(57)【要約】【課題】インク中の気泡を除去して吐出不良を防止し、常に高画質で印画できるようにしつつ、生産性及び経済性に優れ、印画時間への影響を少なくすることができ、かつ、ライン方式のインクジェットプリンタにも容易に適用可能な気泡除去方法を提供する。【解決手段】ノズル１８を形成したノズルシート１７と、全てのインク液室と連通する共通のインク流路２１を形成するための共通流路部材２０とを備えたインクジェットプリンタに、共通流路部材２０と接続され、インク流路２１内の気泡を含むインクを排出して気泡を除去するポンプ２３（気泡除去手段）と、ポンプ２３（気泡除去手段）を連続的又は定期的に作動させる気泡除去動作とインク液滴の吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合でも、吐出関連動作よりも気泡除去動作を優先させる制御手段２７とを備えるようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、
前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通の液体流路を形成するための共通流路部材と
を備え、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として前記ノズルから吐出する液体吐出装置であって、
前記共通流路部材と接続され、前記液体流路内の気泡を含む液体を前記ノズル以外より排出して、前記液体流路内の気泡を除去する気泡除去手段と、
前記気泡除去手段を連続的又は定期的に作動させ、前記気泡除去手段による気泡除去動作と、液滴の吐出に関連する吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合でも、前記吐出関連動作よりも前記気泡除去動作を優先させる制御手段と
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記吐出関連動作は、ノズルから液滴を吐出し、被記録媒体に液滴を着弾させて画像を形成する印画処理動作である
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記制御手段は、前記気泡除去動作と、前記吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合には、前記吐出関連動作を中断させる
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記制御手段は、前記吐出関連動作が被記録媒体に液滴を着弾させて画像を形成する印画処理動作であるとき、前記気泡除去動作と、前記印画処理動作とが同時に行われることとなる場合には、最小単位の被記録媒体に対する画像の形成が終了するまで前記印画処理動作を続行する
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記気泡除去手段は、液体を吸引して前記液体流路内の気泡を含む液体を排出する
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記気泡除去手段によって前記液体流路内から排出された液体は、循環して再び前記液体流路内に戻る
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、
前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通の液体流路を形成するための共通流路部材と、
前記共通流路部材と接続され、前記液体流路内の気泡を含む液体を前記ノズル以外より排出して、前記液体流路内の気泡を除去する気泡除去手段と、
前記気泡除去手段を連続的又は定期的に作動させる制御手段と
を備え、
前記気泡除去手段により、前記液体流路内の気泡を除去するとともに、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として前記ノズルから吐出する液体吐出装置の気泡除去方法であって、
前記気泡除去手段による気泡除去動作と、液滴の吐出に関連する吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合でも、前記制御手段により、前記吐出関連動作よりも前記気泡除去動作を優先させる
ことを特徴とする液体吐出装置の気泡除去方法。
【請求項８】
請求項７に記載の液体吐出装置の気泡除去方法において、
前記吐出関連動作は、ノズルから液滴を吐出し、被記録媒体に液滴を着弾させて画像を形成する印画処理動作である
ことを特徴とする液体吐出装置の気泡除去方法。
【請求項９】
請求項７に記載の液体吐出装置の気泡除去方法において、
前記気泡除去動作と、前記吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合には、前記制御手段により、前記吐出関連動作を中断させる
ことを特徴とする液体吐出装置の気泡除去方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の液体吐出装置の気泡除去方法において、
前記吐出関連動作が被記録媒体に液滴を着弾させて画像を形成する印画処理動作であるとき、前記気泡除去動作と、前記印画処理動作とが同時に行われることとなる場合には、前記制御手段により、最小単位の被記録媒体に対する画像の形成が終了するまで前記印画処理動作を続行する
ことを特徴とする液体吐出装置の気泡除去方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の液体吐出装置の気泡除去方法において、
前記気泡除去手段により、液体を吸引して前記液体流路内の気泡を含む液体を排出する
ことを特徴とする液体吐出装置の気泡除去方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の液体吐出装置の気泡除去方法において、
前記気泡除去手段によって前記液体流路内から排出された液体を循環させ、再び前記液体流路内に戻す
ことを特徴とする液体吐出装置の気泡除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等の液体吐出装置において、液体中に含まれる気泡を除去し、気泡に起因する吐出不良の発生を防止した液体吐出装置及び液体吐出装置の気泡除去方法に係るものであり、詳しくは、連続的又は定期的に気泡を除去することで、常に高画質で印画できるようにした技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタのインクは、インク流路の内壁に付着していた気泡が滞留したり、又は、インク中に飽和状態で溶け込んでいた空気が気泡となって、インク中に気泡が含まれるようになる場合がある。
そして、この気泡がプリンタヘッドに運ばれ、インク液室内に残留すると、インクの不吐出や不完全吐出等の吐出不良が生じることとなる。
【０００３】
そのため、吐出不良を防止すべく、従来より、インク中に含まれる気泡を除去する種々の技術が開示されている。
すなわち、ノズル閉鎖部材と、インクを吸引するインクポンプとを有するインク吸引ユニットにより、インクが初期充填された後に、ノズルからインクを吸引してインク流路内の気泡を除去する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−８５１５３号公報
【０００４】
また、ノズル密閉手段と、インクタンクからインク液室にインクを圧送するインクポンプとを備え、ノズルを密閉した状態でインクポンプを作動させ、インク排出通路を通してインクを循環させることにより、インク流路内の気泡をインクとともにインクタンク内へ排出するようにした技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。ここで、インクポンプの作動は、循環信号の有無に基づいている。
【特許文献２】特許第２８２１９２０号公報
【０００５】
上記の特許文献１の技術では、気泡を含むインクをノズルから吸引するために、ノズルの周辺を閉鎖しておく必要がある。
また、上記の特許文献２の技術では、インクを圧送した際にノズルからインクが漏れないように、ノズルを密閉しておく必要がある。
【０００６】
したがって、上記の特許文献１に開示されたノズル閉鎖部材や、上記の特許文献２に開示されたノズル密閉手段は、外部にインクが漏れ出さないように、確実に閉鎖又は密閉できるものでなければならない。
しかも、上記の特許文献１及び特許文献２の技術においては、いずれも、気泡除去の実施中には、ノズルからインクを吐出することができなくなるため、画像形成のための印画処理が全く行えない。
【０００７】
また、上記の特許文献１の技術では、インクの初期充填が、気泡除去の開始基準となっており、初期充填時から一定時間経過後に気泡の除去が行われる。そのため、インクの充填間隔が変われば、気泡除去の頻度も変わってしまう。したがって、プリンタの動作状況や使用者の取扱い方の違い等に左右され、結果的に不定期に、気泡の除去が行われることとなる。なお、上記の特許文献２の技術では、循環信号の有無が気泡除去の開始基準となるが、どのような場合に循環信号が発信されるかの開示はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、上記の特許文献１及び特許文献２の技術では、ノズル閉鎖部材やノズル密閉手段が必要となる。
しかし、ノズル閉鎖部材やノズル密閉手段を設けると、装置が複雑化し、生産性及び経済性が悪くなるという問題がある。また、ノズル部分の閉鎖又は密閉状態が不十分であると、インク漏れが生じるという問題がある。
【０００９】
特に、印画幅分のラインヘッドを形成するライン方式のプリンタの場合には、ヘッドを移動させて印画を行うシリアル方式のプリンタに比べ、ノズルの形成範囲が非常に広くなる。そのため、インク漏れが生じないようにノズル部分を閉鎖又は密閉することは、実際上極めて困難である。
【００１０】
さらに、ノズル部分の閉鎖や密閉によって、気泡除去の実施中に印画処理が全く行えないという状況は、プリンタの高速化という技術的な流れに著しく反することとなる。すなわち、印画の待ち時間を減少させるべく、インクの吐出サイクルの短縮化が図られているところであるが、気泡除去のために印画処理が開始できないと、全体的な待ち時間が増えてしまう。
【００１１】
さらにまた、気泡を除去するとしても、それが不定期に実施されるのであれば、プリンタの性能維持期間に差異が生じる。すなわち、気泡除去の間隔が短いときは問題ないが、間隔が長いときは、当然ながらインク中に含まれる気泡が多くなり、吐出安定性に悪影響を及ぼすことがある。
【００１２】
しかも、本件出願人は、未開示の先願技術である特願２００３−３７３４３、特願２００２−３６０４０８、及び特願２００３−５５２３６等により、ノズルから吐出するインク液滴の吐出方向を複数の方向に可変とすることで、高品位な印画を可能とした技術を、既に提案している。
このように、ノズルから吐出するインク液滴の吐出方向を積極的に変化させる技術を用いる場合には、その前提として、特に、インク液滴の吐出安定性が優れていることが要求される。
【００１３】
また、本件出願人は、未開示の先願技術である特願２００３−３６４９３９、特願２００３−３６４９４０、特願２００３−３６４９４１、及び特願２００３−３６４９４２により、インク流路内に負圧を発生させ、インク流路内のインクをインクタンクとの間で循環させることで、循環時のノズルからのインク漏れを防止しつつ、インクに含まれる気泡を除去する技術を、既に提案している。
しかし、気泡除去の実施頻度や、気泡除去と印画処理とが干渉した場合の問題等について、さらなる改良の余地がある。
【００１４】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、インク中の気泡を除去して吐出不良を防止し、常に高画質で印画できるようにしつつ、生産性及び経済性に優れ、印画時間への影響を少なくすることができ、かつ、ライン方式のインクジェットプリンタにも容易に適用可能な気泡除去方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１に記載の発明は、複数のエネルギー発生素子を一定間隔で一方向に配列したヘッドチップと、液滴を吐出するためのノズルを形成したノズルシートと、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズルシートとの間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と、前記ヘッドチップの全ての前記液室と連通する共通の液体流路を形成するための共通流路部材とを備え、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を液滴として前記ノズルから吐出する液体吐出装置であって、前記共通流路部材と接続され、前記液体流路内の気泡を含む液体を前記ノズル以外より排出して、前記液体流路内の気泡を除去する気泡除去手段と、前記気泡除去手段を連続的又は定期的に作動させ、前記気泡除去手段による気泡除去動作と、液滴の吐出に関連する吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合でも、前記吐出関連動作よりも前記気泡除去動作を優先させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の他の１つである請求項７に記載の発明は、上記の請求項１の液体吐出装置の気泡除去方法であって、前記気泡除去手段による気泡除去動作と、液滴の吐出に関連する吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合には、前記制御手段により、前記吐出関連動作よりも前記気泡除去動作を優先させることを特徴とする。
【００１７】
上記の発明においては、全ての液室と連通する共通の液体流路内の気泡は、気泡除去手段によって除去される。そして、気泡除去手段は、制御手段によって連続的又は定期的に作動する。したがって、気泡の量は、常に一定の基準値以下となり、常に高画質で印画できる。
【００１８】
ここで、気泡除去手段は、液体流路を形成するための共通流路部材と接続されており、液体流路内の気泡を含む液体を排出する。ただし、ノズルを塞ぐ必要がないので、気泡の除去が、液滴の吐出に対する直接的な妨げとなることはない。そのため、基本的には、連続的又は定期的な気泡除去動作と無関係に、液滴の吐出に関連する吐出関連動作を行うこともできる。
【００１９】
しかし、気泡除去動作と、吐出関連動作とを同時に行うと、不都合が生じることが考えられる。特に、吐出関連動作がノズルから液滴を吐出する印画処理動作である場合には、液体流路内の液体が気泡除去手段とノズルとの両方に流れることとなるので、一方の動作が他方の動作に影響する。
【００２０】
そこで、上記の発明においては、例えば印画処理動作中に気泡除去動作の開始タイミングとなる場合のように、気泡除去動作と、吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合には、制御手段により、吐出関連動作よりも気泡除去動作を優先させ、気泡除去動作に影響を及ぼさないようにしている。すなわち、液体吐出装置の状況に全く関係なく、連続的又は定期的に気泡を除去するようにしている。
【００２１】
なお、吐出関連動作よりも気泡除去動作を優先させるということは、必ずしも印画処理動作等の吐出関連動作を中断させることを意味するものではない。すなわち、気泡除去動作に悪影響を及ぼすような吐出関連動作は行わないことを意味しており、例えば印画処理動作を行うが、印画時間を通常よりも長くすることで、ノズルからの液滴の吐出サイクルが遅くなるようにする等しても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の液体吐出装置及び液体吐出装置の気泡除去方法によれば、液体の充填、液体の状態、液体の吐出量、液体吐出装置の稼働時間等に関係なく、連続的又は定期的に液体中の気泡が除去されるので、液体吐出装置の動作状況や使用者の取扱い方の違い等によって生じていた液体吐出装置の性能維持期間の差異を低減することが可能となり、常に高画質で印画できるようになる。
すなわち、気泡除去動作と、吐出関連動作とが同時に行われることとなる場合でも、吐出関連動作よりも気泡除去動作が優先されるので、例えば大量の印画処理動作を行ったとしても、気泡除去動作が適宜開始され、その結果、最初から最後まで画質の劣化の少ない一定の高画質で印画することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本発明における液体吐出装置は、下記実施形態では、印画幅分のラインヘッド１０を形成したライン方式のインクジェットプリンタに相当する。そして、このインクジェットプリンタは、Ａ４サイズのカラー対応のものとなっている。
【００２４】
また、下記実施形態において、吐出する液体はインクであり、インクを収容する液室がインク液室１２で、ノズル１８から吐出される微少量（例えば数ピコリットル）のインクがインク液滴である。さらに、下記実施形態では、エネルギー発生素子として発熱抵抗体１３を使用しており、この発熱抵抗体１３は、インク液室１２の一面（底壁部分）をも構成している。さらにまた、下記実施形態において、液室形成部材は、インク液室１２の側壁を構成しているバリア層１５に相当する。
【００２５】
そして、下記実施形態におけるインクジェットプリンタのラインヘッド１０は、Ａ４サイズのカラー対応であるから、インク液室１２、発熱抵抗体１３及びノズル１８は、各色ごとに、Ａ４サイズの印画幅相当数だけある。ただし、同色のインクを収容する全てのインク液室１２は、共通流路部材２０によって形成された共通のインク流路２１（本発明の液体流路に相当）で連通している。
【００２６】
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタを示す断面図である。
図１に示すように、インクジェットプリンタのプリンタ本体５１は、被記録媒体である印画紙の給紙トレイや排紙トレイ、印画紙の搬送装置等を備えている。そして、プリンタ本体５１内には、カラー対応のラインヘッド１０が装着されている。
【００２７】
ここで、ラインヘッド１０は、４色のインクを吐出する。すなわち、４個のインクカートリッジ４１には、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のインクが充填されており、各インクカートリッジ４１の底面部から液体流路（図示せず）を通ってインクが供給される。なお、各インクカートリッジ４１は、プリンタ本体５１からそれぞれ着脱自在となっている。
【００２８】
また、ラインヘッド１０には、クリーニングローラ３１を備えたヘッドキャップユニット３０が装着されている（図１中のヘッドキャップユニット詳細図参照）。このヘッドキャップユニット３０は、上面が開口した浅い箱状のもので、ノズルシート１７の外側（インク吐出面側）に配置されている。そして、モータ等の移動手段により、図１の左右方向に移動する。なお、ヘッドキャップユニット３０は、図１の右方向に移動した状態でラインヘッド１０から取り外すことができ、図１の左方向に戻った状態になると再びラインヘッド１０に装着される。
【００２９】
図１に示す本実施形態のインクジェットプリンタで印画するには、最初に、図１の右方向にヘッドキャップユニット３０を移動させ、ノズルシート１７の外面（インク吐出面）を開ける。そして、給紙トレイから印画紙を搬送する。続いて、印画情報に基づいて、ラインヘッド１０の下側で印画紙を精密に紙送りしながら、ノズルシート１７のノズルから４色のインク液滴を適宜吐出する。したがって、印画紙上に、文字や画像等がカラーで印画されることとなる。
【００３０】
一方、インクジェットプリンタの停止中は、ヘッドキャップユニット３０が図１の左方向に移動し、ノズルシート１７の外面（インク吐出面）を全面的に覆うように閉じる。したがって、ノズルシート１７に埃が付着したり傷が付くようなことはなく、ノズルの乾燥や目詰まりも防止される。
【００３１】
また、ヘッドキャップユニット３０内のクリーニングローラ３１は、スポンジ等の弾性変形が可能な多孔質体からなるもので、ノズルシート１７の長手方向と平行に取り付けられている。そして、ヘッドキャップユニット３０が図１の右方向に移動すると、クリーニングローラ３１がノズルシート１７の外面（インク吐出面）に適度な圧力で接触して従動回転する。したがって、ノズルシート１７に付着したインクや汚れは、クリーニングローラ３１によって除去される。
【００３２】
なお、クリーニングローラー３１に界面活性剤を含浸させておけば、インクが馴染んで吸収されやすくなるので、クリーニング効果が一段と向上する。また、クリーニングローラ３１は、回転しないように、ヘッドキャップユニット３０に固定されていても良く、ブレーキ機構等によって回転を制限し、ノズルシート１７を擦りつつ回転するようにしても良い。
【００３３】
このように、図１に示すインクジェットプリンタのラインヘッド１０は、ヘッドキャップユニット３０によってノズルシート１７の外面（インク吐出面）に対する埃の付着や傷付きが防止され、ヘッドキャップユニット３０内のクリーニングローラ３１によってノズルシート１７に付着したインクや汚れが除去される。
一方、ノズルシート１７の内面には、複数のヘッドチップが配置され、各インクカートリッジ４１からインクが供給される。
【００３４】
図２は、図１に示すインクジェットプリンタのラインヘッド１０の分解斜視図である。
図２に示すように、ラインヘッド１０は、ヘッドチップ１９を千鳥状に複数個並設し、これらのヘッドチップ１９の下部を、１枚のノズルシート１７の内面側に貼り合わせて形成される。ここで、ノズルシート１７に形成された各ノズル１８は、全てのヘッドチップ１９の各インク液室（図示せず）に対応する位置にあり、各ノズル１８の相互の間隔は、千鳥状に隣接する部分を含め、全て等間隔となっている。
【００３５】
また、千鳥状のヘッドチップ１９の列は４列あり、各列ごとに、ヘッドフレーム１６の収容空間１６ａの内部に配置されるようになっている。そして、ヘッドチップ１９の背面であって、ヘッドフレーム１６の収容空間１６ａには、各列ごとに、共通流路部材（図示せず）が取り付けられ、４個のインクカートリッジ（図１参照）からヘッドチップ１９の各列にそれぞれ異なる色のインクが供給される。
【００３６】
ここで、ヘッドフレーム１６は、ノズルシート１７に貼り付けられる支持部材であり、１枚でＡ４サイズに対応する幅広のノズルシート１７に剛性を付与している。なお、ヘッドフレーム１６は、厚さが約５ｍｍでノズルシート１７に対応するサイズとなっており、ヘッドチップ１９の各列の各収容空間１６ａの長さを、Ａ４サイズの横幅（約２１ｃｍ）に合わせている。
【００３７】
このように、図２に示すラインヘッド１０は、ヘッドチップ１９の各列の各インク液室と、１枚のノズルシート１７に形成された各ノズル１８とが対応している。そして、各インク液室内のインクは、ヘッドチップ１９に配列された発熱抵抗体により、インク液滴として各ノズル１８から吐出され、Ａ４サイズの印画紙上に文字や画像等がカラーで印画される。
【００３８】
図３は、図２に示すラインヘッド１０のインク液室１２周辺を拡大して示す図であり、図３（ａ）は、その斜視図、図３（ｂ）は、その断面図である。
図３に示すように、ヘッドチップ１９の基板には、複数の発熱抵抗体１３が一定間隔で一方向に配列されている。また、ノズルシート１７には、各発熱抵抗体１３と対応する位置に、それぞれノズル１８が形成されている。そして、ヘッドチップ１９とノズルシート１７との間には、バリア層１５が積層されている。
【００３９】
ここで、ヘッドチップ１９を構成する基板は、シリコン、ガラス、セラミックス等からなる半導体基板である。そして、発熱抵抗体１３は、この基板の一方の面に、半導体や電子デバイス製造技術用の微細加工技術を用いて析出形成されている。なお、この発熱抵抗体１３は、基板上に形成された導体部（図示せず）を介して外部回路と電気的に接続される。
【００４０】
また、バリア層１５は、ヘッドチップ１９を構成する基板の発熱抵抗体１３側に形成されたものである。すなわち、バリア層１５は、基板の上面全体に感光性樹脂を塗布し、しかるべき形状のパターンを描いたフォトマスクを介して、感光性樹脂を感光するに最適な波長帯の放射光を持った露光機による露光を行った後、露光した感光性樹脂層を所定の現像液で現像し、未露光部分を除去することにより、発熱抵抗体１３の周辺を除く基板上にパターニング形成してある。
【００４１】
さらに、ノズルシート１７は、例えばＮｉ（ニッケル）による電鋳技術によって形成されたものであり、ノズルシート１７には、複数のノズル１８が配列されている。そして、図３に示すように、バリア層１５を積層したヘッドチップ１９は、各ノズル１８の位置と各発熱抵抗体１３の位置とが合うように、すなわち、各ノズル１８が各発熱抵抗体１３に対向するように、精密に位置決めがなされ、バリア層１５を下にして、ノズルシート１７上に配置される。
【００４２】
したがって、図３（ａ）に示すように、インク液室１２は、発熱抵抗体１３を囲むようにして、ヘッドチップ１９の基板とバリア層１５とノズルシート１７とで構成される。すなわち、ヘッドチップ１９の基板及び発熱抵抗体１３は、図３（ａ）中、インク液室１２の上壁を構成し、バリア層１５は、インク液室１２の３つの横壁を構成し、ノズルシート１７は、インク液室１２の下壁を構成する。
【００４３】
また、インク液室１２は、図３（ａ）中、右下方向に開口領域を有しており、この開口領域が共通のインク流路２１と連通する。すなわち、図３（ｂ）に示すように、ヘッドチップ１９の上側には共通流路部材２０が配置されており、共通流路部材２０によって形成された共通のインク流路２１が全てのインク液室１２と連通している。したがって、インクカートリッジ（図示せず）内のインクは、共通のインク流路２１を流れ、全てのインク液室１２に供給されることとなる。
【００４４】
そして、インク液室１２にインクが満たされた状態で、制御手段（図示せず）からの指令によって発熱抵抗体１３に短時間、例えば１〜３μｓｅｃの間、パルス電流が流されると、発熱抵抗体１３が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体１３と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によって、所定の体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。すると、これが吐出圧力となり、押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル１８から吐出され、印画紙上に着弾することとなる。
【００４５】
ところが、図３（ａ）に示すように、インク流路２１内のインクに気泡が含まれていると、気泡がインク液室１２の開口領域に滞留したり、インク液室１２内に入り込むことがある。このような事態は、気泡がインク流れの障害となり得るので、インク液室１２内のインクの供給不足を招いたり、インク液室１２内で、気泡が吐出圧力に対するダンパーとなったりする。そのため、たとえノズルシート１７に付着したインク溜まり等をクリーニングローラ３１によって除去したとしても、インクの不吐出や不完全吐出等の吐出不良が生じてしまう。
【００４６】
したがって、インク流路２１内の気泡を除去し、吐出不良を防止するための気泡除去手段が必要となる。
そこで、以下、制御手段によって気泡除去手段を作動させ、インク流路２１内の気泡を含むインクを排出して、インク流路２１内の気泡を除去できるようにした本実施形態のインクジェットプリンタについて説明する。
【００４７】
図４は、本実施形態のインクジェットプリンタにおける気泡除去手段を示す概念図である。
図４に示すように、ノズル１８が形成されたノズルシート１７の上方には、共通流路部材２０が配置されており、共通流路部材２０によって形成された共通のインク流路２１がヘッドチップの全てのインク液室（図３参照）と連通している。また、共通流路部材２０の中央部は、インクカートリッジ４１の供給口４２と接続されている。したがって、インクカートリッジ４１内のインクは、供給口４２から共通流路部材２０内に入り、インク流路２１を流れて各インク液室（図３参照）に供給され、印画の際にノズル１８から吐出される。
【００４８】
ここで、共通流路部材２０の両端部には、インク流路２１内に溜まった気泡をインクとともに排出するための気泡吸引口２２が設けられ、インクを吸引するポンプ２３の吸入口２４と樹脂チューブで接続されている。また、ポンプ２３の排出口２５は、インクカートリッジ４１の循環口４３と樹脂チューブで接続されている。したがって、図４に示すインクジェットプリンタは、共通流路部材２０の気泡吸引口２２と、ポンプ２３の吸入口２４及び排出口２５と、インクカートリッジ４１の循環口４３との間が循環流路２６で接続され、これが気泡除去手段を構成している。なお、ポンプ２３は、制御手段２７の指示に基づいて作動する。
【００４９】
また、図５は、図４に示すインクジェットプリンタの気泡除去手段による気泡除去の経過を示す斜視図であり、図５（ａ）は、気泡除去手段の作動中の状態を示し、図５（ｂ）は、気泡除去後の状態を示している。なお、気泡除去前の状態は、図３（ａ）に示す通りである。
図５（ａ）に示すように、気泡除去手段を構成するポンプ２３（図４参照）を運転すると、インク流路２１内の気泡を含むインクが吸引され、気泡吸引口２２（図４参照）から排出される。
【００５０】
すると、図５（ｂ）に示すように、インク流路２１内から気泡が除去され、インクの不吐出や不完全吐出等が防止される。なお、このようにして気泡を除去した後に、クリーニングローラ３１によってノズルシート１７の外面（インク吐出面）を矢印のようにワイプすれば、インク溜まり等も除去されるので、ノズルシート１７の内外面がともにリフレッシュされる。
【００５１】
そして、図４に示すように、気泡吸引口２２から排出された気泡を含むインクは、ポンプ２３により、循環流路２６を流れてインクカートリッジ４１内に戻される。すると、インクから気泡が除去されることとなり、再びインク流路２１に供給されるインクには、もはや気泡は含まれない。
【００５２】
なお、図５（ａ）に示すようなインクの吸引の際には、ノズル１８のメニスカスが壊れて空気を巻き込んでしまうことがないようにする必要がある。そこで、インクの吸引のためにポンプ２３（図４参照）が発生する負圧は、ノズル１８内に形成されるインクのメニスカスが維持される範囲内とする。すなわち、ノズル１８内のインクのメニスカスにかかる圧力を、メニスカスの毛管圧力よりも小さくなるようにしておけば、ノズル１８内のメニスカスが破壊されることはなく、ノズル１８から逆に気泡が混入してしまうことを防止できる。
【００５３】
このように、図４に示すインクジェットプリンタによれば、ポンプ２３でインクを吸引し、共通流路部材２０の気泡吸引口２２から気泡を含むインクを排出することができる。また、その際、図５に示すように、ノズル１８を塞ぐことなく気泡を除去することができる。
したがって、インクジェットプリンタの状況（印刷枚数、稼働時間、インクの状態等）とは全く無関係に、気泡除去手段を連続的又は定期的（一定時間ごと）に作動させることができ、インク流路２１内に溜まった気泡を除去することが可能となるので、効率良く経済的に気泡を除去することができる。
【００５４】
次に、図６は、定期的に気泡を除去することができる液体吐出装置（インクジェットプリンタ）の制御回路を示すブロック図である。
図６に示すように、気泡除去手段を構成するポンプは、タイマーと接続された制御手段によって作動する。したがって、予め定めれられた時間（一定時間経過後）になるとポンプが自動的に作動し、気泡除去動作が行われる。また、気泡除去動作の実施状況は、表示手段によって使用者に報知される。そして、インクに含まれる気泡の量が基準値以下になると気泡除去動作が終了する。
【００５５】
ここで、インクジェットプリンタは、本来的に、インク液滴の吐出に関連する吐出関連動作を行うものである。そのため、例えば気泡除去動作中に、吐出関連動作の実施開始タイミングとなる場合がある。この場合、制御手段は、吐出関連動作を開始せず、気泡除去動作の続行を優先する。また、吐出関連動作として、すでに、ノズルからインク液滴を吐出して印画紙にインク液滴を着弾させて画像を形成するための印画処理動作が行われている場合であっても、制御手段は、適切な過程で印画処理動作を中断し、優先する気泡除去動作を開始する。
【００５６】
また、図７は、吐出関連動作よりも気泡除去動作を優先させる制御手段のフローチャートの一例を示す図である。
図７に示すように、定期的な気泡の除去をスタートさせるには、インクジェットプリンタの電源をＯＮにする。すると、時間計測が開始され、所定時間が経過していれば、インクカートリッジの装着の確認が行われる。なお、インクカートリッジが正しく装着されていない場合には、警告表示がなされる。また、インク量の確認が行われ、インクの量が基準値以上でない場合には、警告表示がなされる。
【００５７】
インク量まで確認が終了すると、印画処理指令の有無が判断される。そして、印画処理指令があれば、制御手段は、印画処理中の１枚の印画紙に対する印画処理動作だけを最後まで行った後、印画処理指令があっても、残りの枚数の印画紙に対する印画処理動作を中断する。すなわち、所定時間が経過した際、印画処理指令があっても、印画処理を枚数単位で終了させて気泡除去シーケンスに進み、気泡除去手段による気泡除去動作を自動的に開始する。また、印画処理指令がなければ、制御手段は、気泡除去手段による気泡除去動作を直ちに開始する。
【００５８】
気泡除去シーケンスでは、制御手段は、気泡吸引の動作表示をＯＮにするとともに、ポンプを作動させて気泡の除去を開始する。この場合、ポンプの作動は、インクに含まれる気泡の量を測定しつつ制御され、気泡の量が基準値以下になったらポンプを停止し、気泡吸引の動作表示をＯＦＦにして気泡除去動作を終了する。
【００５９】
そして、ポンプの作動による気泡の除去後は、印画処理指令の有無が再び判断され、印画処理動作を中断していた場合には、印画処理動作を再開し、残りの枚数の印画紙に対する印画処理動作を完了させる。なお、気泡の除去直後の印画処理指令がないか、印画処理動作の再開によって印画処理指令がなくなれば、所定時間が経過しているか否かの判断に戻る。
【００６０】
このように、図７に示す制御手段のフローチャートによれば、印画処理指令があったとしても、印画処理動作よりも気泡除去動作が優先して開始される。そのため、大量の印画処理指令があり、その印画処理動作中であっても、電源ＯＮから所定時間ごとに、定期的に気泡が除去されることとなり、使用者に対して、常に最高の画質で印画されたものを提供できるようになる。
【００６１】
また、印画処理動作中の１枚の印画紙に対しては、その印画処理動作を最後まで終了させてから気泡除去シーケンスに進むため、中途半端に印画処理動作が中断されることによる印画紙やインクの無駄な使用、印画時間の重複等を抑制することができる。すなわち、印画処理動作を一時的に適切な過程にて終了させることで、効率的に高画質で印画することができるようになる。
【００６２】
以上、説明したように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、気泡除去手段による気泡除去動作によって、インク流路内の気泡を含むインクが排出され、ノズルからのインク液滴の吐出に妨げとなる気泡が効率的に除去される。すなわち、インクジェットプリンタは、印画枚数、稼働時間、放置時間等が長くなるほどインクの状態や吐出環境が悪化し、画質が劣化する傾向にあるが、本実施形態のインクジェットプリンタは、印画枚数や稼働時間等に関係なく、定期的（一定時間ごと）、自動的に気泡の除去を開始する。したがって、使用状況や使用者の取扱い方の違い等によって生じていた吐出性能の維持期間の差異、排インクの量のばらつき等を低減することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、気泡除去動作と、画像を形成する印画処理動作とが同時に行われることとなった場合には、制御手段により、印画処理動作よりも気泡除去動作が優先される。したがって、常に高画質で印画することができ、特に、大量に印画処理する場合であっても、最初から最後まで画質の劣化の少ない一定の高画質で印画することができるようになる。
【００６４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、
（１）本実施形態では、カラー対応のインクジェットプリンタとしたが、モノクロ用にも適用できる。また、カラー対応であっても、４色一体型に限るものではなく、一色一色独立した構成のものにも適用できる。さらに、本実施形態では、多数のヘッドを被記録媒体の幅方向に並べて配置し、印画幅分のラインヘッドを形成したライン方式のインクジェットプリンタとしたが、ヘッドを被記録媒体の幅方向に移動させて印画を行うシリアル方式にも適用可能である。
【００６５】
（２）本実施形態は、エネルギー発生素子として発熱抵抗体を用いたサーマル方式としたが、発熱抵抗体等の発熱素子に代えて、振動板と、この振動板の下側に空気層を介した２つの電極を設け、両電極間に電圧を印加して振動板をたわませた後、静電気力を開放して振動板を元に戻し、その際の弾性力を利用してインク液滴を吐出させる静電吐出方式にも適用可能である。また、両面に電極を有するピエゾ素子と振動板との積層体を用い、圧電効果によって振動板を変形させてインク液滴を吐出させるピエゾ方式にも適用可能である。
【００６６】
（３）本実施形態では、インク液滴の吐出に関連する吐出関連動作として、ノズルからインク液滴を吐出し、印画紙にインク液滴を着弾させて画像を形成する印画処理動作を例として取り上げ、その印画処理動作よりも気泡除去動作を優先させた。しかし、印画処理動作に限らず、ヘッドキャップユニットを移動させ、クリーニングローラによってノズルシートの汚れや付着インクを除去するクリーニング動作等のメンテナンス処理動作、ジャミング時のリカバリー処理動作等も吐出関連動作である。すなわち、吐出関連動作には、インク液滴を吐出するという直接的な動作の他、インク液滴を吐出させる等のために必要となる間接的な動作も幅広く含まれる。したがって、気泡除去動作は、これらの全ての動作よりも優先させる。
【００６７】
（４）本実施形態では、印画処理指令がある場合、印画処理動作を枚数単位という適切な過程で終了させてから気泡除去動作を行った。これは、中途半端を避け、効率的で高画質な印画を実現するためであるが、直ちに印画処理動作を中断したり、部数単位等で終了させることもできる。
【００６８】
（５）本実施形態では、気泡除去動作を定期的（一定時間ごと）に行ったが、連続的に（常に）行うこともできる。すなわち、ノズルを塞がずに気泡除去動作を行うことができるので、吐出関連動作と気泡除去動作とを同時進行させることができる。ただし、吐出関連動作が気泡除去動作に悪影響を及ぼさないように、例えば吐出関連動作が印画処理動作であれば、印画時間を通常よりも長くし、ノズルからの液滴の吐出サイクルが遅くなるようにする等して、気泡除去動作を優先させる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の液体吐出装置及び液体吐出装置の気泡除去方法は、インクジェットプリンタに適用して特に好適なものであるが、被記録媒体は印画紙に限ることなく、例えば染め物に対して染料を吐出する液体吐出装置等に適用することもできる。
また、生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出する液体吐出装置等に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施形態のインクジェットプリンタを示す断面図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリンタのラインヘッドの分解斜視図である。
【図３】図２に示すラインヘッドのインク液室周辺を拡大して示す斜視図及び断面図である。
【図４】実施形態のインクジェットプリンタにおける気泡除去手段を示す概念図である。
【図５】図４に示すインクジェットプリンタの気泡除去手段による気泡除去の経過を示す斜視図である。
【図６】定期的に気泡を除去することができる液体吐出装置（インクジェットプリンタ）の制御回路を示すブロック図である。
【図７】吐出関連動作よりも気泡除去動作を優先させる制御手段のフローチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  ラインヘッド
１２  インク液室（液室）
１３  発熱抵抗体（エネルギー発生素子）
１５  液室形成部材（バリア層）
１７  ノズルシート
１８  ノズル
１９  ヘッドチップ
２０  共通流路部材
２１  インク流路（液体流路）
２３  ポンプ（気泡除去手段）
２６  循環流路（気泡除去手段）
２７  制御手段
【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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