液体吐出装置のノズル回復装置及び液体吐出装置のノズル回復方法
【課題】廃インク量の増大を伴うことなく、信頼性の高い確実なノズル回復を行うことができる液体吐出装置ノズル回復装置及び液体吐出装置のノズル回復方法を提供すること。
【解決手段】液体吐出ヘッドのノズル内の液体に、ノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段を有し、毛管力を有する吸収部材が前記液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除するように構成されていることを特徴とする液体吐出装置のノズル回復装置。
【解決手段】液体吐出ヘッドのノズル内の液体に、ノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段を有し、毛管力を有する吸収部材が前記液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除するように構成されていることを特徴とする液体吐出装置のノズル回復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置等に組込むことにより、良好な機能を果たす液体吐出装置のノズル回復装置及び液体吐出装置のノズル回復方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体をノズルから液滴として吐出させる液体吐出装置は、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとしてインクジェット記録装置をあげることができる。そこで、ここではインクジェット記録装置に例をとって従来技術の説明をする。
【０００３】
インクジェット記録装置は、記録媒体に記録ヘッドからインク滴を吐出させて画像等のデータを記録するように構成されている。
【０００４】
ところで、インクジェット記録装置において、安定した吐出を維持するために定期的に記録ヘッドのノズル回復の動作を行う必要がある。ノズル回復の動作は、ノズルから印字に寄与しないインクを排出させる動作であり、このインクを排出させる方法としては種々の方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、インクジェットヘッド内インクへの加圧とポンプ等によるノズルからの吸引を同時に行うことにより差圧を大きくしてインクを排出する方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、一部のノズルのみをキャップして吸引することにより一部のノズルからインクを排出する方法が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、ノズルからの吸引を行った後、減圧したキヤップ内圧を早く大気圧に戻すために加圧を行う方法が開示されている。
【０００８】
ノズル回復の動作は、ノズルから印字に寄与しないインクを排出させる動作であり、排出される廃インクの量を減らすことは、インクジェット記録装置のランニングコスト低減に極めて重要であり、かつ不可欠な技術課題である。
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜３に開示された方法では、必要以上にインクを吸引してしまい、その結果、無駄に捨ててしまう廃インクの量が多くなるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に開示された方法では、キャップされていないノズル内のインクは記録ヘッド内に逆流することとなり、ノズルのインクメニスカスが破壊され、インク不吐出などの問題を誘発する場合があった。
【００１１】
従来、このような、廃インクの量を減らすためにポンプ等による吸引を行わずにインクを排出させる方法が提案されている（特許文献４，５参照）。
【００１２】
特許文献４には、ノズル部に吸収体を当接させ漏洩インクを吸収する方法が開示されている。
【００１３】
特許文献５には、布テープをノズル面に押圧した状態でインクを吐出させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１−８０５４４号公報
【特許文献２】特開平２−５２５号公報
【特許文献３】特開平３−５１１３７号公報
【特許文献４】特開平４−１８７４４７号公報
【特許文献５】特開２００１−２６０３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献４に開示された方法は、インク吸収体がノズル部に接触すると吸引効果があるが、インクメニスカスが後退しているノズルの回復はできないという問題がある。
【００１５】
また、特許文献５に開示された方法は、インクメニスカスが壊れたノズルからインクを吐出させることができず、このようなノズルの回復はできないという問題がある。
【００１６】
以上のように特許文献１〜３に開示された方法では、必要以上にインクを吸引してしまい、その結果、無駄に捨ててしまうインクの量が多くなるという問題がある。
【００１７】
また、特許文献４，５に開示された方法では、メニスカス異常により吐出不良が生じたノズルは回復動作によっても正常状態に復帰しない事態が生じることがあった。
【００１８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、廃インク量の増大を伴うことなく、信頼性の高い確実なノズル回復を行うことができる液体吐出装置のノズル回復装置及び液体吐出装置のノズル回復方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の目的は、以下に示す発明により達成される。
１．
液体吐出ヘッドのノズル内の液体に、ノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段を有し、
毛管力を有する吸収部材が前記液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除するように構成されていることを特徴とする液体吐出装置のノズル回復装置。
２．
前記吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うように構成されていることを特徴とする前記１に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
３．
前記吸収部材を前記ノズルから離間した後、前記吸収部材にフラッシングを行うように構成されていることを特徴とする前記１または２に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
４．
前記吸収部材は、不織布であることを特徴とする前記１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
５．
前記加圧手段は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることを特徴とする前記１乃至４の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
６．
毛管力を有する吸収部材が液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記液体吐出ヘッドのノズル内の液体にノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除することを特徴とする液体吐出装置のノズル回復方法。
７，
前記吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うことを特徴とする前記６に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
８．
前記吸収部材を前記ノズルから離間した後、前記吸収部材にフラッシングを行うことを特徴とする前記６または７に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
９．
前記吸収部材は、不織布であることを特徴とする前記６乃至８の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
１０．
前記加圧手段は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることを特徴とする前記６乃至９の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、廃インク量の増大を伴うことなく、信頼性の高い確実なノズル回復を行うことができる液体吐出装置のノズル回復装置及び液体吐出装置のノズル回復方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。ノズル回復装置及び液体吐出装置の実施の形態の一例としてインクジェット記録装置を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係るインクジェット記録装置（液体吐出装置）の断面図である。
【００２４】
Ａはインクジェット記録装置全体を示し、３は画像が記録された記録媒体Ｐが排出され積載される排紙部である。インクジェット記録装置Ａには、本発明に係る液体吐出装置を構成する、印字ユニット５０、インクカートリッジ１１、送液ポンプ（送液手段）１３、補給流路１２、中間タンク（密閉可能な容器）２０、搬送部２及び記録媒体Ｐが収納された給紙部１等が設けられてる。
【００２５】
制御部４は、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い、インクジェット記録装置を構成する各種手段を作動させ、原稿の画像情報を読取り、または、インターフェース（図示せず）を介して外部の情報機器から画像情報等を入力し、その情報を記憶し、そして記録媒体に記録して出力する一連の画像情報記録制御を実行させるプリンタ機能や、プリンタ機能を確実に実行できるように各種手段の調整や保全等を行うメンテナンス機能を備えている。
【００２６】
印字ユニット５０は、詳細は後述するが、記録媒体Ｐが搬送される方向に対して直交する方向つまり記録媒体Ｐの幅方向に延在するように配設されている。印字ユニット５０の下面は記録媒体Ｐに指向されており、その下面（以下、ノズル面と称する。）には複数のノズルが記録媒体Ｐの幅方向に２列の列を成して形成されている。印字ユニット５０内にはそれぞれのノズルに対応してピエゾ素子といった吐出手段とそれぞれの印字ヘッドに対応したインク吐出作動を行わせるための駆動回路等が設けられており、それぞれの吐出手段によって各ノズルからインクが液滴として吐出される。
【００２７】
記録媒体Ｐの搬送は、給紙部１に収納されている記録媒体Ｐを送り出しローラＲ１により１枚ずつ取り出す。取り出された記録媒体Ｐを１対のローラＲ２が１対のローラＲ３方向に送る。ローラＲ３に挟持された記録媒体Ｐは更に搬送部２へと送られる。
【００２８】
搬送部２を介して搬送される記録媒体Ｐは、印字ユニット５０に対向して、一定の速度で搬送されながら画像が記録される。
【００２９】
その後、排紙搬送動作が実行され、画像が記録された記録媒体Ｐが１対のローラＲ８により挟持され排紙部３へと排紙されるようになっている。
【００３０】
図２〜図５は、印字部の構成を示す斜視図であり、それぞれ、印字時、ノズル回復動作の準備のために印字ユニット待機時（ワイプユニットの装着前）、印字ユニット待機時（ワイプユニットの装着後）、ノズル回復動作時の各状態を示している。
【００３１】
また、図６は、図４における印字ユニット５０とワイプユニット１１０の関係を説明するための要部の拡大正面図であり、図７は、図５における印字ユニット５０とワイプユニット１１０の関係を説明するための要部の拡大正面図である。
【００３２】
本実施形態においては、図２に示すように、複数個の印字ヘッド１３０が２列の千鳥状に配列された状態で支持体１４０に取り付けられて、１つの印字ユニット５０を構成している。
【００３３】
印字部５は、印字ユニット５０と、印字ユニット５０の支持体１４０の一部に結合されて印字ユニット５０を搭載するキャリッジ１２０と、キャリッジ１２０が結合されたレール１０と、レール１０に案内されて、図の矢印Ｂで示すように、記録媒体Ｐの搬送方向に垂直な上下方向にキャリッジ１２０を移動させる上下駆動機構（不図示）と、これら各部を一体的に支持するとともに、プラテン８の上面に固定されるフレーム９とを備える。つまり、各部は、相対的な位置関係がずれないようにフレーム９によって固定されている。
【００３４】
プラテン８は、印字時に印字ユニット５０に対向した記録媒体Ｐを平らな状態に維持することで、正確な印字を可能とする。
【００３５】
上下駆動機構は、印字ユニット５０が搭載されたキャリッジ１２０を設定された所定の範囲で上下動させる。つまり、上下駆動機構は、図２に示すように、印字ユニット５０のノズルから記録媒体Ｐにインクを吐出させて印字を行う位置（以下、印字位置と称する場合がある。）と、図３、図４に示すように、ノズル回復の動作の準備時に、印字ユニット５０がプラテン８から離れて待機した位置（以下、印字ユニット待機位置と称する場合がある。）と、図５に示すように、印字ユニット５０のノズル面をワイプユニット１１０に当接させてノズルから滲み出たインクをワイパーとしての吸収部材２００に吸収させる位置（以下、ノズル回復動作位置と称する場合がある。）との少なくとも３つの位置を切り換える。
【００３６】
図４，図５における１１０は、ワイプユニットであり、このワイプユニット１１０は、インクジェット記録装置から着脱自在となっており、印字ユニット５０のノズル回復動作を行うとき以外は、操作者が適宜に取り外すことができる。
【００３７】
図２において、印字ユニット５０が印字動作中であるため、ワイプユニット１１０は、使用されない状態で取り外されている。
【００３８】
このワイプユニット１１０は、周囲をカバー１７で覆われ、内部には印字ヘッド１３０のノズルから滲み出たインクを毛管力で吸収するワイパーとしての吸収部材２００と、吸収部材２００を支持するために、ノズル面１５０に対して曲面を有する凸形状となるようにノズル面１５０の対向位置に設けられたフィルム状の非吸収性弾性部材１６と、この吸収部材２００の供給部材としての巻き出しローラ１９及び巻き取り部材としての巻き取りローラ１８とが格納されている。
【００３９】
吸収部材２００は、本実施形態における毛管力を有する吸収部材に相当し、不織布を用いることが好ましい。
【００４０】
フィルム状の非吸収性弾性部材１６は、印字ユニット５０を構成する２列の印字ヘッド１３０の各ノズル面１５０に対応して２つ設けられ、各々、各列のノズルの配列方向（印字ユニット５０の長手方向）に沿って延在している、
本実施形態においては、フィルム状の非吸収性弾性部材１６としてＰＥＴフィルムを用いているが、その他の材質のものとしてもよく、例えば、その他の樹脂フィルムや金属フィルムを用いても良い。
【００４１】
巻き出しローラ１９はその軸心回りに回転自在となって支持されており、巻き出しローラ１９には吸収部材２００が予めロール状に巻回されている。巻き取りローラ１８はその軸心回りに回転自在となっており、操作者よって手動で回転される。
【００４２】
巻き出しローラ１９から図６中の矢印の方向に引き出された吸収部材２００は、巻き取りローラ１８に導かれている。これにより、吸収部材２００の搬送される搬送経路が確立される。そして、操作者により巻き取りローラ１８が回転することで、吸収部材２００が巻き出しローラ１９から引き出されて、引き出された吸収部材２００は巻き取りローラ１８に搬送される。
【００４３】
吸収部材２００は、必要に応じて巻き出しながら使用し、ノズルから滲み出たインクを吸収した後は巻き取りローラ１８に回収される。全ての吸収部材２００を使用したら、すなわち吸収部材全てが巻き取りローラ１８に巻き取られたら使用済みロールとしてワイプユニット１１０から取り外し廃棄する。
【００４４】
また、巻き出しローラ１９の軸には、引き出し方向とは、逆方向に一定の負荷トルクがかけられており、巻き取りローラ１８の軸には、引き出し方向に一定の負荷トルクがかけられている。このため、吸収部材２００は、一定のテンションが保たれている。
【００４５】
フィルム状の非吸収性弾性部材１６は、巻き出しローラ１９と巻き取りローラ１８との間で一定のテンションで張られた吸収部材２００の下方においてノズル面１５０に対向するように位置されている。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置においてノズル回復の動作時に印字ユニット５０のノズル面をワイプユニット１１０に当接させてノズルから滲み出たインクをワイパーとしての吸収部材２００に吸収させる動作について、説明する。
【００４７】
まず、ノズル回復の動作に先だって、図４に示すようにワイプユニット１１０を印字ユニット５０とプラテン８の間に設置する。
【００４８】
まず、制御部４は、上下駆動機構を制御して、キャリッジ１２０を上方向に移動させ、図３に示す印字ユニット待機位置まで移動させる。これは、後述するように、ワイプユニット１１０を設置するスペースを確保するための移動である。従って、印字ユニット５０のノズル面１５０が、ワイプユニット１１０を設置した時の最上部よりも上方に位置するようセットする。
【００４９】
次に、操作者は、図４に示すように、プラテン８上で、かつノズル面１５０に対向する位置にワイプユニット１１０を設置する。図４において、印字ユニット５０は、印字ユニット待機動作により上方に位置しており、プラテン８とノズル面１５０との間には隙間ができている。そして、操作者により、ワイプユニット１１０は、プラテン８とノズル面１５０の間の隙間に設置される。この時、ワイプユニットとプラテン上の記録媒体の間には隙間がある。すなわち、記録媒体を取り外すことなくワイプユニットをセット可能な構成となっている。
【００５０】
なお、ワイプユニット１１０は、印字動作中等の使用されないときにインクジェット記録装置内の印字ユニット５０の上下方向の移動経路から退避した位置（以降退避位置と称する場合がある）で保持されるようにしてもよい。このワイプユニット１１０を退避位置とワイプ位置との間で移動させるために、周知の技術的手段を用いることができる。例えば、ワイプユニット１１０をキャリッジに固定して移動方向に設けたガイドレールに沿って移動可能として構成したり、あるいは、ワイプユニット１１０をアーム部材に接続して、このアーム部材を一端で支持して回動可能として構成するなどの手段がある。
【００５１】
次に、ワイパーである吸収部材２００を印字ヘッド１３０のノズルに当接させるときは、制御部４は、上下駆動機構を制御して、キャリッジ１２０を下方向に移動させ、図５に示すようにノズル回復動作位置まで移動させる。このとき、図７に示すように、印字ユニット５０の位置は、ノズル面１５０がワイプユニット１１０の吸収部材２００にある程度の圧力で押圧された状態になる。このとき、吸収部材２００は、フィルム状の非吸収性弾性部材１６により支持されている。この状態で加圧手段により加圧が行われ、ノズルから滲み出たインクは、吸収部材２００の毛管力により吸収される。
【００５２】
ノズルから滲み出たインクが吸収部材２００に吸収された所定時間の経過後に、ワイパーである吸収部材２００を印字ヘッド１３０のノズルから離間させるときは、制御部４は、キヤリッジ１２０を元の上方の印字ユニット待機位置に戻し、押圧状態を解除する。操作者は、ワイプユニット１１０をインクジェット記録装置の外に移動させる。これにより、本実施形態に係るノズル回復の動作時に印字ユニット５０のノズル面をワイプユニット１１０に当接させてノズルから滲み出たインクをワイパーとしての吸収部材２００に吸収させる動作が終了し、その後は印字動作に移ることが可能となる。
【００５３】
一方、押圧解除後の吸収部材２００は、操作者が、巻き取りローラ１８を回転させることにより所定量巻き取られ、このことにより、次回の押圧時、インクを吸収した部分の吸収部材２００がノズル面１５０に再び接触することはない。さらに、吸収部材を搬送することでフィルム状の非吸収性弾性部材に付着したインクも拭き取ることが可能になる。
【００５４】
なお、巻き取りローラ１８の回転制御は、ワイプユニット１１０をインクジェット記録装置に設置した状態で、前述した制御部４を介して、モータ等の駆動源を駆動させ、巻き取りローラ１８を回転することで、自動的に行なうように構成してもよい。
【００５５】
図８は、本発明に係るインク供給系、及びノズル回復系の実施の形態を示す模式図である。
【００５６】
インクカートリッジ１１には、インクが貯留されている。貯留されたインクは双方向定量ポンプである送液ポンプ（送液手段）１３によって中間タンク（密閉可能な容器）２０に送入されたり、逆に中間タンク２０からインクカートリッジ１１に排出されたりする。中間タンク２０には、中間タンク２０と大気を連通させたり、遮断したりする弁（大気連通遮断手段）３３と、中間タンク２０の液面の基準位置を検知する液面検知センサ（液面検知手段）２１Ａと、中間タンク２０の液面の上限位置を検知する液面検知センサ（液面検知手段）２１Ｂと、中間タンク２０から印字ユニット５０へインクを供給する供給流路１４と、が配されている。供給流路１４の途中には弁（供給流路開閉手段）３１が配されている。
【００５７】
なお、供給流路１４からインクカートリッジ１１までが本実施形態における液体供給部に相当し、中間タンク２０が加圧手段に相当する。また、中間タンク２０から弁３２までがキャリッジ１２０に搭載されている。
【００５８】
次に、インクの圧力設定の方法について説明する。
【００５９】
まず、弁３１を閉鎖状態で、液面検知センサ２１Ａを用いて液面の高さを設定する。弁３３を開いて液面検知センサ２１Ａで検知しながら送液ポンプ１３の送入・排出により液面を初期化し、必要に応じてさらに送液ポンプ１３により定量送液する。これにより、液面を液面センサ２１Ａの位置あるいはそれより高い位置に設定することができる。
【００６０】
次に弁３３を閉鎖して中間タンク２０を密閉にする。この状態で中間タンク２０内の気圧は１気圧である。
【００６１】
中間タンク２０のインクを除いた気体の体積をＶ１とする。初期の中間タンク２０内の気圧をＰ１、所望の中間タンク２０内の気圧をＰ２とする。Ｐ２とインクの送液量（送入量又は排出量）ΔＤとの関係は、以下の式になる。
【００６２】
【数１】
【００６３】
例えば、中間タンク２０内の気圧を１．５気圧にするには、送入するインクの送液量ΔＤはＶ１／３になる。すなわち、送液ポンプ１３でＶ１／３のインクを中間タンク２０に送入すれば、１．５気圧の圧力が発生する。１．５気圧が発生した後、図７に示すようにワイプユニット１１０の吸収部材２００を印字ユニット５０のノズルに当接した状態で、弁３１を開放状態にすると供給流路１４を経由して印字ユニット５０に瞬間的に１．５気圧の圧力が印加され、印字ユニット５０のノズルからインクが押し出されて滲み出る。滲み出たインクは、吸収部材２００により吸収される。
【００６４】
逆に、中間タンク２０内の気圧を０．９９５気圧にするには、排出するインクの送液量ΔＤは約０．００５×Ｖ１になる。すなわち、送液ポンプ１３で０．００５×Ｖ１のインクを中間タンク２０から排出すれば、０．９９５気圧になる。０．９９５気圧が発生した後、弁３１を開放状態にすると印字ユニット５０のノズルは、通常印字に適した背圧に保たれ、インクメニスカスが形成される。
【００６５】
中間タンク（密閉可能な容器）２０に弁（空圧センサ保護弁）３４を介して空圧センサ２３を設け、水頭値設定および印字ユニット５０への背圧制御は中間タンク２０内の圧力を空圧センサ２３で検知ながら送液ポンプ（送液手段）１３の送液量を制御するフィードバック制御である。ノズル回復の動作の加圧は、弁（供給流路開閉手段）３１を閉じ、弁（大気連通遮断手段）３３を開いて液面検知センサ（液面検知手段）２１Ａで検知しながら送液ポンプ１３の送入・排出により液面を初期化し、必要に応じてさらに送液ポンプ１３により定量送液した後、弁３３及び弁３４を閉じて所定の圧力値に対応するインク量を送液ポンプ１３により送液して中間タンク２０内を加圧し、その後、所定時間の間弁（供給流路開閉手段）３１を開いて供給流路１４経由でノズルよりインクを強制排出する。
【００６６】
インクは、インクカートリッジ１１と中間タンク２０との間の補給流路１２を経由して送液ポンプ１３により送入、または逆に排出される。補給流路１２の途中にはフィルター３７，インクカートリッジ１１の空検知用の圧力センサ３６、弁（補給流路開閉手段）３５が配されている。弁（補給流路開閉手段）３５は、インクカートリッジ１１を交換する際に流路に空気やゴミが進入するのを防止するために設けられており、通常は開いており、インクカートリッジ１１を交換するときのみ閉鎖する。
【００６７】
中間タンク２０には大気連通路２２を介して弁３３（大気連通遮断手段）を設けてある。弁（空圧センサ保護弁）３４は、中間タンク２０内を加圧し、ヘッドのノズルよりインクを押し出すノズル回復の動作時は空圧センサ２３に過大な圧力がかかるのを避けるために閉鎖しておく。
【００６８】
また、印字ユニット５０は、共通流路５１を備えており、共通流路５１の一端にインク供給口５２、他端に気泡排出口５３がある。インク供給口５２は、供給流路１４を介して中間タンク２０に接続され、中間タンク２０からインクが供給される。気泡排出口５３は、排出流路１５を介して廃液タンク４３に接続されている。共通流路５１において、インク供給口５２と気泡排出口５３の間には、各印字ヘッド１３０にインクを分岐供給する分岐供給口が、各印字ヘッド１３０に対応した位置に、その数分だけ設けられている。
【００６９】
弁（流路内エアー除去弁）３２は排出流路１５の途中に配され、インク供給路のインク初期導入時等に開放し、流路内のエアーをインクと共に排出流路１５を経由して廃液タンク４３へ排出する。図８に示すように、ワイプユニット１１０は、ノズル回復時に動作させる。
【００７０】
次に、本実施の形態のノズル回復の動作を図９〜１３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７１】
図９は本実施の形態にかかるノズル回復の動作のメインルーチンを示すフローチャート、図１０は図９に示すノズル回復の動作における中間タンクへのインク導入のサブルーチンを示すフローチャート、図１１は図９に示すノズル回復の動作における中間タンク与圧のサブルーチンを示すフローチャート、図１２は図９に示すノズル回復の動作におけるヘッドへの加圧のサブルーチンを示すフローチャート、図１３は図９に示すノズル回復の動作における印字水頭値設定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００７２】
＜ノズル回復の動作＞
印字ユニット５０からの吐出に関わる印字不良、例えば、ノズルの目詰まりやインク滴の出射曲がりなどが発生した場合に以下の動作を行う。図８の模式図を参考に説明する。
【００７３】
図９に示すように、ステップＳ１では、中間タンクへのインク導入のサブルーチンが実行される。中間タンクへのインク導入のサブルーチンの具体的な内容は図１０を用いて後に詳述する。
【００７４】
ステップＳ２では、中間タンク与圧のサブルーチンが実行される。中間タンク与圧のサブルーチンの具体的な内容は図１１を用いて後に詳述する。
【００７５】
ステップＳ３では、ワイプユニット１１０を印字ユニット５０のノズルに当接させる。
【００７６】
ステップＳ４では、ヘッドへの加圧のサブルーチンが実行される。ヘッドへの加圧のサブルーチンの具体的な内容は図１２を用いて後に詳述する。
【００７７】
ステップＳ５では、ヘッドへの加圧によりノズルから押し出されたインクが吸収部材２００に吸収されるまでの所定の待ち時間（本実施形態では１０秒）に達したかを判断する。所定の待ち時間に達した（ステップＳ５：ＹＥＳ）場合はステップＳ６へ進み、所定の待ち時間に達していない（ステップＳ５：ＮＯ）場合は、そのまま待機する。なお待ち時間は、デフォルト値として１０秒に設定され、制御部４の記憶手段に記憶されているが、用いるインクの種類や吸収部材の種類等に応じて設定を変更することが可能である。
【００７８】
この待ち時間は、後述するステップＳ８で、ワイプユニット１１０を印字ユニット５０のノズルから離間させた際に吸収部材２００で吸収しきれていないインクがノズル面に残留することを防止するために設定される。ステップＳ６の中間タンクへのインク導入及びステップＳ７の印字水頭値設定のサブルーチンを行わない場合は、加圧によりノズルから押し出されたインクが吸収部材２００の毛管力により吸収されて吸収部材２００へ移動する移動が終了するまでの時間に設定され、本実施形態のようにステップＳ６の中間タンクへのインク導入及びステップＳ７の印字水頭値設定のサブルーチンを行なう場合は、その分短い時間に設定される。
【００７９】
ステップＳ６では、中間タンクへのインク導入のサブルーチンが実行される。中間タンクへのインク導入のサブルーチンの具体的な内容は図１０を用いて後に詳述する。
【００８０】
ステップＳ７では、印字水頭値設定のサブルーチンが実行される。印字水頭値設定のサブルーチンの具体的な内容は図１３を用いて後に詳述する。
【００８１】
ステップＳ８では、ワイプユニット１１０を印字ユニット５０のノズルから離間させる。
【００８２】
ステップＳ９では、ワイプユニット１１０の吸収部材２００に対して全ノズル吐出を所定回数行うフラッシング動作を実行する。
【００８３】
＜中間タンクへのインク導入の動作＞
次に、上述した中間タンクへのインク導入のサブルーチンを図１０を用いて説明する。
【００８４】
図９に示すノズル回復の動作の最初あるいは図９に示すフローチャートにおいてＳ５のインク吸収時間１０秒が経過したと判断されると図１０に示す中間タンクへのインク導入のサブルーチンは開始される。
【００８５】
中間タンク２０内の空気量が予め定められた所定値（本実施形態では、タンク容量１１３ｍｌに対して空気量が７０ｍｌに設定）になるように、インクをインクカートリッジ１１から供給系を通じて中間タンク２０に導入する動作のフローチャートである。図８の模式図を参考に説明を行う。
【００８６】
ステップＳ１１では、弁３１、３２、３４を閉鎖、弁３３を開放する。
【００８７】
ステップＳ１２では、基準位置の液面センサ２１Ａまでインクが達しているかを判断する。達している（ステップＳ１２：ＹＥＳ）場合はステップＳ１８へ進み、送液ポンプ１３を逆転させ、基準位置の液面センサ２１Ａにインクが達しない状態になるまで中間タンクからインクを排出する。ここで逆転とは、インクが中間タンク２０からインクカートリッジ１１へ送入される方向に回転させることである。すなわち、中間タンク１１を大気と連通させてインクを排出する。達していない（ステップＳ１２：ＮＯ）場合はステップＳ１３へ進む。基準位置の液面センサ２１Ａは、予め設定された値があり液面がそれに達した時点で基準位置の信号を発する。
【００８８】
ステップＳ１３では、送液ポンプ１３を正転させる。ここで正転とは、インクがインクカートリッジ１１から中間タンク２０へ送入される方向に回転させることである。すなわち、中間タンク１１を大気と連通させてインクを送入する。
【００８９】
ステップＳ１４では、基準位置の液面センサ２１Ａまでインクが達したかを判断する。達した（ステップＳ１４：ＹＥＳ）場合はステップＳ１５へ進み、達していない（ステップＳ１４：ＮＯ）場合は、中間タンク２０へのインクの送入を続ける。
【００９０】
ステップＳ１５では、送液ポンプ１３を所定の回転数（時間）だけ正転させる。すなわち、中間タンク２０に定量送液する。ここで、空気の量が中間タンク２０内の空気量が予め定められた所定値（本実施形態では、タンク容量１１３ｍｌに対して空気量が７０ｍｌに設定）になるようにするためには、中間タンク内の液量は４３ｍｌにする必要がある。本実施形態においては、ステップＳ１４で基準位置の液面センサ２１Ａまでインクが達している状態の液量は３４ｍｌであるため、９ｍｌの定量送液が必要であり、送液ポンプ１３を６０回転させる。なお、この回転数は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、必要に応じて設定を変更することが可能である。
【００９１】
ステップＳ１６では、送液ポンプ１３を停止させる。
【００９２】
以上に説明した一連の動作が終了すると、中間タンクへのインク導入の動作のサブルーチンの処理（Ｓ１またはＳ６）が終了するので、処理は図９に示すノズル回復の動作のフローチャートへ戻る。
【００９３】
＜中間タンク与圧の動作＞
次に、上述した中間タンク与圧のサブルーチンを図１１を用いて説明する。
【００９４】
図９に示すフローチャートにおいてステップＳ１の中間タンクへのインク導入が終了したときから図１１に示す中間タンクへのインク導入のサブルーチンは開始される。
【００９５】
インクをインクカートリッジ１１から供給系を通じて中間タンク２０に導入して中間タンク２０内の空気を圧縮する動作のフローチャートである。図８の模式図を参考に説明を行う。
【００９６】
ステップＳ３１では、弁３１、３２、３３、３４を閉鎖する。
【００９７】
ステップＳ３２では、送液ポンプ１３を送液ポンプ１３を所定の回転数（時間）だけ正転させる。すなわち、中間タンク２０に定量送液して加圧する。本実施形態では、所定の回転数は中間タンク２０が５００ｃｍＡｑの正圧になる回転数であり、送液ポンプ１３を１５０回転させる。なお、この回転数は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、必要に応じて設定を変更することが可能である。
【００９８】
なお、５００ｃｍＡｑは、本実施形態の印字ヘッド１３０ノズルからインクが滲み出る圧力であり、印字ヘッドのメニスカス保持力から推定可能である。即ち、メニスカス保持力は（インクの表面張力の２倍）／ノズル半径で表されるので、インクの表面張力＝３３（ｍＮ／ｍ）、ノズル直径２７（μｍ）とすると、メニスカス保持力はおよそ５０ｃｍＡｑとなる（４．９ｋＰａ）。５０ｃｍＡｑより十分大きな圧力を印加してやればノズルからインクを排出できる。
【００９９】
ステップＳ３３では、送液ポンプ１３を停止させる。
【０１００】
以上に説明した一連の動作が終了すると、中間タンク与圧の動作のサブルーチンの処理（Ｓ２）が終了するので、処理は図９に示すノズル回復の動作のフローチャートへ戻る。
【０１０１】
＜ヘッドへの加圧の動作＞
次に、上述したヘッドへの加圧のサブルーチンを図１２を用いて説明する。
【０１０２】
図９に示すフローチャートにおいてＳ３のワイパー当接が終了したときから図１２に示すヘッドへの加圧のサブルーチンは開始される。
【０１０３】
加圧された中間タンク２０のインクを弁３１および供給路１４を経由して印字ユニット５０のノズルから押し出させる動作のフローチャートである。その際、印字ユニット５０内の流路に存在する小さなゴミや気泡はインクと共にノズルより排出される。図８の模式図を参考に説明を行う。
【０１０４】
ステップＳ４１では、弁３１を開放、弁３２、３３、３４を閉鎖する。
【０１０５】
ステップＳ４２では、弁３１の所定の開放時間（本実施形態では８秒）に達したかを判断する。所定の開放時間に達した（ステップＳ４２：ＹＥＳ）場合はステップＳ４３へ進み、所定の開放時間に達していない（ステップＳ４２：ＮＯ）場合は、そのまま待機する。この間、加圧された中間タンク２０のインクは弁３１および供給路１４を経由して印字ユニット５０のノズルから押し出される。その際、印字ユニット５０内の流路に存在する小さなゴミや気泡はインクと共にノズルより排出される。なお、この開放時間は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、必要に応じて設定を変更することが可能である。
【０１０６】
ステップＳ４３では、弁３１、３３を開放、弁３２、３４を閉鎖する。この時点で印字ユニット５０のノズルからのインクの押し出しは停止し、加圧が解除される。加圧が解除されたときの圧力は、ノズルからのインクの押し出しが生じない圧力、すなわち、メニスカス保持力（本実施形態ではおよそ５０ｃｍＡｑ）より小さな圧力であればよい。
【０１０７】
ステップＳ４４では、弁３３の所定の開放時間（本実施形態では１秒）に達したかを判断する。所定の開放時間に達した（ステップＳ４４：ＹＥＳ）場合はサブルーチンを終了し、所定の解法時間に達していない（ステップＳ４４：ＮＯ）場合は、そのまま待機する弁３３の開放時間（本実施形態では１秒）の経過を待つ。なお、この開放時間は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、必要に応じて設定を変更することが可能である。
【０１０８】
以上に説明した一連の動作が終了すると、ヘッドへの加圧の動作のサブルーチンの処理（Ｓ４）が終了するので、処理は図９に示すノズル回復の動作のフローチャートへ戻る。
【０１０９】
＜印字水頭値設定の動作＞
次に、上述した印字水頭値設定のサブルーチンを図１３を用いて説明する。
【０１１０】
図９に示すフローチャートにおいてＳ６の中間タンクへのインク導入が終了したときから図１３に示す印字水頭値設定のサブルーチンは開始される。
【０１１１】
印字ユニット５０のノズルでは、印字時や印字待機時のとき、インクが滲みだしたり、逆にノズル内のインクが吸い上げられたり、しないように一定の負圧の範囲に保持しておく必要がある。ノズルで一定の負圧を形成するために中間タンクの気圧を一定の範囲で制御する。上限とは、一定の範囲の中で設定された上限値を指す。基準位置とは、一定範囲の中で設定された基準位置値を指す。これらは、中間タンク２０の気圧を測定する空圧センサ２３を用いて測定する。
【０１１２】
本実施形態では、図９に示すフローチャートにおいてＳ７のワイパー離間の前にこの印字水頭値設定を行うことにより、ワイパー離間後のインクの滲みだしを防止する。
【０１１３】
ステップＳ５１では、弁３４を開放、弁３１，３２、３３を閉鎖する。
【０１１４】
ステップＳ５２では、空圧センサ２３を用いて測定し、中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達したかを判断する。規定値に達した（ステップＳ５２：ＹＥＳ）場合はステップＳ５３へ進み、送液ポンプ１３を停止する。
【０１１５】
規定値に達していない（ステップＳ５２：ＮＯ）場合は、テップＳ５５へ進み、中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）より高いか否かを判断する。規定値より高い（ステップＳ５５：ＹＥＳ）場合はステップＳ５６へ進み、送液ポンプ１３を逆転させ、中間タンクからインクを排出する。中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達するまで排出が継続される。
【０１１６】
規定値より低い（ステップＳ５５：ＮＯ）場合はステップＳ５７へ進み、送液ポンプ１３を正転させ、中間タンクへインクを送入する。中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達するまで送入が継続される。なお、この規定値は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、前述の一定範囲内で設定を変更することが可能である。
【０１１７】
ステップＳ５４では、弁３１，弁３４を開放、弁３２、３３を閉鎖する。
【０１１８】
以上に説明した一連の動作が終了すると、印字水頭値設定の動作のサブルーチンの処理（Ｓ７）が終了するので、処理は図９に示すノズル回復の動作のフローチャートへ戻る。
【０１１９】
＜印字中の印字水頭値設定の動作＞
印字動作により中間タンク２０のインクが減ってくると中間タンクの気圧が下がってくる。中間タンク２０の気圧の一定の範囲を保持するために印字中の印字水頭値設定の動作が随時行われインクカートリッジ１１から中間タンク２０へインクの送入制御を行う。
【０１２０】
図１４は本実施の形態にかかる印字中の印字水頭値設定の動作を示すフローチャートである。
【０１２１】
印字ユニット５０のノズルでは、印字時のとき、インクが滲みだしたり、逆にノズル内のインクが吸い上げられたり、しないように一定の負圧の範囲に保持しておく必要がある。ノズルで一定の負圧を形成するために中間タンクの気圧を一定の範囲で制御する。上限とは、一定の範囲の中で設定された上限値を指す。基準位置とは、一定範囲の中で設定された基準位置値を指す。これらは、中間タンク２０の気圧を測定する空圧センサ２３を用いて測定する。
【０１２２】
ステップＳ６１では、弁３１、弁３４を開放、３２、３３を閉鎖する。
【０１２３】
ステップＳ６２では、空圧センサ２３を用いて測定し、中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達したかを判断する。規定値に達した（ステップＳ６２：ＹＥＳ）場合はステップＳ６３へ進み、送液ポンプ１３を停止する。停止させた後ステップＳ６２に進む。
【０１２４】
規定値に達していない（ステップＳ６２：ＮＯ）場合は、ステップＳ６４へ進み、中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）より高いか否かを判断する。規定値より高い（ステップＳ６４：ＹＥＳ）場合はステップＳ６５へ進み、送液ポンプ１３を逆転させ、中間タンクからインクを排出する。中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達するまで排出が継続される。
【０１２５】
規定値より低い（ステップＳ６４：ＮＯ）場合はステップＳ６６へ進み、送液ポンプ１３を正転させ、中間タンクへインクを送入する。中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達するまで送入が継続される。なお、この規定値は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、前述の一定範囲内で設定を変更することが可能である。
【０１２６】
以上の一連の動作に従って、印字動作が終了するまで印字中の印字水頭値設定の動作を繰り返し行っている。
【０１２７】
以上説明したように、本実施形態の液体吐出装置のノズル回復装置では、液体吐出ヘッドのノズル内の液体に、ノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段を有し、毛管力を有する吸収部材が液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、吸収部材の当接を解除するように構成されているので、加圧によりノズルからインクを滲み出させ、滲み出たインクを毛管力を有する吸収部材が吸収するので、確実なノズル回復が可能になるとともに、滲みださせる程度の小さな圧力の印加でノズルからインクを押し出すことができ、インクが滲み出たら加圧力を解除できるので、その結果、排出される廃インク量も少なくできる。
【０１２８】
また、吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うように構成することにより、ノズル回復の信頼性をより高めることができる。
【０１２９】
また、吸収部材を前記ノズルから離間した後、吸収部材にフラッシングを行うように構成することにより、ノズル回復の信頼性をより高めることができる。
【０１３０】
また、吸収部材は、不織布であることにより、吸収部材の吸収能力を高めることができ、ノズル回復の信頼性をより高めることができる。
【０１３１】
また、加圧手段は、液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることにより、ノズル回復の信頼性をより高めることができる。
【０１３２】
また、加圧手段を、供給流路開閉弁を閉じ中間タンクの内圧が所定の圧力になるまで双方向ポンプで中間タンクに補給した後、供給流路開閉弁を開きノズル内のインクにノズルから押し出す方向に圧力を印加するように構成することにより、ノズルからインクが滲み出る程度の微少圧力の設定を行う際に、より低コストかつ信頼性の高い圧力設定ができる。
【０１３３】
上記各実施の形態は、インクジェット記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体吐出装置は、インクジェット記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を吐出することができる。さらに、上記実施の形態では、液体の一つであるインクを用いたインクジェットヘッドについて説明したが、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材吐出ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機吐出ヘッド等の液体を吐出する液体吐出ヘッド全般に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の断面図である。
【図２】インクジェット記録装置における印字時の印字部の構成を示す斜視図である。
【図３】インクジェット記録装置における印字ユニット待機時の印字部の構成を示す斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置における印字ユニット待機時の印字部の構成を示す斜視図である。
【図５】インクジェット記録装置におけるノズル回復の動作時の印字部の構成を示す斜視図である。
【図６】図４における印字ユニット５０とワイプユニット１１０の関係を説明するための要部の拡大正面図である。
【図７】図５における印字ユニット５０とワイプユニット１１０の関係を説明するための要部の拡大正面図である。
【図８】本発明に係るインク供給系、及びノズル回復系の実施の形態を示す模式図である。
【図９】本実施の形態にかかるノズル回復の動作のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図９に示すノズル回復の動作における中間タンクへのインク導入のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図９に示すノズル回復の動作における中間タンク与圧のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】図９に示すノズル回復の動作におけるヘッドへの加圧のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】図９に示すノズル回復の動作における印字水頭値設定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】印字中の印字水頭値設定の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３５】
１１ インクカートリッジ
１２ 補給流路
１３ 送液ポンプ（送液手段）
１４ 供給流路
１５ 排出流路
２０ 中間タンク（密閉可能な容器）
２１Ａ、２１Ｂ 液面検知センサ（液面検知手段）
２３ 空圧センサ
３１ 弁（供給流路開閉手段）
３２ 弁（流路内エアー除去弁）
３３ 弁（大気連通遮断手段）
３４ 弁（空圧センサ保護弁）
５０ 印字ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置等に組込むことにより、良好な機能を果たす液体吐出装置のノズル回復装置及び液体吐出装置のノズル回復方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体をノズルから液滴として吐出させる液体吐出装置は、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとしてインクジェット記録装置をあげることができる。そこで、ここではインクジェット記録装置に例をとって従来技術の説明をする。
【０００３】
インクジェット記録装置は、記録媒体に記録ヘッドからインク滴を吐出させて画像等のデータを記録するように構成されている。
【０００４】
ところで、インクジェット記録装置において、安定した吐出を維持するために定期的に記録ヘッドのノズル回復の動作を行う必要がある。ノズル回復の動作は、ノズルから印字に寄与しないインクを排出させる動作であり、このインクを排出させる方法としては種々の方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、インクジェットヘッド内インクへの加圧とポンプ等によるノズルからの吸引を同時に行うことにより差圧を大きくしてインクを排出する方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、一部のノズルのみをキャップして吸引することにより一部のノズルからインクを排出する方法が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、ノズルからの吸引を行った後、減圧したキヤップ内圧を早く大気圧に戻すために加圧を行う方法が開示されている。
【０００８】
ノズル回復の動作は、ノズルから印字に寄与しないインクを排出させる動作であり、排出される廃インクの量を減らすことは、インクジェット記録装置のランニングコスト低減に極めて重要であり、かつ不可欠な技術課題である。
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜３に開示された方法では、必要以上にインクを吸引してしまい、その結果、無駄に捨ててしまう廃インクの量が多くなるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に開示された方法では、キャップされていないノズル内のインクは記録ヘッド内に逆流することとなり、ノズルのインクメニスカスが破壊され、インク不吐出などの問題を誘発する場合があった。
【００１１】
従来、このような、廃インクの量を減らすためにポンプ等による吸引を行わずにインクを排出させる方法が提案されている（特許文献４，５参照）。
【００１２】
特許文献４には、ノズル部に吸収体を当接させ漏洩インクを吸収する方法が開示されている。
【００１３】
特許文献５には、布テープをノズル面に押圧した状態でインクを吐出させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１−８０５４４号公報
【特許文献２】特開平２−５２５号公報
【特許文献３】特開平３−５１１３７号公報
【特許文献４】特開平４−１８７４４７号公報
【特許文献５】特開２００１−２６０３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献４に開示された方法は、インク吸収体がノズル部に接触すると吸引効果があるが、インクメニスカスが後退しているノズルの回復はできないという問題がある。
【００１５】
また、特許文献５に開示された方法は、インクメニスカスが壊れたノズルからインクを吐出させることができず、このようなノズルの回復はできないという問題がある。
【００１６】
以上のように特許文献１〜３に開示された方法では、必要以上にインクを吸引してしまい、その結果、無駄に捨ててしまうインクの量が多くなるという問題がある。
【００１７】
また、特許文献４，５に開示された方法では、メニスカス異常により吐出不良が生じたノズルは回復動作によっても正常状態に復帰しない事態が生じることがあった。
【００１８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、廃インク量の増大を伴うことなく、信頼性の高い確実なノズル回復を行うことができる液体吐出装置のノズル回復装置及び液体吐出装置のノズル回復方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の目的は、以下に示す発明により達成される。
１．
液体吐出ヘッドのノズル内の液体に、ノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段を有し、
毛管力を有する吸収部材が前記液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除するように構成されていることを特徴とする液体吐出装置のノズル回復装置。
２．
前記吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うように構成されていることを特徴とする前記１に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
３．
前記吸収部材を前記ノズルから離間した後、前記吸収部材にフラッシングを行うように構成されていることを特徴とする前記１または２に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
４．
前記吸収部材は、不織布であることを特徴とする前記１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
５．
前記加圧手段は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることを特徴とする前記１乃至４の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
６．
毛管力を有する吸収部材が液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記液体吐出ヘッドのノズル内の液体にノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除することを特徴とする液体吐出装置のノズル回復方法。
７，
前記吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うことを特徴とする前記６に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
８．
前記吸収部材を前記ノズルから離間した後、前記吸収部材にフラッシングを行うことを特徴とする前記６または７に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
９．
前記吸収部材は、不織布であることを特徴とする前記６乃至８の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
１０．
前記加圧手段は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることを特徴とする前記６乃至９の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、廃インク量の増大を伴うことなく、信頼性の高い確実なノズル回復を行うことができる液体吐出装置のノズル回復装置及び液体吐出装置のノズル回復方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。ノズル回復装置及び液体吐出装置の実施の形態の一例としてインクジェット記録装置を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係るインクジェット記録装置（液体吐出装置）の断面図である。
【００２４】
Ａはインクジェット記録装置全体を示し、３は画像が記録された記録媒体Ｐが排出され積載される排紙部である。インクジェット記録装置Ａには、本発明に係る液体吐出装置を構成する、印字ユニット５０、インクカートリッジ１１、送液ポンプ（送液手段）１３、補給流路１２、中間タンク（密閉可能な容器）２０、搬送部２及び記録媒体Ｐが収納された給紙部１等が設けられてる。
【００２５】
制御部４は、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い、インクジェット記録装置を構成する各種手段を作動させ、原稿の画像情報を読取り、または、インターフェース（図示せず）を介して外部の情報機器から画像情報等を入力し、その情報を記憶し、そして記録媒体に記録して出力する一連の画像情報記録制御を実行させるプリンタ機能や、プリンタ機能を確実に実行できるように各種手段の調整や保全等を行うメンテナンス機能を備えている。
【００２６】
印字ユニット５０は、詳細は後述するが、記録媒体Ｐが搬送される方向に対して直交する方向つまり記録媒体Ｐの幅方向に延在するように配設されている。印字ユニット５０の下面は記録媒体Ｐに指向されており、その下面（以下、ノズル面と称する。）には複数のノズルが記録媒体Ｐの幅方向に２列の列を成して形成されている。印字ユニット５０内にはそれぞれのノズルに対応してピエゾ素子といった吐出手段とそれぞれの印字ヘッドに対応したインク吐出作動を行わせるための駆動回路等が設けられており、それぞれの吐出手段によって各ノズルからインクが液滴として吐出される。
【００２７】
記録媒体Ｐの搬送は、給紙部１に収納されている記録媒体Ｐを送り出しローラＲ１により１枚ずつ取り出す。取り出された記録媒体Ｐを１対のローラＲ２が１対のローラＲ３方向に送る。ローラＲ３に挟持された記録媒体Ｐは更に搬送部２へと送られる。
【００２８】
搬送部２を介して搬送される記録媒体Ｐは、印字ユニット５０に対向して、一定の速度で搬送されながら画像が記録される。
【００２９】
その後、排紙搬送動作が実行され、画像が記録された記録媒体Ｐが１対のローラＲ８により挟持され排紙部３へと排紙されるようになっている。
【００３０】
図２〜図５は、印字部の構成を示す斜視図であり、それぞれ、印字時、ノズル回復動作の準備のために印字ユニット待機時（ワイプユニットの装着前）、印字ユニット待機時（ワイプユニットの装着後）、ノズル回復動作時の各状態を示している。
【００３１】
また、図６は、図４における印字ユニット５０とワイプユニット１１０の関係を説明するための要部の拡大正面図であり、図７は、図５における印字ユニット５０とワイプユニット１１０の関係を説明するための要部の拡大正面図である。
【００３２】
本実施形態においては、図２に示すように、複数個の印字ヘッド１３０が２列の千鳥状に配列された状態で支持体１４０に取り付けられて、１つの印字ユニット５０を構成している。
【００３３】
印字部５は、印字ユニット５０と、印字ユニット５０の支持体１４０の一部に結合されて印字ユニット５０を搭載するキャリッジ１２０と、キャリッジ１２０が結合されたレール１０と、レール１０に案内されて、図の矢印Ｂで示すように、記録媒体Ｐの搬送方向に垂直な上下方向にキャリッジ１２０を移動させる上下駆動機構（不図示）と、これら各部を一体的に支持するとともに、プラテン８の上面に固定されるフレーム９とを備える。つまり、各部は、相対的な位置関係がずれないようにフレーム９によって固定されている。
【００３４】
プラテン８は、印字時に印字ユニット５０に対向した記録媒体Ｐを平らな状態に維持することで、正確な印字を可能とする。
【００３５】
上下駆動機構は、印字ユニット５０が搭載されたキャリッジ１２０を設定された所定の範囲で上下動させる。つまり、上下駆動機構は、図２に示すように、印字ユニット５０のノズルから記録媒体Ｐにインクを吐出させて印字を行う位置（以下、印字位置と称する場合がある。）と、図３、図４に示すように、ノズル回復の動作の準備時に、印字ユニット５０がプラテン８から離れて待機した位置（以下、印字ユニット待機位置と称する場合がある。）と、図５に示すように、印字ユニット５０のノズル面をワイプユニット１１０に当接させてノズルから滲み出たインクをワイパーとしての吸収部材２００に吸収させる位置（以下、ノズル回復動作位置と称する場合がある。）との少なくとも３つの位置を切り換える。
【００３６】
図４，図５における１１０は、ワイプユニットであり、このワイプユニット１１０は、インクジェット記録装置から着脱自在となっており、印字ユニット５０のノズル回復動作を行うとき以外は、操作者が適宜に取り外すことができる。
【００３７】
図２において、印字ユニット５０が印字動作中であるため、ワイプユニット１１０は、使用されない状態で取り外されている。
【００３８】
このワイプユニット１１０は、周囲をカバー１７で覆われ、内部には印字ヘッド１３０のノズルから滲み出たインクを毛管力で吸収するワイパーとしての吸収部材２００と、吸収部材２００を支持するために、ノズル面１５０に対して曲面を有する凸形状となるようにノズル面１５０の対向位置に設けられたフィルム状の非吸収性弾性部材１６と、この吸収部材２００の供給部材としての巻き出しローラ１９及び巻き取り部材としての巻き取りローラ１８とが格納されている。
【００３９】
吸収部材２００は、本実施形態における毛管力を有する吸収部材に相当し、不織布を用いることが好ましい。
【００４０】
フィルム状の非吸収性弾性部材１６は、印字ユニット５０を構成する２列の印字ヘッド１３０の各ノズル面１５０に対応して２つ設けられ、各々、各列のノズルの配列方向（印字ユニット５０の長手方向）に沿って延在している、
本実施形態においては、フィルム状の非吸収性弾性部材１６としてＰＥＴフィルムを用いているが、その他の材質のものとしてもよく、例えば、その他の樹脂フィルムや金属フィルムを用いても良い。
【００４１】
巻き出しローラ１９はその軸心回りに回転自在となって支持されており、巻き出しローラ１９には吸収部材２００が予めロール状に巻回されている。巻き取りローラ１８はその軸心回りに回転自在となっており、操作者よって手動で回転される。
【００４２】
巻き出しローラ１９から図６中の矢印の方向に引き出された吸収部材２００は、巻き取りローラ１８に導かれている。これにより、吸収部材２００の搬送される搬送経路が確立される。そして、操作者により巻き取りローラ１８が回転することで、吸収部材２００が巻き出しローラ１９から引き出されて、引き出された吸収部材２００は巻き取りローラ１８に搬送される。
【００４３】
吸収部材２００は、必要に応じて巻き出しながら使用し、ノズルから滲み出たインクを吸収した後は巻き取りローラ１８に回収される。全ての吸収部材２００を使用したら、すなわち吸収部材全てが巻き取りローラ１８に巻き取られたら使用済みロールとしてワイプユニット１１０から取り外し廃棄する。
【００４４】
また、巻き出しローラ１９の軸には、引き出し方向とは、逆方向に一定の負荷トルクがかけられており、巻き取りローラ１８の軸には、引き出し方向に一定の負荷トルクがかけられている。このため、吸収部材２００は、一定のテンションが保たれている。
【００４５】
フィルム状の非吸収性弾性部材１６は、巻き出しローラ１９と巻き取りローラ１８との間で一定のテンションで張られた吸収部材２００の下方においてノズル面１５０に対向するように位置されている。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置においてノズル回復の動作時に印字ユニット５０のノズル面をワイプユニット１１０に当接させてノズルから滲み出たインクをワイパーとしての吸収部材２００に吸収させる動作について、説明する。
【００４７】
まず、ノズル回復の動作に先だって、図４に示すようにワイプユニット１１０を印字ユニット５０とプラテン８の間に設置する。
【００４８】
まず、制御部４は、上下駆動機構を制御して、キャリッジ１２０を上方向に移動させ、図３に示す印字ユニット待機位置まで移動させる。これは、後述するように、ワイプユニット１１０を設置するスペースを確保するための移動である。従って、印字ユニット５０のノズル面１５０が、ワイプユニット１１０を設置した時の最上部よりも上方に位置するようセットする。
【００４９】
次に、操作者は、図４に示すように、プラテン８上で、かつノズル面１５０に対向する位置にワイプユニット１１０を設置する。図４において、印字ユニット５０は、印字ユニット待機動作により上方に位置しており、プラテン８とノズル面１５０との間には隙間ができている。そして、操作者により、ワイプユニット１１０は、プラテン８とノズル面１５０の間の隙間に設置される。この時、ワイプユニットとプラテン上の記録媒体の間には隙間がある。すなわち、記録媒体を取り外すことなくワイプユニットをセット可能な構成となっている。
【００５０】
なお、ワイプユニット１１０は、印字動作中等の使用されないときにインクジェット記録装置内の印字ユニット５０の上下方向の移動経路から退避した位置（以降退避位置と称する場合がある）で保持されるようにしてもよい。このワイプユニット１１０を退避位置とワイプ位置との間で移動させるために、周知の技術的手段を用いることができる。例えば、ワイプユニット１１０をキャリッジに固定して移動方向に設けたガイドレールに沿って移動可能として構成したり、あるいは、ワイプユニット１１０をアーム部材に接続して、このアーム部材を一端で支持して回動可能として構成するなどの手段がある。
【００５１】
次に、ワイパーである吸収部材２００を印字ヘッド１３０のノズルに当接させるときは、制御部４は、上下駆動機構を制御して、キャリッジ１２０を下方向に移動させ、図５に示すようにノズル回復動作位置まで移動させる。このとき、図７に示すように、印字ユニット５０の位置は、ノズル面１５０がワイプユニット１１０の吸収部材２００にある程度の圧力で押圧された状態になる。このとき、吸収部材２００は、フィルム状の非吸収性弾性部材１６により支持されている。この状態で加圧手段により加圧が行われ、ノズルから滲み出たインクは、吸収部材２００の毛管力により吸収される。
【００５２】
ノズルから滲み出たインクが吸収部材２００に吸収された所定時間の経過後に、ワイパーである吸収部材２００を印字ヘッド１３０のノズルから離間させるときは、制御部４は、キヤリッジ１２０を元の上方の印字ユニット待機位置に戻し、押圧状態を解除する。操作者は、ワイプユニット１１０をインクジェット記録装置の外に移動させる。これにより、本実施形態に係るノズル回復の動作時に印字ユニット５０のノズル面をワイプユニット１１０に当接させてノズルから滲み出たインクをワイパーとしての吸収部材２００に吸収させる動作が終了し、その後は印字動作に移ることが可能となる。
【００５３】
一方、押圧解除後の吸収部材２００は、操作者が、巻き取りローラ１８を回転させることにより所定量巻き取られ、このことにより、次回の押圧時、インクを吸収した部分の吸収部材２００がノズル面１５０に再び接触することはない。さらに、吸収部材を搬送することでフィルム状の非吸収性弾性部材に付着したインクも拭き取ることが可能になる。
【００５４】
なお、巻き取りローラ１８の回転制御は、ワイプユニット１１０をインクジェット記録装置に設置した状態で、前述した制御部４を介して、モータ等の駆動源を駆動させ、巻き取りローラ１８を回転することで、自動的に行なうように構成してもよい。
【００５５】
図８は、本発明に係るインク供給系、及びノズル回復系の実施の形態を示す模式図である。
【００５６】
インクカートリッジ１１には、インクが貯留されている。貯留されたインクは双方向定量ポンプである送液ポンプ（送液手段）１３によって中間タンク（密閉可能な容器）２０に送入されたり、逆に中間タンク２０からインクカートリッジ１１に排出されたりする。中間タンク２０には、中間タンク２０と大気を連通させたり、遮断したりする弁（大気連通遮断手段）３３と、中間タンク２０の液面の基準位置を検知する液面検知センサ（液面検知手段）２１Ａと、中間タンク２０の液面の上限位置を検知する液面検知センサ（液面検知手段）２１Ｂと、中間タンク２０から印字ユニット５０へインクを供給する供給流路１４と、が配されている。供給流路１４の途中には弁（供給流路開閉手段）３１が配されている。
【００５７】
なお、供給流路１４からインクカートリッジ１１までが本実施形態における液体供給部に相当し、中間タンク２０が加圧手段に相当する。また、中間タンク２０から弁３２までがキャリッジ１２０に搭載されている。
【００５８】
次に、インクの圧力設定の方法について説明する。
【００５９】
まず、弁３１を閉鎖状態で、液面検知センサ２１Ａを用いて液面の高さを設定する。弁３３を開いて液面検知センサ２１Ａで検知しながら送液ポンプ１３の送入・排出により液面を初期化し、必要に応じてさらに送液ポンプ１３により定量送液する。これにより、液面を液面センサ２１Ａの位置あるいはそれより高い位置に設定することができる。
【００６０】
次に弁３３を閉鎖して中間タンク２０を密閉にする。この状態で中間タンク２０内の気圧は１気圧である。
【００６１】
中間タンク２０のインクを除いた気体の体積をＶ１とする。初期の中間タンク２０内の気圧をＰ１、所望の中間タンク２０内の気圧をＰ２とする。Ｐ２とインクの送液量（送入量又は排出量）ΔＤとの関係は、以下の式になる。
【００６２】
【数１】
【００６３】
例えば、中間タンク２０内の気圧を１．５気圧にするには、送入するインクの送液量ΔＤはＶ１／３になる。すなわち、送液ポンプ１３でＶ１／３のインクを中間タンク２０に送入すれば、１．５気圧の圧力が発生する。１．５気圧が発生した後、図７に示すようにワイプユニット１１０の吸収部材２００を印字ユニット５０のノズルに当接した状態で、弁３１を開放状態にすると供給流路１４を経由して印字ユニット５０に瞬間的に１．５気圧の圧力が印加され、印字ユニット５０のノズルからインクが押し出されて滲み出る。滲み出たインクは、吸収部材２００により吸収される。
【００６４】
逆に、中間タンク２０内の気圧を０．９９５気圧にするには、排出するインクの送液量ΔＤは約０．００５×Ｖ１になる。すなわち、送液ポンプ１３で０．００５×Ｖ１のインクを中間タンク２０から排出すれば、０．９９５気圧になる。０．９９５気圧が発生した後、弁３１を開放状態にすると印字ユニット５０のノズルは、通常印字に適した背圧に保たれ、インクメニスカスが形成される。
【００６５】
中間タンク（密閉可能な容器）２０に弁（空圧センサ保護弁）３４を介して空圧センサ２３を設け、水頭値設定および印字ユニット５０への背圧制御は中間タンク２０内の圧力を空圧センサ２３で検知ながら送液ポンプ（送液手段）１３の送液量を制御するフィードバック制御である。ノズル回復の動作の加圧は、弁（供給流路開閉手段）３１を閉じ、弁（大気連通遮断手段）３３を開いて液面検知センサ（液面検知手段）２１Ａで検知しながら送液ポンプ１３の送入・排出により液面を初期化し、必要に応じてさらに送液ポンプ１３により定量送液した後、弁３３及び弁３４を閉じて所定の圧力値に対応するインク量を送液ポンプ１３により送液して中間タンク２０内を加圧し、その後、所定時間の間弁（供給流路開閉手段）３１を開いて供給流路１４経由でノズルよりインクを強制排出する。
【００６６】
インクは、インクカートリッジ１１と中間タンク２０との間の補給流路１２を経由して送液ポンプ１３により送入、または逆に排出される。補給流路１２の途中にはフィルター３７，インクカートリッジ１１の空検知用の圧力センサ３６、弁（補給流路開閉手段）３５が配されている。弁（補給流路開閉手段）３５は、インクカートリッジ１１を交換する際に流路に空気やゴミが進入するのを防止するために設けられており、通常は開いており、インクカートリッジ１１を交換するときのみ閉鎖する。
【００６７】
中間タンク２０には大気連通路２２を介して弁３３（大気連通遮断手段）を設けてある。弁（空圧センサ保護弁）３４は、中間タンク２０内を加圧し、ヘッドのノズルよりインクを押し出すノズル回復の動作時は空圧センサ２３に過大な圧力がかかるのを避けるために閉鎖しておく。
【００６８】
また、印字ユニット５０は、共通流路５１を備えており、共通流路５１の一端にインク供給口５２、他端に気泡排出口５３がある。インク供給口５２は、供給流路１４を介して中間タンク２０に接続され、中間タンク２０からインクが供給される。気泡排出口５３は、排出流路１５を介して廃液タンク４３に接続されている。共通流路５１において、インク供給口５２と気泡排出口５３の間には、各印字ヘッド１３０にインクを分岐供給する分岐供給口が、各印字ヘッド１３０に対応した位置に、その数分だけ設けられている。
【００６９】
弁（流路内エアー除去弁）３２は排出流路１５の途中に配され、インク供給路のインク初期導入時等に開放し、流路内のエアーをインクと共に排出流路１５を経由して廃液タンク４３へ排出する。図８に示すように、ワイプユニット１１０は、ノズル回復時に動作させる。
【００７０】
次に、本実施の形態のノズル回復の動作を図９〜１３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７１】
図９は本実施の形態にかかるノズル回復の動作のメインルーチンを示すフローチャート、図１０は図９に示すノズル回復の動作における中間タンクへのインク導入のサブルーチンを示すフローチャート、図１１は図９に示すノズル回復の動作における中間タンク与圧のサブルーチンを示すフローチャート、図１２は図９に示すノズル回復の動作におけるヘッドへの加圧のサブルーチンを示すフローチャート、図１３は図９に示すノズル回復の動作における印字水頭値設定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００７２】
＜ノズル回復の動作＞
印字ユニット５０からの吐出に関わる印字不良、例えば、ノズルの目詰まりやインク滴の出射曲がりなどが発生した場合に以下の動作を行う。図８の模式図を参考に説明する。
【００７３】
図９に示すように、ステップＳ１では、中間タンクへのインク導入のサブルーチンが実行される。中間タンクへのインク導入のサブルーチンの具体的な内容は図１０を用いて後に詳述する。
【００７４】
ステップＳ２では、中間タンク与圧のサブルーチンが実行される。中間タンク与圧のサブルーチンの具体的な内容は図１１を用いて後に詳述する。
【００７５】
ステップＳ３では、ワイプユニット１１０を印字ユニット５０のノズルに当接させる。
【００７６】
ステップＳ４では、ヘッドへの加圧のサブルーチンが実行される。ヘッドへの加圧のサブルーチンの具体的な内容は図１２を用いて後に詳述する。
【００７７】
ステップＳ５では、ヘッドへの加圧によりノズルから押し出されたインクが吸収部材２００に吸収されるまでの所定の待ち時間（本実施形態では１０秒）に達したかを判断する。所定の待ち時間に達した（ステップＳ５：ＹＥＳ）場合はステップＳ６へ進み、所定の待ち時間に達していない（ステップＳ５：ＮＯ）場合は、そのまま待機する。なお待ち時間は、デフォルト値として１０秒に設定され、制御部４の記憶手段に記憶されているが、用いるインクの種類や吸収部材の種類等に応じて設定を変更することが可能である。
【００７８】
この待ち時間は、後述するステップＳ８で、ワイプユニット１１０を印字ユニット５０のノズルから離間させた際に吸収部材２００で吸収しきれていないインクがノズル面に残留することを防止するために設定される。ステップＳ６の中間タンクへのインク導入及びステップＳ７の印字水頭値設定のサブルーチンを行わない場合は、加圧によりノズルから押し出されたインクが吸収部材２００の毛管力により吸収されて吸収部材２００へ移動する移動が終了するまでの時間に設定され、本実施形態のようにステップＳ６の中間タンクへのインク導入及びステップＳ７の印字水頭値設定のサブルーチンを行なう場合は、その分短い時間に設定される。
【００７９】
ステップＳ６では、中間タンクへのインク導入のサブルーチンが実行される。中間タンクへのインク導入のサブルーチンの具体的な内容は図１０を用いて後に詳述する。
【００８０】
ステップＳ７では、印字水頭値設定のサブルーチンが実行される。印字水頭値設定のサブルーチンの具体的な内容は図１３を用いて後に詳述する。
【００８１】
ステップＳ８では、ワイプユニット１１０を印字ユニット５０のノズルから離間させる。
【００８２】
ステップＳ９では、ワイプユニット１１０の吸収部材２００に対して全ノズル吐出を所定回数行うフラッシング動作を実行する。
【００８３】
＜中間タンクへのインク導入の動作＞
次に、上述した中間タンクへのインク導入のサブルーチンを図１０を用いて説明する。
【００８４】
図９に示すノズル回復の動作の最初あるいは図９に示すフローチャートにおいてＳ５のインク吸収時間１０秒が経過したと判断されると図１０に示す中間タンクへのインク導入のサブルーチンは開始される。
【００８５】
中間タンク２０内の空気量が予め定められた所定値（本実施形態では、タンク容量１１３ｍｌに対して空気量が７０ｍｌに設定）になるように、インクをインクカートリッジ１１から供給系を通じて中間タンク２０に導入する動作のフローチャートである。図８の模式図を参考に説明を行う。
【００８６】
ステップＳ１１では、弁３１、３２、３４を閉鎖、弁３３を開放する。
【００８７】
ステップＳ１２では、基準位置の液面センサ２１Ａまでインクが達しているかを判断する。達している（ステップＳ１２：ＹＥＳ）場合はステップＳ１８へ進み、送液ポンプ１３を逆転させ、基準位置の液面センサ２１Ａにインクが達しない状態になるまで中間タンクからインクを排出する。ここで逆転とは、インクが中間タンク２０からインクカートリッジ１１へ送入される方向に回転させることである。すなわち、中間タンク１１を大気と連通させてインクを排出する。達していない（ステップＳ１２：ＮＯ）場合はステップＳ１３へ進む。基準位置の液面センサ２１Ａは、予め設定された値があり液面がそれに達した時点で基準位置の信号を発する。
【００８８】
ステップＳ１３では、送液ポンプ１３を正転させる。ここで正転とは、インクがインクカートリッジ１１から中間タンク２０へ送入される方向に回転させることである。すなわち、中間タンク１１を大気と連通させてインクを送入する。
【００８９】
ステップＳ１４では、基準位置の液面センサ２１Ａまでインクが達したかを判断する。達した（ステップＳ１４：ＹＥＳ）場合はステップＳ１５へ進み、達していない（ステップＳ１４：ＮＯ）場合は、中間タンク２０へのインクの送入を続ける。
【００９０】
ステップＳ１５では、送液ポンプ１３を所定の回転数（時間）だけ正転させる。すなわち、中間タンク２０に定量送液する。ここで、空気の量が中間タンク２０内の空気量が予め定められた所定値（本実施形態では、タンク容量１１３ｍｌに対して空気量が７０ｍｌに設定）になるようにするためには、中間タンク内の液量は４３ｍｌにする必要がある。本実施形態においては、ステップＳ１４で基準位置の液面センサ２１Ａまでインクが達している状態の液量は３４ｍｌであるため、９ｍｌの定量送液が必要であり、送液ポンプ１３を６０回転させる。なお、この回転数は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、必要に応じて設定を変更することが可能である。
【００９１】
ステップＳ１６では、送液ポンプ１３を停止させる。
【００９２】
以上に説明した一連の動作が終了すると、中間タンクへのインク導入の動作のサブルーチンの処理（Ｓ１またはＳ６）が終了するので、処理は図９に示すノズル回復の動作のフローチャートへ戻る。
【００９３】
＜中間タンク与圧の動作＞
次に、上述した中間タンク与圧のサブルーチンを図１１を用いて説明する。
【００９４】
図９に示すフローチャートにおいてステップＳ１の中間タンクへのインク導入が終了したときから図１１に示す中間タンクへのインク導入のサブルーチンは開始される。
【００９５】
インクをインクカートリッジ１１から供給系を通じて中間タンク２０に導入して中間タンク２０内の空気を圧縮する動作のフローチャートである。図８の模式図を参考に説明を行う。
【００９６】
ステップＳ３１では、弁３１、３２、３３、３４を閉鎖する。
【００９７】
ステップＳ３２では、送液ポンプ１３を送液ポンプ１３を所定の回転数（時間）だけ正転させる。すなわち、中間タンク２０に定量送液して加圧する。本実施形態では、所定の回転数は中間タンク２０が５００ｃｍＡｑの正圧になる回転数であり、送液ポンプ１３を１５０回転させる。なお、この回転数は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、必要に応じて設定を変更することが可能である。
【００９８】
なお、５００ｃｍＡｑは、本実施形態の印字ヘッド１３０ノズルからインクが滲み出る圧力であり、印字ヘッドのメニスカス保持力から推定可能である。即ち、メニスカス保持力は（インクの表面張力の２倍）／ノズル半径で表されるので、インクの表面張力＝３３（ｍＮ／ｍ）、ノズル直径２７（μｍ）とすると、メニスカス保持力はおよそ５０ｃｍＡｑとなる（４．９ｋＰａ）。５０ｃｍＡｑより十分大きな圧力を印加してやればノズルからインクを排出できる。
【００９９】
ステップＳ３３では、送液ポンプ１３を停止させる。
【０１００】
以上に説明した一連の動作が終了すると、中間タンク与圧の動作のサブルーチンの処理（Ｓ２）が終了するので、処理は図９に示すノズル回復の動作のフローチャートへ戻る。
【０１０１】
＜ヘッドへの加圧の動作＞
次に、上述したヘッドへの加圧のサブルーチンを図１２を用いて説明する。
【０１０２】
図９に示すフローチャートにおいてＳ３のワイパー当接が終了したときから図１２に示すヘッドへの加圧のサブルーチンは開始される。
【０１０３】
加圧された中間タンク２０のインクを弁３１および供給路１４を経由して印字ユニット５０のノズルから押し出させる動作のフローチャートである。その際、印字ユニット５０内の流路に存在する小さなゴミや気泡はインクと共にノズルより排出される。図８の模式図を参考に説明を行う。
【０１０４】
ステップＳ４１では、弁３１を開放、弁３２、３３、３４を閉鎖する。
【０１０５】
ステップＳ４２では、弁３１の所定の開放時間（本実施形態では８秒）に達したかを判断する。所定の開放時間に達した（ステップＳ４２：ＹＥＳ）場合はステップＳ４３へ進み、所定の開放時間に達していない（ステップＳ４２：ＮＯ）場合は、そのまま待機する。この間、加圧された中間タンク２０のインクは弁３１および供給路１４を経由して印字ユニット５０のノズルから押し出される。その際、印字ユニット５０内の流路に存在する小さなゴミや気泡はインクと共にノズルより排出される。なお、この開放時間は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、必要に応じて設定を変更することが可能である。
【０１０６】
ステップＳ４３では、弁３１、３３を開放、弁３２、３４を閉鎖する。この時点で印字ユニット５０のノズルからのインクの押し出しは停止し、加圧が解除される。加圧が解除されたときの圧力は、ノズルからのインクの押し出しが生じない圧力、すなわち、メニスカス保持力（本実施形態ではおよそ５０ｃｍＡｑ）より小さな圧力であればよい。
【０１０７】
ステップＳ４４では、弁３３の所定の開放時間（本実施形態では１秒）に達したかを判断する。所定の開放時間に達した（ステップＳ４４：ＹＥＳ）場合はサブルーチンを終了し、所定の解法時間に達していない（ステップＳ４４：ＮＯ）場合は、そのまま待機する弁３３の開放時間（本実施形態では１秒）の経過を待つ。なお、この開放時間は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、必要に応じて設定を変更することが可能である。
【０１０８】
以上に説明した一連の動作が終了すると、ヘッドへの加圧の動作のサブルーチンの処理（Ｓ４）が終了するので、処理は図９に示すノズル回復の動作のフローチャートへ戻る。
【０１０９】
＜印字水頭値設定の動作＞
次に、上述した印字水頭値設定のサブルーチンを図１３を用いて説明する。
【０１１０】
図９に示すフローチャートにおいてＳ６の中間タンクへのインク導入が終了したときから図１３に示す印字水頭値設定のサブルーチンは開始される。
【０１１１】
印字ユニット５０のノズルでは、印字時や印字待機時のとき、インクが滲みだしたり、逆にノズル内のインクが吸い上げられたり、しないように一定の負圧の範囲に保持しておく必要がある。ノズルで一定の負圧を形成するために中間タンクの気圧を一定の範囲で制御する。上限とは、一定の範囲の中で設定された上限値を指す。基準位置とは、一定範囲の中で設定された基準位置値を指す。これらは、中間タンク２０の気圧を測定する空圧センサ２３を用いて測定する。
【０１１２】
本実施形態では、図９に示すフローチャートにおいてＳ７のワイパー離間の前にこの印字水頭値設定を行うことにより、ワイパー離間後のインクの滲みだしを防止する。
【０１１３】
ステップＳ５１では、弁３４を開放、弁３１，３２、３３を閉鎖する。
【０１１４】
ステップＳ５２では、空圧センサ２３を用いて測定し、中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達したかを判断する。規定値に達した（ステップＳ５２：ＹＥＳ）場合はステップＳ５３へ進み、送液ポンプ１３を停止する。
【０１１５】
規定値に達していない（ステップＳ５２：ＮＯ）場合は、テップＳ５５へ進み、中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）より高いか否かを判断する。規定値より高い（ステップＳ５５：ＹＥＳ）場合はステップＳ５６へ進み、送液ポンプ１３を逆転させ、中間タンクからインクを排出する。中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達するまで排出が継続される。
【０１１６】
規定値より低い（ステップＳ５５：ＮＯ）場合はステップＳ５７へ進み、送液ポンプ１３を正転させ、中間タンクへインクを送入する。中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達するまで送入が継続される。なお、この規定値は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、前述の一定範囲内で設定を変更することが可能である。
【０１１７】
ステップＳ５４では、弁３１，弁３４を開放、弁３２、３３を閉鎖する。
【０１１８】
以上に説明した一連の動作が終了すると、印字水頭値設定の動作のサブルーチンの処理（Ｓ７）が終了するので、処理は図９に示すノズル回復の動作のフローチャートへ戻る。
【０１１９】
＜印字中の印字水頭値設定の動作＞
印字動作により中間タンク２０のインクが減ってくると中間タンクの気圧が下がってくる。中間タンク２０の気圧の一定の範囲を保持するために印字中の印字水頭値設定の動作が随時行われインクカートリッジ１１から中間タンク２０へインクの送入制御を行う。
【０１２０】
図１４は本実施の形態にかかる印字中の印字水頭値設定の動作を示すフローチャートである。
【０１２１】
印字ユニット５０のノズルでは、印字時のとき、インクが滲みだしたり、逆にノズル内のインクが吸い上げられたり、しないように一定の負圧の範囲に保持しておく必要がある。ノズルで一定の負圧を形成するために中間タンクの気圧を一定の範囲で制御する。上限とは、一定の範囲の中で設定された上限値を指す。基準位置とは、一定範囲の中で設定された基準位置値を指す。これらは、中間タンク２０の気圧を測定する空圧センサ２３を用いて測定する。
【０１２２】
ステップＳ６１では、弁３１、弁３４を開放、３２、３３を閉鎖する。
【０１２３】
ステップＳ６２では、空圧センサ２３を用いて測定し、中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達したかを判断する。規定値に達した（ステップＳ６２：ＹＥＳ）場合はステップＳ６３へ進み、送液ポンプ１３を停止する。停止させた後ステップＳ６２に進む。
【０１２４】
規定値に達していない（ステップＳ６２：ＮＯ）場合は、ステップＳ６４へ進み、中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）より高いか否かを判断する。規定値より高い（ステップＳ６４：ＹＥＳ）場合はステップＳ６５へ進み、送液ポンプ１３を逆転させ、中間タンクからインクを排出する。中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達するまで排出が継続される。
【０１２５】
規定値より低い（ステップＳ６４：ＮＯ）場合はステップＳ６６へ進み、送液ポンプ１３を正転させ、中間タンクへインクを送入する。中間タンク２０の気圧が規定値（本実施形態では、ー９ｃｍＡｑ）に達するまで送入が継続される。なお、この規定値は、制御部４の記憶手段に記憶されているが、前述の一定範囲内で設定を変更することが可能である。
【０１２６】
以上の一連の動作に従って、印字動作が終了するまで印字中の印字水頭値設定の動作を繰り返し行っている。
【０１２７】
以上説明したように、本実施形態の液体吐出装置のノズル回復装置では、液体吐出ヘッドのノズル内の液体に、ノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段を有し、毛管力を有する吸収部材が液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、吸収部材の当接を解除するように構成されているので、加圧によりノズルからインクを滲み出させ、滲み出たインクを毛管力を有する吸収部材が吸収するので、確実なノズル回復が可能になるとともに、滲みださせる程度の小さな圧力の印加でノズルからインクを押し出すことができ、インクが滲み出たら加圧力を解除できるので、その結果、排出される廃インク量も少なくできる。
【０１２８】
また、吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うように構成することにより、ノズル回復の信頼性をより高めることができる。
【０１２９】
また、吸収部材を前記ノズルから離間した後、吸収部材にフラッシングを行うように構成することにより、ノズル回復の信頼性をより高めることができる。
【０１３０】
また、吸収部材は、不織布であることにより、吸収部材の吸収能力を高めることができ、ノズル回復の信頼性をより高めることができる。
【０１３１】
また、加圧手段は、液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることにより、ノズル回復の信頼性をより高めることができる。
【０１３２】
また、加圧手段を、供給流路開閉弁を閉じ中間タンクの内圧が所定の圧力になるまで双方向ポンプで中間タンクに補給した後、供給流路開閉弁を開きノズル内のインクにノズルから押し出す方向に圧力を印加するように構成することにより、ノズルからインクが滲み出る程度の微少圧力の設定を行う際に、より低コストかつ信頼性の高い圧力設定ができる。
【０１３３】
上記各実施の形態は、インクジェット記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体吐出装置は、インクジェット記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を吐出することができる。さらに、上記実施の形態では、液体の一つであるインクを用いたインクジェットヘッドについて説明したが、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材吐出ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機吐出ヘッド等の液体を吐出する液体吐出ヘッド全般に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の断面図である。
【図２】インクジェット記録装置における印字時の印字部の構成を示す斜視図である。
【図３】インクジェット記録装置における印字ユニット待機時の印字部の構成を示す斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置における印字ユニット待機時の印字部の構成を示す斜視図である。
【図５】インクジェット記録装置におけるノズル回復の動作時の印字部の構成を示す斜視図である。
【図６】図４における印字ユニット５０とワイプユニット１１０の関係を説明するための要部の拡大正面図である。
【図７】図５における印字ユニット５０とワイプユニット１１０の関係を説明するための要部の拡大正面図である。
【図８】本発明に係るインク供給系、及びノズル回復系の実施の形態を示す模式図である。
【図９】本実施の形態にかかるノズル回復の動作のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】図９に示すノズル回復の動作における中間タンクへのインク導入のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図９に示すノズル回復の動作における中間タンク与圧のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】図９に示すノズル回復の動作におけるヘッドへの加圧のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】図９に示すノズル回復の動作における印字水頭値設定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】印字中の印字水頭値設定の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３５】
１１ インクカートリッジ
１２ 補給流路
１３ 送液ポンプ（送液手段）
１４ 供給流路
１５ 排出流路
２０ 中間タンク（密閉可能な容器）
２１Ａ、２１Ｂ 液面検知センサ（液面検知手段）
２３ 空圧センサ
３１ 弁（供給流路開閉手段）
３２ 弁（流路内エアー除去弁）
３３ 弁（大気連通遮断手段）
３４ 弁（空圧センサ保護弁）
５０ 印字ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出ヘッドのノズル内の液体に、ノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段を有し、
毛管力を有する吸収部材が前記液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除するように構成されていることを特徴とする液体吐出装置のノズル回復装置。
【請求項２】
前記吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
【請求項３】
前記吸収部材を前記ノズルから離間した後、前記吸収部材にフラッシングを行うように構成されてい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のノズル回復装置。
【請求項４】
前記吸収部材は、不織布であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
【請求項５】
前記加圧手段は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
【請求項６】
毛管力を有する吸収部材が液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記液体吐出ヘッドのノズル内の液体にノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除することを特徴とする液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項７】
前記吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項８】
前記吸収部材を前記ノズルから離間した後、前記吸収部材にフラッシングを行うことを特徴とする請求項６または７に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項９】
前記吸収部材は、不織布であることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項１０】
前記加圧手段は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項１】
液体吐出ヘッドのノズル内の液体に、ノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段を有し、
毛管力を有する吸収部材が前記液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除するように構成されていることを特徴とする液体吐出装置のノズル回復装置。
【請求項２】
前記吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
【請求項３】
前記吸収部材を前記ノズルから離間した後、前記吸収部材にフラッシングを行うように構成されてい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のノズル回復装置。
【請求項４】
前記吸収部材は、不織布であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
【請求項５】
前記加圧手段は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復装置。
【請求項６】
毛管力を有する吸収部材が液体吐出ヘッドのノズルに当接している状態で、前記液体吐出ヘッドのノズル内の液体にノズルから液体を押し出す方向に圧力を印加する加圧手段により圧力を印加し、印加した圧力を解除した後、前記吸収部材の当接を解除することを特徴とする液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項７】
前記吸収部材の解除は、ノズル内の液体にかかる圧力が負圧になった後に行うことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項８】
前記吸収部材を前記ノズルから離間した後、前記吸収部材にフラッシングを行うことを特徴とする請求項６または７に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項９】
前記吸収部材は、不織布であることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【請求項１０】
前記加圧手段は、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給部に配設されていることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の液体吐出装置のノズル回復方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２３８４３６（Ｐ２００８−２３８４３６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７８５１９（Ｐ２００７−７８５１９）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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