JP4288659B2 - 吸引用容積ポンプを有する液体噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液体滴を吐出させるヘッド部材を備えた液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、ノズル開口を有する記録ヘッドと、ノズル開口部分のインクを吐出させる液体噴射手段（例えば、圧電振動子や発熱素子）と、記録データに応じて液体噴射手段を制御する制御本体部とを備えている。
【０００３】
記録ヘッドのノズル開口のインクは、目詰まりを起こすことがある。ノズル開口におけるインクの目詰まりを防止するために、記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引することによって、ノズル開口におけるインクの目詰まりを防止することが行われている。
【０００４】
インクを吸引するためのポンプとしては、チューブポンプが主流である。チューブポンプは、プーリにより潰されたチューブがその剛性によって元の形状に戻る際の体積変化に基づいて吸引動作を行うものである。
【０００５】
しかしながら、チューブポンプにおいては、温度変化などでチューブの剛性が変化すると、吸引速度も変化してしまうという問題がある。また、吸引量を上げるためには、プーリの回転速度を上げることが検討され得るが、変形したチューブが戻る時間以上に早く回転しても効果が無く、結果的に吸引量の大幅な増加が望めないという問題もある。一方、内径を太くすれば吸引量を増やせるが、その場合チューブ剛性を維持するために肉厚も増やす必要があり、装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本件発明者は、小型化が可能であり、低回転負荷・要求流量に合わせた最適設計が容易な吸引用容積ポンプに注目している（特願２００３−５１４７８号参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
チューブポンプの場合、ホイルの回転で生じるチューブ体積の変化とインク吸引量とは、ほぼ正確に対応する。従って、ホイルの回転数を検出することで、チューブポンプによるインク吸引量を把握することが容易である。チューブポンプによるインク吸引量の情報は、インクカートリッジのインク残量の算定や、インク吸収材の残能力の判断に、有用である。特開平８−２３８７８３号公報は、このような技術を開示している。
【０００８】
しかしながら、吸引用容積ポンプは、長期間放置される等して内部が乾燥状態に近くなると、ポンプフレーム（ケーシング）と駆動部（ギヤ等）とのシールが弱くなって、吸引作用が顕著に低下する。すなわち、ポンプフレームと駆動部との間のシール状態の如何によって、ポンプの駆動状態とインク吸引量との関係が変化してしまう。
【０００９】
より詳細に説明すれば、吸引用容積ポンプは、ポンプフレーム（ケーシング）内で駆動部（ギヤ等）が回転する機構を利用するポンプであるので、ポンプフレームと駆動部との間にはクリアランスが必要である。クリアランスが大きすぎれば、いわゆる「漏れ」が多くなるため、ポンプとしての機能が低下する。従って、クリアランスは小さい方が好ましいが、小クリアランスの実現は加工コストの増大を伴うという問題がある。
【００１０】
実際のクリアランスの大きさは、例えば５０〜６０μｍ程度であっても、液体の「漏れ」の量は小さい。しかしこの場合、気体の「漏れ」の量は極めて大きい。気体の「漏れ」の量は、クリアランスが１５〜２０μｍ程度であっても、やはり無視できない。すなわち、クリアランスの存在による気体の「漏れ」は、完全に回避することが極めて困難である。また、気体の「漏れ」の量は、クリアランスの大きさによって大きく左右される。
【００１１】
吸引されたインクが吸引用容積ポンプに一旦到達してしまえば、吸引用容積ポンプ内がインクで充満されるため、ポンプの駆動状態とインク吸引量との関係は安定する。
【００１２】
しかしながら、吸引されたインクが吸引用容積ポンプに到達する前は、吸引路中の気体が吸引用容積ポンプで吸引されているが、吸引用容積ポンプ内での気体の「漏れ」のために、ポンプを高速回転で駆動しても低い吸引作用しか得られない。この吸引状態では、ポンプの回転数と吸引量との対応関係が安定せず、つまり、吸引されたインクが吸引用容積ポンプに到達するのに必要なポンプの回転数を予め知ることは困難で、結果的に、ポンプの回転数からポンプのインク吸引量を直接的に算出することができていない。
【００１３】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、吸引用容積ポンプを用いた液体噴射装置において、吸引用容積ポンプによる液体吸引量を正確に把握することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【特許文献１】
特開平８−２３８７８３号公報
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノズル開口と、ノズル開口部分の液体を噴射させる液体噴射手段と、を有するヘッド部材と、吐出データに基づいて液体噴射手段を駆動させる制御本体部と、ヘッド部材に対して離間した位置と当接した位置との間で相対的に移動可能なキャップ部材と、キャップ部材の内部に連通された吸引路と、吸引路に設けられた吸引用容積ポンプと、吸引用容積ポンプによる液体吸引量を取得する吸引量取得部と、を備え、吸引量取得部は、吸引路を介して吸引される液体が吸引用容積ポンプに到達する液体到達状態を検出するセンサと、前記センサにより液体到達状態が検出されてからの吸引用容積ポンプの駆動量に基づいて、吸引用容積ポンプによる液体吸引量を算出する算出部と、を有していることを特徴とする液体噴射装置である。
【００１６】
本発明によれば、センサにより液体到達状態が検出されてからの吸引用容積ポンプの駆動量に基づいて吸引用容積ポンプによる液体吸引量が算出されるため、より正確に吸引用容積ポンプによる液体吸引量を把握することができる。
【００１７】
好ましくは、前記センサは、吸引用容積ポンプの駆動負荷を検出する負荷センサを有している。この場合、液体到達状態を確実に検出することができる。負荷センサは、例えば、吸引用容積ポンプの回転駆動モータの負荷電流を検出するセンサである。
【００１８】
あるいは、好ましくは、前記センサは、吸引用容積ポンプの内部の電位状態を検出する電位センサを有している。この場合も、液体到達状態を確実に検出することができる。
【００１９】
あるいは、前記センサは、吸引路の吸引用容積ポンプとの接続部近傍に設けられた光学的センサを有している。この場合も、実質的に、液体到達状態を検出することができる。
【００２０】
なお、吸引用容積ポンプは、前記センサにより液体到達状態が検出される前と後とで、駆動状態が変化するようになっていることが好ましい。一般に、気体吸引中には、吸引用容積ポンプが高速回転されても吸引量は少ないため、吸引用容積ポンプは高速回転で駆動される。しかしながら、気体吸引状態から完全な液体吸引状態に移り変わるタイミングは、前記の各センサによる検出タイミングより微小時間だけ遅れるのが一般である。この微小時間に相当する吸引用容積ポンプの駆動量が、依然として液体吸引量の算出誤差として残存し得るので、この微小時間の間は、吸引用容積ポンプは低速で回転されることが好ましい。すなわち、吸引用容積ポンプは、前記センサにより液体到達状態が検出される前は高速回転で駆動され、前記センサにより液体到達状態が検出された後は低速回転で駆動されるようになっていることが好ましい。
【００２１】
なお、前記容積ポンプは、例えば、ギヤポンプまたはベーンポンプである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）は、インクジェット式プリンタ１であり、インクカートリッジ２（液体容器）を保持可能なカートリッジホルダ部４ａを有する記録ヘッド４（ヘッド部材）が、キャリッジ５（キャリッジ部材）に支持されている。キャリッジ５は、ヘッド走査機構によって、主走査方向に沿って往復移動されるようになっている。
【００２４】
ヘッド走査機構は、ハウジングの左右方向に架設されたガイド部材６と、ハウジングの一方側に設けられたパルスモータ７と、パルスモータ７の回転軸に接続されて回転駆動される駆動プーリー８と、ハウジングの他方側に取付けられた遊転プーリー９と、駆動プーリー８及び遊転プーリー９の間に掛け渡されると共にキャリッジ５に結合されたタイミングベルト１０と、パルスモータ７の回転を制御する制御部１１（図６参照）と、から構成されている。これにより、パルスモータ７を作動させることによって、キャリッジ５、即ち、記録ヘッド４を、記録紙１２の幅方向である主走査方向に往復移動させることができる。
【００２５】
また、プリンタ１は、記録紙１２等の記録用媒体（液体被噴射媒体）を紙送り方向（副走査方向）に送り出す紙送り機構を有する。この紙送り機構は、紙送りモータ１３及び紙送りローラ１４等から構成される。記録紙１２等の記録媒体は、記録動作に連動して、順次送り出される。
【００２６】
本実施の形態のプリンタ１は、記録ヘッド４の往動時に記録動作を実行する（単方向記録を行う）ようになっている。
【００２７】
キャリッジ５の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域には、ホームポジションと、記録ヘッド４（キャリッジ５）の待機ポジションと、が設定されている。図２（ａ）に示すように、ホームポジションは、記録ヘッド４が移動し得るヘッド移動範囲の一側（図の右側）端部に設定されている。また、待機ポジションは、ホームポジションに対して記録領域側に略隣接して設定されている。
【００２８】
本発明は、記録ヘッド４の往動時及び復動時の両方で記録動作を実行する（双方向記録を行う）ように構成されたプリンタにも適用可能である。このようなプリンタでは、図２（ｂ）に示すように、ホームポジションと略隣接する第１の待機ポジションＷＰ１に加えて、ホームポジションとは反対側の端部に第２の待機ポジションＷＰ２が設けられ得る。
【００２９】
ホームポジションは、電源オフ時や長時間に亘って記録が行われなかった場合に記録ヘッド４が移動して留まる場所である。記録ヘッド４がホームポジションに位置する時には、図３（ｄ）に示すように、キャッピング機構のキャップ部材１５がノズルプレート１６（図５参照）に当接してノズル開口１７（図５参照）を実質的に封止する（詳細は後述する）。キャップ部材１５は、ゴム等の弾性部材を上面が開放した略四角形トレー状に成型した部材であり、内部にはフェルト等の保湿材が取り付けられている。記録ヘッド４がキャップ部材１５により実質的に封止されることで、キャップ内部が高湿度に保たれて、ノズル開口１７からのインク溶媒の蒸発が緩和される。
【００３０】
待機ポジションは、記録ヘッド４を走査する際の起点となる位置である。即ち、記録ヘッド４は、通常、この待機ポジションで待機し、記録動作時に待機ポジションから記録領域側へ走査され、記録動作が終了すると待機ポジションに戻る。
【００３１】
双方向記録を行うプリンタの場合、図２（ｂ）を参照して、記録ヘッド４は、第１の待機ポジションＷＰ１で待機している状態から第２の待機ポジションＷＰ２側へ走査されて往動時の記録動作を行う。この記録動作が終了すると、第２の待機ポジションＷＰ２で待機する。次に、記録ヘッド４は、第２の待機ポジションＷＰ２で待機している状態から第１の待機ポジションＷＰ１側へ走査されて復動時の記録動作を行う。この記録動作が終了すると、第１の待機ポジションＷＰ１で待機する。以後は、往動時の記録動作と復動時の記録動作とを交互に繰り返し実行する。
【００３２】
待機ポジションには、フラッシング動作（メンテナンス動作の一種）によって記録ヘッド４が排出するインクを回収するためのインク受け部材が設けられる。本実施の形態では、上記のキャップ部材１５が、インク受け部材を兼ねている。即ち、キャップ部材１５は、図３（ａ）に示すように、通常は記録ヘッド４の待機ポジションの下方位置（ノズルプレート１６の下方に少し離隔した位置）に配置されている。そして、記録ヘッド４のホームポジションヘの移動に伴って、図３（ｄ）に示すように、斜上方側（ホームポジション側かつノズルプレート１６側）に移動して、ノズル開口１７を封止する。
【００３３】
双方向記録を行うプリンタの場合には、図２（ｂ）に示すように、第２の待機ポジションＷＰ２にもインク受け部材１８が配設される。このインク受け部材１８は、例えば、記録ヘッド４との対向面が開放した箱状のフラッシングボックスによって構成され得る。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、待機ポジションと記録領域との間に、加速領域が設定されている。加速領域は、記録ヘッド４の走査速度を所定速度まで加速させるための領域である。
【００３５】
さて、本実施の形態のキャップ部材１５からは、図４に示すように、キャップ部材１５の内部に連通する吸引路１５ｗが延びている。そして、吸引路１５ｗに、吸引用ギヤポンプ１５ｇが設けられている。ギヤポンプ１５ｇは、この場合、ギヤとポンプフレーム（ケース）との間の隙間が１５ミクロン程度に調整されている（部品精度は５ミクロンである）。
【００３６】
ここで、ギヤポンプ１５ｇは、噛み合い部及びケーシング部のシールを解除できないため、ＩＮ側とＯＵＴ側とを連通して大気開放することができない。そこで、本実施の形態のキャップ部材１５は、ノーマルオープンの開放バルブ機構１５ｖを有している。開放バルブ１５ｖの径は、小さく形成されている。図４（ｂ）に示すように、開放バルブ機構１５ｖは、インク吸引が必要な時に対応してキャップ部材１５がフレームＦ等に当接する時にのみ閉じるようになっている。
【００３７】
これにより、キャップ部材１５内は、通常の状態では大気に連通されており、温度変化によるメニスカス崩壊が防止される一方で、インク吸引が必要な時には密封されるようになっている。
【００３８】
また、本実施の形態のギヤポンプ１５ｇには、その回転駆動モータ１５ｍの入力電流に現れる駆動負荷電流を検出する電流計１５ｃが設けられている。電流計１５ｃには、当該電流計１５ｃの検出値が所定値以上であるか否かを判別する負荷判別部１５ｊが接続されている。これにより、吸引路１５ｗを介して吸引されるインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達したか否かを判別できるようになっている。すなわち、電流計１５ｃと負荷判別部１５ｊとが、吸引路１５ｗを介して吸引されるインクがギヤポンプ１５ｇに到達する液体到達状態を検出するセンサを構成している。
【００３９】
次に、記録ヘッド４の内部機構について説明する。記録ヘッド４は、ブラックインクを吐出可能なブラックヘッドユニットと、シアンインクを吐出可能なシアンヘッドユニットと、マゼンタインクを吐出可能なマゼンタヘッドユニットと、イエローインクを吐出可能なイエローヘッドユニットと、ライトシアンインクを吐出可能なライトシアンヘッドユニットと、ライトマゼンタインクを吐出可能なライトマゼンタヘッドユニットと、を有する。また、各ヘッドユニットの底面には、副走査方向に沿って、複数のノズル開口１７が形成されている。各ヘッドユニット毎のノズル開口１７は、同数であって、互いに１対１に対応して主走査方向に整列している。
【００４０】
次に、各ヘッドユニットについて、図５を用いて説明する。各ヘッドユニットは、共通の構造を有しており、図５に示すように、例えばプラスチックからなる箱体状のケース７１の収納室７２内に、櫛歯状の圧電振動子２１が一方の開口から挿入されて櫛歯状先端部２１ａが他方の開口に臨んでいる。その他方の開口側のケース７１の表面（下面）には流路ユニット７４が接合され、櫛歯状先端部２１ａは、それぞれ流路ユニット７４の所定部位に当接固定されている。
【００４１】
圧電振動子２１は、圧電体２１ｂを挟んで共通内部電極２１ｃと個別内部電極２１ｄとを交互に積層した板状の振動子板を、ドット形成密度に対応させて櫛歯状に切断して構成してある。そして、共通内部電極２１ｃと個別内部電極２１ｄとの間に電位差を与えることにより、各圧電振動子２１は、積層方向と直交する振動子長手方向に伸縮する。
【００４２】
流路ユニット７４は、流路形成板７５を間に挟んでノズルプレート１６と弾性板７７を両側に積層することにより構成されている。
【００４３】
流路形成板７５は、ノズルプレート１６に複数開設したノズル開口１７とそれぞれ連通して圧力発生室隔壁を隔てて列設された複数の圧力発生室２２と、各圧力発生室２２の少なくとも一端に連通する複数の供給部８２と、全供給部８２が連通する細長い共通室８３と、が形成された板材である。例えば、シリコンウエハーをエッチング加工することにより、細長い共通室８３が形成され、共通室８３の長手方向に沿って圧力発生室２２がノズル開口１７のピッチに合わせて形成され、各圧力発生室２２と共通室８３との間に溝状の供給部８２が形成され得る。なお、この場合、圧力発生室２２の一端に供給部８２が接続し、この供給部８２とは反対側の端部近傍でノズル開口１７が位置するように配置されている。また、共通室８３は、インクカートリッジ２に貯留されたインクを圧力発生室２２に供給するための室であり、その長手方向のほぼ中央に供給管８４が連通している。
【００４４】
弾性板７７は、ノズルプレート１６とは反対側の流路形成板７５の面に積層され、ステンレス板８７の下面側にＰＰＳ等の高分子体フィルムを弾性体膜８８としてラミネート加工した二重構造である。そして、圧力発生室２２に対応した部分のステンレス板８７をエッチング加工して、圧電振動子２１を当接固定するためのアイランド部８９が形成されている。
【００４５】
上記の構成を有する各ヘッドユニットでは、圧電振動子２１を振動子長手方向に伸長させることにより、アイランド部８９がノズルプレート１６側に押圧され、アイランド部８９周辺の弾性体膜８８が変形して圧力発生室２２が収縮する。また、圧力発生室２２の収縮状態から圧電振動子２１を長手方向に収縮させると、弾性体膜８８の弾性により圧力発生室２２が膨張する。圧力発生室２２を一旦膨張させてから収縮させることにより、圧力発生室２２内のインクの圧力が高まって、ノズル開口１７からインク滴が吐出される。
【００４６】
すなわち、各ヘッドユニットにおいては、圧電振動子２１に対する充放電に伴って、対応する圧力室２２の容量が変化する。このような圧力室２２の圧力変動を利用して、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカス（ノズル開口１７で露出しているインクの自由表面）を微振動させたりすることができる。
【００４７】
なお、上記の縦振動振動モードの圧電振動子２１に代えて、いわゆるたわみ振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。たわみ振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を収縮させ、放電による変形で圧力室を膨張させる圧電振動子である。
【００４８】
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図６に示すように、このインクジェット式プリンタ１は、プリンタコントローラ３０とプリントエンジン３１とを備えている。
【００４９】
プリンタコントローラ３０は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）３２と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ３３と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３４と、ＣＰＵ等を含んで構成された制御部１１と、クロック信号を発生する発振回路３５と、記録ヘッド４の各ヘッドユニットへ供給するための駆動信号等を発生する駆動信号発生回路３６と、駆動信号や、印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン３１に送信する内部インターフェース（内部Ｉ／Ｆ）３７と、を備えている。
【００５０】
外部Ｉ／Ｆ３２は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、ビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、外部Ｉ／Ｆ３２を通じて、ホストコンピュータ等に対して出力される。
【００５１】
ＲＡＭ３３は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）を有している。そして、受信バッファは、外部Ｉ／Ｆ３２を介して受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファは、制御部１１により変換された中間コードデータを記憶し、出力バッファは、ドットパターンデータを記憶する。ここで、ドットパターンデータとは、中間コードデータ（例えば、階調データ）をデコード（翻訳）することにより得られる印字データである。
【００５２】
ＲＯＭ３４には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等が記憶されている。さらにＲＯＭ３４は、メンテナンス情報保持手段として、メンテナンス動作用の設定データをも記憶している。
【００５３】
制御部１１は、ＲＯＭ３４に記憶された制御プログラムに従って各種の制御を行う。例えば、受信バッファ内の印刷データを読み出すと共にこの印刷データを変換して中間コードデータとし、当該中間コードデータを中間バッファに記憶させる。また、制御部１１は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ３４に記憶されているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、ドットパターンデータに展開（デコード）する。そして、制御部１１は、必要な装飾処理を施した後に、このドットパターンデータを出力バッファに記憶させる。
【００５４】
記録ヘッド４の１回の主走査により記録可能な１行分のドットパターンデータが得られたならば、当該１行分のドットパターンデータが、出力バッファから内部Ｉ／Ｆ３７を通じて順次記録ヘッド４の各インクヘッドユニットの電気駆動系３９に出力され、キャリッジ５が走査されて１行分の印刷が行われる。出力バッファから１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータが中間バッファから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００５５】
さらに、制御部１１は、記録ヘッド４による記録動作とは別途に実施されるメンテナンス動作（回復動作）をも制御するようになっている。
【００５６】
さらに、制御部１１は、負荷判別部１５ｊによってインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態が判別されてから、ギヤポンプ１５の回転駆動モータ１５ｍの回転量（駆動量）に基づいて、ギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を算出するようになっている。すなわち、制御部１１は、吸引量取得部の算出部として、液体到達状態が検出されてからのギヤポンプ１５ｇの駆動量に基づいて、ギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を算出できるようになっている。
【００５７】
プリントエンジン３１は、紙送り機構としての紙送りモータ１３と、ヘッド走査機構としてのパルスモータ７と、記録ヘッド４の電気駆動系３９と、を含んで構成してある。
【００５８】
次に、記録ヘッド４の電気駆動系３９について説明する。電気駆動系３９は、図６に示すように、順に電気的に接続されたシフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１を備えている。これらのシフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１は、それぞれ、記録ヘッド４の各ヘッドユニットの各ノズル開口１７毎に設けられている。
【００５９】
この電気駆動系３９では、スイッチ回路４３に加わる選択データが「１」の場合、スイッチ回路４３は接続状態となって駆動信号が圧電振動子２１に直接印加され、各圧電振動子２１は駆動信号の信号波形に応じて変形する。一方、スイッチ回路４３に加わる選択データが「０」の場合、スイッチ回路４３は非接続状態となって圧電振動子２１への駆動信号の供給が遮断される。
【００６０】
このように、選択データに基づいて、各圧電振動子２１に対して駆動信号を選択的に供給できる。このため、与えられる選択データ次第で、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカスを微振動させたりすることができる。
【００６１】
次に、プリンタ１の動作について説明する。
【００６２】
電源が投入されると、まず必要な初期化動作が行われる。その後、記録ヘッド４は待機ポジションで待機する。１行分の印字データがＲＡＭ３３の出力バッファから出力されると、記録ヘッド４は、記録動作に先だって、メンテナンス動作（回復動作）を実施する。
【００６３】
このメンテナンス動作は、記録ヘッド４のインク滴の吐出能力を維持するために行われるもので、例えばインク吸引動作とフラッシング動作と微振動動作とがあり、適宜に選択されて実施される。
【００６４】
インク吸引動作が行われる場合には、図４（ｂ）に示すように開放バルブ１５ｖがフレームＦ等によって閉じられ、キャップ部材１５の内部が密封された状態でギヤポンプ１５ｇの回転駆動モータ１５ｍが作動されることによって、記録ヘッド４のノズル開口１７からインクが吸引され得る。
【００６５】
ここで、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内がインクですでに充満されていれば、電流計１５ｃは高い駆動負荷電流を検出するため、負荷判別部１５ｊはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることを判別する。この時、制御部１１が、吸引量取得部の算出部として、ギヤポンプ１５の回転駆動モータ１５ｍの回転量に基づいて、ギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を算出する。
【００６６】
一方、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内がインクで充満されていない場合には、電流計１５ｃは低い駆動負荷電流を検出し、負荷判別部１５ｊはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達していない状態であることを判別する。この間、ギヤポンプ１５ｇは高速回転で駆動される。そして、当該高速回転でのギヤポンプ１５ｇの作動により、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内の空気が吸引され、それに続くインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達すると、電流計１５ｃは高い駆動負荷電流を検出するため、負荷判別部１５ｊはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることを判別する。その後、制御部１１が、吸引量取得部の算出部として、ギヤポンプ１５の回転駆動モータ１５ｍの回転量に基づいて、ギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を算出する。
【００６７】
この場合、制御部１１は、インクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることが判別された前後で、ギヤポンプ１５ｇの回転駆動モータ１５ｍの回転速度を変えることが好ましい。
【００６８】
より具体的には、気体吸引中には、ギヤポンプ１５ｇが高速回転されることが好ましい。そして、ギヤポンプ１５ｇの状態が気体吸引状態から完全な液体吸引状態に移り変わるタイミングは、負荷判別部１５ｊによる判別タイミングより微小時間だけ遅れるのが一般であるため、少なくともこの微小時間の間は、ギヤポンプ１５ｇは低速で回転されることが好ましい。なぜなら、この微小時間におけるギヤポンプ１５ｇの回転量が、算出される液体吸引量の誤差となるからである。
【００６９】
なお、詳述はしないが、算出されたインク吸引量の情報は、インクカートリッジのインク残量の算出やインク吸収材の残能力の判別等に利用される。また、算出されるインク吸引量の情報を用いることにより、所望する吸引量のインク吸引動作を実施することができる。
【００７０】
そして、メンテナンス動作がなされた後に、印字データに基づく記録動作が行われる。具体的には、記録ヘッド４の主走査方向の移動中に、ノズル開口１７から適宜のタイミングでインク滴が吐出され得る。
【００７１】
以上のように、本実施の形態によれば、最適設計が容易なギヤポンプ１５ｇによってノズル開口１７のインクを吸引することができる。一方、キャップ部材１５の内部はノーマルオープンな開放バルブ１５ｖによって大気に開放されるため、温度変化による空気の膨張／収縮に伴うメニスカス崩壊が防止される。
【００７２】
また、本実施の形態によれば、負荷判別部１５ｊにより液体到達状態が判別されてからのギヤポンプ１５ｇの回転量に基づいてギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量が算出されるため、より正確にギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を把握することができる。
【００７３】
特に、本実施の形態では、回転駆動モータ１５ｍの入力電流に現れる駆動負荷電流に基づいてインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達したか否かを判別するので、インク到達状態を確実に検出することができる。
【００７４】
なお、インク到達状態のセンシングは、常時継続的に行われてもよいが、所定のサイクルで断続的に行われてもよい。例えば図７に示すように、ギヤポンプ１５ｇをｎ回転する毎に、あるいは、ギヤポンプ１５ｇをｔ秒間だけ駆動する毎に、インク到達状態のセンシングが行われてもよい。
【００７５】
次に、図８は、本発明の第２の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるギヤポンプ近傍の概略断面図である。
【００７６】
図８に示すように、本実施の形態のギアポンプ１５ｇのキャップ部材１５側のポンプフレーム１５ｆには、ポンプフレーム１５ｆ内に延びる２つの電極１５ｅが固定されている。そして、当該２つの電極１５ｅは、電位計１５ｐに接続されている。電位計１５ｐには、当該電位計１５ｐの検出値が所定値以下であるか否かを判別する電位判別部１５ｋが接続されている。これにより、吸引路１５ｗを介して吸引されるインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達したか否かを判別できるようになっている。すなわち、電極１５ｅ、電位計１５ｐ及び電位判別部１５ｋが、吸引路１５ｗを介して吸引されるインクがギヤポンプ１５ｇに到達する液体到達状態を検出するセンサを構成している。
【００７７】
本実施の形態のその他の構成については、図１乃至図６を用いて説明した前記の実施の形態と略同様である。
【００７８】
本実施の形態においても、インク吸引動作が行われる場合には、図４（ｂ）に示すように開放バルブ１５ｖがフレームＦ等によって閉じられ、キャップ部材１５の内部が密封された状態でギヤポンプ１５ｇの回転駆動モータ１５ｍが作動されることによって、記録ヘッド４のノズル開口１７からインクが吸引され得る。
【００７９】
ここで、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内がインクですでに充満されていれば、電位計１５ｐは２つの電極１５ｅ間の低い電位を検出するため、電位判別部１５ｋはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることを判別する。この時、制御部１１が、吸引量取得部の算出部として、ギヤポンプ１５の回転駆動モータ１５ｍの回転量に基づいて、ギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を算出する。
【００８０】
一方、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内がインクで充満されていない場合には、電位計１５ｐは２つの電極１５ｅ間に高い電位を検出し、電位判別部１５ｋはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達していない状態であることを判別する。この間、ギヤポンプ１５ｇは高速回転で駆動される。そして、当該高速回転でのギヤポンプ１５ｇの作動により、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内の空気が吸引され、それに続くインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達すると、電位計１５ｐは２つの電極１５ｅ間に低い電位を検出するため、電位判別部１５ｋはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることを判別する。その後、制御部１１が、吸引量取得部の算出部として、ギヤポンプ１５の回転駆動モータ１５ｍの回転量に基づいて、ギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を算出する。
【００８１】
この場合も、制御部１１は、インクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることが判別された前後で、ギヤポンプ１５ｇの回転駆動モータ１５ｍの回転速度を変えることが好ましい。
【００８２】
より具体的には、気体吸引中には、ギヤポンプ１５ｇが高速回転されることが好ましい。そして、ギヤポンプ１５ｇの状態が気体吸引状態から完全な液体吸引状態に移り変わるタイミングは、電位判別部１５ｋによる判別タイミングより微小時間だけ遅れるのが一般であるため、少なくともこの微小時間の間は、ギヤポンプ１５ｇは低速で回転されることが好ましい。なぜなら、この微小時間におけるギヤポンプ１５ｇの回転量が、算出される液体吸引量の誤差となるからである。
【００８３】
以上のように、本実施の形態によれば、電位判別部１５ｋにより液体到達状態が判別されてからのギヤポンプ１５ｇの回転量に基づいてギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量が算出されるため、より正確にギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を把握することができる。
【００８４】
特に、本実施の形態では、ギヤポンプ１５ｇの内部の電気抵抗状態を検出してインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達したか否かを判別するので、インク到達状態を確実に検出することができる。この形態は、インクが高い導電性を有する場合に極めて効果的である。
【００８５】
次に、図９は、本発明の第３の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるギヤポンプ近傍の概略断面図である。
【００８６】
図９に示すように、本実施の形態の吸引路１５ｗは透明な部材によって形成され、当該吸引路１５ｗのギアポンプ１５ｇとの接続部近傍を挟んで、発光素子１５ａと受光素子１５ｂとが設けられている。受光素子１５ｂは、発光素子１５ａから発光される光を受光できる位置関係に配置されている。そして、受光素子１５ｂには、当該受光素子１５ｂの受光光量が所定値以下であるか否かを判別する光量判別部１５ｎが接続されている。これにより、吸引路１５ｗを介して吸引されるインクがギヤポンプ１５ｇ内に（厳密には、ギヤポンプ１５ｇの直前に）到達したか否かを判別できるようになっている。すなわち、透明な吸引路１５ｗ、発光素子１５ａ及び受光素子１５ｂが、吸引路１５ｗを介して吸引されるインクがギヤポンプ１５ｇに到達する液体到達状態を検出するセンサを構成している。
【００８７】
本実施の形態のその他の構成については、図１乃至図６を用いて説明した前記の実施の形態と略同様である。
【００８８】
本実施の形態においても、インク吸引動作が行われる場合には、図４（ｂ）に示すように開放バルブ１５ｖがフレームＦ等によって閉じられ、キャップ部材１５の内部が密封された状態でギヤポンプ１５ｇの回転駆動モータ１５ｍが作動されることによって、記録ヘッド４のノズル開口１７からインクが吸引され得る。
【００８９】
ここで、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内がインクですでに充満されていれば、受光素子１５ｂは低い光量しか受光できず、光量判別部１５ｎはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることを判別する。この時、制御部１１が、吸引量取得部の算出部として、ギヤポンプ１５の回転駆動モータ１５ｍの回転量に基づいて、ギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を算出する。
【００９０】
一方、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内がインクで充満されていない場合には、受光素子１５ｂは高い光量を受光でき、光量判別部１５ｋはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達していない状態であることを判別する。この間、ギヤポンプ１５ｇは高速回転で駆動される。そして、当該高速回転でのギヤポンプ１５ｇの作動により、ギヤポンプ１５ｇ内及び吸引路１５ｗ内の空気が吸引され、それに続くインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達すると、受光素子１５ｂは低い光量しが受光できなくなるため、光量判別部１５ｎはインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることを判別する。その後、制御部１１が、吸引量取得部の算出部として、ギヤポンプ１５の回転駆動モータ１５ｍの回転量に基づいて、ギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を算出する。
【００９１】
この場合も、制御部１１は、インクがギヤポンプ１５ｇ内に到達した状態であることが判別された前後で、ギヤポンプ１５ｇの回転駆動モータ１５ｍの回転速度を変えることが好ましい。
【００９２】
より具体的には、気体吸引中には、ギヤポンプ１５ｇが高速回転されることが好ましい。そして、ギヤポンプ１５ｇの状態が気体吸引状態から完全な液体吸引状態に移り変わるタイミングは、光量判別部１５ｎによる判別タイミングより微小時間だけ遅れる。このため、少なくともこの微小時間の間は、ギヤポンプ１５ｇは低速で回転されることが好ましい。なぜなら、この微小時間におけるギヤポンプ１５ｇの回転量が、算出される液体吸引量の誤差となるからである。
【００９３】
以上のように、本実施の形態によれば、光量判別部１５ｎにより液体到達状態が判別されてからのギヤポンプ１５ｇの回転量に基づいてギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量が算出されるため、より正確にギヤポンプ１５ｇによるインク吸引量を把握することができる。
【００９４】
特に、本実施の形態では、ギヤポンプ１５ｇの直前における透明な吸引路１５ｗの導光状態を検出してインクがギヤポンプ１５ｇ内に到達したか否かを判別するので、インク到達（の直前の）状態を確実に検出することができる。この形態は、インクの透明度が低い場合に極めて効果的である。
【００９５】
尚、本実施の形態においてはギヤポンプが用いられているが、ギヤポンプの他に、ベーンポンプ、ベローズポンプ、ルーツポンプ、クインビーポンプ、等の他の容積ポンプが用いられてもよい。
【００９６】
また、以上の説明はインクジェット記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、導電性液体（液体金属）等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造用装置にも適用され得る。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、センサにより液体到達状態が検出されてからの吸引用容積ポンプの駆動量に基づいて吸引用容積ポンプによる液体吸引量が算出されるため、より正確に吸引用容積ポンプによる液体吸引量を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のインクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【図２】記録ヘッドの走査範囲を説明する模式図であり、（ａ）は単方向記録を行うプリンタの走査範囲を、（ｂ）は双方向記録を行うプリンタの走査範囲をそれぞれ示す。
【図３】記録ヘッドの動作を説明する模式図であり、（ａ）は待機ポジションに位置している状態を、（ｂ）は待機位置から記録領域側へ移動している状態を、（ｃ）は記録領域側から待機ポジションに戻ってくる時の状態を、（ｄ）はホームポジションに位置している状態を、それぞれ示す。
【図４】本実施の形態のキャップ部材を示す概略断面図であり、（ａ）は開放バルブが開放している状態を、（ｂ）は開放バルブが閉じている状態を、それぞれ示す。
【図５】本実施の形態の記録ヘッドのヘッドユニットの構成を説明する図である。
【図６】本実施の形態の記録ヘッドの電気的構成を示す概略ブロック図である。
【図７】インク到達状態のセンシングを断続的に行う場合の一例を示すフロー図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるギヤポンプ近傍の概略断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のインクジェット式記録装置におけるギヤポンプ近傍の概略断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェット式プリンタ
２ インクカートリッジ
４ 記録ヘッド
５ キャリッジ
６ ガイド部材
７ パルスモータ
８ 駆動プーリー
９ 遊転プーリー
１０ タイミングベルト
１１ 制御部
１２ 記録紙
１３ 紙送りモータ
１４ 紙送りローラ
１５ キャップ部材
１５ｗ 吸引路
１５ｇ ギヤポンプ
１５ｖ 開放バルブ
１５ｆ ポンプフレーム
１５ｍ 回転駆動モータ
１５ｃ 電流計
１５ｊ 負荷検出部
１５ｅ 電極
１５ｐ 電位計
１５ｋ 電位判別部
１５ａ 発光素子
１５ｂ 受光素子
１５ｎ 光量判別部
１６ ノズルプレート
１７ ノズル開口
２１ 圧電振動子
２１ａ 櫛歯状先端部
２１ｂ 圧電体
２１ｃ 共通内部電極
２１ｄ 個別内部電極
２２ 圧力発生室
３０ プリンタコントローラ
３１ プリントエンジン
３２ 外部インターフェース
３３ ＲＡＭ
３４ ＲＯＭ
３５ 発振回路
３６ 駆動信号発生回路
３７ 内部インターフェイス
３９ 記録ヘッドの電気駆動系
４０ シフトレジスタ回路
４１ ラッチ回路
４２ レベルシフタ回路
４３ スイッチ回路
７１ ケース
７２ 収納室
７４ 流路ユニット
７５ 流路形成板
７７ 弾性板
８０ ノズル開口
８２ 供給部
８３ 共通室
８４ 供給管
８７ ステンレス板
８８ 弾性体膜
８９ アイランド部

Claims (1)

1. ノズル開口と、ノズル開口部分の液体を噴射させる液体噴射手段と、を有するヘッド部材と、
   吐出データに基づいて液体噴射手段を駆動させる制御本体部と、
   ヘッド部材に対して離間した位置と当接した位置との間で相対的に移動可能なキャップ部材と、
   キャップ部材の内部に連通された吸引路と、
   吸引路に設けられたギヤポンプと、
   ギヤポンプによる液体吸引量を取得する吸引量取得部と、
   を備え、
   吸引量取得部は、
   吸引路を介して吸引される液体がギヤポンプに到達する液体到達状態を検出するセンサと、
   前記センサにより液体到達状態が検出されてからのギヤポンプの駆動量に基づいて、ギヤポンプによる液体吸引量を算出する算出部と、
   を有しており、
   前記センサは、ギヤポンプの駆動負荷を検出する負荷センサを有しており、
   ギヤポンプは、前記センサにより液体到達状態が検出される前は高速回転で駆動され、前記センサにより液体到達状態が検出された後は低速回転で駆動されるようになっている
   ことを特徴とする液体噴射装置。

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