JP2005047090A - 液体噴射ヘッドの液体吸引装置、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの噴射特性維持方法 - Google Patents
液体噴射ヘッドの液体吸引装置、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの噴射特性維持方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】液体噴射ヘッド30の液体吸引装置20は、ノズル面61を封止可能な本体80であって、本体80の内部には、ノズル面61のノズル開口55から噴射される液体115をミスト200にしてミスト200をノズル面61に付着させるためにノズル開口55に対応する位置に設けられたミスト形成部110を有する本体80と、本体80内に配置されてノズル面61からの液体115を吸収し、本体80内を保湿するための保湿部材83とを備える。
【選択図】 図7
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドのノズル面における液体を吸引するための液体噴射ヘッドの液体吸引装置、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの噴射特性維持方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ等の発達によりグラフィック処理が比較的簡単に実行できるようになったため、ディスプレイに表示されるたとえばカラー画像のハードコピーを高品質で出力できる記録装置が求められている。
ターゲットに対して液体を噴射させる液体噴射装置として、記録ヘッドから記録媒体に対してインク滴を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置が知られていた。そして、このようなインクジェット式記録装置は、記録ヘッドのノズルから記録媒体に対して微小なインク滴を吐出させて、所望の文字や図形等の画像を記録する。
このインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【0003】
インクジェット式記録装置は、インクカートリッジからのインクの供給を受けるインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドに対して相対的に移動させる紙送り手段を備え、記録ヘッドをキャリッジ上で記録用紙の幅方向に移動させながら記録用紙に対してインク滴を吐出させることで記録が行われる。
そして共通のキャリッジ上に、たとえばブラックインクを吐出するブラック用記録ヘッドと、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出が可能なカラー用記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【0004】
インクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズルからインク滴として記録用紙に吐出させて印刷を行う関係上、ノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入等によりノズル開口に目詰まりを発生し、印刷不良を起こすという問題を抱えている。
【0005】
このために、インクジェット式記録装置には、非印刷時に記録ヘッドのノズル開口を封止するためのキャッピング手段と、必要に応じてノズルプレートを清掃するクリーニング装置を備えている。
このキャッピング手段は、印刷の休止時にノズル開口のインクの乾燥を防止する蓋として機能するだけでなく、ノズル開口に目詰まりが生じた場合には、キャップ部材によりノズルプレート面を封止し、吸引ポンプからの負圧により、ノズル開口からインク滴を吸引してノズル開口の目詰まりを解消する機能をも備えている。
この種の記録ヘッドのノズルプレート面は、インクをフラッシングしながらワイピングする形式のものが提案されている(たとえば特許文献1。)。
【0006】
【特許文献1】
特開2002―166560号公報(第9頁ないし第10頁、図9)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように、ワイピング動作と同期してフラッシング動作を行ってインクを吐出する制御を行う必要があるので、制御のシーケンスが非常に複雑になる。しかし、ノズル面に対してフラッシングを行いインクを吐出しないでワイピング動作をすると、ノズル面はワイピング部材により乾拭き状態でワイピングすることはできない。
インクをフラッシングしながらノズル面をワイピングするので、ワイピング部材が通過する時に、ノズル開口のインクのメニスカスを形成することができない。このためノズル面をワイピングすることにより、次に記録ヘッドが記録媒体に対してインクを噴射して記録する場合に所謂インクのドット抜けが発生する問題がある。
【0008】
また、ワイピング動作の直前でノズル面においてインクをフラッシング動作するので、フラッシング時に発生するインクのミストが、ノズル面から他の周辺部分にまで飛散してしまう。
そこで本発明は上記課題を解消し、液体のミストが周辺部に飛散するのを防ぎ、液体のミストをノズル面に積極的に付着させてノズル面を確実かつスムーズにワイピングすることが可能な液体噴射ヘッドの液体吸引装置、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの噴射特性維持方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドのノズル面における前記液体を吸引するための液体噴射ヘッドの液体吸引装置において、前記ノズル面を封止可能な本体であって、前記本体の内部には、前記ノズル面のノズル開口から噴射される前記液体をミストにして前記ミストを前記ノズル面に付着させるために前記ノズル開口に対応する位置に設けられたミスト形成部を有する前記本体と、前記本体内に配置されて前記ノズル面からの前記液体を吸収し、前記本体内を保湿するための保湿部材と、を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの液体吸引装置である。
【0010】
上記構成によれば、本体は、ノズル面を封止可能な本体である。この本体の内部には、ミスト形成部を有する。このミスト形成部は、ノズル面のノズル開口から噴射される液体をミストにして、このミストをノズル面に付着させるためにノズル開口に対応する位置に設けられている。
保湿部材は、本体内に配置されて、ノズル面からの液体を吸収して、本体内を保湿する。
【0011】
これにより、本体はノズル面を封止した状態で、本体のミスト形成部は、ノズル開口から噴射される液体をミストにしてこのミストをノズル面に付着させる。
保湿部材が本体内に配置されているので、本体内はミストを充満させた状態で保湿して、このミストをノズル面に対して確実に付着させる機能を果たす。
したがって、本体がノズル面の封止を解除すれば、その後ミストが付着したノズル面は確実かつスムーズにワイピング(払拭)処理を行うことができる。
【0012】
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記本体の前記ミスト形成部は、前記本体の底部から前記ノズル開口に向けて突出して形成され、前記ノズル開口から噴射される前記液体を衝突により飛散させることでミストにする液体飛散部であることを特徴とする。
上記構成によれば、ミスト形成部は、本体の底部からノズル開口に向けて突出して形成されている。このミスト形成部は、ノズル開口から噴射される液体を衝突により飛散させることでミストにする液体飛散部である。
これにより、ノズル開口から噴射される液体は、ミスト形成部である液体飛散部に対して衝突することで飛散して確実にミストにすることができる。このように液体がミストになると、本体内に充満させることができる。
【0013】
第3の発明は、第1の発明の構成において、前記本体の前記ミスト形成部は、前記ノズル開口に対応する位置に配置され前記液体を前記ミストにするためのミスト形成用の凹部であり、前記凹部は前記ノズル開口に向かう方向とは反対方向に向けて前記保湿部材に形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、ミスト形成部は、ノズル開口に対応する位置に配置されている。このミスト形成部は、液体をミストにするためのミスト形成用の凹部である。この凹部は、ノズル開口に向かう方向とは反対方向に向けて保湿部材に形成されている。
これにより、ノズル開口からミスト形成用の凹部の内底部までの距離を確保することにより、ノズル開口から噴射される液体はミスト形成用の凹部の内底部に達するまでにミストにすることができる。このミストは本体内において充満する。
【0014】
第4の発明は、第2の発明の構成において、前記液体飛散部の表面は、撥液性を有することを特徴とする。
これにより、液体飛散部の表面は撥液性を有していることから、液体飛散部の表面に液体が衝突することでより確実に飛散させることができ、液体飛散部の表面には液体が付着するのを防ぐ。
【0015】
第5の発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドのノズル面における前記液体を吸引するための液体噴射ヘッドの液体吸引装置を有する液体噴射装置において、前記液体吸引装置は、前記ノズル面を封止可能な本体であって、前記本体の内部には、前記ノズル面のノズル開口から噴射される前記液体をミストにして前記ミストを前記ノズル面に付着させるために前記ノズル開口に対応する位置に設けられたミスト形成部を有する前記本体と、前記本体内に配置されて前記ノズル面からの前記液体を吸収して、前記本体内を保湿するための保湿部材と、を備えることを特徴とする液体噴射装置である。
【0016】
上記構成によれば、本体は、ノズル面を封止可能な本体である。この本体の内部には、ミスト形成部を有する。このミスト形成部は、ノズル面のノズル開口から噴射される液体をミストにして、このミストをノズル面に付着させるためにノズル開口に対応する位置に設けられている。
保湿部材は、本体内に配置されて、ノズル面からの液体を吸収して、本体内を保湿する。
【0017】
これにより、本体はノズル面を封止した状態で、本体のミスト形成部は、ノズル開口から噴射される液体をミストにしてこのミストをノズル面に付着させる。
保湿部材が本体内に配置されているので、本体内はミストを充満させた状態で保湿して、このミストをノズル面に対して確実に付着させる機能を果たす。
したがって、本体がノズル面の封止を解除すれば、その後ミストが付着したノズル面は確実かつスムーズにワイピング(払拭)処理を行うことができる。
【0018】
第6の発明は、第5の発明の構成において、前記本体の前記ミスト形成部は、前記本体の底部から前記ノズル開口に向けて突出して形成され、前記ノズル開口から噴射される前記液体を衝突により飛散させることでミストにする液体飛散部であることを特徴とする。
これにより、ノズル開口から噴射される液体は、ミスト形成部である液体飛散部に対して衝突することで飛散して確実にミストにすることができる。このように液体がミストになると、本体内に充満させることができる。
【0019】
第7の発明は、第5の発明の構成において、前記本体の前記ミスト形成部は、前記ノズル開口に対応する位置に配置されて前記液体を前記ミストにするためのミスト形成用の凹部であり、前記凹部は前記ノズル開口に向かう方向とは反対方向に向けて前記保湿部材に形成されていることを特徴とする。
これにより、ノズル開口からミスト形成用の凹部の内底部までの距離を確保することにより、ノズル開口から噴射される液体はミスト形成用の凹部の内底部に達するまでにミストにすることができる。このミストは本体内において充満する。
【0020】
第8の発明は、第5の発明ないし第7の発明のいずれかの構成において、前記ミストが付着されたノズル面を接触して払拭するためのワイピング部材を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、ワイピング部材は、ミストが付着したノズル面に接触して払拭することにより、ノズル面のワイピングを行うことができる。
【0021】
第9の発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドのノズル面の液体噴射性能を維持するための液体噴射ヘッドの液体噴射性能維持方法において、本体により前記ノズル面を封止して前記本体内を吸引した状態で、前記本体の内部には前記ノズル面のノズル開口から前記液体を噴射して、前記本体内のミスト形成部により前記液体をミストにして、前記ミストを前記ノズル面に付着させるミスト形成ステップと、前記ノズル面に接触して前記ノズル面に付着された前記ミストを払拭するノズル面のワイピング動作ステップと、を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの液体噴射性能維持方法である。
【0022】
上記構成によれば、ミスト形成ステップでは、本体によりノズル面を封止して本体内を吸引した状態で、本体の内部にはノズル面のノズル開口から液体を噴射して、本体内のミスト形成部により液体をミストにして、このミストをノズル面に付着させる。
ノズル面のワイピング動作ステップでは、ノズル面に接触してノズル面に付着したミストを払拭する。
【0023】
これにより、本体はノズル面を封止した状態で、本体のミスト形成部は、ノズル開口から噴射される液体をミストにしてこのミストをノズル面に付着させる。
本体がノズル面の封止を解除すれば、その後ミストが付着したノズル面は確実かつスムーズにワイピング(払拭)処理を行うことができる。
しかも、ワイピング動作をすることにより、ミストの付着したノズル面は、確実かつスムーズにワイピングすることができる。
【0024】
第10の発明は、第9の発明の構成において、前記ワイピング動作ステップの後に、前記ノズル開口から複数種類の液体の混色防止のための前記液体の次のフラッシング動作を行うことを特徴とする。
これにより、ワイピング動作ステップの後に、次の液体の次のフラッシング動作を行っておけば、複数種類の液体の混色を防止することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置10を示している。
図1に示すインクジェット式記録装置10は、インクジェットプリンタとも呼んでいる。インクジェット式記録装置10は、本体部1を有している。この本体部1は、ガイドレール17、プラテン12、キャリッジ14、インク吸引装置20、記録ヘッド30を備えている。記録ヘッド30は、印刷ヘッドとも言う。
【0026】
キャリッジ14の上部には、複数のインクカートリッジ2,3,4,5が着脱可能に装着できる。キャリッジ14の下部には、記録ヘッド30が設けられている。キャリッジ14は、ベルト15を介してモータ16に接続されている。モータ16が作動することによって、キャリッジ14はガイドレール17に沿ってプラテン12の軸方向である主走査方向Tに往復走行する。
【0027】
ホームポジション18は、ガイドレール17の一方の端部に位置している。このホームポジション18は、キャリッジの走行経路の末端にある非印刷領域である。このホームポジション18には、本体部1の上にインク吸引装置20が配置されている。このインク吸引装置20は、液体吸引装置の一例でありキャッピングシステムもしくはキャッピング手段とも呼んでいる。
インク吸引装置20は、記録ヘッド30のノズル開口のインクの乾燥を防止する機能と、吸引ポンプ19からの負圧をノズル開口に作用させてノズル開口からインクを強制的に吸引して排出させる機能を備える。この吸引ポンプ19は、インク吸引装置20を構成する一構成要素である。インク吸引装置20は、液体吸引装置の1種類である。インクは液体の1種類である。
【0028】
図2は、図1に示すインクジェット式記録装置10の電気的な接続例を示している。インクジェット式記録装置10の制御装置7は、ローカルプリンタケーブルまたは通信ネットワークを介してホストコンピュータ40のプリンタドライバ41に接続されている。プリンタドライバ41は、インクジェット式記録装置10に対して印刷やクリーニング動作あるいはインク吸引動作を実行させるためのコマンドを送るソフトウェアを搭載している。
【0029】
図2に示すインクジェット式記録装置10は、制御装置7の他に、センサー8、インク吸引装置20、インクカートリッジ2,3,4,5、記録ヘッド30、キャリッジ14、用紙搬送機構15Aを含んでいる。図1の実施形態では、複数のインクカートリッジ2ないし5が、キャリッジ14の上に直接搭載されているが、これに限らずインクカートリッジ2ないし5はキャリッジとは別の位置に搭載しても勿論構わない。
図2の用紙搬送機構15Aは、図1の用紙29をプラテン12上を搬送するようになっている。用紙29は記録媒体の一種である。
【0030】
図3は、図1に示す記録ヘッド30の構造例を示す断面図である。
インクジェット式記録装置10は、特にカラープリンタとして用いられる場合には、この記録ヘッド30は、種類の異なる複数種類のインクを吐出するために、インクの種類ごとに独立したインク経路50を有している。
各インクカートリッジ2ないし5からのインクは、インク供給針50Aを介してインク経路50に流入する。インクの種類ごとに独立したインク経路50は、それぞれ複数の圧力室51に接続されている。各圧力室51には、各ノズル開口列54が接続されている。圧力室51から押し出されたインク滴が、ノズル開口列54のノズル開口55から吐出される。
【0031】
図4はノズルプレート面61におけるノズル開口列54の配列例を示している。異なるインクの種類とは、見かけ上の色の違いにとどまらず、インクの構成成分の種類や比率が異なることを意味する。各ノズル開口列54は、たとえば数10から数1000のノズル開口55から構成されている。
図5は、本発明のインクジェット式記録装置の記録ヘッド30の内部構造例を示している。上述したインクカートリッジから供給されるインクは、インク経路50を通って圧力室51へ供給される。印刷の際には、圧力発生素子としての圧電振動子39が伸縮動作することによって、圧力室51の容積を変化させて、圧力室51内のインクに圧力変動を生じさせる。これによって、ノズル開口55からインク滴が吐出できる。
記録ヘッド30内のインク中に気泡が混入したり、インク経路50や圧力室51内に増粘したインクが存在すると、インクの正常な流れが阻害されて、正常なインクの吐出が行えないことがある。この場合には、図2に示すインク吸引装置20が用いられ、このインク吸引装置20によるインクの強制排出が必要となる。
【0032】
また、インクジェット式記録装置10を最初に使用する際の開始時や、インクカートリッジを別の種類のインクカートリッジに交換した場合では、図3の記録ヘッド30内のインク経路50の中にインクを充填する必要がある。このような初期のインクの充填に際しても、インク吸引装置20が使用され、このインク吸引装置20は、図3の記録ヘッド30のノズル開口55から空気およびインクが強制的に吸引されてノズル開口55から排出される。
【0033】
図6と図7は、インクジェット式記録装置のインク吸引装置20、記録ヘッド30およびインクカートリッジ2ないし5を示している。図6では、インク吸引装置20はノズルプレート面61から離れた状態である。図7では、インク吸引装置20はノズルプレート面61を封止している状態を示している。
図6と図7においては、記録ヘッド30とインクカートリッジ2ないし5が、ホームポジション18に位置決めされている。この記録ヘッド30は、インク吸引装置20の上方に位置決めされている。
【0034】
図1に示すキャリッジ14は記録ヘッド30とともに、ガイドレール17に沿って主走査方向Tに沿って往復移動可能である。キャリッジ14とともに記録ヘッド30は、ヘッド移動方向T1に移動することにより、記録ヘッド30は図1および図6に示すホームポジション18に位置決めすることができる。
記録ヘッド30は、液体噴射ヘッドの一種であるが、この記録ヘッド30はキャリッジ14の下面側に設けられている。記録ヘッド30の下面は、ノズルプレート面61である。このノズルプレート面61は、図3と図4にその形状例を示している。ノズルプレート面61は、ノズルプレート62の下面である。ノズルプレート62は、上述したような複数のノズル開口列54、図3と図4の図示例では4列のノズル開口列54を有している。各ノズル開口列54は、T方向とは直交するU方向に沿って同じ間隔で形成されている。
【0035】
図6は、上述したように記録ヘッド30はホームポジション18に位置決めされているが、インク吸引装置20とノズルプレート面61とは離れている待機状態を示している。
図7は、インク吸引装置20がノズルプレート面61を封止して、ノズルプレート面61に対してミスト200を付着させているミスト付着状態を示している。
この場合にはインク吸引装置20は、昇降手段250により、図6の待機状態から図7に示すようにZ2方向に押し上げられた状態になっている。
【0036】
次に、図6と図7を参照して、インク吸引装置20の構造について説明する。インク吸引装置20は、液体吸引装置の一例である。図6と図7に示すように、インク吸引装置20は、ホームポジション18に配置されている。このインク吸引装置20は、キャップ本体80、保湿部材83、および吸引ポンプ19を有している。
【0037】
キャップ本体80は、本体の一例である。キャップ本体80は、底部87と4つの方面を形成する側部88を有する箱形状の部材である。このキャップ本体80の上部には上部開口部86が形成されている。この上部開口部86はたとえば長方形状である。4つの側部88の上端部には、シール部90がその全体にわたって形成されている。このシール部90の断面形状はたとえば円形状や楕円形状あるいはその他の形状を採用することができる。
キャップ本体80は、たとえばプラスチックや金属により作られている。キャップ本体80の底部87は、接続部91を有している。この接続部91は、吸引ポンプ19のチューブ92に対して着脱可能に接続されている。
【0038】
吸引ポンプ19は、廃インクタンク100に接続されている。この廃インクタンク100は、インク吸引装置20から吸引されてくるインクを廃棄するためのタンクである。
図6と図7に示すように、キャップ本体80の内部には、複数のミスト形成部110が設けられている。各ミスト形成部110は、図6と図7の例では、ノズルプレート面61のノズル開口列54に対応して突出して設けられている。すなわち、これらのミスト形成部110は、各ノズル開口列54に対応した位置においてノズル開口列54に向けて突出して形成されている。
【0039】
ミスト形成部110は、キャップ本体80の内部において底部87からZ2方向に突出している。ミスト形成部110の先端部111はたとえば断面半円形状になっている。各ミスト形成部110は、ノズル開口列54に対応するようにたとえば図6の紙面垂直方向に伸びるように形成されている。
ミスト形成部110の先端部111は、キャップ本体80の上部開口部86よりは底部87側に下がった位置にある。
【0040】
図7に示すように、ミスト形成部110は、対応するノズル開口列54の各ノズル開口55から噴射してフラッシングされるインク滴115を衝突させることにより、インク滴115をミスト(霧状態)200にして、キャップ本体80内においてノズルプレート面61と保湿部材83の間の空間Sにミストを充満させるためのものである。
【0041】
ミスト形成部110の先端部111は、好ましくは撥液材が付着されている。先端部111であって保湿部材83から露出している部分は、撥液性の材料を形成しておくことにより、ミスト形成部110は、インク滴115を衝突により飛散させてミストにする液体飛散部としての機能をより高めることができる。つまり撥液性を有する先端部111には、インク滴115やミストが付着しにくく、インク滴115を、完全にミスト200にして、このミスト200は図7に示す空間Sの全体に充満させることができる。
【0042】
次に、図6と図7に示す保湿部材83について説明する。
この保湿部材83は、キャップ本体80の内底部87において好ましくは着脱可能に収容されている。この保湿部材83は、ミスト形成部110の先端部111を除いた部分を覆っている。保湿部材83は、図7に示すように、インク滴115から得られたミスト200を空間S内において充満させた状態を維持して、ミスト200がノズルプレート面61の全体に付着できるようにするための保湿手段である。
保湿部材83は、たとえば概略的には直方体形状の部材であり、一例として不織布や多孔性の樹脂等を使用して作ることができる。
【0043】
次に、図10を参照しながら、上述したインクジェット式記録装置10における記録ヘッド30の噴射特性維持方法の例について説明する。
この記録ヘッドの噴射特性維持方法は、図10と図6に示すノズルプレート面61に対してインクのミスト200を付着させた後に、ノズルプレート面61をワイピング部材300によりワイピングすることにより、ノズルプレート面61の噴射特性を必要な時に維持させるために行われる。
【0044】
図1に示すインクジェット式記録装置10の最初の使用の開始時や、インクカートリッジを別のインクカートリッジに交換した場合には、記録ヘッド30のインク経路50の中にインクを充填する必要がある。この充填に際しては、インク吸引装置20によって、記録ヘッド30のノズル開口55から空気およびインクが強制的に吸引されて排出されることになる。
記録ヘッド30のインク中に気泡が混入したりあるいはインク経路50に増粘したインクが存在すると、インクの正常な流れが阻害される場合がある。このような場合にも、インク吸引装置20によりインクの強制排出が必要となる。
【0045】
図10のステップST1では、図1に示すように記録ヘッド30およびキャリッジ14は、印刷中にはインク吸引装置20からは離れた印刷領域に位置している。
しかし、上述したように記録ヘッド30のクリーニングを行う必要がある場合には、図1のキャリッジ14および記録ヘッド30が、ヘッド移動方向T1へ移動してホームポジション18に位置決めされる。
図6に示すように、記録ヘッド30がホームポジション18に移動されると、記録ヘッド30はインク吸引装置20の上部に位置決めされることになる。
【0046】
図6に示すように吸収部材83のシール部90は、記録ヘッド30のノズルプレート面61に対面した位置にある。しかし、このシール部90はノズルプレート面61からは離れた位置にある。
まず図10に示すミスト形成ステップST1では、図6に示すインク吸引装置20が昇降手段250の動作により、図6に示す待機状態から図7に示すZ2方向に上昇する。
これによって、キャップ本体80のシール部90は、ノズルプレート面61に密着もしくは圧接される。これによって、キャップ本体80内の空間Sが、キャップ本体80とノズルプレート面61により形成され、ノズルプレート面61はキャップ本体80により封止された状態になる。
【0047】
図10のミスト形成ステップST1のインクの吸引動作ST1−1では、図7の吸引ポンプ19が作動して、インクの吸引動作をする。
そしてミスト形成ステップST1のステップST1−2では、第1のフラッシング動作が行われることで、インク経路50とノズル開口55からインク滴115が空間Sに噴射される。
【0048】
これによって、インク滴115は、ノズル開口55に対面しているミスト形成部110に対して落下して衝突することで飛散してミスト200になる。このミスト200は、空間S内に充満されることにより、このミスト200の一部がノズルプレート面61の全面にわたって付着されることになる。図4はノズルプレート面61の全面にわたってミスト200が付着された様子の例を示している。
ミスト200は、ノズルプレート面61の全面であり、しかもシール部90の内側領域に付着される。
【0049】
図7のようにキャップ本体80の空間S内においてミスト200が充満されることにより、ミスト200の一部がノズルプレート面61の全面にわたって付着される。保湿部材83は、ミスト200を空間S内で充満させるための保湿状態を維持している。
このようにしてキャップ本体80内でインク滴115の第1のフラッシング動作を行って、インクのミスト200がノズルプレート面61に付着された後に、図10のワイピング動作ステップST2に移る。
【0050】
ワイピング動作ステップST2では、図8と図9に示すように、ワイピング部材400がノズルプレート面61のワイピング(払拭)処理を行う。つまり、記録ヘッド30がヘッド移動方向T1に移動することにより、ノズルプレート面61とワイピング部材400との間で相対的な移動が生じる。ワイピング部材400はホームポジション18の所定の位置に固定されている。
【0051】
図8では、ワイピング動作の開始直前の状態を示しており、図9ではワイピング動作の途中の状態を示している。
ワイピング部材400が相対的にノズルプレート面61に接触もしくは圧接して移動することにより、ノズルプレート面61に付着しているミスト200がワイピング(払拭)される。
このように、図10のミスト形成ステップST1が終了してから、ワイピング動作ステップST2を行うのである。
【0052】
図7に示すインク滴115は、インクドットとも呼ばれており、インクドットの種類にはたとえばノーマルドットとスモールドットがある。ノーマルドットは、たとえば14ナノグラム(ng)程度の大きさであり、スモールドットは3ナノグラムあるいは1.5ナノグラム程度のものである。
図7におけるインク滴115が、好ましくはノーマルドットとしてフラッシングすることにより、インク滴115はミスト形成部110に衝突して飛散することでミスト200に形成しやすい。
【0053】
なお、図7に示すように、インク滴115がミスト形成部110の先端部111に衝突してミスト200を形成する場合には、キャップ本体80がノズルプレート面61を封止して空間Sを閉じているので、形成されるミスト200がキャップ本体80の外部には飛散することが全く無い。
このことから従来のようにミストが他の部位に付着してしまう問題を防ぐことができる。
【0054】
図10に示すワイピング動作ステップST2のワイピング動作を行うことにより、ノズルプレート面61はミスト200により濡れた状態でワイピングできるので、ノズルプレート面61が乾拭き状態でワイピングされるのを確実に防ぐことができる。
そして、本発明の実施形態では、フラッシングしながらワイピングするのではなくて、フラッシングしてミスト200がノズルプレート面61に形成された後に、ワイピング部材がワイピングを行う。このことから、ノズル開口55に形成されているインクのメニスカスを壊すことが無く、その後にインクにより記録媒体に記録する場合の所謂インクのドット抜けの発生を防ぐことができる。
【0055】
図10に示すワイピング動作ステップST2が終わると、必要によりステップST3に移る。
ステップST3は、ワイピング動作の後に第2のフラッシング動作を行うステップである。第2のフラッシング動作は、図10(D)に示すように、各ノズル開口列54からインク滴を再びフラッシングする。この第2のフラッシング動作では、ノズルプレート面61にミストを付けたくないので、第2のフラッシング動作は図1と図10(D)に示すように別のフラッシングボックス1100内に行うか、または図10(E)に示すようにノズルプレート面61に対してキャップ本体80の位置をずらして行う。
フラッシングボックス1100は、図1に示すように通常印字領域をはさんでホームポジションとは反対側の80桁側に配置されている。図10(D)のフラッシングボックス1100は、吸引しないキャップ本体と同等のもので、中には吸収体1101が入っている。この吸収体1101が第2のフラッシングを受け止めてミスト化を防ぐ。
また、図10(E)のキャップ本体80はノズルプレート面61に対してずらしてある。つまりミスト形成部110はノズルプレート面61のノズル開口55とはずれているので、第2のフラッシング動作のインクは吸収部材83内に打ち込むことでミスト化を防ぐ。
これによって、ノズル開口における複数種類のインクの混色を防止することができる。
【0056】
図7において、インク滴115をフラッシングして、ノズルプレート面61にミスト200を付着させる際には、吸引ポンプ19は、キャップ本体80内を保湿部材83を通じて吸引するのが望ましい。
図9に示すようにワイピング部材400がノズルプレート面61のミスト200をワイピングする際には、ミスト200がワイピング部材400の先端部400Aに供給されることから、スムーズかつ確実にノズルプレート面61をワイピングしてクリーニングすることができる。
【0057】
次に、図11は、本発明の液体噴射ヘッドの液体吸引装置の別の実施形態を示している。
図11に示すインク吸引装置20が図7に示すインク吸引装置20の構造と異なるのは、ミスト形成部500の構造と保湿部材583の形状である。図11のインク吸引装置20のその他の構成要素は、図7に示す対応する構成要素と同じであるのでその説明を用いる。
【0058】
図11に示すインク吸引装置20は、キャップ本体80と、保湿部材583を有している。キャップ本体80の構造は、図7に示すキャップ本体80の構造とほぼ同じである。
しかし、キャップ本体80の内部に設けられたミスト形成部500は、図7のミスト形成部110とは異なり凹部形状になっている。このミスト形成部500は、それぞれノズル開口列54に対応した位置に対応して図11の紙面垂直方向に形成されている。
【0059】
このミスト形成部500は、ノズル開口55に対応する位置において保湿部材583に形成されている凹部である。この凹部形状のミスト形成部500は、ノズル開口55に向かう方向であるZ2方向とは反対方向のZ1方向に向けて保湿部材583に対して掘り下げられたものである。
ミスト形成部500の内底部501は、キャップ本体80の底部87に近い位置にあり、かつノズル開口列54に対面している。ノズルプレート面61と内底部501の距離Lは、インク滴315がZ1方向に落下する間にミスト200に形成できるような十分な長さになっている。この距離Lは、たとえばインク滴315が上述したスモールドットである場合には、たとえば2mm以上の距離である。
【0060】
この距離Lが十分大きく確保されていて、フラッシングされたインク滴(インクドット)315が減速してしまうと、図7に示した突起形状のミスト形成部110ではなくても、ミスト200がキャップ本体80内の空間S内に充満できる。インク滴315をノーマルドットではなくスモールドットもしくはそれより小さいドットにすることにより、距離Lは小さくすることができる。
このように、保湿部材583は、ノズル開口列に対応する領域には凹部形状のミスト形成部500を形成することにより、インク吸引装置20の構造をさらに簡単化することができる。
【0061】
図12は、本発明のさらの別の実施形態を示している。図13は、図12の本発明の実施形態に比較して示す従来の比較例である。
図12に示す本発明の実施形態の記録ヘッド30は、たとえば図7の記録ヘッド30とは異なり、ノズルプレート面61が、垂直方向D1に対して角度θだけ傾けて配置されている。
このような配置例の記録ヘッド30を用いる場合であっても、ノズルプレート面61の全面にわたってミスト200が形成されたとしても、ミスト200は傾斜されているノズルプレート面61に沿って矢印E方向に流れてしまうことは無く、ノズルプレート面61の全面にわたってミスト200を付着させることができる。
【0062】
これに対して、図13の従来の比較例では、同様にして傾斜して配置された記録ヘッド1030のノズルプレート面1061には、フラッシングされたインク1100が付着しているが、このインク1100は、E方向に沿ってノズルプレート面1061を流れてしまう。
このために、流れ出したインク1100は、ノズルプレート面1061の下部側1068に集中してしまう。ワイピング部材がノズルプレート面1061をワイピングする際には、上部1069側に位置するノズル開口1070では、ワイピング部材の先端に対してインクの供給量が不足してしまい、乾拭き状態になってしまう。
このように乾拭き状態になってしまうと、ノズルプレート面1061に形成されている撥液材が剥がれてしまう等の問題が生じる。
【0063】
このように、図12に示す本発明の実施形態では、ノズルプレート面61の全面にわたってインク滴ではなくインクのミスト200が付着されることにより、ミスト200が重力の影響を受けにくく、ミスト200は記録ヘッド30が傾いて配置されていた場合であっても、ノズルプレート面61の全面にわたって留まった状態を保つことができる。
本発明は、斜めに取り付けられた記録ヘッド30のノズルプレート面61の噴射特性を維持するのに特に有効である。
【0064】
本発明では、本体はノズル面を封止した状態で、本体のミスト形成部は、ノズル開口から噴射される液体をミストにしてこのミストをノズル面に付着させる。
保湿部材が本体内に配置されているので、保湿部材は、本体内にはミストを充満させた状態で保湿して、このミストをノズル面に対して確実に付着させる機能を果たす。
したがって、本体がノズルプレート面の封止を解除すれば、その後ミストが付着したノズルプレート面は確実かつスムーズにワイピング(払拭)処理を行うことができる。
ノズル開口から噴射される液体は、ミスト形成部である液体飛散部に対して衝突することで飛散して確実にミストにすることができる。このように液体がミストになると、本体内に充満させることができる。
ノズル開口からミスト形成用の凹部の内底部までの距離を確保することにより、ノズル開口から噴射される液体がミスト形成用の凹部の内底部に達するまでにミストにすることができる。このミストは本体内において充満する。
液体飛散部の表面は好ましくは撥液性を有していることから、液体飛散部の表面に液体が衝突することでより確実に飛散させることができ、液体飛散部の表面には液体が付着するのを防ぐ。
【0065】
本発明の実施形態では、ノズルプレート面をワイピング部材によりワイピングする時に、必要とするインクは、フラッシング動作することによりインク滴のミストをノズルプレート面に付着させる。その後ワイピング部材はノズルプレート面に接触して相対的に移動することにより、ミストがワイピング部材の先端部に供給されることから、ノズルプレート面はワイピング部材により確実かつスムーズにワイピングしてクリーニングすることができる。
【0066】
本発明の実施形態では、ミストを形成するためのフラッシング動作と、ワイピング動作とは、同時には行わない。インクのミストを形成する際には、たとえば図7に示すように、キャップ本体80はノズルプレート面61を封止していて空間Sは外部から閉ざされている。これにより、ミスト200が外部に飛散することを防止できる。
本発明の実施形態では、従来行っていたワイピング動作と同期してフラッシング動作を制御する必要が無くなり、制御シーケンスが単純化できる。
【0067】
図示した実施形態においては、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクの各インクを使用する4つのインクカートリッジが、キャリッジに装着できるようになっている。このインクカートリッジはこれに限らず、ブラックインク用のインクカートリッジだけを備えているものや、ブラックインクを除いた3色のカラーインク用の3つのインクカートリッジを備えているものであっても良い。また、インクを使用した5つ以上のインクカートリッジがキャリッジに装着できるようなものであっても良い。
また、本発明のキャップ本体の形状や、ミスト形成部の形状は、図示例に限らず色々な形状を採用することができる。
【0068】
本発明は、インクジェット式記録装置としての上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
たとえば、本発明の液体噴射装置としては、他の液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。本発明の液体噴射装置は、たとえば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイおよび面発光ディスプレイの製造等に用いられる電極材や色材等の液体を噴射する液体噴射装置、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の試料噴射装置であってもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置を示す斜視図。
【図2】図1のインクジェット式記録装置の電気的接続例を示す図。
【図3】インクジェット式記録装置の記録ヘッドの構造例を示す断面図。
【図4】記録ヘッドのノズルプレート面の形状例を示す図。
【図5】記録ヘッドの圧電振動子の付近を示す図。
【図6】インク吸引装置、記録ヘッドを示しており、キャップ本体がノズルプレート面から離れた待機状態を示す図。
【図7】キャップ本体がノズルプレート面を封止していてミストを発生している状態を示す図。
【図8】ワイピング動作の直前の状態を示す図。
【図9】ワイピング動作の途中の状態を示す図。
【図10】本発明の液体噴射ヘッドの噴射特性維持方法の一例を示すフロー図。
【図11】本発明の液体噴射ヘッドの液体吸引装置の別の実施形態を示す図。
【図12】本発明の液体噴射ヘッドの液体吸引装置のさらに別の実施形態を示す図。
【図13】図12の本発明の実施形態に対する比較例を示す図。
【符号の説明】
2,3,4,5・・・インクカートリッジ、10・・・インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、19・・・吸引ポンプ、20・・・インク吸引装置(液体吸引装置の一例)、30・・・記録ヘッド(液体噴射ヘッドの一例)、54・・・ノズル開口列、55・・・ノズル開口、61・・・ノズルプレート面(ノズル面の一例)、62・・・ノズルプレート、80・・・キャップ本体(本体の一例)、83・・・保湿部材(吸収部材とも言う)、90・・・シール部、110・・・ミスト形成部、115・・・インク滴、200・・・ミスト、S・・・空間
Claims (10)
- 液体を噴射する液体噴射ヘッドのノズル面における前記液体を吸引するための液体噴射ヘッドの液体吸引装置において、
前記ノズル面を封止可能な本体であって、前記本体の内部には、前記ノズル面のノズル開口から噴射される前記液体をミストにして前記ミストを前記ノズル面に付着させるために前記ノズル開口に対応する位置に設けられたミスト形成部を有する前記本体と、
前記本体内に配置されて前記ノズル面からの前記液体を吸収し、前記本体内を保湿するための保湿部材と、を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの液体吸引装置。 - 前記本体の前記ミスト形成部は、前記本体の底部から前記ノズル開口に向けて突出して形成され、前記ノズル開口から噴射される前記液体を衝突により飛散させることでミストにする液体飛散部であることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッドの液体吸引装置。
- 前記本体の前記ミスト形成部は、前記ノズル開口に対応する位置に配置され前記液体を前記ミストにするためのミスト形成用の凹部であり、前記凹部は前記ノズル開口に向かう方向とは反対方向に向けて前記保湿部材に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッドの液体吸引装置。
- 前記液体飛散部の表面は、撥液性を有することを特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッドの液体吸引装置。
- 液体を噴射する液体噴射ヘッドのノズル面における前記液体を吸引するための液体噴射ヘッドの液体吸引装置を有する液体噴射装置において、
前記液体吸引装置は、
前記ノズル面を封止可能な本体であって、前記本体の内部には、前記ノズル面のノズル開口から噴射される前記液体をミストにして前記ミストを前記ノズル面に付着させるために前記ノズル開口に対応する位置に設けられたミスト形成部を有する前記本体と、
前記本体内に配置されて前記ノズル面からの前記液体を吸収して、前記本体内を保湿するための保湿部材と、を備えることを特徴とする液体噴射装置。 - 前記本体の前記ミスト形成部は、前記本体の底部から前記ノズル開口に向けて突出して形成され、前記ノズル開口から噴射される前記液体を衝突により飛散させることでミストにする液体飛散部であることを特徴とする請求項5に記載の液体噴射装置。
- 前記本体の前記ミスト形成部は、前記ノズル開口に対応する位置に配置されて前記液体を前記ミストにするためのミスト形成用の凹部であり、前記凹部は前記ノズル開口に向かう方向とは反対方向に向けて前記保湿部材に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の液体噴射装置。
- 前記ミストが付着されたノズル面を接触して払拭するためのワイピング部材を備えることを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれかに記載の液体噴射装置。
- 液体を噴射する液体噴射ヘッドのノズル面の液体噴射性能を維持するための液体噴射ヘッドの液体噴射性能維持方法において、
本体により前記ノズル面を封止して前記本体内を吸引した状態で、前記本体の内部には前記ノズル面のノズル開口から前記液体を噴射して、前記本体内のミスト形成部により前記液体をミストにして、前記ミストを前記ノズル面に付着させるミスト形成ステップと、
前記ノズル面に接触して前記ノズル面に付着された前記ミストを払拭するノズル面のワイピング動作ステップと、を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの液体噴射性能維持方法。 - 前記ワイピング動作ステップの後に、前記ノズル開口から複数種類の液体の混色防止のための前記液体の次のフラッシング動作を行うことを特徴とする請求項9に記載の液体噴射ヘッドの液体噴射性能維持方法。
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