JP2017007130A - インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した画像を得ることができるインクジェット記録装置及びインクジェット記録装置のメンテナンス方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと、循環装置と、バッテリと、制御部とを備えている。前記インクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルを有している。前記循環装置は、前記インクジェットヘッドへインクを供給し、前記インクジェットヘッドからインクを戻す。前記バッテリは、電力を蓄える。前記制御部は、当該インクジェット記録装置に外部電源から電力供給されていない場合、前記バッテリからの電力供給により、前記インクジェットヘッド内のインク循環及びプリカーサのうちの少なくとも一方を行う。【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置のメンテナンス方法に関する。

従来、インクジェット技術は、家庭で使われるような印刷用のインクだけでなく、産業用途の様々なインクを安定して吐出することが求められている。例えばＵＶ(ultraviolet)光で硬化するインク、あるいは金属の粒子が分散されたインクである。これらはインクの変質や、色材・分散剤の沈降によってノズルの目詰まりが生じやすく、安定した吐出が困難とされていた。

そのような要求に対し、近年ではインク循環型のインクジェットヘッドや、小型のインク循環装置が考案され始めている。インク循環装置に備え付けられたポンプが動作すると、ヘッドとインク循環装置との間でインクが循環する。これにより、ヘッドのノズル近傍のインクの変質および色材・分散材の沈降を防ぐことができ、安定した吐出が可能となる。

特開２０１２−２４０２７０号公報 特開２０１４−７６５７７号公報

特に顔料などのインク含有物で沈降性があるものはヘッド放置時に顔料沈降を起こし、乾燥固化インクによるノズル詰りが発生した。積極的にインクをノズル外に排出し拭取りをしてもノズル詰りが直らず、含有成分が排出されることでノズルプレート表面を損傷させる問題も起こった。また、インクを排出してしまうためインク消費量が増加してしまった。

したがって、沈降を起さないために放置中も頻度を上げてヘッド内インク循環を行なう必要があった。

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、安定した画像を得ることができるインクジェット記録装置及びインクジェット記録装置のメンテナンス方法を提供することにある。

実施形態によれば、インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと、循環装置と、バッテリと、制御部とを備えている。前記インクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルを有している。前記循環装置は、前記インクジェットヘッドへインクを供給し、前記インクジェットヘッドからインクを戻す。前記バッテリは、電力を蓄える。前記制御部は、当該インクジェット記録装置に外部電源から電力供給されていない場合、前記バッテリからの電力供給により、前記インクジェットヘッド内のインク循環及びプリカーサのうちの少なくとも一方を行う。

実施形態に係るインクジェット記録装置の正面図。 実施形態に係るインクジェット記録装置の平面図。 実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図。 実施形態に係るインクジェットヘッドの内部のインクの流れを説明する図。 実施形態に係るインクジェット記録装置のブロック図。 実施形態に係るインクジェット記録装置によるメンテナンス動作のフローチャート。 実施形態の変形例となるインクジェット記録部の概略図。 実施形態の変形例となるインク循環装置の断面図。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際のものと異なる個所があるが、これらは適宜、設計変更することができる。

図１は、インクジェット記録装置１の正面図である。インクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド２とインク循環装置３を含むインクジェット記録部を有している。インクジェット記録部は、インク色分の個数並列にキャリッジ１００上に配置されている。本実施形態では、インクジェット記録装置１は一例として５つのインクジェット記録部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び４ｅを有している。なお、インクジェット記録部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ及び４ｅのうちの何れかを指して、インクジェット記録部４ということもある。

インクジェットヘッド２は、後述するようにインクＩ（図３参照）を内蔵する。インクジェットヘッド２は、画像形成信号に合わせてノズルプレート５２（図３参照）に設けたノズル５１（図３参照）からインクＩを吐出させる。

インク循環装置３は、後述するように、インクジェットヘッド２へインクＩを供給する。インク循環装置３は、ノズル５１から吐出せずに残ったインクＩをインクジェットヘッド２から回収する（戻す）。インク循環装置３は、再度インクジェットヘッド２へ回収したインクを供給する。このように、インク循環装置３は、インクジェットヘッド２内のインクを循環させる。

インクジェット記録部４ａは、重力方向（矢印Ｃ方向）において、下向きにインクＩを吐出するインクジェットヘッド２を有し、その上部にインク循環装置３が搭載されている。インクジェット記録部４ｂ〜４ｅは、それぞれインクジェット記録部４ａと同じ構成である。インクジェット記録部４ａはシアンインク、インクジェット記録部４ｂはマゼンタインク、インクジェット記録部４ｃはイエローインク、インクジェット記録部４ｄはブラックインクを吐出する。インクジェット記録部４ｅはホワイトインクを吐出する。インクジェット記録部４ｅは、ホワイトインク以外に、例えば透明光沢インク、赤外線または紫外線を照射したときに発色する特殊インクなどを吐出させてもよい。

インクジェット記録部４ａ〜４ｅを搭載したキャリッジ１００は、搬送ベルト１０１に固定されている。搬送ベルト１０１は、モータ１０２に連結されている。モータ１０２を正転または逆転させることで、キャリッジ１００は、矢印Ａ方向に往復移動する。図１に示すインクジェット記録部４ａ〜４ｅは、インクを重力方向（矢印Ｃ方向）にインクを吐出する。

テーブル１０３には、密閉された容器で上面に小径の穴１１０が開いている。テーブル１０３は、ポンプ１０４で容器内部を負圧にすることで上面に搭載された記録媒体Ｓを固定する。記録媒体Ｓは、例えば紙、樹脂や金属のフィルム、板材などである。テーブル１０３は、スライドレール１０５上に取り付けられ、後述する図２に示す矢印Ｂ方向に往復移動する。

インクジェットヘッド２は、インクＩを吐出する複数のノズル５１が形成されたノズルプレート５２を有している。インクジェットヘッド２が往復移動する間、ノズルプレート５２と記録媒体Ｓとの距離ｈは一定に維持されている。インクジェットヘッド２には、その長手方向に例えば３００個のノズル５１が並んでいる。インクジェット記録装置１は、インクジェット記録部４ａ〜４ｅを記録媒体Ｓの搬送方向に対して直交するように往復移動させながら画像を形成する。すなわち、ノズル配列された長手方向と記録媒体Ｓの搬送方向が同じなり、インクジェット記録装置１は、記録媒体Ｓ上に３００ノズルの幅で画像を形成する。

インクジェット記録部４ａ〜４ｅの矢印Ａ方向の走査範囲で、テーブル１０３の移動範囲外の位置にメンテナンスユニット３１０が配置されている。メンテナンスユニット３１０にインクジェットヘッド２が対峙する位置は、インクジェットヘッド２の待機位置Ｐである。メンテナンスユニット３１０は、上方が開放したケースで上下（図１に示す矢印Ｃ及びＤ方向）に移動可能に設けられている。

メンテナンスユニット３１０は、画像形成のためにキャリッジ１００が矢印Ａ方向に移動している場合には、下方（矢印Ｃ方向）に移動して待機する。メンテナンスユニット３１０は、画像形成動作が終了した場合には上方（矢印Ｄ方向）に移動する。画像形成動作が終了した時、インクジェットヘッド２は待機位置Ｐに戻り、メンテナンスユニット３１０が上方（矢印Ｄ方向）に移動し、インクジェットヘッド２のノズルプレート５２を覆う。メンテナンスユニット３１０は、インクの蒸発やノズルプレート５２にほこりや紙粉が付着することを防止（キャップ機能）する。

メンテナンスユニット３１０には、インクジェットヘッド２のノズルプレート５２に付着したインク、ほこり、紙粉などを除去するゴム製のブレード１２０が内蔵されている。画像形成のためにキャリッジ１００が矢印Ａ方向に移動している場合には、メンテナンスユニット３１０は下方に移動する。ブレード１２０はノズルプレート５２から下方（矢印Ｃ方向）へ離間している。ノズルプレート５２に付着したインク、ほこり、紙粉を除去する場合には、メンテナンスユニット３１０は上方（矢印Ｄ方向）に移動し、ブレード１２０がノズルプレート５２に接触する。メンテナンスユニット３１０は、ブレード１２０を矢印Ｂ方向へ移動させる機構を有している。ブレード１２０は、ノズルプレート５２表面を払拭し、インク、ほこり、紙粉を除去（ワイプ機能）することができる。

メンテナンスユニット３１０は、廃インク受け部１３０を有している。インクジェット記録装置１は、メンテナンス動作を行う時に、ノズル５１からインクを強制的に吐出させる。これにより、メンテナンスユニット３１０は、ノズル近傍で劣化したインクを廃インク受け部１３０に廃棄（スピット機能）することもできる。廃インク受け部１３０は、ブレード１２０で払拭することで発生した廃インクおよびスピット動作によって発生した廃インクを収納する。

図２は、インクジェット記録装置１の平面図である。
インクジェット記録部４ａ〜４ｅが搭載されたキャリッジ１００は、搬送ベルト１０１の移動によって２本のレール１４０に沿って矢印Ａ方向に往復移動する。記録媒体Ｓを搭載したテーブル１０３は矢印Ｂ方向に往復移動する。インクジェット記録装置１で印字するための画像信号に合わせて、インクジェット記録装置１は、インクジェット記録部４ａ〜４ｅを搭載したキャリッジ１００と記録媒体Ｓを載せたテーブル１０３を往復移動させながら、ノズル５１からインクを吐出させて、記録媒体Ｓの全面に画像形成することができる。インクジェット記録装置１は、いわゆるシリアル型インクジェット記録装置である。

インクカートリッジ１０６ａはシアンインクが充填され、チューブ１０７を介してインクジェット記録部４ａのインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６ｂはマゼンタインクが充填され、チューブ１０７を介してインクジェット記録部４ｂのインク循環装置３に連通している。同様に、インクカートリッジ１０６ｃはイエローインクが充填され、インクジェット記録部４ｃのインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６ｄはブラックインクが充填され、インクジェット記録部４ｄのインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６ｅはホワイトインクが充填され、インクジェット記録部４ｅのインク循環装置３に連通している。

インクジェット記録部４ａ〜４ｅは、それぞれ、インクジェットヘッド２の上部にインク循環装置３が搭載された構成である。インクジェットヘッド２の上方にインク循環装置３が搭載されていることで、キャリッジ１００上でインクジェット記録部４ａ〜４ｅが並ぶ方向の間隔を狭められる。これに伴い、搬送方向（矢印Ａ方向）におけるキャリッジ１００の幅を短くすることができる。キャリッジ１００は、少なくとも最大の記録媒体Ｓの幅にキャリッジ１００幅の２倍の長さを加算した距離だけ、Ａ方向に搬送される。そのためキャリッジ１００の幅が狭いほど、搬送距離が減少し印字速度を高めると同時にインクジェット記録装置１を小型化することができる。さらに、インクジェットヘッド２の上方にインク循環装置３が搭載されていることで、インク循環装置３からインクジェットヘッド２までの経路を短くすることができる。そのため、インクジェット記録装置１を小型化することができる。

移動するテーブル１０３を利用した上記インクジェット記録装置１以外にも本実施形態で説明したインクジェット記録部４は適用可能である。本実施形態は、巻取り紙を引き出しその巻取り紙を直交するようにインクジェット記録部を移動させながら印字するインクジェット記録装置に適用可能である。本実施形態は、用紙を１枚ずつプラテンローラで送りその枚用紙を直交するようにインクジェット記録部を移動させながら印字するインクジェット記録装置に適用可能である。

次に、実施形態に係るインクジェット記録装置１に適用されるインクジェットヘッド２について説明する。
図３は、インクジェットヘッド２のインクＩを吐出する部分の断面図である。
インクジェットヘッド２は、インクＩを吐出するノズル５１を有するノズルプレート５２の上面側に、ノズル分岐部５３が形成されている。ノズル分岐部５３は、図３に示す矢印Ｅ方向に流れているインクＩをノズル５１から吐出させるインクＩと、そのままインクジェットヘッド２内を流れてインク循環装置３に戻るインクＩに分岐する部分である。

インクジェットヘッド２は、ノズル５１と対向する側の面にアクチュエータ５４を有している。アクチュエータ５４は、圧電セラミック（圧電素子）５５と振動板５６が積層されたユニモルフ式の圧電振動板である。圧電セラミック材料は、一例としてＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛(Lead Zirconate Titanate)を用いた。ＰＺＴの上下面に金電極を形成し、分極処理して圧電セラミック５５を形成している。その後、圧電セラミック５５を窒化ケイ素製の振動板５６に接合してアクチュエータ５４を形成した。なお、インクの表面張力によって、ノズル５１内ではインクと空気の界面であるメニスカス２９０を形成している。

図３（ａ）は、圧電セラミック５５に電界を与えず、アクチュエータ５４が無変形の状態を示している。図３（ｂ）は、アクチュエータ５４を変形させてインク滴ＩＤを吐出させる様子を示している。圧電セラミック５５に電界を与えてアクチュエータ５４を変形させることで、ノズル分岐部５３内のインクＩはインク滴ＩＤとなってノズル５１から吐出する。

上記の圧電セラミック５５と振動板５６によるアクチュエータ５４に替えて、インクに圧力を発生させる他の構成を用いることも可能である。例えば、静電気でダイアフラムを変形させてインクに圧力を加える構成であってもよい。ヒータでインクＩを加熱してインクＩに気泡が発生する時の圧力を利用する構成（サーマル方式）であってもよい。圧力発生体としていずれの構成を利用してもよい。

次に、図４を参照して、図３で説明したインクＩを吐出する部分を有するインクジェットヘッド２内部のインクＩの流れを説明する。
インクジェットヘッド２は、図３に示されるノズルプレート５２、図３に示されるアクチュエータ５４を有する基板６０、マニフォルド６１、インクＩを流入させるインク供給口１６０、インクジェットヘッド２からインク循環装置３へインクＩを環流させるインク排出口１７０、で構成されている。

ノズルプレート５２は、紙面手前から奥方向に並ぶ複数のノズル５１ａを有する第１ノズル列、同様に紙面手前から奥方向に並ぶ複数のノズル５１ｂを有する第２ノズル列を有している。前述したようにインクＩは、各ノズル５１（ノズル５１ａ及び５１ｂ）を通して、吐出される。言い換えれば、インクジェットヘッド２は、紙面手前から奥方向に長く、その長手方向にノズル５１ａ及び５１ｂが配置されている。ノズル５１ａ及び５１ｂは、図２に示す矢印Ｂ方向に複数配列され、キャリッジ１００の移動方向と直交する方向に並んでいる。

基板６０は、内部にインクＩを通す流路１８０を有している。流路１８０を形成するように、基板６０にノズルプレート５２が接着されている。インクＩを吐出させる圧力を発生するアクチュエータ５４は、その流路１８０に面し、かつ各ノズル５１に対応して設けられている。アクチュエータ５４によって流路１８０内のインクＩに発生した圧力がノズル５１に集中するように、隣接するノズル５１間に境界壁１９０が設けられている。ノズルプレート５２、アクチュエータ５４、境界壁１９０で囲まれた流路１８０が、インク圧力室１５０となる。

インク圧力室１５０は、第１ノズル列のノズル５１ａ及び第２ノズル列の５１ｂに対応して複数設けられている。第１ノズル列及び第２ノズル列は、それぞれ例えば３００個のノズルを有している。インク圧力室１５０に一方の端部からインクＩが流入し、ノズル分岐部５３を通り、他方の端部から流出する。インク圧力室１５０内のノズル分岐部５３でインクＩの一部はノズル５１から吐出され、残りは他方の端部から流出する。

第１ノズル列内の各ノズル５１ａに対応して形成された複数のインク圧力室１５０と第２ノズル列内の各ノズル５１ｂに対応して形成された複数のインク圧力室１５０との間の流路１８０は、共通インク供給室５８である。共通インク供給室５８は、インク圧力室１５０の一方の流入口へつながり、全インク圧力室１５０にインクＩを供給する。

第１ノズル列に対応する複数のインク圧力室１５０と第２ノズル列に対応する複数のインク圧力室１５０の他端側から流出するインクＩは、第１ノズル列及び第２ノズル列に繋がる共通インク室５９へ流入する。共通インク室５９は、基板６０に設けられた流路１８０の一部である。

マニフォルド６１は、基板６０に接続され、流路１８０へインクＩを供給する。マニフォルド６１は、矢印Ｆ方向へインクＩを流入させるインク供給口１６０、インク供給口１６０から共通インク供給室５８に連通するインク分配通路６２を有している。インクジェットヘッド２へ供給するインク温度を検出するために、ヘッド内温度センサ（上流）２８０がインク分配通路６２に取り付けられている。また、マニフォルド６１は、インクＩを矢印Ｇ方向へ排出するインク排出口１７０と、２つの共通インク室５９からインク排出口１７０に連通するインク環流通路６３を有している。

インクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出するために、ヘッド内温度センサ（下流）２８１がインク環流通路６３に取り付けられている。インクジェット記録装置１は、ヘッド内温度センサ（上流）２８０でインクジェットヘッド２内へ供給するインク温度を検出する。インクジェット記録装置１は、ヘッド内温度センサ（下流）２８１でインクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出する。インクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド２内のインク温度によるインク粘度の変化を考慮して、インク循環装置３を制御している。

インク供給口１６０、インク分配通路６２、共通インク供給室５８、インク圧力室１５０、共通インク室５９、インク環流通路６３、インク排出口１７０の順に、インクＩはインクジェットヘッド２内を移動する。このインクＩの一部は、画像信号に従いノズル５１から吐出され、残ったインクＩは移動してインク排出口１７０からインク循環装置３へ環流する。

図５は、インクジェット記録装置１のブロック図である。
インクジェット記録装置１は、上記のインクジェットヘッド２及びインク循環装置３に加えて、タイマー２０を有する制御部８、モータドライバ２１、循環モータ２２、ヘッドドライバ２３、バッテリ２４、及びメモリ２５を有している。

制御部８には、システムバスを介して、モータドライバ２１、ヘッドドライバ２３、バッテリ２４、及びメモリ２５が接続される。

タイマー２０は、時間をカウントする機能を有している。例えば、タイマー２０は、インクジェット記録装置１の主電源がＯＦＦになった場合にはＯＦＦになった時からの経過時間をカウントする。タイマー２０は、バッテリ２４の電源がＯＮになった時からの経過時間をカウントする。タイマー２０は、後述するインク循環またはプリカーサが開始された時からの経過時間をカウントする。タイマー２０は、インク循環またはプリカーサが停止された時からの経過時間をカウントする。タイマー２０は、前回インク循環またはプリカーサが開始された時からの経過時間をカウントする。さらに、タイマー２０は、カウントした時間を表示する機能を有している。例えば、タイマー２０は、予め設定した時間までの残り時間、あるいは経過時間を表示する。タイマー２０の電源は電池等を用いる。

制御部８は、タイマー２０によるカウント値が設定値になると、バッテリ２４の電源を入れたり、インク循環またはプリカーサを開始したり、インク循環またはプリカーサを停止するように制御する。制御部８は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access memory)等から構成されている。制御部８は、主電源がＯＦＦになった場合、例えば、予備電源から電力供給を受け、更にバッテリ２４の電源を入れて、バッテリ２４から電力供給を受ける。

モータドライバ２１は、循環モータ２２を駆動する。
循環モータ２２は、インク循環装置３を駆動し、インクジェットヘッド２内のインクＩを循環させる。
ヘッドドライバ２３は、インクジェットヘッド２を駆動し、ノズル５１からインクＩを吐出させる。
バッテリ２４は、外部電源によって充電され、電力を蓄える。バッテリ２４は、蓄えている電力をインクジェット記録装置１の各部に供給する。
メモリ２５は、各種情報を保存する。

次に、バッテリ駆動によるインクジェット記録装置１のメンテナンスについて説明する。
図６は、インクジェット記録装置１によるメンテナンス動作のフローチャートである。

制御部８は、主電源がＯＮか否かを判断する（Ａｃｔ１００１）。主電源がＯＮとは、インクジェット記録装置１に外部電源から電力供給されている状態である。一方、主電源がＯＦＦとは、インクジェット記録装置１に外部電源から電力供給されていない状態である。つまり、Ａｃｔ１００１では、制御部８は、インクジェット記録装置１に外部電源から電力供給されているか否かを判断する。主電源がＯＦＦである場合（Ａｃｔ１００１、Ｎｏ）、制御部８は、バッテリ２４から電力供給を受ける（Ａｃｔ１００２）。なお、制御部８は、インクジェット記録装置１の主電源がＯＦＦになった時から一定時間が経過した後にバッテリ２４の電源を入れるよう制御し、バッテリ２４から電力供給を受けるようにしてもよい。

制御部８は、バッテリ２４からの電力供給により、メンテナンス動作を行う。（Ａｃｔ１００３）。Ａｃｔ１００３において、制御部８は、バッテリ２４からの電力供給により、インク循環及びプリカーサのうちの少なくとも一方を行う。このとき、制御部８は、ノズル５１からインクを吐出させることなくインク循環及びプリカーサのうちの少なくとも一方を行う。

インク循環は、上記のようにインク循環装置３とインクジェットヘッド２との間でインクＩを循環させることで、インクジェットヘッド２内のインクＩを循環させる動作である。Ａｃｔ１００３において、制御部８は、インク循環を行うために、バッテリ２４からモータドライバ２１へ電力を供給する。制御部８は、モータドライバ２１を及び循環モータ２２を介してインク循環装置３を駆動させることで、インクジェットヘッド２内のインクＩを循環させる。

インク循環前は、インクジェットヘッド２内のインクは流れない。そのため、インクＩに含まれる沈降性含有物は、沈降を開始し、ノズルプレート５２に溜る。インク循環により、ノズルプレート５２近傍の沈降性含有物は撹拌される。沈降性含有物がノズルプレート５２に溜り続けることはないため、沈降性含有物によるノズル詰りは無くなる。なお、インク循環では圧電セラミック５５に電界は与えられないので、ノズル５１からインクＩが吐出することはない。そのため、メンテナンスユニット３１０でノズルプレート５２に付着したインクＩを除去する必要はない。さらに、インクＩの吐出に伴う無駄なインクの消費を抑えることができる。

プリカーサは、インク圧力室１５０内のインクをノズル５１から吐出させずにインク圧力室１５０内のインクを振動させる動作である。Ａｃｔ１００３において、制御部８は、プリカーサを行うために、バッテリ２４からヘッドドライバ２３へ電力を供給する。制御部８は、ヘッドドライバ２３を介して、プリカーサとして決まった駆動信号をインクジェットヘッド２に送信し、圧電セラミック５５を作動させる。制御部８は、ノズル５１からインクが吐出しない程度に圧電セラミック５５に電界を与える。プリカーサ時に圧電セラミック５５に与えられる電界の波形は、印刷動作時に圧電セラミック５５に与えられる電界の波形と異なる。例えば、プリカーサ時に圧電セラミック５５に与えられる電界強度は、印刷動作時に圧電セラミック５５に与えられる電界強度よりも小さい。

制御部８は、例えば圧電セラミック５５で微振動のみを起こさせる。ヘッドドライバ２３は、主電源がＯＮの状態でインクジェットヘッド２が印刷動作を行うような画像データを取り扱うことはない。なお、制御部８は、主電源がＯＮの間にインクジェットヘッド２本体のメモリ（図示せず）にプリカーサ駆動信号を保存させるようにしてもよい。インクジェット記録装置１がバッテリ２４からの電力供給で駆動しているときには、インクジェットヘッド２は、制御部８からの制御信号を受けて、インクジェットヘッド２本体のメモリに保存されている駆動信号によりプリカーサを作動させる。

プリカーサ前は、インクジェットヘッド２内のインクＩは流れない。そのため、インクＩに含まれる沈降性含有物は、沈降を開始し、ノズルプレート５２に溜る。プリカーサにより、ノズルプレート５２近傍の沈降性含有物は撹拌される。沈降性含有物がノズルプレート５２に溜り続けることはないため、沈降性含有物によるノズル詰りは無くなる。また、プリカーサによってノズル５１からインクＩが吐出することはないため、メンテナンスユニット３１０でノズルプレート５２に付着したインクＩを除去する必要はない。さらに、インクＩの吐出に伴う無駄なインクの消費を抑えることができる。

制御部８は、インクジェット記録装置１がバッテリ２４からの電力供給で駆動している間の任意のタイミングでＡｃｔ１００３を行うことができる。制御部８がＡｃｔ１００３を行う任意のタイミングのいくつかの例を説明する。
一つの例としては、制御部８は、バッテリ２４の電源を入れた時から一定時間が経過した後にインク循環を開始するよう制御する。制御部８は、インク循環を開始した時から一定時間が経過した後にインク循環を停止するよう制御する。同様に、制御部８は、バッテリ２４の電源を入れた時から一定時間が経過した後にプリカーサを開始するよう制御する。制御部８は、プリカーサを開始した時から一定時間が経過した後にプリカーサを停止するよう制御する。

別の例としては、制御部８は、前回インク循環を停止した時から一定時間が経過した後に再度インク循環を開始するよう制御する。制御部８は、インク循環を開始した時から一定時間が経過した後にインク循環を停止するよう制御する。同様に、制御部８は、前回プリカーサを停止した時から一定時間が経過した後に再度プリカーサを開始するよう制御する。制御部８は、プリカーサを開始した時から一定時間が経過した後にプリカーサを停止するよう制御する。

なお、インクジェットヘッド２がインク循環及びプリカーサを行なう時間条件などは予め設定することができる。インク循環とプリカーサが共に行われれば、ノズルプレート５２近傍の沈降性含有物は、より効果的に撹拌される。

なお、主電源がＯＦＦである場合において、制御部８は、ヘッド面を拭取るワイピング、印刷動作に係わるキャリッジ１００の動作、記録媒体Ｓの搬送駆動系などの動作を行わない。その理由は、バッテリ２４に蓄えられている電力の消費が大きくなるからである。制御部８は、これらを駆動するための機構へバッテリ２４から電力を供給する必要はない。インクジェット記録装置１は、バッテリ２４に蓄えられている電力をインク循環またはプリカーサのために用いるために確保することができる。

主電源がＯＮである場合（Ａｃｔ１００１、Ｙｅｓ）、制御部８は、通常動作を行う（Ａｃｔ１００４）。通常動作は、例えば、ヘッド面を拭取るワイピング、印刷動作に係わるキャリッジ１００の動作、記録媒体Ｓの搬送駆動系などの動作、及び、外部電源によるバッテリ２４の充電などである。なお、制御部８は、外部電源からの電力供給により、インク循環及びプリカーサのうちの少なくとも一方を行ってもよい。

本実施形態によれば、インクジェット記録装置１において、沈降性含有物を有するインクＩを用いた場合においてもヘッド放置時の顔料沈降、乾燥固化インクによるノズル詰りが無くなる。インクＩをノズル外に排出したり、拭取ったりしないので含有成分によりノズルプレート表面を損傷させる恐れが無くインク排出によるインク消費量が増加することはない。したがって、本実施形態によれば、安定した画像を得ることができるインクジェット記録装置１及びインクジェット記録装置１のメンテナンス方法を提供することができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。
図５ではインク循環の機構として循環モータ２２を使用した例を示したが、次に説明するように圧電ポンプを使用することもできる。

図７は、本実施形態の変形例となるインクジェット記録部４の概略図である。
インクジェット記録部４は、インク循環装置３がインクジェットヘッド２の上方に配置され、インク循環装置３とインクジェットヘッド２が一体で構成されている。図７（ｂ）は、図７（ａ）とは別の向きから見たインクジェット記録部４の図である。

インク循環装置３は、インクケーシング２００、インク循環ポンプ２０１、インク供給ポンプ２０２、圧力調整部２０３、圧力センサ２０４、インク量計測センサ２０５Ａ、インク量計測センサ２０５Ｂ、ヒータ２０７、インク供給管２０８及びインク戻し管２０９を有している。

インクケーシング２００は、内部にインクＩを貯留する供給側インク室２１０（図８参照）及び回収側インク室２１１（図８参照）を有している。供給側インク室２１０のインク液面上部及び回収側インク室２１１のインク液面上部は、空気室である。

インク循環ポンプ２０１は、インクケーシング２００の外壁面に取り付けられている。インク循環ポンプ２０１は、圧電ポンプである。インク循環ポンプ２０１は、回収側インク室２１１からインクＩを吸引し、供給側インク室２１０へインクＩを流入させる。

インク供給ポンプ２０２は、インクケーシング２００の外壁面に取り付けられている。インク供給ポンプ２０２は、圧電ポンプである。インク供給ポンプ２０２は、インクカートリッジ１０６ａ〜１０６ｄの何れかから印刷やメンテナンス動作等で消費した量のインクをインクケーシング２００に補給する。さらに、インク供給ポンプ２０２は、回収側インク室２１１へインクＩを供給する。

圧力調整部２０３は、インクジェットヘッド２のノズル５１内のインク圧力を適正に保つためにインクケーシング２００内部の圧力を調整する。
圧力センサ２０４は、供給側インク室２１０と回収側インク室２１１のインク上部の空気圧を検出する。圧力センサ２０４の検出部は、供給側インク室２１０と回収側インク室２１１の空気部と連通しており、２つのインク室の圧力を計測する。圧力センサ２０４は、制御部８に接続されている。圧力センサ２０４は、供給側インク室２１０と回収側インク室２１１内の空気圧を電気信号として制御部８へ出力する。なお、圧力センサ２０４は１チップで２つの圧力検知ポートを有し、インクケーシング２００内の２つのインク室（供給側インク室２１０と回収側インク室２１１）の圧力を検出するようにしてもよい。

インク量計測センサ２０５Ａは、インクケーシング２００の外面に取り付けられている。インク量計測センサ２０５Ａは、供給側インク室２１０内のインク量を計測する。インク量計測センサ２０５Ａは、例えば、供給側インク室２１０内のインクの液量を５段階で検知することができる。
インク量計測センサ２０５Ｂは、回収側インク室２１１の外面に取り付けられている。インク量計測センサ２０５Ｂは、回収側インク室２１１内のインク量を計測する。インク量計測センサ２０５Ｂは、例えば、回収側インク室２１１内のインクの液量を５段階で検知することができる。

ヒータ２０７は、インクケーシング２００外部に設けられている。ヒータ２０７は、インクケーシング２００に熱伝導性の高い接着剤で貼り付けられている。ヒータ２０７は、インクケーシング２００内のインク粘度を調整するために、インクＩを加熱する。インクケーシング２００のヒータ２０７近傍にはインク温度センサ（図示せず）が取り付けられている。ヒータ２０７及びインク温度センサは、制御部８に接続されている。ヒータ２０７は、印刷時に所望のインク粘度になるように制御されている。

インク供給管２０８は、供給側インク室２１０とインクジェットヘッド２とを繋ぐ。インク供給管２０８は、供給側インク室２１０からインクジェットヘッド２へインクＩを供給する。
インク戻し管２０９は、回収側インク室２１１とインクジェットヘッド２とを繋ぐ。インク戻し管２０９は、インクジェットヘッド２から回収側インク室２１１へインクＩを回収する。

図８は、図７に示すインク循環装置３の断面図である。図８を用いて、インク循環装置３の動作及びインクＩの流れを説明する。

インク循環ポンプ２０１は、圧電アクチュエータ４３１を有している。インク供給ポンプ２０２は、圧電アクチュエータ４３０を有している。圧電アクチュエータ４３０及び圧電アクチュエータ４３１は、図６に示すモータドライバ２１及び循環モータ２２に代えて、制御部８に接続された駆動回路（図示せず）によって駆動する。

インク循環装置３による送液動作では、駆動回路は、設定した周波数、電圧の交流電圧で圧電アクチュエータ４３０及び４３１を動作させる。例えば、駆動回路は、周波数１００Ｈｚ、電圧２８０Ｖｐｐの交流電圧で圧電アクチュエータ４３０及び４３１を動作させる。圧電アクチュエータ４３０及び４３１の動作電圧は１ｍＶｐｐから５００Ｖｐｐ、周波数は１ｍＨｚから２００Ｈｚの範囲で動作可能であってもよい。駆動電圧及び駆動周波数は、インクの粘度、インクの搬送量によって決められてもよい。

インク循環装置３は、インク補給口２２１を有している。インク補給口２２１には、インクカートリッジ１０６ａ〜１０６ｄの何れかからインク循環装置３へインクＩを送るチューブ１０７が接続されている。インク補給口２２１は、インク供給ポンプ２０２へインクを流入させるインクＩの流入口である。

インク供給ポンプ２０２は、インク補給口２２１からインク室４２８へインクＩを供給する。インク供給ポンプ２０２は、圧電アクチュエータ４３０がたわむことでポンプ内の容積（ポンプ室２４０）を周期的に変化させる。インク供給ポンプ２０２は、２つの逆止弁の開閉によってインクＩを一方向に搬送させている。

インク供給ポンプ２０２の一方の逆止弁２４２は、インク補給口２２１とポンプ室２４０との間に設けられている。他方の逆止弁２４３は、ポンプ室２４０とインク室４２８との間に設けられている。圧電アクチュエータ４３０がたわみ、ポンプ室２４０が膨張すると、逆止弁２４２が開く。これにより、ポンプ室２４０にインクＩが流入し、逆止弁２４３が閉じる。圧電アクチュエータ４３０が逆方向にたわみ、ポンプ室２４０が収縮すると、逆止弁２４２が閉じ、逆止弁２４３が開く。これにより、ポンプ室２４０からインク室４２８にインクＩが流出する。この繰り返しにより、インクＩは、インク補給口２２１からインク室４２８に送られる。

インク循環ポンプ２０１は、インク供給ポンプ２０２と同様に構成されている。インク室４２８は、インク供給ポンプ２０２とインク循環ポンプ２０１とで共通の液室である。また、インク循環ポンプ２０１は、流入口４１２を介して回収側インク室２１１からインクＩを吸引する。インク循環ポンプ２０１は、インク室４２８及びインク連通路２９６を介して供給側インク室２１０へインクＩを流入させる。

密閉されている供給側インク室２１０は、インク量の増加で内圧が高くなる。インクＩは、インク供給管２０８を通ってインクジェットヘッド２に流入する。反対に、回収側インク室２１１は、インク量が減少して内圧が低くなる。インクＩは、インクジェットヘッド２からインク戻し管２０９を通って回収側インク室２１１に流入する。

以上のように、インク循環ポンプ２０１及びインク供給ポンプ２０２は、インク循環装置３とインクジェットヘッド２との間でインクＩを循環させる。具体的には、インク循環装置３は、インク供給管２０８を通して、インク循環装置３よりも下方（重力方向である矢印Ｃ方向）のインクジェットヘッド２へインクＩを供給する。インク循環装置３は、インク戻し管２０９を通して、インクジェットヘッド２よりも上方のインク循環装置３へインクＩを回収する。

上記のように圧電ポンプで構成されているインク循環装置３は、モータ駆動式のインク循環装置３よりも消費電力を抑えることができる。そのため、圧電ポンプで構成されているインク循環装置３は、バッテリ２４からの電力供給時のメンテナンス動作に適している。

さらに、インクジェットヘッド２の上方にインク循環装置３が搭載されているため、インク循環装置３からインクジェットヘッド２までの経路を短くすることができる。そのため、インクジェット記録装置１を小型化することができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…インクジェット記録装置、２…インクジェットヘッド、３…インク循環装置、４…インクジェット記録部、４ａ…インクジェット記録部、４ｂ…インクジェット記録部、４ｃ…インクジェット記録部、４ｄ…インクジェット記録部、４ｅ…インクジェット記録部、８…制御部、２０…タイマー、２１…モータドライバ、２２…循環モータ、２３…ヘッドドライバ、２４…バッテリ、２５…メモリ、５１…ノズル、５１ａ…ノズル、５１ｂ…ノズル、５２…ノズルプレート、５３…ノズル分岐部、５４…アクチュエータ、５５…圧電セラミック、５６…振動板、５８…共通インク供給室、５９…共通インク室、６０…基板、６１…マニフォルド、６２…インク分配通路、６３…インク環流通路、１００…キャリッジ、１０１…搬送ベルト、１０２…モータ、１０３…テーブル、１０４…ポンプ、１０５…スライドレール、１０６ａ…インクカートリッジ、１０６ｂ…インクカートリッジ、１０６ｃ…インクカートリッジ、１０６ｄ…インクカートリッジ、１０６ｅ…インクカートリッジ、１０７…チューブ、１１０…穴、１２０…ブレード、１３０…廃インク受け部、１４０…レール、１５０…インク圧力室、１６０…インク供給口、１７０…インク排出口、１８０…流路、１９０…境界壁、２００…インクケーシング、２０１…インク循環ポンプ、２０２…インク供給ポンプ、２０３…圧力調整部、２０４…圧力センサ、２０５Ａ…インク量計測センサ、２０５Ｂ…インク量計測センサ、２０７…ヒータ、２０８…インク供給管、２０９…インク戻し管、２１０…供給側インク室、２１１…回収側インク室、２２１…インク補給口、２４０…ポンプ室、２４２…逆止弁、２４３…逆止弁、２８０…ヘッド内温度センサ（上流）、２８１…ヘッド内温度センサ（下流）、２９０…メニスカス、２９６…インク連通路、３１０…メンテナンスユニット、４１２…流入口、４２８…インク室、４３０…圧電アクチュエータ、４３１…圧電アクチュエータ。

Claims (5)

1. インクを吐出するノズルを有しているインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドへインクを供給し、前記インクジェットヘッドからインクを戻す循環装置と、
   電力を蓄えるバッテリと、
   当該インクジェット記録装置に外部電源から電力供給されていない場合、前記バッテリからの電力供給により、前記インクジェットヘッド内のインク循環及びプリカーサのうちの少なくとも一方を行う制御部と、
   を備えているインクジェット記録装置。
2. 前記制御部は、前記ノズルからインクを吐出させることなく前記インク循環及び前記プリカーサのうちの少なくとも一方を行う、請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記循環装置は、前記循環装置と前記インクジェットヘッドとの間でインクを循環させる圧電ポンプを有している、請求項１記載のインクジェット記録装置。
4. 前記循環装置は、前記インクジェットヘッドの上部に搭載されている、請求項１記載のインクジェット記録装置。
5. ノズルを有しているインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドへインクを供給し、前記インクジェットヘッドからインクを戻す循環装置と、電力を蓄えるバッテリと、を備えているインクジェット記録装置のメンテナンス方法であって、
   前記インクジェット記録装置に外部電源から電力供給されているか否かを判断し、
   前記インクジェット記録装置に前記外部電源から電力供給されていない場合、前記バッテリからの電力供給により、前記インクジェットヘッド内のインク循環及びプリカーサのうちの少なくとも一方を行う、
   インクジェット記録装置のメンテナンス方法。