JP2020196171A - インクジェット記録装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インク流路における異常を検出しつつ、充填時間を短縮することができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクを貯留する第１タンクと、第１タンクから供給されるインクを貯留する第２タンクと、第２タンクから供給されるインクを吐出する複数の吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドと、吐出口面を密閉するキャップと、キャップと接続される吸引手段と、第２タンクに貯留されるインク量の変化を検知する検知手段と、キャップにより吐出口面を密閉した状態で吸引手段を駆動することによって第２タンクから記録ヘッドへインクを充填する制御手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、制御手段は、吸引手段の駆動によって第２タンクに貯留されるインク量が所定量変化するか検知手段に検知させる異常検出動作Ｓ１０９を行う第１の充填モードと、異常検出動作を行わない第２の充填モードと、を実行可能である。【選択図】図４

Description

本発明は、インクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置及びその制御方法に関する。

特許文献１には、インクを貯留するインクタンクと、インクタンクから供給されるインクを貯留するリザーブタンクと、リザーブタンク内のインク量を検知する検知手段を備えるインクジェット記録装置が開示されている。リザーブタンクから記録ヘッドへインクを充填する充填動作の際に、検知手段の検知結果を参照することでインク流路における異常を検知することができる。

特開２０１６−１１２８８２号公報

インクの充填動作は一般的に、記録装置の初期設置のために充填する場合と、既に使用している記録装置を別の場所に輸送した後に再度充填する場合と、がある。しかしながら、特許文献１の構成では、いずれの充填を行う場合でもインク流路における異常を検知してしまうという課題がある。すなわち、輸送後の再充填においては、初期設置時にインク流路における異常がないことが既に確認されているにも関わらず、再度異常検知が行われる場合があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インク流路における異常を検出しつつ、充填時間を短縮することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、インクを貯留する第１タンクと、前記第１タンクから供給されるインクを貯留する第２タンクと、前記第２タンクから供給されるインクを吐出する複数の吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドと、前記吐出口面を密閉するキャップと、前記キャップと接続される吸引手段と、前記第２タンクに貯留されるインク量の変化を検知する検知手段と、前記キャップにより前記吐出口面を密閉した状態で前記吸引手段を駆動することによって前記第２タンクから前記記録ヘッドへインクを充填する制御手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、前記制御手段は、前記吸引手段の駆動によって前記第２タンクに貯留されるインク量が所定量変化するか前記検知手段に検知させる異常検出動作を行う第１の充填モードと、前記異常検出動作を行わない第２の充填モードと、を実行可能であることを特徴とする。

本発明によれば、インク流路における異常を検出しつつ、充填時間を短縮することができるインクジェット記録装置を提供することができる。

第１実施形態に係るインクジェット記録装置の概略斜視図である。 第１実施形態に係るインクタンクから記録ヘッドまでの一色分のインク流路を示す概念図である。 第１実施形態に係るインクジェット記録装置の制御機構を示すブロック図である。 第１実施形態に係る第１の充填モードのフローチャートである。 第１実施形態に係る第１の充填モードによって流路にインクが充填される様子を示す概念図である。 第１実施形態に係るインクジェット記録装置の供給弁の異常が発生した場合の概念図である。 第１実施形態に係る第２の充填モードのフローチャートである。 第１実施形態に係る第２の充填モードによって流路にインクが充填される様子を示す概念図である。 第１実施形態に係る第３の充填モードのフローチャートである。 第１実施形態に係る第３の充填モードによって流路にインクが充填される様子を示す概念図である。

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。但し、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、実施形態に記載されている構成要素の相対配置、形状等はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
（インクジェット記録装置の全体構成）
図１は、第１実施形態に係るインクジェット記録装置（以下、記録装置）５０の内部構造を示す概略斜視図である。記録装置５０は、互いに向き合うように設けられた２つの脚部５５の上端部に跨るように支持固定されている。記録装置５０の内部には、ベルト伝達手段６２によりＢ方向（主走査方向）に往復移動するキャリッジ６０が設けられている。キャリッジ６０には、記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッド１が搭載されている。記録ヘッド１は、ホストコンピュータ等から送られてきた記録データに基づいて、各吐出口からインク滴を吐出して記録媒体に画像を記録する。

記録装置５０の前面には、記録媒体を保持するロールホルダユニット５２が設けられている。本実施形態では、記録媒体としてロール状の連続紙を用いる。記録装置５０が記録命令を受信すると、ロールホルダユニット５２にセットされた記録媒体は記録ヘッド１と対向する記録位置まで給送される。なお、記録媒体はロール紙に限定されるものではなく、例えばカット紙であってもよい。

キャリッジ６０の主走査方向への移動と記録ヘッド１によるインクの吐出動作によって１バンド分の画像が記録されると、記録媒体は搬送ローラ（不図示）により所定量だけＡ方向（搬送方向）に搬送される。このように、１バンド分の吐出動作と間欠的な搬送動作を繰り返す記録動作によって、記録媒体の全体に画像が記録される。なお、本実施形態においてＡ方向（搬送方向）はＢ方向（主走査方向）と直交する。記録動作が完了すると、不図示のカッタによって記録媒体が切断される。切断された記録媒体は、ロールホルダユニット５２の下方に設けられるスタッカ５３に積載される。

さらに記録装置５０の前面には、インク供給ユニット６３が備えられている。インク供給ユニット６３は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどの色毎にインクを収容するインクタンク５を有し、各インクタンク５は記録装置５０に対して着脱可能に設けられている。インクタンク５には、後述するリザーブタンク（第２タンク）４（図２）を介して可撓性部材等で構成された供給チューブ２が接続され、供給チューブ２によってインクタンク５と記録ヘッド１とが接続されている。すなわち、供給チューブ２はインク供給路としての機能を有する。

記録ヘッド１の記録媒体と対向する面は、インクを吐出する複数の吐出口が設けられた吐出口面２０（図２参照）である。吐出口面２０は搬送方向に沿って複数の吐出口が配列された吐出口列をインク色毎に備える。インクの色毎に備えられた複数の供給チューブ２は各吐出口列と接続され、キャリッジ６０の往復移動によってバラバラにならないようにチューブガイド６１によって束ねられている。

回復ユニット７０は、主走査方向においてキャリッジ６０の走査範囲内であって、記録媒体の搬送領域外に設けられている。回復ユニット７０は、必要に応じて吐出口面２０に設けられた複数の吐出口からインクや空気を吸引してクリーニング動作を行ったり、インクタンク５から記録ヘッド１へインクを充填するための吸引動作を行ったりする。

記録装置５０の前面でインク供給ユニット６３の上方には操作パネル５４が設けられている。ユーザが操作パネル５４を操作することで、記録装置５０に対する指令が入力される。操作パネル５４は、例えばインクタンク５の交換が必要な際にユーザに対して警告を発する表示パネルの機能を備えた、タッチパネル形式等も含む。

図２は、インクタンク５から記録ヘッド１までの一色分のインク流路を示す概念図である。インクタンク５の下方には、インクタンク５から供給されるインクを収容するリザーブタンク４と、インクタンク５からリザーブタンク４へインクを補給（供給）するためのインク補給路６と、が設けられている。

インクタンク５は、内部にインクを貯留する空間を有し、底部に第１ジョイント部８０と第２ジョイント部９０が設けられている。第２ジョイント部９０の周囲には、挿入される第２の中空管９を囲むように、インクタンク５の底部から立設された筒状の壁部４２が配置されている。

インク補給路６は、一端６ａが第１の中空管８と接続され、他端６ｂがリザーブタンク４と接続されている。第１の中空管８は、インクタンク５の底部に設けられた第１ジョイント部８０に対して挿入可能である。

インク補給路６にはさらに、インク供給手段としての補給弁３２と可撓部３３とが設けられている。補給弁３２は、駆動源によって開状態と閉状態とに切替可能な弁であり、インク補給路６を開閉することができる。補給弁３２は、インク補給路６においてリザーブタンク４と接続される他端６ｂと、可撓部３３との間に配置されている。なお、補給弁３２とは別に、インクタンク５と可撓部３３の間にも開閉弁を更に設ける構成でもよい。

可撓部３３は、駆動源によって内部容積が変化可能な可撓性の部材で構成されている。可撓部３３を変形させて内部容積を変化させることにより、可撓部３３に対してインクが流入または流出する。可撓部３３は、重力方向においてインク補給路６の最下部に設けられている。これにより、可撓部３３の容積変化の妨げとなる気泡が可撓部３３の内部に混入することを抑制することができる。

なお、本実施形態では、可撓部３３の容積変化量は、約０．７〜１ｍｌに設定されているが、容積変化量や可撓部３３の配置は適宜変更可能である。また、可撓部３３の容積の最大変形量をインク補給路６の容積よりも大きく設定することで、より効率的にインクの充填を行うことができる。

補給弁３２と可撓部３３は、不図示の共通の駆動機構により駆動される。また、インクの色毎に複数のインク流路がある場合は、複数の補給弁３２を１つの部品で構成してもよいし、共通の駆動源によって制御する構成でもよい。

リザーブタンク４には、大気と連通する大気連通部７と、インクタンク５へ空気を導入するための空気導入路１０が設けられている。すなわち、インクタンク５には大気と連通する大気連通部が設けられておらず、インクタンク５はリザーブタンク４を介して大気と連通する構成となっている。また、インクタンク５は、リザーブタンク４（装置本体）に対して着脱可能である。

空気導入路１０は、一端１０ａが第２の中空管９に接続され、他端（開口）１０ｃがリザーブタンク４の内部に開放している。第２の中空管９は、インクタンク５の底部に設けられた第２ジョイント部９０に対して挿入可能である。

リザーブタンク４において、インク補給路６の他端６ｂは空気導入路１０の開口１０ｃよりも重力方向において下方に配置されている。インクの水頭差により、第１の中空管８及びインク補給路６を通じてインクタンク５からリザーブタンク４へインクが供給されると共に、インクと同量の空気が空気導入路１０及び第２の中空管９を通じてリザーブタンク４からインクタンク５へ導入される。リザーブタンク４に貯留されているインクの液面が上昇することで空気導入路１０の開口１０ｃが封止されると、リザーブタンク４からインクタンク５への空気の導入が停止され、インクタンク５からリザーブタンク４へのインクの供給も停止される。

このように、リザーブタンク４内のインクが消費されて液面が下がると、空気導入路１０を通じて空気がインクタンク５へ導入されると共に、インクタンク５からリザーブタンク４へインク補給路６を通じてインクが自動的に供給される。本実施形態は、このようなバードフィード供給方式によって、インクタンク５からリザーブタンク４へインクが供給される。なお、インクタンク５内のインクが無くなるまでは、リザーブタンク４内のインクの液面高さは、空気導入路１０の開口１０ｃと略同じ高さに保たれる。

リザーブタンク４内には、金属製の第１の中実管３４１、第２の中実管３４２及び第３の中実管３４３が電極３４として設けられている。第１の中実管３４１の下端は空気導入路１０の開口１０ｃよりも重力方向において少し下方に位置するように設けられている。これにより、リザーブタンク４に貯留されるインク液面が開口１０ｃとほぼ同じ高さまで到達した状態（満タン状態）を確実に検知することができる。

また、第２の中実管３４２と第３の中実管３４３は略同じ長さを有し、それぞれの下端は第１の中実管３４１の下端よりも下方に位置し、且つ、リザーブタンク４から記録ヘッド１へインクを供給するためのインク流出部４０１の上端よりも上方に位置している。

第１の中実管３４１と第３の中実管３４３の間に微弱な電圧を印加した場合、リザーブタンク４内のインクが満タン状態であれば、インクを通じて電極間に電流が流れて２つの電極間の抵抗値が低くなる。一方、インクが満タン状態でない場合は、電極間に電流が流れず、電極間の抵抗値が高くなる。このように、第１の中実管３４１と第３の中実管３４３を用いた電極間の抵抗値変化に基づいて、リザーブタンク４が「満タン状態」であるか否かを検知することができる。

同様に、第２の中実管３４２と第３の中実管３４３の間に微弱な電圧を印加した場合、リザーブタンク４内のインク液面が第２の中実管３４２と第３の中実管３４３の下端よりも低下した状態（空状態）であれば、２つの電極間に電流が流れず抵抗値が高くなる。一方、インク液面が第２の中実管３４２と第３の中実管３４３の下端より上方に位置する場合は、電極間に電流が流れて抵抗値が低くなる。このように、第２の中実管３４２と第３の中実管３４３を用いた電極間の抵抗値変化に基づいて、リザーブタンク４のインク量が「空状態」であるか否かを検知することができる。

前述したように、第２の中実管３４２と第３の中実管３４３は、リザーブタンク４内のインク量の下限を検知するために配置されている。リザーブタンク４のインク量が「空状態」であることを検知すると、液面が上昇するまで、インクを消費する全ての動作（記録動作やクリーニング動作など）が禁止される。

リザーブタンク４のインク量が「空状態」であることが検知されても、リザーブタンク４内のインク液面はインク流出部４０１の上端より高い位置にあるため、インク流出部４０１から記録ヘッド１へ向けて空気が供給されるのを抑制することができる。

また、インクタンク５内にインクが収容されている限り、バードフィード供給方式によってリザーブタンク４内は「満タン状態」が維持される。従って、リザーブタンク４内のインクが「満タン状態」ではないと検知された場合、インクタンク５内に収容されているインクが無くなった（インク無し状態）と推測できる。即ち、電極３４（第１の中実管３４１と第３の中実管３４３）によって、インクタンク５の「インク無し状態」を検知することもできる。

インク流出部４０１は、リザーブタンク４の側面において最も低い位置に設けられ、記録ヘッド１へインクを供給するための供給チューブ２と接続される。すなわち、インク流出部４０１は供給チューブ２と共にインク供給路を構成する。インク流出部４０１には、駆動源によって開閉可能な供給弁３が設けられている。供給弁３は、複数のインク流出部４０１に対して共通に設けられる構成であってもよい。また、本実施形態では、補給弁３２、可撓部３３及び供給弁３が共通の駆動源によって駆動されるが、供給弁３を別の駆動源で駆動する構成であってもよい。

記録ヘッド１は、吐出口面２０が空気導入路１０の開口１０ｃよりも重力方向において上方になるように配置されている。すなわち、吐出口面２０と満タン状態のリザーブタンク４内のインク液面とに水頭差Ｈが維持される配置となっており、これにより記録ヘッド１内のインクの負圧が維持されて吐出口面２０からインクが漏れない。なお、本実施形態では水頭差Ｈは約８０ｍｍである。

回復ユニット７０は、吐出口面２０を密閉可能なキャップ３５と、キャップ３５と接続される吸引ポンプ（吸引手段）３１を有する。キャップ３５は、吐出口面２０を密閉する被覆状態と露出させる露出状態とに切替可能である。また、吸引ポンプ３１はチューブをしごいて吸引するチューブポンプを用いる。

例えば記録ヘッド１内部に空気が溜まっている場合は、キャップ３５を被覆状態に切り替え、供給弁３を閉じた状態にして、吸引ポンプ３１を所定時間駆動して空気を吸引する。吸引ポンプ３１により所定時間（例えば約２５秒）の吸引を行った後、供給弁３を開放させる。これにより、記録ヘッド１内から空気が排出され、供給弁３から吸引ポンプ３１までの流路にチャージされた負圧によってリザーブタンク４から記録ヘッド１へインクが充填される。

図３は、記録装置５０の制御機構を示すブロック図である。制御手段であるＣＰＵ１１は、記録装置５０全体を制御するための演算処理装置である。ＲＡＭ１４は、制御ソフトウエアを動作させる際に一時的に使用する情報を保持可能な記憶装置である。ＲＯＭ１３は、制御ソフトウエアを内蔵し、読み出しのみ可能な記憶装置である。ユーザインターフェース（Ｉ／Ｆ）１２は、ユーザが操作するキーや情報を表示する操作パネル５４を含み、記録装置５０とホストコンピュータを接続するデータ送受信用通信ポートとして機能する。

入出力Ｉ／Ｏ１５は、駆動部１６に接続される検知手段１７とインクタンク装着センサ１８の入出力を制御する。検知手段１７は、電極３４と、電極３４に接続する電気回路を備え、電極３４の電圧値からリザーブタンク４内の液面高さを検知する。なお、検知手段１７によって、インクタンク５内の液面高さも検知可能な構成であってもよい。

インクタンク装着センサ１８は、インクタンク５に取り付けられたＥＥＰＲＯＭ２００の読み取り値で、記録装置５０に対するインクタンク５の着脱状態を判断している。また、インクタンク装着センサ１８を用いてＥＥＰＲＯＭ２００の内容（記録情報）の読み書きを行う。つまり、記録ヘッド１等からインクを消費する度に、ＥＥＰＲＯＭ２００にインクタンク５の残量が記録され、インクタンク５の残量管理が行われている。

（第１の充填モード）
次に図４及び図５を用いて、記録装置５０の第１の充填モードについて説明する。なお、本実施形態では、第１の充填モードは、記録装置５０の初期設置時の初期充填動作として行われる。図４は、第１の充填モードのフローチャートを示す。図５（ａ）〜（ｆ）は第１の充填モードによってインクが充填される様子を示す概念図である。

（第１の異常検出動作）
まず、インクタンク５からリザーブタンク４までの流路上の異常（異常Ａとする）を検出する、第１の異常検出動作について説明する。まずＣＰＵ１１は、Ｓ１０１にて補給弁３２を閉じて、操作パネル５４などを介してユーザにインクタンク５の装着を促す。

Ｓ１０２にて、インクタンク装着センサ１８によりインクタンク５の装着が検知されると、インク補給路６内にインクを充填するために、ＣＰＵ１１は、可撓部３３を所定時間で作動させた後に停止させる（Ｓ１０３）。

具体的には、図５（ａ）に示すように、補給弁３２が閉じた状態で可撓部３３の容積を縮小変形させることで、インク補給路６内の空気をインクタンク５へ押し出す。次に、可撓部３３の容積を拡大変形させることで、インクタンク５からインク補給路６へインクを引き込む。ＣＰＵ１１は、Ｓ１０３でこのような可撓部３３の容積変化動作（供給動作）を所定時間繰り返す。

なお、可撓部３３の容積をＶ１とし、第１の中空管８内部の容積をＶ２とした場合、Ｖ１＞Ｖ２の関係が成立するように構成されている。可撓部３３の容積変化動作を所定時間連続的に実行することにより、インクタンク５と補給弁３２の間のインク補給路６の内部において、空気とインクの気液交換が進む。この気液交換により、最終的には、インクタンク５と補給弁３２の間のインク補給路６の内部がインクによって満たされる。

次に、図５（ｂ）に示すように、インクタンク５から補給弁３２までのインク補給路６内にインクが満たされた状態で、ＣＰＵ１１は補給弁３２を開ける（Ｓ１０４）。これにより、バードフィード供給方式に基づいて、インクタンク５からリザーブタンク４へインクの補給（供給）が開始される。なお、Ｓ１０３とＳ１０４において行う動作を第１の動作と称する。

インクタンク５からのインクの補給により、リザーブタンク４内のインク液面は上昇することが想定される。ＣＰＵ１１は、Ｓ１０５にて、リザーブタンク４内の液面上昇（インク量の増加）を、第２の中実管３４２及び第３の中実管３４３によって検知する（第１の検知動作）。

Ｓ１０５において、例えば、図５（ｃ）に示すように、第２中実管３４２の下端と第３中実管３４３の下端の両方に液面が接触すると、電圧が印加された際の電気抵抗が低下する。この電気抵抗の低下に基づき、リザーブタンク４内の液面上昇が検知される。このように、リザーブタンク４内のインク量の増加が検知された場合（即ち、「ＹＥＳ」の場合）、インクタンク５からリザーブタンク４までの流路上に「異常Ａなし」と判定される。

一方、Ｓ１０５において、補給弁３２を開放してから所定の時間が経過しても電気抵抗が低下しない場合は、リザーブタンク４内のインク量が増加していない（「ＮＯ」）ため、「異常Ａあり」と判定される。「異常Ａあり」と判定された場合は、操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。通知手段には、操作パネル５４の他、Ｉ／Ｆ１２経由でホストコンピュータにデータを送信し、ホストコンピュータの操作部を通じて通知するものも含む。

このように、異常検出手段としてのＣＰＵ１１は、第１の動作を行った後に、第１の検知動作として検知手段１７（電極３４）を用いてリザーブタンク４内のインク量の変化を検知する。これにより、インクタンク５からリザーブタンク４までのインク流路上の「異常Ａ」を検出している。異常Ａとしては、例えば流路内の詰まりや、可撓部３３の動作不良が挙げられる。

なお、ＣＰＵ１１は、第１の検知動作において検知された電気抵抗の変化値が所定値未満の場合、「異常Ａあり」と判定する。ここで所定値とは、リザーブタンク４内のインクの変動量の目標値に対応する電気抵抗値の変動量である。

（第２の異常検出動作）
次に、供給弁３の異常（異常Ｂとする）を検出する第２の異常検出動作について説明する。図４のＳ１０５において、リザーブタンク４内のインク量の増加が検知された場合、図５（ｃ）に示すように、ＣＰＵ１１は補給弁３２を閉じる（Ｓ１０６）。

補給弁３２を閉じた後、ＣＰＵ１１は供給弁３を閉じる（Ｓ１０７）。なお、供給弁３を閉じる前に、ＣＰＵ１１はキャップ３５を被覆状態にすることで吐出口面２０を密閉した状態にしておく。

次に、ＣＰＵ１１は、供給弁３を閉じた状態で、吸引ポンプ３１を一定時間作動させる第２の動作を行う（Ｓ１０８）。これにより、供給弁３から吸引ポンプ３１までの流路が負圧状態となる。通常は供給弁３が閉じているため、吸引ポンプ３１による吸引動作を行っても、リザーブタンク４内のインク液面は変化（低下）しないことが想定される。しかし、供給弁３の動作不良によって供給弁３が正常に閉じられていない場合は、吸引動作によってリザーブタンク４のインク量が減少する。

従って、ＣＰＵ１１は、Ｓ１０９にて、第２の中実管３４２及び第３の中実管３４３によって、リザーブタンク４内の液面減少（インク量の減少）があるか検知する（第２の検知動作）。

Ｓ１０９において、吸引動作が開始してから所定の時間が経過しても、第２の中実管３４２及び第３の中実管３４３における電気抵抗の変化がない場合は、リザーブタンク４内のインク量が減少していない（「ＮＯ」）ため、「異常Ｂなし」と判定される。

一方、Ｓ１０９において、例えば図６（ａ）に示すように、第２中実管３４２の下端と第３中実管３４３の下端に液面が接触しなくなると、電極３４の電気抵抗が上昇する。電気抵抗の上昇に基づき、リザーブタンク４内のインク量の減少が検出された場合、供給弁３の異常（正常に閉じられていないこと）が想定され、「異常Ｂあり」と判定される。「異常Ｂあり」と判定された場合は、操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。通知手段には、操作パネル５４の他、Ｉ／Ｆ１２経由でホストコンピュータにデータを送信し、ホストコンピュータの操作部を通じて通知するものも含む。

このように、異常検出手段としてのＣＰＵ１１は、リザーブタンク４内のインクが所定量である状態で、補給弁３２と供給弁３を閉じて、第２の動作として吸引ポンプ３１を所定時間で駆動させる。その後、第２の検知動作として、検知手段１７（電極３４）を用いてリザーブタンク４内のインク量の変化を検知する。これにより、供給弁３のシール不良や動作不良といった異常Ｂを検出することができる。

本実施形態では、一色のインク流路で説明しているが、キャップ３５によって複数の吐出口列を共通で覆い、複数色のインクを一括して吸引する構成でもよい。その場合、その複数色のインクのうち一つでもリザーブタンク４内のインク量の減少が検出されると「異常Ｂあり」と判定し、全色のリザーブタンク４でインク量の減少が所定量未満であれば「異常Ｂなし」と判定する。

（第３の異常検出動作）
次に、リザーブタンク４から吸引ポンプ３１までの流路における異常（異常Ｃとする）を検出する第３の異常検出動作について説明する。図４のＳ１０９において「異常Ｂなし」と判定された場合、ＣＰＵ１１は供給弁３を開放させる（Ｓ１１０）（第３の動作）。供給弁３を開放することで、Ｓ１０８において吸引ポンプ３１の作動（第２の動作）によりチャージされた負圧により、リザーブタンク４から供給チューブ２を介して記録ヘッド１へ向けてインクが供給（充填）される。

この記録ヘッド１へ向けたインクの供給に伴い、通常はリザーブタンク４内のインク液面が低下する。従って、ＣＰＵ１１は、Ｓ１１１にて第２の中実管３４２及び第３の中実管３４３によって、リザーブタンク４内の液面減少（インク量の減少）があるか検知する（第３の検知動作）。なお、第２の動作及び第３の動作によってリザーブタンク４内のインクが記録ヘッド１へ向けて吸引される吸引量は、吸引後にリザーブタンク４内に残留するインクの液面がインク流出部４０１の上端よりも高くなるように調整されている。これにより、インク流出部４０１から供給チューブ２を介して記録ヘッド１側へ空気（気泡）が混入するのを抑制することができる。

Ｓ１１１では、図５（ｄ）に示すように、第２中実管３４２の下端と第３中実管３４３の下端に液面が接触しなくなり、電気抵抗の変化があった場合は、リザーブタンク４内のインク量が減少している（「ＹＥＳ」）ため、「異常Ｃなし」と判定される。

一方、Ｓ１１１において、供給弁３を開放してから所定の時間が経過しても、第２の中実管３４２及び第３の中実管３４３における電気抵抗の変化がない場合は、リザーブタンク４内のインク量が減少していない（「ＮＯ」）ため、「異常Ｃあり」と判定される。「異常Ｃあり」と判定された場合は、操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。通知手段には、操作パネル５４の他、Ｉ／Ｆ１２経由でホストコンピュータにデータを送信し、ホストコンピュータの操作部を通じて通知するものも含む。

Ｓ１１１において「異常Ｃなし」と判定された場合は、ＣＰＵ１１はＳ１１２において補給弁３２を再び開放する。これにより、図５（ｅ）に示すように、インクタンク５からリザーブタンク４へバードフィード供給方式に基づきインクが供給される。

Ｓ１１３にてＣＰＵ１１は供給弁３を閉塞し、Ｓ１１４にて吸引ポンプ３１を一定時間作動させて、供給弁３から吸引ポンプ３１までの流路を負圧状態にする。一定時間経過後、ＣＰＵ１１は供給弁３を開放する（Ｓ１１５）ことで、リザーブタンク４から記録ヘッド１へ向けてインクが供給される。

ＣＰＵ１１はＳ１１３〜Ｓ１１５の動作（第２の動作及び第３の動作）を所定回数繰り返す充填動作（Ｓ１１６）を行うことで、記録ヘッド１にインクを充填する（図５（ｆ））。なお、インクタンク５からリザーブタンク４への供給量（供給速度）は、Ｓ１１３〜Ｓ１１５の動作によってリザーブタンク４内のインクが記録ヘッド１へ向けて吸引される吸引量（充填速度）以上に設定されている。そのため、リザーブタンク４内のインク液面がインク流出部４０１の上端より低くなることは抑制される。

このように、異常検出手段としてのＣＰＵ１１は、吸引ポンプ３１を所定時間駆動させて供給弁３から吸引ポンプ３１までの流路を負圧状態にした後、供給弁３を開放する。その後、第３の検知動作として検知手段１７（電極３４）を用いてリザーブタンク４内のインク量の変化を検知する。これにより、流路の詰まり、供給弁３の動作不良、記録ヘッド１の目詰まり、吸引ポンプ３１の動作不良などの異常Ｃを検出することができる。

なお、キャップ３５によって複数色の吐出口列を共通で覆う場合、インクの物性の違いなどによって流路抵抗がそれぞれ異なるため、供給弁３を開放した状態で吸引ポンプ３１を駆動する通常の吸引では記録ヘッド１まで正常にインクが充填されないことがある。すなわち、流路抵抗が小さい第１流路に対して第１インクが先に充填され、流路抵抗が大きい第２流路には第２インクが充填されないことがある。

これに対して、本実施形態のように供給弁３を閉じた状態で吸引ポンプ３１を一定時間作動させると、複数の流路の供給弁３から記録ヘッド１までの内部をほぼ同等の負圧状態にすることができる。従って、流路抵抗の違いがあっても複数の流路に対してインクを充填することができる。また、複数色のうち１色でもリザーブタンク４内のインク量が所定量以上変化した場合は「異常Ｃなし」と判定する。反対に、全ての色のリザーブタンク４でインク量の変化量が所定量未満であれば、「異常Ｃあり」と判定する。

（第４の異常検出動作）
次に、記録ヘッド１と記録装置５０の電気的な接続不良（異常Ｄ）を検出する第４の異常検出動作について説明する。図４のＳ１１６における充填動作の後、ＣＰＵ１１は記録ヘッド１の吐出状態を検出する検出器（不図示）を用いて、記録ヘッド１にインクが充填されたか、そして、インク滴を正常に吐出できるか、を判定する（Ｓ１１７）。

記録ヘッドからインクが吐出された場合、電気的な接続不良がない（「ＹＥＳ」）ため、「異常Ｄなし」と判定される。このように第１の充填モードが正常に終了した場合、ＣＰＵ１１は、Ｓ１１８にてＲＡＭ１４に初期充填正常フラグを記憶させて終了する。この初期充填正常フラグによって、記録装置５０に電源が投入された際に、第１の充填モードを実行する必要があるか否かを判断することができる。

一方、記録ヘッド１からのインクの吐出を検出できない場合は、電気的な接続不良がある（「ＮＯ」）ため「異常Ｄあり」と判定される。「異常Ｄあり」と判定された場合は、操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。通知手段には、操作パネル５４の他、Ｉ／Ｆ１２経由でホストコンピュータにデータを送信し、ホストコンピュータの操作部を通じて通知するものも含む。

上述したように、第１の充填モードでは、記録装置５０の初期設置時に記録装置５０の異常を検出する第１〜第４の異常検出動作を実行する。これにより、記録装置５０のように大型で複雑な記録装置であっても、不良があった場合はインク流路における不良箇所を特定することが可能となりユーザビリティが向上する。

（第２の充填モード）
次に、図７および図８を用いて、記録装置５０の第２の充填モードについて説明する。通常、第２の充填モードは、既にインクを充填して使用している記録装置５０のインク流路からインクを抜いて別の場所に輸送させた後、再びインク流路へインクを充填する際に実行される。このように、使用している記録装置５０を輸送することを二次輸送と称し、第２の充填モードは二次輸送後の充填動作を意味する。

すなわち、第１の充填モードが正常に終了して初期充填正常フラグが記憶されている記録装置５０を輸送した後に、記録ヘッド１へ再度インクを充填する際は第２の充填モードが選択される。図７は、第２の充填モードのフローチャートを示す。図８（ａ）〜（ｅ）は、第２の充填モードによってインクが充填される様子を示す概念図である。

図７のＳ１０１〜Ｓ１０５までは、図４に示すＳ１０１〜Ｓ１０５と同様であり、第２の充填モードにおいても第１の異常検出動作を実行する。これにより、インクタンク５からリザーブタンク４までの流路上に異常（異常Ａ）があるか検出される。なお、図８（ａ）は、Ｓ１０３において可撓部３３を一定時間作動する様子を示し、図８（ｂ）は、Ｓ１０４において補給弁３２を開放する様子を示す。

Ｓ１０４においてＣＰＵ１１が補給弁３２を開放した後は、バードフィード供給方式によってインクタンク５からリザーブタンク４へインクが供給されていく。Ｓ１０５において「異常Ａなし」と判定された場合は、Ｓ２０６に進みＣＰＵ１１は補給弁３２を開放したまま、供給弁３を閉塞する（図８（ｃ））。一方、「異常Ａあり」と判定された場合は、操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。通知手段には、操作パネル５４の他、Ｉ／Ｆ１２経由でホストコンピュータにデータを送信し、ホストコンピュータの操作部を通じて通知するものも含む。

そして、Ｓ２０７においてＣＰＵ１１は吸引ポンプ３１を一定時間作動させて、供給弁３から吸引ポンプ３１までの流路を負圧状態にする。一定時間経過後、ＣＰＵ１１は図８（ｄ）に示すように供給弁３を開放する（Ｓ２０８）。これにより、リザーブタンク４から記録ヘッド１へ向けてインクが供給される。ＣＰＵ１１は、Ｓ２０６〜Ｓ２０８の動作を所定回数繰り返す充填動作（Ｓ２０９）を行うことで、記録ヘッド１にインクを充填する（図８（ｅ））。

次にＳ２１０において、ＣＰＵ１１はＳ２１０にて第４の異常検出動作を実行する。すなわちＣＰＵ１１は、記録ヘッド１にインクが充填され、且つ、記録ヘッド１から正常にインク滴を吐出できるか判定する。記録ヘッド１からインク滴が吐出された場合は「異常Ｄなし」と判定されて、第２の充填モードを終了する。一方、記録ヘッド１からのインクの吐出を検出できない場合は「異常Ｄあり」と判定される。「異常Ｄあり」と判定された場合は、操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。通知手段には、操作パネル５４の他、Ｉ／Ｆ１２経由でホストコンピュータにデータを送信し、ホストコンピュータの操作部を通じて通知するものも含む。

上述したように、第２の充填モードでは、第１の異常検出動作と第４の異常検出動作を実行する一方で、第２の異常検出動作と第３の異常検出動作を実行しない。すなわち、第２の充填モードでは、供給弁３の異常（異常Ｂ）とリザーブタンク４から吸引ポンプ３１までの流路における異常（異常Ｃ）を検出しない。これは、既に第１の充填モードで第２の異常検出動作と第３の異常検出動作を実行し、異常Ｂと異常Ｃはないことを確認済であることによる。

一方、インクタンク５からリザーブタンク４までの流路における異常（異常Ａ）については、二次輸送のためにインクタンク５の着脱が行われることから、第２の充填モードにおいて再度検出を行う。また、記録ヘッド１と記録装置５０の接続不良（異常Ｄ）については、輸送によって接続状態に変化が生じる可能性があり、最終的な記録ヘッド１の吐出状態の確認のために、第２の充填モードにおいても検出を行う。

これにより、Ｓ１０４において補給弁３２を開放することでインクタンク５からリザーブタンク４へインクを供給しつつ、Ｓ２０６〜Ｓ２０９の記録ヘッド１に対する充填動作が並行して行われるため、第１の充填モードと比較して充填時間が短縮される。このように、記録装置５０は第１の充填モードと第２の充填モードを実行可能であり、初期充填正常フラグの有無によってどちらかを選択することができる。

（第３の充填モード）
本実施形態では、第１の充填モードとして、第２の中実管３４２と第３の中実管３４３に電圧を印加することで異常Ｂと異常Ｃの検出動作を行う方法を説明した。しかしながら、第１の中実管３４１と第３の中実管３４３に電圧を印加して異常Ｂと異常Ｃを検出してもよい。以下で、第１の充填モードの他の初期充填動作としての、第３の充填モードについて説明する。

なお、第３の充填モードは特に、複数色のインク流路に設けられる補給弁３２の開閉を共通の駆動源によって制御する場合に有効である。本実施形態のようにインクタンク５からリザーブタンク４へのインク供給をバードフィード供給方式によって行う形態では、インクの粘度の違いによって供給に要する時間が異なる。すなわち、粘度の高いインクは供給時間が長く、粘度の低いインクは供給時間が短い。

従って、第２の中実管３４２と第３の中実管３４３によって全色のインク量の増加を検知してからＳ１０６において補給弁３２を閉塞した場合、リザーブタンク４内のインク液面高さにバラつきが生じる。そのため、粘度が低いインクは他のインクよりリザーブタンク４内に多くのインクが供給された状態となり、その後の第２の異常検出動作（Ｓ１０９）において供給弁３の異常を正確に検出できない虞がある。

これに対して、第３の充填モードでは、第１の中実管３４１と第３の中実管３４３によってインク量の増加を検知するため、粘度が低いインクに対しても供給弁３の異常を正確に検出することができる。

図９は、第３の充填モードのフローチャートを示す。図１０（ａ）〜（ｆ）は、第３の充填モードによってインクが充填される様子を示す概念図である。

図９のＳ１０１〜Ｓ１０５までは、図４に示す第１の充填モードと同様であり、Ｓ１０５において第１の異常検出動作を実行する。これにより、インクタンク５からリザーブタンク４までの流路上に異常（異常Ａ）があるか検出される。なお、図１０（ａ）は、Ｓ１０３において可撓部３３を一定時間作動する様子を示し、図１０（ｂ）は、Ｓ１０４において補給弁３２を開放する様子を示す。

Ｓ１０４にてＣＰＵ１１が補給弁３２を開放した後は、バードフィード供給方式によってインクタンク５からリザーブタンク４へインクが供給されていく。Ｓ３０６にてＣＰＵ１１は、第１の中実管３４１と第３の中実管３４３に電圧を印加して、リザーブタンク４のインク液面が満タンまで満たされたか検知する。電圧印加から所定時間が経過してもリザーブタンク４内のインク量の増加が検知されない場合は、インクタンク５のインクが無くなったと判定してインクタンク５の交換をユーザや作業者に通知する。具体的には、操作パネル５４などに「インクタンク交換」の表示を行う。

Ｓ３０６にて、電圧印加から所定時間内にインク量の増加が検知された場合、Ｓ３０７に進む。なお、Ｓ３０６において所定時間とは、記録装置５０で使用されるインクのうち、粘度が最も高いインクが満タン状態になるまでに必要な時間以上に設定する。リザーブタンク４内では、開口１０ｃにインク液面が到達するとインクタンク５からのインクの供給が停止するため、所定時間が経過した後は各色のインク液面が開口１０ｃの高さで停止した状態となる。

図９のＳ３０７〜Ｓ３０９の動作は、図４のＳ１０６〜Ｓ１０８の動作と同様である。なお、図１０（ｃ）はＳ３０７とＳ３０８の動作によって、供給弁３と補給弁３２が閉塞された状態を示す。ＣＰＵ１１は、Ｓ３１０にて、第１の中実管３４１と第３の中実管３４３に電圧を印加することによって、リザーブタンク４内の液面減少（インク量の減少）があるか検知する。図６（ｂ）に示すように、インク液面が第１の中実管３４１の下端と接触しなくなり、インク量の減少が検出された（「ＹＥＳ」）場合、ＣＰＵ１１は「異常Ｂあり」と判定して操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。

インク量の減少がなければ、図１０（ｄ）に示すように、ＣＰＵ１１は供給弁３を開放する（Ｓ３１１）。供給弁３の開放により、リザーブタンク４から供給チューブ２を介して記録ヘッド１へ向けてインクが供給（充填）される。記録ヘッド１へのインクの供給が正常に行われたかを確認するため、ＣＰＵ１１はＳ３１２にて第１の中実管３４１と第３の中実管３４３に電圧を印加することによって、リザーブタンク４内の液面減少（インク量の減少）を検出したか判定する。液面減少が検出されない（「ＮＯ」）場合は、ＣＰＵ１１は「異常Ｃあり」と判定して操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。

「異常Ｃなし」と判定した場合、ＣＰＵ１１はＳ３１３〜Ｓ３１７の動作によって記録ヘッド１へインクを充填する。なお、図９のＳ３１３〜Ｓ３１７は、図４のＳ１１２〜Ｓ１１６と同様の動作のため、説明を省略する。図１０（ｅ）は、Ｓ３１３及びＳ３１４においてＣＰＵ１１が補給弁３２を開放して供給弁３を閉塞した様子を示す。また、図１０（ｆ）は、Ｓ３１６においてＣＰＵ１１が供給弁３を開放して記録ヘッド１へインクが供給される様子を示す。記録ヘッド１への充填動作の後は、第１の充填モードと同様、Ｓ１１７で第４の異常検出動作を実行し、「異常Ｄなし」であればＳ１１８にてＲＡＭ１４に初期充填正常フラグを記憶させて終了する。Ｓ１１７にて「異常Ｄあり」の場合は、操作パネル５４などの通知手段を介してユーザや作業者に通知する。

このように、第３の充填モードでは、第２の異常検出動作と第３の異常検出動作で、第１の中実管３４１と第３の中実管３４３を用いる。これにより、粘度が異なる複数のインクの補給弁３２の開閉を共通に制御する構成であっても、第１〜第４の異常検出動作を適切に実行することができる。

なお、本実施形態では、供給弁３を閉塞した状態で吸引ポンプ３１を一定時間作動させてから第２の異常検出動作を実行したが、供給弁３を閉塞せずに吸引ポンプ３１を作動させることで実行してもよい。

〔その他の実施形態〕
インクタンク５からリザーブタンク４へのインクの供給速度は、リザーブタンク４内の開口１０ｃの高さと、第２の中空管９の下端面９ａ（図２参照）の高さとの高低差（水頭差）によって決定される。第１実施形態においては、この高低差を約２０ｍｍに設定しているが、記録ヘッド１のインク吐出量などに応じて適宜に設定することができる。

また、第１実施形態ではリザーブタンク４に大気連通部７が設けられており、インクタンク５からバードフィード供給方式によってインクが供給される構成を例として説明した。しかしながら、これに限らずリザーブタンクがインクタンクを介して大気と連通した構成で、バードフィード供給方式以外の方式でインクが供給される構成を採用してもよい。

また、第１の中空管８と第２の中空管９は共に金属針で構成され、それらでインクタンク５とリザーブタンク４とインク補給路６を接続する例を示した。しかしながら、インク補給路６と空気導入路１０と一体的に形成してもよい。すなわち、インク補給路６の一端をインクタンク５の底部に接続し、インク補給路６の他端をリザーブタンク４の底部に接続してもよい。また、インクタンク５とリザーブタンク４を一体的に形成してもよい。すなわち、空気導入路１０の一端をインクタンク５の底部に接続し、空気導入路１０の他端をリザーブタンク４の上部に接続してもよい。

また、検知手段１７として電極３４を用いてリザーブタンク４内のインク量の検知を行う構成を示したが、例えば、フロート式や光学式等の他のセンサを採用してもよい。

また、第１実施形態では、リザーブタンク４から記録ヘッド１へのインク供給を水頭差方式で行う構成を採用したが、これに限らず、リザーブタンク４と記録ヘッド１の間にポンプを設けて、ポンプによって記録ヘッド１へインクを加圧して送り込む構成でもよい。

１ 記録ヘッド
４ リザーブタンク（第２タンク）
５ インクタンク（第１タンク）
１１ ＣＰＵ（制御手段）
１７ 検知手段
２０ 吐出口面
３１ 吸引ポンプ（吸引手段）
３５ キャップ
５０ インクジェット記録装置（記録装置）

Claims (12)

1. インクを貯留する第１タンクと、
   前記第１タンクから供給されるインクを貯留する第２タンクと、
   前記第２タンクから供給されるインクを吐出する複数の吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドと、
   前記吐出口面を密閉するキャップと、
   前記キャップと接続される吸引手段と、
   前記第２タンクに貯留されるインク量の変化を検知する検知手段と、
   前記キャップにより前記吐出口面を密閉した状態で前記吸引手段を駆動することによって前記第２タンクから前記記録ヘッドへインクを充填する制御手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、
   前記制御手段は、前記吸引手段の駆動によって前記第２タンクに貯留されるインク量が所定量変化するか前記検知手段に検知させる異常検出動作を行う第１の充填モードと、前記異常検出動作を行わない第２の充填モードと、を実行可能であることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記制御手段は、前記異常検出動作において前記２タンクに貯留されるインク量が前記所定量減少した場合は異常なしと判定し、当該インク量が所定量減少しない場合は異常ありと判定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記記録装置の状態を通知する通知手段を備え、前記異常検出動作において異常ありと判定された場合は前記通知手段により通知することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記制御手段は、前記異常検出動作により異常が検出されない場合は前記第１の充填モードを完了したフラグを記憶することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記第２タンクと前記記録ヘッドを接続するインク供給路と、前記インク供給路を開閉可能な第１弁と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１弁を閉塞した状態で前記吸引手段を所定時間駆動した後、前記第１弁を開放することで前記第２タンクから前記記録ヘッドへインクを充填することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記制御手段は、前記異常検出動作において、前記第１弁を閉塞した状態で前記吸引手段を所定時間駆動した後であって且つ前記第１弁を開放した後に前記第２タンクに貯留されるインク量が変化するか前記検知手段に検知させることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記制御手段は、前記異常検出動作において、前記第１弁を閉塞した状態で前記吸引手段を所定時間駆動した後であって且つ前記第１弁を開放する前に前記第２タンクに貯留されるインク量が変化するか前記検知手段に検知させることを特徴とする請求項５または６に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記第１タンクと前記第２タンクを接続するインク補給路と、前記インク補給路に設けられ容積が変化可能な可撓部と、前記第２タンクと前記可撓部の間に設けられ前記インク補給路を開閉可能な第２弁と、を備え、
   前記第２弁を閉塞した状態で前記可撓部を所定時間作動させた後、前記第２弁を開放することで前記第１タンクから前記第２タンクへインクが供給されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記制御手段は、前記第２の充填モードにおいて、前記第１タンクから前記第２タンクへのインクの供給と、前記第２タンクから前記記録ヘッドへのインクの供給を並行して行うことを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記第１の充填モードは、前記インクジェット記録装置を初期設置するときの初期充填動作であり、前記第２の充填モードは、前記初期充填動作が完了した前記インクジェット記録装置に対して再度インクを充填する動作であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
11. インクを貯留する第１タンクと、
    前記第１タンクから供給されるインクを貯留する第２タンクと、
    前記第２タンクから供給されるインクを吐出する複数の吐出口が設けられた記録ヘッドと、
    前記第１タンクから前記第２タンクへインクを供給する第１供給動作を実行する第１供給手段と、
    前記第２タンクから前記記録ヘッドへインクを供給する第２供給動作を実行する第２供給手段と、
    前記第２タンクに貯留されるインクが所定量以上かを検知する検知手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、
    前記第１供給動作によって前記第２タンクに前記所定量以上のインクが供給されたのを検知した後に前記第２供給動作を実行させる第１充填モードと、前記第１供給動作と前記第２供給動作を並行して実行させる第２充填モードと、を実行可能な制御手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
12. インクを貯留する第１タンクと、前記第１タンクから供給されるインクを貯留する第２タンクと、前記第２タンクから供給されるインクを吐出する複数の吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドと、前記吐出口面を密閉するキャップと、前記キャップと接続される吸引手段と、を備えるインクジェット記録装置の制御方法であって、
    前記キャップにより前記吐出口面を密閉した状態において前記吸引手段を駆動することで前記第２タンクから前記記録ヘッドへインクを充填する充填動作と、前記吸引手段の駆動により前記第２タンクに貯留されるインク量が所定量変化するか検知する異常検出動作と、を実行する第１の充填工程と、
    前記異常検出動作を実行せずに前記充填動作を実行する第２の充填工程と、を有する制御方法。
    

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