JP2009006686A - 流体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給流路内のインクを効率的に排出することである。
【解決手段】インクを収容するためのインクタンク３１と、複数のノズル列を形成し、インクを吐出するためのノズルＮｚと、前記インクタンク３１から前記複数のノズル列の各々に対してインクを供給するための供給流路３２であって、第一流路と該第一流路の末端に接続し該第一流路より下流に位置する複数の第二流路とが少なくとも部分的に含まれている供給流路３２と、該供給流路３２内のインクを吸引して廃液タンクに排出するためのキャップユニット５１と、前記複数の第二流路の各々を個別的に閉塞するための閉塞弁３４と、を有するプリンタ。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体吐出装置に関する。

流体を収容するための流体収容部と、複数のノズル群を形成し、前記流体を吐出するためのノズルと、前記流体収容部から前記複数のノズル群の各々に対して前記流体を供給するための供給流路と、前記供給流路内の前記流体を排出先に排出するための排出部と、を有する流体吐出装置は既に知られている。このような流体吐出装置の中には、前記供給流路が分岐しているものもある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３０６０１６号公報

ところで、前記供給流路内の流体中に異物等が混入した場合、該異物等を適切に除去するために、前記排出部によって前記供給流路内の流体を排出する動作（以下、排出動作）が実行される。このような排出動作については、適切に且つ迅速に実行されることが要求されている。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、供給流路内の流体を効率的に排出することである。

前記課題を解決するために、主たる本発明は、複数のノズル群を構成し、前記流体を吐出するためのノズルと、前記流体収容部から前記複数のノズル群の各々に対して前記流体を供給するための供給流路であって、第一流路と該第一流路の末端に接続し該第一流路より下流に位置する複数の第二流路とが少なくとも部分的に含まれている供給流路と、前記供給流路内の前記流体を排出先に排出するための排出部と、前記複数の第二流路のうちの少なくとも１つを閉塞するための、少なくとも１つの流路閉塞部と、を有することを特徴とする流体吐出装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本明細書及び添付図面の記載により少なくとも次のことが明らかにされる。

先ず、複数のノズル群を構成し、前記流体を吐出するためのノズルと、前記流体収容部から前記複数のノズル群の各々に対して前記流体を供給するための供給流路であって、第一流路と該第一流路の末端に接続し該第一流路より下流に位置する複数の第二流路とが少なくとも部分的に含まれている供給流路と、前記供給流路内の前記流体を排出先に排出するための排出部と、前記複数の第二流路のうちの少なくとも１つを閉塞するための、少なくとも１つの流路閉塞部と、を有する流体吐出装置。

上記の流体吐出装置では、前記排出部により排出される流体の量が削減される結果、排出動作に伴う前記流体の消費を抑え、かつ、当該排出動作の所要時間を短縮することが可能になる。つまり、前記排出動作を効率的に実行することが可能になる。

また、上記の流体吐出装置において、前記排出部は、前記供給流路内の前記流体を排出するために、該流体を前記ノズルから吸引する吸引部であり、前記流路閉塞部は、前記複数の第二流路の各々を個別に閉塞するための閉塞弁であり、該閉塞弁は、前記複数の第二流路の全てに設けられていることとしてもよい。かかる流体吐出装置では、吸引部により吸引される流体の量、すなわち、流体の排出量をより削減することが可能になる。この結果、前記排出動作をより効率的に実行することが可能になる。

また、上記の流体吐出装置において、前記閉塞弁は、前記第二流路の上流側の端部に設けられていることとしてもよい。かかる流体吐出装置では、前記流体の排出量をさらに削減することが可能となり、前記排出動作をさらに効率的に実行することが可能になる。

また、上記の流体吐出装置において、前記供給流路は、前記複数のノズル群の各々に対して前記流体を供給するための複数の供給口を備えており、前記閉塞弁の開閉と前記吸引部とを制御するための制御部を有し、前記制御部は、前記吸引部に前記複数の供給口中のある供給口を介して前記供給流路内の流体を吸引させる際、前記流体収容部から前記ある供給口に至る流路以外の流路を閉塞するように前記閉塞弁を閉じることとしてもよい。かかる流体吐出装置では、制御部による閉塞弁の開閉制御によって、前記排出動作が効率的に実行されることになる。

また、上記の流体吐出装置において、前記供給流路の上流側の端部に設けられた、前記流体収容部からの前記流体の供給を遮断するための遮断弁、を有し、前記制御部は、前記遮断弁の開閉を更に制御し、前記遮断弁を閉じた状態で前記吸引部に吸引を開始させ、該吸引の開始後に所定時間が経過すると前記遮断弁を開くこととしてもよい。かかる流体吐出装置では、前記供給流路内の流体に混入した異物、特に、流体が液状体である場合には当該液状体中に混入した気泡を前記排出動作によって適切に除去するとともに、当該排出動作を効率的に実行することが可能になる。

＝＝＝本実施形態の流体吐出装置の構成例＝＝＝
以下、流体吐出装置の一例としてのインクジェットプリンタ（以下、プリンタ１と言う）の構成について、図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施形態のプリンタ１のブロック図である。図２は、用紙搬送機構２０、インク供給機構３０、ヘッドユニット４０、及び、キャップユニット５１の外観を示す概略図である。図２中には、矢印にてプリンタ１の上下方向と用紙の搬送方向とが示されている。図３は、ヘッドユニット４０内における複数の吐出ヘッド４１の配置を示す図であり、吐出ヘッド４１を下面側から見た図である。図３中には、矢印にて前記搬送方向、及び、該搬送方向に搬送される用紙の紙幅方向が示されている。図４は、吐出ヘッド４１及びキャップユニット５１の各構成を示す図であり、法線方向が前記紙幅方向に沿う断面の模式図である。図４中には、矢印にて前記上下方向及び前記搬送方向が示されている。

本実施形態のプリンタ１は、ラインヘッド方式のプリンタであり、外部装置であるコンピュータ６０から印刷データを受信すると、該印刷データに基づき、流体の一例としてのインクを用紙に吐出して該用紙に画像を印刷する装置である。また、図１に示すように、プリンタ１は、制御部としてのコントローラ１０と、用紙搬送機構２０と、インク供給機構３０と、ヘッドユニット４０と、インク排出機構５０とを備えている。

コントローラ１０は、プリンタ１の各部（すなわち、用紙搬送機構２０、インク供給機構３０、ヘッドユニット４０、及び、インク排出機構５０）を制御するためのものである。このコントローラ１０は、インターフェース１１（図１中、Ｉ／Ｆと表記）と、ＣＰＵ１２と、メモリ１３と、ユニット制御回路１４とを有している。インターフェース１１は、コンピュータ６０とプリンタ１との間でデータの送受信を行うためのものである。ＣＰＵ１２は、プリンタ全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリ１３は、前記ＣＰＵ１２が実行するプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。そして、プリンタ１内の状況を検出器群７０が監視し、ＣＰＵ１２が当該検出結果に基づき、ユニット制御回路１４を介してプリンタ１の各部を制御する。

用紙搬送機構２０は、図２に図示したガイド部材２１と搬送ローラ２２とが協働して、用紙を印刷可能な位置に送り込み、該用紙を搬送方向に所定の搬送量にて搬送するためのものである。

インク供給機構３０は、後述する複数の吐出ヘッド４１の各々に対してインクを供給するためのものである。このインク供給機構３０は、図２に示すように、流体収容部としてのインクタンク３１と、該インクタンク３１から吐出ヘッド４１までの間に設けられた供給流路３２と、を備えている。そして、インク供給機構３０は、複数のインク色（本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各々について設けられている。インクタンク３１のインクは、送液ポンプ（不図示）により前記供給流路３２を通じて吐出ヘッド４１まで送液される。本実施形態に係る供給流路３２は、フッ素樹脂等の樹脂材料からなるチューブ、継手、及び、弁（正確には、後述の遮断弁３３や閉塞弁３４）により形成されている。そして、前記供給流路３２は、該供給流路３２の入口から出口に至るまでに複数回分岐している。なお、供給流路３２の詳細については、後述の「本実施形態の供給流路」の項において説明する。

ヘッドユニット４０は、用紙に画像を印刷するために、該用紙にインクを吐出してドットを形成するためのものである。本実施形態において、前記ヘッドユニット４０は用紙の紙幅分のドットを一度に形成することが可能である。ヘッドユニット４０内には、図３に示すように、複数の吐出ヘッド４１が紙幅方向に沿った列（ヘッド列）を形成した状態で着脱可能に配置されている。各吐出ヘッド４１の下部に備えられたノズルプレート４１０（図４参照）には、インクを吐出するためのノズルＮｚが複数設けられている。このノズルＮｚは等間隔に並んで列状のノズル群（以下、ノズル列とも言う）を形成している。当該ノズル列は、各吐出ヘッド４１においてインク色毎に形成され、各インク色のノズル列を構成するノズルＮｚからは当該各ノズル列に対応した色のインクが吐出される。なお、吐出ヘッド４１がプリンタ１に装着された状態では、図３に示すように、ノズル列は用紙の紙幅方向に沿うようになる。

本実施形態では、図３に示すように、搬送方向の上流側と下流側にそれぞれ２列のヘッド列が形成されており、前記紙幅方向において、上流側のヘッド列と下流側のヘッド列とは幾分ずれた位置に配置されている。そして、上流側のヘッド列を形成する吐出ヘッド４１のノズル列と、下流側のヘッド列を形成した吐出ヘッド４１のノズル列とが千鳥列を形成して並んでいる。

このように、ヘッドユニット４０では、複数の吐出ヘッド４１が配置される結果、あるインク色に対して複数のノズル列（本実施形態では、１８個のノズル列）が形成されている。そして、当該複数のノズル列の各々に対して対応するインク色のインクが前記供給流路３２から供給される。つまり、インク色別に設けられた供給流路３２に各吐出ヘッド４１が接続しており、各供給流路３２に備えられた複数の供給口からインクが各吐出ヘッド４１に供給される（換言すると、各供給流路３２は、前記複数の供給口から前記複数のノズル列の各々に対してインクを供給する）。

また、各吐出ヘッド４１におけるノズルＮｚ周りの構成について、図４を参照しながら説明すると、ノズルプレート４１０の上方には、インクが入った圧力室４１１と、該圧力室４１１と連通し供給流路３２により供給されたインクを収容するリザーバー４１２と、前記圧力室４１１の容量を変化させて各ノズルＮｚからインクを吐出させるための駆動素子（ピエゾ素子４１３）が設けられている。

インク排出機構５０は、供給流路３２内や吐出ヘッド４１内のインクを排出するためのものである。このインク排出機構５０には、図２に図示した吸引部としてのキャップユニット５１を有している。このキャップユニット５１は、図２に示すように、ヘッドユニット４０の下方（より正確には、前記ノズルプレート４１０の下方）に位置しており、吐出ヘッド４１のノズルＮｚから供給流路３２及び吐出ヘッド４１内のインクを吸引する。前記キャップユニット５１が吐出ヘッド４１毎に設けられているため、吐出ヘッド単位でインクの吸引を実行することが可能である。

キャップユニット５１の構成について、図４を参照しながらより詳細に説明する。キャップユニット５１は、ノズルＮｚに対向した開口を有するキャップ部５１０と、該キャップ部５１０の底面中央部から延出した円筒部５１０ａに接続された排出チューブ５１１と、該排出チューブ５１１に接続された吸引ポンプ５１２（図２参照）と、によって構成される。前記キャップ部５１０は、不図示の駆動機構により上下方向に移動可能であり、キャップユニット５１がインクを吸引する際に前記キャップ部５１０の側壁の頂上部５１０ｂがノズルプレート４１０に密接するように移動する。これにより、ノズルプレート４１０とキャップ部５１０との間に密閉空間が形成される。

このような状態で吸引ポンプ５１２が作動すると、前記密閉空間内が減圧される結果、前記ノズルＮｚから供給流路３２内や吐出ヘッド４１内のインクが連続的に吸引され、排出チューブ５１１を通じて不図示の廃液タンクに排出される。すなわち、供給流路３２内のインクを吸引するための動作（以下、吸引動作と言う）は当該インクを排出するための排出動作であり、例えば、前記供給流路３２内において後発的にインク中に混入した気泡や異物等を除去するために実施される。なお、供給流路３２内のインクに混入した気泡を除去するための吸引動作については、後述の「気泡除去のための吸引動作」の項にて詳細に説明する。

本実施形態において、吸引ポンプ５１２はチューブポンプであり、該吸引ポンプ５１２の駆動と前記キャップ部５１０の移動とはコントローラ１０により制御される。また、本実施形態に係るキャップ部５１０の内側には、キャップユニット５１による吸引時にノズルＮｚから吐出したインクを捕捉するための多孔質材料５１０ｃが充填されている。多孔質材料５１０ｃに捕捉されたインクは、該多孔質材料５１０ｃ内の間隙を通り、前記円筒部５１０ａから排出チューブ５１１を通じて排出される。但し、これに限定されるものではなく、キャップ部５１０の内側に多孔質材料５１０ｃが充填されていない構成であってもよい。

＜＜本実施形態の供給流路＞＞
次に、前述した供給流路３２について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態の供給流路３２の概念図である。本実施形態においては、前述したように、前記供給流路３２がインク色毎に設けられているが、説明の便宜上、図５中には１つのインク色についての供給流路３２のみ図示されている。また、図５中に示した吐出ヘッド４１の数と閉塞弁３４の数とは実際の数と異なっている。

本実施形態の供給流路３２は、図５に示すように、該供給流路３２の入口にてインクタンク３１と接続し、分岐を繰り返し、出口にて複数の吐出ヘッド４１と接続している。つまり、前記供給流路３２は、ヘッドユニット４０が有する吐出ヘッド４１と同数の供給口を有している。そして、各供給口は各吐出ヘッド４１と対を成し、当該各吐出ヘッド４１には前記各供給口からインクが供給される。また、供給流路３２の入口側の端部（すなわち、上流側の端部）には、インクタンク３１からのインクの供給を遮断するための遮断弁３３が設けられている。

さらに、供給流路３２を分岐点によって区画し、該供給流路３２内の各分岐点において、当該各分岐点の上流側に位置する流路を第一流路と、前記各分岐点の下流側にて前記第一流路から分岐した流路を第二流路とすると、本実施形態の供給流路３２は複数の分岐点を有するため、該供給流路３２内に第一流路と第二流路とが部分的に含まれていることとなる。ここで、流路とは、供給流路３２を分岐点により区画したときの区画単位を意味する。また、第一流路及び第二流路は、前記各分岐点における、該各分岐点の上流側と下流側にそれぞれ位置する２つの流路の相対的な位置関係を示す概念である。そして、第二流路とは、前記第一流路の末端に接続し該第一流路より下流側に位置する流路のことである。

また、各第二流路の上流側の端部には、当該各第二流路を個別に閉塞するための閉塞弁３４が設けられている。さらに、本実施形態では、第一流路から分岐した複数の第二流路の全てに前記閉塞弁３４が設けられている。

以下、図５を参照しながら具体的に説明する。本実施形態では、遮断弁３３の下流には第一の分岐点（図５中、記号Ａにて示す）が存在し、該第一の分岐点の上流側の流路は該第一の分岐点にて２つの流路に分岐する。ここで、第一の分岐点においては、該第一の分岐点の上流側に位置する流路（より正確には、供給流路３２の入口から第一の分岐点までの流路）が第一流路となり、該第一の分岐点の下流側に位置する前記２つの流路（より正確には、第一の分岐点から次の分岐点までの流路）が第二流路となる。そして、前記第一の分岐点の下流側直近、すなわち、各第二流路の上流側の端部には閉塞弁３４（図５中、記号ｖ１、ｖ２にて示された閉塞弁３４）が設けられている。

また、第一の分岐点の下流には第二の分岐点（図５中、記号Ｂ及び記号Ｃにて示す）が存在し、前記２つの流路の各々は該第二の分岐点にて４つの流路に更に分岐し、当該４つの流路は各々末端にて各吐出ヘッド４１に接続している。第二の分岐点においては、該第二の分岐点の上流側に位置する流路（より正確には、第一の分岐点から第二の分岐点までの流路）が第一流路となり、該第二の分岐点の下流に位置する流路（より正確には、第二の分岐点から各吐出ヘッド４１への供給口までの流路）が第二流路となる。そして、各第二流路の上流側の端部にも閉塞弁（図５中、記号ｖ３〜ｖ１０にて示された閉塞弁３４）が設けられている。

以上のように、本実施形態では、供給流路３２内の各分岐点において第一流路から分岐した第二流路には全て閉塞弁３４が設けられている。なお、本実施形態に係る遮断弁３３及び閉塞弁３４は、ともにＯＮ／ＯＦＦ式の電磁弁であり、その開閉はコントローラ１０により制御される。

＜＜気泡除去のための吸引動作＞＞
次に、供給流路３２内のインク中に混入した気泡を除去するために実行される吸引動作について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、本実施形態における吸引動作のフローチャートである。図７は、吸引動作の開始時における遮断弁３３及び閉塞弁３４の開閉制御について説明するための図である。なお、図７中、白抜きの弁は開状態の弁を示しており、黒く塗り潰された弁は閉状態の弁を示している。

供給流路３２内において気泡がインク中に混入し、該気泡が吐出ヘッド４１の圧力室４１１まで持ち込まれると、該気泡の存在により、インクがノズルＮｚから適切に吐出されない虞がある。そこで、気泡が混入した場合には、該気泡を除去するために前述の吸引動作が実行される。ここで、供給流路３２内における気泡の存在位置は、インクの吐出不良が生じている吐出ヘッド４１から予想される。例えば、図７中、記号＃４が付されたヘッド（以下、＃４の吐出ヘッド４１）においてインクの吐出不良が頻繁に発生していたとき、第二の分岐点から＃４の吐出ヘッド４１までの間の流路内において気泡が混入した可能性が高い。このため、＃４の吐出ヘッド４１のノズルＮｚから前記供給流路３２内のインクを吸引して、前記気泡を除去することになる。すなわち、吸引動作は、予測された気泡の混入位置に最も近い吐出ヘッド４１（つまり、インクの吐出不良が生じている吐出ヘッド４１）に対して実行される。なお、吸引動作は、コントローラ１０がキャップユニット５１、遮断弁３３及び閉塞弁３４を制御することにより実行される。

本実施形態において、キャップユニット５１による吸引は、遮断弁３３が閉じている状態で開始される。そして、前記遮断弁３３の下流側を十分に減圧させた後、前記遮断弁３３が開かれて引き続き前記吸引が実行される。このような吸引はチョーク吸引と呼ばれ、供給流路３２内を減圧して該供給流路３２内の負圧を高めた状態から当該負圧を開放して吸引を行うことにより、供給流路３２内を流動するインクの流動速度（すなわち、インクの吸引速度）が増大する。これにより、前記気泡は急速に供給流路３２内を流動するインクによって運び去られ、該インクとともに吸引されて排出されるようになる。以上のようなチョーク吸引により、供給流路３２内の気泡を容易に除去することが可能になる。

以下、具体的に説明するために、図７中、＃４の吐出ヘッド４１においてインクの吐出不良が発生し、当該＃４の吐出ヘッド４１のノズルＮｚから気泡を除去する場合を例に挙げて説明する。また、説明をより分かり易くするために、以下では、供給流路３２の記号Ｘにて示す位置（以下、位置Ｘと言う）にて気泡が混入した場合について説明する。

＃４の吐出ヘッド４１のノズルＮｚから気泡を除去するためには、供給流路３２内のインクを前記＃４の吐出ヘッド４１のノズルＮｚから吸引する必要がある。換言すると、供給流路３２が備える複数の供給口のうち、＃４の吐出ヘッド４１への供給口を介して供給流路３２内のインクが吸引される。このとき、全ての閉塞弁３４が開いたままの状態であると、供給流路３２中、遮断弁３３の下流側にある範囲内のインクを略全量吸引することになる。この結果、無駄にインクが排出され、さらに吸引動作の所要時間も長くなる。

このため、吸引動作の開始に際して、コントローラ１０が、インクタンク３１から＃４の吐出ヘッド４１への供給口に至る流路以外の流路を閉塞するように閉塞弁３４を閉じる（Ｓ１０）。具体的に説明すると、吸引動作の開始前の段階では、遮断弁３３及び閉塞弁３４は開状態となっている。前記コントローラ１０は、吸引動作を開始すると、図７中、記号ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５が付された閉塞弁３４を閉じて、インクタンク３１から＃４の吐出ヘッド４１への供給口に至る流路以外の流路を閉塞する。ここで、インクタンク３１から＃４の吐出ヘッド４１への供給口に至る流路とは、供給流路３２のうち、下流に進むに連れて＃４の吐出ヘッド４１への供給口に近づく流路、より具体的には、＃４の吐出ヘッド４１への供給口までの経路を構成する流路のことである。以下、インクタンク３１から＃４の吐出ヘッド４１への供給口に至る流路を、単に＃４の吐出ヘッド４１への流路とも呼ぶ。

一方、＃４の吐出ヘッド４１への流路に設けられた閉塞弁３４（すなわち、図７中、記号ｖ１、ｖ６が付された閉塞弁３４）は開状態のままである。なお、記号ｖ２が付された閉塞弁３４の下流側にある閉塞弁３４（すなわち、図５中、記号ｖ７〜ｖ１０が付された閉塞弁３４）については、開状態と閉状態とのうち、いずれの状態であってもよい。

次に、コントローラ１０は、遮断弁３３を閉じ（Ｓ１２）、図７に示すように、キャップユニット５１のキャップ部５１０が＃４の吐出ヘッド４１のノズルプレート４１０に密接するように該キャップ部５１０を移動させる。その後、吸引ポンプ５１２を駆動させて、キャップユニット５１に吸引を開始させる（Ｓ１４）。当該吸引が開始されると、＃４の吐出ヘッド４１への流路中、遮断弁３３の下流側にある範囲内（図７中、実線にて示した範囲内）のインクと、＃４の吐出ヘッド４１内（より正確には、圧力室４１１及びリザーバー４１２内）のインクとが徐々に吸引される。このとき、閉状態の閉塞弁３４から当該閉塞弁３４の上流側直近にある分岐点までの範囲内（図７中、二重線にて示した範囲内）のインクも吸引される。一方、閉状態の閉塞弁３４の下流側にある範囲内（図７中、破線にて示した範囲内）のインクは、吸引されずに当該範囲内に貯留し続ける。そして、吸引が進行するにつれて、遮断弁３３の下流側において、＃４の吐出ヘッド４１への流路内が減圧され、当該流路内にて負圧が高まっていく。

吸引を開始してから所定の時間が経過した時点で、コントローラ１０は遮断弁３３を開き（Ｓ１６）、前記負圧を開放する。これにより、インクタンク３１内のインクは、＃４の吐出ヘッド４１への流路内に急速に流入し、＃４の吐出ヘッド４１のノズルＮｚから急速に吸引されることとなる。また、この際、遮断弁３３が閉じた状態で吸引が実行されていた間には供給流路３２内に停滞していた気泡が、＃４の吐出ヘッド４１への流路内に急速に流入してきたインクにより運び去られる。そして、前記気泡はインクとともにキャップユニット５１に吸引され廃液タンクに排出されることとなる。

その後、コントローラ１０は、吸引ポンプ５１２を停止して吸引を終了させる（Ｓ１８）。また、コントローラ１０は、キャップ部５１０を＃４の吐出ヘッド４１から離間させるとともに、閉状態の閉塞弁３４（すなわち、記号ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５が付された閉塞弁３４）を全て開く（Ｓ２０）。そして、上記一連の工程が終了すると、吸引動作が完了する。

以上のような吸引動作は、例えば、プリンタ１が長期間休止した後に印刷動作を開始する前に実行される。これは、プリンタ１が長期間休止すると、供給流路３２中の継手から空気が入り込み、該供給流路３２内のインクに気泡が混入し易くなるためである。また、吸引動作は、吐出ヘッド４１の交換が行われた場合、当該交換後、印刷動作を開始する前に実行される。この場合、新たに装着された吐出ヘッド４１のノズルＮｚからインクを吸引することとなるが、当該吐出ヘッド４１内には当初空気が溜まっているため、吸引動作の初期段階では主に前記吐出ヘッド４１内の空気が吸引され、吸引の進行に従い、前記空気とともに供給流路３２内のインクが吸引されるようになる。

＝＝＝本実施形態のプリンタの有効性について＝＝＝
本実施形態のプリンタ１は、インクを収容するためのインクタンク３１と、複数のノズル列を形成し、インクを吐出するためのノズルＮｚと、前記インクタンク３１から前記複数のノズル列の各々に対してインクを供給するための供給流路３２であって、第一流路と該第一流路の末端に接続し該第一流路より下流に位置する複数の第二流路とが少なくとも部分的に含まれている供給流路３２と、該供給流路３２内のインクを吸引して廃液タンクに排出するためのキャップユニット５１と、前記複数の第二流路の各々を個別的に閉塞するための閉塞弁３４と、を有するプリンタである。この結果、吸引動作を効率的に実行することが可能となる。

すなわち、発明が解決しようとする課題の項で説明した通り、前記吸引動作は効率的に実行されることが求められている。具体的に説明すると、吸引動作では、インク浪費の抑制と吸引動作に要する時間の短縮とを図る上で、インクの吸引量を極力少量に抑えることが要求されている。そこで、本実施形態では、前記供給流路３２のうち、第一流路から分岐した第二流路に閉塞弁３４を設けている。これにより、前記閉塞弁３４が設けられていない場合に対して、インクの吸引量を削減することが可能になる。このことを既出の図７を用いて説明する。

既に説明したように、複数の供給口を有する供給流路３２において、該供給流路３２内のインクに気泡が混入した場合、インクの吐出不良が生じた吐出ヘッド４１のノズルＮｚから（つまり、前記複数の供給口のうち、気泡の混入位置に最も近い吐出ヘッド４１への供給口を介して）供給流路３２内のインクを吸引することになる。例えば、図７中の位置Ｘにおいて気泡が混入し＃４の吐出ヘッド４１にインクの吐出不良が生じた場合には、前記キャップユニット５１は、＃４の吐出ヘッド４１への供給口を介して＃４の吐出ヘッド４１のノズルＮｚからインクを吸引することになる。このとき、供給流路３２内に閉塞弁３４がなく遮断弁３３のみが設けられている場合、キャップユニット５１は、供給流路３２内のインクのうち、遮断弁３３の下流側にある範囲内のインクを略全量吸引することになる。

これに対し、各分岐点において第一流路から分岐した複数の第二流路の各々に閉塞弁３４が設けられている場合、該閉塞弁３４により閉塞された第二流路から他の第二流路へのインク流出を抑制することが可能になる。これにより、吸引動作におけるインクの吸引量を削減することが可能になる。具体的に説明すると、キャップユニット５１が＃４の吐出ヘッド４１のノズルＮｚからインクを吸引している間、＃４の吐出ヘッド４１への流路以外の流路に設けられた閉塞弁３４（すなわち、図７中、記号ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５が付された閉塞弁３４）を閉じることにより、当該閉塞弁３４の下流側にある範囲内のインクについては吸引する必要がなくなる。この結果、閉状態の閉塞弁３４の下流側に貯留しているインクの量分、インクの吸引量を削減することが可能になる。これに伴い、吸引動作により消費されるインク量を削減し、吸引動作に要する時間を短縮することも可能になる。以上のように、本実施形態のプリンタ１により吸引動作が効率的に実行されることになる。

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
以上、上記の実施形態に基づき、主として、流体吐出装置について説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

また、上記の実施形態では、流体吐出装置の一例としてインクを吐出するプリンタについて説明したが、これに限られるものではなく、インク以外の他の流体（液体や、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体、流体として流して吐出できる固体を含む）を吐出する装置に具体化することも可能である。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの材料が分散または溶解した状態で含まれた液状体を吐出する流体吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する流体吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を吐出する流体吐出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吐出する流体吐出装置、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吐出する流体吐出装置、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吐出する流体吐出装置、ジェルを吐出する流体吐出装置、トナーなどの粉体を例とする固体を吐出する粉体吐出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吐出装置に本発明を適用することができる。

また、上記の実施形態では、ノズルＮｚにより構成された複数のノズル列（ノズル群）の各々が吐出ヘッド別に分かれていることとしたが、これに限定されるものではない。前記複数のノズル列が単一の吐出ヘッド４１に形成されていてもよい。かかる場合について、図８を用いて説明する。図８は、変形例に係る吐出ヘッド４２及び供給流路３２の概念図であり、図５に対応した図である。なお、図８についても、図５と同様、説明の便宜上、１つのインク色の供給流路３２のみ図示されている。

変形例に係る吐出ヘッド４２は複数のヘッドモジュール４２ａ（本変形例では４つのヘッドモジュール４２ａ）からなり、各ヘッドモジュール４２ａが連結して所定方向に長い吐出ヘッドを構成している。また、各ヘッドモジュール４２ａの下面にはインク色毎にノズル列が形成されている。そして、複数のヘッドモジュール４２ａが連結して変形例に係る吐出ヘッド４２を構成すると、当該変形例に係る吐出ヘッド４２の下面に複数のノズル列が形成されることとなる。なお、本変形例では、複数のヘッドモジュール４２ａが連結すると、インク色別に、前記複数のノズル列が直線状に並ぶようになる。また、当該直線状に並んだ複数のノズル列は、変形例に係る吐出ヘッド４２がプリンタに装着されると、用紙の紙幅方向に沿うようになる。また、変形例に係る吐出ヘッド４２内においては、ヘッドモジュール４２ａ間でのインクの流出入はない。さらに、本変形例に係るキャップユニット（図８において不図示）は、ヘッドモジュール単位で吸引動作を実行することが可能である。

一方、本変形例に係る供給流路３２には、分岐点にて分岐した４つの流路を有し、当該４つの流路の各々の末端（すなわち、供給口）は各ヘッドモジュール４２ａと対を成して接続している。つまり、前記供給流路３２は複数のヘッドモジュール４２ａの各々（換言すると、複数のノズル列の各々）に対してインクを供給することになる。そして、前記供給流路３２において、第二流路の全て（つまり、前記４つの流路の全て）には閉塞弁３４が設けられている。このため、例えば、図８中、上から２番目のヘッドモジュール４２ａのノズルＮｚから供給流路３２内のインクを吸引する際、他のヘッドモジュール４２ａへの供給口に至る流路に設けられた閉塞弁３４（すなわち、図８中、記号ｖ１、ｖ３、ｖ４が付された閉塞弁３４）を閉じることにより、インクの吸引量を削減することが可能になる。すなわち、本変形例においても、吸引動作を効率的に実行することが可能になる。

また、上記の実施形態では、ピエゾ素子４１３に駆動パルスを印加し圧力室４１１の容積変化を利用してインクを吐出させるプリンタ１について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させてインクを吐出するプリンタであってもよい。

また、上記の実施形態では、供給流路３２が入口から出口に至るまでに２回分岐していることとしたが、これに限定されるものでない。供給流路３２における分岐の回数（すなわち、分岐点の数）は任意に設計可能であり、例えば、３回以上分岐した供給流路３２であってもよい。あるいは、１回のみ分岐した供給流路３２であってもよい。つまり、供給流路３２内に、第一流路と第二流路とが全体的に含まれている（すなわち、供給流路３２内に第一流路に該当する流路が一つのみ存在し、該流路から分岐した第二流路が吐出ヘッド４１への供給口まで延びている）こととしてもよい。

また、上記の実施形態では、キャップユニット５１が吐出ヘッド４１のノズルＮｚから供給流路３２内のインクを吸引することによって、前記供給流路３２内のインクを廃液タンクに排出することとした。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、インクタンク３１側に加圧ポンプを設け、当該加圧ポンプにより供給流路３２内を加圧し、前記ノズルＮｚを介して前記供給流路３２からインクを押し出して（換言すると、供給流路３２内のインクを強制的にノズルから吐出させて）排出させることとしてもよい。

また、上記の実施形態では、第一流路から分岐した複数の第二流路の全てに閉塞弁３４が設けられていることとしたが、これに限定されるものではない。複数の第二流路のうち、一部の第二流路に閉塞弁３４が設けられていなくてもよい。但し、複数の第二流路の全てに閉塞弁３４が設けられている場合、キャップユニット５１が吸引するインクの吸引量をより削減することが可能になり、吸引動作がより効率的に実行されることとなる。かかる点において、上記の実施形態の方がより望ましい。なお、上記の実施形態では、第二流路を閉塞するための流路閉塞部として閉塞弁３４を例示したが、これに限定されるものではなく、他の流路閉塞部も考えられる。例えば、第二流路がフッ素樹脂からなるチューブのような弾性変形可能な材質からなる場合、流路断面が潰れるように第二流路を歪ませて該第二流路を閉塞する流路閉塞部材であってもよい。

また、上記の実施形態では、閉塞弁３４は、第二流路の上流側の端部に設けられていることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、閉塞弁３４が前記第二流路の下流側の端部（末端部）に設けられていてもよい。但し、閉塞弁３４が第二流路の上流側の端部に設けることにより、インクの吸引量をさらに削減することが可能になる。具体的に説明すると、供給流路３２が備える複数の供給口のうち、ある供給口を介して該供給流路３２内のインクを吸引する際、インクタンク３１から前記ある供給口に至る流路以外の流路に設けられた閉塞弁３４を閉じれば、該閉塞弁３４の下流側にある範囲内のインクは吸引されないこととなる。また、そのインクの量は、前記閉塞弁３４が第二流路の上流側に位置するほど増加する。このため、上記の実施形態は、インクの吸引量がさらに少なくなる結果、吸引動作がさらに効率的に実行される点において望ましい。

また、上記の実施形態では、流路が分岐点にて分岐する度に、該分岐点の下流にある流路（すなわち、第二流路）には閉塞弁３４が設けられていることとしたが、これに限定されるものではない。一部の分岐点について、該分岐点の下流にある流路に閉塞弁３４が設けられていない構成であってもよい。例えば、図７中、第一の分岐点の下流にある流路に閉塞弁３４が設けられていなくてもよい（つまり、記号ｖ１及びｖ２にて示した閉塞弁３４がなくてもよい）。但し、上記の実施形態に係る構成であれば、インクの吸引量をより削減して、吸引動作をより効率的に実行することが可能になる。かかる点において、上記実施の形態の方が望ましい。

また、上記の実施形態では、コントローラ１０は、キャップユニット５１が前記ある供給口を介してインクを吸引する際、インクタンク３１から前記ある供給口に至る流路以外の流路を閉塞するように前記閉塞弁３４を閉じることとした。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、コントローラ１０は、前記ある供給口に至る流路以外の流路に設けられた閉塞弁３４のうち、一部の閉塞弁３４のみ閉じることとしてもよい。但し、上記の実施形態に係る構成であれば、インクの吸引量をより削減して、吸引動作をより効率的に実行することが可能になる。かかる点において、上記実施の形態の方が望ましい。

また、上記の実施形態では、コントローラ１０は、供給流路３２内のインクに混入した気泡を除去するために、キャップユニット５１に遮断弁３３が閉じた状態で吸引を開始させることとした。そして、コントローラ１０は、吸引開始後に所定の時間が経過した時点で前記遮断弁３３を開き、前記キャップユニット５１に更に吸引させることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、コントローラ１０は、キャップユニット５１が吸引を開始する際、遮断弁３３が開いていてもよい。但し、上記の実施形態における吸引動作(チョーク吸引)であれば、前述したように、インクの吸引速度が増大する結果、インクが供給流路３２内の気泡を運び去り易くなり、該気泡を容易に除去することが可能になる。また、図９に示すように、供給流路３２の内壁に形成された微小な凹みに嵌まり込んで除去し難くなった気泡が存在する場合、供給流路３２内の負圧を高めることによって前記気泡が膨張する。そして、膨張した気泡は、捕捉され易くなるため、前記供給流路３２内を流動するインクにより運び去られ易くなる。図９は、上記の実施形態における吸引動作の有効性について説明するための図である。このように、上記の実施形態における吸引動作であれば、供給流路３２内のインクに混入した気泡を適切に除去することが可能になる。そして、吸収動作時にはコントローラ１０によって閉塞弁３４の開閉が制御される結果、該吸引動作が効率的に実行されることになる。かかる点において、上記の実施形態の方が望ましい。

なお、上記実施の形態では、遮断弁３３の開閉を制御してチョーク吸引を実施することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、ある吐出ヘッド４１のノズルＮｚを通じてチョーク吸引を実施するために、当該ある吐出ヘッド４１への供給口に至る流路に設けられた閉塞弁３４のうちの少なくとも一つの閉塞弁３４を閉じた状態で吸引を開始し、吸引開始後に所定の時間が経過した時点で当該閉塞弁３４を開くこととしてもよい。具体的に説明すると、図７において、＃４の吐出ヘッド４１のノズルＮｚを通じてチョーク吸引を実施する場合には、記号ｖ１が付された閉塞弁３４及び記号ｖ６が付された閉塞弁３４のうち、少なくとも一方の閉塞弁３４を閉じた状態で吸引を開始し、吸引開始後に所定の時間が経過した時点で当該閉塞弁３４を開いて更に吸引させればよい。

本実施形態のプリンタ１のブロック図である。 用紙搬送機構２０、インク供給機構３０、ヘッドユニット４０、及び、キャップユニット５１の外観を示す概略図である。 支持プレート４２に支持された複数の吐出ヘッド４１を示す図である。 吐出ヘッド４１及びキャップユニット５１の模式断面図である。 本実施形態の供給流路３２の概念図である。 本実施形態における吸引動作のフローチャートである。 吸引動作開始時における遮断弁３３及び閉塞弁３４の開閉制御について説明するための図である。 変形例に係る吐出ヘッド４２及び供給流路３２の概念図である。 本実施形態における吸引動作の有効性について説明するための図である。

符号の説明

１ プリンタ、１０ コントローラ、１１ インターフェース、
１２ ＣＰＵ、１３ メモリ、１４ ユニット制御回路、
２０ 用紙搬送機構、２１ ガイド部材、２２ 搬送ローラ、
３０ インク供給機構、３１ インクタンク、３２ 供給流路、
３３ 遮断弁、３４ 閉塞弁、４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド、
４２ 変形例に係る吐出ヘッド、４２ａ ヘッドモジュール
５０ インク排出機構、５１ キャップユニット、
６０ コンピュータ、７０ 検出器群、
４１０ ノズルプレート、４１１ 圧力室、４１２ リザーバー、
４１３ ピエゾ素子、５１０ キャップ部、５１０ａ 円筒部、
５１０ｂ 頂上部、５１０ｃ 多孔質材料、
５１１ 排出チューブ、５１２ 吸引ポンプ

Claims (5)

1. 流体を収容するための流体収容部と、
   複数のノズル群を構成し、前記流体を吐出するためのノズルと、
   前記流体収容部から前記複数のノズル群の各々に対して前記流体を供給するための供給流路であって、第一流路と該第一流路の末端に接続し該第一流路より下流に位置する複数の第二流路とが少なくとも部分的に含まれている供給流路と、
   前記供給流路内の前記流体を排出先に排出するための排出部と、
   前記複数の第二流路のうちの少なくとも１つを閉塞するための、少なくとも１つの流路閉塞部と、
   を有することを特徴とする流体吐出装置。
2. 請求項１に記載の流体吐出装置において、
   前記排出部は、前記供給流路内の前記流体を排出するために、該流体を前記ノズルから吸引する吸引部であり、
   前記流路閉塞部は、前記複数の第二流路の各々を個別に閉塞するための閉塞弁であり、
   該閉塞弁は、前記複数の第二流路の全てに設けられていることを特徴とする流体吐出装置。
3. 請求項２に記載の流体吐出装置において、
   前記閉塞弁は、前記第二流路の上流側の端部に設けられていることを特徴とする流体吐出装置。
4. 請求項２または請求項３のいずれかに記載の流体吐出装置において、
   前記供給流路は、前記複数のノズル群の各々に対して前記流体を供給するための複数の供給口を備えており、
   前記閉塞弁の開閉と前記吸引部とを制御するための制御部を有し、
   前記制御部は、前記吸引部に前記複数の供給口中のある供給口を介して前記供給流路内の流体を吸引させる際、前記流体収容部から前記ある供給口に至る流路以外の流路を閉塞するように前記閉塞弁を閉じることを特徴とする流体吐出装置。
5. 請求項４に記載の流体吐出装置において、
   前記供給流路の上流側の端部に設けられた、前記流体収容部からの前記流体の供給を遮断するための遮断弁、を有し、
   前記制御部は、前記遮断弁の開閉を更に制御し、
   前記遮断弁を閉じた状態で前記吸引部に吸引を開始させ、該吸引の開始後に所定時間が経過すると前記遮断弁を開くことを特徴とする流体吐出装置。

Images