JP2005212198A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 粘度の異なる複数のインクを使用する場合に、インクを加熱したり、インク流路管の内径を大きくしたりしなくとも、記録ヘッドに対するインク供給量の安定化を図る。
【解決手段】 このインクジェット記録装置には、複数の記録ヘッドと、インクを貯留する複数のインクタンクと、複数のインクタンクから複数の記録ヘッドまでインクを導く複数のインク流路管と、複数のインク流路管の途中に配置され、インクを一旦貯留する複数の中間タンクとが備えられている。そして、複数のインクタンクのそれぞれに貯留されるインクの粘度が異なる場合には、粘度の高い方が、インクタンクと中間タンクとの高低差が大きくなるように、複数のインクタンク及び複数の中間タンクが配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、インクがインクタンクから記録ヘッドまで至る間に、中間タンクでインクを一旦貯留するインクジェット記録装置に関する。

紙やフィルムなどの記録媒体に対してインクを吐出し、当該記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置には、インクタンクから供給されたインクを中間タンクで一旦貯留し、その後記録ヘッドまで導くインク流路管が設けられている。このような、インクジェット記録装置には、粘度の異なる複数のインクが用いられている場合があるが、各インクの粘度が異なっていると、各インクのインク流路管内での流速がばらついてしまうために、記録ヘッドに対するインク供給量にばらつきが生じてしまう。このばらつきを抑えるために、例えば、粘度の高いインクが流れるインク流路管を粘度の低いインクが流れるインク流路管よりも内径を大きくして流速の均一化を図ったインクジェット記録装置や、或いは、インクタンク、中間タンク及びインク流路管等の内部に加熱部を設けることで、各インクの粘度が均一となるようにインクを加熱し、粘度の均一化を図っているインクジェット記録装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−２２０７１５号公報

しかしながら、粘度の高いインクのインク流路管の内径を、粘度の低いインクのインク流路管の内径よりも大きくしたインクジェット記録装置であると、強度を保つために管厚を薄くすることは好ましくなく、結果として外径が大きくなってしまう。外径が大きくなると、配管作業時の引き回しが困難になってしまう。
一方、加熱部を設けたインクジェット記録装置であると、加熱に必要な電力や、加熱部の設置コストなどによって、装置自体のコストを増加させてしまっていた。

本発明の課題は、粘度の異なる複数のインクを使用する場合に、インクを加熱したり、インク流路管の内径を大きくしたりしなくとも、記録ヘッドに対するインク供給量の安定化を図ることである。

請求項１記載の発明におけるインクジェット記録装置は、
記録媒体にインクを吐出する複数の記録ヘッドと、
インクを貯留する複数のインクタンクと、
複数の前記インクタンクから複数の前記記録ヘッドまでインクを導く複数のインク流路管と、
複数の前記インク流路管の途中に配置され、インクを一旦貯留する複数の中間タンクとを備え、
複数の前記インクタンクのそれぞれに貯留されるインクの粘度が異なる場合には、粘度の高い方が、前記インクタンクと前記中間タンクとの高低差が大きくなるように、前記複数のインクタンク及び前記複数の中間タンクが配置されていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
高粘度インクと、前記高粘度インクよりも粘度が低く、２５℃における粘度差が２．０ｍＰａ・ｓ以上ある低粘度インクとが、それぞれ複数の前記インクタンクに個別に貯留されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
高粘度インクと、前記高粘度インクと同系色で粘度の低い低粘度インクとが、それぞれ複数の前記インクタンクに個別に貯留されていて、
前記高粘度インクの方が前記低粘度インクよりも濃色であることを特徴とするインクジェット記録装置。

本発明によれば、複数のインクタンクのそれぞれに貯留されるインクの粘度が異なる場合には、粘度の高い方が、インクタンクと中間タンクとの高低差が大きくなるように、複数のインクタンク及び複数の中間タンクが配置されている。インクタンクと中間タンクとの高低差が大きければ、インクの位置エネルギーも増加するので、粘度が高いインクであってもインク供給量を安定化することができる。したがって、インクを加熱したり、インク流路管の内径を大きくしたりしなくとも、記録ヘッドに対するインク供給量の安定化を図ることである。

図１は、本発明が適用された実施形態のインクジェット記録装置の要部構成を示した斜視図である。
図１に示す通り、インクジェット記録装置１には、記録媒体Ｐを下方から支持するプラテン２が水平となるように配置されている。このプラテン２の上方には、水平に延在するガイドレール３に沿って、記録媒体Ｐの搬送方向Ａに直交する走査方向Ｂに複数の記録ヘッド４を走査させるキャリッジ５が設けられている。

複数の記録ヘッド４は、インクジェット記録装置１で使用される各色毎のインクをそれぞれ記録媒体Ｐに向けて吐出するものであり、各記録ヘッド４の吐出面にはインクを吐出するための多数のノズルが配列されている。これらの記録ヘッド４には、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトブラック（ＬＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを貯留する複数のインクタンク６が、インクを導く複数のインク流路管７を介して接続されている。

複数のインク流路管７の途中には、インクを一旦貯留する中間タンク８が設けられている。この中間タンク８には、図２に示すように、中間タンク８内のインク残量が所定量以上であるか否かを検出するインク残量センサ８１が設けられている。

ここで、複数の中間タンク８と複数のインクタンク６との位置関係について、図３を参照にして説明する。図３は、中間タンク８とインクタンク６との位置関係を表す説明図である。中間タンク８とインクタンク６との位置関係は、インクタンク６に貯留されるインクの粘度に基づいて決定されている。各インクタンク６に貯留されるインクの粘度が異なる場合に、中間タンク８とインクタンク６との高低差が全て同一であると、中間タンク８に対するインクの供給量がばらついてしまい、結果として記録ヘッド４へのインク供給量をもばらついてしまう。このインク供給量のばらつきを抑制するためには、粘度の高いインクを貯留するインクタンク６の方が、低いインクを貯留するインクタンク６よりも高低差を大きくすれば、高粘度のインクの方が位置エネルギーが高くなり、インクの供給量を向上させることができる。具体的には、本実施形態で使用されるインクは、同系色毎に濃色と淡色が用いられているが、濃色のインクの方が淡色のインクよりも粘度が高くなっている。濃色のインク（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）を高粘度インク、淡色のインク（ライトイエロー、ライトマゼンタ、ライトシアン、ライトブラック）を低粘度インクと称すと、高粘度インクと低粘度インクとの粘度差は、２．０ｍＰａ・ｓ以上になっている。

図３に示すように、複数の中間タンク８が、水平方向に沿って配列されて全てが同じ高さに配置されている場合には、複数のインクタンク６は、貯留するインクの粘度が高くなるにつれて高位に配置されている。本実施形態では、２種類毎に粘度がほぼ同等のインクが使用されているために、インクタンク６の高さ位置は４段階に設定されている。詳細に説明すると、粘度がほぼ同等のインクは、１組目がイエローとブラックで、２組目がマゼンタとシアン、３組目がライトイエローとライトブラック、４組目がライトシアンとライトブラックという組み合わせになっている。そして、１組目＞２組目＞３組目＞４組目という順で、粘度が低くなっている。このようなことから、１組目のインクを貯留するインクタンク６が最も高位に配置されていて、次いで、２組目のインクを貯留するインクタンク６、３組目のインクを貯留するインクタンク６、４組目のインクを貯留するインクタンク６という順に低位となるように配置されている。ここで、１組目のインクタンク６と中間タンク８との高低差をＨ１、２組目のインクタンク６と中間タンク８との高低差をＨ２、３組目のインクタンク６と中間タンク８との高低差をＨ３、４組目のインクタンク６と中間タンク８との高低差をＨ４とすると、各高低差の関係はＨ１＞Ｈ２＞Ｈ３＞Ｈ４という具合にインクの粘度が高くなるにつれて大きくなっている。これにより、粘度によるインク供給量のばらつきを抑制している。なお、本実施形態では、複数の中間タンク８を全て同じ高さに配置していたが、インク粘度が高くなるにつれてインクタンク６と中間タンク８との高低差が大きくなるのであれば、各中間タンク８の高さが異なっていてもよい。

図４は、２５℃におけるインク粘度とインク流量との関係を表したインク粘度−インク流量線図である。この図４において、例えば、Ｌ１点がライトマゼンタインク、Ｌ２点がライトマゼンタインクよりも粘度が２．０ｍＰａ・ｓ以上であるブラックインクを表している。ここで、２５℃の環境下であると、ブラックインクは、ライトマゼンタインクよりもインク流量が０．１×１０^-3ｋｇ／ｓ以上低い。これだけ差があると、インク供給量にばらつきが生じてしまうために、ブラックインクのインク流量を、ライトマゼンタインクのインク流量以上にして、インク供給量を安定化する必要がある。図５は、インクタンク６と中間タンク８との高低差がブラックインクのインク流量をどれだけ変化させるのかを表したインク粘度−高低差線図である。この図５に示すように、高低差が５３０ｍｍ以上あれば、ブラックインクのインク流量が、インク供給安定領域に収まることになる。このように、全てのインクがインク供給安定領域に収まるように、各インクタンク６と各中間タンク８との高低差を設定することが好ましい。

そして、中間タンク８の上流側には、中間タンク８内に流入するインクを調整するためのインク供給弁８２が設けられている。一方、中間タンク８の下流側には、インクが記録ヘッド４に流入する以前に、インクを一旦貯留することでインクの圧力変動を吸収するダンパ９が設けられている。このダンパ９はキャリッジ５に搭載されていて、キャリッジ５の走査等が基で吐出時のインクに生じる圧力変動を吸収して、インクの吐出が不安定になることを防止するようになっている。

そして、図１に示すように、プラテン２の一側方には、待機時に各記録ヘッド４の吐出面を覆って、ノズルの保湿状態を維持する複数の保湿キャップ１１が設けられている。一方、プラテン２の他側方には、記録ヘッド４のメンテナンスを行うメンテナンスユニット１２が設けられている。

メンテナンスユニット１２には、上方に向かって延出する可撓性のワイプ１３が設けられていて、このワイプ１３と記録ヘッド４の吐出面とが接触した状態で、メンテナンスユニット１２自体を水平方向に移動させれば、ワイプ１３が記録ヘッド４の吐出面を摺擦し、吐出面に付着したインクやごみ等を除去するようになっている。
また、メンテナンスユニット１２には、記録ヘッド４のノズル内のインクを吸引するために、記録ヘッド４の吐出面に接離される吸引キャップ１４が設けられている。この吸引キャップ１４には、吐出面に密着した際に、吸引キャップ１４と吐出面との内部空間を吸引するための吸引ポンプ１５（図６参照）が接続されている。

図６は、インクジェット記録装置１の主制御構成を表すブロック図である。この図６に示すように、インクジェット記録装置１には、各駆動部を制御する制御部２０が設けられている。制御部２０には、記録媒体Ｐを搬送方向Ａに沿って搬送させるための搬送部２１と、キャリッジ５を走査させるキャリッジ用駆動部２２と、メンテナンスユニット１２を移動させるメンテナンスユニット用駆動部２３と、画像記録開始指示などの各種指示が入力される入力部２４と、各種情報が表示されるモニタ２５と、インク供給弁８２と、吸引ポンプ１５と、インク残量センサ８１と、記録ヘッド４と、記憶部２６が電気的に接続されている。なお、制御部２０には、これら以外にもインクジェット記録装置１の各駆動部などが接続されている。そして、制御部２０は、記憶部２６中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従い各種機器を制御するようになっている。

次に、インクジェット記録装置１の作用について説明する。

画像記録開始時になると、作業者は画像記録開始指示を入力する。
制御部２０は、画像記録開始指示の入力に伴って、搬送部２１を制御して、記録媒体Ｐを搬送方向Ａに間欠に搬送させる。搬送中に記録媒体Ｐが停止されると、制御部２０は、キャリッジ用駆動部２２を制御して、キャリッジ５を走査方向Ｂに走査させる。この走査に対応して、制御部２０は画像データに基づいて記録ヘッド４を制御し、記録媒体Ｐ上にインクを吐出して画像を記録する。

そして、記録ヘッド４の吐出状態を回復するためのメンテナンスタイミングになると、制御部２０は、各部を制御して記録ヘッド４のメンテナンスを行わせる。詳細に説明すると、制御部２０は、メンテナンスタイミングに伴ってキャリッジ用駆動部２２を制御し、記録ヘッド４と吸引キャップ１４とが対峙する位置までキャリッジ５を移動させる。記録ヘッド４と吸引キャップと１５とが対峙すると、制御部２０は、メンテナンスユニット用駆動部２３を制御して、記録ヘッド４の吐出面と吸引キャップ１４とが密着するまでキャリッジ５を下降させる。

キャリッジ５の下降が完了すると制御部２０は、吸引キャップ１４内部が吸引されるように吸引ポンプ１５を制御する。吸引が終了されると、メンテナンスユニット用駆動部２３を制御して、吐出面が吸引キャップ１４から離間して、ワイプ１３の上端よりも上位に位置するまでキャリッジ５を上昇させる。つまり、キャリッジ５の上昇が完了すれば、メンテナンスユニット１２が水平移動したとしても、ワイプ１３が吐出面から退避しているために、両者が接触しないことになる。

上述したように、画像記録時及びメンテナンス時においては、記録ヘッド４からインクが消費されるために、インクタンク６に貯留されたインクは、インク流路管７に導かれながら、中間タンク８及びダンパ９を介して記録ヘッド４まで供給される。この際、インクの粘度を基にして、各インクタンク６と各中間タンク８との高低差が設定されているために、各インクに粘度差があってもインク供給量は安定化されている。

画像記録やメンテナンスが終了して待機時になると、制御部２０は、キャリッジ用駆動部２２及びメンテナンスユニット用駆動部２３を制御して、各記録ヘッド４の吐出面が保湿キャップ１１によって覆われるように、キャリッジ５を移動させる。

以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１によれば、複数のインクタンク６のそれぞれに貯留されるインクの粘度が異なる場合には、粘度の高い方が、インクタンク６と中間タンク８との高低差が大きくなるように、複数のインクタンク６及び複数の中間タンク８が配置されている。インクタンク６と中間タンク８との高低差が大きければ、インクの位置エネルギーも増加するので、粘度が高いインクであってもインク供給量を安定化することができる。したがって、インクを加熱したり、インク流路管の内径を大きくしたりしなくとも、記録ヘッドに対するインク供給量の安定化を図ることである。
なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

本実施形態のインクジェット記録装置の概略構成を表す斜視図である。 図１のインクジェット記録装置に備わるインクタンクから記録ヘッドまでのインク流路を表す説明図である。 図１のインクジェット記録装置に備わる複数のインクタンクと複数の中間タンクとの位置関係を表す説明図である。 ２５℃におけるインク粘度とインク流量との関係を表したインク粘度−インク流量線図である。 インクタンクと中間タンクとの高低差がブラックインクのインク流量をどれだけ変化させるのかを表したインク粘度−高低差線図である。 図１のインクジェット記録装置の主制御構成を表すブロック図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
４ 記録ヘッド
６ インクタンク
７ インク流路管

Claims (3)

1. 記録媒体にインクを吐出する複数の記録ヘッドと、
   インクを貯留する複数のインクタンクと、
   複数の前記インクタンクから複数の前記記録ヘッドまでインクを導く複数のインク流路管と、
   複数の前記インク流路管の途中に配置され、インクを一旦貯留する複数の中間タンクとを備え、
   複数の前記インクタンクのそれぞれに貯留されるインクの粘度が異なる場合には、粘度の高い方が、前記インクタンクと前記中間タンクとの高低差が大きくなるように、前記複数のインクタンク及び前記複数の中間タンクが配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   高粘度インクと、前記高粘度インクよりも粘度が低く、２５℃における粘度差が２．０ｍＰａ・ｓ以上ある低粘度インクとが、それぞれ複数の前記インクタンクに個別に貯留されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   高粘度インクと、前記高粘度インクと同系色で粘度の低い低粘度インクとが、それぞれ複数の前記インクタンクに個別に貯留されていて、
   前記高粘度インクの方が前記低粘度インクよりも濃色であることを特徴とするインクジェット記録装置。

Images