(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留するための液体室と、該液体室から流体を排出するための排出流路と、該排出流路を介して前記液体室から流体を吸引するための吸引手段と、前記排出流路内に移動可能に配され前記排出流路に設けられたシール部と接触することにより前記排出流路を遮断することが可能なフロート部材と、該フロート部材を前記シール部から離間させるための離間手段と、該離間手段に前記フロート部材を前記シール部から離間させた後に前記吸引手段に吸引動作を行わせる制御手段と、を備える排出装置であって、
前記離間手段に前記フロート部材を前記シール部から離間させる際に、前記排出流路を大気開放するための大気開放手段を備えることを特徴とする排出装置。
【請求項２】
前記液体室と前記シール部材の間にフィルタを設け、前記フロート部材は前記フィルタと前記シール部との間を移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の排出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記フロート部材を前記シール部から離間させる動作と、前記吸引動作とを繰り返し行わせることを特徴とする請求項１または２に記載の排出装置。
【請求項４】
液体を吐出して記録媒体に記録を行うための吐出口と、該吐出口へ供給される液体を貯留するための液体室と、該液体室から流体を排出するための排出流路と、該排出流路を介して前記液体室から流体を吸引するための吸引手段と、前記排出流路内に移動可能に配され前記排出流路に設けられたシール部と接触することにより前記排出流路を遮断することが可能なフロート部材と、該フロート部材を前記シール部から離間させるための離間手段と、該離間手段に前記フロート部材を前記シール部から離間させた後に前記吸引手段に吸引動作を行わせる制御手段と、を備える記録装置であって、
前記離間手段に前記フロート部材を前記シール部から離間させる際に、前記排出流路を大気開放するための大気開放手段を備えることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置に関し、特にインクジェット記録ヘッドにインクを供給するインク供給系を有するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置は、ランニングコストが安く、装置の小型化も可能であり、さらに、複数色のインクを用いてカラー画像記録に対応することも容易であることから、コンピュータ関係の出力機器等に幅広く利用され、商品化されている。
【０００３】
一方、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子としては、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたものがある。また、レーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるものもある。あるいは、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によって液体を加熱させるもの等がある。
【０００４】
その中でも熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録方式のヘッドは、吐出口を高密度に配列することができるため、高解像度の記録が可能である。電気熱変換素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、小型化も容易である。かつ、最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易で製造コストも安価なことから有利である。
【０００５】
また最近では、より高精細の印字を行うために、インクを吐出するためのノズルを、フォトリソ技術を用いて高精度に作成する方法等も利用されてきている。
【０００６】
次に、このような記録ヘッドへインクを初期充填する手順を図１４を用いて説明する。
【０００７】
図１４のプリンターでは回復ユニットのキャップ２０７ａで記録ヘッド２０１のノズルフェース面を覆い密閉状態にしてから、前記キャップと連通している吸引ポンプにて吸引する。吸引ポンプによる吸引によって記録ヘッド２０１のインク流路内を負圧にしてインクをノズルよりキャップへ排出すると同時にインク内に含まれている気泡も一緒にノズルから排出することで気泡処理をおこなう。
【０００８】
ただしこのような吸引回復方式による気泡除去では記録ヘッド内部の気泡除去は可能であるが、回復動作時に廃インクが発生してしまう。
【０００９】
前記吸引回復方式の課題を解決する技術として、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１においては、記録ヘッド内のインク室の上部に接続された排気チューブを介して減圧ポンプによりインク室内を減圧しインク室内部の気泡を大気へ放出する。それと同時にインク室内へインクが供給され、液面が上昇するが、インクより比重の軽いフロート部材が配置され、上昇する液面とともにフロート部材が上昇して自動的に排気チューブを塞ぎ、排気チューブからインクが排出されることを阻止する。このような構成により、インク室内の気泡除去動作を廃インクを発生させずに行なうことが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−３０１７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ただし上記フロート弁構成の気泡除去構成においては、図１５、図１６（ａ）〜（ｃ）に示す如くフロート弁の動作を阻害する状況が発生する。
【００１１】
図１５において、記録ヘッドのインク室１ｃの上部には排出流路が形成され、前記排出路途中にはフロート部材１ｇとフロートシール部１ｈが収まるフロートハウジング１ｎが配置されている。
【００１２】
インク室１ｃ上部には印字動作時等に発生した一定量の気泡が溜り、インク室１ｃ上部から伸びるフロート弁までの排出流路内には液体状のインクが存在している。このような状況下では、フロート弁周辺に存在する液体状のインクによりフロート部材１ｇに浮力が生じる。その浮力のためにフロート部材１ｇはフロートシール部に接触し、排出流路を常時遮断してしまうので、排出流路から吸引ポンプによりエア抜きを行なうことはできない。
【００１３】
また図１６（ａ）のように、フロート部材１ｇの周辺にインクも気泡も存在していない状況からインク室１ｃ内部の気泡を除去しようとすると、前記インク室１ｃ内部の気泡がフロート室内部に流れ込んでしまう。そして、この気泡が下方に位置するフロート部材を上方に押上げてしまう。このような現象は、フロート室１ｎの内壁とフロート部材１ｇの間に泡の膜が形成され、この泡の膜が上昇する際に膜の表面張力によって軽量なフロート部材１ｇをいっしょに持ち上げてしまうことによって起こる。
【００１４】
その結果泡を排出する前にフロート部材１ｇがフロートシール部材１ｈに接触して排出流路を遮断してしまい、インク室内部の気泡を完全に除去できない弊害が発生してしまう。このような現象はフロート室を小型化するほど発生しやすくなる。
このような事情に鑑みて、本発明の目的は、フロート部材とフロートシール部材を有する排出流路から液体室の泡を効果的に排出できる排出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するため、液体を貯留するための液体室と、該液体室から流体を排出するための排出流路と、該排出流路を介して前記液体室から流体を吸引するための吸引手段と、前記排出流路内に移動可能に配され前記排出流路に設けられたシール部と接触することにより前記排出流路を遮断することが可能なフロート部材と、該フロート部材を前記シール部から離間させるための離間手段と、該離間手段に前記フロート部材を前記シール部から離間させた後に前記吸引手段に吸引動作を行わせる制御手段と、を備える排出装置であって、前記離間手段に前記フロート部材を離間させる際に、前記排出流路を大気開放するための大気開放手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、液体室の泡を、フロート部材とフロートシール部材を有する排出流路から効果的に排出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給の基本原理を説明するための図である。図２は、本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の構成を概略的に示す斜視図である。図３は、図２のインクジェット記録装置における１色分のインク供給流路を説明するための概略図である。さらには図６は図１、図２など本実施例におけるインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００２０】
まず、本実施形態のインクジェット記録装置５０における記録ヘッド１へのインク供給の基本原理について図１を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、インクジェット記録装置５０では、記録ヘッド１とメインタンク４とが供給チューブ６を通して連通されており、メインタンク４から記録ヘッド１の各吐出ノズル（吐出口）１ｅまでの流路がインクで満たされている。記録ヘッド１の吐出ノズル１ｅは、メインタンク４内に収容されたインクの液面よりも高さＨだけ高い位置に配置され、記録ヘッド１内の圧力が高さＨの水頭差分の負圧に保たれた状態となっている。このように、負圧発生手段としてメインタンクと記録ヘッドの吐出ノズル面との高低差により記録ヘッド内のインクに負圧を発生させているシステムが採用されている（水頭差方式と呼ぶ）。なお、記録ヘッド１内には、一定量のインクが蓄えられている。また、記録ヘッド内部のインクに通常負圧を発生させる方式としては、水頭差方式以外の方式であっても構わない。
【００２２】
記録ヘッド１の吐出ノズル１ｅは、微細な穴として設けられている。上記の通り記録ヘッド１内が負圧となっていることにより、吐出ノズル１ｅの内部も負圧とされており、その結果、ノズル内のインクはノズル先端側でメニスカスを張った状態となっている。これにより、吐出ノズル１ｅからインクが漏れたり、大気から吐出ノズル１ｅ内への空気が進入したりすることが防止される。インクの吐出は、吐出ノズル１ｅ内部に配置したヒータ（不図示）の膜沸騰エネルギーにより、吐出ノズル１ｅ内のインクを押し出すことにより行われる。インクの吐出後、吐出ノズル１ｅの毛管力によってノズル内に再びインクを満たすサイクルが繰り返され、インクは、供給チューブ６を通してメインタンク４から記録ヘッド１へと再び吸い上げられる。
【００２３】
図６に示すように、制御手段であるコントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２を有している。コントローラ６００の特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３は、キャリッジモータＭ１、搬送モータＭ２、回復ユニットの吸引ポンプモータＭ３の制御を行う。ＡＳＩＣ６０３は、さらに回復ユニットの三方弁ソレノイドＳＤ１、弁駆動ユニットの弁駆動モータＭ４、記録ヘッド３の制御信号を生成する。
【００２４】
６０４は画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等が設けられるＲＡＭである。６０５はＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバスである。
【００２５】
さらにコントローラ６００は以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６などを有している。
【００２６】
また、図６において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
【００２７】
６２０は操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成されるスイッチ群である。スイッチ群６２０は、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド３のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３などを含む。
【００２８】
６３０は、装置状態を検出するためのセンサ群である。センサ群６３０は、位置センサ６３１、弁駆動位置センサ６３２、タイマー手段６３３、などから構成される。位置センサ６３１はキヤリッジのホームポジションｈを検出するためのフォトカプラなどにより構成される。弁駆動位置センサ６３２は、記録ヘッド１内を大気開放する大気開放手段である大気開放弁１ｉの高さ位置を検知する。具体的には、大気開放弁１ｉの高さ位置を制御する弁駆動ユニット内の例えばカム機構のホームポジション位置を検出するためのフォトカプラなどにより構成される。タイマー手段６３３は、泡抜き吸引動作タイミング、時間などをコントローラ６００内のＭＰＵ６０１に知らせる。
【００２９】
６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。
【００３０】
６４３は吸引ポンプを作動させるための吸引ポンプモータＭ３を駆動させる吸引ポンプモータドライバ、６４４は弁駆動モータＭ４を駆動させるための弁駆動モータドライバである。
【００３１】
以上のような構成で、記録装置本体はインタフェース６１１を介して転送された記録データのコマンドを解析し、記録に用いる画像データをＲＡＭ６０２に展開する。
【００３２】
画像データの展開領域（展開バッファ）は２次元の矩形領域である。画像データの展開領域の横サイズはキャリッジ移動方向（主走査方向）の記録可能領域分の画素数Ｈｐに対応させる。画像データの展開領域の縦サイズは記録ヘッドの１回の記録走査で記録される記録媒体の搬送方向（副走査方向）の画素数である１６×１６ｃの４分の１（すなわち６４ｃ画素）に対応したものとして構成し、これをＲＡＭ６０２に確保する。
【００３３】
また、記録走査において記録ヘッド１に記録データを転送するために参照されるＲＡＭ６０２上の記憶領域（プリントバッファ）も２次元の矩形領域である。記憶領域は、その横サイズは主走査方向の記録可能領域分の画素数Ｖｐに対応し、縦サイズを記録ヘッドの１回の記録走査で記録される副走査方向の画素数である１６×１６ｃに対応したものとして構成する。
【００３４】
ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド１による記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。
【００３５】
図２に示す、シリアル型のインクジェット記録装置５０では、給送ローラ３によって副走査方向である矢印Ａ方向に搬送される記録用シートＳに対し主走査方向に移動する記録ヘッド１によって記録が行われる。
【００３６】
記録ヘッド１の主走査方向における往復移動（主走査）と、記録用シートＳの所定ピッチごとの副走査方向への搬送（副走査）とが交互に繰り返される。これらの動きと同期させながら記録ヘッド１の複数の吐出ノズル１ｇから選択的にインクを吐出させて記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成する。
【００３７】
記録ヘッド１は、２本のガイドレール２０、２１に摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２に着脱可能に搭載されている。
【００３８】
記録用シートＳは、搬送ローラ３により、記録ヘッド１のインク吐出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。また、記録ヘッド１のノズル列は、記録ヘッド１の主走査方向とほぼ直交した方向に延びている。記録ヘッド１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク４が、インク供給ユニット５に着脱可能に装着されるように構成されている。そして、インク供給ユニット５と記録ヘッド１とは、それぞれのインクの色に対応した複数の供給チューブ６によって接続されている。メインタンク４をインク供給ユニット５に装着することで、メインタンク４内に収納された各色のインクを、記録ヘッド１の各ノズル列に独立して供給することが可能となっている。
【００３９】
回復ユニット７は、記録ヘッド１の往復移動範囲内であって、かつ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域に、記録ヘッド１のインク吐出面と対面するように、また、インク供給ユニット５と隣接するように配置されている。
【００４０】
回復ユニット７は減圧側で使用する吸引ポンプ７ｃが内臓され、吸引キャップを介して記録ヘッド１の各吐出ノズル１ｇからそのノズル内のインクまたは空気を強制的に吸い出し、吐出ノズル１ｇのクリーニングを行なう。吸引ポンプ７ｃは、三方弁７ｂにより前記回復ユニット７は前記記録ヘッドのサブタンクと液室内にそれぞれ設けられたフロート弁が配置された排出流路とも接続され、前記サブタンクと液室内の気泡を除去する構成となっている。
【００４１】
図３に示すように、インクジェット記録装置は、インクを吐出するための記録ヘッド１と、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給ユニット５と、記録ヘッド１に対して回復動作を行なう回復ユニット７とに大別される。以下記録ヘッド１、インク供給ユニット５、および回復ユニット７の各構成について順に説明する。
【００４２】
記録ヘッド１の上部側には、インクを一定量保持するためのインク室として構成されたサブタンク部１ａが設けられている。サブタンク部１ａの下部には、並列に配列された複数の吐出ノズル１ｅにインクを直接供給する液室１ｃが形成されている。サブタンク部１ａと液室１ｃはそれぞれ液体室を構成する。また、サブタンク１ｂの側面には供給チューブ６が接続されるコネクタ挿入口が設けられている。サブタンク部１ａと液室１ｃとの境界には、開口部が形成されており、その開口部には流入フィルタ１ｂが配置されている。このようにしてサブタンク部１ａは、流入フィルタ１ｂ、および液室１ｃを介して各吐出ノズル１ｅと繋がっており、各吐出ノズルへインクを供給する流路構成となっている。そして前記サブタンク上部と、液室上部には気泡などの流体を排出する気泡排出路（排出流路）１ｊがそれぞれ設けられている。２本の排出流路は下流側にて合流され、さらに下流側においては各色分の排出流路が統合される。統合された排出流路は、前記記録ヘッドが主走査方向に往復移動可能となるように排気専用の可撓性チューブにて回復ユニット内の吸引ポンプ７ｃに接続されている。前記液室上部の排出流路との接合部には流出フィルタ１ｄが配置されている。
【００４３】
本実施形態では気泡排出路から下流側は排気専用の可撓性チューブにて回復ユニット内の吸引ポンプ７ｃに接続されている構成としたが、他の方式であっても構わない。例えば記録ヘッド内部のみに気泡排出路と気泡排出口が設けられており、前記記録ヘッドが回復ユニットと対向したときに前記気泡排出口と密閉状態に接続される気泡排出キャップを介して吸引ポンプで泡抜きを行ってもよい。以下これをピットイン方式と呼ぶ。
【００４４】
前記液室側の流出フィルタ１ｄ上と、前記サブタンク部のそれぞれの排出流路途中にはフロートハウジング（フロート室）が配置されている。フロートハウジング（フロート室）の内部にはフロート部材１ｆ、１ｇが移動可能に設けられている。フロート部材１ｆ、１ｇは液体であるインクよりも比重の小さい部材より成り、インク液面の上昇とともに上方に移動する。フロート室上部にはフロートシール部材１ｈが形成され、インク液面とともに上昇したフロート部材１ｆ、１ｇがフロートシール部１ｈに当接することによって、流路を遮断することができる。
【００４５】
主成分が水であるインクよりも比重の小さいフロート部材としては、例えば比重が０．９３であるポリプロピレン（ＰＰ）が好ましい。フロート部材はその他の材質でインク媒体主成分である水よりも比重の小さい材質であれば他の材質であっても構わない。
【００４６】
またフロート部材１ｆ、１ｇは、前記フロートシール部材１ｈとの接触性が良好な形状が必須であり、例えば図３に示すような円形穴のフロートシール部材１ｈに対しては、球形状、シート形状などが好ましい。球形状、シート形状以外の接触性のよい形状であってもかまわない。
【００４７】
また、非弾性材質であるＰＰ材質のフロート部材に対して、フロートシール部材１ｈを、弾性を有するエラストマー樹脂、ゴム材質などで形成するとフロート部材との接触領域が広がり接触性能が上がる。フロートシール部材はエラストマー樹脂、ゴム材質以外の材質であってもかまわない。
【００４８】
前記各色の排出流路途中には前記排出路が大気と連通可能となるように大気開放弁１ｉが配置されており、前記開放弁はプリンタ本体側に配置された弁駆動部８により開閉される。
【００４９】
吐出ノズル１ｅは、断面径が２０μｍ程度の微細な筒状の構造を持ち、吐出ノズル１ｅ内のインクに吐出エネルギーを与えることでインクを吐出ノズル１ｅから吐出させる。インクの吐出後、吐出ノズル１ｅの毛管力により吐出ノズル１ｅ内にインクが満たされる。通常、高速な画像形成を目的として、この吐出動作は２０ｋＨｚ以上のサイクルで繰り返される。吐出ノズル１ｅ内のインクに吐出エネルギーを与えるために、記録ヘッド１は、吐出ノズル１ｅごとにエネルギー発生手段を有している。本実施形態では、エネルギー発生手段として、吐出ノズル１ｅ内のインクを加熱する発熱抵抗素子を用いている。ヘッド制御部であるコントローラ基板６００からの指令（駆動信号）により発熱抵抗素子を選択的に駆動し、所望の吐出ノズル１ｇ内のインクを膜沸騰させる。この膜沸騰により生じる気泡の圧力を利用して吐出ノズル１ｅからインクを吐出させている。
【００５０】
なお上述したように、インクはメニスカスを形成した状態で吐出ノズル１ｅ内を満たしており、これを実現するため、記録ヘッド１の内部、特に吐出ノズル内は負圧の状態に保たれている。ここで、この負圧が小さすぎると、吐出ノズルの先端に異物やインクが付着した場合、インクのメニスカスが崩れてインクが吐出ノズルが漏れ出てしまうことがある。また逆に負圧が大きすぎると、吐出時にインクに与えられるエネルギーよりも吐出ノズル１ｇ内にインクを引き戻す力が強くなってしまい、吐出不良の原因となる。したがって、吐出ノズル内における負圧は、大気圧よりも若干低い一定の範囲に保たれていることが好ましい。
【００５１】
この負圧の範囲は、例えば、−４０ｍｍＡｑ（約−０．００４０ａｔｍ＝−４．０５３ｋＰａ）〜−２００ｍｍＡｑ（約−０．０２００ａｔｍ＝−２．０２６５ｋＰａ）（ただし、インクの比重≒水の比重とする）の範囲であることが好ましい。ただし、この負圧の範囲は、吐出ノズル１ｇの数、断面積、発熱抵抗素子の性能等により異なる。
【００５２】
流入フィルタ１ｂは、吐出ノズルを詰まらせるような異物がサブタンク部１ａから液室１ｃへ流出するのを防止するためのものであって、吐出ノズルの断面幅よりも小さい１０μｍ以下の微細孔を有する金属メッシュで構成されている。微細孔のサイズが小さいほどメニスカスの強度は強くなり、また、空気をより通しにくくなる。
【００５３】
流出フィルタ１ｄも流入フィルタ同様に吐出ノズルを詰まらせるような異物が流出フィルタ１ｄ上部の排出流路から流入するのを防止するためのものであり、フィルタ材質、メッシュサイズ等は前記流入フィルタと同様なものが好ましい。
【００５４】
次に、インク供給ユニットとそれに接続されているメインタンクについて説明する。
【００５５】
メインタンク４は、インク供給ユニット５に対して着脱可能な構成である。剛性を有するインクケース４ａ内部には液体のインクを収容するためのインク袋４ｂが内蔵され、インク袋４ｂの一部にはインク流出口が備えられている。またインクケース４ａ内部のインク袋周辺は大気に開放された状態である。
【００５６】
またインク供給ユニット５へ挿入されたメインタンク４は、供給ユニット５側に配置されたインク供給針がメインタンク側のインク流入口を突き刺しインク袋内部のインクと連通する構成となっている。メインタンク４がインク供給ユニット５に装着された時、メインタンク４内のインクはインク供給針、インク供給チューブ６を介して記録ヘッドのサブタンク部に供給される。インク供給チューブ６は、前記記録ヘッド１が印字時等に主走査方向の往復移動が可能なように、少なくとも一部分が可撓性チューブより構成されている。
【００５７】
以上のようなメインタンク４から記録ヘッド１までのインク供給流路構成が各色分設けられている（例えば４色プリンタの場合ブラック、イエロー、シアン、マゼンタなど）。
【００５８】
次に回復ユニット７について説明する。回復ユニット７は吐出ノズルからインクと気泡を吸引回復動作機能と、前記フロート弁を介して記録ヘッド内の各インク室内の気泡を排出する泡抜き動作機能を有している。またさらには記録ヘッドの吐出面をキャッピングするキャップ手段を有している。
【００５９】
前記吸引キャップ７ａには、チューブが接続されておりそのチューブの中間位置に吸引ポンプ７ｃが配置されている。吸引ポンプ７ｃは、ポンプモータＭ３（図６）によって駆動されるようになっている。これら吸引キャップ７ａ、チューブ、吸引ポンプ７ｃ、およびポンプモータＭ３が、所定時に記録ヘッド１内のインクを吐出ノズルから吸引するための吸引手段として設けられている。
【００６０】
吸引キャップ７ａは、少なくともインク吐出面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成されている。吸引キャップ７ａは、インク吐出面を覆って密閉するキャップ位置と、記録ヘッド１から離間した退避位置との間を移動可能に設けられている。吸引ポンプ７ｃは、複数のコロを備えたチューブ式のポンプであり、ポンプモータＭ３を駆動することでインクを連続的に吸引することが可能となっている。また、ポンプモータＭ３の回転量に応じて、吸引量を変えることができるように構成されている。
【００６１】
吸引ポンプ７ｃと吸引キャップ７ａ間のチューブには、前記各色ヘッドのフロート弁が配置された複数の排出流路が統合された流路が三方弁７ｂにより合流されている。三方弁７ｂにより、吸引ポンプ７ｃに対して吸引キャップ７ａとフロート弁側の排出流路１ｊのいずれか一方が接続されるように切換えを行なうことが可能な構成となっている。吸引ポンプ７ｃによる泡抜き動作によって排出された廃インクや、吸引キャップ７ａによって記録ヘッドから排出された廃インクはメインタンク４内部の廃インク収容部へ回収される。
【００６２】
本実施形態のインクジェット記録装置では、画像信号に合わせて各吐出ノズルの発熱素子を作動させてインク吐出を行なうために、吐出ノズル１ｅ部の温度が上昇し、サブタンク１ａ、液室１ｃ内部に気泡が蓄積してしまう。
【００６３】
図６のブロック図に示すコントローラ６００内部のＭＰＵ６０１は記録ヘッド１によりインクを吐出させた吐出回数を常時数えている。吐出回数が所定回数になった時に、ＲＯＭ６０２内に記憶されている泡抜き吸引動作プログラムを引出し、ＭＰＵ６０１から泡抜き吸引動作命令指示を行なう。そして、以下に記す泡抜き吸引動作を実行する。
【００６４】
また、プリンター本体による印字を長期間作動させない場合、主に吐出ノズルなどを通じて液室内部に酸素、窒素等の気体が長期的に液室のインク内部に侵入することでも気泡が蓄積してしまい、図５（ａ）の状態になってしまう。そこで、プリンタ本体のタイマー手段６３３により、印刷動作が終了した時からの経過時間をカウントし、経過時間が所定時間を超えたとＭＰＵ６０１が判断した場合、ＭＰＵ６０１は泡抜き吸引動作命令指示を行なう。
【００６５】
なお上記インク吐出数、印刷動作が終了したときの時間、などのデータはプリンタ本体の電源が立ち上がっているときはＭＰＵ６０１内部に記憶されている。またこれらのデータは、プリンタ本体の電源を切ったときはコントローラ内部のフラッシュメモリ６０６内部に記憶させる。再度電源を立ち上げた時にフラッシュメモリに記憶されているインク吐出数、時間等のデータをＭＰＵに記憶させることで、泡抜き吸引動作タイミングを検出させる。
【００６６】
図４（ａ）はフロート弁により泡抜き吸引動作前にフロートハウジング部を大気開放してインクを逆流させる動作シーケンスを示すフローチャートである。図５（ａ）〜（ｃ）はサブタンク１ａ、液室１ｃ内の気泡除去を行なった場合の動作の概略を示したフロート弁周辺の断面図である。
【００６７】
図５（ａ）は記録ヘッド１のサブタンク１ａ、液室内１ｃに気泡が溜まった状況でしかも流出フィルタ１ｄ側のフロートハウジング１ｎ内に液体であるインクが溜まっている状況である。この状態から、ＭＰＵ６０１が泡抜き吸引動作命令を発すると、ステップＳ１０１において大気開放弁１ｉを所定時間開放状態とし、前記フロートハウジング１ｎ内部のインクを逆流させる。大気開放弁１ｉが開放すると、図５（ｂ）に示されるように、記録ヘッド内部のインクに常時加わっている負圧により前記フロートハウジング１ｎ上部まであった液面が流出フィルタ１ｄまで下がる。液面が流出フィルタ１ｄまで下がると、前記流出フィルタ１ｄに生じる毛細管力により、前記逆流したインクの液面は流出フィルタ１ｄ以下には下がらない。
【００６８】
前記大気開放弁１ｉを開放状態にする時間は、流出フィルタ１ｄからフロート弁までの流路容積と液室１ｃ内のインクに作用している負圧値によって異なるが、通常は１０秒〜２分間程度である。大気開放弁１ｉを所定時間開放状態とし、インク液面が流出フィルタ１ｄの位置に維持された状態となったら、前記大気開放弁を遮断する（ステップＳ１０２）。
【００６９】
次にステップＳ１０３において、３方弁７ｂを切換えて気泡排出流路１ｊを吸引ポンプ７ｃに接続する。ステップＳ１０４において、吸引ポンプ７ｃを動作させてフロートハウジング１ｎの内部を減圧させ、前記液室１ｃとサブタンク１ａ内の気泡を前記フロート弁から排出する。
【００７０】
吸引ポンプ７ｃによってフロートハウジング１ｎの内の気体が吸引排出されるに伴って記録ヘッド内部のサブタンク１ａと液室１ｃ内部のインク液面がそれぞれ上昇し、図５（ｃ）に示すように液面はさらにフロートハウジング１ｎ内を上昇してゆく。液面の上昇によって、フロートハウジング１ｎ内のフロート部材１ｆ、１ｇがフロートシール部材１ｈに押し付けられ、インクが気泡排出流路１ｊ内に達する前に気泡排出流路１ｊを遮断する。このようにフロート弁によって自動的に気泡だけを排出し、インクの排出を阻止するため、廃インクを発生させずに泡抜き回復動作が可能となる。
【００７１】
吸引ポンプ７ｃを所定時間作動させたら、ステップＳ１０４において吸引ポンプ７ｃを停止させる。吸引ポンプ７ｃはフロート弁が閉じるのに充分な時間が経過したら停止させる。
【００７２】
次いでステップＳ１０５において３方弁７ｂを切換えて吸引キャップ７ａｊを吸引ポンプ７ｃに接続し、気泡除去モードを終了する。
【００７３】
また図４（ｂ）は前記逆流動作を各泡抜き吸引動作後に実施する動作シーケンスを示すフローチャートである。
【００７４】
ステップＳ２０１において、３方弁７ｂを切換えて気泡排出流路１ｊを吸引ポンプ７ｃに接続する。ステップＳ２０２において、吸引ポンプ７ｃを動作させてフロートハウジング１ｎの内部を減圧させ、前記液室１ｃとサブタンク１ａ内の気泡を前記フロート弁から排出する。ステップＳ２０３において３方弁７ｂを切換えて吸引キャップ７ａｊを吸引ポンプ７ｃに接続する。
【００７５】
ステップＳ２０４において大気開放弁１ｉを所定時間開放状態とし、ステップＳ２０５において大気開放弁Ｓ２０５を閉じる。
【００７６】
吸引泡抜き動作前にフロートハウジング１ｎ内部のインクを無くした状態から泡抜き吸引動作を行なうことが重要なため、図４（ａ）、（ｂ）どちらのシーケンス動作でもかまわない。
【００７７】
（第２の実施形態）
図７は第２の実施形態のインク供給構成を示す図である。
【００７８】
第２の実施形態では、フロート弁のフロート部材をフロートシール部材１ｈから離間させるためのフロート押し下げ機構（離間手段）が設けられている。
【００７９】
フロート押下げ機構は、フロートシール部材１ｈの上部に配置される。
【００８０】
１ｋはフロート押し下げ機構のフロート押し下げ部材で、一端は気泡排出流路１ｊの一部を貫通してフロートハウジング１ｎ内に進入可能なロッドまたはピンの形になっている。フロート押し下げ部材１ｋの他端部は弾性材で形成された弁体形状で開閉弁シール部材となっている。
【００８１】
１ｌはフロートバネ（圧縮バネ）で、図８（ａ）のようにフロート押し下げ部材１ｋのフロート開閉弁１０のシール部材を上方向に押上げて弁座に押付け、フロートハウジング１ｎを気泡排出流路１ｊから遮断している。
【００８２】
前記構成のフロート押下げ部材１ｋは、フロート部１ｇ材を押下げる機能と、さらにはもう一端に設けられているフロート開閉弁１０による開閉弁機能の２つの機能をもつ構成である。
【００８３】
また前記フロート押下げ部材１ｋの上下移動は外部より制御可能である。前記排出流路１ｊの一部は可撓性膜１ｍによって遮蔽されており、カム等の弁駆動制御部（弁駆動ユニット）８により前記可撓性膜１ｍを介して前記フロート押下げ部材１ｋの高さ位置を制御することが可能となる。前記可撓性膜は例えば薄肉形状のゴム膜などにより構成されたものである。
【００８４】
例えばフロート押下げ部材１ｋが第１の位置である開放位置（最上位置）にあるときは、フロート開閉弁１０は遮断させた状態（図８（ａ）の状態）となる。フロート押下げ部材１ｋが中間位置にあるときはフロート開閉弁１０が開放された状態（図８（ｂ）の状態）となる。フロート押下げ部材１ｋが最下位置にあるときはフロート開閉弁１０が開放されかつフロート部材１ｇを押下げた状態（図８（ｃ）の状態）となる。
【００８５】
弁駆動ユニット８は弁駆動モーター８ｂ、弁駆動モーター８ｂによって回転するカム８ａ、カム８ａの回転によって上下動し、下降する際に、フロート押下げ部材１ｋを押し下げる移動部材８ｃを備えている。
【００８６】
図９は本実施例に記載のフロート部材１ｇを押下げた後に泡抜き吸引動作を行なうことで液室１ｃ内の気泡除去を行なうシーケンス動作を示したフローチャートである。
【００８７】
図７の記録ヘッド内のフロート弁で、特に液室１ｃ側である流出フィルタ１ｄ上部のフロート弁では、液室１ｃ内の気泡除去動作時（泡抜き吸引時）に流出フィルタ１ｄ部を液室１ｃ内部の気泡とインクが同時に透過する。そのためにフロート弁ハウジング部１ｎ内に気泡が多数移動する。泡抜き動作前には下方位置に配置されていたフロート部材１ｇが気泡により持上げられ、フロートシール部材１ｈと接触してシールすることにより液室１ｃ内部の泡抜きが完了する前にフロート弁が遮断されてしまう（図１０（ａ）状態）。フロート部材１ｇが気泡により持上げられる現象は、フロートハウジング１ｎの壁面とフロート部材１ｇの間に形成される液の膜の表面張力によって発生し、フロートハウジング１ｎの壁面とフロート部材１ｇの隙間が小さいほど起こりやすい。よって、フロートハウジング１ｎを小さくするほど起こりやすい。
【００８８】
本実施形態の動作を説明する。図９のステップＳ３０１において３方弁によって吸引ポンプ７Ｃが気泡排出流路側１ｊに接続するように切替える。次に、弁駆動モータ８ｂによってカム８ａを回転させ前記フロート押下げ部材１ｋの高さ位置を第３の位置であるサードポジション（図８（ｃ）の位置）に押下げる（図９のステップＳ３０２）。すると、フロート部材１ｇは気泡を押しのけて下がる。続けてカム８ａを回転させて前記フロート押下げ部材１ｋを第２の位置であるセカンドポジション（図８（ｂ）位置）に押上げた状態で吸引ポンプ７ｃを所定時間回転させる（図９のステップＳ３０３）。気泡により上昇したフロート部材１ｇを押下げ（図１０（ｂ）の状態）、再度フロート押下げ部材１ｋを上昇させても（図１０（ｃ）状態）、フロート部材１ｇの周辺は気泡なのでフロート部材１ｇには浮力が作用しない。フロート押下げ部材１ｋを上昇させても前記フロート部材１ｇは押下げられた状態を維持している。その後吸引ポンプ７ｃを駆動して泡抜き吸引（図９のＳ３０３）を行なうとフロート部材１ｇの上方の気泡は気泡排出流路１ｊに排出される。同時に液室１ｃ内の気泡が再度フロートハウジング１ｎ内部に移動してフロート部材が上昇し弁が遮断される（図１０（ｄ）状態）。前記フロート弁が遮断されるまでの間は泡抜き動作をおこなうことが可能となる。
【００８９】
次にステップＳ３０４においては吸引ポンプ７ｃを停止し、大気開放弁１ｉを開く。ステップＳ３０５において大気開放弁１ｉを閉じ、再びステップＳ３０２に戻る。ステップＳ３０２からステップＳ３０５の工程を複数回繰り返す。
【００９０】
このように、フロート押下げ吸引動作を複数回繰り返し行なうことにより、液室１ｃ内の気泡除去を行なうことが可能となる。
【００９１】
（第３の実施形態）
本実施形態においては、前記実施形態２の説明で用いた図７、図８（ａ）〜（ｃ）を用いながら、図１１のフローチャートを用いて説明を行なう。
【００９２】
ステップＳ４０１において、吸引ポンプ７ｃを気泡排出流路側１ｊに接続する。次にステップＳ４０２において、弁駆動モータ８ｂによってカム８ａを回転させ前記フロート押下げ部材１ｋの高さ位置をサードポジション（図８（ｃ）位置）に押下げ、フロート部材１ｇを押し下げる。フロート押し下げ部材１ｋがサードポジションに位置した状態のまま、吸引ポンプ７ｃを作動させて気泡を気泡排出流路側１ｊに排出する。このときフロート部材１ｇはサードポジションに位置するフロート押し下げ部材１ｋによって移動が規制され、排出される気泡によってフロートシール部材１ｈに押し付けられることが防止される。
【００９３】
フロート押し下げ部材１ｋをサードポジションに位置させた状態での、吸引ポンプ７ｃの作動を所定時間行った後に。ステップＳ４０３においてフロート押し下げ部材１ｋを中間位置に移動させ、フロート部材１ｇの移動規制を解除する。さらに吸引ポンプ７ｃを所定時間作動させたらステップＳ４０４において吸引ポンプ７ｃを停止し、フロート押下げ部材１ｋを最上位置に移動させ、フロート開閉弁１０を遮断して図８（ａ）の状態とする。
【００９４】
このように、本実施形態では、泡抜きの初期段階に、フロート部材が浮力等でフロートシール部材１ｈへ上昇することを阻止しながらの吸引動作を行い、フロートハウジング１ｎ内部に予め溜まっている気泡及びインクを確実に抜く。その後、前記フロート押下げ部材を中間位置まで上昇させてから回復ポンプにより吸引泡抜き動作を行なうことで、サブタンク１ａ部並びに液室１ｃ内の気泡除去を行なうことが可能となる。
【００９５】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、上述した実施形態１乃至３の動作を組み合わせて連続し実施することにより確実に気泡の除去を行うものである。
【００９６】
図１２は記録ヘッドの液室１ｃ側にあるフロート弁周辺と、泡抜きシーケンス手順を示したフローチャートである。図１３は、図１２に記載のシーケンスで気泡除去を行なった時のフロート弁の動作と泡抜きの概略を示した断面図である。また図７と、図８（ａ）〜（ｃ）に示すフロート押下げ機構付のフロート弁の制御位置毎の機能を示した図を用いて以下に説明する。
【００９７】
図１３（ａ）は泡抜き吸引動作を行なう前の状態を示す。図１３（ａ）では、液室１ｃ内の流出フィルタ１ｄ下には主に印字動作にて発生した気泡がある一定量以上溜まっている。さらには流出フィルタ１ｄ上のフロートハウジング１ｎ内にはインクが溜まっておりフロート１ｇが前記インクにより発生する浮力によりフロートシール部材１ｈに押付けられシールされている。
【００９８】
図１２のステップＳ５０１において、フロートハウジング１ｎ内部のインクを液室１ｃ側へ逆流させるために、弁駆動ユニット８の駆動制御により大気開放弁１ｉを開放し、フロート弁内部を大気開放にする。また、フロート押し下げ部材１ｋをサードポジションに移動させる。所定時間開放状態とした後に、ステップＳ５０２において、大気開放弁１ｉを閉じる。フロート弁内部を大気開放にすることによって、記録ヘッド内のインクに常時働いている負圧により前記フロート弁内部のインクは液室１ｃ側に逆流し、液面は前記流出フィルタ１ｄまで下がる。
【００９９】
このインクの逆流は流出フィルタ１ｄの下側の液室１ｃ内に気泡がない場合におこるが、流出フィルタ１ｄの下側に一定以上の気泡が溜まっている場合は気泡がインク逆流を阻害して逆流しない場合が生じる。このような場合でも泡抜きができるようにステップＳ５０３においては、図１３（ｂ）の如くフロート押下げ部材を図８（ｃ）に示す如くサードポジションに位置させてフロート部材１ｇを押下げた状態で吸引ポンプを所定時間回転させる。
【０１００】
ステップＳ５０３においては、フロート部材１ｇ周辺に溜まっているインクによる浮力により前記フロート部材がフロートシール部材１ｈに押し付けられて気泡排出流路１ｊを遮断することを防止している。そしてフロート弁を開放状態に保ちながら泡抜き吸引動作を行なうことにより前記流出フィルタ１ｄ上に溜まっているインクを排出させる。
【０１０１】
図１２のステップＳ５０３のモードは、流出フィルタ上のインクが残っていることによる泡抜き動作不良を引き起こすことを回避したモードである。本実施形態の泡抜きシーケンス前に流出フィルタ上のインクが確実にない状態が保障できれば、Ｓ５０３のモードは省略しても構わない。
【０１０２】
次にステップＳ５０４において、吸引ポンプを回転させた状態で図１３（ｃ）のごとくフロート押下げ部材１ｋをセカンドポジション（図８（ｂ））に移動させる。流出フィルタ１ｄの下側にたまっている気泡が流出フィルタ１ｄを通過してフロートハウジング１ｎ内に移動し、フロート部材１ｇを押し上げて気泡排出流路１ｊを遮断する。
【０１０３】
ステップＳ５０５では一旦吸引ポンプ７ｃを停止し大気開放弁１ｉを開放してフロート弁内部を大気圧に戻す。ステップＳ５０６で大気開放弁１ｉを閉じてからステップＳ５０７でフロート押下げ部材１ｋをサードポジション（図８（ｃ））に移動して押上げられたフロート部材１ｇを再び押下げる（図１３（ｄ））。
【０１０４】
再びＳ５０４に戻り、図１３（ｅ）の如くフロート押下げ部材をセカンドポジションに戻し、所定時間吸引ポンプを回転させることで（図１２のステップＳ５０５）液室１ｃ内部の気泡を再び泡抜き動作を行なうことが可能となる。
【０１０５】
このような、フロート１ｇの押し下げ、吸引ポンプによる泡抜き吸引の一連の動作を所定の複数回繰り返すことによって液室１ｃ内部の気泡除去を行なうことが可能となる。ステップＳ５０４ではフロート押下げ部材をセカンドポジションに戻して吸引ポンプを駆動するので、インク液面が上昇してもフロート部材１ｇが排出流路を遮断するのでインクは排出流路へは排出されない。よって本実施例の一連の泡抜きシーケンス動作を行なうことで、廃インクを発生させずに確実に記録ヘッド内部の泡抜き動作を行なうことが可能である。
【０１０６】
このように上記実施形態においては、フロート押下げ動作と泡抜き吸引動作を繰返し行なうことにより、インク中に発生する気泡により前記フロート部材が押上げられることによる泡抜き動作不良を防止することが可能となる。
【０１０７】
また、泡抜き吸引前に大気開放弁を所定時間開放状態にしてフロートハウジング１ｎ内部のインクを無くすことによって、フロート部材がフロート弁を閉じて泡抜き動作不良が発生することを防止する。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の一実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給の基本原理を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態のインクジェット記録装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態のインク供給装置の概略を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態内にて行なわれる気泡除去のためのシーケンスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態内にて行なわれる気泡除去シーケンス動作時の、フロート弁部での気泡除去状況をしめした断面図である。
【図６】本発明の第一の実施例のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図を示す。
【図７】本発明の第二の実施形態のインク供給装置の概略を示す断面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態のインク供給装置内のフロート弁を示した詳細断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態内にて行なわれる気泡除去のためのシーケンスを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第二実施形態内にて行なわれる気泡除去シーケンス動作時の、フロート弁部での気泡除去状況をしめした断面図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態にて行なわれる気泡除去シーケンスを示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第四の実施形態にて行なわれる気泡除去シーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第四の実施形態にて行なわれる気泡除去シーケンス動作時のフロート弁部の気泡除去状況を示す断面図である。
【図１４】従来のインクジェット記録装置のインク供給装置を示す断面図である。
【図１５】従来のインクジェット記録装置内に構成されたフロート弁周辺にインクが溜まった時から気泡除去を行なう時のフロート弁断面図を示す。
【図１６】従来のインクジェット記録装置内に構成されたフロート弁周辺に気泡が溜まった時から気泡除去を行なう時のフロート弁断面図を示す。
【符号の説明】
【０１０９】
１  記録ヘッド
１ａ  サブタンク部
１ｂ  流入フィルタ
１ｃ  液室
１ｄ  流出フィルタ
１ｅ  吐出ノズル
１ｆ  フロート（サブタンク側）
１ｇ  フロート（液室側）
１ｈ  フロートシール部材
１ｉ  大気開放弁
１ｊ  気泡排出流路
１ｋ  フロート押下げ部材
１ｌ  フロートバネ
１ｍ  可撓膜
１ｎ  フロートハウジング
４  メインタンク
６  供給チューブ
７  回復ユニット
７ａ  吸引キャップ
７ｂ  三方弁
７ｃ  吸引ポンプ
７ｄ  廃インクチューブ
８  弁駆動ユニット
【図１】
0005078548.tif 000002
【図２】
0005078548.tif 000003
【図３】
0005078548.tif 000004
【図４】
0005078548.tif 000005
【図５】
0005078548.tif 000006
【図６】
0005078548.tif 000007
【図７】
0005078548.tif 000008
【図８】
0005078548.tif 000009
【図９】
0005078548.tif 000010
【図１０】
0005078548.tif 000011
【図１１】
0005078548.tif 000012
【図１２】
0005078548.tif 000013
【図１３】
0005078548.tif 000014
【図１４】
0005078548.tif 000015
【図１５】
0005078548.tif 000016
【図１６】
0005078548.tif 000017