JP3838307B2 - インクジェット式記録装置および同装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上にインクジェット式記録ヘッドが搭載されると共に、複数の各記録ヘッドもしくは１つの記録ヘッドに形成された複数のノズル開口群に対し、それぞれインクを供給するための複数の独立したインクカートリッジを前記キャリッジ上に装着して成るインクジェット式記録装置に関し、より詳細にはインクカートリッジの交換に伴って実施する記録ヘッドのノズル開口からのインクの吸引処理の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータの発達によりグラフィック処理が比較的簡単に実行できるようになったため、ディスプレイに表示される例えばカラー画像のハードコピーを高品質で出力できる記録装置が求められている。このような要求に応えるためにインクジェット式記録ヘッドを搭載した記録装置が提供されている。このインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置は、インクカートリッジからのインクの供給を受けるインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドに対して相対的に移動させる紙送り手段を備え、記録ヘッドをキャリッジ上で記録用紙の幅方向に移動させながら記録用紙に対してインク滴を吐出させることで記録が行われる。そして共通のキャリッジ上に、例えばブラックインクを吐出するブラック用記録ヘッドと、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出が可能なカラー用記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【０００４】
前記インクジェット式記録ヘッドは、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を行う関係上、ノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化により、また塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより、印刷不良を起こすという問題を抱えている。
【０００５】
このために、インクジェット式記録装置には、非印刷時に記録ヘッドの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プレートを清掃するクリーニング装置を備えている。このキャッピング手段は、印刷の休止時に前記したノズル開口のインクの乾燥を防止する蓋として機能するだけでなく、ノズル開口に目詰まりが生じた場合には、キャップ部材によりノズルプレートを封止し、吸引ポンプからの負圧により、ノズル開口からインクを吸引してノズル開口のインク固化による目詰まりや、インク流路内への気泡混入によるインク吐出不良を解消する機能をも備えている。
【０００６】
記録ヘッドの目詰まりや、インク流路内への気泡混入を解消させるために行うインクの強制的な吸引排出処理は、通常クリーニング操作と呼ばれ、装置の長時間の休止後に印刷を再開する場合や、またユーザが記録画像の品質が悪化したのを解消するためにクリーニングスイッチを押下した場合に実行され、インク滴を負圧により排出させた後に、ゴムなどの弾性板からなるクリーニング部材によりヘッド表面のワイピング操作を伴う処理である。
【０００７】
一方、この種の記録装置においては、前記ブラック用記録ヘッドと、カラー用記録ヘッドとのそれぞれにインクを供給するためのブラック用インクカートリッジおよびカラー用インクカートリッジが独立して用意されており、民生用のこの種の記録装置においては、前記各カートリッジは各記録ヘッドの上部に直接装着されるように構成されている。
【０００８】
また、１つの記録ヘッドのノズルプレートに、ブラック用インクカートリッジからのインクを吐出するブラックインク用ノズル開口列、カラー用インクカートリッジからの各インクをそれぞれ吐出する複数のカラー用ノズル開口列を共に配置した構成の記録装置も提供されている。
【０００９】
前記したいずれの構成の記録装置であっても、カートリッジのインクが不足した場合には、記録ヘッドの上部に形成されたカートリッジホルダより当該カートリッジを引き抜き、新しいカートリッジを装着することで、継続して記録ヘッドに対してインクが供給できるように構成されている。
【００１０】
これに用いられるインクカートリッジは、一般にそのインク供給口にフィルム部材が貼着されており、またその内部にゴム性のシール部材が嵌め込まれて、保存中におけるインク溶媒の揮散が防止できるようになされている。
【００１１】
そして、新しいカートリッジを装着する場合には、記録ヘッドの裏面より上方に向けて樹立されたインク供給針に対し、カートリッジのインク供給口を下向きにして対向せしめ、そのまま押し込むことでカートリッジを装着することができるように構成されている。この操作により、前記インク供給針がインク供給口の前記フィルムおよびゴム性のシール部材を貫通して挿入接合され、これによりカートリッジより記録ヘッドにインクが供給される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したような記録装置においては、インクカートリッジの交換時点において、カートリッジとインク供給針との接合に際して侵入する気泡を排除するために、前記キャッピング手段により記録ヘッドのノズルプレートを封止し、吸引ポンプからの負圧によりノズル開口からインクを吸引する吸引操作が実行される。この吸引操作により、カートリッジの交換に際して内部に侵入した前記気泡をインクの吸引と共に外部に排出させるようにしている。
【００１３】
しかしながら、インクカートリッジの装着に際しては、前記したとおりインク供給針によって、カートリッジのインク供給口に貼着されたフィルムを破壊する工程で相当の衝撃が発生する。これはカートリッジを押し込んだ際に、インク供給針によってフィルムが伸張して破壊される瞬間に発生するものであり、この衝撃はキャリッジの全体に伝わる。
【００１４】
また、インクカートリッジを装着する場合の前記した作用による衝撃以外に、インクカートリッジの交換等に伴い粗雑な扱いを行った場合においては、これに伴う衝撃が発生し、その衝撃は同様にキャリッジの全体に伝わる。
【００１５】
したがって、カートリッジを交換しない隣接した記録ヘッドに対してもこの衝撃が伝わり、当該ヘッドのノズル開口に形成されているメニスカスが破壊されるという問題が発生する。このようにメニスカスが破壊された場合には、ノズル開口からのインクの吐出不良を引き起こし、当然ながら印字品質の低下を招来させることとなる。
【００１６】
本発明は前記したような技術的課題に鑑みてなされたものであり、インクカートリッジの交換に際して発生する非交換カートリッジ側に対応するノズル開口による印字不良の発生を効果的に抑制することができる信頼性の高い記録装置を提供することにある。
【００１７】
また本発明は、いずれかのインクカートリッジの交換に基づいて、ノズル開口からのインクの適切な吸引処理シーケンスを実現させる記録ヘッドからのインク吸引制御方法を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために成された本発明にかかるインクジェット式記録装置の好ましい実施の形態は、記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対してそれぞれインクを供給するために前記キャリッジ上に装着された複数の独立したインクカートリッジを備えたインクジェット式記録装置であって、前記記録ヘッドのノズル開口列を封止し、記録ヘッドのノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段と、前記キャッピング手段に対して負圧を印加するための吸引ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、前記キャリッジ上に装着されたインクカートリッジのいずれか１つ、もしくは複数が交換されたことを検出するインクカートリッジ検出手段と、前記インクカートリッジ検出手段によってインクカートリッジが交換されたことを検出した場合に、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止すると共に、前記ポンプ駆動手段を駆動してノズル開口より、各インクカートリッジから供給されるインク滴をそれぞれ吸引するインク吸引制御手段とが具備される。
【００１９】
また、前記した目的を達成するために成された本発明にかかるインクジェット式記録装置の他の好ましい実施の形態は、記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出する複数のインクジェット式記録ヘッドと、前記各記録ヘッドに対してそれぞれインクを供給するために前記キャリッジ上に装着された複数の独立したインクカートリッジを備えたインクジェット式記録装置であって、前記各記録ヘッドのノズル開口をそれぞれ封止し、各記録ヘッドのノズル開口よりインク滴を吸引する複数のキャッピング手段と、前記各キャッピング手段に対して負圧を印加するための吸引ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、前記キャリッジ上に装着されたインクカートリッジのいずれか１つ、もしくは複数が交換されたことを検出するインクカートリッジ検出手段と、前記インクカートリッジ検出手段によってインクカートリッジが交換されたことを検出した場合に、前記各キャッピング手段によって各記録ヘッドのノズル開口をそれぞれ封止すると共に、前記ポンプ駆動手段を駆動してノズル開口より、各インクカートリッジから供給されるインク滴をそれぞれ吸引するインク吸引制御手段とが具備される。
【００２０】
この場合、好ましくは前記インクカートリッジ検出手段によって、インクカートリッジが交換されたことを検出した場合においては、前記インク吸引制御手段は、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を実施後に、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を実施するように構成される。
【００２１】
また前記インクカートリッジ検出手段によって、インクカートリッジが交換されたことを検出した場合においては、前記インク吸引制御手段は、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作、および交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を同時に実施するように構成される場合もある。
【００２２】
そして、いずれの場合であっても、前記インクカートリッジ検出手段によって、インクカートリッジが交換されたことを検出した場合においては、前記インク吸引制御手段は、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引量に対して、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引量が少量となるように制御するように構成されることが望ましい。
【００２３】
また、本発明における好ましい実施の形態においては、前記インクカートリッジには、インク供給口にインク溶媒の揮散を防止するフィルム部材が配置され、インクカートリッジの装着によって、記録ヘッド側に配置されたインク供給針により前記フィルム部材を貫通してノズル開口側にインクを誘導するように構成される。
【００２４】
また、本発明にかかるインクジェット式記録装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法の好ましい態様は、記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対してそれぞれインクを供給するために前記キャリッジ上に装着された複数の独立したインクカートリッジを備えたインクジェット式記録装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法であって、前記キャリッジ上に装着されたインクカートリッジのいずれか１つ、もしくは複数が交換されたことを検出し、前記記録ヘッドのノズル開口をキャッピング手段によって封止するキャッピングステップと、前記キャッピング手段に対して吸引ポンプの駆動による負圧を印加し、記録ヘッドのノズル開口より各インクカートリッジから供給されるインク滴をそれぞれ吸引するインク吸引ステップとを実行するようになされる。
【００２５】
また、本発明にかかるインクジェット式記録装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法の他の好ましい態様は、記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出する複数のインクジェット式記録ヘッドと、前記各記録ヘッドに対してそれぞれインクを供給するために前記キャリッジ上に装着された複数の独立したインクカートリッジを備えたインクジェット式記録装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法であって、前記キャリッジ上に装着されたインクカートリッジのいずれか１つ、もしくは複数が交換されたことを検出し、前記各記録ヘッドのノズル開口を各キャッピング手段によってそれぞれ封止するキャッピングステップと、前記各キャッピング手段に対して吸引ポンプの駆動による負圧を印加し、各記録ヘッドのノズル開口より各インクカートリッジから供給されるインク滴をそれぞれ吸引するインク吸引ステップとを実行するようになされる。
【００２６】
この場合、前記インク吸引ステップにおいては、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を実施後に、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を実施するようにインク吸引の動作順序が定められていることが好ましい。
【００２７】
また、前記インク吸引ステップにおいては、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作、および交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を同時に実施するように制御される場合もある。
【００２８】
そして、前記したいずれの制御方法においても、前記インク吸引ステップにおけるノズル開口からのインクの吸引量は、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口からのインク吸引量に対して、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口からのインク吸引量が少量となるように制御されることが望ましい。
【００２９】
この場合好ましくは、前記インク吸引ステップにおいては、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口からのインク吸引量は、記録ヘッド上のカートリッジとの接続部から記録ヘッドのノズル開口までの容積に対応する量となるように制御され、また非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口からのインク吸引量は、記録ヘッド内のインク供給口からノズル開口までの容積以下となるように制御される。
【００３０】
以上のように構成されたインクジェット式記録装置および同装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法によると、キャリッジ上に装着されたインクカートリッジのいずれかを交換した場合においては、カートリッジ交換側のノズル開口およびカートリッジ非交換側のノズル開口のそれぞれがキャッピング手段によって封止される。続いてポンプ駆動手段によって吸引ポンプが駆動され、カートリッジ交換側のノズル開口およびカートリッジ非交換側のノズル開口のそれぞれからインクの吸引がなされる。
【００３１】
したがって、インクカートリッジの交換によって、カートリッジとインク供給針との接合に際してヘッド内に侵入した気泡を排除できることはもとより、インクカートリッジの交換に際して生じた衝撃により、非交換側カートリッジに対応するノズル開口のメニスカスの破壊をインクの吸引動作によって回復させることができる。
【００３２】
この場合、交換した新しいインクカートリッジにおいては、出荷時に内部が脱気されており、したがって、インクの吸引動作による泡立ち等の影響が少ない。たとえインク吸引動作により微小気泡が発生しても、その微小気泡は脱気状態にあるインクへの溶解が促進されるため、微小気泡を自然消滅させるための待機時間は殆ど必要としないという特質を有している。
【００３３】
したがって、例えば１つの吸引装置の回転方向で２つの記録ヘッドの吸引動作を交互に行うインクジェット式記録装置の場合においては、先ず吸引装置の一方向の回転により非交換カートリッジ側記録ヘッドの吸引動作を先に行い、またこの後に吸引装置の他方向の回転により、交換したカートリッジ側記録ヘッドの吸引動作を実施するシーケンスを採用することにより、吸引動作の所用時間を短縮させることが可能となる。
【００３４】
一方、非交換カートリッジ側のノズル開口が衝撃を受けてインク吐出不良になるのは、ノズル開口のメニスカスを破壊して侵入する気泡であり、この時の気泡のサイズは小さく、移動しやすい。したがって非交換カートリッジ側のノズル開口より吸引するインクの量は、交換カートリッジ側記録ヘッドにおけるインクの吸引量よりも少量の吸引で事足りることとなる。
【００３５】
したがって、非交換カートリッジ側のノズル開口からは少量吸引させるように制御することにより、排出されるインクのむだを低減し、また吸引動作の時間をさらに短縮させることが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインク排出制御方法を採用したインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は本発明が適用されたインクジェット式記録装置の全体を斜視図によって示したものであり、図中符号１はキャリッジであり、キャリッジモータ３の駆動により往復動するタイミングベルト２を介し、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。
【００３７】
キャリッジ１の記録用紙６に対向する側には、ブラック用記録ヘッド７、およびカラー用記録ヘッド８が搭載され、またその上部にはそれぞれの記録ヘッドにインクを供給するブラック用インクカートリッジ９、およびカラー用インクカートリッジ１０が着脱可能に装填されている。
【００３８】
図中符号１１は、非印字領域外に配置されたキャッピング手段であって、ブラックヘッド用のキャップユニット３７とカラーヘッド用のキャップユニット３８が配置されている。そしてキャッピング手段１１の下方には、キャッピング手段１１に対して負圧を与えるための吸引ポンプ１２が配置されている。
【００３９】
前記キャップユニット３７，３８は記録装置の休止期間中のノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する他、記録ヘッドに印刷とは関係のない駆動信号を印加してインク滴を吐出させるフラッシング動作時のインク受けとして機能し、さらに前記吸引ポンプ１２からの負圧を記録ヘッド７、８に作用させて、インクを吸引する手段としての機能も兼ね備えている。
【００４０】
図２は記録ヘッド７，８の一流路の構成を断面図によって示したものである。なお、本図で示した流路が複数配置され、実際のマルチノズル記録ヘッドは構成されている。また、前記したカラー用記録ヘッド８については、それぞれのカラーインクを吐出させるために図２と同様の構成よりなるノズル列が並列に隣接されるように配置されている。
【００４１】
図中符号１５ａは第１の蓋板であり、これは例えばジルコニアの薄板から構成され、その表面に後述する圧力発生室１５ｂに対向するように駆動電極１５ｃが形成されている。この駆動電極１５ｃの表面にＰＺＴ等からなる圧電振動子１５ｄが形成されている。
【００４２】
圧力発生室１５ｂは、圧電振動子１５ｄのたわみ振動を受けて収縮、膨張してノズル開口１７ａからインク滴を吐出し、またインク供給口１７ｂを介して共通のインク室１７ｃのインクを吸引する。
【００４３】
スペーサ１５ｅは、圧力発生室１５ｂを形成するのに適した厚さの、例えばジルコニアなどのセラミックス板に通孔を穿設して構成されていて、後述する第２の蓋体１５ｆと第１の蓋体１５ａとにより両面を封止されて前記した圧力発生室１５ｂを形成している。
【００４４】
第２の蓋体１５ｆは、やはりジルコニア等のセラミックス板にインク供給口１７ｂと圧力発生室１５ｂとを接続する連通孔１５ｇと、圧力発生室１５ｂのインクをノズル開口１７ａに向けて吐出するインク吐出口１５ｈを穿設して構成され、スペーサ１５ｅの他面に固定されている。
【００４５】
これら各部材１５ａ，１５ｅ，１５ｆは、粘土状のセラミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層して焼成することにより接着剤を使用することなくアクチェータユニット１５に纏められている。
【００４６】
符号１７ｄはインク供給口形成基板であり、これはアクチェータユニット１５の固定基板を兼ねるとともに、インクカートリッジとの接続部材も設けることができるように、耐インク性を備えたステンレス鋼等の金属やセラミックスにより構成されている。
【００４７】
このインク供給口形成基板１７ｄには、圧力発生室１５ｂ側の一端側に共通のインク室１７ｃと圧力発生室１５ｂとを接続するインク供給口１７ｂが設けられ、また圧力発生室１５ｂの他端側にはノズル開口１７ａとアクチェータユニット１５のインク吐出口１５ｈとを接続する連通孔１７ｅが設けられている。
【００４８】
符号１７ｆは、共通のインク室形成基板であり、これは共通のインク室１７ｃを形成するに適した厚みのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通のインク室１７ｃの形状に対応する通孔と、ノズルプレート１７ｇのノズル開口１７ａとインク吐出口１５ｈとを接続する連通孔１７ｈを穿設して構成されている。
【００４９】
これらインク供給口形成基板１７ｄ、共通のインク室形成基板１７ｆ、およびノズルプレート１７ｇは、それぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等からなる接着層Ｓ，Ｓにより流路ユニット１７に纏められている。この流路ユニット１７のインク供給口形成基板１７ｄの表面に、熱溶着フィルムや着接着剤によりアクチェータユニット１５を固定することにより記録ヘッドが構成されている。
【００５０】
このような構成により、圧電振動子１５ｄへの充電が行われて、圧電振動子１５ｄがたわむと、圧力発生室１５ｂが収縮する。これにより圧力発生室１５ｂのインクが加圧されてノズル開口１７ａからインク滴として吐出し、記録用紙にドットを形成できる。
【００５１】
所定時間の経過後に圧電振動子１５ｄの電荷が放電されると、圧電振動子１５ｄが元の状態に戻る。これにより、圧力発生室１５ｂが膨張して、共通のインク室１７ｃのインクがインク供給口１７ｂを経由して圧力発生室１５ｂに流れ込み、次の印字のためのインクが圧力発生室１５ｂに補給される。
【００５２】
このような圧電振動子１５ｄの繰り返しの運動作用により、インク室１７ｃから圧力発生室１５ｂにインクが補給されつつ、圧力発生室１５ｂより連通孔１７ｈを介してノズル開口１７ａからインク滴が吐出される。
【００５３】
一方、図３（イ）および（ロ）はキャッピング手段１１の全体構成を示したものであり、（イ）はキャッピング手段１１を一方向から視た斜視図であり、また（ロ）は（イ）の裏面方向から視た斜視図である。図中符号２２はスライダであり、自在に回動するアーム２３とバネ３１によって基台２１に連結されており、キャリッジ１が非印字領域側に移動してフラッグ片２５に接したときに、キャリッジ１の動きに追従して移動するように構成されている。また、スライダ２２にはバルブユニット２８が固定され、基台２１にはバルブユニット２８を開閉するためのバルブ２９が圧縮バネ３０を介して固定されている。
【００５４】
フラッグ片２５は下端に凸片２６を有していて、基台２１に形成された傾斜ガイド面２４と当接してこれの表面を摺動するように構成されている。また、印刷領域側の側部にもガイド面３２が設けられており、スライダ２２に水平方向に突出された突起３３がこれの表面を摺動するように構成されている。これら２つのガイド面２４，３２の働きにより、スライダ２２はほぼ水平姿勢を保ったまま、上下動が可能な構成となっている。
【００５５】
つまり、キャリッジ１が非印字領域側に移動したとき、スライダ２２がキャリッジ１の動きと連動して斜め上方に移動することで、後述するキャップ部材と記録ヘッドのノズルプレート面が密着するキャッピング動作がなされるように構成されている。
【００５６】
スライダ２２のキャップユニット搭載部３６は、バネ３４と突起３５によってスライダ２２に連結されており、突起３５を中心として若干の回動が可能である。また、キャップユニット３７，３８は、それぞれ圧縮バネ３９を介してスライダ２２に固定されている。従って、キャッピング動作時において、キャップとノズルプレートの密着性は常に良好に保たれる。
【００５７】
前記キャップユニット３７，３８のそれぞれには、その下底部にそれぞれインク吸引口１８が形成され、耐インク性に優れた図示せぬチューブを介して図１に示す吸引ポンプ１２に接続されている。またキャップユニット３７，３８のそれぞれには、その下底部に後述する大気開放口１９が配置されており、これら大気開放口１９に一端が接続されたチューブ２７の他端がバルブユニット２８にそれぞれ接続されている。
【００５８】
以上の構成により、キャリッジ１が非印字領域側に移動したとき、前記したようにキャリッジ１がフラッグ片２５に当接し、これによりスライダ２２が斜め上方に移動してキャップユニット３７，３８が記録ヘッドのノズルプレート面を閉塞するキャッピング状態とされる。そして、スライダ２２がさらに非印字領域側に位置することによって、前記バルブユニット２８がバルブ２９と接触し、大気開放口１９が閉ざされる。この状態で吸引ポンプ１２からキャップ内部に負圧を供給することにより、記録ヘッドのノズル開口からのインクの吸引が可能となる。
【００５９】
図４はインクカートリッジ９が装着された状態の記録ヘッド７に、その下方より前記したキャップユニット３７が上昇し、記録ヘッド７のノズル開口１７ａを封止（キャッピング）した状態を断面図で示したものである。なお図４においては、すでに説明した各構成要件に対応する部分は同一の符号で示している。また図４においては、ブラック用の記録ヘッドに対するキャッピング状態を示しているが、カラー用の記録ヘッドに対するキャッピング状態も図４の状態とほぼ同一の構成となる。
【００６０】
記録ヘッド７の裏面には上方に向けてインク供給針５１が樹立されており、インク供給針５１の先端部分に穿設されたインク取入孔５２を介してカートリッジ９から、記録ヘッド７に対してインクが供給できるように構成されている。なお符号５３は供給針から記録ヘッドに至るインクの通過経路に配置されたフィルタを示している。
【００６１】
インクカートリッジ９には前記したとおり、インク供給口９ａにフィルム部材９ｂが貼着（図４においてはインク供給針５１により貫通されており、破線で示している。）されており、またその内部にゴム性のシール部材９ｃが嵌め込まれていて、インク供給針５１がこれを貫通した状態でカートリッジ９を装填状態としている。
【００６２】
記録ヘッドには、図２に示したような構成のアクチェータユニット１５が配備されており、このアクチェータユニット１５の駆動により、ノズルプレート１７ｇに配置されたノズル開口１７ａよりインクを吐出するようになされる。
【００６３】
一方、キャップユニット３７は、上面が開放された方形状のキャップケース５５と、キャップケース５５内に収納され、耐インク性を有する可撓性物質、特にゴムなどの弾性部材により形成されたカップ状のキャップ部材５６とにより構成されている。そしてキャップ部材５６はその上測縁がキャップケース５５よりも若干突出し、その端部が先細状に形成されてノズルプレート１７ｇに対する密着性が良好となるように成されている。
【００６４】
またキャップ部材５６の内底部には、耐インク性およびインク吸収性に優れた多孔質材料からなるベルイータ５７が挿入配置されている。また、前記キャップケース５５の下底部には、キャップ部材５６の内部を大気に開放する大気開放口１９がキャップ部材５６を貫通して設けられている。そして大気開放口１９は、図３で説明したとおり、チューブ２７を介してバルブユニット２８に接続されている。
【００６５】
また、キャップケース５５の下底部には、大気開放口１９に隣接するようにキャップ部材５６を貫通してインク吸引口１８が形成されていて、このインク吸引口１８には図示せぬチューブを介して前記吸引ポンプ１２に接続されている。
【００６６】
したがって、大気開放口１９に接続されたバルブユニット２８を閉塞した状態で吸引ポンプ１２を駆動させることで、キャップユニット３７内は負圧となり、記録ヘッド７よりインクを吸引することができる。
【００６７】
次に図５は、前記した構成の記録装置に搭載された制御回路の例を示したものである。なお図５においては、すでに説明した記録ヘッド７，８、インクカートリッジ９，１０、吸引ポンプ１２、およびバルブユニット２８（ただし図５においては２つの吸引ポンプ１２Ａ，１２Ｂとして示し、また２つのバルブユニットを２８Ａ，２８Ｂとして示している）については同一符号で示しており、したがってその説明は省略する。
【００６８】
図５において、符号６０は印刷制御手段であり、記録装置のホストコンピュータからの印刷データに基づいてビットマップデータを生成し、このデータに基づいてヘッド駆動手段６１により駆動信号を発生させて、記録ヘッド７，８からインクを吐出させるものである。ヘッド駆動手段６１は、印刷データに基づく駆動信号の他に、フラッシング制御手段６２からのフラッシング指令信号を受けてフラッシング操作のための駆動信号を記録ヘッド７，８に出力するようにも構成されている。
【００６９】
符号６３はクリーニング制御手段であり、このクリーニング制御手段６３からの指令によりポンプ駆動手段６４が動作して、各吸引ポンプ１２Ａ，１２Ｂを駆動制御するものである。
【００７０】
またクリーニング制御手段６３には印刷制御手段６０、クリーニング指令検知手段６５、および吸引シーケンス制御手段（インク吸引制御手段）６６よりクリーニング指令信号が供給されるように構成されている。
【００７１】
なお、クリーニング指令検知手段６５には指令スイッチ６７が接続されており、このスイッチ６７をユーザがプッシュオンすることにより、前記指令検知手段６５を動作させてマニュアルによるクリーニング操作が実行されるように構成されている。
【００７２】
符号６９はインクカートリッジ検出手段であり、インクカートリッジが装着されているか否かを検出するスイッチがキャリッジ１のカートリッジホルダに配設され、この信号により検出・判別する。
【００７３】
前記吸引シーケンス制御手段６６には、ホストコンピュータよりステータス信号を受けるようにされている。すなわち、吸引シーケンス制御手段６６はインクカートリッジのいずれかを交換した場合に、前記インクカートリッジ検出手段６９により、いずれのカートリッジが交換されたのかを判別し、キャリッジモータ制御手段６８に制御信号を送出して、各記録ヘッドに対してキャッピングを成させると共に、後述するように各記録ヘッドからの一連のインク吸引動作を実行させるように構成されている。
【００７４】
以上のように構成されたインクジェット式記録装置において、いずれかのインクカートリッジが交換された場合の作用について、図６および図７に基づいて説明する。
【００７５】
前記したいずれかのインクカートリッジ９または１０が交換された場合には、キャリッジ１のカートリッシホルダに配置されたリーフ接点スイッチ（図示せず）がオン状態と成され、これによりインクカートリッジ９または１０の交換があったことが検出できる。これは図５に示す吸引シーケンス制御手段６６がホストコンピュータのステータスデータを読み取って判定することができる。
【００７６】
図６は、この場合における第１の制御シーケンスを示したものである。図６に示すステップＳ１１においては、吸引シーケンス制御手段６６がホストコンピュータからのステータスデータを読み取ることにより、いずれかのインクカートリッジが交換されたか否かを監視しており、カートリッジが交換されたことが判明すると、ステップＳ１２に移り、いずれのインクカートリッジが交換されたかを把握する。このステップＳ１２についても、吸引シーケンス制御手段６６がホストコンピュータのステータスデータを読み取って認識することができる。
【００７７】
吸引シーケンス制御手段６６において交換されたカートリッジを認識すると、ステップＳ１３に移り、キャリッジモータを駆動して各記録ヘッドをキャッピングする。これは図５に示す吸引シーケンス制御手段６６よりキャリッジモータ制御手段６８に対して制御信号を送出し、これに基づいてキャリッジモータ３が駆動され、キャリッジ１が非印字領域に配置されたキャッピング手段１１の直上に移動することによってなされる。
【００７８】
続いてステップＳ１４において、非交換カートリッジ側に対応する吸引ポンプが駆動される。ここでは、便宜上、ブラック用インクカートリッジ９が交換されたことを前提として説明する。すなわち、この場合にはカラー用インクカートリッジ１０が非交換カートリッジであり、したがってステップＳ１４においては、図５に示すカラー用インクカートリッジ１０側に対応する吸引ポンプ１２Ａが駆動される。
【００７９】
なお、図５においてはポンプ駆動手段６４からの制御により、吸引ポンプ１２Ａ，１２Ｂが格別に電気的に駆動制御されるように描かれているが、例えば吸引ポンプ１２Ａ，１２Ｂとしていわゆるチューブポンプが用いられ、これらが同軸上に配置されて、第１方向の回転により一方のポンプ（例えばポンプ１２Ａ）が駆動され、また第２方向の回転により他方のポンプ（例えばポンプ１２Ｂ）が駆動されるタイプにおいては、次のような制御が実施される。
【００８０】
すなわち、吸引シーケンス制御手段６６はクリーニング制御手段６３に制御信号を送り、クリーニング制御手段６３よりポンプ駆動手段６４に対して共通駆動軸を第１方向に回転させる指令を出力する。
【００８１】
これにより、吸引ポンプ１２Ａが駆動され、カラー用記録ヘッド８よりインクの吸引を行う。この場合におけるインクの吸引量は少量吸引を行うようになされる。すなわち、非交換側カートリッジであるカラーインクカートリッジ１０がインク吐出不良を起こす原因は、前述したとおり他のカートリッジの装着時の衝撃を受けてノズルのメニスカスを破壊して気泡が侵入するためであり、この時の気泡のサイズは小さく、移動しやすい。
【００８２】
しかもその気泡は、図２に示した記録ヘッドの構成において理解されるように、記録ヘッド内の主に圧力発生室１５ｂにおいて留まり、インク供給口１７ｂを介してさらに侵入することはない。したがってこの時のインクの吸引量は、インク供給口１７ｂからノズル開口１７ａまでの容積に対応する量で十分である。
【００８３】
換言すれば、この時のインクの吸引量は、記録ヘッド内のインク供給口１７ｂからノズル開口１７ａまでの容積以下となるように制御される。これにより、排出されるインクのむだを低減し、また吸引動作の時間を短縮させることが可能となる。
【００８４】
以上のステップＳ１４に続いて、今度はステップＳ１５において、ブラックインクカートリッジ側に対応する吸引ポンプ、すなわちブラック用記録ヘッド７に対応する吸引ポンプ１２Ｂが駆動される。この場合においても、同軸上に配置された一対のチューブポンプの駆動軸を、第２方向に駆動することによりポンプ１２Ｂが駆動され、ブラック用記録ヘッド９からのインクの吸引動作が行われ、カートリッジの交換に伴うインクの吸引処理が終了する。
【００８５】
この場合におけるインクの吸引量は、ステップＳ１４の場合に比較してその量を増大させるように制御される（通常吸引）。すなわち、交換側カートリッジにおいては、カートリッジの交換によって、カートリッジとインク供給針５１との接合に際して気泡が侵入することになり、したがってこの気泡を排除するためにインク供給針５１から記録ヘッドのノズル開口１７ａまでの容積に対応する量のインクを吸引することが望まれる。
【００８６】
この場合、記録装置は図４に示したようにインクカートリッジの装着によって、インク供給針を介して記録ヘッドのノズル開口側にインクを誘導するように構成されているが、このようなインク供給針を用いない記録装置におけるノズル開口からのインク吸引量は、記録ヘッド上のカートリッジとの接続部から記録ヘッドのノズル開口までの容積に対応する量となるように制御される。
【００８７】
なお、交互の回転によって吸引ポンプの吸引動作が択一的に実行される前記したようなタイプの吸引ポンプを用いた装置においては、交換側カートリッジに対応するインクの吸引をステップＳ１４に示すように後の工程において実行させることで、全体のインク吸引動作の所用時間を短縮させることが可能となる。
【００８８】
すなわち前記したように、交換した新しいインクカートリッジにおいては、出荷時に内部が脱気されており、したがって、インクの吸引動作による泡立ち等の影響が少ない。そしてたとえインクの吸引動作により微小気泡が発生しても、その微小気泡は脱気状態にあるインクへの溶解が促進されるため、微小気泡を自然消滅させるための待機時間は殆ど必要としない。
【００８９】
よって前記したインク吸引時に生ずる微小気泡の自然消滅を待つ待機時間を設定させる必要はなく、この待機時間に相当する時間の短縮を図ることができる。
【００９０】
次に、図７は第２のインク吸引制御シーケンスを示したものである。この図７に示す制御シーケンスは、２つのチューブポンプが同軸状に配置され、一方向の回転によってのみ、２つのポンプが同時に動作されるタイプを用いた場合の例を示している。
【００９１】
ここで、ステップＳ２１は、図６において説明したステップＳ１１と同一である。そしてステップＳ２１において、いずれかのカートリッジが交換されたことを認識すると、ステップＳ２２において、キャリッジモータを駆動して各記録ヘッドをキャッピングする。すなわち、このステップＳ２２は、図６において説明したステップＳ１３と同一である。
【００９２】
前記ステップＳ２２において、キャッピングがなされると、ステップＳ２３において、交換カートリッジ側および非交換カートリッジ側に対応する吸引ポンプ１２Ａ，１２Ｂが駆動される。すなわち、前記したように同軸状に配置された２つの吸引ポンプが同時に駆動され、それぞれの記録ヘッド７，８からインクの吸引動作がなされ、カートリッジの交換に伴うインクの吸引処理が終了する。
【００９３】
このように同軸状に配置された２つの吸引ポンプが同時に駆動される構成によると、一度に両者のインクの吸引動作が実施され、図６に示したシーケンスに比較するとカートリッジ交換時のインク吸引処理を短縮させることができる。
【００９４】
なお、図５に示すようにそれぞれの吸引ポンプ１２Ａ，１２Ｂが独立し、ポンプ駆動手段６４によって、それぞれのインク吸引量も制御できるように構成されている場合においては、図７におけるステップＳ２３においては、図６において説明した場合と同様に、交換したインクカートリッジ側の記録ヘッドのインク吸引量に対して、非交換インクカートリッジ側の記録ヘッドのインク吸引量が少量となるように制御することが望ましい。
【００９５】
なおまた、以上説明した実施の形態においては、ブラック用記録ヘッドとカラー用記録ヘッドをそれぞれ個別に備えた記録装置を例にしているが、本発明は例えば１つの記録ヘッドのノズルプレートに、ブラック用インクカートリッジからのインクを吐出するブラックインク用ノズル開口列、カラー用インクカートリッジからの各インクをそれぞれ吐出する複数のカラー用ノズル開口列を共に配置した構成の記録装置にも適用することができることは勿論である。
【００９６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置および同装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法によると、キャリッジ上に装着されたインクカートリッジのいずれかを交換した場合に、キャッピング手段によって各記録ヘッドのノズル開口がそれぞれ封止されると共に、ポンプ駆動手段を駆動して各記録ヘッドのノズル開口よりインク滴を吸引するようになされる。したがって、インクカートリッジの交換によって、カートリッジとインク供給針との接合に際して侵入する気泡を記録ヘッド内より排除できることはもとより、インクカートリッジの交換に際して生じた衝撃により、非交換側カートリッジに対応する記録ヘッドのメニスカスの破壊もインクの吸引動作によって回復させることができる。よって、インクカートリッジの交換に際して生ずる各記録ヘッドにおける印字不良の発生を効果的に抑制することができる信頼性の高いインクジェット式記録装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置の斜視図である。
【図２】図１に示す記録装置に搭載された記録ヘッドの例を示した断面図である。
【図３】図１に示す記録装置に搭載されたキャッピング装置の一例を示す斜視図である。
【図４】インクカートリッジが装着された記録ヘッドに対してキャッピング装置によってキャッピングした状態を示す断面図である。
【図５】本発明の記録装置に装備される制御回路の例を示したブロック図である。
【図６】本発明の記録装置において成されるインク吸引処理の第１の制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】本発明の記録装置において成されるインク吸引処理の第２の制御シーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ キャリッジ
２ タイミングベルト
３ キャリッジモータ
６ 記録用紙
７ ブラック用記録ヘッド
８ カラー用記録ヘッド
９ ブラック用インクカートリッジ
９ａ インク供給口
９ｂ フィルム部材
９ｃ シール部材
１０ カラー用インクカートリッジ
１１ キャッピング装置
１２ 吸引ポンプ
１５ アクチェータユニット
１５ｂ 圧力発生室
１５ｃ 駆動電極
１５ｄ 圧電振動子
１７ 流路ユニット
１７ａ ノズル開口
１７ｂ インク供給口
１７ｃ インク室
１７ｇ ノズルプレート
３７ ブラックヘッド用キャップユニット
３８ カラーヘッド用キャップユニット
５１ インク供給針
５２ インク取入孔
５５ キャップケース
５６ キャップ部材
５７ ベルイータ
６０ 印刷制御手段
６１ ヘッド駆動手段
６２ フラッシング制御手段
６３ クリーニング制御手段
６４ ポンプ駆動手段
６５ クリーニング指令検知手段
６６ 吸引シーケンス制御手段（インク吸引制御手段）
６８ キャリッジモータ制御手段
６９ インクカートリッジ検出手段

Claims (4)

1. 記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対してそれぞれインクを供給するために前記キャリッジ上に装着された２つの独立したインクカートリッジを備えたインクジェット式記録装置であって、
   前記記録ヘッドのノズル開口列を封止し、記録ヘッドのノズル開口よりインク滴を吸引する２つのキャップユニットを備えたキャッピング手段と、
   前記２つのキャップユニットに対して負圧を交互に印加するための１つの吸引ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、
   前記キャリッジ上に装着されたインクカートリッジのいずれか１つ、もしくは２つが交換されたことを検出するインクカートリッジ検出手段と、
   前記インクカートリッジ検出手段によってインクカートリッジが交換されたことを検出した場合に、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止すると共に、前記ポンプ駆動手段を駆動してノズル開口より各インクカートリッジから供給されるインク滴をそれぞれ吸引するインク吸引制御手段とを具備し、
   前記インクカートリッジ検出手段によって、インクカートリッジが交換されたことを検出した場合においては、前記インク吸引制御手段は、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を実施後に、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を実施するように構成され、
   さらに前記インクカートリッジ検出手段によって、インクカートリッジが交換されたことを検出した場合においては、前記インク吸引制御手段は、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引量に対して、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引量が少量となるように制御し、
   前記インクカートリッジには、インク供給口にインク溶媒の揮散を防止するフィルム部材が配置され、インクカートリッジの装着によって、記録ヘッド側に配置されたインク供給針により前記フィルム部材を貫通してノズル開口側にインクを誘導するように構成されていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
2. 記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対してそれぞれインクを供給するために前記キャリッジ上に装着された２つの独立したインクカートリッジを備えたインクジェット式記録装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法であって、
   前記キャリッジ上に装着されたインクカートリッジのいずれか１つ、もしくは２つが交換されたことを検出し、前記記録ヘッドのノズル開口を２つのキャップユニットを備えたキャッピング手段によって封止するキャッピングステップと、
   前記２つのキャップユニットに対して１つの吸引ポンプの駆動による負圧を交互に印加し、記録ヘッドのノズル開口より各インクカートリッジから供給されるインク滴をそれぞれ吸引するインク吸引ステップとを実行し、
   前記インク吸引ステップにおいては、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を実施後に、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口のインク吸引動作を実施するようにインク吸引の動作順序が定められ、
   前記インク吸引ステップにおけるノズル開口からのインクの吸引量は、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口からのインク吸引量に対して、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口からのインク吸引量が少量となるように制御され、
   前記インクカートリッジには、インク供給口にインク溶媒の揮散を防止するフィルム部材が配置され、インクカートリッジの装着によって、記録ヘッド側に配置されたインク供給針により前記フィルム部材を貫通してノズル開口側にインクを誘導するように構成されていることを特徴とするインクジェット式記録装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法。
3. 前記インク吸引ステップにおいて、交換したインクカートリッジ側に対応するノズル開口からのインク吸引量は、記録ヘッド上のカートリッジとの接続部から記録ヘッドのノズル開口までの容積に対応する量となるように制御されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット式記録装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法。
4. 前記インク吸引ステップにおいて、非交換インクカートリッジ側に対応するノズル開口からのインク吸引量は、記録ヘッド内のインク供給口からノズル開口までの容積以下となるように制御されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット式記録装置における記録ヘッドからのインク吸引制御方法。

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