JP2022115337A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブを駆動させるための専用の電源を設けることなく、ノズルに形成された液体メニスカスが破損するのを抑制する。【解決手段】プリンタは、インク貯留室、インク貯留室を外部に連通させるための大気連通口、及び、大気連通口を連通させる連通状態及び大気連通口を遮断する遮断状態のいずれか一方を選択的に取ることが可能な電磁バルブ６４を有するインクタンクと、圧電素子６ａを有するバルブ開放機構６とを含む。バルブ開放機構６は、インク貯留室６２ａと外部との圧力差がノズルに形成されたインクメニスカスの耐圧値未満を示す所定値を超えるときに、圧電素子６ａからの電圧を電磁バルブ６４に供給して電磁バルブ６４が連通状態を取るように駆動する。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出ヘッドに連通する液体貯留室と外部とを連通させるための大気連通路を連通させる連通状態、及び、大気連通路を遮断する遮断状態のいずれか一方を選択的に取ることが可能な電気で駆動するバルブを有する液体吐出装置に関する。

特許文献１には、インクタンクから供給されたインクがインクバッファに貯留され、キャリッジ上の印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録動作を行うインクジェット記録装置について記載されている。このインクジェット記録装置においては、インクタンク内のインクがインクバッファ内に供給されるインク供給の間、インクバッファ内の上部空気層と大気との連絡を制御する大気開放用電磁バルブは開放されている。これにより、インク供給時に、インクバッファ内の上部の空気を逃がすことが可能となって、インクバッフア内のインクが加圧されない。また、このインクジェット記録装置においては、パージング時には、大気開放用電磁バルブは閉塞されており、インクタンクから加圧されたインクが供給され、パージング動作が行われる。

実公平０１－０４０６８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のインクジェット記録装置においては、大気開放用電磁バルブを動作させるための電源が必要となる。このように大気開放用電磁バルブを動作させるための電源が必要になると、その分だけ、装置が大型化する問題が生じる。また、装置の電源がＯＦＦの状態では、大気用電磁バルブが動作しない。このため、例えば、インクバッファの圧力が大幅に上昇又は減圧した場合、印字ヘッドのノズルに形成されるインクメニスカスが破損し、ノズルからインクが漏れ出すことや気泡が侵入する問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、バルブを駆動させるための専用の電源を設けることなく、ノズルに形成された液体メニスカスが破損するのを抑制することが可能な液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、液体を貯留する液体貯留室、前記液体貯留室と外部とを連通させるための大気連通路、及び、前記大気連通路を連通させる連通状態及び前記大気連通路を遮断する遮断状態のいずれか一方を選択的に取ることが可能な電気で駆動するバルブを有する液体貯留部と、前記液体吐出ヘッドと前記液体貯留室とを、液体が流通可能に接続する液体流路と、前記液体貯留室を画定する壁面の一部を構成する内面と外部に面した外面とを有し、前記液体貯留室と外部との圧力差によって変形することで電圧を生じさせる電圧発生部を含み、前記圧力差が前記ノズルに形成された液体メニスカスの耐圧値未満を示す所定値を超えるときに、前記電圧発生部からの電圧を前記バルブに供給して前記バルブが前記連通状態を取るように駆動するバルブ開放手段とを備えている。

本発明の液体吐出装置によると、電圧発生部からの電圧を利用してバルブを連通状態とすることが可能となる。このため、バルブを動作させるための専用の電源を設ける必要がなくなり、装置の小型化が図れるとともに、ノズルに形成された液体メニスカスが破損するのを抑制することが可能となる。また、電源ＯＦＦ状態において液体貯留室の内圧が変動し、外部との圧力差が所定値を超えるときには、バルブ開放手段が自動的にバルブを連通状態とすることが可能となる。このため、ノズルに形成された液体メニスカスが破損するのを抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの概略斜視図である。 図１に示すプリンタの内部構造を模式的に示す縦断面図である。 図２に示すインクタンク及びインクジェットヘッドを示しており、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。 図３に示す電磁バルブ、及び、電磁バルブを駆動するバルブ開放機構の電気的構成を示すブロック図である。 図１のプリンタの電気的構成を示すブロック図である。 プリンタの記録動作を示すフローチャートである。 図３に示すインクタンクのインク注入口にインクボトルのインク注入部を挿入した状態を示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るプリンタ１について説明する。プリンタ１は、図１に示す状態に設置されて使用される。本実施形態において、図１に矢印を付して示す３つの方向が、上下方向Ａ１、前後方向Ａ２、及び、左右方向Ａ３である。図２、図３及び図７にも、図１に示す３つの方向を反映して示す。

＜プリンタ１の概要＞
図１に示すように、プリンタ１は、概ね直方体形状の筐体１１を有する。筐体１１の前壁１１ａの略中央には、開口１２が形成されている。開口１２には、給紙トレイ１５及び排紙トレイ１６が、上下２段に設けられている。給紙トレイ１５は、開口１２から前後方向Ａ２に挿抜可能、すなわち、筐体１１から着脱可能に構成されている。所望のサイズ（例えば、Ａ４サイズ）の用紙Ｐが給紙トレイ１５に載置される。プリンタ１は、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣと称する）などの外部機器と接続可能である。そして、ＰＣなどからの記録データに基づいて記録動作を実行する。

前壁１１ａの上部には、図１に示すように、操作部１３が設けられている。操作部１３は、各種設定のために操作されるボタンや、各種情報が表示される液晶ディスプレイなどによって構成されている。本実施形態において、操作部１３は、ボタン及び液晶ディスプレイの双方の機能を有するタッチパネルによって構成されている。

筐体１１は、図１及び図２に示すように、その天井部分を構成する開閉カバー１４を有する。開閉カバー１４は、後端部において、左右方向Ａ３に沿う回転軸（不図示）を回転中心として回動可能に構成されている。開閉カバー１４を開くことで、後述のインクタンク６１が露出され、インクタンク６１にインクを注入して補充することが可能となる。

＜プリンタ１の内部構造＞
次に、プリンタ１の内部構造について説明する。図２に示すように、プリンタ１は、給送部２０と、搬送ローラ対３５と、記録部４０と、排紙ローラ対３６と、ＡＳＦ（Auto Sheet Feed）モータ２０Ｍ（図５参照）と、ＬＦ（Line Feed）モータ３５Ｍ（図５参照）と、バルブ開放機構６（図４参照）、制御部５（図５参照）とを含む。

給送部２０は、図２に示すように、給紙トレイ１５に載置される用紙Ｐを搬送路２５へ給送する。搬送ローラ対３５は、給送部２０によって給紙された用紙Ｐを記録部４０に搬送する。記録部４０は、例えば、インクジェット記録方式の構成を有し、搬送ローラ対３５によって搬送された用紙Ｐに画像を記録する。排紙ローラ対３６は、記録部４０によって記録された用紙Ｐを排紙トレイ１６に排紙する。

＜給送部２０＞
図２に示すように、給送部２０が給紙トレイ１５の上側に設けられている。給送部２０は、給紙ローラ２１とアーム２２を有する。給紙ローラ２１は、アーム２２の先端に軸支されている。アーム２２は、支軸２２ａに回動自在に支持され、バネなどにより付勢されて給紙ローラ２１が給紙トレイ１５に接触するように下側へ回動されている。また、アーム２２は、給紙トレイ１５を着脱する際に上方へ退避可能に構成されている。給紙ローラ２１は、伝達機構（不図示）を介してＡＳＦモータ２０Ｍの動力が伝達されて回転し、給紙トレイ１５内に積載された用紙Ｐが、搬送路２５へ給送される。

＜給紙トレイ１５＞
図２に示すように、給紙トレイ１５は、斜壁部１５ａを有する。斜壁部１５ａは、給紙トレイ１５に載置される用紙Ｐが給紙ローラ２１によって給送されるときに、用紙Ｐを搬送路２５に案内する。

＜搬送路２５＞
搬送路２５は、筐体１１内に構成されており、図２に示すように、給紙トレイ１５の後側の端部から上方且つプリンタ１の前側へ曲がっている。給紙トレイ１５から給送された用紙Ｐは、搬送路２５により下方から上方へＵターンするように案内されて記録部４０に至る。

＜搬送ローラ対３５＞
搬送ローラ対３５は、下側に配置された搬送ローラ３５ａと上側に配置されたピンチローラ３５ｂとを有する。搬送ローラ３５ａは、伝達機構（不図示）を介してＬＦモータ３５Ｍの動力が伝達されて回転する。ピンチローラ３５ｂは、搬送ローラ３５ａの回転に伴って連れ回る。搬送ローラ３５ａとピンチローラ３５ｂとは、協働して用紙Ｐを上下方向Ａ１から挟持し、用紙Ｐを記録部４０へ搬送する。

＜排紙ローラ対３６＞
排紙ローラ対３６は、下側に配置された排紙ローラ３６ａと、上側に配置された拍車ローラ３６ｂとを有する。排紙ローラ３６ａは、伝達機構（不図示）を介してＬＦモータ３５Ｍの動力が伝達されて回転する。拍車ローラ３６ｂは、排紙ローラ３６ａの回転に伴って連れ回る。排紙ローラ３６ａと拍車ローラ３６ｂとは、協働して用紙Ｐを上下方向Ａ１から挟持し、用紙Ｐを排紙トレイ１６に搬送する。

＜記録部４０＞
図２及び図３に示すように、記録部４０は、インクジェットヘッド４１と、インクタンク６１と、キャリッジ７０と、移動機構７１と、プラテン１７とを有する。キャリッジ７０は、走査方向（左右方向Ａ３であって、用紙Ｐの搬送方向と直交する方向）へ往復移動する。インクジェットヘッド４１及びインクタンク６１は、キャリッジ７０に支持されている。つまり、本実施形態におけるプリンタ１は、インクタンク６１及びインクジェットヘッド４１がキャリッジ７０に搭載された所謂オンキャリッジ型である。本実施形態におけるインクタンク６１は、その全体がインクジェットヘッド４１よりも上方に位置する。しかし、これに限らず、インクタンク６１の一部がインクジェットヘッド４１の上面よりも上方に位置し、残りの部分が当該上面よりも下方に位置していてもよい。

＜インクタンク６１＞
インクタンク６１は、図３に示すように、タンク本体６２と、キャップ６３と、電磁バルブ６４とを有している。タンク本体６２は、略直方体形状を有しており、内部にインクを貯留するためのインク貯留室６２ａが形成されている。インク貯留室６２ａには、ブラックインクが貯留される。また、タンク本体６２は、主に透光性材料（例えば、透明又は半透明樹脂）により作製される。これにより、ユーザがインク貯留室６２ａにおけるインクの量を視認できる。

タンク本体６２には、図３に示すように、その上壁６２ｂを貫通する貫通孔６２ｃが形成されている。貫通孔６２ｃは、上壁６２ｂの左右方向Ａ３の中央であって、やや前方寄りの位置に配置されている。貫通孔６２ｃには、筒体６６が嵌め込まれている。筒体６６は、その上端部にインク注入口６７を有する。インク注入口６７は、上方（すなわち、外部）に向かって開放された開口である。筒体６６の内周面は、インク注入口６７からインク貯留室６２ａに至るインク供給路６６ａを区画する。これにより、インク注入口６７は、インク貯留室６２ａと連通する。

図３に示すキャップ６３は、例えば柔軟性樹脂で作製され、インク注入口６７を密閉可能である。キャップ６３は、ユーザ操作により、筒体６６の上端部に着脱可能であり、インク注入口６７を閉塞または開放する。インク注入口６７は、キャップ６３によって通常は閉塞されており、インク貯留室６２ａにインクを注入する際に、筒体６６から取り外されて開放される。

タンク本体６２には、図３（ｂ）に示すように、その後方側壁６２ｄを貫通し、インク貯留室６２ａと外部とを連通する大気連通口６２ｅが形成されている。大気連通口６２ｅは、後方側壁６２ｄの上端部付近に配置されている。また、タンク本体６２には、図３に示すように、その前方側壁６２ｆに上側指標６２ｆ１及び下側指標６２ｆ２が形成されている。なお、大気連通口６２ｅは、上側指標６２ｆ１よりも上方に配置されておればよく、例えば、上壁６２ｂに形成されていてもよい。

図３において、上側指標６２ｆ１は、前方側壁６２ｆの外表面において、上端部付近の位置で、左右に延びる線状形状を有する。また、上側指標６２ｆ１は、上下方向Ａ１において、図３（ｂ）に示すように、大気連通口６２ｅよりも下方に配置されている。上側指標６２ｆ１は、インク貯留室６２ａに貯留可能な最大のインク量の液面の位置を示す指標の一例である。また、下側指標６２ｆ２は、前方側壁６２ｆの外表面において、下端部付近の位置で、左右に延びる線状形状を有する。下側指標６２ｆ２は、インク貯留室６２ａにインクの補充、すなわちインク注入が必要となる液面の位置を示す指標である。なお、上側指標６２ｆ１および下側指標６２ｆ２は、前方側壁６２ｆの外表面に形成された凹凸、または塗料等による着色によっても実現可能である。

電磁バルブ６４は、図３（ｂ）に示すように、公知の２方向電磁バルブであって、弁部６４ａとソレノイド部６４ｂとを有する。電磁バルブ６４は、上側指標６２ｆ１よりも上方に配置されるように、上壁６２ｂに固定されている。弁部６４ａは、インク貯留室６２ａに配置され、大気連通口６２ｅとインク貯留室６２ａとに連通する内部流路（不図示）と当該内部流路を開閉する弁（不図示）とを有している。弁部６４ａは、通常、バネなどの付勢部材により、弁が内部通路を閉とした遮断状態を取るように構成されている。ソレノイド部６４ｂは、上壁６２ｂ上に配置されており、弁部６４ａの弁の開放を行う。つまり、ソレノイド部６４ｂは、後述のバルブ開放機構６からの所定駆動電圧の供給により、弁部６４ａの弁が内部通路を開とした連通状態を取るように、弁部６４ａを駆動する。したがって、ソレノイド部６４ｂに、バルブ開放機構６からの所定駆動電圧の供給がないときは、弁部６４ａは遮断状態となる。このように電磁バルブ６４は、バルブ開放機構６からの所定駆動電圧の供給の有無により、弁部６４ａが、大気連通口６２ｅとインク貯留室６２ａとを連通させる連通状態（すなわち、弁が内部通路を開とした状態）と、大気連通口６２ｅとインク貯留室６２ａとの連通を遮断する遮断状態（すなわち、弁が内部通路を閉とした状態）を選択的に取る。

変形例として、電磁バルブ６４は、弁部６４ａがインクタンク６１の外部において大気連通口６２ｅと外部とを連通可能に接続されていてもよい。これにおいて、大気連通口６２ｅを外部と連通する連通状態及び外部との連通を遮断する遮断状態を選択的に取ることが可能となる。また、電磁バルブ６４全体が、インク貯留室６２ａに配置されていてもよい。また、電磁バルブ６４は、弁部６４ａの内部流路が大気連通口６２ｅと連通可能に接続されておれば、タンク本体６２の上壁６２ｂ以外の前後左右の側壁の少なくともいずれかに固定されて設置されていてもよい。

また、タンク本体６２には、その底壁６２ｇを貫通し、インク貯留室６２ａのインクをインクジェットヘッド４１へ流出する流出口６２ｈが形成されている。流出口６２ｈは、底壁６２ｇの左右方向Ａ３の中央であって、前端部付近の位置に配置されている。

＜インクジェットヘッド４１＞
インクジェットヘッド４１には、インクタンク６１からのブラックインクが供給される内部流路（不図示）を有する。また、インクジェットヘッド４１は、図３（ｂ）に示すように、その下面であるノズル面４１ａに形成された複数のノズル４２からインクを吐出する。より詳細に説明すると、複数のノズル４２は、前後方向Ａ２であって用紙Ｐの搬送方向に沿ったノズル列を形成している。複数のノズル４２からは、ブラックのインクが吐出される。

インクジェットヘッド４１は、図３に示すように、接続部材６９を介してインクタンク６１と接続されている。接続部材６９には、流出口６２ｈとインクジェットヘッド４１の内部流路とを繋ぐ連通路（液体流路）６９ａが形成されている。これにより、インクタンク６１のインク貯留室６２ａのインクがインクジェットヘッド４１に供給される。

＜プラテン１７＞
プラテン１７は、インクジェットヘッド４１の下方に配設されており、搬送ローラ対３５によって搬送される用紙Ｐを支持する。プラテン１７は、キャリッジ７０の往復移動範囲のうち、用紙Ｐが通過する部分に配設されている。プラテン１７の幅は、搬送可能な用紙Ｐの最大幅より十分に大きいので、搬送路２５を搬送される用紙Ｐは常にプラテン１７上を通過する。

＜移動機構７１＞
移動機構７１は、図２に示すように、一対のガイドレール７２、及び、ベルト伝達機構（不図示）を含む。一対のガイドレール７２は、前後方向Ａ２に離隔して配置され、左右方向Ａ３に互いに平行に延在している。キャリッジ７０は、これら一対のガイドレール７２を跨ぐように配置されている。キャリッジ７０は、ベルト伝達機構を介してキャリッジモータ７０Ｍ（図５参照）に接続されており、キャリッジモータ７０Ｍを駆動させると、ベルト伝達機構が駆動される。これにより、キャリッジ７０が一対のガイドレール７２に沿って走査方向（左右方向Ａ３）に移動し、メンテナンスキャップ（不図示）と対向するメンテナンス位置と当該メンテナンスキャップと対向しない非メンテナンス位置との間においてインクジェットヘッド４１を移動させる。

インクジェットヘッド４１は、記録データに基づく制御部５の制御により、ノズル４２からインクを吐出する。つまり、キャリッジ７０が左右方向Ａ３へ往復移動することにより、インクジェットヘッド４１が用紙Ｐに対して走査されると共に、ノズル４２から、インクを吐出することで、プラテン１７上を搬送される用紙Ｐに画像が記録される。なお、プリンタ１内には、走査方向に間隔を空けて配列された多数の透光部（スリット）を有するリニアエンコーダ（不図示）が設けられている。一方、キャリッジ７０には、発光素子と受光素子とを有する透過型の位置検出センサ（不図示）が設けられている。そして、プリンタ１は、キャリッジ５１の移動中に位置検出センサが検出したリニアエンコーダの透光部の計数値から、キャリッジ７０の走査方向に関する現在位置を認識できるようになっており、キャリッジモータ７０Ｍの回転駆動が制御される。

＜バルブ開放機構６＞
バルブ開放機構６は、図３及び図４に示すように、圧電素子６ａと、昇圧回路６ｂとを有する。圧電素子６ａは、可撓性を有し板状に形成された公知の圧電素子であって、弾性変形することで電圧を発生させる。タンク本体６２の上壁６２ｂの中央には、図３（ｂ）に示すように、貫通孔６２ｂ１が形成されている。圧電素子６ａは、貫通孔６２ｂ１に嵌め込まれており、上面６ａ１が外部に面し、下面６ａ２がインク貯留室６２ａの壁面の一部を構成する。つまり、圧電素子６ａは、図３（ｂ）及び図７中二点鎖線で示すように、インク貯留室６２ａと外部との圧力差によって弾性変形し電圧を生じさせる。なお、圧電素子６ａは、タンク本体６２の上側指標６２ｆ１よりも上方であれば、どこに設けられていてもよく、一方の面がインク貯留室６２ａの壁面の一部を構成し、他方の面が外部に面しておればよい。

昇圧回路６ｂは、公知の昇圧回路であって、図４に示すように、圧電素子６ａと電磁バルブ６４とに接続されており、圧電素子６ａからの所定電圧を所定駆動電圧まで昇圧して電磁バルブ６４に供給する。このようにバルブ開放機構６は、プリンタ１の電源からの電圧を利用せずに、電磁バルブ６４を駆動することが可能なものである。したがって、電源ＯＦＦ状態であっても、圧電素子６ａが所定電圧を生じるときは、電磁バルブ６４を駆動して、連通状態とすることが可能となる。

圧電素子６ａは、インク貯留室６２ａと外部との圧力差が所定値を超えるときに、所定電圧が発生するように構成されている。ここでいう所定値は、電磁バルブ６４を開放するタイミングを決めるための圧力値であり、例えば、±３ｋＰａに設定されている。詳述すると、所定値は、後述するノズル４２からのインク排出によってインク貯留室６２ａの負圧が上昇し、ノズル４２に形成されたインクメニスカスの破損が発生する前、環境温度の上昇又は下降によりインク貯留室６２ａの正又は負圧が上昇し、ノズル４２に形成されたインクメニスカスの破損が発生する前、及び、インクタンク６１へのインク注入によりインク貯留室６２ａの正圧が上昇し、ノズル４２に形成されたインクメニスカスの破損が発生する前に、インク貯留室６２ａと外部との圧力差が当該所定値に達するように予め設定された値である。

＜制御部５＞
図５に示すように、制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１３５、及び、メモリ１４０を含む。これらＣＰＵ１３１、ＡＳＩＣ１３５、メモリ１４０は内部バス１３７によって接続される。メモリ１４０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３３、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）１３４を含む。ＲＯＭ１３２には、プリンタ１の各種動作を制御するためのプログラムなどが格納されている。ＣＰＵ１３１は、プログラムをＲＡＭ１３３やＥＥＰＲＯＭ１３４を使いつつ実行する。

ＡＳＩＣ１３５は、ＡＳＦモータ２０Ｍ、ＬＦモータ３５Ｍ、キャリッジモータ７０Ｍ、インクジェットヘッド４１等に制御信号を出力し、これらの動作を制御する。例えば、制御部５は、外部機器（例えばＰＣやスマートフォン）から送信された記録データに基づいて、インクジェットヘッド４１、ＡＳＦモータ２０Ｍ、ＬＦモータ３５Ｍ、キャリッジモータ７０Ｍ等を制御して、搬送処理と記録処理とを交互に実行し、用紙Ｐに画像等を記録させる。

搬送処理は、搬送ローラ対３５及び排紙ローラ対３６に所定改行量だけ用紙Ｐを搬送させる処理である。制御部５は、ＬＦモータ３５Ｍを制御することによって、搬送ローラ対３５及び排紙ローラ対３６に搬送処理を実行させる。記録処理は、キャリッジ７０を左右方向Ａ３に沿って移動させながら、インクジェットヘッド４１を制御して、ノズル４２からインク滴を吐出させる処理である。そして、制御部５は、今回の搬送処理と次回の搬送処理との間、用紙Ｐの搬送を一定期間停止させ、用紙Ｐの搬送が停止している間に記録処理を実行する。つまり、制御部５は、記録処理において、キャリッジ７０を右向きまたは左向きに移動させながら、ノズル４２からインク滴を吐出させる１回のパスを実行する。これにより、用紙Ｐに対して１パス分の画像記録が実行される。制御部５は、搬送処理と記録処理とを交互に繰り返し実行することによって、用紙Ｐの画像記録可能な全領域に、画像記録することが可能である。つまり、制御部５は、複数回のパスで１枚の用紙Ｐに画像記録させる。

なお、本実施形態の制御部５では、ＣＰＵ及びＡＳＩＣを１つずつ有しているが、制御部５は、ＡＳＩＣを１つだけ含み、この１つのＡＳＩＣが必要な処理を一括して行うものであってもよいし、ＡＳＩＣを複数含み、これら複数のＡＳＩＣが必要な処理を分担して行うものであってもよい。

続いて、プリンタ１の記録動作について、図６を参照しつつ以下に説明する。プリンタ１では、待機時（記録動作が実行されていないとき）に、インクジェットヘッド４１はメンテナンス位置に位置している。このとき、電磁バルブ６４は、大気連通口６２ｅの連通を遮断する遮断状態を取る。このため、インク貯留室６２ａのインクの蒸発が抑制される。

プリンタ１の操作部１３や外部機器などから、記録コマンドが制御部５へ送られる。記録コマンドは、記録動作を開始する旨のコマンドと、用紙Ｐのサイズに関する情報と、用紙Ｐへ画像記録される記録データとを含んでいる。

制御部５は、Ｓ１において、記録コマンドを取得していない場合（ＮＯ）はＳ１を繰り返して待機し、記録コマンドを取得した場合（Ｙｅｓ）、Ｓ２に進む。

制御部５は、Ｓ２において、ＡＳＦ２０Ｍを駆動させ、給紙トレイ１５の用紙Ｐの給送を実行する。また、制御部５は、Ｓ２において、ＬＦモータ３５Ｍを駆動させ、用紙Ｐの先端が搬送ローラ対３５へ到達したときに、当該用紙Ｐを搬送し、頭出しを実行する。頭出しにおいて、制御部５は、用紙Ｐを画像記録開始位置で停止させる。画像記録開始位置とは、用紙Ｐにおける画像記録領域の搬送方向の先端（下流端）が、複数のノズル４２のうち搬送方向の最下流に配置されたノズル４２と対向する位置である。

また、Ｓ２において、制御部５は、キャリッジモータ７０Ｍを駆動させて、キャリッジ７０（インクジェットヘッド４１）をメンテナンス位置から開始位置へ移動させる。開始位置は、記録処理（Ｓ３）が実行されるときのキャリッジ７０の移動開始位置であり、記録データに基づいて決定される。なお、Ｓ２において、用紙Ｐの給送から頭出しまでの動作と、キャリッジ７０の移動動作とは、並行して実行される。

次に、制御部５は、Ｓ３において、記録処理を実行する。つまり、制御部５は、キャリッジ７０を開始位置から移動させながら、ノズル４２からインク滴を吐出させる１回のパスを実行する。

次に、制御部５は、Ｓ４において、記録コマンドに含まれる用紙Ｐのサイズに関する情報や記録データに基づいて、用紙Ｐへの画像記録が終了したか否かを判定する。用紙Ｐへの画像記録が終了していない場合（ＮＯ）、Ｓ５に進み、搬送処理が実行される。用紙Ｐへの画像記録が終了した場合（ＹＥＳ）、Ｓ６に進む。

次に、制御部５は、Ｓ５において、ＬＦモータ３５Ｍを駆動させて、搬送ローラ対３５及び排紙ローラ対３６に用紙Ｐを所定改行量だけ搬送させる。この後、制御部５は、Ｓ３及びＳ４の処理を再び順に実行する。

次に、制御部５は、Ｓ６において、ＬＦモータ３５Ｍを駆動させて、搬送ローラ対３５及び排紙ローラ対３６に、用紙Ｐを搬送させて、排紙トレイ１６へ排紙する。

次に、制御部５は、Ｓ７において、記録コマンドに含まれる画像データに用紙Ｐに記録されていない画像データがあるか否か、すなわち、次ページの画像記録があるか否かを判定する。次ページの画像記録がある場合（ＹＥＳ）、Ｓ２に戻る。一方、次ページの画像記録がない場合（ＮＯ）、制御部５は、一連の記録動作を終了する。

このように記録動作が実行されている間に、電磁バルブ６４が遮断状態を取り続けると、インク貯留室６２ａのインクが減少するに連れてインク貯留室６２ａの負圧が上昇する。負圧が上昇すると、図３（ｂ）中二点鎖線で示すように、圧電素子６ａがインク貯留室６２ａ側に凸となるように大きく変形する。圧電素子６ａは、負圧の上昇に伴ってその変形量も大きくなる。また、圧電素子６ａはその変形量が大きくなるに連れて発生させる電圧も大きくなる。また、圧電素子６ａは変形している間は、その変形量に応じた電圧を生じさせる。そして、インク貯留室６２ａと外部との圧力差が所定値を超えるときに、圧電素子６ａが昇圧回路６ｂに所定電圧まで大きくなった電圧を印加する。すると、昇圧回路６ｂが所定電圧を、電磁バルブ６４を駆動するための所定駆動電圧まで昇圧させ、電磁バルブ６４に供給する。この結果、電磁バルブ６４が自動的に駆動され、遮断状態から連通状態を取る。これにより、大気連通口６２ｅが連通し、インク貯留室６２ａが大気に対して開放された状態となる。したがって、インク貯留室６２ａの負圧が小さくなる（すなわち、負圧が解消され、圧力が大気圧と平衡した状態となる）。この結果、ノズル４２に形成されたインクメニスカスの破損が抑制され、ノズル４２内に空気が侵入したり、ノズル４２からインクが漏れるのを抑制することが可能となる。

大気連通口６２ｅが連通すると、インク貯留室６２ａの負圧が小さくなるため、圧電素子６ａの変形量も小さくなる。この結果、電磁バルブ６４に供給される電圧値が駆動電圧よりも小さくなり、電磁バルブ６４の駆動が停止される。これにより、電磁バルブ６４が連通状態から遮断状態を取る。こうして、大気連通口６２ｅの連通が遮断され、インク貯留室６２ａが大気に対して閉鎖された状態となる。これにより、大気連通口６２ｅからのインクの蒸発を抑制することができる。

続いて、インクタンク６１にインクを注入して補充するときのプリンタ１の動作について、図７を参照しつつ以下に説明する。

ユーザは、インクタンク６１のインク液面が下側指標６２ｆ２付近又はこれ以下になるときに、インクタンク６１にインクを補充する。なお、プリンタ１にインクタンク６１のインク量がエンプティであるか否かを検出する液量センサを設け、その液量センサからの検出信号に基づいて、エンプティを検知したときにインクタンク６１のインクがエンプティであることをユーザに報知してもよい。そして、ユーザがその報知によって、インクタンク６１にインクを補充してもよい。また、ユーザが開閉カバー１４を定期的に開けてインクタンク６１のインク量をチェックして、適宜のタイミングでインクタンク６１にインクを補充してもよい。

インクタンク６１にインクを補充するときは、図７に示すインクボトル９０を準備する。インクボトル９０には、ブラックインクが貯留されたボトル本体９１と、ボトル本体９１内のインクをインクタンク６１に注入するためのインク注入部９２とを有する。インク注入部９２は、インク注入口６７を介してインクタンク６１に挿入する注入ノズル９２ａを有する。そして、ユーザが、筐体１１の開閉カバー１４を開いて、キャップ６３を取り外して、インク注入口６７を開放する。ユーザは、インク注入口６７を開放した後、所定のタイミングでインク注入部９２の注入ノズル９２ａをインク注入口６７に挿入する。そして、インクボトル９０のインクをインク貯留室６２ａに注入して補充する。このとき、電磁バルブ６４が遮断状態であるため、インクが注入されてインク貯留室６２ａ内のインク液面が上昇するに連れて、インク貯留室６２ａの正圧が上昇する。

このようなインク注入動作で正圧が上昇すると、図７中二点鎖線で示すように、圧電素子６ａが外部側に凸となるように大きく変形する。そして、上述したようにインク貯留室６２ａと外部との圧力差が所定値を超えるときに、圧電素子６ａが昇圧回路６ｂに所定電圧まで大きくなった電圧を印加する。すると、昇圧回路６ｂが所定電圧を所定駆動電圧まで昇圧させ、電磁バルブ６４に供給する。これにより、電磁バルブ６４が駆動され、遮断状態から連通状態を取る。これにより、大気連通口６２ｅが連通し、インク貯留室６２ａが大気に対して開放された状態となる。したがって、インク貯留室６２ａの正圧が小さくなる（圧力が大気圧と平衡した状態となる）。この結果、ノズル４２に形成されたインクメニスカスの破損が抑制され、ノズル４２からインクが漏れるのを抑制することが可能となる。

大気連通口６２ｅが連通すると、インク貯留室６２ａの正圧が小さくなるため、圧電素子６ａの変形量も小さくなる。この結果、上述と同様に、電磁バルブ６４に供給される電圧値が駆動電圧よりも小さくなり、電磁バルブ６４の駆動が停止される。これにより、電磁バルブ６４が連通状態から遮断状態を取る。こうして、大気連通口６２ｅの連通が遮断され、インク貯留室６２ａが大気に対して閉鎖された状態となる。これにより、大気連通口６２ｅからのインクの蒸発を抑制することができる。

ユーザは、インク貯留室６２ａへのインクの注入により、インク液面が上側指標６２ｆ１に達すると、インクの注入を終了して注入ノズル９２ａをインク注入口６７から抜き出す。そして、ユーザは、キャップ６３を筒体６６に取り付けて、インク注入口６７を閉塞する。この後、ユーザは、開閉カバー１４も閉じる。こうして、インクタンク６１にインクを注入して補充するときのプリンタ１の動作が終了する。

なお、プリンタ１の環境温度が上昇又は下降することにより、インク貯留室６２ａの圧力変動が生じても、上述と同様に、内圧が所定値を超えるときには圧電素子６ａから所定電圧が生じ、昇圧回路６ｂがその所定電圧を所定駆動電圧までの昇圧させた後に、電磁バルブ６４に供給する。その結果、電磁バルブ６４が連通状態と取り、インク貯留室６２ａの圧力が小さくなり、上述と同様な効果を得ることができる。その後、インク貯留室６２ａの圧力が所定値以下となることで、電磁バルブ６４が遮断状態を取る。

以上に述べたように、本実施形態のプリンタ１によると、インク貯留室６２ａと外部との圧力差が所定値を超えるときに、圧電素子６ａからの電圧を利用して電磁バルブ６４を連通状態とすることが可能となる。このため、電磁バルブ６４を動作させるための専用の電源を設ける必要がなくなり、プリンタ１の小型化が図れるとともに、ノズル４２に形成されたインクメニスカスが破損するのを抑制することが可能となる。また、電源ＯＦＦ状態においてインク貯留室６２ａの内圧が変動し、外部との圧力差が所定値を超えるときには、バルブ開放機構６が自動的に電磁バルブ６４を連通状態とすることが可能となる。このため、ノズル４２に形成されたインクメニスカスが破損するのを抑制することが可能となる。

圧電素子６ａが電圧を発生させる電圧発生部を構成している。これにより、インク貯留室６２ａの圧力変化に応じて圧電素子６ａで電圧を発生させることができる。なお、変形例として、電圧発生部は、圧電素子６ａに代えて、曲げると電圧を生じさせることが可能なフィルムシート状のものであってもよく、特に限定するものではない。

バルブ開放機構６が昇圧回路６ｂを有している。これにより、圧電素子６ａからの電圧が小さくても、電磁バルブ６４を駆動することが可能な所定駆動電圧まで昇圧させることが可能となる。

電磁バルブ６４は、バルブ開放機構６から所定駆動電圧が供給されていないときは遮断状態と取る。これにより、インク貯留室６２ａと外部との圧力差が所定値以下のときは、大気連通口６２ｅを遮断することが可能となる。このため、インクの蒸発を抑制することが可能となる。

大気連通口６２ｅを連通させる連通状態と連通を遮断する遮断状態を選択的に取るバルブが電磁バルブ６４から構成されているため、プリンタ１の製造コストが比較的安価になる。変形例として、バルブが、電動ボールバルブや電動バタフライバルブなどから構成されていてもよい。すなわち、電気で駆動することが可能であればよい。

インクジェットヘッド４１及びインクタンク６１がキャリッジ７０によって支持されているため、オンキャリッジ型のプリンタ１となる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態においては、モノクロプリンタに採用しているが、カラープリンタに採用してもよい。これにおいても、上述と同様の効果を得ることができる。また、インクタンク６１は、大気連通口６２ｅとインク貯留室６２ａとを繋ぐ連通路を有していてもよい。この場合、電磁バルブ６４は、当該連通路及び大気連通口６２ｅから構成される大気連通路が、外部と連通する連通状態及び外部との連通を遮断する遮断状態を選択的に取るようにすることが可能であればよい。

上述のバルブ開放機構６は、昇圧回路６ｂを含んでいるが、圧電素子６ａなどの電圧発生部が、圧力差によって変形することで、電磁バルブ６４などの電気で駆動可能なバルブを駆動させて連通状態とすることが可能な駆動電圧を生じさせることが可能であれば、特に昇圧回路６ｂを有していなくてもよい。この場合、バルブ開放機構６が電圧発生部から構成されることとなる。

上述の実施形態においては、インクタンク６１及びインクジェットヘッド４１がキャリッジ７０に搭載されたオンキャリッジ型であるが、キャリッジ７０が設けられておらず、インクジェットヘッドが固定されたライン型インクジェットヘッドにおいても、本発明を採用することが可能である。これにおいても、上述と同様の効果を得ることができる。

また、インク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。また、電磁バルブ６４は、所定駆動電圧が今回供給されたときに、遮断状態から連通状態を取り、所定駆動電圧が次回供給されたときに、連通状態から遮断状態を取る構成であってもよい。

１ プリンタ（液体吐出装置）
６ バルブ開放機構（バルブ開放手段）
６ａ 圧電素子（電圧発生部）
６ｂ 昇圧回路
２０ 給送部（搬送機構）
３５ 搬送ローラ対（搬送機構）
３６ 排紙ローラ対（搬送機構）
４１ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
４２ ノズル
６１ インクタンク（液体貯留部）
６２ａ インク貯留室（液体貯留室）
６２ｅ 大気連通口（大気連通路）
６４ 電磁バルブ（バルブ）
６９ａ 連通路（液体流路）
７０ キャリッジ
７１ 移動機構

Claims (7)

1. 液体を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、
   液体を貯留する液体貯留室、前記液体貯留室と外部とを連通させるための大気連通路、及び、前記大気連通路を連通させる連通状態及び前記大気連通路を遮断する遮断状態のいずれか一方を選択的に取ることが可能な電気で駆動するバルブを有する液体貯留部と、
   前記液体吐出ヘッドと前記液体貯留室とを、液体が流通可能に接続する液体流路と、
   前記液体貯留室を画定する壁面の一部を構成する内面と外部に面した外面とを有し、前記液体貯留室と外部との圧力差によって変形することで電圧を生じさせる電圧発生部を含み、前記圧力差が前記ノズルに形成された液体メニスカスの耐圧値未満を示す所定値を超えるときに、前記電圧発生部からの電圧を前記バルブに供給して前記バルブが前記連通状態を取るように駆動するバルブ開放手段とを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記電圧発生部は、圧電素子から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記バルブ開放手段は、前記電圧発生部からの電圧を昇圧させる昇圧回路を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記バルブは、前記バルブ開放手段から電圧が供給されていないときは前記遮断状態を取るように構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
5. 前記バルブは、電磁バルブであることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 記録媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、
   前記液体吐出ヘッド、及び、前記液体貯留部を支持するキャリッジと、
   前記搬送方向と交差する走査方向にキャリッジを移動させる移動機構と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記バルブ開放手段は、前記液体貯留室に負圧が発生することによって前記外部との前記圧力差が前記所定値を超えるときに、前記電圧発生部からの電圧を前記バルブに供給して前記バルブが前記連通状態を取るように駆動することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

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