液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法
【課題】インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】液体を収容する圧力室３１と、圧力室３１に連通して液体を噴射するノズル１７と、圧力室３１に連通して液体を供給する供給路７０と、供給路７０の他端７０ａに連通して第１液体を供給する第１供給路７１と、供給路７０の他端７０ａに連通して第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路７２と、第１供給路７１を開閉する第１バルブ６１と、第２供給路７２を開閉する第２バルブ６２と、を備え、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を開放した状態でノズル１７から第２液体が吸引された後に、第１バルブ６１を開放し、かつ、第２バルブ６２を閉塞した状態でノズル１７から第１液体が吸引されることを特徴とする。
【解決手段】液体を収容する圧力室３１と、圧力室３１に連通して液体を噴射するノズル１７と、圧力室３１に連通して液体を供給する供給路７０と、供給路７０の他端７０ａに連通して第１液体を供給する第１供給路７１と、供給路７０の他端７０ａに連通して第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路７２と、第１供給路７１を開閉する第１バルブ６１と、第２供給路７２を開閉する第２バルブ６２と、を備え、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を開放した状態でノズル１７から第２液体が吸引された後に、第１バルブ６１を開放し、かつ、第２バルブ６２を閉塞した状態でノズル１７から第１液体が吸引されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体噴射装置の一種としてインクジェット式プリンター（以下、「プリンター」という）がある。このプリンターは、キャリッジに搭載された液体噴射ヘッド（以下、「ヘッド」という）の複数のノズルからプラテン上に配置された媒体（記録用紙）にインク（液体）を噴射することで印刷を行っている。
【０００３】
このようなプリンターにあっては、圧力発生室で加圧したインクをノズルからインク滴として媒体に吐出させて印刷を行っている。この関係上、ノズル開口からのインク溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などによりノズル開口に目詰まりを発生し、印刷不良を起こすという問題がある。
【０００４】
このような問題点を解決するための技術が検討されており、例えば、特許文献１では、ノズル開口から充填液を流入させた後にインク吐出回復動作を行っている。これにより、ノズル内部に侵入した充填液が圧力室内のインクと混合することで、圧力室内のインクと隔壁との濡れ性が大きくなるため、圧力室内に残留する気泡が動きやすい状態となる。そして、この状態で吸引パージを実行することにより、ノズル開口からインクを吸引しインク流路内の気泡や塵埃とともに排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９６２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術にあっては、ノズル開口から充填液を流入させた後にインク吐出回復動作を行うことによってインク流路内の気泡や塵埃を排出してインク経路の清浄化を図ることができると考えられる。
しかしながら、特許文献１では、インク流路内の気泡や塵埃とともに吸引されたインクはそのまま廃棄されるため、資源を無駄に費やすこととなる。また、充填液としてインクの溶媒液と同じ主成分の液体を使用しているため、消費される液体は高価なものとなる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の液体噴射ヘッドは、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通して前記液体を噴射するノズルと、前記圧力室に連通して液体を供給する供給路と、前記供給路の他端に連通して第１液体を供給する第１供給路と、前記供給路の他端に連通して前記第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路と、前記第１供給路を開閉する第１バルブと、前記第２供給路を開閉する第２バルブと、を備え、前記第１バルブを閉塞し、かつ、前記第２バルブを開放した状態で前記ノズルから前記第２液体が吸引された後に、前記第１バルブを開放し、かつ、前記第２バルブを閉塞した状態で前記ノズルから前記第１液体が吸引されることを特徴とする。
【０００９】
この液体噴射ヘッドによれば、第１液体（例えばインク）よりも濡れ性の高い第２液体（例えば送品液）は、第１バルブを閉塞しかつ第２バルブを開放することにより、第２供給路、供給路、圧力室（インク流路）を経由してノズルから噴射される。つまり、第２液体がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。このとき、第１バルブが液体噴射ヘッドの内部に配置されているので、液体噴射ヘッドの外部に配置される場合に比べて第１液体の排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。そして、第２液体による予備浸潤の後に、第２バルブを閉塞しかつ第１バルブを開放することにより、第１液体はスムーズにインク流路に供給されることとなる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射ヘッドが提供できる。
【００１０】
また、上記液体噴射ヘッドにおいて、前記第１バルブは、前記ノズルに近接して配置されていてもよい。
【００１１】
この液体噴射ヘッドによれば、第１バルブがノズルから遠く離間して配置される場合に比べて第１液体の排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。
【００１２】
本発明の液体噴射装置は、上述した液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能な開口部を有するキャップと、前記キャップが前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この液体噴射装置によれば、上述した液体噴射ヘッドを備えているので、第１バルブを閉塞しかつ第２バルブを開放してキャップがノズル形成面を封止した状態で吸引部による吸引動作により吐出回復動作が行われる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射装置が提供できる。
【００１４】
本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法は、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通して前記液体を噴射するノズルと、前記圧力室に連通して液体を供給する供給路と、前記供給路の他端に連通して第１液体を供給する第１供給路と、前記供給路の他端に連通して前記第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路と、前記第１供給路を開閉する第１バルブと、前記第２供給路を開閉する第２バルブと、を有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能な開口部を有するキャップと、前記キャップが前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、を備える液体噴射装置のメンテナンス方法において、前記第１バルブを閉塞し、かつ、前記第２バルブを開放して、前記キャップで前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記第２液体を吸引する第１の工程と、前記第１バルブを開放し、かつ、前記第２バルブを閉塞して、前記キャップで前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記第１液体を吸引する第２の工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
この液体噴射装置のメンテナンス方法によれば、第１の工程により、第１液体（例えばインク）よりも濡れ性の高い第２液体（例えば送品液）は、第２供給路、供給路、圧力室（インク流路）を経由してノズルから噴射される。つまり、第２液体がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。このとき、第１バルブが液体噴射ヘッドの内部に配置されているので、液体噴射ヘッドの外部に配置される場合に比べて第１液体の排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。そして、第２液体による予備浸潤の後、第２の工程により、第１液体はスムーズにインク流路に供給されることとなる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】液体噴射ヘッドのノズル形成面におけるノズル配列状態を示す図である。
【図３】液体噴射ヘッドの内部構成を示す部分断面図である。
【図４】液体噴射ヘッドのキャッピング状態を示す模式図である。
【図５】液体噴射装置のメンテナンス方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。以下、液体噴射装置としてシリアル型のインクジェット式プリンターを例に挙げて説明する。
【００１９】
液体噴射装置１は、プラテン５０に支持された記録用紙（媒体）Ｐにインク（第１液体）を噴射することで記録用紙Ｐに所定の情報や画像を印字する記録処理を行うものである。この液体噴射装置１は、複数のノズル１７（図２参照）からインクを記録用紙Ｐに向けて噴射する液体噴射ヘッド１０と、液体噴射ヘッド１０を搭載して走査移動するキャリッジ４０と、液体噴射ヘッド１０のノズル形成面２１Ａを封止可能な開口部を有するキャップ５３と、キャップ５３がノズル形成面２１Ａを封止した状態でノズル１７からインクを吸引する吸引部８０（図４参照）と、を備えて構成されている。
【００２０】
以下、図１に示したＸＹＺ直交座標系に基づいて説明する。このＸＹＺ直交座標系において、Ｘ方向及びＹ方向がプラテン５０の面方向と平行となっており、Ｚ方向がプラテン５０の面方向と直交している。実際には、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定されており、Ｚ方向が鉛直上方向に設定されている。ここでは、記録用紙Ｐの搬送方向がＹ方向、液体噴射ヘッド１０の走査方向がＸ方向に設定されている。
【００２１】
図１に示すように、液体噴射装置１は、平面視矩形状をなすフレーム４２を備えている。このフレーム４２内には、プラテン５０が架設されている。このプラテン５０は、記録用紙Ｐを吸引する複数の吸引孔（図示略）を備えている。記録用紙Ｐは複数の吸引孔に作用する吸引力によってプラテン５０の上面に保持される。これにより、記録用紙Ｐのコックリングやカールが抑えられる。
【００２２】
また、プラテン５０上には、フレーム４２の背面に設けられた紙送りモーター４４を有する紙送り機構により記録用紙Ｐが＋Ｙ方向側から給送される。これにより、記録用紙ＰがＹ方向に延びる搬送路に沿って搬送されるようになっている。また、フレーム４２内におけるプラテン５０の上方には、プラテン５０の長手方向（Ｘ方向）と平行な棒状のガイド部材４５が架設されている。
【００２３】
ガイド部材４５には、キャリッジ４０がガイド部材４５の長手方向（Ｘ方向）に沿って往復移動可能に支持されている。キャリッジ４０は、フレーム４２内の後面に設けられた一対のプーリ４７ａ間に張設されたタイミングベルト４７を介してフレーム４２の背面に設けられたキャリッジモーター４８に連結されている。キャリッジ４０は、キャリッジモーター４８の駆動によりガイド部材４５に沿って往復移動される。
【００２４】
キャリッジ４０の下面には、液体噴射ヘッド１０が設けられている。液体噴射ヘッド１０の下面は、複数のノズル１７が形成されたノズル形成面２１Ａとなっている（図２参照）。また、キャリッジ４０における液体噴射ヘッド１０の上側には、インクカートリッジ４１及び送品液収容容器１４１が着脱可能に搭載されている。インクカートリッジ４１内には、インクがそれぞれ液体噴射ヘッド１０に供給可能に収容されている。また、送品液収容容器１４１内には、送品液（第２液体）が液体噴射ヘッド１０に供給可能に収容されている。このように、本実施形態に係る液体噴射装置１は、インクカートリッジ４１がキャリッジ４０に搭載される、いわゆるオン・キャリッジタイプのものである。
【００２５】
また、フレーム４２内の右端部（Ｘ方向端部）に位置する非液体噴射領域には、非印刷時に液体噴射ヘッド１０のメンテナンス（例えば、吐出回復動作、クリーニングやフラッシング等）を行うためのメンテナンスユニット５２が設けられている。メンテナンスユニット５２は、液体噴射ヘッド１０のノズル形成面２１Ａを封止可能な上側（＋Ｚ方向側）が開口したキャップ５３を備えている。
【００２６】
ところで、従来の液体噴射ヘッドにおいては、圧力発生室で加圧したインクをノズルからインク滴として媒体に吐出させて印刷を行っている関係上、ノズル開口からのインク溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などによりノズル開口に目詰まりを発生し、印刷不良を起こすという問題があった。
【００２７】
そこで、本発明に係る液体噴射ヘッド１０では、インクを供給する第１供給路に第１バルブが設けられ、インクよりも濡れ性の高い送品液（第２液体）を供給する第２バルブが設けられた構造としている。このため、第１バルブを閉塞しかつ第２バルブを開放することにより、送品液がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われ、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能にしている。以下、図２及び図３を参照して液体噴射ヘッド１０の構成について説明する。
【００２８】
図２は、液体噴射ヘッド１０のノズル形成面２１Ａにおけるノズル１７の配列状態を示す図である。図３は、液体噴射ヘッド１０の内部構成を示す部分断面図である。
【００２９】
図２に示すように、ノズル１７はノズル形成面２１Ａにおいて記録用紙Ｐの搬送方向（Ｙ方向）に沿って複数設けられ、ノズル列１６を形成している。このノズル列１６は、液体噴射ヘッド１０の走査方向（Ｘ方向）に沿って計５列設けられている。ノズル列１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ１、１６Ｋ２は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ１）、顔料ブラック（Ｋ２）の各色に応じたインクを噴射する構成となっている。なお、液体噴射ヘッド１０どうしをノズル１７間のピッチの半分だけ左右方向にずらして配置してもよい。これにより、記録用紙Ｐに対して印字する解像度を向上させることができる。
【００３０】
図３に示すように、液体噴射ヘッド１０は、液体を収容する圧力室３１と、圧力室３１に連通して液体を噴射するノズル１７と、圧力室３１に連通して液体を供給する供給路７０と、供給路７０の他端７０ａに連通してインクを供給する第１供給路７１と、供給路７０の他端７０ａに連通してインクよりも濡れ性の高い送品液を供給する第２供給路７２と、第１供給路７１を開閉する第１バルブ６１と、第２供給路７２を開閉する第２バルブ６２と、を備えている。また、インクはインクカートリッジ４１に収容されており、第１バルブ６１の切換により第１供給路７１を介してインク流路に供給可能になっている。また、送品液は送品液収容容器１４１に収容されており、第２バルブ６２の切換により第２供給路７２を介してインク流路に供給可能になっている。
【００３１】
ここで、「送品液」とは、インクよりも粘度の高い液体である。この送品液は、例えば、液体噴射ヘッド１０の振動等からインク流路を保護するために装填されるものであり、保湿性と不凍性とを高めるために多量のグリセリンを含有している。
【００３２】
また、第１バルブ６１は、ノズル１７に近接して配置されている。具体的には、第１バルブ６１は、第１供給路７１において、インクカートリッジ４１よりも供給路７０に近い位置に配置されている。
【００３３】
また、液体噴射ヘッド１０は、ヘッド本体１８と、ヘッド本体１８に接続された流路形成ユニット２２とを備える。流路形成ユニット２２は、振動板１９と、流路基板２０と、ノズル基板２１とを備えるとともに、共通インク室２９と、インク供給口３０と、圧力室３１とを形成する。さらに、流路形成ユニット２２は、ダイヤフラム部として機能する島部３２と、共通インク室２９内の圧力変動を吸収するコンプライアンス部３３とを備える。ヘッド本体１８には、固定部材２６とともに駆動ユニット２４を収容する収容空間２３と、インクを流路形成ユニット２２に案内する内部流路（供給路７０、第１供給路７１及び第２供給路７２）とが形成される。
【００３４】
上記構成の液体噴射ヘッド１０によれば、ケーブル２７を介して駆動ユニット２４に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮する。これにより、振動板１９が圧力室３１に接近する方向（−Ｚ方向）及び圧力室３１から離れる方向（＋Ｚ方向）に変形（移動）する。このため、圧力室３１の容積が変化し、インクを収容した圧力室３１の圧力が変動する。この圧力の変動によって、ノズル１７からインクが噴射される。
【００３５】
このようにして、インクカートリッジ４１内のインクは、液体噴射ヘッド１０内に各ノズル１７と対応するように備えられた圧電素子２５の駆動により、液体噴射ヘッド１０へと供給される。さらに、各ノズル１７からプラテン５０上に給送された記録用紙Ｐに向けてインクが噴射されることにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。
【００３６】
図４は、液体噴射ヘッドのキャッピング状態を示す模式図である。図４に示すように、キャップ５３は、上面が開口されたキャップケース５３ａと、キャップケース５３ａ内に収納された、ゴム材料等の可撓性材料からなるキャップ部材５３ｂと、キャップ部材５３ｂの内底部に収納された、多孔質材料により形成されたインク吸収材５３ｃと、を備えている。なお、キャップ部材５３ｂは、その上側部がキャップケース５３ａよりも突出している。
【００３７】
キャップケース５３ａの下底部には、キャップケース５３ａ及びキャップ部材５３ｂをそれぞれ貫通して、吸引口５４及び大気開放口５５が形成されている。キャップケース５３ａの吸引口５４には、チューブ７４を介して吸引部（例えば吸引ポンプ）８０が接続されており、この吸引部８０の排出側には廃液タンク８１に接続されている。一方、キャップケース５３ａの大気開放口５５には、チューブ７３を介して大気開放バルブ６３が接続されている。以下、図５を用いて、本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法（吐出回復動作方法）について一例（インク流路の洗浄時）を挙げて説明する。
【００３８】
（液体噴射装置のメンテナンス方法）
図５は、液体噴射装置のメンテナンス方法（吐出回復動作方法）を示すフローチャートである。本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法は、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を開放して、キャップ５３でノズル形成面２１Ａを封止した状態でノズル１７から送品液を吸引する第１の工程と、第１バルブ６１を開放し、かつ、第２バルブ６２を閉塞して、キャップ５３でノズル形成面２１Ａを封止した状態でノズル１７からインクを吸引する第２の工程と、を有する。
【００３９】
具体的には、この液体噴射装置のメンテナンス方法は、インク（第１液体）及び送品液（第２液体）の吸引時間を設定する工程（ステップＳＴ１）と、キャップ５３でノズル形成面２１Ａを封止し大気開放バルブ６３を閉塞する工程（ステップＳＴ２）と、第１バルブ６１を閉塞しかつ第２バルブ６２を開放する工程（ステップＳＴ３）と、吸引部８０を駆動し送品液を吸引する工程（ステップＳＴ４）と、送品液の吸引時間が経過したか否かを判定する工程（ステップＳＴ５）と、第１バルブ６１を開放しかつ第２バルブ６２を閉塞する工程（ステップＳＴ６）と、インクを吸引する工程（ステップＳＴ７）と、インクの吸引時間が経過したか否かを判定確認する工程（ステップＳＴ８）と、吸引部８０を停止する工程（ステップＳＴ９）と、大気開放バルブ６３を開放しキャップ５３を外してノズル形成面２１Ａを開放する工程（ステップＳＴ１０）と、を有する。なお、液体噴射装置１を構成する各種構成部品は、不図示のシーケンス制御装置からの駆動信号により駆動されるものとする。
【００４０】
先ず、インク及び送品液の吸引時間を設定する（ステップＳＴ１）。ここで、インク及び送品液の吸引時間は予め実験により得られた各種データを基に設定される。これらインク及び送品液の吸引時間は、信頼性のある所定のＮ数により算出されたものとなっている。例えば、インクの吸引時間は、少なくとも圧力室３１にインクを充填することが可能な吸引時間（例えば３０秒程度）となっている。一方、送品液の吸引時間は、少なくともインク流路内の気泡や塵埃を排出することが可能であり、かつ、インク流路の濡れ性を高くすることが可能な吸引時間（例えば６０秒程度）となっている。
【００４１】
次に、キャリッジ４０に搭載された液体噴射ヘッド１０は、ホームポジションに走査移動される。そして、キャップ５３は液体噴射ヘッド１０側に上昇し、キャップ部材５３ｂがノズル形成面２１Ａを封止する。このとき、キャップケース５３ａの大気開放口５５に接続された大気開放バルブ６３が閉塞状態とされる（ステップＳＴ２）。
【００４２】
次に、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を開放する（ステップＳＴ３）。これにより、送品液収容容器１４１に収容された送品液が、第２供給路７２を介してインク流路に供給可能となる。
【００４３】
次に、吸引部８０を駆動する。これにより、キャップ部材５３ｂの内部空間に負圧が印加される。そして、送品液収容容器１４１に収容された送品液が吸引される（ステップＳＴ４）。すると、送品液は第２供給路７２を介してインク流路に供給される。
【００４４】
次に、送品液の吸引時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ここで、送品液の吸引時間は予め実験により得られた各種データを基に設定されている。このため、設定された送品液の吸引時間（例えば６０秒程度）に基づいて、不図示のシーケンス制御装置からの駆動信号により第１バルブ６１の開閉及び第２バルブ６２の開閉が制御されることとなる。例えば、送品液の吸引時間が設定時間に達するまで、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を開放した状態とされる。
【００４５】
そして、送品液は、第２供給路７２、供給路７０、圧力室３１（インク流路）を経由してノズル１７から噴射される。すると、ノズル１７から噴射された送品液は、インク流路内の気泡や塵埃とともにチューブ７４を介して廃液タンク８１に排出される。つまり、送品液がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。
【００４６】
また、第１バルブ６１は、ノズル１７に近接して配置されている（図３、図４参照）ので、第１バルブ６１がノズルから遠く離間して配置される場合（例えば、第１バルブ６１が第１供給路７１において、供給路７０よりもインクカートリッジ４１に近い位置に配置される場合）に比べてインクの排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。
【００４７】
送品液の吸引時間が設定時間に達した後、第１バルブ６１を開放し、かつ、第２バルブ６２を閉塞する（ステップＳＴ６）。このとき、吸引部８０の駆動によりキャップ部材５３ｂの内部空間に負圧が印加されたままとなっている。これにより、インクカートリッジ４１に収容されたインクが吸引される（ステップＳＴ７）。すると、インクは第１供給路７１を介してインク流路に供給される。
【００４８】
次に、インクの吸引時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ８）。ここで、インクの吸引時間は予め実験により得られた各種データを基に設定されている。このため、設定されたインクの吸引時間（例えば３０秒程度）に基づいて、不図示のシーケンス制御装置からの駆動信号により第１バルブ６１の開閉及び第２バルブ６２の開閉が制御されることとなる。例えば、インクの吸引時間が設定時間に達するまで、第１バルブ６１を開放し、かつ、第２バルブ６２を閉塞した状態とされる。
【００４９】
そして、インクは、第１供給路７１、供給路７０を経由して圧力室３１に充填される。このように、送品液によるインク流路の予備浸潤の後に、インクが吸引されることにより、インクはスムーズに圧力室３１に供給されることとなる。
【００５０】
インクの吸引時間が設定時間に達した後、吸引部８０を停止する（ステップＳＴ９）。次いで、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を閉塞する。そして、キャップケース５３ａの大気開放口５５に接続された大気開放バルブ６３を開放状態とし、液体噴射ヘッド１０からキャップ５３を外してノズル形成面２１Ａを開放する（ステップＳＴ１０）。以上の工程により、液体噴射装置のメンテナンス（吐出回復動作）が終了する。
【００５１】
本発明の液体噴射ヘッド１０によれば、インクよりも濡れ性の高い送品液は、第１バルブ６１を閉塞しかつ第２バルブ６２を開放することにより、第２供給路７２、供給路７０、圧力室３１（インク流路）を経由してノズル１７から噴射される。つまり、送品液がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。このとき、第１バルブ６１が液体噴射ヘッド１０の内部に配置されているので、液体噴射ヘッド１０の外部に配置される場合に比べてインクの排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。そして、送品液による予備浸潤の後に、第２バルブ６２を閉塞しかつ第１バルブ６１を開放することにより、インクはスムーズにインク流路に供給されることとなる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射ヘッド１０が提供できる。
【００５２】
また、この構成によれば、第１バルブ６１は、ノズル１７に近接して配置されているので、第１バルブ６１がノズル１７から遠く離間して配置される場合に比べてインクの排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。
【００５３】
本発明の液体噴射装置１によれば、上述した液体噴射ヘッド１０を備えているので、第１バルブ６１を閉塞しかつ第２バルブ６２を開放してキャップ５３がノズル形成面２１Ａを封止した状態で吸引部８０による吸引動作により吐出回復動作が行われる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射装置１が提供できる。
【００５４】
本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法によれば、第１の工程により、インクよりも濡れ性の高い送品液は、第２供給路７２、供給路７０、圧力室３１（インク流路）を経由してノズル１７から噴射される。つまり、送品液がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。このとき、第１バルブ６１が液体噴射ヘッド１０の内部に配置されているので、液体噴射ヘッド１０の外部に配置される場合に比べてインクの排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。そして、送品液による予備浸潤の後、第２の工程により、インクはスムーズにインク流路に供給されることとなる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態では、キャップがノズル形成面を封止した状態で吸引部を駆動することによりノズルから液体を吸引しているが、これに限らない。例えば、キャップや吸引部を用いずに加圧によりノズルから液体を吸引してもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、インク及び送品液の吸引時間を設定し、設定された吸引時間に基づいて、第１バルブの開閉及び第２バルブの開閉を制御しているが、これに限らない。例えば、吸引部に接続されたチューブの色を透明にし、インク及び送品液をそれぞれ異なる色に着色し、チューブの近傍に色識別センサーを配置することにより、インクあるいは送品液の吸引時間が経過したか否かを判定してもよい。すなわち、インク及び送品液を視覚的に区分けして、第１バルブの開閉及び第２バルブの開閉を制御してもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、インク流路の洗浄時における液体噴射装置のメンテナンス方法（吐出回復動作方法）について例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、使用済みのインクカートリッジを新品のインクカートリッジに交換した後、初めて使用するとき、あるいは長期間使用しないときなどに行う初期充填時においても適用可能である。
【００５８】
また、本実施形態では、液体噴射装置としてシリアル型のインクジェット式プリンターを例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ライン型のインクジェット式プリンターにおいても適用可能である。
【００５９】
また、本実施形態では、インクカートリッジがキャリッジに搭載されるオン・キャリッジタイプの液体噴射装置を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、インクカートリッジがキャリッジではない部分に搭載される装置（オフ・キャリッジタイプ）においても適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…液体噴射装置、１０…液体噴射ヘッド、２１Ａ…ノズル形成面、１７…ノズル、５３…キャップ、６１…第１バルブ、６２…第２バルブ、７０…供給路、７１…第１供給路、７２…第２供給路、８０…吸引部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体噴射装置の一種としてインクジェット式プリンター（以下、「プリンター」という）がある。このプリンターは、キャリッジに搭載された液体噴射ヘッド（以下、「ヘッド」という）の複数のノズルからプラテン上に配置された媒体（記録用紙）にインク（液体）を噴射することで印刷を行っている。
【０００３】
このようなプリンターにあっては、圧力発生室で加圧したインクをノズルからインク滴として媒体に吐出させて印刷を行っている。この関係上、ノズル開口からのインク溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などによりノズル開口に目詰まりを発生し、印刷不良を起こすという問題がある。
【０００４】
このような問題点を解決するための技術が検討されており、例えば、特許文献１では、ノズル開口から充填液を流入させた後にインク吐出回復動作を行っている。これにより、ノズル内部に侵入した充填液が圧力室内のインクと混合することで、圧力室内のインクと隔壁との濡れ性が大きくなるため、圧力室内に残留する気泡が動きやすい状態となる。そして、この状態で吸引パージを実行することにより、ノズル開口からインクを吸引しインク流路内の気泡や塵埃とともに排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９６２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術にあっては、ノズル開口から充填液を流入させた後にインク吐出回復動作を行うことによってインク流路内の気泡や塵埃を排出してインク経路の清浄化を図ることができると考えられる。
しかしながら、特許文献１では、インク流路内の気泡や塵埃とともに吸引されたインクはそのまま廃棄されるため、資源を無駄に費やすこととなる。また、充填液としてインクの溶媒液と同じ主成分の液体を使用しているため、消費される液体は高価なものとなる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の液体噴射ヘッドは、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通して前記液体を噴射するノズルと、前記圧力室に連通して液体を供給する供給路と、前記供給路の他端に連通して第１液体を供給する第１供給路と、前記供給路の他端に連通して前記第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路と、前記第１供給路を開閉する第１バルブと、前記第２供給路を開閉する第２バルブと、を備え、前記第１バルブを閉塞し、かつ、前記第２バルブを開放した状態で前記ノズルから前記第２液体が吸引された後に、前記第１バルブを開放し、かつ、前記第２バルブを閉塞した状態で前記ノズルから前記第１液体が吸引されることを特徴とする。
【０００９】
この液体噴射ヘッドによれば、第１液体（例えばインク）よりも濡れ性の高い第２液体（例えば送品液）は、第１バルブを閉塞しかつ第２バルブを開放することにより、第２供給路、供給路、圧力室（インク流路）を経由してノズルから噴射される。つまり、第２液体がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。このとき、第１バルブが液体噴射ヘッドの内部に配置されているので、液体噴射ヘッドの外部に配置される場合に比べて第１液体の排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。そして、第２液体による予備浸潤の後に、第２バルブを閉塞しかつ第１バルブを開放することにより、第１液体はスムーズにインク流路に供給されることとなる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射ヘッドが提供できる。
【００１０】
また、上記液体噴射ヘッドにおいて、前記第１バルブは、前記ノズルに近接して配置されていてもよい。
【００１１】
この液体噴射ヘッドによれば、第１バルブがノズルから遠く離間して配置される場合に比べて第１液体の排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。
【００１２】
本発明の液体噴射装置は、上述した液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能な開口部を有するキャップと、前記キャップが前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この液体噴射装置によれば、上述した液体噴射ヘッドを備えているので、第１バルブを閉塞しかつ第２バルブを開放してキャップがノズル形成面を封止した状態で吸引部による吸引動作により吐出回復動作が行われる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射装置が提供できる。
【００１４】
本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法は、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通して前記液体を噴射するノズルと、前記圧力室に連通して液体を供給する供給路と、前記供給路の他端に連通して第１液体を供給する第１供給路と、前記供給路の他端に連通して前記第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路と、前記第１供給路を開閉する第１バルブと、前記第２供給路を開閉する第２バルブと、を有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能な開口部を有するキャップと、前記キャップが前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、を備える液体噴射装置のメンテナンス方法において、前記第１バルブを閉塞し、かつ、前記第２バルブを開放して、前記キャップで前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記第２液体を吸引する第１の工程と、前記第１バルブを開放し、かつ、前記第２バルブを閉塞して、前記キャップで前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記第１液体を吸引する第２の工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
この液体噴射装置のメンテナンス方法によれば、第１の工程により、第１液体（例えばインク）よりも濡れ性の高い第２液体（例えば送品液）は、第２供給路、供給路、圧力室（インク流路）を経由してノズルから噴射される。つまり、第２液体がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。このとき、第１バルブが液体噴射ヘッドの内部に配置されているので、液体噴射ヘッドの外部に配置される場合に比べて第１液体の排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。そして、第２液体による予備浸潤の後、第２の工程により、第１液体はスムーズにインク流路に供給されることとなる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】液体噴射ヘッドのノズル形成面におけるノズル配列状態を示す図である。
【図３】液体噴射ヘッドの内部構成を示す部分断面図である。
【図４】液体噴射ヘッドのキャッピング状態を示す模式図である。
【図５】液体噴射装置のメンテナンス方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。以下、液体噴射装置としてシリアル型のインクジェット式プリンターを例に挙げて説明する。
【００１９】
液体噴射装置１は、プラテン５０に支持された記録用紙（媒体）Ｐにインク（第１液体）を噴射することで記録用紙Ｐに所定の情報や画像を印字する記録処理を行うものである。この液体噴射装置１は、複数のノズル１７（図２参照）からインクを記録用紙Ｐに向けて噴射する液体噴射ヘッド１０と、液体噴射ヘッド１０を搭載して走査移動するキャリッジ４０と、液体噴射ヘッド１０のノズル形成面２１Ａを封止可能な開口部を有するキャップ５３と、キャップ５３がノズル形成面２１Ａを封止した状態でノズル１７からインクを吸引する吸引部８０（図４参照）と、を備えて構成されている。
【００２０】
以下、図１に示したＸＹＺ直交座標系に基づいて説明する。このＸＹＺ直交座標系において、Ｘ方向及びＹ方向がプラテン５０の面方向と平行となっており、Ｚ方向がプラテン５０の面方向と直交している。実際には、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定されており、Ｚ方向が鉛直上方向に設定されている。ここでは、記録用紙Ｐの搬送方向がＹ方向、液体噴射ヘッド１０の走査方向がＸ方向に設定されている。
【００２１】
図１に示すように、液体噴射装置１は、平面視矩形状をなすフレーム４２を備えている。このフレーム４２内には、プラテン５０が架設されている。このプラテン５０は、記録用紙Ｐを吸引する複数の吸引孔（図示略）を備えている。記録用紙Ｐは複数の吸引孔に作用する吸引力によってプラテン５０の上面に保持される。これにより、記録用紙Ｐのコックリングやカールが抑えられる。
【００２２】
また、プラテン５０上には、フレーム４２の背面に設けられた紙送りモーター４４を有する紙送り機構により記録用紙Ｐが＋Ｙ方向側から給送される。これにより、記録用紙ＰがＹ方向に延びる搬送路に沿って搬送されるようになっている。また、フレーム４２内におけるプラテン５０の上方には、プラテン５０の長手方向（Ｘ方向）と平行な棒状のガイド部材４５が架設されている。
【００２３】
ガイド部材４５には、キャリッジ４０がガイド部材４５の長手方向（Ｘ方向）に沿って往復移動可能に支持されている。キャリッジ４０は、フレーム４２内の後面に設けられた一対のプーリ４７ａ間に張設されたタイミングベルト４７を介してフレーム４２の背面に設けられたキャリッジモーター４８に連結されている。キャリッジ４０は、キャリッジモーター４８の駆動によりガイド部材４５に沿って往復移動される。
【００２４】
キャリッジ４０の下面には、液体噴射ヘッド１０が設けられている。液体噴射ヘッド１０の下面は、複数のノズル１７が形成されたノズル形成面２１Ａとなっている（図２参照）。また、キャリッジ４０における液体噴射ヘッド１０の上側には、インクカートリッジ４１及び送品液収容容器１４１が着脱可能に搭載されている。インクカートリッジ４１内には、インクがそれぞれ液体噴射ヘッド１０に供給可能に収容されている。また、送品液収容容器１４１内には、送品液（第２液体）が液体噴射ヘッド１０に供給可能に収容されている。このように、本実施形態に係る液体噴射装置１は、インクカートリッジ４１がキャリッジ４０に搭載される、いわゆるオン・キャリッジタイプのものである。
【００２５】
また、フレーム４２内の右端部（Ｘ方向端部）に位置する非液体噴射領域には、非印刷時に液体噴射ヘッド１０のメンテナンス（例えば、吐出回復動作、クリーニングやフラッシング等）を行うためのメンテナンスユニット５２が設けられている。メンテナンスユニット５２は、液体噴射ヘッド１０のノズル形成面２１Ａを封止可能な上側（＋Ｚ方向側）が開口したキャップ５３を備えている。
【００２６】
ところで、従来の液体噴射ヘッドにおいては、圧力発生室で加圧したインクをノズルからインク滴として媒体に吐出させて印刷を行っている関係上、ノズル開口からのインク溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などによりノズル開口に目詰まりを発生し、印刷不良を起こすという問題があった。
【００２７】
そこで、本発明に係る液体噴射ヘッド１０では、インクを供給する第１供給路に第１バルブが設けられ、インクよりも濡れ性の高い送品液（第２液体）を供給する第２バルブが設けられた構造としている。このため、第１バルブを閉塞しかつ第２バルブを開放することにより、送品液がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われ、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能にしている。以下、図２及び図３を参照して液体噴射ヘッド１０の構成について説明する。
【００２８】
図２は、液体噴射ヘッド１０のノズル形成面２１Ａにおけるノズル１７の配列状態を示す図である。図３は、液体噴射ヘッド１０の内部構成を示す部分断面図である。
【００２９】
図２に示すように、ノズル１７はノズル形成面２１Ａにおいて記録用紙Ｐの搬送方向（Ｙ方向）に沿って複数設けられ、ノズル列１６を形成している。このノズル列１６は、液体噴射ヘッド１０の走査方向（Ｘ方向）に沿って計５列設けられている。ノズル列１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ１、１６Ｋ２は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ１）、顔料ブラック（Ｋ２）の各色に応じたインクを噴射する構成となっている。なお、液体噴射ヘッド１０どうしをノズル１７間のピッチの半分だけ左右方向にずらして配置してもよい。これにより、記録用紙Ｐに対して印字する解像度を向上させることができる。
【００３０】
図３に示すように、液体噴射ヘッド１０は、液体を収容する圧力室３１と、圧力室３１に連通して液体を噴射するノズル１７と、圧力室３１に連通して液体を供給する供給路７０と、供給路７０の他端７０ａに連通してインクを供給する第１供給路７１と、供給路７０の他端７０ａに連通してインクよりも濡れ性の高い送品液を供給する第２供給路７２と、第１供給路７１を開閉する第１バルブ６１と、第２供給路７２を開閉する第２バルブ６２と、を備えている。また、インクはインクカートリッジ４１に収容されており、第１バルブ６１の切換により第１供給路７１を介してインク流路に供給可能になっている。また、送品液は送品液収容容器１４１に収容されており、第２バルブ６２の切換により第２供給路７２を介してインク流路に供給可能になっている。
【００３１】
ここで、「送品液」とは、インクよりも粘度の高い液体である。この送品液は、例えば、液体噴射ヘッド１０の振動等からインク流路を保護するために装填されるものであり、保湿性と不凍性とを高めるために多量のグリセリンを含有している。
【００３２】
また、第１バルブ６１は、ノズル１７に近接して配置されている。具体的には、第１バルブ６１は、第１供給路７１において、インクカートリッジ４１よりも供給路７０に近い位置に配置されている。
【００３３】
また、液体噴射ヘッド１０は、ヘッド本体１８と、ヘッド本体１８に接続された流路形成ユニット２２とを備える。流路形成ユニット２２は、振動板１９と、流路基板２０と、ノズル基板２１とを備えるとともに、共通インク室２９と、インク供給口３０と、圧力室３１とを形成する。さらに、流路形成ユニット２２は、ダイヤフラム部として機能する島部３２と、共通インク室２９内の圧力変動を吸収するコンプライアンス部３３とを備える。ヘッド本体１８には、固定部材２６とともに駆動ユニット２４を収容する収容空間２３と、インクを流路形成ユニット２２に案内する内部流路（供給路７０、第１供給路７１及び第２供給路７２）とが形成される。
【００３４】
上記構成の液体噴射ヘッド１０によれば、ケーブル２７を介して駆動ユニット２４に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮する。これにより、振動板１９が圧力室３１に接近する方向（−Ｚ方向）及び圧力室３１から離れる方向（＋Ｚ方向）に変形（移動）する。このため、圧力室３１の容積が変化し、インクを収容した圧力室３１の圧力が変動する。この圧力の変動によって、ノズル１７からインクが噴射される。
【００３５】
このようにして、インクカートリッジ４１内のインクは、液体噴射ヘッド１０内に各ノズル１７と対応するように備えられた圧電素子２５の駆動により、液体噴射ヘッド１０へと供給される。さらに、各ノズル１７からプラテン５０上に給送された記録用紙Ｐに向けてインクが噴射されることにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。
【００３６】
図４は、液体噴射ヘッドのキャッピング状態を示す模式図である。図４に示すように、キャップ５３は、上面が開口されたキャップケース５３ａと、キャップケース５３ａ内に収納された、ゴム材料等の可撓性材料からなるキャップ部材５３ｂと、キャップ部材５３ｂの内底部に収納された、多孔質材料により形成されたインク吸収材５３ｃと、を備えている。なお、キャップ部材５３ｂは、その上側部がキャップケース５３ａよりも突出している。
【００３７】
キャップケース５３ａの下底部には、キャップケース５３ａ及びキャップ部材５３ｂをそれぞれ貫通して、吸引口５４及び大気開放口５５が形成されている。キャップケース５３ａの吸引口５４には、チューブ７４を介して吸引部（例えば吸引ポンプ）８０が接続されており、この吸引部８０の排出側には廃液タンク８１に接続されている。一方、キャップケース５３ａの大気開放口５５には、チューブ７３を介して大気開放バルブ６３が接続されている。以下、図５を用いて、本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法（吐出回復動作方法）について一例（インク流路の洗浄時）を挙げて説明する。
【００３８】
（液体噴射装置のメンテナンス方法）
図５は、液体噴射装置のメンテナンス方法（吐出回復動作方法）を示すフローチャートである。本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法は、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を開放して、キャップ５３でノズル形成面２１Ａを封止した状態でノズル１７から送品液を吸引する第１の工程と、第１バルブ６１を開放し、かつ、第２バルブ６２を閉塞して、キャップ５３でノズル形成面２１Ａを封止した状態でノズル１７からインクを吸引する第２の工程と、を有する。
【００３９】
具体的には、この液体噴射装置のメンテナンス方法は、インク（第１液体）及び送品液（第２液体）の吸引時間を設定する工程（ステップＳＴ１）と、キャップ５３でノズル形成面２１Ａを封止し大気開放バルブ６３を閉塞する工程（ステップＳＴ２）と、第１バルブ６１を閉塞しかつ第２バルブ６２を開放する工程（ステップＳＴ３）と、吸引部８０を駆動し送品液を吸引する工程（ステップＳＴ４）と、送品液の吸引時間が経過したか否かを判定する工程（ステップＳＴ５）と、第１バルブ６１を開放しかつ第２バルブ６２を閉塞する工程（ステップＳＴ６）と、インクを吸引する工程（ステップＳＴ７）と、インクの吸引時間が経過したか否かを判定確認する工程（ステップＳＴ８）と、吸引部８０を停止する工程（ステップＳＴ９）と、大気開放バルブ６３を開放しキャップ５３を外してノズル形成面２１Ａを開放する工程（ステップＳＴ１０）と、を有する。なお、液体噴射装置１を構成する各種構成部品は、不図示のシーケンス制御装置からの駆動信号により駆動されるものとする。
【００４０】
先ず、インク及び送品液の吸引時間を設定する（ステップＳＴ１）。ここで、インク及び送品液の吸引時間は予め実験により得られた各種データを基に設定される。これらインク及び送品液の吸引時間は、信頼性のある所定のＮ数により算出されたものとなっている。例えば、インクの吸引時間は、少なくとも圧力室３１にインクを充填することが可能な吸引時間（例えば３０秒程度）となっている。一方、送品液の吸引時間は、少なくともインク流路内の気泡や塵埃を排出することが可能であり、かつ、インク流路の濡れ性を高くすることが可能な吸引時間（例えば６０秒程度）となっている。
【００４１】
次に、キャリッジ４０に搭載された液体噴射ヘッド１０は、ホームポジションに走査移動される。そして、キャップ５３は液体噴射ヘッド１０側に上昇し、キャップ部材５３ｂがノズル形成面２１Ａを封止する。このとき、キャップケース５３ａの大気開放口５５に接続された大気開放バルブ６３が閉塞状態とされる（ステップＳＴ２）。
【００４２】
次に、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を開放する（ステップＳＴ３）。これにより、送品液収容容器１４１に収容された送品液が、第２供給路７２を介してインク流路に供給可能となる。
【００４３】
次に、吸引部８０を駆動する。これにより、キャップ部材５３ｂの内部空間に負圧が印加される。そして、送品液収容容器１４１に収容された送品液が吸引される（ステップＳＴ４）。すると、送品液は第２供給路７２を介してインク流路に供給される。
【００４４】
次に、送品液の吸引時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ここで、送品液の吸引時間は予め実験により得られた各種データを基に設定されている。このため、設定された送品液の吸引時間（例えば６０秒程度）に基づいて、不図示のシーケンス制御装置からの駆動信号により第１バルブ６１の開閉及び第２バルブ６２の開閉が制御されることとなる。例えば、送品液の吸引時間が設定時間に達するまで、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を開放した状態とされる。
【００４５】
そして、送品液は、第２供給路７２、供給路７０、圧力室３１（インク流路）を経由してノズル１７から噴射される。すると、ノズル１７から噴射された送品液は、インク流路内の気泡や塵埃とともにチューブ７４を介して廃液タンク８１に排出される。つまり、送品液がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。
【００４６】
また、第１バルブ６１は、ノズル１７に近接して配置されている（図３、図４参照）ので、第１バルブ６１がノズルから遠く離間して配置される場合（例えば、第１バルブ６１が第１供給路７１において、供給路７０よりもインクカートリッジ４１に近い位置に配置される場合）に比べてインクの排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。
【００４７】
送品液の吸引時間が設定時間に達した後、第１バルブ６１を開放し、かつ、第２バルブ６２を閉塞する（ステップＳＴ６）。このとき、吸引部８０の駆動によりキャップ部材５３ｂの内部空間に負圧が印加されたままとなっている。これにより、インクカートリッジ４１に収容されたインクが吸引される（ステップＳＴ７）。すると、インクは第１供給路７１を介してインク流路に供給される。
【００４８】
次に、インクの吸引時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ８）。ここで、インクの吸引時間は予め実験により得られた各種データを基に設定されている。このため、設定されたインクの吸引時間（例えば３０秒程度）に基づいて、不図示のシーケンス制御装置からの駆動信号により第１バルブ６１の開閉及び第２バルブ６２の開閉が制御されることとなる。例えば、インクの吸引時間が設定時間に達するまで、第１バルブ６１を開放し、かつ、第２バルブ６２を閉塞した状態とされる。
【００４９】
そして、インクは、第１供給路７１、供給路７０を経由して圧力室３１に充填される。このように、送品液によるインク流路の予備浸潤の後に、インクが吸引されることにより、インクはスムーズに圧力室３１に供給されることとなる。
【００５０】
インクの吸引時間が設定時間に達した後、吸引部８０を停止する（ステップＳＴ９）。次いで、第１バルブ６１を閉塞し、かつ、第２バルブ６２を閉塞する。そして、キャップケース５３ａの大気開放口５５に接続された大気開放バルブ６３を開放状態とし、液体噴射ヘッド１０からキャップ５３を外してノズル形成面２１Ａを開放する（ステップＳＴ１０）。以上の工程により、液体噴射装置のメンテナンス（吐出回復動作）が終了する。
【００５１】
本発明の液体噴射ヘッド１０によれば、インクよりも濡れ性の高い送品液は、第１バルブ６１を閉塞しかつ第２バルブ６２を開放することにより、第２供給路７２、供給路７０、圧力室３１（インク流路）を経由してノズル１７から噴射される。つまり、送品液がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。このとき、第１バルブ６１が液体噴射ヘッド１０の内部に配置されているので、液体噴射ヘッド１０の外部に配置される場合に比べてインクの排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。そして、送品液による予備浸潤の後に、第２バルブ６２を閉塞しかつ第１バルブ６１を開放することにより、インクはスムーズにインク流路に供給されることとなる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射ヘッド１０が提供できる。
【００５２】
また、この構成によれば、第１バルブ６１は、ノズル１７に近接して配置されているので、第１バルブ６１がノズル１７から遠く離間して配置される場合に比べてインクの排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。
【００５３】
本発明の液体噴射装置１によれば、上述した液体噴射ヘッド１０を備えているので、第１バルブ６１を閉塞しかつ第２バルブ６２を開放してキャップ５３がノズル形成面２１Ａを封止した状態で吸引部８０による吸引動作により吐出回復動作が行われる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能な液体噴射装置１が提供できる。
【００５４】
本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法によれば、第１の工程により、インクよりも濡れ性の高い送品液は、第２供給路７２、供給路７０、圧力室３１（インク流路）を経由してノズル１７から噴射される。つまり、送品液がインク流路を流れることによるメンテナンス（吐出回復動作）が行われる。これにより、インク流路内の気泡や塵埃を排出することができるとともにインク流路の濡れ性を高くすることができる。このとき、第１バルブ６１が液体噴射ヘッド１０の内部に配置されているので、液体噴射ヘッド１０の外部に配置される場合に比べてインクの排出経路が短くなる。このため、吐出回復動作においてインクが無駄に廃棄されることが抑えられる。そして、送品液による予備浸潤の後、第２の工程により、インクはスムーズにインク流路に供給されることとなる。したがって、インクが無駄に消費されることを抑えるとともにインク流路を清浄化して高品質な印字を記録することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態では、キャップがノズル形成面を封止した状態で吸引部を駆動することによりノズルから液体を吸引しているが、これに限らない。例えば、キャップや吸引部を用いずに加圧によりノズルから液体を吸引してもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、インク及び送品液の吸引時間を設定し、設定された吸引時間に基づいて、第１バルブの開閉及び第２バルブの開閉を制御しているが、これに限らない。例えば、吸引部に接続されたチューブの色を透明にし、インク及び送品液をそれぞれ異なる色に着色し、チューブの近傍に色識別センサーを配置することにより、インクあるいは送品液の吸引時間が経過したか否かを判定してもよい。すなわち、インク及び送品液を視覚的に区分けして、第１バルブの開閉及び第２バルブの開閉を制御してもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、インク流路の洗浄時における液体噴射装置のメンテナンス方法（吐出回復動作方法）について例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、使用済みのインクカートリッジを新品のインクカートリッジに交換した後、初めて使用するとき、あるいは長期間使用しないときなどに行う初期充填時においても適用可能である。
【００５８】
また、本実施形態では、液体噴射装置としてシリアル型のインクジェット式プリンターを例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、ライン型のインクジェット式プリンターにおいても適用可能である。
【００５９】
また、本実施形態では、インクカートリッジがキャリッジに搭載されるオン・キャリッジタイプの液体噴射装置を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、インクカートリッジがキャリッジではない部分に搭載される装置（オフ・キャリッジタイプ）においても適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…液体噴射装置、１０…液体噴射ヘッド、２１Ａ…ノズル形成面、１７…ノズル、５３…キャップ、６１…第１バルブ、６２…第２バルブ、７０…供給路、７１…第１供給路、７２…第２供給路、８０…吸引部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する圧力室と、
前記圧力室に連通して前記液体を噴射するノズルと、
前記圧力室に連通して液体を供給する供給路と、
前記供給路の他端に連通して第１液体を供給する第１供給路と、
前記供給路の他端に連通して前記第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路と、
前記第１供給路を開閉する第１バルブと、
前記第２供給路を開閉する第２バルブと、を備え、
前記第１バルブを閉塞し、かつ、前記第２バルブを開放した状態で前記ノズルから前記第２液体が吸引された後に、前記第１バルブを開放し、かつ、前記第２バルブを閉塞した状態で前記ノズルから前記第１液体が吸引されることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第１バルブは、前記ノズルに近接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能な開口部を有するキャップと、
前記キャップが前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、
を備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
液体を収容する圧力室と、
前記圧力室に連通して前記液体を噴射するノズルと、
前記圧力室に連通して液体を供給する供給路と、
前記供給路の他端に連通して第１液体を供給する第１供給路と、
前記供給路の他端に連通して前記第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路と、
前記第１供給路を開閉する第１バルブと、
前記第２供給路を開閉する第２バルブと、を有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能な開口部を有するキャップと、
前記キャップが前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、を備える液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記第１バルブを閉塞し、かつ、前記第２バルブを開放して、前記キャップで前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記第２液体を吸引する第１の工程と、
前記第１バルブを開放し、かつ、前記第２バルブを閉塞して、前記キャップで前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記第１液体を吸引する第２の工程と、
を有することを特徴とする液体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項１】
液体を収容する圧力室と、
前記圧力室に連通して前記液体を噴射するノズルと、
前記圧力室に連通して液体を供給する供給路と、
前記供給路の他端に連通して第１液体を供給する第１供給路と、
前記供給路の他端に連通して前記第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路と、
前記第１供給路を開閉する第１バルブと、
前記第２供給路を開閉する第２バルブと、を備え、
前記第１バルブを閉塞し、かつ、前記第２バルブを開放した状態で前記ノズルから前記第２液体が吸引された後に、前記第１バルブを開放し、かつ、前記第２バルブを閉塞した状態で前記ノズルから前記第１液体が吸引されることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第１バルブは、前記ノズルに近接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能な開口部を有するキャップと、
前記キャップが前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、
を備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
液体を収容する圧力室と、
前記圧力室に連通して前記液体を噴射するノズルと、
前記圧力室に連通して液体を供給する供給路と、
前記供給路の他端に連通して第１液体を供給する第１供給路と、
前記供給路の他端に連通して前記第１液体よりも濡れ性の高い、第２液体を供給する第２供給路と、
前記第１供給路を開閉する第１バルブと、
前記第２供給路を開閉する第２バルブと、を有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能な開口部を有するキャップと、
前記キャップが前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、を備える液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記第１バルブを閉塞し、かつ、前記第２バルブを開放して、前記キャップで前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記第２液体を吸引する第１の工程と、
前記第１バルブを開放し、かつ、前記第２バルブを閉塞して、前記キャップで前記ノズル形成面を封止した状態で前記ノズルから前記第１液体を吸引する第２の工程と、
を有することを特徴とする液体噴射装置のメンテナンス方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１９４７７９（Ｐ２０１１−１９４７７９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５８５０（Ｐ２０１０−６５８５０）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【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２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【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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