JP4590480B2 - インクジェット装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット装置のメンテナンス方法に関する。

インクジェットヘッドのメンテナンス方法としては、例えば特許文献１及び２に開示された技術が挙げられる。特許文献１及び２には、インクジェットを密閉するキャップ機構を備えたインクジェット記録装置が記載されている。そして、キャップ機構とインクジェットヘッドとの間で密閉された空間を減圧することで、インクジェットヘッドのノズル孔からインクを吸い出して、インクジェットヘッドのメンテナンスを行っている。このようなインクジェットヘッドのメンテナンス方法は、従来から広く知られている技術である。

また、メンテナンスのために、インクジェットヘッドにインクを充填する場合、所定値以上の圧力がかかった場合にのみ気体及び液体を透過する特殊膜を用いて、インクを充填する方法などが知られている。この充填方法では、インクジェットヘッドのノズル孔に、特殊膜を貼り付けた状態で、インクを充填している。

特開平３−１８０３５４号公報（１９９１年 ８月 ６日公開） 特開平８−５８１０８号公報（１９９６年 ３月 ５日公開）

インクジェットヘッドのメンテナンスにおいては、インク吐出性能回復のために、インクの排出及び供給を繰り返す動作、あるいは未使用のインクジェットヘッドへインクを供給・充填する動作が行われる。

インクジェットヘッドへインクを供給する動作、またはインクジェットヘッドからインクを排出する動作を行うに際し、ノズルをキャップ機構により密閉した状態で、供給側バッファタンクに負圧を与える方法が採られている。このような方法においては、供給側バッファタンクに負圧を与えることにより、キャップ機構により密閉された空間に残された空気がノズル内に吸引されてしまい、インク不吐出等が生じる。このようなインク不吐出を低減するために、従来、インク排出の駆動力となる供給側バッファタンクに与える負圧を小さくする方法が採られていた。しかしながら、供給側バッファタンクに与える負圧を小さくすると、インクの排出動作に時間がかかったり、十分なインク流速が得られなかったりする。その結果、インクジェットヘッドのメンテナンス性能が低くなるという問題が生じる。

また、所定値以上の圧力がかかった場合にのみ気体及び液体を透過する特殊膜を用いて、インクを充填する方法では、インクジェットヘッドのノズル孔に特殊膜を貼り付けた状態で、所定値よりも小さい圧力の制御下で、インクをインクジェットヘッドへ充填している。これにより、キャップ機構により密閉された空間に残された空気をノズル孔へ透過させることなく、インクのみをインクジェットヘッドへ充填することができる。しかし、この充填方法では、ノズル孔が形成された面に別途特殊膜を接触させることになる。このため、ノズル孔が形成された面を傷めるという問題が生じる。

インク吐出性能回復のためのメンテナンスにおいては、インク流速を大きくしてインクを排出すれば、インクジェットヘッドのインク吐出性能回復の効果が大きくなる。また、インク充填のためのメンテナンスにおいては、インク流速を大きくしてインクをインクジェットヘッドへ充填すれば、装置稼動効率が向上する。しかしながら、現状のメンテナンスでは、上述したように、空気がノズル内に吸引されてしまう（入り込む）という問題があるため、インク流速を十分に大きくして、インクの供給やインク排出を行うことができないという課題がある。また、簡便に、ノズル孔が形成された面を傷めることなく、インクの供給やインク排出を行うことができないという課題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、流速を大きくしてインク排出及びインク供給を行うことができ、かつインクジェットヘッドのノズル孔の不吐出頻度が低いインクジェット装置のメンテナンス方法を提供することにある。

本発明のインクジェット装置のメンテナンス方法は、上記の課題を解決するために、複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、上記ノズル孔を密閉するキャップ機構とを有し、上記インクジェットヘッドへ供給するインクが貯留されたインクタンクと、供給側バッファタンクと、上記供給側バッファタンクへ負圧を与える供給側ポンプと、上記インクジェットヘッドと上記供給側バッファタンクとの間に配された供給側廃液弁とを備え、上記供給側廃液弁の開放によりインクジェットヘッド内部が減圧され、上記インクタンクからインクジェットヘッドへインクが供給されるとともに、インクジェットヘッドからインクが排出される供給側メンテナンス機構と、キャップ側バッファタンクと、上記キャップ側バッファタンクに負圧を与えるキャップ側ポンプと、上記キャップ機構と上記キャップ側バッファタンクとの間に配されたキャップ側廃液弁とを備え、上記キャップ側廃液弁の開放により、上記キャップ機構により密閉された空間が減圧され、上記ノズル孔からインクが排出されるキャップ側メンテナンス機構とを備えたインクジェット装置のメンテナンス方法であって、上記キャップ機構により上記ノズル孔を密閉する密閉工程と、上記供給側バッファタンクの内圧を第１の負圧値に調整する第１の負圧調整工程と、上記キャップ側バッファタンクの内圧を第２の負圧値に調整する第２の負圧調整工程と、上記キャップ側廃液弁を開放し上記キャップ機構により密閉された空間を減圧した状態で、上記供給側廃液弁を開放しインクジェットヘッド内部を減圧する第１のインク排出／インク供給工程とを含むことを特徴としている。

上記の構成によれば、第１の負圧調整工程で上記供給側バッファタンクの内圧を第１の負圧値に調整し、第２の負圧調整工程で上記キャップ側バッファタンクの内圧を第２の負圧値に調整している。そして、上記第１のインク排出／インク供給工程で、上記キャップ側廃液弁を開放し上記キャップ機構により密閉された空間を減圧した状態で、上記供給側廃液弁を開放しインクジェットヘッド内部を減圧している。このように、上記キャップ機構により密閉された空間を減圧した状態で、インクジェットヘッド内部を減圧することにより、インクの排出及び供給を行っているので、ノズル孔に形成されたメニスカスで区切られたインクジェットヘッド内部の空間とキャップ機構により密閉された空間との圧力差が小さくなる。その結果、上記の構成によれば、インクジェットヘッドのノズル孔から空気を吸い込むことなく、より大きい流速でのインクの排出及び供給を実現することができる。

そして、このように大きな流速で、インクの排出及び供給を行うことができるので、インク不吐出の発生頻度が極めて低いインクジェット装置のメンテナンスを実現することができる。

本発明のインクジェット装置のメンテナンス方法では、上記第１のインク排出／インク供給工程では、上記キャップ側廃液弁及び上記供給側廃液弁を同時に開放することが好ましい。

上記の構成のように、上記第１のインク排出／インク供給工程では、上記キャップ側廃液弁及び上記供給側廃液弁を同時に開放して、上記キャップ機構により密閉された空間の減圧と、インクジェットヘッド内部の減圧とを同じタイミングで行っている。このような方法であっても、ノズル孔のメニスカスで区切られたインクジェットヘッド内部の空間とキャップ機構により密閉された空間との圧力差が小さくなることが可能である。

特に、上記の構成のよれば、ワイプ動作によりノズル孔の吐出口のインクを拭き取ることなく、インクの正常吐出が可能な状態に、インクジェット装置をメンテナンスすることができる。

本発明のインクジェット装置のメンテナンス方法では、上記インクジェットヘッドとして、未使用のインクジェットヘッドをインクジェット装置に搭載するインクジェットヘッド搭載工程を含んでいてもよい。

上記の構成のように、上記インクジェットヘッドとして、未使用のインクジェットヘッドをインクジェット装置に搭載するインクジェットヘッド搭載工程を含む場合、インクジェットヘッドに残っているインクは存在しない。それゆえ、上記の構成では、上記第１のインク排出／インク供給工程で、インクジェットヘッドに残っているインクは排出されず、インクタンクから未使用のインクジェットヘッドへインクの供給・排出がなされるので、インクジェットヘッドへのインク充填を目的としたメンテナンスになる。ずなわち、上記の構成によれば、上記第１のインク排出／インク供給工程で、インクタンクからインクジェットヘッドへインクを導入し、インクジェットヘッドから空気と共にインクを排出することで、インクジェットヘッド内部にインクを充填する。

このようにインクを充填するメンテナンスにおいても、上記の構成によれば、上記キャップ機構により密閉された空間を減圧した状態で、インクジェットヘッド内部を減圧することにより、インクの排出及び供給を行っているので、ノズル孔に形成されたメニスカスで区切られたインクジェットヘッド内部の空間とキャップ機構により密閉された空間との圧力差が小さくなる。その結果、インクジェットヘッドのノズル孔から空気を吸い込むことなく、より大きい流速でのインク充填を実現することができる。そして、より短時間でインクを充填することができる。

本発明のインクジェット装置のメンテナンス方法では、上記第２の負圧調整工程では、上記第１の負圧値よりも小さくなるように、上記第２の負圧値を調整することが好ましい。

これにより、確実に、ノズル孔に形成されたメニスカスで区切られたインクジェットヘッド内部の空間とキャップ機構により密閉された空間との圧力差が小さくすることができる。その結果、ノズル孔のメニスカスを破ることなく、より大きいインク流速でメンテナンスを行うことができる。さらには、メンテナンス動作中に、ノズル孔がインクにより濡れることを防止することができる。

本発明のインクジェット装置のメンテナンス方法では、第１のインク排出／インク供給工程後に、上記キャップ側バッファタンクの内圧を、上記第１の負圧値よりも大きい第３の負圧値に調整する第３の負圧調整工程と、上記第３の負圧値の負圧を上記キャップ機構により密閉された空間に与えて、該空間を減圧する第２のインク排出／インク供給工程とを含むことが好ましい。

上記の構成によれば、第１のインク排出／インク供給工程後に、第２のインク排出／インク供給工程で、上記キャップ側バッファタンクの内圧を、上記第１の負圧値よりも大きい第３の負圧値に調整する第３の負圧調整工程と、上記第３の負圧値の負圧を上記キャップ機構により密閉された空間に与えて、該空間を減圧しており、インクジェットヘッドのノズル孔からインクを吸引している。それゆえ、第１のインク排出／インク供給工程を行ってもノズルのチャネル溝に気泡が存在する場合、この気泡をノズル孔から除去することができる。

本発明のインクジェット装置のメンテナンス方法は、以上のように、上記キャップ機構により上記ノズル孔を密閉する密閉工程と、上記供給側バッファタンクの内圧を第１の負圧値に調整する第１の負圧調整工程と、上記キャップ側バッファタンクの内圧を第２の負圧値に調整する第２の負圧調整工程と、上記キャップ側廃液弁を開放し上記キャップ機構により密閉された空間を減圧した状態で、上記供給側廃液弁を開放しインクジェットヘッド内部を減圧する第１のインク排出／インク供給工程とを含む構成である。

それゆえ、インクジェットヘッドのノズル孔から空気を吸い込むことなく、より大きい流速でのインクの排出及び供給を実現することができる。そして、このように大きな流速で、インクの排出及び供給を行うことができるので、インク不吐出の発生頻度が極めて低いインクジェット装置のメンテナンスを実現することができる。

本発明の実施の一形態のメンテナンス方法を適用可能なインクジェット装置の流路構造を概略的に示す図である。 比較例としてのインクジェット装置のメンテナンス方法の工程順を示すフローチャートである。 本発明の実施の一形態のメンテナンス方法の工程順の一例を示すフローチャートである。 比較例としてのインクジェット装置のメンテナンス方法（インク充填方法）の工程順を示すフローチャートである。 本発明の実施の他の形態の、インク充填方法としてのメンテナンス方法の工程順の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施のさらに他の形態のメンテナンス方法の工程順の一例を示すフローチャートである。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照して、詳細に説明する。

図１は、本実施形態のメンテナンス方法を適用可能なインクジェット装置の流路構造を概略的に示す図である。

インクジェット装置１００は、インクを吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッド１と、インクジェットヘッド１のノズル孔の部分を密閉する密閉部材を有するキャップ機構１５を備えている。インクジェットヘッド１には、例えば１列に並んだ６４のノズル孔が形成されている。

インクジェット装置１００は、インクジェットヘッド１のメンテナンス機構として、供給側メンテナンス機構１０１と、キャップ側メンテナンス機構１０２とを備えている。

供給側メンテナンス機構１０１は、インクを貯留するための袋状のインクタンク２と、供給側バッファタンク３と、供給側ポンプ５と、供給側廃液タンク６と、供給側廃液弁７とを備えている。インクタンク２は、インク供給流路２ａによりインクジェットヘッド１と繋がっている。また、供給側バッファタンク３は、供給側インク排出流路３ａによりインクジェットヘッド１と繋がっている。供給側廃液弁７は、供給側インク排出流路３ａに設けられている。また、供給側バッファタンク３には、内圧をモニターするための圧力センサ４と、内圧を大気圧に戻すための大気圧開放弁８とが設けられている。また、供給側廃液タンク６は、供給側バッファタンク３に接続されている。供給側ポンプ５は、例えばダイアフラム式液送ポンプであり、供給側バッファタンク３と供給側廃液タンク６との間に配されている。

キャップ側メンテナンス機構１０２は、キャップ側バッファタンク９と、キャップ側ポンプ１１と、キャップ側ポンプ１１と、キャップ側廃液タンク１２と、キャップ側廃液弁１３とを備えている。キャップ側バッファタンク９は、キャップ側インク排出流路９ａによりキャップ機構１５と繋がっている。キャップ側廃液弁１３は、キャップ側インク排出流路９ａに設けられている。また、キャップ側バッファタンク９には、内圧をモニターするための圧力センサ１０と、内圧を大気圧に戻すための大気圧開放弁１４とが設けられている。キャップ側廃液タンク１２は、キャップ側バッファタンク９に接続されている。キャップ側ポンプ１１は、例えばダイアフラム式液送ポンプであり、キャップ側バッファタンク９とキャップ側廃液タンク１２との間に配されている。

インクジェットヘッド１の吐出性能回復のためのメンテナンス動作は、インクジェットヘッド１内のインクを供給側廃液タンク６へ排出する第１の動作と、インクジェットヘッド１内のインクをキャップ側廃液タンク１２へ排出する第２の動作からなっている。第１の動作では、供給側バッファタンク３の内圧を負圧に制御することにより、インクをインクジェットヘッド１の供給側インク排出流路３ａから排出している。第２の動作では、キャップ側バッファタンク９の内圧を負圧に制御することにより、インクをインクジェットヘッド１のノズル孔から排出している。ここでいう「負圧」とは、大気圧を「０（ゼロ）」としたときの圧力を意味する。また、負圧値は、大気圧からどの程度減圧したかを示す圧力値を意味し、大気圧と負圧値との差が大きければ、大きくなる。すなわち、負圧値の相対的な大小関係は、負圧値の絶対値の大小関係に基づく。

以下、比較例としての第１の動作及び第２の動作の一例について、さらに詳述する。図２は、比較例としてのインクジェット装置１００のメンテナンス方法の工程順を示すフローチャートである。

まず、第１の動作では、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１に当接させノズル孔を密閉する（工程Ｓ’１）。その後、供給側ポンプ５を作動し、供給側バッファタンク３の内圧を−２０ｋＰａに調整する（工程Ｓ’２）。そして、その状態で、供給側廃液弁７を開き、インクジェットヘッド１内部に負圧を与える（減圧する）（工程Ｓ’３）。これにより、インクジェットヘッド１内に残っているインクが、供給側ポンプ５により、供給側廃液タンク６へ排出されるとともに、インクタンク２内のインクがインク供給流路２ａを介してインクジェットヘッド１へ供給される（工程Ｓ’４；インク排出Ａ）。インクが十分に排出されたとき、供給側廃液弁７を閉じる（工程Ｓ’５）。その後、供給側ポンプ５を停止する（工程Ｓ’６）。そして、大気開放弁８を開けることにより、供給側バッファタンク３の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ’７）。

次に、第２の動作では、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１に当接させノズル孔を密閉したままで、キャップ側ポンプ１１を作動し、キャップ側バッファタンク９の内圧を−３０ｋＰａに調整する（工程Ｓ’８；第３の負圧調整工程）。そして、その状態で、キャップ側廃液弁１３を開き、キャップ機構１５により密閉された空間内に負圧を与える（減圧する）（工程Ｓ’９）。これにより、インクジェットヘッド１内に残っているインクが、キャップ側ポンプ１１により、キャップ側廃液タンク１２へ排出される（工程Ｓ’１０；インク排出Ｂ；第２のインク排出／インク供給工程）。そして、インクが十分に排出されたとき、キャップ側廃液弁１３を閉じる（工程Ｓ’１１）。その後、キャップ側ポンプ１１を停止する（工程Ｓ’１２）。そして、大気開放弁１４を開けることにより、キャップ側バッファタンク９の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ’１３）。そして、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１から離し、ノズル孔の密閉を解除して（工程Ｓ’１４）、メンテナンス動作が終了する。

上記の第１及び第２の動作を行った後、インクジェットヘッド１の吐出性能の確認動作を行うと、数個のノズル孔について、不吐出が検出されることがある。これは、第１の動作で、供給側廃液弁７を開きインクジェットヘッド１内部に負圧を与えた（工程Ｓ’３）ときに、インク供給流路２ａからインクが供給されると同時に、キャップ機構１５により密閉された空間内の空気がノズル孔からインクジェットヘッド１内部に入り込んだことに起因する。そして、このインクジェットヘッド１内部に入り込んだ空気が、第２の動作で排出されず、インクの不吐出が生じる。

このような空気のインクジェットヘッド１への入り込みを回避するために、第１の動作の工程Ｓ’３における供給側バッファタンク３の内圧を比較的小さい負圧値に調整することが考えられる。例えば、供給側バッファタンク３の内圧を−１０ｋＰａ程度に調整すると、空気のインクジェットヘッド１への入り込みを回避し、インク不吐出の発生率を低下させることができる。しかしながら、供給側バッファタンク３の内圧を比較的小さい負圧値に調整すると、インク排出速度が低下する。吐出性能回復のためのメンテナンスの本質は、インクジェットヘッド１に残っている塵や気泡をインクとともに排出することにある。インク排出速度が低下することにより、塵や気泡をインクとともに排出する機能も低下してしまう。また、比較的大きな気泡がインクジェットヘッド１内に残っている場合、低いインク排出速度では、排出することができない。

そこで、本実施形態では、第１の動作において、ノズル孔に形成されたインクのメニスカス（インクと空気との界面）での圧力差を低減させることで、空気がメニスカスを破ってインクジェットヘッド１内部へ入り込むことを回避している。すなわち、本実施形態のメンテナンス方法は、第１の動作において、キャップ機構１５により密閉された空間を減圧した状態で、インクジェットヘッド１内部に負圧を与える（減圧する）工程を含むことを特徴としている。さらに換言すると、第１の動作において、キャップ機構１５により密閉された空間を減圧する工程と、インクジェットヘッド１内部に負圧を与える（減圧する）工程とを並行して行うことを特徴としている。

以下、本実施形態のメンテナンス方法の一例について、図３を参照して、詳細に説明する。図３は、本実施形態のメンテナンス方法の工程順の一例を示すフローチャートである。

同図に示されるように、まず、第１の動作において、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１に当接させノズル孔を密閉する（工程Ｓ１；密閉工程）。その後、供給側ポンプ５を作動し、供給側バッファタンク３の内圧を−２０ｋＰａに調整する（工程Ｓ２；第１の負圧調整工程）。この際、同時に、キャップ側ポンプ１１を作動し、キャップ側バッファタンク９の内圧を−１５ｋＰａに調整する（工程Ｓ３；第２の負圧調整工程）。そして、その状態で、供給側廃液弁７とキャップ側廃液弁１３とを同時に開き（工程Ｓ４）、キャップ機構１５により密閉された空間を減圧した状態で、インクジェットヘッド１内部に負圧を与える（減圧する）（工程Ｓ５；インク排出Ａ：第１のインク排出／インク供給工程）。これにより、ノズル孔のメニスカスで区切られたインクジェットヘッド１内部の空間とキャップ機構１５により密閉された空間との圧力差が小さくなる。その結果、本実施形態のメンテナンス方法では、第１の動作において、インクジェットヘッド１のノズル孔から空気を吸い込むことなく、より大きい流速でインクを排出することができる。

そして、工程Ｓ５において、インクが十分に排出されたとき、供給側ポンプ５を停止し、供給側バッファタンク３の負圧制御を停止する（工程Ｓ６）。また、キャップ側ポンプ１１を停止し、キャップ側バッファタンク９の負圧制御を停止する（工程Ｓ７）。その後、大気開放弁８を開けることにより、供給側バッファタンク３の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ８）。また、大気開放弁１４を開けることにより、キャップ側バッファタンク９の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ９）。その後、供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３を閉じ（工程Ｓ１０）、第１の動作が完了する。

第１の動作が完了した後、図２に示される工程と同様に、第２の動作を行って、本実施形態のメンテナンス方法が完了する。

上記の第１及び第２の動作を行った後、インクジェットヘッド１の吐出性能の確認動作を行うと、全ノズル孔について、不吐出が検出されることがなかった。このように、第１の動作において、ノズル孔のメニスカスで区切られたインクジェットヘッド１内部の空間とキャップ機構１５により密閉された空間との圧力差が小さくしてインク排出を行うことにより、従来技術において不吐出が生じる大きな流速でインクを排出しても、吐出性能の回復が良好になる。その結果、本実施形態のメンテナンス方法によれば、効率的なインクジェットヘッド１のメンテナンスを実現することができる。

なお、上述した本実施形態のメンテナンス方法では、工程Ｓ２にて調整される供給側バッファタンク３の負圧値（第１の負圧値）、及び工程Ｓ３にて調整されるキャップ側バッファタンク９の負圧値（第２の負圧値）について、具体的な数値を挙げている。しかしながら、供給側バッファタンク３の負圧値及びキャップ側バッファタンク９の負圧値は、上述した数値に限定されない。これらの負圧値は、ノズル孔の数や寸法、インク供給流路２ａ及びインク排出流路３ａにおける流路抵抗、インクの表面張力、ノズルに対するインクの表面張力等に応じて、適宜設定可能である。

本実施形態のメンテナンス方法においては、工程Ｓ３にて調整されるキャップ側バッファタンク９の負圧値は、工程Ｓ２にて調整される供給側バッファタンク３の負圧値よりも小さいことが好ましい。すなわち、工程Ｓ３では、供給側バッファタンク３の負圧値よりも小さくなるように、キャップ側バッファタンク９の負圧値を調整することが好ましい。これにより、第１の動作中に、ノズル孔がインクにより濡れることを防止することができる。

また、本実施形態のメンテナンス方法においては、供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３を同時に開いていた。しかしながら、供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３を開くタイミングは、同時であることに限定されず、キャップ機構１５により密閉された空間を減圧した状態で、インクジェットヘッド１内部に負圧を与えることが可能なタイミングであればよい。例えば、キャップ側廃液弁１３を開いて、予めキャップ機構１５により密閉された空間を減圧しておき、その後に、供給側廃液弁７を開いてインクジェットヘッド１内部に負圧を与えてもよい。また、キャップ側廃液弁１３を開いて、予めキャップ機構１５により密閉された空間を減圧しておき、その後に、供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３を同時に開いてもよい。なお、予めキャップ機構１５により密閉された空間を減圧する場合、インクジェットヘッド１内部を減圧するときに、インクジェットヘッド１のノズルからインクが吐出するおそれがある。このような場合でも、ワイプ動作等を行い、ノズル吐出面を拭き取ることにより、インクジェットヘッド１のノズル孔にメニスカスを生成することができ、正常な吐出を実現することができる。供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３を同時に開く場合は、上記のワイプ動作等を必要とせずに、正常な吐出を実現することができるので、好ましい。また、供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３として電磁弁を用いることが好ましい。電磁弁は、電気的に弁の開閉を制御することができるので、供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３の開閉を容易に制御することができる。

また、本実施形態のメンテナンス方法は、上記のように、第１の動作を行った後、第２の動作において、キャップ側バッファタンク９の内圧を、工程Ｓ２で調整した供給側バッファタンク２の負圧値（第１の負圧値）よりも大きい負圧値（第３の負圧値）に調整する工程Ｓ’８を含んでいることが好ましい。そして、工程Ｓ’１０で、この負圧値の負圧をキャップ機構１５により密閉された空間に与えて、この空間を減圧することが好ましい。

これにより、第１の動作を行ってもノズルのチャネル溝に気泡が存在する場合、この気泡をノズル孔から除去することができ、吐出性能の回復効果をさらに向上させることができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について説明すると以下の通りである。本実施形態のメンテナンス方法では、インクジェットヘッド１として未使用のインクジェットヘッド１を用いて、該未使用のインクジェットヘッド１へインクの充填を行っている。すなわち、本実施形態のメンテナンス方法は、インクジェットヘッド１として、未使用のインクジェットヘッド１をインクジェット装置１００に搭載するインクジェットヘッド搭載工程を含む構成である。

使用するインクジェット装置の構成については、インクジェットヘッド１が未使用のインクジェットヘッド１であること以外、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

本実施形態のインク充填としてのメンテナンス方法（インク充填方法）は、インクタンク２からインクジェットヘッド１へインクを導入し、該インクをインクジェットヘッド内部の空気と共に供給側廃液タンク６へ排出する第１の動作と、インクジェットヘッド１内のインクをキャップ側廃液タンク９へ排出する第２の動作からなっている。第１の動作では、供給側バッファタンク３の内圧を負圧に制御することにより、インク充填及びインク排出を行っている。第２の動作では、キャップ側バッファタンクの内圧を負圧に制御することにより、インクをインクジェットヘッド１のノズル孔から排出している。これら第１の動作及び第２の動作により、インクジェットヘッド１内部における流路及び各ノズルのチャネル溝にインクが充填されることになる。

以下、比較例としての第１の動作及び第２の動作の一例について、さらに詳述する。図４は、比較例としてのインクジェット装置１００のメンテナンス方法（インク充填方法）の工程順を示すフローチャートである。

まず、第１の動作では、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１に当接させノズル孔を密閉する（工程Ｓ’１）。その後、供給側ポンプ５を作動し、供給側バッファタンク３の内圧を−２０ｋＰａに調整する（工程Ｓ’２）。そして、その状態で、供給側廃液弁７を開き、インクジェットヘッド１内部に負圧を与える（減圧する）（工程Ｓ’３）。これにより、インクタンク２内のインクがインク供給流路２ａを介してインクジェットヘッド１へ供給され、インク充填が開始する。また、インク充填とともに、インクジェットヘッド１内のインクが、供給側ポンプ５により、供給側廃液タンク６へ排出される（工程Ｓ’４１；インク充填Ｃ）。インクがインク排出流路３ａから十分に排出されたとき、供給側廃液弁７を閉じる（工程Ｓ’５）。その後、供給側ポンプ５を停止する（工程Ｓ’６）。そして、大気開放弁８を開けることにより、供給側バッファタンク３の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ’７）。

次に、第２の動作では、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１に当接させノズル孔を密閉したままで、キャップ側ポンプ１１を作動し、キャップ側バッファタンク９の内圧を−３０ｋＰａに調整する（工程Ｓ’８）。そして、その状態で、キャップ側廃液弁１３を開き、キャップ機構１５により密閉された空間内に負圧を与える（減圧する）（工程Ｓ’９）。これにより、インクタンク２内のインクがインク供給流路２ａを介してインクジェットヘッド１へ供給され、インクが充填される（工程Ｓ’１０１；インク充填Ｄ）。そして、インクジェットヘッド１にインクが十分に充填されたとき、キャップ側廃液弁１３を閉じる（工程Ｓ’１１）。その後、キャップ側ポンプ１１を停止する（工程Ｓ’１２）。そして、大気開放弁１４を開けることにより、キャップ側バッファタンク９の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ’１３）。そして、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１から離し、ノズル孔の密閉を解除して（工程Ｓ’１４）、メンテナンス動作が終了する。

上記の第１及び第２の動作を行った後、インクジェットヘッド１の吐出性能の確認動作を行うと、数個のノズル孔について、不吐出が検出されることがある。これは、第１の動作で、供給側廃液弁７を開きインクジェットヘッド１内部に負圧を与えた（工程Ｓ’３）ときに、インク供給流路２ａからインクが供給されると同時に、キャップ機構１５により密閉された空間内の空気がノズル孔からインクジェットヘッド１内部に入り込んだことに起因する。そして、このインクジェットヘッド１内部に入り込んだ空気が、第２の動作で排出されず、インクの不吐出が生じる。

このような空気のインクジェットヘッド１への入り込みを回避するために、第１の動作の工程Ｓ’３における供給側バッファタンク３の内圧を比較的小さい負圧値に調整することが考えられる。例えば、供給側バッファタンク３の内圧を−１０ｋＰａ程度に調整すると、空気のインクジェットヘッド１への入り込みを回避し、インク不吐出の発生率を低下させることができる。しかしながら、供給側バッファタンク３の内圧を比較的小さい負圧値に調整すると、インク充填速度が低下する。それゆえ、インクジェット装置が大型化し、インク配管（インク供給流路２ａ及びインク排出流路３ａ等）が長くなる場合、装置の稼動時間が長くなり、インク充填効率が低下する。

そこで、本実施形態では、第１の動作において、ノズル孔に形成されたインクのメニスカス（インクと空気との界面）での圧力差を低減させることで、空気がメニスカスを破ってインクジェットヘッド１内部へ入り込むことを回避している。すなわち、本実施形態のインク充填方法としてのメンテナンス方法は、第１の動作において、キャップ機構１５により密閉された空間を減圧した状態で、インクジェットヘッド１内部に負圧を与える工程を含むことを特徴としている。

以下、本実施形態の、インク充填方法としてのメンテナンス方法の一例について、図５を参照して、詳細に説明する。図５は、本実施形態の、インク充填方法としてのメンテナンス方法の工程順の一例を示すフローチャートである。

同図に示されるように、まず、第１の動作において、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１に当接させノズル孔を密閉する（工程Ｓ１）。その後、供給側ポンプ５を作動し、供給側バッファタンク３の内圧を−２０ｋＰａに調整する（工程Ｓ２）。この際、同時に、キャップ側ポンプ１１を作動し、キャップ側バッファタンク９の内圧を−１５ｋＰａに調整する（工程Ｓ３）。そして、その状態で、供給側廃液弁７とキャップ側廃液弁１３とを同時に開き（工程Ｓ４）、キャップ機構１５により密閉された空間を減圧した状態で、インクジェットヘッド１内部に負圧を与える（減圧する）（工程Ｓ５１；インク充填Ｃ）。これにより、ノズル孔のメニスカスを境としたインクジェットヘッド１内部の空間とキャップ機構１５により密閉された空間との圧力差が小さくなる。その結果、本実施形態のメンテナンス方法では、第１の動作において、インクジェットヘッド１のノズル孔から空気を吸い込むことなく、より大きい流速でインクを充填することができる。

そして、工程Ｓ５において、インクが十分に排出されたとき、供給側ポンプ５を停止し、供給側バッファタンク３の負圧制御を停止する（工程Ｓ６）。また、キャップ側ポンプ１１を停止し、キャップ側バッファタンク９の負圧制御を停止する（工程Ｓ７）。その後、大気開放弁８を開けることにより、供給側バッファタンク３の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ８）。また、大気開放弁１４を開けることにより、キャップ側バッファタンク９の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ９）。その後、供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３を閉じ（工程Ｓ１０）、第１の動作が完了する。

第１の動作が完了した後、図２に示される工程と同様に、第２の動作を行って、本実施形態のメンテナンス方法が完了する。

上記の第１及び第２の動作を行った後、インクジェットヘッド１の吐出性能の確認動作を行うと、全ノズル孔について、不吐出が検出されることがなかった。このように、第１の動作において、ノズル孔のメニスカスを境としたインクジェットヘッド１内部の空間とキャップ機構１５により密閉された空間との圧力差が小さくしてインク充填を行うことにより、従来技術において不吐出が生じる大きな流速であっても、吐出不良がないインク充填を実現することができる。その結果、本実施形態のメンテナンス方法によれば、従来技術と比較して、インク充填時間を短縮でき、効率的なインクジェットヘッド１のメンテナンスを実現することができる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明すると以下の通りである。本実施形態のメンテナンス方法では、実施の形態１と同様に、インク吐出性能回復のためのメンテナンスを行っている。使用するインクジェット装置の構成については、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

本実施形態のメンテナンス方法では、インクジェットヘッド１内のインクを供給側廃液タンク６へ排出する第１の動作のみを行っている。この第１の動作では、供給側バッファタンク３の内圧を負圧に制御することにより、インクをインクジェットヘッド１の供給側インク排出流路３ａから排出している。すなわち、本実施形態のメンテナンス方法は、インクジェットヘッド１内のインクをキャップ側廃液タンク１２へ排出する第２の動作を含まない。

具体的なメンテナンス方法の工程順として、例えば図６に示す工程順が挙げられる。図６は、本実施形態のメンテナンス方法の工程順の一例を示すフローチャートである。

同図に示されるように、まず、第１の動作において、キャップ機構１５により密閉部材をインクジェットヘッド１に当接させノズル孔を密閉する（工程Ｓ１）。その後、供給側ポンプ５を作動し、供給側バッファタンク３の内圧を−２０ｋＰａに調整する（工程Ｓ２）。この際、同時に、キャップ側ポンプ１１を作動し、キャップ側バッファタンク９の内圧を−１５ｋＰａに調整する（工程Ｓ３）。そして、その状態で、供給側廃液弁７とキャップ側廃液弁１３とを同時に開き（工程Ｓ４）、キャップ機構１５により密閉された空間を減圧した状態で、インクジェットヘッド１内部に負圧を与える（減圧する）（工程Ｓ５；インク排出Ａ）。これにより、ノズル孔のメニスカスを境としたインクジェットヘッド１内部の空間とキャップ機構１５により密閉された空間との圧力差が小さくなる。その結果、本実施形態のメンテナンス方法では、第１の動作において、インクジェットヘッド１のノズル孔から空気を吸い込むことなく、より大きい流速でインクを排出することができる。

そして、工程Ｓ５において、インクが十分に排出されたとき、供給側ポンプ５を停止し、供給側バッファタンク３の負圧制御を停止する（工程Ｓ６）。また、キャップ側ポンプ１１を停止し、キャップ側バッファタンク９の負圧制御を停止する（工程Ｓ７）。その後、大気開放弁８を開けることにより、供給側バッファタンク３の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ８）。また、大気開放弁１４を開けることにより、キャップ側バッファタンク９の内圧を大気圧に戻す（工程Ｓ９）。その後、供給側廃液弁７及びキャップ側廃液弁１３を閉じる（工程Ｓ１０）。そして、キャップ機構により密閉部材１５をインクジェットヘッド１から離し、ノズル孔の密閉を解除して（工程Ｓ１１）、メンテナンス動作が終了する。

本実施形態のメンテナンス方法によれば、ノズル孔のメニスカスにより区切られたインクジェットヘッド１内部の空間とキャップ機構１５により密閉された空間との圧力差が小さくして、ノズル孔から空気を吸込むことなくより大きな流速でインクを排出している。これにより、インクジェットヘッド１内部に残っている気泡は、インク排出流路３ａからインクと共に除去される。そして、このとき、ノズル孔のメニスカスが破れていないので、メンテナンス動作の後に、ワイプ動作を行うことなく、正常な吐出状態を実現することができる。

また、本実施形態のメンテナンス方法では、工程Ｓ２にて調整される供給側バッファタンク３の負圧が、工程Ｓ３にて調整されるキャップ側バッファタンク９の負圧よりも大きいことが好ましい。これにより、気泡がノズル孔からインクジェットヘッド１内部へ入り込むことを防止すると同時に、ノズル孔がインクで濡れることを防止することができる。

上述したように、本実施形態のメンテナンス方法は、インクジェットヘッド１内のインクをキャップ側廃液タンク１２へ排出する第２の動作を含まない。このため、インクジェットヘッド１のノズルのチャネル溝に気泡が存在する場合、気泡を除去しきれないことがある。それゆえ、本実施形態のメンテナンス方法は、特にトップシュータ構造といった、チャネル溝に気泡が溜まりにくい構造のインクジェットヘッド１に適用することが好ましい。

（本発明の別の表現）
本発明は、以下の（１）〜（５）のように表現することができる。

（１）複数のノズル孔と、インクを供給及び排出する流路を有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクと、インクを廃液するための負圧を与えるポンプと供給側バッファタンク及び大気開放弁と、圧力を測定する圧力センサと、圧力を一定値に制御する機構、インクジェットヘッドのノズル孔部を密閉するためのキャップ機構と、キャップ部を減圧するための負圧を与えるポンプとキャップ側バッファタンク及び大気開放弁と圧力を測定する圧力センサと、圧力を一定値に制御する機構を有したインクジェット装置のインク供給／メンテナンス機構の、インクジェットヘッド内部の気泡や塵をインクと共に排出するメンテナンス方法において、インクジェットヘッドノズル部をキャップ機構で密閉しキャップ部をある一定の負圧に制御し、その後に供給側バッファタンクを負圧に制御する。十分にインクが排出された後に供給側バッファタンクを大気開放し、その後にキャップ側バッファタンクを大気開放することを特徴としたインクジェットヘッドのメンテナンス方法。

（２）複数のノズル孔と、インクを供給及び排出する流路を有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクと、インクを廃液するための負圧を与えるポンプと供給側バッファタンク及び大気開放弁と、前記バッファタンクとヘッド間の流路の電磁弁、圧力を測定する圧力センサと、圧力を一定値に制御する機構、インクジェットヘッドのノズル孔部を密閉するためのキャップ機構と、キャップ部を減圧するための負圧を与えるポンプとキャップ側バッファタンク及び大気開放弁と前記バッファタンクとキャップ部間の電磁弁、圧力を測定する圧力センサと、圧力を一定値に制御する機構を有したインクジェット装置のインク供給／メンテナンス機構の、インクジェットヘッド内部の気泡や塵をインクと共に排出するメンテナンス方法において、インクジェットヘッドノズル部をキャップ機構で密閉しキャップ部をある一定の負圧に制御し、その後に供給側のバッファを負圧に制御する。その後にキャップ側バッファタンクとキャップ部間の電磁弁と供給側バッファタンクとヘッド間の流路の電磁弁とを同時に開きインクの排出を開始し十分にインクが排出された後に供給側バッファタンクを大気開放し、その後にキャップ側バッファタンクを大気開放することを特徴としたインクジェットヘッドのメンテナンス方法。

（３）複数のノズル孔と、インクを供給及び排出する流路を有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクと、インクを廃液するための負圧を与えるポンプと供給側バッファタンク及び大気開放弁と、圧力を測定する圧力センサと、圧力を一定値に制御する機構、インクジェットヘッドのノズル孔部を密閉するためのキャップ機構と、キャップ部を減圧するための負圧を与えるポンプとキャップ側バッファタンク及び大気開放弁と圧力を測定する圧力センサと、圧力を一定値に制御する機構を有したインクジェット装置のインク供給／メンテナンス機構の、未使用のインクジェットヘッドへのインク充填方法において、インクジェットヘッドノズル部をキャップ機構で密閉しキャップ部をある一定の負圧に制御し、その後に供給側のバッファを負圧に制御する。十分にインクが充填された後に供給側バッファタンクを大気開放し、その後にキャップ側バッファタンクを大気開放することを特徴としたインクジェットヘッドへのインク充填方法。

（４）複数のノズル孔と、インクを供給及び排出する流路を有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクと、インクを廃液するための負圧を与えるポンプと供給側バッファタンク及び大気開放弁と、前記バッファタンクとヘッド間の流路の電磁弁、圧力を測定する圧力センサと、圧力を一定値に制御する機構、インクジェットヘッドのノズル孔部を密閉するためのキャップ機構と、キャップ部を減圧するための負圧を与えるポンプとキャップ側バッファタンク及び大気開放弁と前記バッファタンクとキャップ部間の電磁弁、圧力を測定する圧力センサと、圧力を一定値に制御する機構を有したインクジェット装置のインク供給／メンテナンス機構の、未使用のインクジェットヘッドへのインク充填方法において、インクジェットヘッドノズル部をキャップ機構で密閉しキャップ部をある一定の負圧に制御し、その後に供給側バッファタンクを負圧に制御する。十分にインクが充填された後に供給側バッファタンクを大気開放し、その後にキャップ側バッファタンクを大気開放することを特徴としたインクジェットヘッドへのインク充填方法。

（５）（１）または（２）に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法において、キャップ側バッファタンクの負圧が、供給側バッファタンクの負圧よりも小さいことを特徴としたインクジェットヘッドのメンテナンス方法。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明のメンテナンス方法は、吐出性能回復のためのメンテナンスにおいて吐出性能の回復効果が向上するとともに、インクジェットヘッドへのインク充填のメンテナンスでは、充填時間短縮等の効果がある。それゆえ、本発明は、インクジェット装置全般に広く利用することができる。

また、大型基板に対してインクを吐出するような大型のインクジェット装置では、配管経路も長く、大きい流速でインク充填ができることはタクトタイム短縮及び装置稼働率向上に貢献できる。

さらに産業用インクジェット装置では、高価なインクを使用する場合があり、メンテナンス動作の効果向上や回数の減少は使用インクコストの削減に繋がる。

１ インクジェットヘッド
２ インクタンク
３ 供給側バッファタンク
４ 圧力センサ
５ 供給側ポンプ
６ 供給側廃液タンク
７ 供給側廃液弁
８ 大気開放弁
９ キャップ側バッファタンク
１０ 圧力センサ
１１ キャップ側ポンプ
１２ キャップ側廃液タンク
１３ キャップ側廃液弁
１４ 大気開放弁
１５ キャップ機構
１００ インクジェット装置
１０１ 供給側メンテナンス機構
１０２ キャップ側メンテナンス機構

Claims (6)

1. 複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、上記ノズル孔を密閉するキャップ機構とを有し、
   上記インクジェットヘッドに供給側インク供給流路によって接続され当該インクジェットヘッドへ供給するインクが貯留されたインクタンクと、上記インクジェットヘッドに供給側インク排出流路によって接続された供給側バッファタンクと、上記供給側バッファタンクに接続され当該供給側バッファタンクへ負圧を与える供給側ポンプと、上記供給側インク排出流路上に配された供給側廃液弁とを備え、上記供給側廃液弁の開放によりインクジェットヘッド内部が減圧され、上記インクタンクからインクジェットヘッドへインクが供給されるとともに、インクジェットヘッドからインクが排出される供給側メンテナンス機構と、
   上記キャップ機構にキャップ側インク排出流路によって接続されたキャップ側バッファタンクと、上記キャップ側バッファタンクに接続され当該キャップ側バッファタンクに負圧を与えるキャップ側ポンプと、上記キャップ側インク排出流路上に配されたキャップ側廃液弁とを備え、上記キャップ側廃液弁の開放により、上記キャップ機構により密閉された空間が減圧され、上記ノズル孔からインクが排出されるキャップ側メンテナンス機構とを備えたインクジェット装置のメンテナンス方法であって、
   上記キャップ機構により上記ノズル孔を密閉する密閉工程と、
   上記供給側バッファタンクの内圧を第１の負圧値に調整する第１の負圧調整工程と、
   上記キャップ側バッファタンクの内圧を第２の負圧値に調整する第２の負圧調整工程と、
   上記キャップ側廃液弁を開放し上記キャップ機構により密閉された空間を減圧する以降に、上記供給側廃液弁を開放しインクジェットヘッド内部を減圧する第１のインク排出／インク供給工程とを含むことを特徴とするインクジェット装置のメンテナンス方法。
2. 上記第１のインク排出／インク供給工程では、
   上記キャップ側廃液弁を開放した状態で、上記供給側廃液弁を開放することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置のメンテナンス方法。
3. 上記第１のインク排出／インク供給工程では、
   上記キャップ側廃液弁及び上記供給側廃液弁を同時に開放することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置のメンテナンス方法。
4. 上記インクジェットヘッドとして、未使用のインクジェットヘッドをインクジェット装置に搭載するインクジェットヘッド搭載工程を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のインクジェット装置のメンテナンス方法。
5. 上記第２の負圧調整工程では、上記第１の負圧値よりも小さくなるように、上記第２の負圧値を調整することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェット装置のメンテナンス方法。
6. 第１のインク排出／インク供給工程後に、
   上記キャップ側バッファタンクの内圧を、上記第１の負圧値よりも大きい第３の負圧値に調整する第３の負圧調整工程と、
   上記第３の負圧値の負圧を上記キャップ機構により密閉された空間に与えて、該空間を減圧する第２のインク排出／インク供給工程とを含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のインクジェット装置のメンテナンス方法。

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