JP3233175B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents

インクジェット式記録装置

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JP3233175B2 JP07758493A JP7758493A JP3233175B2 JP 3233175 B2 JP3233175 B2 JP 3233175B2 JP 07758493 A JP07758493 A JP 07758493A JP 7758493 A JP7758493 A JP 7758493A JP 3233175 B2 JP3233175 B2 JP 3233175B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、記録用紙の幅方向に移
動する記録ヘッドを有し、印刷デ−タに一致してインク
滴を記録用紙に噴射して画像を形成するインクジェット
式記録装置におけるインクの取り扱い技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧力発生室で加圧したインクをノズルか
らインク滴として記録用紙に吐出させて印刷デ−タを記
録するオンデマンド型インクジェット式記録装置は、ノ
ズル開口からのインク溶剤の蒸発による粘度の上昇や、
インクの乾燥、塵埃の付着、さらには気泡の混入などに
より印刷不良を生じるという本質的な問題を抱いてい
る。このため、この種のインクジェット式記録装置は、
非印刷時にノズル開口を封止するためのキャッピング手
段と、必要に応じてノズル開口近傍を清掃するためのク
リ−ニング手段とを備えている。このようなキャッピン
グ手段としては、例えば特開平１−１２５２３９号公報
に開示されたようにホ−ムポジションに移動して来たキ
ャリッジに押されて移動するスライダを、フレ−ムに設
けた傾斜案内面に沿わせてヘッドのノズル開口面側に移
動させ、スライダの表面に設けたキャップを記録ヘッド
に圧接させてノズル開口を封止するようにしたものが提
案されている。
【０００３】このようなインクジェット式記録装置は、
インク補給の便を考慮してインクタンクをカ−トリッジ
形式に構成して、インクが消費された時点で新しいイン
クカートリッジに交換する方式が採用されている。この
ようなインクカートリッジの一つとして特開平２−１８
７３６４号公報に開示されたものは、インクカートリッ
ジ内にインク吸収体をなす多孔質体を収容するととも
に、インク取り出し口の先端にリング状パッキング材を
設けてシ−ル材により封止して構成されている。これに
よれば、インクカートリッジを交換するという簡単な作
業でインク補給が済むため、インク補給時にインクの漏
洩などによる汚染を防止する上で非常に有用であるが、
反面においてインク供給針を挿入する段階で本体側のイ
ンク補給針とインクカートリッジのインク取出し口との
間でのピストン作用によりインクカートリッジ内に気泡
が侵入し易いという不都合がある。さらには、インク補
給の簡便さにより、インクカートリッジ内にインクが残
存しているにも関らず、インクカートリッジを取り外し
た後、これを再装着され、上記ピストン作用により気泡
が侵入して印字不良を招きやすいという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題に鑑みてなされたものであって、その目的とすると
ころは、インクカートリッジから記録ヘッドへのインク
の補充、及び印刷途中におけるノズル開口の目詰り解消
などの記録ヘッドをめぐるインクの取り扱いをより完全
に行うことができる新規なインクジェット式記録装置を
提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、インク残量検出用電極を備
えたインクタンクにインク供給部材を介して連通すると
ともに、印刷信号によりノズル開口からインク滴を記録
用紙に吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの前面に
当接してノズル開口を気密状態に保持するキャッピング
手段と、前記キャッピング手段に陰圧を供給するととも
に前記キャッピング手段のインクを廃インクタンクに吸
い出す吸引手段と、前記インク残量検出用電極の電極間
抵抗を検出する抵抗値検出手段と、インクタンクのイン
ク残量に対する前記電極間抵抗を基準値として格納した
基準値記憶手段と、前記電極間抵抗と前記基準値とを比
較する抵抗値比較手段と、抵抗値の比較結果に基づいて
前記吸引手段の動作を制御する吸引制御手段を備え、イ
ンクタンクが交換された場合には、前記吸引制御手段が
インクタンクが交換された後の前記電極間抵抗に基づい
て複数の吸引動作モードの１つを選択するようにした。
【０００６】
【作用】インクカートリッジの電極間抵抗がインクカー
トリッジの有無や、記録ヘッドとの連通状態に応じて変
化するので、交換後のインクタンクのインク量や装着状
態を判断して適切な吸引動作を実行して記録ヘッドにイ
ンクを充填する。
【０００７】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図１は、本発明のインク取り扱い
技術が適用されるインクジェット式記録装置の印刷機構
周辺の概要を示すものであって、図中符号１は、キャリ
ッジでガイド部材２に支持されるとともに、タイミング
ベルト３を介して図示しないパルスモータに接続されて
いて、プラテン５に平行に往復動可能に構成されてい
る。
【０００８】キャリッジ１には図２に示したように記録
用紙６にノズル開口を向けるようにして記録ヘッド７が
搭載され、記録ヘッド７の上部には図３に示したように
インクカートリッジ８が着脱自在に搭載されている。記
録ヘッド７を構成している基体には、後述するようにイ
ンク針９が設けられていて、これを介して記録ヘッドの
インク供給路とインクカートリッジ８とが接続されてい
る。このような構成によりフレキシブルケーブル１０を
介して図示しないヘッド駆動回路からの駆動信号を受け
ると、インクカートリッジからインクが記録ヘッドに流
入して記録用紙に連続的にドットを形成することができ
る。
【０００９】再び、図１に戻ってキャリッジ１の印刷領
域外には後述するキャッピングユニット１２、及び吸引
ポンプユニット１３が設けられている。これらキャッピ
ングユニット１２と吸引ポンプユニット１３は、図４に
示したように組み立て、保守の便を考えて一体的に構成
されている。
【００１０】図５、図６は、前述のキャッピングユニッ
ト近傍の上面と断面を示す図であって、図中符号２０
は、給紙ローラで、回転軸２１の一端に歯車２２が取り
付けられ、接続切り換え機構を兼ねる輪列２３を介して
ペーパフィード用のパルスモータ４に接離するようにな
っている。すなわち、輪列２３が図５において図中左方
に移動した場合には輪列２３と歯車２２が噛み合って記
録用紙の供給が可能となり、また輪列２３が図中右方に
移動した場合には輪列２３と吸引ポンプユニット１３の
駆動歯車２５（図４）とが噛み合って陰圧を発生するよ
うに構成されている。
【００１１】図７は、前述のポンプユニット１３の一実
施例を示すものであって、キャップ部材８０と廃インク
タンク３０とを接続しているポンプチュ−ブ３１の外側
をほぼ円形状となるようにカバーケ−ス３２により保持
し、これの内周面を回転軸３３に駆動される駆動盤３４
に回転自在に取付けられた２つのロ−ラ３６，３６によ
り弾圧する、いわゆるペリスタポンプとして構成されて
いる。これらロ−ラ３６，３６は、駆動盤３４に中心か
らの距離が徐々に変化する図示しない長溝に遊嵌されて
いて、ペ−パフィ−ド用のパルスモ−タ４が正転したと
きに、ロ−ラ３６，３６がカバーケース３２側に移動し
てチュ−ブ３１を圧接しながら回動し、またモ−タ４が
ペ−パ−フィ−ドのために逆転したときには中心方向に
移動してチュ−ブ３１から離れるように取り付けられて
いる。
【００１２】再び図５，図６に戻って、図中符号１２
は、キャリッジの移動経路の印刷領域外に配置された前
述のキャッピングユニットで、後述するように記録ヘッ
ド３の移動に連動して記録ヘッドのノズル開口面を覆う
キャッピング位置と、ノズル開口面から離れる非キャッ
ピング位置との２位置を占めるように、弾性材料により
カップ状に形成されたキャップ部材８０と，大気開放口
６４との連通を開閉する弁機構４１とを、キャリッジ１
の移動方向に平行に移動可能で、かつ上下動可能なスラ
イダ４９に設けて構成されている。
【００１３】図８（Ａ）（Ｂ）及び図９（Ａ）（Ｂ）
は、それぞれキャッピングユニット１２を中心として示
す図であって、同図（Ａ）はキャリッジ１が印刷領域に
存在する場合の状態を、また同図（Ｂ）はキャリッジ１
がホ−ムポジションに位置する場合の状態を示すもので
ある。図中符号４９は、前述のスライダ４９であって、
下面に形成された突部５０が基台４８を滑動面として移
動するようになっており、印刷領域側には基台４８に設
けられたリンク５２に取り付けられて、基台４８との間
に掛け渡された１本のバネ５４により上側と印刷領域側
との２方向に付勢されている。スライダ４９の凸部５０
が滑動する面は、印刷領域側を下方とする斜面５５と、
記録ヘッド７がホ−ムポジションに到達したとき、キャ
ップ部材８０を記録ヘッド７に押圧する高さの平面５６
とで形成されている。またスライダ４９は、その両側に
記録ヘッド７の幅に合わせて、印刷領域方向側に拡開し
たガイド５８，５８が、また外側端部にはキャリッジ１
のフラッグ片６０と係合する係止片６１が設けられてい
る。
【００１４】キャップ部材８０は、上面にパイプ６０を
介して大気開放口６４に連通する空気取入れ口６５と、
ポンプユニット１３からの陰圧が作用する吸引口６６と
を備えた弾性カップとして形成されている。これら空気
取入れ口６５と大気開放口６４、及び吸引口６６とポン
プチュ−ブ３１とを接続する管路６３，６７は、弾性カ
ップと一体となるように射出成形により形成されてい
る。そして大気開放口６４は弁機構４１により開閉され
るようになっている。管路６７を形成しているチュ−ブ
はスライダ４９に穿設された接続通孔７２を介してポン
プチュ−ブ３１に接続されている。
【００１５】キャップ部材８０は、図９に示したように
その開口縁部が露出するように高分子など剛性の高い材
料からなる受け材８１に収容され、また内部にインクを
吸収する多孔質体からなるインク吸収体８２が載置され
ている。受け材８１は、上部に記録ヘッド７の移動方向
に対して直交する方向に２本の軸８３，８３を有し、ま
た底部を半球状の凹部８４が形成されていて、上部を２
本の軸８３，８３（同図Ｂ）でもってスライダ４９に、
また底部をスライダ４９から突出した半球上の凸部８５
に遊嵌支持されていて、記録ヘッド７の姿勢に関わりな
く、キャップ部材８０を記録ヘッド７のノズル開口面に
気密的に弾接するように構成されている。
【００１６】再び図８に戻って前述の弁機構４１は、大
気開放口６４に対向し、常時バネ９０により大気開放口
６４側に付勢された案内杆９１の一端に取り付けた弁体
９２と、印刷領域と反対側が枠体９３から常時突出する
ようにバネ９０よりも強いバネ９４により外側に付勢さ
れている駆動杆９５と、これら案内棹９１と駆動杆９５
とを係合する係止片９６，９７により構成されている。
これにより記録ヘッド７の移動により駆動棹９５が図８
（Ｂ）の状態にまで押し込まれたとき、弁体９２が駆動
杆９５の制止力を失ってバネ９０の付勢力で大気開放口
６４に当接してキャップ部材８０と大気との連通を断つ
ことになる。
【００１７】図中符号１５は、クリ−ニングユニット
で、キャッピングユニット１２の両側に設けられた軸４
６，４６に揺動可能に取り付けられた枠体３９に、外側
にワイピング動作に適したゴム板４２が、また印刷領域
側にラビング動作に適したスポンジ材４３が位置するよ
うに張り合わせてなるクリーニング部材４０を固定し
て、キャリッジ１の移動に合わせてクリ−ニング位置と
非クリ−ニング位置の２位置を移動するように構成され
ている。この枠体３９は、キャップ部材８０を支持する
スライダ４９の両側に設けられた軸４６，４６に、一方
の面では長溝１００で、また他方の面では図示しない丸
孔で遊嵌支持されていて、上下方向、及び記録ヘッド７
の移動方向に垂直な方向に丸孔側を中心として揺動でき
るように構成されている。そして枠体３９には、その印
刷側先端の中央よりに下方に伸びる凸部１０２が形成さ
れていて、スライダ４９との間に掛け渡された引っ張り
バネ１０３により常時印刷領域方向で、かつその下側に
付勢され、また上部には記録ヘッド７の移動経路を挟む
両側にはそれぞれ後述する解除片１０１が、さらには側
部にはカム面１０４が形成されている。
【００１８】この解除片１０１は、記録ヘッド通路側を
頂点とする三角柱状に形成されていて、頂点を挟む斜面
１０５，１０５がキャリッジ１のフラッグ片６０に接触
すると、枠体３９を軸４６，４６を中心として水平方向
に角度θだけ揺動させてカム面１０４と後述するカムフ
ォロア−１０６との係合を解くようになっている（図１
７）。
【００１９】一方、カム面１０４は、図１０に示したよ
うにキャリッジ１が非当接状態にあるとき接触する安定
点Ｐ１からキャリッジ１により印刷領域外方向に押込ま
れた時に枠体３９を上方に案内する第１の経路を構成す
る第１の斜面１１１と、この斜面の下端から印刷領域外
方向に水平に延長する第２の経路を構成する第２の斜面
１１２と、枠体３９をクリ−ニング位置まで上昇させる
第３の経路を構成する斜面１１３と、クリ−ニング位置
に枠体３９を保持する斜面１１４と、カムフォロア−１
０６を第１の斜面１１１に案内する第５の斜面１１５を
備えるように構成されている。
【００２０】第１の斜面１１１，第２の斜面１１２は、
矢印１１６，１１７で示した向きに移動したとき乗り越
えることが可能となるように断面が直角三角形状に構成
され、また第４の斜面１１４は、枠体３９が揺動された
とき、カムフォロア−１０６が乗り越えることができる
高さに選択されている。安定点Ｐ１は、クリ−ニング部
材４０が記録ヘッド７のノズル開口面に当接しない位置
に、また準安定点Ｐ２は、クリ−ニング部材４０が記録
ヘッド７のノズル開口面に当接する位置となるように両
者間に段差Ｈが設けられている。
【００２１】図１１は、上述したインクジェット式記録
システムに最適なインクカ−トリッジの一実施例を示す
ものであって、図中符号１２０は、インクカ−トリッジ
本体を構成する容器で、上部に開口１２１を備え、底面
側が若干先細りとなるようにテ−パ形状に形成されてお
り、底面１２２には、記録ヘッド７に固定されているイ
ンク供給針９（図１２）の周囲に弾性的に係合するイン
ク取出し口１２３を一体的に設けて構成されている。イ
ンク取出し口１２３は、その一端が底面から突出するパ
イプ状に形成されており、その開口１２４にはフィルタ
１２５が溶着固定されている。インク取出し口１２３の
内面中央部には段差１２６を設けて、先端開口側にイン
ク供給針９に弾接して液密状態を維持するパッキング
材、この実施例ではゴム製リング、いわゆるＯリング１
２７を収容し、外側開口部をインク供給針９が容易に貫
通するフィルム１２８を溶着して封止されている。容器
１２０の底面近傍には２本の電極１３０，１３１が設け
られていて、一方は、容器本体内に、また他方はインク
取り出し口１２３内に位置している。
【００２２】１３３は、インク吸収体を構成する多孔質
体で、断面が容器１２０の開口１２１よりも若干大きめ
で、かつ高さが容器の高さよりも若干大き目に形成され
ており、下端部がインク取出し口１２３のフィルタ１２
５に弾接して、インク取出し口１２３の形状に応じて圧
縮され、また周辺が容器１２０の側壁により圧迫された
状態で容器１２０内に収容されている。このように多孔
質体１３３を容器１２０に収容し、大気連通口１３５と
リブ１３６，１３６‥‥を備えた蓋１３７で多孔質体１
３３を底部１２２に弾接して封止し、さらにインク取り
出し口１２３をシールした状態で、０．５気圧以上の負
圧の下で、大気連通口１３５からインクを注入して多孔
質体１３３の各細孔に吸収させてインクカートリッジに
構成されている。
【００２３】図１３は、上述したインクジェット式記録
装置におけるインクの取り扱いを統括制御する制御装置
の一実施例を示すものであって、図中符号１４５は、イ
ンクカートリッジ１４０に設けられている電極１３０，
１３１間の電気抵抗を測定する抵抗値検出回路で、電極
１３０，１３１間に一定周期、例えば１秒毎に交番電圧
を印加して抵抗値を測定するように構成されている。
【００２４】１４６は、マイクロコンピュータにより構
成される制御装置本体で、後述する抵抗値記憶手段１５
１に格納されている基準抵抗値と、抵抗値検出回路１４
５からの抵抗値とを比較する抵抗値比較手段１５２と、
抵抗値検出回路１４５からの抵抗値を順次更新しながら
記憶する抵抗値記憶手段１５３と、印刷装置本体を駆動
する電源回路の電圧が一定値に低下したことを検出して
信号を出力する電源電圧検出手段１５４と、電源電圧検
出手段１５４からの信号により抵抗値記憶手段１５３の
データ、及び後述するインク吐出回復動作監視手段１５
７からのデータを不揮発性メモリにより構成された履歴
記憶手段１５６に転送する書込み手段１５５と、抵抗値
比較手段１５２からのデータに基づいてパルスモータ４
を制御するポンプ制御手段１５８とを実現するようにプ
ログラムされている。インク吐出回復動作監視手段１５
７は、クリーニング過程が実行された時点でフラッグを
立てて、クリーニング過程が一連の動作として正常に終
了した場合にはこのフラッグを倒す一方、クリーニング
の途中で電源が落とされたようにクリーニング操作が中
途半端で異常に終了した場合にはこのフラッグをデータ
として出力するように構成されている。
【００２５】基準値記憶手段１５１は、図１８に示した
ように記憶ヘッドに最適なインクが十分存在する場合の
抵抗値の下限を示す第１基準Ｌ1と、インクが残り少な
くなってインクカートリッジの交換を促すニアエンド時
の抵抗値をデータとする第２基準Ｌ2と、インクカート
リッジのインクがほとんど無くなった場合の高い抵抗値
をデータとする第３基準Ｌ3と、インクカートリッジが
装着されていない場合の極めて高い抵抗値をデータとす
る第４基準Ｌ4と、異種のインクや電極間が短絡した場
合等を検出するための極めて低い抵抗値をデータとする
第５基準Ｌ5を格納して構成されている。
【００２６】また、ポンプ制御手段１５６は、インクの
初期充填時のインク引出用の微量吸引や、インクカート
リッジが交換されたときの吸引や、インクの排出流路に
溜まっているインクを排出するための吸引や、メニスカ
ス回復操作のための微量吸引や、吸引動作を終了させる
ために駆動ローラ３６をチューブ３１から引き離すため
の処理など、あらゆる状況に応じた吸引形態を実現する
ようにパルスモータ４を制御する駆動パターンを備えて
いる。なお、図中符号１４９は、メーセッジ等を表示す
る表示器を示す。
【００２７】次にこのように構成した装置の動作につい
て説明する。印刷装置の使用に先立って先ず初期充填モ
ードを実行させる。初期充填モードは、例えばプリンタ
筐体上のインク吐出回復指令用のボタンを押しつつ電源
スイッチをオンとすることにより起動することができ
る。初期充填モードの開始前、または開始後にインクカ
ートリッジ１４０を記録ヘッド７に装着する。その際、
インクカートリッジ１４０をそのインク取出し口１２３
を記録ヘッド７のインク供給針９に位置合わせして垂直
に押し込むと、インク供給針９がシ−ル材１２８を貫通
してパッキング材１２７に到達する。これによりインク
供給針９の先端部がパッキング材１２７を介してインク
カートリッジ１４０が記録ヘッドに液密状態で接続され
る。
【００２８】その後、キャップユニット１２が記録ヘッ
ド７のノズル開口に装着されると（図１９ ステップ
イ）、ポンプ制御手段１５８がペ−パフィ−ドモ−タ４
を低速で正転させる（図１９ ステップ ロ）。これに
よりモータ４の回転力が輪列２３を介して吸引ポンプユ
ニット１３に伝達されて駆動盤３４が回転する。この回
転によりロ−ラ３６，３６が長溝に沿って外側に移動し
てチュ−ブ３１に当接する。そしてモータ４の回転によ
りチューブ３１を擦り上げて弱い陰圧を発生させる。
【００２９】これにより記録ヘッド７のノズル開口にキ
ャップ部材８０を介して弱い陰圧が作用するから、イン
クカートリッジ１４０内のインクが記録ヘッド７に徐々
に低速流で流入する。この低速流での記録ヘッド７への
インクの流れ出しにより、針９から記録ヘッド７のノズ
ル開口までの流路内に形成される凹凸部に淀みを生じる
ことなく、記録ヘッド７にインクが流入することにな
る。このことは、従来、工場出荷時に気泡排除のために
記録ヘッドに充填していた送品液の充填を行わず、しか
も記録ヘッドへのインクの初期充填をユーザに頼っても
記録ヘッドに確実にインクを充填することが可能である
ことを意味する。
【００３０】所定時間Ｔ2の微量吸引によりインクがノ
ズル開口まで流れ込んだ段階で（図１９ ステップ
ハ）、ポンプ制御手段１５８は、パルスモータ４を高速
回転に切り替える（図１９ ステップ ニ）。これによ
りノズル開口に強い陰圧が作用して例えば毎分１５ｃｃ
程度のインクがノズル開口から吸い出され、したがって
インク初期充填時に記録ヘッド７の圧力発生室やリザー
バに停滞していた気泡がインクの流れに乗ってノズル開
口から排出されることになる。
【００３１】所定時間Ｔ3が経過して一定量、例えば２
ＣＣ程度のインクを吸い出した時点で（図１９ ステッ
プ ホ）、ポンプ制御手段１５８は、パルスモータ４を
停止させる（図１９ ステップ ヘ）。これによりキャ
ップ部材８０内が徐々に大気圧に上昇する。大気圧まで
回復した段階でポンプ制御手段１５８は、パルスモータ
４を前述したように再び低速度で正転させる（図１９
ステップ ト）。これによりキャップ部材８０内にノズ
ル開口から微量なインク吐出を行わせる程度の弱い陰圧
が発生して、高速吸引により乱れていたノズル開口のメ
ニスカスが印刷動作に適した状態に回復されることにな
る。また前述の高速吸引時に発生した微小気泡、及び淀
み部に渦巻状態で残留していた気泡を低速吸引により確
実に排出させることができる。なお、高速吸引後の低速
吸引は、上述の理由により実施することが望ましいが、
高速吸引後にそのまま印刷動作に入ることも可能であ
る。
【００３２】低速吸引に十分な時間Ｔ4、例えば２秒が
経過した段階で（図１９ ステップチ）、再びパルスモ
ータ４を停止させて（図１９ ステップ ヌ）キャップ
部材８０内を大気圧に戻した後、パルスモータ４を所定
回転数、つまりチューブ３１に当接しているロ−ラ３
６，３６を中心方向に移動させるに足る量だけ低速度で
逆転させる。この逆転により駆動ローラ３６，３６が駆
動盤３４の長溝をゆっくりと中心方向に移動してチュー
ブ３１から離れる。パルスモータ４が正転後に停止した
場合は、駆動ローラ３６，３６は依然としてチューブ３
１に当接しているため、引き続いて逆転させるとポンプ
ユニット１３は、キャップ部材８０に対して正圧を発生
することになるが、低速での作動であるため、発生する
圧力は極めて小さく、したがってキャップ部材８０内の
圧力が上昇する以前に駆動ローラ３６，３６が駆動盤３
４の長溝を中心方向に移動してチューブ３１から離れ、
以後、モータ４の逆転に関りなくポンプとしての機能を
喪失する（図１９ ステップ リ、ヌ）。
【００３３】この結果、記録ヘッド７のノズル開口に形
成されているメニスカスを破壊することなくポンプユニ
ット１３の吸引動作を終了することができる。キャップ
部材８０に無用な陽圧を作用させることなく、印刷に適
したメニスカスを保持させた状態で吸引動作を終了する
ことができる。以上の一連の動作により出荷時空気に満
たされていたインク流路や記録ヘッドにインクが確実に
充填されて良好な印刷が可能な状態となる。
【００３４】初期インク充填が終了して印刷を実行する
と、抵抗値検出回路１４５は、電極１３０，１３１間の
電気抵抗値を一定時間Ｔ5、例えば１秒間隔、または印
刷中にあっては所定行数例えば１行印刷毎に検出する
（図２０ ステップ イ）。この抵抗値は、抵抗値記憶
手段１５３の内容を順次更新しながら記憶され（図２０
ステップ ロ）、また抵抗値比較手段１５２により基準
値記憶手段１５１のデータと比較されてインクカートリ
ッジ内のインクの残存量等の監視に供される（図２０
ステップ ハ）。
【００３５】すなわち、図１８に示したように電極１３
０，１３１間抵抗値は、インク取り出し口１２３のフィ
ルタ１２５を覆う程度まで多孔質体１３３にインクが存
在している場合には、インク消費量につれて徐々に増加
するものの、低い値（この実施例では２．５ｋΩ程度）
を維持する。そしてインクがニアエンドとなってフィル
タ１２５よりも下側まで減少すると急激に増加するよう
になる。
【００３６】このようにして印刷量が増加してインクカ
ートリッジ１４０のインク量が低下すると、電極間の抵
抗値が第２基準Ｌ2を越える。これよりインクカートリ
ッジのインクの残量が少なくなった旨を報知して新しい
インクカートリッジの準備を促す。電極間抵抗値が第２
基準Ｌ2を越えたとしてもまだ幾分かはインクが残存し
ているので、当面の印刷に不都合を来すことにはならな
い。
【００３７】さらに印刷が行われて電極間抵抗が第３基
準Ｌ3を越えると、インクカートリッジの交換を指示す
る（図２０ ステップ ニ）。 この報知に基づいてイ
ンクカートリッジの交換が行われると（図２０ ステッ
プ ホ）、記録ヘッドにキャップユニットのキャップ部
材を装着する（図２０ ステップ ヘ）。この状態で電
極間の抵抗値を検出し（図２０ ステップ ト）、イン
クカートリッジ交換直前の電極間抵抗値と比較する。比
較の結果、インクカートリッジ交換後の電極間抵抗値が
交換前の電極間の抵抗値よりも大きい場合には（図２０
ステップ チ）、いったん抜いたインクカートリッジが
そのまま再び装着された可能性があると判断する。すな
わち、インクカートリッジ１４０の引き抜き及び再装着
時にインク供給口に気泡が侵入したため、電極間の抵抗
が増大したことが考えられる。
【００３８】この場合にはポンプ制御手段１５８は、パ
ルスモータ４を高速回転で作動させる（図２０ ステッ
プ リ）。これによりノズル開口に強い陰圧が作用して
例えば毎分１５ｃｃ程度のインクがノズル開口から吸い
出す。これによりインクカートリッジ１４０の再装着に
発生したインク供給口近傍の気泡がインクの流れに乗っ
てノズル開口から排出される。所定時間Ｔ7、例えば１
秒が経過した段階で（図２０ ステップ ヌ）電極間の
抵抗を再び測定して、前回の値よりも低下したか否かを
判定する（図２０ ステップ ル）。
【００３９】インクカートリッジ内にインクが十分に残
存している場合には上述したように進入した気泡が吸引
されたインクの流れによって排除されているため電極間
の抵抗値は低下する。これに対してインクカートリッジ
１４０にインクが残存していない場合にはインクの吸い
出しにより電極間に空気が吸い込まれて抵抗値が増大す
る（図２０ ステップ ワ）。このように電極間の抵抗
値が増大するような場合には吸引を続行すると、記録ヘ
ッド７にまで空気を引き込む虞があるので、ポンプ制御
手段１５８は、パルスモータ４を停止させて吸引動作を
打ち切る（図２０ ステップ ネ）。
【００４０】またこの吸引によって電極間の抵抗値が低
下したとしても第２基準Ｌ2を越えるような場合は（図
２０ ステップ タ）、インクカートリッジ内のインク
残量がニアエンド状態にあるのでインクの吸引を中止す
る（図２０ ステップ ネ）。
【００４１】他方、インクカートリッジ装着直後の電極
抵抗値が交換以前のものよりも低い場合（だだし、交換
後のインクカートリッジの電極抵抗値が第５基準よりも
小さい場合には（図２０ ステップ オ）、インクカー
トリッジの電極間が短絡しているなどの異常が存在する
と考えられるので、以後の動作を実行することなくステ
ップ（ム）以降の終了処理に移る）には、新しいインク
カートリッジが装着されたと判定でき、また上記吸引動
作により電極間の抵抗値が低下した場合には、インクカ
ートリッジに十分なインクが存在すると判定できるの
で、ポンプ制御手段１５８は、パルスモータ４をそのま
ま高速正転させて（図２０ ステップ ヨ）インクカー
トリッジ１４０のインクを十分にインク供給路や記録ヘ
ッド内に流して気泡を確実に排除する。
【００４２】所定時間Ｔ8、例えば５秒が経過した時点
で（図２０ ステップ タ）、ポンプ制御手段１５８
は、吸引動作を休止させる（図２０ ステップ レ）。
これによりキャップ部材８０内が徐々に大気圧に上昇す
る。大気圧まで回復した段階でポンプ制御手段１５８
は、パルスモータ４を前述したように低速度で正転させ
る（図２０ ステップ ソ）。これによりキャップ部材
８０内にノズル開口からのインク吐出を招かない程度の
弱い陰圧が発生して、高速吸引により乱れていたノズル
開口のメニスカスが印刷動作に適した状態に回復される
ことになる。また前述の高速吸引時に発生した微小気
泡、及び淀み部に渦巻状態で残留していた気泡を低速吸
引により確実に排出させることができる。
【００４３】所定時間Ｔ4経過した段階で（図２０ ス
テップ ツ）、パルスモータ４を停止させて（図２０
ステップ ネ）キャップ部材８０内を大気圧に戻した
後、パルスモータ４を所定回転数、つまりチューブ３１
に当接しているロ−ラ３６，３６を中心方向に移動させ
るに足る量だけ低速度で逆転させて（図２０ ステップ
ナ）から停止させる（図２０ ステップ ラ）。これに
より、キャップ部材８０に無用な陽圧を作用させること
なく、印刷に適したメニスカスを保持させた状態で吸引
動作を終了する。その後、記録ヘッドのワイピング動作
を実行して（図２０ ステップ ム）次の印刷動作に備
える。
【００４４】上記ワイピング動作について説明する。記
録ヘッド７を印刷領域側に移動させると、前述したよう
にスライダ４９はバネ５４の付勢力によりキャリッジ１
の移動に追従して平面５６に沿って印刷領域に移動す
る。所定の位置まで移動すると、斜面５５に到達するた
めスライダ４９が降下し、これによりキャップ部材８０
が記録ヘッド７の前面から離れる。キャップ部材８０と
記録ヘッド７のと係合が完全に解かれた段階で、キャリ
ッジ１は移動方向を反転して印刷領域外に向けて移動す
る。これによりカムフォロア−１０６は斜面１１１，１
１２，１１３を通って上昇する（図１５Ｂ）。さらに移
動して準安定点Ｐ２に到達すると、枠体３９が高さＨだ
け持ち上げられることになる。枠体３９の上昇によりク
リ−ニング材４０も上昇して記録ヘッド７の前面と接触
する位置にセットされる（図１６Ａ）。この状態でキャ
リッジ１を印刷領域に向けてさらに移動させると、ブレ
−ド材４２が上面側となって記録ヘッド７に当接するの
で、記録ヘッド７のノズル開口近傍が吸引により付着し
たインク滴が除去される。
【００４５】ところで、記録ヘッド７がホ−ムポジショ
ン（図１４における位置ｉ）に位置している場合には、
カムフォロア−１０６がカム面１０４の準安定位置Ｐ２
を占めて枠体３９が持ち上げられており、また弁４１の
駆動杆９５が基台に当接して大気連通口６４が閉じられ
ているから、記録ヘッド７はキャップ部材８０により密
閉されてインクの乾燥が防止されることになる（図１５
（Ａ））。キャリッジ１が印刷領域側に移動すると、記
録ヘッド７をクリ−ナセット位置（図１４おける位置Ｉ
Ｉ）を通過して空吸引位置（図１４おける位置ＩＩＩ）
にセットされる。この移動の過程でスライダ４９は平面
５６を移動するから、キャップ部材８０は記録ヘッド７
の前面を封止した状態を維持する。この位置では駆動作
動杆９５により弁体９２は、大気連通口６４から退避し
ているから、パルスモータ４を正転させると、ポンプユ
ニット１３の陰圧がキャップ部材８０に作用するが、大
気連通口６４が開放されているので、記録ヘッド７に陰
圧が作用することなく吸収体８２やチューブ３１内に残
留している廃インクだけが吸い出されて廃インクタンク
３０に送り出される。
【００４６】このようにして空吸引が終了した段階で、
キャリッジ１をホームポジションに移動させると、キャ
ップ部材８０の大気連通口６４が弁機構４１により封鎖
される（図１５ Ａ）（図２０ ステップ ロ）。イン
クの充填が終了すると、キャリッジ１を印刷領域に向け
て移動させる。スライダ４９はバネ５４及び１０３の付
勢力によりキャリッジ１の移動に追従して平面５６に沿
って印刷領域に移動する。所定の位置まで移動すると、
斜面５５に到達するためスライダ４９が降下し、これに
よりキャップ部材８０が記録ヘッド７の前面から離れ
る。キャップ部材８０と記録ヘッド７のと係合が完全に
解かれた段階で、キャリッジ１は移動方向を反転して印
刷領域外に向けて移動する。これによりカムフォロア−
１０６は斜面１１１，１１２，１１３を通って上昇する
（図１５Ｂ）。さらに移動して準安定点Ｐ２に到達する
と、枠体３９が高さＨだけ持ち上げられることになる。
枠体３９の上昇によりクリ−ニング材４０も上昇して記
録ヘッド７の前面と接触する位置にセットされる（図１
６Ａ）。この状態でキャリッジ１を印刷領域に向けてさ
らに移動させると、ブレ−ド材４２が上面側となって記
録ヘッド７に当接するので、記録ヘッド７のノズル開口
近傍がワイピング操作を受け、初期充填のための吸引に
よりノズル開口から吐出したインク滴の内、ノズル開口
面に付着したものが除去される。
【００４７】記録ヘッド７がクリ−ニング材４０を通過
し、続いてキャリッジ１のフラッグ片６０が解除片１０
１に到達すると、解除片１０１がフラッグ片６０により
外側に角度θだけ図中矢印Ｂ方向に押しのけられるか
ら、カム面１０４がカムフォロア−１０６から離れる
（図１７）。これにより、カムフォロア−１０６による
斜面１１４の支持が無くなって、バネ５４の付勢力によ
り枠体３９が降下し、クリ−ニング材４０が記録ヘッド
７の通過面よりも下側に退避する。記録ヘッド７がさら
に印刷領域側に移動して駆動切り換え位置（図１４おけ
る位置ｖｉｉｉ）を通過すると、ペ−パフィ−ド用のパ
ルスモ−タ４が逆転して記録用紙を印刷領域に送り出し
て印刷が可能な状態となる。
【００４８】一方、印刷領域における印刷動作が所定時
間継続してフラッシング動作が必要となった時点で、記
録ヘッド７による印刷動作を一時中止させ、記録ヘッド
７をホ−ムポジションに向けて移動させる。ホ−ムポジ
ションへの移動の過程でキャリッジ１のフラッグ片６０
が解除片１０１を通過し、続いて記録ヘッド７がガイド
５８，５８に到達する。スライダ４９はガイド５８，５
８に案内されて記録ヘッド７の中心に位置合わせされ
る。さらにキャリッジ１が移動してフラッグ片６０が係
止片６１に当接して、記録ヘッド７がキャップ部材８０
と一定の間隙長で対向してフラッシング位置（図１４お
けるｖの位置）に位置決めされる。この状態で記録ヘッ
ド７は、少なくとも印刷時に使用されなかったノズル開
口から印字信号に関係無くインクを吐出させてインク吐
出を実行する。これにより印刷過程で使用されなかった
ノズル開口内のインクをキャップ部材８０に排出させ
て、ノズル開口内のインクの増粘や、ノズル開口の乾き
を防止する。
【００４９】一方、記録ヘッドの圧力発生室に気泡が侵
入してフラッシング動作だけでは解消しないインク吐出
不良に対しては、キャリッジ１をホームポジションに移
動させて、キャップ部材８０を記録ヘッド７に当接させ
る。この状態でパルスモータ４を高速度で回転させる。
これにより圧力発生室に存在する気泡などをノズル開口
から吐出する。この結果、インクの消費を可及的に抑え
て記録ヘッド内の気泡を排除することができる。
【００５０】印刷工程においては前述したように所定時
間Ｔ5、例えば１秒が経過する毎、もしくは１行の印刷
が終了する毎に電極１３０，１３１間の抵抗を検出す
る。この抵抗値は順次抵抗値記憶手段１５３に転送され
て前回のデータを更新することになる。印刷が終了して
電源がオフにされると、電源電圧検出手段１５４から信
号が出力されるから、書込み手段１５５は、抵抗値記憶
手段１５３に格納されている抵抗値を履歴記憶手段１５
６に転送してこれに記憶させる。いうまでもなく電源回
路には平滑用の大容量コンデンサが接続されているか
ら、データの転送、記憶に要する時間程度であれば作動
電圧を維持することができる。
【００５１】電源が投入されると（図２１ ステップ
イ）、抵抗値比較手段１５２は、履歴記憶手段１５６に
格納されている前回の電極間抵抗値と電源投入当初の電
極間抵抗値を比較してその差分Δｒが所定値、つまり気
温等による抵抗値変化分ΔＲよりも大きい場合には（図
２１ ステップ ロ）、記録ヘッド７にキャップ部材８
０を当接させた後、（図２１ ステップ ハ）、ステッ
プモータ４を高速度で正転させる（図２１ ステップ
ニ）。これにより記録ヘッド７からインクが吸い出され
てインクカートリッジ１４０のインク取出し口１２３近
傍のインクが記録ヘッドを経由して排出され、これによ
り電源オフ時に行われたインクカートリッジの脱着によ
り侵入した気泡を排除させることになる。所定時間が経
過した時点で（図２１ ステップ ホ）モータ４を休止
させ（図２１ ステップ ヘ）、モータ４を低速度で正
転させてメニスカスを印刷に適した状態に回復させ、か
つ高速吸引により発生した気泡や淀み部に滞留する気泡
を排出させ（図２１ ステップ ト）、所定時間Ｔ4が
経過した段階で（図２１ ステップ チ）モータ４を停
止させてキャップ部材８０内の負圧を大気圧まで回復さ
せる（図２１ ステップ リ）。ついでモータ４を低速
度で逆転させて、ローラ３６，３６をチューブ３１から
引き放してペーパフィードに備える（図２１ ステップ
ヌ、ル）。この段階で電極間抵抗値と第２基準とを比
較してインクカートリッジ１４０に十分なインクが残っ
ていることが確認された場合には（図２１ ステップ
オ）、印刷可能とし（図２１ ステップ カ）、またイ
ンクの残量が少ない場合にはインクカートリッジの交換
を指示する（図２１ ステップ ワ）
【００５２】なお、長期間の使用により記録ヘッドのノ
ズル面が汚染したような場合には、ワイピング動作だけ
では塵埃の除去が困難であるから、ラビング操作が必要
となる。この場合には、前述のワイピング操作時と同様
の手順でクリ−ニング材４０を上昇させ、記録ヘッド７
を印刷領域側に移動させた後、ワイピング操作とは反対
の方向（図１６Ｂにおける矢印Ｃ方向）にキャリッジ１
を移動させる。これによりラビング材４３を上面とする
ようにしてクリ−ニング材４０が記録ヘッド７のノズル
開口面に接触してノズル開口面を擦することになる。
【００５３】このようにして一連の操作が終了して印刷
デ−タが存在せず、休止状態に移る場合には、キャリッ
ジ１を待機位置に向けて移動させる。この移動によりス
ライダ４９は記録ヘッド７の移動につれて斜面５５を上
昇する。さらに印刷領域外に向けて移動すると、この過
程で図示しないホ−ムポジション検出手段により記録ヘ
ッド７の通過が検出される。ホ−ムポジション検出手段
から信号が出力して所定量、つまり少なくともキャリッ
ジ１を所定の速度から停止させるまでに要する減速距離
だけ印刷領域外の方向に移動すると、スライダ４９の突
起５０が平面５６に到達し、キャップ部材８０が記録ヘ
ッド７の前面に弾接する。そして空吸引位置（図１４に
おける位置ｉｉｉ）、クリ−ナセット位置（図１４にお
ける位置ｉｉ）を通過してから待機位置（図１４におけ
るｉ）に置かれることになる。この状態においては大気
連通口６４が弁体９２により封止されるから、記録ヘッ
ド７はノズル開口のインクの乾燥が防止された状態で次
の印字動作に備えることができる。
【００５４】なお、この実施例においては、抵抗値検出
回路１４５からのデータをＲＡＭに格納し、このデータ
を電源電圧の低下により履歴記憶手段に格納するように
しているが、一定周期で不揮発性記憶手段に直接格納す
るようにしても同様の作用を奏することは明らかであ
る。
【００５５】またこの実施例においては吸引終了時にペ
ーパフィード用パルスモータを低速度で回転させて記録
ヘッド１に正圧を作用させることなくローラ３６，３６
をチューブ３１から引き放すようにしているが、吸引終
了後、キャップ部材８０が正圧に回復した段階で記録ヘ
ッド１からキャップ部材を外すようにすれば、高速度で
逆転させてもメニスカスを破壊するようなことはない。
【００５６】さらにこの実施例においては吸引動作を含
む一連のインク吐出回復動作が開始されると、インク吐
出回復動作監視手段１５７は、インク吐出回復動作が開
始された時点でフラッグを立て、またインク吐出回復動
作が終了した段階でフラッグを倒す。ところがインク吐
出回復動作の工程が実行されている途中で、誤って電源
が切られた場合には、作動電圧が低下するので、電源電
圧検出手段１５４により電源電圧の低下が検出され、書
込み手段１５５により履歴記憶手段１５６にフラッグが
記憶される。そして次に再び電源が投入された時点で
は、履歴記憶手段１５６のデータが読み出されて、この
中にインク吐出回復動作のフラッグを示すデータが存在
する場合には、印刷動作に先だってインク吐出回復動作
の過程を実行する。これによりインク吐出回復動作の中
途半端な終了で記録ヘッド７のメニスカスが破壊されて
いたとしても、インク吐出回復動作を再実行させること
により正常なメニスカスが形成され、最適な状態での印
刷を行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、交
換されたインクタンクのインク量や状態を的確に判断し
て、それぞれの状態に応じたインク吸引の形態を自動的
に選択することができて、比較的困難な初期充填をユー
ザサイドで実行することができるばかりでなく、再装着
等のインクタンクの不適切な取り扱いによる気泡混入も
判別してインク吸引による適切な自動処理が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインク供給技術が適用されるインクジ
ェット式記録装置の印刷機構周辺の構造を示す斜視図で
ある。
【図２】同上装置におけるキャリッジに搭載されるイン
クジェット式記録ヘッドを拡大して示す図である。
【図３】同上装置におけるキャリッジに搭載されるイン
クタンクを拡大して示す図である。
【図４】同上装置におけるポンプユニットとキャッピン
グユニットを拡大して示す図である。
【図５】同上装置におけるポンプユニットとキャッピン
グユニットとの配置関係を示す上面図である。
【図６】同上装置におけるポンプユニットとこれを駆動
するペーパフード用のパルスモータの関係を示す側面図
である。
【図７】本発明に使用するポンプユニットの一実施例を
示す断面図である。
【図８】キャッピングユニットを中心にして示す図で、
同図（Ａ）は記録ヘッドが印刷領域に存在する場合の状
態を、また同図（Ｂ）は記録ヘッドが待機位置に存在す
る場合の状態を示すものである。
【図９】キャッピングユニットを構成しているキャップ
部材の一実施例を示す図で、同図（Ａ）は記録ヘッドの
移動経路に平行な断面を、また同図（Ｂ）は記録ヘッド
の経路に直交する断面を示す図である。
【図１０】クリ−ニングユニットに付属するカム面の一
実施例を示す図である。
【図１１】同上インクジェット式記録装置に使用される
インクカートリッジの一実施例を示す断面図である。
【図１２】同上インクカートリッジをキャリッジに搭載
した状態を示す説明図である。
【図１３】同上インクジェット式記録装置におけるイン
クの取り扱いを統括制御する制御装置の一実施例を示す
ブロック図である。
【図１４】キャリッジの位置と動作の関係を示す説明図
である。
【図１５】図（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ記録ヘッドの位
置によるキャッピングユニット及びクリーニングユニッ
トの運動を示す説明図である。
【図１６】図（Ａ）（Ｂ）は、それぞれキャッピングユ
ニット及びクリーニングユニットの動作を示す図であ
る。
【図１７】キャッピングユニット及びクリーニングユニ
ットの動作を示す図である。
【図１８】インクカートリッジのインク残量と電極間抵
抗の関係を示す線図である。
【図１９】インクカートリッジの初期装填動作を示すフ
ローチャートである。
【図２０】インクカートリッジの交換時の動作を示すフ
ローチャートである。
【図２１】インクカートリッジが装着されている状態で
の電源投入当初における処理を示すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
１ キャリッジ ４ ペ−パフィ−ド用のパルスモ−タ ７ 記録ヘッド １２ キャッピングユニット １３ ポンプユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 敬一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−234669（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/165 B41J 2/18 B41J 2/185 B41J 29/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インク残量検出用電極を備えたインクタ
    ンクにインク供給部材を介して連通するとともに、印刷
    信号によりノズル開口からインク滴を記録用紙に吐出す
    る記録ヘッドと、前記記録ヘッドの前面に当接してノズ
    ル開口を気密状態に保持するキャッピング手段と、前記
    キャッピング手段に陰圧を供給するとともに前記キャッ
    ピング手段のインクを廃インクタンクに吸い出す吸引手
    段と、 前記インク残量検出用電極の電極間抵抗を検出する抵抗
    値検出手段と、インクタンクのインク残量に対する前記
    電極間抵抗を基準値として格納した基準値記憶手段と、
    前記電極間抵抗と前記基準値とを比較する抵抗値比較手
    段と、抵抗値の比較結果に基づいて前記吸引手段の動作
    を制御する吸引制御手段を備え、 インクタンクが交換された場合には、前記吸引制御手段
    がインクタンクが交換された後の前記電極間抵抗に基づ
    いて複数の吸引動作モードの１つを選択するインクジェ
    ット式記録装置。
  2. 【請求項２】 前記吸引制御手段は、インクタンクが交
    換された後の前記電極間抵抗がインクタンク交換直前の
    電極間抵抗よりも小さい場合には、前記吸引手段により
    高速流での吸引を実行しつつ前記電極間抵抗の変化を検
    出するとともに、吸引に伴って電極間抵抗が低下する場
    合には、前記高速度での吸引を所定時間継続し、ついで
    低速度での吸引を実行する請求項１に記載のインクジェ
    ット式記録装置。
  3. 【請求項３】 前記高速度での吸引によっても前記電極
    間抵抗値が低下しない場合には、吸引動作を停止する請
    求項２のインクジェット式記録装置。
  4. 【請求項４】 少なくとも電源オフ時の前記電極間抵抗
    を不揮発的に記憶する履歴記憶手段と、電源投入当初に
    前記電極間抵抗が前記履歴記憶手段の抵抗値よりも上昇
    している場合には、インク吸引動作を実行することを指
    令する手段とを備えた請求項１に記載のインクジェット
    式記録装置。
  5. 【請求項５】 インクタンクが初めて装着された場合に
    は、最初に低速流での吸引を、ついで高速流での吸引を
    実行する初期充填モードを備えている請求項１に記載の
    インクジェット式記録装置。
  6. 【請求項６】 前記吸引動作を含む一連のインク吐出回
    復動作において、高速流での吸引を実行し、次いで低速
    流での吸引を実行するインク吐出回復動作モードを備え
    た請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
  7. 【請求項７】 前記基準値記憶手段が、少なくともイン
    クタンクにインクが十分に存在すること判定するための
    基準と、インクタンクの交換を指示するための基準と、
    さらにインクタンクが装着されていない状態を検知する
    ための基準を格納して構成されている請求項１のインク
    ジェット式記録装置。
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