(57)【要約】【課題】インク供給チューブ内の増粘インクを排出する際のインク消費量を抑制できる液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射システム１０は、液体を収容する収容体と、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記収容体から前記液体噴射ヘッドへ液体を供給する供給部と、前記液体供給部の中間位置より前記収容体側に配置され、前記液体供給部に気泡を供給する気泡供給部と、前記液体供給部に前記気泡を供給した後に、前記気泡供給部から前記液体噴射ヘッドまでの液体を排出する排出部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する収容体と、
液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記収容体から前記液体噴射ヘッドへ液体を供給する液体供給部と、
前記液体供給部の中間位置より前記収容体側に配置され、前記液体供給部に気泡を供給する気泡供給部と、
前記液体供給部に前記気泡を供給した後に、前記気泡供給部から前記液体噴射ヘッドまでの液体を排出する排出部と、を備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射装置において、
前記液体供給部の中間位置より前記液体噴射装置側に前記気泡を貯留しておく気泡貯留部を備え、
前記気泡は、前記液体供給部の内壁に隙間なく接し、前記気泡貯留部の体積の１／１０以下であることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項３】
液体を収容する液体収容体から液体を噴射する液体噴射ヘッドへ液体を供給する液体供給部に、気泡供給部から気泡を供給し、前記気泡供給部から前記液体噴射ヘッドまでの液体を排出する第１クリーニング工程と、
前記液体供給部に前記気泡を供給せずに、前記液体噴射ヘッド内の液体を排出する第２クリーニング工程と、を有することを特徴とする液体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項４】
請求項３に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記第１クリーニング工程において前記気泡供給部から前記液体噴射ヘッドまでの液体を排出する際に、前記液体を排出するポンプ部を第１駆動速度で駆動し、前記第２クリーニング工程において前記液体噴射ヘッド内の液体を排出する際に前記ポンプ部を第２駆動速度で駆動し、前記第１クリーニング工程において前記気泡供給部を大気に開放した状態で前記ポンプ部を第３駆動速度で駆動して前記気泡を供給し、前記第１駆動速度は前記第２駆動速度より速く、前記第３駆動速度は前記第２駆動速度より遅いことを特徴とする液体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項５】
請求項３乃至４のいずれかに記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記第１クリーニング工程から経過した時間を検知し、検知した時間が予め定められた時間より長いときに第１クリーニング工程を行うことを特徴とする液体噴射装置のメンテナンス方法。
【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ーのような液体噴射装置および液体噴射装置のメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドとして機能する記録ヘッドからターゲットに対して液体を噴射させる液体噴射装置として、インクを記録用紙に対して噴射するインクジェット式プリンターが知られている。このようなプリンターは、下記特許文献１に示すように、主走査方向に沿って往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドと、記録用紙を副走査方向に搬送する記録用紙搬送機構とを備え、記録ヘッドには、カートリッジ（液体貯留手段）内から供給されたインクを記録用紙に向けて噴射するためのノズルが形成されている。
【０００３】
このようなインクジェット式プリンターは、カートリッジがキャリッジ上に配設されていないオフキャリッジタイプである。従って、カートリッジから供給チューブを介して供給されたインクは、キャリッジ上に設けられた圧力ダンパー内の貯留室に一旦貯留され、更に、供給されるインクは供給チューブ内にも残留する。
従って、長期間に渡り印刷が行われない場合、インクジェット式プリンターは、供給チューブ内のインクの蒸発や増粘を解消すべく、残留するインクを吸引するためのキャップを所定のタイミングで液体噴射ヘッドに密着させ、供給チューブ内の全てのインクをポンプで吸引する処理を実行した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０５９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般的に管内の流速分布は一様ではなく、管中心の流速は速く、管壁面付近の流速は遅いという性質があるため、吸引した場合に供給チューブの中心近くのインクのみが排出され、供給チューブの壁部近くには粘性が強くなったインクが残ることがあった。このため、壁部近傍の粘性が強いインクを供給チューブから排出するためには、長時間に渡る吸引が必要になり、多量のインクが消費された。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は増粘したインク排出動作におけるインク消費量の抑制である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかる液体噴射装置は、液体を収容する収容体と、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記収容体から前記液体噴射ヘッドへ液体を供給する液体供給部と、前記液体供給部の中間位置より前記収容体側に配置され、前記液体供給部に気泡を供給する気泡供給部と、前記液体供給部に前記気泡を供給した後に、前記気泡供給部から前記液体噴射ヘッドまでの液体を排出する排出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、排出部は、気泡供給部から液体供給部に供給された気泡に続いて液体を排出するため、液体供給部内の液体は気泡と共に流動して排出される。従って、液体供給部に残留している液体は、液体供給部内での粘度分布に関係なく、圧縮性の有る気泡に押し出されて排出されるため、気泡供給部から液体噴射ヘッドまでの液体を排出するために要する液体の消費量を抑制できる。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記液体供給部の中間位置より前記液体噴射装置側に前記気泡を貯留しておく気泡貯留部を備え、前記気泡は、前記液体供給部の内壁に隙間なく接し、前記気泡貯留部の体積の１／１０以下であることが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、供給された気泡は気泡貯留部にて貯留されるため、気泡が液体噴射ヘッド内に留まることによる液体の噴射阻害を抑止できる。更に、気泡は液体供給部の内壁に隙間なく接し、気泡の大きさは気泡貯留部の体積の１／１０以下であるため、気泡の供給を１０回行っても気泡の貯留による液体の噴射阻害を抑止できる。
【００１１】
［適用例３］
本適用例にかかる液体噴射装置のメンテナンス方法は、液体を収容する液体収容体から液体を噴射する液体噴射ヘッドへ液体を供給する液体供給部に、気泡供給部から気泡を供給し、前記気泡供給部から前記液体噴射ヘッドまでの液体を排出する第１クリーニング工程と、前記液体供給部に前記気泡を供給せずに、前記液体噴射ヘッド内の液体を排出する第２クリーニング工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
このような方法によれば、第１クリーニング工程において、気泡供給部から液体供給部に供給された気泡に続いて液体を排出するため、液体供給部内の液体は気泡と共に流動して排出される。従って、液体供給部に残留している液体は、液体供給部内での粘度分布に関係なく、圧縮性の有る気泡に押し出されて排出されるため、第１クリーニング工程と比較して、気泡供給部から液体噴射ヘッドまでの液体を排出するために要する液体の消費量を抑制できる。
【００１３】
［適用例４］
上記適用例にかかる液体噴射装置のメンテナンス方法において、前記第１クリーニング工程において前記気泡供給部から前記液体噴射ヘッドまでの液体を排出する際に、前記液体を排出するポンプ部を第１駆動速度で駆動し、前記第２クリーニング工程において前記液体噴射ヘッド内の液体を排出する際に前記ポンプ部を第２駆動速度で駆動し、前記第１クリーニング工程において前記気泡供給部を大気に開放した状態で前記ポンプ部を第３駆動速度で駆動して前記気泡を供給し、前記第１駆動速度は前記第２駆動速度より速く、前記第３駆動速度は前記第２駆動速度より遅いことを特徴とする。
【００１４】
このような方法によれば、第１駆動速度が最も速いため、気泡供給部から液体噴射ヘッドまでの液体の排出を短時間かつ確実に行うことができる。また、気泡を供給する際の第３駆動速度は最も遅いため、供給する気泡の大きさを制御することができる。
【００１５】
［適用例５］
上記適用例にかかる液体噴射装置のメンテナンス方法において、前記第１クリーニング工程から経過した時間を検知し、検知した時間が予め定められた時間より長いときに第１クリーニング工程を行うことを特徴とする。
【００１６】
このような方法によれば、液体供給部内の液体を排出する第１クリーニング動作により増粘液体は排出され、それからの時間を検知して、液体供給部内の液体が増粘するような予め定められた時間を超えた時に第１クリーニング動作を行うことで、増粘した液体の排出を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態におけるインクジェット式プリンターの概略平面図。
【図２】気泡供給部を示す図。
【図３】チューブ内気泡を示す図。
【図４】第１クリーニングの効果を示す粘度分布概略図。
【図５】実施形態におけるインクジェット式プリンターのハードウェア構成を示すブロック図。
【図６】空気を流入する処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図示に基づき説明する。なお、特に説明がない限り、以下の記載における前後方向、上下方向及び左右方向は、図１において紙面に対して手前側を前方としたときの前後方向、上下方向及び左右方向と一致するものとする。
【００１９】
図１に示すように、液体噴射システム１０は、液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター１１と、インクジェット式プリンター１１に対して液体であるインクを供給し、インクジェット式プリンター１１からインクを回収するインク供給回収装置１２とを備えている。インクジェット式プリンター１１とインク供給回収装置１２とは、水平に配置された保持部材としてのトレイ１３上に左右方向に並設されている。このトレイ１３により、インクジェット式プリンター１１とインク供給回収装置１２とが、一定の位置関係に保たれるようになっている。
【００２０】
また、このインクジェット式プリンター１１は、有底略長四角箱状の本体ケース１４を備えている。本体ケース１４の左右両側壁間には、棒状のガイド部材１５が左右方向に延びるように架設されている。ガイド部材１５には、キャリッジ１６が、ガイド部材１５に沿って左右方向に移動可能に挿通支持されている。キャリッジ１６は、タイミングベルト１７を介してキャリッジモーター１８に接続されており、このキャリッジモーター１８の駆動により、ガイド部材１５に沿って左右方向に移動されるようになっている。
【００２１】
キャリッジ１６の下部には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１９が搭載されている。記録ヘッド１９の下面は、ノズル形成面１９ａとなっており、このノズル形成面１９ａには、図示しない複数のノズルが設けられている。キャリッジ１６における記録ヘッド１９の上側には、複数のインク貯留室（図示は略す）が設けられている。各インク貯留室にはインクカートリッジ２８と連通するインク供給チューブ２１がそれぞれ接続されている。尚、インクカートリッジ２８は、インク供給回収装置１２に装着され、各色のインクを収容する収容体として機能する。また、インク供給チューブ２１は液体供給部として機能し、それぞれが可撓性を有する。
各インク貯留室は、インク供給回収装置１２から各インク供給チューブ２１を介して供給される複数色のインクをそれぞれ一時貯留するようになっている。また、各インク貯留室にそれぞれ一時貯留された各インクは、記録ヘッド１９に供給されるようになっている。更に、インク貯留室は、気泡８０（図３）を貯留する気泡貯留部としての機能も有する。
【００２２】
キャリッジ１６の下方には、左右方向に延びるプラテン２２が設けられている。プラテン２２は、ターゲットとしての記録用紙Ｐを支持する支持台であり、その上面には、図示しない紙送り機構が設けられている。この紙送り機構は、本体ケース１４に設けられた紙送りモーター（図示略）の駆動により、前方に向かって記録用紙Ｐを給送（移動）するようになっている。そして、キャリッジ１６が、ガイド部材１５に沿って往復移動されながら、印刷データに基づいて、記録ヘッド１９に設けられた図示しない圧電素子が駆動されると、ノズル形成面１９ａの各ノズルから各インクが、前方に向かって給送される記録用紙Ｐに対してそれぞれ噴射されて、記録用紙Ｐに印刷が行われるようになっている。
【００２３】
本体ケース１４内の右端部には、印刷を行うことのない非印刷領域（ホームポジション）が設けられており、この非印刷領域には、排出部として機能し、キャップ２４、可撓性を有する液体排出管としてのインク排出チューブ２５及び吸引ポンプ２６が配置されている。
【００２４】
キャップ２４は、その上面が開口した略四角箱状をなしており、非印刷領域に設けられた昇降モーター（図示略）の駆動力によって、上下方向に往復移動するように構成されている。キャップ２４の内底壁には、この内底壁を上下方向に貫通する吸引孔（図示略）が形成されている。キャップ２４の上端部には、可撓性材料よりなる略四角形状の枠状部（図示略）が設けられている。そして、記録ヘッド１９が非印刷領域に移動した状態でキャップ２４が上方へ移動されると、枠状部（図示略）が記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａを封止するように当接され、この当接によりキャップ２４内には、各ノズル（図示略）を密閉する空間であるキャップ内空間が形成されるようになっている。
【００２５】
インク排出チューブ２５は、吸引孔（図示略）に接続されており、インク排出チューブ２５の中間部には、吸引ポンプ２６が設けられている。そして、キャップ２４がノズル形成面１９ａを封止した状態で、吸引ポンプ２６を駆動させることで、記録ヘッド１９内に滞留している増粘した各インクが、各ノズル（図示略）からそれぞれキャップ内空間及びインク排出チューブ２５を介してインク供給回収装置１２へ排出される。このようにして、記録ヘッド１９のクリーニングを行うことでインクジェット式プリンター１１をメンテナンスできる。
【００２６】
また、図２に示すように、各インク供給チューブ２１の中間位置よりインク供給回収装置１２側に、可撓性材料から形成された大気連通チューブ（大気連通路）３１がインク供給チューブ２１毎にそれぞれ接続されている。これら各大気連通チューブ３１は、それぞれの一端部３１ａがインク供給チューブ２１内に連通すると共に、それぞれの他端部３１ｂが大気に開放されている。なお、この他端部３１ｂには、気体の通過を許容する一方、液体の通過を規制する防水透湿膜３２が開口を覆うように配設されている。
【００２７】
また、各大気連通チューブ３１には、大気連通チューブ３１の開閉を電気的に制御し、気泡供給部として機能する電磁バルブ９５がそれぞれ設けられている。この電磁バルブ９５は、通常の状態では閉状態であり、大気連通チューブ３１が大気に対して閉塞されるようになっている。本実施形態では、この状態で行なわれるクリーニングを第２クリーニング（第２クリーニング工程）と呼ぶ。この第２クリーニングは記録ヘッド１９内の液体の排出を目的とする。
また、電磁バルブ９５が開状態となり、大気連通チューブ３１が大気と連通して行うクリーニングを第１クリーニング（第１クリーニング工程）と呼ぶ。この第１クリーニングは大気連通チューブ３１から記録ヘッド１９までの液体の排出を目的とする。
【００２８】
この第１クリーニングが開始されると、図３に示すように、大気連通チューブ３１の他端部３１ｂから流入した空気は気泡８０を形成する。この気泡８０は、一端部３１ａからインク供給チューブ２１内に入り、インク供給チューブ２１内のインクと共に流動する。その際、圧縮性を有する気泡８０は、インク供給チューブ２１内で気泡８０の前後に隙間を生じさせない様態となって流動するため、記録ヘッド１９に至るインク供給チューブ２１内に滞留している増粘インクも一緒に流動する。この結果、増粘インクは気泡８０と共に排出される。
ここで、図４は、第１クリーニング前と第１クリーニング後におけるインク供給チューブ２１内部の粘性分布を示すグラフである。グラフの横線は、インク供給チューブ２１の中心からの距離（単位はｍｍ）を示す。また、グラフの縦線は粘度（単位はｍＰａ・秒）を示す。
即ち、インク供給チューブ２１内に気泡８０が流動しない場合には、インク供給チューブ２１内の内壁近傍の増粘インクは排出されにくく、インク供給チューブ２１内の中央付近の増粘していない通常のインクのみが排出され、インク供給チューブ２１内の粘性分布は不均一な状態が維持される。このような状態で、第１クリーニングを行うことにより、インク供給チューブ２１内を気泡８０が流動し、インク供給チューブ２１内に滞留する増粘インクは排出される。この結果、インク供給チューブ２１内の粘性分布は略均一な状態になる。尚、記録ヘッド１９内に滞留する増粘インクは、第２クリーニングを行うことで排出される。
【００２９】
尚、第１クリーニングを行う場合は、吸引ポンプ２６を第１駆動速度で駆動開始する。更に、第１クリーニングにおいて、大気連通チューブ３１を大気開放した場合は、吸引ポンプ２６を第３駆動速度で駆動する。また、第２クリーニングを行う場合は、吸引ポンプ２６を第２駆動速度で駆動する。
ここで、第１駆動速度は第２駆動速度より速く、第３駆動速度は第２駆動速度より遅い速度を採用する。
【００３０】
第１駆動速度は、他の２つの駆動速度よりも速いため、大気連通チューブ３１から記録ヘッド１９までの液体の排出時間を短時間かつ確実に行うことができる。また、第３駆動速度は、他の２つの駆動速度よりも遅く、生成する気泡８０の大きさを正確に制御することができる。本実施形態では、気泡８０は、図３に示すようにインク供給チューブ２１の内壁に隙間なく接し、大きさはインク貯留室の体積の１割以下となるように制御される。
この結果、生成された気泡８０は、インク供給チューブ２１内の増粘インクを確実に排出した後、インク貯留室に貯留されるため、第１クリーニングを１０回実行した場合でも、記録ヘッド１９からのインク噴射を阻害することはない。
【００３１】
次に、インクジェット式プリンター１１の制御部７０の構成について、図５に基づき説明する。この制御部７０は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３およびタイマー７４を備え、吸引ポンプ２６および電磁バルブ９５の駆動を制御する。
【００３２】
本実施形態では、ＲＯＭ７２には、インクジェット式プリンター１１を制御するための各制御プログラム、及び各種閾値（貯留量閾値）などが記憶されている。また、ＲＡＭ７３には、インクジェット式プリンター１１の駆動中に適宜書き換えられる各種の情報が記録される。さらに、タイマー７４は、ＣＰＵ７１からの命令に基づき、時間経過を計測する。
【００３３】
次に、本実施形態の制御部７０が実行する制御処理ルーチンのうち、各インク供給チューブ２１内に空気（大気）を流入させるための空気流入処理ルーチンについて、図６に基づき説明する。
【００３４】
この空気流入処理ルーチンが実行されると、ＣＰＵ７１は、前回の第１クリーニングからの経過時間を取得し、取得した経過時間が所定の時間を超えているか、否かを判定する（ステップＳ１００）。
ここで、ステップＳ１００の判定結果が否定判定である場合、即ち、取得した時間が所定の時間を越えていない場合（ステップＳ１００でＮｏ）、ＣＰＵ７１は、記録ヘッド１９内の液体を排出する第２クリーニングを実行すべく、吸引ポンプ２６を第２駆動速度で駆動し（ステップＳ１５０）、一連の処理を終了する。
【００３５】
他方で、ステップＳ１００の判定結果が肯定判定である場合、即ち、取得した時間が所定の時間を越えている場合（ステップＳ１００でＹｅｓ）、ＣＰＵ７１は、大気連通チューブ３１から記録ヘッド１９までの液体を排出する第１クリーニングを実行する。
即ち、ＣＰＵ７１は、電磁バルブ９５を開き（ステップＳ１１０）、吸引ポンプ２６を第３駆動速度で所定の時間に渡り駆動させる（ステップＳ１２０）。この結果、生成された気泡８０はインク供給チューブ２１内を流動する。
次に、ＣＰＵ７１は電磁バルブ９５を閉じる（ステップＳ１３０）。更に、ＣＰＵ７１は吸引ポンプ２６を第１駆動速度で駆動し（ステップＳ１４０）、一連の処理を終了する。
以上の処理により、所定の時間間隔で第１クリーニングを行うことで、インク供給チューブ２１内の壁近傍に滞留している増粘インクは、気泡８０により押し出されるように流動して排出される。従って、インク供給チューブ２１内のクリーニングを少ないインク消費量で実現できる。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。
例えば、液体噴射装置としてインクジェット式プリンター１１を想定したが、印刷用インクの噴射装置に限定されるものではない。液晶パネルのカラーフィルター、配向膜およびプリント基板の金属配線等をインクジェット方式で製造する工業用の噴射装置に対しても適用できる。また、気泡８０は空気に限定されるものではなく、不活性ガス等のみ、または空気と不活性ガスとを混入した気体であっても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１０…液体噴射システム、１１…インクジェット式プリンター、１２…インク供給回収装置、１３…トレイ、１４…本体ケース、１５…ガイド部材、１６…キャリッジ、１７…タイミングベルト、１８…キャリッジモーター、１９…記録ヘッド、１９ａ…ノズル形成面、２１…インク供給チューブ、２２…プラテン、２３…クリーニング機構、２４…キャップ、２５…インク排出チューブ、２６…吸引ポンプ、２８…インクカートリッジ、３１…大気連通チューブ、３１ａ…一端部、３１ｂ…他端部、３２…防水透湿膜、７０…制御部、７１…ＣＰＵ、７２…ＲＯＭ、７３…ＲＡＭ、７４…タイマー、８０…気泡、９５…電磁バルブ。
【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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