JP2009034987A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体噴射装置において、大掛かりな負圧発生機構を用いることなくノズルの目詰まりを解消させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】第１の流体を噴射するための流体噴射装置は、第１の流体を貯蔵する貯蔵部と複数のノズルとを有し複数のノズルから第１の流体を吐出するヘッドと、ヘッドにおける第１の流体の吐出面と当接し、複数のノズルから吐出される前記第１の流体を受けるためのヘッドキャップ装置と、を備えている。そして、ヘッドキャップ装置は、吐出面と当接した状態において複数のノズルに面して配置されるキャップ側流体流路と、キャップ側流体流路内において第２の流体を流通させることで、複数のノズルに対して負圧を発生させる流体流通部と、を有し、キャップ側流体流路は、複数のノズルに面する全区間のうち、第２の流体の流速が比較的速い高流速区間と、比較的遅い低流速区間と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を噴射する流体噴射装置においてノズルの目詰まりを解消させる技術に関する。

従来より、インクジェット式記録装置では、ノズルを介してインクを記録用紙等に吐出するため、ノズル近傍においてインクが増粘したりノズル内に気泡が混入したりして、ノズルが目詰まりし、インクの吐出が良好に行えなくなるおそれがあった。そこで、専用のキャップでヘッドの吐出面を覆ってキャップ内を負圧にすることで、ノズルに残っている気泡や増粘インクを吸引して取り除くインクジェット式記録装置が提案されている（下記特許文献１参照）。

特開平６−３２８７０２号公報

上記の特許文献１に記載のインクジェット式記録装置では、全てのノズルについて同時に吸引を行うため、大きな負圧（吸引力）を発生させる必要があった。例えば、ヘッドとしてラインヘッドを用いた場合、記録用紙の幅に沿った方向に多数（例えば数千個）のノズルが並んで配置されており、非常に大きな負圧を発生させる必要があった。それゆえ、ポンプ等から成る負圧発生のための機構が大掛かりとなり、インクジェット式記録装置の大型化やコストの上昇を招いていた。

なお、上述した問題点は、ラインヘッドに限らず、シリアルヘッドのインクジェット式記録装置においても発生し得る。また、インクジェット式記録装置に限らず、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や、流体として噴射可能な粉体等の固体を含む）を噴射する流体噴射装置において発生し得る。

本発明は、流体噴射装置において、大掛かりな負圧発生機構を用いることなくノズルの目詰まりを解消させることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］第１の流体を噴射するための流体噴射装置であって、前記第１の流体を貯蔵する貯蔵部と複数のノズルとを有し、前記複数のノズルから前記第１の流体を吐出するヘッドと、前記ヘッドにおける前記第１の流体の吐出面と当接し、前記複数のノズルから吐出される前記第１の流体を受けるためのヘッドキャップ装置と、を備え、前記ヘッドキャップ装置は、前記ヘッドキャップ装置が前記吐出面と当接した状態において前記複数のノズルに面して配置されるキャップ側流体流路と、前記キャップ側流体流路内において第２の流体を流通させることで、前記複数のノズルに対して負圧を発生させる流体流通部と、を有し、前記キャップ側流体流路は、前記複数のノズルに面する全区間のうち、前記第２の流体の流速が比較的速い高流速区間と、比較的遅い低流速区間と、を有している、流体噴射装置。

適用例１の流体噴射装置は、キャップ側流体流路において高流速区間と低流速区間とを有しているので、高流速区間では第２の流体の流速が比較的速いために、高流速区間に対応するノズルにおいて比較的大きな負圧が発生させることができ、流体流通部が発生させる負圧が比較的小さくても、高流速区間において対応するノズルの目詰まりを解消させることができる。したがって、大掛かりな負圧発生機構を用いることなくノズルの目詰まりを解消させることができる。

［適用例２］第１の流体を噴射するための流体噴射装置であって、前記第１の流体を貯蔵する貯蔵部と複数のノズルとを有し、前記複数のノズルから前記第１の流体を吐出するヘッドと、前記ヘッドにおける前記第１の流体の吐出面と当接し、前記複数のノズルから吐出される前記第１の流体を受けるためのヘッドキャップ装置と、を備え、前記ヘッドキャップ装置は、前記ヘッドキャップ装置が前記吐出面と当接した状態において前記複数のノズルに面して配置されるキャップ側流体流路と、前記キャップ側流体流路内において第２の流体を流通させることで前記複数のノズルに対して負圧を発生させる流体流通部と、前記キャップ側流体流路内に往復自在に配置され前記キャップ側流体流路を部分的に狭くするための狭窄部と、前記キャップ側流体流路内における前記狭窄部の配置位置を調整するための位置調整部と、を有し、前記キャップ側流体流路は、前記複数のノズルに面する全区間のうち、前記第２の流体の流速が比較的速い高流速区間と、比較的遅い低流速区間と、を有し、前記位置調整部は、前記狭窄部を前記キャップ側流体流路内の所定の区間に亘って配置することで、前記所定の区間を前記高流速区間とし、他の区間を前記低流速区間とする、流体噴射装置。

適用例２の流体噴射装置は、キャップ側流体流路において高流速区間と低流速区間とを有しているので、高流速区間では第２の流体の流速が比較的速いために、高流速区間に対応するノズルにおいて比較的大きな負圧が発生させることができ、流体流通部が発生させる負圧が比較的小さくても、高流速区間において対応するノズルの目詰まりを解消させることができる。したがって、大掛かりな負圧発生機構を用いることなくノズルの目詰まりを解消させることができる。また、狭窄部の配置位置を調整して、所望のノズルが位置する所定の区間に狭窄部を配置させることで、ノズルを選択して目詰まり解消させることができる。

［適用例３］第１の流体を噴射するための流体噴射装置であって、前記第１の流体を貯蔵する貯蔵部と複数のノズルとを有し、前記複数のノズルから前記第１の流体を吐出するヘッドと、前記ヘッドにおける前記第１の流体の吐出面と当接し、前記複数のノズルから吐出される前記第１の流体を受けるためのヘッドキャップ装置と、を備え、前記ヘッドキャップ装置は、前記ヘッドキャップ装置が前記吐出面と当接した状態において前記複数のノズルに面して配置されるキャップ側流体流路と、前記キャップ側流体流路内において第２の流体を流通させることで前記複数のノズルに対して負圧を発生させる流体流通部と、前記キャップ側流体流路内に往復自在に配置され前記キャップ側流体流路を部分的に狭くするための狭窄部と、前記キャップ側流体流路内における前記狭窄部の配置位置を調整するための位置調整部と、を有し、前記キャップ側流体流路は、前記複数のノズルに面する全区間のうち、流路断面の断面積が比較的小さい小断面積区間と、流路断面の断面積が比較的大きい大断面積区間と、を有し、前記位置調整部は、前記狭窄部を前記キャップ側流体流路内の所定の区間に亘って配置することで、前記所定の区間を前記小断面積区間とし、他の区間を前記大断面積区間とする、流体噴射装置。

適用例３の流体噴射装置は、キャップ側流体流路内に小断面積区間と大断面積区間とを有しているので、小断面積区間において第２の流体の流速を比較的速くし、大断面席区間において第２の流体の流速を比較的遅くすることができる。したがって、小断面積区間において比較的大きな負圧が発生させることができ、流体流通部が発生させる負圧が比較的小さくても、小断面積区間において対応するノズルの目詰まりを解消させることができる。それゆえ、大掛かりな負圧発生機構を用いることなくノズルの目詰まりを解消させることができる。また、狭窄部の配置位置を調整して、所望のノズルが位置する所定の区間に狭窄部を配置させることで、ノズルを選択して目詰まり解消させることができる。

［適用例４］適用例１または適用例２に記載の流体噴射装置であって、さらに、前記複数のノズルのうち、吐出不良ノズルを検出する吐出不良ノズル検出部を備え、前記位置調整部は、前記キャップ側流体流路において前記吐出不良ノズルの位置に対応する区間を前記高流速区間とするように、前記狭窄部の配置位置を調整する、流体噴射装置。

このようにすることで、吐出不良ノズルを選んで目詰まりを解消させることができ、ヘッド全体での目詰まり解消に要する時間を短縮することができる。

［適用例５］適用例３に記載の流体噴射装置であって、さらに、前記複数のノズルのうち、吐出不良ノズルを検出する吐出不良ノズル検出部を備え、前記位置調整部は、前記キャップ側流体流路において前記吐出不良ノズルの位置に対応する区間を前記小断面積区間とするように、前記狭窄部の配置位置を調整する、流体噴射装置。

このようにすることで、吐出不良ノズルを選んで目詰まりを解消させることができ、ヘッド全体での目詰まり解消に要する時間を短縮することができる。

［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれか一例に記載の流体噴射装置であって、さらに、前記ヘッドキャップ装置と前記吐出面とが当接していない状態において、前記ヘッドから前記前記第１の流体を吐出して堆積させる吐出対象物と、前記ヘッドと、のうちの少なくとも一方を、所定の走査方向に走査する走査部を備え、前記ヘッドは、前記走査方向と垂直方向に沿った前記吐出対象物の幅の全体にわたって前記第１の流体を同時に吐出可能なラインヘッドである、流体噴射装置。

このようにすることで、ラインヘッドを備える流体噴射装置において、負圧発生のための機構が大掛かりなものとなることを抑制することができる。

［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれか一例に記載の流体噴射装置において、前記第１の流体は、液体である、流体噴射装置。

このようにすることで、ノズル内に残留している気泡や増粘した液体を取り除くことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１の実施例：
Ｂ．第２の実施例：
Ｃ．第３の実施例：
Ｄ．変形例：

Ａ．第１の実施例：
図１は、本発明の一実施例としての流体噴射装置であるインクジェット式プリンタの概略構成を示す説明図である。このプリンタ１０００は、ヘッド１００と、キャップＣ１と、給紙装置２５０と、紙搬送ベルトＢＬと、紙搬送ベルトＢＬを駆動するための２つのベルト駆動ローラＲ１１，Ｒ１２と、２つの排紙ローラＲ２１，Ｒ２２と、を備えている。キャップＣ１は、紙搬送ベルトＢＬと排紙ローラＲ２１との間に配置されている。

印刷実行時において、給紙装置２５０は、印刷用紙Ｐを＋Ｘ方向に送り出す。紙搬送ベルトＢＬは、給紙装置２５０から送り出された印刷用紙を更に＋Ｘ方向に搬送する。紙搬送ベルトＢＬによって搬送された印刷用紙Ｐは、２つの排紙ローラＲ２１，Ｒ２２の間を通って排出される。ここで、ヘッド１００は、印刷実行時においては、紙搬送ベルトＢＬの上面の上方位置に固定され、印刷用紙Ｐが紙搬送ベルトＢＬ上を通る際にインクを吐出して印刷を行う。なお、紙搬送ベルトＢＬと２つのベルト駆動ローラＲ１１，Ｒ１２とは、請求項における走査部に相当し、＋Ｘ方向は、請求項における所定の走査方向に相当する。

ヘッド１００は、ノズルの目詰まりを解消するためのメンテナンスを実行する際に、図示せざるヘッド移動機構によって移動して、キャップＣ１に当接する。キャップＣ１は、メンテナンス時において吸引動作を行い、ノズルの目詰まりを解消させる。なお、メンテナンスを実行するタイミングとしては、例えば、印刷が実行されていない状態においてユーザから指示があったタイミングや、プリンタ１０００の電源をオンしたタイミング等とすることができる。

ヘッド１００は、いわゆるラインヘッドであり、その幅（Ｙ軸方向の長さ）は、印刷用紙Ｐの幅よりも若干長く、印刷用紙Ｐの幅全体にわたってインクを同時に吐出することができる。吐出するインクの色数は、シアン（Ｃ）色，マゼンダ（Ｍ）色，黄色（Ｙ），黒色（Ｂ）の合計４色である。ヘッド１００は、吐出するインク（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）に対応する４つのヘッド部をＸ軸方向に合わせて構成されている。具体的には、ヘッド１００は、シアン色のインクを吐出するためのヘッド部１００ｃと、マゼンダ色のインクを吐出するためのヘッド部１００ｍと、黄色のインクを吐出するためのヘッド部１００ｙと、黒色のインクを吐出するためのヘッド部１００ｋと、を備えている。なお、吐出するインクの色数は４色に限らず、１色や６色など任意の数とすることができる。

図２は、図１に示すヘッド部１００ｋのＡ−Ａ断面を示す説明図である。このヘッド部１００ｋは、黒色インクを貯蔵するインクタンク１１０ｋと、Ｙ軸方向に並んだ複数のノズルｎｚと、インク供給流路１２０と、を備えている。

ノズルｎｚは、一端が圧力室ｒ１０と連通し、他端がヘッド部１００ｋの外部に達している。したがって、ヘッド部１００ｋの底面には、Ｙ軸方向に並んだノズル孔列１０ｋが形成されている。圧力室ｒ１０は、インク流路ｒ２０を介してインク供給流路１２０と連通している。圧力室ｒ１０には、ピエゾ素子等の圧電振動子（図示省略）が当接されており、この圧電振動子の伸縮等によって圧力室ｒ１０が変形することで、ノズルｎｚからインク滴が吐出される。なお、以下では、ノズルｎｚと圧力室ｒ１０とインク流路ｒ２０とを合わせて、単に「ノズルｎｚ」とも呼ぶ。なお、他の３つのヘッド部１００ｃ，１００ｍ，１００ｙもヘッド部１００ｋと同様な構成を有している。

図３は、図１に示すヘッド１００の底面を示す説明図である。ヘッド１００の底には、ノズルプレート１０５が配置されている。このノズルプレート１０５は、４つの底面部１０５ｃ，１０５ｍ，１０５ｙ，１０５ｋを有している。底面部１０５ｃは、ヘッド部１００ｃ（図１）に対応している。同様に、底面部１０５ｍ（図３）はヘッド部１００ｍに、底面部１０５ｙはヘッド部１００ｍに、底面部１０５ｋはヘッド部１００ｋに、それぞれ対応している。各底面部１０５ｃ，１０５ｍ，１０５ｙ，１０５ｋは、それぞれＹ軸方向に沿って並んだ複数のノズル孔から成るノズル孔列を備えている。具体的には、底面部１０５ｃは、ノズル孔列１０ｃを備えており、また、底面部１０５ｍはノズル孔列１０ｍを、底面部１０５ｙはノズル孔列１０ｙを、底面部１０５ｋはノズル孔列１０ｋを、それぞれ備えている。なお、各ノズル孔列１０ｃ，１０ｍ，１０ｙ，１０ｋのノズルｎｚの数としては、例えば、６４００個とすることができる。

図４は、図１に示すキャップＣ１の詳細構成を示す説明図である。このキャップＣ１は、キャップ部Ｃ１１と吸引部Ｃ１２とを備えている。キャップ部Ｃ１１の上面の大きさは、ヘッド１００の底面を構成するノズルプレート１０５（図３）の大きさと略同一である。そして、キャップ部Ｃ１１の上面には、長手方向（Ｙ軸方向）に延びた溝がＸ軸方向に沿って４つ並んで設けられている。具体的には、ヘッド１００の底面（図３）のノズル孔列１０ｋに対応する位置にインク流通溝２０ｋ（図４）が設けられている。同様に、ノズル孔列１０ｃに対応する位置にインク流通溝２０ｃが、ノズル孔列１０ｍに対応する位置にインク流通溝２０ｍが、ノズル孔列１０ｙに対応する位置にインク流通溝２０ｙが、それぞれ設けられている。各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋの大きさ（Ｙ軸方向の長さ及び断面積）は、互いに同一である。ここで、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋの断面形状は、例えば、１辺が３ｍｍの正方形とすることができる。なお、断面形状は、正方形に限らず長方形等の矩形や円形（半円形）など、任意の形状とすることができる。各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋの周囲には、シリコンゴム等の樹脂製のシール部（図示省略）が設けられており、ヘッド１００とキャップＣ１（キャップ部Ｃ１１）とが当接した際に気密性が保たれるように構成されている。

ここで、インク流通溝２０ｋ内には、狭窄板１５０が配置されている。この狭窄板１５０は、磁性体（強磁性を有するＳＵＳ等）からなり、Ｙ軸方向に往復自在に配置されている。なお、他の３つのインク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋにも狭窄板１５０と同様な狭窄板（図示省略）が往復自在に配置されている。

図５は、第１の実施例におけるメンテナンス時のヘッド部１００ｋとキャップＣ１とを示す説明図である。なお、図５では、図２と同様に、ヘッド部１００ｋ（及び当接するキャップＣ１）におけるＡ−Ａ断面を示す。キャップＣ１は、狭窄板１５０をＹ軸方向に往復自在に駆動するための狭窄板駆動部１６０を備えている。吸引部Ｃ１２は、インク流通溝２０ｋと連通する吸引流路３４と、吸引流路３４の途中に配置されたフィルタ５０と、フィルタ５０を介して吸引流路３４に接続されたポンプ１３０と、を備えている。

狭窄板駆動部１６０としては、例えば、電磁石（図示省略）をインク流通溝２０ｋの底と当接させ、この電磁石（図示省略）をＹ軸方向に往復自在にスライドさせることで、狭窄板１５０を駆動させる機構を採用することができる。なお、これに代えて、インク流通溝２０ｋの底面をＹ軸方向にスライド自在なベルトとして構成し、狭窄板駆動部１６０がこのベルトを駆動することで、ベルトに搭載された狭窄板１５０がＹ軸方向にスライドする構成とすることもできる。プリンタ１０００の有する制御部２００は、図示せざるメモリ及びＣＰＵを備えており、メモリ内に記憶されたプログラムに従って狭窄板駆動部１６０等を制御して、狭窄板１５０の配置位置を調整することができる。ポンプ１３０は、吸引流路３４及びフィルタ５０を介してインク流通溝２０ｋ内の空気を吸引する。そして、前述の制御部２００は、ポンプ１３０の動作も制御する。

なお、狭窄板駆動部１６０は、請求項における位置調整部に相当する。また、ポンプ１３０は請求項における流体流通部に、インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋは請求項におけるキャップ側流体流路に、それぞれ相当する。

メンテナンスを実行する際、ヘッド１００（図１）は、キャップＣ１の配置位置まで移動して、キャップＣ１の上方において停止する。そしてプリンタ１０００では、目詰まりが発生して吐出不良となったノズルの抽出が行われる。この吐出不良ノズルの抽出は、例えば、以下のようにして実行することができる。各ノズルｎｚについて順番に、圧電振動子を駆動して１滴又は複数滴のインクの吐出を試みる。そして、インクの吐出の有無を光学的に検出して吐出不良ノズルを抽出する。なお、インクの吐出の有無を光学的に検出する機構としては、例えば、レーザ光射出装置とセンサとしてのフォトダイオードとを採用することができる。かかる構成では、吐出したインクがレーザ光を遮ってレーザ光量が低減することにより、インクの吐出があったことを検出することができる。

吐出不良ノズルを抽出した後、ヘッド１００（図５）は上方からキャップＣ１と当接する。ヘッド１００とキャップＣ１とが当接すると、制御部２００は、吸引動作を行う。具体的には、まず、狭窄板１５０の中心が吐出不良ノズルの位置となるように狭窄板駆動部１６０を駆動する。図５の例では、吐出不良ノズルｎｚ１が中心位置となるように狭窄板１５０が配置されている。ここで、狭窄板１５０の上面Ｓ１の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、例えば、インク流通溝２０ｋの長さの１／２０とすることができる。この場合、上面Ｓ１の上には、３２０（６４００÷２０）個のノズルｎｚが存在することになる。なお、上面Ｓ１の長さはインク流通溝２０ｋの長さの１／２０に限らず、１／３など任意の長さとすることができる。そして、吐出不良ノズルｎｚ１の位置が中心となるように狭窄板１５０が配置された後、制御部２００はポンプ１３０を制御して、インク流通溝２０ｋ内の空気を吸引する。

図６は、第１の実施例において吸引を実行する際の狭窄板１５０の周囲を模式的に示す説明図である。ポンプ１３０（図５）による吸引が開始されると、インク流通溝２０ｋでは、ポンプ１３０向かう＋Ｙ方向の気流が発生する。そうすると、各ノズルｎｚでは、インク供給流路１２０（図５）からインク流通溝２０ｋに向かう負圧が発生することとなる。ここで、狭窄板１５０（図６）の存在しない位置における空気の通る空間の高さ（Ｚ軸方向の長さ）は、ｈ１（３ｍｍ）である。一方、狭窄板１５０が配置された位置（ノズル群Ｎ１に対応する位置）における空気の通る空間ＡＲ１の高さはｈ２である。そして、この高さｈ２は、狭窄板１５０の分だけ高さｈ１よりも低く、例えば、０．５ｍｍとすることができる。したがって、インク流通溝２０ｋ内における空気の流路は、空間ＡＲ１において比較的狭くなっている。そうすると、空間ＡＲ１における気流の速さは、他の部分における気流の速さに比べて、比較的速くなり、ノズル群Ｎ１における−Ｚ方向の負圧（吸引力）は、他の部分の負圧よりも大きくなる。それゆえ、ノズル群Ｎ１を構成する各ノズルｎｚのうち、吐出不良のノズルｎｚ１では、ノズル内に留まっていた気泡や増粘インクを吐出することができる。なお、インク流通溝２０ｋ内において上述した空間ＡＲ１が存する区間は、請求項における高流速区間及び小断面積区間に相当し、その他の区間は請求項における低流速区間及び大断面積区間に相当する。

ここで、ノズル群Ｎ１以外の各ノズルｎｚでは、気流の速さが比較的遅いので、仮に増粘インク等がノズル内に留まっていたとしても、吐出するに至るまでの負圧が発生せず、増粘インク等は吐出されない。このように、ノズル群Ｎ１においてのみ増粘インク等の吐出が行われるような負圧を発生させるためのポンプ１３０の吸引力及び狭窄板１５０の高さ（Ｚ軸方向の長さ）は、予め実験により求めて、それぞれ設定しておくことができる。吐出不良ノズルｎｚ１から吐出された気泡（インク）及び増粘インクは、吸引流路３４（図５）を通ってフィルタ５０において吸収される。なお、狭窄板１５０のホームポジション（初期状態における配置位置）としては、図５においてインク流通溝２０ｋの最も左側とすることができる。この位置は、インク供給流路１２０においてインクタンク１１０ｋから最も離れた位置に対応し、インクの流速が比較的遅くノズルｎｚにおいて増粘インクが発生し易いからである。

以上、ヘッド部１００ｋにおけるメンテナンス時の動作について説明したが、他の３つのヘッド部１００ｃ，１００ｍ，１００ｙにおいても同様である。なお、吐出不良ノズルとして複数のノズルｎｚが抽出された場合には、抽出された各ノズルｎｚについて、上述した吸引動作を行うことができる。このとき、１回の吸引動作によって、３２０個のノズルｎｚについて比較的強い負圧が発生するので、同時に複数の吐出不良ノズルが回復する場合があり得る。この場合には、これら回復したノズルを除いた他の吐出不良ノズルについてそれぞれ吸引動作を行うこともできる。

以上説明したように、各ヘッド部１００ｃ，１００ｍ，１００ｙ，１００ｋでは、吐出不良ノズルを中心とした一部のノズル群Ｎ１（３２０個のノズル）を対象として大きな負圧を発生させるようにしている。したがって、ポンプ１３０には、全てのノズルｎｚに対して大きな負圧がかかるほどの吸引力は必要としない。それゆえ、吸引力が非常に大きなポンプを用いるなど、大掛かりな負圧発生機構を用いることなくノズルの目詰まりを解消させることができる。

Ｂ．第２の実施例：
図７は、第２の実施例におけるインク流通溝２０ｋ内の構成を示す説明図である。第２の実施例におけるプリンタ（図示省略）は、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋ内における狭窄板の構成において、プリンタ１０００（図１〜図５）と異なり、他の構成については第１の実施例と同じである。

具体的には、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋ内には、２つの狭窄板が設けられている。図７の例では、インク流通溝２０ｋ内には、２つの狭窄板１５２ａ，１５２ｂが設けられている。これら２つの狭窄板１５２ａ，１５２ｂは、互いに同じ大きさの台形柱の形状を有しており、Ｘ軸に沿って向かい合って配置されている。このとき、狭窄板１５２ａにおいて狭窄板１５２ｂに面した側面Ｓａと、狭窄板１５２ｂにおいて狭窄板１５２ａに面する側面Ｓｂとは、所定の長さ（Ｗ２）の間隙ＡＲ２を介して互いに平行となっている。また、２つの狭窄板１５２ａ，１５２ｂの高さ（Ｚ軸方向の長さ）は、インク流通溝２０ｋの深さと同じである。また、２つの狭窄板１５２ａ，１５２ｂは、互いに向き合った状態のまま、一組となってＹ軸方向に往復自在にスライドすることができる。

図８は、第２の実施例におけるメンテナンス時のヘッド部１００ｋとキャップとを示す説明図である。吐出不良ノズルの抽出が終わった後、第２の実施例のキャップＣ１ａが、ヘッド部１００ｋのノズルプレート１０５を覆うと、キャップ部Ｃ１１ａでは、吐出不良ノズルｎｚ１が中心位置となるように２つの狭窄板１５２ａ，１５２ｂが一組となってスライドする。そして、２つの狭窄板１５２ａ，１５２ｂが所定位置に配置されると、第１の実施例と同様に、ポンプ１３０による吸引が開始される。

図９は、第２の実施例において吸引を実行する際の２つの狭窄板１５２ａ，１５２ｂの周囲を模式的に示す説明図である。なお、図９では、図６とは異なり、上方から（−Ｚ方向に）ヘッド１００及びキャップ部Ｃ１１ａを見た図を示す。間隙ＡＲ２における空気を通る空間の幅（Ｘ軸方向の長さ）Ｗ２は、その他の部分において空気の通る空間の幅Ｗ１よりも短い。したがって、間隙ＡＲ２において空気の流路は比較的狭くなっており、この部分において流速は比較的速くなる。そうすると、第１の実施例と同様に、ノズル群Ｎ１を構成する各ノズルにおいて負圧が比較的大きくなり、吐出不良ノズルｎｚ１において気泡や増粘インクを排除することができる。

Ｃ．第３の実施例：
図１０は、第３の実施例におけるキャップ及びキャップスライド装置の構成を示す説明図である。第３の実施例のプリンタ（図示省略）は、狭窄板をスライドさせない構成とし、キャップ全体をスライドさせるように構成されている点において、プリンタ１０００（図１〜図５）と異なり、他の構成については第１の実施例と同じである。

第３の実施例のキャップＣ１ｂは、第１の実施例と同様に、キャップ部Ｃ１１ｂにおいて、４つのインク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋを備えている。しかしながら、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋ内に配置された狭窄板の大きさは、第１の実施例における狭窄板１５０よりも大きい。具体的には、インク流通溝２０ｋ内に設けられた狭窄板１５４ｋの長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、インク流通溝２０ｋの長さの１／４に相当する。なお、Ｘ軸方向の長さ(幅)及びＺ軸方向の長さ（高さ）は、第１の実施例の狭窄板１５０（図４，図５）と同じである。インク流通溝２０ｃには、狭窄板１５４ｋと同じ大きさの狭窄板１５４ｃが配置されている。また、インク流通溝２０ｍには、狭窄板１５４ｋと同じ大きさの狭窄板１５４ｍが、インク流通溝２０ｙには、狭窄板１５４ｋと同じ大きさの狭窄板１５４ｙが、それぞれ配置されている。

ここで、４つの狭窄板１５４ｃ，１５４ｍ，１５４ｙ，１５４ｋは、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って見た場合に、互いに重ならないような位置関係に配置されている。そして、これら４つの狭窄板１５４ｃ，１５４ｍ，１５４ｙ，１５４ｋは、いずれも固定されており、第１の実施例とは異なり、往復自在にスライドすることができない。

キャップＣ１ｂの下方には、キャップスライド装置１８０が配置されている。このキャップスライド装置１８０は、図示せざるモータを備えており、キャップＣ１ｂ全体をＸ軸方向に往復自在にスライドさせることができる。

図１１は、第３の実施例におけるメンテナンス時のヘッド部１００ｋとキャップとを示す説明図である。インク流通溝２０ｋでは、狭窄板１５４ｋが固定配置されている。したがって、狭窄板１５４ｋは、常に右端のノズル群Ｎ１０に対応して位置することとなる。なお、前述のように、狭窄板１５４ｋのＹ軸方向の長さは、インク流通溝２０ｋの長さの１／４であるので、ノズル孔列１０ｋのノズル数が例えば６４００個である場合には、ノズル群Ｎ１０は、１６００個のノズルｎｚからなる。

図１２（Ａ）は、図１１に示すノズル群Ｎ１０内において吐出不良ノズルが抽出された場合のヘッド部１００ｋとキャップＣ１ｂとの相対的な位置関係を示す説明図である。ノズル群Ｎ１０内において吐出不良ノズルｎｚ２が抽出された場合、キャップＣ１ｂは初期状態における位置からスライドしない。この場合、吐出不良ノズルｎｚ２を含むノズル群Ｎ１０に対応する位置には、狭窄板１５４ｋが配置される。したがって、ポンプ１３０によって吸引されると、ノズル群Ｎ１０では大きな負圧が発生して、吐出不良ノズルｎｚ２からは増粘インク等が吐出される。

図１２（Ｂ）は、ノズル群Ｎ１０に隣接するノズル群Ｎ１１において吐出不良ノズルが抽出された場合のヘッド部１００ｋとキャップＣ１ｂとの相対的な位置関係を示す説明図である。ノズル群Ｎ１０の隣りのノズル群Ｎ１１（１６００個のノズル）において、吐出不良ノズルｎｚ３が抽出された場合、キャップスライド装置１８０は、キャップＣ１ｂを、＋Ｘ方向にスライドさせる。このとき、各底面部１０５ｃ，１０５ｍ，１０５ｙ，１０５ｋの幅（Ｘ軸方向の長さ）分だけスライドさせる。そうすると、今度は、吐出不良ノズルｎｚ３を含むノズル群Ｎ１１に対応する位置には、狭窄板１５４ｙが配置されることとなる。したがって、この場合も、ノズル群Ｎ１１において大きな負圧が発生して、吐出不良ノズルｎｚ３からは増粘インク等が吐出されることとなる。

以上の構成においても、吐出不良ノズルｎｚ２，ｎｚ３を中心とした一部のノズルｎｚ（ノズル群Ｎ１０，Ｎ１１）からのみ気泡や増粘インクを吐出させるようにしているので、大掛かりな負圧発生機構を用いることなくノズルの目詰まりを解消させることができる。

Ｄ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｄ１．変形例１：
上述した各実施例では、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋにおいて負圧を発生させるために、ポンプ１３０によって空気を吸引するものとしたが、空気に限定されるものではない。例えば、予め窒素ガスを各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋに充填しておき、かかる窒素ガスを吸引するようにしてもよい。また、空気や窒素ガス等の気体に限らず、水やインク等の液体を吸引するようにしてもよい。例えば、インクを用いる構成では、インク流通溝２０ｋに予め黒色インクを充填しておき、かかるインクを吸引するようにしてもよい。なお、予め黒色インクを充填する構成では、インクタンク１１０ｋからインク流通溝２０ｋにインクを供給する経路を設けておき、この経路を介して黒色インクをインク流通溝２０ｋに供給するようにしてもよい。すなわち、一般には、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋに供給された任意の流体を吸引する構成を、本発明の流体噴射装置に採用することができる。

Ｄ２．変形例２：
上述した各実施例では、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋにおいて負圧を発生させるために、ポンプ１３０によって空気を吸引するものとしたが、これに代えて、ポンプによって空気を送出する構成とすることもできる。具体的には、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋに空気を送ると共に、インク供給流路１２０にも空気を送り込むようにする。このとき、インク供給流路１２０における空気の流速よりもインク流通溝２０ｋにおける空気の流速が速くなるように構成することで、各ノズルｎｚにおいて、インク供給流路１２０から各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋに向かう負圧を発生させることができる。なお、空気に代えて、インクをインク供給流路１２０及びインク流通溝２０ｋに送り込むようにすることもできる。この場合、例えば、インク供給流路１２０とインク流通溝２０ｋとに連通するバイパス流路（図示省略）を新たに設けると共に、そのバイパス流路にポンプ（図示省略）を新たに設けるようにすることもできる。そうすると、このポンプによってインク供給流路１２０に黒色インクを供給すると共に、バイパス流路を通ってインク流通溝２０ｋにも黒色インクを供給することができる。そして、かかる構成では、インク供給流路１２０の断面積に比べてインク流通溝２０ｋの断面積を小さく構成することで、インク供給流路１２０を流れるインクの流速よりも、インク流通溝２０ｋを流れるインクの流速を速くすることができ、負圧を発生させることができる。すなわち、一般には、各インク流通溝２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋに供給された任意の流体を流通させる構成を、本発明の流体噴射装置に採用することができる。

Ｄ３．変形例３：
上述した各実施例では、吐出不良ノズルを抽出するのに、吐出インクの有無を光学的に直接検出するようにしていたが、他の方法によって検出するようにしてもよい。具体的には、例えば、所定の検出パターンを印刷用紙に実際に印字して、印字された検出パターンを読み取りセンサ等でスキャニングして吐出不良ノズルを抽出することもできる。なお、吐出不良ノズルを検出せずにメンテナンスを行うこともできる。例えば、各ノズル孔列１０ｃ，１０ｍ，１０ｙ，１０ｋにおいて、端から順番に狭窄板をずらして吸引動作を行うことを繰り返し、全てのノズル孔を対象として吸引動作を行うようにしてもよい。かかる構成においても吐出不良のノズルの目詰まりを回復することができる。また、１回あたりの吸引力は比較的小さくて済むので、大掛かりな負圧発生機構を用いることなくノズルの目詰まりを解消させることができる。すなわち、一般には、任意の方式によって吐出不良ノズルを検出できる吐出不良ノズル検出部を、本発明の流体噴射装置に用いることができる。

Ｄ４．変形例４：
上述した各実施例では、印刷時に、各ノズルｎｚにおいて圧電振動子（図示省略）の伸縮等により圧力室ｒ１０を変形させてインクを吐出するものとしたが、圧電振動子に代えてヒータを用いるようにしてもよい。

Ｄ５．変形例５：
上述した各実施例では、印刷実行時において、ヘッド１００の位置は固定されたままで印刷用紙Ｐが＋Ｘ方向に搬送されるものとしたが、これに代えて、印刷用紙Ｐの位置が固定され、ヘッド１００がＸ軸方向に移動（走査）して印刷を行う構成とすることもできる。また、印刷用紙Ｐとヘッド１００とのいずれも移動する構成とすることもできる。すなわち、本発明の流体噴射装置は、印刷用紙Ｐとヘッド１００とのうち、少なくとも一方を走査方向（Ｘ軸方向）に走査させる構成を採用することができる。なお、ヘッド１００が移動（走査）する構成においては、ヘッド１００を移動させる移動機構（図示省略）が請求項における走査部に相当する。

Ｃ６．変形例６：
上述した各実施例では、ヘッド１００は、ラインヘッドであるものとしたが、ラインヘッドに代えてシリアルヘッドを用いることもできる。また、シリアルヘッドを複数並べて構成されたヘッドを用いることもできる。シリアルヘッドを複数並べて構成するヘッドとしては、例えば、複数のシリアルヘッドを用紙送り方向と垂直となる方向（図１におけるＹ軸方向）に一列に並べて構成されたヘッドや、複数のシリアルヘッドを千鳥状に配置して構成されたヘッドなどを用いることができる。

Ｃ７．変形例７：
上述した各実施例では、インクジェット式プリンタについて説明したが、本発明は、これに限らず、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や、流体として流したり噴射したりできる固体を含む）を噴射する任意の流体噴射装置に適用することができる。例えば、液晶ディスプレイやＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイや面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や、色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置に適用することもできる。また、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や、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や、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や、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性樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置や、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や、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する噴射装置に適用することもできる。

本発明の一実施例としての流体噴射装置であるインクジェット式プリンタの概略構成を示す説明図である。 図１に示すヘッド部１００ｋのＡ−Ａ断面を示す説明図である。 図１に示すヘッド１００の底面を示す説明図である。 図１に示すキャップＣ１の詳細構成を示す説明図である。 第１の実施例におけるメンテナンス時のヘッド部１００ｋとキャップＣ１とを示す説明図である。 第１の実施例において吸引を実行する際の狭窄板１５０の周囲を模式的に示す説明図である。 第２の実施例におけるインク流通溝２０ｋ内の構成を示す説明図である。 第２の実施例におけるメンテナンス時のヘッド部１００ｋとキャップとを示す説明図である。 第２の実施例において吸引を実行する際の２つの狭窄板１５２ａ，１５２ｂの周囲を模式的に示す説明図である。 第３の実施例におけるキャップ及びキャップスライド装置の構成を示す説明図である。 第３の実施例におけるメンテナンス時のヘッド部１００ｋとキャップとを示す説明図である。 ノズル群Ｎ１０内において吐出不良ノズルが抽出された場合と、ノズル群Ｎ１１内において吐出不良ノズルが抽出された場合と、のヘッド部１００ｋとキャップＣ１ｂとの相対的な位置関係をそれぞれ示す説明図である。

符号の説明

１０ｃ，１０ｍ，１０ｙ，１０ｋ…ノズル孔列
２０ｃ，２０ｍ，２０ｙ，２０ｋ…インク流通溝
３４…吸引流路
５０…フィルタ
１００…ヘッド
１００ｃ，１００ｍ，１００ｙ，１００ｋ…ヘッド部
１０５…ノズルプレート
１０５ｃ，１０５ｍ，１０５ｙ，１０５ｋ…底面部
１１０ｋ…インクタンク
１２０…インク供給流路
１３０…ポンプ
１５０，１５２ａ，１５２ｂ，１５４ｃ，１５４ｍ，１５４ｙ，１５４ｋ…狭窄板
１６０…狭窄板駆動部
１８０…キャップスライド装置
２００…制御部
Ｒ１１，Ｒ１２…ベルト駆動ローラ
Ｒ２１，Ｒ２２…排紙ローラ
２５０…給紙装置
１０００…プリンタ
Ｐ…印刷用紙
Ｃ１１，Ｃ１１ａ，Ｃ１１ｂ…キャップ部
Ｃ１，Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ…キャップ
Ｓ１…上面
Ｓａ，Ｓｂ…側面
Ｎ１，Ｎ１０，Ｎ１１…ノズル群
ＢＬ…紙搬送ベルト
ｎｚ…ノズル
ｎｚ１，ｎｚ２，ｎｚ３…吐出不良ノズル
ｒ１０…圧力室
Ｎ１０…ノズル群
ｒ２０…インク流路
Ｃ１２…吸引部
ＡＲ１…空間
ＡＲ２…間隙

Claims (7)

1. 第１の流体を噴射するための流体噴射装置であって、
   前記第１の流体を貯蔵する貯蔵部と複数のノズルとを有し、前記複数のノズルから前記第１の流体を吐出するヘッドと、
   前記ヘッドにおける前記第１の流体の吐出面と当接し、前記複数のノズルから吐出される前記第１の流体を受けるためのヘッドキャップ装置と、
   を備え、
   前記ヘッドキャップ装置は、前記ヘッドキャップ装置が前記吐出面と当接した状態において前記複数のノズルに面して配置されるキャップ側流体流路と、前記キャップ側流体流路内において第２の流体を流通させることで、前記複数のノズルに対して負圧を発生させる流体流通部と、を有し、
   前記キャップ側流体流路は、前記複数のノズルに面する全区間のうち、前記第２の流体の流速が比較的速い高流速区間と、比較的遅い低流速区間と、を有している、流体噴射装置。
2. 第１の流体を噴射するための流体噴射装置であって、
   前記第１の流体を貯蔵する貯蔵部と複数のノズルとを有し、前記複数のノズルから前記第１の流体を吐出するヘッドと、
   前記ヘッドにおける前記第１の流体の吐出面と当接し、前記複数のノズルから吐出される前記第１の流体を受けるためのヘッドキャップ装置と、
   を備え、
   前記ヘッドキャップ装置は、前記ヘッドキャップ装置が前記吐出面と当接した状態において前記複数のノズルに面して配置されるキャップ側流体流路と、前記キャップ側流体流路内において第２の流体を流通させることで前記複数のノズルに対して負圧を発生させる流体流通部と、前記キャップ側流体流路内に往復自在に配置され前記キャップ側流体流路を部分的に狭くするための狭窄部と、前記キャップ側流体流路内における前記狭窄部の配置位置を調整するための位置調整部と、を有し、
   前記キャップ側流体流路は、前記複数のノズルに面する全区間のうち、前記第２の流体の流速が比較的速い高流速区間と、比較的遅い低流速区間と、を有し、
   前記位置調整部は、前記狭窄部を前記キャップ側流体流路内の所定の区間に亘って配置することで、前記所定の区間を前記高流速区間とし、他の区間を前記低流速区間とする、流体噴射装置。
3. 第１の流体を噴射するための流体噴射装置であって、
   前記第１の流体を貯蔵する貯蔵部と複数のノズルとを有し、前記複数のノズルから前記第１の流体を吐出するヘッドと、
   前記ヘッドにおける前記第１の流体の吐出面と当接し、前記複数のノズルから吐出される前記第１の流体を受けるためのヘッドキャップ装置と、
   を備え、
   前記ヘッドキャップ装置は、前記ヘッドキャップ装置が前記吐出面と当接した状態において前記複数のノズルに面して配置されるキャップ側流体流路と、前記キャップ側流体流路内において第２の流体を流通させることで前記複数のノズルに対して負圧を発生させる流体流通部と、前記キャップ側流体流路内に往復自在に配置され前記キャップ側流体流路を部分的に狭くするための狭窄部と、前記キャップ側流体流路内における前記狭窄部の配置位置を調整するための位置調整部と、を有し、
   前記キャップ側流体流路は、前記複数のノズルに面する全区間のうち、流路断面の断面積が比較的小さい小断面積区間と、流路断面の断面積が比較的大きい大断面積区間と、を有し、
   前記位置調整部は、前記狭窄部を前記キャップ側流体流路内の所定の区間に亘って配置することで、前記所定の区間を前記小断面積区間とし、他の区間を前記大断面積区間とする、流体噴射装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の流体噴射装置であって、さらに、
   前記複数のノズルのうち、吐出不良ノズルを検出する吐出不良ノズル検出部を備え、
   前記位置調整部は、前記キャップ側流体流路において前記吐出不良ノズルの位置に対応する区間を前記高流速区間とするように、前記狭窄部の配置位置を調整する、流体噴射装置。
5. 請求項３に記載の流体噴射装置であって、さらに、
   前記複数のノズルのうち、吐出不良ノズルを検出する吐出不良ノズル検出部を備え、
   前記位置調整部は、前記キャップ側流体流路において前記吐出不良ノズルの位置に対応する区間を前記小断面積区間とするように、前記狭窄部の配置位置を調整する、流体噴射装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の流体噴射装置であって、さらに、
   前記ヘッドキャップ装置と前記吐出面とが当接していない状態において、前記ヘッドから前記第１の流体を吐出して堆積させる吐出対象物と、前記ヘッドと、のうちの少なくとも一方を、所定の走査方向に走査する走査部を備え、
   前記ヘッドは、前記走査方向と垂直方向に沿った前記吐出対象物の幅の全体にわたって前記第１の流体を同時に吐出可能なラインヘッドである、流体噴射装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
   前記第１の流体は、液体である、流体噴射装置。

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