JP2008238695A

JP2008238695A - 液滴噴射装置

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Publication number: JP2008238695A
Application number: JP2007084698A
Authority: JP
Inventors: Ryuichiro Umeda; 隆一郎梅田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: US20080238979A1; US7976140B2; JP4877011B2

Abstract

【課題】キャリッジの方向転換時において、チューブ内の液体の動圧に起因して生じる液体タンク内の圧力変動を抑制する。
【解決手段】インクジェットプリンタ１は、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄ内にインクを貯留し、このインクをインクチューブ１２ａ〜１２ｄ及びチューブジョイント１３を介して、一旦サブタンク７ａ〜７ｄ内に貯留した後に、インクジェットヘッドに供給する。インクジェットヘッドは、主走査方向に沿って往復移動するキャリッジ５に固定されている。キャリッジ５が移動方向を転換する際に、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに作用する慣性力によって生じるサブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力変動を抑えるように、ポンプ制御部がポンプ４０を制御して、サブタンク７ａ〜７ｄ内のエアの給排動作を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。

液滴噴射装置であるインクジェットプリンタは、本体フレームに固定されたインクカートリッジ（液体貯留容器）と、一方向に往復移動するキャリッジと、キャリッジに搭載され、複数のノズルから液滴を噴射するインクジェットヘッド（液滴噴射ヘッド）とを備えている。さらに、キャリッジには、サブタンク（液体タンク）が搭載されており、インクカートリッジと可撓性を有するチューブを介して接続されている。このインクジェットプリンタは、キャリッジを往復移動させながら、インクジェットヘッドの複数のノズルから記録媒体にインクを噴射して所望の画像などを印刷する。

このようなインクジェットプリンタにおいて、キャリッジがその移動方向を転換する際には、キャリッジに搭載されたサブタンクに接続されたチューブ内のインクに慣性力が作用する。そして、このチューブ内のインクに作用した慣性力によって、チューブ内からサブタンク内にインクが流入、あるいは、サブタンクからチューブ内へインクが流出する。このインクの動圧によって、サブタンク内の圧力、さらにはインクジェットヘッドの背圧が変動してしまい、ノズルからの噴射特性に影響が出てしまう。

そこで、サブタンク内の圧力変動を防止するインクジェットプリンタとして、特許文献１には、ダンパー装置が設けられたサブタンクを有するインクジェットプリンタが開示されている。この特許文献１のダンパー装置は、チューブから供給されたインクが流入する流入口と対峙する位置にダンパー用の可撓性膜を有している。このインクジェットプリンタは、キャリッジがその移動方向を転換する際にチューブ内に生じるインクの動圧を、可撓性膜で吸収している。

特開２００５−２７１５４６号公報（図１３）

しかしながら、記録速度が高速の場合に、キャリッジがその移動方向を転換する際にチューブ内に生じるインクの動圧は非常に大きいため、特許文献１の可撓性膜では十分にチューブ内に生じるインクの動圧を吸収することは難しい。すなわち、チューブ内に生じるインクの動圧を可撓性膜で十分に吸収しようとすると、非常に大きな面積を有する可撓性膜が必要となり、サブタンク及びこのサブタンクを搭載するキャリッジが大型化してしまう。

そこで、本発明の目的は、キャリッジの方向転換時において、チューブ内の液体の動圧に起因して生じる液体タンク内の圧力変動を抑制することが可能な液滴噴射装置を提供することである。

本発明の液滴噴射装置は、液体を貯留する液体貯留容器と、所定の一方向に往復移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに搭載され、且つ、液滴を噴射する液滴噴射ヘッドと、同じくキャリッジに搭載されて前記液滴噴射ヘッドと接続されるとともに、前記液体貯留容器と可撓性を有するチューブを介して接続された液体タンクと、前記液体タンクへの気体の供給と前記液体タンクからの気体の排出の両方を行う給排手段と、前記給排手段を制御して、前記液体タンクの内圧を調整する圧力調整手段とを備え、前記圧力調整手段は、前記キャリッジがその移動方向を転換する際に、前記チューブ内の液体に作用する慣性力によって生じる前記液体タンク内の圧力変動を抑えるように、前記給排手段を制御する。

本発明の液滴噴射装置においては、液体貯留容器にチューブを介して接続された液体タンクが、キャリッジとともに往復移動すると、キャリッジが移動方向を転換する際に、チューブ内の液体に慣性力が作用し、チューブ内から液体タンク内への液体の流入、あるいは、液体タンク内からチューブ内への液体の流出によって、液体タンク内の圧力が変動する。そこで、本発明においては、キャリッジが移動方向を転換する際に、圧力調整手段が給排手段を制御して、液体タンク内へ気体を供給、あるいは、液体タンク内から気体の排出を行う。これにより、チューブ内の液体の動圧に起因する液体タンク内の圧力変動を抑制することが可能になる。また、液体タンク内に設けられた可撓性膜により、液体の動圧を吸収する場合に比べて、液体タンク及び液体タンクを搭載するキャリッジを小型化することができる。

また、前記液体タンクは、液体の透過を阻止して気体のみを透過させる気体透過膜を介して、前記給排手段と接続されていることが好ましい。これによると、液体タンク内から気体を排出したときに、気体と一緒に液体が排出されてしまうのを防止することができる。また、液体タンク内に液体と気体が混合された状態（泡立った状態）で存在している場合であっても、気体透過膜を介して気体だけを排出することができ、気液分離を確実に行うことができる。

さらに、前記液滴噴射ヘッドが噴射動作を行う前に、前記圧力調整手段は、前記給排手段を制御して、一旦前記液体タンク内の気体をほぼ完全に排出し、その後改めて、前記液体タンクへ所定量の気体を供給することが好ましい。これによると、液滴噴射ヘッドが噴射動作を行う前に、液体の動圧に起因する圧力変動を吸収するのに必要な所定量の気体が液体タンク内に常に存在する状態となり、噴射動作中（キャリッジ移動中）に発生する圧力変動を確実に抑制することができる。

加えて、前記チューブは、前記キャリッジの位置に関わらず、常に、前記液体タンクから前記キャリッジの移動方向の一方に延びるように構成され、前記キャリッジが前記移動方向の前記一方から他方へ方向を転換する際には、前記圧力調整手段は、前記給排手段に前記液体タンク内へ気体を供給させ、前記キャリッジが前記移動方向の前記他方から前記一方へ方向を転換する際には、前記圧力調整手段は、前記給排手段に前記液体タンク内から気体を排出させることが好ましい。これによると、液体タンクから延びるチューブが常に同じ方向を向いている場合には、キャリッジ移動範囲の一方の端におけるキャリッジの方向転換時には、液体タンク内に液体が流入して液体タンク内の圧力が上昇し、他方の端におけるキャリッジの方向転換時には、液体タンクからチューブへ液体が流出して液体タンク内の圧力が減少する。したがって、圧力調整手段は、液体タンク内の圧力が上昇するときに給排手段に液体タンクから気体を排出させ、液体タンク内の圧力が減少するときには給排手段により液体タンク内に気体を供給させることで、液体タンク内の圧力変動を抑制することができる。

また、前記チューブの前記液体タンクとの接続端部が前記液体タンクに回転不能に固定されていることが好ましい。これによると、チューブの接続端部が液体タンクに固定されている場合は、液体タンクから延びるチューブの向きが常に同じ向きになりやすい。

さらに、前記圧力調整手段は、前記キャリッジの移動速度に応じて、前記給排手段による気体の給排量を変更することが好ましい。液滴径や噴射速度が異なることにより、キャリッジの移動速度が異なる場合には、キャリッジの移動方向が転換する際に生じる、液体の慣性力（動圧）も変わるため、液体タンク内の圧力変動の程度も異なる。そこで、圧力調整手段が、キャリッジの移動速度に応じて、給排手段による気体の給排量を変更することで、液体タンク内の圧力変動をより適切に抑制することができる。具体的には、キャリッジの移動速度が大きく、移動方向転換時に急速に速度が変化する場合には、チューブ内の液体に生じる慣性力、即ち、タンク内の圧力変動が大きいため、給排量を多くする。逆に、キャリッジの移動速度が小さい場合には、給排量を少なくする。

加えて、前記給排手段は、前記液体タンクと前記液体貯留容器の両方に同時に接続されており、前記圧力調整手段は、前記給排手段の前記液体タンクに対する気体の給排動作時に、同時に、前記液体貯留容器に対しても気体の給排動作を行わせて、前記液体貯留容器の内圧を調整してもよい。給排手段により液体タンク内の気体の給排を行うと、液体タンクと液体貯留容器の間の圧力差が変化し、両者間で液体の流れが生じてしまう。そこで、液体タンクに対する気体の給排動作時に、同時に、液体貯留容器に対しても気体の給排動作を行うことで、液体タンクと液体貯留容器との間の圧力差が変化するのを抑えて、液体タンクの内圧調整に伴う液体タンクと液体貯留容器との間の液体の流れを抑制することができる。

また、前記液体貯留容器と前記給排手段との間に設けられ、前記液体貯留容器の前記給排手段との連通状態と、前記液体貯留容器の大気連通状態とを切り換える切換手段をさらに備え、前記給排手段が前記液体タンクに対して気体の給排動作を行うときには、前記切換手段は、前記液体貯留容器を前記給排手段に連通させ、前記給排手段が前記液体タンクに対して気体の給排動作を行わないときには、前記切換手段は、前記液体貯留容器を大気連通状態にしてもよい。これによると、液体タンクに対する気体の給排を行わないときには、液体貯留容器を大気に連通させることで、ヘッドへの液体供給を通常通り行うことができる。

本発明によると、キャリッジの方向転換時において、チューブ内の液体の動圧に起因する圧力変動を抑制することが可能になる。また、液体タンク内に設けられた可撓性膜により、液体の動圧を吸収する場合に比べて、液体タンク及び液体タンクを搭載するキャリッジを小型化することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、記録用紙にインクを噴射して所望の文字や画像などを記録するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。図１は、本発明に係るインクジェットプリンタの概略的な構成を示す平面図である。以下の説明に当たって、図１において右から左へと向かう方向を主走査方向と定義し、下から上へ向かう方向を副走査方向と定義する。

図１に示すように、インクジェットプリンタ１（液滴噴射装置）は、本体ケース２内に主走査方向に延在した２本のガイド軸３，４を有している。これら２本のガイド軸３，４には、キャリッジ５が主走査方向に沿って往復移動可能に設置されている。また、本体ケース２内には、キャリッジモータ８が設置され、このキャリッジモータ８の駆動軸には無端ベルト９が巻き掛けられている。無端ベルト９には、キャリッジ５が連結されており、キャリッジモータ８の駆動によって無端ベルト９が走行することにより、キャリッジ５が主走査方向に沿って往復移動する。

キャリッジ５には、主走査方向に沿って並んだ４つのサブタンク７ａ〜７ｄ（液体タンク）が搭載されている。サブタンク７ａ〜７ｄには、後述するインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄから供給されたブラックインク、イエローインク、マゼンタインク及びシアンインクがそれぞれ貯留されている。４つのサブタンク７ａ〜７ｄの下面には、各サブタンク７ａ〜７ｄとの間に流路が接続されたインクジェットヘッド６（液体噴射ヘッド）が設けられている（図２参照）。そして、キャリッジ５には、サブタンク７ａ〜７ｄ及びインクジェットヘッド６が搭載されている。インクジェットヘッド６は、図示しない複数のノズルを有しており、キャリッジ５の下方（図１中紙面奥方向）において、搬送機構８０（図３参照）によって搬送されてきた印刷用紙Ｐへ、複数のノズルからインクの液滴を噴射して印刷を行う。さらに、キャリッジ５の副走査方向に沿う逆方向端部（図１中下方）には、チューブジョイント１３が固定されている。

さらに、本体ケース２には、インクジェットヘッド６に各色のインクを供給する４つのインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄ（液体貯留容器）が設けられている。インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄには、ブラックインク、イエローインク、マゼンタインク及びシアンインクがそれぞれ貯留されている。インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄ内に貯留されたインクは、可撓性を有するインクチューブ１２ａ〜１２ｄ及びチューブジョイント１３を介してサブタンク７ａ〜７ｄに供給され、一旦サブタンク７ａ〜７ｄ内に貯留された後に、さらにインクジェットヘッド６に供給される。インクチューブ１２ａ〜１２ｄは、一方の接続端部が左方からチューブジョイント１３を介してサブタンク７ａ〜７ｄにそれぞれ接続された状態で左方に延びて、本体ケース２の左端側部分で曲がって、右方に延びている。そして、インクチューブ１２ａ〜１２ｄの他方の接続端部は本体ケース２の右側に配置されたインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄと接続されている。インクチューブ１２ａ〜１２ｄは、キャリッジ５とともにサブタンク７ａ〜７ｄが主走査方向に沿って往復移動した場合においても、常にサブタンク７ａ〜７ｄの左方において主走査方向に延在した状態を保持している。

また、本体ケース２内において、キャリッジ５の移動方向一端側（図１中左方）には、フラッシングのときにインクジェットヘッド６のノズルから噴射されたインクを吸収するインク吸収部材１４が設けられている。一方、キャリッジ５の移動方向他端側（図１中右方）には、パージ時にノズルからインクを吸引するパージ機構１５が設けられており、そのパージ機構１５の左方には、ノズル面に付着したインクを払拭するワイパ１６が設けられている。

さらに、本体ケース２内には、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内に生じるインクの動圧によるサブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力変動を抑制するために、サブタンク７ａ〜７ｄに対してエアを給排するポンプ４０（給排手段）を有している。ここでは、ポンプ４０の一例としてチューブポンプを用いる。ポンプ４０は、可撓性を有するエアチューブ４１の一端に接続されており、エアチューブ４１の他端側は４つに分岐して、４つのサブタンク７ａ〜７ｄにそれぞれ接続されている。これにより、ポンプ４０は、４つのサブタンク７ａ〜７ｄへ同量のエアを供給、または、４つのサブタンク７ａ〜７ｄから同量のエアを排出する。

インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄ、サブタンク７ａ〜７ｄ及びポンプ４０についてさらに詳細に説明する。ここで、各インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄ及び各サブタンク７ａ〜７ｄは、同様の構成であるため、インクカートリッジ１１ａ及びサブタンク７ａについて説明する。図２は、インクカートリッジ、サブタンク及びチューブポンプの概略的な構成を示す平面図である。

図２に示すように、インクカートリッジ１１ａは、略直方体の形状を有し、内部にインクが貯留されている。インクカートリッジ１１ａの図２中左側の側壁９０の内面にインクが接触していない上部には、水平方向に貫通し、インクカートリッジ１１ａ内と大気とを連通させる大気連通部９１が形成されている。また、側壁９０の内面にインクが接触している下部には、水平方向に貫通し、サブタンク７ａへインクを供給するインクチューブ１２ａに接続されるインク供給部９２が形成されている。

サブタンク７ａは、インクカートリッジ１１ａよりも小さな略直方体の形状を有し、インクカートリッジ１１ａからインクチューブ１２ａを介して供給されたインクが貯留されている。サブタンク７ａの図２中右側の側壁６０の上部には、水平方向に貫通したインク導入部６１が形成されている。インクカートリッジ１１ａのインク供給部９２とサブタンク７ａのインク導入部６１とは、インクチューブ１２ａを介して接続されている。これにより、インクカートリッジ１１ａからインクチューブ１２ａを介して、サブタンク７ａにインクが供給される。

また、サブタンク７ａの底壁６２には、開口６３が形成されている。そして、この開口６３と、インクジェットヘッド６のインク導入口（図示せず）が連通するように、インクジェットヘッド６がサブタンク７ａの下側に配置されている。そして、サブタンク７ａの開口６３からインクジェットヘッド６のインク導入口を介して導入されたインクは、インクジェットヘッド６内に形成されたインク流路（図示せず）を介してノズルから噴射される。なお、ノズルからインクが噴射（消費）されると、サブタンク７ａ内のインクがインクジェットヘッド６へ供給されることにより減少するため、サブタンク７ａの圧力は減少するが、インクカートリッジ１１ａの内部が大気連通部９１により大気と連通しているため、サブタンク７ａ内にインクが自動的に補充される。

サブタンク７ａの上壁６４の内面側には、上側に凹んだ凹部６５が形成されている。凹部６５の上面には、上壁６４を水平方向に貫通したエア流路６６が形成されており、エア流路６６は、エアチューブ４１を介してポンプ４０に接続されている。凹部６５の下面には、気体透過膜７０が接着などによって貼り付けられている。気体透過膜７０とは、エアは通過させるがエア以外のインクや固体を通過させない膜であり、例えば多孔質のフッ素樹脂膜などが用いられる。これにより、ポンプ４０から供給されるエアは、エアチューブ４１及びエア流路６６を介して、気体透過膜７０を透過してサブタンク７ａ内に供給される。また、サブタンク７ａ内のエアは、気体透過膜７０を透過して、エア流路６６及びエアチューブ４１を介して、ポンプ４０により排出される。このとき、気体透過膜７０により、サブタンク７ａ内からエアを排出したときに、エアと一緒にインクが排出されてしまうのを防止することができる。また、サブタンク７ａ内にインクとエアが混合された状態（泡立った状態）で存在している場合であっても、気体透過膜７０を介してエアだけを排出することができ、気液分離を確実に行うことができる。

次に、インクジェットプリンタ１の電気的構成について、図３を参照しつつ説明する。
図３は、インクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、インクジェットプリンタ１は、全体の動作を制御する制御部５０を有している。制御部５０には、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）、インクジェットプリンタ１の全体動作を制御するための各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵで処理されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等が含まれている。

制御部５０は、記録制御部５１、ポンプ制御部５２（圧力調整手段）及びエア量記憶部５３を有している。

記録制御部５１は、ＰＣ等の入力装置２００から記録データ等の情報が入力されたときに、搬送機構８０を制御して記録用紙Ｐを用紙搬送方向に搬送させる。また、記録制御部５１は、噴射モードを決定し、キャリッジ５とともにインクジェットヘッド６をこの噴射モードに応じた移動速度で移動させて、インクジェットヘッド６の複数のノズルから記録用紙Ｐに対して、この噴射モードに応じた液滴径のインクを噴射させる。これにより、記録用紙Ｐに記録データに対応した文字や画像等を記録する。なお、噴射モードとは、記録データに応じたインクジェットヘッド６の複数のノズルから噴射する液滴径や、キャリッジ５の移動速度が異なるモードである。例えば、テキスト記録の場合、複数のノズルから噴射する液滴径を大きくして、キャリッジ５の移動速度を速くする。また、高解像度記録の場合、複数のノズルから噴射する液滴径を小さくして、キャリッジ５の移動速度を遅くする。さらに、記録制御部５１は、ＰＣ等の入力装置２００からパージを行う指令が入力されたときに、パージ機構１５によりインクジェットヘッド６のノズルからインクを吸引してパージを行う。

ポンプ制御部５２は、キャリッジ５の移動状態及び噴射モードに応じた所定量のエアをサブタンク７ａ〜７ｄに供給、あるいは、サブタンク７ａ〜７ｄから排出するようにポンプ４０を制御する。

エア量記憶部５３は、ポンプ４０がポンプ制御部５２によって制御されて、サブタンク７ａ〜７ｄに対して給排するエアの量を、キャリッジ５の移動状態及び噴射モードに応じてあらかじめ記憶している。

次に、ポンプ４０のサブタンク７ａ〜７ｄに対するエアの給排動作による作用について説明する。

キャリッジ５は、図１中左方に向かって一定速度で移動し、ガイド軸３，４の左方端部近傍で速度を落としながら一旦停止して、右方に移動方向を転換し、右方に向かって一定速度で移動し、ガイド軸３，４の右方端部近傍で速度を落としながら一旦停止して、左方に移動方向を転換する往復移動を繰り返す。このとき、キャリッジ５が一定速度で移動している間に、インクジェットヘッド６のノズルからインクが噴射される。

ここで、キャリッジ５がガイド軸３，４の左方端部近傍で減速しながら一旦停止する際、キャリッジ５が減速することによって、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに左向きの慣性力が発生する。また、キャリッジ５がガイド軸３，４の左方端部近傍で一旦停止した後、方向転換して右方に移動する際、移動が止まっているインクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに対して、キャリッジ５が右方に移動するため、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに左向きの慣性力が発生する。このとき、インクチューブ１２ａ〜１２ｄがサブタンク７ａ〜７ｄにチューブジョイント１３を介して図１中左側から接続されていることにより、サブタンク７ａ〜７ｄからインクチューブ１２ａ〜１２ｄへインクが流出し、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力が減少する。サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力が減少すると、インクジェットヘッド６内のインク流路において、インクに付与される噴射圧力が減少してしまい、噴射不良や噴射速度変動が起きる。

そこで、キャリッジ５が右方に移動方向を転換する際に、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力が減少しないように、サブタンク７ａ〜７ｄ内にポンプ４０からエアを供給し、サブタンク７ａ〜７ｄ内を加圧する。これにより、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力低下を抑制することができる。

また、キャリッジ５は、ガイド軸３，４の右方端部近傍で減速しながら一旦停止する際、キャリッジ５が減速することによって、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに右向きの慣性力が発生する。さらに、キャリッジ５がガイド軸３，４の右方端部近傍で一旦停止した後、方向転換して左方に移動する際、移動が止まっているインクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに対して、キャリッジ５が左方に移動するため、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに右向きの慣性力が発生する。このとき、インクチューブ１２ａ〜１２ｄがサブタンク７ａ〜７ｄにチューブジョイント１３を介して図１中左側から接続されていることにより、サブタンク７ａ〜７ｄへインクチューブ１２ａ〜１２ｄからインクが流入し、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力が増加する。サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力が増加すると、インクジェットヘッド６内のインク流路において、インクに付与される噴射圧力が増加してしまい、噴射不良や噴射速度変動が起きる。

そこで、キャリッジ５が左方に移動方向を転換する際に、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力が増加しないように、ポンプ４０によりサブタンク７ａ〜７ｄ内からエアを排出して、サブタンク７ａ〜７ｄ内を減圧する。これにより、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力上昇を抑制することができる。

ここで、噴射モードが異なれば、記録速度、すなわちキャリッジ５の往復移動速度が異なるため、キャリッジ５のガイド軸３，４の両端において移動方向を転換する際にインクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに生じる慣性力の大きさが異なり、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力変動の程度も異なる。そこで、この噴射モードに応じて、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄに対するエアの給排量を変更する。記録速度が低速の場合よりも高速の場合の方が、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに作用する慣性力も大きくなり、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力変動も大きくなるため、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄに対するエアの給排量を多くする。これにより、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力変動をより適切に抑制することができる。

次に、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１の一連の動作について、図４を参照しつつ説明する。図４は、インクジェットプリンタの一連の動作を示すフローチャートである。

まず、ＰＣ２００から記録データなどの情報が入力されて、記録を開始するか否か判定する（Ｓ１）。ＰＣ２００から記録指令が入力されてない場合（Ｓ１：Ｎｏ）、記録指令が入力されるまで待機する。ＰＣ２００から記録指令が入力されて、記録を開始する場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、記録制御部５１が、テキスト記録（高速記録）を行うのか、高解像度記録（低速記録）を行うなどの記録指令に基づいて噴射モードを決定する（Ｓ２）。

次に、ポンプ４０によってサブタンク７ａ〜７ｄ内のエアを一旦ほぼ完全に排出する。つまり、サブタンク７ａ〜７ｄ内のインクが気体透過膜７０に接触し、サブタンク７ａ〜７ｄ内にエアが存在せず、インクが満たされている状態にする（Ｓ３）。その後、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄ内に基準となる所定量だけエアを供給する（Ｓ４）。

次に、記録が開始されると、記録制御部５１によって、キャリッジ５が主走査方向に沿って往復移動を開始する。そして、記録制御部５１が、キャリッジ５がガイド軸３，４の両端近傍に位置し、移動方向を転換するか否かを判定する（Ｓ５）。キャリッジ５が移動方向を転換せずに、一定速度で左方もしくは右方に移動している場合（Ｓ５：Ｎｏ）、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄに対してエアを給排せず、インクジェットヘッド６のノズルからインクが噴射される。キャリッジ５が移動方向を転換する場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、インクジェットヘッド６のノズルからのインクの噴射を停止し、転換位置が左端（インクチューブ１２ａ〜１２ｄの接続端側）であるか判定する（Ｓ６）。転換位置が左端である場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、ポンプ制御部５２によってポンプ４０が、この転換位置及び噴射モードに基づいてエア量記憶部５３に記憶された所定量のエアを、サブタンク７ａ〜７ｄ内から供給する（Ｓ７）。また、転換位置が左端ではなく、右端である場合（Ｓ６：Ｎｏ）、ポンプ制御部５２によってポンプ４０が、この転換位置及び噴射モードに基づいてエア量記憶部５３に記憶された所定量のエアをサブタンク７ａ〜７ｄ内に排出する（Ｓ８）。

そして、記録が終了したか否かを判定する（Ｓ９）。記録が終了していない場合（Ｓ９：Ｎｏ）、Ｓ５に戻って、キャリッジ５が移動方向を転換するのに伴い、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄに対してエアの給排を繰り返す。記録が終了した場合（Ｓ９：Ｙｅｓ）、インクジェットプリンタ１の動作は終了する。

以上説明したインクジェットプリンタ１によれば、次のような効果が得られる。インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄにインクチューブ１２ａ〜１２ｄを介して接続されたサブタンク７ａ〜７ｄが、キャリッジ５とともに往復移動すると、キャリッジ５が移動方向を転換する際に、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクに慣性力が作用し、サブタンク７ａ〜７ｄ内へのインクの流入、あるいは、サブタンク７ａ〜７ｄ内からインクチューブ１２ａ〜１２ｄ内へのインクの流出によって、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力が変動する。そこで、本実施形態においては、キャリッジ５が移動方向を転換する際に、ポンプ制御部５２がポンプ４０を制御して、サブタンク７ａ〜７ｄ内へエアを供給、あるいは、サブタンク７ａ〜７ｄ内からのエアの排出を行う。これにより、インクチューブ１２ａ〜１２ｄ内のインクの動圧に起因する圧力変動を抑制することが可能になる。また、サブタンク７ａ〜７ｄ内に設けられた可撓性膜により、インクの動圧を吸収する場合に比べて、サブタンク７ａ〜７ｄ及びキャリッジ５を小型化することができる。

さらに、ポンプ４０によってサブタンク７ａ〜７ｄ内のエアを一旦ほぼ完全に排出した後、基準となる所定量だけポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄ内にエアを供給することにより、インク噴射前に、サブタンク７ａ〜７ｄ内に、インクの動圧に起因する圧力変動を吸収するのに必要な所定量のエアが常に存在する状態となり、噴射動作中（キャリッジ５移動中）に発生する圧力変動を確実に抑制することができる。

次に、本実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、本実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

図５及び図６に示すように、本体ケース２内に、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄ内の圧力を調整するために、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄの大気連通部９１の連通状態を切り替える切替バルブ１５０（切替手段）を有してもよい。切替バルブ１５０は、３方向の連通状態を切り替えるバルブである。３方向のうちの１方向は、エアチューブ１５２を介してポンプ４０に接続されている。もう１方向は、エアチューブ１５３を介して大気と連通している。もう１方向は、エアチューブ１５１を介して、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄの大気連通部９１に接続されている。そして、切替バルブ１５０は、制御部５０に制御されることにより、ポンプ４０とインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄとの間を連通させる連通状態と、大気と連通させる大気連通状態とを切り替える。

キャリッジ５が移動方向を転換する（ポンプ４０がサブタンク７ａ〜７ｄに対してエアを給排する）際には、切替バルブ１５０は、ポンプ４０とインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄとの間を連通させ、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄに対するエアの給排動作と同様の給排動作を、同時にインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄに対しても行う。つまり、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄにエアを排出する場合には、同様の量のエアを、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄにも供給する。また、ポンプ４０によってサブタンク７ａ〜７ｄからエアを排出する場合には、同様の量のエアを、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄからも排出する。

これは、ポンプ４０によりサブタンク７ａ〜７ｄ内のエアの給排を行うと、サブタンク７ａ〜７ｄとインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄの間の圧力差が変化し、両者間でインクの流れが生じてしまう。そこで、サブタンク７ａ〜７ｄに対するエアの給排動作時に、同時に、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄに対してもエアの給排動作を行うことで、サブタンク７ａ〜７ｄとインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄとの間の圧力差が変化するのを抑えて、サブタンク７ａ〜７ｄの内圧調整に伴うサブタンク７ａ〜７ｄとインクカートリッジ１１ａ〜１１ｄとの間のインクの流れを抑制することができる。

また、キャリッジ５が移動方向を転換せず、一定速度で移動しており、インクジェットヘッド６がインクを噴射している（ポンプ４０がサブタンク７ａ〜７ｄに対してエアを給排しない）間は、切替バルブ１５０は、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄを大気に連通させる。これにより、サブタンク７ａ〜７ｄに対するエアの給排を行わないときには、インクカートリッジ１１ａ〜１１ｄを大気に連通させることで、インクジェットヘッド６へのインク供給を通常通りスムーズに行うことができる。なお、連通状態を切り替える切替手段としては、切替バルブではなく、切替弁など連通状態を切り替えられるものであればよい。

上述した実施形態においては、ポンプ４０から気体透過膜７０を介して、サブタンク７ａ〜７ｄのエアの給排動作を行っていたが、液体タンク内に液体と気体が混合された状態（泡立った状態）で存在していない、つまり気液分離が十分に行われているなど、ポンプ４０からインクが排出される恐れがない場合、気体透過膜７０は備えていなくてもよい。

また、上述した実施形態においては、記録開始時に、ポンプ４０によってサブタンク７ａ〜７ｄ内のエアをほぼ完全に排出した後、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄ内に基準となる所定量だけエアを供給していたが、ポンプ４０によるサブタンク７ａ〜７ｄに対する給排量が同じであれば、この動作は必ずしも行う必要はない。

さらに、上述した実施形態においては、あらかじめエア量記憶部５３にキャリッジ５の転換位置及び噴射モードに基づいたポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄに対して給排するエアの量を記憶していたが、エア量記憶部５３は備えていなくてもよい。この場合、サブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力を検出するセンサを設け、そのセンサから出力された圧力に応じて、ポンプ制御部５２がポンプ４０を制御して、サブタンク７ａ〜７ｄに対してエアを給排してもよい。

加えて、上述した実施形態においては、キャリッジ５の移動速度に応じて、ポンプ４０によるサブタンク７ａ〜７ｄのエアの給排量を変更していたが、キャリッジ５の移動速度が異なることによるサブタンク７ａ〜７ｄ内の圧力変動の差が微小である場合においては、キャリッジ５の移動速度に応じて、ポンプ４０によるサブタンク７ａ〜７ｄに対するエアの給排量を変更しなくてもよい。

また、インクチューブ１２ａ〜１２ｄの延在方向が変わるような場合においては、必ずしもキャリッジ５の転換位置が左端のときにポンプ４０からエアを供給し、キャリッジ５の転換位置が右端のときにポンプ４０からエアを排出する必要はない。例えば、キャリッジ５の転換位置が右端のときに、インクチューブ１２ａ〜１２ｄが上方または下方（図１中紙面手前方向または奥方向）に撓む場合には、ポンプ４０からサブタンク７ａ〜７ｄにエアを排出しなくてもよい。キャリッジ５の転換位置が左端の場合においても同様である。ただし、キャリッジ５が左端又は右端の転換位置にいるときの、インクチューブ１２ａ〜１２ｄの延在方向の変化の挙動が事前に予想できる場合には、その挙動からサブタンク７ａ〜７ｄの圧力変動を算出し、これを打ち消すようにポンプ４０によるエアの給排を行えばよい。

本発明に係るインクジェットプリンタの概略的な構成を示す平面図である。インクカートリッジ、サブタンク及びチューブポンプの概略的な構成を示す平面図である。インクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。インクジェットプリンタの一連の動作を示すフローチャートである。インクジェットプリンタの変形例の概略的な構成を示す平面図である。インクカートリッジ、サブタンク、切替バルブ及びチューブポンプの概略的な構成を示す平面図である。

符号の説明

１インクジェットプリンタ
５キャリッジ
６インクジェットヘッド
７ａ〜７ｄサブタンク
１１ａ〜１１ｄインクカートリッジ
１２ａ〜１２ｄインクチューブ
１３チューブジョイント
４０チューブポンプ
５０制御部
５２ポンプ制御部
５３エア量記憶部
７０気体透過膜
１５０切替バルブ

Claims

液体を貯留する液体貯留容器と、
所定の一方向に往復移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジに搭載され、且つ、液滴を噴射する液滴噴射ヘッドと、
同じくキャリッジに搭載されて前記液滴噴射ヘッドと接続されるとともに、前記液体貯留容器と可撓性を有するチューブを介して接続された液体タンクと、
前記液体タンクへの気体の供給と前記液体タンクからの気体の排出の両方を行う給排手段と、
前記給排手段を制御して、前記液体タンクの内圧を調整する圧力調整手段とを備え、
前記圧力調整手段は、前記キャリッジがその移動方向を転換する際に、前記チューブ内の液体に作用する慣性力によって生じる前記液体タンク内の圧力変動を抑えるように、前記給排手段を制御することを特徴とする液滴噴射装置。
前記液体タンクは、液体の透過を阻止して気体のみを透過させる気体透過膜を介して、前記給排手段と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
前記液滴噴射ヘッドが噴射動作を行う前に、前記圧力調整手段は、前記給排手段を制御して、一旦前記液体タンク内の気体をほぼ完全に排出し、その後改めて、前記液体タンクへ所定量の気体を供給することを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
前記チューブは、前記キャリッジの位置に関わらず、常に、前記液体タンクから前記キャリッジの移動方向の一方に延びるように構成され、
前記キャリッジが前記移動方向の前記一方から他方へ方向を転換する際には、前記圧力調整手段は、前記給排手段に前記液体タンク内へ気体を供給させ、
前記キャリッジが前記移動方向の前記他方から前記一方へ方向を転換する際には、前記圧力調整手段は、前記給排手段に前記液体タンク内から気体を排出させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液滴噴射装置。
前記チューブの前記液体タンクとの接続端部が前記液体タンクに回転不能に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の液滴噴射装置。
前記圧力調整手段は、前記キャリッジの移動速度に応じて、前記給排手段による気体の給排量を変更することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の液滴噴射装置。
前記給排手段は、前記液体タンクと前記液体貯留容器の両方に同時に接続されており、
前記圧力調整手段は、前記給排手段の前記液体タンクに対する気体の給排動作時に、同時に、前記液体貯留容器に対しても気体の給排動作を行わせて、前記液体貯留容器の内圧を調整することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液滴噴射装置。
前記液体貯留容器と前記給排手段との間に設けられ、前記液体貯留容器の前記給排手段との連通状態と、前記液体貯留容器の大気連通状態とを切り換える切換手段をさらに備え、
前記給排手段が前記液体タンクに対して気体の給排動作を行うときには、前記切換手段は、前記液体貯留容器を前記給排手段に連通させ、
前記給排手段が前記液体タンクに対して気体の給排動作を行わないときには、前記切換手段は、前記液体貯留容器を大気連通状態にすることを特徴とする請求項７に記載の液滴噴射装置。