プリント装置及びその吸引制御方法

【課題】 複雑な構成を設けることなく、廃インク収容部から廃インクが溢れることのないプリント装置を提供する。
【解決手段】 インクを吐出するためのプリントヘッドと、プリントヘッドからインクを吸引するための吸引手段と、吸引手段によりプリントヘッドから排出された廃インクを収容するための吸収体と、吸引手段を制御する制御手段と、を備えるプリント装置において、吸収体の吸収速度を算出する算出手段を備え、制御手段は、算出手段により算出された吸収速度が吸引動作により排出される廃インクの排出速度未満の場合は、吸引手段に吸引動作を実行させない。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はプリントヘッドからインクを吐出するプリント装置及びその吸引制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、キャップに廃インクを排出するための吸引チューブが接続されることが記載されている。また、吸引チューブは、吸引排出手段としてのシリンダポンプに接続されることが記載されている。また、シリンダポンプにはシリンダポンプに収容した廃インクを更に廃インクタンクに輸送するためのドレインチューブが接続されることが記載されている。そして、廃インクタンクは、その内部に多孔質材等からなる廃インク吸収体が備えられることが記載されている。そして、前回の吸引動作からの経過時間および吸引量に応じて、シリンダポンプへのインク吸引量やシリンダポンプから廃インクタンクへのドレイン動作のタイミングあるいはストローク速度を変更することが記載されている。
【0003】
特許文献2には、キャップとチューブポンプの間にチャージ弁を設ける構成が記載されています。特許文献2は、チャージ弁を閉じた状態でチューブポンプを駆動することによりチャージ弁とチューブポンプの間を負圧にした後に、チャージ弁を開く構成が記載されています。この構成は、いわゆる「チャージ吸引」と称され、プリントヘッドに高い負圧を一気に加えることができます。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−126449号公報
【特許文献2】特開2010−17875号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載された発明では、キャップから廃インクタンクの間に、シリンダポンプを別途設けることにより、廃インクタンクへの廃インクの排出を制御している。そのため、装置構成が複雑になり、装置が大型化するとともにコストが高くなってしまうという課題があった。特に、特許文献2に記載された「チャージ吸引」などの廃インク量の多い吸引動作を行うときは、キャップから廃インクタンクへの廃インクの排出を制御する必要性が高くなるという技術的な課題がある。
【0006】
このような事情に鑑みて、本発明の目的は、複雑な構成を設けることなく、廃インク収容部から廃インクが溢れることのないプリント装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記目的を達成するため、インクを吐出するためのプリントヘッドと、該プリントヘッドからインクを吸引するための吸引手段と、該吸引手段により前記プリントヘッドから排出された廃インクを収容するための吸収体と、前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えるプリント装置において、前記吸収体の吸収速度を算出する算出手段を備え、前記制御手段は、前記算出手段により算出された吸収速度が吸引動作により排出される廃インクの排出速度未満の場合は、前記吸引手段に吸引動作を実行させないことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、複雑な構成を設けることなく、廃インク収容部から廃インクが溢れることのないプリント装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に適用可能なインクジェット記録装置の概略構成を説明するための図である。
【図2】インク供給系と回復系を説明する図である。
【図3】本発明のインクジェット記録装置における制御の構成を説明するためのブロック図である。
【図4】吸収体の吸収速度を説明するための図である。
【図5】第1の実施形態に係る回復シーケンスのフローチャートである。
【図6】第1の実施形態に係る吸引速度を説明する図である。
【図7】第2の実施形態に係る回復シーケンスのフローチャートである。
【図8】第3の実施形態に係る回復シーケンスのフローチャートである。
【図9】第4の実施形態に係る回復シーケンスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【0011】
図1は、本発明に適用可能なインクジェット記録装置の概略構成を説明するための図である。プリントヘッドユニット1は、キャリッジ2に搭載されている。キャリッジ2は、主走査方向に延在するガイドシャフト3に沿って往復移動可能に案内支持されている。キャリッジ2は、主走査モータ4によりモータプーリ5、従動プーリ6、及びタイミングベルト7等の伝動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が制御される。
【0012】
また、キャリッジ2には、例えば透過型フォトインタラプタ形態のホームポジションセンサ10が設けられる。キャリッジのホームポジションに対応したプリンタの固定部位には透過型フォトインタラプタの光軸を遮蔽可能に遮蔽板11が配設されている。この構成により、キャリッジ2が移動してホームポジションセンサ10が遮蔽板11を通過した際に、キャリッジのホームポジションが検出され、ホームポジションを基準としたキャリッジ位置及び移動が制御可能となる。
【0013】
給送モータ15の駆動力はギアを介してピックアップローラ13を回転させ、これにより給送部14に積載されている用紙やプラスチック薄板等のプリント媒体8は、1枚ずつ分離される。その後、プリント媒体8は、搬送ローラ9の回転により、プリントヘッドユニット1の吐出口形成面と対向する位置(記録部)を通って搬送(副走査)される。搬送ローラ9の駆動力は、搬送モータ16からギアを介して伝達される。
【0014】
給紙がなされたか否かの判定と給紙時の頭出し位置の決定は、プリント媒体の搬送経路上、記録位置よりも上流側に配設されたペーパエンドセンサ12の出力に基づいて行われる。ペーパエンドセンサ12は、プリント媒体8の後端を検出し、その検出出力に基づいて副走査方向におけるプリント媒体上の最終記録位置を確定するためにも使用される。
【0015】
なお、プリント媒体8は、記録部において平坦な記録面を形成するように、その裏面を不図示のプラテンにより支持されている。キャリッジ2に搭載されたプリントヘッドユニット1は、その吐出口形成面がキャリッジ2から下方へ突出してプリント媒体8と平行になるように保持されている。
【0016】
210は、プリントヘッドユニット1からインクを吸引したり、プリントヘッドの吐出口形成面を保護したりするためのキャップである。キャップ210は、後述するチューブポンプに連結され、プリントヘッドの回復処理などを行う。110は、装置本体に固定されたインクタンクである。インクタンク110から不図示のインク供給チューブを介してプリントヘッドユニット1にインクが供給される。
【0017】
図2は、インク供給系と回復系を説明する図である。インクタンク110は、可撓性のインク袋を有する。インク袋内にインクが収容される。加圧ユニット111でインクタンク110の内壁とインク袋の間の空間を加圧することにより、インクタンク110からプリントヘッドユニット1にインクが供給される。インクタンク110からインク供給チューブ115を介してプリントヘッドユニット1にインクが供給される。
【0018】
プリントヘッドユニット1は、インクタンク110から供給されたインクを一時的に収容するサブタンク120と、プリント媒体8へインクを吐出するプリントヘッド130とを有する。
【0019】
210は、前述のキャップであり、プリントヘッド130の吐出口形成面にキャッピング可能に配されている。220は、キャップ210内に負圧を発生し、プリントヘッド130からインクを吸引するための吸引ポンプである。230は、キャップ210から排出された廃インクを収容するための廃インク収容部である。廃インク収容部230は、廃インクを吸収するための吸収体を有する。キャップ210と吸引ポンプ220の間、及び吸引ポンプ220と廃インク収容部230の間は、インク排出チューブ215により連結されている。
【0020】
次に、本実施形態の吸引動作について説明する。本実施形態では、通常の吸引動作の他に、いわゆるチャージ吸引も行うことができる。キャップ210と吸引ポンプ220を連結するインク排出チューブ215に、不図示のチャージ弁が設けられる。そして、チャージ弁を閉じた状態で吸引ポンプ220を駆動することにより、インク排出チューブ215の、チャージ弁と吸引ポンプ220の間の部分が負圧状態になる。そして、この負圧が所定値以上になってからチャージ弁を開くことにより、キャップ210内に高い負圧を導入することができる。このチャージ吸引を行うことにより、プリントヘッドに高い負圧を一気に加えることができるため、プリントヘッド内の気泡や増粘したインクを排出させることができる。本実施形態では、通常の吸引とチャージ吸引とを切り替えて行うことができる。
【0021】
図3は、本発明のインクジェット記録装置における制御の構成を説明するためのブロック図である。400は、装置内の各機構からの情報を取得したりコマンドを送信したりすることによって、装置全体の制御を司るコントローラである。コントローラ400には、CPU401のほか、各種プログラムを格納するROM402や、CPU401の作業用の領域として使用されるRAM403が備えられている。ROM402には、上記プログラムのほか、各種制御に必要なテーブルや固定データなどが格納されており、本発明を実現するための回復シーケンス用の閾値や待機時間などもここに格納されている。
【0022】
記録装置の外部に接続されたホスト装置404は画像データの供給源である。画像データ、その他のコマンド、ステータス信号等は、インターフェイス(I/F)405を介してコントローラ400との間で送受信される。
【0023】
ヘッドドライバ406は、吐出データに応じてプリントヘッド130の個々のノズルに備えられた電気熱変換体(吐出ヒータ)を駆動する。本実施形態のプリントヘッド130は、電気熱変換体に電圧パルスが印加されることにより、ノズル内のインク中に膜沸騰を生じさせ、生成した泡のエネルギによってインクを滴として吐出させる仕組みによって行われている。但し、このような吐出方法は本実施形態を限定するものではない。どのような吐出方法を採用するにせよ、プリントヘッド130に備えられた個々のノズルから吐出信号に従ってインクを吐出することができる構成であれば、本実施形態に適用することができる。
【0024】
主走査モータドライバ407は主走査モータ4を駆動するためのドライバであり、搬送モータドライバ408は搬送モータ16を駆動するためのドライバである。
【0025】
吸引モータドライバ409は吸引モータ410を駆動するためのモータである。更に、吸引タイマー412は、吸引モータ410によってプリントヘッド130に対する吸引動作が行われてからの経過時間を測定するためのタイマーである。CPU401は、吸引タイマー412から得られた経過時間をROM402に格納されている様々な閾値と比較し、比較結果に応じて吸引モータ410を初めとする様々な回復系機構を制御する。
【0026】
本願発明は、以下の技術的原理に基づくものである。廃インク吸収体に廃インクが排出された直後は、吸収体の表面付近の廃インク濃度が高い。一方、廃インクが排出されてから十分時間が経過し廃インクが吸収体全体に浸透した場合は、吸収体の表面付近での濃度勾配が大きくなるため廃インクの吸収速度が速くなる。そこで、本願発明は、廃インク吸収体の表面付近の吸収速度を推定し、推定された吸収速度と廃インクを排出する速度とを比較して、回復系の制御を行うことを特徴とするものである。
【0027】
図4は、吸収体の吸収速度を説明するための図である。横軸は経過時間であり、縦軸は吸収体の吸収速度である。図4において、V_maxは吸収体に廃インクが十分浸透した状態における吸収体への廃インクの吸収速度である。吸引動作を行い、廃インクを吸収体に排出することにより、吸収速度はV_maxよりも大きく低下する。排出された廃インクが吸収体に浸透していくに従って、吸収速度は徐々に高くなっていく。そして、廃インクを排出してから所定時間経過すると、吸収速度はV_maxまで戻る。
【0028】
図5は、第1の実施形態に係る回復シーケンスのフローチャートである。図5において、最初にステップS101で、吸引動作を行う前の吸引速度V_beforeを推定する。
【0029】
図6は、第1の実施形態に係る吸引速度を説明する図である。図6(a)は、前回の吸引動作から十分時間が経過してから今回の吸引動作を行う状態を説明する図である。前回の吸引動作から十分時間が経過しているため、吸収体の吸引速度はV_maxまで復活している。そのため、この場合のV_beforeはV_maxと同じ値となる。
【0030】
図6(b)は、前回の吸引動作から十分時間が経過する前に今回の吸引動作を行う状態を説明する図である。前回の吸引動作から十分時間が経過していないため、吸収体の吸引速度はV_maxまで復活していない。この場合のV_beforeは以下の式により推定する。
V_before=V_max−(T_Rem−T)×k
ここで、T_Remは、前回の吸引動作により排出されたインクが吸収体全体に浸透するのに要する時間である。Tは、前回の吸引動作からの経過時間である。すなわち、前回の吸引動作から今回の吸引動作までの時間である。kは、吸収速度が単位時間あたりに変動する時間であり、吸収体の特性により決定される係数である。上記の式では経過時間Tが変数となる。経過時間Tが大きいほど吸収速度は大きくなり、経過時間Tが小さいほど吸収速度は小さくなる。
【0031】
次に、ステップS102で、吸引速度を行った場合の吸収速度V_afterを以下の式により算出する。すなわち、コントローラは、吸収体の吸収速度を算出する算出手段として機能する。
V_after=V_before−T_A×k
ここで、T_Aは、今回の吸引動作によって排出される廃インクが吸収体に十分浸透するのに要する時間である。kは、上述の吸収体の特性により決定される係数である。
【0032】
次に、ステップS103で、S102で算出したV_afterと今回の吸引動作(第1の吸引動作)の廃インク排出速度V_Aとを比較する。ここで、廃インク排出速度V_Aは、吸引ポンプ220で発生させる負圧の値、吸引モータ410の駆動速度等によりあらかじめ実験等で求められる値である。ステップS103でV_afterの値がV_A以上の場合は、今回の吸引動作で排出される廃インクを吸収体で吸収することが可能であるため、今回の吸引動作を実行させる。すなわち、算出手段により算出された吸収速度が、吸引動作により排出される廃インクの排出速度以上の場合は、吸引手段に吸引動作を実行させる。
【0033】
ステップS103でV_afterの値がV_A未満の場合は、今回の吸引動作で排出される廃インクを吸収体で吸収することができず廃インクが溢れてしまうため、ステップ106で今回の吸引動作を実行させない。すなわち、算出手段により算出された吸収速度が、吸引動作により排出される廃インクの排出速度未満の場合は吸引手段に吸引動作を実行させない。言い換えれば、吸引手段による吸引動作の実行を制限する。
【0034】
ステップS104で今回の吸引動作を実行させた場合は、ステップS105でパラメータの値を更新する。具体的には、T_Remの値をV_afterをkで除した値に更新する。また、次回の吸引動作までの経過時間を計測するため、タイマーをリセットする。
【0035】
なお、上記説明では、V_maxを一定の値として説明したが、V_maxを変数としてもよい。吸収体が廃インクを吸収していない場合が最も吸収速度が大きく、吸収体に廃インクを吸収させるに従って吸収速度は小さくなっていく。そこで、初期の吸収速度に対して、それまでに排出された廃インク量に実験的に求められた係数を掛けた値を引くことにより、吸収速度を更新させるようにしてもよい。
【0036】
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態に係る回復シーケンスのフローチャートである。第2実施形態においては、2種類の吸引動作が可能である。本実施形態は、廃インク量の多い吸引動作が実行できないと判断した場合でも、廃インク量の少ない吸引動作が実行できる場合は廃インク量の少ない吸引動作を実行させることを特徴とする。本実施形態では、吸引手段は、第1の吸引動作と、第1の吸引動作よりも排出される廃インク量が少ない第2の吸引動作と、を実行可能である。
【0037】
図7において、ステップS201〜S206は第1の実施形態のステップS101〜S106と同様なため説明を省略する。ステップS206で第1の吸引動作を実行させない場合は、第1の吸引動作に比べて廃インク量の少ない第2の吸引動作を実行させることができないか判断する。
【0038】
ステップS207で、第2の吸引動作を行った場合の吸収速度V_after2を以下の式により算出する。
V_after2=V_before−T_B×k
ここで、T_Bは、第2の吸引動作によって排出される廃インクが吸収体に十分浸透するのに要する時間である。第1の吸引動作によって排出される廃インクが吸収体に十分浸透するのに要する時間よりも小さい値となる。Kは、上述の吸収体の特性により決定される係数である。
【0039】
次に、ステップS208で、S207で算出したV_after2と第2の吸引動作の廃インク排出速度V_Bとを比較する。ここで、第2の吸引動作の廃インク排出速度V_Bは、吸引ポンプ220で発生させる負圧の値、吸引モータ410の駆動速度等によりあらかじめ実験等で求められる値である。ステップS208でV_after2の値がV_B以上の場合は、第2の吸引動作で排出される廃インクを吸収体で吸収することが可能であるため、ステップS209で第2の吸引動作を実行させる。ステップS208でV_after2の値がV_B未満の場合は、第2の吸引動作で排出される廃インクを吸収体で吸収することができず廃インクが溢れてしまうため、ステップS211で第2の吸引動作を実行させない。
【0040】
ステップS209で第2の吸引動作を実行させた場合は、ステップS210でパラメータの値を更新する。具体的には、T_Remの値をV_afterをkで除した値に更新する。また、次回の吸引動作までの経過時間を計測するため、タイマーをリセットする。
【0041】
本実施形態によれば、廃インク量の多い吸引動作が実行できないと判断した場合でも、廃インク量の少ない吸引動作が実行できる場合は廃インク量の少ない吸引動作を実行させることができる。
【0042】
(第3の実施形態)
図8は、第3の実施形態に係る回復シーケンスのフローチャートである。第3の実施形態においては、吸引動作が実行できないと判断した場合に、所定時間経過してから再度吸引動作が実行できるか否かを判断することを特徴とする。
【0043】
図8において、ステップS301〜S305は第1の実施形態のステップS101〜S105と同様なため説明を省略する。ステップS303の判定で吸引動作を実行させない場合は、ステップS306で所定時間経過してからフローチャートの先頭に戻り再度吸引動作が実行できるか否かを判断する。
【0044】
本実施形態によれば、吸引動作が実行できないと判断した場合でも所定時間経過した後に再度吸引動作が実行できるか否かを判断することができる。
【0045】
(第4の実施形態)
図9は、第4の実施形態に係る回復シーケンスのフローチャートである。第4の実施形態において、吸引動作が実行できないと判断した場合、吸引動作が実行できるようになるまでの時間を算出し、算出された時間経過した後に吸引動作を行わせることを特徴とする。
【0046】
図9において、ステップS401〜S405は第1の実施形態のステップS101〜S105と同様なため説明を省略する。ステップS403の判定で吸引動作を実行させない場合は、ステップS406で吸引動作を実行できるようになるまでの時間を算出する。吸引動作を実行できるようになるのは、吸引動作後の吸収速度V_afterがV_A以上になった場合である。したがって、次式で求められる時間経過した後に、吸引動作を実行させればよい。
T_wait=(V_after−V_A)÷k
ここでkは上述の吸収体の特性により決定される係数である。
【0047】
本実施形態によれば、吸引動作が実行できないと判断した場合は吸引動作が実行できるようになるまでの時間を算出し、吸引動作を実行することができる。
【符号の説明】
【0048】
130 プリントヘッド
210 キャップ
220 吸引ポンプ
230 廃インク収容部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
インクを吐出するためのプリントヘッドと、該プリントヘッドからインクを吸引するための吸引手段と、該吸引手段により前記プリントヘッドから排出された廃インクを収容するための吸収体と、前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えるプリント装置において、
前記吸収体の吸収速度を算出する算出手段を備え、
前記制御手段は、前記算出手段により算出された吸収速度が吸引動作により排出される廃インクの排出速度未満の場合は、前記吸引手段に吸引動作を実行させないことを特徴とするプリント装置。
【請求項2】
前記制御手段は、前記吸収速度が前記排出速度以上の場合は、前記吸引手段に吸引動作を実行させることを特徴とする請求項1に記載のプリント装置。
【請求項3】
前記吸引手段は、第1の吸引動作と、該第1の吸引動作よりも排出される廃インク量が少ない第2の吸引動作と、を実行可能であり、
前記制御手段は、前記吸収速度が前記第1の吸引動作により排出される廃インクの排出速度未満の場合で前記第2の吸引動作により排出される廃インクの排出速度以上の場合は、前記吸引手段に前記第2の吸引動作を実行させることを特徴とする請求項1に記載のプリント装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記吸収速度が前記第1の吸引動作により排出される廃インクの排出速度以上の場合は、前記吸引手段に前記第1の吸引動作を実行させることを特徴とする請求項3に記載のプリント装置。
【請求項5】
前記制御手段は、前記吸収速度が前記第2の吸引動作により排出される廃インクの排出速度未満の場合は、前記吸引手段に前記第1の吸引動作及び前記第2の吸引動作のいずれも実行させないことを特徴とする請求項4に記載のプリント装置。
【請求項6】
インクを吐出するためのプリントヘッドと、該プリントヘッドからインクを吸引するための吸引手段と、該吸引手段により前記プリントヘッドから排出された廃インクを収容するための吸収体と、を備えるプリント装置の吸引制御方法において、
前記吸収体の吸収速度を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された吸引速度が吸引動作により排出される廃インクの排出速度未満の場合は、前記吸引手段による吸引動作の実行を制限する工程と、
を備えることを特徴とする吸引制御方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−45856(P2012−45856A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−191324(P2010−191324)
【出願日】平成22年8月27日(2010.8.27)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】