JP2015116826A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス動作時に気体が噴射ヘッドから流入するのを抑えること。【解決手段】複数のノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する第一供給経路と、前記第一供給経路とは別個に設けられ、前記液体噴射ヘッドと前記液体貯留部とを連通する第二供給経路と、前記第二供給経路において前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部へ向けた順方向へ前記液体を供給可能である液体駆動部と、前記液体噴射ヘッドの各ノズルを閉塞するように前記液体噴射ヘッドに密着するキャップ部と、を備え、前記キャップ部を前記液体噴射ヘッドに密着させた状態で、前記液体駆動部により前記液体を前記順方向に供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法に関する。

液体噴射装置として、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）の噴射口（ノズル）より記録媒体にインク（液体）を噴射する、インクジェット式プリンター（以下、プリンターと記す）が知られている。

このようなプリンターは、インクを収容するタンクを備え、このタンク内のインクを記録ヘッドに供給し、記録ヘッドからインクを吐出する。インクは、通常、顔料等の固形分と溶剤等の分散媒とを含む分散液からなっている。

このようなインクをプリンターで使用した場合、特にプリンターを電源オフにし、不使用の状態に維持すると、タンク内に収容されたインク中の固形分が分離し沈降（沈殿）して、インクの固形分濃度が不均一になることがある。そして、このように固形分の沈降、固形分濃度の不均一が生じると、電源オフ後、再度電源をオンにしてインクを吐出し、印刷を行った際に、タンク内に沈降した固形分がそのままインクジェットヘッド側に供給されることにより、記録ヘッドのノズル詰まりが引き起こされたり、記録品質にムラが生じたりするといった不都合が生じてしまう。

そこで、このような不都合を防止するべく、インクを貯留（収容）するためのタンクと記録ヘッドとを連通させる２つの供給経路を設け、当該記録ヘッドとタンクとの間でインクを循環させる記録装置（プリンター）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３３１２８１号公報

しかしながら、上記の構成では、インクを循環させることにより、気体が噴射ヘッドから流入する虞があった。

以上のような事情に鑑み、本発明は、メンテナンス動作時に気体が噴射ヘッドから流入するのを抑えることが可能な液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法を提供することを目的とする。

本発明に係る液体噴射装置は、複数のノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する第一供給経路と、前記第一供給経路とは別個に設けられ、前記液体噴射ヘッドと前記液体貯留部とを連通する第二供給経路と、前記第二供給経路において前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部へ向けた順方向へ前記液体を供給可能である液体駆動部と、前記液体噴射ヘッドの各ノズルを閉塞するように前記液体噴射ヘッドに密着するキャップ部と、を備え、前記キャップ部を前記液体噴射ヘッドに密着させた状態で、前記液体駆動部により前記液体を前記順方向に供給することを特徴とする。

本発明によれば、液体貯留部から液体噴射ヘッドに液体を供給する第一供給経路と、当該第一供給経路とは別個に設けられ液体噴射ヘッドと液体貯留部とを連通する第二供給経路とを有し、キャップ部を液体噴射ヘッドに密着させた状態で、第二供給経路に設けられた液体駆動部により液体を順方向に供給することとしたので、ノズルが密閉された状態で液体が供給されることとなる。このため、液体が供給されるメンテナンス動作の間にノズルから空気が流入するのを防ぐことができる。加えて、ノズルからインクが漏出することを防ぐこともできる。

上記の液体噴射装置は、前記液体駆動部を駆動して、前記液体を前記ノズルから外部に排出する排出動作を行うことを特徴とする。
本発明によれば、液体駆動部の駆動により、液体噴射ヘッドへ流れた液体により液体噴射ヘッドが加圧されることになる。これにより、ノズルから液体を排出させることができるため、ノズルの噴射状態を維持することができる。

上記の液体噴射装置は、前記循環動作において、前記ノズル内における液体のメニスカスを維持する圧力となるように前記液体駆動部を駆動することを特徴とする。
本発明によれば、ノズル内における液体のメニスカスを維持する圧力で液体駆動部により液体を供給するため、液体の供給速度を大きくする場合であっても液体のメニスカスを維持することができる。
上記の液体噴射装置は、前記第一供給経路の前記逆止弁より前記液体噴射ヘッド側に設けられ、該第一供給経路内の圧力が変化すると変形する可撓壁を備えることを特徴とする。

本発明に係る液体噴射装置のメンテナンス方法は、複数のノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する第一供給経路と、前記第一供給経路とは別個に設けられ、前記液体噴射ヘッドと前記液体貯留部とを連通する第二供給経路と、前記第一供給経路に設けられ、前記第一供給経路における前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドへの前記液体の流れを許容すると共に前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部への前記液体の流れを規制する逆止弁と、前記第一供給経路および前記第二経路において前記液体を流動可能な液体駆動部と、を備える液体噴射装置のメンテナンス方法であって、前記液体が前記第一供給経路において前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドの方向へ流れ、前記第二経路において該液体噴射ヘッドから該液体貯留部の方向へ流れるように、該液体貯留部と該液体噴射ヘッドとの間で液体を循環させる循環動作を、前記液体噴射ヘッドが前記液体を噴射媒体に噴射していないときに、前記液体駆動部を駆動して行うことを特徴とする。

本発明によれば、液体貯留部から液体噴射ヘッドに液体を供給する第一供給経路と、液体噴射ヘッドと液体貯留部とを連通する第二経路と、第一供給経路に設けられ、第一供給経路における液体貯留部から液体噴射ヘッドへの液体の流れを許容すると共に液体噴射ヘッドから液体貯留部への液体の流れを規制する逆止弁と、第一供給経路および第二経路において液体を流動可能な液体駆動部と、を備えたので、液体噴射ヘッドが前記液体を噴射媒体に噴射していないときに、液体駆動部を駆動して循環動作によるメンテナンス動作を行うことができる。

上記の液体噴射装置のメンテナンス方法では、前記液体駆動部を駆動して、前記液体を前記ノズルから外部に排出する排出動作を行うことを特徴とする。
本発明によれば、液体駆動部の駆動により、液体噴射ヘッドへ流れた液体により液体噴射ヘッドが加圧されることになる。これにより、ノズルから液体を排出させることができるため、ノズルの噴射状態を維持することができる。
また、前記液体が前記第二経路において前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドの方向に流れるように前記液体駆動部を駆動して、前記排出動作を行うようにしてもよい。

上記の液体噴射装置のメンテナンス方法では、前記液体噴射ヘッドの前記ノズルが形成された面側を覆うことが可能なキャップ部を備え、前記キャップが前記ノズルが形成された面側を覆った状態で、前記循環動作を行い、前記キャップが前記ノズルが形成された面側を覆わない状態で、前記排出動作を行うことを特徴とする。
本発明によれば、循環動作においてノズルから空気が流入するのを防ぐことができる。加えて、ノズルからインクが漏出することを防ぐこともできる。また、液体駆動部の駆動により、ノズルから液体を排出させる排出動作を行い、ノズルの噴射状態を維持することができる。

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本発明の実施の形態に係るプリンター装置の構成を示す概略図。 噴射ヘッド周辺の要部平面図。 噴射ヘッドのノズル開口形成面を示す平面図。 噴射ヘッドの断面構成を示す図。 メンテナンス機構の概略構成を示す模式図。 プリンター装置の構成を示すブロック図。 プリンター装置の動作を示す図。 プリンター装置の動作を示す図。 プリンター装置の動作を示す図。 本発明に係るプリンター装置の他の構成を示す概略図。

以下、図面をもとにして、本発明に係る液体噴射装置の実施の形態を説明する。液体噴射装置の各部材を認識可能な大きさとするため、以下の説明に用いる各図面には、縮尺が適宜変更された状態で各部材が示されている。本実施形態では、液体噴射装置としてインクジェット式のプリンター装置を例に挙げて説明する。

図１は、本実施形態のインクジェット式プリンター（以下、プリンター装置ＰＲＴと称す）の概略構成図である。図２は、噴射ヘッド周辺の要部平面図である。図３は、噴射ヘッドのノズル開口形成面を示す平面図である。

図１においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、ＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する場合がある。この場合においては、記録媒体Ｍの搬送方向をＸ方向（図１左右方向）、噴射ヘッド１１のノズル形成領域１５に垂直な方向をＺ方向（図１上下方向）、Ｘ方向軸及びＺ方向軸によって形成されるＸＺ平面に垂直な方向をＹ方向（図１紙面奥行き方向）とする。

これらの図に示すように、プリンター装置ＰＲＴは、記録媒体Ｍに画像や文字などを記録する装置である。記録媒体Ｍとしては、紙やプラスチックなどが用いられる。プリンター装置ＰＲＴは、インク噴射機構ＩＪ、搬送機構ＣＲ、メンテナンス機構ＭＮ及び制御装置ＣＯＮＴを有している。

インク噴射機構ＩＪは、記録媒体Ｍにインク滴（液体）を噴射する部分である。インク噴射機構ＩＪは、噴射ヘッド（液体噴射ヘッド）１１及びインク供給部１２を有している。本実施形態で用いるインクは、染料や顔料、これを溶解または分散する溶媒を基本的成分とし、必要に応じて各種添加剤が添加された液状体を用いる。

噴射ヘッド１１は、記録媒体Ｍに複数色のインク滴を噴射可能なヘッドである。噴射ヘッド１１は、図２に示すように、プリンター装置ＰＲＴが対象とする最大サイズの記録媒体Ｍの少なくとも一辺を越える長さ（最大記録紙幅Ｗ）に亘ってノズル形成領域１５を有するライン型の噴射ヘッドである。噴射ヘッド１１は、Ｚ方向上に移動可能に設けられている。噴射ヘッド１１は、ノズル１３及び図４に示す共通インク室１４を有している。

共通インク室１４は、例えば４色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）に対応するインクをそれぞれ保持する１つの部屋である（共通インク室１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）。ノズル形成領域１５は、上記各色の共通インク室１４に対応して設けられている（ノズル形成領域１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）。

ノズル１３は、噴射ヘッド１１のノズル形成領域１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ内にそれぞれ複数設けられ、上記４色のインク滴を吐出する開口部である。複数のノズル１３は、それぞれ１つの共通インク室１４に連通されている。ノズル１３は、図３に示すようにＹ方向に複数配列されている（ノズル列Ｌ）。ノズル列Ｌは、各色のノズル形成領域１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋについて、１列又は複数列設けられる。ノズル１３の数やノズル列Ｌの数は、適宜設定される。噴射ヘッド１１のうちノズル１３が設けられる面が噴射面１１Ａとなる。噴射面１１Ａは、噴射ヘッド１１の−Ｚ側に設けられる。噴射ヘッド１１は、−Ｚ側へインク滴を噴射するようになっている。

図４は、噴射ヘッド１１の構成を示す断面図である。
同図に示すように、噴射ヘッド１１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とを備えている。

ヘッド本体１８には複数の圧電素子２５が設けられており、各圧電素子２５は、複数のノズル１３のそれぞれに対応して設けられている。

流路形成ユニット２２は、共通インク室１４と、当該共通インク室１４に接続されたインク供給口３０と、インク供給口３０に接続された圧力室３１とを備えている。圧力室３１は、各々のノズル１３に対応して設けられている。各々の圧力室３１は、共通インク室１４と反対側の端部においてノズル１３に接続されている。

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１３を有する。ノズル基板２１の外面が噴射面１１Ａである。

このように構成された噴射ヘッド１１は、圧電素子２５に駆動信号が入力されることで、圧電素子２５が伸縮するようになっている。圧電素子２５の伸縮は、振動板１９の変形として伝達されるようになっている。振動板１９の変形により、圧力室３１の容積が変化し、インクを収容した圧力室３１の圧力が変動するようになっている。この圧力の変動によって、ノズル１３から、インクが噴射されるようになっている。

搬送機構ＣＲは、紙送りローラ３５、排出ローラ３６などを有している。紙送りローラ３５、排出ローラ３６は、不図示のモータ機構によって回転駆動されるようになっている。搬送機構ＣＲは、インク噴射機構ＩＪによるインク滴の噴射動作に連動させて記録媒体Ｍを搬送経路ＭＲに沿って搬送するようになっている。

図１に戻って、インク供給部（液体貯留部）１２は、インク噴射機構ＩＪの一側に配置され、噴射ヘッド１１の各共通インク室１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに接続されている。このインク供給部１２は、上記４色のインクを貯蔵するインクタンク１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを有している。

インク供給部１２は、第一供給チューブＳＲ１及び第二供給チューブＳＲ２を介して噴射ヘッド１１に接続されている。第一供給チューブＳＲ１は、インク供給部１２から噴射ヘッド１１へとインクを供給する経路（第一供給経路）である。第一供給チューブＳＲ１には、バルブユニットＶＵが設けられている。第二供給チューブＳＲ２は、インク供給部１２と噴射ヘッド１１を連通する経路（第二供給経路）である。第二供給チューブＳＲ２には、供給ポンプ（液体駆動部）ＲＰが設けられている。供給ポンプＲＰの駆動方向により、インク供給部１２から噴射ヘッド１１へとインクを供給する方向の流れと、噴射ヘッド１１からインク供給部１２へとインクを供給する方向の流れと、が発生するようになっている。

図５は、バルブユニットＶＵの構成を概略的に示す断面図である。
インク収容室ＲＭは、収容室形成部材５０の内部に形成されている。収容室形成部材５０は、図中左右方向の中央部に仕切り部５１を有している。インク収容室ＲＭは、仕切り部５１によって第一室（凹部）Ｒ１と第二室Ｒ２とに区画されている。仕切り部５１には連通部５２が形成されている。インク収容室ＲＭのうち第一室Ｒ１は、第一供給チューブＳＲ１を介してインク供給部１２に接続されている。第二室Ｒ２は、当該第一供給チューブＳＲ１を介して噴射ヘッド１１に接続されている。第一室Ｒ１と第二室Ｒ２とは、連通部５２を介して連通されている。このように、インク供給部１２、第一供給チューブＳＲ１（インク供給部１２側）、第一室Ｒ１、連通部５２、第二室Ｒ２、第一供給チューブＳＲ１（噴射ヘッド１１側）及び噴射ヘッド１１という順で、インク供給部１２から噴射ヘッド１１までが連通されている。

収容室形成部材５０の第一室Ｒ１を囲う壁部のうち、仕切り部５１とは異なる部分（図中左端）には、開口部が形成されている。当該開口部は、第一室Ｒ１とインク収容室ＲＭの外部とを連通するように形成されている。当該開口部には可撓性部材Ｆが貼り付けられており、当該可撓性部材Ｆによって開口部が塞がれた状態となっている。

弁ＶＢは、第一室Ｒ１と第二室Ｒ２とに跨って設けられている。弁ＶＢは、板状部Ｖ１、フランジ部Ｖ２及び軸部Ｖ３を有している。板状部Ｖ１は、可撓性部材Ｆに接着されている。フランジ部Ｖ２は、第二室Ｒ２内に設けられている。フランジ部Ｖ２は、第二室Ｒ２内に設けられている。フランジ部Ｖ２には、連通部５２を閉塞させるシール部Ｖ４が形成されている。当該シール部Ｖ４が仕切り部５１に当接することにより、連通部５２が遮断されるようになっている。

軸部Ｖ３は、連通部５２を貫通して配置されている。板状部Ｖ１及びフランジ部Ｖ２は、軸部Ｖ３によって接続されている。弁ＶＢは、インク収容室ＲＭの内容積が小さくなる方向に可撓性部材Ｆが撓むことにより、シール部Ｖ４が仕切り部５１から離れ、連通部５２が開くようになっている。

付勢機構ＳＰは、板状部Ｖ１と仕切り部５１との間に配置されている。付勢機構ＳＰとしては、バネ部材などが好適に用いられる。付勢機構ＳＰは、第一室Ｒ１内の内容積が増加する方向へ可撓性部材Ｆを撓ませるように板状部Ｖ１を図中左側（仕切り部５１から離れる方向）に付勢する。付勢機構ＳＰの付勢力は、インク収容室ＲＭが所定圧力よりも小さくなったときにシール部Ｖ４が連通部５２を開き、それ以外のときはシール部Ｖ４が連通部５２を遮断するように設定されている。

噴射ヘッド１１からインクが噴射される場合、シール部Ｖ４が連通部５２を遮断しているので、第一室Ｒ１から噴射ヘッド１１までの流路は負圧になる。この負圧により可撓性部材Ｆを撓ませようとする力が付勢機構ＳＰの付勢力より大きくなると、可撓性部材Ｆが撓んで連通部５２が開く。

第一室Ｒ１と噴射ヘッド１１とが連通されており、第二室Ｒ２とインク供給部１２とが連通されているため、第二室Ｒ２からインクが連通部５２を通って第一室Ｒ１側に供給される。インクが供給されたことにより第一室Ｒ１から噴射ヘッド１１までの負圧が小さくなると、当該負圧よりも付勢機構ＳＰの付勢力の方が大きくなりシール部Ｖ４が連通部５２を遮断した状態となる。

このように、バルブユニットＶＵは、第一室Ｒ１から噴射ヘッド１１を負圧にして、ノズルのインクメニスカスと整える作用と、第二室Ｒ２から第一室Ｒ１方向へのみインクが流れる逆止弁（一方向弁）の作用を有している。

図１に戻って、供給ポンプＲＰは、第二供給チューブＳＲ２内を流れるインクの方向と流速（供給速度）とを調整する。インクの流れる方向としては、噴射ヘッド１１からインク供給部１２へ向けた順方向、及び、インク供給部１２から噴射ヘッド１１へ向けた逆方向、のそれぞれの方向にインクを切り替えて供給可能になっている。なお、第二供給チューブＳＲ２におけるインクの流れの順方向のとき、第一供給チューブＳＲ１ではインクの流れはインク供給部１２から噴射ヘッド１１への流れの方向になっている。また、供給ポンプＲＰは、流速の調整を行う際には、後述するキャップ部材４２が噴射面１１Ａを覆っているか否かに応じて、少なくとも順方向に供給されるインクの流速を可変させることができるようになっている。この場合、流速の可変の制御は、制御装置ＣＯＮＴによって行われるようになっている。

メンテナンス機構ＭＮは、噴射ヘッド１１のメンテナンスを行う。メンテナンス機構ＭＮは、キャップ部材４２及び駆動機構ＡＣＴを有している。キャップ部材４２は、例えばゴムやエラストマなどの材料を用いて板状に形成されている。キャップ部材４２は、ヘッドＨの噴射面Ｈａに対して密着させる密着面４２ａを有している。密着面４２ａは、ヘッドＨの噴射面Ｈａに対向して設けられている。キャップ部材４２は、噴射面Ｈａのうち少なくともノズルＮＺが形成されている範囲を覆う寸法に形成されている。このため、キャップ部材４２によって噴射面ＨａのうちノズルＮＺが形成された面が密着して覆われる構成となっている。

本実施形態では、噴射ヘッド１１の各ノズル１３から噴射されるインクを受けるための吸収部材（不図示）がキャップ部材４２とは別個に設けられている。当該吸収部材は、キャップ部材４２が各ノズル１３から噴射されるインクの飛行経路から退避した状態のときに当該飛行経路上に配置可能である。この場合、インクの飛行経路上に配置された吸収部材がヘッドからのインクを受けることになる。

駆動機構ＡＣＴは、キャップ部材４２をヘッドＨとの間で移動させる。駆動機構ＡＣＴとしては、カム機構、モータ機構、エアシリンダ機構などのアクチュエータなどが用いられる。勿論、他のアクチュエータを用いても構わない。

図６は、プリンター装置ＰＲＴ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プリンター装置ＰＲＴは、全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴを備えている。制御装置ＣＯＮＴには、プリンター装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を入力する入力装置５９と、プリンター装置ＰＲＴ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。

制御装置ＣＯＮＴには、インク噴射機構ＩＪ、搬送機構ＣＲ、メンテナンス機構ＭＮなど、プリンター装置ＰＲＴの各部が接続されている。プリンター装置ＰＲＴは、圧電素子２５を含む駆動ユニット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。駆動信号発生器６２は、制御装置ＣＯＮＴに接続されている。

駆動信号発生器６２には、噴射ヘッド１１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。

次に、上記のように構成されたプリンター装置ＰＲＴの動作を説明する。
噴射ヘッド１１による印刷動作を行う場合、制御装置ＣＯＮＴは、搬送機構ＣＲによって記録媒体Ｍを不図示の支持面上に配置させる。記録媒体Ｍを配置させた後、制御装置ＣＯＮＴは、印刷する画像の画像データに基づいて、駆動信号発生器６２から圧電素子２５に駆動信号を入力する。

圧電素子２５に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮して、ノズル１３からインクが噴射される。ノズル１３から噴射されたインクによって、記録媒体Ｍに所望の画像が形成される。

噴射ヘッド１１のメンテナンス動作としては、キャッピング動作を行う。キャッピング動作を行う場合、制御装置ＣＯＮＴは、制御装置ＣＯＮＴは、駆動機構ＡＣＴにより、キャップ部材４２を噴射ヘッド１１側へ押圧する。この動作により、キャップ部材４２と噴射ヘッド１１との間が密閉状態となる。

プリンター装置ＰＲＴの電源をオフにし、不使用の状態に維持すると、インク供給部１２内に収容されたインク中の固形分が分離し沈降（沈殿）して、インクの固形分濃度が不均一になることがある。そして、このように固形分の沈降、固形分濃度の不均一が生じると、電源オフ後、再度電源をオンにしてインクを吐出し、印刷を行った際に、沈降した固形分がそのまま噴射ヘッド１１側に供給され、噴射ヘッド１１のノズル詰まりが引き起こされたり、記録品質にムラが生じたりするといった不都合が生じてしまう。

そこで、このような不都合を防止するべく、インク供給部１２と噴射ヘッド１１の間でインクを循環させるようにする。制御装置ＣＯＮＴは、供給ポンプＲＰを作動させ、第二供給チューブＳＲ２においてインクが順方向（噴射ヘッド１１→インク供給部１２の方向）又は逆方向（インク供給部１２の方向→噴射ヘッド１１）に流れるようにする。

具体的な例として、制御装置ＣＯＮＴは、図７に示すように、噴射ヘッド１１の噴射面１１Ａをキャップ部材４２で覆った状態で、インクが順方向に流れるように供給ポンプＲＰを駆動させる。この動作により、第一室Ｒ１が負圧になり弁ＶＢのシール部Ｖ４が連通部５２を開き、バルブユニットＶＵが開いた状態となるため、インク供給部１２から噴射ヘッド１１までが連通された状態となる。このため、第一供給チューブＳＲ１を介してインク供給部１２から噴射ヘッド１１へインクが供給されることになる。このとき供給ポンプＲＰの上流側に位置する噴射ヘッド１１内は負圧になるが、キャップ部材４２によって噴射面１１Ａが覆われているため、ノズル１３から空気が流入しないし、ノズル１３からインクが漏出することもない。このため、インクの流速（供給速度）を大きくして、沈降した固形成分が攪拌されやすくすることができる。この動作は、プリンター装置ＰＲＴの電源が入っている状態で行われるため、インクの供給に要する時間が短時間で済むことになる。

また、別の態様として、制御装置ＣＯＮＴは、図８に示すように、噴射ヘッド１１の噴射面１１Ａをキャップ部材４２で覆わない状態として、インクが順方向に流れるように供給ポンプＲＰを作動させるようにしても構わない。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、ノズル１３からインクが流入しないようにするため、インクの圧力Ｐ_Iが、当該ノズル１３においてインクのメニスカスを維持する圧力となるように、供給ポンプＲＰを駆動させる。

インク供給部１２からのインクがバルブユニットＶＵを通過するのに必要な第一供給チューブＳＲ１内の圧力Ｐ_Oが−１００Ｐａであり、ノズル１３におけるメニスカス維持の圧力Ｐ_Mが−２００Ｐａである場合、液体駆動工程では、インクの圧力Ｐ_Iがこの間の値（例えば、−１５０Ｐａなど）となるように、供給ポンプＲＰによるインクの供給速度を調整する。なお、インクの流れる圧力Ｐ_Iが圧力Ｐ_Oがよりも大きい場合、バルブユニットＶＵが閉じたままであるため、インクは流れない。また、インクの流れる圧力Ｐ_Iがノズル１３におけるメニスカス維持の圧力Ｐ_Mが−２００Ｐａよりも小さい場合、ノズル１３においてインクのメニスカスが保持できなくなり、インクの吐出量を正確に制御できなくなる。したがって、ここではＰ_M＜Ｐ_I＜Ｐ_Oであることが好ましい。上記の各数値はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。

図８に示す態様のインク供給動作としては、プリンター装置ＰＲＴの電源が入っている期間であって、かつ、噴射ヘッド１１によって記録媒体Ｍにインクを噴射している期間とは異なる期間に行うことができる。また、図７で示した態様のインク供給動作を行ってインクの沈降が解消された後に、当該インクが沈降しない程度の流速で図８に示す態様のインク供給動作を行うことが好ましい。

また、別の態様として、制御装置ＣＯＮＴは、図９に示すように、噴射ヘッド１１の噴射面１１Ａをキャップ部材４２で覆わない状態として、インクが逆方向に流れるように供給ポンプＲＰを駆動させることもできる。この場合、第一室Ｒ１が加圧された状態となり、可撓性部材Ｆが第一室Ｒ１の容積を増加させる方向へ撓むため、シール部Ｖ４が連通部５２を遮断したままの状態となる。このため、バルブユニットＶＵは閉じたままであり、第一供給チューブＳＲ１ではインクの流れが発生しないことになる。

また、第二供給チューブＳＲ２を介して噴射ヘッド１１へ流れてきたインクは、ノズル１３から噴射ヘッド１１の外部に排出される。ここでは、噴射ヘッド１１の噴射経路からがキャップ部材４２が退避しているため、排出されたインクは不図示の吸収部材などによって受けられることになる。このように、第二供給チューブＳＲ２側から供給されたインクによってフラッシング（クリーニング）動作を行うことができる。

噴射ヘッド１１を用いて印刷を行っていく上で、ノズル１３に異物が付着したり、増粘したインクがノズル１３に付着したりする場合がある。このような場合、噴射ヘッド１１に設けられたノズル１３のうち少なくとも１つが詰まったりして、噴射状態が不良となることがある。図９に示すようなインクの供給動作は、このようなノズル１３の噴射状態の不良を解消する目的で行うことができる。当該インク供給動作によって、噴射状態が不良であるノズル１３のクリーニングができるので、キャップ部材４２の吸引機構が不要になる。勿論、他の目的や、他の場合において、当該インクの供給動作を行っても構わない。

以上のように、本実施形態によれば、インク供給部１２から噴射ヘッド１１にインクを供給する第一供給チューブＳＲ１と、当該第一供給チューブＳＲ１とは別個に設けられ噴射ヘッド１１とインク供給部１２とを連通する第二供給チューブＳＲ２とを有し、キャップ部材４２を噴射ヘッド１１に密着させた状態で、第二供給チューブＳＲ２に設けられた供給ポンプＲＰによりインクを順方向に供給することとしたので、ノズル１３が密閉された状態でインクが供給されることになる。このため、インクを供給する間にノズルから空気が流入するのを防ぐことができる。加えて、ノズルからインクが漏出することを防ぐこともできる。

本発明の技術範囲は上記実施形態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で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、ライン型のヘッドを用いたプリンターの例を挙げて説明したが、これに限られることは無く、図１０（ａ）に示すように、走査型のヘッドを用いたプリンター装置ＰＲＴ２においても、本発明の適用は可能である。

なお、当該プリンター装置ＰＲＴ２の構成を簡単に説明する。プリンター装置ＰＲＴ２は、プリンター本体１０５と、サブタンク１０２及び噴射ヘッド１０３を搭載したキャリッジ１０４とを有している。プリンター本体１０５には、キャリッジ１０４を往復移動させるキャリッジ移動機構１５４と、噴射ヘッド１０３の各ノズルから増粘したインクを吸引するクリーニング動作等に用いられるキャッピング装置１５０と、インク供給チューブ１３４を介して噴射ヘッド１０３に供給するインクを貯留したインクカートリッジ１０６とが設けられている。このプリンター本体１０５には、記録紙を搬送する不図示の紙送り機構が設けられており、この紙送り機構は紙送りモータやこの紙送りモータによって回転駆動される紙送りローラ（いずれ不図示）等から構成され、記録紙を記録（印字・印刷）動作に連動させてプラテン１１３の上に順次送り出すようになっている。

キャリッジ移動機構１５４は、プリンター本体１０５の幅方向に架設されたガイド軸１０８と、モータ１０９と、モータ１０９の回転軸に接続されてこのモータ１０９によって回転駆動される駆動プーリー１１０と、駆動プーリー１１０とはプリンター本体１０５の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１１と、駆動プーリー１１０と遊転プーリー１１１との間に掛け渡されてキャリッジ１０４に接続されたタイミングベルト１１２を有しており、モータ１０９を駆動することによってキャリッジ１０４がガイド軸１０８に沿って主走査方向に往復移動するようになっている。

キャッピング装置１５０は、プリンター本体１０５内のホームポジションに配置されている。このホームポジションは、キャリッジ１０４の移動範囲内のうち記録領域よりも外側の端部領域であって電源オフ時や長時間に亘って記録が行われなかった場合にキャリッジ１０４が位置する場所に設定されている。プリンター装置ＰＲＴ２は、以上のような構成である。

また、上記実施形態では、噴射ヘッド１１がインク供給部１２に直接接続された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、インクを貯留するためのタンクとしてインクカートリッジ（メインタンク）１０６とサブタンク１０２とを用意し、サブタンク１０２と噴射ヘッド１０３との間でそれぞれインクを循環させる構成としても構わない。この場合、インクを循環させる流通路として第一供給チューブＳＲ１及び第二供給チューブＳＲ２を設け、第一供給チューブＳＲ１にはバルブユニットＶＵを配置し、第二供給チューブＳＲ２には供給ポンプＲＰを配置することで、本発明の適用が可能である。

上記の説明では、インクジェット式のプリンターと、インクカートリッジが採用されているが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器を採用しても良い。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であれ良い。

例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施例の形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。

液体噴射装置の具体例としては、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、面発光ディスプレイ、カラーフィルタ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体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、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、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。

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液体噴射装置、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液体噴射装置、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液体噴射装置を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置および液体容器に本発明を適用することができる。

ＰＲＴ、ＰＲＴ２…プリンター装置（液体噴射装置） ＩＪ…インク噴射機構 ＣＯＮＴ…制御装置 ＶＵ…バルブユニット（逆止弁） ＲＰ…供給ポンプ（液体駆動部） ＲＭ…インク収容室 ＶＢ…弁 ＳＰ…付勢機構 Ｆ…可撓性部材 ＳＲ１…第一供給チューブ（第一供給経路） ＳＲ２…第二供給チューブ（第二供給経路） １１…噴射ヘッド（液体噴射ヘッド） １２…インク供給部（液体貯留部） １３…ノズル。

本発明に係る液体噴射装置は、複数のノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドの前記ノズルに前記液体を供給する第一経路と、前記第一経路および前記液体噴射ヘッドと連通し、該第一経路と循環経路を形成する第二経路と、前記第一経路に設けられ、該第一経路における前記液体の流れを規制可能な弁と、前記第一経路に設けられ、該第一経路の圧力が変化すると撓む可撓性部材で壁の一部が形成された液室と、前記第二経路に設けられ、前記循環経路内の前記液体を流動可能な液体駆動部と、を備え、前記循環経路内の前記液体を、前記第二経路において前記液体噴射ヘッドに向かう方向に流動させて、該液体を前記ノズルから排出する排出動作を行うことを特徴とする。

本発明によれば、液体駆動部の駆動により、液体噴射ヘッドへ流れた液体により液体噴射ヘッドが加圧されることになる。これにより、ノズルから液体を排出させることができるため、ノズルの噴射状態を維持することができる。

上記の液体噴射装置は、前記弁が前記液体の流れを許容した状態で、前記循環経路内の液体を循環させる循環動作を、前記液体噴射ヘッドが前記液体を噴射媒体に噴射していないときに、前記液体駆動部を駆動して行うことを特徴とする。
上記の液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドの前記ノズルが形成された噴射面を覆うキャップ部を備え、前記噴射面を前記キャップ部で覆った状態で、前記循環動作を行うことを特徴とする。

上記の液体噴射装置は、前記循環動作において、前記ノズル内における液体のメニスカスを維持する圧力となるように前記液体駆動部を駆動することを特徴とする。
本発明によれば、ノズル内における液体のメニスカスを維持する圧力で液体駆動部により液体を供給するため、液体の供給速度を大きくする場合であっても液体のメニスカスを維持することができる。
上記の液体噴射装置は、前記循環経路と連通し、液体カートリッジが貯留する前記液体を、前記第一経路を介して前記液体噴射ヘッドに供給する液体供給経路を備えることを特徴とする。
上記の液体噴射装置は、前記液室は、前記弁が前記液体の流れを規制する際に遮断する連通部より前記液体噴射ヘッド側に設けられていることを特徴とする。
上記の液体噴射装置は、前記弁は、前記第一経路において前記液体噴射ヘッドの方向に向かう液体の流れを許容し、該第一経路において前記液体噴射ヘッドから該弁に向かう液体の流れを規制する逆止弁であることを特徴とする。
上記の液体噴射装置は、前記液体を噴射される媒体を支持する支持面を有し、該媒体が搬送される搬送経路を備え、前記液体噴射ヘッドは、前記支持面の上方において重力方向に移動可能に設けられていることを特徴とする。
上記の液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドの前記ノズルが形成された噴射面を覆うキャップ部を備え、前記キャップ部は、前記液体が前記媒体上に噴射されるとき、前記支持面の下方に退避することを特徴とする。

Claims (9)

1. 複数のノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
   前記液体を貯留する液体貯留部と、
   前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する第一供給経路と、
   前記第一供給経路とは別個に設けられ、前記液体噴射ヘッドと前記液体貯留部とを連通する第二経路と、
   前記第一供給経路に設けられ、前記第一供給経路における前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドへの前記液体の流れを許容すると共に前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部への前記液体の流れを規制する逆止弁と、
   前記第一供給経路および前記第二経路において前記液体を流動可能な液体駆動部と、
   を備え、
   前記液体が前記第一供給経路において前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドの方向へ流れ、前記第二経路において該液体噴射ヘッドから該液体貯留部の方向へ流れるように、該液体貯留部と該液体噴射ヘッドとの間で液体を循環させる循環動作を、前記液体噴射ヘッドが前記液体を噴射媒体に噴射していないときに、前記液体駆動部を駆動して行い、
   前記液体噴射ヘッドが前記液体を噴射媒体に噴射しているときは、前記液体駆動を駆動しない
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体駆動部を駆動して、前記液体を前記ノズルから外部に排出する排出動作を行うことを特徴とする
   請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記循環動作において、前記ノズル内における液体のメニスカスを維持する圧力となるように前記液体駆動部を駆動することを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記第一供給経路の前記逆止弁より前記液体噴射ヘッド側に設けられ、該第一供給経路内の圧力が変化すると変形する可撓壁を備えることを特徴とする
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記逆止弁は、前記第一供給経路の該逆止弁より前記液体噴射ヘッド側に設けられた液室内が所定の圧力になると開弁し、前記第一供給経路における前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドへの前記液体の流れを許容することを特徴とする
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
6. 複数のノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
   前記液体を貯留する液体貯留部と、
   前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する第一供給経路と、
   前記第一供給経路とは別個に設けられ、前記液体噴射ヘッドと前記液体貯留部とを連通する第二経路と、
   前記第一供給経路に設けられ、前記第一供給経路における前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドへの前記液体の流れを許容すると共に前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部への前記液体の流れを規制する逆止弁と、
   前記第一供給経路および前記第二経路において前記液体を流動可能な液体駆動部と、
   を備える液体噴射装置のメンテナンス方法であって、
   前記液体が前記第一供給経路において前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドの方向へ流れ、前記第二経路において該液体噴射ヘッドから該液体貯留部の方向へ流れるように、該液体貯留部と該液体噴射ヘッドとの間で液体を循環させる循環動作を、前記液体噴射ヘッドが前記液体を噴射媒体に噴射していないときに、前記液体駆動部を駆動して行うことを特徴とする
   液体噴射装置のメンテナンス方法。
7. 前記液体駆動部を駆動して、前記液体を前記ノズルから外部に排出する排出動作を行うことを特徴とする
   請求項６に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。
8. 前記液体が前記第二経路において前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドの方向に流れるように前記液体駆動部を駆動して、前記排出動作を行うことを特徴とする
   請求項７に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。
9. 前記液体噴射ヘッドの前記ノズルが形成された面側を覆うことが可能なキャップ部を備え、
   前記キャップは前記ノズルが形成された面側を覆った状態で、前記循環動作を行い、
   前記キャップは前記ノズルが形成された面側を覆わない状態で、前記排出動作を行うことを特徴とする
   請求項７に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。

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