JP3686458B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、さらに詳しくは、印字ヘッドに充填されているインク等の液状体を他のインク等の液状体と入れ替えすることができるようにしたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、印字ヘッドのノズルからインク滴を吐出して記録用紙等に印字するようにしたものである。この印字ヘッドは、例えば、図７に示す要部断面図のように、一面に多数のノズル１３０が配列形成されると共に、各ノズル１３０は上流側の加圧室１３１を介して共通液室１３２に連通されて構成されている。加圧室１３１の外部には圧電素子１３３が配設され、共通液室１３２の両端には外部に連通する第１の液連通部１３４と第２の液連通部１３５とが形成されている。
【０００３】
このように構成された印字ヘッドへのインクの充填（いわゆる初期充填）は、第１の液連通部１３４に設けられた外部流路１３６にインクタンク１３７が接続され、ノズル１３０や共通液室１３２等に生じる毛細管現象を利用したりして行なわれる。インクの充填された印字ヘッドは、駆動信号が与えられて圧電素子１３３が駆動されると、加圧室１３１の一部を構成している図示していない振動板が振動することによって加圧室１３１が加圧され、これによりノズル１３０からインク滴が吐出されて記録用紙等に所定の印字を行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、印字ヘッドへのインクの充填は、上記のようにノズル１３０や共通液室１３２等に生じる毛細管現象を利用したりして行なわれているため、必要以上に時間がかかることになる。また、ノズル１３０は径がきわめて小さいことから印字ヘッドに一旦充填したインクを外部に排出するには更に時間がかかることになる。従って、印字ヘッドに一旦インクを充填すると、そのインクを他のインク等の液状体と入れ替えることはきわめて困難となる。
【０００５】
そのため、例えば、記録用紙への印字に適したインクとＯＨＰ用の合成樹脂製シートへの印字に適したインクとが互いに入れ替えられるようにされているときわめて便利であるにもかかわらず、そのようなインクジェット記録装置は従来存在していなかった。
【０００６】
従って、本発明は、印字ヘッドに充填されているインク等の液状体を他のインク等の液状体と入れ替えすることができるようにしたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１に係るインクジェット記録装置は、一面に多数のノズルが配列形成されると共に、その各ノズルが加圧室を介して共通液室に連通され、その共通液室の両端に外部に連通する第１及び第２の液連通部が形成されてなる印字ヘッドを備え、この印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と入れ替えすることができるようにしたものであって、液状体を納めた複数の液タンクと、この複数の液タンクを第１の液連通部側に択一的に接続する切り替え手段と、前記印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出する排出手段と、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から共通液室に充填する第１の充填手段と、この第１の充填手段により充填された共通液室の液状体をその共通液室側からノズルに充填する第２の充填手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段と、前記印字ヘッドとの間で相対移動して前記ノズル面を気密状に覆うキャップとが設けられ、前記切り替え手段が前記第１の液連通部側の流路に接続された流路選択弁からなり、前記排出手段及び前記第１の充填手段が前記第２の液連通部側の流路に接続された第１の吸引ポンプからなり、前記第２の充填手段が前記キャップとこのキャップに接続された第２の吸引ポンプとからなり、前記制御手段が、前記流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第１の吸引ポンプを作動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に前記第１の吸引ポンプの作動を停止させると共に、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第２の吸引ポンプを作動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室から流し込んでノズルに充填することを特徴としている。
【０００８】
この請求項１に係るインクジェット記録装置では、第１の流路選択弁により第１の液連通部側の流路に接続される液タンクが切り替えられて印字ヘッドに所定の液状体が供給できるようにされ、ノズル面がキャップにより気密状に覆われた状態とされる。この状態で、第２の液連通部側の流路に接続された第１の吸引ポンプにより印字ヘッドに充填されている液状体が第２の液連結部側から外部に排出されると共に、第１の液連通部側から液タンクの液状体が印字ヘッドに引き込まれ、共通液室に充填される。
【０００９】
ここで、ノズル面はキャップにより気密状に覆われているので、ノズル面側から余分な空気が吸入されず、印字ヘッドに充填されている液状体が第２の液連通部側から確実に外部に排出され、液タンクの液状体が確実に共通液室に充填されることになる。この共通液室に充填された液状体は、ノズル面を気密状に覆っているキャップ内の空気が第２の吸引ポンプにより吸引されることにより共通液室からノズル側に流し込まれ、そのノズルに充填される。ノズルに残留していた液状体は、新たな液状体がノズルに充填されることによりノズル面側から排出され、その結果、印字ヘッドには新たな液状体が充填されることになる。
【００１０】
また、請求項２に係るインクジェット記録装置は、請求項１に係るものにおいて、前記キャップが、内底面に形成された貫通孔を介して連通する共通吸引孔を有し、この共通吸引孔内に設けられた弾性体により付勢されることで前記貫通孔を閉じると共に、この共通吸引孔内が負圧にされることで前記弾性体の付勢力に抗して前記貫通孔を開ける弁体を備えたものであり、前記第２の吸引ポンプが、前記キャップの共通吸引孔に接続されたものであって、前記制御手段が、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第２の吸引ポンプを作動させ、それにより前記共通吸引孔内を負圧にすることで前記弁体を開き、前記共通液室に充填した液状体をその共通液室から流し込んでノズルに充填することを特徴としている。
【００１１】
この請求項２に係るインクジェット記録装置では、第２の吸引ポンプが作動して共通吸引孔内が負圧にされることで弁体が弾性体の付勢力に抗して開くことになり、これにより 共通液室に充填した液状体がその共通液室からノズルに流れ込み、新たな液状体がノズルに充填されることになる。
【００１２】
また、請求項３に係るインクジェット記録装置は、一面に多数のノズルが配列形成されると共に、その各ノズルが加圧室を介して共通液室に連通され、その共通液室の両端に外部に連通する第１及び第２の液連通部が形成されてなる印字ヘッドを備え、この印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と入れ替えすることができるようにしたものであって、液状体を納めた複数の液タンクと、この複数の液タンクを前記第１の液連通部側に択一的に接続する切り替え手段と、前記印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出する排出手段と、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から共通液室に充填する第１の充填手段と、この第１の充填手段により充填された共通液室の液状体をその共通液室側からノズルに充填する第２の充填手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段と、前記第２の液連通部側の流路に接続された正逆駆動可能なポンプとを有し、前記切り替え手段が、前記第１の液連通部側の流路に接続され、かつ、その流路を前記いずれの液タンクとも接続せずに閉じた状態にすることができるようにされた流路選択弁からなり、前記排出手段及び前記第１の充填手段が、正駆動する前記ポンプからなり、前記第２の充填手段が、逆駆動する前記ポンプからなり、前記制御手段が、前記流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、前記ポンプを正駆動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、所定の液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に前記流路選択弁を作動させて第１の液連通部側の流路を閉じると共に、前記ポンプを逆駆動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室に流し込んでノズルに充填することを特徴としている。
【００１３】
この請求項３に係るインクジェット記録装置では、第１の流路選択弁により第１の液連通部側の流路に接続される液タンクが切り替えられて印字ヘッドに所定の液状体が供給できるようにされる。この状態で、第２の液連通部側の流路に接続された正逆駆動可能なポンプが正駆動されることにより印字ヘッドに充填されている液状体が第２の液連結部側から外部に排出されると共に、第１の液連通部側から液タンクの液状体が印字ヘッドに引き込まれ、共通液室に充填される。この共通液室に充填された液状体は、正逆駆動可能なポンプが逆駆動されることにより共通液室からノズル側に流し込まれ、そのノズルに充填される。ノズル内に残留していた液状体は新たな液状体がノズルに充填されることによりノズル面側から排出され、その結果、印字ヘッドには新たな液状体が充填されることになる。
【００１４】
また、請求項４に係るインクジェット記録装置は、請求項３に係るものにおいて、前記印字ヘッドとの間で相対移動して前記ノズル面を気密状に覆うキャップが設けられ、前記制御手段が、そのノズル面をキャップで気密状に覆った状態で前記ポンプを正駆動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引込んで共通液室に充填することを特徴としている。
【００１５】
この請求項４に係るインクジェット記録装置では、ノズル面を気密状に覆った状態でポンプを正駆動させるので、ノズル面側から余分な空気が吸入されず、その結果、印字ヘッドに充填されている液状体が第２の液連通部側から確実に外部に排出されると共に、前記液タンクの液状体が確実に共通液室に充填される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、インクジェット記録装置の正面図である。この図において、インクジェット記録装置は、用紙搬送部１、印字部２、キャッピング部３、給紙部４及び用紙排出部５を備えている。
【００１８】
用紙搬送部１は、支持軸６、７に結合された対向配置されている一対のベルトローラ８、９に搬送ベルト１０が架け渡されて構成され、一方のベルトローラ８の支持軸６と係合する駆動モータ１１の回転駆動により搬送ベルト１０が矢印方向に回転するようになっている。この用紙搬送部１は、搬送ベルト１０上に載せられた後述する記録用紙を図面上右側から左側に、すなわち、上流側から下流側に移送する。上記支持軸６、７は、対向配置された図示していない一組の支持板に回動可能に支持されている。
【００１９】
印字部２は、用紙搬送部１の上部に配置されたブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの４色の印字ヘッド１３、１４、１５、１６を備えて構成されており、その中央部近傍において支持体１７により一体に支持されている。この支持体１７には、雌ねじからなる貫通孔１８の形成された支持部１９が一体に形成され、この支持部１９の貫通孔１８に雄ねじからなる駆動軸２０が貫通されている。
【００２０】
この駆動軸２０の一端は図示していない支持板に固定された駆動モータ２１に直結され、その他端は図示していない支持板に回動可能に支持されている。この駆動モータ２１が回転駆動されると、駆動軸２０が回転して各印字ヘッド１３、１４、１５、１６が用紙搬送部１に対して上下方向に移動する。なお、支持部１９には、駆動軸２０と平行配置された図示していないガイドを兼ねる支持軸が貫通しており、駆動軸２０の回転によって各印字ヘッド１３、１４、１５、１６が共回りしないようになっている。
【００２１】
また、印字部２の各印字ヘッド１３、１４、１５、１６は、用紙搬送部１に対向する側の面に多数のノズル２３、２４、２５、２６がそれぞれ配列形成されると共に、各ノズル２３、２４、２５、２６はその上部の加圧室２７、２８、２９、３０を介して共通液室３１、３２、３３、３４にそれぞれ連通され、加圧室２７、２８、２９、３０の外部に圧電素子３５、３６、３７、３８が取り付けられて構成されている。このように構成されている印字ヘッド１３、１４、１５、１６は、駆動信号が与えられて圧電素子３５、３６、３７、３８が駆動すると、加圧室２７、２８、２９、３０の一部を構成している図示していない振動板が振動して加圧室２７、２８、２９、３０内部のインクを加圧し、それによってインク滴がノズル２３、２４、２５、２６から外部に吐出され、用紙搬送部１上に給送された記録用紙等の被記録媒体に所定の印字を行なう。
【００２２】
また、上記印字ヘッド１３、１４、１５、１６は、例えば、被記録媒体が記録用紙の場合、その幅（図では、紙面を貫く方向）が用紙搬送部１上に給送された記録用紙の移送方向と直交する方向である紙幅と略同様の値を有しており、印字ヘッド１３、１４、１５、１６が固定されたままで記録用紙の紙幅間の印字を行ない、記録用紙が上流側から下流側に向かって移送されることにより紙面全体に印字を行なうようになっている。
【００２３】
また、用紙搬送部１の下部には、例えば記録用紙への印字に適した４色のインクを蓄えた液タンク４０、４１、４２、４３を有する第１のインクカートリッジ４４と、例えばＯＨＰ用の合成樹脂製シートへの印字に適した４色のインクを蓄えた液タンク４５、４６、４７、４８を有する第２のインクカートリッジ４９とが上下２段に配置され、各色のインクはパイプからなる外部流路を介して各印字ヘッド１３、１４、１５、１６に供給されるようになっている。この第１及び第２のインクカートリッジ４４、４５は、各カートリッジ単位で印字ヘッド１３、１４、１５、１６への接続が切り替えられるようになっている。この各印字ヘッド１３、１４、１５、１６に対するインクの供給は、具体的には図２のような構成でなされている。
【００２４】
この図２は、図１に示す印字ヘッド１３のＡ−Ａ線における拡大断面図であり、第１のインクカートリッジ４４の液タンク４０、第２のインクカートリッジ４９の液タンク４５等は便宜上図１とは異なる位置に示している。この図２において、印字ヘッド１３の共通液室３１の両端には外部に連通する第１の液連通部５１と第２の液連通部５２が形成され、この第１の液連通部５１にはパイプからなる第１の外部流路５３が設けられ、この第１の外部流路５３には切り替え手段の一例である第１の流路選択弁５４が接続されている。この流路選択弁５４には、第１の接続流路５５を介して液タンク４０が接続され、第２の接続流路５６を介して液タンク４５が接続されている。この第１の流路選択弁５４は電磁的に動作するようにされ、液タンク４０又は液タンク４５を択一的に第１の外部流路５３に接続するようになっている。
【００２５】
また、第２の液連通部５２にはパイプからなる第２の外部流路５７が接続され、この第２の外部流路５７には切り替え手段の一例としての第２の流路選択弁５９が接続され、この第２の流路選択弁５９と第２の液連通部５２との間には第１の吸引ポンプ６０が接続されている。
【００２６】
上記第２の流路選択弁５９には、第３の接続流路６１を介して各印字ヘッド１３、１４、１５、１６で共用される廃液タンク６２が接続され、第４の接続流路６３を介して液タンク４０が接続され、第５の接続流路６４を介して液タンク４５が接続されている。ただし、第４の接続流路６３と第５の接続流路６４の液タンク側はインク液の存在しない箇所に接続されている。上記第２の流路選択弁５９は電磁的に動作するようにされ、廃液タンク６２、液タンク４０又は液タンク４５を択一的に第２の外部流路５７に接続するようになっている。上記廃液タンク６２は、図１に示すように第１及び第２のインクカートリッジ４４、４９と並んで用紙搬送部１の下部に配設されている。なお、この図２は印字ヘッド１３についてのものであるが、他の印字ヘッド１４、１５、１６についても印字ヘッド１３と全く同様の構成とされている。従って、以下の説明においては、図２にしか示されていない構成部分については、便宜上、印字ヘッド１３以外の印字ヘッドに関しても同一の符号が付与されているものとする。
【００２７】
キャッピング部３は、印字部２を構成する印字ヘッド１３、１４、１５、１６のノズル２３、２４、２５、２６面側とそれぞれ気密状に嵌合する大きさのキャップ７０、７１、７２、７３を備えて構成されている。これらのキャップ７０、７１、７２、７３は、そのホームポジションである用紙搬送部１の下流側に配置されている。各キャップ７０、７１、７２、７３の内底面には、それぞれ貫通孔７４、７５、７６、７７が形成されている。これらの各貫通孔７４、７５、７６、７７は、底部に形成されている共通吸引孔７８に連通しており、この共通吸引孔７８は底面側に取り付けられている柔軟性を有する合成樹脂製のパイプ７９を介して用紙搬送部１の下部に設けられている上記廃液タンク６２に接続されている。上記パイプ７９の途中には第２の吸引ポンプ８０が取り付けられている。
【００２８】
また、各貫通孔７４、７５、７６、７７には、その下部にそれらの貫通孔７４、７５、７６、７７を開閉する弁体８１、８２、８３、８４がそれぞれ弾性力の小さいバネ等からなる弾性体８５、８６、８７、８８により付勢された状態で取り付けられている。なお、各キャップ７０、７１、７２、７３内の印字ヘッド１３、１４、１５、１６との嵌合部分には、必要に応じて気密性を良好にするためのゴムライニング等が施される。
【００２９】
上記のように構成されたキャップ７０、７１、７２、７３には図示していない支持板に取り付けられている対向配置された一対のプーリ８９、９０に架け渡されたタイミングベルト９１が取り付けられ、一方のプーリ８９には駆動モータ９２が取り付けられており、この駆動モータ９２が回転駆動することによってタイミングベルト９１が回転し、それによってキャップ７０、７１、７２、７３が印字部２側に移動するようになっている。
【００３０】
給紙部４は、第１及び第２のインクカートリッジ４４、４９の下部に配置された所定サイズの記録用紙を収納した給紙カセット９３と、給紙カセット９３内の記録用紙を用紙搬送部１に給送するガイド板９４と、給紙カセット９３の用紙出口上部に配置された給紙ローラ９５と、ガイド板９４の上流側と下流側とに配置された搬送ローラ対９６、９７とから構成されている。上記給紙ローラ９５は、図示していない支持板に固定された駆動モータ９８により回転駆動され、上記搬送ローラ対９６、９７は、図示していない支持板に固定された駆動モータ９９により回転駆動される。なお、給紙部４は、実際にはサイズの異なる記録用紙を収納した複数の給紙カセットを有しており、それに応じて給紙ローラ、ガイド板、搬送ローラ対がそれぞれ設けられているが、ここでは図示を省略している。このように構成された給紙部４は、給紙ローラ９５によって給紙カセット９３から記録用紙を１枚づつ取り出すとともに、その記録用紙を上流側の搬送ローラ対９６によってガイド板９４に導き、下流側の搬送ローラ対９７によって用紙搬送部１に給送する。
【００３１】
用紙排出部５は、用紙搬送部１の下流側に配置されたガイド板１０１と、このガイド板１０１の途中に設けられた搬送ローラ対１０２と、ガイド板１０１の出口側に設けられた排紙ローラ対１０３と、この排紙ローラ対１０３の下流側に設けられた排紙トレイ１０４とから構成されている。このように構成された用紙排出部５は、ガイド板１０１に用紙搬送部１から記録用紙が給送され、この記録用紙を搬送ローラ対１０２で下流側に給送し、排紙ローラ対１０３によって排紙トレイ１０４上に排出する。上記搬送ローラ対１０２及び排紙ローラ対１０３は、図示していない支持板に固定された駆動モータ１０５により回転駆動される。
【００３２】
図３は、上記のように構成されたインクジェット記録装置の主要な制御構成を示すブロック図である。上記インクジェット記録装置は、パソコン等の外部装置から入力される操作信号及び画像信号に基づいて印字動作が行なわれるようになっている。
【００３３】
制御部１１０はＣＰＵ１１１、記憶部１１２、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１３等から構成され、ＣＰＵ１１１の内部クロックに同期してそれらの動作が制御されるようになっている。
【００３４】
ＣＰＵ１１１は、記録制御部１１４、機構制御部１１５等の制御機能を有し、これらの記録制御部１１４と機構制御部１１５とは互いに同期して制御動作を行なうようになっている。また、ＣＰＵ１１１は、図１には示していない操作部に設けられたモード切り替えボタン等からなるモード切り替え手段１１６によって切り替えられた液入替えモード及び印字モードにおける制御動作を行なう。液入替えモードとは印字ヘッドへのインク等の液入替え動作を行なうものであり、印字モードとは記録用紙等に所定の印字動作を行なうものである。
【００３５】
記憶部１１２は、上記インクジェット記録装置の動作を制御するプログラムが格納されたＲＯＭや一時的にデータを保管するＲＡＭ等から構成されており、上記ＣＰＵ１１１はこのＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて装置全体の動作を制御する。
【００３６】
インターフェース部１１３は、パソコン等の外部装置から入力されるデータを受信するもので、画像信号を記録制御部１１４に、用紙サイズ等の操作信号を機構制御部１１５にそれぞれ出力するようになっている。
【００３７】
記録制御部１１４は、入力された画像信号を各色成分に応じて印字部２を構成している印字ヘッド１３、１４、１５、１６の各駆動回路１１７、１１８、１１９、１２０にシリアル送信する。
【００３８】
各駆動回路１１７、１１８、１１９、１２０は、それぞれラッチ部を有すると共に、各印字ヘッド１３、１４、１５、１６内適所に配置されており、送信された例えば記録用紙１ライン分の画像信号を一旦ラッチし、パラレル信号に変換する。
【００３９】
また、記録制御部１１４は、駆動回路１１７、１１８、１１９、１２０で変換されたパラレル信号を印字ヘッド１３、１４、１５、１６の対応する圧電素子３５、３６、３７、３８にパルス駆動信号として出力し、ノズル２３、２４、２５、２６からのインク滴の吐出を制御する。上記１ライン分の画像信号は、所定周期で順次伝送され、これによって２次元の画像の印字がおこなわれる。
【００４０】
機構制御部１１５は、インクジェット記録装置の所定の構成部材の適所に設けられている図１には示していない位置検知センサ等の各種センサ等からなる検知手段１２１から入力された操作信号に基づき、駆動回路１２２を介して用紙搬送部１の駆動モータ１１、印字部２の駆動モータ２１、印字部２の第１の流路選択弁５４、印字部２の第２の流路選択弁５９、印字部２の第１の吸引ポンプ６０、キャッピング部３の第２の吸引ポンプ８０、キャッピング部３の駆動モータ９２、給紙ローラ９５の駆動モータ９８、搬送ローラ対９６、９７の駆動モータ９９、搬送ローラ対１０２と排紙ローラ対１０３の駆動モータ１０５等を駆動するものである。上記駆動回路１２２は、電源部、トランジスタ等の電子部品等で構成されている。
【００４１】
上記のように構成されたインクジェット記録装置は次のように動作する。まず、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されている例えばＯＨＰ用の合成樹脂製シートへの印字に適したインクを記録用紙への印字に適したインクに入れ替える場合の液入替え動作について説明する。いま、モード切り替え手段１１６により液入替えモードにセットされると、図１に示す状態にあるインクジェット記録装置は、図４に示すように、印字部２の印字ヘッド１３、１４、１５、１６が用紙搬送部１の搬送ベルト１０から離間して上部側に移動すると共に、キャッピング部３のキャップ７０、７１、７２、７３が印字ヘッド１３、１４、１５、１６の下部位置に移動し、その後、印字ヘッド１３、１４、１５、１６が下部側に移動してキャップ７０、７１、７２、７３と嵌合する。このとき、キャップ７０、７１、７２、７３は印字ヘッド１３、１４、１５、１６のノズル２３、２４、２５、２６面を気密状に覆った状態となる。
【００４２】
次いで、印字ヘッド１３、１４、１５、１６の第１の流路選択弁５４がそれぞれ液タンク４５、４６、４７、４８側から液タンク４０、４１、４２、４３側に切り替えられて液タンク４０、４１、４２、４３が第１の外部流路５３に接続されると共に、第２の流路選択弁５９がそれぞれ液タンク４５、４６、４７、４８側から廃液タンク６２側に切り替えられて廃液タンク６２が第２の外部流路５７に接続される。この状態で第１の吸引ポンプ６０が回転して印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクが第１の吸引ポンプ６０の吸引力により第２の液連通部５２側から外部に排出されると共に、液タンク４０、４１、４２、４３内に納められているインクが第１の液連通部５１側から印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込まれ、共通液室３１、３２、３３、３４に充填される。上記外部に排出されたインクは第３の接続流路６１を経由して廃液タンク６２に納められる。
【００４３】
なお、上記のように第１の吸引ポンプ６０が回転するとき、ノズル２３、２４、２５、２６面が非気密状態になっているとノズル２３、２４、２５、２６から空気が吸いこまれて第１の液連通部５１側からのインクの引込みが悪くなるが、この実施形態ではノズル２３、２４、２５、２６面をキャップ７０、７１、７２、７３が気密状に覆っているのでノズル２３、２４、２５、２６面が気密状態になりインクの引込みが確実に行なわれる。
【００４４】
上記第１の吸引ポンプ６０の回転が続いて印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込まれたインクが第２の流路選択弁５９を経由して第３の接続流路６１内に達すると、第３の接続流路６１内に設置されているセンサを含んで構成された検知装置からの出力により第２の流路選択弁５９が切り替えられ、第２の外部流路５７には第４の接続流路６３を介して液タンク４０、４１、４２、４３が接続される。これにより印字ヘッド１３、１４、１５、１６と液タンク４０、４１、４２、４３との間に閉じた循環路が形成される。これにより第２の外部流路５７をオーバーフローして第５の接続流路６３に達したインクは外部に洩れることなく液タンク４０、４１、４２、４３に戻されることになる。
【００４５】
上記第３の接続流路６１内に設置されているセンサを含んで構成された検知装置は、例えば印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されていたインクが第３の接続流路６１内に達したときにセンサがそれを検知し、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されていたインクがすべて廃液タンク６２に排出されるのに要する時間が経過したときに第２の流路選択弁５９の切り替え信号が出力されるようになっている。この切り替え信号により、第２の流路選択弁５９は第１の流路選択弁５４と同じ液タンク４０、４１、４２、４３に接続される。
【００４６】
上記第２の流路選択弁５９が切り替わると同時に第１の吸引ポンプ６０は回転を停止し、キャップ７０、７１、７２、７３に接続されている第２の吸引ポンプ８０が回転する。第２の吸引ポンプ８０が回転すると、その吸引力でキャップ７０、７１、７２、７３の弁体８１、８２、８３、８４が弾性体８５、８６、８７、８８の弾性力に抗して下側に移動し、ノズル２３、２４、２５、２６面側が第１及び第２の液連通部側に比べて負圧状態となるようにされる。これにより共通液室３１、３２、３３、３４に充填されたインクは共通液室３１、３２、３３、３４からノズル２３、２４、２５、２６側に流し込まれ、そのノズル２３、２４、２５、２６に充填される。第２の液連通部側から外部に排出されずにノズル２３、２４、２５、２６に残留していたインクはノズル２３、２４、２５、２６面側から外部に排出される。その結果、印字ヘッド１３、１４、１５、１６には新たなインクが充填されてインクの入替えが終了する。
【００４７】
上記のようにして印字ヘッドへのインクの入替えが終了すると、インクジェット記録装置は記録用紙への印字を行なうことが可能となる。ここで、モード切り替え手段１１６により印字モードにセットされると、インクジェット記録装置は図１に示す初期状態にセットされる。この状態でパソコン等の外部装置からの操作信号に基づき搬送ローラ対９６、９７、１０２及び排紙ロータ対１０３が回転すると共に、用紙搬送部１の搬送ベルト１０が回転する。また、同時に給紙部４の給紙ローラ９５が回転して給紙カセット９３から記録用紙が送り出され、この記録用紙は搬送ローラ対９６、９７によってガイド９４を介して用紙搬送部１に給送される。なお、上記搬送ローラ対９７は、クラッチ等を介して駆動が制御され、印字ヘッド１３、１４、１５、１６の印字動作と同期をとって記録用紙を用紙搬送部１に給送する。
【００４８】
用紙搬送部１に給送された記録用紙は、搬送ベルト１０によって下流側に移送され、印字部２の各印字ヘッド１３、１４、１５、１６は、この移送途中のシートに対し、外部装置から送信されてきた画像信号に基づいてカラー印字を行なう。画像が単色の場合には、例えば、ブラックの印字ヘッド１３により単色の印字が行なわれる。印字の終了した記録用紙は、搬送ベルト１０によって用紙排出部５のガイド１０１に給送され、搬送ローラ対１０２及び排紙ローラ対１０３により排紙トレイ１０４に排出される。
【００４９】
外部装置からの画像信号等の送信が終了して記録用紙への印字が終了すると、インクジェット記録装置は上記図４に示す液入替えモードのときと同じ状態となる。すなわち、印字ヘッド１３、１４、１５、１６は用紙搬送部１から離間して上部側に移動すると共に、キャップ７０、７１、７２、７３が印字ヘッド１３、１４、１５、１６の下部位置に移動し、その後、印字ヘッド１３、１４、１５、１６が下部側に移動してキャップ７０、７１、７２、７３と嵌合する。その後、この状態でキャッピング部３の第２の吸引ポンプ８０が作動し、ノズル２３、２４、２５、２６からインクを強制的に吸引し、インク吐出回復動作が行なわれる。このインク吐出回復動作は、ノズルの目詰まりの有無に関係なく行なわれ、印字動作の途中であっても適宜上記と同様の動作により実施される。
【００５０】
本発明に係るインクジェット記録装置は上記のように構成され作動するが、次のような種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、印字ヘッドに充填されている液状体を排出する排出手段及び液タンクの液状体を第１の液連通部側から引き込んで共通液室に充填する第１の充填手段として第１の吸引ポンプ６０を用い、共通液室３１、３２、３３、３４の液状体をその共通液室３１、３２、３３、３４からノズル２３、２４、２５、２６面側に流し込んでそのノズル２３、２４、２５、２６に充填する第２の充填手段として第２の吸引ポンプ８０を用いているが、図５に示すように、上記第１の吸引ポンプ６０に代えて第２の外部流路５７に正逆駆動可能なポンプ１２５を接続することによりより、このポンプ１２５で第１の吸引ポンプ６０と第２の吸引ポンプ８０とを兼ねるようにすることができる。
【００５１】
なお、この図５は、上記図２に対応するもので印字ヘッド１３についてのものであるが、他の印字ヘッド１４、１５、１６についても全く同様の構成とされている。従って、上記図２の場合と同様に以下の説明においては、図５にしか示されていない構成部分については、便宜上、印字ヘッド１３以外の印字ヘッドに関しても同一の符号が付与されているものとする。
【００５２】
すなわち、このポンプ１２５を、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを外部に排出し、液タンク４０、４１、４２、４３（又は、液タンク４５、４６、４７、４８）のインクを印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込む方向に駆動（この方向を正駆動と呼ぶ。）させることによって第１の吸引ポンプ６０と同じ機能を持たせる。また、それとは逆方向に駆動（この方向を逆駆動と呼ぶ。）させることによって第２の吸引ポンプ８０と同じ機能を持たせる。このポンプ１２５の正駆動と逆駆動の切り替えは、図２に示す場合と同様に第３の接続流路６１内に設けたセンサを含んで構成される検知装置からの出力信号によりなされる。
【００５３】
なお、ポンプ１２５を逆駆動させるときには、同時に第１の外部流路５３に接続されている流路選択弁５４を切り替えて第１の外部流路５３を閉じた状態にする。第１の流路選択弁５４に第１の外部流路５３を閉じる機能を備えていない場合は、第１の流路選択弁５４よりも第１の液連通部５１側に別の切り替え弁を設けておき、この切り替え弁にて第１の外部流路５３を閉じるようにすればよい。この場合、この切り替え弁を含めて第１の流路選択弁５４とする。
【００５４】
この状態でポンプ１２５を逆駆動させると、第２の液連通部５２側には印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込んだインクを第１の液連通部側に押し返す方向の圧力がかかる。ところが、第１の外部流路５３は上記のように閉じられているため、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込まれて共通液室に充填されたインクはノズル２３、２４、２５、２６側に流れ込みそのノズルに充填される。上記ポンプ１２５は、第１の吸引ポンプ６０等と同様にＣＰＵ１１１等で制御され、図３に示す駆動回路１２２により駆動されることになる。
【００５５】
なお、上記ポンプ１２５は、第１及び第２の吸引ポンプ６０、８０と同様に、図４に示すように印字ヘッド１３、１４、１５、１６のノズル２３、２４、２５、２６面をキャップ７０、７１、７２、７３で覆った状態で作動する。この場合、ポンプ１２５が逆駆動すると、キャップ７０、７１、７２、７３内の圧力は外部に比べて高くなるため、弁体８１、８２、８３、８４は弾性体８５、８６、８７、８８の弾性力に抗して下部に移動する。その結果、ノズル２３、２４、２５、２６面が非気密状態となり、共通液室３１、３２、３３、３４に充填されたインクはノズル２３、２４、２５、２６面へ確実に流れ込むことになる。
【００５６】
また、キャップ７０、７１、７２、７３の弁体８１、８２、８３、８４は、上記のように弾性体８５、８６、８７、８８の弾性力で制御するのではなく、第２の吸引ポンプ８０の作動やポンプ１２５の逆駆動作動に同期させて電磁的に作動させるようにしてもよい。また、弁体８１、８２、８３、８４をなくすこともでき、この場合はキャップ７０、７１、７２、７３を印字ヘッド１３、１４、１５、１６に対して相対的に移動させて印字ヘッド１３、１４、１５、１６との間に隙間を形成し、それによってノズル２３、２４、２５、２６面を非気密状態にすればよい。
【００５７】
また、上記図５に示す構成においては、印字ヘッド１３、１４、１５、１６と液タンク４０、４１、４２、４３（又は、液タンク４５、４６、４７、４８）との間で循環路を形成しておらず、このようにした場合は図２に示す構成の第２の流路選択弁５９は不要となる。このように循環路を形成しない構成は図２に示す構成の場合にも採用することができ、逆に、図２に示す循環路を形成する構成を図５に示す構成に採用することもできる。
【００５８】
また、上記の実施形態では、第１の吸引ポンプ６０又は正逆駆動可能なポンプ１２５により印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを第２の液連通部５２側から排出するとき、第１の流路選択弁５４は液タンク４０、４１、４２、４３（又は液タンク４５、４６、４７、４８）を第１の外部流路５３に接続した状態となっているため、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクの排出と、液タンク４０、４１、４２、４３（又は液タンク４５、４６、４７、４８）のインクの第１の液連通部５１側からの引込みとが同時に行なわれることになる。しかし、液タンク４０、４１、４２、４３（又は液タンク４５、４６、４７、４８）のインクの第１の液連通部５１側からの引込みを印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを排出した後に行なうようにすることもできる。この場合、例えば、第１の流路選択弁５４に第１の外部流路５３を大気中に開口させることのできる構造のものを用い、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを排出するときには第１の外部流路５３を大気中に開口した状態としておけばよい。
【００５９】
また、上記の実施形態では、液状体がインクとインクの同種の場合の入替えについて説明しているが、インクと溶媒のような異種の液状体を入れ替えるようにすることもできる。すなわち、図６において、液タンク４０はインクの納められたもので、液タンク１２７は溶媒が納められたものである。ここでいう溶媒とは、水、アルコール、水とアルコールの混合物、水とアルコールとグリコールの混合物等をいう。この図６は印字ヘッド１３についてのものであるが、他の印字ヘッド１４、１５、１６についても同様の構成とされる。従って、上記図２及び図５の場合と同様に以下の説明においては、図６にしか示されていない構成部分については、便宜上、印字ヘッド１３以外の印字ヘッドに関しても同一の符号が付与されているものとする。なお、溶媒を納めた液タンク１２７については各印字ヘッド１３、１４、１５、１６について共用することができる。
【００６０】
この図６に示す構成では、各印字ヘッド１３、１４、１５、１６の第１の流路選択弁５４の切り替えによって液タンク４０、４１、４２、４３又は液タンク１２７が第１の外部流路５３に択一的に接続されるようになっている。また、第２の流路選択弁５９の切り替えによって液タンク４０、４１、４２、４３又は廃液タンク６２が第２の外部流路５７に択一的に接続されるようになっており、印字ヘッド１３、１４、１５、１６と液タンク４０、４１、４２、４３とは循環路を形成している。
【００６１】
ただし、図５に示すように循環路を形成しないようにすることもでき、こうした場合は第２の流路選択弁５９は不要となる。この図６に示す構成の場合も、インクと溶媒との入替えは上記と同様の第１及び第２の流路選択弁５４、５９、第１の吸引ポンプ６０等の作動により行なわれる。このようなインクと溶媒との入替えは図５に示す正逆駆動可能なポンプ１２５を用いる構成によっても行なうことができる。
【００６２】
上記構成により、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを溶媒と入れ替えると、インクジェット記録装置を使用しないときに生じるノズル２３、２４、２５、２６の目詰まりを防止することができる。すなわち、インクジェット記録装置を使用しないときは、従来であれば上記図４に示すような状態でノズル２３、２４、２５、２６面をキャップ７０、７１、７２、７３で覆うことにより、ノズル２３、２４、２５、２６内のインク中の水分の蒸発を抑えてインクが凝固するのを遅らせるようにしていたが、単にキャップ７０、７１、７２、７３で覆うだけではインクの凝固を完全に防ぐことは不可能であった。
【００６３】
ところが、インクを溶媒と入れ替えると、ノズル２３、２４、２５、２６内にはインクが存在しないため、仮に溶媒が蒸発してもノズル２３、２４、２５、２６には目詰まりが全く生じないことになる。インクジェット記録装置を使用するときには、印字ヘッドに充填されている溶媒をインクと入れ替えるようにするだけでよい。このようなインクと溶媒との入替えは、インクジェット記録装置のメイン電源をＯＦＦにしたときに自動的にインクが溶媒と入れ替えられ、メイン電源をＯＮにしたときに自動的に溶媒がインクと入れ替えられるようにすることもできる。
【００６４】
また、上記の実施形態では、用紙搬送部１の搬送ベルト１０、給紙部４の給紙ローラ９５と搬送ローラ対９６、９７、用紙排出部５の搬送ローラ対１０２と排紙ローラ対１０３をそれぞれ異なる駆動モータ１１、９８、９９、１０５で回転しているが、例えば、給紙ローラ９５以外は同じ駆動モータで回転するようにしたり、すべてを１つの駆動モータで回転するようにし、適宜クラッチで駆動を切り替えるようにしたりすることもできる。
【００６５】
さらに、上記の実施形態では印字ヘッド１３、１４、１５、１６の移動を用紙搬送部１上における昇降動作だけとし、キャップ７０、７１、７２、７３を印字部２側に移動する構成としているが、キャップ７０、７１、７２、７３をホームポジションにおける昇降動作だけとし、印字動作の終了時等に印字ヘッド１３、１４、１５、１６をキャップ７０、７１、７２、７３側に移動させるような構成としてもよい。
【００６６】
さらには、印字部２は、単色の印字のみでよい場合は印字ヘッド１個のみで構成することができる。また、印字ヘッド１３、１４、１５、１６のインク吐出回復動作は、上記実施形態では第２の吸引ポンプ８０で行なっているが、第２の外部流路５２に設けたポンプ１２５を第１の外部流路５３を閉じた状態で逆駆動させて行なうようにすることもできる。また、上記インクジェット記録装置は、ファクシミリとしての機能や複写機としての機能を有していてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１乃至２の発明によれば、流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、ノズル面をキャップで気密状に覆った状態で第１の吸引ポンプを作動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に第１の吸引ポンプの作動を停止させると共に、ノズル面をキャップで気密状に覆った状態で第２の吸引ポンプを作動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室から流し込んでノズルに充填するようにしているので、印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と確実に入れ替えることができるようになる。
【００６８】
また、請求項３乃至４の発明によれば、流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、ポンプを正駆動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、所定の液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に流路選択弁を作動させて第１の液連通部側の流路を閉じると共に、ポンプを逆駆動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室に流し込んでノズルに充填するようにしているので、印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と確実に入れ替えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るインクジェット記録装置の正面図である。
【図２】 図１に示すインクジェット記録装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 図１に示すインクジェット記録装置の制御構成を説明するブロック図である。
【図４】 図１に示すインクジェット記録装置の動作を説明するためのインクジェット記録装置の正面図である。
【図５】 本発明のインクジェット記録装置の他の実施形態における図２に対応する断面図である。
【図６】 本発明のインクジェット記録装置の別の実施形態における図２及び図５に対応する断面図である。
【図７】 従来のインクジェット記録装置の印字ヘッドの要部断面図である。
【符号の説明】
１ 用紙搬送部
２ 印字部
３ キャッピング部
４ 給紙部
５ 用紙排出部
１３、１４、１５、１６ 印字ヘッド
２３、２４、２５、２６ ノズル
４０、４１、４２、４３ 液タンク
４５、４６、４７、４８ 液タンク
５１ 第１の液連通部
５２ 第２の液連通部
５３ 第１の外部流路
５４ 切り替え手段（第１の流路選択弁）
５７ 第２の外部流路
５９ 切り替え手段（第２の流路選択弁）
６０ 第１の吸引ポンプ
６２ 廃液タンク
７０、７１、７２、７３ キャップ
８０ 第２の吸引ポンプ
１２５ 正逆駆動可能なポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、さらに詳しくは、印字ヘッドに充填されているインク等の液状体を他のインク等の液状体と入れ替えすることができるようにしたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、印字ヘッドのノズルからインク滴を吐出して記録用紙等に印字するようにしたものである。この印字ヘッドは、例えば、図７に示す要部断面図のように、一面に多数のノズル１３０が配列形成されると共に、各ノズル１３０は上流側の加圧室１３１を介して共通液室１３２に連通されて構成されている。加圧室１３１の外部には圧電素子１３３が配設され、共通液室１３２の両端には外部に連通する第１の液連通部１３４と第２の液連通部１３５とが形成されている。
【０００３】
このように構成された印字ヘッドへのインクの充填（いわゆる初期充填）は、第１の液連通部１３４に設けられた外部流路１３６にインクタンク１３７が接続され、ノズル１３０や共通液室１３２等に生じる毛細管現象を利用したりして行なわれる。インクの充填された印字ヘッドは、駆動信号が与えられて圧電素子１３３が駆動されると、加圧室１３１の一部を構成している図示していない振動板が振動することによって加圧室１３１が加圧され、これによりノズル１３０からインク滴が吐出されて記録用紙等に所定の印字を行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、印字ヘッドへのインクの充填は、上記のようにノズル１３０や共通液室１３２等に生じる毛細管現象を利用したりして行なわれているため、必要以上に時間がかかることになる。また、ノズル１３０は径がきわめて小さいことから印字ヘッドに一旦充填したインクを外部に排出するには更に時間がかかることになる。従って、印字ヘッドに一旦インクを充填すると、そのインクを他のインク等の液状体と入れ替えることはきわめて困難となる。
【０００５】
そのため、例えば、記録用紙への印字に適したインクとＯＨＰ用の合成樹脂製シートへの印字に適したインクとが互いに入れ替えられるようにされているときわめて便利であるにもかかわらず、そのようなインクジェット記録装置は従来存在していなかった。
【０００６】
従って、本発明は、印字ヘッドに充填されているインク等の液状体を他のインク等の液状体と入れ替えすることができるようにしたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１に係るインクジェット記録装置は、一面に多数のノズルが配列形成されると共に、その各ノズルが加圧室を介して共通液室に連通され、その共通液室の両端に外部に連通する第１及び第２の液連通部が形成されてなる印字ヘッドを備え、この印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と入れ替えすることができるようにしたものであって、液状体を納めた複数の液タンクと、この複数の液タンクを第１の液連通部側に択一的に接続する切り替え手段と、前記印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出する排出手段と、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から共通液室に充填する第１の充填手段と、この第１の充填手段により充填された共通液室の液状体をその共通液室側からノズルに充填する第２の充填手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段と、前記印字ヘッドとの間で相対移動して前記ノズル面を気密状に覆うキャップとが設けられ、前記切り替え手段が前記第１の液連通部側の流路に接続された流路選択弁からなり、前記排出手段及び前記第１の充填手段が前記第２の液連通部側の流路に接続された第１の吸引ポンプからなり、前記第２の充填手段が前記キャップとこのキャップに接続された第２の吸引ポンプとからなり、前記制御手段が、前記流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第１の吸引ポンプを作動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に前記第１の吸引ポンプの作動を停止させると共に、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第２の吸引ポンプを作動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室から流し込んでノズルに充填することを特徴としている。
【０００８】
この請求項１に係るインクジェット記録装置では、第１の流路選択弁により第１の液連通部側の流路に接続される液タンクが切り替えられて印字ヘッドに所定の液状体が供給できるようにされ、ノズル面がキャップにより気密状に覆われた状態とされる。この状態で、第２の液連通部側の流路に接続された第１の吸引ポンプにより印字ヘッドに充填されている液状体が第２の液連結部側から外部に排出されると共に、第１の液連通部側から液タンクの液状体が印字ヘッドに引き込まれ、共通液室に充填される。
【０００９】
ここで、ノズル面はキャップにより気密状に覆われているので、ノズル面側から余分な空気が吸入されず、印字ヘッドに充填されている液状体が第２の液連通部側から確実に外部に排出され、液タンクの液状体が確実に共通液室に充填されることになる。この共通液室に充填された液状体は、ノズル面を気密状に覆っているキャップ内の空気が第２の吸引ポンプにより吸引されることにより共通液室からノズル側に流し込まれ、そのノズルに充填される。ノズルに残留していた液状体は、新たな液状体がノズルに充填されることによりノズル面側から排出され、その結果、印字ヘッドには新たな液状体が充填されることになる。
【００１０】
また、請求項２に係るインクジェット記録装置は、請求項１に係るものにおいて、前記キャップが、内底面に形成された貫通孔を介して連通する共通吸引孔を有し、この共通吸引孔内に設けられた弾性体により付勢されることで前記貫通孔を閉じると共に、この共通吸引孔内が負圧にされることで前記弾性体の付勢力に抗して前記貫通孔を開ける弁体を備えたものであり、前記第２の吸引ポンプが、前記キャップの共通吸引孔に接続されたものであって、前記制御手段が、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第２の吸引ポンプを作動させ、それにより前記共通吸引孔内を負圧にすることで前記弁体を開き、前記共通液室に充填した液状体をその共通液室から流し込んでノズルに充填することを特徴としている。
【００１１】
この請求項２に係るインクジェット記録装置では、第２の吸引ポンプが作動して共通吸引孔内が負圧にされることで弁体が弾性体の付勢力に抗して開くことになり、これにより 共通液室に充填した液状体がその共通液室からノズルに流れ込み、新たな液状体がノズルに充填されることになる。
【００１２】
また、請求項３に係るインクジェット記録装置は、一面に多数のノズルが配列形成されると共に、その各ノズルが加圧室を介して共通液室に連通され、その共通液室の両端に外部に連通する第１及び第２の液連通部が形成されてなる印字ヘッドを備え、この印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と入れ替えすることができるようにしたものであって、液状体を納めた複数の液タンクと、この複数の液タンクを前記第１の液連通部側に択一的に接続する切り替え手段と、前記印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出する排出手段と、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から共通液室に充填する第１の充填手段と、この第１の充填手段により充填された共通液室の液状体をその共通液室側からノズルに充填する第２の充填手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段と、前記第２の液連通部側の流路に接続された正逆駆動可能なポンプとを有し、前記切り替え手段が、前記第１の液連通部側の流路に接続され、かつ、その流路を前記いずれの液タンクとも接続せずに閉じた状態にすることができるようにされた流路選択弁からなり、前記排出手段及び前記第１の充填手段が、正駆動する前記ポンプからなり、前記第２の充填手段が、逆駆動する前記ポンプからなり、前記制御手段が、前記流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、前記ポンプを正駆動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、所定の液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に前記流路選択弁を作動させて第１の液連通部側の流路を閉じると共に、前記ポンプを逆駆動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室に流し込んでノズルに充填することを特徴としている。
【００１３】
この請求項３に係るインクジェット記録装置では、第１の流路選択弁により第１の液連通部側の流路に接続される液タンクが切り替えられて印字ヘッドに所定の液状体が供給できるようにされる。この状態で、第２の液連通部側の流路に接続された正逆駆動可能なポンプが正駆動されることにより印字ヘッドに充填されている液状体が第２の液連結部側から外部に排出されると共に、第１の液連通部側から液タンクの液状体が印字ヘッドに引き込まれ、共通液室に充填される。この共通液室に充填された液状体は、正逆駆動可能なポンプが逆駆動されることにより共通液室からノズル側に流し込まれ、そのノズルに充填される。ノズル内に残留していた液状体は新たな液状体がノズルに充填されることによりノズル面側から排出され、その結果、印字ヘッドには新たな液状体が充填されることになる。
【００１４】
また、請求項４に係るインクジェット記録装置は、請求項３に係るものにおいて、前記印字ヘッドとの間で相対移動して前記ノズル面を気密状に覆うキャップが設けられ、前記制御手段が、そのノズル面をキャップで気密状に覆った状態で前記ポンプを正駆動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引込んで共通液室に充填することを特徴としている。
【００１５】
この請求項４に係るインクジェット記録装置では、ノズル面を気密状に覆った状態でポンプを正駆動させるので、ノズル面側から余分な空気が吸入されず、その結果、印字ヘッドに充填されている液状体が第２の液連通部側から確実に外部に排出されると共に、前記液タンクの液状体が確実に共通液室に充填される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、インクジェット記録装置の正面図である。この図において、インクジェット記録装置は、用紙搬送部１、印字部２、キャッピング部３、給紙部４及び用紙排出部５を備えている。
【００１８】
用紙搬送部１は、支持軸６、７に結合された対向配置されている一対のベルトローラ８、９に搬送ベルト１０が架け渡されて構成され、一方のベルトローラ８の支持軸６と係合する駆動モータ１１の回転駆動により搬送ベルト１０が矢印方向に回転するようになっている。この用紙搬送部１は、搬送ベルト１０上に載せられた後述する記録用紙を図面上右側から左側に、すなわち、上流側から下流側に移送する。上記支持軸６、７は、対向配置された図示していない一組の支持板に回動可能に支持されている。
【００１９】
印字部２は、用紙搬送部１の上部に配置されたブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの４色の印字ヘッド１３、１４、１５、１６を備えて構成されており、その中央部近傍において支持体１７により一体に支持されている。この支持体１７には、雌ねじからなる貫通孔１８の形成された支持部１９が一体に形成され、この支持部１９の貫通孔１８に雄ねじからなる駆動軸２０が貫通されている。
【００２０】
この駆動軸２０の一端は図示していない支持板に固定された駆動モータ２１に直結され、その他端は図示していない支持板に回動可能に支持されている。この駆動モータ２１が回転駆動されると、駆動軸２０が回転して各印字ヘッド１３、１４、１５、１６が用紙搬送部１に対して上下方向に移動する。なお、支持部１９には、駆動軸２０と平行配置された図示していないガイドを兼ねる支持軸が貫通しており、駆動軸２０の回転によって各印字ヘッド１３、１４、１５、１６が共回りしないようになっている。
【００２１】
また、印字部２の各印字ヘッド１３、１４、１５、１６は、用紙搬送部１に対向する側の面に多数のノズル２３、２４、２５、２６がそれぞれ配列形成されると共に、各ノズル２３、２４、２５、２６はその上部の加圧室２７、２８、２９、３０を介して共通液室３１、３２、３３、３４にそれぞれ連通され、加圧室２７、２８、２９、３０の外部に圧電素子３５、３６、３７、３８が取り付けられて構成されている。このように構成されている印字ヘッド１３、１４、１５、１６は、駆動信号が与えられて圧電素子３５、３６、３７、３８が駆動すると、加圧室２７、２８、２９、３０の一部を構成している図示していない振動板が振動して加圧室２７、２８、２９、３０内部のインクを加圧し、それによってインク滴がノズル２３、２４、２５、２６から外部に吐出され、用紙搬送部１上に給送された記録用紙等の被記録媒体に所定の印字を行なう。
【００２２】
また、上記印字ヘッド１３、１４、１５、１６は、例えば、被記録媒体が記録用紙の場合、その幅（図では、紙面を貫く方向）が用紙搬送部１上に給送された記録用紙の移送方向と直交する方向である紙幅と略同様の値を有しており、印字ヘッド１３、１４、１５、１６が固定されたままで記録用紙の紙幅間の印字を行ない、記録用紙が上流側から下流側に向かって移送されることにより紙面全体に印字を行なうようになっている。
【００２３】
また、用紙搬送部１の下部には、例えば記録用紙への印字に適した４色のインクを蓄えた液タンク４０、４１、４２、４３を有する第１のインクカートリッジ４４と、例えばＯＨＰ用の合成樹脂製シートへの印字に適した４色のインクを蓄えた液タンク４５、４６、４７、４８を有する第２のインクカートリッジ４９とが上下２段に配置され、各色のインクはパイプからなる外部流路を介して各印字ヘッド１３、１４、１５、１６に供給されるようになっている。この第１及び第２のインクカートリッジ４４、４５は、各カートリッジ単位で印字ヘッド１３、１４、１５、１６への接続が切り替えられるようになっている。この各印字ヘッド１３、１４、１５、１６に対するインクの供給は、具体的には図２のような構成でなされている。
【００２４】
この図２は、図１に示す印字ヘッド１３のＡ−Ａ線における拡大断面図であり、第１のインクカートリッジ４４の液タンク４０、第２のインクカートリッジ４９の液タンク４５等は便宜上図１とは異なる位置に示している。この図２において、印字ヘッド１３の共通液室３１の両端には外部に連通する第１の液連通部５１と第２の液連通部５２が形成され、この第１の液連通部５１にはパイプからなる第１の外部流路５３が設けられ、この第１の外部流路５３には切り替え手段の一例である第１の流路選択弁５４が接続されている。この流路選択弁５４には、第１の接続流路５５を介して液タンク４０が接続され、第２の接続流路５６を介して液タンク４５が接続されている。この第１の流路選択弁５４は電磁的に動作するようにされ、液タンク４０又は液タンク４５を択一的に第１の外部流路５３に接続するようになっている。
【００２５】
また、第２の液連通部５２にはパイプからなる第２の外部流路５７が接続され、この第２の外部流路５７には切り替え手段の一例としての第２の流路選択弁５９が接続され、この第２の流路選択弁５９と第２の液連通部５２との間には第１の吸引ポンプ６０が接続されている。
【００２６】
上記第２の流路選択弁５９には、第３の接続流路６１を介して各印字ヘッド１３、１４、１５、１６で共用される廃液タンク６２が接続され、第４の接続流路６３を介して液タンク４０が接続され、第５の接続流路６４を介して液タンク４５が接続されている。ただし、第４の接続流路６３と第５の接続流路６４の液タンク側はインク液の存在しない箇所に接続されている。上記第２の流路選択弁５９は電磁的に動作するようにされ、廃液タンク６２、液タンク４０又は液タンク４５を択一的に第２の外部流路５７に接続するようになっている。上記廃液タンク６２は、図１に示すように第１及び第２のインクカートリッジ４４、４９と並んで用紙搬送部１の下部に配設されている。なお、この図２は印字ヘッド１３についてのものであるが、他の印字ヘッド１４、１５、１６についても印字ヘッド１３と全く同様の構成とされている。従って、以下の説明においては、図２にしか示されていない構成部分については、便宜上、印字ヘッド１３以外の印字ヘッドに関しても同一の符号が付与されているものとする。
【００２７】
キャッピング部３は、印字部２を構成する印字ヘッド１３、１４、１５、１６のノズル２３、２４、２５、２６面側とそれぞれ気密状に嵌合する大きさのキャップ７０、７１、７２、７３を備えて構成されている。これらのキャップ７０、７１、７２、７３は、そのホームポジションである用紙搬送部１の下流側に配置されている。各キャップ７０、７１、７２、７３の内底面には、それぞれ貫通孔７４、７５、７６、７７が形成されている。これらの各貫通孔７４、７５、７６、７７は、底部に形成されている共通吸引孔７８に連通しており、この共通吸引孔７８は底面側に取り付けられている柔軟性を有する合成樹脂製のパイプ７９を介して用紙搬送部１の下部に設けられている上記廃液タンク６２に接続されている。上記パイプ７９の途中には第２の吸引ポンプ８０が取り付けられている。
【００２８】
また、各貫通孔７４、７５、７６、７７には、その下部にそれらの貫通孔７４、７５、７６、７７を開閉する弁体８１、８２、８３、８４がそれぞれ弾性力の小さいバネ等からなる弾性体８５、８６、８７、８８により付勢された状態で取り付けられている。なお、各キャップ７０、７１、７２、７３内の印字ヘッド１３、１４、１５、１６との嵌合部分には、必要に応じて気密性を良好にするためのゴムライニング等が施される。
【００２９】
上記のように構成されたキャップ７０、７１、７２、７３には図示していない支持板に取り付けられている対向配置された一対のプーリ８９、９０に架け渡されたタイミングベルト９１が取り付けられ、一方のプーリ８９には駆動モータ９２が取り付けられており、この駆動モータ９２が回転駆動することによってタイミングベルト９１が回転し、それによってキャップ７０、７１、７２、７３が印字部２側に移動するようになっている。
【００３０】
給紙部４は、第１及び第２のインクカートリッジ４４、４９の下部に配置された所定サイズの記録用紙を収納した給紙カセット９３と、給紙カセット９３内の記録用紙を用紙搬送部１に給送するガイド板９４と、給紙カセット９３の用紙出口上部に配置された給紙ローラ９５と、ガイド板９４の上流側と下流側とに配置された搬送ローラ対９６、９７とから構成されている。上記給紙ローラ９５は、図示していない支持板に固定された駆動モータ９８により回転駆動され、上記搬送ローラ対９６、９７は、図示していない支持板に固定された駆動モータ９９により回転駆動される。なお、給紙部４は、実際にはサイズの異なる記録用紙を収納した複数の給紙カセットを有しており、それに応じて給紙ローラ、ガイド板、搬送ローラ対がそれぞれ設けられているが、ここでは図示を省略している。このように構成された給紙部４は、給紙ローラ９５によって給紙カセット９３から記録用紙を１枚づつ取り出すとともに、その記録用紙を上流側の搬送ローラ対９６によってガイド板９４に導き、下流側の搬送ローラ対９７によって用紙搬送部１に給送する。
【００３１】
用紙排出部５は、用紙搬送部１の下流側に配置されたガイド板１０１と、このガイド板１０１の途中に設けられた搬送ローラ対１０２と、ガイド板１０１の出口側に設けられた排紙ローラ対１０３と、この排紙ローラ対１０３の下流側に設けられた排紙トレイ１０４とから構成されている。このように構成された用紙排出部５は、ガイド板１０１に用紙搬送部１から記録用紙が給送され、この記録用紙を搬送ローラ対１０２で下流側に給送し、排紙ローラ対１０３によって排紙トレイ１０４上に排出する。上記搬送ローラ対１０２及び排紙ローラ対１０３は、図示していない支持板に固定された駆動モータ１０５により回転駆動される。
【００３２】
図３は、上記のように構成されたインクジェット記録装置の主要な制御構成を示すブロック図である。上記インクジェット記録装置は、パソコン等の外部装置から入力される操作信号及び画像信号に基づいて印字動作が行なわれるようになっている。
【００３３】
制御部１１０はＣＰＵ１１１、記憶部１１２、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１３等から構成され、ＣＰＵ１１１の内部クロックに同期してそれらの動作が制御されるようになっている。
【００３４】
ＣＰＵ１１１は、記録制御部１１４、機構制御部１１５等の制御機能を有し、これらの記録制御部１１４と機構制御部１１５とは互いに同期して制御動作を行なうようになっている。また、ＣＰＵ１１１は、図１には示していない操作部に設けられたモード切り替えボタン等からなるモード切り替え手段１１６によって切り替えられた液入替えモード及び印字モードにおける制御動作を行なう。液入替えモードとは印字ヘッドへのインク等の液入替え動作を行なうものであり、印字モードとは記録用紙等に所定の印字動作を行なうものである。
【００３５】
記憶部１１２は、上記インクジェット記録装置の動作を制御するプログラムが格納されたＲＯＭや一時的にデータを保管するＲＡＭ等から構成されており、上記ＣＰＵ１１１はこのＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて装置全体の動作を制御する。
【００３６】
インターフェース部１１３は、パソコン等の外部装置から入力されるデータを受信するもので、画像信号を記録制御部１１４に、用紙サイズ等の操作信号を機構制御部１１５にそれぞれ出力するようになっている。
【００３７】
記録制御部１１４は、入力された画像信号を各色成分に応じて印字部２を構成している印字ヘッド１３、１４、１５、１６の各駆動回路１１７、１１８、１１９、１２０にシリアル送信する。
【００３８】
各駆動回路１１７、１１８、１１９、１２０は、それぞれラッチ部を有すると共に、各印字ヘッド１３、１４、１５、１６内適所に配置されており、送信された例えば記録用紙１ライン分の画像信号を一旦ラッチし、パラレル信号に変換する。
【００３９】
また、記録制御部１１４は、駆動回路１１７、１１８、１１９、１２０で変換されたパラレル信号を印字ヘッド１３、１４、１５、１６の対応する圧電素子３５、３６、３７、３８にパルス駆動信号として出力し、ノズル２３、２４、２５、２６からのインク滴の吐出を制御する。上記１ライン分の画像信号は、所定周期で順次伝送され、これによって２次元の画像の印字がおこなわれる。
【００４０】
機構制御部１１５は、インクジェット記録装置の所定の構成部材の適所に設けられている図１には示していない位置検知センサ等の各種センサ等からなる検知手段１２１から入力された操作信号に基づき、駆動回路１２２を介して用紙搬送部１の駆動モータ１１、印字部２の駆動モータ２１、印字部２の第１の流路選択弁５４、印字部２の第２の流路選択弁５９、印字部２の第１の吸引ポンプ６０、キャッピング部３の第２の吸引ポンプ８０、キャッピング部３の駆動モータ９２、給紙ローラ９５の駆動モータ９８、搬送ローラ対９６、９７の駆動モータ９９、搬送ローラ対１０２と排紙ローラ対１０３の駆動モータ１０５等を駆動するものである。上記駆動回路１２２は、電源部、トランジスタ等の電子部品等で構成されている。
【００４１】
上記のように構成されたインクジェット記録装置は次のように動作する。まず、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されている例えばＯＨＰ用の合成樹脂製シートへの印字に適したインクを記録用紙への印字に適したインクに入れ替える場合の液入替え動作について説明する。いま、モード切り替え手段１１６により液入替えモードにセットされると、図１に示す状態にあるインクジェット記録装置は、図４に示すように、印字部２の印字ヘッド１３、１４、１５、１６が用紙搬送部１の搬送ベルト１０から離間して上部側に移動すると共に、キャッピング部３のキャップ７０、７１、７２、７３が印字ヘッド１３、１４、１５、１６の下部位置に移動し、その後、印字ヘッド１３、１４、１５、１６が下部側に移動してキャップ７０、７１、７２、７３と嵌合する。このとき、キャップ７０、７１、７２、７３は印字ヘッド１３、１４、１５、１６のノズル２３、２４、２５、２６面を気密状に覆った状態となる。
【００４２】
次いで、印字ヘッド１３、１４、１５、１６の第１の流路選択弁５４がそれぞれ液タンク４５、４６、４７、４８側から液タンク４０、４１、４２、４３側に切り替えられて液タンク４０、４１、４２、４３が第１の外部流路５３に接続されると共に、第２の流路選択弁５９がそれぞれ液タンク４５、４６、４７、４８側から廃液タンク６２側に切り替えられて廃液タンク６２が第２の外部流路５７に接続される。この状態で第１の吸引ポンプ６０が回転して印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクが第１の吸引ポンプ６０の吸引力により第２の液連通部５２側から外部に排出されると共に、液タンク４０、４１、４２、４３内に納められているインクが第１の液連通部５１側から印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込まれ、共通液室３１、３２、３３、３４に充填される。上記外部に排出されたインクは第３の接続流路６１を経由して廃液タンク６２に納められる。
【００４３】
なお、上記のように第１の吸引ポンプ６０が回転するとき、ノズル２３、２４、２５、２６面が非気密状態になっているとノズル２３、２４、２５、２６から空気が吸いこまれて第１の液連通部５１側からのインクの引込みが悪くなるが、この実施形態ではノズル２３、２４、２５、２６面をキャップ７０、７１、７２、７３が気密状に覆っているのでノズル２３、２４、２５、２６面が気密状態になりインクの引込みが確実に行なわれる。
【００４４】
上記第１の吸引ポンプ６０の回転が続いて印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込まれたインクが第２の流路選択弁５９を経由して第３の接続流路６１内に達すると、第３の接続流路６１内に設置されているセンサを含んで構成された検知装置からの出力により第２の流路選択弁５９が切り替えられ、第２の外部流路５７には第４の接続流路６３を介して液タンク４０、４１、４２、４３が接続される。これにより印字ヘッド１３、１４、１５、１６と液タンク４０、４１、４２、４３との間に閉じた循環路が形成される。これにより第２の外部流路５７をオーバーフローして第５の接続流路６３に達したインクは外部に洩れることなく液タンク４０、４１、４２、４３に戻されることになる。
【００４５】
上記第３の接続流路６１内に設置されているセンサを含んで構成された検知装置は、例えば印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されていたインクが第３の接続流路６１内に達したときにセンサがそれを検知し、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されていたインクがすべて廃液タンク６２に排出されるのに要する時間が経過したときに第２の流路選択弁５９の切り替え信号が出力されるようになっている。この切り替え信号により、第２の流路選択弁５９は第１の流路選択弁５４と同じ液タンク４０、４１、４２、４３に接続される。
【００４６】
上記第２の流路選択弁５９が切り替わると同時に第１の吸引ポンプ６０は回転を停止し、キャップ７０、７１、７２、７３に接続されている第２の吸引ポンプ８０が回転する。第２の吸引ポンプ８０が回転すると、その吸引力でキャップ７０、７１、７２、７３の弁体８１、８２、８３、８４が弾性体８５、８６、８７、８８の弾性力に抗して下側に移動し、ノズル２３、２４、２５、２６面側が第１及び第２の液連通部側に比べて負圧状態となるようにされる。これにより共通液室３１、３２、３３、３４に充填されたインクは共通液室３１、３２、３３、３４からノズル２３、２４、２５、２６側に流し込まれ、そのノズル２３、２４、２５、２６に充填される。第２の液連通部側から外部に排出されずにノズル２３、２４、２５、２６に残留していたインクはノズル２３、２４、２５、２６面側から外部に排出される。その結果、印字ヘッド１３、１４、１５、１６には新たなインクが充填されてインクの入替えが終了する。
【００４７】
上記のようにして印字ヘッドへのインクの入替えが終了すると、インクジェット記録装置は記録用紙への印字を行なうことが可能となる。ここで、モード切り替え手段１１６により印字モードにセットされると、インクジェット記録装置は図１に示す初期状態にセットされる。この状態でパソコン等の外部装置からの操作信号に基づき搬送ローラ対９６、９７、１０２及び排紙ロータ対１０３が回転すると共に、用紙搬送部１の搬送ベルト１０が回転する。また、同時に給紙部４の給紙ローラ９５が回転して給紙カセット９３から記録用紙が送り出され、この記録用紙は搬送ローラ対９６、９７によってガイド９４を介して用紙搬送部１に給送される。なお、上記搬送ローラ対９７は、クラッチ等を介して駆動が制御され、印字ヘッド１３、１４、１５、１６の印字動作と同期をとって記録用紙を用紙搬送部１に給送する。
【００４８】
用紙搬送部１に給送された記録用紙は、搬送ベルト１０によって下流側に移送され、印字部２の各印字ヘッド１３、１４、１５、１６は、この移送途中のシートに対し、外部装置から送信されてきた画像信号に基づいてカラー印字を行なう。画像が単色の場合には、例えば、ブラックの印字ヘッド１３により単色の印字が行なわれる。印字の終了した記録用紙は、搬送ベルト１０によって用紙排出部５のガイド１０１に給送され、搬送ローラ対１０２及び排紙ローラ対１０３により排紙トレイ１０４に排出される。
【００４９】
外部装置からの画像信号等の送信が終了して記録用紙への印字が終了すると、インクジェット記録装置は上記図４に示す液入替えモードのときと同じ状態となる。すなわち、印字ヘッド１３、１４、１５、１６は用紙搬送部１から離間して上部側に移動すると共に、キャップ７０、７１、７２、７３が印字ヘッド１３、１４、１５、１６の下部位置に移動し、その後、印字ヘッド１３、１４、１５、１６が下部側に移動してキャップ７０、７１、７２、７３と嵌合する。その後、この状態でキャッピング部３の第２の吸引ポンプ８０が作動し、ノズル２３、２４、２５、２６からインクを強制的に吸引し、インク吐出回復動作が行なわれる。このインク吐出回復動作は、ノズルの目詰まりの有無に関係なく行なわれ、印字動作の途中であっても適宜上記と同様の動作により実施される。
【００５０】
本発明に係るインクジェット記録装置は上記のように構成され作動するが、次のような種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、印字ヘッドに充填されている液状体を排出する排出手段及び液タンクの液状体を第１の液連通部側から引き込んで共通液室に充填する第１の充填手段として第１の吸引ポンプ６０を用い、共通液室３１、３２、３３、３４の液状体をその共通液室３１、３２、３３、３４からノズル２３、２４、２５、２６面側に流し込んでそのノズル２３、２４、２５、２６に充填する第２の充填手段として第２の吸引ポンプ８０を用いているが、図５に示すように、上記第１の吸引ポンプ６０に代えて第２の外部流路５７に正逆駆動可能なポンプ１２５を接続することによりより、このポンプ１２５で第１の吸引ポンプ６０と第２の吸引ポンプ８０とを兼ねるようにすることができる。
【００５１】
なお、この図５は、上記図２に対応するもので印字ヘッド１３についてのものであるが、他の印字ヘッド１４、１５、１６についても全く同様の構成とされている。従って、上記図２の場合と同様に以下の説明においては、図５にしか示されていない構成部分については、便宜上、印字ヘッド１３以外の印字ヘッドに関しても同一の符号が付与されているものとする。
【００５２】
すなわち、このポンプ１２５を、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを外部に排出し、液タンク４０、４１、４２、４３（又は、液タンク４５、４６、４７、４８）のインクを印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込む方向に駆動（この方向を正駆動と呼ぶ。）させることによって第１の吸引ポンプ６０と同じ機能を持たせる。また、それとは逆方向に駆動（この方向を逆駆動と呼ぶ。）させることによって第２の吸引ポンプ８０と同じ機能を持たせる。このポンプ１２５の正駆動と逆駆動の切り替えは、図２に示す場合と同様に第３の接続流路６１内に設けたセンサを含んで構成される検知装置からの出力信号によりなされる。
【００５３】
なお、ポンプ１２５を逆駆動させるときには、同時に第１の外部流路５３に接続されている流路選択弁５４を切り替えて第１の外部流路５３を閉じた状態にする。第１の流路選択弁５４に第１の外部流路５３を閉じる機能を備えていない場合は、第１の流路選択弁５４よりも第１の液連通部５１側に別の切り替え弁を設けておき、この切り替え弁にて第１の外部流路５３を閉じるようにすればよい。この場合、この切り替え弁を含めて第１の流路選択弁５４とする。
【００５４】
この状態でポンプ１２５を逆駆動させると、第２の液連通部５２側には印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込んだインクを第１の液連通部側に押し返す方向の圧力がかかる。ところが、第１の外部流路５３は上記のように閉じられているため、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に引き込まれて共通液室に充填されたインクはノズル２３、２４、２５、２６側に流れ込みそのノズルに充填される。上記ポンプ１２５は、第１の吸引ポンプ６０等と同様にＣＰＵ１１１等で制御され、図３に示す駆動回路１２２により駆動されることになる。
【００５５】
なお、上記ポンプ１２５は、第１及び第２の吸引ポンプ６０、８０と同様に、図４に示すように印字ヘッド１３、１４、１５、１６のノズル２３、２４、２５、２６面をキャップ７０、７１、７２、７３で覆った状態で作動する。この場合、ポンプ１２５が逆駆動すると、キャップ７０、７１、７２、７３内の圧力は外部に比べて高くなるため、弁体８１、８２、８３、８４は弾性体８５、８６、８７、８８の弾性力に抗して下部に移動する。その結果、ノズル２３、２４、２５、２６面が非気密状態となり、共通液室３１、３２、３３、３４に充填されたインクはノズル２３、２４、２５、２６面へ確実に流れ込むことになる。
【００５６】
また、キャップ７０、７１、７２、７３の弁体８１、８２、８３、８４は、上記のように弾性体８５、８６、８７、８８の弾性力で制御するのではなく、第２の吸引ポンプ８０の作動やポンプ１２５の逆駆動作動に同期させて電磁的に作動させるようにしてもよい。また、弁体８１、８２、８３、８４をなくすこともでき、この場合はキャップ７０、７１、７２、７３を印字ヘッド１３、１４、１５、１６に対して相対的に移動させて印字ヘッド１３、１４、１５、１６との間に隙間を形成し、それによってノズル２３、２４、２５、２６面を非気密状態にすればよい。
【００５７】
また、上記図５に示す構成においては、印字ヘッド１３、１４、１５、１６と液タンク４０、４１、４２、４３（又は、液タンク４５、４６、４７、４８）との間で循環路を形成しておらず、このようにした場合は図２に示す構成の第２の流路選択弁５９は不要となる。このように循環路を形成しない構成は図２に示す構成の場合にも採用することができ、逆に、図２に示す循環路を形成する構成を図５に示す構成に採用することもできる。
【００５８】
また、上記の実施形態では、第１の吸引ポンプ６０又は正逆駆動可能なポンプ１２５により印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを第２の液連通部５２側から排出するとき、第１の流路選択弁５４は液タンク４０、４１、４２、４３（又は液タンク４５、４６、４７、４８）を第１の外部流路５３に接続した状態となっているため、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクの排出と、液タンク４０、４１、４２、４３（又は液タンク４５、４６、４７、４８）のインクの第１の液連通部５１側からの引込みとが同時に行なわれることになる。しかし、液タンク４０、４１、４２、４３（又は液タンク４５、４６、４７、４８）のインクの第１の液連通部５１側からの引込みを印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを排出した後に行なうようにすることもできる。この場合、例えば、第１の流路選択弁５４に第１の外部流路５３を大気中に開口させることのできる構造のものを用い、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを排出するときには第１の外部流路５３を大気中に開口した状態としておけばよい。
【００５９】
また、上記の実施形態では、液状体がインクとインクの同種の場合の入替えについて説明しているが、インクと溶媒のような異種の液状体を入れ替えるようにすることもできる。すなわち、図６において、液タンク４０はインクの納められたもので、液タンク１２７は溶媒が納められたものである。ここでいう溶媒とは、水、アルコール、水とアルコールの混合物、水とアルコールとグリコールの混合物等をいう。この図６は印字ヘッド１３についてのものであるが、他の印字ヘッド１４、１５、１６についても同様の構成とされる。従って、上記図２及び図５の場合と同様に以下の説明においては、図６にしか示されていない構成部分については、便宜上、印字ヘッド１３以外の印字ヘッドに関しても同一の符号が付与されているものとする。なお、溶媒を納めた液タンク１２７については各印字ヘッド１３、１４、１５、１６について共用することができる。
【００６０】
この図６に示す構成では、各印字ヘッド１３、１４、１５、１６の第１の流路選択弁５４の切り替えによって液タンク４０、４１、４２、４３又は液タンク１２７が第１の外部流路５３に択一的に接続されるようになっている。また、第２の流路選択弁５９の切り替えによって液タンク４０、４１、４２、４３又は廃液タンク６２が第２の外部流路５７に択一的に接続されるようになっており、印字ヘッド１３、１４、１５、１６と液タンク４０、４１、４２、４３とは循環路を形成している。
【００６１】
ただし、図５に示すように循環路を形成しないようにすることもでき、こうした場合は第２の流路選択弁５９は不要となる。この図６に示す構成の場合も、インクと溶媒との入替えは上記と同様の第１及び第２の流路選択弁５４、５９、第１の吸引ポンプ６０等の作動により行なわれる。このようなインクと溶媒との入替えは図５に示す正逆駆動可能なポンプ１２５を用いる構成によっても行なうことができる。
【００６２】
上記構成により、印字ヘッド１３、１４、１５、１６に充填されているインクを溶媒と入れ替えると、インクジェット記録装置を使用しないときに生じるノズル２３、２４、２５、２６の目詰まりを防止することができる。すなわち、インクジェット記録装置を使用しないときは、従来であれば上記図４に示すような状態でノズル２３、２４、２５、２６面をキャップ７０、７１、７２、７３で覆うことにより、ノズル２３、２４、２５、２６内のインク中の水分の蒸発を抑えてインクが凝固するのを遅らせるようにしていたが、単にキャップ７０、７１、７２、７３で覆うだけではインクの凝固を完全に防ぐことは不可能であった。
【００６３】
ところが、インクを溶媒と入れ替えると、ノズル２３、２４、２５、２６内にはインクが存在しないため、仮に溶媒が蒸発してもノズル２３、２４、２５、２６には目詰まりが全く生じないことになる。インクジェット記録装置を使用するときには、印字ヘッドに充填されている溶媒をインクと入れ替えるようにするだけでよい。このようなインクと溶媒との入替えは、インクジェット記録装置のメイン電源をＯＦＦにしたときに自動的にインクが溶媒と入れ替えられ、メイン電源をＯＮにしたときに自動的に溶媒がインクと入れ替えられるようにすることもできる。
【００６４】
また、上記の実施形態では、用紙搬送部１の搬送ベルト１０、給紙部４の給紙ローラ９５と搬送ローラ対９６、９７、用紙排出部５の搬送ローラ対１０２と排紙ローラ対１０３をそれぞれ異なる駆動モータ１１、９８、９９、１０５で回転しているが、例えば、給紙ローラ９５以外は同じ駆動モータで回転するようにしたり、すべてを１つの駆動モータで回転するようにし、適宜クラッチで駆動を切り替えるようにしたりすることもできる。
【００６５】
さらに、上記の実施形態では印字ヘッド１３、１４、１５、１６の移動を用紙搬送部１上における昇降動作だけとし、キャップ７０、７１、７２、７３を印字部２側に移動する構成としているが、キャップ７０、７１、７２、７３をホームポジションにおける昇降動作だけとし、印字動作の終了時等に印字ヘッド１３、１４、１５、１６をキャップ７０、７１、７２、７３側に移動させるような構成としてもよい。
【００６６】
さらには、印字部２は、単色の印字のみでよい場合は印字ヘッド１個のみで構成することができる。また、印字ヘッド１３、１４、１５、１６のインク吐出回復動作は、上記実施形態では第２の吸引ポンプ８０で行なっているが、第２の外部流路５２に設けたポンプ１２５を第１の外部流路５３を閉じた状態で逆駆動させて行なうようにすることもできる。また、上記インクジェット記録装置は、ファクシミリとしての機能や複写機としての機能を有していてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１乃至２の発明によれば、流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、ノズル面をキャップで気密状に覆った状態で第１の吸引ポンプを作動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に第１の吸引ポンプの作動を停止させると共に、ノズル面をキャップで気密状に覆った状態で第２の吸引ポンプを作動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室から流し込んでノズルに充填するようにしているので、印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と確実に入れ替えることができるようになる。
【００６８】
また、請求項３乃至４の発明によれば、流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、ポンプを正駆動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、所定の液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に流路選択弁を作動させて第１の液連通部側の流路を閉じると共に、ポンプを逆駆動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室に流し込んでノズルに充填するようにしているので、印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と確実に入れ替えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るインクジェット記録装置の正面図である。
【図２】 図１に示すインクジェット記録装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 図１に示すインクジェット記録装置の制御構成を説明するブロック図である。
【図４】 図１に示すインクジェット記録装置の動作を説明するためのインクジェット記録装置の正面図である。
【図５】 本発明のインクジェット記録装置の他の実施形態における図２に対応する断面図である。
【図６】 本発明のインクジェット記録装置の別の実施形態における図２及び図５に対応する断面図である。
【図７】 従来のインクジェット記録装置の印字ヘッドの要部断面図である。
【符号の説明】
１ 用紙搬送部
２ 印字部
３ キャッピング部
４ 給紙部
５ 用紙排出部
１３、１４、１５、１６ 印字ヘッド
２３、２４、２５、２６ ノズル
４０、４１、４２、４３ 液タンク
４５、４６、４７、４８ 液タンク
５１ 第１の液連通部
５２ 第２の液連通部
５３ 第１の外部流路
５４ 切り替え手段（第１の流路選択弁）
５７ 第２の外部流路
５９ 切り替え手段（第２の流路選択弁）
６０ 第１の吸引ポンプ
６２ 廃液タンク
７０、７１、７２、７３ キャップ
８０ 第２の吸引ポンプ
１２５ 正逆駆動可能なポンプ
Claims (4)
- 一面に多数のノズルが配列形成されると共に、その各ノズルが加圧室を介して共通液室に連通され、その共通液室の両端に外部に連通する第１及び第２の液連通部が形成されてなる印字ヘッドを備え、この印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と入れ替えすることができるようにしたインクジェット記録装置であって、
液状体を納めた複数の液タンクと、この複数の液タンクを第１の液連通部側に択一的に接続する切り替え手段と、前記印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出する排出手段と、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から共通液室に充填する第１の充填手段と、この第１の充填手段により充填された共通液室の液状体をその共通液室側からノズルに充填する第２の充填手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段と、前記印字ヘッドとの間で相対移動して前記ノズル面を気密状に覆うキャップとが設けられ、
前記切り替え手段は前記第１の液連通部側の流路に接続された流路選択弁からなり、前記排出手段及び前記第１の充填手段は前記第２の液連通部側の流路に接続された第１の吸引ポンプからなり、前記第２の充填手段は前記キャップとこのキャップに接続された第２の吸引ポンプとからなり、前記制御手段は、前記流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第１の吸引ポンプを作動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に前記第１の吸引ポンプの作動を停止させると共に、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第２の吸引ポンプを作動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室から流し込んでノズルに充填することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記キャップは、内底面に形成された貫通孔を介して連通する共通吸引孔を有し、この共通吸引孔内に設けられた弾性体により付勢されることで前記貫通孔を閉じると共に、この共通吸引孔内が負圧にされることで前記弾性体の付勢力に抗して前記貫通孔を開ける弁体を備えたものであり、前記第２の吸引ポンプは、前記キャップの共通吸引孔に接続されたものであって、前記制御手段は、前記ノズル面を前記キャップで気密状に覆った状態で前記第２の吸引ポンプを作動させ、それにより前記共通吸引孔内を負圧にすることで前記弁体を開き、前記共通液室に充填した液状体をその共通液室から流し込んでノズルに充填することを特徴とするインクジェット記録装置。
- 一面に多数のノズルが配列形成されると共に、その各ノズルが加圧室を介して共通液室に連通され、その共通液室の両端に外部に連通する第１及び第２の液連通部が形成されてなる印字ヘッドを備え、この印字ヘッドに充填されている液状体を他の液状体と入れ替えすることができるようにしたインクジェット記録装置であって、
液状体を納めた複数の液タンクと、この複数の液タンクを前記第１の液連通部側に択一的に接続する切り替え手段と、前記印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出する排出手段と、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から共通液室に充填する第１の充填手段と、この第１の充填手段により充填された共通液室の液状体をその共通液室側からノズルに充填する第２の充填手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段と、前記第２の液連通部側の流路に接続された正逆駆動可能なポンプとを有し、
前記切り替え手段は、前記第１の液連通部側の流路に接続され、かつ、その流路を前記いずれの液タンクとも接続せずに閉じた状態にすることができるようにされた流路選択弁からなり、前記排出手段及び前記第１の充填手段は、正駆動する前記ポンプからなり、前記第２の充填手段は、逆駆動する前記ポンプからなり、前記制御手段は、前記流路選択弁を作動させて所定の液タンクを第１の液連通部側の流路に接続すると共に、前記ポンプを正駆動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、所定の液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引き込んで共通液室に充填し、その後に前記流路選択弁を作動させて第１の液連通部側の流路を閉じると共に、前記ポンプを逆駆動させ、それにより共通液室に充填した液状体をその共通液室に流し込んでノズルに充填することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項３記載のインクジェット記録装置において、前記印字ヘッドとの間で相対移動して前記ノズル面を気密状に覆うキャップが設けられ、前記制御手段は、そのノズル面をキャップで気密状に覆った状態で前記ポンプを正駆動させ、それにより印字ヘッドに充填されている液状体を第２の液連通部側から外部に排出し、かつ、前記液タンクの液状体を第１の液連通部側から印字ヘッドに引込んで共通液室に充填することを特徴とするインクジェット記録装置。
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