JP7058963B2 - Inkjet recording device and its judgment method - Google Patents
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Description
本発明は、インクタンクと記録ヘッドが供給チューブで接続される記録装置およびその検知方法に関する。 The present invention relates to a recording device in which an ink tank and a recording head are connected by a supply tube and a detection method thereof.
特許文献1には、インクタンクと記録ヘッドがインク供給チューブで接続され、インク供給チューブの途中に開閉弁を備えるインクジェット記録装置が開示されている。記録ヘッドに対するインクの充填は、開閉弁を閉じた状態で吸引手段によってインク供給チューブと記録ヘッド内部を減圧し、圧力が所定値に至ったら開閉弁を解放する吸引動作によって行われる。この吸引動作を予め決められた回数行うことで、インクタンクから記録ヘッドまでの流路をインクで満たす。 Patent Document 1 discloses an inkjet recording apparatus in which an ink tank and a recording head are connected by an ink supply tube and an on-off valve is provided in the middle of the ink supply tube. The recording head is filled with ink by a suction operation in which the ink supply tube and the inside of the recording head are depressurized by a suction means with the on-off valve closed, and the on-off valve is released when the pressure reaches a predetermined value. By performing this suction operation a predetermined number of times, the flow path from the ink tank to the recording head is filled with ink.
また、インクの充填動作が完了した後は、記録ヘッドからインクを吐出させる動作を行い、不吐出検出手段によってインクが吐出されたかどうかを検出することで、実際に記録ヘッドまでインクが充填されているか確認する技術が従来技術として存在する。例えばインクタンクと記録装置本体との間に接続不良がある場合は、記録ヘッドからインクが吐出されないため、不吐出検出手段によって記録ヘッドが不吐出状態であると判断される。 Further, after the ink filling operation is completed, the ink is ejected from the recording head, and the ink is actually filled up to the recording head by detecting whether or not the ink is ejected by the non-ejection detecting means. There is a technique for confirming whether or not it is a conventional technique. For example, when there is a poor connection between the ink tank and the recording device main body, the ink is not ejected from the recording head, so that the non-ejection detecting means determines that the recording head is in the non-ejection state.
特許文献1の構成では、インクの充填動作の際に前述した吸引動作を予め決められた回数繰り返し、その後に不吐出検出を行うため、インクタンクと記録装置の接続不良を検知するまでに時間がかかることがあった。 In the configuration of Patent Document 1, since the suction operation described above is repeated a predetermined number of times during the ink filling operation and then non-ejection detection is performed, it takes time to detect a connection failure between the ink tank and the recording device. It sometimes took.
上記課題に鑑みて本発明は、インクタンクと記録ヘッドが接続されて吸引手段によってインクを充填する構成において、インクタンクと吸引手段の間における不良の有無を検知する時間を短縮することができる記録装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention can shorten the time for detecting the presence or absence of a defect between the ink tank and the suction means in the configuration in which the ink tank and the recording head are connected and the ink is filled by the suction means. The purpose is to provide the device.
本発明は、上記目的を達成するため、インクを吐出する複数の吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、前記吐出口面を被覆する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能なキャップと、前記キャップと接続される吸引手段と、を備え、前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって吸引することによって前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを充填するインク充填動作を行う記録装置であって、前記インク充填動作中に、圧力測定手段によって測定された前記インクタンクと前記吸引手段との間に設けられるインク流路の圧力に基づいて、前記インク流路における不良の有無を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention has a recording head having an ejection port surface provided with a plurality of ejection ports for ejecting ink, an ink tank for accommodating ink supplied to the recording head, and the ejection port. A cap that can be switched between a covered state that covers the surface and an exposed state that is exposed, and a suction means that is connected to the cap are provided, and when the cap is in the covered state, suction is performed by the suction means. This is a recording device that performs an ink filling operation for filling ink from the ink tank to the recording head, and is between the ink tank and the suction means measured by the pressure measuring means during the ink filling operation. It is further provided with a detecting means for detecting the presence or absence of a defect in the ink flow path based on the pressure of the provided ink flow path.
本発明によれば、インクタンクと記録ヘッドが接続されて吸引手段によってインクを充填する構成において、インクタンクと吸引手段の間における不良の有無を判断する時間を短縮することができる記録装置を提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, in a configuration in which an ink tank and a recording head are connected and ink is filled by a suction means, a recording device capable of shortening the time for determining the presence or absence of a defect between the ink tank and the suction means is provided. Will be done.
本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態について説明する。ただし、実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。本明細書においては、間欠的に搬送される記録媒体に対しインクを吐出するヘッドを、記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復移動させて記録を行う、シリアル型のインクジェット記録装置を例に説明する。しかしながら、本発明はシリアル型のインクジェット記録装置に限らず、長尺プリントヘッドを用いて連続的にプリントを行うライン型のインクジェット記録装置にも適用することができる。本明細書において「インク」とは、記録液などの液体の総称として用いる。さらに本明細書において「記録」とは、平面的なものに対する記録に限らず、立体物に対する記録も含む。本明細書において「記録媒体」とは、液体を吐出されるものであって、紙、布、プラスチックフィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等の記録媒体の総称として用いる。さらに、記録媒体はロール状の連続紙に限らずカット紙も含む。なお、インクジェット記録装置はPCプリンタのみならず、コピー機能、ファクシミリ機能等を有するマルチファンクションプリンタにも適用することができる。 An embodiment of the inkjet recording apparatus according to the present invention will be described. However, the components described in the embodiments are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention. In the present specification, a serial type inkjet recording device is used as an example in which a head that ejects ink to a recording medium that is intermittently conveyed is reciprocated in a direction intersecting the conveying direction of the recording medium to perform recording. explain. However, the present invention is not limited to the serial type inkjet recording device, but can also be applied to a line type inkjet recording device that continuously prints using a long print head. In the present specification, "ink" is used as a general term for liquids such as recording liquids. Further, in the present specification, the term "record" includes not only a record for a two-dimensional object but also a record for a three-dimensional object. As used herein, the term "recording medium" is used as a general term for recording media such as paper, cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, and leather, which discharge liquid. Further, the recording medium is not limited to roll-shaped continuous paper, but also includes cut paper. The inkjet recording device can be applied not only to a PC printer but also to a multifunction printer having a copy function, a facsimile function, and the like.
〔第1実施形態〕
図1は、インクジェット記録装置(以下、記録装置)50の内部構造を示す概略斜視図である。記録装置50は、対向して設けられた2つの脚部55の上部に支持固定されている。記録装置50内部には、ベルト伝達手段62によってX方向に往復移動するキャリッジ60が設けられている。キャリッジ60は、記録媒体に対してインクを吐出して画像を記録する記録動作を行う記録ヘッド1を搭載している。記録ヘッド1は、ホストコンピュータ等から送られてきた記録データに基づいて各吐出口からインク滴を吐出して、記録媒体に対して画像を記録する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the internal structure of an inkjet recording device (hereinafter referred to as a recording device) 50. The
記録装置50の前面には、記録媒体を保持するロールホルダユニット52が設けられている。本実施形態の記録媒体はロール状の連続紙である。記録媒体は記録ヘッド1による記録動作が行われる記録位置まで、ロールホルダユニット52から記録装置50内部へ給送される。画像が記録された記録媒体は、X方向と交差するY方向に搬送される。本実施形態においては、X方向とY方向は直交する。記録ヘッド1の記録動作によって1バンド分の画像が記録されると、記録媒体は搬送ローラ51の回転によって所定の搬送量だけY方向に搬送される(間欠搬送動作)。この1バンド分の記録動作と間欠搬送動作を繰り返すことによって、記録媒体の全体に画像が記録される。記録媒体への記録が完了したら、不図示のカッタによって記録媒体が切断され、切断された記録媒体は記録装置50の前面に設けられたスタッカ53に積載される。
A roll holder unit 52 for holding a recording medium is provided on the front surface of the
記録装置50の前面側にはさらに、インク供給ユニット63が備えられている。インク供給ユニット63は、ブラック、シアン(第1のインク)、マゼンタ(第2のインク)、イエローなどの色毎にインクを収容するインクタンク5を有し、各インクタンク5は記録装置50に対して着脱可能に設けられている。インクタンク5には可撓性部材等で構成された供給チューブ(インク供給路)2が接続され、供給チューブ2によってインクタンク5と記録ヘッド1とが接続されている。記録ヘッド1の記録媒体と対向する面は複数の吐出口が設けられた吐出口面20であり、吐出口面20はY方向に沿って複数の吐出口が設けられた吐出口列を色毎に備える。インクの色毎に備えられた複数の供給チューブ2は各吐出口列と接続され、チューブガイド61によって束ねられている。
An
回復ユニット70は、X方向においてキャリッジ60の走査範囲内であって、記録媒体の搬送領域外に設けられている。回復ユニット70は、必要に応じて吐出口面20に設けられた複数の吐出口からインクや空気を吸引してクリーニング動作を行ったり、インクタンク5から記録ヘッド1へインクを充填するための弁閉じ吸引動作(後述)を行ったりする。
The
記録装置50の前面側でインク供給ユニット63の上方には操作パネル54が設けられている。ユーザが操作パネル54を操作することで、記録装置50に対する指令が入力される。操作パネル54は、例えばインクタンク5の交換が必要な際にユーザに対して警告を発する表示パネルの機能を備えた、タッチパネル形式等も含む。
An
図2は、インクタンク5から記録ヘッド1までの一色分のインク流路を示す概念図である。インクタンク5の鉛直下方には大気連通室6が設けられ、大気連通室6には鉛直上方へ延在する第1中空管9が備えられている。また、インクタンク5は底部に第1ジョイント部90と第2ジョイント部80を有する。第1ジョイント部90に対して第1中空管9が挿入されることで、インクタンク5と大気連通室6が接続される。大気連通室6は外部の大気と連通する大気連通路7を有するため、大気連通路7を介してインクタンク5と大気が連通している。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an ink flow path for one color from the
インクタンク5の第2ジョイント部80には、供給チューブ2と接続され鉛直上方へ延びる第2中空管8が挿入され、これにより供給チューブ2を介してインクタンク5と記録ヘッド1が接続される。供給チューブ2にはさらに、供給チューブ2を開放する開状態と閉塞する閉状態とに切替可能な開閉弁3が設けられ、開閉弁3は駆動源である開閉弁モータ35によって駆動される。以下で、記録ヘッド1内部と供給チューブ2をインク供給路とも称する。
A second
記録ヘッド1は、底部に複数の吐出口が設けられた吐出口面20を有し、内部にインクに混ざった不純物を捕捉するためのフィルタ21を有する。吐出口面20は、大気と連通している第1中空管9の下端部よりも鉛直方向において上方に配される。これにより、インクタンク5から記録ヘッド1までインクが満たされると、各吐出口において負圧が保たれてメニスカスが維持される。記録動作の際は、各吐出口からインクが吐出されることで記録ヘッド1内のインクが消費されると、随時インクタンク5から各吐出口へと供給チューブ2を介してインクが供給される。このようなインクの供給方法は水頭差方式とも呼ばれている。なお本実施形態では、吐出口面20と第1中空管9の下端部の高低差、いわゆる水頭差Hは約80mmである。
The recording head 1 has a
次に回復ユニット70の構成について説明する。回復ユニット70は、吐出口面20を密閉可能なキャップ22と、キャップ22と接続される吸引ポンプ(吸引手段)23を有する。キャップ22は、吐出口面20を密閉する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能である。キャップ22内にはキャップ内吸収体29が備えられ、吸引ポンプ23はキャップ内吸収体29を介してキャップ22内を負圧にする。キャップ内吸収体29を設けることで、吸引ポンプ23による吸引の際にキャップ22内を均一に減圧することが可能である。吸引ポンプ23はチューブポンプであり、平均流量はチューブポンプの回転速度に比例する。本実施形態では、吸引ポンプ23の流量がほぼ一定になるように、吸引ポンプモータ28により制御される。
Next, the configuration of the
キャップ22にはさらに大気開放弁30が設けられ、大気開放弁30はキャップ22と大気との連通・非連通状態を切り替える。大気開放弁30の開閉は大気弁モータ31により行われる。本実施形態ではさらに、キャップ22と吸引ポンプ23の間に圧力センサ(圧力測定手段)25が配される。圧力センサ25は気体や液体の圧力を電気信号に変換して出力するもので、例えば、ひずみを計測するひずみゲージ式や静電容量の変化を計測する静電容量式がある。圧力センサ25を用いたインク供給については後述する。
The
例えば記録ヘッド1に対する回復動作として、記録ヘッド1の吐出不良を抑制するための予備的なインク吐出動作(予備吐出動作)を行う場合は、キャップ内吸収体29に対してインクが吐出される。このように、回復動作によってキャップ22で受けたインクは、吸引ポンプ23によって吸引されてメンテナンスカートリッジ24に収容される。後述するCPU11(図3参照)がメンテナンスカートリッジ24で回収されたインク量を算出し、算出したインク量が閾値に到達すると、メンテナンスカートリッジ24を新品と交換するようにユーザに知らせる。なお、メンテナンスカートリッジ24で回収したインク量は、CPU11がメンテナンスカートリッジ24に流入したインク量を推定して、容量メモリ26に逐次加算していくことで算出される。
For example, when performing a preliminary ink ejection operation (preliminary ejection operation) for suppressing ejection defects of the recording head 1 as a recovery operation for the recording head 1, ink is ejected to the
図3は、記録装置50の内部構成を示すブロック図である。CPU(制御手段、判断手段)11は記録装置50全体を制御するための演算処理装置である。本実施形態では、CPU11はタイマ回路とも接続され、経過時間の計測が可能である。RAM14は制御ソフトウエアを動作させる際に一時的に使用する情報を保持可能な記憶装置である。ROM13は制御ソフトウエアを内蔵し、読み出しのみ可能な記憶装置である。ユーザインターフェース(I/F)12は、ユーザが操作するキーや情報を表示する操作パネル54を含み、記録装置50とホストコンピュータを接続するデータ送受信用通信ポートとして動作する。入出力I/O15は、記録ヘッド1にインクを吐出させるヘッド吐出駆動部27、吸引ポンプモータ28、大気弁モータ31、開閉弁モータ35、圧力センサ25、容量メモリ26の入出力を制御する。
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the
記録装置50の初期設置時にインクタンク5から記録ヘッド1までインクを充填する動作を、インク充填動作と称する。本実施形態でインク充填動作を行う際は、図4のフローチャートを用いて説明する、弁閉じ吸引動作を繰り返し実行する。
The operation of filling ink from the
まずステップS401にて、CPU11はキャップ22を被覆状態にして吐出口面20を密閉し、開閉弁3を閉状態にする。これにより、供給チューブ2の途中からキャップ22までの区間で閉空間が構成される。ステップS402にてCPU11が吸引ポンプモータ28を駆動して、吸引ポンプ23がキャップ22を介して記録ヘッド1内や供給チューブ2内を吸引する。これにより記録ヘッド1内や供給チューブ2内からインクや空気を抜き出して減圧する。
First, in step S401, the
ステップS403にて吸引ポンプ23の吸引開始から所定時間(本実施形態では55秒)経過したか否かをCPU11が判断する。所定時間吸引したら、ステップS404にてCPU11が吸引ポンプモータ28を停止して吸引ポンプ23による吸引を停止し、ステップS405にて開閉弁3を開状態にする。これにより、減圧された閉空間に位置する記録ヘッド1内や供給チューブ2内に対して、負圧の開放によってインクタンク5のインクが約1~2秒で供給される。図4で示した一連の流れを弁閉じ吸引動作と称する。
In step S403, the
1回あたりの弁閉じ吸引動作で充填できるインク量は限られているため、本実施形態のように容積が大きい供給チューブ2を使用する場合は弁閉じ吸引動作を繰り返し実行する必要がある。記録ヘッド1までインクを充填した後は、キャップ内吸収体29で受けたインクを排出するため、CPU11が大気弁モータ31を制御して大気開放弁30を開放し、吸引ポンプモータ28を駆動して吸引ポンプ23により空吸引動作を実行する。
Since the amount of ink that can be filled by the valve closing suction operation per time is limited, it is necessary to repeatedly execute the valve closing suction operation when the
なお、弁閉じ吸引動作は初期設置時以外にも、吐出口から発生した気泡が記録ヘッド1に溜まって吐出不良が発生した場合に、吐出口から強制的に気泡を排出する目的で定期的に実行される。さらには、使用を開始した記録装置50を別の場所へ移動させる、いわゆる二次輸送のためにインク供給路からインクを排出させた場合に、移動後の再設置の際にインクを再充填する目的で実行される。
It should be noted that the valve closing suction operation is performed regularly for the purpose of forcibly discharging air bubbles from the discharge port when air bubbles generated from the discharge port are accumulated in the recording head 1 and a discharge failure occurs, even when the air bubbles are not initially installed. Will be executed. Furthermore, when the
図5(a)は、記録装置50の初期設置時に1回目の弁閉じ吸引動作を行うために、開閉弁3を閉状態にして記録ヘッド1内と供給チューブ2内を減圧している様子を示す。すなわち、図5は図4のフローチャートにおけるステップS402と対応している。初期設置時であるため、供給チューブ2と記録ヘッド1にはインクが供給されていない。図5(b)は横軸を時間(秒)とし、縦軸を負圧値(kPa)として、図5(a)における吸引ポンプ23の動作時間に伴う圧力の変化を示す。図5(b)から、吸引ポンプ23を動作させるにつれて負圧が高まることが分かる。
FIG. 5A shows a state in which the on-off
図6(a)は、吸引ポンプ23による吸引動作を所定時間行った後、開閉弁3を開状態にした様子を示す。すなわち、図6は図4のフローチャートにおけるステップS405と対応しており、インク供給路内の負圧を開放することによって、所定量のインクをインクタンク5から供給チューブ2へ供給する。図5及び図6で示した1回の弁閉じ吸引動作によって、供給チューブ2の途中までインクが充填される。図6(b)は図6(a)における圧力の測定結果を示す。吸引ポンプ23による駆動を開始してから約55秒経過したところで開閉弁3を開状態にすることで、圧力(負圧)が開放されて負圧値が低下する。以上が、1回の弁閉じ吸引動作におけるインク供給と圧力変化の様子である。
FIG. 6A shows a state in which the on-off
続いて図5と図7~図9を用いて、弁閉じ吸引動作を繰り返し行って記録ヘッド1にインクを充填する様子を示す。上述したように、図5(a)は、1回目の弁閉じ吸引動作において、開閉弁3を閉状態にして記録ヘッド1と供給チューブ2内を減圧している様子を示し、図5(b)はその時の圧力測定結果を示す。1回目の弁閉じ吸引動作を開始する前は、記録ヘッド1及び供給チューブ2にはインクが供給されていないため、インク供給路が空気で満たされている。空気の圧縮率は液体より大きく、圧力変化に応じて体積が膨張または収縮しやすい。そのため、図5(a)のようにインク供給路が空気で満たされている状態では、単位時間あたりの圧力変化量(図5(b)のグラフの勾配)は小さい。
Subsequently, with reference to FIGS. 5 and 7 to 9, a state in which the valve closing suction operation is repeatedly performed to fill the recording head 1 with ink is shown. As described above, FIG. 5A shows a state in which the on-off
図5(b)においては、吸引ポンプ23による吸引開始後0秒~5秒における圧力変化量が、それ以降の圧力変化量と異なる。これは、記録ヘッド1の吐出口やフィルタ21の流体抵抗によって負圧値が約20kPaとなることによる。すなわち、負圧値(圧力値)が約20kPa以上になるまでの5秒間は、記録ヘッド1内や供給チューブ2内の空気量によらず、ほぼ同じ圧力変化が測定される。
In FIG. 5B, the amount of pressure change from 0 to 5 seconds after the start of suction by the
図5(b)におけるその後の圧力変化量は、吸引開始後5秒~15秒の10秒間において約9kPa、15秒~25秒の10秒間において約8kPa、25秒~35秒の10秒間において約6kPaとなっている。本実施形態では、供給チューブ2の容積は約40ml、記録ヘッド1の容積は約5ml、キャップ22から吸引ポンプ23までの容積は約5mlである。初期設置時は、供給チューブ2と記録ヘッド1とキャップ22から吸引ポンプ23までの合計約50mlの容積がほぼすべて空気で満たされている。そのため、図5(b)に示す単位時間当たりの圧力変化量よりPV=一定の関係から算出すると、吸引ポンプ23の流量は約0.5ml/sとなる。
The amount of subsequent pressure change in FIG. 5B is about 9 kPa in 10 seconds from 5 seconds to 15 seconds after the start of suction, about 8 kPa in 10 seconds from 15 seconds to 25 seconds, and about 10 seconds from 25 seconds to 35 seconds. It is 6 kPa. In the present embodiment, the volume of the
図7(a)は、2回目の弁閉じ吸引動作において、開閉弁3を閉状態にして記録ヘッド1と供給チューブ2内を減圧している様子を示し、図7(b)はその時の圧力測定結果を示す。1回目の弁閉じ吸引動作によって供給チューブ2の途中までインクが供給されているため、1回目の弁閉じ吸引動作時と比較してインク供給路内の空気量は少ない。よって、図7(b)に示す単位時間当たりの圧力変化量は、1回目の弁閉じ吸引動作時よりも大きい。これは、液体(水やインク)の圧縮率が空気と比較して小さく、液体(水、インク)は膨張や収縮をほとんどしないため、空気が少なくて液体が多いほど、吸引ポンプ23の減圧による圧力変化量が大きくなるためである。
FIG. 7A shows a state in which the on-off
図8(a)は、3回目の弁閉じ吸引動作において、開閉弁3を閉状態にして記録ヘッド1と供給チューブ2内を減圧している様子を示し、図8(b)はその時の圧力測定結果を示す。図8(a)においては、それまでの弁閉じ吸引動作によって記録ヘッド1の近傍の供給チューブ2内までインクが供給されている。
FIG. 8A shows a state in which the on-off
図9(a)は、4回目の弁閉じ吸引動作において、開閉弁3を閉状態にして記録ヘッド1と供給チューブ2内を減圧している様子を示し、図9(b)はその時の圧力測定結果を示す。図9(a)においては、それまでの弁閉じ吸引動作によって記録ヘッド1内部までインクが供給されている。
FIG. 9A shows a state in which the on-off
このように、弁閉じ吸引動作を繰り返すにつれて、供給チューブ2から記録ヘッド1へと順次インクが供給されていき、インク供給路内の空気量が少なくなりインク量が多くなる。よって、図8(b)、図9(b)に示す単位時間あたりの圧力変化量は、弁閉じ吸引動作の繰り返し回数と比例して大きくなる。
In this way, as the valve closing suction operation is repeated, ink is sequentially supplied from the
以上が初期充填動作に関する一連の流れだが、インクタンク5が記録装置50に対して適切に装着されておらず、接続不良となっている場合、上述した弁閉じ吸引動作を繰り返してもインクがインク供給路に供給されない現象が起きる。すなわち、インクがインク供給路に供給されず、インク供給路内の単位時間あたりの圧力変化量に変化が生じないので、圧力測定結果は図5(b)に示す状態から変化しないこととなる。
The above is a series of steps related to the initial filling operation. If the
このような現象を利用して、本実施形態では圧力変化量の測定結果から、インクタンク5と記録装置50の間で接続不良が起きているかどうかの判定を行う。具体的には、予め圧力変化量の閾値T1を算出しておき、弁閉じ吸引動作を所定回数行った後の単位時間当たりの圧力変化量が閾値T1を超えているか否かを判定する。本実施形態では、吸引ポンプ23による吸引を開始してから5秒後(第1の時間経過後)を起点とした10秒間(例えば図5(b)における5秒~15秒の区間)における閾値T1を12kPaと設定する。先述したように、1回目の弁閉じ吸引動作においては当該10秒間の圧力変化量は約9kPaであるが、接続不良がなければ、3回目の弁閉じ吸引動作における当該10秒間の圧力変化量は約20kPaであるため(図8(b)参照)、12kPaより大きくなる。そのため、測定した圧力変化量が閾値T1を超えていない場合は、インク供給路にインクが供給されていないと推定され、接続不良と判定することができる。
Utilizing such a phenomenon, in the present embodiment, it is determined from the measurement result of the pressure change amount whether or not a connection failure has occurred between the
図10を用いて、初期充填動作において接続不良の判定を行うフローチャートを説明する。ステップS1101にて、CPU11は開閉弁モータ35を駆動して開閉弁3を閉状態にして、吸引ポンプモータ28を駆動して吸引ポンプ23による吸引動作を行う。その後CPU11は、吸引ポンプモータ28を停止して、開閉弁モータ35を駆動して開閉弁3を開状態にし、インク供給路内の負圧を開放する。この一連の弁閉じ吸引動作を所定回数であるN回行い、各回の弁閉じ吸引動作のうち吸引ポンプ23により負圧をチャージしている間に、CPU11は圧力センサ25を用いて単位時間あたりの圧力変化量を測定する。本実施形態では、所定回数(N回)は3回であり、単位時間とは吸引を開始してから5秒後~15秒後までの10秒間である。
A flowchart for determining a connection failure in the initial filling operation will be described with reference to FIG. 10. In step S1101, the
ステップS1102にて、CPU11は圧力センサ25によって測定された測定結果と閾値T1とを比較する。圧力変化量が閾値T1を超えていない場合、すなわち所定回数の弁閉じ吸引動作を行ってもインクが供給されていない場合は、ステップS1103にて、CPU11がインクタンク5と記録装置50の接続不良と判定する。その後、ステップS1104にてCPU11は、操作パネル54等を介してユーザに対してインクタンク5の装着をし直すように報知する。
In step S1102, the
ステップS1106にて、CPU11はインクタンク5が記録装置50に対して装着されたか否かを判定する。CPU11は、インクタンク5が装着されていない場合は装着されるまで待ち、装着された場合は再びステップS1101に戻って初期充填動作を再開する。
In step S1106, the
一方、ステップS1102にて圧力変化量が閾値T1を超えている場合は、ステップS1105に進み、CPU11は予め設定されている回数(M回)の弁閉じ吸引動作を繰り返して初期充填動作を完了させる。
On the other hand, if the pressure change amount exceeds the threshold value T1 in step S1102, the process proceeds to step S1105, and the
上述したように、弁閉じ吸引動作を所定回数行った後に圧力変化量を閾値と比較することで、インクタンク5と記録装置50の接続不良の有無を判断することができる。そのため、初期充填シーケンスが完了した後、実際に記録ヘッド1までインクが充填されたかどうかを吐出状態の確認によって判断する場合と比較して、接続不良の判断に要する時間が短縮されてスループットが向上する。また、接続不良と判断した場合はインク充填動作を一旦中止して、ユーザに接続不良を解消させてインク充填動作を再開するため、記録ヘッド1に対するインク充填動作が完了するまでのスループットも向上する。
As described above, by comparing the pressure change amount with the threshold value after performing the valve closing suction operation a predetermined number of times, it is possible to determine whether or not there is a connection failure between the
なお、本実施形態では予め閾値T1を設定したが、閾値の設定方法は他の例も採用可能である。例えば、1回目の弁閉じ吸引動作において測定した5秒~15秒間の圧力変化量を閾値として設定し、その後(例えば3回目)の弁閉じ吸引動作での当該10秒間の圧力変化量と比較することで判断することもできる。さらに、図5(b)及び図8(b)より、1回目と3回目の弁閉じ吸引動作における5秒~15秒間の圧力変化量の差分は約11kPaであることから、差分の閾値(例えば5kPa)を設定して判断に用いてもよい。 Although the threshold value T1 is set in advance in the present embodiment, other examples can be adopted as the threshold value setting method. For example, the amount of pressure change for 5 to 15 seconds measured in the first valve closing suction operation is set as a threshold value, and then compared with the pressure change amount in the 10 seconds in the subsequent (for example, the third) valve closing suction operation. You can also judge by that. Further, from FIGS. 5 (b) and 8 (b), since the difference in the amount of pressure change between 5 seconds and 15 seconds in the first and third valve closing suction operations is about 11 kPa, the difference threshold value (for example). 5 kPa) may be set and used for judgment.
また、先述したように記録ヘッド1に設けられた吐出口やフィルタ21の流体抵抗によって生じる負圧値が約20kPaとなることから、圧力変化量の測定は吸引動作の開始後5秒以降で行って取得する構成としている。さらに、本実施形態では圧力センサ25を記録ヘッド1と吸引ポンプ23の間に設ける構成としたが、これに限らず、記録ヘッド1の内部流路や供給チューブ2の所定位置に設けることで、同様の測定を行うことができる。
Further, as described above, since the negative pressure value generated by the fluid resistance of the discharge port provided in the recording head 1 and the
また、本実施形態では圧力を測定することで、インク供給路におけるインクの充填状態を判断する構成としたが、これに限らず、他の手段によってインクの充填状態を推定する構成であってもよい。例えば、光学センサによってインク供給路におけるインクの充填状態を推定し、その推定結果に基づいて接続不良の有無を判断する構成も採用可能である。 Further, in the present embodiment, the ink filling state in the ink supply path is determined by measuring the pressure, but the configuration is not limited to this, and the ink filling state may be estimated by other means. good. For example, it is possible to adopt a configuration in which the ink filling state in the ink supply path is estimated by an optical sensor and the presence or absence of a connection failure is determined based on the estimation result.
本実施形態では1色分のインクについて記載したが、複数色のインクに対しても同様の構成を備えることが可能である。また、インクが複数色ある場合は、複数の吐出口列が設けられた吐出口面20を共通のキャップ22で被覆し、キャップ22と共通の吸引ポンプ23との間に圧力センサ25を配置してもよい。流路構成が色毎に異なるため、共通の吸引ポンプ23を使用すると吸引のバラつきがある程度生じる。しかしながら、1色でも接続不良がある場合は接続不良がない場合と比較して単位時間あたりの圧力変化量の変化が小さいため、接続不良の有無を判定することは可能である。例えば、色毎に単位時間あたりの閾値を設定し、その閾値の合計を全体閾値として設定する。弁閉じ吸引動作を所定回数行ったときの単位時間あたりの圧力変化量が全体閾値を超えていない場合は、測定結果と全体閾値の差分に応じて接続不良のインクタンク数を判断することも可能である。
Although the ink for one color has been described in this embodiment, it is possible to provide the same configuration for inks of a plurality of colors. When there are a plurality of colors of ink, the
(変形例)
本実施形態では、弁閉じ吸引動作を複数回行うことでインク供給路に初期充填動作を行う構成を説明した。しかしながら本発明は、例えば供給チューブ2が短い場合など、供給チューブ2の途中に開閉弁3を設けずに吸引ポンプ23による吸引動作を行う形態にも採用することができる。以下で、開閉弁3が設けられていない場合について具体的に説明する。
(Modification example)
In this embodiment, the configuration in which the ink supply path is initially filled by performing the valve closing suction operation a plurality of times has been described. However, the present invention can also be adopted in a mode in which the suction operation is performed by the
インクタンク5が正常に装着されている場合、吸引開始から5秒間は、吐出口やフィルタ21の圧力損失によって第1実施形態と同様の圧力変化が見られる。しかしながらその後はインクがインク供給路に供給される間、圧力変化はほとんど生じず負圧値はほぼ横ばいとなる。一方、インクタンク5と記録装置50の接続不良がある場合、吸引開始から5秒間は第1実施形態と同様の圧力変化であるが、その後は空気の圧縮率がインクより大きいことから、吸引時間が長くなるほど負圧が高くなる。
When the
このように、開閉弁3が設けられていない構成であっても、インクタンク5の接続不良の有無によって圧力変化量が異なる。従って、第1実施形態のように圧力変化量の閾値を設定して、閾値との比較によって接続不良の有無を検知することが可能である。
As described above, even if the on-off
〔第2実施形態〕
第1実施形態ではインクタンク5と記録装置50の接続不良を判断する方法を説明したが、記録ヘッド1からインクが吐出されない他の原因として、キャップ22にゴミ等が付着していることが挙げられる。キャップ22にゴミ等の付着がある場合、記録ヘッド1の吐出口面20に対する密着が弱まって負圧(吸引力)がリークしてしまい、吸引ポンプ23による吸引動作を行っても減圧が十分に行えない。その結果、ゴミ等の付着がない場合に比べて吸引動作によってチャージされた負圧が少ないため、開閉弁3を開状態にして負圧を開放しても供給されるインクが少なくなってしまう。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, a method of determining a poor connection between the
図11は、第1実施形態と同様、圧力センサ25を記録ヘッド1と吸引ポンプ23の間に配置し、キャップ22にゴミ等が付着している状態において弁閉じ吸引動作によってインクを充填する様子を示す。図11(a)は開閉弁3を閉状態にしてインク供給路内を減圧している様子を示し、図11(b)はその時の圧力測定結果を示す。
FIG. 11 shows a state in which the
図11(b)に示すように、キャップ22にゴミ等が付着していると、弁閉じ吸引動作を行っても負圧値はほとんど変化しない。通常であれば吸引開始から5秒間は吐出口やフィルタ21の流体抵抗による負圧値が約20kPaあるため、インク供給路内の空気量によらず変化が見られるが、キャップ22にゴミ等が付着していると負圧値にほとんど変化が見られないことがわかる。
As shown in FIG. 11B, when dust or the like adheres to the
一方、第1実施形態で説明したインクタンク5と記録装置50の接続不良の判断をするときには、接続不良の有無に限らず、吸引開始から5秒間は一定の圧力変化量である。従って、キャップ22における負圧リークの検知と、インクタンク5と記録装置50の接続不良の検知とは、圧力変化の様子が異なるため、それぞれ別々に検知することが可能である。具体的には、初期充填動作の際に2回目以降の弁閉じ吸引動作において、単位時間あたりの圧力変化量が吐出口列やフィルタ21の圧力損失(本実施形態では約20kPa)に満たない場合は、キャップ22において負圧がリークしていると判定する。
On the other hand, when determining the connection failure between the
図12を用いて、初期充填動作においてキャップ22における負圧リーク(キャップリーク)及び接続不良の両方を判定する、本実施形態のフローチャートを説明する。ステップS1301にて、CPU11は開閉弁モータ35を駆動して開閉弁3を閉状態にして、吸引ポンプモータ28を駆動して吸引ポンプ23による吸引動作を行う。その後CPU11は、吸引ポンプモータ28を停止して、開閉弁モータ35を駆動して開閉弁3を開状態にし、インク供給路内の負圧を開放する。この一連の弁閉じ吸引動作を所定回数であるP回行い、各回の弁閉じ吸引動作のうち吸引ポンプ23により負圧をチャージしている間に、CPU11は圧力センサ25を用いて単位時間あたりの圧力変化量を測定する。本実施形態では、所定回数(P回)は2回であり、単位時間とは吸引を開始してから5秒後までの5秒間である。
A flowchart of the present embodiment for determining both a negative pressure leak (cap leak) and a connection failure in the
ステップS1302にて、CPU11は圧力センサ25によって測定された測定結果と、予め定められた閾値T2とを比較する。本実施形態では、閾値T2は20kPaである。圧力変化量が閾値T2未満の場合は、ステップS1303にて、CPU11がキャップ22において負圧のリーク(キャップリーク)が起きていると判定する。その後、ステップS1304にてCPU11は、操作パネル54等を介してユーザに対してキャップ22の清掃を報知してフローを終了する。ここで、キャップ22の清掃後に、ユーザが改めて初期充填動作を開始させることができる構成であってもよい。
In step S1302, the
ステップS1302にて圧力変化量が閾値T2以上の場合は、ステップS1305に進み、CPU11が弁閉じ吸引動作を所定回数であるP+Q回行う。各回の弁閉じ吸引動作のうち吸引ポンプ23により負圧をチャージしている間に、CPU11は圧力センサ25を用いて単位時間あたりの圧力変化量を測定する。本実施形態では、所定回数(P+Q回)は3回であり、単位時間とは吸引を開始してから5秒後~15秒後までの10秒間である。
If the pressure change amount is equal to or greater than the threshold value T2 in step S1302, the process proceeds to step S1305, and the
ステップS1306にて、CPU11は圧力センサ25によって測定された測定結果と閾値T1とを比較する。圧力変化量が閾値T1を超えていない場合、すなわち所定回数の弁閉じ吸引動作を行ってもインクが供給されていないことが推定される場合は、ステップS1307にて、CPU11がインクタンク5と記録装置50の接続不良と判定する。その後、ステップS1308にてCPU11は、操作パネル54等を介してユーザに対してインクタンク5の装着をし直すように報知する。
In step S1306, the
ステップS1310にて、CPU11はインクタンク5が記録装置50に対して装着されたか否かを判定する。CPU11は、インクタンク5が装着されていない場合は装着されるまで待ち、装着された場合は再びステップS1305に戻って弁閉じ吸引動作を再開する。
In step S1310, the
一方、ステップS1306にて圧力変化量が閾値T1を超えている場合は、ステップS1309に進み、CPU11は予め設定されている回数(M回)の弁閉じ吸引動作を繰り返して初期充填動作を完了させる。
On the other hand, if the pressure change amount exceeds the threshold value T1 in step S1306, the process proceeds to step S1309, and the
上述したように、弁閉じ吸引動作を所定回数行った後に圧力変化量に基づいて、キャップ22における負圧のリークを検知することができる。そのため、初期充填シーケンスが完了してから記録ヘッド1の吐出状態を確認し、記録ヘッド1までインクが充填されていないことを判断する場合と比較して、判断に要する時間が短縮されてスループットが向上する。さらに、圧力変化の違いを利用して、インクタンク5と記録装置50の接続不良と区別することができ、記録ヘッド1の不吐出の原因を明確にし、ユーザに適切な処置を促すことができる。
As described above, it is possible to detect a leak of negative pressure in the
1 記録ヘッド
2 供給チューブ(インク供給路)
5 インクタンク
11 CPU(判断手段、制御手段)
20 吐出口面
22 キャップ
23 吸引ポンプ(吸引手段)
25 圧力センサ(推定手段、圧力測定手段)
50 インクジェット記録装置
1
5
20
25 Pressure sensor (estimating means, pressure measuring means)
50 Inkjet recording device
Claims (22)
前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記吐出口面を被覆する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能なキャップと、
前記キャップと接続される吸引手段と、を備え、
前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって吸引することによって前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを充填するインク充填動作を行う記録装置であって、
前記インク充填動作中に、圧力測定手段によって測定された前記インクタンクと前記吸引手段との間に設けられるインク流路の圧力に基づいて、前記インク流路における不良の有無を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする記録装置。 A recording head having an ejection port surface provided with a plurality of ejection ports for ejecting ink,
An ink tank for accommodating ink supplied to the recording head, and
A cap that can be switched between a covered state that covers the discharge port surface and an exposed state that exposes the discharge port surface.
A suction means connected to the cap is provided.
A recording device that performs an ink filling operation for filling ink from the ink tank to the recording head by sucking the cap with the suction means when the cap is in the covered state.
A detection means for detecting the presence or absence of a defect in the ink flow path based on the pressure of the ink flow path provided between the ink tank and the suction means measured by the pressure measuring means during the ink filling operation. A recording device characterized by further provision.
前記インク充填動作は、前記開閉弁が前記閉状態で前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって所定時間吸引した後、前記開閉弁を前記開状態にする弁閉じ吸引動作を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の記録装置。 It is provided with an on-off valve provided in the middle of the ink tank and the recording head in the ink flow path and can be switched between an open state and a closed state.
In the ink filling operation, when the on-off valve is in the closed state and the cap is in the covered state, suction is performed by the suction means for a predetermined time, and then the on-off valve is brought into the open state. The recording device according to any one of claims 1 to 4, which is characterized.
前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記吐出口面を被覆する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能なキャップと、
前記キャップと接続される吸引手段と、を備え、
前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって吸引することによって前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを充填するインク充填動作を行う記録装置であって、
前記インク充填動作中に、圧力測定手段によって測定された前記インクタンクと前記吸引手段との間に設けられるインク流路の圧力に基づいて前記インク流路の充填状態を推定し、前記推定による結果に基づいて前記インク流路における不良の有無を判断する判断手段を更に備えることを特徴とする記録装置。 A recording head having an ejection port surface provided with a plurality of ejection ports for ejecting ink,
An ink tank for accommodating ink supplied to the recording head, and
A cap that can be switched between a covered state that covers the discharge port surface and an exposed state that exposes the discharge port surface.
A suction means connected to the cap is provided.
A recording device that performs an ink filling operation for filling ink from the ink tank to the recording head by sucking the cap with the suction means when the cap is in the covered state.
During the ink filling operation, the filling state of the ink flow path is estimated based on the pressure of the ink flow path provided between the ink tank and the suction means measured by the pressure measuring means, and the result of the estimation is performed. A recording device further comprising a determination means for determining the presence or absence of a defect in the ink flow path based on the above.
前記インク充填動作は、前記開閉弁が前記閉状態で前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって所定時間吸引した後、前記開閉弁を前記開状態にする弁閉じ吸引動作を行うことを特徴とする請求項15に記載の記録装置。 It is provided with an on-off valve provided in the middle of the ink tank and the recording head in the ink flow path and can be switched between an open state and a closed state.
In the ink filling operation, when the on-off valve is in the closed state and the cap is in the covered state, suction is performed by the suction means for a predetermined time, and then the on-off valve is brought into the open state. The recording device according to claim 15.
前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記吐出口面を被覆する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能なキャップと、
前記キャップと接続される吸引手段と、を備え、
前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって吸引することによって前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを充填するインク充填動作を行う記録装置であって、
前記インク充填動作中に、前記インクタンクと前記吸引手段の間に設けられるインク流路の充填状態に基づいて、前記インクタンクと前記記録装置との接続における不良の有無を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする記録装置。 A recording head having an ejection port surface provided with a plurality of ejection ports for ejecting ink,
An ink tank for accommodating ink supplied to the recording head, and
A cap that can be switched between a covered state that covers the discharge port surface and an exposed state that exposes the discharge port surface.
A suction means connected to the cap is provided.
A recording device that performs an ink filling operation for filling ink from the ink tank to the recording head by sucking the cap with the suction means when the cap is in the covered state.
Further, a detection means for detecting the presence or absence of a defect in the connection between the ink tank and the recording device based on the filling state of the ink flow path provided between the ink tank and the suction means during the ink filling operation. A recording device characterized by being provided.
前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記吐出口面を被覆する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能なキャップと、
前記キャップと接続される吸引手段と、を備え、
前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって吸引することによって前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを充填するインク充填動作を行う記録装置であって、
前記インク充填動作中に、前記インクタンクと前記吸引手段の間に設けられるインク流路の充填状態に基づいて、前記キャップの不良の有無を検知することを特徴とする記録装置。 A recording head having an ejection port surface provided with a plurality of ejection ports for ejecting ink,
An ink tank for accommodating ink supplied to the recording head, and
A cap that can be switched between a covered state that covers the discharge port surface and an exposed state that exposes the discharge port surface.
A suction means connected to the cap is provided.
A recording device that performs an ink filling operation for filling ink from the ink tank to the recording head by sucking the cap with the suction means when the cap is in the covered state.
A recording device characterized in that during the ink filling operation, the presence or absence of a defect in the cap is detected based on the filling state of the ink flow path provided between the ink tank and the suction means.
前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記吐出口面を被覆する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能なキャップと、
前記キャップと接続される検知手段と、を備える記録装置の検知方法であって、
前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって吸引することによって前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを充填するインク充填工程と、
前記インク充填工程において、圧力測定手段によって測定された前記インクタンクと吸引手段との間に設けられるインク流路の圧力に基づいて、前記インク流路における不良の有無を検知する検知工程と、を有することを特徴とする検知方法。 A recording head having an ejection port surface provided with a plurality of ejection ports for ejecting ink,
An ink tank for accommodating ink supplied to the recording head, and
A cap that can be switched between a covered state that covers the discharge port surface and an exposed state that exposes the discharge port surface.
A detection method for a recording device including a detection means connected to the cap.
An ink filling step of filling ink from the ink tank to the recording head by sucking the cap with the suction means when the cap is in the covered state.
In the ink filling step, a detection step of detecting the presence or absence of a defect in the ink flow path based on the pressure of the ink flow path provided between the ink tank and the suction means measured by the pressure measuring means, and a detection step of detecting the presence or absence of a defect in the ink flow path. A detection method characterized by having.
前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記吐出口面を被覆する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能なキャップと、
前記キャップと接続される吸引手段と、を備える記録装置の検知方法であって、
前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって吸引することによって前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを充填するインク充填工程と、
前記インク充填工程において、前記インクタンクと前記吸引手段の間に設けられるインク流路の充填状態に基づいて、前記インクタンクと前記記録装置との接続における不良の有無を検知する検知工程と、を有することを特徴とする検知方法。 A recording head having an ejection port surface provided with a plurality of ejection ports for ejecting ink,
An ink tank for accommodating ink supplied to the recording head, and
A cap that can be switched between a covered state that covers the discharge port surface and an exposed state that exposes the discharge port surface.
A method for detecting a recording device including a suction means connected to the cap.
An ink filling step of filling ink from the ink tank to the recording head by sucking the cap with the suction means when the cap is in the covered state.
In the ink filling step, a detection step of detecting the presence or absence of a defect in the connection between the ink tank and the recording device based on the filling state of the ink flow path provided between the ink tank and the suction means. A detection method characterized by having.
前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記吐出口面を被覆する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能なキャップと、
前記キャップと接続される吸引手段と、を備える記録装置の検知方法であって、
前記キャップが前記被覆状態のときに前記吸引手段によって吸引することによって前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを充填するインク充填工程と、
前記インク充填工程において、前記インクタンクと前記吸引手段の間に設けられるインク流路の充填状態に基づいて、前記キャップの不良の有無を検知する検知工程と、を有することを特徴とする検知方法。 A recording head having an ejection port surface provided with a plurality of ejection ports for ejecting ink,
An ink tank for accommodating ink supplied to the recording head, and
A cap that can be switched between a covered state that covers the discharge port surface and an exposed state that exposes the discharge port surface.
A method for detecting a recording device including a suction means connected to the cap.
An ink filling step of filling ink from the ink tank to the recording head by sucking the cap with the suction means when the cap is in the covered state.
The detection method comprising: a detection step of detecting the presence or absence of a defect of the cap based on the filling state of the ink flow path provided between the ink tank and the suction means in the ink filling step. ..
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