(57)【要約】    【課題】  液体吐出装置の液体吐出ヘッドのノズル面をクリーニングして、該ノズル面に形成された液体吐出ノズルの液体吐出不良を防止する。    【解決手段】  ノズル面１７に形成された複数のインク吐出ノズル１８から液滴を吐出するプリントヘッド２と、このプリントヘッド２内のインクを排出することにより該インクに混入した気泡を除去する気泡除去手段２３と、弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材を内部に収容すると共にプリントヘッド２のノズル面１７を保護するキャップ部材１１と、を備えたインクジェットプリンタにおいて、気泡除去手段２３によってプリントヘッド２の共通流路２０内に溜まった気泡を除去した後に、キャップ部材１１を開きながらクリーニング部材の外周面をノズル面１７に接触させて移動させることにより、インク吐出ノズル１８内のインクを吸引するものである。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル面に複数の液体吐出ノズルが並んで形成されると共に、各液体吐出ノズルに対応して設けられた各液室内に液体吐出手段を備え、所定の液体の供給路となる共通流路より上記各液室内に液体を補充し、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、
この液体吐出ヘッドの共通流路に接続され、該共通流路内の液体を排出することにより該液体に混入した気泡を上記共通流路から除去する気泡除去手段と、
弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材と、
このクリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させる移動手段と、
この移動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えた液体吐出装置において、
上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を除去した後に、上記駆動制御手段の制御で上記移動手段を駆動して、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体を吸引することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
上記クリーニング部材は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触して従動回転し、付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うものであることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項３】
上記クリーニング部材は、界面活性剤溶液を含浸する液体吸収材で形成されたことを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項４】
上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させる循環流路上に設けられたことを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項５】
上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に形成された液体吐出ノズル内の液体のメニスカスに、該メニスカスの毛管圧力よりも小さい圧力を作用させた状態で、上記液体吐出ヘッドの共通流路内の液体の排出を行うものであることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項６】
上記液体吐出ヘッドは、吐出対象物に対する液体吐出とは別に、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を予備吐出することを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項７】
ノズル面に複数の液体吐出ノズルが並んで形成されると共に、各液体吐出ノズルに対応して設けられた各液室内に液体吐出手段を備え、所定の液体の供給路となる共通流路より上記各液室内に液体を補充し、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、
この液体吐出ヘッドの共通流路に接続され、該共通流路内の液体を排出することにより該液体に混入した気泡を上記共通流路から除去する気泡除去手段と、
弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材と、
このクリーニング部材を内部に収容すると共に上記液体吐出ヘッドのノズル面を保護するキャップ部材と、
このキャップ部材の開閉を行うと共に該キャップ部材が開く動作に伴って上記クリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させるキャップ開閉手段と、
このキャップ開閉手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えた液体吐出装置において、
上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を除去した後に、上記駆動制御手段の制御で上記キャップ開閉手段を駆動して上記キャップ部材を開いて、そのときに上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体を吸引することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
上記クリーニング部材は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触して従動回転し、付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うものであることを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。
【請求項９】
上記クリーニング部材は、界面活性剤溶液を含浸する液体吸収材で形成されたことを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させる循環流路上に設けられたことを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に形成された液体吐出ノズル内の液体のメニスカスに、該メニスカスの毛管圧力よりも小さい圧力を作用させた状態で、上記液体吐出ヘッドの共通流路内の液体の排出を行うものであることを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
上記液体吐出ヘッドは、吐出対象物に対する液体吐出とは別に、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を予備吐出することを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
ノズル面に複数の液体吐出ノズルが並んで形成されると共に、各液体吐出ノズルに対応して設けられた各液室内に液体吐出手段を備え、所定の液体の供給路となる共通流路より上記各液室内に液体を補充し、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、
この液体吐出ヘッドの共通流路に接続され、該共通流路内の液体を排出することにより該液体に混入した気泡を上記共通流路から除去する気泡除去手段と、
弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材と、
このクリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させる移動手段と、
この移動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、上記液体吐出ヘッドの液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出装置の制御方法において、
上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を除去した後に、上記駆動制御手段の制御で上記移動手段を駆動して、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体を吸引するように制御することを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
【請求項１４】
上記クリーニング部材は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触して従動回転し、付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うことを特徴とする請求項１３記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項１５】
上記クリーニング部材は、界面活性剤溶液を含浸する液体吸収材で形成され、該クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより、上記ノズル面に界面活性剤の膜を形成すると共に該ノズル面をクリーニングすることを特徴とする請求項１３記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項１６】
上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させる循環流路上に設けられ、上記共通流路内から排出した液体を循環させて再利用することを特徴とする請求項１３記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項１７】
上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に形成された液体吐出ノズル内の液体のメニスカスに、該メニスカスの毛管圧力よりも小さい圧力を作用させた状態で、上記液体吐出ヘッドの共通流路内の液体を排出することを特徴とする請求項１３記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項１８】
上記液体吐出ヘッドは、吐出対象物に対する液体吐出とは別に、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を予備吐出することを特徴とする請求項１３記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項１９】
ノズル面に複数の液体吐出ノズルが並んで形成されると共に、各液体吐出ノズルに対応して設けられた各液室内に液体吐出手段を備え、所定の液体の供給路となる共通流路より上記各液室内に液体を補充し、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、
この液体吐出ヘッドの共通流路に接続され、該共通流路内の液体を排出することにより該液体に混入した気泡を上記共通流路から除去する気泡除去手段と、
弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材と、
このクリーニング部材を内部に収容すると共に上記液体吐出ヘッドのノズル面を保護するキャップ部材と、
このキャップ部材の開閉を行うと共に該キャップ部材が開く動作に伴って上記クリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させるキャップ開閉手段と、
このキャップ開閉手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備え、上記液体吐出ヘッドの液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出装置の制御方法において、
上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を除去した後に、上記駆動制御手段の制御で上記キャップ開閉手段を駆動して上記キャップ部材を開いて、そのときに上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体を吸引するように制御することを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
【請求項２０】
上記クリーニング部材は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触して従動回転し、付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うことを特徴とする請求項１９記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項２１】
上記クリーニング部材は、界面活性剤溶液を含浸する液体吸収材で形成され、該クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより、上記ノズル面に界面活性剤の膜を形成すると共に該ノズル面をクリーニングすることを特徴とする請求項１９記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項２２】
上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させる循環流路上に設けられ、上記共通流路内から排出した液体を循環させて再利用することを特徴とする請求項１９記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項２３】
上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に形成された液体吐出ノズル内の液体のメニスカスに、該メニスカスの毛管圧力よりも小さい圧力を作用させた状態で、上記液体吐出ヘッドの共通流路内の液体を排出することを特徴とする請求項１９記載の液体吐出装置の制御方法。
【請求項２４】
上記液体吐出ヘッドは、吐出対象物に対する液体吐出とは別に、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を予備吐出することを特徴とする請求項１９記載の液体吐出装置の制御方法。
【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及びその制御方法に関し、詳しくは、上記液体吐出装置の液体吐出ヘッド内から液体を排出して該液体中に含まれる気泡を除去した後に、上記液体吐出ヘッドのノズル面をクリーニングすることにより、該ノズル面に形成された液体吐出ノズルの液体吐出不良を防止する液体吐出装置及びその制御方法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によって形成されたプリント画像の印画品質の低下を防止するために、従来から種々の技術が提案されている。このような技術の一つとして、プリントヘッドのノズル面の汚れや付着インク滴をワイピングによって除去し、吐出回復や吐出性能を安定化させる方法がある。例えば、プリントヘッドのノズル面に汚れが付着したときや、該ノズル面にインク溜まり等ができたときには、プリント画像の印画品質が低下することがある。特に、カラーのインクジェットプリンタの場合、所定のインクと異なる色のインク溜まりがノズルから入り込むと、そのインクと混色を生じ、印画の際に、混色インクが吐出されて画質が低下する。そのため、ノズルシートの液体吐出面から汚れやインク溜まりをワイピングにより除去する必要がある。このワイピングとは、プリントヘッドのノズル面の表面をゴム質のブレード等により摺擦し、ノズルの周辺の汚れや付着したインク滴を払拭する技術である。近年では、例えばゴム質のブレードやクリーニングローラ等のクリーニング部材でノズルシートのノズル面をワイピングし、ノズル周辺の汚れやノズルシートに付着したインク溜まりを払拭する技術が知られている。
【０００３】
具体的には、プリントヘッドのノズル面に、多孔質の弾性体からなるクリーニングローラを接触させながら回転させることにより、多孔質体のセルで生じる毛細管力を利用し、インクの吸収をしながら汚れや異物を払拭することにより、クリーニング効果を向上させるようにしたインクジェットプリンタが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このインクジェットプリンタによれば、クリーニングローラが弾性変形して復帰する際に、多孔質体の各セルに毛細管力が発生するようになるので、ノズル内のインクを吸収しながら、汚れや異物を払拭することができる。そして、インクや異物等の再付着及びプリンタヘッド内への飛散を防止することにより、クリーニング効果を向上させることができる。
【０００４】
また、別の技術として、プリントヘッドのノズル面側から負圧発生手段によってインクを吸引し、プリントヘッド内のインク中に含まれたゴミや気泡をインクと共に排出させることにより、印画品質の低下を防止する方法がある。すなわち、インク中に気泡が含まれていると、その気泡がプリントヘッドに運ばれ、インク液室内に残留するようになる。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、印画品質が低下してしまう。そのため、インク中に含まれている気泡は、適宜除去する必要がある。そこで、例えば負圧発生手段を用いて、プリンタヘッドの液体吐出面側からインクを吸引することにより、インク液室内の気泡やゴミをインクとともに排出するのである。
【０００５】
具体的には、ノズル閉鎖部材となるヘッドキャップと、インクポンプとを備え、このインクポンプでインクを吸引するようにしたインクジェットプリンタが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
このインクジェットプリンタによれば、プリントヘッドのノズル面をヘッドキャップで覆って気密状態とし、インクポンプを用いて全ノズルからインクを吸引することにより、インクごと強制的に気泡やゴミを排出させることができる。したがって、吐出不良の要因となる気泡等をプリンタヘッド内から除去することができる。
【０００６】
さらに、ノズルの目詰まり、ノズル内の不純物の存在によっても印画品質が低下する。そのため、使用頻度の低いノズルの目詰まりを防止したり、ノズル内の不純物を排出したりする必要がある。そこで、所定の時間間隔で自動的に、印画を目的とないインクの吐出を行ったり、使用者が必要に応じて回復ボタン等を押すことで、印画とは全く別にインクの吐出を行う予備吐出の技術が知られている。そして、一般的には、この予備吐出は、電源投入時や印画動作中に、上述した気泡除去やクリーニングと組み合わせて行うことで、インクの吐出を一層安定させることができる。
【０００７】
さらにまた、クリーニングや予備吐出を実施するタイミングに関しては、例えばインクタンクの装填形態や、プリンタヘッドの回復動作を行った後の経過時間等に応じ、最適なクリーニング動作を実行するように構成した技術（例えば、特許文献３参照）や、使用者が要求するタイミングで、プリンタヘッドの各種メンテナンスを行うことを可能にした技術（例えば、特許文献４参照）が開示されている。
【特許文献１】特開平４−１８５４５０号公報
【特許文献２】特開２０００−８５１５３号公報
【特許文献３】特開２００１−２３９６７９号公報
【特許文献４】特開平７−１２５２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述のクリーニング方法をラインヘッドタイプのインクジェットプリンタに適用した場合には、プリントヘッドのノズル面を十分にクリーニングすることができず、液体吐出不良により印画品質が低下することがあった。例えば、上記特許文献２記載の技術を適用した場合には、気泡を含むインクをノズル面に形成された各ノズルから吸引できるように、ヘッドキャップでノズルの周辺を密閉しておく必要がある。そのため、構造的に複雑化し、生産性及び経済性が悪くなるという問題がある。また、ヘッドキャップによる密閉状態が不十分であると、外部にインクが漏れ出してしまうという問題もある。
【０００９】
特に、印画幅分のラインを形成するラインヘッドタイプ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、ノズル閉鎖部材となるヘッドキャップが大型化し、構造上の問題が大きくなるだけでなく、インク漏れが生じないようにノズル面の周辺を密閉することは、実際上極めて困難である。
また、ヘッドキャップによりノズル面の周辺を密閉することができたとしても、ノズル面に非常に多くのノズルが形成されたラインヘッドの場合、気泡の有無によって流路抵抗の差が非常に大きくなり、均一な圧力で吸引できないという問題が生じる。すなわち、インクの吸引動作を行う前に、プリントヘッド内の各インク室に入ってしまった気泡に関しては、該インク室内の流路抵抗が大きくなり、吸引によるインクの流れに乗ることができずに停滞することがあった。そのため、各ノズル内の気泡が除去されずに、全てのノズルにインクが充填できないことがあったので、吐出不良が発生するという問題点があった。
【００１０】
さらに、安定的にインクを吐出して、印画品質の低下を防止するためには、上述した各種の技術を組み合わせることが効果的であるが、上記の特許文献２記載の技術では、ヘッドキャップがプリントヘッドのノズル面を覆うので、上記の特許文献１記載のようなクリーニング技術や、予備吐出の技術を円滑に組み合わせることができない。
さらにまた、上記の特許文献３及び特許文献４に記載されたタイミングでクリーニング等を行う際にも、ヘッドキャップが邪魔になる場合がある。
【００１１】
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。
【００１２】
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、インクの循環前にインク液室内に入ってしまった気泡は、インク液室内の流路抵抗が大きい上に、インク液室の側壁が障害となることから、インク液室内に停滞して除去できないことも考えられる。そのため、印画品質の低下を防止するためには、さらなる改良の余地がある。
【００１３】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、液体吐出装置の液体吐出ヘッド内から液体を排出して該液体中に含まれる気泡を除去した後に、上記液体吐出ヘッドのノズル面をクリーニングすることにより、該ノズル面に形成された液体吐出ノズルの液体吐出不良を防止する液体吐出装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明による液体吐出装置は、ノズル面に複数の液体吐出ノズルが並んで形成されると共に、各液体吐出ノズルに対応して設けられた各液室内に液体吐出手段を備え、所定の液体の供給路となる共通流路より上記各液室内に液体を補充し、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドの共通流路に接続され、該共通流路内の液体を排出することにより該液体に混入した気泡を上記共通流路から除去する気泡除去手段と、弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材と、このクリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させる移動手段と、この移動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた液体吐出装置において、上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を除去した後に、上記駆動制御手段の制御で上記移動手段を駆動して、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体を吸引するものである。
【００１５】
このような構成により、上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡が除去された後に、上記駆動制御手段の制御で上記移動手段を駆動して、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体が吸引される。
【００１６】
また、本発明による他の液体吐出装置は、ノズル面に複数の液体吐出ノズルが並んで形成されると共に、各液体吐出ノズルに対応して設けられた各液室内に液体吐出手段を備え、所定の液体の供給路となる共通流路より上記各液室内に液体を補充し、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドの共通流路に接続され、該共通流路内の液体を排出することにより該液体に混入した気泡を上記共通流路から除去する気泡除去手段と、弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材と、このクリーニング部材を内部に収容すると共に上記液体吐出ヘッドのノズル面を保護するキャップ部材と、このキャップ部材の開閉を行うと共に該キャップ部材が開く動作に伴って上記クリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させるキャップ開閉手段と、このキャップ開閉手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた液体吐出装置において、上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を除去した後に、上記駆動制御手段の制御で上記キャップ開閉手段を駆動して上記キャップ部材を開いて、そのときに上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体を吸引するものである。
【００１７】
このような構成により、上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡が除去された後に、上記駆動制御手段の制御で上記キャップ開閉手段を駆動して上記キャップ部材を開きながら上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより、上記液体吐出ノズル内の液体が吸引される。
【００１８】
また、本発明による液体吐出装置の制御方法は、ノズル面に複数の液体吐出ノズルが並んで形成されると共に、各液体吐出ノズルに対応して設けられた各液室内に液体吐出手段を備え、所定の液体の供給路となる共通流路より上記各液室内に液体を補充し、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドの共通流路に接続され、該共通流路内の液体を排出することにより該液体に混入した気泡を上記共通流路から除去する気泡除去手段と、弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材と、このクリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させる移動手段と、この移動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、上記液体吐出ヘッドの液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出装置の制御方法において、上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を除去した後に、上記駆動制御手段の制御で上記移動手段を駆動して、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体を吸引するように制御するものである。
【００１９】
このような方法の実施により、上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡が除去された後に、上記駆動制御手段の制御で上記移動手段を駆動して、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体が吸引される。
【００２０】
そして、本発明による他の液体吐出装置の制御方法は、ノズル面に複数の液体吐出ノズルが並んで形成されると共に、各液体吐出ノズルに対応して設けられた各液室内に液体吐出手段を備え、所定の液体の供給路となる共通流路より上記各液室内に液体を補充し、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドの共通流路に接続され、該共通流路内の液体を排出することにより該液体に混入した気泡を上記共通流路から除去する気泡除去手段と、弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材と、このクリーニング部材を内部に収容すると共に上記液体吐出ヘッドのノズル面を保護するキャップ部材と、このキャップ部材の開閉を行うと共に該キャップ部材が開く動作に伴って上記クリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させるキャップ開閉手段と、このキャップ開閉手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、上記液体吐出ヘッドの液体吐出ノズルから液滴を吐出する液体吐出装置の制御方法において、上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を除去した後に、上記駆動制御手段の制御で上記キャップ開閉手段を駆動して上記キャップ部材を開いて、そのときに上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより上記液体吐出ノズル内の液体を吸引するように制御するものである。
【００２１】
このような方法の実施により、上記気泡除去手段によって上記液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡が除去された後に、上記駆動制御手段の制御で上記キャップ開閉手段を駆動して上記キャップ部材を開きながら上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより、上記液体吐出ノズル内の液体が吸引される。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る液体吐出装置によれば、まず液体吐出ヘッド内の液体を排出する気泡除去手段によって該液体吐出ヘッド内に溜まった気泡を除去し、その後に、クリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させる移動手段を駆動して、上記クリーニング部材により上記液体吐出ノズル内の液体を吸引することができる。これにより、上記液体吐出ヘッド内の液体中に含まれた気泡を除去して上記液体吐出ノズルの吐出不良を防止することができる。したがって、液体吐出ヘッドの吐出不良を解消し、画像品質を向上させることができる。また、上記気泡除去手段により液体吐出ヘッド内の液体中の気泡が排出されるので、液体吐出ノズルから液体を流出せずに気泡を除去することができ、ノズル面を液体で汚さないようにすることができる。さらに、液体吐出ヘッド内の液体の負圧吸引を行う機構を簡便な構成とし、装置全体の大型化を防ぐことができる。
【００２３】
ここで、請求項２に係る発明によれば、上記クリーニング部材は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触して従動回転し、付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うものであることにより、上記液体吐出ヘッドのノズル面の付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うことができる。したがって、液体吐出ヘッドの吐出不良を解消し、画像品質を向上させることができる。
【００２４】
また、請求項３に係る発明によれば、上記クリーニング部材は、界面活性剤溶液を含浸する液体吸収材で形成されたものであることにより、該クリーニング部材に界面活性剤溶液を含浸することができる。したがって、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることによって、上記ノズル面に界面活性剤の膜を形成すると共に該ノズル面をクリーニングすることができる。
【００２５】
さらに、請求項４に係る発明によれば、上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させる循環流路上に設けられたことにより、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させて再利用することができる。これにより、上記液体吐出ヘッド内の液体の無駄な消費を抑制すると共に、液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を適切に除去することができる。したがって、液体吐出の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
【００２６】
さらにまた、請求項５に係る発明によれば、上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に形成された液体吐出ノズル内の液体のメニスカスに、該メニスカスの毛管圧力よりも小さい圧力を作用させた状態で、上記液体吐出ヘッドの共通流路内の液体の排出を行うものであることにより、上記液体吐出ヘッド内の液体中に含まれた気泡の除去動作を行うときに、液体吐出ノズルから空気を吸引して上記共通流路内に気泡が混入することを防止することができる。したがって、上記液体吐出ヘッド内の液体中の気泡除去を確実に行って、上記液体吐出ノズルの吐出不良を防止することができる。
【００２７】
そして、請求項６に係る発明によれば、上記液体吐出ヘッドは、吐出対象物に対する液体吐出とは別に、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を予備吐出することにより、該液体吐出ノズルの液体吐出の安定性を向上することができる。
【００２８】
また、請求項７に係る他の液体吐出装置によれば、まず液体吐出ヘッド内の液体を排出する気泡除去手段によって該液体吐出ヘッド内に溜まった気泡を除去し、その後に、キャップ開閉手段を駆動してキャップ部材を開きながら上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより、上記液体吐出ノズル内の液体を吸引することができる。これにより、上記液体吐出ヘッド内の液体中に含まれた気泡を除去して上記液体吐出ノズルの吐出不良を防止することができる。したがって、液体吐出ヘッドの吐出不良を解消し、画像品質を向上させることができる。また、上記気泡除去手段により液体吐出ヘッド内の液体中の気泡が排出されるので、液体吐出ノズルから液体を流出せずに気泡を除去することができ、ノズル面を液体で汚さないようにすることができる。さらに、液体吐出ヘッド内の液体の負圧吸引を行う機構を簡便な構成とし、装置全体の大型化を防ぐことができる。さらにまた、気泡除去手段による気泡除去の動作の後に、キャップ部材を開きながらクリーニング部材でノズル面をクリーニングするので、キャップ部材に付着していたインクがノズル面に再付着しなくなり、その上、液体吐出ノズルの露出時間が最小限となることから、乾燥による目詰りや固着、液体の変質を低減することができる。
【００２９】
ここで、請求項８に係る発明によれば、上記クリーニング部材は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触して従動回転し、付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うものであることにより、上記液体吐出ヘッドのノズル面の付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うことができる。したがって、液体吐出ヘッドの吐出不良を解消し、画像品質を向上させることができる。
【００３０】
また、請求項９に係る発明によれば、上記クリーニング部材は、界面活性剤溶液を含浸する液体吸収材で形成されたものであることにより、該クリーニング部材に界面活性剤溶液を含浸することができる。したがって、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより、上記ノズル面に界面活性剤の膜を形成すると共に該ノズル面をクリーニングすることができる。
【００３１】
さらに、請求項１０に係る発明によれば、上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させる循環流路上に設けられたことにより、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させて再利用することができる。これにより、上記液体吐出ヘッド内の液体の無駄な消費を抑制すると共に、液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を適切に除去することができる。したがって、液体吐出の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
【００３２】
さらにまた、請求項１１に係る発明によれば、上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に形成された液体吐出ノズル内の液体のメニスカスに、該メニスカスの毛管圧力よりも小さい圧力を作用させた状態で、上記液体吐出ヘッドの共通流路内の液体の排出を行うものであることにより、上記液体吐出ヘッド内の液体中に含まれた気泡の除去動作を行うときに、液体吐出ノズルから空気を吸引して上記共通流路内に気泡が混入することを防止することができる。したがって、上記液体吐出ヘッド内の液体中の気泡除去を確実に行って、上記液体吐出ノズルの吐出不良を防止することができる。
【００３３】
そして、請求項１２に係る発明によれば、上記液体吐出ヘッドは、吐出対象物に対する液体吐出とは別に、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を予備吐出することにより、該液体吐出ノズルの液体吐出の安定性を向上することができる。
【００３４】
また、請求項１３係る液体吐出装置の制御方法によれば、まず液体吐出ヘッド内の液体を排出する気泡除去手段によって該液体吐出ヘッド内に溜まった気泡を除去し、その後に、クリーニング部材の外周面を上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触させた状態で該両者を相対的に移動させる移動手段を駆動して、上記クリーニング部材により上記液体吐出ノズル内の液体を吸引することができる。これにより、上記液体吐出ヘッド内の液体中に含まれた気泡を除去して上記液体吐出ノズルの吐出不良を防止することができる。したがって、液体吐出ヘッドの吐出不良を解消し、画像品質を向上させることができる。また、上記気泡除去手段により液体吐出ヘッド内の液体中の気泡が排出されるので、液体吐出ノズルから液体を流出せずに気泡を除去することができ、ノズル面を液体で汚さないようにすることができる。
【００３５】
ここで、請求項１４に係る発明によれば、上記クリーニング部材は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触して従動回転し、付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うものであることにより、上記液体吐出ヘッドのノズル面の付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うことができる。したがって、液体吐出ヘッドの吐出不良を解消し、画像品質を向上させることができる。
【００３６】
また、請求項１５に係る発明によれば、上記クリーニング部材は、界面活性剤溶液を含浸する液体吸収材で形成されたものであることにより、該クリーニング部材に界面活性剤溶液を含浸することができる。したがって、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることによって、上記ノズル面に界面活性剤の膜を形成すると共に該ノズル面をクリーニングすることができる。
【００３７】
さらに、請求項１６に係る発明によれば、上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させる循環流路上に設けられたことにより、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させて再利用することができる。これにより、上記液体吐出ヘッド内の液体の無駄な消費を抑制すると共に、液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を適切に除去することができる。したがって、液体吐出の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
【００３８】
さらにまた、請求項１７に係る発明によれば、上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に形成された液体吐出ノズル内の液体のメニスカスに、該メニスカスの毛管圧力よりも小さい圧力を作用させた状態で、上記液体吐出ヘッドの共通流路内の液体の排出を行うものであることにより、上記液体吐出ヘッド内の液体中に含まれた気泡の除去動作を行うときに、液体吐出ノズルから空気を吸引して上記共通流路内に気泡が混入することを防止することができる。したがって、上記液体吐出ヘッド内の液体中の気泡除去を確実に行って、上記液体吐出ノズルの吐出不良を防止することができる。
【００３９】
そして、請求項１８に係る発明によれば、上記液体吐出ヘッドは、吐出対象物に対する液体吐出とは別に、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を予備吐出することにより、該液体吐出ノズルの液体吐出の安定性を向上することができる。
【００４０】
また、請求項１９に係る他の液体吐出装置の制御方法によれば、まず液体吐出ヘッド内の液体を排出する気泡除去手段によって該液体吐出ヘッド内に溜まった気泡を除去し、その後に、キャップ開閉手段を駆動してキャップ部材を開きながら上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより、上記液体吐出ノズル内の液体を吸引することができる。これにより、上記液体吐出ヘッド内の液体中に含まれた気泡を除去して上記液体吐出ノズルの吐出不良を防止することができる。したがって、液体吐出ヘッドの吐出不良を解消し、画像品質を向上させることができる。また、上記気泡除去手段により液体吐出ヘッド内の液体中の気泡が排出されるので、液体吐出ノズルから液体を流出せずに気泡を除去することができ、ノズル面を液体で汚さないようにすることができる。さらに、液体吐出ヘッド内の液体の負圧吸引を行う機構を簡便な構成とし、装置全体の大型化を防ぐことができる。さらにまた、気泡除去手段による気泡除去の動作の後に、キャップ部材を開きながらクリーニング部材でノズル面をクリーニングするので、キャップ部材に付着していたインクがノズル面に再付着しなくなり、その上、液体吐出ノズルの露出時間が最小限となることから、乾燥による目詰りや固着、液体の変質を低減することができる。
【００４１】
ここで、請求項２０に係る発明によれば、上記クリーニング部材は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に接触して従動回転し、付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うものであることにより、上記液体吐出ヘッドのノズル面の付着物を吸引しながら該ノズル面のクリーニングを行うことができる。したがって、液体吐出ヘッドの吐出不良を解消し、画像品質を向上させることができる。
【００４２】
また、請求項２１に係る発明によれば、上記クリーニング部材は、界面活性剤溶液を含浸する液体吸収材で形成されたものであることにより、該クリーニング部材に界面活性剤溶液を含浸することができる。したがって、上記クリーニング部材の外周面をノズル面に接触させて移動させることにより、上記ノズル面に界面活性剤の膜を形成すると共に該ノズル面をクリーニングすることができる。
【００４３】
さらに、請求項２２に係る発明によれば、上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させる循環流路上に設けられたことにより、上記液体吐出ヘッドの共通流路内から排出された液体を循環させて再利用することができる。これにより、上記液体吐出ヘッド内の液体の無駄な消費を抑制すると共に、液体吐出ヘッドの共通流路内に溜まった気泡を適切に除去することができる。したがって、液体吐出の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
【００４４】
さらにまた、請求項２３に係る発明によれば、上記気泡除去手段は、上記液体吐出ヘッドのノズル面に形成された液体吐出ノズル内の液体のメニスカスに、該メニスカスの毛管圧力よりも小さい圧力を作用させた状態で、上記液体吐出ヘッドの共通流路内の液体の排出を行うものであることにより、上記液体吐出ヘッド内の液体中に含まれた気泡の除去動作を行うときに、液体吐出ノズルから空気を吸引して上記共通流路内に気泡が混入することを防止することができる。したがって、上記液体吐出ヘッド内の液体中の気泡除去を確実に行って、上記液体吐出ノズルの吐出不良を防止することができる。
【００４５】
そして、請求項２４に係る発明によれば、上記液体吐出ヘッドは、吐出対象物に対する液体吐出とは別に、上記液体吐出手段を駆動して上記液体吐出ノズルから液滴を予備吐出することにより、該液体吐出ノズルの液体吐出の安定性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による液体吐出の一実施例としてのインクジェットプリンタの実施形態を示す図である。このインクジェットプリンタは、プリンタ本体１の内部に、例えば印画幅分のインク吐出ノズルが形成されたライン方式のプリントヘッド２を備えたもので、Ａ４サイズのカラー対応のものとなっている。このプリントヘッド２は、図１に示すように、インクを収容するインクタンク４を備え、カラー印刷に対応して、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色からなるインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋがそれに着脱可能となっている。
【００４７】
ここで、プリントヘッド２は、インク吐出ノズルから４色のインクを吐出する。すなわち、図２に示すように、ノズルシート１７の内面には、複数のヘッドチップ１９が配置され、４個のインクタンク４からインクが供給される。各のインクタンク４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、インクは、各インクタンク４の底面部から液体流路（図示せず）を通ってヘッドチップに至る。なお、各インクタンク４は、プリントヘッド２からそれぞれ着脱自在となっている。
【００４８】
また、プリントヘッド２には、ヘッドキャップユニット１１（本発明のキャップ部材に相当）が装着されている。このヘッドキャップユニット１１は、ノズルシート１７の外側に配置してインクを吐出するノズル面を保護するものであり、上面が開口した浅い箱状となっている。そして、モータ等の移動手段により、図１の左右方向であって、ノズルシート１７と平行な方向に移動し、図１の左方向に移動したところで、ノズルシート１７のノズル面を保護する。なお、ヘッドキャップユニット１１は、図１の右方向に移動した状態でプリントヘッド２から取り外すことができ、図１の左方向に戻った状態で再びプリントヘッド２に装着される。
【００４９】
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１１を移動させて、ノズルシート１７のノズル面を開ける。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、プリントヘッド２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。すると、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。
【００５０】
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１１が図１の左方向に移動し、ノズルシート１７のノズル面を全面的に覆うように閉じる。そのため、ノズルシート１７のノズル面が保護され、埃が付着したり、傷が付くようなことがなくなり、ノズルの乾燥や目詰まりも防止される。
【００５１】
また、ヘッドキャップユニット１１の内部には、クリーニングローラ３１（本発明のクリーニング部材に相当）が収容されている（図１（ｂ）参照）。このクリーニングローラ３１は、断面が円形で、弾性変形が可能な多孔質体（例えば、ウレタン系やポリエチレン系のスポンジ等）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１１が図１の右方向に移動してノズルシート１７のノズル面を開くと、クリーニングローラ３１がノズルシート１７のノズル面に適度な圧力で接触しながら従動回転する。そのため、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によってワイピングされて除去される。
【００５２】
なお、クリーニングローラ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１１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。
【００５３】
このように、図１に示すインクジェットプリンタのプリントヘッド２は、ヘッドキャップユニット１１の内部にクリーニングローラ３１が収容され、これがクリーニング手段を構成している。そして、ヘッドキャップユニット１１によってノズルシート１７のノズル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１１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ワイピングされて除去される。
【００５４】
図２は、図１に示すインクジェットプリンタのプリントヘッド２の分解斜視図であり、プリンタ本体１の正面側（図１の右側）から見た図である。このプリントヘッド２は、図２に示すように、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に形成された各インク吐出ノズル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、各インク吐出ノズル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。
【００５５】
また、千鳥状に並べたヘッドチップ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個のインクタンク４（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。
【００５６】
ここで、ヘッドフレーム１６は、ノズルシート１７の上面に貼り付けられる支持部材であって、１枚でＡ４サイズに対応する幅広のノズルシート１７に、剛性を与えている。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、各ヘッドチップ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。また、ノズルシート１７の下方には、ノズルシート１７のノズル面を全面的に覆うヘッドキャップユニット１１が配置されており、矢印の方向に往復移動する。
【００５７】
このように、図２に示すプリントヘッド２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に形成された各インク吐出ノズル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インク吐出ノズル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。
【００５８】
図３は、図２に示すプリントヘッド２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、それぞれインク吐出ノズル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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、複数のインク吐出ノズル１８が並んで配列されている。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、各インク吐出ノズル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、各インク吐出ノズル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。
【００６２】
したがって、図３（ａ）に示すように、インク液室１２は、液体吐出手段としての発熱抵抗体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。
【００６３】
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、インクタンク（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。
【００６４】
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微少量（例えば数ピコリットル）の体積のインクがインク液滴としてインク吐出ノズル１８から吐出され、印画紙上に着弾することとなる。
【００６５】
そして、以上に説明したインクジェットプリンタのプリントヘッド２は、Ａ４サイズのフルカラー対応であるから、インク液室１２、発熱抵抗体１３及びインク吐出ノズル１８は、各色ごとに、Ａ４サイズの印画幅に相当する数だけある。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（本発明の共通流路に相当）で連通している。
【００６６】
図４は、図３に示すインク液室１２の周辺に、気泡ｂや、異なる色のインクが混入した状態を示す斜視図である。上述したように、インクは、インク流路２１からインク液室１２に供給されるが、インク流路２１内のインクに気泡ｂが含まれていると、気泡ｂ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。また、プリンタ本体１（図１参照）の内部に飛散した微細なインクミストや、インク吐出ノズル１８から溢れたインクやインクミストが蓄積してノズルシート１７の裏面に付着し、インク溜まりができる。そして、インクジェットプリンタの待機中や放置中に、インク溜まりがインク吐出ノズル１８からインク液室１２内に入り込むことがある。
【００６７】
図４に示すように、気泡ｂがインク液室１２の開口領域に滞留すると、インク流れの障害となり得る。そのため、インク液室１２内で、インクが供給不足となったり、気泡ｂが吐出圧力に対するダンパーとなったりする。すると、たとえノズルシート１７に付着したインク溜まり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。
【００６８】
また、カラー対応のプリントヘッド２の場合、既存のインクと異なる色のインク溜まりがインク液室１２内に入り込むと、既存のインクと混色を生じ、混色インクとなってインク流路２１にまで拡散することがある。そして、このような状態で印画すると、混色インクが吐出されることとなり、濃度変化、色相ずれ、筋むら等の画質低下を引き起こす。
【００６９】
したがって、このプリントヘッド２のインク流路２１内のインクを排出することにより該インクに混入した気泡ｂを上記インク流路から除去し、吐出不良を防止するための気泡除去手段が必要となる。また、インク液室１２内の混色インクを除去し、画質の低下を防止するためのクリーニング手段が必要となる。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ｂを含むインクを排出して、インク流路２１内の気泡ｂを除去した後に、クリーニング手段を作動させ、インク液室１２内の混色インクをクリーニングローラ３１で吸収することが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。
【００７０】
図５は、本実施形態によるインクジェットプリンタのプリントヘッド内の気泡を除去する気泡除去手段を示す概念図である。図５に示すように、インク吐出ノズル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１２（図３及び図４参照）と連通している。また、共通流路部材２０の中央部は、インクタンク４の供給口４２と接続されている。したがって、インクタンク４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１２（図３及び図４参照）に供給され、印画の際にインク吐出ノズル１８から吐出される。なお、ノズルシート１７の下方には、ヘッドキャップユニット１１が配置されている。
【００７１】
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ｂ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、インクタンク４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５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、インクタンク４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。
【００７２】
また、制御手段２７は、気泡除去手段を構成するポンプ２３を作動させるものである。そして、この制御手段２７は、クリーニング手段を構成するヘッドキャップユニット１１の移動や、発熱抵抗体１３（図３参照）の加熱も制御している。すなわち、制御手段２７は、プリントヘッド２内の気泡ｂの除去、プリントヘッド２のノズル面のワイピング、インク液滴の吐出の全てに関係し、あらかじめ決定されたアルゴリズムに基づいて、所定の実施タイミングで、ポンプ２３の運転、ヘッドキャップユニット１１の開閉、発熱抵抗体１３の加熱等を行う。
【００７３】
次に、図６は、図５に示すインクジェットプリンタの気泡除去手段によって気泡ｂを除去した後に、クリーニング手段を構成するクリーニングローラ３１によってワイピングしてクリーニングを行う動作を示す斜視図である。すなわち、図６（ａ）は、気泡除去手段の作動中の状態を示し、図６（ｂ）は、クリーニング手段の作動中の状態を示している。なお、気泡除去及びクリーニング前の状態は、図４に示す通りであり、図４及び図６に示す一連のクリーニング動作は、後述する図７のフローチャートに基づくものである。
【００７４】
図４に示す状態で、図５に示すように、初めに気泡除去手段を構成するポンプ２３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から排出される。すると、図６（ａ）に示すように、矢印で示すようにインクが流れ、インクの流れに乗って、インク流路２１内から気泡ｂが除去される。また、同時に、インク流路２１内の混色インクも除去される。
【００７５】
ここで、図５に示すように、気泡吸引口２２から排出された気泡ｂを含むインクは、ポンプ２３により、循環流路２６を流れてインクタンク４内に戻されて気泡が上方に上がるので、再びインク流路２１に供給されるインクには、もはや気泡ｂは含まれない。また、混色インクは希釈されるので、インクタンク４に戻されても、実質的な影響はない。そして、このようなインクの循環は、インクのリサイクルにもなり、インクの無駄な消費が抑制されることとなる。
【００７６】
ところが、インクの吸引前にインク液室１２内に入ってしまった気泡ｂは、図６（ａ）に示すように、インク液室１２の側壁が障害となり、インク液室１２内に停滞して除去できないことがある。また、インク液室１２内の混色インクも、同様に、完全に除去できないことがある。そのため、インク液室１２内の気泡ｂや混色インクは、ノズルシート１７に付着したインク溜まりとともに、クリーニング手段によってインク吐出ノズル１８から除去されることになる。
【００７７】
ノズルシート１７に付着したインク溜まりを除去するには、ヘッドキャップユニット１１（図１参照）を移動させ、図６（ｂ）に示すように、ノズルシート１７のノズル面に接触しているクリーニングローラ３１を従動回転させる。すると、クリーニングローラ３１により、ノズル面が矢印のようにワイピングされる。また、クリーニングローラ３１は、弾性変形が可能な多孔質体からなるので、従動回転によって多孔質体の各セルに毛細管力が発生し、インク吐出ノズル１８内のインクを吸収する。すると、インク液室１２内の混色インクや気泡ｂがインク吐出ノズル１８を通って除去される。したがって、図６（ｂ）に示すように、ノズルシート１７の内外面がともにリフレッシュされることとなり、インクの不吐出や、混色インクの吐出が防止される。
【００７８】
なお、図６（ａ）に示すようなインクの吸引の際には、インク吐出ノズル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５参照）が発生する負圧は、インク吐出ノズル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、インク吐出ノズル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、インク吐出ノズル１８内のメニスカスが破壊されることはなく、インク吐出ノズル１８から逆に気泡ｂが混入してしまうことを防止できる。
【００７９】
このように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、図５に示すように、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ｂを含むインクを排出することができる。また、その際、図６（ａ）に示すように、インク吐出ノズル１８を塞ぐことなく気泡ｂを除去することができるので、図６（ｂ）に示すように、気泡除去に続けてクリーニングを行うことができる。したがって、気泡ｂを除去する動作と、クリーニングの動作とを円滑に組み合わせることができる。
【００８０】
また、インク液室１２内に、混色インクや気泡ｂが多量に存在する場合等は、クリーニング手段による除去が不十分となることも考えられる。そこで、このような場合には、インクの予備吐出を行う。すなわち、クリーニングローラ３１によるワイプ後に、印画とは全く別のインクの予備吐出を行い、インク液室１２内の混色インクや気泡ｂを排出する。なお、予備吐出の際に、ヘッドキャップユニット１１（図１参照）を閉じておけば、ヘッドキャップユニット１１が予備吐出されたインクに対する受け皿となる。
【００８１】
図７は、上記気泡除去手段によって上記プリントヘッドの共通流路２１内に溜まった気泡ｂを除去した後に、上記クリーニング部材１１の外周面をノズルシート１７のノズル面に接触させて移動させることにより、上記インク吐出インク吐出ノズル１８内のインクを吸引してクリーニングを行うと共に、インクを予備吐出するフローチャートの一例を示す図である。図７に示すフローチャートは、制御手段２７（図５参照）により、印画動作を開始するとき以外のタイミングで、最初に気泡除去手段を作動させ、続いてクリーニング手段を作動させ、その後さらにインクの予備吐出を行うようになっている。
【００８２】
以下、インクジェットプリンタの電源をＯＮにしたときのタイミングで、上記一連のクリーニング動作を行う液体吐出装置の制御方法について、図７を参照して説明する。図７に示すフローチャートによれば、インクジェットプリンタの電源をＯＮにすると、クリーニング動作を開始する。具体的には、制御手段２７（図５参照）が機能して、インクタンク４（図１参照）の装着の確認が行われる（ステップＳ１）。ここで、インクタンク４が正しく装着されていない場合には“No”側に進み、警告表示がなされる（ステップＳ２）。また、インクタンク４が正しく装着されている場合には、ステップＳ１が“Yes”側に進み、インクタンク４内におけるインクの量の確認が行われる。ステップＳ３において、インクの量が基準値以上でないと判断された場合は、“No”側に進み、警告表示がなされる（ステップＳ４）。
【００８３】
また、インクの量が基準値以上であると判断された場合には、ステップＳ３が“Yes”側に進み、気泡除去手段によりプリントヘッド２内の気泡の除去が行われる。このとき、ポンプ２３（図５参照）を作動させて気泡の除去を開始（ステップＳ５）し、インクに含まれる気泡ｂの量を測定しながらポンプ２３の動作が制御され、気泡ｂの量が基準値以下になるまで作動し、基準値以下になったら停止する。すなわち、プリントヘッド２から排出された気泡の量が基準値以下となるまでは、ステップＳ６が“No”側に進み、ポンプ２３を作動し続ける（ステップＳ５）。そして、気泡の量が基準値以下となったときには、ステップＳ６は“Yes”側に進み、ポンプ２３の動作を停止する（ステップＳ７）。なお、インクタンク４の装着の確認動作（ステップＳ１）からポンプ２３の停止動作（ステップＳ７）までが気泡吸引のシーケンスであり、この時点で、図６（ａ）に示すように、インク流路２１内の混色インクも除去される。
【００８４】
このように、ポンプ２３を作動させて気泡ｂを除去した後に、クリーニング手段によるクリーニング動作が行われる。すなわち、ヘッドキャップユニット１１（図１参照）を開いて（ステップＳ８）、図６（ｂ）に示すように、クリーニングローラ３１によってノズル面をワイプする（ステップＳ９）。これにより、インク溜まりが除去されると共に、インク液室１２内に残留した混色インクや気泡ｂがあっても除去される。
【００８５】
さらに、クリーニングローラ３１によるノズル面をワイピングした後は、さらにインクの予備吐出を行い（ステップＳ１０）、インク液室１２内の混色インクや気泡ｂを完全に排出するようにしてリフレッシュ効果を増大させる。この予備吐出により、その後の吐出安定性が向上する。なお、予備吐出によって少量のインクが消費されることになるので、再度のインク量の確認を行い、ステップＳ１１において、インクの量が基準値以上でない場合には、“No”側に進み、警告表示をする（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ１１において、インクの量が基準値以上であれば、“Yes”側に進み、一連のクリーニング動作を終了する。
【００８６】
このように、図７に示すフローチャートによれば、最初に気泡ｂの除去が行われ、続いてノズル面のクリーニングをし、さらに予備吐出を行って、一連のクリーニング動作を開始する。これら一連のクリーニング動作により、プリントヘッド２内に形成されたインク液室１２（図６参照）内の気泡ｂの量を基準値以下に低減することができ、その結果、吐出不良を解消することができる。また、混色インクが排除され、混色インクの吐出が防止される。そして、印画の開始前に気泡除去とクリーニングが行われるので、画質が低下することはない。この一連のクリーニング動作は、例えばインクジェットプリンタの電源をＯＮにしたときに限られず、インクカートリッジやインクタンク４を交換したとき、あるいは印画中に発生した紙詰まり（ペーパージャム）を除去したときなどのタイミングで行われる。
【００８７】
図８は、図６とは逆に、最初にクリーニング手段を構成するクリーニングローラ３１によってクリーニング動作を行い、次に気泡除去手段によって気泡ｂを除去する経過を示す斜視図である。すなわち、図６（ａ）は、クリーニング手段の作動中の状態を示し、図６（ｂ）は、気泡除去手段の作動中の状態を示している。なお、クリーニング及び気泡除去前の状態は、図４に示す通りである。
【００８８】
図８（ａ）に示すように、クリーニングローラ３１によってノズルシート１７のノズル面をワイプすると、ノズルシート１７に付着したインク溜まり（図示せず）等が除去される。また、インク吐出ノズル１８内のインクを吸収し、インク液室１２内の混色インクや気泡ｂがインク吐出ノズル１８を通って除去される。
【００８９】
ところが、インク流路２１内のインクに気泡ｂが多量に含まれている場合や、混色インクがインク流路２１にまで拡散している場合には、クリーニングローラ３１によってインクがインク吐出ノズル１８から吸引されると、インク液室１２の周辺のインク流路２１に存在する気泡ｂや混色インクが引き込まれ、インク液室１２内に入り込むことがある。そして、このようにインク液室１２内に入ってしまった気泡ｂや混色インクは、その後、図８（ｂ）に示すように、気泡除去手段によってインク流路２１内の気泡ｂを含むインクを吸引したとしても、インク液室１２の側壁が障害となり、インク液室１２内に停滞して除去できないことがある。
【００９０】
したがって、図６及び図７に示して説明したように、気泡ｂを除去する動作と、クリーニングの動作との順序関係は、気泡除去動作を先に行った後に、クリーニング動作を行う順序が好ましい。ただし、図８に示すような逆の順序であっても、インク液室１２内に気泡ｂや混色インクが残留している場合には、最終的に予備吐出を行うことによって気泡ｂや混色インクを排出することが可能である。そのため、予備吐出は、気泡除去動作及びクリーニング動作よりも後に行うことが好ましい。
【００９１】
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、気泡除去手段により、インク流路内の気泡ｂを含むインクや混色インクが排出され、ノズルからのインク液滴の吐出に妨げとなる気泡ｂが除去されると共に、画質低下の原因となる混色インクが除去される。また、クリーニング手段により、ノズルシートに付着したインク溜まりが除去されるとともに、混色インクや気泡ｂも除去される。さらに、インクの予備吐出により、混色インクや気泡ｂの除去が完全になる。
【００９２】
したがって、本実施形態のインクジェットプリンタは、印画開始前に、自動的に気泡ｂや混色インクの除去が開始され、印画開始時には、常にリフレッシュされた状態となっている。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、画質が低下する傾向にあるが、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、常に高画質で印画することができる。
【００９３】
また、本実施形態のインクジェットプリンタは、気泡ｂの除去後にヘッドキャップユニット１１を開くので、ヘッドキャップユニット１１に付着していたインクがノズルシート１７に再付着する恐れがない。さらに、ノズルの露出時間が最小限となることから、乾燥による目詰りや、インクの変質を防止することができる。
【００９４】
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、以上に説明した実施形態においては、カラー対応のインクジェットプリンタとしたが、本発明はこれに限られず、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、印画幅分のプリント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。
【００９５】
また、以上の説明において、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、本発明はこれに限られず、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。
【００９６】
さらに、以上の説明において、本実施形態では、クリーニング手段を構成するヘッドキャップユニットを開いた際に、クリーニングローラによってノズルシートのノズル面をワイプするようにしたが、本発明はこれに限られず、逆に、ヘッドキャップユニットを閉じる際に、ノズル面をワイプするようにしても良い。
【００９７】
そして、本発明の液体吐出装置及び液体吐出装置の制御方法は、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、本発明の産業上の利用可能性として、被記録媒体は印画紙に限ることなく、例えばフィルムに対して液体を吐出する医療用の液体吐出装置等に適用したり、染め物に対して染料を吐出する液体吐出装置等に適用したりすることもできる。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】
【００９８】
【図１】本発明による液体吐出装置の一例として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プリントヘッドの分解斜視図である。
【図３】図２に示すプリント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】図３に示すインク液室の周辺に、気泡や異なる色のインクが混入した状態を示す斜視図である。
【図５】図１に示すインクジェットプリンタのプリントヘッド内の気泡を除去する気泡除去手段を示す概念図である。
【図６】図５に示すプリントヘッド内の気泡を気泡除去手段によって除去した後に、クリーニングローラによってワイピングを行うクリーニング動作を示す斜視図である。
【図７】本発明による液体吐出装置の制御方法を示すフローチャートであり、まず気泡を除去した後に、クリーニングを行うと共に、インクを予備吐出する制御方法を示す図である。
【図８】図６とは逆に、プリントヘッドのノズル面をクリーニングローラによってワイピングした後に、気泡除去手段によって気泡を除去するクリーニング動作を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９９】
１…プリンタ本体
２…プリントヘッド
１１…ヘッドキャップユニット（キャップ部材）
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…インク吐出ノズル
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）
３１…クリーニングローラ（クリーニング部材）
【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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