(57)【要約】【課題】フィルタ部材よりも上流側のインク供給経路に除去すべき空気（気泡）が存在している場合には、その空気の吸引除去を確実に行えるようにしながらも、廃インク量が大幅に増大してしまうことを回避してインクジェットプリンタのランニングコストの削減を図る。【解決手段】フィルタ部材４８ａの上流側のサブタンク内で比較的大きな気泡が発生している場合やインクタンクが交換された場合には、フィルタ部材４８ａでの差圧がインクの表面張力を越える第１吸引モードで吸引回復処理を実行する。フィルタ部材４８ａの上流側のサブタンク内の空気量が適正な場合のメンテナンス動作時には、フィルタ部材４８ａでの差圧がインクの表面張力を越えない第２吸引モードで吸引回復処理を実行する。【選択図】　　　図２
2004058319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク供給経路のフィルタ部材を通過してインクヘッドに供給されたインクをインクノズルより記録媒体に向けて吐出するインクジェットプリンタに備えられ、インク吐出不良の発生要因が生じたとき、インクノズルからインクを吸引除去するメンテナンス動作を実行するメンテナンス装置において、
上記インク吐出不良の発生要因を検知可能な検知手段と、
この検知手段の出力を受け、インク供給経路におけるフィルタ部材の上流側と下流側との差圧がフィルタ部材で発生するインクの表面張力を越えるように吸引する第１吸引モードと、フィルタ部材の上流側と下流側との差圧が上記表面張力を越えないように吸引する第２吸引モードとを、インク吐出不良の発生要因に応じて切り換えるモード切り換え手段とを備えていることを特徴とするインクジェットプリンタのメンテナンス装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェットプリンタのメンテナンス装置において、
検知手段は、フィルタ部材の上流側における気泡の存在の有無を検知するセンサであり、
モード切り換え手段は、フィルタ部材の上流側に除去すべき気泡が存在する場合には第１吸引モードでメンテナンス動作を実行させ、フィルタ部材の上流側に除去すべき気泡が存在しない場合には第２吸引モードでメンテナンス動作を実行させるよう構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタのメンテナンス装置。
【請求項３】
請求項１記載のインクジェットプリンタのメンテナンス装置において、
インク供給経路には、フィルタ部材の上流側に隣接し且つ所定量の空気を貯留するサブタンクが配設されており、このサブタンク内部に除去すべき気泡が存在する場合には第１吸引モードでメンテナンス動作を実行させ、サブタンク内部に除去すべき気泡が存在しない場合には第２吸引モードでメンテナンス動作を実行させるよう構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタのメンテナンス装置。
【請求項４】
請求項１記載のインクジェットプリンタのメンテナンス装置において、
検知手段は、インク供給経路の上流端に繋がるインクタンクの交換動作の有無を検知するセンサであり、
モード切り換え手段は、インクタンクが交換された場合に第１吸引モードでメンテナンス動作を実行させるよう構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタのメンテナンス装置。
【請求項５】
請求項１記載のインクジェットプリンタのメンテナンス装置において、
検知手段は、インク供給経路の上流端に繋がるインクタンクのインク残量を検知するセンサである一方、
モード切り換え手段は、インクタンクのインク残量が無いときにはメンテナンス動作を禁止するよう構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタのメンテナンス装置。
【請求項６】
請求項１記載のインクジェットプリンタのメンテナンス装置において、
フィルタ部材のフィルタ径に対してインクノズルのノズル径がＮ倍であるとき、第１吸引モードにおけるフィルタ部材の上流側と下流側との差圧は、第２吸引モードにおけるフィルタ部材の上流側と下流側との差圧に対して約Ｎ倍に設定されていることを特徴とするインクジェットプリンタのメンテナンス装置。
【請求項７】
上記請求項１〜６のうち何れか一つに記載のインクジェットプリンタのメンテナンス装置において実行されるメンテナンス方法であって、
インク吐出不良の発生要因に応じて、メンテナンス動作を第１吸引モードと第２吸引モードとで切り換え、第１吸引モードではインク供給経路におけるフィルタ部材の上流側と下流側との差圧がフィルタ部材で発生するインクの表面張力を越えるように吸引する一方、第２吸引モードではフィルタ部材の上流側と下流側との差圧が上記表面張力を越えないように吸引することを特徴とするインクジェットプリンタのメンテナンス方法。
【請求項８】
上記請求項１〜６のうち何れか一つに記載のメンテナンス装置を備え、インク吐出不良の発生要因が生じたとき、メンテナンス装置を駆動させ、インク吐出不良の発生要因に応じて、第１吸引モードまたは第２吸引モードの何れかでメンテナンス動作を実行させるよう構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタのメンテナンス装置及びメンテナンス方法並びにそのメンテナンス装置を備えたインクジェットプリンタに係る。特に、本発明は、インク吐出不良の発生要因が生じた際におけるその回復動作の信頼性の確保と、このインク吐出不良回復動作時の廃インク量の削減とを図るための対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェットプリンタにおける画像形成動作としては、先ず、給紙トレイに収容されている複数枚の記録用紙のうち１枚を搬送路に送り出し、この記録用紙を、搬送路を経て画像形成部に供給する。そして、この画像形成部において用紙表面にインク滴を吐出することで所定の画像形成を行った後に、この記録用紙を排出トレイに排紙するようになっている。
【０００３】
また、上記画像形成部には、インクヘッドを備えたキャリッジが配設されており、このキャリッジが走査動作を行いながら、インクタンクからインクヘッドに供給されたインクによって上記画像形成動作を行うようになっている。
【０００４】
ところで、この種のインクジェットプリンタでは、停止状態が長期間に亘った場合、インクノズル部分でインク中の水分が蒸発してインク粘度が上昇したり、この部分でインクが乾燥してノズルが詰まってしまう可能性がある。また、インク供給経路内への空気の混入やインク中に存在していた微細気泡の成長によってインク中に比較的大きな気泡が発生する可能性もある。
【０００５】
このような状況では、インク吐出動作を良好に行うことができず所謂インク吐出不良状態に陥ってしまう。
【０００６】
特に、インクヘッドを圧電材料によって構成し、インク室を構成する隔壁を圧電剪断歪み効果により剪断変形させてインクの吐出圧力を得るものにおいて、インク室内に気泡が混入している状況では、インク室内に発生する吐出圧力が気泡の収縮によって吸収されてしまってインク吐出動作が妨げられることになる。このため、十分なインク吐出速度が得られず、記録用紙上でのインク滴着弾位置にズレが生じて画質の悪化を招いてしまう可能性がある。
【０００７】
この不具合を解消する手段として、例えば特開平１１−２７７７７１号公報に開示されているメンテナンス装置が知られている。この公報に開示されているメンテナンス装置では、ノズルに対向するキャップと吸引装置とをチューブによって連結し、ノズルの詰まりや空気混入を解消するメンテナンス動作時には、ノズルにキャップを装着（キャッピング）した状態で吸引装置を駆動してチューブ内に負圧を発生させる。これによりノズルに対して吸引力を作用させ、ノズルの詰まりの原因となっている異物（高粘度のインク等）やインク室等に存在する気泡をインクと共に吸引除去している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した如くノズルに対して吸引力を作用させて異物や気泡を吸引除去する従来の手法にあっては以下に述べる課題があった。
【０００９】
つまり、上記メンテナンス動作においてインクヘッドから吸引されたインクは、画像形成に寄与しない廃インクとなる。このため、インクジェットプリンタのランニングコストをできるだけ抑えるためには、この廃インク量を可能な限り削減することが望まれる。即ち、できるだけ少ない廃インク量で異物や気泡を確実に吸引除去できるようにしておくことが望まれる。
【００１０】
ところで、インクヘッドからインクを吸引するためには、ノズル部分に発生しているインクの表面張力よりも高い吸引力を作用させる必要がある。しかし、この吸引力が高いほど、単位時間当たりの吸引インク量が増大して廃インク量も増大することになる。このため、この吸引力は、ノズル部分に発生しているインクの表面張力よりも高い値であって、且つできるだけ低い値であることが望ましい。
【００１１】
一方、インクタンクからインクヘッドに亘るインク供給経路には、インクヘッドへのゴミや異物等の流入を防止したり空気の混入を防止するために、ノズル径よりも小さいフィルタ径を有するフィルタ部材が備えられているのが一般的である。よって、このフィルタ部材よりも上流側のインク供給経路で発生した比較的大きな気泡をメンテナンス動作によってインクヘッドから吸引除去する場合には、このフィルタ部材で発生するインクの表面張力以上の吸引力を作用させる必要がある。
【００１２】
このとき、フィルタ部材で発生するインクの表面張力は、ノズル部分に発生しているインクの表面張力よりも高くなっているため、ノズル部分に発生しているインクの表面張力よりも僅かに高い吸引力程度では気泡を除去することができない。つまり、フィルタ部材で発生するインクの表面張力よりも高い吸引力が必要になる。その結果、大きな吸引力を作用させなければ気泡を吸引除去することができないことになり、それに伴って廃インク量が増大してしまうといった不具合が生じる。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィルタ部材よりも上流側のインク供給経路に除去すべき空気（気泡）が存在している場合には、その空気の吸引除去を確実に行えるようにしながらも、廃インク量が大幅に増大してしまうことを回避してインクジェットプリンタのランニングコストの削減を図ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、フィルタ部材よりも上流側のインク供給経路に除去すべき空気が存在する可能性がある場合と、それ以外の場合とでメンテナンス動作のモードを切り換えるようにしている。つまり、前者の場合には、フィルタ部材で発生するインクの表面張力よりも高い吸引力でメンテナンス動作を行う一方、後者の場合には、それよりも低い吸引力でメンテナンス動作を行うようにしている。
【００１５】
−解決手段−
具体的には、インク供給経路のフィルタ部材を通過してインクヘッドに供給されたインクをインクノズルより記録媒体に向けて吐出するインクジェットプリンタに備えられるメンテナンス装置であって、インク吐出不良の発生要因が生じたときに、インクノズルからインクを吸引除去するメンテナンス動作を実行するものを前提としている。
【００１６】
このメンテナンス装置に対し、検知手段とモード切り換え手段とを備えさせている。検知手段は、インク吐出不良の発生要因を検知可能に構成されている。このインク吐出不良の発生要因としては、例えば、インクノズル部分でインク中の水分が蒸発してインク粘度が上昇した場合や、この部分でインクが乾燥してノズルが詰まってしまった場合や、インク供給経路内への空気の混入やインク中に存在していた微細気泡の成長によってインク中に比較的大きな気泡が発生した場合などが掲げられる。
【００１７】
そして、モード切り換え手段は、上記検知手段の出力を受け、インク供給経路におけるフィルタ部材の上流側と下流側との差圧がフィルタ部材で発生するインクの表面張力を越えるように吸引する第１吸引モードと、フィルタ部材の上流側と下流側との差圧が上記表面張力を越えないように吸引する第２吸引モードとを、インク吐出不良の発生要因に応じて切り換えるようにしている。
【００１８】
この特定事項により、例えばインク供給経路のフィルタ部材の上流側に比較的大きな気泡（除去すべき気泡）が存在しており、この気泡をインクヘッドを経て吸引除去するべく、フィルタ部材で発生するインクの表面張力よりも高い吸引力が必要となる場合には、第１吸引モードでメンテナンス動作が実行される。これにより、上記気泡を効果的に除去でき、インク供給経路におけるインク供給動作を良好に確保することができる。
【００１９】
一方、フィルタ部材の上流側に除去すべき気泡が存在していない場合のインク吐出不良発生時、つまり、フィルタ部材の下流側において何らかの不具合（インクの粘度上昇など）が生じており、これによってインク吐出不良が発生する状況であるときには、第２吸引モードでメンテナンス動作が実行される。このモードでは比較的低い吸引力でインクが吸引される。つまり、フィルタ部材の上流側に気泡が存在している場合に比べて低い吸引力でインク吐出不良発生要因が排除できる状況となっている。このように、必要以上に高い吸引力を作用させないことにより、この第２モードでは、廃インク量を抑制でき、無駄にインクを浪費してしまうことがない。
【００２０】
吸引モードの切り換え条件として具体的には以下のものが掲げられる。先ず、検知手段を、フィルタ部材の上流側における気泡の存在の有無を検知するセンサとする。このセンサとして具体的には、光学的に空気の有無を検知するもの（インク供給経路に投光体及び受光体を対向配置して受光体の受光量によって空気の有無を検知するもの）や、電気的に空気の有無を検知するもの（インク供給経路に一対の電極を配置してこの電極間の抵抗値によって空気の有無を検知するもの）などが掲げられる。そして、フィルタ部材の上流側に除去すべき気泡が存在する場合には第１吸引モードでメンテナンス動作を実行させ、フィルタ部材の上流側に除去すべき気泡が存在しない場合には第２吸引モードでメンテナンス動作を実行させるようモード切り換え手段を構成する。
【００２１】
ここでいう「除去すべき気泡」とは、例えば、インクヘッドにサブタンクが備えられているものにあっては、このサブタンク内の空気によりインクの振動を吸収することができる。このため、サブタンク内にはある程度の空気が必要である。この場合、適切な空気量よりも過剰に空気が存在している場合にはインク供給動作に支障を来すことになるため、この空気の余剰分を除去する必要がある。つまり、ここでいう「除去すべき気泡」とは、インク供給経路において不要な気泡をいう。また、サブタンクを備えないものにあっては、インク供給経路には気泡は存在しない方が好ましい。従って、この場合にはインク供給経路に存在する全ての気泡が「除去すべき気泡」となる。
【００２２】
また、検知手段を、インク供給経路の上流端に繋がるインクタンクの交換動作の有無を検知するセンサとする。このセンサとして具体的には、インクタンクが取り外されたことを検知するセンサなどが適用可能である。そして、インクタンクが交換された場合に第１吸引モードでメンテナンス動作を実行させるようモード切り換え手段を構成する。
【００２３】
これらの特定事項により、インク供給経路のフィルタ部材の上流側に気泡が存在しているときまたは存在している可能性があるときに、第１吸引モードでメンテナンス動作を実行する。つまり、フィルタ部材で発生するインクの表面張力よりも高い吸引力でメンテナンス動作を行うことにより上記気泡を効果的に除去でき、インク供給経路におけるインク供給動作を良好に確保することができる。
【００２４】
また、検知手段を、インク供給経路の上流端に繋がるインクタンクのインク残量を検知するセンサとし、インクタンクのインク残量が無いときにはメンテナンス動作を禁止するようモード切り換え手段を構成する。これによれば、不要なメンテナンス動作が実行されてしまってインク供給経路に大量の空気が吸引されてしまうといった状況を回避することができる。
【００２５】
更に、第１吸引モード及び第２吸引モードのそれぞれにおける吸引力として具体的には以下のものが掲げられる。つまり、フィルタ部材のフィルタ径に対してインクノズルのノズル径がＮ倍であるとき、第１吸引モードにおけるフィルタ部材の上流側と下流側との差圧を、第２吸引モードにおけるフィルタ部材の上流側と下流側との差圧に対して約Ｎ倍に設定している。
【００２６】
これは、フィルタ部材のフィルタ径に対するインクノズルのノズル径の比率と、フィルタ部材で発生しているインクの表面張力に対するインクノズルで発生しているインクの表面張力の比率とが反比例していることに起因する。つまり、第１吸引モードの実行時には、フィルタ部材で発生しているインクの表面張力を越えるように吸引する必要があるのに対し、第２吸引モードの実行時には、ノズル部分で発生しているインクの表面張力を越える程度の吸引で済むため、上記の如き差圧が設定される。
【００２７】
また、上記インクジェットプリンタのメンテナンス装置において実行されるメンテナンス方法や上記メンテナンス装置を備えたインクジェットプリンタも本発明の技術的思想の範疇である。
【００２８】
つまり、メンテナンス方法にあっては、インク吐出不良の発生要因に応じて、メンテナンス動作を第１吸引モードと第２吸引モードとで切り換え、第１吸引モードではインク供給経路におけるフィルタ部材の上流側と下流側との差圧がフィルタ部材で発生するインクの表面張力を越えるように吸引する一方、第２吸引モードではフィルタ部材の上流側と下流側との差圧が上記表面張力を越えないように吸引する。
【００２９】
また、上記メンテナンス装置を備えたインクジェットプリンタにあっては、インク吐出不良の発生要因が生じたとき、メンテナンス装置を駆動させ、インク吐出不良の発生要因に応じて、第１吸引モードまたは第２吸引モードの何れかでメンテナンス動作を実行する構成となっている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態は、インクタンクをキャリッジに搭載しないタイプ（所謂オフボードタイプ）、つまり、キャリッジ上のインクヘッドに対してインクチューブを介してインクタンクからインクが供給されるタイプのカラーインクジェットプリンタに本発明を適用した場合である。
【００３１】
−カラーインクジェットプリンタの全体構成の説明−
図１は、本形態に係るカラーインクジェットプリンタ１の外観及び内部構成の一部を示す斜視図である。この図１に示すように、本形態に係るインクジェットプリンタ１は、給紙部２、搬送部３、画像形成部４及び排出部５を備えている。
【００３２】
給紙部２は、略鉛直方向に延びる給紙トレイ２１及びピックアップローラ２２を備えており、画像形成動作の開始時に給紙トレイ２１内の記録媒体としての記録用紙Ｐをピックアップローラ２２によって取り出して搬送部３に向けて送り出すようになっている。また、上記給紙トレイ２１は、画像形成動作を行わない際には、記録用紙Ｐの保管部として機能する。
【００３３】
また、給紙部２と搬送部３との間には図示しない分離部が設けられている。この分離部は、給紙部２から送り出された記録用紙Ｐを一枚ずつ分離し、その一枚の記録用紙Ｐを搬送部３に向けて供給するようになっている。
【００３４】
搬送部３は、分離部より一枚ずつ供給される記録用紙Ｐを、画像形成部４に向けて搬送するものであって、給紙ローラ３１及び給紙抑えローラ３２を備えており、この両ローラ３１，３２間で記録用紙Ｐを挟持搬送するようになっている。また、給紙ローラ３１は、記録用紙Ｐをインクヘッド４１とプラテン４４との間に送り込む際に、インクヘッド４１からのインク滴が記録用紙Ｐの適切な位置に吹き付けられるように、記録用紙Ｐの搬送タイミングを調整するようになっている。
【００３５】
画像形成部４は、上記搬送部３から供給される記録用紙Ｐへ画像形成を行うためのものであり、インクヘッド４１、このインクヘッド４１を搭載したキャリッジ４２、このキャリッジ４２を主走査方向に案内するためのガイドシャフト４３、画像形成動作時に記録用紙Ｐの支持台となるプラテン４４、複数のインクタンク６１〜６４を備えている。
【００３６】
上記インクタンク６１〜６４は、記録用紙Ｐの搬送経路から外れた領域においてインクタンク収納部６に収納されている。そして、各インクタンク６１〜６４は、上記キャリッジ４２の内部に備えられた図示しないサブタンクに対し、インク供給経路の一部を構成するインクチューブ７１〜７４を介して接続されている。
【００３７】
また、各インクタンク６１〜６４は、Ｂｋ（ブラック），Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各インク毎に個別に配置されており、それぞれが独立して交換可能となっている。これにより、各インクタンク６１〜６４内の各色のインクが、インクチューブ７１〜７４及び図示しないサブタンクを経てインクヘッド４１に供給可能となっている。また、本形態では、各インクタンク６１〜６４は大きさが同一のものとしている。尚、ブラックインクタンク６１のみを大型のものとしてもよい。
【００３８】
更に、本インクジェットプリンタ１のケーシング１１には、これらインクタンク６１〜６４の配設位置に対応して開閉自在な図示しないカバーが設けられており、何れかのインクタンク６１〜６４のインク残量が少なくなった場合には、このカバーを開放することによりインクタンクの交換作業が行えるようになっている。
【００３９】
排出部５は、画像形成が行われた記録用紙Ｐを回収する部分であり、記録用紙Ｐを排出側に向けて搬送する排出ローラ５１，５２、これら排出ローラ５１，５２との間で記録用紙Ｐを挟持搬送するスターホイール５３，５３，…、記録用紙Ｐ上のインクを乾燥させるための図示しないインク乾燥部、排出トレイ５４を備えている。尚、本インクジェットプリンタ１のケーシング１１には、排出ローラ５１，５２によって搬送された記録用紙Ｐを排出トレイ５４へ排出するための排紙口５５が形成されている。
【００４０】
−インクヘッド４１の詳細構成−
次に、上記インクヘッド４１の詳細構成について説明する。図２はインクヘッド４１の外観（１色当たりのインクヘッド部分の外観）を示す斜視図である。図３はインクヘッド４１の分解斜視図である。これら図に示すように、インクヘッド４１は、ベースプレート４５、カバープレート４６、ノズルプレート４７及びインクインレット４８を備えている。
【００４１】
ベースプレート４５は、図４にも示すように、底壁４５ａと、この底壁４５ａの上面に配置された複数の隔壁４５ｂ，４５ｂ，…とを備えている。これら隔壁４５ｂ，４５ｂ，…同士は所定間隔を存して平行に配置されている。これにより、各隔壁４５ｂ，４５ｂ，…同士の間には後述するインク室４９を構成するための複数の溝４５ｃ，４５ｃ，…が形成されている。また、上記ベースプレート４５の隔壁４５ｂは、その高さ方向（図４に矢印で示す方向）に分極されている。
【００４２】
カバープレート４６は、上記ベースプレート４５の上部に一体的に組み付けられて、各溝４５ｃ，４５ｃ，…の上部を閉鎖している。具体的には、図５（図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図）にも示すように、このカバープレート４６は、ベースプレート４５の上部に組み付けられ、これにより、ベースプレート４５の底壁４５ａ及び隔壁４５ｂと、カバープレート４６によって囲まれた空間がインク室４９として構成され、このインク室４９が隔壁４５ｂを挟んで水平方向に複数配置されている。
【００４３】
上記ベースプレート４５には、駆動電極４５ｄが形成されている。この駆動電極４５ｄは、図４に示すように、ベースプレート４５の各隔壁４５ｂの側面のうち上側約半分に形成されている。更に、これら駆動電極４５ｄは、同一のインク室４９内に配設されているもの同士が接続電極４５ｅによって接続されている。また、接続電極４５ｅには外部取り出し電極４５ｆが接続されている。この外部取り出し電極４５ｆに図示しないパルス電圧発生器からのパルス電圧の印加により、インク室４９内で対面する両駆動電極４５ｄ，４５ｄには同パルス電圧が印加される構成となっている。また、図２に示すように、上記外部取り出し電極４５ｆには、フレキシブル回路基板８を介してドライバＩＣ８１が接続されている。
【００４４】
ノズルプレート４７は、ベースプレート４５及びカバープレート４６の前面側（図３における手前側）に取り付けられて、インク室４９を閉鎖していると共に、各インク室４９，４９，…に対応してノズル４７ａ，４７ａ，…が形成されている。つまり、インク室４９内にインク吐出用の圧力が発生した場合、このインク室４９に臨むノズル４７ａから所定量のインク滴が水平方向（図３の矢印参照）に吐出されるようになっている。
【００４５】
インクインレット４８は、インク導入開口４６ａ，４６ａ，…が形成されたカバープレート４６の上面に取り付けられており、インクタンク６１〜６４からインク室４９，４９，…へ供給されるインクを濾過するフィルタ部材４８ａが設けられている。
【００４６】
具体的に、本形態に係るインクヘッド４１では、上記各インク室４９は、高さ寸法が３００μｍ、幅寸法が７１μｍであり、隔壁４５ｂの幅寸法が７０μｍであり、インク室４９のピッチが１８０ｄｐｉとなっている。また、駆動電極４５ｄは隔壁４５ｂの上端から１５０μｍの位置まで斜め真空蒸着法により形成されたＡｌ膜で成っている。この駆動電極４５ｄの形成動作としては、上記斜め真空蒸着によって隔壁４５ｂの側面の略上側半分及び上面に亘って付着したＡｌ膜のうち上面の膜を研磨により削除することで隔壁４５ｂの各側面のＡｌ膜を分離した後、インク室４９内で対向するＡｌ膜同士を電気的に接続するようにしている。
【００４７】
また、カバープレート４６は隔壁４５ｂの上面に接着剤によって接着されており、この接着層（図示省略）の厚さ寸法は１μｍ以下に設定されている。
【００４８】
更に、ノズルプレート４７に形成されたノズル４７ａの吐出側の径は２０μｍとなっている。このノズルプレート４７は、ポリイミドフィルムに撥水膜を塗布した後、エキシマレーザによりスルーホールで成る複数のノズル４７ａ，４７ａ，…を形成することにより得られる。このノズル４７ａ，４７ａ，…のピッチは上記インク室４９，４９，…のピッチと同じく１８０ｄｐｉである。尚、上記各寸法及び製造方法はこれに限られるものではない。
【００４９】
そして、本インクヘッド４１におけるインク滴吐出の基本動作としては、所定数おき（例えば２つおき）に配置された複数のインク室４９，４９，…同士を１つのインク室グループとする複数のグループを構成しておき、各グループに対してインク滴の吐出制御を順次行うようにしている。つまり、画像信号に応じたパルス電圧をグループ毎に各駆動電極４５ｄ，４５ｄ，…に個別に印加することで、各駆動電極４５ｄ，４５ｄ，…間に電位差を与え、これによって、インク吐出動作を行わせるインク室４９の両側に位置する隔壁４５ｂ，４５ｂに、上記分極方向に直交する電界を生じさせる。このときに生じる圧電剪断歪み効果により、各隔壁４５ｂ，４５ｂが剪断変形する。具体的には、このインク吐出動作を行わせるインク室４９の両側に位置する隔壁４５ｂ，４５ｂを、インク室４９が拡張する方向に一旦変形させた後、インク室４９が収縮する方向に変形させる。この変形動作により、インク室４９内に圧力波が発生し、その圧力によりインク滴の吐出動作が行われるようになっている。
【００５０】
また、図示しないがインクヘッド４１上にはフィルタ部材４８ａに隣接してサブタンクが搭載されている。このサブタンクの機能としては、インクヘッド４１より上流部（インクタンク側）で発生した気泡をインクヘッド４１に直接流入させないためのバッファ（エアトラップ）となると共に、サブタンク内の空気によりキャリッジ動作によるインク供給経路内のインクの振動を吸収して、インクヘッド４１からのインク吐出動作に対する振動の影響を最小化する。従って、このサブタンク内には、常時、ある程度の空気が存在する構成となっている。
【００５１】
次に、上記フィルタ部材４８ａについて説明する。このフィルタ部材４８ａの機能としては、インク供給経路で発生した微小なゴミをフィルタリング（ゴミ取り）すると共に、このフィルタ部材４８ａで発生する表面張力により、サブタンク内部の空気がインクヘッド４１側への流入することを阻止する。
【００５２】
具体的に、本実施形態においては、フィルタ部材４８ａのフィルタ径を８μｍとしている。一方、インクヘッド４１のノズル４７ａの径は上述の如く２０μｍとしている。つまり、フィルタ部材４８ａのフィルタ径はノズル４７ａの径の１／３程度に設定されている。このようにフィルタ部材４８ａのフィルタ径を設定した場合のフィルタ部材４８ａで発生する表面張力と、メンテナンス動作時における吸引力との関係については後述する。
【００５３】
−メンテナンスユニットの構成の説明−
次に、メンテナンス装置としてのメンテナンスユニット９について説明する。
【００５４】
図１に示すように、このメンテナンスユニット９は、キャリッジ４２の主走査方向の一方の端部（以下、ホームポジションと呼ぶ）に配設されている。図１は、キャリッジ４２が、このホームポジションに位置している状態を示している。このようにキャリッジ４２をホームポジションに位置させることにより、インクヘッド４１をメンテナンスユニット９に対向させ、所定のメンテナンス動作が行えるように構成されている。
【００５５】
このメンテナンスユニット９は、メンテナンスキャップ９１、吸引ポンプ９２、廃インクチューブ９３を主要構成部材として備えている。
【００５６】
メンテナンスキャップ９１は、ホームポジションに位置するキャリッジ４２の下面に対向する位置に配設され、キャリッジ４２の下部に備えられているインクヘッド４１を覆って（キャッピングして）ノズル周辺部のインクの乾燥を防止するものである。つまり、このメンテナンスキャップ９１は、キャリッジ４２がホームポジションに無いときには下降位置にある一方、このキャリッジ４２がホームポジションに達したときに上昇移動してインクヘッド４１をキャッピングするように構成されている。
【００５７】
吸引ポンプ９２は、一端（吸引側）が廃インクチューブ９３を介してメンテナンスキャップ９１の底面に接続されている一方、他端（排出側）に排出チューブ９４が接続されている。この排出チューブ８４の下流端は図示しない廃インクタンクの上方で開放している。このため、ノズル内の異物等を吸引除去するメンテナンス動作時には、メンテナンスキャップ９１によってインクヘッド４１をキャッピングした状態で吸引ポンプ９２を駆動することにより、インクヘッド４１に負圧が作用し、インクヘッド４１内のインクやその他の異物が廃インクチューブ９３に吸い出されるようになっている。そして、この吸い出されたインクやその他の異物は、廃インクチューブ９３、吸引ポンプ９２、排出チューブ９４を経て廃インクタンクに排出される構成となっている。
【００５８】
−画像形成動作の説明−
上記の構成において、インクジェットプリンタ１は、次のような動作によって記録用紙Ｐに対する画像形成を行う。
【００５９】
先ず、図示しないコンピュータ等の外部端末から画像情報に基づく画像形成要求がインクジェットプリンタ１に対してなされる。画像形成要求を受信したインクジェットプリンタ１は、給紙トレイ２１上の記録用紙Ｐを、ピックアップローラ２２によって給紙部２より搬出する。
【００６０】
次に、搬出された記録用紙Ｐは、分離部を通過し、搬送部３へと送られる。搬送部３では、給紙ローラ３１及び給紙抑えローラ３２によって、記録用紙Ｐをインクヘッド４１とプラテン４４との間へと送る。
【００６１】
そして、画像形成部４では、各インクタンク６１〜６４からインクチューブ７１〜７４、サブタンクを経て供給されたインクを使用し、インクヘッド４１のインクノズルよりプラテン４４上の記録用紙Ｐへ画像情報に対応してインク滴が吹き付けられる。
【００６２】
この時、記録用紙Ｐはプラテン４４上で一旦停止されている。インク滴を吹き付けつつ、キャリッジ４２は、ガイドシャフト４３に案内されて、主走査方向（図１におけるＤ２方向）に一ライン分走査される。それが終了すると、記録用紙Ｐは、プラテン４４上で副走査方向（図１におけるＤ１方向）に一定の幅だけ移動する。画像形成部４において、上記処理が画像情報に対応し継続して実施されることにより、記録用紙Ｐの全面に画像形成がなされる。このようにして画像形成が行われた記録用紙Ｐは、インク乾燥部を経て、排出ローラ５１，５２によって排出トレイ５４に排出される。これにより、記録用紙Ｐは印刷物としてユーザに提供されることになる。
【００６３】
−制御部の説明−
以上の各部の動作は、制御部によって制御される。以下、この制御部について説明する。
【００６４】
図６は、本インクジェットプリンタ１の制御部の構成を示すブロック図である。この制御部は、ＣＰＵ１００によって制御されるキャリッジ駆動回路１０１、用紙搬送駆動手段１０２、記録ヘッド駆動手段１０３、メンテナンス駆動手段１０４を備えている。
【００６５】
キャリッジ駆動回路１０１は、上記キャリッジ４２を主走査方向に往復移動させるための駆動源であるキャリッジモータ１０１ａの駆動を制御する。
【００６６】
用紙搬送駆動手段１０２は、記録用紙Ｐを副走査方向に搬送するための上記給紙ローラ３１や各排出ローラ５１，５２の駆動を制御する。
【００６７】
記録ヘッド駆動手段１０３は、画像データを受けてインクヘッド４１の駆動を制御する。つまり、上記キャリッジ４２の走査や記録用紙Ｐの搬送と連繋して、ブラックヘッドや各カラーヘッドに設けられた複数の圧電素子をインク色毎に区別して駆動し、各インクノズルからのインク滴の吐出制御を行い、記録用紙Ｐ上に所定の画像形成を行うようになっている。
【００６８】
メンテナンス駆動手段１０４は、インクヘッド４１のメンテナンス動作を行うためのものであって、インクタンク６１〜６４が交換された際に、インクノズルから所定量のインクを吸引して気泡をインクノズルから排出する動作を実行したり、インクノズルの詰まりを防止するためのプライム処理等を実行するものである。
【００６９】
また、ＣＰＵ１００には、図示しないＲＯＭが接続されている。このＲＯＭには、上記キャリッジ駆動回路１０１、用紙搬送駆動手段１０２、記録ヘッド駆動手段１０３を制御して記録用紙Ｐ上にカラー画像を記録する画像記録制御の制御プログラム、メンテナンス駆動手段１０４を制御してプライム処理などのメンテナンス処理を実行するメンテナンス制御の制御プログラムなどが格納されている。
【００７０】
また、ＣＰＵ１００には、接続ケーブルを介してホストコンピュータ等に接続されて、このホストコンピュータ等から送信される画像データを受信可能な図示しない通信用インターフェースが接続されている。
【００７１】
更に、ＣＰＵ１００は、キャリッジ移動検出手段１０５からの出力信号が受信可能となっている。このキャリッジ移動検出手段１０５はキャリッジ４２の位置を検出するものであって、この検出信号をＣＰＵ１００が受けてキャリッジ駆動回路１０１を制御するようになっている。
【００７２】
また、この制御部はドットカウンタ１０６を備えており、このドットカウンタ１０６からの出力信号がＣＰＵ１００に送信されるようになっている。このドットカウンタ１０６は、画像形成動作の実行に伴って記録用紙Ｐ上に吐出されるドット（インク滴）の数を画像情報に基づいて認識し、このドット数を、インクタンク６１〜６４が新品のものに交換された時点から各インクタンク６１〜６４毎にカウントし、これを積算して記憶するものである。つまり、これらドット数を確認することによって各インクタンク６１〜６４のインク残量を推測することができるようになっている。
【００７３】
そして、本形態の特徴としては、検知手段１０７が備えられている点と、メンテナンス駆動手段１０４にモード切り換え手段１０４ａが備えられている点にある。以下、各手段について説明する。
【００７４】
検知手段１０７は、上記メンテナンスユニット９におけるメンテナンス動作時におけるインク吐出不良の発生要因を検知可能に構成されている。このインク吐出不良の発生要因としては、例えば、インクノズル部分でインク中の水分が蒸発してインク粘度が上昇した場合や、この部分でインクが乾燥してノズルが詰まってしまった場合や、インク供給経路内への空気の混入やインク中に存在していた微細気泡の成長によってインク中に比較的大きな気泡が発生した場合などが掲げられる。
【００７５】
これらの各要因を検知するための具体的な構成としては以下のものが掲げられる。
【００７６】
先ず、インクノズル部分でのインク粘度の上昇やインクの乾燥によるノズルの詰まりを検知する手段として、インクジェットプリンタ１が停止状態となっている長期を計測するタイマが備えられている。このタイマによって計測されるインクジェットプリンタ１の停止期間が所定期間を越えている場合には、インクノズル部分でのインク粘度の上昇やノズルの詰まりが生じている可能性があるため、その後のインクジェットプリンタ１の起動時にはメンテナンス動作を実行する。この場合の吸引力については後述する。
【００７７】
また、インク中に比較的大きな気泡が発生していること、特に、上記フィルタ部材４８ａの上流側のサブタンク内で比較的大きな気泡が発生していることを検知する手段としては、光学的に空気の有無を検知するものが掲げられる。つまり、透過性を有する部材でサブタンクを構成し、サブタンクを挟んで受光体、発光体を配置し、受光体の受光量に基づく電気量値の変化により、インク量（空気量）を検知するものである。また、電気的に空気の有無を検知するものを採用することも可能である。つまり、サブタンク内のインクに接触する部分に一対の電極を設けておき、電極間の抵抗（または静電容量）の変化により、インク量を検知するものである。
【００７８】
更に、インク供給経路中に空気が混入してフィルタ部材４８ａの上流側に比較的大きな気泡が発生する可能性があることを検知する手段としては、インクタンク６１〜６４が取り外されたことを検知するセンサが適用可能である。つまり、インクタンクを透過性を有する部材で構成し、インクタンクを挟んで受光体、発光体を配置し、受光体の受光力に基づく電気量値の変化により、インクタンクの脱着を検知するセンサとして構成する。また、上記インクタンク収納部６に、インクタンク６１〜６４の装着状態と離脱状態とでＯＮ／ＯＦＦが切り換わるスイッチを設けておき、このスイッチによってインクタンク６１〜６４が取り外されたこと、つまりインクタンク６１〜６４の交換作業が行われたことを検知するものであってもよい。
【００７９】
また、この検知手段１０７は、上記ドットカウンタ１０６からの出力を受信可能となっており、このドットカウンタ１０６からの出力によって何れかのインクタンク６１〜６４のインク残量が無いと判断したときには、メンテナンス動作禁止信号をモード切り換え手段１０４ａに送信するようになっている。
【００８０】
このように、検知手段１０７は、インク吐出不良の発生要因を識別することができる。本形態では、「フィルタ部材４８ａの上流側のサブタンク内で比較的大きな気泡が発生していること」や「インクタンク６１〜６４が取り外されたこと」を検知した場合と、「何れかのインクタンク６１〜６４のインク残量が無くなったこと」を検知した場合と、「これら以外のインク吐出不良の発生要因が生じたこと」を検知した場合とで、モード切り換え手段１０４ａにより設定されるメンテナンス動作のモードを切り換えることに特徴がある。
【００８１】
モード切り換え手段１０４ａは、上記検知手段１０７の出力を受け、インク供給経路におけるフィルタ部材４８ａの上流側と下流側との差圧がフィルタ部材４８ａで発生するインクの表面張力を越えるように吸引する第１吸引モードと、フィルタ部材４８ａの上流側と下流側との差圧が上記表面張力を越えないように吸引する第２吸引モードとをインク吐出不良の発生要因に応じて切り換えるようになっている。
【００８２】
具体的には、上記検知手段１０７の出力を受け、フィルタ部材４８ａの上流側に余剰な気泡（本発明でいう除去すべき気泡）が存在する場合には第１吸引モードでメンテナンス動作を実行させ、フィルタ部材４８ａの上流側に余剰な気泡が存在しない場合には第２吸引モードでメンテナンス動作を実行させるようメンテナンス動作モードを切り換える。
【００８３】
また、インクタンク６１〜６４の交換作業が行われた場合には、インク供給経路に空気が混入してフィルタ部材４８ａの上流側に気泡が存在している可能性があるので、強制的に第１吸引モードでメンテナンス動作を実行させるようにしている。
【００８４】
また、本モード切り換え手段１０４ａは、検知手段１０７からメンテナンス動作禁止信号を受信したときには、何れかのインクタンク６１〜６４のインク残量が無いと判断してメンテナンス動作を実行しないようにしている。インクタンク６１〜６４内にインク残量が無い場合、若しくは非常に少ない場合にメンテナンス動作を行うと、大量の空気がインクヘッド４１に流入し、吐出不良になるばかりか、そのままの状態で放置されると、インクヘッド４１内でインクの固化や増粘が発生し、インクヘッド４１の性能を低下させてしまう虞れがある。このため、本形態では、インクタンク内にインク残量が無い場合、若しくは非常に少ない場合には、吸引回復動作を行わず、ユーザーにインクタンクの交換を促すようにしている。
【００８５】
尚、インクタンク６１〜６４内のインク量を検知する手段としては、上述したドットカウンタ１０６を使用する場合の他、上述のサブタンク内のインク量（空気の有無）を検知する方法と同様な方法を採用することも可能である。
【００８６】
−各モードにおける吸引力−
次に、上記モード切り換え手段１０４ａによって切り換えられる各モードについて説明する。各モードにおける吸引力は、以下のように設定される。
【００８７】
フィルタ部材４８ａに発生する表面張力Ｆは、一般的に以下の式で与えられる。
【００８８】
Ｆ＝２η／ｒ　　　　　　　　…（１）
η：インクの表面張力（Ｎ／ｍ）、ｒ：フィルタ半径（ｍ）
よって、本実施例では、インクの表面張力は０．０３Ｎ／ｍ、フィルタ半径は４μｍであるため、フィルタ部材４８ａに発生する表面張力Ｆは、
Ｆ＝２×０．０３／（４×１０−６）＝１５０００Ｎ／ｍ２＝１５ＫＰａ…（２）
となる。
【００８９】
よって、フィルタ部材４８ａの上流側と下流側との差圧が１５ＫＰａを越えない範囲であれば、８μｍを越える比較的大きな気泡は、フィルタ部材４８ａを通過してインクヘッド４１内に流入することはない。
【００９０】
フィルタ部材４８ａを通過するような細かい気泡（８μｍ未満の気泡）は、インクに極めて短い時間で再溶解することが知られており、インクヘッド４１に流入しても特に問題とはならない。
【００９１】
また、画像形成動作時の最大流量（全ノズルのフル吐出時）から算出してもフィルタ部材４８ａの上下流差圧が上記を越えることは無く、画像形成動作時にフィルタ部材４８ａを通過して気泡がインクヘッド４１に流入することもない。
【００９２】
従って、サブタンク内に多くの気泡がトラップされて、インクヘッド４１へのインクの供給に問題が発生するような場合、つまり、フィルタ部材４８ａの上流側に８μｍを越える比較的大きな気泡が存在している場合または存在する可能がある場合には、フィルタ部材４８ａでの差圧が１５ＫＰａを越える上記第１吸引モードで吸引回復処理を実行する。これにより、サブタンク内の過剰な空気をインクヘッド４１を介して追い出し、サブタンク内インク量を適当レベルまで回復することができる。
【００９３】
一方、サブタンク内に適正な空気量が存在しており、フィルタ部材４８ａの上流側に８μｍを越える比較的大きな気泡が存在していない場合には、フィルタ部材４８ａでの差圧が１５ＫＰａを越えない上記第２吸引モードで吸引回復処理を実行する。これにより、サブタンク内の空気量を適正に保つことができる。
【００９４】
具体的には、このフィルタ部材４８ａの上流側に８μｍを越える比較的大きな気泡が存在していない場合には、ノズル部分に発生しているインクの表面張力よりも高い吸引力を作用させればよい、今、フィルタ部材４８ａのフィルタ径に対してインクノズルのノズル径は約３倍であるので、第１吸引モードにおけるフィルタ部材４８ａの上流側と下流側との差圧に対して、第２吸引モードにおけるフィルタ部材４８ａの上流側と下流側との差圧を約１／３の５ＫＰａ程度に設定するのみで良好な吸引回復処理が行えることになる。
【００９５】
このように、本形態では、インク供給経路のフィルタ部材４８ａの上流側に比較的大きな気泡が存在しており、この気泡をインクヘッド４１を経て吸引除去するべく、フィルタ部材４８で発生するインクの表面張力よりも高い吸引力が必要となる場合には、第１吸引モードでメンテナンス動作が実行される。これにより、上記気泡を効果的に除去でき、インク供給経路におけるインク供給動作を良好に確保することができる。
【００９６】
一方、フィルタ部材４８ａの上流側に除去すべき気泡が存在していない場合のインク吐出不良発生時、つまり、フィルタ部材４８ａの下流側において何らかの不具合（インクの粘度上昇など）が生じており、これによってインク吐出不良が発生する状況であるときには、第２吸引モードでメンテナンス動作が実行される。このモードでは比較的低い吸引力でインクが吸引される（本形態の場合には第１吸引モードの１／３の吸引力）。つまり、フィルタ部材４８ａの上流側に気泡が存在している場合に比べて低い吸引力でインク吐出不良発生要因が排除できる状況となっている。このように、必要以上に高い吸引力を作用させないことにより、この第２モードでは、廃インク量を抑制でき、無駄にインクを浪費してしまうことがない。
【００９７】
−その他の実施形態−
本発明にあっては、フィルタ部材４８ａのフィルタ径及びインクヘッド４１のノズル４７ａの径は上述したものに限らない、従って、第１吸引モードにおいてノズルに作用させる吸引力と第２吸引モードにおいてノズルに作用させる吸引力との比率も上述したものに限ることはない。
【００９８】
また、第１吸引モードにあっては、メンテナンス動作の途中で吸引力を変化させるようにしてもよい。例えば、メンテナンス動作の初期時には高い吸引力（例えばフィルタ部材４８ａにおける差圧が１５ＫＰａ）でメンテナンス動作を行い、その後、第２吸引モード程度の低い高い吸引力（例えばフィルタ部材４８ａにおける差圧が５ＫＰａ）でメンテナンス動作を行う。これにより、第１吸引モードにおける廃インク量を削減することも可能になる。
【００９９】
また、上述した実施形態ではインクタンク６１〜６４をキャリッジ４２に搭載しない所謂オフボードタイプのカラーインクジェットプリンタ１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、インクタンクをキャリッジに搭載する所謂オンボードタイプのカラーインクジェットプリンタに適用することも可能である。オンボードタイプにおいても、インク供給経路内にフィルタ部材を設けるのが一般的であり、上述のオフボードタイプに比べ、インク供給系からの空気の混入の可能性は少ないものの、例えばインクタンク交換（脱着も含む）時においては、空気の混入は避けられないため、このオンボードタイプに適用した場合にも同様の効果を奏することができる。尚、このオンボードタイプのインクジェットプリンタ等のように上記サブタンクを備えないインクジェットプリンタに本発明を適用する場合には、メンテナンス動作において除去すべき気泡は、フィルタ部材の上流側に存在する全ての気泡である。
【０１００】
また、本発明は、カラーインクジェットプリンタに限らず、モノクロタイプのインクジェットプリンタへの適用も可能である。
【０１０１】
更に、本発明は、キャリッジ４２が主走査方向に走査しながら画像形成動作を行うシリアルタイプのインクジェットプリンタに限らず、走査動作を行わないラインタイプのインクジェットプリンタへの適用も可能である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、インク供給経路に備えられているフィルタ部材よりも上流側に空気が存在する可能性がある場合と、それ以外の場合とでメンテナンス動作のモードを切り換えるようにしている。つまり、前者の場合には、フィルタ部材で発生するインクの表面張力よりも高い吸引力でメンテナンス動作（第１吸引モード）を行う一方、後者の場合には、それよりも低い吸引力でメンテナンス動作（第２吸引モード）を行うようにしている。このため、フィルタ部材の上流側に比較的大きな気泡が存在している場合には、上記第１吸引モードでメンテナンス動作を実行することにより、上記気泡を効果的に除去でき、インク供給経路におけるインク供給動作を良好に確保することができる。一方、フィルタ部材の上流側に気泡が存在していない場合のインク吐出不良発生時、つまり、フィルタ部材の下流側において何らかの不具合（インクの粘度上昇など）が生じており、これによってインク吐出不良が発生する状況であるときには、第２吸引モードでメンテナンス動作を実行することにより、比較的低い吸引力でインクを吸引することができて、廃インク量を抑制でき、無駄にインクを浪費してしまうことがなく、インクジェットプリンタのランニングコストの削減を図ることができる。
【０１０３】
また、インクタンクのインク残量が無いときにメンテナンス動作を禁止するようにすれば、不要なメンテナンス動作が実行されてしまってインク供給経路に大量の空気が吸引されてしまうといった状況を回避することができ、インクヘッド内でのインクの固化や増粘といった不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るカラーインクジェットプリンタの外観及び内部構成の一部を示す斜視図である。
【図２】インクヘッドの外観を示す斜視図である。
【図３】インクヘッドの分解斜視図である。
【図４】インクヘッドをインク吐出方向から見た断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に対応した位置におけるインクヘッドの断面図である。
【図６】インクジェットプリンタの制御部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　　　カラーインクジェットプリンタ
４１　　　インクヘッド
４８ａ　　フィルタ部材
９　　　　メンテナンスユニット（メンテナンス装置）
１０４ａ　モード切り換え手段
１０６　　ドットカウンタ
１０７　　検知手段
Ｐ　　　　記録用紙（記録媒体）
【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】
2004058319.tif 000007
【図６】
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