JP5908517B2 - インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、負圧を付与するようにインクを密閉空間内に収容するインクタンクと、このインクタンクから供給されるインクを吐出可能な記録ヘッドと、を用いて画像を記録するインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関するものである。

インクジェット記録装置においては、負圧が付与されたインクをインクタンクから記録ヘッドに供給し、その記録ヘッドが電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などの吐出エネルギー発生素子を用いて、吐出口からインクが吐出される。このような記録装置は、商店のレジカウンターや棚の中、およびオフィスのデスク上などの狭い場所でも使用されるため、その小型化が要求されている。

記録装置の小型化を図る上においては、記録ヘッドとインクタンクとを直結させることが理想的である。また、インクタンクひいては記録装置の小型化を図りつつ、多量のインクを収容する上においては、インクタンクとしては密閉式のインクタンクを用いることが有利となる。この密閉型のインクタンクとしては、特許文献１に記載されているように、インクを収容した可撓性の袋を備えて、その袋を内容積の拡大方向にバネなどによって付勢することにより、記録ヘッドに供給するインクに負圧を付与するものがある。

密閉式のインクタンクにおいて、インクを収容する可撓性の袋は、記録ヘッドのみと連通する密閉空間を形成する。そのため、例えば、インクタンク内にはインクがなくなって可撓性の袋が潰れ、記録ヘッド内にはインクが未だ残っている場合に、記録ヘッドがその内部に残っているインクを吐出したときには、記録ヘッド内の負圧が上昇してしまう。その結果、インクを良好に吐出することができなくなって、画像の記録不良を招くおそれがある。

特開２００７−３１３７１１号公報

本発明の目的は、密閉型のインクタンクおよび記録ヘッド内のインクを安定的に吐出することができるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。

本発明のインクジェット記録装置は、インクを密閉空間内に収容し負圧発生手段を有するインクタンクから供給されるインクを吐出可能な記録ヘッドと、内部の圧力調整が可能な気体貯留部と、前記インクタンクの前記負圧発生手段により内部が負圧になる前記記録ヘッドの液室と前記気体貯留部とを連通するための連通路と、前記連通路を開閉する開閉手段と、前記液室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出する前記液室内の圧力に基づいて、前記開閉手段により前記連通路を開いて前記液室と前記気体貯留部とを連通させ、前記気体貯留部内の圧力により前記液室内の圧力を所定の範囲に調整する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、密閉型のインクタンクおよび記録ヘッド内のインクを安定的に吐出することができる。

本発明の一実施形態のインクジェット記録装置の概略正面図である。 図１のインクジェット記録装置の制御系のブロック図である。 図１のインクジェット記録装置におけるインクの供給系の概略構成図である。 図３におけるインクタンクと記録ヘッドの拡大断面図である。 図３におけるインク保持部材の拡大図である。 図３のインク供給系による負圧緩和処理を説明するためのフローチャートである。 図６の負圧緩和処理におけるインク供給系の動作の説明図である。 本発明の第２の実施形態における要部の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態における負圧緩和処理を説明するためのフローチャートである。 図９の負圧緩和処理におけるインク供給系の動作の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の記録装置は、フルラインタイプのインクジェット記録装置としての適用例である。

（第１の実施形態）
図１は、フルラインタイプのインクジェット記録装置（以下、「プリンタ」ともいう）１１０の概念的な構成例の説明図である。

プリンタ１１０は、パーソナルコンピュータなどの形態のホスト装置１２０に接続されており、このホスト装置１２０からプリンタ１１０に画像情報などが送られる。プリンタ１１０には、インクを吐出可能な４つの記録ヘッド２２（２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ）が記録媒体としてのロール紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並ぶように配置されている。記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出するための記録ヘッドである。それぞれの記録ヘッド２２には、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などの吐出エネルギー発生素子を用いて、複数の吐出口から対応するインクを吐出するノズルが構成されている。電気熱変換素子を用いて場合には、その発熱によりインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して、ノズル先端の吐出口からインクを吐出することができる。これらの吐出口は、矢印Ａの搬送方向と交差（本例の場合は、直交）する方向に配列されている。これらの記録ヘッド２２は所謂長尺なラインヘッドであり、記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、矢印Ａの搬送方向する方向に並んで配置されている。これらの記録ヘッド２２の長さは、プリンタ１１０において記録可能な記録媒体の最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これらの記録ヘッド２２は、画像の記録動作中は所定の記録位置に位置決めされている。

記録ヘッド２２Ｋの回復動作（インクの吐出状態を良好に維持する動作）のために、プリンタ１１０には回復ユニット４００が組み込まれている。回復ユニット４００には、それぞれの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにおける吐出口の形成面（吐出口形成面）からインクを除去するための回復機構５０が備えられている。回復機構５０は、それぞれの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ毎に独立して設けられている。回復機構５０には、吐出口形成面をワイピングするためのワイパー、そのワイパーを保持するワイパー保持部材、ワイパーに付着したインクを除去するためのインク除去部材、および吐出口面に密着するキャップ等が備えられている。

ロール紙Ｐは、供給ユニット２５から供給されて、プリンタ１１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロール紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させるための搬送モータ２６ｂ、および搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。搬送機構２６は、搬送ローラを用いてロール紙Ｐを搬送する構成であってもよく、またユニット化した搬送ユニットを構成するものであってもよい。

ロール紙Ｐに画像を記録する際には、搬送中のロール紙Ｐにおける記録開始位置が記録ヘッド２２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて、記録ヘッド２２Ｋにおける複数の吐出口からブラックインクを選択的に吐出する。同様に記録ヘッド２２Ｃ、記録ヘッド２２Ｍ、記録ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロール紙Ｐに記録する。プリンタ１１０には、それぞれの記録ヘッド２２（２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ）にインクを供給するインクタンク２８（２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙ）が備えられている。さらに、プリンタ１１０には、それぞれの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに対するインクの供給動作および回復動作をするための各種ポンプなどが備えられている。

図２は、プリンタ１１０の制御系のブロック構成図である。

ホスト装置１２０から送信された記録データやコマンドなどの情報は、インターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、プリンタ１１０の記録データの受信、記録動作、ロール紙Ｐのハンドリング等のプリンタ１１０における制御の全般を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００は、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。

画像を記録する場合には、まず、出力ポート１１４とモータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２およびヘッド昇降モータ１１８を駆動制御して、それぞれの記録ヘッド２２を対応するキャッピング機構５０から離して記録位置に移動させる。キャッピングモータ１２２は、キャッピング機構５０を図１中の矢印Ｂ１，Ｂ２方向に移動させるためのモータであり、ヘッド昇降モータ１１８は、記録ヘッド２２を図１中の矢印Ｃ１，Ｃ２方向の昇降させるためのモータである。その後、出力ポート１１４とモータ駆動部１１６を介して、ロール紙Ｐを繰り出すためのロールモータ（図示せず）、および定速度でロール紙Ｐを搬送するための搬送モータ２６ｂ等を駆動制御して、ロール紙Ｐを矢印Ａ方向に搬送する。一定速度で搬送されるロール紙Ｐに対してインクを吐出し始めるタイミング（記録タイミング）は、不図示の先端検知センサ（図示せず）によるロール紙Ｐの先端の検出タイミングに基づいて決定される。ＣＰＵ１００は、ロール紙Ｐの搬送に同期して、インク色毎に対応する記録データをイメージメモリ１０６から順次に読み出し、この読み出したデータを記録ヘッド制御回路１１２を介して対応する記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに転送する。弁１７、弁２０及び弁３３は、ＣＰＵ１００に接続されており、ＣＰＵ１００によって開閉の動作が行われる。また、インク検知センサ２４は、ＣＰＵ１００に接続されており、インク検知センサ２４からの出力に基づいて、ＣＰＵ１００は、後述する液室内に所定量のインクがあるか否かを判断する。

ＣＰＵ１００は、プログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて、後述する負圧緩和処理（図６参照）を含む種々の処理を実行する。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。ワークＲＡＭ１０８は、作業用のメモリなどとして使用される。ＣＰＵ１００は、それぞれの記録ヘッド２２のクリーニング動作や回復動作時には、出力ポート１１４とモータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動制御し、インクの加圧および吸引等を行わせる。

図３は、インクタンク２８と記録ヘッド２２との間のインクの供給系の説明図、図４は、インクタンク２８と記録ヘッド２２の拡大断面図である。

インクタンク２８は、その内部の液室６がジョイント部５のみによって外部に連通する、実質的な密閉空間を形成する密閉型のインクタンクであり、密閉空間を形成する液室６は、少なくとも一部が柔軟性の部材によって形成されている。液室６には、それを拡張する方向に付勢するバネ７Ａが備えられている。このバネ７Ａによって、液室６内に所定の負圧が発生する。したがって、インクタンク２８は、負圧を付与するようにインクを密閉空間内に収容することになる。本例のバネ７Ａは、液室６の内部空間を拡大させるように、圧力板７Ｂを介して液室６を内部から外部に向かって付勢する。バネ７Ａ及び圧力板７Ｂによって、負圧発生部が形成されている。ジョイント部５には不織布のフィルタ８が取り付けられている。

記録ヘッド２２のジョイント部３１には、フィルタ１３とインク保持部材１４が取り付けられている。フィルタ１３は、ＳＵＳ製のメッシュにより形成されている。そのメッシュは金属繊維を織り込んだ構成であり、フィルタ１３の目（インク導通部）の平均的な幅は１０μｍ程度である。フィルタ１３は、このような細かな目を持つことにより、外部からのゴミが記録ヘッド２２内に侵入することを防止する。インク保持部材１４には、図５のように、内部に円筒状の流路１４Ａが複数形成されており、それらの流路１４Ａの内径は１．０ｍｍ程度である。記録ヘッド２２側のフィルタ１３に対して、インクタンク２８側のフィルタ８が圧接することによって、記録ヘッド２２とインクタンク２８が接続されて、インクタンク２８の液室６が記録ヘッド２２の液室１０とが連通する。

記録ヘッド２２には、液室１０内のインクを吐出口９から吐出するための不図示の吐出エネルギー発生素子が備えられている。吐出エネルギー発生素子としては、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などを用いることができる。電気熱変換体を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して吐出口９からインクを吐出することができる。液室１０内には、インク層１１が形成される空間部と、空気層１２が形成される空間部と、がある。

インクタンク２８から記録ヘッド２２内に導入されたインクは、インク保持部材１４の流路１４Ａ内に保持されて、その流路１４Ａの下端においてインクのメニスカスを形成する。記録ヘッド２２の吐出口９からインクが吐出されて、液室１０内のインクが消費されると、インク層１１の減少および空気層１２が増大により液室１０内の圧力が低下する。液室１０内が所定圧よりも低下したときに、流路１４Ａの下端に形成されているインクのメニスカスが破れて、インクタンク２８から記録ヘッド２２内にインクが供給される。このようなインクの供給によって液室１０内が元の所定圧に戻ると、インクタンク２８から記録ヘッド２２内にインクの供給が止まって、流路１４Ａの下端にインクのメニスカスが再び形成される。このように、インクの消費に伴う液室１０内の圧力低下を解消するように、保持部材１４の流路１４Ａを通してインクタンク２８から記録ヘッド２２内にインクが供給される。流路１４Ａは、インクタンク２８の密閉空間内の記録ヘッド２２の液室１０内との間の差圧によるインクタンク２８から記録ヘッド２２へのインクの供給を許容することになる。

液室１０内には、インク層１１の高さを検知するためのインク検知センサ２４が備えられている。インク検知センサ２４には、２つの金属製の電極板２４Ａ，２４Ｂが並列に配備されている。インク層１１の液面が電極板２４Ａ，２４Ｂの下端の高さ以上の位置にあるときは、電極板２４Ａ，２４Ｂ同士が電気的に導通し、インク層１１の液面が電極板２４Ａ，２４Ｂの下端よりも下に位置するときは、電極板２４Ａ，２４Ｂ間が電気的に絶縁される。このような電極板２４Ａ，２４Ｂの間の電気的な変化に基づいて、ＣＰＵ１００により、インク層１１の液面の高さが所定の高さ（電極板２４Ａ，２４Ｂの下端位置）以下であるか否かを検知することができる。

記録ヘッド２２には、ジョイント部３１とは別に、外部と連通するための連通路１５が形成されており、その連通路１５の開口部にはフィルタ２７が備えられている。連通路１５は、開閉可能な第１の弁１７を介してバッファ室（負圧室）１６に連通されている。バッファ室１６は３０ｍｌ程度の空間を成しており、ポンプ１８に連通している。本例のポンプ１８は、正逆回転可能なチューブポンプである。バッファ室１６には、大気に連通する流路１９が接続されており、その流路１９には開閉可能な第２の弁２０が備えられている。ポンプ１８には、廃インクタンク３２が接続されている。

バッファ室１６には、開閉可能な第３の弁３３を介してキャップ３４が接続されている。キャップ３４は、記録ヘッド２２における吐出口９の形成面（吐出口形成面）に密着可能である。キャップ３４が吐出口形成面に密着して、吐出口９をキャッピングした状態において、キャップ３４の内部をポンプ１８によって吸引することにより、吐出口９からキャップ３４内にインクを吸引排出（吸引回復動作）させることができる。また、画像の記録に寄与しないインクを吐出口９からキャップ３４内に吐出する予備吐出動作、および、記録ヘッド２２内のインクを加圧して、それを吐出口９からキャップ３４内に強制的にインクを排出させる加圧回復動作を実施することもできる。その加圧回復動作においては、バッファ室１６および第１の弁１７を通して、ポンプ１８によって発生させた加圧力を記録ヘッド２２内に作用させることができる。このような回復処理によりキャップ３４内に受容されたインクは、ポンプ１８によって発生させた吸引力によって、バッファ室１６を通して廃インクタンク３２に排出することができる。

各色のインクタンク２８には、種々の情報を記憶可能な記憶素子４１（記憶部）が各色に備えられている。インクタンク２８を記録ヘッド２２に接続させるように、そのインクタンク２８を記録装置の本体（装置本体）に装着したときに、インクタンク２８の記憶素子４１の記憶情報は、装置本体側の情報読取り部４０によって読み取られる。ＣＰＵ１００は、その読み取った情報に基づいて制御を実施することができ、またインクタンク２８の記憶素子４１に情報を記憶させることも可能である。

密閉型のインクタンク２８内の負圧は、インクタンク２８内のインク残量の減少に伴って、記録ヘッド２２内の負圧と共に高まる傾向にある。特に、インクタンク２８内にインクがなくなりかけてからは、インクタンク２８内の負圧が記録ヘッド２２内の負圧と共に急激に高まる傾向にある。そのため、インクタンク２８内のインク残量が僅かになってから、さらにインクが消費された場合には、インクの吐出不良が生じる程度にまで記録ヘッド２２の液室１０内の負圧が高まるおそれがある。

本例の場合は、負圧緩和処理を行うことによって、インクタンク２８内のインク残量が減少してからの記録動作においても記録ヘッド２２の液室１０内の負圧の上昇を抑えて、インクの吐出状態を良好に維持して高品位の画像の記録を可能とする。

図６は、負圧緩和処理を説明するためのフローチャートであり、図７は、負圧緩和処理における記録ヘッド２２内の負圧の調整状態の説明図である。

記録装置は、記録動作時に記録ヘッド２２から吐出されるインクの吐出回数を記録データに基づいてカウントすることにより、インクタンク２８を使用し始めてからのインクの消費量を順次計測して累積する。さらに、このような記録動作によるインクの消費量に、回復動作（吸引回復動作、予備吐出動作、および加圧回復動作を含む）などによるインクの消費量を加味することにより、より正確にインクの消費量を計測することができる。このようにして計算したインクの消費量は、インクタンク２８に備わる記憶素子に記憶させる。したがって、記憶素子には、それが備わるインクタンク２８内のインクの累積消費量が記憶される。その記憶素子に記憶されるインクの累積消費量が所定量以上となったときに、インクタンク２８内にインクがなくなりかけたと判断して、図６の負圧緩和モードに移行する。

負圧緩和モードに移行したときは、まず、負圧緩和モードに移行してからの記録ヘッド２２の液室１０内の負圧の上昇圧に関する値Ｖをリセットしてから（ステップＳ１）、記録データに基づいて画像を記録する（ステップＳ２）。その後、ステップＳ２の記録動作に起因する記録ヘッド２２の液室１０内の負圧の上昇圧（記録ヘッド内の上昇負圧）Ｖ１に関する情報を取得する（ステップＳ３）。

本例の場合、この上昇負圧Ｖ１は、ステップＳ２の記録動作時におけるインクの消費量から予測する。すなわち、まずは、ステップＳ２の記録動作時におけるインクの吐出回数を記録データに基づいてカウントし、そのカウント値と、インクの１回の吐出当たりのインク量と、に基づいてインクの消費量を予測する。記録ヘッド２２内の負圧は、インクの消費量に応じて上昇する傾向にあるため、そのインク消費量に基づいて、ステップＳ２の記録動作時による記録ヘッド２２内の上昇負圧Ｖ１を予測することができる。また、この上昇負圧Ｖ１は、記録ヘッド２２内またはインクタンク２８内の圧力を直接検出することによっても取得できる。

次に、上昇負圧Ｖ１と前述した負圧Ｖとの合計の負圧（Ｖ＋Ｖ１）が所定負圧ＶＡ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。所定負圧ＶＡは、負圧緩和モードに移行した後に、その負圧に達しない程度にまで記録ヘッド２２内の負圧（Ｖ＋Ｖ１）が上昇しても、インクの良好な吐出状態が維持できる負圧である。負圧（Ｖ＋Ｖ１）が所定負圧ＶＡをある程度超えたときには、インクの良好な吐出状態が維持できなくなるおそれがある。

負圧（Ｖ＋Ｖ１）が所定負圧ＶＡ未満のときは、後述するステップＳ５に移行する。一方、負圧（Ｖ＋Ｖ１）が所定負圧ＶＡ以上のときには、記録ヘッド２２内の圧力を緩和するための一連の処理（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）を行ってから、後述するステップＳ５に移行する。

ステップＳ１１においては、図７（ａ）のように、第１および第３の弁１７，３３を閉じたまま第２の弁２０を開いて、バッファ室１６内を大気圧にする。その後、図７（ｂ）のように第２の弁２０を閉じてから（ステップＳ１２）、図７（ｃ）のように、バッファ室１６内の空気を排出させる方向にポンプ１８を回転させて（ステップＳ１３）、バッファ室１６内を負圧にする。その後、バッファ室１６内を少なくとも所定負圧ＶＡよりも小さ負圧にしてから、図７（ｄ）のように第１の弁１７を開く（ステップＳ１４）。これにより、記録ヘッド２２内の負圧が緩和される。その後、図７（ｅ）のように第１の弁１７を閉じてから（ステップＳ１５）、負圧Ｖをリセットする（ステップＳ１６）。

記録ヘッド２２の液室１０の負圧は、インクの良好な吐出状態を確保可能な理想的な適正範囲の負圧にまで緩和させることが望ましい。また、バッファ室１６と記録ヘッド２２とを連通させる前に、バッファ室１６内を減圧しておくことにより、バッファ室１６と記録ヘッド２２との連通時に、吐出口に形成されているインクのメニスカスの破壊を防止することができる。これにより、吐出口からのインクの染み出しの発生を防止することができる。

ステップＳ５においては、インク検知センサ２４がインクを検知しているか否か、つまり記録ヘッド２２内のインク量が所定量を越えているか否かを判定する。インク検知センサ２４がインクを検知している場合には、全ての画像の記録が終了したか否かを判定する（ステップＳ６）。画像の記録が終了していなければ、負圧（Ｖ＋Ｖ１）を負圧Ｖとして更新してから（ステップＳ７）、先のステップＳ２に戻って前述した処理を繰り返す。画像の記録が終了していれば、図６の負圧緩和処理を終了する。

ステップＳ５において、インク検知センサ２４がインクを検知していない場合、つまり記録ヘッド２２内のインク量が所定量以下の場合には、吸引動作によって記録ヘッド２２の液室１０内を減圧する（ステップＳ８）。これにより、インクタンク２８内のインクを可能な限り記録ヘッド２２の液室１０内に吸引する。具体的には、第１の弁１７を開いて、記録ヘッド２２の液室１０内を減圧させる方向にポンプ１８を回転させる。その後、再度、インク検知センサ２４がインクを検知するか否かを判定し（ステップＳ９）、インクを検知した場合にはステップＳ６に進み、それを検知しない場合には、ユーザーにインクタンク２８の交換を促す（ステップＳ１０）。

このように本例においては、記録ヘッド内の負圧に関する情報として、記録ヘッド内の負圧に対応するインクの消費量を取得する。そして、その消費量が所定量以上となったとき、つまり記録ヘッド内の負圧が所定負圧以上となったときに、減圧していたバッファ内と記録ヘッド内とを一時的に連通して、記録ヘッド内の負圧を緩和し、その後に、記録動作を再開する。これにより、インクタンク内のインク残量がなくなりかけた後の記録時において、記録ヘッド内の負圧の上昇を抑えて、インクの良好な吐出状態を維持することができる。この結果、画像の記録不良を生じさせることなく、インクタンクおよび記録ヘッド内のインクを最大限使用することが可能となる。

（第２の実施形態）
図８のように、１つのバッファ室に対して複数の記録ヘッドを共通に接続してもよい。他の部分は、先述の実施形態と同様の構成なので説明は省略する。本例の場合は、１つバッファ室１６に対して、４つの記録ヘッド２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）が対応する第１の弁１７（１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋ）を介して接続されている。ＣＰＵ１００は、記録ヘッド２２Ｙ内の負圧が所定負圧以上となったときに、バッファ室１６内を予め減圧しておいてから、第１の弁１７Ｙを一時的に開くことにより、記録ヘッド２２Ｙ内の負圧を緩和させることができる。他の記録ヘッド２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋについても同様である。

上述した実施形態においては、負圧緩和モードに移行してからの記録ヘッド２２内の負圧の上昇圧Ｖ１を累積した負圧（Ｖ＋Ｖ１）と、所定負圧ＶＡと、の比較結果に基づいて、弁１７，２０およびポンプ１８を制御する。記録ヘッド２２内の負圧は、インクタンク２８の使用開始時から累積したインクの累積消費量に対応するインクタンク２８内の負圧に対応するため、そのインクの累積消費量を記録ヘッド２２内の負圧に関する情報として用いることもできる。例えば、そのインクの累積消費量を所定の閾値と比較することにより、記録ヘッド２２内の負圧が所定負圧以上であるか否かを判定する。そして、記録ヘッド２２内の負圧が所定負圧以上のときに、記録ヘッド２２にバッファ室１６を連通させることによって、記録ヘッド２２内の負圧を緩和することができる。

上述した実施形態においては、画像を記録する先行の記録動作と後続の記録動作との間に記録ヘッド内の負圧が所定負圧以上となるときに、それらの記録動作の間において、記録ヘッドにバッファ室を連通させることによって、記録ヘッド内の負圧を緩和する。画像の記録の実施中に記録ヘッド２２内の負圧が所定負圧以上となる場合には、その画像を記録する前に、記録ヘッド２２内の負圧を緩和せることもできる。例えば、その画像を記録するための記録データに基づいてカウントしたインクの吐出回数から、その画像を記録した場合のインクの消費量を予測し、そのインクの消費量に基づいて、その画像を記録した場合の記録ヘッド２２内の負圧を予測する。そして、その予測した記録ヘッド２２内の負圧が所定負圧以上となる場合には、その画像を記録する前に、記録ヘッド２２内の負圧を緩和せる。

記録ヘッド２２の液室１０は比較的小さな空間を形成することにより、その液室１０内の圧力低下に敏感に反応して、前述したように、インク保持部材１４を通してインクタンク２８から記録ヘッド２２の液室１０内にインクを確実に供給することができる。その記録ヘッド２２の液室１０がバッファ室１６と一時的に連通したときには、その液室１０の容積が実質的に拡大されることになる。しかし、そのような液室１０の容積の実質的に拡大は一時的であり、また記録ヘッド２２からインクを吐出する記録動作中ではないため、インクの供給に支障はない。

（第３の実施形態）
本実施形態の記録装置は、記録ヘッド２２の連通路１５に備わるフィルタ２７がインクによって濡れた場合を考慮して、連通路１５を通して記録ヘッド２２内を加圧可能となっている。

フィルタ２７は、連通路１５から記録ヘッド２２内へのゴミなどの異物の侵入を防止するために連通路１５に備えられている。記録ヘッド２２内に異物が侵入して、それがノズル内に移動した場合には、インクの吐出不良が生じるおそれがある。フィルタ２７は、例えば、フィルタ１３と同様に、平均的な幅が１０μｍ程度であって、ＳＵＳ製で金属繊維を織り込んだ構造とすることができる。

このようなフィルタ２７に記録ヘッド２２内のインクが接触したり、インクがフィルタ２７を通過したりして、フィルタ２７がインクによって一旦濡れた場合には、フィルタ２７の網目にインクの膜が形成されて、その膜が気体の通過を妨げるおそれがある。このような膜は、インクの表面張力によって強く維持されるため、連通路１５内におけるフィルタ２７の前後の空間内の圧力を遮断することになる。このような圧力を遮断する力は、フィルタ２７の網目が細かくなる程、強くなる。このような圧力を遮断するインクの膜がフィルタ２７に形成された後に、前述した実施形態のように、連通路１５を通して記録ヘッド２２内の負圧を調整しようとした場合には、その調整が難しくなる。すなわち、インクの表面張力によって、そのインクの膜にメニスカス力が生じ、そのメニスカス力によって、連通路１５から記録ヘッド２２の液室１０内に導入する負圧が遮断されるおそれがある。この場合には、その液室１０内の負圧を小さくすることができず、その負圧が大きくなってインクの吐出不良を招くおそれがある。

本実施形態においては、記録ヘッド２２内の負圧の調整が損なわれないように、フィルタ２７に形成されるインクの膜を圧力差によって破る。フィルタ２７に形成されたインクの膜は、連通路１５内におけるフィルタ２７の前後の空間の圧力差、つまりフィルタ２７に形成されるインクの膜の前後の空間の圧力差をインクのメニスカス力以上とすることによって、破ることができる。これにより、気体がフィルタ２７を通過可能となって、連通路１５におけるフィルタ２７の前後における空間内の圧力が均衡化する。

具体的には、記録ヘッド２２内の負圧を調整する負圧緩和処理において、連通路１５内におけるフィルタ２７の前後の空間に圧力差を生じさせるように、バッファ室１６側から、連通路１５内の圧力を調整する。本例の場合は、連通路１５内におけるバッファ室１６側の空間を加圧するように、バッファ室１６側から連通路１５内に正圧を導入することによって、連通路１５内の圧力調整をする。バッファ室１６内の圧力Ｐｂ、フィルタ２７に形成されるインクの膜のメニスカス力をＰｍ、および記録ヘッド２２内の圧力（負圧）Ｐｈを下式（１）の関係とすることにより、フィルタ２７に形成されるインクの膜を破ることができる。
Ｐｂ−Ｐｈ＞Ｐｍ ・・・ （１）

また、記録ヘッド２２内の圧力Ｐｈは、下式（２）のように所定圧Ｐｆよりも大きくする。
Ｐｈ＞Ｐｆ ・・・ （２）

所定圧Ｐｆは、それ以下に記録ヘッド２２内の圧力Ｐｈが小さくなった場合に、インクの良好な吐出状態が維持できなくなるおそれが生じる圧力（負圧）である。記録ヘッド２２内の圧力Ｐｈが所定圧Ｐｆよりも大きければ、インクの良好な吐出状態を維持することができる。

上式（２）の関係を維持した上、上式（１）の関係を成立させるように、記録ヘッド２２内の負圧を調整する負圧緩和処理を行うためには、下式（３）の関係を成立させる必要がある。
Ｐｂ−Ｐｍ＞Ｐｈ＞Ｐｆ ・・・ （３）
したがって、バッファ室１６内の圧力Ｐｂは、下式（４）が成立するような大きさとすればよい。
Ｐｂ＞Ｐｍ＋Ｐｆ ・・・ （４）

本実施形態においては、前述した第１の実施形態と同様に、インクタンク２８内のインクがなくなりかけた判断した場合に、負圧緩和モードに移行する。その負圧緩和モードにおいては、図９のような負圧緩和処理を実行する。ステップＳ１からステップＳ１０は、前述した実施形態における図６の処理と同じである。

ステップＳ１１においては、図１０（ａ）のように、第１および第３の弁１７，３３を閉じたまま第２の弁２０を開いて、バッファ室１６内を大気圧にする。その後、図１０（ｂ）のように第２の弁２０を閉じてから（ステップＳ１２）、図１０（ｃ）のように、バッファ室１６内に空気を導入させる方向にポンプ１８を回転させて（ステップＳ１３Ａ）、バッファ室１６内を正圧にする。その際、バッファ室１６は、加圧される圧力室として用いられる。このときのバッファ室１６内の圧力Ｐｂは、上記（４）のように、Ｐｂ＞Ｐｍ＋Ｐｆの大きさとする。次に、図１０（ｄ）のように第１の弁１７を開く（ステップＳ１４）。その後、図１０（ｅ）のように第１の弁１７を閉じてから（ステップＳ１５）、負圧Ｖをリセットする（ステップＳ１６）。

図１０（ｄ）のように、バッファ室１６内の圧力（正圧）Ｐｂを連通路１５内に導入した後、記録動作に伴って記録ヘッド２２内の圧力が減少（負圧が増大）する。そして、記録ヘッド２２内の圧力Ｐｈが減少してＰｈ１となったときに、メニスカス力Ｐｍよりも大きな差圧が生じる。その結果、フィルタ２７にインクの膜が形成されている場合には、その膜が破られることになる。その圧力Ｐｈ１は、所定圧Ｐｆよりも大きく設定することができる。したがって、記録ヘッド２２内の圧力Ｐｈ１を所定圧Ｐｆよりも大きくして、インクの良好な吐出状態を維持したまま、フィルタ２７に形成されているインクの膜を破ることができる。このように、フィルタ２７の形成されているインクの膜を破ることにより、そのフィルタ２７を通して圧力が伝播されて、記録ヘッド２２内の負圧が緩和される。仮に、バッファ室１６から連通路１５内に大気圧ＰＡを導入した場合、メニスカス力Ｐｍよりも大きな差圧を生じさせるためには、記録ヘッド２２内を圧力Ｐｈ１よりも小さい圧力Ｐｈ２としなければならない。その場合には、圧力Ｐｈ２が所定圧Ｐｆよりも小さいくなって、インクの良好の吐出状態が維持できなくなるおそれがある。

（第４の実施形態）
例えば、記録装置の転倒などによって、記録ヘッド２２内のインクがフィルタ２７を通って連通路１５内に入り、そのインクがフィルタ２７上に残留するおそれがある。そのフィルタ２７上の残留インクによってフィルタ２７が塞がれることによって、連通路１５内におけるフィルタ２７の前後の空間内の圧力が強く遮断されるおそれがある。フィルタ２７上にインクが残留しているときに、前述した第３の実施形態のように、バッファ室１６内から連通路１５内を加圧した場合には、インクの膜が破られることなく、フィルタ２７上の残留インクが記録ヘッド２２側に移動する。そのため、記録ヘッド２２内の圧力が高められて、その記録ヘッド２２内のインクがノズル先端の吐出口から染み出るおそれがある。

本実施形態においては、負圧緩和モードに移行したときに、バッファ室１６内から連通路１５内を加圧して、フィルタ２７上の残留インクを記録ヘッド２２内に移動させることによって、その後の負圧緩和動作を安定させる。その際には、記録ヘッド２２の吐出口からインクが染み出るおそれがあるため、そのインクをキャップ３４によって受けるように、キャップ３４と記録ヘッド２２とを対向させる。また、吐出口が形成される記録ヘッド２２の吐出口形成面をワイピングすることにより、その吐出口から染み出たインクを拭き取って、吐出口形成面を清掃する。この結果、負圧緩和動作を安定させた上、吐出口から染み出たインクが記録動作に及ぼす影響を回避することができる。

１６ バッファ室（負圧室）
１７ 第１の弁（開閉手段）
２２ 記録ヘッド
２８ インクタンク
１１０ プリンタ（インクジェット記録装置）

Claims (13)

1. インクを密閉空間内に収容し負圧発生手段を有するインクタンクから供給されるインクを吐出可能な記録ヘッドと、
   内部の圧力調整が可能な気体貯留部と、
   前記インクタンクの前記負圧発生手段により内部が負圧になる前記記録ヘッドの液室と前記気体貯留部とを連通するための連通路と、
   前記連通路を開閉する開閉手段と、
   前記液室内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段の検出する前記液室内の圧力に基づいて、前記開閉手段により前記連通路を開いて前記液室と前記気体貯留部とを連通させ、前記気体貯留部内の圧力により前記液室内の圧力を所定の範囲に調整する制御手段と、
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記制御手段は、前記液室内の負圧が所定の負圧以上となるときに、前記開閉手段により前記連通路を開くことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記液室内の負圧が前記所定の負圧以上のときは、前記インクタンク内のインクの消費量が所定量以上のときであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インクの消費量は、前記記録ヘッドからのインクの吐出回数に基づいて求められることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記制御手段は、前記記録ヘッドからインクを吐出して画像を記録する先行の記録動作と後続の記録動作との間に前記記録ヘッド内の負圧が前記所定の負圧以上となるときに、前記先行の記録動作と前記後続の記録動作との間において前記開閉手段により前記連通路を一時的に開くことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記制御手段は、前記記録ヘッドからインクを吐出して画像を記録する記録動作中に前記液室内の負圧が前記所定の負圧以上となるときに、前記記録動作の前の非記録動作中に前記開閉手段により前記連通路を一時的に開くことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記記録ヘッド内のインク量を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出されるインク量が所定量以下のときに、前記インクタンクから前記記録ヘッド内にインクを吸引するように前記記録ヘッド内を減圧する減圧手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記インクタンクと前記記録ヘッドとの間に、前記密閉空間内と前記液室内との間の差圧による前記密閉空間内から前記記録ヘッド内へのインクの供給を許容する流路を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. １つの前記気体貯留部に対して、複数の前記液室内がそれぞれに対応する前記連通路を介して連通されることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記連通路にフィルタを備えたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記気体貯留部により前記記録ヘッド内を加圧可能な圧力調整手段を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記記録ヘッドは、吐出口形成面に形成された吐出口からインクを吐出可能であり、
    前記制御手段が前記液室内の圧力を調整したときに、前記記録ヘッドの前記吐出口形成面を清掃する清掃手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
13. 記録ヘッドの内部に設けられたインク室内に負圧を付与するようにインクタンクの密閉空間内に収容されたインクを記録ヘッドの液室内に供給し、前記記録ヘッドが前記液室内のインクを吐出することによって画像を記録するインクジェット記録方法であって、
    前記液室内の圧力を検出する圧力検出工程と、
    前記圧力検出工程により検出した液室内の圧力に基づいて、前記液室と、内部の圧力調整が可能な気体貯留部と、を連通させる連通路を開き、前記気体貯留部内の圧力により前記液室内の圧力を所定の範囲に調整する制御工程と、
    を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。

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