吸引制御方法、及び、液体噴射装置
【課題】クリーニング制御時の気泡の排出性を向上を図ることが可能な吸引制御方法、及び、液体噴射装置を提供する。
【解決手段】制御部は、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）のノズル形成面に対するキャップ部材の封止状態で、尚且つ大気開放バルブを閉じた状態で、ポンプを作動させることにより、吸引動作を開始する。１サイクルの吸引工程は、減圧工程（Ｓ３）、維持工程（Ｓ４）、及び、復帰工程（Ｓ５）からなり、この吸引工程を断続的に複数サイクル繰り返す。
【解決手段】制御部は、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）のノズル形成面に対するキャップ部材の封止状態で、尚且つ大気開放バルブを閉じた状態で、ポンプを作動させることにより、吸引動作を開始する。１サイクルの吸引工程は、減圧工程（Ｓ３）、維持工程（Ｓ４）、及び、復帰工程（Ｓ５）からなり、この吸引工程を断続的に複数サイクル繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド内の液体や気泡を強制的に吸引する吸引制御方法、及び、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体を噴射（吐出）可能な噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を吐出する液体噴射装置の代表的なものとしては、例えば、噴射対象物（記録媒体）としての記録紙等に対してインクを噴射・着弾させて記録を行うインクジェット式記録装置（以下、プリンタ）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレー、プラズマディスプレー、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、或いはＦＥＤ（面発光ディスプレー）等のディスプレー製造装置においては、色材や電極等の液体状の各種材料を、画素形成領域や電極形成領域等に対して噴射するためのものとして、液体噴射装置が用いられている。
【０００３】
上記プリンタに搭載される液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）では、液体供給源であるインクカートリッジに貯留されているインクを圧力発生室に導入し、ノズル開口から噴射するように構成されている。この構成では、インクカートリッジから記録ヘッドのノズル開口までに至るインク流路（液体流路）がインクのみで満たされている状態が理想的であるが、構造上、気泡の浸入を完全に防止することは困難である。例えば、インクカートリッジを交換した際、当該インクカートリッジ内のインクを記録ヘッドのインク流路に充填する初期充填処理を行うときにインクカートリッジと記録ヘッドの接続部からインク流路内に気泡が入り込むことがある。また、記録ヘッドの構造体の壁面を透過（ガス交換）して外部の空気がインク流路内のインクに溶け込むことで気泡が発生することもある。インク流路内の気泡は、次第に成長して大きくなり、過度に成長した気泡がインクの流れによって圧力発生室側に移動すると、インク噴射時の圧力変動を気泡が吸収することによる圧力損失や、気泡が流路を塞ぐことによるインクの供給不足等の不具合を招く虞がある。
【０００４】
このような気泡の混入による不具合を防止するために、この種のプリンタでは、通常の記録動作時の数倍の流速のインク流を発生させるクリーニング制御を定期的に実行し、インク流路内の気泡を排出している（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１０５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のクリーニング制御を行っても、流路内に滞留する気泡、特に、圧力発生室の隅角部等に滞留する気泡が除去し難く、この気泡を除去するためにクリーニング制御の時間や吸引力を増加させると、インクを無駄に消費してしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリーニング制御時の気泡の排出性を向上を図ることが可能な吸引制御方法、及び、液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の吸引制御方法は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドに対しノズル開口を通じて吸引を行う吸引制御方法であって、
前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことを特徴とする。
【０００８】
そして、上記構成において、前記吸引工程は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧する減圧工程と、減圧された流路を正圧側に復帰させる復帰工程と、を含むことが望ましい。
【０００９】
上記構成によれば、液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことにより、流路内に滞留する気泡を移動させ易くすることができ、これにより、気泡の排出効率を向上させることができる。即ち、吸引工程を断続的に複数回行うことにより、流路内に滞留している気泡が膨張・収縮を繰り返し、これにより、流路の内壁面から離隔させて排出させ易くすることが可能となる。その結果、従来よりも少ない吸引量で気泡を効率良く排出することができ、液体の消費を抑えることが可能となる。
【００１０】
また、上記構成において、前記減圧工程と前記復帰工程との間に、減圧工程による減圧状態を維持する維持工程を実行することが望ましい。
さらに、この構成において、前記維持工程を、吸引を行うための負圧を発生する負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することが望ましい。
【００１１】
上記構成によれば、減圧工程と復帰工程との間の維持工程において負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することにより、気泡に対してより効率良く圧力変動を付与することが可能となる。
【００１２】
また、上記構成において、前記吸引工程を、気泡の固有周期に相当する間隔で繰り返すことが望ましい。これにより、吸引制御による圧力変動と気泡の膨張伸縮を共振させることができ、これにより、気泡をより移動させ易くすることができる。その結果、気泡の排出効率を一層向上させることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の液体噴射装置は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと、負圧発生源からの負圧によってノズル開口を通じて吸引を行う吸引制御手段と、を備える液体噴射装置であって、
前記吸引制御手段は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことを特徴とする。
【００１４】
そして、上記構成において、前記吸引工程は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧する減圧工程と、減圧された流路を正圧側に復帰させる復帰工程と、を含むことが望ましい。
【００１５】
上記構成によれば、液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことにより、流路内に滞留する気泡を移動させ易くすることができ、これにより、気泡の排出効率を向上させることができる。即ち、吸引工程を断続的に複数回行うことにより、流路内に滞留している気泡が膨張・収縮を繰り返し、これにより、流路の内壁面から離隔させて排出させ易くすることが可能となる。その結果、従来よりも少ない吸引量で気泡を効率良く排出することができ、液体の消費を抑えることが可能となる。
【００１６】
また、上記構成において、前記吸引制御手段は、前記減圧工程と前記復帰工程との間に、減圧工程による減圧状態を維持する維持工程を実行することが望ましい。
さらに、この構成において、前記吸引制御手段は、前記維持工程を、吸引を行うための負圧を発生する負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することが望ましい。
【００１７】
上記構成によれば、減圧工程と復帰工程との間の維持工程において負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することにより、気泡に対してより効率良く圧力変動を付与することが可能となる。
【００１８】
また、上記構成において、前記吸引制御手段は、前記吸引工程を、気泡の固有周期に相当する間隔で繰り返すことが望ましい。これにより、吸引制御による圧力変動と気泡の膨張伸縮を共振させることができ、これにより、気泡をより移動させ易くすることができる。その結果、気泡の排出効率を一層向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明では、本発明の液体噴射装置としてインクジェット式記録装置（プリンタ）を例に挙げる。
【００２０】
図１は、このプリンタ１の基本構成を説明する斜視図である。この図１に示すように、プリンタ１は、ガイド軸２に取り付けられたキャリッジ３を有し、その下面には記録ヘッド４（本発明の液体噴射ヘッドの一種）が取り付けられている。また、このキャリッジ３の内部にはインクカートリッジを着脱可能に保持するカートリッジホルダ部が設けられている（何れも図示せず）。そして、キャリッジ３は、キャリッジモータ（パルスモータ）５の回転軸に接合された駆動プーリ６と遊転プーリ７との間に掛け渡されたタイミングベルト８に接続されているので、キャリッジモータ５の駆動によって記録紙９の幅方向（主走査方向）に移動する。
【００２１】
上記のインクカートリッジは、インク（本発明の液体の一種）を貯留する貯留部材（液体貯留源の一種）である。このインクは、インク溶媒中に色材を溶解或いは分散させたものであり、例えば、色材として顔料や染料が用いられ、インク溶媒として水が用いられる。そして、このインクカートリッジがカートリッジホルダ部に装着されると、カートリッジホルダ部に設けられたインク供給針（図示せず）がインクカートリッジ内に挿入される。このインク供給針は記録ヘッド４のインク供給路１０（図３参照）に連通されているため、インク供給針が挿入されると、インクカートリッジ内のインクが記録ヘッド４内に供給可能な状態になる。そして、インクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４内の流路に充填するために、後述する初期充填が行われる。なお、インクカートリッジとしては、プリンタ本体（筐体）側に配置され、インク供給チューブを通じて記録ヘッド４に供給するタイプを採用することもできる。
【００２２】
また、ガイド軸２の下方には、プラテン１１が設けられている。このプラテン１１は、記録紙９を下方から支持する板状部材である。このプラテン１１にはスポンジ等の吸液部材１２が配設されている。また、この吸液部材１２よりも紙送り上流側には、ガイド軸２と平行に紙送りローラ１３が配置されている。この紙送りローラ１３は、記録紙９の搬送時において、紙送りモータ１４（ステッピングモータ又はＤＣモータ）からの駆動力によって回転される。
【００２３】
キャリッジ３の移動範囲内であってプラテン１１よりも外側の位置には、ホームポジションが設定されている。記録ヘッド４は、待機状態においてホームポジションに位置付けられる。このホームポジションには、記録ヘッド４のノズル形成面を払拭するためのワイパー機構１５と、非記録状態においてノズル形成面を封止可能なキャッピング機構１６とがガイド軸２に沿って横並びに配設されている。
【００２４】
次に、記録ヘッド４について説明する。図３に示すように、記録ヘッド４は、ケース２３と、流路ユニット２４と、振動子ユニット２５とから概略構成されている。ケース２３は、先端と後端が共に開放した収容空部２７を内部に設けた合成樹脂製のブロック状部材であり、その先端面には流路ユニット２４が接合されている。また、収容空部２７内には、各圧電振動子２８の先端を先端側開口に臨ませた状態で振動子ユニット２５が収容されている。さらに、収容空部２７の側方には、インク供給針と流路ユニット２４の間を連通するインク供給路１０を設けている。
【００２５】
流路ユニット２４は、流路形成板２９とノズルプレート３０と弾性板３１とから構成されている。ノズルプレート３０は、ドット形成密度に対応したピッチで多数（例えば、３６０個）のノズル開口３２を列状に開設した薄い板状部材であり、例えば、ステンレス板によって構成している。この列設されたノズル開口３２によってノズル列（ノズル群）が構成され、このノズル列が横並びに複数列形成されている。そして、このノズルプレート３０の外側表面がノズル形成面となる。上記の流路形成板２９には、インク供給路１０を通して供給されたインクが流入するリザーバ３３（共通液体室）と、ノズル開口３２からインクを噴射させるために必要なインク圧力を発生させる圧力発生室３４と、これらのリザーバ３３と圧力発生室３４を連通するインク供給口３５等が形成されている。上記の圧力発生室３４は、ノズル列方向とは略直交する方向に細長い空部であり、ノズル列方向にノズル開口３２に対応する数だけ形成されている。上記の弾性板３１は、弾性体膜を支持板上にラミネートした二重構造である。
【００２６】
この流路ユニット２４では、インク供給路１０からリザーバ３３、インク供給口３５、圧力発生室３４、及びノズル連通口３８を通ってノズル開口３２に至る一連のインク流路が形成されている。このインク流路において、インク供給口３５からノズル連通口３８の部分は、ノズル開口３２毎に設けられる個別インク流路を構成している。
【００２７】
上記の振動子ユニット２５は、櫛歯状に形成された複数の圧電振動子２８からなる振動子群３６と、この振動子群３６の基端部分が接合される固定板３７等により構成されている。この振動子群３６を構成する各圧電振動子２８は、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程度の極めて細い幅に切り分けられている。また、各圧電振動子２８は、自由端部が固定板３７の縁よりも外側に位置しており、片持ち梁の状態で固定板３７に接合されている。そして、圧電振動子２８の自由端部を素子長手方向に伸縮させると、振動板が圧力発生室３４側に押されたり、圧力発生室３４から離隔する側に引っ張られたりする。これにより、圧力発生室３４の容積が変動し、圧力発生室３４内のインク圧力が変化する。このインク圧力を利用してノズル開口３２からインク（インク滴）を噴射させることができる。
【００２８】
キャッピング機構１６は、図２、図４、及び図５に示すように、トレイ状のキャップ部材４６と、記録ヘッド４のノズル形成面に対しキャップ部材４６を近接又は離隔する方向に移動させるキャップ移動機構（図示せず）と、封止空部４５と排液タンク４８との間を連通する可撓性の排液チューブ４９と、この排液チューブ４９の途中に配設されたポンプ５０とから構成される。
【００２９】
上記のキャップ部材４６は、底部５１と、この底部５１の周縁から起立する側壁部５２とを有する上面開放のトレイ状部材であり、底部５１と側壁部５２とで囲まれた空間が封止空部４５となる。このキャップ部材４６は、ゴム等の弾性部材により作製され、合成樹脂又は金属からなる支持部材５３に取り付けられている。また、封止空部４５内には吸液部材５４が敷設されている。この吸液部材５４は、インクを吸収可能なフェルトやスポンジ等の吸液材によって構成されている。キャップ部材４６の底部には、貫通口が開設されており、この貫通口に排液チューブ４９が液密状態で連結されている。また、これとは別の貫通口がキャップ部材４６の底部に開設されており、この貫通口には、大気開放路を構成する大気開放用チューブ５７が接続されている。そして大気開放用チューブ５７の途中には、大気開放バルブ５８が設けられている。即ち、この大気開放バルブ５８を開閉することにより、ノズル形成面を封止した状態における封止空部４５の密閉状態と大気開放状態とを切り替えることができるようになっている。
【００３０】
上記の排液チューブ４９は、インクの排出路を構成する部材であり、本実施形態では、この排液チューブ４９を耐薬品性が高く弾性を有するシリコンチューブによって構成している。この排液チューブ４９の途中に設けられているポンプ５０（本発明における負圧発生源）は、駆動モータと共にポンプ機構を構成する。本実施形態におけるポンプ機構は、ポンプ５０を駆動するための駆動モータとして紙送りモータ１４を利用している。即ち、図示しないクラッチによって紙送り時と吸引制御時で切り替えている。なお、駆動モータとしては、ポンプ５０のみを駆動するための専用のものを別途設けても良い。
【００３１】
そして、上記ポンプ機構は、制御部６６（図７参照）によって制御される。即ち、例えば、紙送りモータ１４がステッピングモータで構成されている場合、制御部６６は、紙送りモータ１４に対する駆動パルスの印加数を調整することで紙送りモータ１４の回転制御を行い、これにより、ポンプ５０による吸引を制御する。したがって、制御部６６は、本発明における吸引制御手段としても機能する。
【００３２】
本実施形態におけるポンプ５０は、例えば、図６（ａ）に示すように、排液チューブ４９をローラー５５で挟んで押し潰し、この状態でローラー５５を排液チューブ４９に沿って移動させることにより、排液チューブ４９内の空気や液体をしごいて送り出す所謂しごきタイプのチューブポンプで構成している。このポンプ５０では、ローラー５５を封止空部４５側から排液タンク４８側に移動させることで封止空部４５内に負圧を与えることができる。そして、このポンプ５０を作動させると、吸引動作によって封止空部４５内に貯留されたインクを排液タンク４８側に排出することができる。ポンプ５０の吸引量は、紙送りモータ１４の回転量、すなわち、ポンプ５０の回転量を制御することによって調整される。以下の説明では、ノズル形成面を封止状態の封止空部４５内に負圧を与える動作を正転動作といい、これと逆方向にローラー５５を移動させる動作を逆転動作という。
【００３３】
本実施形態では、紙送りモータ１４を制御することで回転方向を変えることができる。すなわち、ローラー５５の移動方向を変えることができる。また、図６（ｂ）に示すように非吸引時には、逆転動作を行うことで、ローラー５５が排液チューブ４９に沿ってガイド溝５６を通り、ポンプ５０の回転軸側に移動して、ローラー５５から排液チューブ４９への圧迫を解除するように制御されている。なお、本発明におけるプリンタ１において、この逆転動作は、例えば、吸引制御が終了した後に毎回行われる。なお、ポンプ５０としては、例示したチューブポンプには限らず、駆動ギヤ及び従動ギヤを回転させることにより排液を下流側に送り出すギヤポンプ等、他のポンプで構成することもできる。
【００３４】
上記キャップ部材４６によって記録ヘッド４のノズル形成面を封止した封止状態では、ノズル形成面のノズル開口３２が封止空部４５内に臨み、且つ、キャップ部材４６の先端とノズル形成面とが液密状態で密着する（図５参照）。そして、この封止状態で且つ大気開放バルブ５８を閉じた状態でポンプ５０を作動させると、封止空部４５内が減圧されるので、ノズル開口３２を通じて記録ヘッド４内のインクを吸引して、ヘッド外部に排出することができる。これを利用して、インクカートリッジを装着した際にこのインクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４のインク流路に充填する初期充填や、インク流路内の増粘インクや気泡を除去するためのクリーニング処理において、この吸引制御が行われる。
【００３５】
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図７に示すように、例示したプリンタ１は、プリンタコントローラ６０と、プリントエンジン６１とを備えている。プリンタコントローラ６０は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するインタフェース６２（外部Ｉ／Ｆ６２）と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ６３と、各種データ処理のための制御ルーチン等を記憶したＲＯＭ６４と、ＣＰＵ等からなる制御部６６と、記録ヘッド４に供給する駆動信号を発生可能な駆動信号発生回路６７と、クロック信号を生成する発振回路６８と、記録動作の駆動信号及びメンテナンス動作の制御信号等をプリントエンジン６１側に送信するためのインタフェース６９（内部Ｉ／Ｆ６９）等を備えている。そして、これらの各部は、内部バスを介して電気的に相互に接続されている。また、プリントエンジン６１は、キャリッジ３を移動させるキャリッジモータ（パルスモータ）５と、紙送りローラ１３を回転させる紙送りモータ１４と、記録ヘッド４（電気駆動系）等を備えている。
【００３６】
制御部６６は、このプリンタ１における各種制御を行う部分であり、プリントエンジン６１の各部を制御する。例えば、記録動作の制御では、図示しないホストコンピュータからの印刷データに基づいてドットパターンデータを生成し、生成したドットパターンデータを記録ヘッド４に転送する。また、キャリッジモータ５を動作させてキャリッジ３（即ち、記録ヘッド４）を移動させ、紙送りモータ１４を動作させて記録紙９を搬送させる。さらに、初期充填時やクリーニング時においても紙送りモータ１４を作動させてポンプ（チューブポンプ）５０による吸引を制御する。
【００３７】
次に、上記の構成において、初期充填時やクリーニング時における吸引制御について説明する。
ここで、初期充填時やクリーニング時においては、できるだけインク流路に気泡が残らないようにすることが望ましい。しかしながら、単に吸引制御を行っただけでは、インク流路内の気泡を完全に排除することは難しい。特に、圧力発生室３４等の空部の隅角部に気泡が滞留している場合、通常の吸引では吸引時のインク流を気泡に作用させ難く、隅角部から気泡を離隔させることが難しかった。そこで、本発明に係る吸引制御方法では、吸引制御時の圧力変化を工夫することで、従来では排除し難くかった気泡をも排出し易くし、気泡の排出効率の向上を図っている。
【００３８】
図８は、吸引制御の流れを示したフローチャートである。
まず、制御部６６は、キャリッジモータ５を制御してキャリッジ３をホームポジションに移動させると共に、記録ヘッド４のノズル形成面をキャッピング機構１６によってキャッピングする（Ｓ１）。この際、大気開放バルブ５８を閉じることにより、キャッピングした状態における封止空部４５内を密閉状態（液密・気密状態）に切り替える。
【００３９】
続いて、制御部６６は、紙送りモータ１４に対し駆動パルスを印加してポンプ５０の駆動を開始し、吸引動作を開始する（Ｓ２）。本発明に係る吸引制御では、記録ヘッド４内のインク流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回繰り返すことを特徴としている。１サイクルの吸引工程は、減圧工程（Ｓ３）、維持工程（Ｓ４）、復帰工程（Ｓ５）からなり、本実施形態においては、この吸引工程を３サイクル行うように設定している。なお、図９は、吸引工程における封止空部４５内の圧力変化を示す圧力波形である。この圧力波形では、下へ向かうほど負圧が大きくなることを示している。
【００４０】
減圧工程（Ｓ３）では、ノズル形成面に対するキャップ部材４６の封止状態で且つ大気開放バルブ５８を閉じた状態でポンプ５０を作動（正転）させることにより、封止空部４５内を徐々に負圧にしていき、例えば−数十ｋＰａまで減圧する。これにより、記録ヘッド４のインク流内が減圧され、インク流路内のインクや気泡がノズル開口３２から封止空部４５内に排出される。図９に示すように、このときの封止空部４５の内圧は、負圧側に二次曲線的に推移する。そして、このときの圧力変化が、インク流路内に滞留している気泡に対して作用する。これにより、例えば圧力発生室３４の隅角部に対流している気泡Ｂ（図１０（ａ））が、インク流路の減圧に伴って膨張する（図１０（ｂ））。この図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、この膨張に伴って気泡Ｂの重心が、膨張前の重心の位置に対してインク流路（圧力発生室３４）の壁面から離隔する方向に移動する。
【００４１】
上記の減圧工程において最大限まで減圧したならば、続いて、維持工程（Ｓ４）において、減圧工程による減圧状態を所定時間だけ維持する。具体的には、この維持工程の実行時間を、負圧発生源であるポンプ５０から気泡滞留箇所（本実施形態においては圧力発生室３４）までの距離Ｄをインク中における音速ｃで除して得られた時間に設定している。これにより、気泡に対してより効率良く圧力変動を伝播させることが可能となる。即ち、負圧発生源であるポンプ５０で発生した圧力変動が圧力発生室３４に到達する時間だけ減圧状態を維持することにより、この圧力変動を気泡Ｂに対してより確実に付与することができる。
【００４２】
維持工程（Ｓ４）の後、続いて、復帰工程（Ｓ５）が実行される。この復帰工程では、制御部６６はポンプ５０の作動を停止すると共に大気開放バルブ５８を開くことにより、最大限まで減圧された状態から正圧（大気圧）側に復帰させる。これにより、ノズル開口３２からの吸引が停止される。そして、図１０（ｃ）に示すように、圧力発生室３４の隅角部に対流している気泡Ｂが圧力変化に伴って収縮する。このときの圧力変化は、気泡Ｂの表面に対して均等に作用するため、気泡Ｂは、その重心の位置が膨張時の重心の位置から大きくずれることなく収縮する。これにより、気泡Ｂをインク流路（圧力発生室３４）の壁面から離隔させることができる。
【００４３】
このようにして１サイクルの吸引工程が実行される。そして、１サイクルの吸引工程を実行したならば、制御部６６は、吸引工程を３サイクル実行したか否かを判定し（Ｓ６）、３サイクルに満たない場合は、当該条件を満たすまで吸引工程（Ｓ３〜Ｓ５）が繰り返す。このようにして、吸引工程を断続的に複数回繰り返すことで、インク流路内の気泡が膨張・収縮を繰り返すようにし、この膨張・収縮によってインク流路の内壁面から気泡を離隔させて排出させ易くすることが可能となる。これにより、従来よりも少ない吸引量で気泡を効率良く排出することができ、その結果、インクの消費を抑えることが可能となる。
【００４４】
ここで、本実施形態においては、上記の吸引工程を、気泡Ｂの固有周期に相当する間隔Ｔｂで繰り返すようにしている。これにより、吸引制御による圧力変動と気泡の体積変化（膨張・収縮）を共振させることができ、気泡Ｂをより移動させ易くすることができる。その結果、気泡の排出効率を一層向上させることが可能となる。
【００４５】
そして、吸引工程を３サイクル実行したならば、制御部６６は、吸引制御を停止する（Ｓ７）。即ち、ポンプ５０の作動を停止して大気開放バルブ５８を開いた状態で、キャップ部材４６をノズル形成面から離隔させる。その後、ワイパー機構１５によってノズル形成面をワイピングし（Ｓ８）、ノズル形成面に付着したインクを払拭する。ワイピングが終了したならば、一連の吸引制御を終了する。なお、ワイピング処理は、吸引工程のサイクル毎に行うようにしても良い。
【００４６】
なお、上記実施形態においては、吸引工程の繰り返し回数を３回に設定した例を示したが、これには限られない。この繰り返し数としては、少なくとも１回以上であれば、任意の回数に設定することが可能である。
また、負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離として、ポンプ５０から圧力発生室３４までの距離Ｄを設定した例を示したが、これには限られず、負圧発生源から気泡が特に滞留し易い箇所までの距離を任意に設定することができる。
【００４７】
また、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンタ１を例に挙げて説明したが、本発明は、気泡の残留が問題となる他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，極く少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】プリンタの構成を説明する斜視図である。
【図２】キャリッジ、キャッピング機構、及びポンプ機構の構成を説明するの模式図である。
【図３】記録ヘッドの部分断面図である。
【図４】キャップ部材を説明する斜視図である。
【図５】キャッピング機構の封止状態を説明する模式図である。
【図６】ポンプの説明図であり、（ａ）は正転動作の説明図、（ｂ）は逆転動作の説明図である。
【図７】プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。
【図８】吸引制御の流れを説明するフローチャートである。
【図９】封止空部内の圧力変化を示す圧力波形である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は吸引制御時におけるインク流路内の気泡の動きを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…プリンタ，３…キャリッジ，４…記録ヘッド，１４…紙送りモータ，１６…キャッピング機構，２４…流路ユニット，２５…振動子ユニット，３０…ノズルプレート，３２…ノズル開口，３３…リザーバ，３４…圧力発生室，４５…封止空部，４６…キャップ部材，４８…排液タンク，４９…排液チューブ，５０…ポンプ，５１…底部，５２…側壁部，５３…支持部材，５４…吸液部材，５７…大気開放チューブ，５８…大気開放バルブ，６０…プリンタコントローラ，６１…プリントエンジン，６６…制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド内の液体や気泡を強制的に吸引する吸引制御方法、及び、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体を噴射（吐出）可能な噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を吐出する液体噴射装置の代表的なものとしては、例えば、噴射対象物（記録媒体）としての記録紙等に対してインクを噴射・着弾させて記録を行うインクジェット式記録装置（以下、プリンタ）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレー、プラズマディスプレー、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、或いはＦＥＤ（面発光ディスプレー）等のディスプレー製造装置においては、色材や電極等の液体状の各種材料を、画素形成領域や電極形成領域等に対して噴射するためのものとして、液体噴射装置が用いられている。
【０００３】
上記プリンタに搭載される液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）では、液体供給源であるインクカートリッジに貯留されているインクを圧力発生室に導入し、ノズル開口から噴射するように構成されている。この構成では、インクカートリッジから記録ヘッドのノズル開口までに至るインク流路（液体流路）がインクのみで満たされている状態が理想的であるが、構造上、気泡の浸入を完全に防止することは困難である。例えば、インクカートリッジを交換した際、当該インクカートリッジ内のインクを記録ヘッドのインク流路に充填する初期充填処理を行うときにインクカートリッジと記録ヘッドの接続部からインク流路内に気泡が入り込むことがある。また、記録ヘッドの構造体の壁面を透過（ガス交換）して外部の空気がインク流路内のインクに溶け込むことで気泡が発生することもある。インク流路内の気泡は、次第に成長して大きくなり、過度に成長した気泡がインクの流れによって圧力発生室側に移動すると、インク噴射時の圧力変動を気泡が吸収することによる圧力損失や、気泡が流路を塞ぐことによるインクの供給不足等の不具合を招く虞がある。
【０００４】
このような気泡の混入による不具合を防止するために、この種のプリンタでは、通常の記録動作時の数倍の流速のインク流を発生させるクリーニング制御を定期的に実行し、インク流路内の気泡を排出している（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１０５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のクリーニング制御を行っても、流路内に滞留する気泡、特に、圧力発生室の隅角部等に滞留する気泡が除去し難く、この気泡を除去するためにクリーニング制御の時間や吸引力を増加させると、インクを無駄に消費してしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリーニング制御時の気泡の排出性を向上を図ることが可能な吸引制御方法、及び、液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の吸引制御方法は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドに対しノズル開口を通じて吸引を行う吸引制御方法であって、
前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことを特徴とする。
【０００８】
そして、上記構成において、前記吸引工程は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧する減圧工程と、減圧された流路を正圧側に復帰させる復帰工程と、を含むことが望ましい。
【０００９】
上記構成によれば、液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことにより、流路内に滞留する気泡を移動させ易くすることができ、これにより、気泡の排出効率を向上させることができる。即ち、吸引工程を断続的に複数回行うことにより、流路内に滞留している気泡が膨張・収縮を繰り返し、これにより、流路の内壁面から離隔させて排出させ易くすることが可能となる。その結果、従来よりも少ない吸引量で気泡を効率良く排出することができ、液体の消費を抑えることが可能となる。
【００１０】
また、上記構成において、前記減圧工程と前記復帰工程との間に、減圧工程による減圧状態を維持する維持工程を実行することが望ましい。
さらに、この構成において、前記維持工程を、吸引を行うための負圧を発生する負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することが望ましい。
【００１１】
上記構成によれば、減圧工程と復帰工程との間の維持工程において負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することにより、気泡に対してより効率良く圧力変動を付与することが可能となる。
【００１２】
また、上記構成において、前記吸引工程を、気泡の固有周期に相当する間隔で繰り返すことが望ましい。これにより、吸引制御による圧力変動と気泡の膨張伸縮を共振させることができ、これにより、気泡をより移動させ易くすることができる。その結果、気泡の排出効率を一層向上させることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の液体噴射装置は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと、負圧発生源からの負圧によってノズル開口を通じて吸引を行う吸引制御手段と、を備える液体噴射装置であって、
前記吸引制御手段は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことを特徴とする。
【００１４】
そして、上記構成において、前記吸引工程は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧する減圧工程と、減圧された流路を正圧側に復帰させる復帰工程と、を含むことが望ましい。
【００１５】
上記構成によれば、液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことにより、流路内に滞留する気泡を移動させ易くすることができ、これにより、気泡の排出効率を向上させることができる。即ち、吸引工程を断続的に複数回行うことにより、流路内に滞留している気泡が膨張・収縮を繰り返し、これにより、流路の内壁面から離隔させて排出させ易くすることが可能となる。その結果、従来よりも少ない吸引量で気泡を効率良く排出することができ、液体の消費を抑えることが可能となる。
【００１６】
また、上記構成において、前記吸引制御手段は、前記減圧工程と前記復帰工程との間に、減圧工程による減圧状態を維持する維持工程を実行することが望ましい。
さらに、この構成において、前記吸引制御手段は、前記維持工程を、吸引を行うための負圧を発生する負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することが望ましい。
【００１７】
上記構成によれば、減圧工程と復帰工程との間の維持工程において負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することにより、気泡に対してより効率良く圧力変動を付与することが可能となる。
【００１８】
また、上記構成において、前記吸引制御手段は、前記吸引工程を、気泡の固有周期に相当する間隔で繰り返すことが望ましい。これにより、吸引制御による圧力変動と気泡の膨張伸縮を共振させることができ、これにより、気泡をより移動させ易くすることができる。その結果、気泡の排出効率を一層向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明では、本発明の液体噴射装置としてインクジェット式記録装置（プリンタ）を例に挙げる。
【００２０】
図１は、このプリンタ１の基本構成を説明する斜視図である。この図１に示すように、プリンタ１は、ガイド軸２に取り付けられたキャリッジ３を有し、その下面には記録ヘッド４（本発明の液体噴射ヘッドの一種）が取り付けられている。また、このキャリッジ３の内部にはインクカートリッジを着脱可能に保持するカートリッジホルダ部が設けられている（何れも図示せず）。そして、キャリッジ３は、キャリッジモータ（パルスモータ）５の回転軸に接合された駆動プーリ６と遊転プーリ７との間に掛け渡されたタイミングベルト８に接続されているので、キャリッジモータ５の駆動によって記録紙９の幅方向（主走査方向）に移動する。
【００２１】
上記のインクカートリッジは、インク（本発明の液体の一種）を貯留する貯留部材（液体貯留源の一種）である。このインクは、インク溶媒中に色材を溶解或いは分散させたものであり、例えば、色材として顔料や染料が用いられ、インク溶媒として水が用いられる。そして、このインクカートリッジがカートリッジホルダ部に装着されると、カートリッジホルダ部に設けられたインク供給針（図示せず）がインクカートリッジ内に挿入される。このインク供給針は記録ヘッド４のインク供給路１０（図３参照）に連通されているため、インク供給針が挿入されると、インクカートリッジ内のインクが記録ヘッド４内に供給可能な状態になる。そして、インクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４内の流路に充填するために、後述する初期充填が行われる。なお、インクカートリッジとしては、プリンタ本体（筐体）側に配置され、インク供給チューブを通じて記録ヘッド４に供給するタイプを採用することもできる。
【００２２】
また、ガイド軸２の下方には、プラテン１１が設けられている。このプラテン１１は、記録紙９を下方から支持する板状部材である。このプラテン１１にはスポンジ等の吸液部材１２が配設されている。また、この吸液部材１２よりも紙送り上流側には、ガイド軸２と平行に紙送りローラ１３が配置されている。この紙送りローラ１３は、記録紙９の搬送時において、紙送りモータ１４（ステッピングモータ又はＤＣモータ）からの駆動力によって回転される。
【００２３】
キャリッジ３の移動範囲内であってプラテン１１よりも外側の位置には、ホームポジションが設定されている。記録ヘッド４は、待機状態においてホームポジションに位置付けられる。このホームポジションには、記録ヘッド４のノズル形成面を払拭するためのワイパー機構１５と、非記録状態においてノズル形成面を封止可能なキャッピング機構１６とがガイド軸２に沿って横並びに配設されている。
【００２４】
次に、記録ヘッド４について説明する。図３に示すように、記録ヘッド４は、ケース２３と、流路ユニット２４と、振動子ユニット２５とから概略構成されている。ケース２３は、先端と後端が共に開放した収容空部２７を内部に設けた合成樹脂製のブロック状部材であり、その先端面には流路ユニット２４が接合されている。また、収容空部２７内には、各圧電振動子２８の先端を先端側開口に臨ませた状態で振動子ユニット２５が収容されている。さらに、収容空部２７の側方には、インク供給針と流路ユニット２４の間を連通するインク供給路１０を設けている。
【００２５】
流路ユニット２４は、流路形成板２９とノズルプレート３０と弾性板３１とから構成されている。ノズルプレート３０は、ドット形成密度に対応したピッチで多数（例えば、３６０個）のノズル開口３２を列状に開設した薄い板状部材であり、例えば、ステンレス板によって構成している。この列設されたノズル開口３２によってノズル列（ノズル群）が構成され、このノズル列が横並びに複数列形成されている。そして、このノズルプレート３０の外側表面がノズル形成面となる。上記の流路形成板２９には、インク供給路１０を通して供給されたインクが流入するリザーバ３３（共通液体室）と、ノズル開口３２からインクを噴射させるために必要なインク圧力を発生させる圧力発生室３４と、これらのリザーバ３３と圧力発生室３４を連通するインク供給口３５等が形成されている。上記の圧力発生室３４は、ノズル列方向とは略直交する方向に細長い空部であり、ノズル列方向にノズル開口３２に対応する数だけ形成されている。上記の弾性板３１は、弾性体膜を支持板上にラミネートした二重構造である。
【００２６】
この流路ユニット２４では、インク供給路１０からリザーバ３３、インク供給口３５、圧力発生室３４、及びノズル連通口３８を通ってノズル開口３２に至る一連のインク流路が形成されている。このインク流路において、インク供給口３５からノズル連通口３８の部分は、ノズル開口３２毎に設けられる個別インク流路を構成している。
【００２７】
上記の振動子ユニット２５は、櫛歯状に形成された複数の圧電振動子２８からなる振動子群３６と、この振動子群３６の基端部分が接合される固定板３７等により構成されている。この振動子群３６を構成する各圧電振動子２８は、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程度の極めて細い幅に切り分けられている。また、各圧電振動子２８は、自由端部が固定板３７の縁よりも外側に位置しており、片持ち梁の状態で固定板３７に接合されている。そして、圧電振動子２８の自由端部を素子長手方向に伸縮させると、振動板が圧力発生室３４側に押されたり、圧力発生室３４から離隔する側に引っ張られたりする。これにより、圧力発生室３４の容積が変動し、圧力発生室３４内のインク圧力が変化する。このインク圧力を利用してノズル開口３２からインク（インク滴）を噴射させることができる。
【００２８】
キャッピング機構１６は、図２、図４、及び図５に示すように、トレイ状のキャップ部材４６と、記録ヘッド４のノズル形成面に対しキャップ部材４６を近接又は離隔する方向に移動させるキャップ移動機構（図示せず）と、封止空部４５と排液タンク４８との間を連通する可撓性の排液チューブ４９と、この排液チューブ４９の途中に配設されたポンプ５０とから構成される。
【００２９】
上記のキャップ部材４６は、底部５１と、この底部５１の周縁から起立する側壁部５２とを有する上面開放のトレイ状部材であり、底部５１と側壁部５２とで囲まれた空間が封止空部４５となる。このキャップ部材４６は、ゴム等の弾性部材により作製され、合成樹脂又は金属からなる支持部材５３に取り付けられている。また、封止空部４５内には吸液部材５４が敷設されている。この吸液部材５４は、インクを吸収可能なフェルトやスポンジ等の吸液材によって構成されている。キャップ部材４６の底部には、貫通口が開設されており、この貫通口に排液チューブ４９が液密状態で連結されている。また、これとは別の貫通口がキャップ部材４６の底部に開設されており、この貫通口には、大気開放路を構成する大気開放用チューブ５７が接続されている。そして大気開放用チューブ５７の途中には、大気開放バルブ５８が設けられている。即ち、この大気開放バルブ５８を開閉することにより、ノズル形成面を封止した状態における封止空部４５の密閉状態と大気開放状態とを切り替えることができるようになっている。
【００３０】
上記の排液チューブ４９は、インクの排出路を構成する部材であり、本実施形態では、この排液チューブ４９を耐薬品性が高く弾性を有するシリコンチューブによって構成している。この排液チューブ４９の途中に設けられているポンプ５０（本発明における負圧発生源）は、駆動モータと共にポンプ機構を構成する。本実施形態におけるポンプ機構は、ポンプ５０を駆動するための駆動モータとして紙送りモータ１４を利用している。即ち、図示しないクラッチによって紙送り時と吸引制御時で切り替えている。なお、駆動モータとしては、ポンプ５０のみを駆動するための専用のものを別途設けても良い。
【００３１】
そして、上記ポンプ機構は、制御部６６（図７参照）によって制御される。即ち、例えば、紙送りモータ１４がステッピングモータで構成されている場合、制御部６６は、紙送りモータ１４に対する駆動パルスの印加数を調整することで紙送りモータ１４の回転制御を行い、これにより、ポンプ５０による吸引を制御する。したがって、制御部６６は、本発明における吸引制御手段としても機能する。
【００３２】
本実施形態におけるポンプ５０は、例えば、図６（ａ）に示すように、排液チューブ４９をローラー５５で挟んで押し潰し、この状態でローラー５５を排液チューブ４９に沿って移動させることにより、排液チューブ４９内の空気や液体をしごいて送り出す所謂しごきタイプのチューブポンプで構成している。このポンプ５０では、ローラー５５を封止空部４５側から排液タンク４８側に移動させることで封止空部４５内に負圧を与えることができる。そして、このポンプ５０を作動させると、吸引動作によって封止空部４５内に貯留されたインクを排液タンク４８側に排出することができる。ポンプ５０の吸引量は、紙送りモータ１４の回転量、すなわち、ポンプ５０の回転量を制御することによって調整される。以下の説明では、ノズル形成面を封止状態の封止空部４５内に負圧を与える動作を正転動作といい、これと逆方向にローラー５５を移動させる動作を逆転動作という。
【００３３】
本実施形態では、紙送りモータ１４を制御することで回転方向を変えることができる。すなわち、ローラー５５の移動方向を変えることができる。また、図６（ｂ）に示すように非吸引時には、逆転動作を行うことで、ローラー５５が排液チューブ４９に沿ってガイド溝５６を通り、ポンプ５０の回転軸側に移動して、ローラー５５から排液チューブ４９への圧迫を解除するように制御されている。なお、本発明におけるプリンタ１において、この逆転動作は、例えば、吸引制御が終了した後に毎回行われる。なお、ポンプ５０としては、例示したチューブポンプには限らず、駆動ギヤ及び従動ギヤを回転させることにより排液を下流側に送り出すギヤポンプ等、他のポンプで構成することもできる。
【００３４】
上記キャップ部材４６によって記録ヘッド４のノズル形成面を封止した封止状態では、ノズル形成面のノズル開口３２が封止空部４５内に臨み、且つ、キャップ部材４６の先端とノズル形成面とが液密状態で密着する（図５参照）。そして、この封止状態で且つ大気開放バルブ５８を閉じた状態でポンプ５０を作動させると、封止空部４５内が減圧されるので、ノズル開口３２を通じて記録ヘッド４内のインクを吸引して、ヘッド外部に排出することができる。これを利用して、インクカートリッジを装着した際にこのインクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４のインク流路に充填する初期充填や、インク流路内の増粘インクや気泡を除去するためのクリーニング処理において、この吸引制御が行われる。
【００３５】
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図７に示すように、例示したプリンタ１は、プリンタコントローラ６０と、プリントエンジン６１とを備えている。プリンタコントローラ６０は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するインタフェース６２（外部Ｉ／Ｆ６２）と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ６３と、各種データ処理のための制御ルーチン等を記憶したＲＯＭ６４と、ＣＰＵ等からなる制御部６６と、記録ヘッド４に供給する駆動信号を発生可能な駆動信号発生回路６７と、クロック信号を生成する発振回路６８と、記録動作の駆動信号及びメンテナンス動作の制御信号等をプリントエンジン６１側に送信するためのインタフェース６９（内部Ｉ／Ｆ６９）等を備えている。そして、これらの各部は、内部バスを介して電気的に相互に接続されている。また、プリントエンジン６１は、キャリッジ３を移動させるキャリッジモータ（パルスモータ）５と、紙送りローラ１３を回転させる紙送りモータ１４と、記録ヘッド４（電気駆動系）等を備えている。
【００３６】
制御部６６は、このプリンタ１における各種制御を行う部分であり、プリントエンジン６１の各部を制御する。例えば、記録動作の制御では、図示しないホストコンピュータからの印刷データに基づいてドットパターンデータを生成し、生成したドットパターンデータを記録ヘッド４に転送する。また、キャリッジモータ５を動作させてキャリッジ３（即ち、記録ヘッド４）を移動させ、紙送りモータ１４を動作させて記録紙９を搬送させる。さらに、初期充填時やクリーニング時においても紙送りモータ１４を作動させてポンプ（チューブポンプ）５０による吸引を制御する。
【００３７】
次に、上記の構成において、初期充填時やクリーニング時における吸引制御について説明する。
ここで、初期充填時やクリーニング時においては、できるだけインク流路に気泡が残らないようにすることが望ましい。しかしながら、単に吸引制御を行っただけでは、インク流路内の気泡を完全に排除することは難しい。特に、圧力発生室３４等の空部の隅角部に気泡が滞留している場合、通常の吸引では吸引時のインク流を気泡に作用させ難く、隅角部から気泡を離隔させることが難しかった。そこで、本発明に係る吸引制御方法では、吸引制御時の圧力変化を工夫することで、従来では排除し難くかった気泡をも排出し易くし、気泡の排出効率の向上を図っている。
【００３８】
図８は、吸引制御の流れを示したフローチャートである。
まず、制御部６６は、キャリッジモータ５を制御してキャリッジ３をホームポジションに移動させると共に、記録ヘッド４のノズル形成面をキャッピング機構１６によってキャッピングする（Ｓ１）。この際、大気開放バルブ５８を閉じることにより、キャッピングした状態における封止空部４５内を密閉状態（液密・気密状態）に切り替える。
【００３９】
続いて、制御部６６は、紙送りモータ１４に対し駆動パルスを印加してポンプ５０の駆動を開始し、吸引動作を開始する（Ｓ２）。本発明に係る吸引制御では、記録ヘッド４内のインク流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回繰り返すことを特徴としている。１サイクルの吸引工程は、減圧工程（Ｓ３）、維持工程（Ｓ４）、復帰工程（Ｓ５）からなり、本実施形態においては、この吸引工程を３サイクル行うように設定している。なお、図９は、吸引工程における封止空部４５内の圧力変化を示す圧力波形である。この圧力波形では、下へ向かうほど負圧が大きくなることを示している。
【００４０】
減圧工程（Ｓ３）では、ノズル形成面に対するキャップ部材４６の封止状態で且つ大気開放バルブ５８を閉じた状態でポンプ５０を作動（正転）させることにより、封止空部４５内を徐々に負圧にしていき、例えば−数十ｋＰａまで減圧する。これにより、記録ヘッド４のインク流内が減圧され、インク流路内のインクや気泡がノズル開口３２から封止空部４５内に排出される。図９に示すように、このときの封止空部４５の内圧は、負圧側に二次曲線的に推移する。そして、このときの圧力変化が、インク流路内に滞留している気泡に対して作用する。これにより、例えば圧力発生室３４の隅角部に対流している気泡Ｂ（図１０（ａ））が、インク流路の減圧に伴って膨張する（図１０（ｂ））。この図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、この膨張に伴って気泡Ｂの重心が、膨張前の重心の位置に対してインク流路（圧力発生室３４）の壁面から離隔する方向に移動する。
【００４１】
上記の減圧工程において最大限まで減圧したならば、続いて、維持工程（Ｓ４）において、減圧工程による減圧状態を所定時間だけ維持する。具体的には、この維持工程の実行時間を、負圧発生源であるポンプ５０から気泡滞留箇所（本実施形態においては圧力発生室３４）までの距離Ｄをインク中における音速ｃで除して得られた時間に設定している。これにより、気泡に対してより効率良く圧力変動を伝播させることが可能となる。即ち、負圧発生源であるポンプ５０で発生した圧力変動が圧力発生室３４に到達する時間だけ減圧状態を維持することにより、この圧力変動を気泡Ｂに対してより確実に付与することができる。
【００４２】
維持工程（Ｓ４）の後、続いて、復帰工程（Ｓ５）が実行される。この復帰工程では、制御部６６はポンプ５０の作動を停止すると共に大気開放バルブ５８を開くことにより、最大限まで減圧された状態から正圧（大気圧）側に復帰させる。これにより、ノズル開口３２からの吸引が停止される。そして、図１０（ｃ）に示すように、圧力発生室３４の隅角部に対流している気泡Ｂが圧力変化に伴って収縮する。このときの圧力変化は、気泡Ｂの表面に対して均等に作用するため、気泡Ｂは、その重心の位置が膨張時の重心の位置から大きくずれることなく収縮する。これにより、気泡Ｂをインク流路（圧力発生室３４）の壁面から離隔させることができる。
【００４３】
このようにして１サイクルの吸引工程が実行される。そして、１サイクルの吸引工程を実行したならば、制御部６６は、吸引工程を３サイクル実行したか否かを判定し（Ｓ６）、３サイクルに満たない場合は、当該条件を満たすまで吸引工程（Ｓ３〜Ｓ５）が繰り返す。このようにして、吸引工程を断続的に複数回繰り返すことで、インク流路内の気泡が膨張・収縮を繰り返すようにし、この膨張・収縮によってインク流路の内壁面から気泡を離隔させて排出させ易くすることが可能となる。これにより、従来よりも少ない吸引量で気泡を効率良く排出することができ、その結果、インクの消費を抑えることが可能となる。
【００４４】
ここで、本実施形態においては、上記の吸引工程を、気泡Ｂの固有周期に相当する間隔Ｔｂで繰り返すようにしている。これにより、吸引制御による圧力変動と気泡の体積変化（膨張・収縮）を共振させることができ、気泡Ｂをより移動させ易くすることができる。その結果、気泡の排出効率を一層向上させることが可能となる。
【００４５】
そして、吸引工程を３サイクル実行したならば、制御部６６は、吸引制御を停止する（Ｓ７）。即ち、ポンプ５０の作動を停止して大気開放バルブ５８を開いた状態で、キャップ部材４６をノズル形成面から離隔させる。その後、ワイパー機構１５によってノズル形成面をワイピングし（Ｓ８）、ノズル形成面に付着したインクを払拭する。ワイピングが終了したならば、一連の吸引制御を終了する。なお、ワイピング処理は、吸引工程のサイクル毎に行うようにしても良い。
【００４６】
なお、上記実施形態においては、吸引工程の繰り返し回数を３回に設定した例を示したが、これには限られない。この繰り返し数としては、少なくとも１回以上であれば、任意の回数に設定することが可能である。
また、負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離として、ポンプ５０から圧力発生室３４までの距離Ｄを設定した例を示したが、これには限られず、負圧発生源から気泡が特に滞留し易い箇所までの距離を任意に設定することができる。
【００４７】
また、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンタ１を例に挙げて説明したが、本発明は、気泡の残留が問題となる他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，極く少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】プリンタの構成を説明する斜視図である。
【図２】キャリッジ、キャッピング機構、及びポンプ機構の構成を説明するの模式図である。
【図３】記録ヘッドの部分断面図である。
【図４】キャップ部材を説明する斜視図である。
【図５】キャッピング機構の封止状態を説明する模式図である。
【図６】ポンプの説明図であり、（ａ）は正転動作の説明図、（ｂ）は逆転動作の説明図である。
【図７】プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。
【図８】吸引制御の流れを説明するフローチャートである。
【図９】封止空部内の圧力変化を示す圧力波形である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は吸引制御時におけるインク流路内の気泡の動きを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…プリンタ，３…キャリッジ，４…記録ヘッド，１４…紙送りモータ，１６…キャッピング機構，２４…流路ユニット，２５…振動子ユニット，３０…ノズルプレート，３２…ノズル開口，３３…リザーバ，３４…圧力発生室，４５…封止空部，４６…キャップ部材，４８…排液タンク，４９…排液チューブ，５０…ポンプ，５１…底部，５２…側壁部，５３…支持部材，５４…吸液部材，５７…大気開放チューブ，５８…大気開放バルブ，６０…プリンタコントローラ，６１…プリントエンジン，６６…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドに対しノズル開口を通じて吸引を行う吸引制御方法であって、
前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことを特徴とする液体噴射ヘッド吸引制御方法。
【請求項２】
前記吸引工程は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧する減圧工程と、減圧された流路を正圧側に復帰させる復帰工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の吸引制御方法。
【請求項３】
前記減圧工程と前記復帰工程との間に、減圧工程による減圧状態を維持する維持工程を実行することを特徴とする請求項２に記載の吸引制御方法。
【請求項４】
前記維持工程を、吸引を行うための負圧を発生する負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することを特徴とする請求項３に記載の吸引制御方法。
【請求項５】
前記吸引工程を、気泡の固有周期に相当する間隔で繰り返すことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の吸引制御方法。
【請求項６】
ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと、負圧発生源からの負圧によってノズル開口を通じて吸引を行う吸引制御手段と、を備える液体噴射装置であって、
前記吸引制御手段は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項７】
前記吸引工程は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧する減圧工程と、減圧された流路を正圧側に復帰させる復帰工程と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記吸引制御手段は、前記減圧工程と前記復帰工程との間に、減圧工程による減圧状態を維持する維持工程を実行することを特徴とする請求項７に記載の液体噴射装置。
【請求項９】
前記吸引制御手段は、前記維持工程を、前記負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。
【請求項１０】
前記吸引制御手段は、前記吸引工程を、気泡の固有周期に相当する間隔で繰り返すことを特徴とする請求項６から請求項９の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドに対しノズル開口を通じて吸引を行う吸引制御方法であって、
前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことを特徴とする液体噴射ヘッド吸引制御方法。
【請求項２】
前記吸引工程は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧する減圧工程と、減圧された流路を正圧側に復帰させる復帰工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の吸引制御方法。
【請求項３】
前記減圧工程と前記復帰工程との間に、減圧工程による減圧状態を維持する維持工程を実行することを特徴とする請求項２に記載の吸引制御方法。
【請求項４】
前記維持工程を、吸引を行うための負圧を発生する負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することを特徴とする請求項３に記載の吸引制御方法。
【請求項５】
前記吸引工程を、気泡の固有周期に相当する間隔で繰り返すことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の吸引制御方法。
【請求項６】
ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと、負圧発生源からの負圧によってノズル開口を通じて吸引を行う吸引制御手段と、を備える液体噴射装置であって、
前記吸引制御手段は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧して吸引を行う吸引工程を、断続的に複数回行うことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項７】
前記吸引工程は、前記液体噴射ヘッド内の流路を減圧する減圧工程と、減圧された流路を正圧側に復帰させる復帰工程と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記吸引制御手段は、前記減圧工程と前記復帰工程との間に、減圧工程による減圧状態を維持する維持工程を実行することを特徴とする請求項７に記載の液体噴射装置。
【請求項９】
前記吸引制御手段は、前記維持工程を、前記負圧発生源から気泡滞留箇所までの距離を音速で除して得られた時間だけ実行することを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。
【請求項１０】
前記吸引制御手段は、前記吸引工程を、気泡の固有周期に相当する間隔で繰り返すことを特徴とする請求項６から請求項９の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−３９８７３（Ｐ２００９−３９８７３Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０４１８４（Ｐ２００７−２０４１８４）
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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