(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドのノズルクリーニング効果がいつまでも劣化しないインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】ノズル５内部の気泡をインクごと吸引するためのキャップ３を利用して、洗浄液吹付けによるノズル面４の洗浄機能を付加する。キャップ３の上端部に、洗浄液をノズル面４に斜めに吐出する吐出口１７と、ノズル面４を洗浄した洗浄液又はインクの混じった洗浄液を排出するための排出口１８とを、互いに対向するようにして形成し、供給ポンプ１１で洗浄液タンク９から吸引した洗浄液を吐出口１７から吐出してノズル面４に吹付け、ノズル面４洗浄後の洗浄液又はインクの混じった洗浄液を排出口１８から排出し、吸引ポンプ１２で廃インクタンク９に１０に排出する。吸引ポンプ１２は、インク吸引用の負圧発生装置と共用し、開閉バルブ１３、１４でクリーニング方法を切替える。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットノズルからインク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタにおいて、インクジェットノズルからインクを吸引するインク吸引手段と、インクジェットノズルのノズル面に洗浄液を吹付けて当該ノズル面を洗浄するノズル面洗浄手段と、インクジェットノズルのインク滴吐出不良を検出する吐出不良検出手段と、前記吐出不良検出手段で検出されたインク滴吐出不良原因がノズル内部の気泡である場合に前記インク吸引手段によってインクジェットノズルからインクを吸引し且つインク滴吐出不良原因がノズル内部の気泡以外である場合に前記ノズル面洗浄手段によってインクジェットノズルのノズル面を洗浄するクリーニング制御手段とを備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記ノズル面洗浄手段は、ノズルの周辺を覆うキャップと、前記キャップに取付けられて、ノズル面との間を密閉状態にするシール部材と、前記洗浄液を供給する供給ポンプと、前記洗浄液又は洗浄液及びインクを吸引する吸引ポンプとを備え、前記キャップに、前記洗浄液を吐出する吐出口及び洗浄液又は洗浄液及びインクを排出する排出口を形成したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記インク吸引手段は、ノズルの周辺を覆うキャップと、前記キャップに取付けられて、ノズル面との間を密閉状態にするシール部材と、前記キャップ及びシール部材によってノズル面との間が密閉状態にあるときに当該キャップの内部を負圧にする負圧発生装置とを備え、前記キャップに、インクを排出するインク排出口を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記キャップ及びシール部材を共用化し、前記吸引ポンプと負圧発生装置とを共用することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複数色の液体インクの微粒子（インク滴）をノズルから吐出し、微小なドットを印刷媒体上に形成することによって所定の文字や画像を印刷するようにしたインクジェットプリンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このようなインクジェットプリンタは、一般に、インクカートリッジとインク吐出ヘッド（一般にインクジェットヘッドという）とが一体的に備えられたキャリッジなどと称される移動体が印刷媒体の搬送方向と交差する方向に往復しながら、そのインクジェットヘッドのノズルから液体インクの微粒子を吐出（噴射）出力することで、印刷媒体上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成するようになっている。そして、このキャリッジに黒色（ブラック）を含めた４色（イエロー、マゼンタ、シアン）のインクカートリッジと各色毎のインクジェットヘッドを備えることで、モノクロ印刷のみならず、各色を組み合わせたフルカラー印刷も容易に行えるようになっている（更に、これらの各色に、ライトシアンやライトマゼンタなどを加えた６色や７色、或いは８色のものも実用化されている）。
【０００３】
ところで、この種のインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドのキャビティ（圧力室）内に気泡が発生したり、浮遊する紙粉やゴミなどがノズル近傍に付着したり、ノズル（内のインク）が乾燥したりすると、ノズルからインク滴が吐出されず、印刷媒体にドットが形成されないことがある。インク滴の吐出不良を、一般に「ドット抜け」と呼んでいる。ドット抜けの現象が生じた場合には、クリーニング装置によって回復を図る。例えば、気泡の発生によってドット抜け現象が生じた場合には、ポンプでノズル内のインクを吸引してキャビティ内部の気泡を排出し、その後、ワイパと呼ばれる拭い取り部材でノズル面に付着したインクを拭い去り、更にフラッシングと呼ばれるインク滴の無印字吐出を行って混色したインクを放出する。この一連のクリーニング工程によって、気泡によるドット抜け現象が回復する。
【０００４】
しかしながら、ノズルが乾燥した場合や、ノズル近傍に紙粉やゴミなどが付着した場合には、ノズル面に付着したインクをワイパで完全に拭い去ることができずに、僅かに残留することがある。この残留したインクは、時間の経過によって、インクの成分である水などの溶媒が蒸発して粘性が高くなり、更にワイパによる拭い去りが困難になる。また、ワイパに付着したインクの粘性が乾燥によって高くなり、この粘性の高いインクがノズル面に付着してしまうこともある。そこで、下記特許文献１に記載されるインクジェットプリンタでは、ワイパでインクジェットヘッドのノズル面を拭った後、当該ワイパに付着しているインクをインク吸収材で拭い去るようにしている。
【特許文献１】特開平６−１４３５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載されるインクジェットプリンタでは、インク吸収材が清浄なときにはワイパも清浄になるものの、インク吸収材を繰り返して使用すると、当がインク吸収材自体が汚れ、ワイパを清浄にする効果が低減し、結果としてインクジェットヘッドのノズル面を清浄化することが困難になる。つまり、長く使用すると、クリーニング効果が、ゆっくりとではあるが、経時的に劣化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、クリーニング効果がいつまでも劣化しないインクジェットプリンタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［発明１］上記課題を解決するために、発明１のインクジェットプリンタは、インクジェットノズルからインク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタにおいて、インクジェットノズルからインクを吸引するインク吸引手段と、インクジェットノズルのノズル面に洗浄液を吹付けて当該ノズル面を洗浄するノズル面洗浄手段と、インクジェットノズルのインク滴吐出不良を検出する吐出不良検出手段と、前記吐出不良検出手段で検出されたインク滴吐出不良原因がノズル内部の気泡である場合に前記インク吸引手段によってインクジェットノズルからインクを吸引し且つインク滴吐出不良原因がノズル内部の気泡以外である場合に前記ノズル面洗浄手段によってインクジェットノズルのノズル面を洗浄するクリーニング制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明に言うインクジェットノズルとは、例えばインクジェットプリンタに用いられるインク出力用ノズルを示し、周知の静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰インクジェット方式などにより、微粒子状のインク滴を印雑媒体に吐出して丸いインクドットを形成するものの総称として扱う。また、インク滴吐出不良原因は、例えば後述するようにインクジェットヘッドのインク滴吐出アクチュエータである圧電素子の残留振動などによって検出することができる。
【０００９】
この発明１に係るインクジェットプリンタによれば、インク滴吐出不良原因がノズル内部の気泡である場合にインク吸引手段によってインクジェットノズルからインクを吸引し且つインク滴吐出不良原因がノズル内部の気泡以外である場合にノズル面洗浄手段によってインクジェットノズルのノズル面に洗浄液を吹付けて当該ノズル面を洗浄する構成としたため、ノズル面に粘性の高いインクが付着することがなく、いつまでもクリーニング効果が劣化しない。
【００１０】
［発明２］発明２のインクジェットプリンタは、前記発明１のインクジェットプリンタにおいて、前記ノズル面洗浄手段は、ノズルの周辺を覆うキャップと、前記キャップに取付けられて、ノズル面との間を密閉状態にするシール部材と、前記洗浄液を供給する供給ポンプと、前記洗浄液又は洗浄液及びインクを吸引する吸引ポンプとを備え、前記キャップに、前記洗浄液を吐出する吐出口及び洗浄液又は洗浄液及びインクを排出する排出口を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
この発明２に係るインクジェットプリンタによれば、ノズルの周辺を覆うキャップと、このキャップに取付けられて、ノズル面との間を密閉状態にするシール部材と、洗浄液を供給する供給ポンプと、洗浄液又は洗浄液及びインクを吸引する吸引ポンプとを備えてノズル面洗浄手段を構成し、そのキャップに、洗浄液を吐出する吐出口及び洗浄液又は洗浄液及びインクを排出する排出口を形成したため、キャップやシール部材をインク吸引手段と共用化することが可能となり、吸引ポンプも共用することができる。
【００１２】
[発明３］発明３のインクジェットプリンタは、前記発明２のインクジェットプリンタにおいて、前記インク吸引手段は、ノズルの周辺を覆うキャップと、前記キャップに取付けられて、ノズル面との間を密閉状態にするシール部材と、前記キャップ及びシール部材によってノズル面との間が密閉状態にあるときに当該キャップの内部を負圧にする負圧発生装置とを備え、前記キャップに、インクを排出するインク排出口を形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
この発明３に係るインクジェットプリンタによれば、ノズルの周辺を覆うキャップと、このキャップに取付けられて、ノズル面との間を密閉状態にするシール部材と、キャップ及びシール部材によってノズル面との間が密閉状態にあるときに当該キャップの内部を負圧にする負圧発生装置とを備えてインク吸引手段を構成し、そのキャップに、インクを排出するインク排出口を形成したため、キャップやシール部材をノズル面洗浄手段と共用化することが可能となり、負圧発生装置も吸引ポンプと共用することができる。
【００１４】
［発明４］発明４のインクジェットプリンタは、前記発明３のインクジェットプリンタにおいて、前記キャップ及びシール部材を共用化し、前記吸引ポンプと負圧発生装置とを共用することを特徴とするものである。
この発明４に係るインクジェットプリンタによれば、キャップ及びシール部材を共用化し、吸引ポンプと負圧発生装置とを共用することとしたため、構造が簡潔になり、コストの低廉化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明のインクジェットプリンタの第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ２とそれを駆動するためのホストコンピュータ１とを表している。ホストコンピュータ１は、パーソナルコンピュータを始め、あらゆるコンピュータシステムが適用可能である。インクジェットプリンタ２内には、自身を駆動するためのデバイスドライバ３０が構築されており、このデバイスドライバ３０を、適宜アプリケーションソフトウエアによって駆動することで、インクジェットプリンタ２を駆動する、つまり印刷を行う。
【００１６】
図２には、インクジェットプリンタ２の概略構成を示す。本実施形態のインクジェットプリンタ２は、インクカートリッジとインクジェットヘッドとが一体的に備えられたキャリッジ２１を印刷媒体２２の幅方向、図の左右方向に往復移動し且つ当該印刷媒体２２を長手方向、図の紙面垂直方向に紙送りしながら、インクジェットヘッドのノズルから液体インクの微粒子（インク滴）を吐出して印刷媒体２２上に微小なインクドットを形成出力することで、印刷媒体２２上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成する、所謂マルチパス型インクジェットプリンタである。なお、キャリッジ２１の往復移動方向を主走査方向、印刷媒体２２の紙送り方向を副走査方向とも言う。
【００１７】
図２の符号２２は、キャリッジ２１を主走査方向に往復移動させるアクチュエータとしてのキャリッジモータ、符号２３は、キャリッジモータ２２の駆動力を伝達するための駆動プーリ、符号２４は、印刷媒体２２を挟んで駆動プーリ２３の反対側に配置された従動プーリ、符号２５は、駆動プーリ２３と従動プーリ２４とに巻回され且つキャリッジ２１に連結された搬送ベルトである。また、符号３は、キャリッジ２１に搭載されるインクジェットヘッドのノズルをクリーニングするキャップ、符号３０は、ノズルのメニスカスを整えるためにノズルをなでるワイパ、符号７は、印字以外の目的でインクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出する、所謂フラッシング時に、当該吐出されたインク滴を吸収するインク吸収体、符号８は、後述する供給ポンプや吸引ポンプ、開閉バルブなどを備えたクリーニング装置、符号９は、洗浄液を貯留する洗浄液タンク、符号１０は、洗浄液又は洗浄液及びインクを貯留する廃インクタンクである。なお、インク吸収体７には、インク溶媒を吸収し易い材料で、しかもインクを吸収し易い、多孔質材料が適しており、例えば水系インクの場合にはポリビニルアルコール系の材料が挙げられる。
【００１８】
また、符号６１は、インクジェットヘッドのノズルからのインク滴の吐出が不良になる、つまりドット抜けを検出するドット抜け検出器であり、後段に詳述するように、切替スイッチ６２、ドット抜け検出回路６３、判定回路６４を備えて構成される。また、符号３１は制御部、符号３０はデバイスドライバである。キャリッジ２１は、制御部３１がキャリッジモータ２２の回転状態を制御することによって、加速・一定速度・減速・反転・加速・一定速度・減速・反転して主走査方向に往復移動され、インクジェットヘッドの印字アクチュエータを制御することによって、キャリッジ２１が一定速度で移動しているときに印刷媒体２２上にインクドットを出力する。また、ドット抜け検出器でドット抜けが検出されたとき、或いは所定時間毎、或いは電源オン時、或いは電源オフ時に、制御部３１がクリーニング装置８を駆動してインクジェットヘッドのクリーニングを行う。なお、搬送ベルト２５にはリニアスケールが設けられており、そのリニアスケールをエンコーダで読み取ることにより、搬送ベルト２５の位置、即ちキャリッジ２１の位置をトラッキングする。
【００１９】
インクジェットヘッド３４には、例えば図８に示すように、ブラック（Ｋ）インクを専用に吐出するノズル５、同じくイエロー（Ｙ）インクを専用に吐出するノズル５、同じくマゼンタ（Ｍ）インクを専用に吐出するノズル５、同じくシアン（Ｃ）インクを専用に吐出するノズル５を夫々副走査方向に配置し、前記デバイスドライバからの指令信号に従って、インクジェットヘッド３４の各ノズル５から液体インクを吐出出力しながら、キャリッジ２１を主走査方向に移動し且つ印刷媒体２２を副走査方向（紙送り方向）に移動することで、印刷媒体２２上に例えばカラー画像データを印刷することが可能となる。
【００２０】
インクジェットヘッドの各ノズルからインクを吐出出力する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰インクジェット方式などがある。静電方式は、アクチュエータである静電ギャップに駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。ピエゾ方式は、アクチュエータであるピエゾ素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。膜沸騰インクジェット方式は、キャビティ内に微小ヒータがあり、瞬間的に３００℃以上に加熱されてインクが膜沸騰状態となって気泡が生成し、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。本発明は、何れのインク出力方法も適用可能である。
【００２１】
また、必要に応じて、インクジェットヘッドのノズルの浄化、所謂クリーニングを行う。本実施形態のクリーニングには、インク吸引とノズル面洗浄の二種類がある。インク吸引は、まず、図のキャップ３の位置までキャリッジ２１が移動し、キャップ３を上昇してインクジェットヘッドのノズル面に密着させ、その状態でキャップ３内をチューブポンプで負圧にすることにより、インクジェットヘッドのノズルからインクを吸引し、吸引が終了したらキャップ３を下降する。次いで、ワイパ３０が上昇してインクジェットヘッドのノズル面をなで、ノズル面に付着したインクを拭い去ってノズルのメニスカスを整える。このワイピングによって、複数のインクが混ざり合うので、キャリッジ２１をインク吸収体７の位置まで移動し、フラッシングによって混ざり合ったインクを排出する。一方、ノズル面洗浄は、まず、図のキャップ３の位置までキャリッジ２１が移動し、キャップ３を上昇してインクジェットヘッドのノズル面に密着させ、その状態でキャップ３内に設けた吐出口から洗浄液を吐出してノズル面に吹付け、ノズル面を洗浄し終えた洗浄液又は洗浄液とインクとが混ざり合った液体（洗浄液及びインク）をキャップ３内に設けた排出口から排出し、ノズル面洗浄が終了したらキャップを下降する。次いで、インク吸引と同様に、ワイピング、フラッシングを行う。インク吸引とノズル面洗浄の切替えは、バルブの切替え、並びに供給ポンプの駆動・非駆動によって行う。吸引ポンプは、何れの場合も駆動する。なお、インク乾燥によるドット抜けの場合には、フラッシングのみを行って回復を図ることもある。
【００２２】
図１に戻って、前記デバイスドライバ３０は、ソフトウエアによって構成される。このデバイスドライバ３０を作動させるためにインクジェットプリンタ２の制御部３１内には、演算処理装置としてのコンピュータシステムが内装されている。従って、制御部３１は、各種制御や演算処理を担う中央演算処理装置であるＣＰＵ３２と、主記憶装置を構成するＲＡＭや読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ等のメモリ３３を備えている。デバイスドライバ３０は、キャリッジ２１に搭載されたインクジェットヘッド３４を駆動するインクジェットヘッドドライバ３５、前記キャリッジ２１の主走査方向へのキャリッジモータ２２を駆動するキャリッジドライバ３６、エンコーダ２８で検出されたリニアスケールの値からキャリッジ２１の位置を検出するキャリッジ位置検出回路３７、印刷媒体２２の副走査方向への紙送り用モータ３８を駆動する紙送りドライバ３９、キャップ３を昇降するために使用されるクリーニングモータ４０を駆動するクリーニングドライバ４１、洗浄液供給のための供給ポンプ１１を駆動する供給ポンプドライバ４５、洗浄液又は洗浄液及びインクの吸引又はキャップ３内の負圧化のための吸引ポンプ１２を駆動する吸引ポンプドライバ４６、キャップ３に開設されたインク排出口及び洗浄液又は洗浄液及びインクの排出口を吸引ポンプ１２に断続するための開閉バルブ１３、１４を駆動するバルブドライバ４７、洗浄液タンク９の液位センサ１５及び廃インクタンク１０の液位センサ１６の出力から夫々の液位を検出する液位検出回路４８などを備えて構成される。そして、制御部３１は、インターフェース４２を介してホストコンピュータ１に接続されており、操作パネル４３の操作状態及びホストコンピュータ１で演算処理されるアプリケーションソフトウエアの指令に従って印刷を行う。また、印刷やクリーニングに伴う各種の情報を表示パネル４４に表示する。なお、前記デバイスドライバを駆動するためのアプリケーションソフトウエアも、インクジェットプリンタ内に設けられているプリンタ制御部内で実行するようにしてもよいし、全く個別のコンピュータシステム内で実行するようにしてもよい。また、デバイスドライバ、アプリケーションソフトウエアと同等の機能をハードウエアによって構成してもよい。
【００２３】
図３には、ワイパ３０によるワイピングの様子を示す。ワイパ３０は、弾性変形可能な適度な柔らかさを持つゴムでできており、保持部材５１に保持されている。保持部材５１は、図示しない昇降装置に取付けられており、インクジェットヘッド３４をワイピングする場合には、昇降装置で保持部材５１ごとワイパ３０を上昇し、インクジェットヘッド３４でワイパ３０を弾性変形させながら当該インクジェットヘッド３４を図３の矢印方向に移動する。その際、ワイパ３０の上端部がインクジェットヘッド３４の下面、即ちノズル面４をなで、ノズル面４に付着しているインクや浮遊していたゴミ・紙粉などを拭い去る。これにより、ノズルのメニスカスが整う。ワイピングが終了したら、ワイパ３０及び保持部材５１を下降する。
【００２４】
図４には、本実施形態のインクジェットヘッド３４を２例示す。図４ａは積層圧電素子を用いたインクジェットヘッドの例、図４ｂは単層圧電素子を用いたインクジェットヘッドの例である。図４ａの積層圧電素子は、単層の圧電素子７１を複数積層し、それを支持体７３で支持している。何れも、インクジェットヘッド３４の上端部には振動板７２が設けられ、その上方に、積層された又は単層の圧電素子７１が配設されている。インクジェットヘッド３４の下面に相当するノズル面４には複数のノズル５が開設され、各ノズル５に連通するキャビティ（圧力室）７５は共通インク部７６に連通しており、共通インク部７６には、メインタンクやインクカートリッジから直接又はサブタンクを介してインクが供給される。従って、駆動回路７４から駆動信号が積層された又は単層の圧電素子７１に入力されると、夫々の圧電素子７１が撓み、それが振動板７２の振動になって、先にキャビティ７５の容積を拡大してインクを引き込み、次いでキャビティ７５の容積を縮小してインク滴を吐出する。なお、積層圧電素子では、圧電素子７１が積層されているために、大きな駆動力が得られるという特徴がある。
【００２５】
図５には、ドット抜け検出器６１の詳細を示す。切替スイッチ６２は、パワー素子からなるアナログスイッチ６５で構成される。ドット抜け検出回路６３は、切替スイッチ６２によってインクジェットヘッド３４の圧電素子７１に接続された状態で、当該圧電素子７１の電圧変動を増幅すると共に当該圧電素子７１の電圧変動のうち、主にインクジェットヘッド３４のキャビティ７５の振動成分を抽出するバンドパスフィルタからなる交流増幅器６６と、この交流増幅器６６で抽出増幅されたキャビティ７５の振動成分と基準電圧とを比較し、これをパルス信号に変換する比較器（コンパレータ）６７とを備えて構成される。判定回路６４は、後述するように、各種ドット抜けに対応する波形を記憶した判定テーブル７０と、ドット抜け検出回路６３の比較器６７の信号からインクジェットヘッド３４のキャビティ７５の振動成分の周期や位相を測定する周期位相測定回路６８と、測定されたキャビティ７５の振動成分の周期や位相と判定テーブル７０の波形の周期や位相と比較する比較器６９とを備えて構成される。比較器６９の出力は制御部３１に入力される。
【００２６】
切替スイッチ６２は制御部３１によって制御され、例えばインクジェットヘッド３４が主走査方向に一往復動作する毎に当該インクジェットヘッド３４をインク吸収体７の位置に移動させてインク滴を吐出させ、そのインク滴吐出のための駆動信号の供給終了時にインクジェットヘッド３４の圧電素子７１をドット抜け検出回路６３に接続することで、当該圧電素子７１に発生するインク滴吐出後の、所謂残留振動を電圧変動として検出する。なお、ドット抜けの検出は、例えば印刷媒体２２を１頁印刷するたびに行ってもよいし、或いは１頁の印刷中に数回といったように行ってもよく、任意に設定することができる。
【００２７】
さて、前述のように各ノズル５に対応する圧電素子７１に駆動信号を印加し、インク滴が吐出されると、その際の圧力変動後、キャビティ７５内に残留振動（正確には、図４の振動板７２の自由振動）が発生する。この残留振動の状態から各ノズル５の状態（キャビティ７５内の状態を含む）を検出することが可能である。例えば図６に示すように、ノズル正常時に比べて、気泡がインクの流路やノズル先端に混入した場合（図の「気泡」に該当）には、気泡が混入した分だけインク重量（＝イナータンス）が減少すると共に、気泡によりノズル径が大きくなった状態と等価となって音響抵抗が減少し、振動周波数が高くなる特徴がある。また、ノズル部のインクが乾燥した場合（図の「乾燥」に該当）には、インクの粘性が増加することによって音響抵抗が増大し、過減衰になるという特徴がある。また、紙粉やゴミがノズル面に付着した場合（図の「紙粉」に該当）には、紙粉によりノズルからインクが染み出すことによって、振動板から見たインク重量が増加してイナータンスが増加し、またノズルに付着した紙粉の繊維によって音響抵抗が増大し、周期が大きくなる（周波数が低くなる）という特徴がある。
【００２８】
このように圧電素子７１の電圧変動、即ちキャビティ７５内の残留振動は、ノズル５の状態によって異なることから、残留振動の波形をパルス信号に変換した波形から、正常の吐出状態であるか、乾燥した吐出状態で得或る、気泡が混入した吐出状態であるか、紙粉がノズル５に付着した吐出状態であるかを的確に検出することができる。従って、予め実験などによって、正常の状態、乾燥状態、気泡混入状態、紙粉付着状態の各状態での残留振動の周期及び位相を判定テーブル７０に格納しておき、周期位相測定回路６８で測定した残留振動の周期及び位相と判定テーブル７０に閣のされている各状態での周期及び位相を比較器６９で比較することにより、ノズル５のインク吐出不良状態を的確に検出することができる。
【００２９】
図７には、クリーニング装置８の構成を示す。図は、キャップ３がインクジェットヘッド３４のノズル面４に密着し、洗浄液をノズル面４に吹付けて洗浄している状態、即ちノズル面洗浄状態を示している。キャップ３は、例えば上方が開口した有底方形の筐体であり、キャップ３の周壁上端部には、インクジェットヘッド３４のノズル面４に気密に密着するシール部材６が取付けられている。シール部材６としては、適度な弾性があり、インクに接触しても劣化しにくい材料が適しており、例えばシリコンゴム、フッ素系ゴムなどが挙げられる。
【００３０】
キャップ３の内部の上端部には、図の右方側に、ノズル面４に向けて斜めに開口された吐出口１７が設けられており、図の左方側に、ノズル面４に向けて斜めに開口された排出口１８が設けられている。これら吐出口１７及び排出口１８は、共に流路形成体５２によってインクジェットヘッド３４のノズル面４の近傍に開設されており、その上端部には、洗浄液の飛散を防止する飛散防止体５３がノズル面４まで延設されている。一方、キャップ３の底部中央にはインク排出口１９が開設されている。
【００３１】
吐出口１７は供給ポンプ１１の吐出側に連通されている。排出口１８及びインク排出口１９は、共に吸引ポンプ１２の吸引側に連通されている。供給ポンプ１１の吸入側は洗浄液タンク９に連通され、吸引ポンプ１２の吐出側は廃インクタンク１０に連通されている。供給ポンプ１１及び吸引ポンプ１２は、共にチューブポンプで構成されている。チューブポンプは、回転するローラが、その周囲に配設されている可撓性チューブを押しつぶして内部の流体を移動させることで負圧を発生する。チューブポンプは、比較的簡易な構成であり、汎用性に優れる。また、インク排出口１９と吸引ポンプ１２との間の流路には開閉バルブ１３が介装され、排出口１８と吸引ポンプ１２との間に流路には開閉バルブ１４が介装されている。また、洗浄液タンク９の下端部には、洗浄液がなくなったことを検出するための液位センサ１５が設けられている。また、廃インクタンク１０の上端部には、洗浄液又は洗浄液及びインクが満タンになったことを検出する液位センサ１６が設けられている。
【００３２】
従って、キャップ３をインクジェットヘッド３４のノズル面４に密着させた状態で、排出口１８と吸引ポンプ１２との間の開閉バルブ１４を閉じ、インク排出口１９と吸引ポンプ１２との間の開閉バルブ１３を開いて、供給ポンプ１１を非駆動のまま、吸引ポンプ１２を駆動すると、キャップ３の内部が負圧となり、ノズル５内部のインクが吸引されて、インク吸引によるクリーニングが行われる。吸引された廃インクは吸引ポンプ１２から廃インクタンク１０に排出される。また、キャップ３をインクジェットヘッド３４のノズル面４に密着させた状態で、インク排出口１９と吸引ポンプ１２との間の開閉バルブ１４を閉じ、排出口１８と吸引ポンプ１２との間の開閉バルブ１３を開いて、供給ポンプ１１及び吸引ポンプ１２を駆動すると、洗浄液が吐出口１７からノズル面４に吹付けられてノズル面洗浄によるクリーニングが行われる。ノズル面４を洗浄した洗浄液又はその洗浄液にインクが混入した液体は、排出口１８から排出され、更に吸引ポンプ１２から廃インクタンク１０に排出される。以下、開閉バルブ１３をインク吸引用開閉バルブ１３、開閉バルブ１４をノズル面洗浄用開閉バルブ１４と示す。
【００３３】
図８には、インクジェットヘッド３４のノズル面４と吐出口１７から吐出される洗浄液及び排出口１８の状態を下方から見た様子を示す。できるだけ少ない量の洗浄液で効率的にノズル面４を洗浄するためには、洗浄液の吐出口１７を複数設け、且つ吐出口１７からのノズル面４に対する吐出角度を１０°〜４５°程度とするのが望ましい。また、洗浄液の吐出強さも、ノズル面４に当たってはね返ってしまうほど強くせず、インクジェットヘッド３４のノズル面４における洗浄液の流れが層流になる程度の量を吐出する。また、排出口１８の開口部は、ノズル面４を洗浄し終えた洗浄液又は洗浄液及びインクをできるだけ回収できるように、吐出口１７の開口部よりも大きくしてある。また、飛散防止体５３は、シール部材６ほどではないとしても、ゴムや樹脂などの弾性体で構成し、ノズル面４にソフトに接触することが望ましい。特に、ノズル面４に傷を付けないことが肝要である。また、洗浄液としては、インクの溶媒である水や油などを主成分として、インクに含まれる界面活性剤などを含ませている。洗浄液に水を用いる場合には、ノズル面４やキャビティ７５内部への影響を少なくするために、各種の不純物やイオンなどを取り除いた純水が望ましい。
【００３４】
次に、クリーニング装置８によってクリーニングを行うために制御部３１内で行われる演算処理について、図９のフローチャートに基づいて説明する。この演算処理では、まずステップＳ１で、前述したクリーニング開始条件が満たされているか否かを判定し、クリーニング開始条件が満たされている場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合には待機する。
【００３５】
ステップＳ２では、インクジェットヘッド３４、具体的にはキャリッジ２１をクリーニング位置、具体的にはキャップ３の位置まで移動する。
次にステップＳ３に移行して、キャップ３を上昇し、ノズル面４に密着させる。
次にステップＳ４に移行して、吸引ポンプ１２を少しだけ駆動して予備吸引を行う。この予備吸引は、前回のクリーニングでキャップ３から吸引ポンプ１２、更には廃インクタンク１０までに残存している洗浄液やインクを吸引、或いは排出して流路をすっきりさせるためのものであり、不要な場合には省略してもよい。
【００３６】
次にステップＳ５に移行して、ドット抜けの原因が気泡であるか否かを判定し、ドット抜けの原因が気泡である場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合、つまりドット抜けの原因が気泡以外である場合にはステップＳ１２に移行する。
ステップＳ６では、インク吸引用開閉バルブ１３を開き、ノズル面洗浄用開閉バルブ１４を閉じてからステップＳ７に移行する。
【００３７】
ステップＳ７では、吸引ポンプ１２を駆動してからステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、吸引ポンプ１２を駆動してからの経過時間ｔが予め設定された吸引ポンプ駆動時間ｔ１より長いか否かを判定し、経過時間ｔが吸引ポンプ駆動時間ｔ１より長い場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ７に移行する。
ステップＳ９では、吸引ポンプ１２を停止してからステップＳ１０に移行する。
【００３８】
ステップＳ１０では、吸引ポンプ１２を停止してからの経過時間ｔが予め設定された吸引ポンプ保持時間ｔ３より長いか否かを判定し、経過時間ｔが吸引ポンプ保持時間ｔ３より長い場合にはステップＳ１１に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ１１では、インク吸引用開閉バルブ１３及びノズル面洗浄用開閉バルブ１４を共に開いてからステップＳ１８に移行する。
【００３９】
一方、ステップＳ１２では、インク吸引用開閉バルブ１３を閉じ、ノズル面洗浄用開閉バルブ１４を開いてからステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３では、供給ポンプ１１及び吸引ポンプ１２を駆動してからステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、供給ポンプ１１及び吸引ポンプ１２を駆動してからの経過時間ｔが予め設定された供給・吸引ポンプ駆動時間ｔ２より長いか否かを判定し、経過時間ｔが供給・吸引ポンプ駆動時間ｔ２より長い場合にはステップＳ１５に移行し、そうでない場合にはステップＳ１３に移行する。
【００４０】
ステップＳ１５では、供給ポンプ１１及び吸引ポンプ１２を停止してからステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１６では、供給ポンプ１１及び吸引ポンプ１２を停止してからの経過時間ｔが予め設定された供給・吸引ポンプ保持時間ｔ４より長いか否かを判定し、経過時間ｔが供給・吸引ポンプ保持時間ｔ４より長い場合にはステップＳ１７に移行し、そうでない場合には待機する。
【００４１】
ステップＳ１７では、インク吸引用開閉バルブ１３及びノズル面洗浄用開閉バルブ１４を共に開いてからステップＳ１８に移行する。
ステップＳ１８では、キャップ３内の圧力開放を行った後、キャップ３を下降する。
次にステップＳ１９に移行して、インクジェットヘッド３４（キャリッジ２１）をワイパ３０の位置に移動し、前述したようにワイピングを行う。
【００４２】
次にステップＳ２０に移行して、インクジェットヘッド３４（キャリッジ２１）をインク吸収体７の位置に移動し、前述したようにフラッシングを行ってから処理を終了する。
この演算処理によれば、ドット抜けの原因がノズル５内の気泡である場合には、インク吸引によるクリーニングが行われ、ドット抜けの原因がノズル５内の気泡以外である場合には、ノズル面洗浄によるクリーニングが行われる。そして、ノズル面洗浄では、洗浄液をノズル面４に吹付けてノズル面４に付着しているインク、紙粉、ゴミ、ノズル５内の乾燥したインクなどを除去して清浄化するので、ノズル面に粘性の高いインクが付着するといったことが回避され、クリーニング効果がいつまでも劣化しない。
【００４３】
このように、本実施形態のインクジェットプリンタでは、インク滴吐出不良原因がノズル５の内部の気泡である場合にはクリーニング装置８でインク吸引によるクリーニングを行うことでインクジェットヘッド３４のノズル５からインクを吸引し且つインク滴吐出不良原因がノズル５の内部の気泡以外である場合にはクリーニング装置８でノズル面洗浄によるクリーニングを行うことでインクジェットヘッド３４のノズル面４に洗浄液を吹付けて当該ノズル面を洗浄する構成としたため、ノズル面４に粘性の高いインクが付着することがなく、いつまでもクリーニング効果が劣化しない。
【００４４】
また、ノズル５の周辺を覆うキャップ３と、このキャップ３に取付けられて、ノズル面４との間を密閉状態にするシール部材６と、洗浄液を供給する供給ポンプ１１と、洗浄液又は洗浄液及びインクを吸引する吸引ポンプ１２とを備えてノズル面洗浄を行うためのクリーニング装置８を構成し、そのキャップ３に、洗浄液を吐出する吐出口１７及び洗浄液又は洗浄液及びインクを排出する排出口１８を形成したため、キャップ３やシール部材６を、インク吸引を行うためのクリーニング装置と共用化することが可能となり、吸引ポンプ１２も共用することができる。
【００４５】
また、ノズル５の周辺を覆うキャップ３と、このキャップ３に取付けられて、ノズル面４との間を密閉状態にするシール部材６と、キャップ３及びシール部材６によってノズル面４との間が密閉状態にあるときに当該キャップ３の内部を負圧にする負圧発生装置（吸引ポンプ１２）とを備えてインク吸引を行うためのクリーニング装置８を構成し、そのキャップ３に、インクを排出するインク排出口１９を形成したため、キャップ３やシール部材６を、ノズル面洗浄を行うためのクリーニング装置と共用化することが可能となり、負圧発生装置も吸引ポンプ１２と共用することができる。
【００４６】
また、キャップ３及びシール部材６を共用化し、吸引ポンプ１２と負圧発生装置とを共用することとしたため、構造が簡潔になり、コストの低廉化が可能となる。
なお、前記各実施形態では、所謂マルチパス型インクジェットプリンタを対象として本発明のインクジェットプリンタを適用した例についてのみ詳述したが、本発明のインクジェットプリンタは、ラインヘッド型インクジェットプリンタを始めとして、あらゆるタイプのインクジェットプリンタを対象として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のインクジェットプリンタの一実施形態を示す印刷システム構成図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図３】図２のインクジェットプリンタに設けられたワイパの説明図である。
【図４】図２のインクジェットプリンタに設けられたインクジェットヘッドの構成図である。
【図５】図２のインクジェットプリンタに設けられたドット抜け検出器のブロック図である。
【図６】インクジェットヘッドのキャビティ内の残留振動の説明図である。
【図７】図２のインクジェットプリンタに設けられたクリーニング装置の構成図である。
【図８】図７のクリーニング装置によるノズル面洗浄の説明図である。
【図９】図１の制御部で行われるクリーニングのための演算処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１はホストコンピュータ、２はインクジェットプリンタ、３はキャップ、４はノズル面、５はノズル、６はシール部材、７はインク吸収体、８はクリーニング装置、９は洗浄液タンク、１０は廃インクタンク、１１は供給ポンプ、１２は吸引ポンプ（負圧発生手段）、１３、１４は開閉バルブ、１５、１６は液位センサ、１７は吐出口、１８は排出口、１９はインク排出口、３０はデバイスドライバ、３１は制御部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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