JP2008302654A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体噴射装置においてキャップ部材と噴射ヘッドとの密着性を確保する。
【解決手段】容積変化により、キャップ部材と噴射ヘッドとの間の隙間に充填可能とされる充填部８０ａと、充填部８０ａを容積変化させる駆動部８１とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体噴射装置に関するものである。

流体噴射装置として、記録ヘッド（噴射ヘッド）に形成されたノズル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、乾燥等によるノズルの噴射特性の悪化を抑制するために、従来から、ノズルを囲うように記録ヘッドに当接されるキャップ部材を備えるキャッピング装置が設けられている。
また、流体噴射装置においては、ノズルの噴射特性の回復を図るために、上記キャップ部材が記録ヘッドに当接されることによって形成される閉空間を減圧し、ノズルからインクを強制吸引する場合がある。
特開２００２−１１８６４号公報 特開２００５−２４６６４０号公報

上述のようなノズルの乾燥抑制やノズルからのインクの吸引動作の良好な実現のためには、ノズルを外部空間から隔離する必要があり、キャップ部材と記録ヘッドとによって、ノズルが晒される空間を確実に閉空間にすることが好ましい。

しかしながら、キャップ部材や記録ヘッドの製造誤差や組立て誤差等に起因して、キャップ部材と記録ヘッドを制御上当接させた状態とした場合であっても、一部に隙間が形成されてしまう場合があった。このような隙間が存在する場合には、ノズルが晒される空間の良好な保湿環境を形成できなかったり、ノズルが晒される空間を十分に減圧できずにインクの良好な吸引ができなくなったりする。
特に記録ヘッドがラインヘッドである場合には、記録ヘッド及びキャップ部材が共に細長くなるため、記録ヘッド及びキャップ部材の形状に僅かな撓みが生じ易くなる。このため、キャップ部材と記録ヘッドとの間に隙間が形成される虞が増大する。
また、例えば、記録ヘッドのキャップ部材との当接面が平坦でなく凹凸を有する場合には、凹凸箇所における記録ヘッドのキャップ部材との密着性を確保することが困難となる。このため、キャップ部材と記録ヘッドとの間に隙間が形成される虞が増大する。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、流体噴射装置においてキャップ部材と噴射ヘッドとの密着性を確保することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数のノズルを備えると共に上記ノズルから流体を噴射する噴射ヘッドと、上記ノズルの噴射特性を維持あるいは回復させるために上記噴射ヘッドに対して当接可能とされるキャップ部材とを備える流体噴射装置であって、容積変化により、上記キャップ部材と上記噴射ヘッドとの間の隙間に充填可能とされる充填部と、上記充填部を容積変化させる駆動部とを備えることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、駆動部によって充填部が容積変化されることによって、充填部がキャップ部材と噴射ヘッドとの間の隙間に充填される。
つまり、キャップ部材と噴射ヘッドとを当接させた状態において、キャップ部材と噴射ヘッドとの間の一部に隙間が形成された場合であっても、充填部によって当該隙間が充填される。このため、キャップ部材と噴射ヘッドとを確実に密着させることができる。
したがって、本発明によれば、流体噴射装置においてキャップ部材と噴射ヘッドとの密着性を確保することが可能となる。

また、本発明においては、上記噴射ヘッド及び上記キャップ部材の少なくとも一方に上記充填部を設置するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、充填部と噴射ヘッド及びキャップ部材の少なくとも一方とが一体的に形成されるため、充填部を設置するために必要となるスペースを最小限に抑えることが可能となる。

また、本発明においては、上記充填部が、上記噴射ヘッド及び上記キャップ部材の少なくとも一方の内部空間から外部へと押出し出されたゲル状体の一部であり、上記駆動部が、上記ゲル状体の上記内部空間から外部への押出し量を変化させる押出し機構であるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、押し出し機構によってゲル状体の押し出し量が変化される。つまり、押し出し機構によって、噴射ヘッド及びキャップ部材の少なくとも一方の内部空間から外部へ押し出されたゲル状体の一部の容積が変化される。
そして、このようなゲル状体の一部がキャップ部材と噴射ヘッドとの間の隙間に充填される。
つまり、キャップ部材と噴射ヘッドとを当接させた状態において、キャップ部材と噴射ヘッドとの間の一部に隙間が形成された場合であっても、ゲル状体の一部によって当該隙間が充填される。このため、キャップ部材と噴射ヘッドとを確実に密着させることができる。

また、本発明においては、上記キャップ部材が上記ノズルの形成領域を囲って上記噴射ヘッドに当接する枠状部を備え、上記充填部は、上記枠状部と上記噴射ヘッドとの間の隙間に充填可能とされるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、キャップ部材と噴射ヘッドとが当接された場合に、キャップ部材と噴射ヘッドとによってノズルの形成領域を含む空間が形成される。そして、噴射ヘッドと該噴射ヘッドに直接当接される枠状部と間の隙間に充填部を充填し、キャップ部材と噴射ヘッドとを密着させることによって、上記空間を外部と隔離された閉空間とすることができる。
したがって、ノズルが晒される空間から外部への気体の漏出を防止し、これによってノズルが晒される空間の良好な保湿環境を形成できる。また、ノズルが晒される空間を十分に減圧することができ、これによって流体の良好な吸引が可能となる。

また、本発明においては、上記噴射ヘッドは、ラインヘッドであるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、ラインヘッドとキャップ部材との間の隙間が充填部によって充填されるため、ラインヘッドとキャップ部材とを確実に密着させることが可能となる。

以下、本発明に係る流体噴射装置の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る流体噴射装置として、インクジェット式プリンタを例示する。

図１は、本実施形態のインクジェット式プリンタ（以下、インクジェットプリンタ１００という）の概略構成図、図２は、ラインヘッド周辺の要部平面図、図３は、ラインヘッドのノズル形成面を示す平面図である。
本実施形態においてインクジェットプリンタ１００は、図１及び図２に示すように、記録紙１２への記録を行う記録部１０と、記録部１０のメンテナンス処理を行うメンテナンス部１１とを備える。

記録部１０は、インク滴を噴射して流体噴射対象物である記録紙１２に画像形成するラインヘッド１３（噴射ヘッド）と、記録紙１２を搬送する記録紙搬送機構１４と、ラインヘッド１３に供給するインク（流体）を貯留したインク貯留部１５とを備えて構成されている。

記録紙搬送機構１４は、紙送りモータ（不図示）やこの紙送りモータによって回転駆動される紙送りローラ等から構成され、記録（印字・印刷）動作に連動させて、記録紙１２をラインヘッド１３に対向するように順次送り出す。

インク貯留部１５は、プリンタ本体１６の一側に配置され、不図示のインク供給手段により後述のラインヘッド１３へインクを供給する。このインク貯留部１５は、インクジェットプリンタ１００の各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ１：染料系）、黒（Ｋ２：顔料系））に対応する色のインクを貯蔵するインクタンク１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ１，１５Ｋ２を有しており、インク供給手段を介してラインヘッド１３と連通している。

ラインヘッド１３は、インクジェットプリンタ１００が対象とする最大サイズの記録紙１２の少なくとも一辺を越える長さ（最大記録紙幅Ｗ）に亘ってノズルが多数配列されたライン型の記録ヘッドである。本実施形態においては、少なくとも各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ１、Ｋ２）に対応した５つの印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２を備えている。各印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２は、インク滴を噴射するためのノズル１７を多数整列配置してなるノズル列Ｌ（図３参照）をそれぞれ有しており、記録紙１２の搬送方向に沿って順に配設されている。ノズル列Ｌは、ノズル１７による１列のライン又はノズル１７による複数列のラインであって、ノズル１７の数やラインの数は適宜設定される。図３はノズル列Ｌの一実施例を示すものであり、ノズル１７による複数列のラインを示している。ライン数を増やすことにより、一度に広範囲の記録が可能になるとともに、画像の解像度も高まる。

ラインヘッド１３は、最大記録紙幅Ｗに対応する長さ方向を記録紙１２の搬送方向と直交する方向に配置され、各ノズル列Ｌのノズル１７からインク滴が記録紙１２に噴射されることにより記録紙１２に画像が記録される。

インク貯留部１５とラインヘッド１３とを連通するインク供給手段は、複数のインク供給流路３４（図５参照）を有しており、各インクタンク１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ１，１５Ｋ２から各印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２へとインクが供給されるようになっている。

以下、図４を参照してラインヘッドの構成について詳述する。図４は、ラインヘッドの一部を示す断面図である。
ラインヘッド１３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。インクを噴射するノズル１７はノズル基板２１に形成され、ノズル基板２１の下面がノズル形成面２１Ａとされている。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。

ラインヘッド１３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、複数のノズル１７のそれぞれに対応するように設けられている。

また、ヘッド本体１８の内部に形成され、インクタンクからインク供給流路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によって形成されてインク供給口３０と接続された圧力室３１とを備えている。圧力室３１は、複数のノズル１７に対応するように複数設けられている。複数のノズル１７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の下端とノズル１７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ノズル１７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。

各インクタンクから各々のインク供給流路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、インクタンクからインク供給流路を介して内部流路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、ノズル１７から、インクが噴射される。

このように、本実施形態の圧電素子２５（駆動素子）は、ノズル１７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、ノズル１７に接続された圧力室３１（空間）の圧力を変動させる。そして、ノズル１７から噴射されたインクによって記録紙１２に所望の画像が形成される。

また、ラインヘッド１３は、ラインヘッド移動機構７０（図８参照）によって上下方向に移動可能とされている。
より詳細には、ラインヘッド１３は、ラインヘッド移動機構７０によって、印刷位置とメンテナンス位置との間において上下方向に移動可能とされている。
なお、印刷位置とは、ラインヘッド１３のノズル１７から記録紙１２へインクを噴射することによって記録を行う位置であり、相対的にラインヘッド１３が上方に移動された位置である。また、メンテナンス位置とは、以下に詳説するメンテナンス部１１によってラインヘッド１３のメンテナンス処理が行われる位置であり、相対的にラインヘッド１３が可能に移動された位置である。

次に、図５〜図７を参照してメンテナンス部１１の構成について詳述する。
メンテナンス部１１は、ノズル１７の乾燥防止又はノズル１７近傍のインク粘度上昇を防止するためのキャッピング機構４０と、キャッピング機構４０に溜まったインクを排出するためのインク排出部４１とを含めたメンテナンス部４２、インク排出部４１によって排出されたインクを回収する廃インクタンク３９等を備えている。

キャッピング機構４０は、図５に示すように、樹脂等によってトレー形状に成型されたキャップ部材４３を備えている。このキャップ部材４３は、周縁部４３ａ（枠状部）が枠状に成型されている。
このようなキャップ部材４３は、周縁部４３ａがノズル形成面２１Ａと当接することによってラインヘッド１３のノズル形成領域を囲うことができ、これによってノズル形成面２１Ａとの間に空間を形成可能とされている。

また、キャップ部材４３は、ラインヘッド１３による記録動作前や記録動作中等において、増粘したインク２や気泡等を排出するためにインク滴Ｄを噴射するフラッシング処理においてインク滴Ｄを受ける。そのため、キャップ部材４３の内部に、インクを吸収可能なスポンジ状部材や多孔部材等を設けておいてもよい。

また、キャップ部材４３は、内部空間４３ｂを有する中空とされている。そして、周縁部４３ａの上面に形成された開口部４３ｃを介して、内部空間４３ｂとキャップ部材４３の外部とが連通されている。
そして、内部空間４３ｂの内部には、上記開口部４３ｃを介して一部８０ａ（充填部）が外部に押出し可能なゲル状体８０が収納されている。なお、ここでのゲル状体８０の一部８０ａとは、外部に押し出された部位のことを言う。また、内部空間４３ｂには、ゲル状体８０の内部空間４３ｂから外部への押出し量を規定するための押出部８２が収納されている。この押出部８２は、ピストン８３によって内部空間４３ｂ内を移動可能とされている。そして、押出部８２及びピストン８３によって押出し機構８１（駆動部）が構成されている。

このような押出し機構８１を駆動させる（すなわち、ピストン８３を駆動させる）ことによって、図６に示すように、押出部８２を介してゲル状体８０が開口部４３ｃを介して外部に押し出され、これによってゲル状体８０の一部８０ａの量が増加する。
また、ゲル状体８０と押出部８２とは固着されており、押出し機構８１を逆駆動することによって、ゲル状体８０を内部空間４３ｂに引き戻すことができ、これによってゲル状体８０の一部８０ａの量が減少する。
このように押出し機構８１の駆動によって、キャップ部材４３の外部に押し出されるゲル状体８０の一部８０ａが容積変化する。

ゲル状体８０は、力を作用させた場合には容易に変形可能な軟性を有すると共に上記力を作用させることをやめた場合に所定の形状に復帰する形状記憶性を有している。そして、押出し機構８１の駆動にて作用する力にて複数の個体に分解されないような一体性を有している。なお、ゲル状体８０のみで上記一体性を確保できない場合には、例えば、ゲル状体８０の全体あるいは一部を軟性の保護膜にて覆うことによって上記一体性を確保すれば良い。
このゲル状体８０は、ラインヘッド１３が上述のメンテナンス位置に位置している場合において、ラインヘッド１３とキャップ部材４３の周縁部４３ａとの間の隙間が充填されるように押し出される。すなわち、ゲル状体８０の一部８０ａは、ラインヘッド１３とキャップ部材４３の周縁部４３ａとの間の隙間が充填されるように容積変化される。

このようにゲル状体８０の一部８０ａによって、ラインヘッド１３とキャップ部材４３の周縁部４３ａとの間の隙間が充填されることによって、キャップ部材４３とノズル形成面２１Ａとの間に形成される空間を外部と隔離された閉空間とすることができる。

このようにキャップ部材４３とノズル形成面２１Ａとの間に形成される空間が閉空間とされることによって、キャップ部材４３内に保持されたインクによって空間内が保湿され、ノズル１７の乾燥が抑制される。
また、キャップ部材４３とノズル形成面２１Ａとの間に形成される空間が閉空間とされることによって、後述の吸引ポンプ４９を作動させた場合に閉空間が減圧される。このため、ラインヘッド１３内のインク２をノズルから強制的に排出することも可能である。

［インク排出部］
以下、図７を参照してインク排出部について詳述する。図７は、キャップ部材に連結された吸引ポンプの構成を示す図である。
インク排出部４１は、キャップ部材４３に接続してキャップ部材４３内に溜まったインクを排出するインク排出流路、キャップ部材４３に溜まったインクをインク排出流路内に吸引するための吸引ポンプ４９等を備えている。

キャップ部材４３の底壁には、キャップ部材４３内に溜まったインク２を排出する突出部４６が下方に向かって突設されており、その内部には排出通路４６ａが形成されている。なお、突出部４６は、押出し機構８１の押出部８２に形成された不図示の貫通孔を介して下方に延在されている。
突出部４６には、上記インク排出流路として機能する、可撓性材料等からなる排出チューブ４７（第２の排出流路）の一端部が接続されており、排出チューブ４７の他端部は、廃インクタンク３９内に挿入されている。
なお、廃インクタンク３９内には、多孔質部材からなる廃インク吸収材４８が収容されており、この廃インク吸収材４８により回収されたインク２が吸収されるようになっている。

キャップ部材４３と廃インクタンク３９間には、チューブポンプ式の吸引ポンプ４９が配設されている。吸引ポンプ４９は、円筒状のケース５０を有しており、このケース５０内には平面視で円形状をなすポンプホイル５１がケース５０の軸心に設けられたホイル軸５２を中心に回動可能に収容されている。そして、このケース５０内に、排出チューブ４７の中間部４７ａがケース５０の内周壁５０ａに沿うようにして収容されている。

ポンプホイル５１には、一対の外側に膨らむ円弧状をなすローラ案内溝５３，５４がホイル軸５２を挟んで対向するように形成されている。各ローラ案内溝５３，５４は、一端がポンプホイル５１の外周側に位置しており、他端がポンプホイル５１の内周側に位置している。すなわち、両ローラ案内溝５３，５４は、それらの一端から他端に向かうほど、徐々にポンプホイル５１の外周部から遠ざかるように延びている。
両ローラ案内溝５３，５４内には、押圧手段としての一対のローラ５５，５６が、それぞれ回動軸５５ａ，５６ａを介して挿通支持されている。なお、両回動軸５５ａ，５６ａは、それぞれ両ローラ案内溝５３，５４内を摺動自在になっている。

そして、ポンプホイル５１を、正方向（矢印方向）に回動させると、両ローラ５５，５６が両ローラ案内溝５３，５４の一端側（ポンプホイル５１の外周側）に移動し、排出チューブ４７の中間部４７ａを上流側から下流側へ順次押し潰しながら（押圧しながら）回動するようになっている。この回動により、吸引ポンプ４９より上流側の排出チューブ４７の内部が減圧されるようになっている。
これにより、キャップ部材４３内に溜まったインク２は、ポンプホイル５１の正方向の回動動作により、徐々に廃インクタンク３９方向へ排出されるようになっている。

また、ポンプホイル５１を逆方向（矢印方向とは反対方向）に回動させると、両ローラ５５，５６が両ローラ案内溝５３，５４の他端側（ポンプホイル５１の内周側）に移動するようになっている。この移動により、両ローラ５５，５６がそれぞれ排出チューブ４７の中間部４７ａに軽く接した状態となり、排出チューブ４７の内部の減圧状態が解消されるようになっている。
なお、ポンプホイル５１は、記録紙搬送機構１４の紙送りモータによって回転駆動されるようになっている。

図８は、インクジェットプリンタ１００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１００は、図７に示すように、インクジェットプリンタ１００全体の動作を制御する制御装置６０を備えている。制御装置６０には、インクジェットプリンタ１００の動作に関する各種情報を入力する入力装置６１と、インクジェットプリンタ１００の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６２と、時間の計測を実行可能な計測装置６３とが接続されている。また、制御装置６０には、上述した記録紙搬送機構１４、キャップ部材４３及び吸引ポンプ４９を含むメンテナンス部４２等が接続されている。また、インクジェットプリンタ１００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６４を備えている。駆動信号発生器６４は、制御装置６０に接続されている。

駆動信号発生器６４には、ラインヘッド１３の圧電素子２５に入力する駆動パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び駆動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６４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９に示す駆動パルスＤＰを含む駆動信号を発生する。

図９において、駆動パルス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。ノズル１７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、駆動パルス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９に示す駆動パルス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６４より駆動パルスＤＰが圧電素子２５に入力されると、ノズル１７よりインク滴が噴射される。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、ノズル１７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ノズル１７から噴射される。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、インクの滴の噴射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。

本実施形態のインクジェットプリンタ１００は、メンテナンス部４２を用いて、ラインヘッド１３に対するメンテナンス処理を実行可能である。メンテナンス部４２は、ラインヘッド１３の噴射特性を維持あるいは回復するために、ラインヘッド１３と協働して、ノズル１７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、ノズル１７からインクをキャップ部材４３に噴射するフラッシング動作、メンテナンス部４２のキャップ部材４３及び吸引ポンプ４９によるインクの吸引動作の少なくとも一方を含む。また、本実施形態においては、キャップ部材４３によるノズル１７の保湿も保湿動作としてメンテナンス処理に含まれる。

ラインヘッド１３によるフラッシング動作は、ノズル１７からのインクを記録紙に供給する前に、ノズル形成面２１Ａがキャップ部材４３によって封止された状態において、ノズル１７よりインクをキャップ部材４３に予め噴射する動作を含む。これにより、印字中又は待機中において、特定のノズル１７の使用頻度が低くなり、そのノズル１７付近の粘度が増大したインクが排出され、ノズル１７の噴射特性が維持又は回復される。

吸引動作は、ノズル形成面２１Ａがキャップ部材４３によって封止された状態において、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間に形成された空間を吸引ポンプ４９を用いて負圧にすることによって、ノズル形成面２１Ａのノズル１７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、ノズル１７内に侵入したゴミ、ラインヘッド１３内の気泡等が、ノズル１７よりインクとともに排出され、ノズル１７の噴射特性が維持又は回復される。

保湿動作は、キャップ部材４３にインク２が溜まった状態において、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間に閉空間を形成することによって、ノズル１７が晒される環境を保湿する動作を含む。これによってノズル１７の乾燥が抑制され、ノズル１７の噴射特性が維持される。

キャップ部材４３にインク２が溜まると、このインク２が溢れる前に、吸引ポンプ４９を駆動してインク２を排出するように制御される。上述したように、吸引ポンプ４９は、紙送りモータにより駆動されるため、給紙・排紙を含む記録（印字・印刷）処理を停止して行う必要がある。このため、キャップ部材４３にできるだけ多くのインク２をためて、吸引処理の頻度を抑えることが要求される。

また、メンテナンス処理は、不図示のワイピング装置を用いて、残留したインク等、ノズル形成面２１Ａに付着している異物を拭き取ったり払ったりする、ワイピング処理を含むようにしてもよい。

次に、上述の構成を有するインクジェットプリンタの動作の一例について、吸引動作及び保湿動作を含むメンテナンス部の動作を中心にして、フローチャート図を参照しながら説明する。

まず、図１０のフローチャートを参照して吸引動作を含むメンテナンス部の動作について説明する。
外部から印刷データが送信されると、制御装置６０は、ドットパターンに対応した噴射データに展開してラインヘッド１３に送信する。そして、ラインヘッド１３では、受信した噴射データに基づき、記録（印字・印刷）処理、すなわち記録紙に対するインク滴Ｄの噴射を実行する（ステップＳ１）。
そして、予め設定されている時間が経過すると（ステップＳ２）、定期メンテナンス処理を開始する。

定期メンテナンス処理が開始すると、制御装置６０は、図１１に示すように、ラインヘッド１３をメンテナンス位置まで下降させることによってノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３とを対向あるいは当接させる（ステップＳ３）。
なお、ステップＳ３においては、図１１に示すようにラインヘッド１３のノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３の周縁部４３ａとが一定の距離だけ離間された状態であっても良いし、ラインヘッド１３のノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３の周縁部４３ａとが当接された状態であっても良い。すなわち、上記メンテナンス位置が、ラインヘッド１３のノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３の周縁部４３ａとが一定の距離だけ離間される位置に設定されていても良いし、ラインヘッド１３のノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３の周縁部４３ａとが当接された位置に設定されていても良い。

ステップＳ３にてノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３とが対向あるいは当接されると、制御装置６０は、図１２に示すように、ステップＳ３にて形成されるノズル形成面２１Ａと周縁部４３ａとの間の隙間（すなわち、ラインヘッド１３とキャップ部材４３との間の隙間）にゲル状体８０の一部８０ａを充填する（ステップＳ４）。
より詳細には、図５及び図６に示すように、制御装置６０は、押出し機構８１の一部であるピストン８３を駆動させることによって、同じく押出し機構８１の一部である押出部８２が内部空間４３ｂを上昇するように移動させる。これによって内部空間４３ｂに収納されたゲル状体８０が押し出され、開口部４３ｃを介して突出するゲル状体８０の一部８０ａの容積が増加する。そして、ゲル状体８０の一部８０ａがノズル形成面２１Ａと周縁部４３ａとの間の隙間に充填される。
なお、ステップＳ３にてノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３とが当接される場合であっても、ラインヘッド１３あるいはキャッピング機構４０の製造精度や組み立て精度のばらつきに起因して、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間に隙間が形成される。
そして、上述のようにゲル状体８０の一部８０ａがラインヘッド１３とキャップ部材４３の周縁部４３ａとの間の隙間が充填されることによって、キャップ部材４３とノズル形成面２１Ａとの間に形成される空間Ｋを外部と隔離された閉空間とすることができる。

続いて、制御装置６０は、吸引ポンプ４９を駆動することによって、空間Ｋを減圧状態とし、これによってノズル１７を介してラインヘッド１３の内部からインクを強制排出させる吸引動作を行う（ステップＳ５）。
この際、上述のように、キャップ部材４３とノズル形成面２１Ａとの間に形成される空間Ｋが閉空間とされているため、吸引ポンプ４９を駆動させることによって空間Ｋを良好に減圧させることができる。このため、ラインヘッド１３内のインク２をノズル１７から良好に強制排出させることができる。

その後、制御装置６０は、吸引ポンプ４９を逆駆動することによって、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間に形成されている空間Ｋを大気開放する（ステップＳ６）。吸引ポンプ４９を逆駆動することによってノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間の空間Ｋに空気が流入し、空間Ｋが大気開放される。ノズル形成面２１Ａからキャップ部材４３の上端面を離す前に、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間の空間を大気開放することによって、ノズル１７のインクの界面（メニスカス）の状態を維持できる。

そして、制御装置６０は、ラインヘッド１３を上昇させることによって、ノズル形成面２１Ａからキャップ部材４３を離間させる（ステップＳ７）。
より詳細には、図５及び図６に示すように、制御装置６０は、押出し機構８１の一部であるピストン８３を駆動させることによって、同じく押出し機構８１の一部である押出部８２が内部空間４３ｂを下降するように移動させる。これによって内部空間４３ｂに収納されたゲル状体８０が引き戻され、開口部４３ｃを介して突出するゲル状体８０の一部８０ａの容積が減少し、ラインヘッド１３とキャップ部材４３の周縁部４３ａとの間の隙間が形成される。このようにラインヘッド１３とキャップ部材４３の周縁部４３ａとの間の隙間が形成されると、制御装置６０は、ラインヘッド１３を印刷位置まで移動させることによってノズル形成面２１Ａからキャップ部材４３を離間させる。

その後、制御装置６０は、ラインヘッド１３を用いて記録紙に対する記録動作を再開する。

一方、保湿動作を行う場合には、制御装置６０は、フラッシング動作等によってキャップ部材４３内にインク２を貯留した状態にて、上記ステップＳ３及びステップＳ４を行う。これによって、図１３に示すように、インク２が貯留された閉空間Ｋが形成され、ノズル１７が晒される空間の保湿が図られる。
この際、上述のように、キャップ部材４３とノズル形成面２１Ａとの間に形成される空間Ｋが閉空間とされているため、空間Ｋを良好に保湿することができる。このため、ノズル１７の乾燥を良好に抑制することができる。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１００によれば、押出し機構８１によってゲル状体８０の一部８０ａが容積変化されることによって、ゲル状体８０の一部８０ａがキャップ部材４３とラインヘッド１３との間の隙間に充填される。
つまり、キャップ部材４３とラインヘッド１３とを当接させた状態において、キャップ部材４３とラインヘッド１３との間の一部に隙間が形成された場合であっても、ゲル状体８０の一部８０ａによって当該隙間が充填される。このため、キャップ部材４３とラインヘッド１３とを確実に密着させることができる。
したがって、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、キャップ部材４３とラインヘッド１３との密着性を確保することが可能となる。
このように、本実施形態のインクジェットプリンタ１００によれば、細長いために形状に僅かな撓みが生じ易くなるラインヘッド及びラインヘッド用のキャップ部材であっても、キャップ部材４３とラインヘッド１３とを確実に密着させることができる。
また、ノズル形成面２１Ａが仮に平坦でない場合であっても、キャップ部材４３とラインヘッド１３とを確実に密着させることができる。

また、本実施形態においては、キャップ部材４３の内部空間４３ｂにゲル状体８０が収納され、キャップ部材４３とゲル状体８０の一部８０ａとが一体的に構成された例について説明した。このような構成を採用することによって、別途ゲル状体８０を設置する空間を確保する必要がなくなり、省スペース化を図ることが可能となる。
なお、ゲル状体８０及び押出し機構８１をラインヘッド１３側に設置し、キャップ部材４３とゲル状体８０の一部８０ａとを一体的に構成しても良い。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態においては、本発明の充填部がゲル状体８０のキャップ部材４３からの突出部位（一部８０ａ）である例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、流体や気体を流し込むことによって容積変化するもの（例えば、風船等）を充填部として用いることもできる。このような場合には、本発明の駆動部としてエアシリンダや流体シリンダを用いることとなる。

また、上記実施形態においては、キャップ部材４３が周縁部４３ａ（枠状部）を備え、当該周縁部４３ａがラインヘッド１３に当接することによって、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間に空間が形成される構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、キャップ部材が周縁部４３ａを備えず、キャップ部材の全面がノズル形成面２１Ａと当接される、いわゆる密着キャップを備えるインクジェットプリンタに適用することもできる。

また、上記実施形態においては、ラインヘッド１３を上下に移動させることによって、ラインヘッド１３とキャップ部材４３との相対移動を実現する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、キャップ部材４３を上下に移動させることによって、ラインヘッド１３とキャップ部材４３との相対移動を実現させても良い。

また上記実施形態においては、ラインヘッド１３が、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ１，Ｋ２）に対応する５つのラインヘッドを備えていてもよい。
また、図１４（ａ）に示すように、単一のラインヘッドが複数のユニット９０に分割されていても良い。また、図１４（ｂ）に示すように、各ユニット９０がラインヘッド１３の長手方向に沿って千鳥配置されていても良い。

例えば、上記実施形態においては、単一のラインヘッドを備え、当該ラインヘッドから全ての種類のインクが噴射される構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、インクの種類ごとにラインヘッドを設置する構成であっても良い。このような場合には、各ラインヘッドごとにキャップ部材４３が設置されることとなる。
また、本発明は、ラインヘッド方式のインクジェットプリンタに限られるものではなく、シリアル方式のインクジェットプリンタに適用することも可能である。

また、上記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式プリンタである場合を例にして説明したが、インクジェット式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。

また、上述の各実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の流体を噴射する流体噴射装置（流体噴射装置）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。

また、上述の各実施形態において、流体噴射装置から噴射される流体としては、インクのみならず、特定の用途に対応する流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流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流体を噴射して、その流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、本発明の流体噴射装置（流体噴射装置）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）した流体を噴射する流体噴射装置に適用可能である。

また、流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流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流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流体噴射装置、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流体噴射装置、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流体噴射装置、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。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタが備えるラインヘッド周辺の要部平面図。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタが備えるラインヘッドのノズル形成面を示す平面図。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタが備えるラインヘッドの要部断面図。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタが備えるキャップ部材４３の断面図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタが備えるキャップ部材４３の断面図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタが備える吸引ポンプの概略構成図。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的構成を説明するブロック図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタが備える圧電素子に入力する駆動信号の一例を示す図。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタにおけるメンテナンス動作の一例を説明するためのフローチャート図。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタにおけるメンテナンス動作の一例を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタにおけるメンテナンス動作の一例を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタにおけるメンテナンス動作の一例を説明するための説明図である。 ラインヘッドの他の構成を示す平面図。

符号の説明

１００…インクジェットプリンタ（流体噴射装置）、１７…ノズル、１３…ラインヘッド（噴射ヘッド）、２１Ａ…ノズル形成面、４３…キャップ部材、４３ａ……周縁部（枠状部）、４９…吸引ポンプ、８０……ゲル状体、８０ａ……ゲル状体の一部（充填部）、８１……押出し機構（駆動部）

Claims (5)

1. 複数のノズルを備えると共に前記ノズルから流体を噴射する噴射ヘッドと、前記ノズルの噴射特性を維持あるいは回復させるために前記噴射ヘッドに対して当接可能とされるキャップ部材とを備える流体噴射装置であって、
   容積変化により、前記キャップ部材と前記噴射ヘッドとの間の隙間に充填可能とされる充填部と、
   前記充填部を容積変化させる駆動部と
   を備えることを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記噴射ヘッド及び前記キャップ部材の少なくとも一方に前記充填部を設置することを特徴とする請求項１記載の流体噴射装置。
3. 前記充填部が、前記噴射ヘッド及び前記キャップ部材の少なくとも一方の内部空間から外部へと押出し出されたゲル状体の一部であり、
   前記駆動部が、前記ゲル状体の前記内部空間から外部への押出し量を変化させる押出し機構である
   ことを特徴とする請求項２記載の流体噴射装置。
4. 前記キャップ部材が前記ノズルの形成領域を囲って前記噴射ヘッドに当接する枠状部を備え、
   前記充填部は、前記枠状部と前記噴射ヘッドとの間の隙間に充填可能とされる
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の流体噴射装置。
5. 前記噴射ヘッドは、ラインヘッドであることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の流体噴射装置。

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