JP4862773B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置に関する。

特許文献１に記載されているように、複数色の色剤を用いて画像形成を行うカラー画像形成装置においては、複数色の色剤のいずれかが色剤切れとなったときに、その色剤を用いた画像形成を禁止するとともに、それ以外の色剤を用いた画像形成を可能とすることが知られている。

そして、液体吐出装置たとえばインクジェットプリンタにおいても、特許文献１に記載されているのと同様の観点から、カラーのインクがインク切れとなったときに、カラーのインクが補充されるまでの間、カラーのインクを用いた印刷を禁止し、黒のインクを用いた印刷のみを可能とすることにより、ユーザの利便性が向上する。

特公昭６０−６００５４号公報

ここで、上述したように1つのインク（第１液体）による印刷を禁止し、残りのインク（第２液体）を用いた印刷のみを可能とした場合、液体吐出ヘッドにおいては、第２液体を吐出するノズル内の液体の増粘を防止するため、液体吐出ヘッドを駆動して第２液体を吐出させるフラッシング、ノズルから第２液体を吸引して外部に排出させるパージなどの回復動作が行われるが、このとき、第１液体を吐出するノズルに対しても上記フラッシングやパージを行うと、第１液体を吐出する液体吐出ヘッド内に、空になったインク供給源から多量の空気が導入されてしまい、第１液体の液体吐出ヘッドを吐出可能状態に回復させることが困難になる。

逆に、第１液体のインクを吐出する液体吐出ヘッドに対する上記フラッシングやパージを一切禁止すると、第２液体を多く用いるユーザにおいては、第１液体の液体吐出ヘッドが長期間使用しないで放置され、また、第２液体の液体吐出ヘッドの動作中、第１液体の液体吐出ヘッドが乾燥状態にさらされることになり、時間の経過とともに第１液体の液体吐出ヘッド内の液体の増粘が進行する。このため、吐出ヘッド内の液体の増粘の程度によっては、第１液体が補充されたときに、フラッシング又はパージを行い、第１液体の液体吐出ヘッド内の液体の増粘を解消する必要がある。しかしながら、このときに一律にフラッシング又はパージを行うと、液体吐出ヘッド内のインク液体の増粘の程度によっては、無駄にあるいは必要以上に液体が排出されたり、液体の増粘が十分に解消されなかったりする虞がある。

本発明の目的は、第１液体が液体切れとなったときに、第２の液体を吐出可能とするものにおいて、第２の液体の吐出を継続することにともない液体吐出ヘッド内の第１液体が増粘するのを確実に解消するとともに、その解消のために第１液体が必要以上に排出されるのを抑え、また液体吐出ヘッド内に多量の気体が導入されることがない液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、第１液体が収容された第１液体供給源から供給された前記第１液体をノズルから吐出する第１液体吐出ヘッドと、第２液体が収容された第２液体供給源から供給された前記第２液体をノズルから吐出する第２液体吐出ヘッドと、前記第１液体が液体切れとなったことを検知する液体切れ検知手段と、前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検知されてから前記第１液体の液体切れが解消されるまでの時間を検出する時間検出手段と、前記第１液体吐出ヘッド及び前記第２液体吐出ヘッド内の液体を外部に排出させることによって前記第１液体吐出ヘッド及び前記第２液体吐出ヘッド内の液体の増粘を解消させる回復動作を行う回復手段と、前記第１液体吐出ヘッド、前記第２液体吐出ヘッド及び前記回復手段の動作を制御する制御手段とを備えている。そして、前記制御手段は、前記液体切れ検知手段による前記第１液体の液体切れ検知の結果にかかわらず、前記第２液体吐出ヘッドによる吐出を可能にし、前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検知されてから、前記第１液体の液体切れが解消されるまでの間、前記第１液体吐出ヘッドによる前記第１液体の吐出、及び、前記回復手段による前記第１液体吐出ヘッドに対する前記回復動作を禁止し、前記第１液体の液体切れが解消された後に、前記時間検出手段によって検出された時間に応じて前記回復手段を制御する（請求項１）。

これによると、第１液体が液体切れとなった場合にも、第２液体吐出ヘッドを動作させることにより第２液体の吐出のみを行うことができるため、ユーザの利便性が向上する。

また、第１液体が液体切れとなった後、仮に、第２液体吐出ヘッドとともに第１液体液体吐出ヘッドに対して回復動作を続けると、第１液体吐出ヘッド内に多量の空気が導入されてしまい、吐出可能状態に回復させることが困難になる。しかしながら、本発明では、第１液体が液体切れとなったときに第１液体吐出ヘッドに対する回復動作を禁止するため、第１液体吐出ヘッド内に空気が導入されにくい。

さらに、第１液体が液体切れとなったときに第１液体吐出ヘッドに対する回復動作を禁止する一方、第２液体吐出ヘッドの動作を継続させた場合、時間の経過とともに第１液体の増粘が進むため、第１液体の液体切れが解消されたときに一律に回復動作を行うと、第１液体が必要以上に排出されたり、逆に、第１液体吐出ヘッド内の第１液体の増粘が十分に解消されなかったりする虞がある。しかしながら、本発明では、第１液体の液体切れが解消されたときに、回復手段が、第１液体が液体切れとなってからの時間に応じて回復動作を制御するため、第１液体吐出ヘッド内の第１液体の増粘を確実に解消することができるとともに、第１液体が必要以上に排出されてしまうこともない。

また、本発明の液体吐出装置においては、前記回復手段は、前記回復動作として、外部から前記第１液体吐出ヘッド内の前記第１液体に圧力変動を生じさせることにより、前記ノズルから前記第１液体吐出ヘッド内の前記第１液体を排出させるパージ動作、または、前記第１液体吐出ヘッドを駆動して前記ノズルから前記第１液体を吐出させるフラッシング動作を行うように構成されており、前記制御手段は、前記時間検出手段によって検出された時間に応じて、前記パージ動作または前記フラッシング動作の制御もしくはそれらを選択的に動作させる制御を行うことが好ましい（請求項２）。

これによると、回復動作としてパージ動作またはフラッシング動作が選択的に行われる場合、第１液体が液体切れとなってから第１液体の液体切れが解消されるまでの時間に応じてパージ動作またはフラッシング動作が制御されもしくはそれらを選択的に動作させる制御されるので、第１液体吐出ヘッド内の第１液体の増粘を確実に解消することができるとともに、第１液体が必要以上に排出されてしまうこともない。

本発明の液体吐出装置は、第１液体が収容された第１液体供給源から供給された前記第１液体をノズルから吐出する吐出動作を行う第１液体吐出ヘッドと、第２液体が収容された第２液体供給源から供給された前記第２液体をノズルから吐出する吐出動作を行う第２液体吐出ヘッドと、前記第１液体供給源と前記第１液体吐出ヘッドとを接続する第１接続流路と、前記第２液体供給源と前記第２液体吐出ヘッドとを接続する第２接続流路と、前記第１接続流路内の気体を外部に排出させる排気手段と、前記第１液体が液体切れとなったことを検知する液体切れ検知手段と、前記第１液体吐出ヘッドのノズル内の前記第１液体の増粘を防止するために前記ノズルから前記第１液体を吐出するフラッシング動作を前記第１液体吐出ヘッドに行わせるフラッシング制御手段と、前記排気手段による前記第１接続流路内の気体の排出を制御する排気制御手段と、前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検出されてから前記第１液体の液体切れが解消されるまでの間に前記第１液体吐出ヘッドにおいて前記フラッシング動作が行われた回数を検出するフラッシング回数検出手段と、前記第１液体吐出ヘッド及び前記第２液体吐出ヘッドを、ユーザのデータにもとづいて液体を吐出するように制御する吐出制御手段とを備えている。そして、前記吐出制御手段は、前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検知された後、前記第１液体の液体切れが解消されるまでの間、前記ユーザのデータにもとづく前記第１液体吐出ヘッドによる吐出を禁止し、前記第２液体吐出ヘッドによる吐出を可能にし、前記フラッシング制御手段は、前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検知された後、前記第１液体の液体切れが解消されるまでの間、前記第１液体吐出ヘッドによる前記フラッシング動作を許容し、前記排気制御手段は、前記第１液体の液体切れが解消されたときに、前記フラッシング回数検出手段によって検出された前記フラッシング動作の回数に応じて、前記排気手段を制御する（請求項３）。

これによると、第１液体が液体切れとなった場合にも、第２液体吐出ヘッドを動作させることにより第２液体の吐出のみを行うことができるため、ユーザの利便性が向上する。

また、仮に、第１液体が液体切れになってから第１液体の液体切れが解消されるまでの間、第１液体吐出ヘッドから第１液体が一切排出されない一方、第２液体吐出ヘッドの動作を継続させた場合、第１液体吐出ヘッド内の第１液体が大きく増粘してしまう虞がある。しかしながら、本発明では、第１液体が液体切れとなった状態でも、第１液体吐出ヘッドにおいてフラッシングを行っているので、第１液体吐出ヘッド内の第１液体の増粘を抑制することができる。

また、第１液体が液体切れになった後も第１液体吐出ヘッドにおいてフラッシング動作を継続すると、空になった第１液体供給源から第１接続流路内に気体が導入され、フラッシングの回数が多くなるほど導入される気体の量が多くなる。そこで、本発明では、第１液体カートリッジが液体切れになってから第１液体の液体切れが解消されるまでに行われたフラッシングの回数に応じて排気手段を制御することにより、第１接続流路に導入された気体の量に応じて、適切に気体を外部に排出することができる。

また、本発明の液体吐出装置においては、前記排気制御手段は、前記第１液体の液体切れが解消されたときに、前記フラッシング回数検出手段により検出された前記フラッシング動作の回数が多いほど、前記排気手段が前記多量の気体を排出するように、前記排気手段を制御することが好ましい（請求項４）。

これによると、第１液体が液体切れになってから第１液体の液体切れが解消されるまでのフラッシング回数が多くなるほど、第１接続流路内の気体の量が多くなるため、第１液体の液体切れが解消されたときに、排気手段により排出する気体の量を多くすることにより、第１接続流路内の気体を十分に排出することができる。

また、本発明の液体吐出装置においては、前記排気制御手段は、前記液体切れ検知手段により液体切れが検知されていないときに、前記排気手段が所定の排気周期毎に前記第１接続流路内及び前記第２接続流路内の気体を排出するように前記排気手段を制御しており、前記第１液体の液体切れが解消されたときに、前記フラッシング回数検出手段により検出された前記フラッシング動作の回数が所定の回数よりも少なければ、その後、少なくとも１回、前記排気周期よりも短い周期で前記第１接続流路内の気体を外部に排出するように、前記排気手段を制御することが好ましい（請求項５）。

これによると第１液体が液体切れとなってから第１液体の液体切れが解消されるまでの間のフラッシング回数が少ない場合、気体は、第１液体接続流路において液体吐出ヘッドから遠い位置にあるので、直ちに排出する必要はないが、この気体を排出しようとすると、気体よりも下流側の液体も排出する必要がある。しかしながら、本発明では、第１接続流路内の気体を直ちに排出することなく、排気周期を短くすることで比較的早期にかつ効率よく排出することができる。また、気体よりも下流側の第１液体を無駄に排出してしまうこともない。

また、本発明の液体吐出ヘッドにおいては、前記第１液体吐出ヘッドが、前記第１液体としてカラーのインクを吐出するインク吐出ヘッドであり、前記第２液体吐出ヘッドが、前記第２液体として黒のインクを吐出するインク吐出ヘッドであることが好ましい（請求項６）。

これによると、第１液体吐出ヘッドがカラーのインクを吐出するインク吐出ヘッドであり、第２液体吐出ヘッドが黒のインクを吐出するインク吐出ヘッドである場合、カラーのインクがインク切れとなったときにも、黒のインクのみを用いてモノクロ印刷を行うことができるので、ユーザの利便性が向上する。また、カラーのインク切れが解消されたときの状態に応じて回復動作が制御されるので、第１液体吐出ヘッド内のカラーインクの増粘が確実に解消されるとともに、回復動作によって必要以上にカラーインクが排出されることもない。

［第１実施形態］
以下、本発明の好適な第１実施形態について説明する。

図１は第１実施形態に係るプリンタ（液体吐出装置）の概略構成図である。図１に示すように、プリンタ１は、キャリッジ２、ガイド軸３、インクジェットヘッド４、サブタンク５、チューブ６、用紙搬送ローラ９、排気キャップ８、パージキャップ１０、切り替え装置１１、吸引ポンプ１２などを備えている。また、プリンタ１の動作は制御装置６０によって制御されている。

キャリッジ２はガイド軸３に沿って、走査方向である図１の左右方向に往復移動する。インクジェットヘッド４は、キャリッジ２の下面に取り付けられており、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動しつつ、後述するノズル２５（図２参照）からブラック（黒）のインク（第２液体）及びカラー（以下、イエロー、シアン、マゼンタをカラー３色という）の各インク（第１液体）を吐出（吐出動作）して記録用紙Ｐ上に印刷を行う。すなわち、第１実施形態においては、インクジェットヘッド４が本発明に係る第１液体吐出ヘッド及び第２液体吐出ヘッドとが一体となったものに相当する。

４つのサブタンク５はインクジェットヘッド４の上方においてキャリッジ２に取り付けられており、図中左側に配置されているものから順に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクを収容し、それらのインクをそれぞれインクジェットヘッド４に供給する。各サブタンク５には、図３に示すように、その上面から図中右方に延び、その右端部において略直角に下方に折れ曲がった排気流路７が設けられている。４つの排気流路７は、下端７ａをインクジェットヘッド４の側方において外部に開口させており、それぞれ内部に弁１７を備えている。弁１７は、バネ１８の作用によって常には排気流路７を外部に対して閉じている。

４本のチューブ６は、４つのサブタンク５と、キャリッジ２外のプリンタ１における静止部位１３に装着された４つのインク供給源、すなわちインクカートリッジ１４ａ〜１４ｄとを接続している。インクカートリッジ１４ａ〜１４ｄには、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが収容されており、インクカートリッジ１４ａ〜１４ｄからサブタンク５にこれら４色のインクが供給される。なお、４つのインク供給源のうち、イエロー、シアン、マゼンタのインクが収容されたインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄが本発明に係る第１液体供給源に相当し、ブラックのインクが収容されたインクカートリッジ１４ａが本発明に係る第２液体供給源に相当する。また、４本のチューブ６と４つのサブタンク５との組のうち、ブラックのインクカートリッジ１４ａに接続されているものが本発明に係る第２接続流路に相当し、カラーのインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄにそれぞれ接続されているものが本発明に係る第１接続流路に相当する。

用紙搬送ローラ９は、記録用紙Ｐを、インクジェットヘッド４のノズルの下方位置において、キャリッジ２の走査方向と直交する方向（紙送り方向）に搬送する。

排気キャップ８およびパージキャップ１０は、プリンタ１において記録用紙Ｐが搬送される位置よりも側方に設けられている。排気キャップ８およびパージキャップ１０は、昇降機構１９により上下方向に移動可能となっており、キャリッジ２が記録用紙Ｐの搬送位置外に移動したとき、上方に移動することにより、排気流路７の下端開口７ａに排気キャップ８が、インクジェットヘッド４の下面にパージキャップ１０がそれぞれ密着する。排気キャップ８は、内部に押し上げ突部８ａを備えており、排気流路７の下端開口７ａと接続されたとき、その突部８ａにより弁７を押し上げて開き、サブタンク５内の上部空間と接続する。

パージキャップ１０は、第１キャッピング部１０ａ及び第２キャッピング部１０ｂを有している。第１キャッピング部１０ａは後述するブラックインクのノズル、また第２キャッピング部１０ｂは、後述するカラー（イエロー、シアン、マゼンタ）インクのノズルをそれぞれ前述のように上方に移動したとき覆う。

なお、排気キャップ８、第１キャッピング部１０ａ及び第２キャッピング部１０ｂは、それぞれ別々の昇降機構によって、上下動するようにしてもよい。排気キャップ８とその中の突部８ａとは、別々の昇降機構によって、上下動するようにしてもよい。また、ブラックインクのサブタンク５に接続された排気通路７と、カラー３色のインクのサブタンク５に接続された排気通路７とで、弁１７を別々に開閉するようにしてもよい。

排気キャップ８、第１キャッピング部１０ａ及び第２キャッピング部１０ｂは、それぞれ、切り替え装置１１を介して吸引ポンプ１２に接続されている。切り替え装置１１は、排気キャップ８、第１キャッピング部１０ａ及び第２キャッピング部１０ｂと吸引ポンプ１２との接続及びその遮断を切り替える。

そして、排気キャップ８が排気流路７に接続され、切り替え装置１１により排気キャップ８と吸引ポンプ１２とが接続された状態で、吸引ポンプ１２を動作させることにより、サブタンク５内の上部の空気が外部に排出される。ここで、このような空気の外部への排出は、所定の排気周期で行われている。なお、排気キャップ８及び吸引ポンプ１２が本発明に係る排気手段に相当する。

また、パージキャップ１０によりノズル２５が覆われ、切り替え装置１１により第１、第２キャッピング部１０ａ、１０ｂの少なくとも一方と吸引ポンプ１２とが接続された状態で吸引ポンプ１２を動作させることにより、ブラックのインクを吐出するノズル２５、及び、カラーのインクを吐出するノズル２５のいずれか一方又は両方から、インクジェットヘッド４内のインクを吸引するパージが行われる。

フラッシング動作は、公知のように、キャリッジ２が記録用紙Ｐの搬送位置よりも側方の位置に移動して、インクジェットヘッド４を駆動して全ノズル２５からインクをパージキャップ１０または図示しない公知の容器に向けて吐出して行われる。本実施形態では、ブラックインクを吐出するノズル２５と、カラー３色のインクを吐出するノズル２５とは、それぞれ別々にもフラッシング動作を行うことができる。
なお、パージキャップ１０、切り替え装置１１及び吸引ポンプ１２が本発明に係る回復手段の一部を構成するものとなっている。

図２はインクジェットヘッド４の一例を示すものである。インクジェットヘッド４は、公知のものと同様に、記録用紙と対向する下面に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクごとに列をなす多数のノズル２５を備え、各インク毎に設けられたマニホールド流路２１に各列のノズル２５を圧力室２０を介して連通させている。マニホールド流路２１は、一端の供給口２７を対応するサブタンク５に連通させ、サブタンク５から供給されたインクを圧力室２０に分配する。圧力室２０内のインクは、吐出エネルギーを付与されることによって、ノズル２５から液滴となって記録用紙へ向け吐出される。吐出エネルギーの付与手段としては、圧電素子の変形させるもの、ヒータによりインクを発泡させるものなどが適用可能である。

なお、インクジェットヘッド４のうち、カラー３色のインクのノズル２５とそのインクの吐出に関わる部分が本発明に係る第１液体吐出ヘッドに相当し、ブラックインクのノズル２５とそのインクの吐出に関わる部分が本発明に係る第２液体吐出ヘッドに相当する。

次に、プリンタ１の動作を制御する制御装置６０について説明する。図４は制御装置６０の概略を示すブロック図である。制御装置６０はＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などによって構成されており、これらが、吐出制御部６１、フラッシング制御部６２、パージ制御部６３、排気制御部６４、インク切れ検検知部６５及び時間検出部６６として動作する。

吐出制御部６１は、印刷などのためのユーザのデータにもとづいてインクジェットヘッド４、キャリッジ２及び用紙搬送ローラ９の動作を制御する。フラッシング制御部６２は、フラッシングを行う際のインクジェットヘッド４及びキャリッジ２の動作を制御する。

パージ制御部６３は、パージ動作を行う際のキャリッジ２、切り替え装置１１、吸引ポンプ１２及び昇降機構１９の動作を制御する。排気制御部６４は、サブタンク５内の気体を排出する際のキャリッジ２、切り替え装置１１、吸引ポンプ１２及び昇降機構１９の動作を制御する。

インク切れ検知部６５は、プリンタ１に設けられた図示しない公知のセンサの信号などからインクカートリッジ１４ａ〜１４ｄ内のインク量を検知し、その検知結果を示す信号を、吐出制御部６１、フラッシング制御部６２、パージ制御部６３及び時間検出部６６に出力する。

時間検出部６６は、インク切れ検知部６５においてインクカートリッジ１４ａ〜１４ｄのいずれかのインク切れ（インク量が所定値以下）が検知されてからそのインクカートリッジが交換され、あるいはインクカートリッジにインクが補充されて再びインク切れ検知部６５においてインク量が所定値以上であることが検知されるまでの時間を計測、すなわち検出し、その時間を示す信号をフラッシング制御部６２及びパージ制御部６３に出力する。なお、図示しない公知のスイッチ、センサなどのカートリッジ検知手段により、インクカートリッジが存在することを検知し、かつインク切れ検知部６５においてインク量が所定値以上であることが検知されるまでの時間を、時間検出部６６は検出するようにしてもよい。

インク切れ検知部６５が、インクカートリッジ１４ａ〜１４ｄ内のインク量が印刷動作やパージ動作などの実行に十分な量だけあることを検知しているとき、吐出制御部６１は、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクを用いて記録用紙Ｐ上に印刷動作を実行する。また、フラッシング制御部６２、パージ制御部６３及び排気制御部６４は、公知のように、所定周期で、あるいは印刷不良を生じたときに人為的に、あるいは前回のフラッシング、パージ及び排気の各動作からの経過時間にもとづいて、フラッシング、パージ及び排気の各動作を実行する。これらの所定周期及び経過時間は、時間データだけでなく、ドット数などの印刷データ量に置き換えてもよく、時間とデータ量と組み合わせを用いることもできる。以下、通常の回復動作を実行する契機を、上記のことを総称して「所定周期に到達するなどしたとき」と説明する。

インク切れ検知部６５がカラー３色のインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄのいずれかのインク切れを検知すると（図５のＳ１０１：ＹＥＳ）、インク切れ検知部６５から出力されたそのことを示す信号にもとづいて、吐出制御部６１は、カラー３色のインクを用いる印刷を禁止し、また、フラッシング制御部６２及びパージ制御部６３は、上記のように所定周期に到達するなどしてもカラー３色のノズルのフラッシング及びパージ動作を禁止する（Ｓ１０２）。さらにそれにもとづいて、時間検出部７６は、時間の計測を開始する（Ｓ１０３）。

このとき、吐出制御部６１は、ブラックのインクによる印刷を禁止せず、カラーのインクカートリッジ１４ｂ〜１４がインク切れとなっているか否かに関わらず、モノクロ印刷を行う。フラッシング制御部６２は、上記のように所定周期に到達するなどしたとき、ブラックインクを吐出するノズル２５のみからフラッシング動作を行うことが可能となっている。また、パージ制御部６３も、上記のように所定周期に到達するなどしたとき、インクジェットヘッド４にキャップ１０を密着させ、第１キャッピング部１０ａを吸引ポンプ１２に切り替え装置１１によって接続し、ブラックインクを吐出するノズル２５のみに対しパージ動作する。このように、カラーのインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄがインク切れとなった場合にも、プリンタ１においてモノクロ印刷を可能とすることにより、ユーザの利便性が高くなっている。

そして、インク切れとなったインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄが交換されあるいはそのインクカートリッジにインクが補充されて、インク切れ検知部６５が再びそれらのインク量が所定値以上であることを検知すると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、カラー３色インクを用いる印刷、フラッシング動作、パージ動作の禁止が解除される（Ｓ１０５）。そして、時間検出手段６６は時間の計測を終了する（Ｓ１０６）。

ここで、時間検出部６６により計測された時間に応じて、カラー３色のインクを吐出するノズル２５に対してパージ動作、あるいはそのノズル２５からフラッシング動作を制御する。そのパージ動作においてパージ制御部６３は、インクジェットヘッド４にキャップ１０を密着させたとき、第２キャッピング部１０ｂを吸引ポンプ１２に切り替え装置１１によって接続し、カラー３色のインクを吐出するノズル２５からインクを吸引する。

時間検出部６６により検出された時間が、所定の時間Ｔ１よりも長い場合には（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、パージ制御部６３は、吸引ポンプ１２による吸引効果の大きいパージ（強パージ）を行う（Ｓ１０８）。時間検出部６６により検出された時間が時間Ｔ１以下であり（Ｓ１０７：ＮＯ）、且つ、時間Ｔ２（＜Ｔ１）よりも長い場合には（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、パージ制御部６３は、吸引ポンプ１２による吸引効果が強パージよりも小さいパージ（弱パージ）を行う（Ｓ１１０）。

時間検出部６６により検出された時間が時間Ｔ２以下であり（Ｓ１０９：ＮＯ）、且つ、時間Ｔ３（＜Ｔ２）よりも長い場合には（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、フラッシング制御部６２は、インクの吐出効果が大きいフラッシング（強フラッシング）を行う（Ｓ１１２）。時間検出部６６により検出された時間が時間Ｔ３以下であり（Ｓ１１１：ＮＯ）、且つ、時間Ｔ４（＜Ｔ３）よりも長い場合には（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、フラッシング制御部６２は、強フラッシングよりもインクの吐出効果が小さいフラッシング（弱フラッシング）を行う（Ｓ１１３）。時間検出部６６により検出された時間が時間Ｔ４以下の場合には（Ｓ１１４：ＮＯ）、パージ動作も、フラッシング動作も行わない。

上記の強及び弱パージは、吸引ポンプ１２を駆動するモータの回転速度、回転時間、または間欠及び連続回転の選択などによって制御することができる。また、強及び弱フラッシングは、インクジェットヘッド４を駆動するパルス波形のパルス幅、電圧、またはパルス数などによって制御することができる。これらの強及び弱の制御は、３段階以上としてもよい。また、インクカートリッジの交換後、パージ動作のみまたはフラッシング動作のみを行うようにしてもよい。

以上のようにして、インクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄのインク切れが解消されるまでの間におけるノズル２５のインクの増粘が解消され、その後、通常の動作に戻る。

なお、インクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄのインク切れが解消されたときには、上述したようにパージ動作あるいはフラッシング動作が行われるのに加えて、排気制御部６４は、排気キャップ８を排気流路７の下端開口７ａに密着させ、弁１７を開いたとき、切り替え装置１１により吸引ポンプ１２を排気流路７に接続し、吸引ポンプ１２を駆動してサブタンク５内の上部空間の空気を適宜吸引して外部に排出する。

以上のように、カラー３色のインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄのいずれかがインク切れとなった後も、ブラックインクを用いた印刷を継続していると、実施形態のように、ブラック及びカラー３色のノズルが１つのキャリッジ２に一体に配置されている装置では、カラー３色のノズルが無吐出状態、すなわち乾燥状態にさらされる。また、ブラックインクを多く用いるユーザにおいては、長期間、カラーのインクカートリッジを交換せずに使い続けることが予想され、このため、カラー３色のノズルでのインクの増粘がすすんでしまう虞がある。

しかし、カラー３色のノズルに対しフラッシング動作及びパージ動作を続けると、空になったインクカートリッジからインクジェットヘッド４に空気が導入されてしまい、カラーインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄが交換された後に、インクジェットヘッド４の機能を回復するために多量のインクを必要としてしまう。本実施形態では、カラーのインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄがインク切れとなったときに、カラーのインクの印刷、フラッシング動作及びパージ動作を禁止するため、空気が導入されにくい。

一方、このようにフラッシング動作、パージ動作を禁止した場合、時間の経過とともにカラー３色のノズルにおいてインクの増粘が進むため、インクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄが交換されたときに一律に回復動作を行うと、カラーインクが必要以上に排出されたり、逆に、インクジェットヘッド４内のカラーインクの増粘が十分に解消されなかったりする虞がある。しかしながら、本実施形態では、インクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄが交換されたときに、時間検出部６６において検出された時間に応じてフラッシング動作及びパージ動作のいずれかを行い、さらに、フラッシング動作及びパージ動作の強さを変更するため、インクジェットヘッド４内のインクの増粘を確実に解消することができるとともに、インクが必要以上に排出されてしまうこともない。

［第２実施形態］
次に、本発明の好適な第２実施形態について説明する。ただし、第２実施形態においては、プリンタ１（図１参照）の動作を制御する制御装置が第１実施形態の制御装置６０（図４参照）と異なっている点以外は、第１実施形態と同様の構成を有しているので、以下では、第１実施形態との相違点についてのみ説明し、それ以外の部分の説明は適宜省略する。

図６は、第２実施形態においてプリンタ１の動作を制御する制御装置７０のブロック図である。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されており、これらが、吐出制御部６１、フラッシング制御部６２、パージ制御部６３、排気制御部６４、インク切れ検知部６５及びフラッシング回数検出部７６として動作する。

第２実施形態においては、インク切れ検知部６５がカラー３色のインクカートリッジ１４ｂ〜１４のいずれかがインク切れとなったことを検知したとき、吐出制御部６１はそのカラー３色を用いる印刷を禁止するが、フラッシング制御部６２は、引き続きそのカラー３色のインクのフラッシング動作を可能にしてノズル２５内のインクの増粘を抑制する。このため、インク切れ検知部６５は、インクカートリッジに、少ない回数のフラッシング動作を可能にするだけのインク量を残して、インク切れを検知するように設定されている。ここで、フラッシング動作によって排出されるインクの量はパージ動作によって排出されるインクの量よりも少ない。

フラッシング回数検出部７６は、インク切れ検知部６５からカラーのインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄのいずれかがインク切れとなったことを示す信号が入力されたときに、カラーインクのフラッシング回数の計測を開始し、そのインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄのインク量が再び所定値以上であることを検知するまで、カラーインクのフラッシング動作が行われた回数を計測する。

第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、インクカートリッジ１４ａ〜１４ｄ内のインク量が十分な量だけあるとき、吐出制御部６１は、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクを用いて印刷動作を実行する。また、フラッシング制御部６２、パージ制御部６３及び排気制御部６４は、所定周期に到達するなどしたときに、フラッシング、パージ及び排気の各動作を実行する。

図７のＳ２０１，Ｓ２０２においては、前記第１実施形態のＳ１０１，Ｓ１０２と同様に、インクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄのいずれかのインク切れが検知されると（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、吐出制御部６１は、ブラックインクによる印刷を許容し、カラー３色のインクを用いる印刷を禁止する。また、パージ制御部６３は、所定周期に到達するなどしたとき、ブラックインクのノズルに対するパージ動作を許容し、カラー３色のノズルに対するパージ動作を禁止する。第２実施形態では、フラッシング制御部６２は、ブラック及びカラー３色のノズルのフラッシング動作を許容し、所定周期に到達するなどしたときに実行する。さらにインク切れ検知にもとづいて、フラッシング回数検出部７６は、カラー３色のノズルでフラッシングが行われた回数の計測を開始する（Ｓ２０３）。

そして、インク切れとなったインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄが交換され、あるいはそのインクカートリッジにインクが補充され、インク切れ検知部６５が再びそれらのインク量が所定値以上であることを検知すると（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、カラー３色インクを用いる印刷、パージ動作の禁止が解除される（Ｓ２０５）。そして、フラッシング回数検出部７６はフラッシング回数の計測を終了する（Ｓ２０６）。

前記第１実施形態で説明したように、カラー３色インクを用いる印刷を禁止していた間、ブラックインクを用いた印刷を継続していた場合、カラー３色のノズルが乾燥状態にさらされるが、第２実施形態では、カラー３色のノズルに対してフラッシング動作を許容している。これによってインクの増粘によるノズル詰まりを防止することができるが、それにともなうインクの消費によって、インクカートリッジが空になってしまうと、チューブ６を通って、サブタンク５内に空気が引き込まれる。この空気が多量になってインクジェットヘッド４に流入するようになると、印刷不良を生じるようになる。第２実施形態では、フラッシング回数検出部７６において検出されたフラッシング回数がサブタンク５へ空気を引き込む量と対応すると考えられるため、そのフラッシング回数に応じてサブタンク５からの排気動作を制御している。

排気動作は、前記第１実施形態と同様に、排気制御部６４の制御によって、排気キャップ８を排気流路７の下端開口７ａに密着させ、弁１７を開き、切り替え装置１１により吸引ポンプ１２を排気流路７に接続した状態で、吸引ポンプ１２を駆動してサブタンク５内の上部空間の空気を吸引して行う。このときの排気量は、吸引ポンプ１２を駆動するモータの回転速度、回転時間、または間欠及び連続回転の選択などの組み合わせによって制御することができる。

交換したインクカートリッジに連通するサブタンク５以外のサブタンクも同時に排気動作を行ったとしても、排気動作にともない排出してしまうインク量はわずかであるので、実用上問題ない。好ましくは、排気キャップ８内の複数の突部８ａを個別に制御することで、交換したインクカートリッジに連通するサブタンク５の排気通路７のみ弁１７を開いて排気動作を行うようにすることができる。

図７のフローチャートに戻って説明すると、フラッシング回数が所定値ｎ１よりも少ない場合には（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、インクカートリッジ１４がまだ空になっていなかったか、インクカートリッジ１４からの空気がサブタンク５に到達していないので、排気動作をすることなく終了する。

フラッシング回数が所定値ｎ１よりも多く（Ｓ２０７：ＮＯ）、所定値ｎ２（＞ｎ１）よりも少ない場合には（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、サブタンク５に空気が引き込まれているが、少量であるので、排気動作を、少ない排気量だけ実行する（Ｓ２０９）。

フラッシング回数が所定値ｎ２よりも多い場合には（Ｓ２０８：ＮＯ）、サブタンク５に引き込まれている空気が多量であるので、排気動作を、上記Ｓ２０９での排気量よりも多い量実行する（Ｓ２１０）。そして、通常の動作に戻る。なお、フラッシング回数ｎ１，ｎ２と、サブタンク５内への空気の引き込み量との関係は、サブタンク５とチューブ６との容量にもとづいて実験等により予め決めておく。

以上のように、カラー３色のインクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄがインク切れになった後も、ブラックインクを用いた印刷を継続していた場合、カラー３色のノズルにおいてインクが大きく増粘してしまう虞がある。しかしながら、本実施形態では、インクカートリッジ１４ｂ〜１４ｄがインク切れとなっても、引き続きカラー３色のノズルにおいてフラッシング動作が行われるので、そのカラー３色のノズルにおいてインクの増粘を抑制することができる。このとき、フラッシング動作によりノズル２５から吐出されるインクの量は、パージ動作よりも少ないので、フラッシング動作によって引き込まれる空気の量は比較的少なくてすむ。

また、フラッシング動作にともなうインク消費によって、空になったインクカートリッジからサブタンク５へ引き込まれる空気の量は、フラッシング動作の回数に対応するものと考えられるから、フラッシングの回数に応じて排気動作を制御することにより、適切に空気を排出することができる。

［第３実施形態］
図８は、第２実施形態の一部を変形した第３実施形態を示すもので、Ｓ２０１〜Ｓ２０６は、第２実施形態と同様である。

インク中に溶存している空気、あるいはチューブ６の壁面を浸透してインク中に溶解した空気は、サブタンク５中で気泡に成長して、サブタンク５上部に蓄積される。通常、この空気は、所定周期に到達するなどしたときに、前述した排気動作によって、外部に排出される。第３実施形態は、第２実施形態においてインク切れとなってから許容されたフラッシング動作によって引き込まれる空気の量に応じて、通常の排気動作の周期Ｌを変更して、排気動作を実行するものである。

なお、図８のＳ２１１は、図７のＳ２０７と同様にフラッシング回数を判定するものであるが、ｎ３は、図７のｎ１とは異なる。フラッシング回数が所定値ｎ３よりも少ない場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、交換前のインクカートリッジから空気を引き込む前であっても、インクカートリッジ１４の交換に際してインクカートリッジとチューブ６との接続部に空気を挟み込むことは避けられず、その空気がサブタンク５へ到達する時機を推測して、周期Ｌ１でｍ１回の排気動作を設定する（Ｓ２１４）。この周期Ｌ１は、通常の排気動作の周期Ｌよりも短い（Ｌ１＜Ｌ）。つまり、後述するように通常の印刷動作に戻った後、排気動作を通常よりも短い周期でｍ１回（たとえば複数回）行うことで、上記空気がサブタンク５へ到達するのを早め、チューブ中で成長するのを抑え、効率よく空気を排出する。

フラッシング回数が所定値ｎ３よりも多く（Ｓ２１１：ＮＯ）、所定値ｎ４（＞ｎ３）よりも少ない場合には（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、空気が、空のインクカートリッジからチューブ６内に引き込まれているので、周期Ｌ２（＜Ｌ１）でｍ２回の排気動作を設定する（Ｓ２１５）。周期Ｌ２＝Ｌ１としｍ２（＜ｍ１）回の排気動作を設定してもよい。

フラッシング回数が所定値ｎ４よりも多く（Ｓ２１２：ＮＯ）、所定値ｎ５（＞ｎ４）よりも少ない場合には（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、サブタンク５内に比較的少ない空気量が引き込まれているので、周期Ｌ３（＜Ｌ２）でｍ３回の排気動作を設定する（Ｓ２１６）。

フラッシング回数が所定値ｎ５よりも多い場合には（Ｓ２１３：ＮＯ）、サブタンク５内の空気量が多いので、直ちに排気動作を実行する（Ｓ２１７）。

そして、通常の印刷動作に戻り、上記周期Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に達するごとにそれぞれの周期に設定した回数ｍ１，ｍ２，ｍ３の排気動作を実行する。設定した回数の排気動作を実行後、設定した周期、回数は、もとに戻される。

なお、チューブ６などの容量の設定から、通常の排気動作の周期Ｌが上記周期Ｌ１よりも長くなる場合、通常の印刷動作に戻った後、最初に実行する排気動作を前回の排気動作から、周期Ｌよりも短い間隔（すなわち周期）で、１回実行するように設定すればよい。Ｓ２１４，Ｓ２１５，Ｓ２１６において、この周期Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３に設定される。

上記周期Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、通常の排気動作の周期Ｌにおいてサブタンク５に蓄積される空気量に、上記のように引き込む空気量を加味して設定することもできる。

第２実施形態において、フラッシング回数が所定値ｎ１よりも少ない場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、第３実施形態のＳ２１４，Ｓ２１５のように、フラッシング回数に応じて、排気動作の周期、回数を設定するようにしてもよい。また、第３実施形態において、フラッシング回数が所定値ｎ５よりも多い場合（Ｓ２１３：ＮＯ）、第２実施形態のＳ２０９，Ｓ２１０のように、フラッシング回数に応じて、排気動作における排気量を変えるようにしてもよい。

なお、各実施形態においては、インクジェットヘッド４は、カラー３色のインクを吐出する第１液体吐出ヘッドと、ブラックインクを吐出する第２液体吐出ヘッドとが一体となったものであったが、これらの吐出ヘッドが別々に設けられていてもよい。

また、ブラックインクを吐出するヘッドを第１液体吐出ヘッド、カラー３色のインクを吐出するヘッドを第２液体吐出ヘッドとし、ブラックインクがインク切れになったとき、カラー３色のインクを用いる印刷を継続するように構成することもできる。

また、３種類以上の液体吐出ヘッドを備えるものにおいて、そのうちインク切れになったものを含む任意の吐出ヘッドの組み合わせを第１液体吐出ヘッド、残りの吐出ヘッドの組み合わせを第２液体吐出ヘッドとし、３種類以上の液体吐出ヘッドのうちインク切れになったもの次第で、その組み合わせを変えることができる。

また、本発明は、インクに限らず、２種類以上の着色剤を媒体上にパターン状に塗布するなど、各種の液体を吐出する装置に適用することができる。

また、「パージ動作」及び「排気動作」として、実施形態においては、吸引ポンプ１２を動作させることによりノズル２５からインクを吸引する、あるいはサブタンクから空気を吸引する動作を行っているが、サブタンクの上流側からインクに正圧を付与することによって、ノズル２５からインクを押し出す、あるいはサブタンクから空気を押し出す動作を行ってもよい。

また、時間計測手段によって計測された時間に応じて制御する回復動作、またフラッシング動作の回数に応じて制御する排気動作は、それぞれ各実施形態で説明したものよりも多段階するなど任意に変更できる。

第１実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットヘッドの平面図である。 （ａ）図１のインクジェットヘッド、サブタンク部分の縦断面図、（ｂ）前記（ａ）のｂ−ｂ断面図とそれに対応するキャップ部分の断面図である。 図１の制御装置のブロック図である。 制御の流れの要部を示すフローチャートである。 第２実施形態の図６相当のブロック図である。 第２実施形態の図５相当のフローチャートである。 第３実施形態の図５相当のフローチャートである。

符号の説明

１ プリンタ
４ インクジェットヘッド
５ サブタンク
６ チューブ
１０ パージキャップ
１１ 切り替え装置
１２ 吸引ポンプ
１４ａ〜１４ｄ インクカートリッジ
２５ ノズル
６０ 制御装置
６１ 吐出制御部
６２ フラッシング制御部
６３ パージ制御部
６４ 排気制御部
６５ インク切れ検知部
６６ 時間検出部
７０ 制御装置
７６ フラッシング回数検出部

Claims (6)

1. 第１液体が収容された第１液体供給源から供給された前記第１液体をノズルから吐出する第１液体吐出ヘッドと、
   第２液体が収容された第２液体供給源から供給された前記第２液体をノズルから吐出する第２液体吐出ヘッドと、
   前記第１液体が液体切れとなったことを検知する液体切れ検知手段と、
   前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検知されてから前記第１液体の液体切れが解消されるまでの時間を検出する時間検出手段と、
   前記第１液体吐出ヘッド及び前記第２液体吐出ヘッド内の液体を外部に排出させることによって前記第１液体吐出ヘッド及び前記第２液体吐出ヘッド内の液体の増粘を解消させる回復動作を行う回復手段と、
   前記第１液体吐出ヘッド、前記第２液体吐出ヘッド及び前記回復手段の動作を制御する制御手段とを備えており、
   前記制御手段は、
   前記液体切れ検知手段による前記第１液体の液体切れ検知の結果にかかわらず、前記第２液体吐出ヘッドによる吐出を可能にし、
   前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検知されてから前記第１液体の液体切れが解消されるまでの間、前記第１液体吐出ヘッドによる前記第１液体の吐出、及び、前記回復手段による前記第１液体吐出ヘッドに対する前記回復動作を禁止し、
   前記第１液体の液体切れが解消された後に、前記時間検出手段によって検出された時間に応じて前記回復手段を制御することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記回復手段は、前記回復動作として、外部から前記第１液体吐出ヘッド内の前記第１液体に圧力変動を生じさせることにより、前記ノズルから前記第１液体吐出ヘッド内の前記第１液体を排出させるパージ動作、または、前記第１液体吐出ヘッドを駆動して前記ノズルから前記第１液体を吐出させるフラッシング動作を行うように構成されており、
   前記制御手段は、前記時間検出手段によって検出された時間に応じて、前記パージ動作または前記フラッシング動作の制御もしくはそれらを選択的に動作させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 第１液体が収容された第１液体供給源から供給された前記第１液体をノズルから吐出する吐出動作を行う第１液体吐出ヘッドと、
   第２液体が収容された第２液体供給源から供給された前記第２液体をノズルから吐出する吐出動作を行う第２液体吐出ヘッドと、
   前記第１液体供給源と前記第１液体吐出ヘッドとを接続する第１接続流路と、
   前記第２液体供給源と前記第２液体吐出ヘッドとを接続する第２接続流路と、
   前記第１接続流路内の気体を外部に排出させる排気手段と、
   前記第１液体が液体切れとなったことを検知する液体切れ検知手段と、
   前記第１液体吐出ヘッドのノズル内の前記第１液体の増粘を防止するために前記ノズルから前記第１液体を吐出するフラッシング動作を前記第１液体吐出ヘッドに行わせるフラッシング制御手段と、
   前記排気手段による前記第１接続流路内の気体の排出を制御する排気制御手段と、
   前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検出されてから前記第１液体の液体切れが解消されるまでの間に前記第１液体吐出ヘッドにおいて前記フラッシング動作が行われた回数を検出するフラッシング回数検出手段と、
   前記第１液体吐出ヘッド及び前記第２液体吐出ヘッドを、ユーザのデータにもとづいて液体を吐出するように制御する吐出制御手段とを備えており、
   前記吐出制御手段は、前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検知された後、前記第１液体の液体切れが解消されるまでの間、前記ユーザのデータにもとづく前記第１液体吐出ヘッドによる吐出を禁止し、前記第２液体吐出ヘッドによる吐出を可能にし、
   前記フラッシング制御手段は、前記液体切れ検知手段により前記第１液体の液体切れが検知された後、前記第１液体の液体切れが解消されるまでの間、前記第１液体吐出ヘッドによる前記フラッシング動作を許容し、
   前記排気制御手段は、前記第１液体の液体切れが解消されたときに、前記フラッシング回数検出手段によって検出された前記フラッシング動作の回数に応じて、前記排気手段を制御することを特徴とする液体吐出装置。
4. 前記排気制御手段は、
   前記第１液体の液体切れが解消されたときに、前記フラッシング回数検出手段により検出された前記フラッシング動作の回数が多いほど、前記排気手段が前記多量の気体を排出するように、前記排気手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記排気制御手段は、
   前記液体切れ検知手段により液体切れが検知されていないときに、前記排気手段が所定の排気周期毎に前記第１接続流路内及び前記第２接続流路内の気体を排出するように前記排気手段を制御しており、
   前記第１液体の液体切れが解消されたときに、前記フラッシング回数検出手段により検出された前記フラッシング動作の回数が所定の回数よりも少なければ、その後、少なくとも１回、前記排気周期よりも短い周期で前記第１接続流路内の気体を外部に排出するように、前記排気手段を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の液体吐出装置。
6. 前記第１液体吐出ヘッドが、前記第１液体としてカラーのインクを吐出するインク吐出ヘッドであり、
   前記第２液体吐出ヘッドが、前記第２液体として黒のインクを吐出するインク吐出ヘッドであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出装置。

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