特許 5761484 液滴吐出装置のノズル吸引方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5761484

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月12日

(54)【発明の名称】液滴吐出装置のノズル吸引方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/165 20060101AFI20150723BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20150723BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20150723BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20150723BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20150723BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/165 211

   B41J2/165 205

   B05C11/10

   B41J2/175 171

   B05D1/26 Z

   B05C5/00 101

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2010-120777(P2010-120777)

(22)【出願日】2010年5月26日

(65)【公開番号】特開2011-245731(P2011-245731A)

(43)【公開日】2011年12月8日

【審査請求日】2013年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137823

【氏名又は名称】株式会社ミマキエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100077621

【弁理士】

【氏名又は名称】綿貫 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100146075

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 隆志

(74)【代理人】

【識別番号】100092819

【弁理士】

【氏名又は名称】堀米 和春

(74)【代理人】

【識別番号】100141634

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 善博

(74)【代理人】

【識別番号】100141461

【弁理士】

【氏名又は名称】傳田 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100130052

【弁理士】

【氏名又は名称】大阪 弘一

(72)【発明者】

【氏名】井川 知己

(72)【発明者】

【氏名】横山 誠一

【審査官】 小澤 尚由

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２４５４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３６４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２０１０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００９４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５３４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３７７２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／０１−２／２１５

Ｂ０５Ｃ ５／００

Ｂ０５Ｃ １１／１０

Ｂ０５Ｄ １／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を貯留する液体貯留容器と、
前記液体貯留容器から供給された前記液体を、複数のノズルが形成されたノズル面から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記ノズル面における前記液体の圧力を、前記ノズルに供給された前記液体がメニスカスを形成する指定圧力に保持するため、印刷時には前記液体貯留容器の上部空間の制御圧を前記液体の水頭圧を相殺する負圧と前記指定圧力を加算した標準制御設定圧にする調圧手段と、
前記ノズル面および前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段と、
を有する液滴吐出装置のノズル吸引方法であって、
前記液体貯留容器は、前記液滴吐出ヘッドが搭載されるキャリッジに搭載されると共に、該液滴吐出ヘッドに前記液体の水頭圧が作用するように該液滴吐出ヘッドの上方に配置されており、
前記吸引手段により前記ノズルから前記液体を吸引する際、前記調圧手段が前記液体貯留容器の上部空間の制御圧を前記標準制御設定圧よりも高くすることにより、前記ノズル面における前記液体の圧力を前記指定圧力よりも高く、前記ノズル面に前記液体が滲まない圧力以下であって、略大気圧になる圧力に設定する圧力設定ステップと、
前記吸引手段により、前記液滴吐出ヘッドに形成された前記ノズルから前記液体を吸引する吸引ステップと、
を含むノズル吸引方法。

【請求項2】

前記吸引ステップにおいて、前記液滴吐出ヘッドに形成された前記ノズルのうち一部のノズルから液体を吸引する、請求項１に記載のノズル吸引方法。

【請求項3】

前記液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドに形成された前記ノズルのうち吐出不良の可能性がある不良ノズルを検出する不良ノズル検出手段を更に有し、
前記吸引ステップにおいて、前記不良ノズル検出手段により検出された前記不良ノズルを含む一部のノズルから液体を吸引する、請求項１又は２に記載のノズル吸引方法。

【請求項4】

前記吸引ステップにおいて前記吸引手段による前記ノズルからの液体の吸引が終了した後、前記液滴吐出ヘッドによる液滴の吐出が開始されるまでの間に、前記ノズル面における液体の圧力を前記指定圧力に戻す圧力復帰ステップを更に含む、請求項１〜３の何れか１項に記載のノズル吸引方法。

【請求項5】

前記液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル面と、前記吸引手段の吸引面との間に空間を有し、
前記吸引ステップにおいて、前記ノズル内から前記液体を吸引することができる第一吸引力による吸引後に、該第一吸引力よりも弱い第二吸引力で前記液体を吸引する、請求項１〜４の何れか１項に記載のノズル吸引方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液滴を吐出する液滴吐出装置のノズル吸引方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、インクジェットプリンタなどの液滴吐出装置では、インクジェットヘッドのクリーニング方法としてキャッピングが知られている（例えば、特許文献１参照）。このキャッピングは、キャップをインクジェットヘッドに押圧してノズル面を気密に覆い、インクの乾燥を防止するものである。更に、ノズル詰まりやノズル抜けが発生した場合は、キャップ内に負圧を発生させてノズルからインクを吸引することで、ノズル内に詰まった凝集物や気泡などを除去している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２９６７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、液滴吐出装置では、液滴の吐出を良好にすべく、ノズル内のインクを所定のメニスカスに形成する必要がある。メニスカスの形成は、ノズル径や使用する液体の種類など、様々なパラメータによって変化するため、液滴吐出ヘッド毎に、ノズル面におけるインクの圧力（指定圧力）が指定されている。なお、この指定圧力は負圧となる。そこで、液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクをノズル面よりも下方に配置したり、このタンクの上部空間を負圧にしたりすることで、ノズル面におけるインクの圧力を指定圧力に保持し、メニスカスの形成を実現している。

【0005】

しかしながら、ノズル面におけるインクの圧力を指定圧力に保持すると、インクをノズル内に引き込む力が発生するため、ノズルからインクを吸引するためには、強い吸引力を発生させる必要がある。

【0006】

そこで、本発明は、小さい吸引力でノズルから液体を吸引することができる液体吐出装置のノズル吸引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】

本発明に係る液滴吐出装置のノズル吸引方法は、液体を貯留する液体貯留容器と、前記液体貯留容器から供給された前記液体を、複数のノズルが形成されたノズル面から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、前記ノズル面における前記液体の圧力を、前記ノズルに供給された前記液体がメニスカスを形成する指定圧力に保持するため、印刷時には前記液体貯留容器の上部空間の制御圧を前記液体の水頭圧を相殺する負圧と前記指定圧力を加算した標準制御設定圧にする調圧手段と、前記ノズル面および前記ノズルから前記液体を吸引する吸引手段と、を有する液滴吐出装置のノズル吸引方法であって、前記液体貯留容器は、前記液滴吐出ヘッドが搭載されるキャリッジに搭載されると共に、該液滴吐出ヘッドに前記液体の水頭圧が作用するように該液滴吐出ヘッドの上方に配置されており、前記吸引手段により前記ノズルから前記液体を吸引する際、前記調圧手段が前記液体貯留容器の上部空間の制御圧を前記標準制御設定圧よりも高くすることにより、前記ノズル面における前記液体の圧力を前記指定圧力よりも高く、前記ノズル面に前記液体が滲まない圧力以下であって、略大気圧になる圧力に設定する圧力設定ステップと、前記吸引手段により、前記液滴吐出ヘッドに形成された前記ノズルから前記液体を吸引する吸引ステップと、を含む。

【0008】

これによれば、ノズルから液体を吸引する際に、ノズル面における液体の圧力を指定圧力よりも高くすることで、ノズル内に液体を引き込む力が弱くなるため、ノズルから液体を吸引する吸引力を小さくすることができる。

【0009】

上記の吸引手段は、液滴吐出ヘッドに形成されたノズルのうち一部のノズルから液体を吸引することが好ましい。このように、一部のノズルから液体を吸引することで、小さい力で大きな吸引力を発生させることができる。このため、ノズルから液体を効果的に吸引することができるとともに、液体の吸引力が液滴吐出ヘッド内の液体の流路を通じて他のノズルに影響するのを抑制することができる。

【0010】

また、液滴吐出ヘッドに形成されたノズルのうち吐出不良の可能性がある不良ノズルを検出する不良ノズル検出手段を更に有し、吸引手段は、不良ノズル検出手段により検出された不良ノズルを含む一部のノズルから液体を吸引することが好ましい。このように、不良ノズルを含む一部のノズルから液体を吸引することで、液体の無駄な吸引を低減することができる。これにより、廃棄される液体量を大幅に低減することができるとともに、液体の吸引に要する一連の作業時間を短縮することができる。

【0011】

そして、吸引手段によりノズルから液体を吸引する際、ノズル面における液体の圧力を、ノズル面に液体が滲まない圧力以下とすることが好ましい。このように、ノズルから液体を吸引する際に、ノズル面における液体の圧力を、ノズル面に液体が滲まない圧力以下とすることで、液体の吸引終了後に、ノズル面が液体で汚れるのを防止することができるとともに、液滴が漏れ落ちるのを防止することができる。

【0012】

この場合、吸引手段によりノズルから液体を吸引する際、ノズル面における液体の圧力を略大気圧とすることが好ましい。このように、ノズルから液体を吸引する際に、ノズル面における液体の圧力を略大気圧とすることで、液体の吸引終了後に、ノズル面が液体で汚れるのを確実に防止することができるとともに、液滴が漏れ落ちるのを確実に防止することができる。

【0013】

そして、吸引手段によるノズルからの液体の吸引が終了した後、液滴吐出ヘッドによる液滴の吐出が開始されるまでの間に、ノズル面における液体の圧力を指定圧力に戻すことが好ましい。このように、吸引手段によるノズルからの液体の吸引が終了してから液滴吐出ヘッドによる液滴の吐出が開始されるまでの間に、ノズル面における液体の圧力を指定圧力に戻すことで、ノズル内の液体がメニスカスに形成された状態で液滴の吐出を行うことができる。

【0014】

上記の液体貯留容器は、液滴吐出ヘッドの上方に配置されており、調圧手段は、液体貯留容器の上部空間の圧力を調整することで、ノズル面における液体の圧力を調整することが好ましい。このように、液体貯留容器を液滴吐出ヘッドの上方に配置すると、液滴吐出ヘッドのノズル面に液体の水頭圧が作用するが、液体貯留容器の上部空間の圧力を調整することで、簡易に、ノズル面における液体の圧力を調整することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、小さい吸引力でノズルからインクを吸引することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。

【図2】調圧ポンプによる上部空間の制御圧を説明するための模式図である。

【図3】掃引ユニットとインクジェットヘッドの関係図であり、（ａ）は、底面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。

【図4】インクジェットプリンタの動作を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明に係る液滴吐出装置及びノズル吸引方法の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る液滴吐出装置及びノズル吸引方法を、液滴吐出装置であるインクジェットプリンタに適用したものである。なお、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

【0020】

図１は、実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、インクジェットヘッド２と、タンク３と、調圧ポンプ４と、掃引ユニット６と、ノズルチェック装置７と、制御部１０と、を備えている。

【0021】

インクジェットヘッド２は、タンク３から供給されたインクを液滴状のインク液滴として吐出する液滴吐出ヘッドある。このインクジェットヘッド２は、その下面に、多数のノズル２ａが形成されたノズル面２ｂが配置されている。そして、タンク３からインクジェットヘッド２に供給されたインクは、インクジェットヘッド２内の共通インク流路（不図示）を通って各ノズル２ａに分配供給され、圧電素子などの駆動制御によりノズル面２ｂからインク液滴として吐出される。

【0022】

このインクジェットヘッド２には、各ノズル２ａにおいて所定のメニスカスを形成するために、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力（指定圧力）が指定されている。指定圧力は、負圧となっており、ノズル径や使用するインクの種類など、様々パラメータに応じて適宜設定される。このため、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を指定圧力に保持することで、各ノズル２ａに供給されたインクが所定のメニスカスに形成される。なお、一般に、指定圧力は所定の幅で指定されている。このため、指定圧力が所定の幅で指定されている場合に、指定圧力よりも高い圧力とは、指定圧力の範囲において最も高い圧力よりも高い圧力となる。例えば、指定圧力が−１．０ｋＰａ±４００Ｐａの範囲で指定された場合、指定圧力よりも高い圧力は、−６００Ｐａ（−１．０ｋＰａ＋４００Ｐａ）よりも高い圧力となる。但し、本実施形態では、説明の便宜上、指定圧力に幅がなく一定の値であるものとして説明する。

【0023】

また、このインクジェットヘッド２は、図示しないキャリッジにより走査方向において移動可能となっており、インクジェットヘッド２の移動する端部が、インクジェットヘッド２のノズルチェックを行うための第一メンテナンス位置、及び、インクジェットヘッド２をクリーニングするための第二メンテナンス位置となっている。なお、第一メンテナンス位置と第二メンテナンス位置とは、別の位置であっても良く、同じ位置であっても良い。第一メンテナンス位置と第二メンテナンス位置とが同じ位置である場合は、ノズルチェック装置７と掃引ユニット６とを択一的にメンテナンス位置に移動させる。そして、インクジェットヘッド２は、第一メンテナンス位置及び第二メンテナンス位置において上下方向に移動可能となっている。なお、インクジェットヘッド２の上下動は、図示しない駆動装置により、キャリッジに対してインクジェットヘッド２を上下動させることにより実現されるが、キャリッジ自体を上下動させても良い。

【0024】

タンク３は、インクジェットヘッド２に供給するインクを一時的に貯留するものである。このタンク３は、図示しないインクタンクやインクカートリッジなどのインク貯留容器から供給されるインクを貯留するタンクであって、サブタンクや、インクジェットヘッド２に供給するインクの圧力変動を抑制するダイアフラム膜が設けられたダンパなどの中間タンクとして機能する。このタンク３は、オンキャリッジ型を採用している。すなわち、タンク３は、インクジェットヘッド２が搭載されるキャリッジに搭載されて、インクジェットヘッド２の上方に配置されている。そして、タンク３は、インクジェットヘッド２に連通されたチューブを介して、貯留しているインクをインクジェットヘッド２に供給する。このため、インクジェットヘッド２のノズル面２ｂには、タンク３に貯留されたインクの水頭圧が作用する。

【0025】

調圧ポンプ４は、タンク３における上部空間Ａの圧力を調節することで、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を調節する調圧手段である。調圧ポンプ４は、定圧ポンプなどで構成されており、タンク３の上部空間Ａに連通されている。このため、調圧ポンプ４は、制御部１０による駆動制御により、上部空間Ａの圧力を調節することが可能となっている。

【0026】

ここで、図２を参照して、調圧ポンプ４による上部空間Ａの制御圧Ｐｃについて説明する。図２は、調圧ポンプによる上部空間の制御圧を説明するための模式図である。図２に示すように、ノズル面２ｂには、ノズル面２ｂからタンク３の液面に至るインクの水頭圧（正圧）が作用する。このため、インクの水頭圧（正圧）の正負を逆にした圧力（負圧）を、調圧ポンプ４による上部空間Ａの制御圧Ｐｃ（負圧）とすることで、ノズル面２ｂに作用するインクの水頭圧が上部空間Ａの負圧により相殺され、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が大気圧となる。ここで、大気圧とは、ゲージ圧が０Ｐａ（gauge）である状態をいう。そこで、インクの水頭圧を相殺する圧力（負圧）とインクジェットヘッド２の指定圧力（負圧）とを加算した標準制御設定圧（負圧）を、調圧ポンプ４による上部空間Ａの制御圧Ｐｃ（負圧）とすることで、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が指定圧力（負圧）となる。例えば、インクの水頭圧が１ｋＰａ、インクジェットヘッド２の指定圧力が−３００Ｐａであった場合を考える。この場合、インクの水頭圧を相殺する圧力は、−１ｋＰａとなる。このため、上部空間Ａの制御圧Ｐｃを、指定圧力（−３００Ｐａ）にインクの水頭圧を相殺する圧力（−１ｋＰａ）を加えた−１．３ｋＰａに設定することで、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を、指定圧力である−３００Ｐａにすることができる。

【0027】

なお、インクジェットヘッド２内のインク流路又はインクジェットヘッド２の近傍のインク流路に圧力計（不図示）を取り付けておき、この圧力計の測定結果をフィードバックすることにより、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を確認することができる。

【0028】

掃引ユニット６は、インクジェットヘッド２に形成されたノズル２ａのうち一部のノズル２ａからインクを吸引する吸引手段である。このため、掃引ユニット６は、クリーニングノズル６ａと、クリーニングノズル６ａに吸引力を発生させる吸引ポンプ６ｂと、クリーニングノズル６ａから吸引したインクを貯留する廃液タンク６ｃと、を備えている。

【0029】

クリーニングノズル６ａは、第二メンテナンス位置に移動したインクジェットヘッド２の下方に配置されており、その上面に、ノズル面２ｂに対向配置されて吸引力を発生する吸引面６ｄが形成されている（図３参照）。吸引面６ｄは、ノズル面２ｂよりも小さい大きさ（面積）であって、１又は複数のノズル２ａのみを覆う大きさ（面積）に形成されている。このため、第二メンテナンス位置に移動したインクジェットヘッド２を下方に移動させてノズル面２ｂと吸引面６ｄとを近接させると、ノズル面２ｂの一部のみが吸引面６ｄにより覆われる。このとき、吸引面６ｄにより覆われるノズル２ａは、インクジェットヘッド２に形成されたノズル２ａのうち、一部のノズル２ａのみとなる。一部のノズル２ａとは、１のノズル２ａの場合だけでなく、２以上の複数のノズル２ａの場合もある。

【0030】

この吸引面６ｄには、吸引ポンプ６ｂに連結される吸引口６ｅが形成されている。このため、吸引ポンプ６ｂを吸引駆動して吸引口６ｅに吸引力を発生させることで、吸引面６ｄに覆われるノズル面２ｂの一部のみから、ノズル面２ｂに付着したインクを吸引することが可能となっており、また、吸引面６ｄに覆われる１又は複数のノズル２ａのみから、ノズル２ａ内のインクを吸引することが可能となっている。

【0031】

また、クリーニングノズル６ａは、第二メンテナンス位置において下降したインクジェットヘッド２のノズル面２ｂに沿って移動可能に保持されている。このため、クリーニングノズル６ａをノズル面２ｂに沿って移動させることで、吸引面６ｄがノズル面２ｂに沿って移動し、ノズル面２ｂの任意の位置に付着したインクを吸引することが可能となり、また、任意のノズル２ａからインクを吸引することが可能となる。

【0032】

なお、吸引面６ｄは、１つのノズル２ａのみを覆う大きさに形成することが好ましいが、ノズル面２ｂに形成される全てのノズル２ａのうち、１／４程度の数のノズル２ａを覆う大きさであれば、ノズル面２ｂに付着したインクの吸引や、ノズル２ａ内からのインクの吸引を効果的に行うことができる。

【0033】

図３に、掃引ユニット６とインクジェットヘッド２との関係を示す。図３は、掃引ユニットとインクジェットヘッドの関係図であり、（ａ）は、底面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。図３に示すように、実際のインクジェットヘッド２では、ノズル面２ｂが保持ブロック２ｃにより下方から保持されている。この保持ブロック２ｃは、上方に窪んだ凹状に形成されており、この窪みにノズル面２ｂが配置されている。このため、インクジェットヘッド２とクリーニングノズル６ａとを当接させると、ノズル面２ｂ自体は吸引面６ｄに当接されることなく、ノズル面２ｂと吸引面６ｄとの間に空間Ｂが生じる。なお、ノズル面２ｂと吸引面６ｄとのギャップの最小値は、保持ブロック２ｃの窪みの深さとなる。

【0034】

ここで、吸引口６ｅに吸引力を発生させると、空間Ｂが負圧になるため、周囲の空気が空間Ｂに流れ込んで吸引口６ｅに吸い込まれる気流が発生する。この気流により、ノズル面２ｂに付着したインクが吸引される。一方、空間Ｂを流れる空気と吸引面６ｄ及びノズル面２ｂとの摩擦により圧損が生じるため、周囲から空気を吸引口６ｅに吸引する力と、この空間Ｂに発生する負圧との間に差分が生じる。この差分の負圧により、ノズル２ａ内からインクが吸引される。このため、吸引口６ｅに発生させる吸引力を大きくして圧損を大きくすることで、ノズル面２ｂに付着したインクの吸引だけでなくノズル２ａ内からのインクの吸引も行うことができ、反対に、吸引口６ｅに発生させる吸引力を小さくして圧損を小さくすることで、ノズル２ａ内からのインクの吸引を抑え、主にノズル面２ｂに付着したインクの吸引を行うことができる。

【0035】

そこで、本実施形態では、吸引口６ｅに発生させる吸引力のうち、ノズル面２ｂに付着したインクの吸引だけでなくノズル２ａ内からのインクの吸引も行うことができる大きな吸引力を第一吸引力Ｐ１とし、ノズル２ａ内からのインクの吸引を抑え、主にノズル面２ｂに付着したインクの吸引を行うことができる小さな吸引力を第二吸引力Ｐ２とする。第一吸引力Ｐ１及び第二吸引力Ｐ２は、ノズル面２ｂと吸引面６ｄとのギャップ、吸引面６ｄの面積、ノズル２ａの径、吸引面６ｄに覆われるノズル２ａの数、などに応じて適宜設定される。なお、第一吸引力Ｐ１と第二吸引力Ｐ２との関係は、Ｐ１＞Ｐ２となっている。

【0036】

ノズルチェック装置７は、吐出不良の可能性がある不良ノズルを検出する不良ノズル検出手段である。ここで、吐出不良の可能性がある不良ノズルとは、例えば、ノズル抜けの発生などによりインクが充填されていないノズルや、異物が詰まっているノズルなどが挙げられる。このノズルチェック装置７は、例えば、第一メンテナンス位置に移動したインクジェットヘッド２の下方に配置されており、第一メンテナンス位置に移動したインクジェットヘッド２を下方に移動させることで、吸引が必要な（吐出不良の可能性がある）ノズル２ａを検出することができる。

【0037】

不良ノズルの検出は、様々な手法により行うことができ、例えば、ノズル２ａを撮像する手法や、ノズルチェックパターンを印刷させる手法や、直接インク液滴の吐出有無を検出する手法などにより行うことができる。ノズル２ａを撮像する手法は、例えば、ノズル面２ｂ側から各ノズル２ａを撮像し、各ノズル２ａの撮像画像をパターンマッチングすることで、不良ノズルを検出するものである。ノズルチェックパターンを印刷させる手法は、例えば、所定のノズルチェックパターンを印刷し、このノズルチェックパターンの印刷状態を分析することで、不良ノズルを検出するものである。直接インク液滴の吐出有無を検出する手法は、例えば、インク液滴の着弾を検出するセンサを設け、各ノズル２ａから順次インク液滴を吐出させることで、不良ノズルを検出するものである。

【0038】

制御部１０は、インクジェットヘッド２、調圧ポンプ４、掃引ユニット６及びノズルチェック装置７などと電気的に接続されており、インクジェットプリンタ１の印刷処理やノズルチェック装置７の検出結果に基づいたインクジェットヘッド２のクリーニング処理などを行うものである。なお、制御部１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。そして、後述する制御部１０の各制御は、ＣＰＵやＲＡＭ上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませ、ＣＰＵの制御のもとで動作させることで実現される。

【0039】

次に、図４を参照して、インクジェットプリンタ１の動作について説明する。図４は、インクジェットプリンタの動作を示したフローチャートである。なお、以下に説明するインクジェットプリンタ１の処理動作は、制御部１０の制御により行われる。すなわち、制御部１０において、ＣＰＵなどで構成される処理部が、ＲＯＭなどの記憶装置に記録されたプログラムに従い、各機能を統括管理することで、以下の処理が行われる。

【0040】

図４に示すように、制御部１０は、まず初期設定として、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を指定圧力に設定する（ステップＳ１）。すなわち、制御部１０は、調圧ポンプ４の駆動制御を行い、上部空間Ａの制御圧Ｐｃを標準制御設定圧に保持する。これにより、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が指定圧力に保持され、各ノズルにおいてメニスカスが形成される。このとき、制御部１０は、インクジェットヘッド２内のインク流路又はインクジェットヘッド２の近傍のインク流路に取り付けられた圧力計（不図示）の測定圧力をフィードバックすることにより、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が指定圧力になっているか否かを判断することが好ましい。

【0041】

なお、ステップＳ１により、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が指定圧力に保持された後、印刷動作などの様々な処理が行われる。

【0042】

次に、制御部１０は、インクジェットヘッド２のクリーニングを行うか否かを判断する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２では、操作者による操作入力の有無や、予め設定されたシーケンスなどに基づいて、インクジェットヘッド２のクリーニングを行うか否かを判断する。

【0043】

そして、インクジェットヘッド２のクリーニングを行うと判断するまでは（ステップＳ２：ＮＯ）、制御部１０は、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を指定圧力に保持しておく。

【0044】

一方、インクジェットヘッド２のクリーニングを行うと判断すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御部１０は、以下に説明するクリーニングを行うために、キャリッジの駆動制御を行い、インクジェットヘッド２を第一メンテナンス位置に移動させる（ステップＳ３）。

【0045】

次に、制御部１０は、不良ノズルの検出を行う（ステップＳ４）。すなわち、制御部１０は、インクジェットヘッド２の駆動制御を行い、インクジェットヘッド２を下降させる。そして、ノズルチェック装置７により、ノズル２ａを撮像する手法や、ノズルチェックパターンを印刷させる手法や、直接インク液滴の吐出有無を検出する手法などを用いて、ノズル面２ｂに形成されたノズル２ａのうち、吐出不良の可能性がある不良ノズルを検出する。

【0046】

次に、制御部１０は、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を上げ、指定圧力より高い圧力に設定する（ステップＳ５）。すなわち、制御部１０は、調圧ポンプ４の駆動制御を行い、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が指定圧力よりも高くなるように、上部空間Ａの制御圧Ｐｃを標準制御設定圧よりも高くする。このとき、上部空間Ａの制御圧Ｐｃは、ノズル面２ｂにインクが滲まない程度の圧力以下とする。この範囲の中でも、特に、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が略大気圧になる圧力とすることが好ましい。但し、後述するように、後段のステップＳ８でノズル面２ｂをクリーニングするため、インクの経済性が問題とならなければ、ステップＳ５における制御圧Ｐｃの最大値は特に制限されない。

【0047】

ここで、ノズル面２ｂにインクが滲まない状態とは、ノズル２ａに供給されたインクが、ノズル２ａ内に納まっている状態のほか、ノズル２ａから飛び出しているものの、インクの表面張力によりノズル２ａから溢れ出していない状態をいう。一方、ノズル面２ｂにインクが滲む状態とは、インクの表面張力の限界を超えて、インクがノズル２ａから溢れ出して広がる状態をいう。なお、上部空間Ａの制御圧Ｐｃの最大値は、使用するインクの種類やノズル径などによって変わり、粘度の極端に高いインクを使用する場合などは、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が１００ｋＰａ程度になる圧力とする場合も考えられる。また、略大気圧とは、大気圧を中心とした約±３００Ｐａの範囲内の圧力をいう。

【0048】

次に、制御部１０は、キャリッジの駆動制御を行い、インクジェットヘッド２を第二メンテナンス位置に移動させる（ステップＳ６）。

【0049】

次に、制御部１０は、第一吸引力Ｐ１で不良ノズルからインクを吸引する（ステップＳ７）。すなわち、制御部１０は、インクジェットヘッド２の駆動制御を行い、インクジェットヘッド２を下降させて、ノズル面２ｂと吸引面６ｄとを所定のギャップまで近接させる。なお、クリーニングノズル６ａを上方に移動させることにより、ノズル面２ｂと吸引面６ｄとを近接させても良い。そして、制御部１０は、クリーニングノズル６ａの駆動制御を行い、クリーニングノズル６ａを不良ノズルの直下に移動させ、吸引ポンプ６ｂの駆動制御を行い、吸引口６ｅに第一吸引力Ｐ１を発生させる。すると、ノズル面２ｂと吸引面６ｄとの間の空間が負圧状態となり、ノズル面２ｂの吸引面６ｄに覆われた部分に付着したインクが吸引口６ｅに吸引されるとともに、不良ノズル内からインクや異物などが吸引口６ｅに吸引される。これにより、インクが充填されていなかったノズル２ａにはインクが充填され、異物が詰まっていたノズル２ａからは異物が排出される。なお、ノズル面２ｂ及び不良ノズルから吸引されたインクや凝集物などは、クリーニングノズル６ａから廃液タンク６ｃに運ばれて貯留される。

【0050】

次に、制御部１０は、第二吸引力Ｐ２でノズル面２ｂを掃引する（ステップＳ８）。すなわち、制御部１０は、吸引ポンプ６ｂの駆動制御を行い、吸引口６ｅに第二吸引力Ｐ２を発生させる。そして、制御部１０は、クリーニングノズル６ａの駆動制御を行い、クリーニングノズル６ａをノズル面２ｂに沿って移動させる。すると、ノズル面２ｂと吸引面６ｄとの間の空間が負圧状態となり、ノズル面２ｂにおける吸引面６ｄに覆われた部分に付着したインクが吸引口６ｅに吸引される。そして、クリーニングノズル６ａの移動に伴い、順次、ノズル面２ｂにおける吸引面６ｄに覆われた部分に付着したインクが吸引口６ｅに吸引され、最終的に、ノズル面２ｂ全面から付着したインクが吸引口６ｅに吸引される。なお、ノズル面２ｂから吸引されたインクは、クリーニングノズル６ａから廃液タンク６ｃに運ばれて貯留される。

【0051】

次に、制御部１０は、ステップＳ８の掃引処理が終了した後、印刷が行われる前に、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を指定圧力に戻す（ステップＳ９）。すなわち、制御部１０は、調圧ポンプ４の駆動制御を行い、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が指定圧力となるように、上部空間Ａの制御圧Ｐｃを標準制御設定圧に設定する。なお、ステップＳ９の圧力制御は、ステップＳ８の掃引処理が終了した後、且つ、印刷が行われる前であれば、如何なるタイミングで行っても良い。

【0052】

このように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１によれば、ノズル２ａからインクを吸引する際に、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を指定圧力よりも高くすることで、ノズル２ａ内にインクを引き込む力が弱くなるため、ノズル２ａからインクを吸引する吸引力を小さくすることができる。

【0053】

そして、掃引ユニット６により、インクジェットヘッド２に形成されたノズル２ａのうち一部のノズル２ａからインクを吸引することで、小さい力で大きな吸引力を発生させることができる。このため、ノズル２ａからインクを効果的に吸引することができるとともに、インクの吸引力がインクジェットヘッド２内の共通インク流路を通じて他のノズル２ａに影響するのを抑制することができる。

【0054】

特に、ノズルチェック装置７により検出された不良ノズルが含まれる一部のノズル２ａからインクを吸引することで、インクの無駄な吸引を低減することができる。これにより、廃棄されるインク量を大幅に低減することができるとともに、クリーニング時間を短縮することができる。

【0055】

また、クリーニング時の制御圧Ｐｃを、ノズル面２ｂにインクが滲まない圧力以下とすることで、クリーニング終了後に、ノズル面２ｂがインクで汚れるのを防止することができるとともに、液滴が漏れ落ちるのを防止することができる。特に、クリーニング時の制御圧Ｐｃを、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力が略大気圧となる圧力とすることで、これらの効果がより顕著となる。

【0056】

そして、印刷が開始される前に、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を指定圧力に戻すことで、ノズル２ａ内のインクが所定のメニスカスに形成された状態で印刷を行うことができる。

【0057】

更に、調圧ポンプ４により上部空間Ａの圧力制御を行うことで、タンク３の位置に関わらず、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を調整することができる。

【0058】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を上げる処理（ステップＳ５）を行うタイミングは、不良ノズルの検出（ステップＳ４）の後であるものとして説明したが、不良ノズルからインクを吸引する吸引処理（ステップＳ７）より前であれば、如何なるタイミングであっても良い。例えば、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を上げる処理（ステップＳ５）を、インクジェットヘッド２を第二メンテナンス位置に移動させる処理（ステップＳ６）の後に行っても良い。但し、不良ノズル検出（ステップＳ４）では、不良ノズルの検出精度を高くするためにも、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を上げる処理（ステップＳ５）を、不良ノズルの検出（ステップＳ４）よりも後に行うことが好ましい。

【0059】

また、上記実施形態では、不良ノズルの吸引（ステップＳ７）として、不良ノズルを含む一部のノズル２ａのみを吸引するものとして説明したが、インクジェットヘッド２に形成される全てのノズル２ａを吸引するものとしても良い。

【0060】

また、上記実施形態では、インクジェットヘッド２のクリーニングとして、不良ノズルの吸引と、ノズル面２ｂの掃引とを行うものとして説明したが、不良ノズルの吸引さえ行えば、特にノズル面２ｂの掃引は行わなくても良く、また、ノズル面２ｂの掃引の代わりにキャッピングやワイピングなどを行っても良い。

【0061】

また、上記実施形態において、不良ノズルの吸引は、インクジェットヘッド２のクリーニング時に行うものとして説明したが、例えば、タンク３を交換した場合など、インクジェットヘッド２に供給されたインクを各ノズル２ａに分配供給する初期設定時に行うものとしても良い。

【0062】

また、上記実施形態において、ノズル面２ｂのクリーニングは、掃引ユニット６を用いた掃引により実現するものとして説明したが、ノズル面２ｂからインクを除去することができれば、如何なる手段により実現しても良い。例えば、キャッピングによりノズル面２ｂに付着したインクを吸引しても良く、ワイピングによりノズル面２ｂに付着したインクを拭き取っても良い。

【0063】

また、上記実施形態では、オンキャリッジ型のタンク３を採用するインクジェットプリンタ１を用いて説明したが、インクジェットヘッド２に対するタンク３の上下方向の位置を移動させるなど、ノズル面２ｂにおけるインクの圧力を調整することができれば、タンク３の位置は特に限定されない。

【0064】

また、上記実施形態では、本発明の一例としてインク液滴を吐出するインクジェットプリンタについて説明したが、本発明を、食用オイルや接着剤などの高粘度液体を液滴として吐出する工業用液滴吐出装置などに適用しても良い。

【符号の説明】

【0065】

１…インクジェットプリンタ（液滴吐出装置）、２…インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）、２ａ…ノズル、２ｂ…ノズル面、２ｃ…保持ブロック、３…タンク（液体貯留容器）、４…調圧ポンプ（調圧手段）、６…掃引ユニット（吸引手段）、６ａ…クリーニングノズル、６ｂ…吸引ポンプ、６ｃ…廃液タンク、６ｄ…吸引面、６ｅ…吸引口、７…ノズルチェック装置、１０…制御部、Ａ…上部空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】