JP2012121232A - インク充填方法、インク置換方法及び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のインクを充填する際、インク流路内に気体が存在する状態では、インク充填後、気体がインク流路内に残り、インク充填不良となる場合があった。
【解決手段】インクジェット記録装置のインク充填方法であって、液体が充填されていないインク流路内に新たに充填するインクを通液させ、予め定められた時間放置することにより前記インク流路と前記インクとをなじませた後、前記インクを前記インク流路内に注入させながら排出するインク充填方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録ヘッドにインクを供給する配管（以後、インク流路とも言う）を備えるインクジェット記録装置におけるインク充填方法及びインク置換方法に関する。また、前記インク充填方法及びインク置換方法を備えたインクジェット記録装置に関する。

従来から、記録ヘッドに備えられたノズルからインク滴を吐出させて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置が知られている。

インクジェット記録装置は、民生用の小型のインクジェット記録装置は勿論、捺染用及び屋外広告用など産業用の大型のインクジェット記録装置も幅広く使用されている。

このうち、大型のインクジェット記録装置は、インク流路も長く、インク充填にも手間がかかる。また、複数種類のインクを使用可能なインクジェット記録装置があり、その用途に応じてインクを交換する場合がある。

このようにインク充填及びインク置換に関して、様々な技術が開示されている。例えば、特許文献１は、インクを循環させながら記録を行うインクジェット記録装置に関し、インク充填がされていないインクジェット記録装置にも適用可能なインク充填方法を開示している。また、特許文献２は、配管内に通液した後に前記配管内に気体を通気させ、その後、前記配管内に新たなインクを通液させることで前記配管内の洗浄効率を高めるインク置換方法を開示している。

特開２０１０−１０５１６９号公報 特開２０１０−２３４２９０号公報

しかしながら、液体が充填されていないインク流路内に新たにインク充填する際には、気体がインク流路内に残り、インク充填不良が生じる場合がある。特許文献１で開示されている技術は、特定の構成のインクジェット記録装置の一技術に過ぎない。また、特許文献２で開示されている技術は、インク流路内の洗浄効率は高まるが、液体が充填されていないインク流路内に新たにインク充填する際にはインク充填不良が生じる場合がある。

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、インクジェット記録装置のインク流路内に液体が充填されていない場合でも、インク充填及びインク置換の際にインク充填不良が生じないインク充填方法及びインク置換方法を提供することを目的とする。

さらに、そのインク充填方法及びインク置換方法を実施可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、インクジェット記録装置のインク充填方法であって、液体が充填されていないインク流路内に新たに充填する充填インクを通液させる通液工程と、予め定められた時間放置することにより前記インク流路内の残存気体を前記インクに溶解させる待機工程と、新たに前記インクを前記インク流路内に注入させながら前記インク流路内に前記予め定められた時間放置された前記インクを排出する排出工程と、を少なくとも有することを特徴とする。

また、上記の課題を解決するための別の本発明は、インクジェット記録装置のインク置換方法であって、インク流路内に洗浄液を通液して前記インク流路内を洗浄する洗浄工程と、前記インク流路内に気体を通気させる通気工程と、前記インク流路内に新たに充填する充填インクを通液させる通液工程と、予め定められた時間放置することにより前記インク流路内の残存気体を前記インクに溶解させる待機工程と、新たに前記インクを前記インク流路内に注入させながら前記インク流路内に前記予め定められた時間放置された前記インクを排出する排出工程と、を少なくとも有することを特徴とする。

また、上記の課題を解決するための別の本発明は、インクタンクからインク流路を介して吐出口までインクを供給し、前記吐出口から前記インクを排出する通液手段と前記通液手段の駆動を制御する制御手段とを備えるインクジェット記録装置であって、前記制御手段は、前記インク流路に前記インクが充填されるまで前記通液手段を駆動する制御と、予め定められた時間前記通液手段の駆動を抑止する制御と、前記通液手段を駆動する制御と、を順に行うことを特徴とする。

本発明によれば、液体が充填されていないインク流路内に新たにインク充填する際に、気体がインク流路内に残り、インク充填不良が生じることを抑止する。

本発明の好ましい実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を模式的に示す正面図である。 本発明の好ましい実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。 本発明のインク充填方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。 本発明のインク置換方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を模式的に示す正面図である。

本実施形態のインクジェット記録装置１は、図１に示すように、記録媒体５０を水平に配置して図１の紙面奥行き方向に搬送し、インクジェット方式によって、記録媒体５０の表面に記録データに応じた画像や文字などを記録する。

インクジェット記録装置１は、記録媒体５０を搬送する搬送部４０と、記録媒体５０に記録する記録部４１とを備える。また、記録媒体５０の搬送方向と直交する方向に往復走査して記録を行う記録ヘッド９と、記録ヘッド９をクリーニングするクリーニングユニット１０とを備える。また、インクジェット記録装置１は、記録データの受信や記録動作の制御を含めた装置全体の制御を行う制御部（不図示）を備える。

搬送部４０は、図１の紙面奥行き方向に延ばされた略平板状のプラテン２上に、モータ５によって紙面に沿う水平軸回りに回転される複数のピンチローラ３を備える。そして、これらピンチローラ３によって、ピンチローラ３の回転軸と平行な回転軸回りに回転自在に支持されたグリッドローラ４が、紙面奥行き方向に複数配列されている。これらグリッドローラ４は、プラテン２の上方において図１の紙面奥行き方向に延びる水平面に整列され、記録媒体５０の搬送路を形成している。

記録部４１は、搬送部４０およびクリーニングユニット１０の上方で、記録媒体５０の搬送方向と直交する方向に延在されたキャリッジレール７と、キャリッジレール７に沿って移動可能に設けられた記録ヘッドユニット８とを備える。また、記録ヘッドユニット８をキャリッジレール７上で位置制御および速度制御可能に往復移動させるモータ６を備える。さらに、記録ヘッドユニット８に記録用のインクを供給する着脱可能なインクカートリッジ１７を備える。

本実施形態では、インクカートリッジ１７には、カラー記録を行うための複数色のインクが備えられ、配管（インク流路）としての複数のインクチューブ１６を介して、色ごとに、記録ヘッドユニット８に供給できるようになっている。なお、インクカートリッジ１７の内部には各々のインクに対応した複数のインクタンクが備えられ、各々のインクは各々対応するインクタンクに収容されている。

記録ヘッドユニット８は、下面側に、インクの色や記録範囲などに応じて、複数の記録ヘッド９が設けられ、インクチューブ１６から供給されるインクは、同色の記録を行う記録ヘッド９に分配して供給される。また、記録ヘッドユニット８には、各記録ヘッド９の温度を適宜の温度範囲に保つための冷却ファン１８が設けられている。

なお、記録ヘッド９の詳細は図示しないが、各ノズルにインクを供給するインク室や、圧電素子などを用いた吐出機構が設けられている。記録ヘッド９は該圧電素子などを用いた吐出機構によってインクの吐出及びノズルのインクメニスカスを微振動させる空駆動動作を行うことが可能な構成となっている。また、ノズルは吐出機構の構成や記録画素ピッチなどに応じて適宜の個数及び配列ピッチで設けることができる。例えば、２５６個などの多数のノズルを配列することができる。本実施例の記録ヘッド９は、記録素子として圧電素子を用いているが、記録素子としてヒータを用いた記録ヘッドであっても良い。また、インクチューブ１６との接続部からノズルまでのインク流路も本発明におけるインク流路に含まれる。

モータ６の位置制御、速度制御は、制御部の制御信号に応じて行われる。記録動作時には記録ヘッドが記録媒体５０上を所定速度で往復移動するように、モータ６が制御される。また、モータ６はクリーニング動作時にはクリーニングユニット１０内の所定のクリーニング位置に記録ヘッドユニット８を移動できるようになっている。

クリーニングユニット１０は、本実施形態では、記録ヘッド９内のインクをノズルから外部に吸引することで記録ヘッド９をクリーニングする吸引クリーニング部１４Ａと、記録ヘッド面をワイピング処理することで記録ヘッド９をクリーニングするワイプ部１４Ｂとからなる。クリーニングユニット１０は、搬送部４０の側方かつ記録部４１の下方における記録ヘッドユニット８の移動経路上に、搬送部４０側からワイプ部１４Ｂ、吸引クリーニング部１４Ａの順に配置されている。本実施形態は、これら吸引クリーニング部１４Ａ、ワイプ部１４Ｂの上方位置が、所定のクリーニング位置となっている。

吸引クリーニング部１４Ａの概略構成は、キャップ１１、キャップ駆動部（不図示）、吸引ポンプ１２、ポンプ駆動部２７、大気開放弁（不図示）および大気開放弁駆動部（不図示）からなる。

これらのうち、少なくともキャップ１１は記録ヘッド９ごとに設けられている。ただし、キャップ駆動部、吸引ポンプ１２、大気開放弁および大気開放弁駆動部は、記録ヘッド９ごとに各動作を共通化できる場合には、複数のキャップ１１に対して１台設ける構成としてもよい。

キャップ駆動部は、キャップ１１の上下方向の位置を選択的に切り換えるための上下動を行うものであり、例えば、機械的、電磁的、流体的な適宜の昇降手段からなる。そのため、キャップ駆動部は、モータ６によってキャリッジレール７上を移動して吸引クリーニング部１４Ａの上方に位置した状態の記録ヘッドユニット８に対して、キャップ１１を上下方向に進退させ、キャップ１１が記録ヘッド面を封止する状態と、封止を解除する状態とを切り換えることができるようになっている。

吸引ポンプ１２は、吸引空間内の空気、インクなどの内容物を吸引して、吸引空間外に排出するためのものであり、適宜構成の流体ポンプ、例えばロータリポンプなどを採用することができる。インクカートリッジ１７から記録ヘッド９までインクを通液させるための通液手段とここでは吸引ポンプ１２を用いている。本実施形態では、後述の図２のポンプ駆動部２７により吸引量を可変できる構成としている。また、吸引ポンプ１２の吸引量は、必要に応じて多段階に変化できるようにしてもよい。吸引ポンプ１２は、吸引口が吸引管に接続され、排出口が排出管に接続されている。排出管の他端は、廃液ボトル１５に接続されている。

吸引クリーニング部１４Ａにおいて、キャップ駆動部、大気開放弁駆動部、ポンプ駆動部２７は、不図示のクリーニング制御部にそれぞれ電気的に接続され、クリーニング制御部からの制御信号により、それぞれの動作が制御されるようになっている。

インクジェット記録装置１のインク流路にインク又は洗浄液を充填させるのは、インク又は洗浄液を収容したインクカートリッジ１７をインクジェット記録装置１に取り付けた状態かつキャップ１１が記録ヘッド面を封止した状態で吸引ポンプ１２によりインク又は洗浄液を吸引することにより行うことができる。また、インクジェット記録装置１のインク流路に気体（空気）を通気させるのは、インクカートリッジ１７をインクジェット記録装置１から外した状態で吸引ポンプ１２により空気を吸引することにより行うことができる。

また、インクジェット記録装置１に装着されているインクカートリッジ１７の種類、有無を検出する検出手段がインクカートリッジ装着部にあり、後述する制御部によってインクカートリッジの中身の種類または装着の有無が判断できるようになっている。また別の通気の方法として、インクカートリッジ１７とインクチューブ１６の間に後述する制御部によって開閉が制御される大気開放弁を備え、インクチューブ１６内に空気を通気させる場合に大気開放弁を開きながら吸引ポンプ１２によって吸引してもよい。

ワイプ部１４Ｂは、周知のワイピング処理を行うものであればどのような構成を有して
いてもよい。例えば、ワイプ部１４Ｂの上方に移動された記録ヘッド９の記録ヘッド面上でワイプ液を含んだワイピングブレードを相対移動させることで、記録ヘッド面をワイピングする構成を採用することができる。

図２は、本発明の好ましい実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。

図２において２０は制御部であり、制御部２０は、演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵ２３と、該ＣＰＵ２３によって実行すべき制御プログラム等を格納するＲＯＭ２４と、記録データのバッファやＣＰＵ２３による処理のワークエリア等として用いられるＲＡＭ２５などを備える。

本実施形態のインクジェット記録装置１において、制御部２０は、記録ヘッド駆動部２６を介して、記録ヘッド９を動作させる。また、制御部２０は、必要に応じた吸引回数、吸引時間及び待機時間で、ポンプ駆動部２７を介して吸引ポンプ１２を動作させる。そして、制御部２０は、ワイプ駆動部２８を介してワイプ部１４Ｂを動作させることで、ワイピングを実行させる。

入力部２１は、不図示のホストコンピュータから入力した記録データなどを制御部２０に出力する。

オペレーションパネル２２は、インクジェット記録装置１の起動、メンテナンス、給紙（記録媒体の供給）、排紙（記録媒体の排出）その他の動作を行うためのスイッチ、及び、表示画面（例えば液晶画面）を備える。ユーザは表示画面を見ながらスイッチを操作することで上記動作を実行することができる。

本実施形態においては、制御部２０の制御によって吸引ポンプ１２を動作させることにより、インク流路内にインクを充填させる。また、制御部２０の制御によって吸引ポンプ１２を動作させることにより、インク流路内の空気、インクなどの内容物のインク流路外部への排出も行う。

本実施形態においては、制御部２０はポンプ駆動部２７を介して吸引ポンプ１２を動作させ、充填されるインクをインク流路に通液させる通液工程を行う。その後、予め定められた時間吸引ポンプ１２の動作を停止させる待機工程が制御部２０の制御によって行われる。次に、制御部２０の制御によりポンプ駆動部２７が吸引ポンプ１２を駆動させることで充填インクをインク流路内に注入させながら排出する排出工程が制御部２０の制御によって行われる。このように本発明のインクジェット記録装置は、上記通液工程、上記待機工程及び上記排出工程を順に行うことができるインク吸引手段（吸引ポンプ１２）及びその制御手段（制御部２０）を有している。

図３は、本発明のインク充填方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１３０で、インクジェット記録装置の液体が充填されていないインク流路内に新たに充填する充填インクを通液させる。ここで、液体が充填されていないインク流路とは、インクや保存液等の液体を一度も通液させていない新品のインクジェット記録装置のインク流路の場合のほか、過去にインクや保存液等の液体を充填していたインクジェット記録装置からインクを抜き取った場合も含まれる。また、インクジェット記録装置のインク流路の一部に液体が残っている場合も含まれる。またインク流路を新品のものと交換した場合も含まれる。

次に、ステップＳ１４０で、吸引ポンプ等の動作を予め定められた時間停止し、充填したインクとインク流路内部とをなじませる。この待機工程は、インク流路内の残存気体を充填インクに溶解させている。吸引ポンプを停止させる待機時間は任意であり、充填したインク種に応じて設定してよい。ただし、この待機時間は３時間以上が好ましく、待機時間が長いほどインク流路内の残存気体が充填インクへ溶解する効果が大きい。しかしながら、待機時間中はインクジェット記録装置が使用できないので、待機時間が長すぎるとそのインクジェット記録装置を使用できない期間も長くなる。また、待機時間が長すぎると、インクジェット記録装置によっては、待機時間中にインクチューブ外部からインクチューブ内部へ気体が侵入するなど新たな弊害が発生する場合がある。よって、待機時間は２４時間以内が好ましい。

次に、ステップＳ１５０で、充填インクをインク流路内に注入させながら、ステップＳ１３０で充填したインクの一部もしくは全部をインク流路外部へ排出させる。こうして、ステップＳ１４０の待機工程にて溶存気体量の増加したインクを排出することにより、インク流路内の気体量を低下させる。

次に、本発明のインク置換方法について説明する。
図４は、本発明のインク置換方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１００で、インク置換前のインクをインクジェット記録装置から排出する。
次に、ステップＳ１１０で、インク流路内に洗浄液を通液して残留インクを洗浄液に溶解させるなどして排出することによりインク流路内を洗浄する。

次に、ステップＳ１２０で、インク流路内に空気を通気させる。インク流路内の洗浄は洗浄液を通液するだけでなく気体の通気と併せて行う方が洗浄効果は高くなる。なお、本実施形態においては空気を通気させているが、空気に限られない。例えば、インクの代わりに空気、窒素、酸素などの気体を充填したインクカートリッジをインクジェット記録装置に装着させることでインク流路内に空気を通気させることができる。

次のステップＳ１３０、Ｓ１４０及びＳ１５０は、図３のステップＳ１３０、Ｓ１４０及びＳ１５０と共通であるため、ここでの説明は割愛する。

なお、本発明のインク充填方法及びインク排出方法には、通液手段として吸引ポンプが使用されているが、吸引ポンプを使用したインク充填方法及びインク排出方法には限られない。

また、本発明のインク充填方法及びインク置換方法では、待機工程後に、充填インクをインク流路内に注入させながら、充填したインクの排出を行っているが、この排出工程を行わなくとも、記録不良は軽減される。ただし、排出工程を行った方が、記録不良軽減にはより効果的である。

なお、本発明の充填インクは、脱気処理されていることが好ましい。充填インクが脱気処理されていると、インク流路内に充填インクを通液させたときに、多少の空気が混入してもその空気を吸収するためである。

上記本発明のインク充填方法、インク置換方法及びインクジェット記録装置は、一般的なインクジェット記録装置に利用することができる。

１ インクジェット記録装置
９ 記録ヘッド
１０ クリーニングユニット
１２ 吸引ポンプ
１６ インクチューブ
２０ 制御部
２７ ポンプ駆動部

Claims (7)

1. インクジェット記録装置のインク充填方法であって、
   液体が充填されていないインク流路内に新たに充填するインクを通液させる通液工程と、
   予め定められた時間放置することにより前記インク流路内の残存気体を前記インクに溶解させる待機工程と、
   新たに前記インクを前記インク流路内に注入させながら前記インク流路内に前記予め定められた時間放置された前記インクを排出する排出工程と、
   を少なくとも有するインク充填方法。
2. 前記インクは脱気処理されていることを特徴とする請求項１に記載のインク充填方法。
3. 前記予め定められた時間は、３時間以上である事を特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載のインク充填方法。
4. インクジェット記録装置のインク置換方法であって、
   インク流路内に洗浄液を通液して前記インク流路内を洗浄する洗浄工程と、
   前記インク流路内に気体を通気させる通気工程と、
   前記インク流路内に新たに充填するインクを通液させる通液工程と、
   予め定められた時間放置することにより前記インク流路内の残存気体を前記インクに溶解させる待機工程と、
   新たに前記インクを前記インク流路内に注入させながら前記インク流路内に前記予め定められた時間放置された前記インクを排出する排出工程と、
   を少なくとも有するインク置換方法。
5. 前記インクは脱気処理されていることを特徴とする請求項４に記載のインク置換方法。
6. 前記予め定められた時間は、３時間以上である事を特徴とする請求項４又は５の何れか１項に記載のインク置換方法。
7. インクタンクからインク流路を介して吐出口までインクを供給し、前記吐出口から前記インクを排出する通液手段と前記通液手段の駆動を制御する制御手段とを備えるインクジェット記録装置であって、
   前記制御手段は、
   前記インク流路に前記インクが充填されるまで前記通液手段を駆動する制御と、
   予め定められた時間前記通液手段の駆動を抑止する制御と、
   前記通液手段を駆動する制御と、
   を順に行うことを特徴とするインクジェット記録装置。

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