JP2009248461A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置が振動したときにリザーバ内のインク液面が変動しても、この変動がインク吐出面のメニスカスに伝わることを防止又は抑止する。
【解決手段】インクタンク２と、リザーバ３と、インクヘッド４とを備え、インクタンク２とリザーバ３の間及びリザーバ３とインクタンク４の間がそれぞれ経路接続されてインク供給系を形成し、リザーバ３の大気開放によってインクヘッド４のインク吐出面に負圧を発生させてメニスカスを形成しているインクジェット記録装置１Ａにおいて、インク供給系の経路６ｂ，６ｃを開放・遮断する制御電磁弁２１ａ，２１ｂと、制御電磁弁２１ａ，２１ｂを開閉制御する弁開閉制御手段２２とを備え、装置１Ａが振動するときに弁開閉制御手段２２によって前記弁２１ａ，２１ｂを閉制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクヘッドからインクを吐出して印字するインクジェット記録装置に係り、この装置が振動したときや、装置の定期的な振動を予測してインク供給系の経路を遮断することでインク吐出面のメニスカスの破壊を防止するインクジェット記録装置に関する。

従来より、画像データに応じてインクヘッドからインクを吐出して印刷用紙などの記録媒体に印字するインクジェット記録装置がある。図８は一般的なインクジェット記録装置の経路構成を示す図である。

図８に示すように、インクジェット記録装置１０１は、交換可能なインクボトル２と、インクボトル２から供給されたインクを一時貯留するリザーバ３と、リザーバ３から供給されたインクを吐出口５から吐出するインクヘッド４とを備えている。また、このインクジェット記録装置１０１は、インクボトル２とリザーバ３の間、及びリザーバ３とインクヘッド４の間がそれぞれ経路６ａ，６ｂによって接続されてインク供給系を形成している。さらに、インクボトル２とリザーバ３の間の経路６ａには、インクボトル２からのインク供給時に開閉制御することによってこの経路６ａを開放したり遮断したりする電磁弁７ａが設けられている。なお、インクボトル２は、インクボトル２内を大気開放するための大気開放口８ａを備えている。

リザーバ３には、オーバーフロータンク１１を介して廃液タンク１２が経路接続されている。オーバーフロータンク１１は、例えば、インクボトル２からリザーバ３に供給されたインクが多過ぎた場合などにインクを流入させるために設けられている。そして、オーバーフロータンク１１に流入したインクは廃液タンク１２に収容されるようになる。なお、このオーバーフロータンク１１は、経路６ｃを通じてリザーバ３内を大気開放するための大気開放口８ｂを備えている。

さらに、リザーバ３には加圧ポンプ１３が接続されている。加圧ポンプ１３は、主にパージ用としてインク供給系からインクを押し出すために設けられている。また、リザーバ３と加圧ポンプ１３の間には、パージ時に開制御してリザーバ３と加圧ポンプ１３の間の経路６ｄを開放する電磁弁７ｂが設けられている。

インクヘッド（インクジェットヘッド）４は大気開放口８ｃを備えており、大気開放口４ａには電磁弁７ｃが設けられている。この電磁弁７ｃは、通常は大気開放口４ａを開放しており、インク充填時にのみ閉制御して大気開放口４ａを遮断する。さらに、吐出口５は、インクヘッド４の印刷用紙と対向する面に配設されている。

なお、インクヘッド４として、例えば、加熱により気泡を発生させてインクを吐出するサーマル方式や、電圧によって変形するピエゾ素子を用いたピエゾ方式などがあるが、この場合ではどれが採用されてもよい。また、インクヘッド４には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色ごとに搬送方向Ｘと直交する方向に沿って配列されたラインヘッド方式が採用されてもよいし、搬送方向Ｘと直交する方向に移動するシリアルヘッド方式が採用されてもよい。

また、各電磁弁７ａ〜７ｃは、図示しない弁開閉制御手段によって開閉制御するものである。

さらに、図８に示すように、インクヘッド４の吐出口５の直下には、吐出口５から一定の距離を保持して印刷用紙を所定の搬送方向Ｘに搬送するための搬送手段１４が設けられている。搬送手段１４は、一対のローラ１５，１５と、ローラ１５，１５間に掛け回された搬送ベルト１６とを備えている。図示しないが、一対のローラ１５，１５のうちの一方は駆動ローラに接続された駆動ローラであり、他方は従動ローラである。

また、搬送ベルト１６は、無端状のベルトからなり、印刷用紙の搬送面となる表面と、裏面との間を貫通した図示しない多数の吸気孔が設けられている。さらに、搬送ベルト１６の裏面側には図示しない吸引ファンが設けられている。この吸引ファンは、搬送ベルト１６の吸気孔を介して空気を吸引することで、印刷用紙の搬送中、搬送ベルト１６の表面上に印刷用紙を吸着するものである。
特開２００５−１３１８１１号公報

ところで、上述した（図８の）インクジェット記録装置１０１は、インクヘッド４による印字動作中、又は印字動作が行われない印字停止中において、図９（ａ）に示すように、リザーバ３内を大気開放することでリザーバ３内のインク液面とインクヘッド４の吐出口５におけるインク吐出面５ａの高さの差（水頭差Ｈ）によってインク吐出面５ａに負圧を発生させてメニスカスを形成している。しかしながら、インクジェット記録装置１０１が、例えば衝撃を受けて振動すると、図９（ｂ）に示すように、リザーバ３内のインク液面が変動し、このインク液面の変動がインク吐出面５ａのメニスカスに伝わり、メニスカスが壊れることがある。メニスカスが壊れると、インクヘッド４の吐出口５から気泡が混入してインク吐出不良の原因となってしまう。

また、上記特許文献１には、衝撃や振動が作用したときに、それに応じてインク供給を遮断してノズルからのインク漏れを防止する機構を備えたインクジェットプリンタが開示されている。図１０に示すように、インク漏れ防止機構２０１は、インクヘッドにインクを供給するインク供給路２０２を開閉する弁体２０３と、弁体２０３を閉じ位置に向けて付勢する付勢部材２０４と、錘２０５と、錘２０５が移動自在となって載っている載置面２０６を有し、錘２０５の重量によって弁体２０３を開き位置に保持する弁制御部材（第１スイングレバー２０７、第２スイングレバー２０８）とから略構成されている。この構成によれば、プリンタに衝撃又は振動が作用したときや、プリンタが傾いたときに、錘２０５が載置面２０６から一時的に離れる。錘２０５が載置面２０６から離れると、第２スイングレバー２０８がスイングして第１スイングレバー２０７との係合が外れて、第１スイングレバー２０７がスイング可能になる。この結果、弁体２０３が付勢部材２０４の付勢力によって閉じ位置に移動してインク供給路２０２を遮断し、ノズルからのインク漏れを防止することができる。

ところが、上述したインク漏れ防止機構（特許文献１）では、物理的にインク供給路２０２の開閉を制御するため、プリンタが振動してからインク供給路２０２を閉じるまでに僅かながら時間のずれがある。これでは、リザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面のメニスカスに伝わらないようにするには速度的に不十分である。また、図１０に示すように、その構成が複雑且つ精密なため、メンテナンスなどの作業が煩雑となる。

さらに、上述したインク漏れ防止機構は、実際にプリンタに振動などが作用しなければインク供給路２０２を遮断しないため、予測可能な振動（例えば、内部機構の動作による定期的な振動）に対しては不向きなものである。

そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、装置が振動したときにリザーバ内のインク液面が変動しても、この変動がインク吐出面のメニスカスに伝わることを防止又は抑止してインク吐出不良を防止し、また、予測可能な振動に対して効果的に利用することが可能となり、さらに、簡単な構成とするインクジェット記録装置を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載のインクジェット記録装置は、インクタンク２と、前記インクタンク２から供給されたインクを一時貯留するリザーバ３と、前記リザーバ３から供給されたインクを吐出して印字するインクヘッド４とを備え、前記インクタンク２と前記リザーバ３の間及び前記リザーバ３と前記インクタンク２の間がそれぞれ経路接続されてインク供給系を形成し、前記リザーバ３の大気開放によって前記インクヘッド４のインク吐出面に負圧を発生させてメニスカスを形成しているインクジェット記録装置１（１Ａ，１Ｂ）において、
前記インク供給系の所定経路に設けられ該経路を開放したり遮断したりする弁２１ａ（２１ｂ）と、前記弁２１ａ（２１ｂ）を開閉制御するための弁開閉制御手段２２とを備え、前記インクジェット記録装置１が振動するときに前記弁開閉制御手段２２によって前記弁２１ａ（２１ｂ）を閉制御することを特徴としている。

請求項２記載のインクジェット記録装置は、前記振動の検知のために前記インクヘッド４の前記インク吐出面５ａにかかる圧力を検知する圧力検知手段が設けられていることを特徴としている。

請求項３記載のインクジェット記録装置は、前記弁２１ａが前記インク供給系における前記リザーバ３と前記インクヘッド４の間の経路に設けられ、前記弁開閉制御手段２２は、前記インクヘッド４による印字動作中に前記弁を閉制御するとともに印字動作と印字動作の間の印字休止時間では該弁２１ａを開制御することを特徴としている。

請求項４記載のインクジェット記録装置は、前記印字動作中に前記圧力検知手段によって前記インクヘッド４の前記インク吐出面５ａの圧力変動が検知されたときは、前記弁開閉制御手段２２は前記印字休止時間であっても前記圧力変動が所定範囲内になるまで前記弁２１ａを閉制御することを特徴としている。

請求項５記載のインクジェット記録装置は、前記印字動作が行われない印字停止中において前記圧力検知手段によって前記インクヘッド４の前記インク吐出面５ａの圧力変動が検知されたときは、前記弁開閉制御手段２２は前記圧力変動が所定範囲内になるまで前記弁２１ａを閉制御することを特徴としている。

請求項６記載のインクジェット記録装置は、前記印字動作中に発生したエラーを解析するためのエラー解析手段を備え、
前記印字動作中にエラーによって該印字動作が停止した場合において、前記弁開閉制御手段２２は当該エラーが前記エラー解析手段によって所定のエラーと判断されたときには前記弁２１ａを閉制御することを特徴としている。

請求項７記載のインクジェット記録装置は、前記エラー解析手段によって前記所定のエラーと判断されたときに、前記弁開閉制御手段２２は前記エラー解析手段による前記判断から前記印字動作を停止するまでの間に前記弁２１ａを閉制御することを特徴としている。

請求項８記載のインクジェット記録装置は、前記所定のエラーが用紙詰まりを含むものであり、前記弁開閉制御手段２２は、前記エラー解析手段によって用紙詰まりと判断されたときは前記弁２１ａを閉制御し、用紙詰まりが解消されてから所定時間経過後に該弁２１ａを開制御することを特徴としている。

請求項９記載のインクジェット記録装置は、前記所定のエラーが用紙切れを含むものであり、前記弁開閉制御手段２２は、前記エラー解析手段によって用紙切れと判断されたときは前記弁２１ａを閉制御し、用紙補給が完了してから所定時間経過後に該弁２１ａを開制御することを特徴としている。

請求項１０記載のインクジェット記録装置は、前記エラー解析手段によって用紙切れと判断されたときであっても、該エラー解析手段が用紙切れと判断した用紙以外の用紙に印字する場合には、前記弁開閉制御手段２２は前記弁２１ａを開制御することを特徴としている。

請求項１１記載のインクジェット記録装置は、前記弁２１ｂが前記インク供給系における前記リザーバ３の大気開放口８ｂに通じる経路６ｃに設けられ、
前記弁開閉制御手段２２は、前記インクヘッド４による印字動作が行われない印字停止中に前記弁２１ｂを閉制御するとともに該印字停止中に前記圧力検知手段によって前記インクヘッド４の前記インク吐出面５ａの圧力変動が検知されたときは該弁２１ｂを一定時間開制御することを特徴としている。

請求項１２記載のインクジェット記録装置は、請求項１記載のインクジェット記録装置１（１Ｂ）が、更に製版済みの孔版原紙が取り付けられたドラム３１と、前記ドラム３１に対して上下動しながらプレスするプレスローラ３２とを備え、
前記弁開閉制御手段２２は、少なくとも前記プレスローラ３２が上下動しているときは前記弁２１ａ（２１ｂ）を閉制御することを特徴としている。

請求項１３記載のインクジェット記録装置は、前記弁開閉制御手段２２は、前記プレスローラ３２によるプレス圧が高いほど長時間となるように前記弁２１ａ（２１ｂ）を閉制御することを特徴としている。

請求項１４記載のインクジェット記録装置は、請求項１〜１３の何れか１つに記載のインクジェット記録装置１（１Ａ，１Ｂ）の電源ＯＦＦ時に前記インク供給系の前記経路６ｂ，６ｃを開放することを特徴としている。

本発明の請求項１によれば、インクジェット記録装置が振動するときに弁開閉制御手段によってインク供給系の経路に設けられた弁を閉制御してこの経路を遮断することで、リザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わることを防止又は抑止可能となる。これにより、外的作用などによって装置が振動してもインク吐出面に形成されたメニスカスが壊れることはなくなり、この結果、インク吐出不良を防止することができる。

また、請求項２によれば、インク吐出面の圧力を検知することで振動検知が容易になるとともに、振動以外によってインク吐出面のメニスカスが壊れることを防ぐことができる。

さらに、請求項３によれば、弁がリザーバとインクヘッドの間の経路にあることで、この弁を閉制御して経路を遮断すればリザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わることを直接的に遮断することがきる。また、インクヘッドへのインク供給に悪影響を及ぼすことなく、印字動作中の予測不能な振動や衝撃に際してもインク吐出面のメニスカスが壊れることを防ぐことができる。

また、請求項４によれば、インク吐出面の圧力がメニスカスが壊れない所定範囲内の値（安全値）になるまで弁を閉制御してリザーバとインクヘッドの間の経路を遮断することで、メニスカスが壊れることを確実に防ぐことができる。通常はリザーバとインクヘッドの間の経路を開放している印字休止時間であっても、インク吐出面の圧力が安全値になるまではこの経路を遮断するため、リザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わらないようになる。

さらに、請求項５によれば、印字停止中の装置が外的作用によって振動しても、インク吐出面の圧力がメニスカスが壊れない所定範囲内の値（安全値）になるまで弁を閉制御してリザーバとインクヘッドの間の経路を遮断することで、メニスカスが壊れることを防ぐことができる。印字停止中であればインク供給に支障がないことから、リザーバとインクヘッドの間の経路を遮断してリザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わることを直接的に遮断することがきる。

また、請求項６によれば、エラー解析手段に、例えば、装置が振動するようなエラー（所定のエラー）を予め設定登録することで、エラー（振動）によるリザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わらないようになる。

さらに、請求項７によれば、印字動作の停止によって装置が振動してもリザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わらないようになる。

また、請求項８によれば、用紙詰まりによって装置が振動してもリザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わらなくなることに加えて、用紙詰まりを解消するための作業中の振動によってメニスカスが壊れることを防ぐことができる。

さらに、請求項９によれば、用紙切れによって装置が振動してもリザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わらなくなることに加えて、用紙補給の作業中の振動によってメニスカスが壊れることを防ぐことができる。

また、請求項１０によれば、用紙切れとなった用紙以外の用紙を使用することで装置が振動することはなくなるため、不要な弁制御をする必要がなくなる。

さらに、請求項１１によれば、弁がリザーバの大気開放口に通じる経路にあることで、この弁を閉制御してリザーバの大気開放を遮断して印字停止中のリザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わることを抑えることができる。

また、請求項１２によれば、印刷ドラムを備えるハイブリッドのインクジェット記録装置の場合に、プレスローラの定期的な上下動によるリザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わらないようになる。

さらに、請求項１３によれば、プレスローラのプレス圧が高いほど長時間振動するため、この時間に応じて弁を閉制御することで、リザーバ内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わらないようになる。

また、請求項１４によれば、電源ＯＦＦ時に消費電力を抑えることができる。

以下、本発明によるインクジェット記録装置を各実施の形態ごとに図面を参照して説明する。

第１の実施の形態
図１は本発明によるインクジェット記録装置の第１の実施の形態の経路構成を示す図、図２〜４は同実施の形態におけるリザーバとインクヘッドの相互関係を示す図である。

この実施の形態は、画像データに応じてインクヘッドの吐出口からインクを吐出して印刷用紙などの記録媒体に印字するインクジェット記録装置である。
なお、この実施の形態は、その構成の大部分が上述したインクジェット記録装置１０１（図８参照）と同一であるため、以下において、上述したインクジェット記録装置１０１と同等又は同一箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１に示すように、インク供給系におけるリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂには、弁開閉制御手段２２によって開閉制御することで経路６ｂを開放したり遮断したりする制御電磁弁２１ａが設けられている。また、インク供給系におけるリザーバ３の大気開放口８ｂに通じる経路６ｃには、前記弁開閉制御手段２２によって開閉制御することでこの経路６ｃを開放したり遮断したりする制御電磁弁２１ｂが設けられている。これらの制御電磁弁２１ａ，２１ｂは、一般的な電磁弁に比べて応答速度が速いものである。

また、制御電磁弁２１ａ，２１ｂを開閉制御するための弁開閉制御手段２２は、上述した電磁弁７ａ〜７ｃを開閉制御する弁開閉制御手段と同一のものであってもよいし、制御電磁弁２１ａ，２１ｂを開閉制御するためだけに設けられたものであってもよい。なお、図１では前者の構成を採用しており、一つの弁開閉制御手段２２によって三つの電磁弁７ａ〜７ｃと二つの制御電磁弁２１ａ，２１ｂを一括して開閉制御可能とした構成となっている。

さらに、リザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂにおける制御電磁弁２１ａよりもインクヘッド４側には、インクヘッド４のインク吐出面５ａの圧力を検知するために前述した圧力検知手段としての図示しない圧力計が設けられている。

ここから、図２〜４を参照して印字動作中又は印字停止中のリザーバ内のインク液面とインクヘッドの吐出口におけるインク吐出面の相互関係を説明する。

図２に示すように、インクヘッド４の印字動作中において、リザーバ３内のインク液面が安定していれば、このインク液面との水頭差Ｈによってインクヘッド４（吐出口５）のインク吐出面５ａに形成されたメニスカスも安定している。このとき、インク供給のために、弁開閉制御手段２２（図１参照）によって制御電磁弁２１ａを開制御してリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂを開放する。

図３に示すように、例えば、人や物などが衝突するなどの外的作用によって装置１（１Ａ）が振動したときには、リザーバ３内のインク液面が変動する。この変動がインク吐出面５ａに伝わった瞬間、圧力計がインク吐出面５ａの圧力変動を検知する。圧力計によってインク吐出面５ａの圧力変動が検知されると、弁開閉制御手段２２（図１参照）によって速やかに制御電磁弁２１ａを閉制御し、これ以上のリザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わらないようにリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂを遮断する。これにより、インク吐出面５ａのメニスカスはリザーバ３内のインク液面の変動に影響されず依然として安定したままとなる。制御電磁弁２１ａは、圧力計がインク吐出面５ａのメニスカスが壊れない安全値を検知するまで経路６ｂを遮断する。なお、印字動作中における印字動作と印字動作の間の印字休止時間には、弁開閉制御手段２２は制御電磁弁２１ａを開制御して経路６ｂを開放するが、圧力計がインク吐出面５ａの圧力変動を検知した場合には、この印字休止時間であっても圧力計がインク吐出面５ａのメニスカスが壊れない安全値を検知するまで制御電磁弁２１ａを閉制御して経路６ｂを遮断する。

また、図４に示すように、インクヘッド４の印字動作が行われない印字停止中において、装置１Ａが振動したときには、圧力計によってインク吐出面５ａの圧力変動が検知されると、弁開閉制御手段２２（図１参照）によって速やかに制御電磁弁２１ｂを閉制御し、リザーバ３の大気開放口８ｂに通じる経路６ｃを遮断する。これにより、リザーバ３内に余計な空気が入り込まないようになり、空気の流入による圧力変化を抑えることができる。この結果、インク吐出面５ａのメニスカスへの影響を軽減することができる。制御電磁弁２１ｂは、上述した制御電磁弁２１ａと同様に圧力計がインク吐出面５ａのメニスカスが壊れない安全値を検知するまで大気開放口８ｂを遮断する。

ここでは、図５を参照して印字動作中に装置が振動したときにリザーバとインクヘッドの間を遮断し、印字停止中に装置が振動したときにリザーバの大気開放口を遮断することの有効性について説明する。

本発明の発明者はインクヘッドによる印字動作中のインクジェット記録装置に対して人為的に振動を与える実験を行い、この実験により、図５（ａ）に示すような結果を得た。
まず、装置１Ａが振動したときにリザーバ３とインクヘッド４の間を遮断した場合は、大小の揺れ、縦揺れや横揺れなどの揺れ全般に対して通常の印字結果と変わらない良好な印字結果であり、リザーバ３とインクヘッド４の間を遮断すると大きな揺れに有効であることがわかった。一方、リザーバ３とインクヘッド４の間を遮断することで短時間で経路６ｂのインクが無くなり、インク供給に悪影響を与えやすいことがわかった。

次に、装置１Ａが振動したときにリザーバ３の大気開放口８ｂを遮断した場合は、横揺れに対して良好な印字結果であったが、縦揺れではインク吐出不良が発生した。この結果、リザーバ３の大気開放口８ｂを遮断すれば縦揺れや大きな揺れに弱いということがわかった。一方、インク供給への影響は小さいものであった。

そこで本発明の発明者は、図５（ｂ）に示すように、印字動作中においてはリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂを原則遮断し、インクヘッド４による印字動作と印字動作の間、つまり、印字する印刷用紙と次に印字する印刷用紙の間（紙間）でのみこの経路６ｂを開放するように制御電磁弁２１ａを開閉制御することとした。また、印字停止中においてはリザーバ３の大気開放口８ｂに通じる経路６ｃを遮断し、圧力計によってインクヘッド４のインク吐出面５ａの圧力変動が検知されるとこの経路６ｃを開放するように制御電磁弁２１ｂを開閉制御することとした。

さらに、印字停止中に装置１Ａが振動し、圧力計によってインク吐出面５ａの圧力変動が検知されると制御電磁弁２１ａによってリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂを遮断するが、振動が治まったら、つまり、圧力計が安全値を検知したらこの経路６ｂを開放するように制御電磁弁２１ａを開閉制御することとした。なお、装置１Ａは電源ＯＮ時に必ずメンテナンス動作を行うため、装置１Ａの電源ＯＦＦ時には二つの経路６ａ，６ｃを共に開放するようにした。

また、この実施の形態は、印字動作中に発生したエラーを解析するためのエラー解析手段を備えている。エラー解析手段は、装置１Ａが振動するようなエラーを予め設定登録している。予め設定登録するエラーとしては、用紙詰まりエラーや用紙切れエラーなどがある。いずれもエラー時又はエラーを解消して正常状態に復帰するときに、装置１Ａが振動する可能性があるものである。

例えば、エラー解析手段によって用紙詰まりエラーと判断されたときには、弁開閉制御手段２２によって制御電磁弁２１ａを閉制御してリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂを遮断し、リザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わらないようにする。そして、弁開閉制御手段２２は、用紙詰まりが解消されてから所定時間経過後に制御電磁弁２１ａを開制御して経路６ｂを開放する。

さらに、例えば、エラー解析手段によって用紙切れエラーと判断されたときには、弁開閉制御手段２２によって制御電磁弁２１ａを閉制御し、上記同様にリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂを遮断してリザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わらないようにする。そして、弁開閉制御手段２２は、用紙補給が完了してから所定時間経過後に制御電磁弁２１ａを開制御して経路６ｂを開放する。また、エラー解析手段によって用紙切れエラーと判断されたときでも、弁開閉制御手段２２は、エラー解析手段が用紙切れと判断した用紙以外の印刷用紙に印字する場合には制御電磁弁２１ａを開制御して経路６ｂを開放する。つまり、例えば、Ａ４版の用紙が用紙切れの状態であっても、Ｂ４版の用紙に印字可能な場合には印字動作が停止しないので装置１Ａが振動することはない。そのため、制御電磁弁２１ａを閉制御する必要はない。

なお、装置１Ａにエラーが発生したときには、エラー解析手段が上述した所定のエラーと判断してから印字動作を停止するまでの間に制御電磁弁２１ａを閉制御して経路６ｂを遮断する。

また、装置１Ａの電源ＯＦＦ時には、制御電磁弁２１ａ，２１ｂを開放して消費電力を抑える。

第２の実施の形態
図６は本発明によるインクジェット記録装置の第２の実施の形態の経路構成を示す図、図７は同実施の形態における印字動作中の各部の相互関係を示すタイミングチャートである。

この実施の形態は、画像データに応じてインクヘッドの吐出口からインクを吐出して印刷用紙などの記録媒体に印字するとともに、更に印刷ドラムを備えるハイブリッドのインクジェット記録装置である。
なお、この実施の形態は、その構成の大部分が上述したインクジェット記録装置１０１（図８参照）及び第１の実施の形態と同一であるため、以下において、上述したインクジェット記録装置１０１及び第１の実施の形態と同等又は同一箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、製版済みの孔版原紙が取り付けられた印刷ドラム３１の下方には、搬送ローラ３３，３３によって搬送される印刷用紙Ｐを印刷ドラム３１に押し付けるためのプレスローラ３２が設けられている。プレスローラ３２は、印刷ドラム３１に対して所定の周期で上下動している。さらに、印刷ドラム３１には、ドラム３１の回転を検知して基準設定するための基準センサ３４が設けられている。

ここで、図７を参照して印字動作中のプレスローラ、制御電磁弁、及びインクヘッドの印字動作に伴うインク吐出の関係を説明する。
図７に示すように、この実施の形態では、印刷ドラム３１が回転を始めると、カウンタによるカウントが開始される。プレスローラ３２は所定のカウント値Ｔ₁₁−Ｔ₂₁の間に印刷ドラム３１に対してプレスを開始する。また、制御電磁弁２１ａ（２１ｂ）を弁開閉制御手段２２の制御下、所定のカウント値Ｔ₃₁−Ｔ₄₁の間で閉制御する。印刷ドラム３１が回転を終えると、カウンタは一旦リセットされる。そして、印刷ドラム３１が次の回転を始めると、再びカウンタによるカウントが開始され、プレスローラ３２が所定のカウント値Ｔ₁₂−Ｔ₂₂の間に印刷ドラム３１に対してプレスを開始し、制御電磁弁２１ａ（２１ｂ）を所定のカウント値Ｔ₃₂−Ｔ₄₂の間で閉制御する。つまり、プレスローラ３２によるプレスを開始するときに、制御電磁弁２１ａ（２１ｂ）を閉制御してリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂ（リザーバ３の大気開放口８ｂに通じる経路６ｃ）を遮断することによって、プレスローラ３２の上下動により装置１（１Ｂ）が振動してリザーバ３内のインク液面が変動しても、この変動がインク吐出面５ａに伝わらないようになる。なお、インクヘッド４は、制御電磁弁２１ａが経路６ｂを開放しているとき（図７における所定のカウント値Ｔ₄₁−Ｔ₃₂の間）にインク吐出する。

上述した第１，第２の実施の形態によれば、装置１（１Ａ，１Ｂ）が振動するときに、弁開閉制御手段２２によってインク供給系の所定位置に設けられた制御電磁弁２１ａ，２１ｂを閉制御してリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂ又はリザーバ３の大気開放口８ｂに通じる経路６ｃを遮断することで、リザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わることを防止又は抑止可能となる。これにより、外的作用などによって装置１（１Ａ，１Ｂ）が振動してもインク吐出面５ａに形成されたメニスカスが壊れることがなくなる。この結果、インク吐出不良を防止することができる。

また、圧力計によってインク吐出面５ａの圧力を検知することで振動検知が容易になるとともに、振動以外によってインク吐出面５ａのメニスカスが壊れることを防ぐことができる。

さらに、制御電磁弁２１ａがリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂにあることで、この弁２１ａを閉制御して経路６ｂを遮断すればリザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わることを直接的に遮断することがきる。また、インクヘッド４へのインク供給に悪影響を及ぼすことなく、印字動作中の予測不能な振動や衝撃に際してもインク吐出面５ａのメニスカスが壊れることを防ぐことができる。

また、印字動作中の装置１（１Ａ，１Ｂ）が振動しても、インク吐出面５ａの圧力がメニスカスが壊れない所定範囲内の値（安全値）になるまで制御電磁弁２１ａを閉制御して経路６ｂを遮断することで、メニスカスが壊れることを確実に防ぐことができる。通常はリザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂを開放している印字休止時間であっても、インク吐出面５ａの圧力が安全値になるまではこの経路６ｂを遮断するため、リザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面に伝わらない。

さらに、エラー解析手段に、用紙詰まりエラーや用紙切れエラーなどのように装置１（１Ａ，１Ｂ）が振動する可能性があるエラーを予め設定登録し、装置１にエラーが発生したときにエラー解析手段が上述したエラーと判断すれば、制御電磁弁２１ａを閉制御して経路６ｂを遮断する。これにより、エラーによって装置１（１Ａ，１Ｂ）が振動してもリザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わらなくなることに加えて、正常状態に復帰するための作業中の振動によりメニスカスが壊れることを防ぐことができる。

また、印字停止中の装置１（１Ａ，１Ｂ）が外的作用によって振動しても、インク吐出面５ａの圧力がメニスカスが壊れない所定範囲内の値（安全値）になるまで制御電磁弁２１ｂを閉制御して経路６ｃを遮断することで、メニスカスが壊れることを防ぐことができる。なお、印字停止中であればインク供給に支障がないことから、リザーバ３とインクヘッド４の間の経路６ｂを遮断してもよい。これにより、リザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わることを直接的に遮断することがきる。

さらに、上述した第２の実施の形態によれば、印刷ドラム３１を備えるハイブリッドのインクジェット記録装置１Ｂの場合に、プレスローラ３２の定期的な上下動を予測して制御電磁弁２１ａを閉制御して経路６ｂを遮断することで、リザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わらないようになる。

また、プレスローラ３２のプレス圧が高いほど振動が長時間続くため、この時間に応じて制御電磁弁２１ａを閉制御して経路６ｂを遮断することで、プレスローラ３２のプレス圧が高いときでもリザーバ３内のインク液面の変動がインク吐出面５ａに伝わらないようになる。

なお、上述した第１，第２の実施の形態では、圧力計によってインクヘッド４（吐出口５）のインク吐出面５ａの圧力を検知する構成としているが、振動計などによって直接的に振動を検知する構成としてもよい。

本発明によるインクジェット記録装置の第１の実施の形態の経路構成を示す図である。 同実施の形態におけるリザーバとインクヘッドの相互関係を示す図である。 同実施の形態の印字動作中のリザーバとインクヘッドの相互関係を示す図である。 同実施の形態の印字停止中のリザーバとインクヘッドの相互関係を示す図である。 （ａ）リザーバとインクヘッドの間を遮断したときとリザーバの大気開放口を遮断したときの実験結果を示す対比図である。 （ｂ）同実施の形態の動作状況に応じた制御内容を示す図である。 本発明によるインクジェット記録装置の第２の実施の形態の経路構成を示す図である。 同実施の形態の印字動作中の各部の相互関係を示すタイミングチャートである。 従来のインクジェット記録装置の経路構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）同装置におけるリザーバとインクヘッドの相互関係を示す図である。 従来のインク漏れ防止機構を示す図である。

符号の説明

１（１Ａ，１Ｂ）…インクジェット記録装置
２…インクボトル
３…リザーバ
４…インクヘッド
５ａ…インク吐出面
６ｂ…経路
６ｃ…経路
２１ａ，２１ｂ…弁（制御電磁弁）
２２…弁開閉制御手段
３１…ドラム
３２…プレスローラ

Claims (14)

1. インクタンクと、前記インクタンクから供給されたインクを一時貯留するリザーバと、前記リザーバから供給されたインクを吐出して印字するインクヘッドとを備え、前記インクタンクと前記リザーバの間及び前記リザーバと前記インクタンクの間がそれぞれ経路接続されてインク供給系を形成し、前記リザーバの大気開放によって前記インクヘッドのインク吐出面に負圧を発生させてメニスカスを形成しているインクジェット記録装置において、
   前記インク供給系の所定経路に設けられ該経路を開放したり遮断したりする弁と、前記弁を開閉制御するための弁開閉制御手段とを備え、前記インクジェット記録装置が振動するときに前記弁開閉制御手段によって前記弁を閉制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記振動の検知のために前記インクヘッドの前記インク吐出面にかかる圧力を検知する圧力検知手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記弁が前記インク供給系における前記リザーバと前記インクヘッドの間の経路に設けられ、
   前記弁開閉制御手段は、前記インクヘッドによる印字動作中に前記弁を閉制御するとともに印字動作と印字動作の間の印字休止時間では該弁を開制御することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
4. 前記印字動作中に前記圧力検知手段によって前記インクヘッドの前記インク吐出面の圧力変動が検知されたときは、前記弁開閉制御手段は前記印字休止時間であっても前記圧力変動が所定範囲内になるまで前記弁を閉制御することを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録装置。
5. 前記印字動作が行われない印字停止中において前記圧力検知手段によって前記インクヘッドの前記インク吐出面の圧力変動が検知されたときは、前記弁開閉制御手段は前記圧力変動が所定範囲内になるまで前記弁を閉制御することを特徴とする請求項３又は４記載のインクジェット記録装置。
6. 前記印字動作中に発生したエラーを解析するためのエラー解析手段を備え、
   前記印字動作中にエラーによって該印字動作が停止した場合において、前記弁開閉制御手段は当該エラーが前記エラー解析手段によって所定のエラーと判断されたときには前記弁を閉制御することを特徴とする請求項３又は４又は５記載のインクジェット記録装置。
7. 前記エラー解析手段によって前記所定のエラーと判断されたときに、前記弁開閉制御手段は前記エラー解析手段による前記判断から前記印字動作を停止するまでの間に前記弁を閉制御することを特徴とする請求項６記載のインクジェット記録装置。
8. 前記所定のエラーが用紙詰まりを含むものであり、前記弁開閉制御手段は、前記エラー解析手段によって用紙詰まりと判断されたときは前記弁を閉制御し、用紙詰まりが解消されてから所定時間経過後に該弁を開制御することを特徴とする請求項６又は７記載のインクジェット記録装置。
9. 前記所定のエラーが用紙切れを含むものであり、前記弁開閉制御手段は、前記エラー解析手段によって用紙切れと判断されたときは前記弁を閉制御し、用紙補給が完了してから所定時間経過後に該弁を開制御することを特徴とする請求項６又は７又は８記載のインクジェット記録装置。
10. 前記エラー解析手段によって用紙切れと判断されたときであっても、該エラー解析手段が用紙切れと判断した用紙以外の用紙に印字する場合には、前記弁開閉制御手段は前記弁を開制御することを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録装置。
11. 前記弁が前記インク供給系における前記リザーバの大気開放口に通じる経路に設けられ、
    前記弁開閉制御手段は、前記インクヘッドによる印字動作が行われない印字停止中に前記弁を閉制御するとともに該印字停止中に前記圧力検知手段によって前記インクヘッドの前記インク吐出面の圧力変動が検知されたときは該弁を一定時間開制御することを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
12. 請求項１記載のインクジェット記録装置が、更に製版済みの孔版原紙が取り付けられたドラムと、前記ドラムに対して上下動しながらプレスするプレスローラとを備え、
    前記弁開閉制御手段は、少なくとも前記プレスローラが上下動しているときは前記弁を閉制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
13. 前記弁開閉制御手段は、前記プレスローラによるプレス圧が高いほど長時間となるように前記弁を閉制御することを特徴とする請求項１２記載のインクジェット記録装置。
14. 請求項１〜１３の何れか１つに記載のインクジェット記録装置の電源ＯＦＦ時に前記インク供給系の前記経路を開放することを特徴とするインクジェット記録装置。

Images