(57)【要約】【課題】回復動作用のインクを記録用インクとは別に用意し、インクジェット記録装置側で認識することにより、回復動作の内容を変更することで効果があり、低コストな回復を実現することができるインクジェット記録装置を提供すること。【解決手段】溶媒中に染料若しくは顔料等の色材を溶解若しくは分散させた記録インクを記録ヘッドにより記録材上に吐出することにより印字を行うインクジェット記録装置において、前記記録インクはインクジェット記録装置に脱着可能なインクカートリッジ内に充填された記録インクを使用し、通常印字に使用する記録インク色に対応したインクカートリッジ以外に溶媒のみを充填したインクカートリッジが各記録インクカートリッジの代わりに装着可能に設定されており、溶媒のみを充填したインクカートリッジを記録装置に装着した場合は記録装置が自動認識する手段を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒中に染料若しくは顔料等の色材を溶解若しくは分散させた記録インクを記録ヘッドにより記録材上に吐出することにより印字を行うインクジェット記録装置において、
前記記録インクはインクジェット記録装置に脱着可能なインクカートリッジ内に充填された記録インクを使用し、通常印字に使用する記録インク色に対応したインクカートリッジ以外に溶媒のみを充填したインクカートリッジが各記録インクカートリッジの代わりに装着可能に設定されており、溶媒のみを充填したインクカートリッジを記録装置に装着した場合は記録装置が自動認識する手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
溶媒のみを充填したインクカートリッジが装着されている場合、印字ヘッド回復動作シーケンスを変更することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
印字に際し、吐出をするインクのインクカートリッジとして溶媒のみを充填したカートリッジが装着されている場合、使用者に対し警告を促すと共に、印字動作を中断することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
印字に際し、吐出をしないインクのインクカートリッジとして溶媒のみを充填したカートリッジが装着されている場合は、印字動作を中断することなく実行することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
溶媒のみを充填したインクカートリッジ中の溶媒の成分は、色インクの溶媒成分を少なくとも１つ含むことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
溶媒のみを充填したインクカートリッジ中の溶媒は、通常記録に使用する色材を含むインクの溶媒成分比率よりも気化し易い成分比率としたことを特徴とする請求項１又は２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、インクジェット記録装置における印字ユニットの回復技術に関するもので、記録装置の使用者が簡単に安価に、記録装置の印字不具合を修復できる技術に関するものである。
【０００２】
又、回復技術に関連してインクジェット記録装置において避けられない、非使用インクであるにも拘らず回復動作時に全インクを消費することによるランニングコストのアップ及び使用者の煩雑さを提言する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
インクジェット記録装置においては、印字性能を安定に保持するための印字ヘッド回復手段が設けられている。回復手段の内容としては、印字動作前、若しくは印字動作後に所定の時間、所定量のインクをインク循環手段により循環させる方法が採られている。又、使用者が印字結果に問題があると判断した場合、使用者の操作により任意に、上述したようなインク循環を行うことにより、印字ヘッドの回復を行えるような機能を有しているのが通例である。
【０００４】
例えば、特許文献１には、記録ヘッドの吐出口が形成された面を、吐出口をキャップするキャップ部材内の吸収対に接触させ、その状態で吸引による回復動作を行うようにした装置の構成が開示されている。
【０００５】
通常回復が必要な理由は、印字ヘッドを含むインク供給系の一部において、インク循環に支障を来すことがあるためである。最大の原因は、長期放置によりインクが増粘し、インク流路を塞ぐためであり、箇所としては印字ヘッドのインク吐出口であるオリフィス近傍で発生し易い。インクに要求される性能の１つに、記録材に吐出されてからの乾燥性があるが、インクの増粘を避けるためには揮発性を抑え流動性を高める必要もあり、インクの溶媒成分はこれを考慮して決められている。
【０００６】
上述した回復動作を行った場合、その回復動作の規模に応じたインクが循環されることになるが、この回復に使用されたインクはオリフィスも通過しており、紙粉等の不純物を含んでいるため再使用されることはなく、インクジェット記録装置内に設けられた廃インク吸収体に送られる。通常、この廃棄されるインクの量は、回復の規模にもよるが、０．１ｃｃから多いもので数ｃｃにもなることがある。又、1 回の回復動作で印字性能が回復されれば良いが、何回も行わなくてはならない場合もある。
【０００７】
近年はカラー画像品位の向上を目的として多色の記録インクを用いているインクジェット記録装置が主流であるため、１回の回復動作により使用されるインクは使用するインク色数倍発生し、使用者にとって高コストであり不利益を強いている傾向でもある。
【０００８】
又、使用者によっては、カラープリンタであるにも拘らず黒インクしか使用しない使い方をしている場合が少なからずある。このような使用の仕方をしていた場合でも、回復動作はカラープリントをしている場合と同じ内容のものが行われるため、黒インク以外にもカラーインクが廃インクとして消費されていた。
【０００９】
黒単色の印刷しか行っていないにも拘らず、カラーインクを補充することには使用者の抵抗感は強いものがあった。又、それが白黒プリントのランニングコストを少なからずアップさせていた。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５８−０６２０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記した回復動作用のインクを記録用インクとは別に用意し、インクジェット記録装置側で認識することにより、回復動作の内容を変更することで効果があり、低コストな回復を実現することを目的とする。
【００１２】
メーカー側で色材の含まれていないインクカートリッジ（以下、溶媒カートリッジと呼ぶ）を設定する訳であるが、色材が含まれていないため記録用色カートリッジの１／２程度の価格で提供できるためである。
【００１３】
従って、溶媒カートリッジを装着した場合で、回復動作の内容を変更しなくとも、回復動作により消費されるインクのコストを低減することが可能である。
【００１４】
又、長期にインクジェット記録装置を使用しない場合等は、通常セットしている色インクカートリッジの代わりに全色にこの溶媒カートリッジをセットしておくことにより、装置を一定の品質に保ち易い効果が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、溶媒中に染料若しくは顔料等の色材を溶解若しくは分散させた記録インクを記録ヘッドにより記録材上に吐出することにより印字を行うインクジェット記録装置において、前記記録インクはインクジェット記録装置に脱着可能なインクカートリッジ内に充填された記録インクを使用し、通常印字に使用する記録インク色に対応したインクカートリッジ以外に溶媒のみを充填したインクカートリッジが各記録インクカートリッジの代わりに装着可能に設定されており、溶媒のみを充填したインクカートリッジを記録装置に装着した場合は記録装置が自動認識する手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、記録用のインクとは別に、回復動作用のインクを用意し、低コストな回復を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、カートリッジタイプのインクタンクを使用するインクジェット記録装置における印字ユニットの回復技術に関するものである。実施の基本形態としては、通常の印字記録に使用するカラーインク（黒を含む）の種類に応じて設定されているインクカートリッジの他に、染料や顔料等の色材を含まない溶媒からのみ成るインクを充填したインクカートリッジがインクジェット記録装置に装着可能に設定され、その溶媒カートリッジの装着がされているかの判別手段を有するものである。
【００１８】
又、本発明の主目的としては、実効的で且つ安価なインクジェット記録装置の印字性能回復にあり、前記溶媒カートリッジの使用者への販売価格は、通常記録に用いるカラーインク（黒含む）カートリッジの販売価格よりも低く設定されていることも重要なファクターと言える。
【００１９】
溶媒カートリッジについて以下に説明する。
【００２０】
通常インクジェット記録装置用のインクの組成は、インクジェット記録方式によっても若干異なるが、主要な成分で表現すると重量％比で水（純水）が７０％、グリセリンやジエチレングリコールで代表される有機溶剤が２０％、イソプロピルアルコールやエタノール等のアルコールが５〜６％、色材となる染料或は顔料が４〜５％のようになっている。他に印字性能向上やインクの保存性を目的として添加されている物質を含んでいるものがあるが、本発明においては本質的なものでないのでここでは無視する。
【００２１】
本発明の溶媒のみから成るインクとは、上記した組成物質の内基本的には色材を除去したインクを言うが、色材以外の組成物の内の幾つかが含まれていなくても問題はない。
【００２２】
別途実施例の項において本発明の説明を行うが、ここでインクジェット記録装置における回復動作について説明をしておく。
【００２３】
回復動作はその動作を自動で行うか、使用者が行う（手動）かの、動作形態で２種に分けられる。
【００２４】
通常インクジェット記録装置の開発過程においては、その装置の構成、使用ヘッド、使用インク等により異なるが、放置期間（印字を行わなかった期間）及び放置環境等により、印字性能を保つため印字前にどの位の回復動作が必要かを検討し、印字前の回復動作内容を決定している。使用者の印字指令の出されたタイミングによって、回復動作の規模を決定し、自動的に行っているが、これを自動回復と呼ぶ。
【００２５】
これに対し、印字物上にインク吐出不良による不具合が発生した場合、使用者がマニュアルで回復動作を行うことになるが、これを手動回復と呼ぶものとする。手動回復とは呼んでいるが、回復動作の規模、内容は、装置に予め手動回復シーケンスとして盛り込まれている。
【００２６】
回復動作の内容は、インク循環系にポンプ等により強制的にインクを循環させる回復動作と、通常印字と同じく印字ヘッドの各印字ノズルに信号を与え、インクを吐出させる回復動作の２種ある。ここでは、インクを強制的に循環させる回復動作を用いて説明していくが、これに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
実施例を挙げて説明する。実施例１として説明するインクジェット記録装置は、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のインクにより印字を行うインクジェット記録装置である。これらインクは、それぞれ専用のインクカートリッジに充填されており、それぞれが独立して交換できる形態となっている。
【００２８】
各インクの組成は、水（純水）７０％、グリセリン及びジエチレングリコール２０％、イソプロピルアルコール及びエチルアルコールが５％、各色の染料が５％となっている。従って、溶媒のみから成るインクの組成は、水（純水）７４％、グリセリン及びジエチレングリコールが２１％、イソプロピルアルコール及びエチルアルコールが５％としている。
【００２９】
本実施例では、各インクの組成がインク染料のみの違いであり、且つ、インク染料濃度も同じであるが、仮に微妙な違いがあった場合でも、溶媒カートリッジの組成としては例えば黒インクから染料を除去した組成のもの１種を使用して差し支えない。
【００３０】
従って、本実施例のインクジェット記録装置においては、インクカートリッジの種類は黒、イエロー、マゼンタ、シアン、溶媒のみの５種類とした。
【００３１】
インクカートリッジの概略を図１に示した。図１は溶媒インクカートリッジの斜視透視図である。本インクカートリッジは、透明な樹脂材料で成型された部材から成る。以下、カートリッジの構成について簡単に説明する。
【００３２】
１は充填された溶媒インクであり、破線２で示すところまで溶媒インクが充填されている。３として斜線で示す部分にはスポンジが充填されており、溶媒インク１とは隔壁４によって仕切られている。隔壁４は溶媒インク１とスポンジ３を連通している開口５が設けられており、スポンジ３は溶媒インクを含浸した状態となっている。
【００３３】
スポンジ部の下方にはインクジェット記録装置本体にインクを供給する供給口６があり、スポンジ３と連通している。又、本体への供給をスムーズに行うため、スポンジ部の上方に大気との連通口７が設けられている。
【００３４】
このスポンジ３は毛細管現象により、インクカートリッジの交換時等にインクが流れ出ないようにするためだけでなく、その発生負圧により印字ヘッドの吐出口のインク面にメニスカスを与えるものである。
【００３５】
溶媒インク１の収容部分の下方には、インクカートリッジと一体にプリズム８が設けられており、本体側に設けられている発光素子９及び受光素子１０によりインクの残量があるかないかを判断している。インクがある場合とインクがない場合とでプリズム８における入射光の反射の仕方が変化することを利用したものであり、特開平７−２１８３２１号公報等に記述されている方式を用いている。
【００３６】
１１は溶媒インクを充填したカートリッジに設けられた突起である。この突起１１はカートリッジと一体に設けても良いが、色インクのカートリッジと共通で使用するためには、除去し易くすると良い。別な方法としては、溶媒インクカートリッジとして製造する際に突起１１を取り付ける構成としても良い。
【００３７】
通常の印字に使用する色インクカートリッジは、上述した突起１１が無く、溶媒インクの代わりにそれぞれの色材を含む色インクが充填されたものである。
【００３８】
この突起１１に対応して、本体側にマイクロスイッチ１２がそれぞれのカートリッジ装着位置に対応した場所に設けられており、溶媒インクか色インクかの判断をしている。尚、本インクカートリッジには約１２ｃｃのインクを充填することができる。
【００３９】
図２は印字ヘッドの手動回復動作を説明する概略図である。
【００４０】
印字ヘッドの回復動作には大別して、自動回復と手動回復の２種あることは前記したが、実施例１では、インクカートリッジとして溶媒インクが充填された場合は、マイクロスイッチ１２により検知できるが、この場合は、自動回復としては通常の回復と同じ内容のものを行う構成としている。使用者にとって深刻な問題は、使用してみて印字結果に問題があった場合であり、このときに行う手動（マニュアル）回復について改善したのが実施例１である。
【００４１】
手動回復のフローは図２に示すものとなっている。先ず、使用者は、回復を必要とする色のインクカートリッジを溶媒インクカートリッジに交換する。このとき全インク（４色）を溶媒インクカートリッジに交換することが望ましい。
【００４２】
交換した後に、予めインクジェット記録装置に設定されている手動回復をスタートボタンをオンすることでスタートさせる。装置は、手動回復に先立ってインクの残量があるかを判定し、残量がない場合は残量なし警告を出す。
【００４３】
残量がある場合は、装着されているカートリッジが全て溶媒インクであるかそうでないかの判定を行い、１つでも色インクカートリッジが装着されている場合は、回復動作１を行い、全てのインクが溶媒インクである場合は、回復動作２を実行する。
【００４４】
回復動作は、図３に示すようなインクの供給系にインクを流すことで行われる。図３は本インクジェット記録装置で使用する４色のインクそれぞれに設けられているインクの供給系を簡略に示したものである。１３はインクカートリッジ、１４はインクカートリッジ１３から印字ヘッド１５にインクを供給するための供給チューブである。１６は供給チューブ１４の経路中に設けられインクをカートリッジ１３から印字ヘッド１５に流すためのポンプ１を示している。
【００４５】
印字ヘッド１５が紙粉等のごみにより目詰まりしている場合等に回復が必要な訳であるが、ポンプ１６によりインクを印字ヘッド１５に流すことでインクと一緒にごみ等が印字ヘッドから流出する。ごみのためだけでなく、長期放置により印字ヘッド１５内部或はインク供給系全体のインクが増粘した場合にも大きな効果がある。
【００４６】
１７は印字ヘッド１５が回復位置にあるときにインク吐出口（オリフィス）をカバーするキャップであり、回復動作により流れ出るインクを受ける役目を持つ。このキャップ１７に連通して廃液チューブ１８が設けられ、１９に示すインク吸収体に連通している。
【００４７】
廃液チューブ１８の経路には、廃液を吸収体１９に流すための廃液ポンプ２０が設けられている。この廃液ポンプ２０は、上述したポンプ１６と駆動源を同一とすることもできる。
【００４８】
手動回復は、前述したように、装着されているカートリッジの種類に応じて、回復動作１と回復動作２の２種あると述べた。回復動作１は、１つでも色インクカートリッジが装着されている場合に選択されるモードであり、本実施例ではポンプ１６及び廃液ポンプ２０の作動時間を１０秒としている。これにより本実施例では、各色約１ｃｃのインクが循環される。又、回復動作２は、全カートリッジが溶媒インクカートリッジである場合に選択されるモードで、本実施例ではポンプ作動時間を３０秒としている。これにより循環されるインクは約３ｃｃに及ぶ。
【００４９】
色カートリッジが１つでも装着されている場合に回復動作１を選択するとした理由は、色カートリッジは比較的高価であり、大量に消費すると使用者にとって不利益をもたらす可能性があるためである。しかしながら、この回復動作１の効果としては、溶媒インクを装着した色の回復効果の方がやや高いものがある。溶媒インクは染料或は顔料を含んでいないため、インク供給路中の高粘度部分、インク凝集による固着部分の回復には、色インクよりも好ましいからである。
【００５０】
全てが溶媒インクカートリッジである場合には、インクコストが低く、従って、溶媒インクの価格を低く設定されるため、大量の使用が可能となる。従って、回復動作２は、通常の３倍の回復を行い、１回の手動回復による印字トラブルの解決を可能とした。
【００５１】
以上、実施例１の色インクごとに独立したインクカートリッジについて、本発明の効果について述べたが、各インクカートリッジが一体化されたインクジェット記録装置についても対応可能であることは勿論である。
【実施例２】
【００５２】
本発明を適用することにより使用者に利便をもたらす例を実施例２として以下に述べる。
【００５３】
インクジェット記録装置は、カラー印刷の一般化により、ほぼ全ての製品がカラーインクを搭載している状況である。しかしながら、インクジェット記録装置本体のコスト低減、大きさの制限等から、回復動作に使用されるポンプや印字ヘッドのキャップ等を各色で共用している場合が殆どである。
【００５４】
従って、実施例１に挙げているような、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のインクを使用しているインクジェット記録装置では、黒単色の印刷のみを行っている場合でも他の色の印字可能状態を保つために、或る一定時間毎、或は電源投入、電源オフ時等に所定の自動回復動作を行っている。
【００５５】
しかし、使用状況によっては、黒インクしか使用しない場合は多くあり、極端な場合そのインクジェット記録装置を白黒プリンタとしてしか使用しない場合もある。このような場合でも、本来カラープリンタであるがために、カラー印字を保証するためにカラーインク供給系を正常に保つための回復動作を行っている。従って、黒インクしか使用しないにも拘らず、回復動作により消費されるカラーインクの補充を必要としていたのである。
【００５６】
本発明を適用すれば、カラーインクの代わりに、溶媒インクのカートリッジを装着することにより、装置の状態をカラープリンタとして最良の状態に保ちながら、ランニングコストの安い白黒プリンタとして使用に供することが可能となる。
【００５７】
又、もしもカラー印字を必要とする印刷指令がプリンタに送られた場合でも、装置側に設けられた溶媒インクカートリッジ検知装置により、印字動作前に停止し、使用者にインクカートリッジの交換を促すことができる。
【００５８】
本実施例２は、請求項３及び４についての実施例である。
【００５９】
次に、請求項５について説明する。
【００６０】
インクジェット記録装置には、回復動作によって生じる廃インクを貯留格納する吸収体を有している。この吸収体の大きさは、その装置から生ずる廃インク量から決められているものであるが、装置自体の大きさの制限もあり、大きくすることが困難なのが一般的である。
【００６１】
しかし、吸収体に回収された廃インクは、時間の経過と共に蒸発を期待できる部分もあり、蒸発分を見込んで吸収体の寿命を考慮している。
【００６２】
本発明を実施することで、安価な溶媒インクによる回復が多くなされると、吸収体に貯留格納される廃インクの量が多くなり、吸収体の耐用枚数が減少してしまうことが懸念される。そこで、溶媒インクについては、通常印字に使用する色インクよりも蒸発気化し易い成分とした。
【００６３】
具体的には、通常インクの溶媒構成が、水（純水）７０％、有機溶剤（グリセリン及びジエチレングリコール等）２５％、アルコール（イソプロピルアルコール及びエチルアルコール等）５％である場合、溶媒インクの構成を、水８０％、有機溶剤１２．５％、アルコール７．５％として、蒸発気化性を高めることにより、吸収体の生涯吸収量を減少させることなく、本発明の効果を高めることができた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、インクジェット記録装置における印字ユニットの回復技術に利用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】溶媒インクカートリッジの斜視概略図である。
【図２】本発明を適用した際のマニュアル回復のフローチャートである。
【図３】インクジェット記録装置のインク供給系概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  溶媒インク
２  溶媒インクの充填量を示す破線
３  スポンジ
４  隔壁
５  開口
６  インク供給口
７  大気との連通口
８  プリズム
９  発光素子
１０  受光素子
１１  突起
１２  マイクロスイッチ
１３  インクカートリッジ
１４  供給チューブ
１５  印字ヘッド
１６  ポンプ
１７  キャップ
１８  廃液チューブ
１９  吸収体
２０  廃液ポンプ２
【図１】
2005186501.tif 000003
【図２】
2005186501.tif 000004
【図３】
2005186501.tif 000005