JP2008073984A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送液ポンプによりダンパー内にインクを供給する際に、ノズルから吐出されるインク滴が大きくなったり、ノズルからインクが漏出したりすることが抑制されるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】送液ポンプの駆動出力を、駆動開始から所定送液量に対応する駆動出力まで徐々に増加させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

紫外線硬化インクを用い、記録ヘッドから記録媒体上に吐出された紫外線硬化インクに紫外線を照射することにより、紫外線硬化インクを記録媒体上に定着させる紫外線硬化型のインクジェット記録装置が知られている。紫外線硬化インクとしては、一般的に高粘度のインクが用いられる。

上記紫外線硬化型のインクジェット記録装置のように高粘度インクを使用するインクジェット記録装置においては、インク供給管内の摩擦抵抗により圧力損失が生じる。このため、記録ヘッドのノズルから連続してインクを吐出させるような場合に、記録ヘッドの吐出力のみでは十分にインクをノズルまで引いてくることができず、インクの吐出不良を生じることがある。

この問題に対応するため、特許文献１には、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク供給管の途中にインクを一時的に貯留するダンパーを設け、ダンパー内のインク残量が所定量以下になると、インクタンクとダンパーとの間に設けた送液ポンプによりダンパーにインクを送液する技術が開示されている。

この技術によれば、ダンパー内に常に一定量のインクが貯留されており、画像記録に必要なインクは適宜ダンパーから記録ヘッドに供給される。また、ダンパー内のインク残量が所定量以下になると送液ポンプによりダンパーへ強制的にインクが送液される。このため、高粘度インクを用いた場合でもインクの吐出不良を生じることがなくなる。
特開２００６−２１３８３号公報

しかしながら、送液ポンプによりダンパー内にインクを供給する際に、ダンパー内に急激にインクが供給されると、所定の負圧で安定していたダンパー内の圧力が急激に上昇する。こうなると、ノズルから吐出されるインク滴が大きくなったり、ノズルからインクが漏出したりする。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、送液ポンプによりダンパー内にインクを供給する際に、ノズルから吐出されるインク滴が大きくなったり、ノズルからインクが漏出したりすることが抑制されるインクジェット記録装置を提供することを目的としている。

本発明のインクジェット記録装置は、インクを貯留するインクタンクと、インクを吐出する記録ヘッドと、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク供給管と、インク供給管の途中に設けられ、インクを一時的に貯留するダンパーと、インクタンクとダンパーとの間にダンパーに対して所定送液量でインクを供給する送液ポンプと、ダンパー内のインク残量を検知する残量検知手段と、残量検知手段がダンパー内のインク残量が所定量以下であると検知したときにインクタンク内のインクをダンパーに送液するように送液ポンプを制御する制御部と、を備えるインクジェット記録装置において、前記制御部は、前記送液ポンプの駆動出力を、駆動開始から前記所定送液量に対応する駆動出力まで徐々に増加させることを特徴としている。

本発明によれば、送液ポンプの駆動開始時に送液ポンプの駆動出力を所定値まで徐々に立ち上げることにより、ダンパー内には徐々にインクが供給される。このため、ダンパー内の背圧は徐々に上昇し、オーバーシュートも小さく適正背圧を大きく越えることが無くなる。この結果、ノズルから吐出されるインク滴が大きくなったり、ノズルからインクが漏出したりする虞がない。

以下、添付図面を参照しつつ、本実施形態について説明するが、本実施形態に限定するものではない。

（装置構成）
図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。本実施形態においけるインクジェット記録装置１は、シリアルプリント方式によるインクジェット記録装置１である。インクジェット記録装置１には、平板状に形成され記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン２が設けられている。プラテン２の上流側及び下流側にはそれぞれ記録媒体Ｐをプラテン２とほぼ同じ高さに維持しつつ搬送する搬送ローラ３，４が回転自在に設けられており、記録媒体Ｐは、記録媒体搬送機構２９（図３参照）により搬送ローラ３，４が回転することによってプラテン２の上面に沿って所定の搬送方向Ｘに搬送されるようになっている。

プラテン２の上方には、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘに直交する主走査方向に延在する棒状のガイドレール５が設けられている。このガイドレール５にはキャリッジ６が支持されており、このキャリッジ６は、キャリッジ駆動機構２８（図３参照）によりガイドレール５に沿って主走査方向に往復移動するようになっている。

キャリッジ６には、本実施形態におけるインクジェット記録装置１で使用される各色（例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）。）に対応した記録ヘッド７が搭載されている。記録ヘッド７の記録媒体Ｐに対向する面にはインクを吐出するノズル（図示せず）が複数設けられている。各記録ヘッド７のノズルには、例えば、電圧を印加することによって変形する圧電素子としてのピエゾ素子（図示せず）が付設されており、ピエゾ素子に駆動電圧を印加することによってピエゾ素子を変形させ、これによりインク流路を圧縮してノズルからインクを吐出させるようになっている。また、インク流路にはヒータ（図示せず）が配設されており、インクが吐出される前にインクを加熱するようになっている。なお、高精細な画像記録を可能とするためには、インクは１ドットが２〜２０ｐｌの微小な液滴として吐出されることが望ましい。

本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線が照射されることにより硬化する性質を具備する光硬化型インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物（公知の重合性化合物を含む。）と、光開始剤と、色材とを含むものである。上記光硬化型インクは、重合性化合物としてラジカル重合性化合物を含むラジカル重合系インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクとに大別されるが、この両系のインクが本実施形態に用いられるインクとしてそれぞれ適用可能である。また、ラジカル重合系インクとカチオン重合系インクとを複合させたハイブリッド型インクを本実施形態に用いられるインクとして適用してもよい。しかしながら、酸素による重合反応の阻害作用が少ない又は無いカチオン重合系インクの方が機能性、汎用性に優れるため、特に、カチオン重合系インクを用いることが好ましい。カチオン重合系インクは、少なくともオキセタン化合物，エポキシ化合物，ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物である。

なお、本実施形態に用いられるインクは、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの高粘度のインクである。インクの粘度はインクを加熱することによって低下するため、高粘度のインクを円滑に吐出させるとともに微小な液滴として吐出させる場合でも記録媒体上に正確に着弾させ高精細な画像記録を可能とするためには、インクを吐出する前にヒータによってインクの温度を３０℃〜１５０℃に加熱しておくことが望ましい。

また、キャリッジ６の内部であって、キャリッジ６の側壁と記録ヘッド７との間には、記録ヘッド７の記録媒体搬送方向Ｘに対する長さとほぼ等しい長さ寸法の紫外線照射装置８が記録ヘッド７の長手方向に延在して配設されている。紫外線照射装置８には、図示しない紫外線光源が設けられている。

これら各記録ヘッド７には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを一時的に貯留するサブタンク１０が、それぞれ可撓性を有する材料で形成されたインク供給管９ａを介して連結されている。また、各サブタンク１０はそれぞれインク供給管９ｂを介してメインタンク１１と連結されており、各メインタンク１１内のインクは、インク供給管９ｂによってサブタンク１０に供給され、一旦サブタンク１０内に貯留された後、各記録ヘッド７に供給されるようになっている。なお、サブタンク１０は記録ヘッド７よりも図１における下方位置に設けられている。サブタンク１０の位置を記録ヘッド７よりも低くすることにより記録ヘッド７内のインクを負圧状態に保ち、画像記録時以外にインクが漏出しないようになっている。

サブタンク１０には、内部に貯留されているインクの量を検知するサブタンクセンサ２７が設けられている。サブタンクセンサ２７は、例えば、サブタンク１０に貯留されているインクの液面を検知するようになっており、インクの液面が所定の高さ以上であるか否かによってサブタンク１０内のインク量が所定量以上であるか否かを把握できるようになっている。

また、インク供給管９ａの途中であってサブタンク１０と記録ヘッド７との間には、記録ヘッド７に近接して、内部にインクを貯留するダンパー１２が設けられている。このように、ダンパー１２を記録ヘッド７に近接して配置することにより、インクを吐出する際にはダンパー１２内に貯留されているインクを記録ヘッド７に供給すれば足りるため、インク供給管９ａ，９ｂの中をインクが流動する際に生ずる圧力損失のインク吐出への影響を最小限度に抑えることができる。これにより、画像記録に高粘度のインクを用いる場合でも圧力損失によるインクの吐出不良の発生を防止することができる。

（ダンパー構成）
図２（ａ）は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のダンパー部分の側断面図である。図２（ｂ）は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のダンパー部分の正面図である。ダンパー１２の上部一端にはインク室１３にインクを流入させるインク流入口１４が設けられており、ダンパー１２の下部一端にはインク室１３からインクを流出させるインク流出口１５が設けられている。インク流入口１４及びインク流出口１５には、それぞれインク供給管９ａが接続されており、サブタンクから送られたインクはインク供給管９ａを介してインク流入口１４からインク室１３内に流入し、インク室１３に流入したインクは、インク供給管９ａを介してインク流出口１５から記録ヘッド７に送られるようになっている。

インク室１３の一側面には開口部１６が形成されており、開口部１６にはダンパー膜１７が張設されている。ダンパー膜１７は、例えば、ポリエチレンフィルム等の可撓性を有するフィルムからなっている。

インク室１３の内部であって開口部１６に対向する壁面には、弾性部材としてのコイルバネ１８が、一端をダンパー膜１７に接するように設けられている。コイルバネ１８は、ダンパー１２のインク室１３にインクが流入した際に所定の初期位置にダンパー膜１７を支持するようになっている。ここで、初期位置とは、ダンパー１２に流入したインクが自重により記録ヘッド７に向けて流出しようとする力とコイルバネ１８がダンパー膜１７の膜面の位置を保持しようとする力とが釣り合って一定の負圧発生状態を維持することのできる位置をいう。

ダンパー１２のインク室１３内にインクが流入すると、ダンパー膜１７がインクによって押圧されて外側に撓む。逆に、記録ヘッド７からインクが吐出されることによりインク室１３内のインクが減少すると、これに伴ってダンパー膜１７は次第に内側に撓もうとする。このとき、コイルバネ１８はダンパー膜１７によって押し縮められ、これにより当初の長さに戻ろうとする反発力を生ずる。そして、ダンパー膜１７はコイルバネ１８の反発力によって初期位置まで押し戻され、ダンパー膜１７が内側に撓もうとする力と釣り合って、インク室１３内は負圧状態となるようになっている。インク室１３内が負圧状態に保たれることにより、画像記録時以外に記録ヘッド７のノズルからインクが漏出することを防止することができる。なお、本実施形態においては、ダンパー膜１７を支持する弾性部材としてコイルバネ１８を用いるものとしたが、弾性部材はダンパー膜１７を支持し得る伸縮性のある部材であればよく、コイルバネ１８に限定されない。したがって、例えば、板バネ等の各種バネや伸縮性のある樹脂等の部材を用いてもよい。

ダンパー１２の外側であってダンパー膜１７の設けられている近傍には、ダンパー１２のインク室１３内に貯留されているインクの残量を検知する残量検知手段として、ダンパー膜１７の膜面の位置を検知する膜面検知センサ１９が設けられている。膜面検知センサ１９には、ダンパー膜１７が最も外側に撓んだときの位置と最も内側に撓んだときの位置との差に値する長さよりも長い長さ寸法に形成されたロッド２０が、先端部をダンパー膜１７に接するように設けられている。ロッド２０は、例えば、シリンダ等のアクチュエータによりダンパー膜１７に対して進退自在となっており、ダンパー膜１７の撓みに伴って突出又は後退し、常にロッド２０の先端部がダンパー膜１７に接触するようになっている。また、膜面検知センサ１９は、例えば、赤外線などの光を発する発光素子を内蔵する発光器２１と発光器２１から発せられた光を感知する受光素子を内蔵する受光器２２とを備えており、発光器２１と受光器２２とは、前記ロッド２０を挟んで発光器２１の発光面（図示せず）と受光器２２の受光面（図示せず）とが互いに対向するようにそれぞれ配置されている。

ダンパー１２にインクが流入するとダンパー膜１７が外側に押圧され、ダンパー膜１７に接しているロッド２０も押圧される。ロッド２０が押圧されて膜面検知センサ１９内部の発光器２１及び受光器２２の設けられている位置より奥まで押し込まれている状態のときには、発光器２１から照射された光がロッド２０によって遮られて受光器２２によって受光されない。他方、ダンパー１２内のインクが減少すると、ダンパー膜１７がダンパー１２の内側に撓み、これに伴ってロッド２０が突出する。ロッド２０の後端部が発光器２１と受光器２２の設けられている位置より前に突出した状態のときには、受光器２１は発光器２２から照射された光を受光する。これによって、ロッド２０の後端部が所定の位置よりも前にあることを検知することができ、ロッド２０の先端部が接触しているダンパー膜１７の膜面の位置が所定の位置よりも内側に撓んでいるか否かを把握することができるようになっている。

インク室１３内のインクが減少すると、これに伴ってダンパー膜１７がインク室１３の内側に向かって撓みを生ずる。記録ヘッド７のノズルからインクが漏出しないためには一定の負圧がかかっていることが必要であるが、ダンパー膜１７が内側に撓むと、コイルバネ１８が反発力によってダンパー膜１７を初期位置に押し戻そうとし、これによってダンパー１２のインク室１３内及びダンパー１２から記録ヘッド７までのインク供給管９ａ内には負圧状態が発生する。他方で、ノズルから適切にインクを吐出させるためには、ダンパー１２内及びダンパー１２と記録ヘッド７との間のインク供給管９ａ内に貯留されているインクの重さによって記録ヘッド７のノズルに対して所定の圧力がかかっていることが必要とされる。そして、ダンパー１２内に一定以上のインクが貯留されている場合には、ノズルに対する適度の圧力を確保することができ、記録ヘッド７の吐出力によってインクの吐出を円滑に行うことができるが、ダンパー１２及び記録ヘッド７までのインク供給管９ａ内に発生した負圧が一定限度以上になると、記録ヘッド７によるインクの吐出力のみではインクを適切に吐出させることができない状態となる。例えば、一般に記録ヘッド７がインクを吐出することのできる吐出力は−３ＫＰａ程度であり、これ以上の負圧がかかると適切にノズルからインクを吐出することができなくなり、吐出不良を引き起こす原因となる。そこで、ノズルに対する適度の圧力を一定に保つため、膜面検知センサ１９によってダンパー膜１７の膜面位置を検知することにより、ダンパー１２内のインク残量が一定に保たれているか否かを適宜検知できるようになっている。

インク供給管９ａの途中であってダンパー１２とサブタンク１０との間には、ダンパー１２にインクを送液する送液ポンプ２３が設けられており、ダンパー１２内のインク量が一定量以下になったと判断される場合には、サブタンク１０内に貯留されているインクを強制的に送液するようになっている。なお、送液ポンプ２３としては、プランジャーポンプ、ダイヤフラム式ポンプ、ギア式ポンプ等、各種ポンプを適用することが可能である。

また、インク供給管９ｂの途中には、メインタンク１１からサブタンク１０に対するインクの流入を制限するための供給弁２４が設けられている。供給弁２４は、例えば、ソレノイドとダイヤフラム（いずれも図示せず）とを備える電磁弁であり、ソレノイドの開閉によってダイヤフラム内に液体が流入又は流出することによって弁の開閉が行われる。

（制御構成）
図３は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御構成図である。

インクジェット記録装置１は、インクジェット記録装置１の各部を制御する制御部２５を備えており、制御部２５には、インクジェット記録装置１に対して電力を供給する電源２６が接続されている。

また、制御部２５には、膜面検知センサ１９からダンパー膜１７の膜面がどの程度ダンパー１２のインク室１３の内側に撓んでいるかを検知した検知結果が電気信号として送られるようになっている。制御部２５はこの検知結果に基づいてダンパー１２のインク室１３内にインクが残留しているか否かを判断し、インク室１３内にインクが残留していないと判断するときは、送液ポンプ２３を動作させてサブタンク１０内のインクをダンパー１２に供給するようになっている。

なお、膜面検知センサ１９によるダンパー膜１７の膜面の検知は、キャリッジ６が定速で移動している画像記録時に行うようになっている。キャリッジ６は、プラテン２上を往復移動しながら画像記録を行っているときには安定した画像記録を行うために一定の移動速度で移動している。しかし、画像記録時以外は、高精度の制御を行う必要がないためにキャリッジ６の移動速度を加速させたり、キャリッジ６の移動方向を転換するために減速させたりするため、キャリッジ６の移動速度が一定しない。また、記録ヘッド７のクリーニング動作を行う際には、インクの強制吸引や空吐出を行うためにインク室１２内のインク量の急激な変動が生ずる。したがって、キャリッジ６が定速で移動している画像記録時以外にダンパー膜１７の膜面の検知を行っても正確な値を得ることが期待できないためである。

制御部２５は、膜面検知センサ１９から送られる信号に基づいてダンパー１２のインク室１３内にインクがないと判断すると、制御部２５は、適宜、送液ポンプ２３を動作させて、インク室１３に貯留可能な適量のインクをサブタンク１０からダンパー１２のインク室１３に送液し、ダンパー１２のインク室１３に貯留されるインク量を一定に保つようになっている。

また、制御部２５にはサブタンクセンサ２７から各サブタンク１０内のインク量についての検知結果が電気信号として送られるようになっている。制御部２５はこの検知結果からサブタンク１０内のインク残量が所定量以下であると判断するときは、供給弁２４を動作させて所定の時間だけ供給弁２４を開放し、各メインタンク１１内のインクをそれぞれ対応するサブタンク１０に供給するようになっている。なお、供給弁２４を開放する時間は、例えば、１０秒、２０秒等、予め設定されており、設定された時間だけ供給弁２４を開放する。

さらに、制御部２５は、キャリッジ駆動機構２８を制御してキャリッジ６を主走査方向に往復移動させるとともに、キャリッジ６の動作に合わせて記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し、記録媒体Ｐを間欠的に搬送方向Ｘに搬送させるように、記録媒体搬送機構２９を制御して搬送ローラ３，４を動作させるようになっている。

また、制御部２５は、記録ヘッド７を動作させて記録ヘッド７のインク流路内のインクを３０℃〜１５０℃程度に加熱するとともに、インクを１ドットが２〜２０ｐｌの微小な液滴として記録媒体Ｐ上に吐出させ所定の画像を形成させるようになっている。さらに、制御部２５は、記録媒体Ｐに着弾したインクに対して紫外線光源から紫外線を照射させるように紫外線照射装置８を制御するようになっている。

（基本動作）
インクジェット記録装置１の電源２６がＯＮとなると、電源２６からインクジェット記録装置１の各部に対して給電が行われ、記録ヘッド７を搭載したキャリッジ６がプラテン２の上方に移動する。

キャリッジ６が所定の位置に到達すると、搬送ローラ３，４によって記録媒体Ｐが搬送方向Ｘに搬送され、同時にキャリッジ６が主走査方向に沿って往復移動する。この際、記録ヘッド７のピエゾ素子に所定の電圧が印加されることによりインク流路が圧縮され、この吐出力によりダンパー１２のインク室１３内のインクが記録ヘッド７のインク流路内に引き込まれ、ノズルから所定の画像情報に基づいて所要の色のインクが吐出される。さらに、吐出されたインクに紫外線照射装置８から紫外線が照射され、これにより記録媒体Ｐに所定の画像が記録される。

記録ヘッド７からインクが吐出されると、順次ダンパー１２のインク室１３内に貯留されているインクが記録ヘッド７に供給され、インク室１３内のインクが減少する。インク室１３内のインクが減少するとこれに伴ってダンパー膜１７がインク室１３の内側に向かって撓みを生ずる。ダンパー膜１７が内側に撓むと、コイルバネ１８が反発力によってダンパー膜１７を初期位置に押し戻そうとし、これによってダンパー１２のインク室１３内及びダンパー１２から記録ヘッド７までのインク供給管９ａ内は負圧状態となっていく。ダンパー膜１７の膜面位置は随時膜面検知センサ１９によって検知され、検知結果は制御部２５に送られる。

ダンパー膜１７がコイルバネ１８に抗して所定の位置よりも内側まで撓んでいることが検知されると、インク室１３内に貯留可能な量のインクが送液ポンプ２３によってサブタンク１０から送られる。インクが適切に送られると、インク室１３内に流入したインクの圧力によりダンパー膜１７が外側に押圧され、これに伴い膜面検知センサ１９のロッド２０がダンパー膜１７に押圧されて膜面検知センサ１９の本体内部に押し込まれ、これによってダンパー膜１７の位置の変化が把握される。

また、サブタンク１０内のインクの残量はサブタンクセンサ２７によって検知され、サブタンク１０内のインク量が所定量よりも減少している場合には、随時供給弁２４が開放されて必要量のインクがメインタンク１１からインク供給管９ｂを介してサブタンク１０に対して供給される。これにより、サブタンク１０には常に一定量のインクが貯留されている状態となっている。ダンパー１２を記録ヘッド７の近傍に設けるとともにダンパー１２のインク室内に常に一定量のインクが貯留されるようになっているので、記録ヘッド７はダンパー１２から順次インクの供給を受けることができ、記録ヘッド７に供給されるインクのインク供給管９ａ内における圧力損失の影響を最小限度に抑えることができる。このため、高粘度インクを用いて画像記録を行う場合でも記録ヘッド７の吐出力によってインクを記録ヘッド７のノズルまで導き、吐出させることができる。また、ダンパー１２に可撓性を有する材料によって形成されたダンパー膜１７を設け、このダンパー膜１７をコイルバネ１８によって初期位置に保つようになっているので、ダンパー１２内に負圧状態を発生させ、これにより記録ヘッド７のノズルからインクが漏出することを防止することができる。

（送液ポンプの立ち上がりとダンパー内の背圧変化）
図４は、送液ポンプ２３の駆動開始時の立ち上げ状態とダンパー１２内の背圧変化との関係の一例を示す模式図である。図４（ａ）は、従来における、送液ポンプ２３の駆動出力Ｄを所定値Ｄｔ（所定送液量に対応する出力値）まで一気に立ち上げた場合のダンパー１２内の背圧Ｐｂの変化の推移を示している。図４（ｂ）は、本実施形態における、送液ポンプ２３の駆動出力Ｄを所定値Ｄｔ（所定送液量に対応する出力値）まで徐々に立ち上げた場合のダンパー内の背圧Ｐｂの変化の推移を示している。

図４（ａ−１）は、従来における、送液ポンプ２３の駆動出力Ｄを所定値Ｄｔまで一気に立ち上げた場合の駆動出力の変化を示している。送液ポンプ２３の駆動出力Ｄは、駆動開始時刻ｔ０において、所定値Ｄｔまで一気に立ち上がっている。

図４（ａ−２）は、送液ポンプ２３を駆動する際に、図４（ａ−１）に示すように駆動出力Ｄを所定値Ｄｔまで一気に立ち上げた場合のダンパー１２内の背圧Ｐｂの変化を模式的に示している。図４（ａ−２）においては、例えば、適正背圧として約−１０００Ｐａになるように膜面検知センサ１９が調整されている。

時刻ｔａにおいて、印字が開始される。印字に伴いダンパー１２内のインクが消費され、ダンパー１２内の背圧Ｐｂは、徐々に下がっていく。適正背圧である約−１０００Ｐａから徐々に下がっている。

ダンパー１２内のインク残量が減少し、膜面検知センサ１９によりダンパー１２内のインク残量が所定量以下になったことが検知されると、送液ポンプ２３が駆動されダンパー１２内にインクが供給される（時刻ｔｂ）。このとき、図４（ａ−１）に示すように、駆動出力Ｄが所定値Ｄｔまで一気に立ち上がるので、一気に多量のインクがダンパー１２内に供給される。このため、ダンパー１２内のインク残量が急激に増加するとともに、ダンパー１２内の背圧Ｐｂも急激に上昇し（立ち上がり角度α）、適正背圧である−１０００Ｐａを大きく越えてオーバーシュートするようになる（時刻ｔｃ）。この結果、ノズルから吐出されるインク滴が大きくなったり、ノズルからインクが漏出したりする虞がある。

送液ポンプ２３は、ダンパー１２内のインク残量が所定量を越えたことを膜面検知センサ１９により検知されると、駆動を停止する。その後は、再び、印字に伴いダンパー１２内のインクが消費され、ダンパー１２内の背圧Ｐｂは徐々に下がっていき、同様の背圧変化が繰り返されることになる。背圧の変動幅としては、図に示すように、例えば約６００Ｐａである。

一方、図４（ｂ−１）は、本実施形態における、送液ポンプ２３の駆動出力Ｄを所定値Ｄｔまで徐々に立ち上げた場合の駆動出力の変化を示している。送液ポンプ２３の駆動出力Ｄは、駆動開始時刻ｔ０において立ち上がり始め、徐々に大きくなり、時刻ｔ１において所定値Ｄｔに到達する。図４（ｂ−１）においては、直線的に徐々に増加する場合を示しているが、これに限らない。

図４（ｂ−２）は、送液ポンプ２３を駆動する際に、図４（ｂ−１）に示すように駆動出力Ｄを所定値Ｄｔまで徐々に立ち上げた場合のダンパー１２内の背圧Ｐｂの変化を模式的に示している。図４（ｂ−２）においても、例えば、適正背圧として約−１０００Ｐａになるように膜面検知センサ１９が調整されている。時刻ｔｂまでは、図４（ａ−２）の場合と同様である。

時刻ｔｂにおいて、送液ポンプ２３の駆動が開始されると、ダンパー１２内にインクが供給され、ダンパー１２内のインク残量が増加し、ダンパー１２内の背圧Ｐｂも上昇する。このとき、図４（ｂ−１）に示すように、駆動出力Ｄは所定値Ｄｔまで徐々に立ち上がるので、ダンパー１２内には徐々にインクが供給される。このため、図４（ｂ−２）に示すように、ダンパー１２内の背圧Ｐｂは徐々に上昇するとともに（立ち上がり角度β（＜α））、オーバーシュートも小さく適正背圧である−１０００Ｐａを大きく越えることが無くなる（時刻ｔｄ）。この結果、ノズルから吐出されるインク滴が大きくなったり、ノズルからインクが漏出したりする虞がない。

送液ポンプ２３の駆動は、ダンパー１２内のインク残量が所定量を越えたことを膜面検知センサ１９によりと検知されると、停止する。徐々に送液量が増加するように送液ポンプ２３が駆動されるので、送液ポンプ２３の駆動開始から駆動停止までの時間（ｔｄ−ｔｂ）は、一気に送液量が増加する図４（ａ−２）の場合の時間（ｔｃ−ｔｂ）と比べて長くなる。その後は、再び、印字に伴いダンパー１２内のインクが消費されることにより、ダンパー１２内の背圧Ｐｂは徐々に下がっていき、同様の背圧変化が繰り返されることになる。背圧の変動幅としては、図に示すように、例えば約３００Ｐａであり、駆動出力Ｄを所定値Ｄｔまで一気に立ち上げた図４（ａ−２）よりもかなり抑制される。

図４（ｂ−１）における（ｔ１−ｔ０）である立ち上げ時間Ｔｓは、０．２〜２ｓｅｃが好ましい。０．２ｓｅｃより短いと、適正背圧を大きく越えてオーバーシュートするようになり、ノズルから吐出されるインク滴が大きくなったり、ノズルからインクが漏出したりする虞がある。逆に、２ｓｅｃよりも長いと、例えば、ダンパー１２内へのインク供給量がノズルからのインク吐出量に追いつかず、ダンパー内１２のインク残量がさらに減少して負圧が大きくなりすぎ、ノズルから吐出されるインク滴が小さくなる虞がある。また、適正背圧まで回復するまでの時間も長くなってしまう。

立ち上げ時間Ｔｓは、ダンパー１２の構成等に応じて最適時間が異なり、０．２〜２ｓｅｃの範囲内で適宜変更して設定可能である。例えば、ダンパー膜１７の面積が小さいほど背圧のオーバーシュートは大きくなるので、立ち上げ時間Ｔｓを長く設定する必要がある。また、コイルバネ１８のバネ定数Ｋが大きいほど背圧のオーバーシュートは大きくなるので、立ち上げ時間Ｔｓを長く設定する必要がある。

送液ポンプ２３の駆動出力Ｄを所定値Ｄｔまで徐々に立ち上げるためには、ステッピングモータを用い、入力パルスの周波数を徐々に増加させることが好ましい。また、送液ポンプ２３としては、プランジャーポンプを用いることが好ましい。なぜなら、これらを用いることにより、送液量を徐々に増加させながら目標となる送液量に到達させるにあたり、精度良く送液量の制御を行うことができるからである。

以上のように、本実施形態によれば、送液ポンプ２３の駆動開始時に送液ポンプ２３の駆動出力Ｄを所定値Ｄｔまで徐々に立ち上げることにより、ダンパー１２内には徐々にインクが供給される。このため、ダンパー１２内の背圧Ｐｂは徐々に上昇し、オーバーシュートも小さく適正背圧を大きく越えることが無くなる。この結果、ノズルから吐出されるインク滴が大きくなったり、ノズルからインクが漏出したりする虞がない。

本実施形態では、紫外線を照射することにより硬化するインクを用いて画像記録を行うものとしたが、インクは必ずしもこれには限定されず、例えば、紫外線、電子線、Ｘ線、可視光線、赤外線等の電磁波といった紫外線以外の光を照射することにより硬化するインクであってもよい。この場合、インクには、紫外線以外の光で重合して硬化する重合性化合物と、紫外線以外の光で重合性化合物同士の重合反応を開始させる光開始剤とが適用される。また、紫外線以外の光で硬化する光硬化型のインクを用いる場合は、紫外線光源に代えて、その光を照射する光源を適用する。また、光を照射することなく硬化定着するインクを用いてもよい。この場合には紫外線照射装置を設けることが不要となる。

本実施形態では、インクジェット記録装置１は、キャリッジ６に搭載された記録ヘッド７を主走査方向に往復移動させるとともに、記録媒体Ｐを搬送方向Ｘに搬送させながら、記録ヘッド７からインクを吐出させて、画像を形成するシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置１としたが、本発明に係るインクジェット記録装置１としては、プリンタ本体に固定された記録ヘッドからインクを吐出させるとともに記録媒体を搬送させて画像を形成するラインヘッド方式のインクジェット記録装置であってもよい。

本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。 図２（ａ）は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のダンパー部分の側断面図である。図２（ｂ）は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のダンパー部分の正面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御構成図である。 送液ポンプの送液開始時の立ち上げ状態とダンパー内の背圧変化との関係の一例を示す模式図である。図４（ａ）は、従来における、送液ポンプ２３の駆動出力Ｄを所定値Ｄｔ（所定送液量に対応する出力値）まで一気に立ち上げた場合のダンパー１２内の背圧Ｐｂの変化の推移を示している。図４（ｂ）は、本実施形態における、送液ポンプ２３の駆動出力Ｄを所定値Ｄｔ（所定送液量に対応する出力値）まで徐々に立ち上げた場合のダンパー内の背圧Ｐｂの変化の推移を示している。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
７ 記録ヘッド
９ａ、９ｂ インク供給管
１０ サブタンク
１２ ダンパー
１９ 膜面検知センサ
２３ 送液ポンプ
２５ 制御部

Claims (7)

1. インクを貯留するインクタンクと、
   インクを吐出する記録ヘッドと、
   インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク供給管と、
   インク供給管の途中に設けられ、インクを一時的に貯留するダンパーと、
   インクタンクとダンパーとの間にダンパーに対して所定送液量でインクを供給する送液ポンプと、
   ダンパー内のインク残量を検知する残量検知手段と、
   残量検知手段がダンパー内のインク残量が所定量以下であると検知したときにインクタンク内のインクをダンパーに送液するように送液ポンプを制御する制御部と、
   を備えるインクジェット記録装置において、
   前記制御部は、前記送液ポンプの駆動出力を、駆動開始から前記所定送液量に対応する駆動出力まで徐々に増加させることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記駆動開始から前記所定送液量に対応する駆動出力に設定するまでの時間は、０．２〜２ｓｅｃである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. 前記送液ポンプは、ステッピングモータにより駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記ステッピングモータの入力パルスの周波数を徐々に増加させることにより、前記送液ポンプの駆動出力を徐々に増加させ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。
5. 前記送液ポンプは、プランジャーポンプであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記ダンパーは、インクを貯留するインク室を備え、前記インク室の少なくとも一面に可撓性を有するダンパー膜を設けるとともに、前記ダンパー膜を所定の初期位置に保持する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インクは、紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化インクであり、
   前記記録ヘッドから吐出され記録媒体上に着弾したインクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。

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