JP2013215952A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各印刷ジョブの開始時、すなわち空気加圧ポンプの駆動開始時から、実際に印刷を開始するまでの時間を短縮したインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録装置は、メインタンク５０と、メインタンク５０中でインクを内包するインク袋５０５と、メインタンク５０内に位置し空気で占有される空気室５０４と、空気室５０４を加圧する空気加圧ポンプ５０３と、記録ヘッド７と、記録ヘッド７とともにキャリッジ６０に搭載されインクを一時的に備蓄するサブタンク７００と、メインタンク５０とサブタンク７００を結ぶインク供給チューブ５２と、インク供給チューブ５２内のインクの圧力を検知する圧力検知手段５０１と、を有し、前回の印刷ジョブにおいて圧力検知手段５０１が所定圧力以上の圧力を検知していた時には、次の印刷ジョブにおいて空気加圧ポンプ５０３の駆動開始と同時に印刷を開始可能とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

従来、キャリッジに搭載された記録ヘッドを往復動作させ印字するインクジェット記録装置において、インクタンクの交換頻度を減らすためにはインクタンクの大容量化が必要となる。しかし、記録ヘッドとインクタンクとが一体化された方式では、キャリッジ上に搭載されたインクタンクなどによって、キャリッジが大型化し、記録装置自体も大型化してしまう。そのため、キャリッジのような移動する物体上ではなく、キャリッジ走査や記録媒体の搬送に影響を与えない位置にインクタンクを配設し、インクタンクとキャリッジ上の記録ヘッドとを供給チューブで接続した構成の記録装置がある。インクは各種ポンプなどを用いてインクタンクから記録ヘッドに供給される。

近年、大きな紙面に対して印刷を行うことが可能な、キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置や、スループットを向上させるために記録ヘッドを多ノズル化した記録装置が考案されている。安定した印刷を実行するために、メインタンクからキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するような記録装置が求められる。

このような記録装置においては、キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブの引き回し距離が増大する。しかも前述のとおり、記録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、インクの消費量が多い。メインタンクから各サブタンクに接続された各インク補給チューブ内においてインクの動圧が高まり、サブタンクに対するインクの補給量が不足するという技術的課題を抱えている。

このような課題を解決するための一つの手段として、例えば特許文献１に示されるように、メインタンク側に空気圧を印加し、メインタンクからサブタンクに対して加圧空気によって強制的なインク流を発生させる方法がある。この方法では、サブタンクに対して必要十分なインクを補給することができる。

特開２００５−１１９１９２号公報

しかしながら、たとえ連続して印刷ジョブを実行している場合でさえ、印刷ジョブと印刷ジョブの間にはインク流路内の圧力が低下する。その状態から印刷ジョブを開始しようと空気加圧ポンプを駆動開始し、メインタンクからサブタンクに向けて加圧空気により強制的なインク流を発生させても、インク供給動作を完了させるまでには時間がかかり、実際の印刷開始までの時間もかかってしまう。

本発明では、各印刷ジョブの開始時、すなわち空気加圧ポンプの駆動開始時から、実際に印刷を開始するまでの時間を短縮したインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明のインクジェット記録装置は、インクを貯蔵するメインタンクと、前記メインタンク中で前記インクを内包するインク袋と、前記メインタンク内に位置し空気で占有される空気室と、前記空気室を加圧する空気加圧ポンプと、前記インクを記録用紙に噴射する記録ヘッドと、前記記録ヘッドとともにキャリッジに搭載され前記インクを一時的に備蓄するサブタンクと、前記メインタンクと前記サブタンクを結ぶインク供給チューブと、前記インク供給チューブ内のインクの圧力を検知する圧力検知手段と、を有し、各印刷ジョブの開始時には、前記空気加圧ポンプの駆動を開始することにより、前記空気室を加圧し、よって前記インク袋を圧迫して、前記インクが前記メインタンクから前記サブタンクへ向けて前記インク流路を押し出され、前回の印刷ジョブにおいて前記圧力検知手段が所定圧力以上の圧力を検知していた時には、次の印刷ジョブにおいて前記空気加圧ポンプの駆動開始と同時に印刷を開始可能とする。

以上の構成によれば、前回の印刷ジョブで圧力検知手段が所定圧力以上の圧力を検知していた時、つまり、インク流路に所定圧力以上の圧力がかかっていた時は、サブタンクへのインク供給が常に行われていると判断する。そして、次の印刷ジョブにおいて、インク流路内の圧力が所定圧力に到達する前に印刷動作を開始可能とする。よって、印刷開始までの時間を短くすることができる。

本発明では、印刷ジョブの開始時、すなわち空気加圧ポンプの駆動開始時から、実際に印刷を開始するまでの時間を短縮したインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明におけるインクジェット記録装置の斜視図。 本発明における供給部及びキャリッジ部の上面図。 本発明におけるインク供給システムの概略図。 本発明における印刷判断を示すフローチャート。 本発明のシステムを示すブロック図。 本発明における記録ヘッド部の詳細図。 本発明における各種の圧力検知手段に関する概略図。 本発明における印刷ジョブの概念の説明図。

以下に図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明におけるインクジェット記録装置の構成を示した斜視図、そして図２は本発明における供給部及びキャリッジ部の構成を示した上面図である。図３は本発明におけるインク供給システムの概略図、図４は本発明における印刷判断を示すフローチャート、そして図５は本発明のシステムを示すブロック図である。

図５のように、本発明のシステムでは、ＣＰＵ５５５に、操作部５５３、Ｉ／Ｆ５５０、ＲＯＭ５５１、ＲＡＭ５５２、印刷エンジン５５４、インク容量検知手段５５８、加圧モータ５５７、及び圧力検知手段５０１が電気的に接続されている。ここで、ＣＰＵはＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、Ｉ／ＦはＩｎｔｅｒｆａｃｅ、ＲＯＭはＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭはＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙのそれぞれ略である。

図１〜３に示すように、記録装置１は、給紙装置２、送紙部３、排紙部４、供給部５、キャリッジ部６、記録ヘッド７、不図示のクリーニング部から構成されている。

供給部５は、メインタンク５０、メインタンクホルダー５１、インク供給チューブ５２、インク供給チューブ支持部材５３、及びインク供給駆動部からなる。メインタンク５０は、インクを貯蔵したインク袋５０５を有する。メインタンクホルダー５１には、メインタンク５０がセットされる。インク供給チューブ５２はキャリッジ部６にメインタンク５０のインクを供給する。インク供給チューブ支持部材５３はインク供給チューブ５２の垂れ下がりを規制する。インク供給駆動部は、メインタンク中に空気を送り込んでインク袋５０５を加圧することによりインク供給を行う。インク供給駆動部は、空気供給口５４１、安全弁５４２、空気圧検知手段５０２、空気圧開放弁５４４、空気加圧ポンプ５０３、及び空気供給チューブ５４６から構成される。空気供給口５４１は外部から空気を取り込む。安全弁５４２は所定の空気圧以上になった際に開放される。空気圧検知手段５０２は空気圧を制御する。空気圧開放弁５４４はソレノイド弁である。空気加圧ポンプ５０３はモータにより駆動される。空気供給チューブ５４６はメインタンク内に空気を送り込む。

キャリッジ部６は、記録ヘッド７を取り付けるキャリッジ６０、インク供給チューブ５２から記録ヘッド７までのインク流路を形成しているジョイントベース６１、及び記録ヘッド７を交換する際に使用するヘッドセットレバー６２を有している。そしてキャリッジ６０は、記録媒体の搬送方向に対して直角方向に往復走査させるためのガイドシャフト６３及びキャリッジ６０の後端を保持して記録ヘッド７と記録用紙との隙間を維持するガイドレール１１１によって支持されている。なお、このガイドシャフト６３はシャーシ１１に取り付けられている。ガイドレール１１１はシャーシ１１に一体に形成されている。

また、キャリッジ６０はシャーシ１１に取り付けられたキャリッジモータ（不図示）によりタイミングベルト６４１を介して駆動される。このタイミングベルト６４１は、アイドルプーリ６４２によって張設、支持されている。タイミングベルト６４１はキャリッジ６０とゴム等からなるダンパー（不図示）を介して結合されており、キャリッジモータ（不図示）の振動を減衰することで、画像ムラを低減している。そして、キャリッジ６０の位置を検出するために１５０〜３００ｌｐｉ（ｌｉｎｅ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）のピッチでマーキングを形成したコードストリップ６６がタイミングベルト６４１と平行に設けられている。さらに、コードストリップ６６を読み取るためのエンコーダセンサ（不図示）がキャリッジ６０に設けられている。

このような構成において、記録媒体に画像形成をする時は、画像形成する行位置（記録媒体の搬送方向の位置）にローラ対（不図示）が記録媒体を搬送する。また、キャリッジモータ（不図示）によりキャリッジ６０を画像形成する列位置（記録媒体の搬送方向と垂直な位置）に移動させて、記録ヘッド７を画像形成位置に対向させる。そして、電気基板（不図示）からの信号により記録ヘッド７が記録媒体に向けてインクを吐出して画像が形成される。以上の構成によって、キャリッジ部６で画像形成された記録媒体は、排紙ローラと拍車とのニップに挟まれ、搬送されて排紙トレイ（不図示）に排出される。

さらに図３、図６、図７にて、インク供給の詳細な説明を行う。空気圧検知手段５０２の出力に応じて空気加圧ポンプ５０３が駆動されると、メインタンク５０内の空気室５０４が加圧される。弾性体からなるインク袋５０５内にはインクが内包され、空気室５０４の圧力が高まると、インク袋５０５が圧迫され、インク出口５０７からインクが押し出される。押し出されたインクはインク流路であるインク供給チューブ５２を通ってキャリッジ６０に搭載されたサブタンク７００に流入する。インクはサブタンク内に一時的に備蓄される。サブタンク７００内には供給制限弁７０２があり、印刷状態では供給制限弁バネ７０７におされてバネ袋７０３空間を密閉している。つまり、メインタンク５０から供給制限弁７０２までの空間は正圧となっている。それに対し、供給制限弁７０２から記録ヘッド7までの空間は、バネ袋板７０４がバネ袋バネ７０５の力により内側から押し広げられ、負圧が発生している。このバネ袋７０３が発生する負圧により記録ヘッド7から正常なインクの吐出が行える。

印刷によりヘッド７内のインクが消費されると、バネ袋７０３がつぶされ、所定圧でバネ袋板７０４が供給制限弁シャフト７０６を押す（図６参照）。供給制限弁シャフト７０６がおされると、供給制限弁７０２を開放する。この瞬間にメインタンク５０側のインクが供給制限弁７０２を通ってバネ袋７０３に流れ込む。このようにしてインクの連続供給が行われる。

次に圧力検知手段５０１の動作について説明する。図７に示すように、メインタンク５０の出口からサブタンク７００の間のインク流路の途中に弾性部材５０６で構成された体積可変な圧力室５０８が設けられている。空気加圧ポンプ５０３により空気室５０４が加圧されると、インクが押し出される。

前回の印刷ジョブでメインタンク５０からインクが押し出されていた場合、つまり、十分にメインタンク内にインクがあるときは、連続的にサブタンク７００内のバネ袋７０３にインクが供給されており、体積可変な圧力室５０８は膨らんでいる。

圧力検知手段５０１は圧力室５０８を構成する弾性部材５０６の変位を検出して圧力の検知を行う。変位の検出方法は、以下のようなものがある。まず第１に、図７(ａ)に示すように反射式の距離センサー５０１ａを用いて弾性部材５０６の変位を検知するものがある。第２に、図７(ｂ)に示すように透過型のフォトセンサー５０１ｂを用いて弾性部材５０６と同時に変位するフラグ５０９を検知するものがある。そして、第３に、図７(ｃ)に示すように導電ゴム５０１ｃなどを利用した接点式のメカスイッチがある。

一方、前回の印刷ジョブでメインタンク５０からインクが押し出されていない場合、つまり、メインタンク内にインクが無いときは、圧力室５０８が膨らまないため、圧力検知手段５０１が検知しない。

このような場合に、従来の手順に従うと、まずメインタンクを交換するなどしてインクが供給できる状態にして、それから空気加圧ポンプ５０３を駆動する。駆動開始してから所定圧力になるまで５〜１５秒程度の時間を要する。すなわち、印刷開始の判定は空気加圧ポンプ５０３の駆動後５〜１５秒あとになる。

本発明では、この空気加圧ポンプ５０３の加圧完了前に印刷可能とする。その手順を以下に示す。図４及び図８において、ユーザの操作により印刷開始命令が来ると、印刷ジョブの開始を判断する（ステップＳ１）。そして、記録ヘッド７へのインクの供給を行うために加圧ポンプの駆動を開始する（ステップＳ２）。次に、前回の印刷ジョブにおいて圧力検知手段５０１が所定圧力以上の圧力を検知していたかどうかを判断する（ステップＳ３）。ここでいう前回の印刷ジョブというのは、例えば図８に示すように印刷ジョブが複数ある時、各印刷ジョブの前の印刷ジョブのことを意味している。例えば印刷ジョブ３に対する前回の印刷ジョブは印刷ジョブ２、印刷ジョブ２に対する前回の印刷ジョブは印刷ジョブ１、ということである。さらには印刷ジョブ１に対する前回の印刷ジョブというのは、電源オンの前の印刷ジョブ、つまり装置自体の電源オフの直前に行った印刷ジョブの事を意味する。

なお、印刷ジョブとは、ここでは、不図示のホストコンピュータから記録装置に送信される印刷データの単位のことを指す。この印刷データは通常、印刷モード／用紙種類／用紙サイズ／ページ数などのヘッダー情報８０１ａと、記録ヘッドを駆動するためのイメージデータ８０１ｂと、を一つの単位にしたデータ８０１のことを指す。

ステップＳ３で圧力検知手段５０１が所定圧力以上の圧力を検知していた、つまり、インク終了ではないという判断をした場合、サブタンク７００のバネ袋７０３には所定量のインクが存在することになる。したがって、前回の印刷ジョブにおいて圧力検知手段５０１が所定圧以上の圧力を検知していた次の印刷ジョブの開始時には、空気加圧ポンプ５０３の動作開始と同時に印刷を開始しても問題ない。つまり、空気加圧ポンプ５０３により所定圧力に到達するのを待たずに印刷開始が可能となる（ステップＳ５）。

それに対し、ステップＳ３において、前回の印刷ジョブで圧力検知手段５０１が所定圧力未満の圧力を検知していた、つまり、インク終了という判断をした場合、ステップＳ４に入る。ステップＳ４では、圧力検知手段５０１が所定圧力未満の圧力を検知して以降に、ノズル７０１から吐出したインクのドット数ｎをカウントし、ｎが所定値未満の場合は１枚の印刷を許可する（ステップＳ６）。また、ｎが所定値以上の場合、サブタンク内のインクがないと判断し、印刷を許可しない（ステップＳ７）。

以上説明したように、前回の印刷ジョブにおいて、圧力検知手段５０１が所定圧力以上の圧力を検知していた時、つまり、インク流路に所定圧力以上の圧力がかかっている場合は、サブタンク７００へのインク供給が常に行われていると判断する。そして、次回の印刷ジョブにおいて空気加圧ポンプ５０３を作動すると同時に印刷動作を開始可能とする。よって、印刷開始までの時間を短くすることができる。また、前回の印刷ジョブにおいて、圧力検知手段５０１が所定圧力未満の圧力を検知した時、つまり、インク流路に所定圧力未満の圧力しかかかっていない場合は、圧力検知手段５０１が所定圧力未満の圧力を検知してからあとに印刷したドット数をカウントする。こうすることで、サブタンク内のインク残量が想定可能となり、次回の印刷ジョブにおいて、１枚だけ印刷を許可するか、あるいは印刷を許可せずメインタンク交換を要求するかが判断可能となる。

５０ メインタンク
５０１ 圧力検知手段
５０３ 空気加圧ポンプ
７００ サブタンク

Claims (3)

1. インクを貯蔵するメインタンクと、前記メインタンク中で前記インクを内包するインク袋と、前記メインタンク内に位置し空気で占有される空気室と、前記空気室を加圧する空気加圧ポンプと、前記インクを記録用紙に噴射する記録ヘッドと、前記記録ヘッドとともにキャリッジに搭載され前記インクを一時的に備蓄するサブタンクと、前記メインタンクと前記サブタンクを結ぶインク供給チューブと、前記インク供給チューブ内のインクの圧力を検知する圧力検知手段と、を有し、
   各印刷ジョブの開始時には、前記空気加圧ポンプの駆動を開始することにより、前記空気室を加圧し、よって前記インク袋を圧迫して、前記インクが前記メインタンクから前記サブタンクへ向けて前記インク流路を押し出され、
   前回の印刷ジョブにおいて前記圧力検知手段が所定圧力以上の圧力を検知していた時には、次の印刷ジョブにおいて前記空気加圧ポンプの駆動開始と同時に印刷を開始可能とする、インクジェット記録装置。
2. 前回の印刷ジョブにおいて前記圧力検知手段が前記所定圧力未満の圧力を検知していた時には、前記所定圧力未満の圧力を検知して以降に前記記録ヘッドから吐出した前記インクのドット数を数えて、その値が所定値未満の場合は次の印刷ジョブにおいて１枚のみ印刷可能とし、前記所定値以上の場合は次の印刷ジョブにおいて印刷を許可せず前記メインタンクの交換を要求する、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記サブタンクは、前記サブタンクに流入する前記インクを制限する流入制限手段と、前記流入制限手段から前記記録ヘッドまでの空間を負圧に保つための負圧発生手段と、を有する、請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。

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