(57)【要約】【課題】吐出口近傍に付着した異物が吐出口内に吸い込まれるのを抑制する。【解決手段】インクジェットプリンタは、サブタンク８０と、パージポンプ８６と、インクジェットヘッド１と、吐出面２ａを払拭するワイパと、パージポンプ８６を制御する制御装置を有している。制御装置は、吐出口からインクを吐出する吐出口パージ動作が終了してからワイパで吐出面２ａを払拭する払拭動作が開始されるまでの間に、サブタンク８０内のインクをインクジェットヘッド１に供給し、インクメニスカスのインク側に生じる負圧以上であってインクメニスカスの耐圧以下の圧力がインクジェットヘッド１の内部流路に生じるインク供給動作が開始されるとともに、当該インク供給動作が払拭動作中においても継続されるように、パージポンプ８６を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口と、前記流入口と前記流出口とを連通する内部流路と、液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出面と、前記内部流路から分岐して前記複数の吐出口に至る複数の個別液体流路とを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに供給される液体が内部に貯溜されたタンクと、
前記タンクの内部と前記流入口とを連通する供給流路と、
前記流出口と連通する排出流路と、
前記タンクに貯留された液体を、前記供給流路を介して前記内部流路に供給する供給手段と、
前記吐出面を払拭するワイパと、
前記ワイパが前記吐出面に接触しながら前記吐出面に対して相対移動するように、前記ワイパ及び前記液体吐出ヘッドの少なくとも一方を移動させる移動機構と、
前記吐出口に形成された液体メニスカスが破壊されない最大の圧力である前記液体メニスカスの耐圧よりも大きな圧力を前記内部流路に生じさせて、前記吐出口から液体を強制的に排出させる吐出口パージ動作が行われるように前記供給手段を制御するとともに、前記吐出口パージ動作が行われた後に、前記ワイパで前記吐出面を払拭する払拭動作が行われるように前記移動機構を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、前記吐出口パージ動作終了から前記払拭動作が開始されるまでに、前記タンクの液体を前記供給流路、前記内部流路及び前記排出流路の順に移送させ、所定の負圧以上であって前記液体メニスカスの耐圧以下の圧力が前記液体メニスカスの液体側に生じる液体供給動作が開始されるとともに、当該液体供給動作が少なくとも前記払拭動作中においても継続されるように、前記供給手段を制御することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記吐出口パージ動作終了と同時に前記液体供給動作が開始されるように前記供給手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、少なくとも前記ワイパが前記吐出面における前記複数の吐出口の形成領域を通過し終えるまでの間、前記液体供給動作が継続して行われるように前記供給手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記吐出口パージ動作に先立って、前記液体供給動作を行うように前記供給手段を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記供給手段が、前記タンクに貯留された液体を前記内部流路に供給するポンプと、前記排出流路の液体の流通を遮断可能な液体遮断弁とを有しており、
前記制御手段は、前記液体供給動作中に前記液体の流通を遮断するように前記液体遮断弁を制御するとともに引き続き前記ポンプを駆動することによって、前記液体供給動作を終了させて前記吐出口パージ動作に移行することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記吐出口パージ動作中に前記液体が流通するように前記液体遮断弁を制御するとともに引き続き前記ポンプを駆動することによって、前記吐出口パージ動作を終了させて前記液体供給動作に移行することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記制御手段は、少なくとも前記吐出パージ動作に続いて行われる前記液体供給動作において、前記ポンプによる液体供給量を前記吐出口パージ動作におけるよりも小さくするように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記排出流路は、前記タンクの内部と前記流出口とを連通させていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記タンクは、前記液体吐出ヘッドに対して、貯留された液体の液面に対する前記液体メニスカスにおける液体側の圧力が負圧となる位置関係に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の吐出口からインク滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、インクジェットヘッド内のヘッド流路に、ポンプを用いてインクを強制的に供給することによって、吐出口近傍の流路に存在する気泡や増粘したインクを吐出口から排出して吐出口のクリーニングを行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、三方弁を閉じて排出路を閉塞した後、ポンプを動作させてヘッド流路のインクを所定時間だけ加圧し、吐出口からインクを吐出させて吐出口のクリーニングを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、吐出口クリーニングにおいて、排出された気泡や増粘したインクが吐出口近傍に付着することがある。この場合、ワイパなどで払拭することによって、気泡や増粘したインクを除去することが考えられるが、例えば、水頭差によってヘッド内のインクに負圧が加えられる構成の場合、吐出口付近のインクには吐出口クリーニングの終了後に負圧がかかる。このため、吐出口近傍に付着した気泡や増粘インクが吐出口からヘッド内に入り込む虞があり、吐出口に気泡や増粘インクが入り込むと吐出不良が生じる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、吐出口近傍に付着した異物が吐出口内に吸い込まれるのを抑制する液体吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出装置は、液体が流入する流入口と、液体が流出する流出口と、前記流入口と前記流出口とを連通する内部流路と、液体を吐出するための複数の吐出口が形成された吐出面と、前記内部流路から分岐して前記複数の吐出口に至る複数の個別液体流路とを有する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給される液体が内部に貯溜されたタンクと、前記タンクの内部と前記流入口とを連通する供給流路と、前記流出口と連通する排出流路と、前記タンクに貯留された液体を、前記供給流路を介して前記内部流路に供給する供給手段と、前記吐出面を払拭するワイパと、前記ワイパが前記吐出面に接触しながら前記吐出面に対して相対移動するように、前記ワイパ及び前記液体吐出ヘッドの少なくとも一方を移動させる移動機構と、前記吐出口に形成された液体メニスカスが破壊されない最大の圧力である前記液体メニスカスの耐圧よりも大きな圧力を前記内部流路に生じさせて、前記吐出口から液体を強制的に排出させる吐出口パージ動作が行われるように前記供給手段を制御するとともに、前記吐出口パージ動作が行われた後に、前記ワイパで前記吐出面を払拭する払拭動作が行われるように前記移動機構を制御する制御手段とを備えている。そして、前記制御手段は、前記吐出口パージ動作終了から前記払拭動作が開始されるまでに、前記タンクの液体を前記供給流路、前記内部流路及び前記排出流路の順に移送させ、所定の負圧以上であって前記液体メニスカスの耐圧以下の圧力が前記液体メニスカスの液体側に生じる液体供給動作が開始されるとともに、当該液体供給動作が少なくとも前記払拭動作中においても継続されるように、前記供給手段を制御する。
【０００７】
これによると、吐出口パージ動作から払拭動作が開始されるまでの間に、液体供給動作が開始されるとともに、払拭動作中においても液体供給動作が継続されるので、吐出口近傍に付着した異物（増粘液体、気泡及び埃など）が、例えば、液体メニスカスの液体側の圧力が負圧になることで吐出口内に吸い込まれるのを抑制することが可能となる。このため、吐出口からの液体吐出不良を抑制することが可能となる。
【０００８】
本発明において、前記制御手段は、前記吐出口パージ動作終了と同時に前記液体供給動作が開始されるように前記供給手段を制御することが好ましい。これにより、吐出口パージ動作の終了と同時に吐出口近傍に付着した異物が吐出口内に吸い込まれるのを抑制することが可能となる。
【０００９】
また、本発明において、前記制御手段は、少なくとも前記ワイパが前記吐出面における前記複数の吐出口の形成領域を通過し終えるまでの間、前記液体供給動作が継続して行われるように前記供給手段を制御することが好ましい。これにより、払拭前の吐出口近傍に付着した異物が吐出口内に吸い込まれるのを効果的に抑制することが可能となる。
【００１０】
また、本発明において、前記制御手段は、前記吐出口パージ動作に先立って、前記液体供給動作を行うように前記供給手段を制御することが好ましい。これにより、吐出口パージ動作を行う前に、供給流路、内部流路及び排出流路内の気泡を排出することが可能となる。
【００１１】
また、本発明において、前記供給手段が、前記タンクに貯留された液体を前記内部流路に供給するポンプと、前記排出流路の液体の流通を遮断可能な液体遮断弁とを有しており、前記制御手段は、前記液体供給動作中に前記液体の流通を遮断するように前記液体遮断弁を制御するとともに引き続き前記ポンプを駆動することによって、前記液体供給動作を終了させて前記吐出口パージ動作に移行することが好ましい。これにより、液体供給動作によって内部流路に圧力が生じている状態で吐出口パージ動作に移行するため、吐出口パージ動作時の内部流路に生じる圧力が、瞬時に所望圧力となる。このため、液体排出開始時からすべての吐出口に高い圧力が付与されて液体が排出される。したがって、吐出口内の増粘した液体、気泡及び異物を効率よく排出することができると共に、液体が無駄に排出されるのを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記制御手段は、前記吐出口パージ動作中に前記液体が流通するように前記液体遮断弁を制御するとともに引き続き前記ポンプを駆動することによって、前記吐出口パージ動作を終了させて前記液体供給動作に移行することが好ましい。これにより、吐出口パージ動作から液体供給動作へと簡単に移行することが可能となる。
【００１３】
また、本発明において、前記制御手段は、少なくとも前記吐出パージ動作に続いて行われる前記液体供給動作において、前記ポンプによる液体供給量を前記吐出口パージ動作におけるよりも小さくするように、前記ポンプを制御することが好ましい。これにより、液体供給動作において、吐出口から液体が漏れるのを抑制することが可能となる。
【００１４】
また、本発明において、前記排出流路は、前記タンクの内部と前記流出口とを連通させていることが好ましい。これにより、排出流路に移送されてきた液体がタンクに戻されるため、廃棄する液体量を効果的に減少させることができる。
【００１５】
また、本発明において、前記タンクは、前記液体吐出ヘッドに対して、貯留された液体の液面に対する前記液体メニスカスにおける液体側の圧力が負圧となる位置関係に配置されていることが好ましい。これにより、液体メニスカスには負圧が加えられることになるので、気泡排出用の液体供給動作や吐出口パージ動作において、負圧に相当する分だけの液体供給量を増加させることが可能となる。このため、流路内の異物を効果的に排出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液体吐出装置によると、吐出口パージ動作から払拭動作が開始されるまでの間に、液体供給動作が開始されるとともに、払拭動作中においても液体供給動作が継続されるので、吐出口近傍に付着した異物（増粘液体、気泡及び埃など）が、例えば、液体メニスカスの液体側の圧力が負圧になることで吐出口内に吸い込まれるのを抑制することが可能となる。このため、吐出口からの液体吐出不良を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッド及びインク供給ユニットの断面図である。
【図３】図２に示すヘッド本体の平面図である。
【図４】図３に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図４に示すインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図６】図２に示すパージポンプの動作特性を示すグラフである。
【図７】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図８】インク循環動作を行ったときのインクの流れを示す図である。
【図９】図１に示すインクジェットプリンタの動作シーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
インクジェットプリンタ１０１は、用紙Ｐを収納・供給する給紙部、用紙Ｐを搬送する搬送部、用紙Ｐに画像を形成する画像形成部、及び、画像形成後の用紙Ｐを収容する排紙部が用紙搬送経路に沿って配置されている。このうち、搬送部は、図１に示すように、主に搬送ユニット２０から構成される。画像形成部は、４つのインクジェットヘッド１、４つのインク供給ユニット１０、ヘッド昇降機構４０、メンテナンスユニット３０等を含む。インクジェットプリンタ１０１は、さらに制御装置１６を含む。画像形成を行う際、搬送ユニット２０により搬送される用紙Ｐに、インクジェットヘッド１からインクが吐出される。メンテナンスユニット４０によってインクジェットヘッド１をメンテナンスする際に、ヘッド昇降機構４０が駆動される。制御装置１６は、これらの動作に加え、インクジェットプリンタ１０１全体の動作を制御する。
【００２０】
搬送ユニット２０は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に架け渡されたエンドレスの搬送ベルト８とを有している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、図示しない搬送モータからの駆動力で回転する。ベルトローラ７が回転すると、搬送ベルト８が走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８が走行するのに伴って回転する。搬送ベルト８の外周面に載置された用紙Ｐは、図１中下方へと搬送される。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送ユニット２０による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向(図１中矢印Ａ参照)に直交する方向であって、水平面に沿った方向である。
【００２１】
搬送ベルト８の上側ループの外周面は、吐出面２ａと対向し平行である。用紙Ｐが４つのインクジェットヘッド１の下方を通過する際に、各インクジェットヘッド１から各色のインク滴が順に吐出され、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。
【００２２】
４つのインクジェットヘッド１は、それぞれ主走査方向に沿って延在したライン式のインクジェットヘッドである。これらインクジェットヘッド１は、枠状のヘッドフレーム（不図示）に固定され、互いに平行且つ副走査方向に隣接配置されている。各インクジェットヘッド１の下面は、複数の吐出口１０８が開口する吐出面２ａである（図２〜図４参照）。吐出面２ａには、複数の吐出口１０８がマトリクス状（図４参照）に形成されて、吐出口形成領域２ｂが構成されている（図１参照）。４つのインクジェットヘッド１からは、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインク滴が吐出される。
【００２３】
インク供給ユニット１０は、タンク、ポンプ、弁等の集合体であって、インクが貯留され、インクジェットヘッド１に対してインクの供給と循環や強制的供給を行う。インク供給ユニット１０は、図１に示すように、インクジェットヘッド１毎に設けられており、インクジェットヘッド１の左方端部近傍に配置されている。
【００２４】
ヘッド昇降機構４０は、ヘッドフレームを昇降し、インクジェットヘッド１が印刷位置と退避位置の間で移動する。印刷位置では、インクジェットヘッド１が搬送ベルト８と印刷に適した間隔で対向する。退避位置では、インクジェットヘッド１が搬送ベルト８から印刷位置以上の間隔で離隔する。退避位置では、インクジェットヘッド１と搬送ユニット２０との間の空間を、メンテナンスユニット３０の基部３１およびワイパ３２が移動可能である。これにより、通常、この空間に対して主走査方向にずれて待機しているワイパ３２を、当該空間に配置してヘッド１の吐出面２ａを払拭することが可能となる。
【００２５】
メンテナンスユニット３０は、図１に示すように、副走査方向に延在した基部３１と、基部３１に固定された４つのワイパ３２と、移動機構３３とを有している。４つのワイパ３２は、後述のメンテナンス動作に係る払拭動作において、インクジェットヘッド１の吐出面２ａを払拭する弾性部材である。各ワイパ３２は、副走査方向に関して、吐出面２ａよりも若干長く形成されている。
【００２６】
移動機構３３は、ガイド対３４と、駆動モータ（不図示）とを有しており、基部３１とともに４つのワイパ３２を主走査方向（図１矢印Ｂ参照）に沿って往復移動させる。ガイド対３４は、主走査方向に沿って延在する２本の丸棒３４ａ，３４ｂからなり、このうちの一方の丸棒３４ａの外周面には雄ネジが形成されている。そして、駆動モータは、丸棒３４ａを回転させる。２つの丸棒３４ａ，３４ｂは、インクジェットヘッド１の側面に沿って配置され、すべてのインクジェットヘッド１を副走査方向に挟む。
【００２７】
基部３２の副走査方向の両端には、主走査方向に貫通する孔が形成されており、各孔に丸棒３４ａ，３４ｂが貫挿されている。そして、丸棒３４ａが貫挿した孔の内周面には、丸棒３４ａの雄ネジに螺合する雌ネジが形成されている。一方、丸棒３４ｂが貫挿した孔の内周面は、丸棒３４ｂがスライド可能となっている。このため、制御装置１６の制御の下、駆動モータによって、丸棒３４ａが軸を中心として正及び逆回転すると、４つのワイパ３２が基部３１とともに主走査方向に往復移動する。払拭時以外のときは待機位置（図１に示す位置であって、図１中インクジェットヘッド１よりも右方の位置）に配置され、払拭時には待機位置から図１中左方に移動して吐出面２ａを払拭し、その後、吐出面２ａを通過した位置から図１中右方に移動して待機位置に戻る。
【００２８】
次に、図２を参照しつつ、インクジェットヘッド１について詳細に説明する。図２に示すように、インクジェットヘッド１は、リザーバユニット７１と、ヘッド本体２とを有している。
【００２９】
リザーバユニット７１は、ヘッド本体２の上面に固定されており、ヘッド本体２にインクを供給する流路形成部材である。リザーバユニット７１には、下面に流入口７２ａと流出口７３ａが配置され、内部に内部流路が形成されている。内部流路は、インク流入流路７２、排気流路７３、及び１０個のインク流出流路７５から構成される。流入口７２ａはインク流入流路７２の一端であり、流出口７３ａは排気流路７３の一端である。内部では、インク流入流路７２が排気流路７３と接続し、インク流入流路７２側の接続部近傍からインク流出流路７５が分岐している。インク流出流路７５は、ヘッド本体２と連通している。なお、図２においては、１つのインク流出流路７５のみが表れている。
【００３０】
インク流入流路７２は、流入口７２ａを介して、インク供給ユニット１０からのインクが供給される。インク流入流路７２は、インクを一時的に貯溜するインクリザーバとして機能する。インク流入流路７２の上壁には孔７２ｂが形成されており、ダンパー用の可撓性樹脂フィルム７６により、孔７２ｂが封止されている。樹脂フィルム７６は、インク圧の変動に伴って変位するため、インク流入流路７２内の圧力変動が抑制される。なお、通常印刷時においては、樹脂フィルム７６はインク流入流路７２内に向かって僅かに凸の状態となっている。リザーバユニット７１の外壁面には、樹脂フィルム７６を覆うように板形状の規制部材７７が固定されており、樹脂フィルム７６の自由な変形を規制している。これにより、インク流入流路７２のインク圧が異常に高くなったとき、樹脂フィルム７６が過剰に変位して破損するのが防止される。規制部材７７には、大気連通孔７７ａが形成されており、樹脂フィルム７６の変形のしやすさは損なわれていない。
【００３１】
インク流出流路７５は、フィルタ７５ａを介してインク流入流路７２と連通していると共に、流路ユニット９の上面に形成されたインク供給口１０５ｂに接続されている（図３参照）。通常印刷時においては、インク供給ユニット１０からのインクは、インク流出流路７５を通過して、インク供給口１０５ｂから流路ユニット９に供給される。
【００３２】
排気流路７３は、インク流入流路７２におけるフィルタ７５ａの上流側でインク流入流路７２と接続されていると共に、流出口７３ａを介してインク供給ユニット１０に接続されている。なお、排気流路７３にインクが流れるとき、インクはフィルタ７５ａの上流側の表面を横切って排気流路７３に流れ込む。
【００３３】
排気流路７３の下壁には孔７３ｂが形成されており、ダンパー用の可撓性樹脂フィルム７８により、孔７３ｂが封止されている。樹脂フィルム７８は、インク圧の変動に伴って変位するため、排気流路７３内の圧力変動が抑制される。なお、通常印刷時においては、樹脂フィルム７８は排気流路７３内に向かって僅かに凸の状態となっている。リザーバユニット７１の下方の外壁面には、樹脂フィルム７８を覆うように板形状の規制部材７９が固定されており、樹脂フィルム７８の自由な変形を規制している。これにより、排気流路７３のインク圧が異常に高くなったとき、樹脂フィルム７８が過剰に変位して破損するのが防止される。規制部材７９には、大気連通孔７９ａが形成されており、樹脂フィルム７８の変形のしやすさは損なわれていない。後述のメンテナンス動作に係るインク循環動作（液体供給動作）時においては、インク供給ユニット１０からのインクが、流入口７２ａを介してインク流入流路７２に流入し、排気流路７３を介して流出口７３ａからインク供給ユニット１０に還流する（図８参照）。
【００３４】
さらに、図３、図４及び図５を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。なお、図４では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及び吐出口１０８を実線で描いている。
【００３５】
ヘッド本体２は、図３〜図５に示すように、流路ユニット９と、流路ユニット９の上面に固定された４つのアクチュエータユニット２１とを有している。流路ユニット９は、圧力室１１０を含むインク流路が形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のユニモルフ型のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する。
【００３６】
流路ユニット９は、ステンレス製の９枚の金属プレート１２２〜１３０を積層した積層体である。流路ユニット９の上面には、リザーバユニット７１のインク流出流路７５（図２参照）に連通する計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図３〜図５に示すように、インク供給口１０５ｂを一端とするマニホールド流路１０５、及び、マニホールド流路１０５から分岐した複数の副マニホールド流路１０５ａが形成されている。さらに、流路ユニット９の内部には、各副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を介して吐出面２ａの吐出口１０８に至る複数の個別インク流路１３２が形成されている。
【００３７】
流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。図３〜図５に示すように、通常印刷時においては、リザーバユニット７１のインク流出流路７５からインク供給口１０５ｂに供給されたインクは、マニホールド流路１０５（副マニホールド流路１０５ａ）に流入する。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に分配され、アパーチャ１１２及び圧力室１１０を介して吐出口１０８に至る。
【００３８】
次に、図２を参照しつつ、インク供給ユニット１０について詳細に説明する。インク供給ユニット１０は、サブタンク８０、補給ポンプ９１、バルブ９２、インク補給管８１、パージポンプ８６、インク供給管(供給流路)８２、バルブ８７、インク帰還管(排出流路)８３を含む。インク供給ユニット１０は、サブタンク８０を中心にして、インク補給管８１、インク供給管８２およびインク帰還管８３が接続されている。インク補給管８１には、補給ポンプ９１およびバルブ９２が設けられている。インク補給管８１により、インクタンク９０とサブタンク８０とが接続されている。インク供給管８２には、パージポンプ８６が設けられている。インク供給管８２により、サブタンク８０と流入口７２ａとが接続されている。また、インク帰還管８３には、バルブ８７が設けられている。インク帰還管８３により、サブタンク８０と流出口７３ａとが接続されている。この構成において、バルブ８７は、インク帰還管８３におけるインクの流通を遮断可能な開閉弁である。
【００３９】
サブタンク８０は、インクジェットヘッド１に供給されるインクを貯溜する。インクの貯留量が少なくなった時、バルブ９２が開弁され且つ補給ポンプ９１が駆動されることで、インクタンク９０からインク補給管８１を介して新鮮なインクが補給される。また、サブタンク８０の上壁には、サブタンク８０内と大気とを連通する大気連通孔８８が形成されている。これにより、サブタンク８０内の気圧が、貯溜しているインクの量にかかわらず常に大気圧となり、安定したインク供給が可能となっている。
【００４０】
また、サブタンク８０は、図２に示すように、内部に貯留されたインクの液面が鉛直方向に関して吐出面２ａより下方に配置されている。これにより、吐出口１０８近傍に形成されるインクメニスカスとサブタンク８０のインク液面とに水頭差が生じて、インクメニスカスのインク側が大気圧に比べ負圧となる。このときの負圧は、インクメニスカスが破壊されない程度に調整されている。
【００４１】
インク供給管８２は、ジョイント８２ａを介してリザーバユニット７１の流入口７２ａに接続されている。これにより、サブタンク８０のインクが、リザーバユニット７１のインク流入流路７２に供給される。パージポンプ８６は、サブタンク８０のインクを、インク流入流路７２に強制的に供給する供給手段の一部として機能する。また、パージポンプ８６は、ジョイント８２ａからサブタンク８０に向かってインクが流れるのを防止する逆止弁でもある。なお、パージポンプ８６が停止している場合であっても、サブタンク８０のインクは、インク供給管８２を流れてリザーバユニット７１に供給可能となっている。
【００４２】
本実施形態では、パージポンプ８６として、容積型ポンプである電動の三相ダイヤフラムポンプが用いられている。図６に示すように、３つのダイヤフラムが互いに異なる位相で変位することで、インク送出時の圧力変動が抑制された構成となっている。また、パージポンプ８６は、供給する電力を変化させることによって、単位時間当たりのインク送出量を制御することができる。本実施形態においては、パージポンプ８６は、インク送出量が互いに異なる２種類のモードで駆動される。ここで、インク送出量が少ないモードをＬＯモード、インク送出量がＬＯモードよりも多いモードをＨＩモードと称する。パージポンプ８６がＬＯモードで駆動されると、インク送出量が少なくなるため、インク流入流路７２に生じる圧力も小さい。このとき、パージポンプ８６は、バルブ８７が開いた状態（インクが循環する状態）において、インク流入流路７２に生じる圧力は、インクメニスカスを挟んでインクメニスカスに及ぶインク側圧力と気体側圧力の差圧が、メニスカス耐圧以下となるように設定されている。なお、メニスカス耐圧とは、インクメニスカスが破壊されない最大の差圧に相当する。一方、パージポンプ８６がＨＩモードで駆動されると、ＬＯモードにおけるよりも、インク流入流路７２に生じる圧力が大きくなる。このとき、バルブ８７が開いた状態において、インク流入流路７２に生じる圧力は、インクメニスカスに働く差圧がメニスカス耐圧を超えるように設定されている。
【００４３】
次に、図７を参照しつつ、制御装置１６について説明する。制御装置１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びこれらプログラムに使用されるデータを書き替え可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含んでいる。制御装置１６を構成する各機能部は、これらハードウェアとＥＥＰＲＯＭ内のソフトウェアとが協働して構築されている。制御装置１６は、インクジェットプリンタ１０１全体を制御するものであり、搬送制御部４１と、画像データ記憶部４２と、ヘッド制御部４３と、循環・パージ制御部４４と、メンテナンス制御部４５とを有している。
【００４４】
搬送制御部４１は、用紙Ｐが搬送方向に沿って所定の速度で搬送されるように搬送ユニット２０の搬送モータを制御する。画像データ記憶部４２は、用紙Ｐに印刷すべき画像に関する画像データを記憶する。
【００４５】
ヘッド制御部４３は、通常印刷時において、吐出口１０８から画像データに基づく所望の体積のインク滴が所望のタイミングで吐出されるように、生成した吐出駆動信号をアクチュエータユニット２１に供給する。
【００４６】
循環・パージ制御部４４は、後述のメンテナンス動作において、各インク供給ユニット１０のパージポンプ８６及びバルブ８７の動作を制御するものである。具体的な動作内容については後述する。なお、循環・パージ制御部４４は、インク補給のために補給ポンプ９１と補給バルブ９２も制御しているが、図７では省略している。
【００４７】
メンテナンス制御部４５は、後述のメンテナンス動作において、インクジェットヘッド１の昇降動作およびメンテナンスユニット３０による払拭動作を制御するものである。
【００４８】
図８及び図９を参照しつつ、メンテナンス動作について説明する。メンテナンス動作は、インクジェットヘッドの吐出特性を回復・維持するための動作であり、インク循環動作、吐出口パージ動作、払拭動作等が含まれる。インク循環動作では、インクジェットヘッド１とサブタンク８０との間で、インクが循環される。このとき、フィルタ７５ａより上流側のインクが異物(気泡を含む)とともに流出口７３ａから排出される。吐出口パージ動作では、吐出口１０８からインクが強制的に排出される。このとき、フィルタ７５ａより下流側のインクが、吐出口１０８付近の増粘インクとともに排出される。払拭動作では、吐出面２ａに付着している異物(残留インクを含む)が払拭される。本実施形態のメンテナンス動作では、インク循環動作、吐出口パージ動作、払拭動作の順で行われ、払拭動作は循環動作を伴う点に特徴がある。なお、メンテナンス動作は、インクジェットプリンタ１０１の起動時、印刷を行わない待機時間が一定時間を超えたとき、搬送部で用紙Ｐが詰まったとき等に行われる。なお、待機時及び通常印刷時には、パージポンプ８６は停止しており、バルブ８７が閉になっている。また、補給ポンプ９１も停止しており、補給バルブ９２が閉になっている。
【００４９】
図９に示すように、メンテナンス動作は、インク循環動作から行われる。循環・パージ制御部４４は、バルブ８７を閉から開にした後に、ＬＯモードでパージポンプ８６の駆動を開始する。なお、インク循環動作中、補給ポンプ９１は停止しており、補給バルブ９２も閉となっている。
【００５０】
これにより、サブタンク８０のインクが、図８に示すように、インク流入流路７２に強制的に供給されるとともに循環される。このとき、バルブ８７が開状態にあるので、供給されたインクは、インク流出流路７５に流れ込むことなく、排気流路７３及びインク帰還管８３を順に通過してサブタンク８０に帰還する。このインク循環動作が行われることによって、図９に示すように、循環経路のうちパージポンプ８６からサブタンク８０に至るまでの流路内のインクの圧力が高くなるが、吐出口１０８のインクメニスカスは維持される。このとき、インク循環によるインク流れにより、インク流入流路７２内に滞留している気泡などの異物、特にフィルタ７５ａ上に滞留している気泡などの異物が、インクと共に排気流路７３からインク帰還管８３を経てサブタンク８０にトラップされる。
【００５１】
このように、インク循環動作では、パージポンプ８６のインク送出量が、インクメニスカスを維持可能な量に調整されている。インク流入流路７２に供給される単位時間当たりのインク量は、インク流入流路７２内に生じる圧力が水頭差（サブタンク８０の液面と吐出面２ａとの高低差）によって生じる負圧以上であってインクメニスカス耐圧以下の範囲にある。このため、気泡などの異物を無駄なインクを生じることなくサブタンク８０まで移動できる。なお、インク循環を行っているときは、通常印刷時と比較してインク流入流路７２及び排気流路７３内のインク圧が高くなるため、樹脂フィルム７６が規制部材７７に密着し、樹脂フィルム７８が規制部材７９に密着している。
【００５２】
図９に示すように、インクの循環を開始して所定時間が経過した後に、循環・パージ制御部４４は、インク循環動作から吐出口パージ動作に移行する。このとき、循環・パージ制御部４４は、パージポンプ８６の駆動をＬＯモードからＨＩモードに切り替えるとともに、バルブ８７を開から閉にする。これにより、インク送出量が増加するとともに、排気流路７３を流れていたインクが急激に塞き止められることで、排気流路７３内及びインク流入流路７２内のインク圧力が急上昇し、インクメニスカスにおける差圧もメニスカス耐圧を超える。こうして、インク流入流路７２に供給されたインクが、すべてインク流出流路７５に流れ込み、マニホールド流路１０５及び各個別インク流路１３２を順に通過して吐出口１０８から排出される。インク流出流路７５以降に滞留していた異物(気泡を含む)が、吐出口１０８付近の増粘インクとともに排出されることになる。排出されたインクは、図示しない廃液トレイに受け止められる。
【００５３】
本実施形態においては、インク循環動作から吐出口パージ動作に移行するため、予めインク流入流路７２及び排気流路７３内の圧力を上昇させた状態から吐出口パージ動作を行うことができる。このため、インク流入流路７２及び排気流路７３内の圧力を瞬時に所望圧力（インクメニスカスを破壊する圧力）にすることが可能であり、吐出口パージ開始時からすべての吐出口１０８に高い圧力が付与されてインクが排出される。したがって、吐出口１０８内の増粘したインク、気泡などの異物を短時間に効率よく排出することができるとともに、インクが無駄に排出されるのを抑制することができる。
【００５４】
本実施形態においては、インク循環動作から吐出口パージ動作に移行する際に、パージポンプ８６の駆動モードの切り替えと、バルブ８７の切り替えとを同時に行っているが、バルブ８７を先に切り替えてからポンプ８６の駆動モードを切り替えてもよい。この変形例においても、上述と同様に、排気流路７３内及びインク流入流路７２内のインク圧力を急激に上昇させて、吐出口１０８から異物を含んだインクを排出させることができる。
【００５５】
循環・パージ制御部４４は、所定量のインクが吐出口１０８から排出されると（すなわち、所定時間だけパージポンプ８６をＨＩモードで駆動すると）、吐出口パージ動作からインク循環動作に移行する。つまり、循環・パージ制御部４４は、図９に示すように、パージポンプ８６の駆動をＨＩモードからＬＯモードに切り替えるとともに、バルブ８７を閉から開にする。これにより、吐出口パージ動作前のインク循環動作が、吐出口パージ動作終了と同時に始められる。変形例として、吐出口パージ動作からインク循環動作に移行する際に、上述の変形例と同様に、バルブ８７を先に切り替えてからパージポンプ８６の駆動モードを切り替えてもよい。
【００５６】
このインク循環動作が行われている間に、メンテナンス制御部４５は昇降動作及び払拭動作を行う。つまり、メンテナンス制御部４５が、ヘッド昇降機構４０を制御して、４つのインクジェットヘッド１を印刷位置から払拭位置に移動する。ここでいう払拭位置とは、退避位置におけるよりも吐出面２ａが搬送ベルト８に近づく位置であって、ワイパ３２を待機位置から図１中左方に移動させたときに、ちょうどワイパ３２の先端と吐出面２ａとが接触する位置である。なお、インクジェットヘッド１が退避位置にある場合は、ワイパ３２が吐出面２ａと対向する位置に移動してきてもワイパ３２の先端と吐出面２ａとは接触しない。そして、メンテナンス制御部４５が、移動機構３３を制御して、４つのワイパ３２を待機位置から図１中左方に移動する。このとき、吐出面２ａの残留インクなどの異物がワイパ３２によって払拭されるとともに、吐出口１０８のインクメニスカスが整えられる。
【００５７】
メンテナンス制御部４５は、移動機構３３を制御して、ワイパ３２が吐出口形成領域２ｂを通過し吐出面２ａと対向しなくなると、４つのワイパ３２の移動を停止させる。さらに、メンテナンス制御部４５は、ヘッド昇降機構４０を制御して、４つのインクジェットヘッド１を払拭位置から退避位置に移動する。この後、メンテナンス制御部４５は、移動機構３３を制御して、４つのワイパ３２を図１中右方に移動させて待機位置に戻す。こうして、払拭動作が終了する。
【００５８】
この払拭動作が終了と同時に、循環・パージ制御部４４は、パージポンプ８６の駆動を停止させる。パージポンプ８６の駆動が停止すると、時間が経過するに伴ってインク供給量が減少するとともに、インク流入流路７２及び排気流路７３内の圧力も減少する。こうして、インク循環動作が終了する。この後、循環・パージ制御部４４はバルブ８７を開から閉にする。メンテナンス制御部４５は、移動機構３３を制御して、４つのインクジェットヘッド１を印刷位置に戻す。これにより、メンテナンス動作が終了し、印刷待機状態となる。
【００５９】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１によると、吐出口パージ動作から払拭動作が開始されるまでの間に、インク循環動作（液体供給動作）が開始されるとともに、払拭動作中においてもインク循環動作が継続される。このインク循環動作がないと、吐出口１０８のインクには水頭差分の負圧がかかったとき、一部のインクは吐出口１０８内に引き戻される。このインク中には、一旦排出された異物が含まれている虞がある。しかし、本実施の形態では、インク循環動作中に払拭動作が行われるので、増粘インクや異物(気泡、埃等）が吐出口内に吸い込まれるのを抑制できる。このため、吐出口１０８からのインク吐出不良を抑制することが可能となる。
【００６０】
また、吐出口パージ動作の後のインク循環動作が、吐出口パージ動作終了と同時に開始されているので、吐出口パージ動作の終了と同時に吐出口近傍に付着した異物が吐出口内に吸い込まれるのを抑制することが可能となる。
【００６１】
また、吐出口パージ動作の後のインク循環動作が、ワイパ３２が吐出口形成領域２ｂを払拭し終えた（通過し終えた）ときも継続されているので、払拭前の吐出口近傍に付着した異物が吐出口内に吸い込まれるのを確実に抑制することが可能となる。
【００６２】
また、吐出口パージ動作に先立ってインク循環動作が行われているので、吐出口パージ動作を行う前に、循環経路のうちパージポンプ８６からサブタンク８０に至るまでの流路内の気泡などの異物を排出することが可能となる。
【００６３】
インク循環動作におけるパージポンプ８６によるインク送出量が、吐出口パージ動作におけるよりも小さいため、インク循環動作において、吐出口１０８からインクが漏れるのを抑制することが可能となる。
【００６４】
また、インク帰還管８３がサブタンク８０と連通しているため、インク循環動作において、インク帰還管８３に移送されてきたインクがサブタンク８０に戻される。したがって、廃棄するインク量を効果的に減少させることができる。変形例として、インク帰還管８３を廃棄タンク（不図示）に連通させてもよいし、サブタンク８０と廃棄タンクとに選択的に切換可能な構成としてもよい。例えば、前段のインク循環動作では、インク帰還管８３を廃棄タンクに連通させ、異物等を含むインクは廃棄する。後段のインク循環動作では、サブタンク８０に連通させ、インクをサブタンク８０に戻す。少なくとも後段のインク循環動作では、清浄なインクがサブタンク８０に戻ることになる。これによって、サブタンク８０内における、異物等の蓄積を抑制できる。
【００６５】
また、サブタンク８０が、吐出口１０８に形成されたインクメニスカスのインク側に負圧が生じるように、配置されている。このため、インク循環動作及び吐出口パージ動作において、当該負圧に相当する分だけのインク供給量を増加させることが可能となる。このため、流路内の異物を効果的に排出することが可能となる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態においては、吐出口パージ動作の後に払拭動作が行われるまでに、インク循環動作が行われているが、この動作においてはインクを循環させなくてもよい。また、吐出口パージ動作後のインク循環動作（インク供給動作）が、ワイパ３２が待機位置に戻るまで行われているが、ワイパ３２が吐出口形成領域２ｂを通過した時点で終了させてもよい。この場合でも、吐出面２ａのすべての吐出口１０８近傍領域はワイパ３２で払拭されているので、インクメニスカスに負圧が加えられても吐出口１０８内に気泡などの異物が侵入しない。また、吐出口パージ動作後のインク循環動作（インク供給動作）が、吐出口パージ動作終了と同時に開始されているが、払拭動作が行われるまでに開始されればよい。さらには、このインク循環動作は、ワイパ３２が吐出口形成領域２ｂを通過し始める直前に始めてもよい。
【００６７】
また、吐出口パージ動作に先立ってインク循環動作（インク供給動作）が行われているが、当該インク循環動作は行われていなくてもよい。つまり、インク循環動作を行わずに吐出口パージ動作を行ってもよい。
【００６８】
また、上述の実施形態においては、インク循環動作（インク供給動作）及び吐出口パージ動作において、パージポンプの駆動モードを変化させているが、変化させなくてもよい。この場合、バルブ８７の開閉でリザーバユニット７１の内部流路（インク流入流路７２及び排気流路７３）の圧力を変化させる。また、パージポンプは、ダイヤフラムポンプ以外の容積型ポンプであってもよい。また、バルブ８７が設けられていなくてもよい。この場合、パージポンプ８６によるインク送出量を、インク循環動作（インク供給動作）及び吐出口パージ動作において変化させ、内部流路に生じる圧力を変化させればよい。また、このとき、内部流路に生じる圧力の高低で吐出口パージ動作からインク循環動作（インク供給動作）に移行することになる。
【００６９】
また、上述の実施形態の移動機構３３においては、ワイパ３２を主走査方向に移動させているが、移動機構はインクジェットヘッド１を移動させてもよいし、ワイパ３２及びインクジェットヘッド１の両者を相対移動させてもよい。
【００７０】
本発明は、ライン式・シリアル式のいずれにも適用可能であり、また、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能であり、インク以外の液体を吐出させることで記録を行う液体吐出装置にも適用可能である。記録媒体は、用紙Ｐに限定されず、記録可能な様々な媒体であってよい。さらに、本発明は、インクの吐出方式にかかわらず適用できる。例えば、本実施の形態では、圧電素子を用いたが、抵抗加熱方式でも、静電容量方式でもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１  インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
２ａ  吐出面
２ｂ  吐出口形成領域
１６  制御装置（制御手段）
７２  インク流入流路（内部流路の一部）
７２ａ  流入口
７３  排気流路（内部流路の一部）
７３ａ  流出口
７５  インク流出流路（内部流路の一部）
８０  サブタンク
８２  インク供給管（供給流路）
８３  インク帰還管（排出流路）
８７  バルブ（液体遮断弁）
１０１  インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
１０５  マニホールド流路（個別液体流路の一部）
１０５ａ  副マニホールド流路（個別液体流路の一部）
１０８  吐出口
１３２  個別インク流路（個別液体流路の一部）
【図１】
2012171106.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2012171106.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012171106.tif 000008
【図７】
2012171106.tif 000009
【図８】
2012171106.tif 000010
【図９】
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