(57)【要約】【課題】安定したインク吐出特性を得て良好な印字物を得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】記録ヘッドを搭載したキャリッジと該キャリッジに取り付けられたエンコーダと該エンコーダ信号よりキャリッジ位置及び状態を検知する制御手段と、記録ヘッドにインクタンクに収容されたインクを供給するためのインク供給経路と、該インク供給経路に設けられてその経路を開閉する弁と、該弁の開閉動作が駆動手段によって行われるインクジェット記録装置において、エンコーダ信号によってキャリッジの加減速時を検知し、そのキャリッジの加減速時に該インク供給経路に設けられた開閉弁を閉鎖することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドを搭載したキャリッジと該キャリッジに取り付けられたエンコーダと該エンコーダ信号よりキャリッジ位置及び状態を検知する制御手段と、記録ヘッドにインクタンクに収容されたインクを供給するためのインク供給経路と、該インク供給経路に設けられてその経路を開閉する弁と、該弁の開閉動作が駆動手段によって行われるインクジェット記録装置において、
エンコーダ信号によってキャリッジの加減速時を検知し、そのキャリッジの加減速時に該インク供給経路に設けられた開閉弁を閉鎖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】
前記開閉弁の制御はキャリッジの加減速時は閉鎖しているが、記録時である定速時及び非記録時である停止時は開放してい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】
キャリッジ停止時間が該駆動手段による該インク供給経路に設けられた弁の開閉動作時間よりも短い時は弁の開放動作を行わない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４】
前記インク供給制御は、キャリッジが定速移動中であっても非記録時は弁を閉塞してい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】
前記開閉弁の制御はキャリッジの加減速時の間において、特定の時間内のみ閉鎖してい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６】
前記特定の時間は非記録時であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
記録ヘッドを搭載したキャリッジと該キャリッジに取り付けられたエンコーダと該エンコーダ信号よりキャリッジ位置及び状態を検知する制御手段と、記録ヘッドにインクタンクに収容されたインクを供給するためのインク供給経路と、該インク供給経路に設けられてその経路を開閉する弁と、該弁の開閉動作が駆動手段によって行われるインクジェット記録装置において、
或る特定の印字モード時のみエンコーダ信号によってキャリッジの加減速時を検知し、そのキャリッジの加減速時に該インク供給経路に設けられた開閉弁を閉鎖することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記印字モードはキャリッジの加減速度及び定速度、印字濃度によって決定され、各モードの中でキャリッジの加減速度が大きく、印字濃度が小さいモードにおいて、エンコーダ信号によってキャリッジの加減速時を検知し、そのキャリッジの加減速時に該インク供給経路に設けられた開閉弁を閉鎖することを特徴とする請求項７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、チューブ等により構成されたインク供給経路を通してインクタンクから記録ヘッドへとインクを供給する構成の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のプリンタやファクシミリ、複写機のインク供給機構は、図８に示すように、メインタンク２１に貯蔵したインクを固定側インク供給チューブ２３と可動性を有するインク供給チューブ２４を介してキャリッジ２２に搭載したヘッドユニット２５に供給し、ヘッドユニット２５の記録ヘッド２６から液滴として吐出して印字するものが多く使用されている。このようにメインタンク２１のインクをインク供給チューブ２４を介してヘッドユニット２５に供給するインク供給機構は、キャリッジ２２の走査に伴い発生するインク供給チューブ２４内部のインク圧力変動が記録ヘッド２６から吐出する液滴の吐出特性に悪影響を及ぼす。
【０００３】
例えば、キャリッジ２２がキャリッジガイドロッド２７に沿って位置Ａから位置Ｂに移動するとき、キャリッジ２２の移動に伴いインク供給チューブ２４も移動する。このインク供給チューブ２４が移動するときに、インク供給チューブ２４とインク供給チューブ２４内部のインクとの間に相対的に速度差が生じる。この速度差によりインク供給チューブ２４内部のインクはキャリッジ２２を停止してから或る時間をおいて停止する。このため、キャリッジ２２の往復動作を繰り返すと、インク供給チューブ２４内部のインクに振動が生じ、ヘッドユニット２５に供給するインクにある振幅の圧力変動が発生する。この供給するインクの圧力変動量が大きくなると記録ヘッド２６のノズルに生じているインクのメニスカスが破壊されて気泡をノズルから巻き込んだり、意図しない吐出が発生する。
【０００４】
又、そこに至らないまでも印字時に吐出する液滴の量や速度に影響を与えることになる。この圧力変動による影響を解消するため、例えば特許文献１に示すインクジェットプリンタは、インク供給チューブのヘッドユニットの接続側をキャリッジの走査方向と交差するように配置し、キャリッジの走査によりインク供給チューブのヘッドユニットとの接続側を揺動させるようにして圧力変動を生じないようにしている。又、特許文献２に示されたインクジェットプリンタは、インク供給チューブの中間にインクの逆流を遮断する遮断弁を設けて、記録ヘッドの圧力変動によるメニスカスの後退を防いでいる。又、特許文献３に示されたインクジェットプリンタは、インク供給チューブ内部に圧力変動抑制装置として２つの弁とその間に球を設けて、キャリッジの双方向の挙動に対しインクが逆流することを防いでいる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１６９６７１号公報
【特許文献２】特開平５−３３８２０３号公報
【特許文献３】特開平１１−３６２３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、キャリッジの走査によりインク供給チューブのヘッドユニットとの接続側を揺動させるようにしても、キャリッジが往復する速度が或る程度以上になるとインク供給チューブのヘッドユニットとの接続側内にインクに振動が生じ、圧力変動の抑制効果が期待できず、インク吐出特性を安定させることは困難である。
【０００７】
又、インク供給チューブの中間にインクの逆流を遮断する遮断弁を設けた場合、図８に示すように、キャリッジ２２を位置Ａから位置Ｂに移動するため加速するときに、インク供給チューブ２４内のインクはヘッドユニット２５とは反対方向に流れてヘッドユニット２５近傍のインクが負圧になることを防ぐことはできるが、キャリッジ２２が位置Ｂまで移動して停止し、位置Ａ方向へ向かって再加速するとき、インク供給チューブ２４内のインクはヘッドユニット２５の方向に流れ、ヘッドユニット２５近傍のインクの圧力が高くなることを防ぐことはできず、やはり圧力変動の抑制効果が期待できず、インク吐出特性を安定させることは困難である。
【０００８】
又、２つの弁とその間に球を用いた圧力変動抑制装置を設けた場合も、球の重さやインクの流速等、変動要因が大きく安定してインクの逆流を抑えることができず、やはり圧力変動の抑制効果が期待できず、インク吐出特性を安定させることは困難である。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、安定したインク吐出特性を得て良好な印字物を得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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、記録ヘッドを搭載したキャリッジと該キャリッジに取り付けられたエンコーダと該エンコーダ信号よりキャリッジ位置及び状態を検知する制御手段と、記録ヘッドにインクタンクに収容されたインクを供給するためのインク供給経路と、該インク供給経路に設けられてその経路を開閉する弁と、該弁の開閉動作が駆動手段によって行われるインクジェット記録装置において、エンコーダ信号によってキャリッジの加減速時を検知し、そのキャリッジの加減速時に該インク供給経路に設けられた開閉弁を閉鎖することを特徴とする。
【００１１】
又、本発明は、記録ヘッドを搭載したキャリッジと該キャリッジに取り付けられたエンコーダと該エンコーダ信号よりキャリッジ位置及び状態を検知する制御手段と、記録ヘッドにインクタンクに収容されたインクを供給するためのインク供給経路と、該インク供給経路に設けられてその経路を開閉する弁と、該弁の開閉動作が駆動手段によって行われるインクジェット記録装置において、或る特定の印字モード時のみエンコーダ信号によってキャリッジの加減速時を検知し、そのキャリッジの加減速時に該インク供給経路に設けられた開閉弁を閉鎖することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、キャリッジの加減速時中弁が閉まっているため供給チューブ内のインクがキャリッジの動きと反対方向に流れ、又はチューブとチューブ内のインクに大きく速度差が出ることがなくなり、その結果、ヘッド内部の圧力変化グラフは図５に実線にて示すようになり、圧力変化を抑制することが可能となる。これにより安定したインク吐出特性を得ることができ、良好な印字物を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
以下では、本発明のインクジェット記録装置においてチューブを介してインクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクジェット供給システムについて図１〜図４を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給の基本原理を説明するための図である。先ず、インクジェット記録装置におけるインクの供給の一般的な基本原理について図１を参照して説明する。
【００１６】
図１に示すように、インクジェット記録装置では、記録ヘッド１とメインタンク４とが供給チューブ６を通して連通されており、メインタンク４から記録ヘッド１の各吐出ノズル１ｇまでの流路がインクで満たされている。記録ヘッド１の吐出ノズル１ｇは、メインタンク４内に収容されたインクの液面よりも高さＨだけ高い位置に配置され、記録ヘッド１内の圧力が高さＨの水頭差分の負圧に保たれた状態となっている。記録ヘッド１内には、一定量のインク９が蓄えられている。
【００１７】
インクジェット記録方式において、記録ヘッド１の吐出ノズル１ｇは微細な穴であり、吐出ノズル１ｇに特に弁機構はない。吐出ノズル１ｇの内部を負圧に保つことによって、そのノズルの先端部にインクのメニスカスを張らせ、吐出ノズル１ｇからのインクの漏れ、大気から吐出ノズル１ｇ内への空気の進入をなくしている。インクの吐出は、吐出ノズル１ｇ近傍に配置した不図示のヒータの膜沸騰エネルギーにより吐出ノズル１ｇ内のインクを押し出すことにより行われる。インクの吐出後、吐出ノズル１ｇの毛細管力によってノズル内に再びインクを満たすサイクルが繰り返され、インクは、供給チューブ６を通してメインタンク４から記録ヘッド１へと再び吸い上げられる。
【００１８】
図２は本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【００１９】
図２に示すインクジェット記録装置は、記録ヘッド１の主走査方向の往復移動（主走査）と、一般記録紙、特殊紙、ＯＨＰフィルム等の記録用シートＳの所定ピッチ毎の副走査方向への搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながら記録ヘッド１から選択的にインクを吐出させて記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成するシリアル型の記録装置である。
【００２０】
図２において、記録ヘッド１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、搬送ローラ３により、記録ヘッド１のインク吐出面に対面し、且つ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００２１】
記録ヘッド１は、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数のノズル列を有する。それらの核ノズル列は、記録ヘッド１の主走査方向とほぼ直交した方向に延びている。記録ヘッド１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク４がインク供給ユニット５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット５と記録ヘッド１とは、それぞれのインクの色に対応した複数の供給チューブ６によって接続され、メインタンク４をインク供給ユニット５に装着することで、メインタンク４内に収納された各色のインクを記録ヘッド１の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。これらメインタンク４、インク供給ユニット５及び供給チューブ６によって、インクを記録ヘッド１に供給するインク供給経路が構成されている。
【００２２】
記録ヘッド１の往復移動範囲内で、且つ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域には、インク供給ユニット５に隣接した回復ユニット７が記録ヘッド１のインク吐出面と対面するように配置されている。回復ユニット７は、記録ヘッド１の各吐出ノズル１ｇの開口端からそのノズル内のインク又は空気を強制的に吸い出し、吐出ノズル１ｇのクリーニングや記録ヘッド１へのインク充填動作を行う機構である。
【００２３】
次に、このインクジェット記録装置のインク供給系の構成について図３を参照して説明する。
【００２４】
図３は図１に示すインクジェット記録装置の１色分についてのインク供給経路を説明するための図である。
【００２５】
先ず、記録ヘッド１について説明する。
【００２６】
記録ヘッド１の側面には電気基板が取り付けられている。電気基板は、記録ヘッド１がキャリッジ２上に搭載された際に、キャリッジ２上に設けられた接点と接続する。電気基板には、記録装置本体からの電源供給用の端子や記録装置本体と記録ヘッド１との信号のやり取りを行うための端子等の複数の端子が形成されている。それらの端子の中には、２つの端子が短絡しているものがあり、記録装置本体側では、それらの端子に対応する接点がオープンならば、記録ヘッド１が取り付けられていない状態であるヘッドなしと判断し、閉じていれば、記録ヘッド１がキャリッジ２上に取り付けられている状態であるヘッドありと判断する。ヘッドあり判断された場合には、その後、記録ヘッド１への電源供給や記録装置本体と記録ヘッド１との信号のやりとりを開始する。
【００２７】
記録ヘッド１へは、供給チューブ６の先端に設けられた液体コネクタが気密接続されるコネクタ挿入口１ａは、記録ヘッド１の上部にインク室として形成されるインクを一定量蓄えるサブタンク部１ｂと連通している。サブタンク部１ｂの重力方向下側には、並列に配列された複数の吐出ノズル１ｇを有するノズル部にインクを直接供給する液室１ｆが形成されている。サブタンク部１ｂと液室１ｆとの境界には開口部１ｄが形成された仕切部１ｅを有し、フィルタ１ｃはこの仕切部１ｅ上に設置されている。よって、サブタンク部１ｂは、フィルタ１ｃ、開口部１ｄ及び液室１ｆを介して各吐出ノズル１ｇと繋がっている。
【００２８】
記録ヘッド１の内部におけるインクの通過経路では、上述の構成により、コネクタ挿入口１ａから記録ヘッド１に供給されたインクは、サブタンク部１ｂ、フィルタ１ｃ、液室１ｆを経て各吐出ノズル１ｇに供給される。コネクタ挿入口１ａから吐出ノズル１ｇまでの間は大気に対して気密な状態に保たれている。
【００２９】
サブタンク部１ｂの上面には開口部が形成され、この開口部は、記録ヘッド１の上面に固定されたドーム状の弾性部材１ｈで覆われている。この弾性部材１ｈで囲まれた空間（圧力調整室１ｉ）は、開口部を介してサブタンク部１ｂ内と連通しており、サブタンク部１ｂ内の圧力に応じて容積が変化することによって、後述するようにサブタンク部１ｂ内の圧力を調整する機能を有する。
【００３０】
吐出ノズル１ｇは、断面幅が２０μｍ程度の微細な筒状の構造を持ち、吐出ノズル１ｇ内のインクに吐出エネルギーを与えることでインクを吐出ノズル１ｇから吐出させ、インクの吐出後、吐出ノズル１ｇの毛管力により吐出ノズル１ｇ内にインクが満たされる。通常は、この吐出を２０ｋＨｚ以上のサイクルで繰り返し、微細で高速な画像形成を行っている。吐出ノズル１ｇ内のインクに吐出エネルギーを与えるため、記録ヘッド１は、吐出ノズル１ｇ毎にエネルギー発生手段を有する。本実施の形態では、エネルギー発生手段として、吐出ノズル１ｇ内のインクを加熱する発熱抵抗素子を用いており、記録ヘッド１の駆動を制御するヘッド制御部（不図示）からの指令により発熱抵抗素子を選択的に駆動し、所望の吐出ノズル１ｇ内のインクを膜沸騰させ、これにより生じる気泡の圧力を利用して吐出ノズル１ｇからインクを吐出させている。
【００３１】
吐出ノズル１ｇは、上述したように、インクを吐出する先端を下向きにして配列されているが、その先端を閉鎖する弁機構は設けられておらず、インクはメニスカスを形成した状態で吐出ノズル１ｇを満たしている。そのため、記録ヘッド１の内部、特に吐出ノズル１ｇ内は負圧の状態に保たれている。但し、負圧が小さ過ぎると、吐出ノズル１ｇの先端に異物やインクが付着した場合、インクのメニスカスが崩れてインクが吐出ノズル１ｇから漏れ出てしまうことがある。又、この逆に負圧が大き過ぎると、吐出時にインクに与えられるエネルギーよりも吐出ノズル１ｇ内にインクを引き戻す力が強くなってしまい、吐出不良となってしまう。よって、吐出ノズル１ｇ内における負圧は、大気圧よりも若干低い一定の範囲に保たれる。この負圧の範囲は、吐出ノズル１ｇの数、断面積、発熱抵抗素子の性能等により異なるが、実験結果によれば、−４０ｍｍＡｑ（約−０．００４０ａｔｍ＝−４．０５３ｋＰａ）〜−２００ｍｍＡｑ（約−０．０２００ａｔｍ＝−２．０２６５ｋＰａ：但し、インクの比重≒水の比重とする）の範囲が好ましい。
【００３２】
フィルタ１ｃは、吐出ノズル１ｇを詰まらせるような異物がサブタンク部１ｂから液室１ｆへ流出するのを防止するためのものであって、吐出ノズル１ｇの断面幅よりも小さい１０μｍ以下の微細孔を有する金属メッシュで構成される。フィルタ１ｃは、フィルタ１ｃの一方の面のみにインクが接触すると各微細孔に毛管力によるインクのメニスカスが形成され、インクは容易に透過するが空気の流れは困難な性質を持っている。微細孔のサイズが小さいほどメニスカスの強度は強くなり、より空気を通しにくくなる。
【００３３】
記録ヘッド１内でのインクの移動方向に関してフィルタ１ｃの下流に位置する液室１ｆに空気が存在すると、空気は空気自身の浮力程度ではフィルタ１ｃを通過することができないので、液室１ｆ内の空気は液室１ｆ内に留まる。この現象を利用し、液室１ｆをインクで満たさず、液室１ｆ内のインクとフィルタ１ｃとの間に空気の層が存在し、この空気層によって液室１ｆ内のインクとフィルタ１ｃとが隔てられるように、所定の量のインクを液室１ｆ内に蓄えている。
【００３４】
液室１ｆ内に蓄えられるインクの量は、最低限、吐出ノズル１ｇをインクで満たすのに必要な量である。吐出ノズル１ｇ内に液室１ｆからの空気が浸入すると、インク吐出後の吐出ノズル１ｇにインクが補充されず吐出不良を起すため、一定量以上のインクを蓄える液室１ｆの下側に吐出ノズル１ｇを下向きに配置し、吐出ノズル１ｇ内に空気が入り込まないように吐出ノズル１ｇ内は常にインクで満たされている必要がある。
【００３５】
フィルタ１ｃの上面にはサブタンク部１ｂ内のインクが接触しているが、このインクと接触している面積がフィルタ１ｃの有効面積となる。フィルタ１ｃによる圧力損失はフィルタ１ｃの有効面積に依存している。フィルタ１ｃの面積は、圧力損失が許容値以下となるように設定されている。圧力損失はフィルタ１ｃのメッシュが細かいほど、インクの流量が多いほど高くなる。逆にフィルタ１ｃの面積に反比例する。近年の高速、多ノズル、小ドットプリンタにおいては圧力損失が高くなる傾向にあり、フィルタの大きさが１０×２０ｍｍ程度と大きくなっており、フィルタの上流側にサブタンク部、下流側に液室の空間を必要としている。本実施の形態では、フィルタ１ｃを記録ヘッド１ｃの使用状態において水平となるように配置し、フィルタ１ｃの上面全体にインクを接触させることによりフィルタの有効面積を最大とし、圧力損失を低くしている。
【００３６】
圧力調整室１ｉは、内部の負圧が高まるに連れてその容積が縮小する部屋であり、圧力調整室１ｉが弾性部材１ｈで構成される場合は、弾性部材１ｈとしてはゴム材等が好ましい。又、弾性部材1hの他に、プラスチックシートとばねとの組み合わせによって構成しても良い。
【００３７】
圧力調整室１ｉを設けない場合、サブタンク部１ｂ内の圧力は、インクがメインタンク４、インク供給ユニット５及び供給チューブ６を通過する際の圧力損失による抵抗を直接受ける。そのため、全ての吐出ノズル１ｇよりインクを吐出する等、高い割合でインクを吐出する所謂高デューティーの場合には、サブタンク部１ｂ内の圧力は、供給チューブ６やインク供給ユニット５、メインタンク４をインクが通過する際の圧力損失による抵抗を受けるので、吐出されるインクに対して記録ヘッド１に供給されるインクが不足状態となり、負圧が急激に上昇してしまう。吐出ノズル１ｇの負圧が、前述した限界値である−２００ｍｍＡｑ（約−２．０２６５ｋＰａ）を超えると、吐出が不安定になり画像形成の上で不都合な状態となる。
【００３８】
シリアル型の記録装置においては、高デューティーでの画像形成を行った後に、キャリッジ２（図２参照）の反転の際にインクの吐出を中断する状態が存在する。この場合、圧力調整室１ｉは、インクの吐出中には容積を縮小させてサブタンク部１ｂ内の負圧の上昇を緩和し、反転時に復元するといったコンデンサのような役割を果たす。
【００３９】
このように、圧力調整室１ｉによりインクの吐出の安定化を図るとともに、メインタンク４から記録ヘッド１までのインクの供給経路での圧力損失の影響が抑えられる。そのため、キャリッジ２に従動させる供給チューブ６も直径の細いものを使用することができ、キャリッジ２の移動の負荷低減にも貢献する。
【００４０】
次に、インク供給ユニット５及びメインタンク４について説明する。
【００４１】
メインタンク４は、インク供給ユニット５に対して着脱可能な構成であり、剛性を有するケース４ａの下部に２口のゴム栓４ｂ，４ｃが取り付けられて成るものである。メインタンク４は、それ単体では密閉された容器であり、メインタンク４内にはインク９が液体のまま収容されている。
【００４２】
一方、インク供給ユニット５は、メインタンク４からインク９を取り出すためのインク供給針５ａと、メインタンク４内へ大気を導入させるための大気導入針５ｂとを有する。メインタンク４の取り付け部が、これらインク供給針５ａ及び大気導入針５ｂ等から構成されている。インク供給針５ａ及び大気導入針５ｂは共に中空の針であり、メインタンク４のインク供給口及び大気導入口の位置に対応させて針先を上方に向けて配置されており、メインタンク４がインク供給ユニット５に装着されることで、インク供給針５ａ及び大気導入針５ｂがそれぞれゴム栓４ｂ，４ｃを貫通し、メインタンク４の内部に侵入する構成となっている。これにより、メインタンク４内と各針内の流路が連通可能となる。
【００４３】
インク供給針５ａは、第１液路５ｃ、選択的に開閉可能な遮断弁１０及び第５液路５ｄという経路を経て供給チューブ６と接続され、更に記録ヘッド１と連通する。大気導入針５ｂは、液路５ｅ、バッファ室５ｆ及び大気連通口５ｇを経て大気と連通する。インク供給針５ａから供給チューブ６までのインク供給経路のうち最も高さの低い位置にある第１液路５ｃと、大気導入針５ｂから大気連通口５ｇまでの経路のうち最も高さの低い位置にある液路５ｅとは共に同じ高さである。インク供給針５ａ及び大気導入針５ｂは、インクの流動抵抗を抑えるため、内径が１．６ｍｍの太いものを使用し、又、針穴についても直径を１〜１．５ｍｍとしている。
【００４４】
遮断弁１０は、ゴム材から成るダイヤフラム１０ａを有し、このダイヤフラム１０ａを上下に変位させることにより第１液路５ｃと第２液路５ｄの間の開閉を行う。ダイヤフラム１０ａの上面には、押圧ばね１０ｃを内部に保持する筒状のばねホルダ１０ｂが取り付けられており、この押圧ばね１０ｃによりダイヤフラム１０ａの中央部を押圧してダイヤフラム１０ａを押し潰すことにより、ダイヤフラム１０ａの下面によって第５液路５ｄの開口面が塞がれると、第１液路５ｃと第２液路５ｄの間が遮断される。ばねホルダ１０ｂは、後述する回復ユニット７のリンク７ｅにより動作されるレバー１１が係合するフランジを有する。レバー１１を動作させて、押圧ばね１０ｃのばね力に抗してばねホルダ１０ｂを持ち上げることで、第１液路５ｃと第２液路５ｄの間が連通する。遮断弁１０は、記録ヘッド１がインクを吐出している状態では開かれ、待機中及び休止中は閉じられ、インク充填動作時には、回復ユニット７とタイミングを合わせて開閉される。
【００４５】
上述したインク供給ユニット５の構成は、レバー１１を除き、メインタンク４毎、即ち、黒、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれの色のインク毎に設けられている。レバー１１は全ての色に共通のものであり、全ての色についての遮断弁１０を同時に開閉させる。即ち、レバー１１は１つであり、レバー１１の作用点に各色の遮断弁１０のばねホルダ１０ｂが係合しており、1 つのレバー１１によって全ての遮断弁１０が同時に開閉される。
【００４６】
以上の構成により、記録ヘッド１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク４からインク供給ユニット５及び供給チューブ６を介して記録ヘッド１へ供給される。その際、メインタンク４から供給されたインクと同量の空気が大気連通口５ｇからバッファ室５ｆ、大気導入針５ｂを経てメインタンク４内に導入される。
【００４７】
バッファ室５ｆは、メインタンク４内の空気の膨張によりメインタンク４から流出したインクを一時的に保持する目的の空間であり、大気導入針５ｂの下端はバッファ室５ｆの底部に位置している。インクジェット記録装置の待機中又は休止中に環境温度が上昇したり外気圧が低下する等、メインタンク４内の空気が膨張した場合は、遮断弁１０は閉じられているため、メインタンク４内のインクが大気導入針５ｂから液路５ｅを経てバッファ室５ｆへ流出する。逆に、環境温度が低下する等、メインタンク４内の空気が収縮した場合は、バッファ室５ｆ内に流出していたインクはメインタンク４へ戻る。又、バッファ室５ｆにインクが存在している状態で記録ヘッド1 からインクを吐出させると、先ず、バッファ室５ｆ内のインクがメインタンク４へ戻り、バッファ室５ｆ内のインクが無くなった後、メインタンク４内に空気が導入される。
【００４８】
バッファ室５ｆの容積Ｖｂは、製品の使用環境を満足するように設定する。例えば、５℃（２７８Ｋ）〜３５℃（３０８Ｋ）の温度範囲内での使用を前提とする製品であれば、メインタンク４の容量を１００ｍｌとすると、Ｖｂ＝１００×（３０８−２７８）／３０８＝９．７ｍｌ以上として設定される。
【００４９】
インク供給針５ａと大気導入針５ｂとにはインクの電気抵抗を測定する検出回路５ｈが接続されており、メインタンク４内のインクの有無を検出可能となっている。この検出回路５ｈは、メインタンク４内にインクが存在している状態では、メインタンク４内のインクを介して検出回路５ｈに電流が流れるため、電気的クローズを検出し、インクが存在しない又はメインタンク４が装着されていない状態では電気的オープンを検出する。検出電流は微弱であるため、インク供給針５ａと大気導入針５ｂとの絶縁は重要であり、インク供給針５ａから記録ヘッド１までの経路と、大気導入針５ｂから大気連通口５ｇまでの経路とを完全に独立させ、メインタンク４内のインクのみの電気抵抗を測定可能なように配慮している。
【００５０】
次に、回復ユニット７について説明する。
【００５１】
回復ユニット7 は、吐出ノズル１ｇからのインクや空気の吸引と、遮断弁１０の開閉を行うものであり、記録ヘッド１のインクの吐出面（吐出ノズル１ｇが開口した面）をキャッピングするキャップ手段としての吸引キャップ７ａと、遮断弁１０のレバー１１を動作させるリンク７ｅとを有する。吸引キャップ７ａ、吸引ポンプ７ｃ及びポンプモータ７ｄ等どから、所定時のみに記録ヘッド１内のインクを吐出ノズル１ｇから吸引する吸引手段が構成されている。
【００５２】
吸引キャップ７ａは、少なくともインク吐出面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成され、インク吐出面を覆って密閉するキャップ位置と、記録ヘッド１から離間して退避した退避位置との間を往復移動可能に設けられている。吸引キャップ７ａには、複数のコロを有するチューブポンプ式の吸引ポンプ７ｃを中間部位に有するチューブが接続されており、ポンプモータ７ｄによって吸引ポンプ７ｃを駆動することで、連続吸引が可能である。又、ポンプモータ７ｄの回転量に応じて吸引量を変えることが可能である。
【００５３】
第１のカム７ｂは、吸引キャップ７ａを上記２つの位置の間を上下移動させて動作させるものであり、駆動手段であるカム制御モータ７ｇにより、リンク７ｅを動作させる第２のカム７ｆと同一軸上で同期して回転される。リンク７ｅは、第２のカム７ｆによりスライドすることでレバー１１を動かし、それによって遮断弁１０の開閉を行う。第１のカム７ｂのａ〜ｃの位置がそれぞれ吸引キャップ７ａと接触するタイミングは、第２のカム７ｆのａ〜ｃの位置がそれぞれリング７ｅと接触するタイミングと一致している。ａの位置では、第１のカム７ｂは吸引キャップ７ａを記録ヘッド１のインク吐出面から離間させ、第２のカム７ｆはリンク７ｅを押し付けてレバー１１を押し上げ、遮断弁１０を開かせる。ｂの位置では、第１のカム７ｂは吸引キャップ７ａをインク吐出面に密着させ、第２のカム７ｆはリンク７ｅを引き戻して遮断弁を閉じさせる。ｃの位置では、第１のカム７ｂは吸引キャップ７ａをインク吐出面に密着させ、第２のカム７ｆはリンク７ｅを押し付けて遮断弁１０を開かせる。
【００５４】
このように、本実施の形態に係るインクジェット記録装置では、吸引キャップ７ａを駆動するカム制御モータ７ｇによって遮断弁１０が開閉駆動される。
【００５５】
又、上述したように吸引キャップ７ａの移動がキャップ位置と退避位置との間の往復移動であり、遮断弁１０の開閉動作がダイヤフラム１０ａの中央部の往復移動、即ち、弁体の往復移動であることにより、それらの動作が共に同じような動作になり、吸引キャップ７ａを移動させるカム制御モータ７ｇを遮断弁１０の駆動源として利用することが合理的である。更に、第１のカム７ｂと第２のカム７ｆとを同一軸上でカム制御モータ７ｇによって回転させる構成により、カム制御モータ７ｇを１方向に所定の角度ずつ回転駆動していくという簡単な制御で吸引キャップ７ａと遮断弁１０の一連のシーケンスを実行できる。インクジェット記録装置の本体に制御手段として備えられた制御回路は、その記録装置の動作、即ち、記録ヘッド１の動作やキャリッジ２の移動、ポンプモータ７ｄ及びカム制御モータ７ｇの駆動等を制御している。
【００５６】
記録動作の際は、第１のカム７ｂ及び第２のカム７ｆをａの位置とし、吸引キャップ７ａをインク吐出面から離間させ、遮断弁１０を開いて吐出ノズル１ｇからのインクの吐出及びメインタンク４から記録ヘッド１へのインクの供給を可能とする。待機中及び休止中を含む非動作時は、第１のカム７ｂ及び第２のカム７ｆをｂの位置とし、吸引キャップ７ａによってインク吐出面を覆って吐出ノズル１ｇの乾燥を防止するとともに、遮断弁１０を閉じて記録ヘッド１からのインクの流出を防止する。
【００５７】
図４以下に本発明のインク供給制御について説明する。
【００５８】
図４にキャリッジ２の速度変化概念図を、図５にヘッド内部の圧力変動特性図をそれぞれ示す。図４はキャリッジ２が任意の行を印字する際の速度変化概念図であり、縦軸に速度、横軸に時間を示している。１１２はキャリッジ２の起動開始時であり、１１３までの間の１１６が加速時間である。１１３から１１４までの１１７が印字時間であり、キャリッジ２は定速で移動する。その後、１１５までの１１８が減速時間である。キャリッジ２はこの繰り返し動作をしながら記録媒体に記録していく。キャリッジ２には不図示のエンコーダセンサが取り付けてあり、インクジェット記録装置にはスリットの入ったリニアエンコーダフィルムを取り付けている。それらをもってキャリッジ２の移動速度（加減速度）及び位置を知ることが可能である。
【００５９】
図５は縦軸にヘッド内部（サブタンク１ｂ）の圧力を示し、横軸にスキャン経過時間を示している。図４のような挙動をキャリッジ２がした際にヘッド内部（サブタンク１ｂ）の圧力の変化特性を図５の一点鎖線に示している。点線はヘッド内部の基準負圧である。本実施の形態では、サブタンク１ｂに圧力調整室１ｉを設けて圧力変動を抑制する構成を採っているが、キャリッジ２の加減速値が大きくなるに連れ、又、キャリッジ２の定速値が大きくなるに連れ、この圧力調整室１ｉだけでは対応できなくなり、図５の一点鎖線の振幅値は大きくなる。この振幅値を抑制するための本実施の形態のインク供給制御として、キャリッジ２が加速時（図４の加速領域１１６）において遮断弁１０を閉塞し、キャリッジ２が一定速度に到達した際（図４での１１３に達した際）に遮断弁１０を開放する。そして、キャリッジ２が１１４に達した際に遮断弁１０を再び閉塞する。その後、キャリッジ２の停止時は開放する。
【００６０】
そして、次行の印字に入った際は、再びキャリッジ２の加速時は遮断弁１０を閉塞し、定速時に遮断弁１０を開放し、減速時に閉塞する制御を行う。これを印字中連続して行う。上記制御を行うために、遮断弁１０を開放する時間及び閉塞する時間を計算し、キャリッジ２の印字開始時間１１３で遮断弁１０が開放するために、キャリッジ２の位置及び加速度をエンコーダで検知し、１１３の時間を予め計算し、その時間に遮断弁１０が開放するように、１１３から遮断弁１０を開放するために必要な時間を引いた時間から遮断弁１０の開放動作を始める。
【００６１】
又、印字終了時間である１１４の場合も同様に、エンコーダにてキャリッジ２の位置及び速度を検知し、そこから１１４の時間を計算し、１１４で遮断弁１０が閉塞するように１１４から遮断弁１０を閉塞するために必要な時間を引いた時間から遮断弁１０の閉塞動作を行う。これを印字中繰り返す。
【００６２】
又、キャリッジ２が任意の行の印字が終わり、次行の印字にかかる際において、キャリッジ２の停止時間が遮断弁１０を一度開閉する時間よりも短い場合、キャリッジ２の任意の行の減速時間及び次行の加速時間中、遮断弁１０を閉塞し続けても良い。
【００６３】
キャリッジ２が片方向でしか印字しない場合は、任意の行の加速時（図４の加速領域１１６）において、遮断弁１０を閉塞し、キャリッジ２が一定速度に到達した際（図４での１１３に達した際）に遮断弁１０を開放する。そして、キャリッジ２が１１４に達した際に遮断弁１０を再び閉塞する。その後、キャリッジ２の停止時は遮断弁１０を開放する。そして、キャリッジ２が印字せずに駆動している間は遮断弁１０を再び閉塞し、キャリッジ２が停止した際に遮断弁１０を開放する。その後、次行の印字に入った際は、再びキャリッジ２の加速時は遮断弁１０を閉塞し、定速時に遮断弁１０を開放する。この制御を印字中繰り返す。
【００６４】
又、この際もキャリッジ２が任意の行の印字が終わり、次行の印字のために移動し始める際において、キャリッジ２の停止時間が遮断弁１０を一度開閉する時間よりも短い場合、キャリッジ２の任意の行の減速時間及びキャリッジ２の非印字での駆動時間中、遮断弁１０を閉塞し続けても良い。
【００６５】
又、各印字モードにおいて、キャリッジ２の加減速値及び定速値が大きく、且つ、印字濃度が低いモードにおいてのみキャリッジ２の加減速時に遮断弁１０を閉塞する制御を行い、他のモードでは、常に遮断弁１０を開放している制御を行っても良い。
【００６６】
次に、図６にキャリッジの別の速度概念図を示す。
【００６７】
図６も図４と同様に縦軸に速度、横軸に時間を示している。図６では、任意の行の印字におけるキャリッジ２の速度変化を示しており、キャリッジ２は１０３において起動し、１０４までの間１０７は加速し続けている。そして、１０４から１０５の間１０８は記録ヘッド１からインク吐出をし、記録媒体に記録している。その後、停止位置まで一旦加速した後に減速するという制御を行っている。この制御においては、１０３から１０４までの加速時間１０７では遮断弁１０は閉塞し、１０４から１０５までの印字時間１０８では遮断弁１０は開放し、１０５から１０６までのキャリッジ２の加減速時１０９間は再び遮断弁１０を閉塞するという制御を行う。そして、キャリッジ２が停止した際に再び遮断弁１０を開放する。そして、次行の印字を始めるためにキャリッジ２が再び加速する際には遮断弁１０を閉塞する。この制御を印字中繰り返す。
【００６８】
この場合においても、キャリッジ２が任意の行の印字が終わり、次行の印字にかかる際において、キャリッジ２の停止時間が遮断弁１０を一度開閉する時間よりも短い場合、キャリッジ２の任意の行の加減速時間及び次行の加速時間中、遮断弁１０を閉塞し続けても良い。
【００６９】
次に、図７にキャリッジの別の速度概念図を示す。
【００７０】
図７も図４及び図６と同様に縦軸に速度、横軸に時間を示している。図７でも印字の行の印字におけるキャリッジ２の速度変化を示しており、キャリッジ２は２０３において起動し、２０４までの間２０７は加速値が大きく、２０４から２０５までの間２０８は加減速しながら印字を行い、２０５で印字終了後、２０６で停止するまでの間２０９で減速するという制御を行っている。このキャリッジ制御において、２０７の間遮断弁１０を閉塞し、２０８の間遮断弁１０を開放し、２０９の間遮断弁を再び閉塞するという制御を行う。そして、キャリッジ２停止後再び遮断弁１０を開放する。そして、次行の印刷に入る際に再びキャリッジ２が加速する際には遮断弁１０を閉塞するという制御を行う。この制御を印字中繰り返す。
【００７１】
この場合においても、キャリッジ２が任意の行の印字が終わり、次行の印字にかかる際において、キャリッジ２の停止時間が遮断弁１０を一度開閉する時間よりも短い場合、キャリッジ２の任意の行の減速時間及び次行の加速時間中、遮断弁１０を閉塞し続けても良い。
【００７２】
又、図７では２０８の間キャリッジ２は加減速しているが、この間に定速領域があっても同様の制御を行う。
【００７３】
又、片方向印字の場合は前記と同様に印字外のキャリッジ２の加減速時は遮断弁１０を閉塞する制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置におけるインク供給の基本原理を説明するための概略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示すインクジェット記録装置の１色分についてのインク供給経路を説明するための概略図である。
【図４】本発明を説明するためのキャリッジの速度変化概念図である。
【図５】ヘッド内部の圧力変動特性図である。
【図６】キャリッジの速度変化概念図である。
【図７】キャリッジの速度変化概念図である。
【図８】従来例の構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
１        記録ヘッド
１ａ      コネクタ挿入口
１ｂ      サブタンク部
１ｃ    フィルタ
１ｄ      開口部
１ｅ      仕切部
１ｆ      液室
１ｇ      吐出ノズル
１ｈ      弾性部材
１ｉ      圧力調整室
２      キャリッジ
３      搬送ローラ
４      メインタンク
４ａ      ケース
４ｂ，４ｃ  ゴム栓
５      インク供給ユニット
５ａ      インク供給針
５ｂ      大気導入針
５ｃ      第１液路
５ｄ      第２液路
５ｅ      液路
５ｆ      バッファ室
５ｇ      大気連通口
５ｈ      検出回路
６      供給チューブ
７      回復ユニット
７ａ      吸引キャップ
７ｂ      第１のカム
７ｃ      吸引ポンプ
７ｄ      ポンプモータ
７ｅ      リンク
７ｆ      第２のカム
７ｇ      カム制御モータ
９        インク
１０    遮断弁
１０ａ    ダイヤフラム
１０ｂ    ホルダ
１０ｃ    押圧ばね
１１    レバー
Ｓ        記録用シート
１０３，１１２，２０３  キャリッジ起動時間
１０４，１１３，２０４  キャリッジ印字開始時間
１０５，１１４，２０５  キャリッジ印字終了時間
１０６，１１５，２０６  キャリッジ移動終了時間
１０７，１１６，２０７  キャリッジ加速時間
１０７，１１７，２０８  キャリッジ印字時間
１０９  キャリッジ加減速時間
１１８，２０９  キャリッジ減速時間
２１    メインタンク
２２    キャリッジ
２３    固定側インク供給チューブ
２４    インク供給チューブ
２５    ヘッドユニット
２６    記録ヘッド
２７    キャリッジガイドロッド
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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