JP2013176939A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の無駄な消費を抑制して、流路内の液体、特にノズル開口近傍の液体の攪拌を確実に行うことができ、且つ空気がノズル開口から引き込まれるのを抑制した液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口２１を有し、該ノズル開口２１に連通する液体流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段３００を有する液体噴射ヘッド１と、該液体噴射ヘッド１の前記ノズル開口２１が開口する液体噴射面２０ａに密着して前記ノズル開口２１を密封する密着キャップ１３０と、該密着キャップ１３０によって前記ノズル開口２１を密封した状態で、前記圧力発生手段３００を駆動して前記液体流路内の液体を攪拌する攪拌制御手段と、を具備し、前記密着キャップ１３０は、前記圧力発生手段３００の駆動によって振動する可撓性の振動部１３１を有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドの液体噴射面に密着する密着キャップと、を具備する液体噴射装置に関する。

液滴を吐出する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置としては、圧力発生手段によって圧力発生室内に圧力を発生させ、圧力発生室に連通するノズルからインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録装置が挙げられる。

インクジェット式記録ヘッドでは、印刷動作を行わずに長期放置されると、ノズル開口近傍のインクが乾燥し、目詰まりや吐出不良が発生する。また、印刷動作を行わないと、流路内にインクの流れが停滞し、インクに含まれる成分が流路内に沈降してしまうという問題が発生する。

このため、流路内のインクをノズル開口から吸引する吸引動作や、ノズル開口のインクのメニスカスをインク滴として吐出されないように振動させる微振動駆動や、ノズル開口を外気にさらされないように密封する方法などが行われていた（特許文献１等参照）。

特許第３８７１０１９号公報

しかしながら、吸引動作を高い頻度で行うと、インクの無駄な消費が増大し、コストが増大してしまうという問題がある。

また、微振動駆動やノズル開口の密封だけでは、流路内のインクに含まれる成分の沈降を十分に抑制することができない虞があるという問題がある。

さらに、特許文献１のように、ノズル開口を密着キャップによって密封した状態で、圧力発生手段を駆動させて攪拌したとしても、ノズル開口近傍でのインクの攪拌が不十分であったという問題がある。

また、ノズル開口を吸引キャップによって密封した状態で、圧力発生手段を駆動させて攪拌すると、ノズル開口から液体流路内に空気が引き込まれてしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、液体の無駄な消費を抑制して、流路内の液体、特にノズル開口近傍の液体の攪拌を確実に行うことができ、且つ空気がノズル開口から引き込まれるのを抑制した液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口を有し、該ノズル開口に連通する液体流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段を有する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドの前記ノズル開口が開口する液体噴射面に密着して前記ノズル開口を密封する密着キャップと、該密着キャップによって前記ノズル開口を密封した状態で、前記圧力発生手段を駆動して前記液体流路内の液体を攪拌する攪拌制御手段と、を具備し、前記密着キャップは、前記圧力発生手段の駆動によって振動する可撓性の振動部を有することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、密着キャップの振動部が振動することによって、ノズル開口近傍の液体が確実に攪拌される。また、密着キャップによって密着した状態で圧力発生手段を駆動するため、微振動駆動に比べて大きな駆動で圧力発生手段を駆動することができ、液体の攪拌をさらに向上することができる。

ここで、前記液体噴射ヘッド内の前記液体流路の途中には、液体が貯留されるマニホールドが設けられており、該マニホールドを画成する壁面には、可撓性を有するコンプライアンス部が設けられていることが好ましい。これによれば、圧力発生手段を駆動することで、コンプライアンス部を振動させてマニホールド内の液体を攪拌することができる。

実施形態１に係る液体噴射装置の概略斜視図である。 実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。 実施形態１に係る吸引キャップ及び密着キャップの概略斜視図である。 実施形態１に係る密着キャップの平面図及び断面図である。 実施形態１に係る攪拌動作を示す断面図である。 実施形態１に係る吸引キャップの断面図である。 実施形態１に係る記録装置の制御構成を示すブロック図である。 他の実施形態に係る密着キャップの平面図及び断面図である。

以下に本発明を各実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置であるインクジェット式記録装置Ｉは、インクジェット式記録ヘッドをそれぞれ有するインクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ（以降、ヘッドユニット１Ａ、１Ｂとも言う）を具備する。ヘッドユニット１Ａ、１Ｂは、インク供給手段を構成するインクカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。このヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。

また、キャリッジ軸５の一端部近傍には、駆動モーター６が設けられており、駆動モーター６の軸の先端部には外周に溝を有する第１のプーリー６ａが設けられている。さらに、キャリッジ軸５の他端部近傍には、駆動モーター６の第１のプーリー６ａに対応する第２のプーリー６ｂが回転自在に設けられており、これら第１のプーリー６ａと第２のプーリー６ｂとの間には環状でゴム等の弾性部材からなるタイミングベルト７が掛けられている。

そして、駆動モーター６の駆動力がタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモーターの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。

また、詳しくは後述するが、キャリッジ３の移動方向の端部であるプラテン８の側方には、詳しくは後述するインクジェット式記録ヘッド１の液体噴射面２０ａに密着してノズル開口２１を密封する密着キャップ１３０が設けられている。

さらに、インクジェット式記録装置Ｉには、非印字領域に密着キャップ１３０に隣接してノズル開口２１近傍のインクを吸引する吸引キャップ１４０が設けられている。

ここで、上述のようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるインクジェット式記録ヘッドの一例について図２及び図３を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図３は、インクジェット式記録ヘッドの断面図及びその要部拡大図である。

図示するように、インクジェット式記録ヘッド１は、ヘッド本体１１、ケース部材４０等の複数の部材を備え、これら複数の部材が接着剤等によって接合されている。本実施形態では、ヘッド本体１１は、流路形成基板１０と、連通板１５と、ノズルプレート２０と、保護基板３０と、を具備する。

ヘッド本体１１を構成する流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２が同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。この圧力発生室１２が第１の方向Ｘに沿って形成された圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の第１の方向Ｘの一端側にはインク供給路１４が設けられている。このような流路形成基板１０の一方の面には弾性膜５０が形成されており、圧力発生室１２及びインク供給路１４の一方面はこの弾性膜５０によって構成されている。

流路形成基板１０の開口面側（弾性膜５０とは反対側）には、連通板１５が接合されている。連通板１５には、各圧力発生室１２に連通する複数のノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接合されている。連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを繋ぐ連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口して、インク滴が吐出される面を液体噴射面２０ａと称する。

流路形成基板１０に形成された弾性膜５０上には、さらに絶縁体膜５５が形成されている。この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とからなる圧電アクチュエーター（圧力発生手段）３００が設けられている。本実施形態では、第１電極６０が複数の圧電アクチュエーター３００に共通する共通電極として機能し、第２電極８０が各圧電アクチュエーター３００で独立する個別電極として機能する。また、第２電極８０には、リード電極９０の一端がそれぞれ接続されている。リード電極９０の他端には、駆動回路１２０が設けられた配線基板１２１が接続されている。

流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。保護基板３０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部３１を有する。また、保護基板３０には貫通孔３２が設けられている。リード電極９０の他端側は、この貫通孔３２内に露出するように延設され、リード電極９０と配線基板１２１とが貫通孔３２内で電気的に接続されている。

また、このような構成のヘッド本体１１には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００をヘッド本体１１と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接着剤によって固定されると共に、上述した連通板１５にも接着剤によって固定されている。具体的には、ケース部材４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材４０とヘッド本体１１とによってマニホールド１００が画成されている。

また、凹部４１は、ケース部材４０の側面、つまり、流路形成基板１０及び保護基板３０の端面に相対向する領域が開口して設けられており、インクジェット式記録ヘッドの開口する側面には、コンプライアンス基板４２が設けられている。

コンプライアンス基板４２は、ケース部材４０と連通板１５とに亘って接合され、マニホールド１００の側面の開口を封止する。

このようなコンプライアンス基板４２は、本実施形態では、封止膜４３と、固定板４４と、を具備する。封止膜４３は、可撓性を有する薄膜（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成された厚さが２０μｍ以下の薄膜）からなり、固定板４４は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定板４４のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４５となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４３のみで封止されたコンプライアンス部４６となっている。

なお、ケース部材４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入路４７が設けられている。また、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通して配線基板１２１が挿通される接続口４８が設けられている。

このような構成のインクジェット式記録ヘッド１では、インクを噴射する際に、まず図１に示すインクカートリッジ２Ａ、２Ｂから導入路４７を介してインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路１２０からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に弾性膜５０及び絶縁体膜５５をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル開口２１からインク滴が噴射される。なお、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１では、導入路４７からノズル開口２１までを液体流路と称する。すなわち、液体流路は、導入路４７、マニホールド１００、インク供給路１４、圧力発生室１２、連通路１６及びノズル開口２１で構成されている。

このようなインクジェット式記録ヘッド１は、第１の方向Ｘが、記録シートＳの搬送方向となるように、つまり、インクジェット式記録ヘッド１の第２の方向Ｙがキャリッジ３の移動方向となるようにインクジェット式記録装置Ｉに搭載される。また、本実施形態では、１つのインクジェット式記録ヘッド１が２列のノズル列を有するため、インクジェット式記録装置Ｉには上述したインクジェット式記録ヘッド１が２個搭載されて、４色のインク、すなわち、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）を吐出する。

また、図１に示すように、インクジェット式記録装置Ｉには、インクジェット式記録ヘッド１のノズル開口２１が開口する液体噴射面２０ａに密着する密着キャップ１３０が非印字領域に設けられている。

また、インクジェット式記録装置Ｉの非印字領域には、密着キャップ１３０に隣接して、ノズル開口２１を覆う吸引キャップ１４０が設けられており、この吸引キャップ１４０にチューブ１４２を介して、例えば、真空ポンプ等の吸引装置１４１が接続されている。この吸引装置１４１によって液体噴射面２０ａに密着した吸引キャップ１４０の内部の気体を吸引することで、ノズル開口２１を介して圧力発生室１２等の流路内のインクを吸引する。

ここで、これら密着キャップ１３０及び吸引キャップ１４０についてさらに図４〜図７を参照して詳細に説明する。なお、図４は、密着キャップ及び吸引キャップの概略斜視図及び密着キャップの拡大図であり、図５は、密着キャップの平面図及びそのＡ−Ａ′線断面図、Ｂ−Ｂ′線断面図であり、図６は、攪拌動作を示すインクジェット式記録ヘッド及び密着キャップの断面図であり、図７は、吸引キャップの断面図である。

図４に示すように、密着キャップ１３０は、キャリッジ３の移動方向の非印字領域にノズル開口２１に対向して設けられている。

また、密着キャップ１３０は、図４及び図５に示すように、板状部材からなり、ノズルプレート２０の液体噴射面２０ａに密着して全てのノズル開口２１を覆う大きさを有する。

また、密着キャップ１３０には、可撓性の振動部１３１が設けられている。本実施形態では、密着キャップ１３０の液体噴射面２０ａとは反対面側に開口する厚さ方向に貫通しない第１の溝部１３２をノズル開口２１に対応する領域に設けることで、第１の溝部１３２が設けられた領域の厚さを他の領域（第１の溝部１３２以外の領域）の厚さよりも薄い振動部１３１とした。

このような振動部１３１は、本実施形態では、同じ色のインクを吐出するノズル開口２１毎、すなわち、第１の方向Ｘに並設されたノズル開口２１の列毎に１つ設けられている。つまり、本実施形態では、４色のインクを吐出するようにノズル列が４列設けられているため、１つの密着キャップ１３０には第２の方向Ｙに並設された４つの振動部１３１が設けられている。

なお、振動部１３１の数は、特にこれに限定されず、例えば、第１の方向Ｘに並設されたノズル開口２１の列内で、ノズル開口２１を複数個毎にグループ化して、グループ毎に独立する振動部１３１を設けるようにしてもよい。また、振動部１３１をノズル開口２１毎に独立して設けるようにしてもよい。

このような振動部１３１を有する密着キャップ１３０は、ノズルプレート２０の液体噴射面２０ａに確実に密着して、且つノズルプレート２０の表面を傷つけず、また、振動部１３１が振動し易い材料であるのが好ましく、ゴムやエラストマー等の弾性部材を用いることができる。もちろん、密着キャップ１３０は、単一の部材で形成したものに限定されず、複数の部材を接合して形成したものであってもよい。複数の部材を接合したものとしては、例えば、ノズル開口２１に相対向する領域に厚さ方向に貫通した貫通孔が設けられた枠体と、枠体に固定されて、貫通孔のノズルプレートとは反対面側を封止する可撓性を有する薄膜とが挙げられる。もちろん、枠体の液体噴射面２０ａに当接する側には、弾性部材等を設ければ、液体噴射面２０ａに当接した際に液体噴射面２０ａを傷付けるのを抑制することができる。なお、可撓性を有する薄膜としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。

このような密着キャップ１３０は、インクジェット式記録ヘッド１に印刷動作が行われずに、長期間放置された場合等に、図５に示すように、ノズルプレート２０の液体噴射面２０ａに密着してノズル開口２１を密封し、ノズル開口２１近傍のインクの乾燥を防ぐ。このとき、インクの液面には、ノズル開口２１でその表面張力によりメニスカスが形成されているため、密着キャップ１３０の表面とインクの液面とに略３μｍ程度の空間が形成される。そのため密着キャップ１３０の表面にインクが付着することがない。

また、本実施形態では、密着キャップ１３０がノズルプレート２０の液体噴射面２０ａに密着した状態で、圧力発生手段である圧電アクチュエーター３００を駆動して、液体流路内のインクを攪拌する攪拌動作が行われる。

ここで、攪拌動作について図６を参照して説明する。攪拌動作を行うには、まず、図６（ａ）に示すように、密着キャップ１３０をノズルプレート２０の液体噴射面２０ａに当接させて密着キャップ１３０でノズル開口２１を密封する。

次に、圧力発生手段である圧電アクチュエーター３００を駆動する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、圧電アクチュエーター３００が、圧力発生室１２の容積を減少させることで、圧力発生室１２内の圧力が高まり、ノズル開口２１から第１の溝部１３２（振動部１３１）に相対向する領域にインクが流出して、振動部１３１を液体噴射面２０ａとは反対側に突出するように変形する。このとき、圧力発生室１２の圧力上昇に伴い、マニホールド１００のコンプライアンス部４６も外側（マニホールド１００とは反対側）に突出するように変形する。

また、図６（ｃ）に示すように、圧電アクチュエーター３００の駆動によって圧電アクチュエーター３００が圧力発生室１２の容積を増大させると、圧力発生室１２の圧力が負圧となって、ノズル開口２１から第１の溝部１３２（振動部１３１）に相対向する領域に流れ出たインクを吸引して、密着キャップ１３０の振動部１３１は元の状態、すなわち、振動部１３１の変形が元に戻り、密着キャップ１３０がノズル開口２１を密封する。このとき、圧力発生室１２の圧力変化に伴い、マニホールド１００のコンプライアンス部４６は内側（マニホールド１００側）に突出するように変形する。

このように、圧電アクチュエーター３００が圧力発生室１２内の圧力を負圧としても、密着キャップ１３０がノズル開口２１を密封するため、ノズル開口２１から空気が引き込まれるのを抑制することができる。ちなみに、ノズル開口２１から空気が引き込まれると、引き込まれた空気によって吐出不良が発生するため、吸引キャップ１４０による吸引動作を行わなければならず、無駄なインク消費が増大してしまう。

このように、図６（ａ）に示すように、密着キャップ１３０を液体噴射面２０ａに密着させた状態で、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す工程を繰り返し行うことで、密着キャップ１３０の振動部１３１が振動して、ノズル開口２１近傍のインクが振動により攪拌される。また、同時にマニホールド１００のコンプライアンス部４６が振動して、マニホールド１００内にインクが振動により攪拌される。もちろん、圧電アクチュエーター３００の振動によって、圧力発生室１２内のインクも攪拌される。すなわち、液体流路全体、具体的には、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで略全てのインクの攪拌を行うことができる。ちなみに、導入路４７はマニホールド１００に連通しているため、マニホールド１００内のインクが攪拌されることで導入路４７内のインクも攪拌されると考えられる。

なお、このような攪拌動作で圧電アクチュエーター３００に行わせる駆動は、攪拌動作用の駆動である。攪拌動作用の駆動は、例えば、ノズル開口２１からインク滴が吐出されないように駆動する微振動駆動よりも強い駆動とすることができる。すなわち、攪拌動作用の駆動は、ノズル開口２１からインクが第１の溝部１３２内に流出する大きさとすることができる。もちろん、攪拌動作用の駆動は、通常の印刷時にノズル開口２１からインク滴を吐出させる駆動と同じ駆動としてもよく、また、通常の印刷時の駆動よりも大きな駆動とすることもできる。ちなみに、ここで言う大きな駆動とは、駆動電圧を大きくすることや、駆動波形における電圧印加時間を長くすることなどが挙げられる。

このように、密着キャップ１３０でノズル開口２１を密封した状態で、圧電アクチュエーター３００を駆動して、密着キャップ１３０の振動部１３１を振動させることで、ノズル開口２１近傍のインクを確実に攪拌することができる。したがって、ノズル開口２１近傍のインクに含まれる成分が沈降することによるインクの増粘を抑制することができ、増粘したインクによる吐出不安定の発生や、沈降したインクの成分、例えば、顔料インクによる印刷物の濃度斑の発生を抑制することができる。

また、上述のように、圧電アクチュエーター３００が圧力発生室１２内の圧力を負圧としても、密着キャップ１３０がノズル開口２１を密封するため、ノズル開口２１から空気が引き込まれるのを抑制することができる。ちなみに、ノズル開口２１から空気が引き込まれると、引き込まれた空気によって吐出不良が発生するため、吸引キャップ１４０による吸引動作を行わなければならず、無駄なインク消費が増大してしまう。したがって、本実施形態のように密着キャップ１３０によってノズル開口２１を密封した状態で圧力発生手段３００に駆動を行わせることで、インクの無駄な消費を抑制することができる。

また、インクジェット式記録ヘッド１の液体流路に設けられたコンプライアンス部４６も振動させることができ、液体流路全体に亘ってインクを攪拌することができる。なお、密着キャップ１３０でノズル開口２１を密封していることで、圧電アクチュエーター３００に微振動駆動を行わせる場合に比べて大きな駆動を行わせることができるため、マニホールド１００のコンプライアンス部４６を微振動駆動に比べてさらに大きく振動させることができる。したがって、マニホールド１００内のインクをさらに攪拌することができ、インクの成分の偏り等の発生を抑制することができる。

なお、このような密着キャップ１３０は、ノズルプレート２０の液体噴射面に密着してノズル開口２１を密封する必要があるため、特に図示しないが、密着キャップ１３０をノズルプレート２０の液体噴射面２０ａに当接するまで移動させて、液体噴射面２０ａに所定の圧力で押圧する移動手段が設けられている。

一方、図７に示すように、本実施形態の吸引キャップ１４０は、インクジェット式記録ヘッド１のノズルプレート２０に相対向して設けられ、ノズルプレート２０に設けられている複数のノズル開口２１の全てを覆うように設けられている。

この吸引キャップ１４０は、ノズルプレート２０に対向して全てのノズル開口２１に亘って開口する吸引口１４０ａを有する。この吸引口１４０ａの縁部がノズルプレート２０の表面に当接することで吸引キャップ１４０はノズル開口２１の全てを覆う。また、吸引キャップ１４０には、吸引口１４０ａと反対側の面に吸引口１４０ａと連通する連通口１４０ｂを有し、この連通口１４０ｂに吸引装置１４１がチューブ１４２を介して接続されている。

このような吸引キャップ１４０は、吸引口１４０ａの縁部をノズルプレート２０の表面に当接し、吸引装置１４１がインクを吸引することで圧力発生室１２内のインクを吸引して気泡等による印刷不良を防止する吸引動作時に用いられると共に密着キャップ１３０と同様にノズル開口２１の全てを覆うことでノズル開口２１近傍のインクの乾燥及び増粘を防止する役割を有する。

ここで、このようなインクジェット式記録装置Ｉの制御部について図８を参照して説明する。なお、図８は、本実施形態のインクジェット式記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図８に示すように、本実施形態に係るインクジェット式記録装置Ｉでは、実際に印刷を行う機構部となるインクジェット式記録ヘッド１と、密着キャップ１３０を液体噴射面２０ａに密着させる移動手段１５０と、インクジェット式記録ヘッド１及び移動手段１５０の動作を制御する制御部２００と、を具備する。

制御部２００は、印刷制御手段２０１、記録ヘッド駆動回路２０２、印刷位置制御手段２０３及び攪拌制御手段２０４を具備する。

印刷制御手段２０１は、インクジェット式記録ヘッド１の印刷動作を制御し、例えば、印刷信号の入力に伴って記録ヘッド駆動回路２０２を介してインクジェット式記録ヘッド１にインクを吐出させる。

また、印刷位置制御手段２０３は、インクジェット式記録ヘッド１の印刷時や攪拌動作時、吸引動作時等の主走査方向及び副走査方向の位置決めを行う。詳しくは、印刷位置制御手段２０３は、駆動モーター６を駆動してキャリッジ３を主走査方向に移動することでインクジェット式記録ヘッド１の主走査方向の位置決めを行い、図示しない紙送りモーターを駆動してプラテン８を回転し記録シートＳを副走査方向に移動することで記録シートＳに対するインクジェット式記録ヘッド１の副走査方向の位置決めを行っている。

移動手段１５０は、密着キャップ１３０を液体噴射面２０ａに向かって移動させて、密着キャップ１３０を液体噴射面２０ａに密着させるものである。このような移動手段１５０としては、モーターを用いたもの、油圧を用いたもの、電磁力を用いたものなどが挙げられる。

攪拌制御手段２０４は、印刷位置制御手段２０３を介してインクジェット式記録ヘッド１を密着キャップ１３０に相対向する領域に移動させる。また、移動手段１５０を制御して、密着キャップ１３０をインクジェット式記録ヘッド１側に移動させて、密着キャップ１３０を液体噴射面２０ａに密着させる。そして、記録ヘッド駆動回路２０２によって圧電アクチュエーター３００に攪拌動作用の駆動を行わせることで、液体流路内のインクを攪拌する攪拌動作を行わせる。

このような攪拌動作は、印刷待機時、印刷の合間などの所定のタイミングで行われる。なお、攪拌制御手段２０４は、常に攪拌動作を行わせなくてもよい。すなわち、攪拌制御手段２０４は、印刷待機時には、密着キャップ１３０によって液体噴射面２０ａをキャッピングした状態でノズル開口２１近傍のインクの乾燥を抑制し、一定時間経過毎に所定の長さで攪拌動作を行わせるようにしてもよい。このような攪拌動作のタイミングや継続時間等は、インクの成分や特性（増粘のし易さや成分の沈降し易さなど）に応じて適宜選択すればよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、密着キャップ１３０と吸引キャップ１４０とを設けた構成を例示したが、特にこれに限定されず、密着キャップ１３０と吸引キャップ１４０とを１つのキャップで兼用するようにしてもよい。すなわち、吸引キャップ１４０の吸引口１４０ａの内壁の一部に振動部１３１を設ければ、吸引キャップ１４０を密着キャップ１３０として用いることができる。

また、上述した実施形態１では、密着キャップ１３０の液体噴射面２０ａとは反対面側に開口する第１の溝部１３２を設けることで、振動部１３１を形成したが、特にこれに限定されない。ここで、密着キャップの他の例を図９に示す。なお、図９は、本発明の他の実施形態に係る密着キャップの平面図とそのＣ−Ｃ′線断面図及びＤ−Ｄ′線断面図である。

図９に示すように、密着キャップ１３０Ａには、液体噴射面２０ａとは反対面側に開口する第１の溝部１３２と、第１の溝部１３２と同じ位置の反対面側、すなわち液体噴射面２０ａ側に開口する第２の溝部１３３と、が設けられている。この第１の溝部１３２と第２の溝部１３３との間の領域は、他の領域（第１の溝部１３２及び第２の溝部１３３以外の領域）よりも厚さの薄い振動部１３１となっている。

このような密着キャップ１３０を液体噴射面２０ａに密着させてノズル開口２１を密封すると、第２の溝部１３３によってノズル開口２１の外側には空間が画成される。しかしながら、第２の溝部１３３に画成される空気の量はとても少なく、また、圧電アクチュエーター３００にノズル開口２１からインク滴を流出する駆動を先に行わせることで、この空間にインクを満たして、ノズル開口２１から空気が引き込まれ難くすることができる。

また、上述した実施形態１では、密着キャップ１３０と吸引キャップ１４０とをキャリッジ３の移動方向（第２の方向Ｙ）に並設したが、特にこれに限定されず、密着キャップ１３０を吸引キャップ１４０のキャリッジ３の移動方向とは直交する方向（第１の方向Ｘ）に並設し、印刷位置制御手段２０３がこの密着キャップ１３０と吸引キャップ１４０とを使用する状況に合わせてインクジェット式記録ヘッド１のノズルプレート２０に相対向する位置に交換するようにしてもよい。

また、上述した実施形態１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーターを用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

また、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッド１（ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド１が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。

さらに、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ（キャリッジ３）にインクカートリッジ２Ａ、２Ｂが搭載されたものを例示したが、インクを貯留したインクタンク等の液体貯留手段が装置本体２に固定されて、液体貯留手段がインクジェット式記録ヘッドとチューブ等の供給管を介して接続されるインクジェット式記録装置にも本発明を適用することができる。

なお、上記実施の形態においては、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に本発明を適用することができる。

１ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １Ａ、１Ｂ ヘッドユニット、 ２Ａ、２Ｂ インクカートリッジ、 ３ キャリッジ、 ４ 装置本体、 ５ キャリッジ軸、 ６ 駆動モーター、 ７ タイミングベルト、 ８ プラテン、 １２ 圧力発生室、 ２０ ノズルプレート、 ２０ａ 液体噴射面、 ２１ ノズル開口、 ４０ ケース部材、 ４２ コンプライアンス基板、 ４６ コンプライアンス部、 １００ マニホールド、 １３０ 密着キャップ、 １３１ 振動部、 １４０ 吸引キャップ、 １５０ 移動手段、 ２００ 制御部、 ２０１ 印刷制御手段、 ２０２ 記録ヘッド駆動回路、 ２０３ 印刷位置制御手段、 ２０４ 攪拌制御手段、 ３００ 圧電アクチュエーター（圧力発生手段）

Claims (2)

1. 液体を噴射するノズル開口を有し、該ノズル開口に連通する液体流路に圧力変化を生じさせる圧力発生手段を有する液体噴射ヘッドと、
   該液体噴射ヘッドの前記ノズル開口が開口する液体噴射面に密着して前記ノズル開口を密封する密着キャップと、
   該密着キャップによって前記ノズル開口を密封した状態で、前記圧力発生手段を駆動して前記液体流路内の液体を攪拌する攪拌制御手段と、を具備し、
   前記密着キャップは、前記圧力発生手段の駆動によって振動する可撓性の振動部を有することを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体噴射ヘッド内の前記液体流路の途中には、液体が貯留されるマニホールドが設けられており、該マニホールドを画成する壁面には、可撓性を有するコンプライアンス部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。

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