JP2009202434A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな動力を設けることなく、かつ省スペース化を図りつつ、流体の安定的な噴射を確保すること。
【解決手段】一定容量の流体を貯留し得るサブタンク３９と、サブタンク３９から供給される流体を噴射させることが可能な流体噴射ヘッド７０と、回転することによって、流体の被噴射対象となる被噴射媒体３８を搬送する紙送りドラム３０と、サブタンク３９に供給する流体を貯留し得る流体収容容器４０と、サブタンク３９と流体収容容器４０とを接続し、流体収容容器４０からサブタンク３９への流体の供給を可能とする供給流路と、を具備し、紙送りドラム３０は、流体収容容器４０を収納するための流体収容容器収納室４７を有し、該流体収容容器収納室４７は供給流路と連通していることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体噴射装置に関する。

近年、インクジェットの記録が高密度になり、それに伴ってノズル径も小さくなってきている。しかし、このようなノズルを備えたプリンタに顔料含有のインクが収容されたカートリッジを搭載し、長時間放置すると、当該インクの色材がタンク内に沈降したり、凝集したりする。このように、インクの色材が沈降もしくは凝集すると、ノズルから噴射されるインクの顔料濃度が低下するといった問題が生じる。また、沈降もしくは凝集したインクがノズルに詰まり、インクの噴射状態が不安定になるといった問題も生じる。

このような問題を解決するために、特許文献１に開示されているインクジェット記録装置では、インクが収容されるインクタンク内に攪拌手段を設け、該攪拌手段によってインクタンク内のインクを攪拌することで、インクの色材が沈降したり、凝集したりするのを防止している。

特開２００１−３２２２９７号公報（図５、図６、図７等）

しかしながら、特許文献１に開示されているインクジェット記録装置では、インクタンクに収容されているインクを攪拌するために、インクタンクを揺らすための手段を装置の外部に設けている。したがって、インクを攪拌するための手段が別途必要となると共に、該手段を配置するために新たなスペースが必要になるといった問題がある。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、新たな動力を設けることなく、かつ省スペース化を図りつつ、流体の安定的な噴射を確保することが可能な流体噴射装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、一定容量の流体を貯留し得るサブタンクと、サブタンクから供給される流体を噴射させることが可能な流体噴射ヘッドと、回転することによって、流体の被噴射対象となる被噴射媒体を搬送する紙送りドラムと、サブタンクに供給する流体を貯留し得る流体収容容器と、サブタンクと流体収容容器とを接続し、流体収容容器からサブタンクへの流体の供給を可能とする供給流路と、を具備し、紙送りドラムは、流体収容容器を収納するための流体収容容器収納室を有し、該流体収容容器収納室は供給流路と連通しているものである。

このように構成した場合には、紙送りドラムの内部に流体収容容器が収納されるため、流体収容容器を配置するための余分なスペースを設ける必要がなくなる。したがって、流体噴射装置において省スペース化を図ることが可能となる。また、流体収容容器が紙送りドラムと共に回転するため、紙送りドラムを回転させることにより、流体収容容器内の流体を攪拌することが可能となる。さらに、紙送りドラムを回転させるための動力を利用して、流体収容容器内の流体を攪拌できる。このため、流体収容容器内の流体を攪拌するために別途、新たな動力源を設ける必要がなくなる。また、攪拌動作を流体噴射中の紙送り動作で行うことができる。このため、個別に攪拌動作がなされることで、流体の噴射が中断されることがなくなり、スループットの低下を防止できる。

さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、供給流路は、サブタンクの内部から該サブタンクの外部に連通しているタンク流路と、流体収容容器収納室から紙送りドラムの外周面まで連通している本体流路とを有し、タンク流路と本体流路とが接離可能に設けられているものである。

このように構成した場合には、タンク流路と本体流路とを接続させて流体を供給できるようになる。したがって、紙送りドラムの回転によって供給流路がねじれたりして、流体の供給がスムーズに行われなくなるといった危険性を回避できる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、本体流路は、紙送りドラムにおいて、流体噴射ヘッドが当該紙送りドラムに向かって流体を噴射しない領域である非噴射領域に引き出されているものである。このように構成した場合には、流体噴射ヘッドの非流体噴射時に流体収容容器からサブタンクに流体を補給できる。したがって、流体収容容器からサブタンクへの安定的な流体の補給が可能となる。

さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、本体流路の引き出し部分には補給ヘッドが設けられると共に、タンク流路の引き出し部分にはインク吸引ヘッドが設けられていて、補給ヘッドとインク吸引ヘッドとが対向する向きに、紙送りドラムを回転させる紙送りドラム駆動部と、流体収容容器に収容されている流体をサブタンクに送り込む第１のポンプと、第１のポンプを駆動させる第１ポンプ駆動部と、補給ヘッドを昇降させるアクチュエータ駆動部と、を有し、流体噴射ヘッドの非流体噴射時に、紙送りドラム駆動部の駆動によって紙送りタンクを回転させ、補給ヘッドとインク吸引ヘッドとを対向する方向に向かせ、アクチュエータ駆動部の駆動によって、補給ヘッドを上昇させて、補給ヘッドとインク吸引ヘッドとを当接させることにより、本体流路と前記タンク流路とを接続させ、さらに、第１ポンプ駆動部によって、第１ポンプを駆動させて流体収容容器に貯留されている流体を前記サブタンクに送り込むものである。

このように構成した場合には、単純な動作でサブタンクと流体収容容器との連通状態を確保できると共に、容易に流体の補給を行うことができる。また、流体噴射ヘッドの非流体噴射時に流体の補給が可能となるため、安定した状態で流体収容容器からサブタンクへの流体の補給が可能となる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、流体噴射ヘッドのプレート部材に当接されるキャップを有し、キャップは、アクチュエータ駆動部の駆動により昇降し、本体流路とタンク流路とが接続させると同時に、アクチュエータ駆動部がキャップを上昇させ、プレート部材がキャップによって封止されるものである。このように構成した場合には、流体収容容器からサブタンクへの流体の補給時にプレート部材のキャッピングを行うことが可能となる。

さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、キャップが前記プレート部材を封止して生じる気密空間に負圧をかける第２のポンプと、第２のポンプを駆動させる第２ポンプ駆動部と、流体噴射ヘッドを被噴射媒体の搬送方向と直交する方向に往復移動させるキャリッジ駆動部と、プレート部材に付着している流体をプレート部材に接触して拭き取るワイパーと、を有し、アクチュエータ駆動部と、第２ポンプ駆動部と、キャリッジ駆動部は、クリーニング制御部によって制御され、当該クリーニング制御部は、第１のポンプを駆動させて流体収容容器に貯留されている流体をサブタンクに送り込むと同時に、第２ポンプ駆動部によって第２のポンプを駆動させて、気密空間に負圧をかけ、アクチュエータ駆動部を駆動させてワイパーを上昇させ、キャリッジ駆動部を駆動させて流体噴射ヘッドをワイパーに向かって移動させてプレート部材にワイパーを接触させるものである。このように構成した場合には、流体収容容器からサブタンクへの流体の補給時にプレート部材のクリーニングを行うことが可能となる。

本発明によると、新たな動力を設けることなく、かつ省スペース化を図りつつ、流体の安定的な噴射を確保することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態に係る、流体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１０について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図１および図２に示す矢示Ｘ１方向を左、矢示Ｘ２方向を右、このＸ１方向とＸ２方向と水平方向で直交する方向となる矢示Ｙ１方向を前、矢示Ｙ２方向を後、このＸＹ平面と直交する方向の矢示Ｚ１方向を上および矢示Ｚ２方向を下とそれぞれ規定する。

＜全体構成について＞
図１は、流体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１０の概略構成を示す斜視図である。図２は、紙送りドラム３０とキャリッジ２０の内部構造をフレーム１３の側から見た断面概略図であり、（Ａ）は、カートリッジ４０とサブタンク３９とが連結する前の状態を示す図であり、（Ｂ）は、カートリッジ４０とサブタンク３９とが接続した状態を示す図である。本実施形態にかかる流体噴射装置をなす各要素は、記録ヘッドおよびその駆動を支援する各種部材を含む記録ヘッド駆動系と、それらの動作を制御する部材を含む制御系とに大別できる。

図１に示すように、このインクジェット式記録装置１０には、後方および左右の３方を取り囲むようにフレーム１１，１２，１３が設けられている。筐体の後方のフレーム１１の右端からやや左よりの位置と、その左端からやや右よりの位置には、駆動プーリ１４と従動プーリ１５がそれぞれ設けられ、無端のベルト１６がそれら両プーリ１４，１５に巻き回されている。さらに、その前方には、ガイド部材１７が、左側のフレーム１２と右側のフレーム１３の間にかけ渡されており、キャリッジ２０が、そのガイド部材１７に沿って摺動し得るように連結されている。キャリッジ２０の後方に設けられた連結部材（図示省略）は、ベルト１６の所定の位置を挟み込むようにして固定されている。また、駆動プーリ１４の回転軸は、後方のフレーム１１から前方に貫かれたモータ２３の軸に連結されている。よって、このモータ２３により駆動プーリ１４が正逆回転すると、キャリッジ２０はガイド部材１７に導かれて左右に往復移動する。

キャリッジ２０の下方には、紙送りドラム３０が配設されている。この紙送りドラム３０は、左側のフレーム１２と右側のフレーム１３の間に配置されており、両フレーム１２，１３に回転可能に軸支されている。また、左側のフレーム１２には、回転駆動モータ３２が埋設されており、その回転軸３２ａが左側のフレーム１２から右側に向かって突出している。この回転軸３２ａの外周面には歯車溝が形成されている。回転駆動モータ３２としては、例えば、ステッピングモータを用いることができ、該モータに与えられるパルスにより、紙送りドラム３０を決められた角度で位置決め可能となっている。また、紙送りドラム３０の左端は、その外周面に歯車溝が形成された従動部３４となっている。回転軸３２ａと従動部３４との間には、中間歯車３６が配設されている。この中間歯車３６は左側のフレーム１３に回転可能に取り付けられている。また、回転軸３２ａの歯車溝と中間歯車３６、並びに、中間歯車３６と従動部３４の歯車溝とはそれぞれ噛み合っている。これより、駆動モータ３２の駆動により、回転軸３２ａが回転すると、その動力が中間歯車３６を介して従動部３４に伝達される。このように、駆動モータ３２の動力が従動部３４に伝達されることにより紙送りドラム３０が回転する。なお、従動部３４を紙送りドラム３０の外径よりも小径に形成し、回転軸３２ａと従動部３４との間を複数の歯車輪列で連結するようにしても良い。

また、紙送りドラム３０の上方には、該紙送りドラム３０と対向する不図示の対向ローラが配置されている。この対向ローラは、紙送りドラム３０に向かって押圧されており、紙送りドラム３０が回転駆動されると該対向ローラも回転する。このため、紙送りドラム３０上に挿入された用紙３８は、紙送りドラム３０と対向ローラとの間に挟み込まれながら、前方に向かって搬送される。紙送りドラム３０の上を搬送される用紙２８には、後述する記録ヘッド７０からインクが噴射されて、インクドットの画像が形成される。

キャリッジ２０は、画像を形成する記録ヘッド７０（図３参照）と、インクを一時的に貯留するサブタンク３９と、紙送りドラム３０側に収容されるインクをサブタンク３９に取り込むためのインク吸引ヘッド７２（図２参照）と、を有している。記録ヘッド７０およびインク吸引ヘッド７２は、共にキャリッジ２０から下方に突出するように設けられている（図３参照）。また、インク吸引ヘッド７２は、記録ヘッド７０の例えば右側に隣接するように設けられている。記録ヘッド７０は、一連のノズル開口を設けたノズルプレート、充放電に応じて伸縮する圧電素子、および、ノズルプレートと圧電素子の間に挟まれるキャビティを有する。サブタンク３９は、本実施の形態では、合計８つのインク室（図示省略）を有している。そして、各インク室には、例えば、ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー、グレー、ライトシアン、ライトマゼンダ、ライトグレー等の８色のインクが貯留されている。図２に示すように、インク吸引ヘッド７２には、サブタンク３９と連通するタンク流路７３が設けられている。このタンク流路７３は、サブタンク３９に貯留される各インク室と連通するように合計８つ設けられている（図２では、３つのタンク流路７３のみを図示するものとする。）。

紙送りドラム３０の内部には、上述した各色のインクが収容されたカートリッジ４０が配設されている。この各カートリッジ４０は、紙送りドラム３０の右側の非記録領域に、該紙送りドラム３０の外周部において周方向に向かう８箇所の位置から中心方向に向かって着脱可能に取り付けられている（図２等参照）。また、紙送りドラム３０におけるカートリッジ４０の右側の位置（以下、この位置を「インク補給ポジション」と呼ぶ）には、カートリッジ４０のインクをサブタンク３９に送り込む際に、キャリッジ２０と接続される接続部４２が設けられている。接続部４２は、記録ヘッド７０を封止するためのキャップ４３と、インク吸引ヘッド７２にインクを補給するための補給ヘッド４４とを有する。補給ヘッド４４は、キャップ４３の右側に紙送りドラム３０から上方に突出するように設けられている。また、キャップ４３および補給ヘッド４４は、キャリッジ２０がインク補給ポジションに位置する状態で、記録ヘッド７０およびインク吸引ヘッド７２とそれぞれ対向するように設けられている。後に詳述するように、キャリッジ２０がインク補給ポジションまで移動すると、例えば不図示の移動機構等により、キャリッジ２０が下側に移動し、カートリッジ４０がサブタンク３９と接続するようになっている。具体的には、キャリッジ２０がインク補給ポジションまで移動した後、下側に移動すると、記録ヘッド７０がキャップ４３と接続すると共に、インク吸引ヘッド７２が補給ヘッド４４と接続する。

図２に示すように、紙送りドラム３０の右側の非記録領域には、カートリッジ４０を収容するためのカートリッジ収納室４７が紙送りドラム３０の周方向に沿って合計８つ設けられている。これらカートリッジ収納室４７は、紙送りドラム３０の中心側の部位から外周面までの間に存在していて、周方向に沿って所定ピッチ毎に設けられている。各カートリッジ収納室４７の底部４７ａには、開口方向に向かって突出するインク供給針４７ｂが設けられている。これらインク供給針４７ｂは、紙送りドラム３０の中心に位置する中心部３０ａと連通し、この連通部分と補給ヘッド４４との間には、補給ヘッド４４にインクを補給可能とする本体流路４９が設けられている。この本体流路４９は各インク供給針４７ｂと補給ヘッド４４との間を連通するように合計８つ設けられている（図２では、３つの本体流路４９のみを図示するものとする。）。

カートリッジ収納室４７には、サブタンク３９に収容されている各色に対応するカートリッジ４０が収容される。図２（Ａ）に示すように、カートリッジ４０がカートリッジ収納室４７に差し込まれると、インク供給針４７ｂがカートリッジ４０のインク導入口４０ａの内側に挿通する。このため、カートリッジ４０内のインクがインク供給針４７ｂを介して、本体流路４９に供給されることが可能となる。

また、図２に示すように、補給ヘッド４４の開口端側には、上方に向かって突出する８つのノズル部４４ａが設けられている（図２では、３つのノズル部４４ａのみを図示するものとする。）。また、ノズル部４４ａには本体流路４９が連通している。このため、図２（Ｂ）に示すように、キャリッジ２０が下側に移動し、インク吸引ヘッド７２が補給ヘッド４４に押し付けられると、インク吸引ヘッド７２の凹部７２ａにノズル部４４ａが嵌まり込む。このように、凹部７２ａ内にノズル部４４ａが嵌まり込むことで、インク吸引ヘッド７２と補給ヘッド４４との接続がなされ、タンク流路７３と本体流路４９が連通する。

また、それぞれの本体流路４９の中途部には、合計８個の第１電磁弁５１が設けられていて（図２では、３つの第１電磁弁５１のみを図示するものとする。）、それぞれの本体流路４９の開閉を可能としている。さらに、各本体流路４９が集まる中心部３０ａには、カートリッジ４０の内部に負圧をかける第１の吸引ポンプ５２（図３参照）が配置されている。また、それぞれのタンク流路７３の中途部には、合計８個の第２電磁弁５３が設けられていて（図２では、３つの第２電磁弁５３のみを図示するものとする。）、タンク流路７３の開閉を可能としている。

キャリッジ２０がインク補給ポジションまで移動し、記録ヘッド７０およびインク吸引ヘッド７２が、キャップ４３および補給ヘッド４４にそれぞれ接続されると、補給されるインクに対応して配置された第１の電磁弁５１および第２の電磁弁５４が開弁する。そして、第１の吸引ポンプ５２から、補給されるインクに対応して配置されたカートリッジ４０内に負圧を生じさせる。すると、対応するカートリッジ４０内のインクが吸引され、インク供給針４７ｂおよび本体流路４９を介して補給ヘッド４４に到達する。また、インク吸引ヘッド７２と補給ヘッド４４とが接続された状態では、相対するタンク流路７３と本体流路４９とが互いに接続された状態となっている。したがって、補給ヘッド４４の位置まで到達したインクは、本体流路４９からインク吸引ヘッド７２のタンク流路７３に流れ込み、該タンク流路７３を介して、サブタンク３９に補給される。

また、インク吸引ヘッド７２と補給ヘッド４４とが接続された状態では、記録ヘッド７０がキャップ４３に当接している。また、キャップ４３の左側には、不図示のワイパーが設けられている。該キャップ４３およびワイパーは、クリーニング動作が行われる際に機能する。本実施の形態では、インク補給時にクリーニング動作を行うことが可能である。クリーニング動作は、以下の手順に従って実行される。キャリッジ２０がインク補給ポジションまで移動し、不図示の移動機構によりキャリッジ２０が接続部４２に向かって移動すると、上述したように、記録ヘッド７０がキャップ４３に対向した状態となる。すると、不図示のバネ機構等により、キャップ４３が上昇し、ノズルプレート７４（図３参照）がキャップ４３により封止される。次に、ノズルプレート７４へのキャップ４３の封止により生まれた気密空間に、第２の吸引ポンプ５５（図３参照）を作動させて負圧をかける。これにより、記録ヘッド７０のキャビティ内にあるインクが、そこに混在する気泡とともに吸引され、廃液吸収剤７５（図３参照）に吸収される。インクの吸引が終わると、負圧状態を解消してから、キャップ４３を下降させる。さらに、ノズルプレート７４と接する高さまでワイパーを上昇させ、キャリッジ２０をインク補給ポジションから左方向に移動させる。この際にワイパーがノズルプレート７４上をワイピングし、その下側のインクのメニスカスが整えられ、クリーニング動作が終了となる。なお、ワイピングの際は、インク吸引ヘッド７２と補給ヘッド４４との接続も解除されているため、キャリッジ２０がインク補給ポジションから左方向に移動することが可能である。

＜制御部の構成について＞
図３は、インクジェット式記録装置１０の制御系の詳細を示す図である。図３に示すように、この記録装置１０の制御系は、第１の吸引ポンプ５２を駆動させるための第１ポンプ駆動部８０、そのポンプ５２と別に搭載された第２吸引ポンプ５５を駆動させるための第２ポンプ駆動部８１、回転駆動モータ３２を駆動させるための紙送りドラム駆動部８２、モータ２３を駆動させるためのキャリッジ駆動部８３、第１電磁弁５１を駆動させ、開弁および閉弁させるための第１電磁弁駆動部８４、第２電磁弁５３を駆動させ、開弁および閉弁させるための第２電磁弁駆動部８５、アクチュエータ８６を駆動させるためのアクチュエータ駆動部８７、記録ヘッド７０を駆動させるためのヘッド駆動部８８のほか、画像記録制御部９０、インク補給制御部９１、およびクリーニング制御部９２を有する。これらの各制御部は、カスタマイズされたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアロジックにより構成されてもよいし、ＣＰＵ、ＲＡＭとそのＲＡＭ上に展開されるプログラムとを用いたソフトウェアロジックにより構成されてもよい。

各制御部の機能について詳述する。画像記録制御部９０は、画像記録データを基に紙送りドラム駆動部８２と、キャリッジ駆動部８３と、ヘッド駆動部８８のそれぞれを制御することにより、その画像記録データに応じた画像を用紙３８上に形成する。この画像記録制御部９０の実行する処理を具体的に示すと以下のようになる。画像記録制御部９０は、ホストコンピュータ９３のプリンタドライバ９４により生成された画像記録データが自らに供給されると、その画像記録データをラスタデータに変換する。続いて、そのラスタデータをなす各画素のアドレスと各々の濃度を特定する。さらに、それらの濃度で各画素のアドレスへドットを形成させるための制御信号を、キャリッジ駆動部８３およびヘッド駆動部８８へ供給する。

また、この画像記録制御部９０は、自らが生成したラスタデータを基にインクの消費量を算出する。具体的には、画像記録データをラスタデータに変換するたびに、そのラスタデータのオンドット数をカウントし、カウントしたオンドット数に１ドットあたりのインク消費量を掛けることにより、ラスタデータ一枚分のインク消費量を算出する。そして、画像記録制御部９０は、算出したインク消費量を示す信号をインク補給制御部９１へ供給する。

インク補給制御部９１は、カートリッジ４０からサブタンク３９へのインクの間欠的な補給を司るモジュールである。このインク補給制御部９１のメモリには、サブタンク３９のインク残量Ｖｓを記憶しておくための領域と、カートリッジ４０のインク残量Ｖｍを記憶しておくための領域とを有する。そして、このインク補給制御部９１は、インク消費量を示す信号が画像記録制御部９０から供給されるたびにそのインク消費量をインク残量Ｖｓから減じる。そして、インク残量Ｖｓが閾値を下回ると、第１ポンプ駆動部８０、第２ポンプ駆動部８１、紙送りドラム駆動部８２、キャリッジ駆動部８３、第１電磁弁駆動部８４、第２電磁弁駆動部８５、アクチュエータ駆動部８７を制御することによって、カートリッジ４０のインクをサブタンク３９へ補給し、その補給量をインク残量Ｖｍから減じる、というルーティンを繰り返す。

クリーニング制御部９２は、クリーニング動作を司るモジュールである。このクリーニング制御部９２は、インク補給制御部９１の制御によりインクの補給がなされると同時に、クリーニング動作を開始するように制御する。クリーニング制御部９２は、キャップ４３の上昇、負圧の付与、負圧状態の解除、キャップ４３の下降、ワイパーの上昇、ホームポジションの外へのキャリッジ２０の移動、という上述した一連の動作を行わせるための制御信号を、キャリッジ駆動部８３、アクチュエータ駆動部８７、第２ポンプ駆動部８１へ順次供給する。

＜インク補給制御部が実行する処理のフローについて＞
続いて、インク補給制御部９１が実行する処理等について、図４を参照しつつ、詳述する。図４は、インク補給制御部９１が実行する処理を示すフローチャートである。図に示す一連の処理は、インク消費量を示す信号が画像記録制御部９０から供給されたこと（Ｓ１００：Ｙｅｓ）をトリガーとして実行される。インク消費量を示す信号の供給を受けたインク補給制御部９１は、自らのメモリに記憶されているインク残量Ｖｓを、その信号が示すインク消費量を減じて得た新たな値に更新する（Ｓ１１０）。続いて、インク補給制御部９１は、更新後のインク残量Ｖｓが、下限値Ｖｓｍｉｎを下回ったか否か判断する（Ｓ１２０）。このインク残量の下限値Ｖｓｍｉｎは、補給を必要としないでインク滴の噴射ができるサブタンク３９の容量の下限値であって、記録ヘッド７０のキャビティ等に気泡が入り込まない程度の残量に設定されている。

インク残量Ｖｓが下限値Ｖｓｍｉｎを下回っていないと判断したインク補給制御部９１は（Ｓ１２０：Ｎｏ）、ステップＳ１００に戻って新たな信号の供給を待つ。一方、インク残量Ｖｓが下限値Ｖｓｍｉｎを下回ったと判断したインク補給制御部９１は（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、サブタンク３９へ補給するインクの補給量Ｖ１を特定する（Ｓ１３０）。このインク補給量Ｖ１は、サブタンク３９をインクで満たすのに必要なインクの量であり、上述したインク残量の下限値Ｖｓｍｉｎとサブタンク３９を満タンとするのに必要な量との関係（差）から割り出される。

インクの補給量Ｖ１を特定したインク補給制御部９１は、その補給量Ｖ１と自らのメモリに記憶したカートリッジ４０のインク残量Ｖｍの大小関係を比較する（Ｓ１４０）。つまり、このステップＳ１４０では、インクの補給量Ｖ１よりも多くのインクがカートリッジ４０に残っているか否かが判断される。ステップＳ１４０にて、インク残量Ｖｍのほうが小さいと判断したインク補給制御部９１は（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、カートリッジ４０の交換を促すメッセージをホストコンピュータ９３へ供給する（Ｓ１５０）。

インク残量Ｖｍのほうが大きいと判断した場合（Ｓ１４０でＮｏの場合）、インク補給制御部９１は、補給ヘッド４４が記録ヘッド７０と対向する向きとなるように紙送りドラム３０を回転させるための制御信号を紙送りドラム駆動部８２へ供給する（Ｓ１６０）。信号の供給を受けた紙送りドラム駆動部８２は、回転駆動モータ３２を駆動させ、補給ヘッド４４の方向を記録ヘッド７０と対向する方向となるように、紙送りドラム３０を回転させる。さらに、インク補給制御部９１は、インク補給ポジションへキャリッジ２０を移動させるための制御信号を、キャリッジ駆動部８３へ供給する（Ｓ１７０）。すると、キャリッジ駆動部８３は、モータ２３を駆動させ、キャリッジ２０をインク補給ポジションまで移動させる。

続いて、インク補給制御部９１は、補給ヘッド４４を上昇させるための制御信号を、アクチュエータ駆動部８７へ供給する（Ｓ１８０）。信号の供給を受けたアクチュエータ駆動部８７は、補給ヘッド４４を上昇させる。すると、インク吸引ヘッド７２と補給ヘッド４４とが気密に接続する。

インク吸引ヘッド７２と補給ヘッド４４とが接続され、インク補給制御部９１は、インクが補給される色に対応する第１電磁弁５１および第２電磁弁５３のそれぞれを開弁させるための制御信号を、第１電磁弁駆動部８４と第２電磁弁駆動部８５の各々へ供給する（Ｓ１９０）。すると、両駆動部８４，８５は、第１電磁弁５１および第２電磁弁５３をそれぞれ開弁させる。これにより、カートリッジ４０とサブタンク３９とが連通状態になる。

さらに、インク補給制御部９１は、第１の吸引ポンプ５２を駆動させるための制御信号を、第１ポンプ駆動部８０へ供給する（Ｓ２００）。それによって、第１ポンプ駆動部８０は、第１の吸引ポンプ５２を駆動させ、カートリッジ４０内に負圧を生じさせる。これにより、カートリッジ４０からサブタンク３９へインクが補給される。

インク補給制御部９１は、予め設定されたインク補給時間の経過を待ち、インク補給時間が経過すると（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、第１の吸引ポンプ５２の駆動を停止させる（Ｓ２２０）。このインク補給時間は、下限値Ｖｓｍｉｎを下回っていたサブタンク３９にインクが再び満たされるまでに要する時間であり、カートリッジ４０からサブタンク３９への単位時間当たりのインクの補給量、下限値Ｖｓｍｉｎ、およびサブタンク３９の容量から割り出され、設定される。

続いて、インク補給制御部９１は、第１電磁弁５１および第２電磁弁５３を閉弁させるための制御信号を、第１電磁弁駆動部８４と第２電磁弁駆動部８５の各々へ供給する（Ｓ２３０）。それによって、両駆動部８４，８５は、対応する第１電磁弁５１および第２電磁弁５３をそれぞれ閉弁させる。これにより、カートリッジ４０とサブタンク３９との連通状態が解消する。

続いて、インク補給制御部９１は、補給ヘッド４４を下降させるための制御信号を、アクチュエータ駆動部８７へ供給する（Ｓ２４０）。すると、アクチュエータ駆動部８７は、補給ヘッド４４を下降させる。これにより、インク吸引へッド７２と補給ヘッド４４が離間して、サブタンク３９とキャリッジ２０との接続が解除される。

さらに、インク補給制御部９１は、自らのメモリに記憶したインク残量Ｖｓを、サブタンク３９の容量と同じ値へ更新するとともに、インク残量Ｖｍを、カートリッジ４０からサブタンク３９へ補給したインクの量を減じた値へと更新する（Ｓ２５０）。その後、ステップＳ１００に戻る。つまり、インク残量Ｖｓが、初期値にリセットされ、インク消費量を示す信号が画像記録制御部９０から供給されるたびに、以降の処理が繰り返される。

＜本発明を適用した場合における効果＞
以上のように構成されたインクジェット式記録装置１０では、紙送りドラム３０の内部にカートリッジ４０が収納されるため、カートリッジ４０を配置するための余分なスペースを設ける必要がなくなる。したがって、インクジェット式記録装置１０において省スペース化を図ることが可能となる。

また、インクジェット式記録装置１０では、カートリッジ４０が紙送りドラム３０と共に回転する。このため、紙送りドラム３０を回転させることで、カートリッジ４０内のインクを攪拌することが可能である。また、紙送りドラム３０を回転させるための回転駆動モータ３２の動力を利用して、カートリッジ４０内のインクを攪拌できる。このため、カートリッジ４０内のインクを攪拌するために別途、新たな動力源を設ける必要がなくなる。また、インクの攪拌動作をインク噴射中の紙送り動作で行うことができるため、個別に攪拌動作がなされることにより印刷が中断されることがなくなり、スループットの低下を防止できる。

また、インクジェット式記録装置１０では、キャリッジ２０をインク補給ポジションまで移動させた後、補給ヘッド４４を上昇させることにより、サブタンク３９側のインク吸引ヘッド７２とカートリッジ４０側の補給ヘッド４４を接続させ、本体流路４９およびタンク流路７３を介してインクを補給するようになっている。よって、チューブ等によってカートリッジ４０とサブタンク３９を繋ぐよりも、カートリッジ４０からサブタンク３９へインクを安定的に補給することができる。

また、インクジェット式記録装置１０では、補給ノズル４３は紙送りドラム３０の非記録領域に設けられている。したがって、カートリッジ４０からサブタンク３９へのインクの補給はインクの非噴射時に行われる。したがって、カートリッジ４０からサブタンク３９にインクを安定的に補給することが可能となる。

＜本発明の変形例＞
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述の形態に限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。

上述の実施の形態では、カートリッジ４０は、紙送りドラム３０の径方向外側から中心方向に向かって装着されるような構成となっているが、カートリッジ４０の収納形態は、当該構成に限定されるものではなく、例えば、紙送りドラム３０の右側方から紙送りドラム３０の右側面に向かって装着するようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、紙送りドラム３０に収納されるカートリッジ４０の種類は、８種類とされているが、７種類以下としても良いし、９種類以上としても良い。

また、上述の実施の形態では、カートリッジ４０からサブタンク３９にインクを送り込むために、第１の吸引ポンプ５２が用いられているが、インクを送り込むための手段として、負圧によってカートリッジ４０内のインクを吸引するものではなく、例えば、カートリッジ４０内のカートリッジ収収納４７を加圧して、その収納室４７の内部に存在するインクパックを圧縮する構成を採用しても良い。

また、上述の実施の形態では、キャリッジ２０の可動域の右端側の位置がインク補給ポジションとなっているが、キャリッジ２０の可動域の左端側の位置をインク補給ポジションとしても良い。

また、上記実施形態においては、サブタンク３９側、およびカートリッジ４０側の両方に電磁弁５１，５３がそれぞれ設けられているが、電磁弁を一方だけに設けるようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、流体噴射装置として、インクジェット式記録装置１０に関して説明している。しかしながら、流体噴射装置は、インクジェット式記録装置１０には限られるものではなく、例えばコピー機能を備える複写機に本発明を適用しても良い。また、その他の流体噴射装置としては、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ等の製造に用いられる、流体を噴射する装置等がある。また、流体は、インク以外の流体であっても良く、たとえば液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイに用いられる流体を噴射する装置においては、色材、電極材が流体となる。

本発明の一実施の形態に係る流体噴射装置としてのインクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図である。 図１中の紙送りドラムとキャリッジの内部構造をフレームの側から見た断面概略図であり、（Ａ）は、カートリッジとサブタンクとが連結する前の状態を示す図であり、（Ｂ）は、カートリッジとサブタンクとが接続した状態を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るインクジェット式記録装置の制御系の詳細を示す図である。 インク補給制御部が実行する処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…インクジェット式記録装置、２０…キャリッジ、３０…紙送りドラム、３８…用紙（被噴射媒体）、３９…サブタンク、４０…カートリッジ、４３…キャップ、４４…補給ヘッド（本体流路引き出し部分）、４７…カートリッジ収納室（流体収容容器収納室）、４９…本体流路（供給流路の一部）、５２…第１の吸引ポンプ（第１のポンプ）、５５…第２の吸引ポンプ、７０…記録ヘッド（流体噴射ヘッド）、７２…インク吸引ヘッド（タンク流路の引き出し部分）、７３…タンク流路（供給流路の一部）、７４…ノズルプレート（プレート部材）、８０…第１ポンプ駆動部、８１…第２ポンプ駆動部、８２…紙送りドラム駆動部、８３…キャリッジ駆動部、８７…アクチュエータ駆動部、８８…ヘッド駆動部、９２…クリーニング制御部

Claims (6)

1. 一定容量の流体を貯留し得るサブタンクと、
   上記サブタンクから供給される流体を噴射させることが可能な流体噴射ヘッドと、
   回転することによって、上記流体の被噴射対象となる被噴射媒体を搬送する紙送りドラムと、
   上記サブタンクに供給する上記流体を貯留し得る流体収容容器と、
   上記サブタンクと上記流体収容容器とを接続し、上記流体収容容器から上記サブタンクへの上記流体の供給を可能とする供給流路と、
   を具備し、
   上記紙送りドラムは、上記流体収容容器を収納するための流体収容容器収納室を有し、該流体収容容器収納室は上記供給流路と連通していることを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記供給流路は、前記サブタンクの内部から該サブタンクの外部に連通しているタンク流路と、前記流体収容容器収納室から前記紙送りドラムの外周面まで連通している本体流路とを有し、上記タンク流路と上記本体流路とが接離可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の流体噴射装置。
3. 前記本体流路は、前記紙送りドラムにおいて、前記流体噴射ヘッドが当該紙送りドラムに向かって流体を噴射しない領域である非噴射領域に引き出されていることを特徴とする請求項２記載の流体噴射装置。
4. 前記本体流路の引き出し部分には補給ヘッドが設けられると共に、前記タンク流路の引き出し部分にはインク吸引ヘッドが設けられていて、上記補給ヘッドと上記インク吸引ヘッドとが対向する向きに、前記紙送りドラムを回転させる紙送りドラム駆動部と、
   前記流体収容容器に収容されている前記流体を前記サブタンクに送り込む第１のポンプと、
   上記第１のポンプを駆動させる第１ポンプ駆動部と、
   上記補給ヘッドを昇降させるアクチュエータ駆動部と、
   を有し、
   前記流体噴射ヘッドの非流体噴射時に、前記紙送りドラム駆動部の駆動によって前記紙送りタンクを回転させ、上記補給ヘッドと上記インク吸引ヘッドとを対向する方向に向かせ、上記アクチュエータ駆動部の駆動によって、上記補給ヘッドを上昇させて、上記補給ヘッドと上記インク吸引ヘッドとを当接させることにより、前記本体流路と前記タンク流路とを接続させ、さらに、上記第１ポンプ駆動部によって、上記第１ポンプを駆動させて前記流体収容容器に貯留されている前記流体を前記サブタンクに送り込むことを特徴とする請求項２または３記載の流体噴射装置。
5. 前記流体噴射ヘッドのプレート部材に当接されるキャップを有し、
   上記キャップは、前記アクチュエータ駆動部の駆動により昇降し、
   前記本体流路と前記タンク流路とが接続させると同時に、上記アクチュエータ駆動部が上記キャップを上昇させ、上記プレート部材がキャップによって封止されることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の流体噴射装置。
6. 前記キャップが前記プレート部材を封止して生じる気密空間に負圧をかける第２のポンプと、
   上記第２のポンプを駆動させる第２ポンプ駆動部と、
   前記流体噴射ヘッドを前記被噴射媒体の搬送方向と直交する方向に往復移動させるキャリッジ駆動部と、
   前記プレート部材に付着している流体を前記プレート部材に接触して拭き取るワイパーと、
   を有し、
   前記アクチュエータ駆動部と、上記第２ポンプ駆動部と、上記キャリッジ駆動部は、クリーニング制御部によって制御され、当該クリーニング制御部は、前記第１のポンプを駆動させて前記流体収容容器に貯留されている流体を前記サブタンクに送り込むと同時に、上記第２ポンプ駆動部によって上記第２のポンプを駆動させて、上記気密空間に負圧をかけ、前記アクチュエータ駆動部を駆動させて上記ワイパーを上昇させ、上記キャリッジ駆動部を駆動させて前記流体噴射ヘッドをワイパーに向かって移動させて前記プレート部材にワイパーを接触させることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載の流体噴射装置。

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