(57)【要約】【課題】インクの吐出回復や強制吸引回復により回収されたインクを再利用する場合において、回収したインク中の不純物を除去するフィルタの交換時期を検出し、知らせることにより、フィルタの目詰まりを防止すること。【解決手段】吐出回復および強制吸引回復の各回数を積算することにより、それまでに回収したインクの総量を算出し、あらかじめ設定されているフィルタの耐用インク量と比較する。比較の結果、回収量≧耐用インク量の場合、ＬＥＤを点灯しフィルタの交換を促すことにより、フィルタの目詰まりを防止する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出して記録シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段に供給するインクを貯蔵するインク貯蔵手段と、を備えたインクジェット記録装置において、前記記録手段のインク吐出口から導き出されたインクを回収し前記インク貯蔵手段に再び供給するインク回収手段を備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】
インク貯蔵手段から記録手段に至るインク流路をインク供給経路、インク吐出口から導き出されたインクを受けるインク受け部からインク貯蔵手段に至るインク流路をインク回収経路とすると、回収されたインクに含まれる異物を除去する異物除去手段をインク回収経路中に着脱自在に備えた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】
前記インク回収経路において、前記異物除去手段の交換予告手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記交換予告手段は、前記インク受け部より回収されたインク量を算出する手段と、該算出値と前記異物除去手段の除去能力とを比較する比較手段と、前記異物除去手段の除去能力の限界を報知する報知手段と、からな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】
前記記録ヘッドのインク流路に作用しインクを強制回収する強制回収手段と、前記ヘッドのインク吐出回数を計測する吐出回数計測手段と、を更に備え、
前記算出手段は前記強制回収手段の動作回数と、前記吐出回数計測手段の計測値より前記回収インク量を算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】
前記比較手段は、予め設定された前記異物除去手段の除去能力の限界値と、前記算出された回収インク量とを比較し、
前記報知手段は、前記回収インク量が前記限界値をこえた場合に報知することを特徴とする、請求項４から請求項５までの何れかの項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記記録手段は、前記インクを吐出するために利用されるエネルギを発生する素子として前記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換体を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６の何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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録手段から記録シートへインクを吐出して画像等の記録を行うインクジェット記録装置に関するものであり、詳しくはインクの再利用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、或いはコンピューターやワードプロセッサ等を含む複合機やワークステーションの出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板（例えば、ＯＨＰ等に用いる）等の記録シートに画像を記録していくように構成されている。前記記録装置は、使用する記録手段の記録方法により、インクジェット式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に分けられる。
【０００３】
そのうち、インクジェット式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から記録シートにインクを吐出して記録を行うものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処理を必要とせずに記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易である等の利点を有している。
【０００４】
図４は従来のプリンタにおけるインク流路を示す概略構成図である。
【０００５】
図４に示すように、第１のポンプ１１０８が図示ＣＣＷ方向（反時計回り）に一定時間回転されると、インクカートリッジ１１０２に貯留されているインクが第１のバッファタンク１１０４を経由してサブタンク１１０３へ供給される。このとき大気連通口１１０３ａは閉じられており、余剰のインクは余剰インク排出口１１０３ｂよりインクカートリッジ１１０２に戻される。記録ヘッドの吐出時には大気連通口１１０３ａが開放される。
【０００６】
一方、第１のポンプ１１０８および第２のポンプ１１０９が図示ＣＷ方向（時計回り）に回転されると、サブタンク１１０３に貯留されたインクは第１のバッファタンク１１０４を経由してインクジェット記録ヘッド１１０１に送液される。送液されたインクは第２のバッファタンク１１０５を経由して再びサブタンク１１０３に戻される。
【０００７】
記録ヘッド１１０１から吐出されたインクはインク回収桶１１０６で受けられ、第３のポンプ１１１０によってフィルタキット１１０７で塵等の異物を除去した後サブタンク１１０３に戻される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
インクカートリッジから記録ヘッドに達し、記録ヘッドの吐出口から記録のための吐出、あるいは吐出回復により導き出されたインクを再利用する場合、増粘インクなどの不純物を除去する必要がある。これら不純物は、インクの水分や他の揮発成分が蒸発しインク流路に付着した増粘インクやインク流路形成部材の析出物などであり、回収されるインク中に溶け混んでいる場合が多い。これら不純物の除去に関しては、例えば特開平７−３１４７０５号公報、特開平９−１３１８９５号公報に開示されている技術がある。
【０００９】
一方、環境保護意識の高まりとともに環境配慮製品への関心も高まってきており、省電力・リサイクルなどと同様に製品を長寿命化し、廃棄物の発生を抑える工夫もなされてきている。
【００１０】
製品が長寿命化した場合、フィルタを通過するインクの量はそれに比例して多くなる。従来の技術においては、使用年数が経過するに連れフィルタには不純物が堆積し、フィルタが目詰まりを起こし、インクの循環を妨げる場合があった。そのため、記録ヘッドに対し正常なインク供給が行われず、画像品位の低下や果てはインクの空吐出により記録ヘッドを破壊してしまう場合があった。
【００１１】
本発明の目的は、製品の長寿命化に対応し、再利用するインクの不純物を確実に濾過することにある。更に、インクの循環系を正常に保つことにより画像品位の低下を防ぎ、空吐出による記録ヘッドの破壊を防ぐことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、インクを吐出して記録シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段に供給するインクを貯蔵するインク貯蔵手段と、前記記録手段のインク吐出口から導き出されたインクを回収し前記インク貯蔵手段に再び供給するインク回収手段を備えたことを特徴とする。
これにより、一度インク吐出口を通過したインクの再利用が可能になる。
【００１３】
前記構成において、インク貯蔵手段から記録手段に至るインク流路をインク供給経路、インク吐出口から導き出されたインクを受けるインク受け部からインク貯蔵手段に至るインク流路をインク再利用経路とすると、回収されたインクに含まれる異物を除去する異物除去手段をインク再利用経路中に着脱自在に備えるとよい。
【００１４】
これにより、再利用インクに含まれる不純物を除去することができ、またフィルタの交換が可能になる。
【００１５】
前記記録手段のインク吐出口から回収されたインク量、すなわち記録手段のインク流路内のインクを吸引するためのインク吸引手段によって吸引されたインクの回収量と、記録手段がインク受け部に吐出したインクの回収量を積算し、フィルタの回収可能な限界インク回収量と比較することにより、フィルタの交換時期を検出することが可能となる。更に、交換時期であることを報知する報知手段を備えるとよい。
【００１６】
これによりインクを濾過したことによりフィルタに堆積した不純物の量を推定し、フィルタの交換時期を容易に把握することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は本発明を適用したインクジェット記録装置のインクの循環系の構成を示す模式図である。
【００１８】
図１において、インクカートリッジ３は、供給チューブ３１、圧力センサ４および供給チューブ３２を介して、記録ヘッド１が配設されたキャリッジ（不図示）上のサブタンク１１に接続されている。
【００１９】
前記圧力センサ４はインクの有無を検知するためのものである。前記供給チューブ３１および３２は、柔軟性および弾性を有するシリコンゴム等のゴム状弾性体（可撓性）で構成されている。
【００２０】
サブタンク１１は記録ヘッド１にインクを供給するとともに、吸引チューブ３３を介して通して後述する吸引ポンプ２に連結されている。これによりサブタンク１内のインクレベル（水位）を一定に保つことができ、常に一定範囲内の負圧を確保でき、良好な記録を維持することができる。
【００２１】
前記記録ヘッド１は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録手段であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたものである。また、前記記録ヘッド１は、前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録を行うものである。
【００２２】
図２は、前記記録ヘッド１のインク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視図である。図２において、不図示の記録シートと所定の隙間（例えば、約０．５〜２．０ｍｍ程度）をおいて対面する吐出口面１２には、所定のピッチで複数のインク吐出口１３が形成され、共通液室１４と各インク吐出口１３とを連通する各液路１５の壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体など）１６が配設されている。本実施例においては、記録ヘッド１は、前記インク吐出口１３がキャリッジ（不図示）の走査方向と交叉する方向に並ぶような位置関係で、キャリッジに搭載されている。こうして、画像信号または吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体１６を駆動（通電）して、液路１５内のインクを膜沸騰させ、その時に発生する圧力によってインク吐出口１３からインクを吐出させる記録ヘッド１が構成されている。
【００２３】
吸引ポンプ２は、本インク循環系のインクを循環させるためのものであり、２つの吸引口２１、２２と、排出口２３とを備えている。
【００２４】
前記吸引チューブ３３は吸引口２２に接続されており、他の吸引口２１は、吸引チューブ３４を介してキャップ５に連通している。排出口２３は、接続チューブ３５、フィルタ６、ドレインチューブ３６を介してインクカートリッジ３に接続されている。前記供給チューブ３１、３２と同様に、前記吸引チューブ３３、３４、接続チューブ３５、ドレインチューブ３６もゴム状弾性体（可撓性）で構成されている。
【００２５】
５はキャップであり、回復モータ７を駆動させることにより、前記記録ヘッド１に対し当接／離間を切替え可能に設けられている。
【００２６】
前記キャップ５を記録ヘッド１に対し当接（キャッピング）した状態で、前記吸引ポンプ２を作動させてインク吐出口１３に負圧を作用させることにより、増粘したインク、気泡、塵埃等の異物をインクとともに吸出してこれを排出するように構成されている。
【００２７】
また、前記キャップ５を記録ヘッド１に対し対峙した状態で、キャップ内にインクを吐出することにより、増粘したインク、気泡、塵埃等の異物をノズル内からインクとともに排出する。
【００２８】
キャップ内に吐出されたインクおよび吸引されたインクには、記録ヘッドの吐出口周辺で乾燥して付着していた増粘インクや、記録シート搬送時に噴霧し記録ヘッドに付着した紙粉、インクの析出物などの様々な異物が含まれている。フィルタ６これらを濾過し、異物を除去するためのものである。
【００２９】
図３は本発明を適用したインクジェット記録装置の、主に制御構成を示すブロック図である。制御部は、マイクロコンピュータにより構成された制御回路１０１を中心に構成されており、制御回路１０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を備え、各種の制御動作は、ＲＯＭ内に格納されている各種の制御プログラムに従ってＲＡＭ等を作業領域として実行されるＣＰＵを中心とする演算制御によって実現される。
【００３０】
すなわち、制御回路１０１には受信バッファ１０２が接続されており、この受信バッファ１０１には不図示のホストコンピュータ等の側から文書情報等が供給される。制御回路１０１は受信バッファ１０２を介して受け取った印字指令情報に基づき、紙送りモータ制御部１０６を介して紙送りモータ９を駆動して記録紙の搬送動作を実行する。また、キャリッジモータ制御部１０５を介してキャリッジモータ８を駆動してキャリッジによる記録ヘッド１の移動を開始する。そして、所定のタイミングで、印字情報に基づきヘッド駆動制御部１０３を介して記録ヘッド１を駆動して、その吐出口面１２に配列されているインク吐出口１３からのインク吐出動作を実行して、搬送される記録紙の表面に受信した情報に対応した再生画像を形成する。
【００３１】
また、制御回路１０１は、予め定められた制御プログラムに従って、例えば、定期的に、記録ヘッド１の吐出回復動作を行う。吐出回復動作としては、キャリッジに搭載されている記録ヘッド１をキャップ５に対峙する位置まで移動させ、キャップ内に記録に寄与しないインクを吐出して吐出回復を行う予備吐出動作がある。さらに、キャップ５を記録ヘッド１に被せた状態で、回復モータ制御部１０４を介して回復モータ７を駆動させ、吸引ポンプ２を動作させることにより、吐出回復を行う強制吸引回復動作がある。後述する記録ヘッド１のインク吐出口１３や共通液室１４のインクを吸引することによりいずれの吐出回復動作も、増粘インクや気泡、塵埃等の異物を除去し、これを排出するように構成、制御されている。
【００３２】
ここで、制御回路１０１には、インタフェース１０７を介して、インク回収量算出部１０８、比較部１０９、ＬＥＤ１０が接続されている。インク回収量算出部１０８は、あらかじめ設定された予備吐出動作、強制吸引回復動作の各動作一回で排出されるインクの量に、その各動作の回数を積算することにより、前記キャップ５より回収されたインクの回収量を算出する。比較部１０９は、前記インク回収量と、あらかじめ設定されているフィルタ６の耐用インク量と比較する。比較の結果、回収量≧耐用インク量の場合、比較部はＬＥＤ１０を点灯しフィルタの交換を促す。
【００３３】
図５は、フィルタの交換時期を検出する手段の制御の一実施例を示すフローチャートである。
【００３４】
図５において、吐出・回復によるインク循環にともなうインク流量の測定をインク回収量の測定によって行う場合（ステップＳ１０１）、最初フィルタの限界インク回収量Ｌ０　がセットされている（ステップＳ１０２）。また、吸引回復によるインクの回収量をＬ１　、回数をｎ（＝０）、予備吐出によるインクの回収量をＬ２　、回数をｍ（＝０）とする。吸引回復が行われると（ステップＳ１０３）、吸引回復回数がカウントアップされ（ステップＳ１０４）、予備吐出が行われると（ステップＳ１０５）、予備吐出回数がカウントアップされる（ステップＳ１０６）。その後、強制吸引回復動作によるインクの回収量および予備吐出回復動作によるインクの回収量をそれぞれ積算し（ステップＳ１０７）、その和が限界インク回収量と等しくなるか超えた時、フィルタが寿命（濾過能力の上限）を迎えたと判断され、これ以上のインクが流入しないように、ポンプの動作を停止し（ステップＳ１０８）、フィルタ交換を促すべくＬＥＤを点灯する（ステップＳ１０９）。
【００３５】
フィルタの交換が確認されると（ステップＳ１１０）、ＬＥＤを消灯し（ステップＳ１１１）、回復動作禁止を解除し（ステップＳ１１２）、回復動作吸引回数および予備吐出回数をそれぞれリセットし（ステップＳ１０２）、再度カウントが始まる。
【００３６】
次に、インクカートリッジ３を基点として、インクの循環について説明する。
図１において、例えばキャリッジ（不図示）のホームポジションにおいて、回復モータ７を駆動し、キャップ５により記録ヘッド１をキャッピングする。同時に回復モータ７は吸引ポンプ２を駆動し、これにより吐出口１３に負圧を作用させる。インクカートリッジ３内のインクは、供給チューブ３１、圧力センサ４を通り、サブタンク１１をへて記録ヘッド１内に流入される。サブタンク１１の許容量を超えたインクは、吸引チューブ３３からポンプ２に送られる。
【００３７】
サブタンク１１から記録ヘッド１に送られたインクのうち、画像の記録に用いられず、前記負圧によりインク吐出口１３より吸引されたインクもまた、吸引チューブ３４からポンプ２に送られる。
【００３８】
ポンプ２の排出口２３より排出されたインクは、連結チューブ３５、ドレインチューブ３６を通る途中で、フィルタ６で増粘インクやインク析出物などの様々な異物が濾過され、インクカートリッジ３へと戻される。
【００３９】
上述の実施例に対し、インクカートリッジ３に係るインク流路中に大気連通口などの圧力調整手段を設けてもよい。インクの循環は、記録ヘッド１からインクカートリッジ３に至るインク供給経路内の負圧、インクカートリッジ３内の負圧、吸引ポンプ２からインクカートリッジ３に至るインク回収経路中の負圧のバランスが取れている系の中で成り立っている。負圧差が大きい場合、急激な負圧の変動が発生した場合など、正常なインク循環を得られない場合が起こりうる。例えば、インク回収経路中の負圧がインクカートリッジ３内の負圧より大きい場合、インクはインク回収経路中に留まろうとしインクカートリッジ３に流入しない。
【００４０】
圧力調整手段を設け、インク回収経路とインクカートリッジ３の負圧のバランスを取ることにより、インクの循環をスムーズにすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インクカートリッジから記録ヘッドに達し、記録ヘッドの吐出口から記録のための吐出、あるいは吐出回復により導き出されたインクを再利用する場合において、インク中に溶け混んだ異物をフィルタで除去し、また除去効果が落ちた場合に交換することにより、一定レベル以上の異物除去効果を得ることができる。そのため、再利用インクの質を高めることができ、バージンインクに劣らない高い画像品位を維持することができる。
【００４２】
加えて、インクの再利用は廃棄インクを削減し、１カートリッジあたりの実使用インク量の増加、結果としてのランニングコストの低減という経済性の向上、廃インク吸収体の容量減少または削除による装置のコンパクト化を達成することができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置のインク循環系の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す記録ヘッドのインク吐出部の構造を模式的に示す分解斜視図である。
【図３】本発明を適用したインクジェット記録装置の、主に制御構成を示すブロック図である。
【図４】従来のインク循環系を示すインク循環系の液体接続構造を示す模式的斜視図である。
【図５】フィルタの交換時期を検出する手段の制御の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　記録ヘッド（記録手段）
２　吸引ポンプ
３　インクカートリッジ
４　圧力センサ
５　キャップ
６　フィルタ
７　駆動モータ
１１　サブタンク
１２　吐出口面
１３　インク吐出口
１４　共通液室
１５　液路
１６　電気熱変換体
２１、２２　吸引口
２３　排出口
３１、３２　供給チューブ
３３、３４　吸引チューブ
３５　接続チューブ
３６　ドレインチューブ
【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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