JP2007326229A - インクジェットプリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃インクを再利用した印字吐出によるノズルの目詰まりを防ぎ、効果的に再利用インクを吐出させて有効に印字動作を行う。
【解決手段】再利用インクを吐出するインクジェットプリンタ装置１の記録ヘッド９には、通常のインク（Ｂ，Ｃ，Ｙ、Ｍ）を吐出するノズルと、そのノズルよりも孔径の大きい再利用インクＲを吐出するノズルが備えられていて、ノズルの回復のために吸引手段６０によってそのノズルから吸引パージされた廃インクは、再利用するために第１切替バルブ７６により再利用インクカートリッジ２Ｒに導かれる。再利用インクカートリッジ２Ｒはバッファタンク８Ｒと接続されていて、記録ヘッド９のノズル孔径の大きいノズルに再利用インクが供給されて吐出される。再利用インクノズルから吸引パージされた廃インクは、第１の切替バルブ７６により廃インク溜７７に廃棄される。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタ装置において、ノズルの吐出回復のために廃出された廃インクを印字のために再利用する構成に関するものである。

複数のノズルからインクを吐出して記録媒体に印字を行うインクジェットプリンタ装置の記録ヘッドは、インク中にエアが混入したり、記録ヘッド中に残存するインクが増粘するなどして、ノズルが目詰まりを起こし吐出品質に影響を及ぼすことがある。そのため、インクジェットプリンタ装置では、ノズルの目詰まりを解消して、吐出回復させるために、ノズルからインクを吸引させる吸引パージや、強制的もしくは意図的にインクを吐出させるフラッシング動作など、いわゆるメンテナンス動作が行われる。このようなメンテナンス動作では、多量のインクが無駄に消費されるという問題点があった。

そのため、従来よりメンテナンス動作による廃インクを再利用して印字させるという試みがなされてきた。特許文献１のインクジェットプリンタでは、メンテナンス動作で出た廃インクを、液量センサーが設けられた廃インクタンクに貯蔵し、所定量の廃インクが貯留されると、強制的に黒印字において廃インクを専用のヘッドから吐出させて、印字させている。特許文献２のインクジェット記録装置においても、再利用インク用のヘッドが備えられていて、黒色以外の３色のカラーインクを吸引させた３色混合の淡黒色インクを貯留する廃インクタンクを備え、カラーインクからほぼ同一量吸引、混合して、ほぼ均一の淡黒色インクを生成し、再利用インクとして吐出するようにしている。また、特許文献３では、熱エネルギーを利用してインクを吐出させる記録ヘッドを備えたインクジェット記録手段において、廃インクを再利用する際には、通電時間を長く、駆動電圧を高くするなど吐出条件を変えたり、再利用インクを使用するか否かの選択をするように制御されていて、再利用インクモードと通常印字モードの使い分けをするようになっている。

特開２００４−１３６４８２号公報 特開２００３−２０５６３５号公報 特開２００３−３３４９７２号公報

上述したような廃インクを再利用したインクジェットプリンタ装置は、メンテナンス動作による廃インクを有効に利用することができるが、特許文献３のように廃インク自体が通常のインクと比べて、エアやゴミ等が混入していたり、インクが増粘した状態であるため、再利用したインクを吐出することでそのノズルは目詰まりを起こしやすく、印字品質を悪化させてしまうことがあった。そのため、再利用インクを安定で効果的に吐出させて、有効な印字動作を行うことが課題となっていた。

本発明は、再利用インクを用いた印字吐出によるノズルの目詰まりを防ぎ、安定で効果的に再利用インクを吐出させて有効な印字動作を行うことを目的とする。

本発明を解決するために、請求項１に記載の発明は、インクジェットプリンタ装置において、インクを吐出する第１のノズルとともに、その第１のノズルの孔径よりも大きい孔径を有する第２のノズルとを備えた記録ヘッドと、前記第１のノズルにインクを供給するインクカートリッジと、少なくとも前記第１のノズルからそのノズルの回復のため廃出したインクを再利用するため、貯留する再利用インク貯留手段と、前記再利用インク貯留手段から前記第２のノズルにインクを供給する供給路とを備え、前記再利用インク貯留手段は、前記供給路を介して、前記第２のノズルに廃インクを供給することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタ装置において、前記第１のノズルは、ブラックインクを吐出するノズルと、他のカラーインクを吐出するノズルを有し、前記再利用インク貯留手段は、前記第１のノズルから廃出した各インクの混合ブラックインクを貯留することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ装置において、前記第２のノズルからそのノズルの回復のために廃出したインクを含むインクを貯留する廃インク貯留手段と、前記各廃出インクを、前記再利用インク貯留手段と廃インク貯留手段とに選択的に導く切替バルブをさらに備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットプリンタ装置において、前記再利用インク貯留手段は、前記再利用インク貯留手段内のインクの残量を検知する残量検知センサを有し、前記切替バルブは、前記再利用インク貯留手段の前記残量検知センサが、廃インクで満たされていることを検知した時に、前記廃インク貯留手段に前記廃インクを廃出するように切り替えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置において、前記第１および第２のノズルからそれらのノズルの回復のためにインクを廃出する吸引手段を更に設け、前記吸引手段は、前記第１および第２のノズルを覆うキャップと、そのキャップに接続され前記第１および第２のノズル内のインク吸引する吸引ポンプと、前記第１及び第２のノズルから選択的にインクを吸引をするように切り替える第２の切替バルブとを有することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェットプリンタ装置において、前記キャップは、前記第１及び第２のノズルを別々に吸引できるように独立して設けられていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置において、前記記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、前記再利用インク貯留手段を使用するモードにおいては、前記インクカートリッジからのインクのみを使用するモードに比較して、インクを吐出する印字パルスの周波数が低く、駆動電圧が高いことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置において、前記記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、前記インクカートリッジの残量検知センサが、そのインクカートリッジ内のインクの残量が少ないと検知した時に、前記再利用インク貯留手段から廃インクを前記第２のノズルに供給して吐出して印字を行うことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置において、前記記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、前記再利用インク貯留手段内の廃インクを使用するモードを使用者が選択する手段を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載のインクジェットプリンタ装置は、インクを吐出する第１のノズルとともに、その第１のノズルの孔径よりも大きい孔径の第２のノズルとを備えた記録ヘッドと、第１のノズルにインクを供給するインクカートリッジと、少なくとも第１のノズルからそのノズルの回復のため廃出したインクを再利用するため、貯留する再利用インク貯留手段と、再利用インク貯留手段から第２のノズルにインクを供給する供給路とを備え、再利用インク貯留手段は、供給路を介して、第２のノズルに廃インクを供給している。このため、孔径の大きい第２のノズルから、増粘した状態の再利用インクを吐出するため、ノズルの目詰まりを防止でき、印字品質の悪化を防止することができる。また、再利用インクを孔径の大きいノズルから吐出するため、インク液滴サイズが大きくなり、例えば、ファクシミリや、ドラフト印字やテキスト印字など、画品質を問わない印字モードの場合に使用することができ、廃インクを効果的に再利用するだけでなく、通常のインクの消費を抑えることができる。

請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載のインクジェットプリンタ装置において、前記第１のノズルは、ブラックインクを吐出するノズルと、他のカラーインクを吐出するノズルを有し、前記再利用インク貯留手段は、前記第１のノズルから廃出した各インクの混合ブラックインクを貯留し、画品質を問わない第２のノズルにおいて使用するので、各カラーの廃インクを効果的に再利用できるだけでなく、通常のブラックインクの消費を抑えることができる。

請求項３に記載の発明によると、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ装置において、前記第２のノズルからそのノズルの回復のために廃出したインクを含むインクを貯留する廃インク貯留手段と、前記各廃出インクを、前記再利用インク貯留手段と廃インク貯留手段とに選択的に導く切替バルブをさらに備えるため、再利用可能な第１のノズルから廃出したインクと、再利用しない第２のノズルからの廃出インクとを分けて蓄積することができる。

請求項４に記載の発明によると、請求項３に記載のインクジェットプリンタ装置において、前記再利用インク貯留手段は、前記再利用インク貯留手段内のインクの残量を検知する残量検知センサを有し、前記切替バルブは、前記再利用インク貯留手段の前記残量検知センサが、廃インクで満たされていることを検知した時に、前記廃インク貯留手段に前記廃インクを廃出するように切り替えるため、効率的に再利用インクを貯留して印字吐出可能にさせることができる。

請求項５に記載の発明によると、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置において、前記第１および第２のノズルからそれらのノズルの回復のためにインクを廃出する吸引手段を更に設け、前記吸引手段は、前記第１および第２のノズルを覆うキャップと、そのキャップに接続され前記第１および第２のノズル内のインク吸引する吸引ポンプと、前記第１及び第２のノズルから選択的にインクを吸引するように切り替える第２の切替バルブとを有するため、第１および第２のノズルからそれぞれのインクを吸引させて廃出させることができる。

請求項６に記載の発明によると、請求項５に記載のインクジェットプリンタ装置において、前記キャップは、前記第１及び第２のノズルを別々に吸引できるように独立して設けられているため、再利用できるきれいな廃インクと、再利用しない増粘状態の進んだ廃出インクを別々に分けて吸引、蓄積できる。

請求項７に記載の発明によると、請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置において、前記記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、前記再利用インク貯留手段を使用するモードにおいては、前記インクカートリッジからのインクのみを使用するモードに比較して、インクを吐出する印字パルスの周波数が低く、駆動電圧を高くして吐出させるため、増粘した再利用インクを安定して吐出させることができ、吐出時のしぶきなどが少なくなり、吐出したインクの記録媒体への着弾を安定させることができる。

請求項８に記載の発明によると、請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置において、記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、インクカートリッジの残量検知センサが、そのインクカートリッジ内のインクの残量が少ないと検知した時に、再利用インク貯留手段から廃インクを第２のノズルに供給して吐出して印字を行うため、効果的に再利用インクを使用し、インクカートリッジ内のインク切れにより印字できないという事態を回避することができる。

請求項９に記載の発明によると、請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置において、前記記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、前記再利用インク貯留手段内の廃インクを使用するモードを使用者が選択する手段を備えているため、使用者が印字媒体の印字品質に合わせてインクを選択して印字をさせることができ、インクの無駄な消費を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、インクをノズルから記録媒体に吐出する側を下方向および下側とし、その反対を上方向および上側とし、図１のキャリッジ７の走査方向（Ｘ方向）を左右方向とする。また、各色のインクを示す場合、ブラックＢ、シアンＣ、イエローＹ、マゼンタＭ、また再利用インクを示す場合をＲと示す。

図１を用いて、本発明のインクジェットプリンタ装置１を説明する。インクジェットプリンタ装置１は、キャリッジとしての機能を備える略箱状のヘッドホルダ７がガイド軸１９に摺動自在に取付けられていて、ヘッドホルダ７の底面にインクを吐出する複数のノズル１２（図３）を備えた記録ヘッド９が設置されていて、さらに上方には複数のバッファタンク８が塔載され、インク源であるインクカートリッジ２の各インクを貯留している。バッファタンク８内の各インクは記録ヘッド９の複数のノズルに色ごとに供給され、ヘッドホルダ７がガイド軸に沿って走査方向（左右方向、Ｘ方向）に移動して、複数のノズルからインクを吐出することで記録媒体に印字がなされる。

インクカートリッジ２は、通常のインク、例えば、ブラックＢ、イエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭのインク色を貯留するインクカートリッジ２Ｂ〜２Ｍと、後述する再利用インクの混合ブラックを貯留する再利用インクカートリッジ２Ｒが備えられている。複数のインク供給チューブ６Ｂ〜６Ｍは、その一端が各インクカートリッジ２Ｂ〜２Ｍと接続され、他端が各インクのバッファタンク８Ｂ〜８Ｍに接続されており、インクカートリッジ２からバッファタンク８へ各インクが供給される。また、インクカートリッジ２Ｂ〜２Ｍには、図１には、ブラックインク用のインクカートリッジ２Ｂにしか記載がないが、それぞれのインクカートリッジ２にインクの残量検知をするセンサ７３が取り付けられている。

再利用インクカートリッジ２Ｒは、後述する吸引手段６０により複数のノズル１２から吸引された廃インクを再利用するための貯留手段で、通常のインクと同様に、インク供給チューブ６Ｒの一端がインクカートリッジ２Ｒと接続し、他端が再利用インク用のバッファタンク８Ｒに接続されて、再利用インクがバッファタンク８Ｒへ供給される。再利用インクカートリッジ２Ｒには、再利用インクの有無を検知する残量検知センサ７１および再利用インクカートリッジ２Ｒが満たされているかを検知するセンサ７２が設置されている。このセンサ７１および７２については、後で詳しく説明する。また、バッファタンク８は、バッファタンク８Ｍ〜８Ｂ、および８Ｒが一体もしくは着脱可能に構成されている。

インクジェットプリンタ装置１の左右方向の一端で、かつ、ガイド軸１９の下方向には、インク吐出の不具合を回復するため、ノズル内のインクを吸引する吸引パージを行うための吸引手段６０が配置されている。ノズル内のインクを吸引する際には、図１のようにヘッドホルダ７が吸引手段６０の配置位置まで移動した状態で記録ヘッド９のノズル１２からインク吸引がなされ、この吸引された廃インクの一部が再利用インクとして使用される。また、図示しないが、吸引手段６０の横には、記録ヘッド９のノズル面を払拭してクリーニングする公知のワイパー部材が配置されている。さらに、インクジェットプリンタ装置１の他方の端には、図示しないフラッシング受部材が配置されていて、定期的もしくは強制的に記録ヘッド９のノズル１２からインクを吐出させてインク吐出の不具合を回復している。吸引手段６０について、後で詳しく説明する。

ヘッドホルダ７は、その底面が開口していて、底部に設置された記録ヘッド９は、最下面に配されたノズルが開口した面２１ａが露出した状態となっている。記録ヘッド９は、特開２００５−３２２８５０号公報に記載のように、図２に示したように、複数枚のプレートを積層、接着して形成され、最下面にノズルプレート２１を有するキャビティユニット２０とキャビティユニット２０内のインクに選択的に吐出圧力を与える圧電変形部を有したプレート型の圧電アクチュエータ３０とが接着され、さらにその上面には駆動回路４９が塔載された可撓性のフレキシブル配線材４０が接合されている。駆動回路４９は、印字データをアクチュエータ３０に伝達して、アクチュエータ３０を選択的に駆動させて、インクを吐出させる。

キャビティユニット２０は、下側からノズルプレート２１、スペーサプレート２２、ダンパープレート２３、２枚のマニホールドプレート２４ａ、２４ｂ、サプライプレート２５、ベースプレート２６、キャビティプレート２８の合計８枚の薄い板材をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造で、実施形態では、各プレート２１〜２７は５０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート２１はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレートは４２％ニッケル合金鋼板製である。

キャビティユニット２０の最下面のノズルプレート２１には、図３のように複数のノズル１２が、インク色ごとに、ブラックインク用のノズル１２Ｂ，シアンインク用のノズル１２Ｃ、イエローインク用のノズル１２Ｙ，マゼンタインク用のノズル１２Ｍおよび再利用インク用のノズル１２Ｒが、ヘッドホルダ７の走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に各インク色ごとに列状に設けられている。再利用インク用のノズル１２Ｒは、他のインク色のノズル１２Ｍ〜１２Ｂよりも孔径が大きく、実施形態では、ノズル１２Ｍ〜１２Ｂは、２０μｍ程度で、再利用インク用のノズル１２Ｒは、２５μｍ程度である。

再利用インクは、吸引パージで吸引された廃インクのため、エアやゴミが混入していたり、乾燥して増粘した状態にあり、再利用インクを吐出するノズル１２Ｒは、他のノズル１２Ｂ〜１２Ｍと比べて目詰まりがしやすく、印字品質を悪化させることがある。そのため、再利用インクを吐出するノズル１２Ｒは、通常のノズル１２Ｂ〜１２Ｍよりも大きなノズル径にすることで、再利用インクの目詰まりを防止することができる。また、再利用インク用ノズル１２Ｒが、通常のノズル１２Ｂ〜１２Ｍよりも大きな径のノズルから吐出されるため、吐出されるインク液滴が大きくなり、例えば、ファクシミリやテキスト印字、ドラフト印字などといった白黒印字などの画品質を問わない印字モードの場合に、有効利用することができる。

また、最上面に配置されたキャビティプレート２７には、ノズル１２に対応して複数の圧力室１６がＹ方向に沿う列状で、Ｘ方向に５列配列されている。実施形態では、各圧力室１６は、平面視細長形状に形成され、その長手方向がＸ方向）に沿うように穿設されている。各圧力室１６は、その長手方向の一端部が複数のノズル１２と連通し、他端部が後述する共通インク室１４と連通する。

２枚のマニホールドプレート２４ａ，２４ｂには、５つの共通インク室１４がノズル１２の各列に沿って延びるように板厚を貫通して形成されている。つまり、各プレートの積層方向から平面視したときに、圧力室１６の一部と重なって圧力室１６の列方向に沿って長く延びている。そして２枚のマニホールドプレート２４ａ、２４ｂを積層し、かつその上面をサプライプレート２５、下面をダンパープレート２３にて覆うことにより、共通インク室（マニホールド室）１４が画定される。

サプライプレート２５には、共通インク室１４と連通し、各圧力室１６へのインクを供給するための接続流路１７が設けられ、その接続流路１7には、共通インク室１４からインクが入る入口孔１７ａと、圧力室１６側方向に開口する出口孔１7ｂと、両孔の間にあって接続流路中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部が形成されている。また、ベースプレート２６には、出口孔１7ｂと圧力室１６とを連通する連通孔１８が、また各プレート２２〜２６には、圧力室１６からノズル１２にインクが供給されるようにそれぞれインク供給孔２９が設けられている。再利用インクのノズル列１２Ｒに連通するインク供給孔２９は、再利用インクノズル１２Ｒが通常のインク用のノズルと比べて大きいことに合わせて、その径が大きくなっている。また、ダンパープレート２３の下面側には、共通インク室１４と隔絶されたダンパ室１３が凹み形成されている。この各ダンパ室１３の位置および形状は、各共通インク室１４と一致していて、ダンパ室１３の薄い板状の天井部は、共通インク室側１４にもダンパ室１３側にも自由に変形することができ、インク吐出時に圧力室１６から伝播した圧力変動を吸収減衰させるダンパ効果を奏し、クロストークを防止している。

また、図示しないが、５つの共通インク室１４の一端は、バッファタンク８Ｂ〜８Ｍ、および８Ｒに一対一で対応して連通され、各インクは、これら５つの共通インク室１４に供給されるようになっている。インク供給口からノズル１２に至るインク流通路では、インクは、バッファタンク８Ｂ〜８Ｍ、および８Ｒから共通インク室１４に供給された後、サプライプレート２５の接続流路１７を経由して各圧力室１６に分配供給される。そして、駆動回路４９からの印字信号に基づいて、アクチュエータ３０の選択的な駆動により、インクは各圧力室１６内からインク供給孔２９を通って、その圧力室１６に対応するノズル１２Ｂ〜１２Ｍ、および１２Ｒからインクが吐出されるという構成になっている。

アクチュエータ３０は、特開２００５-３２２８５０号公報の記載の公知のものと同様に、各複数の圧力室１６を覆う最下層のセラミックス層３１ａ１を含んだ複数枚のセラミックス層３１を、キャビティユニット２０の圧力室１６側からその複数の圧力室１６の配列面と直角方向に積層して一体化して焼成した構造である。１枚のセラミックス層の厚さは３０μｍ程度で、ＰＺＴなどの圧電セラミックスである。各セラミックス層のうち下から偶数段目のセラミックス層３１ｂの上面（広幅面）には、キャビティユニット２０における各々の圧力室１６に対応した箇所ごとに細幅の個別電極３２が圧力室１６の形状に沿って形成されている。また下から奇数段目のセラミックス層３１ａの上面（広幅面）には、複数の圧力室１６に対して共通のコモン電極３３が形成されている。コモン電極３３は、グランド電位に接続されている。個別電極３２とコモン電極３３とは、最下層のセラミックス層３１ａ１を除いて、少なくとも１つのセラミックス層を挟んで交互に配置され、互いに対向している。

アクチュエータ３０は、各々の個別電極３２と、キャビティユニット２０における各々の圧力室１６を互いに対向させて、キャビティユニット２０上に接着・固定される。アクチュエータ３０の最上面には、各電極３２、３３と電気的に導通した接続端子が形成され、フレキシブル配線材４０に形成した配線パターンと接続される。アクチュエータ３０は、複数枚のセラミックス層の積層方向に対向する個別電極３２とコモン電極３３の間のセラミックス層の部分をエネルギー発生部とし、駆動回路４９が、選択的に個別電極３２とコモン電極３３との間に電圧を印加することにより、その印加された個別電極３２に対応したエネルギー発生部を、積層方向に歪ませ、この変位が圧力室１６の容積を変化させ、インクを押し出し、キャビティユニット２０内のインク供給孔２９を通ってノズル１２から吐出させる。

記録ヘッド９は、各ノズル列を一体に設けているが、ノズル列ごとにユニットを個別に構成して、それらを組み合わせたものであってもよい。

吸引手段６０は、記録ヘッド９のノズル１２から吸引パージを行うもので、また、その吸引手段６０の下流側には、吸引手段６０と連通し、ノズル１２から吸引された廃インクを再利用および廃棄するための廃出手段７０が設けられている。吸引手段６０は、記録ヘッド９のノズル面２１ａを覆う弾性体の吸引キャップ６１と、吸引キャップ６１の底部に設けられた排出口（図示せず）から、吸引チューブ６２を介して連通した第２切替バルブ６４と、その第２切替バルブ６４の下流側に連通した吸引ポンプ６５とを備えている。

吸引キャップ６１は、図３のノズル列１２Ｂ〜１２Ｍおよび１２Ｒの全ノズル列を囲む略長方形で、底部６１ａと、底部６１ａの周縁部を囲んで立設したリップ部６１ｂが設けられている。また、そのリップ部６１ｂの内側には、ブラックインク用のノズル１２Ｂの列、カラーインク用のノズル１２Ｍ〜１２Ｙの列、再利用インク用ノズル１２Ｒの列を仕切る仕切り用リップ６１ｃが設けられている。このように、吸引キャップ６１は、それぞれ独立したキャップ機能を有するものを１つの材料で一体に構成しても良いが、それぞれを別部品で構成することもできる。第２切替バルブ６４は、吸引キャップ６１内の仕切られた各空間を、廃インク供給路６６を介して吸引ポンプ６５に選択的に連通させるように切替えられる。

インクを吸引する際には、図示しない昇降手段が吸引キャップ６１のリップ部６１ｂおよび仕切り用リップ６１ｃがノズル面２１ａに当接、密着することで吸引可能な状態となる。第２切替バルブ６４を切り替えて、吸引キャップ６１内の仕切られた任意の空間を吸引ポンプ６５に連通させることで、ブラックインク用のノズル１２Ｂの列、カラーインク用のノズル１２Ｍ〜１２Ｙの列、再利用インク用ノズル１２Ｒの列からインクを選択的に吸引することができる。また、吸引を行わない場合は、ノズル面にリップ部６１を密着させて、吸引キャップ６１内の各空間のいずれも吸引ポンプ６５に連通させない状態に第２切替バルブ６４を切り替え、インクの蒸発を防いでインクメニスカスを保存している。

また、吸引ポンプ６５の下流側に廃インク供給路６６を介して設けられた廃出手段７０は、吸引手段６０によって吸引された廃インクを再利用するインクと、廃棄するインクとを分別するための第１の切替バルブ７６と、廃棄インクを貯留する公知の廃インク溜７７と、再利用するインクのゴミ等を取り除くためのフィルタ７８とからなり、フィルタ７８を通ったインクは、前述した再利用インク貯留手段である再利用インクカートリッジ２Ｒに貯留されるように構成されている。

第１の切替バルブ７６は、吸引手段６０によって吸引された廃インクを、再利用するか、廃棄するかを切り替えるバルブで、再利用する場合は、貯留するために廃インク供給路６６から再利用インクカートリッジ２Ｒにインクを導く流路に切り替えられ、廃棄する場合は廃インク溜７７に導くように切替えられる。また、再利用可能な廃インクが廃出されている場合でも、再利用インクカートリッジ２Ｒのセンサ７２が再利用インクカートリッジ２Ｒが満たされていることを判定した場合には、この廃インクは廃インク溜７７に廃棄されるように第１の切替バルブ７６が切り替えられる制御がなされる。

本実施形態で用いる再利用インクは、通常のインク、マゼンタＭ、シアンＣ，イエローＹ、ブラックＢを吐出するノズル１２Ｍ〜１２Ｂから吸引手段６０によって廃出したインクを混合した混色ブラックインクで、また、再利用インクを吐出するノズル１２Ｒから廃出された廃インクは、さらに増粘状態が進んでいるため再利用せず廃棄される。つまり、通常では第２切替バルブ６４をノズル１２Ｍ〜１２Ｙまたは１２Ｂを吸引する位置に切り替え、第１切替バルブ７６を廃インクを再利用インクカートリッジ２Ｒに導く位置に切り替える。また、再利用インクのノズル１２Ｒからインクを廃出しようとするときは、第２切替バルブ６４をノズル１２Ｒを吸引する位置に切替え、第１の切替バルブ７６を廃インクを廃インク溜７７に導く位置に切り替える。

印字動作に無関係に記録ヘッド９を駆動して予備吐出、あるいはフラッシングによって廃出したインクを吸引キャップ６１あるいは他の容器に受けて、上記のように再利用インクカートリッジ２Ｒに貯留、あるいは廃インク溜７７に導くようにすることもできる。また、各色のインク毎に吸引キャップ６１、廃インク供給路６６、再利用インクカートリッジ、および大径のノズルを設けて、各色のインク毎にインクを再利用することもできる。さらに、ブラックＢインク用のノズル１２Ｂから廃出したブラックインクのみを再利用インクカートリッジ２Ｒに貯留し、その廃インクのみを再利用することも可能である。画品質を問わないモードであれば、増粘状態ではあるが、再利用インクノズル１２Ｒから廃出された廃インクを廃棄しないで、再利用しても良い。

次に図４を参照して、本実施の形態のインクジェットプリンタ装置１の電気的構成について説明する。図４は、インクジェットプリンタ装置１の電気的構成を示すブロック図であり、インクジェットプリンタ装置１の制御装置は、インクジェットプリンタ装置全体の各部を制御する１チップマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵとする）９１と、ゲート回路ＬＳＩである制御回路９２と、各種のインクを吐出する制御プログラムや印字波形信号を記憶したＲＯＭ８２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ８３とを備えている。ＣＰＵ９１には、各種の指令を入力するための操作パネル８４、ヘッドホルダ７を往復走査するキャリッジモータ１０５を駆動させるモータドライバ８５、記録媒体の搬送装置を駆動する搬送モータ１０６を駆動させるモータドライバ８６、また、第１および第２切替バルブ６４，７６、吸引ポンプ６５、インクカートリッジ２のインク残量があるかどうかを検出するセンサであるインクカートリッジ残量センサ７３や、再利用インクカートリッジ２Ｒの再利用インクの残量を検出するセンサ７１、７２とが接続されている。

ＣＰＵ９１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、及び制御回路９２は、アドレスバス９３およびデータバス９４を介して接続されている。そして、ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ８２にあらかじめ記憶されたプログラムにしたがい、印字タイミング信号ＴＳと制御信号ＲＳを生成し、各信号ＴＳ、ＲＳを制御回路９２に転送する。また、制御回路９２は、パーソナルコンピュータ９６などの外部機器からインターフェース９７を介して転送されてくる印字データを、イメージメモリ９５に記憶させる。そして、制御回路９２は、パーソナルコンピュータ９６などからインターフェース９７を介して転送されてくるデータから、受信割込信号ＷＳを生成し、その信号ＷＳをＣＰＵ９１へ転送する。制御回路９２は、印字タイミング信号ＴＳ及び制御信号ＲＳにしたがい、イメージメモリ９５に記憶されている印字データにもとづいて、その印字データを被記録媒体に形成するための印字データ信号ＤＡＴＡ，その印字データ信号ＤＡＴＡと同期する転送クロックＴＣＫ，ストローブ信号ＳＴＢ，印字波形信号ＩＣＫを生成し、それら各信号ＤＡＴＡ，ＴＣＫ，ＳＴＢ，ＩＣＫを駆動回路４９へ転送する。

また、図５は、駆動回路４９の内部構成を図示したものである。駆動回路４９は、制御回路９２内のデータ転送部（図示しない）から転送クロック信号ＴＣＫに同期してシリアル転送されてくる印字データ信号ＤＡＴＡをパラレルデータに変換するシリアルーパラレル変換部４７、この変換されたパラレルデータＤＡＴＡをストローブ信号ＳＴＢにもとづいてラッチするデータラッチ４６、そのパラレルデータにもとづいて印字波形信号ＩＣＫを選択的に出力するＡＮＤゲート４５、出力された印字波形信号をアクチュエータ３０に適した電圧に変換し印字パルスとして出力するドライバ４４とを備える。ドライバ４４から出力した印字パルスは、記録ヘッド９の個別電極３２に印加され、アクチュエータ３０を変位させる。シリアルーパラレル変換部４７や、データラッチ４６やＡＮＤゲート４５およびドライバ４４は、それぞれ記録ヘッド９のノズル数にあわせた数が用意されている。

インクを吐出するための印字波形信号はＲＯＭ８２に格納されていて、この印字波形信号を用いてインクが吐出される。インクを吐出するための印字動作は、印字指令が入力されると、イメージメモリ９５に格納されている一行分の印字データを印字する動作が開始され、キャリッジモータ１０５の駆動により、ヘッドホルダ７が記録媒体に沿って左右方向に走査され、イメージメモリ８５に格納されている印字データが印字データ信号ＤＡＴＡとして制御回路９２によってキャリッジの走査方向に順次読み出され、駆動回路４９を介してアクチューエータ３０に選択に印加されて印字がなされる。このようにして、全ての印字データが印字終了するまで、キャリッジの走査方向に順次印字動作が繰り返されて、印字動作を終了する。

再利用インクを用いて印字動作が行われる場合においては、上記のように、吐出するノズル１２Ｒを通常のノズル１２Ｂ〜１２Ｍよりも大きなノズル径にすることで、再利用インクの目詰まりを防止するから、基本的には、通常のインクを用いる場合と共通の印字パルス、および周波数で印字動作を制御することができる。しかし、さらに好ましくは、再利用インクを用いる場合の印字パルスは、通常のインクを用いる場合に比べて、その印字パルスの周波数が低く、また駆動電圧が高くなるように制御される。つまり、ＲＯＭ８２には、通常のインクカートリッジのインクを用いる印字動作のための印字波形信号ＩＣＫと、再利用インクを用いる印字動作のための印字波形信号ＩＣＫとが格納され、また、制御回路９２は、その両印字動作に適合した周波数で印字波形信号ＩＣＫを出力する。再利用インクは、ゴミやエアが混じっていたり、増粘した状態のインクであるため、そのインクを吐出させるための電圧が通常のインクよりも高く設定され、また、そのような再利用インクを吐出させると、しぶきなどが通常のインクよりも目立ち記録媒体への着弾が悪くなってしまう。そのため、印字パルスの周波数を低くすることで、安定に吐出させることができる。

本実施形態の印字動作は、一連の印字データが送られてきた時に、通常のインクを用いた印字動作か、再利用インクを使用して印字動作するかどうかの決定がなされる。つまり、図６に示すように、印字指令が入力され（Ｓ１）、印字動作がファクシミリ受信データの印字、ドラフト印字、テキスト印字のいずれかでなく、高い画品質の印字モードが指示された（Ｓ７：ＮＯ）とき、小径のノズル１２Ｂ〜１２Ｍに対応するアクチュエータ３０のエネルギー発生部が選択的に駆動され（Ｓ３）、通常のインクカートリッジ２Ｂ〜２Ｍのインクが消費されて印字が行われる。すべての印字データが印字されると、印字動作を終了する（Ｓ６）。また、回復動作において、第２切替バルブ６４がノズル１２Ｍ〜１２Ｙまたは１２Ｂを吸引する位置に適宜切り替えられ、つまりノズル１２Ｍ〜１２Ｙの吸引とノズル１２Ｂの吸引とが別々に行われるが、第１切替バルブ７６が廃インクを再利用インクカートリッジ２Ｒに導く位置に切り替えられているから、再利用インクカートリッジ２Ｒにおいて、すべての廃出インクが混合されて貯留される。

次に、再利用インクを吐出する動作について説明する。指令された印字動作がファクシミリ受信データの印字、ドラフト印字、テキスト印字のいずれかであると判断される（Ｓ７：ＹＥＳ）と、再利用インクカートリッジ２Ｒに設けられた残量検出センサ７１により、再利用インクが貯留できているかできていないかの検出がなされる（Ｓ４）。その結果、再利用インクがインクを吐出するために十分に貯留されている場合は、通常のノズル孔径よりも大きい再利用インク用のノズル１２Ｒに対応するアクチュエータ３０のエネルギー発生部が駆動され（Ｓ５）、再利用インクカートリッジ２Ｒ内のインクによって印字が行われる。このとき、第２切替バルブ６４がノズル１２Ｒを吸引する位置に、第１切替バルブ７６が廃インクを廃インク溜７７に導く位置にそれぞれ切り替えられているから、回復動作において廃出されたインクは廃インク溜７７に貯留される。また、再利用インクカートリッジ２Ｒに再利用インクが貯留されていない場合は、通常のブラックインクＢを用い、小径のノズル１２Ｂ〜１２Ｍからインクの吐出がなされる。

このようにして、インクジェットプリンタ装置１の印字モードにおいて、ファクシミリ受信データの印字、ドラフト印字、テキスト印字等のブラックインクを使用する印字においては、高画質が求められないため、インク液滴の大きくなった再利用インクを用いても十分な仕上がりを保つことができる。特に、ドラフト印字は、ドットデータを所定間隔で間引いて印字するため、印字結果が通常よりも薄く見えるが、上記のように大きいインク滴を吐出することで、見やすい印字結果を得ることができる。この場合、印字パルスの周波数は、間引いたドットデータの割合よりも、通常の印字の周波数に対して低くならないことが好ましい。上記のように、印字データの種別を判断して、通常のインクと再利用インクとの使用を選択しても良いが、操作パネル８４上のボタン操作または、パーソナルコンピュータからの指示で、その選択を行うようにしても良い。

図７に示す他の実施の形態では、インクジェットプリンタ装置１の印字動作において、ブラックインク用のインクカートリッジ２Ｂ内のブラックインク残量によって、印字するインクを選択制御する例を示している。印字指令が入力され（Ｓ１）、前述したような印字動作が開始される際に、ブラックインク用のインクカートリッジ２Ｂの残量検出センサ７３によりブラックインクが残っているかいないかの検出がなされる（Ｓ２）。ブラックインク用のインクカートリッジ２Ｂのブラックインク残量が、インク吐出に十分である場合は、孔径の小さいノズル１２Ｂを用いてインク吐出が行われ（Ｓ３）、印字動作が終了する（Ｓ６）。また、ブラックインク残量が、インク吐出に十分でない場合、再利用インクを用いてインク吐出を行うために、再利用インクカートリッジ２Ｒに設けられた残量検出センサ７１により再利用インクが貯留できているかできていないかの検出がなされる（Ｓ４）。その結果、再利用インクがインクを吐出するために十分に貯留されている場合は、再利用インクを、通常のノズル孔径よりも大きい再利用インク用のノズル１２Ｒから吐出させて印字を行い（Ｓ５）、印字動作を終了する（Ｓ６）。再利用インクが十分に貯留されていない場合には、ブラックインクカートリッジ２Ｂの交換を操作パネル８４に表示させて、ブラックインクカートリッジ２Ｂの交換後、印字がなされる。

このようにして、インクジェットプリンタ装置１の印字動作において、通常のブラックインクが消費されてブラックインクカートリッジ２Ｂが空になっている場合でも、再利用インクを使って印字することができるため、再利用インクを効果的に利用することができる。また、この実施形態のような印字制御は、ドラフト印字モードやファクシミリ等の白黒印字モードなどのブラックインクを使用する印字において用いられるのが好ましい。なお、この一連の動作は、自動制御にて行われても良いが、例えば、ブラックインクカートリッジ２Ｂのインク残量がないと判定された（Ｓ２）ときに、インクジェットプリンタ装置１の外装のパネル表示等に、ブラックインクカートリッジ２Ｂの交換を表示し、ユーザーが、新しいブラックインクカートリッジ２Ｂに交換するか、再利用インクを使用してインクを吐出させるかどうかを選択してボタン操作などで再利用インクを用いた印字を行わせるようにしても良い。

以上のように、インクジェットプリンタ装置１のメンテナンス動作で廃出された廃インクを再利用した印字動作において、増粘した状態の再利用インクをノズル径が大きなノズルから吐出させることができるため、再利用インクによってノズルを詰まらせることなく、安定して印字することができる。また、再利用インクを使用する印字モードにおいては、印字条件を変更し、増粘したインクをより良い条件で吐出させることができるようにしているため、再利用インクで効果的に印字させることができる。

本実施形態であるインクジェットプリンタ装置の概略図である。 記録ヘッド９の構造を示す断面斜視図である。 ノズルプレート２１を下方向から見た図である。 本実施形態のインクジェットプリンタ装置１の電気的構成を示す図である。 駆動回路４９の電気的構成を示す図である。 本実施形態の再利用インクを用いた印字動作を示すフローチャートである。 他の実施形態の再利用インクを用いた印字動作を示すフローチャートである。

符号の説明

２Ｂ〜２Ｍ インクカートリッジ
２Ｒ 再利用インクカートリッジ
７ ヘッドホルダ
８Ｂ〜８Ｍ バッファタンク
８Ｒ 再利用バッファタンク
９ 記録ヘッド
１２Ｂ〜１２Ｍ ノズル
１２Ｒ 再利用インクノズル
６０ 吸引手段
６１ 吸引キャップ
６４ 第２切替バルブ
６５ 吸引ポンプ
７０ 廃出手段
７１、７２ 再利用インクカートリッジセンサ
７６ 第１切替バルブ

Claims (9)

1. インクを吐出する第１のノズルとともに、その第１のノズルの孔径よりも大きい孔径を有する第２のノズルとを備えた記録ヘッドと、
   前記第１のノズルにインクを供給するインクカートリッジと、
   少なくとも前記第１のノズルからそのノズルの回復のため廃出したインクを再利用するため、貯留する再利用インク貯留手段と、
   前記再利用インク貯留手段から前記第２のノズルにインクを供給する供給路と
   を備え、前記再利用インク貯留手段は、前記供給路を介して、前記第２のノズルに廃インクを供給することを特徴とするインクジェットプリンタ装置。
2. 前記第１のノズルは、ブラックインクを吐出するノズルと、他のカラーインクを吐出するノズルを有し、
   前記再利用インク貯留手段は、前記第１のノズルから廃出した各インクの混合ブラックインクを貯留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プリンタ装置。
3. 前記第２のノズルからそのノズルの回復のために廃出したインクを含むインクを貯留する廃インク貯留手段と、
   前記各廃出インクを、前記再利用インク貯留手段と廃インク貯留手段とに選択的に導く切替バルブをさらに備える請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ装置。
4. 前記再利用インク貯留手段は、前記再利用インク貯留手段内のインクの残量を検知する残量検知センサを有し、
   前記切替バルブは、前記再利用インク貯留手段の前記残量検知センサが、廃インクで満たされていることを検知した時に、前記廃インク貯留手段に前記廃インクを廃出するように切り替えることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ装置。
5. 前記第１および第２のノズルからそれらのノズルの回復のためにインクを廃出する吸引手段を更に設け、
   前記吸引手段は、前記第１および第２のノズルを覆うキャップと、そのキャップに接続され前記第１および第２のノズル内のインク吸引する吸引ポンプと、前記第１及び第２のノズルから選択的にインクを吸引するように切り替える第２の切替バルブとを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置。
6. 前記キャップは、前記第１及び第２のノズルを別々に吸引できるように独立して設けられていることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタ装置。
7. 前記記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、
   前記再利用インク貯留手段を使用するモードにおいては、
   前記インクカートリッジからのインクのみを使用するモードに比較して、
   インクを吐出する印字パルスの周波数が低く、駆動電圧が高いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置。
8. 前記記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、
   前記インクカートリッジの残量検知センサが、そのインクカートリッジ内のインクの残量が少ないと検知した時に、
   前記再利用インク貯留手段から廃インクを前記第２のノズルに供給して吐出して印字を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置。
9. 前記記録ヘッドが、インクを吐出して印字を行う際に、
   前記再利用インク貯留手段内の廃インクを使用するモードを使用者が選択する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ装置。
   
   

Images