JP2006123365A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サブタンク内で、インクの循環、補給の動作中に泡が発生し、インク残量を誤検知することを防止する。
【解決手段】インクを一時的に貯蔵するサブタンク内にインクの液面検知手段を具備したシステムにおいて、液面高さを検知する動作を実施し、第一の所定回数以上液面を検知した場合に有りと判断し、かつ、第二の所定回数以上液面を検知しない場合に無しと判断する。
【選択図】図４

Description

本発明は記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するタンクを搭載したインクジェット記録装置におけるインク液面検知方法に関するものである。

特に、前述インクジェット記録装置は画像を形成する記録ヘッドを1つまたは複数有し、画像を形成する記録媒体であるラベル用紙とラベル用紙をインクジェット記録装置の本体内へ搬送することを可能にするラベル搬送機構と、インクを貯蔵し、記録ヘッドにインクを供給するためのインクタンクと、インクタンクから供給されるインクを一時的に貯留し、またインクの消費に伴いインクの有無を検知することが可能なサブタンクを有している。

本発明はインクを吐出することで画像を形成することが可能であるインクジェット記録装置に関するものであり、サブタンク内に回復時等に発生し蓄積された泡によってインク液面を判断しにくい状況下でも、インクと泡とを切り分けて検知することを可能にし、印字画像への影響やインク漏れの無い液面検知方法を提案することを目的とするものである。

従来のインクジェット記録装置のインク供給流路においては、記録ヘッドとインクカートリッジとが別々に存在し、ポンプ等の他の手段を用いて記録ヘッドにインクの供給が行われるように構成されている。従来の比較的多量のインクが必要とされるインクジェット記録装置においては、本体に内蔵され、かつ、大気連通孔を有するサブタンクが存在し、該サブタンクは記録ヘッドを経由してインクを循環させるインク循環流路に設けられるとともに、インクカートリッジにも接続されている。そのため、インクカートリッジ内に貯蔵されているインクは、直接記録ヘッドに供給されることなく、サブタンクへ所定の液位まで供給され、サブタンクから記録ヘッドにインクが供給されている。印字時には、サブタンク内のインクが記録ヘッドに送り込まれ、記録シートに対して吐出されることで記録が行われる。

一方、記録ヘッドの吐出回復時には、ポンプ等の手段を用いてインク循環が行われ、記録ヘッドの回復処理が行われる。この時、記録ヘッドから吐出されたインクは、回復桶によって受けられ、ポンプ等によって、空気とともにサブタンク内に戻されることで貯蔵され、空気は大気連通孔から大気へと放出される。

前述サブタンクにおいては、記録ヘッドとのインク流路に気泡等が入り込むことを防止するために、絶えず一定量のインクが存在し、かつ、インクの残量が少ないことを検知する液面検知手段が具備されている。そして液面検知手段の検知結果により、インクカートリッジからサブタンクへのインクの供給が行われるよう構成されている。

上述したように、従来の多量のインクが必要とされるインク流路の構成は、インクカートリッジからインク供給機構を介してサブタンクにインクを供給し、印字時にはサブタンクから記録ヘッドにインクを送り込み、また記録ヘッドの吐出回復時には、サブタンクからインク循環が行われ、この時、記録ヘッドから吐出されたインクは空気とともにサブタンクに戻され再利用される構成になっている。そのためサブタンクにはインク有り無しを知らせる液面検知センサを設けている。しかし、前述したようなインク流路の場合、泡の発生しやすいインクを使用した場合には、記録ヘッドの回復処理の際、回復桶からポンプ等によりインクを吸引した時に発生する泡のためにサブタンク内の液面上に泡が蓄積されてしまう。

またコストを抑える為にカートリッジ有り無し検知センサを設けずに、サブタンクのインク液面検知センサで、インクカートリッジからのインクが送られていない場合にインク無しと判断する構成にした場合、インクカートリッジからある程度の泡が送られてきてから、初めてインク無しと判断することになり、サブタンク内には泡が多く供給されやすい。

その結果、電極方式や光学方式の液面センサでは動作が不安定となり、正確に検知できない状態が発生してしまい、インクが無いにもかかわらずインク有りと検知して記録ヘッドに泡インクを送り出してしまい不吐になってしまう恐れがある。
また、サブタンク内の液面上に蓄積された泡が、空気とともに大気連通孔から排出され、泡が大気連通孔を塞いでしまうと、水頭圧により記録ヘッド内の圧力を負圧に維持できず印字性能の悪化を招く。

さらに、サブタンク内の液面上に蓄積された泡が大気連通孔から排出されることで、記録装置内を汚染してしまうことが懸念される。

これらの問題点を解決するために、従来の手段として負圧装置を用いた脱気手段やスポンジ等の消泡部材を用いた消泡手段を用いることが提案されているが、前述手段では、構成が複雑になり、コストアップと信頼性の低下を招いていた。

そこで本発明の目的は、インクカートリッジと記録ヘッドの間にサブタンクを介してインク供給が行われるインク流路において、インク供給動作を行うシーケンスを変更するだけで、サブタンク内の液面上に泡が蓄積し液面が判断しにくい状況において、泡によりインクが無いにもかかわらずインク有りと検知して異常記録を行うことを防止し、また、サブタンクの大気連通孔からの泡の吹き出しによるインク漏れを防止することが可能な液面検知方法を提供することを目的とする。

本発明は、前述懸念事項に対し対応すべく考案されたものであり、記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するタンクを搭載したインクジェット記録装置の液面検知方法において、インクの有無を決定する液面検知センサのレベル確認手段において、所定時間間隔で液面を検知する動作を連続して行い、インク有り、インク無しどちらも連続で複数回以上確認した上でインク有無を決定することで目的を達成する。

また、インクの消費によって自動的にインク供給が行われるインク供給ユニットに対して、一旦インク有りと検知した時点で、インク供給動作を停止し、所定時間待ち合わせた後に、再度インク有りであればインクによる検知、インク無しであれば泡による検知であると判断することで、インク供給や回復時に発生する泡の蓄積によりインク有りを検知した場合でも、前記所定時間内に泡が完全に消泡、または泡が減少され、インクの液面が上昇したことによるインク有りではないと判断でき、インク液面と泡を区別して検知することを可能にしている。

また、インク有りと検知し所定時間待ち合わせた後にインク無しと判断したとき、つまり泡により検知したと判断した場合、インクカートリッジ内にインクが無いことを意味するため、使い手にインクカートリッジの交換をするように警告を出すことで、確実に画像乱れやインク漏れを防止することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、インクカートリッジと記録ヘッドとの間に一時的にインクを貯蔵するためのサブタンクが存在するインク流路において、インク供給動作シーケンスを変更するだけで、インク液面検知動作が行われる際に、インクの液面をインク有りと検知したか、もしくは、回復およびインク供給により発生した泡をインク有りと検知したかを区別することができる。したがって、安定した画質性能が得られ、記録ヘッドの信頼性を保持し、品質の良いインクジェット記録装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて、詳細に説明する。

図1は本発明が適用されているインクジェット記録装置の全体的な構成を示す断面図である。

同図において、101はラベルプリンタであり、該ラベルプリンタ101は画像形成部102と、該画像形成部102に例えばロール状に巻かれ、複数のラベルが仮付けされたラベル用紙Lを給送するラベル給送装置部103とを備えている。

ここで、画像形成部102は、矢印で示すラベル搬送方向に並設されるとともに、ラベル搬送方向に直行する方向(幅方向)に、ラベルLの画像形成幅にほぼ等しい長さの多数のインクジェットノズルを配置した記録ヘッド104〜107と、ラベル給送装置部103により搬送されてきたラベルを載置して記録ヘッド104〜107の下方を通過させる搬送ベルト108とを備えている。

なお、前述搬送ベルト108は、駆動軸109、従動プーリ110とに掛け渡されるとともに、駆動モータ111により回転駆動されることによりラベルLを搬送方向に周回運動するようになっている。

また、前述搬送ベルト108は従動プーリ110に複数本掛け渡されている。なお、同図において、112は搬送されるラベルLを搬送ベルト108に押し付ける拍車ユニットである。そして、このような搬送ベルト108と、所定の間隔で配置された拍車ユニット112とによりラベルLを一定速度で搬送し、その間に記録ヘッド104〜107のノズルからインクが吐出されてラベル上に画像が形成されるようになっている。

また113はラベル用紙の各ラベル先端部を検知する先端検知センサ113であり、該先端検知センサ113によって検知された位置を基準として各ラベルが複数の記録ヘッド104〜107の下方を通過する。

前述記録ヘッド104〜107は、カラー記録用の場合、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクを用いる記録ヘッドで構成される。

また、前述記録ヘッド104〜107は、記録信号に応じてエネルギを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する記録ヘッドである。また、該記録ヘッド104〜107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を備えたものである。さらに、該記録ヘッド104〜107は、前記電気熱変換体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。前記電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出するものである。

次に画像形成装置本体102に具備されている記録ヘッド104〜107を清掃する回復動作について説明する。114は回復機構であり、画像形成装置大気中は記録ヘッド104〜107の下に配置されている。また、画像を形成する場合には回復機構114は左側に移動し、記録ヘッド104〜107は下方向に下降しラベル給紙部103により搬送されてきたラベルLに吐出し、画像を形成する。記録ヘッド104〜107を清掃する回復動作を行う場合は、記録ヘッド104〜107を清掃しながら右側に一定速度で移動する。なお、記録ヘッド104〜107の位置は制御系115の信号により各ポジションに移動し停止する。

116〜119はインクカートリッジであり、各記録ヘッド104〜107へインクを充填するために各色ヘッド毎に独立して具備されている。独立した記録ヘッド104〜107に対し独立したインクカートリッジ116〜119からインク供給機構により記録ヘッド104〜107にインクを充填・供給する。

次に、図2を用いて回復処理について説明する。
201はインクを貯蔵するインクカートリッジであり、202は記録ヘッドである。インクカートリッジ201と記録ヘッド202との間のインク流路内にインクを一時的に貯留し、大気連通孔204を有するサブタンク203が接続されている。205は記録ヘッド202から吐出されたインクを受けて回復処理するための回復桶である。206は記録ヘッド202にインクを供給するための加圧ポンプであり、207はインクカートリッジ201からサブタンク203にインクを供給するとともに回復桶205からインクを回収する吸引ポンプである。インク流路中にはインク中に含まれる異物を除去するフィルタ208が設けられている。

印字時には、記録ヘッド202が記録媒体に対して吐出されることで記録が行われ、サブタンク203内のインクが消費される。

また、記録ヘッド202の回復時には、加圧ポンプ206によってインク循環が行われて、記録ヘッド202の回復処理が行われる。この時、記録ヘッド202から吐出されたインクは、回復桶205によって受けられ、吸引ポンプ207によって空気とともにフィルタ208を経由してサブタンク203に戻される。サブタンク203に回収されたインクは再利用が可能であり、その分インク消費量を減少させることができる。フィルタ208によってゴミ等が取り除かれた空気とインクは、サブタンク203内に注入され、インクは重力によって下方に落下し、空気はサブタンク203の天面に設けられた大気連通孔204から大気中に放出される。

サブタンク203には、インク液面検知部209が設けられている。該インク液面検知部209は、3本の電極と、電極により検出された検出出力の変化を抵抗値の変化として送出する信号出力部を含んで構成されている。3本の電極のうち比較的長い2本の電極が互いに平行に配されサブタンク203内において許容されるインクの最小残量を検知するために利用される。その2本の電極間の出力信号の抵抗値が所定値を表すとき、所定の最小残量以下であることを示していることとなる。

一方、残りの1本の電極は、サブタンク203内に許容されるインクの収容最大量を検知するために利用される。その1本の電極の出力信号の抵抗値が所定値を表すとき、所定の収容最大量であることを示していることとなる。

本発明を実施した記録装置１０１の電気的なブロック図を図５に示す。
ホストＰＣ３０１上で作成された記録画像はインターフェースコントローラ３０２で受信される。ＣＰＵ３０６は記録装置全般の制御を司るもので、フローに対応するプログラムに基づき動作を実行する。

本発明によるサブタンク内のインクの有無を検知するインク液面検知部２０９において、サブタンク内の電極センサでインク残量の有無を検知し、インク有無信号がインク検出信号処理部３１２に伝達され、上述の電極センサのインク有無検知でインク供給制御部３１３において、インクカートリッジからサブタンクへインク供給すべきかを判断する。さらに操作パネル３１４上にはサブタンクの電極センサが最小残量以下を検知された時にインクカートリッジ交換の警告を示す。

図3には本実施例によるインクジェット記録装置のインク供給を実施する際の動作シーケンスを示すフローチャートである。上述のように、印字と回復時にはサブタンク内のインクが消費される。前記サブタンク内に具備されている電極式インク液面検知センサが液面低下を検知すると、自動的にインク液面を所定の液位まで戻すために回復手段の作動をオンにしてインク供給動作を開始する。

インク供給のための吸引ポンプを作動することで、インクカートリッジからサブタンクへインクが送り込まれ、上述電極センサがインクの収容最大量を検知した時点で、吸引ポンプの作動を停止して、インク供給作動を終了する。これらの動作を繰り返すと、やがてインクカートリッジ内のインクが無くなり、さらに、印字と回復を繰り返すと、サブタンクに具備されている電極センサが最小残量以下を検出し、使い手にインクカートリッジの交換を知らせる。

本実施例では吸引ポンプを作動させることでインク供給開始（Ｓ１１）し、インク有無（Ｓ１２）を検知し、その結果インク有りを検知した時点で、インク供給停止（Ｓ１３）をさせる。その後所定時間待ち（Ｓ１４）を行った後、インク有無検知（Ｓ１５）の結果、再びインク有りと検知している場合、インクによる供給が行われたと判断し、インク供給終了（Ｓ１８）とする。しかし、インク有無検知（Ｓ１５）を確認した結果、インク無しであった場合は、サブタンク内のインク収容最大量までインクが満たされていないと判断し、使い手にインクカートリッジ交換の警告（Ｓ１６）を出し、インクカートリッジ交換（Ｓ１７）後、インク供給が行われインク供給を終了する（Ｓ１８）。前述Ｓ１５の結果インク無しと判断した場合、つまりＳ１２の結果が泡による検知と判断した場合、その後のインク供給動作はインクジェット記録装置本体の電源を一旦落とし再度入れたとき、もしくはサブタンク内のインク残量が最小量以下になった場合以外は行わないことにする。前記条件を加えることで、泡により検知した後にインク供給を行うことでインク液面上に蓄積していた泡が大気連通孔に入り込み、インク漏れ、或いは印字品位の低下といった懸念を回避できる。

次にインク有りおよびインク無しの判断を確定するための手段について図4のフローチャートを用いて説明する。S１５において、サブタンク内のインク液面高さを検知する動作は所定周期で連続して行われており、その結果よりインクの有無が確定されている。本実施例では所定間隔で連続して行っている液面検知動作が、連続８回インク有り検知又は連続４回インク無し検知（Ｓ２１）の結果において、連続８回インク有り（Ｓ２２）の場合はインク有り決定（S２３）を判断し、あるいは連続４回インク無し（Ｓ２４）の場合にはインク無し決定（Ｓ２５）の判断をする。

上述手段を用いることで、インクの供給によるインク有りの検知か、もしくは回復時等で発生する泡によるインク有りの検知かを確実に判断することを可能にしている。

はインクジェット記録装置の全体的な構成を示す断面図である。 はインクジェット記録装置のインク循環経路の構成を示す模式図である。 はインクジェット記録装置のインク供給方法を実施する際の動作シーケンスを示すフローチャートである。 はインク有無の決定を実施する際のシーケンスを示すフローチャートである。 本発明を実施した記録装置の電気的なブロック図である。

符号の説明

101・・・ラベルプリンタ
102・・・画像形成部
103・・・ラベル給送装置部
104〜107・・・記録ヘッド
108・・・搬送ベルト
109・・・駆動軸
110・・・従動プーリ
111・・・駆動モータ
112・・・拍車ユニット
113・・・ラベル先端検知センサ
114・・・回復機構
115・・・制御部
116〜119・・・インクカートリッジ
L・・・ラベル

201・・・インクカートリッジ
202・・・記録ヘッド
203・・・サブタンク
204・・・大気連通孔
205・・・回復桶
206・・・加圧ポンプ
207・・・吸引ポンプ
208・・・フィルタ
209・・・インク液面検知部

301・・・ホストＰＣ
302・・・インターフェースコントローラ
305・・・ＣＰＵ
312・・・インク検出信号制御部
313・・・インク供給制御部
314・・・操作パネル

Claims (9)

1. インクジェット記録装置の記録ヘッドにインクを供給する経路を持ち、インクを一時的に貯蔵するサブタンク内にインクの液面検知手段を具備したシステムにおいて、液面高さを検知する動作を実施し、第一の所定回数以上液面を検知した場合に有りと判断し、かつ、第二の所定回数以上液面を検知しない場合に無しと判断することを特徴とする、液面検知方法。
2. 前記液面高さを検知する動作は、連続して行うことを特徴とする請求項1に記載の液面検知方法。
3. 前記第一の所定回数は、前記第二の所定回数よりも多いことを特徴とする請求項1、および2に記載の液面検知方法。
4. 前記第一の所定回数は、前記第二の所定回数の略倍であることを特徴とする請求項1から3に記載の液面検知方法。
5. 液面を検知する動作を連続して行い、請求項１〜４に記載の液面検知方法で有りと判断した後、インク供給動作を停止し、所定の時間経過した後に再び有りと判断した場合に、判断を確定することを特徴とする液面検知方法。
6. 液面を検知する動作を連続して行い、有りと判断した後に、インク供給動作を停止し、所定の時間経過した後に無しと判断した場合に、インク無しである判断を確定することを特徴とする請求項5に記載の液面検知方法。
7. 前記液面検知手段は、複数本の電極が液面に接触して通電することによる請求項1に記載の液面検知方法。
8. 前記請求項1から7にあげた液面検知方法を実行するインク供給ユニット。
9. 前記請求項1から7にあげた液面検知方法、または、請求項8にあげたインク供給ユニットを具備した画像形成装置。
   
   

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