(57)【要約】【課題】  インクタンクの装着時には、インクタンクとプリントヘッドをつなぐインク流路中の弁を遮断する速度を高速モードとして、弁開閉時の時間のロスをなくし、インク攪拌時の攪拌能力を確保する。一方、インクタンク未装着時には、弁を遮断する速度を低速モードとして、インク供給針からのインクの吹き出しを抑え、記録装置内部がインクにより汚れるのを防ぐ。【解決手段】  供給流路中にある弁を閉じるスピードを速いモードと遅いモードの２種類持たせる。インクタンク装着時は速いモードで弁を閉じて、時間のロスをなくす。また、インク攪拌時も速いモードで弁を動かして、所望の攪拌能力を持たせる。インクタンクが未装着の場合には、遅いモードで弁を閉じて、タンク針よりインクを吹き出させない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材にインクを吐出して記録を行うプリントヘッドと、インクを保持するインクタンクと、前記インクタンクを取付けるタンクステーションと、前記インクタンクから前記プリントヘッドにインクを導くインク流路と、前記インク流路の途中にインクの流れを遮断する弁とを有するインクジェット記録装置において、
前記弁の遮断する速度を少なくとも２モード以上持たせることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
第１項において、
前記インクタンクが前記タンクステーションに取付けられているときには前記弁の遮断する速度を高速モードとし、前記インクタンクが前記タンクステーションに取付けられていないときには前記弁の遮断する速度を低速モードとすることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
第１項および第２項において、
前記弁の遮断動作により前記インクタンク内のインクを攪拌することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
第１項および第２項、第３項において、
前記弁の遮断する速度の高速モードは、前記インクタンク内のインクを攪拌する際の前記弁の遮断する速度と同じであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
第１項および第３項において、
前記インクタンクが前記タンクステーションに取付けられているときには前記弁の遮断する速度を高速モードとし、前記インクタンクが前記タンクステーションに取付けられていないときには前記弁の遮断する速度を低速モードとし、前記インクタンク内のインクを攪拌する際の前記弁の遮断する速度を中速モードとすることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
第１項および第２項、第３項、第４項、第５項において、
常にインクタンクの脱着が可能であることを特徴とする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、記録用紙上にインクを吐出し記録を行うインクジェット記録装置に係り、特にインクジェット記録装置におけるインク供給系に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の記録方式のうち、吐出口（ノズル）からインクを吐出させて記録紙上に記録を行うインクジェット記録方式は、低騒音のノンインパクト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が可能であるため、近年では広く採用されている。
【０００３】
インクジェット記録装置に使用されるインクとしては、一般に不溶性あるいは難溶性の色材を含む染料系や顔料系の水性インクが用いられる。この水性インクを使用した場合、経時的にインク中の色材が凝集、沈降し、濃インクが生成されるので、印刷をした際に、著しく画像品位が低下してしまう。そこで、色材沈降を解消するために、従来のインクジェット記録装置には攪拌手段を設けたものがある。（例えば、特許文献１参照）
以下、図５により従来の攪拌手段を設けたインクジェット記録装置について説明する。インクタンク23とプリントヘッド24とをインク流路26で連通し、インク流路26をインクで満たす。プリントヘッド24からのインクの吐出状態を良好なものとし、また、ノズル25からのインクの漏れを防止するために、インク供給ユニット内のインクの液面よりも高さＨ分だけ高い位置にプリントヘッド24を配置し、プリントヘッド24内が高さＨの水頭差分の負圧に保たれた状態となっている。これによりノズル25は、メニスカスを形成した状態でインクを満たした状態に保たれる。インク流路26の途中には、遮断弁21と攪拌手段20が設けられている。攪拌手段20は伸縮による体積変化を利用してインク流路26内のインクを吸引、排出する。遮断弁21を閉じてインク流路26を遮断した状態で攪拌手段20を動作させることにより、インク流路26内のインクをインクタンク側へと逆流させる。逆流したインクは供給針22からインクタンク内に吹き出して、インクタンク内を攪拌するものである。
【０００４】
また、装置を小型化するために図５に示す攪拌手段を有するインクジェット記録装置の構成において、遮断弁21の開閉により攪拌の機能を持たせたインクジェット記録装置もある。
【特許文献１】特開2004-243667号公報（15頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような構成のインクジェット記録装置においては、記録装置本体が傾けられて、プリントヘッドとインクタンクの水頭差Ｈが崩れると、プリントヘッド内の負圧が保てなくなりメニスカスが壊れてインクが漏れてしまうことがある。そこで、電源をＯＦＦした時には弁を閉じることにより、水頭差Ｈが崩れてもプリントヘッドからインクが漏れないようにする。
【０００６】
遮断弁に攪拌機能を持たせたインクジェット記録装置においては、インクタンク内のインクを攪拌するために、遮断弁の開閉によりインクを供給針から吹き出す。そのため、インクタンクが取付けられていない状態で遮断弁を閉じると、インクが供給針より吹き出して周囲の部品を汚してしまう。例えば、インクタンクを取り外した状態で本体の電源をＯＦＦしてしまった場合などに、インクの吹き出しが起きて周囲の部品を汚してしまう。
【０００７】
供給針からのインクの吹き出しを防ぐ手段としては、インクタンクを外した時には供給針の針穴にカバーをつけて塞いで、インクの吹き出しを防ぐ方法がある。しかし、針穴のカバーを追加することによりコストアップとなり、また、遮断弁の体積変化分だけインクを溜めておくバッファが必要となり、スペースアップおよびコストアップという弊害を招いてしまう。
【０００８】
また他のアプローチとしては、インクタンクを取付ける部分の蓋にロックをつけることにより、インクタンクの交換時などの必要なときにしかインクタンクを取り外すことができないようにすることが可能である。ユーザーがインクタンク交換ボタンを押すと、遮断弁を閉じてから蓋のロックを外すことで、インクタンクが取付けられていない状態で遮断弁を閉じてしまうことによる供給針からのインクの吹き出しを防ぐことができる。しかし、この場合でも、蓋のロックをつけることによるスペースアップとコストアップおよびインクタンクを外す際にユーザーがインクタンク交換ボタンを押さなければならず、インクタンクの交換性が悪くなるという弊害を招いてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記課題を解決するために本発明においては、被記録材にインクを吐出して記録を行うプリントヘッドと、インクを保持するインクタンクと、前記インクタンクを取付けるタンクステーションと、前記インクタンクから前記プリントヘッドにインクを導くインク流路と、前記インク流路の途中にインクの流れを遮断する弁とを有するインクジェット記録装置において、前記弁の遮断する速度を少なくとも２モード以上持たせることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のインクジェット記録装置は、前記インクタンクが前記タンクステーションに取付けられているときには前記弁の遮断する速度を高速モードとし、前記インクタンクが前記タンクステーションに取付けられていないときには前記弁の遮断する速度を低速モードとすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のインクジェット記録装置は、前記弁の遮断動作により前記インクタンク内のインクを攪拌することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、前記弁の遮断する速度の高速モードは、前記インクタンク内のインクを攪拌する際の前記弁の遮断する速度と同じであることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、前記インクタンクが前記タンクステーションに取付けられているときには前記弁の遮断する速度を高速モードとし、前記インクタンクが前記タンクステーションに取付けられていないときには前記弁の遮断する速度を低速モードとし、前記インクタンク内のインクを攪拌する際の前記弁の遮断する速度を中速モードとすることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、常にインクタンクの脱着が可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、部品の追加やスペースの確保などのコストアップやスペースアップを必要とせずに、インク供給針からのインクの吹き出しを抑え、周囲の部品をインクで汚してしまうことを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施例１）
実施例１として、弁を遮断する速度を２モード持たせた場合について、図を用いて説明する。図１は、本発明のインク供給装置の断面図である。
【００１７】
インクタンク１はタンクステーション９に取付けられると、インク供給針２と大気連通針３がインクタンク１に刺さる。大気連通針３は大気連通路５を通じて大気とつながっており、印字によりインクが消費されると、ここからインクタンク１内に空気が入ってくる。インク供給針２は途中に弁６が設置されたインク流路４により、プリントヘッド10とつながっている。プリントヘッド10は吐出ノズル11よりインクを押し出し、吐出する。インク吐出後、吐出ノズル11の毛細管力により、インク流路４を介して随時インクタンク１からインクが吸い上げられ、吐出ノズル11内にインクを満たすサイクルが繰り返される。
【００１８】
吐出ノズル11にインクの増粘物が詰まった場合や、吐出ノズル11のインク中に溶存していた気体が蓄積され気泡となって生じた場合に、これらを除去するために回復ユニット18を用いて、プリントヘッド10の回復動作を行う。回復ユニット18は、プリントヘッド10の吐出ノズル11の開口面をキャッピングするキャップ18aと、このキャップ18aに接続された吸引ポンプ18bとを有している。キャップ18aで吐出ノズル11の開口面をキャッピングした状態で吸引ポンプ18bを駆動し、吐出ノズル11内のインクを強制的に吸引することで、インクの増粘物や余分な気泡を吐出ノズル11から除去する。また、前述の回復方法では吐出ノズル11内の増粘物や余分な気泡を除去しきれない場合には、弁６を遮断した状態で吸引ポンプ18aを駆動して、プリントヘッド10内の負圧を高めてから、弁６を連通状態として、一気にインクを流して吐出ノズル11内の増粘物や余分な気泡を除去する弁閉じ吸引という方法もある。
【００１９】
タンクステーション９にはインク供給針２の根元付近にインク受け８が有り、タンクステーション９の底部には吸収体７が設置されている。インク受け８は吸収体７へとつながっており、インクタンク１の脱着時にインク供給針２についたインクがインク受け８から吸収体７へと流れていく。
【００２０】
また、タンクステーション９には検知手段12が設けられており、この検知手段12によりタンクステーション９にインクタンク１が装着されているかを検知する。
【００２１】
以下に、図２を用いて本実施例の弁６の動作／機能について説明する。
【００２２】
弁６の中心部分は、バネ13によりバネホルダ14を介して上方から押圧されて、流路４を遮断状態とする。バネホルダ14の上部には回転可能なレバー15が係合され、レバー15はカム16に当接している。駆動モータ17によりカム16を回転させ、レバー15を押す。レバー15がカム16によって押されたときにバネ13の付勢力に抗して弁６を持上げ、流路４を連通状態とする。
【００２３】
弁６の役割としては以下の二つがある。一つ目は弁６の開閉によるインクタンク１からプリントヘッド10へのインクの流れの連通/遮断である。印刷中は、インクタンク１からプリントヘッド10へとインクが流れるように、弁６は連通状態にしておく。一方、本体の電源ＯＦＦ時やプリンタの移動中などは、弁６を遮断してインクを流れなくして、インクが漏れないようにする。
【００２４】
二つ目は弁６の連通/遮断動作による体積変化を利用して、インクタンク１内のインクの攪拌に用いられる。図３（Ａ）,（Ｂ）に示すように、弁６を連通状態にするとインクが流れ込み、弁６内にインクが溜まる。ここで、インク流路４はインクタンク１側の流路4aとプリントヘッド10側の流路4bとでは、流路抵抗が  流路4a≪流路4b  となるように差を持たせてある。よって、弁６を連通状態にしたときには、流路抵抗の小さい流路4aからインクタンク内のインクをひいてくる。次に、弁６を遮断することにより弁内のインクを流路4aへと逆流させて、インク供給針２よりインクをインクタンク１内に吹き出させる。この動作を繰り返すことにより、インクタンク１内のインクを攪拌する。
【００２５】
本実施例では、弁６を遮断する速度を高速モードと低速モードの２モード持たせ、タンクステーション９へのインクタンク１の装着／未装着により、その２モードを使い分ける。弁６を遮断する速度の変更は駆動モータ17の回転速度を変化させて行う。
【００２６】
インクタンク１が装着されている場合には、弁６を遮断する速度を高速モードとする。本実施例では、弁６を遮断する速度の高速モードは、インクの攪拌に最も効率の良い速度としている。この速度は、弁６の体積変化量やインクタンクの容量（底面積と高さの比率）、流路4aの流路抵抗、使用しているインク粘度などにより決まり、具体的には、カム16が１秒間で１回転する速度、即ち、弁６が１秒間に１回連通/遮断する速度である。
【００２７】
高速モードで弁６を遮断することにより、前述の攪拌の能力確保や、弁６の通常動作時の時間ロスをなくす。
【００２８】
インクタンク１がタンクステーション９に装着されていない場合には、弁６を低速モードで遮断する。前述したように弁６を遮断すると、その体積変化分だけインクがインク流路４の流路4a側に逆流し、インク供給針２から押し出される。このとき、弁６を遮断する速度を遅くしているので、逆流するインクの流速も遅い。よって、インク供給針２より押し出されるインクの流速も遅くなる。弁６を遮断する速度の低速モードは、弁６の体積変化量や流路4aの流路抵抗、インク粘度などにより決まる。本実施例では、カム16が10秒間で１回転する速度、即ち、弁６が10秒間に１回連通/遮断する速度で弁６を遮断する。
【００２９】
ゆっくりと押し出されたインクはインク供給針２をつたってインク受け８へと流れていく（図４（Ａ））。インク受け８から吸収体７に向かって毛細管力によりインクを流すことができる細い溝が設けられている。インク受け８に流れてきたインクは、毛細管力により、前述の細い溝を流れ、タンクステーション９の底部に設置されている吸収体７へと到達する（図４（Ｂ））。このように、インク供給針２から押し出されたインクは吸収体７に保持される。
【００３０】
以上説明してきたように、インク流路の途中にある弁の遮断する速度を２モード持たせることにより、インクタンクが装着されている場合は、高速モードで弁を遮断することにより、時間のロスをなくし、また、所望の攪拌能力を得る。インクタンクが装着されていないときには低速モードで弁を遮断することにより、インク供給針からのインクの吹き出しを抑え、記録装置内部のインクによる汚染を防ぐ。
【００３１】
（実施例２）
実施例２として、弁を遮断する速度を３モード持たせた場合について説明する。基本的な記録装置の構成、動作については、実施例１と同様である。
【００３２】
本実施例においては、弁６の遮断する速度を、高速モード、中速モード、低速モードの３つのモードを切り換えることができる。
【００３３】
まず、インクタンクが装着されている場合の通常動作時の弁６の遮断する速度は、高速モードである。本実施例においては、弁６が0.5〜１秒間に１回連通/遮断する速度である。高速モードで弁６を遮断することにより、実施例１で説明したプリントヘッド１0の回復動作の一つである弁閉じ吸引時の弁６の動作時間ロスをなくし、プリンタ本体の電源ONからのファーストプリントを短くする事が出来る。
【００３４】
次に、インクタンク攪拌時の弁６の遮断する速度は、中速モードとする。実施例１でも説明したように、インクの攪拌は弁６の連通によってインクを引き込み、遮断によってインクを吹き出す。よって、弁６の遮断する速度（つまりは弁６の連通する速度）が速すぎるとインクの粘性のために、インクの引き込みが追いつかずに、弁６内に十分にインクを引き込むことができないので、インクの吹き出し量も少なくなり、攪拌効率が落ちてしまう。また、弁６の遮断する速度が遅すぎると、インクの吹き出し速度が遅くなり攪拌効率が落ちてしまう。したがって、本実施例ではインクの攪拌に最も効率の良い速度を中速モードとして採用している。中速モードの弁６の遮断する速度は、実施例１と同様に、弁６の体積変化量やインクタンクの容量（底面積と高さの比率）、流路4aの流路抵抗、使用しているインク粘度などにより決まり、本実施例では、弁６が１〜２秒間に１回連通/遮断する速度である。
【００３５】
最後に、インクタンクが装着されてない場合の弁６の遮断する速度は、低速モードである。実施例１と同様に、弁６の体積変化量や流路4aの流路抵抗、インク粘度などにより決まり、弁６が10秒間に１回連通/遮断する速度で弁６を遮断する。
【００３６】
以上説明してきたように、インク流路の途中にある弁の遮断する速度を３モード持たせることにより、インクタンクが装着されている場合は、高速モードで弁を遮断することにより、時間のロスをなくす。また、インクタンク内のインクの攪拌時には、インクの攪拌に最適化された中速モードで弁を連通/遮断することにより所望の攪拌能力を得る。さらに、インクタンクが装着されていないときには低速モードで弁を遮断することにより、インク供給針からのインクの吹き出しを抑え、記録装置内部のインクによる汚染を防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る記録装置のインク供給系を示す断面図
【図２】本発明の弁部分の断面図
【図３】弁による攪拌状態を示す断面図
【図４】インクタンク未装着時の弁閉じ状態を示す断面図
【図５】従来のインク供給系を示す断面図
【符号の説明】
【００３８】
１  インクタンク
２  インク供給針
３  大気連通針
４  インク流路
4a  流路Ａ
4b  流路Ｂ
５  大気連通路
６  弁
７  吸収体
８  インク受け
９  タンクステーション
１０  プリントヘッド
１１  ノズル
１２  検知手段
１３  バネ
１４  バネホルダ
１５  レバー
１６  カム
１７  駆動モータ
１８  回復ユニット
１８a  キャップ
１８b  吸引ポンプ
２０  攪拌手段
２１  遮断弁
２２  供給針
２３  インクタンク
２４  プリントヘッド
２５  ノズル
２６  インク流路
【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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