以下、本発明に係る液体噴射装置をインクジェット式プリンター(以下、「プリンター」とも言う)に具体化した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態のプリンターは、一方向に搬送される媒体に対して液体供給源から液体流路を介して供給される液体を液体噴射機構から噴射して文字や図形を含む画像等を形成する。
図1に示すように、液体噴射装置の一例としてのプリンター11における略矩形箱状をなすフレーム12内の重力方向側となる下部には、その長手方向Xに沿って媒体の一例である用紙Sを、画像形成時つまり印刷時に支持するための支持部材13が延設されている。そして、用紙Sの搬送方向Yとは逆方向となるフレーム12の後方の下部に設けられた図示しない紙送りモーターの駆動に基づいて図示しない紙送り機構が駆動され、用紙Sが、この紙送り機構によって、支持部材13上を支持部材13の長手方向Xと交差する短手方向(前方向)を搬送方向Yとして搬送される。
また、フレーム12の長手方向Xの一端側(本実施形態では搬送方向Yの前方側から見て右端側)に配設されたカートリッジホルダー14には、液体の一例としてのインクを収容する液体収容体の一例としてのインクカートリッジ15が、液体供給源として複数個(ここでは4つ)着脱可能に装着されている。なお、本実施形態において、各インクカートリッジ15は互いに異なる色のインクがそれぞれ収容されてカートリッジホルダー14に装着されている。また、各インクカートリッジ15には顔料インクが収容されている。
フレーム12内には長手方向Xに沿って延びるガイド軸19が架設されているとともに、このガイド軸19にはキャリッジ20が摺動可能に支持されている。キャリッジ20は、フレーム12の搬送方向における上流側(後方側)に設けられたキャリッジモーター16によって回転駆動される無端状のタイミングベルト17の一部に固定されている。従って、キャリッジ20は、キャリッジモーター16の駆動によりタイミングベルト17が駆動されることによってガイド軸19に沿って長手方向Xを走査方向として往復移動される。また、キャリッジ20には、下面側にインクを噴射する複数のノズル21a(図2参照)が設けられた液体噴射機構としての液体噴射ヘッド21と、各インクカートリッジ15に対応して設けられ液体噴射ヘッド21へのインクの供給を制御する複数のバルブユニット25と、が搭載されている。
フレーム12内においてキャリッジ20の走査方向に沿う移動範囲における一端側(本実施形態ではカートリッジホルダー14側)は媒体噴射領域以外の非媒体噴射領域であり、この領域にはホーム位置HPが設けられている。そして、このホーム位置HPには、液体噴射ヘッド21に対して各種メンテナンス処理を行うためのメンテナンス装置22が配設されている。
メンテナンス装置22は、ホーム位置HPに移動した液体噴射ヘッド21に対してキャップ27aを下方から上昇させて当接させ、その当接によって形成される閉空間を吸引ポンプ29によって負圧状態にすることにより、ノズル21aからインクを吸引する液体吸引機構27を備えている。あるいは、噴射されるインクを受容する受容部(不図示)を備え、この受容部にノズル21aからインクを強制的に噴射させる。こうすることで、メンテナンス装置22は、ノズル21aから例えば増粘したインクを排出して、ノズル21aからのインクの噴射動作を安定させるためのメンテナンスを行う。なお、排出されたインクは不図示の廃液タンクに収容される。
さて、本実施形態では、一端が液体供給源となるインクカートリッジ15にそれぞれ接続されるとともに、他端がインクカートリッジ15を上流側としてその下流側に位置するバルブユニット25を介して液体噴射ヘッド21に接続されたインク供給チューブ31を第1の液体流路として備えている。従って、インクは、それぞれのインク供給チューブ31を介して各インクカートリッジ15から液体噴射ヘッド21に供給される。
バルブユニット25には、噴射ノズルからインクが噴射されてインクの圧力が下がった場合に開弁して液体噴射ヘッド21(ノズル21a)に対して上流側からインクを供給する所謂自己封止弁として機能する圧力制御弁24が備えられている。インク供給チューブ31はこの圧力制御弁24の上流側に接続されている。
また、インク供給チューブ31には、圧力制御弁24よりも上流側において、開閉弁23a(図2参照)を備えた逆止弁23が設けられている。逆止弁23は、インクが上流側のインクカートリッジ15側から下流側の圧力制御弁24側に向かって流れる場合は開閉弁23aを開弁する一方、下流側の圧力制御弁24側から上流側のインクカートリッジ15側へ向かってインクが流れようとする場合は開閉弁23aが閉弁してその流れを阻止する。
インク供給チューブ31には、逆止弁23とインクカートリッジ15との間に、切換弁36が設けられ、洗浄液が収容された洗浄液カートリッジ35が洗浄液供給チューブ31Sを介して切換弁36に接続されている。切換弁36は、例えば三方弁の構造を有し、インク供給チューブ31において切換弁36よりも下流側に、インクカートリッジ15からインクを供給する状態と、洗浄液カートリッジ35から洗浄液を供給する状態とのいずれかの状態に切り換えが可能である。なお、図1では、説明の簡略化のため、一つの洗浄液カートリッジ35のみ図示されているが、4つのインクカートリッジ15のそれぞれに対応して4つの洗浄液カートリッジ35がそれぞれ切換弁36によって各インク供給チューブ31に接続される。
さらに、インク供給チューブ31には、圧力制御弁24と逆止弁23との間に、図1ではブロックとして図示されているが、その両端がインク供給チューブ31に接続された別の液体流路が備えられ、インク供給チューブ31との間でインクが循環する循環流路JFが形成されている。この循環流路JFを含めて、インクカートリッジ15および洗浄液カートリッジ35から液体噴射ヘッド21に至る各液体流路の構成について、図2を参照して説明する。
なお、本実施形態では各液体流路は全て同じ構成を有している。従って、図2では、説明の簡略化のため、一つの循環流路JFを含む液体流路について、その構成要素が模式的に図示されている。また図2では、液体流路を構成する各構成要素が一続きの連続する部材で図示されているが、実際には、互いに接続された複数の部材によって形成される。
図2に示すように、インク供給チューブ31に対してその両端が接続部C1,C2によって接続された第2の液体流路としてのインク循環チューブ32が備えられ、このインク循環チューブ32とインク供給チューブ31との間でインクが循環する循環流路JFが形成されている。そして、インク循環チューブ32には、インクを循環流路JF内において流動させるポンプ動作を行うチューブポンプ40が循環ポンプとして設けられている。また、インク供給チューブ31には、インク循環チューブ32が接続された両接続部C1,C2間の流路部位31cに設けられ、インクが加圧された状態で一時的に貯留されるバッファーとして機能する液体貯留部50が備えられている。なお、本実施形態では、両接続部C1,C2のうち接続部C1が逆止弁23に近い側の接続部である。
チューブポンプ40は、可撓性を有するチューブ(ここではインク循環チューブ32の一部)が円弧状に形成された湾曲部32Rにおいて、回転体41に移動可能に備えられたローラー42が、駆動源によって回転させられる回転体41の一方向への回転に伴ってインクを、その回転方向へ押し出すことにより循環流路JF内を一方向に流動させる。すなわち、ローラー42が湾曲部32Rに進入すると、ローラー42はガイド孔43に沿って回転体41の回転中心から離れるように移動してインク循環チューブ32を押し潰す。この押し潰しによってインク循環チューブ32内のインクは加圧された状態となる。そしてローラー42がインク循環チューブ32を押し潰しながら回転体41と一緒に回転(公転)することによって、インク循環チューブ32内のインクは、加圧されながらローラー42の回転方向に押し出されて循環流路JF内を一方向に流動させられる。
チューブポンプ40では、このローラー42の回転に伴ってインク循環チューブ32がローラー42によって潰された状態と潰されない状態とを繰り返すために、インク循環チューブ32内のインクは加圧状態と減圧状態とを繰り返す。従って、チューブポンプ40は動作中においてインク循環チューブ32内のインクに対して加圧状態と減圧状態との間での圧力変動(脈動)を生じさせる循環ポンプである。
液体貯留部50は、インク供給チューブ31とインクの流路が連通する連通部55を有して形成された容器体51と、容器体51内の容積を変化させるように変位する変位板53とを有している。本実施形態では、変位板53は平板部材で形成され、容器体51の内側壁51aに対してその周縁を密着させながらインク循環チューブ32との連通部55側から遠ざかるように移動することによって、容器体51の内容積を大きくさせ、液体貯留部50に貯留可能なインクの液量を増加させる。
また、変位板53は、図2中矢印Gで示すように、例えばコイルばねなどで構成される加圧部54によって内容積が小さく変化させる方向へ移動するように付勢されている。従って、変位板53が加圧部54の付勢に抗して移動することによって、液体を、加圧部54によって加圧された状態とされたままで液体貯留部50に一時的に貯留可能な液量を増加させる。従って、液体貯留部50は、貯留するインクを増減させることによってチューブポンプ40の動作時に生ずる循環流路内におけるインクの圧力変動を吸収する。なお、本実施形態では、容器体51の内側壁51aには、上方から見たとき変位板53と係合するように中心に向かって庇状に飛び出した突起部52が形成され、変位板53が、この突起部52によって加圧部54の付勢方向への移動が規制された状態が、液体貯留部50における液体の貯留量がゼロの状態である。
このように循環流路JFが形成されたインク供給チューブ31における接続部C1の上流側となる流路部位31aに対して、用紙Sに対して画像を形成(印刷)する場合は、図2に示すように、切換弁36の切換動作によってインクカートリッジ15から逆止弁23を介してインクが供給される。すなわち、液体噴射ヘッド21(ノズル21a)からインクが用紙Sに噴射されて消費されると、液体噴射ヘッド21側が減圧状態となって圧力制御弁24が開弁し、圧力制御弁24に接続されたインク供給チューブ31における接続部C2の下流側となる流路部位31bのインクが、圧力制御弁24を介して液体噴射ヘッド21に供給される。この結果、インク供給チューブ31において図中実線矢印Fsで示すように、流路部位31aから流路部位31cを経由して流路部位31bへ向かうインクの流れが生じるため、図中二点鎖線で示すように開閉弁23aが開弁してインクカートリッジ15からインクが流路部位31aに供給される。
このような画像の印刷に際してインク供給チューブ31を流れるインクは、印刷による消費分の液量で流れるためにその流速が遅く、このためインク内の顔料成分(溶質)が流路内で沈降しやすくなる。この結果、沈降した顔料成分(溶質)が溜まることによって沈殿物38が形成される場合がある。なお、図2では説明の簡略化のため沈殿物38が流路部位31cにおける液体貯留部50の位置に形成されるものとして図示されている。もとより、前述するように、沈殿物は流路内の段差や窪み部分に形成されやすい。
そこで、プリンター11では、沈殿物38をインクの溶媒中に分散させるため、チューブポンプ40を動作させてインクを循環流路内で循環流動させる攪拌動作が行われる。このとき、本実施形態では、図中破線矢印Fkで示すように、インク供給チューブ31の流路部位31cにおいて、インクが液体噴射ヘッド21へインクを供給するときのインクの流れ方向と反対方向に流れるようにチューブポンプ40(回転体41)を図中矢印Rで示す一方向に回転させる。
さらに、本実施形態のプリンター11では、例えば攪拌動作によっても分散されずに残った沈殿物38を、洗浄液で洗い流す洗浄動作が行われる。洗浄動作は、プリンター11に備えられた制御部60によって行われる。なお、本実施形態では、攪拌動作についても制御部60によって行われる。
制御部60は、制御信号61によってキャリッジモーター16を回転動作させてキャリッジを移動させる。また、制御信号62によってキャップ27aを上下移動させるとともに、キャップ27aが液体噴射ヘッド21と当接した状態で、制御信号69によって吸引ポンプ29を動作させる。また、制御部60は、制御信号63によって切換弁36における弁体36aを図中実線と二点鎖線とで示すように変位させて、インク供給チューブ31における逆止弁23の上流側にインクおよび洗浄液のいずれかを供給する。また、制御信号64によってチューブポンプ40を動作させる。さらに、制御部60は、循環流路JF内に設けられた検出センサー56から出力される検出信号65によって、インク供給チューブ31における沈殿物38の拡散状態を判定する。なお、検出センサー56は、例えば光センサーが用いられ、少なくとも光透過性を有する流路部分における液体(洗浄液およびインク)の透明度を表すレベル値を示す信号を出力する。
次に、制御部60が行う洗浄動作(作用)について図3に示す処理フロー、および図4(a),(b)を参照して説明する。なお、この洗浄動作は、液体噴射ヘッド21がホーム位置HPに移動した状態で行われる。あるいは、例えば、プリンター11においてインクカートリッジ15から液体噴射ヘッド21へインクが供給される状態が所定時間経過する毎に自動的に行われたり、検出センサー56から出力される検出信号65が、例えば沈殿物が拡散を要する量になっていることを示すレベル値を出力した場合に行われたりする。
図3に示すように、洗浄動作が開始されると、制御部60は、ステップS1にて、インクの攪拌動作は停止中か否かを判定処理する。ここでは、制御部60はチューブポンプ40に対する制御信号64の出力の有無によって判定する。なお、チューブポンプ40は攪拌動作の停止状態においてローラー42がインク循環チューブ32を押し潰さない流路が開放された状態とされている。
ステップS1での判定処理の結果、攪拌動作が停止中である場合(S1=YES)、ステップS2へ進み、供給源の液体をインクから洗浄液に切り換える処理を行う。すなわち、制御部60は制御信号63を切換弁36に出力して弁体36aを変位させることによって、インクの供給を遮断し、洗浄液カートリッジ35から洗浄液が逆止弁23の上流側に供給されるようにする。
続いて、ステップS3にて液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引する処理を行う。ここでは、制御部60は制御信号62を出力してキャップ27aを上昇させて液体噴射ヘッド21に当接させ、当接によって形成される液体噴射ヘッド21とキャップ27aとの間に形成される空間を、制御信号69を出力して吸引ポンプ29を駆動することで減圧し、液体としてのインクをノズル21aから吸引する。
続いてステップS5にて、ノズルから液体が設定量排出されたか否かを判定処理する。そして、ステップS5での判定処理の結果、ノズルから液体が設定量排出されていないと判定されると(S5=NO)、ステップS3に戻り液体噴射ヘッドのノズルからの液体の吸引を継続する。ここでは、制御部60は、吸引ポンプ29の駆動時間に基づいて液体噴射ヘッド21のノズル21aから排出されるインクの総液量を算出し、算出した値が、設定量を超えたか否かで判定する。なお、本実施形態では、設定量は、インク供給チューブ31においてインクと置換されて流入する洗浄液が、少なくとも循環流路JFの一部に進入した状態となる液量である。
このステップS3とステップS5との処理による洗浄液の循環流路JFへの流入状態について、その一例を図4(a)に例示する。図4(a)に示すように、洗浄液カートリッジ35から供給される洗浄液は、液体噴射ヘッド21(ノズル21a)からのインクの吸引に伴って、逆止弁23を介してインク供給チューブ31における流路部位31aに流入する。
インクカートリッジ15から流路部位31aに流入した洗浄液は、循環流路JFにおけるインク循環チューブ32側へは、チューブポンプ40を構成する湾曲部32Rやローラー42によるインク循環チューブ32の押し潰しに起因する流動抵抗によって、流れ難くなっている。このため、洗浄液の大半は、液体貯留部50が設けられることによって流路抵抗がインク循環チューブ32側よりも低い流路部位31c側に向かって流れる。そして、洗浄液は、図中実線矢印Fsで示すように、さらにインク供給チューブ31において循環流路JF内の少なくとも一部のインクを置換するように、流路部位31cを流路部位31bに向かって流動する。ちなみに図4(a)では、洗浄液が接続部C2まで流入した状態を示している。
図3に戻り、ステップS5での判定処理の結果、ノズルから液体が設定量排出されたと判定されると(S5=YES)、続くステップS6にて液体噴射ヘッドのノズルからの液体の吸引を終了し循環ポンプを所定時間駆動する処理を行う。ここでは、制御部60は制御信号64を出力して循環ポンプとしてのチューブポンプ40を所定時間(例えば1分間)駆動させ、循環流路JFにおいて流入した洗浄液を循環流路JF内に残留するインクとともに循環流動させる。なおこのときチューブポンプ40によって流動する液体(インクおよび洗浄液)の流速は、インクの攪拌動作におけるインクの流速と同じ速度とされている。
さらに、本実施形態では、次のステップS7にて、キャリッジを往復移動させる処理を行う。制御部60は、制御信号61を出力してキャリッジモーター16を回転させキャリッジ20を長手方向X(走査方向)に往復移動させる。すなわち、キャリッジ20を往復移動させることによって循環流路JF以外の部分、特にインク供給チューブ31において洗浄液の供給源から最も離れているために洗浄液が流れ難い流路部位31b内において沈殿物を拡散させる。なお、この処理に際して、制御部60は、必要に応じて制御信号62を出力してキャップ27aを降下させ、キャップ27aを液体噴射ヘッド21から離すことによってキャリッジ20の移動がキャップ27aによって抑制されないようにする。
このステップS6およびステップS7での処理における洗浄液の流動状態について、図4(b)に例示する。図4(b)に示すように、チューブポンプ40においてローラー42がインク循環チューブ32の湾曲部32Rを押し潰しながら回転するポンプの動作状態では、図中実線矢印Faで示すように、湾曲部32Rから加圧されて押し出されたインクが循環流路JFを一方向に流れて循環流動する。このとき、インク供給チューブ31の流路部位31cに流入した洗浄液が、インクとともに循環流動させられるため、洗浄液はインクと混ざり合って図中薄い網掛けで示したように混合液となり、循環流路JFを流動する。そして、このように混合液が循環流路JFを流動する際、流路部位31cに形成された沈殿物38は混合液が流動することによって巻き上げられて、混合液中に分散させられる。この結果、沈殿物38の量は減少していく。
換言すれば、チューブポンプ40は、循環流路JFにおいて、沈殿物を分散させることが可能な流速(単位時間あたりの流量)で混合液を流動させる。本実施形態では、循環流路JF内を循環するときの流速は、洗浄液が逆止弁23を介して循環流路JF側に流入する際の速度、すなわちステップS3の処理においてノズル21aから吸引されるインクの単位時間当たりの液量に比べて、2倍以上の流量で流れる速さとされている。
このように、ステップS6の処理によって、設けられたチューブポンプ40に起因して流路抵抗が高くなっているインク循環チューブ32において、上流側から逆止弁23を介して流入する洗浄液を、インクとともに循環流路JF内で循環流動させることができる。この結果、洗浄液がインクと置換されて流入した状態において洗浄液が殆ど流入していないインク循環チューブ32について、沈殿物が発生していても、この流動する洗浄液あるいは洗浄液とインクとの混合液によってその沈殿物を分散させることができる。
なお、循環流路JFに液体貯留部50が備えられる場合、チューブポンプ40の動作によってインク供給チューブ31を流れるインクは、図4(b)において実線矢印Feで示すように、その一部が連通部55から液体貯留部50に流入して貯留される。このとき、液体貯留部50は、変位板53が、図4(b)において二点鎖線および実線で示すように、インク供給チューブ31から離れるように変位してその内容積を変化させることによって、混合液の脈動に伴う流量変化をこの容積変化によって吸収する。この結果、混合液は循環流路JFを安定した流速で流れることになり、その流速によって沈殿物を安定して混合液中に拡散させる。
なお、チューブポンプ40の動作状態では、逆止弁23に対して下流側の圧力が上昇するため、開閉弁23aが閉弁して洗浄液カートリッジ35側からインクが循環流路JF側に流れることはない。また液体噴射ヘッド21側へも、圧力制御弁24の閉弁状態が維持され、循環する混合液がインク供給チューブ31側から流れることはない。
図3に戻り、次にステップS8にて液体噴射ヘッドのノズルから液体を所定量吸引する処理を行う。ここでは、制御部60は、キャップ27aが降下している場合、まず制御信号62を出力してキャップ27aを上昇させて液体噴射ヘッド21に当接させる。その後、制御信号69を出力して吸引ポンプ29を所定時間駆動させることによって、ノズル21aから液体、すなわち沈殿物38が拡散している混合液を吸引する。
本実施形態では、このステップS8の処理においてノズル21aから吸引される混合液の所定量として、インク供給チューブ31における流路部位31bの容積と流路部位31cの容積との加算容積に相当する液量以上とされている。こうすることで、インク供給チューブ31における流路部位31cおよび流路部位31bから、沈殿物が拡散された状態の混合液を吸引によって排出するとともに、逆止弁23を介して新たな洗浄液を流入させて置換させる。
次に、ステップS10にて、液体の透明度は閾値以上か否かを判定処理する。制御部60は、透明度、すなわち検出センサー56から出力される透明度を示す信号のレベル値が、予め定められた閾値以上か否かを判定する。閾値としては、例えば、循環流路JFにおいて沈殿物38が形成されていない状態で検出センサーが出力するレベル値とする。
ステップS10での判定処理の結果、液体の透明度が閾値よりも低い場合は(S10=N0)、混合液中に溶質が多く分散していることから沈殿物38がまだ残留していると推定されるので、ステップS3に戻り、ステップS3からステップS10までの処理を繰り返す。なお、本実施形態では、ステップS8の処理において、ノズル21aから吸引される液体の所定量が、ステップS5において判定処理される設定量を超えている場合は、ステップS3の処理と並行して行われるステップS5の判定処理(S5=YES)によって、実際にはステップS3の処理が実行されることなくステップS6の処理に移行する。
そして、ステップS10での判定処理の結果、液体の透明度が閾値以上である場合は(S10=YES)、ステップS12に移行して、供給源の液体を洗浄液からインクに切り換える処理を行う。すなわち、制御部60は制御信号63を出力して切換弁36における弁体36aを変位させることによって、洗浄液を遮断し、インクカートリッジ15からインクが逆止弁23の上流側に供給されるようにする。
続いて、ステップS13にて液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引する処理を行う。制御部60は、制御信号69を出力して吸引ポンプ29を駆動することで、液体噴射ヘッド21とキャップ27aとの間に形成される空間を減圧して、液体としての混合液ないし洗浄液をノズル21aから吸引する。
続いてステップS15にて、ノズルから液体が設定量排出されたか否かを判定処理する。そして、ステップS15での判定処理の結果、ノズルから液体が設定量排出されていないと判定されると(S15=NO)、ステップS13に戻り液体噴射ヘッドのノズルからの液体の吸引を継続する。ここでは、制御部60は、吸引ポンプ29の駆動時間に基づいて液体噴射ヘッド21のノズル21aから排出される混合液ないし洗浄液の総液量を算出し、算出した値が、設定量を超えたか否かで判定する。なお、本実施形態では、この設定量は、インク供給チューブ31において混合液ないし洗浄液と置換されて流入するインクが、少なくとも循環流路JFに流入する液量であって、好ましくは接続部C2まで進入した状態となる液量とされている。
そして、ステップS15での判定処理の結果、ノズルから液体が設定量排出されたと判定されると(S15=YES)、続くステップS16にて液体噴射ヘッドのノズルからの液体の吸引を終了し循環ポンプを所定時間駆動する処理を行う。ここでは、制御部60は制御信号69の出力を停止する一方制御信号64を出力して、循環ポンプとしてのチューブポンプ40を所定時間(例えば1分間)駆動させ、循環流路JFにおいて流入したインクを残留する混合液とともに循環流動させる。
なお、ステップS16における液体の循環流動に際しては、その液体の流速がステップS6において循環流動される液体の流速とは異なる流速とされている。すなわち、チューブポンプ40は、混合液におけるインクの溶質の分散性つまり洗浄液とインクの溶媒とが混合された状態の溶媒中におけるインクの溶質の分散性と、インクのみの溶媒中におけるインクの溶質の分散性との差異に応じて流速が異なるように駆動される。例えば、洗浄液中においてインクの溶質が素早く沈降する場合は流速を早くし、逆にゆっくり沈降する場合は流速を遅くする。
次に、ステップステップS18にて液体噴射ヘッドのノズルからの液体を所定量吸引する処理を行う。制御部60は、制御信号69を出力して吸引ポンプ29を所定時間駆動させることによって、ノズル21aから液体としての混合液もしくはインクを吸引する。なお、本実施形態では、このステップS18の処理においてノズル21aから吸引される混合液の所定量として、ステップS8と同様に、インク供給チューブ31における流路部位31bの容積と流路部位31cの容積との加算容積に相当する液量以上とされている。こうすることで、インク供給チューブ31における流路部位31cおよび流路部位31bから、混合液が排出されるとともに、逆止弁23を介してインクを流入させて置換させる。
次に、ステップS20にて、液体の透明度は閾値以下か否かを判定処理する。制御部60は、検出センサー56から出力される透明度を示す信号のレベル値が、予め定められた閾値以下か否かを判定する。閾値としては、例えば、インク供給チューブ31の流路部位31cにおいてインクのみが流入した状態で検出センサーが出力するレベル値とする。
ステップS20での判定処理の結果、液体の透明度が閾値よりも高い場合は(S20=N0)、ステップS16に戻り、ステップS16およびステップS18の処理を繰り返す。すなわち、インク供給チューブ31には、まだ混合液(洗浄液)が残留していることになるので、制御部60は制御信号64を出力してチューブポンプ40を所定時間駆動したのち、制御信号69を出力して吸引ポンプ29を所定時間駆動する。
そして、ステップS20での判定処理の結果、液体の透明度が閾値以下である場合は(S20=YES)、インクの洗浄動作が終了する。すなわち、本実施形態では、インク供給チューブ31の流路部位31cにおいて洗浄液が排出されインクのみが流入した状態となっていると推定されるので、流路部位31bを介して液体噴射ヘッド21へ供給されるインクは印刷に使用可能なインクになることから、インクの洗浄動作を終了させる。
上記説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)循環流路JFに流入した洗浄液を循環流路JF内において素早く循環させることによってインクと混合させ、インク供給チューブ31において沈降して溜まった沈殿物38を、混合液中に拡散させることができる。そして、沈殿物38が拡散された混合液をノズル21aから排出することによって、液体噴射ヘッド21へインクを供給する液体流路内を短時間で洗い流すことができる。また、インク供給チューブ31全体に洗浄液を流入させないので、ノズル21aから液体(インク)を吸引する吸引時間も短くなる。この結果、吸引ポンプ29の駆動時間を抑制することができるとともに、洗浄液の使用量を抑制することができる。さらに、チューブポンプ40が備えられたインク循環チューブ32において、例えば設けられたチューブポンプ40の流路抵抗によって洗浄液が流れ難いインク循環チューブ32においても、チューブポンプ40の動作によって循環流路内を循環させることが可能である。従って、沈殿物38がインク循環チューブ32内において発生しても、これを拡散させることが可能である。
(2)インク供給チューブ31においてインクの供給時の流れによって特定の場所に沈降した沈殿物を、その反対方向から洗浄液とともにインクを流動させることによって、流動する洗浄液およびインク中に拡散させることができる確率を高くすることができる。
(3)例えば、チューブポンプ40が動作することによって循環流路JFを流動するインクおよび洗浄液に脈動が生じる場合、流動するインクおよび洗浄液を液体貯留部50に貯留することによって脈動を抑制することができる。この結果、循環流路JF内においてインクおよび洗浄液を安定した流速で流動させることができる。
(4)例えば、インクに含まれる溶質の、当該インクでの分散性と混合液(洗浄液)での分散性との差異に応じてそれぞれの流速を異ならせるようにチューブポンプ40を動作させることによって、溶質が沈降して溜まった沈殿物38を混合液中に効率よく分散させることができる。
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記実施形態における洗浄動作におけるステップS5での処理において、ノズル21aから排出されるインクの排出量となる設定量を、洗浄液が循環流路JFの全流路容積の半分の容積に相当する液量としてもよい。
すなわち、本変形例では、インク供給チューブ31の流路部位31c、インク循環チューブ32、接続部C1、および接続部C2のそれぞれの内容積と、液体貯留部50の内容積とを合計した全容積の半分の容積に相当する液量を設定量とする。なお、より好ましくは、これにインク供給チューブ31の流路部位31aの内容積を加算した液量を設定量とする。
これにより、インク供給チューブ31(流路部位31c)とインク循環チューブ32との長さがおおよそ同じである場合は、循環流路JFにおいて流路の凡そ半分のインクが洗浄液で置換される。従って、続くステップS6の処理において、チューブポンプ40は、洗浄液が循環流路JFの全流路容積の半分の容積に相当する液量以上流入したのち動作を開始することになる。
本変形例によれば、上記実施形態での効果(1)〜(4)に加えて次の効果を奏する。
(5)循環流路JFにおいて流路の約半分が洗浄液で満たされた状態となるので、洗浄液を循環流路JF全体に渡って素早く移動させることができる。従って、洗浄液とインクとが混ざり合った混合液中に沈殿物38が拡散するまでのチューブポンプ40の動作時間を少なく抑制することができる。
・あるいは、上記実施形態における洗浄動作の処理ステップS5において、ノズル21aから排出されるインクの排出量となる設定量を、逆止弁23を介してインク供給チューブ31へ流入した洗浄液が、液体噴射ヘッド21のノズル21aに到達するまでの液量としてもよい。例えば、洗浄液がインク循環チューブ32側へは殆ど流れない場合は、インク供給チューブ31における流路部位31a,31c,31bの全内容積と、液体貯留部50の内容積と、圧力制御弁24からノズル21aまでの流路の内容積と、を合計した容積に相当する液量を設定量とする。
これにより、インク供給チューブ31(流路部位31c)がインク循環チューブ32よりも長い流路とされている場合であっても、循環流路JFから下流側の流路部位31bにおいてもインクが洗浄液で置換される。従って、続くステップS6の処理において、チューブポンプ40は、インク供給チューブ31に流入した洗浄液がノズル21aに到達したのち動作を開始することになる。
本変形例によれば、上記実施形態での効果(1)〜(4)に加えて次の効果を奏する。
(6)洗浄液が循環流路JFから下流側に位置する液体噴射ヘッド21にいたる液体流路に流入した状態になっているので、チューブポンプ40の動作によって洗浄液が流動するインク供給チューブ31における循環流路の流路範囲以外の下流側の流路部位31bにおいても、沈殿物38を洗浄液に拡散させることができる。
・上記実施形態における洗浄動作の処理ステップS5において、ノズル21aから設定量のインクが排出された状態を、検出センサーで検出するようにしてもよい。例えば、上記変形例のように洗浄液がノズル21aに到達する液量が設定量とされる場合は、ノズル21aに洗浄液を検出可能な検出センサー(例えば光センサーなど)を液体噴射ヘッド21に備え、洗浄液が到達したか否かを検出センサーで検出するようにしてもよい。すなわち、制御部60は、例えば洗浄液が液体噴射ヘッド21に到達したことを示す検出信号が検出センサーから出力された場合、制御部60はこの出力された検出信号に基づいてノズルから液体が設定量排出されたか否かを判定する。
・上記実施形態の洗浄動作において、逆止弁23の上流側に接続される液体の供給源を、制御部60から出力される制御信号による切換弁36の弁体36aの切換動作によって、インクカートリッジ15と洗浄液カートリッジ35との間で切り換えることとしたが、これに限るものでないことは勿論である。例えば、プリンター11の使用者が、カートリッジホルダー14において、インクカートリッジ15を抜取って洗浄液カートリッジ35を装着したり、逆に、洗浄液カートリッジ35を抜取ってインクカートリッジ15を装着したりしてもよい。この場合は、切換弁36が不要であるとともに、図3に示した処理フローにおけるステップS2およびステップS12の処理については、制御部60は、使用者によってこれらの処理が完了したか否かを検出して判定する処理とすればよい。
・上記実施形態での洗浄動作におけるステップS7の処理は、必ずしも実施されなくてもよい。例えば、混合液が循環流路JF側から下流側へ流れる際に流路部位31bに発生する沈殿物が洗い流される場合は、キャリッジ20を往復移動させる必要はない。
・上記実施形態において、チューブポンプ40は、液体噴射ヘッド21にインクを供給する際にインク供給チューブ31を流れるインクの流れ方向と同じ方向に、洗浄液をインクとともに循環流路JF内において流動させるように動作してもよい。沈殿物38が混合液中に拡散される場合は、循環流路JFにおいて必ずしも洗浄液を逆方向に流動させる必要はない。
・上記実施形態において、チューブポンプ40は、インクのみを循環流路JF内で流動させる際のインクの流速と同じ流速で、循環流路JFに流入した洗浄液をインクとともに循環流路JF内で流動させるようにしてもよい。例えば、沈殿物の拡散性が洗浄液とインクとで差異が小さい場合は、同じ流速でも差し支えない。
・上記実施形態において、沈殿物を拡散させる洗浄液を速い速度で流動させる循環流路JFの構成は、他の構成であってもよい。洗浄液が速い速度で循環流動されるとともに、液体の供給源側へは洗浄液(混合液)が逆流しない構成、すなわち逆止弁23の上流側へは洗浄液やインクおよびそれらの混合液が流入しない構成の液体流路であれば、循環流路JFの構成としてもよい。以下、循環流路JFの構成の変形例について、図5(a),(b)および図6,7を参照して説明する。なお、図5(a),(b)、図6、図7では、各液体流路や弁などの構成要素について、上記実施形態と同じ構成要素については同符号が付されるとともに、それぞれ簡略化(記号化)されて図示されている。
図5(a)に示すように、循環流路JFの変形例として、インク供給チューブ31において液体貯留部50を備えない構成としてもよい。例えば、チューブポンプ40の動作に伴う脈動が図中破線矢印Fkで示す液体(混合液)の流動時に発生する状態であっても、循環流路JFを流れる混合液によって上記実施形態と同様に沈殿物の拡散を行うことができる場合は、このように液体貯留部50を必ずしも備えなくてもよい。
あるいは、図5(b)に示すように、上記実施形態の循環流路JFにおいて、液体貯留部50に換えて、液体貯留部50よりも多くの液体を収容するサブタンクTsを備えた構成としてもよい。この場合は、逆止弁23の上流側から流入する洗浄液あるいはインクは、上流側と下流側とに分割されたインク供給チューブ31のうちの上流側インク供給チューブ31Aを介して、図中実線矢印Fsで示すようにその一端が挿入されたサブタンクTsに収容される。そして、サブタンクTsからは、その一端が挿入された下流側インク供給チューブ31Bを介して液体噴射ヘッド21へインクが供給される。
従って、インク循環チューブ32は、上流側インク供給チューブ31Aに対して接続部C1によりその一端が、下流側インク供給チューブ31Bに対して接続部C2によりその他端が、それぞれ接続されて形成される。この結果、循環流路JFは、サブタンクTsと、上流側インク供給チューブ31Aおよび下流側インク供給チューブ31Bと、インク循環チューブ32と、によって形成される。この結果、チューブポンプ40の動作に伴って、図中破線矢印Fkで示すように、サブタンクTsに収容された洗浄液やインク、またはそれらの混合液を、それぞれ一端が挿入された上流側インク供給チューブ31Aと下流側インク供給チューブ31B、およびインク循環チューブ32によって、サブタンクTsを介して循環流動させることができる。
また、図6に示すように、循環流路JFの他の変形例として、一端がサブタンクTs内に挿入されるとともに他端が圧力制御弁24に接続された下流側インク供給チューブ31Bに対して、一端がサブタンクTsに挿入されたインク循環チューブ32の他端が接続部C2によって下流側インク供給チューブ31Bと接続された構成としてもよい。すなわち、循環流路JFは、上流側インク供給チューブ31Aから流入するインクまたは洗浄液を収容するサブタンクTsと、サブタンクTsから図中実線矢印Fsで示すように液体噴射ヘッド21へインクを供給する下流側インク供給チューブ31B、およびインク循環チューブ32とによって形成される。この結果、インク循環チューブ32に設けられたチューブポンプ40の動作に伴って、図中破線矢印Fkで示すように、サブタンクTsに収容された洗浄液やインク、またはそれらの混合液を、サブタンクTsを介して循環流動させることができる。なお、本変形例では、上流側インク供給チューブ31Aと、サブタンクTsと、下流側インク供給チューブ31Bとが、第1の液体流路に相当し、サブタンクTsが上記実施形態における接続部C1に相当する。
あるいは、図7に示すように、循環流路JFの他の変形例として、インク供給チューブ31に対して、キャリッジ20の内部において接続部C1,C2によってインク循環チューブ32が接続された構成としてもよい。すなわち、循環流路JFは、インク供給チューブ31、およびインク循環チューブ32によって形成される。この結果、インク循環チューブ32に設けられたチューブポンプ40の動作に伴って、図中破線矢印Fkで示すように、液体噴射ヘッド21に供給されるインクの流れ方向(図中実線矢印Fs)とは反対方向に、洗浄液やインク、またはそれらの混合液を循環流動させることができる。
・上記実施形態において、循環流路JFには液体貯留部50が複数設けられていてもよい。また、上記変形例において、図5(b)、図6、図7にそれぞれ示された循環流路JFには、液体貯留部50が1つ以上設けられていてもよい。なお、循環流路JFに液体貯留部50が複数設けられる場合、インク供給チューブ31およびインク循環チューブ32の双方に設けられてもよい。
・上記実施形態において、循環ポンプは必ずしもチューブポンプ40に限るものでない。例えば、ダイヤフラムと2つの逆止弁とを用いたダイヤフラムポンプが循環ポンプであってもよい。
・上記実施形態において、液体貯留部50は、変位板53を周囲が密閉固定されたダイヤフラムで形成されていてもよい。この場合、加圧部54として空気を媒体としてダイヤフラムが直接加圧されたり、加圧板を介して加圧されたりしてもよい。
・上記実施形態において、インクカートリッジ15は4つに限るものでなく、4つよりも多くても、あるいは少なくても差し支えない。また、プリンター11において、液体噴射ヘッド21は必ずしも走査方向に移動せず、固定された位置で用紙Sに対してインクを噴射する構成であってもよい。
・上記実施形態において、液体噴射装置は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置であってもよい。なお、液体噴射装置から微小量の液滴となって吐出される液体の状態としては、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体は、液体噴射装置から噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような流状体を含むものとする。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなども含むものとする。液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置がある。また、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置であってもよい。また、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置であってもよい。