JP2009073019A - 流体噴射装置及び噴射ヘッドのメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングによるヘッドのダメージを防止することができる流体噴射装置およびヘッドのメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】噴射面にキャップ部材を接触させ吸引するキャッピング処理（Ｓ２〜Ｓ４）と噴射面をワイプ部材によりワイピングするワイピング処理（Ｓ５）を順次行う第一工程と、再度キャッピング処理（Ｓ６〜Ｓ８）を行った後にワイピング処理を行うことなく所定時間待機（Ｓ２２）する第二工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図９

Description

この発明は、流体噴射装置及び噴射ヘッドのメンテナンス方法に関するものである。

従来から、流体を噴射する噴射ヘッドの吐出口形成面にワイパ等のクリーナーが設けられた流体噴射装置が知られている。また、その吐出口形成面をワイパ等によってワイピングする噴射ヘッドのメンテナンス方法が知られている。
このような流体噴射装置及び噴射ヘッドのメンテナンス方法として、ノズルからわずかにインクを流出させながらフタをすることで、凹んだ形のメニスカスをなくし、フタをインクで均一にぬらしてノズル内への気泡の取り込みをなくそうとするものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、吐出口形成面を多数回ワイピングした場合に吐出口の周縁に付着するブレードの削れカスや増粘インクなどによって発生する吐出不良の弊害を最小限に抑えると同時に、拭取り清掃により吐出口周縁を常に清浄に保つというワイピング効果を維持するものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開昭５９−１３１４６４号公報 特開平５−３３８１８９号公報

しかしながら、上記従来の流体噴射装置及びヘッドのメンテナンス方法では、従来のインクよりも粘度の高い高粘度インクを採用した場合に、クリーニング時に増粘インクをノズルに擦り付け、かえって吐出口形成面にダメージを与えてしまうという課題がある。
また、従来よりも径の大きい吐出口を採用した場合には、吐出口からのインクの吸引力が増し、吐出口形成面に残留したインクが噴射ヘッドの内部に吸引されてしまう。これにより、クリーニング時に吐出口形成面にインクが存在しない状態となり、吐出口形成面が乾拭きされ、吐出口形成面にダメージを与えてしまうという課題がある。

そこで、この発明は、クリーニングによるヘッドのダメージを防止することができる流体噴射装置およびヘッドのメンテナンス方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明の流体噴射装置のメンテナンス方法は、流体を噴射する噴射口が複数形成された噴射面を有する噴射ヘッドと、前記噴射口からの流体の噴射状態を回復するメンテナンス処理を行うキャップ部材及びワイプ部材からなるメンテナンス部と、を備えた流体噴射装置のメンテナンス方法であって、前記噴射面に前記キャップ部材を接触させ吸引するキャッピング処理と前記噴射面をワイプ部材によりワイピングするワイピング処理とを順次行う第一工程と、再度前記キャッピング処理を行った後に前記ワイピング処理を行うことなく所定時間待機する第二工程と、を有することを特徴とする。

このようにメンテナンスすることで、従来キャッピング処理の度毎に行っていたワイピング処理が第二工程において行われなくなる。これにより、増粘した流体をワイピング処理によって噴射面に擦り付けることが防止される。また、十分な流体が存在しない状態で噴射面を乾拭きすることが防止される。したがって、ワイピング処理による噴射面のダメージを防止することができる。
また、第二工程においてキャッピング処理を行った後に所定時間待機することで、噴射ヘッドの内外に生じた圧力差によって、噴射面の噴射口近傍に付着した流体を噴射口から噴射ヘッド内部に吸引させることができる。これにより、ワイピング処理を行うことなく噴射面の流体を除去することができる。したがって、噴射面に流体が残存して増粘した状態となることを防止できる。

また、本発明の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第二工程では、前記キャッピング処理の後に前記噴射ヘッドの温度を測定し、該測定温度と予め設定した設定温度とを比較し、前記噴射ヘッドの温度が前記設定温度以上であった場合には、前記ワイピング処理を行うことなく所定時間待機することを特徴とする。

このようにメンテナンスすることで、噴射ヘッドが設定温度以上の温度となることにより噴射面に残存した流体が増粘した場合であっても、ワイピング処理によって増粘した流体を噴射面に擦り付けることが防止され、噴射面にダメージを与えることを防止できる。

また、本発明の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第二工程では、前記キャッピング処理の後に前回の前記メンテナンス処理からの経過時間を測定し、該測定時間と予め設定した設定時間とを比較し、前記測定時間が前記設定時間を経過していた場合には、前記ワイピング処理を行うことなく所定時間待機することを特徴とする。

このようにメンテナンスすることで、前回のメンテナンス処理から所定時間を経過して噴射面に残存した流体が増粘した場合であっても、増粘した流体をワイピング処理によって噴射面に擦り付けることが防止され、噴射面にダメージを与えることを防止できる。

また、本発明の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第二工程では、前記キャッピング処理の後に、実行されたクリーニング種を判定し、前記クリーニング種が設定時間経過後のタイマークリーニングであった場合には、前記ワイピング処理を行うことなく所定時間待機することを特徴とする。

このようにメンテナンスすることで、タイマークリーニング時に噴射面に残存した流体が増粘していた場合であっても、増粘した流体をワイピング処理によって噴射面に擦り付けることが防止され、噴射面にダメージを与えることを防止できる。

また、本発明の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記噴射面に前記キャップ部材を接触させ、前記噴射口から液体を噴射するフラッシング処理を行う第三工程を有することを特徴とする。

このようにメンテナンスすることで、噴射口に残存した液体が増粘していた場合であっても、フラッシング処理によって増粘した液体を排出し、噴射口からの流体の噴射状態を回復することができる。また、フラッシングによって、噴射口内部の流体のメニスカスを整えることができる。

また、本発明の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記噴射面に前記キャップ部材を接触させたまま維持する第四工程を有することを特徴とする。

このようにメンテナンスすることで、噴射口および噴射面に残存した流体の蒸発を防止して流体が増粘することを防止できる。

また、本発明の流体噴射装置は、流体を噴射する噴射口が複数形成された噴射面を有する噴射ヘッドと、前記噴射口からの流体の噴射状態を回復するメンテナンス処理を行うキャップ部材及びワイプ部材からなるメンテナンス部と、前記メンテナンス部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記噴射面に前記キャップ部材を接触させ吸引するキャッピング処理と前記噴射面をワイプ部材によりワイピングするワイピング処理とを順次行う第一処理を実行した後、再度前記キャッピング処理を実行した後に前記ワイピング処理を実行することなく所定時間待機する第二処理を実行することを特徴とする。

このように構成することで、制御部によってキャップ部材およびワイプ部材が制御され、従来キャッピング処理の度毎に行っていたワイピング処理が、第二処理において行われなくなる。これにより、増粘した流体をワイプ部材によって噴射面に擦り付けることが防止される。また、十分な流体が存在しない状態で噴射面を乾拭きすることが防止される。したがって、ワイプ部材による噴射面のダメージを防止することができる。
また、制御部によってキャップ部材を制御し、第二処理においてキャップ処理を行った後に所定時間待機することで、噴射ヘッドの内外に生じた圧力差によって、噴射面の噴射口近傍に付着した流体を噴射口から噴射ヘッド内部に吸引させることができる。これにより、ワイピング処理を行うことなく噴射面の流体を除去することができる。したがって、噴射面に流体が残存して増粘した状態となることを防止できる。

以下、図面を参照して、本発明に係る流体噴射装置及び噴射ヘッドのメンテナンス方法の一実施形態について説明する。尚、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態に係る流体噴射装置の一例を示す斜視図、図２は、平面図である。
本実施形態に係る流体噴射装置は、インク等の流体を噴射する流体噴射装置である。流体噴射装置の一例として、記録ヘッドの噴射口から記録媒体にインクを噴射して、その記録媒体に対する記録を実行するインクジェット式記録装置を用いて説明する。
尚、以下の説明では、そのインクジェット式記録装置の一例として、記録媒体である記録紙にインクの滴を吐出（噴射）して、その記録紙に対する記録を実行するインクジェットプリンタについて説明する。

図１及び図２に示すように、インクジェットプリンタ１は、インクにより記録紙に対する記録を実行する記録ユニット２と、記録紙を搬送する記録紙搬送機構３とを備えている。
記録ユニット２は、インクを噴射する記録ヘッド４（噴射ヘッド）と、記録ヘッド４を支持しながら移動可能なキャリッジ５と、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、インクが噴射される記録紙を支持するプラテン６とを含む。

インクジェットプリンタ１は、キャリッジ５を移動するモータ等を含むキャリッジ駆動装置７と、キャリッジ５の移動を案内するキャリッジガイド部材とを備えている。
キャリッジ５は、キャリッジガイド部材に案内されながら、キャリッジ駆動装置７によって、主走査方向に移動する。記録紙は、記録紙搬送機構３により、記録ユニット２に対して、主走査方向と交差する副走査方向に移動する。

また、インクジェットプリンタ１は、記録紙を収容する給紙カセット９を備えている。給紙カセット９は、インクジェットプリンタ１の本体の背面側に、着脱可能に設けられている。給紙カセット９は、積層された複数の記録紙を収容可能に設けられている。

記録紙搬送機構３は、給紙カセット９の記録紙を搬出するための給紙ローラと、給紙ローラを駆動するモータ等を含む給紙ローラ駆動装置１０と、記録紙の移動を案内する記録紙ガイド部材１１と、給紙ローラに対して搬送方向の下流側に配置されている搬送ローラと、搬送ローラを駆動する搬送ローラ駆動装置と、記録ユニット２に対して搬送方向の下流側に配置されている排出ローラとを有している。

給紙ローラは、給紙カセット９に積層されている複数の記録紙のうち、最も上側に配置されている記録紙をピックアップし、給紙カセット９より搬出可能に構成されている。給紙カセット９の記録紙は、記録紙ガイド部材１１に案内されながら、給紙ローラ駆動装置１０によって駆動する給紙ローラによって、搬送ローラに送られる。搬送ローラに送られた記録紙は、搬送ローラ駆動装置によって駆動する搬送ローラにより、搬送方向の下流側に配置された記録ユニット２に搬送される。

記録ユニット２のプラテン６は、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、記録紙の下面を支持する。記録ヘッド４及びキャリッジ５は、プラテン６の上方に配置されている。記録紙搬送機構３は、記録ユニット２による記録動作と連動して、記録紙を副走査方向に搬送する。記録ユニット２で記録された記録紙は、排出ローラを含む記録紙搬送機構３によって、インクジェットプリンタ１の正面側から排出される。

また、インクジェットプリンタ１は、インクカートリッジのインクをキャリッジ５の記録ヘッド４に供給するインク供給チューブ１２を備えている。インクカートリッジのインクは、インク供給針を介してインク供給路に供給され、そのインク供給路より、インク供給チューブ１２を介して、キャリッジ５の記録ヘッド４に供給される。
また、インクジェットプリンタ１は、記録ヘッド４をメンテナンス可能なメンテナンス装置１３を備えている。

メンテナンス装置１３（メンテナンス部）は、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含む。ワイピング装置１５は、記録ヘッド４と対向可能なワイプ部材４４を備えている。ワイピング装置１５は、ワイプ部材４４を用いて、残留したインク等、記録ヘッド４の噴射面１７（後述）に付着している異物を拭き取ったり、払ったりすることができる。
メンテナンス装置１３は、キャリッジ５及び記録ヘッド４のホームポジションに配置されている。ホームポジションは、キャリッジ５の移動領域内であって、記録ユニット２による記録動作が実行される記録領域の外側の端部領域に設定されている。
電源が切断されている間、あるいは長時間に亘って記録動作が実行されない場合、キャリッジ５及び記録ヘッド４は、ホームポジションに配置される。また、記録ヘッド４には温度計が接続され、記録ヘッド４の温度を計測可能に構成されている。

図３は、記録ヘッド４の断面図である。
図３に示すように、記録ヘッド４は、ヘッド本体１８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２とを備えている。噴射面１７は、ノズル基板２１の下面によって形成されている。噴射口１６は、ノズル基板２１に形成されている。ここで、噴射口１６の径は、用いられるインクに対応して、例えば、従来よりも約１５％程度大きく形成されている。流路形成ユニット２２は、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を積層し、接着剤等で接合して一体にしたものである。

記録ヘッド４は、ヘッド本体１８の内部に形成された収容空間２３と、収容空間２３に配置された駆動ユニット２４とを備えている。駆動ユニット２４は、複数の圧電素子２５と、圧電素子２５の上端を支持する固定部材２６と、駆動信号を圧電素子２５に供給する柔軟なケーブル２７とを備えている。圧電素子２５は、複数の噴射口１６のそれぞれに対応するように設けられている。

また、記録ヘッド４は、ヘッド本体１８の内部に形成され、インクカートリッジからインク供給チューブ１２を介して供給されたインクが流れる内部流路２８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２によって形成され、内部流路２８と接続された共通インク室２９と、流路形成ユニット２２によって形成され、共通インク室２９と接続されたインク供給口３０と、流路形成ユニット２２によって形成され、インク供給口３０と接続された圧力室３１とを備えている。圧力室３１は、複数の噴射口１６に対応するように複数設けられている。複数の噴射口１６のそれぞれは、複数の圧力室３１のそれぞれに接続されている。

ヘッド本体１８は、合成樹脂で形成されている。振動板１９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である。振動板１９の圧力室３１に対応する部分には、圧電素子２５の下端と接合される島部３２が形成されている。振動板１９の少なくとも一部は、圧電素子２５の駆動に応じて弾性変形する。振動板１９と内部流路２８の下端近傍との間にはコンプライアンス部３３が形成されている。
流路基板２０は、内部流路２８の下端と噴射口１６とを接続する共通インク室２９、インク供給口３０、及び圧力室３１それぞれの空間を形成するための凹部を有する。本実施形態においては、流路基板２０は、シリコンを異方性エッチングすることで形成されている。

ノズル基板２１は、所定方向に所定間隔（ピッチ）で形成された複数の噴射口１６を有する。本実施形態のノズル基板２１は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された板状の部材である。尚、上述のように噴射面１７は、ノズル基板２１の下面によって形成されている。

このように構成されたインクジェットプリンタ１においては、図１及び図２に示すように、インクカートリッジからインク供給チューブ１２を介して供給されたインクは、図３に示す内部流路２８の上端に流入する。内部流路２８の下端は、共通インク室２９に接続されており、インクカートリッジからインク供給チューブ１２を介して内部流路２８の上端に流入したインクは、内部流路２８を流れた後、共通インク室２９に供給される。共通インク室２９に供給されたインクは、インク供給口３０を介して、複数の圧力室３１のそれぞれに分配されるように供給される。

ケーブル２７を介して圧電素子２５に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮する。これにより、振動板１９が圧力室３１に接近する方向及び離れる方向に変形（移動）する。これにより、圧力室３１の容積が変化し、インクを収容した圧力室３１の圧力が変動する。この圧力の変動によって、噴射口１６から、インクが噴射（吐出）される。
このように、本実施形態の圧電素子２５は、噴射口１６よりインクを噴射するために、入力される駆動信号に基づいて、噴射口１６に接続された圧力室３１の圧力を変動させる。

図４は、キャッピング装置１４に連結された吸引装置３５の構成を示す図である。
キャップ部材３４の底壁には、キャップ部材３４内に溜まったインクを排出する排出部３４ａ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３４ｂが形成されている。
排出部３４ａには、可撓性材料等からなる排出チューブ３９の一端部が接続されており、排出チューブ３９の他端部は、廃インクタンク３６内に挿入されている。
なお、廃インクタンク３６内には、多孔質部材からなる廃インク吸収材５３が収容されており、この廃インク吸収材５３により回収されたインク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３６は、プラテン６の下方に配設されている。

キャップ部材３４と廃インクタンク３６との間には、チューブポンプ式吸引装置３５が配設されている。吸引装置３５は、円筒状のケース３７を有しており、このケース３７内には平面視で円形状をなすポンプホイル３８がケース３７の軸心に設けられたホイル軸３８ａを中心に回動可能に収容されている。そして、このケース３７内に、排出チューブ３９の中間部３９ａがケース３７の内周壁３７ａに沿うようにして収容されている。

ポンプホイル３８には、一対の外側に膨らむ円弧状をなすローラ案内溝４０，４１がホイル軸３８ａ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４０，４１は、一端がポンプホイル３８の外周側に位置しており、他端がポンプホイル３８の内周側に位置している。すなわち、両ローラ案内溝４０，４１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３８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４０，４１内には、押圧手段としての一対のローラ４２，４３が、それぞれ回動軸４２ａ，４３ａを介して挿通支持されている。なお、両回動軸４２ａ，４３ａは、それぞれ両ローラ案内溝４０，４１内を摺動自在になっている。

そして、ポンプホイル３８を、正方向（矢印方向）に回動させると、両ローラ４２，４３が両ローラ案内溝４０，４１の一端側（ポンプホイル３８の外周側）に移動し、排出チューブ３９の中間部３９ａ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、吸引装置３５より上流側の排出チューブ３９の内部が減圧されるようになっている。
これにより、キャップ部材３４内に溜まったインクは、ポンプホイル３８の正方向の回動動作により、徐々に廃インクタンク３６方向へ排出されるようになっている。また、噴射面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を負圧にすることによって、噴射面１７の噴射口１６からインクを吸引することができる。

また、ポンプホイル３８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４２，４３が両ローラ案内溝４０，４１の他端側（ポンプホイル３８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４２，４３がそれぞれ排出チューブ３９の中間部３９ａに軽く接した状態となり、排出チューブ３９の内部の減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３８は、給紙ローラ駆動機構１０よって回転駆動されるようになっている。また、キャップ部材３４は、不図示の駆動装置により、記録ヘッド４の噴射面１７に上端面を接触させて閉空間を形成したり、離間させたりすることが可能となっている。

インクジェットプリンタ１は、メンテナンス装置１３を用いて、記録ヘッド４に対するメンテナンス処理を実行可能である。メンテナンス装置１３は、記録ヘッド４の噴射特性を維持するために、記録ヘッド４と協働して、噴射口１６よりインクを排出させる動作を含むメンテナンス処理を実行する。

メンテナンス処理は、噴射口１６からインクをキャップ部材３４に噴射するフラッシング動作、ワイピング装置１５のワイプ部材４４を用いたワイプ動作、及びキャッピング装置１４のキャップ部材３４及び吸引装置３５を用いた吸引動作の少なくとも一つを含む。
フラッシング動作は、記録領域において噴射口１６からのインクを記録紙に供給する前に、ホームポジションにおいて、噴射口１６よりインクをキャップ部材３４に予め噴射（吐出）する動作を含む。これにより、噴射口１６付近の粘度が増大したインクが排出され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。

吸引動作は、ホームポジションにおいて、噴射面１７とキャップ部材３４とを対向させ、噴射面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を吸引装置３５を用いて負圧にすることによって、噴射面１７の噴射口１６からインクを吸引する動作を含む。これにより、フラッシング動作では排出しきれなかった粘度が増大したインク、噴射口１６内に侵入したゴミ、記録ヘッド４内の気泡等が、噴射口１６よりインクとともに排出され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。

図５は、インクの供給経路を説明するための模式図である。図５に示すように、インク供給チューブ１２は、インクカートリッジ４８と記録ヘッド４に接続されたサブタンク５１とを接続しており、インクカートリッジ４８からインク供給チューブ１２に供給されたインクは、サブタンク５１に供給される。インクカートリッジ４８は、水頭値を考慮して記録ヘッド４の噴射面１７よりもやや低い位置に配置されている。本実施形態においては、インクカートリッジ４８は、ケース部材４９と、ケース部材４９に収容され、可塑性材料で形成されたインクパック５０とを含む。サブタンク５１は、インク室５２を有し、インク室５２に供給されたインクは、記録ヘッド４に供給される。
また、ケース部材４８には検出装置８が接続され、インクカートリッジ４８の交換を検出可能に構成されている。

図６は、インクジェットプリンタ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インクジェットプリンタ１は、インクジェットプリンタ１全体の動作を制御する制御装置５８を備えている。制御装置５８（制御部）には、インクジェットプリンタ１の動作に関する各種情報を入力する入力装置５９と、インクジェットプリンタ１の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６０と、電源が切断されている間であっても時間の計測を実行可能な計測装置６１とが接続されている。また、計測装置６１は、記録ヘッド４の温度を検出可能な温度計４６に接続され、記録ヘッド４の温度の計測を実行可能に構成されている。

また、制御装置５８には、上述した駆動装置３７、記録紙搬送機構３、キャリッジ駆動装置７、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含むメンテナンス装置１３、及び検出装置８等が接続されている。また、インクジェットプリンタ１は、圧電素子２５を含む駆動ユニット２４に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６２を備えている。駆動信号発生器６２は、制御装置５８に接続されている。
駆動信号発生器６２には、記録ヘッド４の圧電素子２５に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び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が入力される。駆動信号発生器６２は、入力されたデータ及びタイミング信号に基づいて吐出パルス等の駆動信号を発生する。

駆動信号発生器６２より吐出パルスが圧電素子２５に入力されると、噴射口１６よりインクの滴が吐出される。吐出パルスが圧電素子２５に入力されると、圧電素子２５が収縮して圧力室３１が膨張する。圧力室３１の膨張状態が短時間維持された後、圧電素子２５が急激に伸長する。これに伴って、圧力室３１の容積が基準容積以下に収縮し、噴射口１６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、所定量のインクの滴が噴射口１６から吐出される。その後、インクの滴の吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるように、圧力室３１が基準容積に復帰する。

図７に、本実施形態において用いられるインクの粘度と蒸発率の関係を表すグラフを示す。
図７に示すように、インクの蒸発率が４０％以下の場合には、インクの粘度はほとんど変上昇せず、のインクの色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの違いによる粘度の差もほとんど見られない。しかし、インクの蒸発率が４０％を超えるとインクの粘度が上昇し始め、蒸発率が５０％を超えると、粘度は急激に上昇する。また、インクの色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの違いによって、粘度にも大きな差が現れる。本実施形態では、インクの色Ｍが最も増粘しやすく、インクの色Ｙが最も増粘し難くなっている。

次に、上述の構成を有するインクジェットプリンタ１のクリーニング時の動作（メンテナンス方法）の第一実施形態について、主に制御装置５８の動作を中心にして、図８のフローチャートを参照しながら説明する。

クリーニングが開始される（ステップＳ１）と、制御装置５８は駆動装置３７を駆動させ、キャップ部材３４の上端面を噴射面１７に対して接近させ接触させる（ステップＳ２）。次いで、制御装置５８はメンテナンス装置１３を駆動させ、吸引装置３５により、キャップ部材３４と噴射面１７との間に形成された空間の流体を吸引する（ステップＳ３）。これにより、噴射口１６の内部の増粘したインクが排出される。

次いで、制御装置５８は駆動装置３７を駆動させ、キャップ部材３４の上端面を噴射面１７から離間させる（ステップＳ４）。
次に、制御装置５８は、ワイプ部材４４を所定位置にセットした状態でキャリッジ駆動装置７を駆動させ、ワイピング装置１５のワイプ部材４４によって噴射ヘッド４の噴射面１７をワイピングする（ステップＳ５）。これにより、ワイプ部材４４を用いて、残留したインク等、噴射面１７に付着している異物を拭き取ったり、払ったりすることができる。

次に、制御装置５８は上述のステップＳ２〜ステップＳ４と同様に、キャップ部材３４の上端面を噴射面１７に対して接触させ（ステップＳ６）、キャップ部材３４と噴射面１７との間に形成された空間の流体を吸引し（ステップＳ７）、キャップ部材３４の上端面を噴射面１７にから離間させる（ステップＳ８）。

次に、制御装置５８はワイピングを行うことなく、所定時間待機する（ステップＳ９）。待機時間は、上述したインクの粘度や噴射口１６の径に応じて適宜調整される。本実施形態では、例えば、約２０秒間待機する。
ここで、図５に示すように、インクカートリッジ４８は、記録ヘッド４の噴射面１７よりもやや低い位置に配置されているので、上述のように所定時間待機することで、噴射面１７の噴射口１６の近傍に付着したインクは、水頭値により記録ヘッド４の内部に吸引される。

次に、制御装置５８は駆動装置３７を駆動させ、キャップ部材３４の上端面を噴射面１７に対して接近させ接触させ、噴射口１６よりインクをキャップ部材３４に噴射（吐出）してフラッシングする（ステップＳ１０）。これにより、噴射口１６付近の粘度が増大したインクが排出されるとともに、噴射口１６のインクのメニスカスを整えることができる。終了時には、キャップ部材３４の上端面を噴射面１７に接触させた状態で維持する（ステップＳ１１）。以上により、クリーニング時の動作が終了する（ステップ１２）。
尚、クリーニング時の動作の終了後に記録紙に対する記録動作を開始する場合には、制御装置５８はステップ１１の動作を行わない。

以上説明したクリーニング時の動作によれば、従来キャッピング（ステップＳ２〜ステップＳ４）の度毎に行っていたワイピング（ステップＳ５）が二度目のキャッピング（ステップＳ６〜ステップＳ８）の後に行われなくなる。これにより、増粘したインクをワイピング（ステップＳ５）によって噴射面１７に擦り付けることが防止される。また、十分なインクが存在しない状態で噴射面１７を乾拭きすることが防止される。したがって、ワイピング（ステップＳ５）による噴射面１７のダメージを防止することができる。

また、二度目のキャッピング（ステップＳ６〜ステップＳ８）の後に所定時間待機する（ステップＳ９）ことで、噴射ヘッド４とインクカートリッジ４８との間の水頭値によって、噴射面１７の噴射口１６近傍に付着したインクを噴射口１６から噴射ヘッド４の内部に吸引させることができる。これにより、再びワイピングを行うことなく噴射面１７のインクを除去することができる。したがって、噴射面１７にインクが残存して増粘した状態となることを防止できる。
また、キャップ部材３４の上端面を噴射面１７に接触させた状態でクリーニング時の動作を終了することで、インクの蒸発を防止し、インクが増粘することを防止できる。

次に、インクジェットプリンタ１のクリーニング時の動作の第二実施形態について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。このクリーニング時の動作は、図８を用いて説明した上述のクリーニング時の動作とステップＳ１〜ステップＳ８までは同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

制御装置５８は、ステップＳ１〜ステップＳ８の処理を行った後、計測装置６１を用いて温度計４６の温度を検出し、記録ヘッド４の温度を測定する。そして、記録ヘッド４の測定温度を記憶装置６０に記憶する。さらに、記憶した測定温度と、予め設定し記憶装置６０に記憶された設定温度とを比較する（ステップＳ２１）。
ここで、設定温度としては、図７に示す特性のインクを用いた場合、例えば、約３０℃とすることが好適である。記録ヘッド４の温度が約３０℃以上となった場合、蒸発率が約４０％を超えてインクが増粘する危険性が増大するためである。

測定温度が設定温度以上であった場合、制御装置５８は、図８のステップＳ９〜ステップＳ１２と同様に、ワイピングを行うことなく所定時間待機し（ステップＳ２２）、フラッシングし（ステップＳ２４）、クリーニング時の動作が終了する（ステップＳ２５）。
測定温度が設定温度よりも低かった場合、制御装置５８は、ステップＳ５と同様に、噴射ヘッド４の噴射面１７をワイピングする（ステップＳ２３）。そして、図８に示すステップＳ１０と同様にフラッシングし（ステップＳ２４）、クリーニング時の動作が終了する（ステップＳ２５）。
尚、クリーニング時の動作の終了後に記録紙に対する記録動作を開始しない場合には、図８に示すステップＳ１１と同様に、フラッシングの後にキャップ部材３４の上端面を噴射面１７に接触させた状態で維持してもよい。

以上説明したクリーニング時の動作によれば、噴射ヘッド４が設定温度以上の温度となることにより噴射面１７に残存したインクが増粘した場合であっても、ワイピングによって増粘したインクを噴射面１７に擦り付けることが防止され、噴射面１７にダメージを与えることを防止できる。また、噴射ヘッド４が設定温度以下であり、噴射面１７に残存したインクが増粘していない場合には、噴射面１７のインクをワイピングによって除去することができる。したがって、ワイピングによる噴射面１７のダメージを防止することができる。

次に、インクジェットプリンタ１のクリーニング時の動作の第三実施形態について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。このクリーニング時の動作は、図９を用いて説明した上述のクリーニング時の動作とステップＳ２１の代わりにステップＳ３１を行う点で異なっている。その他は同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

制御装置５８は、ステップＳ１〜ステップＳ８の処理を行った後、計測装置６１を用いて、前回クリーニング時の動作が終了してから今回開始するまでの経過時間を算出する。そして、経過時間を測定時間として記憶装置６０に記憶する。さらに、記憶した測定時間と、予め設定し、記憶装置６０に記憶された設定時間とを比較する（ステップＳ３１）。
ここで、設定時間は、例えば、約２４時間とすることが好適である。前回クリーニング時の動作を終了してから、今回クリーニング時の動作を開始するまでの経過時間が２４時間を超えた場合、インクの蒸発率が約４０％を超えてインクが増粘する危険性が増大するためである。

測定時間が設定時間を超えていた場合、図９に示すステップＳ２２、ステップＳ２４、ステップＳ２５の動作と同様に、制御装置５８は再度ワイピングを行うことなく、所定時間待機し（ステップＳ３２）、フラッシングを行い（ステップＳ３４）、クリーニング時の動作が終了する（ステップＳ３５）。
一方、測定時間が設定時間以内であった場合、図９に示すステップＳ２３〜ステップＳ２５の動作と同様に、噴射ヘッド４の噴射面１７をワイピングし（ステップＳ３３）、フラッシングを行い（ステップＳ３４）、クリーニング時の動作が終了する（ステップＳ３５）。

以上説明したクリーニング時の動作によれば、前回のクリーニング時の動作から所定時間を経過して噴射面１７に残存したインクが増粘した場合であっても、増粘したインクをワイピングによって噴射面１７に擦り付けることが防止され、噴射面１７にダメージを与えることを防止できる。また、前回のクリーニング時の動作からの経過時間が所定時間以内であり、噴射面１７に残存したインクが増粘していない場合には、噴射面１７のインクをワイピングによって除去することができる。したがって、ワイピングによる噴射面１７のダメージを防止することができる。

次に、インクジェットプリンタ１のクリーニング時の動作の第四実施形態について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。このクリーニング時の動作は、図９を用いて説明した上述のクリーニング時の動作とステップＳ２１の代わりにステップＳ４１を行う点で異なっている。その他は同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

制御装置５８は、ステップＳ１〜ステップＳ８の処理を行った後、開始されたクリーニング種を判定する（ステップＳ４１）。
クリーニング種としては、例えば、所定の時間の経過後に開始されるタイマークリーニング、検出装置８がインクカートリッジ４８の交換を検出したときに開始されるインクカートリッジ交換クリーニング、インクの初期充填時に開始される初期充填クリーニングおよび手動操作により開始されるマニュアルクリーニング等がある。

制御装置５８は、クリーニング種の判定に当って、開始されたクリーニングが図１２に示すタイプＡまたはタイプＢのいずれに該当するか判定する。すなわち、開始されたクリーニングがタイマークリーニングまたはインクカートリッジ交換クリーニングであった場合、タイプＡであると判定する。また、クリーニングの種類が、初期充填クリーニングまたはマニュアルクリーニングであった場合、タイプＢであると判定する。

ここで、タイプＡのクリーニング種は、クリーニングの動作の開始時において噴射面１７に残存したインクが増粘している可能性が比較的高いケースである。また、タイプＢのクリーニング種は、クリーニングの動作の開始時において比較的その可能性が低いケースである。
尚、インクの種類やその他の設計条件によっては、マニュアルクリーニングをタイプＡとし、インクカートリッジ交換クリーニングをタイプＢとしてもよい。

クリーニング種がタイプＡであった場合、図９に示すステップＳ２２、ステップＳ２４、ステップＳ２５の動作と同様に、制御装置５８は再度ワイピングを行うことなく、所定時間待機し（ステップＳ４２）、フラッシングを行い（ステップＳ４４）、クリーニング時の動作が終了する（ステップＳ４５）。
クリーニング種がタイプＢであった場合、図９に示すステップＳ２３〜ステップＳ２５の動作と同様に、噴射ヘッド４の噴射面１７をワイピングし（ステップＳ４３）、フラッシングを行い（ステップＳ４４）、クリーニング時の動作が終了する（ステップＳ４５）。

以上説明したクリーニング時の動作によれば、タイプＡのクリーニング種のクリーニングの動作の開始時に、噴射面１７に残存したインクが増粘していた場合であっても、増粘したインクをワイピングによって噴射面１７に擦り付けることが防止され、噴射面１７にダメージを与えることを防止できる。また、タイプＢのクリーニング種のクリーニングの動作の開始時であって、噴射面１７に残存したインクが増粘していない場合には、噴射面１７のインクをワイピングによって除去することができる。

制御装置５８は、図９〜図１１に示すステップＳ２５、ステップＳ３５、ステップＳ４５においてクリーニング時の動作を完了すると、記録ヘッド４を記録領域に移動して、記録紙に対する記録動作を開始する。
以上説明したように、本実施形態のインクジェットプリンタ１では、従来のインクよりも粘度の高い高粘度インクを採用した場合であっても、ワイピングを必要最小限に行うことで、増粘した流体をワイピング処理によって噴射面１７に擦り付けることが防止される。また、従来よりも径の大きい噴射口１６を採用した場合であっても、十分なインクが存在しない状態で噴射面１７を乾拭きすることが防止される。
したがって、本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、クリーニングによる記録ヘッド４のダメージを防止することができる。

尚、上述の実施形態においては、インクジェット式記録装置がインクジェットプリンタ１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に限られず、複写機及びファクシミリ等の記録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、インク等の流体（液状体）を噴射する流体噴射装置（液状体噴射装置）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、インク以外の他の流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流体は、流体、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、流体として流して噴射できる固体、及び粉体（トナー等）を含む。

また、上述の実施形態において、流体噴射装置から噴射される流体（液状体）としては、インクのみならず、特定の用途に対応する流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流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流体を噴射して、その流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（液状体噴射装置）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）した流体（液状体）を噴射する流体噴射装置に適用可能である。

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流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流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、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射するトナージェット式記録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。

また、チューブポンプの構成としては、図４に示したような、円環状に湾曲させたチューブ部材の両端を同方向に引き出して同一平面内で束ねる形式に代えて、円環状に湾曲させたチューブ部材の両端を互いに逆方向に引き出して交差させる構成を採用することもできる。また、吸引装置３５としては、例えば特開２００６−２５７９２８号公報に開示されているようなチューブポンプを用いることもできる。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタを示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタが備える記録ヘッドを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るキャップ部材に連結された吸引装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタのインクの供給経路を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るインクの粘度と蒸発量の関係を表すグラフである。 本発明の第一実施形態に係るインクジェットプリンタの動作の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係るインクジェットプリンタの動作の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第三実施形態に係るインクジェットプリンタの動作の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第四実施形態に係るインクジェットプリンタの動作の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第四実施形態に係るインクジェットプリンタのクリーニング種を示す表である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ（流体噴射装置）、４ 記録ヘッド（噴射ヘッド）、１３ メンテナンス装置（メンテナンス部）、１６ 噴射口、１７ 噴射面、３４ キャップ部材、４４ ワイプ部材、４８ インクカートリッジ（流体カートリッジ）、５８ 制御装置（制御部）

Claims (7)

1. 流体を噴射する噴射口が複数形成された噴射面を有する噴射ヘッドと、前記噴射口からの流体の噴射状態を回復するメンテナンス処理を行うキャップ部材及びワイプ部材からなるメンテナンス部と、を備えた流体噴射装置のメンテナンス方法であって、
   前記噴射面に前記キャップ部材を接触させ吸引するキャッピング処理と前記噴射面をワイプ部材によりワイピングするワイピング処理とを順次行う第一工程と、
   再度前記キャッピング処理を行った後に前記ワイピング処理を行うことなく所定時間待機する第二工程と、を有することを特徴とする流体噴射装置のメンテナンス方法。
2. 前記第二工程では、前記キャッピング処理の後に前記噴射ヘッドの温度を測定し、該測定温度と予め設定した設定温度とを比較し、
   前記噴射ヘッドの温度が前記設定温度以上であった場合には、前記ワイピング処理を行うことなく所定時間待機することを特徴とする請求項１記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
3. 前記第二工程では、前記キャッピング処理の後に前回の前記メンテナンス処理からの経過時間を測定し、該測定時間と予め設定した設定時間とを比較し、
   前記測定時間が前記設定時間を経過していた場合には、前記ワイピング処理を行うことなく所定時間待機することを特徴とする請求項１記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
4. 前記第二工程では、前記キャッピング処理の後に、実行されたクリーニング種を判定し、
   前記クリーニング種が設定時間経過後のタイマークリーニングであった場合には、前記ワイピング処理を行うことなく所定時間待機することを特徴とする請求項１記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
5. 前記噴射面に前記キャップ部材を接触させ、前記噴射口から液体を噴射するフラッシング処理を行う第三工程を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
6. 前記噴射面に前記キャップ部材を接触させたまま維持する第四工程を有することを特徴とする請求項５記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
7. 流体を噴射する噴射口が複数形成された噴射面を有する噴射ヘッドと、前記噴射口からの流体の噴射状態を回復するメンテナンス処理を行うキャップ部材及びワイプ部材からなるメンテナンス部と、前記メンテナンス部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記噴射面に前記キャップ部材を接触させ吸引するキャッピング処理と前記噴射面をワイプ部材によりワイピングするワイピング処理とを順次行う第一処理を実行した後、
   再度前記キャッピング処理を実行した後に前記ワイピング処理を実行することなく所定時間待機する第二処理を実行することを特徴とする流体噴射装置。

Images