JP2005231085A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェット記録装置において、インクの特性にかかわらず、インク流路に存在する気泡が消泡することにより、記録ヘッドやサブタンクなどに気泡が集まって堆積することを抑制する。
【解決手段】 サブポンプ８０３を駆動してインクカートリッジ８００からサブタンク８０４へインクを流動させるとともに、この流動におけるインク流量を検出される環境温度に基づいて定めた流量とする(Ｓ７０３)。環境温度が１５℃〜３０℃の範囲にあるときの流量比を１とすると、環境温度が１５℃未満のときは流量比を０．５とする。このように比較的低温では流量を少なくする制御を行う。これにより、流量を少なくして供給されるインクの流速を小さくし、インク中の気泡がサブタンクに至るまでの時間を長くすることができる。この結果、環境温度が低く気泡が消滅するのに要する時間が長くなっても、サブタンク８０４に至るまでに気泡が消滅するようにすることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは、記録ヘッドに対してインクを供給し、また、記録ヘッドからサブタンクなどへインクを還流するためのインク流路における気泡の制御に関するものである。

この種のインク循環路を備えたインクジェット記録装置の一従来例が特許文献１に記載されている。この文献に記載されている装置は、インクカートリッジから供給されたインクを一時的に貯留するためのサブタンクから記録ヘッドへインクを供給し、また、記録ヘッドからサブタンクにインクを還流するためのチューブなどで構成されるインク流路を備えている。また、この装置には、非記録時にはノズルを配設したインクジェットヘッドの面を覆うとともに、ノズルから強制的に排出されたインクを回収するキャップを備えており、この回収したインクをサブタンクに還流するためのインク流路も設けられている。

このような、記録ヘッドとサブタンクとの間でインクを循環するためのインク流路を備えた記録装置では、インク流路を介して移動する気泡の問題がある。例えば、記録ヘッドの吐出動作に伴って発生する気泡やインク流路壁を通ってインク中に混入する気泡などが、記録ヘッドに留まることによって記録ヘッドのインク路や吐出口を塞いだり、サブタンクに留まって大気連通口を塞いだりすることがあり、記録ヘッドの吐出不良やサブタンクからのインク供給が良好に行われないなど問題を招くことがある。特に、インク路を移動して記録ヘッドやサブタンクに大量の気泡が集まり堆積する場合には、この問題は顕著になる。

特開平１１−１０５３０３号公報

ところで、インク中の気泡はインク流路を移動する間に消滅する場合もある。例えば、インク固有の特性として粘性が低いほど気泡は消泡しやすく、また、この粘性はインクの温度が高いほど低くなる。従って、上記のような循環するインク流路を備える装置では、インクの特性として粘性が低く消泡しやすいインクを用いることが多く、このため、用いることができるインクが限られていた。

本発明者は、インク流路のインクに気泡が存在する場合でもそれが記録ヘッドやサブタンクに至る時間を長くとればその間に気泡が消滅することがあること、およびこの消泡の時間はインク温度、従って通常は装置の環境温度が低いほど長くなることに着眼して本発明をなすに至った。

すなわち、本発明の目的は、インクの特性にかかわらず、インク流路に存在する気泡が消泡することにより、記録ヘッドやサブタンクなどに気泡が集まって堆積することが抑制されることを可能としたインクジェット記録装置を提供することにある。

そのために本発明では、インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置において、少なくとも記録ヘッドに供給されるインクを流動させるためのインク流路と、該インク流路中のインクの温度を示す値を検出する検出手段と、前記インク流路のインクを流動させ、前記検出手段が検出する値によるインク温度が所定温度より低いとき、当該インク流路中をインクが流動するのに要する時間が、前記所定温度のときより長くなるよう駆動する駆動手段と、を具えたことを特徴とする。

以上の構成によれば、インク温度が所定温度より低いとき、当該インク流路中をインクが流動するのに要する時間が、前記所定温度のときより長くなるよう駆動するので、インク中に気泡が存在していてもそれが記録ヘッドなどインクが流動する先の要素に至るまでに比較的時間を要し、その間に消泡するようにすることができる。

この結果、泡立ちやすかったり、消泡し難いなどのインクの特性にかかわらず、インク流路に存在する気泡が消泡することにより、記録ヘッドやサブタンクなどに気泡が集まって堆積することを抑制することが可能となり、信頼性の高いインクジェット記録装置を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係わるインクジェット記録装置を示す正面図であり、装置ケースを外形線で表すとともにその内部における装置の主要な構成を実質的に表している。

本実施形態のインクジェット記録装置１３００は、いわゆるラベルプリンタの形態であり、例えばロール上に巻かれた、記録媒体としてのラベルが所定間隔で仮付けされたラベル用紙１３０１を記録部に供給して記録を行う。記録部の下方にはラベル用紙１３０１を搬送する機構が配設されている。この機構は、搬送モータ６１３およびその駆動力で駆動される搬送ベルト１３０３を有している。この搬送機構によって、供給されたラベル用紙は一定速度で搬送される。詳細には、ラベル用紙１３０１上の各ラベルの先端部が先端検知センサ６１４によって検知されると、その検知された位置を基準として、ラベルが記録ヘッド８０６Ｋ〜８０６Ｙの下部を通過するそれぞれのタイミングで、それぞれの記録ヘッドからインクが吐出されて記録が行われる。

記録部を構成する記録ヘッドは、ブラックインクを吐出する記録ヘッド８０６Ｋ、シアンインクを吐出する記録ヘッド８０６Ｃ、マゼンタインクを吐出する記録ヘッド８０６Ｍ、イエローインクを吐出する記録ヘッド８０６Ｙであり、モノクロ記録のほか、これら４色のインクの記録ヘッドを用いてカラー記録を行うことができる。それぞれの記録ヘッドは、搬送されるラベルの最大幅に対応してインク吐出口を配列した、いわゆるフルラインヘッドである。

インクジェット記録装置１３００下部には、各々の記録ヘッド８０６Ｋ〜８０６Ｙに供給するそれぞれのインクを貯留したインクカートリッジ８００Ｋ〜８００Ｙおよびサブタンク８０４Ｋ〜８０４Ｙ等が配設されている。インクカートリッジ８００Ｋ〜８００Ｙは、それぞれ交換可能に装着されている。本実施形態で用いるインクは、いずれの色も顔料系インクである。

上述の記録ヘッド８０６Ｋ〜８０６Ｙと搬送ベルト１３０３との間には、これら記録ヘッドとの相対移動によって、記録ヘッド８０６Ｋ〜８０６Ｙに対応したそれぞれのキャッピング機構８０９Ｋ〜８０９Ｙが対応する記録ヘッドに対向して位置することができる。これにより、非記録時は、対応する記録ヘッドの吐出口面をキャップで覆うことができるとともに、回復処理で記録ヘッドの吐出口から排出されるインクをこのキャップに受けることができる。なお、本図では６個のキャッピング機構が示されているが、例えば淡シアン、淡マゼンタ、あるいは特別な色のインクを追加することが考えられることから、本実施形態の４つの場合に対して余分なキャッピング機構を２つ設けたものである。

インクカートリッジ８００Ｋ〜８００Ｙ、サブタンク８０４Ｋ〜８０４Ｙ、記録ヘッド８０６Ｋ〜８０６Ｙ、およびキャッピング機構８０９Ｋ〜８０９Ｙは、図３にて詳細に後述されるように、各色インク毎に、インク流路を構成するインクチューブによって接続されている。

図２は、上述したインクジェット記録装置１３００の制御構成を示すブロック図である。

図２において、ホストコンピュータ６００から送信された記録データはインクジェット記録装置１３００のインターフェースコントローラ６０２で受信する。また、記録する記録媒体、例えばラベルの枚数、種類やサイズ等を指示するコマンドもインターフェースコントローラ６０２で受信、解析される。

ＣＰＵ（中央演算処理装置）６０１は、このコマンド解析を含み、記録データの受信、記録動作、記録媒体のハンドリング等、インクジェット記録装置１３００全般の制御をつかさどる演算処理を実行する。ＣＰＵ６０１の処理実行は、プログラムＲＯＭ６０３に記憶された処理プログラムに基いて行われ、かかる制御プログラムは、例えば、図４のフローチャートに示された手順に対応するプログラムである。また、ＣＰＵ６０１の作業用のメモリとしてワークＲＡＭ３０５を使用する。さらに、ＥＥＰＲＯＭ６０６は、例えば図６および図７に示すテーブル、前回の回復動作を実施した時刻の記憶、複数の記録ヘッド相互の幅および搬送方向の記録位置を微調整（レジストレーション）するための補正値等、インクジェット記録装置１３００固有のパラメータを記憶するための、書き換え可能な不揮発性メモリである。

具体的に、ＣＰＵ６０１は受信したコマンドを解析した後、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ６０４にビットマップ展開して描画する。また、ＣＰＵ６０１は入出力ポート（Ｉ／Ｏ）６０８、モータ駆動部６１０を介してキャッピングモータ（不図示）、およびヘッドモータ（不図示）を相互に駆動、各インク色の記録ヘッド８０６をキャッピング位置（待機位置）と記録時位置との間で移動させる（不図示）。記録際して、記録媒体であるラベル紙１３０１を給紙するための給紙モータ（不図示）、そして搬送モータ６１３によって搬送ベルト１３０３を駆動しラベル紙１３０１を所定速度で搬送する。この一定速度で搬送されるラベル紙上のラベル１３０２の記録タイミングを決定するために先端検知（ＴＯＦ）センサ６１４でラベルの先端を検出する。搬送モータ６１３による用紙搬送に同期して、ＣＰＵ６０１はイメージメモリ６０４から対応する色のイメージデータを順次読み出し、記録ヘッド制御回路６０９を介して対応する記録ヘッド８０６にデータ転送し、インクを吐出する。

ＣＰＵ６０１はまた、インク供給時や記録ヘッド８０６の回復動作時には、図４および図５にて後述されるように、環境温度センサ８３０によって(Ａ／Ｄコンバータ６３０を介して)得られる環境温度に基づき、加圧ポンプモータ６１１、サブポンプモータ６１２を入出力回路（Ｉ／Ｏ）６０８、モータ駆動部６１０を介して駆動制御する。

図３は、上述しインクジェット記録装置における４色のインクそれぞれについて設けられるインク流路系を示す図である。

図３において、記録ヘッド８０６、キャッピング機構８０９、サブタンク８０４およびインクカートリッジ８００の間のインク流路は、概略５本のチューブ８０１、８１４、８２０、８１８および８１９によって構成される。詳しくは、チューブ８０１はインクカートリッジ８００とサブポンプ８０３とを連結し、チューブ８２０はこのサブポンプとサブタンク８０４とを連結する。チューブ８１８はサブタンク８０４と記録ヘッド８０６とを連結し、チューブ８１９は同様にサブタンク８０４と記録ヘッド８０６とを連結する。さらに、チューブ８１４はキャッピング機構８０９と上記のサブポンプ８０３とを連結する。チューブ８０１および８２０は、インクカートリッジ８００からサブタンク８０４にインクを供給するときに用いられる。また、チューブ８２０はチューブ８１４ともにキャッピング機構８０９からサブタンク８０４にインクを戻すためにも用いられる。チューブ８１８はサブタンク８０４から記録ヘッド８０６にインクを供給するときに用いられ、一方、チューブ８１９は記録ヘッド８０６からサブタンク８０４にインクを還流するときに用いられる。

図４は、インクカートリッジ８００からサブタンク８０４にインクを供給する供給動作を示すフローチャートである。以下、前述の実施例の構成による供給動作をこの図４を参照しつつ説明する。

図４に示すように、先ずリサイクル弁８１５を閉じるとともに(Ｓ７０１)、供給弁８０２を開放する(Ｓ７０２)。これにより、チューブ８０１、８２０によるインク供給のためのインク流路が形成される。そして、ステップＳ７０３では、環境温度センサ８３０によって本記録装置の環境温度を検知した後、この検出温度に応じてサブポンプ８０３の駆動を開始する。

すなわち、この駆動制御では、サブポンプ８０３を駆動してインクカートリッジ８００からサブタンク８０４へインクを流動させるとともに、この流動におけるインク流量を上記検出温度に基づいて定めた流量とする。図６は、本実施形態の検出される環境温度と流量比との関係を表すテーブルを示し、ＣＰＵ６０１はこのテーブルを参照してインク流量を定める。図６に示すように、環境温度が１５℃〜３０℃の範囲にあるときの流量比を１とすると、環境温度が１５℃未満のときは流量比を０．５とする。このように比較的低温では流量を少なくする制御を行う。この駆動は、具体的には、サブポンプ８０３を駆動するモータの回転数を下げることにより、上記流量比のインク流動を実現する。これにより、流量を少なくしてチューブ８０１およびチューブ８２０を介して供給されるインクの流速を小さくし、これらのチューブ中に存在し得る気泡がサブタンク８０４に至るまでの時間を長くすることができる。この結果、環境温度が低く気泡が消滅するのに要する時間が長くなっても、サブタンク８０４に至るまでに気泡が消滅するようにすることができる。

一方、環境温度が３０度より高いときは、流量比を１．５として常温のときよりも流量を多くする制御を行う。この場合は逆にサブポンプ８０３を駆動するモータの回転数を上げるよう制御する。このように環境温度が高いときは、通常の環境温度のときより短い時間で気泡の消滅が期待できるため、流量を多くして流速を早くしても、サブタンク８０４に至るまでに気泡が消滅するようにすることができる。また、この場合は、インク供給に要する時間を短くでき、記録装置全体のスループットを向上させることも可能となる。

以上説明したサブポンプ８０３を駆動する間、それぞれのインク色のサブタンク８０４内に設けられたインク満タン／エンプティセンサ８１７が総て満タンを検知するか否かを判断する（Ｓ７０４）。ここで、総てのサブタンク８０３について満タンであると判断すると、サブポンプ８０３の駆動をストップ（Ｓ７０５）する。すなわち、図３に示したインク流路系は基本的に４種類のインクそれぞれについて構成されるものであるが、サブポンプ８０３を駆動するためのモータ６１２は４つのサブポンプ８０３について１つ設けられる。そして、各サブポンプ８０３はチューブポンプの形態であり、これらポンプは１つのモータが同軸のローラを回転駆動することによってそれぞれのポンプ動作を行う。

ポンプ８０３の駆動を停止した後、供給弁８０２を閉じ（Ｓ７０６）、また、リサイクル弁８１５を開いて（Ｓ７０７）本処理を終了する。なお、各々の弁は図示しないソレノイド等を駆動して制御する。

図５は、記録ヘッド８０６の吐出回復動作にかかわるインク流動動作を示すフローチャートである。前述の実施例の構成による流動動作においても、上記と同様に環境温度に応じた流量制御を行う。

回復動作では、先ず、(リサイクル弁８１５を開放したまま)供給弁８０２を閉じ（Ｓ７５１）、サブポンプ８０３の駆動を開始する（Ｓ７５２）。この駆動でも、図４に示したステップＳ７０３の処理と同様、検出した環境温度に基づいて図６に示すテーブルを参照し、流量制御を行う。この駆動により、記録ヘッド８０６の各吐出口からキャッピング機構８０９内のインク溜まり８１３に排出されたインクは、チューブ８１４を通り、リサイクルフィルタ８１４、リサイクル弁８１５を介してサブタンク８０３に流動する。

続いて、回復弁８１１を閉じ（Ｓ７５３）、加圧ポンプ８０５を駆動する（Ｓ７５４）。この駆動でも、図４に示したステップＳ７０３の処理と同様、検出した環境温度に基づいて図６に示すテーブルを参照し、流量制御を行う。この駆動により、サブタンク８０４内のインクは、チューブ８１８を介して記録ヘッド８０６の共通液室８０７に送られるが、回復弁８１１が閉じているので内部は加圧され、記録ヘッド８０６の各吐出口から比較的大量のインクが押し出される。これにより、記録ヘッドの吐出口およびそれに連通するインク路(ノズル)における増粘などしたインクが排出され、吐出状態を良好に保つことができる。吐出口面８０８に沿って押し出されたインクはキャッピング機構８０９内のインク溜まり８１３に一時的に溜まろうとするが、上述したように、予め、リサイクル弁８１５をオープンし供給弁８０２をクローズした状態でサブポンプ８０３の駆動が開始されそれが維持されているので、インク溜まり８１３のインクはリサイクルフィルタ８１４でフィルタリングされた後、リサイクル弁８１５を経由してサブタンク８０４に強制的に戻され、回復動作に使用したインクは無駄なくリサイクルされることになる。

以上の加圧状態を続け一定時間経過したら（Ｓ７５５）、加圧ポンプを停止し（Ｓ７５６）、回復弁を開く（Ｓ７５７）。その後、さらに一定時間の経過を待って（Ｓ７５８）サブポンプも停止し（Ｓ７５９）、本処理を終了する。なお、加圧ポンプ停止後一定時間サブポンプの動作を継続する理由は、キャッピング機構８０９のインク溜まり８１３に押し出された比較的大量のインクを確実にサブタンク８０４へ戻すためである（回収〜リサイクル）。この他、図示しないワイパブレードによる記録ヘッドのノズル面８０８のワイプ動作やサブタンク８０４と記録ヘッド８０６間のインク循環等種々の回復動作を行うがその詳細は省略する。

以上のように、回復動作に関したインク流動を生じさせるサブポンプ８０３の駆動および加圧ポンプ８０５の駆動のいずれの場合においても、図４に示した処理と同様、環境温度に応じた流量制御を行うことにより、流路中の気泡が記録ヘッドまたはサブタンクに至る前に消滅するようにすることができ、記録ヘッドやサブタンク中に気泡が堆積することを防止し、または堆積量を少なくすることができる。

なお、本実施形態では図６に示すように、いずれの流路における駆動でも環境温度が同じであれば同じ流量としたが、好ましくは、インク流路の長さに応じてさらに流量を異なるようにすることができる。例えば、インク流路の長さが長い場合には、それだけ記録ヘッドまたはサブタンクに至るまでの時間を要することから、その分流量を少なくしてもよい。

（第２の実施例）
本実施形態は、図４および図５におけるインクの流量制御に代えて、インク流動のための駆動を間歇的に行いその間歇駆動の駆動時間と給紙時間の比を環境温度に応じて制御するものである。

図７は、図４のステップＳ７０３、図５のステップＳ７５２、Ｓ７５４で参照するテーブルを示す図である。図７に示すように、環境温度が通常の１５℃〜３０℃のときは、駆動時間に対する休止時間の比を０．３とする。これに対し、環境温度が１５℃未満で比較的低温の環境では、駆動時間に対する休止時間の比を１として平均的なインク流量を少なくして全体として流速を遅くする。これにより、第１実施形態と同様サブタンクや記録ヘッドにいたるまでの時間を長くし、この間に気泡を消滅させるようにすることができる。一方、環境温度が３０℃より高いときは、気泡の消滅が比較的早いことから、上記の比を０として休止時間をなくし、インク流動を早めることができる。

（他の実施形態）
上述した各実施形態は、記録ヘッドに対してインクを供給するインク流路だけでなく、記録ヘッドから排出されたインクを流動させる流路についても本発明を適用する場合について説明したが、例えば、いわゆるシリアルプリンタなどのように、インクタンクまたはサブタンクから記録ヘッドへインクを供給する場合にポンプなどの駆動手段を用いてインク流動を行う構成に、本発明を適用することができる。

更に、上述の例では、プログラムを介在させる例で説明したが、一部又は所々をハードに置き換えることも考えられる。

本発明の一実施形態に係わるインクジェット記録装置を示す正面図である。 図１に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。 同インクジェット記録装置における４色のインクそれぞれについて設けられるインク流路系を示す図である。 上記インクジェット記録装置におけるインクカートリッジからサブタンクにインクを供給する供給動作を示すフローチャートである。 上記インクジェット記録装置における記録ヘッドの吐出回復動作にかかわるインク流動動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係わる、環境温度と流量比との関係を表すテーブルを示す図である。 本発明の他の実施形態に係わる、環境温度と流量比との関係を表すテーブルを示す図である。

符号の説明

６００ ホストコンピュータ
６０１ ＣＰＵ（中央演算処理装置）
６０２ インターフェースコントローラ
６１１ 加圧ポンプ
６１２ サブポンプ
６１３ 搬送モータ
６１４ ラベル先端検知センサ
８００ インクカートリッジ
８０１ 供給フィルタ
８０２ 供給弁
８０３ サブポンプ
８０４ サブタンク
８０５ 加圧ポンプ
８０６ 記録ヘッド
８０７ 共通液室
８０８ 吐出口面
８０９ キャッピング機構
８１０ キャップ
８１１ 回復弁
８１２ 大気連通口
８１３ インク溜まり
８１４ リサイクルフィルタ
８１５ リサイクル弁
８１６ 針
８１７ インク満タン／エンプティセンサ
８１８ チューブ
８１９ チューブ
１３００ 記録装置
１３０１ ラベル用紙
１３０３ 搬送ベルト

Claims (7)

1. インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置において、
   少なくとも記録ヘッドに供給されるインクを流動させるためのインク流路と、
   該インク流路中のインクの温度を示す値を検出する検出手段と、
   前記インク流路のインクを流動させ、前記検出手段が検出する値によるインク温度が所定温度より低いとき、当該インク流路中をインクが流動するのに要する時間が、前記所定温度のときより長くなるよう駆動する駆動手段と、
   を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記駆動手段はインクの流量を少なくするように駆動し、インク流路中をインクが流動するのに要する時間が前記所定温度のときより長くなるようにすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記駆動手段はインクの流動を間歇的に行うことにより、インク流路中をインクが流動するのに要する時間が前記所定温度のときより長くなるようにすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記駆動手段は、前記検出手段が検出する値によるインク温度が所定温度より高いとき、当該インク流路中をインクが流動するのに要する時間が、前記所定温度のときより短くなるよう駆動することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 記録ヘッドに供給するインクを貯留したサブタンクをさらに具え、前記インク流路は、前記サブタンクから記録ヘッドへインクを流動させるためのインク流路、記録ヘッドから前記サブタンクに流動させるためのインク流路、および記録ヘッドから排出されたインクをサブタンクに流動させるためのインク流路を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 記録ヘッドに供給するインクを貯留したサブタンクをさらに具え、前記インク流路は、前記サブタンクから記録ヘッドへインクを流動させるためのインク流路、記録ヘッドから前記サブタンクに流動させるためのインク流路、および記録ヘッドから排出されたインクをサブタンクに流動させるためのインク流路を含み、前記インク流路の長さに応じて、前記駆動手段の駆動を異ならせることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 前記記録ヘッドは、フルラインヘッドであることを特徴とする請求項５または６に記載のインクジェット記録装置。
   

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