JP5895632B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッド及び記録ヘッドに液体を供給するヘッドタンクを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus including a recording head that discharges droplets and a head tank that supplies liquid to the recording head.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. As an apparatus, an ink jet recording apparatus or the like is known.
このような画像形成装置において、印刷動作中でも記録ヘッド側に設けたヘッドタンク(サブタンクともいう。)にメインタンクから液体の補充供給を行えるようにするため、ヘッドタンクに液体残量に応じて変位する変位部材(以下「フィラ」ともいう。)3を有し、キャリッジには変位部材が所定の第1位置になったことを検知する第1センサを、装置本体側には変位部材が所定の第2位置になったことを検知する第2センサを設け、第1センサで検知される位置と第2センサで検知される位置との間の変位部材の変位量に対応する差分量を検出して保持しておき、装置本体側の第2センサを使用しないでメインタンクからヘッドタンクに液体を供給するとき、第1センサが変位部材を検知した後差分供給量の液体をヘッドタンクに供給する制御を行うようにしたものがある(特許文献1)。 In such an image forming apparatus, a head tank (also referred to as a sub tank) provided on the recording head side can be replenished and supplied with liquid from the main tank even during a printing operation. A displacement member (hereinafter also referred to as a “filler”) 3 is provided, the carriage has a first sensor for detecting that the displacement member has reached a predetermined first position, and a displacement member on the apparatus main body side has a predetermined displacement member. A second sensor is provided for detecting that the second position is reached, and a difference amount corresponding to the displacement amount of the displacement member between the position detected by the first sensor and the position detected by the second sensor is detected. When the liquid is supplied from the main tank to the head tank without using the second sensor on the apparatus main body side, the first sensor supplies the differential supply amount of liquid to the head tank after detecting the displacement member. (Patent Document 1).
ところで、画像形成装置では、流通過程での長期保管などによる液体の増粘、沈降、固化などの影響を避けるため、工場から出荷時点では液体供給経路、ヘッドタンク、記録ヘッド内には、吐出する液体とは異なる充填液を充填しておき、ユーザーの下で最初に起動したとき充填液を吐出する液体に置換する初期充填動作を行うようにしている。また、記録ヘッドで使用する液体の色を変更するために、それまで使用していた液体を新たな色の液体に置換することも行われる(これらを併せて「初期充填」という。)。 By the way, in an image forming apparatus, in order to avoid influences such as thickening, sedimentation, and solidification of liquid due to long-term storage during the distribution process, the liquid is discharged into the liquid supply path, the head tank, and the recording head at the time of shipment from the factory. A filling liquid different from the liquid is filled, and an initial filling operation is performed in which the filling liquid is replaced with a liquid that is discharged when the user first starts up. In addition, in order to change the color of the liquid used in the recording head, the liquid that has been used so far is also replaced with a liquid of a new color (these are collectively referred to as “initial filling”).
ここで、初期充填動作としては、装置本体に設けられた充填量検出手段を用いて,充填と吸引動作を繰り返す間欠供給方式が知られている。しかしながら、この方式では、初期充填に時間がかかるという課題がある。 Here, as an initial filling operation, an intermittent supply method is known in which filling and suction operations are repeated using a filling amount detection means provided in the apparatus main body. However, this method has a problem that initial filling takes time.
また、所謂チョーク弁方式と称される、液体供給流路の上流側で弁を閉じておき,ヘッドから回復手段を通じて吸引することで、ヘッドやヘッドタンクを含む下流域側を過負圧状態にしてから,上流側の弁を開くことで一気に液を充填する方式がある。しかしながら、この方式では、大きな負圧に耐えるだけの耐圧が必要となるという課題がある。 In addition, the so-called choke valve system is closed on the upstream side of the liquid supply flow path, and the downstream side including the head and the head tank is brought into an over-negative pressure state by suctioning from the head through the recovery means. After that, there is a system that fills the liquid at once by opening the upstream valve. However, this method has a problem that a withstand voltage that can withstand a large negative pressure is required.
また、液体供給経路に設けた弁を閉じておき、上流側から液体を加圧し、弁を開いて液体を送り込む加圧方式もある。しかしながら、この方式では、圧力制御をするために圧力センサなどが必要になってコストが高くなるという課題がある。 There is also a pressurization method in which a valve provided in the liquid supply path is closed, the liquid is pressurized from the upstream side, and the valve is opened to feed the liquid. However, this method has a problem that a pressure sensor or the like is required to control the pressure, resulting in an increase in cost.
また、回復手段(吸引手段)をヘッドの数と同数備え、充填と吸引を複数のヘッドで並行してものもある。しかしながら、複数のヘッドを同時に吸引するための吸引手段を備えることは、装置の大型化やコスト高を招くという課題がある。 In addition, there may be a number of recovery means (suction means) equal to the number of heads, and filling and suction may be performed in parallel by a plurality of heads. However, providing suction means for simultaneously sucking a plurality of heads has a problem that the apparatus is increased in size and cost.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、初期充填動作を短時間で行えるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to perform an initial filling operation in a short time.
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する複数の記録ヘッドと、
各記録ヘッドに供給する液体を収容する複数のヘッドタンクと、
前記記録ヘッド及び前記ヘッドタンクを搭載したキャリッジと、
各ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を行う送液手段と、
前記記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段と、を備え、
前記ヘッドタンクには、液体残量に応じて負圧を発生する負圧発生手段と、液体残量に応じて変位する変位部材と、を有し、
前記キャリッジには、前記ヘッドタンクの前記変位部材を検知する検知手段を有し、
前記維持回復手段には、前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングする前記記録ヘッドの数より少ない吸引キャップと、前記吸引キャップに接続され、前記記録ヘッドのノズルから液体を吸引排出させる吸引手段と、を有し、
前記複数の記録ヘッドに対して既存の液体に代えて新たな液体を充填する初期充填を行うとき、
前記維持回復手段で少なくとも1つの前記記録ヘッドに対して前記液体の吸引排出動作を行なうとともに、他の前記記録ヘッドに対しては、前記検知手段による前記ヘッドタンクの前記変位部材の検知結果を用いて前記送液手段による送液動作を制御する
制御手段を備えている
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
A plurality of recording heads having nozzles for discharging droplets;
A plurality of head tanks for storing liquid to be supplied to each recording head;
A carriage on which the recording head and the head tank are mounted;
A main tank for storing liquid to be supplied to each head tank;
Liquid feeding means for supplying liquid from the main tank to the head tank;
Maintenance recovery means for performing maintenance recovery of the recording head, and
The head tank has negative pressure generating means for generating a negative pressure according to the remaining amount of liquid, and a displacement member that is displaced according to the remaining amount of liquid.
The carriage has detection means for detecting the displacement member of the head tank,
The maintenance and recovery means includes a suction cap that is smaller than the number of the recording heads that capping the nozzle surface of the recording head, and a suction means that is connected to the suction cap and sucks and discharges liquid from the nozzles of the recording head. Have
When performing an initial filling of the plurality of recording heads with a new liquid instead of an existing liquid,
The maintenance / recovery means performs the liquid suction / discharge operation on at least one of the recording heads, and uses the detection result of the displacement member of the head tank by the detecting means for the other recording heads. And a control means for controlling the liquid feeding operation by the liquid feeding means.
本発明に係る画像形成装置によれば、複数のヘッドに対して並行して充填と排出を行うので、初期充填を短時間で行うことができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, since filling and discharging are performed in parallel on a plurality of heads, initial filling can be performed in a short time.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例について図1及び図2を参照して説明する。図1は同画像形成装置の機構部の要部平面説明図、図2は同機構部の要部側面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An example of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory plan view of the main part of the mechanism of the image forming apparatus, and FIG. 2 is an explanatory side view of the main part of the mechanism.
この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、図示しない左右の側板間に架け渡した主ガイド部材1及び図示しない従ガイド部材でキャリッジ3を移動可能に保持し、図示しない主走査モータによって、駆動プーリと従動プーリ間に架け渡したタイミングベルトを介してキャリッジ3を主走査方向に移動走査する。
This image forming apparatus is a serial type image forming apparatus, and a
キャリッジ3には、液滴を吐出する4個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド4a、4b、4c、4d(区別しないときは「記録ヘッド4」という。)を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。
In the
ここで、記録ヘッド4aと記録ヘッド4b〜4cは主走査方向と直交する方向である副走査方向に1ヘッド分(1ノズル列分)位置をずらして配置されている。また、記録ヘッド4a〜4dはいずれも2列のノズル列を有している。そして、記録ヘッド4aと4bはいずれも同色である黒色の液滴を吐出し、記録ヘッド4cと4dの各ノズル列でマゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y)の液滴を吐出する。
Here, the
これにより、モノクロ画像については記録ヘッド4a、4bを使用して1スキャン(主走査)で2ヘッド分の幅で画像を形成でき、カラー画像については例えば記録ヘッド4b〜4dを使用して形成することができる。
As a result, monochrome images can be formed with a width of two heads in one scan (main scanning) using the
また、記録ヘッド4a〜4dには、各ヘッド4に液体を供給するヘッドタンク5がそれぞれ設けられている。ヘッドタンク5には、装置本体に交換可能に装着される液体カートリッジ(メインタンク)であるインクカートリッジ10k、10c、10m、10yから供給チューブ6を介して各色のインクが供給される。このとき、同じ色の液滴を吐出する2つの記録ヘッド4a、4bには1つのインクカートリッジ10kからインクが供給される
The recording heads 4a to 4d are each provided with a
また、キャリッジ3の主走査方向に沿ってエンコーダスケール91が配設され、キャリッジ3にはエンコーダスケール91を読み取るエンコーダセンサ92が設けられて、これらのエンコーダスケール91とエンコーダセンサ92によってリニアエンコーダ90を構成し、このリニアエンコーダ90の検出信号によってキャリッジ3の主走査位置(キャリッジ位置)や移動量を検出するようにしている。
An
一方、用紙を搬送するために、用紙を静電吸着して記録ヘッド4に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト12を備えている。この搬送ベルト12は、無端状ベルトであり、搬送ローラ13とテンションローラ14との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ15によって帯電(電荷付与)される。
On the other hand, in order to transport the paper, a
また、搬送ベルト12は、図示しない副走査モータによってタイミングベルト及びタイミングプーリを介して搬送ローラ13が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
In addition, the
さらに、キャリッジ3の主走査方向の一方側には搬送ベルト12の側方に記録ヘッド4の維持回復を行う維持回復機構20が配置され、他方側には搬送ベルト12の側方に記録ヘッド4から画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行う空吐出受け24がそれぞれ配置されている。
Further, a maintenance /
維持回復機構20は、装置本体に保持された第1維持回復部21と、装置本体に副走査方向(矢印方向)に往復移動可能に保持された第2維持回復部22とを有している。第2維持回復部22は記録ヘッド4aの維持回復を行うときには図1の位置にあり、記録ヘッド4b〜4dの維持回復を行うときには第1維持回復部21と同じ副走査方向位置まで移動する。
The maintenance /
この維持回復機構20は、例えば記録ヘッド4のノズル面(ノズルが形成された面)をキャッピングする保湿キャップを兼ねた吸引キャップ31及び保湿キャップ32と、ノズル面を払拭するワイパ部材33、画像形成に寄与しない液滴(空吐出滴)を受ける空吐出受け34などを備えている。
The maintenance /
このように構成したこの画像形成装置においては、図示しない給紙トレイから用紙Pが帯電された搬送ベルト12上に給紙されて吸着され、搬送ベルト12の周回移動によって用紙Pが副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ3を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド4を駆動することにより、停止している用紙Pに液滴を吐出して1行分を記録し、用紙Pを所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙Pの後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙Pを図示しない排紙トレイに排紙する。
In this image forming apparatus configured as described above, the sheet P is fed from the sheet feeding tray (not shown) onto the charged conveying
次に、ヘッドタンク5の一例について図3及び図4を参照して説明する。図3は同ヘッドタンク5の模式的上面説明図、図4は同じく模式的正面説明図である。
Next, an example of the
ヘッドタンク5は、インクを保持するための一側部が開口したインク収容部を形成するタンクケース201を有し、このタンクケース201の開口部は撓むことが可能な部材であるフィルム部材203で密閉してインク収容部202を形成し、タンクケース201内に配置した弾性部材としてバネ204の復元力によってフィルム部材203を常時外方へ押している。このように、タンクケース201のフィルム部材203にバネ204の復元力が作用していることで、タンクケース201のインク収容部202内のインク残量が減少することによって負圧が発生する。
The
また、タンクケース201の外側には、一端部側を支軸206で揺れ動くことが可能なように支持され、スプリング210によってタンクケース201側に向けて押し付けられているフィラからなる変位部材(以下、単に「フィラ」とも表記することがある。)205がフィルム部材203に押し付けられ、フィルム部材203の動きに連動して変位部材205が変位する。この変位部材205をキャリッジ3に設ける第1検知手段(第1センサ)251や装置本体側に配置された第2検知手段(第2センサ)301などで検知することでヘッドタンク5内のインク残量や負圧などを検知することができる。
Further, on the outside of the
また、タンクケース201の上部には、インクカートリッジ10からインクを供給するための供給口部209があり、インク供給チューブ6に接続されている。また、タンクケース201の側部には、ヘッドタンク5内を大気に開放する大気開放機構207が設けられている。この大気開放機構207は、ヘッドタンク5内に連通する大気開放路207aを開閉する弁体207b及びこの弁体207bを閉弁状態に付勢するスプリング207cなどを備え、装置本体側の大気開放ソレノイド302によって弁体207bを押すことで開弁されて、ヘッドタンク5内に大気開放状態(大気に連通した状態)になる。
In addition, a
また、ヘッドタンク5内のインク液面高さを検出するための電極ピン208aと208bが取り付けられている。インクは電導性を持っており、電極ピン208aと208bの所までインクが到達すると、電極ピン208aと208b間に電流が流れて両者の抵抗値が変化するため、インク液面高さが所定高さ以下になった、すなわち、ヘッドタンク5の空気量が所定量以上になったことを検出することができる。
Further,
次に、この画像形成装置におけるインク供給排出系について図5及び図6を参照して説明する。図5は同供給排出系の模式的説明図、図6は同じ色の液滴を吐出する2つの記録ヘッドに対する供給系の模式的説明図である。 Next, an ink supply / discharge system in the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the supply / discharge system, and FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of the supply system for two recording heads that discharge droplets of the same color.
まず、インクカートリッジ(以下、「メインタンク」ともいう。)10からヘッドタンク5に対するインク供給は、送液手段である送液ポンプ241によって供給チューブ6を介して行なわれる。なお、送液ポンプ241は、チューブポンプなどで構成した可逆型ポンプであり、インクカートリッジ10からヘッドタンク5にインクを供給する動作(送液動作)と、ヘッドタンク5からインクカートリッジ10にインクを戻す動作(逆送動作)とを行なえるようにしている。
First, ink is supplied from the ink cartridge (hereinafter also referred to as “main tank”) 10 to the
ここで、本実施形態では、図6に示すように、1つのインクカートリッジ10kから同じ色のインクを記録ヘッド4a、4b用の2つのヘッドタンク5a、5bに供給する構成とし、それぞれの送液ポンプ241a、241bから供給チューブ(供給経路)6a、6bを介してインクを供給する。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the same color ink is supplied from one ink cartridge 10k to the two
また、維持回復機構20は、前述したように記録ヘッド4のノズル面をキャッピングする吸引キャップ31と、吸引キャップ31に接続された吸引ポンプ812を有し、吸引キャップ31でキャッピングした状態で吸引ポンプ812を駆動することで吸引チューブ811を介してノズルからインクを吸引することによってヘッドタンク5内のインクを吸引することができる。なお、吸引された廃インクは廃液タンク100に排出される。
The maintenance /
このように、本実施形態では、吸引キャップを記録ヘッドの数(この例では2つ)よりも少ない数(この例では1つ)とすることによって、部品点数を削減し、装置の小型化とコストダウンを図っている。 As described above, in this embodiment, the number of suction caps is smaller (one in this example) than the number of recording heads (two in this example), thereby reducing the number of parts and reducing the size of the apparatus. Cost reduction is planned.
また、装置本体側にはヘッドタンク5の大気開放機構207を開閉する部材である大気開放ソレノイド302が配設され、この大気開放ソレノイド302を作動させることで大気開放機構207を開放することができる。
Further, an
さらに、キャリッジ3には変位部材205を検知する第1検知手段である光学センサからなる第1センサ251が設けられ、装置本体側には変位部材205を検知する光学センサからなる第2検知手段である第2センサ301が設けられている。これらの第1センサ251と第2センサ301の検知結果を使用してヘッドタンク5に対するインク供給動作を制御する。初期充填動作では、第1センサ251を使用して送液動作を制御する。
Further, the
なお、上述した送液ポンプ241、大気開放ソレノイド302、吸引ポンプ812の駆動制御、本発明に係るインク供給制御動作は、制御部500によって行なわれる。
The
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図7参照して説明する。図7は同制御部の全体ブロック説明図である。 Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an overall block diagram of the control unit.
この制御部500は、この装置全体の制御を司り、本発明における吸引排出動作及び送液動作の制御を行なう手段などの各種制御手段を兼ねるCPU501と、CPU501が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、画像データ等を一時格納するRAM503と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ504と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505とを備えている。
The
また、記録ヘッド4を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部508と、キャリッジ3側に設けた記録ヘッド4を駆動するためのヘッドドライバ(ドライバIC)509と、キャリッジ3を移動走査する主走査モータ554、搬送ベルト12を周回移動させる副走査モータ555、維持回復機構20の維持回復モータ556を駆動するためのモータ駆動部510と、帯電ローラ15にACバイアスを供給するACバイアス供給部511と、ヘッドタンク5の大気開放機構207を開閉する装置本体側に設けられた大気開放ソレノイド302、送液ポンプ241を駆動する供給系駆動部512などを備えている。
In addition, a
また、この制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル514が接続されている。
The
この制御部500は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F506を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト600側から、ケーブル或いはネットワークを介してI/F506で受信する。
The
そして、制御部500のCPU501は、I/F506に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC505にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部508からヘッドドライバ509に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト600側のプリンタドライバ601で行っている。
The
印刷制御部508は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ509に出力する以外にも、ROMに格納されている駆動パルスのパターンデータをD/A変換するD/A変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含み、1の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号をヘッドドライバ509に対して出力する。
The
ヘッドドライバ509は、シリアルに入力される記録ヘッド4の1行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部508から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド4の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子(例えば圧電素子)に対して印加することで記録ヘッド4を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
The
I/O部513は、装置に装着されている各種のセンサ群515からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部508やモータ駆動部510、ACバイアス供給部511の制御、ヘッドタンク5に対するインク供給の制御などに使用する。
The I /
センサ群515は、前述した第1センサ251、第2センサ301、検知電極ピン208a、208bのほか、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度、湿度を監視するためのサーミスタ(環境温度センサ、環境湿度センサ)、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、I/O部513は様々のセンサ情報を処理することができる。
In addition to the
次に、ヘッドタンク5の負圧形成動作について図8を参照して説明する。図8は同説明に供する模式的説明図である。
Next, the negative pressure forming operation of the
図8(a)に示すように、ヘッドタンク5にインクカートリッジ10からインクを供給した後、上述したようにしてヘッドタンク5からインクを吸引し、あるいは、記録ヘッド4を駆動して滴吐出(画像形成に寄与しない液滴の吐出:空吐出)を行ない、ヘッドタンク5内のインク量を減少させることで、同図(b)に示すように、バネ204が押す力(復元力)に抗してフィルム部材203が内側に変位しようとし、バネ204の押す力でヘッドタンク5内に負圧が発生する。
As shown in FIG. 8A, after supplying ink from the
さらに、送液ポンプ241にてヘッドタンク5内を吸引することで、フィルム部材203がヘッドタンク5の内方に引き込まれ、バネ204が更に圧縮されて負圧が高まる。なお、上述したように、記録ヘッド4からの吐出、あるいは吸引ポンプ812による吸引によっても、同様に負圧を高めることができる。
Furthermore, by sucking the inside of the
この状態からヘッドタンク5内へインクを供給すると、フィルム部材203がヘッドタンク5の外方向に押し出されるので、バネ204が伸びて負圧が低下する。
When ink is supplied into the
これらの動作を繰り返すことで、ヘッドタンク5内の負圧を一定内に保つよう制御することができる。
By repeating these operations, the negative pressure in the
すなわち、図9に示すように、ヘッドタンク5内の負圧はヘッドタンク5内のインク量と相関関係にあり、ヘッドタンク5内のインク量が多いとき、ヘッドタンク5内の負圧は小さく弱い状態であり、インク量が少ないとき、ヘッドタンク5内の負圧は大きく強くなる。そして、ヘッドタンク5内の負圧が弱すぎると記録ヘッド4からインクが漏液することになり、負圧が強すぎると記録ヘッド4から空気や塵を混入してしまい、吐出不良が生じやすくなる。
That is, as shown in FIG. 9, the negative pressure in the
そこで、ヘッドタンク5内の負圧が所定の負圧制御範囲A内に収まるヘッドタンク5内から排出するインク量(排インク量)Bの範囲内になるように、ヘッドタンク5に対するインク供給を制御するようにしている。
Therefore, the ink supply to the
次に、本発明の第1実施形態における制御部500による初期充填動作に係る制御について図10のフロー図を参照して説明する。
Next, control related to the initial filling operation by the
まず、初期充填を行う処理対象ヘッドXとして記録ヘッド4a〜4dのいずれかを指定する。そして、吸引排出動作及び供給動作(送液動作)の繰り返し回数Nを初期化する。 First, one of the recording heads 4a to 4d is designated as the processing target head X to be initially filled. Then, the number of repetitions N of the suction / discharge operation and the supply operation (liquid feeding operation) is initialized.
また、このとき、処理対象ヘッドXが後述するヘッドYとして既に送液動作にて補給済かを確認する。 At this time, it is confirmed whether the processing target head X has already been replenished as a head Y to be described later by the liquid feeding operation.
ヘッドYとして設定していない、又は補給済みでないときには、ヘッドXのヘッドタンク5(ここでは、分かり易くするために「ヘッドタンクX」というようにヘッドと同じ符号を付している。以下、同様である。)に対して、送液ポンプ241を駆動して所定量の液体を送液して補給する。また、ヘッドYとして既に送液動作にて補給済で有る場合には、このとき補給を行わない。
When the head Y is not set or is not replenished, the
そこで、ヘッドXを吸引キャップ31でキャッピングした状態で吸引ポンプ812を駆動して、ヘッドXから所定量の液体(初期は充填液である)を排出させる吸引排出動作を行なう。なお、吸引排出動作は、ヘッドXを吸引キャップ31に対向する位置に移動させる動作が必要な場合には、当該動作を含む動作となる
Accordingly, the
これと並行して、初期充填が未実施のヘッドYが有るか否かを判別し、初期充填が未実施の記録ヘッドがあれば、当該初期充填が未実施のヘッドYを選択し、ヘッドYのヘッドタンクYに対する送液動作を行って液体を補給する。なお、並行して行う部分を破線四角で囲んで図示している(以下、同じとする。)。 In parallel with this, it is determined whether or not there is a head Y for which initial filling has not been performed. If there is a recording head for which initial filling has not been performed, the head Y for which initial filling has not been performed is selected, and head Y The liquid is supplied by performing the liquid feeding operation to the head tank Y. In addition, the part to be performed in parallel is shown by being surrounded by a broken-line square (hereinafter the same).
その後、繰り返し回数Nをインクリメント(+1)し、繰り返し回数Nが規定回数に達するまで、上記のヘッドXに対する送液動作及び吸引排出動作(併せて「充填動作」という。)と、ヘッドYに対する送液動作(補給)を繰り返す。このとき、第1センサ251によるヘッドタンク5の変位部材205の検知結果を用いて送液動作による補給量(送液量)を管理しているが、その詳細は後述する。
Thereafter, the number of repetitions N is incremented (+1), and the liquid feeding operation and suction / discharge operation (also referred to as “filling operation”) and the head Y are repeated until the number of repetitions N reaches a specified number. Repeat liquid operation (replenishment). At this time, the replenishment amount (liquid feeding amount) by the liquid feeding operation is managed using the detection result of the
そして、繰り返し回数Nが規定回数に達したときには、次の初期充填対象ヘッドがあるか否かを判別し、対象ヘッドがあれば、上記の処理を繰り返す。 When the number N of repetitions reaches the specified number, it is determined whether or not there is a next initial filling target head. If there is a target head, the above process is repeated.
次の初期充填対象ヘッドがなくなれば、すべてのヘッドについて負圧形成動作を行って、初期充填処理を終了する。 When there is no next initial filling target head, the negative pressure forming operation is performed for all the heads, and the initial filling process is terminated.
この処理について具体的に説明すると、例えば記録ヘッド4aを処理対象ヘッドXとして先に初期充填を行うものとしたとき、記録ヘッド4aへの送液(補給)及び吸引排出動作(充填動作)を行なっているときに、未実施の記録ヘッド4bには補給を行うことになる。
This process will be described in detail. For example, when the
そして、記録ヘッド4aに対する充填動作が完了したとき(規定回数に達したとき)に、未実施の記録ヘッド4b処理対象ヘッドXとして初期充填を行うことになる。このとき、記録ヘッド4bには、記録ヘッド4aへの充填動作と並行して補給が行われているので、少なくとも最初の送液動作による補給のステップを飛ばすことができる。
Then, when the filling operation for the
これにより、全体的な初期充填動作にかかる時間を短縮することができる。 Thereby, the time concerning the whole initial filling operation | movement can be shortened.
次に、本発明の第2実施形態について図11を参照して説明する。図11は同実施形態における初期充填動作に係る制御の説明に供するフロー図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart for explaining the control related to the initial filling operation in the embodiment.
本実施形態では、記録ヘッド4a〜4d(これを「ヘッドN1」〜「ヘッドN4」と表記する。)に対する充填動作(送液及び吸引排出動作)と送液動作を2組で順次行うようにしている。 In this embodiment, the filling operation (liquid feeding and suction / discharge operation) and the liquid feeding operation for the recording heads 4a to 4d (which are expressed as “head N1” to “head N4”) are sequentially performed in two sets. ing.
つまり、繰り返し回数Nの初期化を行い、最初のヘッドタンクN1に送液して補給する。そして、ヘッドN1に対して吸引排出動作を行うとともに、並行して、ヘッドタンクN2に送液して補給する。 That is, the number of repetitions N is initialized, and the liquid is supplied to the first head tank N1 for replenishment. Then, a suction / discharge operation is performed on the head N1, and at the same time, liquid is supplied to the head tank N2 and replenished.
次に、ヘッドN2から液体を吸引排出動作に行うとともに、並行して、ヘッドタンクN3に送液する。 Next, liquid is sucked and discharged from the head N2, and at the same time, liquid is sent to the head tank N3.
以下同様に、ヘッドタンクN4まで同様の動作を行う。 Similarly, the same operation is performed up to the head tank N4.
そして、ヘッドタンクN4に対する吸引排出と並行して行う、ヘッドタンクN1への送液の前に、繰り返し回数Nが規定回数に達しているときには、充填・吸引動作(補給・吸引排出動作)の処理を終了し、規定回数に達しないときには、ヘッドタンクN1への補給を行い,ヘッドタンクN1の吸引排出を行う処理に移行する。 Then, when the number of repetitions N has reached the specified number before the liquid feeding to the head tank N1, which is performed in parallel with the suction and discharge to the head tank N4, the processing of the filling / suction operation (replenishment / suction / discharge operation) is performed. When the specified number of times is not reached, the head tank N1 is replenished and the process proceeds to a process of sucking and discharging the head tank N1.
このようにして、ヘッドタンクに液体を充填(送液)した直後に吸引排出動作を行なうことで、ヘッドタンク内に液体が充填されたままの状態(正圧状態)で長時間放置されてノズルから液体が垂れる事態を防止できる。 In this way, by performing the suction / discharge operation immediately after filling (feeding) the liquid into the head tank, the nozzle is left for a long time in a state where the liquid is filled in the head tank (positive pressure state). Can prevent liquid from dripping.
次に、本発明の第3実施形態について図12を参照して説明する。図12は同実施形態における初期充填動作に係る制御の説明に供するフロー図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart for explaining the control related to the initial filling operation in the embodiment.
本実施形態では、上記画像形成装置で説明したように隣り合う2つの記録ヘッド(ヘッドN1とN2とする。)に対して、交互に、吸引排出動作と送液動作を行うようにしている。 In the present embodiment, as described in the image forming apparatus, suction and discharge operations and liquid feeding operations are alternately performed on two adjacent recording heads (heads N1 and N2).
まず、繰り返し回数Nを初期化した後、ヘッドタンクN1に補給を行い、ヘッドN1からの吸引排出を行うとともに、並行して、ヘッドタンクN2に補給を行う。そして、ヘッドN2から吸引排出を行うとともに、繰り返し回数Nを+1して、繰り返し回数Nが規定回数に達していなければ、ヘッドタンクN1に補給を行う。その後、繰り返し回数Nが規定回数に達していなければ、ヘッドN1の吸引排出の処理に移行して、上記の処理を繰り返し、繰り返し回数Nが規定回数に達すれば、両ヘッドN1、N2の負圧形成動作を行って、この処理を終了する。 First, after initializing the number of repetitions N, the head tank N1 is replenished to perform suction and discharge from the head N1, and at the same time, the head tank N2 is replenished. Then, suction and discharge are performed from the head N2, and the repeat count N is incremented by 1. If the repeat count N does not reach the specified count, the head tank N1 is replenished. Thereafter, if the number of repetitions N has not reached the specified number of times, the process proceeds to the suction and discharge processing of the head N1, and the above processing is repeated. If the number of repetitions N reaches the specified number of times, the negative pressure of both heads N1 and N2 A forming operation is performed, and this process is terminated.
このように、隣り合う2つのヘッドを1組として、交互に補給と吸引排出を行うことにより、ヘッドの組ごとに進捗管理を行うことができるため,初期充填が停電などで中断された場合などにおいて、装置に搭載された全てのヘッドに対して初期充填を行うのではなく,初期充填が完了したヘッドの組には初期充填を行わず,未完了のヘッドの組にのみ初期充填を行うというように柔軟な管理が可能となる。 In this way, progress management can be performed for each pair of heads by alternately supplying and sucking and discharging two adjacent heads as one set, so when initial filling is interrupted due to a power failure, etc. The initial filling is not performed for all the heads mounted in the apparatus, but the initial filling is not performed on the set of heads that have been initially filled, and the initial filling is performed only on the set of unfinished heads. Flexible management becomes possible.
また,ヘッドの組を隣り合う2つのヘッドとすることで,吸引位置へのキャリッジ移動距離(すなわち移動に要する時間)を最小限に抑えることができ、初期充填時間の短縮を図ることが可能となる。 In addition, by using two adjacent heads as a set of heads, the carriage movement distance (ie, the time required for movement) to the suction position can be minimized, and the initial filling time can be shortened. Become.
次に、検知手段である第1センサ251による変位部材205の検知と送液量(送液制御)の関係の一例について図13を参照して説明する。図13は同説明に供する説明図である。
Next, an example of the relationship between the detection of the
ここで、ヘッドタンク5の変位部材205の検知部205Aは変位方向に一定の厚みを有し,検知部205Aの変位方向端のうち、ヘッドタンク5の液体残量が少なくなる側の位置(端)を第1検知位置aとし、液体残量が多くなる側の位置(端)を第2検知位置bとする。
Here, the detection unit 205A of the
この場合、ヘッドから液体の吸引排出を行っているときには、ヘッドタンク5から液体が吸引排出されて、変位部材205がフィルム部材203のヘッドタンク内側向きの変位に追従して変位する。
In this case, when the liquid is sucked and discharged from the head, the liquid is sucked and discharged from the
そこで,少なくとも第1センサ251に第1検知位置aが検知されるまで吸引を続けることで,ヘッドタンク5からの液体の吸引を確実に行うことができる。
Thus, by continuing the suction until at least the
また、逆に、ヘッドタンク5に送液するときには,第2検知位置bが検知されるまでヘッドタンク5に送液動作によって液体を送液することで、ヘッドタンク5への送液を、確実に行うことができる。
Conversely, when liquid is fed to the
次に、ヘッドタンクに対する送液動作の制御の一例について図14のフロー図を参照して説明する。 Next, an example of the control of the liquid feeding operation for the head tank will be described with reference to the flowchart of FIG.
ヘッドタンク5への送液を行うために、送液ポンプ241の駆動を開始し、送液ポンプ241の駆動時間(供給時間、送液時間)t1の計測を開始する。
In order to perform liquid feeding to the
そして、駆動時間t1が予め定めた規定時間T1以下か否かを判別し、規定時間T1以下であれば、第1センサ251が変位部材205の第2検知位置bを検知したか否かを判別して、第2検知位置bを検知していなければ、送液ポンプ241の駆動を継続したまま、駆動時間t1が規定時間T1以下か否かの判別に戻る。
Then, it is determined whether or not the drive time t1 is equal to or less than a predetermined time T1, and if it is equal to or less than the predetermined time T1, it is determined whether or not the
ここで、駆動時間t1が規定時間T1以下で、第2検知位置bを検知したときには、送液ポンプ241の駆動を停止する。
Here, when the driving time t1 is equal to or shorter than the specified time T1 and the second detection position b is detected, the driving of the
これに対し、第2検知位置bを検知するまでの間に、駆動時間t1が規定時間T1を超えたときには、そのまま、送液ポンプ241の駆動を停止する。
On the other hand, when the driving time t1 exceeds the specified time T1 until the second detection position b is detected, the driving of the
つまり、送液ポンプ241を規定時間T1を超えて駆動しても所定量の送液完了が検知されないときには、送液ポンプ241の駆動を停止する。
That is, when the
これにより、液体の充填し過ぎによってヘッドタンク5から液体が溢れたり、ヘッドのノズルから垂れることを防止できる。
Thereby, it is possible to prevent the liquid from overflowing from the
次に、ヘッドからの吸引排出動作の制御の一例について図15のフロー図を参照して説明する。 Next, an example of control of the suction / discharge operation from the head will be described with reference to the flowchart of FIG.
記録ヘッド4のノズル面を吸引キャップ82aでキャッピングして吸引ポンプ812の駆動を開始し、吸引ポンプ812の駆動時間(供給時間、送液時間)t2の計測を開始する。
The nozzle surface of the
そして、駆動時間t2が予め定めた規定時間T2以下か否かを判別し、規定時間T2以下であれば、第1センサ251が変位部材205の第1検知位置aを検知したか否かを判別して、第1検知位置aを検知していなければ、吸引ポンプ812の駆動を継続したまま、駆動時間t2が規定時間T2以下か否かの判別に戻る。
Then, it is determined whether or not the drive time t2 is equal to or less than a predetermined time T2, and if it is equal to or less than the predetermined time T2, it is determined whether or not the
ここで、駆動時間t2が規定時間T2以下で、第1検知位置aを検知したときには、吸引ポンプ812の駆動を停止する。
Here, when the driving time t2 is equal to or shorter than the predetermined time T2 and the first detection position a is detected, the driving of the
これに対し、第1検知位置aを検知するまでの間に、駆動時間t2が規定時間T2を超えたときには、そのまま、吸引ポンプ812の駆動を停止する。
On the other hand, when the driving time t2 exceeds the specified time T2 until the first detection position a is detected, the driving of the
つまり、吸引ポンプ812を規定時間T2を超えて駆動しても所定量の吸引完了が検知されないときには、吸引ポンプ812の駆動を停止する。
That is, when the
これにより、ヘッドタンク5から液体を排出し過ぎてヘッドタンク5が過負圧になることが防止され、過負圧による部品の変形などの損傷を防止することができる。
Thereby, it is prevented that the liquid is excessively discharged from the
これらの送液制御や吸引排出制御における規定時間T1、T2は、液体の粘度が温度、湿度(環境条件)によって変化して、ポンプによる送液量、吸引量が変化することから、環境温度に応じて補正することが好ましい。 The specified times T1 and T2 in these liquid supply control and suction / discharge control are the environmental temperature because the liquid viscosity changes according to temperature and humidity (environmental conditions), and the liquid supply amount and suction amount by the pump change. It is preferable to correct accordingly.
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、OHP、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。 In the present application, the “paper” is not limited to paper, but includes OHP, cloth, glass, a substrate, etc., and means a material to which ink droplets or other liquids can be attached. , Recording media, recording paper, recording paper, and the like. In addition, image formation, recording, printing, printing, and printing are all synonymous.
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。 The “image forming apparatus” means an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. “Formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply causing a droplet to land on the medium). ) Also means.
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。 The “ink” is not limited to an ink unless otherwise specified, but includes any liquid that can form an image, such as a recording liquid, a fixing processing liquid, or a liquid. Used generically, for example, includes DNA samples, resists, pattern materials, resins, and the like.
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。 In addition, the “image” is not limited to a planar image, and includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。 Further, the image forming apparatus includes both a serial type image forming apparatus and a line type image forming apparatus, unless otherwise limited.
3 キャリッジ
4、4a〜4d 記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
5 ヘッドタンク
10 インクカートリッジ(メインタンク)
20 維持回復機構
31 吸引キャップ
201 タンクケース(液体収容部)
203 フィルム部材
205 変位部材(フィラ)
241 送液ポンプ
251 第1センサ(第1検知手段)
301…第2センサ(第2検知手段)
500…制御部
812 吸引ポンプ
3
5
20 Maintenance /
203
241
301 ... 2nd sensor (2nd detection means)
500 ...
Claims (5)
各記録ヘッドに供給する液体を収容する複数のヘッドタンクと、
前記記録ヘッド及び前記ヘッドタンクを搭載したキャリッジと、
各ヘッドタンクに供給する液体を収容するメインタンクと、
前記メインタンクから前記ヘッドタンクへの液体供給を行う送液手段と、
前記記録ヘッドの維持回復を行う維持回復手段と、を備え、
前記ヘッドタンクには、液体残量に応じて負圧を発生する負圧発生手段と、液体残量に応じて変位する変位部材と、を有し、
前記キャリッジには、前記ヘッドタンクの前記変位部材を検知する検知手段を有し、
前記維持回復手段には、前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングする前記記録ヘッドの数より少ない吸引キャップと、前記吸引キャップに接続され、前記記録ヘッドのノズルから液体を吸引排出させる吸引手段と、を有し、
前記複数の記録ヘッドに対して既存の液体に代えて新たな液体を充填する初期充填を行うとき、
前記維持回復手段で少なくとも1つの前記記録ヘッドに対して前記液体の吸引排出動作を行なうとともに、他の前記記録ヘッドに対しては、前記検知手段による前記ヘッドタンクの前記変位部材の検知結果を用いて前記送液手段による送液動作を制御する
制御手段を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 A plurality of recording heads having nozzles for discharging droplets;
A plurality of head tanks for storing liquid to be supplied to each recording head;
A carriage on which the recording head and the head tank are mounted;
A main tank for storing liquid to be supplied to each head tank;
Liquid feeding means for supplying liquid from the main tank to the head tank;
Maintenance recovery means for performing maintenance recovery of the recording head, and
The head tank has negative pressure generating means for generating a negative pressure according to the remaining amount of liquid, and a displacement member that is displaced according to the remaining amount of liquid.
The carriage has detection means for detecting the displacement member of the head tank,
The maintenance and recovery means includes a suction cap that is smaller than the number of the recording heads that capping the nozzle surface of the recording head, and a suction means that is connected to the suction cap and sucks and discharges liquid from the nozzles of the recording head. Have
When performing an initial filling of the plurality of recording heads with a new liquid instead of an existing liquid,
The maintenance / recovery means performs the liquid suction / discharge operation on at least one of the recording heads, and uses the detection result of the displacement member of the head tank by the detecting means for the other recording heads. An image forming apparatus comprising control means for controlling a liquid feeding operation by the liquid feeding means.
前記吸引排出動作では、前記検知手段が、前記変位部材が前記第1検知位置になったことを検知するまで吸引排出を行い、
前記送液動作では、前記検知手段が、前記変位部材が前記第2検知位置になったことを検知するまで送液を行う
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 When the position of the displacement member on the side where the remaining amount of liquid in the head tank is reduced is the first detection position, and the position on the side where the remaining amount of liquid is increased is the second detection position of the displacement member,
In the suction and discharge operation, the detection means performs suction and discharge until it detects that the displacement member has reached the first detection position,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein, in the liquid feeding operation, the detection unit performs liquid feeding until the detection unit detects that the displacement member has reached the second detection position.
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 The liquid feeding operation is characterized in that the operation is stopped when the detection means does not detect that the displacement member has reached the second detection position even after a predetermined time has elapsed after the operation start. The image forming apparatus according to 3.
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。 The operation of the suction and discharge operation is stopped when the detection unit does not detect that the displacement member has reached the first detection position even if a predetermined time has elapsed after the start of the operation. 5. The image forming apparatus according to 3 or 4.
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