(57)【要約】【課題】微少な液体漏れを迅速に検出することができる液体噴射装置を提供すること。【解決手段】液体を噴射する液体噴射ヘッド３０と、液体を格納する液体格納手段４５と、液体格納手段内４５の液体を液体経路３７を経て液体噴射ヘッド３０へ供給するための加圧空気を発生する加圧ポンプ４０と、加圧空気の空気圧力値を測定する圧力測定手段４１と、を有する液体噴射装置１０であって、液体噴射装置１０において液体の漏れが発生している場合における空気圧力値の低下範囲である液体漏れ対応低下範囲を示す液体漏れ対応低下範囲情報１０４と、印字のための空気圧力値よりも高い範囲において設定される液体漏れ検出用空気圧力を加圧ポンプ４０によって発生させた後に加圧ポンプ４０を停止した場合において、空気圧力値の低下が、液体漏れ対応低下範囲内か否かによって、液体の漏れが発生しているか否かを判断する液体漏れ判断手段７と、を有する。【選択図】図５
2007118208.tif 000002
【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、
前記液体を格納する液体格納手段と、
前記液体格納手段内の前記液体を液体経路を経て前記液体噴射ヘッドへ供給するための加圧空気を発生する加圧ポンプと、
前記加圧空気の空気圧力値を測定する圧力測定手段と、
を有する液体噴射装置であって、
前記液体噴射装置において前記液体の漏れが発生している場合における前記空気圧力値の低下範囲である液体漏れ対応低下範囲を示す液体漏れ対応低下範囲情報と、
印字のための前記空気圧力値よりも高い範囲において設定される液体漏れ検出用空気圧力を前記加圧ポンプによって発生させた後に前記加圧ポンプを停止した場合において、前記空気圧力値の低下が、前記液体漏れ対応低下範囲内か否かによって、前記液体の漏れが発生しているか否かを判断する液体漏れ判断手段と、
を有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記圧力測定手段は、
前記加圧空気の圧力によって弾性変形するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの変形を数値で計測するためのリニアエンコーダと、
を含むことを特徴とする請求項１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、着脱式の液体カートリッジに収容された液体を噴射する液体噴射ヘッド（記録ヘッドとも呼ぶ）を備えた液体噴射装置として、例えば、インクを噴射する種々の種類のプリンタが開発されている。
このようなプリンタのうち、例えばオフィス用や業務用向けの機種では印刷頻度の多さ
に伴い大量のインクを消費することから、大容量のインクカートリッジを搭載する必要が
ある。しかし、キャリッジ上にインクカートリッジを収容するカートリッジホルダを載せた機種（オンキャリッジ式）で、単純に大容量のインクカートリッジを載せると、キャリ
ッジが大型化し、そのキャリッジを移動させるのに大きな負荷がかかる。このため、キャリッジとインクカートリッジを別々にしたオフキャリッジ式のプリンタが開発されている。
【０００３】
このようなオフキャリッジ式のプリンタでは、インクカートリッジ内のインクをキャリ
ッジ側に送る必要がある。このため、プリンタに加圧ポンプを搭載し、加圧ポンプによる加圧空気をインクカートリッジ内の空間に送り出すことでカートリッジ内のインクパックを押し潰し、それによってインクをキャリッジ側へ押し出している。
そして、インクカートリッジ（メインタンク）に加える空気圧を所定の範囲に維持することによって、適切な量のインクをキャリッジ側に供給する必要がある。
【０００４】
これに対して、加圧ポンプの圧力を検出する圧力検出器にフォトセンサを配置し、空気圧によって可動する可動部材が光軸を遮断することによる出力及び、可動部材が光軸から乖離することによる出力を加圧ポンプの制御に利用して、加圧空気の圧力を所定範囲に維持する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１９９０７９号公報（図３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の技術は、加圧空気の圧力を適切なインク量を供給するための所定範囲に維持することはできるが、インクパックから記録ヘッドまでの経路においてインク漏れがあると、キャリッジ側へ適切な量のインクを供給することができない場合があるという問題がある。また、インクパックから記録ヘッドまでの経路においてインク漏れがあるにもかかわらず、加圧空気の圧力を上述の所定範囲に維持すると、インクパック内のインクを無駄に消費する場合があるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、微少な液体漏れを迅速に検出することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、本発明にあっては、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体を格納する液体格納手段と、前記液体格納手段内の前記液体を液体経路を経て前記液体噴射ヘッドへ供給するための加圧空気を発生する加圧ポンプと、前記加圧空気の空気圧力値を測定する圧力測定手段と、を有する液体噴射装置であって、前記液体噴射装置において前記液体の漏れが発生している場合における前記空気圧力値の低下範囲である液体漏れ対応低下範囲を示す液体漏れ対応低下範囲情報と、印字のための前記空気圧力値よりも高い範囲において設定される液体漏れ検出用空気圧力を前記加圧ポンプによって発生させた後に前記加圧ポンプを停止した場合において、前記空気圧力値の低下が、前記液体漏れ対応低下範囲内か否かによって、前記液体の漏れが発生しているか否かを判断する液体漏れ判断手段と、を有することを特徴とする液体噴射装置により、達成される。
【０００８】
このような構成によれば、印字のための前記空気圧力値よりも高い範囲において設定される液体漏れ検出用空気圧力を発生させ、前記加圧空気値の低下が、前記液体漏れ対応低下範囲内か否かによって、前記液体の漏れが発生しているか否かを判断することができる。
ここで、前記液体漏れ対応低下範囲は、実際に前記液体の漏れを生じさせて、予め精密に計測しておくことが可能である。そして、前記圧力測定手段によって、前記空気圧力が一定範囲にあるか否かという大まかな計測ではなくて、前記加圧空気の圧力を数値で示す前記空気圧力値を計測することができる。このため、前記液体噴射装置によれば、微少な液体漏れを検出することができる。
また、前記液体漏れ判断手段は、印字のための前記空気圧力値よりも高い範囲において設定される液体漏れ検出用空気圧力を発生させて、前記空気圧力値の低下を判断する。前記空気圧力値が高いほど、前記液体が漏れる量は多いから迅速に液体漏れの検出が可能である。このため、前記液体噴射装置によれば、液体漏れを迅速に判断することができる。
上述のように、前記液体噴射装置によれば、微少な液体漏れを迅速に検出することができる。
【０００９】
この場合、前記圧力測定手段は、前記加圧空気の圧力によって弾性変形するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変形を数値で計測するためのリニアエンコーダと、を含むことが望ましい。
【００１０】
このような構成によれば、前記加圧空気の圧力を、前記ダイヤフラムの変形を介して、数値で計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、インクジェット式記録装置１０（以下、プリンタ１０と呼ぶ）の概略構成を示す平面図である。プリンタ１０は、液体噴射装置の一例である。
図１に示すように、プリンタ１０は、キャリッジ２３とインクカートリッジ２４とを備えている。インクカートリッジ２４はインクを格納している。インクは液体の一例である。
プリンタ１０は、キャリッジ２３にインクカートリッジ２４が搭載されていないオフキャリッジ式のプリンタである。
【００１２】
キャリッジ２３は駆動プーリ２５と従動プーリ２６とにより張設された無端のタイミン
グベルト２７に取り付けられ、このタイミングベルト２７がキャリッジモータ２８により
駆動されることで、ガイド軸２９に案内された状態で主走査方向（図１の矢印Ｔ方向）に往復移動するようになっている。
キャリッジ２３の下面には、複数のノズル孔を有し、インクを噴射する記録ヘッド３０が取り付けられている。この記録ヘッド３０は、液体噴射ヘッドの一例である。
プリンタ１０の下部端側には、印刷用紙を紙送りするときの駆動源となる紙送りモータ（図示せず）が搭載されている。紙送りモータの出力軸にはギヤが固定され、このギヤがギヤ列を介して紙送りローラ（図示せず）及び排紙ローラ（図示せず）に連結されており、印刷用紙を矢印Ｔ１方向に紙送りすることができるようになっている。
【００１３】
キャリッジ２３には、インク供給チューブ３７が接続されている。インク供給チューブ３７はインク色（例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）の数だけ配設されている。キャリッジ２３に供給されたインクは、記録ヘッド３０に供給されるようになっている。インク供給チューブ３７は、液体経路の一例である。
【００１４】
本体の端部には、インクカートリッジ２４の上面に加圧ポンプ４０を含む加圧ユニット３８が搭載されている。加圧ユニット３８は空気供給チューブ３９を介して加圧空気をインクカートリッジ２４に送り出す装置であり、加圧ポンプ４０、圧力センサ４１及び大気開放手段４２を備えている。
加圧ポンプ４０は、インクカートリッジ２４内のインクをインク供給チューブ３７を経て記録ヘッド３０へ供給するための加圧空気を発生する。この加圧ポンプ４０は、加圧ポンプの一例である。
圧力センサ４１は、加圧ポンプ４０で発生した加圧空気の空気圧力値を計測する。すなわち、圧力センサ４１は圧力測定手段の一例である。
空気供給チューブ３９は圧力センサ４１の下流側の分配器４３によって複数本、例えば本実施形態では４本に枝分かれし、分岐した各チューブがインクカートリッジ２４の各色に接続されている。
【００１５】
図２は、インクカートリッジ２４を示す概略図である。  
インクカートリッジ２４は、図２に示すようにインクが封入された液体収容部としてのインクパック４５と、そのインクパック４５を収納するインクケース４６とを備えている。インクパック４５は、液体を格納する液体格納手段の一例である。
インクパック４５はインク排出口４５ａを有し、このインク排出口４５ａにインク供給チューブ３７が接続される。インクパック４５はインク排出口４５ａのみが外部に露出し、それ以外の部分が気密状態でインクケース４６に収納され、これによりインクケース４６の内部には気密状態の空間４７が形成される。
【００１６】
また、インクケース４６には空間４７に連通する連通孔（図示省略）が形成され、この
連通孔に空気供給チューブ３９が接続されることで、連通孔と空気供給チューブ３９とが
連通した状態となっている。加圧ポンプ４０が作動して加圧空気が排出されると、その加
圧空気が空気供給チューブ３９を伝ってインクカートリッジ２４内の空間４７に導入され
、加圧空気の空気圧によってインクパック４５が押し潰される。
これにより、インクパック４５内のインクがインク供給チューブ３７を介してキャリッジ２３側に供給される。
このように、加圧ポンプ４０の排気・吸気の繰り返しに伴い加圧空気の圧力が上昇し、インクパック４５が押し潰されることでインクがキャリッジ２３側に供給される。
プリンタ１０は、ホストコンピュータやメモリーカードから取り込んだ印刷データに基づきキャリッジモータ２８及び紙送りモータを駆動し、記録ヘッド３０からインクを吐出して印刷処理を実行するようになっている。
【００１７】
図３は、加圧ポンプ４０等の接続の様子を示す概略図である。
図３に示すように、加圧ポンプ４０には、空気圧力の脈動を調整するレギュレータ５０が接続されている。そして、レギュレータ５０に圧力センサ４１が接続されている。そして、圧力センサ４１にインクカートリッジ２４が接続されている。
【００１８】
図４は、圧力センサ４１を示す概略図である。
図４（ａ）は、圧力センサ４１の概略平面図である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）の圧力センサ４１のＡ−Ａ線概略断面図である。
図４（ｂ）に示すように、圧力センサ４１は、ダイヤフラム６８を格納するダイヤフラム格納部６６を有する。ダイヤフラム６８は、レギュレータ５０から入口部６４を経て供給される加圧空気の圧力によって弾性変形する。このダイヤフラム６８はダイヤフラムの一例である。ダイヤフラム６８は、例えば、二トリルゴムで形成されている。
ダイヤフラム６８はリニアスケール保持部７６と接続されている。このため、ダイヤフラム６８の変形によって、リニアスケール保持部７６が矢印Ｕ方向に移動する。そして、リニアスケール保持部７６に固定されているリニアスケール７４は、リニアスケール保持部７６の移動に伴って、矢印Ｕ方向に移動する。リニアスケール７４の移動は、エンコーダ保持部７２に保持されたエンコーダ７０によって数値として計測される。エンコーダ保持部７２は、ダイヤフラム格納部６６に固定されている。
圧力センサ４１は、以上のように構成されているから、リニアスケール７４とエンコーダ７０によって、ダイヤフラム６６の変形を数値によって計測することができる。
上述のリニアスケール７４とエンコーダ７０は、リニアエンコーダの一例である。
圧力センサ４１内の加圧空気は、出口部６６を経てインクカートリッジ２４に送られる。
このような構成によれば、加圧空気の圧力を、ダイヤフラム６８の変形を介して、数値で計測することができる。
【００１９】
図５は、プリンタ１０の電気的接続例を示す概略図である。
図５に示すように、プリンタ１０は、制御装置７を有し、制御装置７はホストコンピュータ２００のプリンタドライバ２０２から制御に関する信号を受信する。一方、制御装置７は、各種情報をホストコンピュータ２００に送信する。
図５に示すように、制御装置７は、インクカートリッジ２４、記録ヘッド３０、キャリッジ２３、加圧ポンプ４０、圧力センサ４１と接続されている。    
【００２０】
図５に示すように、制御装置７は、各種情報を格納する第１記憶部１００と、各種プログラムを格納する第２記憶部１５０を有する。
第１記憶部１００は、駆動時圧力範囲情報１０２を格納している。駆動時圧力範囲情報１０２は、プリンタ１０の印字中において必要な圧力センサ４１内の加圧空気の空気圧力値の範囲を示す情報である。
【００２１】
図６は、圧力センサ４１内の加圧空気の空気圧力値の変化の一例を示す図である。
制御装置７は、時刻ｔ０において印字開始の命令を受信すると、加圧ポンプ４０を駆動し、直線Ｌ１ａに示すように、加圧空気の空気圧力値を高くする。
加圧空気の空気圧力値が、時刻ｔ１において駆動時圧力範囲情報１０２に示される駆動時圧力Ｐ１の上限値である１４ｋPaに達すると、制御装置７は、加圧ポンプ４０の駆動を停止する。
制御装置７が、時刻ｔ１から印字を開始すると、インクの消費につれて、インクパック４５（図２参照）の体積が小さくなるから、直線Ｌ１ｂに示すように、加圧空気の空気圧力値が次第に低下する。
加圧空気の空気圧力値が、時刻ｔ２において駆動時圧力範囲情報１０２に示される駆動時圧力Ｐ１の下限値である８ｋPaに達すると、制御装置７は、加圧ポンプ４０の駆動を再開し、直線Ｌ１ｃに示すように加圧空気の空気圧力値を高くする。
そして、時刻ｔ３において印字が終了すると、制御装置７は、加圧ポンプ４０の駆動を停止する。印字を終了した後においては、インク供給チューブ３７（図１参照）からのガス透過による自然リークや、加圧ポンプ４０の逆止弁（図示せず）からのリークによって、加圧空気の空気圧力値は直線Ｌ１ｄに示すように低下する。
【００２２】
図５に示すように、プリンタ１０は、第１記憶部１００に、インク漏れ対応圧力低下範囲情報１０４を格納している。インク漏れ対応圧力低下範囲情報１０４は、プリンタ１０においてインクの漏れ（以下、インク漏れと呼ぶ）が発生している場合における加圧空気の空気圧力値の低下範囲であるインク漏れ対応低下範囲を示す情報である。インク漏れ対応圧力低下範囲は液体漏れ対応低下範囲の一例であり、インク漏れ対応圧力低下範囲情報１０４は、液体漏れ対応低下範囲情報の一例である。
【００２３】
インク漏れ対応圧力低下範囲情報１０４は、インクパック４５から記録ヘッド３０までの経路の各継ぎ手部（図示せず）におけるインク漏れや、インクパック４５の外壁を構成するフィルムの溶着部の溶着不良によるインク漏れに対応する空気圧力値の低下を示している。
図５に示すように、インク漏れ対応圧力低下範囲の圧力低下は、例えば、４０ｋＰａまで加圧空気の空気圧力値を上げた後に、加圧ポンプ４０を停止した場合において、２５秒（ｓ）間に、０．１ｋＰａ以上の圧力低下である。なお、インク漏れ検出の開始時における加圧空気の空気圧力値（例えば、４０ｋＰａ）を、加圧力とも呼ぶ。
【００２４】
なお、図６に示すように、印字吐出による圧力低下量の目安は、２０ｋＰａまで加圧空気の空気圧力値を上げた後に、加圧ポンプ４０を停止した場合において、１秒（ｓ）間に、０．０１３ｋＰａであることがわかっている。また、インク供給チューブ３７のガス透過による自然リークによる圧力低下量の目安は、２０ｋＰａまで加圧空気の空気圧力値を上げた後に、加圧ポンプ４０を停止した場合において、１秒（ｓ）間に、０．００７４６ｋＰａであることがわかっている。また、加圧ポンプ４０の逆止弁（図示せず）からのリークによる圧力低下量の目安は、１秒（ｓ）間に、０．００５ｋＰａであることがわかっている。
プリンタ１０は、上述の印字吐出による圧力低下等を検出するのではなくて、インク漏れに対応する空気圧力値の低下を検出するようになっている。
【００２５】
図５に示すように、プリンタ１０は、第２記憶部１５０に、インク漏れ検出プログラム１５２を格納している。インク漏れ検出プログラム１５２は、制御装置７が加圧ポンプ４０によって、４０ｋＰａの加圧空気を発生させた後に加圧ポンプ４０の駆動を停止した場合において、空気圧力値の低下が上述のインク漏れ対応圧力低下範囲内か否かによって、インク漏れが発生しているか否かを判断するためのプログラムである。インク漏れ検出プログラム１５２においては、生成する加圧空気の空気圧力値は、印字のための空気圧力値よりも高い範囲において設定されている。４０ｋＰａの空気圧力値は液体漏れ検出用空気圧力の一例である。そして、インク漏れ検出プログラム１５２を有する制御装置７は、液体漏れ判断手段の一例である。
制御装置７は、４０ｋＰａの加圧空気を発生させた後に加圧ポンプ４０の駆動を停止した場合において、空気圧力値が、２５秒（ｓ）間に、０．１ｋＰａ以上低下した場合に、インク漏れが発生していると判断する。
【００２６】
制御装置７は、インク漏れが発生していると判断すると、インク漏れを通知する信号をホストコンピュータ２００に送信する。ホストコンピュータ２００は、インク漏れを通知するメッセージを表示画面（図示せず）に表示することによって、プリンタ１０の使用者に対して、インク漏れが発生していることを通知することができる。
【００２７】
プリンタ１０は、以上のように構成されている。
このような構成によれば、印字のための空気圧力値よりも高い範囲において設定される４０ｋＰａの加圧空気を発生させ、空気圧力値の低下が、インク漏れ対応圧力低下範囲内である２５秒（ｓ）間に、０．１ｋＰａ以上の低下であるか否かによって、インク漏れが発生しているか否かを判断することができる。
ここで、インク漏れ対応圧力低下範囲は、実際に液体漏れを生じさせて、予め精密細に計測しておくことが可能である。そして、圧力センサ４１によって、圧力が一定範囲にあるか否かという大まかな計測ではなくて、空気圧力を数値で計測することができる。このため、プリンタ１０によれば、微少なインク漏れを検出することができる。
また、プリンタ１０は、印字のための空気圧力値よりも高い範囲において設定される４０ｋＰａの加圧空気を発生させて、空気圧力値の低下を判断する。空気圧力値が高いほど、インクが漏れる量は多いから迅速にインク漏れの検出が可能である。このため、プリンタ１０によれば、インク漏れを迅速に判断することができる。
上述のように、プリンタ１０によれば、微少なインク漏れを迅速に検出することができる。
【００２８】
以下、プリンタ１０の主な動作例を、主に図７を使用して説明する。
【００２９】
図７は、プリンタ１０の動作例を示す概略フローチャートである。
まず、プリンタ１０が、印字命令を受信したか否かを判断する（図７のステップＳＴ１）。プリンタ１０が、印字命令を受信したと判断すると、加圧ポンプ４０を駆動して、加圧空気の空気圧力値を４０ｋＰａまで高くし、その後加圧ポンプ４０を停止する（ステップＳＴ２）。空気圧力値は、圧力センサ４１によって計測する。
【００３０】
続いて、プリンタ１０は、インク漏れ検出時間である２５秒（ｓ）が経過したか否かを判断する（ステップＳＴ３）。
プリンタ１０は、インク漏れ検出時間が経過したと判断すると、加圧空気の空気圧力値を計測する（ステップＳＴ４）。
続いて、プリンタ１０は、２５秒間の圧力低下量が、インク漏れ対応圧力低下範囲内か否かを判断する（ステップＳＴ５）。
【００３１】
プリンタ１０が、ステップＳＴ５において、２５秒間の圧力低下量が、インク漏れ対応圧力低下範囲内であると判断すると、ホストコンピュータ２００に、インク漏れがあることを示す信号を送信する（ステップＳＴ６）。
【００３２】
これに対して、プリンタ１０が、ステップＳＴ５において、２５秒間の圧力低下量が、インク漏れ対応圧力低下範囲内ではないと判断すると、ホストコンピュータ２００に、インク漏れがないことを示す信号を送信する（ステップSＴ７）。
【００３３】
本発明は、インクジェット式記録装置としての上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。さらに、上述の各実施形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。また、本発明は、インクジェット式記録装置に限らず、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置等にも適用できる。
【００３４】
また、上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】インクジェット式記録装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のプリンタのインクカートリッジの概略断面図である。
【図３】圧力ポンプ等の接続の様子の一例を示す概略図である。
【図４】圧力センサを示す概略図である。
【図５】プリンタの電気的接続の一例を示す図である。
【図６】圧力センサ内の加圧空気の空気圧力値の変化の一例を示す図である。
【図７】プリンタの動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・プリンタ、２３・・・キャリッジ、２４・・・インクカートリッジ、３０・・・記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、４０・・・加圧ポンプ、４１・・・圧力センサ、６８・・・ダイヤフラム、７０・・・エンコーダ、７４・・・リニアスケール
【図１】
2007118208.tif 000003
【図２】
2007118208.tif 000004
【図３】
2007118208.tif 000005
【図４】
2007118208.tif 000006
【図５】
2007118208.tif 000007
【図６】
2007118208.tif 000008
【図７】
2007118208.tif 000009