JP5262096B2

JP5262096B2 - 流体噴射装置のメンテナンス方法及び流体噴射装置

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Publication number: JP5262096B2
Application number: JP2007320603A
Authority: JP
Inventors: 憲児塚田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: JP2009143046A

Description

本発明は、流体噴射装置のメンテナンス方法及び流体噴射装置に関する。

流体を噴射する流体噴射装置として、例えばインクジェット式記録装置などが知られている。インクジェット式記録装置は、記録媒体に文字や画像等を記録する装置であり、記録ヘッド（噴射ヘッド）に設けられたノズルから記録媒体にインクが噴射される構成になっている。中でも、大容量のインクカートリッジを吐出ヘッドから離れた位置に配置し、インクカートリッジから吐出ヘッドへ供給管を介してインクを供給する構成のいわゆるオフキャリッジタイプのプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

オフキャリッジタイプのプリンタは、出荷されてから最初に使用する際に、供給チューブ、サブタンクなどの一連の流路（以下、まとめて連通路と呼ぶ）にインクカートリッジからインクを充填する動作（初期充填動作）を行う必要がある。一般に初期充填動作では、記録ヘッドのノズル面をキャップで封止しつつ当該キャップ内を減圧し、連通路のインクをノズル側から吸引することによってインクを充填している。

初期充填動作において重要なことは、連通路に気泡（空気層）を残さないということである。ところが、特許文献１のように、非常に長い供給チューブを備えたオフキャリッジタイプのプリンタにおいては、インクの移動抵抗の影響を受けることになるため、気泡を排除するための十分な流速を得ることが困難である。特にサブタンク等のような供給チューブの拡幅部を有する場合には、構造上この拡幅部に気泡（空気層）が残りやすくなっており、インクの充填を阻害する大きな要因となっている。

これに対して特許文献１に係る初期充填方法においては、いわゆるチョーク吸引動作を行っている。チョーク吸引動作は、開閉弁を閉じた状態で吸引動作を行うことによって開閉弁の下流側の負圧を高める動作のことである。チョーク吸引動作によって負圧を高めた状態から開閉弁を開くと、サブタンク内の空気を排出し効率よくインクを供給流路に充填させることができる。

複数の供給チューブについてチョーク吸引動作を行った場合、供給チューブ毎にインクの移動速度が異なることが多く充填速度にバラつきが生じてしまう。このバラつきを無くすため、チョーク吸引動作の後にも複数回の吸引動作を行っているのが実情である。このような複数の吸引動作からなる一連の充填動作によれば、インクの流動を脈動的に変化させることができるため、気泡を効率的に排出することができる。
特開２００６−１３７１８１号公報

しかしながら、上述のような充填方法では、充填速度の遅い供給チューブからのインク供給に合わせて吸引動作を行う、つまり充填速度の速い供給チューブからのインクが充填完了となった場合であっても全ての供給チューブからのインクが充填されるまで吸引動作を行うことになるため、充填速度の速い供給チューブから供給されるインクの一部は吸引によってノズルから排出され、廃棄される結果となってしまう。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、初期充填動作において流体の無駄を回避できる流体噴射装置のメンテナンス方法及び流体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る流体噴射装置のメンテナンス方法は、複数のノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドを備えると共に、前記流体を貯留する流体貯留部と、前記流体貯留部と、複数の前記ノズル開口のうち該流体貯留部に対応するノズル開口との間で前記流体を流通させるように、前記噴射ヘッドのうち前記流体貯留部に対応する流路に接続された流体流通部と、前記流体流通部の上流側に設けられたバルブと、前記流体流通部の下流側に設けられた拡幅部と、を有する組を複数備え、それぞれの前記組において、前記流体貯留部と、前記流体流通部と、前記拡幅部と、前記噴射ヘッドのうち該流体貯留部に対応する前記流路と、該流体貯留部に対応する前記ノズル開口との間が連通路となっており、複数の前記組の前記連通路を同時に減圧する減圧手段を有する流体噴射装置のメンテナンス方法であって、前記バルブを開放した状態で前記連通路を減圧し、前記流体が充填されていない状態の前記流体流通部に該流体を該流体流通部の前記拡幅部より上流まで供給する第１ステップと、前記流体の供給後、前記バルブを閉塞させる第２ステップと、前記バルブが閉塞された状態で前記連通路を前記第１ステップでの減圧より大きく減圧する第３ステップと、前記バルブを開放し、前記連通路に前記流体を供給する第４ステップと、前記バルブを閉塞する第５ステップと、前記バルブが閉塞された状態で前記連通路を減圧する第６ステップと、前記バルブを開放する第７ステップとを備えると共に、前記第１ステップから前記第７ステップを、複数の前記組について同時に行うことを特徴とする。
また、前記第２ステップでは、前記バルブを閉塞させた状態を一定期間保持することを特徴とする。
また、前記第５ステップは、前記第４ステップで前記バルブを開放した後に行い、前記バルブを閉塞後、前記第６ステップでは、前記連通路を減圧した状態を一定期間保持することを特徴とする。
本発明に係る流体噴射装置は、複数のノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドを備えると共に、前記流体を貯留する流体貯留部と、前記流体貯留部と、複数の前記ノズル開口のうち該流体貯留部に対応するノズル開口との間で前記流体を流通させるように、前記噴射ヘッドのうち前記流体貯留部に対応する流路に接続された流体流通部と、前記流体流通部の上流側に設けられたバルブと、前記流体流通部の下流側に設けられた拡幅部と、を有する組を複数備え、それぞれの前記組において、前記流体貯留部と、前記流体流通部と、前記拡幅部と、前記噴射ヘッドのうち該流体貯留部に対応する前記流路と、該流体貯留部に対応する前記ノズル開口との間が連通路となっており、複数の前記組の前記連通路を同時に減圧する減圧手段を有する流体噴射装置であって、前記バルブを開放した状態で前記連通路を減圧し、前記流体が充填されていない前記流体流通部に該流体を該複数の流体流通部の前記拡幅部より上流まで供給し、前記バルブを閉塞し、前記バルブを閉塞させた状態で、前記連通路を前記バルブを開放した状態での減圧より大きく減圧し、前記バルブを開放して前記連通路に前記流体を供給し、前記バルブを閉塞し、前記バルブが閉塞された状態で前記連通路を減圧し、前記バルブを開放する動作が複数の前記組について同時に行われるよう制御する制御部を備えることを特徴とする。
また、本発明の態様に係る流体噴射装置のメンテナンス方法は、ノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドと、前記流体を貯留する流体貯留部と、前記噴射ヘッドに接続され前記流体貯留部と前記ノズル開口との間で前記流体を流通させる複数の流体流通部と、前記流体流通部の上流側に設けられたバルブと前記流体流通部の下流側に設けられた拡幅部と、を備え、前記ノズル開口、前記噴射ヘッド内、前記拡幅部内、前記複数の流体流通部内及び前記流体貯留部内が連通路となっており、前記連通路を減圧する減圧手段を有する流体噴射装置のメンテナンス方法であって、前記バルブを開放した状態で前記連通路を減圧し、前記流体を前記複数の流体流通部の途中まで供給する第１ステップと、前記流体の供給後、前記バルブを閉塞させる第２ステップと、前記バルブの閉塞後、前記バルブが閉塞された状態で前記連通路を前記第１ステップでの減圧より大きく減圧する第３ステップと、前記連通路の減圧後、前記バルブを開放する第４ステップとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、バルブを開放した状態で連通路を減圧し流体を流体流通部の途中まで供給した後、バルブを閉塞させ、その後連通路に負圧を蓄積させてバルブを開放するため、拡幅部に対してほぼ等距離にある状態からそれぞれ流体が拡幅部に供給されることになる。流体貯留部から直接流体を供給する場合に比べて流体流通部の配管抵抗などの影響が少なくなるため、流体の充填速度にバラつきが生じにくくなる。これにより、例えばバラつきを解消するための減圧動作などを何度も行う必要が無く、流体の無駄を回避することができる。

上記の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第１ステップでは、前記流体流通部の前記拡幅部より上流まで前記流体を供給することを特徴とする。
本発明によれば、流体流通部の拡幅部より上流まで流体を供給することとしたので、拡幅部まで近距離に流体がある状態から流体をノズル開口へと供給できる。これにより、流体の充填速度のバラつきを解消することができる。

上記流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第２ステップでは、前記バルブを閉塞させた状態を一定期間保持することを特徴とする。
本発明によれば、複数の流体流通部間で均一な圧力が加わった状態で保持されることになるため、一定時間経過後は流体の先端の位置が拡幅部に対してほぼ等距離に揃うことになる。これにより、第４ステップでバルブを開放する際の流体の移動のスタートラインが揃うことになるので、流体の充填速度のバラつき発生をより確実に抑えることができる。

上記の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第４ステップで前記バルブを開放した後、前記バルブを閉塞する第５ステップと、前記バルブを閉塞後、前記バルブが閉塞された状態で前記連通路を減圧し、一定期間保持する第６ステップと、前記連通路を減圧して一定期間保持した後、前記バルブを開放する第７ステップとを更に備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記第４ステップの後バルブを閉塞し（第５ステップ）、この状態で連通路を減圧して一定期間保持し（第６ステップ）、その後バルブを開放する（第７ステップ）こととしたので、拡幅部内に発生する空気層（気泡等）を噴射ヘッド内へと引き寄せる上、細かい気泡を結合させて大きくすることができる。拡幅部内に空気層があると、拡幅部内及び噴射ヘッド内への流体の流通が阻害されてしまう。本発明では、空気層をひとまとめにして噴射ヘッドに引き寄せることができるので、流体の流通が阻害されるのを防ぐことができる。

上記の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第５ステップから前記第７ステップまでを繰り返して行うことを特徴とする。
本発明によれば、上記第５ステップから上記第７ステップまでを繰り返して行うこととしたので、噴射ヘッド内に引き寄せられた空気層をノズル開口側へと更に引き寄せることができる。第５ステップから第７ステップを繰り返し行う場合には、吸引強度などの条件を変更して行っても構わない。

上記の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第７ステップで前記連通路を減圧した後、前記バルブが開放された状態で前記連通路を減圧する第８ステップを更に備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記第７ステップの後、バルブが開放された状態で連通路を減圧（第８ステップ）こととしたので、空気層をほとんど混入させることなく噴射ヘッドに流体を充填させることができる。

上記の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記第８ステップを繰り返して行うことを特徴とする。
本発明によれば、上記第８ステップを繰り返して行うこととしたので、ノズル開口における微小な気泡を排出することができ、メニスカスを整えることができる。第８ステップを繰り返し行う場合には、吸引強度などの条件を変更して行っても構わない。

上記の流体噴射装置のメンテナンス方法は、前記バルブを開放させた後、前記噴射ヘッドのうち前記ノズル開口の外部を洗浄することを特徴とする。
本発明によれば、上記第７ステップ、第８ステップ、第９ステップにおいてバルブを開放させた後、噴射ヘッドのうちノズル開口の外部を洗浄することとしたので、バルブ開放の際にノズル開口の外部に流体が噴射されてしまった場合であっても、ノズル開口の外部を清浄な状態に保持することができる。

本発明に係る流体噴射装置は、ノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドと、前記流体を貯留する流体貯留部と、前記噴射ヘッドに接続され前記流体貯留部と前記噴射ヘッドとの間で前記流体を流通させる複数の流体流通部と、前記流体流通部に上流側に設けられたバルブと、前記流体流通部の下流側に設けられた拡幅部と、を備え、前記ノズル開口、前記噴射ヘッド内、前記拡幅部内、前記複数の流体流通部内及び前記流体貯留部内が連通路となっており、前記連通路を減圧する減圧手段を有する流体噴射装置であって、前記バルブを開放した状態で前記連通路を減圧して前記流体を前記複数の流体流通部の途中まで供給し、前記流体を前記供給後前記バルブを開放するよう制御する制御部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、バルブを開放した状態で連通路を減圧し流体を流体流通部の途中まで供給した後、バルブを閉塞させ、その後連通路に負圧を蓄積させてバルブを開放するため、拡幅部に対してほぼ等距離にある状態からそれぞれ流体が拡幅部に供給されることになる。流体貯留部から直接流体を供給する場合に比べて流体流通路の配管抵抗などの影響が少なくなるため、流体の充填速度にバラつきが生じにくくなる。これにより、初期充填動作において、流体の無駄を回避できる流体噴射装置を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、本発明に係る液体噴射装置として、インクジェット式プリンタ（以下、プリンタ１という）を例示する。

図１は、本実施形態に係るプリンタ１の概略構成を示す一部分解図である。
プリンタ１は、プリンタ本体５と、サブタンク（拡幅部）２及び記録ヘッド（噴射ヘッド）３を搭載したキャリッジ４とを有している。

プリンタ本体５には、キャリッジ移動機構６５と、記録ヘッド３のクリーニング動作や保湿動作等に用いられるキャッピング機構１４と、サブタンク２に供給されるインクＬを貯留するインクカートリッジ６とが設けられている。また、プリンタ本体５には、記録紙を搬送する不図示の紙送り機構が設けられている。紙送り機構は紙送りモータなどから構成されており、この紙送り機構によって記録紙が記録（印字・印刷）動作に連動するようにプラテン１３上に順次送出されるようになっている。また、プリンタ本体５には、プリンタ１の動作を統括的に制御する制御部６０が設けられている。

キャリッジ移動機構６５はプリンタ本体５の長手方向（幅方向）に沿ってキャリッジ４を往復移動させる移動機構であり、プリンタ本体５の幅方向に架設されたガイド軸８と、パルスモータ９と、パルスモータ９の回転軸に接続された駆動プーリー１０と、プリンタ本体５の幅方向の端部に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されたタイミングベルト１２を有している。キャリッジ４はタイミングベルト１２に接続されている。パルスモータ９の駆動によってキャリッジ４が駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間をガイド軸８に沿って往復移動するようになっている。

キャッピング機構１４は、キャップ部材１５、吸引ポンプ１６を有している。キャップ部材１５は例えばゴム等の弾性材から構成されたトレー形状の部材であり、キャリッジ４の移動領域内のうち記録領域から外れた場所、例えばプリンタ本体５の端部（駆動プーリー１０側）に配置されている。キャップ部材１５が配置されている場所はキャリッジ４のホームポジションとなる。ホームポジションとは、プリンタ１の電源がオフになっている場合や長時間にわたって記録が行われない場合などに、キャリッジ４が待機する場所である。

インクカートリッジ６は記録に用いられるインクＬが貯留された流体貯留部である。インクカートリッジ６とサブタンク２との間はインク供給チューブ（流体流通部）３４によって接続されている。インクカートリッジ６内のインクＬはインク供給チューブ３４内を流通してサブタンク２に供給されるようになっている。インク供給チューブ３４のうちインクカートリッジ６の近傍にはバルブ３４ａが設けられている。バルブ３４ａは例えば図示しない制御装置などによって自動で開閉されるようになっている。本実施形態ではブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４種類のインクＬを使用する構成であるため、インクカートリッジ６、サブタンク２、インク供給チューブ３４及びバルブ３４ａの組が４組配置されている。３種類以下あるいは５種類以上のインクを使用する構成であっても良く、この場合インクの種類に対応するインクカートリッジ６、サブタンク２、インク供給チューブ３４及びバルブ３４ａの組数が配置される。

図２はサブタンク２及び記録ヘッド３の構成を説明する断面図である。
同図に示すように、サブタンク２はインク供給チューブ３４の端部に設けられた拡幅部であり、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク２は、インク室２７、弾性シート２６、針接続部２８、接続流路２９及びタンク部フィルタ３０を有している。

インク室２７は断面視擂鉢状の凹部であり、インク供給チューブ３４から供給されるインクを保持する部位である。このインク室２７は不図示のインク流入口を介してインク供給チューブ３４に接続されている。インク室２７の図中左側は幅が狭くなるように形成されており、図中右側は開口部になっている。

弾性シート２６はインク室２７の開口部に貼り付けられた透明なシートである。この弾性シート２６はインク室２７を収縮させる方向及びインク室２７膨張させる方向の両方向に変形可能になっている。弾性シート２６の変形によってインクＬの圧力変動が吸収され、サブタンク２内で圧力変動が吸収された状態でインクＬが記録ヘッド３側に供給されるようになっている。このようにサブタンク２は圧力ダンパとして機能するようになっている。

針接続部２８はインク導入針２２が挿入される部位であり、サブタンク２の下方に突出するように設けられている。針接続部２８にはシール部材３１が嵌め込まれている。このシール部材３１はインク導入針２２が液密に嵌入されるようになっている。接続流路２９はインク室２７と針接続部２８との間でインクを流通させる流路である。タンク部フィルタ３０はインク室２７から接続流路２９へと移動するインクを濾過するフィルタであり、接続流路２９とインク室２７との境界に取り付けられている。

記録ヘッド３は、導入針ユニット１７と、ヘッドケース１８と、流路ユニット１９と、アクチュエータユニット２０とを有している。
導入針ユニット１７は、インク導入針２２、フィルタ２１及びインク導入路２３を有している。インク導入針２２は上端部が先細りになった筒状部材であり、この先細りの上端部がサブタンク２に装着された状態になっている。インク導入針２２の上端部にはサブタンク２からインクＬを導入針内部に導入するための導入口が設けられている。フィルタ２１はインク導入針２２の下端面を覆うように配置されている。インク導入路２３はフィルタ２１を介してインク導入針２２の内部に連通されている。インク導入路２３の下端はパッキン２４を介してヘッドケース１８内部に接続されている。

図３は記録ヘッド３のヘッドケース１８及び流路ユニット１９の構成を示す断面図である。
同図に示すように、ヘッドケース１８の底部に流路ユニット１９が接合された状態になっている。

ヘッドケース１８は合成樹脂製の中空箱体状部材であり、ヘッドケース１８の内部にはケース流路２５及び収容空部３７が形成されている。ケース流路２５はヘッドケース１８の高さ方向を貫通するように形成されている。ケース流路２５の上端はパッキン２４を介して導入針ユニット１７のインク導入路２３に連通されている。ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通されており、インク導入針２２から導入されたインクＬがインク導入路２３及びケース流路２５を通じて共通インク室４４側に供給されるようになっている。

収容空部３７の上端面にはパッキン２４を介在した状態で導入針ユニット１７が取り付けられている。収容空部３７内にはアクチュエータユニット２０が収容されている。アクチュエータユニット２０は、櫛歯状に配列された複数の圧電振動子３８と、この圧電振動子３８が接合される固定板３９と、プリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子３８に供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル４０とから構成される。各圧電振動子３８は固定端部側が固定板３９上に接合され自由端部側が固定板３９の先端面よりも外側に突出しており、いわゆる片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。各圧電振動子３８を支持する固定板３９は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。アクチュエータユニット２０は、収容空部３７を区画するケース内壁面に固定板３９の背面を接着することで収容空部３７内に収納・固定されている。

流路ユニット１９は、振動板（封止板）４１、流路基板４２及びノズル基板４３を有している。これら振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３はこの順に積層された状態になっており、不図示の接着剤で接合され一体化されている。振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３は、共通インク室４４からインク供給口４５及び圧力室４６を通りノズル開口４７に至るまでの一連のインク流路（液体流路）を形成する部材である。圧力室４６は、ノズル開口４７の配列方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い空間として形成されている。共通インク室４４は、ケース流路２５と連通されており、インク導入針２２側からのインクＬが導入される空間である。共通インク室４４に導入されたインクＬは、インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配されるようになっている。

ノズル基板４３は例えばステンレス鋼などの金属からなる板材であり、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で配列された複数のノズル開口４７が形成されている。ノズル開口４７は各サブタンク２に対応して合計２２列設けられた状態になっている。１つのノズル列は、例えば、１８０個のノズル開口４７によって構成されている。

ノズル基板４３と振動板４１との間に配置される流路基板４２は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室４４、インク供給口４５及び圧力室４６となる空部が区画形成された板状の部材である。流路基板４２は例えば結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板４１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板４１の圧力室４６に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子３８の先端面が接合される島部４８が形成されている。この島部４８は、ダイヤフラム部として機能する。

振動板４１は、圧電振動子３８の作動に応じて島部４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されており、流路基板４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部４９として機能するようにもなっている。このコンプライアンス部４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板が除去され弾性フィルムだけが残った状態になっている。

上記の記録ヘッド３において、フレキシブルケーブル４０を通じて駆動信号が圧電振動子３８に供給されると、この圧電振動子３８が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部４８が圧力室４６に近接する方向或いは離隔する方向に移動するようになっている。島部４８の移動によって圧力室４６の容積が変化し、圧力室４６内のインクＬに圧力変動が生じ、この圧力変動によってノズル開口４７からインク滴Ｄが吐出されるようになっている。

上記のプリンタ１においてはノズル開口４７、記録ヘッド３内、サブタンク２内、インク供給チューブ３４内及びインクカートリッジ６内は連通路３２によって連通されており、連通路３２の圧力を一定にできるようになっている。

次に、図４〜図１０を参照して、上記のように構成されたプリンタ１の初期充填動作を説明する。
図４はプリンタ１の初期充填動作の過程を示すフローチャートである。図５〜図９は初期充填動作時のインクカートリッジ６、インク供給チューブ３４、サブタンク２及び記録ヘッド３の様子を模式的に示す図である。図１０は初期充填動作時のインク導入針２２の様子を模式的に示す図である。

初期充填動作に先立って、制御部６０は記録ヘッド３をメンテナンス位置（ホームポジション）まで移動させ、記録ヘッド３とキャッピング機構１４とを対向させる。キャップ部材１５で囲まれる領域がノズル領域４７Ｒを含むように記録ヘッド３を配置し、ノズル基板４３の下面４３ａとキャップ部材１５とを当接させる。キャップ部材１５を当接させることにより、ノズル領域４７Ｒを含む空間が密閉された状態になる。

プリンタ１が出荷されてから未使用の場合、インク供給チューブ３４内には何も入っていない状態である。キャッピング機構１４によって密閉空間を形成した後、制御部６０は図５に示すようにバルブ３４ａを開状態にする。

制御部６０はバルブ３４ａを開放状態にしたままキャッピング機構１４の吸引機構１６を作動させる。この吸引機構１６の動作によって連通路３２が吸引される（ＳＴ０１）。連通路３２の吸引によりノズル開口４７側からインク供給チューブ３４内にかけて減圧される。インク供給チューブ３４内が減圧されることによって各インクカートリッジ６からインクＬがインク供給チューブ３４内に供給される。

制御部６０はインクＬがインク供給チューブ３４の途中まで行き渡ったところ、好ましくはサブタンク２の手前まで行き渡ったところで吸引機構１６を停止させ、バルブ３４ａを閉塞させ、この状態で一定期間保持する（ＳＴ０２）。連通路３２は等圧状態で保持されるため、インク供給チューブ３４内のインクＬには均一な圧力（負圧）が加わった状態になる。インク供給チューブ３４の配管抵抗などによってインクＬの先端の位置にバラつきが生じている場合であっても、当該保持期間においてインクＬ先端の位置が移動し、インク供給チューブ３４間でほぼ均一の位置に揃うことになる。

一定期間経過後、制御部６０は吸引機構１６を作動させる。吸引機構１６によって連通路３２が吸引され（ＳＴ０３）、連通路３２が減圧される。バルブ３４ａを閉塞させたまま連通路３２が吸引される（チョーク吸引）ため、連通路３２には負圧が蓄積されていく。連通路３２に所定の負圧が蓄積された後、制御部６０はバルブ３４ａを開放させる（ＳＴ０４）。バルブ３４ａが開放すると、連通路３２内に蓄積された負圧によってインク供給チューブ３４内に保持されたインクＬがサブタンク２内に勢い良く供給され、連通路３２を介して記録ヘッド３内にもインクＬが供給される。なお、所定の負圧とは、ＳＴ０１において連通路３２が吸引される際の連通路３２内の負圧よりも大きい負圧とすることで、ＳＴ０１におけるインクの供給速度より速い速度でインクＬが供給される。また、吸引吸引機構１６は、バルブ３４ａを開放させる前に停止しても、同時に停止しても、開放後に停止してもよい。

インクＬが供給される際、インク供給針２２内でインクＬ中に気泡などの空気層が発生することがある。発生した気泡は図１０（ａ）に示すようにインクＬ中に浮遊しており、バルブ３４ａを開放した状態で吸引しただけではフィルタ２１を通過しないようになっている。そこでインクＬ供給後、チョーク吸引動作を繰り返すことによってバルブ３４ａを開放した状態での流速より速い速度でインクＬがフィルタ２１を通過させることで図８に示すようにインクＬ内に発生した気泡をフィルタ２１を通過させて除去する。つまり、チョーク吸引の際に蓄積する所定の負圧とは、フィルタ２１を気泡が通過できる程度の流速を得られる負圧である。また、バルブ３４ａを開放した状態での吸引による負圧は、フィルタ２１を気泡が通過できない程度の流速となるような負圧である。

チョーク吸引に先立ち、制御部６０はバルブ３４ａを開放した状態で吸引機構１６を作動させ、図１０（ｂ）に示すようにインクＬ内の気泡Ａをフィルタ２１に付着させておく。その後制御部６０はバルブ３４ａを閉塞させ（ＳＴ０５−１）、この状態で吸引機構１６を作動させて連通路３２をチョーク吸引する（ＳＴ０６−１）。この吸引動作によってフィルタ２１上に付着した気泡Ａはフィルタ２１に押し付けられ、横方向に押し広げられる。押し広げられた気泡Ａは互いに接触し、図１０（ｃ）に示すようにフィルタ２１上で次々に結合して次第に大きくなる。チョーク吸引によって連通路３２に所定の負圧が蓄積された後、制御部６０はバルブ３４ａを開放させる（ＳＴ０７−１）。

制御部６０はＳＴ０７−１のステップを行わせることにより、図１０（ｄ）に示すように結合によって大きくなった気泡ＡがインクＬの流れと共にフィルタ２１を通過し、記録ヘッド３内に送出されることになる。記録ヘッド３内に送出された気泡ＡはインクＬと共にノズル開口４７を介して排出される。

インクＬ内の気泡を除去した後、制御部６０はノズル基板４３の下面４３ａなどのノズル開口４７外部をワイピングさせる。ワイピングによってノズル開口４７の外部に付着したインクが除去される。その後制御部６０は図９に示すように記録ヘッド３のノズル開口４７までインクＬを充填させる。具体的には、バルブ３４ａを開放させた状態で吸引機構１６を作動させる。吸引機構１６の動作によって低速吸引で連通路３２が吸引される（ＳＴ０８−１）。この吸引動作によってインクＬは徐々にノズル開口４７へと充填されていく。

低速吸引を行った後にワイピングを行い、その後ＳＴ０８−１をもう一度繰り返して行わせる（ＳＴ０８−２）。ＳＴ０８−２で吸引を行わせる場合には、ＳＴ０８−１で吸引を行わせる場合に比べてより低速で吸引を行わせるようにする。ＳＴ０８−２を行わせることにより、ノズル開口４７に充填されたインクＬ先端の気泡が除去されると共にメニスカスが整えられる。ＳＴ０８−２の後にワイピングを行っても構わない。
以上により初期充填動作は完了となる。

このように、本実施形態によれば、バルブ３４ａを開放した状態で連通路３２を減圧しインクＬをサブタンク２の手前まで供給した後、バルブ３４ａを閉塞させ一定時間保持することとしたので、複数のインク供給チューブ３４間で均一な圧力が加わった状態で保持されることになる。このため、一定時間が経過した後はインクＬの先端の位置がサブタンク３からほぼ等距離に揃うことになる。その後連通路３２をチョーク吸引し、連通路３２に負圧を蓄積させてバルブ３４ａを開放すると、インクＬの先端がサブタンク２に対してほぼ等距離にある状態からそれぞれインクＬが記録ヘッド３に供給されることになるため、インク供給チューブ３４間でインクＬの充填速度にバラつきが生じるのを抑えることができる。これにより、その後に例えばバラつきを解消するための減圧動作などを何度も行う必要が無く、インクの無駄を回避することができる。

本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。記録ヘッド周辺の要部平面図。記録ヘッドのノズル形成面を示す平面図。初期充填動作のステップを示すフローチャート。初期充填動作の様子を示す工程図。同、工程図。同、工程図。同、工程図。同、工程図。同、工程図。

符号の説明

１…プリンタ（流体噴射装置）２…サブタンク（拡幅部）３…記録ヘッド（噴射ヘッド）６…インクカートリッジ（流体貯留部）１４…キャッピング機構１５…キャップ部材１６…吸引機構３２…連通路３４…インク供給チューブ（流体流通路）３４ａ…バルブ４７…ノズル開口Ｌ…インク（流体）

Claims

複数のノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドを備えると共に、
前記流体を貯留する流体貯留部と、
前記流体貯留部と、複数の前記ノズル開口のうち該流体貯留部に対応するノズル開口との間で前記流体を流通させるように、前記噴射ヘッドのうち前記流体貯留部に対応する流路に接続された流体流通部と、
前記流体流通部の上流側に設けられたバルブと、
前記流体流通部の下流側に設けられた拡幅部と、を有する組を複数備え、
それぞれの前記組において、前記流体貯留部と、前記流体流通部と、前記拡幅部と、前記噴射ヘッドのうち該流体貯留部に対応する前記流路と、該流体貯留部に対応する前記ノズル開口との間が連通路となっており、複数の前記組の前記連通路を同時に減圧する減圧手段を有する流体噴射装置のメンテナンス方法であって、
前記バルブを開放した状態で前記連通路を減圧し、前記流体が充填されていない状態の前記流体流通部に該流体を該流体流通部の前記拡幅部より上流まで供給する第１ステップと、
前記流体の供給後、前記バルブを閉塞させる第２ステップと、
前記バルブが閉塞された状態で前記連通路を前記第１ステップでの減圧より大きく減圧する第３ステップと、
前記バルブを開放し、前記連通路に前記流体を供給する第４ステップと、
前記バルブを閉塞する第５ステップと、
前記バルブが閉塞された状態で前記連通路を減圧する第６ステップと、
前記バルブを開放する第７ステップと
を備えると共に、
前記第１ステップから前記第７ステップを、複数の前記組について同時に行う
ことを特徴とする流体噴射装置のメンテナンス方法。
前記第２ステップでは、前記バルブを閉塞させた状態を一定期間保持する
ことを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
前記第５ステップは、前記第４ステップで前記バルブを開放した後に行い、
前記バルブを閉塞後、前記第６ステップでは、前記連通路を減圧した状態を一定期間保持する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
複数のノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドを備えると共に、
前記流体を貯留する流体貯留部と、
前記流体貯留部と、複数の前記ノズル開口のうち該流体貯留部に対応するノズル開口との間で前記流体を流通させるように、前記噴射ヘッドのうち前記流体貯留部に対応する流路に接続された流体流通部と、
前記流体流通部の上流側に設けられたバルブと、
前記流体流通部の下流側に設けられた拡幅部と、を有する組を複数備え、
それぞれの前記組において、前記流体貯留部と、前記流体流通部と、前記拡幅部と、前記噴射ヘッドのうち該流体貯留部に対応する前記流路と、該流体貯留部に対応する前記ノズル開口との間が連通路となっており、複数の前記組の前記連通路を同時に減圧する減圧手段を有する流体噴射装置であって、
前記バルブを開放した状態で前記連通路を減圧し、前記流体が充填されていない前記流体流通部に該流体を該複数の流体流通部の前記拡幅部より上流まで供給し、前記バルブを閉塞し、前記バルブを閉塞させた状態で、前記連通路を前記バルブを開放した状態での減圧より大きく減圧し、前記バルブを開放して前記連通路に前記流体を供給し、前記バルブを閉塞し、前記バルブが閉塞された状態で前記連通路を減圧し、前記バルブを開放する動作が複数の前記組について同時に行われるよう制御する制御部を備える
ことを特徴とする流体噴射装置。