(57)【要約】【課題】液体吐出ヘッドから液体を取り除きつつ、廃液の量を軽減し、かつ、液体への異物を抑制することが可能な液体吐出装置を提供する。【解決手段】貯留部５は、液体を貯留する。液体吐出ヘッド１は、液体を吐出する吐出口１３を有する。供給路３は、貯留部５と液体吐出ヘッド１とを連通する。液体吐出装置１００は、吐出口１３からの液体の吐出が停止している停止期間に、液体を液体吐出ヘッド１から貯留部５の方へ移送する。【選択図】図２
2017052109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する貯留部と、
前記液体を吐出する吐出口を有する液体吐出ヘッドと、
前記貯留部と前記液体吐出ヘッドとを連通する供給路と、
前記液体を移送する移送部と、を備え、
前記吐出口からの前記液体の吐出が停止している停止期間に、前記移送部を用いて、前記液体を前記液体吐出ヘッドから前記供給路を介して前記貯留部の方へ移送することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記液体吐出ヘッドは、前記液体を蓄える液室を有し、
前記液室の体積以上の前記液体を移送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】
前記液体を移送するタイミングは、前記停止期間中の予め定められた開始時点から待機時間が経過したタイミングであることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記待機時間は、予め定められていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記停止期間に、前記吐出口から記録媒体へ前記液体を吐出させ、前記記録媒体に吐出された液体の濃度を検知し、当該濃度に基づいて前記待機時間を決定する検知制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記検知制御手段は、前記濃度を定期的に検知し、当該濃度の変化に基づいて前記待機時間を決定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】
前記吐出口を密閉可能なキャップをさらに備え、
前記キャップで前記吐出口が密閉された時点を、前記開始時点とすることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記停止期間に、前記吐出口のうち前記液体の吐出ができない不吐出口を検知し、当該検知結果を用いて前記液体を移送するタイミングを決定する検知制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記吐出口は、複数あり、
前記検知制御手段は、前記検知結果として前記不吐出口の数を用いて、前記タイミングを決定することを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記検知制御手段は、前記不吐出の数の増加量に基づいて前記タイミングを決定することを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記供給路に設けられ、前記液体を収容する収容部をさらに備え、
前記タイミングになると、前記液体吐出ヘッドの内部の液体を前記収容部まで移送し、前記吐出を行う際に、前記収容部に収容された液体を攪拌させることを特徴とする請求項３ないし１０のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
前記収容部の内部に設けられ、前記収容部に収容された液体を攪拌させる攪拌子をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
前記収容部は、曲折を繰り返す波型の流路であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の液体吐出装置。
【請求項１４】
前記収容部は、第１および第２の収容部と、前記第１の収容部の上部と第２の収容部の下部を連通する流路とを有する請求項１１または１２に記載の液体吐出装置。
【請求項１５】
前記貯留部に貯留された液体を攪拌する貯留攪拌部をさらに備え、
前記液体を移送してから追加待機時間が経過すると、前記移送部を用いて前記収容部に収容された液体を前記貯留部までさらに移送し、前記吐出口による前記吐出を行う際に、前記貯留攪拌部を用いて前記貯留部に貯留された液体を攪拌することを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１６】
前記吐出口に空気を送入する空気送入部をさらに備え、
前記空気送入部を用いて前記吐出口に空気を送入しながら、前記移送部を用いて前記液体を移送することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１７】
前記吐出口から前記液体を吐出させながら、前記移送部を用いて前記液体を移送することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１８】
前記液体は、酸化チタンを含有することを特徴とする請求項１ないし１７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、液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置には、数百ナノメートル径ほどの大きさの顔料粒子を色材として含有する液体であるインクを記録媒体に吐出するものがある。液体内の顔料粒子は、溶媒よりも比重が重い固形成分であるため、液体吐出ヘッド１内で長期間放置されると、液体の下側に沈降し、液体内に濃度差が生じる。この濃度差が生じた液体で画像の記録が行われると、画像の画質が低下してしまう。
また、近年、液体として白インクを吐出する液体吐出装置が増えている。白インクの色材として使用される酸化チタンは比重が非常に大きいため、沈降速度が速く、また、沈降した部分の粘度が非常に高くなることが知られている。このため、液体吐出ヘッドの吐出口やフィルタのような流路抵抗が高い部分で顔料粒子が沈降すると、吐出不良が発生したり、場合によっては、目詰まりが発生して回復できなくなったりすることがある。
したがって、液体吐出ヘッドの内部で顔料粒子が沈降することを防止するために、液体を吐出しない放置時には、液体吐出ヘッドから液体を除去することが望ましい。しかしながら、液体吐出装置を放置するたびに、液体吐出ヘッドから液体を除去すると、廃液の量が増え、コストが増加してしまう。
これに対して特許文献１には、液体吐出ヘッドから外部に液体を吸引し、その吸引した液体を、液体吐出ヘッドに供給する液体を蓄えているタンクに戻す記録装置が記載されている。この記録装置では、液体吐出ヘッドから液体を除去しつつ、廃液の量を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０５９２９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、特許文献１に記載の記録装置では、外部に吸引された液体をタンクに戻しているため、液体にゴミなどの異物が混入する恐れがある。
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、液体吐出ヘッドから液体を除去しつつ、廃液の量を軽減し、かつ、液体への異物の混入を抑制することが可能な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】
本発明による液体吐出装置は、
液体を貯留する貯留部と、
前記液体を吐出する吐出口を有する液体吐出ヘッドと、
前記貯留部と前記液体吐出ヘッドとを連通する供給路と、
前記液体を移送する移送部と、を備え、
前記吐出口からの前記液体の吐出が停止している停止期間に、前記移送部を用いて、前記液体を前記液体吐出ヘッドから前記供給路を介して前記貯留部の方へ移送する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、液体が、液体吐出ヘッドと貯留部を連通する供給路を介して、液体吐出ヘッドから貯留部の方へ移送されるため、液体吐出ヘッドから液体を除去しつつ、廃液の量を軽減し、かつ、液体への異物の混入を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態の液体吐出装置の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の液体吐出装置の要部を模式的に示す図である。
【図３】弁部の一例を示す図である。
【図４】濃度測定ユニットの一例を模式的に示す図である。
【図５】経過時間と吐出口濃度の関係の一例を示す図である。
【図６】吐出検知ユニットの一例を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の液体吐出装置の一例の要部を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の液体吐出装置の他の例の要部を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の液体吐出装置の他の例の要部を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態の液体吐出装置の要部を模式的に示す図である。
【図１１】空気送入ユニットの概観を模式的に示す斜視図である。
【図１２】空気送入ユニットの動作の一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の各実施形態で記載される構成要素や動作は、単なる一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。また、各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の液体吐出装置の要部を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態の液体吐出装置の要部を模式的に示す図である。
図１および図２に示す液体吐出装置１００は、液体としてインクを吐出するインクジェット記録装置である。液体吐出装置１００は、インクを吐出する液体吐出ヘッド１を搭載したキャリッジ２と、液体吐出ヘッド１にインクを供給する供給路３とを備える。また、液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド１の吐出機能を回復させる回復ユニット４と、液体吐出ヘッド１に供給するインクを貯留する貯留部５とを備える。
液体吐出ヘッド１は、供給路３と接続される供給口１１と、供給口１１に供給されたインクを一時的に蓄える液室１２と、液室１２内のインクを吐出する吐出口１３とを有する。液室１２内には、インクからゴミなどの異物を取り除くフィルタ１４が設けられる。また、液体吐出ヘッド１では、高さ方向において、低い方から順に吐出口１３、フィルタ１４、供給口１１の順に配置される。本実施形態では、吐出口１３から供給口１１までが液室１２として形成されている。図２（ａ）に示されるようにインクが吐出される前のスタンバイ状態では、液体吐出ヘッド１の液室１２はインクで満たされる。
吐出口１３は、本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、黒および白のそれぞれのインクを吐出するように複数形成されている。また、液体吐出ヘッド１は、各吐出口１３に対応する電気熱変換素子（図示せず）を備える。液体吐出ヘッド１は、外部（具体的には、液体吐出装置１００本体）から入力される駆動信号に応じた電気信号を電気熱変換素子に印加することで、インク内に気泡を発生させ、その気泡による圧力を用いてインクを吐出口１３から吐出する。
液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド１を搭載したキャリッジ２を図１のＸ方向に往復可能に支持する支持部材であるスライド軸６を備える。また、液体吐出ヘッド１における吐出口１３が設けられた面と対向する位置に紙などの記録媒体２００が配置される。
インクを吐出して画像を記録する記録動作では、液体吐出装置１００は、不図示のキャリッジモータを用いてキャリッジ２をＸ方向に往復移動させながら、液体吐出ヘッド１にインクを吐出させる。さらに液体吐出装置１００は、キャリッジ２の往復移動に合わせて、不図示の搬送モータを用いて記録媒体２００をＸ方向とは交差するＹ方向に間欠的に移動させることで、記録媒体２００に画像を記録する。
供給路３は、液体吐出ヘッド１と貯留部５とを連通するチューブであり、キャリッジ２の往復移動に追従可能な長さおよび柔軟性を有する。供給路３は、少なくとも各色のインクに対して１本ずつ設けられるが、図１および図２では、１つだけ示されている。供給路３の長さは、キャリッジ２の往復移動における片道の移動可能距離の２倍程度であることが望ましい。供給路３の材料は、例えば、シリコンまたはポリエチレンなどである。
供給路３上には、供給路３を介してインクを移送するための移送部３１が設けられる。移送部３１は、例えば、チューブポンプなどのポンプである。
回復ユニット４は、液体吐出ヘッド１が往復運動可能な領域のうちの、画像が記録される画像記録領域の外に配置される。回復ユニット４は、液体吐出ヘッド１の吐出口１３を密閉可能なキャップ４１と、キャップ４１にて密閉された吐出口１３からインクを吸引する吸引装置４２とを有する。吸引装置４２は、例えば、ポンプなどであり、負圧を生成することでインクを吸引する。
貯留部５は、インクタンク５１と、弁部５２と、サブタンク５３とを有する。インクタンク５１は、インクを貯留する主貯留部である。インクタンク５１は交換可能である。インクタンク５１は、弁部５２と接続する接続口５１ａとサブタンク５３と接続する接続口５１ｂとを有する。なお、インクタンク５１は、少なくとも各色のインクに対して１個ずつ設けられるが、図１では、３つ、図２では、１つだけ示されている。
弁部５２は、インクタンク５１と供給路３との間に設けられ、供給路３を開閉する開閉機構である。図３は弁部５２の一例を示す図である。図３に示す弁部５２は、上下に動く弁ゴム５２ａと、インクを蓄える液室５２ｂと、インクタンク５１と接続する接続口５２ｃと、供給路３と接続する接続口５２ｄとを有する。
弁ゴム５２ａは、ゴムなどの可撓性のある膜で形成され、不図示の駆動機構により上下方向に移動する。接続口５２ｃおよび５２ｄは、上向きに配置される。供給路３が開いた開状態の場合、図３（ａ）に示すように弁ゴム５２ａは、接続口５２ｃおよび５２ｄを塞がないように高い位置に配置される。供給路３を閉じる閉状態の場合、図３（ｂ）に示すように、弁ゴム５２ａは、接続口５２ｃおよび５２ｄの少なくとも一方を塞ぐように配置される。なお、図３（ｂ）の例では、接続口５２ｃが弁ゴム５２ａで塞がれている。
図１および図２の説明に戻る。サブタンク５３は、インクを蓄積する副貯留部である。サブタンク５３は、外気と接続された大気口５３ａを有する。サブタンク５３は、図２（ａ）に示すように、スタンバイ状態などでは、インクを貯留せず、大気口５３ａからの空気で満たされている。サブタンク５３の体積は、液体吐出ヘッド１の液室１２の体積よりも大きい。
【００１１】
以上説明した液体吐出装置１００において、液体吐出ヘッド１内にインクが存在する状態で放置されると、インク内の色材である顔料粒子が沈降する。特に白インクでは、他のインクの顔料粒子と比べて比重がかなり重い酸化チタンを顔料粒子として含有するため、顔料粒子の沈降が速い。以下では、この顔料粒子の沈降による不具合を抑制するための動作について説明する。
画像を記録する記録動作時では、図２（ａ）に示すように液体吐出ヘッド１の液室１２内や供給路３内はインクで満たされている。一方、サブタンク５３内は、大気口５３ａからの空気で満たされている。
記録動作を終了し、吐出口１３によるインクの吐出を停止した場合、液体吐出装置１００は、その吐出が停止している停止期間に、移送部３１を駆動し、インクを逆送する、すなわち、インクを液体吐出ヘッド１から供給路３を介して貯留部５の方へ移送する。
具体的には、先ず、停止期間におけるインクを逆送する逆送タイミングになると、液体吐出装置１００は、移送部３１を駆動する。そして液体吐出装置１００は、インク液体吐出ヘッド１の液室１３からインクタンク５１に向かう方向（図２（ｂ）の矢印で示される方向Ａ）に供給路３を介してインクを移送する。これにより、液体吐出ヘッド１の吐出口１３のメニスカスが破れ、空気が吐出口１３から液体吐出ヘッド１の内部に入る。この状態でさらに方向Ａへのインクの移送が継続されると、図２（ｃ）に示すように、液体吐出ヘッド１の液室１２内のインクは、インクタンク５１に流れ込み、その流れ込んだ分のインクがサブタンク５３に流れ込む。
このとき、サブタンク５３内の空気は大気口５３ａから外部へ排出されるため、サブタンク５３内は加圧状態にはならない。また、液体吐出ヘッド１の液室１２の体積よりもサブタンク５３の体積の方が大きいので、インクが大気口５３ａから外へ漏れ出すことはない。移送部３１の駆動量は、液室１２の体積以上のインクがＡ方向に移送される値に設定されている。移送部３１がチューブポンプの場合、チューブポンプの回転量を制御することで、インクの移送量が制御されるため、予め設定された体積分のインクを移送することは容易である。
インクの逆送が終了すると、液体吐出装置１００は、弁部５２を用いて供給路３を閉じ、ユーザなどから記録動作を実行する旨の実行命令を受け付けるまで停止する。液体吐出装置１００は、実行命令を受け付けると、弁部５２を用いて供給路３を開け、その後、吸引装置４２を用いてインクタンク５１から液体吐出ヘッド１に向かう方向にインクを移送して、液体吐出ヘッド１の液室１３にインクを充填する。このとき、サブタンク５３内のインクはインクタンク５１に戻る。
【００１２】
上記の動作により、インクが液体吐出ヘッド１から貯留部５へ移送されるため、廃液を発生させることなく、液体吐出ヘッド１内のインクを除去することが可能になる。また、インクは供給路３を介して移送されるため、流路の外に排出されることがないので、ゴミなどの異物のインクへの混入を抑制することが可能になる。したがって、液体吐出ヘッド１からインクを取り除きつつ、廃液の量を軽減し、かつ、インクへの異物の混入を抑制することが可能になる。
また、液体吐出ヘッド１の液室１２の体積以上のインクが移送されるため、流路抵抗が大きい吐出口１３およびフィルタ１４部分のインクをより確実に取り除くことが可能になる。
【００１３】
次に記録動作を再開する際の動作についてより詳細に説明する。
図２（ｃ）に示したように液体吐出装置１００を、インクを逆送させた後に記録動作を停止させたまま放置すると、インクタンク５１の上部と下部とでインクに濃度差が生じてしまうことがある。インクに濃度差が生じると、記録する画像の画質が劣化することがあるため、記録動作を再開する場合、この濃度差が解消されるように、インクタンク５１内のインクを攪拌してから液体吐出ヘッド１に充填することの望ましい。
インクタンク５１内のインクを攪拌する攪拌方法としては、例えば、弁部５２を、インクタンク５１内のインクを攪拌する貯留攪拌部として用いる方法が挙げられる。この攪拌方法では、液体吐出装置１００は、不図示の駆動機能を用いて、弁部５２による供給路３の開閉動作を繰り返す。これにより、弁部５２内の液室５２ｂの容積が変化し、その結果、インクタンク５１の接続口５１ａからインクが噴流される。このため、インクタンク５１内に対流が発生し、インクが攪拌され、インク内の顔料の濃度が均一化される。その後、インクタンク５１から液体吐出ヘッド１の液室１２にインクを移送することで、液体吐出ヘッド１には濃度が均一化されたインクが充填されることとなり、記録動作において、画像の画質劣化を抑制することが可能になる。
【００１４】
次に液体吐出ヘッド１内のインクを逆送させる逆送タイミングについて説明する。
この逆送タイミングは、吐出口１３からの液体の吐出が停止している停止期間内であれば、特に限定されない。例えば、インクの逆送は、記録動作の終了後、回復ユニット４のキャップ４１で液体吐出ヘッド１の吐出口１３を密閉するキャッピングを行う前に実行されてもよい。しかしながら、インクを逆送させた後に記録動作を再開する場合、インクの攪拌や液体吐出ヘッド１へのインクの充填などを行う必要があるので、実際に画像の記録が行われるまでに時間がかかる恐れがある。このため、適切なタイミングでインクの逆送を行うことが望ましい。
仮に液体吐出ヘッド１内でインクが放置された場合、顔料粒子が沈降するため、液体吐出ヘッド１の下部（吐出口１３付近）では、顔料粒子の濃度が高くなり、液体吐出ヘッド１の上部では、濃度が低くなる。一般にインクでは、顔料の濃度が高いほど、粘度が高くなるため、液体吐出ヘッド１の下部では、インクの粘度が高くなる。特に顔料として酸化チタンを含有する白インクでは、顔料粒子の比重が大きいので、液体吐出ヘッド１の下部におけるインクの粘度は非常に高くなる。
このような粘度の高いインクが液体吐出ヘッド１の吐出口１３付近に溜まってしまうと、吐出口１３付近の流路抵抗が大きいため、回復ユニット４を用いて吐出口１３からインクを排出するためには、大きな吸引圧が必要となる。特に白インクの場合、放置された時間によっては、従来の回復ユニット４では、インクの吸引ができなくなるほど、インクの粘度が高くなることがある。
本願発明者らは、インクを液体吐出ヘッド１に放置する放置時間がどの程度になると、従来の回復ユニット４では、吐出口１３の回復が出来なくなるかを検討した。
インクが１０％程度の顔料濃度を有する白インクであり、吐出口のサイズが約２０μｍ、吐出口の数が約２０００個、回復ユニット４の回復動作にて生成可能な最大の吸引圧が約５０ｋＰａであるとする。この場合、本願発明者らは、インクを液体吐出ヘッド１内に約３日以上放置すると、吐出口１３を回復するために、５０ｋＰａ以上の吸引圧が必要となり、回復ユニット４では、吐出口１３の回復が出来なくなることを実験的に確かめた。したがって、３日以内には、液体吐出ヘッド１内のインクをインクタンク５１に逆送させることが望ましい。
また、インクが約１２時間放置されると、インクの上部と下部で１０％以上の濃度差が生じることが知られている。インクに１０％以上の濃度差が生じると、記録される画像に影響を及ぼすため、インクの上部と下部の濃度差を１０％以内に抑えることが望ましい。このため、約１２時間以内ごとにインクの攪拌を行うために、１２時間以内にはインクをインクタンク５１に逆送させることが望ましい。
以上のように吐出口１３が回復可能か否かと、インクの濃度差が画像に影響を及ぼすか否かという２つの観点に基づいて、インクの逆送を行う逆送タイミングを決定することが望ましい。
本実施形態では、この２つの観点に基づいて、停止期間中のある時点からインクの逆送を行うまでの待機時間を決定する。待機時間の開始時点としては、液体の吐出を停止した時点や、キャップ４１で液体吐出ヘッド１の吐出口１３を密閉するキャッピングを行った時点が挙げられる。以下では、キャッピングを行った時点を開始時点とし、開始時点からインクの逆送を行うまでの待機時間を６時間と予め定めておく。この場合、吐出口１３が回復不能になることを抑制しつつ、インクの濃度差により画質が劣化することも抑制することが可能になる。
【００１５】
（第２の実施形態）
本実施形態では、インクの逆送を行う逆送タイミングの別の例について説明する。
第１の実施形態では、逆送タイミングは、キャッピングを行った時点から予め定められた待機時間（６時間）が経過したタイミングに決定されていた。しかしながら、環境条件（温度や湿度など）のような種々の条件によっては、開始時点から６時間より長くても、顔料の沈降による問題が生じないことがある。この場合、逆送タイミングを遅らせることで、記録動作の再開時に発生する動作遅延を軽減し、ユーザの負担を軽減することが可能になる。したがって、顔料の沈降による問題が生じない範囲で、逆送タイミングを少しでも遅らせることが望ましい。以下では、逆送タイミングを調整する調整方法について説明する。
本実施形態の調整方法では、液体吐出ヘッド１の吐出口１３付近のインクの濃度である吐出口濃度に基づいて、逆送タイミング、つまり停止時点から逆送を行うまでの待機時間を決定する。具体的には、先ず、記録媒体２００に記録した画像を形成しているインクの濃度である画像濃度を定期的に測定することで、吐出口１３付近のインクの濃度である吐出口濃度を定期的に求める。そして、各吐出口濃度に基づいて、吐出口濃度が予め定められた閾値であるＮＧ濃度に到達するまでの経過時間を予測し、その経過時間を待機時間として求める。なお、吐出口濃度は画像濃度に略比例していることが知られている。
【００１６】
図４は、待機時間を決定する検知制御部である濃度測定ユニットを模式的に示す図である。図４に示す濃度測定ユニット４００は、記録媒体２００上のインク２０１へ光を出射する発光素子であるＬＥＤ４０１と、記録媒体２００からの光を受光する受光素子であるフォトダイオード４０２とを備える。また、濃度測定ユニット４００は、ＬＥＤ４０１とインク２０１との間の光路上に配置された発光側レンズ４０３と、インク２０１とフォトダイオード４０２と間の光路上に配置された受光側レンズ４０４とを備える。
ＬＥＤ４０１および発光側レンズ４０３が発光部を構成し、フォトダイオード４０２および受光側レンズ４０４が受光部を構成する。また、濃度測定ユニット４００は、ＬＥＤ４０１およびフォトダイオード４０２を制御する制御部４０５を有する。制御部４０５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などである。
制御部４０５を除く濃度測定ユニット４００の各構成要素は、キャリッジ２に搭載される。濃度測定ユニット４００が画像濃度を測定する場合、キャリッジ２は、画像濃度の測定が可能な位置、つまり、記録媒体２００に記録した画像付近まで移動される。本実施形態では、ＬＥＤ４０１からの光が、発光側レンズ４０３を介して記録媒体２００に対して斜め方向（例えば、記録媒体２００の法線に対して約４５°の方向）から照射する位置までキャリッジが移動される。
ＬＥＤ４０１からの光は、記録媒体２００上のインク２０１に入射し、インク２０１で散乱する。記録媒体２００で散乱した散乱光のうち、上方に向かう光は、受光側レンズ４０４を介してフォトダイオード４０２に入射する。フォトダイオード４０２は、入射された光の光量に応じた電気信号を出力する。制御部４０５は、フォトダイオード４０２から電気信号を受け付け、その電気信号に基づいてインク２０１の濃度である画像濃度を検知する。
【００１７】
図５は、経過時間と吐出口濃度の関係の一例を示す図である。第１の実施形態のように待機時間が予め決定されている場合、待機時間は、特定の環境条件における吐出口濃度の時間変化特性５０１に基づいて決定される。例えば、待機時間は、時間変化特性５０１において、キャッピングを行った時点から、吐出口濃度が予め定められたＮＧ濃度に到達するまでの経過時間Ｄに決定される。ここでＮＧ濃度は、例えば、記録される画像の画質が劣化する可能性のある吐出口濃度である。
しかしながら、環境条件によっては、顔料が沈降する速度が遅く、時間変化特性５０１よりも吐出口濃度が緩やかに上昇することがある。例えば、ある環境条件において、吐出口濃度の時間変化特性が図５の点線で示される時間変化特性５０２であったとする。この場合、制御部４０５は、経過時間がＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれに到達した時点で画像濃度を求め、それらの画像濃度に基づいて、吐出口濃度がＮＧ濃度に到達するまでの経過時間Ｅを待機時間として予測する。なお、このような環境条件としては、液体吐出装置１００内の温度が通常よりも低い条件などが挙げられる。また、顔料が沈降する速度が速く、時間変化特性５０１よりも吐出口濃度が速やかに上昇する場合であっても、同様な方法で待機時間を適切に設定することが可能である。
【００１８】
以上説明したように本実施形態によれば、吐出口１３付近のインクの濃度である吐出口濃度に基づいて、インクの逆送を行うまでの待機時間が決定されるため、待機時間を適切に決定することが可能になる。したがって、ユーザの負担を軽減することが可能になる。
【００１９】
（第３の実施形態）
本実施形態では、逆送タイミングを調整する調整方法の別の例について説明する。本実施形態の調整方法では、吐出口１３のうち吐出ができない不吐出口を検知し、その検知結果に基づいて、逆送タイミングを決定する。
図６は、逆送タイミングを決定する検知制御部である吐出検知ユニット６００の一例を模式的に示す図である。図６に示すように吐出検知ユニット６００は、光を出射する発光素子であるＬＥＤ６０１と、ＬＥＤ６０１からの光を受光する受光素子であるフォトダイオード６０２とを有する。ＬＥＤ６０１およびフォトダイオード６０２は、互いに向かい合うように配置され、吐出口１３から吐出されたインクがＬＥＤ６０１から出射された光の光路を通過するように配置される。また、吐出検知ユニット６００は、ＬＥＤ６０１およびフォトダイオード６０２を制御する制御部６０３を備える。制御部６０３は、例えば、ＣＰＵなどである。
フォトダイオード６０２は、入射した光の光量に応じた電気信号を出力する。制御部６０３は、フォトダイオード４０２から電気信号を受け付け、その電気信号に基づいて、不吐出口を検知する。例えば、制御部６０３は、吐出口１３ごとにインクを吐出させ、電気信号が示す光量が基準値以下になったか否かを判断する。光量が基準値以下になった場合、制御部６０３は、インクが光を遮ったと判断し、吐出口１３がインクを吐出できる吐出可能状態であると判断する。一方、光量が基準値以下にならなかった場合、制御部６０３は、インク滴が光を遮っていないと判断し、吐出口１３がインクを吐出できない不吐出口状態である判断する。
そして、制御部６０３は、不吐出口状態と判断した吐出口１３の数を不吐出口の数として求め、その数に基づいて逆送タイミングを決定する。具体的には、制御部６０３は、キャッピングを行った時点から定期的に上記の処理を行い不吐出口の数を求める。このとき、停止時点からの経過時間が長くなるほど、インク内の顔料の沈降により吐出口１３付近のインクの粘度が上昇するため、不吐出口の数が増加する。制御部６０３は、この不吐出口の数の増加量が予め定められた閾値（例えば１００個）以上になった時点を逆送タイミングと判断して、インクの逆送を実行する。不吐出口の増加量は、具体的には、今回の不吐出口の数から前回の不吐出口の数を減算した数である。
以上説明したように本実施形態によれば、不吐出口の数に基づいてインクを逆送する逆送タイミングが決定されるため、逆送タイミングを適切に設定することが可能になる。したがって、ユーザの負担を軽減することが可能になる。
【００２０】
（第４の実施形態）
第１〜第３の実施形態では、インクを攪拌する攪拌手段として弁部５２が備わっていたが、本実施形態では、インクの逆送後にインクを液室１２に充填する再充填時間を短くするために、複数の攪拌手段が備わっている。また、待機時間も複数設定されており、待機時間ごとに、インクを逆送させる逆送量が制御される。
図７は、本実施形態の液体吐出装置の要部を模式的に示す図である。図７に示す液体吐出装置１００ａは、図１に示した構成に加えて、インク攪拌室３２およびインク攪拌部３３からなる攪拌手段をさらに有する。
インク攪拌室３２は、インクを収容する収容部であり、供給路３上に設けられる。インク攪拌室３２の体積は、液体吐出ヘッドの液室１２の体積と同じであることが望ましい。インク攪拌部３３は、インク攪拌室３２に収容されたインクを攪拌する。インク攪拌部３３は、インク攪拌室３２の内部に設けられる攪拌子である。不図示の駆動手段によって攪拌子が回転することで、インク攪拌室３２内に対流が発生し、インクが攪拌される。なお、攪拌子の形状は、特に限定されないが、図７の例では、プロペラ形状としている。
インク攪拌室３２およびインク攪拌部３３は、インクの逆送量を軽減するために、液体吐出ヘッド１の近傍、つまり、キャリッジ２に搭載されることが望ましい。この場合、インク攪拌室３２およびインク攪拌部３３は、小型であることが要求されるため、攪拌能力を大きくすることが難しい。一方、弁部５２は、キャリッジ２に搭載する必要がないため、攪拌能力を比較的大きくすることができ、インクタンク５１内のインクを攪拌するために使用される。
【００２１】
次に動作を説明する。
本実施形態では、第１の待機時間および第２の待機時間の２つの待機時間が液体吐出装置１００ａに予め設定されている。第１の待機時間は、第１の実施形態の待機時間（６時間）と同じである。
インクの吐出を停止した停止時点では、図７（ａ）に示すように液体吐出ヘッドの液室１２および供給路３内はインクで満たされている。その後、液体吐出装置１００ａは、逆送タイミングになると、つまり、キャッピングが行われた時点から第１の待機時間が経過すると、移送部３１を用いて、図７（ｂ）に示すように液室１２内のインクがインク攪拌室３２に収まる量だけインクを移送する。以下、このインクの逆送を第１のインク逆送と称する。また、第１のインク逆送が実行された後で、第２の待機時間が経過すると、第２のインク逆送が実行されるが、この第２のインク逆送については後述する。
第１のインク逆送が実行された後、放置されると、図７（ｃ）に示すように流路内のインクが沈降する。この状態で記録動作を実行する実行命令を受け付けると、液体吐出装置１００ａは、第１の実施形態と同様に弁部５２による供給路３の開閉動作を繰り返す。これにより、図７（ｃ）の矢印Ｂで示されるようにインクタンク５１内のインクが対流し、攪拌される。また、液体吐出装置１００ａは、インクタンク５１内のインクの攪拌と同時に、インク攪拌部３３であるプロペラ形状の攪拌子を回転させる。これにより、図７（ｃ）の矢印Ｃで示されるようにインク攪拌室３２内のインクが対流し、攪拌される。そして、インクの攪拌が終了すると、液体吐出ヘッド１をキャップ４１から吸引して液体吐出ヘッド１内の液室１２にインクを充填させ、図７（ａ）に示した状態に戻る。このとき、液体吐出装置１００ａは、インク攪拌部３３を駆動しながら、インクを液室１２に充填させることで、インク供給路３内のインクも攪拌される。
したがって、この第１のインク逆送では、第１〜第３の実施形態のようにインクをインクタンク５１まで移送するよりもインクの逆送量を少なくすることが可能になる。このため、記録動作の再開時における液体吐出ヘッド１へのインクの充填にかかる時間を短くすることが可能になるため、ユーザの負担を軽減することが可能になる。
【００２２】
以下、攪拌手段の別の例を説明する。図８は、インク攪拌部３３とは異なる攪拌手段を有する液体吐出装置を示す図である。図８に示す液体吐出装置１００ｂは、図７に示した液体吐出装置１００ａと比べて、インク攪拌室３２およびインク攪拌部３３の代わりに、インク攪拌路３４を有する。インク攪拌路３４は、垂直方向に曲折を繰り返す波型の流路である。インク攪拌路３４の体積は、液体吐出ヘッドの液室１２の体積と同じであることが望ましい。
液体吐出装置１００ｂは、キャッピングが行われた時点から第１の待機時間が経過すると、移送部３１を用いて、図８（ａ）に示すように液室１２内のインクをインク攪拌路３４まで移送させる。その後、放置されると、図８（ｂ）に示すように流路内のインクが沈降する。液体吐出装置１００ｂは、実行命令を受け付けると、弁部５２を使用してインクタンク５１内のインクを攪拌する。そして、液体吐出装置１００ａは、攪拌が終了すると、インクをキャップ４１から吸引して、インクタンク５１からインク攪拌路３４にインクを供給し、液体吐出ヘッド１内の液室１２にインクを充填させる。このとき、インク攪拌路３４は、垂直方向に曲折を繰り返す波型の流路であるため、インクがインク攪拌路３４内を垂直方向に上下に流れ、インクが攪拌される。このため、液体吐出ヘッド１内の液室１２内にはインク濃度が均一化されたインクが充填されるので、画像劣化を抑制することが可能になる。
【００２３】
図９は、別の攪拌手段を有する液体吐出装置を示す図である。図９に示す液体吐出装置１００ｃは、図７に示した液体吐出装置１００ａと比べて、インク攪拌室３２およびインク攪拌部３３の代わりに、インク攪拌室３５および３６とインク攪拌路３７とを有する。インク攪拌室３５は、液体を収容する第１の収容部であり、供給路３の上部と接続される。インク攪拌室３６は、液体を収容する第２の収容部であり、その上部が液体吐出ヘッド１の供給口１１と接続される。インク攪拌路３７は、インク攪拌室３５の上部とインク攪拌室３６の下部とを連通する流路である。インク攪拌室３５および３６とインク攪拌路３７との体積の合計は、液体吐出ヘッドの液室１２の体積と同じであることが望ましい。
液体吐出装置１００ｃは、キャッピングが行われた時点から第１の待機時間が経過すると、移送部３１を用いて、液室１２内のインクをインク攪拌室３５および３６まで移送させる。その後、放置されると、図９に示すように流路内のインクが沈降する。液体吐出装置１００ｃは、実行命令を受け付けると、弁部５２を使用してインクタンク５１内のインクを攪拌する。そして、液体吐出装置１００ａは、攪拌が終了すると、インクをキャップ４１から吸引して、インクタンク５１からインク攪拌室３５にインクを供給し、液体吐出ヘッド１内の液室１２にインクを充填させる。このとき、供給路３から濃度の薄いインクが、インクの濃度が濃いインク攪拌室３５の下部に流れ、その濃度の濃いインクが、インクの濃度が薄いインク攪拌室３５の上部に流れる。そして、インク攪拌室３５の上部の濃度が薄いインクは、インク攪拌路３７を介してインクの濃度が濃いインク攪拌室３６の下部に流れ、その濃度の濃いインクが、インクの濃度が薄いインク攪拌室３６の上部に流れる。このように濃度の濃いインクが濃度の薄いインクに流れ込み、濃度の薄いインクが濃度の濃いインクに流れ込むため、インクが攪拌される。
【００２４】
次に第２のインク逆送について説明する。以下の説明では、図７で示した液体吐出装置１００ａを例にとって説明する。
第１のインク逆送が実行された時点からさらに長時間放置されると、インク攪拌部３３の攪拌能力を超える濃度差、つまり、インク攪拌部３３では攪拌しきれないほどの濃度差がインクに生じる可能性がある。このため、攪拌能力が高い弁部５２を用いてより確実にインクの攪拌を行うために、第２のインク逆送を行う。
具体的には、第１のインク逆送によりインクを移送してから追加待機時間である第２の待機時間が経過すると、液体吐出装置１００ｂは、インクを全てインクタンク５１まで逆送させる第２のインク逆送を実行する。第２の待機時間は、インク攪拌部３３の攪拌能力を超える濃度差がインクに生じるまでの時間を検討し、その時間よりも短い時間に予め設定される。
第２のインク逆送が実行された後で記録動作を実行する実行命令を受け付けると、液体吐出装置１００ａは、弁部５２によるインクタンク５１内のインクの攪拌を行い、その後、液体吐出ヘッド１の液室に液体を充填し、吐出を再開する。この場合、液体吐出ヘッド１内には、弁部５２を用いた攪拌により濃度が均一化されたインクが充填されるので、画質の劣化を抑制することが可能になる。
【００２５】
以上説明したように本実施形態によれば、逆送タイミングになると、液体吐出ヘッド１内のインクが供給路３上の収容部に収容されるため、インクの逆送量を少なくすることが可能になる。このため、記録動作の再開時における液体吐出ヘッド１へのインクの充填にかかる時間を短くすることが可能になるため、ユーザの負担を軽減することが可能になる。
また、液体を移送してから第２の待機時間が経過すると、インクがインクタンク５１まで移送され、攪拌能力の高い弁部５２を用いてインクが攪拌される。このため、インク攪拌部３３の攪拌能力を超える濃度差がインクに生じても、インクの攪拌を行うことが可能になる。
【００２６】
（第５の実施形態）
インクを液体吐出ヘッド１の液室１２からインクタンク５１に移送する際に吐出口１３に空気が入り、その結果、吐出口１３にインクが残留してしまう場合がある。この状態で液体吐出ヘッド１が放置されると、吐出口１３に残留したインクに顔料粒子の沈降が発生し、吐出口１３の吸引回復ができなくなってしまうことがある。本実施形態では、吐出口１３に残留したインクを除去する機構を有する液体吐出装置について説明する。
図１０は、本実施形態の液体吐出装置の要部を模式的に示す図である。図１０に示す液体吐出装置１００ｄは、図１に示した液体吐出装置１００の構成に加えて、空気送入ユニット４３をさらに備える。空気送入ユニット４３は、図１に示した回復ユニット４と一体化されていてもよいし、回復ユニット４とは別に設けられてもよい。図１０の例では、空気送入ユニット４３は回復ユニット４とは別に設けられ、回復ユニット４は図１０では省略されている。
空気送入ユニット４３は、吐出口１３に空気を送入する空気送入部である。空気送入ユニット４３は、吐出口１３に空気を送入しつつ、吐出口１３が並んだ吐出口列方向Ｄに移動することで全ての吐出口１３に空気を送入する。液体吐出装置１００ｄは、空気送入ユニット４３を用いて吐出口１３に空気を送入しながら、移送部３１を用いて、液体吐出ヘッド１の液室１２内のインクをインクタンク５１の方へ移送する。
【００２７】
図１１は、空気送入ユニット４３の概観を模式的に示す斜視図である。図１２は、空気送入ユニット４３の動作の一例を説明するための模式図である。
図１１に示すように、空気送入ユニット４３は、空気送入ブレード４４と、空気送入ポンプ４５とを有する。空気送入ブレード４４は、ゴムなどの弾性部材で形成される。空気送入ブレード４４には、内部に空気送入穴４６が形成されている。
本実施形態では、空気送入ブレード４４は直方体状に形成され、面積の最も大きい広面４４ａが吐出口列方向Ｄを向くように配置される。この空気送入穴４６の出口４６ａは、広面４４ａの上部に設けられ、空気送入穴４６の入口は、広面４４ａとは異なる面の下部に設けられ、その入口には空気送入ポンプ４５が配置されている。
液体吐出装置１００は、図１２に示すように、液体吐出ヘッド１の吐出口１３が設けられた面に空気送入ブレード４４を予め定められた侵入量で当接させる。ここで侵入量は、空気送入ブレード４４が当接することによって弾性変形し、空気送入穴４６の出口４６ａが吐出口１３の設けられた面と略直交する方向Ｅに向くような量に定められている。
液体吐出装置１００は、吐出口１３が設けられた面に空気送入ブレード４４を上記の侵入量で当接した状態で、空気送入ポンプ４５を駆動し、空気送入穴４６に空気を送入しながら、空気送入ブレード４４を吐出口列方向Ｄに移動させる。これにより、各吐出口１３に対して空気が送られ、吐出口１３に残留したインクを液体吐出ヘッド１内に押し入れることができる。
【００２８】
空気送入ポンプ４５が送入する空気の風圧は、吐出口１３に残留したインクをそのインクの毛管力よりも強い力で押し上げるように設定されればよい。
具体的には、毛管力Ｈ［ｍｍＡｑ］は、Ｈ＝（２×σ×ｃｏｓθ）／（ｍ×ｇ×ｒ）で表されるため、風圧はこの毛管力Ｈよりも高い圧力にすればよい。ここで、σはインクの表面張力、θはインクの接触角、ｍはインクの密度、ｒは吐出口の半径、ｇは重力加速度を示す。
例えば、これらのパラメータが下記の値の場合、
σ：表面張力  約４０ｍＮ/ｍ
θ：接触角  約５０°
ｍ：密度  １．０７
ｒ：半径  ０．０１ｍｍ
ｇ：重力加速度９．８１ｍ/ｓ2
毛管力Ｈは、Ｈ＝４９０ｍｍＡｑ＝４．８ｋＰａとなる。
したがって、この場合、空気送入ポンプ４５は、約５ｋＰａ程度の風圧の空気を送入すれば、吐出口１３に残留したインクを液体吐出ヘッド１内に押し入れることができる。
なお、空気送入ユニット４３は、空気送入ポンプ４５にて送入される空気からゴミなどの異物を取り除くエアーフィルターを有していてもよい。
以上説明したように本実施形態によれば、吐出口１３に空気が送入されながら、インクが逆送されるため、吐出口１３にインクが残留することを抑制することが可能になる。
【００２９】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。
本実施形態では、吐出口１３に残留するインクを除去する別の方法について説明する。なお、本実施形態の液体吐出装置は、図１の液体吐出装置１００と同じ構成を有する。
本実施形態の液体吐出装置１００は、吐出口１３からインクを吐出させながら、インクを逆送させる。これにより、吐出口１３に残留したインクが吐出されることで排出されるため、吐出口１３にインクが残留することを抑制することが可能になる。
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３０】
１  液体吐出ヘッド
３供給路
５  貯留部
１２  液室
１３  吐出口
３１  移送部
４１  キャップ
３２  インク攪拌室（収容部）
３３  攪拌子
３４  インク攪拌路（収容部）
３５、３６  インク攪拌室（収容部）
３７  インク攪拌路
５２  弁部（貯留攪拌部）
１００、１００ａ〜１００ｄ  液体吐出装置
２００  記録媒体
４００  濃度度測定ユニット（検知制御部）
６００  吐出検知ユニット（検知制御部）
【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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【図９】
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【図１０】
2017052109.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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