JP2016117216A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体を噴射するノズルの開口周辺に付着した付着物を吸引により除去する際に、ノズルからの液体の排出を抑制することができる液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射装置１０は、液体収容体４１から供給される液体を噴射可能なノズル２２を有する液体噴射部２０と、液体収容体４１と液体噴射部２０とを接続する液体供給路７０と、ノズル２２が開口する開放空間を吸引することにより、液体噴射部２０に付着した付着物を除去する吸引機構８１と、吸引機構８１が吸引を行うときに液体噴射部２０への液体の供給を規制する供給規制部６０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、プリンターなどの液体噴射装置に関する。

液体噴射装置の一例であるインクジェット式のプリンターのうちには、液体を噴射するノズルを有するヘッドの他に、ノズルを覆うキャップと、キャップ内を吸引することでノズルからインクを吸引排出させる吸引手段と、ノズルが開口するノズル面を払拭するワイパーブレードと、を備えて、ヘッドのメンテナンスを行うものがある。

また、ヘッドのメンテナンスにおいて、ノズル面に付着するインクをワイパーブレードで払拭することによるノズル面の劣化を抑制するため、ノズル面との間に隙間をあけて配置したキャップを通じて吸引を行うことにより、ノズル面に付着したインクの除去をする技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平８−５８１０３号公報

ところで、上述のようにノズル面からキャップを離して吸引を行う場合であっても、キャップ内に負圧が生じ、その負圧によってノズルから液体が吸引排出されることがある。このときノズルから排出されるインクは、印刷にもメンテナンスにも寄与しないため、インクの無駄な消費となってしまう、という課題がある。

なお、このような課題は、インクジェット式のプリンターに限らず、液体を噴射するノズルの開口周辺に付着した付着物の除去を要する液体噴射装置においては、概ね共通したものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体を噴射するノズルの開口周辺に付着した付着物を吸引により除去する際に、ノズルからの液体の排出を抑制することができる液体噴射装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する液体噴射装置は、液体収容体から供給される液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射部と、前記液体収容体と前記液体噴射部とを接続する液体供給路と、前記ノズルが開口する開放空間を吸引することにより、前記液体噴射部に付着した付着物を除去する吸引機構と、前記吸引機構が前記吸引を行うときに前記液体噴射部への液体の供給を規制する供給規制部と、を備える。

この構成によれば、液体噴射部に付着した付着物を除去するためにノズルが開口する開放空間を吸引機構が吸引するときに、供給規制部によって液体噴射部への液体の供給が規制される。そのため、吸引機構の吸引力がノズルに及んだとしても、ノズルの上流側から液体の供給がなされないために、ノズルからの液体の流出が抑制される。したがって、液体を噴射するノズルの開口周辺に付着した付着物を吸引により除去する際に、ノズルからの液体の排出を抑制することができる。

上記液体噴射装置において、前記吸引機構は、吸引口を有する吸引部を有し、前記吸引部は、前記吸引口が前記液体噴射部から離れた状態で前記開放空間を覆う近接位置と、前記近接位置よりも前記液体噴射部から離れた離間位置との間で移動可能であり、前記吸引機構が前記吸引を開始するときに前記吸引部が前記離間位置に配置され、前記吸引機構が前記吸引を開始した後に前記吸引部が前記離間位置から前記近接位置に向けて移動する。

この構成によれば、吸引機構が吸引を開始するときに吸引部を近接位置よりも液体噴射部から離れた離間位置に配置することにより、吸引開始時の圧力変化が小さくなるので、ノズルからの液体の排出が抑制される。そして、吸引機構が吸引を開始した後に、吸引部が離間位置から近接位置に向けて移動することで、吸引口と液体噴射部の隙間が徐々に狭くなるので、その隙間を通じた外気の流入速度が速くなる。これにより、液体噴射部に対する吸引力を徐々に高めつつ、ノズルの開口付近に付着した付着物を除去することができる。

上記液体噴射装置において、前記吸引機構が前記吸引を終了する前に、前記吸引部が前記近接位置から前記離間位置に向けて移動する。
この構成によれば、吸引機構が吸引を終了する前に、吸引部が近接位置から離間位置に向けて移動することにより、吸引口と液体噴射部の隙間が徐々に広くなるので、吸引の終了時にノズルの開口に作用する負圧を小さくすることができる。そのため、吸引機構が吸引を終了したときにノズル内のメニスカスに作用する圧力変化を小さくして、メニスカスの破壊による液体の漏出を抑制することができる。

上記液体噴射装置において、前記吸引機構は、前記吸引を開始した後に、吸引速度が徐々に速くなるように吸引力を変化させていく。
この構成によれば、吸引機構が吸引を開始するときの吸引速度を遅くすることにより、ノズルに作用する圧力変化を小さくして、ノズルからの液体の排出を抑制することができる。そして、吸引機構が吸引を開始した後に、吸引速度を徐々に速めていくことで、液体噴射部に対する吸引力を高めて、ノズルの開口付近に付着した付着物を除去することができる。

上記液体噴射装置において、前記吸引機構は、前記吸引を終了する前に、吸引速度が徐々に遅くなるように吸引力を変化させていく。
この構成によれば、吸引機構が吸引を終了する前に、吸引速度が徐々に遅くなるので、吸引の終了時にノズルの開口に作用する負圧を小さくすることができる。そのため、吸引機構が吸引を終了したときにノズル内のメニスカスに作用する圧力変化を小さくして、メニスカスの破壊による液体の漏出を抑制することができる。

上記液体噴射装置において、前記吸引機構は、前記ノズルの開口を囲むように前記液体噴射部に当接することで前記ノズルが開口する開放空間を閉空間とする吸引部を有し、前記吸引部は、前記液体噴射部に当接して前記閉空間を形成する閉位置と、前記液体噴射部から離れた開位置との間で移動可能であり、前記吸引機構は、前記吸引部が前記開位置に移動して行う前記吸引と、前記吸引を停止して行う前記吸引部の前記閉位置への移動とを交互に繰り返し行う。

吸引部が閉位置に配置された状態で吸引機構が吸引を行うことにより、ノズルを通じて液体噴射部内の液体を排出する吸引排出クリーニングを行うことができる。このような吸引排出クリーニングの後に、吸引部が閉位置から開位置に移動すると、液体噴射部の吸引部が接触していた部分に液体が付着したまま残ってしまうことがある。その点、上記構成によれば、吸引部を開位置に移動させて吸引機構が吸引を行うことにより、液体噴射部に残った液体を、吸引部を通じて吸い取ることができる。また、この吸引によって吸い取り切れなかった液体が、吸引によって吸引力が及びにくい位置に移動した場合、吸引を停止して吸引部を再び閉位置に移動させると、吸引部に接触した液体が吸引部の周囲に凝集される。そのため、その後に吸引部を開位置に移動させて吸引機構による吸引を繰り返すことにより、前回の吸引で残った液体を吸引により除去することができる。

上記液体噴射装置において、前記吸引機構は、前記液体噴射部における前記ノズルが開口する開口面に、前記ノズルの開口を囲むように当接することで前記ノズルが開口する開放空間を閉空間とする吸引部を有し、前記吸引部の前記開口面に接触する部分は、前記開口面よりも撥液性が低い。

吸引部がノズルの開口を囲むように液体噴射部の開口面に当接した状態で吸引機構が吸引を行うことにより、ノズルが開口する閉空間を負圧にして、その負圧によってノズルから液体を排出させる吸引排出クリーニングを行うことができる。このような吸引排出クリーニングの後に、吸引部が閉位置から開位置に移動すると、液体噴射部の吸引部が接触していた部分に液体が付着したまま残ってしまうことがある。その点、上記構成によれば、吸引部の開口面に接触する部分は、開口面よりも撥液性が低いので、吸引部が開口面から離れるときに、開口面に残る液体の量を少なくすることができる。

上記液体噴射装置において、前記吸引機構は、吸引口を有する吸引部を有し、前記液体噴射部における前記ノズルが開口する開口面と前記吸引口とが対向する位置に前記吸引部を配置して前記吸引を行い、当該吸引を行うときに、前記開口面と前記吸引口との距離が０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下に設定される。

開口面と吸引口との距離が０．１ｍｍより短いと、吸引機構が吸引を行うときに、ノズルが開口する開放空間の負圧が大きくなりすぎて、ノズルから液体が排出されてしまう。一方、開口面と吸引口との距離が１．５ｍｍより長いと、吸引機構が吸引を行うときに、ノズルが開口する開放空間に十分な負圧が発生せず、液体噴射部に付着した付着物の除去性能が低下してしまう。その点、上記構成によれば、開口面と吸引口との距離が０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定されるので、ノズルからの液体の排出を抑制しつつ、液体噴射部に付着した付着物を効率よく除去することができる。

上記液体噴射装置において、前記吸引機構は、吸引口を有する吸引部と、前記吸引部を通じて吸引を行う吸引ポンプと、前記吸引部と前記吸引ポンプとを接続する吸引流路と、前記吸引流路に設けられる吸引用バルブと、前記吸引用バルブと前記吸引ポンプとの間に設けられる圧力室と、を有し、前記吸引用バルブを閉弁状態にして前記吸引ポンプを駆動することにより前記圧力室内の圧力を大気圧より小さい負圧にした後に、前記吸引用バルブを開弁状態にすることにより、前記吸引口を通じて前記吸引を行う。

この構成によれば、吸引用バルブを閉弁状態にして吸引ポンプを駆動することにより、圧力室内に負圧を蓄積し、その後に吸引用バルブを開弁状態にすることにより、ノズルが開口する開放空間の圧力を一気に低下させて、効率よく液体噴射部に付着した付着物を除去することができる。

液体噴射装置の一実施形態を模式的に示す断面図。 図１の液体噴射装置の動作を模式的に示す断面図。 閉位置に配置されたキャップを示す断面図。 離間位置と近接位置との間で移動するキャップを示す断面図。 キャップの第１変更例を示す断面図。 キャップの第２変更例を示す断面図。

以下、液体噴射装置の実施形態について、図を参照して説明する。液体噴射装置は、例えば、用紙などの媒体に液体の一例であるインクを噴射することによって記録（印刷）を行うインクジェット式のプリンターである。

図１に示すように、液体噴射装置１０は、液体を噴射する液体噴射部２０と、気体を送出する送出ユニット３０と、液体噴射部２０に供給する液体を収容する液体収容部４０と、液体収容部４０に収容された液体を液体噴射部２０に供給する液体供給路７０と、を備える。また、液体噴射装置１０は、液体供給路７０において液体噴射部２０に供給される液体の圧力を調整する圧力調整部５０と、液体収容部４０から液体噴射部２０への液体の供給を規制可能な供給規制部６０と、液体噴射部２０のメンテナンスを行うメンテナンス装置８０と、を備える。

液体供給路７０は、液体収容部４０と圧力調整部５０とを接続する第１供給路７１と、圧力調整部５０と供給規制部６０とを接続する第２供給路７２と、供給規制部６０と液体噴射部２０とを接続する第３供給路７３と、を含む。以降の説明では、気体または液体の流通方向に沿って、上流及び下流をいう。

液体噴射部２０は、液体を液滴として噴射する複数のノズル２２と、これらノズル２２が開口する開口面２３とを有する。そして、液体噴射部２０は、ノズル２２から媒体Ｍに向かって液体を噴射することで、記録（印刷）を行う。

印刷のためにノズル２２から規定サイズの液滴を噴射すると、その液滴よりも微小な液滴からなるミストが副次的に生じてしまう。こうしたミストが開口面２３に付着して徐々に大きくなって液滴となると、この大きくなった液滴が、ノズル２２から噴射される液滴に接触して噴射された液滴の飛翔方向を変化させ、印刷品質を低下させてしまうことがある。こうしたミストの付着を抑制するため、開口面２３には撥液膜を形成しておくことが好ましい。

送出ユニット３０は、気体（本実施形態では、空気）を圧送する送出機構３１と、送出ユニット３０と液体収容部４０とを接続する送出流路３２と、送出流路３２と供給規制部６０とを接続する分岐流路３３と、を備える。送出機構３１は、例えば圧縮機等のポンプである。送出流路３２及び分岐流路３３は、気体を流通可能な流路である。

送出ユニット３０は、分岐流路３３を介した供給規制部６０への気体の流通を規制可能な送出用バルブ３５を備える。送出用バルブ３５は、開弁状態になったときに送出機構３１から供給規制部６０への気体の流通を許容する一方、閉弁状態になったときに送出機構３１から供給規制部６０への気体の流通を規制する。そして、送出用バルブ３５が開状態のときに送出ユニット３０が駆動すると、分岐流路３３を介して供給規制部６０に気体が圧送される。

液体収容部４０は、外力に応じて圧縮変形する液体収容体４１を備える。液体収容体４１は、例えば可撓性を有するフィルム部材で形成された袋状をなし、第１供給路７１の上流端と連通している。また、液体収容部４０には、液体収容体４１を格納する格納室４２が形成されている。格納室４２には、送出流路３２の下流端が接続されている。

送出ユニット３０は、液体噴射部２０が液体を噴射するときに送出機構３１が駆動することにより、図１に矢印で示すように送出流路３２を介して格納室４２に気体を送出する。すると、液体収容部４０の格納室４２に気体が流入して、格納室４２の圧力が増大する。これにより、液体収容体４１が圧縮変形すると、液体収容体４１に収容された液体が加圧された状態で第１供給路７１に流出する。

圧力調整部５０は、液体噴射部２０における液体の消費に伴って、液体噴射部２０と連通する第２供給路７２内の液体の圧力が大気圧よりも低い所定の閾値Ｐ（例えば−１ｋＰａ程度）未満になると、第１供給路７１を第２供給路７２と連通させる。また、この連通により第１供給路７１から第２供給路７２に加圧された液体が流入する結果、第２供給路７２内の液体の圧力が閾値Ｐ以上になると、圧力調整部５０が第１供給路７１と第２供給路７２を非連通状態にする。

このように、圧力調整部５０は、ノズル２２の背圧となる第３供給路７３の圧力が閾値Ｐ程度の負圧に維持されるように調整する。これに対して、送出ユニット３０は、液体噴射部２０が液体を噴射するときに、圧力調整部５０よりも上流側となる第１供給路７１内の圧力が大気圧以上（例えば２０ｋＰａ程度）に維持されるように、所定のタイミングで駆動する。

供給規制部６０は、可撓性を有するフィルム部材６４と、フィルム部材６４によって区画される気体室６１及び液体室６２と、液体室６２内に突出する突出部６３と、フィルム部材６４を液体室６２の容積を増大させる方向に付勢する付勢部材６５と、気体室６１を大気開放するための開放用バルブ６６と、を備える。開放用バルブ６６が開弁状態になると気体室６１は大気と連通する一方、開放用バルブ６６が閉弁状態になると気体室６１は大気と非連通となる。

気体室６１は、分岐流路３３の下流端と連通し、液体室６２は、第２供給路７２の下流端及び第３供給路７３の上流端と連通する。ここで、第３供給路７３の上流端は、突出部６３の突端に設けられた開口６７を介して液体室６２と連通する。

フィルム部材６４は、気体室６１と液体室６２との圧力差に応じて撓み変位することにより、気体室６１及び液体室６２の容積を互いに増減させる。また、フィルム部材６４は、付勢部材６５の付勢力に抗して液体室６２の容積を減少させる方向に撓み変位したときに突出部６３の開口６７を閉塞する一方で、付勢部材６５の付勢力により液体室６２の容積を増大させる方向に撓み変位したときに開口６７を開放する。

液体噴射部２０が液体を噴射するときには、送出用バルブ３５が閉弁状態になるとともに、開放用バルブ６６が開弁状態になることにより、気体室６１内は大気圧と同じ圧力になる。この状態において、液体室６２が閾値Ｐ程度の負圧になったときにも、フィルム部材６４が開口６７を開放する位置に配置されるように、付勢部材６５の付勢力が設定される。

このように、供給規制部６０のフィルム部材６４が開口６７を開放するときの配置を「許容位置」といい、フィルム部材６４が許容位置にあるときの供給規制部６０の状態を「許容状態」という。そして、供給規制部６０が許容状態である場合、第２供給路７２から第３供給路７３への液体の供給が許容される。

一方、開放用バルブ６６が閉弁状態になるとともに送出用バルブ３５が開弁状態になった状態で送出機構３１が駆動すると、分岐流路３３を通じて気体室６１に気体が流入することにより、気体室６１の圧力が上昇する。

すると、図２に示すように、フィルム部材６４が付勢部材６５の付勢力に抗して液体室６２の容積を減少させる方向に撓み変位して開口６７を閉塞する。このように、供給規制部６０のフィルム部材６４が開口６７を閉塞するときの配置を「閉塞位置」といい、フィルム部材６４が閉塞位置にあるときの供給規制部６０の状態を「閉塞状態」という。そして、供給規制部６０が閉塞状態である場合、第２供給路７２から第３供給路７３への液体の供給が規制される。

メンテナンス装置８０は、キャップ８３と、キャップ８３を液体噴射部２０に対して相対移動させる移動機構８８と、キャップ８３内を吸引する吸引機構８１と、ワイピング機構８２と、を備える。

吸引機構８１は、キャップ８３を通じて吸引を行う吸引ポンプ８４と、キャップ８３と吸引ポンプ８４とを接続する吸引流路８５と、吸引流路８５に設けられる吸引用バルブ８６と、吸引用バルブ８６と吸引ポンプ８４の間に設けられる圧力室８７と、を有する。吸引用バルブ８６は、開弁状態になったときに吸引流路８５における流体の流通を許容する一方、閉弁状態になったときに吸引流路８５における流体の流通を規制する。

キャップ８３は、例えば有底箱状をなして、吸引流路８５の上流端が開口する底部８３ａと、底部８３ａにおいて吸引流路８５の開口を囲むように立設される側壁部８３ｂと、側壁部８３ｂの先端に設けられた弾性体からなるリップ部８３ｃと、を有する。

ワイピング機構８２は、液体噴射部２０の開口面２３を払拭するワイパー９１と、ワイパー９１を支持するワイパー支持部９２と、ワイパー支持部９２を移動させる移動機構９３と、を備える。

次に、メンテナンス装置８０が行う液体噴射部２０のメンテナンス動作について説明する。
図３に示すように、キャップ８３は、リップ部８３ｃが形成する開口がノズル２２を囲むように液体噴射部２０の開口面２３に当接（所定の圧力で接触）することで、ノズル２２が開口する開放空間を閉空間とする。これにより形成された閉空間をＳｃとし、このようにキャップ８３で閉空間Ｓｃを形成することを、キャッピングという。

移動機構８８は、キャップ８３が液体噴射部２０に当接して閉空間Ｓｃを形成する閉位置（図３に示す位置）と、液体噴射部２０から離れた開位置（図１及び図４に示す位置）との間でキャップ８３を移動させる。そして、液体噴射部２０が印刷を行わないときなどには、ノズル２２の乾燥による目詰まりを抑制するために、移動機構８８がキャップ８３を閉位置に移動させて、キャッピングを行っておくことが好ましい。キャッピングの際には、キャップ８３内に液体噴射部２０から噴射した液体を残存させておくことにより、閉空間Ｓｃを保湿して、ノズル２２の乾燥を抑制することが可能になる。

キャッピングをした状態で吸引ポンプ８４が駆動すると、キャップ８３内の流体（気体及び液体）が吸引流路８５に吸引されることにより閉空間Ｓｃに負圧が生じ、その負圧によってノズル２２を通じて液体噴射部２０内の液体が気泡等の異物とともに排出される。このようにキャップ８３内に生じた負圧によってノズル２２から液体を排出させるメンテナンス動作を吸引排出クリーニングという。

吸引排出クリーニングに際して、吸引用バルブ８６を閉弁状態にして吸引ポンプ８４を所定時間駆動することで圧力室８７内を大気圧より小さい負圧にし、さらにその負圧を所定の値まで蓄積した後に吸引用バルブ８６を開弁状態にすると、キャップ８３内の圧力を一気に低下させて、ノズル２２から勢いよく液体を流出させることができる。これにより、ノズル２２から排出される液体の流速を上げて、流路内に引っかかっている気泡や異物等を効率よく排出することが可能になる。

また、キャップ８３内に負圧を作用させる際に、供給規制部６０を閉塞状態にしておくと、供給規制部６０を許容状態にした場合よりも第３供給路７３及び液体噴射部２０内の圧力が低下する。そして、このように液体噴射部２０内の圧力を低下させた状態で供給規制部６０を許容状態に変化させると、液体噴射部２０を流れる液体の流速をさらに上げて、異物等の排出効率を高めることが可能になる。このような吸引排出クリーニングを、チョーククリーニングという。

吸引排出クリーニングの際には、ノズル２２からの液体の排出に伴って第２供給路７２内の圧力が閾値Ｐを大きく下回るので、圧力調整部５０が第１供給路７１を第２供給路７２と連通させる。その結果、液体噴射部２０には液体収容体４１から液体が供給されるので、その分、吸引排出クリーニングでは液体収容体４１の液体が消費されることになる。

また、移動機構８８がキャップ８３を開位置に移動させて、液体噴射部２０からキャップ８３に向けて液滴をうち捨てるメンテナンス動作をフラッシングという。そして、吸引排出クリーニングやフラッシングによってキャップ８３に廃液として受容された液体は、キャップ８３を開位置に配置した状態で吸引ポンプ８４が駆動することにより、キャップ８３内から排出される。このように、吸引排出クリーニング後にキャップ８３内にたまった液体を吸引により排出することを、空吸引という。

さらに、ワイパー９１が液体噴射部２０の開口面２３に接触した状態で、ワイパー支持部９２がワイパー９１を開口面２３に沿って移動させることで、ワイパー９１により開口面２３を払拭するメンテナンス動作をワイピングという。

ワイピングを行うと、開口面２３に付着していた異物や気泡がノズル２２内に押し込まれることがある。そのため、ワイピングの実行後には、フラッシングをしてノズル２２内の異物を排出することが好ましい。

ところで、吸引排出クリーニングにおいてキャップ８３を閉位置に配置して吸引を行った後、空吸引のためにキャップ８３を開位置に移動させる際には、キャップ８３内に排出された液体の一部が開口面２３に付着することがある。特に、キャップ８３のリップ部８３ｃが開口面２３と離れ始めるときには、リップ部８３ｃと開口面２３との間に膜が張るため、開口面２３には、リップ部８３ｃが接触していた跡が環状をなすように残ることがある。このように開口面２３に残るキャップ８３の接触跡（液体）のことを、リップマークともいう。

その他にも、ノズル２２の乾燥を抑制するためのキャッピングをしている間に、キャップ８３内に残存させた液体がキャップ８３を伝って開口面２３に付着してしまうことがあるし、印刷のための液滴の噴射に伴って生じたミストが開口面２３に付着していることもある。さらに、このように開口面２３に付着した液体に紙粉や塵埃などが吸着されることもある。

このように、開口面２３に液体などの異物が付着していると、その異物がノズル２２から噴射される液滴に接触して噴射された液滴の飛翔方向を変化させ、印刷品質を低下させてしまうことがある。あるいは、開口面２３に付着した付着物が媒体Ｍの上に落下して、媒体Ｍを汚してしまう虞がある。そのため、開口面２３に付着した液体などの付着物は、ワイピング等のメンテナンス動作によって除去することが好ましい。しかし、ワイパー９１を摺接させるワイピングを繰り返し行うと、開口面２３に形成した撥液膜が傷ついて、その撥液性が低下してしまうおそれがある。

そこで、液体噴射装置１０では、開口面２３に液体などの付着物が付着した場合に、供給規制部６０を閉塞状態にして液体噴射部２０への液体の供給を規制するとともに、キャップ８３を液体噴射部２０から離した開位置に配置した状態で吸引機構８１を駆動させて開口面２３を吸引することで、開口面２３に付着した付着物を除去する。このように、吸引により液体噴射部２０に付着した付着物を除去するメンテナンス動作を吸引除去メンテナンスという。この吸引除去メンテナンスを吸引排出クリーニングの後に実行する場合には、空吸引と兼ねて吸引除去メンテナンスの吸引を行うこともできる。

吸引除去メンテナンスにおいては、キャップ８３が開口面２３を吸引する吸引部として機能し、リップ部８３ｃが形成するキャップ８３の開口が吸引口として機能する。また、吸引排出クリーニング及び吸引除去メンテナンスを行う際には、キャップ８３は、吸引口を有する吸引部として、吸引機構８１の一部を構成する。なお、吸引部となるキャップ８３の開口面２３に接触するリップ部８３ｃの先端部分は、開口面２３から離れたときに開口面２３に残る液体を少なくするために、開口面２３よりも撥液性が低くなるようにすることが好ましい。

図２に示すように、吸引除去メンテナンスにおいては、開口面２３に吸引力を及ぼすために、キャップ８３の開口を開口面２３に近い位置に配置する。そして、吸引除去メンテナンスを行うときのキャップ８３の位置を、開位置の中でも特に「近接位置」という。

すなわち、ノズル２２が開口する開放空間を覆う近接位置にキャップ８３が配置されたとき、キャップ８３は液体噴射部２０から離れているので、キャップ８３と開口面２３との間には隙間がある。そのため、キャップ８３を近接位置に配置して吸引機構８１が吸引を行うと、キャップ８３と開口面２３の隙間から吸入される外気の流れによって、液体噴射部２０に付着した付着物が除去される。

このとき、送出用バルブ３５を開弁状態にして送出ユニット３０を駆動させることにより、図２に矢印で示すように分岐流路３３を通じて気体が気体室６１に供給されて、供給規制部６０が閉塞状態になる。すなわち、フィルム部材６４が開口６７を閉塞することにより、液体収容体４１から液体噴射部２０への液体の供給が規制されるので、ノズル２２からの液体の排出が抑制される。

ただし、キャップ８３と開口面２３の隙間が狭すぎると、キャップ８３が形成する空間内において負圧が高まり、その負圧によってノズル２２から液体が吸い出されて、液体が無駄に消費されてしまう虞がある。例えば、吸引口となるキャップ８３のリップ部８３ｃと開口面２３との距離が０．１ｍｍ未満になると、ノズル２２から液体が吸い出されやすくなる。一方、キャップ８３と開口面２３との距離が１．５ｍｍより広くなると、開口面２３に十分な吸引力が及ばず、付着物の除去効率が低下してしまう。

そのため、吸引除去メンテナンスを行うときにキャップ８３が配置される近接位置は、液体噴射部２０の開口面２３とキャップ８３の吸引口とが対向する位置であって、開口面２３と吸引口となるリップ部８３ｃとの距離が０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下となる位置であることが好ましい。

ここで、ノズル２２内には湾曲した液面であるメニスカスが形成され、その液面が接する外気との圧力差が所定値に達するまではメニスカスが壊れないので、液体は排出されない。例えば、ノズル２２のメニスカス耐圧は−４〜−５ｋＰａ程度であるため、ノズル２２が開口する開放空間の負圧がそのメニスカス耐圧を超えないように吸引を行うことが好ましい。

ただし、ノズル２２のメニスカスが接する外気の圧力が急激に変化すると、外気の圧力変化が穏やかな場合よりも、小さい圧力差でメニスカスが壊れてしまうことがある。メニスカスは、その液面の境界がノズル２２の開口部分に引っかかることで液面位置が移動しにくくなっているが、圧力変化が大きいと、その衝撃で液面の引っかかりがはずれてしまうことが、こうしたメニスカス破壊の一因として考えられる。

そのため、こうした急激な圧力変化がメニスカスに作用しないように、吸引機構８１が吸引除去メンテナンスにおいて吸引を開始するときに、キャップ８３をまず近接位置よりも液体噴射部２０から離れた離間距離に配置しておき、吸引機構８１が吸引を開始した後にキャップ８３を離間位置から近接位置に向けて移動させることが好ましい。

この場合、図４に示すように、キャップ８３は、吸引口が液体噴射部２０から離れた状態で開放空間を覆う近接位置（図４に二点鎖線で示す位置）と、近接位置よりも液体噴射部２０から離れた離間位置（図４に実線で示す）との間で移動することになる。

また、吸引機構８１が吸引を終了すると、ノズル２２が開口する空間の圧力が負圧の状態から正圧の状態に一気に変化するため、その変化の度合いが大きいと、ノズル２２の開口から空気が流入してノズル２２内に形成されたメニスカスを壊したり、気泡を混入させてしまったりする虞がある。そのため、吸引機構８１が吸引除去メンテナンスにおいて吸引を終了する前に、キャップ８３が図４に二点鎖線で示す近接位置から、図４に実線で示す離間位置に向けて移動するようにするとよい。

なお、キャップ８３を移動させずに同様の効果を得るために、吸引除去メンテナンスにおいて吸引機構８１が吸引を開始した後に、吸引口からの吸引速度が徐々に速くなるように吸引力を変化させていくようにしてもよいし、吸引を終了する前に、吸引口からの吸引速度が徐々に遅くなるように吸引力を変化させていくようにしてもよい。あるいは、キャップ８３の移動と吸引力の変化を組み合わせて、吸引速度を変化させるようにすることも可能である。

吸引除去メンテナンスにおいて、吸引用バルブ８６を閉弁状態にして吸引ポンプ８４を所定時間駆動し、圧力室８７内を大気圧より小さい負圧にし、さらにその負圧を蓄積した後に吸引用バルブ８６を開弁状態にすることにより、キャップ８３を通じて開放空間の吸引を行うようにしてもよい。これにより、ノズル２２が開口する開放空間が負圧になるまでの時間を短縮して、開口面２３に付着した付着物を勢いよく吸引することが可能になる。ただし、この場合においても、ノズル２２に最初に作用する負圧がメニスカス耐圧を超えないようにすることが好ましい。

その他、吸引除去メンテナンスにおいて、吸引機構８１は、キャップ８３が開位置に移動して行う吸引と、吸引を停止して行うキャップ８３の閉位置への移動とを交互に繰り返し行うようにしてもよい。このようにすれば、１回目の吸引によって吸い取り切れなかった液体が、吸引によって移動して液体噴射部２０における吸引力が及びにくい位置に移動したとしても、再びキャッピングを行うことにより、その移動した液体がキャップ８３に接触することで元の位置に凝集される。そのため、その後にキャッピングを解除して再び吸引を行うことにより、前回の吸引で吸い取り切れなかった液体の除去を行うことが可能になる。

次に、以上のように構成された液体噴射装置１０の作用について説明する。
液体噴射装置１０においては、供給規制部６０により液体噴射部２０への液体の供給を規制するとともにキャップ８３を液体噴射部２０から離した近接位置に配置した状態で吸引機構８１を駆動させる吸引除去メンテナンスにより、開口面２３に付着した液体などの付着物を除去することが可能である。

そして、この吸引除去メンテナンスをワイピングに代えて行うことにより、ワイパー９１の摺接によって開口面２３にかかる負荷を抑制することができる。また、吸引排出クリーニングの実行後に吸引除去メンテナンスを行う場合には、空吸引と兼用させることもできるので、移動機構９３によりワイパー９１を移動させてワイピングを行う場合よりも、メンテナンスの実行時間を短縮することができる。

さらに、ワイパー９１で開口面２３を払拭する場合には、ワイパー９１が接触しない部分に拭き残しが生じたり、ワイパー９１で異物をノズル２２内に押し込んだりする虞があるが、吸引により付着物を除去する場合には、そのような虞がない。

一方、吸引により付着物を除去する場合には、ノズル２２から液体を無駄に排出させてしまう虞があるが、吸引除去メンテナンスの際に、供給規制部６０により液体噴射部２０に対する液体の供給を規制しておくことにより、液体をノズル２２からの液体の排出を抑制しつつ、付着物の除去を行うことができる。

そして、チョーククリーニングを実行するためのキャップ８３、供給規制部６０及び吸引機構８１を備える液体噴射装置１０においては、新たに別の部材を追加することなく吸引除去メンテナンスを実行することができるので、装置の構成を複雑にすることなく、付着物の除去を行うことができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）液体噴射部２０に付着した付着物を除去するためにノズル２２が開口する開放空間を吸引機構８１が吸引するときに、供給規制部６０によって液体噴射部２０への液体の供給が規制される。そのため、吸引機構８１の吸引力がノズル２２に及んだとしても、ノズル２２の上流側から液体の供給がなされないために、ノズル２２からの液体の流出が抑制される。したがって、液体を噴射するノズル２２の開口周辺に付着した付着物を吸引により除去する際に、ノズル２２からの液体の排出を抑制することができる。

（２）吸引機構８１が吸引を開始するときにキャップ８３を近接位置よりも液体噴射部２０から離れた離間位置に配置することにより、吸引開始時の圧力変化が小さくなるので、ノズル２２からの液体の排出が抑制される。そして、吸引機構８１が吸引を開始した後に、キャップ８３が離間位置から近接位置に向けて移動することで、吸引口と液体噴射部２０の隙間が徐々に狭くなるので、その隙間を通じた外気の流入速度が速くなる。これにより、液体噴射部２０に対する吸引力を徐々に高めつつ、ノズル２２の開口付近に付着した付着物を除去することができる。

（３）吸引機構８１が吸引を終了する前に、キャップ８３が近接位置から離間位置に向けて移動することにより、キャップ８３の吸引口と液体噴射部２０の隙間が徐々に広くなるので、吸引の終了時にノズル２２の開口に作用する負圧を小さくすることができる。そのため、吸引機構８１が吸引を終了したときにノズル２２内のメニスカスに作用する圧力変化を小さくして、メニスカスの破壊による液体の漏出を抑制することができる。

（４）吸引機構８１が吸引を開始するときの吸引速度を遅くすることにより、ノズル２２に作用する圧力変化を小さくして、ノズル２２からの液体の排出を抑制することができる。そして、吸引機構８１が吸引を開始した後に、吸引速度を徐々に速めていくことで、液体噴射部２０に対する吸引力を高めて、ノズル２２の開口付近に付着した付着物を除去することができる。

（５）吸引機構８１が吸引を終了する前に、吸引速度が徐々に遅くなるので、吸引の終了時にノズル２２の開口に作用する負圧を小さくすることができる。そのため、吸引機構８１が吸引を終了したときにノズル２２内のメニスカスに作用する圧力変化を小さくして、メニスカスの破壊による液体の漏出を抑制することができる。

（６）キャップ８３が閉位置に配置された状態で吸引機構８１が吸引を行うことにより、ノズル２２を通じて液体噴射部２０内の液体を排出する吸引排出クリーニングを行うことができる。このような吸引排出クリーニングの後に、キャップ８３が閉位置から開位置に移動すると、液体噴射部２０のキャップ８３が接触していた部分に液体が付着したまま残ってしまうことがある。その点、上記実施形態によれば、キャップ８３を開位置に移動させて吸引機構８１が吸引を行うことにより、液体噴射部２０に残った液体を、キャップ８３を通じて吸い取ることができる。また、この吸引によって吸い取り切れなかった液体が、吸引によって吸引力が及びにくい位置に移動した場合、吸引を停止してキャップ８３を再び閉位置に移動させると、キャップ８３に接触した液体がキャップ８３の周囲に凝集される。そのため、その後にキャップ８３を開位置に移動させて吸引機構８１による吸引を繰り返すことにより、前回の吸引で残った液体を吸引により除去することができる。

（７）キャップ８３がノズル２２の開口を囲むように液体噴射部２０の開口面２３に当接した状態で吸引機構８１が吸引を行うことにより、ノズル２２が開口する閉空間Ｓｃを負圧にして、その負圧によってノズル２２から液体を排出させる吸引排出クリーニングを行うことができる。このような吸引排出クリーニングの後に、キャップ８３が閉位置から開位置に移動すると、液体噴射部２０のキャップ８３が接触していた部分に液体が付着したまま残ってしまうことがある。その点、上記実施形態によれば、キャップ８３の開口面２３に接触する部分は、開口面２３よりも撥液性が低いので、キャップ８３が開口面２３から離れるときに、開口面２３に残る液体の量を少なくすることができる。

（８）開口面２３とキャップ８３の吸引口との距離が０．１ｍｍより短いと、吸引機構８１が吸引を行うときに、ノズル２２が開口する開放空間の負圧が大きくなりすぎて、ノズル２２から液体が排出されてしまう。一方、開口面２３とキャップ８３の吸引口との距離が１．５ｍｍより長いと、吸引機構８１が吸引を行うときに、ノズル２２が開口する開放空間に十分な負圧が発生せず、液体噴射部２０に付着した付着物の除去性能が低下してしまう。その点、上記実施形態によれば、開口面２３と吸引口との距離が０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下に設定されるので、ノズル２２からの液体の排出を抑制しつつ、液体噴射部２０に付着した付着物を効率よく除去することができる。

（９）吸引用バルブ８６を閉弁状態にして吸引ポンプ８４を駆動することにより、圧力室８７内に負圧を蓄積し、その後に吸引用バルブ８６を開弁状態にすることにより、ノズル２２が開口する開放空間の圧力を一気に低下させて、効率よく液体噴射部２０に付着した付着物を除去することができる。

なお、上記実施形態は以下に示す変形例のように変更してもよい。
・液体供給路７０を閉塞させることにより液体噴射部２０への液体の供給を規制する供給規制部６０は、例えば液体供給路７０に設けられた電磁弁などの開閉弁であってもよいし、可撓性を有するチューブ状の液体供給路７０を押しつぶすことで液体の流れを抑制する押圧部材を有するものであってもよい。

・液体噴射装置１０は、キャップ８３と液体噴射部２０とを相対移動させるために、キャップ８３を移動させる移動機構８８に代えて、液体噴射部２０を移動させる移動機構を備えるようにしてもよい。

・液体噴射部２０に接触してキャッピングを行うためのキャップと、液体噴射部２０に接触せずに吸引除去メンテナンスを行うための吸引部と、を別々に備えるようにしてもよい。この場合には、吸引部に向けてフラッシングを行うようにすれば、キャップは吸引機構８１と接続されなくてもよい。

・キャップ８３が閉空間Ｓｃを形成するときに、リップ部８３ｃが接触する部分は開口面２３に限らない。例えば、液体噴射部２０においてノズル２２が開口するノズルプレートを固定するための枠状の固定板などにリップ部８３ｃが接触することで閉空間Ｓｃを形成してもよい。この場合には、固定板にリップ部８３ｃの接触跡（リップマーク）となる液体が付着するので、吸引除去メンテナンスによって、固定板に付着した付着物の除去をすることができる。すなわち、吸引排出クリーニングのための閉空間Ｓｃを形成するキャップ８３を用いて吸引除去メンテナンスを行うことにより、吸引排出クリーニングの終了後に液体噴射部２０に残る液体を効率よく除去することができる。

・図５に示す第１変更例のように、キャップ８３において、吸引流路８５が側壁部８３ｂに接続されるようにしてもよい。
・図５に示す第１変更例のように、キャップ８３内に、底部８３ａに立設された支持部８３ｄに支持された板状部材８３ｅを配置して、板状部材８３ｅと側壁部８３ｂとの隙間を通じて開口面２３の付着物を吸引するようにしてもよい。この構成によれば、板状部材８３ｅをノズル２２と対向するように配置することにより、ノズル２２に負圧が及びにくくすることができるとともに、リップ部８３ｃ沿いに吸引力を集中させて、リップマークを効率よく除去することができる。

・図６に示す第２変更例のように、キャップ８３に代えて、吸引流路８５が開口する板状部９５と、液体噴射部２０を囲むように配置されて板状部９５に向けて移動可能な側壁部材９６と、側壁部材９６の先端に設けられた環状の弾性体９７と、を備えてもよい。そして、側壁部材９６が図６に二点鎖線で示す位置から図６に実線で示す位置に移動して弾性体９７が板状部９５に当接することにより、ノズル２２が開口する閉空間Ｓｃを形成するようにしてもよい。この構成によれば、閉空間Ｓｃを吸引することで、吸引排出クリーニングを行うことができる。また、側壁部材９６を板状部９５からわずかに離した状態に配置することで、ノズル２２が開口する空間が開放空間となるので、この開放空間を吸引することにより、吸引除去メンテナンスを行うことができる。ただし、上記実施形態のように、開口面２３に接触可能なキャップ８３のリップ部８３ｃを吸引口とする方が、開口面２３に近い位置から外気を流入させることができるため、付着物の除去効率を高めるという点で、好ましい。

・キャップ８３が閉位置に配置された状態で、閉弁状態になることによって閉空間Ｓｃを密閉された空間にする一方で、開弁状態になることによって閉空間Ｓｃを大気と連通させることができる大気開放弁をキャップ８３に設けてもよい。この場合には、大気開放弁を開弁状態にすることにより、キャップ８３が液体噴射部２０に接触した閉位置にあっても、空吸引や吸引除去メンテナンスを実行することができる。

・メンテナンス装置８０がワイピング機構８２を備えなくてもよい。
・吸引排出クリーニングに伴って開口面２３に付着した液体に限らず、印刷に伴って生じて開口面２３に付着したミストや、紙粉などの塵埃、あるいはワイピングによって寄せ集められた付着物などを吸引除去メンテナンスによって除去してもよい。

・液体収容部４０は、加圧された気体で液体収容体４１を押しつぶすことで液体を加圧供給するものに限らず、液体収容体４１を板ばねなどによって押しつぶすことで液体を加圧供給したり、液体収容体４１内の液体を吸引した後に下流側に吐出するダイヤフラムポンプによって液体を加圧供給したりすることもできる。

・液体噴射部２０が噴射する液体はインクに限らず、例えば機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体などであってもよい。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（画素材料）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して記録を行う構成にしてもよい。

・液体噴射部２０が噴射する液体を受容する媒体Ｍは用紙に限らず、プラスチックフィルムや薄い板材などでもよいし、捺染装置などに用いられる布帛であってもよい。
さらに、上記実施形態及び各変形例から把握される技術的思想を以下に記載する。

（イ）液体収容体から供給される液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射部と、
前記液体収容体と前記液体噴射部とを接続する液体供給路と、
前記液体供給路を閉塞可能な開閉弁と、
前記ノズルが開口する空間を囲み形成可能なキャップと、
前記キャップと前記液体噴射部とを相対移動させることにより、前記ノズルが開口する空間を閉空間とする閉位置と、前記ノズルが開口する空間を開放空間とする開位置とに前記キャップを配置させる移動機構と、
前記キャップが囲み形成した空間に負圧を発生させる吸引機構と、
を備え、
前記開閉弁により前記液体供給路を閉塞させるとともに前記移動機構により前記キャップを前記開位置に配置させた状態で、前記吸引機構が前記開放空間に発生させた負圧によって前記液体噴射部に付着した付着物を除去することを特徴とする液体噴射装置。

この構成によれば、液体噴射部に付着した付着物を除去するためにノズルが開口する開放空間を吸引機構が吸引するときに、開閉弁によって液体噴射部への液体の供給が規制される。そのため、吸引機構の吸引力がノズルに及んだとしても、ノズルの上流側から液体の供給がなされないために、ノズルからの液体の流出が抑制される。したがって、液体を噴射するノズルの開口周辺に付着した付着物を吸引により除去する際に、ノズルからの液体の排出を抑制することができる。

１０…液体噴射装置、２０…液体噴射部、２２…ノズル、２３…開口面、４１…液体収容体、６０…供給規制部、７０…液体供給路、８３…吸引部としてのキャップ、８３ｃ…吸引口を構成するリップ部、８１…吸引機構、８４…吸引ポンプ、８５…吸引流路、８６…吸引用バルブ、８７…圧力室、Ｓｃ…閉空間。

Claims (9)

1. 液体収容体から供給される液体を噴射可能なノズルを有する液体噴射部と、
   前記液体収容体と前記液体噴射部とを接続する液体供給路と、
   前記ノズルが開口する開放空間を吸引することにより、前記液体噴射部に付着した付着物を除去する吸引機構と、
   前記吸引機構が前記吸引を行うときに前記液体噴射部への液体の供給を規制する供給規制部と、
   を備えることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記吸引機構は、吸引口を有する吸引部を有し、
   前記吸引部は、前記吸引口が前記液体噴射部から離れた状態で前記開放空間を覆う近接位置と、前記近接位置よりも前記液体噴射部から離れた離間位置との間で移動可能であり、
   前記吸引機構が前記吸引を開始するときに前記吸引部が前記離間位置に配置され、前記吸引機構が前記吸引を開始した後に前記吸引部が前記離間位置から前記近接位置に向けて移動する
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記吸引機構が前記吸引を終了する前に、前記吸引部が前記近接位置から前記離間位置に向けて移動する
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記吸引機構は、前記吸引を開始した後に、吸引速度が徐々に速くなるように吸引力を変化させていく
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記吸引機構は、前記吸引を終了する前に、吸引速度が徐々に遅くなるように吸引力を変化させていく
   ことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
6. 前記吸引機構は、前記ノズルの開口を囲むように前記液体噴射部に当接することで前記ノズルが開口する開放空間を閉空間とする吸引部を有し、
   前記吸引部は、前記液体噴射部に当接して前記閉空間を形成する閉位置と、前記液体噴射部から離れた開位置との間で移動可能であり、
   前記吸引機構は、前記吸引部が前記開位置に移動して行う前記吸引と、前記吸引を停止して行う前記吸引部の前記閉位置への移動とを交互に繰り返し行う
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
7. 前記吸引機構は、前記液体噴射部における前記ノズルが開口する開口面に、前記ノズルの開口を囲むように当接することで前記ノズルが開口する開放空間を閉空間とする吸引部を有し、
   前記吸引部の前記開口面に接触する部分は、前記開口面よりも撥液性が低い
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
8. 前記吸引機構は、吸引口を有する吸引部を有し、前記液体噴射部における前記ノズルが開口する開口面と前記吸引口とが対向する位置に前記吸引部を配置して前記吸引を行い、
   当該吸引を行うときに、前記開口面と前記吸引口との距離が０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下に設定される
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
9. 前記吸引機構は、吸引口を有する吸引部と、前記吸引部を通じて吸引を行う吸引ポンプと、前記吸引部と前記吸引ポンプとを接続する吸引流路と、前記吸引流路に設けられる吸引用バルブと、前記吸引用バルブと前記吸引ポンプとの間に設けられる圧力室と、を有し、
   前記吸引用バルブを閉弁状態にして前記吸引ポンプを駆動することにより前記圧力室内の圧力を大気圧より小さい負圧にした後に、前記吸引用バルブを開弁状態にすることにより、前記吸引口を通じて前記吸引を行う
   ことを特徴とする請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。