JP5034545B2 - 流体噴射装置、及び、流体噴射装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンタ等の流体噴射装置、及び、同流体噴射装置の駆動方法に関する。

流体噴射ヘッドから流体を噴射する流体噴射装置として、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単に「プリンタ」と言う）が知られている。このプリンタは、インク（流体）を収容したインクカートリッジ（流体収容体）を装着するためのカートリッジホルダ（装着機構）と、インクを噴射可能な記録ヘッド（流体噴射ヘッド）とを備えている。そして、装着されたインクカートリッジ内に空気供給路を通じて加圧ポンプ（流体供給機構）から加圧空気を圧送し、インクカートリッジ内のインクパックを加圧することによりインク供給路（流体供給路）を通じてインクを記録ヘッド側に供給し、そのインクを記録ヘッドのノズルから記録媒体に噴射することで印刷を行っている。

ところで、こうしたプリンタにあっては、インクカートリッジをカートリッジホルダから取り外す際に、インクカートリッジとカートリッジホルダとの接続部において、インクの漏出が生じてしまうことがあった。

そこで、こうしたインクの漏出によるプリンタ内の汚染を抑制するために、従来、インクカートリッジとカートリッジホルダとの接続部にインク吸収材を備えたプリンタがあった（例えば、特許文献１）。

また、インクカートリッジとカートリッジホルダとの接続部分に電磁プランジャによって制御される開閉弁を設け、加圧ポンプの駆動停止時にこの弁を閉弁状態とすることにより、インクの漏出を抑制するように構成されたプリンタも提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２００６−２４００８９号公報 特開２００１−１９９０８４号公報

しかし、特にインク供給路が可撓性のチューブなどによって構成されている場合などには、加圧ポンプの駆動停止後にもインク供給路内に正圧が残存しやすく、漏出するインクの量が多くなるため、特許文献１のプリンタにおいては、漏出したインクを吸収するためのインク吸収材が大型化してしまうという問題があった。

また、特許文献２のプリンタにおいても、電磁プランジャによって制御可能な開閉弁を設ける必要があるため、装置が複雑化してしまうという問題があった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体噴射装置から流体収容体を取り外す際の流体の漏出を簡易な構成で抑制することのできる流体噴射装置、及び、同流体噴射装置の駆動方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の流体噴射装置は、流体を噴射可能な流体噴射ヘッドと、流体が収容された流体収容体が着脱可能に装着される装着機構と、前記流体収容体に収容された流体を前記流体噴射ヘッドに供給する流体供給路であって、可撓性チューブまたは可撓性のフィルムを弁体として備えるチョーク弁を備える流体供給路と、前記流体噴射ヘッド側に前記流体収容体内の流体の供給を可能とする流体供給機構とを備える流体噴射装置であって、前記流体供給機構による前記供給が可能な状態において、前記流体供給路内の流体は加圧された状態であり、前記流体収容体が前記装着機構から取り外される前に、前記流体噴射ヘッドを通じて前記流体供給路内から所定量の流体を排出させる排出動作を実行する。

この構成によれば、流体供給路内から所定量の流体を排出させることにより、流体噴射装置から流体収容体を取り外す際に生じる流体の漏出を簡易な構成で抑制することができる。

また、本発明の流体噴射装置においては、前記流体供給機構による前記供給が可能な状態を停止するとともに、前記流体供給機構による前記供給が可能な状態の停止から、前記流体収容体が前記装着機構から取り外されるまでの経過時間に応じて、前記排出動作に伴う流体の排出量を、相対的に前記経過時間が長い場合ほど前記経過時間が短い場合よりも少なくなるように設定した。

流体供給機構による流体の前記供給が可能な状態の停止から時間が経過すると、流体供給路内の流体の一部は流体収容体内に戻るため、流体噴射装置から流体収容体を取り外す際の流体の漏出量は減少する。したがって、この構成によれば、流体供給機構による流体の供給停止から流体収容体の取り外しまでの経過時間の長短に応じて流体の排出量を適正に設定することにより、流体の無駄な消費を抑制することができる。

また、本発明の流体噴射装置において、前記流体供給機構は、駆動時に前記流体収容体内を加圧状態とすることで流体を前記流体噴射ヘッド側に加圧供給するように構成され、前記流体供給機構が駆動状態又は駆動停止状態となっていることを検知するための圧力検出機構と、前記流体供給機構の駆動停止状態が検知されてから、前記流体収容体が前記装着機構から取り外されるまでの経過時間を計時するタイマとを更に備える。

この構成によれば、圧力検出機構によって流体供給機構が駆動停止状態となっていることを検知することができる。また、タイマによって流体供給機構の駆動停止状態が検知されてから流体収容体が取り外されるまでの経過時間を計時することにより、この経過時間に応じた流体の排出量を設定することができる。

また、本発明の流体噴射装置は、前記装着機構に装着された前記流体収容体を覆う蓋部を更に備え、前記流体収容体を前記装着機構に着脱する際には前記蓋部を開状態とするとともに、前記流体供給機構による流体の供給時及び供給停止後所定時間の間には前記蓋部を閉状態に保持する。

この構成によれば、流体収容体を装着機構に着脱する際には蓋部を開状態とするので、この蓋部が開かれることを検出することにより、流体収容体が装着機構から取り外されるタイミングを検知することができる。また、流体供給機構による流体の供給時及び供給停止後所定時間の間には蓋部は閉状態に保持されるため、流体供給機構による流体の供給停止から流体収容体の取り外しまでに所定の時間を確保することが可能になる。そして、流体供給機構による流体の供給停止から流体収容体の取り外しまでの間に、流体供給路内の流体の一部は流体収容体内に戻るため、流体噴射装置から流体収容体を取り外す際の流体の漏出を抑制することができる。

また、本発明の流体噴射装置において、前記流体収容体は、該流体収容体内から前記流体供給路への流体の流れを許容する一方、前記流体供給路側から前記流体収容体内への流体の逆流を抑制する逆止弁を備える。

流体収容体が逆止弁を備える場合には、流体供給機構による流体の供給停止後における流体収容体内への流体の逆流が抑制され、流体噴射装置から流体収容体を取り外す際に生じる流体の漏出量が多くなる。しかし、この構成によれば、上述したように流体供給路内から所定量の流体が排出された後に流体収容体を取り外すようにしたので、逆止弁により流体収容体内の流体の品質保持効果を確保しつつ、流体噴射装置から流体収容体を取り外す際に生じる流体の漏出を抑制することができる。

また、本発明の流体噴射装置は、前記流体供給路と前記流体噴射ヘッドとの間に、前記流体噴射ヘッドから所定量の流体が噴射された場合以外は、閉弁状態となっている弁機構を備える。

また、本発明の流体噴射装置は、前記流体供給路内が負圧になった場合に該流体供給路を閉塞する開閉弁を更に備え、前記排出動作は、前記流体噴射ヘッドを通じて前記流体供給路内を吸引する吸引動作である。

この構成によれば、流体噴射ヘッドを通じて流体供給路内を吸引する吸引動作によって、流体供給路内から所定量の流体を排出させることができる。また、流体供給路内が負圧になった場合には、開閉弁によって流体供給路が閉塞されるため、吸引動作による無駄な流体の排出を抑制することができる。

また、本発明の流体噴射装置の駆動方法は、前記流体収容体が前記装着機構から取り外される前に、前記流体供給機構による前記供給が可能な状態を停止するとともに、前記流体噴射ヘッドを通じて前記流体供給路内から所定量の流体を排出させる排出動作を実行する。

この発明によれば、上記流体噴射装置と同様の作用効果を得ることができる。

以下、本発明をインクジェット式プリンタ（以下、単にプリンタという）に具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の流体噴射装置としてのプリンタ１１は、略矩形箱状をなす本体ケース１２を備えるとともに、この本体ケース１２内の前方下部には、プラテン１３が主走査方向となる本体ケース１２の長手方向（図１において左右方向）に沿って架設されている。プラテン１３は、ターゲットとしての記録用紙Ｐを支持する支持台であって、このプラテン１３上には、図示しない紙送り機構により記録用紙Ｐが主走査方向と直交する副走査方向に沿って給送されるようになっている。

本体ケース１２内においてプラテン１３の後部上方には、主走査方向に沿って棒状のガイド軸１４が架設され、このガイド軸１４にはキャリッジ１５がガイド軸１４に沿って移動可能に支持されている。また、本体ケース１２内の後方側面においてガイド軸１４の両端部と対応する位置には、駆動プーリ１６及び従動プーリ１７が回転自在に支持されている。駆動プーリ１６にはキャリッジモータ１８が連結されるとともに、一対のプーリ１６，１７間にはキャリッジ１５を支持した無端状のタイミングベルト１９が掛装されている。したがって、キャリッジ１５は、キャリッジモータ１８の駆動により、ガイド軸１４に沿って主走査方向に往復移動可能となっている。

本体ケース１２内の一端側（図１では右端側）には箱形のカートリッジホルダ２０が設けられている。カートリッジホルダ２０は、前壁及び上壁前部にあたる部分が蓋部２０ａとして開閉可能に構成されている。この蓋部２０ａは、開閉ボタン２１（図３参照）の操作によって開閉装置２１ａ（図３参照）が駆動されることにより、開閉するようになっている。

カートリッジホルダ２０には、流体収容体としてのインクカートリッジ２２が流体としてのインクの色毎に複数個（本実施形態においては４個）、装着可能となっている。そして、インクカートリッジ２２の着脱交換は、蓋部２０ａを開状態として行われるようになっている（図２参照）。

各インクカートリッジ２２はカートリッジホルダ２０に装着された場合に、可撓性チューブからなるとともに、流体供給路を構成するインク供給路２３の上流端に接続されるようになっている。各インク供給路２３においてカートリッジホルダ２０に近い位置には、開閉弁としてのチョーク弁２４が設けられている。

チョーク弁２４は、インクがインク供給路２３内を上流側から下流側へ効率良く流れるようにするために設けられたもので、図示しない可撓性のフィルムを弁体として備えている。このフィルムは、一面側が大気圧に晒されているとともに、他面側がインク供給路２３内に連通している。そして、インク供給路２３内が負圧になった場合（インク供給路２３内の圧力が大気圧よりも小さくなった場合）には、フィルムが流路を閉鎖した閉弁状態となるようになっている。一方、インクカートリッジ２２側からインクが供給された状態では、インクの供給圧によって、フィルムは流路を開放した開弁状態となるようになっている。なお、チョーク弁２４は、インク供給路２３内に滞留する気泡等を除去するために行われる所謂チョーククリーニングの際にも使用される。

各インク供給路２３の下流端は、キャリッジ１５上に搭載されたバルブユニット２５の上流側とそれぞれ接続されるとともに、バルブユニット２５の下流側はキャリッジ１５の下面側に設けられた流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド２６に接続されている。なお、バルブユニット２５は、インクカートリッジ２２から記録ヘッド２６にインクを安定して供給するために設けられた弁機構であり、常時は閉弁状態となっているが、記録ヘッド２６から所定量のインクが噴射された場合には、開弁状態となって記録ヘッド２６側へインクを供給するようになっている。

カートリッジホルダ２０の上には流体供給機構としての加圧ポンプ２７が載置されている。加圧ポンプ２７は加圧空気の供給源であり、加圧空気供給路２８の上流端に接続されている。加圧ポンプ２７の下流側の加圧空気供給路２８には圧力検出機構としての圧力検出器２９及び大気開放弁３０が接続されている。

そして、加圧ポンプ２７が駆動されると、圧力検出器２９によって加圧空気供給路２８内の加圧空気の圧力が検出され、この検出値に基づいて加圧ポンプ２７の駆動制御が行われる。具体的には、加圧ポンプ２７の圧力検出器２９が予め設定された所定値未満の圧力値を検出した場合には、加圧ポンプ２７が駆動される。そして、加圧ポンプ２７の駆動により加圧空気供給路２８内の圧力が上昇し、圧力検出器２９が予め設定された上限値を検出した場合には、加圧ポンプ２７が駆動停止される。すなわち、圧力検出器２９は、加圧空気供給路２８内の圧力値を検出することにより、加圧ポンプ２７が駆動状態又は駆動停止状態となっていることを検知するようになっている。

また、何らかの事情により加圧空気供給路２８内の圧力が過度の状態になった場合は、大気開放弁３０が開放動作して加圧空気供給路２８内の圧力を大気中に開放するようになっている。そして、加圧空気供給路２８は、大気開放弁３０の下流側に配設された分配器３１を境にインクカートリッジ２２の個数と同数に分岐されて、それぞれの下流端が対応するインクカートリッジ２２に接続されている。

カートリッジホルダ２０とプラテン１３との間、すなわち、記録用紙Ｐが至らない非印刷領域には、プリンタ１１の電源オフ時や記録ヘッド２６をメンテナンスする場合にキャリッジ１５の待機場所となるホームポジションＨＰが設けられている。そして、キャリッジ１５がホームポジションＨＰに配置されたときの下方となる位置には、記録ヘッド２６のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット３２が備えられている。

メンテナンスユニット３２は、図１及び図２に示すように、ホームポジションＨＰに移動された記録ヘッド２６のノズル形成面２６ａと対応した有底略箱状に形成されたキャップ３３を備えている。キャップ３３内にはインク吸収材３４が収容されているとともに、キャップ３３の底面にはインク吸引チューブ３５の上流端が接続されている。

図２に示すように、このインク吸引チューブ３５の下流側は、記録ヘッド２６内をクリーニングのために吸引する吸引ポンプ３６に接続されている。そして、記録ヘッド２６がホームポジションＨＰに移動された後、昇降装置（図示略）によってキャップ３３が上方向に移動されてノズル形成面２６ａに形成された複数のノズル２６ｂ（図２においては１つのみ図示）を囲むように記録ヘッド２６に当接することで、ノズル形成面２６ａを密閉するようになっている。

このように記録ヘッド２６にキャップ３３が当接した状態において吸引ポンプ３６が駆動されると、インク供給路２３及び記録ヘッド２６内にある増粘したインクや気泡などがノズルから吸引排出される吸引動作が行われる。吸引動作によって吸引された廃インクは、インク吸引チューブ３５を通じて廃インク回収容器３７内に回収され、廃インク回収容器３７内に収容された廃インク吸収材３８によって吸収保持される。

次に、本実施形態のプリンタにおけるインクカートリッジ２２のカートリッジホルダ２０への装着機構について、図２に従って説明する。
図２に示すように、カートリッジホルダ２０内には装着機構３９が収容されている。各インクカートリッジ２２はこの装着機構３９を介してカートリッジホルダ２０に装着されるようになっている。各装着機構３９の上部において前寄り（図２において左寄り）の位置には操作レバー４０が設けられており、インクカートリッジ２２を着脱交換する際には、この操作レバー４０が操作されるようになっている。

操作レバー４０の長手方向略中央からは軸状をなす支持部４１が突設されており、操作レバー４０は、支持部４１によって装着機構３９の側壁部３９ａに対して回動可能に支持されるとともに、ねじりコイルばね（図示略）によって時計回り方向（図２に示す矢印方向）に付勢されている。そして、操作レバー４０の一端部（図２において右端部）には係止部４２が下向きに突設されるとともに、操作レバー４０の他端部（図２において左端部）の上面には押圧部４３が形成されている。

一方、インクカートリッジ２２は、図２に示す装着機構３９への装着状態における上面に、操作レバー４０の係止部４２が係合する凹部である被係止部４４が形成されている。そして、インクカートリッジ２２が装着機構３９に対して装着される際には、インクカートリッジ２２が操作レバー４０の係止部４２を反時計回り方向に押し上げて、前側（図２における左側）から後側（図２における右側）へと挿入されてカートリッジホルダ２０内に収容される。また、インクカートリッジ２２がカートリッジホルダ２０内の所定の位置まで挿入されると、操作レバー４０の係止部４２が被係止部４４の上側に位置し、ねじりコイルばねの付勢力によって操作レバー４０が時計回り方向に回動されて、被係止部４４に係止部４２が係止される。

なお、操作レバー４０の支持部４１には装着機構３９側に設けられた保持機構としての電磁ロック装置４１ａ（図３参照）が接続されている。そして、加圧ポンプ２７の駆動時及び駆動停止後所定時間の間には、係止部４２が被係止部４４に係止された状態で、電磁ロック装置４１ａが駆動されることにより、操作レバー４０は回動不能に保持されるようになっている。

すなわち、加圧ポンプ２７の駆動時及び駆動停止後所定時間の間には、電磁ロック装置４１ａによってインクカートリッジ２２は装着機構３９に保持された状態となり、カートリッジホルダ２０からの取り外しが規制されるようになっている。また、電磁ロック装置４１ａによって支持部４１が回動不能に保持されている状態においては、カートリッジホルダ２０の蓋部２０ａも同様に閉状態に保持されるようになっている。

一方、加圧ポンプ２７の駆動停止後所定時間が経過して、インクカートリッジ２２がカートリッジホルダ２０から取り外される際には、図２に点線矢印で示すように蓋部２０ａが回動されて開けられた状態で操作レバー４０の押圧部４３が押し下げられる。すると、電磁ロック装置４１ａによる保持が解除された操作レバー４０がねじりコイルばねの付勢力に抗して反時計回り方向に回動されることで、被係止部４４に対する係止部４２の係止状態が解かれるようになっている。

図２に示すように、装着機構３９の後壁３９ｂには、上下方向における中央付近にインク供給路２３の上流端が接続されたインク供給ポート４５が設けられている。インク供給ポート４５には中空針であるインク供給針４６が前方に向けて、すなわちインクカートリッジ２２側（図２において左側）に向けて突設されている。

同じく後壁３９ｂのインク供給ポート４５の上側には、加圧空気供給路２８の下流端が接続された加圧空気供給ポート４７が設けられている。加圧空気供給ポート４７には筒状の接続部４８が前方に向けて、すなわちインクカートリッジ２２側（図２において左側）に向けて突設されている。

更に、後壁３９ｂのインク供給ポート４５の下側及び加圧空気供給ポート４７の上側には、一対のピン状をなす位置決め部材４９がそれぞれ前方に向けて、すなわちインクカートリッジ２２側（図２において左側）に向けて突設されている。

また、装着機構３９の後壁３９ｂ寄りの位置には、前後方向（図２において左右方向）に摺動可能なスライダ５０が設けられている。このスライダ５０はコイルばね５１によって、前方すなわちインクカートリッジ２２を取り外す方向（図２において左方向）に付勢されている。したがって、インクカートリッジ２２がカートリッジホルダ２０に装着される際には、このコイルばね５１の付勢力に抗してカートリッジホルダ２０内に挿入される。また、インクカートリッジ２２がカートリッジホルダ２０に装着された際には、操作レバー４０の係止部４２はコイルばね５１の付勢力に抗してインクカートリッジ２２の被係止部４４に係止し、インクカートリッジ２２を所定の位置に保持することとなる。

さて、インクカートリッジ２２の内部は加圧室２２ａとなっており、この加圧室２２ａ内には内部にインクが充填されたインクパック５２が収容されている。インクパック５２は、重ね合わされた２枚のラミネートフィルムの３辺を溶着し、残りの１辺を、その中央から導出部材５３が突出するように配置された状態で熱溶着することで袋状に形成されている。インクパック５２内のインクは、導出部材５３内に形成されたインク導出孔５４を通じて導出されるようになっている。

インクパック５２は、インクカートリッジ２２の装着機構３９への装着状態時に、装着機構３９の後壁３９ｂに設けられたインク供給ポート４５と対向する位置に導出部材５３が配置されるように、インクカートリッジ２２内に収容されている。そして、インクカートリッジ２２がカートリッジホルダ２０内に挿入されると、導出部材５３のインク導出孔５４内にインク供給針４６が挿入されるようになっている。なお、導出部材５３とインク供給針４６との間には、インク導出孔５４とインク供給針４６との間を液密に接続するためのパッキン５５が装備されている。

また、導出部材５３において挿入されたインク供給針４６よりもインクパック５２側（図２において左側）のインク導出孔５４内には、逆止弁５６が設けられている。この逆止弁は、インクカートリッジ２２側からインク供給針４６を介したインク供給路２３側へのインクの流れを許容するとともに、インク供給針４６を介したインク供給路２３側からインクカートリッジ２２側へのインクの流れを抑制するようになっている。すなわち、逆止弁５６は、逆流したインクとともに気泡等がインクパック５２内に流入するのを抑制して、収容したインクの脱気度が低下するのを抑制するようになっている。

ただし、逆止弁５６はインクの逆流を完全に遮断するものではなく、例えば加圧ポンプ２７が駆動停止されて、インク供給路２３内の圧力が加圧室２２ａ内（インクパック５２内）よりも高くなっている場合には、この圧力差に応じて、インク供給路２３内のインクが徐々にインクパック５２内に戻っていくようになっている。

インクカートリッジ２２の導出部材５３の上側にあたる位置には、装着機構３９の後壁３９ｂに設けられた加圧空気供給ポート４７に向けて突設された中空針である空気供給針５７が設けられている。そして、インクカートリッジ２２がカートリッジホルダ２０内に挿入されると、空気供給針５７が接続部４８内に挿入されるようになっている。なお、空気供給針５７と接続部４８との間には、空気供給針５７と接続部４８との間を気密に接続するためのパッキン５８が装備されている。

また、インクカートリッジ２２の空気供給針５７の上側及び導出部材５３の下側には、装着機構３９の後壁３９ｂに設けられた一対の位置決め部材４９と個別に対応し、インクカートリッジ２２がカートリッジホルダ２０内に挿入される際には、両位置決め部材４９を摺動案内可能な一対の位置決め孔５９が設けられている。

したがって、インクカートリッジ２２が装着機構３９を介してカートリッジホルダ２０に装着されると、インクカートリッジ２２の位置決め部材４９が位置決め孔５９によって摺動案内されることでインクカートリッジ２２が所定の位置に導かれる。そして、インク導出孔５４とインク供給針４６とが接続されてインクパック５２内とインク供給路２３とが連通されるとともに、空気供給針５７と加圧空気供給ポート４７とが接続されて加圧室２２ａ内と加圧空気供給路２８とが連通される。この状態で加圧ポンプ２７が駆動されると、加圧室２２ａ内に加圧空気が供給されて加圧状態となることで、インクパック５２内のインクが記録ヘッド２６側へと加圧供給されるようになっている。

一方、インクカートリッジ２２がカートリッジホルダ２０から取り外される際には、インク導出孔５４とインク供給針４６との接続が解除される。このとき、インク供給路２３は、その内部に正圧が残存している。なお、本実施形態においては、インク供給路２３が可撓性チューブから構成されていることと、チョーク弁２４が可撓性のフィルムを弁体として備えていることから、特に圧力の残存が生じやすくなっている。

このため、インクカートリッジ２２が装着機構３９から取り外される際には、インク導出孔５４内及びインク供給針４６内のインクが漏出することがある。このような漏出したインクを吸収保持するため、カートリッジホルダ２０の内底部６０において、装着状態にあるインクカートリッジ２２の導出部材５３及び装着機構３９の下側にあたる位置には凹部６１が設けられ、この凹部６１内には吸収材としてのインク吸収材６２が収容されている。

次に、上記プリンタ１１の電気的構成について図３に従って説明する。
図３に示すように、プリンタ１１は制御部６３を備えている。制御部６３は、入力側インターフェース（図示略）と、出力側インターフェース（図示略）と、ＣＰＵ６４、ＲＯＭ６５、ＲＡＭ６６及びタイマ６７などを備えたデジタルコンピュータと、各機構（加圧ポンプ２７等）を駆動させるための駆動回路（図示略）とを主体として構成されている。

入力側インターフェースには、蓋部２０ａの開閉を行うための開閉ボタン２１及び圧力検出器２９が電気的に接続されている。また、出力側インターフェースには、蓋部２０ａの開閉装置２１ａ、加圧ポンプ２７、電磁ロック装置４１ａがそれぞれ電気的に接続されている。そして、制御部６３は、開閉ボタン２１及び圧力検出器２９からの検出信号などに基づいて各機構（加圧ポンプ２７等）を各種の駆動信号に基づき各別に制御するようになっている。

また、デジタルコンピュータにおいて、ＲＯＭ６５には、各機構（加圧ポンプ２７等）を制御するための制御プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ６６には、プリンタ１１の駆動中に適宜書き換えられる各種の情報（圧力検出器２９からの検出信号が示す各検出値の大きさなど）が記憶されるようになっている。

また、タイマ６７は、圧力検出器２９が所定値未満の圧力値を検出してから、インクカートリッジ２２を取り外すために開閉ボタン２１が押されるまでの経過時間Ｔを計時するようになっている。なお、本実施形態では、この経過時間Ｔを加圧ポンプ２７の駆動停止状態が検知されてから、すなわち加圧ポンプ２７によるインクの供給が停止されてから、インクカートリッジ２２が装着機構３９から取り外されるまでの経過時間としている。

次に、以上のように構成されたプリンタ１１の駆動方法について説明する。
まず、プリンタ１１での印刷に先だって、開閉ボタン２１が押され、開閉装置２１ａによってカートリッジホルダ２０の蓋部２０ａが開かれる。そして、インクカートリッジ２２が装着機構３９に装着された後、再度開閉ボタン２１が押されると、開閉装置２１ａによって蓋部２０ａが閉じられる。このとき、蓋部２０ａが開かれた状態且つインクカートリッジ２２が装着機構３９に装着された状態で開閉ボタン２１が押されると、電磁ロック装置４１ａが駆動され、インクカートリッジ２２の取り外しが規制される。そして、開閉装置２１ａによって蓋部２０ａが閉じられた後、蓋部２０ａも同様に閉状態に保持される。

このとき、キャリッジ１５はホームポジションＨＰに位置しているとともに、記録ヘッド２６はキャップ３３によってノズル形成面２６ａが封止された状態にある。そして、インクカートリッジ２２が装着されると、加圧ポンプ２７が駆動されて、インクパック５２内及びインク供給路２３内が加圧された状態となる。この状態で、吸引ポンプ３６が駆動されて吸引動作が行われると、インクパック５２内のインクがインク供給路２３を通じて記録ヘッド２６側まで充填される。

以上の準備作業が終わった後もインクパック５２内及びインク供給路２３内が加圧された状態に維持され、印刷が開始されると、必要に応じてインクパック５２内のインクが記録ヘッド２６側に加圧供給される。そして、プリンタ１１は印字信号に基づいてノズル２６ｂから記録用紙Ｐに対してインクの噴射を行い、印刷を実行する。

印刷実行後、インクカートリッジ２２が交換される際には、以下の方法で作業が行われる。
まず、印刷が印字信号の送信が停止されると、加圧ポンプ２７が停止され、記録ヘッド２６側へのインク供給が停止される。そして、圧力検出器２９が所定値未満の圧力を検出すると、タイマ６７がセットされ、経過時間Ｔの計時が開始される。そして、キャリッジ１５がホームポジションＨＰに移動されるとともに、キャップ３３が上方向に移動して記録ヘッド２６にノズル２６ｂを囲むように当接する。

続いて、インクカートリッジ２２を取り外すために開閉ボタン２１が押されると、タイマ６７による経過時間Ｔの計時が終了する。そして、蓋部２０ａが閉じられたままで、すなわち電磁ロック装置４１ａが駆動されたままで、吸引ポンプ３６が駆動され、吸引動作が実施される。すなわち、記録ヘッド２６を通じてインク供給路２３内から所定量のインクを排出させる排出動作として、吸引動作が実行される。

なお、この排出動作に伴うインクの排出量は経過時間Ｔに応じて設定され、経過時間Ｔが比較的短かった場合には排出量は多く、経過時間Ｔが比較的長かった場合には排出量は少なく設定される。すなわち、加圧ポンプ２７の駆動停止から、インクカートリッジ２２が装着機構３９から取り外されるまでの経過時間Ｔに応じて、相対的に経過時間Ｔが長い場合ほど経過時間Ｔが短い場合よりも少なくなるように、排出動作に伴うインクの排出量が設定される。

また、吸引動作に伴うインクの排出によってインク供給路２３内が負圧になった場合には、その負圧によりチョーク弁２４が閉弁状態となり、インク供給路２３が閉塞される。したがって、このチョーク弁２４の閉弁動作により、無駄にインクが吸引排出されることが抑制されるようになっている。

吸引動作が終了すると、制御部６３によって電磁ロック装置４１ａが駆動停止されるとともに、開閉装置２１ａによって蓋部２０ａが開かれる。これにより、インクカートリッジ２２の取り外しが可能になり、インクカートリッジ２２の交換が行われる。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、インクカートリッジ２２が装着機構３９から取り外される前に、加圧ポンプ２７の駆動を停止するとともに吸引動作を実行してインク供給路２３内から所定量のインクを排出させることで、インク供給路２３内の圧力を下げることができる。したがって、装着機構３９からインクカートリッジ２２を取り外す際に生じるインクの漏出を簡易な構成で抑制することができる。

（２）上記実施形態では、加圧ポンプ２７の駆動停止から時間が経過すると、インク供給路２３内のインクの一部はインクカートリッジ２２内に戻るため、装着機構３９からインクカートリッジ２２を取り外す際のインクの漏出量は減少する。したがって、加圧ポンプ２７の駆動停止からインクカートリッジ２２の取り外しまでの経過時間Ｔの長短に応じてインクの排出量をそれぞれ設定することにより、インクの無駄な消費を抑制することができる。

（３）上記実施形態では、圧力検出器２９によって加圧ポンプ２７が駆動停止状態となっていることを検知することができる。また、タイマ６７によって加圧ポンプ２７の駆動停止状態が検知されてからインクカートリッジ２２が取り外されるまでの経過時間Ｔを計時することにより、この経過時間Ｔに応じたインクの排出量を設定することができる。

（４）上記実施形態では、インクカートリッジ２２を装着機構３９に着脱する際には蓋部２０ａを開状態とするので、開閉ボタン２１の操作によって蓋部２０ａが開かれることを検出することができる。これにより、インクカートリッジ２２が装着機構３９から取り外されるタイミングを検知することができる。また、加圧ポンプ２７の駆動時及び駆動停止後所定時間の間には蓋部２０ａは閉状態に保持されるため、加圧ポンプ２７の駆動停止からインクカートリッジ２２の取り外しまでに所定の時間を確保することが可能になる。そして、加圧ポンプ２７の駆動停止からインクカートリッジ２２の取り外しまでの間に、インク供給路２３内のインクの一部はインクカートリッジ２２内に戻るため、装着機構３９からインクカートリッジ２２を取り外す際のインクの漏出を抑制することができる。

（５）上記実施形態では、インク供給路２３に逆止弁５６を備えることにより、加圧ポンプ２７の駆動停止後におけるインクカートリッジ２２へのインクの逆流が抑制される結果、逆流したインクとともに気泡等がインクパック５２内に流入するのを抑制して、収容したインクの脱気度が低下するのを抑制することができる。なお、こうした逆止弁５６を備えた場合には、装着機構３９からインクカートリッジ２２を取り外す際に生じるインクの漏出量が多くなるが、その取り外し前にはインク供給路２３内から所定量のインクが吸引排出されるので、効果的にインクの漏出を抑制することができる。

（６）上記実施形態では、インクカートリッジ２２が装着機構３９から取り外される際に漏出するインクを吸収保持するためのインク吸収材６２をカートリッジホルダ２０内に設けているが、漏出するインクを微量にできるため、インク吸収材６２を小型化することができる。

（７）上記実施形態では、記録ヘッド２６を通じてインク供給路２３内を吸引する吸引動作によって、インク供給路２３内から所定量のインクを排出させることができる。また、インク供給路２３内が負圧になった場合には、チョーク弁２４によってインク供給路２３が閉塞されるため、吸引動作による無駄なインクの排出を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜に変更した以下のような形態にて実施することもできる。
・上記実施形態においては、開閉ボタン２１の操作によって蓋部２０ａが開かれることを検出するようにしたが、インクカートリッジ２２が装着機構３９から取り外されるタイミングを検知する方法は、その他の方法によってもよい。例えば、蓋部２０ａの開閉を検出するセンサや、電磁ロック装置４１ａを解除する解除ボタンの操作等によって検出するようにしてもよい。

・上記実施形態においては、インクカートリッジ２２は装着機構３９に保持するために電磁ロック装置４１ａ及び蓋部２０ａの開閉装置２１ａを用いたが、電磁ロック装置４１ａ又は蓋部２０ａの開閉装置２１ａを備えない構成としてもよい。あるいは、電磁ロック装置４１ａ及び蓋部２０ａの開閉装置２１ａに替えて、機械的なロック装置等を用いてもよい。

・上記実施形態においては、インク供給路２３内から所定量のインクを排出させる排出動作は吸引動作に限らない。例えば、加圧ポンプ２７を停止させた状態で、ノズルからインクを噴射させるフラッシングを排出動作として実行してもよい。

・上記実施形態においては、記録ヘッド２６にインクを供給するための流体供給機構は、加圧ポンプ２７に限らない。例えば、記録ヘッド２６よりもカートリッジホルダ２０を高い位置に設定した水頭差によるインク供給方式や、インクカートリッジ２２内のインクパック５２をばね等の付勢部材で機械的に与圧するインク供給方式であってもよい。また、加圧空気による加圧ではなく、インクパック５２内のインクを直接加圧するようにしてもよい。

・上記実施形態において、インクを収容する流体収容体はインクパック５２を収容したインクカートリッジ２２に限らず、例えば内部に直接インクを収容するインクタンク等でもよい。

・上記実施形態においては、経過時間Ｔによって排出動作を変化させるようにしてもよい。例えば、経過時間Ｔが比較的短い場合にはインク排出量が多くなる吸引動作を実行し、経過時間Ｔが比較的長い場合にはインク排出量が少ないフラッシング動作を実行するようにしてもよい。

・上記実施形態において、電磁ロック装置４１ａによって操作レバー４０の支持部４１が回動不能に保持されているときに、カートリッジホルダ２０の蓋部２０ａを開閉可能としてもよい。

・上記実施形態において、蓋部２０ａの開閉ボタン２１及び開閉装置２１ａを備えない構成として、蓋部２０ａは手動で開閉可能としてもよい。
・上記実施形態においては、電磁ロック装置４１ａを備えない構成としてもよい。

・上記実施形態においては、蓋部２０ａを備えない構成としてもよい。
・上記実施形態においては、インクカートリッジ２２に逆止弁５６を備えない構成としてもよい。

・上記実施形態においては、チョーク弁２４を備えない構成としてもよい。
・上記実施形態においては、電磁ロック装置４１ａの解除や蓋部２０ａの開閉をユーザに報知するための報知手段（ランプ、ブザー、メッセージを表示させる表示パネル等）を備えるようにしてもよい。

・上記実施形態において、流体噴射装置を、記録用紙Ｐの搬送方向（前後方向）と交差する方向において記録ヘッド２６が記録用紙Ｐの幅方向（左右方向）の長さに対応した全体形状をなす、いわゆるフルラインタイプのプリンタに具体化してもよい。

・各実施形態においては、本発明に係る流体噴射装置をインクジェット式プリンタに具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体等を含む）を噴射したり噴射したりする流体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ゲル（例えば物理ゲル）などの流状体を噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。なお、本明細書において「流体」とは、気体のみからなる流体を含まない概念であり、流体には、例えば液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含む）、液状体、流状体などが含まれる。

次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について、その効果とともに以下に追記する。
（技術的思想１）前記流体収容体を前記装着機構に保持する保持機構を更に備え、
前記流体収容体を前記装着機構に着脱する際には前記保持機構による保持を解除するとともに、前記流体供給機構による流体の供給時及び供給停止後所定時間の間には前記保持機構によって前記流体収容体を前記装着機構に保持することを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。

この構成によれば、流体収容体を装着機構に着脱する際には保持機構による保持を解除するので、この保持の解除を検出することにより、流体収容体が装着機構から取り外されるタイミングを検知することができる。また、流体供給機構による流体の供給時及び供給停止後所定時間の間には流体収容体は装着機構に保持されるため、流体供給機構による流体供給停止から流体収容体の取り外しまでに所定の時間を確保することが可能になる。すると、流体供給機構による流体供給停止から流体収容体の取り外しまでの間に、流体供給路内の流体の一部は逆流して流体収容体内に戻るため、流体噴射装置から流体収容体を取り外す際の流体の漏出を抑制することができる。

実施形態における流体噴射装置としてのプリンタの概略平面図。 実施形態におけるプリンタのインク供給システム及びインクカートリッジの装着機構を説明する模式図。 実施形態におけるプリンタの電気的構成を説明するブロック図。

符号の説明

１１…流体噴射装置としてのプリンタ、２０ａ…蓋部、２２…流体収容体としてのインクカートリッジ、２３…流体供給路としてのインク供給路、２４…開閉弁としてのチョーク弁、２６…流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、２７…流体供給機構としての加圧ポンプ、２９…圧力検出機構としての圧力検出器、３９…装着機構、５６…逆止弁、６２…吸収材としてのインク吸収材、６７…タイマ、Ｔ…経過時間。

Claims (8)

1. 流体を噴射可能な流体噴射ヘッドと、
   流体が収容された流体収容体が着脱可能に装着される装着機構と、
   前記流体収容体に収容された流体を前記流体噴射ヘッドに供給する流体供給路であって、可撓性チューブまたは可撓性のフィルムを弁体として備えるチョーク弁を備える流体供給路と、
   前記流体噴射ヘッド側に前記流体収容体内の流体の供給を可能とする流体供給機構とを備える流体噴射装置であって、
   前記流体供給機構による前記供給が可能な状態において、前記流体供給路内の流体は加圧された状態であり、
   前記流体収容体が前記装着機構から取り外される前に、前記流体噴射ヘッドを通じて前記流体供給路内から所定量の流体を排出させる排出動作を実行することを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記流体供給機構による前記供給が可能な状態を停止するとともに、前記流体供給機構による前記供給が可能な状態の停止から、前記流体収容体が前記装着機構から取り外されるまでの経過時間に応じて、前記排出動作に伴う流体の排出量を、相対的に前記経過時間が長い場合ほど前記経過時間が短い場合よりも少なくなるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
3. 前記流体供給機構は、駆動時に前記流体収容体内を加圧状態とすることで流体を前記流体噴射ヘッド側に供給するように構成され、
   前記流体供給機構が駆動状態又は駆動停止状態となっていることを検知するための圧力検出機構と、
   前記流体供給機構の駆動停止状態が検知されてから、前記流体収容体が前記装着機構から取り外されるまでの経過時間を計時するタイマとを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の流体噴射装置。
4. 前記装着機構に装着された前記流体収容体を覆う蓋部を更に備え、
   前記流体収容体を前記装着機構に着脱する際には前記蓋部を開状態とするとともに、前記流体供給機構による流体の供給時及び供給停止後所定時間の間には前記蓋部を閉状態に保持することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
5. 前記流体収容体は、該流体収容体内から前記流体供給路への流体の流れを許容する一方、前記流体供給路側から前記流体収容体内への流体の逆流を抑制する逆止弁を備えることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
6. 前記流体供給路と前記流体噴射ヘッドとの間に、前記流体噴射ヘッドから所定量の流体が噴射された場合以外は、閉弁状態となっている弁機構を備えることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
7. 前記流体供給路内が負圧になった場合に該流体供給路を閉塞する開閉弁を更に備え、
   前記排出動作は、前記流体噴射ヘッドを通じて前記流体供給路内を吸引する吸引動作であることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
8. 請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置の駆動方法であって、
   前記流体収容体が前記装着機構から取り外される前に、前記流体供給機構による前記供給が可能な状態を停止するとともに、前記流体噴射ヘッドを通じて前記流体供給路内から所定量の流体を排出させる排出動作を実行することを特徴とする駆動方法。

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