JP2017170639A - 液体噴射記録装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】確実にインク噴射不良を防止できると共にメンテナンス時間を短縮することができ、安価な方法でメンテナンスを行うことができる液体噴射記録装置のメンテナンス方法を提供する。【解決手段】被記録媒体への記録動作中で、且つインクＩの非噴射時において、インクＩによって、ノズルプレート５１にノズル孔７１、およびノズル孔７１の周囲を覆うように液溜まり部Ｉｅを形成する液溜まり形成工程と、液溜まり形成工程の後、液溜まり部Ｉｅを吐出チャネル６２内に吸引する吸引工程と、を有する。【選択図】図５

Description

この発明は、液体噴射記録装置のメンテナンス方法に関するものである。

従来から、紙等の被記録媒体に各種印刷を行うインクジェット方式の液体噴射記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。この種の液体噴射記録装置は、インク（液体）が貯留される液体タンクと、液体タンクから液体供給管（インク供給管）を介して液体が供給される液体噴射ヘッド（インクジェットヘッド）と、を備えている。液体噴射ヘッドは、インクが充填される複数のチャネルを有するアクチュエータプレートと、チャネルに連通する複数のノズル孔が形成されたノズルプレートと、を有している。

アクチュエータプレートは、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電材料で形成されている。このような構成のもと、アクチュエータプレートに電圧を印加すると、圧電滑り効果によりチャネルの容積が変化する。この変化により生じる圧力を利用してノズル孔からインクを噴射させる。そして、ノズル孔を介して噴射されたインクが被記録媒体に着弾され、これにより被記録媒体に文字や画像が記録される。

また、液体噴射ヘッドの種類として、例えば、エッジシュートタイプの液体噴射ヘッド（以下、単に「エッジシュートタイプのヘッド」という）と、サイドシュートタイプの液体噴射ヘッド（以下、単に「サイドシュートタイプのヘッド」という）と、がある。
エッジシュートタイプのヘッドは、液体流路の最下流にノズル孔が位置している。一方、サイドシュートタイプのヘッドは、液体供給管の他に、チャネルからインクを排出する液体排出管を備えており、サイドシュートタイプのヘッド内をインクが循環するようになっている。そして、ノズル孔は、液体流路の途中に位置している。

ところで、チャネル内に気泡が存在すると、圧力損失によってインクが適切に供給されず、ノズルからのインクの噴射が不安定になってしまう。このため、チャネル内の気泡を除去するメンテナンスを行うためのさまざまな技術が開示されている。
例えば、液体噴射ヘッド（ラインヘッド）にインクを供給する供給ポンプと、液体噴射ヘッドからインクを吸引する吸引ポンプとを備え、供給ポンプおよび吸引ポンプの駆動により、インク流路内のインクが入替えまたは充填される技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
これによれば、メンテナンスを行うにあたって、一旦サービスステーションに液体噴射ヘッドを戻す。そしてこの後、供給ポンプの駆動により、チャネル内のインクがノズル孔から押し出され、吸引ポンプの駆動により、ノズル孔から押し出されたインクが液体噴射ヘッド内に吸い戻される。

また、ヘッドチップへのインクの初期充填の際やヘッドチップからインクを噴射させる際、このインクが周囲に飛散し、ノズルプレートに付着する場合がある。このような場合、噴射されるインクが、ノズルプレートに付着したインクによって偏向されたり、インクの噴射自体が阻害されたりしてしまう。このため、ノズルプレートに付着したインクを除去するメンテナンスを行うためのさまざまな技術が開示されている。
例えば、ノズルプレートに回収孔を形成し、この回収孔から回収液をノズルプレートの表面に溢れさせ、且つ溢れ出た回収液をノズルプレートに付着したインクと共に回収孔から回収する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−１３２７６２号公報 特開２０１０−２３４６５２号公報

しかしながら、上述の特許文献１にあっては、各ポンプの駆動制御や、液体噴射ヘッドのインク噴射タイミングの制御が煩雑になり、インク噴射不良を起しやすい可能性があった。また、メンテナンスを行うにあたって、一旦サービスステーションに液体噴射ヘッドを戻さなければならないので、メンテナンスに時間がかかるという課題があった。
また、上述の特許文献２にあっては、ノズルプレートにノズル孔の他に回収孔を形成する必要があるので、加工コストが嵩むという課題があった。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、確実にインク噴射不良を防止できると共にメンテナンス時間を短縮することができ、安価な方法でメンテナンスを行うことができる液体噴射記録装置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、本発明に係る液体噴射記録装置のメンテナンス方法は、液体が収容された液体タンクと、被記録媒体に前記液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体タンクと前記液体噴射ヘッドとの間で前記液体を循環させる液体循環手段と、を備え、前記液体噴射ヘッドは、前記液体が噴射されるノズル孔が形成されたノズルプレートと、前記ノズル孔に連通され、前記液体が充填される複数のチャネルと、を備え、前記液体循環手段は、前記液体タンクから前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する液体供給管と、前記液体噴射ヘッドから前記液体を排出する液体排出管と、を備えている液体噴射記録装置のメンテナンス方法であって、前記被記録媒体への記録動作中で、且つ前記液体の非噴射時において、前記液体によって、前記ノズルプレートに前記ノズル孔、および該ノズル孔の周囲を覆うように液溜まり部を形成する液溜まり形成工程と、該液溜まり形成工程の後、前記液溜まり部を前記チャネル内に吸引する吸引工程と、を有することを特徴とする。

このように、ノズルプレートに液溜まり部を形成することにより、この液溜まり部によってノズルプレートに付着したインクを吸着できる。そしてこの後、液溜まり部を吸引することにより、ノズルプレートに付着したインクを液溜まり部と共にチャネル内に回収できる。このような単純な作業でメンテナンスを行うことが可能になるので、メンテナンス制御の煩雑化を防止でき、確実にインク噴射不良を防止できる。また、従来のようにノズル孔の他に回収孔を形成する必要もないので、安価な方法でメンテナンスを行うことができる。
さらに、メンテナンスを行うにあたって、一旦サービスステーションに液体噴射ヘッドを戻す必要がなく、被記録媒体への記録動作中で、且つ液体の非噴射時に行うことができる。このため、メンテナンス時間を短縮することができる。
また、例えば往復印字を行うシャトル機では吐出を行わない加減速エリアで、ノズルプレートにインクが付着することによるインク吐出時の偏向や、インクの吐出不良を往復動作の度に回復する事ができる。

本発明に係る液体噴射記録装置のメンテナンス方法は、前記液溜まり形成工程では、前記チャネル内の前記液体を加圧して前記ノズル孔に形成されるメニスカスを破壊することにより、前記液溜まり部を形成することを特徴とする。

このような方法とすることで、単純な方法でノズルプレートに液溜まり部を形成することができる。このため、さらにメンテナンス制御を容易化できる。

本発明に係る液体噴射記録装置のメンテナンス方法は、前記液溜まり形成工程では、前記液体供給管内の前記液体を加圧することにより、前記チャネル内の前記液体を加圧することを特徴とする。

このような方法とすることで、確実にチャネル内の液体を加圧することができ、確実に液溜まり部を形成することが可能になる。

本発明に係る液体噴射記録装置のメンテナンス方法は、前記液体供給管に加圧ポンプを設け、該加圧ポンプによって前記液体供給管内の前記液体を加圧することを特徴とする。

このような方法とすることで、簡素な構造で、確実に液体供給管内の液体を加圧することができる。

本発明に係る液体噴射記録装置のメンテナンス方法は、前記液体タンクは、前記液体供給管に接続された供給用サブタンクと、前記液体排出管に接続された排出用サブタンクと、を備え、前記排出用サブタンクの位置よりも前記供給用サブタンクの位置を高く設定し、前記供給用サブタンクの前記液体の液面と前記チャネル内の前記液体の液面との水頭差によって、前記液体供給管内の前記液体を加圧することを特徴とする。

このような方法とすることで、より簡素な構造で確実に液体供給管内の液体を加圧することができる。

本発明に係る液体噴射記録装置のメンテナンス方法は、前記液体排出管に、該液体排出管の前記液体の流路を遮断可能な遮断部を設け、前記液体排出管の前記流路を前記遮断部により遮断することにより、前記水頭差によって前記液体供給管内の前記液体を加圧することを特徴とする。

このような方法とすることで、簡素な構造で、且つ単純な方法で液体供給管内の液体を加圧することができる。

本発明によれば、ノズルプレートに液溜まり部を形成することにより、この液溜まり部によってノズルプレートに付着したインクを吸着できる。そしてこの後、液溜まり部を吸引することにより、ノズルプレートに付着したインクを液溜まり部と共にチャネル内に回収できる。このような単純な作業でメンテナンスを行うことが可能になるので、メンテナンス制御の煩雑化を防止でき、確実にインク噴射不良を防止できる。また、従来のようにノズル孔の他に回収孔を形成する必要もないので、安価な方法でメンテナンスを行うことができる。
さらに、メンテナンスを行うにあたって、一旦サービスステーションに液体噴射ヘッドを戻す必要がなく、被記録媒体への記録動作中で、且つ液体の非噴射時に行うことができる。このため、メンテナンス時間を短縮することができる。

本発明の実施形態における液体噴射記録装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態における液体噴射ヘッド、サブタンク、および液体循環手段の概略構成図である。 本発明の実施形態におけるヘッドチップの概略構成図である。 本発明の実施形態におけるノズル孔から噴射されるインクの説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれインクの挙動を示す。 本発明の実施形態におけるメンテナンスの作業方法を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は、インクの挙動を示す。 本発明の第１実施形態の変形例における液体噴射ヘッド、サブタンク、および液体循環手段の概略構成図である。 本発明の第２実施形態における液体噴射ヘッド、サブタンク、および液体循環手段の概略構成図である。 本発明の第３実施形態における液体噴射ヘッド、サブタンク、および液体循環手段の概略構成図である。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（液体噴射記録装置）
図１は、液体噴射記録装置１の斜視図である。
液体噴射記録装置１は、いわゆるインクジェットプリンタであって、筐体１５内に、紙等の被記録媒体Ｐを搬送する一対の搬送手段２，３と、インクが収容されたメインタンク４、およびサブタンク８，９（供給用サブタンク８、排出用サブタンク９）と、被記録媒体Ｐにインク滴を噴射する液体噴射ヘッド５と、メインタンク４と液体噴射ヘッド５との間でサブタンク８，９を介してインクを循環させる液体循環手段６と、液体噴射ヘッド５を被記録媒体Ｐの搬送方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）に走査させる走査手段７と、が設けられている。

なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
また、以下の説明において、主走査方向をＸ方向、副走査方向をＹ方向、そしてＸ方向、およびＹ方向に共に直交する方向をＺ方向として説明する。ここで、液体噴射記録装置１は、Ｘ方向、Ｙ方向が水平方向となるように、且つＺ方向が重力方向上下方向となるように載置して使用される。

すなわち、液体噴射記録装置１を載置した状態では、被記録媒体Ｐ上を液体噴射ヘッド５が水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に沿って走査するように構成されている。また、この液体噴射ヘッド５から重力方向下方（Ｚ方向下方）に向かってインク滴が噴射され、このインク滴が被記録媒体Ｐに着弾するように構成されている。

搬送手段２は、Ｙ方向に延設されたグリットローラ１１と、グリットローラ１１に平行に延設されたピンチローラ１２と、グリットローラ１１を軸回転させるモータ等の駆動機構（不図示）と、を備えている。
同様に、搬送手段３は、Ｙ方向に延設されたグリットローラ１３と、グリットローラ１３に平行に延設されたピンチローラ１４と、グリットローラ１３を軸回転させる駆動機構（不図示）と、を備えている。

メインタンク４とサブタンク８，９は、それぞれ独立して設けられている。サブタンク８，９は、液体噴射ヘッド５の近傍に設けられている一方、メインタンク４は、サブタンク８，９とは別に筐体１５内に設けられている。なお、サブタンク８，９についての詳細は、後述する。
メインタンク４は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクのメインタンク４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＫがＸ方向に並んで設けられている。なお、メインタンク４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクが収容されたメインタンク４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに限られるものではなく、さらに多色のインクを収容したインクタンクを備えていてもよい。

走査手段７は、Ｙ方向に延設された一対のガイドレール３１，３２と、一対のガイドレール３１，３２に移動可能に支持されたキャリッジ３３と、キャリッジ３３をＹ方向に移動させる駆動機構３４と、を備えている。駆動機構３４は、一対のガイドレール３１，３２の間に配設された一対のプーリ３５，３６と、一対のプーリ３５，３６間に巻回された無端ベルト３７と、一方のプーリ３５を回転駆動させる駆動モータ３８と、を備えている。

一対のプーリ３５，３６は、一対のガイドレール３１，３２の両端部間にそれぞれ配設されている。無端ベルト３７は、一対のガイドレール３１，３２間に配設されている。この無端ベルト３７にキャリッジ３３が連結されている。
キャリッジ３３には、複数の液体噴射ヘッド５として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクの液体噴射ヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５ＫがＹ方向に並んで搭載される。これにより、被記録媒体Ｐに対して液体噴射ヘッド５が相対的に移動する。なお、液体噴射ヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、供給されるインクの色以外は何れも同一の構成からなるため、以下の説明ではまとめて液体噴射ヘッド５として称する。

（第１実施形態）
図２は、液体噴射ヘッド５、サブタンク８，９、および液体循環手段６の概略構成図である。
図１、図２に示すように、キャリッジ３３には、液体噴射ヘッド５の他に、サブタンク８，９が搭載されている。サブタンク８，９は、液体噴射ヘッド５にインクを供給する供給用サブタンク８と、液体噴射ヘッド５から排出されたインクを収容する排出用サブタンク９と、からなる。また、サブタンク８，９は、各液体噴射ヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに対応するように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクが収容された供給用サブタンク８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ、および排出用サブタンク９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋにより構成されている。

（液体循環手段）
液体循環手段６は、循環流路２３を有している。循環流路２３は、メインタンク４から供給用サブタンク８を介して液体噴射ヘッド５にインクを供給する２つの液体供給管２１ａ，２１ｂと、液体噴射ヘッド５から排出用サブタンク９を介してメインタンク４にインクを戻す２つの液体排出管２２ａ，２２ｂと、により構成されている。
また、液体循環手段６は、メインタンク４に収容されているインクを供給用サブタンク８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋへと送出する供給ポンプ２４と、液体噴射ヘッド５に供給されたインクを吸引して排出用サブタンク９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋへと送出する吸引ポンプ２６と、排出用サブタンク９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋからメインタンク４へインクを回収する回収ポンプ２５と、を備えている。なお、各ポンプ２４，２５，２６としては、例えば、いわゆるチューブポンプが使用される。

２つの液体供給管２１ａ，２１ｂのうち、第１液体供給管２１ａは、供給ポンプ２４と供給用サブタンク８とにそれぞれ接続されている。２つの液体供給管２１ａ，２１ｂのうち、第２液体供給管２１ｂは、供給用サブタンク８と液体噴射ヘッド５とにそれぞれ接続されている。
一方、２つの液体排出管２２ａ，２２ｂのうち、第１液体排出管２２ａは、回収ポンプ２５と排出用サブタンク９とにそれぞれ接続されている。２つの液体排出管２２ａ，２２ｂのうち、第２液体排出管２２ｂは、排出用サブタンク９と液体噴射ヘッド５とにそれぞれ接続されている。

これら液体供給管２１ａ，２１ｂ、および液体排出管２２ａ，２２ｂは、それぞれ液体噴射ヘッド５を支持する走査手段７の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースにより構成されている。
また、吸引ポンプ２６は、キャリッジ３３上に各液体噴射ヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに対応するように、４つ配置されている。そして、吸引ポンプ２６は、第２液体排出管２２ｂの途中に設けられている。なお、供給ポンプ２４、回収ポンプ２５、および吸引ポンプ２６は、それぞれ停止時に循環流路２３（液体供給管２１ａ，２１ｂ、および液体排出管２２ａ，２２ｂ）を大気開放しないように密閉構造とされている。

ここで、供給用サブタンク８、および排出用サブタンク９は、それぞれ水頭高さが異なるように配置されている。すなわち、供給用サブタンク８は、この供給用サブタンク８の水頭高さが排出用サブタンク９の水頭高さよりも高くなるように配置されている。このため、第２液体供給管２１ｂ内のインクの圧力は、第２液体排出管２２ｂ内のインクの圧力よりも常時大きくなる。

図３は、液体噴射ヘッド５を構成するヘッドチップ５０の概略構成図である。
同図に示すように、液体噴射ヘッド５は、ノズルプレート５１、アクチュエータプレート５２、カバープレート５３および流路プレート５４を含むヘッドチップ５０を備えている。これらノズルプレート５１、アクチュエータプレート５２、カバープレート５３および流路プレート５４は、この順で接着剤等によりＺ方向に積層された構成とされている。そして、ヘッドチップ５０は、ノズルプレート５１が、Ｚ方向下方（被記録媒体Ｐ側）に向くように配置されている。

アクチュエータプレート５２は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電材料によりＸ方向に長い長方形の板状に形成されたプレートである。アクチュエータプレート５２としては、例えば、その分極方向が厚さ方向（Ｚ方向）に沿って一方向に設定された、いわゆるモノポール基板が用いられている。また、アクチュエータプレート５２には、Ｙ方向に長い溝状の複数のチャネル６１が形成されている。

複数のチャネル６１は、インクが充填される吐出チャネル６２と、インクが充填されない非吐出チャネルとがＸ方向に交互に並んで配置されてなる。なお、図３では、吐出チャネル６２のみを図示し、非吐出チャネルの図示は省略している。また、Ｘ方向に並んで配置された複数のチャネル６１を１つのチャネル列と称する。さらに、複数のチャネル６１は、チャネル列をＹ方向に複数並べてなる。
また、吐出チャネル６２は、Ｙ方向に長くなるように形成されている。さらに、複数のチャネル６１の側面には、不図示の駆動電極が形成されている。この駆動電極に、不図示の制御機器から駆動電圧を印加すると、吐出チャネル６２内の容積が変化する。

カバープレート５３は、非吐出チャネルを閉塞するように形成され、且つ同じャネル列の吐出チャネル６２同士を連通する開口部５３ａを有している。また、開口部５３ａは、吐出チャネル６２の長手方向両端のみに連通するように形成されている。
流路プレート５４は、第２液体供給管２１と吐出チャネル６２の一端（図２における右端）とを連通する供給流路９５と、第２液体排出管２２ｂと吐出チャネル６２の他端（図２における左端）とを連通する排出流路９６と、を備えている。

ノズルプレート５１は、厚みが５０μｍ程度のポリイミド等のフィルム材により、アクチュエータプレート５２の形状に対応するようにＸ方向に長い長方形の板状に形成されたプレートである。ノズルプレート５１は、各吐出チャネル６２に各々連通する複数のノズル孔７１を有している。各ノズル孔７１は、対応する吐出チャネル６２の延在方向（Ｙ方向）略中央に配置されている。
このように、液体噴射ヘッド５は、吐出チャネル６２におけるチャネル延在方向（Ｙ方向）の略中央部からインクを噴射する、いわゆるサイドシュートタイプとされている。

（液体噴射記録装置の動作）
次に、液体噴射記録装置１を利用して、被記録媒体Ｐに文字や図形等を記録する場合について説明する。
なお、初期状態として、図１に示す４つのメインタンク４、４つの供給用サブタンク８、および４つの排出用サブタンク９には、それぞれ異なる色のインクが十分に封入されているものとする。また、メインタンク４内のインクが液体循環手段６を介して液体噴射ヘッド５内に充填された状態となっているものとする。また、初期状態では、ガイドレール３１，３２の両端のうちの何れか一方に設置されている不図示のサービスステーションに、キャリッジ３３が待機しているものとする。

このような初期状態のもと、液体噴射記録装置１を作動させると、搬送手段２，３のグリットローラ１１，１３が回転することで、これらグリットローラ１１，１３およびピンチローラ１２，１４間に被記録媒体Ｐを搬送方向（Ｘ方向）に向けて搬送する。また、これと同時に駆動モータ３８がプーリ３５，３６を回転させて無端ベルト３７を動かす。これにより、不図示のサービスステーションからキャリッジ３３が移動し、さらにガイドレール３１，３２にガイドされながらキャリッジ３３がＹ方向に往復移動する。そしてこの間に、各液体噴射ヘッド５より４色のインクを被記録媒体Ｐに適宜噴射させることで、文字や画像等の記録を行うことができる。このように、液体噴射記録装置１は、キャリッジ３３（液体噴射ヘッド５）を往復移動させて文字や画像等の記録を行う、いわゆるシャトル機である。
なお、この記録を行っている間、キャリッジ３３は、不図示のサービスステーションに戻ることなく、Ｙ方向への往復移動を繰り返し行う。以下の説明では、この間の動作を、記録動作という。

ここで、記録動作中の各液体噴射ヘッド５の動作について、以下に詳細に説明する。
本実施形態のようなサイドシュートタイプのうち、循環式の液体噴射ヘッド５では、まず供給ポンプ２４、回収ポンプ２５、および吸引ポンプ２６を作動させることで、循環流路２３内にインクを流通させる。
すなわち、まず、メインタンク４から第１液体供給管２１ａを介し、供給用サブタンク８にインクが供給される。この後、供給用サブタンク８から第２液体供給管２１ｂ、および供給流路９５を介し、ヘッドチップ５０の吐出チャネル６２にインクが供給される。供給用サブタンク８からヘッドチップ５０へのインクの供給は、供給用サブタンク８と排出用サブタンク９との水頭差によって行われる。

この後インクは、ヘッドチップ５０の吐出チャネル６２を通り、排出流路９６、第２液体排出管２２ｂを介し、排出用サブタンク９へと排出される。このヘッドチップ５０から排出用サブタンク９へのインクの排出は、供給用サブタンク８と排出用サブタンク９との水頭差、および吸引ポンプ２６によって行われる。
排出用サブタンク９に排出されたインクは、所定量を超えると回収ポンプ２５によって吸引され、メインタンク４に戻される。そして、再び供給ポンプ２４によって第１液体供給管２１ａにインクが送出される。これを繰り返すことにより、液体噴射ヘッド５とメインタンク４との間でインクが循環される。

そして、キャリッジ３３（図１参照）によって往復移動が開始されると、不図示の制御手段は不図示の駆動電極に駆動電圧を印加する。すると、吐出チャネル６２内の容積が変化してインクが加圧される。この結果、液滴状のインク（インク滴）がノズル孔７１を通って外部に噴射され、インク滴が被記録媒体Ｐに着弾する。この被記録媒体Ｐに着弾されたインク滴が集積され、文字や画像等となって記録される。

ここで、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）に基づいて、ノズル孔７１から噴射されるインク滴Ｉｔの挙動について詳述する。
図４は、ノズル孔７１から噴射されるインクの説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれインクの挙動を示す。
まず、図４（ａ）に示すように、通常時（インクＩの非噴射時）には、ノズル孔７１からインクＩが噴射されないように、適切なメニスカス（凹状のメニスカス）が保たれている。

この状態から、図４（ｂ）に示すように、吐出チャネル６２内のインクＩが加圧されると、まず、ノズル孔７１からＺ方向下方に向かってインクＩが突出する。このときも、インクＩは、適切なメニスカスを保ったままになっている。つまり、インクＩは、ノズルプレート５１のノズル孔７１の周囲にインクＩが濡れ広がることなく、ノズル孔７１の孔径に収まるように凸条のメニスカスを形成している。

吐出チャネル６２から勢いよく押出されたインクＩは、さらに、図４（ｃ）に示すように、ノズルプレート５１からインクＩが完全に離間してインク滴Ｉｔとなる。そして、このインク滴ＩｔがＺ方向下方に向かって落下していく。
ここで、図４（ｂ）のインクＩの状態から図４（ｃ）のインク滴Ｉｔの状態へと移行する間、インクＩが適正なメニスカスを保ったままインク滴Ｉｔとなって噴射されるように、アクチュエータプレート５２に適正な周波数の駆動電圧が印加される。

ところで、このような記録時やインクの初期充填時にノズルプレート５１のノズル孔７１の周囲にインクが付着する場合がある。以下、この付着したインクを除去するメンテナンス作業（以下、単にメンテナンスという）について詳述する。

（メンテナンスの作業方法）
図５は、メンテナンスの作業方法を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）は、インクの挙動を示す。
図５（ａ）に示すように、記録動作をある程度進めていくと、ノズルプレート５１のノズル孔７１の周囲にインクＩｈが付着する（以下、この付着したインクを付着インクＩｈという）。
そこで、記録動作中の所定のタイミングでメンテナンスを行う。ここで、所定のタイミングとは、ノズル孔７１からインク滴Ｉｔを噴射しないタイミングである。より望ましくは、キャリッジ３３の往復移動の切替えし箇所、つまり、キャリッジ３３（液体噴射ヘッド５）が被記録媒体Ｐの記録領域から外れた位置にあるとき、メンテナンスが行われるのがよい。

メンテナンスは、まず、第２液体排出管２２ｂに設けられた吸引ポンプ２６を停止し、第２液体排出管２２ｂの流路を遮断する。このとき、第２液体排出管２２ｂの流路を遮断したにも関わらず、供給用サブタンク８と排出用サブタンク９との水頭差によって、液体噴射ヘッド５へインクが供給され続ける。

すると、吐出チャネル６２内のインクが加圧され続け、図５（ｂ）に示すように、ノズル孔７１のインクＩのメニスカスが破壊される。そして、ノズルプレート５１に、液溜まり部Ｉｅが形成される（液溜まり形成工程）。
ここで、液溜まり部Ｉｅとは、メニスカスが破壊されることにより、ノズルプレート５１のノズル孔７１の周囲にインクＩが濡れ広がったものをいう。より詳しくは、液溜まり部Ｉｅのノズルプレート５１に接触している箇所の直径Ｄ１は、ノズル孔７１の直径Ｄ２よりも大きくなっている。液溜まり部Ｉｅが形成されることにより、この液溜まり部Ｉｅに付着インクＩｈが吸着されて、一塊の液溜まり部Ｉｅとなる。

続いて、吸引ポンプ２６を再駆動させると、第２液体排出管２２ｂ内に塞き止められていたインクＩが、再び排出用サブタンク９へと排出される。
これにより、図５（ｃ）に示すように、液溜まり部Ｉｅが吐出チャネル６２（チャネル６１）内へと吸引される（吸引工程）。このとき、液溜まり部Ｉｅと一塊となった付着インクＩｈも共に吸引されるので、付着インクＩｈが除去される。そして、再びノズル孔７１に適正なインクＩのメニスカスが形成される。この後、記録動作が引き続き行われる。

このように、上述の第１実施形態では、メンテナンスを行うにあたって、ノズルプレート５１に、ノズル孔７１およびノズル孔７１の周囲を覆うように液溜まり部Ｉｅを形成する。これにより、この液溜まり部Ｉｅを利用して、ノズルプレート５１の付着インクＩｈを吸着できる。そしてこの後、液溜まり部Ｉｅを吸引することにより、付着インクＩｈを液溜まり部Ｉｅと共に吐出チャネル６２（チャネル６１）内に回収できる。

このような単純な作業でメンテナンスを行うことが可能になるので、メンテナンス制御の煩雑化を防止でき、確実に液体噴射記録装置１のインク噴射不良を防止できる。また、従来のようにノズル孔７１の他に回収孔を形成する必要もないので、安価な方法でメンテナンスを行うことができる。
さらに、メンテナンスを行うにあたって、一旦サービスステーションに液体噴射ヘッド５（キャリッジ３３）を戻す必要がなく、被記録媒体Ｐへの記録動作中で、且つインクＩの非噴射時に行うことができる。このため、メンテナンス時間を短縮することができる。

また、インク滴Ｉｔの吐出を行わないキャリッジ３３（液体噴射ヘッド５）の加減速エリアで、ノズルプレート５１への付着インクＩｈによるインク吐出時の偏向や、インク滴Ｉｔの吐出不良を往復動作の度に回復する事ができる。
さらに、メンテナンス時に吐出チャネル６２内のインクＩを加圧し、ノズル孔７１に形成されるメニスカスを破壊することにより、液溜まり部Ｉｅを形成している。このような単純な方法でノズルプレート５１に液溜まり部Ｉｅを形成しているので、さらにメンテナンス制御を容易化できる。

また、メンテナンス時に吐出チャネル６２内のインクＩを加圧するために、供給用サブタンク８と排出用サブタンク９とに水頭差を設けている。そして、常時第２液体供給管２１ｂ内のインクＩの圧力が、第２液体排出管２２ｂ内のインクＩの圧力よりも大きくなるようにしている。これに加え、第２液体排出管２２ｂに吸引ポンプ２６を設けている。そして、この吸引ポンプ２６を停止させることにより、吐出チャネル６２内のインクＩの圧力を液溜まり部Ｉｅを形成可能な程度まで高めている。
このような簡素な構造で、且つ簡単な制御で、確実に吐出チャネル６２内のインクＩの圧力を高めることができ、確実に液溜まり部Ｉｅを形成することが可能になる。

なお、上述の第１実施形態では、第２液体排出管２２ｂを遮断、開放するために、吸引ポンプ２６を設けた場合について説明した。しかしながら、不図示の制御機器からの制御信号に基づいて、第２液体排出管２２ｂを遮断したり開放したりできる構造であればよい。例えば、第２液体排出管２２ｂの吸引ポンプ２６よりも上流側に、電磁弁（不図示）を設けてもよい。電磁弁を設けることにより、吸引ポンプ２６を駆動させたまま、第２液体排出管２２ｂを遮断できる。また、電磁弁に代わってさまざまな弁を適用することが可能である。

また、上述の第１実施形態では、ノズルプレート５１に液溜まり部Ｉｅを形成するために、
（１）吐出チャネル６２（チャネル６１）内のインクＩを加圧する。
（２）ノズル孔７１に形成されるメニスカスを破壊する。
の２つを実施することについて説明した。
そして、（１）を実施するために、供給用サブタンク８を、この供給用サブタンク８の水頭高さが排出用サブタンク９の水頭高さよりも高くなるように配置し、供給用サブタンク８と供給用サブタンク８との水頭差を利用した場合について説明した。
しかしながら、これに限られるものではなく、（１）を実現するためのさまざまな方法を挙げることができる。

（第１実施形態の変形例）
例えば、キャリッジ３３の往復移動の切替えしの際にインクＩにかかる慣性力によって生じる水頭差を利用し、吐出チャネル６２（チャネル６１）内のインクＩを加圧してもよい。
このような方法を採用する場合、予め設定される供給用サブタンク８の水頭高さと排出用サブタンク９の水頭高さとの差を、前述の第１実施形態の水頭差よりも小さくできる。また、キャリッジ３３の往復移動の切替えしの際の慣性力を利用するので、必ず記録動作中で、且つキャリッジ３３（液体噴射ヘッド５）が被記録媒体Ｐの記録領域から外れた位置でメンテナンスを行うことができる。

図６は、第１実施形態の変形例における液体噴射ヘッド５、サブタンク８，９、および液体循環手段６の概略構成図であって、前述の第１実施形態の図２に対応している。
また、同図に示すように、例えば、キャリッジ３３に供給用サブタンク８を昇降可能な昇降装置４０を設けてもよい。

昇降装置４０を用いた場合の具体的な作用について説明する。昇降装置４０を駆動させることにより、供給用サブタンク８の高さが変化する。これに伴い、供給用サブタンク８と排出用サブタンク９との水頭差が変化する。この水頭差が変化することにより、吐出チャネル６２内のインクＩへの加圧力が変化する。つまり、供給用サブタンク８の高さが高くなるほど、吐出チャネル６２内のインクＩへの加圧力が大きくなる。

したがって、第１実施形態の変形例によれば、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、メンテナンスを行う際、昇降装置４０によって供給用サブタンク８の位置を高くすることにより、吸引ポンプ２６を停止させることなく、ノズルプレート５１に液溜まり部Ｉｅを形成することが可能になる。このため、吸引ポンプ２６の停止、駆動を繰り返す必要がなくなり、吸引ポンプ２６の延命化を図ることが可能になる。

（第２実施形態）
次に、図７に基づいて、第２実施形態について説明する。
図７は、第２実施形態における液体噴射ヘッド５、サブタンク８，９、および液体循環手段６の概略構成図であって、前述の第１実施形態の図２に対応している。なお、前述の第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。
ここで、本第２実施形態、およびこの第２実施形態以降の実施形態については、前述の第１実施形態における（１）を実現するための変形例である。

図７に示すように、第２実施形態では、第２液体排出管２２ｂに前述の第１実施形態の吸引ポンプ２６が設けられていない。この代わり、供給用サブタンク８に加圧エアポンプ２７が設けられていると共に、排出用サブタンク９に減圧エアポンプ２８が設けられている。また、第２実施形態では、供給用サブタンク８、および排出用サブタンク９は、それぞれ水頭高さが同一となるように配置されている。これらの点が、前述の第１実施形態と相違する。

このような構成のもと、液体噴射記録装置１の記録動作中において、加圧エアポンプ２７を駆動させることにより供給用サブタンク８内が加圧され、減圧エアポンプ２８を駆動させることにより、排出用サブタンク９内が減圧される。これにより、液体噴射ヘッド５とメインタンク４との間でインクＩが循環される。
一方、メンテナンスを行う際は、加圧エアポンプ２７による加圧を増大させる。すると、吐出チャネル６２内のインクＩへの加圧力が大きくなり、ノズルプレート５１に液溜まり部Ｉｅが形成される。

したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、上述の第２実施形態では、メンテナンスを行う際、加圧エアポンプ２７による加圧を増大させることにより、吐出チャネル６２内のインクＩへの加圧力を増大させる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、加圧エアポンプ２７を通常通り駆動させつつ、減圧エアポンプ２８を停止、または減圧量を低下、または減圧エアポンプ２８を大気開放することにより、吐出チャネル６２内のインクＩへの加圧力を増大させてもよい。
また、第２液体排出管２２ｂに不図示の電磁弁を設け、この電磁弁により第２液体排出管２２ｂを遮断させてもよい。これにより、吐出チャネル６２内のインクＩへの加圧力を増大させることが可能になる。

（第３実施形態）
次に、図８に基づいて、第３実施形態について説明する。
図８は、第３実施形態における液体噴射ヘッド５、サブタンク８，９、および液体循環手段６の概略構成図であって、前述の第１実施形態の図２に対応している。
同図に示すように、第３実施形態では、第２液体供給管２１ｂに送液ポンプ２９が設けられている。この点、前述の第１実施形態と相違する。

送液ポンプ２９は、停止時に第２液体供給管２１ｂを大気開放しないように密閉構造とされている。例えば、送液ポンプ２９として、いわゆるチューブポンプが使用される。
このような構成のもと、メインタンク４やサブタンク８，９の水頭高さに関わらず、送液ポンプ２９と吸引ポンプ２６とを駆動させることにより、液体噴射ヘッド５内でインクＩを循環することができる。なお、この場合、送液ポンプ２９と吸引ポンプ２６は、互いに同期させて駆動させると共に、駆動速度も同一とする。

ここで、第３実施形態において、吐出チャネル６２（チャネル６１）内のインクＩを加圧する場合、以下の２つの方法が挙げられる。
（Ｉ） 吸引ポンプ２６を停止し、送液ポンプ２９のみを駆動させる。
（ＩＩ）吸引ポンプ２６は駆動させたまま、送液ポンプ２９の駆動速度を吸引ポンプ２６の駆動速度よりも速く設定する。
このような方法を採用することにより、吐出チャネル６２（チャネル６１）内のインクＩを加圧できる。

なお、吸引ポンプ２６および送液ポンプ２９の両者、または何れか一方を、停止時に、対応する第２液体供給管２１ｂまたは第２液体排出管２２ｂが大気開放されるように構成してもよい。ここで、送液ポンプ２９を大気開放する構造とする一方、吸引ポンプ２６を密閉構造とする場合、供給用サブタンク８と排出用サブタンク９とに、水頭差を設ける必要がある。
また、第２液体排出管２２ｂの吸引ポンプ２６よりも上流側に、電磁弁（不図示）を設けてもよい。電磁弁を設けて第２液体排出管２２ｂを遮断することにより、吸引ポンプ２６を駆動させたまま、吐出チャネル６２（チャネル６１）内のインクＩを加圧できる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、液体噴射記録装置１の一例として、いわゆるインクジェットプリンタを挙げて説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であってもよい。また、例えば、被記録媒体Ｐを搬送する一対の搬送手段２，３を有さない大型プリンタにも上述の実施形態を採用できる。

さらに、液体噴射ヘッド５を走査させる走査手段７を有さない、いわゆる固定型のプリンタにも上述の実施形態を採用できる。但し、固定型のプリンタの場合、上述の第１実施形態の変形例のように、キャリッジ３３の往復移動の切替えしの際にインクＩにかかる慣性力によって生じる水頭差を利用して吐出チャネル６２（チャネル６１）内のインクＩを加圧する方法を採用することができない。

また、上述の実施形態では、液体噴射ヘッド５が複数搭載された複数色用の液体噴射記録装置１について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、液体噴射ヘッド５が一つの単色用としてもよい。

１…液体噴射記録装置、４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…メインタンク（液体タンク）、５，５Ｙ，５Ｍ．５Ｃ，５Ｋ…液体噴射ヘッド、６…液体循環手段、８…供給用サブタンク、９…排出用サブタンク、２１ａ…第１液体供給管（液体供給管）、２１ｂ…第２液体供給管（液体供給管）、２２ａ…第１液体排出管（液体排出管）、２２ｂ…第２液体排出管（液体排出管）、２４…供給ポンプ、２５…回収ポンプ、２６…吸引ポンプ（遮断部）、２７…加圧エアポンプ、２８…減圧エアポンプ、２９…送液ポンプ、５１…ノズルプレート、６１…チャネル、６２…吐出チャネル（チャネル）、７１…ノズル孔、Ｉｅ…液溜まり部、Ｐ…被記録媒体

Claims (6)

1. 液体が収容された液体タンクと、
   被記録媒体に前記液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
   前記液体タンクと前記液体噴射ヘッドとの間で前記液体を循環させる液体循環手段と、
   を備え、
   前記液体噴射ヘッドは、
   前記液体が噴射されるノズル孔が形成されたノズルプレートと、
   前記ノズル孔に連通され、前記液体が充填される複数のチャネルと、
   を備え、
   前記液体循環手段は、
   前記液体タンクから前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する液体供給管と、
   前記液体噴射ヘッドから前記液体を排出する液体排出管と、
   を備えている液体噴射記録装置のメンテナンス方法であって、
   前記被記録媒体への記録動作中で、且つ前記液体の非噴射時において、前記液体によって、前記ノズルプレートに前記ノズル孔、および該ノズル孔の周囲を覆うように液溜まり部を形成する液溜まり形成工程と、
   該液溜まり形成工程の後、前記液溜まり部を前記チャネル内に吸引する吸引工程と、
   を有することを特徴とする液体噴射記録装置のメンテナンス方法。
2. 前記液溜まり形成工程では、前記チャネル内の前記液体を加圧して前記ノズル孔に形成されるメニスカスを破壊することにより、前記液溜まり部を形成することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録装置のメンテナンス方法。
3. 前記液溜まり形成工程では、前記液体供給管内の前記液体を加圧することにより、前記チャネル内の前記液体を加圧することを特徴とする請求項２に記載の液体噴射記録装置のメンテナンス方法。
4. 前記液体供給管に加圧ポンプを設け、該加圧ポンプによって前記液体供給管内の前記液体を加圧することを特徴とする請求項３に記載の液体噴射記録装置のメンテナンス方法。
5. 前記液体タンクは、
   前記液体供給管に接続された供給用サブタンクと、
   前記液体排出管に接続された排出用サブタンクと、
   を備え、
   前記排出用サブタンクの位置よりも前記供給用サブタンクの位置を高く設定し、前記供給用サブタンクの前記液体の液面と前記チャネル内の前記液体の液面との水頭差によって、前記液体供給管内の前記液体を加圧することを特徴とする請求項３に記載の液体噴射記録装置のメンテナンス方法。
6. 前記液体排出管に、該液体排出管の前記液体の流路を遮断可能な遮断部を設け、
   前記液体排出管の前記流路を前記遮断部により遮断することにより、前記水頭差によって前記液体供給管内の前記液体を加圧することを特徴とする請求項５に記載の液体噴射記録装置のメンテナンス方法。

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