液体噴射装置
【課題】構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル面４２と、ノズル面に開口する複数のノズル４０と、ノズルに液体（インク）を供給する液体室（個別インク室４３）と、ノズルにノズルの開口４１を介して液体室からの液体を吐出させる吐出動作を行わせるアクチュエーター（圧電素子４６）と、ノズルの開口を封止するキャップ部材６０と、キャップ部材に接続されてキャップ部材で封止されたノズルの開口から液体を吸引する吸引手段（吸引ポンプ６１）と、ノズルの吐出動作の良否を判定し、キャップ部材で封止されたノズルの開口から吸引手段を駆動して液体を吸引する際に、吐出動作良のノズル（正常ノズル４０Ｂ）から液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を吐出動作不良（不良ノズル４０Ａ）のノズルの流路抵抗よりも大きく設定する制御手段とを備えた。
【解決手段】ノズル面４２と、ノズル面に開口する複数のノズル４０と、ノズルに液体（インク）を供給する液体室（個別インク室４３）と、ノズルにノズルの開口４１を介して液体室からの液体を吐出させる吐出動作を行わせるアクチュエーター（圧電素子４６）と、ノズルの開口を封止するキャップ部材６０と、キャップ部材に接続されてキャップ部材で封止されたノズルの開口から液体を吸引する吸引手段（吸引ポンプ６１）と、ノズルの吐出動作の良否を判定し、キャップ部材で封止されたノズルの開口から吸引手段を駆動して液体を吸引する際に、吐出動作良のノズル（正常ノズル４０Ｂ）から液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を吐出動作不良（不良ノズル４０Ａ）のノズルの流路抵抗よりも大きく設定する制御手段とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸引クリーニングの際のインク消費量低減を図った液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド（以下、ヘッドという）から印刷用紙等の被記録媒体に対してインク（液体）を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）が知られている。
プリンターでは、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留部からインクがヘッド内のインク室に供給され、ヘッドに設けられた圧電素子等のアクチュエーターを駆動してインク室内のインクの圧力を高めることにより、インク室のインクがインク室と連通したノズルの開口を介して吐出（噴射）される。
このようなプリンターでは、電源断時や非吐出時間が所定時間経過すると、ノズル内のインクの溶媒がノズルの開口を介して蒸発することにより、ノズル内のインクの粘度が上昇し、増粘したインクがノズル内に詰まって、吐出不良を生じる可能性がある。
そこで、プリンターでは、ノズルからインクを吐出させるフラッシング動作、強制的にノズルからインクを吸引する吸引クリーニング動作、ノズルの開口が設けられるノズル面に付着したインクを除去する払拭クリーニング動作等のクリーニング処理を行うようにしている。また、ノズルからインクを吐出させる動作を行っていない時（電源断時や非吐出時）には、ノズル面をキャッピング手段のキャップ部材で覆ってノズル内のインクの溶媒の蒸発を抑制するようにしている。
吸引クリーニング動作の際には、ノズル面に開口するノズルの開口を取り囲むようにキャップ部材の壁状の封止部をノズル面と接触させてノズル面とキャップ部材とで区画された内側空間を密閉状態としてから、当該内側空間を吸引ポンプで吸引して当該内側空間に負圧を発生させることにより、強制的に全部のノズルからインクを吸引する。
しかしながら、強制的に全部のノズルからインクを吸引していたので、インクの消費量が多くなってしまうという問題点があった。
そこで、ノズル列毎に吸引クリーニングを行う方法（特許文献１など参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２５７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ノズル列毎に吸引クリーニングを行う場合、ノズル列中に吐出動作不要のノズルが１つでもある場合には、ノズル列すべてのノズルを吸引クリーニングしなければならないので、インクの消費量が多くなってしまうという問題点があった。
また、ノズル列毎に吸引クリーニングを行う場合、ノズル列毎に封止する構造のキャップ部材が必要となるとともに、キャップ部材と吸引ポンプとを連通させる複数の吸引路が必要となり、しかも、複数の吸引路毎に吸引路を開閉する開閉弁が必要となるので、構成部品の変更及び追加が必要となってしまうという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できる液体噴射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液体噴射装置は、ノズル面と、前記ノズル面に開口する複数のノズルと、前記ノズルに液体を供給する液体室と、前記ノズルに前記ノズルの開口を介して前記液体室からの液体を吐出させる吐出動作を行わせるアクチュエーターと、前記ノズルの開口を封止するキャップ部材と、前記キャップ部材に接続されて前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から液体を吸引する吸引手段と、前記ノズルの吐出動作の良否を判定し、前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から前記吸引手段を駆動して液体を吸引する際に、吐出動作良のノズルから液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定する制御手段とを備えたので、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できる液体噴射装置となる。
前記制御手段は、前記吐出動作良のノズルの前記アクチュエーターに前記液体を前記液体室側に引込ませる信号を出力することにより、前記吐出動作良のノズルから液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を前記吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定するので、前記アクチュエーターを制御することで、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】プリンターを示す斜視図（実施形態１）。
【図２】ヘッドの構造を示す断面図（実施形態１）。
【図３】制御構成を示すブロック構成図（実施形態１）。
【図４】吸引クリーニングの際の不良ノズル及び正常ノズルの状態を模式的に示した断面図（実施形態１）。
【図５】正常ノズル用信号を示す図（実施形態１）。
【図６】不良ノズル用信号を示す図（実施形態２）。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施形態１
図１に基づいて、実施形態１のプリンターの全体構成を説明する。プリンター１は、印刷手段２と、被記録媒体給排手段３と、クリーニング手段４と、制御手段５とを備える。
尚、本明細書において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の方向は、図１の状態にプリンター１を置いて矢印Ａで示す前側から見た場合に特定される方向である。
【０００９】
印刷手段２は、キャリッジ６と、キャリッジガイド部材７と、キャリッジ駆動機構８と、リニアエンコーダー９と、インクカートリッジ（以下、カートリッジと略す）１０と、ヘッド１１とを備える。
【００１０】
キャリッジ６は、ヘッド取付部（不図示）、カートリッジ取付部１２、軸受部１３を備え、ヘッド１１及びカートリッジ１０が取付けられた状態でキャリッジガイド部材７に沿ってヘッド１１及びカートリッジ１０をプリンター１の左右方向（主走査方向）に移動させる搬送手段である。
【００１１】
キャリッジガイド部材７は、キャリッジ６の軸受部１３としての例えば軸受孔を貫通して、一端（左端）が装置筐体１４の一方の側板（左側板）１５に連結され他端（右端）が装置筐体１４の他方の側板（右側板）１６に連結されて、装置筐体１４の両方の側板１５，１６間に掛け渡されたガイド軸により形成される。
【００１２】
キャリッジ駆動機構８は、装置筐体１４の後板１７の右側部に設けられた駆動プーリー１８と、装置筐体１４の後板１７の左側部に設けられた従動プーリー１９と、この駆動プーリー１８と従動プーリー１９とに掛け渡されたタイミングベルト２０と、駆動プーリーを回転させる駆動源としてのキャリッジ駆動モーター２１とを備える。キャリッジ駆動モーター２１の出力軸を正方向又は逆方向に回転させることによって、タイミングベルト２０が左右方向に往復移動可能に構成される。
【００１３】
タイミングベルト２０の上側ベルト部と下側ベルト部とのうちの一方とキャリッジ６とが連結され、キャリッジ駆動モーター２１の出力軸が正方向又は逆方向に回転することによって、ヘッド１１及びカートリッジ１０を搭載したキャリッジ６がタイミングベルト２０の動きに連動してキャリッジガイド部材７に沿って左右方向に往復移動可能に構成される。
【００１４】
キャリッジガイド部材７に沿って左右に移動可能なヘッド１１が印刷用紙等の被記録媒体Ｓに対して印刷可能な印刷領域、及び、印刷領域より外れた非印刷領域は予め決められている。
【００１５】
リニアエンコーダー９は、フォトディテクター（不図示）を搭載したエンコーダー用基板２２と、リニアスケール２３とにより構成される。エンコーダー用基板２２は、キャリッジ６の例えば後面に取付けられる。リニアスケール２３は、タイミングベルト２０と平行となるように装置筐体１４の後板１７の前面に取付けられる。エンコーダー用基板２２と装置筐体１４の後板１７に取付けられた制御手段５とがフラットケーブルのような信号線２４により接続され、当該信号線２４を介してエンコーダー用基板２２と制御手段５との間で信号の授受が行われる。即ち、フォトディテクターは、リニアスケール２３の目盛りを光学的に読み取って得たキャリッジ６のポジション信号を制御手段５へ出力する。そして、制御手段５は、このポジション信号に基づいてキャリッジ６の位置を認識し、キャリッジ６の移動方向及び移動量を制御する。
【００１６】
キャリッジ６のカートリッジ取付部１２に着脱可能に装着されるカートリッジ１０は、溶媒としての水に着色剤としての染料又は顔料を含有した、例えばシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）等の印刷に用いるインクを各々個別に収納する容器として構成される。カートリッジ１０は各インク容器毎にヘッド１１に連通するインク供給口（不図示）を有し、キャリッジ６に設けられたインク供給針（不図示）がインク供給口に差し込まれることにより、インクがインクカートリッジ１０からヘッド１１に供給される。
【００１７】
キャリッジ６に取付けられたヘッド１１は、図２に示すように、ヘッドケース３１、流路形成ユニット３２、駆動ユニット３３を備えている。尚、ここでは、縦振動型の圧電素子４６を有するタイプのヘッド１１を例にして説明する。
【００１８】
ヘッドケース３１は、例えば合成樹脂で形成され、カートリッジ１０から流路形成ユニット３２にインクを供給するための流路となる内部流路３４と、駆動ユニット３３を収容する収容空間３５とを備える。
【００１９】
流路形成ユニット３２は、ノズル基板３６、流路基板３７、振動板３８が積層され互いに接着剤等で接合されて構成される。
【００２０】
ノズル基板３６は、例えばステンレス鋼等の金属で形成され、所定方向に所定間隔（ピッチ）で形成された複数のノズル４０，４０…を備える。ノズル基板３６の板を貫通する貫通孔からなるノズル４０のインク噴射口となる開口４１を有する面がノズル面４２となる。ノズル基板３６には、例えば、シアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）等の各色のインクをそれぞれ吐出する複数のノズル４０，４０…を配列した各色毎のノズル列（不図示）が設けられている。
【００２１】
流路基板３７は、例えばシリコン板が異方性エッチングされたことにより形成され、一方の面とノズル基板３６のノズル面４２とは反対側の面（ノズル４０のインク受入口を有する面）とが接合され、他方の面と振動板３８の一方の面とが接合されたことにより、各ノズル４０，４０…と個別に連通する各個別インク室（液体室）４３，４３…、内部流路３４と連通する共通インク室４４、共通インク室４４と各個別インク室４３，４３…とをそれぞれ個別に連通させる各インク供給通路４５，４５…が形成された構成である。
【００２２】
振動板３８は、例えば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ものにより形成され、一方の面と流路基板３７の他方の面とが接合される。
振動板３８の他方の面において個別インク室４３に対応する部位には、圧電素子４６の一端と接合されるアイランド部４７が形成されている。
そして、個別インク室４３を区画する振動板３８が、圧電素子４６の駆動に応じて弾性変形する。
振動板３８の他方の面とヘッドケース３１とが連結板４８を介して互いに接合され、振動板３８と内部流路３４の終端との間には、共通インク室４４内の圧力変化を小さくするためのコンプライアンス部４９が形成されている。
【００２３】
駆動ユニット３３は、複数の圧電素子４６，４６…と、圧電素子４６の他端部を支持する固定部材５０と、駆動信号を圧電素子４６に供給する信号線５１とを備える。
【００２４】
カートリッジ１０がキャリッジ６に装着されると、カートリッジ１０からのインクが、内部流路３４を経由して共通インク室４４に供給され、共通インク室４４に供給されたインクは、各インク供給通路４５を経由して複数の個別インク室４３のそれぞれに分配されて供給される。
そして、圧電素子４６に駆動信号が印加されると、圧電素子４６が伸縮し、振動板３８がノズル基板３６に接近する方向及びノズル基板３６から離れる方向に変形する。これにより、個別インク室４３の容積が変化し、インク室４３内のインクの圧力が変動する。このインクの圧力の変動によって、インクがノズル４０の開口４１から吐出される。
【００２５】
図１に示すように、被記録媒体給排手段３は、供給トレイ（不図示）に載置された被記録媒体Ｓを挿入する挿入口（不図示）と、供給トレイに載置された被記録媒体Ｓをプリンター１内に取り込む取込ローラー（不図示）と、取込まれた被記録媒体Ｓをヘッド１１のノズル面４２と対向する位置に搬送する搬送ローラー５５と、ノズルから吐出されたインクが紙面に着弾されたことにより印刷が終了した被記録媒体Ｓを排出する排出ローラー（不図示）とを備えている。取込ローラー、搬送ローラー５５及び排出ローラーは、ギヤ機構（不図示）を介してローラー駆動モーター５６により駆動される。尚、装置筐体１４の内底面５７にはキャリッジガイド部材７に沿ってプラテン５８が設けられており、被記録媒体Ｓがプラテン５８上で搬送される。
【００２６】
クリーニング手段４は、キャッピング手段５９と吸引手段としての吸引ポンプ６１とノズル面払拭手段６２とを備える。
【００２７】
キャッピング手段５９は、キャリッジガイド部材７に沿って左右に移動可能なヘッド１１が非印刷領域に位置された際に当該ヘッド１１のノズル面４２と対向する位置に設けられる。
キャッピング手段５９は、キャップ部材６０と、キャップ部材６０を移動させるキャップ部材駆動機構（不図示）とにより構成される。
図４に示すように、キャップ部材６０は、例えば、略直方体で上部が開口した有底筐体形状に形成される。キャップ部材６０は、少なくともノズル面４２と接触する有底筐体部６３の開口縁部６４がノズル面４２に対して密着性に優れた材料、例えば、シリコンゴムなどの絶縁体により形成される。
キャップ部材６０の底面７０には、吸引用の貫通孔７１と大気開放用の貫通孔（不図示）とが設けられる。
吸引用の貫通孔７１と吸引ポンプ６１の吸引側とがチューブのような吸引管７２により連通可能に接続される。よって、キャッピング手段５９と、吸引ポンプ６１と、これらを駆動制御する制御手段５とにより、吸引クリーニング手段が構成される。
また、大気開放路（不図示）が大気開放用の貫通孔と連通可能に接続され、大気開放路には大気開放路を開閉する大気開放弁（不図示）を備える。
【００２８】
当該キャッピング手段５９は、キャップ部材駆動機構により、ノズル面４２を封止する状態とノズル面４２から離れた状態とに移動可能に構成される。
キャップ部材６０の開口縁部６４がノズル面４２のすべてのノズル４０，４０…の開口４１，４１…を取り囲むようにノズル面４２に接触することにより、キャップ部材６０の内面とノズル面４２とで囲まれて全ノズル４０，４０…を外部と遮断する密閉空間が形成されて、全てのノズル４０，４０…が封止される。そして、大気開放弁を閉じた状態で吸引ポンプ６１を駆動すると密閉空間内が負圧となってノズル４０内のインクが強制的に吸引される。このように、定期的にノズル４０内のインクを強制的に吸引することにより、ノズル詰まり等によるノズル４０の吐出不良を解消させる吸引クリーニングが行われる。なお、吸引ポンプ６１で吸引されたインクは、吸引ポンプ６１の吐出側に接続された排出管７３を介して廃液タンク（不図示）内に排出され、廃液タンク内に設置された廃液吸収材（不図示）によって吸収される。
キャッピング手段５９によるノズル４０の封止を解除するときには吸引ポンプ６１を停止して大気開放弁を開いた後に、キャップ部材駆動機構を駆動して、キャップ部材６０をノズル面４２から離れるように移動させる。
【００２９】
尚、有底筐体部６３の内底面には保湿剤（不図示）が設置されており、キャップ部材６０は、印刷休止中などにノズル４０内のインクが乾燥するのを防止するためにノズル４０を封止する場合や、フラッシング動作時においてノズル４０より吐出されるインクを受ける場合にも用いられる。
【００３０】
ワイピング装置などのノズル面払拭手段６２は、ヘッド１１のノズル面４２に残留するインクを取り除くための手段であって、ヘッド１１が非印刷領域に位置された際に当該ヘッド１１のノズル面４２と対向する位置、例えば、キャッピング手段５９と隣接した位置に設けられる。
ノズル面払拭手段６２は、例えばゴム板等の弾性部材や繊維部材により形成された払拭体６６（図１参照）と、払拭体６６が固定された基台（不図示）と、払拭体６６を移動させる払拭体駆動機構（不図示）とを備える。
【００３１】
当該ノズル面払拭手段６２による払拭クリーニング動作は、払拭体駆動機構を駆動して、払拭体６６を、ヘッド１１のノズル面４２と接触可能となる位置まで移動させた後、キャリッジ６を払拭体６６の位置する方向に移動させる。これにより、払拭体６６がノズル面４２に残留しているインクを払拭するので、ヘッド１１のノズル面４２に付着した残留インクを良好に除去できる。
【００３２】
制御手段５は、各種処理プログラムを記憶したＲＯＭ、一時的にデータを記憶したりデータを保存したりするＲＡＭ、ホストコンピューターとの情報のやり取りを行うインターフェイス、ＣＰＵ、発振回路、タイマー等を備えた、いわゆるマイクロプロセッサーにより構成される。
図１，５に示すように、制御手段５と駆動信号生成回路８１とがメイン基板８２上に形成され、メイン基板８２は例えば装置筐体１４に取付けられている。
駆動信号生成回路８１は、例えば、クロック信号に基づいて駆動信号としてのアナログ電圧波形を生成するＤ／Ａコンバーターにより構成される。
メイン基板８２上の制御手段５と駆動信号生成回路８１とがメイン基板８２上の形成された信号線（不図示）により接続され、ヘッド１１に設けられた圧電素子制御基板（不図示）と駆動信号生成回路８１とが信号線２４を介して接続される。そして、制御手段５は、ホストコンピューター１００から送られてくる印刷データに基づいてキャリッジ６、ヘッド１１の圧電素子４６、被記録媒体給排手段３等を制御し、被記録媒体Ｓに印刷を行う。
【００３３】
制御手段５は図３に示すように各手段を制御する。即ち、制御手段５とエンコーダー基板とが信号線２４により接続され、制御手段５とキャリッジ駆動用モーター２１とが信号線（不図示）により接続されていることにより、印刷時やクリーニング時におけるキャリッジ６の位置制御が行われる。制御手段５と払拭体駆動機構のモーターのような駆動源（不図示）とが信号線（不図示）により接続されていることにより、払拭体６６が駆動制御される。制御手段５とキャップ部材駆動機構のモーターのような駆動源（不図示）とが信号線（不図示）により接続されていることにより、キャップ部材６０が駆動制御される。制御手段５と吸引ポンプ６１とが信号線（不図示）により接続されていることにより、吸引ポンプ６１が駆動制御される。制御手段５と被記録媒体給排手段３のローラー駆動モーター５６とが信号線（不図示）により接続されていることにより、被記録媒体給排手段３の各ローラーが駆動制御される。
【００３４】
さらに、図３に示すように、制御手段５は、ノズル制御手段８４を構成する。ノズル制御手段８４は、ノズル良否判定処理プログラム及びノズル良否判定処理プログラムの手順に従ってノズル良否判定処理を実行するＣＰＵ等により実現されるノズル良否判定手段８５、圧電素子制御処理プログラム及び圧電素子制御プログラムの手順に従って圧電素子制御処理を実行するＣＰＵ等により実現される圧電素子制御手段８６を構成する。
【００３５】
ノズル良否判定手段８５は、ノズル４０の吐出動作が不良か否かを判定する手段であり、例えば、ユーザーからの指示により行うノズル良否判定試験の結果に基づいてノズル良否判定を行ったり、各個別インク室４３の残留振動に基づいてノズル良否判定を行ったり、内蔵カメラで撮影したノズル４０の画像を基本画像と照合してノズル良否判定を行う。
【００３６】
そして、圧電素子制御手段８６は、吸引クリーニングを行う前にノズル良否判定手段８５から送信されてくるノズル良否判定結果を認識し、吸引クリーニングにおいて、吐出動作が不良のノズル（以下、不良ノズル４０Ａという）の圧電素子４６に不良ノズル用信号８１Ａを出力するよう駆動信号生成回路８１に指示するとともに、吐出動作正常のノズル（以下、正常ノズル４０Ｂという）の圧電素子４６に正常ノズル用信号８１Ｂを出力するよう駆動信号生成回路８１に指示する。
即ち、圧電素子制御手段８６は、吸引クリーニングの際に、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に、例えば、通常の非印刷時においてノズル４０のメニスカスを維持させるのに必要な信号を不良ノズル用信号８１Ａとして印加するとともに、正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に、正常ノズル４０Ｂ内のインクを個別インク室４３側に引き込むような動作をさせる正常ノズル用信号８１Ｂを圧電素子４６に印加する。また、制御手段は、キャップ部材６０を駆動することによりキャップ部材６０で全てのノズル４０が封止された後、吸引ポンプ６１を駆動して吸引クリーニングを行う。
【００３７】
上述の不良ノズル用信号８１Ａが不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に印加された場合、圧電素子４６が収縮した待機状態となり、ノズル面４２に近い位置に不良ノズル４０Ａのメニスカスが形成されるので、吸引ポンプ６１で不良ノズル４０Ａを吸引する場合の不良ノズル４０Ａの流路抵抗が小となるため、吸引クリーニングによって不良ノズル４０Ａ内のインクが吸引されて不良ノズル４０Ａの吐出不良を解消させることができるとともに、不良ノズル４０Ａ内のインクの排出を早くでき、吸引時間を短縮できる。
【００３８】
上述の正常ノズル用信号８１Ｂとして、例えば、図５に示すような信号を用いる。即ち、正常ノズル用信号８１Ｂとして、図６に示す通常の印刷動作時に印加されるような駆動電圧波形信号よりも最初の充電時間が長く、その後、当該駆動電圧波形信号よりも小さい振幅で充電及び放電を繰り返すような電圧波形の信号を用いる。
このような正常ノズル用信号８１Ｂが正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に印加された場合、正常ノズル４０Ｂ内のインクは、個別インク室４３側に引き込まれるように動くので、吸引ポンプ６１で正常ノズル４０Ｂを吸引する場合の正常ノズル４０Ｂの流路抵抗が大となるため、正常ノズル４０Ｂからのインク吸引量を少なくできる。
【００３９】
即ち、吸引クリーニング時において、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に、ノズル面４２に近い位置にメニスカスを形成させる不良ノズル用信号８１Ａを印加して、吸引の際のノズル内流路抵抗を小さくし、かつ、正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に、個別インク室４３に近い位置にメニスカスを形成させる正常ノズル用信号８１Ｂを印加して、吸引の際のノズル内流路抵抗を大きくするとともに、吸引ポンプ６１で不良ノズル４０Ａ内のインクを吸引することにより、不良ノズル４０Ａの吐出不良を解消させ、かつ、正常ノズル４０Ｂ内より吸引するインクの量を減らせるようにした。
尚、理想的には、不良ノズル４０Ａ内のインクのみを吸引できるように、吸引ポンプ６１による吸引力と正常ノズル４０Ｂ内のインクを個別インク室４３側に引き込む力とを釣り合わせることで、吸引クリーニング時において正常ノズル４０Ｂから吸引するインク量（インク消費量）を０にできる。
【００４０】
実施形態１によれば、吸引クリーニングにおいて、不良ノズル４０Ａ内のインクを吸引することで不良ノズル４０Ａの吐出不良を解消させることができるとともに、正常ノズル４０Ｂから吸引するインクの量を低減できる。
また、従来のように、キャップ部材の構成を変更したり、キャップ部材と吸引ポンプとの吸引路を追加したり、複数の吸引路毎に開閉弁を追加する必要がないので、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングにおけるインクの消費量を低減できるようになる。
【００４１】
実施形態２
吸引クリーニングにおいて、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に、例えば、図６に示す通常の印刷動作時に印加されるような駆動電圧波形信号を不良ノズル用信号８１Ａとして印加してもよい。
このような不良ノズル用信号８１Ａが不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に印加された場合、まず、圧電素子４６に中間電位８１ａが与えられて圧電素子４６が収縮した待機状態となり、そして、圧電素子４６に充電されて圧電素子４６が更に収縮すると個別インク室４３の圧力が下がり、共通インク室４４のインクが各インク供給通路４５を経由して個別インク室４３内に供給される。そして、圧電素子４６に充電された電圧が放電されて圧電素子４６が伸張すると個別インク室４３内の圧力が上がり、個別インク室４３のインクがノズル４０を介して吐出され、放電後に圧電素子４６に中間電位８１ａが与えられて圧電素子４６が収縮した待機状態となる。このような中間電位８１ａ、充電、放電、中間電位８１ａを付与する不良ノズル用信号８１Ａを圧電素子４６に繰り返し印加することによって、不良ノズル４０Ａがインクの吐出動作を行う。
【００４２】
このように、吸引クリーニング時において、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に図６に示すような不良ノズル用信号８１Ａを印加して、不良ノズル４０Ａ内のインクを押出す（吐出す）ように不良ノズル４０Ａの圧電素子４６を駆動させることで、吸引ポンプ６１で不良ノズル４０Ａを吸引する場合に、実施形態１と比べて不良ノズル４０Ａの流路抵抗がさらに小さくなるため、不良ノズル４０Ａ内のインクの排出をより早くでき、吸引時間をより短縮できるようになる。
【００４３】
一方、吸引クリーニング時において、実施形態１と同じように、例えば、図５に示す正常ノズル用信号８１Ｂを正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に印加する。
【００４４】
実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果が得られ、しかも、実施形態１と比べて、吸引クリーニング時における不良ノズル４０Ａ内のインクの排出をより早くでき、吸引時間をより短縮できる。
【００４５】
実施形態３
吸引クリーニング時において、正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に、例えば、通常の非印刷時においてノズル４０のメニスカスを維持させるのに必要な信号を正常ノズル用信号８１Ｂとして印加するとともに、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に、例えば、図６に示す通常の印刷動作時に印加されるような駆動電圧波形信号を不良ノズル用信号８１Ａとして印加し、かつ、実施形態１；２と比べて吸引ポンプ６１の吸引量を減らして駆動する制御手段５を備えることにより、不良ノズル４０Ａの吐出不良を解消させることができるとともに、正常ノズル４０Ｂから吸引するインクの量を低減できるように構成されたプリンター１としてもよい。
【００４６】
尚、ヘッドとしては、上述した縦振動型の他、例えば、たわみ振動型のヘッド、あるいはインク室内に発熱抵抗体（例えばヒーターなど）を設けた電気熱変換式のヘッド等が挙げられる。即ち、本願発明は、アクチュエーターとしての圧電素子４６を変形させてインクを加圧する方式のヘッドの他、アクチュエーターとしての発熱抵抗体に電圧を印加してインクを加熱して発生した気泡によりインクを加圧する方式のヘッドにも採用可能である。
【００４７】
上記実施形態は、インクジェット式のプリンターを例として説明したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器を採用してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは上記実施形態で説明したような一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、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、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。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液体噴射装置、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液体噴射装置、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液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液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】
【００４８】
５ 制御手段、１１ ヘッド、４０ ノズル、４０Ａ 不良ノズル、
４０Ｂ 正常ノズル、４１ ノズルの開口、４２ ノズル面、
４３ 個別インク室（液体室）、４６ 圧電素子（アクチュエーター）、
６１ 吸引ポンプ（吸引手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸引クリーニングの際のインク消費量低減を図った液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド（以下、ヘッドという）から印刷用紙等の被記録媒体に対してインク（液体）を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）が知られている。
プリンターでは、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留部からインクがヘッド内のインク室に供給され、ヘッドに設けられた圧電素子等のアクチュエーターを駆動してインク室内のインクの圧力を高めることにより、インク室のインクがインク室と連通したノズルの開口を介して吐出（噴射）される。
このようなプリンターでは、電源断時や非吐出時間が所定時間経過すると、ノズル内のインクの溶媒がノズルの開口を介して蒸発することにより、ノズル内のインクの粘度が上昇し、増粘したインクがノズル内に詰まって、吐出不良を生じる可能性がある。
そこで、プリンターでは、ノズルからインクを吐出させるフラッシング動作、強制的にノズルからインクを吸引する吸引クリーニング動作、ノズルの開口が設けられるノズル面に付着したインクを除去する払拭クリーニング動作等のクリーニング処理を行うようにしている。また、ノズルからインクを吐出させる動作を行っていない時（電源断時や非吐出時）には、ノズル面をキャッピング手段のキャップ部材で覆ってノズル内のインクの溶媒の蒸発を抑制するようにしている。
吸引クリーニング動作の際には、ノズル面に開口するノズルの開口を取り囲むようにキャップ部材の壁状の封止部をノズル面と接触させてノズル面とキャップ部材とで区画された内側空間を密閉状態としてから、当該内側空間を吸引ポンプで吸引して当該内側空間に負圧を発生させることにより、強制的に全部のノズルからインクを吸引する。
しかしながら、強制的に全部のノズルからインクを吸引していたので、インクの消費量が多くなってしまうという問題点があった。
そこで、ノズル列毎に吸引クリーニングを行う方法（特許文献１など参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２５７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ノズル列毎に吸引クリーニングを行う場合、ノズル列中に吐出動作不要のノズルが１つでもある場合には、ノズル列すべてのノズルを吸引クリーニングしなければならないので、インクの消費量が多くなってしまうという問題点があった。
また、ノズル列毎に吸引クリーニングを行う場合、ノズル列毎に封止する構造のキャップ部材が必要となるとともに、キャップ部材と吸引ポンプとを連通させる複数の吸引路が必要となり、しかも、複数の吸引路毎に吸引路を開閉する開閉弁が必要となるので、構成部品の変更及び追加が必要となってしまうという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できる液体噴射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液体噴射装置は、ノズル面と、前記ノズル面に開口する複数のノズルと、前記ノズルに液体を供給する液体室と、前記ノズルに前記ノズルの開口を介して前記液体室からの液体を吐出させる吐出動作を行わせるアクチュエーターと、前記ノズルの開口を封止するキャップ部材と、前記キャップ部材に接続されて前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から液体を吸引する吸引手段と、前記ノズルの吐出動作の良否を判定し、前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から前記吸引手段を駆動して液体を吸引する際に、吐出動作良のノズルから液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定する制御手段とを備えたので、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できる液体噴射装置となる。
前記制御手段は、前記吐出動作良のノズルの前記アクチュエーターに前記液体を前記液体室側に引込ませる信号を出力することにより、前記吐出動作良のノズルから液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を前記吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定するので、前記アクチュエーターを制御することで、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】プリンターを示す斜視図（実施形態１）。
【図２】ヘッドの構造を示す断面図（実施形態１）。
【図３】制御構成を示すブロック構成図（実施形態１）。
【図４】吸引クリーニングの際の不良ノズル及び正常ノズルの状態を模式的に示した断面図（実施形態１）。
【図５】正常ノズル用信号を示す図（実施形態１）。
【図６】不良ノズル用信号を示す図（実施形態２）。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施形態１
図１に基づいて、実施形態１のプリンターの全体構成を説明する。プリンター１は、印刷手段２と、被記録媒体給排手段３と、クリーニング手段４と、制御手段５とを備える。
尚、本明細書において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の方向は、図１の状態にプリンター１を置いて矢印Ａで示す前側から見た場合に特定される方向である。
【０００９】
印刷手段２は、キャリッジ６と、キャリッジガイド部材７と、キャリッジ駆動機構８と、リニアエンコーダー９と、インクカートリッジ（以下、カートリッジと略す）１０と、ヘッド１１とを備える。
【００１０】
キャリッジ６は、ヘッド取付部（不図示）、カートリッジ取付部１２、軸受部１３を備え、ヘッド１１及びカートリッジ１０が取付けられた状態でキャリッジガイド部材７に沿ってヘッド１１及びカートリッジ１０をプリンター１の左右方向（主走査方向）に移動させる搬送手段である。
【００１１】
キャリッジガイド部材７は、キャリッジ６の軸受部１３としての例えば軸受孔を貫通して、一端（左端）が装置筐体１４の一方の側板（左側板）１５に連結され他端（右端）が装置筐体１４の他方の側板（右側板）１６に連結されて、装置筐体１４の両方の側板１５，１６間に掛け渡されたガイド軸により形成される。
【００１２】
キャリッジ駆動機構８は、装置筐体１４の後板１７の右側部に設けられた駆動プーリー１８と、装置筐体１４の後板１７の左側部に設けられた従動プーリー１９と、この駆動プーリー１８と従動プーリー１９とに掛け渡されたタイミングベルト２０と、駆動プーリーを回転させる駆動源としてのキャリッジ駆動モーター２１とを備える。キャリッジ駆動モーター２１の出力軸を正方向又は逆方向に回転させることによって、タイミングベルト２０が左右方向に往復移動可能に構成される。
【００１３】
タイミングベルト２０の上側ベルト部と下側ベルト部とのうちの一方とキャリッジ６とが連結され、キャリッジ駆動モーター２１の出力軸が正方向又は逆方向に回転することによって、ヘッド１１及びカートリッジ１０を搭載したキャリッジ６がタイミングベルト２０の動きに連動してキャリッジガイド部材７に沿って左右方向に往復移動可能に構成される。
【００１４】
キャリッジガイド部材７に沿って左右に移動可能なヘッド１１が印刷用紙等の被記録媒体Ｓに対して印刷可能な印刷領域、及び、印刷領域より外れた非印刷領域は予め決められている。
【００１５】
リニアエンコーダー９は、フォトディテクター（不図示）を搭載したエンコーダー用基板２２と、リニアスケール２３とにより構成される。エンコーダー用基板２２は、キャリッジ６の例えば後面に取付けられる。リニアスケール２３は、タイミングベルト２０と平行となるように装置筐体１４の後板１７の前面に取付けられる。エンコーダー用基板２２と装置筐体１４の後板１７に取付けられた制御手段５とがフラットケーブルのような信号線２４により接続され、当該信号線２４を介してエンコーダー用基板２２と制御手段５との間で信号の授受が行われる。即ち、フォトディテクターは、リニアスケール２３の目盛りを光学的に読み取って得たキャリッジ６のポジション信号を制御手段５へ出力する。そして、制御手段５は、このポジション信号に基づいてキャリッジ６の位置を認識し、キャリッジ６の移動方向及び移動量を制御する。
【００１６】
キャリッジ６のカートリッジ取付部１２に着脱可能に装着されるカートリッジ１０は、溶媒としての水に着色剤としての染料又は顔料を含有した、例えばシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）等の印刷に用いるインクを各々個別に収納する容器として構成される。カートリッジ１０は各インク容器毎にヘッド１１に連通するインク供給口（不図示）を有し、キャリッジ６に設けられたインク供給針（不図示）がインク供給口に差し込まれることにより、インクがインクカートリッジ１０からヘッド１１に供給される。
【００１７】
キャリッジ６に取付けられたヘッド１１は、図２に示すように、ヘッドケース３１、流路形成ユニット３２、駆動ユニット３３を備えている。尚、ここでは、縦振動型の圧電素子４６を有するタイプのヘッド１１を例にして説明する。
【００１８】
ヘッドケース３１は、例えば合成樹脂で形成され、カートリッジ１０から流路形成ユニット３２にインクを供給するための流路となる内部流路３４と、駆動ユニット３３を収容する収容空間３５とを備える。
【００１９】
流路形成ユニット３２は、ノズル基板３６、流路基板３７、振動板３８が積層され互いに接着剤等で接合されて構成される。
【００２０】
ノズル基板３６は、例えばステンレス鋼等の金属で形成され、所定方向に所定間隔（ピッチ）で形成された複数のノズル４０，４０…を備える。ノズル基板３６の板を貫通する貫通孔からなるノズル４０のインク噴射口となる開口４１を有する面がノズル面４２となる。ノズル基板３６には、例えば、シアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）等の各色のインクをそれぞれ吐出する複数のノズル４０，４０…を配列した各色毎のノズル列（不図示）が設けられている。
【００２１】
流路基板３７は、例えばシリコン板が異方性エッチングされたことにより形成され、一方の面とノズル基板３６のノズル面４２とは反対側の面（ノズル４０のインク受入口を有する面）とが接合され、他方の面と振動板３８の一方の面とが接合されたことにより、各ノズル４０，４０…と個別に連通する各個別インク室（液体室）４３，４３…、内部流路３４と連通する共通インク室４４、共通インク室４４と各個別インク室４３，４３…とをそれぞれ個別に連通させる各インク供給通路４５，４５…が形成された構成である。
【００２２】
振動板３８は、例えば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ものにより形成され、一方の面と流路基板３７の他方の面とが接合される。
振動板３８の他方の面において個別インク室４３に対応する部位には、圧電素子４６の一端と接合されるアイランド部４７が形成されている。
そして、個別インク室４３を区画する振動板３８が、圧電素子４６の駆動に応じて弾性変形する。
振動板３８の他方の面とヘッドケース３１とが連結板４８を介して互いに接合され、振動板３８と内部流路３４の終端との間には、共通インク室４４内の圧力変化を小さくするためのコンプライアンス部４９が形成されている。
【００２３】
駆動ユニット３３は、複数の圧電素子４６，４６…と、圧電素子４６の他端部を支持する固定部材５０と、駆動信号を圧電素子４６に供給する信号線５１とを備える。
【００２４】
カートリッジ１０がキャリッジ６に装着されると、カートリッジ１０からのインクが、内部流路３４を経由して共通インク室４４に供給され、共通インク室４４に供給されたインクは、各インク供給通路４５を経由して複数の個別インク室４３のそれぞれに分配されて供給される。
そして、圧電素子４６に駆動信号が印加されると、圧電素子４６が伸縮し、振動板３８がノズル基板３６に接近する方向及びノズル基板３６から離れる方向に変形する。これにより、個別インク室４３の容積が変化し、インク室４３内のインクの圧力が変動する。このインクの圧力の変動によって、インクがノズル４０の開口４１から吐出される。
【００２５】
図１に示すように、被記録媒体給排手段３は、供給トレイ（不図示）に載置された被記録媒体Ｓを挿入する挿入口（不図示）と、供給トレイに載置された被記録媒体Ｓをプリンター１内に取り込む取込ローラー（不図示）と、取込まれた被記録媒体Ｓをヘッド１１のノズル面４２と対向する位置に搬送する搬送ローラー５５と、ノズルから吐出されたインクが紙面に着弾されたことにより印刷が終了した被記録媒体Ｓを排出する排出ローラー（不図示）とを備えている。取込ローラー、搬送ローラー５５及び排出ローラーは、ギヤ機構（不図示）を介してローラー駆動モーター５６により駆動される。尚、装置筐体１４の内底面５７にはキャリッジガイド部材７に沿ってプラテン５８が設けられており、被記録媒体Ｓがプラテン５８上で搬送される。
【００２６】
クリーニング手段４は、キャッピング手段５９と吸引手段としての吸引ポンプ６１とノズル面払拭手段６２とを備える。
【００２７】
キャッピング手段５９は、キャリッジガイド部材７に沿って左右に移動可能なヘッド１１が非印刷領域に位置された際に当該ヘッド１１のノズル面４２と対向する位置に設けられる。
キャッピング手段５９は、キャップ部材６０と、キャップ部材６０を移動させるキャップ部材駆動機構（不図示）とにより構成される。
図４に示すように、キャップ部材６０は、例えば、略直方体で上部が開口した有底筐体形状に形成される。キャップ部材６０は、少なくともノズル面４２と接触する有底筐体部６３の開口縁部６４がノズル面４２に対して密着性に優れた材料、例えば、シリコンゴムなどの絶縁体により形成される。
キャップ部材６０の底面７０には、吸引用の貫通孔７１と大気開放用の貫通孔（不図示）とが設けられる。
吸引用の貫通孔７１と吸引ポンプ６１の吸引側とがチューブのような吸引管７２により連通可能に接続される。よって、キャッピング手段５９と、吸引ポンプ６１と、これらを駆動制御する制御手段５とにより、吸引クリーニング手段が構成される。
また、大気開放路（不図示）が大気開放用の貫通孔と連通可能に接続され、大気開放路には大気開放路を開閉する大気開放弁（不図示）を備える。
【００２８】
当該キャッピング手段５９は、キャップ部材駆動機構により、ノズル面４２を封止する状態とノズル面４２から離れた状態とに移動可能に構成される。
キャップ部材６０の開口縁部６４がノズル面４２のすべてのノズル４０，４０…の開口４１，４１…を取り囲むようにノズル面４２に接触することにより、キャップ部材６０の内面とノズル面４２とで囲まれて全ノズル４０，４０…を外部と遮断する密閉空間が形成されて、全てのノズル４０，４０…が封止される。そして、大気開放弁を閉じた状態で吸引ポンプ６１を駆動すると密閉空間内が負圧となってノズル４０内のインクが強制的に吸引される。このように、定期的にノズル４０内のインクを強制的に吸引することにより、ノズル詰まり等によるノズル４０の吐出不良を解消させる吸引クリーニングが行われる。なお、吸引ポンプ６１で吸引されたインクは、吸引ポンプ６１の吐出側に接続された排出管７３を介して廃液タンク（不図示）内に排出され、廃液タンク内に設置された廃液吸収材（不図示）によって吸収される。
キャッピング手段５９によるノズル４０の封止を解除するときには吸引ポンプ６１を停止して大気開放弁を開いた後に、キャップ部材駆動機構を駆動して、キャップ部材６０をノズル面４２から離れるように移動させる。
【００２９】
尚、有底筐体部６３の内底面には保湿剤（不図示）が設置されており、キャップ部材６０は、印刷休止中などにノズル４０内のインクが乾燥するのを防止するためにノズル４０を封止する場合や、フラッシング動作時においてノズル４０より吐出されるインクを受ける場合にも用いられる。
【００３０】
ワイピング装置などのノズル面払拭手段６２は、ヘッド１１のノズル面４２に残留するインクを取り除くための手段であって、ヘッド１１が非印刷領域に位置された際に当該ヘッド１１のノズル面４２と対向する位置、例えば、キャッピング手段５９と隣接した位置に設けられる。
ノズル面払拭手段６２は、例えばゴム板等の弾性部材や繊維部材により形成された払拭体６６（図１参照）と、払拭体６６が固定された基台（不図示）と、払拭体６６を移動させる払拭体駆動機構（不図示）とを備える。
【００３１】
当該ノズル面払拭手段６２による払拭クリーニング動作は、払拭体駆動機構を駆動して、払拭体６６を、ヘッド１１のノズル面４２と接触可能となる位置まで移動させた後、キャリッジ６を払拭体６６の位置する方向に移動させる。これにより、払拭体６６がノズル面４２に残留しているインクを払拭するので、ヘッド１１のノズル面４２に付着した残留インクを良好に除去できる。
【００３２】
制御手段５は、各種処理プログラムを記憶したＲＯＭ、一時的にデータを記憶したりデータを保存したりするＲＡＭ、ホストコンピューターとの情報のやり取りを行うインターフェイス、ＣＰＵ、発振回路、タイマー等を備えた、いわゆるマイクロプロセッサーにより構成される。
図１，５に示すように、制御手段５と駆動信号生成回路８１とがメイン基板８２上に形成され、メイン基板８２は例えば装置筐体１４に取付けられている。
駆動信号生成回路８１は、例えば、クロック信号に基づいて駆動信号としてのアナログ電圧波形を生成するＤ／Ａコンバーターにより構成される。
メイン基板８２上の制御手段５と駆動信号生成回路８１とがメイン基板８２上の形成された信号線（不図示）により接続され、ヘッド１１に設けられた圧電素子制御基板（不図示）と駆動信号生成回路８１とが信号線２４を介して接続される。そして、制御手段５は、ホストコンピューター１００から送られてくる印刷データに基づいてキャリッジ６、ヘッド１１の圧電素子４６、被記録媒体給排手段３等を制御し、被記録媒体Ｓに印刷を行う。
【００３３】
制御手段５は図３に示すように各手段を制御する。即ち、制御手段５とエンコーダー基板とが信号線２４により接続され、制御手段５とキャリッジ駆動用モーター２１とが信号線（不図示）により接続されていることにより、印刷時やクリーニング時におけるキャリッジ６の位置制御が行われる。制御手段５と払拭体駆動機構のモーターのような駆動源（不図示）とが信号線（不図示）により接続されていることにより、払拭体６６が駆動制御される。制御手段５とキャップ部材駆動機構のモーターのような駆動源（不図示）とが信号線（不図示）により接続されていることにより、キャップ部材６０が駆動制御される。制御手段５と吸引ポンプ６１とが信号線（不図示）により接続されていることにより、吸引ポンプ６１が駆動制御される。制御手段５と被記録媒体給排手段３のローラー駆動モーター５６とが信号線（不図示）により接続されていることにより、被記録媒体給排手段３の各ローラーが駆動制御される。
【００３４】
さらに、図３に示すように、制御手段５は、ノズル制御手段８４を構成する。ノズル制御手段８４は、ノズル良否判定処理プログラム及びノズル良否判定処理プログラムの手順に従ってノズル良否判定処理を実行するＣＰＵ等により実現されるノズル良否判定手段８５、圧電素子制御処理プログラム及び圧電素子制御プログラムの手順に従って圧電素子制御処理を実行するＣＰＵ等により実現される圧電素子制御手段８６を構成する。
【００３５】
ノズル良否判定手段８５は、ノズル４０の吐出動作が不良か否かを判定する手段であり、例えば、ユーザーからの指示により行うノズル良否判定試験の結果に基づいてノズル良否判定を行ったり、各個別インク室４３の残留振動に基づいてノズル良否判定を行ったり、内蔵カメラで撮影したノズル４０の画像を基本画像と照合してノズル良否判定を行う。
【００３６】
そして、圧電素子制御手段８６は、吸引クリーニングを行う前にノズル良否判定手段８５から送信されてくるノズル良否判定結果を認識し、吸引クリーニングにおいて、吐出動作が不良のノズル（以下、不良ノズル４０Ａという）の圧電素子４６に不良ノズル用信号８１Ａを出力するよう駆動信号生成回路８１に指示するとともに、吐出動作正常のノズル（以下、正常ノズル４０Ｂという）の圧電素子４６に正常ノズル用信号８１Ｂを出力するよう駆動信号生成回路８１に指示する。
即ち、圧電素子制御手段８６は、吸引クリーニングの際に、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に、例えば、通常の非印刷時においてノズル４０のメニスカスを維持させるのに必要な信号を不良ノズル用信号８１Ａとして印加するとともに、正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に、正常ノズル４０Ｂ内のインクを個別インク室４３側に引き込むような動作をさせる正常ノズル用信号８１Ｂを圧電素子４６に印加する。また、制御手段は、キャップ部材６０を駆動することによりキャップ部材６０で全てのノズル４０が封止された後、吸引ポンプ６１を駆動して吸引クリーニングを行う。
【００３７】
上述の不良ノズル用信号８１Ａが不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に印加された場合、圧電素子４６が収縮した待機状態となり、ノズル面４２に近い位置に不良ノズル４０Ａのメニスカスが形成されるので、吸引ポンプ６１で不良ノズル４０Ａを吸引する場合の不良ノズル４０Ａの流路抵抗が小となるため、吸引クリーニングによって不良ノズル４０Ａ内のインクが吸引されて不良ノズル４０Ａの吐出不良を解消させることができるとともに、不良ノズル４０Ａ内のインクの排出を早くでき、吸引時間を短縮できる。
【００３８】
上述の正常ノズル用信号８１Ｂとして、例えば、図５に示すような信号を用いる。即ち、正常ノズル用信号８１Ｂとして、図６に示す通常の印刷動作時に印加されるような駆動電圧波形信号よりも最初の充電時間が長く、その後、当該駆動電圧波形信号よりも小さい振幅で充電及び放電を繰り返すような電圧波形の信号を用いる。
このような正常ノズル用信号８１Ｂが正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に印加された場合、正常ノズル４０Ｂ内のインクは、個別インク室４３側に引き込まれるように動くので、吸引ポンプ６１で正常ノズル４０Ｂを吸引する場合の正常ノズル４０Ｂの流路抵抗が大となるため、正常ノズル４０Ｂからのインク吸引量を少なくできる。
【００３９】
即ち、吸引クリーニング時において、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に、ノズル面４２に近い位置にメニスカスを形成させる不良ノズル用信号８１Ａを印加して、吸引の際のノズル内流路抵抗を小さくし、かつ、正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に、個別インク室４３に近い位置にメニスカスを形成させる正常ノズル用信号８１Ｂを印加して、吸引の際のノズル内流路抵抗を大きくするとともに、吸引ポンプ６１で不良ノズル４０Ａ内のインクを吸引することにより、不良ノズル４０Ａの吐出不良を解消させ、かつ、正常ノズル４０Ｂ内より吸引するインクの量を減らせるようにした。
尚、理想的には、不良ノズル４０Ａ内のインクのみを吸引できるように、吸引ポンプ６１による吸引力と正常ノズル４０Ｂ内のインクを個別インク室４３側に引き込む力とを釣り合わせることで、吸引クリーニング時において正常ノズル４０Ｂから吸引するインク量（インク消費量）を０にできる。
【００４０】
実施形態１によれば、吸引クリーニングにおいて、不良ノズル４０Ａ内のインクを吸引することで不良ノズル４０Ａの吐出不良を解消させることができるとともに、正常ノズル４０Ｂから吸引するインクの量を低減できる。
また、従来のように、キャップ部材の構成を変更したり、キャップ部材と吸引ポンプとの吸引路を追加したり、複数の吸引路毎に開閉弁を追加する必要がないので、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングにおけるインクの消費量を低減できるようになる。
【００４１】
実施形態２
吸引クリーニングにおいて、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に、例えば、図６に示す通常の印刷動作時に印加されるような駆動電圧波形信号を不良ノズル用信号８１Ａとして印加してもよい。
このような不良ノズル用信号８１Ａが不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に印加された場合、まず、圧電素子４６に中間電位８１ａが与えられて圧電素子４６が収縮した待機状態となり、そして、圧電素子４６に充電されて圧電素子４６が更に収縮すると個別インク室４３の圧力が下がり、共通インク室４４のインクが各インク供給通路４５を経由して個別インク室４３内に供給される。そして、圧電素子４６に充電された電圧が放電されて圧電素子４６が伸張すると個別インク室４３内の圧力が上がり、個別インク室４３のインクがノズル４０を介して吐出され、放電後に圧電素子４６に中間電位８１ａが与えられて圧電素子４６が収縮した待機状態となる。このような中間電位８１ａ、充電、放電、中間電位８１ａを付与する不良ノズル用信号８１Ａを圧電素子４６に繰り返し印加することによって、不良ノズル４０Ａがインクの吐出動作を行う。
【００４２】
このように、吸引クリーニング時において、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に図６に示すような不良ノズル用信号８１Ａを印加して、不良ノズル４０Ａ内のインクを押出す（吐出す）ように不良ノズル４０Ａの圧電素子４６を駆動させることで、吸引ポンプ６１で不良ノズル４０Ａを吸引する場合に、実施形態１と比べて不良ノズル４０Ａの流路抵抗がさらに小さくなるため、不良ノズル４０Ａ内のインクの排出をより早くでき、吸引時間をより短縮できるようになる。
【００４３】
一方、吸引クリーニング時において、実施形態１と同じように、例えば、図５に示す正常ノズル用信号８１Ｂを正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に印加する。
【００４４】
実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果が得られ、しかも、実施形態１と比べて、吸引クリーニング時における不良ノズル４０Ａ内のインクの排出をより早くでき、吸引時間をより短縮できる。
【００４５】
実施形態３
吸引クリーニング時において、正常ノズル４０Ｂの圧電素子４６に、例えば、通常の非印刷時においてノズル４０のメニスカスを維持させるのに必要な信号を正常ノズル用信号８１Ｂとして印加するとともに、不良ノズル４０Ａの圧電素子４６に、例えば、図６に示す通常の印刷動作時に印加されるような駆動電圧波形信号を不良ノズル用信号８１Ａとして印加し、かつ、実施形態１；２と比べて吸引ポンプ６１の吸引量を減らして駆動する制御手段５を備えることにより、不良ノズル４０Ａの吐出不良を解消させることができるとともに、正常ノズル４０Ｂから吸引するインクの量を低減できるように構成されたプリンター１としてもよい。
【００４６】
尚、ヘッドとしては、上述した縦振動型の他、例えば、たわみ振動型のヘッド、あるいはインク室内に発熱抵抗体（例えばヒーターなど）を設けた電気熱変換式のヘッド等が挙げられる。即ち、本願発明は、アクチュエーターとしての圧電素子４６を変形させてインクを加圧する方式のヘッドの他、アクチュエーターとしての発熱抵抗体に電圧を印加してインクを加熱して発生した気泡によりインクを加圧する方式のヘッドにも採用可能である。
【００４７】
上記実施形態は、インクジェット式のプリンターを例として説明したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器を採用してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは上記実施形態で説明したような一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、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、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。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液体噴射装置、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液体噴射装置、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液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液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】
【００４８】
５ 制御手段、１１ ヘッド、４０ ノズル、４０Ａ 不良ノズル、
４０Ｂ 正常ノズル、４１ ノズルの開口、４２ ノズル面、
４３ 個別インク室（液体室）、４６ 圧電素子（アクチュエーター）、
６１ 吸引ポンプ（吸引手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル面と、
前記ノズル面に開口する複数のノズルと、
前記ノズルに液体を供給する液体室と、
前記ノズルに前記ノズルの開口を介して前記液体室からの液体を吐出させる吐出動作を行わせるアクチュエーターと、
前記ノズルの開口を封止するキャップ部材と、
前記キャップ部材に接続されて前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から前記液体を吸引する吸引手段と、
前記ノズルの吐出動作の良否を判定し、前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から前記吸引手段を駆動して前記液体を吸引する際に、吐出動作良のノズルから前記液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定する制御手段と、
を備えた液体噴射装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記吐出動作良のノズルの前記アクチュエーターに前記液体を前記液体室側に引込ませる信号を出力することにより、前記吐出動作良のノズルから前記液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を前記吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
ノズル面と、
前記ノズル面に開口する複数のノズルと、
前記ノズルに液体を供給する液体室と、
前記ノズルに前記ノズルの開口を介して前記液体室からの液体を吐出させる吐出動作を行わせるアクチュエーターと、
前記ノズルの開口を封止するキャップ部材と、
前記キャップ部材に接続されて前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から前記液体を吸引する吸引手段と、
前記ノズルの吐出動作の良否を判定し、前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から前記吸引手段を駆動して前記液体を吸引する際に、吐出動作良のノズルから前記液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定する制御手段と、
を備えた液体噴射装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記吐出動作良のノズルの前記アクチュエーターに前記液体を前記液体室側に引込ませる信号を出力することにより、前記吐出動作良のノズルから前記液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を前記吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１８３７６５（Ｐ２０１１−１８３７６５Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４１０３（Ｐ２０１０−５４１０３）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【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９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【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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