インクジェット記録装置
【課題】負圧発生手段を用いた構成において、待機時に温度変化による空気の体積変化による影響を受けづらいインクジェット記録装置を実現することを目的とする。
【解決手段】ヘッドユニット２２Ｋ内が大気と連通する大気開放路８７をヘッドユニット２２Ｋに設け、記録以外の待機時に、大気開放路８７のインクの水頭によって、ヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を調整する。
【解決手段】ヘッドユニット２２Ｋ内が大気と連通する大気開放路８７をヘッドユニット２２Ｋに設け、記録以外の待機時に、大気開放路８７のインクの水頭によって、ヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にインクを吐出することで記録を行なうインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来インクジェット記録装置では、特許文献１に示すように、記録動作中は記録ヘッドをファン等の負圧発生手段を動作さることで、記録ヘッド内の負圧を最適に制御することで、記録を行っている。また、記録動作を行わない待機状態の時は負圧バルブを閉塞状態とし、記録ヘッド内を大気と連通させない略密閉系として、記録ヘッド内に保持されているインクがノズルから排出されないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４８９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例において、温度変化によるヘッド内の空気の体積変化でメニスカスが破壊されることがあり、本来不必要な回復処理を行わなければならないことがあった。
【０００５】
本発明は、負圧発生手段を用いた構成において、待機時に温度変化による空気の体積変化による影響を受けづらいインクジェット記録装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため本発明のインクジェット記録装置は、インクを記録ヘッドの吐出口から吐出することで記録動作を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの内部の液室と、前記液室内のインクの上部に位置する空間と、前記空間の気圧を減圧させることにより、前記記録ヘッドに負圧を付与する負圧発生手段と、前記液室と大気とを連通させる大気開放流路と、前記空間と前記負圧発生手段との間に設けられた第一弁と、前記大気開放流路に設けられた第二弁と、前記大気開放流路内のインクの液面が、前記吐出口よりも下方に設定された所定位置に位置するか否かを検知する流路液面検知手段と、前記負圧発生手段、前記第一弁及び前記第二弁を制御する制御手段と、を備え、前記記録動作終了後、前記制御手段は、前記第一弁を開いた状態で、前記負圧発生手段により前記記録ヘッドに負圧を付与させながら前記第二弁を開き、前記待機開放流路内のインクの液面が前記所定位置に位置したことを前記流路液面検知手段が検知した後、前記第一弁を閉じることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によればインクジェット記録装置の記録ヘッドは、記録ヘッドの内部の液室と大気とが連通する大気開放流路を備えており、記録ヘッド内の空気が膨張するに伴って、液室内のインクが大気開放流路内で液面を上昇させる。こうすることで、記録ヘッド内の圧力変化を抑制することができる。これによって、複雑な制御を行うことなく、記録ヘッド内の負圧の変化を最小限に抑えるインクジェット記録装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態を適用可能なインクジェット記録装置を模式的に示した正面図である。
【図２】図１の記録装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の記録装置におけるインクタンクからヘッドユニットまでのインクの通る経路を模式的に示した図である。
【図４】ヘッドユニットの吐出口面をクリーニングする際の手順を示したフローチャートである。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、吐出面からワイパによってインクを拭き取る手順を示す模式図である。
【図６】ヘッドユニットとその周囲を拡大して示した図である。
【図７】初期設置時のインク充填の動作を表わしたフローチャートである。
【図８】記録装置が待機状態に入るときの動作を表わしたフローチャートである。
【図９】待機状態から通常状態への復帰の動作を表わしたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態を適用可能なインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）を模式的に示した正面図である。記録装置１０はホストＰＣ１２と接続されており、ホストＰＣ１２から送信される記録情報に基づいて、記録ヘッドとしての４つのヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから記録媒体（以下、ロール紙ともいう）Ｐにインクを吐出することで記録を行う。４つのヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、記録媒体Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に沿って配置されている。各ヘッドユニットは搬送方向に黒インク用ヘッドユニット２２Ｋ、シアンインク用ヘッドユニット２２Ｃ、マゼンタインク用ユニットヘッド２２Ｍ、イエローインク用ヘッドユニット２２Ｙの順で配置されている。ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは所謂ラインヘッドであり、記録媒体搬送方向に対して記録幅全域に亘ってそれぞれを平行に並べた状態で設けられている。記録装置が記録を行う際は、各ヘッドユニットを移動させることなく、各ヘッドユニットに設けられたヒータを駆動することによってノズルからインクを吐出して記録を行う。
【００１０】
ヘッドユニットは記録に伴って、ノズルの吐出口を有する面（以下、インク吐出口面ともいう）２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓにゴミやインク滴等の異物が付着することで吐出状態が変わり、記録に影響を与えることがある。そのため、各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、記録装置１０には回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０によるインク吐出口面のクリーニングを定期的に行うことによって、ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのノズルからのインク吐出状態を初期の良好なインク吐出状態に回復することができる。回復ユニット４０には、クリーニング動作のときに４つのヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのインク吐出口面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャップ５０が備えられている。キャップ５０は各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、ブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。
【００１１】
記録媒体Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給され、記録装置１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。
【００１２】
記録を行う際には、搬送中のロール紙Ｐがブラックのヘッドユニット２２Ｋの下に到達すると、ホストＰＣ１２から送られた記録情報に基づいて、ヘッドユニット２２Ｋからブラックインクが吐出される。同様にヘッドユニット２２Ｃ、ヘッドユニット２２Ｍ、ヘッドユニット２２Ｙの順に、各色のインクが吐出されてロール紙Ｐへのカラー記録が完成する。
【００１３】
更に記録装置１０には各ヘッドユニットに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、各ヘッドユニットにインクを補充可能なポンプや、後述するクリーニング動作をするためのポンプ（図３等参照）などが備えられている。
【００１４】
図２は、図１の記録装置１０の制御系を示すブロック図である。ホストＰＣ（ホスト装置）１２から送信された記録情報やコマンドは、インターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、記録装置１０の記録情報の受信、記録動作、ロール紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前に行う動作処理では、出力ポート１１４およびモータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャップ５０から離して記録位置に移動させる。またＣＰＵ１００は、後述するように、ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに適正な負圧を付与するためのファン（負圧発生手段）のファンモータ１２５の回転を、圧力検出センサ８１によって得られた圧力情報に基づいて随時補正する制御を行う。さらにＣＰＵ１００は、出力ポート１１４およびモータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ１２６およびロール紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する制御を行う。なお、本実施形態においては、負圧発生手段としてファンを用いたが、本発明はこれに限ったものではなく、ヘッドユニット２２に負圧を付与できる手段であればそれを用いても良い。
【００１５】
記録を行う際は、一定速度で搬送されるロール紙Ｐにインクを吐出するタイミング（記録タイミング）を決定するため、先端検知センサ１０９でロール紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から記録情報を順次読み出し、この読み出した記録情報を各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに、ヘッドユニット制御回路１１２経由して転送する。
【００１６】
ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラムおよびテーブルなどが記憶されている。ＣＰＵ１００は作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。ＣＰＵ１００は、各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、クリーニングポンプ９２（図３参照）を動作させることによって、ヘッドユニット２２のノズルからインクを吸引する吸引動作の制御を行う。さらに、ＣＰＵ１００は、各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給する供給ポンプ７２（図３参照）を動作させるポンプモータ１２７を制御する。また、ＣＰＵ１００には、液面検知センサ８６（図３参照）、流路液面検知センサ８８（図３参照、流路液面検知手段）、大気バルブ８４（図３参照、第一弁）及び流路切替えバルブ８５（図３参照、第二弁）が接続されている。
【００１７】
図３は、本実施形態の記録装置におけるインクタンク２８Ｋからヘッドユニット２２Ｋまでのインクの通る経路を模式的に示した図である。各ヘッドユニットは同じ構造であるため、以下、例としてブラックインク用ヘッドユニット２２Ｋについてのみ説明を行う。
【００１８】
記録装置１０には、ヘッドユニット２２Ｋにインクを供給するインク供給装置６０が組み込まれており、ヘッドユニット２２Ｋは、貯留部２２Ｋｒとインクを吐出可能な吐出部２２ＫＳｉとを備えている。インク供給装置６０は、記録装置１０の本体に着脱自在なインクタンク２８Ｋと、このインクタンク２８Ｋとヘッドユニット２２Ｋとをつなぐインク供給路６２と、インク供給路６２の途中に配置されたインク供給ポンプ７２などから構成されている。インク供給路６２がヘッドユニット２２Ｋに接続される接続部は、ヘッドユニット２２Ｋ内のインクの液面が液面検知センサ８６で検知される下限位置となった場合の位置よりも低い位置に位置している。供給ポンプ７２は、インクフィルタ９０を介して貯留部２２Ｋｒへのインク供給を担う。また、インク供給路６２は、インク供給ポンプ７２とインクフィルタ９０の間に、インク供給路６２から分岐するように大気開放流路８７が設けられており、ヘッドユニット２２により記録動作を行わない待機状態のときには貯留部２２Ｋｒと大気開放流路８７とが接続される。インク供給路６２と大気開放流路８７の接続部を分岐部８９とする。大気開放流路８７とインク供給装置６０との接続は、インク供給路６２と大気開放流路８７との分岐部８９近傍に設けられ大気開放流路に設けられた流路切替えバルブ８５の開動作によって行われ、大気開放流路８７とインク供給装置６０との遮断は、流路切替えバルブ８５の閉動作によって行われる。なお、この分岐部８９は、図３に示すようにヘッドユニット２２Ｋの吐出口よりも下方に位置している。また、ヘッドユニット２２Ｋと分岐部８９までの間のインク供給路６２は、本発明における大気開放流路でもある。
【００１９】
流路切替えバルブ８５は、記録時には閉じられており、待機状態となった際に開かれる。待機時に流路切替えバルブ８５を開くことで、環境温度等の変化によって高くなったヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を大気開放流路８７内のインクの水頭差として逃がしている。このヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を水頭差として逃がす詳細については後述する。
【００２０】
貯留部２２Ｋｒには、貯留されているインク（以下、貯留インクともいう）の液面２２Ｋｒｓのレベルを検知する液面検知センサ８６が取り付けられている。また、貯留部２２Ｋｒ下方では、ヘッドユニット２２Ｋのノズル２２Ｋｎと、ノズル２２Ｋｎへのインク供給口が形成された吐出部２２ＫＳｉとが接続されている。
【００２１】
貯留部２２Ｋｒ上部には、空気で満たされた空間（以下、空気室という）６６にエアーフィルタ９５を介して空気流路６４が接続されており、その空気流路６４には、大気バルブ８４および圧力を測定可能な圧力検出センサ８１が備えられている。圧力検出センサ８１は空気室６６内の圧力を検出することが可能である。また、空気流路６４のエアーフィルタ９５が設けられている側の一方端部とは反対側の他方端部は、減圧流路６５とＴ字状に接続されており、その減圧流路６５は、一端が大気開放、他端はファン６８に接続されている。インクタンク２８Ｋには、このインクタンク２８Ｋ内のインクの有無を検出する検出センサ（不図示）が取り付けられている。また、インクタンク２８Ｋには、インクタンク２８Ｋの内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。
【００２２】
ＣＰＵ１００は、貯留部２２Ｋｒの液面検知センサ８６の測定結果に基づき、インク液面２２Ｋｒｓが一定レベル以下と判断した時は、インクタンク２８Ｋの大気開放バルブ７４が開放され、供給ポンプ７２を稼動してインクタンク２８Ｋからインクを吸引し、吸引したインクを貯留部２２Ｋｒ内に供給する。一方、ＣＰＵ１００は、液面検知センサ８６が一定レベル以上のインク液面２２Ｋｒｓを検知したときは、供給ポンプ７２が停止させ、インクタンク２８Ｋの大気解放バルブ７４が密閉させる。
【００２３】
ところで、供給ポンプ７２にはチューブポンプが用いられており、供給ポンプ７２が非稼動時にはインク供給路６２は遮断する（インクタンク２８Ｋと貯留部２２Ｋｒとの間の流路が遮断される）。
【００２４】
図４は、ヘッドユニットの吐出口面２２Ｋｓをクリーニングする際の手順を示したフローチャートである。また、図５は、吐出面２２Ｋｓからワイパ５２によってインクを拭き取る手順を示す模式図であり、（ａ）は拭き取り開始前を示し、（ｂ）は拭き取り終了直後を示し、（ｃ）は拭き取り終了後の待機状態を示す図である。ここでいうクリーニングとはヘッドユニット２２Ｋのインク吐出を良好な状態に継続的に維持するために行われる動作をいい、経過時間や吐出状況等の条件を満たした場合、または、記録品位に異常が見られる場合等に自動的にもしくは任意で実施される動作である。以下、クリーニングの動作について順に説明する。
【００２５】
ＣＰＵ１００は、ステップＳ４０１でクリーニング指令を受信すると、ステップＳ４０２で大気開放バルブ８４を解放する。その後、ＣＰＵ１００は、ステップＳ４０３でクリーニングポンプ９２がキャップ５０内を減圧させる方向に駆動することにより、貯留部２２Ｋｒ内のインクをノズル２２Ｋｎからキャップ５０に引き込んで排出させる。このインクの排出によって、記録動作中等にノズル２２Ｋｎの周囲部に溜まった微細な気泡や、ヘッドユニットの吐出口面２２Ｋｓ上に付着したゴミ等の異物を除去することができる。そして、ＣＰＵ１００は、一定時間経過後、ステップ４０４でクリーニングポンプ９２の駆動を停止し、ステップ４０５で大気バルブ８４を閉じる。
【００２６】
なお、この状態ではヘッドユニット２２Ｋの各ノズル２２Ｋｎの開口を含む吐出口面２２Ｋｓに、まだインクが付着していることがある。そこで、この汚れを除去するために、後述するように、キャップ５０と共に設けられたワイパ５２で吐出口面２２Ｋｓを拭く。その際、ＣＰＵ１００は、先ずステップＳ４０６で図５（ａ）に示すように、キャッピングモータ１２２を駆動しヘッドユニット２２Ｋを回復キャップ５０の上方へと移動させる。その後、ＣＰＵ１００は、ステップＳ４０７でキャップ５０を矢印Ｂ方向に移動させ、後述するワイピング動作が可能なワイピング位置に位置させる。そして、図５（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１００は、フェイス面２２Ｋｓに付着しているインクなどの汚れを、不図示のワイパ駆動手段を駆動することによりワイパ５２を動作させることによってワイパ５２により拭き取る。この動作をワイピング動作と呼び、ワイピング動作終了後は、ＣＰＵ１００は、ステップＳ４０８で図５（ｃ）に示すように、ヘッドユニット２２Ｋをキャップ５０により再びキャッピングさせることにより、待機状態とする。この待機状態にあるヘッドユニット２２Ｋはフェイス面２２Ｋｓがキャップ当接部５４でキャッピングされている（塞がれている）ので、キャップ５０内での空気の対流がほとんど無く、ノズル２２Ｋｎにあるインクが増粘するのを防止することができる。ヘッドユニット２２Ｋが待機状態になってクリーニング動作は終了となる。
【００２７】
なお、ノズル２２Ｋｎから排出されたインク（回収インク）はキャップ５０に受容されてクリーニングポンプポンプ９２（図３参照）によって吸引される。吸収された回収インクは、回収インクタンク７1（図３参照）に圧送される。回収インクタンク７１には微小な大気開放口７５が設けられており、回収インク（および気泡）の流入に伴い変化する回収インクタンク７１内の圧力を大気へと解放する役割を担う。
【００２８】
図６は、ヘッドユニット２２Ｋとその周囲を拡大して示した図である。記録時にはノズル２２Ｋｎにメニスカスを形成するために、ヘッドユニット２２Ｋに適正な負圧を付与する必要がある。そのため、記録時には大気バルブ８４を開放状態にして、ファン６８をＣ方向への空気の流れを作るように作動させることによって、ヘッドユニット内の空気室６６（液室６９における、インク満たされていない上部空間）の気圧が減圧される。その結果、貯留部２２Ｋｒを介してノズル２２Ｋｎ内も同様に減圧される。
【００２９】
本実施形態では大気と連通した貯留部（液室６９）２２Ｋｒが、吐出部２２Ｋｓの上方に配置されているので、大気バルブ８４が開くことによりノズル２２Ｋｎ先端の開口部には液面２２Ｋｒｓからの水頭圧力Ｈの正圧力がノズル２２Ｋｎ開口部に作用する。そのため、ファン６８による空気室６６内への減圧量は水頭圧力Ｈ以上に設定される。これによりヘッドユニット２２Ｋのノズル２２Ｋｎに負圧が付与される。この結果、ノズル２２Ｋｎの開口部（吐出口）においてインクのメニスカスが形成されることになる。
【００３０】
本実施形態では、ファン６８を作動させることで発生する負圧が直接空気室６６に掛かるのではなく、大気を導入可能な吸入口６１（空気導入部）を設けていることで、負圧は間接的に空気室６６に掛かることになる。また本実施形態では、ファン６８を作動させることにより、吸入口６１から取り込まれた空気の流れが減圧流路６５に生じ、その減圧流路６５に接続された空気流路６４内の空気は、主にエジェクタの原理により、減圧流路６５の空気の流れに引き込まれる。この結果、空気室６６に負圧が生じることになる。
【００３１】
図７は、初期設置時のインク充填の動作を表わしたフローチャートである。ここでいうインク充填とは貯留部２２Ｋｒ内（液室６９内）へインクを供給し、貯留部２２Ｋｒ内に所定量インクを貯留させることを示し、ノズル部へのインク充填の説明は割愛する。この、インクの充填動作を行う際は、ヘッドユニット２２Ｋをキャップ５０によりキャップされた状態にしておく。ＣＰＵ１００は、まずステップＳ７０１でファン６８を作動させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７０２で、ファン６８による減圧が正常に行われているかを確認するために空気流路６４内の圧力を圧力検出センサ８１で確認する。ここで、ＣＰＵ１００は、所定の圧力が得られていない場合には、ステップＳ７０３へ進み、ファン６８の回転数の補正を行い、ステップＳ７０２の判断を行う。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７０２で所定の圧力が得られていればステップＳ７０４へと移行して大気バルブ８４を解放する。
【００３２】
ＣＰＵ１００は、ステップＳ７０５で、ポンプモータ１２７を駆動させることにより供給ポンプ７２を動作させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７０６で貯留部２２Ｋｒ内のインクの液面が上限になったか否かを、液面上検知センサ８６を用いて確認し、液面検知センサ８６が液面の上限を検知した場合、ステップＳ７０７でポンプモータ１２７を停止し供給ポンプを停止させる。
【００３３】
次にＣＰＵ１００は、ステップＳ７０８で流路切替えバルブ８５を開いてヘッドユニット２２Ｋと大気開放路８７とを接続する。ＣＰＵ１００がその後ステップＳ７０９でファン６８を停止させると、分岐部８９がヘッドユニット２２Ｋの吐出口よりも下方に位置し、かつ、インクがヘッドユニット２２Ｋから分岐部８９までのインク供給路６２内に満たされているので、インクは大気開放路８７へと流入する。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７１０で流路液面検知センサ８８による検知結果に基づいて大気開放路８７内の所定位置Ａにインクが流入したか否かをチェックし、所定位置にインクが流入したと判断した場合、ステップＳ７１１で大気バルブ８４を閉じてインク充填を完了する。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７１０で流路液面検知センサ８８による検知結果に基づいて大気開放路内の所定位置Ａにインクが流入したか否かをチェックし、所定位置Ａにインクが流入していないと判断した場合、所定位置Ａにインクが流入した（大気開放路８７中のインクの液面が所定位置に位置した）と判断するまで、チェックを繰り返す。所定位置Ａは、ヘッドユニット２２Ｋの吐出口よりも下方に位置に設定される。さらに、この所定位置Ａは、大気バルブ８４を解放されファン６８が動作していない状態において、ヘッドユニット２２Ｋの吐出口と所定位置Ａに位置する液面との水等差によってノズル２２Ｋｎの開口部（吐出口）においてインクのメニスカスが形成される位置として設定される。また、大気開放路８７は、上方に立ち上がる立ち上がり部９１が設けられており、所定位置Ａは立ち上がり部９１の途中に位置する。そして、大気開放路８７においてヘッドユニット２２Ｋから所定位置Ａに向かう方向に関して、立ち上がり部の端部は大気開放されるように構成されている。
【００３４】
また、ヘッドユニット２２Ｋから所定位置Ａにいたるまでの経路の容積は、ヘッドユニット２２Ｋ内において、液面が上限位置にあるインクの体積から液面が下限位置にあるインクの体積を引いたものよりも小さく設定されている。そのため、大気開放路８７にインクを流出させても、ヘッドユニット２２Ｋ内のインクが無くなることはない。
【００３５】
なお、本実施形態では流路液面検知センサ８８を１つ用いた構成を示したが、複数個（例えば２個）用いてインクの液面の管理を行ってもよい。
【００３６】
図８は、記録装置が待機状態に入るときの動作を表わしたフローチャートである。ＣＰＵ１００は、ステップＳ８０１で記録動作終了後、ステップＳ８０２でヘッドアップダウンモータ１１８駆動することによってヘッドユニット２２Ｋを上昇させて、待機位置まで移動させ、キャッピングモータ１２２を駆動することによりキャップ５０によってヘッドユニット２２Ｋをキャッピングさせる。そのときＣＰＵ１００は、ステップＳ８０３で、流路切替えバルブ８５を開いてヘッドユニット２２Ｋと大気開放路８７とを接続する。ヘッドユニット２２Ｋが大気開放路８７と接続されると、ファン６８により大気開放路８７中のインクが引き込まれ、ファン６８によって負圧が発生する。ＣＰＵ１００は、圧力検出センサ８１にて所定の圧力に到達したことを確認した後、ステップＳ８０４で、流路液面検知センサ８８にて大気開放路８７のインク量を確認する。このとき、流路液面検知センサ８８がインクを検知していた場合、ＣＰＵ１００は、引き続き流路液面検知センサ８８がインクを検知しなくなるまでファン６８にて負圧を発生させ続ける。ＣＰＵ１００は、大気開放路８７のインクの液面が流路液面検知センサ８８により検知しなくなった位置になったところでステップＳ８０５でファン６８を停止させ、ステップＳ８０６で流路液面検知センサ８８が再びインクを検知し所定位置Ａにインクの液面が位置したところで、ステップＳ８０７で大気バルブを閉鎖する。その結果、大気開放路８７と空気室６６は、に負圧が生じた状態で保持されて待機状態となる。
【００３７】
このように、大気開放路８７のインクの水頭によって、ヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を調整することで、複雑な制御を行うことなく、かつインクタンク交換時の操作性を損なうことなくヘッドユニット２２Ｋ内の負圧の変化を最小限に抑えることができる。
【００３８】
本実施形態において、負圧の到達圧は圧力検出センサにて管理しているが、それ以外の管理方法（例えば一定時間経過による到達圧予測による管理等）でもかまわない。空気室６６に負圧が生じた状態で、インクジェット記録装置を待機させて置き、環境温度が変化して空気室６６の空気が膨張した場合、空気の体積変化分のインクが大気開放路８７へ押し出されて行き、空気室６６の圧力変化を最小限に抑制することが可能となる。また、空気室６６の空気が収縮した場合、空気の体積変化分のインクが大気開放路８７から吸い込まれて行くため、空気室６６の空気が膨張した場合と同様に空気室６６の圧力変化を最小限におさえることが可能となる。
【００３９】
図９は、待機状態から通常状態への復帰の動作を表わしたフローチャートである。
通常、記録装置を使用していない状態では、ノズルＫｎからのインクの漏れを防止する目的で大気バルブ８４は閉じられている。記録を開始する場合には、先ず大気バルブ８４が閉じられている状態で、ファン６８を作動させて、減圧流路６５および空気流路６４内を減圧させてから、大気バルブ８４を開く。以下、このような記録を行う際の処理に関して順に説明する。
【００４０】
ＣＰＵ１００は、ステップＳ９００で記録装置１０が記録信号を受信すると、ステップＳ９０１へ進み流路切替えバルブ８５を閉じてヘッドユニット２２Ｋを略密閉状態にする。次にＣＰＵ１００は、ステップＳ９０２へ進みファン６８を作動させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０３で、ファン６８による減圧が正常に行われているかを確認するために空気流路６４内の圧力を圧力検出センサ８１で確認する。ここでＣＰＵ１００は、所定の圧力が得られていない場合には、ステップＳ９０４へ進み、ファン６８の回転数の補正を行う。ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０３で所定の圧力が得られていればステップＳ９０５へと移行して大気バルブ８４を解放する。大気バルブ８４の解放によって空気室６６が減圧されて、ノズル２２Ｋｎにも負圧が作用するようになり、ノズルＫｎの開口（吐出口）にはメニスカスが最適な状態で形成される。次に、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０６でヘッドアップダウンモータ１１８駆動することによってヘッドユニット２２Ｋをワイピング位置へ移動させる。なお、前回の記録動作後にヘッドユニット２２Ｋがワイピンク位置に位置していた場合は、この動作は省略される。そして、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０７でヘッドユニット２２Ｋの吐出口面２２Ｋｓのワイピングを行う。その後、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０８で記録を行うためヘッドユニット２２Ｋを下降させてから記録位置へ移動させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０９で、ヘッドユニット２２Ｋからインクを吐出させることにより記録媒体Ｐに対して記録を行う。ステップＳ９１０で記録媒体Ｐに対して記録を行う事で貯留部２２Ｋｒ内のインクが消費され、液面検知センサ８６によって液面が下限レベルを下回るのを検知すると、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１１でポンプモータ１２７を駆動させることにより供給ポンプ７２を動作させ、インク消費量を上回る供給速度でインクをヘッドユニット２２Ｋに供給させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１０で貯留部２２Ｋｒ内のインクが下限レベルを上回っている事を確認すると、ステップＳ９１２で供給ポンプ７２が動作中であるかの確認を行う。供給ポンプ７２が動作中のときは、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１３で液面検知センサ８６を確認して液面が上限になったところで供給ポンプ７２を停止する。供給ポンプ７２が停止中のとき、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１５で記録動作終了の確認を行い、終了しない場合は記録動作終了までステップＳ９１０からＳ９１５を繰り返す。ＣＰＵ１００は、記録動作終了後、ステップＳ９１６でヘッドアップダウンモータ１１８駆動することによってヘッドユニット２２Ｋを上昇させて、待機位置まで移動させ、キャッピングモータ１２２を駆動することによりキャップ５０によってヘッドユニット２２Ｋをキャッピングさせる。その後、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１７で大気バルブ８４を閉じて、ステップＳ９１８でファン６８の作動を停止し、再び待機モードとしてこのフローチャートを終了する。
【００４１】
このように、ヘッドユニット２２Ｋ内が大気と連通する大気開放路８７をヘッドユニット２２Ｋに設け、記録以外の待機時に、大気開放路８７のインクの水頭によって、ヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を調整する。これによって、複雑な制御を行うことなく、かつインクタンク交換時の操作性を損なうことなく記録ヘッド内の負圧の変化を最小限に抑えるインクジェット記録装置を実現することができた。
【符号の説明】
【００４２】
２２Ｋ ヘッドユニット
２２Ｋｒ 貯留部
２８Ｋ インクタンク
５０ キャップ
６４ 空気流路
６６ 空気室
６８ ファン
８１ 圧力検出センサ
８４ 大気バルブ
８５ 流路切替えバルブ
８７ 大気開放路
８８ 流路液面検知センサ
８９ 分岐部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にインクを吐出することで記録を行なうインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来インクジェット記録装置では、特許文献１に示すように、記録動作中は記録ヘッドをファン等の負圧発生手段を動作さることで、記録ヘッド内の負圧を最適に制御することで、記録を行っている。また、記録動作を行わない待機状態の時は負圧バルブを閉塞状態とし、記録ヘッド内を大気と連通させない略密閉系として、記録ヘッド内に保持されているインクがノズルから排出されないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４８９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例において、温度変化によるヘッド内の空気の体積変化でメニスカスが破壊されることがあり、本来不必要な回復処理を行わなければならないことがあった。
【０００５】
本発明は、負圧発生手段を用いた構成において、待機時に温度変化による空気の体積変化による影響を受けづらいインクジェット記録装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため本発明のインクジェット記録装置は、インクを記録ヘッドの吐出口から吐出することで記録動作を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの内部の液室と、前記液室内のインクの上部に位置する空間と、前記空間の気圧を減圧させることにより、前記記録ヘッドに負圧を付与する負圧発生手段と、前記液室と大気とを連通させる大気開放流路と、前記空間と前記負圧発生手段との間に設けられた第一弁と、前記大気開放流路に設けられた第二弁と、前記大気開放流路内のインクの液面が、前記吐出口よりも下方に設定された所定位置に位置するか否かを検知する流路液面検知手段と、前記負圧発生手段、前記第一弁及び前記第二弁を制御する制御手段と、を備え、前記記録動作終了後、前記制御手段は、前記第一弁を開いた状態で、前記負圧発生手段により前記記録ヘッドに負圧を付与させながら前記第二弁を開き、前記待機開放流路内のインクの液面が前記所定位置に位置したことを前記流路液面検知手段が検知した後、前記第一弁を閉じることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によればインクジェット記録装置の記録ヘッドは、記録ヘッドの内部の液室と大気とが連通する大気開放流路を備えており、記録ヘッド内の空気が膨張するに伴って、液室内のインクが大気開放流路内で液面を上昇させる。こうすることで、記録ヘッド内の圧力変化を抑制することができる。これによって、複雑な制御を行うことなく、記録ヘッド内の負圧の変化を最小限に抑えるインクジェット記録装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態を適用可能なインクジェット記録装置を模式的に示した正面図である。
【図２】図１の記録装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の記録装置におけるインクタンクからヘッドユニットまでのインクの通る経路を模式的に示した図である。
【図４】ヘッドユニットの吐出口面をクリーニングする際の手順を示したフローチャートである。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、吐出面からワイパによってインクを拭き取る手順を示す模式図である。
【図６】ヘッドユニットとその周囲を拡大して示した図である。
【図７】初期設置時のインク充填の動作を表わしたフローチャートである。
【図８】記録装置が待機状態に入るときの動作を表わしたフローチャートである。
【図９】待機状態から通常状態への復帰の動作を表わしたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態を適用可能なインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）を模式的に示した正面図である。記録装置１０はホストＰＣ１２と接続されており、ホストＰＣ１２から送信される記録情報に基づいて、記録ヘッドとしての４つのヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから記録媒体（以下、ロール紙ともいう）Ｐにインクを吐出することで記録を行う。４つのヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、記録媒体Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に沿って配置されている。各ヘッドユニットは搬送方向に黒インク用ヘッドユニット２２Ｋ、シアンインク用ヘッドユニット２２Ｃ、マゼンタインク用ユニットヘッド２２Ｍ、イエローインク用ヘッドユニット２２Ｙの順で配置されている。ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは所謂ラインヘッドであり、記録媒体搬送方向に対して記録幅全域に亘ってそれぞれを平行に並べた状態で設けられている。記録装置が記録を行う際は、各ヘッドユニットを移動させることなく、各ヘッドユニットに設けられたヒータを駆動することによってノズルからインクを吐出して記録を行う。
【００１０】
ヘッドユニットは記録に伴って、ノズルの吐出口を有する面（以下、インク吐出口面ともいう）２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓにゴミやインク滴等の異物が付着することで吐出状態が変わり、記録に影響を与えることがある。そのため、各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、記録装置１０には回復ユニット４０が組み込まれている。この回復ユニット４０によるインク吐出口面のクリーニングを定期的に行うことによって、ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのノズルからのインク吐出状態を初期の良好なインク吐出状態に回復することができる。回復ユニット４０には、クリーニング動作のときに４つのヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのインク吐出口面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャップ５０が備えられている。キャップ５０は各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、ブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。
【００１１】
記録媒体Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給され、記録装置１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。
【００１２】
記録を行う際には、搬送中のロール紙Ｐがブラックのヘッドユニット２２Ｋの下に到達すると、ホストＰＣ１２から送られた記録情報に基づいて、ヘッドユニット２２Ｋからブラックインクが吐出される。同様にヘッドユニット２２Ｃ、ヘッドユニット２２Ｍ、ヘッドユニット２２Ｙの順に、各色のインクが吐出されてロール紙Ｐへのカラー記録が完成する。
【００１３】
更に記録装置１０には各ヘッドユニットに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、各ヘッドユニットにインクを補充可能なポンプや、後述するクリーニング動作をするためのポンプ（図３等参照）などが備えられている。
【００１４】
図２は、図１の記録装置１０の制御系を示すブロック図である。ホストＰＣ（ホスト装置）１２から送信された記録情報やコマンドは、インターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、記録装置１０の記録情報の受信、記録動作、ロール紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前に行う動作処理では、出力ポート１１４およびモータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャップ５０から離して記録位置に移動させる。またＣＰＵ１００は、後述するように、ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに適正な負圧を付与するためのファン（負圧発生手段）のファンモータ１２５の回転を、圧力検出センサ８１によって得られた圧力情報に基づいて随時補正する制御を行う。さらにＣＰＵ１００は、出力ポート１１４およびモータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ１２６およびロール紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する制御を行う。なお、本実施形態においては、負圧発生手段としてファンを用いたが、本発明はこれに限ったものではなく、ヘッドユニット２２に負圧を付与できる手段であればそれを用いても良い。
【００１５】
記録を行う際は、一定速度で搬送されるロール紙Ｐにインクを吐出するタイミング（記録タイミング）を決定するため、先端検知センサ１０９でロール紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から記録情報を順次読み出し、この読み出した記録情報を各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに、ヘッドユニット制御回路１１２経由して転送する。
【００１６】
ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラムおよびテーブルなどが記憶されている。ＣＰＵ１００は作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。ＣＰＵ１００は、各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、クリーニングポンプ９２（図３参照）を動作させることによって、ヘッドユニット２２のノズルからインクを吸引する吸引動作の制御を行う。さらに、ＣＰＵ１００は、各ヘッドユニット２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給する供給ポンプ７２（図３参照）を動作させるポンプモータ１２７を制御する。また、ＣＰＵ１００には、液面検知センサ８６（図３参照）、流路液面検知センサ８８（図３参照、流路液面検知手段）、大気バルブ８４（図３参照、第一弁）及び流路切替えバルブ８５（図３参照、第二弁）が接続されている。
【００１７】
図３は、本実施形態の記録装置におけるインクタンク２８Ｋからヘッドユニット２２Ｋまでのインクの通る経路を模式的に示した図である。各ヘッドユニットは同じ構造であるため、以下、例としてブラックインク用ヘッドユニット２２Ｋについてのみ説明を行う。
【００１８】
記録装置１０には、ヘッドユニット２２Ｋにインクを供給するインク供給装置６０が組み込まれており、ヘッドユニット２２Ｋは、貯留部２２Ｋｒとインクを吐出可能な吐出部２２ＫＳｉとを備えている。インク供給装置６０は、記録装置１０の本体に着脱自在なインクタンク２８Ｋと、このインクタンク２８Ｋとヘッドユニット２２Ｋとをつなぐインク供給路６２と、インク供給路６２の途中に配置されたインク供給ポンプ７２などから構成されている。インク供給路６２がヘッドユニット２２Ｋに接続される接続部は、ヘッドユニット２２Ｋ内のインクの液面が液面検知センサ８６で検知される下限位置となった場合の位置よりも低い位置に位置している。供給ポンプ７２は、インクフィルタ９０を介して貯留部２２Ｋｒへのインク供給を担う。また、インク供給路６２は、インク供給ポンプ７２とインクフィルタ９０の間に、インク供給路６２から分岐するように大気開放流路８７が設けられており、ヘッドユニット２２により記録動作を行わない待機状態のときには貯留部２２Ｋｒと大気開放流路８７とが接続される。インク供給路６２と大気開放流路８７の接続部を分岐部８９とする。大気開放流路８７とインク供給装置６０との接続は、インク供給路６２と大気開放流路８７との分岐部８９近傍に設けられ大気開放流路に設けられた流路切替えバルブ８５の開動作によって行われ、大気開放流路８７とインク供給装置６０との遮断は、流路切替えバルブ８５の閉動作によって行われる。なお、この分岐部８９は、図３に示すようにヘッドユニット２２Ｋの吐出口よりも下方に位置している。また、ヘッドユニット２２Ｋと分岐部８９までの間のインク供給路６２は、本発明における大気開放流路でもある。
【００１９】
流路切替えバルブ８５は、記録時には閉じられており、待機状態となった際に開かれる。待機時に流路切替えバルブ８５を開くことで、環境温度等の変化によって高くなったヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を大気開放流路８７内のインクの水頭差として逃がしている。このヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を水頭差として逃がす詳細については後述する。
【００２０】
貯留部２２Ｋｒには、貯留されているインク（以下、貯留インクともいう）の液面２２Ｋｒｓのレベルを検知する液面検知センサ８６が取り付けられている。また、貯留部２２Ｋｒ下方では、ヘッドユニット２２Ｋのノズル２２Ｋｎと、ノズル２２Ｋｎへのインク供給口が形成された吐出部２２ＫＳｉとが接続されている。
【００２１】
貯留部２２Ｋｒ上部には、空気で満たされた空間（以下、空気室という）６６にエアーフィルタ９５を介して空気流路６４が接続されており、その空気流路６４には、大気バルブ８４および圧力を測定可能な圧力検出センサ８１が備えられている。圧力検出センサ８１は空気室６６内の圧力を検出することが可能である。また、空気流路６４のエアーフィルタ９５が設けられている側の一方端部とは反対側の他方端部は、減圧流路６５とＴ字状に接続されており、その減圧流路６５は、一端が大気開放、他端はファン６８に接続されている。インクタンク２８Ｋには、このインクタンク２８Ｋ内のインクの有無を検出する検出センサ（不図示）が取り付けられている。また、インクタンク２８Ｋには、インクタンク２８Ｋの内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ７４が取り付けられている。
【００２２】
ＣＰＵ１００は、貯留部２２Ｋｒの液面検知センサ８６の測定結果に基づき、インク液面２２Ｋｒｓが一定レベル以下と判断した時は、インクタンク２８Ｋの大気開放バルブ７４が開放され、供給ポンプ７２を稼動してインクタンク２８Ｋからインクを吸引し、吸引したインクを貯留部２２Ｋｒ内に供給する。一方、ＣＰＵ１００は、液面検知センサ８６が一定レベル以上のインク液面２２Ｋｒｓを検知したときは、供給ポンプ７２が停止させ、インクタンク２８Ｋの大気解放バルブ７４が密閉させる。
【００２３】
ところで、供給ポンプ７２にはチューブポンプが用いられており、供給ポンプ７２が非稼動時にはインク供給路６２は遮断する（インクタンク２８Ｋと貯留部２２Ｋｒとの間の流路が遮断される）。
【００２４】
図４は、ヘッドユニットの吐出口面２２Ｋｓをクリーニングする際の手順を示したフローチャートである。また、図５は、吐出面２２Ｋｓからワイパ５２によってインクを拭き取る手順を示す模式図であり、（ａ）は拭き取り開始前を示し、（ｂ）は拭き取り終了直後を示し、（ｃ）は拭き取り終了後の待機状態を示す図である。ここでいうクリーニングとはヘッドユニット２２Ｋのインク吐出を良好な状態に継続的に維持するために行われる動作をいい、経過時間や吐出状況等の条件を満たした場合、または、記録品位に異常が見られる場合等に自動的にもしくは任意で実施される動作である。以下、クリーニングの動作について順に説明する。
【００２５】
ＣＰＵ１００は、ステップＳ４０１でクリーニング指令を受信すると、ステップＳ４０２で大気開放バルブ８４を解放する。その後、ＣＰＵ１００は、ステップＳ４０３でクリーニングポンプ９２がキャップ５０内を減圧させる方向に駆動することにより、貯留部２２Ｋｒ内のインクをノズル２２Ｋｎからキャップ５０に引き込んで排出させる。このインクの排出によって、記録動作中等にノズル２２Ｋｎの周囲部に溜まった微細な気泡や、ヘッドユニットの吐出口面２２Ｋｓ上に付着したゴミ等の異物を除去することができる。そして、ＣＰＵ１００は、一定時間経過後、ステップ４０４でクリーニングポンプ９２の駆動を停止し、ステップ４０５で大気バルブ８４を閉じる。
【００２６】
なお、この状態ではヘッドユニット２２Ｋの各ノズル２２Ｋｎの開口を含む吐出口面２２Ｋｓに、まだインクが付着していることがある。そこで、この汚れを除去するために、後述するように、キャップ５０と共に設けられたワイパ５２で吐出口面２２Ｋｓを拭く。その際、ＣＰＵ１００は、先ずステップＳ４０６で図５（ａ）に示すように、キャッピングモータ１２２を駆動しヘッドユニット２２Ｋを回復キャップ５０の上方へと移動させる。その後、ＣＰＵ１００は、ステップＳ４０７でキャップ５０を矢印Ｂ方向に移動させ、後述するワイピング動作が可能なワイピング位置に位置させる。そして、図５（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１００は、フェイス面２２Ｋｓに付着しているインクなどの汚れを、不図示のワイパ駆動手段を駆動することによりワイパ５２を動作させることによってワイパ５２により拭き取る。この動作をワイピング動作と呼び、ワイピング動作終了後は、ＣＰＵ１００は、ステップＳ４０８で図５（ｃ）に示すように、ヘッドユニット２２Ｋをキャップ５０により再びキャッピングさせることにより、待機状態とする。この待機状態にあるヘッドユニット２２Ｋはフェイス面２２Ｋｓがキャップ当接部５４でキャッピングされている（塞がれている）ので、キャップ５０内での空気の対流がほとんど無く、ノズル２２Ｋｎにあるインクが増粘するのを防止することができる。ヘッドユニット２２Ｋが待機状態になってクリーニング動作は終了となる。
【００２７】
なお、ノズル２２Ｋｎから排出されたインク（回収インク）はキャップ５０に受容されてクリーニングポンプポンプ９２（図３参照）によって吸引される。吸収された回収インクは、回収インクタンク７1（図３参照）に圧送される。回収インクタンク７１には微小な大気開放口７５が設けられており、回収インク（および気泡）の流入に伴い変化する回収インクタンク７１内の圧力を大気へと解放する役割を担う。
【００２８】
図６は、ヘッドユニット２２Ｋとその周囲を拡大して示した図である。記録時にはノズル２２Ｋｎにメニスカスを形成するために、ヘッドユニット２２Ｋに適正な負圧を付与する必要がある。そのため、記録時には大気バルブ８４を開放状態にして、ファン６８をＣ方向への空気の流れを作るように作動させることによって、ヘッドユニット内の空気室６６（液室６９における、インク満たされていない上部空間）の気圧が減圧される。その結果、貯留部２２Ｋｒを介してノズル２２Ｋｎ内も同様に減圧される。
【００２９】
本実施形態では大気と連通した貯留部（液室６９）２２Ｋｒが、吐出部２２Ｋｓの上方に配置されているので、大気バルブ８４が開くことによりノズル２２Ｋｎ先端の開口部には液面２２Ｋｒｓからの水頭圧力Ｈの正圧力がノズル２２Ｋｎ開口部に作用する。そのため、ファン６８による空気室６６内への減圧量は水頭圧力Ｈ以上に設定される。これによりヘッドユニット２２Ｋのノズル２２Ｋｎに負圧が付与される。この結果、ノズル２２Ｋｎの開口部（吐出口）においてインクのメニスカスが形成されることになる。
【００３０】
本実施形態では、ファン６８を作動させることで発生する負圧が直接空気室６６に掛かるのではなく、大気を導入可能な吸入口６１（空気導入部）を設けていることで、負圧は間接的に空気室６６に掛かることになる。また本実施形態では、ファン６８を作動させることにより、吸入口６１から取り込まれた空気の流れが減圧流路６５に生じ、その減圧流路６５に接続された空気流路６４内の空気は、主にエジェクタの原理により、減圧流路６５の空気の流れに引き込まれる。この結果、空気室６６に負圧が生じることになる。
【００３１】
図７は、初期設置時のインク充填の動作を表わしたフローチャートである。ここでいうインク充填とは貯留部２２Ｋｒ内（液室６９内）へインクを供給し、貯留部２２Ｋｒ内に所定量インクを貯留させることを示し、ノズル部へのインク充填の説明は割愛する。この、インクの充填動作を行う際は、ヘッドユニット２２Ｋをキャップ５０によりキャップされた状態にしておく。ＣＰＵ１００は、まずステップＳ７０１でファン６８を作動させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７０２で、ファン６８による減圧が正常に行われているかを確認するために空気流路６４内の圧力を圧力検出センサ８１で確認する。ここで、ＣＰＵ１００は、所定の圧力が得られていない場合には、ステップＳ７０３へ進み、ファン６８の回転数の補正を行い、ステップＳ７０２の判断を行う。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７０２で所定の圧力が得られていればステップＳ７０４へと移行して大気バルブ８４を解放する。
【００３２】
ＣＰＵ１００は、ステップＳ７０５で、ポンプモータ１２７を駆動させることにより供給ポンプ７２を動作させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７０６で貯留部２２Ｋｒ内のインクの液面が上限になったか否かを、液面上検知センサ８６を用いて確認し、液面検知センサ８６が液面の上限を検知した場合、ステップＳ７０７でポンプモータ１２７を停止し供給ポンプを停止させる。
【００３３】
次にＣＰＵ１００は、ステップＳ７０８で流路切替えバルブ８５を開いてヘッドユニット２２Ｋと大気開放路８７とを接続する。ＣＰＵ１００がその後ステップＳ７０９でファン６８を停止させると、分岐部８９がヘッドユニット２２Ｋの吐出口よりも下方に位置し、かつ、インクがヘッドユニット２２Ｋから分岐部８９までのインク供給路６２内に満たされているので、インクは大気開放路８７へと流入する。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７１０で流路液面検知センサ８８による検知結果に基づいて大気開放路８７内の所定位置Ａにインクが流入したか否かをチェックし、所定位置にインクが流入したと判断した場合、ステップＳ７１１で大気バルブ８４を閉じてインク充填を完了する。ＣＰＵ１００は、ステップＳ７１０で流路液面検知センサ８８による検知結果に基づいて大気開放路内の所定位置Ａにインクが流入したか否かをチェックし、所定位置Ａにインクが流入していないと判断した場合、所定位置Ａにインクが流入した（大気開放路８７中のインクの液面が所定位置に位置した）と判断するまで、チェックを繰り返す。所定位置Ａは、ヘッドユニット２２Ｋの吐出口よりも下方に位置に設定される。さらに、この所定位置Ａは、大気バルブ８４を解放されファン６８が動作していない状態において、ヘッドユニット２２Ｋの吐出口と所定位置Ａに位置する液面との水等差によってノズル２２Ｋｎの開口部（吐出口）においてインクのメニスカスが形成される位置として設定される。また、大気開放路８７は、上方に立ち上がる立ち上がり部９１が設けられており、所定位置Ａは立ち上がり部９１の途中に位置する。そして、大気開放路８７においてヘッドユニット２２Ｋから所定位置Ａに向かう方向に関して、立ち上がり部の端部は大気開放されるように構成されている。
【００３４】
また、ヘッドユニット２２Ｋから所定位置Ａにいたるまでの経路の容積は、ヘッドユニット２２Ｋ内において、液面が上限位置にあるインクの体積から液面が下限位置にあるインクの体積を引いたものよりも小さく設定されている。そのため、大気開放路８７にインクを流出させても、ヘッドユニット２２Ｋ内のインクが無くなることはない。
【００３５】
なお、本実施形態では流路液面検知センサ８８を１つ用いた構成を示したが、複数個（例えば２個）用いてインクの液面の管理を行ってもよい。
【００３６】
図８は、記録装置が待機状態に入るときの動作を表わしたフローチャートである。ＣＰＵ１００は、ステップＳ８０１で記録動作終了後、ステップＳ８０２でヘッドアップダウンモータ１１８駆動することによってヘッドユニット２２Ｋを上昇させて、待機位置まで移動させ、キャッピングモータ１２２を駆動することによりキャップ５０によってヘッドユニット２２Ｋをキャッピングさせる。そのときＣＰＵ１００は、ステップＳ８０３で、流路切替えバルブ８５を開いてヘッドユニット２２Ｋと大気開放路８７とを接続する。ヘッドユニット２２Ｋが大気開放路８７と接続されると、ファン６８により大気開放路８７中のインクが引き込まれ、ファン６８によって負圧が発生する。ＣＰＵ１００は、圧力検出センサ８１にて所定の圧力に到達したことを確認した後、ステップＳ８０４で、流路液面検知センサ８８にて大気開放路８７のインク量を確認する。このとき、流路液面検知センサ８８がインクを検知していた場合、ＣＰＵ１００は、引き続き流路液面検知センサ８８がインクを検知しなくなるまでファン６８にて負圧を発生させ続ける。ＣＰＵ１００は、大気開放路８７のインクの液面が流路液面検知センサ８８により検知しなくなった位置になったところでステップＳ８０５でファン６８を停止させ、ステップＳ８０６で流路液面検知センサ８８が再びインクを検知し所定位置Ａにインクの液面が位置したところで、ステップＳ８０７で大気バルブを閉鎖する。その結果、大気開放路８７と空気室６６は、に負圧が生じた状態で保持されて待機状態となる。
【００３７】
このように、大気開放路８７のインクの水頭によって、ヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を調整することで、複雑な制御を行うことなく、かつインクタンク交換時の操作性を損なうことなくヘッドユニット２２Ｋ内の負圧の変化を最小限に抑えることができる。
【００３８】
本実施形態において、負圧の到達圧は圧力検出センサにて管理しているが、それ以外の管理方法（例えば一定時間経過による到達圧予測による管理等）でもかまわない。空気室６６に負圧が生じた状態で、インクジェット記録装置を待機させて置き、環境温度が変化して空気室６６の空気が膨張した場合、空気の体積変化分のインクが大気開放路８７へ押し出されて行き、空気室６６の圧力変化を最小限に抑制することが可能となる。また、空気室６６の空気が収縮した場合、空気の体積変化分のインクが大気開放路８７から吸い込まれて行くため、空気室６６の空気が膨張した場合と同様に空気室６６の圧力変化を最小限におさえることが可能となる。
【００３９】
図９は、待機状態から通常状態への復帰の動作を表わしたフローチャートである。
通常、記録装置を使用していない状態では、ノズルＫｎからのインクの漏れを防止する目的で大気バルブ８４は閉じられている。記録を開始する場合には、先ず大気バルブ８４が閉じられている状態で、ファン６８を作動させて、減圧流路６５および空気流路６４内を減圧させてから、大気バルブ８４を開く。以下、このような記録を行う際の処理に関して順に説明する。
【００４０】
ＣＰＵ１００は、ステップＳ９００で記録装置１０が記録信号を受信すると、ステップＳ９０１へ進み流路切替えバルブ８５を閉じてヘッドユニット２２Ｋを略密閉状態にする。次にＣＰＵ１００は、ステップＳ９０２へ進みファン６８を作動させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０３で、ファン６８による減圧が正常に行われているかを確認するために空気流路６４内の圧力を圧力検出センサ８１で確認する。ここでＣＰＵ１００は、所定の圧力が得られていない場合には、ステップＳ９０４へ進み、ファン６８の回転数の補正を行う。ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０３で所定の圧力が得られていればステップＳ９０５へと移行して大気バルブ８４を解放する。大気バルブ８４の解放によって空気室６６が減圧されて、ノズル２２Ｋｎにも負圧が作用するようになり、ノズルＫｎの開口（吐出口）にはメニスカスが最適な状態で形成される。次に、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０６でヘッドアップダウンモータ１１８駆動することによってヘッドユニット２２Ｋをワイピング位置へ移動させる。なお、前回の記録動作後にヘッドユニット２２Ｋがワイピンク位置に位置していた場合は、この動作は省略される。そして、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０７でヘッドユニット２２Ｋの吐出口面２２Ｋｓのワイピングを行う。その後、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０８で記録を行うためヘッドユニット２２Ｋを下降させてから記録位置へ移動させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ９０９で、ヘッドユニット２２Ｋからインクを吐出させることにより記録媒体Ｐに対して記録を行う。ステップＳ９１０で記録媒体Ｐに対して記録を行う事で貯留部２２Ｋｒ内のインクが消費され、液面検知センサ８６によって液面が下限レベルを下回るのを検知すると、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１１でポンプモータ１２７を駆動させることにより供給ポンプ７２を動作させ、インク消費量を上回る供給速度でインクをヘッドユニット２２Ｋに供給させる。ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１０で貯留部２２Ｋｒ内のインクが下限レベルを上回っている事を確認すると、ステップＳ９１２で供給ポンプ７２が動作中であるかの確認を行う。供給ポンプ７２が動作中のときは、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１３で液面検知センサ８６を確認して液面が上限になったところで供給ポンプ７２を停止する。供給ポンプ７２が停止中のとき、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１５で記録動作終了の確認を行い、終了しない場合は記録動作終了までステップＳ９１０からＳ９１５を繰り返す。ＣＰＵ１００は、記録動作終了後、ステップＳ９１６でヘッドアップダウンモータ１１８駆動することによってヘッドユニット２２Ｋを上昇させて、待機位置まで移動させ、キャッピングモータ１２２を駆動することによりキャップ５０によってヘッドユニット２２Ｋをキャッピングさせる。その後、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９１７で大気バルブ８４を閉じて、ステップＳ９１８でファン６８の作動を停止し、再び待機モードとしてこのフローチャートを終了する。
【００４１】
このように、ヘッドユニット２２Ｋ内が大気と連通する大気開放路８７をヘッドユニット２２Ｋに設け、記録以外の待機時に、大気開放路８７のインクの水頭によって、ヘッドユニット２２Ｋ内の圧力を調整する。これによって、複雑な制御を行うことなく、かつインクタンク交換時の操作性を損なうことなく記録ヘッド内の負圧の変化を最小限に抑えるインクジェット記録装置を実現することができた。
【符号の説明】
【００４２】
２２Ｋ ヘッドユニット
２２Ｋｒ 貯留部
２８Ｋ インクタンク
５０ キャップ
６４ 空気流路
６６ 空気室
６８ ファン
８１ 圧力検出センサ
８４ 大気バルブ
８５ 流路切替えバルブ
８７ 大気開放路
８８ 流路液面検知センサ
８９ 分岐部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを記録ヘッドの吐出口から吐出することで記録動作を行うインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドの内部の液室と、
前記液室内のインクの上部に位置する空間と、
前記空間の気圧を減圧させることにより、前記記録ヘッドに負圧を付与する負圧発生手段と、
前記液室と大気とを連通させる大気開放流路と、
前記空間と前記負圧発生手段との間に設けられた第一弁と、
前記大気開放流路に設けられた第二弁と、
前記大気開放流路内のインクの液面が、前記吐出口よりも下方に設定された所定位置に位置するか否かを検知する流路液面検知手段と、
前記負圧発生手段、前記第一弁及び前記第二弁を制御する制御手段と、を備え、
前記記録動作終了後、前記制御手段は、前記第一弁を開いた状態で、前記負圧発生手段により前記記録ヘッドに負圧を付与させながら前記第二弁を開き、前記待機開放流路内のインクの液面が前記所定位置に位置したことを前記流路液面検知手段が検知した後、前記第一弁を閉じることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記大気開放流路には、前記記録ヘッドの前記液室にインクを供給する供給路が前記大気開放流路に設けられた分岐部において分岐して設けられてい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。
【請求項３】
前記分岐部は、前記吐出口よりも下方に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記記録動作時、前記制御手段は、前記第二弁を閉じることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１】
インクを記録ヘッドの吐出口から吐出することで記録動作を行うインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドの内部の液室と、
前記液室内のインクの上部に位置する空間と、
前記空間の気圧を減圧させることにより、前記記録ヘッドに負圧を付与する負圧発生手段と、
前記液室と大気とを連通させる大気開放流路と、
前記空間と前記負圧発生手段との間に設けられた第一弁と、
前記大気開放流路に設けられた第二弁と、
前記大気開放流路内のインクの液面が、前記吐出口よりも下方に設定された所定位置に位置するか否かを検知する流路液面検知手段と、
前記負圧発生手段、前記第一弁及び前記第二弁を制御する制御手段と、を備え、
前記記録動作終了後、前記制御手段は、前記第一弁を開いた状態で、前記負圧発生手段により前記記録ヘッドに負圧を付与させながら前記第二弁を開き、前記待機開放流路内のインクの液面が前記所定位置に位置したことを前記流路液面検知手段が検知した後、前記第一弁を閉じることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記大気開放流路には、前記記録ヘッドの前記液室にインクを供給する供給路が前記大気開放流路に設けられた分岐部において分岐して設けられてい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。
【請求項３】
前記分岐部は、前記吐出口よりも下方に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記記録動作時、前記制御手段は、前記第二弁を閉じることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２２８５１（Ｐ２０１３−２２８５１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０２２５（Ｐ２０１１−１６０２２５）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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