液体噴射装置のメンテナンス方法
【課題】目詰まりを効率的に検出可能な液体噴射装置のメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】液体噴射ヘッド３のノズル４７から液体を吸引し、排出管１２７を介して排出させる工程を有する。排出管に導入した液体をポンプ装置１６の駆動により加圧して、排出管の一端側に送出する第１工程と、液体噴射ヘッドのノズル開口面４３ａと非接触状態で対向配置されるとともに、排出管の他端側に接続され、ノズルから液体が噴射される液体受部１５と、ノズル開口面との間に電界を付与する第２工程と、ポンプ装置による排出管内の液体への加圧を解除したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する第３工程と、電圧変化の検出結果に基づいて、排出管からの液体の排出状態を検出する第４工程とを有する。
【解決手段】液体噴射ヘッド３のノズル４７から液体を吸引し、排出管１２７を介して排出させる工程を有する。排出管に導入した液体をポンプ装置１６の駆動により加圧して、排出管の一端側に送出する第１工程と、液体噴射ヘッドのノズル開口面４３ａと非接触状態で対向配置されるとともに、排出管の他端側に接続され、ノズルから液体が噴射される液体受部１５と、ノズル開口面との間に電界を付与する第２工程と、ポンプ装置による排出管内の液体への加圧を解除したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する第３工程と、電圧変化の検出結果に基づいて、排出管からの液体の排出状態を検出する第４工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
従来より、インクジェット式記録装置は、記録用紙等にインクを吐出するためのインクジェット式記録ヘッドを有している。このインクジェット式記録ヘッドは、ノズルを介してインクを記録用紙等に吐出するため、ノズル近傍においてインクが増粘したり、ノズル内に気泡が混入したりして、インクの吐出が良好に行えなくなるおそれがあった。
このため、インクジェット式記録装置には、これらの現象を回避するためヘッドクリーニング装置が備えられている。
【０００３】
ヘッドクリーニング装置は、ノズルを覆うように配置されるキャッピング部と、このキャッピング部内を負圧にするためのポンプとを有し、ノズル近傍等のインクをポンプで吸引することで、クリーニングしてメンテナンスを行う構成となっている。
この種のポンプとしては、比較的構造が簡単で、且つ小型化が図り易いチューブポンプが用いられている。そして、特許文献１には、インク等の液体の過吸引や逆流等を生じさせないチューブポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
ポンプの下流側（インク排出側）において、固まったインク等に起因して目詰まりが生じると、インクの送出が滞り圧力が高まることになる。この場合、ポンプとチューブとの接続部等が外れてインク漏れ出す虞があり、目詰まりを効率的に検出する方法の開発が望まれていた。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、目詰まりを効率的に検出可能な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】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法は、液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引し、排出管を介して排出させる工程を有する液体噴射装置のメンテナンス方法において、前記排出管に導入した前記液体をポンプ装置の駆動により加圧して、前記排出管の一端側に送出する第１工程と、前記液体噴射ヘッドのノズル開口面と非接触状態で対向配置されるとともに、前記排出管の他端側に接続され、前記ノズルから液体が噴射される液体受部と、前記ノズル開口面との間に電界を付与する第２工程と、前記ポンプ装置による前記排出管内の前記液体への加圧を解除したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する第３工程と、前記電圧変化の検出結果に基づいて、前記排出管からの前記液体の排出状態を検出する第４工程とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
従って、本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法では、ポンプ装置の下流側（液体排出側）で液体排出状態に目詰まり等の異常が生じている場合には、第１工程で液体を前記排出管の一端側に送出すると、液体が排出されずに液圧が高まることになる。そのため、第３工程で排出管の一端側への液体の送出を解除すると、液圧により液体が排出管を他端側へ液体受部に向けて逆流する。逆流した液体は、液圧が低下して生じたキャビテーションや、排出管内に含まれていた気体とともに液体受部に吹出し、液体受部に残留していた液体に気泡を生じさせる。この気泡がノズル開口面に到達して接触すると、ノズル開口面と液体受部とを電気的に接続させるため、ノズル開口面と液体受部との間の電圧変化として検出することができる。そのため、この電圧変化が検出された場合には、ポンプ装置の下流側で液体の排出状態に目詰まり等の異常があることを効率的に検出できる。
【０００９】
また、上記の液体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記第４工程で前記ノズルから前記液体受部に向けて液体を噴射したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、例えば上述した気泡が少量でノズル開口面と液体受部とを電気的に接続させない場合でも、逆流による気泡が存在する場合と存在しない場合とで、液体を噴射したときの静電誘導に基づく電圧変化の差を検出することにより、ポンプ装置の下流側で液体の排出状態に目詰まり等の異常があることを検出できる。
【００１０】
また、本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法では、前記排出管からの前記液体の排出状態に異常を検出したときに、前記第１工程、前記第３工程及び前記第４工程を繰り返して行う手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、ポンプ装置の下流側の液体に対して加圧・減圧を繰り返して付与することが可能になるため、その衝撃により目詰まり等の異常を解消して排出状態を正常に回復させることが可能になる。
【００１１】
また、上記の液体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記液体受部は、前記ノズル開口面に当接して、前記ポンプ装置の駆動により前記ノズルに対して負圧吸引を行うキャップ部材に設けられる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、キャップ部材をノズル開口面に当接させてノズルに対する負圧吸引を行った後に、引き続き上記第１工程から第４工程を実施でき、効率的にメンテナンスを実施できる。
【００１２】
また、上記の液体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記第１工程で液体を前記排出管の一端側に送出する液量を、前記キャップ部材により前記ノズルに対して負圧吸引を行う際に液体を送出する液量よりも小さくする手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、ポンプ装置の下流側（液体排出側）で液体排出状態に目詰まり等の異常が生じている場合に、第１工程でのポンプ装置の駆動による液圧で排出管とポンプ装置との接続部が外れる等の不具合を回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成を示す一部分解図である。
【図２】記録ヘッド３の構成を説明する断面図である。
【図３】記録ヘッド３の要部断面図である。
【図４】記録ヘッド３、インクカートリッジ６及びインク滴センサ７の構成を説明する模式図である。
【図５】キャップ部材１５に連結された吸引ポンプ１６の構成を示す図である。
【図６】プリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。
【図７】インク滴センサ７を用いたメンテナンス処理を説明するフローチャートである。
【図８】静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図であり、（ａ）はインク滴Ｄが吐出された直後の状態を示す図、（ｂ）はインク滴Ｄがキャップ部材１５の検査領域７４に着弾した状態を示す図である。
【図９】インク滴センサ７から出力される検出信号（インク１滴分）の波形例を示す図である。
【図１０】インクの排出状態の検出処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法の実施の形態を、図１ないし図１０を参照して説明する。
本実施形態においては、本発明に係る液体受部をキャップ部材に設ける場合について説明する。また、本実施形態では、本発明に係る液体噴射装置として、インクジェット式プリンタ（以下、プリンタ１という）を例示する。
【００１５】
なお、以下の実施の実施形態は、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を異ならせている。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成を示す一部分解図である。
プリンタ１は、サブタンク２及び記録ヘッド（液体噴射ヘッド）３を搭載したキャリッジ４と、プリンタ本体５とから概略構成される。
【００１７】
プリンタ本体５には、キャリッジ４を往復移動させるキャリッジ移動機構６５（図６参照）と、不図示の記録紙（液体噴射対象）を搬送する紙送り機構６６（図６参照）と、記録ヘッド３の各ノズルから増粘したインクＬを吸引するクリーニング動作等に用いられるキャッピング機構１４と、記録ヘッド３に供給するインクＬを貯留したインクカートリッジ６とが設けられている。
【００１８】
また、プリンタ１は、記録ヘッド３から吐出されるインク滴Ｄを検出可能なインク滴センサ７（図４，６参照）を備えている。このインク滴センサ７は、記録ヘッド３から吐出されるインク滴Ｄを帯電させ、この帯電したインク滴Ｄが飛翔する際の静電誘導に基づく電圧変化を検出信号として出力するように構成されたものである。
このインク滴センサ７の詳細については、後述する。
【００１９】
キャリッジ移動機構６５は、プリンタ本体５の幅方向に架設されたガイド軸８と、パルスモータ９と、パルスモータ９の回転軸に接続されてこのパルスモータ９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、駆動プーリー１０とはプリンタ本体５の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジ４に接続されたタイミングベルト１２と、から構成されている。
そして、パルスモータ９を駆動することで、キャリッジ４がガイド軸８に沿って主走査方向に往復移動するように構成されている。
【００２０】
また、紙送り機構６６は、紙送りモータＭやこの紙送りモータＭによって回転駆動される紙送りローラ（いずれ不図示）等から構成され、記録紙を記録（印字・印刷）動作に連動させてプラテン１３の上に順次送り出す。
【００２１】
図４に示すように、キャッピング機構１４は、キャップ部材１５、吸引ポンプ（ポンプ装置）１６等から構成されている。
キャップ部材１５は、ゴム等の弾性材をトレイ形状に成型した部材によって構成してあり、ホームポジションに配設されている。このホームポジションは、キャリッジ４の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域に設定され、電源オフ時や長時間に亘って記録（液体噴射処理）が行われなかった場合にキャリッジ４が位置する場所である。
【００２２】
ホームポジションにキャリッジ４が位置する場合には、キャップ部材１５が記録ヘッド３のノズル基板４３（図３参照）の表面（即ち、ノズル開口面４３ａ）に当接して封止する。この封止状態で吸引ポンプ１６を作動させると、キャップ部材１５の内部（封止空部）が減圧されて、記録ヘッド３内のインクＬがノズル４７から強制的に排出される。
【００２３】
また、キャップ部材１５は、記録ヘッド３による記録動作前や記録動作中等において、増粘したインクＬや気泡等を排出するためにインク滴Ｄを吐出するフラッシング処理においてインク滴Ｄを受ける。
【００２４】
図２は記録ヘッド３の構成を説明する断面図、図３は記録ヘッド３の要部断面図である。図４は、記録ヘッド３、インクカートリッジ６及びインク滴センサ７の構成を説明する模式図である。
【００２５】
本実施形態における記録ヘッド３は、導入針ユニット１７、ヘッドケース１８、流路ユニット１９及びアクチュエータユニット２０を主な構成要素としている。
導入針ユニット１７の上面にはフィルタ２１を介在させた状態で２本のインク導入針２２が横並びで取り付けられている。これらのインク導入針２２には、サブタンク２がそれぞれ装着される。また、導入針ユニット１７の内部には、各インク導入針２２に対応したインク導入路２３が形成されている。
【００２６】
このインク導入路２３の上端はフィルタ２１を介してインク導入針２２に連通し、下端はパッキン２４を介してヘッドケース１８内部に形成されたケース流路２５と連通する。
なお、本実施形態は、２種類のインクを使用する構成であるため、サブタンク２を２つ配設しているが、本実施形態は３種類以上のインクを使用する構成にも当然に適用されるものである。
【００２７】
サブタンク２は、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク２には、インク室２７となる凹部が形成され、この凹部の開口面に透明な弾性シート２６を貼設してインク室２７が区画されている。
また、サブタンク２の下部にはインク導入針２２が挿入される針接続部２８が下方に向けて突設されている。サブタンク２におけるインク室２７は、底の浅いすり鉢形状をしており、その側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部２８との間を連通する接続流路２９の上流側開口が臨んでおり、この上流側開口にはインクＬを濾過するタンク部フィルタ３０が取り付けられている。
針接続部２８の内部空間にはインク導入針２２が液密に嵌入されるシール部材３１が嵌め込まれている。このサブタンク２には、図４に示すように、インク室２７に連通する連通溝部３２′を有する延出部３２が形成されており、この延出部３２の上面にはインク流入口３３が突設されている。
【００２８】
インク流入口３３には、インクカートリッジ６に貯留されたインクＬを供給するインク供給チューブ３４が接続される。従って、インク供給チューブ３４を通ってきたインクＬは、このインク流入口３３から連通溝部３２′を通ってインク室２７に流入する。
上記の弾性シート２６は、インク室２７を収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能である。そして、この弾性シート２６の変形によるダンパ機能によって、インクＬの圧力変動が吸収される。すなわち、弾性シート２６の作用によってサブタンク２が圧力ダンパとして機能する。従って、インクＬは、サブタンク２内で圧力変動が吸収された状態で記録ヘッド３側に供給される。
【００２９】
ヘッドケース１８は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、下端面に流路ユニット１９を接合し、内部に形成された収容空部３７（図３参照）内にアクチュエータユニット２０を収容し、流路ユニット１９側とは反対側の上端面にパッキン２４を介在した状態で導入針ユニット１７を取り付けるようになっている。
このヘッドケース１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路２５が設けられている。このケース流路２５の上端は、パッキン２４を介して導入針ユニット１７のインク導入路２３と連通するようになっている。
また、ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通するようになっている。したがって、インク導入針２２から導入されたインクＬは、インク導入路２３及びケース流路２５を通じて共通インク室４４側に供給される。
【００３０】
ヘッドケース１８の収容空部３７内に収容されるアクチュエータユニット２０は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子３８と、この圧電振動子３８が接合される固定板３９と、プリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子３８に供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル４０とから構成される。各圧電振動子３８は、固定端部側が固定板３９上に接合され、自由端部側が固定板３９の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子３８は、所謂片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。
また、各圧電振動子３８を支持する固定板３９は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット２０は、固定板３９の背面を、収容空部３７を区画するケース内壁面に接着することで収容空部３７内に収納・固定されている。
【００３１】
流路ユニット１９は、振動板（封止板）４１、流路基板４２及びノズル基板４３からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤で接合して一体化することにより作製されており、共通インク室４４からインク供給口４５及び圧力室４６を通りノズル４７に至るまでの一連のインク流路（液体流路）を形成する部材である。圧力室４６は、ノズル４７の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。
また、共通インク室４４は、ケース流路２５と連通し、インク導入針２２側からのインクＬが導入される室である。
そして、この共通インク室４４に導入されたインクＬは、インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配供給される。
【００３２】
流路ユニット１９の底部に配置されるノズル基板４３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル４７を列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板４３は、ステンレス鋼の板材によって作製され、本実施形態においてはノズル４７の列（即ち、ノズル列）が、各サブタンク２に対応して合計２２列並設されている。そして、１つのノズル列は、例えば、１８０個のノズル４７によって構成される。
ノズル基板４３と振動板４１との間に配置される流路基板４２は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室４４、インク供給口４５及び圧力室４６となる空部が区画形成された板状の部材である。
【００３３】
本実施形態において、流路基板４２は、結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板４１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板４１の圧力室４６に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子３８の先端面が接合される島部４８が形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板４１は、圧電振動子３８の作動に応じて島部４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板４１は、流路基板４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部４９としても機能する。このコンプライアンス部４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。
【００３４】
そして、上記の記録ヘッド３において、フレキシブルケーブル４０を通じて駆動信号が圧電振動子３８に供給されると、この圧電振動子３８が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部４８が圧力室４６に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室４６の容積が変化し、圧力室４６内のインクＬに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル４７からインク滴Ｄが吐出される。
【００３５】
インクカートリッジ６は、図４に示すように、中空箱形状に形成されたケース部材５１と、可塑性材料によって形成されたインクパック５２とから構成されており、ケース部材５１内の収容室にインクパック５２を収容している。
このインクカートリッジ６は、インク供給チューブ３４の一端部と連通しており、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとの水頭差によってインクパック５２内のインクＬを記録ヘッド３側に供給するように構成されている。具体的には、インクカートリッジ６と記録ヘッド３との重量方向の相対的な位置関係がノズル４７のメニスカスに対して極く僅かに負圧がかかるような状態に設定されている。
そして、圧電振動子３８を駆動することによる圧力変化によって、圧力室４６へのインクＬの供給と、この圧力室４６内のインクＬの吐出を行う。
【００３６】
インク滴センサ７は、図４に示すように、ホームポジションに配置された液滴受部としてのキャップ部材１５と、このキャップ部材１５の内部に設けられた検査領域７４と、この検査領域７４と記録ヘッド３のノズル基板４３との間に電圧を印加する電圧印加回路７５と、検査領域７４の電圧を検出する電圧検出回路７６とから構成される。
【００３７】
キャップ部材１５は、上面が開放されたトレイ状の部材であり、エラストマー等の弾性部材により作製されている。このキャップ部材１５の内部にはインク吸収体７７が配設されている。インク吸収体７７は、インクＬの保持力が高いものであり、例えば、フェルトなどの不織布によって作製されている。
【００３８】
そして、インク吸収体７７の上面には、メッシュ状の電極部材７８が配設されている。
この電極部材７８の表面が検査領域７４に相当する。電極部材７８は、ステンレス鋼等の金属からなる格子状のメッシュとして形成されている。このため、電極部材７８上に着弾したインク滴Ｄは、格子状の電極部材７８の隙間を通って下側に配置された吸収体７７に吸収・保持されるようになっている。
なお、キャップ部材１５の上面に配置された弾性部材は絶縁体であり、後述するようにキャップ部材１５を記録ヘッド３のノズル開口面４３ａに密着したとしても、電極部材７８と記録ヘッド３とが導通しないようになっている。
【００３９】
電圧印加回路７５は、電極部材７８が正極となり、記録ヘッド３のノズル基板４３が負極となるように直流電源（例えば４００Ｖ）と抵抗素子（例えば１ＭΩ）とを介して両者を電気的に接続している。
電圧検出回路７６は、電極部材７８の電圧信号を増幅して出力する増幅回路８１と、この増幅回路８１から出力された信号をＡ／Ｄ変換してプリンタコントローラ５５（図６参照）側へ出力するＡ／Ｄ変換回路８２とを備えている。増幅回路８１は、所定の増幅率で電極部材７８の電圧信号を増幅して出力するものである。Ａ／Ｄ変換回路８２は、増幅回路８１から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換して、検出信号としてプリンタコントローラ５５側に出力するようになっている。
【００４０】
図５は、キャップ部材１５に連結された吸引ポンプ１６の構成を示す図である。
キャップ部材１５の底壁には、キャップ部材１５内に溜まったインクＬを排出する排出部１２６が下方に向かって突設されており、その内部には排出通路１２６ａが形成されている。排出部１２６には、可撓性材料等からなる排出チューブ（排出管）１２７の一端部が接続されており、排出チューブ１２７の他端部は、廃インクタンク１２８内に挿入されている。
【００４１】
なお、廃インクタンク１２８内には、多孔質部材からなる廃インク吸収材１２９が収容されており、この廃インク吸収材１２９により回収されたインクＬが吸収されるようになっている。なお、この廃インクタンク１２８は、プラテン１３の下方に配設されている。
【００４２】
キャップ部材１５と廃インクタンク１２８との間には、チューブポンプ式吸引ポンプ１６が配設されている。吸引ポンプ１６は、円筒状のケース１３０を有しており、このケース１３０内には平面視で円形状をなすポンプホイル１３２がケース１３０の軸心に設けられたホイル軸１３１を中心に回動可能に収容されている。そして、このケース１３０内に、排出チューブ１２７の中間部１２７ａがケース１３０の内周壁１３０ａに沿うようにして収容されている。
【００４３】
ポンプホイル１３２には、一対の外側に膨らむ円弧状をなすローラ案内溝１３３，１３４がホイル軸１３１を挟んで対向するように形成されている。各ローラ案内溝１３３，１３４は、一端がポンプホイル１３２の外周側に位置しており、他端がポンプホイル１３２の内周側に位置している。すなわち、両ローラ案内溝１３３，１３４は、それらの一端から他端に向かうほど、徐々にポンプホイル１３２の外周部から遠ざかるように延びている。両ローラ案内溝１３３，１３４内には、押圧手段としての一対のローラ１３５，１３６が、それぞれ回動軸１３５ａ，１３６ａを介して挿通支持されている。なお、両回動軸１３５ａ，１３６ａは、それぞれ両ローラ案内溝１３３，１３４内を摺動自在になっている。
【００４４】
そして、ポンプホイル１３２を、正方向（矢印方向）に回動させると、両ローラ１３５，１３６が両ローラ案内溝１３３，１３４の一端側（ポンプホイル１３２の外周側）に移動し、排出チューブ１２７の中間部１２７ａを上流側から下流側へ順次押し潰しながら（押圧しながら）回動するようになっている。この回動により、チューブポンプ１６より上流側の排出チューブ１２７の内部が減圧され、チューブポンプ１６より下流側の排出チューブ１２７の内部が加圧されるようになっている。
これにより、キャップ部材１５内に溜まったインクＬは、ポンプホイル１３２の正方向の回動動作により吸引され、徐々に廃インクタンク１２８方向へ排出されるようになっている。
【００４５】
また、ポンプホイル１３２を逆方向（矢印方向とは反対方向）に回動させると、両ローラ１３５，１３６が両ローラ案内溝１３３，１３４の他端側（ポンプホイル１３２の内周側）に移動するようになっている。この移動により、両ローラ１３５，１３６がそれぞれ排出チューブ１２７の中間部１２７ａに軽く接した状態となり、上流側の排出チューブ１２７の内部の減圧状態が解消される（下流側の排出チューブ１２７の内部の加圧状態が解消される）ようになっている。
なお、ポンプホイル１３２は、紙送り機構６６の紙送りモータＭによって回転駆動されるようになっている。
【００４６】
図６はプリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるプリンタ１は、プリンタコントローラ５５と、プリントエンジン５６と、インク滴センサ７とで概略構成されている。
プリンタコントローラ５５は、ホストコンピュータ等の外部装置からの印刷データ等が入力される外部インタフェース（外部Ｉ／Ｆ）５７と、各種データ等を記憶するＲＡＭ５８と、各種制御のための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ５９と、ＲＯＭ５９に記憶されている制御プログラムに従って各部の統括的な制御を行う制御部６０と、クロック信号を発生する発振回路６１と、記録ヘッド３へ供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路６２と、印刷データをドット毎に展開することで得られた吐出データや駆動信号等を記録ヘッド３に出力するための内部インタフェース（内部Ｉ／Ｆ）６３と、を備えている。
【００４７】
プリントエンジン５６は、記録ヘッド３と、キャリッジ移動機構６５と、紙送り機構６６とから構成されている。
記録ヘッド３は、吐出データがセットされるシフトレジスタ６７と、シフトレジスタ６７にセットされた吐出データをラッチするラッチ回路６８と、ラッチ回路６８からの吐出データを翻訳してパルス選択データを生成するデコーダ６９と、電圧増幅器として機能するレベルシフタ７０と、圧電振動子３８に対する駆動信号の供給を制御するスイッチ回路７１と、圧電振動子３８とを備えている。
【００４８】
制御部６０は、外部装置から送信された印刷データをドットパターンに対応した吐出データに展開して記録ヘッド３に送信する。そして、記録ヘッド３では、受信した吐出データに基づき、インク滴Ｄの吐出が行われるようになっている。
【００４９】
また、制御部６０は、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａのクリーニング（メンテナンス）処理を実施するクリーニング処理部としても機能する。
クリーニング処理は、記録ヘッド３の全ノズル４７からインクＬを強制排出させる吸引処理と、ノズル開口面４３ａに付着したインクＬを拭き払うワイピング処理と、記録ヘッド３の全ノズル４７からインク滴Ｄを連続吐出させるフラッシング処理とからなっている。
【００５０】
吸引処理は、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａにキャップ部材１５を密着し、ノズル開口面４３ａをキャップ部材１５で覆い被せた状態で吸引ポンプ１６を駆動して、キャップ部材１５で覆われた空間（以下、キャップ内空間Ｓという）を負圧状態にすることで、各ノズル４７から強制的にインクＬをキャップ部材１５に向けて排出されるものである。
この吸引処理により、ノズル４７内の増粘インクや気泡を強制排出させる。
吸引処理は、ノズル４７内の増粘インクや気泡を協力に排出させることができる一方で、ワイピング処理やフラッシング処理に比べて時間を要するので、長時間に亘って記録処理が行われなかった等の印刷（記録）不良が発生する虞が高い場合や、印刷不良が発生して使用者からの要求があった場合等に行われるようになっている。
なお、制御部６０は、吸引処理の際に、記録ヘッド３に対してキャップ部材１５を密着させたり離間させたりすると共に、吸引ポンプ１６を所定時間駆動する。
【００５１】
ワイピング処理は、ノズル開口面４３ａに付着したインクＬを拭き払うことで、ノズル開口面４３ａにおけるインクＬの混色や、インク滴Ｄの飛行曲がりを防止する。
フラッシング処理は、記録ヘッド３の各ノズル４７内から増粘したインクＬや気泡を排出することでノズル詰まりを防止する処理であって、各ノズル４７からキャップ部材１５に向けてインク滴Ｄを、例えば、数十〜数百回程度、吐出する。
ワイピング処理やフラッシング処理は、印刷開始の前後や、印刷処理中に定期的に行われるようになっている。
【００５２】
駆動信号発生回路６２は、記録ヘッド３の圧電振動子３８に供給する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータと吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号とが入力され、これらのデータ及びタイミング信号に基づいて、駆動信号（吐出パルス）を発生する。
【００５３】
上記吐出パルスを圧電振動子３８に印加すると、次のようにしてインク滴Ｄが吐出される。即ち、吐出パルスが供給されると、まず、圧電振動子３８が収縮して圧力室４６が膨張する。この圧力室４６の膨張状態が極く短い間維持された後、圧電振動子３８が急激に伸長する。これに伴って、圧力室４６の容積が基準容積以下に収縮し、ノズル４７に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定の液量のインク滴Ｄがノズル４７から吐出される。その後、インク滴Ｄの吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるべく、圧力室４６が基準容積に復帰する。
【００５４】
以上の構成を備えるプリンタ１は、電源投入後や、長時間に亘ってインク吐出が行われなかった後、あるいは使用者からの要求があったとき等、所定の条件を満たした場合に、インク滴センサ７を用いたメンテナンス（クリーニング）処理を行って、インク吐出不良（いわゆるドット抜け）を防止・解消するように制御される。
【００５５】
図７は、インク滴センサ７を用いたメンテナンス処理を説明するフローチャートである。
図８は、静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図であり、（ａ）はインク滴Ｄが吐出された直後の状態を示す図、（ｂ）はインク滴Ｄがキャップ部材１５の検査領域７４に着弾した状態を示す図である。
図９は、インク滴センサ７から出力される検出信号（インク１滴分）の波形例を示す図である。
【００５６】
プリンタ１に電源が投入される前（電源断時）には、キャリッジ４はホームポジションに位置し、記録ヘッド３のノズル基板４３の表面にキャップ部材１５が当接して封止されている。これは、記録ヘッド３の各ノズル４７内のインクＬが空気に触れて乾燥しないようにするためである。しかし、プリンタ１の電源断の状態が長時間に亘ると、インクＬは徐々に乾燥して増粘してしまう。
このため、プリンタ１に電源が投入された際には、必ず印字開始前フラッシングが実施される（ステップＳ０）。
【００５７】
印字開始前フラッシングでは、まず、不図示の昇降機構によってキャップ部材１５が下降して、記録ヘッド３がキャップ部材１５の上方に位置付けられ、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａと検査領域７４（電極部材７８）とが非接触状態で対向する（ステップＳ１）。
そして、電圧印加回路７５によって、ノズル基板４３と電極部材７８との間に電圧が印加される（ステップＳ２）。
次いで、ノズル基板４３と電極部材７８との間に電圧が印加した状態で、圧電振動子３８を駆動させて、任意の一つノズル４７からインク滴Ｄを吐出する（ステップＳ３）。
【００５８】
この際、ノズル基板４３は負極となっているため、図８（ａ）に示すように、ノズル基板４３の一部の負電荷がインク滴Ｄに移動し、吐出されたインク滴Ｄは負に帯電する。そして、このインク滴Ｄがキャップ部材１５の検査領域７４に対して近づくに連れ、静電誘導によって検査領域７４（電極部材７８の表面）では正電荷が増加する。
これにより、ノズル基板４３と電極部材７８との間の電圧は、静電誘導によって生じる誘導電圧により、インク滴Ｄを吐出しない状態における当初の電圧値よりも高くなる。
その後、図８（ｂ）に示すように、インク滴Ｄが電極部材７８に着弾すると、インク滴Ｄの負電荷により電極部材７８の正電荷が中和される。このため、ノズル基板４３と電極部材７８との間の電圧は当初の電圧値を下回る。
そして、その後に、ノズル基板４３と電極部材７８との間の電圧は当初の電圧値に戻る。
【００５９】
したがって、図９に示すように、インク滴センサ７から出力される検出波形は、基準電圧Ｓから一旦電圧が上昇した後に、当初の電圧値を下回るまで下降し、その後当初の電圧値に戻る波形となる。
このようにして、インク滴センサ７により各ノズル４７からインク滴Ｄを吐出した際の電圧変化が検出される（ステップＳ４）。
【００６０】
ところが、インク滴Ｄが増粘している場合には、同一の吐出パルスを用いたとしても、吐出量（液量）が正常時に比べて減少する。このため、図９において、実線で示すように、インク滴センサ７から出力される検出信号（検出波形Ｚ）の振幅Ａは、正常時の検出信号（理想波形Ｚ０：図９の破線）の振幅Ａ０に比べて小さくなる（振幅差ΔＡ）。また、吐出パルスＤＰを印加してからインク滴Ｄがノズル基板４３から離間するまでの時間も、正常時に比べて遅くなる（電圧上昇するタイミングが時間差ΔＴだけずれる。）。
したがって、インク滴センサ７から出力される検出波形Ｚの振幅Ａや電圧上昇のタイミングを理想波形Ｚ０のそれらと比較（ΔＡ，ΔＴを検出）することで、記録ヘッド３の各ノズル４７内におけるインクＬの増粘状態を求めることができる（ステップＳ５）。
【００６１】
そして、フラッシング処理の際に、任意の一つのノズル４７に関して、このノズル４７から吐出されるインク滴Ｄにより得られるインク滴センサ７の検出信号（検出波形Ｚ）が所定の状態（基準値以内）であるか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、所定の状態に達していない場合にはこのノズル４７からのインク滴Ｄの吐出を続行し、検出信号が所定の状態となったらフラッシング処理を終了（完了）する（ステップＳ７）。
【００６２】
このようにして、制御部６０は、記録ヘッド３の全てのノズル４７の各々について、印字開始前フラッシングを実施する。
そして、印字開始前フラッシングが完了すると、紙送り機構６６により記録紙が搬送（給紙）され、記録ヘッド３の各ノズル４７から記録紙に向けてインク滴Ｄを吐出する記録（印字・印刷）処理に移行する（ステップＳ７）。
【００６３】
上記のメンテナンス（クリーニング）処理は、停止時間が比較的短い場合や、固まりづらいインクを使用する場合等、廃インクタンク１２８へのインクの排出が円滑に行われる場合には問題が生じないが、粘度が大きなインクを用いる場合や顔料等の固まりやすいインクを用いる場合には、排出チューブ１２７内で目詰まりを起こす場合があり、特に吸引ポンプ１６の下流側で目詰まりが生じた場合には、吸引ポンプ１６によりインクが送出されるため液圧が高まり液漏れ等の不具合を起こす可能性がある。そのため、本実施形態では、停止時間が所定値を超えた場合や、固まりやすいインクを用いる場合等、目詰まりを発生が想定される場合には、上述したメンテナンス（クリーニング）処理に先だって、排出チューブ１２７からのインクの排出状態を検出する工程を設けている。
【００６４】
以下、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、排出状態の検出処理の開始指令があると、制御部６０は、キャリッジ４を駆動して、記録ヘッド３をホームポジションに移動させて、キャップ部材１５の上方に位置づける。そして、不図示の昇降機構によってキャップ部材１５を上昇させて、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとキャップ部材１５の上端を密着させる。これにより、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５の検査領域７４（電極部材７８）とは、非接触状態で近接対向する（ステップＳ１１）。
なお、電源投入直後等では、すでに記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとキャップ部材１５が（保湿のため）密着状態で維持されているので、そのままステップＳ２に移行する。
【００６５】
次に、吸引ポンプ１６を予め設定された時間（数秒間、例えば２秒間）だけ駆動して、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５の間の空間（キャップ内空間Ｓ）を負圧状態にする。
キャップ内空間Ｓが負圧状態となると、記録ヘッド３の各ノズル４７からインクＬがキャップ内空間Ｓ側に吸引されて、強制的に排出されるようになる。これにより、ノズル４７内で増粘したインクＬや、記録ヘッド３内の気泡がキャップ部材１５に向けて排出され、さらに排出チューブ１２７内に導入される（ステップＳ１２）。
【００６６】
続いて、昇降機構によってキャップ部材１５を下降させて、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとキャップ部材１５とを離間させ、キャップ部材１５内を大気開放する（ステップＳ１３）。
【００６７】
この後、再度、吸引ポンプ１６を数秒間（例えば、５秒間）駆動して、排出チューブ１２７内に導入されたインクを下流側に送出する（ステップＳ１４）。このときのインク送出量は、上述した吸引処理によりノズル４７から強制的にインクＬを吸引し、排出チューブ１２７を介して送出する際の送出量よりも小さくすることが好ましい。このようにすることで、吸引ポンプ１６よりも下流側で目詰まりが生じていた場合でも、液圧が大きくなりすぎて吸引ポンプ１６や排出チューブ１２７に大きな負荷がかかることを回避できる。
【００６８】
次に、電圧印加回路７５によって、ノズル基板４３と電極部材７８との間に電圧が印加される（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１４とステップＳ１５とは、順序が逆であってもよい。
【００６９】
続いて、ノズル基板４３と電極部材７８との間に電圧が印加されている状態で、吸引ポンプ１６による下流側へのインクの送出（インク加圧）を解除（レリース）する（ステップＳ１６）。より詳細には、ポンプホイル１３２を逆方向（矢印方向とは反対方向；図５中、反時計回り方向）に回動させ、下流側の排出チューブ１２７の内部の加圧状態を解消させる。
【００７０】
ここで、排出チューブ１２７内に目詰まりが生じていない場合には、単にインクの送出が停止されるだけだが、排出チューブ１２７内に目詰まりが生じてた場合には、ステップＳ１４でのインク送出により、吸引ポンプ１６と目詰まり部との間のインクの液圧が大きくなって蓄圧された状態となっているため、吸引ポンプ１６をレリースすることにより、蓄圧されたインクは排出チューブ１２７をキャップ部材１５へ向けて逆流する。
【００７１】
逆流したインクは、液圧が低下して生じたキャビテーションや、排出チューブ１２７内に含まれていた気体とともにキャップ部材１５に吹出し、キャップ部材１５に残留していたインクに気泡を生じさせる。この気泡がノズル開口面４３ａに到達して接触すると、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５とを電気的に接続させるため、インク滴センサ７ではノズル開口面４３ａとキャップ部材１５との間でゼロ電位が検出される（ステップＳ１７）。
【００７２】
制御部６０は、インク滴センサ７の検出値に基づき、インクの排出状態に異常があるかを判断し（ステップＳ１８）、上記のように、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５との間の電圧差がなくなった場合には、異常が生じているものとしてエラーを出力する（ステップＳ１９）、または装置の稼働を停止する。
【００７３】
一方、排出チューブ１２７内に目詰まりが生じていない場合には、インクの逆流が生じないため、インク滴センサ７の検出値は図９に示す基準電圧Ｓを示すことから、制御部６０は、ステップＳ１８でインクの排出状態に異常が生じていないと判断する。
【００７４】
なお、ステップＳ１８でインクの排出状態に異常が生じていないと判断した場合でも、ノズル開口面４３ａに到達しない小さな気泡が生じている可能性がある。そのため、本実施形態では、ステップＳ２０において、ノズル４７からキャップ部材１５に向けてインク滴を吐出し、インク滴センサ７を用いて上述したステップＳ３〜Ｓ６を行う。
【００７５】
そして、インク滴センサ７の検出値を判断し（ステップＳ２１）、図９に示した検出信号（検出波形Ｚ、Ｚ０）と同様の信号が得られた場合には、排出異常検出処理を終了させ、検出信号（検出波形Ｚ、Ｚ０）と異なる信号が得られた場合には、インクの排出状態に異常が生じているものとしてエラーを出力する（ステップＳ１９）、または装置の稼働を停止する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態では、吸引ポンプ１６による排出チューブ１２７内のインクへの加圧を解除した後の、キャップ部材１５における静電誘導に基づく電圧変化を検出することにより、別途目詰まり検出用の装置を別途設けることなく、効率的に排出チューブ１２７内の目詰まりを検出することが可能になる。
また、本実施形態では、さらにノズル４７からインク滴を吐出させた場合の電圧変化も検出するため、小さな目詰まりが生じた場合でも、より高精度に検出することが可能になる。
【００７７】
また、本実施形態では、吸引ポンプ１６による蓄圧時のインク送出量を、吸引処理によりノズル４７から強制的にインクＬを吸引し、排出チューブ１２７を介して送出する際の送出量よりも小さくしているため、吸引ポンプ１６よりも下流側で目詰まりが生じていた場合でも、液圧が大きくなりすぎて吸引ポンプ１６や排出チューブ１２７に大きな負荷がかかることを回避して安全性を高めることができる。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、インク滴センサ７をキャップ部材１５に設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば上述したフラッシング処理を行う際に用いられるフラッシングボックスを、キャップ部材１５との間で吸引ポンプ１６への接続を切替可能に設けた場合には、インク滴センサ７を当該フラッシングボックスに設ければよい。この場合には、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３を行う際には、キャップ部材１５と吸引ポンプ１６とを接続し、ステップＳ１４以降を行う際にはフラッシングボックスと吸引ポンプ１６とを接続すればよい。
【００８０】
また、上記実施の形態では、インク滴センサ７の検出結果からインクの排出状態に異常を検出した場合に直ちにエラーを出力する手順としたが、これに限られるものではなく、例えばステップＳ１１〜Ｓ１７を繰り返し、吸引ポンプ１６の下流側のインクに対して加圧・減圧を繰り返して付与し、その衝撃により目詰まり等の異常を解消して排出状態を正常に回復させる回復処理を行い、その処理後にも異常が検出された場合にエラーを出力する手順としてもよい。
これにより、自動的に目詰まりを解消することが可能になり、エラーにより装置の稼働が停止して、生産性が低下してしまうことを防止できる。
【００８１】
なお、上述した実施形態においては、流体噴射装置がインクジェットプリンターである場合を例にして説明したが、インクジェットプリンターに限られず、複写機及びファクシミリ等の装置であってもよい。
また、上述の実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の液体を流体として噴射する流体噴射装置である場合を例にして説明したが、本発明の流体噴射装置は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に適用することができる。流体噴射装置が噴射可能な液体としては、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体が含まれる。
【００８２】
また、上述した実施形態において、流体噴射装置から噴射される液体としては、インクのみならず、特定の用途に対応する液体を適用可能である。流体噴射装置に、その特定の用途に対応する液体を噴射可能な噴射ヘッドを設け、その噴射ヘッドから特定の用途に対応する液体を噴射して、その液体を所定の物体に付着させることによって、所定のデバイスを製造可能である。例えば、本発明の流体噴射装置は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、及び面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）の製造等に用いられる電極材、色材等の材料を所定の分散媒（溶媒）に分散（溶解）した液体（液状体）を噴射する流体噴射装置に適用可能である。
【００８３】
また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１…液体噴射装置（プリンタ）、 ３…記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １５…キャップ部材（液体受部）、 １６…吸引ポンプ（ポンプ装置）、 ４３ａ…ノズル開口面、 ４７…ノズル、 １２７…排出チューブ（排出管）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
従来より、インクジェット式記録装置は、記録用紙等にインクを吐出するためのインクジェット式記録ヘッドを有している。このインクジェット式記録ヘッドは、ノズルを介してインクを記録用紙等に吐出するため、ノズル近傍においてインクが増粘したり、ノズル内に気泡が混入したりして、インクの吐出が良好に行えなくなるおそれがあった。
このため、インクジェット式記録装置には、これらの現象を回避するためヘッドクリーニング装置が備えられている。
【０００３】
ヘッドクリーニング装置は、ノズルを覆うように配置されるキャッピング部と、このキャッピング部内を負圧にするためのポンプとを有し、ノズル近傍等のインクをポンプで吸引することで、クリーニングしてメンテナンスを行う構成となっている。
この種のポンプとしては、比較的構造が簡単で、且つ小型化が図り易いチューブポンプが用いられている。そして、特許文献１には、インク等の液体の過吸引や逆流等を生じさせないチューブポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
ポンプの下流側（インク排出側）において、固まったインク等に起因して目詰まりが生じると、インクの送出が滞り圧力が高まることになる。この場合、ポンプとチューブとの接続部等が外れてインク漏れ出す虞があり、目詰まりを効率的に検出する方法の開発が望まれていた。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、目詰まりを効率的に検出可能な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】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法は、液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引し、排出管を介して排出させる工程を有する液体噴射装置のメンテナンス方法において、前記排出管に導入した前記液体をポンプ装置の駆動により加圧して、前記排出管の一端側に送出する第１工程と、前記液体噴射ヘッドのノズル開口面と非接触状態で対向配置されるとともに、前記排出管の他端側に接続され、前記ノズルから液体が噴射される液体受部と、前記ノズル開口面との間に電界を付与する第２工程と、前記ポンプ装置による前記排出管内の前記液体への加圧を解除したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する第３工程と、前記電圧変化の検出結果に基づいて、前記排出管からの前記液体の排出状態を検出する第４工程とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
従って、本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法では、ポンプ装置の下流側（液体排出側）で液体排出状態に目詰まり等の異常が生じている場合には、第１工程で液体を前記排出管の一端側に送出すると、液体が排出されずに液圧が高まることになる。そのため、第３工程で排出管の一端側への液体の送出を解除すると、液圧により液体が排出管を他端側へ液体受部に向けて逆流する。逆流した液体は、液圧が低下して生じたキャビテーションや、排出管内に含まれていた気体とともに液体受部に吹出し、液体受部に残留していた液体に気泡を生じさせる。この気泡がノズル開口面に到達して接触すると、ノズル開口面と液体受部とを電気的に接続させるため、ノズル開口面と液体受部との間の電圧変化として検出することができる。そのため、この電圧変化が検出された場合には、ポンプ装置の下流側で液体の排出状態に目詰まり等の異常があることを効率的に検出できる。
【０００９】
また、上記の液体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記第４工程で前記ノズルから前記液体受部に向けて液体を噴射したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、例えば上述した気泡が少量でノズル開口面と液体受部とを電気的に接続させない場合でも、逆流による気泡が存在する場合と存在しない場合とで、液体を噴射したときの静電誘導に基づく電圧変化の差を検出することにより、ポンプ装置の下流側で液体の排出状態に目詰まり等の異常があることを検出できる。
【００１０】
また、本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法では、前記排出管からの前記液体の排出状態に異常を検出したときに、前記第１工程、前記第３工程及び前記第４工程を繰り返して行う手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、ポンプ装置の下流側の液体に対して加圧・減圧を繰り返して付与することが可能になるため、その衝撃により目詰まり等の異常を解消して排出状態を正常に回復させることが可能になる。
【００１１】
また、上記の液体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記液体受部は、前記ノズル開口面に当接して、前記ポンプ装置の駆動により前記ノズルに対して負圧吸引を行うキャップ部材に設けられる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、キャップ部材をノズル開口面に当接させてノズルに対する負圧吸引を行った後に、引き続き上記第１工程から第４工程を実施でき、効率的にメンテナンスを実施できる。
【００１２】
また、上記の液体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記第１工程で液体を前記排出管の一端側に送出する液量を、前記キャップ部材により前記ノズルに対して負圧吸引を行う際に液体を送出する液量よりも小さくする手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、ポンプ装置の下流側（液体排出側）で液体排出状態に目詰まり等の異常が生じている場合に、第１工程でのポンプ装置の駆動による液圧で排出管とポンプ装置との接続部が外れる等の不具合を回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成を示す一部分解図である。
【図２】記録ヘッド３の構成を説明する断面図である。
【図３】記録ヘッド３の要部断面図である。
【図４】記録ヘッド３、インクカートリッジ６及びインク滴センサ７の構成を説明する模式図である。
【図５】キャップ部材１５に連結された吸引ポンプ１６の構成を示す図である。
【図６】プリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。
【図７】インク滴センサ７を用いたメンテナンス処理を説明するフローチャートである。
【図８】静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図であり、（ａ）はインク滴Ｄが吐出された直後の状態を示す図、（ｂ）はインク滴Ｄがキャップ部材１５の検査領域７４に着弾した状態を示す図である。
【図９】インク滴センサ７から出力される検出信号（インク１滴分）の波形例を示す図である。
【図１０】インクの排出状態の検出処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の液体噴射装置のメンテナンス方法の実施の形態を、図１ないし図１０を参照して説明する。
本実施形態においては、本発明に係る液体受部をキャップ部材に設ける場合について説明する。また、本実施形態では、本発明に係る液体噴射装置として、インクジェット式プリンタ（以下、プリンタ１という）を例示する。
【００１５】
なお、以下の実施の実施形態は、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を異ならせている。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成を示す一部分解図である。
プリンタ１は、サブタンク２及び記録ヘッド（液体噴射ヘッド）３を搭載したキャリッジ４と、プリンタ本体５とから概略構成される。
【００１７】
プリンタ本体５には、キャリッジ４を往復移動させるキャリッジ移動機構６５（図６参照）と、不図示の記録紙（液体噴射対象）を搬送する紙送り機構６６（図６参照）と、記録ヘッド３の各ノズルから増粘したインクＬを吸引するクリーニング動作等に用いられるキャッピング機構１４と、記録ヘッド３に供給するインクＬを貯留したインクカートリッジ６とが設けられている。
【００１８】
また、プリンタ１は、記録ヘッド３から吐出されるインク滴Ｄを検出可能なインク滴センサ７（図４，６参照）を備えている。このインク滴センサ７は、記録ヘッド３から吐出されるインク滴Ｄを帯電させ、この帯電したインク滴Ｄが飛翔する際の静電誘導に基づく電圧変化を検出信号として出力するように構成されたものである。
このインク滴センサ７の詳細については、後述する。
【００１９】
キャリッジ移動機構６５は、プリンタ本体５の幅方向に架設されたガイド軸８と、パルスモータ９と、パルスモータ９の回転軸に接続されてこのパルスモータ９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、駆動プーリー１０とはプリンタ本体５の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジ４に接続されたタイミングベルト１２と、から構成されている。
そして、パルスモータ９を駆動することで、キャリッジ４がガイド軸８に沿って主走査方向に往復移動するように構成されている。
【００２０】
また、紙送り機構６６は、紙送りモータＭやこの紙送りモータＭによって回転駆動される紙送りローラ（いずれ不図示）等から構成され、記録紙を記録（印字・印刷）動作に連動させてプラテン１３の上に順次送り出す。
【００２１】
図４に示すように、キャッピング機構１４は、キャップ部材１５、吸引ポンプ（ポンプ装置）１６等から構成されている。
キャップ部材１５は、ゴム等の弾性材をトレイ形状に成型した部材によって構成してあり、ホームポジションに配設されている。このホームポジションは、キャリッジ４の移動範囲内であって記録領域よりも外側の端部領域に設定され、電源オフ時や長時間に亘って記録（液体噴射処理）が行われなかった場合にキャリッジ４が位置する場所である。
【００２２】
ホームポジションにキャリッジ４が位置する場合には、キャップ部材１５が記録ヘッド３のノズル基板４３（図３参照）の表面（即ち、ノズル開口面４３ａ）に当接して封止する。この封止状態で吸引ポンプ１６を作動させると、キャップ部材１５の内部（封止空部）が減圧されて、記録ヘッド３内のインクＬがノズル４７から強制的に排出される。
【００２３】
また、キャップ部材１５は、記録ヘッド３による記録動作前や記録動作中等において、増粘したインクＬや気泡等を排出するためにインク滴Ｄを吐出するフラッシング処理においてインク滴Ｄを受ける。
【００２４】
図２は記録ヘッド３の構成を説明する断面図、図３は記録ヘッド３の要部断面図である。図４は、記録ヘッド３、インクカートリッジ６及びインク滴センサ７の構成を説明する模式図である。
【００２５】
本実施形態における記録ヘッド３は、導入針ユニット１７、ヘッドケース１８、流路ユニット１９及びアクチュエータユニット２０を主な構成要素としている。
導入針ユニット１７の上面にはフィルタ２１を介在させた状態で２本のインク導入針２２が横並びで取り付けられている。これらのインク導入針２２には、サブタンク２がそれぞれ装着される。また、導入針ユニット１７の内部には、各インク導入針２２に対応したインク導入路２３が形成されている。
【００２６】
このインク導入路２３の上端はフィルタ２１を介してインク導入針２２に連通し、下端はパッキン２４を介してヘッドケース１８内部に形成されたケース流路２５と連通する。
なお、本実施形態は、２種類のインクを使用する構成であるため、サブタンク２を２つ配設しているが、本実施形態は３種類以上のインクを使用する構成にも当然に適用されるものである。
【００２７】
サブタンク２は、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク２には、インク室２７となる凹部が形成され、この凹部の開口面に透明な弾性シート２６を貼設してインク室２７が区画されている。
また、サブタンク２の下部にはインク導入針２２が挿入される針接続部２８が下方に向けて突設されている。サブタンク２におけるインク室２７は、底の浅いすり鉢形状をしており、その側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部２８との間を連通する接続流路２９の上流側開口が臨んでおり、この上流側開口にはインクＬを濾過するタンク部フィルタ３０が取り付けられている。
針接続部２８の内部空間にはインク導入針２２が液密に嵌入されるシール部材３１が嵌め込まれている。このサブタンク２には、図４に示すように、インク室２７に連通する連通溝部３２′を有する延出部３２が形成されており、この延出部３２の上面にはインク流入口３３が突設されている。
【００２８】
インク流入口３３には、インクカートリッジ６に貯留されたインクＬを供給するインク供給チューブ３４が接続される。従って、インク供給チューブ３４を通ってきたインクＬは、このインク流入口３３から連通溝部３２′を通ってインク室２７に流入する。
上記の弾性シート２６は、インク室２７を収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能である。そして、この弾性シート２６の変形によるダンパ機能によって、インクＬの圧力変動が吸収される。すなわち、弾性シート２６の作用によってサブタンク２が圧力ダンパとして機能する。従って、インクＬは、サブタンク２内で圧力変動が吸収された状態で記録ヘッド３側に供給される。
【００２９】
ヘッドケース１８は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、下端面に流路ユニット１９を接合し、内部に形成された収容空部３７（図３参照）内にアクチュエータユニット２０を収容し、流路ユニット１９側とは反対側の上端面にパッキン２４を介在した状態で導入針ユニット１７を取り付けるようになっている。
このヘッドケース１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路２５が設けられている。このケース流路２５の上端は、パッキン２４を介して導入針ユニット１７のインク導入路２３と連通するようになっている。
また、ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通するようになっている。したがって、インク導入針２２から導入されたインクＬは、インク導入路２３及びケース流路２５を通じて共通インク室４４側に供給される。
【００３０】
ヘッドケース１８の収容空部３７内に収容されるアクチュエータユニット２０は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子３８と、この圧電振動子３８が接合される固定板３９と、プリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子３８に供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル４０とから構成される。各圧電振動子３８は、固定端部側が固定板３９上に接合され、自由端部側が固定板３９の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子３８は、所謂片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。
また、各圧電振動子３８を支持する固定板３９は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット２０は、固定板３９の背面を、収容空部３７を区画するケース内壁面に接着することで収容空部３７内に収納・固定されている。
【００３１】
流路ユニット１９は、振動板（封止板）４１、流路基板４２及びノズル基板４３からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤で接合して一体化することにより作製されており、共通インク室４４からインク供給口４５及び圧力室４６を通りノズル４７に至るまでの一連のインク流路（液体流路）を形成する部材である。圧力室４６は、ノズル４７の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。
また、共通インク室４４は、ケース流路２５と連通し、インク導入針２２側からのインクＬが導入される室である。
そして、この共通インク室４４に導入されたインクＬは、インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配供給される。
【００３２】
流路ユニット１９の底部に配置されるノズル基板４３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル４７を列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板４３は、ステンレス鋼の板材によって作製され、本実施形態においてはノズル４７の列（即ち、ノズル列）が、各サブタンク２に対応して合計２２列並設されている。そして、１つのノズル列は、例えば、１８０個のノズル４７によって構成される。
ノズル基板４３と振動板４１との間に配置される流路基板４２は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室４４、インク供給口４５及び圧力室４６となる空部が区画形成された板状の部材である。
【００３３】
本実施形態において、流路基板４２は、結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板４１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板４１の圧力室４６に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子３８の先端面が接合される島部４８が形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板４１は、圧電振動子３８の作動に応じて島部４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板４１は、流路基板４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部４９としても機能する。このコンプライアンス部４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。
【００３４】
そして、上記の記録ヘッド３において、フレキシブルケーブル４０を通じて駆動信号が圧電振動子３８に供給されると、この圧電振動子３８が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部４８が圧力室４６に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室４６の容積が変化し、圧力室４６内のインクＬに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル４７からインク滴Ｄが吐出される。
【００３５】
インクカートリッジ６は、図４に示すように、中空箱形状に形成されたケース部材５１と、可塑性材料によって形成されたインクパック５２とから構成されており、ケース部材５１内の収容室にインクパック５２を収容している。
このインクカートリッジ６は、インク供給チューブ３４の一端部と連通しており、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとの水頭差によってインクパック５２内のインクＬを記録ヘッド３側に供給するように構成されている。具体的には、インクカートリッジ６と記録ヘッド３との重量方向の相対的な位置関係がノズル４７のメニスカスに対して極く僅かに負圧がかかるような状態に設定されている。
そして、圧電振動子３８を駆動することによる圧力変化によって、圧力室４６へのインクＬの供給と、この圧力室４６内のインクＬの吐出を行う。
【００３６】
インク滴センサ７は、図４に示すように、ホームポジションに配置された液滴受部としてのキャップ部材１５と、このキャップ部材１５の内部に設けられた検査領域７４と、この検査領域７４と記録ヘッド３のノズル基板４３との間に電圧を印加する電圧印加回路７５と、検査領域７４の電圧を検出する電圧検出回路７６とから構成される。
【００３７】
キャップ部材１５は、上面が開放されたトレイ状の部材であり、エラストマー等の弾性部材により作製されている。このキャップ部材１５の内部にはインク吸収体７７が配設されている。インク吸収体７７は、インクＬの保持力が高いものであり、例えば、フェルトなどの不織布によって作製されている。
【００３８】
そして、インク吸収体７７の上面には、メッシュ状の電極部材７８が配設されている。
この電極部材７８の表面が検査領域７４に相当する。電極部材７８は、ステンレス鋼等の金属からなる格子状のメッシュとして形成されている。このため、電極部材７８上に着弾したインク滴Ｄは、格子状の電極部材７８の隙間を通って下側に配置された吸収体７７に吸収・保持されるようになっている。
なお、キャップ部材１５の上面に配置された弾性部材は絶縁体であり、後述するようにキャップ部材１５を記録ヘッド３のノズル開口面４３ａに密着したとしても、電極部材７８と記録ヘッド３とが導通しないようになっている。
【００３９】
電圧印加回路７５は、電極部材７８が正極となり、記録ヘッド３のノズル基板４３が負極となるように直流電源（例えば４００Ｖ）と抵抗素子（例えば１ＭΩ）とを介して両者を電気的に接続している。
電圧検出回路７６は、電極部材７８の電圧信号を増幅して出力する増幅回路８１と、この増幅回路８１から出力された信号をＡ／Ｄ変換してプリンタコントローラ５５（図６参照）側へ出力するＡ／Ｄ変換回路８２とを備えている。増幅回路８１は、所定の増幅率で電極部材７８の電圧信号を増幅して出力するものである。Ａ／Ｄ変換回路８２は、増幅回路８１から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換して、検出信号としてプリンタコントローラ５５側に出力するようになっている。
【００４０】
図５は、キャップ部材１５に連結された吸引ポンプ１６の構成を示す図である。
キャップ部材１５の底壁には、キャップ部材１５内に溜まったインクＬを排出する排出部１２６が下方に向かって突設されており、その内部には排出通路１２６ａが形成されている。排出部１２６には、可撓性材料等からなる排出チューブ（排出管）１２７の一端部が接続されており、排出チューブ１２７の他端部は、廃インクタンク１２８内に挿入されている。
【００４１】
なお、廃インクタンク１２８内には、多孔質部材からなる廃インク吸収材１２９が収容されており、この廃インク吸収材１２９により回収されたインクＬが吸収されるようになっている。なお、この廃インクタンク１２８は、プラテン１３の下方に配設されている。
【００４２】
キャップ部材１５と廃インクタンク１２８との間には、チューブポンプ式吸引ポンプ１６が配設されている。吸引ポンプ１６は、円筒状のケース１３０を有しており、このケース１３０内には平面視で円形状をなすポンプホイル１３２がケース１３０の軸心に設けられたホイル軸１３１を中心に回動可能に収容されている。そして、このケース１３０内に、排出チューブ１２７の中間部１２７ａがケース１３０の内周壁１３０ａに沿うようにして収容されている。
【００４３】
ポンプホイル１３２には、一対の外側に膨らむ円弧状をなすローラ案内溝１３３，１３４がホイル軸１３１を挟んで対向するように形成されている。各ローラ案内溝１３３，１３４は、一端がポンプホイル１３２の外周側に位置しており、他端がポンプホイル１３２の内周側に位置している。すなわち、両ローラ案内溝１３３，１３４は、それらの一端から他端に向かうほど、徐々にポンプホイル１３２の外周部から遠ざかるように延びている。両ローラ案内溝１３３，１３４内には、押圧手段としての一対のローラ１３５，１３６が、それぞれ回動軸１３５ａ，１３６ａを介して挿通支持されている。なお、両回動軸１３５ａ，１３６ａは、それぞれ両ローラ案内溝１３３，１３４内を摺動自在になっている。
【００４４】
そして、ポンプホイル１３２を、正方向（矢印方向）に回動させると、両ローラ１３５，１３６が両ローラ案内溝１３３，１３４の一端側（ポンプホイル１３２の外周側）に移動し、排出チューブ１２７の中間部１２７ａを上流側から下流側へ順次押し潰しながら（押圧しながら）回動するようになっている。この回動により、チューブポンプ１６より上流側の排出チューブ１２７の内部が減圧され、チューブポンプ１６より下流側の排出チューブ１２７の内部が加圧されるようになっている。
これにより、キャップ部材１５内に溜まったインクＬは、ポンプホイル１３２の正方向の回動動作により吸引され、徐々に廃インクタンク１２８方向へ排出されるようになっている。
【００４５】
また、ポンプホイル１３２を逆方向（矢印方向とは反対方向）に回動させると、両ローラ１３５，１３６が両ローラ案内溝１３３，１３４の他端側（ポンプホイル１３２の内周側）に移動するようになっている。この移動により、両ローラ１３５，１３６がそれぞれ排出チューブ１２７の中間部１２７ａに軽く接した状態となり、上流側の排出チューブ１２７の内部の減圧状態が解消される（下流側の排出チューブ１２７の内部の加圧状態が解消される）ようになっている。
なお、ポンプホイル１３２は、紙送り機構６６の紙送りモータＭによって回転駆動されるようになっている。
【００４６】
図６はプリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるプリンタ１は、プリンタコントローラ５５と、プリントエンジン５６と、インク滴センサ７とで概略構成されている。
プリンタコントローラ５５は、ホストコンピュータ等の外部装置からの印刷データ等が入力される外部インタフェース（外部Ｉ／Ｆ）５７と、各種データ等を記憶するＲＡＭ５８と、各種制御のための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ５９と、ＲＯＭ５９に記憶されている制御プログラムに従って各部の統括的な制御を行う制御部６０と、クロック信号を発生する発振回路６１と、記録ヘッド３へ供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路６２と、印刷データをドット毎に展開することで得られた吐出データや駆動信号等を記録ヘッド３に出力するための内部インタフェース（内部Ｉ／Ｆ）６３と、を備えている。
【００４７】
プリントエンジン５６は、記録ヘッド３と、キャリッジ移動機構６５と、紙送り機構６６とから構成されている。
記録ヘッド３は、吐出データがセットされるシフトレジスタ６７と、シフトレジスタ６７にセットされた吐出データをラッチするラッチ回路６８と、ラッチ回路６８からの吐出データを翻訳してパルス選択データを生成するデコーダ６９と、電圧増幅器として機能するレベルシフタ７０と、圧電振動子３８に対する駆動信号の供給を制御するスイッチ回路７１と、圧電振動子３８とを備えている。
【００４８】
制御部６０は、外部装置から送信された印刷データをドットパターンに対応した吐出データに展開して記録ヘッド３に送信する。そして、記録ヘッド３では、受信した吐出データに基づき、インク滴Ｄの吐出が行われるようになっている。
【００４９】
また、制御部６０は、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａのクリーニング（メンテナンス）処理を実施するクリーニング処理部としても機能する。
クリーニング処理は、記録ヘッド３の全ノズル４７からインクＬを強制排出させる吸引処理と、ノズル開口面４３ａに付着したインクＬを拭き払うワイピング処理と、記録ヘッド３の全ノズル４７からインク滴Ｄを連続吐出させるフラッシング処理とからなっている。
【００５０】
吸引処理は、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａにキャップ部材１５を密着し、ノズル開口面４３ａをキャップ部材１５で覆い被せた状態で吸引ポンプ１６を駆動して、キャップ部材１５で覆われた空間（以下、キャップ内空間Ｓという）を負圧状態にすることで、各ノズル４７から強制的にインクＬをキャップ部材１５に向けて排出されるものである。
この吸引処理により、ノズル４７内の増粘インクや気泡を強制排出させる。
吸引処理は、ノズル４７内の増粘インクや気泡を協力に排出させることができる一方で、ワイピング処理やフラッシング処理に比べて時間を要するので、長時間に亘って記録処理が行われなかった等の印刷（記録）不良が発生する虞が高い場合や、印刷不良が発生して使用者からの要求があった場合等に行われるようになっている。
なお、制御部６０は、吸引処理の際に、記録ヘッド３に対してキャップ部材１５を密着させたり離間させたりすると共に、吸引ポンプ１６を所定時間駆動する。
【００５１】
ワイピング処理は、ノズル開口面４３ａに付着したインクＬを拭き払うことで、ノズル開口面４３ａにおけるインクＬの混色や、インク滴Ｄの飛行曲がりを防止する。
フラッシング処理は、記録ヘッド３の各ノズル４７内から増粘したインクＬや気泡を排出することでノズル詰まりを防止する処理であって、各ノズル４７からキャップ部材１５に向けてインク滴Ｄを、例えば、数十〜数百回程度、吐出する。
ワイピング処理やフラッシング処理は、印刷開始の前後や、印刷処理中に定期的に行われるようになっている。
【００５２】
駆動信号発生回路６２は、記録ヘッド３の圧電振動子３８に供給する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータと吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号とが入力され、これらのデータ及びタイミング信号に基づいて、駆動信号（吐出パルス）を発生する。
【００５３】
上記吐出パルスを圧電振動子３８に印加すると、次のようにしてインク滴Ｄが吐出される。即ち、吐出パルスが供給されると、まず、圧電振動子３８が収縮して圧力室４６が膨張する。この圧力室４６の膨張状態が極く短い間維持された後、圧電振動子３８が急激に伸長する。これに伴って、圧力室４６の容積が基準容積以下に収縮し、ノズル４７に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定の液量のインク滴Ｄがノズル４７から吐出される。その後、インク滴Ｄの吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるべく、圧力室４６が基準容積に復帰する。
【００５４】
以上の構成を備えるプリンタ１は、電源投入後や、長時間に亘ってインク吐出が行われなかった後、あるいは使用者からの要求があったとき等、所定の条件を満たした場合に、インク滴センサ７を用いたメンテナンス（クリーニング）処理を行って、インク吐出不良（いわゆるドット抜け）を防止・解消するように制御される。
【００５５】
図７は、インク滴センサ７を用いたメンテナンス処理を説明するフローチャートである。
図８は、静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図であり、（ａ）はインク滴Ｄが吐出された直後の状態を示す図、（ｂ）はインク滴Ｄがキャップ部材１５の検査領域７４に着弾した状態を示す図である。
図９は、インク滴センサ７から出力される検出信号（インク１滴分）の波形例を示す図である。
【００５６】
プリンタ１に電源が投入される前（電源断時）には、キャリッジ４はホームポジションに位置し、記録ヘッド３のノズル基板４３の表面にキャップ部材１５が当接して封止されている。これは、記録ヘッド３の各ノズル４７内のインクＬが空気に触れて乾燥しないようにするためである。しかし、プリンタ１の電源断の状態が長時間に亘ると、インクＬは徐々に乾燥して増粘してしまう。
このため、プリンタ１に電源が投入された際には、必ず印字開始前フラッシングが実施される（ステップＳ０）。
【００５７】
印字開始前フラッシングでは、まず、不図示の昇降機構によってキャップ部材１５が下降して、記録ヘッド３がキャップ部材１５の上方に位置付けられ、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａと検査領域７４（電極部材７８）とが非接触状態で対向する（ステップＳ１）。
そして、電圧印加回路７５によって、ノズル基板４３と電極部材７８との間に電圧が印加される（ステップＳ２）。
次いで、ノズル基板４３と電極部材７８との間に電圧が印加した状態で、圧電振動子３８を駆動させて、任意の一つノズル４７からインク滴Ｄを吐出する（ステップＳ３）。
【００５８】
この際、ノズル基板４３は負極となっているため、図８（ａ）に示すように、ノズル基板４３の一部の負電荷がインク滴Ｄに移動し、吐出されたインク滴Ｄは負に帯電する。そして、このインク滴Ｄがキャップ部材１５の検査領域７４に対して近づくに連れ、静電誘導によって検査領域７４（電極部材７８の表面）では正電荷が増加する。
これにより、ノズル基板４３と電極部材７８との間の電圧は、静電誘導によって生じる誘導電圧により、インク滴Ｄを吐出しない状態における当初の電圧値よりも高くなる。
その後、図８（ｂ）に示すように、インク滴Ｄが電極部材７８に着弾すると、インク滴Ｄの負電荷により電極部材７８の正電荷が中和される。このため、ノズル基板４３と電極部材７８との間の電圧は当初の電圧値を下回る。
そして、その後に、ノズル基板４３と電極部材７８との間の電圧は当初の電圧値に戻る。
【００５９】
したがって、図９に示すように、インク滴センサ７から出力される検出波形は、基準電圧Ｓから一旦電圧が上昇した後に、当初の電圧値を下回るまで下降し、その後当初の電圧値に戻る波形となる。
このようにして、インク滴センサ７により各ノズル４７からインク滴Ｄを吐出した際の電圧変化が検出される（ステップＳ４）。
【００６０】
ところが、インク滴Ｄが増粘している場合には、同一の吐出パルスを用いたとしても、吐出量（液量）が正常時に比べて減少する。このため、図９において、実線で示すように、インク滴センサ７から出力される検出信号（検出波形Ｚ）の振幅Ａは、正常時の検出信号（理想波形Ｚ０：図９の破線）の振幅Ａ０に比べて小さくなる（振幅差ΔＡ）。また、吐出パルスＤＰを印加してからインク滴Ｄがノズル基板４３から離間するまでの時間も、正常時に比べて遅くなる（電圧上昇するタイミングが時間差ΔＴだけずれる。）。
したがって、インク滴センサ７から出力される検出波形Ｚの振幅Ａや電圧上昇のタイミングを理想波形Ｚ０のそれらと比較（ΔＡ，ΔＴを検出）することで、記録ヘッド３の各ノズル４７内におけるインクＬの増粘状態を求めることができる（ステップＳ５）。
【００６１】
そして、フラッシング処理の際に、任意の一つのノズル４７に関して、このノズル４７から吐出されるインク滴Ｄにより得られるインク滴センサ７の検出信号（検出波形Ｚ）が所定の状態（基準値以内）であるか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、所定の状態に達していない場合にはこのノズル４７からのインク滴Ｄの吐出を続行し、検出信号が所定の状態となったらフラッシング処理を終了（完了）する（ステップＳ７）。
【００６２】
このようにして、制御部６０は、記録ヘッド３の全てのノズル４７の各々について、印字開始前フラッシングを実施する。
そして、印字開始前フラッシングが完了すると、紙送り機構６６により記録紙が搬送（給紙）され、記録ヘッド３の各ノズル４７から記録紙に向けてインク滴Ｄを吐出する記録（印字・印刷）処理に移行する（ステップＳ７）。
【００６３】
上記のメンテナンス（クリーニング）処理は、停止時間が比較的短い場合や、固まりづらいインクを使用する場合等、廃インクタンク１２８へのインクの排出が円滑に行われる場合には問題が生じないが、粘度が大きなインクを用いる場合や顔料等の固まりやすいインクを用いる場合には、排出チューブ１２７内で目詰まりを起こす場合があり、特に吸引ポンプ１６の下流側で目詰まりが生じた場合には、吸引ポンプ１６によりインクが送出されるため液圧が高まり液漏れ等の不具合を起こす可能性がある。そのため、本実施形態では、停止時間が所定値を超えた場合や、固まりやすいインクを用いる場合等、目詰まりを発生が想定される場合には、上述したメンテナンス（クリーニング）処理に先だって、排出チューブ１２７からのインクの排出状態を検出する工程を設けている。
【００６４】
以下、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、排出状態の検出処理の開始指令があると、制御部６０は、キャリッジ４を駆動して、記録ヘッド３をホームポジションに移動させて、キャップ部材１５の上方に位置づける。そして、不図示の昇降機構によってキャップ部材１５を上昇させて、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとキャップ部材１５の上端を密着させる。これにより、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５の検査領域７４（電極部材７８）とは、非接触状態で近接対向する（ステップＳ１１）。
なお、電源投入直後等では、すでに記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとキャップ部材１５が（保湿のため）密着状態で維持されているので、そのままステップＳ２に移行する。
【００６５】
次に、吸引ポンプ１６を予め設定された時間（数秒間、例えば２秒間）だけ駆動して、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５の間の空間（キャップ内空間Ｓ）を負圧状態にする。
キャップ内空間Ｓが負圧状態となると、記録ヘッド３の各ノズル４７からインクＬがキャップ内空間Ｓ側に吸引されて、強制的に排出されるようになる。これにより、ノズル４７内で増粘したインクＬや、記録ヘッド３内の気泡がキャップ部材１５に向けて排出され、さらに排出チューブ１２７内に導入される（ステップＳ１２）。
【００６６】
続いて、昇降機構によってキャップ部材１５を下降させて、記録ヘッド３のノズル開口面４３ａとキャップ部材１５とを離間させ、キャップ部材１５内を大気開放する（ステップＳ１３）。
【００６７】
この後、再度、吸引ポンプ１６を数秒間（例えば、５秒間）駆動して、排出チューブ１２７内に導入されたインクを下流側に送出する（ステップＳ１４）。このときのインク送出量は、上述した吸引処理によりノズル４７から強制的にインクＬを吸引し、排出チューブ１２７を介して送出する際の送出量よりも小さくすることが好ましい。このようにすることで、吸引ポンプ１６よりも下流側で目詰まりが生じていた場合でも、液圧が大きくなりすぎて吸引ポンプ１６や排出チューブ１２７に大きな負荷がかかることを回避できる。
【００６８】
次に、電圧印加回路７５によって、ノズル基板４３と電極部材７８との間に電圧が印加される（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１４とステップＳ１５とは、順序が逆であってもよい。
【００６９】
続いて、ノズル基板４３と電極部材７８との間に電圧が印加されている状態で、吸引ポンプ１６による下流側へのインクの送出（インク加圧）を解除（レリース）する（ステップＳ１６）。より詳細には、ポンプホイル１３２を逆方向（矢印方向とは反対方向；図５中、反時計回り方向）に回動させ、下流側の排出チューブ１２７の内部の加圧状態を解消させる。
【００７０】
ここで、排出チューブ１２７内に目詰まりが生じていない場合には、単にインクの送出が停止されるだけだが、排出チューブ１２７内に目詰まりが生じてた場合には、ステップＳ１４でのインク送出により、吸引ポンプ１６と目詰まり部との間のインクの液圧が大きくなって蓄圧された状態となっているため、吸引ポンプ１６をレリースすることにより、蓄圧されたインクは排出チューブ１２７をキャップ部材１５へ向けて逆流する。
【００７１】
逆流したインクは、液圧が低下して生じたキャビテーションや、排出チューブ１２７内に含まれていた気体とともにキャップ部材１５に吹出し、キャップ部材１５に残留していたインクに気泡を生じさせる。この気泡がノズル開口面４３ａに到達して接触すると、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５とを電気的に接続させるため、インク滴センサ７ではノズル開口面４３ａとキャップ部材１５との間でゼロ電位が検出される（ステップＳ１７）。
【００７２】
制御部６０は、インク滴センサ７の検出値に基づき、インクの排出状態に異常があるかを判断し（ステップＳ１８）、上記のように、ノズル開口面４３ａとキャップ部材１５との間の電圧差がなくなった場合には、異常が生じているものとしてエラーを出力する（ステップＳ１９）、または装置の稼働を停止する。
【００７３】
一方、排出チューブ１２７内に目詰まりが生じていない場合には、インクの逆流が生じないため、インク滴センサ７の検出値は図９に示す基準電圧Ｓを示すことから、制御部６０は、ステップＳ１８でインクの排出状態に異常が生じていないと判断する。
【００７４】
なお、ステップＳ１８でインクの排出状態に異常が生じていないと判断した場合でも、ノズル開口面４３ａに到達しない小さな気泡が生じている可能性がある。そのため、本実施形態では、ステップＳ２０において、ノズル４７からキャップ部材１５に向けてインク滴を吐出し、インク滴センサ７を用いて上述したステップＳ３〜Ｓ６を行う。
【００７５】
そして、インク滴センサ７の検出値を判断し（ステップＳ２１）、図９に示した検出信号（検出波形Ｚ、Ｚ０）と同様の信号が得られた場合には、排出異常検出処理を終了させ、検出信号（検出波形Ｚ、Ｚ０）と異なる信号が得られた場合には、インクの排出状態に異常が生じているものとしてエラーを出力する（ステップＳ１９）、または装置の稼働を停止する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態では、吸引ポンプ１６による排出チューブ１２７内のインクへの加圧を解除した後の、キャップ部材１５における静電誘導に基づく電圧変化を検出することにより、別途目詰まり検出用の装置を別途設けることなく、効率的に排出チューブ１２７内の目詰まりを検出することが可能になる。
また、本実施形態では、さらにノズル４７からインク滴を吐出させた場合の電圧変化も検出するため、小さな目詰まりが生じた場合でも、より高精度に検出することが可能になる。
【００７７】
また、本実施形態では、吸引ポンプ１６による蓄圧時のインク送出量を、吸引処理によりノズル４７から強制的にインクＬを吸引し、排出チューブ１２７を介して送出する際の送出量よりも小さくしているため、吸引ポンプ１６よりも下流側で目詰まりが生じていた場合でも、液圧が大きくなりすぎて吸引ポンプ１６や排出チューブ１２７に大きな負荷がかかることを回避して安全性を高めることができる。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、インク滴センサ７をキャップ部材１５に設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば上述したフラッシング処理を行う際に用いられるフラッシングボックスを、キャップ部材１５との間で吸引ポンプ１６への接続を切替可能に設けた場合には、インク滴センサ７を当該フラッシングボックスに設ければよい。この場合には、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３を行う際には、キャップ部材１５と吸引ポンプ１６とを接続し、ステップＳ１４以降を行う際にはフラッシングボックスと吸引ポンプ１６とを接続すればよい。
【００８０】
また、上記実施の形態では、インク滴センサ７の検出結果からインクの排出状態に異常を検出した場合に直ちにエラーを出力する手順としたが、これに限られるものではなく、例えばステップＳ１１〜Ｓ１７を繰り返し、吸引ポンプ１６の下流側のインクに対して加圧・減圧を繰り返して付与し、その衝撃により目詰まり等の異常を解消して排出状態を正常に回復させる回復処理を行い、その処理後にも異常が検出された場合にエラーを出力する手順としてもよい。
これにより、自動的に目詰まりを解消することが可能になり、エラーにより装置の稼働が停止して、生産性が低下してしまうことを防止できる。
【００８１】
なお、上述した実施形態においては、流体噴射装置がインクジェットプリンターである場合を例にして説明したが、インクジェットプリンターに限られず、複写機及びファクシミリ等の装置であってもよい。
また、上述の実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の液体を流体として噴射する流体噴射装置である場合を例にして説明したが、本発明の流体噴射装置は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に適用することができる。流体噴射装置が噴射可能な液体としては、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体が含まれる。
【００８２】
また、上述した実施形態において、流体噴射装置から噴射される液体としては、インクのみならず、特定の用途に対応する液体を適用可能である。流体噴射装置に、その特定の用途に対応する液体を噴射可能な噴射ヘッドを設け、その噴射ヘッドから特定の用途に対応する液体を噴射して、その液体を所定の物体に付着させることによって、所定のデバイスを製造可能である。例えば、本発明の流体噴射装置は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、及び面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）の製造等に用いられる電極材、色材等の材料を所定の分散媒（溶媒）に分散（溶解）した液体（液状体）を噴射する流体噴射装置に適用可能である。
【００８３】
また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１…液体噴射装置（プリンタ）、 ３…記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １５…キャップ部材（液体受部）、 １６…吸引ポンプ（ポンプ装置）、 ４３ａ…ノズル開口面、 ４７…ノズル、 １２７…排出チューブ（排出管）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引し、排出管を介して排出させる工程を有する液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記排出管に導入した前記液体をポンプ装置の駆動により加圧して、前記排出管の一端側に送出する第１工程と、
前記液体噴射ヘッドのノズル開口面と非接触状態で対向配置されるとともに、前記排出管の他端側に接続され、前記ノズルから液体が噴射される液体受部と、前記ノズル開口面との間に電界を付与する第２工程と、
前記ポンプ装置による前記排出管内の前記液体への加圧を解除したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する第３工程と、
前記電圧変化の検出結果に基づいて、前記排出管からの前記液体の排出状態を検出する第４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２】
請求項１記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記第４工程では、前記ノズルから前記液体受部に向けて液体を噴射したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出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３】
請求項１または２記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記排出管からの前記液体の排出状態に異常を検出したときに、前記第１工程、前記第３工程及び前記第４工程を繰り返して行う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４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記液体受部は、前記ノズル開口面に当接して、前記ポンプ装置の駆動により前記ノズルに対して負圧吸引を行うキャップ部材に設けられ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５】
請求項４記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記第１工程で液体を前記排出管の一端側に送出する液量は、前記キャップ部材により前記ノズルに対して負圧吸引を行う際に液体を送出する液量よりも小さい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】
液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引し、排出管を介して排出させる工程を有する液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記排出管に導入した前記液体をポンプ装置の駆動により加圧して、前記排出管の一端側に送出する第１工程と、
前記液体噴射ヘッドのノズル開口面と非接触状態で対向配置されるとともに、前記排出管の他端側に接続され、前記ノズルから液体が噴射される液体受部と、前記ノズル開口面との間に電界を付与する第２工程と、
前記ポンプ装置による前記排出管内の前記液体への加圧を解除したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出する第３工程と、
前記電圧変化の検出結果に基づいて、前記排出管からの前記液体の排出状態を検出する第４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２】
請求項１記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記第４工程では、前記ノズルから前記液体受部に向けて液体を噴射したときの静電誘導に基づく電圧変化を検出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３】
請求項１または２記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記排出管からの前記液体の排出状態に異常を検出したときに、前記第１工程、前記第３工程及び前記第４工程を繰り返して行う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４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記液体受部は、前記ノズル開口面に当接して、前記ポンプ装置の駆動により前記ノズルに対して負圧吸引を行うキャップ部材に設けられ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５】
請求項４記載の液体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記第１工程で液体を前記排出管の一端側に送出する液量は、前記キャップ部材により前記ノズルに対して負圧吸引を行う際に液体を送出する液量よりも小さい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２０１１−１５６７５３（Ｐ２０１１−１５６７５３Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２２１（Ｐ２０１０−２０２２１）
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【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８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【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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