JP2015093460A - 液体噴射装置及びメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルから液体を排出するメンテナンスを行った後に、ノズルに液体を供給する供給流路中に残る気泡を少なくすることができる液体噴射装置及びメンテナンス方法を提供する。【解決手段】液体噴射装置１１は、液体を噴射可能なノズル１２が設けられた液体噴射部１３と、ノズル１２に液体を供給するための供給流路１４と、供給流路１４内の液体を加圧することによってノズル１２から液体を排出させる加圧機構１５と、ノズル１２の供給流路１４側とは反対側が連通する空間Ｒｏを減圧することによってノズル１２から液体を排出させる減圧機構５４と、を備える。加圧機構１５及び減圧機構５４のうち少なくとも一方を駆動させてノズル１２から液体を排出させるメンテナンス動作において、メンテナンス動作の最後の排出動作は、減圧機構５４の駆動によってノズル１２内に負圧を作用させた状態から、加圧機構１５を駆動させて行う。【選択図】図４

Description

本発明は、例えばプリンターなどの液体噴射装置及びメンテナンス方法に関する。

従来から、液体噴射装置の一例として、ノズル開口からインク滴を吐出する記録ヘッドと、ノズル開口からインクを吸引排出させるクリーニング動作を行うためのキャッピング手段とを備えるインクジェット式のプリンターがある。こうしたプリンターにおいては、ノズル開口を封止したキャッピング手段の内部空間に負圧を蓄積した状態を所定時間保持して記録ヘッド内のインク流路に存在する気泡を膨張させた後、吸引によってノズル開口から液体とともに気泡を排出させる技術が知られている（例えば特許文献１）。

特開２００１−１５５４号公報

ところで、上述の技術においては、記録ヘッド内において、ノズル開口に近いインク流路の下流部分にある気泡を効率よく排出することができる一方で、インク流路の上流部分にある気泡がノズル開口まで達しないうちに、クリーニング動作が終了してしまうことがある。すると、負圧を蓄積した状態を保持することによって膨張した気泡がインク流路中に残ることになり、クリーニング動作後にもかかわらず、インクの吐出不良が発生することがある、という課題がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズルから液体を排出するメンテナンスを行った後に、ノズルに液体を供給する供給流路中に残る気泡を少なくすることができる液体噴射装置及びメンテナンス方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する液体噴射装置は、液体を噴射可能なノズルが設けられた液体噴射部と、前記ノズルに液体を供給するための供給流路と、前記供給流路内の液体を加圧することによって前記ノズルから液体を排出させる加圧機構と、前記ノズルの前記供給流路側とは反対側が連通する空間を減圧することによって前記ノズルから液体を排出させる減圧機構と、を備え、前記加圧機構及び前記減圧機構のうち少なくとも一方を駆動させて前記ノズルから液体を排出させるメンテナンス動作において、前記メンテナンス動作の最後の排出動作は、前記減圧機構の駆動によって前記ノズル内に負圧を作用させた状態から、前記加圧機構を駆動させて行う。

減圧機構の駆動によってノズル内の液体に負圧を作用させると、供給流路内に混入した気泡が膨張するので、特に供給流路の下流部分にある気泡は、ノズルから液体とともに排出されやすい。しかし、減圧機構の駆動によって供給流路内に負圧を作用させると、液体に溶存していた気体が気泡となって出現することがある。そして、メンテナンス動作の終わり頃に供給流路の上流部分に出現した気泡は、メンテナンス動作後に供給流路に残ってしまうことがある。

その点、上記構成によれば、メンテナンス動作の最後に減圧機構による液体の吸引排出を行わず、加圧機構を駆動させて液体を加圧によって排出させるので、メンテナンス動作の終わり頃に気泡を発生させることなく、供給流路内の気泡を下流側に押し流して、ノズルから液体とともに排出させることができる。したがって、ノズルから液体を排出するメンテナンスを行った後に、ノズルに液体を供給する供給流路中に残る気泡を少なくすることができる。なお、「負圧」とは、大気圧より圧力が低い状態をいう。

上記液体噴射装置は、前記メンテナンス動作において、最初の排出動作は前記減圧機構を駆動させて行う。
この構成によれば、メンテナンス動作の最初の排出動作を減圧機構を駆動させて行うことによって、供給流路中にある気泡を効率よく膨張させることができる。したがって、液体の排出に伴って、気泡を効率よく排出することができる。

上記液体噴射装置は、前記メンテナンス動作において、前記最初の排出動作と前記最後の排出動作との間の排出動作は、前記加圧機構及び前記減圧機構を駆動させて行う。
この構成によれば、加圧機構と減圧機構の双方を駆動させることにより、供給流路内の液体には、加圧機構の加圧によって生じる正圧と、減圧機構の減圧によって生じる負圧との差に相当する圧力が付与される。このように正圧と負圧との差圧に相当する圧力を、加圧のみ、または減圧のみによって付与する場合には、供給流路の中と外との圧力差が大きくなるために供給流路にかかる負荷が高くなり、液体の漏出や供給流路の変形などを招くおそれがある。これに対して、加圧機構と減圧機構を同時に駆動して、正圧と負圧の差圧を供給流路中の液体に作用させることで、供給流路に与える負荷を抑制しつつ、液体の流速を早くして気泡の排出性を向上させることができる。なお、「正圧」とは、大気圧より圧力が高い状態をいう。

上記液体噴射装置において、前記供給流路の上流端は液体供給源に接続されるとともに、前記供給流路には流路断面積が拡大する拡幅部が設けられ、前記加圧機構は前記供給流路において前記拡幅部よりも上流となる位置に配置されている。

この構成によれば、拡幅部は流路断面積が拡大しているので気泡が溜まり易いが、拡幅部よりも上流から加圧機構が液体を加圧供給することによって、拡幅部に溜まった気泡をノズルのある下流側に向けて効率よく押し流すことができる。

上記課題を解決するメンテナンス方法は、液体を噴射可能なノズルが設けられた液体噴射部と、前記ノズルに液体を供給するための供給流路と、前記供給流路内の液体を加圧することによって前記ノズルから液体を排出させる加圧機構と、前記ノズルの前記供給流路側とは反対側が連通する空間を減圧することによって前記ノズルから液体を排出させる減圧機構と、を備える液体噴射装置において、前記加圧機構及び前記減圧機構のうち少なくとも一方を駆動させて前記ノズルから液体を排出させるメンテナンス方法であって、前記減圧機構を駆動させて前記ノズルに負圧を作用させる減圧工程を含み、前記減圧工程よりも後に、前記加圧機構を駆動させて前記ノズルから液体を排出させる最後の排出工程を備える。

この構成によれば、上記液体噴射装置と同様の作用効果を得ることができる。

一実施形態の液体噴射装置の概略構成を示す断面図。 第１排出工程における液体噴射装置を示す断面図。 第２排出工程における液体噴射装置を示す断面図。 第３排出工程における液体噴射装置を示す断面図。 メンテナンス動作の実行手順を示すフローチャート。 メンテナンス動作における加圧機構及び減圧機構の駆動タイミングを示すグラフ。

以下、液体噴射装置の実施形態について、図を参照して説明する。
液体噴射装置は、例えば、用紙などの媒体に液体の一例であるインクを噴射することによって印刷を行うインクジェット式のプリンターである。

図１に示すように、液体噴射装置１１は、液体を噴射可能なノズル１２が設けられた液体噴射部１３と、ノズル１２に液体を供給するための供給流路１４と、供給流路１４内の液体を加圧する加圧機構１５と、メンテナンス機構１６と、加圧機構１５及びメンテナンス機構１６の制御を行う制御部１７とを備えている。なお、制御部１７は、液体噴射部１３の制御をあわせて行うものであってもよい。

本実施形態において、ノズル１２は、例えば図１において紙面と直交する方向に並ぶように、液体噴射部１３に複数設けられている。そして、これら複数のノズル１２の下流端（供給流路１４側とは反対側の端）は、液体噴射部１３に設けられたノズル形成面１８に開口している。

まず、供給流路１４及び液体噴射部１３の構成について詳述する。
供給流路１４の上流端は液体を収容した液体供給源１９に接続されている。液体供給源１９は、液体噴射装置１１に着脱可能に装着されるカートリッジであってもよいし、液体噴射装置１１に設けられた液体収容タンクであってもよい。あるいは、液体供給源１９が液体噴射装置１１の外部に別体として設けられた液体収容容器であって、液体供給チューブ等を介して液体噴射装置１１を構成する供給流路１４にアダプター等を介して接続されるものであってもよい。

供給流路１４において、加圧機構１５とノズル１２との間には、上流側から下流側に向けて並ぶように、第１フィルター２１、圧力調整機構２２、第２フィルター２３、リザーバー２４及びキャビティ２５が設けられている。リザーバー２４とキャビティ２５とは、振動板３１によって区画されているとともに、振動板３１に形成された貫通孔３２を通じて連通している。

振動板３１において、キャビティ２５と面する部分の反対側の面であって、リザーバー２４と異なる位置には、収容室３３に収容された圧電素子３４が配設されている。そして、圧電素子３４が駆動信号を受けて伸縮すると、振動板３１が振動してキャビティ２５の容積が変化することによって、キャビティ２５内の液体がノズル１２から液滴として吐出される。本実施形態において、振動板３１、圧電素子３４、キャビティ２５及びノズル１２は、液体噴射部１３を構成する。

圧電素子３４、貫通孔３２及びキャビティ２５はノズル１２に個別に対応するように複数設けられる一方、リザーバー２４は複数のキャビティ２５に貫通孔３２を介して連通している。すなわち、液体供給源１９から供給された液体はリザーバー２４に一時貯留された後、リザーバー２４から貫通孔３２及びキャビティ２５を通じて各ノズル１２に供給される。

第１フィルター２１は、供給流路１４において流路断面積が拡大する拡幅部である第１フィルター室２６に収容されている。圧力調整機構２２は、供給流路１４において流路断面積が拡大する拡幅部である弁室４１及び圧力室４２を有している。また、第２フィルター２３は、供給流路１４において流路断面積が拡大する拡幅部である第２フィルター室２７に収容されている。

第１フィルター室２６は弁室４１と連通しているとともに、弁室４１は挿通孔４３を介して圧力室４２と連通している。また、圧力室４２は第２フィルター室２７と連通しているとともに、第２フィルター室２７はリザーバー２４と連通している。そして、液体供給源１９に収容された液体は、加圧機構１５の駆動に伴って加圧され、第１フィルター２１によって濾過された後に弁室４１に入る。また、圧力室４２から第２フィルター室２７に向けて流出した液体は、第２フィルター２３によって濾過された後にリザーバー２４に入る。

次に、加圧機構１５及び圧力調整機構２２の構成について説明する。
加圧機構１５は、拡幅部となる第１フィルター室２６、弁室４１、圧力室４２及び第２フィルター室２７よりも上流となる位置に配置されたポンプ室２８を有している。そして、加圧機構１５は、ポンプ室２８の容積を増加させることによって液体供給源１９の液体をポンプ室２８に吸引する吸引駆動を行う一方、ポンプ室２８の容積を減少させることによってポンプ室２８内の液体を拡幅部のある下流側に向けて流動させる吐出駆動を行う。

圧力調整機構２２は、挿通孔４３を閉塞可能な弁体４４と、弁室４１内に収容されて弁体４４を付勢する付勢部材４５と、弁体４４の移動を規制する規制機構４６とを備えている。付勢部材４５は例えばばねであり、挿通孔４３を開放する開弁位置から、挿通孔４３を閉塞可能な閉弁位置に向けて、弁体４４を付勢している。そして、弁体４４が付勢部材４５の付勢力に抗して閉弁位置から開弁位置に移動すると、弁室４１と圧力室４２とが連通する。

圧力室４２の壁面の一部（図１では左側壁）は、可撓性を有するフィルム４７によって構成されている。そして、ノズル１２からの液体の吐出等によって圧力室４２の液体が減少すると、圧力室４２内の液圧と大気圧との差圧によってフィルム４７が圧力室４２の容積を減少させる方向に撓み変位して、弁体４４を押圧する。そして、フィルム４７の撓む力が付勢部材４５の付勢力より大きくなると、弁体４４が閉弁位置から開弁位置に移動する。

加圧機構１５は、液体噴射部１３が液体の噴射動作を行うときに、弁室４１が一定以上の正圧に保持されるように、所定のタイミングで駆動する。そのため、液体の噴射に伴って圧力室４２内の圧力が下がり、フィルム４７に押圧された弁体４４が開弁位置に移動すると、弁室４１内の加圧された液体が圧力室４２に流入する。また、圧力室４２への液体の流入によって圧力室４２内の液圧と大気圧との差圧が解消されると、弁体４４は付勢部材４５の付勢力によって再び閉弁位置に移動する。このように、圧力調整機構２２は、液圧と大気圧との差圧に基づいて供給流路１４を開閉することで、液体の消費量に応じた液体をノズル１２に供給する。

また、付勢部材４５の付勢力は、圧力室４２内の圧力が約−０．５〜−１．０ｋＰａより小さくなった場合に開弁するように調整されている。すなわち、圧力調整機構２２は、挿通孔４３よりも下流側の供給流路１４を−０．５〜−１．０ｋＰａ程度の負圧に保持する圧力調整機能を備えている。この負圧は、ノズル１２から液体が垂れ落ちることを防止するとともに、複数のノズル１２内に均等にメニスカスを形成して、噴射動作を安定させるためのものである。

次に、メンテナンス機構１６の構成について説明する。
メンテナンス機構１６は、液体噴射部１３のノズル形成面１８に対して相対移動可能なキャップ５１と、廃液収容部５２と、キャップ５１と廃液収容部５２とを接続する廃液流路５３と、廃液流路５３に設けられた減圧機構５４と、キャップ５１に付属する大気開放弁５５とを備えている。

図２に示すように、キャップ５１は、液体噴射部１３に近づく方向に移動して、ノズル１２が開口する領域を囲うように液体噴射部１３に接触することにより、ノズル１２の下流端（供給流路１４側とは反対側の端となる開口部）が連通する空間Ｒｏを囲む。

本実施形態において、キャップ５１がこのようにノズル１２が連通する空間Ｒｏを囲むことを、「キャッピングする」という。なお、キャップ５１は、図２に示すような開口部を有する有底箱状のものに限らず、例えばノズル形成面１８にノズル１２が開口する領域を囲む環状の弾性部材を配置しておき、この弾性部材に接触することによって空間Ｒｏを囲む板状の部材をキャップ５１としてもよい。

液体噴射部１３をキャッピングしたときに、大気開放弁５５が開弁状態になると空間Ｒｏは大気開放される一方、大気開放弁５５が閉弁状態になると空間Ｒｏはほぼ密閉された状態になる。そのため、液体噴射部１３をキャッピングするとともに大気開放弁５５を閉弁状態にした状態で減圧機構５４が駆動すると、空間Ｒｏ内が減圧されて負圧が生じ、ノズル１２を通じて供給流路１４内の液体が排出される。すなわち、減圧機構５４は、ノズル１２の供給流路１４側とは反対側が連通する空間を減圧することによって、ノズル１２から液体を排出させる。なお、減圧機構５４は、駆動を停止した状態において、廃液流路５３内の廃液の流れを許容する許容状態と廃液の流れを規制する規制状態に切替え可能となっている。また、廃液収容部５２は大気開放されている。

減圧機構５４の駆動によって空間Ｒｏ内が負圧になり、ノズル１２から液体が吸引排出されるときには、圧力室４２から液体が流出することによって、弁体４４が開弁状態になる。そして、弁体４４が開弁状態になったときに、圧力調整機構２２の規制機構４６を駆動すると、開弁位置にある弁体４４の閉弁位置に向かう移動が規制されて、圧力室４２と弁室４１とが連通した状態（図３及び図４に示す状態）が保持される。なお、規制機構４６は、弁体４４が開弁状態になったときにその移動を規制するようにしてもよいし、閉弁位置にある弁体４４をフィルム４７の外側から外力を加える等することにより強制的に開弁位置に移動させた後に、弁体４４の閉弁位置に向かう移動を規制するようにしてもよい。

本実施形態において、供給流路１４には、加圧機構１５が駆動していないときでも、ポンプ室２８の上流側と下流側とを連通させる連通流路２９が設けられている。そのため、減圧機構５４の駆動によって生じた負圧の影響が連通流路２９を通じてポンプ室２８の上流側まで及ぶと、加圧機構１５が駆動していなくても、液体供給源１９に収容された液体が連通流路２９を通じて下流側に向けて流出する。なお、連通流路２９には、液体の上流側への流動を規制する逆止弁を設けることが好ましい。

次に、液体噴射装置１１のメンテナンス動作について説明する。
制御部１７は、液体噴射部１３における液体の吐出不良を予防または解消するために、加圧機構１５及び減圧機構５４のうち少なくとも一方を駆動させることによって、ノズル１２から液体を排出させるメンテナンス動作（クリーニング動作）を行う。なお、このように、媒体に対する液体の噴射ではなく、メンテナンスのためにノズル１２から排出される液体を廃液という。また、メンテナンス動作に伴ってノズル１２からキャップ５１内に排出された廃液は、廃液流路５３を通じて廃液収容部５２に収容される。

ここで、液体の吐出不良の発生要因としては、ノズル１２の目詰まりの他、供給流路１４への気泡の混入が挙げられる。具体的には、供給流路１４に気泡が混入すると、例えばフィルター２１，２３や付勢部材４５などの障害物に気泡が引っかかったり、供給流路１４において流路断面積が拡大する拡幅部（フィルター室２６，２７、弁室４１、圧力室４２など）に気泡が滞留したりすることがある。そして、このように供給流路１４中に気泡がとどまっていると、気泡同士が集合するなどして徐々に大きさを増していくことがある。また、このように大きな気泡がキャビティ２５やノズル１２に入ると、振動板３１が振動しても液滴が適切に吐出されない吐出不良が生じて、ドット抜けなどの印刷品質の低下を招くおそれがある。

そのため、液体噴射装置１１においては、例えば印刷動作の前や後などの所定のタイミングでメンテナンス動作を行って、供給流路１４内の増粘した液体や気泡を液体とともに排出する。なお、図２に示すように、減圧機構５４のみを駆動してノズル１２から液体を吸引すると、特に供給流路１４の下流部分（例えば、リザーバー２４やキャビティ２５など）にある気泡Ｂｄが吸引されて膨張するので、流動する液体に押し流され易くなる。そのため、特に供給流路１４の下流部分にある気泡Ｂｄは、減圧機構５４の駆動による液体の吸引排出によって効率よく排出することができる。

ただし、図１に示すように供給流路１４の上流部分（例えば、第１フィルター室２６や圧力調整機構２２など）にある気泡Ｂｕは、負圧の作用によって膨張することによって、供給流路１４の途中にある障害物に引っかかりやすくなり、メンテナンス動作が終了するまでにノズル１２まで流下しない場合がある。

その点、図３に示すように、減圧機構５４と加圧機構１５を同時に駆動すれば、供給流路１４の下流部分にある気泡を吸引によって排出させつつ、上流部分にあった気泡Ｂｕを下流側に向けて押し流すことが可能になる。すなわち、加圧機構１５は、供給流路１４内の液体を加圧することによって、ノズル１２から液体を排出させる。なお、加圧機構１５の加圧による液体の排出動作を行うときには、圧力調整機構２２の規制機構４６を駆動して、弁体４４を開弁位置に保持しておく。このようにすれば、圧力室４２内の液圧にかかわらず、弁室４１から圧力室４２に向けて液体を流動させて、加圧された液体をノズル１２から排出することができる。

ここで、減圧機構５４の駆動によって供給流路１４に作用する負圧が−８０ｋＰａ程度であり、加圧機構１５の駆動によって供給流路１４に作用する正圧が２０〜３０ｋＰａ程度であるとする。この場合、減圧機構５４及び加圧機構１５の両方を同時に駆動することにより、減圧機構５４が発生させる負圧と加圧機構１５が発生させる正圧の差である１００〜１１０ｋＰａ程度の圧力で液体を流動させることができる。

一方、このように正圧と負圧との差圧に相当する圧力（例えば、１００〜１１０ｋＰａ程度の圧力）を、加圧のみ、または減圧のみによって付与する場合には、供給流路１４の中と外との圧力差が大きくなる。そのため、供給流路にかかる負荷が高くなり、液体の漏出や供給流路１４の変形などを招くおそれがある。

その点、減圧機構５４及び加圧機構１５の両方を同時に駆動することにより、供給流路１４にかかる負荷を抑制しつつ、液体に作用する圧力を高めて、流速を早くすることができる。なお、供給流路１４中において気泡を流動させるためには、一定以上の流速を保持することが必要であるため、液体の流速を早くすれば、気泡の排出性を向上させることにつながる。

ただし、液体の流速が早くなると、単位時間当たりに排出される液体の量が多くなる。そして、このようなメンテナンス動作によって液体を排出すると、その分、印刷に用いられるはずの液体を消費してしまうことになるので、メンテナンス動作に伴う液体の排出量は少ない方が好ましい。そのため、制御部１７は、メンテナンス動作の最初の排出動作を図２に示すように減圧機構５４のみを駆動させて行うことによって、液体の排出量の増大を抑制しつつ、特に供給流路１４の下流部分にある気泡を効率的に排出させる。

また、制御部１７は、図４に示すように、メンテナンス動作の最後の排出動作を加圧機構１５のみを駆動させて行うことによって、液体の排出量の増大を抑制しつつ、供給流路１４全体から気泡を除去する。

すなわち、減圧機構５４の駆動によってノズル１２内の液体に負圧を作用させると、供給流路１４内に混入した気泡が膨張するので、特に供給流路１４の下流部分にある気泡は、ノズル１２から液体とともに排出されやすい。しかし、減圧機構５４の駆動によって供給流路１４内に負圧を作用させると、液体に溶存していた気体が気泡となって出現することがある。そして、メンテナンス動作の終わり頃に供給流路１４の上流部分に出現した気泡は、メンテナンス動作後に供給流路１４に残ってしまうことがある。そのため、メンテナンス動作の最後の排出動作を加圧機構１５のみを駆動させて行うことによって、供給流路１４内に気泡が残らないようにする。

次に、メンテナンス動作を行うために、キャッピング後に制御部１７が実行する処理ルーチンについて説明する。
図５に示すように、ステップＳ１１では、制御部１７が減圧機構５４の駆動を開始する。これにより、空間Ｒｏ内が負圧になり、ノズル１２から液体が吸引排出される。また、減圧機構５４の駆動によって生じる負圧が圧力室４２に及ぶと、弁体４４が開弁位置に移動して、弁室４１内の加圧された液体が下流側に流動する。

ステップＳ１２では、制御部１７が加圧機構１５の駆動を開始する。これにより、減圧機構５４による吸引に加えて、液体供給源１９側からもインクが加圧供給されるため、供給流路１４を流れる液体の流速が増す。

次に、制御部１７は、ステップＳ１３として、減圧機構５４の駆動を停止する。これにより、供給流路１４はノズル１２側に負圧が作用した状態から、加圧機構１５のみが駆動して液体が加圧供給されることによって、ノズル１２から液体が排出される。

そして、ステップＳ１４では、制御部１７が加圧機構１５の駆動を停止して、処理を終了する。
次に、以上のように構成された液体噴射装置１１及び液体噴射装置１１におけるメンテナンス方法の作用について説明する。

図６に示すように、本実施形態のメンテナンス動作は、減圧機構５４のみを駆動させてノズル１２から液体を排出させる第１排出工程Ｄ１と、加圧機構１５及び減圧機構５４を駆動させてノズル１２から液体を排出させる第２排出工程Ｄ２と、加圧機構１５のみを駆動させてノズル１２から液体を排出させる第３排出工程Ｄ３と、に分けて行われる。

そして、メンテナンス動作の最初の排出動作を行う第１排出工程Ｄ１は、加圧機構１５を駆動させずに減圧機構５４のみを駆動させる減圧工程であるため、供給流路１４内に負圧が作用して、図２に示すように液体中に混入している気泡Ｂｄが膨張する。これにより、気泡Ｂｄは流動する液体とともに流れやすくなるので、特に供給流路１４の下流部分にある気泡Ｂｄが効率よく排出される。

また、メンテナンス動作において、最初の排出動作と最後の排出動作との間の排出動作を行う第２排出工程Ｄ２では、図３に示すように加圧機構１５及び減圧機構５４の双方を駆動させることによって、供給流路１４を流れる液体の流速を早くして、気泡を下流側に向けて流動させる。このとき、供給流路１４内の液圧が大気圧よりも高くなると、液体が漏出するおそれがあるため、加圧機構１５によって付与される正圧よりも、減圧機構５４によって付与される負圧の方が大きくなるようにするのが好ましい。

さらに、メンテナンス動作の最後の排出動作を行う第３排出工程Ｄ３では、図４に示すように減圧機構５４の駆動を停止して加圧機構１５のみを駆動させて行うことによって、上流部分での気泡の発生や膨張を抑制しつつ、供給流路１４中の気泡Ｂｕをノズル１２に向けて押し流す。すなわち、最後の排出工程においては、供給流路１４中の液体に負圧を作用させずに液体を加圧供給することによって、吸引によって供給流路１４に出現した気泡の排出を行う。

そして、このように段階的に液体の排出動作を行うことによって、メンテナンス動作に伴う液体の消費量の増大を抑制しつつ、供給流路１４全体から気泡を除去することが可能になる。また、メンテナンス動作の最後に、供給流路１４の上流部分で気泡を発生させることもないので、メンテナンスを行った後に供給流路１４に残る気泡が少なくなる。

なお、図６に示すように、第１排出工程Ｄ１の開始時刻をＴ０、第２排出工程Ｄ２の開始時刻をＴ１とすると、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間の時間が第１排出工程Ｄ１の継続時間となる。そして、第１排出工程Ｄ１の継続時間は、任意に変更することができる。ここで、第１排出工程Ｄ１の継続時間を長くすると、供給流路１４の上流側にまで負圧の作用が及ぶため、供給流路１４内の気泡を膨張させたり、障害物に引っかかっている気泡を障害物から引きはがしたりする効果が高くなる。

ただし、第１排出工程Ｄ１の継続時間を長くすると、供給流路１４の上流部分にある気泡が膨張して障害物に引っかかりやすくなったり、液体中に溶けている気体が気泡として出現してしまったりする。そのため、第１排出工程Ｄ１の継続時間は、供給流路１４の流路構成を考慮しつつ、特に供給流路１４の下流部分の気泡が排出されるのに適切な値に設定するのが好ましい。

また、第３排出工程Ｄ３の開始時刻をＴ２、第３排出工程Ｄ３の終了時刻をＴ３とすると、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間の時間が第２排出工程Ｄ２の継続時間となるとともに、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間の時間が第３排出工程Ｄ３の継続時間となる。

第２排出工程Ｄ２の継続時間は、任意に変更することができる。例えば、第２排出工程Ｄ２の継続時間を長くすれば、供給流路１４を流れる液体の流速が早い状態がより長い時間継続するので、気泡の排出性が向上する。一方、第２排出工程Ｄ２の継続時間を短くすれば、メンテナンス動作に伴って消費される液体の量が少なくなる。

第３排出工程Ｄ３の継続時間は、任意に変更することができる。ただし、第３排出工程Ｄ３において、加圧によってノズル１２から排出された液体はキャップ５１内に入るが、減圧機構５４の駆動停止に伴って、減圧機構５４が廃液流路５３内の廃液の流れを許容する許容状態であっても、キャップ５１から廃液流路５３への液体の流動は停滞する。また、供給流路１４内が過度に加圧されると、液体の漏出を招くので、好ましくない。

そのため、第３排出工程Ｄ３の継続時間については、供給流路１４の上流部分の気泡をノズル１２から排出させることができる程度の長さにするのが好ましい。また、第３排出工程Ｄ３において、キャップ５１内の液体を廃液収容部５２に排出することを目的として、供給流路１４内で気泡が出現しない程度に減圧機構５４を駆動させてもよい。

すなわち、「メンテナンス動作の最後の排出動作を加圧機構１５のみを駆動させて行う」とは、最後の排出動作においては、減圧機構５４の駆動によってノズル１２から液体を積極的に吸引排出しないことを示しているのであって、第３排出工程Ｄ３において減圧機構５４の駆動自体を全く行わない構成に限定するものではない。

また、「メンテナンス動作において、最初の排出動作を減圧機構５４のみを駆動させて行う」とは、最初の排出動作においては、加圧機構１５が液体を加圧供給しながらノズル１２から液体を排出させることを積極的には行わないことを示している。すなわち、弁体４４が閉弁位置にあれば、例えば弁室４１を一定以上の正圧に保持するために加圧機構１５が駆動していても、その加圧力はノズル１２からの液体の排出に直接寄与するものではないので、第１排出工程Ｄ１における排出動作のための加圧機構１５の駆動とはならない。

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）メンテナンス動作の最後に減圧機構５４による液体の吸引排出を行わず、加圧機構１５を駆動させて液体を加圧によって排出させるので、メンテナンス動作の終わり頃に気泡を発生させることなく、供給流路１４内の気泡を下流側に押し流して、ノズル１２から液体とともに排出させることができる。したがって、ノズル１２から液体を排出するメンテナンスを行った後に、ノズル１２に液体を供給する供給流路１４中に残る気泡を少なくすることができる。

（２）メンテナンス動作の最初の排出動作を減圧機構５４を駆動させて行うことによって、供給流路１４中にある気泡を効率よく膨張させることができる。したがって、液体の排出に伴って、気泡を効率よく排出することができる。

（３）第２排出工程Ｄ２において、加圧機構１５と減圧機構５４の双方を駆動させることにより、供給流路１４内の液体には、加圧機構１５の加圧によって生じる正圧と、減圧機構５４の減圧によって生じる負圧との差に相当する圧力が付与される。このように正圧と負圧との差圧に相当する圧力を、加圧のみ、または減圧のみによって付与する場合には、供給流路１４の中と外との圧力差が大きくなるために供給流路１４にかかる負荷が高くなり、液体の漏出や供給流路１４の変形などを招くおそれがある。これに対して、加圧機構１５と減圧機構５４を同時に駆動して、正圧と負圧の差圧を供給流路１４中の液体に作用させることで、供給流路１４に与える負荷を抑制しつつ、液体の流速を早くして気泡の排出性を向上させることができる。

（４）拡幅部である第１フィルター室２６、弁室４１、圧力室４２及び第２フィルター室２７は流路断面積が拡大しているので気泡が溜まり易いが、これら拡幅部よりも上流から加圧機構１５が液体を加圧供給することによって、拡幅部に溜まった気泡をノズル１２のある下流側に向けて効率よく押し流すことができる。

（５）液体の噴射に使用される液体をノズル１２に供給するための加圧機構１５と、メンテナンス動作のための加圧機構とを兼用することができるので、メンテナンス動作のための加圧機構を別途用意する必要がない。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１排出工程Ｄ１を省略して、メンテナンス動作における最初から加圧機構１５及び減圧機構５４の双方を駆動してもよい。この構成によれば、供給流路１４を流れる液体の流速が、気泡を排出可能な目標流速に速やかに到達するので、目標流速に達するまでに消費される液体の量を削減することができる。

・例えば、供給流路１４に拡幅部や障害物が少なく、液体の流速をそれほど早くしなくても気泡を排出することができる場合などには、第２排出工程Ｄ２を省略して、減圧機構５４の駆動停止と加圧機構１５の駆動開始とを同時に行うようにしてもよい。この構成によれば、メンテナンス動作に伴う液体の消費量を低減することができるので、好ましい。

・各排出工程Ｄ１〜Ｄ３の継続時間や、排出工程Ｄ１，Ｄ２の有無などは、メンテナンス動作を行うタイミングや目的などに応じて変更することもできる。例えば、液体の吐出不良を解消する場合には排出工程Ｄ１〜Ｄ３の継続時間を長くする一方、予防的にメンテナンス動作を行う場合には排出工程Ｄ１〜Ｄ３の継続時間を短くしたり、第１排出工程Ｄ１または第２排出工程Ｄ２を省略したりしてもよい。

・第３排出工程Ｄ３において、減圧機構５４の駆動を停止せず、第２排出工程Ｄ２における減圧機構５４の駆動をキャップ５１内が負圧にならない程度の駆動に変更することで、キャップ５１内からの液体の排出を行ってもよい。また、第３排出工程Ｄ３において、加圧機構１５の駆動によってキャップ５１内の負圧が解消された後、大気開放弁５５を開弁状態にしたり、キャップ５１の液体噴射部１３との接触状態（キャッピング状態）を解除したりして、キャップ５１内を大気開放してもよい。この構成によれば、第３排出工程Ｄ３において減圧機構５４を駆動させる場合も、供給流路１４中の液体に負圧を作用させることがない。さらに、第３排出工程Ｄ３における加圧機構１５の駆動を停止した後も減圧機構５４の駆動を継続して、キャップ５１内の液体を廃液収容部５２に排出させた後に減圧機構５４の駆動を停止してもよい。この構成によれば、第３排出工程Ｄ３と、その後のキャップ５１内からの液体の排出動作とを連続して行うことができる。

・供給流路１４の流路構成は、上記実施形態に示したものに限らない。例えば、フィルター２１，２３、フィルター室２６，２７、または圧力調整機構２２を備えない構成にすることもできる。

・液体供給源１９は、剛性を有するケースの中に収容された可撓性を有する袋であってもよい。そして、この構成を採用する場合には、ケース内において、袋の外側の空間を加圧したり、例えばばねなどの付勢部材によって袋を押しつぶしたりすることによって袋内の液体を加圧して、袋内の液体を供給流路１４に流出させるようにしてもよい。すなわち、この構成を採用する場合には、加圧機構１５が供給流路１４を構成するポンプ室２８を備えなくてもよい。

・液体供給源１９と液体噴射部１３との水頭差によって印刷のための液体を液体供給源１９からノズル１２に供給する場合などには、メンテナンス動作を行うための加圧機構を別途備えるようにしてもよい。

・液体噴射装置は、印刷機能のみを備えるプリンターであってもよいし、ファクシミリ、複写装置、またはこれら装置を備える複合機に備えられるプリンターであってもよい。
・液体噴射部１３が噴射する液体は、インク以外の流体（液体や、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流状体、流体として流して噴射できる固体を含む）ものであってもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材（画素材料）などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する構成にしてもよい。

１１…液体噴射装置、１２…ノズル、１３…液体噴射部、１４…供給流路、１５…加圧機構、１９…液体供給源、２６…拡幅部としての第１フィルター室、２７…拡幅部としての第２フィルター室、４１…拡幅部としての弁室、４２…拡幅部としての圧力室、５４…減圧機構、Ｒｏ…空間。

Claims (5)

1. 液体を噴射可能なノズルが設けられた液体噴射部と、
   前記ノズルに液体を供給する供給流路内の液体を加圧することによって前記ノズルから液体を排出させる加圧機構と、
   前記ノズルの前記供給流路側とは反対側が連通する空間を減圧することによって前記ノズルから液体を排出させる減圧機構と、
   を備え、
   前記加圧機構及び前記減圧機構のうち少なくとも一方を駆動させて前記ノズルから液体を排出させるメンテナンス動作において、前記メンテナンス動作の最後の排出動作は、前記減圧機構の駆動によって前記ノズル内に負圧を作用させた状態から、前記加圧機構を駆動させて行うことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記メンテナンス動作において、最初の排出動作は前記減圧機構を駆動させて行うことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記メンテナンス動作において、前記最初の排出動作と前記最後の排出動作との間の排出動作は、前記加圧機構及び前記減圧機構を駆動させて行うことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記供給流路の上流端は液体供給源に接続されるとともに、前記供給流路には流路断面積が拡大する拡幅部が設けられ、
   前記加圧機構は前記供給流路において前記拡幅部よりも上流となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
5. 液体を噴射可能なノズルが設けられた液体噴射部と、前記ノズルに液体を供給する供給流路内の液体を加圧することによって前記ノズルから液体を排出させる加圧機構と、前記ノズルの前記供給流路側とは反対側が連通する空間を減圧することによって前記ノズルから液体を排出させる減圧機構と、を備える液体噴射装置において、前記加圧機構及び前記減圧機構のうち少なくとも一方を駆動させて前記ノズルから液体を排出させるメンテナンス方法であって、
   前記減圧機構を駆動させて前記ノズルに負圧を作用させる減圧工程を含み、
   前記減圧工程よりも後に、前記加圧機構を駆動させて前記ノズルから液体を排出させる最後の排出工程を備えるメンテナンス方法。