(57)【要約】【課題】顔料インクを使用する記録装置の場合、顔料粒子の沈殿によってインクカートリッジ内部のインクに濃度勾配が発生し、記録画像に不均一性が生じやすい。又顔料粒子の集中や堆積が発生することもある。【課題を解決するための手段】インクカートリッジを回転可能な構造にし、定期的に回転させることにより内部のインクを、攪拌できるようにした。【選択図】　　図１
2004017641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインクを吐出して記録媒体に画素を形成する記録ヘッドと、インクを供給するインクカートリッジを備えた記録装置において、
前記インクカートリッジを回転させる手段を備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記インクカートリッジが複数からなり、相互に前記インクカートリッジを回転させる回転伝達機構を備えたことを特徴とする、
請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記インクカートリッジは袋状インク収容部と円筒形外壁からなる二重構造で、前記円筒形外壁には前記袋状のインク収容部との間に大気を流通させる大気連通部を備えることを特徴とする請求項１、２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記袋状インク収容部はインク充填時、近似円筒形を為し、インク排出時に内側がほぼ接触するように、加工されていることを特徴とする、
請求項１から３に記載の記録装置。
【請求項５】
ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像形成する記録ヘッドと、インクを供給するインクカートリッジを備えた記録装置において、
前記インクカートリッジを回転させ、且つ回転動作によりインクを攪拌させる手段を備えたことを特徴とする、記録装置。
【請求項６】
前記回転動作モードを複数有することを特徴とする、
請求項５に記載の記録装置。
【請求項７】
前回の回転動作から第１の所定時間以上経過していると判断した時、第１の回転動作モードを実行することを特徴とする、
請求項５，６に記載の記録装置。
【請求項８】
前回の回転動作から前記第１の所定時間より長い第２の所定時間以上経過していると判断した時、第２の回転動作モードを選択することを特徴とする、
請求項５から７に記載の記録装置。
【請求項９】
前回の回転動作から第１の所定時間を経過していないと判断した時、前記回転動作を実行しないことを特徴とする、
請求項５から８に記載の記録装置。
【請求項１０】
前記インクカートリッジが交換された場合、前記第２の回転動作モードを選択することを特徴とする、請求項５から９に記載の記録装置。
【請求項１１】
前記インクカートリッジが交換された場合、第３の回転動作モードを選択することを特徴とする、請求項５から１０に記載の記録装置。
【請求項１２】
前記第３の回転動作モードを複数もつことを特徴とする、
請求項１１に記載の記録装置。
【請求項１３】
前記第１から第３の回転動作モードとは、前記インクカートリッジを回転動作させる時間に関連していることを特徴とする、
請求項５から１２に記載の記録装置。
【請求項１４】
ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像形成する記録ヘッドと、インクを供給する回転可能なインクカートリッジを備えた記録装置において、前記インクカートリッジの回転動作時、記録装置本体側へのインク供給路を遮断する手段を備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項１５】
前記インク供給路とは針状の形状をなし、前記インクカートリッジ装着時、前記インクカートリッジのゴム栓部に貫通させる構造であることを特徴とする、請求項１４に記載の記録装置。
【請求項１６】
前記第１から第３の回転動作モードとは、前記インクカートリッジを回転動作させる時間と、逆回転動作の有無に関連していることを特徴とする、請求項５から１５に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体インクを使って用紙などに記録する方式として、インク滴を飛翔させて記録媒体に記録するインクジェット方式が知られている。インクジェット方式は高速、低騒音、カラー化の容易さ、定着機構不要、低ランニングコストなどの利点を有し、各種用途の記録手段として急速に普及してきている。
【０００３】
一方、価格、安全性、取り扱いの容易性などから、インクジェット記録装置用インクとしては水性インクが多用されている。しかし、通常水性インクには染料が色材として用いられており、その性質から、耐候性に弱い欠点がある。
【０００４】
具体的には、水に濡れた場合のインクの滲み出し、また、ポスターなど屋外で使われる場合、太陽光や大気中のガス（オゾン、ＮＯＸ、ＳＯＸなど）への暴露により、画像が著しく褪色することが挙げられる。この問題への解決策として色材に顔料を用いた顔料インクが有効である。
【０００５】
しかし、顔料インクを使用した場合、長期間の放置によって顔料粒子が沈殿し、インク収納部の内部でインク濃度勾配が生じる。
【０００６】
その結果、出力物の色味が変わったり、凝集された粒子によって記録ヘッドのフィルターが塞がれるなどの不具合が起こることから、インク濃度を常に均一化する必要がある。
【０００７】
従来の顔料インクを使用したインクジェット記録装置においては、例えば、攪拌手段を備え、渦巻を発生させ、インク濃度を均一化するものがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の渦巻を発生させ、攪拌する方法では、装置が大型化や複雑化になる一方、インクタンク内部の流速差が大きく、攪拌されない部分が生じる可能性がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決することを目的として考案されたもので、下記の各手段を実施した。
【００１０】
ノズルからインクを吐出して記録媒体に画素を形成する記録ヘッドと、インクを供給するインクカートリッジを備えた記録装置において、
前記インクカートリッジを回転させる手段を備えたことを特徴とする記録装置。
【００１１】
前記インクカートリッジが複数からなり、相互に前記インクカートリッジを回転させる回転伝達機構を備えたことを特徴とする、記録装置。
【００１２】
前記インクカートリッジは袋状インク収容部と円筒形外壁からなる二重構造で、前記円筒形外壁には前記袋状のインク収容部との間に大気を流通させる大気連通部を備えることを特徴とする記録装置。
【００１３】
前記袋状インク収容部はインク充填時、近似円筒形を為し、インク排出時に内側がほぼ接触するように、加工されていることを特徴とする、記録装置。
【００１４】
ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像形成する記録ヘッドと、インクを供給するインクカートリッジを備えた記録装置において、
前記インクカートリッジを回転させ、且つ回転動作によりインクを攪拌させる手段を備えたことを特徴とする、記録装置。
【００１５】
前記回転動作モードを複数有することを特徴とする、記録装置。
【００１６】
前回の回転動作から第１の所定時間以上経過していると判断した時、第１の回転動作モードを実行することを特徴とする、記録装置。
【００１７】
前回の回転動作から前記第１の所定時間より長い第２の所定時間以上経過していると判断した時、第２の回転動作モードを選択することを特徴とする、
記録装置。
【００１８】
前回の回転動作から第１の所定時間を経過していないと判断した時、前記回転動作を実行しないことを特徴とする、記録装置。
【００１９】
前記インクカートリッジが交換された場合、前記第２の回転動作モードを選択することを特徴とする、記録装置。
【００２０】
前記インクカートリッジが交換された場合、第３の回転動作モードを選択することを特徴とする、記録装置。
【００２１】
前記第３の回転動作モードを複数もつことを特徴とする、記録装置。
【００２２】
前記第１から第３の回転動作モードとは、前記インクカートリッジを回転動作させる時間に関連していることを特徴とする、記録装置。
【００２３】
ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像形成する記録ヘッドと、インクを供給する回転可能なインクカートリッジを備えた記録装置において、前記インクカートリッジの回転動作時、記録装置本体側へのインク供給路を遮断する手段を備えたことを特徴とする記録装置。
【００２４】
前記インク供給路とは針状の形状をなし、前記インクカートリッジ装着時、前記インクカートリッジのゴム栓部に貫通させる構造であることを特徴とする、
記録装置。
【００２５】
前記第１から第３の回転動作モードとは、前記インクカートリッジを回転動作させる時間と、逆回転動作の有無に関連していることを特徴とする、記録装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について、以下図面を用いて説明する。
【００２７】
本発明を実施した記録装置の概略図を図１に示す。
【００２８】
記録装置１００は例えばロール状に巻かれたラベル紙１０３が本体に供給され、搬送ベルト１０６によって定速度で搬送される。ラベル１０５先端部が先端検知センサ１０４で検知され、検知された位置を基準としてラベル１０５が記録ヘッド１０２の下部を通過すると記録動作も完了する。
【００２９】
記録ヘッド１０２は例えば、記録ヘッド（ブラック）１０２Ｋ、（シアン）１０２Ｃ、（マジェンタ）１０２Ｍ、そして（イエロー）１２０Ｙ、合計４色分を備え、カラー記録する。各記録ヘッドは使用されるラベル１０５の最大幅相当の記録幅を有している。
【００３０】
記録装置１００の下部には各々の記録ヘッド１０２Ｋ〜１０２Ｙに対応したインクカートリッジ１０１Ｋ〜１０１Ｙ、及び図示しないサブタンク等を備えている。
【００３１】
インクカートリッジ１０１Ｋ〜１０１Ｙはほぼ円筒形状で、色毎に交換可能である。
【００３２】
複数のインクカートリッジ収納部の概略を図２に示す。
【００３３】
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【００３４】
個々のインクカートリッジ１０１Ｋ〜１０１Ｙはほぼ円筒形状で、一端２０１には、例えば外周にギヤが形成されており、収納部２０３に挿入すると隣接したインクカートリッジのギヤと相互に噛みあうように設計され、更に記録装置１００の前面カバ２０５を閉じると軸受け部２０６とインクカートリッジの回転軸とが勘合する。
【００３５】
カートリッジモータ２０４の回転軸に結合した伝達ギヤ２０２が先ずイエローカートリッジ１０１Ｙのギヤと噛み合い、続いて１０１Ｍ、１０１Ｃ、そして１０１Ｋの順序で駆動力は伝達される。
【００３６】
尚、インクカートリッジ１０１内部空間と外気とは大気連通口２００で結ばれる。
【００３７】
インクカートリッジ１０１Ｋ〜１０１Ｙが指定収容部に収容されると装置本体側に備えた針２０７がゴム部２１０を介してインクカートリッジ１０１内部のインク袋２１１に貫通する。
【００３８】
そしてインクチューブ２０８等を経由して、記録ヘッド側に供給される。
【００３９】
内部インク攪拌の為、インクカートリッジ１０１を回転動作する場合、針２０７とチューブ２０８のジョイント部２０９をジョイントモータ（図示せず）により後方にシフトさせ、針２０７とインクカートリッジ１０１を一時的に離反させるように制御する。
【００４０】
次に本発明を実施した記録装置１００の電気的なブロック図を図３に示す。
ホストコンピュータ３００から送信された記録データは記録装置１００のインタフェースコントローラ３０２にて受信される。
【００４１】
また、記録する記録媒体、例えばラベルの枚数、種類やサイズ等を指示するコマンドもインタフェースコントローラで受信、解析される。
【００４２】
コマンド解析を含み、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３０１は記録データの受信、記録動作、記録媒体のハンドリング等。記録装置１００全般の制御を掌る演算処理装置である。
【００４３】
ＣＰＵ３０１は受信したコマンドを解析後、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３０４にビットマップ展開して描画する。
【００４４】
記録前の動作処理としてＣＰＵ３０１は出力ポート、モータ駆動部３１０を介してキャッピングモ−タ（不図示）、及びヘッドモータ（不図示）を相互に駆動、記録ヘッド１０２をキャッピング位置（待機位置）から記録位置へ移動させる（不図示）。
【００４５】
ほぼ同時に記録媒体であるラベル紙７０１を給紙するための給紙モータ９１１、そして搬送モータ９１２によって搬送部を駆動しラベル紙１０３を連続的に搬送する。
【００４６】
定速度で搬送されるラベル１０５の記録タイミングを決定するために先端検知（ＴＯＦ）センサ１０４でラベルの先端を検出する。
【００４７】
搬送モータ１０８による用紙搬送に同期して、ＣＰＵ３０１はイメージメモリ３０４から対応する色のイメージデータを順次読み出し、記録ヘッド制御回路３０９を介して、対応する記録ヘッド１０２にデータ転送し、カラー記録する。
【００４８】
ＣＰＵ３０１の動作はプログラムＲＯＭ３０３に記憶された処理プログラムに基き実行され装置全体を制御する。かかるプログラムは例えば後述のフローチャートに示された手順に対応するプログラムである。又作業用のメモリとしてワークＲＡＭ３０５を使用する。
【００４９】
本発明に関わるカートリッジモータ２０４、及びジョイントモータ３１１はＣＰＵ３０１が入出力ポート３０８を操作することによってモータ駆動部３１０を介して、駆動制御する。ＥＥＰＲＯＭ３０６は前回のインクカートリッジ内部インクの攪拌動作を実行した時刻等を記憶する為の、書き換え可能な不揮発性メモリである。
【００５０】
次に本発明の特徴的な制御であるインクカートリッジ内部のインク攪拌制御について図４以降の動作フローを参照して説明する。
【００５１】
後述する攪拌動作実行条件が成立すると（Ｓ４００）、ＣＰＵ３０１は前面カバが閉じられているかをチェックし（Ｓ４０１）、ジョイントモータ３１１を駆動、ジョイント部を定量シフトして、全ての色の針２０７をインクカートリッジ１０１から離反させる（Ｓ４０２）。
【００５２】
続いてカートリッジモータ２０４の駆動を開始（Ｓ４０３）し、所定時間全てのインクカートリッジ１０１Ｋ〜１０１Ｙを連鎖的に回転動作させて、内部のインクを攪拌する（Ｓ４０４）。
【００５３】
このようにインク濃度の均質化を実行後、カートリッジモータ２０４を停止（Ｓ４０５）、次にジョイントモータ３１１を逆転駆動し、全ての色の針２０７をインクカートリッジ１０１のゴム栓２１０に再度貫通させ（Ｓ４０６）、インクの供給可能な状態に戻す。
【００５４】
発明の別な実施形態を図５の動作フローを用いて説明する。
【００５５】
後述する攪拌動作実行条件が成立すると（Ｓ５００）、ＣＰＵ３０１は前面カバが閉じられているかをチェックし（Ｓ５０１）、ジョイントモータ３１１を駆動、ジョイント部を定量シフトして、全ての色の針２０７をインクカートリッジ１０１から離反させる（Ｓ５０２）。
【００５６】
次にカートリッジモータ２０４の駆動を開始（Ｓ５０３）し、所定時間全てのインクカートリッジ１０１Ｋ〜１０１Ｙを連鎖的に回転動作させて、内部のインクを攪拌（Ｓ４０４）、続いて今度はカートリッジモータ２０４を逆転駆動し（Ｓ５０５）、全てのカートリッジを所定時間逆回転させる（Ｓ５０６）。
【００５７】
このようにインク濃度の均質化をより綿密に実行した後、カートリッジモータ２０４を停止（Ｓ５０７）、次にジョイントモータ３１１を逆転駆動し、全ての色の針２０７をインクカートリッジ１０１のゴム栓２１０に再度貫通させ（Ｓ４０６）、インクの供給可能な状態に戻す。
以上のインク攪拌動作実行する判定条件に関する動作フローを図６に示す。
【００５８】
動作フローはプログラムＲＯＭ３０３に記憶された処理プログラムに基きＣＰＵ３０１が実行する。
【００５９】
先ず何れかのインクで新しいカートリッジに交換されたものがあるかを判定（Ｓ６０１）、なければ次に前回の攪拌動作から例えば４８時間以上が経過したかを判定（Ｓ６０２）もしＹｅｓならインク攪拌の第２動作モードを指定、ワークＲＡＭ３０５に書き込み（Ｓ６０６）、終了する。
【００６０】
尚Ｓ６０１の判定で新しいインクカートリッジが存在した時もインク攪拌の第２動作モードが指定される。
【００６１】
Ｓ６０２で４８時間未満であれば次に前回の攪拌動作から例えば８時間経っているかを判定し（Ｓ６０３）、もしＹｅｓならインク攪拌の第１動作モードを指定、ワークＲＡＭ３０５に書き込み（Ｓ６０４）、終了する。
【００６２】
Ｓ６０３にて８時間未満であれば攪拌動作必要なしと判断し、非動作を指定、ワークＲＡＭ３０５に書き込み（Ｓ６０５）、終了する。
【００６３】
本動作判定フローにおける第１動作モードとは例えばインクカートリッジの回転による攪拌動作時間を２０秒間、第２動作モードでは４０秒間に指定し図４のＳ４０４、或いは図５におけるＳ５０４、Ｓ５０６の所定時間に反映させる。
【００６４】
所定時間決定する際、ＣＰＵ３０１がワークＲＡＭ３０５の攪拌動作モード指定領域の読み出し後、予めＲＯＭ３０３に書き込まれたインク攪拌時間テーブル値（不図示）を読み出す。
【００６５】
さらに、別な判定条件の実施例に関する動作フローを図７に示す。
【００６６】
動作フローはプログラムＲＯＭ３０３に記憶された処理プログラムに基きＣＰＵ３０１が実行する。
【００６７】
先ず何れかのインクで新しいカートリッジに交換されたものがあるかを判定（Ｓ７０１）、なければ次に前回の攪拌動作から例えば４８時間以上が経過したかを判定（Ｓ７０２）もしＹｅｓならインク攪拌の第２動作モードを指定、ワークＲＡＭ３０５に書き込み（Ｓ７０６）、終了する。
【００６８】
Ｓ７０１の判定でもし新しいインクカートリッジが存在した時はインク攪拌の第３動作モードが指定され、ワークＲＡＭ３０５に書き込み（Ｓ７０７）、終了する。
【００６９】
Ｓ７０２で４８時間未満であれば次に前回の攪拌動作から例えば８時間経っているかを判定し（Ｓ７０３）、もしＹｅｓならインク攪拌の第１動作モードを指定、ワークＲＡＭ３０５に書き込み（Ｓ６０４）、終了する。
【００７０】
Ｓ７０３にて８時間未満であれば攪拌動作必要なしと判断し、非動作を指定、ワークＲＡＭ３０５に書き込み（Ｓ７０５）、終了する。
【００７１】
本動作判定フローにおける第１動作モードとは例えばインクカートリッジの回転による攪拌動作時間を２０秒間、第２動作モードでは４０秒間、そして第３モードでは例えば８０秒間に指定し図４のＳ４０４、或いは図５におけるＳ５０４、Ｓ５０６の所定時間に反映させる。
【００７２】
新しいインクカートリッジは長時間放置されていたため顔料粒子の沈殿が著しいことが考えられるので、特別な攪拌動作モードを実行することが好ましい。、所定時間決定する際、図６で述べた実施例と同様、ＣＰＵ３０１がワークＲＡＭ３０５の攪拌動作モード指定領域の読み出し後、予めＲＯＭ３０３に書き込まれたインク攪拌時間テーブル値（不図示）を読み出す。
【００７３】
以上述べたインクカートリッジの回転によるインク攪拌動作は例えば、電源ＯＮ時、或いは記録動作前に実行される。
【００７４】
尚、インクカートリッジが交換されたかの判定は簡易的にカートリッジ収納部のカバが一旦開かれたかをチェックする等の方法でも良い。
又、交換されたインクカートリッジ１１０Ｋ〜１１０Ｙの内、どの色が交換されたかによってインク循環の第２動作モードは複数種類持つこともありうる。色材により物性が異なるためである。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、特に顔料インク等を使用した記録装置において、インク供給源としてのインクカートリッジ内部の色素沈殿をインクカートリッジの回転によって解消できるので記録装置の動作信頼性を向上でき、より安定した画質を保つことができる。
【００７６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による記録装置の概略構成を示す透視図である。
【図２】本発明によるインクカートリッジの構造を示す図である。
【図３】本発明による記録装置の電気的なブロック図である。
【図４】本発明によるインク攪拌動作フローである。
【図５】本発明の別な実施例によるインク攪拌動作フローである。
【図６】インク攪拌動作実行判定に関するフローである。
【図７】インク攪拌動作実行判定の別な方法に関するフローである。
【符号の説明】
１００　　記録装置
１０１Ｋ　インクカートリッジ（ブラック）
１０１Ｃ　インクカートリッジ（シアン）
１０１Ｍ　インクカートリッジ（マジェンタ）
１０１Ｙ　インクカートリッジ（イエロー）
１０２Ｋ　記録ヘッド（ブラック）
１０２Ｃ　記録ヘッド（シアン）
１０２Ｍ　記録ヘッド（マジェンタ）
１０２Ｙ　記録ヘッド（イエロー）
１０３　　ラベル紙
１０４　　ラベル先端検知センサ
１０５　　ラベル
１０６　　搬送ベルト
１０７　　ピンチローラ
１０８　　搬送モータ
２００　　大気連通口
２０１　　ギヤ
２０２　　伝達ギヤ
２０３　　カートリッジ収納部
２０４　　カートリッジモータ
２０５　　前面カバ
２０６　　回転軸受け部
２０７　　インク針
２０８　　チューブ
２０９　　インクジョイント部
２１０　　ゴム栓
２１１　　インク袋
３００　　ホストＰＣ
３０１　　ＣＰＵ（中央演算処理装置）
３０２　　インタフェースコントローラ
３０３　　プログラムＲＯＭ
３０４　　イメージメモリ
３０５　　ワークＲＡＭ
３０６　　ＥＥＰＲＯＭ
３０７　　ＡＤコンバータ
３０８　　Ｉ／Ｏ（入出力ポート）
３０９　　記録ヘッド制御回路
３１０　　モータ駆動部
３１１　　ジョイントモータ
【図１】
2004017641.tif 000003
【図２】
2004017641.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004017641.tif 000007
【図６】
2004017641.tif 000008
【図７】
2004017641.tif 000009