JP5724221B2 - メンテナンス装置、液体噴射装置及びメンテナンス方法 - Google Patents

Description

本発明は、メンテナンス装置、液体噴射装置及びメンテナンス方法に関する。

従来から、媒体に対して液体を噴射する液体噴射装置の一種として、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、液体噴射ヘッドに形成されたノズルからインク（液体）を噴射することにより、記録用紙に記録を施すようになっている。

このようなプリンターでは、記録ヘッド内のノズルに気泡が混入すると、ドット抜けを生じて良好なインクの噴射ができなくなるため、記録品質が低下してしまう。そのため、記録ヘッドのノズルからインクや気泡を強制的に吸引して排出するクリーニングが実行されるようになっている。

ところで、気泡が混入したノズル内からインクや気泡を吸引するためには、良好にインクを噴射する正常なノズルからインクを吸引するのに足りる吸引力よりも大きな吸引力が必要となる。そのため、吸引によるクリーニング時には、正常なノズルから大量のインクが排出されることになり、多くのインクが無駄に消費されてしまうという問題があった。そこで、例えば特許文献１に記載されるように、クリーニング時におけるインクの消費を抑制するメンテナンス装置が提案されている。

すなわち、この特許文献１のプリンターでは、気体を透過するとともに所定の圧力で吸引することにより液体を透過可能な多孔性の膜を記録ヘッドのノズル形成面に密着させた状態で吸引クリーニングを行う。そして、記録ヘッドに付与する圧力を制御することによって吸引クリーニング時におけるインクの排出量を制限し、インクの消費量を抑制するようになっている。

特開２００５−１３８３１３号公報

ところで、特許文献１に記載のメンテナンス装置では、ノズル形成面に密着させる膜に形成された孔の径が記録ヘッドのノズル径よりも大きい場合には、膜の圧力損失がノズルの圧力損失よりも小さくなる。そのため、膜を介して記録ヘッドのノズル形成面に付与された吸引圧力は全てのノズルに均等にかかることによって正常なノズルからもインクが排出されてしまい、無駄なインク消費量が大きくなる。

一方、膜に形成された孔の径がノズル径よりも小さい場合には、吸引されたインクにより膜が濡れることによって膜の圧力損失がノズルの圧力損失よりも大きくなる。そのため、膜を介してノズル形成面に付与される吸引圧力が低下することによって気泡が混入したノズルから気泡を排出することが困難になるという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリーニングに伴う液体の消費を抑制しつつ、液体噴射ヘッドのノズルから気泡を確実に除去することができるメンテナンス装置、液体噴射装置及びメンテナンス方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のメンテナンス装置は、ノズル形成面に形成されたノズル開口から液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に設けられ、前記ノズル内の気泡を除去するメンテナンス装置であって、前記ノズル内の前記液体を前記ノズル開口から排出される方向に加圧する加圧手段と、前記ノズル開口を覆うように前記ノズル形成面に当接する当接面を有すると共に前記ノズルよりも圧力損失が大きい流路であって且つ前記当接面側からの気体の通過は許容する流路が形成された流路形成部材と、を備え、前記流路形成部材を前記ノズル形成面に当接させた状態で、前記液体噴射ヘッドの駆動により前記ノズルから前記液体を吐出させた後、前記加圧手段により前記ノズル内の前記液体を加圧する。

この構成によれば、ノズル形成面に流路形成部材の当接面を当接させた状態でノズル内の液体を加圧手段により排出方向に加圧すると、まず正常なノズルから流路形成部材に液体が排出される一方で、気泡混入したノズルからは気泡の分、排出が遅れる。しかし、流路形成部材の流路は液体が流入することによりノズル開口よりも圧力損失が大きくなるので、正常なノズルと対応する流路の液体の流れは規制される。そして、気泡が混入したノズル内の圧力損失の方が小さくなるのでノズル内の気泡と液体が排出されるようになる。すなわち、気泡が混入したノズル内の液体に対して加圧手段からの加圧力を集中させることができる。また、流路形成部材に形成された流路は気体の通過を許容する流路のため、気泡は通過し、液体は流路形成部材に付着して圧力損失が大きくなる。つまり、気泡が排出されると液体の流れは規制される。したがって、クリーニングに伴う液体の消費を抑制しつつ、液体噴射ヘッドのノズルから気泡を確実に除去することができる。また、加圧手段によるノズルからの液体の排出が行われる前段階で液体噴射ヘッドの駆動により液体を吐出可能なノズルから液体を吐出させることにより、流路形成部材における正常なノズルに対応する流路の流路抵抗を高めることができる。

本発明のメンテナンス装置は、前記流路形成部材の前記流路内から前記液体を吸引する吸引手段を更に備えた。
加圧手段では液体の流れは規制された状態となり流路形成部材に付着した液体を排出することができない。その点、この構成によれば、流路形成部材の流路内に残存する液体を吸引により容易に排出して流路形成部材をメンテナンスすることができる。

本発明のメンテナンス装置は、前記ノズル開口を囲うように前記液体噴射ヘッドに当接することにより前記ノズル形成面との間に閉空間域を囲み形成するキャップ部材を更に備え、該キャップ部材内に前記流路形成部材が配置される。

この構成によれば、流路形成部材がキャップ部材内に配置されているため、流路内に液体を含んだ流路形成部材を液体噴射ヘッドのノズル形成面に当接させた状態で、キャップ部材を液体噴射ヘッドに当接させて閉空間域を形成することができる。そのため、流路形成部材の流路内に含まれた液体によりノズル内を保湿でき、ノズルの乾燥を抑制することができる。

本発明のメンテナンス装置において、前記流路形成部材の前記当接面は、前記ノズル形成面との当接時に前記ノズル形成面との間に形成される隙間空間域の圧力損失が前記ノズルの圧力損失よりも大きくなるように構成されている。

この構成によれば、液体噴射ヘッドのノズル形成面と流路形成部材の当接面との間に隙間空間域が形成される場合であっても、液体噴射ヘッドのノズルから排出された液体が隙間空間域に入ることで圧力損失が大きくなり、隙間空間域を通過することを規制することができる。したがって、正常なノズルから加圧されて排出された液体を、隙間空間域から漏出させることなく、無駄に液体を消費することを抑制することができる。また、液体噴射ヘッドのノズル形成面や流路形成部材は、それらに僅かな変形があっても、それらを当接させたときには完全に当接せずに両者間には液体が入ると圧力損失が大きくなる隙間が許容されるので、成形不良で使用できなくなることもない。

上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、ノズル形成面に形成されたノズル開口から液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射ヘッドと、上記構成のメンテナンス装置と、を備える。

この構成によれば、液体噴射装置において、上記メンテナンス装置の場合と同様の作用効果を得ることができる。
上記目的を達成するために、本発明のメンテナンス方法は、ノズル形成面に形成されたノズル開口から液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドにおける前記ノズル内の前記液体を前記ノズル開口から排出される方向に加圧する加圧手段と、前記ノズルよりも圧力損失が大きい流路であって且つ気体の通過は許容する一方で前記液体の通過は規制する流路を有する流路形成部材とを備えたメンテナンス装置を用いる液体噴射装置のメンテナンス方法であって、前記ノズル開口を覆うように前記流路形成部材をノズル形成面に当接させる当接段階と、前記液体噴射ヘッドの駆動により前記ノズルから前記液体を吐出させる吐出段階と、該吐出段階の後に、前記加圧手段によって前記ノズル内の前記液体を加圧して前記ノズルから前記流路形成部材へ前記液体を排出させる液体排出段階と、を備えた。

この構成によれば、加圧手段によるノズルからの液体の排出が行われる前段階で液体噴射ヘッドの駆動により液体を吐出可能なノズルから液体を吐出させることにより、流路形成部材における正常なノズルに対応する流路の流路抵抗を高めることができる。したがって、正常なノズルからの液体の消費を更に抑制しつつ、大きな圧力を加えることなく液体噴射ヘッドのノズルから気泡を除去することができる。
本発明のメンテナンス方法においては、前記ノズル開口を囲うように前記液体噴射ヘッドに当接することにより前記ノズル形成面との間に閉空間域を囲み形成するキャップ部材であって、前記閉空間域に前記流路形成部材を有するキャップ部材を更に備え、前記液体排出段階の後に、前記流路形成部材の前記流路に前記液体を残留させた状態で、前記キャップ部材を前記液体噴射ヘッドのノズル形成面側に当接させる乾燥抑制段階と、を備えた。

実施形態におけるプリンターの概略平面図。 （ａ）,（ｂ）は加圧ポンプの動作を説明するための概略断面図であり、（ａ）は加圧前の状態を示す加圧ポンプの概略断面図、（ｂ）は加圧時の状態を示す加圧ポンプの概略断面図。 （ａ）はメンテナンス装置の構成を示す概略断面図、（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視平面図。 （ａ）〜（ｃ）は記録ヘッドに対するメンテナンス装置の作用を説明するための断面模式図であり、（ａ）は当接部材が記録ヘッドに当接した状態を示す断面模式図、（ｂ）は正常なノズルからのみインクが排出された状態を示す断面模式図、（ｃ）は内部に気泡が混入したノズルからインクが排出された状態を示す断面模式図。

以下、本発明を液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンターに具体化した実施形態を図１〜図４に従って説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいう場合は、特に説明がない限り、各図において矢印で示す「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいうものとする。

図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置としてのプリンター１１は、略矩形箱状を成す本体ケース１２を備えている。この本体ケース１２内の前方下部には、プラテン１３が主走査方向となる本体ケース１２の長手方向（図１において左右方向）に沿って設けられているとともに、このプラテン１３上には、図示しない紙送り機構により記録媒体としての記録用紙Ｐが副走査方向となる前後方向に沿って搬送されるようになっている。また、本体ケース１２内においてプラテン１３の上方には、プラテン１３の長手方向（左右方向）と平行に延びる棒状のガイド軸１４が架設されている。

このガイド軸１４には、キャリッジ１５が主走査方向（左右方向）に往復移動可能に支持されている。キャリッジ１５は、本体ケース１２の後側面に設けられた一対のプーリー１６間に掛装された無端状のタイミングベルト１７を介して、本体ケース１２の背面に設けられたキャリッジモーター１８に駆動連結されている。したがって、キャリッジ１５は、キャリッジモーター１８の駆動により、ガイド軸１４に沿って主走査方向に往復移動されるようになっている。

キャリッジ１５におけるプラテン１３と対向する下面側には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１９が搭載されている。一方、キャリッジ１５上には、液体としてのインクを一時貯留して記録ヘッド１９に供給するインク室２０が、プリンター１１に使用されるインクの種類（色など）に対応して複数個（本実施形態では４個）備えられている。

また、記録ヘッド１９の下面は、インクを噴射する複数のノズル２１（図３参照）のノズル開口２１ａが開口する水平なノズル形成面１９ａ（図３参照）になっている。ノズル形成面１９ａには、記録用紙Ｐの搬送方向である副走査方向（前後方向）に沿ってインクを噴射する複数のノズル開口２１ａが等間隔に離間した状態で配置されてなる複数のノズル列（図３参照）が、記録ヘッド１９の長手方向である主走査方向（左右方向）に一定間隔をおいて並列するように配置されている。そして、記録ヘッド１９は、プラテン１３上に給送された記録用紙Ｐが記録ヘッド１９の下方を通過するのにあわせてインクを噴射することにより、記録用紙Ｐの表面に対して記録を施すようになっている。

本体ケース１２内の一端側（図１において右端側）には、箱状のカートリッジホルダー２２が設けられている。カートリッジホルダー２２には、互いに異なる種類（色など）のインクを収容した複数個（本実施形態では４個）のインクカートリッジ２３が着脱可能に装着されるようになっている。

また、カートリッジホルダー２２には、一端がキャリッジ１５上の各インク室とそれぞれ接続された複数本（本実施形態では４本）のインク供給チューブ２４の他端がそれぞれ接続されている。カートリッジホルダー２２に各インクカートリッジ２３を装着した状態では、各インクカートリッジ２３がインク供給チューブ２４を介して各インク室２０と連通するようになっている。そして、記録などによる記録ヘッド１９からのインクの消費により、各インクカートリッジ２３内のインクが各インク供給チューブ２４及び各インク室２０を介して記録ヘッド１９に供給されるようになっている。

また、カートリッジホルダー２２の上方には、各インクカートリッジ２３に加圧空気を供給するためのポンプ２５が載置されている。このポンプ２５には、カートリッジホルダー２２に装着可能なインクカートリッジと同数（本実施形態では４本）の空気供給チューブ２６の一端が接続されているとともに、各空気供給チューブ２６の他端はカートリッジホルダー２２に接続されている。

各インク供給チューブ２４の途中位置には、加圧手段としての加圧ポンプ２７と開閉弁２８とがそれぞれ設けられている。開閉弁２８は、任意に開閉操作を行うことができる弁であるとともに、加圧ポンプ２７のすぐ上流側に設けられている。なお、開閉弁２８としては、電磁弁や機械的に動作する弁を採用することができる。

カートリッジホルダー２２とプラテン１３との間は、プリンター１１の電源オフ時や記録ヘッド１９をメンテナンスする場合にキャリッジ１５の待機場所となるホームポジションになっている。また、キャリッジ１５がホームポジションに配置されたときの下方となる位置には、記録ヘッド１９のクリーニングを行うためのメンテナンス装置２９が設けられている。メンテナンス装置２９は、記録ヘッド１９におけるノズル２１の乾燥を防止するとともに、インク供給チューブ２４内のインクを加圧ポンプ２７で加圧することでノズル２１から気泡などを排出させる加圧クリーニングを実行する際に用いられる。

まず、加圧ポンプ２７について説明する。
図２に示すように、加圧ポンプ２７は、定形性を有する流路部材３１を有している。流路部材３１の左端には上流側のインク供給チューブ２４と接続される第１接続部３２が設けられる一方、流路部材３１の右端には下流側のインク供給チューブ２４と接続される第２接続部３３が設けられている。また、流路部材３１の上面側には、平面視円形状の凹部３１ａが形成されている。そして、第１接続部３２内には、上流側のインク供給チューブ２４と凹部３１ａ内とを連通させる流入路３２ａが形成されている。一方、第２接続部３３内には、下流側のインク供給チューブ２４と凹部３１ａ内とを連通させる流出路３３ａが形成されている。

流路部材３１の上面側には、可撓性を有するフィルム部材３４が凹部３１ａ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３４の外面側の略中央部には、凹部３１ａの開口面積よりも小さい円板状の押圧板３５が固着されている。そして、フィルム部材３４と凹部３１ａとによって、圧力室３６が囲み形成されている。

圧力室３６内には、圧力室３６の内容積を拡大する方向にフィルム部材３４を付勢する付勢部材３７が配設されている。付勢部材３７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３５の上方には、押圧板３５に当接するカム部材３８が配置されている。カム部材３８は回転軸３９を介して支持されているとともに、第１モーター４０の駆動に伴って回転軸３９とともに回動するようになっている。

したがって、図２（ａ）に示す状態で第１モーター４０を正方向に駆動すると、カム部材３８が付勢部材３７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２（ｂ）に示すように、フィルム部材３４が圧力室３６の内容積を減少させる方向に変位するため、圧力室３６から押し出されたインクによって、インク供給チューブ２４内のインクが加圧される。そして、加圧ポンプ２７が加圧を行う際には、すぐ上流側に位置する開閉弁２８を閉弁状態とすることで、加圧の影響が開閉弁２８よりも下流側にのみ及ぶようにする。

次に、メンテナンス装置２９について説明する。
図３に示すように、メンテナンス装置２９は、上側が開口した有底略四角箱状のキャップ部材４１を備えている。キャップ部材４１の周壁４１ａ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４２が配置されている。

また、図３（ａ）,（ｂ）に示すように、キャップ部材４１の内部には、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａに対して上下方向で対向するように、ゴムなどの弾性部材により形成された平面視略矩形板状の当接部材４３が配置されている。当接部材４３の上面４３ａには、断面矩形状をなす複数の流路４４が記録ヘッド１９のノズル列と交差する方向（すなわち、主走査方向である左右方向）に沿って直線状に形成されている。すなわち、流路４４は当接部材４３において左右方向の両端が開口する溝状に形成されている。

そして、本実施形態では、各流路４４の流路断面積はノズル２１のノズル開口２１ａの開口面積よりも小さくなっている。つまり、流路４４の圧力損失とノズル２１の圧力損失とを比較した場合、流路４４の圧力損失の方がノズル２１の圧力損失よりも大きくなっている。したがって、ノズル２１から排出されて流路４４に流入したインクは、流路４４内においてノズル２１内を流動した場合よりも大きな流動抵抗を受けることになる。なお、そのように圧力損失を大きく設定された流路４４であっても、気体の通過は許容する。ちなみに、本実施形態の場合、ノズル開口２１ａの大きさは２０〜５０μｍであり、流路４４はこれより小さい溝なので、流路４４内にインクが流入しても溝にそって広がることはなく、細い溝に保持される。

また、当接部材４３は、キャップ部材４１の底壁４１ｂ上にコイルばね４５を介して支持されている。そして、本実施形態では、当接部材４３の上面４３ａはキャップ部材４１におけるシール部材４２の先端部よりも低い位置に配置されるように、コイルばね４５の非収縮状態時（通常時）の長さが設定されている。

さらに、図３（ｂ）に示すように、当接部材４３における長手方向（左右方向）の寸法は、キャップ部材４１の長手方向（左右方向）の寸法よりも短くなっている。そして、当接部材４３をキャップ部材４１内に配置した場合には、キャップ部材４１の周壁４１ａと当接部材４３の左右両側面とが離間している。すなわち、当接部材４３の左右両側面に開口している流路４４の両端が開放された状態になっている。

そして、当接部材４３は、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａに対して当接（接触）した状態では、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａに形成されている全てのノズル２１それぞれの開口を覆蓋するようになっている。なお、請求項の記載において「ノズル開口を覆う」とは、この状態を示している。ここで、記録ヘッド１９や当接部材４３が僅かに変形している場合には、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａと当接部材４３の上面４３ａとは密着した面接触状態とならず、ノズル形成面１９ａと上面４３ａとの間には隙間空間域ＣＳ（図４参照）が形成される。そして、この隙間空間域ＣＳはインクが流入した場合の圧力損失が、ノズル２１がインクを流動させる場合の圧力損失よりも大きくなるように、当接部材４３の上面４３ａが形成されている。このように、当接部材４３の上面４３ａは、ノズル形成面１９ａと当接する当接面として機能する。

また、キャップ部材４１における底壁４１ｂの略中央部には、キャップ部材４１からインクを排出するため排出管４６が下方に向かって突設されている。排出管４６には、吸引手段としてのチューブポンプ５１を構成する可撓性部材からなる排出チューブ４７の一端側（上流側）が接続されている。一方、排出チューブ４７の他端側（下流側）は廃インクタンク４８内に挿入されている。また、廃インクタンク４８内には、多孔質材料からなる廃インク吸収材４９が収容されている。

キャップ部材４１と廃インクタンク４８との間には、チューブポンプ５１が配置されている。チューブポンプ５１は、略円筒状をなすケース５２内に、排出チューブ４７の中間部と、ケース５２の軸線を中心に回転する回転体５３と、回転体５３の回転時にケース５２の内周面に沿って移動しながら排出チューブ４７を押圧可能な一対の押圧ローラー５４とを収容している。そして、回転体５３を正方向（図３（ａ）に実線矢印で示す時計回り方向）に回動させると、押圧ローラー５４が排出チューブ４７の中間部をキャップ部材４１側（上流側）から廃インクタンク４８側（下流側）へ順次押し潰しながら回動する。この回動により排出チューブ４７内の空気が追い出されて、チューブポンプ５１より上流側の排出チューブ４７の内部が減圧される。そして、キャップ部材４１内のインクが吸引される。また、回転体５３を逆方向（図２における反時計回り方向）に回動させると、排出チューブ４７内の減圧状態が解消されるようになっている。

また、メンテナンス装置２９は、キャップ部材４１を上下方向に昇降移動させるための昇降機構６１を備えている。昇降機構６１は、キャップ部材４１に下方から当接するカム部材６２と、カム部材６２を回動させるための第２モーター６３と、動力伝達機構６４とを備えている。そして、第２モーター６３を正方向に駆動させると、動力伝達機構６４を介してカム部材６２が回動されて、キャップ部材４１が上昇して当接部材４３がノズル形成面１９ａに当接するようになっている。

次に、上記のように構成されたプリンター１１の作用について、特に記録ヘッド１９のノズル２１から気泡を除去する場合の作用に着目して説明する。
プリンター１１においては、インクカートリッジ２３の交換時にインク供給チューブ２４内に気泡が混入したり、ノズル２１の開口からノズル２１内に気泡が混入したりすることによりドット抜けが生じたりする。こうしたドット抜けに起因する記録品質の低下を抑制するため、プリンター１１ではメンテナンス装置２９を用いて加圧クリーニングが実行される。

まず、加圧クリーニングが開始されると、プリンター１１は、キャリッジ１５をメンテナンス装置２９の上方域のホームポジションまで移動させて停止させる。そして次に、昇降機構６１がキャップ部材４１を上昇させてキャップ部材４１におけるシール部材４２の先端部をノズル形成面１９ａに対して当接させる。すると、ノズル形成面１９ａとキャップ部材４１との間に閉空間域Ｓが形成される。そして、その状態から昇降機構６１がキャップ部材４１を更に上昇させると、シール部材４２の先端部がノズル形成面１９ａに対して強く圧接するようになる。

すると、キャップ部材４１におけるシール部材４２がノズル形成面１９ａによって押し潰されるように上下方向に圧縮されるため、キャップ部材４１の底壁４１ｂがノズル形成面１９ａに対して接近する。その結果、図４（ａ）に示すように、当接部材４３がキャップ部材４１の底壁４１ｂ上にコイルばね４５を介して支持された状態で、ノズル形成面１９ａに形成されたノズル２１のノズル開口２１ａを覆うように、ノズル形成面１９ａに対して当接する（当接段階）。ここで、記録ヘッド１９や当接部材４３に僅かに変形がある場合には、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａと当接部材４３の上面４３ａとの間に隙間空間域ＣＳが形成される。

そして次に、当接部材４３が記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａに当接した状態で、記録ヘッド１９を駆動させる。すると、内部に気泡が混入していない正常なノズル２１（図４において両端のノズル）からそれぞれ対向する流路４４に向かってインクが吐出される（吐出段階）。このとき、流路４４はノズル２１よりも断面積が小さいので、正常なノズル２１から排出されたインクは、そのノズル２１が対応する流路４４を通過して排出されずに、その流路４４内に残留する。一方、気泡が混入しているノズルは記録ヘッド１９を駆動してもインクは吐出されないので、流路４４にはインクは流入しない。そのため、吐出されたインクが存在する流路４４における流路抵抗は、インクが存在していない流路４４における流路抵抗よりも大きくなる。

そして次に、開閉弁２８を閉弁状態にするとともに、加圧ポンプ２７を駆動して圧力室３６のインクを排出方向に押し出す。加圧ポンプ２７によって圧力室３６から押し出されたインクは、上流側へと流れることが抑制されて下流側となる記録ヘッド１９側に向かって流れる。そして、圧力室３６から押し出されたインクにより、インク供給チューブ２４及びインク室２０を介してノズル２１内のインクに対して圧力を付与する。すると、図４（ｂ）に示すように、まず、記録ヘッド１９に形成されたノズル２１のうちインクが排出されやすい正常なノズル２１（図４において両端のノズル）から、対向する各流路４４に向かってインクが排出される。

正常なノズル２１から排出されたインクは、各ノズル２１に対向する各流路４４内を両端の開口に向かって左右両方向に流れよう（通過しよう）とするが、その流路４４内は先の吐出段階で流入したインクが残留しているために流路４４の圧力損失が大きくなっている。そのため、この流路４４内を流動しようとするインクは流路４４の流路抵抗を受けるため、流路４４内を流れる（通過する）インク量が規制される。そのため、正常なノズル２１からのインクの排出が抑制される。

また、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａと当接部材４３の上面４３ａとの間に隙間空間域ＣＳが形成されている場合には、正常なノズル２１から排出されたインクは、隙間空間域ＣＳを、各ノズル２１を中心として円形状に流れて広がろうとする。しかし、この場合の隙間空間域ＣＳも、流路４４の場合と同様に、ノズル２１よりも隙間空間域ＣＳの圧力損失が大きくなるため、隙間空間域ＣＳを流れるインク量が規制されることにより正常なノズル２１からのインクの排出が抑制される。

ここで、ノズル２１内への加圧方法は定量加圧であるため、正常なノズル２１からのインクの排出が抑制されると、より圧力損失の小さい流路、すなわちまだインクを排出していない内部に気泡が混入したノズル２１（図４において真ん中のノズル）に対して加圧ポンプ２７により付与された加圧力が相乗的に集中する。その結果、図４（ｃ）に示すように、気泡が混入したノズル２１に対して高い圧力がかかるため、内部の気泡がインクとともに排出される（液体排出段階）。そして、ノズル２１から排出された気泡（気体）は、流路４４を通過して当接部材４３外に排出される。これらの点で、当接部材４３は、ノズル開口２１ａを覆うようにノズル形成面１９ａに当接する上面（当接面）４３ａを有するとともにノズル２１よりも圧力損失が大きい流路であって且つ気体の通過は許容する流路４４が形成された流路形成部材として機能する。排出されたインクは流路４４に流入するので、圧力損失が大きくなり全ノズルに亘ってインクの排出が抑制される。そして、開閉弁２８を開弁状態として、加圧クリーニングが終了する。

以上のように、記録ヘッド１９におけるノズル２１の加圧クリーニングが終了すると、昇降機構６１はキャップ部材４１を元の位置まで降下させる。その後、チューブポンプ５１を駆動させることにより、キャップ部材４１の内部空間域を空吸引する。すると、当接部材４３の各流路４４内に流入して残留したインクは、各流路４４の開口した両端から吸引されて廃インクタンク４８内に排出される。

また、記録ヘッド１９におけるノズル２１の加圧クリーニングが終了したのち、記録処理を開始（再開）するまでに時間が空く場合には、当接部材４３の各流路４４内にインクを残留させた状態でキャップ部材４１を記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａに当接させる。各流路４４内にインクが存在することにより、そのインクの保湿作用でノズル２１内のインクの乾燥を抑制することができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ノズル形成面１９ａに当接部材４３の上面４３ａを当接させた状態でノズル２１内のインクを加圧ポンプ２７により排出方向に加圧すると、まず正常なノズル２１から当接部材４３にインクが排出される一方で、気泡混入したノズル２１からは気泡の分、インクの排出が遅れる。しかし、当接部材４３の流路４４はインクが流入することによりノズル開口２１ａよりも圧力損失が大きくなるので、正常なノズル２１と対応する流路４４のインクの流れは規制される。そして、気泡が混入したノズル２１内の圧力損失の方が小さくなるのでノズル２１内の気泡とインクが排出される。すなわち、気泡が混入したノズル２１内のインクに対して加圧ポンプ２７からの加圧力を集中させることができる。また、当接部材４３に形成された流路４４は気体の通過を許容する流路のため、気泡は通過し、インクは当接部材４３に付着して圧力損失が大きくなる。つまり、気泡が排出されるとインクの流れは規制される。したがって、クリーニングに伴うインクの消費を抑制しつつ、記録ヘッド１９のノズル２１から気泡を確実に除去することができる。

（２）加圧ポンプ２７ではインクの流れは規制された状態となり当接部材４３に付着したインクを排出することはできない。しかし、当接部材４３の流路４４内に残存するインクをチューブポンプ５１による吸引によって容易に排出して当接部材４３をメンテナンスすることができる。

（３）当接部材４３がキャップ部材４１内に配置されているため、流路４４内にインクを含んだ当接部材４３を記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａに当接させた状態で、キャップ部材４１を記録ヘッド１９に当接させて閉空間域Ｓを形成することができる。そのため、当接部材４３の流路４４内に含まれたインクによりノズル２１内を保湿でき、ノズル２１の乾燥を抑制することができる。

（４）ノズル形成面１９ａと当接部材４３の上面４３ａとの間に形成される隙間空間域ＣＳの圧力損失はノズル２１が有する圧力損失よりも大きくなっている。そのため、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａと当接部材４３の上面４３ａとの間に隙間空間域ＣＳが形成される場合であっても、記録ヘッド１９のノズル２１から排出されたインクが隙間空間域ＣＳに入ることで圧力損失が大きくなり、隙間空間域ＣＳを通過することを抑制することができる。したがって、正常なノズル２１から加圧されて排出されたインクを、隙間空間域ＣＳから漏出させることなく、無駄にインクを消費することを抑制することができる。また、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａや当接部材４３は、それらに僅かな変形があっても、それらを当接させたときには完全に当接せずに両者間にはインクが入ると圧力損失が大きくなる隙間が許容されるので、成形不良で使用できなくなることもない。

（５）加圧ポンプ２７によるノズル２１からのインクの排出が行われる前段階で記録ヘッド１９の駆動によりインクを吐出可能なノズル２１からインクを吐出させることにより、当接部材４３における正常なノズル２１に対応する流路４４の流路抵抗を高めることができる。したがって、正常なノズル２１からのインクの消費を更に抑制しつつ、大きな圧力を加えることなく記録ヘッド１９のノズル２１から気泡を確実に除去することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・プリンター１１は、長尺の液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として実現してもよい。

・開閉弁２８を備えなくてもよい。
・流路４４は直線状のものに限らず湾曲していてもよい。また、流路４４はノズル列と交差する方向に形成されたものに限らず、ノズル列に沿って形成されてもよい。その場合には、ノズル２１の開口に対応する位置には形成しないことが望ましい。

・流路４４の形状は、断面矩形状のものに限らず、例えば断面Ｕ字状や断面Ｖ字状、断面半円形状など異なる形状であってもよい。
・流路４４は当接部材４３の上面に沿って形成される溝に限らず、メッシュ状やノズル径より小さい孔など当接部材４３の内部を透過するものであってもよい。また、当接部材４３は、ゴムなどの弾性部材に限らず、スポンジ、焼結樹脂、金属、メラミンフォーム、膜などで形成されていてもよい。

・加圧手段は加圧ポンプ２７に限らず、チューブポンプや電磁クラッチを利用したポンプなどであってもよい。
・当接部材４３は、コイルばね４５を介してキャップ部材４１内に配置されるものに限らず、コイルばね４５を介さずにキャップ部材４１内に配置されてもよい。また、当接部材４３をキャップ部材４１における開口の先端部に設けてもよい。

・昇降機構６１をメンテナンス装置２９の構成要素としなくてもよい。
・キャップ部材４１をメンテナンス装置２９の構成要素としなくてもよい。
・チューブポンプ５１をメンテナンス装置２９の構成要素としなくてもよい。

・上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンター１１に具体化したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用してもよい。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体、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、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる

ＣＳ…隙間空間域、Ｐ…記録用紙、Ｓ…閉空間域、１１…液体噴射装置としてのプリンター、１９…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、１９ａ…ノズル形成面、２１…ノズル、２１ａ…ノズル開口、２７…加圧手段としての加圧ポンプ、２９…メンテナンス装置、４１…キャップ部材、４３…流路形成部材としての当接部材、４３ａ…当接面としての上面、４４…流路、５１…吸引手段としてのチューブポンプ。

Claims (6)

1. ノズル形成面に形成されたノズル開口から液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に設けられ、前記ノズル内の気泡を除去するメンテナンス装置であって、
   前記ノズル内の前記液体を前記ノズル開口から排出される方向に加圧する加圧手段と、
   前記ノズル開口を覆うように前記ノズル形成面に当接する当接面を有すると共に前記ノズルよりも圧力損失が大きい流路であって且つ前記当接面側からの気体の通過は許容する流路が形成された流路形成部材と、を備え、
   前記流路形成部材を前記ノズル形成面に当接させた状態で、前記液体噴射ヘッドの駆動により、正常なノズルを駆動させた場合に該ノズルから吐出された液体が前記流路形成部材の前記流路に流入する前記液体の噴射動作を行わせた後、前記加圧手段により前記ノズル内の前記液体を加圧する
   ことを特徴とするメンテナンス装置。
2. 前記ノズル開口を囲うように前記液体噴射ヘッドに当接することにより前記ノズル形成面との間に閉空間域を囲み形成するキャップ部材を更に備え、該キャップ部材内に前記流路形成部材が配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のメンテナンス装置。
3. 前記流路形成部材において、該流路形成部材の前記流路は、複数の前記ノズルが形成するノズル列と交差する方向に延び、両端が開口する溝状に形成され、
   前記流路形成部材の前記当接面は、前記ノズル形成面との当接時に前記ノズル形成面との間に形成される隙間空間域の圧力損失が前記ノズルの圧力損失よりも大きくなるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のメンテナンス装置。
4. ノズル形成面に形成されたノズル開口から液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射ヘッドと、
   請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のメンテナンス装置と、を備えた
   ことを特徴とする液体噴射装置。
5. ノズル形成面に形成されたノズル開口から液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドにおける前記ノズル内の前記液体を前記ノズル開口から排出される方向に加圧する加圧手段と、前記ノズルよりも圧力損失が大きい流路であって且つ気体の通過は許容する一方で前記液体の通過は規制する流路を有する流路形成部材とを備えたメンテナンス装置を用いる液体噴射装置のメンテナンス方法であって、
   前記ノズル開口を覆うように前記流路形成部材をノズル形成面に当接させる当接段階と、
   前記液体噴射ヘッドの駆動により、正常なノズルを駆動させた場合に該ノズルから吐出された液体が前記流路形成部材の前記流路に流入する前記液体の噴射動作を行わせる吐出段階と、
   該吐出段階の後に、前記加圧手段によって前記ノズル内の前記液体を加圧して前記ノズルから前記流路形成部材へ前記液体を排出させる液体排出段階と、を備えた
   ことを特徴とするメンテナンス方法。
6. 前記ノズル開口を囲うように前記液体噴射ヘッドに当接することにより前記ノズル形成面との間に閉空間域を囲み形成するキャップ部材であって、前記閉空間域に前記流路形成部材を有するキャップ部材を更に備え、
   前記液体排出段階の後に、前記流路形成部材の前記流路に前記液体を残留させた状態で、前記キャップ部材を前記液体噴射ヘッドのノズル形成面側に当接させる乾燥抑制段階と、を備えた
   ことを特徴とする請求項５に記載のメンテナンス方法。

Images