JP4947009B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。

液体吐出装置の一例として、複数のノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタが知られている。特許文献１には、インクジェットプリンタにおけるインクジェットヘッドのメンテナンス方法として、インクカートリッジ内のインクをインクジェットヘッドに強制的に送るポンプを駆動し、全てのノズルからインクを排出させるパージ動作を行った後、ワイパーをノズル面に接触させつつノズル面に沿って移動させることによって、ノズル面を払拭するワイピングを行う方法が開示されている。このようなメンテナンスを行うことにより、ノズル面に付着したインクや紙粉等の異物が除去され、インク吐出特性が回復する。

上述のようなメンテナンス方法では、パージ動作によってノズル面に付着するインクにより、ノズル面とワイパーとの間の摩擦を減らすことができる。したがって、摩擦によってノズル面が損傷するのを防ぐことができる。また、長時間ノズルからのインクの吐出が行われないと、ノズル面に付着したインクが増粘した状態となるが、ワイピングを行う前にパージ動作を行うことで増粘したインクを溶解させ、ワイピングで除去できる。
特開２００８−１３７３５１号公報

しかしながら、上述のメンテナンス方法では、ワイピングを行う毎に事前にパージ動作を行うので、インクの消費量が増大するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、液体の消費量を削減することができる液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐装置は、複数のノズルの吐出口が形成されたノズル面及び前記ノズルから液体を吐出させるための吐出エネルギーを発生させるアクチュエータを有する液体吐出ヘッドと、前記ノズル面を払拭するワイパーと、前回の前記ノズルからの液体の吐出から所定時間が経過しているか否かを判断する判断手段と、前記ノズルから液滴を吐出するフラッシング動作が行われるように前記アクチュエータの駆動を制御するフラッシング制御手段と、前記ワイパー及び前記ノズル面を対向させつつ、前記液体吐出ヘッド及び前記ワイパーを前記ノズル面に沿って相対移動させる相対移動機構と、前記相対移動機構の駆動を制御する相対移動制御手段と、前記液体吐出ヘッド内の液体に外部から圧力を加える圧力印加機構と、全ての前記ノズルから液体が排出されるパージ動作が行われるように前記圧力印加機構の駆動を制御する圧力印加制御手段とを備えている。そして、前記判断手段によって所定時間が経過していないと判断された場合には、前記ワイパーを前記ノズル面に接触させた状態で、前記フラッシング制御手段の制御により前記フラッシング動作を行うことで、前記ノズルから吐出された液滴を前記ワイパーに付着させ、さらに前記ワイパーを前記ノズル面と接触させた状態で、前記フラッシング制御手段の制御による前記フラッシング動作を行うと同時に、前記相対移動制御手段により前記液体吐出ヘッド及び前記ワイパーを相対移動させることによって、前記ノズル面を払拭するワイピングを行い、前記所定時間が経過したと判断された場合には、前記圧力印加制御手段の制御により前記パージ動作を行った後、前記相対移動制御手段の制御による前記ワイピングを行う。前記フラッシング制御手段は、前記ノズル面における前記ワイパーの接触位置よりも前記液体吐出ヘッドに対する前記ワイパーの相対移動方向の下流側にあって、前記ノズル面と直交する方向から見て少なくとも前記ワイパーと対向する１つの前記ノズルからの単位時間当たりの液体の吐出量が、前記接触位置よりも前記相対移動方向の上流側にある１つの前記ノズルからの単位時間当たりの液体の吐出量よりも多くなるように制御する。

上記構成によると、前回の液体の吐出から所定時間が経過していない場合には、液体の消費量が比較的多いパージ動作を行わなくとも、フラッシング動作により吐出されワイパーに付着した液体により、ノズル面とワイパーとの間の摩擦を減らすことができる。よって、ワイパーとの摩擦によりノズル面が損傷するのを防ぎつつ、液体の消費量を削減することができる。一方、前回の液体の吐出から所定時間が経過している場合には、パージ動作を実行することで増粘した液体を溶解できる。しかも、ワイパーをノズル面と接触させた状態でフラッシング動作を行うと同時にワイピングを行うことから、ワイパーへの液体の付着とワイピングとを別々に行う場合に比べて、メンテナンス時間を短縮することができる。さらに、フラッシング制御手段による吐出量の制御により、接触位置よりも相対移動方向下流側でワイパーを十分に潤滑させることができると共に、接触位置よりも相対移動方向上流側では、液体の消費量を抑えつつノズルの吐出口に形成されるメニスカス面を整えることができる。

前記フラッシング制御手段は、前記アクチュエータの駆動周波数、及び、１印字周期中のパルス数のいずれかを制御することにより、前記ノズル面における前記ワイパーの接触位置よりも前記相対移動方向の下流側にあって、前記ノズル面と直交する方向から見て少なくとも前記ワイパーと対向する１つの前記ノズルからの単位時間当たりの液体の吐出量が、前記接触位置よりも前記相対移動方向の上流側にある１つの前記ノズルからの単位時間当たりの液体の吐出量よりも多くなるように制御することが好ましい。

また、本発明の液体吐出装置では、前記フラッシング動作が行われる際の前記ワイパーの相対移動方向とは反対の方向の気流を前記ワイパーに向けて発生させる気流発生機構をさらに備えていることが好ましい。

上記構成によると、気流によりノズルから吐出された液体を確実にワイパーに付着させることができる。

また、本発明の液体吐出装置では、前記液体吐出ヘッドによる記録媒体への記録を複数枚連続して行う際に、所定枚数毎に、前記フラッシング制御手段の制御により前記フラッシング動作を行うことで、前記ノズルから吐出された液滴を前記ワイパーに付着させ、さらに前記相対移動制御手段の制御による前記ワイピングを行ってもよい。

上記構成によると、記録を行う際にノズル面に付着する紙粉等の異物を取り除く都度にパージを行う必要がない。

上述のように、本発明の液体吐出装置は、前回の液体の吐出から所定時間が経過していない場合には、液体の消費量が多いパージ動作を行わなくとも、フラッシング動作により吐出されワイパーに付着した液体により、ノズル面とワイパーとの間の摩擦を減らすことができる。よって、ワイパーとの摩擦によりノズル面が損傷するのを防ぎつつ、液体の消費量を削減することができる。一方、前回の液体の吐出から所定時間が経過している場合には、パージ動作を実行することで増粘した液体を溶解できる。しかも、ワイパーをノズル面と接触させた状態でフラッシング動作を行うと同時にワイピングを行うことから、ワイパーへの液体の付着とワイピングとを別々に行う場合に比べて、メンテナンス時間を短縮することができる。さらに、フラッシング制御手段による吐出量の制御により、接触位置よりも相対移動方向下流側でワイパーを十分に潤滑させることができると共に、接触位置よりも相対移動方向上流側では、液体の消費量を抑えつつノズルの吐出口に形成されるメニスカス面を整えることができる。

以下、本発明の参考例及び好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜本発明の参考例＞
図１は、本発明の参考例にかかるインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図２は、図１に示すインクジェットプリンタの要部の概略平面図である。

図１に示すように、本参考例のインクジェットプリンタ（以降、単に「プリンタ」と称する）１は、４つのインクジェットヘッド２を備えたカラーインクジェットプリンタである。プリンタ１の図１中左方及び右方には、給紙トレイ１１及び排紙トレイ１２がそれぞれ設けられている。さらに、用紙Ｐをインクジェットヘッド２の下面であるノズル面２ａと対向させつつ、用紙搬送方向（図１中左方から右方に向かう方向）に搬送する搬送機構１３を備えている。また、図２に示すように、プリンタ１には、インクジェットヘッド２に対してメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット３０が設けられている。さらに、図１に示すように、プリンタ１には、プリンタ１の動作を制御する制御装置７０が備えられている。

給紙トレイ１１の近傍には、給紙トレイ１１に載置された用紙Ｐを挟持し図１中右方に送り出す送りローラ対５が設けられている。そして、送りローラ対５によって送り出された用紙Ｐは、搬送機構１３に供給される。

搬送機構１３は、２つのベルトローラ６、７と、ベルトローラ６、７間に架け渡されたエンドレスの搬送ベルト８とを備えている。図１に示すように、ベルトローラ６、７のうち用紙搬送方向の下流側、すなわち図中右方に位置するベルトローラ６は、駆動モータ６ａにより、図中時計回りに回転駆動される。搬送ベルト８によって囲まれた領域内には、搬送ベルト８を内周面側から支持する略直方体形状のプラテン１５が配置されている。また、ベルトローラ７と対向する位置には、給紙トレイ１１から送りローラ対５によって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面である搬送面８ａに押さえ付けるニップローラ４が配置されている。

また、搬送ベルト８と排紙トレイ１２との間には、剥離部材１４が設けられている。剥離部材１４は、搬送ベルト８の搬送面８ａに保持されている用紙Ｐを搬送面８ａから剥離して、排紙トレイ１２へ向けて導くように構成されている。

図１に示すように、インクジェットヘッド２の下面は多数のノズルの吐出口１０（図４及び図５参照）が形成されたノズル面２ａとなっており、搬送ベルト８の搬送面８ａに対向している。また、４つのインクジェットヘッド２は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）にそれぞれ対応しており、互いに異なる色のインクを吐出するものである。各インクジェットヘッド２は、平面視で用紙搬送方向と直交する方向である主走査方向に長尺な直方体形状を有している。そして、４つのインクジェットヘッド２は、これらが用紙搬送方向に沿って並ぶように、平面視で略正方形形状のフレーム３に固定されている。つまり、このプリンタ１は、ライン式プリンタである。

フレーム３は、フレーム移動機構５１により、上下に移動可能に支持されている。フレーム移動機構５１は、図２に示すように、用紙搬送方向（図中上下方向）に沿ってフレーム３の両側にそれぞれ配設されている。各フレーム移動機構５１は、上下移動の駆動源である駆動モータ５２と、各駆動モータ５２の軸に固定されたピニオンギア５３と、各ピニオンギア５３と噛合されたラックギア５４と、ピニオンギア５３とでラックギア５４を挟む位置に配置されたガイド５５とを含んでいる。このうち、駆動モータ５２とガイド５５とは、プリンタ１の本体フレーム１ａに固定され、ラックギア５４はフレーム３に立設されている。

この構成において、２つの駆動モータ５２を同調させて各ピニオンギア５３を正及び逆方向に回転させると、ラックギア５４が上下方向に移動する。このラックギア５４の上下動に伴ってフレーム３及び４つのインクジェットヘッド２が上下方向に移動する。

通常、フレーム３は、４つのインクジェットヘッド２が用紙Ｐに対してインクを吐出し印刷する印刷位置（図１に示す位置）に配置される。このとき、インクジェットヘッド２のノズル面２ａと搬送ベルト８の搬送面８ａとの間には、用紙搬送経路の一部となる僅かなすきまが形成される。そして、搬送ベルト８で搬送される用紙Ｐがノズル面２ａのすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面に向けて吐出口１０から各色のインク滴が吐出されることで、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。フレーム３は、インクジェットヘッド２の後述するメンテナンス時には、フレーム移動機構５１によって移動され、印刷位置よりも上方に配置される。

また、図２に示すように、フレーム３には、用紙搬送方向に延在するインク吸収体１９が取り付けられている。より詳細には、インク吸収体１９は、フレーム３における図２中左方の用紙搬送方向に延びる部分の側面に取り付けられている。インク吸収体１９は、後述するワイパー４５に付着したインクを吸収するためのものであり、フレーム移動機構５１の駆動により、インクジェットヘッド２と共に上下に移動する。

次に、図３〜図６を参照しつつ、インクジェットヘッド２の構成についてより詳細に説明する。図３は、インクジェットヘッド２の平面図である。図４は、図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図４では説明の都合上、後述するアクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべきもの（後述するアパーチャ９２、圧力室９１及び吐出口１０）を実線で描いている。図５は、インクジェットヘッド２の部分断面図である。

図３に示すように、インクジェットヘッド２は、平面視において主走査方向に細長な略矩形状を有する流路ユニット９と、流路ユニット９の上面に千鳥状に固定された４つの台形形状のアクチュエータユニット２１とを含んでいる。より詳細には、４つのアクチュエータユニット２１は、流路ユニット９の上面において、その上辺（台形の上底）及び下辺（台形の下底）が流路ユニット９の長手方向に一致すると共に、互いに隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士が平行で且つ流路ユニット９の長手方向に関する位置が同じになるように配置されている。

なお、インクジェットヘッド２は、上述のようにアクチュエータユニット２１が固定された流路ユニット９に、インクを供給するリザーバユニット（不図示）やアクチュエータユニット２１を駆動させる駆動信号を生成するドライバＩＣ１６（図７参照）が組み付けられることによって形成される。

図４に示すように、流路ユニット９の下面におけるアクチュエータユニット２１にそれぞれ対向する領域には、マトリクス状に多数配列された吐出口１０が開口している。流路ユニット９の上面には、各吐出口１０に連通していると共に、マトリクス状に多数配列された圧力室９１が開口している。圧力室９１は、平面視で角部が丸められた略菱形形状を有している。そして、１つのアクチュエータユニット２１は多数の圧力室９１を覆うように配置されている。ここで、アクチュエータユニット２１は、各圧力室９１に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室９１内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。

さらに、図３に示すように、流路ユニット９の上面には、リザーバユニットのインク流出流路（不図示）に対応して、計１０個のインク供給口８０が開口している。インク供給口８０は、いずれもアクチュエータユニット２１の接着領域を避けるように形成されている。

流路ユニット９の内部には、図３に示すように、インク供給口８０に連通するマニホールド流路８１、及びマニホールド流路８１から分岐してアクチュエータユニット２１と対向する領域において流路ユニット９の長手方向に延びる複数の副マニホールド流路８１ａが形成されている。さらに、流路ユニット９の内部には、図５に示すように、副マニホールド流路８１ａから絞りとして機能するアパーチャ９２及び圧力室９１を経て吐出口１０に至る個別インク流路９５が形成されている。すなわち、個別インク流路９５は、各吐出口１０（圧力室９１）に対応するように、吐出口１０と同じ数だけ形成されている。

これにより、リザーバユニットからのインクは、インク供給口８０を介してマニホールド流路８１に供給され、さらに各圧力室９１に分配される。そして、アクチュエータユニット２１により圧力室９１に選択的に吐出エネルギーが付与されると、圧力室９１内のインクの圧力が上昇し、この圧力室９１に連通する吐出口１０からインクが吐出される。

図５に示すように、流路ユニット９は、ステンレス鋼など金属材料からなる９枚のプレート８２〜９０から構成されている。これらプレート８２〜９０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート８２〜９０に形成された貫通孔が連結され、流路ユニット９内に、マニホールド流路８１、副マニホールド流路８１ａ、及び副マニホールド流路８１ａの出口から、アパーチャ９２及び圧力室９１を経て吐出口１０に至る多数の個別インク流路９５が形成される。

また、インクジェットヘッド２は、ポンプ１７（図７参照）を介して、図１に示すように、搬送機構１３の下方において用紙搬送方向に並設された４つのインクカートリッジ１８とそれぞれチューブ（不図示）で接続されている。この４つのインクカートリッジ１８は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）にそれぞれ対応しており、ポンプ１７は、インクカートリッジ１８内のインクを対応する色を吐出するインクジェットヘッド２内に強制的に送るためのものである。したがって、ポンプ１７を駆動することによって、マニホールド流路８１、副マニホールド流路８１ａ、及び個別インク流路９５内のインクを加圧し、インクジェットヘッド２内に混入したエア、塵、及び増粘したインク等の異物を、インクと共に外部に強制的に排出するパージ動作を行うことができる。なお、ポンプ１７は、用紙Ｐに対する画像形成中は停止している。停止中のポンプ１７は、インクカートリッジ１８とインクジェットヘッド２とが連通するように、内部にインク流路が形成されている。

次に、図６をさらに参照しつつ、メンテナンスユニット３０について説明する。図６は、メンテナンスユニット３０の概略側面図である。図２及び図６に示すように、メンテナンスユニット３０は、主走査方向（Ｘ方向）に移動可能なＸステージ３１と、Ｘステージ３１の上面において用紙搬送方向（Ｙ方向）に移動可能なワイピングユニット４０と、Ｘステージ３１の図２、６中左方側の面に固定された移動トレイ６１とを有している。

Ｘステージ３１は、用紙搬送方向に沿って延在していると共に、その用紙搬送方向に関する両端近傍において主走査方向に延在する一対のガイドレール３２に摺動自在に支持されている。Ｘステージ３１の用紙搬送方向に関する伸延長さは、用紙搬送方向に沿って並べられた４つのインクジェットヘッド２に跨る長さ以上である。また、Ｘステージ３１は、その下部において、ガイドレール３２と平行に、すなわち主走査方向に延在するボールネジ３３と螺合している。ボールネジ３３の端部に接続された駆動モータ３４が、ボールネジ３３を回転させることによって、Ｘステージ３１が主走査方向に移動可能となっている。

Ｘステージ３１に固定された移動トレイ６１は、平面視において矩形状の板部材であり、廃インクトレイ６２を支持している。したがって、廃インクトレイ６２は、Ｘステージ３１の移動に伴って、主走査方向に移動可能となっている。廃インクトレイ６２は、上下方向に関して４つのインクジェットヘッド２と対向し得る広さの底面を有している。

ワイピングユニット４０は、Ｙステージ４１と、ワイパー４５と、ホルダ４６と、排出トレイ４７とを有している。Ｙステージ４１は、Ｘステージ３１の上面に用紙搬送方向に延在するように敷設された一対のガイドレール４２に摺動自在に支持されている。また、Ｙステージ４１は、その内部においてガイドレール４２と平行に、すなわち用紙搬送方向に延在するボールネジ４３と螺合している。ボールネジ４３の端部に接続された駆動モータ４４が、ボールネジ４３を回転させることによって、Ｙステージ４１が用紙搬送方向に移動可能となっている。なお、図６に示すように、Ｙステージ４１の上面は、廃インクトレイ６２よりも上方に位置している。

ワイパー４５は、ノズル面２ａに付着したインクや紙粉等の異物を払拭するものであり、ゴムや樹脂などの弾性材料からなる矩形状の板部材である。ホルダ４６は、Ｙステージ４１の上面に固定されており、ワイパー４５がノズル面２ａに対して所定の角度で傾斜するように、ワイパー４５を支持している。排出トレイ４７は、ホルダ４６と共にＹステージ４１の上面に固定されており、ワイパー４５の下方端部近傍から廃インクトレイ６２に向かって傾斜する傾斜面を有している。図２に示すように、ワイパー４５の払拭部（ノズル面２ａと当接して払拭する部分）は、インクジェットヘッド２の幅（用紙搬送方向に沿う長さ）より少し長く形成されている。ワイパー４５によって拭き取られらインクは、排出トレイ４７を介して廃インクトレイ６２に移動することになる。

このように、ワイパー４５を支持するホルダ４６が、用紙搬送方向に移動可能なＹステージ４１に固定されており、また、Ｙステージ４１が主走査方向に移動可能なＸステージ３１に支持されているため、ワイパー４５は、用紙搬送方向及び主走査方向に関して移動可能になっている。

ここで、制御装置７０について説明する。制御装置７０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータによって構成されている。かかるコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、プリンタ１の全体の動作を制御する為のプログラムを含む各種のソフトウェアが記憶されている。そして、これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、後述の各部７１〜７５（図７参照）が構築されている。

制御装置７０の概略構成を示すブロック図である図７に示すように、制御装置７０には、上述のドライバＩＣ１６、ポンプ１７、及び駆動モータ３４、４４、５２、６０に加えて、タイマー６５が接続されている。また、制御装置７０は、用紙搬送制御部７１と、インク吐出制御部７２ａ及びパージ制御部７２ｂを含むヘッド制御部７２と、判断部７３と、フレーム位置制御部７４と、Ｘ方向移動制御部７５ａ及びＹ方向移動制御部７５ｂを含むワイパー制御部７５とを備えている。

用紙搬送制御部７１は、搬送機構１３のベルトローラ６を駆動する駆動モータ６ａを制御することによって、搬送機構１３による用紙Ｐの搬送を制御する。

ヘッド制御部７２のインク吐出制御部７２ａは、アクチュエータユニット２１への駆動信号を生成するドライバＩＣ１６を制御することによって、インクジェットヘッド２の複数のノズルの吐出口１０からのインクの吐出を個別に制御する。インク吐出制御部７２ａが、外部から供給される画像データに基づいてインク滴を吐出口１０から吐出することで、用紙Ｐに画像が形成される。また、インク吐出制御部７２ａが、用紙Ｐへの画像形成とは別にインク滴を吐出口１０から吐出することで、後述のフラッシング動作が行われることになる。また、パージ制御部７２ｂは、ポンプ１７を駆動することによって、マニホールド流路８１、副マニホールド流路８１ａ、及び個別インク流路９５内のインクを加圧し、全ての吐出口１０からインクを排出するパージ動作を実行する。

判断部７３は、タイマー６５によってカウントされた経過時間が所定時間を超えているか否かを判断する。ここで、タイマー６５は、前回パージ制御部７２ｂによってパージ動作が実行されてからの経過時間をカウントするものである。なお、判断部７３における判断の基準となる所定時間とは、ノズル面２ａに付着したインクが、単にワイパー４５で払拭するだけでは除去が困難なほど増粘するのに掛かる時間であり、気温、湿度、インクの種類等によって適宜設定されるものである。

フレーム位置制御部７４は、フレーム移動機構５１の駆動モータ５２を制御することで、フレーム３に固定されているインクジェットヘッド２及びインク吸収体１９の高さ位置を制御する。本参考例では、フレーム位置制御部７４による制御によって、退避位置、ワイプ位置、パージ位置および印刷位置の４つの異なる高さの位置に、フレーム３が配置される。

ワイパー制御部７５は、インクジェットヘッド２に対するワイピングユニット４０の相対移動を行うものであって、Ｘ方向移動制御部７５ａは、メンテナンスユニット３０の主走査方向に延在するボールネジ３３を駆動する駆動モータ３４を制御することで、Ｘステージ３１の移動を制御する。これにより、廃インクトレイ６２及びワイピングユニット４０の主走査方向に関する位置を制御できる。また、Ｙ方向移動制御部７５ｂは、メンテナンスユニット３０の用紙搬送方向に延在するボールネジ４３を駆動する駆動モータ４４を制御することで、Ｙステージの移動を制御する。これにより、ワイピングユニット４０の用紙搬送方向に関する位置を制御できる。

次に、図８〜図１０を参照しつつ、プリンタ１で行われるメンテナンス方法の一例について説明する。図８は、メンテナンス時におけるプリンタ１の動作を示すフローチャートである。図９、１０は、メンテナンス時におけるインクジェットヘッド２及びメンテナンスユニット３０の動きを説明するための図である。

ここで、インクジェットヘッド２のメンテナンスとは、印刷を行う際に搬送機構１３によって搬送される用紙Ｐから飛んだ紙粉や長時間インクを吐出していない吐出口１０の近傍に付着した増粘したインク等を、ノズル面２ａから除去するための一連の動作を意味する。インクジェットヘッド２のメンテナンスは、インクジェットプリンタ１の電源投入時、印刷開始前、ユーザからの指示があったときなどに開始される。

なお、メンテナンス開始前、すなわちメンテナンスが行われていない際には、メンテナンスユニット３０は、廃インクトレイ６２及びワイピングユニット４０が、４つのインクジェットヘッド２のノズル面２ａと対向しない待機位置に配置されている。待機位置は、インクジェットヘッド２の並びの側方で、図２に示すように、主走査方向に関して左方に隣接した位置である。また、このとき、ワイピングユニット４０は、図２に示すように、用紙搬送方向の最も上流側に位置するインクジェットヘッド２の近傍に位置する状態となっている。

プリンタ１においてメンテナンスを行う際には、まず、フレーム位置制御部７４の制御により、印刷位置に位置するインクジェットヘッド２を、図９（ａ）に示すように、上方に移動させる（Ｓ１１）。より詳細には、インクジェットヘッド２のノズル面２ａの高さ位置が、ワイパー４５の先端の高さ位置よりも高くなる退避位置まで移動する。次に、判断部７３によって、前回パージ動作が実行されてから所定時間が経過したか否かの判断を行う（Ｓ１２：判断ステップ）。

ここで、ステップＳ１２において所定時間が経過していないと判断された場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｘ方向移動制御部７５ａの制御により、Ｘステージ３１を図９中右方に向かって移動させ、ワイパー４５がフラッシング位置に達する位置まで廃インクトレイ６２及びワイピングユニット４０を移動させる（Ｓ１３）。フラッシング位置とは、図９（ａ）に示すように、ノズル面２ａの吐出口１０が形成された領域に対向する位置である。

その後、インク吐出制御部７２ａの制御により吐出口１０からインクを吐出するフラッシング動作を行い、ワイパー４５にインクを付着させる（Ｓ１４：液体付着ステップ）。このとき、図９（ｂ）に示すように、インク吐出制御部７２ａは、ノズル面２ａにおいてワイパー４５と対向する領域に配置された吐出口１０のみからインクが吐出されるように制御する。そして、ワイパー４５には、４つのインクジェットヘッド２のうち、このとき対向するインクジェットヘッド２である対象ヘッドから吐出されたインクが付着する。なお、このとき、インクジェットヘッド２が退避位置に配置されているため、ワイパー４５の先端が、対象ヘッドのノズル面２ａに接触することがない。

続いて、Ｘ方向移動制御部７５ａの制御により、再度Ｘステージ３１を図９中右方に向かって移動させ、廃インクトレイ６２及びワイピングユニット４０を初期位置まで移動させる（Ｓ１５）。初期位置とは、図９（ｃ）に示すように、廃インクトレイ６２が４つのインクジェットヘッド２のノズル面２ａと対向すると共にワイパー４５がノズル面２ａと対向しない位置である。

次いで、フレーム位置制御部７４の制御により、ノズル面２ａの高さ位置がワイパー４５の先端の高さ位置よりも僅かに低いワイプ位置にインクジェットヘッド２を移動させる。さらに、Ｘ方向移動制御部７５ａの制御により、図９（ｄ）に示すように、Ｘステージ３１を図中左方に向かって移動させる。これにより、ワイパー４５は、対象ヘッドのノズル面２ａに接触しつつ初期位置から待機位置まで移動し、ノズル面２ａに付着した異物を拭き取る（Ｓ１８：ワイピングステップ）。このとき、ステップＳ１４においてワイパー４５に付着したインクにより、ワイパー４５はノズル面２ａ上を低摩擦状態で移動する。

一方、ステップＳ１２において所定時間が経過したと判断された場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｘ方向移動制御部７５ａの制御により、Ｘステージ３１を図１０中右方に向かって移動させ、廃インクトレイ６２及びワイピングユニット４０を初期位置まで移動させる（Ｓ１６）。その後、図１０（ｂ）に示すように、フレーム位置制御部７４の制御により、インクジェットヘッド２を退避位置よりも下方のパージ位置に移動させ、パージ制御部７２ｂの制御により、パージ動作を実行する（Ｓ１７：パージステップ）。このとき、吐出口１０から排出されたインクは、廃インクトレイ６２に落下し、廃インクトレイ６２に落下したインクは、図示しないポンプによって吸引されて廃インクタンクに貯溜される。

このようにパージ動作を行うことによって、ノズル面２ａに付着し時間の経過により増粘したインクを溶解することができる。また、ノズル面２ａは、パージ動作により吐出口１０から排出されたインクにより濡れた状態となる。

次いで、フレーム位置制御部７４の制御により、インクジェットヘッド２をワイプ位置に移動させる。さらに、図１０（ｃ）に示すように、Ｘステージ３１を図中左方に向かって移動させることによって、ワイパー４５を対象ヘッドのノズル面２ａに接触させつつ初期位置から待機位置まで移動させて、ノズル面２ａに付着した異物を拭き取る（Ｓ１８：ワイピングステップ）。このとき、ステップＳ１７においてノズル面２ａに付着したインクにより、ワイパー４５はノズル面２ａ上を低摩擦状態で移動する。

なお、ワイピングステップ後、フレーム位置制御部７４の制御により、フレーム３に取り付けられたインク吸収体１９がワイパー４５に接触する位置までフレーム３を降下させることによって、ワイパー４５に付着したインクをインク吸収体１９によって吸収する。

続いて、全てのインクジェットヘッド２のワイピングが終了したか否かの判断が行われる（Ｓ１９）。ここで、まだ全てのインクジェットヘッド２のワイピングが終了していないと判断された場合には（Ｓ１９：ＮＯ）、Ｙ方向移動制御部７５ｂの制御により、Ｙステージ４１を用紙搬送方向に移動させる（Ｓ２０）。より詳細には、図２に示すように、用紙搬送方向に関して最も上流側に位置するインクジェットヘッド２の近傍に位置していたワイピングユニット４０が、用紙搬送方向に関して上流側から２番目に位置するインクジェットヘッド２の近傍まで移動するように、Ｙステージ４１を移動させる。その後、ステップＳ１２に戻って、再度、前回のパージ動作から所定時間が経過したか否かの判断が行われる。

一方、全てのインクジェットヘッド２のワイピングが終了したと判断された場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、メンテナンスを終了する。

すなわち、本参考例においては、用紙搬送方向に関して上流側に位置するインクジェットヘッド２から順番に対象ヘッドとされ、ステップＳ１３〜Ｓ１５、又はステップ１６、１７の動作が４回繰り返して行われ、全てのインクジェットヘッド２のメンテナンスが行われる。

以上のように、本参考例のインクジェットヘッド２のメンテナンス方法では、判断部７３によって、前回のパージ動作から所定時間が経過していないと判断された場合には、フラッシング動作によって吐出されるインクをワイパー４５に付着させる液体付着ステップ及びワイパー４５によってノズル面２ａを払拭するワイピングステップが行われ、所定時間が経過したと判断された場合には、全ての吐出口１０からインクを排出させるパージ動作を行うパージステップ及びワイピングステップが行われる。したがって、前回のパージ動作から所定時間経過していない場合には、インクの使用量が比較的多いパージ動作を行わなくとも、フラッシング動作により吐出されワイパー４５に付着したインクにより、ワイピングステップにおけるノズル面２ａとワイパー４５との間の摩擦を減らすことができる。よって、ワイパー４５との摩擦によりノズル面２ａが損傷するのを防ぎつつ、インクの消費量を削減することができる。一方、前回のパージ動作から所定時間が経過している場合には、パージ動作を実行することで増粘したインクを除去できる。

また、本参考例のインクジェットヘッド２のメンテナンス方法では、液体付着ステップにおいて、ノズル面２ａにおける吐出口１０が形成された領域に対向すると共に、ノズル面２ａから離隔して配置されているワイパー４５にインクを付着させ、その後ワイピングステップを行う。したがって、ワイパー４５にインクを付着させた後にワイパー４５をノズル面２ａに接触させるので、ノズル面２ａの損傷を確実に防ぐことができる。また、ワイパー４５に対象ヘッドが吐出するインクとは異なる色のインクが付着していた場合でも、ワイピング前に付着するインクにより、異なる色のインクを洗い流し又は薄めることができる。したがって、ノズル面２ａにおける混色を防ぐことができる。

＜本発明の実施の形態＞
次に、図１１〜１３を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。図１１は、本実施の形態のメンテナンス時におけるプリンタ１の動作を示すフローチャートである。図１２は、本実施の形態のメンテナンス時におけるインクジェットヘッド２及びメンテナンスユニット３０の動きを説明するための図である。図１３は、本実施の形態においてワイピングが行われる際のワイパー４５の拡大図である。

本実施の形態のメンテナンス方法が参考例のメンテナンス方法と主に異なる点は、参考例では、判断部７３によって所定時間が経過していなと判断された場合に、液体吐出ステップを行った後ワイピングステップを行うが、本実施の形態においては、液体吐出ステップ及びワイピングステップを同時に行う点である。また、図１２に示すように、本実施の形態のプリンタには、主走査方向に関してワイパー４５に対向する位置に設けられており、待機位置から初期位置に向かう方向（図中左方から右方に向かう方向）の気流を発生させるファン６８を備えている。さらに、制御装置７０は、ファン６８の駆動を制御するファン制御部７６を有している。プリンタ１のその他の構成については、参考例と同様であるので、同じ符号を付してその説明を省略することとし、以下メンテナンス方法について説明する。

まず、印刷位置に位置するインクジェットヘッド２を、図１２（ａ）に示すように、退避位置まで移動させる（Ｓ２１）。次に、判断部７３によって、前回パージ動作が実行されてから所定時間が経過したか否かの判断を行い（Ｓ２２：判断ステップ）、所定時間が経過していないと判断された場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、ワイパー４５を待機位置から初期位置に向かって移動させる（Ｓ２３）。そして、図１２（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド２を退避位置からワイプ位置に移動させた後、図１２（ｃ）に示すように、インク吐出制御部７２ａの制御によりフラッシング動作を行いつつ、Ｘ方向移動制御部７５ａの制御によりワイパー４５を待機位置まで移動させる（Ｓ２４：液体付着ステップ及びワイピングステップ）。

より詳細には、このときインク吐出制御部７２ａは、アクチュエータの駆動周波数や１印字周期（副走査方向の印字解像度に対応する距離（すなわち、最小ドット間隔）だけ用紙Ｐが搬送されるのに要する時間）中のパルス数を制御することで、図１３に示すように、ノズル面２ａにおけるワイパー４５の接触位置よりもワイパー４５の移動方向（図中右方から左方に向かう方向）下流側にあって、ノズル面２ａに直交する方向に関してワイパー４５と対向する吐出口１０からの単位時間当たりのインクの吐出量が、接触位置よりもワイパー４５の移動方向上流側にある吐出口１０からの単位時間当たりのインクの吐出量よりも多くなるように制御する。

また、ステップＳ２４において液体付着ステップ及びワイピングステップが行われる際に、ファン制御部７６の制御によりファン６８が駆動され、図１３中白抜き矢印で示すように待機位置から初期位置に向かう方向、すなわち黒塗り矢印で示すワイパー４５の移動方向とは反対の方向の気流が生成される。この気流により、ワイパー４５の接触位置よりもワイパー４５の移動方向下流側の吐出口１０から吐出されたインクは、ワイパー４５に向けて押し流されてワイパー４５に付着する。このようにしてワイパー４５に付着したインクにより、ワイパー４５はノズル面２ａ上を低摩擦状態で移動する。なお、接触位置よりも移動方向上流側にある吐出口１０からのインク吐出によって、払拭動作によって吐出口１０内に入り込む虞のある他の色のインクや異物が、完全に排出されることになる。

一方、ステップＳ２２において所定時間が経過したと判断された場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、参考例のステップＳ１６〜Ｓ１８と同様に、ワイパー４５を初期位置まで移動させた後（Ｓ２５）、パージ動作を実行し（Ｓ２６：パージステップ）、さらにワイパー４５によってノズル面２ａを払拭する（Ｓ２７：ワイピングステップ）。

続いて、全てのインクジェットヘッド２のワイピングが終了したか否かの判断を行い（Ｓ２８）、全てのインクジェットヘッド２のワイピングが終了していないと判断した場合には（Ｓ２８：ＮＯ）、Ｙステージ４１を用紙搬送方向に移動させ、ワイピングユニット４０を隣接するインクジェットヘッド２の近傍へと移動させる（Ｓ２９）。その後、ステップＳ２２に戻って、再度、前回のパージ動作から所定時間が経過したか否かの判断が行われる。一方、全てのインクジェットヘッド２のワイピングが終了したと判断した場合には（Ｓ２８：ＹＥＳ）、メンテナンスを終了する。

以上のように、本実施の形態では、参考例の場合と同様に、ワイパー４５との摩擦によりノズル面２ａが損傷するのを防ぎつつ、インクの消費量を削減することができる。

また、本実施の形態では、ワイパー４５をノズル面２ａに接触させた状態でワイパー４５にインクを付着させ、液体付着ステップ及びワイピングステップを同時に行う。したがって、液体付着ステップ及びワイピングステップを別々に行う場合に比べて、メンテナンス時間を短縮することができる。

さらに、本実施の形態では、液体付着ステップにおいて、ワイパー４５の移動方向とは反対の方向の気流がワイパー４５に当てられる。したがって、気流により吐出口１０から吐出されたインクを確実にワイパー４５に付着させることができる。

加えて、本実施の形態では、液体付着ステップにおいて、ノズル面２ａにおけるワイパー４５の接触位置よりもワイパー４５の移動方向下流側にある吐出口１０からのインクの吐出量が、接触位置よりもワイパー４５の移動方向上流側にある吐出口１０からのインクの吐出量よりも多い。したがって、接触位置よりも移動方向下流側でワイパー４５を十分に潤滑させることができる。また、接触位置よりも移動方向上流側では、インクの消費量を抑えつつノズルの吐出口１０に形成されるメニスカス面を整えることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。

例えば、上述の実施の形態では、液体付着ステップにおいて、ワイパー４５の移動方向とは反対の方向の気流を発生させる場合について説明したが、気流は発生させなくてもよい。

加えて、上述の参考例及び実施の形態では、インクジェットプリンタ１の電源投入時、印刷開始前、ユーザからの指示があったときなどにインクジェットヘッド２のメンテナンスが行われる場合について説明したが、メンテナンスが行われるのはこのような場合に限定されるものではない。すなわち例えば、用紙Ｐへの印刷を複数枚連続して行う際に、所定枚数毎にメンテナンスが行われるようにしてもよい。この場合、連続して印刷される用紙Ｐの枚数をカウントするカウンターをさらに備えており、このカウンターによるカウント値に基づいてメンテナンスが実行される。これによると、連続して多数の用紙Ｐへの印刷を行う場合には、用紙Ｐからの紙粉がノズル面２ａに多数付着するのでノズル面２ａのワイピングが必要となるが、その都度パージ動作を実行する必要がない。したがって、インクの消費量を削減できる。

なお、本実施形態のメンテナンス方法では、全てのインクジェットヘッド２をワイパー４５による払拭対象としているが、予め指定されたインクジェットヘッド２に対して上述のようなメンテナンス処理を行ってもよい。

本発明の参考例にかかるインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。 図１に示すインクジェットプリンタの要部の概略平面図である。 図１に示すインクジェットヘッドの平面図である。 図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図３に示すインクジェットヘッドの部分断面図である。 図２に示すメンテナンスユニットの概略側面図である。 図１に示す制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示すインクジェットプリンタにおいてメンテナンスが行われる際のプリンタの動作を示すフローチャートである。 図１に示すインクジェットプリンタにおけるメンテナンス時（所定時間経過していない場合）のインクジェットヘッド及びメンテナンスユニットの動きを説明するための図である。 図１に示すインクジェットプリンタにおけるメンテナンス時（所定時間経過している場合）のインクジェットヘッド及びメンテナンスユニットの動きを説明するための図である。 本発明の実施の形態のメンテナンス時におけるプリンタの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態のメンテナンス時におけるインクジェットヘッド及びメンテナンスユニットの動きを説明するための図である。 本発明の実施の形態においてワイピングが行われる際のワイパーの拡大図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
２ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
２ａ ノズル面
１０ 吐出口
１７ ポンプ（圧力印加機構）
２１ アクチュエータユニット
３３ ボールネジ（相対移動機構）
３４ 駆動モータ（相対移動機構）
４５ ワイパー
５１ フレーム移動機構（直交移動機構）
６８ ファン（気流発生機構）
７３ 判断部（判断手段）
７２ａ インク吐出制御部（フラッシング制御手段）
７２ｂ パージ制御部（圧力印加制御手段）
７４ フレーム位置制御部（直交移動制御手段）
７５ａ Ｘ方向移動制御部（相対移動制御手段）

Claims (4)

1. 複数のノズルの吐出口が形成されたノズル面及び前記ノズルから液体を吐出させるための吐出エネルギーを発生させるアクチュエータを有する液体吐出ヘッドと、
   前記ノズル面を払拭するワイパーと、
   前回の前記ノズルからの液体の吐出から所定時間が経過しているか否かを判断する判断手段と、
   前記ノズルから液滴を吐出するフラッシング動作が行われるように前記アクチュエータの駆動を制御するフラッシング制御手段と、
   前記ワイパー及び前記ノズル面を対向させつつ、前記液体吐出ヘッド及び前記ワイパーを前記ノズル面に沿って相対移動させる相対移動機構と、
   前記相対移動機構の駆動を制御する相対移動制御手段と、
   前記液体吐出ヘッド内の液体に外部から圧力を加える圧力印加機構と、
   全ての前記ノズルから液体が排出されるパージ動作が行われるように前記圧力印加機構の駆動を制御する圧力印加制御手段とを備えており、
   前記判断手段によって所定時間が経過していないと判断された場合には、前記ワイパーを前記ノズル面に接触させた状態で、前記フラッシング制御手段の制御により前記フラッシング動作を行うことで、前記ノズルから吐出された液滴を前記ワイパーに付着させ、さらに前記ワイパーを前記ノズル面と接触させた状態で、前記フラッシング制御手段の制御による前記フラッシング動作を行うと同時に、前記相対移動制御手段により前記液体吐出ヘッド及び前記ワイパーを相対移動させることによって、前記ノズル面を払拭するワイピングを行い、前記所定時間が経過したと判断された場合には、前記圧力印加制御手段の制御により前記パージ動作を行った後、前記相対移動制御手段の制御による前記ワイピングを行い、
   前記フラッシング制御手段は、前記ノズル面における前記ワイパーの接触位置よりも前記液体吐出ヘッドに対する前記ワイパーの相対移動方向の下流側にあって、前記ノズル面と直交する方向から見て少なくとも前記ワイパーと対向する１つの前記ノズルからの単位時間当たりの液体の吐出量が、前記接触位置よりも前記相対移動方向の上流側にある１つの前記ノズルからの単位時間当たりの液体の吐出量よりも多くなるように制御することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記フラッシング制御手段は、前記アクチュエータの駆動周波数、及び、１印字周期中のパルス数のいずれかを制御することにより、前記ノズル面における前記ワイパーの接触位置よりも前記相対移動方向の下流側にあって、前記ノズル面と直交する方向から見て少なくとも前記ワイパーと対向する１つの前記ノズルからの単位時間当たりの液体の吐出量が、前記接触位置よりも前記相対移動方向の上流側にある１つの前記ノズルからの単位時間当たりの液体の吐出量よりも多くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記フラッシング動作が行われる際の前記相対移動方向とは反対の方向の気流を前記ワイパーに向けて発生させる気流発生機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記液体吐出ヘッドによる記録媒体への記録を複数枚連続して行う際に、所定枚数毎に、前記フラッシング制御手段の制御により前記フラッシング動作を行うことで、前記ノズルから吐出された液滴を前記ワイパーに付着させ、さらに前記相対移動制御手段の制御による前記ワイピングを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

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