JP5463942B2 - 流体噴射装置及びクリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体噴射装置及び該流体噴射装置のクリーニング方法に関する。

従来、媒体に対して流体を噴射する流体噴射装置として、インクジェット式プリンターが広く知られている。このプリンターは、流体噴射ヘッドに形成されたノズル開口からインク（流体）を噴射することにより媒体に印刷処理を施すようになっている。

こうしたプリンターにおいては、流体噴射ヘッド内に気泡が混入したり、ノズルが目詰まりしたりすることでドット抜けが生じることがあった。そのため、従来、流体噴射ヘッド内のインクを加圧してノズル開口から排出させるクリーニングを実行するようにしたプリンターがあった（例えば、特許文献１）。

特開２００７−１５２７２５号公報

こうしたクリーニングにおいては多量のインクを無駄に消費してしまうため、特許文献１においては、印字不良の度合いに応じてインクに対する加圧量を変化させるようにしていた。しかし、クリーニングに伴ってまだかなりのインクが無駄に消費されてしまうため、さらなるインク消費量の低減が課題となっていた。

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体の消費を抑制しつつ、流体噴射ヘッドのクリーニングを行うことができる流体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の流体噴射装置は、流体を噴射するノズル開口が複数設けられた流体噴射ヘッドと、該流体噴射ヘッド側に向けて流体供給源側から前記流体を供給する流体供給路と、前記流体噴射ヘッドのクリーニングの方法として、前記流体供給路を介して前記流体供給源側から前記流体を供給することなく前記流体噴射ヘッド内の前記流体を前記ノズル開口から膨出した状態にさせる流体非供給クリーニング及び前記流体供給路を介して前記流体供給源側から前記流体を供給しつつ前記ノズル開口から排出させる流体供給クリーニングのうち何れかを、前記クリーニング実施前の動作に基づいて選択する選択手段とを備える。

この構成によれば、選択手段が流体非供給クリーニングを選択した場合には、流体の消費を抑制しつつ流体噴射ヘッドのクリーニングを実行することができる。すなわち、流体を消費する流体供給クリーニングの代わりに流体非供給クリーニングを選択的に実行することで、流体の消費を抑制しつつ、流体噴射ヘッドのクリーニングを行うことができる。そして、選択手段は、クリーニング実施前の動作に基づいてクリーニングの方法を選択するので、状況に応じて流体非供給クリーニング及び流体供給クリーニングのうち何れかを選択的に実行することができる。

本発明の流体噴射装置は、必要量の流体が噴射されない不良ノズルの有無を検査するノズル検査装置をさらに備え、前記選択手段は、前記検査の結果に基づいて、複数の前記不良ノズルが隣接し合って存在する場合には、前記流体供給クリーニングを選択する一方、複数の前記不良ノズルが隣接し合っていない場合には、前記流体非供給クリーニングを選択する。

この構成によれば、必要量の流体が噴射されない複数の不良ノズルが隣接し合って存在する場合には流体供給クリーニングを実行するので、流体を供給しつつ、比較的重度の目詰まりを解消したり、複数のノズルに亘る大きな気泡を排出したりすることができる。一方、複数の不良ノズルが存在しても、それらが隣接し合っていない場合には流体非供給クリーニングを実行するので、ノズル開口から流体を膨出した状態にさせることで、その流体の膨出部分に混入している気泡をノズル開口の外側となる大気側に押し出すことができる。すなわち、流体非供給クリーニングを選択的に実行することで、ノズル内の小さな気泡を流体の消費を抑制しつつ排出することができる。

本発明の流体噴射装置において、前記ノズル検査装置は電源投入時に前記検査を実行し、前記選択手段は、前記電源投入時の前記検査で前記不良ノズルが検出された場合には、前記流体供給クリーニングを選択する。

この構成によれば、電源投入時に不良ノズルがある場合、ノズル内に滞留していた流体が変質したことが不良の要因である可能性が高いため、電源投入時の検査で不良ノズルが検出された場合に流体供給クリーニングを実行することで、ノズル内の変質した流体を排出することができる。

本発明の流体噴射装置において、前記流体供給源は前記流体供給路の上流端に着脱可能に装着される流体収容体であり、前記選択手段は、前記流体噴射装置の直前の動作が前記流体収容体の着脱であった場合には、前記流体供給クリーニングを選択する。

この構成によれば、流体噴射装置の直前の動作が流体収容体の着脱であった場合には流体供給クリーニングを実行するので、流体収容体の着脱に伴って流体供給路内に混入した大きな気泡をインクとともに排出することができる。

本発明の流体噴射装置は、前記選択手段は、前記流体噴射装置の直前の動作が前記流体供給クリーニングであった場合には、前記流体非供給クリーニングを選択する。
この構成によれば、流体供給クリーニングの実行後に流体非供給クリーニングを実行するので、インクの排出によって乱されたノズル内のメニスカスを整えることができる。

本発明の流体噴射装置において、前記流体噴射ヘッドにおける前記ノズル開口が形成されたノズル形成面のワイピングを行うワイピング機構をさらに備え、前記選択手段は、前記流体噴射装置の直前の動作が前記ワイピング機構による前記ワイピングであった場合には、前記流体非供給クリーニングを選択する。

この構成によれば、ワイピングの実行後に流体非供給クリーニングを実行するので、ワイピングによって乱されたノズル内のメニスカスを整えたり、ノズル内に押し込まれた気泡を排出したりすることができる。

上記目的を達成するために、本発明のクリーニング方法は、流体を噴射するノズル開口が複数設けられた流体噴射ヘッドのクリーニングの方法として、前記流体噴射ヘッド側に向けて流体供給源側から流体供給路を介して前記流体を供給することなく前記流体噴射ヘッド内の前記流体を前記ノズル開口から膨出した状態にさせる流体非供給クリーニング及び前記流体供給路を介して前記流体供給源側から前記流体を供給しつつ前記流体噴射ヘッド内の前記流体を前記ノズル開口から排出させる流体供給クリーニングのうち何れかを、前記クリーニング実施前の動作に基づいて選択する選択段階を備える。

この構成によれば、流体を消費する流体供給クリーニングの代わりに流体非供給クリーニングを選択的に実行することで、流体の消費を抑制しつつ、流体噴射ヘッドのクリーニングを行うことができる。

第１実施形態におけるインクジェット式プリンターの概略構成を示す模式正面図。 ラインヘッドの構成を示す底面図。 流体噴射ヘッド内の概略構成を示す断面図。 キャッピング装置の概略構成を示す断面図。 ワイピング装置の概略構成を示す断面図。 第１実施形態における圧力付与機構の構成及び作用を説明するための断面図で、（ａ）は加圧前、（ｂ）は加圧時を示す。 インク非供給クリーニングを説明するための断面図で、（ａ）は加圧前、（ｂ）は加圧時、（ｃ）は減圧時、（ｄ）は静置後を示す。 加圧時間と減圧時間との関係を示すグラフ。 第１実施形態におけるインクジェット式プリンターの流路条件を示す表。 （ａ）は加圧インク量の範囲を示す表、（ｂ）は加圧時間及び減圧時間の範囲を示す表。 ノズル検査装置及び制御装置の構成を説明する模式図。 対応すべき現象とクリーニング方法との関係を示す表。 第１実施形態におけるクリーニング方法の選択処理を示すフローチャート。 第２実施形態におけるインクジェット式プリンターの概略構成を示す模式正面図。 第２実施形態における圧力付与機構の構成を示す断面図。 差圧弁の構成及び作用を説明するための断面図で、（ａ）は閉弁時、（ｂ）は開弁時を示す。 第２実施形態におけるノズル検査実行命令に伴うクリーニング方法の選択処理を示すフローチャート。 第２実施形態におけるクリーニング実行命令に伴うリーニング方法の選択処理を示すフローチャート。

（第１実施形態）
以下、本発明を流体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、単に「プリンター」という）に具体化した第１実施形態を図１〜図１３を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」をいう場合は各図中に矢印で示す前後方向、左右方向、上下方向をそれぞれ示すものとする。

図１に示すように、プリンター１１は、媒体としての用紙Ｐを搬送する搬送ユニット１２と、用紙Ｐに印刷処理を施すラインヘッド１３と、ラインヘッド１３に流体としてのインクを供給するインク供給ユニット１４と、メンテナンスユニット１５と、制御装置１００（図１１参照）とを備えている。

搬送ユニット１２は、一対の給紙ローラー１６と、無端状の搬送ベルト１７と、駆動ローラー１８と、従動ローラー１９と、駆動ローラー１８に接続された駆動モーター２０と、一対の排紙ローラー２１とを備えている。搬送ベルト１７は、駆動ローラー１８及び従動ローラー１９に巻き掛けられ、駆動モーター２０の駆動によって駆動ローラー１８が図１における時計回り方向に回転すると周回移動する。そして、給紙ローラー１６、搬送ベルト１７及び排紙ローラー２１によって用紙Ｐを搬送方向Ｘに沿って搬送するようになっている。なお、搬送ベルト１７は、少なくとも用紙Ｐの幅方向Ｙ（前後方向）の両端を支持するように複数本（例えば２本）設けられているとともに、前後方向に並ぶ搬送ベルト１７の間にメンテナンスユニット１５が配置されている。

ラインヘッド１３は、基体部２３と、基体部２３に支持された流体噴射ヘッド２４とを備えている。図２に示すように、流体噴射ヘッド２４は、用紙Ｐの幅方向Ｙに沿って延びる２列のラインを形成するように、千鳥状に配列されている。そして、搬送方向Ｘにおける上流側（左側）に位置する１列目は、幅方向Ｙに沿って並ぶ４つの流体噴射ヘッド２４から構成される一方、搬送方向Ｘにおける下流側（右側）に位置する２列目は、幅方向Ｙに沿って並ぶ４つの流体噴射ヘッド２４から構成される。

各流体噴射ヘッド２４には、インクを噴射するためのノズル２５が複数設けられている。そして、流体噴射ヘッド２４の下面（底面）からなるノズル形成面２４ａには、複数のノズル２５のノズル開口２５ａによって幅方向Ｙに沿って延びる２列のノズル列Ｎが形成されている。図２の部分拡大図に示すように、２列のノズル列Ｎは、幅方向Ｙに沿う配置間隔が１／２画素ずつずれるように、ノズル開口２５ａが千鳥状に配列されている。そして、１列目と２列目の流体噴射ヘッド２４は、搬送方向Ｘに投影したときに両端部の少なくとも１個のノズル２５が重なるか、両端のノズル２５がノズルピッチを開けて連続するようになっている。

このため、プリンター１１では、ラインヘッド１３を固定したままでも用紙最大幅範囲の印字が可能となっている。なお、本実施形態においては、１つの流体噴射ヘッド２４が用紙１．１インチに対応し、８つの流体噴射ヘッド２４でＡ４サイズ（縦２９７ｍｍ×横２１０ｍｍ）の横幅（約８．３インチ）をカバーするようになっている。また、１本のノズル列Ｎは３３０個のノズル２５から構成される。したがって、１つのラインヘッド１３は、幅方向Ｙに沿って並ぶ８（流体噴射ヘッド２４の数）×２（ノズル列Ｎの数）×３３０（ノズル列Ｎを構成するノズル２５の数）＝５２８０個のノズル２５を有している。

なお、ラインヘッド１３及びインク供給ユニット１４は、例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のカラー印刷を行う場合には、色毎に４組設けられる（図１及び図２には簡略化のために１つずつ図示している）。そして、４つのラインヘッド１３から、搬送される用紙Ｐに４色のインク滴を重ね打つことにより、解像度６００ｄｐｉでの印刷処理が可能となっている。

図１に示すように、インク供給ユニット１４は、インクを収容した流体供給源及び流体収容体としてのインクカートリッジ２６と、インクカートリッジ２６から流体噴射ヘッド２４側に向けてインクを供給する流体供給路を構成するインク供給チューブ２７と、インクを加圧供給するための加圧ポンプ２８とを備えている。なお、インクカートリッジ２６は図示しないカートリッジホルダーに着脱可能に装着されることで、インク供給チューブ２７に接続される。また、インク供給チューブ２７の途中位置には、圧力付与機構２９と開閉弁９５とが設けられている。なお、開閉弁９５は任意に開閉操作を行うことができる電磁弁であり、圧力付与機構２９のすぐ上流側に設けられる。

ラインヘッド１３の基体部２３内には、インク供給チューブ２７を通じてインクカートリッジ２６から供給されるインクを一時的に貯留する共通インク室３０が設けられている。共通インク室３０には、各流体噴射ヘッド２４に対応する複数の分岐流路３１が接続されている。そして、共通インク室３０内に貯留されたインクは、分岐流路３１を通じて複数の流体噴射ヘッド２４に供給される。

図３に示すように、流体噴射ヘッド２４は、上下方向に積層された流路形成部材３２、振動板３３、流路形成部材３４及びノズルプレート３５を備えている。流路形成部材３２には共通インク室３０に連通する分岐流路３１と、リザーバー３６と、収容室３７とが形成されている。振動板３３には、リザーバー３６と対応する位置に連通孔３８が設けられている。流路形成部材３４には、連通孔３８を通じてリザーバー３６と連通するキャビティ３９が形成されている。

また、振動板３３の上面側には、キャビティ３９の上方となる位置に圧電素子４０が配設されている。そして、ノズルプレート３５にはキャビティ３９と連通するノズル２５が形成されている。すなわち、共通インク室３０から分岐流路３１を通じて各流体噴射ヘッド２４に分配されたインクはリザーバー３６に貯留され、リザーバー３６から連通孔３８及びキャビティ３９を通じて各ノズル２５に供給される。

振動板３３は上下方向に振動可能に貼り付けられているとともに、圧電素子４０は駆動信号を受けて伸縮することで、振動板３３を上下方向に振動させるようになっている。また、振動板３３が上下方向に振動すると、キャビティ３９の容積が拡縮するようになっている。そして、キャビティ３９の容積が縮小されると、キャビティ３９内のインクがノズル２５からインク滴Ｆｂとして噴射されるようになっている。なお、流体噴射ヘッド２４のノズル形成面２４ａはノズルプレート３５の下面（底面）によって構成される態様となっている。また、本実施形態において、ノズル開口２５ａは直径約２０マイクロメートル、ノズルプレート３５の上下方向の厚さは約１００マイクロメートルとなっている。

ここで、インクカートリッジ２６はラインヘッド１３よりも低い位置に設けられている。そのため、流体噴射ヘッド２４内の領域（インク流路）は、水頭差によって−１ｋＰａ程度の負圧となっている。この負圧は、ノズル２５からインクが垂れ落ちることを防止するとともに、ノズル２５内に凹状のメニスカスを形成して噴射動作を安定させるためのものである。

次に、メンテナンスユニット１５について説明する。
メンテナンスユニット１５は、流体噴射ヘッド２４のノズル形成面２４ａをキャッピングするためのキャッピング装置４１（図４参照）と、ノズル形成面２４ａをワイピングするためのワイピング装置４２（図５参照）と、ノズル検査装置１０１（図１１参照）とを備えている。なお、キャッピング装置４１及びワイピング装置４２は流体噴射ヘッド２４毎に設けてもよいし、複数の流体噴射ヘッド２４を同時にキャッピングしたりワイピングしたりするようにしてもよい。

キャッピング装置４１は、ノズル２５の乾燥を防止するためのキャッピングに用いられる他、インクカートリッジ２６内のインクをノズル２５から吸引することで、気泡や増粘したインクなどを排出させる吸引クリーニングを実行する際に用いられる。さらに、キャッピング装置４１は、インクカートリッジ２６内のインクを加圧ポンプ２８でノズル２５から排出させる加圧クリーニングの際にも、ノズル２５から排出されるインクを受容するために用いられる。以下、このようにインクカートリッジ２６内のインクをインク供給チューブ２７を介して供給しつつノズル開口２５ａから排出させるクリーニングを「インク供給クリーニング」という。

ワイピング装置４２は、ノズル形成面２４ａを払拭して紙粉やインク等の付着物を除去したり、ノズル２５のメニスカスを整えたりするためのワイピングを実行する際に用いられる。なお、インク供給クリーニング後には、排出されたインクがノズル形成面２４ａに付着したり、ノズル開口２５ａに凸状のメニスカスが形成されたりするため、インク供給クリーニングの直後にもワイピングを行うことがある。

また、ノズル検査装置１０１は、必要量のインクが噴射されない不良ノズルの有無を検査する。
まず、キャッピング装置４１について説明する。

図４に示すように、キャッピング装置４１は、有底四角箱状のキャップ４３と、キャップ４３を昇降させる昇降機構４４と、吸引機構４５とを備えている。キャップ４３の周壁の上面全体には可撓性材料からなる四角枠状のシール部材４６が設けられているとともに、キャップ４３の底壁には排出管４７が下方に向かって突設されている。

排出管４７には、吸引機構４５を構成する可撓性材料よりなる排出チューブ４８の一端側が接続されている。排出チューブ４８の他端側は廃インクタンク４９内に挿入されている。また、廃インクタンク４９内には、多孔質部材からなる廃インク吸収材５０が収容されている。

キャップ４３と廃インクタンク４９との間には、吸引機構４５を構成するチューブポンプ５１が配設されている。チューブポンプ５１は、円筒状のケース５２と、平面視円形状をなすポンプホイル５３と、ホイル軸５４と、一対の押圧ローラー５５とを有している。ポンプホイル５３は、ケース５２の軸心に設けられたホイル軸５４を中心にケース５２内に回動可能に収容されている。また、排出チューブ４８の中間部は、ケース５２の内周壁に沿うようにケース５２内に収容されている。

ポンプホイル５３には、円弧状をなす一対のローラー案内溝５６がホイル軸５４を挟んで対向するように形成されている。各ローラー案内溝５６は、一端がポンプホイル５３の内周側に位置する一方、他端がポンプホイル５３の外周側に位置している。すなわち、両ローラー案内溝５６は、一端から他端に向かって徐々にホイル軸５４から遠ざかるように延びている。また、一対の押圧ローラー５５は両ローラー案内溝５６内に回動軸５７を介して挿通支持されている。なお、両回動軸５７は、それぞれ両ローラー案内溝５６内を摺動自在になっている。

そして、ポンプホイル５３を、正方向（図４に矢印で示す時計回り方向）に回動させると、押圧ローラー５５がローラー案内溝５６の他端側（ポンプホイル５３の外周側）に往路移動し、排出チューブ４８の中間部を上流側から下流側へ順次押し潰しながら回動する。この回動により、チューブポンプ５１より上流側の排出チューブ４８の内部が減圧される。

また、ポンプホイル５３を逆方向（図４における反時計回り方向）に回動させると、押圧ローラー５５がローラー案内溝５６の一端側（ポンプホイル５３の内周側）に復路移動する。この移動により、両押圧ローラー５５がそれぞれ排出チューブ４８の中間部に軽く接した状態となり、排出チューブ４８の内部の減圧状態が解消される。

昇降機構４４は、キャップ４３に下方から当接するカム部材５８と、カム部材５８を回動させるためのモーター５９と、動力伝達機構６０とを備えている。そして、モーター５９が正方向に駆動されると、動力伝達機構６０を介してカム部材５８が回動されて、キャップ４３がノズル形成面２４ａに当接するようになっている。

したがって、キャップ４３がノズル形成面２４ａに当接した状態でポンプホイル５３が正方向に駆動されると、キャップ４３とノズル形成面２４ａとで囲み形成された空間域Ｒに負圧が発生する。これにより、ノズル２５からインクが排出される吸引クリーニングが実行される。なお、ポンプホイル５３が逆方向に駆動されると空間域Ｒの負圧が解消されるので、その後に昇降機構４４のモーター５９が逆方向に駆動されると、キャップ４３が下降して、用紙Ｐの搬送経路から退避する。

キャッピング装置４１を用いた吸引クリーニングや加圧クリーニングの際には、開閉弁９５を閉弁状態とした後にチューブポンプ５１や加圧ポンプ２８を駆動する。そして、インク流路内の圧力を高めた状態で開閉弁９５を開弁状態とすることで、インクの流速を増し、気泡の排出性を向上させる。

次に、ワイピング装置４２について説明する。
図５に示すように、ワイピング装置４２は、ワイピング機構６１と、ワイピング機構６１を昇降させる昇降機構６２とを備えている。

ワイピング機構６１は、ホルダー６３と、前後方向に沿って延びるようにホルダー６３に架設されたリードスクリュー６４と、リードスクリュー６４を回転させるためのモーター６５と、支持部材６６と、ゴムなどの弾性体からなる板状のワイパー６７とを備えている。ワイパー６７は支持部材６６上に立設される態様で支持されるとともに、支持部材６６はリードスクリュー６４に支持されている。また、支持部材６６の上面側には、貯留凹部６６ａが形成されている。

昇降機構６２はワイピング機構６１のホルダー６３に下方から当接するカム部材６８と、カム部材６８を回動させるためのモーター６９と、動力伝達機構７０とを備えている。そして、モーター６９が正方向に駆動されると、動力伝達機構７０を介してカム部材６８が回動されて、ワイパー６７がノズル形成面２４ａに当接する位置までワイピング機構６１が上昇するようになっている。

また、モーター６５が正方向に駆動されるとリードスクリュー６４が正方向に回転し、支持部材６６とともにワイパー６７が前後方向に沿って移動する過程で、ノズル形成面２４ａに摺接する。これにより、ノズル形成面２４ａを払拭により清掃するワイピングが実行される。このとき、ノズル形成面２４ａから払拭されたインクや紙粉はワイパー６７を伝って流下し、貯留凹部６６ａに貯留される。

次に、圧力付与機構２９について説明する。圧力付与機構２９は、インク供給チューブ２７を介してインクカートリッジ２６側からインクを供給することなく流体噴射ヘッド２４内のインクをノズル開口２５ａから膨出した状態にさせる「インク非供給クリーニング」を実行するために用いられる。

図６に示すように、圧力付与機構２９は、定形性を有する流路形成部材７１を有している。流路形成部材７１の左端には上流側のインク供給チューブ２７と接続される接続部７２が設けられる一方、流路形成部材７１の右端には下流側のインク供給チューブ２７と接続される接続部７３が設けられる。また、流路形成部材７１の上面側には、平面視円形状の凹部７１ａが形成されている。そして、接続部７２内には、上流側のインク供給チューブ２７と凹部７１ａ内とを連通させる流入路７２ａが形成されている。一方、接続部７３内には、下流側のインク供給チューブ２７と凹部７１ａ内とを連通させる流出路７３ａが形成されている。

流路形成部材７１の上面側には、可撓性を有するフィルム部材７４が凹部７１ａの開口を封止するように撓みを有した状態で固着されている。また、フィルム部材７４の外面側の略中央部には、凹部７１ａの開口面積よりも面積の小さい円板状の押圧板７４ａが固着されている。そして、フィルム部材７４と凹部７１ａとによって、圧力室７５が囲み形成されている。圧力室７５は、流入路７２ａ及び流出路７３ａを通じてインク供給チューブ２７と連通することで、流体供給路の一部を構成する。

圧力室７５内には、圧力室７５の内容積を拡大する方向にフィルム部材７４を付勢する付勢部材７６が配設されている。付勢部材７６は、例えばコイルばねや板ばねなどから構成することができる。また、押圧板７４ａの上方には、押圧板７４ａに当接するカム部材７７が配置されている。カム部材７７は回転軸７８を介して支持されているとともに、モーター７９の駆動に伴って回転軸７８とともに回動するようになっている。

したがって、図６（ａ）に示す状態でモーター７９を正方向に駆動するとカム部材７７が付勢部材７６の付勢力に抗して同図における反時計回り方向に回動する。これにより、図６（ｂ）に示すようにフィルム部材７４が圧力室７５の内容積を減少させる方向に変位し、圧力室７５から押し出されたインクによってインク供給チューブ２７内のインクが加圧される。また、図６（ｂ）に示す状態でモーター７９を逆方向に駆動すると、カム部材７７が同図における時計回り方向に回動する。これにより、付勢部材７６の付勢力でフィルム部材７４が圧力室７５の内容積を増加させる方向に変位し、圧力室７５内に引き込まれるインクによってインク供給チューブ２７内が減圧される。

ここで、圧力付与機構２９によるインク非供給クリーニングについて詳述する。
インク非供給クリーニングは、圧力付与機構２９が加圧を行ってノズル２５からインクを膨出させる加圧工程と、この加圧工程の後に、加圧に伴いノズル２５からインクが膨出した状態において圧力付与機構２９が減圧を行う減圧工程とから構成される。すなわち、加圧工程では、圧力付与機構２９が圧力室７５のインクを一気に押し出すことによってノズル２５内に圧力を伝播させ、図７（ａ）に示すようにノズル２５の内壁に付着した気泡を引きはがす。そして、図７（ｂ）に示すようにノズル２５からインクを膨出させることで、気泡をノズル開口２５ａの外側となる大気側に押し出す。

また、減圧工程では、圧力付与機構２９が圧力室７５の容積を増加させることで、圧力室７５に押し出した分のインクを引き戻す。これにより、ノズル２５からインク滴Ｆｂが噴射したり落下（滴下）したりする前に、ノズル２５から凸状に膨出した状態のインクを図７（ｃ）に示すようノズル２５内に回収する。なお、気泡が排出されるとノズル２５内に気泡の容積分の空隙が生じるが、短時間静置すると毛管力によって共通インク室３０のインクが図７（ｄ）に示すようにノズル２５内に補給される。

こうしたインク非供給クリーニングの加圧と減圧は、複数回繰り返して実施することで、排出されにくい気泡についても、徐々に外側に移動させることができる。例えば、複数回加圧と減圧を繰り返す場合には、ノズル２５内だけでなく、流体噴射ヘッド２４内や共通インク室３０内にある気泡も排出させることができる。また、気泡の排出に伴ってノズル２５内に空隙が生じた場合にも、加圧と減圧を繰り返し行うことで、ノズル２５の液面位置が徐々に揃えられる。

なお、減圧工程においては、加圧工程で減少させた容積を元に戻してもよいし、減圧のために増加させる容積を加圧のために減少させた容積よりも小さくしてもよい。例えば、加圧と減圧を複数回繰り返して共通インク室３０内にある比較的大きな気泡が排出された場合には、ノズル２５全体が空隙となるノズル抜けを生じる虞もある。こうしたノズル抜けが生じると、毛管力によるインクの補給がされにくいこともあるので、特に複数回加圧と減圧を繰り返した最後の減圧時には、引き込むインクの量を少なくするのが好ましい。

ここで、図８に示すように、減圧工程で減圧を行う減圧時間Ｔｄは、加圧工程で加圧を行う加圧時間Ｔａよりも長く設定されるのが好ましい。また、加圧時間Ｔａについては、短すぎると伝播する圧力でインク滴Ｆｂが噴射されてインクが無駄に消費されてしまったり、減圧開始が早すぎて気泡が押し出される前にインクを引き戻してしまったりする虞がある。逆に、加圧時間Ｔａが長すぎると、気泡をノズル２５の内壁から引きはがすことができなかったり、減圧によってインクを引き戻すのが間に合わなくなってインクが消費されてしまったりする虞がある。

一方、減圧時間Ｔｄが長すぎると、同じくインクを引き戻すのが間に合わなくなってインクが消費されてしまう虞がある。逆に、減圧時間Ｔｄが短すぎると、ノズル２５の外側から空気を引き込み、気泡を生じてしまう虞がある。

そして、インク滴Ｆｂの噴射を抑制しつつ気泡の排出性を確保するために適正な加圧時間Ｔａは、例えば０．０２５秒から０．２秒と非常に短時間である。一方、このような短時間で減圧を行うと空気を引き込んでしまうため、０．０２５秒から０．２秒の加圧時間Ｔａに対しては、加圧時間Ｔａ＜減圧時間Ｔｄとすることが好ましい。

本実施形態において、加圧及び減圧は、ノズル２５からインク滴Ｆｂが噴射されない程度に圧力室７５の容積を変動させることで実行される。そのため、加圧のための容積変動に伴って押し出されるインクの量（以下、これを「加圧インク量Ｖｄ」という）、加圧時間Ｔａ及び減圧時間Ｔｄの適切な値は、ノズル２５や流体噴射ヘッド２４の設置数などの流路条件によって変動する。そこで、加圧インク量Ｖｄ、加圧時間Ｔａ及び減圧時間Ｔｄの適切な値の範囲と流路条件について説明する。

本実施形態のプリンター１１の流路条件としては、図９に示すように、インクカートリッジ２６の内容積（領域Ｎｏ１）が約５０ｃｃ、インクカートリッジ２６から圧力室７５までのインク供給チューブ２７の内容積（領域Ｎｏ２）が約３．５ｃｃとなっている。また、圧力室７５の変動可能な容積（領域Ｎｏ３）が約１．０ｃｃ、圧力室７５より下流側のインク供給チューブ２７の内容積（領域Ｎｏ４）が約１．９ｃｃ、共通インク室３０の内容積（領域Ｎｏ５）が約３．１ｃｃ、８つの流体噴射ヘッド２４を合計した内容積（領域Ｎｏ６）が約０．９ｃｃとなっている。

ここで、インク非供給クリーニングにおいては、圧力室７５から押し出されたインクが下流側の領域Ｎｏ３〜Ｎｏ６のみに移行するのが好ましい。そこで、インク非供給クリーニングの実行前に開閉弁９５を閉弁状態とした上で、加圧及び減圧を行う。この流路条件では、押し出されたインクを圧力室７５の下流側のみに流下させることができるため、図９に示す領域のうち、領域Ｎｏ１，２を除いた領域Ｎｏ３〜６が加圧及び減圧の影響範囲となる。

このように、開閉弁９５を閉弁状態とした流路条件でインク非供給クリーニングを行う場合の加圧インク量Ｖｄの適正範囲を図１０（ａ）に、加圧時間Ｔａ及び減圧時間Ｔｄの適正範囲を図１０（ｂ）に示す。

加圧インク量Ｖｄについては、圧力室７５の容積約１．０ｃｃのうち、０．１８ｃｃ≦Ｖｄ≦０．４８ｃｃとなる範囲で容積を減少させて加圧を行うことが好ましい。なお、０．１８ｃｃ＞Ｖｄの場合には気泡を排出するだけの加圧力が得られない虞があり、０．４８ｃｃ＜Ｖｄの場合にはインクが消費されてしまう虞がある。この場合、１つのラインヘッド１３には５２８０個のノズル２５が設けられていることから、１ノズル当たりのインクの膨出良好域は、およそ３．５×１０^−５ｃｃ〜９．０×１０^−５ｃｃとなる。

また、０．１８ｃｃ≦Ｖｄ≦０．４８ｃｃとした場合の加圧時間Ｔａは０．０２５秒≦Ｔａ≦０．２秒、減圧時間Ｔｄは０．１秒≦Ｔｄ≦０．５秒（ただし、Ｔａ＜Ｔｄ）であることが好ましい。なお、Ｖｄ＝０．３３ｃｃ、Ｔａ＝０．１５秒で加圧を行い、Ｔｄ＝０．３５秒で減圧を行うことで、特に良好な結果が得られることが確認されている。

圧力付与機構２９によるインク非供給クリーニングは、実行後にノズル形成面２４ａにインクが付着することがない上、ノズル２５のメニスカスを整えることができるため、インク供給クリーニンクのように後処理としてワイピングを行う必要がない。また、インク消費を限りなくゼロにすることができるとともに非常に短時間で行うことができる。

次に、メンテナンスユニット１５に備えられたノズル検査装置１０１について説明する。
図１１に示すように、ノズル検査装置１０１は、キャッピング装置４１のキャップ４３内に配置された電極部材１０５と、電極部材１０５とノズル形成面２４ａとの間に電圧を印加するための電圧印加回路１０６と、電圧検出装置１０７とを備えている。

電極部材１０５は、ステンレス鋼等の金属など、導電性材料からなる格子状のメッシュとして形成される。電圧検出装置１０７は、電極部材１０５からの検出信号を積分して出力する積分回路１０８と、積分回路１０８から出力された信号を反転増幅して出力する反転増幅回路１０９と、反転増幅回路１０９から出力された信号をＡ／Ｄ変換して制御装置１００へ出力するＡ／Ｄ変換回路１１０とを備えている。

電圧印加回路１０６は、電極部材１０５が正極になるとともに流体噴射ヘッド２４のノズル形成面２４ａが負極になるように、直流電源（例えば４００Ｖ）と抵抗素子（例えば１ＭΩ）とを備えている。そのため、電極部材１０５の上面には、正の電荷が帯電することになる一方で、流体噴射ヘッド２４のノズル形成面２４ａには、負の電荷が帯電することになる。

プリンター１１においては、ノズル検査装置１０１を用いて必要量のインクが噴射されない不良ノズルの有無を検査するノズル検査が行われるようになっている。以下に、このノズル検査について説明する。

流体噴射ヘッド２４に備えられた圧電素子４０が駆動されると、ノズル２５からインク滴Ｆｂが噴射される。このとき、ノズル形成面２４ａには負の電荷が帯電しているので、ノズル２５から噴射されたインク滴Ｆｂには負の電荷が帯電する。

そして、負の電荷が帯電したインク滴Ｆｂが電極部材１０５に接近するにつれて、電極部材１０５上では静電誘導によって正の電荷が次第に増加する。その結果、電極部材１０５と流体噴射ヘッド２４のノズル形成面２４ａとの間の電位差は、静電誘導に基づく誘導電圧により、ノズル２５からインク滴Ｆｂが噴射されない場合に比して大きくなる。

ノズル２５から噴射されたインク滴が電極部材１０５上に着弾すると、電極部材１０５上の正の電荷の一部が、インク滴に帯電していた負の電荷によって中和される。すると、電極部材１０５とノズル形成面２４ａとの間の電位差がノズル２５からインク滴が噴射されない場合に比して小さくなる。その後、電極部材１０５とノズル形成面２４ａとの間の電位差は、当初の大きさに戻る。

こうした電極部材１０５側の電位の変化は、電圧波形信号Ｖ１として電圧検出装置１０７の積分回路１０８に入力される。この電圧波形信号Ｖ１は反転増幅回路１０９で反転増幅されて電圧波形信号Ｖ２として出力され、さらに電圧波形信号Ｖ２がＡ／Ｄ変換回路１１０でＡ／Ｄ変換されて電圧波形信号Ｖ３として制御装置１００に出力される。

制御装置１００は選択手段として機能するＣＰＵ１５０、ＲＯＭ１５１、ＲＡＭ１５２及び不揮発性メモリー１５３を備えている。ＲＯＭ１５１には、ＣＰＵ１５０により実行される制御プログラム等が記憶されている。また、ＲＡＭ１５２には、ＣＰＵ１５０の演算結果や制御プログラムを実行して処理する各種データなどが一時的に記憶されるようになっている。また、書き換え可能な不揮発性メモリー１５３には、プリンター１１の動作履歴などが記憶されるようになっている。

ＣＰＵ１５０は、電圧検出装置１０７から出力された電圧波形信号Ｖ３の振幅Ｗｄ、すなわち電極部材１０５と流体噴射ヘッド２４のノズル形成面２４ａとの間の電圧値の変化量を演算により検出する。また、ＣＰＵ１５０は振幅Ｗｄが予め設定されてＲＯＭ１５１に記憶されている振幅閾値以上であるか否かを判定する。振幅閾値は、電圧検出装置１０７からの電圧波形信号Ｖ３に基づいてインクの噴射量を推定し、適切な量のインクが噴射されているか否かを判断するための値であって、実験やシミュレーションなどによって予め求められる。

すなわち、電圧波形信号Ｖ３の振幅Ｗｄは、飛翔するインク滴Ｆｂの有無やその大きさによって変化する。そのため、ノズル２５が詰まってインク滴が噴射されなかったり、インクの噴射量が所定量より少なかったりしたときには、出力信号の振幅が通常時に比べて小さくなる。

したがって、ＣＰＵ１５０は、電圧検出装置１０７から出力された電圧波形信号Ｖ３の振幅Ｗｄが振幅閾値以上である場合には、必要量のインクが噴射されていると判断する。一方、ＣＰＵ１５０は、電圧検出装置１０７から出力された電圧波形信号Ｖ３の振幅Ｗｄが振幅閾値よりも小さい場合には、必要量のインクが噴射されない不良ノズルがあると判断する。

このように、ノズル検査装置１０１は、電圧波形信号Ｖ３の振幅Ｗｄに基づいて不良ノズルの有無を判定することで、ノズル検査を実施する。なお、１ショット分のインク滴による電圧波形信号Ｖ３の振幅Ｗｄは極めて小さいことから、複数ショット分（例えば３ショット分）のインク滴を噴射することにより、電圧波形信号Ｖ３を複数ショット分のインク滴による積分値として取り出す。

また、制御装置１００はモーター駆動回路１５４〜１５９をさらに備え、これらはバス１６０を介してＣＰＵ１５０、ＲＯＭ１５１、ＲＡＭ１５２及び不揮発性メモリー１５３と互いに接続されている。そして、ＣＰＵ１５０は、加圧ポンプ２８、メンテナンスユニット１５及び開閉弁９５などの駆動制御を行う。

具体的には、ＣＰＵ１５０は、モーター駆動回路１５４を介して加圧ポンプ２８のポンプモーター９６を駆動制御するとともに、モーター駆動回路１５５を介して圧力付与機構２９のモーター７９を駆動制御する。また、ＣＰＵ１５０は、モーター駆動回路１５６を介してキャッピング装置４１のキャップ４３を昇降させるためのモーター５９を駆動制御するとともに、モーター駆動回路１５７を介してキャッピング装置４１のポンプホイル５３を回動させるためのポンプモーター９７を駆動制御する。また、ＣＰＵ１５０は、モーター駆動回路１５８を介してワイピング装置４２のワイパー６７を前後方向に移動させるためのモーター６５を駆動制御するとともに、モーター駆動回路１５９を介してワイパー６７を昇降させるためのモーター６９を駆動制御する。また、ＣＰＵ１５０は、開閉弁９５の開閉制御を行う。

そして、ノズル検査によって不良ノズルが検出された場合などには、ＣＰＵ１５０がメンテナンスユニット１５等を駆動制御して、各種クリーニングを実行するようになっている。

次に、プリンター１１におけるクリーニング動作について説明する。
本実施形態のプリンター１１は、ドット抜けの要因となる各現象に対応すべく、クリーニング方法としてインク供給クリーニング、インク非供給クリーニング及びワイピングのうち何れかを選択するとともに、選択したクリーニングを実行する。

ここで、図１２に示すように、ドット抜けの要因となる気泡混入や目詰まり（ノズル２５の閉塞）、メニスカス位置の後退といった現象のうち、どの現象が発生しているかは、ノズル検査を実行して不良ノズルの分布を確認することで判別できる場合がある。例えば、Ｃａｓｅ１として、複数の不良ノズルが隣接し合って存在する場合（以下、このような状態を「群抜け」ということがある）には、インクカートリッジ２６の交換等に起因して、インク供給チューブ２７の上流側から比較的大きな気泡が混入したと推定される。

気泡が混入してノズル２５内が空洞になると、圧電素子４０が駆動されてもインクが噴射されずにドット抜けが生じる。また、気泡がバッファーとなって圧電素子４０の駆動に伴う圧力変動が適切に伝達されない振動圧力伝播阻害によってもドット抜けが生じることがある。Ｃａｓｅ１のように大きな気泡が上流側から混入した場合、不良ノズルは分岐流路３１やリザーバー３６、連通孔３８などの近くに出現することが多い。

また、Ｃａｓｅ２として、給紙口付近や用紙Ｐの端部が通過する位置付近に不良ノズルが局所的に分布している場合、搬送される用紙Ｐの端部に付いていた紙粉等の異物がノズル開口２５ａ付近に付着して目詰まりが生じていると推定される。所定サイズにカットされた用紙Ｐは、切断時に生じた紙粉が切断部となる端部に付着していることが多いため、給紙や搬送に伴う振動で用紙Ｐに付着していた紙粉がその周囲に飛び散るためである。

また、Ｃａｓｅ３として、ワイピングを行うと、ワイパー６７がノズル２５内に空気を押し込んでしまい、ノズル２５内に微少な気泡を生じてしまうことがある（図１１参照）。Ｃａｓｅ３の気泡はインクカートリッジ２６の交換等で混入する気泡と比較するとかなり小さく、ノズル２５付近に留まっていることが多い。こうした気泡の混入に伴うドット抜けはランダムに発生するため、偶然隣接し合って存在する場合もあるが、単数の不良ノズルが分散して存在することが多い。

また、Ｃａｓｅ４として、吸引クリーニング後に空間域Ｒを大気開放した衝撃でメニスカスが後退したり、ワイピング時にワイパー６７がメニスカスに接触してノズル２５内からインクが引き出されたりすると、ノズル２５内へのインク供給が間に合わずにドット抜けが生じることがある。Ｃａｓｅ４の場合、排出されたインク量によってメニスカスがノズル２５付近の段差部分に引っかかったりするので（図１１参照）、不良ノズルはランダムに発生する。

また、Ｃａｓｅ５として、プリンター１１を長期間使用しないまま放置していた場合にも、インクが変質したり、乾燥により増粘したりして、目詰まりが発生する。Ｃａｓｅ５の目詰まりは、ノズル開口２５ａ側から乾燥が進行するため（図１１参照）、全体的に複数の不良ノズルが出現することが多いが、ノズル２５毎に差があるためにランダムに発生する。また、インクの溶媒や溶質の種類によって乾燥や増粘の進行度合いに差があるため、目詰まりが発生しやすい色がある。例えば、顔料インクであれば、ブラック（Ｋ）で増粘による目詰まりが発生しやすい傾向がある。そして、インクの変質による目詰まりが発生した場合には、変質によって色差が発生することがあるので、インク供給クリーニングを実行して変質したインクを排出してしまうことが好ましい。

これに対して、Ｃａｓｅ１〜４の不良ノズルについては、インク自体に問題はないため、できるだけ排出（消費）しないことが望ましい。ただし、Ｃａｓｅ１のインクカートリッジ２６の交換に伴って混入する気泡はサイズが大きかったり、圧力付与機構２９よりも上流側にあったりしてインク非供給クリーニングでは排出しきれない場合があるため、インク供給クリーニングを実行することが好ましい。また、Ｃａｓｅ２〜５（特に、Ｃａｓｅ３〜５）の発生要因は、不良ノズルの分布だけで判別するのは難しい。

そして、Ｃａｓｅ１のインクカートリッジ２６の交換による気泡混入やＣａｓｅ５の放置に伴う目詰まりは、Ｃａｓｅ２〜４の現象に比べて発生頻度が低い。そのため、プリンター１１においては、インクを消費しなければ解消し難い現象についてのみ選択的にインク供給クリーニングを実行する一方、比較的頻度の高いその他の現象についてはインク消費を伴わないクリーニングを実行することで、クリーニングに伴うインク消費を抑制している。特に、本実施形態のようなラインヘッド式のプリンター１１はノズル２５数が多く、インク供給クリーニングに伴うインク消費量が嵩む。そのため、インク非供給クリーニングを選択的に実行することで、インク消費量を抑制しつつ、印刷品質を保持することができる。

次に、ＣＰＵ１５０によるクリーニング方法の選択処理について図１３を参照しつつ説明する。
図１３に示すように、制御装置１００がノズル検査実行命令を受け取ると、ノズル検査装置１０１がノズル検査を実行し、ＣＰＵ１５０がその検査結果に基づいてクリーニング方法（ワイピング、インク供給クリーニング及びインク非供給クリーニングのうち何れか）を選択する。すなわち、本実施形態のクリーニング方法においては、ワイピング、インク供給クリーニング及びインク非供給クリーニングのうち何れか選択する選択段階を備える。なお、ノズル検査は、プリンター１１の電源ＯＮ（電源投入）時、あるいは前回のクリーニング実施時から所定時間経過後の待機時、あるいはユーザーがノズル検査実行指示の操作を行った時など、所定のタイミングで実行される。

始めに、ステップＳ１１としてノズル検査が実行されると、ステップＳ１２として、ＣＰＵ１５０が必要量のインクが噴射されない不良ノズルがあるか否かを判断する。その結果、不良ノズルがなかった場合には、ＣＰＵ１５０がＮＯの判定を行って処理を終了する。一方、不良ノズルがあった場合には、ＣＰＵ１５０がＹＥＳの判定を行ってステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、ＣＰＵ１５０は、複数の不良ノズルが隣接し合って存在するか否かを判断する。そして、複数の不良ノズルが隣接し合って存在する場合には、ＣＰＵ１５０がＹＥＳの判定を行ってインク供給クリーニングを選択し、ステップＳ１４に進む。不良ノズルが隣接する「群抜け」が発生した場合、Ｃａｓｅ１の現象が発生していると推定されるためである。

ステップＳ１４において、ＣＰＵ１５０はインク供給クリーニングとして吸引クリーニング又は加圧クリーニングを実行する。吸引クリーニングを実行する場合にはＣＰＵ１５０がキャッピング装置４１のモーター５９、ポンプモーター９７及び開閉弁９５を駆動制御して、流体噴射ヘッド２４内のインクをノズル開口２５ａから排出させる。あるいは、加圧クリーニングを実行する場合には、ＣＰＵ１５０が加圧ポンプ２８のポンプモーター９６及び開閉弁９５を駆動制御して、流体噴射ヘッド２４内のインクをノズル開口２５ａから排出させる。

また、インク供給クリーニングの実行後には、メニスカスが乱れていることが多いため、ＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを選択してステップＳ１５に進む。そして、ステップＳ１５としてＣＰＵ１５０が圧力付与機構２９のモーター７９を駆動制御し、インク非供給クリーニングを実行してメニスカスを整えた後に、処理を終了する。

ステップＳ１３において、不良ノズルが１つしかない場合や、複数の不良ノズルがあってもそれらが隣接し合っていない場合には、ＣＰＵ１５０はＮＯの判定を行ってステップＳ１６に進み、ノズル検査を実行する直前（クリーニング実施前）のプリンター１１の動作に基づいてクリーニング方法を選択する。Ｃａｓｅ２〜５の発生要因は、不良ノズルの分布だけで判別するのは難しいためである。

具体的には、ステップＳ１６において、プリンター１１の直前の動作が電源ＯＮ（起動）又はインクカートリッジ２６の交換（着脱）であった場合には、ＣＰＵ１５０がインク供給クリーニングを選択してステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、ＣＰＵ１５０はインク供給クリーニング（吸引クリーニング又は加圧クリーニング）を実行する。その後、ＣＰＵ１５０はインク非供給クリーニングを選択してステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、ＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを実行してメニスカスを整えた後、処理を終了する。

また、ステップＳ１６において、プリンター１１の直前の動作がインク供給クリーニングであった場合には、ＣＰＵ１５０はインク非供給クリーニングを選択してステップＳ１５に進む。そして、ステップＳ１５においてＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを実行してメニスカスを整えた後、処理を終了する。

また、ステップＳ１６において、プリンター１１の直前の動作が印字（印刷処理）であった場合には、ＣＰＵ１５０がクリーニング方法としてワイピングを選択してステップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、ＣＰＵ１５０がワイピング装置４２のモーター６５，６９を駆動制御して、ワイパー６７でノズル形成面２４ａに付着した紙粉等を払拭するワイピングを実行する。

なお、ワイピング実行後にはノズル２５内に微少な気泡が押し込まれていることがある。そのため、プリンター１１の直前の動作がワイピング機構６１によるワイピングであった場合には、ＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを選択してステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、ＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを実行して、処理を終了する。

このように、本実施形態のプリンター１１は、ＣＰＵ１５０がノズル検査の検査結果やクリーニング実施前のプリンターの動作に基づいてクリーニング方法を選択的に実行することで、インク供給クリーニングの実施回数を必要最低限に抑制している。そのため、クリーニングに伴うインク消費が抑制される。

以上説明した実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを選択した場合には、インクの消費を抑制しつつ流体噴射ヘッド２４のクリーニングを実行することができる。すなわち、インクを消費するインク供給クリーニングの代わりにインク非供給クリーニングを選択的に実行することで、インクの消費を抑制しつつ、流体噴射ヘッド２４のクリーニングを行うことができる。

（２）電源投入時に不良ノズルがある場合、ノズル２５内に滞留していたインクが変質したことが不良の要因である可能性が高い。そのため、電源投入時の検査で不良ノズルが検出された場合にインク供給クリーニングを実行することで、ノズル２５内の変質したインクを排出することができる。

（３）ＣＰＵ１５０は、クリーニング実施前のプリンター１１の動作に基づいてクリーニングの方法を選択するので、状況に応じてインク非供給クリーニング及びインク供給クリーニングのうち何れかを選択的に実行することができる。

（４）プリンター１１の直前の動作がインクカートリッジ２６の着脱であった場合にはインク供給クリーニングを実行するので、インクカートリッジ２６の着脱に伴ってインク供給チューブ２７内に混入した大きな気泡をインクとともに排出することができる。

（５）インク供給クリーニングの実行後にインク非供給クリーニングを実行するので、インクの排出によって乱されたノズル２５内のメニスカスを整えることができる。
（６）ワイピングの実行後にインク非供給クリーニングを実行するので、ワイピングによって乱されたノズル内のメニスカスを整えたり、ノズル２５内に押し込まれた気泡を排出したりすることができる。

（７）圧力付与機構２９がインク供給チューブ２７内のインクに対して加圧を行うことで、ノズル２５からインクの一部を膨出させ、そのインクの膨出部分に混入している気泡をノズル開口２５ａの外側となる大気側に押し出すことができる。また、圧力付与機構２９が加圧と連続的に減圧を行うと、加圧に伴ってノズル２５から膨出した状態にあるインクをノズル開口２５ａからの落下等によって無駄に消費されないように流体噴射ヘッド２４内に引き戻すことができる。したがって、圧力付与機構２９によるインク非供給クリーニングによれば、インクの消費を抑制しつつ、気泡を排出することができる。

（８）加圧を短時間で行って気泡の排出性を確保するとともに、減圧時間Ｔｄを加圧時間Ｔａより長くすることで、ノズル開口２５ａからの気泡の引き込みを抑制することができる。

（９）圧力付与機構２９が圧力室７５の容積を減少させることで、減少した容積分のインクを押し出し、ノズル２５側に圧力を波及させることができる。また、減圧は圧力室７５の容積を増加させることで行うので、加圧のために減少させた容積を元に戻すことで、加圧と連続的に減圧を行うことができる。

（１０）加圧に伴ってノズル２５から気泡が排出されると、その分ノズル２５内に空隙が生じるが、減圧のために増加させる圧力室７５の容積を、加圧のために減少させる圧力室７５の容積よりも小さくすることで、空隙に起因するノズル抜けの発生を抑制することができる。

（１１）各ノズル２５の背圧を共通インク室３０で調整することで、ノズル２５のメニスカスを均一に整えることができる。例えば、インク非供給クリーニングの加圧や減圧に伴うインクの流動は、共通インク室３０を経由してノズル２５内に波及する。そのため、気泡が排出された一つのノズル２５内に空隙が生じた場合にも、加圧と減圧を繰り返すことで、その他のノズル２５との間で液面位置が揃えられる。そして、圧力付与機構２９はインク流路において共通インク室３０よりも上流側に設けられるので、流体噴射ヘッド２４数が増加した場合にも、構成が複雑にならない。

（１２）圧力付与機構２９が加圧を行う加圧時間Ｔａは０．０２５秒から０．２秒と非常に短時間であるので、ノズル２５の内壁に付着した気泡を引きはがして排出することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図１４〜図１８に基づいて説明する。
図１４に示すように、本実施形態のプリンター１１Ａのインク供給ユニット１４Ａにおいては、インク供給チューブ２７のインクカートリッジ２６と開閉弁９５との間に差圧弁８０が配置されている。また、開閉弁９５の下流側には圧力付与機構２９Ａが設けられている。

まず、圧力付与機構２９Ａについて説明する。
本実施形態の圧力付与機構２９Ａは、図１５に示すように、定形性を有する流路形成部材９１を有している。流路形成部材９１の左端にはインク供給チューブ２７と接続される接続部９２が設けられる一方、流路形成部材９１の右端にはインク供給チューブ２７と接続される接続部９３が設けられる。また、流路形成部材９１の上面側には平面視円形状の凹部９１ａが形成されている。そして、接続部９２内には、インク供給チューブ２７と凹部９１ａ内とを連通させる流入路９２ａが形成される。一方、接続部９３内には、インク供給チューブ２７と凹部９１ａ内とを連通させる流出路９３ａが形成される。

流路形成部材９１の凹部９１ａ内には、ピストン９４が摺動自在な状態で収容されている。ピストン９４の一端側（下端側）は圧力室７５の一壁面を構成する円盤形状の可動部９４ａを構成するとともに、ピストン９４の他端側（上端側）は円盤形状の受圧部９４ｂを構成する。そして、ピストン９４の可動部９４ａと流路形成部材９１の凹部９１ａとによって、圧力室７５が囲み形成されている。

流路形成部材９１の上面側と受圧部９４ｂの下面側との間には、ばねからなる付勢部材７６が配設されている。したがって、モーター７９が正方向に駆動してカム部材７７が同図における反時計回り方向に回動すると、ピストン９４の可動部９４ａが回転軸７８から離間する方向に移動する。すると、圧力室７５の容積が減少し、圧力室７５から押し出されたインクによってインク供給チューブ２７内のインクが加圧される。また、モーター７９が逆方向に駆動してカム部材７７が同図における時計回り方向に回動すると、付勢部材７６の付勢力でピストン９４の可動部９４ａが回転軸７８に近接する方向に移動する。すると、圧力室７５の容積が増加し、圧力室７５内に引き込まれるインクによってインク供給チューブ２７内が減圧される。

次に、差圧弁８０について説明する。
差圧弁８０は大気圧とインク圧との差圧を利用して開閉するダイアフラム式の自己封止弁で、インクカートリッジ２６と開閉弁９５との間に配置されている。また、プリンター１１Ａにおいては、インクカートリッジ２６（図示しないカートリッジホルダ）がラインヘッド１３よりも高い位置に設けられている。そのため、差圧弁８０によって流体噴射ヘッド２４内を−１ｋＰａ程度の負圧にしている。

図１６（ａ）に示すように、差圧弁８０は、定形性を有する流路形成部材８２を有している。流路形成部材８２の左端には上流側のインク供給チューブ２７と接続される接続部８３が設けられる一方、流路形成部材８２の右端には下流側のインク供給チューブ２７と接続される接続部８４が設けられる。また、流路形成部材８２の上面側には平面視円形状の凹部８２ａが形成されるとともに、凹部８２ａの内底面において中心から左方に偏心した位置には、円錐台形状をなす凸部８２ｂが一つ形成されている。そして、この凸部８２ｂの上端面に凹部８２ａ内への開口が形成されるように、接続部８３内には上流側のインク供給チューブ２７と凹部８２ａ内とを連通させる流入路８３ａが形成されている。一方、接続部８４内には、下流側のインク供給チューブ２７と凹部８２ａ内とを連通させる流出路８４ａが形成されている。

流路形成部材８２の上面側には、凹部８２ａの開口を封止するように可撓性を有するフィルム部材８５が撓みを有した状態で固着されている。また、フィルム部材８５の凹部８２ａ内に臨む内面側の略中央部には、凹部８２ａの開口面積よりも面積の小さい円板状の押圧板８６が固着されている。そして、フィルム部材８５と凹部８２ａとによって、圧力室８７が囲み形成されている。

圧力室８７内には、基台部８８と、この基台部８８に傾動自在に支持されたアーム部材８９と、アーム部材８９の一端側（左端側）を、凸部８２ｂ側に向けて付勢する付勢ばね９０とが収容されている。アーム部材８９は、常時は付勢ばね９０の付勢力を受けて、一端側が凸部８２ｂの上端面に設けられた流入路８３ａの開口を封止するとともに、他端側（右端側）が押圧板８６を上方に向けて押し上げた状態となっている。これにより、フィルム部材８５が圧力室８７の内容積を拡大する方向に撓み変位され、圧力室８７及びその下流域に位置する流体噴射ヘッド２４内は−１ｋＰａ程度の負圧となる。

また、流入路８３ａには、加圧ポンプ２８によってインクが加圧状態で供給されるとともに、常には付勢ばね９０の付勢力を受けたアーム部材８９の一端側によって、圧力室８７内への流入が抑制された状態となっている。そして、ノズル２５からの噴射又は流出によりインクが消費されると、圧力室８７内の負圧が増し、図１６（ｂ）に示すように、フィルム部材８５が付勢ばね９０の付勢力に抗して圧力室８７の内容積を減少させる方向に撓み変位する。すると、アーム部材８９の他端側が押圧板８６を介してフィルム部材８５に押圧されて傾動し、一端側が流入路８３ａの開口を開放するので、流入路８３ａを通じて圧力室８７内に加圧されたインクが流入する。

そして、インクの流入に伴って圧力室８７内の負圧が減少すると、アーム部材８９及びフィルム部材８５は再び付勢ばね９０の付勢力によって元の位置に復帰する。したがって、流体噴射ヘッド２４には消費量に応じたインクが供給されるようになっている。

次に、ＣＰＵ１５０によるクリーニング方法の選択処理について図１７及び図１８を参照しつつ説明する。
図１７に示すように、制御装置１００がノズル検査実行命令を受け取ると、ステップＳ２１としてノズル検査装置１０１がノズル検査を実行する。続いて、ステップＳ２２として、ＣＰＵ１５０が必要量のインクが噴射されない不良ノズルがあるか否かを判断する。その結果、不良ノズルがなかった場合には、ＣＰＵ１５０がＮＯの判定を行って処理を終了する。一方、不良ノズルがあった場合には、ＣＰＵ１５０がＹＥＳの判定を行ってステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３において、ＣＰＵ１５０は、複数の不良ノズルが隣接し合って存在するか否かを判断する。そして、複数の不良ノズルが隣接し合って存在する場合には、ＣＰＵ１５０がＹＥＳの判定を行ってインク供給クリーニングを選択し、ステップＳ２４に進む。不良ノズルが隣接する「群抜け」が発生した場合、Ｃａｓｅ１の現象が発生していると推定されるためである。ステップＳ２４において、ＣＰＵ１５０はインク供給クリーニングとして吸引クリーニング又は加圧クリーニングを実行する。

また、インク供給クリーニングの実行後には、メニスカスが乱れていることが多いため、インク供給クリーニングの実行後にはＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを選択してステップＳ２５に進む。ステップＳ２５において、ＣＰＵ１５０はインク非供給クリーニングを実行してメニスカスを整えた後に、処理を終了する。

一方、ステップＳ２３において、不良ノズルが１つしかない場合や、複数の不良ノズルが隣接し合っていない場合には、ＣＰＵ１５０がＮＯの判定を行ってインク非供給クリーニングを選択し、ステップＳ２５に進む。不良ノズルがランダムに存在する場合、Ｃａｓｅ２〜５のうち何れかの現象が発生していると推定されるためである。そして、ステップＳ２５において、ＣＰＵ１５０はインク非供給クリーニングを実行した後、処理を終了する。

なお、ノズル検査で「群抜け」が検出された場合のみインク供給クリーニングを行うことで、インクカートリッジ２６の着脱を要因とする場合に限らず、複数のノズル２５に亘る大きい気泡や比較的重度の目詰まりが発生している場合にインク供給クリーニングを選択的に実行することができる。一方、不良ノズルが隣接し合っていない場合には、比較的小さい気泡や軽微な目詰まりが要因であるので、インク非供給クリーニングでドット抜けを解消することができる。

また、ＣＰＵ１５０によるクリーニング方法の選択は、ノズル検査を契機とする場合と限らず、図１８に示すように、制御装置１００がクリーニング実行命令を受け取った場合に行うようにしてもよい。この場合には、制御装置１００がノズル検査実行命令を受け取ると、ステップＳ３１として、ＣＰＵ１５０が直前（クリーニング実施前）のプリンター１１の動作に基づいてクリーニング方法を選択する。

具体的には、ステップＳ３１において、直前のプリンター１１の動作が電源ＯＮ（起動）であった場合には、ステップＳ３２に進んで、ノズル検査装置１０１がノズル検査装置を実行する。続いて、ステップＳ３３において、ＣＰＵ１５０が必要量のインクが噴射されない不良ノズルがあるか否かを判断する。その結果、不良ノズルがなかった場合には、ＣＰＵ１５０がＮＯの判定を行って処理を終了する。一方、不良ノズルがあった場合には、ＣＰＵ１５０がＹＥＳの判定を行ってステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４において、ＣＰＵ１５０はクリーニング方法としてインク供給クリーニングを選択する。すなわち、電源ＯＮ後に不良ノズルが検出された場合、Ｃａｓｅ５のインクの変質による目詰まりが生じていると推定されるため、インク供給クリーニングを実行して変質したインクを排出する。また、インク供給クリーニングの実行後には、インクの排出で乱れたメニスカスを整えるため、ＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを選択してステップＳ３５に進む。そして、ステップＳ３５において、ＣＰＵ１５０がインク非供給クリーニングを実行し、その後、処理を終了する。

また、ステップＳ３１において、プリンター１１の直前の動作がインクカートリッジ２６の交換であった場合には、ＣＰＵ１５０がクリーニング方法としてインク供給クリーニングを選択してステップＳ３４に進む。ステップＳ３４において、ＣＰＵ１５０はインク供給クリーニングを実行する。また、その後、インクの排出で乱れたメニスカスを整えるため、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５において、ＣＰＵ１５０はインク非供給クリーニングを実行し、その後、処理を終了する。

また、ステップＳ３１において、プリンター１１の直前の動作が印字（印刷処理）であった場合には、ＣＰＵ１５０がクリーニング方法としてインク非供給クリーニングを選択してステップＳ３５に進む。インク非供給クリーニングを実行することで、紙粉等の異物がノズル２５内に侵入して堆積することを抑制するためである。ステップＳ３５において、ＣＰＵ１５０はインク非供給クリーニングを実行し、その後、処理を終了する。これにより、堆積した異物がインクの増粘に伴ってノズル２４内で固着し、目詰まりとなるのを予防することができる。

以上説明した実施形態によれば、上記（１）〜（５）及び（７）〜（１２）と同様の作用効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（１３）必要量のインクが噴射されない複数の不良ノズルが隣接し合って存在する場合にはインク供給クリーニングを実行するので、インクを供給しつつ、比較的重度の目詰まりを解消したり、複数のノズルに亘る大きな気泡を排出したりすることができる。一方、複数の不良ノズルが存在しても、それらが隣接し合っていない場合にはインク非供給クリーニングを実行するので、ノズル開口２５ａからインクを膨出した状態にさせることで、そのインクの膨出部分に混入している気泡をノズル開口２５ａの外側となる大気側に押し出すことができる。すなわち、インク非供給クリーニングを選択的に実行することで、ノズル内の小さな気泡をインクの消費を抑制しつつ排出することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・クリーニング方法としてワイピングを選択肢としなくてもよい。例えば、流体を受容する媒体として、紙粉のような異物が発生しにくいフィルムなどが用いられる場合や、増粘しにくい流体を噴射する場合には、ノズル２５の目詰まりが生じにくいので、ワイピングを行わなくてもよい。

・図１８に示すクリーニング方法の選択処理では、ステップＳ３１において、プリンター１１の直前の動作が印字（印刷処理）であった場合に、ＣＰＵ１５０がクリーニング方法としてワイピングを選択するようにしてもよい。

・不良ノズルの有無は、任意の方法で検査することができる。例えば、噴射されたインク滴が照射されたレーザー光を遮断するか否かで検査するようにしてもよいし、テスト印字を行ってユーザーの目視によってドット抜けの有無を検査するようにしてもよい。

・「群抜け」であるか否かの判断基準は、流体の種類やプリンター１１の構成等によって変化させてもよい。例えば、３つ以上の不良ノズルが隣接し合っている場合に「群抜け」であると判断するようにしてもよいし、所定範囲内に複数の不良ノズルが存在する場合に「群抜け」であると判断するようにしてもよい。あるいは、２つの不良ノズルが隣接し合っていても、その他に不良ノズルがなければインク非供給クリーニングを選択するようにしてもよい。

・インク供給クリーニングの実行後にワイピングを実行し、さらに、そのワイピング実行後にインク非供給クリーニングを実行するようにしてもよい。これにより、ワイピングによってノズル２５内に押し込まれた微少な気泡を排出することができる。

・クリーニング実行命令やノズル検査実行命令に基づく場合に限らず、電源投入時にノズル検査装置１０１がノズル検査を実行し、不良ノズルが検出された場合にはＣＰＵ１５０がインク供給クリーニングを選択及び実行するようにしてもよい。電源投入時に不良ノズルがある場合、ノズル２５内に滞留していたインクが変質したことが不良の要因である可能性が高い。そのため、電源投入時の検査で不良ノズルが検出された場合にインク供給クリーニングを実行することで、ノズル２５内の変質したインクを排出することができる。

・プリンター１１，１１Ａにおいて、開閉弁９５を開弁状態としてインク非供給クリーニングを実行してもよい。
・プリンター１１において図１７、図１８に示すクリーニング方法の選択を実行するようにしてもよいし、プリンター１１Ａにおいて図１３に示すクリーニング方法の選択を実行するようにしてもよい。

・圧力付与機構２９，２９Ａを備えない構成としてもよい。この場合には、キャッピング装置４１で短時間の吸引を実行することで、ノズル２５からインクの一部を膨出させることができる。また、ノズル２５からインクを膨出させた状態で空間域Ｒの負圧を解消すれば、膨出させたインクを消費することなく、ノズル２５内に戻すことができる。

・圧力付与機構は、圧力付与機構２９Ａのピストン９４を可動鉄心で構成するとともに、その周囲にソレノイドを設けるようにしてもよい。この場合には、ソレノイドに電流を流して磁界を発生させることにより、可動鉄心からなるピストン９４を移動させることができる。

・圧力付与機構が圧電素子を備え、圧電素子によって流体供給路の容積を変動させることで加圧や減圧を行うようにしてもよい。
・弾性変形可能なインク供給チューブ２７をカム部材７７で押し潰すことで加圧を行うようにしてもよい。この場合には、圧力付与機構が流路形成部材等を備えなくてもよいので、構成を簡素化することができる。

・共通インク室３０を備えず、例えばインク供給チューブ２７の一端側（基端側）がインクカートリッジ２６に接続される一方、他端側（先端側）が複数に分岐して流体噴射ヘッド２４に接続されるようにしてもよい。この場合には、基端側に圧力付与機構２９，２９Ａを設けてもよいし、分岐した先端側に圧力付与機構２９，２９Ａを設けてもよい。

・圧力付与機構は、共通インク室３０とリザーバー３６との間に設けてもよいし、リザーバー３６とキャビティ３９との間に設けてもよい。
・液体供給路を弾性変形しにくい剛体の管路から構成してもよい。この場合には、加圧工程における加圧や減圧工程における減圧に伴う圧力変動を、管路の弾性変形で吸収することなくノズル２５内に伝播させることができる。

・流路条件や噴射する流体を変更した場合には、摩擦抵抗や流路抵抗、粘性等が変化するので、インク非供給クリーニングにおける加圧インク量Ｖｄ、加圧時間Ｔａ及び減圧時間Ｔｄもそれぞれ適切な値に変更するのが好ましい。

・流体噴射ヘッド２４やノズル２５の数、ノズル列Ｎの列数などは任意に設定することができる。
・流体収容体は着脱式でないインクタンクを採用してもよい。

・長尺の流体噴射ヘッドを備えるフルラインタイプのラインヘッド式プリンターや、ラテラル式プリンター、あるいはシリアル式プリンターとして実現してもよい。
・上記実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化したが、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置を採用してもよく、微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む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用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。

１１，１１Ａ…流体噴射装置としてのプリンター、２４…流体噴射ヘッド、２４ａ…ノズル形成面、２５ａ…ノズル開口、２６…流体供給源及び流体収容体としてのインクカートリッジ、２７…流体供給路を構成するインク供給チューブ、６１…ワイピング機構、１０１…ノズル検査装置、１５０…選択手段として機能するＣＰＵ。

Claims (7)

1. 流体を噴射するノズル開口が複数設けられた流体噴射ヘッドと、
   該流体噴射ヘッド側に向けて流体供給源側から前記流体を供給する流体供給路と、
   前記流体噴射ヘッドのクリーニングの方法として、前記流体供給路を介して前記流体供給源側から前記流体を供給することなく前記流体噴射ヘッド内の前記流体を前記ノズル開口から膨出した状態にさせる流体非供給クリーニング及び前記流体供給路を介して前記流体供給源側から前記流体を供給しつつ前記ノズル開口から排出させる流体供給クリーニングのうち何れかを、前記クリーニング実施前の動作に基づいて選択する選択手段とを備えることを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記流体供給源は前記流体供給路の上流端に着脱可能に装着される流体収容体であり、
   前記選択手段は、前記流体噴射装置の直前の動作が前記流体収容体の着脱であった場合には、前記流体供給クリーニングを選択することを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
3. 前記選択手段は、前記流体噴射装置の直前の動作が前記流体供給クリーニングであった場合には、前記流体非供給クリーニングを選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体噴射装置。
4. 前記流体噴射ヘッドにおける前記ノズル開口が形成されたノズル形成面のワイピングを行うワイピング機構をさらに備え、
   前記選択手段は、前記流体噴射装置の直前の動作が前記ワイピング機構による前記ワイピングであった場合には、前記流体非供給クリーニングを選択することを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の流体噴射装置。
5. 必要量の流体が噴射されない不良ノズルの有無を検査するノズル検査装置をさらに備え、
   前記選択手段は、前記検査の結果に基づいて、複数の前記不良ノズルが隣接し合って存在する場合には、前記流体供給クリーニングを選択する一方、複数の前記不良ノズルが隣接し合っていない場合には、前記流体非供給クリーニングを選択することを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の流体噴射装置。
6. 前記ノズル検査装置は電源投入時に前記検査を実行し、
   前記選択手段は、前記電源投入時の前記検査で前記不良ノズルが検出された場合には、前記流体供給クリーニングを選択することを特徴とする請求項５に記載の流体噴射装置。
7. 流体を噴射するノズル開口が複数設けられた流体噴射ヘッドのクリーニングの方法として、
   前記流体噴射ヘッド側に向けて流体供給源側から流体供給路を介して前記流体を供給することなく前記流体噴射ヘッド内の前記流体を前記ノズル開口から膨出した状態にさせる流体非供給クリーニング及び前記流体供給路を介して前記流体供給源側から前記流体を供給しつつ前記流体噴射ヘッド内の前記流体を前記ノズル開口から排出させる流体供給クリーニングのうち何れかを、前記クリーニング実施前の動作に基づいて選択する選択段階を備えることを特徴とするクリーニング方法。

Images