JP2006205687A - 液体噴射装置及び液体噴射装置における液体消費量管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体を無駄なく利用することができる液体噴射装置及び液体噴射装置における液体消費量管理方法を提供する。
【解決手段】 液体貯留手段から加圧手段の加圧力に基づき液体供給路を介して液体噴射ヘッド側へ導かれた液体を前記液体噴射ヘッドに形成されたノズルから吸引手段により吸引して排出させる場合に、前記液体貯留手段の液体残量を算出し、該算出結果に基づいて前記吸引手段による１回の吸引で排出される液体の消費量である液体消費量カウンタ値を決定し、その決定された液体消費量カウンタ値を次回の液体排出時における前記液体残量の算出のために記録管理する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンタ等の液体噴射装置及び液体噴射装置における液体消費量管理方法に関する。

液体噴射ヘッドから液体をターゲットに対して噴射する液体噴射装置として、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単に「プリンタ」と言う）が知られている。このプリンタは、インクを収容するインクカートリッジ（液体貯留手段）と、キャリッジに搭載され、前記インクカートリッジからインク（液体）が供給される記録ヘッド（液体噴射ヘッド）とを備えている。そして、このようなプリンタでは、通常、加圧ポンプ（加圧手段）から圧送される加圧空気によりインクカートリッジ内のインクパックを加圧して、インクを記録ヘッド側に圧送し、記録ヘッドのノズルから記録媒体（ターゲット）にインクを噴射することで印刷を行っている（例えば、特許文献１）。

この記録ヘッドは、ノズル及び圧電素子を備えており、該圧電素子の駆動によりノズル内にインクを充填し、ノズル開口から該インクを噴射している。したがって、ノズル開口からは、ノズル内のインク溶媒が蒸発しやすくなっており、インクの粘度が上昇してノズルが目詰まりしやすい。また、ノズル開口からインク内に大気が混入することにより、インク内に気泡が発生してドット抜け等の印刷不良が生じることもある。このようなノズルの目詰まりや気泡混入を解消させる方法として、いわゆるチョーククリーニングや選択クリーニングといったプリンタのクリーニング方法が知られている（例えば、特許文献２）。

チョーククリーニングでは、記録ヘッドよりも上流のバルブ（開閉弁）を閉弁し、記録ヘッドのノズル形成面側から吸引ポンプ（吸引手段）で吸引することにより記録ヘッド内に負圧を生じさせ、該記録ヘッド内に存在する気泡を膨張させる。その後、前記バルブ（開閉弁）を開弁してインクを勢いよく記録ヘッド内に流入させることで、ノズル内の粘性の大きいインクや記録ヘッド内の膨張した気泡を排出している。

ところで、例えば特許文献１の加圧ポンプを特許文献２のインクカートリッジに接続したプリンタでは、チョーククリーニングにおけるバルブの開弁が、通常、加圧ポンプによる加圧力によって行われる。そして、この加圧ポンプは、ダイヤフラム式であり、１ストロークごとに加圧が行われるため、インクカートリッジ内の圧力は、段階的に上昇する。そして、このようなプリンタの場合、通常、１回あたりのチョーククリーニングにおけるインク消費量を、インクパック内のインクが満たされた状態でチョーククリーニングが行われた場合に消費されるインク消費量を基準として一律にカウントしている。
特開２０００−３５２３７９号公報 特開２００４−９０４５３号公報

ところが、インクパック内のインク残量が少なくなると、その分だけインクカートリッジ内の空気容積が増し、加圧ポンプの１ストロークごとの加圧にロスが生じることから、前記バルブを開弁するために必要な加圧力が得られるまでの時間が長くなり、排出されるインク量（実際のインク消費量）が減ってしまう。すなわち、吸引ポンプの駆動時間は一定であるため、前記バルブを開弁するために必要な加圧力が得られるまでの時間が長くなると、インクが吸引（排出）される時間が短くなる。

この結果、インクパック内のインク残量が少なくなるにつれて、チョーククリーニングでのインク排出により実際に消費したインク量と一律にカウントしたインク消費量との差が大きくなり、この差分のインクが余ることで、インクの無駄が生じてしまうという問題があった。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、液体を無駄なく利用することができる液体噴射装置及び液体噴射装置における液体消費量管理方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置における液体消費量管理方法は、液体貯留手段から加圧手段の加圧力に基づき液体供給路を介して液体噴射ヘッド側へ導かれた液体を前記液体噴射ヘッドに形成されたノズルから吸引手段により吸引して排出させる場合に、前記液体貯留手段の液体残量を算出し、該算出結果に基づいて前記吸引手段による１回の吸引で排出される液体の消費量である液体消費量カウンタ値を決定し、その決定された液体消費量カウンタ値を次回の液体排出時における前記液体残量の算出のために記録管理する。

この発明によれば、液体貯留手段の液体残量が少なくなって、クリーニング時の加圧手段の加圧にロスが生じても、実際に消費した液体量とカウントした液体消費量との差を小さくして液体消費量を精度良く管理することができるので、液体を無駄なく利用することができる。

本発明の液体噴射装置における液体消費量管理方法は、液体貯留手段から加圧手段の加圧力に基づき液体供給路を介して液体噴射ヘッド側へ導かれた液体を前記液体噴射ヘッドに形成されたノズルから吸引手段により吸引して排出させるに際し、前記液体供給路に設けられた差圧開閉弁を前記吸引手段の吸引力によって閉弁し、前記液体供給路における前記差圧開閉弁よりも下流側を減圧した状態で、前記加圧手段の加圧力に基づき前記液体供給路を介して前記液体噴射ヘッド側へ送出される前記液体の圧力により前記差圧開閉弁を開弁させて排出させる場合に、前記液体貯留手段の液体残量を算出し、該算出結果に基づいて前記吸引手段による１回の吸引で排出される液体の消費量である液体消費量カウンタ値を決定し、その決定された液体消費量カウンタ値を次回の液体排出時における前記液体残量の算出のために記録管理する。

この発明によれば、液体噴射ヘッドのノズルから吸引手段により吸引することにより液体供給路の差圧開閉弁が閉弁され、その差圧開閉弁よりも下流側を減圧した状態で、加圧手段の加圧力により液体を送出することにより該液体の圧力によって差圧開閉弁が開弁されるようになる。このため、差圧開閉弁が開弁されたときには、前記減圧で発生した負圧を利用して、差圧開閉弁よりも上流側から下流側に液体を一気に流入させることができる。したがって、差圧開閉弁よりも下流側の液体供給路内及び液体噴射ヘッド内の気泡、増粘した液体等の不純物を、流速の高められた液体とともに排出する、いわゆるチョーククリーニングを行うことができる。そして、このチョーククリーニング時において、液体貯留手段の液体残量が少なくなって、加圧手段の加圧にロスが生じても、実際に消費した液体量とカウントした液体消費量との差を小さくして液体消費量を精度良く管理することができるので、液体を無駄なく利用することができる。

本発明の液体噴射装置における液体消費量管理方法は、前記液体貯留手段の液体残量の算出結果に基づいて前記液体消費量カウンタ値を段階的に変化させる。
この発明によれば、特にチョーククリーニング時において、実際に消費した液体量とカウントした液体消費量との差を容易に小さくすることができる。

本発明の液体噴射装置における液体消費量管理方法は、前記液体貯留手段の液体残量の算出結果に基づいて、前記液体消費量カウンタ値を、前記液体残量に正比例させながら変化させる。

この発明によれば、特にチョーククリーニング時において、実際に消費した液体量とカウントした液体消費量との差を可及的に小さくすることができる。
本発明の液体噴射装置における液体消費量管理方法は、前記液体貯留手段が複数設けられており、前記液体消費量カウンタ値は、全ての液体貯留手段の液体残量の総和に基づいて決定される。

この発明によれば、全ての液体貯留手段に貯留された液体の最大量（液体が全く消費されていない初期量）から最小量（液体が空の状態）までを所定の閾値ごとに区切り、各区切りごとに対応した液体消費量カウンタ値を予め設定しておくことで、液体消費量カウンタ値を容易に決定することができる。

本発明の液体噴射装置における液体消費量管理方法は、前記液体貯留手段が複数設けられており、前記液体消費量カウンタ値は、前記各液体貯留手段毎に各々の液体残量に基づいてそれぞれ決定される。

この発明によれば、各液体貯留手段に貯留されたそれぞれの液体の最大量（液体が全く消費されていない初期量）から最小量（液体が空の状態）までを所定の閾値ごとに区切り、各区切り毎に対応した液体消費量カウンタ値をそれぞれ予め設定しておくことで、各液体貯留手段毎のそれぞれの液体消費量カウンタ値を容易に決定することができる。

本発明の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留手段と、該液体貯留手段から前記液体を加圧して液体供給路に送出する加圧手段と、該加圧手段の加圧力に基づき前記液体供給路を介して供給された前記液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止する封止手段と、該封止手段の下流側から前記液体供給路内及び前記液体噴射ヘッド内の液体を吸引して排出する吸引手段とを備えた液体噴射装置において、前記吸引手段の吸引力により前記液体を吸引して排出する場合に、前記液体貯留手段の液体残量を算出する算出手段と、該算出手段による算出結果に基づいて前記吸引手段による１回の吸引で排出される液体の消費量である液体消費量カウンタ値を決定する決定手段と、その決定された液体消費量カウンタ値を次回の液体排出時における前記液体残量の算出のために記録管理する記録管理手段とを備えた。

この発明によれば、液体貯留手段の液体残量が少なくなって、クリーニング時の加圧手段の加圧にロスが生じても、実際に消費した液体量とカウントした液体消費量との差を小さくして液体消費量を正確に管理することができるので、液体を無駄なく利用することができる。

以下、本発明の液体噴射装置をインクジェット式プリンタに具体化した実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ１０は、フレーム１１を備えており、該フレーム１１には、プラテン１２が架設されている。プラテン１２上には、図示しない紙送りモータを有する紙送り機構により図示しない記録用紙が給送されるようになっている。また、フレーム１１には、プラテン１２の長手方向と平行に、棒状のガイド部材１３が架設されている。

ガイド部材１３には、キャリッジ１４が、該ガイド部材１３の軸線方向に往復移動可能に挿通支持されている。キャリッジ１４は、一対のプーリ１５ａ間に張設されたタイミングベルト１５を介してキャリッジモータ１６に連結されている。そして、キャリッジ１４は、キャリッジモータ１６の駆動により、ガイド部材１３に沿って往復移動されるようになっている。

キャリッジ１４のプラテン１２に対向する面には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１７が搭載されている。また、キャリッジ１４上には、一時貯留した液体としてのインクを記録ヘッド１７に供給するバルブユニット１８が、インクジェット式プリンタ１０に使用されるインクの色（種類）に対応して複数個（本実施形態では４個）備えられている。なお、記録ヘッド１７の下面にはノズル１９（図３参照）が設けられており、このノズル１９からプラテン１２上に給送された記録用紙（図示略）にインク滴が噴射されるようになっている。

図１におけるフレーム１１の右端部（図１では上端部）には、カートリッジホルダ２０が設けられている。このカートリッジホルダ２０には、液体貯留手段としてのカートリッジ２１が着脱可能に複数個（本実施形態では４個）装着されている。各カートリッジ２１は、図２に示すように、断面形状が矩形状をなすケース２２を備えており、該ケース２２の内側に設けられた空気室２４内には、カートリッジ２１毎に色の異なるインクを充填したインクパック２３がそれぞれ収容されている。

各ケース２２の外側面には、記録管理手段としてのＩＣチップ２５がそれぞれ設けられている。これら各ＩＣチップ２５は、各カートリッジ２１をカートリッジホルダ２０にそれぞれ装着した際に、インクジェット式プリンタ１０の制御部７３（図９参照）とそれぞれ電気的に接続されるようになっている。また、ＩＣチップ２５には、インクが全く消費されていないときのインクパック２３内のインク初期量及びインクパック２３内の消費されたインク量等に関する情報が記録されている。

各インクパック２３は、袋状に形成された可撓性フィルムの内部に、各種インクをそれぞれ充填したものである。なお、図２においては、インクパック２３内のインクが未消費状態（インク残量が最大量＝初期量の状態）のインクパック２３を２点鎖線で描き、インクパック２３内のインクが少し消費されて減った状態のインクパック２３を実線で描いている。各インクパック２３と、キャリッジ１４上の各バルブユニット１８とは、液体供給路を構成するインク供給路２６を介してそれぞれ接続されている。

図１におけるフレーム１１の右端部においてカートリッジホルダ２０の近傍には、加圧ユニット２７が搭載されている。加圧ユニット２７は、空気供給路２８を介して加圧空気をカートリッジ２１の空気室２４に圧送する装置であり、加圧手段としての加圧ポンプ２９、圧力センサ３０及び大気開放弁３１を備えている。空気供給路２８は、大気開放弁３１の下流側の分配器３２を境に複数本（本実施形態では４本）に分岐され、各カートリッジ２１にそれぞれ接続されている。

分岐された各空気供給路２８の先端部は、各カートリッジ２１のケース２２を貫通して空気室２４内に達している。したがって、加圧ユニット２７の加圧ポンプ２９が駆動すると、加圧ポンプ２９から圧送された空気が空気供給路２８を介して各カートリッジ２１の空気室２４内にそれぞれ導入されるようになっている。そして、空気室２４内に圧送された加圧空気の空気圧によってインクパック２３が押し潰されて、該インクパック２３内のインクがインク供給路２６を介してバルブユニット１８に供給されるようになっている。

フレーム１１内の右端部寄り位置であって、キャリッジ１４のホームポジションには、メンテナンスユニット３３が配設されている。図３に示すように、メンテナンスユニット３３は、封止手段を構成するキャップ３４を備えている。キャップ３４は、上面が開口した四角箱状に形成され、図示しない昇降機構に連結されている。この昇降機構は、キャリッジ１４がホームポジションまで移動した際に、キャップ３４を記録ヘッド１７の下面と当接する位置まで上昇させて、記録ヘッド１７のノズル１９を気密状態に封止するようになっている。

キャップ３４の底壁部には吐出口３５が貫通形成され、該吐出口３５には排出チューブ３６が接続されている。この排出チューブ３６の中間部には、吸引手段としての吸引ポンプ３７が設けられている。この吸引ポンプ３７は、吸引モータ３８（図９参照）を駆動源として駆動されるようになっており、排出チューブ３６の先端は廃インクタンク３９に接続されている。そして、メンテナンスユニット３３は、キャリッジ１４上のバルブユニット１８を利用する、いわゆるチョーククリーニングを行うようになっている。

図４に示すように、バルブユニット１８は、合成樹脂からなる基材４０を備えており、この基材４０の一側面には凹部４１が形成されている。この凹部４１の底面には、基材４０に貫通形成された導入路４２が開口している。この導入路４２は、カートリッジ２１に接続されたインク供給路２６と連通している。また、凹部４１の底面には、突部４３が形成され、該突部４３の上面には、吐出路４４が開口している。この吐出路４４は、基材４０に貫通形成され、記録ヘッド１７側と連通している。

基材４０の一側面には、可撓性を有するフィルム４５が、凹部４１側に弛みを持たせた状態で固着されており、フィルム４５により凹部４１が封止されている。これにより、凹部４１の内面とフィルム４５とで密閉状態に囲まれた圧力室４６が形成されている。そして、インク供給路２６からインクがバルブユニット１８に供給されると、インクは導入路４２を介して圧力室４６に流入する。

圧力室４６内に流入したインク量が増加すると、そのインクの圧力を受けてフィルム４５が、図４に示すように、突部４３から離間される。圧力室４６内のインク量がさらに増加してインクから受ける圧力が大きくなった場合には、フィルム４５は上方に膨らんだ状態になる。そして、本実施形態では、これら凹部４１、フィルム４５、突部４３等により、差圧開閉弁としてのチョークバルブ４７が構成されている。また、導入路４２、凹部４１、吐出路４４が前記インク供給路２６と共に液体供給路を構成している。

ここで、チョーククリーニングについて説明する。
チョーククリーニングの際には、図３に示すように、キャップ３４が記録ヘッド１７の下面に当接した状態で、吸引ポンプ３７が駆動される。すると、排出チューブ３６を介して、記録ヘッド１７の下面とキャップ３４の内面とで形成されるキャップ内空間４８の空気及びインクが排出チューブ３６側へ吸引排出される。その結果、キャップ内空間４８は負圧状態になり、この負圧が記録ヘッド１７のノズル１９に作用して、該ノズル１９から記録ヘッド１７内のインクがキャップ内空間４８に吐出される。

さらに吸引ポンプ３７が駆動されると、記録ヘッド１７内だけでなくバルブユニット１８内のインクも吸引される。その結果、圧力室４６内のインクが吐出路４４から下流側に排出され、圧力室４６内のインクが減少する。吸引ポンプ３７の駆動が継続されると、圧力室４６内のインクの減少にともなってフィルム４５が突部４３側に変位し、図５に示すように、フィルム４５が突部４３に当接して吐出路４４が閉塞される。そして、吸引ポンプ３７の駆動をさらに継続させると、吐出路４４の入口よりも下流側がさらに減圧される。

そして、吐出路４４の入口よりも下流側の負圧が蓄積されると、加圧ポンプ２９が駆動される。すると、カートリッジ２１からバルブユニット１８にインクが供給され、圧力室４６内にインクが導入される。その結果、圧力室４６に送出されたインク量の増加にともない、該インクの圧力が前記負圧よりも大きくなると、フィルム４５が突部４３と離間する方向に変位され、吐出路４４が開放される。

すると、負圧が蓄積された吐出路４４に一気にインクが流れ込み、インク供給路２６や圧力室４６よりも下流側に滞留する気泡、増粘したインク等が流速の高められたインクとともに記録ヘッド１７のノズル１９から吐出される。このようにして、いわゆるチョーククリーニングが行われる。なお、記録ヘッド１７のノズル１９から吐出されたインクは、廃インクタンク３９に排出される。

次に、上記加圧ユニット２７について詳述する。
図６に示すように、加圧ポンプ２９、圧力センサ３０及び大気開放弁３１は、取付板４９に取着されることでユニット化されている。加圧ポンプ２９は、ダイヤフラム式ポンプ（容積形ポンプ）であり、側壁が蛇腹状に形成された有蓋筒状の合成樹脂からなるダイヤフラム部としての伸縮部材５０を備えている。伸縮部材５０の内部には、空気蓄積室５１（図７参照）が設けられており、該空気蓄積室５１は封止部５２によって密閉されている。封止部５２には、加圧ポンプ２９から空気を圧送するための排気チューブ５３が接続されている。

伸縮部材５０の先端には、押圧部材５４が嵌着されている。押圧部材５４は、平板状の基部５５と、該基部５５に一体形成されたピストン５６とを備えている。ピストン５６の外周面には、図示しないカム溝が形成されている。また、押圧部材５４は、ピストン５６を貫挿可能な第１歯車５７を備えている。この第１歯車５７は、ピストン５６を中心に相対回転可能に支持されている。

また、基部５５と第１歯車５７との間には、摺動部５８が配設されている。摺動部５８は、第１歯車５７に一体形成された突出部５７ａに取着され、その裏側に、ピストン５６の外周面に形成された前記カム溝を摺動する突起（図示せず）を備えている。そして、第１歯車５７がピストン５６を中心に回転すると、摺動部５８もピストン５６を中心として公転し、前記突起がピストン５６の前記カム溝を摺動する。すると、ピストン５６が前記カム溝の形状に基づいて、該ピストン５６の軸線方向（図６の矢印方向Ａ）に往復直線運動を行うようになる。

その結果、基部５５に係止された伸縮部材５０もこの往復直線運動にともなって伸縮して、空気蓄積室５１の体積が増減されることにより、排気チューブ５３に空気が圧送されるようになっている。そして、本実施形態では、これらのピストン５６、摺動部５８がカム機構５９を構成している。

また、取付板４９には、加圧ポンプ２９の駆動源である駆動手段としての加圧モータ６０が配設されている。加圧モータ６０は、正逆両方向に回転可能なモータである。加圧モータ６０の出力軸には、モータ歯車６１が取着されている。取付板４９の端縁には、壁部４９ａが立設され、この壁部４９ａには、支軸６２が形成されている。この支軸６２には、モータ歯車６１と噛合可能な第２歯車６３が回転可能に軸支されている。

この第２歯車６３は、第１歯車５７と噛合している。そして、本実施形態では、モータ歯車６１、第１歯車５７及び第２歯車６３が、歯車機構６４を構成している。したがって、加圧モータ６０の回転運動は、歯車機構６４によって伝達され、カム機構５９によって往復直線運動に変換され、伸縮部材５０を伸縮運動させるようになっている。

図７及び図８に示すように、伸縮部材５０の封止部５２には、空気蓄積室５１と連通する吸気路６５及び排気路６６が設けられている。吸気路６５は、空気蓄積室５１と反対側の入口が大気に開放されている。排気路６６は、封止部５２に接続された排気チューブ５３と連通している。また、吸気路６５には、大気側から空気蓄積室５１に向かう空気の流れのみを許容する一方向弁である吸気許容弁６７が設けられ、排気路６６には、空気蓄積室５１から大気側に向う空気の流れのみを許容する一方向弁である排気許容弁６８が設けられている。

歯車機構６４及びカム機構５９の駆動により、ピストン５６が伸縮部材５０に近接する方向に移動されると、伸縮部材５０が、図８に示すように、縮められる（排気動作）。このとき、空気蓄積室５１内の空気は、排気路６６を介して排気チューブ５３に圧送される。この状態から、歯車機構６４及びカム機構５９の駆動により、ピストン５６が伸縮部材５０から離間する方向に移動されると、伸縮部材５０は、図７に示すように、伸ばされる（吸気動作）。このとき、吸気路６５を介して大気が空気蓄積室５１内に導入される。このように、加圧ポンプ２９が吸気動作及び排気動作を繰り返すことにより、排気チューブ５３を介して空気が圧送され、カートリッジ２１の空気室２４内の圧力が段階的に増大されるようになっている。

また、図６に示すように、圧力センサ３０には、排気チューブ５３が接続されている。この圧力センサ３０は、加圧ポンプ２９が排気する空気の圧力を検出し、その圧力に応じた検出値を出力可能なセンサである。この圧力センサ３０は、連通管６９を介して大気開放弁３１に接続されている。

大気開放弁３１は、連通管６９と空気供給路２８との間に設けられ、弁開放レバー７０を備えている。この弁開放レバー７０が押し込まれると、大気開放弁３１は、空気供給路２８を大気に開放するように作用する。弁開放レバー７０が押し込まれていない状態では、空気供給路２８は大気に開放されず、加圧ポンプ２９から圧送される空気が空気供給路２８を介してカートリッジ２１に供給されるようになっている。また、弁開放レバー７０の近傍には、図示しない弁開放機構が備えられている。この弁開放機構は、加圧モータ６０に連結した歯車機構と、弁開放レバー７０を押圧可能な押圧部材とを備えており、加圧モータ６０が逆回転した際に、弁開放レバー７０を押圧するようになっている。

さらに、図６に示すように、取付板４９における加圧ポンプ２９の押圧部材５４の近傍には、伸縮部材５０の位置を検出するホーム検出器７１が取着されている。ホーム検出器７１は、リミットスイッチやフォトセンサ等から構成されており、検出レバー７２を備えている。そして、伸縮部材５０が最大限に伸びきった状態、すなわち伸縮部材５０がホーム位置に配置された場合には、押圧部材５４の基部５５により検出レバー７２が押し込まれることで、ホーム検出器７１から検出信号が出力されるようになっている。

次に、上記インクジェット式プリンタ１０の電気的構成について図９に基づいて説明する。
インクジェット式プリンタ１０は、制御部７３を備えており、該制御部７３は、算出手段及び決定手段としてのＣＰＵ７４と、ＲＯＭ７５及びＲＡＭ７６とを備えている。ＣＰＵ７４は、ＲＯＭ７５に格納された各種制御プログラムに基づき、ＲＡＭ７６を作業領域としてメイン制御を行うようになっている。そして、制御部７３は、図示しないインターフェイスを介して図示しないホストコンピュータに接続されており、該ホストコンピュータから送信された印刷データに基づいて印刷動作を行うようになっている。

また、ＲＯＭ７５には、液体消費量カウンタ値としてのインク消費量カウンタ値を決定するための決定用データが記憶されている。この決定用データには、全カートリッジ２１に貯留されたインクの残量合計が、その最大値（各インクが全く消費されていない初期状態）から最小値（全インクが空の状態）まで、所定の区切り単位（本実施形態では２グラム単位）で複数の残量範囲に段階的に区切られ、各残量範囲に各々対応したインク消費量カウンタ値が予め設定されている。なお、インク消費量カウンタ値とは、１回のチョーククリーニングで消費されるインクの量のことである。

上記決定用データを具体的に説明すると、例えばインクの残量合計の最大値が２０グラムで、区切り単位を２グラムとした場合には、残量合計が大きい方から順に、２０〜１８グラム、１８〜１６グラム、１６〜１４グラム、・・・、２〜０グラムという１０段階の残量範囲が区切り設定されることになる。そして、この１０段階に区切られた各残量範囲に個々対応させて、インクの種類、カートリッジ２１の空気室２４の室内容積及び加圧ポンプ２９の能力等に基づいて、予め実験等によりインク消費量カウンタ値がそれぞれ設定されている。すなわち、例えば、残量合計が２０〜１８グラムの残量範囲内にあるときはインク消費量カウンタ値が１．８グラム、残量合計が１８〜１６グラムの残量範囲内にあるときはインク消費量カウンタ値が１．６グラムというように、全ての残量範囲毎にインク消費量カウンタ値がそれぞれ予め設定されている。

また、ＣＰＵ７４には、ＩＣチップ２５、圧力センサ３０、加圧モータ６０及び吸引モータ３８が電気的に接続されている。そして、ＣＰＵ７４は、圧力センサ３０から出力された検出値に基づいて加圧空気の圧力値を算出し、この算出した圧力値に基づいて加圧モータ６０を駆動制御する。また、ＣＰＵ７４は、チョーククリーニング時に吸引モータ３８を駆動制御する。

次に、インクジェット式プリンタ１０のチョーククリーニングの処理手順について図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。
さて、ＣＰＵ７４は、インクジェット式プリンタ１０が非印刷状態であって、キャリッジ１４がホームポジションに配置された場合、所定期間ごとにＲＯＭ７５に格納されたクリーニングプログラムに基づいてチョーククリーニングを行う。

まず、ＣＰＵ７４は、各ＩＣチップ２５から、各カートリッジ２１のインクパック２３内のインク初期量と、各カートリッジ２１のインクパック２３内の現在までに消費されたインク消費量を読み取る（ステップＳ１）。ＣＰＵ７４は、ステップＳ１で各カートリッジ２１から読み取った各インク初期量及び各インク消費量をそれぞれ合計して、全インク初期量及び全インク消費量を算出する。そして、ＣＰＵ７４は、全インク初期量から全インク消費量を減算して、現在の全インク残量を算出する。

次に、ＣＰＵは、この算出された現在の全インク残量を、ＲＯＭ７５に記憶されたインク消費量カウンタ値の決定用データと照合して、現在の全インク残量が決定用データにおいて区切り設定された各残量範囲のうち何れの残量範囲に属するかを判断する。そして、ＣＰＵは、この現在の全インク残量が属すると判断された残量範囲に対応して設定されているインク消費量カウンタ値を決定用データから抽出し、今回のチョーククリーニングにおけるインク消費量カウンタ値として決定する（ステップＳ２）。

次に、ＣＰＵ７４は、吸引モータ３８を駆動して、吸引ポンプ３７を駆動する（ステップＳ３）。このとき、キャップ３４は、昇降機構により記録ヘッド１７の下面に当接した作用位置に配置されている。すると、記録ヘッド１７内及びそれよりも上流側のバルブユニット１８内のインクが吸引排出され、圧力室４６内のインクが減少する結果、フィルム４５が突部４３に当接して吐出路４４が閉塞され、圧力室４６よりも下流側に負圧が蓄積される。

すると次に、ＣＰＵ７４は、加圧モータ６０を駆動して、加圧ポンプ２９を駆動させる（ステップＳ４）。そして、カートリッジ２１からのインク圧送に伴い、圧力室４６内の圧力が該圧力室４６よりも下流側の負圧力よりも高くなるようにし、フィルム４５を突部４３から離間させてチョークバルブ４７を開弁させる。このとき、加圧ポンプ２９の駆動開始時からチョークバルブ４７の開弁時までの時間は、インクパック２３内の残量が多いほど短くなる。そして、チョークバルブ４７が開弁すると、圧力室４６よりも下流にインクが一気に流れ込む。

次に、ＣＰＵ７４は、圧力センサ３０の検出値に基づいて、排気チューブ５３、連通管６９、空気供給路２８からなる空気流路を介して各カートリッジ２１の空気室２４内に圧送される加圧空気の空気圧が所定圧Ｐ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。この所定圧Ｐ１は、その圧力でインクパック２３を押圧した場合に、該インクパック２３を押し潰してインクパック２３内からインク供給路２６側にインクを送出可能な圧力である。ステップＳ５において所定圧Ｐ１以上でない場合（ステップＳ５においてＮＯの場合）には、このステップＳ５の判断処理を予め定めた一定周期で繰り返す。一方、ステップＳ５において所定圧Ｐ１以上である場合（ステップＳ５においてＹＥＳの場合）には、吸引モータ３８の駆動を停止して吸引ポンプ３７を停止する（ステップＳ６）。

そして次に、ＣＰＵ７４は、加圧モータ６０の駆動を停止して加圧ポンプ２９を停止する（ステップＳ７）。このとき、ＣＰＵ７４は、加圧モータ６０を逆回転して伸縮部材５０をホーム位置まで伸長させてから、加圧モータ６０の駆動を停止する。その後、ＣＰＵ７４は、ステップＳ２で決定したインク消費量カウンタ値を、現在までに各ＩＣチップ２５にカウント（記録管理）されているインク消費量に加算し、この加算後のインク消費量を各ＩＣチップ２５に記録する。

このようにして、チョーククリーニングが適宜行われることにより、液体供給路（インク供給路２６、導入路４２、凹部４１、吐出路４４）内及び記録ヘッド１７内の気泡及び不純物が排出され、インク充填性が向上される。また、そのチョーククリーニング時に消費されるインク消費量カウンタ値が、その時点の全カートリッジ２１のインク残量に基づき決定され、その決定されたインク消費量カウンタ値がＩＣチップ２５に記録される。

以上、詳述した実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）特にチョーククリーニング時において、インクパック２３内のインク量が少なくなっている場合には、空気室２４内の加圧空気を充満させるべき容積が増加して加圧ポンプ２９のインクパック２３に対する加圧力にロスが生じるため、インク残量に対応したインク消費量カウンタ値を、チョーククリーニングごとに毎回決定している。すなわち、加圧ポンプ２９のインクパック２３に対する加圧力のロス分を計算にいれたインク消費量カウンタ値を決定してインク残量（またはインク消費量）を記録管理している。この結果、実際にチョーククリーニングで消費されるインク量と、カウント（記録）するインク消費量との差が小さくなるので、インク残量（またはインク消費量）を精度良く管理することができ、インクを無駄なく利用することができる。
（２）インク消費量カウンタ値は、ＲＯＭ７５が記憶する決定用データにおいて複数段階に区切り設定された残量範囲毎に個別対応して設定されているため、その時点でのインク残量が属する残量範囲に対応したインク消費量カウンタ値を簡単に抽出することができる。したがって、そのように抽出したインク消費量カウンタ値をＩＣチップ２５に記録管理することにより、特にチョーククリーニング時において、実際にチョーククリーニングで消費されるインク量と、カウントするインク消費量との差を容易に小さくすることができる。
（３）インク消費量カウンタ値は、全カートリッジ２１のインク残量の総和に基づいて設定されているため、記録ヘッド１７の全てのノズル１９から一斉に各色のインクを吸引排出するチョーククリーニングを行う場合において、そのインク消費量カウンタ値を容易に求めることができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・バルブユニット１８を省略し、インク供給路２６から記録ヘッド１７へインクを直接供給するようにしてもよい。この場合も、記録ヘッド１７のノズル１９をキャップ３４で封止した状態で吸引ポンプ３７を駆動させれば、その吸引力により記録ヘッド１７内からインクを吸引排出して記録ヘッド１７内をクリーニングすることができる。

・実施形態のインクジェット式プリンタ１０におけるインク消費量管理方法を、例えば複数ある各ノズル１９のうち何れか一つのノズル１９に対応したインクの吸引排出のみを選択的に行う選択クリーニングの場合のインク消費量管理に適用してもよい。

・ＲＯＭ７５が記憶するインク消費量カウンタ値の決定用データにおいては、段階的な残量範囲毎のインク消費量カウンタ値を、各カートリッジ２１個々のインク残量に基づいてカートリッジ２１毎にそれぞれ設定してもよい。この場合、選択クリーニングの際のインク消費量を的確に記録管理することが可能となる。

・ステップＳ２において、インク消費量カウンタ値を、全カートリッジ２１のインク消費量合計と予め設定した係数Ｎとの積によって算出してもよい。この場合、例えば全カートリッジ２１のインク残量合計を１０で割ることによって求められる数値を係数Ｎとして設定すれば、インク消費量カウンタ値をインク残量に対して正比例させながら変化させることも可能となる。したがって、このようにすれば、特にチョーククリーニング時において、実際にチョーククリーニングで消費されるインク量と、カウントするインク消費量との差を可及的に小さくすることができる。

・チョークバルブ４７は、カートリッジ２１から記録ヘッド１７のノズル１９までの液体供給路（例えばインク供給路２６等）であれば、バルブユニット１８以外の位置に設けてもよい。

・インクジェット式プリンタ１０には、カートリッジ２１を１個、あるいは４個以外の複数個設けるようにしてもよい。
・上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンタ１０として具体化したが、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造や、有機ＥＬディスプレイ等の画素形成に利用される液体噴射装置であってもよい。

実施形態のインクジェット式プリンタの要部平面図。 実施形態のカートリッジの断面図。 実施形態のメンテナンスユニットの模式図。 実施形態のチョークバルブが開弁状態にあるバルブユニットの要部断面図。 実施形態のチョークバルブが閉弁状態にあるバルブユニットの要部断面図。 実施形態の加圧ユニットの平面図。 実施形態の伸縮部材の伸長した状態の断面図。 実施形態の伸縮部材の収縮した状態の断面図。 同プリンタのブロック図。 同プリンタのチョーククリーニングの処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０…液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ、１７…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１９…ノズル、２１…液体貯留手段としてのカートリッジ、２５…記録管理手段としてのＩＣチップ、２６…液体供給路を構成するインク供給路、２９…加圧手段としての加圧ポンプ、３４…封止手段を構成するキャップ、３７…吸引手段としての吸引ポンプ、４１…液体供給路を構成する凹部、４２…液体供給路を構成する導入路、４３…液体供給路を構成する吐出路、４７…差圧開閉弁としてのチョークバルブ、７４…算出手段及び決定手段としてのＣＰＵ。

Claims (7)

1. 液体貯留手段から加圧手段の加圧力に基づき液体供給路を介して液体噴射ヘッド側へ導かれた液体を前記液体噴射ヘッドに形成されたノズルから吸引手段により吸引して排出させる場合に、前記液体貯留手段の液体残量を算出し、該算出結果に基づいて前記吸引手段による１回の吸引で排出される液体の消費量である液体消費量カウンタ値を決定し、その決定された液体消費量カウンタ値を次回の液体排出時における前記液体残量の算出のために記録管理することを特徴とする液体噴射装置における液体消費量管理方法。
2. 液体貯留手段から加圧手段の加圧力に基づき液体供給路を介して液体噴射ヘッド側へ導かれた液体を前記液体噴射ヘッドに形成されたノズルから吸引手段により吸引して排出させるに際し、前記液体供給路に設けられた差圧開閉弁を前記吸引手段の吸引力によって閉弁し、前記液体供給路における前記差圧開閉弁よりも下流側を減圧した状態で、前記加圧手段の加圧力に基づき前記液体供給路を介して前記液体噴射ヘッド側へ送出される前記液体の圧力により前記差圧開閉弁を開弁させて排出させる場合に、前記液体貯留手段の液体残量を算出し、該算出結果に基づいて前記吸引手段による１回の吸引で排出される液体の消費量である液体消費量カウンタ値を決定し、その決定された液体消費量カウンタ値を次回の液体排出時における前記液体残量の算出のために記録管理することを特徴とする液体噴射装置における液体消費量管理方法。
3. 前記液体貯留手段の液体残量の算出結果に基づいて前記液体消費量カウンタ値を段階的に変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置における液体消費量管理方法。
4. 前記液体貯留手段の液体残量の算出結果に基づいて、前記液体消費量カウンタ値を、前記液体残量に正比例させながら変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置における液体消費量管理方法。
5. 前記液体貯留手段は複数設けられており、前記液体消費量カウンタ値は、全ての液体貯留手段の液体残量の総和に基づいて決定されることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置における液体消費量管理方法。
6. 前記液体貯留手段は複数設けられており、前記液体消費量カウンタ値は、前記各液体貯留手段毎に各々の液体残量に基づいてそれぞれ決定されることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置における液体消費量管理方法。
7. 液体を貯留する液体貯留手段と、該液体貯留手段から前記液体を加圧して液体供給路に送出する加圧手段と、該加圧手段の加圧力に基づき前記液体供給路を介して供給された前記液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止する封止手段と、該封止手段の下流側から前記液体供給路内及び前記液体噴射ヘッド内の液体を吸引して排出する吸引手段とを備えた液体噴射装置において、
   前記吸引手段の吸引力により前記液体を吸引して排出する場合に、前記液体貯留手段の液体残量を算出する算出手段と、該算出手段による算出結果に基づいて前記吸引手段による１回の吸引で排出される液体の消費量である液体消費量カウンタ値を決定する決定手段と、その決定された液体消費量カウンタ値を次回の液体排出時における前記液体残量の算出のために記録管理する記録管理手段とを備えたことを特徴とする液体噴射装置。

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