JP2005288740A - 液体噴射装置のクリーニング方法及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体噴射ヘッドのクリーニングを終了する際に、液体噴射ヘッドへの流体の逆流及び液体噴射ヘッドのノズルのメニスカスの破壊を防止すること。
【解決手段】 プリンタは、ノズルＮからインクを吐出する記録ヘッド８を備え、この記録ヘッド８を、ギヤポンプＧＰに接続されたキャップ３１により封止して、ギヤポンプＧＰが発生する負圧により、キャップ３１を介してノズルＮから流体を排出させる。ギヤポンプＧＰは、第１の回転数で駆動してキャップ３１の流体を吸引し、ノズルＮから流体を排出させる。また、ギヤポンプＧＰは、第１の回転数よりも小さい第２の回転数で駆動してから駆動停止する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、液体噴射装置のクリーニング方法及び液体噴射装置に関する。

従来、液体をターゲットに対して吐出する液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンタという。）が広く知られている。プリンタでは、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッドから液体としてのインクを吐出して印刷を行うが、記録ヘッドのノズル内のインクが増粘したり、ノズル内に気泡が混入したりすると、印刷が良好に行われなくなる可能性がある。そこで、これらの現象を回避するために、ヘッドクリーニング機構を備えたプリンタが提案されている。このヘッドクリーニング機構は、記録ヘッドのノズル開口面をキャップで覆い、キャップに連通したポンプを駆動させる。そして、ポンプによって発生する負圧を利用して、記録ヘッドのノズルから、インク、気泡等の流体を吸引する（例えば、特許文献１参照。）。このポンプとしては、チューブポンプ、ギヤポンプ等のポンプが使用可能である。

このヘッドクリーニングの際には、前記ポンプは、ノズルから流体を吸引可能な大きさの負圧をキャップ内に発生させるために、ポンプモータ等により予め設定された回転数等で駆動するようになっている。
特開２０００−２１８８０６号公報

ところが、前記したポンプの中には、その内部において、流体の逆流が生じやすいものがある。このようなポンプを採用した場合、特にポンプ停止時等に、ポンプ側からキャップ側に流体が逆流する可能性があった。キャップ側に流体が逆流すると、記録ヘッドのノズルにその流体が混入したり、ノズル開口面を汚染してしまう虞がある。

また、内部での逆流が比較的生じにくいポンプであっても、ポンプが停止して吸引動作が終了した際に、キャップに連通するチューブ内の流体が逆流する等により、キャップ内の圧力が急激に高くなる可能性があった。そして、記録ヘッド内の負圧が解消されていない場合にキャップ内の圧力が急激に高くなると、ノズル内に、キャップ内のインクや空気、塵埃等の流体が吸い込まれてしまう虞がある。キャップ内の流体がノズル内に混入すると、インクの混色、気泡・塵埃の混入、ノズル内のインクの液面（メニスカス）の破壊等が生じ、印刷不良を招く。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッドのクリーニングを終了する際に、液体噴射ヘッドへの流体の逆流及び液体噴射ヘッドのノズルのメニスカスの破壊を防止することにある。

本発明の液体噴射装置のクリーニング方法は、ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドを、吸引手段に接続されたキャップ手段により封止して、前記吸引手段が発生する負圧により、前記液体噴射ヘッドから流体を排出させる液体噴射装置のクリーニング方法において、前記吸引手段により、前記キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、第１の吸引量になるように吸引して、前記ノズルから流体を排出させた後に、前記キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、前記第１の吸引量よりも小さい第２の吸引量になるように吸引する。

これによれば、吸引手段は、キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、第１の吸引量になるように吸引した後に、第１の吸引量よりも小さい第２の吸引量になるように吸引する。つまり、第１の吸引量での吸引動作により、キャップ手段内の圧力を低下させて液体噴射ヘッドのノズルから流体を排出させた後、第２の吸引量で吸引することにより、キャップ手段内の負圧状態を緩和することができる。その結果、吸引手段が吸引動作を停止した際等に、吸引手段側からキャップ手段側への流体の逆流が発生するのを防止できる。従って、流体の逆流に起因する、キャップ手段内の圧力の急激な上昇を防止できるので、液体噴射ヘッドのノズル内への流体の混入、ノズル内の液体のメニスカスの破壊等を防ぐことができる。

本発明の液体噴射装置は、ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドを備え、同液体噴射ヘッドを、吸引手段に接続されたキャップ手段により封止して、前記吸引手段が発生する負圧により、前記液体噴射ヘッドから流体を排出させる液体噴射装置において、前記吸引手段により、前記キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、第１の吸引量になるように吸引して、前記ノズルから流体を排出させた後に、前記キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、前記第１の吸引量よりも小さい第２の吸引量になるように吸引する。

これによれば、吸引手段は、キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、第１の吸引量になるように吸引した後に、第１の吸引量よりも小さい第２の吸引量になるように吸引する。つまり、第１の吸引量での吸引動作により、キャップ手段内の圧力を低下させて液体噴射ヘッドのノズルから流体を排出させた後、第２の吸引量で吸引することにより、キャップ手段内の負圧状態を緩和することができる。その結果、吸引手段が吸引動作を停止した際等に、吸引手段側からキャップ手段側への流体の逆流が発生するのを防止できる。従って、流体の逆流に起因する、キャップ手段内の圧力の急激な上昇を防止できるので、液体噴射ヘッドのノズル内への流体の混入、ノズル内の液体のメニスカスの破壊等を防ぐことができる。

この液体噴射装置において、前記吸引手段は、吸引ポンプであって、前記キャップ手段からの単位時間当たりの吸引量が、前記第１の吸引量になるように駆動して、前記ノズルから流体を排出させた後に、前記キャップ手段からの単位時間当たりの吸引量が、前記第１の吸引量よりも小さい前記第２の吸引量になるように駆動してから、駆動停止する。

これによれば、吸引手段は、吸引ポンプであって、キャップ手段から単位時間当たりの吸引量が第１の吸引量になるように駆動した後、第１の吸引量よりも小さい第２の吸引量になるように駆動してから、駆動停止する。このため、第１の吸引量で吸引して、キャップ手段内にノズルからの流体の排出が可能な大きさの負圧が蓄積されても、第２の吸引量で吸引することにより、キャップ手段内の負圧状態が緩和される。従って、吸引ポンプが駆動停止しても、吸引手段側からキャップ手段側への流体の逆流等を防止して、キャップ手段内の急激な圧力の上昇を防止することができる。このため、キャップ手段内の流体が、液体噴射ヘッド内に逆流してしまうのを防止できる。また、例えば、回転数等の、ポンプの駆動モードを変更することで、キャップ手段からの吸引量を変更することができる。

この液体噴射装置において、前記吸引ポンプは、回転容積ポンプであって、第１の回転数で駆動して、前記キャップ手段内の流体を前記第１の吸引量で吸引した後、前記第１の回転数よりも小さい第２の回転数で駆動して、前記キャップ手段内の流体を前記第２の吸引量で吸引してから駆動停止する。

これによれば、吸引ポンプは回転容積ポンプであるので、その上流側に比較的大きな負
圧を発生することができる。また、その回転数を変更するだけで、キャップ手段からの流体の吸引量を変更することができる。

この液体噴射装置において、前記吸引ポンプは、ハウジング内に２つの歯車を収容したギヤポンプである。
これによれば、吸引ポンプは、歯車を備えたギヤポンプである。このため、吸引ポンプの構成を簡単にするとともに、小型化を図ることができる。また、ギヤポンプを、第１の回転数で回転駆動してから、第１の回転数よりも小さい第２の回転数で駆動させることで、キャップ手段内からの流体の吸引量を変更することができるので、制御が比較的簡単になる。

この液体噴射装置において、前記吸引ポンプへの流体の流入又は流出による負荷の増減を検出する検出手段を備えるとともに、前記吸引ポンプは、前記検出手段により前記吸引ポンプの負荷の増加が検出された後に、前記キャップ手段からの単位時間当たりの吸引量を、前記第１の吸引量から前記第２の吸引量に変更する。

これによれば、吸引ポンプは、検出手段がポンプの負荷の増加を検出した後、第１の吸引量から第２の吸引量に変更して吸引する。このため、流体が液体噴射ヘッドから確実に排出された後に、単位時間当たりの吸引量を低下して、キャップ手段内の負圧状態を緩和できるので、液体噴射ヘッドからの流体の吸引動作の信頼性を向上できる。

この液体噴射装置において、前記液体噴射ヘッドのノズルよりも上流側の流路に、弁装置を設けるとともに、前記弁装置は、液体を貯留する圧力室内外の圧力差に応じて変位する可撓性部材を備え、前記可撓性部材の変位により開閉弁する。

これによれば、液体噴射ヘッドのノズルよりも上流側の流路に、弁装置が備えられる。この弁装置は、液体を貯留する圧力室内外の圧力差に応じて可撓性部材が変位することにより開閉弁し、ノズル側に供給される液体量を調整する。この弁装置は、電力により駆動するアクチュエータ等により開閉弁しないので、ノズル側に安定して液体を供給するとともに、装置を簡単な構成にすることができる。また、吸引手段がキャップ手段からの吸引動作を停止するときには、停止前に第２の吸引量で吸引しているので、キャップ手段内の負圧状態が緩和されている。これにより、可撓性部材の変位が小さい状態になっているため、可撓性部材のたわみによる体積変化が小さくなり、この部分の体積変化によるノズル面からの流体の吸引が少なくなる。従って、ノズルのメニスカス破壊が防止でき、ノズルから良好な状態で液体を吐出することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。図１は、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置（以下、単にプリンタという。）の概略を説明する斜視図である。

図１に示すように、プリンタ１は、外ケース２を備え、外ケース２内には、プラテン５が配設されている。このプラテン５上には、図示しない紙送り機構によって、給紙トレイ３から外ケース２内に挿入されたターゲットとしての記録用紙（図示せず）が給送されるようになっている。そして、給送された記録用紙は、紙送り機構により、排紙トレイ４から外ケース２外へ排紙される。

また、外ケース２内には、ガイド部材６が、プラテン５の長手方向と平行になるように架設されている。このガイド部材６には、キャリッジ７が、同ガイド部材６に沿って移動可能に挿通支持されている。また、外ケース２内には、図示しないキャリッジモータが配
設されている。キャリッジモータは、一対のプーリに掛け装されたタイミングベルト（いずれも図示せず）を介してキャリッジ７を駆動させる。このように構成することによって、キャリッジモータが駆動すると、その駆動力はタイミングベルトを介してキャリッジ７に伝達され、キャリッジ７は、ガイド部材６に支持されながらプラテン５の長手方向と平行に往復移動するようになっている。

キャリッジ７の下面（プラテン５と対向する面）には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド８が搭載されている。この記録ヘッド８は、複数のノズルＮ（図５参照）からなるノズル列を６列備えており、これらのノズルＮはノズル開口面８ａ（図５参照）で開口している。尚、図５には、説明の便宜上、一部のノズルＮのみを示している。

図１に示すように、記録ヘッド８には、液体収容体としての第１及び第２のインクカートリッジ９，１０から液体としてのインクが、供給チューブＴ１，Ｔ２を介してそれぞれ供給されるようになっている。これらの第１及び第２のインクカートリッジ９，１０は、外ケース２内に配設されている。そして、記録ヘッド８に供給されたインクは、図示しない圧電素子によって加圧され、各ノズルＮからインク滴として、記録用紙に吐出されることで印刷が行われるようになっている。

また、キャリッジ７には、図２に示す弁装置１１が搭載されている。弁装置１１は、各ノズル列と同数個（本実施形態では６個）備えられ、プリンタ１の使用する各種インクにそれぞれ対応している。そして、弁装置１１は、第１及び第２のインクカートリッジ９，１０とノズルＮとの間のインク流路の途中に配設され、ノズルＮからのインク吐出量に応じて、ノズルＮにインクを供給するようになっている。

図２に示すように、弁装置１１は、流路形成部材１２を備えている。流路形成部材１２には、導入口１３、溝状流路１４及び吐出口１５が形成されている。溝状流路１４は、上面１２ａに開口部を備え、この開口部は、可撓性部材としてのフィルム部材１６が固着されることにより封止されている。このフィルム部材１６は、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム等からなる多層構造のフィルムであって、ガスバリア性を備えている。溝状流路１４の開口部にフィルム部材１６が固着されることにより、溝状流路１４の内側面とフィルム部材１６の内側面との間に、圧力室１７が形成されている。

また、フィルム部材１６は、圧力室１７側に、作動レバー１８を備えている。作動レバー１８は、１枚の薄板から形成され、一方の端部１８ａ以外は、断面コの字状に折り曲げ形成されている。そして、端部１８ａは、流路形成部材１２に支持されて、片持ち梁になっている。そして、フィルム部材１６は、圧力室１７内外の圧力差によって、圧力室１７側又は外側に向かって変位するようになっている。

導入口１３と溝状流路１４との間には、第１及び第２の供給口１９，２０が形成されている。第１の供給口１９は、第２の供給口２０よりも上流側（導入口１３側）に設けられ、その内径が、第２の供給口２０の内径よりも大きくなっている。これらの第１及び第２の供給口１９，２０には、減圧弁２１が備えられる。

減圧弁２１は、弁体２２、圧力調整用ばね２３及びシール部材２４を備えている。弁体２２は、閉塞部２５と作動片２６とを備えている。閉塞部２５は、第２の供給口２０を閉塞可能な大きさの円盤部と、円盤部に形成された突部とを備えている。作動片２６は、閉塞部２５と一体に、円柱状に形成され、その外径が、第２の供給口２０の内径よりも小さくなっている。弁体２２の閉塞部２５と、第１の供給口１９の内側面との間には、圧力調整用ばね２３が配設されている。この圧力調整用ばね２３は、弁体２２に対し、外力が加わっていないときに閉塞部２５によって第２の供給口２０を閉塞する位置（閉弁位置）に
配置させるような弾性力を付与している。そして、この圧力調整用ばね２３の付勢力により、弁体２２は、閉塞部２５が第１の供給口１９内に、作動片２６が第２の供給口２０を貫通し圧力室１７側に突出するように配設される。

また、閉塞部２５の第２の供給口２０側の側面には、エラストマからなるシール部材２４が配設されている。シール部材２４は、Ｏリングであって、圧力調整用ばね２３の付勢力により弁体２２が閉弁位置に移動した際に、閉塞部２５と、第１の供給口１９の内側面との間で弾性変形して、第１及び第２の供給口１９，２０の間のインクの流れを遮断している。

弁装置１１の圧力室１７内のインクが、吐出口１５を介して、記録ヘッド８に供給されると、圧力室１７内のインクが消費されて内圧が低下し、フィルム部材１６が内側に変位する。そして、フィルム部材１６の変位により、フィルム部材１６の作動レバー１８が弁体２２の作動片２６を押圧すると、弁体２２は、圧力調整用ばね２３の付勢力に抗して、開弁位置に移動する。弁体２２が開弁位置に移動すると、閉塞部２５と、第１の供給口１９の内側面とが離間し、第１及び第２の供給口１９，２０が連通状態になる。その結果、弁装置１１の上流側（第１及び第２のインクカートリッジ９，１０側）から、インクが流入し、導入口１３、第１及び第２の供給口１９，２０を介して、圧力室１７内に供給される。

そして、圧力室１７内に所定量のインクが供給されて、その内圧が所定圧以上になると、フィルム部材１６が外側（圧力室１７の容積が大きくなる方向）に変位する。フィルム部材１６が、弁体２２と離間するまで外側に向かって変位すると、圧力調整用ばね２３の付勢力により、弁体２２が閉弁位置に付勢され、第１及び第２の供給口１９，２０が非連通状態になる。このように、弁装置１１は、アクチュエータがなくても、圧力室１７内のインク量に応じて開閉する自己封止弁として機能する。

次に、ヘッドメンテナンス機構について説明する。図１に示すように、外ケース２内の非印刷領域には、ヘッドメンテナンス機構を構成する、キャップ手段としてのキャップ装置３０が設けられている。キャップ装置３０は、キャップ３１と、図示しないキャップ昇降機構とを備えている。図５に示すように、キャップ３１は、上面が開口した箱体部３１ａと、箱体部３１ａの開口部に一体に設けられたシール部３１ｂとを備えている。このシール部３１ｂは、エラストマから形成されている。

そして、プリンタ１の印刷休止の際等、キャリッジ７の駆動により、記録ヘッド８がキャップ３１の上方（ホームポジション）に移動したとき、キャップ３１は、キャップ昇降機構の駆動によって、作用位置に配置されるようになっている。作用位置に移動したキャップ３１は、そのシール部３１ｂがノズル開口面８ａに対して圧接されて弾性変形し、キャップ３１内部と、ノズル開口面８ａとで構成される空間Ｓを密閉状態に封止する。また、印刷を再開する際には、キャップ３１は、前記キャップ昇降機構により作用位置から退避位置に移動され、ノズル開口面８ａから離間するようになっている。

また、キャップ３１の箱体部３１ａには、その底部に図示しない連通口が形成されている。この連通口は、キャップ３１の内部空間と外部とを連通している。そして、連通口には、連通チューブＴ３を介して、吸引手段、吸引ポンプ、回転容積ポンプとしてのギヤポンプＧＰが接続されている。

このギヤポンプＧＰについて、図３及び図４に従って説明する。図３は、ギヤポンプＧＰの内部構造を説明する平面図、図４はギヤポンプＧＰの断面図である。ギヤポンプＧＰは、ハウジング３５を備えており、ハウジング３５には、収容室３６が凹設されている。
収容室３６には、駆動歯車３７及び従動歯車３８が互いに歯合した状態で収容されている。また、収容室３６内には、駆動歯車３７及び従動歯車３８によって区画されることにより、吸引室３９と吐出室４０とが形成される。吸引室３９の底面には、吸引口４１が開口している。吸引口４１は、ハウジング３５内を貫通し、連通チューブＴ３を介してキャップ３１側と連通している。吐出室４０の底面には、吐出口４２が開口している。吐出口４２は、ハウジング３５内を貫通し、外部と連通するように形成されている。

駆動歯車３７は、ハウジング３５に貫通支持された駆動軸４３によって軸支されている。この駆動軸４３は、図５に示すポンプモータＭに連結されている。また、図３に示すように、従動歯車３８は、従動軸４４によって軸支されている。このような構成により、駆動軸４３がポンプモータＭの駆動により回転すると、駆動歯車３７及び従動歯車３８がｒ１矢印方向及びｒ２矢印方向にそれぞれ回転する。その結果、吸引室３９内のインクが、各歯車３７，３８の歯溝と、収容室３６の内側面との間に閉じ込められ、吐出室４０側に移送される。

また、図４に示すように、ハウジング３５には、収容室３６の開口を封止するように、上カバー４５が配設されている。上カバー４５は、ボルトＢ及び図示しないナットによりハウジング３５に対して押圧された状態で固定されている。上カバー４５の内側面には、エラストマからなる環状のパッキン４６が圧入されている。上カバー４５がハウジング３５に配設されると、パッキン４６は収容室３６の周囲を取り囲むように配置され、上カバー４５とハウジング３５との間で押し潰される。そして、このパッキン４６が収容室３６からのインクの漏れを防止することにより、収容室３６は気密状態に封止される。また、上カバー４５の内側面には、駆動歯車３７及び従動歯車３８の少なくとも一部が摺動するようになっている。

駆動歯車３７及び従動歯車３８の回転により、吸引室３９から吐出室４０にインクが移送されると、吐出室４０が吸引室３９よりも高圧の状態になる。このため、各歯車３７，３８の上面と上カバー４５との隙間、各歯車３７，３８の下面と収容室３６の底面との隙間、各歯車３７，３８の歯先と収容室３６の内側面との隙間等を介して、吐出室４０側から吸引室３９側に向かってインクの逆流が発生しやすくなる。本実施形態では、各歯車３７，３８と上カバー４５との隙間等、上記した隙間を小さくすることで、ギヤポンプＧＰの吸引能力に支障を来さないように構成している。

そして、図５に示すように、キャップ３１がノズル開口面８ａを封止した状態で、ポンプモータＭによりギヤポンプＧＰを回転駆動させると、連通チューブＴ３内及びキャップ３１内の流体（インク、空気等）がギヤポンプＧＰ側に排出される。すると、キャップ３１内の圧力が低下し、空間Ｓ内に負圧が蓄積される。そして、キャップ３１の空間Ｓ内の圧力が所定値以下まで低下すると、記録ヘッド８のノズルＮ内のインクや気泡、ノズル開口面８ａに付着したインク等が吸引されてキャップ３１内に排出され、いわゆるヘッドクリーニングが行われる。これにより、ノズルＮ内の増粘したインク、気泡、ノズル開口面８ａに付着したインク・塵埃等が吸引排出され、印刷不良が防止される。

キャップ３１からギヤポンプＧＰに移送された流体は、ギヤポンプＧＰの吐出口４２に接続された排出チューブＴ４（図５参照）を介して、廃インクタンクＴ（図１及び図５参照）に移送される。排出チューブＴ４の、廃インクタンクＴ側の端部は、大気に開放された状態になっている。このため、吐出室４０は、大気圧に近い圧力に維持されている。

次に、プリンタ１の電気的構成の要部について図５に従って説明する。制御部６０は、プリンタ１に接続された図示しない端末、又はプリンタ１の外部記憶媒体読取り装置から出力された画像データに基づいて、印刷データを作成し、この印刷データに基づいて記録
ヘッド８等を駆動する。また、制御部６０は、ＲＡＭ６１又はＲＯＭ６２に格納されたクリーニングプログラムに従って、キャリッジモータ駆動回路６３と、検出手段としてのポンプモータ駆動回路６４とに信号を出力する。キャリッジモータ駆動回路６３は、制御部６０からの信号に従って、前記キャリッジモータを駆動する。

また、ポンプモータ駆動回路６４は、制御部６０からの信号に従って、第１及び第２のモータ回転数でポンプモータＭを駆動する。このポンプモータＭが駆動すると、駆動軸４３の回転により、第１及び第２の回転数でギヤポンプＧＰが回転駆動する。また、ポンプモータ駆動回路６４は、ポンプモータＭの負荷トルクを検出するようになっている。

次に、プリンタ１がヘッドクリーニングを行う場合について説明する。図示しないクリーニング検知手段から、制御部６０にクリーニング開始命令が出力されると、制御部６０は、キャリッジモータ駆動回路６３に信号を出力して、キャリッジ７をホームポジションまで移動させる。そして、キャップ昇降機構は、このキャリッジ７の移動に追従して、キャップ３１を退避位置から作用位置まで移動させる。その結果、ホームポジションに配置されたキャリッジ７上の記録ヘッド８は、そのノズル開口面８ａがキャップ３１によって気密状態に封止される。尚、クリーニング検知手段とは、プリンタ１に備えられるスイッチ等である。

次に、制御部６０は、ＲＡＭ６１又はＲＯＭ６２に格納されたクリーニングプログラムに従って、ポンプモータ駆動回路６４に信号を出力し、ポンプモータＭを第１のモータ回転数で駆動させる。ポンプモータＭが第１のモータ回転数で駆動すると、ギヤポンプＧＰは、第１の回転数で回転駆動する（本吸引）。その結果、ノズル開口面８ａを封止したキャップ３１内の流体、連通チューブＴ３内の流体がギヤポンプＧＰ側に排出される。すると、キャップ３１内の圧力が低下して負圧状態になる。そして、キャップ３１の内圧が所定圧力Ｐ１以下になると、ノズルＮの上流（弁装置１１側）とキャップ３１内との圧力差が大きくなることによって、記録ヘッド８のノズルＮ内のインクや気泡、ノズル開口面８ａに付着したインク、塵埃等がキャップ３１側に吸引される。このとき、ギヤポンプＧＰは、キャップ３１からの単位時間当たりの吸引量が、第１の吸引量になるように吸引駆動する。

ノズルＮからインク等が排出されると、弁装置１１の吐出口１５及び圧力室１７内のインクが各ノズルＮ側に供給される。その結果、圧力室１７内のインクが減少し、フィルム部材１６が徐々に内側に変位する。そして、フィルム部材１６が弁体２２の作動片２６に当接すると、弁体２２は開弁位置に移動し、第１及び第２の供給口１９，２０が連通状態になる。

そして、キャップ３１の内部は、ノズルＮから流体が次々に排出されることで圧力が上昇するが、ギヤポンプＧＰが第１の回転数で駆動することにより、キャップ３１内がノズルＮから流体を吸引可能な大きさの圧力（負圧状態）に維持されている。つまり、ギヤポンプＧＰの第１の回転数は、キャップ３１内への流体の排出による圧力の増加を解消し、キャップ３１の内圧を、ノズルＮから流体を吸引可能な大きさの負圧状態に保つことができるような大きさに設定されている。

このように、キャップ３１内に排出された流体は、連通チューブＴ３を介して、ギヤポンプＧＰ内に流入する。ギヤポンプＧＰにインクが新たに流入すると、吸引室３９内の圧力が一時的に高くなることで、ギヤポンプＧＰを駆動するための負荷トルクが大きくなる。このとき、ギヤポンプＧＰの負荷トルクが予め定めた負荷トルク以上になると、ポンプモータ駆動回路６４の検出回路部６４ａが、制御部６０に検出信号を出力する。制御部６０は、クリーニングプログラムに従って、ポンプモータ駆動回路６４の検出回路部６４ａ
から信号を受信してから所定時間後に、ポンプモータ駆動回路６４に信号を出力する。そして、第２のモータ回転数で、ポンプモータＭを回転させる（圧力調整吸引）。尚、第２のモータ回転数は、第１のモータ回転数より小さい回転数に設定されている。また、このときの所定時間とは、ギヤポンプＧＰが第１の回転数で駆動を開始してから、本吸引を行い、ノズルＮから、目詰まりを防止できる程度のインク量を排出するまでにかかる時間であって、この時間は、予め実験によって算出されている。

ポンプモータＭが第２のモータ回転数で駆動すると、ギヤポンプＧＰは、第１の回転数より小さい第２の回転数で回転駆動する。すると、駆動歯車３７及び従動歯車３８の回転数が減少する方向へと変更することにより、吸引室３９の内圧が、第１の回転数で回転駆動していた場合と比較して低下する。その結果、キャップ３１から吸引される、単位時間当たりの流体の吸引量が、第２の吸引量になる。この第２の吸引量は、本吸引の際の第１の吸引量よりも小さい。

尚、ギヤポンプＧＰが第１の回転数にて回転駆動中には、単位時間当たりの吸引量が大きいため、弁装置１１の圧力室１７は低圧状態になっている。この状態ではフィルム部材１６が大きく弾性変形しており、急にギヤポンプＧＰが駆動停止すると、この弾性変形分の体積を圧力室１７内部に吸い込んでしまう。それに対し、ギヤポンプＧＰが第２の回転数にて回転駆動中には、弁装置１１の圧力室１７内部は負圧が小さい状態にある。このため、フィルム部材１６の弾性変形量は小さく、ギヤポンプＧＰが停止した場合に、圧力室１７内部にノズルＮ側から流体が吸い込まれたとしても、その体積は小さくなる。

制御部６０は、ポンプモータ駆動回路６４に、第２のモータ回転数で駆動するための信号を出力してから、所定時間が経過するとポンプモータ駆動回路６４に信号を出力する。尚、この所定時間は、ギヤポンプＧＰが第２の回転数で回転してから、キャップ３１内が所定圧力Ｐ２に到達するまでの時間を、予め実験によって算出したものである。ポンプモータ駆動回路６４は、この信号を受信すると、ポンプモータＭの駆動を停止する。このポンプモータＭの駆動停止により、ギヤポンプＧＰも回転を停止する。

このとき、キャップ３１内は負圧状態になっているので、ノズルＮからのインクの排出が継続されている。その結果、キャップ３１の内圧は、ノズルＮから供給されるインクのため次第に大きくなって大気圧に近づいていく。すると、ノズルＮよりも上流側（弁装置１１側）の圧力と、キャップ３１内の圧力との圧力差が次第に小さくなり、キャップ３１の内圧が、ノズルＮからインクを吸引不能の大きさの所定圧力Ｐ２（＞所定圧力Ｐ１）に到達すると、ノズルＮからのインクの排出が停止する。

そして、ノズルＮからのインクの排出が終了することで、弁装置１１の圧力室１７内には弁装置１１上流側から供給されたインクが充填され、フィルム部材１６は、弁体２２と当接しない位置に復帰する。これにより、弁体２２が閉弁位置に移動して、弁装置１１は閉状態となる。このとき、ノズルＮ内は、弁装置１１から供給されたインクが充填されて、大気圧に近い圧力になっている。また、ノズルＮからのインクの排出が終了することにより、ノズルＮ内のインクは、ノズル開口面８ａ側に、半月状のインク液面（メニスカス）を形成する。

また、キャップ３１の空間Ｓ内及びギヤポンプＧＰの吸引室３９内の圧力は大気圧に近い大きさに到達している。このため、大気圧になっている吐出室４０から、各歯車３７，３８と上カバー４５との隙間、各歯車３７，３８の歯先と収容室３６の内側面との隙間等を介して、キャップ３１側への流体の逆流が生じない。

従って、ギヤポンプＧＰ側からキャップ３１への流体の逆流がほとんど生じないので、
キャップ３１の内圧が急激に上昇することがない。このため、キャップ３１への流体の逆流により、キャップ３１内部とノズルＮ上流側との圧力差が大きくなり、ノズルＮからキャップ３１内に排出された流体を吸引してしまうような事態が発生しない。従って、ノズルＮ内に、混色したインクや、気泡等が混入するのを防止できるとともに、ノズルＮ内のインクのメニスカスが、壊れることなく良好な状態で維持される。

ギヤポンプＧＰの回転駆動が停止されると、制御部６０は、印刷が継続されるか否か判断する。印刷休止状態に移行する場合には、記録ヘッド８のノズル開口面８ａをキャップ３１によって封止した状態を保持し、ノズルＮ内の乾燥を防止する。また、印刷が継続される場合には、制御部６０は、キャリッジモータ駆動回路６３に信号を出力する。キャリッジモータ駆動回路６３は、その信号に従って、キャリッジモータを駆動し、キャリッジ７をホームポジションから印刷領域側へ移動させる。キャリッジ７が印刷領域側に移動すると、キャリッジ７の移動に追従して、キャップ昇降機構がキャップ３１を作用位置から退避位置に移動する。その結果、ノズル開口面８ａから、キャップ３１が離間し、ヘッドクリーニングが終了する。

上記実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、ヘッドクリーニングの際に、キャップ３１が記録ヘッド８のノズル開口面８ａを封止した後、まずギヤポンプＧＰを第１の回転数で回転駆動させるようにした。そして、ギヤポンプＧＰの第１の回転数での回転駆動により、ノズル開口面８ａを封止したキャップ３１の内部を、ノズルＮから流体を吸引可能な大きさの圧力にするようにした（本吸引）。さらに、ギヤポンプＧＰを第１の回転数で所定時間駆動させた後、第１の回転数よりも小さい第２の回転数で回転駆動させてからギヤポンプＧＰを停止するようにした。つまり、ノズルＮから流体を吸引した後、直ぐにギヤポンプＧＰの駆動を停止させるのではなく、第２の回転数で回転駆動させてから、その駆動を停止するようにした。このため、本吸引を行った後、キャップ３１内の負圧状態を緩和させてから、ギヤポンプＧＰを停止させることができる。その結果、ギヤポンプＧＰを停止した際に、ギヤポンプＧＰの吐出側から、ギヤポンプＧＰの隙間を介して、キャップ３１側に流体が逆流してしまうのを防止できる。このため、その流体の逆流による、キャップ３１内の圧力の急激な増大を防止できるので、ノズルＮ内へのキャップ３１内の流体の混入、ノズル開口面８ａへのインク等の付着を防ぐことできる。また、ノズルＮ内のインクのメニスカスが破壊されるのを防ぐことができる。

（２）上記実施形態では、キャップ３１内の流体を吸引する吸引手段を、ギヤポンプＧＰから構成した。このため、その回転数を変更するだけで、キャップ３１からの吸引量を変更することができる。また、ギヤポンプＧＰの上流側に比較的大きな負圧を形成できるとともに、ポンプの小型化を図ることができる。

（３）上記実施形態では、ポンプモータ駆動回路６４に、検出回路部６４ａを備え、この検出回路部６４ａは、ポンプモータＭの負荷トルクを検出するようにした。このため、キャップ３１から送り出された流体が、ギヤポンプＧＰに流入したことを、ポンプの負荷トルクの増大により検出することができる。従って、記録ヘッド８から流体が排出され、その排出された流体がギヤポンプＧＰに流入した時点を基準に、ギヤポンプＧＰの回転数を第１の回転数から第２の回転数に変更することができる。このため、本吸引を確実に行ってから、ポンプの速度を変更できるので、ヘッドクリーニング動作における信頼性を向上できる。

（４）上記実施形態では、記録ヘッド８のノズルＮよりも上流側に、弁装置１１を設けるようにした。そして、弁装置１１は、ノズルＮ側に供給するインクを貯留するための圧力室１７と、この圧力室１７の内外の圧力差により変位するフィルム部材１６と、フィル
ム部材１６の変位により開閉弁する減圧弁２１とを備えるようにした。このため、電力を駆動源とするアクチュエータ等がなくても圧力室１７の圧力に応じて開閉弁できるので、弁装置１１を薄型化することができる。

また、ギヤポンプＧＰは、第１の回転数での駆動による本吸引を行った後、第２の回転数での駆動による圧力調整吸引により、キャップ３１内の負圧を緩和する。この圧力調整吸引により、弁装置１１内の圧力室１７の負圧が緩和できるので，フィルム部材１６の弾性変形する変位を小さくし、キャップ３１内の流体が弁装置１１側に逆流してしまうのを防止できる。

尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、吸引手段を、小型化が可能である利点を有するギヤポンプＧＰから構成したが、例えば、渦巻ポンプ等の非容積ポンプ、プランジャポンプ、スクリューポンプ等の容積ポンプ、その他のポンプでもよい。

・上記実施形態では、ギヤポンプＧＰが第２の回転数で所定時間回転駆動すると、キャップ３１の内圧が、所定圧力Ｐ２に到達し、記録ヘッド８のノズルＮからの流体の排出が停止するようにした。この所定圧力Ｐ２は、ノズルＮからの排出動作が継続されるような圧力でもよい。要は、第２の回転数は、キャップ３１内に、ギヤポンプＧＰを停止した際に、ギヤポンプＧＰ側からキャップ３１側への流体の逆流を生じないような圧力を形成する速度であればよい。

・上記実施形態では、圧力調整吸引の後、ギヤポンプＧＰを第２の回転数よりも小さい第３の回転数で回転駆動させるようにしてもよい。このようにすると、逆流が生じやすいポンプを採用した場合に、より確実に逆流を防止できる。

・上記実施形態では、ギヤポンプＧＰを、吸引ポンプだけでなく、加圧ポンプとして使用するようにしてもよい。例えば、ギヤポンプＧＰが排出する流体（空気、インク）を、廃インクタンクとしての機能を備えるインクカートリッジに送り出して、内部に収容する吸収材に吸収させるようにしてもよい。この場合、ギヤポンプＧＰから送り出された流体のうち、廃インクのみが吸収材に吸収され、空気は、インクカートリッジのケース内に充填される。つまり、この場合、ギヤポンプＧＰは、流体をインクカートリッジに送り出す加圧ポンプとして機能する。その結果、インクカートリッジの中に、可撓性部材からなるインクパックが収容されていた場合、前記ケース内に充填された空気がインクパックを押し潰し、インクパックからインクが押し出されて、記録ヘッド８側に導出される。このような場合には、ギヤポンプＧＰの停止前に第２の回転数で回転駆動させることで、ギヤポンプＧＰの吸引側と吐出側とに圧力差が生じにくくなるので、インクカートリッジ側からギヤポンプＧＰの吸引側に向かって流体の逆流が発生しにくくなる。

・上記実施形態では、ポンプモータ駆動回路６４の検出回路部６４ａは、ポンプモータＭの負荷トルクを検知する機能を省略してもよい。このようにすると、ヘッドクリーニングの際の制御を簡単にすることができる。

・上記実施形態では、ポンプモータ駆動回路６４の検出回路部６４ａは、その時々の検出信号を制御部６０に出力して、制御部６０において、その時々の負荷トルクを演算するようにしてもよい。そして、制御部６０によって演算された負荷トルクが所定値以上になった時又は所定値以上になった時点から所定時間が経過した時に、ギヤポンプＧＰの回転数を切り替えるようにしてもよい。

・上記実施形態では、駆動歯車３７及び従動歯車３８に、上カバー４５内側面又は収容
室３６の底面と摺動する突部を形成してもよい。このようにすると、各歯車３７，３８は、上カバー４５又はハウジング３５に対して当接し、隙間を小さくしながら、摺動面積を小さくすることで、その回転時の負荷を小さくすることができる。

・上記実施形態においては、液体噴射装置として、インクを吐出するプリンタについて説明したが、その他の液体噴射装置であってもよい。例えば、ファックス、コピア等を含む印刷装置や、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。また、流体（液体）もインクに限られず、他の流体（液体）に応用してもよい。

本実施形態のプリンタの斜視図。 同プリンタに搭載される弁装置の断面図。 同プリンタに搭載されるギヤポンプの内部構造の平面図。 同ギヤポンプの断面図。 同プリンタの電気的構成を説明するブロック図。

符号の説明

１…液体噴射装置としてのプリンタ、８…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１１…弁装置、１６…可撓性部材としてのフィルム部材、１７…圧力室、３１…キャップ手段としてのキャップ、３５…ハウジング、３７…駆動歯車、３８…従動歯車、６４…検出手段としてのポンプモータ駆動回路、ＧＰ…吸引手段、吸引ポンプ、回転型容積ポンプとしてのギヤポンプ、Ｎ…ノズル。

Claims (7)

1. ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドを、吸引手段に接続されたキャップ手段により封止して、前記吸引手段が発生する負圧により、前記液体噴射ヘッドから流体を排出させる液体噴射装置のクリーニング方法において、
   前記吸引手段により、前記キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、第１の吸引量になるように吸引して、前記ノズルから流体を排出させた後に、
   前記キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、前記第１の吸引量よりも小さい第２の吸引量になるように吸引することを特徴とする液体噴射装置のクリーニング方法。
2. ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドを備え、同液体噴射ヘッドを、吸引手段に接続されたキャップ手段により封止して、前記吸引手段が発生する負圧により、前記液体噴射ヘッドから流体を排出させる液体噴射装置において、
   前記吸引手段により、前記キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、第１の吸引量になるように吸引して、前記ノズルから流体を排出させた後に、
   前記キャップ手段からの単位時間当たりの流体の吸引量が、前記第１の吸引量よりも小さい第２の吸引量になるように吸引することを特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項２に記載の液体噴射装置において、
   前記吸引手段は、吸引ポンプであって、
   前記キャップ手段からの単位時間当たりの吸引量が、前記第１の吸引量になるように駆動して、前記ノズルから流体を排出させた後に、
   前記キャップ手段からの単位時間当たりの吸引量が、前記第１の吸引量よりも小さい前記第２の吸引量になるように駆動してから、駆動停止することを特徴とする液体噴射装置。
4. 請求項３に記載の液体噴射装置において、
   前記吸引ポンプは、回転容積ポンプであって、
   第１の回転数で駆動して、前記キャップ手段内の流体を前記第１の吸引量で吸引した後、前記第１の回転数よりも小さい第２の回転数で駆動して、前記キャップ手段内の流体を前記第２の吸引量で吸引してから駆動停止することを特徴とする液体噴射装置。
5. 請求項４に記載の液体噴射装置において、
   前記吸引ポンプは、ハウジング内に２つの歯車を収容したギヤポンプであることを特徴とする液体噴射装置。
6. 請求項３〜５のいずれか一つに記載の液体噴射装置において、
   前記吸引ポンプへの流体の流入又は流出による負荷の増減を検出する検出手段を備えるとともに、
   前記吸引ポンプは、前記検出手段により前記吸引ポンプの負荷の増加が検出された後に、前記キャップ手段からの単位時間当たりの吸引量を、前記第１の吸引量から前記第２の吸引量に変更することを特徴とする液体噴射装置。
7. 請求項２〜６のいずれか一つに記載の液体噴射装置において、
   前記液体噴射ヘッドのノズルよりも上流側の流路に、弁装置を設けるとともに、
   前記弁装置は、液体を貯留する圧力室内外の圧力差に応じて変位する可撓性部材を備え、前記可撓性部材の変位により開閉弁することを特徴とする液体噴射装置。

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