JP5968048B2 - インク充填方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
図1は、記録媒体13に記録動作を行うインクジェット記録装置の記録装置本体の概略斜視図を示している。なお、本実施形態におけるインクジェット記録装置は、記録媒体の記録幅方向に記録ヘッドを往復走査させて記録動作を行う、いわゆるシリアル型のインクジェット記録装置である。このシリアル型記録装置は、搬送ローラ19よって記録媒体13をY方向(副走査方向)へと間欠的に搬送する。これと共に、キャリッジに搭載された記録ヘッド3を記録媒体13の搬送方向であるY方向と直交する方向であるX方向(主走査方向)に往復走査させながら記録動作を行う。また、図1に示す記録装置本体は、例えば、A1サイズやA0サイズの記録媒体への記録が行えるような大型インクジェット記録装置である。
図1(b)に、インクジェット記録装置のキャリッジに搭載される記録ヘッドの一部を分解して示した斜視図を示す。記録ヘッド3は、接続部30によってインクジェット記録装置本体から供給チューブ4を介してインクが供給される。そして接続部30から供給されたインクは、インクの色ごとに設けられた貯留部(不図示)に一時的に貯留され、記録動作時に吐出される。さらに、この貯留部にはゴム製の弾性変形する部材で形成された圧力調整部材40が接続して設けられており、この圧力調整部材40の容積が変化することにより、貯留部内の圧力を調整することができる。具体的には、圧力調整部材40の容積は約1.4mlであり±0.3ml程度の容積変化を許容することができる。
図2は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の記録装置本体に搭載される制御システム(制御手段)の構成例を示すブロック図である。図2において、100は主制御部である。この主制御部100は演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するCPU101を備えている。そして、CPU101によって実行すべき制御プログラム等を格納するROM102、インクの吐出/非吐出を表す2値の記録データを格納するバッファ、CPU101による処理のワークエリア等として用いられるRAM103、入出力ポート104などを備える。さらにRAM103には、記録動作前後のメインタンクのインク量やサブタンクの空き容量等を記憶する記憶手段としても用いることができる。
図3は本発明が適用されるインクジェット記録装置のインクの供給系にかかる構成、すなわちインク供給システム8、記録ヘッド3、インク供給システムと記録ヘッドを連結する供給チューブ4を示す模式図である。ここでは解り易さのために、1本の供給チューブ4の図を用いて説明を行う。
Pn=(mn・an)/S …式(3)
mn:加速度がかかるインクの質量
S:供給チューブの断面積
an:キャリッジの加速度
で表すことができる。また、この時最大の動圧が生じる時のインク質量は、
mn=kSLn …式(4)
k:インクの比重
S:供給チューブの断面積
L-n:加速度による慣性を受ける供給チューブの最大長さ
と表すことができる。
Pn=kLnan …式(5)
という関係となっていることがわかる。
本実施形態におけるダイヤフラム弁を用いた供給制御を行うタイミングを示すインク充填のフローを図7に示す。
Mn:記録動作前のメインタンクのインク容量
Kn:記録動作前のサブタンクの空き容量
A:記録に使用されたインク量
α:動圧によりメインタンクからサブタンクに移動したインク量
と表すると、記録動作後のメインタンクのインク残量Mn+1とサブタンクのインクの空き容量Kn+1は次のように算出することができる。
Mn+1=Mn−A−α…式(6)
Kn+1=Kn−α…式(7)
次に、メインタンクのインク残量Mn+1とサブタンク内のインクの空き容量Kn+1との比較を行う。メインタンクのインク残量Mn+1がサブタンク内の空き容量Kn+1以下、つまりMn+1≦Kn+1…式(8)となったと判断されたときに、ダイヤフラム弁14を用いて強制的にメインタンクからサブタンクへインク充填動作を行う(ステップ5)。このインク充填動作は、1つの画像形成が終了した後に行われる。
Mn−A≦Kn…式(9)とも表すことができる。
第1の実施形態では、インク量Aと、動圧によりサブタンクに供給されたインク量αとを用いてメインタンクのインク残量とサブタンクの空き容量を見積もり、インク充填タイミングを制御する場合を説明した。本実施形態においては、メインタンク内にインクの液面の位置を検知してメインタンクのインク残量を求める手段と、サブタンク内にインクの液面の位置を検知してサブタンクの空き容量を求める手段を設けてる。これによりインク量を検知することで、より正確にインク充填タイミングを制御できる場合について説明する。
3 記録ヘッド
4 供給チューブ
8 供給システム
9 メインタンク
10 サブタンク
11 中空管
12 バッファ室
13 記録媒体
14 ダイヤフラム弁
Claims (25)
- 吐出口を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジと、
インクを貯留するメインタンクと、
前記メインタンクから管を介してインクが供給されるサブタンクと、
前記記録ヘッドと前記サブタンクの間を接続する供給チューブと、
前記供給チューブ内のインクの動圧が、前記管のインク移動に対する耐圧かつ空気移動に対する耐圧より大きくなるように、前記キャリッジの加速度を制御する加速度制御手段と、
前記供給チューブに設けられ、前記メインタンクから前記サブタンクにインクを供給する供給手段と、
前記供給手段の制御を行う供給制御手段と、
を備えたインクジェット記録装置であって、
前記供給制御手段は、前記サブタンクの空き容量が、前記メインタンクのインク容量以上の場合に、前記供給手段により前記サブタンクにインクを供給するように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記メインタンクのインク残量を求める第1の手段と、
前記サブタンクの空き容量を求める第2の手段とを備え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。 - 前記第1の手段は、前記メインタンク内のインクの液面の位置を検知することでインク残量を求めることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第2の手段は、前記サブタンク内のインクの液面の位置を検知することで空き容量を求めることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のインクジェット記録装置。
- 前記供給手段は、容積変化することで前記メインタンクからサブタンクへとインクを供給するダイヤフラム弁であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記供給制御手段は、記録動作を行っていないときに前記供給手段により前記メインタンクから前記サブタンクへのインク充填を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載のインクジェット記録装置。
- 前記管は、重力方向に関して、前記メインタンクの下部と前記サブタンクの上部とを接続していることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記供給チューブは、前記キャリッジの移動に追従して移動する部分を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記加速度制御手段は、前記供給チューブ内のインク動圧が、前記吐出口におけるメニスカス耐圧より小さくなるように前記キャリッジの加速度を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記サブタンクは、前記供給チューブと前記管とを除いて密閉された構造となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 吐出口を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジと、インクを貯留するメインタンクと、前記メインタンクから管を介してインクが供給されるサブタンクと、前記記録ヘッドと前記サブタンクの間を接続する供給チューブと、備えたインクジェット記録装置の前記サブタンクへのインク充填方法であって、
前記キャリッジの加速度を制御することで、前記メインタンクから前記サブタンクにインクを充填する第1の充填工程と、
前記サブタンクの空き容量が前記メインタンクのインク容量以上の場合に、前記供給チューブに設けられた供給手段を用いて前記メインタンクから前記サブタンクにインクを充填する第2の充填工程と、
を有することを特徴とするインク充填方法。 - 前記第1の充填工程は、
前記供給チューブから前記サブタンクにインクが移動し、前記サブタンクから前記メインタンクに空気が移動する加速度で、前記キャリッジを往方向に加速する工程と、
前記サブタンクから前記供給チューブにインクが移動し、前記メインタンクから前記サブタンクにインクが移動する加速度で、前記キャリッジを前記往方向に減速する工程と、
前記サブタンクから前記供給チューブにインクが移動し、前記メインタンクから前記サブタンクにインクが移動する加速度で、前記キャリッジを復方向に加速する工程と、
前記供給チューブから前記サブタンクにインクが移動し、前記サブタンクから前記メインタンクに空気が移動する加速度で、前記キャリッジを前記復方向に減速する工程と、
を有することを特徴とする請求項11に記載のインク充填方法。 - 前記第2の充填工程は、記録動作を行っていないときに行われることを特徴とする請求項11または請求項12に記載のインク充填方法。
- 前記供給手段は、前記供給チューブに設けられた容積変化可能なダイヤフラム弁であり、
前記第2の充填工程は、前記ダイヤフラム弁の容積を変化させることで前記サブタンクにインクを供給することを特徴とする請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載のインク充填方法。 - 前記管は、重力方向に関して、前記メインタンクの下部と前記サブタンクの上部とを接続していることを特徴とする請求項11乃至請求項14のいずれか1項に記載のインク充填方法。
- 前記供給チューブは、前記キャリッジの移動に追従して移動する部分を有することを特徴とする請求項11乃至請求項15のいずれか1項に記載のインク充填方法。
- 前記第1の充填工程において、前記供給チューブ内のインク動圧が、前記吐出口におけるメニスカス耐圧より小さくなるように前記キャリッジの加速度を制御することを特徴とする請求項11乃至請求項16のいずれか1項に記載のインク充填方法。
- 前記サブタンクは、前記供給チューブと前記管とを除いて密閉された構造となっていることを特徴とする請求項11乃至請求項17のいずれか1項に記載のインク充填方法。
- インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジと、前記記録ヘッドへ供給されるインクを貯留するサブタンクと、前記サブタンクへ供給されるインクを貯留するメインタンクと、前記サブタンクと前記記録ヘッドとを接続し前記キャリッジの移動に追従して移動する供給チューブと、前記供給チューブに設けられた容積変化可能なダイヤフラム弁と、前記メインタンクから前記サブタンクへインクが供給されるように前記キャリッジの移動における加減速を制御する第1制御と前記ダイヤフラム弁の容積を繰り返し変化させる第2制御とを実行する制御手段と、を備え、記録動作と並行して前記第1制御を実行することによって前記メインタンクから前記サブタンクへインクを供給するインクジェット記録装置であって、
前記制御手段は、前記記録動作が終了した後、前記サブタンク内の空き容量が前記メインタンク内のインク量以上である場合は、前記第2制御を実行することによって前記メインタンクから前記サブタンクへインクを供給することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記メインタンクと前記サブタンクとを接続する中空管をさらに備え、
前記制御手段は、前記第1制御において、前記サブタンクから前記メインタンクへ空気を移動させるために前記供給チューブ内のインクの動圧が前記中空管内の空気移動に対する耐圧よりも大きくなるように前記キャリッジの移動における加減速を制御し、かつ、前記メインタンクから前記サブタンクへインクを移動させるために前記供給チューブ内のインクの動圧が前記中空管内のインク移動に対する耐圧よりも大きくなるように前記キャリッジの移動における加減速を制御することを特徴とする請求項19に記載のインクジェット記録装置。 - 前記中空管は、重力方向に関して、前記メインタンクの下部と前記サブタンクの上部とを接続していることを特徴とする請求項20に記載のインクジェット記録装置。
- 前記サブタンクは、前記供給チューブと前記中空管とを除いてほぼ密閉された構造となっていることを特徴とする請求項20または21に記載のインクジェット記録装置。
- 前記制御手段は、前記供給チューブ内のインクの動圧が前記吐出口におけるメニスカス耐圧よりも小さくなるように前記キャリッジの移動における加減速を制御することを特徴とする請求項19ないし22のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記メインタンク内のインクの液面の位置を検知する第1検知手段をさらに備え、前記第1検知手段の検知結果に基づいて前記メインタンク内のインク量を求めることを特徴とする請求項19ないし23のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記サブタンク内のインクの液面の位置を検知する第2検知手段をさらに備え、前記第2検知手段の検知結果に基づいて前記サブタンク内の空き容量を求めることを特徴とする請求項19ないし24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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