JP5034928B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置に係り、特に、インクを吐出する液体吐出装置に関する。

近年、液体吐出装置としてインクを射出するインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、液体であるインクを吐出するヘッドユニットと、ヘッドユニットに対してインクを供給するためのインク流路系とが設けられている。ここで、インクに気泡が混在していると、ヘッドユニットのノズル内にまで気泡が達してしまい、吐出不良を誘発するおそれがある。これを防止すべく、インクの気泡を除去する気泡除去装置をインクジェット記録装置に搭載する技術が知られている。

例えば、ヘッドユニットに対してインレット、アウトレットが設けられた構成の気泡除去装置では、インレットからインクを流し、ヘッドユニット内を通過させてアウトレットへ排出させるメンテナンスを行うことでヘッドユニット内の気泡を除去できるようになっている。
また、メンテナンスにより廃棄するインクをサブタンクで一旦貯留することで気泡を除去し、その後、循環させて再度ヘッドユニットに供給する技術（例えば特許文献１参照）が開発されている。

また、気泡除去装置を設けなくとも、ヘッドユニット内のインク内蔵体積を大きくすることで、ヘッドユニット内のインクに気泡が混入していたとしても、当該ユニット内で気泡が消えノズル内には気泡が流れ込まないようにする技術も開発されている。
特開平３−１６９５６４号公報 特開２００５−９６２０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット記録装置では、ヘッドユニットから排出されたインクは一旦貯留されている際にサブタンク内部の空気に触れることで脱気度が低下してしまうことになっていた。
一方、特許文献２に記載のインクジェット記録装置では、ヘッドユニット内で完全に気泡が消えることはなく、僅かであってもノズルに流れ込んでしまっていた。また、ヘッドユニット内で消えた気泡により空気とインクとが触れることで脱気度が低下してしまうことになっていた。
このため、サブタンクや、ヘッドユニット内にあるインクを脱気する例えば膜脱気装置等を新たに搭載することが考えられるが、膜脱気装置では性能が低く、吐出不良を防止するには不完全であった。
そこで、本発明の課題は、液体の脱気状態を維持して、吐出不良を防止することである。

請求項１記載の発明に係る液体吐出装置は、
液体を貯留するメインタンクと、
それぞれ連通した液体流入口、液体入出口及びノズルを個別に有し、前記液体流入口若しくは前記液体入出口から流入したインクを前記ノズルから吐出するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットの前記ノズルを開閉するキャップ部と、
前記ヘッドユニットの前記液体流入口と前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第１液体流路と、
前記第１液体流路の途中に配置されて、前記メインタンク内の前記液体を前記ヘッドユニットまで供給する供給ポンプと、
下端部に前記液体の入出口を有し、前記液体を一時的に貯留するバッファタンクと、
前記ヘッドユニットの前記液体入出口と前記バッファタンクの入出口とを連通し、前記バッファタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第２液体流路と、
前記バッファタンク内の前記液体を前記入出口から前記ヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部と、
前記ヘッドユニット、前記供給ポンプ、前記キャップ部及び前記再供給部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ヘッドユニットのメンテナンス時に、前記キャップ部により前記ノズルが閉ざされた状態で、前記液体が、前記液体流入口、前記液体入出口という順で前記ヘッドユニットを通過し、前記入出口から前記バッファタンク内に貯留され、その後、前記入出口から流出し、前記液体入出口、前記ノズルという順で前記ヘッドユニットを通過するように、前記ヘッドユニット、前記供給ポンプ、前記キャップ部及び前記再供給部を制御することを特徴としている。
請求項２記載の発明に係る液体吐出装置は、
液体を貯留するメインタンクと、
それぞれ連通した液体流入口、液体入出口及びノズルを個別に有し、前記液体流入口若しくは前記液体入出口から流入したインクを前記ノズルから吐出するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットの前記液体流入口と前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第１液体流路と、
下端部に前記液体の入出口を有し、前記液体を一時的に貯留するバッファタンクと、
前記ヘッドユニットの前記液体入出口と前記バッファタンクの入出口とを連通し、前記バッファタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第２液体流路と、
前記バッファタンク内の前記液体を前記入出口から前記ヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部と、
前記ヘッドユニット及び前記再供給部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記バッファタンク内への一時的な貯留量を制御していることを特徴としている。
請求項３記載の発明に係る液体吐出装置は、
液体を貯留するメインタンクと、
それぞれ連通した液体流入口、液体入出口及びノズルを個別に有し、前記液体流入口若しくは前記液体入出口から流入したインクを前記ノズルから吐出するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットの前記液体流入口と前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第１液体流路と、
前記第１液体流路の途中に設けられ、前記液体を一時的に貯留するサブタンクと、
前記第１液体流路の途中に前記サブタンクと前記ヘッドユニットの間に配置された第１開閉弁と、
下端部に前記液体の入出口を有し、前記液体を一時的に貯留するバッファタンクと、
前記ヘッドユニットの前記液体入出口と前記バッファタンクの入出口とを連通し、前記バッファタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第２液体流路と、
前記第２液体流路の途中に配置された第２開閉弁と、
前記バッファタンク及び前記サブタンク内の前記液体を前記ヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部と、
前記ヘッドユニット、前記第１開閉弁の駆動、前記第２開閉弁の駆動及び前記再供給部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を選択的に開いた状態で前記再供給部により前記サブタンク及び前記バッファタンク内の前記液体を選択的に再供給することを特徴としている。
請求項４記載の発明に係る液体吐出装置は、
液体を貯留するメインタンクと、
それぞれ連通した液体流入口、液体入出口及びノズルを個別に有し、前記液体流入口若しくは前記液体入出口から流入したインクを前記ノズルから吐出するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットの前記液体流入口と前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第１液体流路と、
下端部に前記液体の入出口を有し、前記液体を一時的に貯留するバッファタンクと、
前記ヘッドユニットの前記液体入出口と前記バッファタンクの入出口とを連通し、前記バッファタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第２液体流路と、
前記バッファタンク内の前記液体を前記入出口から前記ヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部と、
廃液タンクと、
前記第２液体流路の途中から前記廃液タンクに連通する第３液体流路と、
前記第３液体流路の途中に配置された第３開閉弁と、
前記ヘッドユニット、前記第３開閉弁の駆動及び前記再供給部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第３開閉弁を閉ざした状態で、前記バッファタンク内の前記液体を前記再供給部により所定量前記ヘッドユニットに供給した後に、前記第３開閉弁を開いて、前記バッファタンク内の前記液体を前記廃液タンクに排出させることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記第１液体流路の途中に配置されて、前記制御部の制御に基づき前記メインタンク内の前記液体を前記ヘッドユニットまで供給する供給ポンプを備えることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の液体吐出装置において、
前記制御部の制御に基づき、前記ヘッドユニットの前記ノズルを開閉するキャップ部を備えることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の液体吐出装置において、
前記制御部は、前記ヘッドユニットのメンテナンス時に、前記キャップ部により前記ノズルが閉ざされた状態で、前記液体が、前記液体流入口、前記液体入出口という順で前記ヘッドユニットを通過し、前記入出口から前記バッファタンク内に貯留され、その後、前記入出口から流出し、前記液体入出口、前記ノズルという順で前記ヘッドユニットを通過するように、前記ヘッドユニット、前記供給ポンプ、前記キャップ部及び前記再供給部を制御することを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項１、６、７のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記キャップ部の内部を負圧にして、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引ポンプを有し、
前記吸引ポンプが前記再供給部であることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の液体吐出装置において、
前記制御部は、前記液体が前記バッファタンクに所定時間貯留された後に、前記入出口から流出するように、前記再供給部を制御することを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項４記載の液体吐出装置において、
前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記バッファタンク内への一時的な貯留量を制御していることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項１、２、４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記第１液体流路の途中に配置され、前記制御部の制御に基づき駆動する第１開閉弁と、前記第２液体流路の途中に配置され、前記制御部の制御に基づき駆動する第２開閉弁との少なくとも一方が設けられていることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項１、２、４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記第１液体流路の途中には、前記液体を一時的に貯留するサブタンクが設けられていて、
前記再供給部は、前記バッファタンク及び前記サブタンク内の前記液体を前記ヘッドユニットまで再供給することを特徴としている。

請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の液体吐出装置において、
前記第１液体流路の途中に前記サブタンクと前記ヘッドユニットの間に配置され、前記制御部の制御に基づき駆動する第１開閉弁と、
前記第２液体流路の途中に配置され、前記制御部の制御に基づき駆動する第２開閉弁と、を備え、
前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を選択的に開いた状態で前記再供給部により前記サブタンク及び前記バッファタンク内の前記液体を選択的に再供給することを特徴としている。

請求項１４記載の発明は、請求項３又は１３に記載の液体吐出装置において、
前記制御部は、前記バッファタンク及び前記サブタンクに前記液体を貯留して、前記再供給部を一定時間駆動させてから、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の少なくとも一方を１回開閉させることを特徴としている。

請求項１５記載の発明は、請求項３、１３、１４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を選択的に開閉することを特徴としている。

請求項１６記載の発明は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記バッファタンク内の液量を検出する液量センサを備え、
前記制御部は、前記液量センサの検出結果に基づき、前記再供給部による再供給タイミングを決定していることを特徴としている。

請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記バッファタンクは、前記ヘッドユニットよりも高い位置に配置されていることを特徴としている。

請求項１８記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記液体は、前記メインタンクに貯留される以前に脱気されていることを特徴としている。

本発明によれば、ヘッドユニット内の液体を一時的に貯留するバッファタンクと、バッファタンク内の液体を入出口からヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部とが設けられているので、ヘッドユニット内の液体に気泡が混入していたとしても、当該液体がバッファタンク内で一時的に貯留されることで、気泡はバッファタンク内の液体上部に集められることになる。そして、入出口はバッファタンクの下端部に設けられているために、液体をバッファタンクからヘッドユニットに再供給する際には、空気と触れ合いの少ない液体がヘッドユニットに供給されることになる。これにより、再供給後、ヘッドユニット内に残った液体は脱気状態が維持されて、吐出不良が防止されることになる。

以下、本発明に係る液体吐出装置として、インクを吐出するインクジェット記録装置を例示し説明する。図１はインクジェット記録装置の概略構成を示す説明図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１には、液体としてのインクを貯留するメインタンク２と、メインタンク２からのインクを一時的に貯留するサブタンク３と、サブタンク３から供給されたインクを吐出するヘッドユニット４と、ヘッドユニット４のメンテナンスを行うメンテナンス部５と、メンテナスにより排出されたインクを貯留する廃液タンク６とが設けられている。

メインタンク２は、着脱自在となっていて、交換時期になると新たなメインタンク２に交換されるようになっている。ここで、メインタンク２内のインクは、貯留される以前に脱気されており、その脱気度は例えば２〜３ｐｐｍであることが好ましい。

メインタンク２とサブタンク３との間には、メインタンク２内のインクをサブタンク３まで導く第１インク流路７が配設されている。第１インク流路７の途中にはメインタンク２内のインクをサブタンク３まで供給するための供給ポンプ８が設けられている。

サブタンク３は、インクの貯留量により変動する可撓性の膜面３１を有しており、その膜面３１の位置によってサブタンク３内の内圧を検出する膜面センサ３２が設けられている。また、サブタンク３には、サブタンク３内の液面位置が所定位置であるか否かを検出する液面スイッチ３３と、サブタンク３内部と外気とを連通するための連通管３５と、連通管３５の途中で連通状態を切り替える大気連通弁３４とが設けられている。

サブタンク３とヘッドユニット４との間には、サブタンク３内のインクをヘッドユニット４まで導く第２インク流路９が配設されている。第２インク流路９の途中には、当該第２インク流路９を開閉する第１開閉弁１０が配置されている。ここで、第１インク流路７と第２インク流路９が本発明に係る第１液体流路である。

ヘッドユニット４はシリアルタイプのヘッドユニット４であり、このヘッドユニット４には、複数の記録ヘッド４１と、これら各記録ヘッド４１に対してインクを案内する共通流路４２とが設けられている。
記録ヘッド４１のノズル面４３には、共通流路４２に連通しインクを吐出するノズル（図省略）が多数配列されている。
また、共通流路４２の一端部には、第２インク流路９が連結された液体流入口４４が設けられるとともに、共通流路４２の他端部には、後述する第３インク流路１１（第２液体流路）が連結された液体入出口４５が設けられている。つまり、液体流入口４４、液体入出口４５及びノズルは互いにそれぞれ連通することになる。

メンテナンス部５には、各記録ヘッド４１内のインクをノズルから吸引する吸引部５１と、ヘッドユニット４内のインクを共通流路４２側から取り込み一時的に格納するバッファ部５２とが設けられている。

吸引部５１には、吸引タイミングになると各記録ヘッド４１のノズルを覆うようにノズル面４３に密着するキャップ部５１１と、キャップ部５１１及び廃液タンク６を連通する吸引管５１２と、吸引管５１２の途中で、キャップ部５１１内部を負圧にし、ノズルからインクを吸引する吸引ポンプ５１３とが設けられている。

バッファ部５２には、下端部にインクの入出口５２１を有し、インクを一時的に貯留するバッファタンク５２２と、バッファタンク５２２の入出口５２１及びヘッドユニット４の液体入出口４５を連通する第３インク流路１１とが設けられている。

バッファタンク５２２は、その入出口５２１がヘッドユニット４よりも高くなる位置に配置されている。バッファタンク５２２には、バッファタンク５２２内の液面に応じて昇降することで、当該バッファタンク５２２内のインク量を検出する液面変位センサ５２３（液量センサ）が内蔵されている。
また、第３インク流路１１の途中には、当該第３インク流路１１を開閉する第２開閉弁１２が配置されている。そして、第３インク流路１１は、第２開閉弁１２よりもバッファタンク５２２側となる部分が分岐していて、その分岐路１１１（第３液体流路）の先端部は、廃液タンク６に連通した廃液受け６１に面している。この分岐路１１１の途中には、当該分岐路１１１を開閉する廃液弁１１２（第３開閉弁）が設けられている。

また、メンテナンス部５には、各記録ヘッド４１のノズル面４３を摺擦するブレード部５３（図２参照）と、当該ノズル面４３に付着したインクを吸収する吸収部５４（図２参照）とが設けられている。

図２は、インクジェット記録装置１の主制御構成を示すブロック図である。この図２に示すようにインクジェット記録装置１には、上述した液面スイッチ３３、膜面センサ３２、大気連通弁３４、供給ポンプ８、第１開閉弁１０、第２開閉弁１０、記録ヘッド４１、キャップ部５１１、吸引ポンプ５１３、液面変位センサ５２３、廃液弁１１２、ブレード部５３、吸収部５４と電気的に接続されていてこれらを制御する制御部９０が設けられている。また、制御部９０は、記録ヘッド４１のノズル面４３に対向するように記録媒体を搬送する記録媒体搬送部８１と、記録媒体の搬送方向に直交する方向にヘッドユニット４を走査させるキャリッジである走査部８２と、画像データが入力される入力部８０とも電気的に接続されていて、これらを制御するようになっている。

制御部９０は、ＲＯＭ９１、ＲＡＭ９２、ＣＰＵ９３からなり、ＲＯＭ２２に記録された処理プログラムをＲＡＭ２３に展開してＣＰＵ２１によりこの処理プログラムを実行することで、画像データを基にして各部を制御し画像記録処理を施すようになっている。

処理プログラムには、背圧設定プログラム、インク導入プログラム、通常吸引プログラム、ピンチ吸引プログラム、ブレードワイピングプログラム、吸収ワイピングプログラム、バッファタンク廃棄プログラム、画像記録処理プログラム等が設けられている。

背圧設定プログラムは、ヘッドユニット４内にインクを導入する前に実行されるプログラムであり、ヘッドユニット４内の背圧が臨界背圧内に収まるように各部を制御するためのプログラムである。図３は背圧設定プログラムの実行時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図３に示すように背圧設定処理時においては、制御部９０は、図３中のＡ１段階では、画像形成領域から離れた待機位置にヘッドユニット４が配置されるように走査部８２を制御している。また、制御部９０は、記録ヘッド４１のノズル面４３を密閉する密閉位置にキャップ部５１１を配置させるとともに、記録ヘッド４１のノズル面４３から離間した待機位置に吸収部５４及びブレード部５３を配置させている。そして、制御部９０は、供給ポンプ８を送液状態、膜面センサ３２を計測状態、大気連通弁３４を開状態、第１開閉弁１０を閉状態、第２開閉弁１２を閉状態、廃液弁１１２を閉状態、液面変位センサ５２３をｏｆｆ状態、吸引ポンプ５１３をｏｆｆ状態としている。このとき、液面スイッチ３３はｏｆｆ状態となっている。これにより、供給ポンプ８がインクをメインタンク２から第１インク流路７を介してサブタンク３に供給することになるが、サブタンク３にインクが貯まって液面スイッチ３３がｏｎ状態に切り替わると、制御部９０はＡ２段階に移行する。

Ａ２段階では、制御部９０は、液面スイッチ３３以外の各部を所定時間ａ１だけＡ１段階と同じ状態に維持させてから、Ａ３段階に移行する。

Ａ３段階では、制御部９０は、大気連通弁３４を閉状態に切り替えてから、供給ポンプ８を送液状態から逆転させて、サブタンク３内のインクをメインタンク２に戻す。この戻しの最中に、膜面センサ３２の計測結果によりサブタンク３内の背圧が臨界背圧内に収まると、制御部９０はＡ４段階に移行する。

Ａ４段階では、制御部９０は、膜面センサ３２の計測結果が常に臨界背圧内となるように、供給ポンプ８を背圧制御し、背圧設定処理を完了する。

インク導入プログラムは、背圧を維持した状態でヘッドユニット４内にインクを供給する際に実行されるプログラムである。
図４はインク導入プログラムの実行時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図４に示すようにインク導入処理時においては、制御部９０は、図４中のＢ１段階では、待機位置にヘッドユニット４が配置されるように走査部８２を制御している。また、制御部９０は、密閉位置にキャップ部５１１を配置させるとともに、待機位置に吸収部５４及びブレード部５３を配置させている。そして、制御部９０は、供給ポンプ８を送液状態、膜面センサ３２をｏｆｆ状態、大気連通弁３４を閉状態、第１開閉弁１０を開状態、第２開閉弁１２を開状態、廃液弁１１２を閉状態、液面変位センサ５２３を計測状態、吸引ポンプ５１３をｏｆｆ状態としている。このとき液面スイッチ３３はｏｎ状態となっている。そして、供給ポンプ８の送液によって、サブタンク３内のインクは第２インク流路９を介してヘッドユニット４の共通流路４２に進入し、その後バッファタンク５２２まで達する。そして、液面変位センサ５２３がバッファタンク５２２の所定量以上インクが貯留されたことを検出すると、制御部９０はヘッドユニット４内にインクが充填されたことを認識しＢ２段階に移行する。
Ｂ２段階では、制御部９０は、供給ポンプ８の送液を停止し、所定時間ｂ１経過後、インク導入処理を完了する。

通常吸引プログラムは、通常のメンテナンスモードをヘッドユニット４に実行するプログラムのことである。図５は通常吸引プログラムの実行時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図５に示すように通常吸引処理時においては、制御部９０は、図５中のＣ１段階では、待機位置にヘッドユニット４が配置されるように走査部８２を制御している。また、制御部９０は、記録ヘッド４１のノズル面４３を密閉する密閉位置にキャップ部５１１を配置させるとともに、待機位置に吸収部５４及びブレード部５３を配置させている。そして、制御部９０は、供給ポンプ８を背圧制御、膜面センサ３２を計測状態、大気連通弁３４を閉状態、第１開閉弁１０を閉状態、第２開閉弁１２を開状態、廃液弁１１２を閉状態、液面変位センサ５２３をｏｆｆ状態、吸引ポンプ５１３をｏｎ状態としている。このとき液面スイッチ３３はｏｎ状態となっている。これにより、バッファタンク５２２内のインクは、第３インク流路１１を介してヘッドユニット４内に再供給され、記録ヘッド４１のノズルを通過してキャップ部５１１内に吸引されることになる。そして、吸引開始から所定時間ｃ１経過すると、制御部９０はＣ２段階に移行する。なお、所定時間ｃ１は、バッファタンク５２２内のインクの上澄み部分、つまり気泡が残留している部分が吸引されない時間に設定されている。これにより、Ｃ１段階後には、バッファタンク５２２内に気泡を多量に含んだインクが残留することになる。

Ｃ２段階では、制御部９０は、吸引ポンプ５１３をｏｆｆ状態に切り替え、所定時間ｃ２経過後、Ｃ３段階に移行する。なお、メンテナンスのレベルに応じて、Ｃ１段階とＣ２段階を所定回数繰り返した後にＣ３段階に移行するようにしてもよい。

Ｃ３段階では、制御部９０は、ノズル面４３との密閉状態が解除される位置までキャップ部５１１を配置させるとともに、第１開閉弁１０を開状態としてから、吸引ポンプ５１３を再度ｏｎ状態に切り替える。このＣ３段階の切り替え直後には、キャップ部５１１内のインクがノズル面４３まで達することになり、ノズル面４３上で固着したインクを融解することができ、その後の吸引で吸い取られ、ノズル面４３上を洗浄することができる。これをｗｅｔ吸引という。Ｃ３段階が所定時間ｃ３経過すると制御部９０は通常吸引を完了する。

ピンチ吸引プログラムは、通常吸引ではノズル欠が解消しない場合により強力に吸引するためのメンテナンスモードをヘッドユニット４に実行するプログラムのことである。図６はピンチ吸引プログラムの実行時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図６に示すようにピンチ吸引処理時においては、制御部９０は、図６中のＤ１段階では、待機位置にヘッドユニット４が配置されるように走査部８２を制御している。また、制御部９０は、密閉位置にキャップ部５１１を配置させるとともに、待機位置に吸収部５４及びブレード部５３を配置させている。そして、制御部９０は、供給ポンプ８をｏｆｆ状態、膜面センサ３２をｏｆｆ状態、大気連通弁３４を開状態、第１開閉弁１０を閉状態、第２開閉弁１２を閉状態、廃液弁１１２を閉状態、液面変位センサ５２３をｏｆｆ状態、吸引ポンプ５１３をｏｎ状態としている。このとき液面スイッチ３３はｏｆｆ状態となっている。このように第１開閉弁１０及び第２開閉弁１２が閉状態で吸引が実行されるので、ヘッドユニット４内のインクのみがノズルからキャップ部５１１内に吸引されることになる。つまり、ヘッドユニット４内に係る負圧が通常吸引よりも強力になってノズル欠をより防止することが可能となる。そして、吸引開始から所定時間ｄ１経過すると、制御部９０はＤ２段階に移行する。

Ｄ２段階では、制御部９０は、吸引ポンプ５１３をｏｆｆ状態に切り替えてから、第２開閉弁１２を開状態、第１開閉弁１０を開状態ｏｒ閉状態とし、所定時間ｄ２経過後、ピンチ吸引処理を完了する。なお、メンテナンスのレベルに応じて、Ｄ１段階とＤ２段階を所定回数繰り返してもよい。

ブレードワイピングプログラムは、記録ヘッド４１のノズル面４３をブレード部で摺擦することで、ノズル内のメニスカスを形成するためのプログラムである。図７はブレードワイピングプログラムの実行時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図７に示すようにブレードワイピング処理時においては、制御部９０は、図７中のＥ１段階では、待機位置にヘッドユニット４が配置されるように走査部８２を制御している。また、制御部９０は、待機位置に吸収部５４、キャップ部５１１及びブレード部５３を配置させている。そして、制御部９０は、供給ポンプ８を背圧制御、膜面センサ３２を計測状態、大気連通弁３４を閉状態、第１開閉弁１０を開状態、第２開閉弁１２を開状態、廃液弁１１２を閉状態、液面変位センサ５２３をｏｆｆ状態、吸引ポンプ５１３をｏｆｆ状態としている。このとき、液面スイッチ３３はｏｎ状態となっている。所定時間ｅ１経過すると、制御部９０はＥ２段階に移行する。

Ｅ２段階では、制御部９０は、記録ヘッド４１のノズル面４３を摺擦可能な摺擦位置までブレード部５３を移動させてから、走査部８２によりヘッドユニット４を移動させて、記録ヘッド４１のノズル面４３をブレード部５３で摺擦させる。それを所定時間ｅ２だけ実行した後、制御部９０は、ブレードワイピング処理を完了する。

吸収ワイピングプログラムは、記録ヘッド４１のノズル面４３を吸収部５４により摺擦することで、メンテナンスによりノズル面４３上に付着したインクを除去するためのプログラムである。図８は吸収ワイピングプログラムの実行時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図８に示すようにブレードワイピング処理時においては、制御部９０は、図８中のＦ１段階では、吸収部５４に対向する吸収体位置にヘッドユニット４が配置されるように走査部８２を制御している。また、制御部９０は、待機位置に吸収部５４、キャップ部５１１及びブレード部５３を配置させている。そして、制御部９０は、供給ポンプ８を背圧制御、膜面センサ３２を計測状態、大気連通弁３４を閉状態、第１開閉弁１０を開状態、第２開閉弁１２を開状態、廃液弁１１２を閉状態、液面変位センサ５２３をｏｆｆ状態、吸引ポンプ５１３をｏｆｆ状態としている。このとき、液面スイッチ３３はｏｎ状態となっている。所定時間ｆ１経過すると、制御部９０はＦ２段階に移行する。

Ｆ２段階では、制御部９０は、記録ヘッド４１のノズル面４３を摺擦可能な摺擦位置まで吸収部５４を移動させてから、走査部８２によりヘッドユニット４を移動させて、記録ヘッド４１のノズル面４３を吸収部５４で摺擦させる。それを所定時間ｆ２だけ実行した後、制御部９０はＦ３段階に移行する。

Ｆ３段階では、制御部９０は、走査部８２によりヘッドユニット４を待機位置まで移動させるとともに、吸収部５４を待機位置まで移動させて吸収ブレードワイピング処理を完了する。

バッファタンク廃棄プログラムは、通常吸引処理後にバッファタンク５２２内に残留したインクを廃棄するためのプログラムである。このバッファタンク廃棄処理時には、制御部９０は、第２開閉弁１２を閉状態として、廃液弁１１２を開状態とする。これにより、バッファタンク５２２内の、気泡を多量に含んだインクは廃液受け６１を介して廃液タンク６に排出されることになる。

画像記録処理プログラムは、記録媒体搬送部８１により搬送された記録媒体に対して、インクを吐出し画像を記録するプログラムである。この画像記録処理時には、制御部９０は、入力部８０から入力された画像データを基に、走査部８２、記録媒体搬送部８１、記録ヘッド４１を制御して、記録媒体上に画像を形成する。

次に本実施形態の作用について説明する。
まず、画像記録処理時には、制御部９０は、入力部８０から入力された画像データを基に、走査部８２、記録媒体搬送部８１、記録ヘッド４１を制御して、記録媒体上に画像を形成する。画像記録が所定回数実行されて、通常のメンテナンスモードの開始タイミングになると、制御部９０は、ヘッドユニット４にインクを導入するために、背圧設定プログラムを実行することで、ヘッドユニット４内の背圧が臨界背圧内に収まるように各部を制御する。

その後、制御部９０は、インク導入プログラムを実行して、ヘッドユニット４内にインクを導入する。この際、インクは、供給ポンプ８の送液状態に基づいて、図９（ａ）に示すように第２インク流路９から液体流入口４４を介してヘッドユニット４の共通流路４２内に流入する。さらに、インクは図９（ｂ）に示すようにヘッドユニット４の液体入出口４５から第３インク流路１１を介してバッファタンク５２２内に進入する。バッファタンク５２２内にインクが所定量貯留すると、液面変位センサ５２３は液面が設定位置に達したことを検出し、供給ポンプ８がｏｆｆ状態となる。これにより、ヘッドユニット４内の気泡を含んだインクがバッファタンク５２２に一時的に貯留することになる。そして、所定時間ｂ１経過後、インク導入プログラムが完了することになるが、この所定時間ｂ１によって、バッファタンク５２２内のインク上に気泡が浮上し、インクと気泡とが分離することになる。

そして、制御部９０は、通常吸引プログラムを実行し、図９（ｃ）に示すようにバッファタンク５２２内のインクを、液体入出口４５からヘッドユニット４内に再供給し、記録ヘッド４１のノズルを通過させてキャップ部５１１内に吸引させる。このとき、バッファタンク５２２内のインクの上澄み部分、つまり気泡が残留している部分は吸引されず、バッファタンク５２２内に残留することになる。
通常吸引が完了すると、制御部９０は、バッファタンク廃棄プログラムを実行し、図９（ｄ）に示すように、バッファタンク５２２内に残留したインクを廃棄する。これにより、バッファタンク５２２内の気泡も除去されることになる。

通常吸引が完了すると、制御部９０は、ブレードワイピングプログラムを実行し、記録ヘッド４１のノズル面４３をブレード部５３で摺擦することで、ノズル内のメニスカスを形成する。
その後、制御部９０は、吸収ワイピングプログラムを実行し、記録ヘッド４１のノズル面４３を吸収部５４により摺擦することで、メンテナンスによりノズル面４３上に付着したインクを除去する。

また、ピンチ吸引タイミングになると、制御部９０は、ピンチ吸引プログラムを実行し、通常吸引ではノズル欠が解消しない場合により強力に吸引するためのメンテナンスモードをヘッドユニット４に実行する。

以上のように、本実施形態によれば、ヘッドユニット４のメンテナンス時に、キャップ部５１１によりノズルが閉ざされた状態で、インクが、液体流入口４４、液体入出口４５という順でヘッドユニット４を通過し、入出口５２１からバッファタンク５２２内に貯留され、その後、入出口５２１から流出し、液体入出口４５、ノズルという順でヘッドユニット４を通過するので、ヘッドユニット４内のインクに気泡が混入していたとしても、当該インクがバッファタンク５２２内で一時的に貯留されることで、気泡はバッファタンク５２２内のインク上部に集められることになる。そして、入出口５２１はバッファタンク５２２の下端部に設けられているために、インクをバッファタンク５２２からヘッドユニット４に再供給する際には、空気と触れ合いの少ないインクがヘッドユニット４に供給されることになる。これにより、再供給後、ヘッドユニット４内に残った液体は脱気状態が維持されて、吐出不良が防止されることになる。

また、バッファタンク５２２内のインクを入出口５２１からヘッドユニット４まで再供給し、メンテナンスする本発明に係る再供給部が、吸引ポンプ５１３であるので、再供給専用のポンプ等を設けなくとも、吸引ポンプ５１３の稼動により再供給が可能となる。これにより、部品点数を抑えることができる。

また、インクがバッファタンク５２２に所定時間貯留された後に、入出口５２１から流出しているので、インクと気泡とが分離した後に流出することになり、再供給されるインク内に気泡が混在することを防止することができる。

液面変位センサ５２３の検出結果に基づき、吸引ポンプ５１３による再供給タイミングが決定されているので、再供給量を確実に確保してから再供給を実行することが可能となる。

また、廃液弁１１２を閉ざした状態で、バッファタンク５２２内のインクを吸引ポンプ５１３により所定量ヘッドユニット４に再供給した後に、廃液弁１１２を開いて、バッファタンク内のインクを廃液タンク６に排出させるので、所定量以上のインク、つまり気泡が多数混在したインクはバッファタンク５２２から排出されることになり、再供給により気泡がヘッドユニット４内に進入することを防止できる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、本発明に係る再供給部が吸引ポンプ５１３である場合を例示して説明したが、バッファタンク５２２内を加圧することで、当該バッファタンク５２２内のインクをヘッドユニット４内に再供給する加圧手段を再供給部としてもよい。

また、本実施形態では、通常吸引モードが１モードである場合を例示して説明したが、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードが設けられている場合にはその再供給量に応じて、バッファタンク５２２内への一時的な貯留量を制御することが好ましい。これにより、いずれのメンテナンスモードであっても、気泡の混在しないインクを再供給することが可能となる。

また、本実施形態では、通常吸引時にバッファタンク５２２内のインクのみを再供給しているが、サブタンク３内のインクも一緒に再供給してもよい。
具体的には、メンテナンス時における図９（ｃ）の工程が図１０に示すような工程に変更される。この際、制御部９０は、第１開閉弁１０及び第２開閉弁１２を開状態としてから、吸引ポンプ５１３を吸引状態とすることで、バッファタンク５２２内のインクを液体入出口４５からヘッドユニット４内に再供給するとともに、サブタンク３内のインクを液体流入口４４からヘッドユニット４内に再供給する。これら再供給されたインクは、共通流路４２で合流して、記録ヘッド４１のノズルを通過しキャップ部５１１内に吸引される。これにより、先の通常吸引処理よりも多量のインクがノズルを通過するだけでなく、ヘッドユニット４内を流れるインクの偏りを抑制することができ、メンテナンス効果が高くなる。
このように再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、第１開閉弁１０及び第２開閉弁１２を選択的に開閉して、サブタンク３及びバッファタンク５２２内のインクを選択的に再供給することで、各メンテナンスモードに最適な量だけインクを再供給することが可能となる。
そして、メンテナンス時に、供給ポンプ８によってバッファタンク５２２及びサブタンク３にインクを貯留して、吸引ポンプ５１３を一定時間駆動させてから、第１開閉弁１０及び第２開閉弁１２の少なくとも一方を１回開閉させることが、ヘッドユニット４内の圧力状態をリセットするうえでも好ましい。

また、本実施形態では、シリアルタイプのヘッドユニット４に対するメンテナンスについて説明したが、本発明の構成はラインタイプのヘッドユニットに対しても適用可能である。その場合、例えば図１１に示すようにラインタイプのヘッドユニット４Ａに対応するキャップ部５１１Ａを設ける必要があるが、メンテナンスの各種処理についてはシリアルタイプのヘッドユニット４と同等にすることが可能である。

本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す説明図である。 図２のインクジェット記録装置の主制御構成を示すブロック図である。 図２の制御部で実行される背圧設定処理を示すタイミングチャートである。 図２の制御部で実行されるインク導入処理を示すタイミングチャートである。 図２の制御部で実行される通常吸引処理を示すタイミングチャートである。 図２の制御部で実行されるピンチ吸引処理を示すタイミングチャートである。 図２の制御部で実行されるブレードワイピング処理を示すタイミングチャートである。 図２の制御部で実行される吸収ワイピング処理を示すタイミングチャートである。 図１のインクジェット記録装置におけるメンテナンス時のインクの流れを示す説明図である。 図１のインクジェット記録装置における他のメンテナンス時におけるインクの流れを示す説明図である。 図１のインクジェット記録装置の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置（液体吐出装置）
２ メインタンク
３ サブタンク
４ ヘッドユニット
５ メンテナンス部
６ 廃液タンク
７ 第１インク流路（第１液体流路）
８ 供給ポンプ
９ 第２インク流路（第１液体流路）
１０ 第１開閉弁
１１ 第３インク流路（第２液体流路）
１２ 第２開閉弁
３１ 膜面
３２ 膜面センサ
３３ 液面スイッチ
３４ 大気連通弁
３５ 連通管
４１ 記録ヘッド
４２ 共通流路
４３ ノズル面
４４ 液体流入口
４５ 液体入出口
５１ 吸引部
５２ バッファ部
５３ ブレード部
５４ 吸収部
８０ 入力部
８１ 記録媒体搬送部
８２ 走査部
９０ 制御部
１１１ 分岐路（第３液体流路）
１１２ 廃液弁（第３開閉弁）
５１１ キャップ部
５１２ 吸引管
５１３ 吸引ポンプ
５２１ 入出口
５２２ バッファタンク
５２３ 液面変位センサ（液量センサ）

Claims (18)

1. 液体を貯留するメインタンクと、
   それぞれ連通した液体流入口、液体入出口及びノズルを個別に有し、前記液体流入口若しくは前記液体入出口から流入したインクを前記ノズルから吐出するヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットの前記ノズルを開閉するキャップ部と、
   前記ヘッドユニットの前記液体流入口と前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第１液体流路と、
   前記第１液体流路の途中に配置されて、前記メインタンク内の前記液体を前記ヘッドユニットまで供給する供給ポンプと、
   下端部に前記液体の入出口を有し、前記液体を一時的に貯留するバッファタンクと、
   前記ヘッドユニットの前記液体入出口と前記バッファタンクの入出口とを連通し、前記バッファタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第２液体流路と、
   前記バッファタンク内の前記液体を前記入出口から前記ヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部と、
   前記ヘッドユニット、前記供給ポンプ、前記キャップ部及び前記再供給部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記ヘッドユニットのメンテナンス時に、前記キャップ部により前記ノズルが閉ざされた状態で、前記液体が、前記液体流入口、前記液体入出口という順で前記ヘッドユニットを通過し、前記入出口から前記バッファタンク内に貯留され、その後、前記入出口から流出し、前記液体入出口、前記ノズルという順で前記ヘッドユニットを通過するように、前記ヘッドユニット、前記供給ポンプ、前記キャップ部及び前記再供給部を制御することを特徴とする液体吐出装置。
2. 液体を貯留するメインタンクと、
   それぞれ連通した液体流入口、液体入出口及びノズルを個別に有し、前記液体流入口若しくは前記液体入出口から流入したインクを前記ノズルから吐出するヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットの前記液体流入口と前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第１液体流路と、
   下端部に前記液体の入出口を有し、前記液体を一時的に貯留するバッファタンクと、
   前記ヘッドユニットの前記液体入出口と前記バッファタンクの入出口とを連通し、前記バッファタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第２液体流路と、
   前記バッファタンク内の前記液体を前記入出口から前記ヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部と、
   前記ヘッドユニット及び前記再供給部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記バッファタンク内への一時的な貯留量を制御していることを特徴とする液体吐出装置。
3. 液体を貯留するメインタンクと、
   それぞれ連通した液体流入口、液体入出口及びノズルを個別に有し、前記液体流入口若しくは前記液体入出口から流入したインクを前記ノズルから吐出するヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットの前記液体流入口と前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第１液体流路と、
   前記第１液体流路の途中に設けられ、前記液体を一時的に貯留するサブタンクと、
   前記第１液体流路の途中に前記サブタンクと前記ヘッドユニットの間に配置された第１開閉弁と、
   下端部に前記液体の入出口を有し、前記液体を一時的に貯留するバッファタンクと、
   前記ヘッドユニットの前記液体入出口と前記バッファタンクの入出口とを連通し、前記バッファタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第２液体流路と、
   前記第２液体流路の途中に配置された第２開閉弁と、
   前記バッファタンク及び前記サブタンク内の前記液体を前記ヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部と、
   前記ヘッドユニット、前記第１開閉弁の駆動、前記第２開閉弁の駆動及び前記再供給部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を選択的に開いた状態で前記再供給部により前記サブタンク及び前記バッファタンク内の前記液体を選択的に再供給することを特徴とする液体吐出装置。
4. 液体を貯留するメインタンクと、
   それぞれ連通した液体流入口、液体入出口及びノズルを個別に有し、前記液体流入口若しくは前記液体入出口から流入したインクを前記ノズルから吐出するヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットの前記液体流入口と前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第１液体流路と、
   下端部に前記液体の入出口を有し、前記液体を一時的に貯留するバッファタンクと、
   前記ヘッドユニットの前記液体入出口と前記バッファタンクの入出口とを連通し、前記バッファタンクから前記ヘッドユニットまでの前記液体の流路となる第２液体流路と、
   前記バッファタンク内の前記液体を前記入出口から前記ヘッドユニットまで再供給し、メンテナンスする再供給部と、
   廃液タンクと、
   前記第２液体流路の途中から前記廃液タンクに連通する第３液体流路と、
   前記第３液体流路の途中に配置された第３開閉弁と、
   前記ヘッドユニット、前記第３開閉弁の駆動及び前記再供給部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第３開閉弁を閉ざした状態で、前記バッファタンク内の前記液体を前記再供給部により所定量前記ヘッドユニットに供給した後に、前記第３開閉弁を開いて、前記バッファタンク内の前記液体を前記廃液タンクに排出させることを特徴とする液体吐出装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
   前記第１液体流路の途中に配置されて、前記制御部の制御に基づき前記メインタンク内の前記液体を前記ヘッドユニットまで供給する供給ポンプを備えることを特徴とする液体吐出装置。
6. 請求項５記載の液体吐出装置において、
   前記制御部の制御に基づき、前記ヘッドユニットの前記ノズルを開閉するキャップ部を備えることを特徴とする液体吐出装置。
7. 請求項６記載の液体吐出装置において、
   前記制御部は、前記ヘッドユニットのメンテナンス時に、前記キャップ部により前記ノズルが閉ざされた状態で、前記液体が、前記液体流入口、前記液体入出口という順で前記ヘッドユニットを通過し、前記入出口から前記バッファタンク内に貯留され、その後、前記入出口から流出し、前記液体入出口、前記ノズルという順で前記ヘッドユニットを通過するように、前記ヘッドユニット、前記供給ポンプ、前記キャップ部及び前記再供給部を制御することを特徴とする液体吐出装置。
8. 請求項１、６、７のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
   前記キャップ部の内部を負圧にして、前記ノズルから前記液体を吸引する吸引ポンプを有し、
   前記吸引ポンプが前記再供給部であることを特徴とする液体吐出装置。
9. 請求項８記載の液体吐出装置において、
   前記制御部は、前記液体が前記バッファタンクに所定時間貯留された後に、前記入出口から流出するように、前記再供給部を制御することを特徴とする液体吐出装置。
10. 請求項４記載の液体吐出装置において、
    前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記バッファタンク内への一時的な貯留量を制御していることを特徴とする液体吐出装置。
11. 請求項１、２、４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
    前記第１液体流路の途中に配置され、前記制御部の制御に基づき駆動する第１開閉弁と、前記第２液体流路の途中に配置され、前記制御部の制御に基づき駆動する第２開閉弁との少なくとも一方が設けられていることを特徴とする液体吐出装置。
12. 請求項１、２、４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
    前記第１液体流路の途中には、前記液体を一時的に貯留するサブタンクが設けられていて、
    前記再供給部は、前記バッファタンク及び前記サブタンク内の前記液体を前記ヘッドユニットまで再供給することを特徴とする液体吐出装置。
13. 請求項１２記載の液体吐出装置において、
    前記第１液体流路の途中に前記サブタンクと前記ヘッドユニットの間に配置され、前記制御部の制御に基づき駆動する第１開閉弁と、
    前記第２液体流路の途中に配置され、前記制御部の制御に基づき駆動する第２開閉弁と、を備え、
    前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を選択的に開いた状態で前記再供給部により前記サブタンク及び前記バッファタンク内の前記液体を選択的に再供給することを特徴とする液体吐出装置。
14. 請求項３又は１３に記載の液体吐出装置において、
    前記制御部は、前記バッファタンク及び前記サブタンクに前記液体を貯留して、前記再供給部を一定時間駆動させてから、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の少なくとも一方を１回開閉させることを特徴とする液体吐出装置。
15. 請求項３、１３、１４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
    前記制御部は、再供給量の異なる複数のメンテナンスモードに応じて、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を選択的に開閉することを特徴とする液体吐出装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
    前記バッファタンク内の液量を検出する液量センサを備え、
    前記制御部は、前記液量センサの検出結果に基づき、前記再供給部による再供給タイミングを決定していることを特徴とする液体吐出装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
    前記バッファタンクは、前記ヘッドユニットよりも高い位置に配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
18. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
    前記液体は、前記メインタンクに貯留される以前に脱気されていることを特徴とする液体吐出装置。

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