JP2001293885A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】より適切なチューブポンプ式回復系の駆動を行
うことができるインクジェット記録装置を提供する。 【解決手段】ヘッド回復装置のポンプ１０２はロータ１
０７に支持された回転コロ１０８を有する。この回転コ
ロ１０８は、回転してケース１０９の湾曲部１１０との
間にチューブ１０３を挟んでしごくことにより、ヘッド
２側に負圧を発生させてヘッド２からインクを吸引す
る。ロータ１０７を回転させる際、原点センサ１０５の
出力に基づき、かつ、ロータの回転角度位置に応じて、
ロータを駆動するモータの回転速度を可変制御する。す
なわち、負荷の重い回転角度範囲でモータ速度を低減す
る。複数のヘッドに対する複数のロータにおける回転コ
ロ１０８の互いの位置関係（位相）は不一致としてもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを記録媒体
に吐出して画像を形成するインクジェット記録装置に係
り、特にその印字ヘッドの回復系の構成および動作に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置において、所定
時間以上に亘って連続的に印字を継続すると印字ヘッド
の印字状態が変化して画像品位が劣化する場合がある。

【０００３】この対策として、印字中に吐出状態を判断
して、または所定の時間間隔で、印字ヘッド回復装置に
おいて印字ヘッドから所定量のインクを吐出させる。あ
るいは、印字ヘッドの吐出口のフェイス面をゴム製など
のキャップで被覆し、外部から負圧を発生させてノズル
からインクを吸引することによりノズル内をクリーニン
グする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】負圧を発生させる手段
としては、いわゆるチューブポンプ式回復系が知られて
いる。これは、ヘッドノズルを被覆するキャップに接続
された可撓性のチューブを回転コロでしごいてキャップ
に溜ったインクや接触したノズルからインクを廃インク
タンクに移動させるものである。このポンプの回転駆動
には、通常、モータが利用される。ポンプの回転負荷は
回転コロがチューブに当接しているかいないか等に応じ
て変化するので、モータのパワーは最大の負荷に合わせ
て選定・制御する必要がある。

【０００５】また、チューブポンプ式回復系を適正に駆
動するために、回復系の原点を検出する手段が設けられ
ている。この回復系の原点検出作業は、従来、電源投入
時や全ての回復が終了した時点で検出を行っている。し
かし、回復系の原点を検出終了後、モータを動作させな
い状態で励磁し放置しておくとモータが発熱するので励
磁を切らなければならない。印字ヘッドのクリーニング
要求が発生した場合に、再度モータを励磁してクリーニ
ング動作を行うと、モータの励磁を切った瞬間にポンプ
やチューブの負荷によりモータの励磁相が押し戻され、
中間相で停止する可能性がある。このような状態で再度
励磁を行うと１ステップ分の誤差が発生する。この誤差
は再度回復系の原点検出を行うまで蓄積される。

【０００６】前述のように、ポンプを回転させる負荷は
位置によって変化するため、上記の誤差が発生した状態
で駆動させるとモータが脱調するおそれがある。この意
味からも、モータのパワーは大きく設定する必要がある
が、その分、コストおよび設置スペースの増加を招来す
るという問題があった。

【０００７】したがって、本発明の目的は、より適切な
チューブポンプ式回復系の駆動を行うことができるイン
クジェット記録装置を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、回復系による
無駄なインク消費を防止することができる新たな構成の
チューブポンプ式回復系を有するインクジェット記録装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるインクジェ
ット記録装置は、インクジェット記録用のヘッドに接続
されてヘッドノズルからインクを吸引するヘッド回復装
置を有するインクジェット記録装置であって、前記ヘッ
ド回復装置は、前記ヘッドノズルを被覆するキャップ
と、廃インクを蓄積する廃インクタンクと、前記キャッ
プから前記廃インクタンクへ廃インクを導く可撓性のチ
ューブと、該チューブの予め定めた範囲を押圧しながら
移動する回転コロと、該回転コロを支持しながら回転す
るロータと、前記ロータの回転を制御するモータ手段
と、前記ロータの回転の原点位置を検知する原点センサ
と、前記センサ手段の出力に基づき、前記ロータの回転
角度位置に応じて、前記モータ手段の回転速度を可変制
御する制御手段とを備えたものである。

【００１０】より具体的には、ロータの負荷の重い回転
角度位置の範囲内において相対的にモータの回転速度を
低減するようにする。これにより、比較的小パワーのモ
ータでもロータの負荷変動に適切に対処することができ
る。

【００１１】前記インクジェット記録装置において、前
記キャップ、チューブ、回転コロ、ロータの組を複数の
ヘッドの各々に対して設け、かつ、複数の前記回転コロ
の前記ロータ上の位相を不一致としてもよい。複数の前
記回転コロの前記ロータ上の位相を不一致とすることに
より、モータに一度に掛かる負荷を分散させることがで
きる。

【００１２】例えば、黒インク以外の複数のヘッド用の
複数の前記回転コロの位相を一致させるとともに、該位
相を、黒インクのヘッド用のロータにおける前記回転コ
ロの位相と異ならせることができる。これによれば、黒
インクのヘッドと他のヘッドとに対して別個独立に吸引
動作を実施できるので、無駄な吸引によるインク消費を
防止できる。

【００１３】あるいは、複数のヘッドの各々のロータに
おける前記回転コロの位相を互いにほぼ等間隔にずらす
ことができる。この場合も個別のヘッド単位に吸引動作
を実施できる。

【００１４】前記インクジェット記録装置において、前
記ヘッド回復装置を用いて回復動作を行う直前に、前記
原点センサで前記原点位置を確認した後に、回復動作を
行うことが好ましい。吸引動作を行う直前に原点位置を
確認することにより、その前にモータの励磁の入り切り
で回復系の原点位置が変化していても、吸引ポイントが
ずれて吸引不良が発生したり、脱調したりすることがな
くなる。

【００１５】本発明は、さらに以下のような種々の変
形、変更が可能である。

【００１６】インク吸引時の前記モータ手段の回転速度
を、インク吸引後の空吸引時および／または印字終了時
に行う空吸引時の前記モータ回転速度と異なるものこと
ができる。

【００１７】あるいは、前記モータの回転速度は、複数
搭載可能なヘッドの内、実際にインクを吸引するヘッド
の数に応じて可変とすることができる。

【００１８】さらには、前記モータ手段の回転速度を、
インクの種類に応じて可変とすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の実施の形態に係るインクジ
ェット記録装置の概略構成図である。

【００２１】図１には、印字ヘッド２に加えて、プラテ
ン１１、ガイドシャフト１２、キャリッジ１３、ヘッド
回復系１４、制御装置１５および記録用紙Ｐが示されて
いる。プラテン１１は、被記録材である記録用紙Ｐを上
面に載置する。記録用紙Ｐはプラテン１１上で印字ヘッ
ド２により記録されるとともに、搬送ローラ１６と、ピ
ンチローラ（図示せず）によって駆動搬送されてこのプ
ラテン１１上を移動する。プラテン１１の上方には、プ
ラテン１１と平行に例えば２本の互いに平行なガイドシ
ャフト１２が架設されている。ガイドシャフト１２に
は、スライド軸受け（図示せず）を介して往復移動自在
にキャリッジ１３が取り付けられており、キャリッジ１
３をガイドシャフト１２に沿って平行に移動し得るよう
にしている。このキャリッジ１３には、インクを吐出す
る印字ヘッド２が搭載されている。キャリッジ１３は、
モータおよびベルト（いずれも図示せず）により、制御
装置１５の制御に応じて動作し、搭載している印字ヘッ
ド２をガイドシャフト１２に平行に往復移動させること
ができる。キャリッジ１３の移動可能範囲の一端の画像
形成領域外の退避位置に、印字ヘッド２のインク吸引動
作、ワイパー動作、予備吐動作を行うヘッド回復系１４
が設けられている。ヘッド回復系１４の動作も制御装置
１５により制御される。

【００２２】図２はヘッド回復系１４の概略構成を示す
側面図である。図２には、ヘッド２、キャップ１０１、
ポンプ１０２、チューブ１０３、廃インクタンク１０
４、回復系原点センサ１０５、回復系原点フラグ１０６
が示されている。キャップ１０１は、回復系１４の頂部
に配置されている。チューブ１０３の一端は、キャップ
１０１の下端に接続され、チューブ１０３の他端は、ポ
ンプ１０２を経由して廃インクタンク１０４に導かれて
いる。ポンプ１０２は、中心が固定され回転動作ができ
るロータ１０７を有する。このロータ１０７の周縁の１
カ所には回転コロ１０８がバネ力で外方へ突出してい
る。図２の例では、チューブ１０３は、ポンプ１０２に
半周分巻き付けてある。ロータ１０７が図で時計方向に
回転すると、チューブ１０３はそのヘッド２側から、回
転コロ１０８とケース１０９の湾曲部１１０との間に挟
まれて、チューブ１０３をヘッド２側からしごく動作が
行われる。これにより、チューブ１０３のヘッド側に負
圧が生じ、これがインク吸引力となる。

【００２３】ロータ１０７の側面には回復系原点フラグ
１０６が固設されており、このフラグ１０６を、装置内
固定の回復系原点センサ１０５で検出することにより回
復系（ロータ１０７）の原点を検出している。

【００２４】このポンプ１０２にはモータ（図示せず）
が接続されており、このモータを駆動することにより、
キャップ１０１に接触しているヘッド２よりインクを吸
引することができる。

【００２５】ロータ１０７は、複数のヘッド２（ここで
は４個）の各々に対して設けられている。図３に、図２
のロータ１０７を図２の右側から見た概略図を示す。図
から分かるように、複数のロータ１０７は同一回転軸上
に並列に配置され、同じ回転角度位置に回転コロ１０８
をそれぞれ有している。回転コロ１０８を通過するロー
タ１０７の周上にはチューブ１０３を案内保持する溝１
１１が設けられている。

【００２６】このような構成において、ロータ１０７が
回転して回転コロ１０８が位置ａからｃまで移動する間
に、回転コロ１０８がチューブ１０３を押しつぶしなが
ら移動する。これにより、チューブ１０３のヘッド２側
に負圧が発生する。

【００２７】ロータ１０７の１回転の間、ロータ１０７
にかかる負荷は変動する。特に、回転コロ１０８が最初
にチューブ１０３に乗り上げる位置ａからその近傍位置
ｂ付近までが最も負荷が大きく、位置ｂから、回転コロ
１０８がチューブ１０３から外れる位置ｃまでが次に負
荷の大きい範囲である。位置ｃから位置ａまでの範囲は
比較的負荷が小さい。この負荷の変動は、すべてのロー
タ１０７について同じ角度位置に回転コロ１０８が設け
られている図２の例の場合には、特に顕著である。

【００２８】そこで、図７（ａ）に示すように、ポンプ
１０２のロータ１０７を回転駆動するモータ（図示せ
ず）の速度を回転コロ１０８の回転位置範囲に対応して
意図的に可変制御する。すなわち、相対的に回転位置ａ
からｂまでは低速度、回転位置ｂからｃまでは中速度、
回転位置ｃからａまでは高速度で駆動する。これによっ
て、比較的パワーの小さいモータでも不具合なく図２の
ポンプ１０２を駆動することが可能となる。

【００２９】図４に、本実施の形態における印字ヘッド
の回復動作の処理手順を表すフローチャートを示す。

【００３０】例えばヘッド２に目詰まりが発生した場合
に、ユーザ等の指示で吸引要求が発生する（Ｓ２０
１）。吸引要求が発生すると、最初に回復系原点検出を
行う（Ｓ２０２）。ついでキャッピングを行い（Ｓ２０
３）、吸引動作を行う（Ｓ２０４）。この後、キャッピ
ングを解除して（Ｓ２０５）、ワイプ動作（Ｓ２０
６）、予備吐動作（Ｓ２０７）、および空吸引動作（Ｓ
２０８）を行う。なお、状況に応じてこれらの各種の回
復動作の一部のみを実行するようにしてもよい。例え
ば、空吸引要求発生時には、Ｓ２０２，Ｓ２０８のみを
実行すればよい。

【００３１】前記ポンプ１０２の動作は、ステップＳ２
０４の吸引動作時、およびステップ２０８時の空吸引動
作時に採用される。但し、吸引動作と空吸引動作とを連
続して行う場合には、吸引動作の前にのみ原点確認を行
えばよい。なお、空吸引動作とは、吸引動作や予備吐出
動作によりキャップ１０１に溜まったインクを吸引して
廃インクタンク１０４へ移す動作である。

【００３２】ステップＳ２０２において、吸引動作また
は空吸引動作を行う直前に回復系原点を検出することに
より、モータの励磁のＯＮ／ＯＦＦによる相励磁のズレ
を無くすことが出来る。

【００３３】前記予備吐出は、印字中に所定のタイミン
グで行われる。この際に、キャップ上に溜まったインク
を次以降の印字中の予備吐出動作によってキャップ上か
ら溢れさせないようにするために印字中に空吸引動作を
行いキャップ上のインクを一旦キャップ上からキャップ
につながるチューブ内へ吸引する。そして印字終了時に
チューブ内に蓄積された廃インクを空吸引動作によって
廃インクタンク１０４に移動させる。

【００３４】この際、印字中の空吸引動作は印字の妨げ
にならないようにすばやく行う必要がある。すなわち好
ましくは、図８に示すように、印字中の空吸引では、イ
ンク吸引時に比べて回転コロの回転速度を速くする。ま
た、印字終了後の空吸引はチューブの中に廃インクを残
さないようにするため、吸引速度を遅くする必要があ
り、回転コロの回転速度を遅くする。あるいは、両方の
空吸引速度を速い方に統一してもよい。その際には、印
字終了時の空吸引を複数回（例えば２回）連続して行う
ことが好ましい。

【００３５】ところで、顔料インクは染料インクに比べ
て一般的に粘度が高いことが知られている。よって、染
料インクのヘッドからインクを吸引するよりも顔料イン
クのヘッドからインクを吸引する方がインク吸引のため
のモータ負荷は大きくなる。それに応じて染料インクの
吸引時よりも顔料インク吸引時に回転コロの回転速度を
遅くするようにしてもよい。これによってモータの負荷
を軽くすると共に確実なインク吸引を行うことが可能に
なる。

【００３６】図５は、本発明の第２の実施の形態におけ
る回復系１４の概略構成を示す側面図である。この実施
の形態で第１の実施の形態と異なる点は、複数のロータ
１０７の回転コロ１０８の角度位置（位相）が一致して
いないことである。具体的には、黒インク以外の複数の
ヘッド用のロータにおける回転コロの位相を一致させる
とともに、黒インクのヘッド用のロータにおける回転コ
ロの位相を前記位相と異ならせたものである。この例で
は、黒インクのヘッドに対応するロータ１０７の回転コ
ロ１０８の位置を、他の色のインクのヘッドに対応する
ロータ１０７の回転コロ１０８の位置とほぼ１８０゜反
対の位置に設けている。これにより、同時にチューブ１
０３を押しつぶす回転コロ１０８の個数が低減されるの
で、ロータ１０７への負荷が図３の場合に比べて低減さ
れることになる。

【００３７】図５の構成における回転コロ１０８の回転
位置対回転速度の関係を図７（ｂ）に示す。この例で
は、１つの回転コロ１０８が回転位置ａからｂの間、お
よび回転位置ｃからｄの間にあるとき比較的低速度とな
るようにしている。回転位置ｃからｄで低速度とするの
は、反対側の回転コロ１０８がこの範囲でチューブ１０
３の押しつぶしにかかるからである。黒インクのヘッド
と他のカラーインクのヘッドでは、ヘッド数が不均衡な
ので、回転コロ数の多い組の方が速度が低くなるよう
に、回転位置範囲ａ〜ｂと、ｃ〜ｄに回転速度に差を付
けてもよい。回転位置範囲ｂ〜ｃと、ｄ〜ａについても
同様に回転速度に差を付けてもよい。

【００３８】また、図５の実施の形態では、黒インクの
ヘッドと他のカラーインクのヘッドとを個別に独立して
吸引動作を行うことも可能となる。通常、モノクロ印字
のみを継続して行うことはよくあるが、この場合、黒イ
ンクのヘッドの回復動作が必要になっても、他のカラー
インクの回復動作は必ずしも必要ない。このような場合
に、本実施の形態では、黒インクのヘッドのみ独立して
回復動作を行うことができる。これにより、無駄なイン
ク消費を防止できる。これに伴って、チューブ１０３が
押しつぶされるケース１０９の湾曲部１０８の長さを図
３の場合より短い１８０度未満にしている。

【００３９】最後に、図６に本発明の第３の実施の形態
における回復系１４の概略構成を示す。この実施の形態
で第１および第２の実施の形態と異なる点は、複数のロ
ータ１０７の回転コロ１０８の角度位置（位相）がいず
れも異なっていることである。具体的には、回転コロ１
０８の位相を互いにほぼ等間隔にずらしたものである。
この例では、４色のインクに対応する４個のヘッドに対
応するロータ１０７の回転コロ１０８の位置をほぼ９０
゜間隔で配置している。これにより、同時にチューブ１
０３を押しつぶす回転コロ１０８の個数が１個にまで低
減されるので、ロータ１０７への負荷が図５の場合に比
べてさらに低減されることになる。これに伴って、チュ
ーブ１０３が押しつぶされるケース１０９の湾曲部１０
８の長さを図５の場合よりさらに短い９０゜未満にして
いる。

【００４０】図６の構成における回転コロ１０８の回転
位置対回転速度の関係を図７（ｃ）に示す。この例で
は、１つの回転コロ１０８が回転位置ａからｂ、ｃから
ｄ、ｅからｆ、ｇからｈの各々の間にあるとき比較的低
速度となるようにしている。

【００４１】また、図６の実施の形態では、各インクの
ヘッドを個別に独立して吸引動作を行うことが可能とな
る。これにより、回復動作による無駄なインク消費を防
止できる。

【００４２】なお、インクを吸引する際は吸引するヘッ
ドの回転コロがチューブを押しつぶす位置に来るときに
のみヘッドのキャッピングを行うようにすることができ
る。このため、各インクのヘッドを個別に独立して吸引
動作を行うことが可能となり、ロータが１回転したとき
に少なくとも１色のチューブからインクを吸引すること
になる。インクを吸引するときにロータの回転負荷が最
も重くなるので、図９に示すように、インクを吸引する
チューブを回転コロにより押しつぶすときに回転コロの
回転速度を最も遅くするようにしてもよい。

【００４３】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、種々の変形、変更が可能である。例えば、
ヘッドの個数は４としたが、これに限るものではない。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、チューブポンプ式回復
系を備えたインクジェット記録装置において、より適切
なチューブポンプ式回復系の駆動を行うことができるの
で、ポンプ駆動用のモータのコストおよびサイズを低減
できる。

【００４５】また、回転コロの位相を不一致とすること
により、１または複数のヘッド単位に個別に吸引動作を
行えるので、回復系による無駄なインク消費を防止する
ことができる。

【００４６】さらに、回復系を駆動する直前に回復系の
原点を検出することで、モータの励磁のＯＮ／ＯＦＦに
よる相励磁のズレを無くすことができる。その結果とし
て、回復系を駆動しているモータの位置ズレによる脱調
のおそれを無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録
装置の概略構成図である。

【図２】図１に示した回復系の概略構成を示す側面図で
ある。

【図３】図２のロータ１を図２の右側から見た概略構成
を示す正面図である。

【図４】本発明の実施の形態における印字ヘッドの回復
動作の処理手順を表すフローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施の形態における回復系の概
略構成を示す側面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態における回復系の概
略構成を示す側面図である。

【図７】本発明の各実施の形態における、回転コロの回
転位置対回転速度の関係を示す図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す図で
ある。

【図９】本発明の第３の実施の形態の変形例を示す図で
ある。

【符号の説明】

２ 印字ヘッド １１ プラテン １２ ガイドシャフト １３ キャリッジ １４ ヘッド回復系 １５ 制御装置 １６ 搬送ローラ １０１ キャップ １０２ ポンプ １０３ チューブ １０４ 廃インクタンク １０５ 原点センサ １０６ フラグ １０７ ロータ １０８ 回転コロ １０９ ケース １１０ 湾曲部 １１１ 溝

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクジェット記録用のヘッドに接続され
   てヘッドノズルからインクを吸引するヘッド回復装置を
   有するインクジェット記録装置であって、 前記ヘッド回復装置は、 前記ヘッドノズルを被覆するキャップと、 廃インクを蓄積する廃インクタンクと、 前記キャップから前記廃インクタンクへ廃インクを導く
   可撓性のチューブと、 該チューブの予め定めた範囲を押圧しながら移動する回
   転コロと、 該回転コロを支持しながら回転するロータと、 前記ロータの回転を制御するモータ手段と、 前記ロータの回転の原点位置を検知する原点センサと、 前記センサ手段の出力に基づき、前記ロータの回転角度
   位置に応じて、前記モータ手段の回転速度を可変制御す
   る制御手段と、 を備えたインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記キャップ、チューブ、回転コロ、ロー
   タの組を複数のヘッドの各々に対して設け、かつ、複数
   の前記回転コロの前記ロータ上の位相を不一致としたこ
   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。
3. 【請求項３】黒インク以外の複数のヘッド用の複数の前
   記回転コロの位相を一致させるとともに、該位相を、黒
   インクのヘッド用のロータにおける前記回転コロの位相
   と異ならせたことを特徴とする請求項２記載のインクジ
   ェット記録装置。
4. 【請求項４】複数のヘッドの各々のロータにおける前記
   回転コロの位相を互いにほぼ等間隔にずらしたことを特
   徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】前記ヘッド回復装置を用いて回復動作を行
   う直前に、前記原点センサで前記原点位置を確認した後
   に、回復動作を行う請求項１、２、３または４記載のイ
   ンクジェット記録装置。
6. 【請求項６】インク吸引時の前記モータ手段の回転速度
   を、インク吸引後の空吸引時および／または印字終了時
   に行う空吸引時の前記モータ回転速度と異なるものとす
   ることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載
   のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】前記モータの回転速度を、複数搭載可能な
   ヘッドの内、実際にインクを吸引するヘッドの数に応じ
   て可変とすることを特徴とする請求項２、３、４、５ま
   たは６記載のインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】前記モータ手段の回転速度を、インクの種
   類に応じて可変とすることを特徴とする請求項１、２、
   ３、４、５、６または７記載のインクジェット記録装
   置。