JP4457679B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、インクがインクタンクから記録ヘッドまで至る間に、中間タンクでインクを一旦貯留するインクジェット記録装置に関する。

紙やフィルムなどの記録媒体に対してインクを吐出し、当該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は、インクタンクから供給されたインクを中間タンクで一旦貯留し、その後記録ヘッドまで導くインク流路管が設けられている（例えば特許文献１参照）。このように中間タンクが設けられていれば、インクタンクの交換時においても、記録ヘッドに対してインクが供給できるようになっている。
ここで、インクジェット記録装置においては、記録ヘッドの吐出状態を回復するために、所定のタイミングで記録ヘッドのノズルからインクを吸引することで、ノズル内で固着したインクやゴミ等を除去するメンテナンスが行われている。このメンテナンスを行う際に、中間タンクのインク残量が１回のメンテナンスで吸引されるインク量よりも少ないと、メンテナンス不良となってしまう。このメンテナンス不良を回避するために、中間タンクのインク残量が所定量以上であることを検出するインク残量検出センサを設けて、そのインク残量検出センサの検出結果を基にメンテナンスを行うか否かを決定するインクジェット記録装置が開発されている（例えば特許文献２参照）。
このようにインク残量検出センサが中間タンクに設けられていれば、インク残量検出センサの検出結果が、所定時間継続して所定量未満である場合には、インクタンクからのインク供給がないということ、つまりはインクタンクが空ということなので、インクタンクの空判断にも使用することができる。
特開２００３−１６５２３４号公報 特開２００３−９４６８６号公報

ここで、メンテナンス時の方が画像記録時よりもインク使用量が多いために、インクタンクが空でない場合、つまりインクタンクから中間タンクにインク供給がある場合には、所定量未満と検出されてから所定量以上となるまでの時間も、メンテナンス時の方が長時間となる。上記したように、インク残量検出センサによってインクタンクの空判断を行う場合には、所定時間継続して所定量未満であるか否かが判断材料になっているが、この所定時間を、画像記録時を基準として設定してしまうと、メンテナンス時においては空判断を誤ってしまうおそれがある。一方、メンテナンス時を基準として所定時間を設定してしまうと、所定時間中にインクタンクだけでなく中間タンクも空になってしまうおそれがある。

本発明の課題は、中間タンクのインク残量検出センサを用いて、インクタンクの空判断を行う場合に、中間タンクが空になることや誤検出を防止することである。

請求項１記載の発明におけるインクジェット記録装置は、
記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、
インクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクから前記記録ヘッドまでインクを導くインク流路管と、
前記インク流路管の途中に配置され、インクを一旦貯留する中間タンクと、
前記中間タンクのインク残量が所定量以上であるか否かを検出するインク残量センサと、
前記インク残量センサの検出結果が、前記インクタンクの空判断時の判断基準となる空判断時間継続して所定量未満である場合に、前記インクタンクが空であると判断する制御部とを備え、
前記制御部は、前記記録ヘッドのメンテナンス時における前記空判断時間を、画像記録時における前記空判断時間よりも長時間に切り替えることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、インクタンクの空判断時に判断基準となる空判断時間が、メンテナンス時と画像記録時とではメンテナンス時の方が長時間に切り替わるので、メンテナンス時においては空判断が誤検出されることを防止できる。一方、画像記録時においては、空判断時間がメンテナンス時よりも短時間であるために、中間タンクが空となる以前に空判断を行うことができる。したがって、インクタンクの空判断時に中間タンクが空になることや誤検出を防止できる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッド、前記インクタンク、前記インク流路管、前記中間タンク及び前記インク残量センサを複数備え、
前記制御部は、複数のインクタンクに貯留されるインクに粘度差がある場合には、粘度差を基に前記空判断時間を切り替えることを特徴としている。

ここで、インクタンクから中間タンクにまでインクが到達する時間は、インクの粘度に比例して長くなっている。このため、高粘度のインクであれば、インクタンクから中間タンクにインク供給がある場合に所定量未満と検出されてから所定量以上となるまでの時間が低粘度のインクよりも長くなってしまう。つまり、インクの粘度が異なっていても空判断時間を一定にしていると、空判断を誤検出するおそれがある。しかしながら、請求項２記載の発明のように、インクの粘度差を基にして空判断時間を切り替えさせていれば、インク粘度の異なりによる空判断の誤検出を防止することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッド、前記インクタンク、前記インク流路管、前記中間タンク及び前記インク残量センサを複数備え、
前記制御部は、
複数の前記中間タンクと、複数の前記中間タンクのそれぞれに対応する前記インクタンクとの高低差が異なる場合には、高低差を基に前記空判断時間を切り替えることを特徴としている。

ここで、インクタンクから中間タンクに供給される単位時間あたりのインク供給量は、インクタンクと中間タンクとの高低差に比例して多くなっている。このため、高低差が小さければ、インクタンクから中間タンクにインク供給がある場合に所定量未満と検出されてから所定量以上となるまでの時間が長くなってしまう。つまり、インクタンクと中間タンクとの高低差が異なっていても空判断時間を一定にしていると、空判断を誤検出するおそれがある。しかしながら、請求項３記載の発明のように、高低差を基にして空判断時間を切り替えさせていれば、高低差の異なりによる空判断の誤検出を防止することができる。

本発明によれば、インクタンクの空判断時の判断基準となる空判断時間が、メンテナンス時と画像記録時とではメンテナンス時の方が長時間に切り替わるので、メンテナンス時においては空判断が誤検出されることを防止できる。一方、画像記録時においては、空判断時間がメンテナンス時よりも短時間であるために、中間タンクが空となる以前に空判断を行うことができる。したがって、インクタンクの空判断時に中間タンクが空になることや誤検出を防止できる。

図１は、本発明が適用された実施形態のインクジェット記録装置の要部構成を示した斜視図である。
図１に示す通り、インクジェット記録装置１には、記録媒体Ｐを下方から支持するプラテン２が水平となるように配置されている。このプラテン２の上方には、水平に延在するガイドレール３に沿って、記録媒体Ｐの搬送方向Ａに直交する走査方向Ｂに複数の記録ヘッド４を走査させるキャリッジ５が設けられている。

複数の記録ヘッド４は、インクジェット記録装置１で使用される各色毎のインクをそれぞれ記録媒体Ｐに向けて吐出するものであり、各記録ヘッド４の吐出面にはインクを吐出するための多数のノズルが配列されている。これらの記録ヘッド４には、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトブラック（ＬＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを貯留する複数のインクタンク６が、インクを導く複数のインク流路管７を介して接続されている。

複数のインク流路管７の途中には、インクを一旦貯留する中間タンク８が設けられている。この中間タンク８には、図２に示すように、中間タンク８内のインク残量が所定量以上であるか否かを検出するインク残量センサ８１が設けられている。そして、中間タンク８の上流側には、中間タンク８内に流入するインクを調整するためのインク供給弁８２が設けられている。一方、中間タンク８の下流側には、インクが記録ヘッド４に流入する以前に、インクを一旦貯留することでインクの圧力変動を吸収するダンパ９が設けられている。このダンパ９はキャリッジ５に搭載されていて、キャリッジ５の走査等が基で吐出時のインクに生じる圧力変動を吸収して、インクの吐出が不安定になることを防止するようになっている。

そして、図１に示すように、プラテン２の一側方には、待機時に各記録ヘッド４の吐出面を覆って、ノズルの保湿状態を維持する複数の保湿キャップ１１が設けられている。一方、プラテン２の他側方には、記録ヘッド４のメンテナンスを行うメンテナンスユニット１２が設けられている。
メンテナンスユニット１２には、上方に向かって延出する可撓性のワイプ１３が設けられていて、このワイプ１３と記録ヘッド４の吐出面とが接触した状態で、メンテナンスユニット１２自体を水平方向に移動させれば、ワイプ１３が記録ヘッド４の吐出面を摺擦し、吐出面に付着したインクやごみ等を除去するようになっている。
また、メンテナンスユニット１２には、記録ヘッド４のノズル内のインクを吸引するために、記録ヘッド４の吐出面に接離される吸引キャップ１４が設けられている。この吸引キャップ１４には、吐出面に密着した際に、吸引キャップ１４と吐出面との内部空間を吸引するための吸引ポンプ１５（図３参照）が接続されている。

図３は、インクジェット記録装置１の主制御構成を表すブロック図である。この図３に示すように、インクジェット記録装置１には、各駆動部を制御する制御部２０が設けられている。制御部２０には、記録媒体Ｐを搬送方向Ａに沿って搬送させるための搬送部２１と、キャリッジ５を走査させるキャリッジ用駆動部２２と、メンテナンスユニット１２を移動させるメンテナンスユニット用駆動部２３と、画像記録開始指示などの各種指示が入力される入力部２４と、各種情報が表示されるモニタ２５と、インク供給弁８２と、吸引ポンプ１５と、インク残量センサ８１と、記録ヘッド４と、記憶部２６が電気的に接続されている。なお、制御部２０には、これら以外にもインクジェット記録装置１の各駆動部などが接続されている。そして、制御部２０は、記憶部２６中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従い各種機器を制御するようになっている。

次に、インクジェット記録装置１の作用について説明する。

画像記録開始時になると、作業者は画像記録開始指示を入力する。
制御部２０は、画像記録開始指示の入力に伴って、搬送部２１を制御して、記録媒体Ｐを搬送方向Ａに間欠に搬送させる。搬送中に記録媒体Ｐが停止されると、制御部２０は、キャリッジ用駆動部２２を制御して、キャリッジ５を走査方向Ｂに走査させる。この走査に対応して、制御部２０は画像データに基づいて記録ヘッド４を制御し、記録媒体Ｐ上にインクを吐出して画像を記録する。

そして、記録ヘッド４の吐出状態を回復するためのメンテナンスタイミングになると、制御部２０は、各部を制御して記録ヘッド４のメンテナンスを行わせる。詳細に説明すると、制御部２０は、メンテナンスタイミングに伴ってキャリッジ用駆動部２２を制御し、記録ヘッド４と吸引キャップ１４とが対峙する位置までキャリッジ５を移動させる。記録ヘッド４と吸引キャップと１５とが対峙すると、制御部２０は、メンテナンスユニット用駆動部２３を制御して、記録ヘッド４の吐出面と吸引キャップ１４とが密着するまでキャリッジ５を下降させる。

キャリッジ５の下降が完了すると制御部２０は、吸引キャップ１４内部が吸引されるように吸引ポンプ１５を制御する。吸引が終了されると、メンテナンスユニット用駆動部２３を制御して、吐出面が吸引キャップ１４から離間して、ワイプ１３の上端よりも上位に位置するまでキャリッジ５を上昇させる。つまり、キャリッジ５の上昇が完了すれば、メンテナンスユニット１２が水平移動したとしても、ワイプ１３が吐出面から退避しているために、両者が接触しないことになる。

ここで、画像記録時及びメンテナンス時においては、インク残量センサ８１の検出結果に基づいてインクタンク６が空であるか否かが常に監視されている。図４は画像記録時における中間タンク８のインク残量と画像記録時間との関係を表す時間−インク残量線図であり、図５は、メンテナンス時における中間タンク８のインク残量とメンテナンス時間との関係を表す時間−インク残量線図である。図４では０．１×１０^-3ｋｇの範囲で中間タンク８のインク残量が変動している。図４及び図５に示すように、画像記録時及びメンテナンス時では、中間タンク８のインク残量の変動が異なっていることが分かる。これは、中間タンク８に対するインク供給量は、画像記録時、メンテナンス時ともに一定であるものの、インク消費量はメンテナンス時の方が大きいために生じる現象である。インク残量センサ８１は、中間タンク８のインク残量が所定量以上であるか否かを検出するものであるが、この所定量が例えば１０．０×１０^-3であると、画像記録時においては、インクタンク６が空になって中間タンク８に対するインク供給がなくなった場合にのみ、インク残量センサ８１が反応する。しかしながら、メンテナンス時においては、インク供給がなくなった場合だけでなく、インク供給がある場合にも反応してしまう。もちろん、インク供給がある場合には一定時間経過すると、中間タンク８のインク残量が所定量を超えることになる。すなわち、メンテナンス時においては、所定量未満と検出されつづける時間が、一定時間よりも長ければ、インクタンク６が空であると判断することができる。この空判断の基準となる時間を空判断時間とすれば、上述したことからメンテナンス時の方が画像記録時よりも長時間にすることができる。例えば、画像記録時の空判断時間をＴ１、メンテナンス時の空判断時間をＴ２とすれば、Ｔ１＜Ｔ２となる。

以下、空検出時における制御手順について図６を参照にして説明する。図６は、インクタンク６の空検出制御のフローチャートである。図６に示すように、空検出制御が開始されると、制御部２０は、これから行われる動作が画像記録によるものか、メンテナンスによるものかを判断する（ステップＳ１）。

ステップＳ１で画像記録と判断した場合には、制御部２０は、ステップＳ２に移行して、インクタンク６が空であると判断するための空判断時間をＴ１にセットする。その後、制御部２０は、ステップＳ３に移行して、画像記録を実行する。ステップＳ４では、制御部１０は、インク残量センサ８１の検出結果が所定量以上であるか否かを判断する。制御部２０はステップＳ４での判断結果が所定量以上である場合にはステップＳ５に移行し、所定量未満である場合にはステップＳ６に移行する。

ステップＳ５では、制御部２０は画像記録が継続されているかを判断して、継続中である場合にはステップＳ４に移行し、継続中でない場合には画像記録が完了しているということなので空検出制御も終了する。
ステップＳ６では、制御部２０は時間Ｔのカウントを行う。
ステップＳ７では、制御部２０は時間ＴがＴ１よりも小さいか否かを判断し、小さい場合にはステップＳ５に移行し、時間ＴがＴ１以上である場合にはステップＳ８に移行する。このように、インク残量センサ８１の検出結果が所定量未満になってから、検出結果に変更なくＴ１時間経過すると、インクタンク６が空であると認識される。

ステップＳ８では、制御部２０は、画像記録を停止し、インクタンク６が空であることを警告する情報をモニタ２５に表示させる。

一方、ステップＳ１でメンテナンスと判断した場合には、制御部２０は、ステップＳ９に移行して、インクタンク６が空であると判断するための空判断時間をＴ２にセットする。その後、制御部２０は、ステップＳ１０に移行して、メンテナンスを実行する。ステップＳ１１では、制御部１０は、インク残量センサ８１の検出結果が所定量以上であるか否かを判断する。制御部２０はステップＳ１１での判断結果が所定量以上である場合にはステップＳ１２に移行し、所定量未満である場合にはステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１２では、制御部２０はメンテナンスが継続されているかを判断して、継続中である場合にはステップＳ１１に移行し、継続中でない場合にはメンテナンスが完了しているということなので空検出制御も終了する。
ステップＳ１３では、制御部２０は時間Ｔのカウントを行う。
ステップＳ１４では、制御部２０は時間ＴがＴ２よりも小さいか否かを判断し、小さい場合にはステップＳ１２に移行し、時間ＴがＴ２以上である場合にはステップＳ１５に移行する。このように、インク残量センサ８１の検出結果が所定量未満になってから、検出結果に変更なくＴ２時間経過すると、インクタンク６が空であると認識される。

ステップＳ１５では、制御部２０は、メンテナンスを停止し、インクタンク６が空であることを警告する情報をモニタ２５に表示させる。

以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１によれば、インクタンク６の空判断時に判断基準となる空判断時間が、メンテナンス時と画像記録時とではメンテナンス時の方が長時間に切り替わるので、メンテナンス時においては空判断が誤検出されることを防止できる。一方、画像記録時においては、所定時間がメンテナンス時よりも短時間であるために、中間タンク８が空となる以前に空判断を行うことができる。したがって、インクタンク６の空判断時に中間タンク８が空になることや誤検出を防止できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、インクタンク６の空判断時における空判断時間を、画像記録時及びメンテナンス時に基づいて切り替えているが、さらにインクタンク６と中間タンク８との高低差や、複数のインクタンク６に貯留されるインクの粘度差も考慮して、空判断時間を切り替えてもよい。

例えば、図７に示すように、各インクタンク６と各中間タンク８との高低差が異なる場合には、高低差が小さい方が、インク供給時での所定量未満と検出されてから所定量以上となるまでの時間が長くなってしまう。つまり、インクタンク６と中間タンク８との高低差が異なっていても空判断時間を一定にしていると、空判断を誤検出するおそれがある。このため、高低差を基にして空判断時の所定時間を切り替えさせていれば、高低差の異なりによる空判断の誤検出を防止することができる。具体的には、高低差が大きくなるにつれて、空判断時間を小さくすることが好ましい。

また、インクタンク６から中間タンク８にまでインクが到達する時間は、インクの粘度に比例して長くなっている。このため、高粘度のインクであれば、インク供給時での所定量未満と検出されてから所定量以上となるまでの時間が低粘度のインクよりも長くなってしまう。つまり、インクの粘度が異なっていても空判断時間を一定にしていると、空判断を誤検出するおそれがある。しかしながら、インクの粘度差を基にして空判断時の所定時間を切り替えさせていれば、インク粘度の異なりによる空判断の誤検出を防止することができる。具体的には、粘度差が大きくなるにつれて、空判断時間を大きくすることが好ましい。

本実施形態のインクジェット記録装置の概略構成を表す斜視図である。 図１のインクジェット記録装置に備わるインクタンクから記録ヘッドまでのインク流路を表す説明図である。 図１のインクジェット記録装置の主制御構成を表すブロック図である。 画像記録時における中間タンクのインク残量と画像記録時間との関係を表す時間−インク残量線図である。 メンテナンス時における中間タンクのインク残量とメンテナンス時間との関係を表す時間−インク残量線図である。 図１のインクジェット記録装置で行われる空検出制御を示すフローチャートである。 図１のインクジェット記録装置に備わる複数のインクタンクと複数の中間タンクとの位置関係を表す説明図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
４ 記録ヘッド
６ インクタンク
７ インク流路管
８ 中間タンク
２０ 制御部
８１ インク残留センサ

Claims (3)

1. 記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、
   インクを貯留するインクタンクと、
   前記インクタンクから前記記録ヘッドまでインクを導くインク流路管と、
   前記インク流路管の途中に配置され、インクを一旦貯留する中間タンクと、
   前記中間タンクのインク残量が所定量以上であるか否かを検出するインク残量センサと、
   前記インク残量センサの検出結果が、前記インクタンクの空判断時の判断基準となる空判断時間継続して所定量未満である場合に、前記インクタンクが空であると判断する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記記録ヘッドのメンテナンス時における前記空判断時間を、画像記録時における前記空判断時間よりも長時間に切り替えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッド、前記インクタンク、前記インク流路管、前記中間タンク及び前記インク残量センサを複数備え、
   前記制御部は、複数のインクタンクに貯留されるインクに粘度差がある場合には、粘度差を基に前記空判断時間を切り替えることを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッド、前記インクタンク、前記インク流路管、前記中間タンク及び前記インク残量センサを複数備え、
   前記制御部は、
   複数の前記中間タンクと、複数の前記中間タンクのそれぞれに対応する前記インクタンクとの高低差が異なる場合には、高低差を基に前記空判断時間を切り替えることを特徴とするインクジェット記録装置。

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