JP4448861B2 - 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のクリーニング制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録用紙の幅方向に移動する記録ヘッドを備え、印刷データに基づいてインク滴を記録用紙に向かって吐出することで記録用紙上に画像を印刷するインクジェット式記録装置に関し、より詳細には記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引して記録ヘッドの印字機能を回復させる記録ヘッドのクリーニング処理の制御技術に関する。

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。このようなインクジェット式記録装置は、インク貯留部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。

そしてキャリッジ上に、ブラックインクおよびイエロー、シアン、マゼンタの各カラーインクが吐出が可能な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。

前記した記録ヘッドは、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、例えば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。

このために、ノズル開口に目詰まりが生じた場合、またはインクカートリッジを交換した場合などには、キャッピング手段により記録ヘッドのノズル形成面を封止し、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排出させることで、ノズル開口等におけるインク固化による目詰まりや、インク流路内への気泡の混入によるインク吐出不良を解消する機能が具備されており、これはクリーニング操作と呼ばれている。

このクリーニング操作を実行する場合においては、例えばインク貯留部から記録ヘッドのノズル開口に至るインク流路内のインクに、なるべく早い流れを発生させることが効果的であり、これにより増粘したインクと共に、流路内に存在する気泡も排出させることができる。しかしながら、クリーニング操作時におけるインクの流速を増大させるには、大きな負圧を得るために吸引ポンプの能力を増大させる必要がある。これにはポンプの大型化と共に、ポンプを駆動するモータも大型のものを使用せざるを得ず、必然的にコストの上昇および装置全体の大型化は免れない。

そこで、インク貯留部と記録ヘッドとの間のインク流路内に開閉可能なバルブユニットを配置し、クリーニング操作にあたってキャッピング手段を介してインクの吸引を開始した際には前記バルブユニットを閉弁状態とし、キャッピング手段内の負圧が上昇した時点で前記バルブユニットを開弁させることで、記録ヘッド内のインクの流速を瞬間的に高めるように構成した記録装置が提案されている。

前記した構成によると、大きな負圧を得るための格別な吸引ポンプを備えることなく、記録ヘッドのノズル近傍において固化または増粘したインクを比較的容易に排出させることができる。そして、ノズルからの吸引作用が瞬間的になされるので、結果として比較的少ないインクの排出量でクリーニング効果を得ることも可能となる。

ところで、前記したような記録装置においては一般にブラックインクおよびカラーインクを封入した各インクカートリッジが記録ヘッドを搭載したキャリッジ上に、その上部から着脱可能に装着できるように構成されており、各カートリッジはキャリッジに上向きに搭載された中空状のインク供給針（以下、中空針ともいう）を介して記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成されている。

そして、このような記録装置においては、記録ヘッド内でのインクの流れる流路は、非常に微細に構成されており、したがってインクカートリッジから記録ヘッドに供給されるインクは、塵埃等の異物の混入のない清浄な状態であることが要求される。すなわち、塵埃等の異物が混入しているような場合においては、記録ヘッドのインク流路のなかでも特に狭いインク供給口や、ノズル開口部分に異物が詰まるという問題が発生し、これにより正常なインクの吐出作用が行なえなくなり、多くの場合において記録ヘッドの機能の回復は不可能となる。

そこで、一般にインク流路における記録ヘッドの川上側、例えば前記中空針とこの中空針を支持するヘッドケースとの間に異物を除去するフィルタ部材を配置し、このフィルタ部材によって記録ヘッド側への異物の侵入を防止するようにしている。

図１２は、その状況を断面状態で示したものであり、符号３１はその上部にインクカートリッジ８が装着され、インクカートリッジに貯留されたインクを導出するための中空針を示す。この中空針３１の上端部は先鋭状になされ、その一部にインク導出穴３１ａが開口されており、インクカートリッジ８に装着されたゴム性のシール部材８ｂに密着して接合された中空針３１は、そのインク導出穴３１ａを介してインクカートリッジ８よりインクを導出するように構成されている。また、この中空針３１の基端部は末広がり状になされ、その内部にはテーパ状の空間部３１ｂが形成されている。

一方、前記中空針３１の基端部を取り付ける記録ヘッドのヘッドケース７１側にも、空間部７１ａが形成されており、これらの空間部を挟む前記中空針２１の基端部と、ヘッドケース７１との間にはフィルタ部材７ｄが配置されている。このようフィルタ部材７ｄを挟んだ上下に空間部を持たせることにより、フィルタ部材７ｄの面積を実効的に広くし、フィルタ部材が持つ動圧（圧力損失）を抑えるように構成している。

図１２に示した構成からも理解できるように、中空針３１内に形成されたインク流路と、フィルタ部材７ｄとが重力方向に配置されている状態においては、例えばインクを初めて記録ヘッドの流路内へ充填する初期充填時においては、特にフィルタ部材７ｄの上部における中空針３１内に形成されたテーパ状空間部３１ｂ内に気泡Ａが残留するという現象が発生する。また、インクカートリッジを交換した際にも、フィルタ部材７ｄの上部における空間部３１ｂに気泡Ａが侵入し、空間部３１ｂ内に気泡Ａが張り付いた状態でとどまるという現象が発生する。

一方、前記したように気泡Ａが残留した状態で印字を実行し、この印字の状態がフルデューティー（全てのノズル開口から同時に最高周波数でインクを吐出する）である場合には、フィルタ部材７ｄの上流側に残留する気泡Ａは、インクの流れと共にゆっくりとフィルタ部材７ｄの近傍に移動し、フィルタ部材の上部に偏平状となってとどまり、インクの流速とでバランスがとれた状態となる。

そして、フルデューティー印字がさらに継続されたような場合には、気泡Ａの一部が僅かながらフィルタ部材７ｄを通過して記録ヘッド内のインク流路に至り、この気泡が記録ヘッド内のインク流路内に滞る状態となる。このような状態に陥った場合には、記録ヘッド内の気泡が印刷データに基づいて圧力室で発生した圧力変化を吸収する、いわゆるクッション作用を奏し、記録ヘッドからのインクの吐出が不能に陥るという問題を発生させる。

そこで、前記したような気泡を排除すべくクリーニング操作が実行されるが、前記したようにキャッピング手段内の負圧が上昇した時点で前記バルブユニットを開弁させた場合、記録ヘッド内のインクの流速が瞬間的に高まり、これに伴って気泡Ａは中空針３１内での張り付き状態が解かれ、フィルタ部材７ｄに接近または密着するものの、キャッピング手段側に蓄積された負圧も即座に低下する関係で気泡を排除するまでには至らないという問題を抱えている。

この場合においてはむしろ、気泡の一部がフィルタ部材７ｄを通過して記録ヘッド内のインク流路内にとどまり、前記したように記録ヘッドからのインクの吐出が不能に陥るという問題も発生し得る。

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、増粘したインクと共にインク流路に残留する気泡を効果的に排出させることができるクリーニングシーケンスを持たせ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のクリーニング制御方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明では、インク貯留部からのインクの供給を受けて、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、前記記録ヘッドのノズル開口を封止して吸引ポンプからの負圧によりノズル開口よりインク滴を吸引排出させるキャッピング手段と、前記インク貯留部と記録ヘッドのノズル開口との間におけるインク流路に配置され、前記インク流路を開閉するバルブユニットとを具備したインクジェット式記録装置であって、前記バルブユニットを閉弁し、前記キャッピング手段によって前記記録ヘッドの前記ノズル開口を封止した状態において、前記吸引ポンプを駆動させて前記キャッピング手段の内部空間の負圧が最大またはその近傍となった状態となる第１所定時間後に、前記バルブユニットを開弁状態とすることにより前記インク流路内に張り付き状態でとどまる気泡を前記インク流路から剥離させ、前記インク流路から剥離された前記気泡が前記ノズル開口から排出される状態となる第２所定時間にわたって前記吸引ポンプの駆動状態を継続させる制御手段を具備したことを要旨とする。

本発明のインクジェット式記録装置は、前記バルブユニットと前記記録ヘッドの前記ノズル開口との間における前記インク流路に、フィルタ部材が配置してもよい。

本発明は、インク貯留部からのインクの供給を受けて、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、前記記録ヘッドのノズル開口を封止して吸引ポンプからの負圧によりノズル開口よりインク滴を吸引排出させるキャッピング手段と、前記インク貯留部と記録ヘッドのノズル開口との間におけるインク流路に配置され、前記インク流路を開閉するバルブユニットとを具備したインクジェット式記録装置における記録ヘッドのクリーニング制御方法であって、前記キャッピング手段によって前記記録ヘッドの前記ノズル開口を封止するキャッピングステップと、前記バルブユニットを閉弁させるバルブユニット閉弁ステップと、前記キャッピング手段の内部空間を負圧状態とすべく、前記吸引ポンプを駆動させるポンプ駆動開始ステップと、前記キャッピング手段の前記内部空間の負圧が最大またはその近傍となった状態となる第１所定時間経過後において、前記吸引ポンプの駆動を継続させつつ、前記インク流路内に張り付き状態でとどまる気泡を前記インク流路から剥離させるべく、バルブユニットを開弁するバルブユニット開弁ステップと、前記インク流路から剥離された前記気泡が前記ノズル開口から排出される状態となる第２所定時間にわたって前記吸引ポンプの駆動状態を継続させ、前記第２所定時間経過後に前記吸引ポンプの駆動を停止させるポンプ駆動停止ステップと、を実行することを要旨とする。

本発明のインクジェット式記録装置における記録ヘッドのクリーニング制御方法は、前記ポンプ駆動停止ステップの後に、前記キャッピング手段によって前記記録ヘッドの前記ノズル開口を封止し、前記インク流路における前記インクの流動調整のため、前記インクを前記ノズル開口から排出させるべく、前記吸引ポンプを駆動する第２本吸引ステップを実行してもよい。

以上のような制御方法を採用したインクジェット式記録装置によると、インク貯留手段としての例えばインクカートリッジとノズル開口との間のインク流路に配置されたバルブユニットは、キャッピング手段によってノズル開口よりインク滴を吸引するクリーニング動作に連動してその閉弁状態となるように制御される。

そして、吸引ポンプの駆動により負圧が蓄積された状態でバルブユニットを開弁させることで、インク流路に瞬間的にインクの早い流れを発生させることができ、これによりインク流路内に張り付き状態でとどまる気泡をインク流路から剥離させることができる。

この時、バルブユニットの開弁動作後、所定時間にわたり前記吸引ポンプの駆動状態を継続させる制御シーケンスを実行することで、インクの瞬間的な早い流に基づいてインク流路から剥離された気泡を、継続したインクの流れに乗せて排出させることができる。

以下、本発明にかかる記録ヘッドのクリーニング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得るインクジェット式記録装置の全体構成を斜視図によって示したものである。図中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２の駆動により往復動するタイミングベルト３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。

キャリッジ１の記録用紙６に対向する側には、記録ヘッド７が搭載され、またその上部には記録ヘッド７にインクを供給するインク貯留部としてのブラックインクカートリッジ８およびカラーインクカートリッジ９が着脱可能に装填されている。

図中符号１０は、非印刷領域（ホームポジション）に配置されたキャッピング手段であって、このキャッピング手段１０は記録ヘッド７のノズル形成面に形成された各ノズル開口を封止できる大きさに形成されている。そしてキャッピング手段１０の下方には、キャッピング手段１０の内部空間に対して負圧を与えるための吸引ポンプ１１が配置されている。

前記キャッピング手段１０は、キャリッジ１のホームポジションへの移動に伴って上下動できるように構成されており、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空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１１からの負圧を記録ヘッド７に作用させて、記録ヘッド７の各ノズル開口よりインクを吸引排出させるクリーニング手段としての機能も兼ね備えている。

また、前記キャッピング手段１０に隣接してゴムなどの弾性板からなるワイピング部材１２が配置されており、必要に応じて記録ヘッド７の移動経路に進出して、例えばキャッピング手段１０によってインクを吸引した後の記録ヘッド７のノズル形成面をワイピングするように作用する。

図２および図３は、前記キャッピング手段１０を模式的に示したものである。図２はキャッピング手段１０を上面から視た状態で示しており、また図３は、図２におけるＡ−Ａ線から矢印方向に視た断面状態を示し、このキャッピング手段１０によって同じく断面状態で示した記録ヘッド７を封止した状態を示している。

図２および図３において、キャッピング手段１０は上面が開放された方形状のキャップケース２１と、このキャップケース２１内に配置され、耐インク性を有する弾性部材により同じく方形状に形成されたキャップ部材２２とにより構成されている。そして、前記キャップ部材２２はその上側縁がキャップケース２１よりも若干突出した状態に形成されている。

また、キャップ部材２２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インク吸収材２３が収納されている。なお、このインク吸収材２３は、キャップ部材２２と一体に水平方向に突出成形された複数の保持体２２ａによりキャップ部材２２内に保持されている。

さらに、前記キャップケース２１およびキャップ部材２２の下底部を貫通するように吸引口２４および大気開放口２５が形成されている。前記吸引口２４および大気開放口２５は、キャッピング手段１０を上面から視た場合に、キャッピング手段の長手方向のほぼ中央に沿って、互いに所定間隔をもって位置するように配置されている。そして、吸引口２４は図示せぬチューブを介して前記した吸引ポンプ１１に接続されており、また、大気開放口２５は図示せぬチューブを介して後述する大気開放弁２６に接続されている。

一方、前記キャッピング手段１０はキャリッジのホームポジョン側への移動に連動して上昇作用が与えられるように構成されており、これによって図３に示すように記録ヘッド７のノズル形成面７ａを封止したキャッピング状態とされる。また、大気開放弁２６もキャリッジのホームポジョン側への移動に連動して、閉弁作用を受けるように構成されている。

なお、記録ヘッド７には、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各インクが各別に吐出されるノズル開口７ｂがそれぞれ配置されており、各ノズル開口７ｂに対応して配置された圧電振動子７ｃの作用によって各インクが吐出されるように構成されている。

したがって、キャッピング手段１０における大気開放口２５に接続された大気開放弁２６を閉弁状態とし、吸引口２４に接続された吸引ポンプ１１を動作させることによって、キャップ部材２２の内部空間に負圧を印加させることができる。これにより、記録ヘッド７における各ノズル開口７ｂよりインクを吸引排出させるクリーニング作用が実行される。

また、大気開放口２５に接続された大気開放弁２６を開弁させて吸引ポンプ１１を動作させることによって、キャップ部材２２内に排出されたインクを吸引ポンプ１１側に吸引し、吸引されたインクを後述する廃インクタンク２７に排出させることができるように構成されている。

次に図４は、インク貯留部としてのインクカートリッジ（図においてはブラックインクカートリッジ８を示している）と記録ヘッド７との間に配置されたバルブユニットの第１の構成を示したものである。そして図４（ａ）と図４（ｂ）とは互いに直交する方向から視た断面図で示している。なお図４（ａ）および（ｂ）においては、その下方より上昇するキャッピング手段１０により、記録ヘッド７のノズル形成面が封止された状態を示している。

インクカートリッジ８は、一般にそのインク供給口８ａにフィルム部材（図示せず）が貼着さ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。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７のヘッドケース裏面より上方に向けて樹立された中空状のインク供給針３１に対し、カートリッジ８のインク供給口８ａ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８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、インク供給針３１がインク供給口８ａに貼着された前記フィルムを貫通し、その内部に配置されたゴム性のシール部材８ｂに密着して接合され、これによりカートリッジ８より記録ヘッド７にインクが供給されるようになる。

図４に示すように記録ヘッド７の上部には、インクカートリッジ８と記録ヘッド７のノズル開口との間のインク流路３５を開閉するバルブユニット３６が配置されている。このバルブユニット３６は、インク流路３５を横断するように挿入配置されたシャフト３７が回転可能となるように構成されており、且つ一対のＯリング３６ａにより機密状態を保持するように成されている。そしてシャフト３７のインク流路３５を横断する部分には、シャフトの軸方向と直交する方向にインク導通孔３６ｂが形成されている。

したがってシャフト３７に配置された歯車３８を図示せぬアクチェータによって回転させて、その導通孔３６ｂと前記インク流路３５とを直線上で一致させることで、バルブユニット３６は開弁状態となり、導通孔３６ｂとインク流路３５とが直線上で不一致状態とさせることで、バルブユニット３６は閉弁状態となるように作用する。

また、前記記録ヘッド７におけるバルブユニット３６とノズル開口との間におけるインク流路３５には、フィルタ部材７ｄが配置されている。このフィルタ部材７ｄは、図に示すようにバルブユニット３６の直下に配置されており、インクカートリッジ８より供給されるインク中に存在する異物を除去すると共に、バルブユニット３６の回転等により異物が発生した場合に、これらが記録ヘッド７内へ侵入するのを防止し、記録ヘッド７の印字障害の発生が防止できるように構成されている。

なお、図４に示したバルブユニット３６は、例えばブラックインクカートリッジ８と、記録ヘッド７との間のインク流路３５を開閉するようにされているが、このバルブユニットは、カラーインクカートリッジ９から供給されるシアン、マゼンタ、およびイエローの各インク流路にもそれぞれ同様に配置されている。そして、前記バルブユニット３６は、図４に示したような特定の構成に限られることなく、後述するような形態のものも採用し得る。

次に図５は前記した記録装置に搭載された制御回路の構成を示している。なお、図５において既に説明したキャリッジ１、記録ヘッド７、インクカートリッジ８，９、キャッピング手段１０、吸引ポンプ１１、大気開放弁２６および廃インクタンク２７は、それぞれ同一符号で示しており、したがってその詳細な説明は割愛する。

図５において、符号４０は印刷制御手段であり、ホストコンピュータから供給される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４１により駆動信号を発生させて、記録ヘッド７からインクを吐出させるものである。ヘッド駆動手段４１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４２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に出力するようにも構成されている。

符号４３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４３からの指令によりポンプ駆動手段４４が動作して、吸引ポンプ１１を駆動制御するように構成されている。またクリーニング制御手段４３には、印刷制御手段４０、クリーニングシーケンス制御手段４５、およびクリーニング指令検知手段４６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。

なお、クリーニング指令検知手段４６には操作スイッチ４７が接続されており、このスイッチ４７をユーザが例えばプッシュ操作することにより、前記検知手段４６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。

前記クリーニングシーケンス制御手段４５は、ホストコンピュータより指令信号を受けてクリーニング制御手段４３、バルブユニット駆動手段４８およびキャリッジ駆動手段４９に対して制御信号を送出することができるように構成されている。

前記バルブユニット駆動手段４８は、図４に示すシャフト３７に配置された歯車３８を駆動するアクチェータに制御信号を送り、バルブユニット３６を開閉させるように作用し、またキャリッジ駆動手段４９は、図１に示すキャリッジモータ２を駆動して例えばキャリッジ１をホームポジションに移動させて、キャッピング手段１０により記録ヘッド７をキャッピングさせるように制御する。

図６は以上説明した記録装置の構成によってなされる記録ヘッドのクリーニング動作を示したフローチャートであり、以下図６に基づいてクリーニング動作のシーケンスを説明する。例えばホストコンピュータにおけるユーティリティ上でクリーニング指令を受けた場合には、図５に示すようにホストコンピュータよりクリーニングシーケンス制御手段４５に制御信号が送出され、クリーニングシーケンス制御手段４５より各種制御信号が出力されることによりクリーニング動作がスタートする。

まず、クリーニングシーケンス制御手段４５よりキャリッジ駆動手段４９に指令信号が送出され、これによりキャリッジ１はガイド軸４に沿って駆動され、ホームポジション側に移動する。これによりステップＳ１１に示すように、記録ヘッド２２のノズル形成面は、ワイピング部材１２によりワイピングされる。

続いてステップＳ１２に示すようにキャリッジ１は、なおもホームポジション側に移動し、これに伴ってステップＳ１３に示すように、記録ヘッドの７のノズル形成面はキャッピング手段１０によってキャッピングされる。これと同時に、ステップＳ１４に示すように、キャッピング手段１０における大気開放口２５に連通する大気開放弁２６も閉弁される。

この状態において、ステップＳ１５に示すようにバルブユニット３６が閉弁される。これは図５に示すシーケンス制御手段４５よりバルブユニット駆動手段４８に制御信号を送出することによってなされる。

続いて、ステップＳ１６に示すように吸引ポンプ１１の駆動が開始される。これは図５に示すシーケンス制御手段４５よりクリーニング制御手段４３に制御信号が送出され、クリーニング制御手段４３よりポンプ駆動手段４４に指令信号が送出されることによってなされる。

前記吸引ポンプ１１は、円弧状に配置されたチューブに対して、円弧状軌跡を移動するローラによってしごき作用を与えるいわゆるチューブポンプが用いられている。したがって、前記チューブの内部空間とキャッピング手段１０の内部空間とによる容積の存在により、キャッピング手段１０の内部空間における負圧は序々に増大する。

この状態で、ステップＳ１７に示すように吸引ポンプ１１の駆動開始後の所定時間（１）の経過を待ち、キャッピング手段１０に与えられる負圧が最大またはその近辺になった状態において、ステップＳ１８に示すようにバルブユニット３６は開弁される。この場合、シーケンス制御手段４５は前記した所定時間（１）の管理をなすと共に、バルブユニット駆動手段４８に制御信号を送出することによって、バルブユニット３６の開弁動作を実行させる。

そして、バルブユニット３６の開弁後、ステップＳ１９に示すように所定時間（２）の経過が待たれ、ステップＳ１９において所定時間（２）が経過したと判定されるとステップＳ２０に示すように吸引ポンプ１１が停止される。この場合、シーケンス制御手段４５は前記した所定時間（２）の管理をなすと共に、クリーニング制御手段４３に制御信号を送出することによって、吸引ポンプ１１の駆動動作を停止させる。

前記ステップＳ１６乃至ステップＳ２０に示した制御シーケンスによってなされるキャッピング手段１０に印加される負圧の変化状態が図７に示されている。すなわち、図７に示すように吸引ポンプ１１の駆動が開始されると、キャッピング手段１０の内部空間における負圧は二次曲線のような軌跡をとって上昇する。そして所定時間（１）が経過して負圧が最大またはその近辺となった状態において、バルブユニット３６が開弁される。これにより前記負圧は急激に上昇する。しかしながら吸引ポンプ１１は継続して駆動されているので、負圧は大気圧までは上昇せず、所定の負圧の状態に推移する。そして、バルブユニット３６の開弁から所定時間（２）が経過した時に吸引ポンプの駆動が停止され、前記負圧は急激に大気圧まで上昇する。

図７に示した負圧特性で理解できるように、前記した所定時間（１）の経過時点においてバルブユニット３６が開弁されることにより、インクカートリッジから記録ヘッド７のノズル開口に至るインク流路に、インクの早い流れが発生する。このインクの早い流れによってインク流路内に張り付き状態でとどまる気泡をインク流路から剥離させることができる。

そして、前記所定時間（２）の期間においても吸引ポンプ１１の駆動が継続されインクの吸引が引き続いてなされるため、剥離された気泡をインクの流れにしたがって排出されることができる。

例えば図４に示したようにバルブユニット３６とノズル開口との間におけるインク流路３５にフィルタ部材７ｄが配置されている構成においては、フィルタ部材７ｄの上流側に気泡が溜まり、一般的にその排出がきわめて困難であるものの、前記した作用がもたらされるため、フィルタ部材７ｄの上流側に残留する気泡をインクの早い流れによってフィルタ部材７ｄ側に引き寄せ、引き続く吸引ポンプの駆動によって前記気泡をフィルタ部材７ｄを通過させて排出させることが可能となる。

図６に戻り、ステップＳ２１においてはキャッピング手段１０による記録ヘッド７のキャッピングが解除される。そして、ステップＳ２２に示すように吸引ポンプ１１が一時的に駆動し停止される。これにより、キャッピング手段１０内に排出されて残留するインクは、吸引ポンプ１１を通過して廃インクタンク２７に廃棄される。

これに続くステップＳ２３においては、インクの吸引回数が所定回数実行されたか否かが判定され、所定回数に満たない場合には、前記したステップＳ１３乃至ステップＳ２２が繰り返し実行される。そして、ステップＳ２３においてインクの吸引回数が所定回数実行されたと判定されると、ステップＳ２４に示すようにワイピング動作が実行され、記録ヘッドのノズル形成面に付着しているインクがワイピング部材１２によって払拭される。そして、ステップＳ２５に示すように、記録ヘッド７はキャッピング手段１０によって封止され、印刷データの到来を待つ状態とされる。

なお、図６に示したシーケンスにおいては、ステップＳ１３に示すキャッピングステップの後にステップＳ１５に示すバルブユニットの閉弁ステップが実行されるようになされているが、これらは時経過において同時に行ってもよく、または互いに前後関係を入れ替えて実行してもよい。

また、図６に示したシーケンスにおいては、ステップＳ１５に示すバルブユニット閉弁ステップの後にステップＳ１６に示す吸引ポンプ駆動開始ステップが実行されるようになされているが、これらは互いに前後関係を入れ替えて実行してもよい。

図８は、このような場合における制御シーケンスを示したものである。図８に示した制御シーケンスにおいては、図６に示すステップＳ１５およびステップＳ１６に代えて、ステップＳ３１乃至ステップＳ３３が実行されるようになされている。

すなわち、ステップＳ１３およびステップＳ１４によって、記録ヘッド７がキャッピングされ大気開放弁２６が閉弁されると、これに続くステップＳ３１において吸引ポンプ１１の駆動が開始される。これにより、キャッピング手段の内部空間に負圧が与えられる。そして、この状態でステップＳ３２に示すように所定時間（３）の経過が待たれ、所定時間（３）が経過したと判定されると、ステップＳ３３において、バルブユニット３６を閉弁させる制御が実行される。

そして、これに続き前記したステップＳ１７以降と同様の制御シーケンス実行される。この図８に示した制御シーケンスを採用すると、吸引ポンプの駆動が早期に実行されるため、キャッピング手段の内部空間の負圧を速やかに高めることができる。

次に、図９は図６に示した制御シーケンスにおいて、さらに好ましい制御ステップを加えた形態を示している。この制御形態においては、ステップＳ１３およびステップＳ１４に示すように、キャッピング手段１０によって記録ヘッド７のノズル開口を封止すると共に、大気開放弁２６が閉弁された状態で、ステップＳ４１として示すように第１本吸引ステップ（本吸引○付き１）を実行させるようになされている。すなわち、この第１本吸引ステップは、バルブユニット３６を閉弁させた状態で吸引ポンプを駆動するステップＳ１５およびステップＳ１６に先立って実行される。

この第１本吸引ステップＳ４１は、バルブユニット３６が開弁されている状態でインクを吸引排出させるものであり、このようなタイミングにおいて第１本吸引ステップＳ４１を実行させることで、フィルタ部材７ｄの上流側に残留する気泡を、フィルタ部材７ｄの直近に集めるように作用させることができる。

そして、この後にバルブユニット３６を閉弁して蓄圧した状態でバルブユニット３６を開弁させる制御シーケンスを実行させることで、フィルタ部材７ｄの直近に集めたられた気泡は、瞬間的なインクの早い流れによってフィルタ部材７ｄを通過するよう作用する。したがって、このようなステップＳ４１を実行することで、インク流路中の気泡の排出効果を一層高めることができる。

また、吸引ポンプの駆動を継続させつつバルブユニット３６を開弁制御するバルブユニット開弁ステップＳ１８の実行後に、さらにノズル開口を封止して吸引ポンプを駆動させることで、記録ヘッドよりインクを吸引排出させる第２本吸引（本吸引○付き２）を実行させることが好ましい。この第２本吸引ステップは図９において、ステップＳ４２として示されている。

この第２本吸引ステップＳ４２においては、前記した第１本吸引ステップＳ４１で実行される吸引速度（吸引ポンプ１１の駆動速度）と同等か、またはそれより低く設定される。このように第２本吸引ステップＳ４２を実行させることで、吸引ポンプの駆動を継続させつつ、バルブユニット３６を開弁制御した強力なクリーニング操作後において、インク流路を整えるように作用する。

そして、図９に示すように前記第２本吸引ステップＳ４２の実行後に、さらに記録ヘッドの封止を解いた状態のキャッピング手段からインクを排出させる空吸引動作（ステップＳ４３）が実行される。この空吸引動作を実行させることで、第２本吸引動作において、キヤッピング手段内に吸引排出されたインクは、廃インクタンク２７に送り込まれる。

なお、図９に示した第１本吸引ステップＳ４１、第２本吸引ステップＳ４２、および空吸引ステップＳ４３については、例えば図８に示した制御シーケンスに加えても、それぞれ同様の作用効果をもたらすことができる。この場合、第１本吸引ステップＳ４１は図８におけるステップＳ１４の次に挿入されて実行され、また、第２本吸引ステップＳ４２および空吸引ステップＳ４３については、それぞれ図８に示すステップＳ２３の後、およびステップＳ２４の後に挿入されて実行されるのが好ましい。

なお、図６、図８および図９に示した制御シーケンスにおいては、ステップＳ２３においてインクの吸引回数が所定回数実行されたか否かを判定するようにしているが、１度のインクの吸引動作により充分なクリーニング結果が得られるのであれば、複数回繰り返す必要もない。

以上説明した実施の形態は、キャリッジにインクカートリッジが着脱可能に搭載された記録装置を例に挙げているが、本発明はこのような構成の記録装置のみに利用されるものではない。例えば図１０および図１１は、本発明が適用され得るインクジェット式記録装置の他の形態を示したものである。

この形態においては、インクパックよりチューブを介してキャリッジに配置されたサブタンクにインクを供給する構成とされている。すなわち、装置の一部に配置されたカートリッジホルダ（図示せず）にはインクパック５１が格納され、このインクパック５１よりチューブ５２を介してキャリッジ上に配置されたインク貯留部としてのサブタンク５３に対してインクを供給するように構成されている。そして、サブタンク５３と記録ヘッド７との間には、インク流路を開閉するバルブユニット３６が配置されている。

この場合、バルブユニット３６から記録ヘッド７に至るインク流路にフィルタ部材５４が配置されており、このフィルタ部材５４を介してインクが記録ヘッド７に供給されるように構成されている。

前記バルブユニット３６は、図１１に拡大して示したようにダイヤフラム弁が採用されている。このダイヤフラム弁３６ｅは、サブタンク５３からのインク流路３５ａと、ダイヤフラム弁３６ｅから記録ヘッド７に至るインク流路３５ｂとの間に配置された椀状のハウジング３６ｆ内に配置されている。

そしてダイヤフラム弁３６ｅのほぼ中央部を支持する弁開閉軸３６ｇが、図示せぬアクチェータにより軸方向に駆動されることにより、ダイヤフラム弁３６ｅの中央部が上下方向に進退され、前記ハウジング３６ｆ内において開閉弁されるように構成されている。

すなわち、図１０に示す状態は開弁状態が示されており、弁開閉軸３６ｇが図において上方に駆動された時に、ダイヤフラム弁３６ｅの中央部がハウジング３６ｆの上部に形成された記録ヘッド７に至るインク流路３５ｂを閉塞し、閉弁状態となるように作用する。

このような構成は、大きな用紙幅を扱う比較的大型の記録装置に好適に採用され、サブタンクには比較的少量のインクを常に貯留させることにより、往復移動するキャリッジに対する慣性抵抗を低減させるように作用させることができる。そして、このような構成の記録装置においても、図６または図８もしくは図９に示した制御シーケンスを採用することにより、上述したと同様の作用効果を得ることができる。

以上の説明で明らかなように、本発明にかかるクリーニング制御方法を採用したインクジェット式記録装置によると、インク貯留部と記録ヘッドとの間にインク供給路を開閉するバルブユニットが配置され、バルブユニットを閉弁した状態で吸引ポンプを駆動し、キャッピング手段の内部空間に負圧を蓄積した状態で前記バルブユニットを開弁させるように制御されるので、バルブユニットを開弁した瞬間にインク流路にインクの早い流れを発生させることができる。これにより、インク流路内に張り付き状態でとどまる気泡をインク流路から剥離させることができる。

続いて、前記バルブユニットの開弁動作後に、所定時間にわたり吸引ポンプの駆動状態を継続させるように制御されるので、インク流路から剥離された気泡をインクの流にしたがって効果的に排出されることができる。これにより、記録ヘッドにおける印字不良の発生を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。

本発明が適用し得るインクジェット式記録装置の一例を示す斜視図である。 図１に示す記録装置に搭載されたキャッピング手段を上部から視た状態を示す模式図である。 図２におけるＡ−Ａ線から矢印方向に視たキャッピング手段の断面形状を示す模式図である。 インクカートリッジと記録ヘッドとの間に配置されたバルブユニットの構成を示した断面図である。 本発明にかかる記録装置に装備される制御回路の一例を示したブロック図である。 図５に示す制御回路によって成されるヘッドクリーニングの制御シーケンスを示したフローチャートである。 図６に示す制御シーケンスにおいて成される負圧の印加状態を示す特性図である。 図６に示す制御シーケンスに代わるクリーニング制御シーケンスの他の例を示したフローチャートである。 図６に示す制御シーケンスに代わるクリーニング制御シーケンスのさらに他の例を示したフローチャートである。 本発明が適用され得るインクジェット式記録装置の他の形態を示した構成図である。 図１０に示した装置におけるバルブユニットの形態を拡大して示した断面図である。 従来の記録装置におけるインクカートリッジの装着機構の部分構成を示した断面図である。

符号の説明

１…キャリッジ、２…キャリッジモータ、３…タイミングベルト、４…ガイド部材、５…プラテン、６…記録用紙、７…記録ヘッド、７ａ…ノズル形成面、７ｂ…ノズル開口、７ｃ…圧電振動子、７ｄ…フィルタ部材、８…ブラックインクカートリッジ（インク貯留部）、９…カラーインクカートリッジ（インク貯留部）、１０…キャッピング手段、１１…吸引ポンプ、２４…吸引口、２５…大気開放口、３１…インク供給針、３５…インク流路、３６…バルブユニット、４０…印刷制御手段、４１…ヘッド駆動手段、４２…フラッシング制御手段、４３…クリーニング制御手段、４４…ポンプ駆動手段、４５…クリーニングシーケンス制御手段、４８…バルブユニット駆動手段、４９…キャリッジ駆動手段、５１…インクパック、５２…チューブ、５３…サブタンク（インク貯留部）。

Claims (3)

1. インク貯留部からのインクの供給を受けて、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、前記記録ヘッドのノズル開口を封止して吸引ポンプからの負圧によりノズル開口よりインクを吸引排出させるキャッピング手段と、前記インク貯留部と記録ヘッドのノズル開口との間におけるインク流路に配置され、前記インク流路を開閉するバルブユニットと、前記バルブユニットと前記ノズル開口との間に配置されたフィルタ部材とを具備したインクジェット式記録装置であって、
   前記バルブユニットを閉弁し、前記キャッピング手段によって前記記録ヘッドの前記ノズル開口を封止した状態において、前記吸引ポンプを駆動させて前記キャッピング手段の内部空間の負圧が最大となった状態となる第１所定時間後に、前記バルブユニットを開弁状態とすることにより前記インク流路内に張り付いた状態でとどまる気泡を前記インク流路から剥離させ、前記インク流路から剥離された前記気泡が前記フィルタ部材を通過して前記ノズル開口から排出される状態となる所定時間であって、前記キャッピング手段の内部空間が最大負圧から所定の負圧となる第２所定時間にわたって前記吸引ポンプの駆動状態を継続させる制御手段を具備したことを特徴とするインクジェット式記録装置。
2. インク貯留部からのインクの供給を受けて、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、前記記録ヘッドのノズル開口を封止して吸引ポンプからの負圧によりノズル開口よりインクを吸引排出させるキャッピング手段と、前記インク貯留部と記録ヘッドのノズル開口との間におけるインク流路に配置され、前記インク流路を開閉するバルブユニットと、前記バルブユニットと前記ノズル開口との間に配置されたフィルタ部材とを具備したインクジェット式記録装置における記録ヘッドのクリーニング制御方法であって、
   前記キャッピング手段によって前記記録ヘッドの前記ノズル開口を封止するキャッピングステップと、
   前記バルブユニットを閉弁させるバルブユニット閉弁ステップと、
   前記キャッピング手段の内部空間を負圧状態とすべく、前記吸引ポンプを駆動させるポンプ駆動開始ステップと、
   前記キャッピング手段の前記内部空間の負圧が最大となった状態となる第１所定時間経過後において、前記吸引ポンプの駆動を継続させつつ、前記インク流路内に張り付いた状態でとどまる気泡を前記インク流路から剥離させるべく、バルブユニットを開弁するバルブユニット開弁ステップと、
   前記インク流路から剥離された前記気泡が前記フィルタ部材を通過して前記ノズル開口から排出される状態となる所定時間であって、前記キャッピング手段の内部空間が最大負圧から所定の負圧となる第２所定時間にわたって前記吸引ポンプの駆動状態を継続させ、前記第２所定時間経過後に前記吸引ポンプの駆動を停止させるポンプ駆動停止ステップと、を実行す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のクリーニング制御方法。
3. 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のクリーニング制御方法において、
   前記ポンプ駆動停止ステップの後に、前記キャッピング手段によって前記記録ヘッドの前記ノズル開口を封止し、前記インク流路における前記インクの流動調整のため、前記インクを前記ノズル開口から排出させるべく、前記吸引ポンプを駆動する第２本吸引ステップを実行す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のクリーニング制御方法。

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