JP2002240318A

JP2002240318A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2002240318A
Application number: JP2001038475A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Imanaka; 良行今仲; Takehiko Kasamatsu; 健彦笠松; Yoji Ara; 洋治荒; Koichi Osumi; 孝一大角; Tadashi Inoue; 直史井上; Yasushi Koike; 寧小池; Katsuaki Tsunamoto; 克章綱本; Kenji Kitahata; 健二北畠; Takahiro Oide; 隆宏大出
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】再利用インクの質を高め、高い画像品位を維
持する。【解決手段】インクジェット記録ヘッド１の吐出口１
３から吐出されたインクは、インク回収桶１０６により
回収され、吸引ポンプ２により吸引されてインク回収経
路１８内へと流れ込む。回収されたインクの圧力がフィ
ルタ６を通過する前にセンサ７により測定される。測定
されたインク回収経路１８内のインクの圧力は、計算ユ
ニット９によりインクの流量に換算される。また、計算
ユニット９は、測定により求めた流量が、メモリ１０内
に記憶されている、フィルタ６の使用限度としての第１
の参照値であるインク流量限界値よりも低い場合、ＬＥ
Ｄ１７によりフィルタ６の交換を促す。

Description

【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】なお、本明細書で用いられる用語である
「状態量」は、特に、回収経路内でのインクの圧力、静
電容量、誘電率、インダクタンス、透磁率、抵抗値、導
電率を指すものである。

【０００３】

【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、あるいはコンピュータやワードプ
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。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、レーザビーム式等に分けられる。

【０００４】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。

【０００５】従来のインクジェット記録装置におけるイ
ンク流路の一例の概略構成図を図１４に示す。

【０００６】図１４に示すように、第１のポンプ５０８
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５０２に貯留されているインク
が第１のバッファタンク５０４を経由してサブタンク５
０３へ供給される。このとき大気連通口５０３ａは閉じ
られており、余剰のインクは余剰インク排出口５０３ｂ
よりインクカートリッジ５０２に戻される。インクジェ
ット記録ヘッド５０１の吐出時には大気連通口５０３ａ
が開放される。

【０００７】一方、第１のポンプ５０８および第２のポ
ンプ５０９が図示ＣＷ（時計回り）に回転されると、サ
ブタンク５０３に貯留されたインクは第１のバッファタ
ンク５０４を経由してインクジェット記録ヘッド５０１
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５０５を経由して再びサブタンク５０３に戻される。

【０００８】インクジェット記録ヘッド５０１から吐出
されたインクはインク回収桶５０６で受けられ、第３の
ポンプ５１０によってフィルタキット５０７で塵等の異
物を除去した後、サブタンク５０３に戻される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
カートリッジからインクジェット記録ヘッドに達し、イ
ンクジェット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、増粘インク等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
成部材の析出物等であり、回収されるインク中に溶け込
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９−１３
１８９５号公報に開示されている技術がある。

【００１０】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
イクル等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。

【００１１】製品が長寿命化された場合、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つれてフィルタに
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、インクジェ
ット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、あるいはインクの空吐出によりインクジ
ェット記録ヘッドを破壊してしまう場合があった。

【００１２】そこで、本発明は、上記課題を省みて、再
利用インクの質を高め、高い画像品位を維持することが
できるインクジェット記録装置を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインクジェット記録装置は、吐出口からインク
を吐出して被記録媒体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収納するインク収納手段と、
前記吐出口から吐出され、記録に寄与しなかったインク
を回収し、フィルタを備えた回収経路を介して前記イン
ク収納手段に再び供給するインク回収手段とを有するイ
ンクジェット記録装置において、前記回収経路内のイン
クの状態量を測定する少なくとも１つの測定部と、前記
回収経路内を流れる未使用のインクの流量を反映した第
１の参照値を記憶しておく記憶手段と、前記各測定部の
測定値に基づき前記回収経路内のインクの流速を算出
し、算出されたインクの流速を積分してインクの流量を
算出し、かつ、算出された流量と、前記第１の参照値と
を比較する計算手段と、前記計算手段の比較結果を表示
する表示手段とを有することを特徴とする。

【００１４】上記の通り構成された本発明のインクジェ
ット記録装置は、測定部により回収経路内のインクの状
態量である圧力、静電容量、誘電率、インダクタンス、
透磁率、抵抗値、導電率等を測定し、この測定値を基に
インクの流速および流量を計算手段により計算する。さ
らに、計算手段は、測定値に基づく流量と、記憶手段に
予め記憶されていた未使用のインクの流量を反映した第
１の参照値とを比較し、この比較結果を表示手段に出力
する。このため、粘度増加度、不純物混入、およびフィ
ルタの詰まり等により影響を受ける回収経路内のインク
の流量を容易に把握することができる。

【００１５】また、各測定部は、状態量としてインクの
圧力を測定するものであってもよいし、インクの透磁率
を測定するものであってもよいし、インクの誘電率を測
定するものであってもよいし、さらに、インクの抵抗値
を測定するものであってもよい。

【００１６】また、本発明のインクジェット記録装置
は、計算手段は、圧力をインクの流速に換算するもので
あってもよい。

【００１７】また、計算手段は、回収経路内の流れ方向
に配列された各測定部間の距離と、各測定部間の測定の
時間差とにより、インクの流速を算出するものであって
もよい。この場合、各測定部で測定された状態量から直
接的に流速および流量を求めるのではなく、インクの流
速を距離と時間とにより求めるため、状態量がノイズを
含んでいたとしても、算出する流速および流量がノイズ
による誤差を含むことはなく、より精度の高い測定結果
を得ることができる。よって、例えば、インクジェット
記録装置の形態により流速による変化量が小さいために
測定部における検出レベルが小さいような場合でも、よ
り精度の高い測定結果を得ることができる。

【００１８】さらに、計算手段は、算出した流速と、記
憶手段に記憶された、未使用のインクの流速を反映した
第２の参照値とを比較するものであってもよい。この場
合、インクの流量のみならず、インクの流速も考慮した
比較結果を表示手段に表示させるため、回収経路内のイ
ンクの流量のみならず流速も把握することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。（第１の実施形態）本実施形態のインクジェット記録装
置の構成を示す概略斜視図を図１に示す。

【００２０】図１に示すように、本発明のインクジェッ
ト記録装置は、サブタンク１１から供給されたインクを
用いて吐出口１３（図２参照）からインクを吐出するイ
ンクジェット記録ヘッド部１を有する記録ヘッドカート
リッジ１００１を着脱自在に保持し、かつ、ガイドレー
ル１０１２に沿って左右に移動するキャリッジ１００２
と、キャリッジ１００２外に設置され、内部にインクを
保持し、インクをサブタンク１１に供給する、液体収納
容器であるインクカートリッジ３と、インクカートリッ
ジ３とサブタンク１１とを接続する供給チューブ３１と
を備えている。

【００２１】ちなみに、図１において、向かって左側の
液体補充超過検出部であるオーバフローセンサ１０２２
のある位置がホームポジション１０２０である。

【００２２】上記において、キャリッジ１００２は、記
録ヘッドカートリッジ１００１を着脱自在に搭載してお
り、フレーム１００４に両端部が固定され互いに平行に
配置されたガイドシャフト１００２ａおよびガイドレー
ル１０１２に、図１中、矢印Ｙで示す被記録媒体Ｐの搬
送方向と直交し、かつ、被記録媒体Ｐの面に平行な方向
に摺動自在に支持される。また、キャリッジ１００２
は、キャリッジ駆動モータ１０１０の出力軸に固着され
た駆動プーリ（不図示）と、回転自在に軸支された従動
プーリ（不図示）との間に掛け回されたキャリッジ駆動
ベルト（不図示）の一部位に結合されており、キャリッ
ジ駆動モータ１０１０を駆動することでキャリッジ駆動
ベルトが回転し、キャリッジ１００２が被記録媒体Ｐの
搬送方向と直交する方向に往復移動する構成となってい
る。

【００２３】フレキシブルケーブル１００３は、キャリ
ッジ１００２の移動方向に沿って配され、キャリッジ１
００２の移動に伴ってループを形成する。

【００２４】一方、被記録媒体Ｐは、両端部がフレーム
１００４に支持された圧板１００８上に積載される。圧
板１００８は、付勢手段（不図示）によりピックアップ
ローラ１００９に向けて付勢されており、圧板１００８
上に積載された被記録媒体Ｐは、ピックアップローラ１
００９に押し付けられている。給紙命令によってピック
アップローラ１００９が回転すると、ピックアップロー
ラ１００９と被記録媒体Ｐとの摩擦力により被記録媒体
Ｐが矢印Ｙ方向に送り出される。圧板１００８は従来の
自動給紙装置で用いられているような分離爪等の分離手
段（不図示）を有しており、この分離手段により、被記
録媒体Ｐの一番上の１枚だけが送り出される。

【００２５】ピックアップローラ１００９によって送り
出された被記録媒体Ｐは、フレーム１００４に両端部が
支持された搬送ローラ（不図示）とべース１０１４に設
けられたピンチローラ１００７により挟持されながらキ
ャリッジ１００２の下方に搬送される。そして、この位
置で、吐出口１３から被記録媒体Ｐに向けてインクが吐
出されて記録がなされる。さらに、被記録媒体Ｐの搬送
方向に対してキャリッジ１００２よりも下流側には、排
紙ローラ１０１５および拍車１０１６が対向配置され、
キャリッジ１００２の下方を通過した被記録媒体Ｐは、
これら排紙ローラ１０１５と拍車１０１６とに挟持さ
れ、排紙される。上述したピックアップローラ１００
９、搬送ローラ６および排紙ローラ１０１５は、紙送り
モータ（不図示）により駆動される。

【００２６】次に、図２に、本実施形態のインクジェッ
ト記録装置のインクの循環系の構成を示す。

【００２７】本実施形態のインクジェット記録装置のイ
ンクの循環系は、インクを吐出する吐出口１３が形成さ
れたインクジェット記録ヘッド１と、インクジェット記
録ヘッド１の回復動作を行い、吐出口１３から吐出され
たインクを回収するためのキャップ５と、キャップ５に
吐出されたインクを吸引する吸引ポンプ２と、キャップ
５と吸引ポンプ２とを駆動する駆動モータ８と、キャッ
プ５と吸引ポンプ２とを連結する吸引チューブ３４内の
インクの流量の算出に用いられるインクの状態量を検出
するセンサ７と、回収されたインクを濾過するフィルタ
６と、インクジェット記録ヘッド１へ供給するインクを
貯留するインクカートリッジ３とを有する。

【００２８】インクジェット記録ヘッド１は、熱エネル
ギ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、熱エネルギを発生するための電気熱変換体１
６（図３参照）を備えたものであり、この電気熱変換体
１６によって印加される熱エネルギ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。

【００２９】図３は、インクジェット記録ヘッド１のイ
ンク吐出部の構造を模式的に示す部分透過斜視図であ
る。

【００３０】図３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吐出
口１３が形成され、共通液室１４と各吐出口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
ギを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体等）１６
が配設されている。本実施形態においては、インクジェ
ット記録ヘッド１は、吐出口１３がキャリッジ１００２
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１００２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
を駆動して、液路１５内のインキを膜沸騰させ、そのと
きに発生する圧力によって吐出口１３からインクを吐出
させるインクジェット記録ヘッド１が構成されている。

【００３１】キャップ５は、駆動モータ８を駆動させる
ことにより、インクジェット記録ヘッド１に対し当接／
離間を切り替え可能に設けられている。キャップ５をイ
ンクジェット記録ヘッド１に対し当接（キャッピング）
した状態で、吸引ポンプ２を作動させて吐出口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共に吸出してこれを排出するよう
に構成されている。

【００３２】吸引ポンプ２は、駆動モータ８により駆動
される、本インク循環系のインクを循環させるためポン
プであり、２つの吸引口２１、２２と、排出口２３とを
備えている。

【００３３】吸引チューブ３３は吸引ポンプ２の吸引口
２２に接続されており、他の吸引口２１は、センサ７、
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、接続チ
ューブ３６、ドレインチューブ３７を介してインクカー
トリッジ３に接続されている。供給チューブ３１、３２
と同様に、吸引チューブ３３、３４、接続チューブ３
５、３６、ドレインチューブ３７もゴム状弾性体（可撓
性）で構成されている。

【００３４】センサ７は、回収されたインクの流量を算
出するためのインクの状態量を測定する流量計として動
作するものであり、状態量として回収経路内のインクの
圧力を測定する圧力センサの他、インクの誘電率、透磁
率を検出するセンサや電気抵抗を検出するセンサであっ
てもよい。

【００３５】吸引されたインクには、インクジェット記
録ヘッド１の吐出口１３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インクジェット
記録ヘッド１に付着した紙粉、インクの析出物等の様々
な異物が含まれている。フィルタ６はこれらを濾過し、
異物を除去するためのものである。

【００３６】インクカートリッジ３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）か
らなる供給チューブ３１を介して、インクジェット記録
ヘッド１が搭載されたキャリッジ１００２上のサブタン
ク１１に接続されている。サブタンク１１はインクジェ
ット記録ヘッド１にインクを供給すると共に、吸引チュ
ーブ３３を介して、吸引ポンプ２に連結されている。こ
れによりサブタンク１１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。

【００３７】次に、インクカートリッジ３を起点とし
て、インクの循環について説明する。

【００３８】例えば、キャリッジ１００２のホームポジ
ション１０２０において駆動モータ８を駆動し、キャッ
プ５によりインクジェット記録ヘッド１をキャッピング
する。同時に駆動モータ８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を通りサブタ
ンク１１を経てインクジェット記録ヘッド１内に流入す
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から吸引ポンプ２に送られる。

【００３９】サブタンク１１からインクジェット記録ヘ
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、吸引ポンプ２の負圧により吐出口１３からキャップ
５へと吸引されたインクもまた、吸引チューブ３４を介
し、センサ７で状態量が測定された後、吸引ポンプ２に
送られる。

【００４０】吸引ポンプ２に吸引され、排出口２３より
排出されたインクは、接続チューブ３５、３６、ドレイ
ンチューブ３７を通る途中で、フィルタ６で増粘インク
やインク析出物等の様々な異物が濾過された後、インク
カートリッジ３へと戻される。

【００４１】なお、インクカートリッジ３に係るインク
流路中に、後述するような大気連通口１１ａ等の圧力調
整手段を設けてもよい。インクの循環は、インクジェッ
ト記録ヘッド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
した場合等、正常なインク循環を得られない恐れがあ
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。大気連通口１１ａ等の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と
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。

【００４２】次に、図４に制御系を含む循環系の構成を
示す模式的な概略構成図を示す。なお、図４の構成は、
図２に示した構成と異なり、バッファタンク、第１およ
び第２のポンプ等が付加された構成が示され、また、図
２では、省略されていた、計算ユニット９、メモリ１０
およびＬＥＤ１８を含む制御系が示されているが、回収
されたインクが回収経路は基本的に図１の構成と同様で
ある。

【００４３】第１のポンプ１０８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３に貯留されているインクが第１のバッファタンク１
０４を経由してサブタンク１１へ供給される。このとき
大気連通口１１ａは閉じられており、余剰のインクは余
剰インク排出口１１ｂよりインクカートリッジ３に戻さ
れる。インクジェット記録ヘッド１の吐出時には大気連
通口１１ａが開放される。

【００４４】一方、第１のポンプ１０８および第２のポ
ンプ１０９が図示ＣＷ（時計回り）に回転されると、サ
ブタンク１１に貯留されたインクは第１のバッファタン
ク１０４を経由してインクジェット記録ヘッド１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１０
５を経由して再びサブタンク１１に戻される。

【００４５】インクジェット記録ヘッド１から吐出さ
れ、記録に寄与しなかったインクは、インク回収桶１０
６で受けられ、センサ７で流量を計算するために用いら
れるインクの状態量が測定された後、第３のポンプであ
る吸引ポンプ２によりフィルタ６へと送られ、フィルタ
６で塵等の異物を除去した後サブタンク１１に戻され
る。

【００４６】次に、インクの流量の算出に関して、セン
サ７が圧力センサである場合を例に、本実施形態のイン
クジェット記録装置の回収経路をより簡略に示した模式
図である図５を用いて説明する。

【００４７】インクジェット記録ヘッド１の吐出口１３
から吐出され、記録に寄与しなかったインクは、インク
回収桶１０６により回収され、インク回収経路１８内へ
と流れ込む。

【００４８】ところで、回収経路内部の圧力は、回収し
ていない、すなわちインクが動いていない場合、インク
が大気に連通していれば大気圧に加えてインクの位置的
なもので決定する重量で安定している。ここで吸引ポン
プ２の作動によりインク回収経路１８内のインクが動き
出すと、ベルヌーイの定理によりインクの圧力が低下す
る。すなわち、インク回収経路１８内を流れるインクの
流速が速いほど、流速とトレードオフの関係にあるイン
クの圧力は低下することとなる。インク回収経路１８内
のインクの流速は、粘度増加度、不純物混入、およびフ
ィルタ６の詰まりにより流抵抗が増すことで、粘度増加
度が高いほど、また、不純物の混入が多いほど、フィル
タ６の詰まりが多いほど流速は低下し、よって、測定さ
れたインクの圧力は正常なインクの圧力に比べ高くな
る。

【００４９】つまり、本実施形態におけるインクの流速
の関数として求められるインクの流量の算出は、粘度増
加度、不純物混入、フィルタ６の詰まりに影響されて変
化した、インク回収経路１８内を流れるインクの圧力を
測定して行うものである。

【００５０】図６に、正常なインクの圧力値と、粘度等
によりインクの特性が変化したインクの圧力値とをそれ
ぞれ示す。実線で示す正常なインクの圧力値に対して、
破線で示す粘度の増加、不純物混入、フィルタ６の詰ま
りに影響されたインクの圧力値は、高い値となってい
る。すなわち、正常なインクの場合、インクの流速が速
いため、圧力は実線のように低く出力され、粘度の増加
等により速度の遅くなったインクの圧力は破線のように
高く出力される。よって、インク回収経路１８のインク
の圧力を測定することでインクの流速がわかり、これに
基づいて流量がわかる。

【００５１】メモリ１０は、不純物の混入がなく、適正
な粘度の正常なインクがフィルタ６の詰まりもない状態
で流れている場合の圧力を圧力センサであるセンサ７に
より測定した圧力値、流速、および流量を記憶している
とともに、これら流速および流量を反映した、フィルタ
６の使用限度としての第１の参照値であるインク流量限
界値、および第２の参照値であるインク限界流速値も記
憶されている。

【００５２】計算ユニット９は、センサ７から出力され
た信号に基づいて、回収経路内のインクの流速および流
量を計算する。そして、計算したインクの流速あるいは
流量と、フィルタ６の使用限度としてのしきい値である
メモリ１０に記憶されたフィルタ６のインク限界流速値
あるいはインク流量限界値とを比較して、測定により得
られたインクの流速あるいは流量がしきい値と同じか、
あるいは超えた場合、計算ユニット９はＬＥＤ１７を点
灯しフィルタ６の交換を促す。

【００５３】すなわち、測定により得た流量と、正常な
インクの流量に基づく参照値、例えば、フィルタ６の濾
過能力が限界に達した状態でのインクの流量とを比較す
ることで、粘度の増加、不純物混入、フィルタ６の詰ま
りを知ることができる。

【００５４】また、このインク流量がわかることでイン
クの残量を知ることができる。すなわち、測定したイン
ク流量が、予め設定しておいた、インクの残量がないと
する流量に等しくなる、あるいは、その流量を下回った
場合、インクの残量が無いと判断するものである。

【００５５】なお、上述したように、このような回収経
路の粘度増加、不純物環境状態に対応できる手段とし
て、圧力センサ以外に誘電率、透磁率を検出する手段や
電気抵抗を検出する手段を用いるものであってもよい
し、また、これらが組み合わされたものであってもよ
い。

【００５６】ところで、インクの流量を測定するセンサ
７は、一般的なメカ式の場合、インク流動方向に対しフ
ィルタ６より下流側に設けるほうがフィルタ６の上流に
多く存在する不純物による詰まり等に対して有効と考え
られる。センサ７をフィルタ６より上流側に設けた場
合、増粘インク等の異物が流量計に堆積し、正確なイン
ク流量を測定できないばかりか、流量計自体が固着して
しまいインクの循環を妨げてしまう場合がある。フィル
タ６の下流側に設けることによりフィルタ６で濾過され
たインクの流量を測定することができ、上述の不具合を
防止するという点では有利である。

【００５７】しかし、本実施形態では、インクの流量を
メカ的に測定するものでなく、圧力センサのメンブレイ
ンの歪みによりインクの流量あるいは流速を得る構成で
あるため、インクの増粘等の影響を受けることがなく、
よって、フィルタ６の上流側に配置することも可能であ
る。

【００５８】次に、計算ユニット９における、フィルタ
６の交換時期、およびインクの補充時期の判定に関し
て、図７に示すフローチャートを用いて説明する。

【００５９】記録・吐出回復によるインク循環に伴うイ
ンク流量の測定を行う場合（ステップＳ１０１）、ま
ず、フィルタ６のインク限界流量値Ｌ１およびインク流
速限界値Ｌ４をメモリ２１０に記憶する（ステップＳ１
０２）。なお、このインク限界流量値Ｌ１およびインク
流速限界値Ｌ４は予めメモリ２１０に記憶されているも
のであってもよい。

【００６０】なお、実際にフィルタで濾過されたインク
の流量はＬ２、測定される流速はＬ５とする。このイン
クの流量は、インクの流速の積分より求められる。

【００６１】インクの流量を算出するためのインクの状
態量である圧力等の測定がなされ（ステップＳ１０
３）、インク流速Ｌ５とインク流量Ｌ２とが算出された
後、限界流速値Ｌ４とインク流速Ｌ５、限界流量値Ｌ１
とインク流量Ｌ２の比較をそれぞれ行う（ステップＳ１
０４）。

【００６２】Ｌ４＞Ｌ５であり、かつ、Ｌ１＞Ｌ２の場
合、フィルタ６で濾過されたインクの流量が限界値に満
たないため、ステップＳ１０３に戻り、継続してインク
の流入（ポンプ動作）が行われる。

【００６３】Ｌ４＝Ｌ５かつ、あるいはＬ１＝Ｌ２、あ
るいはＬ４＜Ｌ５かつ、あるいはＬ１＜Ｌ２の場合、フ
ィルタ６で濾過されたインクの流量が限界値に達したと
判断されステップＳ１０５に進む。

【００６４】次に、インクの残量が無いと判断されるイ
ンクの流量であるインク有無判定値Ｌ３とインク流量Ｌ
２とを比較する（ステップＳ１０５）。

【００６５】Ｌ３＜Ｌ２で、まだ、インクの残量はある
と判断された場合、フィルタ６の寿命（濾過能力の上
限）であるとし（ステップＳ１０６）、フィルタ６にこ
れ以上のインクが流入しないように吸引ポンプ２を停止
する（ステップＳ１０７）。そして、フィルタ交換を促
すべくＬＥＤ１７を点灯する（ステップＳ１０８）。

【００６６】フィルタ６の交換が確認されると（ステッ
プＳ１０９）、インク流量値Ｌ２がリセットされ（ステ
ップＳ１０９）、制御上でのフィルタ交換を設定する。
機構上、制御上ともフィルタの交換がなされると、ポン
プの動作禁止を解除し（ステップＳ１１０）、ステップ
Ｓ１０３に戻り、記録・吐出回復によるインク循環が再
び始まり、インク流量Ｌ２の監視を行う。

【００６７】一方、ステップＳ１０５で、Ｌ３＞Ｌ２と
なった場合、インク残量なしと判断され、ステップＳ１
１１に進む（ステップＳ１１１）。インクの残量なしと
判断された場合、吸引ポンプ２を停止する（ステップＳ
１１２）。そして、インク補充を促すべくＬＥＤ１７を
点灯する（ステップＳ１１３）。なお、ＬＥＤ１７は、
フィルタ交換を促す場合と、インク補充を促すとで点滅
パターンを変更する、あるいは、点灯させる色を変える
等して、フィルタ交換を促しているのか、インク補充を
促しているのかを区別するようにしている。

【００６８】インクの補充が確認された（ステップＳ１
１４）なら、ステップＳ１１０に進んで吸引ポンプ２の
停止を解除した後、ステップＳ１０３に戻り、記録・吐
出回復によるインク循環を再び始め、インク流量Ｌ２の
監視を行う。

【００６９】以上説明したように本発明のインクジェッ
ト記録装置によれば、センサ７によりインク回収経路１
８内のインクの状態量である圧力、静電容量、誘電率、
インダクタンス、透磁率、抵抗値、導電率等を測定し、
この測定値を基にインクの流速および流量を計算ユニッ
ト９により計算する。さらに、計算ユニット９は、測定
値に基づく流量Ｌ２と、計算ユニット９に予め記憶され
ていた未使用のインクの流量を反映した参照値であるイ
ンク限界流量値Ｌ１とを比較し、この比較結果を表示手
段であるＬＥＤ１７に出力する。このため、粘度増加
度、不純物混入、およびフィルタ６の詰まり等により影
響を受ける回収経路内のインクの流量を容易に把握する
ことができる、すなわち、フィルタ６の交換時期、イン
クの補充時期を把握することができるので、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。（第２の実施形態）次に、本実施形態のインクジェット
記録装置のインクの循環系の構成を図８に示す。

【００７０】本実施形態では、インクの流量を測定する
ためのセンサとして、第１のセンサ２０７ａと第２のセ
ンサ２０７ｂの２つのセンサが、インクの流れ方向に間
隔を空けて設けられている。なお、これ以外の循環系の
構成は第１の実施形態で説明したインクジェット記録装
置と同様であるため、詳細の説明は省略する。

【００７１】次に、本実施形態のインクジェット記録装
置の回収経路を模式的に示す図９を用いて、本実施形態
におけるインクの流量の測定方法に関して説明する。な
お、ここでは、第１のセンサ２０７ａと第２のセンサ２
０７ｂは、圧力センサであるとして説明する。

【００７２】本実施形態の第１のセンサ２０７ａと第２
のセンサ２０７ｂとは、圧力を検出する際、インクジェ
ット記録ヘッド２０１の吐出口２０３から吐出されたイ
ンクをインク回収桶２１６で回収する際、同時に吸い込
む気泡等のノイズもプロファイルとして検出する。

【００７３】そして、図１０に示すように、第１のセン
サ２０７ａにより気泡等のノイズも含んだプロファイル
として出力された、実線で示す波形に対して時間差ｔだ
け遅れて、第２のセンサ２０７ｂから破線の波形が出力
される。

【００７４】第１のセンサ２０７ａと第２のセンサ２０
７ｂとの間を流れるインクの流速は、計算ユニット２０
９において、センサ間の距離Ｓを波形の遅れ時間ｔで除
することで求められる。計算ユニット２０９は求めた流
速よりさらにインクの流量を求め、メモリ２１０に記憶
されている、正常な状態のインクの流量と比較して、そ
の比較結果に基づいて、ＬＥＤ２１４により、フィルタ
２０６の交換、あるいはインクの補給を促す。

【００７５】本実施形態の場合、２つのセンサを用いる
ことで、気泡等のノイズもプロファイルとして含めた検
出が可能であるため、算出結果に対するノイズの影響が
小さくなる。

【００７６】また、本実施形態も、第１の実施形態と同
様に、インクの流速あるいは流量を測定するのに、圧力
を測定するだけでなく、図１１に示すように、センサと
して気泡を含んだインクの誘電率を測定する、第１の容
量測定手段３０７ａと、第２の容量測定手段３０７ｂと
が設けられた構成や、図１２に示すように、センサとし
て気泡を含んだインクの透磁率、すなわち、気泡を含ん
だインクのインダクタンスを測定する第１のインダクタ
ンス測定手段４０７ａと、第２のインダクタンス測定手
段４０７ｂとが設けられた構成であってもよいし、さら
には、図１３に示すように、２枚の第１の電極５０７ａ
および２枚の第２の電極５０７ｂを設け、第１の電極５
０７ａ間、および第２の電極５０７ｂ間を流れる電流
値、すなわち、気泡を含んだインクの抵抗値を測定する
構成であってもよいし、これらが組み合わされたもので
あってもよい。なお、図１１〜図１３では、計算ユニッ
ト２０９、メモリ２１０およびＬＥＤ２１７は省略され
ている。

【００７７】以上説明したように本実施形態のインクジ
ェット記録装置によれば、第１のセンサ２０７ａおよび
第２のセンサ２０７ｂの２つのセンサを用いて、センサ
間の距離と、センサの測定時間差とによりインクの流速
および流量を計算ユニット２０９により計算する。この
ため、測定値自身がノイズを含んでいたとしても、この
ノイズにより、算出する流速および流量が誤差を含むこ
とがないため、より精度の高い測定結果を得ることがで
きる。

【００７８】また、本実施形態も第１の実施形態と同様
に、計算ユニット２０９は、測定値に基づく流量と、計
算ユニット２０９に予め記憶されていた未使用のインク
の流量を反映した参照値とを比較し、この比較結果を表
示手段であるＬＥＤ２１７に出力することで、粘度増加
度、不純物混入、およびフィルタ２０６の詰まり等によ
り影響を受ける回収経路内のインクの流量を容易に把握
することができる、すなわち、フィルタ２０６の交換時
期、インクの補充時期を把握することができので、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。

【００７９】なお、本発明は、第１および第２の実施形
態を例として説明してきたが、これらになんら限定され
るものではない。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、測定部に
より得られた回収経路内のインクの圧力等よりインクの
流速および流量を求め、この流量を未使用のインクの流
量を反映した第１の参照値とを比較し、この比較結果を
表示手段に出力する。このため、回収経路内のインクの
流量を容易に把握することができる、すなわち、フィル
タの交換時期、インクの補充時期を把握することができ
る。

【００８１】また、本発明によれば、回収経路内の流れ
方向に配列された各測定部間の距離と、各測定部間の測
定の時間差とによりインクの流速を算出することで、各
測定部で測定された状態量がノイズを含んでいたとして
も、算出する流速および流量がノイズによる誤差を含む
ことはなく、より精度の高い測定結果を得ることができ
る。

【００８２】以上により、除去効果の落ちたフィルタ交
換が使われ続けることを防止でき、フィルタによる一定
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。

【００８３】加えて、インクの再利用は廃棄インクを削
減し、１カートリッジ当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】本発明のインクジェット記録装置の一例の構成
を示す概略斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施形態におけるインクジェッ
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。

【図３】図１に示したインクジェット記録ヘッドのイン
ク吐出部の構造を模式的に示す部分透過斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施形態におけるインクジェッ
ト記録装置の、制御系を含む循環系の構成を示す模式的
な概略構成図である。

【図５】本発明の第１の実施形態におけるインクジェッ
ト記録装置の、回収経路をより簡略に示した模式図であ
る。

【図６】回収されたインクを測定した際のセンサからの
出力と、メモリに記憶された、正常なインクを測定した
際のセンサの出力とを比較したグラフである。

【図７】計算ユニットにおける、フィルタの交換時期、
およびインクの補充時期の判定に関するフローチャート
である。

【図８】本発明の第２の実施形態におけるインクジェッ
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。

【図９】センサとして２つの圧力センサが設けられた場
合の回収経路の模式図である。

【図１０】第１および第２のセンサの各出力を示すグラ
フである。

【図１１】センサとして、インクの誘電率を測定する２
つのセンサが設けられた場合の回収経路の模式図であ
る。

【図１２】センサとして、インクの透磁率を測定する２
つのセンサが設けられた場合の回収経路の模式図であ
る。

【図１３】センサとして、インクの抵抗値を測定する２
つのセンサが設けられた場合の回収経路の模式図であ
る。

【図１４】従来のインクジェット記録装置におけるイン
クの循環系の構成の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

１インクジェット記録ヘッド２吸引ポンプ３インクカートリッジ５キャップ６フィルタ７センサ８駆動モータ９計算ユニット１０メモリ１１サブタンク１１ａ大気連通口１１ｂ余剰インク排出口１２吐出口面１３吐出口１４共通液室１５液路１６電気熱変換体１７ＬＥＤ１８インク回収経路２１、２２吸引口２３排出口３１供給チューブ３３、３４吸引チューブ３５、３６接続チューブ３７ドレインチューブ１０４第１のバッファタンク１０５第２のバッファタンク１０６インク回収桶１０８第１のポンプ１０９第２のポンプ１００１記録ヘッドカートリッジ１００２キャリッジ１００２ａガイドシャフト１００３フレキシブルケーブル１００４フレーム１００７ピンチローラ１００８圧板１００９ピックアップローラ１０１０キャリッジ駆動モータ１０１１キャリッジモータ１０１２ガイドレール１０１４ベース１０１５排紙ローラ１０１６拍車１０２０ホームポジション１０２２オーバフローセンサＰ被記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒洋治東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大角孝一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者井上直史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小池寧東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者綱本克章東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者北畠健二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大出隆宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA14 EA19 EA27 EB16 EB25 EB29 EB34 EB35 EB48 EC21 EC26 JC04 JC07 KB16 KB26 KB37 KC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出口からインクを吐出して被記録媒体
に記録を行う記録手段と、前記記録手段に供給するイン
クを収納するインク収納手段と、前記吐出口から吐出さ
れ、記録に寄与しなかったインクを回収し、フィルタを
備えた回収経路を介して前記インク収納手段に再び供給
するインク回収手段とを有するインクジェット記録装置
において、前記回収経路内のインクの状態量を測定する少なくとも
１つの測定部と、前記回収経路内を流れる未使用のインクの流量を反映し
た第１の参照値を記憶しておく記憶手段と、前記各測定部の測定値に基づき前記回収経路内のインク
の流速を算出し、算出されたインクの流速を積分してイ
ンクの流量を算出し、かつ、算出された流量と前記第１
の参照値とを比較する計算手段と、前記計算手段の比較結果を表示する表示手段とを有する
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記各測定部は、前記状態量としてイン
クの圧力を測定する請求項１に記載のインクジェット記
録装置。
【請求項３】前記各測定部は、前記状態量としてイン
クの透磁率を測定する請求項１または２のいずれか１項
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記各測定部は、前記状態量としてイン
クの誘電率を測定する請求項１ないし３のいずれか１項
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記各測定部は、前記状態量としてイン
クの抵抗値を測定する請求項１ないし４のいずれか１項
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記計算手段は、前記圧力をインクの流
速に換算する請求項２ないし５のいずれか１項に記載の
インクジェット記録装置。
【請求項７】前記計算手段は、前記回収経路内の流れ
方向に配列された前記各測定部間の距離と、前記各測定
部間の測定の時間差とにより、インクの流速を算出する
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項８】前記計算手段は、算出した流速と、前記
記憶手段に記憶された、未使用のインクの流速を反映し
た第２の参照値とを比較する請求項１ないし７のいずれ
か１項に記載のインクジェット記録装置。