(57)【要約】【課題】インクの無駄を抑えつつ、吐出不良ノズルを良好に回復させることができる、液体噴射装置のクリーニング方法、及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体Ｌを噴射する複数のノズル開口４７ａを有する噴射ヘッド３を有し、ノズル開口４７ａに生じた液体Ｌの噴射不良に基づいてノズル開口４７ａから液体Ｌを排出させる、液体噴射装置のクリーニング方法である。ノズル開口４７ａにおける液体Ｌの噴射状態を検出する検出工程と、検出工程によりノズル開口４７ａ内の液体Ｌが増粘していると判定された場合より、液体増粘検出工程によりノズル開口４７ａ内の液体Ｌが増粘していないと判定された場合の液体Ｌの排出量を多く設定し、ノズル開口４７ａから液体Ｌを排出させる液体排出工程と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する複数のノズル開口を有する噴射ヘッドを有し、前記ノズル開口に生じた前記液体の噴射不良に基づいて前記ノズル開口から前記液体を排出させる、液体噴射装置のクリーニング方法であって、
前記ノズル開口における前記液体の噴射状態を検出する検出工程と、
前記検出工程により前記ノズル開口内の前記液体が増粘していると判定された場合より、前記液体増粘検出工程により前記ノズル開口内の前記液体が増粘していないと判定された場合の前記液体の排出量を多く設定し、前記ノズル開口から前記液体を排出させる液体排出工程と、を備えることを特徴とする液体噴射装置のクリーニング方法。
【請求項２】
前記液体排出工程において、
前記液体が増粘していると判定された場合における液体排出量は、少なくともクリーニング対象とされる前記ノズル開口から前記液体を排出させ、多くとも前記クリーニング対象とされる前記ノズル開口から前記液体を噴射させる駆動部が設けられた圧力室までの容積に相当する量であり、
前記液体が増粘していないと判定された場合における液体排出量は、少なくとも前記クリーニング対象とされたノズル開口から該ノズル開口の各々に対して前記液体を供給する共通液体室までの容積に相当する量であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置のクリーニング方法。
【請求項３】
前記検出工程は、
前記ノズル開口を有するノズル開口面と排出された前記液体を受ける液体受部との間に離間させた状態で電界を付与する第一工程と、
前記噴射ヘッドから前記液体受部に向けて前記液体を噴射する第ニ工程と、
前記液体受部に向けて前記液体を噴射したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する第三工程と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置のクリーニング方法。
【請求項４】
前記ノズル開口に生じた前記液体の噴射不良を、前記三工程により検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射装置のクリーニング方法。
【請求項５】
液体を噴射する複数のノズル開口を有する噴射ヘッドを備え、前記ノズル開口に生じた前記液体の噴射不良に基づいて前記ノズル開口から前記液体を排出させるクリーニング処理を行う液体噴射装置であって、
前記ノズル開口における前記液体の噴射状態を検出する噴射状態検出手段と、
前記噴射ヘッドに対して前記クリーニング処理を行うクリーニング部と、
前記液体増粘検出手段により前記ノズル開口内の前記液体が増粘していると判定された場合よりも、前記ノズル開口内の前記液体が増粘していないと判定された場合における前記液体の排出量が多くなるように前記クリーニング部を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として、記録ヘッド（噴射ヘッド）の噴射口より記録媒体にインク（液体）を噴射するインクジェット式記プリンタ（以下、プリンタと称す）が知られている。このようなプリンタでは、時間の経過に伴って噴射口からのインクの吐出速度や吐出量が変化し、インクの吐出状態（噴射状態）が変化する。このため、インクの吐出速度や吐出量を所望の範囲に維持するために、例えば吸引動作によりノズル内からインクを強制的に排出させるクリーニング処理が行われる。
【０００３】
しかしながら、上記のような吸引処理を行うと比較的多くのインクが排出されてしまうため、無駄なインクの消費を抑えるという意味において、吸引動作回数は出来るだけ少なくすることが好ましい。そこで、インクの吐出不良が生じているノズル数に応じてインクの吸引量を異ならせる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１５３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような吐出不良ノズルが発生する原因としては、ノズル近傍でのインクの増粘に起因するものと、インク流路内に生じた気泡に起因するものと、がある。例えば、特定のノズルばかり使用すると、他の多数のノズルにおいてインクの増粘が生じ、多数の吐出不良ノズルが発生することがある。このような増粘に起因する吐出不良は、ノズル近傍のインクを排出することで回復させることができる。
【０００５】
一方、気泡に起因する吐出不良は、共通インク室（共通液体室）内に存在する気泡が原因とされる。そのため、気泡に起因する吐出不良を回復させるためには、共通インク室（共通液体室）内のインクとともに気泡を排出させる必要がある。また、気泡に起因する吐出不良は、多数のノズルにおいて吐出不良を生じさせる。そのため、気泡に起因して生じた多数の吐出不良ノズルを回復させるためには、増粘に起因して生じた多数の吐出不良ノズルを回復させる場合に比べて多くのインクを吸引する必要がある。
このように多数の吐出不良ノズルが生じている場合であっても、吐出不良の原因（インクの増粘、或いは気泡）に応じて必要とされるインク吸引量が異なる。
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、吐出不良ノズルの数のみに応じてインク吸引量を制御するため、必要以上にインクが排出されてしまい、無駄に消費される可能性があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、インクの無駄を抑えつつ、吐出不良ノズルを良好に回復させることができる、液体噴射装置のクリーニング方法、及び液体噴射装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の液体噴射装置のクリーニング方法は、液体を噴射する複数のノズル開口を有する噴射ヘッドを有し、前記ノズル開口に生じた前記液体の噴射不良に基づいて前記ノズル開口から前記液体を排出させる、液体噴射装置のクリーニング方法であって、前記ノズル開口における前記液体の噴射状態を検出する検出工程と、前記検出工程により前記ノズル開口内の前記液体が増粘していると判定された場合より、前記液体増粘検出工程により前記ノズル開口内の前記液体が増粘していないと判定された場合の前記液体の排出量を多く設定し、前記ノズル開口から前記液体を排出させる液体排出工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の液体噴射装置のクリーニング方法によれば、液体の噴射状態を検出することで液体の噴射不良の原因が増粘に起因するものであるか、それ以外に起因するもの（例えば、気泡）であるか、を判定し、その原因に応じて設定した量の液体を排出させることができる。よって、クリーニング時において、液体が無駄に排出されてしまうのを防止するとともに、ノズル開口に生じた液体の吐出不良を良好に回復させることができる。
【００１０】
また、上記液体噴射装置のクリーニング方法においては、前記液体排出工程において、前記液体が増粘していると判定された場合における液体排出量は、少なくともクリーニング対象とされる前記ノズル開口から前記液体を排出させ、多くとも前記クリーニング対象とされる前記ノズル開口から前記液体を噴射させる駆動部が設けられた圧力室までの容積に相当する量であり、前記液体が増粘していないと判定された場合における液体排出量は、少なくとも前記クリーニング対象とされたノズル開口から該ノズル開口の各々に対して前記液体を供給する共通液体室までの容積に相当する量であるのが好ましい。
このようにすれば、液体の排出量の無駄を防止しつつ、液体の増粘に起因したノズル開口の吐出不良を確実に回復させることができる。また、少なくとも共通液体室からクリーニング対象とされるノズル開口までの容量に相当する量の液体が排出されるため、液体の無駄を防止しつつ、例えば気泡に起因した吐出不良（増粘以外の理由）に起因したノズル開口の吐出不良を確実に回復させることができる。
【００１１】
また、上記液体噴射装置のクリーニング方法においては、前記検出工程は、前記ノズル開口を有するノズル開口面と排出された前記液体を受ける液体受部との間に離間させた状態で電界を付与する第一工程と、前記噴射ヘッドから前記液体受部に向けて前記液体を噴射する第ニ工程と、前記液体受部に向けて前記液体を噴射したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する第三工程と、を有するのが好ましい。
この構成によれば、ノズル開口から液体受部に液体を噴射させることで液体の噴射状態を簡便且つ確実に高精度な検出を行うことができる。よって、精度の高い検出結果に基づいて最適なクリーニング処理を行うことができ、クリーニング時に噴射ノズルから必要以上に液体が排出されてしまうのを防止できる。
【００１２】
また、上記液体噴射装置のクリーニング方法においては、前記ノズル開口に生じた前記液体の噴射不良を、前記三工程により検出するのが好ましい。
この構成によれば、ノズル開口における噴射不良を検出するプロセスと、上記液体の増粘検出するプロセスと、を同時に行うことができる。
【００１３】
本発明の液体噴射装置は、液体を噴射する複数のノズル開口を有する噴射ヘッドを備え、前記ノズル開口に生じた前記液体の噴射不良に基づいて前記ノズル開口から前記液体を排出させるクリーニング処理を行う液体噴射装置であって、前記ノズル開口における前記液体の噴射状態を検出する噴射状態検出手段と、前記噴射ヘッドに対して前記クリーニング処理を行うクリーニング部と、前記液体増粘検出手段により前記ノズル開口内の前記液体が増粘していると判定された場合よりも、前記ノズル開口内の前記液体が増粘していないと判定された場合における前記液体の排出量が多くなるように前記クリーニング部を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の液体噴射装置によれば、液体の噴射不良の原因が増粘に起因するものであるか、それ以外に起因するもの（例えば、気泡）であるかが判定されることで、その原因に応じて設定した液体量を排出させることができる。よって、クリーニング時において、液体が無駄に排出されてしまうのを防止するとともに、ノズル開口に生じた液体の吐出不良を良好に回復させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る液体噴射装置のクリーニング方法、及び液体噴射装置の実施形態について、図を参照して説明する。本実施形態では、本発明に係る液体噴射装置として、インクジェット式プリンタ（以下、プリンタ１と称す）を例示する。図１は、本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成を示す一部分解図である。
【００１６】
プリンタ１は、サブタンク２及び記録ヘッド３を搭載したキャリッジ４と、プリンタ本体５とから概略構成される。プリンタ本体５には、キャリッジ４を往復移動させるキャリッジ移動機構６５（図７参照）と、不図示の記録紙（流体噴射対象）を搬送する紙送り機構６６（図７参照）と、記録ヘッド（噴射ヘッド）３に対するクリーニング処理を行うクリーニング部１４と、記録ヘッド３に供給するインクを貯留したインクカートリッジ６とが設けられている。
【００１７】
また、プリンタ１は、記録ヘッド３から吐出されるインク滴Ｄを検出可能なインク滴センサ（噴射状態検出手段）７を備えている（図４，７参照）。このインク滴センサ７は、記録ヘッド３のノズルから吐出されるインク滴Ｄを帯電させ、この帯電したインク滴Ｄが飛翔する際の静電誘導に基づく電圧変化を検出信号として出力することで、ノズルのインク噴射出状態を把握可能とするように構成されたものである。なお、このインク滴センサ７の詳細については、後述する。
【００１８】
上記キャリッジ移動機構６５は、図１に示される、プリンタ本体５の幅方向に架設されたガイド軸８と、パルスモータ９と、パルスモータ９の回転軸に接続されてこのパルスモータ９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、駆動プーリー１０とはプリンタ本体５の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジ４に接続されたタイミングベルト１２と、から構成されている。
そして、パルスモータ９を駆動することで、キャリッジ４がガイド軸８に沿って主走査方向に往復移動するように構成されている。また、上記紙送り機構６６は、紙送りモータやこの紙送りモータによって回転駆動される紙送りローラ（いずれ不図示）等から構成され、記録紙を記録（印字・印刷）動作に連動させてプラテン上に順次送り出すようになっている。
【００１９】
図２は、プリンタ１における記録ヘッドの構成を説明する断面図であり、図３は、記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。また、図４は記録ヘッド３の周辺における要部構成を示す模式図である。
【００２０】
図２に示されるように、本実施形態における記録ヘッド３は、導入針ユニット１７、ヘッドケース１８、流路ユニット１９及びアクチュエータユニット２０を主な構成要素としている。
導入針ユニット１７の上面にはフィルタ２１を介在させた状態で２本のインク導入針２２が横並びで取り付けられている。これらのインク導入針２２には、サブタンク２がそれぞれ装着される。また、導入針ユニット１７の内部には、各インク導入針２２に対応したインク導入路２３が形成されている。
このインク導入路２３の上端はフィルタ２１を介してインク導入針２２に連通し、下端はパッキン２４を介してヘッドケース１８内部に形成されたケース流路２５と連通する。
なお、本実施形態は、２種類のインクを使用する構成であるため、サブタンク２を２つ配設しているが、本発明は３種類以上のインクを使用する構成にも当然に適用されるものである。
【００２１】
サブタンク２は、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク２には、インク室２７となる凹部が形成され、この凹部の開口面に透明な弾性シート２６を貼設してインク室２７が区画されている。
また、サブタンク２の下部にはインク導入針２２が挿入される針接続部２８が下方に向けて突設されている。サブタンク２におけるインク室２７は、底の浅いすり鉢形状をしており、その側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部２８との間を連通する接続流路２９の上流側開口が臨んでおり、この上流側開口にはインクＬを濾過するタンク部フィルタ３０が取り付けられている。針接続部２８の内部空間にはインク導入針２２が液密に嵌入されるシール部材３１が嵌め込まれている。
【００２２】
このサブタンク２には、図４に示されるようにインク室２７に連通する連通溝部３２′を有する延出部３２が形成されており、この延出部３２の上面にはインク流入口３３が突設されている。このインク流入口３３には、インクカートリッジ６に貯留されたインクＬを供給するインク供給チューブ３４が接続される。従って、インク供給チューブ３４を通ってきたインクＬは、このインク流入口３３から連通溝部３２′を通ってインク室２７に流入するようになっている。
【００２３】
図２に示した上記弾性シート２６は、インク室２７を収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能である。そして、この弾性シート２６の変形によるダンパ機能によって、インクＬの圧力変動が吸収される。すなわち、弾性シート２６の作用によってサブタンク２が圧力ダンパとして機能する。従って、インクＬは、サブタンク２内で圧力変動が吸収された状態で記録ヘッド３側に供給されるようになっている。
【００２４】
ヘッドケース１８は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、下端面に流路ユニット１９を接合し、内部に形成された収容空部３７内にアクチュエータユニット２０を収容し、流路ユニット１９側とは反対側の上端面にパッキン２４を介在した状態で導入針ユニット１７を取り付けるようになっている。
このヘッドケース１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路２５が設けられている。このケース流路２５の上端は、パッキン２４を介して導入針ユニット１７のインク導入路２３と連通するようになっている。
また、ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通するようになっている。したがって、インク導入針２２から導入されたインクＬは、インク導入路２３及びケース流路２５を通じて共通インク室４４側に供給される。
【００２５】
また、ヘッドケース１８の収容空部３７内に収容されるアクチュエータユニット２０は、図３に示されるように、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子（駆動部）３８と、この圧電振動子３８が接合される固定板３９と、プリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子３８に供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル４０とから構成される。各圧電振動子３８は、固定端部側が固定板３９上に接合され、自由端部側が固定板３９の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子３８は、所謂片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。
【００２６】
また、各圧電振動子３８を支持する固定板３９は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット２０は、固定板３９の背面を、収容空部３７を区画するケース内壁面に接着することで収容空部３７内に収納・固定されている。
【００２７】
流路ユニット１９は、振動板（封止板）４１、流路基板４２及びノズル基板４３からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤によって接合して一体化することにより作製されており、共通インク室４４からインク供給口４５及び圧力室４６を通りノズル４７に至るまでの一連のインク流路（液体流路）を形成する部材である。圧力室４６は、ノズル４７の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されており、それぞれに対応する上記圧電振動子３８を備えている。また、共通インク室４４は、ケース流路２５と連通し、インク導入針２２側からのインクＬが導入される室である。
そして、この共通インク室４４に導入されたインクＬは、インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配供給されるようになっている。
【００２８】
流路ユニット１９の底部に配置されるノズル基板４３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル４７を列状に開設した金属製の薄い板材である。すなわち、ノズル基板４３の表面には、複数のノズル開口４７ａが形成されている。すなわち、ノズル基板４３の表面によりノズル開口面４３ａが構成されている。
【００２９】
本実施形態のノズル基板４３は、ステンレス鋼の板材によって作製され、本実施形態においてはノズル４７の列（即ち、ノズル列）が、各サブタンク２に対応して合計８列並設されている。そして、１つのノズル列は、例えば、１８０個のノズル４７によって構成される。ノズル基板４３と振動板４１との間に配置される流路基板４２は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室４４、インク供給口４５及び圧力室４６となる空部が区画形成された板状の部材である。
【００３０】
本実施形態において、流路基板４２は、結晶性を有する基材であるシリコンウェハを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板４１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板４１の圧力室４６に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子３８の先端面が接合される島部４８が形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板４１は、圧電振動子３８の作動に応じて島部４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板４１は、流路基板４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部４９としても機能する。このコンプライアンス部４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。
【００３１】
そして、上記の記録ヘッド３において、フレキシブルケーブル４０を通じて駆動信号が圧電振動子３８に供給されると、この圧電振動子３８が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部４８が圧力室４６に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室４６の容積が変化し、圧力室４６内のインクＬに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル４７からインク滴Ｄが吐出される。
【００３２】
インクカートリッジ６は、図４に示したように、中空箱形状に形成されたケース部材５１と、可塑性材料によって形成されたインクパック５２とから構成されており、ケース部材５１内の収容室にインクパック５２を収容している。
このインクカートリッジ６は、インク供給チューブ３４の一端部と連通しており、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとの水頭差によってインクパック５２内のインクＬを記録ヘッド３側に供給するように構成されている。具体的には、インクカートリッジ６と記録ヘッド３との重量方向の相対的な位置関係がノズル４７のメニスカスに対して極僅かに負圧がかかるような状態に設定されている。
そして、圧電振動子３８を駆動することによる圧力変化によって、圧力室４６にインクＬを供給すると共に、上述したように圧力室４６内からインク滴Ｄを吐出させるようになっている。
【００３３】
上記クリーニング部１４は、図４に示されるようにキャップ部材１５、このキャップ部材１５にチューブ８０を介して接続される吸引ポンプ１６等から構成される。キャップ部材１５は、上面が開放されたトレイ状の部材であり、エラストマー等の弾性部材により作製されている。また、クリーニング部１４は、キャリッジ４の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域に配設されている。
【００３４】
上記クリーニング部１４は、経時的にノズル開口面４３ａに生じるインクの吐出不良（以下、不良ノズルと称する）を回復させるための吸引動作に用いられる。具体的には、クリーニング部１４は、記録ヘッド３のノズル基板４３の表面（即ち、ノズル開口面４３ａ）にキャップ部材１５を当接させた状態で吸引ポンプ１６を動作させることで、キャップ部材１５の内部を減圧し、ノズル開口４７ａからインクＬを強制的に排出させることができる。これにより不良ノズルを回復させることができる。
【００３５】
ところで、上述のような不良ノズルが発生する原因としては、以下の二つが考えられる。第１としては、インク流路（ノズル開口４７ａから共通インク室４４）内に生じた気泡である。また、第２としては、ノズル４７内で生じたインクの増粘である。
【００３６】
例えば、特定のノズル４７のみからインクの吐出を行うと、他の多数のノズル４７においてインクの増粘が生じてしまい、多数の不良ノズルが生じることがある。このようにインクの増粘によって生じた不良ノズルはノズル４７内のインクを排出させることで容易に回復させることができる。
【００３７】
一方、気泡に起因する吐出不良は、共通インク室４４内に存在する気泡が原因とされる。そのため、不良ノズルを回復させるには吸引動作によりインク共通室４４内のインクとともに気泡を排出させる必要がある。また、気泡に起因する吐出不良は、多数のノズルにおいて吐出不良を生じさせる。そのため、気泡に起因して生じた多数の吐出不良ノズルを回復させるためには、増粘に起因して生じた多数の吐出不良ノズルを回復させる場合に比べて多くのインクを吸引する必要がある。
【００３８】
このように、増粘を原因とする多数の不良ノズルは、上述のような気泡を原因とする多数の不良ノズルとは異なり、インク共通室４４内のインクまで排出させる必要が無く、各ノズル４７内のインクを排出されば十分である。よって、インクの排出量が少なくて済む。
【００３９】
しかしながら、従来のように不良ノズル数のみに応じてインクの排出量（吸引量）を制御する場合、最悪の条件を想定してインクの吸引量が決定されていた。すなわち、多数の不良ノズルが生じた場合、気泡を起因とする不良ノズルを回復可能な程度の量のインクを常に排出させるようにしていた。そのため、多数の不良ノズルを生じさせている原因がインクの増粘である場合には、クリーニングにおいてインクが無駄に排出されてしまう可能性があった。
【００４０】
このような不具合を防止すべく、本実施形態に係るプリンタ１は、不良ノズル（ノズル開口４７ａの吐出不良）に基づいてノズル開口４７ａからインクを排出させるクリーニング処理を行う際、ノズル開口４７ａにおけるインクの噴射状態を検出し、ノズル抜けの原因がインクの増粘に起因するものであるか、気泡に起因するものであるかを判定し、この判定結果に基づいて、上記クリーニング部１４がノズル開口４７ａからのインク排出量を制御したクリーニング処理を行うようにした。
【００４１】
ここで、不良ノズルに基づくクリーニング処理を行うタイミングとしては、例えば所定時間毎のタイマー検出によって不良ノズルを検知し、クリーニング処理の指令（オートクリーニング指令）が発せられた場合や、ユーザが印刷結果のドット抜けからノズル抜けを検出し、強制的にクリーニング指令（マニュアルクリーニング指令）を発する場合等がある。
【００４２】
具体的に本実施形態に係るプリンタ１は、インク滴センサ７を用いることで後述するように不良ノズルの検出とともに各ノズル開口４７ａにおけるインクの噴射状態を検出するようにした。プリンタ１は、インクの噴射状態を検出することで、不良ノズルを生じさせている原因がインクの増粘によるものであるか、気泡によるものであるかを判定している。
【００４３】
そして、プリンタ１の制御装置５８（図７参照）は、ノズル開口４７ａ内のインクが増粘していると判定された場合より、ノズル開口４７ａ内のインクが増粘していないと判定された場合、すなわちノズル抜けの原因が気泡による場合のインクの排出量が多くなるように上記クリーニング部１４を制御し、クリーニング処理を行う。
【００４４】
このように本実施形態では、インク滴センサ７を備えることで、不良ノズルを検出するステップと、ノズル開口４７ａにおけるインクの吐出状態を検出するステップ（ノズル抜けの原因を判定）とを同時に行うことが可能となっている。
【００４５】
（インク滴センサ）
続いて、上記インク滴センサ７の構成について詳細に説明する。インク滴センサ７は、図４に示されるように記録ヘッド３のノズル開口面４３ａと所定ギャップを介して対向するように配置され、ノズル４７から吐出されたインクが供給される検出部７８を有し、ノズル４７から吐出されたインクに応じた検出波形を出力することで各ノズル４７におけるインクの吐出状況を検出可能とする検出装置７６と、検出装置７６から出力された検出波形に基づいて、インクの重量に関する情報を取得する処理装置８２とを備える。
【００４６】
上記検出装置７６は、検出部７８と記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとの間に電圧を印加する電圧印加器７５と、検出部７８の電圧を検出する電圧検出器８１とを備えている。なお、本実施形態においては、検出装置７６の検出部７８は、上述したようにホームポジションに配置されるクリーニング部１４の構成要素であるキャップ部材１５の内側に設けられている。
【００４７】
また、キャップ部材１５の内側には、インク吸収体７７と電極部材７９とが配設されている。電極部材（液体受部）７９は、例えばステンレス鋼等の金属のメッシュ部材で形成されている。検出部７８は、電極部材７９の上面によって形成されている。検出部７８は、キャップ部材１５の上端面よりも低い位置に配置されている。
【００４８】
インク吸収体７７は、インクＬを保持可能（吸収可能）なスポンジ状部材、あるいは多孔部材等で形成されている。本実施形態においては、インク吸収体７７は、フェルトなどの不織布で形成されている。例えば非記録中には、インク吸収体７７に吸収されたインクが、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５とが当接することによって形成された空間内を保湿し、ノズル４７内のインクの乾燥を抑制可能となっている。
【００４９】
検出部７８上に着弾したインク滴Ｄは、格子状の電極部材７９の隙間を通過して下側に配置されたインク吸収体７７に保持（吸収）されるようになっている。なお、インク滴Ｄが通過できれば、電極部材７９はメッシュ部材でなくてもよい。また、インク吸収体７７が無い場合には、電極部材７９は、キャップ部材１５の底面から延びるように設けられたリブに保持される。上述のように、キャップ部材１５の底には、チューブ８０が接続されており、インク吸収体７７のインク滴Ｄはチューブ８０を介して、吸引ポンプ１６によって吸引され外部に排出されるようになっている。
【００５０】
電圧印加器７５は、記録ヘッド３のノズル基板４３の噴射面（ノズル開口面４３ａ）と電極部材７９の検出部（上面）７８との間に電圧を印加可能な電子回路を含む。本実施形態においては、電圧印加器７５は、電極部材７９が正極、ノズル基板４３が負極となるように、直流電源と抵抗素子とを介して、電極部材７９とノズル基板４３とを電気的に接続する。
【００５１】
上述のように、ノズル基板４３はステンレス鋼等の金属で形成されており、電極部材７９はステンレス鋼等の金属で形成されており、ノズル基板４３及び電極部材７９のそれぞれは導電性を有する。すなわち、電圧印加器７５は、ノズル開口面４３ａと検出部７８との間に電圧を印加可能となっている。
【００５２】
電圧検出器８１は、電極部材７９の電圧信号を積分して出力する積分回路、この積分回路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、及びこの反転増幅回路から出力された信号をＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換回路等を含む。
【００５３】
本実施形態においては、検出装置７６は、ノズル開口面４３ａと検出部７８との間に電界を与えて、ノズル４７から検出部７８にインクが移動するときの静電誘導に基づく電圧値の時間的変化を検出波形として処理装置８２に出力する。処理装置８２は、検出装置７６の出力を演算処理可能であり、検出装置７６から出力された検出波形に基づいて、インクの重量に関する情報を取得可能となっている。
【００５４】
ここで、インク滴センサ７の原理、すなわち静電誘導によって誘導電圧が生じる原理について図面を参照しながら説明する。図５は、静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図であり、同図（ａ）はインク滴Ｄが吐出された直後の状態を示し、同図（ｂ）はインク滴Ｄがキャップ部材１５の検査領域７４に着弾した状態を示している。図６は、インク滴センサ７から出力される検出信号（インク１滴分）の波形の一例を示す図である。ノズル基板４３と電極部材７９との間に電圧が印加した状態で、吐出パルスＤＰを用いて圧電振動子３８を駆動させて、任意の一つノズル４７からインク滴Ｄを吐出させる。
【００５５】
この際、ノズル基板４３は負極となっているため、図５（ａ）に示すように、ノズル基板４３の一部の負電荷がインク滴Ｄに移動し、吐出されたインク滴Ｄは負に帯電する。そして、このインク滴Ｄがキャップ部材１５の検出部７８に対して近づくに連れ、静電誘導によって電極部材７９の表面では正電荷が増加する。
これにより、ノズル基板４３と電極部材７９との間の電圧は、静電誘導によって生じる誘導電圧により、インク滴Ｄを吐出しない状態における当初の電圧値よりも高くなる。
その後、図５（ｂ）に示すように、インク滴Ｄが電極部材７９に着弾すると、インク滴Ｄの負電荷により電極部材７９の正電荷が中和される。このため、ノズル基板４３と電極部材７９との間の電圧は当初の電圧値を下回る。
そして、その後に、ノズル基板４３と電極部材７９との間の電圧は当初の電圧値に戻る。
したがって、図６に示すように、インク滴センサ７から出力される検出波形は、一旦電圧が上昇した後に、当初の電圧値を下回るまで下降し、その後当初の電圧値に戻る波形となる。
このようにして、インク滴センサ７により各ノズル４７からインク滴Ｄを吐出した際の電圧変化が検出される。
【００５６】
ここで、インク滴Ｄが増粘している場合には、同一の吐出パルスＤＰを用いたとしても、正常時（非増粘時）に比べて、吐出量（液量）が減少したり、インク滴Ｄの吐出タイミングが遅れたり、インク滴Ｄの吐出速度が低下したりしてしまう。
このため、図６において、実線で示すように、インク滴センサ７から出力される検出信号（増粘時の検出波形Ｚ）の振幅Ａは、非増粘時の検出信号（理想波形Ｚ０：図６の破線）の振幅Ａ０に比べて小さくなる（振幅差ΔＡ）。また、吐出パルスＤＰを印加してからインク滴Ｄがノズル基板４３から離間するまでの時間も、正常時に比べて遅くなる（電圧上昇するタイミングが時間差ΔＴだけずれる）。
【００５７】
なお、基準電圧波形Ｚ０は、あらかじめ非増粘時の検出信号を記憶させておいてもよいし、図示しない吸引手段によってノズル４７から増粘インクを吸引した後のインク噴射時における検出信号をその都度記憶させてもよく、非増粘時の検出信号であれば、他の方法でもよい。
【００５８】
一方、気泡を原因とするインクの目詰まりが生じたノズル開口４７ａからはインクが吐出されないため、同一の吐出パルスＤＰを用いた場合でもインク滴が着弾されないことから波形を得る事ができない。したがって、インク滴センサ７は、所定のノズル開口４７ａにおける吐出不良の原因が気泡か、増粘によるものかを判別することができる。
【００５９】
したがって、処理装置８２は、インク滴センサ７から出力される検出波形Ｚの有無や、その振幅Ａ、電圧上昇のタイミングを理想波形Ｚ０のそれらと比較（ΔＡ，ΔＴを検出）することで、記録ヘッド３の各ノズル開口４７ａにおける吐出不良を検出するとともに、各ノズル開口４７ａにおけるインクＬの噴射状態（吐出不良の原因）を検出することができる。
【００６０】
そして、処理装置８２は、インクＬの噴射状態から吐出不良の原因がインクの増粘によるものであるか、気泡によるものであるかを判定し、インクの増粘と判定された場合に対して、気泡が原因の場合（インクが増粘していないと判定された場合）における吸引動作のインク排出量を多くするようにクリーニング部１４を制御するようになっている。
【００６１】
これにより、クリーニング部１４により行うクリーニング処理において、インクの増粘に起因した吐出不良と、気泡に起因した吐出不良と、を区別することで、それぞれの吐出不良を回復させるのに最低限必要とされる量のインクを排出させるようになっている。これにより、クリーニング時にインクが無駄に排出されてしまうことが防止されたものとなっている。
【００６２】
図７はプリンタ１の電気的な構成を示すブロック図、図８は吐出パルスの構成を説明する図である。本実施形態におけるプリンタ１は、プリンタ１全体の動作を制御する制御装置５８を備えている。この制御装置５８には、プリンタ１の動作に関する各種情報を入力する入力装置５９と、プリンタ１の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６０と、時間の計測を実行可能な計測装置６１とが接続されている。
【００６３】
また、制御装置５８には、上述した紙送り機構６６、キャリッジ移動機構６５、クリーニング部１４、及びインク滴センサ７（検出装置７６、処理装置８２）等が接続されている。
【００６４】
また、プリンタ１は、圧電振動子３８に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６２を備えている。この駆動信号発生器６２は、制御装置５８に接続されている。
【００６５】
駆動信号発生器６２には、記録ヘッド３の圧電振動子３８に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器６２は、入力されたデータ及びタイミング信号に基づいて、例えば、図８に示す吐出パルスＤＰを含む駆動信号を発生する。
【００６６】
図８において、吐出パルスＤＰは、基準電位ＶＭから最高電位ＶＨまで所定の勾配で電位を上昇させる第１充電要素ＰＥ１と、最高電位ＶＨを一定時間維持する第１ホールド要素ＰＥ２と、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまで所定の勾配で電位を降下させる放電要素ＰＥ３と、最低電位ＶＬを短い時間維持する第２ホールド要素ＰＥ４と、最低電位ＶＬから基準電位ＶＭまで電位を復帰させる第２充電要素ＰＥ５とを含む。ノズル４７から噴射されるインクの滴の量が設計値と一致するように、吐出パルスＤＰのうち、最高電位ＶＨと最低電位ＶＬとの電位差である駆動電圧ＶＤが設定される。なお、図８に示す吐出パルスＤＰは一例であり、種々の波形のものを用いることができる。
【００６７】
駆動信号発生器６２より吐出パルスＤＰが圧電振動子３８に入力されると、ノズル４７よりインクの滴が吐出される。第１充電要素ＰＥ１が供給されると、圧電振動子３８が収縮して圧力室４６が膨張する。この圧力室４６の膨張状態が短時間維持された後、放電要素ＰＥ３が供給されて圧電振動子３８が急激に伸長する。これに伴って、圧力室４６の容積が基準容積（圧電振動子３８に基準電位ＶＥを印加したときの圧力室４６の容積）以下に収縮し、ノズル４７に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定量のインクの滴がノズル４７から吐出される。その後、第２ホールド要素ＰＥ４、及び第２充電要素ＰＥ５が圧電振動子３８に順次供給され、インクの滴の吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるように、圧力室４６が基準容積に復帰する。
【００６８】
続いて、図９に示すフローを参照しながら本発明における液体噴射装置のクリーニング方法の一実施形態として、上記プリンタ１のクリーニング方法について説明する。
【００６９】
上記プリンタ１は、上記インク滴センサ７を用いて所定間隔毎に吐出不良ノズルを検出（オート検出）する（ステップＳ１）。具体的には、キャップ部材１５をノズル開口面４３ａと検出部７８とを所定ギャップを介して対向配置させる。そして、ノズル開口４７ａから吐出されたインクに応じた検出波形を出力することで各ノズル開口４７ａにおけるインクの吐出状況を検出する。このとき、インク滴センサ７により吐出不良ノズルが検出されなかった場合、本発明のクリーニング処理は実行されない。
【００７０】
一方、吐出不良ノズルが検出された場合、本発明のクリーニング処理が実行され、インク滴センサ７は吐出不良ノズルの検出と同時にノズル開口４７ａにおけるインクの噴射状態を検出する（ステップＳ２）。
続いて、インク滴センサ７の処理装置８２は、インクＬの噴射状態から吐出不良の原因がインクの増粘によるものであるか、気泡によるものであるかを判定する（ステップＳ３）。このとき、インクの増粘と判定された場合に対して、気泡が原因の場合（インクが増粘していないと判定された場合）における吸引動作のインク排出量を多くするように制御装置５８を介してクリーニング部１４を制御する。
【００７１】
クリーニング部１４によるクリーニング処理（吸引動作）では、記録ヘッド３のノズル基板４３の表面にキャップ部材１５を当接させた状態で吸引ポンプ１６を動作させる。そして、キャップ部材１５の内部を減圧し、ノズル開口４７ａからインクＬを強制的に排出させる。
【００７２】
ここで、制御装置５８は、ノズル抜けの原因がインクの増粘に起因するものである場合、クリーニング部１４の吸引ポンプ１６の吸引力を制御することで後述の少量吸引を行う（ステップＳ４，Ｓ５）。一方、制御装置５８は、ノズル抜けの原因がインクの気泡に起因するものである場合、上記吸引ポンプ１６の吸引力を制御することで多量吸引を行う（ステップＳ４，Ｓ６）。
【００７３】
少量吸引では、クリーニング部１４のキャップ部材１５内に、少なくともクリーニング対象とされるノズル開口４７ａ（すなわち、キャップ部材１５の当接領域）からインクを排出させる。また、多くともクリーニング対象とされるノズル開口４７ａから上記圧力室４６までの容積に相当する量のインクを排出させる。
【００７４】
インクの増粘は、上述のようにノズル開口４７ａの近傍で生じていることが多い。そのため、上述したような量のインクを排出させることで良好に吐出不良ノズルを回復させることができる。また、インクが無駄に排出されてしまうことが抑制される。
【００７５】
一方、多量吸引では、クリーニング部１４のキャップ部材１５内に、少なくともクリーニング対象とされたノズル開口４７ａからこれらノズル開口４７ａの各々に対してインクを供給する共通インク室４４までの容積に相当する量のインクを排出させる。
【００７６】
上述のように多数の吐出不良ノズルを生じさせる原因となる共通インク室４４内のインクが排出されるため、ノズル開口４７ａに生じている吐出不良を良好に回復させることができる。また、インクが無駄に排出されてしまうことが抑制される。
以上により、クリーニング部１４における吸引動作（クリーニング処理）が終了する。
なお、上述の吸引動作後、ノズル基板４３の表面（すなわち、ノズル開口面４３ａ）を払拭するワイピング処理を行うようにしてもよい。
【００７７】
したがって、本実施形態に係るプリンタ１によれば、インクの噴射不良の原因が増粘に起因するものであるか、気泡に起因するものであるか、を判別することにより、その原因に応じた最適量のインクをクリーニング時に排出させるようにしている。よって、クリーニング時において、インクが無駄に排出されてしまうのを防止するとともに、ノズル開口４７ａに生じたインクの吐出不良を良好に回復させることができる。
また、プリンタ１は、インク滴センサ７を用いることで吐出不良ノズルの有無、或いは吐出不良の原因（インクの増粘、或いは気泡）を精度良く検出できるため、クリーニング部１４によりクリーニング処理を良好に行うことができる。
【００７８】
なお、上記実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態においては、クリーニング部１４の吸引ポンプ１６を動作させることで、キャップ部材１５の内部を減圧し、ノズル開口４７ａからインクＬを強制的に排出させるようにしたが、本発明は、インク供給経路の上流側において、例えばインクカートリッジ６を構成するインクパック５２を加圧することでノズル開口４７ａからインクを排出させる場合にも適用可能である。
【００８０】
また、上記実施形態においては、インク滴センサ７により、インクの噴射状態の検出（吐出不良の原因の検出）を行うようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、増粘計を代わりに利用するようにしてもよい。この場合、吐出不良が生じたノズル開口４７ａから噴射されるインクの粘度の変化を測定し、インクの増粘の有無を判定する。これにより吐出不良の原因がインクの増粘によるものであるか、それ以外の原因（すなわち、気泡）であるかを判定することができ、この判定結果に基づいて上記実施形態同様、吸引動作時におけるインク排出量を異ならせることで、インクの無駄を抑えつつ、インクの吐出不良を良好に回復させるようにしてもよい。
【００８１】
上記実施形態では、液体噴射装置として、インクジェット式プリンタに具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体）を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に具体化することもできる。
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材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、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、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。
そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置において、噴射される液体（液状体、流状体）が、例えば乾燥等による増粘、あるいは気泡を起因とする吐出不良を引き起こす可能性があれば、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】プリンタの概略構成を示す一部分解図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図３】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図４】記録ヘッドの周辺における要部構成を示す模式図である。
【図５】静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図である。
【図６】インク滴センサから出力される検出信号の波形の一例を示す図である。
【図７】プリンタの電気的な構成を示すブロック図である。
【図８】吐出パルスの構成を説明する図である。
【図９】クリーニング処理を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…プリンタ（液体噴射装置）、３…記録ヘッド（噴射ヘッド）、７…インク滴センサ（噴射状態検出手段）、１４…クリーニング部、３８…圧電振動子（駆動部）、４３ａ…ノズル開口面、４４…共通インク室（共通液体室）、４６…圧力室、４７ａ…ノズル開口、５８…制御装置、７９…電極部材（液体受部）、Ｌ…インク（液体）
【図１】
2010036517.tif 000003
【図２】
2010036517.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010036517.tif 000008
【図７】
2010036517.tif 000009
【図８】
2010036517.tif 000010
【図９】
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