JP2005231351A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定したインク吐出、リフィルの改善、吸引装置の小型化や無駄インクの低減等を実現する。
【解決手段】インク吐出ヘッドからインク滴を記録媒体に向けて吐出して画像を形成するインクジェット記録装置であって、前記吐出ヘッドの内圧を変更する圧力変更手段を備え、前記インク吐出ヘッドの内圧を、前記インク吐出ヘッドの複数の使用状況に対応した複数の設定値で制御す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を提供することにより前記課題を解決する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、インクボトル（メインのインクタンク）とインクジェットヘッドとの間にサブタンクを配置し、サブタンクによりヘッド内圧を制御するようにしたインクジェット記録装置に関する。

従来より、画像記録装置として、多数のノズルを配列させたインクジェットヘッド（インク吐出ヘッド）を有し、このインクジェットヘッドと記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルからインクを吐出することにより、記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。

このようなインクジェット記録装置におけるインク吐出方法として、従来から様々な方法が知られている。例えば、圧電素子（圧電セラミック）の変形によって圧力室（インク室）の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式や、インクを加熱して気泡を発生させ、この気泡が成長する際の膨張エネルギーでインクを吐出させるサーマルインクジェット方式などが知られている。

インクジェット記録装置のようなインクジェットヘッド（以下、インク吐出ヘッドとする。）を有する画像記録装置においては、インクを貯蔵するインクタンクからインク供給路を介してインク吐出ヘッドにインクを供給し、上記様々な吐出方法でインクを吐出しているが、インクタンクからインク吐出ヘッドにインクを供給する際、インクタンクからいきなりインクを吸い上げてインク吐出ヘッドにインクを供給しようとすると、流路抵抗が大きいため、インクを充分にインク吐出ヘッドに供給できないという弊害があった。

そこで従来、インクタンクとインク吐出ヘッドの間にバッファとしてインクのサブタンクを設け、ここからインク吐出ヘッドにインクを供給するようにして、安定したインクの供給やインクリフィルの改善等を図ろうとしていた。しかし、サブタンクが大気開放されていると、インク吐出の安定性確保のために脱気インクを使用しても、サブタンクが大気開放されているため、経時的に脱気インクの効果が低下してしまうという問題があった。

これに対して、従来例えば、サブタンクを、インク導入口及びインク導出口を除いて密閉されたサブインク袋とし、外部との連通部を除いて密閉されたケースで前記サブインク袋を覆い、前記ケースに設けられた外部との連通部からポンプにより前記サブインク袋と前記ケースとの間の密閉空間内の圧力を調整し、この密閉空間内を減圧することでインクタンクから前記サブインク袋にインクを導入するとともに、前記密閉空間内を加圧することで前記サブインク袋からインク吐出ヘッドにインクを強制充填するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
特開２０００−１４１６８７号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載のものは、サブインク袋とこれを覆うケースとの間の密閉空間の圧力をポンプで減圧することによりインクタンクからサブインク袋にインクを補給するとともに、前記密閉空間の圧力をポンプで加圧することによりサブインク袋からインク吐出ヘッドにインクを強制補充するようにしているのみで、インク吐出ヘッドの様々な状態に応じて前記密閉空間の圧力を制御しようとするものではない。

しかし、記録ヘッドには様々な使用状態がある。例えば、通常プリント時の他に、予備吐出（パージ）、気泡排出、ファーストローディングや、不吐出検出、記録紙のジャム、あるいは電源オフ、待機等の様々な状態があり、これらの様々なインク吐出ヘッドの使用状況に応じて、最適なインク吐出ヘッドの状態を維持するように制御することが求められている。

しかし、前記特許文献１に記載のものを含めて、従来はサブタンクによりインク吐出ヘッドの内圧をそのインク吐出ヘッドの状態に応じて最適に制御するようにしたものは存在しなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、インク吐出ヘッドの様々な使用状況に応じてインク吐出ヘッドの内圧を制御することにより、安定したインク吐出、リフィルの改善、吸引装置の小型化や無駄インクの低減等を実現することのできるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、インク吐出ヘッドからインク滴を記録媒体に向けて吐出して画像を形成するインクジェット記録装置であって、前記吐出ヘッドの内圧を変更する圧力変更手段を備え、前記インク吐出ヘッドの内圧を、前記インク吐出ヘッドの複数の使用状況に対応した複数の設定値で制御す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を提供する。

このように、インク吐出ヘッドの様々な使用状況に対応して、その状況において最適な内圧となるようにインク吐出ヘッドの内圧を制御することで、インク吐出の安定化、リフィルの改善を図ることができる。

また、前記インクジェット記録装置は、さらに、前記吐出ヘッドの内圧を測定する圧力測定手段を備えたことが好ましい。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、インク吐出ヘッドからインク滴を記録媒体に向けて吐出して画像を形成するインクジェット記録装置であって、前記吐出ヘッドの内圧を変更する圧力変更手段を備え、プリント時、及び、 予備吐出時またはインク吸引時、及び、不吐出検出時または電源オフ時または待機時、の３種類の使用状況のうち少なくとも２つの各使用状況に対応した各設定値により、前記インク吐出ヘッドの内圧を制御す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を提供する。

このようにインク吐出ヘッドの使用状況として、具体的に、（１）プリント時、（２）予備吐出時またはインク吸引時、（３）不吐出検出時または電源オフ時または待機時、の３種類の使用状況を規定し、このうちの少なくとも２種類の異なる使用状況において内圧の制御目標値を変更することで、きめ細かな内圧制御が可能となり、インク吐出の安定化を達成することができる。

また、前記インクジェット記録装置は、さらに、前記吐出ヘッドの内圧を測定する圧力測定手段を備えたことが好ましい。

また、前記インク吐出ヘッドの内圧を、前記予備吐出時またはインク吸引時には、前記プリント時よりも高く制御することが好ましい。これにより、粘度の高くなったインクや気泡が混入したインクを小さいエネルギーで排出することが可能となり、吸引装置の小型化や無駄インクの低減を図ることができる。

また、前記インク吐出ヘッドの内圧を、前記不吐出検出時または電源オフ時または待機時には、前記プリント時よりも低く制御することが好ましい。これにより、ノズルからのインク漏れを防止するとともに、より厳しいインク吐出条件の下で不吐出を検出することができ、安定性のマージンを確保することができる。

また、前記インク吐出ヘッドの内圧の制御は、インクタンクと前記インク吐出ヘッドとを結ぶインク供給路に設けられたサブタンクの内圧を制御することによって行うようにしたことが好ましい。これにより、特に内圧制御のためのポンプ等を設置する必要がなく、装置コストを低減することができる。

以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置によれば、インク吐出ヘッドの使用状況に応じて内圧を制御するようにしたため、インク吐出の安定化及びリフィルの改善を図り、メンテナンス周期（メンテナンス回数）を低減することが可能となる。

また、予備吐出時あるいは吸引時に、プリント時より内圧を高くした場合には、吸引装置の小型化や無駄インクの低減を図ることができ、さらに、不吐出検出時等において、プリント時より内圧を低くした場合には、ノズルからのインク漏れを防止するとともに、より厳しい条件下で不吐出検出を行うことができインク吐出の安定性のより大きなマージンを確保することが可能となる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係るインクジェット記録装置について詳細に説明する。

図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。図１に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド（インク吐出ヘッド）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向と直交する方向に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

次に、印字ヘッド（インク吐出ヘッド）について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとし、図２に印字ヘッド５０の要部断面図を示す。

図２に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０には、インクをインク滴として吐出するノズル５１に対応して、このノズル５１と連通し、インクを吐出するために加圧する圧力室５２が設けられている。圧力室５２は、図の上方から見た平面形状が概略正方形となっており、その対角線上の両隅部に当たる部分にノズル５１と（インク）供給口５４が設けられている。圧力室５２は、供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。

圧力室５２の一面（図では天面）を構成している振動板（加圧板）５６の上部には、個別電極５７を備えた圧電素子（アクチュエータ）５８が接合されている。個別電極５７に駆動電圧を印加することによって圧電素子５８が変形して圧力室５２の容積が縮小されてノズル５１からインクが吐出される。インクが吐出されると圧電素子５８がもとに戻り、圧力室５２の容積が元の大きさに回復し、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給されるようになっている。

次に、本発明の特徴である、サブタンクにより印字ヘッドの内圧の制御を行うインクジェット記録装置のインク供給系について、より詳細に説明する。

図３に、本発明に係るインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の概略構成を示す。図３において、インク供給タンク（インクタンク）６０は、印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１におけるインク貯蔵／装填部１４に相当する。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、図示しない補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合には、インクの種類情報をバーコード等で識別し、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。

図３に示すように、インクタンク６０から印字ヘッド５０にインクを供給するインク供給路６２には、印字ヘッド５０にインクを供給する際のバッファとしてサブタンク６４が配置されている。本発明は、印字ヘッド５０の内圧を印字ヘッド５０の使用状況に応じて制御することにより、安定したインク吐出を可能とするものである。本実施形態においては、サブタンク６４の内圧を制御することによって、印字ヘッド５０の内圧を制御するようにしている。

すなわち、サブタンク６４が印字ヘッド５０の内圧を変更する圧力変更手段の働きを有している。本実施形態では、サブタンク６４の内圧を変更するためにサブタンク６４に接続してポンプ６５が設けられている。ポンプ６５によってサブタンク６４内の空気を吸引するとサブタンク６４の内圧は下がり、ポンプ６５によってサブタンク６４内の空気を加圧するとサブタンク６４の内圧は上昇する。

また、サブタンク６４と印字ヘッド５０の間のインク供給路６２には、印字ヘッド５０の内圧を測定する圧力測定手段として圧力計６６が設置されており、圧力計６６とインク供給路６２の間には大気開放弁６７が設けられている。

以下、本実施形態の作用として、印字ヘッド５０の各使用状況に応じてサブタンク６４の内圧を制御することにより印字ヘッド５０の内圧を制御する方法について説明する。

まず、プリント時は、印字ヘッド５０の内圧が一定となるようにサブタンク６４の内圧を一定の圧力でコントロールする。このとき、圧力計６６により印字ヘッド５０の内圧を測定し、例えば印字ヘッド５０の内圧が負圧の目標値として−１．５ｋＰａとなるように制御するのが好ましい。

このような一定の圧力となるように印字ヘッド５０の内圧を制御することにより、高粘度インクを用いた場合やインクが高粘度化した場合、あるいは連続吐出時等におけるインクの供給不良を改善することができる。また、印字ヘッド５０の内圧を一定に保つことにより、インクを安定して吐出することができ、記録媒体に吐出されたインクの濃度の安定を確保することができる。

次に、予備吐出（パージ）時、気泡排出動作時（インク吸引時）あるいはインクの初期充填時においては、印字ヘッド５０の内圧が、プリント時におけるよりも大きい値となるようにサブタンク６４の内圧をポンプ６５によって制御する。すなわち、インクに掛ける負圧をプリント時よりも小さくするようにコントロールする。このとき、圧力計６６により印字ヘッド５０の内圧を測定し、例えば印字ヘッド５０の内圧が、負圧の目標値として−０．５ｋＰａとなるように制御するのが好ましい。

このように、インクに働く負圧をプリント時よりも小さくすることで、インクにプリント時よりも大きな圧力が掛かるようにして、粘度の高くなったインクでも小さなエネルギーで機外に排出することができる。

なお、上で示した目標値は一例であり、少なくともプリント時よりも大きい値（負圧としては小さい値）であればよく、例えば、予備吐出時と気泡排出時（インク吸引時）とで、必ずしも目標値を同一にする必要はない。

次に、不吐出検出時、電源オフ時、未キャップ時あるいは待機時においては、印字ヘッド５０の内圧が、プリント時におけるよりも小さい値となるようにサブタンク６４の内圧をポンプ６５によって制御する。すなわち、インクに掛ける負圧をプリント時よりも大きくするようにコントロールする。このとき、圧力計６６により、印字ヘッド５０の内圧を測定し、例えば印字ヘッド５０の内圧が、負圧の目標値として−２．５ｋＰａとなるように制御するのが好ましい。

このように、印字ヘッド５０の内圧をプリント時よりも小さくすることで、プリント時よりもインク吐出のために大きなエネルギーが必要となり、不吐出検出時においては、より厳しい条件で吐出をチェックすることができ、ノズルの信頼性を向上させることができる。また、負圧を大きくすることで、電源オフ時、未キャップ時、待機時等においては、大気圧変動や温度変動時にも、ノズルからのインク漏れを防止することができる。

なお、上で示した目標値は一例であり、少なくともプリント時よりも小さい値（負圧としては大きい値）であればよく、不吐出検出時、電源オフ時、未キャップ時、待機時のいずれにおいても、必ずしも同一の目標値（例えば、−２．５ｋＰａ）である必要はない。

また、印字ヘッド５０の直下で記録紙がジャムした場合には、記録紙がノズルに接触し、インクのメニスカス面が破れてインクが漏れ出す場合がある。そこで、この事態を避けるために、インクに対して十分大きな負圧を掛けることによりノズルからインクが漏れないようにする必要がある。

従って、印字ヘッド直下でのジャム時においては、プリント時におけるよりも負圧を十分に大きくする。例えば、負圧の目標値としては−１０ｋＰａ程度が好ましい。このように大きな負圧を掛けることでノズルからのインク漏れを防止することができる。

なお、このとき、大きな負圧によりノズル及びヘッド自体からインクがなくなっている場合もあるため、復帰の際には、インクの初期充填モードへ移行して、印字ヘッド５０へのインクの強制充填をする必要がある。

このように、本実施形態においては、印字ヘッド５０の内圧の制御目標値を複数持ち、印字ヘッド５０の使用状況に応じて目標値を変更して内圧を制御するようにしたため、安定したインク吐出を得ることができ、またリフィルの改善を図り、メンテナンス周期（メンテナンス回数）を低減することができる。

また、予備吐出時や気泡排出時において、プリント時よりも印字ヘッド５０の内圧を大きくすることにより、小さなエネルギーでインクを吐出させることができ、吸引装置を小型化でき、さらに無駄インクを低減することができる。

さらに、不吐出検出時等においては、プリント時より内圧を小さくすることにより、インク吐出に必要なエネルギーを大きくし、厳しい条件下での吐出チェックを行うことで、インク吐出の安定性のマージンを確保することができる。

また、サブタンクの内圧を制御する方法は、上で説明したようにポンプを用いてサブタンク内を加圧、吸引するものに限定されるものではなく、他の方法でもよい。そこで、次に、本発明の実施形態の他の例について説明する。

図４に、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供給系の他の例の概略構成を示す。図４に示すインク供給系は、印字ヘッド５０の内圧を制御するためのサブタンクの内圧を、インクタンクと印字ヘッドとの水頭差（インクに掛かる水頭圧）を変化させることによって制御するようにしたものである。

図４に示すように、この例では、サブタンク６４にポンプは設置されておらず、その代わりに、インクタンク６０を、モータ７０によって駆動される偏芯カム６８により上下方向に移動させて、印字ヘッド５０とインクタンク６０との水頭差ｖを変化させるようにして、サブタンク６４の内圧を変化させている。

また、インクタンク６０は、例えばシリンダ形状を有しており、その上下動を容易かつ確実に行うためにインクタンク６０の周囲には、ローラ７２が設けらけている。また、前述した例と同様に、印字ヘッド５０のインク内圧を測定するための圧力計６６と大気圧にリセットするための大気開放弁６７が印字ヘッド５０近傍のインク供給路６２に設けられている。

なお、このように圧力計６６を設けずに、印字ヘッド５０とインクタンク６０の液面の高さを制御することによってインク内圧を制御するようにしてもよい。

この例では、印字ヘッド５０の使用状況に応じて、圧力計６６によって測定された印字ヘッド５０の内圧値を基に、インクタンク６０を上下方向に移動して、サブタンク６４の内圧を制御している。

その具体的な制御方法は、前述した例と同様である。すなわち、まず、プリント時は、印字ヘッド５０の内圧が一定となるようにサブタンク６４の内圧を一定の圧力でコントロールする。このとき、内圧制御の負圧の目標値としては、前述した例と同様に例えば、−１．５ｋＰａとするのが好ましい。

次に、予備吐出（パージ）時、気泡排出動作時（インク吸引時）あるいはインク初期充填時においては、印字ヘッド５０の内圧が、プリント時におけるよりも大きい値となるように、サブタンク６４の内圧を制御する。すなわち、インクタンク６０を偏芯カム６８で上に持ち上げて水頭差を小さくし、インクに掛かる負圧が、プリント時よりも小さくなるようにコントロールする。このとき、印字ヘッド５０の内圧制御の負圧の目標値としては−０．５ｋＰａとするのが好ましい。

次に、不吐出検出時、電源オフ時、未キャップ時あるいは待機時においては、印字ヘッド５０の内圧が、プリント時におけるよりも小さい値となるようにサブタンク６４の内圧を制御する。すなわち、インクタンク６０を偏芯カム６８で下に下げて水頭差を大きくし、インクに掛かる負圧がプリント時よりも大きくなるようにコントロールする。このとき、前の例と同様に、印字ヘッド５０の内圧制御の負圧の目標値としては−２．５ｋＰａとするのが好ましい。

また、印字ヘッド直下でのジャム時においては、プリント時におけるよりも負圧がさらに十分に大きくなるようにコントロールする。例えば、負圧の目標値としては−１０ｋＰａ程度が好ましい。

図５に、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供給系のさらに他の例の概略構成を示す。図５に示すインク供給系は、図３の例において印字ヘッド５０近傍に設置されていた圧力計６６をサブタンク６４に設置したものである。

すなわち、図５に示す例は、図３の例のように、印字ヘッド５０の近傍に設置された圧力計６６で印字ヘッド５０の内圧を測定する代わりに、サブタンク６４に圧力計７４を設置して、サブタンク６４の内圧を測定するようにしたものである。

このとき、サブタンク６４の内圧制御は、図３の例と同様にサブタンク６４に設置されたポンプ６５による加圧、吸引によって行われる。また、サブタンク６４には、大気圧にリセットするための大気開放弁７６が設けられている。

この例では、サブタンク６４における内圧を測定しているため、圧力計７４の測定値に対して、サブタンク６４と印字ヘッド５０との高低差εによる補正を行う必要があるが、その他の点では、図３に示した例と内圧制御等については同様であるので細かい説明は省略する。

以上説明したように、本発明のインクジェット記録装置１０は、印字ヘッド５０の内圧を変更する圧力変更手段としてサブタンク６４を備え、印字ヘッド５０の内圧の制御目標値を複数持ち、印字ヘッド５０の使用状況に応じて目標値を変更して内圧を制御するようにしている。また、印字ヘッド５０の使用状況として、（１）プリント時、（２）予備吐出時またはインク吸引時、（３）不吐出検出時または電源オフ時または待機時、の３種類の使用状況を規定している。そして、この３種類の使用状況のうち少なくとも２つの各使用状況に対応した各設定値により、印字ヘッド５０の内圧を制御するようにしてもよい。これにより、きめ細かな内圧制御が可能となり、インク吐出の安定化を図ることができる。

以上、本発明のインクジェット記録装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。 本実施形態のインクジェット記録装置の印字ヘッドの要部を示す断面図である。 本発明に係るインクジェット記録装置におけるインク供給系を示す概略構成図である。 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供給系の他の例を示す概略構成図である。 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供給系のさらに他の例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラー、３３…ベルト、３４…吸着チャンバー、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラー、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５４…供給口、５５…共通流路、５６…振動板、５７…個別電極、５８…圧電素子、６０…インクタンク、６２…インク供給路、６４…サブタンク、６６、７４…圧力計、６７、７６…大気開放弁、７０…モータ、７２…ローラ

Claims (7)

1. インク吐出ヘッドからインク滴を記録媒体に向けて吐出して画像を形成するインクジェット記録装置であって、
   前記吐出ヘッドの内圧を変更する圧力変更手段を備え、
   前記インク吐出ヘッドの内圧を、前記インク吐出ヘッドの複数の使用状況に対応した複数の設定値で制御す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１に記載のインクジェット記録装置であって、さらに、前記吐出ヘッドの内圧を測定する圧力測定手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
3. インク吐出ヘッドからインク滴を記録媒体に向けて吐出して画像を形成するインクジェット記録装置であって、
   前記吐出ヘッドの内圧を変更する圧力変更手段を備え、
   プリント時、及び、予備吐出時またはインク吸引時、及び、不吐出検出時または電源オフ時または待機時、の３種類の使用状況のうち少なくとも２つの各使用状況に対応した各設定値により、前記インク吐出ヘッドの内圧を制御す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。
4. 請求項３に記載のインクジェット記録装置であって、さらに、前記吐出ヘッドの内圧を測定する圧力測定手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 前記インク吐出ヘッドの内圧を、前記予備吐出時またはインク吸引時には、前記プリント時よりも高く制御することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記インク吐出ヘッドの内圧を、前記不吐出検出時または電源オフ時または待機時には、前記プリント時よりも低く制御することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インク吐出ヘッドの内圧の制御は、インクタンクと前記インク吐出ヘッドとを結ぶインク供給路に設けられたサブタンクの内圧を制御することによって行うようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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