JP2003182105A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】サブタンク及び記録ヘッド内のインクの粘性を
インクを温めることで小さくし、サブタンクから記録ヘ
ッドにスムーズにインクが供給されるようにする。 【解決手段】機体に架設されたＹ軸レールにはＹカーソ
ルが移動可能に取り付けられ、Ｙカーソルにインクジェ
ット型の記録ヘッドが取り付けられている。Ｙカーソル
側にはサブタンクが取り付けられ、該サブタンクから記
録ヘッドにインク供給路を介してインクが供給される。
サブタンクは機体側に配設したメインタンクにインク供
給用のポンプを介して連通している。サブタンク及び記
録ヘッドにはヒータが設けられ、サブタンク及び記録ヘ
ッドを所定の温度に温めてサブタンク内のインクの粘度
を低くし、サブタンクから記録ヘッドへインクがスムー
ズに流れるようにする。コントローラは、サブタンクと
記録ヘッドの温度がほぼ同一となるようにヒータを制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関し、更に特定すれば、記録ヘッド側にインク用
のサブタンクを搭載し、機体側にインク用のメインタン
クを設けたインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開２００１−１００７５号公報には、
プリンタの使用環境温度に応じて、サブタンク内へ供給
するインク粘度の異なるインクの割合を変更し、サブタ
ンク内のインクがスムーズに記録ヘッドに供給され、記
録ヘッドが常に一定のインク量を吐出することができる
ようにしたインクジェットプリンタが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポンプなどを使用しな
いで、サブタンク内のインクを記録ヘッドに自然に供給
する構造の場合、記録ヘッドへのインクの供給スピード
はインクの粘度が非常に関係してくる。周囲の温度が低
くインクが低温になるとインクの粘度が高くなる。イン
クの粘度が高いとサブタンクから記録ヘッドへのインク
の供給がスムーズにいかず、記録ヘッドでのインクの吐
出にサブタンクからのインクの供給が追いつかなくなる
恐れがある。本発明はこの問題を複雑な機構を用いるこ
となく、簡単な機構によって解決することを目的とする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、機体に架設されたＹ軸レール（２４）に
Ｙカーソル（２６）を移動可能に取り付け、前記Ｙカー
ソル（２６）にインクジェット型の記録ヘッド（３６）
を取り付け、前記Ｙカーソル（２６）側にサブタンク
（３８）を取り付け、該サブタンク（３８）から前記記
録ヘッド（３６）にインク供給路を介してインクが供給
されるように成し、前記サブタンク（３８）を機体側に
配設したメインタンク（４６）にインク供給用のポンプ
（４８）を介して連通し、作画媒体をＸ軸方向に搬送す
る一方、前記記録ヘッド（３６）をインクを吐出しなが
ら前記Ｙ軸レール（２４）に沿ってＹ軸方向に送って作
画媒体に作画を行うようにしたインクジェット記録装置
において、前記サブタンク（３８）にヒータ（８４）を
設け、サブタンク（３８）を温めてサブタンク（３８）
内のインクの粘度を低くし、サブタンク（３８）から記
録ヘッド（３６）へインクがスムーズに流れるようにし
たものである。また本発明は、前記サブタンク（３８）
と記録ヘッド（３６）の両方にそれぞれヒータ（８４）
（８６）を設け、該ヒータ（８４）（８６）を制御し、
前記サブタンク（３８）と記録ヘッド（３６）の温度を
サブタンク（３８）から記録ヘッド（３６）へインクが
スムーズに流れる温度に設定するようにしたものであ
る。また本発明は、前記サブタンク（３８）と記録ヘッ
ド（３６）間のインク供給路にヒータ（８８）を設け、
該インク供給路を温めるようにしたものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の構成を添付した図
面を参照して詳細に説明する。図３において、（２）は
金属板から構成されるプラテンであり、インクジェット
記録装置の脚体（図示省略）に支承された機体（図示省
略）に固設されている。前記脚体の下部の後方側には、
ロール紙（１０２）のロール部が装着されたロール紙供
給スクローラ（４）の両端軸部（４ａ）が、脚体の左右
にそれぞれ回転自在に配設された一対の軸受部材（６）
（８）上に載置されている。

【０００６】また、前記脚体の下部前方側には、ロール
紙巻き取りスクローラ（１０）の両端軸部（１０ａ）が
脚体の左右にそれぞれ回転自在に配置された一対の軸受
部材（１２）（１４）によって支承されている。前記一
対の軸受部材（１２）（１４）はそれぞれ脚体に回転自
在に軸支され、一方の軸受部材（１２）は、ロール紙巻
取りモータ（１６）の出力軸に連結し、他方の軸受部材
（１４）には、該軸受部材（１４）の回転運動を検出す
るエンコーダ（１８）の入力軸が連結している。

【０００７】前記プラテン（２）の後方には、用紙ガイ
ド（２０）が配置され、該用紙ガイド（２０）の後方に
は、図３中、紙面垂直方向即ちＹ軸方向に延びるガイド
ローラ（２２）が配置され、該ガイドローラ（２２）
は、機体に回転自在に軸支されている。（２４）はＹ軸
レールであり、前記プラテン（２）の上方に水平に配置
され、両端がブラケットを介して機体に固定されてい
る。前記Ｙ軸レール（２４）には、Ｙカーソル（２６）
（キャリッジ）が移動可能に取り付けられ、該Ｙカーソ
ル（２６）は、Ｙ軸駆動モータに連結する無端状のスチ
ールベルトを介して、機体に配設されたＹ軸駆動装置
（２８）に連係している。

【０００８】前記プラテン（２）と用紙ガイド（２０）
との間には、Ｙ軸方向に沿ってスリットが形成され、該
スリットに駆動ローラ（３０）が配置されている。駆動
ローラ（３０）の両端は、ブラケットを介して機体に配
設されたＸ軸駆動装置（３２）に連係している。前記Ｙ
軸レール（２４）には、ピンチローラ軸が弾発機構（図
示省略）を介して昇降可能に取り付けられ、該ピンチロ
ーラ軸に回転自在に嵌着されたピンチローラ（３４）
は、前記駆動ローラ（３０）の表面から離反した状態
と、該表面に水平に弾接した状態のいずれか一方の状態
に設定し得るように構成されている。

【０００９】前記Ｙカーソル（２６）の一方側にはヘッ
ドベースが固設され、これにインクの色ごとに用意され
た４個の、それぞれ多数のノズルを備えたインクジェッ
ト記録ヘッド（３６）が取り付けられている。尚、図面
では１個の記録ヘッドのみ図示し他の記録ヘッドは図示
省略してある。前記Ｙカーソル（２６）の上部には、記
録ヘッド（２６）と同数の、４色（ブラックＫ、シアン
Ｃ、マゼンダＭ、イエローＹ）の溶剤インク用のサブタ
ンク（３８）が取り付けられている。尚、図面では１個
のサブタンクのみ図示し他のサブタンクは図示省略して
ある。

【００１０】前記記録ヘッド（３６）を支持する基板に
は各サブタンク（３８）ごとにそれぞれ図２に示すよう
に、手動バルブ（４０）が取り付けられている。各サブ
タンク（３８）は、対応する記録ヘッド（３６）にチュ
ーブ（４２）により連結し、各サブタンク（３８）のイ
ンク排出口（４４）は、対応する記録ヘッド（３６）の
インク受け入れ口よりも上方に設定され、この高低差に
より、記録ヘッド（３６）に、対応するサブタンク（３
８）からインクが自然落下により供給されるように構成
されている。

【００１１】（４６）は４色の溶剤インクが入れられた
４個のインク用メインタンクであり、脚体側に設けられ
たタンク収納ケースに脱着自在に配置されている。尚、
図面では１個のインク用メインタンクのみ図示し、他の
インク用メインタンクは図示省略してある。各インク用
メインタンク（４６）は、それぞれ、図２に示すよう
に、ダイアフラムポンプ（４８）、フイルタ（５０）及
び手動バルブ（４０）を介して、対応するサブタンク
（３８）にチューブにより連結している。

【００１２】（５２）は洗浄液（ジェットウオッシュ）
が入れられた洗浄用メインタンクであり、脚体側に設け
られたタンク収納ケースに脱着自在に配置されている。
前記洗浄用メインタンク（５２）は、ダイアフラムポン
プ（５４）、フイルタ（５６）、分岐チューブ、手動バ
ルブ（４０）を介して、各サブタンク（３８）にチュー
ブにより連結している。前記ダイアフラムポンプ（４
８）（５４）のバイパス通路には、それぞれ安全弁（５
８）（６０）が設けられている。（６２）は負圧エアー
ポンプであり、機体に配設されている。負圧エアーンプ
（６２）は、エアーチャンバー（６４）、二方電磁弁
（６６）、マニホールド（６８）、分岐チューブ、三方
電磁弁（６９）を介して、チューブにより、各サブタン
ク（３８）に連結している。

【００１３】負圧エアーポンプ（６２）のエアー吸引経
路には、圧力計（７０）とスピードコントローラ（７
２）が取り付けられている。前記圧力計（７０）とスピ
ードコントローラ（速度制御弁）（７２）は、サブタン
ク（３８）内の負圧を高精度に制御するために設けられ
ている。サブタンク（３８）内の負圧が高い状態でホー
ルドされてしまうような場合、エアーの吸引経路が外気
に対して閉じられているために、負圧の高い状態がその
まま保持されしまう可能性がある。そのような状態を防
ぐために本実施形態ではスピードコントローラ（７２）
が設けられている。このスピードコントローラ（７２）
により、若干外部からエアー吸引経路に空気が流入する
ような機構が該経路の途中に構成されることになり、こ
れにより負圧の高精度の制御が可能となる。

【００１４】（７４）は正圧エアーポンプであり機体に
配設されている。正圧エアーポンプ（７４）は、レギュ
レータ（７６）、フイルタ（７８）、マニホールド（８
０）、分岐チューブ、三方電磁弁（６９）を介して、チ
ューブにより、対応する各サブタンク（３８）に連結し
ている。前記サブタンク（３８）には、インク残量を検
出するセンサ（８３）が設けられている。前記各サブタ
ンク（３８）、各記録ヘッド（３６）、インク供給路
（４２）、及びプラテン（２）には、ヒータ（８６）
（８４）（８８）（９０）が配設され、それぞれ、ドラ
イバを介して、コントローラ（８２）に接続している。
コントローラ（８２）によるこれらの機器に対するフィ
ードバック自動温度制御を可能とするため、サブタンク
（３８）、記録ヘッド（３６）、インク供給路（４２）
及びプラテン（２）には、サーミスタなどから成る温度
センサ（９４）（９２）（８９）（９１）が設けられて
いる。

【００１５】尚、図２，３では、インク供給路（４２）
及びプラテン（２）に設けられた温度センサ（８９）
（９１）は図示省略してある。前記巻取りモータ（１
６）、各ポンプ（４８）（５８）（６２）（７４）はそ
れぞれドライバを介してコントローラ（８２）に接続
し、また、スピードコントローラ（７２）、電磁弁（６
６）（６９）、ＸＹ駆動装置（３２）（２８）、記録ヘ
ッド（３６）その他の各種電子機器及び装置は、図１に
示すように、コントローラ（８２）に接続し、該コント
ローラ（８２）によって制御されるように構成されてい
る。次に本実施形態の動作について説明する。

【００１６】プラテン（２）上にロール紙（１０２）の
くり出し部をセットするには、ピンチローラ（３４）を
上昇させ、供給スクローラ（４）にセットされているロ
ール紙のロール部からロール紙（１０２）をくり出し、
プラテン（２）を経て、駆動ローラ（３０）とピンチロ
ーラ（３４）との間に挿入し、しかる後に、ピンチロー
ラ（３４）を下降させて、ピンチローラ（３４）をロー
ル紙（１０２）の上から駆動ローラ（３０）に弾接す
る。これにより、駆動ローラ（３０）とピンチローラ
（３４）とで作画媒体をグリップし、作画媒体のセット
が終了する。

【００１７】コントローラ（８２）によって最初のイン
ク初期充填動作が行われる。このインク初期充填時は、
記録ヘッド（３６）はホームポジションに復帰し、負圧
エアーポンプ（６２）はオンの状態となる。メインタン
ク（４６）はサブタンク（３８）よりも低い位置にある
ので、メインタンク（４６）のインクをポンプ（４８）
でサブタンク（３８）までフイルタ（５０）を通して充
填する。なお、フイルタ（５０）が詰まった場合にはダ
イアフラムポンプ（４８）の下流側のチューブ内が所定
の圧力になると安全弁（５８）が働き、一定の圧力にな
るとインクをメインタンク（４６）に戻す構造となって
おり、液漏れなどが起こらないようにしている。

【００１８】また、インクをサブタンク（３８）に供給
していると、サブタンク（３８）内の圧力が高くなるの
で、この圧力を逃がすために負圧エアーポンプ（６２）
が通常は稼動している。インクがサブタンク（３８）に
充填されたら、コントローラは、まず、三方電磁弁（６
９）を負圧側から正圧側に切り替え、且つ正圧エアーポ
ンプ（７４）を駆動する。これによりサブタンク（３
８）に正圧エアーポンプ（７４）からの正圧が供給さ
れ、サブタンク（３８）から対応する各記録ヘッド（３
６）にインクが充填される。この記録ヘッド（３６）へ
のインク初期充填が行われると、正圧エアーポンプ（７
４）が停止され、三方電磁弁（６９）が負圧側に切り替
わり、二方電磁弁（６６）が開放され、負圧エアーポン
プ（６２）のエアー吸引経路が開き、各サブタンク（３
８）内が負圧に保持される。このように、通常の状態で
は、サブタンク（３８）内は負圧エアーポンプ（６２）
により負圧に保たれ、記録ヘッド（３６）からインクが
垂れない即ち漏れない状態となっている。

【００１９】また、サブタンク（３８）内の負圧をあま
り高くすると、インクが記録ヘッド（３６）に供給され
ない状態となるので、負圧はサブタンク（３８）から記
録ヘッドまでインク供給路（４２）を介して自然にイン
クが供給される程度に保たれている。具体的には、負圧
の状態は、圧力計（７０）できちんと管理され、一定の
負圧になるように制御が行われる。また、負圧エアーポ
ンプ（６２）の値には若干の変動があるため、エアーチ
ャンバー（６４）により空気の緩衝部分が設けられ、こ
こで圧力変動の緩衝作用が行われる。

【００２０】プリンタが作画動作に移行すると、ロール
紙（１０２）のくり出し部は、駆動ローラ（３０）の一
方向の間欠回転により、プラテン（２）上をＸ軸方向に
搬送される。また、記録ヘッド（３６）は、コントロー
ラの制御により画像情報に基いて駆動され、インクを吐
出するとともに、Ｙカーソル（２６）のＹ軸レール（２
４）に沿った往復移動によって、Ｙ軸に沿ってロール紙
（１０２）のくり出し部を走査し、コントローラのメモ
リに展開された画像情報がロール紙（１０２）面に可視
化される。

【００２１】記録ヘッド（３６）のピエゾ素子がインク
を吐出すれば、その分、インクをサブタンク（３８）か
ら自動的に吸引する。作画動作を行っていくうちに、サ
ブタンク（３８）内のインクが少なくなって行く。この
場合、サブタンク（３８）内の圧力は低くなる。このよ
うな状態になると、スピードコントローラ（７２）が働
き、インク吸引経路に空気が若干流れて、サブタンク
（３８）内の圧力が必要以上に低くなるのを防止し、サ
ブタンク（３８）から記録ヘッド（３６）へのインクの
供給がスムーズに行われるように構成されている。

【００２２】作画動作中、残量検出センサ（８２）がサ
ブタンク（３８）のインクが少なくなったことを感知す
ると、ダイアフラムポンプ（４８）が駆動され、メイン
タンク（４６）からインクがサブタンク（３８）内にフ
イルタ（５０）を通して充填される。このとき、インク
の供給により、サブタンク（３８）内の圧力は上がる
が、各サブタンク（３８）内に負圧エアーポンプ（６
２）の負圧が作用しているため、この圧力上昇はすぐに
解消され、問題が起こることはない。このサブタンク
（３８）へのインク補充動作は印字作画の最中に行うこ
とができるので、印字動作を中断する必要がなく、印字
作画動作を効率的に行うことができる。

【００２３】プリンタ装置をしばらく使用しない場合に
は、サブタンク（３８）と記録ヘッド（３６）内の掃除
を行う。この場合、コントローラは、Ｙカーソル（２
６）を作画範囲から外れる方向にＹ軸レール（２４）に
沿って駆動し、記録ヘッド（３６）を所定のホームポジ
ションに移動させる。次にコントローラは、負圧エアー
ポンプ（６２）をオフとし、三方電磁弁（６９）を正圧
側に切り替え、エアー吸引経路を遮断し、その後に、ま
ず、正圧エアーポンプ（７４）を駆動し、正圧エアーで
サブタンク（３８）内を加圧し、サブタンク（３８）内
と記録ヘッド（３６）内のインクを全て記録ヘッド（３
６）のノズルからジェット噴流で排出する。

【００２４】このとき、手動バルブ（４０）は、洗浄タ
ンク側に切り替えておく。次にダイアフラムポンプ（５
４）を駆動し、洗浄用メインタンク（５２）内の洗浄水
をフイルタ（５６）を通して、サブタンク（３８）に充
填し、且つ、正圧エアーポンプ（７４）で、サブタンク
（３８）内の洗浄水を記録ヘッド（３６）に押し出し、
記録ヘッド（３６）のノズルから洗浄水をジェット噴流
で排出する。サブタンク（３８）及び記録ヘッド（３
６）からの洗浄水の排水後、正圧エアーポンプ（７４）
で、サブタンク（３８）及び記録ヘットド（３６）内に
エアーを送り、サブタンク（３８）及び記録ヘッド（３
６）内を乾燥させる。

【００２５】コントローラ（８２）は、作画中、プラテ
ン（２）を加熱し、プラテン（２）上の用紙（１０２）
を温める。またコントローラ（８２）は、ヒータ（８
４）（８６）（８４）を駆動してサブタンク（３８）、
記録ヘッド（３６）及びインク供給路（４２）を加熱
し、これらの温度を、内部のインクの粘度が予め設定さ
れた適正なレベルに保たれるように制御する。本実施形
態では、サブタンク（３８）の温度より、記録ヘッド
（３６）の温度が若干高くなるように制御される。尚、
サブタンク（３８）のインクの温度がある程度高けれ
ば、インクの供給がスムーズに成されるので、本発明の
実施に際しては、サブタンク（３８）のみ加熱する構成
としても良い。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、上述の如く、サブタンク内の
インクを温めることによりインクの粘性を小さくするよ
うにしたので、周囲の温度環境に関係なくサブタンクか
ら記録ヘッドへのインクの供給をスムーズに行うことが
でき、記録ヘッドからのインクの吐出動作を高精度に制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機能ブロック説明図である。

【図２】記録装置のインク供給系のブロック説明図であ
る。

【図３】記録装置の側面説明図である。

【符号の説明】

２ プラテン ４ ロール紙供給スクローラ ６ 軸受部材 ８ 軸受部材 １０ ロール紙巻き取りスクローラ １２ 軸受部材 １４ 軸受部材 １６ 巻き取りモータ １８ エンコーダ ２０ 用紙ガイド ２２ ガイドローラ ２４ Ｙ軸レール ２６ Ｙカーソル ２８ Ｙ軸駆動装置 ３０ 駆動ローラ ３２ Ｘ軸駆動装置 ３４ ピンチローラ ３６ 記録ヘッド ３８ サブタンク ４０ 手動バルブ ４２ インク供給路 ４４ インク排出口 ４６ インク用メインタンク ４８ ダイアフラムポンプ ５０ フイルタ ５２ 洗浄用メインタンク ５４ ダイアフラムポンプ ５６ フイルタ ５８ 安全弁 ６０ 安全弁 ６２ 負圧エアーポンプ ６４ エアーチャンバー ６６ 二方電磁弁 ６８ マニホールド ７０ 圧力計 ７２ スピードコントローラ ７４ 正圧エアーポンプ ７６ レギュレータ ７８ フイルタ ８０ マニホールド ８２ コントローラ ８３ 残量検出センサ ８４ ヒータ ８６ ヒータ ８８ ヒータ ８９ 温度センサ ９０ ヒータ ９１ 温度センサ ９２ 温度センサ ９４ 温度センサ １０２ ロール紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA26 EB07 EB16 EB21 EB30 EB34 EB50 EC20 EC29 EC32 EC45 FA04 KB04 KB08 KB10 KB40 KD08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機体に架設されたＹ軸レール（２４）にＹ
   カーソル（２６）を移動可能に取り付け、前記Ｙカーソ
   ル（２６）にインクジェット型の記録ヘッド（３６）を
   取り付け、前記Ｙカーソル（２６）側にサブタンク（３
   ８）を取り付け、該サブタンク（３８）から前記記録ヘ
   ッド（３６）にインク供給路を介してインクが供給され
   るように成し、前記サブタンク（３８）を機体側に配設
   したメインタンク（４６）にインク供給用のポンプ（４
   ８）を介して連通し、作画媒体をＸ軸方向に搬送する一
   方、前記記録ヘッド（３６）をインクを吐出しながら前
   記Ｙ軸レール（２４）に沿ってＹ軸方向に送って作画媒
   体に作画を行うようにしたインクジェット記録装置にお
   いて、前記サブタンク（３８）にヒータ（８４）を設
   け、サブタンク（３８）を温めてサブタンク（３８）内
   のインクの粘度を低くし、サブタンク（３８）から記録
   ヘッド（３６）へインクがスムーズに流れるようにした
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記サブタンク（３８）と記録ヘッド（３
   ６）の両方にそれぞれヒータ（８４）（８６）を設け、
   該ヒータ（８４）（８６）を制御し、前記サブタンク
   （３８）と記録ヘッド（３６）の温度をサブタンク（３
   ８）から記録ヘッド（３６）へインクがスムーズに流れ
   る温度に設定するようにしたことを特徴とする「請求項
   １」に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】前記サブタンク（３８）と記録ヘッド（３
   ６）間のインク供給路にヒータ（８８）を設け、該イン
   ク供給路を温めるようにしたことを特徴とする「請求項
   １」又は「請求項２」に記載のインクジェット記録装
   置。