JP6579800B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクタンクからインクジェット記録ヘッドへインクを供給するインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置において、メインタンクからサブタンクを介して記録ヘッドへインクを供給する構成が知られている。特許文献１には、サブタンクと記録ヘッドとを連通する流路の途中に、容積を変化可能な部材を設ける構成が開示されている。この構成においては、部材の容積を変化させることによって、メインタンクからサブタンクへインクを供給し、サブタンクにインクを充填している。より詳細には、部材の容積を収縮させ部材内のインクをサブタンクへ移動させて、サブタンク内の空気をメインタンクへ移動させた後、部材の容積を膨張させサブタンク内のインクを部材へ移動させて、メインタンク内のインクをサブタンクへ移動させている。

特開２０１４−７９９７３号公報

特許文献１の構成においては、部材内にインクがある状態において、サブタンクへのインクの充填動作が行われている。そのため、例えばメインタンク以外にはインクが入っていない初期状態等においては、部材等へインクを供給した後にサブタンクへインクを充填することとなり、インクの充填完了までに比較的長い時間がかかってしまうことがある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものである。そして、その目的は、インクの充填完了までの時間を従来の構成よりも短縮することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るインクジェット記録装置は、インクを吐出する吐出口が形成された吐出口面を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容する収容部と、前記収容部へ供給されるインクを収容し着脱可能なインクタンクと、前記収容部と前記記録ヘッドとの間の第１の流路に配され当該第１の流路を開閉する開閉弁と、前記吐出口面をキャッピングするキャップと、前記キャップと連通し前記記録ヘッドからインクを吸引するための負圧を発生する吸引ポンプと、前記開閉弁を閉じて前記キャップによって前記吐出口面をキャッピングした状態において前記吸引ポンプを駆動して前記キャップ内を負圧状態にした後に前記開閉弁を開く動作を繰り返し行うことによって、前記インクタンクから前記収容部を介して前記記録ヘッドへインクを供給して前記記録ヘッドにインクを充填する記録ヘッド充填動作を行う制御手段と、を備えるインクジェット記録装置において、前記収容部と連通する第２の流路に配され容積変化する容積変化部材を備え、前記制御手段は、前記記録ヘッド充填動作を行っているときに前記開閉弁が閉じた状態において、前記容積変化部材を駆動して前記収容部の内圧を変化させることによって、前記インクタンクから前記収容部へインクを供給して前記収容部にインクを充填する収容部充填動作を行うことを特徴とする。

上記構成によれば、サブタンクの内圧を変化させることが可能な内圧変化部材を備えているため、記録ヘッド充填動作時にサブタンクの内圧を変化させることによって、メインタンクのインクをサブタンクへ供給することが可能となる。これによって、インクの充填完了までの時間を短縮することができる。

記録装置の構成を示す模式図である。 記録装置の制御構成を示すブロック図である。 インク供給部、記録ヘッド、及び回復処理部を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）はリザーブタンク充填方法を説明するための模式図である。 リザーブタンク充填シーケンスを示すフローチャートである。 記録ヘッド充填シーケンスを示すフローチャートである。 初期充填シーケンスを示すフローチャートである。 初期充填時のリザーブタンク充填処理を示すフローチャートである。 初期充填時のリザーブポンプの駆動を説明するためのグラフである。 （ａ）〜（ｄ）は初期充填時の充填方法を説明するための模式図である。 第２実施形態の初期充填シーケンスを示すフローチャートである。 初期充填時のリザーブタンク充填処理を示すフローチャートである。 初期充填時の吸引ポンプの駆動を説明するためのフローチャートである。

以下に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１はインクジェット記録装置（以下「記録装置」という）１の構成を示す模式図である。記録装置１は、Ａ１サイズやＡ０サイズなどの比較的大判の記録媒体に対して、記録可能なシリアル型の記録装置である。図１に示すように、記録装置１は、キャリッジ２、記録ヘッド３、供給チューブ４、ガイド軸５、無端ベルト６、回復処理部７、およびインク供給部８を有している。キャリッジ２は、図中に示すｘ方向に延在するガイド軸５に沿って移動可能にガイド軸５に支持されると共に、ガイド軸５の延在方向と略平行な方向へ移動する無端ベルト６に固定されている。無端ベルト６は、キャリッジモータ（ＣＲモータ）の駆動力によって往復移動し、それによってキャリッジ２をＸ方向へ往復移動させる。

キャリッジ２には記録ヘッド３が着脱可能に搭載されている。インク供給部８にはインクが貯留されており、インク供給部８は記録ヘッド３へインクを供給する。記録ヘッド３の記録媒体２１と互いに対向する面（吐出口面）には、インクを吐出可能な吐出口（不図示）が設けられている。

記録ヘッド３とインク供給部８とは供給チューブ４によって接続されており、インク供給部８のインクは供給チューブ４を介して記録ヘッド３へ供給される。供給チューブ４は柔軟な材料によって形成されている。供給チューブ４は、キャリッジ２の移動に追従して移動する区間を有しており、キャリッジ２の移動時においても記録ヘッド３へインクを供給可能なように構成されている。図１に示すように、供給チューブ４は、キャリッジ２の移動方向と略平行な区間を有するように配置されている。なお、供給チューブ４の配置は、図１に示すものに限定されるものではない。

回復処理部７は、記録ヘッド３の吐出機能を回復させるための回復処理動作などを実行する。記録媒体２１は、不図示の搬送機構によって、図中に示すｙ方向へ搬送される。

図２は記録装置１の制御構成を示すブロック図である。ここでは、記録装置１の主制御部１００はインターフェイス回路１１０を介してホストコンピュータ１１５に接続されており、ホストコンピュータ１１５から入力された記録データに基づいて記録媒体２１に画像が記録される。なお、他の外部記憶装置などから記録装置１に記録データが入力されるようになっていてもよい。図２に示すように、主制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及び入出力ポート１０４を備えている。ＣＰＵ１０１は記録装置１全体の制御を司る。ＲＯＭ１０２にはＣＰＵ１０１によって実行される各種プログラム等が格納されている。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして、及びインターフェイス回路１１０にて受信したデータを格納するメモリエリアとして、使用される。入出力ポート１０４は各種情報の入出力に用いられる。

入出力ポート１０４には駆動回路が接続されている。駆動回路１０５は搬送機構の搬送モータ（ＬＦモータ１１３）を、駆動回路１０６はＣＲモータ１１４を、駆動回路１０７は記録ヘッド３を、駆動回路１０８は回復処理部７を、駆動回路１２０はインク供給部８を、夫々駆動するための回路である。入出力ポート１０４には、温湿度センサ１０９、エンコーダセンサ１１１、ヘッド温度センサ１１２、及びインク量検出センサ１２１が接続されている。温湿度センサ１０９は、記録装置１の使用環境である温度や湿度を検出する。エンコーダセンサ１１１はキャリッジ２の位置検出に用いられる。ＣＰＵ１０１は、エンコーダセンサ１１１からの検出信号に基づいて、キャリッジ２の移動を制御する。ＣＰＵ１０１は、回復処理動作時や負圧発生動作時などに、回復処理部７の図３を参照して後述するキャップ１９と対向する位置に記録ヘッド３の吐出口面が位置するホームポジションに、キャリッジ２を位置させる。ヘッド温度センサ１１２は記録ヘッド３の温度を検出する。インク量検出センサ１２１は、図３を参照して後述するリザーブタンク１０内のインク量が所定量であるか否かを検出可能となっている。ＣＰＵ１０１は、インク量検出センサ１２１の検出結果に基づいて、リザーブタンク１０内へのインクの充填の要否などを決定する。これらのセンサからの検出信号は、入出力ポート１０４を介して、主制御部１００へ入力される。

また、入出力ポート１０４には、回復処理カウンタ１１６、予備吐出カウンタ１１７、フチ無しインクカウンタ１１８、及び吐出ドットカウンタ１１９が接続されている。予備吐出カウンタ１１７は、予備吐出におけるインクの吐出量をカウントする。回復処理カウンタ１１６は、回復処理時におけるインクの排出量をカウントする。フチ無しインクカウンタ１１８は、フチ無し記録時において記録媒体の領域外に吐出されたインクの量をカウントする。吐出ドットカウンタ１１９は、記録時において吐出されたインクの量をカウントする。

ホストコンピュータ１１５から主制御部１００へ記録データが入力されると、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３のバッファに記録データを展開する。ＣＰＵ１０１は、ＬＦモータ１１３を駆動することによって、搬送機構によって、記録ヘッド３の吐出口と対向する位置へ記録媒体２１を搬送させる。ＣＲモータ１１４及び記録ヘッド３を駆動することによって、キャリッジ２を移動させるとともに記録ヘッド３の吐出口からインクを吐出させる。記録装置１においては、搬送機構によるｙ方向への記録媒体２１の搬送動作と、キャリッジ２のｘ方向への往復移動に伴う記録ヘッド３の吐出口からのインクの吐出動作と、を繰り返すことによって、記録媒体２１に画像が記録される。

図３は、インク供給部８、記録ヘッド３、及び回復処理部７を示す模式図である。図３に示すように、インク供給部８と記録ヘッド３とは、流路１７によって接続されている。流路１７の一部は、図１を参照して説明した供給チューブ４である。

インク供給部８は、インクタンク（メインタンク）９、中空管１１、リザーブタンク（サブタンク）１０、リザーブポンプ（内圧変化部材）１４、電極対１５、開閉弁１６、及びバッファ室１２等を有している。インクタンク９は、記録装置１に対して着脱可能に搭載されており、交換可能となっている。図１及び図３等に示す場合においては１つのインクタンクを図示しているが、記録装置１にて用いるインクの色毎に別個のインクタンクが設けられているものとする。また、リザーブタンク１０や供給チューブ４等もインクの色毎に設けられているものとする。

インクタンク９は、リザーブタンク１０よりも多くの量のインクを収容できるように構成されている。インクタンク９とリザーブタンク１０とは中空管１１によって接続されている。インクタンク９とリザーブタンク１０との位置関係は、重力方向（図中に示すｚ方向）上方にインクタンク９が、これよりも下方にリザーブタンク１０が、夫々配置されるようになっている。また、インクタンク９とリザーブタンク１０との接続位置は、インクタンク９においてｚ方向下方の位置でありリザーブタンク１０においてｚ方向上方の位置となっている。

インクタンク９内のインクは中空管１１の内部を通過し、リザーブタンク１０へ向かう。中空管１１の内径は、インクに対して流路抵抗を発生させるために十分な内径となっており且つ中空管１１の開口部においてインクがメニスカスを形成するために十分な内径となっている。ここでは、内径１ｍｍの中空管１１を用いるが、内径のサイズはこのサイズに限定されるものではない。

リザーブタンク１０は記録装置１の所定の位置に固定されている。リザーブタンク１０は、流路１７によって記録ヘッド３と接続されている。この接続位置は、リザーブタンク１０においてｚ方向下方の位置となっている。リザーブタンク１０と記録ヘッド３との間の流路１７の途中には、開閉弁１６が設けられている。開閉弁１６は開状態となることによって流路１７を開き、閉状態となることによって流路１７を閉じる。これによって、インクタンク９のインクが収容される空間と記録ヘッド３のインクが収容される空間とを連通状態又は非連通状態とする。開閉弁１６は、その容積を変更可能な部材によって構成されている。ここでは、開閉弁１６としてダイヤフラム弁を用いる。

リザーブタンク１０はリザーブポンプ１４と接続されている。リザーブポンプ１４は、開閉弁１６と中空管１１との間に配置されている。ここでは、リザーブポンプ１４は、リザーブタンク１０の底面部と接続されている。リザーブポンプ１４は、容積を変化可能なものであればよく、例えばダイヤフラム構造の弾性部材を用いることができる。リザーブポンプ１４の容積を変化させることによって、リザーブタンク１０の内圧を変化させ、インクタンク９からリザーブタンク１０へインクを供給する。

また、リザーブタンク１０内には、電極対１５が備えられている。電極対１５は、リザーブタンク１０におけるｚ方向上方の位置に設けられている。電極対１５は、不図示の配線部によって電気的に接続されており、２本の電極がともにインクと接触した場合に閉回路を形成するようになっている。リザーブタンク１０内のインクが所定量である場合、電極対１５の２本の電極がともにインクと接触して、閉回路が形成され、リザーブタンク１０内のインクが所定量であることを示す電気信号が出力される。他方、リザーブタンク１０内のインクの量が所定量に満たない場合、２つの電極の何れもが又は何れか一方がインクと接触せず、電極間の導通は遮断される。ＣＰＵ１０１は、この回路から出力される電気信号に基づいて、リザーブタンク１０へのインクの充填処理の要否を判定する。ＣＰＵ１０１は、リザーブタンク１０内のインクが所定量であることを示す電気信号が出力された場合はリザーブタンク１０内へのインクの充填処理は必要ないと判定し、それ以外の場合はリザーブタンク１０内へのインクの充填処理が必要であると判定する。電極対１５はインク量検出センサ１２１として機能する。なお、インク量検出センサ１２１は、リザーブタンク１０内のインクが所定量であるか否かを検出することができるものであれば、電極対１５を用いるものに限定されるものではない。図３に示す場合は、２本の電極がともにインクと接触している状態すなわち所定量のインクがリザーブタンク１０に収容されている状態を示している。ここでは、２本の電極がともにインクと接触している状態を、リザーブタンク１０に所定量のインクが収容されている状態といい、リザーブタンク１０へのインクの充填が完了している状態という。

また、インクタンク９は連通管１３によってバッファ室１２と接続されている。バッファ室１２には、大気開放のための大気連通管１８が設けられている。これによって、インクタンク９の内圧と大気圧とのバランスを取っている。

回復処理部７は、キャップ１９及び吸引ポンプ（負圧発生部材）２０を有している。回復処理の際には、キャップ１９によって記録ヘッド３の吐出口面を覆って密閉し、この状態において吸引ポンプ２０を駆動し、キャップ１９によって閉じられた空間に負圧を生じさせる。これによって、吐出口面に付着しているインク等や吐出口およびこれに通じる流路内の粘度が増した増粘インク等を吸引する。吸引されたインクは、不図示の廃インク収容容器に収容される。また、記録ヘッド充填動作においても、キャップ１９によって記録ヘッド３の吐出口面を覆い、吸引ポンプ２０を駆動し、負圧を生じさせる。

なお、インク供給部８のリザーブポンプ１４の駆動及び開閉弁１６の開閉動作は、駆動回路１２０を介して、ＣＰＵ１０１によって制御される。また、回復処理部７のキャップ１９の当接離間動作及び吸引ポンプ２０の駆動は、駆動回路１０８を介して、ＣＰＵ１０１によって制御される。

＜インクタンク９にインクが収容されている状態におけるインクの供給方法＞
インクタンク９及びリザーブタンク１０にインクが収容されており且つリザーブタンク１０に所定量のインクが収容されている場合におけるインクの供給方法について説明する。記録ヘッド３の吐出口からのインクの吐出によって記録ヘッド３内のインク量が減ると、記録ヘッド３とリザーブタンク１０とを接続している供給チューブ４を介して、リザーブタンク１０内が負圧となる。この負圧が中空管１１の流路抵抗及びメニスカス耐圧を上回ると、インクタンク９からリザーブタンク１０へ、リザーブタンク１０から記録ヘッド３へ、インクが供給される。このような方法によって、インクタンク９から記録ヘッド３へ、記録ヘッド３の吐出口から吐出された分のインクが供給される。インクの供給によってインクタンク９内が負圧になると、連通管１３を介してバッファ室１２からインクタンク９へ空気やインクが移動し、インクタンク９の負圧が解消される。

インクタンク９内のインクが無くなると、インクタンク９は交換される。ここでは、インクタンク９の交換時にも、少なくとも１枚の比較的大判の記録媒体への記録動作を停止させることがないように、リザーブタンク１０に基準量のインクを貯留しておくようになっている。この基準量とは、少なくとも１枚の比較的大判の記録媒体に対して、１００パーセントの記録デューティによって画像の記録を完成させるために必要とされる量であるものとする。また、ここでは、インクタンク９の交換中においてリザーブタンク１０内のインク量が基準量未満である場合、１枚の記録媒体に対する記録動作は開始されないようになっている。リザーブタンク１０内のインク量が基準量であるか否かの判定には、回復処理カウンタ１１６、予備吐出カウンタ１１７、フチ無しインクカウンタ１１８、及び吐出ドットカウンタ１１９からのカウント値が用いられる。ＣＰＵ１０１は、リザーブタンク１０の充填完了後の回復処理カウンタ１１６、予備吐出カウンタ１１７、フチ無しインクカウンタ１１８、及び吐出ドットカウンタ１１９からのカウント値に基づいて、インク量が基準量であるか否かを判定する。これによって、インクタンク９の交換時に１枚の記録媒体に対する記録動作を一時的に停止させ交換後に記録動作を再開させた場合に想定されるインクの濃度ムラ等を防止することができる。

＜インクタンク９を交換した後のリザーブタンク１０へのインクの供給方法＞
インクタンク９にインクが無い状態又は記録装置１からインクタンク９が取り外されている状態においては、リザーブタンク１０のインクが消費され、リザーブタンク１０内のインクが所定量に満たない量となる。この場合におけるリザーブタンク１０へのインクの充填方法について、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５を参照して説明する。

図４（ａ）は、リザーブタンク１０内のインク量が所定量を下回った後、インクタンク９が交換された状態を示している。図４（ｂ）はリザーブポンプ１４の容積が膨張された状態を示している。図４（ｃ）はリザーブポンプ１４の容積が収縮された状態を示している。図５はリザーブタンク１０へのインクの充填シーケンスを示すフローチャートである。

図５に示すように、ＣＰＵ１０１は、インクタンク９が交換されたことを検知すると、リザーブタンク１０へのインク充填シーケンス制御を開始する（Ｓ５０１）。ＣＰＵ１０１は、インク量検出センサ１２１の検出結果に基づいて、リザーブタンク１０へのインクの充填の要否を判定する（Ｓ５０２）。より具体的には、インク量検出センサ１２１による電気信号値が所定値を超えているか否か判定する。ここでは、信号レベルが所定値以下である場合、電極対１５間はインクで導通されたと判断し、リザーブタンク１０内に所定量のインクが収容されていると判断する。以下、リザーブタンク１０に所定量のインクが充填されており、リザーブタンク１０へのインクの充填が不要であるとは、信号レベルが所定値以下であることを意味するものとする。リザーブタンク１０に所定量のインクが充填されておらず充填が未完了であり、リザーブタンク１０へのインクの充填が必要であるとは、信号レベルが所定値を超えていることを意味するものとする。なお、本ステップにおける充填要否判定は約１秒で完了する。

リザーブタンク１０への充填が不要であると判定した場合（Ｓ５０２にてＮＯ）、処理を終了する（Ｓ５０７）。リザーブタンク１０への充填が必要であると判定した場合（Ｓ５０２にてＹＥＳ）、開閉弁１６が開いている場合は開閉弁１６を閉じる（Ｓ５０３）。この状態を図４（ａ）に示す。図４（ａ）に示すように、開閉弁１６が閉じられることによって、流路１７が遮断される。また、この状態において、リザーブポンプ１４は収縮した状態となっている。

次に、リザーブポンプ１４を駆動する（Ｓ５０４）。ここでは、１秒間に１回リザーブポンプ１４の膨張及び収縮を行い、この動作を５回繰り返す設定となっている。このリザーブポンプ１４の駆動によって、インクタンク９からリザーブタンク１０へインクが供給される。図４（ｂ）に示すようにリザーブポンプ１４の容積を膨張させると、リザーブポンプ１４と連通しているリザーブタンク１０内の圧力は下がり、インクタンク９とリザーブタンク１０とに圧力差が生じる。この圧力差を解消すべく、リザーブタンク１０内の圧力値は、リザーブポンプ１４が収縮していた状態における圧力値に戻ろうとする。これにより、インクタンク９からリザーブタンク１０へインクが流入する。なお、ここでは、リザーブタンク１０の容積は１５ｍｌであり、リザーブポンプ１４の容積変化量は１ｍｌであるものとする。また、リザーブポンプ１４の容積変化によって生じるリザーブタンク１０内の圧力変化量は、中空管１１のメニスカス力を超えるものとする。

リザーブポンプ１４の容積を膨張させて所定時間経過後、図４（ｃ）に示すようにリザーブポンプ１４の容積を収縮させる。リザーブポンプ１４の容積が収縮すると、リザーブタンク１０内の圧力は上昇する。上昇したリザーブタンク１０内の圧力値は、リザーブポンプ１４が膨張していた時の圧力値へ戻ろうとするため、リザーブタンク１０内の空気がインクタンク９へ移動する。

リザーブポンプ１４の容積を収縮させて所定時間経過後、再びリザーブポンプ１４の容積を膨張させ、インクタンク９からリザーブタンク１０へインクを流入させる。この様にリザーブポンプ１４の容積を膨張させ収縮させる動作を繰り返すことによって、リザーブタンク１０内の空気とインクタンク９内のインクとが気液交換され、リザーブタンク１０へのインクの充填動作が実行される。

なお、開閉弁１６を閉じた状態においてリザーブポンプ１４を駆動することによって、リザーブポンプ１４の容積変化によって生じるリザーブタンク１０内とインクタンク９内との圧力差を比較的大きくすることができる。開閉弁１６を開いた状態においてリザーブポンプ駆動をすると、リザーブポンプ１４の容積変化によって生じたリザーブタンク１０内の圧力変化が記録ヘッド３に伝わる。そのため、比較的大きな圧力変化を起こした場合、記録ヘッド３の吐出口のメニスカスを壊し、吐出口からの空気混入や、吐出口からのインクの漏出などが起こりうる。ここでは、リザーブタンク１０へのインクの充填動作は開閉弁１６を閉じた状態で行うため、このような事態が防止される。

リザーブポンプ１４の容積変化量及び容積変化速度に応じてリザーブタンク１０内に発生する圧力値は変わり得るが、開閉弁１６を開けてしまう圧力を発生させるようなリザーブポンプ１４の駆動は避けるように、容積変化量及び容積変化速度を定める。リザーブポンプ１４は、容積変化量が比較的多く、一回のポンプ駆動によるインク移動量を比較的増やす事ができる構成であることが好ましいが、開閉弁１６への影響、記録装置１本体の大型化、コストなどを考慮して、その構成が決定される。

ＣＰＵ１０１は、リザーブタンク１０へ所定量のインクが充填されたか否かを判定する（Ｓ５０５）。充填されていないと判定した場合（Ｓ５０５にてＮＯ）、リザーブポンプ１４を再び駆動する（Ｓ５０４）。充填されていると判定した場合（Ｓ５０５にてＹＥＳ）、リザーブタンク１０へのインクの充填は完了しているので、開閉弁１６を開き（Ｓ５０６）、処理を終了する（Ｓ５０７）。

＜記録ヘッド３へのインクの充填方法＞
記録ヘッド３へのインク充填方法について説明する。記録ヘッド３へのインク充填は、記録装置１本体の使用初期である初期充填時、記録装置１の使用途中において新たな記録ヘッド３に交換した時、記録ヘッド３の使用中に何らかの理由で記録ヘッド３内に空気が入った時などに行われる。使用中に記録ヘッド３内に空気が入った場合などのインクの充填シーケンス制御は、ユーザの指示などによって開始される。ここでは、記録ヘッド３の交換時における記録ヘッド３へのインクの充填方法について説明する。

図６は、流路１７やリザーブタンク１０にインクが充填されている場合（初期充填以外の場合）における記録ヘッド３へのインクの充填シーケンスを示すフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、記録ヘッド３が交換されたことを検知すると、記録ヘッド３へのインクの充填シーケンス制御を開始する（Ｓ６０１）。ＣＰＵ１０１は、記録ヘッド３の吐出口面をキャップ１９によって覆い密閉するキャッピング動作を行う（Ｓ６０２）。

次に、開閉弁１６が開いている場合は開閉弁１６を閉じて（Ｓ６０３）、流路１７を遮断する。そして、吸引ポンプ２０を駆動する（Ｓ６０４）。吸引ポンプ２０の駆動によって、開閉弁１６の位置からキャップ１９の位置までに存在する空気等が吸引され、開閉弁１６から記録ヘッド３までの流路及び記録ヘッド３内に負圧が生じる。ここでは、吸引ポンプ２０の駆動を９０秒間行う。記録ヘッド３の容量は５ｍｌであり、９０秒間のポンプ駆動によって、記録ヘッド３内には−６０ｋＰａ〜−９０ｋＰａ程度の負圧が生じるようになっている。

開閉弁１６を開き（Ｓ６０５）、インクタンク９及びリザーブタンク１０と記録ヘッド３とを連通させ、記録ヘッド３内へインクを流入させる。ここでは、Ｓ６０３〜Ｓ６０５までの処理をＭ回実行することによって、未充填の記録ヘッド３内に所望の量のインクを充填するものとする。ここでは、繰り返し回数を３回に設定する。なお、例えば開閉弁１６を開けた後のインク移動が収まるまで待つために、Ｓ６０５にて開閉弁１６を開けた後に待機時間を設けてもよい。

ここでは、記録ヘッド３の容量が５ｍｌと比較的多いため、開閉弁１６を開けたまま吸引ポンプ２０を駆動すると、記録ヘッド３内へインクは流入するが、記録ヘッド３に所望の量のインクを充填するには比較的多くの時間を要することがある。そのため、ここでは、開閉弁１６を閉じた状態において記録ヘッド３内にある程度の負圧を生じさせてから、開閉弁１６を開く。

ＣＰＵ１０１は、Ｓ６０３〜Ｓ６０５までの処理をＭ回実行したか否かを判定する（Ｓ６０６）。Ｍ回実行していないと判定した場合（Ｓ６０６にてＮＯ）、Ｓ６０３へ再び戻る。Ｍ回実行していると判定した場合（Ｓ６０６にてＹＥＳ）、記録ヘッド３からキャップ１９を離間させて、不図示のブレードによって記録ヘッド３の吐出口面を払拭するワイピング動作を行い（Ｓ６０７）、記録ヘッド３の吐出口面を清掃する。Ｓ６０７におけるワイピング動作によって、吐出口面に付着していた異物などが吐出口から記録ヘッド３内に入り込むことがある。そのため、ここでは、記録ヘッド３の吐出口から画像の形成に寄与しないインクを吐出させる予備吐出を行う（Ｓ６０８）。

吐出口やその付近のインクの乾燥などを防止するために、キャップ１９によって記録ヘッド３をキャッピングし（Ｓ６０９）、処理を終了する（Ｓ６１０）。なお、記録ヘッド３の使用途中におけるインクの充填の場合、記録ヘッド３内にある程度のインクが存在すると考えられるため、記録ヘッド３の交換時よりも吸引ポンプ２０の駆動の繰り返し回数を減らすことが可能である。また、記録ヘッド３から予備吐出させたインクをキャップ１９にて受ける場合、Ｓ６０９におけるキャッピング前に吸引ポンプ２０を駆動させてキャップ１９上のインクを排出した後、Ｓ６０９のキャッピング動作を行うようにしてもよい。

＜初期充填方法＞
本実施形態の特徴的方法である初期充填方法について説明する。ここで、初期充填とは、インクが未だ供給されていないリザーブタンク１０及び記録ヘッド３に対して、インクタンク９からインクが最初に供給されて充填されることをいうものとする。図７は初期充填シーケンスを示すフローチャートである。図１０（ａ）〜（ｄ）は初期充填時のインクの充填方法を説明するための模式図である。初期充填前の状態において、リザーブタンク１０、流路１７、及び記録ヘッド３にはインクが入っていない。この状態の記録装置１に対して、インクが収容されているインクタンク９が装着され、初期充填動作が開始される。ＣＰＵ１０１は、初期充填前の記録装置１に対して、インクを収容しているインクタンク９が装着されたことを検知すると、初期充填シーケンス制御を開始する（Ｓ７０１）。キャップ１９によって吐出口面をキャッピングし（Ｓ７０２）、開閉弁１６を閉じて（Ｓ７０３）流路１７を遮断する。これまでの処理によって、記録装置１は図１０（ａ）に示す状態となる。そして、吸引ポンプ２０の駆動（Ｓ７０４）とリザーブタンク１０へのインクの充填（Ｓ７０５）とを同じタイミングにて実行する。

図８は図７のＳ７０５における初期充填時のリザーブタンク１０へのインクの充填処理を説明するためのフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、初期充填時のリザーブタンク１０へのインクの充填処理を開始すると（Ｓ８０１）、リザーブタンク１０へのインクの充填の要否を判定する（Ｓ８０２）。詳細は後述するが、図７のＳ７０３〜Ｓ７０６までの処理はＮ回繰り返されるため、この繰り返し動作の途中に、インクの充填が完了したか否かを判定するために、このステップが設けられている。リザーブタンク１０への充填が必要であると判定した場合（Ｓ８０２にてＹＥＳ）、リザーブポンプ１４を駆動する（Ｓ８０３）。これによって、図５のＳ５０４にて説明した方法と同様に、インクタンク９からリザーブタンク１０へインクを供給し、処理を終了する（Ｓ８０４）。リザーブタンク１０への充填が不要であると判定した場合（Ｓ８０２にてＮＯ）、処理を終了する（Ｓ８０４）。

図９は、図８のＳ８０３における初期充填時のリザーブポンプ１４の駆動におけるリザーブポンプ１４の状態を説明するためのグラフである。図９において横軸は時間を示し、縦軸はリザーブポンプ１４の状態を示している。図９に示すように、ここでは、リザーブポンプ１４の容積を収縮させている状態から膨張させた後また収縮させる動作を、期間Ｔｓ内に行っている。また、この動作を、期間Ｔａの間、連続的に行っている。ここでは、期間Ｔｓを１．５秒間とし、期間Ｔａを８４秒として、リザーブポンプ１４を駆動している。

初期充填時は１．５秒の周期にてリザーブポンプ１４の容積を変化させる動作を行っている。一方、初期充填以外は１秒の周期にてリザーブポンプ１４の容積を変化させる動作を行っている。このように、初期充填時とこれ以外の時とにおいて、リザーブポンプ１４の駆動速度を異ならせている。初期充填時は、リザーブポンプ１４の駆動と並行して吸引ポンプ２０の駆動も行うため、両者の駆動による駆動音が比較的大きくなる場合がある。そのため、初期充填時においては、初期充填以外と比較して、リザーブポンプ１４の駆動速度を落とすことによって、初期充填時における駆動音を抑えるようになっている。

図１０（ｂ）はリザーブポンプ１４の容積を膨張させた状態を示しており、図１０（ｃ）はリザーブポンプ１４の容積を収縮させた状態を示している。リザーブポンプ１４の容積の収縮及び膨張を繰り返すことによって、インクタンク９からリザーブタンク１０へインクが供給される。

図７を再び参照する。ここでは、Ｓ７０４における吸引ポンプ２０の駆動時間は９０秒であり、Ｓ７０５における初期充填時リザーブタンク充填動作（サブタンク充填動作）は、リザーブタンク１０内の充填要否確認も含めて８５秒で完了する。そのため、吸引ポンプ２０の駆動停止前にリザーブタンク１０の充填動作は終了する。なお、ここでは、リザーブポンプ１４の駆動中、吸引ポンプ２０も駆動されており、記録ヘッド３から開閉弁１６までの空間には負圧が生じている。そのため、リザーブポンプ１４の容積変動によってリザーブタンク１０の内圧が変動しても、記録ヘッド３から開閉弁１６までの空間に負圧が生じていない構成と比較して、開閉弁１６が開きにくい構成となっている。

吸引ポンプ２０の駆動が終了した後、開閉弁１６を開く（Ｓ７０６）。図１０（ｄ）は開閉弁１６を開いた状態を示している。図１０（ｄ）に示すように、開閉弁１６を開いたことによって、インクタンク９及びリザーブタンク１０内のインクは、流路１７を通り記録ヘッド３内へ供給される。なお、ここでは、開閉弁１６を開いてからインクの移動が収まるまでに約７秒程度の時間がかかっており、Ｓ７０６終了後に次のステップへ進むまでには７秒間の待機動作が設けられている。この待機時間の有無や長さは、記録装置１の構成などに応じて適宜設定されるものとする。

また、ここでは、流路１７の容積が約５ｍｌ、記録ヘッド３内の容積が５ｍｌであり、９０秒間の駆動時間にて吸引ポンプ２０を駆動する一度の吸引処理によっては、流路１７及び記録ヘッド３内に所望の量のインクを充填することができないことがある。そのため、ここでは、Ｓ７０３〜Ｓ７０６までの処理をＮ回実行することによって、流路１７及び記録ヘッド３内に所望の量のインクを充填するものとする。ここでは、繰り返し回数を５回に設定する。

ＣＰＵ１０１は、Ｓ７０３〜Ｓ７０６までの処理をＮ回実行したか否かを判定し（Ｓ７０７）、Ｎ回実行していないと判定した場合（Ｓ７０７にてＮＯ）、Ｓ７０３へ再び戻る。Ｎ回実行したと判定した場合（Ｓ７０７にてＹＥＳ）、図５を参照して上述したリザーブタンク充填シーケンス制御を実行する（Ｓ７０８）。ここでは、Ｓ７０３〜Ｓ７０６までの処理を５回繰り返すものとしたが、実験によると、繰り返し動作の４回目開始時点にてリザーブタンク１０内の充填を完了できた。この場合、Ｓ７０５における初期充填時リザーブタンク充填処理において、４回目及び５回目の動作の際には図８のＳ８０２にてリザーブタンク１０へのインクの充填が不要と判定されるため、リザーブポンプ１４の駆動を行っていない。しかし、リザーブポンプ１４の容積変化量やリザーブタンク１０容量等の記録装置１本体の部材のばらつきや記録装置１本体の設置環境によっては、リザーブポンプ１４の一回の容積変化によるインク供給量が減り、供給効率が下がることもありうる。そのため、Ｓ７０３〜Ｓ７０６における動作のみでは、リザーブタンク１０内を所望の量のインクを充填できないことがある。そこで、ここでは、Ｓ７０３〜Ｓ７０６までの処理をＮ回実行した後、リザーブタンク充填シーケンス制御を実行する（Ｓ７０８）。

リザーブタンク１０へのインクの充填完了後、記録ヘッド３からキャップ１９を離間させて、不図示のブレードによって記録ヘッド３の吐出口面を払拭するワイピング動作を行う（Ｓ７０９）。記録ヘッド３の吐出口からインクを予備吐出させ（Ｓ７１０）、キャップ１９によって記録ヘッド３をキャッピングし（Ｓ７１１）、処理を終了する（Ｓ７１２）。

以上のように、ここでは、流路１７及び記録ヘッド３内に所望の負圧を発生させる吸引動作とリザーブタンク１０へのインクの充填動作とを同期させる。これによって、流路１７及び記録ヘッド３内に所望の負圧を発生させる動作を実行してからリザーブタンク１０へのインクの充填動作を実行する場合と比較して、初期充填時間を短縮することができる。上述の実験においては、図７のＳ７０３〜Ｓ７０６の繰り返し処理の３回目終了時にはリザーブタンク１０へのインクの充填が完了していた。したがって、リザーブタンク１０へのインクの充填完了までには、１回あたり９０秒の吸引ポンプ２０の駆動と同時に１回あたり８４秒のリザーブタンク１０の充填動作（リザーブポンプ１４の駆動）を、２回から３回行うこととなる。吸引ポンプ２０を駆動して記録ヘッド３内に負圧を生じさせてからリザーブタンク１０へインクを充填する場合を想定すると、９０秒の吸引ポンプ２０の駆動後に８４秒リザーブポンプ１４を駆動する１回あたり１７４秒の動作を２回から３回行うこととなる。この場合と比較すると、本実施形態においては、１６８秒から２５２秒程度の時間が短縮できたことになる。

このように、ここでは、初期状態におけるインクの充填時間を短縮することができるため、初期状態において、記録装置１にインクタンク９が装着されてから画像の記録動作を開始するまでの時間も短縮することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、初期充填時の吸引ポンプ２０の駆動及び初期充填時のリザーブタンク１０の充填動作等が第１実施形態と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

＜初期充填方法＞
図１１は初期充填シーケンスを示すフローチャートである。図１１のＳ１００１〜１００３は図７のＳ７０１〜Ｓ７０３と、図１１のＳ１００６は図７のＳ７０６と、図１１のＳ１００８〜Ｓ１０１１は図７のＳ７０９〜Ｓ７１２と、夫々同じ処理であるのでその説明を省略する。ここでも、開閉弁１６を閉じた（Ｓ１００３）後に、吸引ポンプ２０の駆動（Ｓ１００４）とリザーブタンク１０へのインクの充填（Ｓ１００５）とを同じタイミングにて実行する。ここでは、後述する図１２のＳ１１０４にてリザーブタンク１０への充填が完了したか否かが判定されるため、図１１には図７のＳ７０８に相当する処理が設けられていない。

図１２は図１１のＳ１００５における初期充填時のリザーブタンク１０へのインクの充填処理を説明するためのフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、初期充填時のリザーブタンク１０へのインクの充填処理を開始すると（Ｓ１１０１）、リザーブタンク１０へのインクの充填の要否を判定する（Ｓ１１０２）。リザーブタンク１０への充填が必要であると判定した場合（Ｓ１１０２にてＹＥＳ）、リザーブポンプ１４を駆動する（Ｓ１１０３）。ここでは、期間Ｔｓを１．５秒間とし、期間Ｔａを７．５秒とし、リザーブポンプ１４の膨張及び収縮を５回繰り返す。リザーブタンク１０への充填が不要であると判定した場合（Ｓ１１０２にてＮＯ）、処理を終了する（Ｓ１１０５）。ＣＰＵ１０１は、リザーブタンク１０へ所定量のインクが充填されたか否かを判定する（Ｓ１１０４）。充填されていないと判定した場合（Ｓ１１０４にてＮＯ）、Ｓ１１０３の処理へ再び戻る。充填されていると判定した場合（Ｓ１１０４にてＹＥＳ）、リザーブタンク１０へのインクの充填は完了しているので、処理を終了する（Ｓ１１０５）。

図１３は図１１のＳ１００４における初期充填時の吸引ポンプ２０の駆動を説明するためのフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、初期充填時の吸引ポンプ２０の駆動を開始すると（Ｓ１２０１）、ｘ秒間、吸引ポンプ２０を駆動する（Ｓ１２０２）。ここでは、９０秒間吸引ポンプ２０を駆動する。ｘ秒間の吸引ポンプ２０の駆動後、ＣＰＵ１０１は、図１１のＳ１００５における処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１２０３）。なお、ここでは、図１１のＳ１００５における初期充填時のリザーブタンク１０へのインクの充填を完了させるまでの時間は１８０秒であった。完了していないと判定した場合（Ｓ１２０３にてＮＯ）、ｙ秒間、吸引ポンプ２０を駆動し（Ｓ１２０４）、Ｓ１２０３の処理へ再び戻る。ここでは、５秒間吸引ポンプ２０を駆動する。完了していると判定した場合（Ｓ１２０３にてＹＥＳ）、処理を終了する（Ｓ１２０５）。

初期充填時における吸引ポンプ駆動と初期充填時リザーブタンク充填との同時動作において、第１実施形態においては、吸引ポンプ２０の駆動時間によって、同時動作時間は一律に決まっていた。即ち、リザーブタンク１０へのインクの充填が完了していなくても吸引ポンプ２０の設定された駆動時間経過後は、次のステップへと進んでいた。一方、本実施形態においては、リザーブタンク１０へのインクの充填が完了するまで次にステップには進まない。また、本実施形態においてはリザーブタンク１０へのインクの充填が完了するまで吸引ポンプ２０を駆動させている。

図１１を再び参照する。Ｓ１００４及びＳ１００５の動作が終了すると、開閉弁１６を開く（Ｓ１００６）。これによって、インクタンク９及びリザーブタンク１０から、記録ヘッド３へインクが供給されることは、前述した通りである。この時に、リザーブタンク１０内の空気量によって、記録ヘッド３へのインク流入量は変わりうる。例えば、リザーブタンク１０内にインクがない場合、リザーブタンク１０内には１５ｍｌ分の空気が存在することになる。この状態において開閉弁１６を開いた場合、流路１７及び記録ヘッド３内における負圧は、リザーブタンク１０内の１５ｍｌの空気に圧力伝搬した後にインクタンク９へと圧力伝搬する。そのため、リザーブタンク１０内の空気がバッファとなり、インクタンク９へ作用する負圧値が比較的低くなり、インク移動速度やインク移動量が低下し、インク供給効率（インク充填効率）が低下することがある。流路１７及び記録ヘッド３への充填効率を高めるためには、開閉弁１６を開く前のリザーブタンク１０内の空気量は比較的少ない方がよい。ここでは、開閉弁１６を開く際、リザーブタンク１０へのインクの充填は完了しているため、リザーブタンク１０内の空気量は最小であり充填効率を高めることができる。

ＣＰＵ１０１は、Ｓ１００３〜Ｓ１００６までの処理をＮ回実行したか否かを判定する（Ｓ１００７）。ここでは、Ｓ１００３〜Ｓ１００６までの処理の繰り返し回数を３回に設定する。Ｎ回実行していないと判定した場合（Ｓ１００７にてＮＯ）、Ｓ１００３へ再び戻る。Ｎ回実行したと判定した場合（Ｓ１００７にてＹＥＳ）、図７のＳ７０９〜Ｓ７１１までと同様な処理を実行し（Ｓ１００８〜Ｓ１０１０）、処理を終了する（Ｓ１０１１）。

以上のように、本実施形態においても、従来の構成と比較して、初期状態におけるインクの充填時間を短縮することができる。本実施形態においては、リザーブタンク１０へのインク充填完了後に開閉弁１６が開かれるため、リザーブタンク１０へのインク充填完了前に開閉弁１６が開かれる構成と比較して、流路１７及び記録ヘッド３へのインクの供給効率を高めることができる。

１ インクジェット記録装置
３ 記録ヘッド
９ インクタンク（メインタンク）
１０ リザーブタンク（サブタンク）
１４ リザーブポンプ（内圧変化部材）
１６ 開閉弁
１９ キャップ
２０ 吸引ポンプ（ポンプ）

Claims (6)

1. インクを吐出する吐出口が形成された吐出口面を有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容する収容部と、
   前記収容部へ供給されるインクを収容し着脱可能なインクタンクと、
   前記収容部と前記記録ヘッドとの間の第１の流路に配され当該第１の流路を開閉する開閉弁と、
   前記吐出口面をキャッピングするキャップと、
   前記キャップと連通し前記記録ヘッドからインクを吸引するための負圧を発生する吸引ポンプと、
   前記開閉弁を閉じて前記キャップによって前記吐出口面をキャッピングした状態において前記吸引ポンプを駆動して前記キャップ内を負圧状態にした後に前記開閉弁を開く動作を繰り返し行うことによって、前記インクタンクから前記収容部を介して前記記録ヘッドへインクを供給して前記記録ヘッドにインクを充填する記録ヘッド充填動作を行う制御手段と、を備えるインクジェット記録装置において、
   前記収容部と連通する第２の流路に配され容積変化する容積変化部材を備え、
   前記制御手段は、前記記録ヘッド充填動作を行っているときに前記開閉弁が閉じた状態において、前記容積変化部材を駆動して前記収容部の内圧を変化させることによって、前記インクタンクから前記収容部へインクを供給して前記収容部にインクを充填する収容部充填動作を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記収容部内のインク量が所定量以上であるか検出する検出部を備える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. 前記検出部は、前記収容部内に配された電極対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. 前記制御手段は、前記検出部によって前記収容部内のインク量が前記所定量以上あると検出されるまで前記容積変化部材を駆動することを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記制御手段は、前記検出部によって前記収容部内のインク量が前記所定量以上あると検出された後に前記開閉弁を開くことを特徴とする請求項２ないし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、前記吸引ポンプの駆動を停止してから前記開閉弁を開くことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。