で押し動作及び引き動作が可能なピストンである。
【００１２】
このシリンジポンプの場合、シリンダーの内側面が外気に晒されやすいので、インクの増粘が進行しやすい。したがって、本発明は、シリンジポンプを使用する場合に特に有効である。
【００１３】
また、前記第２流路は、開閉可能な弁、又は前記記録ヘッド側から前記インク供給用ポンプ側への流れを規制する逆止弁を有しているのが好ましい。
【００１４】
この構成では、インク送液後に、記録ヘッドからインク供給用ポンプにインクが逆流するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ケーシングの内側面においてインクが増粘して堆積するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録装置の要部を示す構成図である。
【図２】前記インクジェット記録装置におけるインク供給用シリンジ及びその駆動機構を示す正面図である。
【図３】前記インクジェット記録装置における吐出回復動作時の制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、前記吐出回復動作を示す断面図である。
【図５】従来の吐出回復動作時の制御後のインク供給用シリンジを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録装置について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
＜インクジェット記録装置の主要部の構造＞
図１に示すインクジェット記録装置４１は、外部のコンピュータから受信した画像情報に基づいて記録媒体（例えば用紙）に画像を形成可能なインクジェットプリンタである。この記録装置４１は、図略の筐体内に、インク供給用シリンジ１１、このシリンジ１１のピストン１５を押し動作及び引き動作させる駆動手段としての駆動機構６１、記録ヘッド４５、この記録ヘッド４５に供給するインクを貯留するインクタンク４３、記録ヘッド４５に供給されたインクのうちノズルから吐出されずに記録ヘッド４５から排出されるインクを回収する廃インクタンク４７、送液管３１〜３４、制御部８１などが収容されている。なお、廃インクタンク４７に回収されたインクは、再びインクタンク４３に戻すようにしてもよい。
【００１９】
記憶ヘッド４５は、例えばブラック、シアン、マゼンダ及びイエローの各色に対応したものがそれぞれ前記筐体内に配設されているが、図１ではそのうちの一つについてのみ示している。したがって、各色の記録ヘッド４５に対してインクタンク４３、インク供給用シリンジ１１、廃インクタンク４７などがそれぞれ設けられている。
【００２０】
図２に示すように、インク供給用シリンジ１１は、シリンダー１３と、ピストン１５と、インク吸込流路１７と、インク押出流路２１とを備えている。
【００２１】
シリンダー１３は、円筒形状の胴部１３ａと、この胴部１３ａの下端に設けられた底板１３ｂと、胴部１３ａの上端に設けられた天板１３ｃとを有する中空部材であり、長手方向が上下方向に沿って配置される。天板１３ｃの中央には開口部１３ｄが設けられている。
【００２２】
ピストン１５は、シリンダー１３の中空内に挿入されており、このシリンダー１３に沿って押し動作及び引き動作が可能である。このピストン１５は、下方への前記押し動作時及び上方への前記引き動作時にシリンダー１３の内側面と摺接する摺動部１５ａと、この摺動部１５ａから上方に延設され、開口部１３ｄから前記シリンダー１３の外部に突出する棒状部１５ｂと、この棒状部１５ｂの上端に設けられたフランジ部１５ｃとを有している。棒状部１５ｂは、シリンダー１５の天板１３ｃによって前記押し動作時及び引き動作時の横ぶれが抑制されている。
【００２３】
摺動部１５ａの下面とこの下面よりも下方に位置するシリンダー１３の内面とによって空間Ｓが形成されている。摺動部１５ａは、扁平な円盤形状を有し、例えば合成ゴムなどの弾性部材により形成されている。この摺動部１５ａの外径は、シリンダー１３の内径とほぼ同じかあるいはわずかに大きい。これにより、ピストン１５の押し動作時及び引き動作時に、空間Ｓに貯められたインクが摺動部１５ａとシリンダー１３の内面との間を通じて摺動部１５ａよりも上方に漏れ出すのを抑制できる。
【００２４】
シリンダー１３の底板１３ｂには、下方に延びる円筒部１３ｅ及び円筒部１３ｆが設けられている。円筒部１３ｅの内部には上下方向に延びて空間Ｓに連通する貫通口が形成されており、この貫通口がインク吸込流路１７として機能する。すなわち、このインク吸込流路１７は、ピストン１５の引き動作によって空間Ｓにインクが吸い込まれる経路となる。また、円筒部１３ｆの内部には上下方向に延びて空間Ｓに連通する貫通口が形成されており、この貫通口がインク押出流路２１として機能する。すなわち、このインク押出流路２１は、ピストン１５の押し動作によって空間Ｓからインクが押し出される経路となる。
【００２５】
送液管３１は、インクタンク４３とシリンダー１３の円筒部１３ｅとを接続している。送液管３２は、シリンダー１３の円筒部１３ｆと記録ヘッド４５とを接続している。送液管３４は、記録ヘッド４５と廃インクタンク４７とを接続している。送液管３１はインクタンク４３の下面に設けられた図略のインク出口に接続されている。送液管３３は、送液管３１と送液管３２をバイパスしている。
【００２６】
送液管３１には、インク供給用シリンジ１１側からインクタンク４３側への流れを規制する逆止弁５１が配設されている。送液管３２には、記録ヘッド４５側からインク供給用シリンジ１１側への流れを規制する逆止弁が配設されている。送液管３３，３４には電磁弁５５，５７がそれぞれ配設されている。これにより、送液管３３，３４は、電磁弁５５，５７によって流路が開閉可能である。送液管３３は、吐出回復動作時以外の通常印字時などにインクタンク４３から記録ヘッド４５にインクを送液する場合に使用される。
【００２７】
図２に示すように、駆動機構６１は、回転軸６３ａを有するモータ６３と、回転軸６３ａに接続され、表面に雄ねじを有するねじ軸６５と、回転軸６３ａとねじ軸６５とを連結するカップリング６７と、ねじ軸６５が挿通され、内面に雌ねじが形成された貫通口を有するボールねじ部７１と、このボールねじ部７１の上下方向の移動を規制するとともにねじ軸６５を支持する支持部材６８，６９とを有している。
【００２８】
ボールねじ部７１は、ねじ軸６５に螺合された部分から略水平方向に延設されており、その端部に、上下に並ぶ一対の挟持片７１ａ，７１ｂを有している。これらの挟持片７１ａ，７１ｂは、ピストン１５のフランジ部１５ｃを上下から挟むようにフランジ部１５ｃに固定されている。これにより、モータ６３が駆動すると、支持部材６８，６９の間でボールねじ部７１が上下に移動してピストン１５を押し動作又は引き動作させることができる。
【００２９】
インクタンク４３内には、貯留されたインクの他、上部に空気も存在している。インクタンク４３内のインクの液面は、記録ヘッド４３の下面に設けられているノズルの下端よりも低くなるように調整されている（水頭差）。
【００３０】
制御部８１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラムなどのデータが記憶されているメモリ（ＲＯＭ）、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するためのメモリ（ＲＡＭ）などで構成されている。この制御部８１は、駆動機構６１、電磁弁５１，５３，５５，５７などの動作を制御する。
【００３１】
＜インクジェット記録装置の動作＞
次に、インクジェット記録装置４１の記録ヘッド４５の吐出回復動作について説明する。図３は、吐出回復動作時の制御の流れを示すフローチャートである。図４（ａ）〜（ｃ）は、前記吐出回復動作を示す断面図である。
【００３２】
通常の印字モードにおいては、電磁弁５５が開いた状態に制御され、送液管３３、又は送液管３３と送液管３２を通じてインクタンク４３から記録ヘッド４５へインクが供給される。
【００３３】
吐出回復動作の命令が出されると、制御部８１は、ステップＳ１において電磁弁５５を閉じる。これにより、送液管３３は遮断される。また、前回の吐出回復動作において記録ヘッド４５へのインク送液後には、シリンダー１３内の空間Ｓに所定量のインクが補給されている。例えば、図４（ａ）に示すように、シリンダー１３の底板１３ｂからピストン１５の摺動部１５ａまでの距離がｈ１となるようにインクが補給された状態にある。
【００３４】
ついで、ステップＳ２において、制御部８１は、駆動機構６１を制御してモータ６３を一方側に回転させてピストン１５を押し動作させる。図４（ｂ）に示すように、ピストン１５が押し動作されると、インク供給用シリンジ１１の空間Ｓ内のインクは、インク押出流路２１を通じて空間Ｓから押し出される。空間Ｓから押し出されたインクは、送液管３２を通じて記録ヘッド４５に供給され、記録ヘッド４５の下面の複数のノズルから吐出される。
【００３５】
押し出されるインクの量は、ピストン１５の押し下げ量を調整することによって適宜調整可能である。また、ノズルにおけるインクの吐出圧は、例えばピストン１５の押し下げ速度を変えることによって調整できる。
【００３６】
ノズルからインクが吐出された後には、記録ヘッド４５の下面に付着したインクを拭き取るワイプ動作を行う。すなわち、制御部８１は、図略のワイプ部材を記録ヘッド４５に沿って移動させることにより、記録ヘッド４５の下面に付着したインクを拭き取るようにワイプ部材を制御する。
【００３７】
次に、ステップＳ４，Ｓ５において、制御部８１は、インクタンク４３からシリンダー１３内にインクを補給してシリンダー１３内のインクが予め定められた所定量になるように駆動機構６１を制御する。このステップＳ４，Ｓ５は、ステップＳ３の拭き取り動作の直後に実施するか、又はステップＳ３の拭き取り動作の後、シリンダー１３の内側面に付着しているインクの増粘が実質的に進行していない短時間のうちに実施するのが好ましい。
【００３８】
まず、ステップＳ４において、制御部８１は、駆動機構６１を制御してモータ６３を他方側に回転させてピストン１５を引き動作させる。すなわち、制御部８１は、空間Ｓの体積を大きくする方向にピストン１５を移動させてインクタンク４３からシリンダー１３内にインクを補給する。ピストン１５が引き動作されると、インクタンク４３のインクが送液管３１及びインク吸込流路１７を通じて空間Ｓに吸い込まれる。
【００３９】
次に、ステップＳ５において、制御部８１は、空間Ｓのインク量が前記メモリに予め記憶されている所定量に達した時点で駆動機構６１を停止させる。例えば図４（ｃ）に示すように、シリンダー１３の底板１３ｂからピストン１５の摺動部１５ａまでの距離がｈ３となるようにピストン１５が所定の位置（ホームポジション）に移動してインクが補給される。この距離ｈ３は、一定の値であってもよく、複数の値が前記メモリに記憶されていてこれらの値から選択してもよい。距離ｈ３が一定値の場合には、距離ｈ１と距離ｈ３は同じ値となる。
【００４０】
ついで、ステップＳ６において、制御部８１は電磁弁５５を開いて吐出回復動作を終了する。上記の一連の動作が終了した後、制御部８１は、例えば、通常の印字モードを実行したり、休止モードに切り替えたりする制御を行う。
【００４１】
なお、上記のように記録ヘッド４５へのインク供給後にインクの補給を行わない従来のインクジェット記録装置では、図５に示すように、インク送液前に前記空間を形成していたシリンダー１３の内側面のうち、インクの送液後に前記空間の外に位置することとなった内側面には、少量のインク又はインクから顔料が除かれた透明の液体が付着して残存することがある。この残存したインクなどの付着物は時間の経過とともに前記内側面において増粘して堆積物Ａとなることがある。
【００４２】
以上説明したように本実施形態では、インク供給用ポンプとしてのインク供給用シリンジ１１は、インクを収容可能なケーシングとこのケーシング内のインクを押圧する押圧手段とを有している。本実施形態では、ケーシングとしてシリンダー１３を用い、押圧手段としてピストン１５と駆動機構６１とを用いている。この押圧手段によりインクを押圧することによってインクが送液される。そして、制御部８１は、前記ケーシング内のインクを押圧して送液管３２（第２流路）を通じて記録ヘッド４５に送液した後、インクタンク４３から前記ケーシング内にインクを補給して前記ケーシング内のインクが予め定められた量になるように前記押圧手段を制御する。
【００４３】
すなわち、本実施形態では、インク送液後には、ケーシング内のインク量が所定量になるようにインクが補給されるので、ケーシングの内側面がインクによって濡れた状態を維持することができる。これにより、ケーシングの内側面においてインクが増粘して堆積するのを抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、インク送液後には、ケーシング内のインク量が所定量になるようにインクが補給されるので、前記内側面におけるインクの堆積が抑制され、ピストンとシリンダーとの摩擦抵抗が増加するのを抑制できる。これにより、ポンプの円滑な動作を維持できる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、前記ケーシングが筒状のシリンダーであり、前記可動部材が前記ケーシング内に挿入された状態で押し動作及び引き動作が可能なピストンである。このシリンジポンプの場合、シリンダーの内側面が外気に晒されやすいので、インクの増粘が進行しやすいが、本実施形態の構成を有していることにより、インクの増粘を効果的に抑制できる。
【００４６】
また、第２流路としての送液管３２は、記録ヘッド４５側からインク供給用シリンジ１１側への流れを規制する逆止弁５３を有しているので、インク送液後に、記録ヘッド４５からインク供給用シリンジ１１にインクが逆流するのを防止することができる。
【００４７】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、ピストンの押し動作及び引き動作が上下方向に沿って行われる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、ピストンが鉛直方向に対して傾斜した方向、水平方向などの方向に沿って行われてもよい。
【００４８】
また、前記実施形態では、シリンダーが円筒形状である場合を例に挙げて説明したが、他の形状であってもよい。
【００４９】
また、前記実施形態では、ワイプ部材によって記録ヘッド４５の下面が拭き取られた直後にシリンダーへのインクの補給を行っているが、前記拭き取り動作よりも前にインクの補給を行ってもよい。拭き取り動作よりも前にインクの補給を行う場合には、このインク補給のステップは、例えば図３のステップＳ２が実行された直後、又はステップＳ２の後、シリンダー１３の内側面に付着しているインクの増粘が実質的に進行していない短時間のうちに実施されるのが好ましい。
【００５０】
また、前記実施形態では、送液管３１，３２に逆止弁５１，５３を設けた場合を例示したが、逆止弁に変えて電磁弁などの開閉可能な弁を設けてもよい。
【００５１】
また、送液管３１と送液管３２をバイパスする送液管３３は省略することもできる。
【００５２】
また、前記実施形態では、インク供給用ポンプとしてシリンジポンプを用いた場合を例示したが、これに限定されない。インク供給用ポンプとしては、ケーシングとその内部に摺接する可動部材との間にできる空間を体積変化させることによって液体をインク吸込部から吸い込み、インク押出部から押し出すことができる他の容積式ポンプを用いることもできる。また、ケーシング内に圧縮空気を送り込むことが可能な押圧手段を備え、この圧縮空気によってケーシング内のインクを押圧することによってインクを送液可能なポンプを用いることもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１１  インク供給用シリンジ
１３  シリンダー
１３ａ  胴部
１３ｅ，１３ｆ  円筒部
１５  ピストン
１５ａ  摺動部
１５ｂ  棒状部
１５ｃ  フランジ部
１７  インク吸込流路
２１  インク押出流路
３１，３３  送液管
４１  インクジェット記録装置
４３  インクタンク
４５  記録ヘッド
５１，５３  逆止弁
５５，５７  電磁弁
６１  駆動機構
【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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