JP5707354B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、画像形成装置に関する。

インクジェットプリンタのような画像形成装置は、インクジェットヘッドに設けられたノズルからインクを吐出する。該インクは、水分や揮発成分が蒸発すると粘度が上昇し、固化することがある。前記ノズルでインクが固化すると、印字不良の原因となる。

固化したインクによる印字不良を抑制するため、例えば前記インクジェットヘッドにキャップを取り付けることが知られる。該キャップが前記ノズルを覆うことにより、インクの水分や揮発成分が蒸発することが抑制される。インクの粘度上昇が抑制されるため、インクの固化が抑制される。

特開２００９−２０８３７２号公報

インクジェットヘッドに前記キャップを取り付けたとしても、インクが固化する場合がある。このように、固化したインクによる印字不良を抑制する方法には未だ改良の余地がある。

本発明の目的は、固化したインクによる印字不良を抑制する画像形成装置を提供することにある。

一つの実施の形態に係る画像形成装置は、制御部を備える。前記制御部は、エアバルブを閉じ、第１のポンプを作動させて第１のタンクから第２のタンクにインクを輸送することで前記第２のタンクの内部の圧力を上昇させ、前記第２のタンクの圧力によってヘッドのノズルからインクが吐出することで前記第２のタンクのインクが減少したことをセンサが検知すると前記エアバルブを開き、センサが前記第２のタンクのインクの減少を検知する前に前記第１のポンプの作動から所定時間が経過したときにメンテナンス機構によって前記ノズルにある固化したインクの粘度を下げ、粘度が下がったインクを前記ヘッドのインクによって押し出すことで前記ノズルから排除する。

第１の実施の形態に係るインクジェットプリンタを概略的に示すブロック図。 第１の実施形態のヘッドの一部を分解して示す斜視図。 第１の実施形態のヘッドの一部を図２のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図。 第１の実施形態のヘッドおよびメンテナンス機構を示す断面図。 第１の実施形態のヘッドの一部を示す断面図。 第１の実施形態のインクジェットプリンタの画像形成方法の一例を示すフローチャート。 第１の実施形態のインクジェットプリンタのメンテナンス状態の一例を示すフローチャート。 第１の実施形態のメンテナンス状態におけるインクジェットプリンタを概略的に示すブロック図。 第１の実施形態の固化インク排除動作におけるヘッドとメンテナンス機構とを示す断面図。 第１の実施形態の印字状態におけるインクジェットプリンタを概略的に示すブロック図。 第１の実施形態のインクジェットプリンタのメンテナンス状態の他の例を示すフローチャート。 第２の実施の形態に係るインクジェットプリンタを概略的に示すブロック図。

以下に、第１の実施の形態について、図１から図１１を参照して説明する。図１は、インクジェットプリンタ１０を概略的に示すブロック図である。インクジェットプリンタ１０は、画像形成装置の一例である。

図１に示すように、インクジェットプリンタ１０は、第１のタンク１１と、第１の経路１２と、第２のタンク１３と、第１のポンプ１４と、エアバルブ１５と、第２の経路１９と、ヘッド２１と、第３の経路２２と、第３のタンク２３と、バルブ２４と、第４の経路２５と、第２のポンプ２６と、メンテナンス機構２７と、指令部２８と、制御部２９とを備えている。

第１のタンク１１は、インクを収容する。第１のタンク１１は、インクジェットプリンタ１０から取り外し可能である。第１のタンク１１に収容されたインクが無くなった場合、空の第１のタンク１１は、ユーザによって新しい第１のタンク１１と取り換えられる。

第１の経路１２は、第１のタンク１１に接続される。第１の経路１２は、例えばインクが通るパイプである。第１の経路１２の一方の端部は、第１のタンク１１に収容されたインクに浸される。

第２のタンク１３は、インクを収容する。第２のタンク１３に、第１の経路１２の他方の端部が接続される。第２のタンク１３は、第１の経路１２を介して第１のタンク１１に接続される。

第２のタンク１３に、センサ３１が配置される。センサ３１は、フロートセンサ３２を有している。フロートセンサ３２は、第２のタンク１３に収容されたインクに浮かぶ。フロートセンサ３２は、第２のタンク１３に収容されたインクの水位が所定の高さよりも低くなるとオンになり、該インクの水位が所定の高さよりも高くなるとオフになる。すなわち、フロートセンサ３２は、第２のタンク１３に収容されたインクの増減を検知する。

第１のポンプ１４は、第１の経路１２の途中に配置される。第１のポンプ１４は、第１のタンク１１に収容されたインクを、第２のタンク１３に輸送する。第１のポンプ１４は、制御部２９によって作動または停止させられる。

第１の経路１２の途中に、インクフィルタ３３が配置される。インクフィルタ３３は、第１の経路１２を通って第１のタンク１１から第２のタンク１３に輸送されるインクを浄化する。

エアバルブ１５は、第２のタンク１３に接続されている。エアバルブ１５が開かれると、第２のタンク１３が大気に解放される。エアバルブ１５が閉じると、第２のタンク１３と大気との間が遮断される。エアバルブ１５は、制御部２９によって開閉させられる。

エアバルブ１５と第２のタンク１３との間に、オーバーフローキャッチ３４と、エアフィルタ３５と、オーバーフローセンサ３６とが介在する。オーバーフローキャッチ３４は、這い上がるインクを塞き止める。エアフィルタ３５は、エアバルブ１５を通って第２のタンク１３に入る空気を浄化する。オーバーフローセンサ３６は、這い上がるインクを検知する。

第２の経路１９は、第２のタンク１３に接続される。第２の経路１９は、例えばインクが通るパイプである。第２の経路１９の一方の端部は、第２のタンク１３に収容されたインクに浸される。

第３の経路２２は、ヘッド２１に接続される。第３の経路２２は、例えばインクが通るパイプである。

第３のタンク２３は、インクを収容する。第３のタンク２３に、第３の経路２２が接続される。第３のタンク２３は、第３の経路２２を介してヘッド２１に接続される。

図２は、ヘッド２１の一部を分解して示す斜視図である。図３は、図２のＦ３−Ｆ３線に沿ってヘッド２１の一部を示す断面図である。図２に示すように、ヘッド２１は、いわゆるサイドシュータ型のシェアモードシェアウォール方式インクジェットヘッドである。ヘッド２１は、インクを吐出するための装置であり、インクジェットプリンタ１０の内部に搭載される。

ヘッド２１は、ベースプレート４１と、ノズルプレート４２と、枠部材４３と、一対の駆動素子４４とを備えている。図３に示すように、ヘッド２１の内部に、インクが供給されるインク室４６が形成される。

さらに、図３に二点鎖線で示すように、ヘッド２１に、ヘッド２１を制御する回路基板４７や、ヘッド２１と第２のタンク１３との間の経路の一部を形成するマニホールド４８のような、種々の部品が取り付けられる。

図２に示すように、ベースプレート４１は、例えばアルミナのようなセラミックスによって矩形の板状に形成される。ベースプレート４１は、平坦な実装面５１を有する。実装面５１に、複数の供給孔５２と、複数の排出孔５３とが設けられる。

供給孔５２は、ベースプレート４１の中央部において、ベースプレート４１の長手方向に並んで設けられる。図３に示すように、供給孔５２は、第２の経路１９に接続されたマニホールド４８のインク供給部４８ａに連通する。

供給孔５２は、インク供給部４８ａを介して第２の経路１９に接続される。ヘッド２１は、第２の経路１９を介して第２のタンク１３に接続される。図３に矢印で示すように、第２のタンク１３のインクは、第２の経路１９およびマニホールド４８のインク供給部４８ａを通って、供給孔５２からインク室４６に供給される。

図２に示すように、排出孔５３は、供給孔５２を挟むように二列に並んで設けられる。図３に示すように、排出孔５３は、第３の経路２２に接続されたマニホールド４８のインク排出部４８ｂに連通する。

排出孔５３は、インク排出部４８ｂを介して第３の経路２２に接続される。図３に矢印で示すように、インク室４６のインクは、マニホールド４８のインク排出部４８ｂおよび第３の経路２２を通って、排出孔５３から第３のタンク２３に排出される。

図２に示すように、ノズルプレート４２は、例えばポリイミド製の矩形のフィルムによって形成される。なお、ノズルプレート４２は、ステンレスのような他の材料で形成されても良い。ノズルプレート４２は、ベースプレート４１の実装面５１に対向する。

ノズルプレート４２に、複数のノズル５５が設けられている。複数のノズル５５は、ノズルプレート４２の長手方向に沿って二列に並ぶ。ノズル５５は、実装面５１の供給孔５２と排出孔５３との間の部分に対向する。

枠部材４３は、例えばニッケル合金によって矩形の枠状に形成される。枠部材４３は、ベースプレート４１の実装面５１とノズルプレート４２との間に介在する。枠部材４３は、実装面５１とノズルプレート４２とにそれぞれ接着される。すなわち、ノズルプレート４２は、枠部材４３を介してベースプレート４１に取り付けられる。

図３に示すように、インク室４６は、ベースプレート４１と、ノズルプレート４２と、枠部材４３とに囲まれて形成される。インク室４６は、ベースプレート４１とノズルプレート４２との間に形成される。

一対の駆動素子４４は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって形成された板状の二つの圧電体によってそれぞれ形成される。前記二つの圧電体は、分極方向がその厚さ方向に互いに逆向きになるように貼り合わされる。

一対の駆動素子４４は、ベースプレート４１の実装面５１に接着される。駆動素子４４は、例えば熱硬化性を有するエポキシ系接着剤によって実装面５１に接着される。図２に示すように、駆動素子４４は、二列に並ぶノズル５５に対応して、インク室４６の中に平行に並んで配置される。駆動素子４４は、断面台形状に形成される。駆動素子４４の頂部は、ノズルプレート４２に接着される。

図３に示すように、駆動素子４４に、複数の圧力室５７が設けられる。圧力室５７は、駆動素子４４に形成された溝である。駆動素子４４は、圧力室５７を形成する複数の側壁５８を有する。圧力室５７は、駆動素子４４の長手方向と交差する方向にそれぞれ延びており、駆動素子４４の長手方向に並ぶ。

複数の圧力室５７に、ノズルプレート４２の複数のノズル５５が開口する。図３に示すように、圧力室５７は、インク室４６に開放される。このため、図３の矢印で示すように、インクが駆動素子４４の圧力室５７を通過する。

圧力室５７に、それぞれ電極６１が設けられる。電極６１は、例えばニッケル薄膜によって形成される。電極６１は、圧力室５７の内面を覆う。

図２に示すように、ベースプレート４１の実装面５１から駆動素子４４に亘って、複数の配線パターン６２が設けられる。配線パターン６２は、例えばニッケル薄膜によって形成される。配線パターン６２は、駆動素子４４の圧力室５７に形成された電極６１から、実装面５１の一方の側端部までそれぞれ延びる。

図３に示すように、回路基板４７は、フィルムキャリアパッケージ（ＦＣＰ）であり、複数の配線が形成されるとともに柔軟性を有する樹脂製のフィルム６５と、フィルム６５の前記複数の配線に接続されたＩＣとをそれぞれ有する。なお、ＦＣＰは、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）とも称される。

フィルム６５は、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）である。前記ＩＣは、電極６１に電圧を印加するための部品である。前記ＩＣは、例えば樹脂によってフィルム６５に固定される。

フィルム６５の端部は、異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）６６によって、配線パターン６２に熱圧着接続される。これにより、フィルム６５の前記複数の配線は、配線パターン６２に電気的に接続される。フィルム６５が配線パターン６２に接続されることで、前記ＩＣが、フィルム６５の前記配線を介して電極６１に電気的に接続される。

図１に示すように、バルブ２４は、第３の経路２２の途中に配置される。バルブ２４が閉じられると、第３の経路２２が閉塞される。バルブ２４が開くと、第３の経路２２が開放される。バルブ２４は、制御部２９によって開閉させられる。

第４の経路２５は、第３のタンク２３と第１のタンク１１とを接続する。第４の経路２５は、例えばインクが通るパイプである。第４の経路２５の一方の端部は、第３のタンク２３に収容されたインクに浸される。

第２のポンプ２６は、第４の経路２５の途中に配置される。第２のポンプ２６は、第３のタンク２３に収容されたインクを、第１のタンク１１に輸送する。第２のポンプ２６は、制御部２９によって作動または停止させられる。

図４は、ヘッド２１およびメンテナンス機構２７を示す断面図である。メンテナンス機構２７は、槽７１と、溶剤供給装置７２と、パイプ７３とを有する。槽７１は、箱状に形成されている。槽７１の上部に、開口部７５が設けられる。ヘッド２１は、開口部７５から槽７１に出入りする。

槽７１に、溶剤Ｓが収容される。溶剤Ｓは、第１ないし第３のタンク１１，１３，２３に収容されたインクに含まれる溶剤と同じ溶剤である。なお、溶剤Ｓはこれに限らず、第１ないし第３のタンク１１，１３，２３に収容されたインクの粘度を下げる他の溶剤でも良い。槽７１に、溶剤Ｓの代わりに、第１ないし第３のタンク１１，１３，２３に収容されたインクと同じインクのような他の液体が収容されても良い。

溶剤供給装置７２は、パイプ７３を介して槽７１に接続される。溶剤供給装置７２は、溶剤Ｓを収容する。溶剤供給装置７２は、例えばポンプによって槽７１に溶剤Ｓを供給する。

図１に示す指令部２８および制御部２９は、例えば集積回路やメモリのような種々の電子部品によってそれぞれ機能する。指令部２８および制御部２９は、別個の装置であっても良いし、一つの装置であっても良い。

指令部２８は、例えばユーザの操作により印字指令を発する。印字指令は、例えばユーザの操作に基づく画像の印刷に用いられる情報である。

制御部２９は、指令部２８に接続され、指令部２８が発した印字指令を受け取る。図１において制御部２９はフロートセンサ３２にのみ接続されるが、制御部２９は種々の要素に接続される。制御部２９は、第１のポンプ１４、エアバルブ１５、ヘッド２１、バルブ２４、第２のポンプ２６、およびメンテナンス機構２７を制御する。

インクジェットプリンタ１０および制御部２９は、待機状態と、メンテナンス状態と、印字状態とに切り替わる。図１に示すように、待機状態において、制御部２９は、バルブ２４を開放し、第２のポンプ２６を作動させる。第２のポンプ２６が作動することで、第３のタンク２３に収容されたインクが、第１のタンク１１に輸送される。インクが輸送されることにより第３のタンク２３の内部の圧力が低下すると、第２のタンク１３に収容されたインクが、ヘッド２１を介して第３のタンク２３に輸送される。該インクは、ヘッド２１において駆動素子４４の圧力室５７を通過する。

インクが輸送されることにより第２のタンク１３に収容されたインクの水位が低下する。第２のタンク１３のインクの水位が所定の高さより低下すると、フロートセンサ３２がオンになる。フロートセンサ３２がオンになると、制御部２９は、第１のポンプ１４を作動させる。言い換えると、制御部２９は、センサ３１が所定の量よりも第２のタンク１３のインクが減少したことを検知したときに第１のポンプ１４を作動させる。第１のポンプ１４が作動することで、第１のタンク１１に収容されたインクが第２のタンク１３に輸送される。インクが輸送されることで第２のタンク１３のインクの水位が所定の高さに達すると、フロートセンサ３２がオフになる。フロートセンサ３２がオフになると、制御部２９は、第１のポンプ１４を停止させる。このように、インクジェットプリンタ１０において、インクは循環する。

図４に示すように、制御部２９は、ヘッド２１をメンテナンス機構２７の槽７１に入れる。ヘッド２１は、溶剤Ｓから離れた位置に配置される。なお、ヘッド２１が溶剤Ｓに浸されても良い。

図５は、ヘッド２１の一部を示す断面図である。図５に示すように、ノズル５５に、インクの表面であるメニスカスＭが形成される。制御部２９に制御され、ヘッド２１の回路基板４７は、電極６１に断続的に電圧を印加する。電極６１に電圧が印加されると、駆動素子４４の側壁５８がシェアモード変形し、圧力室５７のインクが加圧または減圧される。インクが加圧または減圧されることにより、図５に二点鎖線で示すように、メニスカスＭに揺らぎが生じる。

以下に、図６ないし図１０を参照して、インクジェットプリンタ１０の画像形成方法の一例について説明する。図６は、インクジェットプリンタ１０の画像形成方法の一例を示すフローチャートである。図７は、インクジェットプリンタ１０のメンテナンス状態の一例を示すフローチャートである。

図６に示すように、インクジェットプリンタ１０および制御部２９は、待機状態（Ｓ１）になる。待機状態（Ｓ１）におけるインクジェットプリンタ１０および制御部２９の動作については、上記の説明の通りであるので省略する。

待機状態（Ｓ１）の間、制御部２９は、例えば種々のセンサによってインクの循環動作が正常であるか否かを監視する（Ｓ２）。インクの循環動作に異常がある場合、制御部２９はインクの循環動作における異常個所を確認し（Ｓ３）、例えばユーザに対して異常を知らせるメッセージを表示する。

制御部２９は、待機状態（Ｓ１）において、指令部２８からの印字指令を待つ（Ｓ４）。例えばユーザの操作によって、指令部２８が印字指令を発すると、インクジェットプリンタ１０および制御部２９はメンテナンス状態（Ｓ５）に切り替わる。

図８は、メンテナンス状態におけるインクジェットプリンタ１０を概略的に示すブロック図である。図７に示すように、制御部２９はメンテナンス状態（Ｓ５）に移行すると、メンテナンス機構２７を所定の位置に配置する（Ｓ５０１）。例えば、制御部２９は、メンテナンス機構２７の槽７１をヘッド２１から僅かに離す。メンテナンス機構２７の槽７１は、該所定の位置において、ヘッド２１のノズル５５に面する。

次に、制御部２９は、第２のポンプ２６を停止させ（Ｓ５０２）、第１のポンプ１４を作動させる（Ｓ５０３）。第１のポンプ１４によって、第１のタンク１１に収容されたインクが、第２のタンク１３に輸送される。第２のタンク１３に収容されたインクの水位が所定の高さに上昇すると、フロートセンサ３２がオフになる。フロートセンサ３２がオフになると（Ｓ５０４）、制御部２９は、第１のポンプ１４を停止させる（Ｓ５０５）。

次に、制御部２９は、バルブ２４を閉じさせ、第３の経路２２を閉塞する（Ｓ５０６）。制御部２９は、エアバルブ１５を閉じさせることで、第２のタンク１３と大気との間を遮断する（Ｓ５０７）。

次に、制御部２９は、第１のポンプ１４を作動させる（Ｓ５０８）。第１のポンプ１４によって第１のタンク１１から第２のタンク１３にインクが輸送されると、エアバルブ１５が閉じているため、第２のタンク１３の内部の圧力が上昇する。制御部２９は、第１のポンプ１４が作動してから一定時間が経過すると（Ｓ５０９）、第１のポンプ１４を停止させる（Ｓ５１０）。

上昇した第２のタンク１３の内部の圧力によって、第２のタンク１３に収容されたインクが、ヘッド２１のノズル５５から吐出される。ノズル５５から吐出されたインクは、メンテナンス機構２７の槽７１に受け止められる。

ヘッド２１からインクが吐出されることで、第２のタンク１３に収容されたインクの水位が低下する。第２のタンク１３のインクの水位が所定の高さより下がると、フロートセンサ３２がオンになる（Ｓ５１１）。言い換えると、第２のタンク１３のインクが減少したことをセンサ３１が検知する。

フロートセンサ３２がオンになると、制御部２９は、バルブ２４を開放させる（Ｓ５１２）。制御部２９は、エアバルブ１５を開かせることで、第２のタンク１３を大気に解放させる（Ｓ５１３）。

次に、制御部２９は、メンテナンス機構２７をヘッド２１から離脱させる（Ｓ５１４）。メンテナンス機構２７は、ヘッド２１のノズル５５に面する位置から退く。これにより、メンテナンス状態（Ｓ５）が完了し、図６に示すようにインクジェットヘッド１０および制御部２９が印字状態（Ｓ６）に切り替わる。

図７に示すように、メンテナンス状態（Ｓ５）において、第１のポンプ１４が停止（Ｓ５１０）した後、フロートセンサ３２がオフのまま（Ｓ５１１）所定の時間が経過することがある（Ｓ５２０）。例えば、ノズル５５においてインクが固化した場合、ノズル５５からインクが吐出することが妨げられ、第２のタンク１３のインクの水位が変わらなくなる。この場合、制御部２９は、固化インク排除動作を行う（Ｓ５２１）。

図９は、固化インク排除動作（Ｓ５２１）におけるヘッド２１とメンテナンス機構２７とを示す断面図である。固化インク排除動作（Ｓ５２１）において、メンテナンス機構２７の槽７１がヘッド２１に嵌る。

ヘッド２１のノズル５５は、槽７１に収容された溶剤Ｓに浸される。溶剤Ｓは、ノズル５５において固化したインクの粘度を下げる。例えば、溶剤Ｓは、乾燥して固化したインクを湿らせるとともに、顔料が沈殿して固化したインクを撹拌する。

制御部２９は、ヘッド２１を溶剤Ｓに浸してから所定の時間が経過すると、ヘッド２１を槽７１から離す。言い換えると、ヘッド２１が溶剤Ｓから引き上げられる。メンテナンス機構２７は、槽７１に入った溶剤Ｓを、パイプ７３を介して排出する。メンテナンス機構２７は、溶剤供給装置７２から新たな溶剤Ｓを槽７１に供給する。これにより、固化インク排除動作（Ｓ５２１）が完了する。

粘度が下がった固化インクは、例えばヘッド２１のインクによって押し出され、ノズル５５から除去される。固化したインクが除去されることで、ノズル５５からインクが吐出され、第２のタンク１３に収容されたインクの水位が低下する。第２のタンク１３のインクの水位が低下すると、フロートセンサ３２がオンになる（Ｓ５１１）。

以上の説明を言い換えると、センサ３１が第２のタンク１３のインクの減少を検知する前に第１のポンプ１４の作動（Ｓ５０８）から所定時間が経過したときに（Ｓ５２０）、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクを排除する（Ｓ５２１）。

固化インク排除動作（Ｓ５２１）の後も、フロートセンサ３２がオフのまま（Ｓ５１１）一定時間が経過することがある（Ｓ５２０）。この場合、再び固化インク排除動作を行う（Ｓ５２１）。言い換えると、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクを除去した後、センサ３１が第２のタンク１３のインクの減少を検知する前にメンテナンス機構２７の作動から所定時間が経過したときに、制御部２９は、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクをさらに排除する。

図１０は、印字状態におけるインクジェットプリンタ１０を概略的に示すブロック図である。図１０に示すように、印字状態（Ｓ６）において、印刷媒体Ｐがヘッド２１の下に配置される。印刷媒体Ｐは、例えば紙、布、または樹脂製品である。

ヘッド２１は、指令部２８が発した印字指令に基づいて駆動素子４４をシェアモード変形させる。シェアモード変形した駆動素子４４によって、圧力室５７のインクが減圧および加圧され、ノズル５５から吐出される。

吐出したインクは印刷媒体Ｐに付着する。インクが吐出された後、ヘッド２１および印刷媒体Ｐが移動する。ヘッド２１が印字指令に基づいてインクの吐出を繰り返すことで、印刷媒体Ｐに画像が形成される。

図６に示すように、印字状態（Ｓ６）の間、制御部２９は、例えば種々のセンサによって印字動作が正常であるか否かを監視する（Ｓ７）。印字動作に異常がある場合、制御部２９は再びメンテナンス状態（Ｓ５）に切り替わる。

印刷媒体Ｐに印字指令に基づく画像を形成すると、印字状態（Ｓ６）が終了する。印字状態（Ｓ６）が終わると、インクジェットプリンタ１０および制御部２９は、待機状態に切り替わる（Ｓ８）。以上のように、インクジェットプリンタ１０は画像を形成する。

なお、インクジェットプリンタ１０の画像形成方法は上記の説明に限らない。図１１は、インクジェットプリンタ１０のメンテナンス状態の他の例を示すフローチャートである。図１１に示す例では、メンテナンス状態（Ｓ５）において、第１のポンプ１４が停止した（Ｓ５１０）後に固化インク排除動作（Ｓ５２１）が行われる。固化インク排除動作（Ｓ５２１）の後、フロートセンサ３２がオンになれば（Ｓ５１１）、制御部２９によってバルブ２４が開かれる（Ｓ５１２）。フロートセンサ３２がオンになる前に一定時間が経過すると（Ｓ５２０）、再び固化インク排除動作（５２１）が行われる。

さらに、例えば待機状態（Ｓ１，Ｓ８）において、メンテナンス機構２７は、ヘッド２１から離れた位置に配置されても良い。メンテナンス機構２７がヘッド２１から離されることで、メンテナンス機構２７の溶剤Ｓがノズルプレート４２に影響を与えることを抑制できる。この場合、メンテナンス状態（Ｓ５）において、メンテナンス機構２７はヘッド２１から離れた位置から、ヘッド２１のノズル５５に面する位置に移動させられる（Ｓ５０１）。

待機状態（Ｓ１，Ｓ８）において、槽７１は溶剤Ｓを収容せず空であっても良い。この場合、制御部２９は、メンテナンス状態（Ｓ５）において、溶剤供給装置７２から槽７１に溶剤Ｓを供給させる。制御部２９は、メンテナンス状態（Ｓ５）が終了すると、パイプ７３を介して槽７１から溶剤Ｓを排出させる。

前記構成のインクジェットプリンタ１０によれば、制御部２９はメンテナンス状態（Ｓ５）において、エアバルブ１５を閉じ、第１のポンプ１４を作動させて第１のタンク１１から第２のタンク１３にインクを輸送することで、第２のタンク１３の内部の圧力を上昇させる。第２のタンク１３の圧力によってヘッド２１のノズル５５からインクが吐出することで、第２のタンク１３のインクが減少する。インクの減少をセンサ３１が検知すると、制御部２９は、エアバルブ１５を開いて印字状態（Ｓ６）に切り替わる。センサ３１が第２のタンク１３のインクの減少を検知する前に第１のポンプ１４の作動から所定時間が経過したとき、制御部２９は、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクを排除する。これにより、固化したインクによる印字不良を抑制できる。

インクジェットプリンタ１０の画像形成方法の他の例によれば、メンテナンス状態（Ｓ５）において、制御部２９は、エアバルブ１５を閉じ、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクを排除する。制御部２９は、第１のポンプ１４を作動させて第１のタンク１１から第２のタンク１３にインクを輸送することで、第２のタンク１３の内部の圧力を上昇させる。第２のタンク１３の圧力によってヘッド２１のノズル５５からインクが吐出することで、第２のタンク１３のインクが減少する。インクの減少をセンサ３１が検知すると、制御部２９は、エアバルブ１５を開いて印字状態（Ｓ６）に切り替わる。これにより、固化したインクによる印字不良を抑制できる。

制御部２９は、メンテナンス状態（Ｓ５）において、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクを排除した後、センサ３１が第２のタンク１３のインクの減少を検知する前にメンテナンス機構２７の作動から所定時間が経過したときに、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクをさらに排除する。これにより、固化したインクによる印字不良をさらに抑制できる。

制御部２９は、他の例のメンテナンス状態（Ｓ５）において、センサ３１が第２のタンク１３のインクの減少を検知する前に第１のポンプ１４の作動から所定時間が経過したときにメンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクをさらに排除する。これにより、固化したインクによる印字不良をさらに抑制できる。

メンテナンス機構２７が、ヘッド２１が入るとともにインクの粘度を下げる溶剤Ｓが収容された槽７１を有する。制御部２９は、メンテナンス状態（Ｓ５）において、ヘッド２１のノズル５５を槽７１の溶剤Ｓに浸すことで固化したインクを除去する。これにより、ヘッド２１およびノズル５５が損傷することを抑制した上で、固化したインクによる印字不良をさらに抑制できる。

センサ３１は、第２のタンク１３に収容されたインクに浮かぶフロートセンサ３２を有する。フロートセンサ３２は、インクジェットプリンタ１０におけるインクの循環制御のために用いられる。これにより、部品点数およびインクジェットプリンタ１０の製造コストの増加を抑制できる。

制御部２９は、待機状態（Ｓ１，Ｓ８）において、ヘッド２１を槽７１に入れる。これにより、ヘッド２１のノズル５５において、インクが空気に曝されることが抑制される。インクが空気に曝されることを抑制することで、インクの水分および揮発成分が蒸発してインクが固化することを抑制できる。

制御部２９は、待機状態（Ｓ１，Ｓ８）において、ヘッド２１のノズル５５のインクのメニスカスＭに揺らぎを生じさせる。これにより、ヘッド２１のノズル５５において、インクが固化することを抑制できる。

制御部２９は、待機状態（Ｓ１，Ｓ８）において、バルブ２４を開き、第２のポンプ２６を作動させることで第２のタンク１３からヘッド２１を介して第３のタンク２３にインクを輸送する。制御部２９は、センサ３１が所定の量よりも第２のタンク１３のインクが減少したことを検知したときに第１のポンプ１４を作動させることで、第１のタンク１１から第２のタンク１３にインクを輸送する。

制御部２９は、メンテナンス状態（Ｓ５）において、第２のタンク１３の内部の圧力を上昇させる前に、第２のポンプ２６を停止させるとともにバルブ２４を閉じ、
ヘッド２１は、インクを加圧してノズル５５からインクを吐出する駆動素子を有し、前記第２のポンプによって前記第２のタンクから前記第３のタンクにインクが輸送されるときにインクが前記駆動素子を通過する、
待機状態（Ｓ１，Ｓ８）において、第２のポンプ２６によって第２のタンク１３から第３のタンク２３にインクが輸送されるときに、インクが駆動素子４４の圧力室５７を通過する。インクが圧力室５７を通過することで、ノズル５５の近辺でインクが動き、ノズル５５でインクが固化することを抑制できる。

次に、図１２を参照して、インクジェットプリンタ１０の第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する実施形態において、第１の実施形態のインクジェットプリンタ１０と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。

図１２は、第２の実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０Ａを概略的に示すブロック図である。図１２に示すように、インクジェットプリンタ１０Ａは、第１のタンク１１と、第１の経路１２と、第２のタンク１３と、第１のポンプ１４と、エアバルブ１５と、第２の経路１９と、ヘッド２１と、メンテナンス機構２７と、指令部２８と、制御部２９とを備えている。インクジェットプリンタ１０Ａにおいて、インクは循環しない。

このような非循環型のインクジェットプリンタ１０Ａであっても、固化したインクによる印字不良を抑制できる。例えば制御部２９はメンテナンス状態（Ｓ５）において、エアバルブ１５を閉じ、第１のポンプ１４を作動させて第１のタンク１１から第２のタンク１３にインクを輸送することで、第２のタンク１３の内部の圧力を上昇させる。第２のタンク１３の圧力によってヘッド２１のノズル５５からインクが吐出することで、第２のタンク１３のインクが減少する。インクの減少をセンサ３１が検知すると、制御部２９は、エアバルブ１５を開いて印字状態（Ｓ６）に切り替わる。センサ３１が第２のタンク１３のインクの減少を検知する前に第１のポンプ１４の作動から所定時間が経過したとき、制御部２９は、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクを排除する。これにより、固化したインクによる印字不良を抑制できる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態の画像形成装置によれば、センサ３１が第２のタンク１３のインクの減少を検知する前に第１のポンプ１４の作動から所定時間が経過したとき、制御部２９は、メンテナンス機構２７によってノズル５５から固化したインクを排除する。これにより、固化したインクによる印字不良を抑制できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、メンテナンス機構２７は、溶剤Ｓが収容された槽７１を用いるものに限らない。メンテナンス機構２７は、例えば溶剤が染み込んだ綿棒によりノズル５５を拭く装置であっても良いし、ゴムブレードでノズル５５を拭く装置であっても良いし、ノズル５５を溶剤で濡らした後にノズル５５のインクを治具で吸引する装置であっても良いし、ヘッド２１のノズル５５から固化したインクを除去する他の装置であっても良い。

また、センサ３１は、フロートセンサ３２を用いるものに限らない。センサ３１は、第２のタンク１３の内部の圧力を検知する圧力センサを有しても良いし、第２のタンク１３に収容されたインクの水位を検知する光学センサであっても良いし、第２のタンク１３に収容されたインクの増減を検知する他のセンサであっても良い。

１０，１０Ａ…インクジェットプリンタ、１１…第１のタンク、１２…第１の経路、１３…第２のタンク、１４…第１のポンプ、１５…エアバルブ、１９…第２の経路、２１…ヘッド、２２…第３の経路、２３…第３のタンク、２４…バルブ、２５…第４の経路、２６…第２のポンプ、２７…メンテナンス機構、２８…指令部、２９…制御部、３１…センサ、３２フロートセンサ…、５５…ノズル、７１…槽、Ｓ…溶剤、Ｍ…メニスカス。

Claims (10)

1. インクを収容する第１のタンクと、
   前記第１のタンクに接続された第１の経路と、
   前記第１の経路を介して前記第１のタンクに接続され、インクを収容する第２のタンクと、
   前記第１の経路にあり、前記第１のタンクに収容されたインクを前記第２のタンクに輸送する第１のポンプと、
   開かれることで前記第２のタンクを大気に解放し、閉じられることで前記第２のタンクと大気との間を遮断するエアバルブと、
   前記第２のタンクに接続された第２の経路と、
   前記第２の経路を介して前記第２のタンクに接続され、ノズルが設けられるとともに前記ノズルからインクを吐出するヘッドと、
   前記ノズルにある固化したインクの粘度を下げるメンテナンス機構と、
   前記第２のタンクにあり、前記第２のタンクに収容されたインクの増減を検知するセンサと、
   印字指令を発する指令部と、
   前記指令部が前記印字指令を発すると、前記エアバルブを閉じ、前記第１のポンプを作動させて前記第１のタンクから前記第２のタンクにインクを輸送することで前記第２のタンクの内部の圧力を上昇させ、前記第２のタンクの圧力によって前記ヘッドの前記ノズルからインクが吐出することで前記第２のタンクのインクが減少したことを前記センサが検知すると前記エアバルブを開き、前記センサが前記第２のタンクのインクの減少を検知する前に前記第１のポンプの作動から所定時間が経過したときに前記メンテナンス機構によって前記ノズルにある固化したインクの粘度を下げ、粘度が下がったインクを前記ヘッドのインクによって押し出すことで前記ノズルから排除する制御部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記メンテナンス機構によって前記ノズルから固化したインクを排除した後、前記センサが前記第２のタンクのインクの減少を検知する前に前記メンテナンス機構の作動から所定時間が経過したときに前記メンテナンス機構によって前記ノズルから固化したインクをさらに排除することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. インクを収容する第１のタンクと、
   前記第１のタンクに接続された第１の経路と、
   前記第１の経路を介して前記第１のタンクに接続され、インクを収容する第２のタンクと、
   前記第１の経路にあり、前記第１のタンクに収容されたインクを前記第２のタンクに輸送する第１のポンプと、
   開かれることで前記第２のタンクを大気に解放し、閉じられることで前記第２のタンクと大気との間を遮断するエアバルブと、
   前記第２のタンクに接続された第２の経路と、
   前記第２の経路を介して前記第２のタンクに接続され、ノズルが設けられるとともに前記ノズルからインクを吐出するヘッドと、
   前記ノズルにある固化したインクの粘度を下げるメンテナンス機構と、
   前記第２のタンクにあり、前記第２のタンクに収容されたインクの増減を検知するセンサと、
   印字指令を発する指令部と、
   前記指令部が前記印字指令を発すると、前記エアバルブを閉じ、前記メンテナンス機構によって前記ノズルにある固化したインクの粘度を下げ、前記第１のポンプを作動させて前記第１のタンクから前記第２のタンクにインクを輸送することで前記第２のタンクの内部の圧力を上昇させ、前記第２のタンクの圧力によって前記ヘッドの前記ノズルからインクが吐出することで粘度が下がったインクを前記ノズルから排除する制御部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記センサが前記第２のタンクのインクの減少を検知する前に前記第１のポンプの作動から所定時間が経過したときに前記メンテナンス機構によって前記ノズルから固化したインクをさらに排除することを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記メンテナンス機構が、前記ヘッドが入るとともにインクの粘度を下げる溶剤が収容された槽を有し、
   前記制御部は、前記ヘッドの前記ノズルを前記槽の溶剤に浸すことで固化したインクの粘度を下げる、
   ことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の装置。
6. 前記センサは、前記第２のタンクに収容されたインクに浮かぶフロートセンサを有することを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
7. 前記制御部は、前記ヘッドを前記槽に入れる制御が可能であることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
8. 前記制御部は、前記ヘッドの前記ノズルのインクの表面に揺らぎを生じさせる制御が可能であることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
9. インクを蓄える第１のタンクと、
   前記第１のタンクからインクを受け取る第２のタンクと、
   前記第１のタンクから前記第２のタンクへインクを輸送するポンプと、
   前記第２のタンクに配置され、前記第２のタンクの水位を検知するセンサと、
   前記第２のタンクに接続し、前記第２のタンクと大気の間を解放遮断するエアバルブと、
   前記第２のタンクからのインクの供給を受け、ノズルからインクを吐出するインクヘッドと、
   溶剤が収容されている槽を有し、前記インクヘッドが前記槽に出入りするメンテナンス機構と、
   前記センサの信号に基づいて前記第２のタンクの水位が所定以上ある場合に、前記インクヘッドを前記槽に入れるように制御し、
   前記エアバルブによって第２のインクタンクを大気と遮断し前記インクヘッドのノズルからインクが吐出する圧力まで前記ポンプを駆動させる制御部と、
   を備えた画像形成装置。
10. 前記溶剤は、インクに含まれている溶剤と同じである請求項９に記載の画像形成装置。

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