JP2008221503A - 液体吐出装置および液体吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脱気インクを有効活用してメンテナンス動作を行うと共に、コストの増加を抑えることが可能な液体吐出装置および液体吐出方法を提供すること。
【解決手段】脱気状態にある液体を供給する液体供給源５１と、吐出対象に向けて液体を吐出させる吐出ヘッド３３と、液体供給源５１と吐出ヘッド３３との間であって、当該吐出ヘッド３３から液体を吐出させるまでの間に液体を流通させる流路と、第１の基準時から吐出ヘッドから吐出または排出される液体の消費量を算出する液体消費量算出手段７８と、液体を吐出ヘッド３３から吐出または排出させるメンテナンス動作を行うためのメンテナンス実行手段３３，６５と、第２の基準時から計測される時間と、液体消費量算出手段７８で算出される液体の消費量に基づいて、メンテナンス実行手段３３，６５で実行されるメンテナンス動作を制御するメンテナンス動作制御手段７１と、を具備している。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体吐出装置および液体吐出方法に関する。

インクジェット方式等のプリンタにおいては、カートリッジからインクが供給されるが、このインクは、所定の流路を通過した後に、印刷ヘッドへと供給される。そして、インクが印刷ヘッド内のインク室に存在する状態で、ピエゾ素子等の駆動手段が駆動され、インク室を押圧すると、その駆動に応じて、インク滴が吐出される。ここで、気泡がインク室に入り込むと、その気泡の量の増加に応じて、インク滴を正確に吐出することが困難となる。すなわち、インク室の内部に気泡が存在する場合、駆動手段の駆動によってインク室が押圧されても、気泡の収縮（体積変化）により、押圧力を吸収してしまい、微小なインク滴の吐出が行えない状態が発生し得る。そこで、インクに存在する気泡を除去する必要がある。

かかる気泡除去のための手法としては、クリーニング等のような、インクを強制的に外部に吐き出させることで、気泡を排出するものがある。一方、気泡をインク中に溶解させる手法も考えられるが、かかるインクに気泡を溶解させる先行技術としては、特許文献１および特許文献２に示すものがある。

これらのうち、特許文献１には、通常の印刷では解消されない印刷不良が発生した場合のみ、脱気インクを供給する、といった技術内容が開示されている。この特許文献１によれば、流路が脱気インクで充填されることにより、当該流路内に気泡が残存していても、脱気インクに気泡が溶解し、気泡を消失させることを可能としている。また、特許文献２には、マニュアルクリーニングとタイマクリーニングの履歴に関するデータを、インクカートリッジのメモリに区別して記憶させる、といった技術内容が開示されている。この特許文献２によれば、プリンタの実際の使用状態、使用頻度に関する情報を得ることができると共に、マニュアルクリーニングやタイマクリーニングに関する実力を把握して、プリンタの設計にフィードバックさせることを可能としている。

特開平１０−４４４６８号（要約、段落番号００２８等参照） 特開２００５−２２４９８０号（要約、段落番号００１０、００８７等参照）

ところで、上述の特許文献１に開示の構成によれば、インクタンクは、大気開放されている第１のインクタンクと、脱気状態を維持している第２のインクタンクの２つが必要となっている。このように、特許文献１に開示の構成では、２種類のインクタンクを準備しなければならず、その分だけコストが掛かる、という問題がある。また、特許文献２には、その文献中、インクの脱気に関する記載は存在する（例えば、段落番号００４８、００４９、００７１等）。しかしながら、かかるインクの脱気に関する記載は、当該インクの気体溶存性とは全く関連性を有していない。

ここで、特許文献１および特許文献２のいずれにも、脱気インクを用いる際に、その脱気インクを有効活用する観点から、クリーニング／フラッシング（以下、メンテナンス動作とする。）のタイミングを決定する、といった技術内容については、何等開示されていない。つまり、脱気インクの気体溶存性を有効活用して、メンテナンス動作のランクを定めれば、気泡を良好に消失できるものの、そのような観点からの技術内容は、何等開示されていない。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、脱気インクを有効活用してメンテナンス動作を行うと共に、コストの増加を抑えることが可能な液体吐出装置および液体吐出方法を提供しよう、とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明は、脱気状態にある液体を供給する液体供給源と、吐出対象に向けて液体を吐出させる吐出ヘッドと、液体供給源と吐出ヘッドとの間であって、当該吐出ヘッドから液体を吐出させるまでの間に液体を流通させる流路と、第１の基準時から吐出ヘッドから吐出または排出される液体の消費量を算出する液体消費量算出手段と、液体を吐出ヘッドから吐出または排出させるメンテナンス動作を行うためのメンテナンス実行手段と、第２の基準時から計測される時間と、液体消費量算出手段で算出される液体の消費量に基づいて、メンテナンス実行手段で実行されるメンテナンス動作を制御するメンテナンス動作制御手段と、を具備するものである。

このように構成する場合、液体消費量算出手段で算出される液体の消費量に基づいて、メンテナンス実行手段で実行されるメンテナンス動作が制御される。ここで、液体は、脱気状態にあるため、流路に存在する気泡を溶解可能となる。従って、かかる脱気状態にある液体の消費量に基づいて、メンテナンス動作を制御すれば、適切に流路内に存在する気泡を減少させることが可能となり、液体の気体溶存性を有効活用することが可能となる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、メンテナンス動作制御手段では、液体の消費量がそれぞれ異なる複数のメンテナンス動作をメンテナンス実行手段に実行させると共に、このメンテナンス動作制御手段は、第２の基準時が同じであれば、液体の消費量が多くなるにつれて、メンテナンス動作における液体の消費量を減少させる制御を行うものである。

このように構成する場合、第２の基準時が同じであれば、液体の消費量が多くなるにつれて、メンテナンス動作における液体の消費量を減少させる制御が行われる。ここで、液体は脱気状態にあり、その消費量（供給量）が多ければ、その分だけ流路内に存在する気泡を減少させることができるので、液体の気体溶存性を有効活用することが可能となる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、メンテナンス動作制御手段は、第２の基準時から計測する時間が経過するにつれて、メンテナンス動作における液体の消費量を増加させる制御を行うものである。

このように構成する場合、第２の基準時から時間が経過するにつれて、メンテナンス動作で消費される（排出される）液体の量が増加する。ここで、メンテナンス動作の前において消費される液体の量が同じであれば、第２の基準時からの時間が経過している方が、液体の気体溶存性が低いと考えられる（気体の溶解度が飽和していて、もはや気泡が溶けずに気泡が多く残存していると考えられる）。そのため、上述のように、メンテナンス動作で消費される（排出される）液体の量を増加させれば、その液体と共に排出される気泡の量を増やすことが可能となると共に、気泡溶存性の高い液体が多量に供給されることにより、流路内に残存している気泡を、より多く溶解させることが可能となる。

さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、メンテナンス動作制御手段は、液体の消費量が多くなるにつれて、段階的に変化するメンテナンス動作をメンテナンス実行手段に実行させると共に、第２の基準時から計測される時間が経過するにつれて、段階的に変化するメンテナンス動作をメンテナンス実行手段に実行させるものである。

このように構成する場合、メンテナンス実行手段で実行されるメンテナンス動作が段階的に変化するので、そのメンテナンス動作に関するデータをマトリクス状のテーブルとすることができ、計算における負荷を小さくすることができると共に、データ量を小さくすることが可能となる。

また、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、メンテナンス実行手段は、吐出対象に対して液体を吐出させないで別の部位に当該液体を吐出させる空吐出を行わせる空吐出実行手段と、吐出ヘッドから液体を強制的に吸引する液体吸引手段と、を具備するものである。

このように構成する場合、空吐出実行手段により、少量の液体を排出させることが可能となると共に、液体吸引手段により多量の液体を排出させることが可能となり、液体の排出量を、より多彩にする（種類を多数にする）ことが可能となる。

さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、液体供給源は、異なる種類の液体をそれぞれ収容する複数の液体収容手段を有すると共に、吐出ヘッドは、液体収容手段の種類に応じた分だけのノズル列が存在すると共に、液体吸引手段は、それぞれの種類に応じたノズル列を、他のノズル列とは分離して封止すると共に、その封止状態においてノズル列を個別に吸引可能としていて、液体消費量算出手段は、液体の消費量をノズル列毎に個別に算出すると共に、メンテナンス動作制御手段は、液体消費量算出手段で、ノズル列毎に個別に算出される液体の消費量に基づいて、メンテナンス実行手段で実行されるメンテナンス動作を制御するものである。

このように構成する場合、液体消費量算出手段は、液体の消費量をノズル列毎に個別に算出し、メンテナンス動作制御手段は、ノズル列毎に個別に算出される液体の消費量に基づいて、ノズル列を個別に吸引させるメンテナンス動作を実行可能となる。このため、それぞれのノズル列に対応する液体の気泡溶存性を勘案して、最適なメンテナンス動作を実行可能となる。また、ノズル列を個別に吸引可能となるため、液体を無駄に吸引せずに済み、ユーザにとって経済的となる。

また、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、液体供給源は、異なる種類の液体をそれぞれ収容する複数の液体収容手段を有すると共に、吐出ヘッドは、液体収容手段の種類に応じた分だけのノズル列が存在すると共に、液体吸引手段は、それぞれの種類に応じたノズル列を、他のノズル列と分離せずに一体的に封止すると共に、その封止状態においてノズル列を吸引可能としていて、液体消費量算出手段は、液体の消費量をノズル列毎に個別に算出すると共に、メンテナンス動作制御手段は、ノズル列のうち液体の消費量が最も少ないものを基準として、液体吸引手段を制御作動させるものである。

このように構成する場合、液体吸引手段は、それぞれの種類に応じたノズル列を、他のノズル列と分離せずに一体的に封止するので、簡便な構成でメンテナンス動作を実行可能となる。また、メンテナンス動作に際しては、ノズル列のうち液体の消費量が最も少ないものが基準となる。そのため、気体が残存している可能性が最も高いものを基準としてメンテナンス動作が為されるので、当該メンテナンス動作の確実性を保つことが可能となる。

さらに、他の発明は、吐出ヘッドから吐出または排出される液体であって、脱気状態にある液体の消費量を第１の基準時から算出する液体消費量算出工程と、第２の基準時から計測される時間と、液体消費量算出工程で算出される液体の消費量に基づいて、液体を吐出ヘッドから吐出または排出させるメンテナンス動作を制御するメンテナンス動作制御工程と、メンテナンス動作制御工程で制御されたメンテナンス動作を実行させるメンテナンス実行工程と、を具備するものである。

このように構成する場合、液体消費量算出工程で算出される液体の消費量に基づいて、メンテナンス実行工程で実行されるメンテナンス動作が制御される。ここで、液体は、脱気状態にあるため、流路に存在する気泡を溶解可能となる。従って、かかる脱気状態にある液体の消費量に基づいて、メンテナンス動作を制御すれば、適切に流路内に存在する気泡を減少させることが可能となり、液体の気体溶存性を有効活用することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態に係る、液体吐出装置としてのプリンタ１０について、図１から図１１に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、下方側とは、プリンタ１０が設置される側を指し、上方側とは、設置される側から離間する側を指す。また、キャリッジ３１が移動する方向を主走査方向、主走査方向に直交する方向であって印刷対象物Ｐが搬送される方向を副走査方向とする。また、印刷対象物Ｐが供給される側を給紙側、印刷対象物Ｐが排出される側を排紙側として説明する。

＜プリンタの概略構成＞
最初に、プリンタ１０の構成の概略について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るプリンタ１０の概略構成を示す斜視図であり、紙送りの上流側を手前、紙送りの下流側（排紙側）を奥側に配置している状態を示す図である。また、図２は、プリンタ１０の構成を示す概略図である。本実施の形態のプリンタ１０は、シャーシ２１と、ハウジング２２と、キャリッジ機構３０と、紙送り機構４０と、インク供給機構５０と、クリーニング機構６０と、制御部７０と、を具備している。

これらのうち、シャーシ２１は、その下面側が設置面に接触する部分であると共に、各種ユニットが搭載される部分である。また、このシャーシ２１には、図１において二点鎖線で示されるハウジング２２が取り付けられる。

また、キャリッジ機構３０は、図１および図２に示すように、キャリッジ３１と、このキャリッジ３１が摺動するキャリッジ軸３２と、印刷ヘッド３３（吐出ヘッド、メンテナンス実行手段および空吐出実行手段の一部に対応）と、を具備している。また、キャリッジ機構３０は、キャリッジモータ（ＣＲモータ）３４と、このＣＲモータ３４に取り付けられている歯車プーリ３５と、無端のベルト３６と、歯車プーリ３５との間にこの無端のベルト３６を張設する従動プーリ３７と、を具備している。これらのうち、印刷ヘッド３３からは、後述するインク供給機構５０を介して供給されるインク（本実施の形態では、インクは後述するように脱気インクであり、これは液体に相当）が、印刷対象物Ｐ（吐出対象に対応）に対して吐出される。

また、図２に示すように、紙送り機構４０は、紙送りモータ（ＰＦモータ）４１と、この紙送りモータ４１からの駆動力が伝達される給紙ローラ４２等を具備している。

また、本実施の形態におけるプリンタ１０は、インクカートリッジ５１（液体供給源および液体収容手段に相当）をシャーシ２１側に装着する、いわゆるオフキャリッジタイプとなっている。そのため、プリンタ１０のインク供給機構５０は、図１に示すように、カートリッジホルダ５２と、加圧ポンプ５３と、板状チューブ５４と、可撓性チューブ５５と、サブタンク５６と、インク供給バルブ５７と、を具備している。

これらのうち、図３に示すカートリッジホルダ５２は、図４に示すインクカートリッジ５１を搭載する部分であり、シャーシ２１に対して固定的に取り付けられている。このカートリッジホルダ５２には、インクカートリッジ５１を差し込むための差込口５２ａが設けられている。また、このカートリッジホルダ５２は、本実施の形態では、プリンタ１０の内部であって主走査方向の端部側に、それぞれ１つずつ（合計２つ）設けられている。また、このカートリッジホルダ５２のシャーシ２１に対する取り付け位置は、キャリッジ３１の移動空間域から外れる部位に設けられている。具体的には、カートリッジホルダ５２は、キャリッジ３１の往復動の領域よりも例えば印刷対象物Ｐの給紙側に取り付けられている。

また、一対のカートリッジホルダ５２には、差込口５２ａを介して、それぞれ複数（本実施の形態では３つずつ）のインクカートリッジ５１が着脱自在に装着される。このインクカートリッジ５１は、図４に示すように、ケーシング５１ａの内部に空気室５１ｂを具備しており、さらにこの空気室５１ｂの内部にインクを充填するインクパック５１ｃが収容されている。インクパック５１ｃは、例えばアルミパックのような、気密性の高い袋状部材であり、このインクパック５１ｃの内部には、インクが収容されている。

このインクパック５１ｃ内のインクは、後述するように、流路（本実施の形態では、インクカートリッジ５１からインクが供給され印刷ヘッド３３から吐出されるまでの間の、インクが流れる／貯留される部分を指す。）の内部に存在する気泡を溶解させて、外部に排出することを可能としている。そのため、以下の説明においては、かかるインクパック５１ｃ内のインクは、予め空気の溶解が抑えられている、脱気インクとなっている。また、インクパック５１ｃは、上述のように、気密性が高いため、気泡（空気）の溶解度が飽和せずに、当該気泡（空気）を溶解可能な状態を、非常に長い期間保つことを可能としている。

また、図４に示すように、ケーシング５１ａには、不図示のインク供給針が差し込まれるインク供給口５１ｄが設けられている。また、図６に示すように、ケーシング５１ａには、当該ケーシング５１ａと一体的となる状態で、回路基板５１ｅが取り付けられている。この回路基板５１ｅは、例えばＩＣチップ等であり、インクに関する情報を書き込み可能に保存するメモリ５１ｆ（記憶素子）を有している。かかるインクに関する情報としては、例えばインクカートリッジ５１に貯留されているインクの色種データ、顔料／染料系のインクの種別データ、初期にインクカートリッジ５１に充填されているインクの量を示すインク容量データ、インク残量データ、シリアル番号データ、有効期限データ、インクカートリッジ５１を用いることができる対象機種データ等がある。

また、図１に示すように、カートリッジホルダ５２には、加圧ポンプ５３が接続されている。この加圧ポンプ５３は、インクカートリッジ５１内の空気室５１ｂの内部に空気を送り込む。そして、この空気室５１ｂの圧力を高めることにより、インクパック５１ｃは押し潰されるように変形させられる。そして、この変形により、インクパック５１ｃ内に存在するインクは、板状チューブ５４のインク流路の内部に押し出され、そのインク流路の内部をインクが流れる。

また、図１に示すように、板状チューブ５４のうち、インクの流れの下流側の端部には、可撓性チューブ５５の一端側が連結されている。この可撓性チューブ５５は、エラストマ樹脂等のような、可撓性を有する材質から形成されている。それにより、可撓性チューブ５５は、柔軟に可撓し、キャリッジ３１の主走査方向における往復動を妨げない状態となっている。また、可撓性チューブ５５には、その長手方向を貫く、中空のチューブ管路（図示省略）が存在している。そして、インク流路と、チューブ管路とは連通して、インクを良好に流通させることを可能としている。

また、可撓性チューブ５５の他端側には、サブタンク５６が接続されている。このサブタンク５６は、キャリッジ３１の上部に、原則としてインクカートリッジ５１と同じ個数だけ設けられている。このサブタンク５６には、インク流路およびチューブ管路を流通してきたインクが一時的に蓄えられる。なお、このサブタンク５６に蓄えられるインクは、キャリッジ３１の下面側に印刷ヘッド３３のノズル開口３３ａ（図５参照）から吐出される。

また、インク供給バルブ５７は、例えばインクカートリッジ５１からのインクの出口近傍に設けられていて、サブタンク５６内の不図示のセンサの出力に基づいて、電気的に開閉可能に設けられている。例えば、センサの出力により、サブタンク５６内のインク量が低下していると判断されると、インク供給バルブ５７が開弁され、インクがサブタンク５６に供給可能となる。

また、シャーシ２１には、図１および図５に示すようなクリーニング機構６０が設けられている。このクリーニング機構６０は、キャップ６１と、隔壁６２と、インク排出チューブ６３と、制御弁６４と、吸引ポンプ６５（図５、図６参照；メンテナンス実行手段の一部および液体吸引手段に対応）とを備えている。これらのうち、キャップ６１は、印刷ヘッド３３のノズル開口３３ａを外部から封止する部分である。また、隔壁６２は、キャップ６１の内部の空間を細分化するものであり、それぞれの色のインクを吐出するノズル列のノズル開口３３ａを、色別に独立して封止可能とする部材である。また、インク排出チューブ６３は、本実施の形態では、各色のノズル列毎に設けられている。

また、制御弁６４は、インク排出チューブ６３の中途部分に設けられている、電気的な制御が可能な弁であり、開弁状態ではインク排出チューブ６３におけるインクの流通が可能となると共に、閉弁状態ではインク排出チューブ６３におけるインクの流通が不能となる。また、吸引ポンプ６５は、インク排出チューブ６３に負圧を発生させることが可能に設けられていて、この吸引ポンプ６５が作動すると、インク排出チューブ６３を介して、インクが不図示の廃液タンクに排出される。また、このインクの吸引動作により、板状チューブ５４、可撓性チューブ５５、または印刷ヘッド３３等の流路に混入している気泡を、強制的に排出する、いわゆるクリーニング動作を実行可能となっている。

＜制御部の構成＞
また、図２および図６に示すように、プリンタ１０には、制御部７０が設けられている。この制御部７０は、不図示のＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、バス、タイマ、インターフェース８４等を有している。なお、上述の制御部７０は、メンテナンス動作制御手段、液体消費量算出手段に対応する。

また、この制御部７０には、各種センサからの信号が入力されると共に、このセンサからの信号に基づいて、制御部７０は、ＣＲモータ３４、ＰＦモータ４１、加圧ポンプ５３、吸引ポンプ６５、および印刷ヘッド３３等の駆動を司る。

また、上述のメモリの中のデータ、およびプログラムがＣＰＵで実行され、制御部７０の各構成が協働することにより、機能的には、図６のブロック図に示すような構成が実現される。この図６に示すように、制御部７０は、主制御部７１、メモリ７２、ヘッド制御部７３、ポンプ制御部７４、ＣＲモータ制御部７５、バルブ制御部７６、ＣＬタイマ７７、インク消費量算出部７８、カートリッジメモリ制御部７９、ヘッド駆動回路８０、ポンプ駆動回路８１、ＣＲモータ駆動回路８２、バルブ駆動回路８３を具備している。

これらのうち、主制御部７１は、メモリ７２と共に、メンテナンス動作制御手段の主要部分に対応し、プリンタ１０の全体の制御を司る部分であり、コンピュータ９０側からの指令、ＣＬタイマ７７からの計時出力、インク消費量算出部７８からの出力が入力されると共に、メモリ７２に記憶されている図７に示すメンテナンステーブルを読み込む。そして、このメンテナンステーブルを参照して、いずれかのメンテナンス動作を選定する。ここで、ＣＬタイマ７７とは、前回の吸引を伴うクリーニング（図７、図８ではタイマＣＬ２、タイマＣＬ３、タイマＣＬ４）からの時間を計測するタイマである。また、ＣＬタイマ７７は、前回のクリーニングによって気泡を排出したとき（かかる前回のクリーニングが指令されたときが、第２の基準時に相当）を基準として、時間を計測し、その時間計測により気泡の成長を予測するために用いられる。そのため、ＣＬタイマ７７は、吸引を伴うクリーニングを行うとリセットされるが、吸引を伴わないフラッシング動作ではリセットされなく、時間の計測が継続される。また、ＣＬタイマ７７は、吸引を伴うクリーニングを行うとリセットされるため、フラッシング動作を行ってもリセットされず、時間の計測が継続される。なお、上述の第２の基準時を、直近のインク滴吐出がなされたときとしても良い。

また、メモリ７２には、図７に示すような、メンテナンスに関するテーブル（以下、メンテナンステーブルとする。）が記憶されている。ここで、図７に示すメンテナンステーブルは、横軸のクリーニングタイマ（ＣＬタイマＴ１）と、縦軸のインク（脱気インク）消費量Ｍとに基づいて、実行すべきメンテナンス動作とその処理ランクが、マトリクス形式で記述されている。

ここで、図７の横軸においては、左から右に向かうに従って、ＣＬタイマＴ１の時間が増大する。また、図７の縦軸においては、上から下に向かうに従って、インク消費量Ｍが増大する。この図７から分かるように、本実施の形態においては、（１）脱気インクの消費量Ｍが多くなればなる程、気泡が溶解する方向にあるので、ランクの低い（インク消費量の少ない）メンテナンス動作が為されるようにする、（２）ＣＬタイマ７７における計時が増大するにつれて、気泡が溜まる方向にあるので、ランクの高い（よりインク消費量の多い）メンテナンス動作が為されるようにする、との思想に基づいて、設計されている。

一方、従来のメンテナンステーブルを、図８に示す。この図８に示すメンテナンステーブルでは、ＣＬタイマ７７における計時に関しては同様であるものの、累積印字時間が経過するにつれて、ランクの高いメンテナンス動作を実行するように、設計されている。このため、脱気インクを用いても、当該脱気インクを有効活用できない状態となっている。

また、ヘッド制御部７３は、主制御部７１からの指令に基づいて、ヘッド駆動回路８０を介して印刷ヘッド３３を駆動させ、インク滴を吐出させる。ここで、ヘッド制御部７３が主制御部７１から受信する指令には、印刷データに基づく印字動作の指令と、図７のメンテナンステーブルに基づくメンテナンス動作の一種である、フラッシング動作の指令とが存在する。

また、ポンプ制御部７４は、主制御部７１からの指令に基づいて、印刷ヘッド３３がキャップ６１で封止されている状態において、ポンプ駆動回路８１を介して吸引ポンプ６５を制御駆動させ、所定のクリーニングを実行する。また、ＣＲモータ制御部７５は、主制御部７１からの指令に基づいて、ＣＲモータ駆動回路８２を介してＣＲモータ３４を駆動させる。なお、ＣＲモータ制御部７５は、印字を行う場合には、印刷ヘッド３３の動作に連動させてＣＲモータ３４を駆動させる。また、ＣＲモータ制御部７５は、フラッシング動作を行う場合には、印刷ヘッド３３のフラッシング動作に先立ってＣＲモータ３４を駆動させ、キャリッジ３１をキャップ６１側に移動させる。また、ＣＲモータ制御部７５は、クリーニング動作を行う場合には、吸引ポンプ６５の駆動に先立ってＣＲモータ３４を駆動させ、キャリッジ３１をキャップ６１側に移動させる。

バルブ制御部７６は、主制御部７１からの指令に基づいて、バルブ駆動回路８３を介してインク供給バルブ５７および制御弁６４のうち少なくとも一方を制御駆動させ、インクの流通を制御する。

また、インク消費量算出部７８は、主として液体消費量算出手段に対応し、大、中または小のインク滴を吐出する動作をカウントすることにより、インクの消費量を算出する部分である。ここで、本実施の形態では、インク消費量算出部７８は、電源オン（このときが第１の基準時に相当）からのインク消費量である。しかしながら、このインク消費量は、上述の基準時からのインク消費量としても良い。また、このインク消費量算出部７８では、ドットの形成状態を示すラスタデータを含む印刷データを参照することにより、インクの消費量を算出可能であり、ＣＰＵやＡＳＩＣ等に実現される構成となっている。しかしながら、インク消費量算出部７８は、インクカートリッジ５１のインク残量が検出センサ（光学センサ等）で検出可能な場合には、そのインク残量に基づいて、インクの消費量を算出するようにしても良い。なお、本実施の形態では、インク消費量算出部７８は、脱気インクの消費量をノズル列毎に個別に算出している。

カートリッジメモリ制御部７９は、主制御部７１からの指令に基づいて、インクカートリッジ５１に存在するメモリ５１ｆへのアクセスを制御するための部分である。このカートリッジメモリ制御部７９は、メモリ５１ｆにアクセスして、上述のようなインクに関する各情報を読み出す。また、カートリッジメモリ制御部７９は、インク消費量算出部７８で算出されるインク消費量に基づいて、メモリ５１ｆのインク残量データを更新する。

また、ヘッド駆動回路８０は、ヘッド制御部７３からの指令に応じて所定の電圧を生成し、その電圧を印刷ヘッド３３内のピエゾ素子に印加する。また、ポンプ駆動回路８１は、ポンプ制御部７４からの指令に応じて所定の電圧を生成し、その電圧を吸引ポンプ６５に印加する。また、ＣＲモータ駆動回路８２は、ＣＲモータ制御部７５からの指令に応じて所定の電圧を生成し、その電圧をＣＲモータ３４に印加する。また、バルブ駆動回路８３は、バルブ制御部７６からの指令に応じて所定の電圧を生成し、その電圧をインク供給バルブ５７および制御弁６４のうち少なくとも一方に印加する。

なお、この制御部７０は、インターフェース８４を介して、コンピュータ９０に接続されていて、印刷データ等の各種のデータを送受信可能としている。また、このコンピュータ９０が、上述の制御部７０と同等の機能を備えるように構成しても良い。

＜プリンタのクリーニングに関する動作について＞
（１）電源オン時の動作フロー
以下、プリンタ１０のクリーニングに関する動作のうち、電源オン時の動作フローにつき、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。プリンタ１０に電源が投入されると、イニシャライズ動作が実行される（Ｓ１０）。このイニシャライズ動作では、例えばインク流路にインクが初期充填されているか等の判定、各色のインクカートリッジ５１が装着状態にあるか等の判定を、主制御部７１が行う。

続いて、電源投入時に実行されるメンテナンス動作の種類が選定される（Ｓ１１）。この選定では、主制御部７１は、ＣＬタイマ７７での計時時間のデータと、インク消費量算出部７８でのインク消費量のデータに基づいて行う。また、この選定を行う際、主制御部７１は、メモリ７２に記憶されているメンテナンステーブルを読み込み、このメンテナンステーブルを参照して、上述の計時時間とインク消費量とから、どのメンテナンス動作に該当するかを判断する。

ここで、本実施の形態では、供給されるインクとして、脱気インクが用いられている。そして、脱気インクは、気泡を溶解させるため、インク消費量が多くなるほど、脱気インクが多く供給され、流路中の気泡を溶解させ、気泡を消失させる方向へ向かうと考えられる。そのため、ＣＬタイマ７７での計時時間が同じであれば、インク消費量が大きいほど気泡は溶解されているので大きなメンテナンス動作は不要で、インク消費量が少ないほど、大きなメンテナンス動作が必要となっている。すなわち、電源オンの時点では、若干大きめのメンテナンス動作を行うように設定されている。

続いて、Ｓ１１において選定されたメンテナンス動作を実行する（Ｓ１２）。ここで、本実施の形態では、各色毎に独立してノズル列を封止可能となっているため、主制御部７１は、このメンテナンス動作を、各色毎に独立して実行するように制御する。また、選定されたメンテナンス動作が、フラッシング動作である場合には、インク滴を規定のショット数だけ吐出させる（空吐出させる）動作を行う。例えば、図７において、Ｆｌ小（フラッシング動作のうち、ショット数が少ないもの）が選定され、このＦｌ小が１０００ショットであると仮定すると、１０００ショットだけインク滴が吐出され、Ｆｌ大（フラッシング動作のうち、ショット数が多いもの）が選定され、このＦｌ大が１００００ショットであると仮定すると、１００００ショットだけインク滴が吐出される。

また、選定されたメンテナンス動作が、ＴＣＬ２〜ＴＣＬ４のいずれかである場合、当該選定されたランクのクリーニング動作を行う。なお、ＴＣＬ２〜ＴＣＬ４におけるインク排出量は、ＴＣＬ２＜ＴＣＬ３＜ＴＣＬ４となっている。また、気泡の排出量も、ＴＣＬ２＜ＴＣＬ３＜ＴＣＬ４となっている。

ここで、図１０に、各ランクのクリーニングの流速と、気泡体積、圧力損失の関係を示す。この図１０は、脱気インクではない、飽和状態にあるインクを用いた実験結果である。この図１０における直線（直線１、直線２、直線３）のうち、直線１は、印刷デューティ（印刷ヘッド３３が駆動されている時間の割合）が１００％の場合における流速（流速線；フラッシング動作も含まれる。）を示し、直線２は、ＴＣＬ２の場合における流速を示し、直線３は、ＴＣＬ３の場合における流速を示している。また、図１０における略反比例の線（曲線１、曲線２）は、各流速でインクを吸引し、クリーニングを行った場合において残存する気泡体積を示している（流速−気泡体積線）。また、図１０において、中途部分から急激に立ち上がる線（立上線１、立上線２）は、気泡体積と圧力損失との関係を示している（気泡−圧力損失線）。なお、曲線１と立上線１は、特定のタイプ（第１タイプ）の印刷ヘッド３３に関する特性を示しており、曲線２と立上線２は、第１タイプとは別のタイプ（第２タイプ）の印刷ヘッド３３に関する特性を示している。また、この図１０においては、直線２，３と、曲線１，２との交点のときの気泡体積が、各クリーニングを行っても残存してしまう（排出することができない）気泡体積となっている。

また、立上線１，２の立上がり部分にまで気泡体積が増加すると、圧力損失が無限大に向かい急激に増大する。そのため、この立上がり部分以上に気泡体積が増加すると、インク滴の吐出のために圧力を付与しても、もはやインク滴を吐出することが困難となる。また、この図１０においては、立上線１，２の立上がり部分における気泡体積と、現在残存している気泡体積との差の分だけ、気泡体積は増加可能となっている（以下、これを気泡マージンとする。）。

以上のように、図１０においてＴＣＬ２，ＴＣＬ３のいずれかのクリーニングを行うと、そのランクに応じたクリーニングにより、流路内に残存している気泡を減少可能となっている。これを別な観点から言えば、非常に強力なチョーク吸引を除く、所定のランクのクリーニングを行っても、所定の量だけ、気泡が残存してしまうことを示している。

しかしながら、本実施の形態においては、印刷が開始され、脱気インクが供給されるにつれて、気泡を溶解していく。そのため、各ランクのクリーニング、またはフラッシングを行った後に、流路に存在している気泡は、脱気インクの消費量が多くなるにつれて、減少していくと考えられ、気泡マージンは増大すると考えられる。

また、上述のＳ１２で、メンテナンス動作が実行される場合、ＣＬタイマ７７をリセットする（Ｓ１３）。しかしながら、電源オンの間、インク消費量はリセットせずに、そのままとしておく。なお、ＣＬタイマ７７のリセットに伴って、インク消費量もリセットする（カウントをゼロクリアとする）ようにしても良い。

（２）印刷時の動作フロー
続いて、プリンタ１０のクリーニングに関する動作のうち、印刷開始時の動作フローにつき、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。この動作フローにおいては、印字の開始が指示されると（Ｓ２０）、その際に実行されるメンテナンス動作の種類が選定される（Ｓ２１）。この選定は、上述の図９に示すのと同様のメンテナンステーブルを参照して行う。また、その他の処理は、上述の図９におけるものと同様となっているので、その説明を省略する。

＜本発明を適用した場合における効果＞
上述のプリンタ１０によれば、インク消費量算出部７８で算出される液体の消費量に基づいて、印刷ヘッド３３または吸引ポンプ６５等で実行されるメンテナンス動作が制御される。ここで、本実施の形態におけるインクは、脱気状態にある脱気インクであるため、流路に存在する気泡を溶解可能となる。従って、かかる脱気インクの消費量に基づいて、メンテナンス動作を制御すれば、適切に流路内に存在する気泡を減少させて、気泡マージンを増加させることが可能となり、脱気インクの気体溶存性を有効活用することが可能となる。

特に、本実施の形態では、ＣＬタイマＴ１が同じであれば、脱気インクの消費量が多くなるにつれて、メンテナンス動作における液体の消費量を減少させるように制御している。このため、脱気インクの気体溶存性を有効活用すると共に、メンテナンス動作の際に無駄に排出されるインクの量を減少させることが可能となる。

また、メンテナンス動作の前において消費される脱気インクの量が同じであれば、ＣＬタイマＴ１が経過するにつれて、脱気インクの気体溶存性が低下すると考えられる（気体の溶解度が飽和していて、もはや気泡が溶けずに気泡が多く残存していると考えられる）。ここで、本実施の形態では、メンテナンス前のインク消費量Ｍが同じであれば、ＣＬタイマＴ１が経過するにつれて、メンテナンス動作で消費される脱気インクの量を増加させているので、脱気インクと共に排出される気泡の量を増やすことが可能となる。すなわち、気泡溶存性の高い脱気インクが、時間経過に伴って多く供給されることにより、流路内に残存している気泡を、より多く溶解させることが可能となる。

さらに、本実施の形態では、印刷ヘッド３３または吸引ポンプ６５等で実行されるメンテナンス動作が段階的に変化する、マトリクス状のテーブルに基づいて制御するので、データ量を小さくすることが可能となると共に、計算を単純化させることが可能となる。

また、本実施の形態では、メンテナンス動作の実行に際して、印刷ヘッド３３を空吐出させるか、または吸引ポンプ６５を作動させて、より多くの脱気インクを排出させている。ここで、印刷ヘッド３３の空吐出では、少量の液体を排出可能となると共に、吸引ポンプ６５の作動では、より多量の脱気インクを排出可能となり、より多彩なメンテナンス動作を実行可能となる。

さらに、キャップ６１は、それぞれの種類に応じたノズル列を、他のノズル列とは分離して封止すると共に、その封止状態においてノズル列を個別に吸引する。また、インク消費量算出部７８は、脱気インクの消費量をノズル列毎に個別に算出すると共に、主制御部７１は、ノズル列毎に個別に算出される液体の消費量に基づいて、メンテナンス動作を選定している。このため、それぞれのノズル列に対応する脱気インクの気泡溶存性を勘案して、最適なメンテナンス動作を実行可能となる。また、ノズル列を個別に吸引可能となるため、脱気インクを無駄に吸引せずに済み、ユーザにとって経済的となる。

＜本発明の変形例＞
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態では、メンテナンステーブルとして、図７に示すような、段階的なマトリクス状のものを用いている。しかしながら、メンテナンステーブルは、マトリクス状ではなく、図１２のグラフで示されるように、直線（曲線でも良い）の間に存在する領域の間にいずれかのメンテナンス動作が存在するように設計しても良い。

また、上述の実施の形態では、キャップ６１には隔壁６２が設けられていて、それぞれの色のインクを吐出するノズル列のノズル開口３３ａを、色別に独立して封止可能としている。加えて、ノズル列毎に制御弁６４を設け、この制御弁６４での開閉動作により、ノズル開口３３ａからの脱気インクの吸引を行っている。しかしながら、キャップ６１に隔壁６２を設けずに、各ノズル列から一体的に脱気インクを吸引するようにしても良い。なお、この場合、主制御部７１は、インク消費量算出部７８で算出されるインク消費量が最も少ないものを基準として、メンテナンス動作を行うようにしても良い。ここで、脱気インクの消費量が最も少ない場合、流路内に気泡が残存している可能性が最も高い状態となる。そのため、メンテナンス動作の確実性を担保するためには、インク消費量が最も少ないものに対応する、最もランクの高いメンテナンス動作を実行する必要がある。なお、このようにすると、それぞれの種類に応じたノズル列を、他のノズル列と分離せずに一体的に封止するので、簡便な構成でメンテナンス動作を実行可能となる。

また、上述の実施の形態においては、プリンタ１０は、インクカートリッジ５１をシャーシ２１側に搭載する、いわゆるオフキャリッジタイプのプリンタ１０について説明している。しかしながら、プリンタ１０は、オフキャリッジタイプには限られず、インクカートリッジ５１をキャリッジ３１に搭載する、いわゆるオンキャリッジタイプであっても良い。

また、上述の実施の形態では、メンテナンステーブルは、Ｆｌ小、Ｆｌ大、タイマＣＬ２、タイマＣＬ３、タイマＣＬ４の、５段階のメンテナンス動作を有するものについて説明している。しかしながら、メンテナンス動作は、５段階には限られず、２段階以上であれば、何段階存在していても良い。また、チョーククリーニングをメンテナンス動作に含めても良く、また含めなくても良い。

また、上述の実施の形態の構成に加えて、加圧ポンプ５３において、流路内の脱気インクを所定だけ加圧するようにして、脱気インクに対する気泡の溶解を早めるようにしても良い。その他、溶解を早める構成としては、流路の内部に、超音波を印加する手段（超音波発生装置）を具備する構成を採用したり、温度を制御する手段（ペルチエ素子等）を具備する構成を採用しても良い。これらの構成を採用して、各手段を作動させると、気泡の溶解速度を一層早める（加速させる）ことが可能となる。

また、上述の実施の形態におけるプリンタ１０は、プリンタ機能以外の機能（スキャナ機能、コピー機能等）を備える構成のような、複合的な機器の一部であっても良い。また、液体吐出装置は、プリンタ１０には限られない。プリンタ１０以外の液体吐出装置としては、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ等の製造に用いられる、液体を噴射する装置等がある。また、液体は、インク以外の液体であっても良く、たとえば液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイに用いられる液体を噴射する装置においては、色材、電極材が液体となる。また、液体は、脱気インクには限られず、気泡が所定だけ溶解しているインク（飽和しているインク等）を用いても良い。なお、飽和しているインクを用いる場合、加圧または冷却等の別途の作業が必要となる。

本発明の一実施の形態に係るプリンタの概略構成を示す斜視図である。 図１のプリンタの概略構成を示す図である。 図１のプリンタにおけるカートリッジホルダの構成を示す斜視図である。 図１のプリンタにおけるインクカートリッジの構成を示す斜視図である。 図１のプリンタにおけるクリーニング機構の概略構成を示す図である。 図１のプリンタの制御部を中心とした概略構成を示す図である。 メモリに記憶されるメンテナンステーブルを示す図である。 従来のメンテナンステーブルを示す図である。 電源オン時のメンテナンス動作に関するフローを示す図である。 クリーニングの流速、気泡体積、圧力損失の関係を示す図である。 電源オン時のメンテナンス動作に関するフローを示す図である。 メンテナンステーブルの変形例を示す図である。

符号の説明

１０…プリンタ、３０…キャリッジ機構、３１…キャリッジ、３３…印刷ヘッド（吐出ヘッド、メンテナンス実行手段および空吐出実行手段の一部に対応）、５０…インク供給機構、５１…インクカートリッジ（液体供給源および液体収容手段に対応）、６０…クリーニング機構、６１…キャップ、６２…隔壁、６４…制御弁、６５…吸引ポンプ（メンテナンス実行手段の一部および液体吸引手段に対応）、７０…制御部（メンテナンス動作制御手段の一部に対応）、７２…メモリ（メンテナンス動作制御手段の一部に対応）、７３…ヘッド制御部、７４…ポンプ制御部、７５…ＣＲモータ制御部、７６…バルブ制御部、７７…ＣＬタイマ、７８…インク消費量算出部（液体消費量算出手段に対応）、７９…カートリッジメモリ制御部、９０…コンピュータ

Claims (8)

1. 脱気状態にある液体を供給する液体供給源と、
   吐出対象に向けて上記液体を吐出させる吐出ヘッドと、
   上記液体供給源と上記吐出ヘッドとの間であって、当該吐出ヘッドから上記液体を吐出させるまでの間に上記液体を流通させる流路と、
   第１の基準時から上記吐出ヘッドから吐出または排出される上記液体の消費量を算出する液体消費量算出手段と、
   上記液体を上記吐出ヘッドから吐出または排出させるメンテナンス動作を行うためのメンテナンス実行手段と、
   第２の基準時から計測される時間と、上記液体消費量算出手段で算出される上記液体の消費量に基づいて、メンテナンス実行手段で実行されるメンテナンス動作を制御するメンテナンス動作制御手段と、
   を具備することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記メンテナンス動作制御手段では、前記液体の消費量がそれぞれ異なる複数の前記メンテナンス動作を前記メンテナンス実行手段に実行させると共に、
   このメンテナンス動作制御手段は、前記第２の基準時が同じであれば、前記液体の消費量が多くなるにつれて、前記メンテナンス動作における前記液体の消費量を減少させる制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
3. 前記メンテナンス動作制御手段は、前記第２の基準時から計測される時間が経過するにつれて、前記メンテナンス動作における前記液体の消費量を増加させる制御を行う、
   ことを特徴とする請求項２記載の液体吐出装置。
4. 前記メンテナンス動作制御手段は、
   前記液体の消費量が多くなるにつれて、段階的に変化する前記メンテナンス動作を前記メンテナンス実行手段に実行させると共に、
   前記第２の基準時から計測される時間が経過するにつれて、段階的に変化する前記メンテナンス動作を前記メンテナンス実行手段に実行させる、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
5. 前記メンテナンス実行手段は、
   前記吐出対象に対して前記液体を吐出させないで別の部位に当該液体を吐出させる空吐出を行わせる空吐出実行手段と、
   前記吐出ヘッドから前記液体を強制的に吸引する液体吸引手段と、
   を具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 前記液体供給源は、異なる種類の前記液体をそれぞれ収容する複数の液体収容手段を有すると共に、
   前記吐出ヘッドは、上記液体収容手段の上記種類に応じた分だけのノズル列が存在すると共に、
   前記液体吸引手段は、それぞれの上記種類に応じた上記ノズル列を、他の上記ノズル列とは分離して封止すると共に、その封止状態において上記ノズル列を個別に吸引可能としていて、
   前記液体消費量算出手段は、前記液体の消費量を上記ノズル列毎に個別に算出すると共に、
   前記メンテナンス動作制御手段は、前記液体消費量算出手段で、上記ノズル列毎に個別に算出される前記液体の消費量に基づいて、前記メンテナンス実行手段で実行される前記メンテナンス動作を制御する、
   ことを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
7. 前記液体供給源は、異なる種類の前記液体をそれぞれ収容する複数の液体収容手段を有すると共に、
   前記吐出ヘッドは、上記液体収容手段の上記種類に応じた分だけのノズル列が存在すると共に、
   前記液体吸引手段は、それぞれの上記種類に応じた上記ノズル列を、他の上記ノズル列と分離せずに一体的に封止すると共に、その封止状態において上記ノズル列を吸引可能としていて、
   前記液体消費量算出手段は、前記液体の消費量を上記ノズル列毎に個別に算出すると共に、
   前記メンテナンス動作制御手段は、上記ノズル列のうち前記液体の消費量が最も少ないものを基準として、前記液体吸引手段を制御作動させる、
   ことを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
8. 吐出ヘッドから吐出または排出される液体であって、脱気状態にある液体の消費量を第１の基準時から算出する液体消費量算出工程と、
   第２の基準時から計測される時間と、上記液体消費量算出工程で算出される上記液体の消費量に基づいて、上記液体を上記吐出ヘッドから吐出または排出させるメンテナンス動作を制御するメンテナンス動作制御工程と、
   上記メンテナンス動作制御工程で制御された上記メンテナンス動作を実行させるメンテナンス実行工程と、
   を具備することを特徴とする液体吐出方法。

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