JP2004299292A

JP2004299292A - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP2004299292A
Application number: JP2003095988A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Shimizu; 水芳明清; Masaru Takahashi; 橋優高
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】液体噴射ヘッドの初期充填操作を、液体の過度の吸引廃棄をもたらすことなく実施する。
【解決手段】本発明における制御手段３４は、装置の最初の使用を開始する際に、気相状態にある複数の液体供給路１６に複数種類の液体を充填する初期充填操作を制御する。制御手段３４は、まず、複数のバルブユニット２０のうちの一部を開放状態とすると共に残余のすべてのバルブユニット２０を閉鎖状態として、開放状態にあるバルブユニット２０に対応する液体供給路１６のみを先行して充填し、この先行充填が完了したら、開放状態にあるバルブユニット２０を閉鎖すると共に、閉鎖状態にある残余のすべてのバルブユニット２０のうちの少なくとも一部を開放してこれに対応する液体供給路１６を充填する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射ヘッドに形成された複数のノズル開口から液滴を吐出する液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【０００３】
液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【０００４】
このようなインクジェット式記録装置は、一般に、キャリッジ上に搭載されて記録紙等の記録媒体の幅方向（ヘッド走査方向）に往復移動するインクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）と、記録媒体をヘッド走査方向と直交する方向（媒体送り方向）に移動させる送り手段と、を備えている。
【０００５】
このインクジェット式記録装置においては、印刷データに対応して記録ヘッドより記録媒体に対してインク滴を吐出させることで印刷が行われる。そして、キャリッジ上に搭載される記録ヘッドを、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクの吐出が可能なものとすることにより、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【０００６】
上述した従来のインクジェット式記録装置においては、記録ヘッドへのインクの供給は、例えば、キャリッジ上に搭載されて記録ヘッドと共に移動するインクカートリッジから行われる。また、他の形式としては、キャリッジとは別の場所にインクカートリッジを配置するオフキャリッジタイプがあり、このタイプにおいてはインクカートリッジからチューブを介して記録ヘッドへインクが供給される。
【０００７】
上記いずれの形式においても、インクジェット式記録装置の最初の使用を開始する際には、全種類のインクカートリッジを所定の位置（例えばキャリッジ）に装着した後、記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引して、インクカートリッジから記録ヘッドまでの間のインク供給路にインクを充填する必要がある。このインクジェット式記録装置の最初の使用を開始する際のインクの充填操作は初期充填操作と呼ばれる。
【０００８】
この初期充填操作においては、キャッピング手段により記録ヘッドのノズル形成面を封止し、吸引ポンプ（チューブポンプ）によってキャッピング手段の内部を排気し、キャッピング手段内に形成された負圧によりノズル開口からインクが吸引排出される。ここで、初期充填操作は、上述したようにインクジェット式記録装置の最初の使用を開始する際に行われるインクの吸引操作であるので、初期充填操作を開始する際には、インクカートリッジから記録ヘッドまでの間のインク供給路は気相状態にある。
【０００９】
そして、従来のインクジェット式記録装置における初期充填操作においては、記録ヘッドのすべてのノズル開口をキャッピング手段で封止し、この状態でキャッピング手段の内部を負圧にすることにより、全ノズル開口を介して全種類のインクを同時に吸引排出して、すべてのインク供給路に対して同時に充填操作を実施していた。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２３９６７９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、全種類のインクを同時に吸引排出する従来の初期充填操作においては、インク供給路内の充填が完了するまでのタイミングが複数のインク供給路において同時にはならず、例えばインクの色の１色ずつインク供給路が充填されていくような状態であった。このようにインクの種類毎に充填完了のタイミングが異なる理由は、インクカートリッジから記録ヘッドまでのインク供給路の長さがインクの種類によって違っていたり、或いは、インクの種類によってその粘性が異なっていたりするためである。
【００１２】
このようにインクの種類によって充填完了のタイミングがずれることによって、初期充填操作の開始後、比較的早い段階で充填が完了したインク種に対しては、他のインク種の充填操作が完了するまでの間、無駄にインクが吸引排出されてしまう。
【００１３】
また、近年は、使用されるインクの種類が増加する傾向にあり、例えば従来の機種ではブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色を用いてカラー印刷を行っていたところ、近年では、これらの４色にさらにライトシアン、ライトマゼンタ、及びダークイエローの３色を加えた７色のインクによりカラー印刷が行われる機種がある。また、同一の機種においても、染料系のインクと顔料系のインクとを適宜使い分けるような使用態様も考えられる。
【００１４】
このように、使用されるインクの種類が増えることによって、キャリッジに搭載されるインクカートリッジの個数が増加する。これにより、キャリッジの中央に配置されたインクカートリッジと、キャリッジの端部に配置されたインクカートリッジとでは、記録ヘッドまでのインク供給路の長さが大きく違ってくる。このため、全種類のインクに対して初期充填を同時に実施する従来の初期充填操作では、上述したインク種毎の吸引排出量のバラツキの問題が深刻化してしまう。
【００１５】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであって、その目的とするところは、装置の最初の使用に際して実施される全種類の液体に対する初期充填操作を、液体の過度の吸引廃棄をもたらすことなく実施できる液体噴射装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のノズル開口から液滴を吐出する液体噴射装置において、前記複数のノズル開口が形成された液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに供給される複数種類の液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとを連絡する複数の液体供給路のそれぞれを閉塞可能な複数のバルブユニットと、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止して密閉空間を形成するキャッピング手段と、前記キャッピング手段によって形成された前記密閉空間の内部の流体を排出して負圧を発生させる負圧発生手段と、前記液体噴射装置の最初の使用を開始する際に、前記複数のバルブユニットのそれぞれの開閉状態の切り換え操作及び前記負圧発生手段による前記密閉空間の内部の流体の排出操作を制御して、気相状態にある前記複数の液体供給路に前記複数種類の液体を充填する液体噴射ヘッドの初期充填操作を制御するための制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記キャッピング手段により形成された前記密閉空間の内部の負圧を利用して前記ノズル開口から液体を吸引排出する際に、まず、前記複数のバルブユニットのうちの一部を開放状態とすると共に残余のすべてのバルブユニットを閉鎖状態として、前記複数の液体供給路のうち、開放状態にあるバルブユニットに対応する液体供給路のみを先行して充填し、この先行充填が完了したら、開放状態にあるバルブユニットを閉鎖すると共に、閉鎖状態にある前記残余のすべてのバルブユニットのうちの少なくとも一部を開放してこれに対応する液体供給路を充填する機能を有することを特徴とする。
【００１７】
また、好ましくは、前記制御手段は、前記複数のバルブユニットを１つずつ順次開閉操作して前記複数の液体供給路を１つずつ順次充填する機能を有する。
【００１８】
また、好ましくは、前記複数の液体供給路及び前記複数のバルブユニットは、前記複数種類の液体の種類毎に形成されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置について、図面を参照して説明する。
【００２０】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、複数のノズル開口のそれぞれに連通する各圧力室に対応して設けられた各圧力発生素子により、各圧力室内のインクに圧力変動を生じさせて各ノズル開口からインク滴（液滴）を吐出させるインクジェット式記録ヘッドを備えている。圧力発生素子としては、例えば圧電振動子を用いることができる。
【００２１】
図１は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図１中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介して、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。プラテン５は、記録紙６（記録媒体の一例）をその裏面から支持して記録ヘッド１２に対する記録紙６の位置を規定する。
【００２２】
キャリッジ１、キャリッジモータ２、タイミングベルト３、及びガイド部材４は、インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）１２をキャリッジ１と共にヘッド走査方向に走査させるキャリッジ機構を構成している。
【００２３】
記録ヘッド１２は、キャリッジ１の記録紙６に対向する側に搭載されている。また、キャリッジ１には、記録ヘッド１２にインクを供給するインクカートリッジ（液体貯留部）７が着脱可能に装着されている。インクカートリッジ７は、ブラックインク及びカラーインク（シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、ダークイエロー）を貯留している。
【００２４】
インクジェット式記録装置の非印刷領域であるホームポジション（図１中、右側）にはキャッピング手段１３が配置されている。このキャッピング手段１３は、キャリッジ１に搭載された記録ヘッド１２がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド１２のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャッピング手段１３の下方には、キャッピング手段１３により形成された密閉空間に負圧を与えるための吸引ポンプ１０が配置されている。
【００２５】
キャッピング手段１３の印刷領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段１１が記録ヘッド１２の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ１がワイピング手段１１上を移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド１２のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
【００２６】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、さらに、記録ヘッド１２により印刷（記録）が行われる記録紙６をヘッド走査方向に対して直交する媒体送り方向に間欠的に搬送する媒体送り機構を備えている。
【００２７】
図２に示したように記録ヘッド１２には複数のノズル開口１４及びこれらに連通する複数の圧力室１５が形成されており、圧力室１５内のインクに圧力変動を生じさせてノズル開口１４からインク滴を吐出させることができる。また、インクカートリッジ７は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、及びダークイエローの各色毎にキャリッジ１に装着されている。
【００２８】
次に、図２及び図３を参照して、複数種類のインクの種類（色）毎にインクカートリッジ７と記録ヘッド１２とを連絡する複数のインク供給路のそれぞれを閉塞可能な複数のバルブユニットについて説明する。
【００２９】
図２に示したように、複数のインク供給路１６のそれぞれに対してバルブユニット２０が配置されている。各バルブユニット２０は、図３に示したように、バルブ機構２１とその駆動機構２２を有し、バルブ機構２１は、キャリッジ１に設けられてインク供給路１６の一部１６ａを形成するチューブ２３を含み、このチューブ２３の途中には可撓薄肉部２４が形成されている。駆動機構２２はアクチュエータ２５を有し、このアクチュエータ２５は進退自在の押圧ロッド２６を含んでいる。この押圧ロッド２６はチューブ２３の可撓薄肉部２４に対向して配置されており、アクチュエータ２５を駆動して押圧ロッド２６を前進させることにより、チューブ２３の可撓薄肉部２４が押圧されて内側に変形し、これにより、インク供給路１６の一部１６ａが閉塞され、若しくは流路抵抗が増大する。キャリッジ１には液体の種類毎にインク供給路１６が形成されており、バルブユニット２０は複数のインク供給路１６のそれぞれに設けられている。
【００３０】
図４は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の制御系等の構成を示したブロック図である。図４に示したようにチューブポンプ１０を構成するチューブ部材１７の一端はキャッピング手段１３に連通しており、他端は廃液タンク１８に連通している。これにより、キャッピング手段１３の内部空間に排出されたインクは、チューブポンプ１０を介して廃液タンク１８に廃棄することができる。
【００３１】
図４中の符号３０はホストコンピュータであり、このホストコンピュータ３０にはプリンタドライバ３１が搭載されている。そして、プリンタドライバ３１のユーティリティ上で、入力装置およびディスプレイを利用して、既知の用紙サイズ、印刷モードの選択、フォント等のデータおよび印刷指令等が入力されるように構成されている。
【００３２】
そして、プリンタドライバ３１から印刷制御手段３２に対して印刷データが送出され、印刷制御手段３２は受け取った印刷データに基づいてビットマップデータを生成し、このビットマップデータに基づいてヘッド駆動手段３３により駆動信号を発生させて、記録ヘッド１２からインクを吐出させるように構成されている。
【００３３】
図４において符号３４は初期充填制御手段を示し、この初期充填制御手段３４は、インクジェット式記録装置の最初の使用を開始する際に、気相状態にある複数のインク供給路１６に複数種類のインクを充填する初期充填操作を制御する機能を有している。より具体的には、この初期充填制御手段３４は、初期充填操作に際して複数のバルブユニット２０のそれぞれの開閉状態の切り換え操作を制御するバルブ制御手段３５と、吸引ポンプ１０によるキャッピング手段１３の密閉空間内の流体の排出操作を制御するポンプ制御手段３６と、を含んでいる。
【００３４】
そして、初期充填制御手段３４は、キャッピング手段１３により形成された密閉空間の内部の負圧を利用してノズル開口１４からインクを吸引排出する際に、まず、バルブ制御手段３５によって、複数のバルブユニット２０のうちの一部を開放状態とすると共に、残余のすべてのバルブユニット２０を閉鎖状態とする。そして、この状態でポンプ制御手段３６によって吸引ポンプ１０を駆動して、複数のインク供給路１６のうち、開放状態にあるバルブユニット２０に対応するインク供給路１６のみを先行して充填する。
【００３５】
この先行充填が完了したら、バルブ制御手段３５によって、開放状態にあるバルブユニット２０を閉鎖すると共に、閉鎖状態にある残余のバルブユニット２０のうちの少なくとも一部を開放する。この状態で、ポンプ制御手段３６によって吸引ポンプ１０を駆動して、開放状態のバルブユニット２０に対応するインク供給路１６を充填する。
【００３６】
次に、図５に示した初期充填シーケンスのフローチャートを参照して、本実施形態によるインクジェット式記録装置における初期充填シーケンスの具体例について説明する。この初期充填シーケンスは、複数のバルブユニット２０を１つずつ順次開閉操作して、複数のインク供給路１６を１つずつ順次充填するものである。
【００３７】
まず、インクジェット式記録装置の最初の使用に際して、全種類のインクカートリッジ７がキャリッジ１に装着されている状態で、キャッピング手段１３によって記録ヘッド１２のノズル形成面を封止する（ステップ１）。この段階においては、インクカートリッジ７と記録ヘッド１２とを連絡する複数のインク供給路１６の内部は気相状態にある。
【００３８】
次に、バルブ制御手段３５によって、指定のインク種に対応するバルブユニット２０を開放すると共に、残余のすべてのインク種に対応するバルブユニットを閉鎖する（ステップ２）。この状態で、ポンプ制御手段３６によって吸引ポンプ１０を駆動し、キャッピング手段１３の内部の流体を排出して負圧を形成し、所定量の吸引を実施する（ステップ３）。ここで、吸引の所定量は、インクの種類に応じて予め設定されている。
【００３９】
指定のインク種に対する所定量の吸引が終了したら、インク供給路１６の充填がまだ行われていないインク種が存在するか否かを判定し、存在する場合にはステップ２に戻って未充填のインク種（複数ある場合にはそのうちの一種）に対応するインク供給路１６の充填操作を実施する。
【００４０】
そして、すべての種類のインクに対してインク供給路１６の充填が終了したら、すべてのバルブユニット２０を開放し（ステップ５）、初期充填操作を終了する。
【００４１】
以上述べたように本実施形態によるインクジェット式記録装置によれば、装置の最初の使用を開始するに際して、気相状態にある複数のインク供給路１６に複数種類のインクを充填する初期充填操作において、例えば各インク供給路１６毎（即ちインクの種類毎）に充填操作を順次実施するようにしたので、特定のインク種に対して過度の吸引を行ってしまうようなことがなく、初期充填操作においてインクを無駄に廃棄してしまうことを防止することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による液体噴射装置によれば、装置の最初の使用を開始するに際して、気相状態にある複数の液体供給路に複数種類の液体を充填する初期充填操作において、特定の種類の液体に対して過度の吸引を行ってしまうようなことがなく、初期充填操作における液体の無駄な廃棄を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図。
【図２】図１に示したインクジェット式記録装置の記録ヘッド及びその周辺を拡大して示した断面図。
【図３】図１及び図２に示したインクジェット式記録装置のバルブ機構／駆動機構及びその周辺を拡大して示した図。
【図４】図１及び図２に示したインクジェット式記録装置の制御系等の構成を示したブロック図。
【図５】図１及び図２に示したインクジェット式記録装置における初期充填操作のシーケンスの具体例を示した図。
【符号の説明】
１キャリッジ
６記録紙（記録媒体）
７インクカートリッジ（液体貯留部）
１０吸引ポンプ
１２インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）
１３キャッピング手段
１４ノズル開口
１６インク供給路
２０バルブユニット
２１バルブ機構
２２駆動機構
３０ホストコンピュータ
３１プリンタドライバ
３２印刷制御手段
３３ヘッド駆動手段
３４初期充填制御手段
３５バルブ制御手段
３６ポンプ制御手段

Claims

複数のノズル開口から液滴を吐出する液体噴射装置において、
前記複数のノズル開口が形成された液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給される複数種類の液体を貯留する液体貯留部と、
前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとを連絡する複数の液体供給路のそれぞれを閉塞可能な複数のバルブユニットと、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止して密閉空間を形成するキャッピング手段と、
前記キャッピング手段によって形成された前記密閉空間の内部の流体を排出して負圧を発生させる負圧発生手段と、
前記液体噴射装置の最初の使用を開始する際に、前記複数のバルブユニットのそれぞれの開閉状態の切り換え操作及び前記負圧発生手段による前記密閉空間の内部の流体の排出操作を制御して、気相状態にある前記複数の液体供給路に前記複数種類の液体を充填する液体噴射ヘッドの初期充填操作を制御するための制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記キャッピング手段により形成された前記密閉空間の内部の負圧を利用して前記ノズル開口から液体を吸引排出する際に、まず、前記複数のバルブユニットのうちの一部を開放状態とすると共に残余のすべてのバルブユニットを閉鎖状態として、前記複数の液体供給路のうち、開放状態にあるバルブユニットに対応する液体供給路のみを先行して充填し、この先行充填が完了したら、開放状態にあるバルブユニットを閉鎖すると共に、閉鎖状態にある前記残余のすべてのバルブユニットのうちの少なくとも一部を開放してこれに対応する液体供給路を充填する機能を有することを特徴とする液体噴射装置。
前記制御手段は、前記複数のバルブユニットを１つずつ順次開閉操作して前記複数の液体供給路を１つずつ順次充填する機能を有する請求項１記載の液体噴射装置。
前記複数の液体供給路及び前記複数のバルブユニットは、前記複数種類の液体の種類毎に形成されている請求項２記載の液体噴射装置。