JP2012179745A

JP2012179745A - 液体噴射装置、メンテナンス方法

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Publication number: JP2012179745A
Application number: JP2011042833A
Authority: JP
Inventors: Koji Morikoshi; 耕司森腰; Yasuaki Hirai; 康章平井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP5729016B2

Abstract

【課題】記録品質の低下を抑制しつつ、液体の消費量を低減させることができる液体噴射装置、メンテナンス方法を提供する。
【解決手段】インクを貯留するリザーバー４４と複数のノズル２３を有し、各ノズル２３とリザーバー４４が流出孔４７及びキャビティ４８を介して連通する液体噴射ヘッド１８と、液体噴射ヘッド１８に当接可能なキャップ５０と、キャップ５０内を吸引する吸引ポンプ５３と、吸引ポンプ５３がキャップ５０内を吸引してからの経過時間を計時するタイマー６２と、排出インクがノズル２３からリザーバー４４内に流入した場合において流入した排出インクをリザーバー４４内のインク中に拡散させるのに必要な拡散時間を記憶する記憶部６１と、タイマー６２が計時した経過時間が記憶部６１に記憶されている拡散時間よりも長いと判断した場合に、各ノズル２３から排出インクが拡散したインクを噴射させる制御部６０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンターなどの液体噴射装置、液体噴射装置におけるメンテナンス方法に関する。

従来、液体噴射装置の一つとして、インクジェット式プリンターが広く知られている。このプリンターでは、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）に形成されたノズルから記録媒体にインク（液体）を噴射することにより印刷（記録）を施すようになっている。

こうしたプリンターにおいては、例えばインク中にノズルから気泡が混入した状態や、インクが増粘した状態で、そのようなインクを噴射すると、印刷した画像にドット抜けが生じてしまうことがある。そのため、このようなプリンターでは、ノズル形成面に形成された各ノズルをキャップで囲んだ状態で該キャップ内の圧力を低下させることにより、気泡が混入したり増粘したりしたインクを排出させるクリーニングを実行するようになっている（例えば特許文献１）。

また、ノズルからインクを噴射して印刷を行うプリンターでは、噴射時以外におけるノズルからのインクの漏出を抑制するために、ノズルから噴射可能なインクに負圧を付与している。そのため、クリーニングに伴ってキャップに排出された排出インク（排出液）が負圧により逆流して再びノズル内に混入してしまうことがある。そして、複数種類のインクが排出されたキャップから排出インクが逆流してノズル内に混入した状態で印刷を行うと、多数のノズルからなるノズル列において排出インクが混入したノズルと混入していないノズルとで色目が変化して印刷品質を低下させてしまうという問題があった。これに対し、クリーニング後にノズルから印刷とは無関係にインクを噴射する所謂フラッシングを行い、ノズル内に混入した排出インクをノズル外に排出した状態で印刷を行うことにより印刷品質の低下を抑制する方法が考えられる。

特開２００３−３３４９６２号公報

ところで、記録ヘッドには、多数のノズルが形成されており、排出インクが混入したノズルを特定するのは困難である。そのため、一部のノズルに排出インクが混入した場合であっても全てのノズルでフラッシングを行い、当該一部のノズルから混入した排出インクを当該一部のノズルから全て排出し終わるショット分だけ他のノズルからも同様にインクを噴射しなければならず、インクが無駄に消費されてしまっていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録品質の低下を抑制しつつ、液体の消費量を低減させることができる液体噴射装置、メンテナンス方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留部と液体を噴射する複数のノズルを有し、該各ノズルと前記液体貯留部が該液体貯留部から前記各ノズルに向けて分岐した分岐部を介して連通する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドに前記複数のノズルを囲うように当接可能なキャップと、該キャップ内を吸引する吸引手段と、前記キャップが前記液体噴射ヘッドに前記複数のノズルを囲うように当接した状態で前記吸引手段が前記キャップ内を吸引してからの経過時間を計時する計時手段と、前記ノズルから前記キャップ内に排出された排出液が前記ノズルから前記分岐部を介して前記液体貯留部内に流入した場合において当該流入した排出液を前記液体貯留部内の前記液体中に拡散させるのに必要な時間として予め設定した拡散時間を記憶する記憶手段と、前記計時手段が計時した前記経過時間が前記記憶手段に記憶されている前記拡散時間よりも長いと判断した場合に、前記液体噴射ヘッドの前記各ノズルから前記排出液が拡散した前記液体を噴射させる制御手段とを備える。

この構成によれば、液体噴射装置は、液体噴射ヘッドにノズルを囲うようにキャップを当接させた状態で吸引手段の駆動に伴いキャップに液体を排出させた後、負圧による逆流でキャップから排出液がノズル内に混入したことを見越して行うノズルからの液体の噴射を排出液の混入があった直後には行わず、予め設定した拡散時間が経過するまで待機する。そのため、液体噴射ヘッドのノズル、分岐部及び液体貯留部内では、キャップから負圧による逆流でノズルを介して混入した排出液が時間の経過と共に拡散し、ノズル、分岐部及び液体貯留部内に元々存在していた液体と混ざり合うようになる。また、各ノズルは、液体貯留部と分岐部を介して連通しているため、排出液は液体貯留部を介して他のノズル内の液体とも混ざり合い、各ノズルから噴射される液体における排出液の混合割合のばらつきが低減される。そして、拡散により排出液の混合割合が全体的に低下した液体が複数のノズルからノズルごとの色目の変化を抑制した状態で噴射される。また、たとえノズルごとの色目の変化が少しばかり存在していたとしても、そのような色目の変化をなくすために必要な噴射回数は、負圧による逆流で排出液がノズル内に混入した直後に噴射する場合よりも、少ない噴射回数ですませることができる。したがって、キャップ内に排出させた排出液が負圧による逆流でノズル内に混入したことにより生じるノズルごとの色目の変化を無くすために行うノズルからの液体の噴射回数をノズル内への排出液の混入があった直後に噴射する場合に比べて減らすことができるため、記録品質の低下を抑制しつつ、液体の消費量を低減させることができる。

本発明の液体噴射装置において、前記記憶手段には、前記ノズルから噴射させる液体の種類と前記拡散時間とが対応付けて記憶されている。
ノズルを介して液体貯留部内に混入した排出液の拡散速度は、ノズル、分岐部及び液体貯留部内に元々存在していた液体の濃度や粘度などに応じて異なる。その点、この構成によれば、拡散時間が液体の種類ごとに記憶されているため、液体の種類に関わらずに排出液をノズル、分岐部及び液体貯留部内で十分に拡散させてから、そのような拡散により排出液の混合割合が低下した液体を間欠的に噴射することができる。

本発明の液体噴射装置において、前記液体貯留部の容量は、０ｍｍ^３よりも大きく７５０ｍｍ^３以下であると共に、前記拡散時間は、５秒以上である。
この構成によれば、７５０ｍｍ^３以下の容量の液体貯留部に対して５秒以上の拡散時間を設定することにより、液体貯留部内の液体と排出液とが混ざり合い、排出液を十分に拡散させることができる。

本発明のメンテナンス方法は、液体を貯留する液体貯留部と液体を噴射する複数のノズルを有し、該各ノズルと前記液体貯留部が該液体貯留部から前記各ノズルに向けて分岐した分岐部を介して連通する液体噴射ヘッドに前記複数のノズルを囲うようにキャップを当接させた状態で前記キャップ内を吸引する吸引段階と、前記ノズルから前記キャップ内に排出された排出液が前記ノズルから前記分岐部を介して前記液体貯留部内に流入した場合において当該流入した排出液を前記液体貯留部内の前記液体中に拡散させるのに必要な時間として予め設定した拡散時間が経過するまで待機する待機段階と、前記待機段階の終了後において前記排出液が拡散した前記液体を噴射する噴射段階とを備える。

この構成によれば、上記液体噴射装置に係る発明と同様の作用効果を奏し得る。

本発明の実施形態におけるプリンターの概略構成を示す断面図。クリーニング時の液体噴射ヘッド及びキャップの模式断面図。排出インクの拡散を示す液体噴射ヘッド及びキャップの模式断面図。排出インクの拡散を示す液体噴射ヘッド及びキャップの模式断面図。排出インクの拡散を示す液体噴射ヘッド及びキャップの模式断面図。フラッシング時の液体噴射ヘッド及びキャップの模式断面図。インクの種類と排出インクの拡散の関係を示す表。

以下、本発明を液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、単に「プリンター」という）に具体化した実施形態を図１〜図７を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、図１中に矢印で示すように、鉛直方向における重力方向を下方向、反重力方向を上方向とする。また、鉛直方向と交差する方向であって、プリンターに給送された用紙が画像の形成時において搬送される搬送方向を前方向、その搬送方向の反対方向を後方向とする。さらに鉛直方向および搬送方向の双方と交差する方向であって液体噴射ヘッドが往復移動する方向すなわち走査方向を、前方から見て、それぞれ右方向、左方向と呼ぶことにする。

図１に示すように、液体噴射装置としてのプリンター１１の本体ケース１２内には、媒体となる用紙Ｐに対してインク（液体）を噴射して印刷（記録）を施す記録部１３と、インクの噴射機構をメンテナンスするためのメンテナンス装置１４が左右方向に並ぶように収容されている。また、本体ケース１２内には、左右方向に延びる棒状のガイド軸１５と、用紙Ｐを支持する支持台１６とが収容されている。

記録部１３は、ガイド軸１５に左右方向への往復移動可能な状態で支持されたキャリッジ１７と、キャリッジ１７の下面側に支持された液体噴射ヘッド１８とを備える。キャリッジ１７は、図示しない駆動機構により、左右方向に往復移動するようになっている。なお、本実施形態においては、本体ケース１２内の右端側をホームポジション側とするとともに、ホームポジション側から印刷領域となる左側に向かう左方向を移動方向Ｘとして図示している。

キャリッジ１７には、インクを収容したインクカートリッジ１９が着脱可能に装着されるとともに、液体噴射ヘッド１８側となる下流側に向けてインクを供給するインク供給路２０が設けられている。インクカートリッジ１９及びインク供給路２０は、インクの色数等（本実施形態では４色）に対応して複数設けられている。

液体噴射ヘッド１８には、各インク供給路２０を通じて供給されたインクを噴射する複数のノズル２３が設けられているとともに、液体噴射ヘッド１８の下面側からなるノズル形成面２４には、ノズル２３のノズル開口２５が形成されている。また、支持台１６上には、図示しない搬送機構によって後方から前方に向けて用紙Ｐが搬送される。そして、キャリッジ１７が移動方向Ｘに沿って直線移動（走査）しながら、ノズル２３から支持台１６上の用紙Ｐにインク滴を噴射することにより、印刷（記録）が行われるようになっている。

なお、液体噴射ヘッド１８においては、各色に対応するノズル２３が移動方向Ｘに沿って配置されるとともに、同一色のインクを噴射する複数のノズル２３が用紙Ｐの搬送方向と一致するノズル列方向Ｙに沿って延びるノズル列Ｎ（図２参照）を形成している。すなわち、液体噴射ヘッド１８には、複数のノズル２３からなるノズル列Ｎが複数列設けられている。そして、キャリッジ１７の走査毎にノズル列Ｎの長さに対応する幅の印刷が行われるとともに、間欠的に用紙Ｐが搬送されるようになっている。

次に、液体噴射ヘッド１８の構成について詳述する。
図１の一部拡大断面図に示すように、液体噴射ヘッド１８は、上下方向に積層された流路形成部材４０、振動板４１、流路形成部材４２及びノズルプレート４３を備えている。

流路形成部材４０には液体貯留部としてのリザーバー４４と、収容室４５とが形成されている。なお、本実施形態におけるリザーバー４４は、ノズル列方向Ｙにおける幅０．５ｍ、キャリッジ１７の移動方向Ｘにおける奥行０．５ｍ、上下方向における高さ３ｍｍを有した容量７５０ｍｍ^３の空間である。

また、流路形成部材４０には、リザーバー４４内にインクカートリッジ１９から供給されたインクを流入させるための流入孔４６が形成されている。また、振動板４１には、リザーバー４４内のインクを各ノズル２３に向けて供給する複数の流出孔４７が設けられている。

図２に示すように、リザーバー４４は、インクを一時貯留するために一方向（ノズル列方向Ｙ）に沿って延びるように設けられている。そして、流入孔４６は、リザーバー４４のノズル列方向Ｙにおける中央付近に設けられているとともに、複数の流出孔４７はノズル列方向Ｙに沿って並ぶように配置されている。なお、図２においては、簡略化のため、それぞれノズル列Ｎを構成するノズル２３の数を省略して図示している。

図１に示すように、流路形成部材４２には、流出孔４７を通じてリザーバー４４と連通するキャビティ４８が形成されている。また、収容室４５内において振動板４１の上面側には、キャビティ４８の上方となる位置に圧電素子４９が配設されている。

また、ノズルプレート４３にはキャビティ４８と連通するノズル２３が貫通形成されている。すなわち、キャビティ４８は、リザーバー４４からノズル２３に向けて分岐するように形成されている。そして複数のノズル２３は、リザーバー４４、流出孔４７、キャビティ４８を介してそれぞれ連通し、流出孔４７及びキャビティ４８が分岐部として機能している。

また、液体噴射ヘッド１８のノズル形成面２４は、ノズルプレート４３の下面（底面）によって構成されている。すなわち、複数のノズル２３のノズル開口２５は、一平面としてのノズル形成面２４上に並ぶように配置されている。

なお、ノズル２３には、インクカートリッジ１９に設けられた弁（図示略）により、負圧が付与された状態のインクが供給されるようになっている。そのため、インクはノズル２３からの漏出が抑制されてノズル２３内に保持され、ノズル開口２５の付近にメニスカスＭを形成するようになっている。なお、メニスカスＭとは、毛細管現象によってインクの中央部がノズル開口２５から見て凹面形状をなすように盛り上がってできる曲面のことである。

また、振動板４１は上下方向に振動可能に貼り付けられているとともに、圧電素子４９は駆動信号を受けて伸縮することで、振動板４１を上下方向に振動させるようになっている。また、振動板４１が上下方向に振動すると、キャビティ４８の容積が拡縮するようになっている。そして、キャビティ４８の容積が縮小されると、キャビティ４８内のインクがノズル２３からインク滴として噴射されるようになっている。

なお、ノズル２３からインク滴が噴射されると、ノズル２３内にはキャビティ４８内から毛管力によってインクが補充される。すなわち、各インクカートリッジ１９からインク供給路２０を通じて液体噴射ヘッド１８に供給されたインクはリザーバー４４に一時貯留され、リザーバー４４から流出孔４７及びキャビティ４８を通じて各ノズル２３に供給されるようになっている。

次に、メンテナンス装置１４について説明する。
図１に示すように、メンテナンス装置１４は、キャップ５０と、キャップ５０を移動させるための移動機構５１と、廃液タンク５２と、廃液チューブ５３ａと、吸引手段としての吸引ポンプ５３と、ワイパー部材５４とを備えている。なお、廃液チューブ５３ａはキャップ５０と廃液タンク５２とを接続するとともに、その途中位置には吸引ポンプ５３が設けられている。

ワイパー部材５４は、移動機構５１によってノズル形成面２４に当接するワイピング位置まで上昇移動することが可能となっている。そして、ワイパー部材５４をワイピング位置に移動させた状態でキャリッジ１７を移動させることで、液体噴射ヘッド１８のノズル形成面２４をワイピング（払拭）するようになっている。

図２に示すように、キャップ５０は、上側が開口した有底箱状をなし、その開口部５０ａがノズル形成面２４に当接（キャッピング）することにより、ノズル２３を囲む空間ＲＳが形成されるようになっている。また、キャップ５０の内底部には、廃液チューブ５３ａの上流端が開口するとともに、側壁部５０ｂには、空間ＲＳを大気に連通させるための大気開放弁５５が設けられている。そして、キャップ５０は、移動機構５１によって上下方向に移動されることにより、液体噴射ヘッド１８のノズル形成面２４に当接する当接位置と、ノズル形成面２４から離間した非当接位置（最下位置）との間を移動するようになっている。

また、図１に示すように、プリンター１１は、プリンター１１の稼動状態を統括制御する制御手段としての制御部６０を備えている。なお、制御部６０は、記憶手段としての記憶部６１に記憶されたプログラムに基づいて圧電素子４９、移動機構５１、吸引ポンプ５３、大気開放弁５５の駆動を制御し、キャッピング、クリーニング及びワイピングなどのメンテナンス動作を実行するようになっている。また、制御部６０は、計時手段としてのタイマー６２を備えている。

さらに、表１に示すように、記憶部６１には、拡散時間がインクの種類（本実施形態では、顔料インクと染料インク）に対応付けて記憶されている。すなわち、本実施形態では、インクが顔料インクの場合には、インクが染料インクの場合よりも、長さが２倍の拡散時間が設定されている。なお、拡散時間とは、ノズル開口２５からノズル２３内に排出インクが混入し、さらに流出孔４７及びキャビティ４８を経由してリザーバー４４内に流入した場合において流入した排出インクをリザーバー４４内に存在するインク中に拡散させるのに必要な時間であって、リザーバー４４の大きさ（容量）に応じて設定されている。すなわち、リザーバー４４の容量が大きいほど、リザーバー４４内に貯留されるインクの量が多くなり、排出インクがリザーバー４４内の全域に均一に拡散するのに時間を要するため、拡散時間は長く設定される。因みに、本実施形態での実験条件としては、リザーバー容量を７５０ｍｍ^３としている。

次に、メンテナンス装置１４が液体噴射ヘッド１８のメンテナンスを行う場合の作用について図２〜図６に基づいて説明する。

さて、制御部６０は、インクカートリッジ１９がキャリッジ１７に装着された際に、インクカートリッジ１９に設けられた図示しない記憶素子に記憶されたインクの種類（本実施形態では染料インクもしくは顔料インク）を取得する。なお、本実施形態では、キャリッジ１７に染料インクが収容されたインクカートリッジ１９が装着され、ノズル２３に対して染料インクが供給されるものとする。したがって、制御部６０は、表１に基づいて拡散時間を染料インクと対応づけて記憶されている５秒に設定する。

さらに、キャリッジ１７は、印刷が終了すると、支持台１６上の印刷領域から右方に移動して、メンテナンス装置１４の上方となるホームポジションに停止する。そして、大気開放弁５５が閉弁された状態（図２では塗りつぶし表示）でキャップ５０が当接位置に位置してノズル２３を囲むようになる。

この状態において、メンテナンス動作が実行されると、制御部６０は、吸引ポンプ５３を駆動して空間ＲＳ内の空気を吸引して該空間ＲＳ内に負圧を生じさせた後、吸引ポンプ５３の駆動を停止する（吸引段階）。すると、ノズル２３からは、ドット抜けの要因となる気泡や増粘インクがキャップ５０内に排出されるとともに、インクの排出に伴って空間ＲＳの負圧が徐々に解消されてインクの排出が停止する。さらに、制御部６０は、タイマー６２を駆動して計時を開始し、吸引ポンプ５３がキャップ内を吸引してからの経過時間を計測（計時）する。

キャップ５０内にインクが排出されると、図３に示すように、制御部６０は、大気開放弁５５を開弁し（図３では白抜き表示）、再び吸引ポンプ５３を駆動する。すると、キャップ５０内には大気開放弁５５を介して空気が吸い込まれるとともに、排出インクが廃液チューブ５３ａを介して廃液タンク５２に排出され、キャップ５０内の負圧も解消される。

ところで、ノズル２３内に存在するインクにはインクカートリッジ１９側から負圧が付与されている。そのため、例えば図２に示すように、キャップ５０内に排出された排出液としての排出インクがノズル開口２５に接触すると共に、そのときのインクカートリッジ１９側からの負圧力が廃液タンク５２側からの吸引圧よりも強い場合には、排出インクがノズル２３内にキャップ５０内から逆流して混入してしまうことがある（図２では排出インクを網掛け表示）。そして、混入した排出インクは、ノズル２３、キャビティ４８、流出孔４７、リザーバー４４内に元々存在していたインクと混ざり合い、リザーバー４４内において徐々に拡散する（図３参照）。ただし、図２〜図６では、網掛けの濃さに応じて排出インクの拡散度合を模式的に示している。すなわち、網掛けが濃いところほど排出インクの混合割合が大きく、網掛けが薄いところほどインクの混合割合が小さくなっているものとする。

具体的には、図２に示すように、ノズル２３内に混入した排出インクは、時間の経過に伴って図３に示すようにリザーバー４４内のインクと混ざり合うように拡散する。さらに、図４に示すように、リザーバー４４には、複数のノズル２３が流出孔４７及びキャビティ４８を介して連通しているため、リザーバー４４内に拡散した排出インクは該排出インクが元々混入したノズル（図２〜図４では右側から１番目と２番目の２つのノズル）２３に近い流出孔４７及びキャビティ４８から順に内部に存在するインクと混ざり合う。

そして、図５に示すように、経過時間の計時が開始されてからインクの種別及びリザーバー４４の容量の違いに応じて設定された拡散時間が経過する頃には、排出インクは、リザーバー４４内の全域に拡散するとともに、排出インクが元々混入していなかった他のノズル（図５では右側から１番目と２番目の２つのノズル以外のノズル）２３内のインクとも混ざり合う。

そのため、制御部６０は、タイマー６２が計測した経過時間に基づいて、クリーニングが行われてから拡散時間が経過するまで待機する（待機段階）。そして、制御部６０は、経過時間と拡散時間とを比較し、経過時間が拡散時間よりも長いと判断した場合に、移動機構５１を制御してキャップ５０を当接位置と非当接位置との間となるフラッシング位置（図６参照）に移動させる。さらに、制御部６０は、圧電素子４９を制御して全てのノズル２３から間欠的にインクを噴射させるフラッシングを実行する（噴射段階）。

すると、図５に示すように、例えば排出インクが元々混入したノズル２３内のノズル開口２５付近に、他のノズル２３よりも排出インクの混合割合が大きなインクが残ってしまっている場合であっても、図６に示すように、全ノズルの一斉フラッシングに伴って排出インクの混合割合が大きなインクが排出される。

なお、このとき他のノズル２３から噴射されるインクと色目が異なるためにフラッシングにより排出しなければいけない排出インクの混合割合が大きなインクの量Ｆ１（図５参照）は、クリーニング直後にフラッシングを行うとした場合に排出しなければいけない排出インクの混合割合が大きなインクの量Ｆ２（図３参照）に比べて少ない。したがって、プリンター１１は、拡散時間が経過するまで待機することにより、必要となるフラッシングの回数を減らすことができるようになっている。

また、フラッシングに伴って排出インクが混ざったインクが排出されると、リザーバー４４には流入孔４６からインクが供給される。そして、供給されたインクは排出インクと混ざったインクとさらに混ざり合うため、リザーバー４４内のインクは更に排出インクの混合割合が小さくなっていく。

次に、本実施形態のリザーバー４４を有する液体噴射ヘッド１８において、インクの種類と排出インクの拡散との関係についての実験結果を図７に基づいて説明する。なお、記号は、バツ（×）が拡散なし、三角（△）がリザーバー４４内の一部に拡散、丸（○）がリザーバー４４内の全域に排出インクが拡散したことをそれぞれ示すものとする。

図７に示すように、まず顔料インクと染料インクは、共にクリーニングが実行されてノズル２３内に排出インクが混入した直後（０秒後）では、未だリザーバー４４内に拡散していない。そして、２秒が経過すると、リザーバー４４の一部に排出インクの拡散を確認することができた。

また、５秒経過時には、染料インクではリザーバー４４内の全域に排出インクの拡散が確認されたのに対し、顔料インクでは、排出インクがリザーバー４４内の全域に拡散するのに１０秒必要であった。したがって、表１に示す拡散時間は、排出インクがリザーバー４４内の全域に拡散する時間に基づいて設定されている。

なお、排出インクは、リザーバー４４内に拡散するとともに、流出孔４７、キャビティ４８、ノズル２３内のインクとも混ざり合うため、時間が経過するほど各ノズルから噴射されるインクの色目のばらつきが徐々に低減されていった。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）プリンター１１は液体噴射ヘッド１８にノズル２３を囲うようにキャップ５０を当接させた状態で吸引ポンプ５３の駆動に伴い、キャップ５０にインクを排出させた後、負圧による逆流でキャップ５０から排出インクがノズル２３内に混入したことを見越して行うノズル２３からのインクの噴射を排出インクの混入があった直後には行わず、予め設定した拡散時間が経過するまで待機する。そのため、液体噴射ヘッド１８のノズル２３、流出孔４７、キャビティ４８及びリザーバー４４内では、キャップ５０から負圧による逆流でノズル２３を介して混入した排出インクが時間の経過と共に拡散し、ノズル２３、流出孔４７、キャビティ４８及びリザーバー４４内に元々存在していたインクと混ざり合うようになる。また、各ノズル２３は、リザーバー４４と流出孔４７及びキャビティ４８を介して連通しているため、排出インクはリザーバー４４を介して他のノズル２３内のインクとも混ざり合い、各ノズル２３から噴射されるインクにおける排出液の混合割合のばらつきが低減される。そして、拡散により排出インクの混合割合が全体的に低下したインクが複数のノズル２３からノズル２３ごとの色目の変化を抑制した状態で間欠的に噴射される。また、たとえノズル２３ごとの色目の変化が少しばかり存在していたとしても、そのような色目の変化をなくすために必要な噴射回数は、負圧による逆流で排出インクがノズル２３内に混入した直後に噴射する場合よりも、少ない噴射回数ですませることができる。したがって、キャップ５０内に排出させた排出インクが負圧による逆流でノズル２３内に混入したことにより生じるノズル２３ごとの色目の変化を無くすために行うノズル２３からのインクの噴射回数をノズル２３内への排出インクの混入があった直後に噴射する場合に比べて減らすことができるため、印刷品質の低下を抑制しつつ、インクの消費量を低減させることができる。

（２）ノズル２３を介してリザーバー４４内に混入した排出インクの拡散速度は、ノズル２３、流出孔４７、キャビティ４８及びリザーバー４４内に元々存在していたインクの濃度や粘度などに応じて異なる。その点、本実施形態では、拡散時間がインクの種類ごとに記憶されているため、インクの種類に関わらずに排出インクを、流出孔４７、キャビティ４８及びリザーバー４４内で十分に拡散させてから、そのような拡散により排出インクの混合割合が低下したインクを間欠的に噴射することができる。

（３）ノズル２３内に混入した排出インクは、混入したノズル２３から、流出孔４７及びキャビティ４８を介してリザーバー４４内に流入し、そのリザーバー４４内で徐々に拡散していくため、リザーバー４４の容量が大きいほどリザーバー４４の全域に均一に拡散するのに時間を要する。その点、リザーバー４４の容量が大きい場合には、リザーバー４４の容量が小さい場合に比べて記憶部６１に記憶される拡散時間が長く設定されているため、リザーバー４４内の全域に十分に排出液を拡散させてから、そのような拡散により排出インクの混合割合が低下したインクを間欠的に噴射することができる。

（４）０ｍｍ^３より大きく７５０ｍｍ^３以下の容量のリザーバー４４に対して５秒以上の拡散時間を設定することにより、リザーバー４４内のインクと排出インクとが混ざり合い、排出液インク十分に拡散させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、拡散時間を記憶部６１に記憶されている時間よりも長い時間の範囲でユーザーに選択させるようにしてもよい。また印刷指令が入力されるまで待機するようにしてもよい。すなわち、染料インクではクリーニングから５秒経過時にリザーバー４４内の全域に排出インクが拡散する。そのため、拡散時間（例えば５秒）以上待機すればノズル２３から噴射されるインクの色目のばらつきを抑制するために必要となるインクの噴射回数を低減することができる。さらに、リザーバー４４内の全域に拡散した排出インクは、時間の経過に伴ってさらに流出孔４７、キャビティ４８、ノズル２３内のインクと混ざり合い、排出インクが混入したノズル２３と、それ以外のノズル２３とにおける噴射するインクの色目のばらつきが徐々に低減される。したがって、拡散時間が長いほど必要となるフラッシングの回数を減少させることができる。

また、拡散時間よりも長い時間であってクリーニング後に待機する時間を複数段階に設定し、各待機時間とフラッシングの回数とを対応付けて記憶しておいてもよい。また、クリーニングを行ってから、ノズル２３から噴射するインクの色目のばらつきが十分に低減される時間だけ待機した場合には、キャップ５０へのインクの噴射を行わずに、用紙Ｐにインクを間欠的に噴射して印刷を行うようにしてもよい（噴射段階）。

・上記実施形態のように、液体噴射ヘッド１８に複数種類のインクを噴射する複数のノズル列Ｎが形成されている場合には、各種のインクごとに拡散時間を設定してもよい。すなわち、インクは色などの種類によっても拡散のしやすさが異なるため、各インクの拡散時間のうち、一番長い拡散時間が経過した後、フラッシングを行うようにしてもよい。なお、このときの拡散時間が例えば第１インクはフラッシングが不要な時間であるのに対し、第２インクはフラッシングが必要な時間である場合には、第１インクのフラッシングは行わずに第２インクのフラッシングを行うようにしてもよい。

・上記実施形態において、リザーバー４４の容量及び拡散時間は、液体噴射ヘッド１８のサイズやリザーバー４４の形状などに応じて任意に変更することができる。すなわち、拡散時間が経過した際に、リザーバー４４に形成された流出孔４７まで排出インクが拡散していればフラッシング回数を減らすことができる。そのため、例えば同じ容量のリザーバー４４であっても、流出孔４７が形成された範囲が小さい（ノズル列Ｎの長さが短い）リザーバー４４ほど拡散時間を短くするようにしてもよい。そして、このように流出孔４７が形成された範囲が小さなリザーバー４４では、容量が７５０ｍｍ^３であっても拡散時間を５秒以下に設定してもよい。さらに、小さな容量のリザーバーに形成された流出孔４７の範囲が大きな容量のリザーバーに形成された流出孔４７の範囲よりも大きい場合には、小さな容量のリザーバーの拡散時間を大きな容量のリザーバーに比べて長く設定してもよい。

・上記実施形態において、リザーバー４４の大きさが異なる場合であっても、拡散時間を一定に設定するようにしてもよい。
・上記実施形態において、クリーニングを行ってからフラッシングを行うまでの間に、ワイパー部材５４でノズル形成面２４を払拭するワイピングを行うようにしてもよい。また、ワイピングの後に拡散時間だけ待機し、その後にフラッシングを行うようにしてもよい。すなわち、ノズル形成面２４に付着したミストや排出インクが、ワイピングに伴ってノズル開口２５からノズル２３内に押し込まれてしまうことがある。そのため、この場合には、タイマー６２は、ワイピングが終了してから計測を開始し、タイマー６２が計測した経過時間が拡散時間よりも長くなった場合に、フラッシングを行うようにしてもよい。さらに、クリーニング後にワイピングを行う場合には、ワイピングによってさらに排出インクが混入してしまう虞があるため、クリーニングを行う場合の拡散時間とは別に拡散時間を設定するようにしてもよい。

・上記実施形態において、キャップ５０内を吸引する強さもしくは排出インクの量に応じて拡散時間を変更してもよい。すなわち、クリーニングの際にキャップ５０内に蓄圧される負圧の大きさにより、キャップ５０内に排出される排出インクの量は変化する。そして、排出インクの量が多いほどノズル形成面２４に排出インクが接触しやすくなるとともに、排出インクがより多くのノズル２３内に混入する確率も高くなる。したがって、キャップ５０内に付与する負圧が大きく、ノズル２３内に排出インクが入り込みやすい場合ほど拡散時間を長く設定することにより、リザーバー４４内において排出インクを十分に拡散させることができる。

・上記実施形態において、例えば流出孔４７までしか排出インクが拡散していない場合には、キャビティ４８及びノズル２３内のインクをフラッシングにより排出しなければならないのに対し、キャビティ４８内の全域まで排出インクが拡散している場合には、ノズル２３内のインクのみフラッシングすればよい。そして、拡散のしやすさはインクの種類などによって変化する。そのため、インクの種類が異なる場合でも拡散時間を一定に設定し、さらにインクの種類に応じてクリーニング後に行うフラッシングの回数を変更するようにしてもよい。

・上記実施形態において、排出インクを廃液タンク５２に排出する時点においてタイマー６２による計時を開始するようにしてもよい。すなわち、ノズル２３には、クリーニング後に大気開放弁５５を開弁してキャップ５０内の排出インクを廃液タンク５２に排出するまで排出インクが混入する可能性がある。そのため、キャップ５０内の排出インクを排出してノズル２３内に排出インクが混入する虞がなくなった状態で計時を開始することにより、拡散時間が経過後にリザーバー４４内で十分に排出インクを拡散させることができる。

・上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンター１１に具体化したが、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に具体化してもよい。例えば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よく、粘性の高い又は低い液状体、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。

１１…プリンター（液体噴射装置）、１８…液体噴射ヘッド、２３…ノズル、４４…リザーバー（液体貯留部）、４７…流出路（分岐部）、４８…キャビティ（分岐部）、５０…キャップ、５３…吸引ポンプ（吸引手段）、６０…制御部（制御手段）、６１…記憶部（記憶手段）、６２…タイマー（計時手段）。

Claims

液体を貯留する液体貯留部と液体を噴射する複数のノズルを有し、該各ノズルと前記液体貯留部が該液体貯留部から前記各ノズルに向けて分岐した分岐部を介して連通する液体噴射ヘッドと、
該液体噴射ヘッドに前記複数のノズルを囲うように当接可能なキャップと、
該キャップ内を吸引する吸引手段と、
前記キャップが前記液体噴射ヘッドに前記複数のノズルを囲うように当接した状態で前記吸引手段が前記キャップ内を吸引してからの経過時間を計時する計時手段と、
前記ノズルから前記キャップ内に排出された排出液が前記ノズルから前記分岐部を介して前記液体貯留部内に流入した場合において当該流入した排出液を前記液体貯留部内の前記液体中に拡散させるのに必要な時間として予め設定した拡散時間を記憶する記憶手段と、
前記計時手段が計時した前記経過時間が前記記憶手段に記憶されている前記拡散時間よりも長いと判断した場合に、前記液体噴射ヘッドの前記各ノズルから前記排出液が拡散した前記液体を噴射させる制御手段と
を備えることを特徴とする液体噴射装置。
前記記憶手段には、前記ノズルから噴射させる液体の種類と前記拡散時間とが対応付けて記憶されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
前記液体貯留部の容量は、０ｍｍ^３よりも大きく７５０ｍｍ^３以下であると共に、前記拡散時間は、５秒以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
液体を貯留する液体貯留部と液体を噴射する複数のノズルを有し、該各ノズルと前記液体貯留部が該液体貯留部から前記各ノズルに向けて分岐した分岐部を介して連通する液体噴射ヘッドに前記複数のノズルを囲うようにキャップを当接させた状態で前記キャップ内を吸引する吸引段階と、
前記ノズルから前記キャップ内に排出された排出液が前記ノズルから前記分岐部を介して前記液体貯留部内に流入した場合において当該流入した排出液を前記液体貯留部内の前記液体中に拡散させるのに必要な時間として予め設定した拡散時間が経過するまで待機する待機段階と、
前記待機段階の終了後において前記排出液が拡散した前記液体を噴射する噴射段階と
を備えることを特徴とするメンテナンス方法。