(57)【要約】【課題】流路内を流動する流体中に存在する気泡のサイズを検出できる気泡サイズ判定装置、メンテナンス装置及び流体噴射装置を提供する。【解決手段】供給針１９の上下方向における途中でインク中の気泡Ｂの上方への移動を規制する供給針１９の鋭頭部１９ａと、供給針１９の上下方向における途中であって鋭頭部１９ａよりも下流側の所定位置にて気泡Ｂの有無を検出するための発光装置２６及び受光部２７と、受光部２７から入力した電流の大きさに基づいて、気泡Ｂのサイズが予め設定された気泡限界サイズ以上になったか否かを判定する制御装置とを備えた。【選択図】図３
2008200995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内を流動する流体中に存在する気泡のサイズを判定する気泡サイズ判定装置であって、
前記流路の途中に配置されて前記流体中の気泡の上方への移動を規制する規制手段と、
前記流路の途中であって前記規制手段が配置された位置よりも下方となる所定位置にて前記規制手段により上方への移動を規制された状態にある気泡の有無を検出する気泡検出手段と、
該気泡検出手段によって気泡が検出された場合に、前記気泡のサイズが予め設定された気泡限界サイズ以上であると判定する判定手段と
を備えた気泡サイズ判定装置。
【請求項２】
前記流路は、その流路壁の少なくとも一部が透光性材料にて形成された透光部とされており、
前記気泡検出手段は、前記透光部を介して前記流路内の流体に向けて光を発射する発光部と、該発光部が発射した光のうち、前記透光部及び前記流路内を流動する流体を透過した透過光、又は、前記透光部と前記流路内を流動する流体との境界部にて反射した反射光を受光する受光部とを備えた構成とされており、
前記気泡検出手段は、前記受光部が受光した受光量が予め設定された所定受光量範囲外である場合に、前記流路内の前記所定位置に気泡が有ることを検出する請求項１に記載の気泡サイズ判定装置。
【請求項３】
前記流路は、その流路壁が剛性材料にて構成されている請求項１又は請求項２に記載の気泡サイズ判定装置。
【請求項４】
前記流路内における前記所定位置よりも下流側には、前記流路内を流体と共に下流側に流動する気泡を捕捉する気泡捕捉手段が配設されている請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の気泡サイズ判定装置。
【請求項５】
前記流路は、流体を貯留する流体貯留手段内と流体をノズルから噴射する流体噴射ヘッド内とを連通させた場合に、前記流体貯留手段内に先端が位置することになる流体供給部を備えた構成とされ、該流体供給部内に前記所定位置が設定されている請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の気泡サイズ判定装置。
【請求項６】
前記流路を振動させるために駆動する振動手段と、
該振動手段の駆動に基づいて前記流路が共振した場合に、その共振周波数を検出する検出手段とをさらに備え、
前記判定手段は、前記検出手段によって検出された前記流路の共振周波数が予め設定された周波数領域の範囲に含まれる場合に、前記気泡のサイズが前記気泡限界サイズ以上であると判定する請求項１に記載の気泡サイズ判定装置。
【請求項７】
流体をノズルから噴射する流体噴射ヘッドを備える流体噴射装置に搭載され、前記流体噴射ヘッドの前記ノズルから流体を吸引して排出させるクリーニングを実行するクリーニング手段を備えるメンテナンス装置であって、
請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の気泡サイズ判定装置の前記判定手段によって前記気泡のサイズが前記気泡限界サイズ以上であると判定された場合に、前記クリーニング手段によるクリーニングを許可する許可手段をさらに備えたメンテナンス装置。
【請求項８】
流体を貯留する流体貯留手段と、
流体をノズルから噴射する流体噴射ヘッドと、
前記流体貯留手段内の流体を前記流体噴射ヘッド内に供給するための流路と、
請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の気泡サイズ判定装置と、
請求項７に記載のメンテナンス装置と
を備えた流体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路内を流動する流体中に存在する気泡のサイズを判定する気泡サイズ判定装置、流体噴射装置のメンテナンスを行なうメンテナンス装置、及び、該メンテナンス装置と気泡サイズ判定装置とを備える流体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、記録ヘッド（流体噴射ヘッド）のノズルからターゲットに対してインク（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（以下、単に「プリンタ」という。）が知られている。このようなプリンタには、インクを貯留するインクカートリッジ（流体貯留手段）が着脱可能に装着され、このインクカートリッジからインク供給路（流路）を介して供給されたインクを記録ヘッドが用紙（ターゲット）に噴射することにより印刷が実行されるようになっている。また、印刷時における記録ヘッドのインクの噴射不良を低減するために、こうしたプリンタでは、記録ヘッドのノズルから増粘したインクや気泡などを強制的に排出させるクリーニングが実行されるようになっている。
【０００３】
すなわち、インクカートリッジと記録ヘッドとを連結するインク供給路内に気泡が存在する場合、インク供給路内においてインクは、インク供給路の内壁面と気泡との間をすり抜けるようにしてインクカートリッジ側から記録ヘッド側に流動することになる。そのため、インク供給路内の気泡が大きくなり過ぎた場合には、インク供給路内において該インク供給路の内壁面と気泡との間がごく狭い隙間になってしまい、記録ヘッド側へインクカートリッジ側からインクを供給しにくくなることがあった。そこで、近時のプリンタでは、前回のクリーニングが終了してから所定時間が経過した場合、インク供給路内の気泡のサイズが該インク供給路内におけるインクの記録ヘッド側への流動の妨げとなり得るサイズである気泡限界サイズになったと判断し、クリーニング（いわゆるタイマクリーニング）が実行されるようになっていた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−２３８２９５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、上記タイマクリーニングを実行するための所定時間は、プリンタの製造時に予め設定される時間であって、プリンタ毎の実際の使用環境や使用状況などが考慮された時間ではない。そのため、インク供給路内に存在する気泡のサイズが上記気泡限界サイズに比して小さい場合であっても、前回のクリーニングが実行されてからの経過時間が所定時間を超えることによりタイマクリーニングが不必要に実行され、インクが無駄に消費されることがあった。
【０００５】
その一方で、インク供給路内に存在する気泡のサイズが上記気泡限界サイズを超えた場合であっても、前回のクリーニングが実行されてからの経過時間が所定時間未満であるときにはタイマクリーニングが実行されないこともあった。このような場合、記録ヘッド内に十分なインクが供給されない結果、印刷不良が発生してしまうおそれがあった。したがって、特許文献１に記載のプリンタでは、インク供給路内の気泡のサイズを的確に検出できないため、適切なタイミングでクリーニングが実行されるとは限らないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流路内を流動する流体中に存在する気泡のサイズを検出できる気泡サイズ判定装置、メンテナンス装置及び流体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の気泡サイズ判定装置は、流路内を流動する流体中に存在する気泡のサイズを判定する気泡サイズ判定装置であって、前記流路の途中に配置されて前記流体中の気泡の上方への移動を規制する規制手段と、前記流路の途中であって前記規制手段が配置された位置よりも下方となる所定位置にて前記規制手段により上方への移動を規制された状態にある気泡の有無を検出する気泡検出手段と、該気泡検出手段によって気泡が検出された場合に、前記気泡のサイズが予め設定された気泡限界サイズ以上であると判定する判定手段とを備えた。なお、本発明における気泡の気泡限界サイズとは、流路内における流体の流動を妨げ得るような気泡のサイズのことであり、１つの気泡のサイズを示すだけではなく、複数の気泡の集合体のサイズを示す概念である。
【０００８】
一般に、流路内を流動する流体中に気泡が存在する場合、その気泡は浮力により上方に向けて移動することになるが、その上方への移動が流路内において規制手段によって規制された状態になると、その規制手段よりも下方に向けて気泡のサイズが次第に大きくなる。そして、サイズが大きくなった気泡の一部（すなわち、下端部）が規制手段よりも下方に設定された所定位置にまで到達した場合、その大きくなった気泡によって流路内における流体の円滑な流動が妨げられることがある。この点、本発明では、気泡検出手段によって流路内の所定位置において気泡が有ることが検出された場合は、その気泡のサイズが気泡限界サイズ以上になったものと判定される。したがって、流路内を流動する流体中に存在する気泡のサイズを検出できる。
【０００９】
本発明の気泡サイズ判定装置において、前記流路は、その流路壁の少なくとも一部が透光性材料にて形成された透光部とされており、前記気泡検出手段は、前記透光部を介して前記流路内の流体に向けて光を発射する発光部と、該発光部が発射した光のうち、前記透光部及び前記流路内を流動する流体を透過した透過光、又は、前記透光部と前記流路内を流動する流体との境界部にて反射した反射光を受光する受光部とを備えた構成とされており、前記気泡検出手段は、前記受光部が受光した受光量が予め設定された所定受光量範囲外である場合に、前記流路内の前記所定位置に気泡が有ることを検出する。
【００１０】
この発明によれば、受光部が受光した受光量に応じて、流路内の所定位置における気泡の有無が検出される。そのため、受光部が受光した受光量によって、流路内の気泡のサイズが気泡限界サイズ以上になったか否かが判定される。
【００１１】
本発明の気泡サイズ判定装置において、前記流路は、その流路壁が剛性材料にて構成されている。
この発明によれば、流路壁が可撓性材料にて構成される場合とは異なり、外圧があっても流路壁の変位が抑制される。そのため、気泡検出手段による流路内の所定位置における気泡の有無の誤検出が抑制される。
【００１２】
本発明の気泡サイズ判定装置において、前記流路内における前記所定位置よりも下流側には、前記流路内を流体と共に下流側に流動する気泡を捕捉する気泡捕捉手段が配設されている。
【００１３】
この発明によれば、規制手段と気泡捕捉手段との間に気泡検出のための所定位置を設定した場合、流路内の流体中に存在する気泡は、規制手段と気泡捕捉手段との間の所定位置近傍に集まることになる。そのため、気泡検出手段による流路内の所定位置における気泡の有無が効果的に検出される。
【００１４】
本発明の気泡サイズ判定装置において、前記流路は、流体を貯留する流体貯留手段内と流体をノズルから噴射する流体噴射ヘッド内とを連通させた場合に、前記流体貯留手段内に先端が位置することになる流体供給部を備えた構成とされ、該流体供給部内に前記所定位置が設定されている。
【００１５】
この発明によれば、流路内の流体中に存在する気泡が流体噴射ヘッド内に供給される前に、気泡検出手段による流路内の所定位置における気泡の有無が検出される。
本発明の気泡サイズ判定装置は、前記流路を振動させるために駆動する振動手段と、該振動手段の駆動に基づいて前記流路が共振した場合に、その共振周波数を検出する検出手段とをさらに備え、前記判定手段は、前記検出手段によって検出された前記流路の共振周波数が予め設定された周波数領域の範囲に含まれる場合に、前記気泡のサイズが前記気泡限界サイズ以上であると判定する。
【００１６】
この発明によれば、振動手段の駆動により流路を振動させることにより、流路を共振させる。そして、共振したときの周波数（即ち、共振周波数）が周波数領域の範囲に含まれる値である場合には、流路内の所定領域に位置する気泡のサイズが気泡限界サイズ以上になったと判定される。
【００１７】
本発明のメンテナンス装置は、流体をノズルから噴射する流体噴射ヘッドを備える流体噴射装置に搭載され、前記流体噴射ヘッドの前記ノズルから流体を吸引して排出させるクリーニングを実行するクリーニング手段を備えるメンテナンス装置であって、上記の気泡サイズ判定装置の前記判定手段によって前記気泡のサイズが前記気泡限界サイズ以上であると判定された場合に、前記クリーニング手段によるクリーニングを許可する許可手段をさらに備えた。
【００１８】
この発明によれば、流路内において気泡のサイズが気泡限界サイズ未満である間は、クリーニング手段によるクリーニングが許可されない。そのため、不必要なタイミングでのクリーニングの実行が抑制される。
【００１９】
本発明の流体噴射装置は、流体を貯留する流体貯留手段と、流体をノズルから噴射する流体噴射ヘッドと、前記流体貯留手段内の流体を前記流体噴射ヘッド内に供給するための流路と、上記の気泡サイズ判定装置と、上記のメンテナンス装置とを備えた。
【００２０】
この発明によれば、適切なタイミングでクリーニングが実行されるため、流体噴射ヘッドによる流体の噴射時に噴射不良が発生することが良好に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の気泡サイズ判定装置、メンテナンス装置及び流体噴射装置を具体化した第１の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。なお、以下における本明細書中の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」をいう場合は図１に矢印で示す前後方向（副走査方向）、左右方向（主走査方向）、上下方向をそれぞれ示すものとする。
【００２２】
図１に示すように、流体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ１１は、略矩形箱状をなすフレーム１２を備えている。フレーム１２内の下部には、その長手方向である左右方向に沿ってプラテン１３が設けられている。プラテン１３上には、フレーム１２の背面下部に設けられた紙送りモータ１４の駆動に基づき、図示しない紙送り機構により用紙Ｐが後方側から給送されるようになっている。
【００２３】
また、フレーム１２内におけるプラテン１３の上方には、該プラテン１３の長手方向に沿ってガイド軸１５が架設されている。ガイド軸１５には、キャリッジ１６が、該ガイド軸１５の軸線方向（左右方向）に沿って往復移動可能に支持されている。すなわち、キャリッジ１６は左右方向に貫通形成された支持孔１６ａにガイド軸１５が挿通されることにより、このガイド軸１５の長手方向に沿って往復移動自在に支持されている。
【００２４】
また、フレーム１２の後壁内面においてガイド軸１５の両端部と対応する位置には、駆動プーリ１７ａ及び従動プーリ１７ｂが回転自在に支持されている。駆動プーリ１７ａにはキャリッジ１６を往復移動させる際の駆動源となるキャリッジモータ１８の出力軸が連結されると共に、これら一対のプーリ１７ａ，１７ｂ間には、キャリッジ１６に連結された無端状のタイミングベルト１７が掛装されている。したがって、キャリッジ１６は、ガイド軸１５にガイドされながら、キャリッジモータ１８の駆動力により無端状のタイミングベルト１７を介して左右方向に移動可能となっている。
【００２５】
また、キャリッジ１６の底壁部上の後端側には、図２及び図３に示すように、先端が円錐状の鋭頭部１９ａに形成された中空構造の供給針（流体供給部）１９が上方を指向するように設けられており、その鋭頭部１９ａには、供給針１９内と外部とを連通するための複数（図２及び図３では２つのみ図示）の連通孔１９ｂが形成されている。そして、そのキャリッジ１６上にインク（流体）を貯留する流体貯留手段としてのインクカートリッジ２０が上方から着脱可能な状態で搭載された場合、供給針１９の鋭頭部１９ａは、インクカートリッジ２０の下面側に形成されたインク供給口２０Ａを介してインクカートリッジ２０内に進入し、インクカートリッジ２０内に位置するようになっている。
【００２６】
インクカートリッジ２０のインク供給口２０Ａ内には、逆止弁として機能する弁装置２０Ｂが設けられている。この弁装置２０Ｂは、インク供給口２０Ａと同一内径でインクカートリッジ２０内に向けて延びるように形成された有底筒状の円筒部２０Ｃを有しており、該円筒部２０Ｃの底部（図２では上側部）の中心には、円筒部２０Ｃ内と外部（すなわち、インクカートリッジ２０内）とを連通する連通孔２０Ｄが貫通形成されている。また、弁装置２０Ｂには、インク供給口２０Ａの開口端に配設された円環状のゴム製パッキン２１と、このパッキン２１に上方から当接可能に円筒部２０Ｃ内に配設された略円盤状の弁体２０Ｅと、該弁体２０Ｅに対して下方へ付勢力を付与するコイルスプリング２０Ｆとが設けられている。さらに、弁装置２０Ｂにおいて、円筒部２０Ｃ内を上下方向に摺動することになる弁体２０Ｅの径方向外側（外周面）には、複数（図２では２つのみ図示）の流動溝２０Ｇが上下方向に沿うように形成されている。
【００２７】
そして、インクカートリッジ２０がキャリッジ１６上に装着されていない場合には、コイルスプリング２０Ｆから下方への付勢力を付与された弁体２０Ｅがゴム製パッキン２１に上方から密接することによって、インクカートリッジ２０内のインクがインク供給口２０Ａを介して外部に漏れ出ることが抑制される。一方、インクカートリッジ２０がキャリッジ１６上に装着された場合には、キャリッジ１６上の供給針１９によって弁装置２０Ｂの弁体２０Ｅがコイルスプリング２０Ｆによる下方への付勢力に抗して上方に押し上げられる。そして、インクカートリッジ２０内のインクは、連通孔２０Ｄ及び流動溝２０Ｇなどを介して供給針１９内に流入してインクカートリッジ２０外に流出するようになっている。
【００２８】
また、キャリッジ１６の底壁部において供給針１９の配置位置と対応する位置には、供給針１９の基端部よりも径の大きな凹部２２が形成され、該凹部２２内には、気泡捕捉手段としてのフィルタ２３が収容されている。さらに、キャリッジ１６の底壁部には、凹部２２の底面から下方に向けて延びる連通流路２４が形成されている。そして、インクカートリッジ２０内のインクは、開弁状態となった弁装置２０Ｂ及び鋭頭部１９ａの各連通孔１９ｂを介して供給針１９内の内部空間１９ｃに流入し、該供給針１９内の内部空間１９ｃ内を下方に流動した後、フィルタ２３を通過して連通流路２４内に流入するようになっている。
【００２９】
この際、インクカートリッジ２０内から供給針１９内に流入したインク中に気泡Ｂが含まれていた場合、該インク中の気泡Ｂは、インクがフィルタ２３を通過する際に該フィルタ２３に捕捉され、供給針１９の内部空間１９ｃ内に溜まってしまうことになる。そして、比重がインクよりも軽い気泡Ｂは、供給針１９の内部空間１９ｃにおいて浮力により上方に移動し鋭頭部１９ａに接触することにより、さらに上方（この場合、インクカートリッジ２０内）に移動することが規制される。したがって、本実施形態では、供給針１９の鋭頭部１９ａにより、規制手段が構成されている。
【００３０】
また、本実施形態の供給針１９は、その流路壁が剛性材料（例えば、ステンレスなどの金属）から構成されている。そして、供給針１９の上下方向における中途部位には、内部空間１９ｃを挟んで互いに対向する位置に開口部がそれぞれ形成され、これら各開口部には、透光性材料（例えば透明ガラス）が充填されることにより透光部２５がそれぞれ形成されている。これら各透光部２５は、供給針１９の内部空間１９ｃ内の気泡Ｂのサイズ（即ち、大きさ）がインクカートリッジ２０内から連通流路２４へのインクの流動を妨げるような大きさになった場合（即ち、図３において破線で示した状態になった場合）に、気泡Ｂの下端側と上下方向において同一位置となるような位置に形成されている。なお、本実施形態では、図３の破線で示した気泡Ｂのサイズのことを、「気泡限界サイズ」というものとし、上下方向において各透光部２５が形成された位置のことを、「所定位置」というものとする。
【００３１】
また、キャリッジ１６上には、各透光部２５のうち右側の透光部２５を介して供給針１９内のインクに向けて光を発射する発光装置２６と、該発光装置２６と供給針１９を挟んだ反対側の位置に配置される受光部２７とが設けられている。そして、受光部２７は、発光装置２６が発射した光のうち各透光部２５及び供給針１９内のインクを透過した透過光を受光するようになっている。なお、本実施形態では、発光装置２６は、該発光装置２６が発光した光の光路（図３にて破線で示す矢印）が供給針１９の内部空間１９ｃにおけるインクの流動方向（上下方向）と交差（直交）する前後方向に延びるように構成されている。また、受光部２７は、発光装置２６が発射した光を極力多く受光できるように、その受光部分の面積が広くなるように形成されている。
【００３２】
また、キャリッジ１６の下面側には、図２に示すように、流体噴射ヘッドとしての記録ヘッド２８が設けられ、該記録ヘッド２８は、キャリッジ１６の下面に取着された略直方体状のケースヘッド２９と、該ケースヘッド２９の下面に取着されたヘッドチップ３０とを備えた構成とされている。ケースヘッド２９には、キャリッジ１６の連通流路２４と連通するケース側流路３１が上下方向に延びるように形成されている。また、ケースヘッド２９において、ケース側流路３１の下端には、バルブユニット３２が設けられている。
【００３３】
ヘッドチップ３０には、ケースヘッド２９のケース側流路３１に連通するチップ側流路３３が形成されると共に、上端がチップ側流路３３の下流端（前端）と連通すると共に下端がヘッドチップ３０の下面に開口するノズル３４とが形成されている。そして、インクカートリッジ２０内のインクは、供給針１９内、キャリッジ１６の連通流路２４、記録ヘッド２８のケース側流路３１及びチップ側流路３３を順に流動してノズル３４内に供給され、記録ヘッド２８に設けられた圧電素子３５の駆動によりノズル３４の開口から噴射（吐出）されるようになっている。したがって、本実施形態では、供給針１９内及びキャリッジ１６の連通流路２４により、インクカートリッジ２０内のインクを記録ヘッド２８内に供給するための流路が構成されている。なお、ヘッドチップ３０の下面のうち、ノズル３４の開口が形成された部分のことを「ノズル形成面２８ａ」というものとする。
【００３４】
また、フレーム１２内の右端部、すなわち、用紙Ｐが至らない非印刷領域には、記録ヘッド２８をメンテナンスする場合にキャリッジ１６を位置させるためのホームポジションが設けられている。そして、このホームポジションの下方には、記録ヘッド２８からの用紙Ｐに対するインク噴射が良好に維持されるように、各種のメンテナンス動作を行うメンテナンス装置３６が設けられている。
【００３５】
次に、メンテナンス装置３６について図４に基づき以下説明する。
図４に示すように、メンテナンス装置３６は、記録ヘッド２８のノズル形成面２８ａに各ノズル３４を囲うようにして当接可能な上側が開口した有底四角箱状をなす合成樹脂製のキャップ３７を備えている。キャップ３７内には、該キャップ３７の内底面全体を覆うように、可撓性を有する多孔質材料からなる四角板状のインク吸収材３８が敷設されている。キャップ３７の上面全体には、ゴム等の可撓性部材よりなる四角枠状のシール部材３９が設けられている。
【００３６】
また、キャップ３７には、該キャップ３７を昇降させるための昇降装置４０が連結されている。そして、キャリッジ１６を非印刷領域のホームポジションに移動させた状態で、キャップ３７を昇降装置４０によって上昇させることで、キャップ３７は、シール部材３９の上面が記録ヘッド２８のノズル形成面２８ａに密着し、各ノズル３４を囲んだ状態となって記録ヘッド２８に当接するようになっている。なお、このようにキャップ３７がノズル形成面２８ａにシール部材３９を密着させるようにして記録ヘッド２８に当接した状態のことを以下では「当接状態」ともいい、この当接状態では、インク吸収材３８の上面は、ノズル形成面２８ａから僅かに離間するようになっている。
【００３７】
キャップ３７の下面には、該キャップ３７内からキャップ３７外へインクを排出させる排出通路４１ａを内部に有する筒状の排出部４１が下側に延びるように設けられている。排出部４１には、可撓性材料よりなる排出チューブ４２の一端部４２ａ（上流側の端部）が接続されると共に、排出チューブ４２の他端部４２ｂ（下流側の端部）は、廃インクタンク４３内に挿入されている。したがって、キャップ３７内と廃インクタンク４３内とは、排出チューブ４２を介して連通されている。そして、廃インクタンク４３内に流入したインクは、廃インクタンク４３内に収容されたインク吸収材４３Ａに吸収されるようになっている。
【００３８】
また、排出チューブ４２の中間部には、キャップ３７内に吸引力を及ぼす際に駆動する吸引ポンプ４４（本実施形態ではチューブポンプ）が配設されている。そして、記録ヘッド２８のノズル形成面２８ａにキャップ３７のシール部材３９が各ノズル３４を囲うようにして密着した当接状態で吸引ポンプ４４を駆動することで、各ノズル３４内から増粘したインクが気泡等と共に吸引され、キャップ３７及び排出チューブ４２を介して廃インクタンク４３内に排出される、いわゆるクリーニングが行われるようになっている。したがって、本実施形態では、キャップ３７、排出チューブ４２及び吸引ポンプ４４により、クリーニング手段が構成されている。
【００３９】
次に、上記発光装置２６について図５に基づき以下説明する。
図５に示すように、発光装置２６は、後述する制御装置５０による制御に基づき発光する発光部４５（例えば赤外線レーザ、発光ダイオード）を備え、該発光部４５は、供給針１９に形成された透光部２５に向けて光を発射するようになっている。発光装置２６内において、発光部４５から発光された光の光路上には、分割光学系４６（例えばハーフミラー）が配設されている。そして、発光部４５から発光された光のうち分割光学系４６を透過した光は、その光路上に配設された集光レンズ４７によって集光された状態で供給針１９の透光部２５に向けて進行するようになっている。
【００４０】
一方、発光部４５から発光された光のうち分割光学系４６にて反射した光は、その光路上に配置された装置内受光部４８（例えば、フォトディテクタ）によって受光され、該装置内受光部４８からは、受光した光量に対応した大きさの電流（電気信号）が制御装置５０に出力されるようになっている。
【００４１】
次に、上記インクジェット式プリンタ１１の電気的構成について図６に基づき以下説明する。
図６に示すように、インクジェット式プリンタ１１は、該プリンタ１１全体を制御する制御装置５０を備えている。この制御装置５０の入力側インターフェースには、受光部２７、発光装置２６を構成する装置内受光部４８、クリーニング開始の契機を付与するために操作される操作部５１などが電気的に接続されている。一方、制御装置５０の出力側インターフェースには、紙送りモータ１４、キャリッジモータ１８、発光装置２６の発光部４５、各圧電素子３５、昇降装置４０、吸引ポンプ４４、及び図示しない表示画面を有する表示装置５２などが電気的に接続されている。そして、制御装置５０は、各受光部２７，４８及び操作部５１からの入力信号などに応じて、紙送りモータ１４、キャリッジモータ１８、発光装置２６の発光部４５、各圧電素子３５、昇降装置４０、吸引ポンプ４４及び表示装置５２などの駆動を各別に制御するようになっている。
【００４２】
また、制御装置５０内には、ＣＰＵ５３、ＲＯＭ５４、ＲＡＭ５５、タイマ５６、及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）５７などが設けられている。ＲＯＭ５４には、インクジェット式プリンタ１１を制御するための各種の制御プログラム（後述する気泡サイズ判定処理等）、及び各種閾値（後述する第１光量閾値、第２光量閾値等）などが予め記憶されている。また、ＲＡＭ５５には、インクジェット式プリンタ１１の駆動中に適宜書き換えられる各種の情報が記憶されるようになっている。
【００４３】
次に、本実施形態の制御装置５０が実行する各制御処理のうち、供給針１９内における気泡のサイズを検出する際に実行される気泡サイズ判定処理ルーチンについて図７に示すフローチャートに基づき以下説明する。
【００４４】
さて、制御装置５０は、印刷を実行する前処理として気泡サイズ判定処理ルーチンを実行する。そして、この気泡サイズ判定処理ルーチンにおいて、制御装置５０は、発光装置２６の発光部４５が発射する光の光量を予め定めた所定発光量に調整する発光量調整処理を実行する（ステップＳ１０）。すなわち、制御装置５０は、発光装置２６の発光部４５から光を発射させ、装置内受光部４８から入力した電流の大きさに基づいて装置内受光部４８が受光した光の受光量を検出する。そして、制御装置５０は、装置内受光部４８が受光する受光量が予め設定された調整用受光量となるように、発光部４５に給電する電流の大きさを調整し、該調整が終了した場合に、その処理を後述するステップＳ１１に移行する。
【００４５】
ステップＳ１１において、制御装置５０は、受光部２７から入力した電流の大きさに基づいて受光部２７が受光した光の受光量ＬＴを検出する。なお、供給針１９の所定領域に気泡Ｂが存在しない場合、受光部２７が受光する光の受光量ＬＴは、予め設定された所定受光量範囲（第１光量閾値ＫＬＴ１以上であって第２光量閾値ＫＬＴ２以下となる範囲）内に収まるようになっている。
【００４６】
そして、制御装置５０は、ステップＳ１１にて検出した受光量ＬＴが予め設定された第１光量閾値ＫＬＴ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この第１光量閾値ＫＬＴ１は、上述した所定受光量範囲の下限となる値であって、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。ステップＳ１２の判定結果が否定判定（ＬＴ＜ＫＬＴ１）である場合、制御装置５０は、供給針１９の所定領域に気泡Ｂが存在すると判断し、その処理を後述するステップＳ１４に移行する。
【００４７】
一方、ステップＳ１２の判定結果が肯定判定（ＬＴ≧ＫＬＴ１）である場合、制御装置５０は、ステップＳ１１にて検出した受光量ＬＴが第１光量閾値ＫＬＴ１よりも大きな値に設定された第２光量閾値ＫＬＴ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。この第２光量閾値ＫＬＴ２は、上述した所定受光量範囲の上限となる値であって、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。ステップＳ１３の判定結果が否定判定（ＬＴ＞ＫＬＴ２）である場合、供給針１９の所定領域に気泡Ｂが存在すると判断し、その処理を後述するステップＳ１４に移行する。
【００４８】
すなわち、本実施形態では、制御装置５０は、受光部２７が受光した受光量ＬＴの大きさによって、上記所定位置における気泡の有無を検出する。そして、所定位置において気泡Ｂの存在が検出された場合、制御装置５０は、供給針１９内の気泡Ｂのサイズが図３において破線で示すサイズ（以下、「気泡限界サイズ」という。）以上であると判定する。したがって、本実施形態では、発光装置２６、受光部２７及び制御装置５０が、気泡検出手段として機能する。また、制御装置５０は、判定手段としても機能する。
【００４９】
一方、ステップＳ１３の判定結果が肯定判定（ＬＴ≦ＫＬＴ２）である場合、制御装置５０は、供給針１９内に気泡Ｂが存在しない、又は、供給針１９内に存在する気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ未満であると判断し、気泡サイズ判定処理ルーチンを終了する。したがって、本実施形態では、規制手段（供給針１９の鋭頭部１９ａ）、気泡検出手段（発光装置２６、受光部２７及び制御装置５０）、及び判定手段（制御装置５０）により、気泡サイズ判定装置が構成されている。
【００５０】
ステップＳ１４において、制御装置５０は、供給針１９内に気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上になったと判断し、クリーニングの実行を許可する。したがって、本実施形態では、制御装置５０が、許可手段としても機能する。そして、制御装置５０は、ユーザに対してクリーニングの実行を促す旨の表示が表示装置５２の表示画面上に表示されるように表示装置５２を制御し（ステップＳ１５）、その後、気泡サイズ判定処理ルーチンを終了する。
【００５１】
そして、この状態でユーザが操作部５１を操作した場合には、マニュアルクリーニングを実行すべくメンテナンス装置３６の駆動が開始される。すると、吸引ポンプ４４の駆動によって供給針１９内でのインクの流速が速くなるため、供給針１９内の気泡Ｂは、インクに押されるようにしてフィルタ２３を強引に通過して記録ヘッド２８内に導かれる。そして、記録ヘッド２８内に導かれた気泡Ｂは、インクと共にノズル３４からキャップ３７内に排出される。そして、クリーニングが終了すると、供給針１９内において気泡Ｂが無くなったと判断され、表示装置５２の表示画面の表示内容が消去される。
【００５２】
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）気泡検出手段（発光装置２６、受光部２７及び制御装置５０）によって供給針１９内の所定位置に気泡Ｂが有ることが検出された場合は、その気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上になったものと判定される。したがって、供給針１９内を流動するインク中に存在する気泡Ｂのサイズを検出できる。
【００５３】
（２）受光部２７が受光した受光量ＬＴが所定受光量範囲（第１光量閾値ＫＬＴ１以上であって第２光量閾値ＫＬＴ２以下である範囲）外であった場合には、供給針（流路）１９内の所定位置において気泡Ｂの存在が検出される。そのため、受光部２７が受光した受光量ＬＴの大きさによって、気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上であるか否かを検出できる。
【００５４】
（３）供給針（流路）１９の周壁（流路壁）が可撓性材料にて構成される場合とは異なり、外圧があっても供給針１９の周壁の変位が抑制される。そのため、気泡検出手段（発光装置２６、受光部２７及び制御装置５０）による供給針１９内の所定位置における気泡Ｂの有無の誤検出を抑制できる。
【００５５】
（４）供給針（流路）１９内おいて、鋭頭部（規制手段）１９ａとフィルタ（気泡捕捉手段）２３との間は、インク（流体）中に含まれる気泡Ｂが集まりやすい構成になっており、その集まりやすい位置に所定位置が設定されている。したがって、供給針１９内において最も気泡Ｂが大きくなりやすい部分で、気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上になったか否かを判定できるため、クリーニングを実行させるためのタイミングを最適なタイミングに設定できる。
【００５６】
（５）また、供給針１９と連通流路２４とから構成される流路上にフィルタ（気泡捕捉手段）２３が配設されているため、クリーニングが実行されない場合は、フィルタ２３よりも上流側のインク中に含まれる気泡Ｂが記録ヘッド２８内に案内されてしまうことを抑制できる。
【００５７】
（６）供給針（流路）１９内において気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ未満である間は、メンテナンス装置３６によるクリーニングが許可されない。そのため、不必要なタイミングでのクリーニングの実行を抑制できる。
【００５８】
（７）また、表示装置５２の表示画面上にクリーニングの実行を促す旨が表示された状態で操作部５１が操作された場合にマニュアルクリーニングが実行されることにより、供給針１９内のインク中に含まれていた気泡Ｂが記録ヘッド（流体噴射ヘッド）２８のノズル３４を介して排出される。そのため、記録ヘッド２８による用紙Ｐに対する印刷時に、インクの噴射不良が発生することを抑制できる。
【００５９】
（８）また、本実施形態では、流路である供給針１９内における気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズになってしまったことを実際に計測し、クリーニングを実行する必要がある場合に限り、表示装置５２の表示画面上にクリーニングを促す旨が表示される。そのため、インクジェット式プリンタ１１の実際の使用環境や使用状況に応じた適切なタイミングでクリーニングを実行させることができる。したがって、クリーニングを実行する必要のないタイミングでクリーニングを実行することによるインクの無駄な消費を抑制できると共に、クリーニングの実行するタイミングが遅れてしまうことによる印刷不良の発生を抑制できる。
【００６０】
（９）また、インクカートリッジ２０内には、脱気されたインク（以下、「脱気インク」という。）が貯留されていることもある。しかしながら、脱気インクは、インクカートリッジ２０がキャリッジ１６上に装着されてからの経過時間に応じて、その脱気度が徐々に変化していく。そのため、インクカートリッジ２０がキャリッジ１６上に装着されてからの経過時間が長くなるほど、供給針１９内に気泡Ｂが溜まりやすくなる、すなわち、気泡Ｂが大きくなりやすくなる。したがって、予め設定された所定周期毎にクリーニングを実行する、いわゆるタイマクリーニングでは、適切なタイミングでクリーニングを実行できなくなるおそれがある。そこで、本実施形態では、供給針１９内の気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上になったときにクリーニングの実行をユーザに促すようになっている。したがって、インクの脱気度の変化の点も考慮した最適なタイミングでクリーニングの実行を促すことができる。
【００６１】
（１０）さらに、各透光部２５は、発光装置２６が発光した光が受光部２７に向けて通過する位置にのみ形成されている。そのため、供給針１９全体が透光性材料で構成された場合とは異なり、受光部２７が発光装置２６から発射された光以外の光（以下、「不明光」という。）を受光してしまうことを抑制できる。したがって、受光部２７が不明光を受光することによる気泡Ｂのサイズの検出誤差の発生を抑制できる。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図８に従って説明する。なお、第２の実施形態は、発光装置２６及び受光部２７の配置位置が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
【００６３】
図８に示すように、本実施形態の供給針１９の上下方向における中途部位には、一つの透光部２５Ａが設けられている。具体的には、透光部２５Ａは、供給針１９内において気泡Ｂが気泡限界サイズ（図８で破線で示した気泡のサイズ）以上になった場合に、気泡Ｂに接触する位置に配設されている。また、透光部２５Ａは、上記第１の実施形態の各透光部２５に比して上下方向における幅が広くなるように形成されている。
【００６４】
本実施形態において、発光装置２６は、図８の一点鎖線の矢印で示すように、該発光装置２６により発射された光の光路が透光部２５Ａの内側面に鋭角状に交差するように配設されている。また、受光部２７は、透光部２５の内側面が供給針１９内のインクに接触した状態（即ち、透光部２５の内側面が気泡Ｂと接触していない状態）である場合に、透光部２５の内側面と供給針１９内のインクとの境界部６０にて反射した光を受光可能な位置に配置されている。すなわち、本実施形態では、発光装置２６及び受光部２７は、供給針１９よりも後側にそれぞれ配置されている。
【００６５】
そして、供給針１９内において気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上になった場合、上記境界部６０は、透光部２５の内側面と気泡限界サイズとなった気泡Ｂとの境界となる。そのため、発光装置２６が発光した光のうち、境界部６０にて反射した受光部２７に受光される光の光量は、気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ未満である場合に比して少なくなる。そのため、制御装置５０による上記気泡サイズ判定処理ルーチンの実行により、上記ステップＳ１２，Ｓ１３の何れか一方が否定判定になった場合には、供給針１９内の気泡Ｂが気泡限界サイズ以上になったと判定され、表示装置５２の表示画面上には、クリーニングを促す旨が表示される。
【００６６】
なお、上記各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。
・上記各実施形態において、気泡サイズ判定処理ルーチンのステップＳ１５では、表示装置５２の表示画面上にクリーニングの実行を促す旨を表示させることなく、自動的にクリーニングを実行させるようにしてもよい。
【００６７】
・上記各実施形態において、気泡Ｂのサイズを検出するための所定位置は、キャリッジ１６に設けられた連通流路２４内に設けてもよい。この場合、フィルタ２３が規制手段として機能し、発光装置２６及び受光部２７は、キャリッジ１６の底壁部内に設けられることが望ましい。また、透光部２５，２５Ａは、連通流路２４の流路壁の一部を構成するように設けられることが望ましい。この場合において、連通流路２４の下流端に気泡捕捉手段として機能するフィルタを、上記フィルタ２３とは別に設けてもよい。
【００６８】
・上記各実施形態において、流路は、その流路壁が可撓性材料にて形成されたものであってもよい。このように構成しても上記（１）、（２）、（４）〜（１０）の効果を得ることができる。
【００６９】
・上記各実施形態において、供給針１９は、その全体が透光性材料にて構成されたものであってもよい。このように構成しても上記（１）〜（９）の効果を得ることができる。
・上記各実施形態において、気泡サイズ判定装置は、図９に示すように、供給針１９に当接して該供給針１９を前後方向に振動させるためのアクチュエータ７０（例えば圧電素子）と、制御装置５０からの信号に基づいてアクチュエータ７０を伸縮動作させる駆動回路７１と、アクチュエータ７０の伸縮動作中に供給針１９から発生する騒音を検出するための検出手段としての検出装置７２とを備えた構成であってもよい。すなわち、気泡サイズ判定処理を実行する場合、制御装置５０は、駆動回路７１からパルス信号を出力させることによりアクチュエータ７０を伸縮動作させて供給針１９を振動させると共に、検出装置７２からの検出信号に基づき振動に基づく供給針１９からの騒音を検出する。すなわち、アクチュエータ７０及び駆動回路７１により、振動手段が構成される。
【００７０】
そして、制御装置５０は、駆動回路７１からアクチュエータ７０に出力されるパルス信号のパルス幅を徐々に狭くさせることにより、アクチュエータ７０の伸縮動作を速くさせる。このように供給針１９を振動させることにより発生する該供給針１９からの騒音が予め設定された騒音閾値以上になった場合、制御装置５０は、供給針１９が共振したものと判断し、その時点で駆動回路７１からアクチュエータ７０に出力されているパルス信号のパルス周期を供給針１９の共振周波数に設定する。そして、制御装置５０は、設定した供給針１９の共振周波数が予め設定された周波数領域の範囲に含まれる場合には、供給針１９内の気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上になったと判定することになる。なお、周波数領域は、供給針１９内の気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上になったときの供給針１９の共振周波数が含まれる領域のことであって、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。このように構成した場合、供給針１９を振動させることにより、供給針１９内の気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ以上になったか否かを確実に判定できる。なお、気泡Ｂのサイズが気泡限界サイズ未満である場合には、供給針１９の共振周波数が上記周波数領域の範囲内になることはない。
【００７１】
・上記各実施形態では、供給針１９内のインク中に含まれる１つの気泡Ｂが気泡限界サイズになったか否かの判定を行なっているが、供給針１９内のインク中に複数の気泡Ｂが含まれる場合には、これら各気泡Ｂの集合体のサイズが気泡限界サイズになったか否かを判定するために気泡サイズ判定処理ルーチンが実行されるようにしてもよい。すなわち、複数の気泡Ｂからなる集合体のサイズが大きくなると、やはり供給針１９内におけるインクの円滑な流動に支障をきたすおそれがあるため、各気泡Ｂの集合体のサイズが気泡限界サイズになったと判定した場合には、クリーニングを実行することが望ましい。
【００７２】
・上記各実施形態において、キャップ３７は、その一部が記録ヘッド２８に当接した状態で吸引ポンプ４４が駆動した場合に、記録ヘッド２８から廃インクが吸引されるような構成であればよい。例えば、キャップ３７は、その上側部が記録ヘッド２８の側面に当接可能な構成であってもよい。
【００７３】
・上記各実施形態において、流体噴射装置を、用紙Ｐの搬送方向（前後方向）と交差する方向において記録ヘッド２８が用紙Ｐの幅方向（左右方向）の長さに対応した全体形状をなす、いわゆるフルラインタイプのプリンタに具体化してもよい。
【００７４】
・上記各実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式プリンタ１１に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体を含む）を噴射したり吐出したりする流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（画素材料）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であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。なお、本明細書において「流体」とは、流体には、例えば液体（無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）等を含む）、液状体などが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施形態におけるインクジェット式プリンタの概略斜視図。
【図２】インクカートリッジが装着されたキャリッジの模式断面図。
【図３】図２の一部を拡大した模式断面図。
【図４】メンテナンス装置の概略を説明する模式断面図。
【図５】発光装置の概略を説明する模式図。
【図６】インクジェット式プリンタの電気的構成を示すブロック回路図。
【図７】気泡サイズ判定処理ルーチンを説明するフローチャート。
【図８】第２の実施形態において発光装置及び受光部の配置を説明する模式断面図。
【図９】別の実施形態における気泡サイズ判定装置の模式図。
【符号の説明】
【００７６】
１１…インクジェット式プリンタ（流体噴射装置）、１９…供給針（流路、流体供給部）、１９ａ…鋭頭部（気泡サイズ判定装置、規制手段）、２０…インクカートリッジ（流体貯留手段）、２３…フィルタ（気泡捕捉手段）、２４…連通流路（流路）、２５，２５Ａ…透光部、２６…発光装置（気泡サイズ判定装置、気泡検出手段）、２７…受光部（気泡サイズ判定装置、気泡検出手段）、２８…記録ヘッド（流体噴射ヘッド）、３４…ノズル、３６…メンテナンス装置、３７…キャップ（クリーニング手段）、４２…排出チューブ（クリーニング手段）、４４…吸引ポンプ（クリーニング手段）、４５…発光部、４８…装置内受光部、５０…制御装置（気泡サイズ判定装置、気泡検出手段、判定手段、許可手段）、６０…境界部、７０…アクチュエータ（振動手段）、７１…駆動回路（振動手段）、７２…検出装置（検出手段）、Ｂ…気泡、ＫＬＴ１…第１光量閾値、ＫＬＴ２…第２光量閾値、ＬＴ…受光量。
【図１】
2008200995.tif 000003
【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】
2008200995.tif 000008
【図７】
2008200995.tif 000009
【図８】
2008200995.tif 000010
【図９】
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