JP2009226881A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクを無駄にすることなく、適切にインク充填、クリーニング処理を行うことのできる流体噴射装置を提供する。
【解決手段】流体を噴射する複数のノズル１６が形成されたノズル形成領域Ａを含む噴射面１７を有する噴射ヘッド３と、噴射面１７に接触し、ノズル１６に対するメンテナンス処理を行うキャッピング装置１４と、を備える流体噴射装置である。キャッピング装置１４は、噴射面１７に当接するとともにノズル形成領域Ａを囲む第１のキャッピング部３４ａと、第１のキャッピング部３４ａに囲まれた領域の内側に配置され、噴射面１７に当接するとともにノズル形成領域Ａにおけるノズル１６の一部を囲む第２のキャッピング部３４ｂと、少なくとも第１のキャッピング部３４ａ及び噴射面１７間に生じる空間内を吸引動作により減圧する吸引装置３５と、を有する。第２のキャッピング部３４ｂは、噴射面１７に対する当接面積の大きさを可変に構成される。
【選択図】図６

Description

本発明は、流体噴射装置に関するものである。

流体噴射装置は、流体を噴射可能な噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の流体を被記録材等に向けて噴射する装置である。流体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインク（流体）をインク滴として記録紙等の被記録材に向けて吐出、着弾させてドットを形成することで記録を行うインクジェット式記録装置がある。

このインクジェット式記録装置には、ノズルにおける噴射特性を維持あるいは回復させるためのメンテナンス処理を行うためのキャッピング装置を備えている。キャッピング装置は、記録ヘッドに当接した状態でポンプによる吸引動作を行うことでノズル内からインクを強制的に排出し、インクの噴射特性を回復させるクリーニング動作に用いられる。また、キャッピング装置は、上記吸引動作により負圧状態とされた記録ヘッドのインク供給部内にインクを充填する際にも用いられる。このようなキャッピング装置として、内外２つのキャップで二重にキャッピングすることで封止部の機密性を良好に保持するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３０１１８６号公報

しかしながら、上述のキャッピング装置を、例えばノズル数が多いラインヘッドに適用した場合、ヘッド端部におけるノズルはヘッド中央部におけるノズルに比べて、インクを良好に吸引するのが困難となる。そのため、インク充填及びインク排出時においては、ヘッド端部のノズルに対応させてポンプの吸引力を強める必要が生じ、これによりヘッド中央部のノズルに対して過剰の吸引力が働くことによりインクが多量に排出されてしまう可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、インクを無駄にすることなく、適切にインク充填、クリーニング処理を行うことのできる流体噴射装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の流体噴射装置は、流体を噴射する複数のノズルが形成されたノズル形成領域を含む噴射面を有する噴射ヘッドと、前記噴射面に接触し、前記ノズルに対するメンテナンス処理を行うキャッピング装置と、を備える流体噴射装置において、前記キャッピング装置は、前記噴射面に当接するとともに前記ノズル形成領域を囲む第１のキャッピング部と、該第１のキャッピング部に囲まれた領域の内側に配置され、前記噴射面に当接するとともに前記ノズル形成領域における前記ノズルの一部を囲む第２のキャッピング部と、少なくとも前記第１のキャッピング部及び前記噴射面間に生じる空間内を吸引動作により減圧する吸引装置と、を有し、前記第２のキャッピング部は、前記噴射面に対する当接面積の大きさを可変に構成されることを特徴とする。

本発明の流体噴射装置によれば、第２のキャッピング部における当接領域は吸引装置による吸引力が及ばないため、第２のキャッピング部の当接領域に含まれない噴射面の端部におけるノズルに対して吸引力を良好に及ぼすことができる。また、第２のキャッピング部の大きさを可変とすることで、例えば流体充填時あるいはクリーニング等のメンテナンス処理時の吸引動作において所望のノズルに対してのみ吸引力を付与することができる。したがって、流体を無駄にすることなく、適切にメンテナンス処理を行うことができる。

また、上記流体噴射装置においては、前記第２のキャッピング部は、前記噴射面に対する当接位置を可変に構成されるのが好ましい。
この構成によれば、第２のキャッピング部は大きさを可変とするとともに、その位置が移動可能とされるので、所望のノズルのみに対して、より良好なメンテナンス処理が可能となり、流体の消費量を低減できる。

また、上記流体噴射装置においては、前記ノズルにおける前記流体の噴射状況を検出する検出手段を有し、該検出手段における検出結果に基づき、前記第２のキャッピング部における前記当接面積の大きさ、及び前記当接位置が可変とされるのが好ましい。
この構成によれば、噴射不良が生じることでメンテナンス処理が必要とされるノズルのみに対して、例えばクリーニング動作を行うことができるので、流体の消費量をより低減できる。

また、上記流体噴射装置においては、前記噴射ヘッドは、複数の前記ノズルがライン状に配置されてなるラインヘッドであるのが好ましい。
この構成によれば、従来、吸引力が及び難かった端部のノズルに対しても上述したように良好に吸引力を付与させることができるので、本発明は特にラインヘッドに対して有効なものとなる。

また、上記流体噴射装置においては、前記吸引装置は、前記第１のキャッピング部及び前記噴射面間に生じる空間と独立して、前記第２のキャッピング部及び前記噴射面間に生じる空間内を減圧可能とされるのが好ましい。
この構成によれば、第２のキャッピング部及び噴射面間に生じる空間内を減圧できるので、第２のキャッピング部における当接領域内のみを選択的に吸引することが可能となる。よって、クリーニング動作等のメンテナンス処理を所望のノズルに対して選択的に行うことができる。

以下、本発明に係る流体噴射装置の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態に係る流体噴射装置の一実施例に係る構成を示す斜視図、図２は、平面図である。
本実施形態に係る流体噴射装置は、インク等の流体を噴射する装置である。流体噴射装置の一例として、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プリンタを用いて説明する。なお、以下の説明では、その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に示すように、インクジェットプリンタ１は、インクにより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（噴射ヘッド）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。

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。

また、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に設けられている。

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より搬出可能に構成されている。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紙搬送機構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、後述するキャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含む。また、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。
電源が切断されている間、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、記録ヘッド４には温度計が接続され、記録ヘッド４の温度を計測可能に構成されている。

図３は、記録ヘッド４の断面図である。
図３に示すように、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。ノズル１６は、ノズル基板２１に形成されている。すなわち、ノズル基板２１の下面は、複数のノズル１６が形成されたノズル形成領域を含む噴射面１７が構成されている。ここで、ノズル形成領域とは、最外周に配置されたノズル１６の外周部を結んだ領域により規定される。すなわち、噴射面１７におけるノズル形成領域Ａ（図６参照）には、すべてのノズル１６が含まれる。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。また、本実施形態に係る記録ヘッド４は、インクジェットプリンタ１が対象とする最大サイズの印刷紙の幅員（最大記録紙幅）以上の長さに亘ってノズル１６が多数配列された、所謂ラインヘッドである。

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、複数のノズル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、複数のノズル１６に対応するように複数設けられている。複数のノズル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の下端とノズル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ノズル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。尚、上述のように噴射面１７は、ノズル基板２１の下面によって形成されている。

このように構成されたインクジェットプリンタ１は、インクを貯留するインク貯留部（流体貯留部）として、インクカートリッジ４８（図４参照）を有し、このインクカートリッジ４８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、図３に示す内部流路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４８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、ノズル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２５は、ノズル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、ノズル１６に接続された圧力室３１の圧力を変動させる。

図４は、インクの供給経路を説明するための模式図である。図４に示されるように、インク供給チューブ１２は、上記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（自己封止バルブ）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Ｌは、サブタンク５１に供給される。

サブタンク５１は、例えばポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型される。このサブタンク５１には、インク室５２となる凹部が形成され、この凹部の開口面に透明な弾性シートを貼設してインク室５２が区画されている。

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。また、ケース部材４９には不図示の検出装置が接続されており、インクカートリッジ４８の交換時期を検出可能となっている。

図５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。この制御装置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とが接続されている。

また、制御装置５８には、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、ノズル１６におけるインクの噴射状況を検出するインク噴射状況検出装置４５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（図３参照）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。この駆動信号発生器６２は、制御装置５８に接続されている。なお、上記インク噴射状況検出装置は記録ヘッド４内に設けられていてもよく、あるいはフラッシング時にインクが噴射されるキャッピング装置１４に設けられていてもよい。

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吐出パルス等の駆動信号を発生する。

駆動信号発生器６２より吐出パルスが圧電素子２５に入力されると、ノズル１６よりインク滴が吐出される。吐出パルスが圧電素子２５に入力されると、圧電素子２５が収縮して圧力室３１が膨張する。圧力室３１の膨張状態が短時間維持された後、圧電素子２５が急激に伸長する。これに伴って、圧力室３１の容積が基準容積以下に収縮し、ノズル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ノズル１６から吐出される。その後、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。

ところで、インクジェットプリンタ１は、上記メンテナンス装置１３を用いることで記録ヘッド４に対するメンテナンス処理を実行可能である。メンテナンス処理としては、上記キャッピング装置１４を用い、ノズル１６からインクを噴射するフラッシング動作、ワイピング装置１５のワイプ部材４４を用いたワイプ動作、上記キャッピング装置１４（吸引装置３５）を用いることでノズル１６からインクを排出させる吸引動作、及び記録ヘッド４内にインクを充填するインク充填処理が例示できる。

フラッシング動作は、ノズル１６付近の粘度が増大したインクを排出することができ、ノズル１６の噴射特性が維持又は回復される。また、ワイプ動作は、ワイプ部材４４により噴射面１７を払拭する動作である。これにより、後述する吸引動作後に噴射面１７に付着したインクをワイプ部材４４により払拭することで噴射面１７を清掃し、ノズル１６の近傍に付着したインクを除去することで噴射特性を回復或いは良好な状態に保つことができる。

ここで、メンテナンス装置１３の構成について説明する。本発明はメンテナンス装置１３におけるキャッピング装置１４に特徴を有しており、以下の説明ではキャッピング装置１４の構成を中心に述べる。

図６は、メンテナンス装置１３におけるキャッピング装置１４の構成を示す模式図である。キャッピング装置１４は、噴射面１７に当接されるキャッピング部３４と、キャッピング部３４と噴射面１７との間に形成される空間を負圧状態とすることでキャッピング部３４内にインクを強制的に排出させる吸引装置３５を備えている。このような吸引装置３５としては、例えば吸引ポンプが用いられる。

キャッピング装置１４は、メンテナンス処理における上記吸引動作に用いられる。吸引動作は、噴射面１７とキャッピング装置１４とを対向させ、吸引装置３５により噴射面１７とキャップ部材３４との間に形成された上記内部空間を負圧にすることで、噴射面１７のノズル１６からインクを吸引する動作である。これにより、上述の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１６内に浸入したゴミ、記録ヘッド４内の気泡等が、ノズル１６よりインクとともに排出され、ノズル１６の噴射特性が維持又は回復される。また、キャッピング装置１４は、記録ヘッド４にインクを充填する際にも用いられる。具体的には、キャッピング部３４を噴射面１７に当接し、ノズル１６側からインク供給チューブ１２内にかけて減圧することで、各インクカートリッジ４８からインクＬがインク供給チューブ１２、そしてサブタンク５１内に充填されるようになる。これにより、記録ヘッド４はサブタンク５１内に充填されたインクを噴射可能となる。

本実施形態に係るキャッピング部３４は、第１のキャッピング部３４ａと第２のキャッピング部３４ｂとを含む。第１のキャッピング部３４ａは、メンテナンス処理時において、噴射面１７に当接するとともにノズル形成領域Ａを囲むものである。第２のキャッピング部３４ｂは、メンテナンス処理時において、噴射面１７に当接するとともにノズル形成領域Ａの一部を囲むものである。上記吸引装置３５は吸引チューブ３９を介して第１のキャッピング部３４ａの底部に接続されている。これにより、吸引チューブ３９は噴射面１７と第１のキャッピング部３４ａとの間に生じる空間内を減圧可能としている。第２のキャッピング部３４ｂは、移動機構４１を備えており、これにより噴射面１７に対する当接位置を可変可能に構成されている。また、第２のキャッピング部３４ｂは、昇降機構４２を備えており、これにより第１のキャッピング部３４ａとは独立して噴射面１７に対し当接可能となっている。

また、上記第２のキャッピング部３４ｂは、噴射面１７に対する当接面積の大きさを可変に構成されている。図７は第２のキャッピング部３４ｂにおける可変構造の概念を示す図であり、図７（ａ）は斜視図であり、図７（ｂ）は断面構成図である。
図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、第２のキャッピング部３４ｂは、平面視略矩形形状からなり一面が開放された有底部材３８と、この有底部材３８に摺動可能に嵌合され、平面視した状態で枠状をなす摺動部材３９とを備える。また、第２のキャッピング部３４ｂは、底部に例えば螺子構造からなる摺動機構４０を備える。

有底部材３８の上面には噴射面１７に当接する第１のシール部材３８ａが形成されている。また、摺動部材３９の上面には噴射面１７に当接する第２のシール部材３９ａが形成されている。第２のシール部材３９ａは第１のシール部材３８ａに当接した状態に形成されており、上述の摺動機構４０により摺動部材３９が動いた際に、第２のシール部材３９ａは第１のシール部材３８ａに摺動するようになっている。すなわち、第２のキャッピング部３４ｂは、第１のシール部材３８ａ及び第２のシール部材３９ａを噴射面１７に当接させることで、内部空間（第１のシール部材３８ａ、第２のシール部材３９ａ、及び噴射面１７により形成される空間）を密閉状態とすることが可能となっている。

このような構成に基づき、第２のキャッピング部３４ｂは、摺動機構４０における螺子を回すことで対向する有底部材３８及び摺動部材３９の２側面部間の距離を図７（ａ）、（ｂ）に示すように近接あるいは離間させることができる。よって、第２のキャッピング部３４ｂは、噴射面１７に対する当接面積の大きさを変化させることが可能となる。本実施形態では、第２のキャッピング部３４ｂは、ノズル１６の配列方向に沿って摺動部材３９が摺動する。すなわち、その大きさがノズル１６の配列方向に沿って可変とされる。

以下、上述の構成を有するインクジェットプリンタ１の動作の一実施形態として、キャッピング装置１４を用いたメンテナンス処理時における動作を中心に説明する。
インクジェットプリンタ１は、印字処理を行わない休止期間においては、キャッピング装置１４を噴射面１７に当接させることでノズル１６の乾燥防止およびノズル１６へのゴミの付着を防止している。そして、印字処理を再開する場合には、ノズル１６内で増粘したインクを排出するためのフラッシング処理を行う。このとき、インク噴射状況検出装置４５によりインクを噴射できないノズル１６が検出され、その検出結果が制御装置５８内に記録される。そして、制御装置５８は、この検出結果に基づいてキャッピング装置１４の動作をさせる。

ところで、本実施形態で用いられる記録ヘッド４と同様のラインヘッドは、吸引動作を行うと、噴射面の端部におけるノズルは噴射面１７の中央部におけるノズルに比べて、吸引力の影響が及び難くなる。そのため、噴射面の端部におけるノズルからインクを良好に排出させるべく、吸引装置による吸引力を強める必要が生じる。よって、吸引動作時に、噴射面の中央部からインクが多量に排出されてしまい、吸引動作により無駄に消費されるインク量が増加するおそれがある。これに対し、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、上記キャッピング装置１４を備えることで上述の不具合を解消可能とされる。

具体的に、制御装置５８は、インク噴射状況検出装置４５の検出結果から吐出不良が生じていないノズル１６を含むノズル形成領域Ａに対応させるように、第２のキャッピング部３４ｂにおける摺動機構４０及び移動機構４１を制御することで、第２のキャッピング部３４ｂの大きさ及び位置を調整する。なお、第２のキャッピング部３４ｂは、少なくとも噴射面１７の端部におけるノズル１６を覆うことがない。

このようにして第２のキャッピング部３４ｂの大きさ及び位置が決定した後、制御装置５８は昇降機構４２を駆動させることで第２のキャッピング部３４ｂの第１のシール部材３８ａ、及び第２のシール部材３９ａをノズル形成領域Ａの一部に当接させる。

続いて、制御装置５８は、第１のキャッピング部３４ａを噴射面１７に当接させる。これにより、ノズル形成領域Ａは、噴射面１７と第１のキャッピング部３４ａとで形成される空間内に密閉されることとなる。以上のステップにより、キャップ部材３４を噴射面１７に当接することができる。

続いて、制御装置５８は、キャッピング装置１４における吸引装置３５を駆動させ、噴射面１７と第１のキャッピング部３４ａとで形成される空間内を減圧する。これにより、ノズル１６内からインクを吸引することができる。このとき、本実施形態に係るキャッピング装置１４においては、吸引装置３５の吸引力は第２のキャッピング部３４ｂの当接領域に及ぶことがなく、吸引装置３５における吸引力を強めることなく、第２のキャッピング部３４ｂの当接領域に含まれない噴射面１７の端部におけるノズル１６に対して吸引力を良好に付与することができる。よって、記録ヘッド４（ラインヘッド）に対し、メンテナンス処理としての吸引動作を行う場合においても、噴射面１７の端部におけるノズル１６からインクを良好に排出することができる。

また、上述したように、第２のキャッピング部３４ｂの大きさを可変とするとともに、その位置を移動させることができるので、吸引動作時において所望のノズル１６に対してのみ吸引力を付与することができる。また、上述したように、インク噴射状況検出装置４５によりノズル１６のインク噴射状況を検出し、この検出結果に基づいて第２のキャッピング部３４ｂが制御されるので、インクの噴射不良が生じることでメンテナンス処理が必要とされるノズルのみに対して、クリーニング動作を行うことができるので、クリーニング時におけるインク使用量をより低減することができる。

また、キャッピング装置１４は、記録ヘッド４にインクを充填する際にも用いることができる。この場合、まず、制御装置５８は、キャッピング装置１４を噴射面１７に当接させる。そして、吸引装置３５によりノズル１６側からインク供給チューブ１２内にかけて減圧する。これにより、各インクカートリッジ４８からインクＬがインク供給チューブ１２、そしてサブタンク５１内に充填されるようになる。

まず、第１のキャッピング部３４ａのみを噴射面１７に当接させる。そして、吸引装置３５を駆動させることで、第１のキャッピング部３４ａ及ぶ噴射面１７間に生じる空間を減圧する。このとき、記録ヘッド４はラインヘッドであるため、噴射面１７における端部のノズル１６にはインクが良好に充填されない。

この場合において、キャッピング装置１４は、インクが充填されたノズル１６を囲むように第２のキャッピング部３４ｂを噴射面１７に当接させる。そして、吸引装置３５を動作させる。このとき、吸引装置３５の吸引力は第２のキャッピング部３４ｂの当接領域に及ぶことがないため、第２のキャッピング部３４ｂによって囲まれない、噴射面１７の端部におけるノズル１６のみにインクを良好に充填することができる。
したがって、キャッピング装置１４によれば、インクを無駄にすることなく、適切なメンテナンス処理（インク充填およびクリーニング処理）を実行することができる。

次いで、制御装置５８はキャップ部材３４の上端面を噴射面１７から離間させる。制御装置５８は、ワイプ部材４４を所定位置にセットした状態でキャリッジ駆動装置７を駆動させ、ワイピング装置１５のワイプ部材４４によって記録ヘッド４の噴射面１７を払拭するワイピング動作を行う。ワイピング動作を行った後、記録ヘッド４はインクを噴射することで印字処理を行うことが可能となる。

（変形例）
続いて、インクジェットプリンタ１における変形例について説明する。上記実施例では、吸引装置３５が吸引チューブ３９を介して第１のキャッピング部３４ａの下面に接続されていたが、本変形例においては、図８に示されるように、上記吸引装置３５が吸引チューブ４７を介して第２のキャッピング部３４ｂの下面に接続されている。本変形例においては、上記吸引チューブ３９及び吸引チューブ４７にチューブ内の流路の開閉を調整可能とするバルブＢ１、Ｂ２がそれぞれ設けられている。これらバルブＢ１、Ｂ２は、上記制御装置５８により、その動作が制御される。具体的には、制御装置５８は、上記吸引動作時において、第１のキャッピング部３４ａ及び噴射面１７間の空間を減圧する際は、バルブＢ２を閉じ、第２のキャッピング部３４ｂ及び噴射面１７間の空間を減圧する際は、バルブＢ１を閉じるように制御する。このようにバルブＢ１、Ｂ２の開閉を切り替えることで、第１のキャッピング部３４ａによる吸引動作と、第２のキャッピング部３４ｂによる吸引動作と、を独立して実行することが可能となる。

本変形例においては、キャッピング装置１４により吸引動作を実行する際において、噴射面１７に噴射不良が生じた少数のノズル１６に対してクリーニング処理を行う場合、制御装置５８は、噴射不良のノズル１６を囲むように第２のキャッピング部３４ｂが噴射面１７に当接される。このような状態において、バルブＢ１を閉じ、バルブＢ２を開いた状態で吸引装置３５を駆動させる。このとき、吸引装置３５により噴射面１７及び第２のキャッピング部３４ｂ間に生じる空間内を選択的に減圧することができ、インクを吸引することで所定のノズル１６のみに対してクリーニング処理を実行することができる。また、本変形例は、上述した実施形態と同様に、記録ヘッド４内にインクを充填する際の、吸引動作時にも適応可能である。この場合、第２のキャッピング部３４ｂにおける吸引処理を独立して行うことができるので、第２のキャッピング部３４ｂの配置位置及び形状を調整することで、例えば、同一のインクパック５０からインクが供給されるノズル１６のみにインクを選択的に充填することが可能となる。

なお、上記実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。

上述の実施形態においては、記録ヘッド４の噴射面１７がノズル基板２１の下面に一致するものとして説明を行った。しかしながら、本発明はノズル基板２１の外周に、ノズル基板２１とは異なる部材が構成された噴射面を有する記録ヘッドに対しても適用可能である。この場合、上述したノズル基板２１の外周部における異なる部材に対して、キャップ部材３４を当接させて、キャッピングを行うことが可能である。また、このような噴射ヘッドを用いる場合、ノズル基板２１ではない、その異なる部材に対してワイプ部材４４を当接させてクリーニングを行うことが可能となる。

上記実施形態では、流体噴射装置として、インクジェット式プリンタ（記録装置）に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体（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）を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。
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を分散また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、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おいて、噴射される流体（液状体、流状体）が、例えば乾燥等により増粘し吐出不良を引き起こす可能性があれば、本発明を適用することができる。

流体噴射装置の一実施例に係る構成を示す斜視図である。 流体噴射装置の平面図である。 記録ヘッドの要部断面図である。 インクの供給経路を説明するための模式図である。 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。 キャッピング装置の構成を示す模式図である。 第２のキャッピング部における可変構造の概念を示す図である。 変形例に係るキャッピング装置の構成を示す図である。

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）、１４…キャッピング装置、１６…ノズル、１７…噴射面、３４ａ…第１のキャッピング部、３４ｂ…第２のキャッピング部、３５…吸引装置、４５…インク噴射状況検出装置（検出装置）

Claims (5)

1. 流体を噴射する複数のノズルが形成されたノズル形成領域を含む噴射面を有する噴射ヘッドと、
   前記噴射面に接触し、前記ノズルに対するメンテナンス処理を行うキャッピング装置と、を備える流体噴射装置において、
   前記キャッピング装置は、前記噴射面に当接するとともに前記ノズル形成領域を囲む第１のキャッピング部と、該第１のキャッピング部が囲む領域の内側に配置され、前記噴射面に当接するとともに前記ノズル形成領域における前記ノズルの一部を囲む第２のキャッピング部と、少なくとも前記第１のキャッピング部及び前記噴射面間に生じる空間内を吸引動作により減圧する吸引装置と、を有し、
   前記第２のキャッピング部は、前記噴射面に対する当接面積の大きさを可変に構成されることを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記第２のキャッピング部は、前記噴射面に対する当接位置を可変に構成されることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
3. 前記ノズルにおける前記流体の噴射状況を検出する検出手段を有し、該検出手段における検出結果に基づき、前記第２のキャッピング部における前記当接面積の大きさ、及び前記当接位置が可変とされることを特徴とする請求項２に記載の流体噴射装置。
4. 前記噴射ヘッドは、複数の前記ノズルがライン状に配置されてなるラインヘッドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
5. 前記吸引装置は、前記第１のキャッピング部及び前記噴射面間に生じる空間と独立して、前記第２のキャッピング部及び前記噴射面間に生じる空間内を減圧可能とされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体噴射装置。

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