JP5478267B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の本実施形態に係るインクジェット記録装置(以下、記録装置と称する)におけるインク経路を概念的に示す図である。
また、少なくとも画像記録時には、記録ヘッド10の各ノズルには、メニスカスが形成される。このメニスカスは、ノズルにインク室側(内部側)からの負圧を与えて形成される。
まず、インクが循環していない状態は、インク循環経路30内が全体として、負圧になっている状態であり、記録ヘッド10内も負圧に保たれて、各ノズルにはメニスカスが形成されている。このインクが循環していない場合に、インク循環経路30内を負圧にする方法としては、記録ヘッド10より、重力方向において、下側にあるインクタンク、例えば負圧タンク50を大気開放し、記録ヘッド10よりも上にあるインクタンク、例えば、加圧タンク40を閉塞する方法がある。また、加圧タンク40、負圧タンク50が共に、記録ヘッド10よりも重力方向下側にあるならば、両方のインクタンクを大気開放しても良い。インクタンク内を大気開放又は、閉塞させる手段は、加圧タンク圧力調整部41、負圧タンク圧力調整部51内に配置される、図示していない電磁弁などでなされる。
加圧タンク40には、加圧タンク圧力調整部41がチューブにより接続されている。インク循環時は、加圧タンク圧力調整部41によって、加圧タンク40内の圧力は、正圧に加圧制御される。また負圧タンク50には、負圧タンク圧力調整部51がチューブにより接続されている。インク循環時は、加圧タンク40への正圧印加と同時、もしくは、それよりも若干早目に、負圧タンク圧力調整部51によって、負圧タンク50内の圧力が負圧に減圧制御される。ここで、負圧の方が同時か早めに動作させるのは、先に記録ヘッド10内が正圧に印加されるとノズルからのインク垂れが発生するため、これを防止するためである。
ここで、30ml/minでは、0.5分で15℃以上となっており、温度調整部20から流出したインクが、1/6経路分の記録ヘッド10の位置では、15℃以上になっている。しかし、それ以上のインク循環量では、30ml/minより時間がかかっている。但し、30ml/minで行う場合に、加温開始時のインクの温度が10℃以下の場合には、図2Aで述べたように、時間を要してしまうため、10℃以上のインク温度が必要となっている。
加温開始時のインクの温度を5℃として、閾値温度1までインクを加温する。この時は、例えば、通常時を60ml/min(中)と仮定した場合、90ml/min(高)のように、インク循環量を通常時よりも多くする。前述したように、インク量を多くして、インク経路全体を加温することで、温度調整部20のヒーター23への供給インク温度をできるだけ早く昇温させる。これは、図2Aと図2Cで説明したように、インク温度が閾値温度1未満の5℃以下の場合に、インク循環量が少ないと、インク循環量が多い場合に比べて、適正インク吐出温度範囲内に到達するのに時間を要している。このため、閾値温度1未満のインク温度の時に、少ないインク循環量で加温を行うと、インク経路全体の昇温速度も遅くなり、結果的にインク吐出を開始できる時期が遅くなってしまう。
図4Aは、インク温度が20℃の時における水頭値(記録ヘッド10内のインクに掛かる圧力)、加圧タンク40及び負圧タンク50のそれぞれの圧力に対して、インク循環量を30,60,90ml/minに変えた例をそれぞれに示している。ここで、記録ヘッド10内の圧力は、加圧タンク40及び負圧タンク50の平均圧として設定される。また、インク循環量は、加圧タンク40と負圧タンク50との圧力差によって設定される。
このように制御することにより、インク循環量の変更にかかわらず、記録ヘッド10内の圧力は常に一定となり、ノズルからのインク吐出には何ら影響を与えずに、インク循環量を制御することが可能となる。
まず、インク温度が5℃の場合、通常状態(常温)よりもインク粘度が高く、インク循環量も高く設定するため、インクタンク内圧力は最も高く制御され、本実施形態の場合、加圧タンクは、1160Pa、負圧タンクは−4160Paとすると、インク循環量が90ml/minでかつヘッド内圧力が適正値である、−1500Paに設定される。
インク循環量を30ml/minに設定した場合、50℃のインクは0.5分で40℃未満となっている。しかし、それ以上のインク循環量では、30ml/minの場合より40℃以下になるための時間がかかっている。但し、30ml/minで行う場合に、冷却開始時のインクの温度が46℃以上の場合には、図8Aで述べたように、その温度に到達するまでに時間を要してしまう。
冷却開始時のインクの温度を55℃として、閾値温度3までインクを冷却する。この時は、例えば、通常時を60ml/min(中)と仮定した場合、90ml/min(高)のように、インク循環量を通常時よりも多くする。前述したように、インク量を多くして、インク経路全体を冷却することで、温度調整部20の冷却ファン22への供給インク温度をできるだけ早く下げる。これは、図8Aと図8Cで説明したように、インク温度が閾値温度3以上の46℃以上の場合に、インク循環量が少ないと、インク循環量が多い場合に比べて、インク吐出温度範囲内に到達するのに時間を要している。このため、閾値温度3以上のインク温度の時に、少ないインク循環量で冷却を行うと、インク経路全体のインク冷却速度も遅くなり、結果的にインク吐出を開始できる時期が遅くなってしまう。
図6は、第2の本実施形態に係るインクジェット記録装置におけるインク経路を概念的に示す図である。本実施形態の構成部位について、前述した第1の実施形態と同等の構成部位には同じ参照符号を付してその説明を省略する。
尚、本実施形態において、新たに付加される加圧タンク40側及び負圧タンク50側の構成は、いずれも同一機能を果たすため、以後、加圧タンク40側の構成の説明のみ行うものとする。
加圧タンク位置検出部63は加圧タンク40に設けられた磁気目盛り62を検出する磁気センサであって、磁気目盛りを読み取ることで加圧タンク40の重力方向の高さ位置を検出する。
この構成により、加圧タンク位置調整部45は、記録ヘッド10に対して加圧タンク40の位置を上昇させることにより水頭圧を高くし、下降させることにより水頭圧を低くすることができる。
図7は、第3の本実施形態に係るインクジェット記録装置におけるインク経路を概念的に示す図である。本実施形態の構成部位について、前述した第1の実施形態と同等の構成部位には同じ参照符号を付してその説明を省略する。
本実施形態は、前述した第1の実施形態と同じインクに対する温度制御を行うことにより、同等の作用効果を得ることができる。
Claims (7)
- ノズルからインクを吐出して記録媒体上に画像記録を行う記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯留する上流側インクタンクと、
記録ヘッドで使用されずに排出されたインクを貯留する下流側インクタンクと、
前記上流側インクタンクから前記記録ヘッドへ前記インクを流通するインク供給経路、 前記記録ヘッドから下流側インクタンクへ前記インクを流通するインク排出経路及び、下流側インクタンクから上流側インクタンクへ前記インクを帰還させるインク循環経路により形成されるインク循環経路と、
前記インク循環経路内にて、インクを通常と設定されたインク循環量で送液する第1のインク循環量と、該第1のインク循環量よりも高いインク循環量を送液する第2のインク循環量と、前記第1のインク循環量よりも低いインク循環量を送液する第3のインク循環量と、を切り換えて、インクを循環させるインク循環量制御部と、
前記インク循環経路内のインク温度を検出するインク温度検出部と、
前記インク温度検出部で検出されたインク温度に基づき、所望するインク温度となるように加温又は冷却により制御するインク温度制御部と、を具備し、
前記第1のインク循環量は、前記記録ヘッドからの吐出が最適となる最適温度範囲内において前記インク循環経路を循環される循環量であり、
前記インク循環量制御部は、前記インク温度制御部によるインクの加温過程において、前記インク温度検出部により検出されたインク温度が、前記最適温度範囲の下限温度より低い場合には、該下限温度よりも低い温度である閾値温度1を設定すると共に、
さらに検出されたインク温度が前記閾値温度1未満の場合には、前記循環経路内の循環量を前記第2のインク循環量に設定し、
前記インク温度検出部によりインク温度が前記閾値温度1になったことが検出されると、前記循環経路内の前記第3のインク循環量に設定し、
前記インク温度検出部によりインク温度が前記閾値温度1より高い閾値温度2以上となったことが検出されると、前記循環経路内の循環量を第2のインク循環量に再設定することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記インク循環量制御部は、
前記第2のインク循環量に再設定されてからインク温度が予め設定された目標温度に達するか、又は予め定めた時間が経過したときに、前記循環経路内の循環量を前記第1のインク循環量に切り換え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。 - ノズルからインクを吐出して記録媒体上に画像記録を行う記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯留する上流側インクタンクと、
記録ヘッドで使用されずに排出されたインクを貯留する下流側インクタンクと、
前記上流側インクタンクから前記記録ヘッドへ前記インクを流通するインク供給経路、 前記記録ヘッドから下流側インクタンクへ前記インクを流通するインク排出経路及び、下流側インクタンクから上流側インクタンクへ前記インクを帰還させるインク循環経路により形成されるインク循環経路と、
前記インク循環経路内にて、インクを通常と設定されたインク循環量で送液する第1のインク循環量と、該第1のインク循環量よりも高いインク循環量を送液する第2のインク循環量と、前記第1のインク循環量よりも低いインク循環量を送液する第3のインク循環量と、を切り換えて、インクを循環させるインク循環量制御部と、
前記インク循環経路内のインク温度を検出するインク温度検出部と、
前記インク温度検出部で検出されたインク温度に基づき、所望するインク温度となるように加温又は冷却により制御するインク温度制御部と、を具備し、
前記第1のインク循環量は、前記記録ヘッドからの吐出が最適となる最適温度範囲内において前記インク循環経路を循環される循環量であり、
前記インク循環量制御部は、前記インク温度制御部によるインクの冷却過程において、
前記インク温度検出部により検出されたインク温度が、前記最適温度範囲の上限温度より高い場合には、該上限温度よりも高い温度である閾値温度3を設定すると共に、
さらに検出されたインク温度が前記閾値温度3より高い場合には、前記循環経路内の循環量を前記第2のインク循環量に設定し、
前記インク温度検出部によりインク温度が前記閾値温度3以下になったことが検出されると、前記循環経路内の循環量を前記第3のインク循環量に設定し、
前記インク温度検出部によりインク温度が前記閾値温度3より低い閾値温度4以下となったことを検出すると、前記循環経路内の循環量を第2のインク循環量に再設定することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記インク循環量制御部は、
前記第2のインク循環量に再設定されてからインク温度が予め設定された目標温度に達するか、又は予め定めた時間が経過したときに、前記循環経路内の循環量を前記第1のインク循環量に切り換え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。 - 前記インク循環量制御部は、
上流側インクタンク内の圧力を調整する上流側インクタンク圧力調整部と、
下流側インクタンク内の圧力を調整する上流側インクタンク圧力調整部と、を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置。 - 前記インク循環量制御部は、
前記記録ヘッドよりも重力方向上方に配置された前記上流側インクタンク内のインクの高さ位置を検出する第1のインク位置検出部と、
前記記録ヘッドよりも重力方向下方に配置された前記下流側インクタンク内のインクの高さ位置を検出する第2のインク位置検出部と、
前記第1のインク位置検出部により検出されたインクの高さ位置が予め設定された高さを維持するように、前記上流側インクタンクを重力方向に移動する上流側インクタンク位置調整部と、
前記第2のインク位置検出部により検出されたインクの高さ位置が予め設定された高さを維持するように、前記下流側インクタンクを重力方向に移動する下流側インクタンク位置調整部と、
を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置。 - 前記インク循環量制御部は、
前記インク供給経路に設けられ、該インク供給経路における径を変化させることでインクに対する流路抵抗を調整するインク供給経路流路抵抗調整部と、
前記インク帰還経路に設けられ、該インク帰還経路における径を変化させることでインクに対する流路抵抗を調整するインク帰還経路流路抵抗調整部と、
を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置。
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