JP2004306024A

JP2004306024A - 吐出装置

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Publication number: JP2004306024A
Application number: JP2004087076A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Araki; 義雅荒木; 慎一郎 ▲高▼濱; Shinichiro Takahama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2024-03-24
Also published as: JP4717365B2

Abstract

【課題】異なる液体が充填されている複数個のノズルが存在する場合に、各ノズルより確実に液体を吸引または押し出し、吸引または押し出しすることで回収された液体を再利用できるようにすることを目的とする。
【解決手段】供給口より供給される液体を吐出口より吐出する吐出ノズルが複数配された吐出ヘッドを有する吐出装置であって、前記吐出ノズルの供給口と吐出口との間に圧力差を与えることで、該吐出ノズル内の媒体を除去する除去手段を備え、前記除去手段は、前記吐出ノズル内の媒体を除去する際に、所定の前記供給口または前記吐出口を覆い前記吐出ヘッドに密着するように動作するキャップ部材を更に備えることを特徴とする吐出装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、多種類の異なる液体をノズル部より吐出させることが可能な吐出装置に関する。なお、ここでいう吐出装置には、ノズル部よりインクを吐出させて被記録部材に記録を行うプリンタ等の記録装置の他、ノズル部より多種類のプローブ溶液を吐出させることでＤＮＡチップにスポッティングするＤＮＡチップ製造装置等、液体を吐出させる機能を備える装置全般が含まれるものとする。

そして、本発明はかかる吐出装置において、特に、ノズル部における泡・ゴミ等の媒体を除去する技術に関するものである。

被記録部材に記録を行なうひとつの方法として、ヘッドに設けられたノズルから液滴を吐出させて記録を行なうインクジェット方式がある。この方式を採用したものでは、カラー画像を紙に印刷するためのプリンタが最も良く知られている。また、インクジェット方式は、微小な液滴を所定の場所に着弾させることができるという利点から、プリンタだけでなく、カラーフィルタ製造装置・ＤＮＡチップ製造装置等の各種製造装置にも適用されている。

ここで、かかるインクジェット方式を採用した従来のプリンタを図２４、図２５、図２６、図２７、図２８、図２９を用いて以下に説明する。

まず、従来例のインクジェットプリンタの外観について、図２４、図２５、図２６を用いて説明する。

図２４は、従来例のインクジェットプリンタの正面図、図２５は、従来例のインクジェットプリンタの上面図、図２６は、従来例のインクジェットプリンタの側面図である。図２４において、本体２５の外観は、ケース２４とカバー部２３にて形成されている。また、ケース２４には、通紙口２７が設けられている。次に、インクジェットプリンタの上面図である図２５に示すように、カバー部２３は、ケース２４にヒンジ部２６により連結されている。また、インクジェットプリンタの側面図である図２６に示すように、カバー部２３は、ケース２４にヒンジ部２６にて連結されているため、Ａ方向へ回動する。

次に、図２７は、図２４のＢ−Ｂ断面図、図２８は、図２６のＣ−Ｃ断面図である。図２７に示すように、キャリッジ１は、主走査モーター２からの駆動を伝達されたプーリ３に取り付けられたベルト４にベルト固定部５にて取り付けられているため、主走査モーター２を駆動することにより、Ｄ方向へ移動する。この時、キャリッジ１は、メインレール２８とサブレール２９に支えられ移動する。

また、キャリッジ１にはインクを貯蔵しておくためのインクカートリッジが搭載されている。インク色はＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の４色でありインクカートリッジも不図示であるが４個ある。

また、図２８に示すように、キャリッジ１に取り付けられたヘッド６は、印字を行っていない時には、キャップ７でキャッピングされている。ヘッド６には４色のインクを吐出するためのノズルが各色２５６ノズルずつ設けられている。ヘッド６にて印字を行った後にヘッド６をクリーニングするワイパー８は、ワイパーケース９内に取り付けられており、支持プレート１０でワイパーケース９は支持されている。支持プレート１０は、側板（Ｒ）１１に取り付けられている。ワイパーケース９の隣には、予備吐出箱１２が設けられている。予備吐出箱１２は、ヘッド６のノズルのメニスカスを一定に保つため、印字を実行する前に、ヘッド６が吐出を行った時の吐出されたインクを受けるためのものである。予備吐出箱１２は、支持プレート１０に取り付けられており、支持プレート１０は、側板（Ｒ）１１に取り付けられている。

予備吐出箱１２には、廃液チューブ１４が取り付けられており、廃液チューブ１４は、廃液吸収体１３に連結されている。そのため、予備吐出箱１２内に、ヘッド６から吐出されたインクは、廃液チューブ１４を通り、廃液吸収体１３に吸収される。また、上記キャップ７は、吸引チューブ２１によって図示しない吸引ポンプに連結されており、キャップ７をヘッド６に密着させた後に、吸引ポンプを作動させることで、ヘッド６に設けられた全てのノズル（各色２５６ノズル）のノズル内の微細なゴミ、泡、粘度の高くなったインクを吸い出すという働きがある（このようにノズル内の微細なゴミ等の媒体を除去するための吐出装置の一機能を総称して「回復装置部」と称す。以下同じ）。

次に、図２９は、キャリッジ１が、図２８においてＥ−Ｅ断面線より左側に移動した場合で、かつ印字用紙１５を挿入した場合の図２８のＥ−Ｅ断面図である。

印字用紙１５は、Ｆ方向に挿入され、Ｇ方向より排出される。印字用紙１５をＦ方向より挿入すると、まず、手差しローラ１７と手差し従動ローラ１６に印字用紙１５が挟まれ、手差しローラ１７と手差し従動ローラ１６によりＨ方向へ印字用紙１５が送られる。その後、印字用紙１５は、プラテン２０上を通り、送りローラ１９と送り従動ローラ１８に挟まれ、Ｈ方向へ送られ、排紙口２２より排出される。また、プラテン２０上に印字用紙１５が存在する時に、キャリッジ１に取り付けられたヘッド６よりインクが、印字用紙１５へ吐出されることで、印字用紙１５上に画像が形成される。

以上に説明したように、従来のインクジェットプリンタ等の吐出装置においては、インク色の異なるノズルのインクを同一キャップにて吸引していた。

そのため、複数のノズルに異なるインクを供給した際、インクを注入されていないノズルが存在した場合に、上記従来例のように複数のノズル全体を覆う１つのキャップにより全てのノズルから同時に吸引を行うこととすると、インクの注入されていないノズルより空気を吸引してしまい、インクの注入されているノズルよりインクを吸引できないという問題があった。

また、吸引後は全ての液体を同一タンクに混入させていたために回収後の液体は廃液となり他に使いみちがなかった。つまり、描画の品位を高めるために実行する吸引が原因で、貴重な液体を大量に廃棄することとなり、その結果、吐出装置の使用コストの上昇を招いていた。
特開平６−３２８７０３号公報

本発明は、以上の点に着目して成されたもので多種類の異なる液体をノズル部より吐出させることが可能な吐出装置であって、各ノズルに液体を供給した際、液体が注入されていないノズルが存在していた場合でも、各ノズル内の微細なゴミ、泡、粘度の高くなった液体等の媒体を確実に除去することが可能な吐出装置を提供することを目的とする。

また、除去した使用済み液体を再利用することを可能にする吐出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る吐出装置は以下のような構成を備える。すなわち、
供給口より供給される液体を吐出口より吐出する吐出ノズルが複数配された吐出ヘッドを有する吐出装置であって、
前記吐出ノズルの供給口と吐出口との間に圧力差を与えることで、該吐出ノズル内の媒体を除去する除去手段を備え、
前記除去手段は、
前記吐出ノズル内の媒体を除去する際に、所定の前記供給口または前記吐出口を覆い前記吐出ヘッドに密着するように動作するキャップ部材を更に備えることを特徴とする。

また、前記除去手段は、前記キャップ部材により前記吐出口を覆った状態で該吐出口に負圧を発生させ、該キャップ部材を介して前記吐出ノズル内の媒体を吸引することにより除去することを特徴とする。

あるいは前記除去手段は、前記キャップ部材により前記供給口を覆った状態で該供給口に正圧を発生させ、前記吐出ノズル内の媒体を前記吐出口より押し出すことにより除去することを特徴とする。

また、前記吐出ノズル内の媒体を除去する際に、前記キャップ部材は、隣接する前記供給口または前記吐出口に接することなく、任意の１つの供給口または吐出口のみを覆うように、前記吐出ヘッドに密着するよう動作することを特徴とする。

さらに、前記複数の吐出ノズルは、その一部が互いに異なる液組成の液体を吐出するよう構成され、前記除去手段は、該吐出ノズル内より除去された液体を、同種の液組成の液体ごとに集積することを特徴とする。

本発明にかかる吐出装置によれば、該吐出装置を構成する回復装置部が、ノズル内の媒体を除去する際に、所定のノズルの吐出口を覆いヘッドに密着するように動作するキャップを備えているため、吸引しようとするノズルに隣接するノズルに液体が注入されていない場合であっても、当該隣接するノズルの影響を受けることなく、吸引しようとするノズル内の液体等を確実に吸引することが可能となる。

以下、実施の形態を用いて本発明を詳細に説明する。

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態を図１〜図８を用いて以下に説明する。

はじめに本実施形態にかかる吐出装置を構成する回復装置部に関して以下に説明する。なお、吐出装置内において回復装置部はノズル等の吐出機能を形成する部位と一体に設けても、別体にユニット化して設けても良い。

＜回復装置部の構成＞
図１は本実施形態にかかる吐出装置を構成する回復装置部の上面図である。本実施形態では、回復装置部はノズル等の吐出機能を形成する部位とは別体にユニット化して構成されている。ベースプレート５１に側板５２が設けられ、側板５２上にヘッドプレート５３が取り付けられている。ヘッドプレート５３にはヘッド５４がビスにより取り付けられている。ヘッド５４には液体供給口５５が９箇所設けられている。各液体供給口５５は各々別々のノズルに連通している。各液体供給口５５には各々異なる液体が注入されている。そのため各々のノズルから異なる液体が吐出される。

図２は、図１のＫ−Ｋ断面図である。ヘッド５４にはノズル６８が設けられている。ベースプレート５１上にはＸステージ５６が搭載されている。Ｘステージ５６にはレール８７が設けられており、レール８７上をＸステージ可動部６６が左右に移動する。Ｘステージ可動部６６上にはＺステージ５７が取り付けられている。Ｚステージ５７に可動状態にて設けられたＺステージ可動部６７がＺステージ５７に対して上下方向に移動する。Ｚステージ可動部６７上にはキャップ台５８が取り付けられている。キャップ台５８にはキャッププレート５９が取り付けられている。ノズル６８に対向する位置にキャップ６０が設けられている。キャップ６０はゴム部材で構成されている。キャップ６０はキャップパイプ６１に圧入されている。キャップパイプ６１を可撓性を有する部材にて構成し、キャップパイプ６１とヘッド５４を密着可能に構成した場合、キャップ６０を使用しない構成としても良い。この場合、キャップパイプ６１のヘッド５４への密着部は、ノズル６８の１個ずつに、他のノズル６８に非接触の状態で近づくことができる構成とする。また、キャップパイプ６１の吸引口はノズル６８の開口よりも広く構成する。これにより、吸引しようとするノズル６８に隣接するノズルに液体が注入されていない場合であっても、当該隣接するノズルの影響を受けることなく、吸引しようとするノズル６８内の液体を確実に吸引することができる。

キャップパイプ６１はキャップジョイント６２に接着されている。キャップジョイント６２はキャップ台５８に対して移動可能である。キャップジョイント６２の位置はキャッププレート５９に設けられた穴にキャップジョイント６２が挿入されることで位置決めされている。キャップジョイント６２の外周部にはキャップバネ６３が設けられている。キャップバネ６３とキャップ台５８の間にはキャップワッシャ６４が設けられている。キャップジョイント６２にはチューブ６５が接着されている。

Ｚステージ可動部６７を上昇することで、キャップ６０はヘッド５４に接触する。さらにＺステージ可動部６７を上昇することでキャップ台５８・キャップワッシャ６４が上昇する。その結果、キャップバネ６３が圧縮されキャップ６０が撓み、キャップ６０とヘッド５４は密着する。そしてチューブ６５に連通しているポンプを作動させることで、キャップ６０を介してノズル６８より液体を吸引する。ノズル６８より液体を吸引することで、ノズル６８内の微細なゴミ、泡、粘度の高くなった液体等の媒体を除去する。

次に、Ｚステージ可動部６７を下降させるとキャップ６０はヘッド５４より離れる。

Ｘステージ可動部６６を図２上で右方向に移動することで、他の２ヶ所のノズル６８から上記吸引動作を行なうことが出来る。

図３は図１の右側面図である。キャップ６０が図示したように３個設けられている。

図４は図２のＬ−Ｌ断面図である。チューブ６５は各々キャップ６０と連通している。チューブ６５は各々大気弁７８に連結されている。大気弁７８は３方向弁である。

大気弁７８の１つの連結部は大気チューブ７６に連結されている。大気チューブ７６の先端は大気口７０となっており大気開放されている。大気弁７８の１つの連結部はチューブを介してポンプ６９に連結されている。また、ポンプ６９には廃液チューブ７１が連結されている。廃液チューブ７１の他端は廃液タンク７２に連結されている。大気弁７８、ポンプ６９、廃液タンク７２はキャップ６０に対して各々１個ずつ設けられている。

＜ヘッドの構成＞
図５は、ヘッド５４単体の上面図である。前述したようにヘッド５４には液体供給口５５が９箇所設けられている。図６は図５のＭ−Ｍ断面図である。前述したようにヘッド５４にはノズル６８が設けられており各液体供給口５５は各々別々のノズル６８に連通している。

なお、上記ヘッド５４は、液体吐出用の熱エネルギーを発生させるための電気熱変換体を備え、電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生ずる膜沸騰を利用してヘッド５４に設けた吐出口より液体を吐出させる構成を有しているものとする。

＜回復装置部の動作＞
図７は、ヘッド５４に設けられたノズル６８から液体を吸引する場合の流路図である。同図において、（ｉ）は待機時の状態を、（ｉｉ）は吸引時の状態を、（ｉｉｉ）はキャップ解除時の状態をそれぞれ示している。

待機時（（ｉ））において、液体供給口５５には各々異なる液体が注入されている。キャップ６０はヘッド５４からは離れている。キャップ６０はノズル６８の１個ずつに、他のノズル６８に非接触の状態で近づくことができる。キャップ６０の吸引口はノズル６８の開口よりも広い。キャップ６０に連通しているチューブ６５は大気弁７８に連結されている。待機時には、チューブ６５は大気弁７８を介して大気チューブ７６に連通している。大気チューブ７６の大気口７０は大気開放されている。

吸引時（（ｉｉ））において、キャップ６０はヘッド５４に密着している。大気弁７８は電磁弁であり電気信号により連通する連結部を変更できる。キャップ６０をヘッド５４に密着後に大気弁７８はチューブ６５とポンプ６９を連結するように動作している。その後ポンプ６９を動作することで、キャップ６０を介してノズル６８より液体を吸引する。その結果、吸引した液体は廃液チューブ７１から廃液タンク７２に排出される。

キャップ解除時（（ｉｉｉ））において、ポンプ６９の動作完了後、大気弁７８をチューブ６５と大気チューブ７６を連通するように動作させ、その後、キャップ６０を下降させることでキャップ６０をヘッド５４より離している。

（ｉ）（ｉｉ）（ｉｉｉ）の動作完了後にＸステージ可動部６６を動作させキャップ６０を移動し（ｉ）（ｉｉ）（ｉｉｉ）の同じ動作を行なうことで、全てのノズル６８より液体を吸引することが可能である。ノズル６８の個数が増加しても、同様の構成をノズル数に応じて増加することで同様の動作を行なうことは可能である。

また複数個設けられているノズル６８の一部のノズル６８より液体を吸引することも可能である。方法としては液体を吸引しないノズル６８にキャップ６０が密着する場合、上記（ｉｉ）（ｉｉｉ）の動作時に大気弁７８・ポンプ６９を動作させない。液体を吸引するノズル６８にキャップ６０が密着する場合、上記（ｉ）（ｉｉ）（ｉｉｉ）の動作を行なう。このような動作を行なうことで一部のノズル６８より液体を吸引することが可能である。

またノズル６８と対応する位置にノズル６８と同数のキャップ６０を設け、キャップ６０に対応して大気弁７８・ポンプ６９・廃液タンク７２等を設けることで、Ｘステージ可動部６６を設けなくても、全てのノズル６８、または一部のノズル６８より液体を吸引することは可能である。

＜吐出装置の構成＞
次に本実施形態にかかる吐出装置に関して説明する。図８は吐出装置の斜視図である。

定盤７９上にはＹ軸ステージ７３およびガイドレール７７が平行に固定されている。Ｙ軸ステージ７３およびガイドレール７７の可動部分にはＸ軸ステージ７４が取り付けられおり、Ｘ軸ステージ７４はＹ軸方向に移動可能となっている。

Ｘ軸ステージ７４の可動部分にはチャック７５が固定されている。チャック７５は図示しないポンプにチューブによってつながれており、ポンプが空気を吸引することで、被記録部材８４はチャック７５に吸着される。また、定盤７９上に支柱８２・８３が固定されており、支柱８２・８３にはそれぞれブリッジ８０・８１が固定されている。ブリッジ８０と８１はステー８５で固定されており、支柱８２・８３とブリッジ８０・８１の構造物の強度を保っている。ブリッジ８０と８１の間にはヘッド搭載台８６が固定されており、ヘッド搭載台８６にはヘッド５４が固定されている。

そして、上記吐出装置を構成する不図示の回復装置部において微細なゴミ、泡、粘度の高くなった液体等の媒体が除去された後、各ノズルに液体を注入し、Ｙ軸ステージ７３・Ｘ軸ステージ７４を動作させヘッド５４より液体を吐出させることで被記録部材８４の所定の位置に液体を吐出する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる吐出装置によれば、該吐出装置を構成する回復装置部が、ノズル内の媒体を除去する際に、所定のノズルの吐出口を覆いヘッドに密着するように動作するキャップを備えているため、吸引しようとするノズル６８に隣接するノズルに液体が注入されていない場合であっても、当該隣接するノズルの影響を受けることなく、吸引しようとするノズル６８内の液体等を確実に吸引することが可能となる。

〔第２の実施形態〕
上記第１の実施形態では、各ノズルから吸引された液体は廃液タンクに回収させることとしたが、本発明はこれに限られず、吸引された液体を再利用できるように回収してもよい。

そこで、本実施形態では、上記第１の実施形態における吐出装置を構成する回復装置部のうち、廃液を回収する部分（「液体回収部位」と称す）について詳細に説明する。

図９は本実施形態における回復装置部の液体回収部位詳細図である。６０は吸引用のキャップ、９０は回収用液体の流路を確保する液体回収用チューブ、９１は液体回収用貯蔵タンクを指示している。後者の２つは、それぞれ図７の廃液チューブ７１、廃液タンク７２に相当する。ここでは、９２にあるろ過装置、９３にある脱気装置を通過し、再利用可能な液体を精製回収することを特徴とする。精製された液体は、液体回収用貯蔵タンク９１から、インクを供給する液体供給口に手動操作で提供してもよいし、図示しないインク供給装置等のポンプで自動化して提供してもよい。これは各液体を精製して再利用するもので使用済みの液体を分別し回収するシステムであるゆえに実現できるものである。

このように、使用済みの液体を再利用可能な構成にすることで、例えば、ＤＮＡチップ製造に使用するプローブ溶液のように非常に高価な液体を用いる場合に顕著な効果を奏することとなる。すなわち、描画の品位を高めるために実行する吸引動作により発生する大量の液体を再利用することができれば、ＤＮＡチップの製造にかかるコストを大幅に削減することが可能となる。

［第３の実施形態］
上記第１、第２の実施形態では、吐出装置における回復装置部として、ノズル内の液体等を吸引により除去することとしていたが、本発明はこれに限られず、ノズルの供給口から気体を注入し、ノズル内の液体等を押し出すことで除去するようにしてもよい。本実施形態における回復装置部について図１０〜図１２を用いて以下に説明する。

＜回復装置部の構成＞
図１０は本実施形態にかかる吐出装置を構成する回復装置部の上面図である。本実施形態でも第１の実施形態と同様に、回復装置部はノズル等の吐出機能を形成する部位とは別体にユニット化して構成されている。ベースプレート５１に側板５２が設けられ、側板５２上にヘッドプレート５３が取り付けられている。ヘッドプレート５３にはヘッド５４がビスにより取り付けられている。ヘッド５４には液体供給口５５が９箇所設けられている。各液体供給口５５は各々別々のノズルに連通している。各液体供給口５５には各々異なる液体が注入されている。これにより、各々のノズルから異なる液体が吐出される。

図１１は、図１０のＮ−Ｎ断面図である。ヘッド５４にはノズル６８が設けられており、ベースプレート５１上にはＸステージ５６が搭載されている。Ｘステージ５６にはレール８７が設けられており、レール８７上をＸステージ可動部６６が左右に移動する。また、Ｘステージ可動部６６上には支持プレート９４が設けられており、支持プレート９４にＺステージ５７が取り付けられている。Ｚステージ５７に可動状態にて設けられたＺステージ可動部６７は、Ｚステージ５７に対して上下方向に移動する。

Ｚステージ可動部６７上にはキャップ台５８が取り付けられている。キャップ台５８にはキャッププレート５９が取り付けられている。液体供給口５５に対向する位置にキャップ６０が設けられている。

なお、キャップ６０はゴム部材で構成されており、キャップ６０はキャップパイプ６１に圧入されている。ただし、キャップパイプ６１を可撓性を有する部材にて構成し、キャップパイプ６１とヘッド５４を密着可能に構成した場合に、キャップ６０を使用しない構成としても良い。この場合、キャップパイプ６１のヘッド５４への密着部は、液体供給口５５の１個ずつに、他の液体供給口５５に非接触の状態で近づくことができる構成とする。また、キャップパイプ６１の注入口は液体供給口５５に気密に接続できる構成とする。

Ｚステージ可動部６７を下降することで、キャップ６０はヘッド５４に接触する。さらにＺステージ可動部６７を下降することでキャップ台５８・キャップワッシャ６４が下降する。その結果、キャップバネ６３が圧縮されキャップ６０が撓み、キャップ６０とヘッド５４は密着する。そしてチューブ６５に連通しているポンプを作動させることで、キャップ６０を介して液体供給口５５より気体を注入する。液体供給口５５より気体を注入することで、ノズル６８内の微細なゴミ、泡、粘度の高くなった液体等の媒体をノズル６８より押し出す。

次に、Ｚステージ可動部６７を上昇させるとキャップ６０はヘッド５４より離れる。Ｘステージ可動部６６を図１１上で右方向に移動することで、他の２ヶ所の液体供給口５５から上記注入動作を行なうことが出来る。

図１０に記載したように各々のキャップジョイント６２にはチューブ６５が接着されており、チューブ６５は各々大気弁７８に連結されている。なお、大気弁７８は３方向弁である。

大気弁７８の１つの連結部は大気チューブ７６に連結されている。大気チューブ７６の先端は大気口７０となっており大気開放されている。大気弁７８の１つの連結部はチューブを介してポンプ６９に連結されている。また、ポンプ６９にはポンプチューブ９５が連結されている。ポンプチューブ９５の他端は大気開放されている。大気弁７８、ポンプ６９はキャップジョイント６２に対して各々１個ずつ設けられている。

＜回復装置部の動作＞
図１２は、ヘッド５４に設けられた液体供給口５５から気体を注入する場合の流路図である。同図において、（ｉ）は待機時の状態を、（ｉｉ）は注入時の状態を、（ｉｉｉ）はキャップ解除時の状態をそれぞれ示している。

待機時（（ｉ））において、液体供給口５５には各々異なる液体が注入されている。

キャップ６０はヘッド５４からは離れている。キャップ６０は液体供給口５５の１個ずつに、他の液体供給口５５に非接触の状態で近づくことができる。キャップ６０に連通しているチューブ６５は大気弁７８に連結されている。待機時には、チューブ６５は大気弁７８を介して大気チューブ７６に連通している。大気チューブ７６の大気口７０は大気開放されている。

注入時（（ｉｉ））において、キャップ６０はヘッド５４に密着している。大気弁７８は電磁弁であり電気信号により連通する連結部を変更できる。キャップ６０をヘッド５４に密着後に大気弁７８はチューブ６５とポンプ６９を連結するように動作している。その後ポンプ６９を動作することで、キャップ６０を介して液体供給口５５に気体を注入する。その結果、ノズル６８内の微細なゴミ、泡、粘度の高くなった液体等の媒体がノズル６８より押し出される。

キャップ解除時（（ｉｉｉ））において、ポンプ６９の動作完了後、大気弁７８をチューブ６５と大気チューブ７６を連通するように動作させ、その後、キャップ６０を上昇させることでキャップ６０をヘッド５４より離している。

（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の動作完了後にＸステージ可動部６６を動作させキャップ６０を移動し、（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の同じ動作を行なうことで、全ての液体供給口５５より気体を注入することが可能である。液体供給口５５の個数が増加しても、同様の構成を液体供給口数に応じて増加することで同様の動作を行なうことは可能である。

また、複数個設けられている液体供給口５５の一部の液体供給口５５より気体を注入することも可能である。方法としては気体を注入しない液体供給口５５にキャップ６０が密着する場合、上記（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の動作時に大気弁７８・ポンプ６９を動作させない。気体を注入する液体注入口５５にキャップ６０が密着する場合、上記（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の動作を行なう。このような動作を行なうことで一部の液体供給口５５より気体を注入することが可能である。

また液体供給口５５と対応する位置に液体供給口５５と同数のキャップ６０を設け、キャップ６０に対応して大気弁７８・ポンプ６９等を設けることで、Ｘステージ可動部６６を設けなくても、全ての液体供給口５５、または一部の液体供給口５５より気体を注入することは可能である。

なお、上記第１の実施形態と同様に、上記回復装置部を備える吐出装置では、上記回復装置部により微細なゴミ、泡、粘度の高くなった液体等の媒体を除去した後、各ノズルに液体が注入され、Ｙ軸ステージ７３・Ｘ軸ステージ７４（図８参照）を動作させヘッド５４より液体を吐出させることで被記録部材８４の所定の位置に液体を吐出させる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態にかかる吐出装置によれば、該吐出装置を構成する回復装置部が、ノズル内の媒体を除去する際に、所定のノズルの供給口を覆いヘッドに密着するように動作するキャップを備えているため、押し出そうとするノズル６８に隣接するノズルに液体が注入されていない場合であっても、当該隣接するノズルの影響を受けることなく、押し出そうとするノズル６８内の液体等を確実に除去することが可能となる。

［第４の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、回復装置部自体は一体として形成されることとしたが、本発明はこれに限られず、回復装置部のうち、例えば、ヘッドに接する部位（ジョイント部材）と、吸引を行う部位（吸引装置部）とに分けて構成してもよい。本実施形態における吐出装置を構成する回復装置部を図１３〜図２２を用いて以下に説明する。なお、回復装置部を構成する吸引装置部はノズル等の吐出機能を形成する部位と一体に設けても、別体にユニット化して設けても良い。

＜吸引装置部の構成＞
図１３は本実施形態における回復装置部を構成する吸引装置部の上面図である。本実施形態では、吸引装置部はノズル等の吐出機能を形成する部位とは別体にユニット化して構成されている。ベースプレート５１に側板５２が設けられ、側板５２上にヘッドプレート５３が取り付けられている。ヘッドプレート５３にはヘッド５４がビスにより取り付けられている。ヘッド５４には液体供給口５５が９箇所設けられている。各液体供給口５５は各々別々のノズルに連通している。各液体供給口５５には各々異なる液体が注入されている。そのため各々のノズルから異なる液体が吐出される。

図１４は、図１３のＫ−Ｋ断面図である。ヘッド５４にはノズル６８が設けられている。ベースプレート５１上にはＸステージ５６が搭載されている。Ｘステージ５６にはレール８７が設けられており、レール８７上をＸステージ可動部６６が左右に移動する。Ｘステージ可動部６６上にはＺステージ５７が取り付けられている。Ｚステージ５７に可動状態にて設けられたＺステージ可動部６７がＺステージ５７に対して上下方向に移動する。Ｚステージ可動部６７上にはキャップ台５８が取り付けられている。キャップ台５８にはキャッププレート５９が取り付けられている。ノズル６８に対向する位置にキャップ６０が設けられている。キャップ６０はゴム部材で構成されている。キャップ６０はキャップパイプ６１に圧入されている。

＜ジョイント部材の構成＞
キャップ６０の上部にはジョイント部材が設けられ、キャップ６０に対向してアダプタジョイント１０１が配されている。

アダプタジョイント１０１は、中央に穴を有し、アダプタパイプ９７に接着されている。アダプタパイプ９７は、アダプタプレート９８に設けられた穴部に摺動可能な状態で挿入されている。アダプタパイプ９７には、アダプタキャップ９６が圧入されている。アダプタパイプ９７・アダプタキャップ９６は中空形状である。そのため、アダプタジョイント１０１の穴とアダプタキャップ９６の中空部は連通している。アダプタキャップ９６はゴム部材で構成されている。アダプタパイプ９７の外周にはアダプタバネ１００が設けられている。アダプタパイプ９７には、抜け止め部１０２が設けられている。アダプタキャップ９６・アダプタパイプ９７・アダプタジョイント１０１はアダプタバネ１００によりアダプタプレート９８に対して図１４上で下方向へ押し下げられた状態となっている。そして、アダプタパイプ９７に一体に設けられた抜け止め部１０２がアダプタプレート９８に当接し、アダプタパイプ９７がアダプタプレート９８より抜けない構成となっている。アダプタプレート９８はアダプタプレート支え９２・９３に支持されている。アダプタプレート支え９２・９３は、側板５２に固定されている。

図１５は図１３の右側面図である。キャップ６０が図示したように３個設けられている。キャップ６０に対応する位置にアダプタジョイント１０１・アダプタキャップ９６が設けられている。

＜回復装置部のその他の構成＞
図１６は図１４のＬ−Ｌ断面図である。チューブ６５は各々キャップ６０と連通している。チューブ６５は各々大気弁７８に連結されている。大気弁７８は３方向弁である。

＜ジョイント部材及び吸引装置部の動作＞
図１７は図１４のＭ−Ｍ断面図である。アダプタキャップ９６はヘッド５４に設けられた全てのノズル６８に対応する位置に１個ずつ設けられている。ノズル６８は９個設けられているため、アダプタキャップ９６も９個設けられている。

図１８はＺステージ可動部６７が上昇した状態の図１３のＫ−Ｋ断面図である。Ｚステージ可動部６７を上昇することで、キャップ６０はアダプタジョイント１０１に接触する。さらにＺステージ可動部６７を上昇することでキャップ台５８・キャップワッシャ６４が上昇する。その結果、キャップバネ６３・アダプタバネ１００が圧縮されキャップ６０・アダプタキャップ９６が撓み、アダプタキャップ９６とヘッド５４は密着する。また、キャップ６０とアダプタジョイント１０１も密着する。そしてチューブ６５に連通しているポンプを作動させることで、アダプタキャップ９６・アダプタパイプ９７・アダプタジョイント１０１・キャップ６０を介してノズル６８より液体を吸引する。ノズル６８より液体を吸引することで、ノズル６８内の微細なゴミ、泡、粘度の高くなった液体等の媒体を除去する。

次に、Ｚステージ可動部６７を下降させるとアダプタキャップ９６はヘッド５４より離れる。Ｘステージ可動部６６を図１８上で右方向に移動することで、他の２ヶ所のノズル６８から上記吸引動作を行なうことが出来る。

アダプタパイプ９７を可撓性を有する部材にて構成し、アダプタパイプ９７とヘッド５４を密着可能に構成した場合、アダプタキャップ９６を使用しない構成としても良い。この場合、アダプタパイプ９７のヘッド５４への密着部は、ノズル６８の１個ずつに、他のノズル６８に非接触の状態で近づくことができる構成とする。また、アダプタパイプ９７の吸引口はノズル６８の開口よりも広く構成する。

＜ヘッドの構成＞
図１９は、ヘッド５４単体の上面図である。前述したようにヘッド５４には液体供給口５５が９箇所設けられている。図２０は図１９のＮ−Ｎ断面図である。前述したようにヘッド５４にはノズル６８が設けられており各液体供給口５５は各々別々のノズル６８に連通している。

＜回復装置部の動作＞
図２１・図２２は、ヘッド５４に設けられたノズル６８から液体を吸引する場合の流路図である。同図において、（ｉ）は待機時の状態を、（ｉｉ）は吸引時の状態を、（ｉｉｉ）はキャップ解除時の状態をそれぞれ示している。

アダプタキャップ９６はヘッド５４からは離れている。アダプタキャップ９６はノズル６８の１個ずつに、他のノズル６８に非接触の状態で近づくことができる。アダプタキャップ９６の吸引口はノズル６８の開口よりも広い。キャップ６０はアダプタジョイント１０１の１個ずつに他のアダプタジョイント１０１に非接触で近づくことが出来る。キャップ６０に連通しているチューブ６５は大気弁７８に連結されている。待機時には、チューブ６５は大気弁７８を介して大気チューブ７６に連通している。大気チューブ７６の大気口７０は大気開放されている。

吸引時（（ｉｉ））において、アダプタキャップ９６はヘッド５４に密着している。キャップ６０はアダプタジョイント１０１に密着している。大気弁７８は電磁弁であり電気信号により連通する連結部を変更できる。アダプタキャップ９６をヘッド５４に密着し、キャップ６０をアダプタジョイント１０１に密着後に大気弁７８はチューブ６５とポンプ６９を連結するように動作している。その後ポンプ６９を動作することで、アダプタキャップ９６を介してノズル６８より液体を吸引する。その結果、吸引した液体は廃液チューブ７１から廃液タンク７２に排出される。

キャップ解除時（（ｉｉｉ））において、ポンプ６９の動作完了後、大気弁７８をチューブ６５と大気チューブ７６を連通するように動作させ、その後、キャップ６０を下降させることで、キャップ６０はアダプタジョイント１０１より離れ、アダプタキャップ９６もヘッド５４より離れる。

（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の動作完了後にＸステージ可動部６６を動作させキャップ６０を移動し、（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の同じ動作を行なうことで、全てのノズル６８より液体を吸引することが可能である。ノズル６８の個数が増加しても、同様の構成をノズル数に応じて増加することで同様の動作を行なうことは可能である。

また複数個設けられているノズル６８の一部のノズル６８より液体を吸引することも可能である。方法としては液体を吸引しないノズル６８にアダプタキャップ９６が密着する場合、上記（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の動作時に大気弁７８・ポンプ６９を動作させない。液体を吸引するノズル６８にアダプタキャップ９６が密着する場合、上記（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の動作を行なう。このような動作を行なうことで一部のノズル６８より液体を吸引することが可能である。

＜吐出装置の構成＞
次に本実施形態にかかる吐出装置に関して説明する。図２３は吐出装置の斜視図である。定盤７９上にはＹ軸ステージ７３およびガイドレール７７が平行に固定されている。Ｙ軸ステージ７３およびガイドレール７７の可動部分にはＸ軸ステージ７４が取り付けられおり、Ｘ軸ステージ７４はＹ軸方向に移動可能となっている。Ｘ軸ステージ７４の可動部分にはチャック７５が固定されている。チャック７５は図示しないポンプにチューブによってつながれており、ポンプが空気を吸引することで、被記録部材８４はチャック７５に吸着される。また、定盤７９上に支柱８２・８３が固定されており、支柱８２・８３にはそれぞれブリッジ８０・８１が固定されている。ブリッジ８０と８１はステー８５で固定されており、支柱８２・８３とブリッジ８０・８１の構造物の強度を保っている。ブリッジ８０と８１の間にはヘッド搭載台８６が固定されており、ヘッド搭載台８６にはヘッド５４が固定されている。

そして、上記吐出装置を構成する不図示の回復装置部において微細なゴミ、泡、粘度の高くなった液体等の媒体が除去された後、吐出装置では各ノズルに液体を注入し、Ｙ軸ステージ７３・Ｘ軸ステージ７４を動作させヘッド５４より液体を吐出させることで被記録部材８４の所定の位置に液体を吐出する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、吸引動作の必要なノズルの数よりも少ない吸引装置部により吸引を行なっても、ヘッドに接触するジョイント部材が個別に設けられているため、各ノズル内の液体の混色を防止することが可能となる。

またヘッドに設けられたノズル数が多数の場合、一度にヘッドに当接するアダプタキャップの数をノズル数よりも減少させることが可能となり、ヘッドに過度に力を加えなくてよくなるためヘッドの撓みを防止することが可能となる。

本発明の第１の実施形態における回復装置部の上面図である。図１のＫ―Ｋ断面図である。本発明の第１の実施形態における回復装置部の右側面図である。図２のＬ―Ｌ断面図である。ヘッドの上面図である。図５のＭ―Ｍ断面図である。本発明の第１の実施形態における回復装置部の流路詳細図である。本発明の第１の実施形態における吐出装置の斜視図である。本発明の第２の実施形態における回復装置部の液体回収部位詳細図である。本発明の第３の実施形態における回復装置部の上面図である。図１０のＮ−Ｎ断面図である。本発明の第３の実施形態における回復装置部の流路詳細図である。本発明の第３の実施形態における吸引装置部の上面図である。図１３のＫ−Ｋ断面図である。本発明の第４の実施形態における吸引装置部の右断面図である。図１４のＬ−Ｌ断面図である。図１４のＭ−Ｍ断面図である。Ｚステージ可動部上昇時の図１３のＫ−Ｋ断面図である。ヘッドの上面図である。図１９のＮ−Ｎ断面図である。本発明の第４の実施形態における吸引装置部の流路詳細図（待機時・吸引時）である。本発明の第４の実施形態における吸引装置部の流路詳細図（キャップ解除時）である。本発明の第４の実施形態における吐出装置の斜視図である。従来例のインクジェットプリンタの正面図である。従来例のインクジェットプリンタの上面図である。従来例のインクジェットプリンタの側面図である。図２４のＢ―Ｂ断面図である。図２６のＣ―Ｃ断面図である。図２８のＥ―Ｅ断面図である。

符号の説明

１キャリッジ
２主走査モーター
３プーリ
４ベルト
５ベルト固定部
６ヘッド
７キャップ
８ワイパー
９ワイパーケース
１０支持プレート
１１側板（Ｒ）
１２予備吐出箱
１３廃液吸収体
１４廃液チューブ
１５印字用紙
１６手差し従動ローラ
１７手差しローラ
１８送り従動ローラ
１９送りローラ
２０プラテン
２１吸引チューブ
２２排紙口
２３カバー部
２４ケース
２５本体
２６ヒンジ部
２７通紙口
２８メインレール
２９サブレール
５１ベースプレート
５２側板
５３ヘッドプレート
５４ヘッド
５５液体供給口
５６Ｘステージ
５７Ｚステージ
５８キャップ台
５９キャッププレート
６０キャップ
６１キャップパイプ
６２キャップジョイント
６３キャップバネ
６４キャップワッシャ
６５チューブ
６６Ｘステージ可動部
６７Ｚステージ可動部
６８ノズル
６９ポンプ
７０大気口
７１廃液チューブ
７２廃液タンク
７３Ｙ軸ステージ
７４Ｘ軸ステージ
７５チャック
７６大気チューブ
７７ガイドレール
７８大気弁
７９定盤
８０、８１ブリッジ
８２、８３支柱
８４被記録部材
８５ステー
８６ヘッド搭載台
８７レール
９０液体回収用チューブ
９１液体回収用貯蔵タンク
９２ろ過装置
９３脱気装置
９４支持プレート
９５ポンプチューブ
９６アダプタキャップ
９７アダプタパイプ
９８アダプタプレート
９９アダプタプレート支え
１００アダプタバネ
１０１アダプタジョイント
１０２抜け止め部

Claims

供給口より供給される液体を吐出口より吐出する吐出ノズルが複数配された吐出ヘッドを有する吐出装置であって、
前記吐出ノズルの供給口と吐出口との間に圧力差を与えることで、該吐出ノズル内の媒体を除去する除去手段を備え、
前記除去手段は、
前記吐出ノズル内の媒体を除去する際に、所定の前記供給口または前記吐出口を覆い前記吐出ヘッドに密着するように動作するキャップ部材を更に備えることを特徴とする吐出装置。
前記除去手段は、前記キャップ部材により前記吐出口を覆った状態で該吐出口に負圧を発生させ、該キャップ部材を介して前記吐出ノズル内の媒体を吸引により除去することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
前記除去手段は、前記キャップ部材により前記供給口を覆った状態で該供給口に正圧を発生させ、前記吐出ノズル内の媒体を前記吐出口より押し出すことにより除去することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
前記吐出ノズル内の媒体を除去する際に、前記キャップ部材は、隣接する前記供給口または前記吐出口に接することなく、任意の１つの供給口または吐出口のみを覆うように、前記吐出ヘッドに密着するよう動作することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
前記除去手段は、
前記吐出ノズルの数に応じたキャップ部材と、
前記キャップ部材に結合された各連通路のいずれかに接続される接続部材とを備え、
前記吐出ノズル内の媒体を除去する際に、前記各キャップ部材が互いに隣接する前記吐出口に接することなく前記各吐出口をそれぞれ覆い前記吐出ヘッドに密着するよう動作するとともに、前記接続部材はいずれかの前記連通路に接続するよう動作することで、該接続部材が接続された連通路と結合しているキャップ部材を介して、前記ノズル内の媒体を除去することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
前記吐出ヘッドは、液体を吐出させる熱エネルギーを発生させるための電気熱変換体を備えることを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
前記吐出ヘッドは、前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生ずる膜沸騰を利用して前記吐出口より液体を吐出させることを特徴とする請求項６に記載の吐出装置。
前記複数の吐出ノズルは、その一部が互いに異なる液組成の液体を吐出するよう構成され、前記除去手段は、該吐出ノズル内より除去された液体を、同種の液組成の液体ごとに集積することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。