JP2010143062A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロート部材が正常に動作せずに空気排出流路から液体が排出されている状態を検出する。
【解決手段】液室１ｃの鉛直上方に連通され液室１ｃから気泡を排出するための気泡排出流路１ｊと、気泡排出流路１ｊの内部のインクの液面と共に移動可能に配置されたフロート部材１ｅと、気泡排出流路１ｊの内部のインクと共に浮上したフロート部材１ｅと当接することによって気泡排出流路１ｊを遮断するためのフロートシール部材１ｈと、気泡排出流路１ｊから空気を排出するために吸引する吸引ポンプ７ｃと、吸引ポンプ７ｃが吸引動作を継続している作動時間を計測するタイマー部と、吸引ポンプ７ｃが吸引動作を行っているときの作動負荷を計測するコントローラと、作動時間と作動負荷とに基づいて吸引ポンプ７ｃの駆動を制御するコントローラと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、被記録材にインク等の液体を吐出して記録を行う記録装置に関し、特にインクを記録ヘッドへ供給するための供給構造における気体排出装置に関する。

従来、インクジェット記録装置は、ランニングコストが安く、装置の小型化も可能であり、さらに、複数色のインクを用いてカラー画像記録に対応することも容易であることから、コンピュータ関係の出力機器等に幅広く利用され、商品化されている。

一方、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子としては、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、レーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるものなどがある。さらに、エネルギー発生素子としては、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によって液体を加熱させるものもある。

その中でも熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録方式のヘッドは、吐出口を高密度に配列することができるので、高解像度の記録が可能である。電気熱変換素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、小型化も容易であり、かつ半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十分に活用できる。加えて、このような記録ヘッドは、高密度実装化が容易で製造コストも安価であるので有利である。

また最近では、更なる高精細の記録を行うために、インクを吐出するためのノズルを、フォトリソグラフィ技術を用いて高精度に作製する方法等も利用されている。

このような記録ヘッドにインクを初期充填するためには、記録装置本体内に設けられた回復ユニットが有するキャップで記録ヘッドのノズル面を覆って密閉状態にする。その後、キャップからの流路の下流側で連通されている吸引ポンプによって、記録ヘッドのインク流路内を負圧にして、インクをノズルからキャップ内へ排出すると同時にインク内に含まれている気泡も一緒にノズルから排出することで気泡処理を行う。

ただし、このような吸引回復方式を用いた気泡除去では、記録ヘッド内部の気泡を除去することが可能であるが、回復動作時に廃インクが発生してしまう。

このような吸引回復方式の課題を解決する技術として、記録ヘッド内のインク室内部に、インクよりも比重が小さいフロート部材が配置される構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この構成では、インク室の上部から大気へ通じる排気チューブを介して減圧ポンプを用いてインク室内を減圧する。そして、インク室内部の気泡を大気へ放出し、これと同時にインク室内へインクが供給されることで、インク室内の液面が上昇してフロート部材が排気チューブの開口を自動的に閉じる。この構成によれば、インク室内の気泡を除去する動作を、廃インクを発生させずに行うことが可能にされている。
特開平１１−４８５０１号公報（第６頁、図１）

しかしながら、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、フロート部材を用いて気泡を除去する構成では、フロート部材の動作が機能しない状態が発生するおそれがある。

インク流路は、記録ヘッドの液室１０１ｃと、液室１０１ｃの上部に位置する気泡排出流路とを有している。気泡排出流路１０１ｊの途中には、フロート部材１０１ｅと、このフロート部材１０１ｅが収容されたフロート室１０１ｎとが構成されている。液室１０１ｃの上部から延びる、フロート部材１０１ｅの上部に位置する気泡排出流路１０１ｊ内にまで、液体状のインクが存在している状態である。

図８（ａ）は、フロート部材１０１ｅが気泡排出流路１０１ｊのフロート室１０１ｎの内壁面に強く固着してしまった状態であり、フロート部材１０１ｅが動くことができない。この状態は、液室１０１ｃ内に供給されたインクによってフロート部材１０１ｅの固着状態が解消されることも困難な状態である。

図８（ｂ）は、フロート部材１０１ｅが破壊された状態で、フロート部材１０１ｅによってインク流路を遮断することができない。図８（ｃ）は、フロート部材１０１ｅに増粘インクなどが付着して固化し、フロート部材１０１ｅの形状が球形になっていない状態で、フロート部材１０１ｅがインク流路を良好に遮断することができない。これらのいずれの状態でも、フロート部材１０１ｅがインクを遮断できないので、気泡排出流路から大気に気泡を排出するときに、一緒にインクを排出してしまう問題がある。

このため、液室内のフロート部材１０１ｅが正常に機能せずに、気泡排出流路１０１ｊからインクが排出されている状態を検出し、記録装置本体などの制御系に通知することが求められている。

そこで、本発明は、簡素化な構成で、フロート部材が正常に動作せずに空気排出流路から液体が排出されている状態を検出することができる記録装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る記録装置は、液体を吐出して被記録材に記録を行う吐出口と、吐出口に液体を供給するための液体室と、液体室に液体を供給するための液体供給流路と、液体室の鉛直上方に連通され液体室から空気を排出するための空気排出流路と、空気排出流路の内部に、内部の液体の液面と共に移動可能に配置され液体よりも比重が小さいフロート部材と、空気排出流路に設けられ空気排出流路の内部の液体と共に浮上したフロート部材と当接することによって空気排出流路を遮断するためのシール部材と、空気排出流路から空気を排出するために吸引する空気吸引手段と、空気吸引手段が吸引動作を継続している作動時間を計測する時間計測手段と、空気吸引手段が吸引動作を行っているときの作動負荷を計測する負荷計測手段と、時間計測手段によって計測された作動時間と、負荷計測手段によって計測された作動負荷とに基づいて、空気吸引手段の駆動を制御する制御手段と、を備える。

本発明によれば、空気排出流路から液体が排出されている状態を検出するためのセンサを追加することなく、フロート部材が正常に動作せずに空気排出流路から液体が排出されている状態を検出することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給の基本原理を説明するための図である。図２は、実施形態のインクジェット記録装置の構成を概略的に示す斜視図である。図３は、図２のインクジェット記録装置における1色分のインク供給流路を説明するための概略図である。さらに、図６は、図１、図２などに示した本実施形態のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。

まず、本実施形態のインクジェット記録装置５０における記録ヘッド１へのインク供給動作の基本原理について図１を参照して説明する。

図１に示すように、インクジェット記録装置５０は、記録ヘッド１とメインタンク４が、液体供給流路としてのインク供給チューブ６を介して連通されており、メインタンク４から記録ヘッド１の各吐出ノズル（吐出口）１ｇまでの流路内がインクで満たされている。記録ヘッド１の吐出ノズル１ｇは、メインタンク４内に収容されたインクの液面よりも高さHだけ高い位置に配置され、記録ヘッド１内の圧力が高さHの水頭差分の負圧に保たれた状態となっている。本実施形態では、メインタンク４と記録ヘッド１の吐出ノズル面との高低差によって、記録ヘッド１内のインクに負圧を発生させている構造を採っている。なお、記録ヘッド１内には、一定量のインクが蓄えられている。

記録ヘッド１の吐出ノズル１ｇは、微細な穴として設けられている。上述の通り記録ヘッド１内が負圧となっていることにより、吐出ノズル１ｇの内部も負圧とされており、その結果、吐出ノズル１ｇ内のインクはノズル先端側でメニスカスを張った状態となっている。これにより、吐出ノズル１ｇからインクが漏れたり、大気から吐出ノズル１ｇ内への空気が進入したりすることが防止される。吐出ノズル１ｇ内部に配置されたヒータ（不図示）が発生する膜沸騰エネルギーによって、吐出ノズル１ｇ内のインクを押し出すことで、インクが吐出される。インクの吐出後、吐出ノズル１ｇの毛管力によって吐出ノズル１ｇ内に再びインクを満たすサイクルが繰り返され、インクは、インク供給チューブ６を通してメインタンク４から記録ヘッド１へと再び吸い上げられる。

図６に、本実施形態における制御回路部を示す。図６に示すように、制御手段としての制御回路部が備えるコントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データが格納されたＲＯＭ６０２を有している。また、コントローラ６００は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、回復ユニットの吸引ポンプモータＭ３の制御、回復ユニットの三方弁ソレノイドＳＤ１の制御などを行う特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３を有している。また、このＡＳＩＣ６０３は、弁駆動ユニットの弁駆動モータＭ４の制御を行うと共に、記録ヘッド１を制御するための制御信号を生成する。また、コントローラ６００は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等が設けられたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５を有している。また、コントローラ６００は、後述するセンサ群６３０からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６を有している。

また、図６に示すように、制御回路部は、ホスト装置６１０と電気的に接続されている。ホスト装置６１０は、画像データの供給源となるコンピュータ、又は、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなどである。ホスト装置６１０と記録装置との間はインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して接続されており、このインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１によって画像データ、コマンド、ステータス信号等が送受信される。

さらに、制御回路部が備えるスイッチ群６２０は、使用者による入力操作を受け付けるための各種スイッチから構成されており、電源スイッチ６２１と、記録動作開始を指令するためのプリントスイッチ６２２とを有している。また、スイッチ群６２０は、記録ヘッド１のインク吐出性能を良好な状態に維持するための回復処理の起動を指示するための回復スイッチ６２１を有している。

記録装置の状態を検出するためのセンサ群６３０は、キヤリッジのホームポジションｈを検出するフォトカプラなどのキャリッジ位置センサ６３１を有している。また、センサ群６３０は、記録ヘッド１内の大気開放弁１ｉの高さ位置を制御することで大気開放弁の開放、遮断制御を行う弁駆動ユニットに設けられた例えばカム機構のホームポジション位置を検出するフォトカプラなどの弁駆動位置センサ６３２を有している。また、センサ群６３０は、泡抜き吸引動作タイミング、時間などをコントローラ６００内のＭＰＵ６０１に知らせるためのタイマー部６３３を有している。

さらに、コントローラ６００は、キャリッジ２を往復走査させるキャリッジモータＭ１を駆動するキャリッジモータドライバ６４０と、被記録材としての記録シートＳを搬送するための搬送モータＭ２を駆動する搬送モータドライバ６４２に電気的に接続されている。また、コントローラ６００は、吸引ポンプを作動させるための吸引ポンプモータＭ３を駆動させる吸引ポンプモータドライバ６４３と、弁駆動モータＭ４を駆動させるための弁駆動モータドライバ６４４に電気的に接続されている。

以上のように構成された記録装置本体は、インタフェース６１１を介して転送された記録データのコマンドを解析し、記録に用いる画像データをＲＡＭ６０２に展開する。画像データの展開領域（展開バッファ）は、２次元の矩形領域であり、その領域の横サイズをキャリッジ２の移動方向（主走査方向）の記録可能領域分の画素数Ｈｐに対応させた領域として構成する。また、その領域の縦サイズを記録ヘッドの１回の記録走査で記録される記録シートＳの搬送方向（副走査方向）の画素数である１６×１６ｃの４分の１（すなわち６４ｃ画素）に対応させた領域として構成する。そして、これをＲＡＭ６０２に確保する。

また、記録動作時に記録ヘッド１に記録データを転送するために参照されるＲＡＭ６０２上の記憶領域（プリントバッファ）も２次元の矩形領域であり、その領域の横サイズを主走査方向の記録可能領域分の画素数Ｖｐに対応させた領域として構成する。また、その領域の縦サイズを記録ヘッドの１回の記録走査で記録される副走査方向の画素数である１６×１６ｃに対応させた領域として構成する。これをＲＡＭ６０２の記憶領域上に確保する。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド１による記録動作の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッド１に対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。

図２に示すように、インクジェット記録装置５０は、記録ヘッド１の主走査方向における往復移動（主走査）と、記録用シートＳの所定ピッチごとの副走査方向への搬送（副走査）とを繰り返す、シリアル型の記録装置である。インクジェット記録装置５０は、これら主走査及び副走査の動きと同期させながら記録ヘッド１の複数の吐出ノズル１ｇから選択的にインクを吐出させて記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成する。

記録ヘッド１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され、不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、搬送ローラ３によって、記録ヘッド１のインク吐出面に対向し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２の移動方向と交差する方向（例えば、直行する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。また、記録ヘッド１のノズル列は、記録ヘッド１の主走査方向とほぼ直交した方向に延びている。インクジェット記録装置５０は、記録ヘッド１から吐出される各色のインクにそれぞれ対応して、複数の独立したメインタンク４が、インク供給ユニット５に着脱可能に装着されるように構成されている。インク供給ユニット５と記録ヘッド１は、それぞれのインクの色に対応した複数のインク供給チューブ６によって接続されている。そして、インクジェット記録装置５０は、メインタンク４がインク供給ユニット５に装着されることで、メインタンク４内に収納された各色のインクを、記録ヘッド１の各ノズル列に独立して供給することが可能に構成されている。

回復ユニット７は、記録ヘッド１の往復移動範囲内であって、かつ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域に、記録ヘッド１のインク吐出面と対向するように、かつ、インク供給ユニット５と隣接するように配置されている。インクジェット記録装置の回復ユニット７は、減圧側で使用する吸引ポンプ７ｃが内蔵され、吸引キャップ７ａを介して記録ヘッド１の各吐出ノズル１ｇからその吐出ノズル１ｇ内のインク又は空気を強制的に吸い出し、吐出ノズル１ｇのクリーニングを行う。これと同時に、回復ユニット７は、三方弁７ｂが切り替えられることによって、記録ヘッド１の液体室としてのサブタンク部１ａと液室１ｃの内部にそれぞれ設けられた、フロート部材１ｅ，１ｆが配置された気泡排出流路（空気排出流路）１ｊとも連通される。そして、回復ユニット７は、サブタンク部１ａ内と液室１ｃの内部の気泡をそれぞれ除去する。

図３に示すように、インクジェット記録装置は、インクを吐出するための記録ヘッド１と、記録ヘッド１にインクを供給するためのインク供給ユニット５と、記録ヘッド１に対して回復動作を行う回復ユニット７とに大別される。以下、記録ヘッド１、インク供給ユニット５、及び回復ユニット７の各構成について順に説明する。

記録ヘッド１の上部には、インクを一定量保持するためのインク室として構成されたサブタンク部（液体室）１ａが設けられている。サブタンク部１ａの下部には、並列に配列された複数の吐出ノズル１ｇにインクを直接供給する液室（液体室）１ｃが形成されている。また、サブタンク部１ａの側面には、インク供給チューブ６が接続されるコネクタ挿入口が設けられている。サブタンク部１ａと液室１ｃとの境界には、開口部が形成されており、その開口部には流入フィルタ１ｂが配置されている。このようにしてサブタンク部１ａは、流入フィルタ１ｂ、及び液室１ｃを介して各吐出ノズル１ｇと繋がっており、各吐出ノズル１ｇへインクを供給する流路構成となっている。そして、サブタンク部１ａの鉛直上方と、液室１ｃの鉛直上方には、気泡排出流路（空気排出流路）１ｊがそれぞれ設けられている。これら２本の気泡排気流路１ｊは、気泡排出流路１ｊの下流側で合流され、更に下流側においては、各インクタンクの各色分の気泡排気流路が１本に統合されている。また、気泡排気流路は、記録ヘッド１が主走査方向に往復移動可能となるように排気専用の可撓性チューブによって回復ユニット７内の吸引ポンプ７ｃに接続されている。液室１ｃの上部と気泡排出流路１ｊとの接続部には、流出フィルタ１ｄが配置されている。

液室１ｃに設けられた流出フィルタ１ｄの上方と、サブタンク部１ａの上方とにそれぞれ連通された各気泡排出流路１ｊの内部には、インクの液面の上昇と共に鉛直上方に浮上するフロート部材１ｅ、１ｆが、移動可能に設けられている。これらフロート部材１ｅ、１ｆは、液体であるインクよりも比重が小さい部材によって形成されている。

また、各気泡排出流路１ｊの内部には、気泡排出流路１ｊの内部のインクと共に浮上したフロート部材１ｅ，１ｆと当接することによって、気泡排出流路１ｊを遮断するためのシール部材としてのフロートシール部材１ｈが設けられている。このフロートシール部材１ｈは、各フロート部材１ｅ，１ｆによってそれぞれ開閉される開口を有している。したがって、各気泡排出流路１ｊは、フロート部材１ｅ，１ｆがインクの液面と共に移動可能に内部に配置されるフロートハウジング（フロート室）を含んでいる。このフロート室内に、フロートシール部材１ｈの２つの開口がそれぞれ位置している。

インクよりも比重が小さいフロート部材として、主成分が水であるインクの場合には例えば比重が０．９３であるポリプロピレン（ＰＰ）を用いるのが好ましい。なお、フロート部材としては、インク媒体主成分である水よりも比重が小さい材料であれば他の材料が用いられてもよい。また、フロート部材の形状としては、フロートシール部材との接触性が良好な形状である必要がある。例えば図３に示すような円形穴のフロートシール部材に対応するフロート部材形状としては、球形状、シート形状などが好ましいが、それ以外の接触性がよい形状であってもよい。また、フロートシール部材の材料としては、例えば非弾性材質であるＰＰ材質からなるフロート部材を使用する場合には、弾性を有するエラストマー樹脂材やゴム材料などが用いられるのが望ましい。このような材料が用いられることで、フロートシール部材とフロート部材との接触領域を広げることで接触性能を向上することができる。なお、フロートシール部材の材料としては、他の材料が用いられてもよい。

各色の気泡排出流路１ｊの途中には、気泡排出流路１ｊが大気と連通可能になるように大気開放弁（大気開放手段）１ｉが配置されており、大気開放弁１ｉは記録装置本体側に配置された弁駆動部８によって開閉される。

吐出ノズル１ｇは、断面径が２０μm程度の微細な筒状の構造を有し、吐出ノズル１ｇ内のインクに吐出エネルギーを与えることでインクを吐出ノズル１ｇから吐出させ、インクの吐出後、吐出ノズル１ｇの毛管力によって吐出ノズル１ｇ内にインクが満たされる。通常、高速な画像形成を目的として、この吐出動作は２０ｋＨｚ以上のサイクルで繰り返される。吐出ノズル１ｇ内のインクに吐出エネルギーを与えるために、記録ヘッド１は、吐出ノズル１ｇごとにエネルギー発生手段を有している。本実施形態では、エネルギー発生手段として、吐出ノズル１ｇ内のインクを加熱する発熱抵抗素子を用いており、記録ヘッド１を駆動制御するためのコントローラ６００からの指令（駆動信号）によって発熱抵抗素子を選択的に駆動する。発熱抵抗素子を駆動させることで、所望の吐出ノズル１ｇ内のインクを膜沸騰させ、これにより生じる気泡の圧力を利用して吐出ノズル１ｇからインクを吐出させる。

なお、上述したように、インクはメニスカスを形成した状態で吐出ノズル１ｇ内を満たしており、これを実現するために、記録ヘッド１の内部、特に吐出ノズル１ｇ内は負圧の状態に保たれている。ここで、この負圧が小さすぎた場合には、吐出ノズル１ｇの先端に異物やインクが付着したときに、インクのメニスカスが崩れてインクが吐出ノズル１ｇから漏れ出てしまうことがある。一方、負圧が大きすぎた場合には、吐出時にインクに与えられるエネルギーよりも吐出ノズル１ｇ内にインクを引き戻す力が強くなってしまうので、吐出不良の原因となる。

したがって、吐出ノズル１ｇ内における負圧は、大気圧よりも若干低い一定の範囲に保たれていることが好ましい。この負圧の範囲は、吐出ノズル１ｇの個数、断面積、発熱抵抗素子の性能等に応じて異なるが、例えば、−４０ｍｍＡｑ（−０．００4０ａｔｍ＝−４．０５３ｋＰａ）〜−２００ｍｍＡｑ（−０．０２００ａｔｍ＝−２．０２６５ｋＰａ）程度であることが好ましい。ただし、インクの比重≒水の比重とする。

流入フィルタ１ｂは、吐出ノズル１ｇを詰まらせるような異物がサブタンク部１ａから液室１ｃへ流出するのを防止するためのものであって、吐出ノズル１ｇの断面幅よりも小さい1０μm以下の微細孔を有する金属メッシュで構成されている。微細孔のサイズが小さいほどメニスカスの強度は強くなり、また、空気を更に通し難くなる。

流出フィルタ１ｄも流入フィルタ１ｂと同様に、吐出ノズル１ｇを詰まらせるような異物が流出フィルタ１ｄ上部の気泡排出流路１ｊから流入するのを防止するためのものであり、フィルタ材質、メッシュサイズ等が流入フィルタ１ｂと同様なものが好ましい。

次に、インク供給ユニット５、及びインク供給ユニット５に接続されているメインタンク４について説明する。

メインタンク４は、インク供給ユニット５に対して着脱可能に構成されており、剛性を有するインクケース４ａを備えている。インクケース４ａ内部には、液体のインクを収容するためのインク袋４ｂが内蔵されている。インク袋４ｂの一部にはインク流出口４ｃが設けられている。また、インクケース４ａ内部のインク袋４ｂ周辺は大気に開放された状態である。

また、インク供給ユニット５に挿入されて装着されたメインタンク４は、インク供給ユニット５側に配置されたインク供給針（不図示）がメインタンク４側のインク流入口４ｃを突き刺し、インク袋４ｂ内部のインクと連通されるように構成されている。上述したようにメインタンク４がインク供給ユニット５に装着されたとき、メインタンク４内のインクが、インク供給針、インク供給針の下流側に接続されたインク供給チューブ６を介して記録ヘッド１のサブタンク部１ａにインクが供給される流路が構成される。インク供給チューブ６は、記録ヘッド１が記録動作時等に行う主走査方向への往復移動が可能なように、少なくとも一部分が可撓性チューブによって構成されている。

以上のようなメインタンク４から記録ヘッド１までのインク供給流路が各色分設けられている（例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタなどの４色のインクを用いる記録装置の場合に、４色分が設けられている）。

次に、回復ユニット７について説明する。回復ユニット７は、吐出ノズル１ｇからインクと気泡を吸引する回復動作機能と、フロート部材１ｅ，１ｆを介して記録ヘッド１内の各サブタンク部１ａ及び液室１ｃの内部の気泡を排出する泡抜き動作機能を有している。また、回復ユニット７は、記録ヘッド１の吐出面をキャッピングする吸引キャップ７ａを有している。

吸引キャップ７ａには、吸引チューブ７ｅが接続されており、この吸引チューブ７ｅの中間位置に吸引ポンプ７ｃが配置されている。吸引ポンプ７ｃは、吸引ポンプモータＭ３（図６参照）によって駆動され、吸引キャップ７ａ、吸引チューブ７ｅ、吸引ポンプ７ｃ及び吸引ポンプモータＭ３が、所定時に記録ヘッド１内のインクを吐出ノズル１ｇから吸引するための吸引手段として設けられている。

吸引キャップ７ａは、少なくともインク吐出面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成されており、また、インク吐出面を覆って密閉するキャップ位置と、記録ヘッド１から離間して退避した退避位置との間を往復移動可能に設けられている。吸引ポンプ７ｃは、複数のコロを備えたチューブ方式のポンプであり、吸引ポンプモータＭ３を駆動することでインクを連続的に吸引することが可能となっている。また、吸引ポンプモータＭ３は、回転数に応じて吸引量を調整可能に構成されている。

また、吸引ポンプ７ｃと吸引キャップ７ａとの間の吸引チューブ７ｅは、各色の記録ヘッド１のフロート部材１ｅ，１ｆが配置された気泡排出流路１ｊが統合された集合排出流路に合流されている。吸引ポンプ７ｃは、三方弁７ｂを切り替えることによって、吸引キャップ７ａ側（吸引チューブ７ｅ）の流路と、フロート部材１ｅ，１ｆ側（集合排出流路）の流路とに連通状態が切り替えられる。このような吸引ポンプ７ｃを用いることによって、泡抜き動作と同時に吸引されて記録ヘッド１から排出された廃インクは、メインタンク４内部の廃インク収容部４ｄへ回収される。

以上のような構成のインクジェット記録装置において、例えば所定枚数の記録紙への記録動作を行った場合、画像信号に応じて各吐出ノズル１ｇのヒーターを作動させてインク吐出を行うことで画像形成を行うので、吐出ノズル１ｇ部の温度が上昇する。この温度の上昇に伴って、液室１ｃ内部に気泡が蓄積してしまう。図６に示すように、コントローラ６００内部のＭＰＵ６０１によって、記録ヘッド１がインクを吐出した吐出回数が常時数えられる。吐出回数が所定回数になったときに、ＲＯＭ６０２内に記憶されている泡抜き吸引動作プログラムが引き出されて、ＭＰＵ６０１が泡抜き吸引動作制御信号を出力することで、以下のような泡抜き吸引動作が実行される。

また他の発生原因としては、記録装置本体による記録を長期間作動させていない場合、主に吐出ノズル１ｇなどを通じて液室１ｃ内部に酸素、窒素等の気体が長期的に液室１ｃのインク内部に侵入することでも気泡が蓄積してしまうことが考えられる。この場合には、図５（ａ）に示した状態になってしまう。本実施形態では、記録装置本体が備えるタイマー部６３３によって検出されている記録動作終了したときからの経過時間が所定時間以上を超えたことをＭＰＵ６０１が検出する。経過時間が所定時間以上を超えた場合、ＲＯＭ６０２内部に記憶されている泡抜き吸引動作プログラムを引き出し、ＭＰＵ６０１によって泡抜き吸引動作を制御することで、以下に述べる泡抜き泡抜き吸引動作が実行される。

なお、インク吐出数、記録動作終了したときの時間、などのデータは、記録装置本体の電源が立ち上がっているときはＭＰＵ６０１内部に記憶されている。しかし、電源を切ったときには、これらデータを、コントローラ６００内部のフラッシュメモリ６０６内部に記憶させる。そして、再度電源を立ち上げたときにフラッシュメモリ６０１に記憶されているインク吐出数、時間等のデータをＭＰＵ６０１に記憶させることで、泡抜き吸引動作を行うタイミングを検出する。

図４（ａ）は、フロート部材１ｅによって泡抜き吸引動作前にフロート室の内部を大気開放してインクを逆流させる動作シーケンスを示すフローチャートである。図５（ａ）〜（ｃ）は、図４（ａ）に示したように流出フィルタ１ｄ側のフロート部材１ｅ周囲のインクを液室１ｃ側に逆流させた後に泡抜き吸引動作を行うことで、サブタンク部１ａ、液室１ｃ内の気泡除去を行った場合を説明するための断面図である。図５（ａ）〜（ｃ）に、液室１ｃ内の泡抜き動作が行われたときのフロート部材１ｅの周辺を示す。

図５（ａ）に、記録ヘッド１のサブタンク部１ａ、液室１ｃ内に気泡が溜まった状態で、かつ流出フィルタ１ｄ側のフロート室の内部にインクが溜まっている状態を示す。図５（ａ）に示す状態から、図５（ｂ）に示すように、フロート室の内部のインクを逆流させるために、大気開放弁１ｉを所定時間、開放状態に保つ（図４中のステップＳ１０１）。大気開放弁１ｉが開放されることで、記録ヘッド１内部のインクに常時加わっている負圧によって、フロート室の上部まで達していたインクの液面が、流出フィルタ１ｄの位置まで下げられる。フロート室内のインクの液面が流出フィルタ１ｄの位置まで下がったとき、流出フィルタ１ｄに生じる毛細管力による影響を受けるので、逆流したインクの液面は、流出フィルタ１ｄの位置よりも下方には下がることはない。大気開放弁１ｉを開放状態に保つ時間は、流出フィルタ１ｄからフロート部材１ｅまでの流路内の容積と、液室１ｃ内のインクに作用している負圧値とに応じて異なるが、通常は１０秒〜２分間程度、開放状態にする。これによって、フロート部材１ｅ周辺のインクの液面が流出フィルタ１ｄの位置まで逆流し、流出フィルタ１ｄに働く毛細管力によってインクの液面が維持された状態となり、大気開放弁１ｉを遮断する。

その後、フロート部材１ｅが流れを遮断していない状態で液室１ｃ内部の気泡を排出するために三方弁７ｂをフロート部材（気泡排出流路１ｊ）側に切替え（図４中のステップＳ１０３）、吸引ポンプ７ｃを所定時間、駆動させる。このように、吸引ポンプ７ｃと気泡排出流路１ｊとを連通させるように三方弁７ｂを切り替えた状態で、フロート室の内部の泡抜き吸引動作を行うために作動される吸引ポンプ７ａが、本発明における空気吸引手段に相当する。

フロート室の内部を減圧させて、液室１ｃとサブタンク部１ａ内の気泡を、フロート部材１ｅ，１ｆが流れを遮断していない状態でそれぞれ排出させる。これに伴って、記録ヘッド１内部のサブタンク部１ａと液室１ｃ内部のインクの液面がそれぞれ上昇し、フロート部材１ｅ、１ｆに生じる浮力によって、フロート部材１ｅ，１ｆがフロートシール部材１ｈの位置まで押上げられる。このため、フロート部材１ｅ，１ｆによって、それぞれの気泡排出流路１ｊが自動的に遮断することができ、気泡排出流路１ｊから気泡を排出した後のインクの排出を防止することができる。したがって、本実施形態は、廃インクが発生することはない泡抜き吸引動作を行うことが可能になる。

また、図４（ｂ）は、上述した逆流動作を各泡抜き吸引動作後に実施する他の動作シーケンスを示すフローチャートである。泡抜き吸引動作前にフロート室の内部のインクを一旦無くした状態にした後に泡抜き吸引動作を行うことが重要であるので、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したいずれのシーケンス動作が用いられてもよい。

以上のような泡抜き吸引動作を行う構成において問題となるのは、フロート部材１ｅ，１ｆが何らかの原因でフロートシール部材１ｈの位置まで押し上げられずに、気泡排出流路１ｊを遮断できない状態になったときである。その状態を判定し、記録装置のコントローラ６００やホスト装置６１０に通知するための処理の一例を図７に示す。図７に示した処理フローでは、次のような処理を行う。

フロート部材１ｅ，１ｆがフロートシール部材１ｈの位置まで正常に押し上げられて、フロート部材１ｅ，１ｆが気泡排出流路１ｊの流れを遮断した場合には、大気開放弁１ｉが遮断されているので、気泡排出流路１ｊ内の負圧が高まり、吸引負荷が大きくなる。しかし、フロート部材１ｅ，１ｆがフロートシール部材１ｈの位置へ押し上げられずに、気泡排出流路１ｊを遮断できない場合には、インクを吸引し続けているので、吸引負荷に変化がない。

本実施形態では、このように吸引負荷が増加又は減少する変化を利用する。まず、吸引ポンプモータＭ３を所定時間だけ駆動して、吸引ポンプ７ｃによって泡抜き吸引動作を行う（ステップＳ３０１からステップ３０３）。このとき、吸引ポンプ７ｃが吸引動作を継続している駆動時間（作動時間）として例えば吸引ポンプモータＭ３の駆動時間が、時間計測手段として例えばタイマー部６３３やコントローラ６００によって計測される。続いて、吸引ポンプモータＭ３（図６参照）のモータ負荷（作動負荷）を計測する（ステップＳ３０４）。このとき、作動負荷計測手段としてのコントローラ６００が、吸引ポンプモータＭ３のモータ電流を計測することで、作動負荷を計測することができる。

そして、吸引ポンプ７ｃの作動時間が所定時間だけ経過したとき、コントローラ６００は、モータ電流の計測値が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０５）。つまり、吸引ポンプ７ｃの作動時間が所定の経過時間以内に、モータ電流の計測値が所定の閾値よりも大きくなった場合には、泡抜き吸引動作を正常に終了する（ステップＳ３０６）。一方、吸引ポンプ７ｃが所定の経過時間だけ作動されたときであっても、モータ電流の計測値が所定の閾値よりも小さい場合には、インクを吸引し続けている可能性が高いので、吸引ポンプモータＭ３の駆動を停止する（ステップＳ３０７）。続いて、フロート部材１ｅ，１ｆなどに異常が生じているハードウェア・エラーであることを、コントローラ６００やホスト装置６１０に通知する（ステップＳ３０８）。

上述したように、本実施形態によれば、気泡排出流路１ｊからインクが排出されている状態を検出するためのセンサを追加することなく、フロート部材１ｅ，１ｆが正常に動作せずに、気泡排出流路１ｊからインクが排出されている状態を検出することができる。

また、本実施形態のインクジェット記録装置は、フロート部材１ｅ，１ｆによってインクが遮断できていない状態が、コントローラ６００やホスト装置６１０に通知されることで、適切な動作を行うことができる。

実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給動作の基本原理を説明するための模式図である。 実施形態のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。 実施形態のインク供給系の概略を示す断面図である。 実施形態で行われる気泡除去のためのシーケンスを示すフローチャートである。 実施形態で行われる気泡除去シーケンス動作時の、フロート部材での気泡除去状態を示す断面図である。 実施形態のインクジェット記録装置の制御回路部の構成を示すブロック図である。 実施形態において、気泡排出流路を遮断できない状態をコントローラに通知する処理フローを示すフローチャートである。 フロート部材によって気泡排出流路を遮断できない状態を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 記録ヘッド
１ａ サブタンク部
１ｃ 液室
１ｇ 吐出ノズル
１ｅ フロート部材
１ｆ フロート部材
１ｈ フロートシール部材
１ｉ 大気開放弁
１ｊ 気泡排出流路
６ インク供給チューブ
７ 回復ユニット
７ｃ 吸引ポンプ
８ 弁駆動ユニット
６００ コントローラ
６３３ タイマー部

Claims (3)

1. 液体を吐出して被記録材に記録を行う吐出口と、
   前記吐出口に液体を供給するための液体室と、
   前記液体室に液体を供給するための液体供給流路と、
   前記液体室の鉛直上方に連通され、前記液体室から空気を排出するための空気排出流路と、
   前記空気排出流路の内部に、該内部の液体の液面と共に移動可能に配置され、液体よりも比重が小さいフロート部材と、
   前記空気排出流路に設けられ、前記空気排出流路の前記内部の液体と共に浮上した前記フロート部材と当接することによって、前記空気排出流路を遮断するためのシール部材と、
   前記空気排出流路から空気を排出するために吸引する空気吸引手段と、
   前記空気吸引手段が吸引動作を継続している作動時間を計測する時間計測手段と、
   前記空気吸引手段が吸引動作を行っているときの作動負荷を計測する負荷計測手段と、
   前記時間計測手段によって計測された作動時間と、前記負荷計測手段によって計測された作動負荷とに基づいて、前記空気吸引手段の駆動を制御する制御手段と、
   を備える記録装置。
2. 前記フロート部材によって前記空気排出流路が遮断されたときに、前記空気吸引手段の前記作動負荷が変化する、請求項１に記載の記録装置。
3. 前記制御手段は、前記時間計測手段によって計測された前記作動時間が経過した所定の経過時間以内に、前記負荷計測手段によって計測された前記作動負荷が所定の閾値よりも大きくなった場合に、前記空気吸引手段の吸引動作を停止させる、請求項１又は２に記載の記録装置。

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