JP2011189654A - 流体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】流体噴射ヘッドとキャップ部材のメンテナンス処理を効率的に行うことが可能な流体噴射装置を提供する
【解決手段】本発明の流体噴射装置1は、ノズルが形成されたノズル形成面21Aを有する流体噴射ヘッド2と、ノズルと対向する領域に空間Aを有した状態でノズル形成面21Aと密着するキャップ部材12と、空間Aの内部に配置され、ノズル形成面21Aに向けて洗浄液Lを噴射する洗浄液噴射口12bと、を有することを特徴とする。
【選択図】図4
【解決手段】本発明の流体噴射装置1は、ノズルが形成されたノズル形成面21Aを有する流体噴射ヘッド2と、ノズルと対向する領域に空間Aを有した状態でノズル形成面21Aと密着するキャップ部材12と、空間Aの内部に配置され、ノズル形成面21Aに向けて洗浄液Lを噴射する洗浄液噴射口12bと、を有することを特徴とする。
【選択図】図4
Description
本発明は、流体噴射装置に関するものである。
従来より、流体を媒体に対して噴射する流体噴射装置として、インクジェットプリンターが知られている。この種の流体噴射装置では、良好な噴射特性を維持又は回復させるために、流体噴射ヘッドのメンテナンス処理を定期的に行っている。具体的には、キャップ部材で流体噴射ヘッドをキャッピングし、吸引ポンプでキャップ部材の内部空間を吸引して、各ノズルから粘度の高くなった流体や気泡等を排出させる吸引処理や、流体噴射ヘッドのノズル形成面をワイピング部材で払拭し、ノズル形成面に付着した粘度の高い流体を除去する洗浄処理が行われる。
吸引処理においては、キャップ部材の内壁面、若しくは、キャップ部材から廃液タンクに繋がる流路の内部に、流体の一部が残留する場合がある。残留した流体が時間の経過と共に増粘して固着すると、吸引処理に悪影響を与える惧れがある。そのため、キャップ部材自身も定期的にメンテナンス処理する必要がある。例えば、特許文献1の流体噴射装置では、キャップ部材を流体噴射ヘッドのノズル形成面から離間させ、洗浄液用ノズルから噴射される洗浄液によってキャップ部材の汚れを除去するようにしている。
しかしながら、特許文献1の流体噴射装置には、次のような課題がある。すなわち、特許文献1の流体噴射装置では、流体噴射ヘッドのノズル形成面を洗浄するワイピング部材と、キャップ部材を洗浄する洗浄装置とが別々に設けられている。そのため、流体噴射ヘッドのノズル形成面とキャップ部材の内壁面とを同時に洗浄することができず、これらのメンテナンス処理に長時間を要する。また、洗浄装置から噴射される洗浄液がキャップ部材の周囲に飛び散る惧れがあり、その洗浄液を清掃するための後処理が必要となる。
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、流体噴射ヘッドとキャップ部材のメンテナンス処理を効率的に行うことが可能な流体噴射装置を提供することを目的とする。
本発明の流体噴射装置は、ノズルが形成されたノズル形成面を有する流体噴射ヘッドと、前記ノズルと対向する領域に空間を有した状態で前記ノズル形成面と密着するキャップ部材と、前記空間の内部に配置され、前記ノズル形成面に向けて洗浄液を噴射する洗浄液噴射口と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、洗浄液噴射口から噴射された洗浄液は、ノズル形成面を洗浄した後、ノズル形成面とキャップ部材との間の空間(当該空間に面するキャップ部材の底面及び内壁面)の一部、及び、キャップ部材から廃液タンクへ繋がる流路の一部を洗浄しつつ廃液タンクに排出される。そのため、流体噴射ヘッドとキャップ部材のメンテナンス処理を同時に行うことでき、メンテナンス処理の効率化が図られる。また、洗浄液噴射口がキャップ部材の内部に配置されるため、洗浄液がキャップ部材の周囲に飛び散る惧れが少ない。よって、キャップ部材の周囲に飛び散った洗浄液を清掃するための後処理を省略若しくは簡略化することが可能となる。
前記キャップ部材の洗浄液噴射口に一端が連通すると共に該一端より下流側の所定位置で他端が2つに分岐し、該他端の一方側が廃液タンクに連通し、該他端の他方側が前記洗浄液を貯溜する洗浄液タンクに連通する分岐流路と、前記所定位置よりも上流側に設けられ、前記一端から前記他端に向けて該流路内を吸引する第1吸引動作と、前記他端から前記一端に向けて該流路内を吸引する第2吸引動作とを実行可能な吸引装置と、前記第1吸引動作の時、前記他端の前記一方側の流路を開放状態とすると共に前記他端の前記他方側の流路を閉塞状態とし、前記第2吸引動作の時、前記他端の前記一方側の流路を閉塞状態とすると共に前記他端の前記他方側の流路を開放状態とする開閉装置と、を有することが望ましい。
この構成によれば、第1吸引動作によるキャップ部材から廃液タンクへの流体の排出処理と、第2吸引動作による洗浄液タンクからキャップ部材への洗浄液の供給処理とを共通の吸引装置によって実施することができる。廃液タンクへの流体の排出処理と、キャップ部材への洗浄液の供給処理は、いずれも洗浄液噴射口を介して行われる。そのため、流体排出口と洗浄液噴射口とを別々に設ける必要がなく、キャップ部材の簡略化に寄与する。また、流体排出口と洗浄液噴射口を共通化できることから、洗浄液噴射口を大きくし、若しくは、洗浄液噴射口を複数個所に設けることが可能となり、洗浄効率が高まる。
前記吸引装置は、前記所定位置よりも上流側の分岐流路の一部を円環状に湾曲させ、前記円環状の分岐流路の内径側をローラー部材によって押圧、変形させつつ前記分岐流路に沿って前記ローラー部材を正転若しくは反転させることで、前記第1吸引動作と前記第2吸引動作とを実行するチューブポンプであることが望ましい。
この構成によれば、第1吸引動作と第2吸引動作とを実施可能な吸引装置を簡単な構成で実現することができる。
前記吸引装置は、前記ローラー部材による分岐流路の押圧変形量が不十分となるリークポイントを有することが望ましい。
この構成によれば、ローラー部材をリークポイントに配置することで、分岐流路の大気開放を実現することができる。キャップ部材の大気開放は洗浄液噴射口を介して行われる。そのため、大気開放を行うためのエア供給口と洗浄液噴射口とを別々に設ける必要がなく、キャップ部材の簡略化に寄与する。
キャップ部材は、前記ノズル形成面に対向する側が開口する有底筒状の形状を有し、前記洗浄液噴射口は、前記キャップ部材の前記ノズル形成面と対向する底面に形成されていることが望ましい。
この構成によれば、洗浄液がキャップ部材の底面を伝わって廃液タンクに排出されるため、最も流体が残留し易いキャップ部材の底面を洗浄液によって洗浄することができる。
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ー(以下、プリンターと称する)を例示する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態におけるプリンター1の構成を示す斜視図である。
図1は、本発明の第1実施形態におけるプリンター1の構成を示す斜視図である。
同図に示すように、プリンター1は、流体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド2を搭載すると共にインクカートリッジ3を着脱可能に装着するキャリッジ4と、記録ヘッド2の下方に配設され記録紙6が搬送されるプラテン5と、キャリッジ4を記録紙6の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構7と、記録紙6を紙送り方向に搬送する紙送り機構8とを有する構成となっている。加えて、プリンター1は、当該プリンター1全体の動作を制御する制御装置CONTを有している。なお、上記紙幅方向とは、主走査方向(ヘッド走査方向)である。上記紙送り方向とは、副走査方向(主走査方向に直交する方向)である。
インクカートリッジ3としては、本実施形態のようにキャリッジ4に装着するものには限らず、プリンター1の筐体側に装着してインク供給チューブを介して記録ヘッド2に供給するタイプのものを採用してもよい。本実施形態のインクカートリッジ3には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の異なる色の水性インクが収容されている。
ガイドロッド9は、主走査方向に架設された支持部材である。キャリッジ4は、このガイドロッド9に支持された状態で取り付けられている。このキャリッジ4は、キャリッジ移動機構7によりガイドロッド9に沿って主走査方向に移動するようになっている。リニアエンコーダ10は、キャリッジ4の主走査方向上の位置を検出する。この検出信号は、位置情報として制御装置CONTに送信されるようになっている。制御装置CONTは、このリニアエンコーダ10からの位置情報に基づいて記録ヘッド2の走査位置を認識し、記録ヘッド2による記録動作(吐出動作)等を制御するようになっている。
図2は、本発明の実施形態における記録ヘッド2に設けられたノズル17の配列を示す図である。
同図に示すように、記録ヘッド2は、流体としてのインクを噴射する複数のノズル17が設けられたノズル形成面21Aを有する。ノズル形成面21Aには、複数のノズル17ごとにノズル列16が形成されている。各ノズル列16においては、例えば異なる色のインクを吐出可能になっている。本実施形態ではインクの色に対応して4列(16(Bk),16(M),16(C),16(Y))設けられている。1つのノズル列16は、例えば、180個のノズル17によって構成されている。
図3は、本発明の実施形態における記録ヘッド2の内部構成を示す部分断面図である。
同図に示すように、記録ヘッド2は、ヘッド本体18と、ヘッド本体18に接続された流路形成ユニット22とを備えている。流路形成ユニット22は、振動板19と、流路基板20と、ノズル基板21とを備えると共に、共通インク室29と、インク供給口30と、圧力室31とを形成する。さらに、流路形成ユニット22は、ダイヤフラム部として機能する島部32と、共通インク室29内の圧力変動を吸収するコンプライアンス部33とを備える。ヘッド本体18には、固定部材26と共に駆動ユニット24を収容する収容空間23と、インクを流路形成ユニット22に案内する内部流路28とが形成される。
上記構成の記録ヘッド2によれば、ケーブル27を介して駆動ユニット24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がキャビティに接近する方向及び離れる方向に変形(移動)する。このため、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。
図1に戻り、記録ヘッド2の移動範囲のうちプラテン5の外側の領域には、記録ヘッド2の走査起点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、記録ヘッド2の良好な噴射特性を維持又は回復させるメンテナンス処理(吸引処理、洗浄処理)を実施するキャッピング機構11が設けられている。
次に、図4を参照して、本実施形態におけるキャッピング機構11の特徴的な構成について説明する。図4は、本発明の実施形態におけるキャッピング機構11を示す構成図である。
キャッピング機構11は、キャップ部材12と、廃液タンク13と、洗浄液タンク14と、分岐流路40と、チューブポンプ(吸引装置)50と、開閉装置60と、大気開放弁62と、を備える。
キャップ部材12は、記録ヘッド2に対向する側が開口する有底筒状の略枡形状を有する。キャップ部材12の開口縁部は、ゴム部材等の弾性部材から形成され、ノズル形成面21Aに形成された複数のノズルの周囲を囲うように記録ヘッド2と当接することで、ノズルと対向する領域に密閉空間Aを形成可能な構成となっている。
キャップ部材12のノズル形成面21Aと対向する底面には、洗浄液噴射口12b及び大気開放口12cが形成されている。キャップ部材12の内部には、液体を吸収し保持する吸収材12aが設けられている。吸収材12aは、洗浄液噴射口12bの直上及び大気開放口12cの直上に、洗浄液噴射口12bを露出させる開口部H1及び大気開放口12cを露出させる開口部H2を有する。キャップ部材12は、不図示の昇降装置により、上下方向に移動可能な構成となっている。昇降装置としては、例えばモーターとスクリューネジとを組み合わせた機構や、カム機構、ラック・ピニオン機構等の公知の昇降手段を用いることができる。
廃液タンク13は、キャップ部材12内から吸引除去された液体を貯溜するものであり、その内部には、廃液を吸収し保持する吸収材13aが設けられている。
洗浄液タンク14は、洗浄処理に用いられる揮発性を有する洗浄液Lを貯溜するものである。洗浄液タンク14は、記録ヘッド2が噴射するインクの溶媒と同成分の液体を洗浄液Lとして貯溜する構成となっている。本実施形態の洗浄液タンク14は、水性インクに対応して、純水に防腐剤を添加した洗浄液Lを貯溜する構成となっている。なお、洗浄液Lは水に限らず、インクの溶媒として用いることが可能な液体であれば何を用いてもよい。
分岐流路40は、可撓性を有するチューブ体から構成され、一端がキャップ部材12の洗浄液噴射口12bに連通すると共に該一端より下流側の所定位置(以下、分岐位置Dと称する)で他端が2つに分岐し、該他端の一方側が廃液タンク13に連通し、該他端の他方側が洗浄液タンク14に連通する構成となっている。なお、分岐流路40において、キャップ部材12の洗浄液噴射口12bから分岐位置Dまでの流路を共通流路41と、分岐位置Dから廃液タンク13までの他端一方側の流路を第1分岐流路42Aと、分岐位置Dから洗浄液タンク14までの他端他方側の流路を第2分岐流路42Bと称して、以下説明する場合がある。
チューブポンプ50は、分岐位置Dよりも上流側の共通流路41に設けられている。チューブポンプ50は、共通流路41の一部を円環状に湾曲させる略円筒状のポンプケース51と、ポンプケース51内部に設けられ、その軸心を回転中心とするポンプホイル52と、ポンプホイル52の外縁部に回転自在に軸支されるローラー部材53と、制御装置CONTの下、ポンプホイル52を正転(図4において反時計回り)及び逆転(図4において時計回り)させるモーター54とを有する。
チューブポンプ50は、ポンプホイル52の正転時、ローラー部材53が円環状の共通流路41内径側を押圧、変形させつつ一端から他端に向かう公転駆動をすることで、一端から他端に向けて分岐流路40内を吸引する第1吸引駆動を実行する。
一方、チューブポンプ50は、ポンプホイル52の逆転時、ローラー部材53が円環状の共通流路41内径側を押圧、変形させつつ他端から一端に向かう公転駆動することで、他端から一端に向けて分岐流路40内を吸引する第2吸引駆動を実行する。
なお、チューブポンプ50は、ローラー部材53による共通流路41の押圧変形量が不十分になるリークポイントXを有する。チューブポンプ50は、ポンプレリースの際に、リークポイントXにローラー部材53を位置させる構成となっている。
開閉装置60は、制御装置CONTの下、第1分岐流路42Aを閉塞状態/開放状態とさせる開閉弁61Aと、第2分岐流路42Bを閉塞状態/開放状態とさせる開閉弁61Bとを有する。大気開放弁62は、キャップ部材12の底面に設けられた大気開放口12cを介して、ノズル形成面21Aとキャップ部材12とに囲まれた空間Aに大気を流入させ、若しくは、空間Aへの大気の流入を停止するものである。大気開放弁62は、制御装置CONTの下、空間Aの気密状態の維持(閉塞状態)と気密状態の解除(開放状態)とを切り換える。
本実施形態の開閉装置60は、チューブポンプ50が第1吸引駆動をする時、開閉弁61Aを駆動させて第1分岐流路42Aを開放状態とさせる共に、開閉弁61Bを駆動させて第2分岐流路42Bを閉塞状態とさせる構成となっている。このとき、大気開放弁62は、空間Aを閉塞状態とし、気密状態を維持する。
一方、開閉装置60は、チューブポンプ50が第2吸引駆動をする時、開閉弁61Aを駆動させて第1分岐流路42Aを閉塞状態とさせる共に、開閉弁61Bを駆動させて第2分岐流路42Bを開放状態とさせる構成となっている。このとき、大気開放弁62は、空間Aを開放状態とし、気密状態を解除する。
本実施形態の開閉装置60は、チューブポンプ50が第1吸引駆動をする時、開閉弁61Aを駆動させて第1分岐流路42Aを開放状態とさせる共に、開閉弁61Bを駆動させて第2分岐流路42Bを閉塞状態とさせる構成となっている。このとき、大気開放弁62は、空間Aを閉塞状態とし、気密状態を維持する。
一方、開閉装置60は、チューブポンプ50が第2吸引駆動をする時、開閉弁61Aを駆動させて第1分岐流路42Aを閉塞状態とさせる共に、開閉弁61Bを駆動させて第2分岐流路42Bを開放状態とさせる構成となっている。このとき、大気開放弁62は、空間Aを開放状態とし、気密状態を解除する。
続いて、図5及び図6を参照して、上記構成のプリンター1の吸引処理及び洗浄処理の動作について説明する。図5は、本発明の実施形態における吸引処理を実行する時の流体の流れを示す図である。図6は、本発明の実施形態における洗浄処理を実行する時の流体の流れを示す図である。
図5に示す吸引処理時においては、先ず、制御装置CONTは、ノズル形成面21Aを囲うように記録ヘッド2にキャップ部材12を当接させ、密閉空間Aを形成させる。次に、制御装置CONTは、大気開放弁62を駆動させて空間Aを閉塞状態とする。そして、開閉装置60に第1吸引動作に係る制御信号を送り、開閉弁61Aを駆動させて第1分岐流路42Aを開放状態とさせる共に、開閉弁61Bを駆動させて第2分岐流路42Bを閉塞状態とさせる。そして、制御装置CONTは、チューブポンプ50に第1吸引動作に係る制御信号を送り、モーター54でポンプホイル52を正転駆動させる。
ポンプホイル52が、正転駆動すると、ローラー部材53が円環状の共通流路41内径側を押圧、変形させつつ一端から他端に向かう公転駆動をすることで、一端から他端に向けて分岐流路40内が吸引される。共通流路41はキャップ部材12に連通しているので、この吸引動作により内部が負圧状態になると、密閉空間Aを負圧状態とさせることができる。密閉空間Aが負圧状態になると、ノズル形成面21Aに形成された各ノズル17から、粘性が高くなったインクや気泡、付着したゴミ等が強制的に吸引される。
吸引されたインク等は、共通流路41内を流通し、分岐位置Dに至る。分岐位置Dにおいては、第2分岐流路42Bが開閉弁61Bにより閉塞されているので、吸引されたインク等は、洗浄液タンク14に向かうことなく、開放状態の第1分岐流路42A内を流通し、廃液タンク13に導入されることとなる。
図6に示す洗浄処理時においては、先ず、制御装置CONTは、ノズル形成面21Aを囲うように記録ヘッド2とキャップ部材12とを当接させ、記録ヘッド2のノズル形成面21Aとキャップ部材12との間に密閉空間Aを形成させる。次に、制御装置CONTは、大気開放弁62を駆動させて空間Aを開放状態とする。そして、開閉装置60に第2吸引動作に係る制御信号を送り、開閉弁61Aを駆動させて第1分岐流路42Aを閉塞状態とさせる共に、開閉弁61Bを駆動させて第2分岐流路42Bを開放状態とさせる。そして、制御装置CONTは、チューブポンプ50に第2吸引動作に係る制御信号を送り、モーター54でポンプホイル52を逆転駆動させる。
ポンプホイル52が、逆転駆動すると、ローラー部材53が円環状の共通流路41内径側を押圧、変形させつつ他端から一端に向かう公転駆動をすることで、他端から一端に向けて分岐流路40内が吸引される。分岐位置Dにおいては、第1分岐流路42Aが開閉弁61Aにより閉塞されているので、第2分岐流路42Bのみに負圧が発生する。第2分岐流路42Bが負圧状態になると、連通する洗浄液タンク14から洗浄液Lが吸引され、洗浄液Lが第2分岐流路42B、共通流路41を介してキャップ部材12に供給される。そして、洗浄液噴射口12bから記録ヘッド2のノズル形成面21Aに向けて洗浄液Lが噴射される。空間Aは開放状態となっているので、洗浄液噴射口12bから洗浄液Lを噴射しても、空間Aの内部の圧力が高まることはない。よって、ノズル形成面21Aとキャップ部材12との間に隙間が形成され、その隙間から洗浄液等が外部に漏れることはない。
吸収材12aには、洗浄液噴射口12bを露出させる開口部H1が設けられているので、洗浄液噴射口12bから噴射された洗浄液Lは吸収材12aに遮られることなく記録ヘッド2のノズル形成面21Aに到達する。ノズル形成面21Aに向けて噴射された洗浄液Lは、一部がキャップ部材12の内壁面を洗浄した後、キャップ部材12の底面を伝わって廃液タンク13に排出される。このとき、最もインクが残留し易いキャップ部材12の底面が洗浄液によって洗浄される。
ここで、共通流路41は、吸引処理と洗浄処理とで共通して用いられることから、吸引処理により内部に付着したインクがある場合は、そのインクが洗浄液Lの供給により洗い流される。本実施形態のインクは、水性インクであり、洗浄液Lはその溶媒と同成分の水であるため、顔料等を凝集等させることなく洗浄することができ、共通流路41内部にインクが固着して流路を閉塞する等の不具合を予防することができる。
洗浄液Lによるノズル形成面21A及びキャップ部材12の洗浄処理が終了したら、制御装置CONTは、チューブポンプ50の第2吸引動作を停止させる。
上記構成のプリンター1においては、洗浄液噴射口12bから噴射された洗浄液Lは、ノズル形成面21Aを洗浄した後、ノズル形成面21Aとキャップ部材12との間の空間A(当該空間Aに面するキャップ部材12の底面及び内壁面)の一部、及び、キャップ部材12から廃液タンク13へ繋がる流路の一部を洗浄しつつ廃液タンク13に排出される。そのため、記録ヘッド2とキャップ部材12のメンテナンス処理を同時に行うことでき、メンテナンス処理の効率化が図られる。また、洗浄液噴射口12bがキャップ部材12の内部に配置されるため、洗浄液Lがキャップ部材12の周囲に飛び散る惧れが少ない。よって、キャップ部材12の周囲に飛び散った洗浄液を清掃するための後処理を省略若しくは簡略化することが可能となる。
また、プリンター1では、第1吸引動作によるキャップ部材12から廃液タンク13への廃液の排出処理と、第2吸引動作による洗浄液タンク14からキャップ部材12への洗浄液Lの供給処理とを共通のチューブポンプ50によって実施することができる。廃液タンク1への廃液の排出処理と、キャップ部材12への洗浄液Lの供給処理は、いずれも洗浄液噴射口12bを介して行われる。そのため、流体排出口と洗浄液噴射口とを別々に設ける必要がなく、キャップ部材12の簡略化に寄与する。また、流体排出口と洗浄液噴射口を共通化できることから、洗浄液噴射口12bを大きくし、若しくは、洗浄液噴射口12bを複数個所に設けることが可能となり、洗浄効率が高まる。さらに、プリンター1では、チューブポンプ50が、ローラー部材53による分岐流路の押圧変形量が不十分となるリークポイントを有するため、キャップ部材12の大気開放も洗浄液噴射口12bを介して行うことができる。そのため、大気開放を行うためのエア供給口と洗浄液噴射口とを別々に設ける必要がなく、さらにキャップ部材12の簡略化に寄与する。
[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態におけるプリンター101の構成を示す斜視図である。
図7は、本発明の第2実施形態におけるプリンター101の構成を示す斜視図である。
第2実施形態のプリンター101において第1実施形態のプリンター1と異なる点は、キャップ部材12から廃液タンク103への流路と、洗浄液タンク14からキャップ部材12への流路とを別々に設けた点である。よって、第1実施形態のプリンター1と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
キャッピング機構11は、キャップ部材12と、廃液タンク13と、洗浄液タンク14と、廃液用流路73と、廃液用ポンプ(吸引装置)71と、洗浄液用流路74と、洗浄液用ポンプ72と、を備える。
キャップ部材12は、記録ヘッド2に対向する側が開口する有底筒状の略枡形状を有する。キャップ部材12の開口縁部は、ゴム部材等の弾性部材から形成され、ノズル形成面21Aに形成された複数のノズルの周囲を囲うように記録ヘッド2と当接することで、ノズルと対向する領域に密閉空間Aを形成可能な構成となっている。
キャップ部材12のノズル形成面21Aと対向する底面には、廃液排出口12d及び大気開放口12cが形成されている。キャップ部材12の側面には、洗浄液噴射口12bが形成されている。キャップ部材12の内部には、液体を吸収し保持する吸収材12aが設けられている。吸収材12aは、廃液排出口12dの直上及び大気開放口12cの直上に、廃液排出口12dを露出させる開口部H1及び大気開放口12cを露出させる開口部H2を有する。洗浄液噴射口12bは吸収材12aの上方に形成されており、洗浄液噴射口12bが吸収材12aに遮られないようになっている。洗浄液噴射口12b付近の配管は、キャップ部材12の側壁に対して斜めに配置されており、洗浄液Lがノズル形成面21Aに対して斜めに噴射されるようになっている。
廃液用流路73は、可撓性を有するチューブ体から構成され、一端がキャップ部材12の廃液排出口12dに連通すると共に他端が廃液タンク13に連通する構成となっている。廃液用流路73の途中には、廃液用ポンプ71に設けられている。廃液用ポンプ71は、廃液用流路73の一端から他端に向けて廃液用流路73内を吸引する第1吸引駆動を実行する。
洗浄液用流路74は、可撓性を有するチューブ体から構成され、一端がキャップ部材12の洗浄液噴射口12bに連通すると共に他端が洗浄液タンク14に連通する構成となっている。洗浄液用流路74の途中には、洗浄液用ポンプ72に設けられている。洗浄液用ポンプ72は、洗浄液用流路74の他端から一端に向けて洗浄液用流路74内を吸引する第2吸引駆動を実行する。
廃液用ポンプ71及び洗浄液用ポンプ72は、第1実施形態に示したようなチューブポンプを用いることもできるが、他のポンプでも良い。
大気開放弁62は、キャップ部材12の底面に設けられた大気開放口12cを介して、ノズル形成面21Aとキャップ部材12とに囲まれた空間Aに大気を流入させ、若しくは、空間Aへの大気の流入を停止するものである。大気開放弁62は、制御装置CONTの下、空間Aの気密状態の維持(閉塞状態)と気密状態の解除(開放状態)とを切り換える。
吸引処理時においては、制御装置CONTは、先ず、ノズル形成面21Aを囲うように記録ヘッド2にキャップ部材12を当接させ、密閉空間Aを形成させる。次に、制御装置CONTは、大気開放弁62を駆動させて空間Aを閉塞状態とする。そして、廃液用ポンプ71に第1吸引動作に係る制御信号を送り、密閉空間Aを負圧状態とする。密閉空間Aが負圧状態になると、ノズル形成面21Aに形成された各ノズル17から、粘性が高くなったインクや気泡、付着したゴミ等が強制的に吸引される。
洗浄処理時においては、先ず、制御装置CONTは、ノズル形成面21Aを囲うように記録ヘッド2とキャップ部材12とを当接させ、記録ヘッド2のノズル形成面21Aとキャップ部材12との間に密閉空間Aを形成させる。次に、制御装置CONTは、大気開放弁62を駆動させて空間Aを開放状態とする。そして、洗浄液用ポンプ72に第2吸引動作に係る制御信号を送り、洗浄液タンク14から洗浄液Lを吸引し、洗浄液噴射口12bから記録ヘッド2のノズル形成面21Aに向けて洗浄液Lを噴射させる。空間Aは開放状態となっているので、洗浄液噴射口12bから洗浄液Lを噴射しても、空間Aの内部の圧力が高まることはない。よって、ノズル形成面21Aとキャップ部材12との間に隙間が形成され、その隙間から洗浄液等が外部に漏れることはない。
洗浄液噴射口12bから噴射された洗浄液Lは、ノズル形成面21A全体を洗浄する。洗浄液Lの一部は、キャップ部材12の内壁面を洗浄した後、キャップ部材12の底面を伝わって廃液タンク13に排出される。このとき、最もインクが残留し易いキャップ部材12の底面が洗浄液によって洗浄される。
洗浄液Lによるノズル形成面21A及びキャップ部材12の洗浄処理が終了したら、制御装置CONTは、洗浄液用ポンプ72の第2吸引動作を停止させる。
上記構成のプリンター101においても、洗浄液噴射口12bから噴射された洗浄液Lは、ノズル形成面21Aを洗浄した後、ノズル形成面21Aとキャップ部材12との間の空間A(当該空間Aに面するキャップ部材12の底面及び内壁面)の一部、及び、キャップ部材12から廃液タンク13へ繋がる流路の一部を洗浄しつつ廃液タンク13に排出される。そのため、記録ヘッド2とキャップ部材12のメンテナンス処理を同時に行うことでき、メンテナンス処理の効率化が図られる。また、洗浄液噴射口12bがキャップ部材12の内部に配置されるため、洗浄液Lがキャップ部材12の周囲に飛び散る惧れが少ない。よって、キャップ部材12の周囲に飛び散った洗浄液を清掃するための後処理を省略若しくは簡略化することが可能となる。
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述の実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の流体(液状体)を噴射する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、流体、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体を含む。
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。
1…プリンター(流体噴射装置)、2…記録ヘッド(流体噴射ヘッド)、12…キャップ部材、12b…洗浄液噴射口、13…廃液タンク、14…洗浄液タンク、17…ノズル、21A…ノズル形成面、40…分岐流路、50…チューブポンプ(吸引装置)、53…ローラー部材、60…開閉装置、A…空間、L…洗浄液、X…リークポイント
Claims (5)
- ノズルが形成されたノズル形成面を有する流体噴射ヘッドと、
前記ノズルと対向する領域に空間を有した状態で前記ノズル形成面と密着するキャップ部材と、
前記空間の内部に配置され、前記ノズル形成面に向けて洗浄液を噴射する洗浄液噴射口と、を有することを特徴とする流体噴射装置。 - 前記キャップ部材の洗浄液噴射口に一端が連通すると共に該一端より下流側の所定位置で他端が2つに分岐し、該他端の一方側が廃液タンクに連通し、該他端の他方側が前記洗浄液を貯溜する洗浄液タンクに連通する分岐流路と、
前記所定位置よりも上流側に設けられ、前記一端から前記他端に向けて該流路内を吸引する第1吸引動作と、前記他端から前記一端に向けて該流路内を吸引する第2吸引動作とを実行可能な吸引装置と、
前記第1吸引動作の時、前記他端の前記一方側の流路を開放状態とすると共に前記他端の前記他方側の流路を閉塞状態とし、前記第2吸引動作の時、前記他端の前記一方側の流路を閉塞状態とすると共に前記他端の前記他方側の流路を開放状態とする開閉装置と、を有することを特徴とする請求項1に記載の流体噴射装置。 - 前記吸引装置は、前記所定位置よりも上流側の分岐流路の一部を円環状に湾曲させ、前記円環状の分岐流路の内径側をローラー部材によって押圧、変形させつつ前記分岐流路に沿って前記ローラー部材を正転若しくは反転させることで、前記第1吸引動作と前記第2吸引動作とを実行するチューブポンプであることを特徴とする請求項2に記載の流体噴射装置。
- 前記吸引装置は、前記ローラー部材による分岐流路の押圧変形量が不十分となるリークポイントを有することを特徴とする請求項3に記載の流体噴射装置。
- キャップ部材は、前記ノズル形成面に対向する側が開口する有底筒状の形状を有し、
前記洗浄液噴射口は、前記キャップ部材の前記ノズル形成面と対向する底面に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の流体噴射装置。
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