(57)【要約】【課題】  液体タンクから液体噴射ヘッドまでの液体の供給経路内に混入した気体をポンプなどの駆動手段を追加することなく、簡単に排出する。【解決手段】  プリンタ１は、インクジェットヘッド３とインクカートリッジ６とが第１流路６４により接続され、その途中にサブタンク４が配置されている。サブタンク４とインクカートリッジ６は、気体連通路６６を介して連通している。気体連通路６６の途中には、インクカートリッジ６からサブタンク４への気体の流入を防止する一方向弁７１が配置されている。第１流路６４は、サブタンク４よりも上流側で分岐し、下流側で合流する第２流路６５と連通している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給される液体を貯留する液体タンクと、
前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクとを接続する第１流路と、
前記第１流路の途中に配置され、液体と気体とを分離させる気液分離部と、
前記気液分離部と前記液体タンクとを接続し、前記気液分離部内の気体を前記液体タンクに移送するための気体連通路と、
前記気体連通路の途中に配置され、前記液体タンクから前記気液分離部への気体の流入を防止する弁と、
前記気液分離部の上流側と下流側とを前記気液分離部を経由せずに連通させる第２流路と、
前記第１流路のみを通過させて前記液体タンク内の液体を前記液体噴射ヘッドに供給する第１通過経路と、前記第２流路を通過させて前記気液分離部を経由せずに前記液体タンク内の液体を前記液体噴射ヘッドに供給する第２通過経路とを選択的に切り替える切り替え手段と、を備えていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記第２流路は、前記第１流路における前記液体タンクと前記気液分離部との間に設けられた第１分岐点と、前記第１流路における前記気液分離部と前記液体噴射ヘッドとの間に設けられた第２分岐点と、を前記気液分離部を経由せずに連通させる流路であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記切り替え手段を制御する制御手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記切り替え手段により前記第２通過経路を連通させるとともに、前記液体噴射ヘッドから液体を消費することで、前記気液分離部内の気体を前記液体タンクに移送することを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記気液分離部内の気体の量を検出する気体量検出手段をさらに備えており、
前記制御手段は、
前記気体量検出手段によって所定量以上の気体が検出されたときには、前記切り替え手段により前記第２通過経路を連通させることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記液体噴射ヘッド内の液体に噴射エネルギーを付与するエネルギー付与手段をさらに備えており、
前記制御手段は、
前記エネルギー付与手段をさらに制御しており、
前記切り替え手段により前記第２通過経路を連通させ、前記エネルギー付与手段により前記液体噴射ヘッドから液体を噴射させることを特徴とする請求項３または４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズルを有しており、
前記液体噴射ヘッド内の液体を前記ノズルから排出させるパージ手段をさらに備えており、
前記制御手段は、
前記パージ手段をさらに制御しており、
前記切り替え手段により前記第２通過経路を連通させ、前記パージ手段により前記ノズルから液体を排出させることを特徴とする請求項３または４に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記液体タンクは、大気と連通する大気連通孔と、前記制御手段により制御され、前記大気連通孔を開閉する開閉弁とを有しており、
前記制御手段は、前記切り替え手段により前記第１通過経路を連通させ、前記開閉弁を開にすることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記液体タンクが着脱自在に装着される装着部をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体噴射装置。
【請求項９】
前記気液分離部は、前記液体タンクから前記液体噴射ヘッドへ供給される液体を一時貯留するサブタンクであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体タンクから供給された液体を液体噴射ヘッドから噴射する液体噴射装置が知られている。このような液体噴射装置の液体タンクから液体噴射ヘッドまでの液体流路には、さまざまな理由により外部から気体が混入することがある。
【０００３】
例えば、記録媒体にインクを噴射して所望の文字や画像を記録するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタには、一般的に、インクを貯留したカートリッジが着脱自在に装着され、カートリッジから供給されたインクをインクジェットヘッドから噴射する。このようなインクジェットプリンタでは、カートリッジの交換などの要因によって、カートリッジとカートリッジを装着する装着部の連結部を介して外部から気体が混入することがある。また、インクに溶解している気体が温度や圧力の変化で気泡となることもある。この気体がインクとともにインクジェットヘッドへ流れていくと、例えば噴射不良や流路詰まりを生じてしまう。
【０００４】
そこで、インクジェットヘッド内の気体を排出するためには、例えば、特許文献１に記載のプリンタのような構成を利用して、インクジェットヘッドとカートリッジを接続する流路の途中にポンプを設けて、ポンプによる吸引駆動によりインクジェットヘッド内のインクとともに気体を引き出し、その後、ポンプを吸引駆動時とは逆向きに駆動して、カートリッジからインクジェットヘッドへインクのみを押し出すことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９９０４０号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のプリンタにおいては、インクジェットヘッド内のインクに混入した気体を排出するために専用の駆動手段であるポンプを必要としてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、液体タンクから液体噴射ヘッドまでの液体の供給経路内に混入した気体をポンプなどの駆動手段を追加することなく、簡単に排出することができる液体噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに供給される液体を貯留する液体タンクと、前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクとを接続する第１流路と、前記第１流路の途中に配置され、液体と気体とを分離させる気液分離部と、前記気液分離部と前記液体タンクとを接続し、前記気液分離部内の気体を前記液体タンクに移送するための気体連通路と、前記気体連通路の途中に配置され、前記液体タンクから前記気液分離部への気体の流入を防止する弁と、前記気液分離部の上流側と下流側とを前記気液分離部を経由せずに連通させる第２流路と、前記第１流路のみを通過させて前記液体タンク内の液体を前記液体噴射ヘッドに供給する第１通過経路と、前記第２流路を通過させて前記気液分離部を経由せずに前記液体タンク内の液体を前記液体噴射ヘッドに供給する第２通過経路とを選択的に切り替える切り替え手段と、を備えている。
【０００９】
本発明の液体噴射装置によると、切り替え手段により第２通過経路を連通させて、液体噴射ヘッドから液体を消費すると、気液分離部を経由しない第２流路を介して液体タンク内の液体は消費され減少する。すると、液体タンク内は気液分離部内よりも低い圧力となり、圧力の高い気液分離部内から気体連通路を介して圧力の低い液体タンク内に気体が流入し、気液分離部内の気体を液体タンクに移送することができ、液体噴射ヘッドに気体が流れ込むのを防止することができる。このように、液体タンクから液体噴射ヘッドまでの液体の供給経路内に混入した気体をポンプなどの専用の駆動手段を追加することなく、簡単に排出することができる。また、噴射された液体が着弾する被噴射体に向けて液体噴射ヘッドから液体を噴射する通常噴射時や、液体噴射ヘッドから液体を吸引して排出するパージ時などの液体噴射ヘッドから液体を消費するときに、第２通過経路を連通させるだけで、合わせて気液分離部内の気体を液体タンクに移送することも可能である。なお、本発明においては、液体タンクから液体噴射ヘッドに液体が供給されることから、液体タンクを上流端とし、液体噴射ヘッドを下流端とする。
【００１０】
また、前記第２流路は、前記第１流路における前記液体タンクと前記気液分離部との間に設けられた第１分岐点と、前記第１流路における前記気液分離部と前記液体噴射ヘッドとの間に設けられた第２分岐点と、を前記気液分離部を経由せずに連通させる流路であることが好ましい。これによると、第１流路において気液分離部だけをバイパスさせることができる。
【００１１】
さらに、前記切り替え手段を制御する制御手段をさらに備えており、前記制御手段は、前記切り替え手段により前記第２通過経路を連通させるとともに、前記液体噴射ヘッドから液体を消費することで、前記気液分離部内の気体を前記液体タンクに移送することが好ましい。
【００１２】
加えて、前記気液分離部内の気体の量を検出する気体量検出手段をさらに備えており、前記制御手段は、前記気体量検出手段によって所定量以上の気体が検出されたときには、前記切り替え手段により前記第２通過経路を連通させることが好ましい。これによると、気液分離部内の気体が所定量以上のときには、気液分離部内の気体を液体タンクに確実に移送することができる。
【００１３】
また、前記液体噴射ヘッド内の液体に噴射エネルギーを付与するエネルギー付与手段をさらに備えており、前記制御手段は、前記エネルギー付与手段をさらに制御しており、前記切り替え手段により前記第２通過経路を連通させ、前記エネルギー付与手段により前記液体噴射ヘッドから液体を噴射させることが好ましい。これによると、被噴射体に向けて液体噴射ヘッドから液体を噴射させる通常噴射を行いながら、気液分離部内の気体を液体タンクに移送することができる。したがって、気液分離部内の気体を液体タンクに移送するためだけに液体を消費することがなく、液体の消費量を削減することができる。
【００１４】
さらに、前記液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズルを有しており、前記液体噴射ヘッド内の液体を前記ノズルから排出させるパージ手段をさらに備えており、前記制御手段は、前記パージ手段をさらに制御しており、前記切り替え手段により前記第２通過経路を連通させ、前記パージ手段により前記ノズルから液体を排出させることが好ましい。これによると、パージを行いながら、気液分離部内の気体を液体タンクに移送することができる。したがって、気液分離部内の気体を液体タンクに移送するためだけに液体を消費することがなく、液体の消費量を削減することができる。
【００１５】
加えて、前記液体タンクは、大気と連通する大気連通孔と、前記制御手段により制御され、前記大気連通孔を開閉する開閉弁とを有しており、前記制御手段は、前記切り替え手段により前記第１通過経路を連通させ、前記開閉弁を開にすることが好ましい。これによると、気液分離部内の気体を液体タンクに移送するとき以外は、液体タンクの大気連通孔を開として大気と連通させているため、液体タンク内の液体を残さず、液体噴射ヘッドに供給することができる。
【００１６】
また、前記液体タンクが着脱自在に装着される装着部をさらに備えていることが好ましい。空になった液体タンクを装着部から取り外して、満充填された液体タンクを装着部に装着する際に、装着部と液体タンクの連結部からは気体が混入しやすい。このような気体が混入しやすい液体噴射装置において、気液分離部内の気体を液体タンク内に移送することは効果的である。
【００１７】
さらに、前記気液分離部は、前記液体タンクから前記液体噴射ヘッドへ供給される液体を一時貯留するサブタンクであることが好ましい。サブタンクは、例えば、第１流路内の液体に生じた動圧などの圧力変動を吸収するとともに、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足を解消するバッファタンクとして機能している。このようなサブタンクを、液体噴射ヘッドに気体が移送されないように気体と液体を分離させる気液分離部と兼用することができ、装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１８】
切り替え手段により第２通過経路を連通させて、液体噴射ヘッドから液体を消費すると、圧力の高い気液分離部から気体連通路を介して圧力の低い液体タンク内に気体が流入し、気液分離部内の気体を液体タンクに移送することができ、液体噴射ヘッドに気体が流れ込むのを防止することができる。したがって、液体タンクから液体噴射ヘッドまでの液体の供給経路内に混入した気体をポンプなどの専用の駆動手段を追加することなく、簡単に排出することができる。また、被噴射体に向けて液体噴射ヘッドから液体を噴射する通常噴射時や、液体噴射ヘッドから液体を吸引して排出するパージ時などの液体噴射ヘッドから液体を消費するときに、第２通過経路を連通させるだけで、合わせて気液分離部内の気体を液体タンクに移送することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るプリンタの平面図である。
【図２】プリンタの概略構成図である。
【図３】プリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】記録動作時におけるプリンタの概略構成図である。
【図５】吸引パージ時におけるプリンタの概略構成図である。
【図６】変形例におけるプリンタの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、インクジェットヘッドから記録用紙に対してインクを噴射することにより、記録用紙に所望の文字や画像などを記録（印刷）するプリンタに、本発明を適用したものである。
【００２１】
まず、プリンタ１の概略構成について、図１を参照して説明する。図１に示すように、プリンタ１（液体噴射装置）は、一方向に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３（液体噴射ヘッド）、及び、サブタンク４（気液分離部）と、インクを貯留するインクカートリッジ６（液体タンク）と、インクカートリッジ６が着脱自在に装着されるホルダ１０と、インク増粘やインクジェットヘッド３内への気体混入などによってインクジェットヘッド３の液体噴射性能が低下したときに、その性能を回復させるメンテナンス機構７と、プリンタ１の各部をそれぞれ制御する制御装置８（図３参照）などを備えている。
【００２２】
プリンタ１には、水平な一方向（図１の左右方向：走査方向）に平行に延びるとともに、走査方向と直交する紙送り方向に間隔を空けて配置された２本のガイドフレーム１７ａ、１７ｂが設けられており、これら２本のガイドフレーム１７ａ、１７ｂにキャリッジ２が取り付けられている。そして、キャリッジ２は、２本のガイドフレーム１７ａ、１７ｂによって案内されつつ、キャリッジ駆動機構１２によって走査方向に往復駆動される。キャリッジ駆動機構１２は、キャリッジ２に連結された無端ベルト１８と、無端ベルト１８を走行させるキャリッジ駆動モータ１９を含んでいる。そして、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２が、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に往復移動するようになっている。
【００２３】
キャリッジ２には、インクジェットヘッド３と４つのサブタンク４が搭載されている。４つのサブタンク４は走査方向に沿って並べて配置され、これら４つのサブタンク４の下方にインクジェットヘッド３が設けられている。サブタンク４は、インクカートリッジ６から供給されたインクとともに流れてきた気体を分離させて、インクジェットヘッド３に気体が流れ込まないようにインクのみを供給しているとともに、インクカートリッジ６から供給されたインクを一時貯留している。また、サブタンク４は、インクジェットヘッド３へのインクの供給不足を解消するバッファタンクとしても機能している。
【００２４】
また、サブタンク４の一方端部にはチューブジョイント２１が一体的に設けられており、サブタンク４は、チューブジョイント２１に連結された可撓性のチューブ１１を介して、ホルダ１０のカートリッジ装着部５に装着されたインクカートリッジ６に接続されている。一方、サブタンク４の他方端部は、インクジェットヘッド３の上面に設けられたインク供給口（図示省略）に接続されている。これにより、インクカートリッジ６からチューブ１１を介して供給されたインクが、サブタンク４で一時貯留され、さらに、サブタンク４内のインクはインクジェットヘッド３へ供給される。
【００２５】
キャリッジ２が走査方向に沿って往復移動すると、その移動の際の加速度の影響を受け手チューブ１１内のインクに動圧が生じる。この動圧がインクジェットヘッド３内のインクに伝わると、噴射速度が変わるなど噴射特性が不安定となってしまう。そこで、サブタンク４は、インクジェットヘッド３とともに往復移動しており、チューブ１１内の容積に比べて比較的大きな容積となっているため、内部の気体によりその動圧を吸収して、動圧がインクジェットヘッド３内のインクに伝わらないようにしている。
【００２６】
インクジェットヘッド３は、その下面に、多数のノズル３ｂが開口した液体噴射面３ａを有している。インクジェットヘッド３は、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動しつつ、給紙モータ２７や排紙モータ２８を含む搬送機構９（図３参照）により紙送り方向（図１の下方）に搬送される記録用紙Ｐに向けて、サブタンク４から供給されたインクを複数のノズル３ｂからそれぞれ噴射する。これにより、記録用紙Ｐに所望の文字や画像などが記録される。
【００２７】
ホルダ１０は、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクをそれぞれ貯留する４つのインクカートリッジ６が着脱自在に装着される４つのカートリッジ装着部５を有している。４つのインクカートリッジ６に貯留された４色のインクは、ホルダ１０に接続されたチューブ１１を介してサブタンク４に供給される。
【００２８】
メンテナンス機構７は、走査方向に関するキャリッジ２の移動範囲のうち、記録用紙Ｐと対向する印刷領域よりも外側（図１における右側）の領域（メンテナンス位置）に配置されている。このメンテナンス機構７は、インクジェットヘッド３の液体噴射面３ａにノズル３ｂを囲んで密着可能なキャップ部材１３と、このキャップ部材１３に接続された吸引ポンプ１４と、インクジェットヘッド３の液体噴射面３ａに付着したインクを拭き取るワイパー１６などを有している。
【００２９】
インクジェットヘッド３の液体噴射性能を回復させるために、メンテナンス位置にキャリッジ２が移動してきたときに、キャップ部材１３は、インクジェットヘッド３の液体噴射面３ａと対向する。さらに、キャップ部材１３は、キャップ駆動装置２５（図３参照）によって上方（図１の紙面手前側）に駆動されて、インクジェットヘッド３の液体噴射面３ａに密着することで、複数のノズル３ｂを一度に覆うように構成されている。
【００３０】
そして、キャップ部材１３がインクジェットヘッド３の液体噴射面３ａに配置されたノズル３ｂを覆っている状態で、吸引ポンプ１４を作動させることにより、ノズル３ｂからインクを吸引して排出する。これにより、水分が蒸発して粘度が高くなった（増粘した）ノズル３ｂ内のインクを、ノズル３ｂから排出したり、インクカートリッジ６を交換した際に、インクカートリッジ６内のインクをサブタンク４及びインクジェットヘッド３に導入したりする、いわゆる吸引パージが可能となっている。吸引パージは、プリンタ１の電源投入時や所定時間おき、あるいはインクカートリッジ６の交換時に行われる。また、ノズル３ｂからインクが吸引排出された後に、キャップ部材１３が下降してインクジェットヘッド３の液体噴射面３ａから離れた状態で、キャリッジ２とともにワイパー１６に対して走査方向に移動することで、インクジェットヘッド３の液体噴射面３ａに付着したインクが、ワイパー１６によって拭き取られる。
【００３１】
次に、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３までのインク供給系について、図２を参照して説明する。なお、本実施形態においては、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３にインクが供給されることから、インクカートリッジ６を上流端とし、インクジェットヘッド３を下流端とする。
【００３２】
図２に示すように、インクカートリッジ６は、貯留されているインクの液面の高さが、インクジェットヘッド３の液体噴射面３ａよりも低い位置に保持されており、チューブ１１に形成された流路を含む第１流路６４を介してインクジェットヘッド３と接続されている。第１流路６４の途中には、サブタンク４が配置されている。第１流路６４のサブタンク４よりも上流側と下流側は、第２流路６５により接続されている。サブタンク４は、気体連通路６６を介してインクカートリッジ６と接続されている。なお、チューブ１１に形成された流路を除く第１流路６４及び第２流路６５、および気体連通路６６は、図示しない流路部材及びチューブによって形成されており、その一部はキャリッジ２に固定されている。
【００３３】
インクカートリッジ６には、大気と連通する大気連通孔６ａが形成されている。大気連通孔６ａは、インクカートリッジ６がカートリッジ装着部５に装着されることで、大気に連通する大気連通管６１と連通する。大気連通管６１の途中には、シリンダ６２により駆動される開閉弁６３が配置されている。シリンダ６２及び開閉弁６３は、カートリッジ装着部５に固定されている。カートリッジ装着部５に装着されたインクカートリッジ６は、開閉弁６３が開となっているときに、大気連通孔６ａを介して大気と連通し、開閉弁６３が閉となっているときに、大気との連通が遮断される。なお、大気連通孔６ａは、大気連通管６１が開閉弁６３によって開閉されることで、間接的に開閉されてもよいし、大気連通孔６ａが開閉弁により直接開閉されてもよい。
【００３４】
第１流路６４におけるインクカートリッジ６とサブタンク４の間であって、第２流路６５に分岐する分岐点（第１分岐点）には、シリンダ６７により駆動される三方弁６８が配置されている。また、第１流路６４におけるサブタンク４とインクジェットヘッド３の間であって、第２流路６５と合流する分岐点（第２分岐点）には、シリンダ６９により駆動される三方弁７０が配置されている。シリンダ６７、６９及び三方弁６８、７０は、キャリッジ２に固定されている。
【００３５】
三方弁６８は、シリンダ６７の駆動により、インクカートリッジ６とサブタンク４との間の第１流路６４を連通させて、矢印Ａ方向にインク供給可能にするか、または、第１流路６４から第２流路６５へ分岐する流路を連通させて、矢印Ｂ方向にインク供給可能にする。
【００３６】
三方弁７０は、シリンダ６９の駆動により、サブタンク４とインクジェットヘッド３との間の第１流路６４を連通させて、矢印Ｃ方向にインク供給可能にするか、または、第２流路６５から第１流路６４へ合流する流路を連通させて、矢印Ｄ方向にインク供給可能にする。
【００３７】
気体連通路６６の途中には、サブタンク４からインクカートリッジ６への気体の流出のみを許容し、インクカートリッジ６からサブタンク４への気体の流入を防止する一方向弁７１が配置されている。
【００３８】
なお、本実施形態においては、第１流路６４のみを通過させて、サブタンク４を経由してインクカートリッジ６内のインクをインクジェットヘッド３に供給する経路を第１通過経路とし、第１流路６４から分岐して第２流路６５を通過させて再度第１流路６４に合流して、サブタンク４を経由せずにインクカートリッジ６内のインクをインクジェットヘッド３に供給する経路を第２通過経路とする。
【００３９】
サブタンク４の側壁には、それぞれ異なる高さの位置に２つの電極４１ａ、４１ｂが配置されている。電極４１ａは、サブタンク４の、サブタンク４からインクジェットヘッド３にインクを供給する供給孔よりも高い位置に配置されており、電極４１ｂは、電極４１ａよりも低い位置に配置されている。
【００４０】
サブタンク４に設けられた２つの電極４１ａ、４１ｂ間に電圧を印加すると、２つの電極４１ａ、４１ｂのうち、高い位置にある電極４１ａよりも高い位置までインクが貯留されている場合には、２つの電極４１ａ、４１ｂはインクを介して導通し、２つの電極４１ａ、４１ｂ間の抵抗値は低い値となる。また、電極４１ａよりも低い位置までしかインクが貯留されていない場合には、２つの電極４１ａ、４１ｂは、絶縁状態となり、２つの電極４１ａ、４１ｂ間の抵抗値は非常に高い値となる。
【００４１】
したがって、電極４１ａが配置されている高さまでサブタンク４にインクが貯留されている場合におけるサブタンク４内の気体量を所定量とすると、２つの電極４１ａ、４１ｂ間の抵抗値を検出することで、サブタンク４内の気体が、所定量か否かを検出することができる。
【００４２】
次に、プリンタ１の制御系について、図３のブロック図を参照して説明する。図３に示されるプリンタ１の制御装置８は、例えば、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、プリンタ１の全体動作を制御するための各種プログラムやデータなどが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータなどを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵで実行されることにより、以下に説明するような種々の制御を行う。あるいは、演算回路を含む各種回路が組み合わされたハードウェア的なものであってもよい。
【００４３】
また、制御装置８は、記録制御部９１、メンテナンス制御部９２、気体量検出部９３、流路切り替え制御部９４、及び、大気連通制御部９５を備えている。なお、記録制御部９１、メンテナンス制御部９２、気体量検出部９３、流路切り替え制御部９４、及び、大気連通制御部９５の機能は、上述したＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって実現することができる。
【００４４】
記録制御部９１は、ＰＣ６０から入力された記録画像などに関するデータに基づいて、インクジェットヘッド３内のインクに噴射エネルギーを付与するヘッド駆動回路９０（エネルギー付与手段）、キャリッジ２を駆動するキャリッジ駆動モータ１９、搬送機構９の給紙モータ２７及び排紙モータ２８などを制御して、記録用紙Ｐへの所望の画像などの記録を行わせる。メンテナンス制御部９２は、メンテナンス機構７のキャップ駆動装置２５や吸引ポンプ１４を制御して、インクジェットヘッド３の吸引パージを実行させる。
【００４５】
気体量検出部９３は、サブタンク４に設けられた２つの電極４１ａ、４１ｂ間の抵抗値に基づいて、サブタンク４内の気体が所定量以上であるか否かの判定を行う。流路切り替え制御部９４は、シリンダ６７、６９を制御して、三方弁６８、７０を矢印Ａ、Ｃ方向にインク供給可能にして、インクカートリッジ６からサブタンク４を経由してインクジェットヘッド３にインクを供給する第１通過経路と、三方弁６８、７０を矢印Ｂ、Ｄ方向にインク供給可能にして、インクカートリッジ６からサブタンク４を経由せずにインクジェットヘッド３にインクを供給する第２通過経路とを選択的に切り替える。大気連通制御部９５は、シリンダ６２を制御して、開閉弁６３を開に切り替えることで、カートリッジ装着部５に装着されたインクカートリッジ６内を大気と連通させる。
【００４６】
プリンタ１は、気体量検出部９３によってサブタンク４内に所定量未満の気体しか貯留されていない、すなわち十分にインクが貯留されていると検出された場合には、図４に示すように、流路切り替え制御部９４によって三方弁６８、７０を制御して、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３までのインクの流れる経路において、サブタンク４を経由する第１通過経路を連通させる。また、大気連通制御部９５によって開閉弁６３を開とし、インクカートリッジ６内を大気と連通させた状態にする。その上で、記録制御部９１によって記録動作を行ったり、メンテナンス制御部９２によって吸引パージを行ったりして、インクジェットヘッド３からインクを消費する。
【００４７】
このとき、サブタンク４とインクカートリッジ６を連通させる気体連通路６６には、一方向弁７１が設けられているため、インクカートリッジ６からサブタンク４への気体の流入は防止され、インクカートリッジ６から第１流路６４を介してサブタンク４に確実にインクが導出される。
【００４８】
詳しくは後述するが、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送するとき以外は、開閉弁６３を開とし、インクカートリッジ６内を大気と連通させて、インクジェットヘッド３からインクを消費することで、インクカートリッジ６内のインクを残さず、インクジェットヘッド３に供給することができる。
【００４９】
ここで、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３までの流路には、さまざまな要因により外部から気体が混入することがある。例えば、空になったインクカートリッジ６をカートリッジ装着部５から取り外して、新しいインクカートリッジ６を取り付けるカートリッジの交換の際には、カートリッジ装着部５のインクカートリッジ６との連結部から気体が混入しやすい。また、インクに溶解している気体が温度や圧力の変化で気泡となることもある。この気体がインクジェットヘッド３からインクを消費することでインクジェットヘッド３に流れていくと、インクジェットヘッド３内の流路は、一般に、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３までの流路に比べて、複雑で一度混入した気泡が移動しにくい構成であるため、記録動作程度の噴射圧力では気体を排出することができずに、例えば噴射不良や流路詰まりを生じてしまう。
【００５０】
そこで、本実施形態においては、このように混入した気体をサブタンク４でトラップして、インクジェットヘッド３に流れないようにしている。そして、サブタンク４内の気体量を２つの電極４１ａ、４１ｂ間の抵抗値を検出することで検出し、所定量以上の気体がサブタンク４内に溜まっている場合には、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６内に移送する。
【００５１】
気体量検出部９３によってサブタンク４内の気体が所定量以上である、つまり、２つの電極４１ａ、４１ｂの間の抵抗値が非常に大きい値であると検出されると、次の吸引パージの直前に以下の制御を行う。まず、図５に示すように、流路切り替え制御部９４によってシリンダ６７、６９を制御して、三方弁６８、７０を切り替え、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３までのインクの流れる経路において、サブタンク４を経由しない第２通過経路を連通させて、大気連通制御部９５により、開閉弁６３を閉とする。そして、メンテナンス制御部９２によって吸引パージを行う。
【００５２】
すると、吸引パージによってインクジェットヘッド３からインクが排出される。すると、サブタンク４を経由せずに第２通過経路を介してインクカートリッジ６内のインクがインクジェットヘッド３に供給される。インクカートリッジ６内は、開閉弁６３が閉となり、大気との連通が遮断されているため、インクがインクジェットヘッド３に供給されて減少することで大気圧よりも低い圧力である、いわゆる負圧となる。そうすると、インクカートリッジ６とインクカートリッジ６に連通するサブタンク４との間で圧力差が生じる。このとき、サブタンク４内の圧力に比べてインクカートリッジ６内の圧力が低いため、この圧力差がなくなるまで、圧力の高いサブタンク４内の気体が気体連通路６６を介して圧力の低いインクカートリッジ６内に移送される。
【００５３】
これにより、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６内に移送することができ、サブタンク４内の気体は減少するため、サブタンク４からインクジェットヘッド３に気体が流れ込むのを防止することができる。このとき、吸引パージを行いながら、合わせてサブタンク４内の気体をインクカートリッジ６内に移送することができ、サブタンク４内の気体をサブタンク４の外に排出するためだけにインクを排出させることがなく、インクの消費量を削減することができる。また、サブタンク４内の気体が所定量以上のときには、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に確実に移送することができる。
【００５４】
そして、吸引パージでは相当量のインクをインクジェットヘッド３から排出させるため、サブタンク４内の気体は、インクカートリッジ６内に大部分が移送される。そのため、吸引パージが終わると、再度、流路切り替え制御部９４によってシリンダ６７、６９を制御して、三方弁６８、７０を切り替え、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３までのインクの流れる経路において、サブタンク４を経由する第１通過経路を連通させる。また、大気連通制御部９５によって開閉弁６３を開とし、インクカートリッジ６内を大気と連通させた状態にする。そして、記録制御部９１によって記録動作を行ったり、メンテナンス制御部９２によって吸引パージを行ったりして、インクジェットヘッド３からインクを消費する。
【００５５】
なお、吸引パージと同時にサブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送するだけでなく、サブタンク４内の気体が所定量以上であると検出された直後に、第１通過経路から第２通過経路に切り替えて、開閉弁６３を閉にして、記録動作時においてサブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送してもよい。これによると、記録動作を行いながら、合わせてサブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送することができ、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送するためだけにインクジェットヘッド６からインクを噴射させることがなく、インクの消費量を削減することができる。
【００５６】
このように、吸引パージに限らず、記録動作などのインクジェットヘッド３からインクを消費する動作を行う際に、開閉弁６３を閉にして、第１通過経路から第２通過経路に切り替えるだけで、これらの動作に合わせて、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送することができる。これにより、他のインクジェットヘッド３からインクを消費する動作と合わせて、気体を移送する動作を行っているため、無駄にインクを消費することがない。なお、インクジェットヘッド３からインクを消費する動作としては、吸引パージや記録動作の他に、インクジェットヘッド３の噴射性能を回復させるためにヘッド駆動回路９０を制御してインクジェットヘッド３からインクを吐出させるフラッシングなども挙げられる。これらによると、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送するために専用のポンプ等の駆動手段を追加する必要がなく、プリンタ１を小型化することができるとともに、消費電力を削減することもできる。
【００５７】
また、チューブ１１内のインクに生じる動圧吸収したり、バッファタンクとして機能するサブタンク４を、インクジェットヘッド３に気体が移送されないように気体と液体を分離させる気液分離部と兼用することができ、プリンタ１を小型化することができる。
【００５８】
また、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送する動作を止める切り替えタイミングとしては、サブタンク４内の電極４１ａよりも高い位置にさらに電極を設けて、電極４１ａと電極４１ａよりも高い位置に設けられた電極との間の抵抗値を測定し、抵抗値が低くなったら、この最も高い位置の電極より高い位置まで気体が減少しているとして、切り替えてもよい。また、気体を移送する動作を行っている間の、インクジェットヘッド３からのインクの消費量が、所定量以上になれば、十分サブタンク４内の気体は移送されたと判断して切り替えてもよい。また、タイマを設け、所定時間経過したときに、切り替えてもよい。
【００５９】
ただし、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送する動作を記録動作とともに行うと、第２通過経路を介してインクジェットヘッド３からインクを噴射させたときと、第１通過経路を介してインクジェットヘッド３からインクを噴射させたときとでは、インクカートリッジ６からインクジェットヘッド３までのインクの流れる流路やインクカートリッジ６内の圧力が異なるため、ノズル３ｂからのインクの噴射速度が変わるなど噴射特性が不安定となってしまうおそれがある。そこで、記録動作時ではなく吸引パージ時においてサブタンク４内の気体をインクカートリッジ６内に移送することで、記録動作時には、上述したような問題が生じず、噴射特性を安定させることができる。
【００６０】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００６１】
本実施形態においては、第２流路６５は、第１流路６４のサブタンク４よりも上流側から分岐して、第１流路６４のサブタンク４よりも下流側に合流していたが、第１流路６４から分岐せずに、第１流路６４とは異なる流路として、サブタンク４を経由せずにインクカートリッジ６とインクジェットヘッド３を直接接続していればよい。また、第２流路６５は、インクカートリッジ６と第２分岐点を接続させてもよく、あるいは、第１分岐点とインクジェットヘッド３を接続させてもよい。
【００６２】
また、本実施形態においては、気体量検出部９３によってサブタンク４内の気体が所定量以上であると検出された場合に、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送していたが、カートリッジの交換時が、流路に気体が混入しやすく、サブタンク４内に気体が溜まりやすい。そこで、気体量検出部９３を設けずに、カートリッジ交換後に、毎回、第１通過経路から第２通過経路に切り替えて、インクジェットヘッド３からインクを消費することで、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送してもよい。カートリッジが交換されたか否かの判断は、カートリッジ装着部５側とインクカートリッジ６側にそれぞれ電気接点が設けられ、インクカートリッジ６がカートリッジ装着部５に装着されたときに両者の接点が導通した状態を検出することにより、インクカートリッジ６の装着を検出するように構成されてもよい。あるいは、近接センサ、光センサや接触型のセンサなどを使用することもできる。これによると、気体量検出部９３及び２つの電極４１ａ、４１ｂを設ける必要がなく低コストとなる。
【００６３】
また、本実施形態においては、気体量検出部９３によってサブタンク４内の気体が所定量以上であると検出された場合に、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送していたが、ユーザの判断により、任意のタイミングで気体の移送を行ってもよい。この場合、流路の切り替えタイミングやインクカートリッジ６内の大気連通タイミングを制御装置８により制御する必要がなくなる。
【００６４】
さらに、本実施形態においては、インクカートリッジ６とサブタンク４を連通させる気体連通路６６の途中に一方向弁７１が設けられていたが、一方向弁ではなく、開閉弁であってもよい。このとき、開閉弁は、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送させるときにだけ開として、それ以外の記録動作や吸引パージなどのインクジェットヘッド３からインクを消費する動作のときには、閉としているのが好ましい。これにより、インクカートリッジからサブタンク４へ確実にインクを導出することができる。
【００６５】
加えて、本実施形態においては、第１通過経路と第２通過経路を切り替えるために、三方弁６８、７０を設けていたが、図６に示すように、３つの開閉弁１０１、１０２、１０３を設けてもよい。第１通過経路を連通させる場合には、開閉弁１０１、１０２を開とし、開閉弁１０３を閉とし、第２通過経路を連通させる場合には、開閉弁１０１、１０２を閉とし、開閉弁１０３を開とすればよい。
【００６６】
また、本実施形態においては、サブタンク４内に２つの電極４１ａ、４１ｂを設けて、サブタンク４内の気体が所定量以上か否かを判断していたが、インク液面を検出する公知のセンサを適宜使用して、サブタンク４内の気体が所定量以上か否かを判断することができる。
【００６７】
さらに、本実施形態においては、サブタンク４をインクと気体を分離させる気液分離部として兼用したが、サブタンク４とは別にインクカートリッジ６とインクジェットヘッド３とを連通させる流路の途中に気液分離部を設けてもよい。
【００６８】
さらに、本実施形態においては、吸引ポンプ１４によりインクジェットヘッド３の吸引パージを実行していたが、これに限られず、チューブ１１を押しつぶしてチューブ１１内のインクの圧力を高めることで、インクジェットヘッド３からインクを排出させる、いわゆる押しパージをすることも可能である。
【００６９】
さらに、本実施形態においては、インクカートリッジ６には、大気と連通する大気連通孔６ａが形成されていたが、これに限られず、インクカートリッジ６に大気連通孔６ａが形成されていなくてもよい。この場合には、サブタンク４内の気体をインクカートリッジ６に移送させて、インクカートリッジ６を交換することで、サブタンク４から移送された気体をプリンタ１の外部に排出することができる。また、当該インクカートリッジ６は、インクジェットヘッド３からインクが消費されてインク残量が減少すると、インクカートリッジ６内の圧力が下がる。そのため、インクに溶解している気体をインクの外部に排出させることができる。これにより、インクジェットヘッド３にインクが混入することをさらに抑制することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態においては、インクカートリッジ６は、カートリッジ装着部５に着脱可能に構成されていたが、これに限られず、インクカートリッジ６がプリンタ１に固定されているものであってもよい。この場合であっても、大気連通孔６ａに連通する大気連通管６１の開閉弁６３を開にすることで、サブタンク４内からインクカートリッジ６に移送された気体をプリンタ１の外部に排出することができる。
【００７１】
以上説明した実施形態及びその変更形態は、記録用紙Ｐにインクを噴射して画像などを記録するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例であるが、本発明の適用対象はこのようなインクジェットプリンタには限られず、様々な技術分野で用いられる液体噴射装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１  プリンタ
３  インクジェットヘッド
４  サブタンク
６  インクカートリッジ
６４  第１流路
６５  第２流路
６６  気体連通路
６８、７０  三方弁
７１  一方向弁
【図１】
2011051108.tif 000003
【図２】
2011051108.tif 000004
【図３】
2011051108.tif 000005
【図４】
2011051108.tif 000006
【図５】
2011051108.tif 000007
【図６】
2011051108.tif 000008