JP6976992B2 - 液体吐出装置およびプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置およびプリンタに関する。

従来から、液体を吐出する液体吐出装置が知られている。液体吐出装置は、例えば、記録媒体に向かってインクを吐出することによって記録媒体に画像を印刷するプリンタなどに適用されている。例えば、特許文献１には、インクを収容する液体容器と、インクを吐出するノズルを備えたヘッドユニットと、液体容器とヘッドユニットとを接続する流路と、流路に設けられた液体圧送機構とを備えた液体噴射装置が開示されている。

液体吐出装置の中には、液体をノズルから排出してクリーニングを行う機能を備えたものが存在する。その１つの方法は、例えば、吸引である。吸引では、吐出ヘッドの外部に設けられた吸引装置で吐出ヘッド内の液体を吸引することによって、液体を排出する。また、他の１つの方法は、例えば、いわゆる加圧クリーニングである。特許文献１には、液体圧送機構によりインク流路内のインクを加圧してノズルから排出させる加圧クリーニングの方法が開示されている。クリーニングは、例えば、液体流路内の気泡を液体とともに排出する目的で行われる。

特開２０１７−１９３１３２号公報

ところで、上記したような加圧クリーニングを行うと、送液ポンプの停止後も、送液ポンプの下流側（送液ポンプと吐出ヘッドとの間）がしばらく加圧された状態となる。送液ポンプと吐出ヘッドとの間が加圧されている間は、ノズルから液体が排出され続ける。ノズルから液体が排出されることによって送液ポンプと吐出ヘッドとの間の圧力が下がると液体の排出は止まるが、その間は待ち時間となる。一般的に、吐出ヘッド内の流路は非常に狭く、液体の排出速度は遅いため、しばしば上記待ち時間は長い時間となる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加圧クリーニング後の待ち時間を低減できる液体吐出装置を提供することである。また、そのような液体吐出装置を備えたプリンタを提供することである。

ここに開示する液体吐出装置は、液体容器と、吐出ヘッドと、液体流路と、送液ポンプと、分岐流路と、バルブと、制御装置とを備える。前記液体容器には、液体が収容されている。前記吐出ヘッドは、前記液体が吐出されるノズルを備えている。前記液体流路は、前記液体容器に接続された端部と、前記吐出ヘッドに接続された他の端部とを有している。前記送液ポンプは、前記液体流路に設けられ、駆動時には前記液体容器から前記吐出ヘッドに向かう方向に前記液体を送る。前記分岐流路は、前記液体流路のうち前記送液ポンプよりも前記吐出ヘッド側の部分に接続された第１端部と、開放された第２端部とを有している。前記バルブは、前記分岐流路に設けられ、前記分岐流路を開閉可能に構成されている。
前記制御装置は、第１排出制御部と、第２排出制御部と、第３排出制御部と、第４排出制御部とを備えている。前記第１排出制御部は、前記送液ポンプを駆動させ、前記ノズルから前記液体を排出させる。前記第２排出制御部は、前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させた後に前記送液ポンプを停止させる。前記第３排出制御部は、少なくとも前記第２排出制御部が前記送液ポンプを停止させる前に前記バルブを閉鎖する。前記第４排出制御部は、少なくとも前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させた後であってかつ前記第３排出制御部が前記バルブを閉鎖した後に前記バルブを開放する。

上記液体吐出装置によれば、バルブを開放することによって、液体流路のうち送液ポンプよりも吐出ヘッド側の部分に存在する加圧された液体が分岐流路の開放端部（第２端部）から放出される。よって、液体流路のうち送液ポンプよりも吐出ヘッド側の部分の内部の圧力が低下する。それにより、送液ポンプを停止した後、ノズルからのインクの排出が迅速に止まる。そこで、上記液体吐出装置によれば、加圧クリーニング後の待ち時間を低減することができる。

一実施形態に係るプリンタの正面図である。 インク吐出装置の構成を示す模式図である。 キャリッジ下面の構成を模式的に示す平面図である。 ノズル付近の部分断面図である。 プリンタのブロック図である。 加圧クリーニングのプロセスの一例を示すフローチャートである。 加圧クリーニングのプロセスの変形例を示すフローチャートである。 変形例に係るプリンタのブロック図である。 インク容器の他の実施形態を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。以下の説明では、インクジェットプリンタを正面から見たときに、インクジェットプリンタから遠ざかる方を前方、インクジェットプリンタに近づく方を後方とする。また、図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、インクジェットプリンタの設置態様等を限定するものではない。

図１は、一実施形態に係る大判のインクジェットプリンタ（以下、「プリンタ」とする。）１０の正面図である。プリンタ１０は、ロール状の記録媒体５を前後方向に移動させるとともに、左右方向に移動するキャリッジ２０に搭載された吐出ヘッド７０からインクを吐出することによって、記録媒体５上に画像を印刷する。

記録媒体５は、画像が印刷される対象物である。記録媒体５は特に限定されない。記録媒体５は、例えば、普通紙やインクジェット用印刷紙等の紙類であってもよいし、樹脂製やガラス製などの透明なシートであってもよい。金属製やゴム製等のシートであってもよい。また、布帛であってもよい。

図１に示すように、プリンタ１０は、キャリッジ２０と、キャリッジ移動装置３０と、記録媒体５を搬送する搬送装置４０とを備えている。キャリッジ移動装置３０は、ガイドレール３１と、ベルト３２と、左右のプーリ３３ａおよび３３ｂと、キャリッジモータ３４とを備えている。ガイドレール３１には、キャリッジ２０が摺動自在に係合している。ガイドレール３１は、左右方向に延びている。ガイドレール３１は、キャリッジ２０の左右方向への移動をガイドする。ベルト３２は、キャリッジ２０に固定されている。ベルト３２は、無端状のベルトである。ベルト３２は、ガイドレール３１の右側に設けられたプーリ３３ａおよび左側に設けられたプーリ３３ｂに巻き掛けられている。右側のプーリ３３ａにはキャリッジモータ３４が取り付けられている。キャリッジモータ３４は、制御装置２００と電気的に接続されている。キャリッジモータ３４は、制御装置２００によって制御される。キャリッジモータ３４が駆動するとプーリ３３ａが回転し、ベルト３２が走行する。それにより、キャリッジ２０がガイドレール３１に沿って左右方向に移動する。

キャリッジ２０の下方には、プラテン１２が配置されている。プラテン１２は、左右方向に延びている。プラテン１２には記録媒体５が載置される。プラテン１２上の記録媒体５は、搬送装置４０によって前後方向に移動される。搬送装置４０は、ピンチローラ４１と、グリットローラ４２と、フィードモータ４３とを備えている。ピンチローラ４１はプラテン１２の上方に設けられ、記録媒体５を上から押下する。ピンチローラ４１は、キャリッジ２０より後方に配置されている。プラテン１２には、グリットローラ４２が設けられている。グリットローラ４２は、ピンチローラ４１の下方に配置されている。グリットローラ４２は、ピンチローラ４１と対向する位置に設けられている。グリットローラ４２は、フィードモータ４３に連結されている。グリットローラ４２は、フィードモータ４３の駆動力を受けて回転可能に形成されている。フィードモータ４３は、制御装置２００と電気的に接続されている。フィードモータ４３は、制御装置２００によって制御される。ピンチローラ４１とグリットローラ４２との間に記録媒体５が挟まれた状態でグリットローラ４２が回転すると、記録媒体５は前後方向に搬送される。

キャリッジ２０には、吐出ヘッド７０が搭載されている。図２は、吐出ヘッド７０を含むインク吐出装置５０の構成を示す模式図である。本実施形態では、複数の種類のインクが使用されるが、図２では、１つのインクに係るインク吐出装置５０を図示している。図２に示すように、インク吐出装置５０は、インク容器６０と、吐出ヘッド７０と、インク流路８０と、送液ポンプ９０と、ダンパ１００と、分岐流路１１０と、バルブ１２０とを備えている。インク吐出装置５０は、さらに、インクの吐出を安定的に行うために吐出ヘッド７０等の保全を行う構成を備えている。図２に示すように、インク吐出装置５０は、保全機構としてのワイピング装置１３０およびキャッピング装置１４０を備えている。

インク容器６０には、インクが収容されている。インク容器６０は、ここでは、インクを収容可能なタンクである。インク容器６０は、例えば、プラスチックで形成されている。図２に示すように、インク容器６０は、底部６１と、側壁部６２と、天面部６３とを備えている。底部６１、側壁部６２、および天面部６３によって、インク容器６０は、有底有蓋の容器に構成されている。底部６１、側壁部６２、および天面部６３は、インク容器６０の内部空間６０ａを構成している。インクは、内部空間６０ａに収容されている。底部６１には、インクが流出する供給ポート６４が設けられている。天面部６３には、開口部６５が設けられている。開口部６５によって、内部空間６０ａは大気開放されている。開口部６５は、インクを内部空間６０ａに注ぎ足す際の流入口の役割も担っている。

インク容器６０の天面部６３には、さらに、インクが帰還する帰還ポート６６が設けられている。帰還ポート６６には、分岐流路１１０が接続されている。この詳細については後述する。

１つのインク容器６０には、例えば、プロセスカラーインクおよび特色インクのうちの１つのインクが貯留されている。インクの材料は何ら限定されず、従来からインクジェットプリンタのインクの材料として用いられている各種の材料を使用することができる。上記インクは、例えば、ソルベント系（溶剤系）顔料インクや水性顔料インクであってもよい。あるいは、水性染料インクや、紫外線を受けて硬化する紫外線硬化型顔料インク等であってもよい。

吐出ヘッド７０は、インクを吐出する部材である。吐出ヘッド７０は、キャリッジ２０に設けられている。図３は、キャリッジ２０の下面の構成を模式的に示す平面図である。図３に示すように、キャリッジ２０の下面には、複数の吐出ヘッド７０が設けられている。複数の吐出ヘッド７０は、キャリッジ２０において左右方向に並んで配置されている。複数の吐出ヘッド７０は、それぞれ、複数のノズル７１を備えている。複数のノズル７１は、吐出ヘッド７０の下面に形成されている。ノズル７１は、インクが吐出される微細な孔である。吐出ヘッド７０の下面は、それぞれ、複数のノズル７１が形成されたノズル面７０ａを構成している。ノズル面７０ａにおいて、複数のノズル７１は前後方向に並んでノズル列を形成している。ここでは、ノズル列は、１つの吐出ヘッド７０につき２列形成されている。ただし、吐出ヘッド７０およびノズル７１の配置は上記したものに限定されるわけではない。

図４は、ノズル７１周辺の部分断面図である。図４に示すように、ノズル７１の近傍には、ケース７２と、振動板７３と、アクチュエータ７４とが設けられている。ケース７２は、中空に形成されている。ケース７２は、ここでは、上下に配置された２つの部分に仕切られている。ケース７２の上方の部分と下方の部分との間には、開口７２ａが設けられている。ケース７２の開口７２ａよりも下方の部分は、圧力室７２ｂを構成している。ノズル７１は、圧力室７２ｂの下壁を上下方向に貫通している。圧力室７２ｂには、インクが収容されている。インク吐出時には、圧力室７２ｂに収容されているインクがノズル７１から吐出される。

振動板７３は、開口７２ａを塞ぐように取り付けられている。振動板７３はケース７２とともに、圧力室７２ｂを区画している。振動板７３は、圧力室７２ｂの内側および外側に弾性変形可能な部材である。振動板７３は、圧力室７２ｂの容積を増加および減少させるように変形可能に構成されている。振動板７３は、典型的には樹脂フィルムである。

圧力室７２ｂの側壁には、インクが流入するインク流入口７２ｃが形成されている。ただし、インク流入口７２ｃは圧力室７２ｂとつながっていればよく、インク流入口７２ｃの位置は何ら限定されない。圧力室７２ｂには、インク流入口７２ｃを通じてインクが供給される。

振動板７３の圧力室７２ｂと反対側の面には、アクチュエータ７４が当接している。アクチュエータ７４は、振動板７３を介して、圧力室７２ｂの体積を増減させるように駆動する。これにより、圧力室７２ｂの体積が変化し、圧力室７２ｂの体積の変化によってノズル７１からインクが吐出される。アクチュエータ７４は、例えば、圧電材料と導電層とが交互に積層された積層体の圧電素子である。アクチュエータ７４は、制御装置２００に電気的に接続され、制御装置２００によって制御されている。アクチュエータ７４は、制御装置２００からの駆動信号を受けると膨張または収縮し、振動板７３を圧力室７２ｂの外側または内側に弾性変形させる。

図２に示すように、インク流路８０は、インク容器６０と吐出ヘッド７０とを接続している。インク流路８０は、インク容器６０に接続された上流側端部８１と、吐出ヘッド７０に接続された下流側端部８２とを有している。インクは、インク流路８０を通ってインク容器６０から吐出ヘッド７０に供給される。インク流路８０の材質は限定されないが、例えば、可撓性のチューブによって構成されている。

送液ポンプ９０は、インク流路８０に設けられている。送液ポンプ９０は、駆動時にはインク容器６０から吐出ヘッド７０に向かう方向にインクを送るように構成されている。送液ポンプ９０は、ここでは、チューブポンプである。ただし、送液ポンプ９０の種類は限定されず、例えば、ダイヤフラムポンプなどであってもよい。送液ポンプ９０は、制御装置２００に電気的に接続され、制御装置２００によって制御されている。

ダンパ１００は、インク流路８０、より詳しくは、送液ポンプ９０と吐出ヘッド７０との間に設けられている。ダンパ１００は、インクが一時的に貯留される貯留室１０１を備え、インクの圧力変動を緩和している。また、ダンパ１００には、貯留室１０１内のインクの圧力を検出するセンサ１０２が設けられている。制御装置２００は、センサ１０２が検出する貯留室１０１内のインクの圧力に基づいて送液ポンプ９０の動作を制御している。ここでは、センサ１０２は、貯留室１０１内のインクの圧力に応じて伸縮するダンパ膜１０３を利用して貯留室１０１内の圧力を検出している。ダンパ膜１０３は、貯留室１０１の一面を構成している。ダンパ膜１０３は、貯留室１０１内のインクの圧力に応じて、貯留室１０１の外部側に膨らみ、または内部側に収縮する。センサ１０２は、直接に、またはダンパ膜１０３に当接する他の部材を介して、ダンパ膜１０３が所定の位置よりも内部側に位置しているかどうかを検出する。センサ１０２は、それにより、貯留室１０１内のインクの圧力が所定の圧力を下回っているかどうかを検出する。センサ１０２は、例えば、フォトセンサである。センサ１０２は、ここでは、貯留室１０１内のインクの圧力が所定圧力を下回ると信号を発するように構成されている。制御装置２００は、センサ１０２に接続され、センサ１０２からの信号を受信している。

ただし、センサ１０２が貯留室１０１内のインクの圧力を検出する方式は特に限定されない。センサ１０２は、例えば、インクの圧力を直接測定する圧力センサであってもよい。

制御装置２００は、センサ１０２から信号を受け取ると、送液ポンプ９０を駆動させる。送液ポンプ９０の駆動により貯留室１０１内の圧力が所定の圧力以上になると、センサ１０２は、信号を停止する。制御装置２００は、センサ１０２からの信号が途切れると、送液ポンプ９０を停止させる。この制御により、消費されたインクに対応する量のインクが吐出ヘッド７０に供給される。

分岐流路１１０は、インク流路８０に接続されている。分岐流路１１０の一端である第１端部１１１は、インク流路８０のうち送液ポンプ９０よりも吐出ヘッド７０側の部分（以下、下流部分８０ａとも呼ぶ）に接続されている。インク流路８０の下流部分８０ａには接続部８３が設けられ、分岐流路１１０の第１端部１１１は、接続部８３に接続されている。分岐流路１１０は、例えば、可撓性のチューブである。ただし、分岐流路１１０の材質等は特に限定されない。

分岐流路１１０は、インク容器６０の帰還ポート６６に接続されている。分岐流路１１０の他方の端部である第２端部１１２は、ここでは、帰還ポート６６を通ってインク容器６０の内部に挿入されている。第２端部１１２は、開放された端部である。第２端部１１２は、インク容器６０の内部空間６０ａに対して開放されている。内部空間６０ａは大気開放されているため、第２端部１１２も大気開放されている。

バルブ１２０は、分岐流路１１０に設けられている。バルブ１２０は、分岐流路１１０を開閉可能に構成されている。バルブ１２０は、例えば、ソレノイドバルブである。しかし、バルブ１２０の種類等は限定されない。バルブ１２０は、制御装置２００に電気的に接続され、制御装置２００によって制御されている。

図１に示すように、プラテン１２の右方には、ワイピング装置１３０が設けられている。ワイピング装置１３０は、吐出ヘッド７０のノズル７１およびノズル面７０ａを払拭するワイピング動作を行う。ワイピング装置１３０は、ワイパー１３１と、ワイパー移動機構１３２とを備えている。ワイピング装置１３０は、ワイパー移動機構１３２でワイパー１３１を移動させることによって、ワイパー１３１に吐出ヘッド７０のノズル７１およびノズル面７０ａを払拭させる。

ワイパー１３１は、平板状に構成されている。ワイパー１３１は、ここでは、平面部が前後方向を向くように設けられている。ワイパー１３１は、例えば、ゴムによって形成されている。ワイパー１３１の上端は、吐出ヘッド７０のノズル面７０ａよりもわずかに高い位置に設定されている。そこで、吐出ヘッド７０がワイパー１３１の移動経路に位置している状態で、ワイパー移動機構１３２がワイパー１３１を移動させると、ワイパー１３１は、吐出ヘッド７０のノズル７１およびノズル面７０ａを払拭する。

ワイパー移動機構１３２は、ワイパー１３１を前後方向に移動させるように構成されている。ワイパー移動機構１３２は、ワイパーホルダ１３３と、ガイドレール１３４と、ワイピングモータ１３５（図５参照）と、図示しないベルトとを備えている。ワイパーホルダ１３３は、ワイパー１３１を略鉛直に保持するとともに、ガイドレール１３４に摺動可能に係合している。ガイドレール１３４は、前後方向に延びている。ベルトは、ワイパーホルダ１３３に固定されている。ワイピングモータ１３５は、ベルトを前後方向に走行させる。ワイパーホルダ１３３は、このベルトの駆動によって前後方向に移動される。それに伴って、ワイパー１３１が前後方向に移動する。ワイピングモータ１３５は、制御装置２００に電気的に接続され、制御装置２００によって制御されている。

なお、ワイパー移動機構は、吐出ヘッドとワイパーとの間の位置関係を変化させる機構であれば足り、それ以上限定されない。ワイパー移動機構は、ワイパーではなく、吐出ヘッドを移動させてもよく、両者を移動させてもよい。例えば、ワイピング時のワイパーと吐出ヘッドとの相対移動は、キャリッジ移動装置によるキャリッジの移動によって行われてもよい。その場合には、キャリッジ移動装置は、ワイパー移動機構の一部に相当する。

図１に示すように、キャリッジ２０の可動範囲の右端には、ホームポジションＰ１が設定されている。ホームポジションＰ１は、印刷待機時などにキャリッジ２０が配置される位置である。ホームポジションＰ１におけるキャリッジ２０の下方には、キャッピング装置１４０が配置されている。図２に示すように、キャッピング装置１４０は、キャップ１４１と、キャップ移動機構１４２と、廃液流路１４３と、廃液タンク１４４とを備えている。

キャップ１４１は、複数の吐出ヘッド７０を下方から覆うように、キャリッジ２０の下面に当接される。また、キャリッジ２０から離間される。キャップ１４１は、上面が開口した容器状の形状を有している。キャップ１４１は、ゴム等によって形成されている。キャップ１４１がキャリッジ２０の下面に当接することにより、複数の吐出ヘッド７０は、キャップ１４１に覆われる。

キャップ１４１は、キャップ移動機構１４２によって支持されている。キャップ移動機構１４２は、キャップ１４１をキャリッジ２０の下面に装着し、または離間させる。キャップ移動機構１４２は、キャップ１４１を下方から支持して上下方向に移動させる。それにより、キャップ１４１は、吐出ヘッド７０を覆い、または吐出ヘッド７０を露出させる。キャップ移動機構１４２は、キャッピングモータ１４５（図５参照）を備えている。キャッピングモータ１４５は、制御装置２００に電気的に接続され、制御装置２００によって制御されている。

キャップ１４１の底面には、廃液流路１４３の一端が接続されている。廃液流路１４３の他端は、廃液タンク１４４に接続されている。廃液タンク１４４は、キャップ１４１に排出されたインクが廃棄される容器である。廃液流路１４３は、キャップ１４１と廃液タンク１４４とを接続している。廃液流路１４３も、例えば、可撓性のチューブである。なお、廃液流路１４３には、インクを廃液タンク１４４に送る送液ポンプが設けられていてもよい。

図１に示すように、プリンタ１０の右端部には、操作パネル２４０が設けられている。操作パネル２４０には、機器状態を表示する表示部と、ユーザーによって操作される入力キー等が設けられている。操作パネル２４０は、制御装置２００と接続されている。

図５は、本実施形態に係るプリンタ１０のブロック図である。図５に示すように、制御装置２００は、キャリッジモータ３４と、フィードモータ４３と、吐出ヘッド７０のアクチュエータ７４と、送液ポンプ９０と、バルブ１２０と、ワイパー移動機構１３２のワイピングモータ１３５と、キャップ移動機構１４２のキャッピングモータ１４５と、操作パネル２４０とにそれぞれ電気的に接続され、それらを制御可能に構成されている。また、制御装置２００は、ダンパ１００に設けられたセンサ１０２に電気的に接続され、センサ１０２からの信号を受信している。

制御装置２００の構成は特に限定されない。制御装置２００は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、上記プログラムや各種データを格納するメモリ等の記憶装置とを備えている。なお、制御装置２００は必ずしもプリンタ１０の内部に設けられている必要はなく、例えば、プリンタ１０の外部に設置され、有線または無線を介してプリンタ１０と通信可能に接続されたコンピュータ等であってもよい。

図５に示すように、制御装置２００は、インク吐出装置５０の保全に係る制御部として、排出制御部２１０と、ワイピング制御部２２０と、キャッピング制御部２３０とを備えている。制御装置２００は、印刷動作を制御する制御部、インク吐出装置５０の保全に係る他の制御部、またはその他の制御部を備えていてもよいが、ここでは図示および説明を省略する。

排出制御部２１０は、ノズル７１からのインクの排出、より詳しくは、いわゆる加圧クリーニングの動作を制御する。加圧クリーニングは、送液ポンプ９０でインクを吐出ヘッド７０に供給することによって、吐出ヘッド７０のノズル７１からインクを排出する動作である。加圧クリーニングにより、例えば、吐出ヘッド７０内の空気がインクとともに排出される。加圧クリーニングは、ノズルからインクを吸引する吸引クリーニングに比べて、例えば、キャップと吐出ヘッドとを密着させる必要がない、吸引用の減圧ポンプを備える必要がない等のメリットがある。

排出制御部２１０は、加圧クリーニングにおけるインク排出の動作を制御する。排出制御部２１０は、インクを排出するために、送液ポンプ９０およびバルブ１２０の動作を制御する。図５に示すように、排出制御部２１０は、第１排出制御部２１１と、第２排出制御部２１２と、第３排出制御部２１３と、第４排出制御部２１４と、第５排出制御部２１５とを備えている。

加圧クリーニングにおいて、第１排出制御部２１１は、送液ポンプ９０を駆動させ、ノズル７１からインクを排出させる。これにより、インクの排出が開始される。第２排出制御部２１２は、第１排出制御部２１１が送液ポンプ９０を駆動させた後に送液ポンプ９０を停止させる。第１排出制御部２１１が送液ポンプ９０を駆動させてから、第２排出制御部２１２が送液ポンプ９０を停止させるまでが、インクの排出プロセスである。第３排出制御部２１３は、第１排出制御部２１１が送液ポンプ９０を駆動させる前にバルブ１２０を閉鎖する。言い換えれば、第１排出制御部２１１による送液ポンプ９０の駆動は、バルブ１２０が閉鎖された状態で行われる。第４排出制御部２１４は、第２排出制御部２１２が送液ポンプ９０を停止させた後にバルブ１２０を開放する。第５排出制御部２１５は、第４排出制御部２１４がバルブ１２０を開放した後に、バルブ１２０を再び閉鎖する。加圧クリーニングにおける各部の動きの詳細については後述する。

ワイピング制御部２２０は、加圧クリーニングにおけるワイピング動作を制御する。ワイピング制御部２２０は、ワイパー移動機構１３２を制御してワイパー１３１を前後方向に走行させ、ワイパー１３１によって吐出ヘッド７０のノズル７１およびノズル面７０ａを払拭する。ワイピング制御部２２０は、ここでは、第４排出制御部２１４がバルブ１２０を開放した後、所定の時間が経過後に、吐出ヘッド７０のノズル７１およびノズル面７０ａを払拭する。なお、ワイピング制御部２２０は、必要に応じて実施される他のワイピング動作（加圧クリーニング時のワイピング以外のワイピング）を制御する制御部を備えていてもよい。

キャッピング制御部２３０は、プリンタ１０のキャッピング動作を制御する。キャッピング制御部２３０は、加圧クリーニングが終了した後、キャップ移動機構１４２を制御して、キャップ１４１に吐出ヘッド７０を覆わせる。その他、キャッピング制御部２３０は、吐出ヘッド７０からインクが吐出または排出されていないとき、また、吐出ヘッド７０に対してワイピングが行われていないとき、基本的にキャップ１４１に吐出ヘッド７０を覆わせる。

以下では、本実施形態に係る加圧クリーニングのプロセスについて、適宜従来のプロセスと比較しながら説明する。図６は、本実施形態に係る加圧クリーニングのプロセスの一例を示すフローチャートである。図６に示すように、加圧クリーニングのステップＳ０１では、バルブ１２０が閉鎖される。ただし、バルブ１２０は、前回の加圧クリーニングの終了までに第５排出制御部２１５によって閉鎖されている。従って、その後、バルブ１２０が開放されていない限り、ステップＳ０１は省略されてもよい。言い換えると、バルブ１２０は、第３排出制御部２１３または第５排出制御部２１５によって閉鎖され、少なくともステップＳ０２の前までには閉鎖された状態となっている。バルブ１２０を閉鎖するのは、第３排出制御部２１３であっても、第５排出制御部２１５であってもよい。これにより、インクが分岐流路１１０を通ってインク流路８０からインク容器６０に帰還する経路が閉鎖される。

続くステップＳ０２では、送液ポンプ９０が駆動される。これにより、インクは吐出ヘッド７０の側に送られる。インクは、送液ポンプ９０による加圧によってノズル７１から排出される。ステップＳ０２により、インク流路８０の下流部分８０ａに存在するインクは加圧される。ノズル７１からインクが排出されている状態でも、吐出ヘッド７０内部のインク流路が非常に狭く、流路抵抗が大きいため、インク流路８０の下流部分８０ａに存在するインクは加圧される。ノズル７１から排出されたインクは、キャップ１４１によって受けられ、廃液タンク１４４に廃棄される。

ステップＳ０３では、送液ポンプ９０が停止される。ステップＳ０３は、ここでは、ステップＳ０２の開始から予め定められた時間が経過した時点で行われる。上記時間は、インクの排出時間である。上記時間は、気泡の排出結果などを考慮して適宜に定められてよい。

ステップＳ０４では、バルブ１２０が開放される。バルブ１２０を開放することによって、インク流路８０の下流部分８０ａに存在する加圧されたインクは、分岐流路１１０の第２端部１１２から放出される。第２端部１１２は、開放端である。これにより、インク流路８０の下流部分８０ａの内部の圧力が低下する。

従来のインク吐出装置は、一端がインク流路に接続され他端が開放された分岐流路、および、分岐流路に設けられたバルブを備えていなかった。従って、インク流路の送液ポンプよりも下流部分の圧力は、ノズルからインクが排出されることによってゆっくりと低下していた。インクは、送液ポンプと吐出ヘッドとの間が加圧されている間は、ノズルから排出され続ける。ノズルから液体が排出されることによって送液ポンプと吐出ヘッドとの間の圧力が下がると液体の排出は止まる。ただし、その間は待ち時間となる。一般的に、吐出ヘッド内の流路は非常に狭く、インクの排出速度は遅いため、上記待ち時間は長い時間となっていた。また、キャップによって受けられ、廃液タンクに廃棄されるインクの量も多かった。

それに対し、本実施形態に係るインク吐出装置５０は、インク流路８０の下流部分８０ａに第１端部１１１が接続され、第２端部１１２が開放された分岐流路１１０を備えている。インク吐出装置５０は、さらに、分岐流路１１０に設けられ、分岐流路１１０を開閉可能なバルブ１２０を備えている。そのため、送液ポンプ９０の停止後、バルブ１２０を開放することにより、インク流路８０の下流部分８０ａ内の圧力が低下する。それにより、ノズル７１からのインクの排出が迅速に止まる。そこで、本実施形態に係る液体吐出装置５０によれば、加圧クリーニング後の待ち時間を低減することができる。また、キャップ１４１によって受けられ、廃液タンク１４４に廃棄されるインクの量を減らすことができる。

本実施形態では、分岐流路１１０の第２端部１１２は、インク容器６０に接続されている。そのため、第２端部１１２から放出されるインクは、インク容器６０に再び収容される。よって、かかる構成によれば、加圧クリーニングによって廃棄されるインクの量を減らすことができる。

さらに、本実施形態では、インク容器６０の内部空間６０ａは、大気開放されている。よって、分岐流路１１０の第２端部１１２も大気開放されている。そのため、インク流路８０の下流部分８０ａのインクがスムーズに第２端部１１２から放出される。なお、第２端部１１２は、内部空間６０ａ内のインクに浸っていてもよい。

ステップＳ０５では、インクの排出が止まったノズル７１およびノズル面７０ａに対してワイピングが行われる。ステップＳ０５によって、ノズル７１およびノズル面７０ａに付着したインクが除去される。ステップＳ０５は、ステップＳ０４の後、所定の時間が経過した後に行われる。上記時間は、例えば、予め測定しておいたインクの排出が止まるまでの時間に基づいて設定されるとよい。

ステップＳ０６では、バルブ１２０が閉鎖される。ステップＳ０７では、アクチュエータ７４を駆動させてインクを吐出するフラッシングが行われる。フラッシングにより、吐出ヘッド７０の内部は負圧となる。これにより、ノズル７１からのインクの垂れが抑制される。ステップＳ０７の終了によって、加圧クリーニングは終了する。加圧クリーニングの終了後は、吐出ヘッド７０にキャップ１４１が被せられる。

（変形例）
加圧クリーニングは、いくつかの変形例によっても実施することができる。以下に説明する変形例は、加圧クリーニングのプロセスの一部と、そのようなプロセスを実現する制御装置の構成とを除いて、最初に説明した実施形態と同様である。そこで、以下の変形例の説明では、最初の実施形態と共通の機能を果たす部材には最初の実施形態と同じ符号を付すものとし、重複する説明は省略または簡略化する。

図７は、加圧クリーニングのプロセスの１つの変形例を示すフローチャートである。図７では、図６と共通するステップには、同じステップ番号を付している。また、図８は、この変形例に係るプリンタ１０のブロック図である。図８に示すように、本変形例では、ワイピング制御部２２０は、第１ワイピング制御部２２１と、第２ワイピング制御部２２２とを備えている。第１ワイピング制御部２２１は、第２排出制御部２１２が送液ポンプ９０を停止させた後であって第４排出制御部２１４がバルブ１２０を開放する前に、ワイピング装置１３０にノズル７１を払拭させる。また、第２ワイピング制御部２２２は、第４排出制御部２１４がバルブ１２０を開放した後に、再びワイピング装置１３０にノズル７１を払拭させる。

図７に示すように、本変形例では、送液ポンプ９０を停止させるステップＳ０３と、バルブ１２０が開放されるステップＳ０４との間に、ステップＳ０３Ａが挿入されている。ステップＳ０３Ａでは、ノズル７１およびノズル面７０ａに対してワイピングが行われる。このワイピングは、比較的速い速度でワイパー１３１を移動させて行われる。以下、このワイパー１３１の移動速度を第１速度と言う。第１ワイピング制御部２２１は、第１速度でワイパー１３１を移動させてノズル７１を払拭する。

ステップＳ０３Ａの最初のワイピングでは、多くの場合、インクの拭き残りが発生する。この段階では、まだインクが下流部分８０ａの残圧によってノズル７１から排出されている。また、ステップＳ０３Ａにおけるワイパー１３１の速度である第１速度は、比較的速い。ワイピングでは、一般的に、ワイパーの移動速度が遅い方がインク残りが少ない。そのため、ステップＳ０３Ａの後も、少量のインクがノズル面７０ａに残っている。

図７に示すように、本変形例では、図６と同様に、ステップＳ０５においてワイピングが行われる。ただし、本変形例では、ステップＳ０５のワイピングは、２回目のワイピングである。このワイピングは、比較的遅い速度でワイパー１３１を移動させて行われる。以下、このワイパー１３１の移動速度を第２速度と言う。第２ワイピング制御部２２２は、第１速度よりも遅い第２速度でワイパー１３１を移動させてノズル７１を払拭する。

ステップＳ０５の２回目のワイピングでは、拭き残りをできるだけ残さないようにインクが除去される。本願発明者の知見によれば、１回よりも複数回のワイピングを行った方がインクの拭き残しを少なくできる。さらに、本願発明者の知見によれば、１回目のワイピング（ここでは、ステップＳ０３Ａ）においてインクの拭き残しが少しあった方が、２回目のワイピング（ここでは、ステップＳ０５）におけるインクの拭き残しが少なくなる。１回目のワイピングにおける残留インクは、２回目のワイピングにおいてワイパー１３１をノズル面７０ａ上で滑りやすくする。その結果、２回目のワイピングにおけるインクの拭き残しが少なくなる。本変形例では、そのために、ステップＳ０４でバルブ１２０が開放される前に、ステップＳ０３Ａにおいて１回目のワイピングを行っている。

さらに、本実施形態では、１回目のワイピングにおけるワイパー１３１の速度である第１速度は、２回目のワイピングにおけるワイパー１３１の速度である第２速度よりも速く設定されている。これにより、１回目のワイピングにおいて、より確実にインクをノズル面７０ａに残留させることができる。

以上、好適ないくつかの実施形態について説明した。しかし、上記した実施形態は例示に過ぎず、ここに開示する技術は他の種々の形態で実施することができる。例えば、上記した実施形態では、インク容器６０は、内部空間６０ａが大気開放された容器であったが、密閉容器であってもよい。インク容器は、例えば、一部または全部が、可撓性を有し変形可能に構成された密閉容器であってもよい。図９は、インク容器の他の実施形態を模式的に示す断面図である。図９のインク容器１６０は、パウチである。インク容器１６０の内部空間１６０ａは、可撓性を有するパウチ素材１６１によって構成されている。内部空間１６０ａは、内部空間１６０ａを構成する区画部材としてのパウチ素材１６１によって密閉空間に構成されている。ただし、内部空間１６０ａを構成する区画部材は、パウチ素材１６１だけによって構成されていなくともよく、変形不能な素材を含んでいてもよい。つまり、区画部材の一部だけが可撓性を有していてもよい。

図９に示したインク容器１６０によれば、内部空間１６０ａの容積は、内部空間１６０ａ内の圧力と外部の圧力に応じて変動する。そこで、かかるインク容器１６０は、内部空間が大気開放されたインク容器と同じような挙動をする。即ち、本実施形態では、かかるインク容器１６０の構成により、インク流路８０から流れてきたインクが第２端部１１２からスムーズに放出される。かつ、インク容器１６０は密閉されているため、例えば、空気に晒されることによるインクの劣化を抑制することができる。

ただし、密閉型のインク容器は、内部空間の容積が変動可能なものに限定されない。内部空間の容積が変動不能な密閉型のインク容器では、内部空間の圧力は負圧になっているが、それでも分岐流路からのインクを受け入れることは可能である。よって、内部空間の容積が変動不能な密閉型のインク容器に対しても、ここに開示する技術を適用することができる。

さらに、上記した実施形態では、分岐流路１１０の第２端部１１２は、インク容器６０に接続されたが、他の場所に配置されてもよい。例えば、分岐流路１１０の第２端部１１２は、廃液タンク１４４に挿入されていてもよい。

また、上記した実施形態では、送液ポンプ９０の駆動開始（図６では、ステップＳ０２）は、バルブ１２０の閉鎖（図６では、ステップＳ０１）の後に行われたが、そうでなくてもよい。例えば、送液ポンプ９０の駆動開始とバルブ１２０の閉鎖とは同時に行われてもよい。送液ポンプ９０の駆動開始の方が、バルブ１２０の閉鎖より少し前でもよい。同様に、上記した実施形態では、バルブ１２０の開放（図６では、ステップＳ０４）は、送液ポンプ９０の停止（図６では、ステップＳ０３）の後に行われたが、そうでなくてもよい。例えば、送液ポンプ９０の停止とバルブ１２０の開放とは同時に行われてもよい。バルブ１２０の開放の方が、送液ポンプ９０の停止より少し前でもよい。第３排出制御部２１３によるバルブ１２０の閉鎖は、少なくとも、第２排出制御部２１２が送液ポンプ９０を停止させる前であればよい。第４排出制御部２１４によるバルブ１２０の開放は、少なくとも、第１排出制御部２１１が送液ポンプ９０を駆動させた後であってかつ第３排出制御部２１３がバルブ１２０を閉鎖した後であればよい。

ただし、送液ポンプ９０が駆動される前にバルブ１２０を閉鎖する制御によれば、送液ポンプ９０の駆動とともに加圧クリーニングが開始されるため、加圧クリーニングに要する時間が節減できる。また、送液ポンプ９０が停止された後にバルブ１２０を開放する制御によれば、インク排出とインク流路８０内の減圧との中間的な状態の時間が発生しないため、インク流路８０内を効率よく減圧できる。

上記した実施形態では、バルブ１２０は、バルブ１２０の開放から予め定められた時間が経過した後に行われるワイピングのさらに後に閉鎖された。しかし、バルブ１２０が閉鎖されるタイミングは、バルブ１２０の開放からの時間に基づいて定められなくてもよい。バルブ１２０が閉鎖されるタイミングは、例えば、ダンパ１００に設けられたセンサ１０２の出力に基づいて定められてもよい。その場合、バルブ１２０は、例えば、センサ１０２が検出する圧力が所定の圧力を下回ったタイミングに基づいて閉鎖されてもよい。このような制御によれば、まだインクがノズル７１から排出されているにもかかわらずバルブ１２０を閉鎖してしまうことや、インク流路８０内が過度に負圧になってしまうことを抑制することができる。例えば、インク容器６０が吐出ヘッド７０よりも低い位置に配置されている場合には、バルブ１２０の開放により、インク流路８０内が負圧になることがあり得る。そのような場合に、かかるバルブ１２０の閉鎖タイミングの設定は有効である。

なお、インク吐出装置の構成は、上記したものに限定されない。インク吐出装置には、他の部材、例えば、バルブや循環流路などが適宜に追加されてもよく、一部の部材が削除されてもよい。

上記した実施形態では、液体はインクであったが、これには限定されない。液体吐出装置が吐出する液体は、例えば樹脂材料や、溶質と溶媒とを含む各種液状組成物（例えば洗浄液）などであってもよい。また、上記した実施形態では、液体吐出装置は、プリンタに搭載される吐出ヘッドおよびその制御装置であったが、これには限定されない。液体吐出装置は、例えば、液体を吐出する種々の製造装置や、マイクロピペットなどの計測器具などに搭載することができ、各種用途で使用可能である。

１０ インクジェットプリンタ（プリンタ）
５０ インク吐出装置（液体吐出装置）
６０ インク容器（液体容器）
６０ａ 内部空間
７０ 吐出ヘッド
７１ ノズル
８０ インク流路（液体流路）
９０ 送液ポンプ
１１０ 分岐流路
１１１ 第１端部
１１２ 第２端部
１２０ バルブ
１３０ ワイピング装置
１３１ ワイパー
１３２ ワイパー移動機構
１６０ インク容器（液体容器）
１６０ａ 内部空間
１６１ パウチ素材（区画部材）
２００ 制御装置
２１０ 排出制御部
２１１ 第１排出制御部
２１２ 第２排出制御部
２１３ 第３排出制御部
２１４ 第４排出制御部
２１５ 第５排出制御部
２２０ ワイピング制御部
２２１ 第１ワイピング制御部
２２２ 第２ワイピング制御部

Claims (9)

1. 液体が収容された液体容器と、
   前記液体が吐出されるノズルを備えた吐出ヘッドと、
   前記液体容器に接続された端部と、前記吐出ヘッドに接続された他の端部とを有する液体流路と、
   前記液体流路に設けられ、駆動時には前記液体容器から前記吐出ヘッドに向かう方向に前記液体を送る送液ポンプと、
   前記液体流路のうち前記送液ポンプよりも前記吐出ヘッド側の部分に接続された第１端部と、大気開放された第２端部とを有する分岐流路と、
   前記分岐流路に設けられ、前記分岐流路を開閉可能なバルブと、
   制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記送液ポンプを駆動させ、前記ノズルから前記液体を排出させる第１排出制御部と、
   前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させた後に前記送液ポンプを停止させる第２排出制御部と、
   少なくとも前記第２排出制御部が前記送液ポンプを停止させる前に前記バルブを閉鎖する第３排出制御部と、
   少なくとも前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させた後であってかつ前記第３排出制御部が前記バルブを閉鎖した後に前記バルブを開放する第４排出制御部と、
   を備えている、液体吐出装置。
2. 液体が収容された液体容器と、
   前記液体が吐出されるノズルを備えた吐出ヘッドと、
   前記液体容器に接続された端部と、前記吐出ヘッドに接続された他の端部とを有する液体流路と、
   前記液体流路に設けられ、駆動時には前記液体容器から前記吐出ヘッドに向かう方向に前記液体を送る送液ポンプと、
   前記液体流路のうち前記送液ポンプよりも前記吐出ヘッド側の部分に接続された第１端部と、開放された第２端部とを有する分岐流路と、
   前記分岐流路に設けられ、前記分岐流路を開閉可能なバルブと、
   制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記送液ポンプを駆動させ、前記ノズルから前記液体を排出させる第１排出制御部と、
   前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させた後に前記送液ポンプを停止させる第２排出制御部と、
   少なくとも前記第２排出制御部が前記送液ポンプを停止させる前に前記バルブを閉鎖する第３排出制御部と、
   少なくとも前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させた後であってかつ前記第３排出制御部が前記バルブを閉鎖した後に前記バルブを開放する第４排出制御部と、
   を備え、
   前記液体容器は、前記液体が収容された内部空間を有し、
   前記分岐流路は、前記第２端部が前記内部空間に対して開放されるように前記液体容器に接続されている、液体吐出装置。
3. 前記内部空間は、大気開放されている、
   請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記液体容器は、前記内部空間を密閉された空間に構成する区画部材を備え、
   前記区画部材の少なくとも一部は、可撓性を有している、
   請求項２に記載の液体吐出装置。
5. 前記第３排出制御部は、前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させる前に前記バルブを閉鎖する、
   請求項１〜４のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
6. 前記第４排出制御部は、前記第２排出制御部が前記送液ポンプを停止させた後に前記バルブを開放する、
   請求項１〜５のいずれか一つに記載の液体吐出装置。
7. 液体が収容された液体容器と、
   前記液体が吐出されるノズルを備えた吐出ヘッドと、
   前記液体容器に接続された端部と、前記吐出ヘッドに接続された他の端部とを有する液体流路と、
   前記液体流路に設けられ、駆動時には前記液体容器から前記吐出ヘッドに向かう方向に前記液体を送る送液ポンプと、
   前記液体流路のうち前記送液ポンプよりも前記吐出ヘッド側の部分に接続された第１端部と、開放された第２端部とを有する分岐流路と、
   前記分岐流路に設けられ、前記分岐流路を開閉可能なバルブと、
   前記ノズルを払拭するワイパーを備えたワイピング装置と、
   制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記送液ポンプを駆動させ、前記ノズルから前記液体を排出させる第１排出制御部と、
   前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させた後に前記送液ポンプを停止させる第２排出制御部と、
   前記第１排出制御部が前記送液ポンプを駆動させる前に前記バルブを閉鎖する第３排出制御部と、
   前記第２排出制御部が前記送液ポンプを停止させた後に前記バルブを開放する第４排出制御部と、
   前記第２排出制御部が前記送液ポンプを停止させた後であって前記第４排出制御部が前記バルブを開放する前に、前記ワイピング装置に前記ノズルを払拭させる第１ワイピング制御部と、
   前記第４排出制御部が前記バルブを開放した後に前記ワイピング装置に前記ノズルを払拭させる第２ワイピング制御部と、
   を備えている、液体吐出装置。
8. 前記ワイピング装置は、前記吐出ヘッドに対して前記ワイパーを移動させるワイパー移動機構を備え、前記ワイパーを移動させることによって前記ワイパーに前記ノズルを払拭させ、
   前記第１ワイピング制御部は、第１の速度で前記ワイパーを移動させて前記ノズルを払拭し、
   前記第２ワイピング制御部は、前記第１の速度よりも遅い第２の速度で前記ワイパーを移動させて前記ノズルを払拭する、
   請求項７に記載の液体吐出装置。
9. 前記液体は、インクであり、
   請求項１〜８のいずれか一つに記載の液体吐出装置を備えた、プリンタ。

Images