JP2008188944A - 流体噴射装置、及び流体噴射装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射ヘッドとキャッピング装置との協働による処理を実行する場合などにおいて、噴射ヘッドとキャッピング装置との位置関係を良好に調整できる流体噴射装置を提供する。
【解決手段】流体噴射装置は、流体を噴射する噴射口が形成された噴射面を有する噴射ヘッドと、噴射面と接触可能な接触面を有するキャップ部材と、噴射面と接触面とが接近する方向及び離れる方向に噴射ヘッド及びキャップ部材の少なくとも一方を移動可能な駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置と、噴射面と接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するときに所定信号を出力する検出装置とを備える。制御装置は、噴射面と接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するように駆動装置による移動を実行し、検出装置から所定信号が出力されたときの駆動装置の状態を基準として、噴射面と接触面との間に所定のギャップが形成されるように、駆動装置の駆動量を設定する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、流体噴射装置、及び流体噴射装置の制御方法に関する。

流体噴射装置として、記録ヘッドの噴射口より記録媒体にインクを噴射するインクジェット式記録装置が知られている。流体噴射装置においては、噴射不良が発生するのを抑制するために、従来より、例えば下記特許文献１に開示されているような、ワイピング装置及びキャッピング装置等を含むメンテナンス装置が設けられている。
特開２００５−１２５７５８号公報

例えば噴射ヘッドとキャッピング装置との協働による処理を実行する場合、噴射ヘッドとキャッピング装置との位置関係を良好に調整する必要がある。例えば、噴射ヘッドの噴射面とキャッピング装置のキャップ部材とが離れた状態で、フラッシング動作等を実行した場合、噴射口から噴射された流体が周囲に飛散する可能性がある。一方、フラッシング動作する際に、噴射ヘッドの噴射面とキャッピング装置のキャップ部材とが近すぎると、噴射口から噴射された流体がキャップ部材の一部で跳ね返って、噴射ヘッドが汚染される可能性がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、噴射ヘッドとキャッピング装置との協働による処理を実行する場合などにおいて、噴射ヘッドとキャッピング装置との位置関係を良好に調整できる流体噴射装置、及び流体噴射装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
本発明の第１の態様によると、流体を噴射する噴射口が形成された噴射面を有する噴射ヘッドと、前記噴射面と接触可能な接触面を有するキャップ部材と、前記噴射面と前記接触面とが接近する方向及び離れる方向に前記噴射ヘッド及びキャップ部材の少なくとも一方を移動可能な駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置と、前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するときに所定信号を出力する検出装置と、を備え、前記制御装置は、前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するように前記駆動装置による移動を実行し、前記検出装置から前記所定信号が出力されたときの前記駆動装置の状態を基準として、前記噴射面と前記接触面との間に所定のギャップが形成されるように、前記駆動装置の駆動量を設定する流体噴射装置が提供される。

本発明の第１の態様によれば、噴射ヘッドの噴射面とキャップ部材の接触面とを接触させて位置決めし、その位置決めされた状態を基準として、駆動装置を制御することによって、噴射ヘッドとキャップ部材とを所望の位置関係に調整できる。

上記構成において、前記噴射面及び前記接触面のそれぞれは導電性を有し、前記検出装置は、前記噴射面と前記接触面とに電荷を与えて、前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するときの電圧値の変化を出力し、前記所定信号は、前記電圧値の変化を含む構成を採用できる。これにより、噴射面と接触面とが離れるタイミングを良好に検出できる。

上記構成において、前記噴射面と前記接触面との間に所定のギャップを形成した状態で、前記噴射口より前記流体が排出される構成を採用できる。これにより、噴射ヘッドとキャップ部材とを所定の位置関係に調整した状態で、噴射口より流体を噴射できる。

本発明の第２の態様によると、流体を噴射する噴射口が形成された噴射面を有する噴射ヘッドを備えた流体噴射装置の制御方法であって、前記噴射面とキャップ部材の接触面とを接触させる処理と、前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するように、前記噴射ヘッド及びキャップ部材の少なくとも一方を移動させる処理と、前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するときに、所定信号を出力させる処理と、前記所定信号が出力されたときの状態を基準として、該基準からの前記移動方向への移動量を調整して、前記噴射面と前記接触面との間に所定のギャップを形成する処理と、を含む制御方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、噴射ヘッドの噴射面とキャップ部材の接触面とを接触させて位置決めし、その位置決めされた状態を基準として、噴射面と接触面との位置関係を調整することによって、噴射ヘッドとキャップ部材とを所望の位置関係に調整できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態に係る流体噴射装置の一例を示す斜視図、図２は、平面図である。本実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の液体（液状体）を噴射する液体噴射装置（液状体噴射装置）である場合を例にして説明する。本実施形態においては、流体噴射装置が、記録ヘッドの噴射口から記録媒体にインクを噴射して、その記録媒体に対する記録を実行するインクジェット式記録装置である場合を例にして説明する。本実施形態においては、インクジェット式記録装置の一例として、記録媒体である記録紙にインクの滴を吐出（噴射）して、その記録紙に対する記録を実行するインクジェットプリンタについて説明する。

図１及び図２において、インクジェットプリンタ１は、インクで記録紙に対する記録を実行する記録ユニット２と、記録紙を搬送する記録紙搬送機構３とを備えている。

記録ユニット２は、インクを噴射する記録ヘッド４と、記録ヘッド４を支持しながら移動可能なキャリッジ５と、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、インクが噴射される記録紙を支持するプラテン６とを含む。

また、インクジェットプリンタ１は、キャリッジ５を移動するモータ等を含むキャリッジ駆動装置７と、キャリッジ５の移動を案内するキャリッジガイド部材とを備えている。キャリッジ５は、キャリッジガイド部材に案内されながら、キャリッジ駆動装置７によって、主走査方向に移動する。記録紙は、記録紙搬送機構３により、記録ユニット２に対して、主走査方向と交差する副走査方向に移動する。

インクジェットプリンタ１は、記録紙を収容する給紙カセット９を備えている。給紙カセット９は、インクジェットプリンタ１の本体の背面側に、着脱可能に設けられている。給紙カセット９は、積層された複数の記録紙を収容可能である。

記録紙搬送機構３は、給紙カセット９の記録紙を搬出するための給紙ローラと、給紙ローラを駆動するモータ等を含む給紙ローラ駆動装置１０と、記録紙の移動を案内する記録紙ガイド部材１１と、給紙ローラに対して搬送方向の下流側に配置されている搬送ローラと、搬送ローラを駆動する搬送ローラ駆動装置と、記録ユニット２に対して搬送方向の下流側に配置されている排出ローラとを有している。

給紙ローラは、給紙カセット９に積層されている複数の記録紙のうち、最も上側に配置されている記録紙をピックアップし、給紙カセット９より搬出可能である。給紙カセット９の記録紙は、記録紙ガイド部材１１に案内されながら、給紙ローラ駆動装置１０によって駆動する給紙ローラによって、搬送ローラに送られる。搬送ローラに送られた記録紙は、搬送ローラ駆動装置によって駆動する搬送ローラにより、搬送方向の下流側に配置された記録ユニット２に搬送される。

記録ユニット２のプラテン６は、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、記録紙の下面を支持する。記録ヘッド４及びキャリッジ５は、プラテン６の上方に配置されている。記録紙搬送機構３は、記録ユニット２による記録動作と連動して、記録紙を副走査方向に搬送する。記録ユニット２で記録された記録紙は、排出ローラを含む記録搬送機構３によって、インクジェットプリンタ１の正面側から排出される。

また、インクジェットプリンタ１は、インクカートリッジのインクをキャリッジ５の記録ヘッド４に供給するインク供給チューブ１２を備えている。インクカートリッジのインクは、インク供給針を介してインク供給路に供給され、そのインク供給路より、インク供給チューブ１２を介して、キャリッジ５の記録ヘッド４に供給される。

また、インクジェットプリンタ１は、記録ヘッド４をメンテナンス可能なメンテナンス装置１３を備えている。メンテナンス装置１３は、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含む。メンテナンス装置１３は、キャリッジ５及び記録ヘッド４のホームポジションに配置されている。ホームポジションは、キャリッジ５の移動領域内であって、記録ユニット２による記録動作が実行される記録領域の外側の端部領域に設定されている。電源オフ時、あるいは長時間に亘って記録動作が実行されない場合、キャリッジ５及び記録ヘッド４は、ホームポジションに配置される。

また、インクジェットプリンタ１は、記録ヘッド４とキャッピング装置１４のキャップ部材３４との位置関係を検出可能な検出システム８を備えている。

図３は、記録ヘッド４の一部を示す断面図である。記録ヘッド４は、インクを噴射する噴射口１６が形成された噴射面１７を備えている。本実施形態においては、噴射口１６は、インクの滴を吐出可能である。噴射口１６は、噴射面１７において、所定方向に所定間隔で複数形成されている。

記録ヘッド４は、ヘッド本体１８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２とを備えている。噴射面１７は、ノズル基板２１の下面によって形成されている。噴射口１６は、ノズル基板２１に形成されている。流路形成ユニット２２は、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を積層し、接着剤等で接合して一体にしたものである。

記録ヘッド４は、ヘッド本体１８の内部に形成された収容空間２３と、収容空間２３に配置された駆動ユニット２４とを備えている。駆動ユニット２４は、複数の圧電素子２５と、圧電素子２５の上端を支持する固定部材２６と、駆動信号を圧電素子２５に供給する柔軟なケーブル２７とを備えている。圧電素子２５は、複数の噴射口１６のそれぞれに対応するように設けられている。

また、記録ヘッド４は、ヘッド本体１８の内部に形成され、インクカートリッジからインク供給チューブ１２を介して供給されたインクが流れる内部流路２８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２によって形成され、内部流路２８と接続された共通インク室２９と、流路形成ユニット２２によって形成され、共通インク室２９と接続されたインク供給口３０と、流路形成ユニット２２によって形成され、インク供給口３０と接続された圧力室３１とを備えている。圧力室３１は、複数の噴射口１６に対応するように複数設けられている。複数の噴射口１６のそれぞれは、複数の圧力室３１のそれぞれに接続されている。

ヘッド本体１８は、合成樹脂で形成されている。振動板１９は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工したものである。振動板１９の圧力室３１に対応する部分には、圧電素子２５の下端と接合される島部３２が形成されている。振動板１９の少なくとも一部は、圧電素子２５の駆動に応じて弾性変形する。振動板１９と内部流路２８の下端近傍との間にはコンプライアンス部３３が形成されている。

流路基板２０は、内部流路２８の下端と噴射口１６とを接続する共通インク室２９、インク供給口３０、及び圧力室３１それぞれの空間を形成するための凹部を有する。本実施形態においては、流路基板２０は、シリコンを異方性エッチングすることで形成されている。

ノズル基板２１は、所定方向に所定間隔（ピッチ）で形成された複数の噴射口１６を有する。本実施形態のノズル基板２１は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された板状の部材である。

インクカートリッジからインク供給チューブ１２を介して供給されたインクは、内部流路２８の上端に流入する。内部流路２８の下端は、共通インク室２９に接続されており、インクカートリッジからインク供給チューブ１２を介して内部流路２８の上端に流入したインクは、内部流路２８を流れた後、共通インク室２９に供給される。共通インク室２９に供給されたインクは、インク供給口３０を介して、複数の圧力室３１のそれぞれに分配されるように供給される。

ケーブル２７を介して圧電素子２５に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮する。これにより、振動板１９が圧力室３１に接近する方向及び離れる方向に変形（移動）する。これにより、圧力室３１の容積が変化し、インクを収容した圧力室３１の圧力が変動する。この圧力の変動によって、噴射口１６から、インクが噴射（吐出）される。

このように、本実施形態の圧電素子（駆動素子）２５は、噴射口１６よりインクを噴射するために、入力される駆動信号に基づいて、噴射口１６に接続された圧力室（空間）３１の圧力を変動させる。

図４は、メンテナンス装置１３を示す斜視図、図５は、メンテナンス装置１３の内部の一部を下方から見た斜視図である。メンテナンス装置１３は、キャッピング装置１４、及びワイピング装置１５を含む。

図４及び図５において、キャッピング装置１４は、記録ヘッド４の噴射面１７と対向可能なキャップ部材３４を備えている。キャップ部材３４は、記録ヘッド４の噴射面１７と接触可能な上端面５７を有し、噴射面１７を覆うことができる。また、キャップ部材３４は、噴射面１７との間に空間を形成可能である。

また、キャッピング装置１４は、ベース部材３６と、ホームポジションに配置されている記録ヘッド４の噴射面１７に対してキャップ部材３４の上端面５７を接近する方向及び離れる方向に移動する駆動装置３７とを備えている。

図６は、駆動装置３７が記録ヘッド４の噴射面１７に対してキャップ部材３４の上端面５７を接近する方向及び離れる方向に移動している状態を示す図である。駆動装置３７は、例えば特開２００６−２７２７７９号公報等に開示されているような、ベース部材３６に搭載され、キャップ部材３４の上端面５７を記録ヘッド４の噴射面１７に対して接近する方向及び離れる方向に案内しつつ移動するスライダ部材３８、ベース部材３６とスライダ部材３８との間に配置されるばね部材３７Ｂ、及び、例えば給紙ローラ駆動装置、搬送ローラ駆動装置等の動力源の動力をカム機構３７Ｃに伝達するギアユニット３７Ｇ等を含む。

また、キャッピング装置１４は、キャップ部材３４と噴射面１７との間に形成された空間の流体を吸引可能な吸引装置３５を備えている。図５に示すように、キャッピング装置１４は、キャップ部材３４の底に接続された吸引チューブ３９を備えており、吸引装置３５は、吸引チューブ３９に接続されている。本実施形態の吸引装置３５は、例えば特開２００４−３１４６２２号公報等に開示されているような、チューブポンプを含む。

図７は、吸引装置３５の一例を示す図である。図７において、吸引装置３５は、ローラ部材４０と、チューブ部材４１とを備えている。チューブ部材４１は、可撓性を有し、円環状に湾曲している。チューブ部材４１の両端は、同方向に引き出されるように配置されている。チューブ部材４１の一端は、吸引チューブ３９を介してキャップ部材３４と接続され、チューブ部材４１の他端は、不図示の廃インクタンクと接続されている。ローラ部材４０は、チューブ部材４１の円環状部４１Ａの内周を転がるように移動可能である。

吸引装置３５は、ローラ部材４０を回転可能に支持するとともに、回転軸４０Ｘ周りに回転可能な回転板４０Ｔと、回転板４０Ｔを回転させる駆動装置とを備えている。なお、本実施形態においては、回転板４０Ｔを回転させる駆動装置は、記録紙搬送機構３の例えば給紙ローラ駆動装置１０を含み、給紙ローラ駆動装置１０の動力は、吸引装置３５に設けられたギアユニット１０Ｇを介して、回転板４０Ｔに伝達される。回転板４０Ｔが回転することによって、ローラ部材４０が公転し、チューブ部材４１の円環状部４０Ａの内周に沿って転がる。

ローラ部材４０がチューブ部材４１を押し潰しながら、図７中、例えば矢印Ｙ１方向に移動（回転）することによって、チューブ部材４１内の流体（空気、インク等）が、チューブ部材４１の他端側（廃インクタンク側）へ絞り出される。すなわち、ローラ部材４０の回転によって、チューブ部材４１内の一端側（キャップ部材側）の流体が他端側へ移動する。これにより、吸引装置３５は、吸引チューブ３９を介して、噴射面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を負圧にすることができる。

噴射面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を負圧にすることによって、噴射面１７の噴射口１６からインクを吸引したり、空間のインクを吸引チューブ３９、及び吸引装置３９のチューブ部材４１を介して、空間の外部（廃インクタンク）に排出したりすることができる。

また、ローラ部材４０をチューブ部材４１から離れるように移動して、ローラ部材４０でチューブ部材４１を押し潰さないようにすることができる。

なお、チューブポンプの構成としては、図７に示したような、円環状に湾曲させたチューブ部材の両端を同方向に引き出して同一平面内で束ねる形式に代えて、円環状に湾曲させたチューブ部材の両端を互いに逆方向に引き出して交差させる構成を採用することもできる。また、吸引装置３５としては、例えば特開２００６−２５７９２８号公報に開示されているようなチューブポンプを用いることもできる。

また、図５に示すように、キャッピング装置１４は、キャップ部材３４の底に接続された大気開放チューブ４２と、大気開放チューブ４２に設けられた大気開放弁４３とを備えている。大気開放弁４３を開放することによって、大気開放チューブ４２を介して、噴射面１７とキャップ部材３４との間に形成されている空間に空気を流入させることができる。したがって、吸引装置３５によって、噴射面１７とキャップ部材３４との間に形成されている空間が負圧状態のとき、大気開放弁４３を開放することによって、空間は大気開放され、その空間の負圧状態は解除される。

図４において、ワイピング装置１５は、記録ヘッド４の噴射面１７と対向可能なワイピング部材４４を備えている。本実施形態においては、ワイピング部材４４は、ベース部材３６の一部に配置されている。ワイピング部材４４は、キャップ部材３４に対して、記録ユニット２側（記録領域側）に配置されている。ワイピング装置１５は、ワイピング部材４４を用いて、残留したインク等、噴射面１７に付着している異物を拭き取ったり、払ったりすることができる。

インクジェットプリンタ１は、メンテナンス装置１３を用いて、記録ヘッド４に対するメンテナンス処理を実行可能である。メンテナンス装置１３は、記録ヘッド４の噴射特性を維持するために、記録ヘッド４と協働して、噴射口１６よりインクを排出させる動作を含むメンテナンス処理を実行する。

メンテナンス処理は、噴射口１６からインクをキャップ部材３４に噴射するフラッシング動作、及びキャッピング装置１４のキャップ部材３４及び吸引装置３５を用いた吸引動作の少なくとも一方を含む。また、メンテナンス処理は、ワイピング装置１５を用いたワイピング処理を含む。

フラッシング動作は、記録領域において噴射口１６からのインクを記録紙に供給する前に、ホームポジションにおいて、噴射口１６よりインクをキャップ部材３４に予め噴射（吐出）する動作を含む。これにより、噴射口１６付近の粘度が増大したインクが排出され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。

吸引動作は、ホームポジションにおいて、噴射面１７とキャップ部材３４とを対向させ、噴射面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を吸引装置３５を用いて負圧にすることによって、噴射面１７の噴射口１６からインクを吸引する動作を含む。これにより、フラッシング動作では排出しきれなかった粘度が増大したインク、噴射口１６内に侵入したゴミ、記録ヘッド４内の気泡等が、噴射口１６よりインクとともに排出され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。

ワイピング動作は、ホームポジションにおいて、噴射面１７とワイピング部材４４とを対向させ、噴射面１７をワイピング部材４４で払う動作を含む。これにより、噴射口１６を含む噴射面１７に付着している異物（残留したインクを含む）が除去され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。

図８は、検出システム８を説明するための模式図である。検出システム８は、記録ヘッド４の噴射面１７とキャップ部材３４の上端面５７との位置関係を検出可能である。

図８において、インク供給チューブ１２は、インクカートリッジ４８と記録ヘッド４に接続されたサブタンク５１とを接続しており、インクカートリッジ４８からインク供給チューブ１２に供給されたインクは、サブタンク５１に供給される。本実施形態においては、インクカートリッジ４８は、ケース部材４９と、ケース部材４９に収容され、可塑性材料で形成されたインクパック５０とを含む。サブタンク５１は、インク室５２を有し、インク室５２に供給されたインクは、記録ヘッド４に供給される。

図８において、検出システム８は、噴射面１７と上端面５７とが接触している状態から離れる状態に遷移するときに所定信号を出力する検出装置４６を備えている。検出装置４６は、記録ヘッド４の噴射面１７とキャップ部材３４の上端面５７との間に電圧を印加する電圧印加器５３と、上端面５７の電圧を検出する電圧検出器５４とを備えている。

キャップ部材３４は、上部に開口を有するトレイ状の部材であり、ステンレス鋼等の導電性を有する材料で形成されている。キャップ部材３４の内側には、インク吸収体５５が配置されている。インク吸収体５５の上面４５は、キャップ部材３４の上端面５７よりも低い位置に配置されている。上端面５７は、キャップ部材３４のうち噴射面１７に最も近い面であって、上面４５は、噴射面１７に対して上端面５７よりも僅かに離れた位置に配置されている。

インク吸収体５５は、インクを保持可能（吸収可能）なスポンジ状部材、あるいは多孔部材等で形成されている。本実施形態においては、インク吸収体５５は、フェルトなどの不織布で形成されている。非記録中には、インク吸収体５５に吸収されたインクが、噴射面１７とキャップ部材３４とが当接することによって形成された空間内を保湿し、噴射口１６内のインクの乾燥を抑制する。なお、インクによってはインクが吸湿作用をする場合もあり、その場合、インク吸収体は無くてもよい。すなわち、インク吸収体は、必要に応じて配置される。

上面４５に供給されたインクは、インク吸収体５５に保持（吸収）される。上述のように、キャップ部材３４の底には、吸引チューブ３９が接続されており、インク吸収体５５のインクは、吸引チューブ３９を介して、吸引装置３５に吸引される。

電圧印加器５３は、記録ヘッド４のノズル基板２１の噴射面（下面）１７とキャップ部材３４の上端面５７との間に電圧を印加可能な電子回路を含む。本実施形態においては、電圧印加器５３は、キャップ部材３４が正極、ノズル基板２１が負極となるように、直流電源と抵抗素子とを介して、キャップ部材３４とノズル基板２１とを電気的に接続する。

上述のように、ノズル基板２１はステンレス鋼等の金属で形成されており、キャップ部材３４はステンレス鋼等の金属で形成されており、ノズル基板２１の噴射面１７及びキャップ部材３４の上端面５７それぞれは導電性を有する。電圧印加器５３は、噴射面１７と上端面５７との間に電圧を印加可能であり、噴射面１７と上端面５７とに電荷を与えることができる。

電圧検出器５４は、キャップ部材３４の電圧信号を積分して出力する積分回路、この積分回路から出力された信号を反転増幅して出力する反転増幅回路、及びこの反転増幅回路から出力された信号をＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換回路等を含む。

図９は、インクジェットプリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。本実施形態におけるインクジェットプリンタ１は、インクジェットプリンタ１全体の動作を制御する制御装置５８を備えている。制御装置５８には、インクジェットプリンタ１の動作に関する各種情報を入力する入力装置５９と、インクジェットプリンタ１の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６０と、時間の計測を実行可能な計測装置６１とが接続されている。また、制御装置５８には、上述した駆動装置３７、記録紙搬送機構３、キャリッジ駆動装置７、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含むメンテナンス装置１３、及び検出システム８（検出装置４６、処理装置４７）等が接続されている。また、インクジェットプリンタ１は、圧電素子２５を含む駆動ユニット２４に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６２を備えている。駆動信号発生器６２は、制御装置５８に接続されている。

駆動信号発生器６２には、記録ヘッド４の圧電素子２５に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器６２は、入力されたデータ及びタイミング信号に基づいて、例えば、図１０に示す吐出パルスＤＰを含む駆動信号を発生する。

図１０において、吐出パルスＤＰは、基準電位ＶＭから最高電位ＶＨまで所定の勾配で電位を上昇させる第１充電要素ＰＥ１と、最高電位ＶＨを一定時間維持する第１ホールド要素ＰＥ２と、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまで所定の勾配で電位を降下させる放電要素ＰＥ３と、最低電位ＶＬを短い時間維持する第２ホールド要素ＰＥ４と、最低電位ＶＬから基準電位ＶＭまで電位を復帰させる第２充電要素ＰＥ５とを含む。噴射口１６から噴射されるインクの滴の量が設計値と一致するように、吐出パルスＤＰのうち、最高電位ＶＨと最低電位ＶＬとの電位差である駆動電圧ＶＤが設定される。なお、図１０に示す吐出パルスＤＰは一例であり、種々の波形のものを用いることができる。

駆動信号発生器６２より吐出パルスＤＰが圧電素子２５に入力されると、噴射口１６よりインクの滴が吐出される。第１充電要素ＰＥ１が供給されると、圧電素子２５が収縮して圧力室３１が膨張する。この圧力室３１の膨張状態が短時間維持された後、放電要素ＰＥ３が供給されて圧電素子２５が急激に伸長する。これに伴って、圧力室３１の容積が基準容積（圧電素子２５に基準電位ＶＥを印加したときの圧力室３１の容積）以下に収縮し、噴射口１６に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定量のインクの滴が噴射口１６から吐出される。その後、第２ホールド要素ＰＥ４、及び第２充電要素ＰＥ５が圧電素子２５に順次供給され、インクの滴の吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるように、圧力室３１が基準容積に復帰する。

次に、メンテナンス装置１３の動作の一例について説明する。図１１は、メンテナンス装置１３を用いてフラッシング動作を実行している状態を示す図である。図１１において、制御装置５８は、記録ヘッド４の噴射面１７とキャップ部材３４とを対向させ、噴射口１６よりインク吸収体５５に向けてインクを噴射する。本実施形態においては、制御装置５８は、キャップ部材３４の上端面５７と記録ヘッド４の噴射面１７との間に所定のギャップＧ１を形成した状態で、噴射口１６よりインクを排出して、フラッシング動作を実行する。

次に、上述の構成を有するインクジェットプリンタ１の動作の一例について、主に検出システム８及び駆動装置３７の動作を中心にして、図１２のフローチャート図及び図１３の模式図を参照しながら説明する。

所定のタイミングで、制御装置５８は、メンテナンス装置１３を用いたメンテナンス動作（フラッシング動作）の開始を指令する（ステップＳＡ１）。図１３（Ａ）に示すように、制御装置５８は、ホームポジションにおいて、噴射面１７とキャップ部材３４とを対向させ、噴射面１７とキャップ部材３４の上端面５７とを接触させる（ステップＳＡ２）。このとき、噴射面１７及び上端面５７のそれぞれには、検出装置４６によって電荷が与えられる。

そして、図１３（Ｂ）に示すように、制御装置５８は、噴射面１７と上端面５７とが接触している状態から離れる状態に遷移するように、駆動装置３７を用いて、キャップ部材３４の移動を開始する（ステップＳＡ３）。

制御装置５８は、噴射面１７と上端面５７とが接触している状態から離れる状態に遷移するときに検出装置４６から出力される検出信号を検出する（ステップＳＡ４）。噴射面１７及び上端面５７のそれぞれには、検出装置４６によって電荷が与えられており、噴射面１７と上端面５７とが離れることによって、検出装置４６の電圧検出器５４から出力される電圧値の信号が変化する。制御装置５８は、検出装置４６の電圧検出器５４から出力される検出信号（電圧の変化）に基づいて、互いに接触している状態の噴射面１７と上端面５７とが離れるタイミングを検出することができる。

制御装置５８は、検出装置４６から検出信号（電圧の変化）が出力されたタイミングにおける駆動装置３７の状態を基準として、噴射面１７と上端面５７との間に所定のギャップＧ１が形成されるように、駆動装置３７の駆動量ＤＴを設定する。そして、図１３（Ｃ）に示すように、制御装置５８は、設定した駆動量ＤＴに基づいて、駆動装置３７を駆動する（ステップＳＡ５）。駆動装置３７の駆動量と、噴射面１７に対する上端面５７の移動量（下降量）との関係は、例えば設計値等に基づいて既知であり、制御装置５８は、噴射面１７に対する上端面５７の移動量、ひいては、噴射面１７と上端面５７との距離（ギャップ）が所定量となるように、駆動装置３７の駆動量ＤＴを設定し、その設定した駆動量ＤＴに基づいて、駆動装置３７を駆動する。これにより、噴射面１７と上端面５７との間に所定のギャップＧ１が形成される。

そして、噴射面１７と上端面５７との間に所定のギャップＧ１が形成された後、制御装置５８は、図１１を参照して説明したように、フラッシング動作を実行する（ステップＳＡ６）。噴射面１７と上端面５７との間は所定のギャップＧ１に設定されているので、噴射口１６から噴射されたインク（ミスト）が周囲に飛散することが抑制される。また、噴射面１７と上端面５７との間が所定のギャップＧ１に設定され、噴射面１７と上面４５との間が所望値に設定されるので、噴射口１６から噴射されたインクがキャップ部材３４の内側の上面４５で跳ね返り、噴射面１７に付着することが抑制される。フラッシング動作が終了した後、必要に応じてワイピング動作が実行される。以上により、フラッシング動作を含むメンテナンス動作が終了する（ステップＳＡ７）。

その後、制御装置５８は、記録領域において、記録ユニット２を用いて記録紙に対する記録動作を開始する。

以上説明したように、本実施形態によれば、記録ヘッド４の噴射面１７とキャップ部材３４の上端面５７とを接触させて位置決めし、接触した状態から離れた状態に遷移するタイミングを電気的に検出しているので、その位置決めされた状態を基準として駆動装置３７を制御することによって、噴射ヘッド４とキャップ部材３４とを所望の位置関係に調整できる。

なお、上述の実施形態においては、インクジェット式記録装置がインクジェットプリンタ１である場合を例にして説明したが、インクジェットプリンタに限られず、複写機及びファクシミリ等の記録装置であってもよい。

なお、上述の実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の液体（液状体）を噴射する液体噴射装置（液状体噴射装置）である場合を例にして説明したが、本発明の流体噴射装置は、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に適用することができる。流体噴射装置が噴射可能な流体は、液体、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体、流体として流して噴射できる固体、及び粉体（トナー等）を含む。

なお、上述の実施形態において、流体噴射装置から噴射される液体（液状体）としては、インクのみならず、特定の用途に対応する液体を適用可能である。流体噴射装置に、その特定の用途に対応する液体を噴射可能な噴射ヘッドを設け、その噴射ヘッドから特定の用途に対応する液体を噴射して、その液体を所定の物体に付着させることによって、所定のデバイスを製造可能である。例えば、本発明の液体噴射装置（液状体噴射装置）は、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、及び面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）の製造等に用いられる電極材、色材等の材料を所定の分散媒（溶媒）に分散（溶解）した液体（液状体）を噴射する液体噴射装置に適用可能である。

また、液体噴射装置としては、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、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、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射するトナージェット式記録装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタを示す斜視図である。 本実施形態に係るインクジェットプリンタを示す平面図である。 本実施形態に係る記録ヘッドを示す断面図である。 本実施形態に係るメンテナンス装置を示す斜視図である。 本実施形態に係るメンテナンス装置の一部を下方から見た斜視図である。 本実施形態に係る駆動装置の一例を示す図である。 本実施形態に係る吸引装置の一例を示す図である。 本実施形態に係る検出システムを説明するための図である。 インクジェットプリンタの電気的な構成を示すブロック図である。 圧電素子に入力する駆動信号の一例を示す図である。 フラッシング動作の一例を示す図である。 本実施形態に係るインクジェットプリンタの動作の一例を説明するためのフローチャート図である。 本実施形態に係るインクジェットプリンタの動作の一例を説明するための模式図である。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ（流体噴射装置）、４…記録ヘッド（噴射ヘッド）、８…検出システム、１３…メンテナンス装置、１４…キャッピング装置、１５…ワイピング装置、１６…噴射口、１７…噴射面、２５…圧電素子（駆動素子）、３１…圧力室（空間）、３４…キャップ部材、３５…吸引装置、３７…駆動装置、４６…検出装置、５７…上端面（接触面）、５８…制御装置

Claims (4)

1. 流体を噴射する噴射口が形成された噴射面を有する噴射ヘッドと、
   前記噴射面と接触可能な接触面を有するキャップ部材と、
   前記噴射面と前記接触面とが接近する方向及び離れる方向に前記噴射ヘッド及びキャップ部材の少なくとも一方を移動可能な駆動装置と、
   前記駆動装置を制御する制御装置と、
   前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するときに所定信号を出力する検出装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するように前記駆動装置による移動を実行し、前記検出装置から前記所定信号が出力されたときの前記駆動装置の状態を基準として、前記噴射面と前記接触面との間に所定のギャップが形成されるように、前記駆動装置の駆動量を設定する流体噴射装置。
2. 前記噴射面及び前記接触面のそれぞれは導電性を有し、
   前記検出装置は、前記噴射面と前記接触面とに電荷を与えて、前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するときの電圧値の変化を出力し、
   前記所定信号は、前記電圧値の変化を含む請求項１記載の流体噴射装置。
3. 前記噴射面と前記接触面との間に所定のギャップを形成した状態で、前記噴射口より前記流体が排出される請求項１又は２記載の流体噴射装置。
4. 流体を噴射する噴射口が形成された噴射面を有する噴射ヘッドを備えた流体噴射装置の制御方法であって、
   前記噴射面とキャップ部材の接触面とを接触させる処理と、
   前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するように、前記噴射ヘッド及びキャップ部材の少なくとも一方を移動させる処理と、
   前記噴射面と前記接触面とが接触している状態から離れる状態に遷移するときに、所定信号を出力させる処理と、
   前記所定信号が出力されたときの状態を基準として、該基準からの前記移動方向への移動量を調整して、前記噴射面と前記接触面との間に所定のギャップを形成する処理と、を含む制御方法。

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