JP6256692B2 - 液体噴射装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置及びその制御方法に関する。

被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置には、例えば、液体としてインクを噴射させて被噴射媒体である紙や記録シート等に印刷を行うインクジェット式記録装置が知られている。

このようなインクジェット式記録装置に用いられてノズル開口からインクを噴射するインクジェット式記録ヘッドは、インクが流入される流入口と、インクが流出される流出口とを有し、流入口から流入したインクを流出口から流出させることで内部のインクを循環することができる。そして、流入口に接続された流路に加圧ポンプ等の圧送手段を設けることで、加圧循環が可能となる。

また、インクジェット式記録ヘッドに液体を供給する流路に圧力調整弁を設け、圧力調整弁を介してインクをインクジェット式記録ヘッドに供給する場合、圧力調整弁は下流側の流路が負圧になることで開弁するため、加圧したインクを供給することができない。したがって、圧力調整弁を有する流路とは別のバイパス流路を設け、加圧クリーニング時にはバイパス流路を介して加圧されたインクをインクジェット式記録ヘッドに供給するようにした構成のインクジェット式記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１６１８４４号公報

しかしながら、圧力調整弁を用いたインクジェット式記録ヘッドに液体を加圧してクリーニングを行うと、気泡が流路の隅に押し込まれ、流路から排出されないことがあるという問題がある。

また、圧力調整弁を用いたインクジェット式記録ヘッドに加圧したインクを供給することや、インクを加圧することなく圧力調整弁を用いた圧力調整を行って供給するなど、インク供給の自由度が求められている。

なお、このような問題はインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、気泡排出性を向上して液体の供給バリエーションを増やした液体噴射装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通すると共に、第１の方向に沿って並設された個別流路と、複数の前記個別流路に連通するマニホールドと、を有する液体噴射ヘッドと、前記マニホールドの前記第１の方向の一端側に接続された第１流路と、前記マニホールドの前記第１の方向の他端側に接続された第２流路と、液体が貯留された液体貯留手段と前記第１流路及び前記第２流路のそれぞれとの連通状態を切り替える切替手段と、前記第１流路及び前記第２流路の前記切替手段と前記液体噴射ヘッドとの間に設けられて、前記第１流路の前記マニホールド側の負圧によって開弁する弁体を有する圧力調整ユニットと、前記液体貯留手段から前記切替手段に向かって液体を圧送する圧送手段と、前記切替手段を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記切替手段に前記液体貯留手段と前記第１流路とを連通させて、前記弁体を介して前記マニホールドに液体を供給する第１モードと、前記切替手段に前記液体貯留手段と前記第２流路とを連通させて、前記弁体を介さずに前記マニホールドに液体を供給する第２モードと、を切り替え可能なことを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、圧力調整ユニットの弁体によって圧力を調整した状態で液体噴射ヘッドに液体を供給する方法と、圧力調整ユニットの弁体を介さずに液体噴射ヘッドに液体を供給する方法とが切り替え可能なことから、クリーニング時などに異なる供給状態でクリーニングを行うことができ、気泡排出性を向上することができる。

ここで、前記ノズル開口から液体を吸引する吸引手段を具備し、前記制御部は、前記吸引手段によって前記ノズル開口から液体を排出させる第３モードを行わせることが好ましい。これによれば、クリーニング時などに異なる供給状態でクリーニングを行うことができ、気泡排出性を向上することができる。

また、前記制御部は、前記第３モードを行ってから前記第２モードを行うか否かを判別することが好ましい。これによれば、第２モードを行って確実に液体の充填及び気泡の排出を行わせることができると共に、第３モードのみで十分な場合には、第２モードを行わせずに、液体の無駄な消費を抑制することができる。

また、前記制御部は、前記液体噴射ヘッドに初期充填を行う際に、前記第２モードにより第２流路に液体を供給した後、前記第３モードを行うことが好ましい。これによれば、第２モードによって液体を供給することで弁体を介さずに流量を多くして液体の充填を行うことができると共に、最終的に第３モードを行うことで、流路の隅に押し込まれて排出されなかった気泡を吸引によって効果的に外部に排出することができる。

また、前記弁体を前記第１流路の圧力に拘わらず開弁させる開弁手段を有し、前記制御部は、前記開弁手段によって前記弁体を開弁させて、前記切替手段に第１流路から液体を供給させて、前記第１流路から前記液体噴射ヘッドに液体を供給する第４モードを行わせることが好ましい。これによれば、さらに異なる供給方法で液体を供給することができる。

また、前記ノズル開口を封止するキャップをさらに具備し、前記制御部は、前記第４モードの場合に、前記ノズル開口を前記キャップで封止して、前記第１流路から前記液体噴射ヘッドに供給した液体を前記第２流路から回収することが好ましい。これによれば、さらに異なる供給方法で液体を供給することができる。

また、循環用のポンプをさらに備え、前記制御部は、前記第１モードの場合に、前記第１流路から供給した液体を前記液体噴射ヘッドの前記ノズル開口からの液体の噴射と、前記第２流路からの回収とに充てることが好ましい。これによれば、さらに異なる供給方法で液体を供給することができる。

さらに、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通すると共に、第１の方向に沿って並設された個別流路と、複数の前記個別流路に連通するマニホールドと、を有する液体噴射ヘッドと、前記マニホールドの前記第１の方向の一端側に接続された第１流路と、前記マニホールドの前記第１の方向の他端側に接続された第２流路と、液体が貯留された液体貯留手段と前記第１流路及び前記第２流路のそれぞれとの連通状態を切り替える切替手段と、前記第１流路及び前記第２流路の前記切替手段と前記液体噴射ヘッドとの間に設けられて、前記第１流路の前記マニホールド側の負圧によって開弁する弁体を有する圧力調整ユニットと、前記液体貯留手段から前記切替手段に向かって液体を圧送する圧送手段と、前記切替手段を制御する制御部と、を具備する液体噴射ヘッドの制御方法であって、前記制御部は、前記切替手段に前記液体貯留手段と前記第１流路とを連通させて、前記弁体を介して前記マニホールドに液体を供給する第１モードと、前記切替手段に前記液体貯留手段と前記第２流路とを連通させて、前記弁体を介さずに前記マニホールドに液体を供給する第２モードと、を切り替え可能に制御することを特徴とする液体噴射装置の制御方法にある。
かかる態様では、圧力調整ユニットの弁体によって圧力を調整した状態で液体噴射ヘッドに液体を供給する方法と、圧力調整ユニットの弁体を介さずに液体噴射ヘッドに液体を供給する方法とが切り替え可能なことから、クリーニング時などに異なる供給状態でクリーニングを行うことができ、気泡排出性を向上することができる。

実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。 実施形態１に係る記録装置の流路構成を模式的に表した図である。 実施形態１に係る記録ヘッド及び圧力調整ユニットの平面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態１に係る圧力調整ユニットの断面図である。 実施形態１に係る圧力調整ユニットの動作を示す断面図である。 実施形態１に係る圧力調整ユニットの動作を示す断面図である。 実施形態１に係る吸引手段の斜視図である。 実施形態１に係る吸引手段の要部を切り欠いた平面図である。 実施形態１に係る記録装置の制御構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る各モードを示す流路構成を模式的に表した図である。 実施形態１に係る各モードを示す流路構成を模式的に表した図である。 実施形態１に係る各モードを示す流路構成を模式的に表した図である。 実施形態１に係る各モードを示す流路構成を模式的に表した図である。 実施形態１に係る各モードを示す流路構成を模式的に表した図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録装置の概略図であり、図２は、インクジェット式記録装置の流路構成を模式的に表した図である。

本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉは、装置本体にインクジェット式記録ヘッド２０を固定し、ノズル開口２１の並設方向に対して直交する方向に記録用紙等の被噴射媒体を搬送することで被噴射媒体への印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置である。

具体的には、図１に示すように、インクジェット式記録装置Ｉは、インクジェット式記録ヘッド２０を具備するインクジェット式記録ヘッドユニット２と、装置本体３と、被記録媒体である記録シートＳを給紙する搬送ローラー４と、液体貯留手段５とを備えている。

インクジェット式記録ヘッドユニット２（以下、ヘッドユニット２とも言う）は、複数のインクジェット式記録ヘッド２０と、複数のインクジェット式記録ヘッド２０を保持する板状のベースプレート６と、を具備する。このヘッドユニット２は、ベースプレート６に取り付けられたフレーム部材７を介して装置本体３に固定されている。

また、装置本体３には搬送手段としての搬送ローラー４が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー４により搬送されるようになっている。なお、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラー４に限られずベルトやドラム等であってもよい。

また、各インクジェット式記録ヘッド２０には、装置本体３に固定されてインクを貯留する液体貯留手段５が切替手段８を介して接続されている。

液体貯留手段５と切替手段８とは、内部に供給路１００が設けられた供給管１３０、内部に回収路１０１が設けられた回収管１３１とによって接続されている。これら供給管１３０及び回収管１３１は、例えば、変形可能な配管であるフレキシブルチューブや樹脂又は金属等で形成されたリジット配管等を用いることができる。

また、切替手段８とインクジェット式記録ヘッド２０とは、内部に第１流路部１１０が設けられた第１流路部材１３２と、内部に第２流路部１２０が設けられた第２流路部材１３３とによって接続されている。このような第１流路部材１３２及び第２流路部材１３３は、例えば、変形可能な配管であるフレキシブルチューブや樹脂又は金属等で形成されたリジット配管等を用いることができる。

そして、切替手段８は、供給路１００及び回収路１０１と、第１流路部１１０及び第２流路部１２０との接続状態を切り替え可能なものであり、例えば、電磁力を用いて切り替え可能な電磁弁などを用いることができる。具体的には、切替手段８は、第１流路部１１０に対して３つの接続状態を切り替え可能になっている。すなわち、切替手段８は、第１流路部１１０と供給路１００とを接続する第１状態、第１流路部１１０と回収路１０１とを接続する第２状態、及び、第１流路部１１０と供給路１００及び回収路１０１とを接続しない第３状態とに切り替え可能である。また、切替手段８は、第２流路部１２０に対して３つの接続状態を切り替え可能になっている。すなわち、切替手段８は、第２流路部１２０と供給路１００とを接続する第４状態、第２流路部１２０と回収路１０１とを接続する第５状態、及び、第２流路部１２０と供給路１００及び回収路１０１とを接続しない第６状態とに切り替え可能である。なお、切替手段８は、電磁弁に限定されず、モーター等の電動力を用いたものや、油圧などを圧力を用いたものなどを用いてもよい。

また、切替手段８とインクジェット式記録ヘッド２０との間には、各インクジェット式記録ヘッド２０毎に圧力調整ユニット３０が設けられている。圧力調整ユニット３０については、詳しくは後述するが、液体貯留手段５からインクジェット式記録ヘッド２０に供給するインクの圧力を調整するものである。

また、切替手段８と液体貯留手段５との間の供給管１３０には、圧送手段である加圧ポンプ１３４が設けられている。液体貯留手段５からのインクは加圧ポンプ１３４の圧力によって供給管１３０の供給路１００を通り、切替手段８を介してインクジェット式記録ヘッド２０に供給される。なお、本実施形態では、圧送手段として加圧ポンプ１３４を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、液体貯留手段５とインクジェット式記録ヘッド２０との鉛直方向の高さを調整することにより、水頭差によってインクを圧送するようにしてもよい。

さらに、切替手段８と液体貯留手段５との間の回収管１３１には、吸引ポンプ１３５が設けられている。インクジェット式記録ヘッド２０から噴射されなかったインクは、切替手段８を介して回収管１３１の回収路１０１を通って液体貯留手段５に回収される。

さらに、本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉには、特に図示していないが、各インクジェット式記録ヘッド２０のノズル開口２１からインクを吸引して排出させる吸引手段９と、インクジェット式記録ヘッド２０の圧力調整弁を開弁させる開弁手段１０と、が設けられている。吸引手段９及び開弁手段１０については詳しくは後述する。

さらに、本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉは、特に図示していないが、印刷信号に基づいて、記録シートＳの搬送やインクジェット式記録ヘッド２０からのインク滴の噴射を制御すると共に、切替手段８、吸引手段９、開弁手段１０等を制御する制御部１１が設けられている。

ここで、このようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるインクジェット式記録ヘッドの一例について説明する。なお、図３は、インクジェット式記録ヘッド及び圧力調整ユニットの平面図及び要部を切り欠いた平面図であり、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ′線断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ′線断面図、図５は図３のＣ−Ｃ′線断面図であり、図６及び図７は、圧力調整ユニットの動作を示すＣ−Ｃ′線の断面図である。

図３及び図４に示すように、インクジェット式記録ヘッド２０は、一方面に複数のノズル開口２１が設けられた液体噴射面２０ａを有する。具体的には、インクジェット式記録ヘッド２０には、インクを噴射するノズル開口２１が並設されて設けられている。本実施形態では、ノズル開口２１の並設方向を第１の方向Ｘと称する。また、第１の方向Ｘに並設されたノズル開口２１の列は、第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙに２列設けられている。なお、本実施形態では、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに直交する方向を第３の方向Ｚと称し、圧力調整ユニット３０に対して液体噴射面２０ａ側をＺ１側、液体噴射面２０ａとは反対面側の圧力調整ユニット３０側をＺ２側と称する。

インクジェット式記録ヘッド２０の内部には、各ノズル開口２１に連通する個別流路（図示なし）が設けられており、個別流路に設けられた図示しない圧力発生手段によって各個別流路内のインクに圧力を付与することで、ノズル開口２１からインクが噴射される。また、複数の個別流路は、共通の流路であるマニホールド２２に連通して設けられている。なお、圧力発生手段としては、例えば、縦振動型の圧電素子、撓み振動型の圧電素子、発熱素子及び静電気力を用いたものなどが挙げられる。

マニホールド２２は、インクジェット式記録ヘッド２０の第１の方向Ｘに沿って設けられている。なお、マニホールド２２は、第１の方向Ｘに分割されて複数設けられていてもよく、また、第２の方向Ｙに分割されて複数設けられていてもよい。

このようなインクジェット式記録ヘッド２０には、マニホールド２２の第１の方向Ｘの一端側に連通する第３流路部１１１と、マニホールド２２の第１の方向Ｘの他端側に連通する第４流路部１２１と、が設けられている。本実施形態では、第１の方向Ｘにおいて、マニホールド２２の第３流路部１１１が接続された一端側をＸ１側と称し、第４流路部１２１が接続された他端側をＸ２側と称する。

また、第３流路部１１１には、インクに含まれる気泡やゴミなどの異物を除去するためのフィルター１３６が設けられている。第３流路部１１１を通過したインクは、フィルター１３６によって異物が除去されてマニホールド２２に供給される。

また、第３流路部１１１及び第４流路部１２１は、マニホールド２２と接続された端部とは反対側の端部が、第３の方向Ｚにおいてインクジェット式記録ヘッド２０の液体噴射面２０ａとは反対側であるＺ２側の面に開口して設けられている。

このようなインクジェット式記録ヘッド２０の第３流路部１１１及び第４流路部１２１には、それぞれ第１接続管４０及び第２接続管４１を介して圧力調整ユニット３０が接続されている。

圧力調整ユニット３０は、図３及び図５に示すように、インクジェット式記録ヘッド２０の液体噴射面２０ａとは反対側のＺ２側に設けられて、インクジェット式記録ヘッド２０の第３流路部１１１に連通する第５流路部１１２と、インクジェット式記録ヘッド２０の第４流路部１２１に連通する第６流路部１２２と、を具備する。

第５流路部１１２は、第１の方向ＸのＸ１側に設けられており、第５流路部１１２は、第１接続管４０の内部に設けられた第１接続流路１１３を介してインクジェット式記録ヘッド２０の第３流路部１１１に連通している。

また、圧力調整ユニット３０の第５流路部１１２の途中には、第５流路部１１２のインクジェット式記録ヘッド２０側の圧力で開閉する弁体が設けられている。具体的には、第５流路部１１２は、圧力調整ユニット３０の表面に開口する凹形状を有する圧力室１１２ａを有する。第５流路部１１２の圧力室１１２ａよりも上流側、すなわちインクジェット式記録ヘッド２０とは反対側は、圧力調整ユニット３０の厚さ方向の内方に設けられて圧力室１１２ａの底面に貫通孔１１２ｂを介して連通する。また、第５流路部１１２の圧力室１１２ａよりも下流側、すなわち、インクジェット式記録ヘッド２０側は、圧力室１１２ａと同様に圧力調整ユニット３０の表面に凹形状に形成され、第１接続流路１１３と接続される領域で、厚さ方向の内方に設けられる。このような圧力室１１２ａを含む表面に開口する第５流路部１１２は、圧力調整ユニット３０の表面に固定された可撓性を有するフィルム３１によって封止されている。

また、圧力室１１２ａ内には、弁体３２が設けられている。弁体３２は、軸部３２ａと、軸部３２ａの一端部側に一体となって設けられた円板部３２ｂとからなり、軸部３２ａが、圧力室１１２ａに形成された貫通孔１１２ｂに挿通されている。また、弁体３２の円板部３２ｂが設けられた一端部とは反対側の他端部は、図示しない受圧板等を介してフィルム３１に当接して設けられている。このような弁体３２の円板部３２ｂは、貫通孔１１２ｂの内径よりも大きな外径を有する。また、円板部３２ｂの背面（フィルム３１とは反対側）と第５流路部１１２の壁面との間にはバネ３３が設けられており、このバネ３３によって弁体３２はフィルム３１側に付勢され、円板部３２ｂが貫通孔１１２ｂを塞ぐことで、第５流路部１１２が閉口される。

このような弁体３２は、圧力室１１２ａ内に負圧が作用すると、図６に示すように、圧力室１１２ａ内の負圧と、フィルム３１によって隔てられた圧力室１１２ａの外側の外気圧との圧力差によってフィルム３１が圧力室１１２ａ側に変形し、この変形を弁体３２に伝達する。すなわち、圧力室１１２ａの圧力（負圧）が外気圧との間に、バネ３３の付勢力に抗する圧力差が生じた際に、フィルム３１は圧力室１１２ａ側に変形する。これにより、弁体３２がバネ３３の付勢力に抗して移動し、貫通孔１１２ｂの周縁部と円板部３２ｂとの間に隙間を形成して第５流路部１１２を開口する。

一方、第６流路部１２２は、図３に示すように、圧力調整ユニット３０の第１の方向ＸのＸ２側に設けられており、Ｚ１側の一端が第２接続管４１に設けられた第２接続流路１２３を介してインクジェット式記録ヘッド２０の第４流路部１２１に連通されている。また、第６流路部１２２の他端部は、圧力調整ユニット３０のインクジェット式記録ヘッド２０とは反対側であるＺ２側の面に開口して設けられている。

また、本実施形態の圧力調整ユニット３０には、圧力調整ユニット３０の弁体３２を強制的に開弁する開弁手段１０が設けられている。本実施形態の開弁手段１０は、偏心回転可能なカム１０ａと、カム１０ａを回転させるモーター等の駆動手段（図示なし）と、を具備する。

カム１０ａは、フィルム３１の弁体３２の軸部３２ａとは反対面側に配置されている。そして、カム１０ａが図示しない駆動手段によって偏心回転することで、図７に示すように、カム１０ａはフィルム３１の外側から弁体３２の軸部３２ａをバネ３３の付勢力に抗して押圧する。これにより、貫通孔１１２ｂの周縁部と円板部３２ｂとの間に隙間が形成されて第３流路部１１１が開弁する。すなわち、開弁手段１０は、圧力室１１２ａの圧力に拘わらず、強制的に弁体３２を移動させて開弁させることができるものである。

なお、本実施形態では、偏心回転可能なカム１０ａと、カム１０ａを回転させる図示しない駆動手段とからなる開弁手段１０を設けるようにしたが、開弁手段１０は、弁体３２を圧力室１１２ａの圧力に拘わらずに移動させて、第３流路部１１１を開弁することができれば特にこれに限定されず、例えば、開弁手段１０として、フィルム３１の表面や弁体３２に磁性体を設け、電磁力によって磁性体を移動させることで開弁させるものや、油圧、空気圧等の圧力やモーター等の動力によって往復移動するピンによってフィルム３１の表面を押圧するものなどを用いることもできる。

このように、本実施形態では、切替手段８からインクジェット式記録ヘッド２０のマニホールド２２までに至る第１流路部１１０、第５流路部１１２、第１接続流路１１３及び第３流路部１１１を第１流路と称し、第２流路部１２０、第６流路部１２２、第２接続流路１２３及び第４流路部１２１を第２流路と称する。すなわち、第１流路及び第２流路の切替手段８とインクジェット式記録ヘッド２０との途中に圧力調整ユニット３０が設けられており、第１流路の途中には、第１流路のマニホールド２２側の負圧によって開弁する弁体３２が設けられている。

ここで、インクジェット式記録ヘッド２０のノズル開口２１からインクを吸引する吸引手段９について説明する。図８は、吸引手段の斜視図であり、図９は、吸引手段の要部を切り欠いた平面図ある。

図示するように、吸引手段９は、ノズル開口２１を覆う吸引キャップ５０と、吸引キャップ５０にチューブ５１を介して接続された例えば真空ポンプ等の吸引装置５２と、を具備する。

吸引キャップ５０は、インクジェット式記録ヘッド２０の液体噴射面２０ａに相対向して設けられ、複数のノズル開口２１の全てを覆うように設けられている。具体的には、吸引キャップ５０は、液体噴射面２０ａに相対向して全てのノズル開口２１に亘って開口する吸引口５０ａを有する。この吸引口５０ａの縁部が液体噴射面２０ａに当接することで、吸引キャップ５０はノズル開口２１の全てを覆う。また、吸引キャップ５０には、吸引口５０ａとは反対側の面に吸引口５０ａと連通する連通口５０ｂを有し、この連通口５０ｂに吸引装置５２がチューブ５１を介して接続されている。

このような吸引キャップ５０は、吸引口５０ａの縁部を液体噴射面２０ａに当接し、吸引装置５２がインクを吸引することでノズル開口２１を介してインクジェット式記録ヘッド２０の流路（第１流路や第２流路）内のインクを吸引して気泡等の異物を排出させる吸引クリーニング動作に用いられる。また、吸引キャップ５０は、吸引装置５２による吸引動作を行わせずに、ノズル開口２１の全てを覆うことでノズル開口２１近傍のインクの乾燥及び増粘を抑制する役割を有する。

なお、特に図示していないが、吸引キャップ５０は、第３の方向Ｚに移動可能に設けられており、詳しくは後述する制御部１１の制御によって所望のタイミングでインクジェット式記録ヘッド２０側に移動して、液体噴射面２０ａに当接する。なお、本実施形態では、吸引キャップ５０によって、ノズル開口２１近傍のインクの乾燥及び増粘を抑制するようにしたが、特にこれに限定されず、吸引キャップ５０とは別に液体噴射面２０ａに密着して、ノズル開口２１近傍のインクの乾燥及び増粘を抑制する密着キャップを設けるようにしてもよい。

ここでインクジェット式記録装置Ｉの制御部１１について説明する。なお、図１０は、インクジェット式記録装置の制御構成を示すブロック図である。

制御部１１は、搬送手段である搬送ローラー４を制御して記録シートＳの位置を制御すると共に、インクジェット式記録ヘッド２０に駆動信号に基づいて選択的にノズル開口２１からインクを噴射させて印刷動作を実行させる。

また、制御部１１は、切替手段８、吸引手段９及び開弁手段１０の動作を制御する。具体的には、制御部１１は、切替手段８を制御して流路の接続状態を第１状態〜第６状態に切り替える。

ここで、切替手段８の接続状態は、上述したように、第１流路部１１０に対して第１状態、第２状態及び第３状態の３つの接続状態と、第２流路部１２０に対して第４状態、第５状態及び第６状態の３つの接続状態と、を有する。

また、制御部１１は、吸引手段９を制御して、所望のタイミングで吸引キャップ５０によってノズル開口２１を覆うと共に、吸引装置５２を制御して、吸引キャップ５０を介してノズル開口２１からインクを排出させる吸引クリーニング動作を行わせる。

さらに、制御部１１は、開弁手段１０を消耗のタイミングで制御して圧力室１１２ａの圧力変化に拘わらず、弁体３２を移動させて第５流路部１１２を開弁、すなわち第１流路を開弁させる強制開弁動作を行わせる。

そして、制御部１１は、上記の切替手段８による第１状態〜第８状態と、吸引手段９による吸引キャップ５０によるノズル開口２１の密封及び吸引クリーニング動作と、開弁手段１０による強制開弁動作とを組み合わせて、液体貯留手段５からインクジェット式記録ヘッド２０へのインクの供給、回収及びクリーニング等の制御を行う。

具体的には、制御部１１は、切替手段８、吸引手段９、開弁手段１０を各種組み合わせて、第１モード、第２モード、第３モード及び第４モードの４つのモードを基本として制御する。ここで、各モードについて図１１〜１４を参照して説明する。なお、図１１〜図１４は、流路構成を模式的に表した図である。

第１モードは、図１１（ａ）に示すように、制御部１１が切替手段８を制御して第１状態で流路を接続させる。この第１モードでは、液体貯留手段５からのインクは、加圧ポンプ１３４によって供給路１００から第１流路に供給される。加圧ポンプ１３４によって加圧されたインクは、圧力調整ユニット３０によって圧力が調整されてインクジェット式記録ヘッド２０に供給される。すなわち、加圧ポンプ１３４によって加圧されたインクは、弁体３２が閉弁している状態では、インクジェット式記録ヘッド２０に供給されない。そして、ノズル開口２１からインクが噴射されると、マニホールド２２内のインクが消費されて圧力室１１２ａ内の圧力が低下し、フィルム３１が圧力室１１２ａ内に撓み変形する。これにより、フィルム３１が弁体３２をバネ３３の付勢力に抗して押圧して、第５流路部１１２が開弁され、液体貯留手段５から供給路１００及び第１流路を介してマニホールド２２に供給される。そして、インクの供給によって圧力室１１２ａ内の圧力が上昇したら、フィルム３１が弁体３２を押圧する圧力が低下し、弁体３２がバネ３３によって付勢されて第５流路部１１２が閉弁される。

また、第１モードでは、切替手段８は、第２流路と回収路１０１とを接続した第５状態、又は第２流路と供給路１００及び回収路１０１とを接続しない第６状態とすることができる。

例えば、図１１（ｂ）に示すように、第１モードにおいて、切替手段８が第５状態、すなわち、第２流路と回収路１０１とを接続した場合には、液体貯留手段５からマニホールド２２に供給されたインクは、ノズル開口２１から吐出されると共に、マニホールド２２内で吐出されなかったインクは、吸引ポンプ１３５の吸引力によって第２流路、すなわち、第６流路部１２２、第２接続流路１２３、第４流路部１２１、第２流路部１２０及び回収路１０１を介して液体貯留手段５に回収される、いわゆる循環を行うことができる。

また、図１１（ａ）に示すように、第１モードにおいて、切替手段８が第６状態、すなわち、第２流路と供給路１００及び回収路１０１とを接続しなければ、循環は行われない。

このように、切替手段８による第２流路側の接続状態は、インクの種類によって変更することができる。例えば、インクに含まれる成分が沈降し易いインクや気泡が発生しやすいインクを用いる場合には、第１モードの場合に、切替手段８は第５状態にして液体貯留手段５とインクジェット式記録ヘッド２０との間でインクを循環させれば、インクジェット式記録ヘッド２０内のインクを攪拌してインクに含まれる成分の沈降を抑制することができると共に、気泡が液体貯留手段５に排出されて気泡の残留によるインクの噴射不良等を抑制することができる。また、循環が不要なインクを用いる場合には、第１モードの場合に、切替手段８が第６状態にしてインクの循環を行わせないようにすればよい。

このような第１モードにおける第２流路側の接続状態は、例えば、制御部１１がインクの種類によって自動的に判別して行ってもよく、ユーザー等が手動で設定するようにしてもよい。

このようにインクジェット式記録装置Ｉに性質の異なるインクを使用することができるので、インク毎に構成の異なるインクジェット式記録装置Ｉを複数用意する必要がなく、コストを低減することができる。

第２モードは、図１２に示すように、制御部１１が切替手段８を制御して第４状態で流路を接続させる。すなわち、供給路１００と第２流路とを接続して、液体貯留手段５からのインクを加圧ポンプによって加圧して、供給路１００及び第２流路を介してマニホールド２２に供給する。この第２流路には、弁体３２が設けられていないことから、マニホールド２２に加圧されて供給されたインクは、ノズル開口２１から排出される。このようにノズル開口２１から排出されたインクは、吸引キャップ５０内に排出するようにすればよい。もちろん、ノズル開口２１から排出されたインクは、吸引キャップ５０に限定されず、吸引キャップ５０以外のものに排出されてもよい。これにより、マニホールド２２に供給するインクの流量を多くすることができると共に、ノズル開口２１近傍の気泡などの異物を効果的に排出させることができる。

第３モードは、制御部１１によって吸引手段９を制御して、吸引手段９にノズル開口２１からインクを吸引させる。

この第３モードにおいては、切替手段８は、第１状態〜第６状態の何れの状態であってもよい。例えば、図１３（ａ）に示すように、切替手段８が、第１状態で第１流路と供給路１００とを接続した場合、吸引手段９によってノズル開口２１からインクを吸引しながら、第１流路を介してマニホールド２２にインクを加圧供給することができる。また、例えば、吸引手段９によってノズル開口２１からインクを吸引した状態で、切替手段８が第３状態、すなわち、第１流路と供給路１００及び回収路１０１とを接続しない状態から、切替手段８が第１状態、すなわち、第１流路と供給路１００とを接続する状態に変化させることで、いわゆるチョーククリーニングを行うことができる。すなわち、チョーククリーニングでは、第１流路をチョークした状態でノズル開口２１から吸引を行わせて第１流路内の圧力を高めた後、第１流路のチョークを開放することで、一気に第１流路内のインクをノズル開口２１から排出させる。これにより第１流路に亘ってインクを充填することができ、充填不良を抑制することができると共に排出しにくいゴミや気泡などの異物を排出させることができる。

また、第３モードにおいては、第２流路においても同様で、例えば、図１３（ｂ）に示すように、切替手段８が第４状態で第２流路と供給路１００とを接続した場合、吸引手段９によってノズル開口２１からインクを吸引しながら、第２流路を介してマニホールド２２にインクを加圧供給することができる。また、第１流路と同様に、吸引手段９による吸引を行いながら、切替手段８が第６状態から第４状態に切り替えることで、チョーククリーニングを行うことができる。

第４モードでは、図１４（ａ）に示すように、制御部１１が開弁手段１０を制御して、強制開弁動作を行わせると共に、切替手段８を制御して、第１状態、すなわち、第１流路と供給路１００とを接続させる。これにより、弁体３２によって閉弁されることなく、加圧されたインクはマニホールド２２に供給される。そして、切替手段８が第６状態、すなわち第２流路と供給路１００及び回収路１０１とを接続しなければ、マニホールド２２内に加圧されて供給されたインクは、ノズル開口２１から排出される。このようにノズル開口２１から排出されたインクは、吸引キャップ５０内に排出するようにすればよい。もちろん、ノズル開口２１から排出されたインクは、吸引キャップ５０に限定されず、吸引キャップ５０以外のものに排出されてもよい。

また、図１４（ｂ）に示すように、第４モードにおいて、吸引キャップ５０がノズル開口２１を封止し、切替手段８が第５状態、すなわち、第２流路と回収路１０１とを接続してマニホールド２２内のインクを第２流路から液体貯留手段５に回収することもできる。これにより、インクジェット式記録ヘッド２０内の沈降物などを循環により回収することができる。なお、この場合の吸引キャップ５０は、上述した密着キャップ等であってもよい。本実施形態では、吸引キャップ５０が密着キャップの役割を有するため、部品点数を減少させてコストを低減することができる。

さらに、図１５に示すように、第４モードと第３モードとを同時に行うようにしてもよい。すなわち、第４モードによって第１流路を介してインクを加圧供給すると同時に、第３モードによって吸引手段９でノズル開口２１からインクを吸引するようにしてもよい。これにより、加圧によるクリーニング動作だけでなく、吸引によるクリーニング動作を行えるため、吸引手段９だけによる吸引クリーニング動作や加圧ポンプ１３４だけによる加圧クリーニング動作に比べて大きな圧力でクリーニングを行うことができ、異物等の除去やインクの充填を確実に行うことができる。もちろん、第３モードによる吸引クリーニング動作を行った後、インクの流路への充填不良や気泡等の異物の排出不良が発生していると判断した場合のみに、第４モードを行うようにしてもよい。これにより、インクを流路内に確実に充填することができると共に気泡等の異物の排出を確実に行うことができる。また、第３モードのみで十分な場合には、第４モードを行わないことで、インクの無駄な消費を抑制することができる。ちなみに、インクの充填不良や気泡等の異物の排出不良は、例えば、ノズル開口２１からインクを噴射させて、インクが噴射されないノズル開口２１を検出することで判別することができる。つまり、第３モードを行った後、ノズル開口２１からインクが噴射されなければ、インクの充填不良や気泡の排出不良が発生していると考えられるので、第４モードを行うようにすればよい。

このように制御部１１は、第１モード、第２モード、第３モード及び第４モードの４つのモードを基本とした動作を単体又は組み合わせて行うことで、インクの供給、回収、インクの初期充填、クリーニング動作等を行うことができる。

ここで、インクの初期充填とは、インクジェット式記録ヘッド２０内に吐出に用いるインクが充填されていない状態を言う。すなわち、インクジェット式記録ヘッド２０内が空の状態又は保管用の液体（保管液）が充填されている状態である。このように空のインクジェット式記録ヘッド２０にインクを新規に充填又は保管液を排出させてインクを充填するインク（液体）の初期充填と言う。

このインクの初期充填時においては、例えば、第２モードによって第２流路にインクを加圧供給して充填した後、第３モードによってノズル開口２１からインクを吸引するようにすればよい。このように、インクの初期充填においては、最終的に第３モードによって吸引手段９がノズル開口２１から吸引を行うことで、第２モードの加圧供給した際に気泡が流路の隅に押し込まれて排出されなかった場合であっても、押し込まれた気泡を吸引によって効果的に外部に排出することができる。特に、弁体３２が設けられた第１流路は、弁体３２の軸部３２ａと貫通孔１１２ｂとの間が狭く、大きな流量が得られないが、第２モードによって第２流路を介して流路内にインクを充填することで、多くの流量を得られ、インクを第１流路内に充填することができる。なお、インクの初期充填において第３モードを行う場合には、切替手段８は、第２流路と供給路１００及び回収路１０１とを接続しない第６状態であっても、第２流路と供給路１００又は回収路１０１とを接続する第４状態又は第５状態であってもよい。また、インクの初期充填において第３モードを行う場合には、第２モードと第３モードとの間に第１モードを行うようにしてもよい。もちろん、第３モードと第１モードとを同時に行うようにしてもよい。

また、クリーニング動作では、制御部１１は、第３モードに、切替手段８の接続状態や他のモード等を組み合わせることで、所望の流路の気泡等の異物を効率的に排出することができる。例えば、図示しない個別流路内の異物を排出させる場合には、切替手段８が第１状態である第１流路と供給路１００とを接続し、第４状態である第２流路と供給路１００とを接続すればよい。もちろん、第４状態ではなく、第５状態、すなわち、第２流路と回収路１０１とを接続するようにしてもよいが、この場合には、吸引ポンプの動作を停止する必要がある。なお、ここで言う切替手段８による第１状態とは、第１モード、すなわち、第１流路を介してインクが加圧供給されるものであるが、もちろん、加圧ポンプの動作を停止して、吸引手段の吸引力のみで吸引させて異物を排出させてもよい。

また、弁体やフィルター１３６付近の異物を排出させる場合には、切替手段８が第１状態である第１流路と供給路１００とを接続し、第６状態である第２流路と供給路１００及び回収路１０１とを接続しないようにすればよい。これにより、吸引手段による吸引の圧力は、第２流路には印加されずに、第１流路側のみに印加されるため、第１流路の異物、すなわち、弁体やフィルター１３６近傍の異物を無駄なインクを消費することなく効率よく排出することができる。

さらに、第２流路内の異物を排出したい場合には、切替手段８が第３状態である第１流路と供給路１００及び回収路１０１とを接続しないようにし、第４状態である第２流路と供給路１００とを接続すればよい。これにより、吸引手段による吸引の圧力は、第１流路には印加されずに、第２流路側のみに印加されるため、第２流路の異物を無駄なインクを消費することなく効率よく排出することができる。

このように、制御部は、各種モードを行わせることで、インクをインクジェット式記録ヘッド内で循環させながら供給させることや、循環することなく、弁体によって圧力を調整して常に一定の圧力で供給すること、初期充填や異物の除去などを効率よく行うことができる。

なお、本実施形態では、制御部は第１モード、第２モード、第３モード及び第４モードの４つのモードを基本とした動作を行わせるようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、切替手段８による第１状態〜第６状態、吸引手段による吸引動作、吸引キャップによるノズル開口２１の封止、開弁手段による強制開弁動作等を組み合わせて他のモードを有するようにしてもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１では、複数のインクジェット式記録ヘッド２０に１つの液体貯留手段５を接続するようにしたが、特にこれに限定されず、各インクジェット式記録ヘッド２０毎に個別に又はグループ毎に液体貯留手段５を接続するようにしてもよい。

また、上述した実施形態１では、インクジェット式記録ヘッド２０と圧力調整ユニット３０とが第１接続管４０及び第２接続管４１で接続された構成を例示したが、特にこれに限定されず、インクジェット式記録ヘッド２０と圧力調整ユニット３０とが一体的に設けられていてもよい。

さらに、上述した実施形態１では、インクジェット式記録装置Ｉに吸引手段９を設けるようにしたが、吸引手段９は必ずしも必要なものではなく、吸引手段９が設けられていないインクジェット式記録装置Ｉであっても本発明を適用することができる。

さらに、上述した実施形態１では、インクジェット式記録装置Ｉに開弁手段１０を設けるようにしたが、開弁手段１０は必ずしも必要なものではなく、開弁手段１０が設けられず、第４モードが行われないインクジェット式記録装置Ｉであっても本発明を適用することができる。

また、上述した実施形態１では、制御部１１が、第３モードを行った後、第２モードを行うか否かを判別するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、経過時間等によって制御するようにしてもよい。すなわち、一定時間経過する前は、第３モードのみを行い、一定時間が経過した場合のみに、第３モードの後、第２モードを行うようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態１では、インクの初期充填を行う場合に、第２モードを行った後、第３モードを行うようにしたが、もちろんこれに限定されるものではなく、各モードや切替状態を組み合わせて初期充填するようにしてもよい。

また、上述した実施形態１では、循環用の吸引ポンプ１３５を設け、第１モード等において循環が可能なようにしたが、循環用の吸引ポンプ１３５は、必ずしも必要なものではなく、吸引ポンプ１３５が設けられていないインクジェット式記録装置Ｉであっても本発明を適用することができる。

また、液体貯留手段５には、貯留されたインクを加熱するヒーター等の加熱手段を設けるようにしてもよい。すなわち、加熱されたインクをインクジェット式記録ヘッド２０に供給するようにしてもよい。なお、加熱手段は、供給路１００等に設けるようにしてもよく、インクジェット式記録ヘッド２０に設けるようにしてもよい。特に、第１モードにおいて循環を行う場合に、吐出されなかったインクの量の多寡に拘わらず、マニホールド２２内のインクの温度を安定して保つことができる。

なお、上述した例では、複数のインクジェット式記録ヘッド２０を具備するヘッドユニット２をインクジェット式記録装置Ｉに１つだけ設けるようにしたが、インクジェット式記録装置Ｉに搭載するヘッドユニット２を２つ以上設けてもよい。すなわち、制御部１１は、ヘッドユニット２毎に、切替手段８による第１状態〜第８状態と、吸引手段９による吸引キャップ５０によるノズル開口２１の密封及び吸引クリーニング動作と、開弁手段１０による強制開弁動作とを組み合わせて、液体貯留手段５からヘッドユニット２へのインクの供給、回収及びクリーニング等の制御を行ってもよい。例えば、第１モードにおいて、第１のヘッドユニット２については、第２流路と回収路１０１とを接続した第５状態とし、第２のヘッドユニット２については、第２流路と供給路１００及び回収路１０１とを接続しない第６状態としてもよい。また、第１のヘッドユニット２について第１モードを行っている間に、第２のヘッドユニット２については第２のモードを行ってもよい。

また、インクジェット式記録装置Ｉに直接インクジェット式記録ヘッド２０を搭載するようにしてもよい。また、液体貯留手段５はインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。

また、上述した例では、インクジェット式記録ヘッド２０が固定されて記録シートＳを搬送するだけで印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置Ｉを例示したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、記録シートＳの搬送方向と交差する主走査方向に移動するキャリッジにインクジェット式記録ヘッド２０を搭載し、インクジェット式記録ヘッド２０を主走査方向に移動させながら印刷を行う、いわゆるシリアル型のインクジェット式記録装置にも本発明を適用することができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を有する液体噴射装置にも適用することができる。

Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １ インクジェット式記録装置、 ５ 液体貯留手段、 ８ 切替手段、 ９ 吸引手段、 １０ 開弁手段、 １１ 制御部、 ２０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ３０ 圧力調整ユニット、 ５０ 吸引キャップ、 ５２ 吸引装置、 １００ 供給路、 １０１ 回収路、 １１０ 第１流路部、 １１１ 第３流路部、 １１２ 第５流路部、 １１３ 第１接続流路、 １２０ 第２流路部、 １２１ 第４流路部、 １２２ 第６流路部、 １２３ 第２接続流路、 １３４ 加圧ポンプ、 １３５ 吸引ポンプ

Claims (8)

1. 液体を噴射するノズル開口に連通すると共に、第１の方向に沿って並設された個別流路と、複数の前記個別流路に連通するマニホールドと、を有する液体噴射ヘッドと、
   前記マニホールドの前記第１の方向の一端側に接続された第１流路と、
   前記マニホールドの前記第１の方向の他端側に接続された第２流路と、
   液体が貯留された液体貯留手段と前記第１流路及び前記第２流路のそれぞれとの連通状態を切り替える切替手段と、
   前記第１流路及び前記第２流路の前記切替手段と前記液体噴射ヘッドとの間に設けられて、前記第１流路の前記マニホールド側の負圧によって開弁する弁体を有する圧力調整ユニットと、
   前記液体貯留手段から前記切替手段に向かって液体を圧送する圧送手段と、
   前記切替手段を制御する制御部と、を具備し、
   前記制御部は、前記切替手段に前記液体貯留手段と前記第１流路とを連通させて、前記弁体を介して前記マニホールドに液体を供給する第１モードと、
   前記切替手段に前記液体貯留手段と前記第２流路とを連通させて、前記弁体を介さずに前記マニホールドに液体を供給する第２モードと、
   を切り替え可能なことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記ノズル開口から液体を吸引する吸引手段をさらに具備し、
   前記制御部は、前記吸引手段によって前記ノズル開口から液体を排出させる第３モードを行わせることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
3. 前記制御部は、前記第３モードを行ってから前記第２モードを行うか否かを判別することを特徴とする請求項２記載の液体噴射装置。
4. 前記制御部は、前記液体噴射ヘッドに初期充填を行う際に、前記第２モードにより第２流路に液体を供給した後、前記第３モードを行うことを特徴とする請求項２又は３記載の液体噴射装置。
5. 前記弁体を前記第１流路の圧力に拘わらず開弁させる開弁手段を有し、
   前記制御部は、前記開弁手段によって前記弁体を開弁させて、前記切替手段に第１流路から液体を供給させて、前記第１流路から前記液体噴射ヘッドに液体を供給する第４モードを行わせることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
6. 前記ノズル開口を封止するキャップを具備し、
   前記制御部は、前記第４モードの場合に、前記ノズル開口を前記キャップで封止して、前記第１流路から前記液体噴射ヘッドに供給した液体を前記第２流路から回収することを特徴とする請求項５記載の液体噴射装置。
7. 循環用のポンプをさらに備え、
   前記制御部は、前記第１モードの場合に、前記第１流路から供給した液体を前記液体噴射ヘッドの前記ノズル開口からの液体の噴射と、前記第２流路からの回収とに充てることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射装置。
8. 液体を噴射するノズル開口に連通すると共に、第１の方向に沿って並設された個別流路と、複数の前記個別流路に連通するマニホールドと、を有する液体噴射ヘッドと、
   前記マニホールドの前記第１の方向の一端側に接続された第１流路と、
   前記マニホールドの前記第１の方向の他端側に接続された第２流路と、
   液体が貯留された液体貯留手段と前記第１流路及び前記第２流路のそれぞれとの連通状態を切り替える切替手段と、
   前記第１流路及び前記第２流路の前記切替手段と前記液体噴射ヘッドとの間に設けられて、前記第１流路の前記マニホールド側の負圧によって開弁する弁体を有する圧力調整ユニットと、
   前記液体貯留手段から前記切替手段に向かって液体を圧送する圧送手段と、
   前記切替手段を制御する制御部と、を具備する液体噴射ヘッドの制御方法であって、
   前記制御部は、前記切替手段に前記液体貯留手段と前記第１流路とを連通させて、前記弁体を介して前記マニホールドに液体を供給する第１モードと、
   前記切替手段に前記液体貯留手段と前記第２流路とを連通させて、前記弁体を介さずに前記マニホールドに液体を供給する第２モードと、
   を切り替え可能に制御することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。

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