(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクカートリッジからのインクの供給を受けて、それぞれの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、前記記録ヘッドの各ノズル開口を封止しノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段を搭載したインクジェット式記録装置であって、
前記インクカートリッジと記録ヘッドの各ノズル開口との間にそれぞれ配置され、インクカートリッジと各ノズル開口との間のインク供給路をそれぞれ開閉する複数のバルブユニットと、
前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、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前記各バルブユニットの開閉を制御するバルブ開閉制御手段と、を具備し、
前記バルブ開閉制御手段は、各バルブユニットの全てを開弁する全開モード、各バルブユニットの全てを閉弁する全閉モード、各バルブユニットの１つのみを択一的に開弁する択一開弁モードとを、１つのアクチェータによる回転駆動に連動して選定できるように構成され、
さらに前記バルブ開閉制御手段は、前記バルブユニットを閉弁した状態において、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、キャッピング手段内に負圧を印加させ、
キャッピング手段内に負圧を印加させた状態で、前記バルブユニットを開弁し記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引し、
バルブユニットを閉弁し、前記キャッピング手段内に排出された排インクにより生成される気泡が記録ヘッドのノズル開口に引き込まれるのを防止するように構成されていることを特徴とする、インクジェット式記録装置。
【請求項２】
インクカートリッジからのインクの供給を受けて、それぞれのノズル開口から異なった色のインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドの各ノズル開口を封止しノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段を搭載したインクジェット式記録装置であって、
前記インクカートリッジと記録ヘッドの各ノズル開口との間にそれぞれ配置され、インクカートリッジと各ノズル開口との間のインク供給路をそれぞれ開閉する複数のバルブユニットと、
前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、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前記各バルブユニットの開閉を制御するバルブ開閉制御手段と、を具備し、
前記バルブ開閉制御手段は、各バルブユニットの全てを開弁する全開モード、各バルブユニットの全てを閉弁する全閉モード、各バルブユニットの１つのみを択一的に開弁する択一開弁モードとを、１つのアクチェータによる回転駆動に連動して選定できるように構成され、
さらに前記バルブ開閉制御手段は、前記各バルブユニットを閉弁した状態において、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、キャッピング手段内に負圧を印加させ、
キャッピング手段内に負圧を印加させた状態で、前記各バルブユニットの全てまたは一部を開弁し記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引し、
全てのバルブユニットを閉弁し、前記キャッピング手段内に排出された排インクにより生成される気泡が記録ヘッドのノズル開口に引き込まれるのを防止するように構成されていることを特徴とする、インクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記バルブユニットは、ブラックインク供給路、シアンインク供給路、マゼンタインク供給路、およびイエローインク供給路のそれぞれに配置されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記バルブユニットは、前記インクカートリッジおよび記録ヘッドと共にキャリッジ上に搭載され、ガイド部材に沿って往復移動されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項５】
前記バルブユニットと記録ヘッドのノズル開口との間におけるインク供給路には、ヘッドフィルタが配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項６】
前記バルブユニットは、前記インク供給路を横断するように配置されたシャフトに、該シャフトの軸方向と直交する方向に少なくとも一対のインク導通孔が貫通状態で配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項７】
前記キャッピング手段は、それぞれ異なった色のインク滴を吐出する各ノズル開口の全てを封止することができる単一のキャップ部材により構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項８】
インクカートリッジ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ノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段と、前記インクカートリッジと記録ヘッドのノズル開口との間に配置され、インクカートリッジとノズル開口との間のインク供給路を開閉するバルブユニットとを搭載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、
前記バルブユニットを閉弁した状態において、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、キャッピング手段内に負圧を印加させるキャッピングステップと、
前記ステップにおいて、キャッピング手段内に負圧を印加させた状態で、前記バルブユニットを開弁し記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引するインク吸引ステップと、
前記インク吸引ステップに続いて、バルブユニットを閉弁し、前記インク吸引ステップによってキャッピング手段内に排出された排インクにより生成される気泡が記録ヘッドのノズル開口に引き込まれるのを防止するバルブユニット閉弁ステップと、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。
【請求項９】
インクカートリッジからのインクの供給を受けて、それぞれのノズル開口から異なった色のインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドの各ノズル開口を封止しノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段と、前記インクカートリッジと記録ヘッドの各ノズル開口との間にそれぞれ配置され、インクカートリッジと各ノズル開口との間のインク供給路をそれぞれ開閉する複数のバルブユニットとを搭載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、
前記各バルブユニットを閉弁した状態において、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、キャッピング手段内に負圧を印加させるキャッピングステップと、
前記ステップにおいて、キャッピング手段内に負圧を印加させた状態で、前記各バルブユニットの全てまたは一部を開弁し記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引するインク吸引ステップと、
前記インク吸引ステップに続いて、全てのバルブユニットを閉弁し、前記インク吸引ステップによってキャッピング手段内に排出された排インクにより生成される気泡が記録ヘッドのノズル開口に引き込まれるのを防止するバルブユニット閉弁ステップと、を順次実行するようにした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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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刷不良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。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータの発達によりグラフィック処理が比較的簡単に実行できるようになったため、ディスプレイに表示される例えばカラー画像のハードコピーを高品質で出力できる記録装置が求められている。このような要求に応えるためにインクジェット式記録ヘッドを搭載した記録装置が提供されている。この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。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置は、インクカートリッジ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。そして共通のキャリッジ上に、例えばブラックインクを吐出するブラック用記録ヘッドと、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出が可能なカラー用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。
【０００４】
前記インクジェット式記録ヘッドは、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、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、塵埃の付着、さらには気泡の混入などによりノズル開口に目詰まりを発生し、印刷不良を起こすという問題を抱えている。
【０００５】
このために、インクジェット式記録装置には、非印刷時に記録ヘッドのノズル開口を封止するためのキャッピング手段と、必要に応じてノズルプレートを清掃するクリーニング装置を備えている。このキャッピング手段は、印刷の休止時に前記したノズル開口のインクの乾燥を防止する蓋として機能するだけでなく、ノズル開口に目詰まりが生じた場合には、キャップ部材によりノズルプレートを封止し、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してノズル開口の目詰まりを解消する機能をも備えている。
【０００６】
記録ヘッドの目詰まり解消のために行うインクの強制的な吸引排出処理は、通常クリーニング操作と呼ばれ、装置の長時間の休止後に印刷を再開する場合や、またユーザが記録ヘッドの目詰まりを解消するためにクリーニングスイッチを操作した場合に実行され、インク滴を負圧により排出させた後に、ゴムなどの弾性板からなるワイピング部材によりヘッドのノズルプレート表面のワイピング操作を伴う処理である。
【０００７】
一方、この種の記録装置においては、前記ブラック用記録ヘッドと、カラー用記録ヘッドとが１つのノズルプレート上に配置され、それぞれの記録ヘッドにインクを供給するためのブラック用インクカートリッジおよびカラー用インクカートリッジが用意されたものも提供されている。そして、民生用のこの種の記録装置においては、前記各カートリッジは各記録ヘッドの上部に直接装着されるように構成されている。
【０００８】
図１１は記録ヘッドの上部にインクカートリッジが装着され、その下部より上昇したキャッピング手段により、記録ヘッドのノズルプレートが封止された状態を断面図によって示したものである。
【０００９】
すなわち、図１１における符号８はインクカートリッジを示し、この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。
【００１０】
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、前記インク供給針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。
【００１１】
一方、装置の非印刷領域に配置されたキャップ部材１０は、前記記録ヘッド７が搭載されたキャリッジの非印刷領域への移動により、その下方から上昇して記録ヘッド７のノズルプレートを封止することができるように構成されている。前記キャップ部材１０の下底部には、それぞれ吸引ポンプ（図示せず）に接続されたインク吸引口２４、およびエアーバルブ（図示せず）に接続された大気開放口２５が配置されている。そして、大気開放口２５に接続されたエアーバルブを閉塞した状態で、吸引ポンプを動作させることで、記録ヘッドのノズル開口よりインクを吸引するクリーニング動作が実行され、また、エアーバルブを開放した状態で吸引ポンプを動作させることで、キャッピング手段１０内に排出された排インクを排インクタンク（図示せず）に排出させることができるように構成されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したような記録装置においては、インクカートリッジの交換時点において、カートリッジとインク供給針との接合に際して侵入する気泡を排除するために、前記キャッピング手段により記録ヘッドのノズルプレートを封止し、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する吸引操作が実行される（交換クリーニング）。この吸引操作により、カートリッジの交換に際して記録ヘッドの内部に侵入した前記気泡をインクの吸引と共に外部に排出させて、印刷中にいわゆるドット抜けなどの印刷不良が発生しないように配慮されている。
【００１３】
しかしながら、特に記録ヘッドの同一のノズルプレート上にブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各インク吐出用のノズル開口を持たせ、また１つのキャッピング手段で前記全てのノズル開口が封止されるように構成された記録装置においては、非交換側のインクカートリッジに対応するノズル開口からもインクの吸引が実行される。
【００１４】
例えばブラックインクのカートリッジが交換された場合においては、ブラックインクを吐出するノズル開口からのインクの吸引はもとより、シアン、マゼンタ、およびイエローの各インク吐出用のノズル開口からもそれぞれインクの吸引が実行され、カラーインクを不必要に消費するという問題を抱えていた。
【００１５】
しかも、各ノズル開口から一様にインクを吸引するがために、吸引ポンプによる負圧の立上がりが遅れ、気泡の全てを流し出すために、例えばヘッド内容積の数倍のインク量をそれぞれ吸引排出させる必要が生ずるという状況が生じていた。
【００１６】
また、前記した交換クリーニングの動作以外において、特定なインクのドット抜けに際して、クリーニング操作を実行しても、同様に全てのノズル開口から一様にインクを吸引する動作が余儀なくされ、これが各インクカートリッジのインクの消費を不必要に増大させてユーザに対してランニングコストの負担を強いるという結果を招来させている。
【００１７】
さらに、クリーニング操作実行時のノズル開口へのメニスカスの形成時に、キャッピング手段内に排出されたインクの泡がヘッドのノズルプレートに付着し、この気泡がノズル開口より吸引されて、ノズル開口に形成されたメニスカスを破壊し、インク滴の飛行曲がりやドット抜けが生じるという問題も抱えている。
【００１８】
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、例えばインクカートリッジが交換された後に実施される交換クリーニング時においては、必要なノズル開口のみからインク吸引動作を実施することを可能とし、しかもその時のインク吸引量をより低減させることを可能としたインクジェット式記録装置を提供することにある。
【００１９】
また本発明は、前記した交換クリーニング時等において発生した気泡をノズル開口より侵入することを効果的に防止し得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。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために成された本発明にかかるインクジェット式記録装置の好ましい実施の形態は、インクカートリッジ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ノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段を搭載したインクジェット式記録装置であって、前記インクカートリッジと記録ヘッドのノズル開口との間に配置され、インクカートリッジとノズル開口との間のインク供給路を開閉するバルブユニットと、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、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前記バルブユニットの開閉を制御するバルブ開閉制御手段とが具備される。
【００２１】
また、本発明にかかるインクジェット式記録装置の他の好ましい実施の形態は、インクカートリッジからのインクの供給を受けて、それぞれのノズル開口から異なった色のインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドの各ノズル開口を封止しノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段を搭載したインクジェット式記録装置であって、前記インクカートリッジと記録ヘッドの各ノズル開口との間にそれぞれ配置され、インクカートリッジと各ノズル開口との間のインク供給路をそれぞれ開閉する複数のバルブユニットと、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、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前記各バルブユニットの開閉を制御するバルブ開閉制御手段とが具備される。
【００２２】
この場合、前記バルブ開閉制御手段は、各バルブユニットの全てを開弁する全開モード、各バルブユニットの全てを閉弁する全閉モード、各バルブユニットの１つのみを択一的に開弁する択一開弁モードとを選定できるように構成されていることが望ましい。
【００２３】
そして、好ましくは前記各バルブユニットは、１つのアクチェータによる回転駆動に連動して、前記全開モード、全閉モード、および択一開弁モードとを選定できるように構成される。
【００２４】
さらに、この場合の好ましい実施の形態においては、前記バルブユニットは、ブラックインク供給路、シアンインク供給路、マゼンタインク供給路、およびイエローインク供給路のそれぞれに配置される。
【００２５】
また、本発明の好ましい一つの実施の形態においては、前記バルブユニットは、前記インクカートリッジおよび記録ヘッドと共にキャリッジ上に搭載され、ガイド部材に沿って往復移動されるように構成される。
【００２６】
そして、前記バルブユニットと記録ヘッドのノズル開口との間におけるインク供給路には、ヘッドフィルタが配置されていることが望ましい。
【００２７】
また、本発明の好ましい一つの実施の形態においては、前記バルブユニットは、前記インク供給路を横断するように配置されたシャフトに、該シャフトの軸方向と直交する方向に少なくとも一対のインク導通孔が貫通状態で配置される。
【００２８】
これに加え、本発明の好ましい一つの実施の形態においては、前記キャッピング手段は、それぞれ異なった色のインク滴を吐出する各ノズル開口の全てを封止することができる単一のキャップ部材により構成される。
【００２９】
また、本発明にかか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の好ましい実施の形態は、インクカートリッジ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ノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段と、前記インクカートリッジと記録ヘッドのノズル開口との間に配置され、インクカートリッジとノズル開口との間のインク供給路を開閉するバルブユニットとを搭載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、前記バルブユニットを閉弁した状態において、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、キャッピング手段内に負圧を印加させるキャッピングステップと、前記ステップにおいて、キャッピング手段内に負圧を印加させた状態で、前記バルブユニットを開弁し記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引するインク吸引ステップとを実行するように成される。
【００３０】
この場合、前記インク吸引ステップに続いて、バルブユニットを閉弁し、前記インク吸引ステップによってキャッピング手段内に排出された排インクにより生成される気泡が記録ヘッドのノズル開口に引き込まれるのを防止するバルブユニット閉弁ステップをさらに設けることが望ましい。
【００３１】
また、本発明にかか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の他の好ましい実施の形態は、インクカートリッジからのインクの供給を受けて、それぞれのノズル開口から異なった色のインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドと、前記記録ヘッドの各ノズル開口を封止しノズル開口よりインク滴を吸引するキャッピング手段と、前記インクカートリッジと記録ヘッドの各ノズル開口との間にそれぞれ配置され、インクカートリッジと各ノズル開口との間のインク供給路をそれぞれ開閉する複数のバルブユニットとを搭載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、前記各バルブユニットを閉弁した状態において、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル開口を封止し、キャッピング手段内に負圧を印加させるキャッピングステップと、前記ステップにおいて、キャッピング手段内に負圧を印加させた状態で、前記各バルブユニットの全てまたは一部を開弁し記録ヘッドのノズル開口からインクを吸引するインク吸引ステップとを実行するように成される。
【００３２】
この場合、前記インク吸引ステップに続いて、全てのバルブユニットを閉弁し、前記インク吸引ステップによってキャッピング手段内に排出された排インクにより生成される気泡が記録ヘッドのノズル開口に引き込まれるのを防止するバルブユニット閉弁ステップをさらに設けることが望ましい。
【００３３】
以上のように構成され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によると、インクカートリッジとノズル開口との間のインク供給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開閉が制御される。
【００３４】
したがって、例えばカートリッジ交換クリーニング時においては、吸引ポンプを動作させて十分な負圧を印加させた状態で前記バルブユニットを開弁するように制御することで、カートリッジを装填した際に侵入する気泡をインクの吸引とともに即座に排出させることが可能となる。この場合、キャップユニット内にあらかじめ十分な負圧を印加させておくことで、気泡を素早く移動させてこれをノズル開口より排出させることが可能であり、結果としてインクの排出量はむしろ低減させることができる。
【００３５】
また、異なった色のインクを吐出する各ノズル開口に対応させて、それぞれバルブユニットを配置した構成とすることにより、例えばドット抜けが発生したノズル開口に対応したバルブユニットを開弁制御することで、必要なノズル開口にのみ、クリーニング操作を実行させることが可能となる。
【００３６】
さらに、インクの吸引動作を実施した後に、各バルブユニットを閉弁制御させるシーケンスを採ることにより、ノズル開口へのメニスカスの形成時に、キャッピング手段内に排出されたインクの泡がヘッドのノズルプレートに付着し、この気泡がノズル開口より吸引されてメニスカスを破壊するという問題を排除することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
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たインクジェット式記録装置の全体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。
【００３８】
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ブラック用インクカートリッジ８およびカラー用インクカートリッジ９が着脱可能に装填されている。
【００３９】
図中符号１０は、非印刷領域外に配置されたキャッピング手段であって、前記記録ヘッド７のノズルプレートに形成された後述する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。
【００４０】
前記キャップピング手段１０は、キャリッジ１の非印刷領域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、ヘッド７の各ノズル開口よりインクを吸引するクリーニング手段としての機能も兼ね備えている。
【００４１】
また、前記キャップピング手段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の移動経路に突出してキャッピング手段１０によってインクを吸引した後の記録ヘッド７のノズルプレートをワイピングするように作用する。
【００４２】
次に図２は前記したキャッピング手段１０を上面から視た状態で示している。また図３は、図２におけるＡ−Ａ線を矢印方向に視た断面状態のキャッピング手段１０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。
【００４３】
図２および図３において、キャッピング手段１０は上面が解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内に一体に形成され、耐インク性を有する弾性部材によりカップ状に成形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成形されている。
【００４４】
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。
【００４５】
さらに、前記キャップケース２１およびキャップ部材２２の下底部には、キャップケース２１およびキャップ部材２２を貫通するようにインク吸引口２４および大気解放口２５が配置されている。前記インク吸引口２４および大気解放口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、インク吸引口２４は図示せぬチューブを介して前記吸引ポンプ１１に接続されており、また、大気解放口２５は図示せぬチューブを介してエアーバルブに接続されている。
【００４６】
一方、前記キャッピング手段１０はキャリッジの非印刷領域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のノズルプレート７ａを封止したキャッピング状態とされる。
【００４７】
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。
【００４８】
したがって、キャッピング手段１０における大気解放口２５に接続されたエアーバルブを閉弁状態とし、インク吸引口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、キャッピング手段１０のキャップ部材２２内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よりインクを吸引するクリーニング作用が実行される。
【００４９】
また、大気解放口２５に接続されたエアーバルブを開放して吸引ポンプ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図示せぬ排インクタンクに排出させることができるように構成されている。
【００５０】
次に図４は、記録ヘッド７と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）との間に配置されたバルブユニット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。
【００５１】
なお図４（ａ）は、すでに説明した図１１に示す従来の構成と同一の方向から視た状態で示しており、互いに相当する部分は同一符号で示しており、したがって当該部分の説明は適宜省略する。
【００５２】
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供給路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、インク供給路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のインク供給路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。
【００５３】
したがってシャフト３６を回転させて、その導通孔３６ｂと前記インク供給路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とインク供給路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制御される。
【００５４】
したがって、前記バルブユニット３６は、インクカートリッジ８および記録ヘッド７と共にキャリッジ１上に搭載され、ガイド部材４に沿って往復移動されるように構成されている。
【００５５】
また、前記記録ヘッド７における前記バルブユニット３６とノズル開口との間におけるインク供給路３５には、ヘッドフィルタ７ｄが配置されている。このヘッドフィルタ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、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の印字障害の発生を防止できるように構成されている。
【００５６】
次に図５は、図４に示すバルブユニット３６の配置構成を若干変更した他の実施の形態を示したものである。なお図５（ａ）と図５（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。そして、図４に相当する部分は同一符号で示しており、したがって当該部分の説明は適宜省略する。
【００５７】
図５に示す例は、バルブユニット３６が記録ヘッド７と別体に形成されたものであり、記録ヘッド７の上部にはバルブユニット３６に接続される中空状のインク供給針４１が一体に形成されている。そしてバルブユニット３６の下底部には筒体部４２が形成され、前記インク供給針４１をその周囲から囲撓するＯリング状のシール部材４３がこの筒体部４２内に配置されている。したがって、記録ヘッド７の上部に形成されたインク供給針４１は、前記シール部材４３に密着して接合され、これによりバルブユニット３６より記録ヘッド７に対してインクが供給されるように構成されている。
【００５８】
なお、図４および図５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におけるブラックインクのノズル開口との間のインク供給路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の供給路にもそれぞれ同様に配置されている。
【００５９】
図６はその構成を示したものである。すなわち、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各インク供給路に配置された各バルブユニットの開閉を制御する回転可能な各シャフト３７には、それぞれ同一歯数の平歯車３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが結合されており、これらの間には前記平歯車３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄをそれぞれ連結する連結歯車４５ａ，４５ｂ，４５ｃが配置されていて、これらの各歯車の組み合わせにより、各バルブユニットのシャフト３７が同期して回転できるように構成されている。
【００６０】
そして、イエローのインク供給路に配置されたバルブユニットを駆動する平歯車３８ｄには、一対の間欠部４６ａ，４６ｂが施された間欠歯車４６が噛み合わされている。
【００６１】
一方、アクチェータとしてのパルスモータの駆動により往復回転される駆動歯車４７には、図に示すように２つの従動歯車４８，４９が常時噛み合っており、この２つの従動歯車４８，４９は、図示されていないが前記駆動歯車４７の回転軸芯を基準として図に示すように互いに所定の角度を保持しつつ、駆動歯車４７の回転方向に移動されるように構成されている。
【００６２】
したがって、駆動歯車４７の回転方向に応じて、前記従動歯車４８または４９のいずれか一方が前記間欠歯車４６に噛み合うように成されている。これにより、駆動歯車４７の往復方向の回転力が各バルブユニットを駆動する各平歯車３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄを同期して往復方向に回転駆動させるように構成されている。
【００６３】
ここで、図６に示す状態は初期状態を示しており、駆動歯車４７の矢印方向への回転により、従動歯車４８が間欠歯車４６を回転駆動し、各バルブユニットを駆動する平歯車３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄは、図６に示すように右方向に回転される。この回転が継続されて従動歯車４８が、間欠歯車４６に施された間欠部４６ｂの位置に達すると、従動歯車４８と間欠歯車４６との噛み合いが解かれ、これが終期状態となる。
【００６４】
図７はこの終期状態から、図６に示した初期状態に向かって折り返す状況を示している。すなわち、アクチェータとしてのパルスモータの反転駆動により、駆動歯車４７は図７の矢印方向に回転され、これに基づいて従動歯車４９が間欠歯車４６を回転駆動する。したがって、各バルブユニットを駆動する平歯車３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄは、図７に示すように左方向に回転される。この回転が継続されて従動歯車４９が、間欠歯車４６に施された間欠部４６ｂの位置に達すると、従動歯車４８と間欠歯車４６との噛み合いが解かれ、これが初期状態となる。
【００６５】
図８は、図６および図７で示した駆動作用によって成される各バルブユニットの開閉作用を順に示したものである。すなわち、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタの各インクの供給路に配置された各バルブユニットを、ＢＫ，Ｃ，Ｙ，Ｍとして示している。そして各バルブユニットにおける各インク導通孔３６ｂの姿を円内に実線で示している。
【００６６】
なお図８に示すように、各バルブユニットはインク供給路を横断するように配置されたシャフトに、このシャフトの軸方向と直交する方向に一対のインク導通孔が貫通状態で配置されている。すなわち一対のインク導通孔がＸ状に交差するように構成されており、各交差角度を図８に示すように適宜選定した形態とすることで、後述する各バルブユニットの開閉の組み合わせモードを効率的になし得るようにされている。
【００６７】
まず図８における（ａ）は、図６に示す初期状態を示しており、これは全てのバルブユニットが開弁された全開モードを示している。続いて各バルブユニットの回動によりなされる（ｂ）の状態は、ブラックのバルブユニットのみが開弁された択一開弁モードを示し、続いて各バルブユニットの回動によりなされる（ｃ）の状態は、マゼンタのバルブユニットのみが開弁された択一開弁モードを示している。そして、さらに各バルブユニットの回動によりなされる（ｄ）の状態は、シアンのバルブユニットのみが開弁された択一開弁モードを示し、続いて各バルブユニットの回動によりなされる（ｅ）の状態は、イエローのバルブユニットのみが開弁された択一開弁モードを示している。そして最後に図７で示した終期状態においては、（ｆ）に示すように全てのバルブユニットが閉弁された全閉モードに成される。
【００６８】
この様に、図６および図７に示す駆動歯車４７を、アクチェータとしてのパルスモータにより正逆方向にそれぞれ回転駆動することにより、図８に示したバルブユニットの全ての開閉モードを選択することができる。
【００６９】
そして、バルブユニットの開閉を制御するパルスモータに与える駆動パルス数を管理することにより、図８に（ａ）乃至（ｆ）に示す各モードを選択することができる。
【００７０】
図９は、前記した構成の記録装置に搭載された制御回路の例を示したものである。なお図９においては、すでに説明した記録ヘッド７、インクカートリッジ８，９、吸引ポンプ１１については同一符号で示しており、したがってその説明は省略する。
【００７１】
図９において、符号６０は印刷制御手段であり、記録装置のホストコンピュータからの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６１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６１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６２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。
【００７２】
符号６３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６３からの指令によりポンプ駆動手段６４が動作して、吸引ポンプ１１を駆動制御するものである。またクリーニング制御手段６３には印刷制御手段６０、クリーニング指令検知手段６５、バルブ開閉制御手段６６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。
【００７３】
なお、クリーニング指令検知手段６５には指令スイッチ６７が接続されており、このスイッチ６７をユーザがプッシュオンすることにより、前記指令検知手段６５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。
【００７４】
前記バルブ開閉制御手段６６は、ホストコンピュータよりステータス信号を受けて前記クリーニング制御手段６３、バルブモータ駆動手段６８、およびキャリッジモータ制御手段６９に対して制御信号を送出されるように構成されている。
【００７５】
前記バルブモータ駆動手段６８は、図６および図７に示した駆動歯車４７を正逆方向に駆動するパルスモータを駆動するものであり、またキャリッジモータ制御手段６９は、図１に示すキャリッジモータ２を駆動してキャリッジ１を非印刷領域に移動させて、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ものである。
【００７６】
次に、以上のように構成され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のシーケンスについて、図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。図１０は、例えばインクカートリッジが交換された場合に実施される交換クリーニングの制御シーケンスの例を示したものである。
【００７７】
まず、いずれかのインクインクカートリッジ、すなわちブラックインクカートリッジ８またはカラーインクカートリッジ９が交換された場合には、キャリッジ１のカートリッシホルダに配置されたリーフ接点（図示せず）がオン状態と成され、これによりインクカートリッジ８または９の交換があったことが検出できる。これは図９に示すバルブ開閉制御手段６６がホストコンピュータのステータスデータを読み取って判定することができる。
【００７８】
図１０に示すステップＳ１１においては、前記したようにバルブ開閉制御手段６６がホストコンピュータからのステータスデータを常時読み取ることにより、いずれかのインクカートリッジが交換されたか否かを監視しており、カートリッジが交換されたことが判明すると、ステップＳ１２に移り、いずれのインクカートリッジが交換されたかを把握する。このステップＳ１２についても、バルブ開閉制御手段６６がホストコンピュータのステータスデータを読み取って認識することができる。
【００７９】
バルブ開閉制御手段６６において交換されたカートリッジを認識すると、ステップＳ１３に移り、バルブ開閉制御手段６６はバルブモータ駆動手段６８に指令信号を送出し、全てのバルブユニットを閉弁させる。これは各バルブユニットの開閉を制御する前記パルスモータに駆動パルスを送出し、図８（ｆ）に示す状態とすることで、バルブユニットの全てが閉弁される。
【００８０】
続いてステップＳ１４に移り、キャリッジモータを駆動して記録ヘッドをキャッピングする。これは図９に示すバルブ開閉制御手段６６よりキャリッジモータ駆動手段６９に対して制御信号を送出し、これに基づいてキャリッジモータ２が駆動され、キャリッジ１が非印字領域に配置されたキャッピング手段１０の直上に移動することによってなされる。
【００８１】
そしてステップＳ１５において、ポンプ駆動手段を動作させて負圧を印加する。これは図９において、バルブ開閉制御手段６６よりクリーニング制御手段６３に指令信号を送り、クリーニング制御手段６３によりポンプ駆動手段６４を動作させることにより吸引ポンプ１１が駆動される。これによりヘッドのノズルプレートをキャッピング状態としているキャッピング手段１０内に負圧が印加される。
【００８２】
続いてステップＳ１６に移り、交換されたカートリッジに対応するバルブユニットが開弁される。この場合、前記ステップＳ１２においてバルブ開閉制御手段６６はいずれのカートリッジが交換されたかを既に把握している。例えばブラックインクカートリッジが交換されたとすると、図８（ｂ）に示す状態、すなわちブラックインクのバルブユニットのみが開弁される択一開弁モードとされる。
【００８３】
これにより、ブラックインクカートリッジの交換によって、記録ヘッド内に侵入した気泡は、インクの吸引と共にノズル開口より排出される。この時、キャッピング手段内には、ステップＳ１５においてあらかじめ十分な負圧が印加されており、急速なインクの吸引にしたがって気泡は素早くヘッド内を移動し、ノズル開口より早急に排出される。これにより少容量のインクの吸引により、全ての気泡を排出させることが可能となる。
【００８４】
また、例えばカラーインクカートリッジ９が交換されたとすると、図８における（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す状態、すなわちマゼンタインクのバルブユニットのみが開弁される択一開弁モード、シアンインクのバルブユニットのみが開弁される択一開弁モード、およびイエローインクのバルブユニットのみが開弁される択一開弁モードが順に選択され、それぞれ同様にインクの吸引にしたがって気泡もヘッド内から排出される。
【００８５】
続いてステップＳ１７においては、全てのバルブユニットが閉弁される。すなわち図８（ｆ）に示す全閉モードとされる。これにより次のステップＳ１８において実行される排インク処理において、各ヘッドのノズル開口に形成されたメニスカスの破壊が防止される。
【００８６】
ステップＳ１８においては、キャッピング手段における大気開放口が開放され、インク吸引口より排インクが吸引される。すなわち、キャッピング手段１０に配置された大気開放口２５に接続された前記エアーバルブが開弁され、インク吸引口２４に接続された吸引ポンプ１１が駆動されて、ステップＳ１６によってキャッピング手段１０内に排出されたインクが排インクタンク内に排出される。
【００８７】
この時、前記エアーバルブの開弁によりキャッピング手段１０内には、インクが泡状となって生成され、記録ヘッド７のノズルプレートに付着するが、ステップＳ１７において全てのバルブユニットが閉弁されているため、インクの泡がノズル開口に侵入することが防止でき、したがってノズル開口に形成されたメニスカスの破壊が防止できる。
【００８８】
なお、以上はいずれかのインクカートリッジを交換した場合の交換クリーニングの動作について説明したが、ユーザが指令スイッチ６７を操作した場合のマニュアルクリーニング操作時、および前回のクリーニング操作から所定の時間が経過した後に自動的に印刷制御手段６０より指令されるクリーニング操作時においては、クリーニング制御手段６３よりバルブ開閉制御手段６６に対して指令信号が送出される。
【００８９】
この場合においては、バルブ開閉制御手段６６は、前記と同様にバルブモータ駆動手段６８、およびキャリッジモータ制御手段６９に対して制御信号を送出する。この時においては、バルブモータ駆動手段６８は、図８（ａ）に示すように全てのバルブユニットを開弁させる全開モードを選択し、全てのノズル開口よりインクを排出させるように制御する。
【００９０】
また、特に図には示していないが、特定のインクが吐出不良（ドット抜け）となった場合には、そのノズル開口に対応するバルブユニットを開弁させるための操作スイッチを設けることで、特定のノズル開口に対応するクリーニング操作を実行させることもできる。
【００９１】
以上説明した実施の形態においては、ブラックインク、および３色のカラーインクを用いたインクジェット式記録装置について示しているが、例えば単色のブラックインクのみを用いた記録装置においても、同様にバルブユニットを配置することで、交換クリーニング時の気泡の排出作用を円滑に行なわせることが可能である。
【００９２】
また、各バルブユニットを駆動するためのパルスモータとして、これを単独に備えることなく、例えば記録用紙を搬送するための紙送りモータを共用することもできる。さらに、実施の形態においては各バルブユニットは連動して回転駆動されるように構成されているが、それぞれ単独に開閉制御されるように構成しても同様の作用効果を得ることができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかる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によると、インクカートリッジ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を配置し、記録ヘッドのクリーニング動作に連動してバルブユニットの開閉を制御するように成されるので、例えばインクカートリッジの交換等に際して記録ヘッド内に侵入する気泡を、バルブユニットの開閉タイミングを図ることにより、効率的に排出することが可能となる。これにより、記録ヘッドのクリーニングに際してインクの排出量を低減させることが可能となり、ランニングコストの負担を軽減させることができる。
【００９４】
また、異なった色のインクを吐出する各ノズル開口に対応させて、それぞれバルブユニットを配置した構成とすることにより、交換したカートリッジに対応したノズル開口のみからインクの吸引を実行することが可能となり、インクの排出量を相乗的に低減させることが可能となる。
【００９５】
またこの場合、インクの吸引動作を実施した後に、各バルブユニットを閉弁制御させるシーケンスを採用することにより、ノズル開口に形成されたメニスカスを破壊するという問題を排除することができ、記録ヘッドにおける印字不良の発生を効果的に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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置の斜視図である。
【図２】キャッピング手段を上部から視た状態を示す平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線を矢印方向に視たキャッピング手段の断面図である。
【図４】記録ヘッドとインクカートリッジ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。
【図５】記録ヘッドとインクカートリッジとの間に配置されたバルブユニットの他の構成を示した断面図である。
【図６】各バルブユニットの開閉を制御する回転駆動機構の例を示す正面図である。
【図７】同じく回転駆動機構を逆方向に駆動した状態を示す正面図である。
【図８】各バルブユニットの開閉状態を示す模式図である。
【図９】本発明の記録装置に装備された制御回路の例を示したブロック図である。
【図１０】本発明の記録装置において成されるヘッドクリーニングの制御シーケンスの例を示すフローチャートである。
【図１１】従来のインクカートリッジ、記録ヘッド、キャッピング手段の組み合わせ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  ノズルプレート
７ｂ  ノズル開口
７ｃ  アクチェータユニット
７ｄ  ヘッドフィルタ
８  ブラック用インクカートリッジ
９  カラー用インクカートリッジ
１０  キャッピング手段
１１  吸引ポンプ
２４  インク吸引口
２５  大気開放口
３１  インク供給針
３５  インク供給路
３６  バルブユニット
３６ｂ  導通孔
３７  シャフト
３８  平歯車
４６  間欠歯車
４７  駆動歯車
６０  印刷制御手段
６１  ヘッド駆動手段
６２  フラッシング制御手段
６３  クリーニング制御手段
６４  ポンプ駆動手段
６６  バルブ開閉制御手段
６８  バルブモータ駆動手段
６９  キャリッジモータ制御手段
【図１】
0003703063.tif 000002
【図２】
0003703063.tif 000003
【図３】
0003703063.tif 000004
【図４】
0003703063.tif 000005
【図５】
0003703063.tif 000006
【図６】
0003703063.tif 000007
【図７】
0003703063.tif 000008
【図８】
0003703063.tif 000009
【図９】
0003703063.tif 000010
【図１０】
0003703063.tif 000011
【図１１】
0003703063.tif 000012