JP2015044378A - 記録装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクタンクの未装着時における液体の吹き出し勢いを弱め、液体の吹き出しによる汚れが生じる可能性を低減する。
【解決手段】本発明の記録装置は、液体を吐出する記録ヘッドと、記録装置に着脱可能であり、液体を貯留するインクタンクと、インクタンクから記録ヘッドに液体を導く供給流路と、供給流路中に設けられ、供給流路を開放または閉塞し、液体を保持する内部の容積として、順に容積が大きな第１乃至第３の容積とすることが可能であり、第１の容積のときには供給流路を閉塞状態とする開閉弁と、開閉弁内の容積を制御する制御部と、を有し、制御部は、記録時および記録待機時には、開閉弁内の容積を第２の容積とし、供給流路を閉塞する場合には、開閉弁の容積が第１の容積となるように減少させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、液体を吐出して記録を行う記録装置およびその制御方法に関する。

インクジェット記録装置（以下、記録装置と称する）は一般に、搬送される記録媒体に対して液体（インク）を吐出して、記録を行う。このような記録装置は、インクを貯留する、記録装置に着脱可能なインクタンクと、インクを吐出する記録ヘッドと、インクタンクから記録ヘッドにインクを導く供給流路と、供給流路を閉塞または開放する弁とを備えている
上述した記録装置においては、記録ヘッドへのインクの充填、記録ヘッドの吐出口の目詰まりの解消などのために、吐出口をキャップで覆い、キャップ内にポンプなどにより負圧を発生させて、吐出口からインクを吸引する回復動作が行われる。

また、上述した記録装置においては、記録を行うことができないダウンタイムを減少させるために、供給流路中にインクを貯留するサブタンクを設け、インクタンクが空になっても、サブタンクに貯留されたインクにより記録を続行するものがある。以下では、インクタンクが空であり、サブタンクに貯留されたインクにより記録を行うことを、ストップレス印字と称する。ストップレス印字を行う記録装置によれば、サブタンクに貯留されたインクにより記録を行っている間に、空になったインクタンクを交換することできるので、ダウンタイムを減少させることができる。

一般に、記録装置で使用されるインクは、不溶性あるいは難溶性の色材を含む顔料系や染料系の水性インクである。インク中の色材は経時的に凝集、沈殿するため、インクタンクあるいはサブタンク内でインクが長時間貯留されていると、インク濃度が均一でなくなる。インク濃度が不均一な状態で記録を行うと、記録画像の画像品位が低下してしまう。そこで、インク濃度を均一に保つために、定期的にタンク内のインクを攪拌する手段を備えた記録装置がある。

タンク内のインクを攪拌する方法としては、インクを内部に取り込み可能であり、開閉状態に応じてインクを取り込む内容積が可変の弁（以下、開閉弁と称する）を用いる方法がある。

例えば、特許文献１（特開２００７−２４５３５０号公報）には、インクタンクと記録ヘッドとの間の供給流路中に開閉弁を設け、この開閉弁を用いてタンク内のインクを撹拌する技術が開示されている。開閉弁を開く弁開動作時には、開閉弁に取り込まれるインクの容積が増大し、開閉弁を閉じる弁閉動作時には、開閉弁に取り込まれるインクの容積が減少する。この開閉弁の開閉状態に応じて、供給流路内のインクは、開閉弁に吸引され、または、開閉弁により排出される。

ここで、特許文献１に開示されている記録装置は、開閉弁よりもインクタンク側の流路の流路抵抗よりも、開閉弁よりも記録ヘッド側の流路の流路抵抗の方がはるかに大きくなるように構成されている。そのため、開閉弁を開いた際には、流路抵抗の小さいインクタンク側からインクが開閉弁に吸引され、開閉弁を閉じた際には、流路抵抗の小さいインクタンク側に開閉弁からインクが排出され、開閉弁から排出されたインクがインクタンク側の流路を逆流する。

開閉弁よりもインクタンク側の流路に排出されたインクは、中空の供給針を介してインクタンクに供給される。上記の開閉弁の開閉動作が繰り返し行われると、供給流路および供給針を介して、インクタンク内のインクが吸引され、または、インクタンク内にインクが排出されるため、インクタンク内のインクを撹拌することができる。

また、特許文献１に開示されている技術においては、開閉弁が閉じられた状態では、インクの供給が遮断される構成とされている。そのため、画像の記録を行うためにインクタンクから記録ヘッドにインクを供給する場合には、開閉弁が開かれた状態に維持され、電源オフ時や記録装置の移動時には開閉弁は閉じたられた状態とされる。

特許文献２（特許４７９５１２９号）には、インクタンク内にリブを設けることで、撹拌効果を高める技術が開示されている。

ところで、ストップレス印字の終了時、ストップレス印字中において電源がオフされた時、あるいは、記録装置の輸送時などに、インクタンクを記録装置から外して、記録装置内のインクを抜き取るインク抜き動作が行われる場合がある。この場合、安全のために、インク供給のために開いていた開閉弁が閉じられる。インクタンクの未装着時に開閉弁が閉じられると、開閉弁内に保持されていたインクが排出され、インクが供給針から吹き出してしまうことがある。

供給針の周囲には吹出しインク貯留部が設けられ、供給針から吹き出したインクは、吹出しインク貯留部に貯留される。その後、吹出しインク貯留部に貯留されたインクは、吹出しインク貯留部に設けられたドレインからインク吸収体に吸収される。インクの吹き出しの勢いが強いと、吹出しインク貯留部を超えてインクが吹き出し、周囲の部品を汚してしまうことがある。

なお、特許文献１には、開閉弁を閉じる速度が異なる複数のモードを設け、インクタンクの未装着時には、インクタンクの装着時よりも開閉弁を閉じる速度を遅くする技術が開示されている。この技術によれば、インクタンクの未装着時には、インクタンクの装着時よりも開閉弁を低速で閉じることで、供給針からインクが吹き出す勢いを抑えることができる。その結果、吹出しインク貯留部を超えてインクが吹き出し、周囲の部品を汚してしまう可能性を低減することができる。

特開２００７−２４５３５０号公報 特許４７９５１２９号

本願発明者が実験を繰り返した結果、インクタンクの内容量を大きくすると、インクタンク全体にインクの流れが回りにくくなるため、撹拌効果が低下し、インクタンク内のインク濃度の不均一が解消されにくくなることが分かった。

撹拌効果を向上させる方法の１つとして、開閉弁の硬度を上げることで、インクを排出する力を上げる方法がある。しかし、この方法では、開閉弁の硬度を上げると、開閉弁の容積変化速度も上がるため、インクタンクの未装着時におけるインクの吹き出しの勢いが強くなってしまい、吹出しインク貯留部を超えてインクが吹き出し、周囲の部品を汚してしまう可能性が高くなる。特に、上述したサブタンクを備える記録装置においては、ストップレス印字時などに、インクタンクの未装着状態が多くなり、インクの吹き出しの機会が増加する。

また、一般に、上述した開閉弁の開閉の制御は、ＤＣモータで行われる。開閉弁の開閉をＤＣモータで制御する場合、特許文献１に開示されている技術のように、開閉弁を低速で閉じるためには、低トルクでＤＣモータを駆動する必要がある。この場合、開閉弁の硬度を上げると、弁閉動作時の負荷が増し、トルク不足により弁閉動作を行なえないことがある。

また、特許文献１に開示されている技術においては、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するために開閉弁を開いた際の開閉弁内の容積については考慮されていない。そのため、例えば、開閉弁内の容積が最大の状態から弁閉動作が行われると、大量のインクが供給針から勢いよく吹き出し、吹出しインク貯留部を超えて周囲の部品を汚してしまう可能性がある。

また、特許文献１に開示されている技術においては、インクタンクの装着時よりも開閉弁を低速で閉じることで、供給針からインクが吹き出す勢いを抑制するために、開閉弁を閉じる速度が異なる複数のモードを設けている。しかし、このような構成の場合には、制御動作が複雑となる。

本発明の目的は、簡易な構成で、インクタンクの未装着時における液体の吹き出し勢いを弱め、液体の吹き出しによる汚れが生じる可能性を低減することができる記録装置およびその制御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記録装置は、
記録媒体に液体を吐出して記録を行う記録装置であって、
前記液体を吐出する記録ヘッドと、
前記記録装置に着脱可能であり、前記液体を貯留するインクタンクと、
前記インクタンクから前記記録ヘッドに液体を導く供給流路と、
前記供給流路中に設けられ、前記液体を保持する内部の容積として、順に容積が大きな第１乃至第３の容積とすることが可能であり、前記第１の容積のときには前記供給流路を閉塞状態とする開閉弁と、
前記開閉弁の開閉弁内の容積を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、記録時および記録待機時には、前記開閉弁内の容積を前記第２の容積とし、前記供給流路を閉塞する場合には、前記開閉弁内の容積が前記第１の容積とるように減少させる。

上記目的を達成するために本発明の記録装置の制御方法は、
記録媒体に液体を吐出する記録ヘッドと、前記液体を貯留する着脱可能なインクタンクと、前記インクタンクから前記記録ヘッドに液体を導く供給流路と、前記供給流路中に設けられ、前記液体を保持する内部の容積として、順に容積が大きな第１の容積乃至第３の容積とすることが可能であり、前記第１の容積のときには前記供給流路を閉塞状態とする開閉弁と、を有する記録装置の制御方法であって、
記録時および記録待機時には、前記開閉弁の容積を前記第２の容積とし、
前記供給流路を閉塞する場合には、前記開閉弁の容積が前記第１の容積となるように減少させる。

本発明によれば、記録を行う場合には、インクタンクから記録ヘッドに液体を導く供給流路中に設けられた開閉弁内の容積を、最大値である第３の容積よりも小さく、供給流路を閉塞状態としない第２の容積とする。そのため、記録時に開閉弁内に保持される液体の量が、開閉弁内の容積が第３の容積であるときよりも減り、開閉弁を閉じた際の液体の吹き出しの勢いが弱まるので、開閉弁内の容積を制御するという簡易な構成により、液体の吹き出しによる汚れが生じる可能性を低減することができる。

本発明の第１の実施形態に係る記録装置の概観を示す斜視図である。 図１に示す記録装置のインク供給系の構成を示す概念図である。 図１に示す記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、図２に示すインク供給系における、開閉弁が開いている状態を示す図であり、（ｂ）は、開閉弁が閉じている状態を示す図である。 図２に示すインク供給系における、開閉弁内の容積、供給流路の状態、供給経路の流路抵抗、および、フォトセンサの検知状態と、カムの回転角度との関係を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るインク供給系の構成を示す概念図である。 本発明の第３の実施形態に係るインク供給系の構成を示す概念図である。 図７に示すインク供給系における、開閉弁内の容積、供給流路の状態、供給経路の流路抵抗、および、フォトセンサの検知状態と、カムの回転角度との関係を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係るインク供給系の構成を示す概念図である。 図９に示すインク供給系における、弁閉動作時のシーケンス図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、以下では、各図面において、同一の構成については同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置（以下、記録装置と称する）５０の概観を示す斜視図である。

記録装置５０は、対向する２つの脚部５５の上端部に跨るように固定されている。

記録装置５０には、キャリッジ６０が設けられている。キャリッジ６０には、記録ヘッド１が搭載されている。記録時には、搬送ロールホルダーユニット５２にセットされた記録媒体が印刷位置まで搬送され、キャリッジ６０がキャリッジモータ（不図示）およびベルト伝動手段６２により、矢印Ｂに示す主走査方向に往復移動する。キャリッジ６０の移動に対応して、記録ヘッド１の吐出口（ノズル）からインク（液体）が吐出され、記録が行われる。キャリッジ６０が記録媒体の一方端まで移動すると、搬送ローラ５１により、記録媒体が矢印Ａに示す副走査方向に所定量だけ搬送される。

上述した記録動作と搬送動作とを交互に繰り返すことにより、記録媒体に画像が形成される。画像形成後は、不図示のカッターにより記録媒体がカットされ、カットされた記録媒体は、スタッカ５２に積載される。

また、記録装置５０には、インク供給ユニット６３が設けられている。インク供給ユニット６３には、インクを貯留する、容積が不変のインクタンク５が備えられる。インクタンク５は、黒、シアン、マゼンタ、イエローなどといった色ごとに分かれており、記録装置５０に着脱可能である。インクタンク５は、インクを記録ヘッド１に導く供給流路としての供給チューブ２と接続されている。供給チューブ２は、キャリッジ６０の往復運動の際に暴れることがないように、チューブガイド６１によって束ねられている。

記録ヘッド１の記録媒体と対向する面には、主走査方向と略直交した方向に複数のノズル列（不図示）が形成されている。記録ヘッド１は、供給チューブ２と接続されており、インクタンク５から供給チューブ２を介して記録ヘッド１にインクが導かれる。

また、記録装置５０には、回復ユニット７０が設けられている。回復ユニット７０は、主走査方向において記録媒体範囲外であり、かつ、記録ヘッド１のノズル列が形成された吐出面に対向する位置に設けられている。回復ユニット７０は、記録ヘッド１のノズル表面からインクまたは空気を吸い出すノズルのクリーニングや、記録ヘッド１の内部に溜まった空気吸引といった、回復動作を行う。具体的には、回復ユニット７０は、不図示のコロが廃インクチューブ７１（図２）を圧接しながら移動することでキャップ７２（図２）内に負圧を発生させる、いわゆるチューブポンプ方式などを用いて回復動作を行う。

また、記録装置５０には、操作パネル５４が設けられている。操作パネル５４は、例えば、インクタンク５が空になった際に、ワーニングメッセージをユーザーに出力する。こうすることで、空になったインクタンク５の交換を促すことができる。

次に、記録装置５０のインク供給系の構成について説明する。

図２は、記録装置５０の一色のインク供給系の構成を示す概念図である。

上述したように、インクタンク５は、容積が不変であり、記録装置５０に着脱可能である。インクタンク５は、底部に２つの接続部を有している。一方の接続部は、第１の中空管８と連通し、他方の接続部は、第２の中空管９と連通する。第１の中空管８および第２の中空管９は、金属針で構成されている。

インクタンク５内の第２の中空管９の周囲には、インクタンク５の底面から立ち上がる立ち壁４２が形成されている。第１の中空管８と第２の中空管９との間に微弱な電流を流すと、立ち壁４２よりもインク面の高さが低くなった際に、第１の中空管８と第２の中空管９との間の抵抗値が上がる。したがって、第１の中空管８と第２の中空管９との間の抵抗値の変化を検出することにより、インクタンク５内のインクのニアエンド（インク切れ間近であること）を検知することができる。

第２の中空管９は、大気連通室６に連通する。大気連通室６には、大気連通口７が設けられている。したがって、インクタンク５は、大気連通口７を介して大気と連通する。

第１の中空管８は、容積不変であり、インクを貯留するサブタンク４の天面４６と連通する。サブタンク４と記録ヘッド１とは、供給チューブ２を介して連通する。

サブタンク４には、天面４６と側面４７とを接続する傾斜面４９に、金属により構成される中実管１０が設けられている。第１の中空管８と中実管１０との間に微弱な電流を流した際の抵抗値により、サブタンク４のインクの貯留量が所定量以上であるか否かを検知することができる。サブタンク４の側面４７の最も低い位置には、供給チューブ２と連通するインク流出口４８が設けられている。

供給チューブ２中には、可撓性部材によって構成された容積可変の開閉弁３が設けられている。

開閉弁３は、インクを内部に取り込み可能であり、開閉状態に応じてインクを取り込む容積が可変である。開閉弁３内の容積の変化に応じて、供給流路が開放または閉塞される。

開閉弁３は、バネホルダ３４を介して圧縮バネ３８により常時、閉塞方向に付勢されている。カム３７が、バネホルダ３４と接続したレバー３９を押圧し、レバー３９が、中心軸４０を中心に回転してバネホルダ３４を押し上げることで、開閉弁３は開かれる。

カム３７は、駆動源であるＤＣモータ３５によりギア３６を介して、回転制御される。なお、本実施形態においては、カムの減速比は、６４．５であるものとする。また、カム３７は、フォトセンサ４１によって位置出し可能に構成されている。具体的には、カム３７は回転角度に応じて光を透過あるいは遮光するように構成され、フォトセンサ４１は、光の透過あるいは遮光を検出することにより、カム３７の位置出しを行う。

第１の中空管８の周囲には、上面開放の吹出しインク貯留部８１が設けられている。吹出しインク貯留部８１は、第１の中空管８に形成された穴８４から吹き出したインクを貯留する。吹出しインク貯留部８１に貯留されたインクは、吹出しインク貯留部８１に設けられたドレイン８２を介してインク吸収体８３に吸収される。

サブタンク４は、インクタンク５が空になった際にも記録を継続可能とするためにインクを貯留している。サブタンク４内のインクが消費されると、大気連通口７からインクタンク５を経由して、空気がサブタンク４内に流入する。流入した空気は、サブタンク４内の上方に溜まる。サブタンク４内の上方に空気が溜まることで、第１の中空管８と中実管１０とがインクで接続されなくなるため、第１の中空管８と中実管１０との間を電流が流れにくくなる。

したがって、第１の中空管８と中実管１０との間の電流を検知することで、サブタンク４の貯留量が所定量以上であるか否かを検知することができる。このように、サブタンク４は、貯留量が所定量以上であるか否かを検知可能に構成されている。

インクタンク５が交換されるまでの間、サブタンク４に貯留されたインクの使用許容量までは、サブタンク４に貯留されたインクを用いて記録を継続することができる。なお、例えば、インクタンク５の容量は３００ｍｌであり、サブタンク４の容量は３０ｍｌであり、サブタンク４のインクの使用許容量は１１ｍｌ（最大サイズの記録媒体に１００％の濃度で、最低１枚印刷可能なインク量）である。

次に、記録装置５０の制御系の構成について説明する。

図３は、記録装置５０の制御系１００の構成を示すブロック図である。

制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部１２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）部１５と、駆動部１６と、インク残量センサ１７と、インクタンク装着センサ１８と、を有する。

制御部としてのＣＰＵ１１は、記録装置５０全体の動作制御を行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、例えば、ＤＣモータ３５の回転を制御することにより、開閉弁３内の容積を制御する。

Ｉ／Ｆ部１２は、ユーザーが操作するキーや情報を表示する操作パネルなどのユーザインターフェースである。操作パネル５４は、Ｉ／Ｆ部１２の一例である。

ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行する制御ソフトウエアを記憶する。

ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１１が制御ソフトウエアを実行する際に必要となるデータを一時的に記憶する。

Ｉ／Ｏ部１５は、駆動部１６との間でデータの入出力を行う。

駆動部１６は、記録装置５０内の各部を駆動する。

インク残量センサ１７は、インクタンク５内のインクの残量を検知する。具体的には、インク残量センサ１７は、第１の中空管８と第２の中空管９との間の抵抗値を検知することにより、インクタンク５のインクのニアエンドを検知する。

インクタンク装着センサ１８は、インクタンク５に装着されたＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）２０の読み値により、インクタンク５の装着の有無を検知する。また、インクタンク装着センサ１８は、ＥＥＰＲＯＭ２０への読み書きを行う。

次に、記録装置５０におけるタンク内のインクの撹拌動作について説明する。

図４（ａ）は、弁開動作時のインク供給系の状態を示す図であり、図４（ｂ）は、弁閉動作時のインク供給系の状態を示す図である。

図４（ａ）に示すように、カム３７によりレバー３９が押圧され、レバー３９が回転することで、バネホルダ３４が持ち上げられると、開閉弁３内部の容積は増大する（開閉弁３が開かれる）。開閉弁３内の容積が増大することで、その容積変化分の容量Ｖ１（例えば、０．４５ｍｌ）のインクが、インクタンク５からサブタンク４を経由して、開閉弁３内に引き込まれる。また、大気連通室６から空気あるいはインクがインクタンク５内に引き込まれる。

その後、図４（ｂ）に示すように、カム３７によるレバー３９の押圧が解除され、バネホルダ３４がレバー３９により持ち上げられなくなると、開閉弁３内の容積は減少する。開閉弁３内の容積が減少することで、開閉弁３内に保持されていた容量Ｖ１のインクが、開閉弁３から排出され、サブタンク４を経由して、インクタンク５内に流れ込む。また、インクタンク５から大気連通室６にインクが流れ込む。

インクタンク５内にインクが流れ込むことにより、インクタンク５内のインクの流れが起きる。また、サブタンク４内にもインクの流れが起きる。

図４（ａ）に示す弁開動作と図４（ｂ）に示す弁閉動作とを繰り返すことにより、インクタンク５およびサブタンク４内のインクに継続的に流れを起こし、これらのタンク内のインクを撹拌することができる。この時、開閉弁３から記録ヘッド１までの流路の圧損が、開閉弁３からインクタンク５までの圧損と比べてはるかに大きいため、記録ヘッド１側にはほとんどインクは流れない。したがって、開閉弁３内の容積変化分の容量のインクが、インクタンク５に流入／流出し、ほとんど損失なく、タンク内のインクを撹拌することができる。

次に、記録装置５０の動作について説明する。

図５は、開閉弁３内の容積、供給流路の状態、供給経路の流路抵抗、および、フォトセンサ４１の検知状態と、カム３７の回転角度との関係を示す図である。

なお、開閉弁３内の容積は、第１の値としての最小値（ゼロ）から第３の値としての最大値（Ｖ１）まで変化することができる。開閉弁３内の容積が最小値である状態では、供給流路は閉塞され、開閉弁３内の容積が最大値である状態では、供給流路は全開放される。

また、上述したように、カム３７は、回転角度に応じて光を透過あるいは遮光するように構成され、フォトセンサ４１は、光の透過あるいは遮光を検出することにより、カム３７の位置出しを行う。

以下では、供給流路を閉塞状態から開放状態にし、その後、再び、閉塞状態にする場合の動作について説明する。

供給流路が閉塞状態にある場合、すなわち、開閉弁３が閉じている（容積が最小である）場合、カム３７の回転角度はｄ０である。供給流路は閉塞状態であるため、供給流路の流路抵抗は最大値となる。また、この段階では、フォトセンサ４１は、遮光を検知している。

供給流路を開放するために、カム３７を回転させると、カム３７の回転に応じて、開閉弁３内の容積が増大し（開閉弁３が開かれ）、開閉弁３内にインクが取り込まれる。

カム３７の回転角度がｄ１となると、開閉弁３内の容積（開閉弁３内のインク容量）が所定量以上となり、供給流路が開放される。供給流路が開放されると、供給流路の流路抵抗が減少する。

カム３７をさらに回転させると、開閉弁３内の容積は増加し続け、供給流路の流路抵抗は減少し続ける。

カム３７の回転角度がｄ２となると、開閉弁３内の容積（開閉弁３内のインク容量）がＶ２となり、供給流路の流路抵抗は最小値となる。

カム３７をさらに回転させると、開閉弁３内の容積は増加し続ける。また、供給流路の流路抵抗は最小値のままである。

カム３７の回転角度がｄ３となると、開閉弁３内の容積（開閉弁３内のインク容量）がＶ１となる。また、供給流路の流路抵抗は最小値のままであり、フォトセンサ４１は、引き続き、遮光を検知している。この状態は、カム３７の回転角度がｄ４となるまで維持される。

カム３７を回転角度ｄ４からさらに回転させると、開閉弁３内の容積が減少し、その容積変化に相当する容量のインクが開閉弁３から排出される。

カム３７の回転角度がｄ６となると、開閉弁３内の容積（開閉弁３内のインク容量）が第２の値としてのＶ２となる。記録時および記録待機時は、開閉弁３内の容積はＶ２に維持される。開閉弁３内の容積がＶ２である状態では、供給流路は閉塞されることなく、供給流路の流路抵抗は、最小値のままである。すなわち、開閉弁３内の容積がＶ２である場合と開閉弁３内の容積がＶ１である場合とで、供給流路の流路抵抗は増加していない。そのため、記録への影響はなく、開閉弁３内の容積がＶ２であっても、良好な記録を行うことができる。

カム３７は、回転角度がｄ６からｄ０までの間は光を透過するように構成されているものとする。そのため、フォトセンサ４１は、カム３７の回転角度がｄ６となると、光の透過を検知する。以下では、回転角度ｄ６であるカム３７の位置を弁開位置と称することがある。

このように、記録装置５０においては、開閉弁３の弁開動作時には、開閉弁３内の容積を、最大値Ｖ１まで増加させた後、供給流路の流路抵抗を増加させない範囲で減少させた容積Ｖ２に維持する。以下では、開閉弁３内の容積を、最小値から最大値Ｖ１まで増加させた後、容積Ｖ２まで減少させる領域を、弁開動作領域と称することがある。

開閉弁３の弁開動作後、弁閉動作が行われる。なお、弁閉動作は、記録の終了時、あるいは、タンク内のインクの撹拌のために行われる。

カム３７がさらに回転されると、開閉弁３内の容積（開閉弁３内のインク容量）がＶ２から減少する。開閉弁３内の容積がＶ２から減少することで、供給流路の流路抵抗は増加する。

カムの回転角度がｄ７となると、開閉弁３内の容積が所定量未満となり、供給流路は閉塞し、供給流路の流路抵抗は最大値となる。

カム３７がさらに回転し、カム３７の回転角度がｄ０となると、フォトセンサ４１は、遮光を検知する。以下では、回転角度ｄ０におけるカム３７の位置を、弁閉位置あるいは遮光検知位置と称することがある。

このように、記録装置５０においては、開閉弁３の弁閉動作時には、開閉弁３内の容積を減少する方向にのみ変化させる。以下では、開閉弁３内の容積をＶ２から最小値まで変化させる領域を、弁閉動作領域と称することがある。

インクタンク５が未装着である場合、開閉弁３が閉じられると、第１の中空管８が露出しているため、開閉弁３から排出されたインクが、第１の中空管８に形成された穴８４から吹き出す。

ここで、本実施形態においては、記録時および記録待機時には、開閉弁３内の容積を、最大値（Ｖ１）よりも小さく、かつ、開閉弁３内の容積がＶ１である場合と比べて供給流路の流路抵抗を増大させない範囲で減少させた容積（Ｖ２）に維持する。そのため、ストップレス印字時などに、開閉弁３内に保持されるインク量が減るので、インクタンク５が未装着の状態で弁閉動作が行われても、第１の中空管８の穴８４からインクが吹き出す勢いを抑えることができる。その結果、インクの吹き出しにより周囲を汚してしまう可能性を低減することができる。

また、弁開動作中に、開閉弁３内の容積が最大となる領域があるため、開閉弁３を用いてタンク内のインクを撹拌する場合にも、撹拌効果は低下しない。

なお、上述したように、カム３７の回転に応じて、開閉弁３内に容量Ｖ１のインクが引き込まれる。ここで、インクタンク５の未装着時に、開閉弁３内にインクが引き込まれると、開閉弁３内に引き込まれたインクの容量Ｖ１に相当する空気が、第１の中空管８から引き込まれ、サブタンク４内に貯留される。

その後、カム３７が回転角度ｄ４からｄ６まで回転する間は、開閉弁３内に保持されたインクが供給流路に排出される。ここで、開閉弁３から排出されるインク容量は、Ｖ１−Ｖ２である。開閉弁３から排出されるインク容量（Ｖ１−Ｖ２）は、サブタンク４内に貯留された空気の容量（Ｖ１）よりも小さいため、第１の中空管８からインクが吹き出すことはない。

ところで、上述したように、インクタンク５に装着されたＥＥＰＲＯＭ２０の読み値により、インクタンク５の装着の有無を検知することができる。

そこで、インクタンク５の未装着時における弁閉動作の速度を、インクタンク５の装着時における弁閉動作の速度よりも遅くしてもよい。

例えば、ＤＣモータ３５の駆動をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する場合には、インクタンク５の装着時の弁閉動作では、ＰＷＭ＝３３％とし、インクタンク５の未装着時の弁閉動作では、ＰＷＭ＝１１％とする。このように、弁閉動作の異なるモードを用意することで、制御動作は複雑になるものの、インクタンク５の未装着時における、弁閉動作による第１の中空管８からのインクの吹き出しの勢いをさらに抑えることができる。その結果、吹出しインク貯留部８１を超えてインクが吹き出す可能性をさらに低減することができる。以下では、インクタンク５の装着時よりも低速で弁閉動作を、低速弁閉動作と称する。

なお、インクタンク５の未装着時における低速弁閉動作の速度は、例えば、開閉弁３が保持できる最大のインク量（Ｖ１）が吹き出した場合でも、吹出しインク貯留部８１を超えてインクが吹き出さないような速度が設定される。

一般に、ＤＣモータは、回転にブレーキをかけても慣性力によってすぐには停止しない。開閉弁３の硬度を高くし、弁閉動作を行うためにＤＣモータを高トルクで駆動すると、慣性力も大きくなり、停止位置にばらつきが発生してしまうことがある。インクタンク５の未装着時には、弁閉動作の速度を遅くすることで、ＤＣモータ３５の慣性力による停止位置のばらつきを小さくすることができる。

なお、開閉弁３内の容積をＶ１からＶ２にする際に、開閉弁３がインクを排出する勢いが強すぎると、第１の中空管８からインクが吹き出すおそれがある。そのため、開閉弁３内の容積をＶ１からＶ２にする速度を、インクタンク５の未装着時には、インクタンク５の装着時よりも遅くしてもよい。また、弁開動作領域全体に亘って、開閉弁３の容積を変化させる速度を、インクタンク５の未装着時には、インクタンク５の装着時よりも遅くしてもよい。

なお、弁開動作中に弁開速度を切り替える場合には、動作時間を測定することとしてもよいし、カム３７が回転角度ｄ４の位置に到達したことを検知可能なセンサを新たに設けてもよい。

（第２の実施形態）
記録装置の小型化・簡素化のため、１つのインクタンク５に、複数の供給流路が接続されることがある。この場合、各供給流路同士の連通を防止するために、各供給流路に開閉弁３を設ける必要がある。しかし、１つのインクタンク５に対する開閉弁３の数が増えると、開閉弁３が保持するインク量の合計も増加し、インクの吹き出し時に、第１の中空管８から吹き出すインク量も増加してしまう。

図６は、本発明の第２の実施形態に係るインク供給系の構成を示す概念図である。

図６においては、一色のインクを２つの供給流路に分岐し、２つの記録ヘッド１ａ，１ｂに導くインク供給系の構成を示している。一色のインクを複数の記録ヘッド（記録ヘッド１ａ，１ｂ）に分配することで、例えば、黒のような消費量の多い色であっても、記録ヘッドから見た消費量を平均化することができる。

インクタンク５は、サブタンク４を介して２つの供給チューブ（供給流路）２ａ，２ｂと接続されている。供給チューブ２ａ，２ｂはそれぞれ、異なる記録ヘッド１ａ，１ｂと接続されている。また、供給チューブ２ａ，２ｂ中にはそれぞれ、開閉弁３ａ，３ｂが設けられている。

開閉弁３ａ，３ｂは、装置の小型化、簡素化のために、１つのＤＣモータ３５によって開閉が制御される。そのため、開閉弁３ａ，３ｂの開閉タイミングは同じである。また、開閉弁３ａ，３ｂの開閉動作は、第１の実施形態における開閉弁３の開閉動作と同じである。

図６に示すインク供給系では、開閉弁３ａ，３ｂそれぞれでインクが保持されるため、インクタンク５の未装着時には、開閉弁３ａ，３ｂそれぞれで保持されるインクが、第１の中空管８の穴８４から吹き出すことになる。

上述したように、開閉弁３ａ，３ｂはそれぞれ、第１の実施形態における開閉弁３と同様にして開閉動作が制御される。そのため、弁開動作により開閉弁３ａ，３ｂ内に保持されるインク容量は、２×Ｖ２となる。したがって、２つの供給流路にそれぞれ、容積の最大値がＶ１である開閉弁を設け、供給流路の開放時には、各開閉弁内の容積を最大とする場合と比べて、第１の中空管８から吹き出すインク量を少なくし、また、吹き出す勢いも抑えることができる。その結果、吹き出したインクが吹出しインク貯留部８１を超え、周囲を汚す可能性を低減することができる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係るインク供給系の構成を示す概念図である。

本実施形態に係るインク供給系は、第１の実施形態に係るインク供給系と比較して、カム３７の形状が異なる。

図８は、本実施形態に係るインク供給系における、開閉弁３内の容積、供給流路の状態、供給経路の流路抵抗、および、フォトセンサ４１の検知状態と、カム３７の回転角度との関係を示す図である。

本実施形態においては、図８に示すように、カム３７の回転角度がｄ４とｄ６との間のｄ５において、開閉弁３内の容積がＶ２となるように、カム３７の形状が設定されている。その結果、本実施形態においては、開閉弁３内の容積を第２の容積であるＶ２から第１の容積であるゼロにする速度（弁閉動作の速度）が、開閉弁３内の容積を第３の容積であるＶ１からＶ２にする速度よりも遅い。そのため、カム３７の回転周期における弁閉動作が占める時間が長くなる。すなわち、本実施形態における弁閉動作の速度は、第１の実施形態における弁閉動作の速度よりも遅くすることができる。

弁閉動作の速度が遅くなることで、インク未装着時における、弁閉動作による第１の中空管８からのインクの吹き出しの勢いをさらに抑え、吹出しインク貯留部８１を超えてインクが吹き出す可能性をさらに低減することができる。

また、弁開動作領域において、開閉弁３内の容積をＶ１からＶ２にする速度を速くすると、開閉弁３からインクが排出される速度が速くなる。しかし、上述したように、インクタンク５の未装着時には、第１の中空管８からサブタンク４内に空気が引き込まれているため、開閉弁３からインクが排出される速度が速くなっても、第１の中空管８からのインクの吹き出しは起こらない。

なお、スループット向上のために、カム３７の形状により弁閉動作の速度が遅くなった分だけ、低速弁閉動作の速度を速く（例えば、ＰＷＭ＝１８％）してもよい。

また、本実施形態においては、カム３７の形状により、開閉弁３内の容積をＶ２からゼロにする速度を、開閉弁３内の容積をＶ１からＶ２にする速度よりも遅くする例を用いて説明したが、これに限られるものではない。例えば、ＣＰＵ１１が、ＤＣモータ３５の回転を制御することにより、開閉弁３内の容積をＶ２からゼロにする速度を、開閉弁３内の容積をＶ１からＶ２にする速度よりも遅くしてもよい。

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係るインク供給系の構成を示す概念図である。なお、図９においては、インクタンク５が未装着である状態を示している。

本実施形態においては、中実管１０は、サブタンク４内のインクが満タンの状態から、Ｖ４以上消費された場合に、中実管１０の底面とインク面とが接しなくなる位置に配置されている。ここで、Ｖ４＞Ｖ１である。

上述したように、第１の中空管８と中実管１０との間の電流を検知することにより、サブタンク４内のインクの貯留量が所定量以上であるか否かを検知することができる。本実施形態においては、サブタンク４内のインクが満タンの状態からＶ４以上消費された場合に、中実管１０の底面とインク面とが接しなくなる。したがって、サブタンク４は、インクの貯留量が、サブタンク４の最大貯留量からＶ４だけ少ない量以上であるか否かを検知可能に構成されている。

図１０は、本実施形態に係るインク供給系における弁閉動作時のシーケンス図である。

弁閉動作の開始時には、まず、例えば、ＣＰＵ１１により、インクタンク５が装着されているか否かが判定される（ステップＳ１０１）。

インクタンク５が装着されていると判定された場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、通常の弁閉動作が行われる（ステップＳ１０２）。

インクタンク５が装着されていないと判定された場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、サブタンク４のインクの貯留量が、所定量（サブタンク４の最大貯留量からＶ４だけ少ない量）以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０３）。

サブタンク４のインクの貯留量が、所定量未満であると判定された場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、通常の弁閉動作が行われる（ステップＳ１０４）。

サブタンク４のインクの貯留量が、所定量以上であると判定された場合には（ステップＳ１０３：いぇｓ）、低速弁閉動作が行われる（ステップＳ１０５）。

このように、本実施形態においては、インクタンク５の未装着時における弁閉動作の速度は、サブタンク４の貯留量が所定値未満である場合よりサブタンク４の貯留量が所定値以上である場合の方が遅い。

サブタンク４の貯留量が所定量以上である場合には、開閉弁３の弁閉動作の速度を遅くすることで、第１の中実管８からインクが吹き出す勢いを抑え、吹出しインク貯留部８１を超えてインクが吹き出す可能性を低減することができる。

また、サブタンク４の貯留量が所定量未満である場合には、Ｖ４＞Ｖ１であるため、開閉弁３から排出されたインクはサブタンク４内に貯留され、インクの吹き出しは起こらない。そのため、高トルクで通常の弁閉動作を行うことができるので、開閉弁３の硬度を上げて、弁閉動作時の負荷が増大した場合にも、トルク不足により弁閉動作が行えないということを防ぐことができる。

なお、インクタンク５の未装着時に弁閉動作を行う場合に、サブタンク４の貯留量が所定量以上であれば、回復ユニット７０により、記録ヘッド１の吐出口からインクを排出させて、貯留量が所定量未満となるようにしてもよい。

１，１ａ，１ｂ 記録ヘッド
２ 供給チューブ（供給流路）
３，３ａ，３ｂ 開閉弁
４ サブタンク
５ インクタンク
６ 大気連通室
８ 第１の中空管
９ 第２の中空管
１０ 中実間
１１ ＣＰＵ
１２ Ｉ／Ｆ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１５ Ｉ／Ｏ
１６ 駆動部
１７ インク残量センサ
１８ インク装着センサ
２０ ＥＥＰＲＯＭ
３４ バネホルダ
３５ ＤＣモータ
３６ ギア
３７ カム
３８ 圧縮バネ
３９ レバー
４０ 中心軸
４１ フォトセンサ
５０ インクジェット記録装置
５４ 操作パネル
６０ キャリッジ
６３ インク供給ユニット
７０ 回復ユニット
７１ 廃インクチューブ
７２ キャップ
８１ 吹出しインク貯留部
８２ ドレイン
８３ インク吸収体

Claims (8)

1. 記録媒体に液体を吐出して記録を行う記録装置であって、
   前記液体を吐出する記録ヘッドと、
   前記記録装置に着脱可能であり、前記液体を貯留するインクタンクと、
   前記インクタンクから前記記録ヘッドに液体を導く供給流路と、
   前記供給流路中に設けられ、前記液体を保持する内部の容積として、順に容積が大きな第１乃至第３の容積とすることが可能であり、前記第１の容積のときには前記供給流路を閉塞状態とする開閉弁と、
   前記開閉弁内の容積を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、記録時および記録待機時には、前記開閉弁内の容積を前記第２の容積とし、前記供給流路を閉塞する場合には、前記開閉弁内の容積が前記第１の容積となるように減少させることを特徴とする記録装置。
2. 請求項１記載の記録装置において、
   前記インクタンクの未装着時における前記開閉弁を閉じる速度は、前記インクタンクの装着時における前記開閉弁を閉じる速度よりも遅いことを特徴とする記録装置。
3. 請求項１または２記載の記録装置において、
   前記制御部は、前記供給流路を開放状態にする場合、前記開閉弁の容積を前記第３の容積まで増加させた後に前記第２の容積まで減少させ、
   前記インクタンクの未装着時における前記開閉弁内の容積を前記第３の容積から前記第２の容積にする速度は、前記インクタンクの装着時における前記開閉弁内の容積を前記第３の容積から前記第２の容積にする速度よりも遅いことを特徴とする記録装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の記録装置において、
   前記インクタンクに複数の前記供給流路が接続され、
   前記複数の供給流路のそれぞれに、前記開閉弁が設けられていることを特徴とする記録装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の記録装置において、
   前記開閉弁内の容積を前記第２の容積から前記第１の容積にする速度は、前記開閉弁内の容積を前記第３の容積から前記第２の容積にする速度よりも遅いことを特徴とする記録装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の記録装置において、
   前記記録ヘッドの吐出面に設けられた吐出口から前記液体を吸引する回復ユニットをさらに有し、
   前記回復ユニットは、前記インクタンクの未装着時には、前記開閉弁を閉じる弁閉動作が行われる前に、前記吐出口から前記液体を吸引することを特徴とする記録装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の記録装置において、
   前記インクタンクと前記開閉弁との間に設けられ、前記液体を貯留し、貯留量が所定量以上であるか否かを検知可能に構成されたサブタンクをさらに有し、
   前記インクタンクの未装着時における前記開閉弁を閉じる速度は、前記サブタンクの貯留量が前記所定量以上である場合には、前記サブタンクの貯留量が前記所定量未満である場合よりも遅いことを特徴とする記録装置。
8. 記録媒体に液体を吐出する記録ヘッドと、前記液体を貯留する着脱可能なインクタンクと、前記インクタンクから前記記録ヘッドに液体を導く供給流路と、前記供給流路中に設けられ、前記液体を保持する内部の容積として、順に容積が大きな第１の容積乃至第３の容積とすることが可能であり、前記第１の容積のときには前記供給流路を閉塞状態とする開閉弁と、を有する記録装置の制御方法であって、
   記録時および記録待機時には、前記開閉弁の容積を前記第２の容積とし、
   前記供給流路を閉塞する場合には、前記開閉弁の容積が前記第１の容積となるように減少させることを特徴とする制御方法。

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