(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射するノズルが設けられた流体噴射ヘッドと、
該流体噴射ヘッドにおける前記ノズルのノズル開口が形成されたノズル形成面をワイピングするワイパーと、
前記ノズル内に形成される液面の背圧となる前記流体噴射ヘッド内の前記流体の圧力を前記液面と接する気体の気圧よりも大きくして行う第１ワイピング及び前記背圧を前記気圧以下にして行う第２ワイピングのうち、何れかをワイピング方法として選択する選択手段とを備え、
前記選択手段は、前記ワイピング実施前の動作が、前記ノズル内の流体を前記ノズル開口から強制的に排出させるクリーニングであった場合に、前記第１ワイピングを選択することを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記流体を受容する媒体を搬送する搬送機構をさらに備え、
前記選択手段は、前記ワイピング実施前における前記媒体の搬送量が予め規定された閾値以上であった場合には前記第１ワイピングを選択する一方、前記ワイピング実施前における前記媒体の搬送量が前記閾値未満であった場合には前記第２ワイピ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。
【請求項３】
前記選択手段は、前記ワイピング実施前の動作が前記流体の噴射であった場合には前記第１ワイピングを選択する一方、前記ワイピング実施前の動作が前記流体の噴射でなかった場合には前記第２ワイピングを選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
流体を噴射するノズルが設けられた流体噴射ヘッドと、
該流体噴射ヘッドにおける前記ノズルのノズル開口が形成されたノズル形成面をワイピングするワイパーと、
前記ノズル内に形成される液面の背圧となる前記流体噴射ヘッド内の前記流体の圧力を前記液面と接する気体の気圧以上にして行う第１ワイピング及び前記背圧を前記気圧より小さくして行う第２ワイピングのうち、何れかをワイピング方法として選択する選択手段とを備え、
前記選択手段は、前記ワイピング実施前の動作が、前記ノズル内の流体を前記ノズル開口から強制的に排出させるクリーニングであった場合には、前記第１ワイピングを選択することを特徴とする流体噴射装置。
【請求項５】
流体を噴射するノズルが設けられた流体噴射ヘッドにおける前記ノズルのノズル開口が形成されたノズル形成面をワイピングするワイピング方法であって、
前記ノズル内に形成される液面の背圧となる前記流体噴射ヘッド内の前記流体の圧力を前記液面と接する気体の気圧よりも大きくして行う第１ワイピング及び前記背圧を前記気圧以下にして行う第２ワイピングのうち、何れかをワイピング方法として選択する選択段階を備え、
前記ワイピング実施前の動作が、前記ノズル内の流体を前記ノズル開口から強制的に排出させるクリーニングであった場合には、前記選択段階において前記第１ワイピングを選択することを特徴とするワイピング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置及び該流体噴射装置のワイピング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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からインク（流体）を噴射することで、用紙（媒体）に印刷処理を施すようになっている。
【０００３】
こうしたプリンターにおいては、流体噴射ヘッドのノズルから安定してインク滴を噴射するために、ノズル内の液面の背圧となる流体噴射ヘッド内のインクの圧力を、常時は大気圧より低い負圧に保持するようにしていた。また、こうしたプリンターにおいては、ノズル開口が形成された流体噴射ヘッドのノズル形成面に付着した付着物（増粘したインクや紙粉等）を摺接により除去するワイピングを行うためのワイパーを備えたものがあった（例えば、特許文献１，２）。
【０００４】
特許文献１のプリンターにおいては、ノズル形成面に対してワイパーの前表面が先行して摺接することによりノズル内からインクを引き出した後に、その引き出されたインクに溶解された付着物をノズル形成面に対して後から摺接するワイパーの後表面で掻き取るようにしていた。
【０００５】
また、特許文献２のプリンターにおいては、加圧によってノズル内のインクをノズル形成面に滲み出させた後にワイピングを行うことで、付着物をインクに溶解させて除去するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−０６３０７７号公報
【特許文献２】特開２００８−２２１５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のように、ワイピング時にノズル内からインクが引き出されたときには、ノズルの上流側から毛管力によってインクが供給されるようになっている。しかし、ノズル内の液面の背圧は常時は負圧となっているため、特にワイピングを高速で行った場合にはインクの供給が間に合わず、ノズル内に気泡が混入したり液面位置が大きく後退したりして、ドット抜けを招いてしまうという問題があった。また、背圧が負圧の場合には、ワイパーが掻き取った付着物をノズル内に押し込んでしまうことで目詰まりを生じ、これがドット抜けの要因となることもあった。
【０００８】
一方、特許文献２のプリンターのようにノズル内の液面の背圧を正圧にすると、ノズル内からインクが引き出された場合にもインクの供給が速やかに行われ、加圧力で付着物の進入を抑制するために、ドット抜けの発生は抑制される。しかし、ワイパーがノズル形成面に滲み出した液面に接触すると、背圧が正圧であるためにワイパーを伝って継続的にインクが流出し続け、インクが無駄に消費されてしまうという問題があった。
【０００９】
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、ワイピングに伴う流体の消費を抑制しつつ、ドット抜けの発生を抑制することができる流体噴射装置及びワイピング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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が設けられた流体噴射ヘッドと、該流体噴射ヘッドにおける前記ノズルのノズル開口が形成されたノズル形成面をワイピングするワイパーと、前記ノズル内に形成される液面の背圧となる前記流体噴射ヘッド内の前記流体の圧力を前記液面と接する気体の気圧よりも大きくして行う第１ワイピング及び前記背圧を前記気圧以下にして行う第２ワイピングのうち、何れかをワイピング方法として選択する選択手段とを備え、前記選択手段は、前記ワイピング実施前の動作が、前記ノズル内の流体を前記ノズル開口から強制的に排出させるクリーニングであった場合に、前記第１ワイピングを選択する。
【００１１】
この構成によれば、第１ワイピング時には液面の背圧が気圧よりも大きくなっているので、ワイパーが液面に接触して流体がノズル内から引き出されても速やかに流体が供給されるとともに、異物等の混入が抑制される。これにより、ワイピングに伴うドット抜けの発生を抑制することができる。一方、第２ワイピング時には液面の背圧が気圧以下となっているので、ワイパーが液面に接触しても、ノズル内から流体が継続的に流出することがない。したがって、必要に応じて第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかを選択的に実行することで、ワイピングに伴う流体の消費を抑制しつつ、ドット抜けの発生を抑制することができる。
【００１３】
また、選択手段は、ワイピング実施前の流体噴射装置の動作に基づいてワイピング方法を選択するので、状況に応じて第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかを選択的に実行することができる。
【００１５】
そして、ノズル形成面に異物が付着している可能性が高いクリーニング後に第１ワイピングを選択的に実行することで、ノズル内への異物の混入を抑制することができる。
【００１６】
本発明の流体噴射装置において、前記流体を受容する媒体を搬送する搬送機構をさらに備え、前記選択手段は、前記ワイピング実施前における前記媒体の搬送量が予め規定された閾値以上であった場合には前記第１ワイピングを選択する一方、前記ワイピング実施前における前記媒体の搬送量が前記閾値未満であった場合には前記第２ワイピングを選択する。
【００１７】
この構成によれば、ワイピング実施前における媒体の搬送量が予め規定された閾値以上であった場合にはノズル形成面に異物が付着している可能性が高いので、第１ワイピングを選択的に実行することで、ノズル内への異物の混入を抑制することができる。一方、ワイピング実施前における媒体の搬送量が閾値未満であった場合にはノズル形成面に異物が付着している可能性が低いので、第２ワイピングを選択的に実行することで、ワイピングに伴う流体の消費を抑制することができる。
【００１８】
本発明の流体噴射装置において、前記選択手段は、前記ワイピング実施前の動作が前記流体の噴射であった場合には前記第１ワイピングを選択する一方、前記ワイピング実施前の動作が前記流体の噴射でなかった場合には前記第２ワイピングを選択する。
【００１９】
この構成によれば、流体の噴射が行われた後には、流体を受容する媒体の搬送等によってノズル形成面に異物が付着している可能性が高いので、第１ワイピングを選択的に実行することで、ノズル内への異物の混入を抑制することができる。一方、流体の噴射前であれば、ノズル形成面に異物が付着している可能性が低いので、第２ワイピングを選択的に実行することで、ワイピングに伴う流体の消費を抑制することができる。
【００２０】
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が設けられた流体噴射ヘッドと、該流体噴射ヘッドにおける前記ノズルのノズル開口が形成されたノズル形成面をワイピングするワイパーと、前記ノズル内に形成される液面の背圧となる前記流体噴射ヘッド内の前記流体の圧力を前記液面と接する気体の気圧以上にして行う第１ワイピング及び前記背圧を前記気圧より小さくして行う第２ワイピングのうち、何れかをワイピング方法として選択する選択手段とを備え、前記選択手段は、前記ワイピング実施前の動作が、前記ノズル内の流体を前記ノズル開口から強制的に排出させるクリーニングであった場合には、前記第１ワイピングを選択する。
【００２１】
この構成によれば、第１ワイピング時には液面の背圧が気圧以上となっているので、ワイパーが液面に接触して流体がノズル内から引き出されても速やかに流体が供給されるとともに、異物等の混入が抑制される。これにより、ワイピングに伴うドット抜けの発生を抑制することができる。一方、第２ワイピング時には液面の背圧が気圧よりも小さくなっているので、ワイパーが液面に接触しても、ノズル内から流体が継続的に流出することがない。したがって、必要に応じて第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかを選択的に実行することで、ワイピングに伴う流体の消費を抑制しつつ、ドット抜けの発生を抑制することができる。
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明のワイピング方法は、流体を噴射するノズルが設けられた流体噴射ヘッドにおける前記ノズルのノズル開口が形成されたノズル形成面をワイピングするワイピング方法であって、前記ノズル内に形成される液面の背圧となる前記流体噴射ヘッド内の前記流体の圧力を前記液面と接する気体の気圧よりも大きくして行う第１ワイピング及び前記背圧を前記気圧以下にして行う第２ワイピングのうち、何れかをワイピング方法として選択する選択段階を備え、前記ワイピング実施前の動作が、前記ノズル内の流体を前記ノズル開口から強制的に排出させるクリーニングであった場合には、前記選択段階において前記第１ワイピングを選択する。
【００２３】
この構成によれば、選択段階において第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかをワイピング方法として選択するので、状況に応じて適切なワイピングを実行することができる。すなわち、第１ワイピング時には液面の背圧が気圧よりも大きくなっているので、ワイパーが液面に接触して流体がノズル内から引き出されても速やかに流体が供給されるとともに、異物等の混入が抑制される。これにより、ワイピングに伴うドット抜けの発生を抑制することができる。一方、第２ワイピング時には液面の背圧が気圧以下となっているので、ワイパーが液面に接触しても、ノズル内から流体が継続的に流出することがない。したがって、必要に応じて第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかを選択的に実行することで、ワイピングに伴う流体の消費を抑制しつつ、ドット抜けの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図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図。
【図２】ワイピング装置の概略構成を示す断面図。
【図３】制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】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。
【図５】ワイピングについて説明するための模式図で、（ａ）は定常状態、（ｂ）は第１ワイピング時、（ｃ）は第２ワイピング時を示す。
【図６】ワイピング方法の選択処理を示すフローチャート。
【図７】第１ワイピング処理を示すフローチャート。
【図８】第２ワイピング処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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８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。
【００２６】
図１に示すように、プリンター１１は、媒体としての用紙Ｐを搬送する搬送機構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とを備えている。
【００２７】
搬送機構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（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。
【００２８】
ラインヘッド１３は、支持部２２と、支持部２２に支持された流体噴射ヘッド２４とを備えている。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が形成されている。
【００２９】
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。そして、支持部２２に支持された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って印刷処理が実行される。
【００３０】
インク供給ユニット１４は、インクを収容した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弾性変形可能な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、差圧弁２９と加圧機構３０とが設けられている。
【００３１】
図１において二点鎖線で囲んだ部分の拡大断面図に示すように、流体噴射ヘッド２４内には、上流側が図示しないインク流路を通じてインク供給チューブ２７に連通する一方、下流側がノズル２５に連通するキャビティ３１が形成されている。キャビティ３１の上側の壁面は振動板３２によって構成されているとともに、振動板３２の上面側には、キャビティ３１の上方となる位置に圧電素子３３が配設されている。また、ノズル２５は流体噴射ヘッド２４の下面を構成するノズルプレート３４を貫通することで形成されている。
【００３２】
振動板３２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３３は駆動信号を受けて伸縮することで、振動板３２を上下方向に振動させるようになっている。また、振動板３２が上下方向に振動すると、キャビティ３１の容積が拡縮するようになっている。そして、キャビティ３１の容積が縮小されると、インク供給チューブ２７を介してキャビティ３１内に供給されたインクがノズル２５からインク滴として噴射されるようになっている。
【００３３】
なお、ノズル２５はインクとの親和性（濡れ性）が高くなるように形成されている。そのため、ノズル２５内には、凹形状の液面Ｓｆ（メニスカス）が形成されている。ここで、メニスカスとは、流体（インク）が固体表面（ノズル２５やノズル形成面２４ａ）と接するときに、両者の分子間に働く付着力と流体分子間の凝集力の大小関係で生じる湾曲した流体表面のことをいう。
【００３４】
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、加圧機構３０と、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３５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３６（図２参照）と、制御装置１００（図３参照）とを備えている。加圧機構３０、キャッピング装置３５及びワイピング装置３６はそれぞれ流体噴射ヘッド２４毎に設けられている。
【００３５】
加圧機構３０は、回動軸３０ａ及び回動軸３０ａとともに回動するカム部材３０ｂを備えている。加圧機構３０は、カム部材３０ｂが回動軸３０ａの正方向への回動に伴ってインク供給チューブ２７を押し潰すことで、インク供給チューブ２７内及び流体噴射ヘッド２４内のインクを加圧するようになっている。また、加圧機構３０のカム部材３０ｂが逆方向に回動して元の位置に戻ると、加圧が解除されるようになっている。
【００３６】
キャッピング装置３５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３５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。
【００３７】
図１に示すように、キャッピング装置３５は、有底四角箱状のキャップ３７と、キャップ３７を昇降させる昇降機構３８と、吸引ポンプ３９とを備えている。そして、昇降機構３８によって上方に移動したキャップ３７がノズル形成面２４ａに当接した状態で吸引ポンプ３９が駆動されると、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。
【００３８】
ワイピング装置３６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するためのワイピングを実行する際に用いられる。
図２に示すように、ワイピング装置３６は、ホルダー４０と、前後方向に沿って延びるようにホルダー４０に架設されたリードスクリュー４１と、リードスクリュー４１を回転させるためのモーター４２と、支持部材４３と、ゴムなどの弾性体からなる板状のワイパー４４とを備えている。ワイパー４４は支持部材４３上に立設される態様で支持されるとともに、支持部材４３はリードスクリュー４１に支持されている。また、支持部材４３の上面側には、貯留凹部４５が形成されている。
【００３９】
ワイピング装置３６は、昇降機構３８によってワイパー４４がノズル形成面２４ａに当接する位置まで上昇移動することが可能となっている。ワイパー４４がノズル形成面２４ａに当接した状態でモーター４２が駆動されると、リードスクリュー４１が回転し、支持部材４３とともにワイパー４４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４４を伝って流下し、貯留凹部４５に貯留される。
【００４０】
次に、制御装置１００及びメンテナンスユニット１５の電気的構成について説明する。
図３に示すように、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。
【００４１】
また、制御装置１００はモーター駆動回路１５４〜１５７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、メンテナンスユニット１５の駆動制御を行う。なお、制御装置１００は、プリンター１１全体の動作を制御する制御装置と兼用してもよい。
【００４２】
具体的には、ＣＰＵ１５０は、モーター駆動回路１５４を介して加圧機構３０の回動軸３０ａを回動させるためのモーター４６を駆動制御する。また、ＣＰＵ１５０は、モーター駆動回路１５５を介してキャッピング装置３５の吸引ポンプ３９を駆動するためのポンプモーター４７を駆動制御するとともに、モーター駆動回路１５６を介してキャップ３７及びワイパー４４を昇降させるために昇降機構３８のモーター４８を駆動制御する。また、ＣＰＵ１５０は、モーター駆動回路１５７を介してワイピング装置３６のワイパー４４を前後方向に移動させるためのモーター４２を駆動制御する。
【００４３】
次に、差圧弁２９について説明する。差圧弁２９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と加圧機構３０との間に配置されている。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、差圧弁２９は、定形性を有する流路形成部材５０を有している。流路形成部材５０の一端（図４における左端）にはインクカートリッジ２６に連通する上流側のインク供給チューブ２７と接続される接続部５１が設けられる。一方、流路形成部材５０の右端には流体噴射ヘッド２４に連通する下流側のインク供給チューブ２７と接続される接続部５２が設けられる。また、流路形成部材５０の一面側（図４における上面側）には平面視円形状の凹部５０ａが形成されるとともに、凹部５０ａ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５０ｂが一つ形成されている。そして、この凸部５０ｂの上端面に凹部５０ａ内への開口が形成されるように、接続部５１内には上流側のインク供給チューブ２７と凹部５０ａ内とを連通させる流入路５１ａが形成されている。一方、接続部５２内には、下流側のインク供給チューブ２７と凹部５０ａ内とを連通させる流出路５２ａが形成されている。
【００４５】
流路形成部材５０の上面側には、凹部５０ａの開口を封止するように可撓性を有するフィルム部材５３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５３の凹部５０ａ内に臨む内面側の略中央部には、凹部５０ａの開口面積よりも面積の小さい円板状の押圧板５４が固着されている。そして、フィルム部材５３と凹部５０ａとによって、圧力室５５が囲み形成されている。
【００４６】
圧力室５５内には、基台部５６と、この基台部５６に傾動自在に支持されたアーム部材５７と、アーム部材５７の一端側（左端側）を、凸部５０ｂ側に向けて付勢する付勢ばね５８とが収容されている。アーム部材５７は、常時は付勢ばね５８の付勢力を受けて、一端側が凸部５０ｂの上端面に設けられた流入路５１ａの開口を封止するとともに、他端側（右端側）が押圧板５４を上方に向けて押し上げた状態となっている。
【００４７】
これにより、フィルム部材５３が圧力室５５の内容積を拡大する方向に撓み変位され、圧力室５５及びその下流域に位置する流体噴射ヘッド２４内は負圧となる。また、流入路５１ａ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５８の付勢力を受けたアーム部材５７の一端側によって、圧力室５５内への流入が抑制された状態となっている。
【００４８】
そして、ノズル２５からの噴射または流出によりインクが消費されると、圧力室５５内の負圧が増し、図４（ｂ）に示すように、フィルム部材５３が付勢ばね５８の付勢力に抗して圧力室５５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５７の他端側が押圧板５４を介してフィルム部材５３に押圧されて傾動し、一端側が流入路５１ａの開口を開放するので、流入路５１ａを通じて圧力室５５内に加圧されたインクが流入する。
【００４９】
そして、インクの流入に伴って圧力室５５内の負圧が減少すると、アーム部材５７及びフィルム部材５３は再び付勢ばね５８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。
【００５０】
このように、差圧弁２９が定常状態となる閉弁状態にあるとき、圧力室５５及びその下流側に位置する流体噴射ヘッド２４内は負圧となっている。プリンター１１においては、重力によるインクの落下を防ぐとともに噴射動作を安定させるために、差圧弁２９によって流体噴射ヘッド２４内のインクの圧力（以下、これを「背圧」という）を−１ｋＰａ程度の負圧に保持している。
【００５１】
すなわち、本実施形態において、流体噴射ヘッド２４内のインクは、インクの噴射動作に備えて減圧され、図５（ａ）に示すようにノズル２５内に凹形状の液面Ｓｆが形成された状態が定常状態とされる。なお、図５（ａ）の部分拡大図には、差圧弁２９によって流体噴射ヘッド２４内が−１ｋＰａ程度に減圧されている場合（以下、これを「減圧時」という）の液面位置を示している。
【００５２】
定常状態において、液面Ｓｆは、液面Ｓｆの境界がノズル開口２５ａに接するとともに、液面Ｓｆの中央付近がノズル２５内に引き込まれた態様となるようにノズル２５内に形成されている。そして、液面Ｓｆの境界がノズル開口２５ａにクリップされることにより、背圧が所定範囲内で変化しても、液面Ｓｆの境界の位置は変化することなく、曲率のみが変化する状態となっている。例えば、背圧が定常状態から加圧されて正圧になり、図５（ｂ）に示すように液面Ｓｆがノズル開口２５ａから膨出した状態となった場合にも、加圧力が所定範囲内であれば、液面Ｓｆの境界がノズル開口２５ａに接した状態を保持することができる。
【００５３】
なお、「クリップされる」とは、液面Ｓｆが形状や表面状態などが変化する部分に引っかかり、平坦な部分よりも液面位置が移動しにくくなっている状態をいう。また、定常状態においては、ノズル２５内に形成された液面Ｓｆの曲率は、背圧が液面Ｓｆと接する気体の圧力（本実施形態では大気圧）と等しい場合よりも大きくなる。なお、背圧は、液面Ｓｆと接する気体の圧力に対する差圧（ゲージ圧）として表示される。
【００５４】
次に、本実施形態におけるワイピングについて説明する。
ワイピング時には、付着物を掻き取るために、先端が弾性変形した状態でワイパー４４がノズル形成面２４ａに対して摺接する。そのため、ワイパー４４がノズル開口２５ａを通過する際にノズル２５内に入り込み、インクの液面Ｓｆと接触することがある。このとき、ワイパー４４のインクとの間に働く付着力（濡れ性）が大きいと、ワイパー４４によってノズル２５内のインクが引き出される。なお、ワイパー４４がインクと親和性の高い材料や表面荒さが荒い材料で構成されている場合や、ワイパー４４に掻き取った増粘インクや紙粉等が付着している場合には、インクとの間に働く付着力が大きくなる。
【００５５】
ワイピング時にノズル２５内からインクが引き出されると、ノズル２５の上流側にあるキャビティ３１から毛管力によってインクが供給されるようになっている。しかし、インクの背圧は常時は負圧に保持されているため、特にワイピングを高速で行った場合にはインクの供給が間に合わず、ノズル２５内に気泡が混入したり液面位置が大きく内側に後退したりすることがある。こうした気泡の混入や液面位置の後退は印刷処理を行った場合にドット抜けを招く要因となる。
【００５６】
また、印刷処理の実行には用紙Ｐの搬送を伴うため、印刷処理の実行後には、ノズル形成面２４ａなどに紙粉が付着している場合が多い。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。
【００５７】
なお、紙粉とは、用紙Ｐを構成する繊維質のかけらや含有物質・塗装物質の粉などをいう。例えば、用紙Ｐには、白さを出す顔料としての炭酸カルシウムや光沢を出すためのカオリンなどが含有されていたり塗布されていたりすることがある。そして、このうちの炭酸カルシウムが紙粉となった場合、団粒構造を有する一次粒子の場合は１００マイクロメートル程度の粒子径であるが、団粒構造がくずれた二次粒子の場合は５〜１０マイクロメートル程度の粒子径となる。これに対して、ノズル開口２５ａは直径約２０マイクロメートル程度であるので、微細な炭酸カルシウムの粒子はノズル開口２５ａを通じてノズル２５内に入り込むことができる。そして、炭酸カルシウムがノズル２５内に侵入してインクに混ざると、インクの粘度が著しく増し、解消しにくい重度の目詰まりを招く虞がある。
【００５８】
また、ワイピング時には、紙粉や増粘したインクなどの異物がワイパー４４に付着した状態でノズル２５内に侵入したり、ワイパー４４がノズル形成面２４ａから掻き取った付着物をノズル２５内に押し込んだりすることがある。このとき、背圧が負圧になっていると、押し込まれた異物がノズル内のインクに取り込まれて目詰まりを生じ、ドット抜けを招く虞がある。
【００５９】
このように、ワイピングに伴うドット抜けは、背圧が低いほど発生しやすく、背圧が高いほど発生しにくいといえる。しかし、背圧が正圧の状態でワイパー４４が液面Ｓｆに接触すると、継続的にインクが滲出し続けてインクが無駄に消費されてしまうことがある。そこで、プリンター１１においては、ＣＰＵ１５０が「背圧を大気圧よりも大きい正圧にして行う第１ワイピング」及び「背圧を大気圧以下の負圧にして行う第２ワイピング」のうち何れかをワイピング方法として選択する選択段階を経た上で、何れかのワイピングを実行するようになっている。
【００６０】
次に、ワイピング方法の選択段階として、ＣＰＵ１５０によるワイピング方法の選択処理について図６を参照しつつ説明する。
図６に示すように、制御装置１００がワイピング実行命令を受け取ると、ステップＳ１１として、ＣＰＵ１５０が不揮発性メモリー１５３に記憶されたプリンター１１の動作履歴を読み出し、プリンター１１の直前の（ワイピング実行前の）動作に基づいてワイピング方法を選択する。具体的には、ステップＳ１１において、プリンター１１の直前の動作がクリーニング（吸引クリーニングまたは加圧クリーニング）であった場合には、ＣＰＵ１５０がワイピング方法として第１ワイピングを選択してステップＳ１２に進む。クリーニング実施後にはノズル形成面２４ａに異物が付着している可能性が高いためである。ステップＳ１２において、ＣＰＵ１５０は第１ワイピングを実行した後、処理を終了する。
【００６１】
また、ステップＳ１１において、プリンター１１の直前の動作が印字（印刷処理）であった場合にはステップＳ１３に進み、ＣＰＵ１５０が印字を行った用紙Ｐの枚数（印字枚数）Ｎが予め規定された閾値Ｎａ以上であるか否かを判断する。なお、閾値Ｎａは実験等に基づいて任意に設定した上で、ＲＯＭ１５１等に記憶させておく。
【００６２】
ステップＳ１３において印字枚数Ｎが閾値Ｎａ以上であった場合、ＣＰＵ１５０がワイピング方法として第１ワイピングを選択してステップＳ１２に進む。多数枚の印字を行った後には、ノズル形成面２４ａに紙粉が付着している可能性が高いためである。ステップＳ１２において、ＣＰＵ１５０は第１ワイピングを実行した後、処理を終了する。
【００６３】
一方、ステップＳ１３において印字枚数Ｎが閾値Ｎａ未満であった場合、ＣＰＵ１５０がワイピング方法として第２ワイピングを選択してステップＳ１４に進む。印字枚数が少ない場合には、ノズル形成面２４ａに紙粉が付着している可能性が低いためである。ステップＳ１４において、ＣＰＵ１５０は第２ワイピングを実行した後、処理を終了する。
【００６４】
次に、第１ワイピングの実行処理について図７を参照しつつ説明する。
図７に示すように、始めにステップＳ２１の上昇工程として、ＣＰＵ１５０が昇降機構３８のモーター４８を正方向に駆動制御してワイパー４４をノズル形成面２４ａに当接する位置まで上昇させる。次に、ステップＳ２２の加圧工程として、ＣＰＵ１５０が加圧機構３０のモーター４６を正方向に駆動制御してカム部材３０ｂを正方向（図５における時計回り方向）に回動させる。これにより、流体噴射ヘッド２４内のインクが加圧され、背圧が正圧になる。
【００６５】
なお、加圧時には、図５（ｂ）に示すように、液面Ｓｆの境界がノズル開口２５ａの段差にクリップされた状態で、液面Ｓｆが下方に凸形状となるか、あるいはノズル形成面２４ａと略面一になる平面形状となるのが好ましい。液面Ｓｆがノズル形成面２４ａに濡れ広がった状態になっていると、ワイパー４４と液面Ｓｆとの接触時間が長くなり、継続的にインクが引き出されてしまうためである。
【００６６】
ここで、背圧が大気圧と等しい場合、液面Ｓｆは毛管力とノズル２５の濡れ性によって凹形状となるので、背圧が大気圧よりもやや大きい正圧になったときに、液面Ｓｆは曲率ゼロの平面形状になる。また、背圧が約−１ｋＰａであればドット抜けの発生確率が８０％以上になるのに対して、背圧が０．３〜１ｋＰａであればドット抜けの発生確率が２０％程度に低減されるとの実験結果が得られている。さらに、背圧が３ｋＰａを超えると、ノズル開口２５ａからインクが落下する虞があるので、加圧時の背圧は０〜２ｋＰａ程度にするのが好ましい。
【００６７】
次に、ステップＳ２３の摺接工程（ワイピング工程）として、ＣＰＵ１５０がワイピング装置３６のモーター４２を駆動制御してワイパー４４を前後方向（図５において紙面と直交する方向）に移動させる。そして、ワイパー４４がノズル形成面２４ａに摺接する過程で、ノズル２５から引き出したインクでノズル形成面２４ａを濡らして付着物をインクに溶解させつつ、ノズル形成面２４ａを払拭する。また、ワイパー４４が液面Ｓｆに接触するとき、背圧は正圧になっているので、速い速度でワイパー４４が前後方向に移動した場合でも、ワイパー４４のインクの引き出しに伴ってノズル２５内に速やかにインクが供給されるとともに、付着物のノズル２５内への混入が抑制される。
【００６８】
次に、ステップＳ２４の加圧解除工程として、加圧機構３０のモーター４６を逆方向に駆動制御してカム部材３０ｂを加圧工程と反対方向（図５における反時計回り方向）に回動させる。なお、加圧工程において回動軸３０ａを１８０度回動させる場合には、加圧解除工程において、加圧工程と同方向に回動軸３０ａを１８０度回動させてもよい。これにより、加圧が解除されて背圧は−１ｋＰａ程度の負圧に戻る。
【００６９】
最後に、ステップＳ２５の下降工程として、ＣＰＵ１５０が昇降機構３８のモーター４８を逆方向に駆動制御してワイパー４４を元の位置まで下降させ、処理を終了する。
次に、第２ワイピングの実行処理について図８を参照しつつ説明する。
【００７０】
図８に示すように、始めにステップＳ３１の上昇工程として、ＣＰＵ１５０が昇降機構３８のモーター４８を正方向に駆動制御してワイパー４４をノズル形成面２４ａに当接する位置まで上昇させる。次に、ステップＳ３２の摺接工程（ワイピング工程）として、ＣＰＵ１５０がワイピング装置３６のモーター４２を駆動制御してワイパー４４を前後方向（図５において紙面と直交する方向）に移動させる。このとき、ノズル２５内の液面Ｓｆは、図５（ｃ）に示すように、定常状態と同じく、液面Ｓｆの境界がノズル開口２５ａに接するとともに、液面Ｓｆの中央付近がノズル内に引き込まれた態様となっている。したがって、ワイパー４４がノズル形成面２４ａに摺接する過程において、ワイパー４４と液面Ｓｆとの接触が抑制される。
【００７１】
そして最後に、ステップＳ３３の下降工程として、ＣＰＵ１５０が昇降機構３８のモーター４８を逆方向に駆動制御してワイパー４４を元の位置まで下降させ、処理を終了する。
【００７２】
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）第１ワイピング時には液面Ｓｆの背圧が大気圧よりも大きくなっているので、ワイパー４４が液面Ｓｆに接触してインクがノズル２５内から引き出されても速やかにインクが供給されるとともに、異物等の混入が抑制される。これにより、ワイピングに伴うドット抜けの発生を抑制することができる。一方、第２ワイピング時には液面Ｓｆの背圧が大気圧以下となっているので、ワイパー４４が液面Ｓｆに接触しても、ノズル２５内からインクが継続的に流出することがない。したがって、必要に応じて第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかを選択的に実行することで、ワイピングに伴うインクの消費を抑制しつつ、ドット抜けの発生を抑制することができる。
【００７３】
（２）ＣＰＵ１５０は、ワイピング実施前のプリンター１１の動作に基づいてワイピング方法を選択するので、状況に応じて第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかを選択的に実行することができる。
【００７４】
（３）ノズル形成面２４ａに異物が付着している可能性が高いクリーニング後に第１ワイピングを選択的に実行することで、ノズル２５内への異物の混入を抑制することができる。
【００７５】
（４）ワイピング実施前におけるプリンター１１の動作が印刷処理であって、印字枚数Ｎ（用紙Ｐの搬送枚数）が予め規定された閾値Ｎａ以上であった場合には、ノズル形成面２４ａに異物が付着している可能性が高い。そのため、第１ワイピングを選択的に実行することで、ノズル２５内への異物の混入を抑制することができる。一方、ワイピング実施前における印字枚数Ｎが閾値Ｎａ未満であった場合にはノズル形成面２４ａに異物が付着している可能性が低いので、第２ワイピングを選択的に実行することで、ワイピングに伴うインクの消費を抑制することができる。
【００７６】
（５）選択段階において第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかをワイピング方法として選択するので、状況に応じて適切なワイピングを実行することができる。
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。
【００７７】
・ＣＰＵ１５０は、背圧を大気圧以上にして行う第１ワイピング及び背圧を大気圧より小さくして行う第２ワイピングのうち、何れかをワイピング方法として選択するようにしてもよい。
【００７８】
この構成によれば、第１ワイピング時には液面Ｓｆの背圧が大気圧以上となっているので、ワイパー４４が液面Ｓｆに接触してインクがノズル２５内から引き出されても速やかにインクが供給されるとともに、異物等の混入が抑制される。これにより、ワイピングに伴うドット抜けの発生を抑制することができる。一方、第２ワイピング時には液面Ｓｆの背圧が大気圧よりも小さくなっているので、ワイパー４４が液面Ｓｆに接触しても、ノズル２５内からインクが継続的に流出することがない。したがって、必要に応じて第１ワイピング及び第２ワイピングのうち何れかを選択的に実行することで、ワイピングに伴うインクの消費を抑制しつつ、ドット抜けの発生を抑制することができる。
【００７９】
・ＣＰＵ１５０は、プリンター１１の直前の動作が印字（流体の噴射）であった場合には第１ワイピングを選択する一方、プリンター１１の直前の動作が印字でなかった場合には第２ワイピングを選択するようにしてもよい。
【００８０】
この場合には、印字後には、用紙Ｐの搬送によってノズル形成面２４ａに異物が付着している可能性が高いので、第１ワイピングを選択的に実行することで、ノズル２５内への異物の混入を抑制することができる。一方、印字前であれば、ノズル形成面２４ａに異物が付着している可能性が低いので、第２ワイピングを選択的に実行することで、ワイピングに伴う流体の消費を抑制することができる。
【００８１】
・用紙Ｐが長尺紙の場合には、ステップＳ１３において、搬送した用紙Ｐの長さを閾値としてもよい。
・流体を受容する媒体の種類によってワイピング方法を選択するようにしてもよい。例えば、紙粉等が発生しにくいフィルムが媒体として使用される場合には第２ワイピングを選択してもよい。あるいは、炭酸カルシウム等を多く含有する光沢紙や白色度の高い用紙を媒体として使用する場合には第１ワイピングを選択してもよい。
【００８２】
・用紙Ｐの搬送速度が速いと紙粉等が飛散しやすくなるので、用紙Ｐの搬送速度が予め規定された閾値以上である場合には第１ワイピングを選択する一方、用紙Ｐの搬送速度が予め規定された閾値未満である場合には第２ワイピングを選択するようにしてもよい。
【００８３】
・ワイピング方法として背圧が異なる３以上のワイピング方法を選択できるようにしてもよい。この場合には、閾値（印字枚数や搬送速度など）や媒体の種類などに対応して、背圧を複数段階に変化させるのが好ましい。なお、背圧を変化させるための加圧力は、カム部材３０ｂの回動角度によって調整することができる。
【００８４】
・ワイピングを高速で行う場合には第１ワイピングを選択する一方、ワイピングを低速で行う場合には第２ワイピングを選択するようにしてもよい。
・インク供給チューブ２７の差圧弁２９と加圧機構３０との間に、任意のタイミングで開閉制御が可能な開閉弁を設けてもよい。この場合には、吸引クリーニングや加圧クリーニングの際に、開閉弁を閉弁状態とした後に吸引や加圧を行い、インク流路内の圧力を高めた状態で開閉弁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ことができる。また、加圧機構３０による加圧を行う際に開閉弁を閉弁状態とすることで、加圧力が上流側に及ぶのを抑制し、下流側に加圧力を集中させることができる。
【００８５】
・第２ワイピング時の背圧を定常状態よりも低くしてもよい。この場合には、ワイパー４４と液面Ｓｆとの接触をさらに抑制することができる。
・差圧弁２９を備えなくてもよい。この場合にも、ノズル２５内には流体の種類とノズル２５の濡れ性によって凹形状の液面が形成される場合がある。また、インクカートリッジ２６（図示しないカートリッジホルダ）を流体噴射ヘッド２４よりも低い位置に配置することで、水頭差によって流体噴射ヘッド２４内を負圧にすることもできる。
【００８６】
・圧電素子やポンプ、ピストンなどを備えた加圧機構を採用してもよい。この場合には、流体供給路を弾性変形しにくい剛体の管路から構成することができる。これにより、加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流体噴射ヘッド２４内に伝播させることができる。
【００８７】
・１つのインクカートリッジ２６から複数の流体噴射ヘッド２４にインクを供給している場合には、加圧機構３０をインクカートリッジ２６に接続される単数の流体供給路（インク供給チューブ２７）に設けてもよいし、加圧機構３０を流体噴射ヘッド２４毎に設けてもよい。
【００８８】
・インクカートリッジ２６は着脱されないインクタンクとしてもよい。
・流体噴射ヘッド２４やノズル２５の数は任意に設定することができる。
・プリンター１１は、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。
【００８９】
・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。
【符号の説明】
【００９０】
１１…流体噴射装置としてのプリンター、１２…搬送機構、２４…流体噴射ヘッド、２４ａ…ノズル形成面、２５…ノズル、２５ａ…ノズル開口、４４…ワイパー、１５０…選択手段として機能するＣＰＵ、Ｎａ…閾値、Ｐ…媒体としての用紙、Ｓｆ…液面。
【図１】
0005428917.tif 000002
【図２】
0005428917.tif 000003
【図３】
0005428917.tif 000004
【図４】
0005428917.tif 000005
【図５】
0005428917.tif 000006
【図６】
0005428917.tif 000007
【図７】
0005428917.tif 000008
【図８】
0005428917.tif 000009