JP2007331168A - インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ピットインインク供給方式のサブタンクを長期間放置したときに、その内部のインクの成分が不均一となることによる画像品位の低下を防止して、高品位の画像の記録を可能とすること。
【解決手段】記録ヘッドＢ１２０の吐出口Ｂ１２１からキャップＢ３１０内に、画像の記録に寄与しないインクを吸引排出させてから、ピットイン供給方式によって、記録装置側のメインタンクからキャリッジ側のサブタンクＢ４００にインクを供給する。
【選択図】図５

Description

本発明は、記録ヘッドとサブタンクとを搭載可能なキャリッジの移動を伴って、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置、およびインクジェット記録方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、キャリッジが所定の位置に移動したときに、装置本体側のメインタンクからキャリッジ側のサブタンクにインクを供給するピットイン供給方式を採用したインクジェット記録装置、およびインクジェット記録方法に関するものである。

従来のインクジェット記録装置としては、主走査方向に移動可能なキャリッジ上に、記録手段としての記録ヘッドおよびインク容器としてのインクタンクを交換可能に搭載した、いわゆるシリアルスキャン方式のものがある。この記録方式は、記録ヘッドおよびインクタンクが搭載されたキャリッジを主走査方向に移動させつつ、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させる記録走査と、記録媒体を副走査方向に搬送する動作と、の繰り返しによって、記録媒体上に順次画像を記録する。

このようなシリアルスキャンの記録方式を用いて、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants：個人用情報端末）用あるいはカメラダイレクト用などに適した小型のプリンタを実現しようとした場合には、キャリッジ自体が小さくなる。そのため、それに搭載されるインクタンクの容量は、極端に小さくする必要が生じる。しかし、キャリッジ上のインクタンクの容量が極端に小さい場合は、インクタンクの交換頻度が頻繁になったり、あるいは記録動作の途中においてインクタンクを交換しなければならなくなるおそれがある。

このような不具合を解消するために、特許文献１には、記録装置本体側に設けられたインク収容部材（以下、「メインタンク」という）から、キャリッジ上のインクタンク（以下「サブタンク」という）にインクを補給するインク供給方式が提案されている。メインタンク内のインクは、キャリッジが所定の待機位置に移動する度に、適宜のタイミングでサブタンクに補給される。通常、メインタンクの容量は、サブタンクの容量よりもはるかに大きい。以下、このようなインク供給方式を便宜上「ピットインインク供給方式」という。

このようなピットインインク供給方式を採用することにより、サブタンクを搭載するキャリッジの大きさを小さくでき、そのため、キャリッジの走行空間を小さくすることが可能となり、装置全体の小型化が可能となる。また、キャリッジの重量を小さくできるため、キャリッジの加速時および減速時に必要なエネルギー量を比較的小さく抑えることが可能となり、結果的に、キャリッジの高速移動ひいては高速記録が可能となる。

特開２０００−３３４９８２号公報

しかしながら、このようなピットイン供給方式に限らず、インクタンクを長期放置したときには、そのインクタンク内のインクの揮発成分が蒸発し、その後、そのインクを用いて画像を記録した場合には、その記録画像の濃度が変化するおそれがある。また、顔料インクを用いた場合には、それを収容するインクタンクを長期放置したときに、そのインクタンク内のインクの顔料粒子が沈降し、その後、そのインクを用いて記録した画像の濃度が変化するおそれがある。その顔料粒子の沈降の程度が著しい場合は、インク粘度の上昇により、記録不能に至るおそれもある。

インクタンク内のインクの濃度は、特に、記録装置が長期間に渡って低湿度などの環境下に放置されたときに生じやすい。このような不具合は、インクタンクの開口部を必要に応じて塞ぐような機構を設けたり、インクタンクの材質をガス透過性の小さい材質にしたり、インクタンクの厚みを増すことによって、軽減することが可能である。

しかし、インクの蒸発がゼロにならない限り、このようなインクの濃度変化を防止するための根本的な対策とはならない。しかも、このような対策は、インクタンクの大型化およびコストアップを招き、また、そのインクタンクが前述したピットインインク供給方式のサブタンクの場合には、記録装置の小型化が阻害されることになる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ピットインインク供給方式のサブタンクを長期間放置したときに、その内部のインクの成分が不均一となることによる画像品位の低下を防止して、高品位の画像の記録を可能とすることにある。

また、本発明の他の目的は、サブタンクを長期間放置しても、記録動作時における吐出不良ノズルの発生を防止して、良好な画像の記録を可能とすることにある。

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可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、を搭載可能なキャリッジの移動を伴って、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おいて、前記記録装置の本体側に備えられて、前記サブタンクに供給するためのインクを収容するメインタンクと、前記キャリッジに搭載された前記サブタンクが前記キャリッジの移動を伴ってインク供給位置に移動したときに、前記メインタンク内のインクを前記サブタンクに供給可能な供給手段と、前記キャリッジに搭載された前記記録ヘッドの吐出口から、画像の記録に寄与しないインクを排出させる排出手段と、画像の記録を開始する前に、前記排出手段によって前記記録ヘッドの吐出口からインクを排出させてから、前記供給手段によって前記メインタンク内のインクを前記サブタンクに供給させる制御手段と、を含むことを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法は、吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、を搭載可能なキャリッジの移動を伴って、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記記録装置の本体側に備えられて、前記サブタンクに供給するためのインクを収容するメインタンクと、前記キャリッジに搭載された前記サブタンクが前記キャリッジの移動を伴ってインク供給位置に移動したときに、前記メインタンク内のインクを前記サブタンクに供給可能な供給手段と、前記キャリッジに搭載された前記記録ヘッドの吐出口から、画像の記録に寄与しないインクを排出させる排出手段と、を用い、画像の記録を開始する前に、前記排出手段によって前記記録ヘッドの吐出口からインクを排出させてから、前記供給手段によって前記メインタンク内のインクを前記サブタンクに供給させることを特徴とする。

本発明によれば、記録ヘッドからインクを排出してから、ピットイン供給方式によってサブタンク内にインクを供給するため、サブタンクを長期間放置して、その内部のインクの成分が不均一となったときに、そのインクを効率よく均質化することができる。これにより、インクの成分か不均一となることによる画像品位の低下を防止して、高品位の画像を記録することができる。

また、サブタンクを長期間放置しても、記録動作時における吐出不良ノズルの発生を防止して、良好な画像を記録することができる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。まず、本発明の実施形態の説明に先立って、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の基本構成について説明する。

「基本構成」
図１から図３は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の基本構成を説明するための図であり、以下においては、その基本構成を（１）「メディアパック」、（２）「プリンタ部」、（３）「電気制御系」に分けて説明する。

（１）「メディアパック」
図１のメディアパックＣ１００は、インクとプリント媒体を収容するものであり、記録装置の本体（以下、「装置本体」ともいう）に対して着脱可能である。本例の場合、このメディアパックＣ１００は、装置本体のスロット（図示せず）に差し込まれることによって、装置本体に装着される。その装置本体のスロットは、メディアパックＣ１００が装着されていないときは閉じられており、それが装着されるときに開かれる。図１は、外装を外した状態のメディアパックＣ１００を示す。

パック本体Ｃ１０１には、前述のピットインインク供給方式のメインタンクに相当するインクパックＣ１０３（本例では、インク袋）と、プリント媒体Ｃ１０４（ここでは、インクジェット記録用紙）と、が収容されている。図１において、インクパックＣ１０３は、プリント媒体Ｃ１０４の下方に収容される。本例の場合、インクパックＣ１０３は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）のインクを個別に収容するように３つ備えられており、またプリント媒体Ｃ１０４は２０枚重ねて収容されている。それらのインクとプリント媒体Ｃ１０４は、画像の記録に最適な組合せのものが選択された上で、同じメディアパックＣ１００内に収容されている。

したがってメディアパックＣ１００として、インクとプリント媒体の組合せが異なる種々のメディアパック（例えば、超高画質用、ノーマル画質用、シール用、分割シール用等のメディアパック）を用意することができる。そして、記録すべき画像の種類、および画像が形成されるプリント媒体の用途などに応じて、それらのメディアパックを選択的に装置本体Ａ００１に装着することができる。この結果、最適な組合せのインクとプリント媒体を用いて、目的に応じた画像を確実に記録することができる。ここで、メディアパックＣ１００には図示しないＥＥＰＲＯＭ（識別ＩＣ）が備えられており、そのＥＥＰＲＯＭには、メディアパックが収容しているインクとプリント媒体の種類や残量などの識別データが記憶される。

メディアパックＣ１００は、図２の装置本体のプリンタ部Ｂ１００に対して矢印Ｃの方向から装着される。このときインクパックＣ１０３は、後述するように、Ｙ，Ｍ，Ｃのインクのそれぞれに対応する３つのジョイントＣ１０５を通して、プリンタ部のインク供給系に接続される。一方、プリント媒体Ｃ１０４は、図示しない分離機構によって一枚ずつ分離されてから、本体内の給紙ローラによって矢印Ｃ方向に送り出される。

またパック本体Ｃ１０１には、後述するように、プリンタ部の記録ヘッドをワイプするためのワイパーＣ１０６と、プリンタ部から排出された廃インクを吸収するためのインク吸収体Ｃ１０７と、が備えられている。

（２）「プリンタ部」
図２はプリンタ部Ｂ１００の斜視図であり、インクジェット記録ヘッドを用いるシリアルタイプの記録装置を構成する。このプリンタ部Ｂ１００については、（２）−１「プリント動作部」と、（２）−２「インク供給回復系の概略説明」と、（２）−３「インク供給回復系の詳細な説明」と、に分けて説明する。

（２）−１「プリント動作部」
図２は、外装を取り外した状態のプリンタ部Ｂ１００全体の斜視図である。

プリンタ部Ｂ１００の本体には、図２の矢印Ｃ方向からメディアパックＣ１００が挿入される。そのメディアパックＣ１００が挿入されている状態において、そのメディアパックＣ１００からプリント媒体Ｃ１０４が矢印Ｃ方向に送り出される。そのプリント媒体Ｃ１０４は、プリント媒体搬送系におけるＬＦローラＢ１０１とＬＦピンチローラＢ１０２との間に挟まれつつ、プラテンＢ１０３上にて矢印Ｂの副走査方向に搬送される。Ｂ１０４は、ガイド軸Ｂ１０５とリードスクリューＢ１０６に沿って矢印Ａの主走査方向に往復移動されるキャリッジである。

キャリッジＢ１０４において、リードスクリューＢ１０６に対する軸受けの内側には、リードスクリューＢ１０６に向かって突出するスクリューピンがバネによって取り付けられている。リードスクリューＢ１０６の外周部に形成された螺旋溝に対して、スクリューピンの先端がはまり合うことによって、リードスクリューＢ１０６の回転がキャリッジＢ１０４の往復移動に変換される。

キャリッジＢ１０４には、後述するがＹ，Ｍ，Ｃのインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドＢ１２０（図３参照）と、その記録ヘッドＢ１２０に供給されるインクを収容するサブタンクと、が搭載されている。記録ヘッドＢ１２０には、矢印Ａの主走査方向と交差する方向に沿って並ぶ複数のインク吐出口Ｂ１２１（図３参照）が形成されている。インク吐出口Ｂ１２１は、サブタンクから供給されたインクを吐出可能な複数のノズルによって構成される。インクを吐出させるためのエネルギーの発生手段としては、ノズル毎に備えた電気熱変換体を用いることができる。その電気熱変換体は、発熱駆動されることによってノズル内のインク中に気泡を発生させ、その発泡エネルギーによってインク吐出口Ｂ１２１からインク滴を吐出させる。

サブタンクは、メディアパックＣ１００に収容されているインクパック（メインタンク）Ｃ１０３よりも小容量であり、少なくともプリント媒体Ｃ１０４の１枚分の画像記録に必要な量のインクを収容する大きさとなっている。サブタンクにおいて、Ｙ，Ｍ，Ｃのインク毎のインク収容部分には、それぞれ後述するインク供給部と負圧導入部が形成されている。それらのインク供給部は、対応する３つの中空のニードルＢ１２２（図３参照）に個別に接続されるように構成されている。また、それらの負圧導入部は、共通のエアー吸引口Ｂ１２３（図３参照）に接続されるように構成されている。サブタンクには後述するように、キャリッジＢ１０４がホームポジションに移動したときに、メディアパックＣ１００のインクパック（メインタンク）Ｃ１０３からインクが補給されるようになっている。

キャリッジＢ１０４の移動位置は、キャリッジＢ１０４側のエンコーダセンサＢ１３１と、プリンタ部Ｂ１００の本体側のリニアスケールＢ１３２と、によって検出される。また、キャリッジＢ１０４がホームポジションに移動したことは、プリンタ部Ｂ１００の本体側のＨＰセンサーによって検出される。

図示しない調整機構により、キャリッジＢ１０４の高さ方向の位置が調整されて、記録ヘッドＢ１２０と、プラテンＢ１０３上のプリント媒体Ｃ１０４と、の間の距離（「紙間距離」ともいう）が調整される。また、リードスクリューＢ１０６は、スクリューギア、アイドラギア、およびモータギアを介して、キャリッジモータＭ００１によって回転駆動される。また記録ヘッドＢ１２０は、フレキシブルケーブルを通じて本体基板に接続される。

記録ヘッドＢ１２０は、キャリッジＢ１０４と共に矢印Ａの主走査方向に移動しつつ、画像信号に応じてインク吐出口Ｂ１２１からインクを吐出することによって、プラテンＢ１０３上のプリント媒体に１行分の画像を記録する。このような記録ヘッドＢ１２０による１行分の記録動作と、プリント媒体搬送系による矢印Ｂの副走査方向へのプリント媒体の所定量の搬送動作と、を繰り返すことによって、プリント媒体上に順次画像を記録する。

（２）−２「インク供給回復系の概略説明」
図３は、インク供給回復システムの概略を説明するための概念的構成図である。

プリンタ部に装着されたメディアパックＣ１００のジョイントＣ１０５は、ホームポジションに移動したキャリッジＢ１０４側のニードルＢ１２２の下に位置する。プリンタ部の本体には、ジョイントＣ１０５の下方に位置するジョイントフォーク（図示せず）が備えられている。そのジョイントフォークがジョイントＣ１０５を上に動かすことにより、ジョイントＣ１０５がニードルＢ１２２に接続される。これにより、メディアパックＣ１００側のインクパックＣ１０３と、キャリッジＢ１０４側のサブタンクＢ４００と、の間にインク供給路が形成される。

プリンタ部の本体には圧供給ジョイントＢ３０２が備えられており、それは、ホームポジションに移動したキャリッジＢ１０４のエアー吸引口Ｂ１２３に接続される。この負圧供給ジョイントＢ３０２は、負圧供給チューブＢ３０３を介して、負圧発生源としてのポンプのシリンダポンプＢ３０４に接続されている。負圧供給ジョイントＢ３０２は、図示しないジョイントリフターによって上に動かされることにより、キャリッジＢ１０４側のエアー吸引口Ｂ１２３に接続される。これにより、キャリッジＢ１０４側のサブタンクの負圧導入部と、シリンダポンプＢ３０４と、の間に負圧導入路が形成される。

ジョイントリフターは、ポンプモータＭ００３の駆動力によって、負圧供給ジョイントＢ３０２と共に、ジョイントフォーク、およびそれによって上下動するジョイントＣ１０５を同時に上下動させる。すなわち、インク供給路と負圧導入路の形成は同時に行われるようになっている。

サブタンクの負圧導入部には、空気の通過を許容し、かつインクの通過を阻止する気液分離部材Ｂ４０２が備えられている。気液分離部材は、負圧導入路を通して吸引されるサブタンク内の空気の通過を許容し、これによりメディアパックＣ１００からサブタンクにインクが補給される。そして、サブタンク内のインクが気液分離部材に達するまで、インクが充分に補給されたときに、その気液分離部材がインクの通過を阻止することにより、インクの補給が自動的に停止する。気液分離部材は、サブタンクにおけるインク毎のインク収容部分のインク供給部に備えられており、それらのインク収容部分毎に、インクの補給を自動的に停止させる。

プリンタ部の本体には、ホームポジションに移動したキャリッジＢ１０４側の記録ヘッドＢ１２０に対して、キャッピングが可能な吸引キャップＢ３１０が備えられている。吸引キャップＢ３１０は、その内部に、吸引チューブＢ３１１を通してシリンダポンプＢ３０４から負圧が導入されることによって、記録ヘッドＢ１２０のインク吐出口Ｂ１２１から、インクを吸引排出（吸引回復処理）させることができる。また記録ヘッドＢ１２０は、必要に応じて、画像の記録に寄与しないインクを吸引キャップＢ３１０内に吐出させる（予備吐出処理）。吸引キャップＢ３１０内のインクは、シリンダポンプＢ３０４から、廃液チューブＢ３１２と廃液ジョイントＢ３１３を通して、メディアパックＣ１００内のインク吸収体Ｃ１０７に排出される。

シリンダポンプＢ３０４は、ポンプモータＭ００３（図２参照）により往復駆動される。ポンプモータＭ００３は、前述したジョイントリフターを上下動させるための駆動源としても機能すると共に、ワイパーリフターを上下動するための駆動源としても機能する。ワイパーリフターは、プリンタ部Ｂ１００に装着されたメディアパックＣ１００のワイパーＣ１０６を上に動かすことによって、そのワイパーＣ１０６を記録ヘッドＢ１２０のワイピングが可能な位置に移動させるものである。

チューブＢ３０３、Ｂ３１１、Ｂ３１２等の経路に対しては、必要に応じて、図示しない弁が設けられている。そして、ポンプモータＭ００３の各動作時には、それらの弁を開閉することにより、各色毎のインクの吸引、および各色のインクの一括吸引等の所望の動作を行うことができる。

シリンダポンプＢ３０４の動作位置がホームポジション（ポンプのＨＰ）にあることは、ポンプＨＰセンサ（図示せず）によって検出される。シリンダポンプＢ３０４は、プリンタのスタンバイ状態ではポンプのＨＰ側に待機している。

（２）−３「インク供給回復系の詳細な説明」
以下においては、インク供給回復系について詳細に説明する。前述したように、インク供給回復システムの概念的構成図は図３であり、ここでは図１および図３を用いて、上述した部分との一部の重複を含め、特にインク供給回復系の一連の動作について説明する。

図１において、メディアパックＣ１００内には３つのインクパック（メインタンク）Ｃ１０３が収容され、それらには、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の３色のインクが充填されている。これら３つのインクパックＣ１０３は、３つのインク供給路Ｃ２００を介して３つのジョイント（インクジョイント）Ｃ１０５に接続されている。

キャリッジＢ１０４には、Ｙ，Ｍ，Ｃのインクを別々に貯留するサブタンク（「キャリッジタンク」ともいう）Ｂ４００と、記録ヘッドＢ１２０と、が搭載される。その記録ヘッドＢ１２０には、各キャリッジタンクＢ４００から供給されたインクを吐出する３グループ分（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の複数のインク吐出口（ノズル）Ｂ１２１が形成されている。

サブタンクＢ４００の各インクの収容部（インク供給部）には、インクを吸収保持するインク吸収体（スポンジ）Ｂ４０１がほぼ充塞されており、それは、発泡体または繊維質体等を含む多孔質体、例えばポリプロピレン繊維などである。また、サブタンクＢ４００の各インクの収容部（インク供給部）には、図３に示すように、貫通孔を有して下方に突出するニードル（インク取入部）Ｂ１２２が夫々設けられている。これら３つのニードルＢ１２２は、キャリッジＢ１０４がホームポジションに移動したときに、メディアパックＣ１００の３つのゴムジョイントＣ１０５に夫々接続可能となる。ニードルＢ１２２の先端部には横穴が空いていて、インク供給が可能となっている。また、ニードルＢ１２２の先端は針状にクローズされている。

サブタンクＢ４００の各インク供給部の上方には、負圧導入部Ｂ４１０が形成されている。これら負圧導入部Ｂ４１０には、気液分離部材としての多孔質膜（インク満タン弁）Ｂ４０２が夫々備えられており、それらは、撥水、撥油処理が施されていて、空気の通過を許容しかつインクの通過を阻止する。この多孔質膜Ｂ４０２は、インクの通過を阻止するため、サブタンクＢ４００内のインクの液面が多孔質膜Ｂ４０２まで達したとき、インクの補給を自動的に停止させる。多孔質膜Ｂ４０２は、撥水、撥油処理が施されていることが望ましく、その処理が施されていない場合には、インクに対して濡れやすくなる。例えば、インクに対して濡れやすい気液分離膜の個所における細孔に、インクが入り込んだままになってしまった場合には、その箇所は実質的に気液分離の効果を果たさなくなるおそれがある。そのため、エアーの導入効率が下がって、インクの供給能力が低下するおそれがある。

サブタンクＢ４００の各負圧導入部Ｂ４１０は、前述したように、キャリッジＢ１０４の下面側に形成された３色共通のエアー吸引口Ｂ１２３に連通されている。このエアー吸引口Ｂ１２３は、キャリッジＢ１０４がホームポジションに移動したときに、プリンタ部Ｂ１００の本体側に設けられた負圧供給ジョイントＢ３０２と連結可能になる。つまり、エアー吸引口Ｂ１２３は、負圧供給ジョイントＢ３０２、負圧供給チューブＢ３０３を介して、ポンプユニットＢ３１５のシリンダポンプＢ３０４の一方のシリンダ室と接続可能となる。

プリンタ部Ｂ１００側には、吸引キャップＢ３１０が備えられている。吸引キャップＢ３１０は、キャリッジＢ１０４がホームポジションに移動したときに、Ｙ，Ｍ，Ｃの３グループ分の複数のインク吐出口（ノズル）Ｂ１２１が形成された記録ヘッドＢ１２０のフェース面（インク吐出口形成面）Ｂ４０３をキャッピング可能である。吸引キャップＢ３１０には、大気連通口Ｂ４０４が形成されている。この大気連通口Ｂ４０４は、大気連通弁（図示せず）によって開閉可能である。

吸引キャップＢ３１０は、吸引チューブＢ３１１を通してシリンダポンプＢ３０４の他方のシリンダ室に接続されている。シリンダポンプＢ３０４は、負圧供給チューブＢ３０３、吸引チューブＢ３１１、および廃液チューブＢ３１２のそれぞれに接続される３つのポートを有している。

キャリッジＢ１０４において、Ｂ１２４はニードルカバーである。このニードルカバーＢ１２４は、ニードルＢ１２２とジョイントＣ１０５とが連結していないときに、スプリングの力により移動して、ニードルＢ１２２の先端部に形成されている横穴をゴミの付着混入から保護する。またニードルカバーＢ１２４は、ニードルＢ１２２とジョイントＣ１０５とが連結するときは、スプリングの力に抗して同図中の上方に押されて、ニードルＢ１２２の先端部の保護を解く。

サブタンクＢ４００の内面に設けられている気体透過部材Ｂ４０２とインク吸収体Ｂ４０１とは、図３のように、空間Ｂ４１２によって隔てられて、互いに接触していないように構成することが好ましい。気液分離膜Ｂ４０２は、長期間インクに接した場合に、その気液分離性能が低下する可能性がある。本実施形態においては、気液分離膜Ｂ４０２とインク吸収体Ｂ４０１との間に空間Ｂ４１２を形成して、気体透過部材Ｂ４０２とインク吸収体Ｂ４０１とが直接接触することを避ける。これにより、インクの補給時以外のときは、気液分離膜Ｂ４０２にインクが接しない。したがって、気液分離膜Ｂ４０２の機能の低下を防止することができる。また、空間Ｂ４１２を形成する内壁面（例えば、面Ｂ４１４）は、適切な表面処理（例えば、撥水処理）を施して、インクの付着を極力抑えることが好ましい。

メインタンクＣ１０３からサブタンクＢ４００にインクを供給する場合には、インクの供給系とエアーの吸引系を形成する。すなわち、前述のジョイントリフタ（またはジョイントフォーク）により、ゴムジョイントＣ１０５とニードルＢ１２２とを接合すると共に、負圧供給ジョイントＢ３０２とエアー吸引口Ｂ１２３とを接合する。そして、シリンダポンプＢ３０４によって、負圧導入部Ｂ４１０および気液分離膜Ｂ４０２を通してサブタンクＢ４００中の空気を吸引する。これにより、メインタンクからサブタンクにインクが供給される。

サブタンク内へのインクの供給後、ゴムジョイントＣ１０５とニードルＢ１２２とを分離させると共に、負圧供給ジョイントＢ３０２とエアー吸引口Ｂ１２３と分離させる。そして必要に応じて、シリンダポンプＢ３０４によって、サブタンク内のインクを吸引キャップＢ３１０から吸引する。

（３）「電気制御系」
次に、本装置の電気制御系の構成について図４を参照しながら説明する。
図４は、本装置の電気構成のブロック図であり、５００は、ＭＰＵ部およびプリンターコントロール部を一体化したＡＳＩＣである。５０４は、装置の全体を制御するプログラムが収められたフラッシュＲＯＭ、５０６は、ＡＳＩＣの作業エリアおよび記録画像のバッファーとして使用されるＤＲＡＭである。ＥＥＰＲＯＭ５０９は書き換え可能なＲＯＭであり、電源が供給されなくても記憶内容が消えないものである。ＥＥＰＲＯＭ５０９には、電源ＯＮの時にユーザーが行った設定情報の他、使用インク量、サブタンクに残存しているインク量等が書き込まれる。ＡＳＩＣはヒートパルス生成のコントローラを含み、記録ヘッドの制御信号を生成して記録ヘッドＢ１２０に送信する。またＡＳＩＣは、キャリッジや紙送りの制御、他電源やＬＥＤや各種センサーとのＩ／Ｏインターフェース、カメラ部とのデータの送受信、またはコンピューターとのデータの送受信を行う。

５０２は、キャリッジＢ１０４の駆動を行うためのキャリッジモータードライバー、５０３は、紙送りローラを駆動するための紙送りモータードライバーである。キャリッジモータードライバー５０２および紙送りモータードライバー５０３は、ＡＳＩＣから出力される制御信号により対応するモータをコントロールする。

本装置に備わるカメラ部およびプリンタ部は、電池１１６を駆動源とする。また、装置内には別の電源１１５が備わり、それは、カメラの電源Ｏｆｆ中の日付情報の保持、および測定等の用途に用いられる。１０６は、本体の電源を投入するための電源スイッチ、１０７はエラー解除スイッチ、１１０はパワーランプ、１０９はエラーランプである。

１１８はインターフェースコネクターであり、例えば、ホストコンピューターなどの外部との信号通信を行う。インターフェースコネクター１１８は、有線によってホストコンピューターに接続される。１１９は内蔵インターフェースであり、ここでは、カメラ一体型プリンタのカメラ部とのデータの送受信を行う。

ＨＰセンサー２６は、フォトインタラプタタイプのセンサーであり、キャリアＢ１０４の位置を検出する。また、ペーパーセンサー２５および排紙センサー１７は接点式のセンサーであり、記録装置内の記録用紙の有無を検出する。

本発明は、インクパック（メインタンク）Ｃ１０３とプリント媒体Ｃ１０４とが収容されているメディアパックＣ１００を用いる形態に限定されるものではない。つまり、インクパック（メインタンク）とプリント媒体とは同じ容器に収容されている必要性はない。例えば、一般のプリンタのように、プリント媒体は装置外部から挿入できるように構成し、メインタンクはそれ単独で装置に装着できるように構成してもよい。サブタンクは、少なくとも記録媒体１枚分の画像記録に必要な量のインクを収容できる大きさとなっていればよい。

「特徴的な構成」
次に、本発明の特徴的な構成の実施形態について説明する。本発明は、上述した基本構成のインクジェット記録装置に適応可能である。

本明細書において「放置期間」とは、次のような第１から第４の期間のいずれかである。第１の期間は、前回の記録終了後から次回の記録開始前の間において電源Ｏｆｆが継続している期間である。第２の期間は、前回の電源ＯＦＦ時から次回の記録開始時（次回の記録動作を開始するための記録開始信号の受信時）までの期間である。第３の期間は、前回の記録終了時から次回の記録開始時までの期間である。第４の期間は、前回吸引回復を行ってから次回の記録開始時までの期間である。

（第１の実施形態）
本実施形態においては、記録動作に使用するインクをサブタンクへ供給するピットインインク供給の前において、サブタンク内の残存インクを一定量排出するためのインク排出処理を行う。以下、そのピットインインク供給は、（次回）記録動作のためのピットインインク供給、あるいは、（次回）記録時のピットインインク供給ともいう。

以下、吸引キャップＢ３１０が記録ヘッドＢ１２０に密着した状態にあるものとして、インクの排出処理について説明する。その排出処理においては、記録ヘッドＢ１２０のインク吐出口Ｂ１２１から吸引キャップＢ３１０内にインクを吸引することにより、記録ヘッドＢ１２０を介してサブタンクＢ４００内の残存インクを排出する。この第１の実施形態では、このようなインクの排出処理を記録開始前のタイミングにて行う。

図５（ａ）から（ｄ）は、サブタンクＢ４００内のインクの状態を示す模式図である。本例のサブタンクＢ４００は、基本的に、前述した図３のサブタンクと同様の構成である。本例のサブタンクＢ４００には、顔料成分を含むインク（以下、「顔料インク」という）Ｉが収容され、その顔料インクＩは、中空のニードルＢ１２２を通して一旦、プール部Ｐに入ってから、その壁Ｗを越えてサブタンクＢ４００のインク収容部に導かれる。そのインク収容部には、前述した図３のサブタンクと同様にインク吸収体Ｂ４０１が備えられている。また、本例におけるエアー吸引口Ｂ１２はサブタンクの上側に位置しており、また、記録ヘッドＢ１２０のインク吐出口Ｂ１２１とインク収容部との間には流路Ｌが形成されている。その流路Ｌには、インクＩ中の異物を除去して、インク吐出口（ノズル）Ｂ１２１のゴミ詰まりを防止するためのフィルターＢ４１５が備えられている。

図５（ａ）は、サブタンクと共に記録装置が長期間放置される前のサブタンク内の残存インクの状態を現している。図５（ａ）においては、サブタンクＢ４００にインクＩが満タンに充填されている。

図５（ｂ）は、サブタンクと共に記録装置が長期間放置された後のサブタンク内の残存インクの状態を現している。サブタンクが長期間放置された場合、サブタンク内の顔料インクＩ中の顔料粒子が沈降し、サブタンク内の下部に位置するインクＩの顔料濃度は、上昇する傾向となる。図５（ｂ）は、長期間放置後に、サブタンク内の下部に位置するインクＩの顔料濃度が上昇した様子を表し、その顔料濃度が高い部分（高濃度部分）のインクＩに符号Ｉａを付している。本例の場合には、サブタンクＢ４００の底部と、フィルターＢ４１５の上部と、流路Ｌ内におけるインク吐出口Ｂ１２１の近傍部と、に顔料粒子が沈降し、それらの部分が高濃度部分Ｉａとなっている。

仮に、この図５（ｂ）の状態のまま記録を行った場合には、高濃度部分Ｉａが生じていない初期濃度のインクによって記録を行った場合に比べて、記録濃度が高くなったり、減法混色によるカラー記録時に色調がずれたりするおそれがある。つまり、画像の色調が不自然になったり、複数枚の記録媒体に画像を記録した場合に、それぞれの記録媒体上の記録画像の色調が異なってしまうおそれがある。

そこで本実施形態においては、図５（ｃ）に示すように、記録開始前のタイミングにおいて、サブタンク内とインク吐出口（オリフィス）Ｂ１２１の近傍部の濃縮インクを吸引動作によって一定量排出する。その吸引動作は、前述したように、記録ヘッドＢ１２０のインク吐出口Ｂ１２１から、吸引キャップＢ３１０内にインクを吸引排出させる動作である。そのインクの吸引排出量は、少なくともインク吐出口（オリフィス）Ｂ１２１の近傍部の濃縮インクを排出する程度であってもよい。

その後、図５（ｄ）に示すように、吸引排出したインク量とほぼ同一量、もしくはそれ以上の量のインクＩをサブタンクＢ４００内に供給する。その供給は、前述したようにピットイン供給方式により行なう。このようにサブタンクＢ４００内にインクを供給した場合、そのときに生じるインクの流れによりサブタンク内のインクを撹拌し、その顔料濃度を均一化することができる。

このようにインクを供給した後は、正常に記録を行うことができる。図５（ｃ）、（ｄ）において、流路Ｌ内のインクは濃度が若干高い部分Ｉｂとして表されている。その部分Ｉｂの濃度は、高濃度部分Ｉａの濃度よりもきわめて低くなるため記録画像の品位には影響しない。

図６は、本実施形態におけるインクの排出動作を説明するためのフローチャートである。

まず、プリンタの電源オフ信号によってタイムカウンタのカウント値Ｘを”０”とし（初期化）、その後、プリンタの放置期間のカウントを開始する（ステップＳ１）。このカウンタは、所定期間が経過する度毎にカウント値Ｔをインクリメントする。例えば、１秒毎にカウント値Ｔを１ずつ増加、１分毎にカウント値Ｔを１ずつ増加、１時間毎にカウント値Ｔを１ずつ増加、または１日毎にカウント値Ｔを１ずつ増加させる。プリンタの電源が投入（スタート）されたときに、その時点におけるカウント値Ｔと所定の閾値Ｘとを比較する（ステップＳ２）。

カウント値Ｔが閾値Ｘ未満のときには、サブタンク内のインクは、まだ顔料成分の沈降がさほど進んでいないと判断し、そのまま記録を開始する（ステップＳ４）。一方、カウント値Ｔが閾値Ｘ以上のときには、サブタンク内のインクの顔料濃度を均一化するために、前述したように、高濃度のインクを吸引排出してから、サブタンク内にインクをピットイン供給する（ステップＳ３）。その後、クを排出する。その後サブタンクへのピットイン供給を適宜行い、そして、その後に記録を開始する（ステップＳ４）。

このように本例においては、電源ＯＮの後における最初の記録動作のためのピットイン供給の前に、インクの吸引排出処理を実行するか否かを判断する。つまり、プリンタの電源ＯＮ時にインクの吸引排出処理を実行するか否かを判断する。しかし、その判断時期は電源ＯＮ時に限られるものではなく、記録開始前であればよく、例えば記録開始信号の受信時であってもよい。また、カウント値Ｘは、前回の電源ＯＦＦからの経過期間に対応する値のみに限定されず、例えば、前回の記録動作の終了時点からの経過期間に対応する値であってもよい。

図７は、サブタンクの底部から１ｍｍの領域内のインクを抽出して、そのインクの吸光度を測定して顔料濃度を推定した結果を示す。ここでは、室温環境下における放置期間を横軸にとり、顔料インクの沈降の程度を縦軸にとった。室温環境下に２ケ月以上放置した場合に、顔料濃度が約２０％以上上昇しており、その濃度変化は、画像濃度の上昇による画像劣化が充分に予測できる程度である。本実施形態においては、前述したように高濃度のインクの吸引排出処理を実行することにより、このような画像劣化を防止することができる。

なお、サブタンク内のインクに負圧を付与するために、例えば、内部に負圧を発生させるための拡張バネを持つ袋を用いたり、サブタンク内に、多孔質吸収体、繊維吸収体、多平板吸収体等の液体吸収体（インク保持部材）を備えたりしてもよい。本発明は、このような袋やインク保持部材を用いたサブタンクにも適用することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態においては、前述した第１の実施例と同様に、長期放置後の記録動作前において、サブタンク内の残存インクを一定量排出する。但し、そのインクの排出量は、フィルターＢ４１５の下部からインク吐出口（オリフィス）Ｂ１２１までの間の流路Ｌ内のインク量以上とする。

図８（ａ）および（ｂ）は、サブタンクＢ４００内のインクの状態を示す模式図である。本例のサブタンクＢ４００は、前述した図５のサブタンクと同様の構成である。サブタンクと共に記録装置が長期間放置された後には、サブタンク内の残存インクは、前述した図５（ｂ）の状態となる。

そこで本実施形態においては、前述した実施形態の図５（ｃ）と同様に、記録開始前のタイミングにおいて、サブタンク内とインク吐出口（オリフィス）Ｂ１２１の近傍部の濃縮インクを吸引動作によって一定量排出する（図８（ａ）参照）。但し、本実施形態においては、そのインクの吸引排出量は、フィルターＢ４１５からインク吐出口（オリフィス）Ｂ１２１までの間の流路Ｌ内のインク量以上とする。その後、前述した実施形態の図５（ｄ）と同様に、吸引排出したインク量とほぼ同一量、もしくはそれ以上の量のインクＩをサブタンクＢ４００内に供給する（図８（ｂ）参照）。本実施形態は、インクの吸引排出量のみが前述した実施形態と異なる。

このように本実施形態の場合には、フィルターＢ４１５の下部の沈降インクをほとんど除去することができる。そのため、そのフィルターＢ４１５の下部のインクは、ほぼ初期状態に近い顔料濃度となり、この状態から正常な記録を行うことが可能となる。

図９は、室温環境下にて２ケ月間放置した後のサブタンクに対して、本実施形態におけるインクの吸引排出とピットイン供給を実施した場合の説明図であり、その実施後のサブタンクの底部から１ｍｍの領域内におけるインクの顔料濃度を示している。そのサブタンクは、前述した図７のように放置期間に応じて顔料濃度が変化するものである。本実施形態を採用することにより、インクの顔料濃度は、ほぼ初期状態に近い程度にまで下げることができた。

（他の実施形態）
サブタンクに対するインクの供給方式は、気液分離膜を用いた方式のみに特定されず任意であり、要は、ピットイン方式によって、記録装置側のメインタンクからキャリッジ側のサブタンクにインクが供給できればよい。

また、ピットイン方式によってサブタンクにインクを供給する前に、記録ヘッドの吐出口からインクを排出させる方法は、キャップ内にインクを吸引排出させる方法以外の方法であってもよい。例えば、記録ヘッドの内のインクを加圧して排出させる方法、または予備吐出などの方法であってもよい。

またインクとしては、顔料インクや染料インクを含む種々のインクを用いることができる。

また記録装置は、前述したようなメディアパックを用いる構成に限定されず、一般的なシリアルスキャン方式のプリンタの構成であってもよい。

本発明を適用可能なインクジェット記録装置におけるメディアパックの斜視図である。 図１の記録装置の内部における主要構成部の斜視図である。 図１の記録装置におけるインク供給回復システムの概念的な構成図である。 図1の記録装置における制御系のブロック構成図である。 （ａ）から（ｄ）は、本発明の第１の実施形態におけるサブタンク内のインク状況の変化を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるインクの排出処理を説明するためのフローチャートである。 サブタンクの放置期間と、サブタンク底部のインクの顔料濃度と、の関係の説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第２の実施形態におけるサブタンク内のインク状況の変化を説明するための断面図である。 本発明の第２の実施形態によりインクの排出処理を実施した後に、サブタンク底部のインクの顔料濃度を測定した結果の説明図である。

符号の説明

Ｂ１０４ キャリッジ
Ｂ１２０ インクジェット記録ヘッド
Ｂ１２１ インク吐出口
Ｂ１２３ エアー吸引口
Ｂ３１０ 吸引キャップ
Ｂ４００ サブタンク（キャリッジタンク）
Ｂ４０２ 多孔質膜（気液分離膜）
Ｂ４１５ フィルター

Claims (11)

1. 吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、を搭載可能なキャリッジの移動を伴って、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おいて、
   前記記録装置の本体側に備えられて、前記サブタンクに供給するためのインクを収容するメインタンクと、
   前記キャリッジに搭載された前記サブタンクが前記キャリッジの移動を伴ってインク供給位置に移動したときに、前記メインタンク内のインクを前記サブタンクに供給可能な供給手段と、
   前記キャリッジに搭載された前記記録ヘッドの吐出口から、画像の記録に寄与しないインクを排出させる排出手段と、
   画像の記録を開始する前に、前記排出手段によって前記記録ヘッドの吐出口からインクを排出させてから、前記供給手段によって前記メインタンク内のインクを前記サブタンクに供給させる制御手段と、
   を含むことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記制御手段は、前記供給手段によるインクの供給量を、少なくとも前記排出手段によるインクの排出量と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. 前記記録ヘッドの吐出口と前記サブタンクとの間のインクの流路にフィルターを備え、
   前記制御手段は、前記排出手段によるインクの排出量を、前記吐出口と前記フィルターとの間における前記流路内のインク量とする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記制御手段は、前記サブタンクの放置期間と、前記サブタンク内のインクの成分が不均一となる程度と、の関係に基づいて、前記排出手段と前記供給手段の制御時期を決めることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記制御手段は、前記サブタンクの放置期間が規定の期間を超えたことを条件として、前記排出手段と前記供給手段の制御時期を決めることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記制御手段は、前記記録装置の電源オンのときに、前記サブタンクの放置期間が規定の期間を超えた否かを判定することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記排出手段と前記供給手段は、前記キャリッジがホームポジションに移動したときに機能することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
8. 前記排出手段は、前記記録ヘッドの吐出口をキャッピング可能なキャップを備え、前記キャップ内にインクを排出させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
9. 前記排出手段は、前記キャップ内に導入することにより、前記記録ヘッドの吐出口から前記キャップ内にインクを吸引排出させることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記インクは顔料成分を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
11. 吐出口からインクを吐出可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、を搭載可能なキャリッジの移動を伴って、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録方法において、
    前記記録装置の本体側に備えられて、前記サブタンクに供給するためのインクを収容するメインタンクと、
    前記キャリッジに搭載された前記サブタンクが前記キャリッジの移動を伴ってインク供給位置に移動したときに、前記メインタンク内のインクを前記サブタンクに供給可能な供給手段と、
    前記キャリッジに搭載された前記記録ヘッドの吐出口から、画像の記録に寄与しないインクを排出させる排出手段と、
    を用い、
    画像の記録を開始する前に、前記排出手段によって前記記録ヘッドの吐出口からインクを排出させてから、前記供給手段によって前記メインタンク内のインクを前記サブタンクに供給させる
    ことを特徴とするインクジェット記録方法。
    

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