JP5555505B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクを貯留するインクタンクとインクを吐出するインクヘッドとの間でインクを循環させるインク循環経路を備えたインクジェットプリンタに係わり、特にインク循環経路内に設けられたフィルタの異常を検出するインクジェットプリンタに関する。

従来、一般的に、サーマルヘッド方式或いは電気機械変換素子（ピエゾ）方式等の記録ヘッドを搭載し、この記録ヘッドにより記録用紙等の記録媒体上にインク滴を吐出し、記録を行う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プリンタは、インク中に混入した異物が記録ヘッドのインク吐出孔（ノズル）に詰まると、吐出不良を発生する。そのため、記録ヘッドにインクを供給するインク経路中には、インク中の異物を除去するためのフィルタが備えられている。

そして、このフィルタに異物が詰まってくると、インク経路中において圧力変動が生じたり、記録ヘッドに所定量のインク量を供給することができなくなったりする。そのため、適正な時期にフィルタを交換、又は、フィルタの清掃（回復動作）を行う必要がある。

例えば、特許文献１では、インク循環手段を有するインクジェットプリンタが開示されており、このインクジェットプリンタは、インク流路内の流路抵抗を検知する圧力センサ等の検知手段が設けられている。そして、特許文献１のインクジェットプリンタは、検知手段の検知結果に基づいて、インク流路内に設けられたフィルタが目詰まりを起こしているか否かの判断を行い、フィルタが目詰まりしていると判断されると、ユーザに対してフィルタの交換時期が来たことを通知する 。

特開平１１−３２０９１３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のインクジェットプリンタは、フィルタの交換時期を検知するためだけの専用の検知手段が設けられている。このように、専用の検知手段が設けられるということは、部品点数が増えると共に製造コストが上昇する。

また、例えば、近年のようにカラー印刷を行うインクジェットプリンタにおいては、上記特許文献１の構成であると、使用される色の分だけ検知手段が設けられる必要があり、さらに部品点数、及びコストが上昇してしまうという問題がある。
そこで、本発明は、専用のセンサを設けることなく、インク循環経路中に設けられたフィルタの異常を検出することのできるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタは、少なくとも、インクを吐出するインク吐出部と、内部に収容するインク液面を検出する第１のインク液面検出部を有し、インク吐出部にインクを供給する第１のタンクと、内部に収容するインク液面を検出する第２のインク液面検出部を有し、インク吐出部で吐出されなかったインクを受け入れる第２のタンクと、第２のタンクから第１のタンクにインクを送液するポンプと、により構成されるインク循環経路と、該インク循環経路内に配設され、該インク循環経路内を流れるインクから異物を除去するフィルタと、ポンプの駆動状態に基づいてフィルタの交換時期を判断する制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明は、専用のセンサを設けることなく、インク循環経路中に設けられたフィルタの異常を検出することのできるインクジェットプリンタを提供することができる。

本発明の実施形態１に係るインクジェットプリンタのインク経路構成を概略的に示す図である。 (a) は実施形態１に係るインクジェットプリンタのフィルタの目詰まりが無い状態における第１のタンクの液面変動を表すグラフとその液面変動に対応するポンプの動作を示図、(b) はフィルタに目詰まりが発生した場合の第１のタンクの液面変動を表すグラフとその液面変動に対応するポンプの動作を示す図である。 本発明の実施形態２に係るインクジェットプリンタのインク経路構成を概略的に示す図である。 (a) は実施形態２に係るインクジェットプリンタのフィルタの目詰まりが無い状態における第１のタンクの液面変動を表すグラフとその液面変動に対応するポンプの動作を示図である。(b) はフィルタに目詰まりが発生した場合の第１のタンクの液面変動を表すグラフとその液面変動に対応するポンプの動作を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェットプリンタのインク経路構成を概略的に示す図である。

尚、図１には、記録媒体を供給する供給部、供給された記録媒体を搬送する搬送部、画像形成された記録媒体を搬出する排出部、インクヘッドのクリーニングを行うクリーニング部、及びインク吐出制御を始めとして装置全体を制御する制御部等の通常のインクジェットプリンタが備えている構成は図示を省略されている。

図１に示すインクジェットプリンタ１は、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の４種類の色のインクを用いて記録媒体に画像を記録する。なお、図１においては、代表的に１色のインクに関わるインク経路の構成が示されている。

このインクジェットプリンタ１は、大別すると、記録媒体に画像を記録する画像記録部３と、画像記録部３に対してインクを循環させるインク循環経路４と、インク循環経路４にインクを補充する補充部６と、不要となったインクやオーバーフローしたインクを収容する廃液タンク部７と、を備えている。

なお、図１において、４色のインクを用いた場合の構成は、独立した４系統のインク循環経路を備えることとなるが、第１の共通気室８、第２の共通気室９、圧力調整部１０、廃液タンク部７、大気開放弁４６、大気開放弁５４は全色で共有されている。

画像記録部３は、インク吐出部としての複数のインクヘッド２と、複数のインクヘッド２にインクを分配するためのインク分配器１１と、複数のインクヘッド２からインクを回収するインク回収器１２と、を備えている。

インク分配器１１は、複数のインクヘッド２と接続されている。また、インク分配器１１は、フィルタ３５を介して第１のタンク３１と接続されている。
インク回収器１２は、複数のインクヘッド２と接続されている。また、インク回収器１２は、第２のタンク３２と接続されている。

インクヘッド２内の圧力は、インク循環時に、印字動作に適した負圧（本実施形態では、ゲージ圧で約−１ｋＰａ）に保たれている。これにより、ノズルには、内側に球面状に凹むメニスカスが形成される。そして、インクヘッド２は、外部装置から入力された画像信号に基づいてインクを吐出し、搬送部によって搬送される記録媒体上に画像を記録する。

なお、本実施形態では、インク分配器１１を設けたが第１のタンク３１とインクヘッド２を直接接続してもよい。同様に、本実施形態では、インク回収器１２を設けたが第２のタンク３２とインクヘッド２を直接接続してもよい。

また、本実施形態の画像記録部３は、記録媒体の幅（搬送方向に直交する方向）に満たない短尺なヘッドを複数用い、これら短尺なヘッドを記録媒体の幅方向に、例えば千鳥状に並べてフレーム等に固定し、ラインヘッドを構成している。もちろん、画像記録部３は、ラインタイプに限らず、記録媒体上を走査しながら画像記録を行うシリアルタイプであってもよい。

補充部６は、インクが充填されたインクカートリッジ５と接続されるジョイント部１３と、インクカートリッジ５の誤装着を防止し且つインク残量を検出するためのカートリッジ判断部１４と、開閉することでインクカートリッジ５から第２のタンク３２へのインクの補給動作を行う補給弁６３と、で構成される。なお、インクカートリッジ５は、ジョイント部１３に対して矢印ａ方向に着脱可能となっている。

廃液タンク部７は、タンクトレイ２１と、タンクトレイ２１上に配置された廃液タンク２２と、廃液タンク２２に収容された廃インク量を検知する廃インク量検知部２３と、廃液タンク２２の装着有無を検知するタンク装着検知部２４と、廃液タンク２２と接続されたトレイ状のオーバーフロータンク４４と、で構成される。

ここで、オーバーフロータンク４４は、上面が開口しており、大気と連通した状態となっている。そして、オーバーフロータンク４４は、ポンプ３３が破損してインクが漏れてもそのインクを全て受けるようポンプ３３の下方に設けられている。
また、オーバーフロータンク４４は、大気開放弁４６を介して第１の共通気室８と接続されている。これにより、第１の共通気室８は、大気開放弁４６の開閉により大気圧状態、又は密閉状態となる。

さらに、オーバーフロータンク４４は、大気開放弁５４を介して第２の共通気室９と接続されている。これにより、第２のタンク共通室９は、大気開放弁５４の開閉により大気圧状態、又は密閉状態となる。

次に、インク循環経路４について説明する。
このインク循環経路４は、第１のタンク３１、インクヘッド２、第２のタンク３２、ポンプ３３、熱交換器３４とから構成される。また、ポンプ３３と熱交換器３４との間には一方向弁６６が配置され、第１のタンク３１とインクヘッド２との間にはフィルタ３５が配置されている。

これらの構成部位の内、インクヘッド２のノズルが形成されたノズル面６０と、第１のタンク３１のインク液面６１と、第２のタンク３２のインク液面６２とのそれぞれの位置関係は、鉛直方向（重力方向）に低い位置から高い位置へ順に、インク液面６２、ノズル面６０、インク液面６１となるように配置されている。

インク循環経路４は、インク循環時において、第１のタンク３１から、フィルタ３５、インク分配器１１、インクヘッド２、インク回収器１２、第２のタンク３２、ポンプ３３、一方向弁６６、熱交換器３４の順にインクを流す。そして、インク循環経路４は、インクが第１のタンク３１へ帰還するようにチューブにより各々を接続している。

なお、第１のタンク３１には、第１の共通気室８が接続され、第２のタンク３２には、第２の共通気室９がチューブにより接続されている。

ここで、インク循環経路４の構成について更に詳しく説明する。
この実施形態１のインク循環経路４は、第１の経路４０と第２の経路４１の２つに大きく分けることができる。

第１の経路４０は、第１のタンク３１からフィルタ３５、インクヘッド２を経由して第２のタンク３２へインクが流れる経路である。第２の経路４１は、第２のタンク３２から、一方向弁６６、熱交換器３４、を経由して、第１のタンク３１まで、ポンプ３３によってインクが帰還する経路である。

まず、第１の経路４０の個々の構成について詳細に説明する。
第１のタンク３１には、インク入口ポート３１ａと、インク出口ポート３１ｂと、大気ポート３１ｃと、が設けられている。また、第１のタンク３１内には、インク液面の位置を所定の高さに保つために、液面検出部４２が設けられている。

液面検出部４２は、第１のタンク３１内でインクの面の高さに応じて回動するように支持軸４２ｄにより軸支されたフロート部材４２ａと、例えば磁気センサからなる液面位置センサ４２ｂとにより構成される。

この液面位置センサ４２ｂは、フロート部材４２ａに取り付けられた磁石４２ｃの磁力を検出する。これによって液面位置センサ４２ｂは、フロート部材４２ａの位置、即ち、第１のタンク３１のインク液面６１を検出する。

このように液面検出部４２は、第１のタンク３１内に貯留されているインク量を所定の量に維持するために設けられている。

インク入口ポート３１ａは、チューブを介して後述する第２の経路４１側の熱交換器３４に接続されている。そして、インク入口ポート３１ａは、熱交換器３４から流出したインクを第１のタンク３１内に流入させる。

尚、インク入口ポート３１ａの第１のタンク３１内の開口部は、流入したインクに気泡が混入し難いよう、第１のタンク３１内のインク液面６１より鉛直方向（重力方向）に対して低い位置に設けられている。

インク出口ポート３１ｂは、チューブによってフィルタ３５を介してインク分配器１１に接続されている。なお、本実施の形態では、インク出口ポート３１ｂはフィルタ３５を介してインク分配器１１と接続しているが、これによらずフィルタ３５を第１のタンク３１内に設け、インク出口ポート３１ｂと分配器１１とを接続しても構わない。

フィルタ３５は、インクヘッド２に供給されるインクに含まれる異物を除去し、インクヘッド２に形成されたノズル孔の目詰まりなどに起因する印字不良をなくすために設けられている。

そのためフィルタ３５は、ノズル孔を問題なく通過できる十分小さい異物しか通過させない目のサイズであり、かつ、第１の経路４０を流れる所望のインク流量を確保可能な面積に設定されている。

ここで、目の細かいフィルタは、長期間使用を続けていると、当然メッシユの目詰まりが発生する。目詰まりが発生した場合、インク循環時にノズル孔にかかる圧が適正値から外れたり、インク循環流量が減少したりし、印字品位の低下を招く。

そこで、本実施形態１では、詳細は後述するが、このフィルタの目詰まりをポンプ３３の駆動状態により検知し、フィルタ３５の交換をユーザに告知する。なお、フィルタ３５は、容易に交換可能なよう、インク循環経路を一時的に封止する機能を有したカートリツジ式のフィルタユニットになっている。

フィルタ３５によって異物が除去されたインクは、インク分配器１１に流入し、略均等に各インクヘッド２に分配される。そして、インクヘッド２は、搬送される記録媒体に対して、ノズル面６０に形成されたノズルからインクを吐出し、画像記録を行う。

インクヘッド２に流入するインク量は、ノズルから吐出されるインク量を上回るよう設定されている。そのため、インクヘッド２で吐出されなかったインクは、インク回収器１２に流れ込む。そして、インク回収器１２のインクは、チューブを経由して第２のタンク３２に流れる。

大気ポート３１ｃは、チューブによって第１の共通気室８に接続されている。この第１の共通気室８は、他色の第１のタンク３１における大気ポートとも接続されている。

第２のタンク３２には、インク回収器１２からチューブを介してインクが流入するインク入口ポート３２ａと、ポンプ３３にインクを送り出すインク出口ポート３２ｂと、第２の共通気室９に接続されている大気ポート３２ｃと、補充部６（インクカートリッジ５）からの補給インクが流入する補給ポート３２ｄが設けられている。また、第２のタンク３２内には、インク液面を所定の高さに保つために、第１のタンク３１と同様、液面検出部４５が設けられている。

液面検出部４５は、第２のタンク３２内でインクの液面の高さに応じて回動するように支持軸４５ｄにより軸支されたフロート部材４５ａと、例えば磁気センサからなる液面位置センサ４５ｂとにより構成される。

この液面位置センサ４５ｂは、フロート部材４５ａに取り付けられた磁石４５ｃを検出する。これにより液面位置センサ４５ｂは、フロート部材４５ａの位置即ち、第２のタンク３２のインク液面６２を検出する。このように液面検出部４５は、第２のタンク３２内に貯留されているインク量を所定の量に維持するために設けられている。

補給ポート３２ｄは、補給弁６３を介してジョイント部１３に接続されている。そして、第２のタンク３２には、補給弁６３を開くことでインクカートリッジ５内のインクが補充される。すなわち、補給弁６３の開閉動作は、インク液面６２の高さを所望の範囲に維持するよう、液面検出部４５の検出結果に応じて行われる。具体的には、液面検出部４５がＯＮの場合、第２のタンク３２のインク量が十分足りていると判断し補給弁６３は閉じた状態となっている。

逆に、液面検出部４５がＯＦＦの場合、第２のタンク３２のインク量が不足していると判断し、補給弁６３を開いた状態にする。この動作により、インクカートリッジ５のインクが第２のタンク３２に補給され、第２のタンク３２の液面高さは、所望の範囲に維持される。

特に、インクカートリッジ５のインクが消費され空となった場合には、第２のタンク３２にはインクは補給されず、液面検出部４５のＯＦＦ状態が継続される。そのため、所定時間、液面検出部４５がＯＦＦの場合、インクかートリッジ５が空と判断され、ユーザにインクカートリッジの交換を促す告知が行われる。

なお、本実施形態１では、インクカートリッジ５を第２のタンク３２より重力方向上方に配置することで補給弁６３を開くことにより第２のタンク３２へインクの補充を行っているが、インクカートリッジ５から第２のタンク３２へインクを送液出来れば良く、補給弁６３の代わりにポンプ等によりインクの送液を行っても構わない。

次に、第２の経路４１の個々の構成について詳細に説明する。
ポンプ３３は、例えば、電磁式のピストンポンプを用いることができる。ポンプ３３の駆動、停止は、インク液面６１の高さを所望の範囲に維持するよう、液面検出部４２の検出結果に応じて行われる。

具体的には、液面検出部４２がＯＮの場合、第１のタンク３１のインク量が十分足りていると判断しポンプ３３を停止する。逆に、液面検出部４２がＯＦＦの場合、第１のタンク３１のインク量が不足していると判断し、ポンプ３３を駆動する。

この動作により、第２のタンク３２のインクが第１のタンク３１に揚水され、第１のタンク３１の液面高さは、所望の範囲に維持される。

この実施形態１では、ポンプ３３の送液能力は、第２のタンク３２に流入してくるインク量よりも、多くのインクを第１のタンク３１へと送液可能に設計されている。これは、第２のタンク３２のオーバーフローを防止するためである。

すなわち、通常の使用状態で第２のタンク３２に流入するインク流量よりも、ボンプ３３が駆動した際、揚送可能なインク流量を多くすることで、第２のタンク３２がインクで溢れないようにするためである。

尚、この実施形態１では、ポンプ３３に電磁式のピストンポンプを用いているが、前述したように第２のタンク３２に流入するインク量よりも、多くのインクを送液出来る能力があれば良く、ダイヤフラムポンプ、ギアポンプ、チューブポンプ、ロータリーポンプ、渦巻きポンプを用いても構わない。

ポンプ３３のインク排出側（第１のタンク３１への送液側の径路）には、一方向弁６６が接続され、第１のタンク３１のインク液面６１と第２のタンク３２のインク液面６２との高低差によるインクの逆流（第１のタンク３１から第２のタンク３２への逆流）を防止している。

すなわち、前述したようにポンプ３３の送液能力は、第１のタンク３１からインクへツド２を経由し第２のタンク３２に流れ落ちる量よりも高く設定されているため、インク循環動作が行われた際、ポンプ３３の動作は間欠動作を行うことになる。

ボンプ３３が停止した際には、水頭差により第１のタンク３１から第２のタンク３２へインクが逆流しようとする。この流れを一方向弁６６は防止している。

熱交換器３４は、インク循環流路４内を流れるインクを加温、及び／又は、冷却する。すなわち、熱交換器３４は、インク循環流路４内を流れるインクの温度を画像記録可能な所望の温度に制御する。なお、各インクヘッド２又はその近傍のインク流路には、インク熱交器３４を制御するために温度センサ４７が配置されている。

次に、圧力調整部１０について説明する。
圧力調整部１０は、ベローズ５１、錘５２及びベローズ昇降機構５３で構成される。
ベローズ５１は、第２の共通気室９にチューブによって接続されている。また、ベローズ５１には、錘５２が取り付けられている。この錘５２は、ベローズ昇降機構５３によって昇降する。つまり、ベローズ昇降機構５３が上昇すると、ベローズ５１は縮み、ベローズ昇降機構５３が下降すると、ベローズ５１は錘５２によって伸長する。なお、ベローズ５１を縮めさせた状態のベローズ昇降機構５３の位置を待機位置とする。また、ベローズ５１を伸長させた状態のベローズ昇降機構５３の位置を負圧生成位置とする。

ここで、大気開放弁５４を閉じると、第２のタンク３２の空気部分、第２の共通気室９及びベローズ５１の内部は連通しつつ外部とは閉じられた空間となる。この状態でベローズ５１を伸縮させると、上記閉じられた空間の体積が増減する。これによって、全色の第２のタンク３２内の圧力は、同時に変化する。

すなわち、大気開放弁５４を閉じた状態でベローズ昇降機構５３を待機位置から負圧生成位置（図１に示す状態）に移動させると、ベローズ５１が錘５２の重さによって下方に引っ張られ、上記閉じられた空間の体積が増加する。これにより、第２の共通気室９内には、錘５２に加わる重力と釣り合う大きさの負圧がかかる。

第２の共通気室９は、チューブを介して第２のタンク３２と連通している。そのため、第２のタンク３２には、第２の共通気室９と同じ負圧がかかる。さらに第２のタンク３２は、チューブを介してインクヘッド２と連通しているため、インクヘッド２にも同じ負圧がかかる。この負圧は、インク循環時において、印字に適した圧（例えば、インク循環状態で、ノズル圧が約−１ｋＰａ）に設定されている。これにより、インクヘッド２のノズルには、メニスカスが形成される。なお、圧力調整部１０で発生させた負圧は、第一のタンク３１からインクヘッド２を経由して、第２のタンクに流れるインク流量にも影響する。

このように構成されたインクジェットプリンタ１では、記録媒体に画像が記録される際、大気開放弁４６を開放し、第１のタンク３１を大気開放状態にする。これと共に、大気開放弁５４を閉じ、第２のタンク３２内を大気と遮断し密閉状態にする。そして圧力調整部１０は、第２のタンク３２に対して所定の負圧を印加する。

このような状態でインクジェットプリンタ１は、第１のタンク３１及び第２のタンク３２内のインク量に応じてポンプ３３、補給弁６３の動作を制御し、インクを循環させる。
つまり、第１のタンク３１、フィルタ３５、インク分配器１１、インクへツド２、インク回収器１２、第２のタンク３２、ポンプ３３、一方向弁６４６、熱交換器３４の順にインクが流れ、第１のタンク３１へ帰還するようインクが循環する。

また、インクジェットプリンタ１の待機時には、大気開放弁４６を閉じると共に、大気開放弁５４を開放する。
この時、第２のタンク３２は、前述したようにインクヘッド２より重力方向下方に配置されている。そのため、インクヘッド２のノズルには水頭差によりメニスカスが形成されている。つまり、待機時において、インクヘッド２からインクが垂れ落ちることはない。

次に、本実施形態１におけるフィルタ３５の異常、例えば、目詰まりを検出する方法を詳しく説明する。なお、本実施形態１においてフィルタ３５の異常検出は、例えば、装置の起動時やジョブとジョブの間のように印字が行われていない状態で、且つインクが循環した状態で行われる。

図２(a) は、上方にフィルタの目詰まりが無い状態における第１のタンク３１の液面変動を表すグラフを示し、下方にその液面変動に対応するポンプ３３の動作を示している。

図２（ｂ）は、上方にフィルタの目詰まりが発生した状態における第１のタンク３１の液面変動を表すグラフを示し、下方にその液面変動に対応するポンプ３３の動作を示している。

先ずは、図２(a) を用い、目詰まりの無い状態について説明を行う。
図２(a) の上方に図示されたグラフは、横軸に時間を示し、縦軸に第１のタンク３１の液面変動量を示している。図２(a) の下方に図示されたグラフは、横軸に時間を示し、縦軸にポンプ３３の駆動波形を示している。

なお、図２(a) の上方に図示されたグラフにおいて縦軸の上限及び下限とは、フロート部材４２ａに取り付けられた磁石４２ｃの磁力によって液面位置センサ４２ｂのＯＮ／ＯＦＦが切り替わるべき液面の高さを示している。よって、上限とは、第１のタンク３１内が所定量のインクで満たされ、液面検出部４２がＯＮとなる状態である。また、下限とは、第１のタンク３１内のインクが所定量以下となり、液面検出部４２がＯＦＦとなる状態である。

前述したようにインク循環中において第１のタンク３１内のインクは、大気開放弁４６が開放されているため、フィルタ３５及び画像記録部３を介して第２のタンク３２へと流れ落ちる。そのため、図２（ａ）に示すように、第１のタンク３１内のインク液面は、液面検出部４２がＯＦＦとなる位置７１まで徐々に低下（減少）していく。そして、制御部は、第１のタンク３１内のインク液面が位置７１になるとポンプ３３を駆動させる。

この時、ポンプ３３は、第１の径路４０を通り第２のタンク３２へ流入するインク量よりも多くのインク量を第２のタンク３２から第１のタンク３１に送液するため、第１のタンク３１内のインク液面は徐々に上昇（増加）し、液面検出部４２がＯＮとなる位置７０となる。そして、制御部は、第１のタンク３１内のインク液面が位置７０になるとポンプ３３を停止する。ポンプ３３が停止されると、再度、第１のタンク３１内のインク液面は徐々に低下し、位置７１となる。このように、インク循環中、第１のタンク３１のインク液面６１の高さは、時間軸に対して繰り返し変動し、それに応じて、制御部は、ポンプ３３の駆動と停止とを繰り返し制御する。

ここで、図２(a) の下方のグラフ中の時間ｔ１は、ポンプ３３を駆動している期間を示し、時間ｔ２は、ポンプ３３が停止している期間を示している。

例えば、単位時間あたりのポンプ３３の送液能力（第２のタンク３２内のインクを第１のタンク３１に送る能力）を、第１の径路４０を介して第２のタンク３２に流入するインク量の略２倍に設定した場合、ポンプ３３の駆動時間と停止時間は略等しくなる。すなわち、図２（ａ）に示すように、フィルタ３５に目詰まりが無い状態では、時間ｔ１と時間ｔ２とが「ｔ１≒ｔ２」となる。

次に、図２（ｂ）を用い、フィルタ３５の目詰まりが発生した状態について説明を行う。尚、図２（ｂ）においても、ポンプ３３の送液能力を第１の径路４０を介して第２のタンク３２に流入するインク量の略２倍に設定した場合について示している。

図２（ｂ）の上方のグラフの位置７０、７１は、図２(a)の上方のグラフの場合と同様である。
図２（ｂ）の下方のグラフ中の時間ｔ３は、ポンプ３３が駆動されている期間を示し、時間ｔ４は、ポンプ３３が停止している期間を示している。

図２（ｂ）においても図２（ａ）と同様に、第１のタンク３１内のインク液面は、液面検出部４２がＯＦＦとなる位置７１まで徐々に低下（減少）していく。そして、制御部は、第１のタンク３１内のインク液面が位置７１になるとポンプ３３を駆動する。ポンプ３３が駆動されると、第１のタンク３１内のインク液面は徐々に上昇（増加）し、液面検出部４２がＯＮとなる位置７０となる。そして、制御部は、第１のタンク３１内のインク液面が位置７０になるとポンプ３３を停止する。ポンプ３３が停止されると、再度、第１のタンク３１内のインク液面は徐々に低下し、位置７１となる。

ここで、フィルタ３５の目詰まりが発生すると、第１の径路４０の流路抵抗が増加し、第２のタンク３２に流入する単位時間当たりのインク量が減少する。
そのため、図２（ｂ）に示すように、フィルタ３５の目詰まりが発生していない場合（図２（ａ））と比較して、第１のタンク３１内のインク液面が位置７０となってから位置７１になるまでの時間が延びる。換言すれば、液面検出部４２がＯＮとなってからＯＦＦになるまでの時間が延びる。このようにポンプ３３の駆動を停止している時間ｔ４は、フィルタ３５の目詰まりが無い場合の時間ｔ２に比べて長くなる。すなわち「ｔ２＜ｔ４」となる。

一方、ポンプ３３を駆動している時間ｔ３は、図２(a) に示す時間ｔ１と略同等な時間、すなわち「ｔ３≒ｔ１」となる。
以上のように、フィルタ３５に目詰まりが発生しているか否かによって、ポンプ３３の駆動状態（駆動条件）が変化する。換言すれば、制御部は、ポンプ３３の駆動状態に基づいてフィルタ３５の異常を検出することができる。

そこで、本実施形態１では、フィルタ３５が目詰まりしていない状態と目詰まりした状態とでは、ポンプ３３の停止時間に「ｔ２＜ｔ４」の関係があることから、ポンプ３３の停止時間（ｔ２とｔ４）に基づいてフィルタ３５の異常を検出する。

すなわち、制御部は、停止時間ｔ４が停止時間ｔ２を基準にして算出された閾値（所定の時間）を超えたか否かによってフィルタ３５の異常を検出する。なお、閾値（所定の時間）は、以下のように設定されている。インク循環経路において、第１の径路４０（インクヘッド２）には、常に所定量以上のインクを流す必要がある。そのため、閾値（所定の時間）は、第１の径路４０（インクヘッド２）を流れるインク量が所定量未満にならない値（時間）に設定されている。

例えば、第１の径路４０（インクヘッド２）を流れるインク量がインクヘッド２の最大吐出量に対して略２倍の量に設定された場合、閾値（所定の時間）は、停止時間ｔ２の略１５０％（略１．５倍）に設定される。そして、制御部は、停止時間ｔ４が閾値（所定の時間）を超えた場合にフィルタ３５が目詰まりしたと判断し、フィルタ３５の交換を行うようインクジェットプリンタの不図示の表示パネルによりユーザに通知する。

また、インクは温度によって粘度が異なる。そのため、インクの温度に基づいて上記閾値（所定の時間）を複数設定してもよい。このような場合、制御部は、インクの温度を検出し、検出されたインクの温度に対応する閾値（所定の時間）と停止時間ｔ４とを比較することでフィルタ３５の目詰まりが発生しているか否かを判断する。

また、上述では、制御部は、ポンプ３３の停止時間（ｔ２とｔ４）に基づいてフィルタ３５の異常を検出したが、以下のようにして検出を行ってもよい。
例えば、制御部は、ポンプ３３の駆動時間ｔ３及び停止時間ｔ４の比率（ｔ３／ｔ４、又はｔ４／ｔ３）と閾値を比較することによって、フィルタ３５の異常を検出してもよい。この時の閾値は、上述したように第１の径路４０（インクヘッド２）を流れるインク量を考慮して、フィルタ３５の目詰まりが発生していない時のポンプ３３の駆動時間ｔ１及び停止時間ｔ２の比率（ｔ１／ｔ２、又はｔ２／ｔ１）を基準にして算出されている。

また、例えば、制御部は、ポンプ３３の停止時間ｔ４を所定回数分だけ累積し、累積停止時間Σｔ４と閾値を比較することによって、フィルタ３５の異常を検出してもよい。この時の閾値は、上述したように第１の径路４０（インクヘッド２）を流れるインク量を考慮して、フィルタ３５の目詰まりが発生していない時のポンプ３３の上記所定回数分だけ累積した累積駆動時間Σｔ２を基準にして算出されている。

また、例えば、制御部は、ポンプ３３の駆動時間ｔ３及び停止時間ｔ４をそれぞれ所定回数分だけ累積し、累積駆動時間Σｔ３及び累積停止時間Σｔ４の比率（Σｔ３／Σｔ４、又はΣｔ４／Σｔ３）と閾値を比較することによって、フィルタ３５の異常を検出してもよい。この時の閾値は、上述したように第１の径路４０（インクヘッド２）を流れるインク量を考慮して、フィルタ３５の目詰まりが発生していない時のポンプ３３の上記所定回数分だけ累積した累積駆動時間Σｔ１及び累積停止時間Σｔ２の比率（Σｔ１／Σｔ２、又はΣｔ２／Σｔ１）を基準にして算出されている。

また、例えば、制御部は、インク循環を所定の時間Ｔだけ行った際のポンプ３３の駆動、又は停止回数によってフィルタ３５の異常を検出してもよい。すなわち、フィルタ３５に目詰まりが発生しているとポンプ３３の停止時間が長くなるため、時間Ｔ内にポンプ３３が駆動する回数は、目詰まりが発生していない時と比較して少ない回数となり、時間Ｔ内にポンプ３３が停止する回数は、目詰まりが発生していない時と比較して多い回数となる。もちろん、時間Ｔ内におけるポンプ３３の累積停止時間、又は累積駆動時間、又は累積停止時間と累積駆動時間との比率によってフィルタ３５の異常を検出してもよい。

以上のように、本実施形態１によれば第１の経路４０に設けられたフィルタ３５の異常をポンプ３３の駆動状態に基づいて検出し、フィルタ３５の交換時期を告知可能とすることができる。これにより、フィルタ３５の異常を検出するための圧力計等、専用の検知手段を設ける必要が無く、構成がシンプルなインクジェットプリンタを提供することが出来る。

なお、本実施形態１では、印字が行われていないインク循環状態でフィルタの異常の検知を行っているが、印字中においてもインクヘッドから吐出されるインク量を考慮することでフィルタの異常を検出することができる。

また、本実施形態１では、ポンプの駆動時間、又は停止時間の少なくとも一方に基づいてフィルタ３５の異常を判断したが、ポンプを駆動するための駆動部における駆動電流の変化に基づいてフィルタ３５の異常を判断してもよい。

［実施形態２］
以下、本発明の実施形態２について、詳細に説明する。
図３は、本発明の実施形態２に係るインクジェットプリンタのインク経路構成を概略的に示す図である。尚、図３には、図１と同一の構成及び機能部分には図１と同一の番号を付与して示している。

この実施形態２においては、前述した実施形態１における構成のインク循環経路４の中で、フィルタ３５が配設される位置のみが異なっており、その他の部分の構成、機能、位置関係、接続等は、実施形態１の場合と同一である。

すなわち、この実施形態２においては、実施形態１ではインク循環経路４の第１の経路４０の中にフィルタ３５を設けたが、本実施形態では第２の経路４１の中にフィルタ３５が設けられている。具体的には、フィルタ３５は、熱交換器３４と第１のタンク３１との間に設けられている。

以下、本実施形態２におけるフィルタ３５の目詰まりを検出する方法を図４(a),(b) により、詳しく説明する。

図４(a) は、実施形態２に係るインクジェットプリンタのフィルタの目詰まりが無い状態における第１のタンクの液面変動を表すグラフとその液面変動に対応するポンプの動作を示す図である。

図４(b) は実施形態２に係るインクジェットプリンタのフィルタに目詰まりが発生した場合の第１のタンクの液面変動を表すグラフとその液面変動に対応するポンプの動作を示図である。尚、図４(a),(b) には、図２(a),(b) と同一の機能部分には図２(a),(b) と同一の番号を付与して示している。

図４(a) は、前述した実施形態１の図２（ａ）と同様のグラフとなっている。よって、図４(a) については説明を省略する。

次に、図４(b) により、フィルタ３５の目詰まりが発生した状態について説明する。図４(b) の上方に示すグラフ上の各点７０、７１が個々に表す意味については、実施形態１で説明した図２（ｂ）の場合と同様である。尚、図４(b) のグラフ中の時間ｔ５はポンプ３３を駆動している時間を示し、時間ｔ６はポンプ３３が停止している時間を示している。

図４（ｂ）においても図４（ａ）と同様に、第１のタンク３１内のインク液面は、液面検出部４２がＯＦＦとなる位置７１まで徐々に低下（減少）していく。そして、制御部は、第１のタンク３１内のインク液面が位置７１になるとポンプ３３を駆動する。ポンプ３３が駆動されると、第１のタンク３１内のインク液面は徐々に上昇（増加）し、液面検出部４２がＯＮとなる位置７０となる。そして、制御部は、第１のタンク３１内のインク液面が位置７０になるとポンプ３３を停止する。ポンプ３３が停止されると、再度、第１のタンク３１内のインク液面は徐々に低下し、位置７１となる。

ここで、フィルタ３５の目詰まりが発生すると、第２の径路４１の流路抵抗が増加し、ポンプ３３によって第２のタンク３２から第１のタンク３１に送液される単位時間当たりのインク量が減少する。

そのため、図４（ｂ）に示すように、フィルタ３５の目詰まりが発生していない場合（図４（ａ））と比較して、第１のタンク３１内のインク液面が位置７１となってから位置７０になるまでの時間が延びる。換言すれば、液面検出部４２がＯＦＦとなってからＯＮになるまでの時間が延びる。このようにポンプ３３の駆動している時間ｔ５は、フィルタ３５の目詰まりが無い場合の時間ｔ１に比べて長くなる。すなわち「ｔ１＜ｔ５」となる。

一方、ポンプ３３の駆動を停止している時間ｔ６は、図４(a) に示す時間ｔ２と略同等な時間、すなわち「ｔ６≒ｔ２」となる。
このように、本実施形態２においてもフィルタ３５に目詰まりが発生しているか否かによって、ポンプ３３の駆動状態が変化する。つまり、本実施形態２では、フィルタ３５が目詰まりしていない状態と目詰まりした状態とでは、ポンプ３３の駆動時間に「ｔ１＜ｔ５」の関係があることから、ポンプ３３の駆動時間（ｔ１とｔ５）に基づいてフィルタ３５の異常を検出する。よって、本実施形態２では、制御部は、駆動時間ｔ５が駆動時間ｔ１を基準にして算出された閾値（所定の時間）を超えたか否かによってフィルタ３５の異常を検出する。

また、本実施形態２においても前述した実施形態１と同様にインクは温度によって粘度が異なる。そのため、インクの温度に基づいて上記閾値（所定の時間）を複数設定してもよい。このような場合、制御部は、インクの温度を検出し、検出されたインクの温度に対応する閾値（所定の時間）と駆動時間ｔ５とを比較することでフィルタ３５の目詰まりが発生しているか否かを判断する。

さらに、本実施形態２のフィルタ３５の異常検出は、前述した実施形態１と同様に、例えば、ポンプ３３の駆動時間ｔ５及び停止時間ｔ６の比率（ｔ５／ｔ６、又はｔ６／ｔ５）を用いたり、ポンプ３３の駆動時間ｔ５を所定回数分だけ累積し、累積した累積駆動時間Σｔ５を用いたり、ポンプ３３の駆動時間ｔ５及び停止時間ｔ６をそれぞれ所定回数分だけ累積し、累積した累積駆動時間Σｔ５及び累積停止時間Σｔ６の比率（Σｔ５／Σｔ６、又はΣｔ６／Σｔ５）を用いたり、インク循環を所定の時間Ｔだけ行った際のポンプ３３の駆動、又は停止回数によってフィルタ３５の異常を検出してもよい。

以上のように、本実施形態２によれば第２の経路４１に設けられたフィルタ３５の異常をポンプ３３の駆動状態に基づいて検出し、フィルタ３５の交換時期を告知可能とすることができる。

本発明は、インク循環経路内に設けられたフィルタの異常を検出するインクジェットプリンタに利用することができる。

１ インクジェットプリンタ
２ インクヘッド
３ 画像記録部
４ インク循環経路
６ 補充部
７ 廃液タンク部
１０ 圧力調整部
１１ インク分配器
１２ インク回収器
３１ 第１のタンク
３２ 第２のタンク
３３ ポンプ
３５ フィルタ
４０ 第１の経路
４１ 第２の経路
４２ 液面検出部
４５ 液面検出部
４７ 温度センサ
６０ ノズル面
６１、６２ インク液面

Claims (4)

1. 少なくとも、
   インクを吐出するインク吐出部と、
   該インク吐出部よりも鉛直方向において上方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第１のインク液面検出部を有し、前記インク吐出部に前記インクを供給する第１のタンクと、
   前記インク吐出部よりも鉛直方向において下方に配置され、内部に収容するインク液面を検出する第２のインク液面検出部を有し、前記インク吐出部で吐出されなかった前記インクを受け入れる第２のタンクと、
   前記第２のタンクから前記第１のタンクに前記インクを送液するポンプと、
   により構成されるインク循環経路と、
   該インク循環経路内に配設され、該インク循環経路内を流れる前記インクから異物を除去するフィルタと、
   前記ポンプの駆動状態に基づいて前記フィルタの交換時期を判断する制御部と、
   を備え、
   前記ポンプが前記第２のタンク内のインクを前記第１のタンクに送液する単位時間あたりの送液量を、前記インク循環経路を介して前記第２のタンクに流入するインク量よりも多く設定し、
   前記ポンプは、前記第１のタンク内のインク量が第１の量まで低下したときに駆動を開始し、前記第１のタンク内のインク量が第２の量まで上昇したときに駆動を停止する、ということを繰り返し、
   前記制御部は、前記ポンプの「駆動開始から駆動停止までの時間」と「駆動停止から駆動開始までの時間」とに基づいて前記フィルタの交換時期を判断する、
   ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記制御部は、前記ポンプの「駆動開始から駆動停止までの時間」と「駆動停止から駆動開始までの時間」とに基づく差異が所定の時間以上となる場合に前記フィルタの交換時期であると判断する、
   ことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記フィルタは、前記第１のタンクと前記インク吐出部との間に配設され、
   前記制御部は、前記ポンプの駆動開始から駆動停止までの時間に対し駆動停止から駆動開始までの時間の方が所定の時間以上長いとき、前記フィルタの交換時期であると判断する、ことを特徴とする請求項１または２記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記フィルタは、前記第１のタンクと前記第２のタンクとの間に配設され、
   前記制御部は、前記ポンプの駆動停止から駆動開始までの時間に対し駆動開始から駆動停止までの時間の方が所定の時間以上長いとき、前記フィルタの交換時期であると判断する、ことを特徴とする請求項１または２記載のインクジェットプリンタ。
   
   

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