(57)【要約】【課題】被噴射物に対して、例えば着色等のインク塗布を行う液体噴射装置、およびその噴射不良を回復する回復メンテナンス方法を提供する。【解決手段】バルブ選択手段９は、判断部７により判断された噴射不良になっているノズルの最近傍に位置する吸引口に接続されたバルブの開動作を優先的に行い、噴射不良のノズル数に応じて吸引ポンプ３の吸引力を可変制御して当該吸引口による吸引量を他の吸引口より多くすることで、液体噴射装置における噴射不良になっているノズルの回復メンテナンスを実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有し、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと、液体を吸引する複数の吸引口を有し、上記複数のノズルを覆うように設けられたキャップ部材と、各吸引口に連通路を介して吸引力を与える吸引ポンプと、連通路に設けられ、当該連通路を開閉する複数のバルブと、液体の噴射量を検出することで噴射不良になっているノズルを判断する安定噴射判断手段とを備えた液体噴射装置において、
各ノズルに直近する吸引口の情報を記憶している吸引口対応メモリと、
安定噴射判断手段から噴射不良になっているノズルの情報が入力されると、噴射不良になっているノズルに直近する吸引口の情報を吸引口対応メモリから読み込み、当該吸引口に接続された連通路のバルブを選択して開閉させるバルブ選択手段とを備えていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
上記吸引口対応メモリは、各ノズルに直近する各吸引口のバルブの開動作順序を記憶するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
上記バルブ選択手段は、噴射不良になっているノズルに直近する吸引口に接続された連通路のバルブに対して、優先的にその開閉を選択するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
上記吸引口対応メモリは、順次実施する各バルブの開動作における待ち時間を記憶するようになっていることを特徴とする請求項２または３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
上記吸引ポンプを駆動すると共に、吸引ポンプの吸引力および／または吸引時間を制御するポンプ駆動制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
上記ポンプ駆動制御手段は、上記安定噴射判断手段から入力される情報における噴射不良のノズル数に応じて、吸引力および／または吸引時間を制御するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
上記バルブ選択手段は、安定噴射判断手段により判断された噴射不良のノズル数が、予め定めた個数以上である場合に、バルブの開動作を制御するようになっていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の液体噴射装置の回復メンテナンス方法であって、
バルブ選択手段は、安定噴射判断手段により判断された噴射不良になっているノズルに直近する吸引口に接続された連通路のバルブの開動作を優先的に行い、噴射不良のノズル数に応じて、吸引ポンプの吸引力および／または吸引時間を制御して、当該吸引口による吸引量を他の吸引口よりも多くすることを特徴とする回復メンテナンス方法。
【請求項９】
安定噴射判断手段は、ノズル開口から噴射された液体によって光学式センサから照射された光が遮光されて変化する受光量を検出することによって、噴射不良になっているノズルの判断を行うことを特徴とする請求項８に記載の回復メンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被噴射物に対して、例えば着色等のインク塗布を行う液体噴射装置およびそれの噴射不良を回復する回復メンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液体噴射ヘッドを搭載して、被噴射物に対してインク等の液体を噴射して印刷処理を行う液体噴射装置は、液晶テレビのカラーフィルター製作に使用する等、生産装置として利用されることが多くなっている。
【０００３】
このような用途において、液体噴射ヘッドからの液体の噴射に異常が発生することは、多大な損失が発生するために避けなければならない。
【０００４】
液体の噴射の異常は、液体噴射ヘッドの内部に空気や固形物等の異物が混入することによって発生することが多い。このため、液体噴射ヘッドの内部に混入した空気や異物を除去するために、液体噴射ヘッドのノズル面をキャップ部材に押し当て、キャップ部材に設けられている吸引口から吸引動作をして強制的にノズルからインクを排出させ、インクと共に空気や異物を外部に除去する吸引メンテナンスが行われている。また、更に除去効果を高めるために、吸引口を複数設け、選択的にノズルの吸引動作を行う方法も提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１および特許文献３には、吸引キャップに複数の吸引口を設け、各吸引口からのチャンネル内のインクの流れを制御するメンテナンス機構が記載されている。すなわち、複数のバルブの開閉動作を所定の順に制御することにより、インク吸引に用いる吸引口を選択することができ、これによりヘッド各部におけるチャンネルに対するインク吸引力を必要に応じて変化させ、ヘッドにインクを速やかに導入すると共に、気泡や不良インクを効率よく除去するようになっている。
【０００６】
また、液体噴射ヘッドから良好に液体が噴射されているか否かを事前に判断する方法も各種提案されている。この中で、噴射された液体を直接観察する方法としては、レーザー等を用いた光学式センサから照射される光の光軸上に液体を噴射させ、その液体による遮光量の変化で噴射状態を判断する方法がある。この方法では、噴射した液体が正確に光軸を通って排出されるように、光軸の下に吸引ポートを設けている構成が提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献２には、チャンネルからの液滴が光路（光軸）上を通過するときの透過率を算出して、液滴の噴射安定性を評価する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２７２１４８号公報（２０００年１０月３日公開）
【特許文献２】特開２００７−１９０８６５号公報（２００７年８月２日公開）
【特許文献３】特開平７−３０４１９１号公報（１９９５年１１月２１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、複数のノズルを備えた液体噴射ヘッドは、一度に噴射できるエリアを拡大することができるといった理由で、ノズル数が３００個以上と多ノズル化されており、これに付随してヘッドの大きさ、すなわちノズル幅方向の長さが長くなった、いわゆる長尺ヘッドが開発されている。
【００１０】
このような長尺ヘッドでは、吸引メンテナンス時に吸引する際に、吸引口からノズルまでの距離がノズル毎に大きく異なってしまうため、ノズルからの良好な吸引メンテナンスを実施するには、従来技術でも挙げられているように複数の吸引口を備えることが望ましい。
【００１１】
一方、長尺ヘッドを生産装置に搭載した場合には、噴射不良になっているノズルに対して吸引メンテナンスを操作者が実施していると処理時間が長時間化してしまうため、自動で行えるようにする必要がある。吸引口が一個の通常の液体噴射装置では、噴射不良になっているノズルが存在することが検出されると吸引メンテナンスを実行するように処理プログラムを作成すればよい。
【００１２】
しかしながら、従来技術として複数掲げた技術においては、或るノズルで噴射の不安定性が検出されたときの吸引メンテナンスを自動で行うための手段等については何ら示されておらず、更には複数のノズルに対する複数の吸引口の関連付けや複数の吸引口の開閉動作、吸引ポンプの駆動方法等については開示されていない。
【００１３】
このため、或るノズルで噴射不良が検出されても、どの吸引口を使用して吸引メンテナンスを行えばよいかが判らない。更には、不良回復における効果的な吸引口の開閉動作、吸引力の与え方等の情報が装置に保持されていないので、自動で噴射不良になっているノズルの回復を行うことが困難となる。また、ノズルと吸引口との関連付けができないために、噴射不良になっているノズルの回復を行うための吸引動作時間を長くする必要が生じ、従って、インク等を無駄に消費してしまうことが生じてしまう。例えば、上記特許文献１にもＣＰＵによりバルブの開閉動作を制御することが記載されているが、どのノズルが噴射不良であるかに関わらず、決まった順序でバルブを開閉し、対応する吸引口を介してインクを吸引することになっている。
【００１４】
また、長尺ヘッドのインクの安定的な噴射を判断する判断手段の信頼性を高めるためには、噴射したインクが光軸を通って真下に落下することが必要である。これは噴射されたインクが真下に落下せずに斜めに落下してしまうと、落下角度によってレーザー光を遮光する時間が長くなったり、逆に遮光する時間が短くなったりすることにより、正常な噴射による遮光量が検出できず、噴射不良と誤判断してしまうためである。
【００１５】
従って、ノズルに対して、噴射されたインクが真下に落下することが重要となる。従来技術では、吸引口から吸引する構造であるものの、吸引口が一個だけなので、長尺ヘッドで端のノズルから噴射しているときには斜めに吸引されることになり、前述のようにレーザー光を斜めに遮光してしまい、正常な遮光量、すなわち噴射の安定性の検出ができなくなってしまう。
【００１６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、噴射不良になっているノズルの位置に応じて吸引動作が行えて、インクの使用量を抑え、噴射が不安定なノズルの回復動作を確実に行うことができる液体噴射装置およびそれの回復メンテナンス方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る液体噴射装置は、複数のノズルを有し、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと、液体を吸引する複数の吸引口を有し、上記複数のノズルを覆うように設けられたキャップ部材と、各吸引口に連通路を介して吸引力を与える吸引ポンプと、連通路に設けられ、当該連通路を開閉する複数のバルブと、液体の噴射量を検出することで噴射不良になっているノズルを判断する安定噴射判断手段とを備えた液体噴射装置において、各ノズルに直近する吸引口の情報を記憶している吸引口対応メモリと、安定噴射判断手段から噴射不良になっているノズルの情報が入力されると、噴射不良になっているノズルに直近する吸引口の情報を吸引口対応メモリから読み込み、当該吸引口に接続された連通路のバルブを選択して開閉させるバルブ選択手段とを備えていることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、検出された噴射不良になっているノズルに応じて回復メンテナンスのために吸引する最も効果的な吸引口を、複数の吸引口の中から選択することができる。従って、回復メンテナンスにおけるインクの使用量を抑え、吸引ポンプの流量が小さいものでも噴射不良になっているノズルの回復メンテナンスを確実にかつ自動で実施することができる。
【００１９】
また、安定噴射判断手段により噴射不良になっているノズルを判断する際に、ノズルから吸引口までの距離が長い場合は、液体が霧状になって舞うおそれがあるので、液体の噴射量の検出に影響を与えて、噴射不良になっているノズルの判断が不正確になる可能性が高くなる。そこで、上記構成のように、バルブ選択手段は、噴射しているノズルに直近する吸引口の情報を吸引口対応メモリから読み込み、当該吸引口に接続された連通路のバルブを選択して開き、吸引ポンプから吸引力を発生させ、噴射された液体が霧状になって舞うことがないように吸引する。これによって、各ノズルの噴射不良の判断を正確に行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係る液体噴射装置において、吸引口対応メモリは、各ノズルに直近する各吸引口のバルブの開動作順序を記憶するようになっていることが好ましい。
【００２１】
さらに、吸引口対応メモリに記憶された、各ノズルに直近する各吸引口のバルブの開動作順序として、バルブ選択手段は、噴射不良になっているノズルに直近する吸引口に接続された連通路のバルブに対して、優先的にその開閉を選択するようになっていることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、噴射不良になっているノズルに最近接する吸引口を最初に開け、その後、他の吸引口を開けるように制御することができる。従って、まず噴射不良になったノズルの直近の吸引口を開けて直接的な原因となっているノズル近傍の気泡や異物を取り除き、その後、他の吸引口を開けることでヘッド内部のインクの流れによる残留気泡や異物の浮遊はなくなり、残留気泡や異物があった場合にはその直近のノズルから排出することができる。つまり、噴射不良になっているノズルの回復メンテナンスを確実に行うことができると共に、残留気泡や異物をヘッド内部で浮遊させることなく、除去することが可能になる。
【００２３】
また、本発明に係る液体噴射装置において、吸引口対応メモリは、順次実施する各バルブの開動作における待ち時間を記憶するようになっていることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、直近の吸引口を開いた後に他の吸引口を開く時間（待ち時間）も記憶しているため、先に噴射不良になっているノズルの直近の吸引口を開けて直接的な原因となっているノズル近傍の気泡や異物を取り除き、その後、他の吸引口を開けることでヘッド内部のインクの流れによる残留気泡や異物の浮遊はなくなり、残留気泡や異物があった場合にはその直近のノズルから排出することができ、開閉操作処理をさらに容易に行うことができる。
【００２５】
また、本発明に係る液体噴射装置は、吸引ポンプを駆動すると共に、吸引ポンプの吸引力および／または吸引時間を制御するポンプ駆動制御手段をさらに備えることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、回復メンテナンスによる噴射不良になっているノズルの回復を確実に行うことができる。連続して噴射不良となっている複数のノズルに対して、吸引力を増やすことでノズル内部の気泡や異物を流出させることができる確率が高くなる。この場合、インクの使用量は多くなるので、噴射不良のノズル数や噴射不良の回数によって吸引力および／または吸引時間を制御することができる。
【００２７】
また、本発明に係る液体噴射装置において、ポンプ駆動制御手段は、上記安定噴射判断手段から入力される情報における噴射不良のノズル数に応じて、吸引力および／または吸引時間を制御するようになっていることが好ましい。
【００２８】
上記構成によれば、噴射不良のノズル数に応じて吸引力や吸引時間を可変とするので、多ノズルに亙って噴射不良が生じているような、ヘッド内部に大きな気泡あるいは異物が混入している場合に、吸引量を増やすことができるので、噴射不良になっているノズルの回復を確実に行うことができる。また、吸引力を増やすことは排出するインクの排出速度を高めることになるので、ヘッド内部の側壁にこびりついた異物も除去できる可能性が高くなり、噴射不良になっているノズルの回復の信頼性をより一層高めることができる。
【００２９】
また、本発明に係る液体噴射装置において、バルブ選択手段は、安定噴射判断手段により判断された噴射不良のノズル数が、予め定めた個数以上である場合に、バルブの開動作を制御するようになっていることが好ましい。
【００３０】
上記構成によれば、液体の使用量を抑えた効果的な回復メンテナンスを行うことができる。噴射不良になっているノズルが一個や二個程度であるならヘッド内に混入している気泡や異物は微量であることが考えられるので、例えばノズルからの噴射動作を繰り返し行うと回復することがある。ところが、複数のノズルが噴射不良であるとヘッド内に混入している気泡や異物は大量であることが考えられ、噴射動作だけでは除去できず、吸引メンテナンスが必要になる。従って、噴射不良のノズル数が、予め定めた個数以上である場合に、バルブの開動作を制御することにより、噴射不良を確実に回復させ、かつ液体使用量を抑えることができる。
【００３１】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る液体噴射装置の回復メンテナンス方法において、バルブ選択手段は、安定噴射判断手段により判断された噴射不良になっているノズルに直近する吸引口に接続された連通路のバルブの開動作を優先的に行い、噴射不良のノズル数に応じて、吸引ポンプの吸引力および／または吸引時間を制御して、当該吸引口による吸引量を他の吸引口よりも多くすることを特徴としている。
【００３２】
上記構成によれば、噴射不良になっているノズルに対する、ノズル開口側からの吸引動作による気泡および異物の排出を確実に行うことができる。
【００３３】
また、本発明に係る液体噴射装置の回復メンテナンス方法において、安定噴射判断手段は、ノズル開口から噴射された液体によって光学式センサから照射された光が遮光されて変化する受光量を検出することによって、噴射不良になっているノズルの判断を行うことが好ましい。
【００３４】
上記構成によれば、ノズルからの安定／不安定な噴射を判断する際に、噴射しているノズルの直近で吸引動作を行い、受光量を検出するので、正確に安定／不安定な噴射の判断を行うことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、回復メンテナンスにおけるインクの使用量を抑え、吸引ポンプの流量が小さいものでも噴射不良になっているノズルの回復メンテナンスを確実にかつ自動で実施することができる液体噴射装置およびそれの回復メンテナンス方法を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る液体噴射装置に対して行われる回復メンテナンスの方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る液体噴射装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図３】上記液体噴射装置が備えるキャップ部の概略の構成を示すものであり、（ａ）はキャップ部の上面図、（ｂ）はキャップ部の正面図、（ｃ）はキャップ部の側面図、（ｄ），（ｅ）はキャップ部の断面図である。
【図４】上記液体噴射装置における安定な噴射の判断の処理例を説明するための概略の斜視図である。
【図５】上記液体噴射装置が備える液体噴射ヘッドおよびキャップ部の概略の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３８】
（１）液体噴射装置の構成
図２は、液体噴射装置の概略の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、説明の便宜上、液体噴射ヘッドにノズルが三個設けられている場合を例に挙げることとする。
【００３９】
図２に示されるように、液体噴射装置は、インク等の液体を噴射する液体噴射ヘッド１、液体噴射ヘッド１における液体を噴射する部分（ノズル）と密着されるキャップ部２、キャップ部２を介して液体噴射ヘッド１から液体を吸引する吸引ポンプ３、キャップ部２と吸引ポンプ３との間の連通路３ａを開閉するためのバルブ４ａ，４ｂ，４ｃ、吸引ポンプ３で吸引した液体を収容する排液ビン５、液体噴射ヘッド１の噴射量を検出する検出部６と、検出部６の検出結果によって噴射不良が発生した部分（ノズル）を判断する判断部７とを含む安定噴射判断手段、液体噴射ヘッド１とキャップ部２との対応関係を記憶する吸引口対応メモリ８、複数のバルブから開閉するバルブを選択するバルブ選択手段９、選択されたバルブを開閉するバルブ開閉手段１０、および、吸引ポンプ３を駆動し、吸引力および／または吸引時間等を制御するポンプ駆動制御手段１１を備えている。
【００４０】
液体噴射ヘッド１は、液体を噴射する複数のノズル（ノズル列；図示せず）を備え、複数のノズルの開口から液体を噴射するものである。
【００４１】
キャップ部２は、液体噴射ヘッド１における複数のノズルの開口が形成された部分を覆うように、その部分の周囲に当接するようにして配置されている。
【００４２】
図３は、キャップ部２の概略の構成を示すものであり、（ａ）はキャップ部２の上面図、（ｂ）はキャップ部２の正面図、（ｃ）はキャップ部２の側面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｅ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００４３】
図３に示すように、キャップ部２は、液体噴射ヘッド１の、複数のノズルの開口が形成された部分と当接する接続部２１、接続部２１の外部に設けられて、キャップ部２と液体噴射ヘッド１との密着性を確保するためのキャップゴム２０、当該キャップゴム２０を保持すると共に液体の排出流路であるキャップ桶部２５を設けたキャップホルダ２２、キャップゴム２０の内側に敷かれており、ノズルの開口から排出した液体を受けるための吸収体２３、吸引口２ａ，２ｂ，２ｃにチューブ等の連通路３ａを接続するための継手２４ａ，２４ｂ，２４ｃ等で構成されている。
【００４４】
なお、図３（ａ）の上面図ではキャップ部２の構造を明らかにするために吸収体２３を省略して記載している。吸収体２３はスポンジ等のメッシュ状の樹脂もしくは金属フィルタである。キャップホルダ２２のキャップ桶部２５における、液体噴射ヘッド１と当接する面以外の面には、複数の吸引穴２６ａ，２６ｂ，２６ｃが形成されており、これら吸引穴２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、対応する吸引口２ａ，２ｂ，２ｃと連通している。これにより、キャップ桶部２５から吸引穴２６ａ，２６ｂ，２６ｃ、吸引口２ａ，２ｂ，２ｃ、連通路３ａおよび吸引ポンプ３を介して排液ビン５に至る液体の排出流路が形成されている。なお、キャップゴム２０は、キャップホルダ２２と共に一体成型されていてもよい。
【００４５】
図１に示すように、吸引ポンプ３は、キャップ部２の例えば下方に設置され、複数の吸引口２ａ，２ｂ，２ｃを介して、複数のノズルの開口から液体を吸引するようになっている。
【００４６】
バルブ４ａ，４ｂ，４ｃは、複数の吸引口２ａ，２ｂ，２ｃと吸引ポンプ３とを繋ぐ複数の連通路３ａにそれぞれ設けられており、外部から開閉制御可能な、例えば電磁弁等で構成されている。
【００４７】
排液ビン５は、吸引ポンプ３に接続され、バルブ４ａ，４ｂ，４ｃを選択的に開動作することで選択されたバルブに対応する吸引口から吸引ポンプ３で吸引された液体を収容するようになっている。
【００４８】
安定噴射検出手段の検出部６は、液体噴射ヘッド１のノズル列と平行でかつ噴射された液滴が通過する経路にレーザー光の光軸が位置するように取り付け調整された、例えば安定噴射センサ等を備えている。安定噴射センサは、直径１ｍｍ以下の小スポットのレーザー光を射出する発光部６ａと、当該レーザー光を受光して信号を判断部７に出力する受光部６ｂとを備えている。そして、ノズルの開口から液体が噴射されると、液体によってレーザー光が遮光されて受光部６ｂの受光量が変化するので、受光部６ｂは当該変化に応じた上記信号を安定噴射判断手段の判断部７に出力するようになっている。
【００４９】
安定噴射判断手段の判断部７は、受光部６ｂと接続されており、受光部６ｂで受光されるレーザー光の変化量に応じた上記信号によって液体の噴射が安定しているか否かを判断するようになっている。つまり、液体を噴射しているノズル毎に、対応するレーザー光の変化量を受光部６ｂから出力される信号の変化から求めて、当該ノズルの噴射の安定／不安定を判断するようになっている。そして、判断結果をノズル情報としてバルブ選択手段９に出力するようになっている。また、判断部７は、特定のノズルに対して、所定時間内に噴射不良と判断された回数も認識することができるようになっている。
【００５０】
吸引口対応メモリ８は、各ノズルに対応する吸引口の情報を記憶している。「各ノズルに対応する吸引口」とは、例えば、ノズルの直近に位置する（最近接の）吸引口のことであり、ノズル番号として、例えば図１で液体噴射ヘッド１の左側から順に１番，２番，３番，…と付けられている場合、これらのノズルに順に対応する吸引口が吸引口２ａ，２ｂ，２ｃ，…となる。そして、記憶している各ノズルに対応する吸引口の情報を、必要に応じてバルブ選択手段９に出力するようになっている。
【００５１】
バルブ選択手段９は、判断部７から入力される噴射不良のノズル情報を受けて、回復メンテナンスを実施するか否かを判断すると共に、どのノズルに対して回復メンテナンスを実施するかを決定する。また、回復メンテナンスの実行が決定されたノズルに対応する吸引口の情報を吸引口対応メモリ８から読み込み、その吸引口を開閉するバルブを駆動するように、バルブ開閉手段１０に指令（信号）を出力すると共に、ポンプ駆動制御手段１１に指令を出力する。さらに、バルブ選択手段９には、回復メンテナンスを行う場合において、回復メンテナンスの方式を決めるために、予め定めた噴射不良のノズルの基準数や、噴射不良と判断された基準回数が設定されて記憶されている。
【００５２】
バルブ開閉手段１０は、バルブ４ａ，４ｂ，４ｃの開閉駆動を行うようになっており、バルブ選択手段９から入力された指令によって、選ばれた吸引口に対応するバルブの開閉動作を行う。
【００５３】
ポンプ駆動制御手段１１は、吸引ポンプ３のＯＮ／ＯＦＦ駆動を行うようになっており、バルブ選択手段９から入力された指令によって吸引ポンプ３の駆動を行う。さらに、ポンプ駆動制御手段１１は、噴射不良になっているノズルの個数や、噴射不良と判断された回数に応じて、吸引ポンプ３の吸引力および／または吸引時間を制御するようになっている。
【００５４】
（２）液体噴射装置の回復メンテナンス
回復メンテナンスは、液体噴射ヘッド１およびキャップ部２が密着された状態で、吸引ポンプ３を駆動し、バルブ４ａ，４ｂ，４ｃを必要に応じて開き、キャップ桶部２５に吸引力を発生させ、ノズルの開口から液体を排出させることで行われる。つまり、この排出動作時に、液体の噴射を阻害するヘッド内部の気泡や異物を、液体と一緒に排出することで行われる。
【００５５】
図１は、液体噴射装置に対して行われる回復メンテナンスの方法を示すフローチャートである。
【００５６】
まず、噴射不良になっているノズルの有無を検出する（ステップＳ１）。このステップは、安定噴射検出手段、すなわち、検出部６の発光部６ａおよび受光部６ｂ、並びに判断部７で行われる。発光部６ａから発せられたレーザー光を遮光するように液体噴射ヘッド１のノズルから液体を噴射させ、受光部６ｂに受光されるレーザー光の受光量によって、安定して噴射されているか噴射不良になっているかを判断する。例えば、受光量が液体噴射の未実行時および液体噴射の実行時で一定の変化を示すときには、当該ノズルから液体が安定して噴射されていると判断する。一方、受光量が液体噴射の未実行時および液体噴射の実行時で変化しなければ、当該ノズルからは液体が噴射されておらず、噴射不良と判断する。さらに、受光量が液体噴射の未実行時に比べて液体噴射の実行時に極端に変化している場合も、ノズル開口周辺が激しく汚損していることが考えられ、噴射不良と判断する。但し、安定して噴射されているときの受光量（判断基準となる値）は、噴射ばらつきの許容値、検出部６の出力誤差等を勘案して、予め決めておけばよい。
【００５７】
噴射不良になっているノズルの有無は、全てのノズルあるいは使用するノズルについて行われ、ノズル毎に噴射不良が発生したかどうかが検査される。
【００５８】
また、ステップＳ１において、安定噴射判断手段の判断部７により、特定のノズルに対して、所定時間内に噴射不良と判断された回数も認識する。
【００５９】
ここで、安定噴射検出手段の検出部６および判断部７による噴射の安定性の判断は、複数の吸引口を活用することで、効果的に実行される。以下、図４を参照しながら、本実施形態における噴射の安定性の判断に係る具体的な処理例を説明する。
【００６０】
図４は、液体噴射装置における噴射の安定性の判断にかかる処理例を説明するための概略の斜視図である。図４に示すように、安定噴射検出手段の検出部６の発光部６ａ、受光部６ｂは、光軸６ｃがキャップ部２の吸引口２ａ，２ｂ，２ｃの列と平行になるように、かつ、光軸６ｃが液体噴射ヘッド１のノズル列と平行になるように配置されている。これにより、液体を噴射するノズルを切り替えても、液体噴射ヘッド１の位置を移動させることなく、噴射の安定性の判断を行うことができる。
【００６１】
そして、図４に示すように、噴射の安定性の判断を実施しているノズルの直近の吸引口２ａからの吸引を行うようにバルブ４ａを開き、吸引ポンプ３を駆動することで、キャップ部２の周辺には吸引口２ａに向かう空気の流れを起こすことができるので、噴射された液体（液滴）３０が吸引口２ａに流れ込む。従って、噴射された液体３０は光軸６ｃを遮りながら吸引口２ａに吸い込まれていくので、噴射の安定性の正確な判断をすることができる。
【００６２】
ここで、噴射された液体３０はキャップ部２に落下するが、ノズル開口から落下面（キャップ桶部２５）までの距離は、その間にレーザー光の光軸６ｃを通しているため、着色等のインク塗布を行う実際の使用時よりも長くなっている。噴射される液体は数ｐｌ（ピコリットル）程度のごく微量であり軽量であるため、上記距離が長くなればなる程、僅かな空気の流れ等によって霧状となり、空中に舞ってしまう。それゆえ、霧状となって舞ってしまった液体がレーザー光を遮ってしまうと、正常な遮光量（受光量）を検出することができなくなり、正常に安定した噴射ができているノズルであっても噴射不良と判断してしまうおそれや、逆に、噴射不良になっているノズルを正常に安定していると判断してしまうおそれもある。
【００６３】
これを防ぐためには、キャップ部２における液体の落下面を吸引して、噴射される液体が舞わないようにすることが有効となる。ところが、長尺ヘッドにおいては、吸引口とノズル開口との距離が離れていると、液体が斜め方向に吸引されることになり、従ってレーザー光を斜めに遮っていくことになるので、前記と同様に、正常な遮光量（受光量）を検出することができなくなってしまう。
【００６４】
例えば、噴射される一滴の液体（液滴）の体積は５ｐｌ程度と微小であるので非常に軽く、液体の落下面までの距離が数ｍｍであれば、容易に霧状となり、空中に舞ってしまう。霧状となって舞ってしまうと、それによりレーザー光を遮ることになるので噴射の安定性の判断を誤る（誤検出する）おそれがある。検出部６（発光部６ａ，受光部６ｂ）を使用する場合には、レーザー光の光軸６ｃをノズルと液体の落下面との間に通す必要があるため、ノズルから液体の落下面までの距離は数ｍｍになってしまい、噴射される液体が舞わないようにする必要がある。
【００６５】
従来技術では、液体の落下面に一個の吸引口を設けて吸引するものがある。しかしながら、ノズル数が多いいわゆる長尺ヘッドになると、一個の吸引口だけではノズルから吸引口までの距離が長くなり、液体が噴射方向から逸れて斜め方向に吸引されてしまう。
【００６６】
また、一個の吸引口のみで吸引している状態では、その直近のノズルから集中的にインクが流出し易い状態になるので、ヘッド内部において吸引口から遠いノズルから吸引口の直近のノズルへのインクの流れが起こる。ヘッド内部には微小な気泡や異物が残っていることもあり、上記インクの流れが起こるとこの流れに乗ってこの気泡や異物が浮遊することになる。ヘッド内部の気泡や異物はノズルの噴射不良の主原因であり、最も除去しなければならないものである。従って気泡や異物がヘッド内部で長距離を浮遊することは好ましくない。
【００６７】
これに対して、本発明においては、複数の吸引口において、液体を噴射しているノズルの直近に位置する吸引口を吸引口対応メモリ８から読み込み、吸引口２ａ，２ｂ，２ｃのうち直近の吸引口に接続されたバルブを開き、吸引ポンプ３を駆動して吸引力を発生させる。このため、ノズルから吸引口までの距離が短いので、噴射された液体３０を舞わないようにして吸引することができる。従って、光軸６ｃには噴射された液体３０のみが通過することになり、先に噴射された液体が霧状となって舞うことを防げることができるので、噴射の安定性の正確な判断を行うことができる。
【００６８】
次に、図１に示すように、噴射不良が発生したノズルの情報に従って液体噴射ヘッド１への回復メンテナンスを実行するか否かを判断する（ステップＳ２）。この判断は、バルブ選択手段９で行われ、安定噴射判断手段の判断部７から噴射不良が発生したノズルの情報を受け、噴射不良になっているノズルに対して回復メンテナンスを実行するか否かを判断すると共に、さらに、噴射不良になっているノズルのうち、どのノズルに対して回復メンテナンスを実行するかを判断する。
【００６９】
判断部７から入力されたノズル情報により、噴射不良になっているノズルが存在しない、もしくは使用していないノズルが噴射不良であると判断された場合には、液体噴射ヘッド１に対する回復メンテナンスを実行しないと判断し（ステップ２のＮＯ）、何もしないでフローを終了する。
【００７０】
一方、判断部７から入力されたノズル情報により、噴射不良になっているノズルが存在し、かつ使用しているノズルが噴射不良であると判断された場合には、回復メンテナンスを実行すると判断する（ステップＳ２のＹＥＳ）。
【００７１】
回復メンテナンスを実行すると判断された場合に、バルブ選択手段９は、さらに、回復メンテナンスの方式を決めるために、予め定められた噴射不良のノズル数（判断基準となる個数）と、判断部７により判断された噴射不良のノズル数とを比較して、つまり、噴射不良になっているノズルの個数によって、回復メンテナンスの方式を判断する（ステップＳ３）。すなわち、判断部７により判断された噴射不良になっているノズルの個数が、バルブ選択手段９に予め定められた基準の個数未満である場合には、液体噴射ヘッド１に対して噴射方式で回復メンテナンスを実行すると判断し、噴射動作を実行する（ステップＳ４）。一方、判断部７により判断された噴射不良になっているノズルの個数が、バルブ選択手段９に予め定められた基準の個数以上である場合には、液体噴射ヘッド１に対して回復方式で回復メンテナンスを実行すると判断し（ステップＳ５）、回復動作を実行する（ステップＳ６〜Ｓ１０）。
【００７２】
より詳細に説明すると、噴射不良になっているノズルが一個や二個といった少数の場合には、噴射不良の原因である液体噴射ヘッド１内に混入した気泡や異物はごく微量であることが多いので、噴射動作を繰り返し実施することによって排出できる可能性が高く、また、そのほうが液体の使用量を抑えることができる。従って、噴射不良になっているノズルの個数が少ない場合には、バルブ選択手段９により液体噴射ヘッド１に対して噴射動作を行うように判断される。つまり、噴射動作の実行を選択して、液体噴射ヘッド１における噴射不良になっているノズルの回復メンテナンスを行う。
【００７３】
噴射動作の実行とは、液体噴射ヘッド１に対して噴射動作を多数回（例えば、数千回程度）行わせるもので、液体噴射しても噴射された液体によって装置が汚れないように、例えばキャップ部２を液体噴射ヘッド１に当接させた状態で連続的に噴射動作を行わせるものである（ステップＳ４）。このときには、全てのバルブ４ａ，４ｂ，４ｃを開け、吸引ポンプ３を駆動させることが望ましい。これにより、噴射した液体が霧状になって舞うことなく排液ビン５に吸い込まれる。
【００７４】
一方、噴射不良になっているノズルの個数が多い場合には、噴射される液体量および回復効果を考慮して、バルブ選択手段９により液体噴射ヘッド１に対してステップＳ６〜Ｓ１０の回復動作を行うように判断される。これにより、液体噴射ヘッド１における噴射不良になっているノズルの回復メンテナンスが行われる。
【００７５】
回復動作は、液体噴射ヘッド１のノズル開口に対して外部から吸引力を与えて、液体噴射ヘッド１内の液体を強制的に排出させるもので、その際に一緒に液体噴射ヘッド１内の気泡や異物を排出することで噴射不良を回復させるものである（ステップＳ６〜Ｓ１０）。
【００７６】
噴射不良になっているノズルが何個以上の場合に回復動作を実行するかは、本実施形態のように、例えば液体噴射ヘッド１に設けられたノズルの個数に応じて、バルブ選択手段９にて予め設定しておけばよい。あるいは、噴射不良になっているノズルが何個以上の場合に回復動作を実行するかの判断に用いられる当該噴射不良になっているノズルの基準個数は、安定噴射判断手段の判断部７に予め設定しておいてもよい。従って、判断部７にて予め定めた噴射不良のノズルの基準個数と実際に噴射不良と判断されたノズルの個数とを比較し、その比較結果をバルブ選択手段９に出力し、バルブ選択手段９はさらにその比較結果を読み込んで、回復メンテナンスの方式を判断するように設計することもできる。
【００７７】
なお、上記噴射動作の実行に必要な液体の使用量は、一個のノズル当たり一回の噴射量を５ｐｌ、ノズルの個数を三百個、噴射回数を千回とすれば、０．００１５ｃｃである。一方、上記回復動作の実行に必要な液体の使用量は、吸引ポンプ３の駆動時間等にもよるが、発明者らの実験では０．２ｃｃ程度である。従って、両動作の液体の使用量には１００倍以上の差があるため、噴射不良になっているノズルの個数によって処理（回復メンテナンス）の方法を選択することは、液体の使用量の削減において有効な手段と言える。特に、生産装置等に使用される液体は高価であるため、コストダウンの面からも効果的である。
【００７８】
続いて、図１に示す回復動作の動作フロー（ステップＳ６〜Ｓ１０）について説明する。
【００７９】
まず、自動ステージ（図示せず）等の移動機構を使用して、液体噴射ヘッド１のノズル開口をキャップ部２の接合部２１に押し当てるキャップ動作を行う（ステップＳ６）。これにより、ノズル開口はキャップ桶部２５およびキャップゴム２０に囲まれて、外部と遮断される。
【００８０】
次に、ノズルに対して吸引力を与えるために開くバルブを選択する（ステップＳ７）。本実施形態においては、バルブ４ａ，４ｂ，４ｃから選択する。この選択は、バルブ選択手段９で行われ、判断部７から入力されるノズル情報によって特定されるノズル（噴射不良となっているノズル）に対応する吸引口に繋がっているバルブを選択するもので、吸引口対応メモリ８に記憶されているノズルに対する吸引口の情報から、噴射不良となっているノズルに対応する吸引口を特定するものである。ノズルに対する吸引口の情報は、回復メンテナンスをする際に、最も効果的に回復動作をすることができる吸引口を示した情報であり、例えばノズルに対して最も近い位置に存在する吸引口を示す情報である。吸引口が判れば、それに対応するバルブが自ずと判る。
【００８１】
なお、噴射不良になっているノズルが複数存在する場合には、バルブ選択手段９で予めノズル番号の小さいノズルから処理すること等を決めておけばよい。
【００８２】
次に、選択されたバルブを開く処理を行う（ステップＳ８）。つまり、バルブ選択手段９から、バルブ開閉手段１０に対して開動作させるバルブに対する開指令が出力される。バルブ開閉手段１０は、その指令を受けて、指定されたバルブを開く。これによってノズル開口から吸引ポンプ３を介して排液ビン５に至るまで、図２に示す連通路３ａによる排出流路が形成される。
【００８３】
その後、バルブ選択手段９から、ポンプ駆動制御手段１１に対して吸引ポンプ３を駆動させる指令が出力される。ポンプ駆動制御手段１１は、その指令を受けて、吸引ポンプ３を駆動させる（ステップＳ９）。このとき、ポンプ駆動制御手段１１は、バルブ選択手段９を介して安定噴射判断手段の判断部７から入力された噴射不良になっているノズルの個数や、噴射不良と判断された回数等の情報によって、吸引ポンプ３の吸引力および／または吸引時間を最適な値に制御する。例えば、噴射不良になっているノズルの個数が多い場合や、特定のノズルに対して連続して噴射不良と判断された回数が多い場合は、吸引力を増強したり、吸引時間を長くしたりすることによって、ノズル内部の気泡や異物を流出させる効果を高くする。
【００８４】
つまり、吸引ポンプ３の駆動においては、指令と共にその吸引力がバルブ選択手段９によって設定される。バルブ選択手段９によって吸引力を設定することで、例えば、多数のノズルが同時に噴射不良になっている場合等には、吸引力をより高く設定することが可能になる。それゆえ、液体噴射ヘッド１の内部の気泡や異物を除去する効果がより高くなり、全体的に、回復動作に関わる時間の短縮、液体の使用量の削減を実現することができる。
【００８５】
なお、吸引力の設定に代わって吸引時間を設定できるようにしておくことも、上記同様の削減効果が得られるので、有効な手段である。さらに、吸引力および吸引時間を両方設定できるようにしておくことが、より好ましい。
【００８６】
吸引ポンプ３を駆動させると、キャップ桶部２５に吸引力が働き、ノズル開口から液体が吸引される。このとき、噴射不良になっているノズルの回復に最も効果的な、例えば当該ノズルの直近の吸引口から液体が吸引される。つまり、当該吸引口近くのノズルからより多くの液体が吸引されることになるので、噴射不良になっているノズルを確実かつ正確に回復させることができ、かつ、液体の消費量を少なくすることができる。
【００８７】
吸引ポンプ３を所定の吸引力で所定時間駆動させて停止させた後、バルブ選択手段９から、バルブ開閉手段１０に対して閉動作させるバルブ（ステップＳ７で選択されたバルブ）に対する閉指令が出力される。バルブ開閉手段１０は、その指令を受けて、指定されたバルブを閉じる（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ８とステップＳ９との動作を逆の順に行っても、同じ効果を得ることができる。
【００８８】
噴射不良になっているノズルが存在し、何らかの回復メンテナンスを行った場合には、再度、ステップＳ１に戻って噴射不良になっているノズルの有無を検出し、液体噴射装置として例えば着色等のインク塗布を行うことについて問題がなくなるまで、ステップＳ１〜Ｓ１０を繰り返す。そして、噴射不良になっているノズルが存在しない、もしくは使用していないノズルが噴射不良であると判断された場合に、フローを終了する。
【００８９】
ノズルと吸引口との対応関係は１対１に限らず、例えば、一個のノズルに対して複数の吸引口が対応する場合もある。例えば、互いに隣接する吸引口の中間に位置するノズルの場合には、一個のノズルに対して二つの吸引口が対応することになる。従って、ノズルの配設位置に応じて、ノズルと吸引口とを１対１の対応関係にするのではなく、１対２等の対応関係にすることも有効である。
【００９０】
さらに、一個のノズルに対して複数の吸引口を対応させ、かつ、その開閉順序、開動作の待ち時間を設定することもできる。例えば、端の吸引口（吸引口２ａあるいは吸引口２ｃ）を選択して吸引動作を行うと、吸引力が強くなりすぎて直近のノズルからの液体の排出が多大となり、液体流路からの排出だけにとどまらず、液体噴射ヘッド１内部の他のノズル側からも直近のノズル側へ液体が移動してしまう。従って、他のノズル（直近ではないノズル）の液体が無くなるため、ノズルから気体（空気）が流入してしまい、他のノズルが新たに噴射不良になってしまう。この現象は、特にキャップ桶部２５の複数の吸引口２ａ，２ｂ，２ｃ間を隔てる隔壁やリブを設けた、吸引口のノズルに対する指向性を高めたような構造を採用した場合に発生し易い。
【００９１】
これを防止するため、吸引口対応メモリ８に、ノズルに対する吸引口の開閉順序、開動作の待ち時間等の情報を記憶、格納しておき、ノズル選択手段９でその情報を読み取り、その順序・待ち時間に従ってバルブ４ａ，４ｂ，４ｃの開閉および吸引ポンプ３の駆動を行うようにすることもできる。これにより、噴射不良になっているノズルに対して優先的に吸引動作を行うことができ、かつ、他のノズルに対しても吸引動作を行うので、他のノズルに対して悪影響を及ぼすことなく、噴射不良の回復メンテナンスを行うことができる。
【００９２】
ノズルに対する吸引口の開閉順序、開動作の待ち時間等の例としては、例えば、最初に噴射不良になっているノズルの直近の吸引口を開動作させ、次に、当該吸引口に隣接する二つの吸引口を開動作させることが望ましい。この動作について、図５を参照しながら説明する。
【００９３】
図５は、回復メンテナンスを行っている状態の液体噴射ヘッド１およびキャップ部２の概略の構成を示す断面図である。液体噴射ヘッド１はキャップ部２と密着している。キャップ部２における吸引口同士の間にはリブ３１が設けられている。液体噴射ヘッド１には、複数のノズルからなるノズル列３２、およびノズル列３２に液体を供給する流路３３が形成されている。
【００９４】
例えば吸引口２ａ（図５（ａ）の左側に位置する吸引口）に繋がるバルブ４ａを開いて吸引ポンプ３を駆動すると、ノズル列３２における吸引口２ａ近傍のノズルから液体が排出される。キャップ部２の吸引口同士の間にはリブ３１が設けられているので、各吸引口による吸引動作に指向性を持たせることができる。従って、吸引口２ａに近いノズルからの液体の排出がより多くなるので効果的な回復メンテナンスが望まれる一方、吸引している空間の隣接空間における吸引力の伝達が遅延もしくは減少してしまう。このため、図５（ａ）に矢印で示すように、流路３３からの液体の排出（のほか、回復メンテナンスの対象であるノズル以外の他のノズル付近に存在する液体も排出されてしまい、それによって他のノズルには外部から気体（空気）が流入してしまう。つまり、吸引口２ａが形成されているキャップ部２の領域以外の領域（図５（ａ）の中央および右側のリブ内におけるキャップ部２の領域）に比べて、液体噴射ヘッド１内部の方が負圧になるので、吸引口２ａが形成されているキャップ部２の領域以外の領域に位置するノズル（中央および右側のリブ内に位置するノズル）には気体（空気）が入ってしまう。
【００９５】
このため、図５（ｂ）に示すように、複数のバルブ４ａ，４ｂ，４ｃを開けて吸引することで、ノズルへの気体の浸入を防止する。例えば、噴射不良になっているノズルを回復させるため、バルブ４ａを開けて液体を吸引することで混入している気体や異物を排出するとき、そのままの状態で吸引を続けていると、前述のように他のノズルに気体が流入してしまう。そこで、図５（ｂ）に示すように、液体噴射ヘッド１内の気体が排出されるのに必要な所定時間が経過した後、バルブ４ａを開いた状態で他のバルブ４ｂ，４ｃも開く。これによって噴射不良になっているノズルに残った気体や異物を確実に排出することができると共に、他のノズルに気体が流入することも抑制することができる。
【００９６】
このように、噴射不良になっているノズルに対して優先的に吸引動作を実施し、更に全ノズルに対しても吸引動作を行うことで、液体噴射ヘッド１への回復メンテナンスを確実に行うことができる。
【００９７】
なお、噴射不良の原因となっている気体や異物はノズルの開口付近に混入（付着）していることが多いので、ノズルの開口付近の液体が排出される程度の排出量で、殆どの気体や異物を除去することができる。そして、僅かに残留するおそれのある気体や異物を確実に除去するには、更に液体の吸引を続ける必要がある。このときには、他のバルブも開けて、他のノズルへの気体の流入が起こらないように、全ノズルから液体を吸引する。これにより、僅かに残留する気体や異物も除去することができ、かつ他のノズルに気体が流入することもない。
【００９８】
上記実施形態においては、液体噴射ヘッドに設けられた三個のノズルに応じて、吸引口およびバルブ等を三つずつ設けた構成を説明したが、もちろん、本発明における液体噴射装置が備える吸引口およびバルブの数はこれに限定されるものではなく、液体噴射装置の用途に応じて、液体噴射ヘッドにおけるノズルの個数、吸引口およびバルブの個数等を適宜変更することができる。
【００９９】
以上のように、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲のみならず、その範囲と均等なものにより定められるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、被噴射物に対して、例えば着色等のインク塗布を行う液体噴射装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１    液体噴射ヘッド
２    キャップ部（キャップ部材）
２ａ，２ｂ，２ｃ  吸引口
３    吸引ポンプ
４ａ，４ｂ，４ｃ  バルブ
５    排液ビン
６    検出部（安定噴射判断手段）
６ａ  発光部（安定噴射判断手段）
６ｂ  受光部（安定噴射判断手段）
７    判断部（安定噴射判断手段）
８    吸引口対応メモリ
９    バルブ選択手段
１０    バルブ開閉手段
１１    ポンプ駆動制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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