JP4736765B2

JP4736765B2 - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP4736765B2
Application number: JP2005353043A
Authority: JP
Inventors: 秀範臼田; 圭次松本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-12-07
Also published as: JP2007152813A

Description

本発明は、主として印刷データに対応してノズルからインク滴を吐出させて記録媒体にドットを形成させるインクジェット記録装置として用いられる液体噴射装置に関し、詳しくは、記録ヘッドのノズル開口の目詰まりを効果的に防止する液体噴射装置に関するものである。

液体をノズルから液滴として吐出させる液体噴射装置は、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとして、インクジェット式記録装置をあげることができる。

上記インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。このようなインクジェット式記録装置は、インクカートリッジからのインクの供給を受けるインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドに対して相対的に移動させる紙送り手段を備え、印刷データに基づいて記録ヘッドを移動させながら記録用紙にインク滴を吐出させてドットを形成することで記録が行われる。

そしてキャリッジ上にブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクが吐出される記録ヘッドを設け、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。

このようなインクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズルからインク滴として記録用紙に吐出させて印刷を行う関係上、ノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などによりノズル開口に目詰まりを発生し、印刷不良を起こすという問題を抱えている。

このために、インクジェット式記録装置には、非印刷時に記録ヘッドのノズル開口を封止するためのキャッピング手段と、必要に応じてノズル形成面を清掃するワイピング部材が備えられている。このキャッピング手段は、上記したノズル開口のインクの乾燥を防止する蓋として機能するだけでなく、ノズル開口に目詰まりが生じた場合には、キャッピング手段によりノズル形成面を封止し、吸引ポンプからの負圧により、ノズル開口からインクを吸引排出させてノズル開口の目詰まりを解消する機能をも備えている。

記録ヘッドの目詰まり解消のために行うインクの強制的な吸引排出処理は、クリーニング操作と呼ばれており、例えば記録装置の長時間の休止後に印刷を再開する場合や、ユーザが印刷状態の不良を認識してクリーニングスイッチを操作した場合などに実行され、記録ヘッドからインクを排出させた後にゴムなどの弾性板からなるワイピング部材により、記録ヘッドのノズル形成面を払拭する操作が伴われる。

また、記録ヘッドに印刷とは関係のない駆動信号を印加してインク滴を吐出させる機能も備えており、これはフラッシング操作と呼ばれており、クリーニング操作時にワイピング部材による払拭操作でヘッドのノズル開口近傍に生じた不揃いのメニスカスを回復させたり、また印刷中にインク滴の吐出が少ないノズル開口において、インクの増粘による目詰まりを防止する目的で一定周期ごとに実行させる操作である。
特開平５−７７４３３

上記したようにインクジェット式記録装置においては、非印刷時にまたは記録装置への動作電源が投入されていない状態（電源オフ状態）においては、キャッピング手段によって記録ヘッドのノズル形成面を封止するように構成されている。加えて、キャッピング状態における記録ヘッドからのノズル開口におけるインク溶媒の蒸発をなるべく少なくさせるために、キャッピング手段内にはキャップ動作の直前に記録ヘッドから所定量のインクを吐出させて、キャッピング手段内を湿潤状態に保持させる制御手段が採用されている。

この場合、フラッシング制御手段により生成された駆動信号により、記録ヘッドの全てのノズル開口よりインクの空吐出が実行され、キャッピング手段内にインク滴を打ち込む動作を成すように構成されている。

ところで、キャッピング手段内を湿潤状態に保持させる印刷用インクには、保湿剤としてグリセリンあるいはジエチレングリコールなどの多価アルコール類が混入されている。これらの多価アルコール類は空気中の水分を吸収する（抱き込む）性質を有しており、これをインク溶媒として用いることにより、主に記録ヘッドにおける微細なノズル開口の目詰まりを防止させるように配慮されている。

一方、記録ヘッドをキャッピング状態に保持する状態において、上記したように印刷用インクをキャッピング手段内にフラッシングした場合においては、フラッシングされたインクに含まれる上記したグリセリンあるいはジエチレングリコールなどは、その保湿作用によりキャッピング手段の内部空間における水分を吸収し、これによりむしろ記録ヘッドにおけるノズル開口におけるインク中の水分蒸発を促進させる作用を起こしていることが、本件の発明者によって見出されている。

図９は、この状態を模式的に示している。図における符号２０は記録ヘッドであり、この記録ヘッド２０の下側面には、記録ヘッド２０のノズル形成面としてのノズルプレート２０ｂが配置されており、このノズルプレート２０ｂには複数のノズル開口２０ｃが形成されている。

一方、符号９はキャッピング手段であり、このキャッピング手段９は、上面が開放されたほぼ方形状に形成されたキャップケース９ａと、このキャップケース９ａ内に収納されたゴム材料などの弾性部材よりなるキャップ部材９ｂとが具備され、キャップ部材９ｂはその上側縁がキャップケース９ａよりも若干突出した状態に形成されて、ノズル封止面を構成している。そしてキャップ部材９ｂの内底部には多孔質材料により形成されたインク吸収材９ｃが収納されている。

また、キャップケース９ａの下底部には、キャップケース９ａおよびキャップ部材９ｂをそれぞれ貫通するようにして、吸引口９ｄが形成されている。上記吸引口９ｄにはチューブ２３が接続されており、このチューブ２３を介して吸引ポンプに接続されている。

上記キャップケース９ａはスライダ９ｅ上に保持されており、このスライダ９ｅは、一端を回動支点に支持されたアーム９ｆの他端に回動可能に支持されている。そして、キャリッジがホームポジション側へ移動することに伴って、アーム９ｆを介してキャッピング手段９も同方向へ移動し、これによって、キャップ部材９ｂは記録ヘッド２０側に上昇して、記録ヘッド２０のノズルプレート２０ｂを封止するように作用する。また、キャリッジがホームポジションから印字領域側に移動した場合には、図示せぬバネ部材の作用によって、上記した動作とは逆にキャッピング手段９は記録ヘッド２０の封止を解いて降下する。

キャッピング状態において、フラッシングされたインクに含まれる保湿剤（図には大きな丸として示している）は、インク吸収材９ｃに含浸された状態で保持される。この保湿剤は上記したようにキャッピング手段９の内部空間における水分を吸収する性質を有しており、このために特に記録ヘッド２０におけるノズル開口におけるインク中の水分（図には小さな丸として示している）を吸収するように作用する。

このように、従来の記録装置においては、たとえキャッピング手段９によってノズル開口２０ｃを封止しても、上記したようにフラッシングされたインク中の保湿剤が災いして、記録ヘッド２０のノズル開口部分のインクの増粘をむしろ促進し、ノズル開口２０ｃに目詰まりを起こして印字不良を発生させるという問題が生じている。

また、記録ヘッド２０をキャッピング状態に保持するときに、上記したように印刷用インクをキャッピング手段９内にフラッシングしなかったとしても、インクの強制的な吸引排出処理を行うクリーニング操作によって、キャッピング手段９内のインク吸収材９ｃにインクが保持されてしまうため、インク吸収材９ｃに保持されたインク中の保湿剤が災いして、記録ヘッド２０のノズル開口２０ｃ部分のインクの増粘を促進してしまう。

一方、キャッピング手段９内に吸収材９ｃを設けないと、フラッシング動作のときに噴射されたインクを確実に捕捉できず、インクの飛散による周囲の汚染やノズル面の汚染をまねく。また、クリーニングで吸引されたインクが保持されないため、キャップ解除の際にインクがこぼれたり飛散したりすることによる周囲の汚染やノズル面の汚染をまねく。このようなノズル面の汚染は、噴射特性の悪化にも繋がりかねない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、キャッピング手段９内に残存する印刷用インクに含まれる保湿剤によって生ずる記録ヘッド２０のノズル開口２０ｃにおけるインク中の水分蒸発を可及的に抑制し、印字不良の発生を効果的に低減することができる液体噴射装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の液体噴射装置は、ノズルから液体を噴射する噴射ヘッドと、上記噴射ヘッドを主走査方向に往復移動させるキャリッジと、上記液体を吸収保持する吸収体が存在する第１のキャップ領域と、上記第１のキャップ領域内部にあり、液体を吸収保持する吸収体が存在しない第２のキャップ領域とを有し、上記噴射ヘッドのノズル面を封止するキャッピング手段と、上記キャッピング手段による上記ノズル面のキャッピング動作を制御するキャッピング制御手段と、上記ノズルから上記液体を排出させることにより上記ノズルの噴射特性を回復するメンテナンス動作を制御するメンテナンス制御手段と、を備え、上記キャッピング制御手段は、上記メンテナンス動作のときには上記第１のキャップ領域を上記ノズル面の上記ノズルを含む第１領域と対面させ、かつ上記第２のキャップ領域を上記ノズル面の上記ノズルを含まない第２領域と対面させ、装置本体を停止して放置状態に入るときには上記第２領域を上記第１のキャップ領域で封止し、かつ上記第１領域を上記第２のキャップ領域で封止するよう制御することを要旨とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の液体噴射装置は、ノズルから液体を噴射する噴射ヘッドと、上記噴射ヘッドを主走査方向に往復移動させるキャリッジと、上記噴射ヘッドのノズル面を封止するキャッピング手段と、上記キャッピング手段によるノズル面のキャッピング動作を制御するキャッピング制御手段と、上記ノズルから液体を排出させることによりノズルの噴射特性を回復するメンテナンス動作を制御するメンテナンス制御手段とを備え、上記キャッピング手段は、液体を吸収保持する吸収体が存在する第１のキャップ領域と、吸収体が存在しない第２のキャップ領域を有し、上記キャッピング制御手段は、メンテナンス動作のときには第１のキャップ領域をノズルと対面させ、装置本体を停止して放置状態に入るときには第２のキャップ領域をノズルと対面させるよう制御することを要旨とする。

本発明の第１の液体噴射装置は、主走査方向に並ぶ第１のキャップ領域と第２のキャップ領域を有し、メンテナンス動作のときには第１のキャップ領域をノズルと対面させ、装置本体を停止して放置状態に入るときには上記第１のキャップ領域とは噴射ヘッドとキャッピング手段の相対位置をずらせて第２のキャップ領域をノズルと対面させる。このように、メンテナンス動作のときと放置状態に入るときとでキャップ領域を異ならせるため、例えば、放置状態では吸収体なしとすることで、液体中の保湿剤がノズル開口部分の液体の水分を吸収することによる液体の増粘を確実に防止し、ノズル開口の目詰まりによる印字不良を未然に防ぐことができる。また、第１のキャップ領域と第２のキャップ領域を主走査方向に並べたため、第１のキャップ領域と第２のキャップ領域とでキャッピング手段の相対位置をずらせる動作が、装置に備え付けのキャリッジの移動制御で可能となるため、装置的・処理的な無駄がなく効率的である。

本発明において、上記第１のキャップ領域には液体を吸収保持する吸収体が存在し、上記第２のキャップ領域には吸収体が存在しない場合には、メンテナンス動作のときは吸収体が存在するので、フラッシングで噴射された液滴を確実に捕捉して液体の飛散による周囲の汚染やノズル面の汚染を防止し、クリーニングで吸引したときも第１のキャップ領域内に吸引された液体が吸収体で保持されているため、キャップ解除の際に液体がこぼれたり飛散したりすることによる周囲の汚染やノズル面の汚染を防止する。また、放置状態では吸収体が存在しない第２のキャップ領域でノズル面が封止されるため、液体中の保湿剤がノズル開口部分の液体の水分を吸収することによる液体の増粘を確実に防止し、ノズル開口の目詰まりによる印字不良を未然に防ぐことができる。また、放置状態に入るときにキャッピング手段に向かって行うフラッシング噴射を省略することができ、不要な制御を省き、液体の無駄な消費も減らせる。

本発明において、上記キャッピング制御手段は、第１のキャップ領域と第２のキャップ領域の間で、キャリッジの移動制御により噴射ヘッドとキャッピング手段の相対位置をずらせる場合には、第１のキャップ領域と第２のキャップ領域とでキャッピング手段の相対位置をずらせる動作が、装置に備え付けのキャリッジの移動制御で可能となるため、装置的・処理的な無駄がなく効率的である。

本発明において、第１のキャップ領域と第２のキャップ領域は、キャップ開放状態においてノズル面と密着する密着縁部とノズル面との距離が等しくなるよう形成されている場合には、第１のキャップ領域と第２のキャップ領域とで、略同じキャッピング動作でキャッピングが可能となるため、装置的・処理的な無駄がなく効率的である。

本発明の第２の液体噴射装置は、メンテナンス動作のときには液体を吸収保持する吸収体が存在する第１のキャップ領域をノズルと対面させ、装置本体を停止して放置状態に入るときには吸収体が存在しない第２のキャップ領域をノズルと対面させる。このため、メンテナンス動作のときは吸収体が存在するので、フラッシングで噴射された液滴を確実に捕捉して液体の飛散による周囲の汚染やノズル面の汚染を防止し、クリーニングで吸引したときも第１のキャップ領域内に吸引された液体が吸収体で保持されているため、キャップ解除の際に液体がこぼれたり飛散したりすることによる周囲の汚染やノズル面の汚染を防止する。また、放置状態では吸収体が存在しない第２のキャップ領域でノズル面が封止されるため、液体中の保湿剤がノズル開口部分の液体の水分を吸収することによる液体の増粘を確実に防止し、ノズル開口の目詰まりによる印字不良を未然に防ぐことができる。また、放置状態に入るときにキャッピング手段に向かって行うフラッシング噴射を省略することができ、不要な制御を省き、液体の無駄な消費も減らせる。

本発明において、上記第２のキャップ領域はノズル面との間に所定の空間を形成した状態でノズル面を封止するよう構成されるとともに、上記空間を大気開放する大気開放路が形成されている場合には、放置状態のノズルの乾燥は確実に防止しながら、キャッピング状態からキャップ部材を容易に外すことが可能となる。

本発明において、ノズル面とキャップ部材で形成される空間が、上記第１のキャップ領域の方が第２のキャップ領域よりも大きくなるよう設定されている場合には、第１のキャップ領域では、吸収体を収容する十分なスペースが確保可能となるほか、フラッシング動作において噴射された液体を確保するに十分な容量が確保できる。一方、第２のキャップ領域では、ノズルからの水分等の蒸発が速やかに飽和するため、放置状態におけるノズル近傍の液体の増粘をより確実に防止できる。

つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。

以下、本発明を採用したインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

図１は本発明が適用されたインクジェット式記録装置の全体構成を斜視図によって示したものである。

図中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２の駆動により往復動するタイミングベルト３を介し、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動される、後述する記録ヘッド２０を主走査方向に往復移動させるように構成されている。

キャリッジ１の記録用紙６に対向する側、すなわちキャリッジ１の下側面には、後述するインクジェット式の記録ヘッド２０が搭載され、またその上方には上記記録ヘッド２０にインクを供給するブラックインクカートリッジ７、およびカラーインクカートリッジ８が着脱可能に装填されている。

図中符号１２は、印字領域外であるホームポジションに配置されて記録ヘッド２０のノズル面を封止するキャッピング手段１２であり、このキャッピング手段１２の下方には、キャッピング手段１２に対して負圧を与えるための負圧発生手段としての吸引ポンプ１０が配置されている。

上記キャッピング手段１２は、記録装置の休止期間中すなわち放置状態において記録ヘッド２０のノズル形成面を封止してノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する他、フラッシング動作時のインク受けとして機能し、また上記吸引ポンプ１０からの負圧を記録ヘッド２０に作用させて、記録ヘッド２０からインクを吸引排出させるクリーニング手段としての機能も兼ね備えている。

また、キャッピング手段１２の印字領域側の近傍には、ゴムなどの弾性部材により短冊状に形成されたワイピング部材１１が配置されており、必要に応じて記録ヘッド２０のノズル形成面に摺接して、ノズル形成面に付着した紙粉などの塵埃や、インクなどを払拭して清掃することができるように構成されている。

図２は、キャリッジ１に搭載されて液体としてインクを噴射する記録ヘッド２０と、その上部に装着されるインクカートリッジとを断面状態で示したものである。

記録ヘッド２０を構成するヘッドケース２０ａの下側面には、記録ヘッド２０のノズル形成面を構成するノズルプレート２０ｂが配置されており、このノズルプレート２０ｂには複数のノズル開口２０ｃが形成されている。また、各ノズル開口２０ｃに対応して圧電振動子によるアクチュエータ２０ｄが、ヘッドケース２０ａ内に配置されている。そして、ノズル開口２０ｃとそのアクチュエータ２０ｄ部分から上部に向かってインク連絡流路２０ｅがヘッドケース２０ａ内に形成されている。

上記ヘッドケース２０ａの上面には、４本の中空状のインク供給針２１が直立状態に配置されており、上記ヘッドケース２０ａ内に形成された各インク連絡流路２０ｅは、それぞれ各インク供給針２１内のインク流路に連通されている。なお各インク供給針２１の頂部にはインク導入孔２１ａが形成されており、インクカートリッジからのインクは、このインク導入孔２１ａを介してインク供給針２１内に導入され、上記インク連絡流路２０ｅを介して記録ヘッド２０のノズル開口２０ｃに供給されるように構成されている。なお、上記各インク供給針２１とヘッドケース２０ａとの間のインク流路には、塵埃等を除去するためのフィルタ部材２２がそれぞれ配置されている。

図における左端のインク供給針２１は、ブラックインクを供給するためのものであり、このインク供給針２１に向かって、その上部からブラックインクカートリッジ７が装着できるように構成されている。このブラックインクカートリッジ７は、その上部の大半がインク貯留室７ａになされており、このインク貯留室７ａには、多孔質部材７ｂが収納され、且つ多孔質部材７ｂにブラックインクが含浸された状態でインクが貯留されている。

またインク貯留室７ａの下側部には開口部７ｃが形成され、この開口部７ｃ内にはゴム製のシール部材７ｄが嵌め込まれている。そして、開口部７ｃの下端部にはフィルム部材７ｅが貼着されて、カートリッジの保管中において、内部のインク溶媒が揮散しないようにシールされている。

上記したブラックインクカートリッジ７を、上部から押し込むことにより、インク供給針２１が上記フィルム部材７ｅを貫通し、ブラックインクカートリッジ７に装着された上記ゴム製のシール部材７ｄがインク供給針２１の周囲に接合してブラックインクカートリッジ７は装填状態とされる。そして、インク供給針２１の先端部に形成されたインク導出孔２１ａを介してブラックインクカートリッジ７から記録ヘッド２０側にインクが供給されるようになされる。

一方、カラーインクカートリッジ８には、左から順にシアン、マゼンタ、イエローの各カラーインクを個別に収納するインク貯留室７ａが形成されて、これらが一体に形成されており、それぞれの構成は上記したブラックインクカートリッジ７と同一であり、したがってそれぞれの構成の詳細な説明は省略する。

このカラーインクカートリッジ８においても、その上部から押し込むことにより、記録ヘッド２０のヘッドケース２０ａ上に樹立された残りの３本のインク供給針２１によってそれぞれ装着状態となされ、各カラーインクが記録ヘッド２０側に供給されるようになされる。

この記録装置では、上記記録ヘッド２０のノズル面２４がキャッピング手段１２で封止されるようになっている。

上述したように、上記キャッピング手段１２は、記録装置を停止して放置状態に入るときに記録ヘッド２０のノズル面２４を封止してノズル開口２０ｃの乾燥を防止する。

また、上記キャッピング手段１２は、ノズル開口２０ｃからインクを排出させることによりノズル開口２０ｃの噴射特性を回復するメンテナンス動作のときにも使用される。上記メンテナンスとしては、フラッシングとクリーニングが行われる。

そして、アクチュエータ２０ｄを動作させてノズル開口２０ｃから印刷とは無関係のインクを噴射するフラッシング動作時のときにインク受けとして機能する。このフラッシングは、キャッピング手段１２はノズル面２４と対面した位置に配置されるがノズル面２４を封止しないで行われるのが一般的である。

また、キャッピング手段１２でノズル面２４を封止した状態で、上記吸引ポンプ１０からの負圧をキャッピング手段１２を介してノズル開口２０ｃに作用させて、ノズル開口２０ｃからインクを吸引排出させるクリーニングにおいても使用される。

図３は、上記キャッピング手段１２を示す図である。

このキャッピング手段１２は、ノズルプレート２０ｂのノズル面２４と同等程度の大きさに形成された上面に開放された浅箱状のキャップケース１３に、ゴムやエラストマー等の弾性部材から形成されたキャップ部材１４が収容されている。

上記キャップ部材１４は、キャップ部材１４の外周部を構成する環状の密着縁部１５ａに囲まれた第１キャップ領域１５と、上記密着縁部１５ａ内に形成された２つの環状の密着縁部１６ａに囲われた第２キャップ領域１６とを備えて構成されている。上記第２キャップ領域１６は、ノズル列に沿う方向に延びる略長円形状であり、密着縁部１５ａ内に２つの長円状の密着縁部１６ａが形成されることにより、ノズル列方向に沿って伸びる２つの第１キャップ領域１５と、同じくノズル列方向に沿って伸びる２つの第２キャップ領域１６とが形成されている。

上記第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６とは、主走査方向に並んで配置されており、この例では第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６が交互に配置されている。上記第１キャップ領域１５および第２キャップ領域１６は、それぞれノズル面２４に形成された近接する２列のノズル列に対応して設けられている。第１キャップ領域１５および第２キャップ領域１６とノズル列との位置関係は後述する。

上記第１キャップ領域１５は、フラッシングやクリーニング等のメンテナンス動作の際に用いる領域であり、密着縁部１５ａで囲われたある程度深さのある空間内に、インクを吸収して保持する吸収体１７が収容されている。上記吸収体１７は、例えば、高分子材料からなる多孔質材から形成されたものを用いることができる。

上記第１キャップ領域１５は、底部にノズル面２４に密着縁部１５ａを密着させて封止した状態でインクを吸引するための吸引孔１９が穿設され、この吸引孔１９には吸引チューブ１８が接続されている。

上記吸引チューブ１８は、上記吸引ポンプ１０に接続されており、この吸引ポンプ１０の排出側は後述する廃インクタンク２５に接続されている。吸引ポンプ１０は、円弧状に配置したチューブをローラが順次押しつぶして負圧を発生させるいわゆるチューブポンプが用いられており、この動作によりキャッピング手段１２の第１キャップ領域１５の内部空間を負圧に吸引することができ、記録ヘッド２０のノズル開口２０ｃよりインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行される。また吸引ポンプ１０の停止中においては、キャッピング手段１２の内部空間はポンプチューブを介して大気と連通した状態に保持される。

上記第２キャップ領域１６は、メンテナンス動作の際に用いられるのではなく、装置を休止して放置状態に入るときにノズル面２４を封止するための領域であり、密着縁部１６ａで囲われたある程度深さのある空間内に、上記吸収体１７は存在しない。

上記第２キャップ領域１６は、ノズル面２４との間に所定の空間を形成した状態でノズル面２４を封止するよう構成され、上記空間を大気開放する大気開放路２９が形成されている。

この例では、上記大気開放路２９は、第２キャップ領域１６の底部において、キャップ部材１４からキャップケース１３まで貫通するように形成された大気開放孔２６と、キャップケース１３の底部において上記大気開放孔２６と連通するように形成された溝２７と、上記溝２７を覆うように貼着されたフィルム２８とから形成されている。

上記溝２７の一端は大気開放孔２６と連通し、他端はフィルム２８に覆われていない凹部２７ａに連通している。これにより、大気開放孔２６、溝２７、凹部２７ａを介して第２キャップ領域１６が大気と連通するようになっている。上記溝２７は、深さと幅を極限まで小さくして流路断面積が可及的に小さくなるよう形成している。また、キャップケース１３の底面において蛇行状に形成され、流路長さが可及的に大きくなるよう形成している。これにより、上記大気開放路２９は、流路抵抗が極めて大きくなり、第２キャップ領域１６内から外部への水蒸気の放散が可及的に小さくなるようになっている。

上記第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６は、ノズル面２４にキャップ部材１４の密着縁部１５ａ，１６ａが密着した状態でノズル面２４とキャップ部材１４で形成される空間が、上記第１キャップ領域１５の方が第２キャップ領域１６よりも大きくなるよう設定されている。具体的には、第１キャップ領域１５の深さが第２キャップ領域１６の深さよりも深くなるように設定されている。また、平面視における面積においても、第１キャップ領域１５の面積が２つの第２キャップ領域１６を合わせた面積よりも大きくなるよう設定されている。

上記第１キャップ領域１５と第２のキャップ領域１６は、各密着縁部１５ａ，１６ａが略面一になるよう形成され、キャップ開放状態においてノズル面２４と密着する密着縁部１５ａ，１６ａとノズル面２４との距離が等しくなるよう形成されている。

上記キャッピング手段１２は、後述するキャップ昇降手段３０により昇降するようになっており、このキャップ昇降手段３０によって昇降されることにより、ノズル面２４の封止状態と開放状態とを切換えるようになっている。

図４は、上記キャッピング手段９を昇降させるキャップ昇降手段３０を説明する図である。

このキャップ昇降手段３０は、円筒カム３３と、円筒カム３３に挿通されてカム作用によって昇降する昇降部材３２とを備えて構成されている。上記昇降部材３２の上面にキャッピング手段１２が取り付けられ、昇降部材３２の上下運動に伴って昇降し、その高さ位置が変更されるようになっている。

上記円筒カム３３は、全体として円筒状に形成されて下端近傍の周縁にギヤ部３６が形成されており、図示しない駆動モータにより、円筒の軸芯を中心として回転するようになっている。上記円筒カム３３には、その周壁にカムスリット３７が形成されている。上記カムスリット３７は、この例では、水平方向に延びる上水平部３７ａと下水平部３７ｂと各水平部を連通する傾斜部３７ｃとから構成されている。上記円筒カム３３には、略円柱状の昇降部材３２が挿通される。上記昇降部材３２の外周面には、カムスリット３７に嵌合する嵌合突起３８が突出形成されている。

上記キャップ昇降手段３０は、図示しない駆動モータによって回転駆動されることにより円筒カム３３の周壁が周方向に回転し、カムスリット３７に嵌合された嵌合突起３８がカムスリット３７の傾斜部３７ｃに沿って上下することにより、昇降するようになっている。このとき、上記嵌合突起３８が、下水平部３７ｂにあるときは昇降部材３２が最も下がった状態であり、キャッピング手段１２の高さ位置が低くなってキャップ部材１４は開放状態となる。また、上記嵌合突起３８が、上水平部３７ａにあるときは昇降部材３２が最も上がった状態であり、キャッピング手段１２の高さ位置が最も高くなり、ノズル面２４がキャップ部材１４で封止される。

図５は、上記した構成の記録装置に搭載された制御回路の例をブロック図で示したものである。

なお、すでに説明したキャリッジ１、キャリッジモータ２、タイミングベルト３、ブラックインクカートリッジ７，カラーインクカートリッジ８、キャッピング手段１２、吸引ポンプ１０、および記録ヘッド２０については同一符号で示しており、したがってその説明は省略する。

符号４０は印刷制御手段であり、この印刷制御手段４０は記録装置のホストコンピュータからもたらされる印刷データに基づいてビットマップデータを生成し、このデータに基づいてヘッド駆動手段４１において駆動信号を発生させて、記録ヘッド２０からインクを吐出させるものである。また、印刷制御手段４０よりキャリッジモータ制御手段４２に対して制御信号を送り、キャリッジモータ２の駆動制御がなされるように構成されている。

上記ヘッド駆動手段４１は、印刷データに基づく駆動信号の他に、フラッシング制御手段４３からのフラッシング指令信号を受けてメンテナンス動作としてのフラッシング操作のための駆動信号を記録ヘッド２０に出力するように構成されている。

符号４４はクリーニング制御手段であり、メンテナンス動作としてのクリーニング（以下ＣＬともいう）指令検知手段４５、ＣＬ後経過時間検出手段４６および累積キャップ開放時間検出手段４７からの信号を受けて、ポンプ駆動手段４８を制御して、吸引ポンプ１０を駆動するように動作する。

すなわち、ヘッド駆動手段４１およびクリーニング制御手段４４は、ノズル開口２０ｃからインクを排出させることによりノズル開口２０ｃの噴射特性を回復するメンテナンス動作を制御するメンテナンス制御手段として機能する。

ここで、ＣＬ後経過時間検出手段４６は、クリーニング制御手段４４によりクリーニングが実行された直後にクリーニング制御手段４４からクリーニング終了信号が送られ、クリーニング後の経過時間を計時するものである。また累積キャップ開放時間検出手段４７は、印刷制御手段４０により記録ヘッド２０が印刷のためにキャッピング手段１２から開放されていた時間の累積を計時するものであり、記録ヘッド２０がキャッピング手段１２から開放されると計時をスタートし、印字が終了し記録ヘッド２０がキャッピングされると計時をストップする。

この累積キャップ開放時間検出手段４７は、クリーニング制御手段４４により、クリーニング動作が行われた場合、あるいは印刷動作が長時間継続した後にキャッピングする直前に印刷制御手段４０からフラッシング指令が出され、フラッシングが実行された場合にリセットする。

上記フラッシング制御手段４３は、印刷動作が開始される直前、または印刷動作が一定時間継続して印刷制御手段４０からフラッシング指令が出力された場合、あるいは印刷動作が終了して記録ヘッド２０がキャッピング手段１２によって封止される直前、もしくはクリーニング制御手段４４からの吸引終了信号が出力され、かつ後述するフラッシング保留タイマ４９からのタイムアップ信号が出力している場合、または記録装置の動作電源が投入（オン）された時に動作する。

そして、印刷制御手段４０からの指令によりキャリッジモータ制御手段４２が動作してキャリッジ１に搭載された記録ヘッド２０をフラッシング位置、すなわちキャッピング位置に移動させて、記録ヘッド２０のノズル開口２０ｃから所定回数にわたってインク滴を空吐出させることで、ノズル開口２０ｃの目詰まりの防止や、目詰まりの解消を行う動作がなされる。

また、フラッシング保留タイマ４９は、クリーニング工程が終了した段階で計時動作を開始し、クリーニング工程で記録ヘッド２０のノズル開口近傍に生じた気泡が自然消滅するまでに相当する時間を計時した段階で、タイムアップするように構成されている。

符号５０はケースの制御パネル等に設けられたクリーニング指令スイッチを示し、ユーザが印字かすれなどを認識した場合に、これをプッシュ操作することにより、上記ＣＬ指令検知手段４５を動作させてマニュアルクリーニング操作が実行されるように構成されている。また、符号２５は吸引ポンプ１０の排出側に配置された廃インクタンクを示している。

また、符号５１は上記キャップ昇降手段３０を制御してキャッピング手段１２の昇降制御を行うキャップ昇降制御手段５１である。そして、上記キャップ昇降制御手段５１とキャリッジモータ制御手段４２とにより、キャッピング手段１２によるノズル面２４のキャッピング動作を制御するキャッピング制御手段として機能する。

そして、上記キャッピング制御手段としてのキャップ昇降制御手段５１およびキャリッジモータ制御手段４２は、メンテナンス動作としてのフラッシングおよびクリーニングの際はインクの吸収体１７が存在する第１キャップ領域１５をノズル開口２０ｃに対面させ、装置本体を停止して放置状態に入るときには吸収体１７が存在しない第２キャップ領域１６をノズル開口２０ｃに対面させるよう制御する。

図６および図７は、上記キャッピング手段１２の作用を示す図である。

図６は、クリーニングの際に第１キャップ領域１５をノズル開口２０ｃに対面させてノズル面２４を封止した状態を示す。
図７は、放置状態に入るときに第２キャップ領域１６をノズル開口２０ｃに対面させてノズル面２４を封止した状態を示す。

図６に示すように、メンテナンス動作としてのクリーニング動作のときは、キャリッジモータ制御手段４２により記録ヘッド２０を、ノズル開口２０ｃが第１キャップ領域１５と対面する位置まで移動制御し、キャップ昇降制御手段５１によりキャップ部材１４の密着縁部１５ａ，１６ａがノズル面２４に密着するまでキャッピング手段１２を上昇制御することにより、各ノズル開口２０ｃを第１キャップ領域１５で封止する。

この状態で、第２キャップ領域１６は、ノズル面２４のノズル開口２０ｃが存在しない領域に対面している。

そして、吸引ポンプ１０を駆動することにより、第１キャップ領域１５の内部空間に負圧を与えて各ノズル開口２０ｃからインクを吸引する。このとき、吸引孔１９とノズル開口２０ｃの間に吸収体１７の層が存在することから、負圧が全てのノズル開口２０ｃに均一に与えられて各ノズル開口２０ｃを満遍なくクリーニングすることができる。

所定時間の吸引が終了すると、図示しない大気開放弁で第１キャップ領域１５の内部空間を大気圧に戻して空吸引を行ったのち、キャップ昇降制御手段５１によりキャッピング手段１２を下降制御してキャップを開放する。このとき、第２キャップ領域１６が大気開放路２９を介して大気と連通していることから、キャップの開放がスムーズに行われる。

また、メンテナンス動作としてのフラッシング動作のときは、上記と同様にノズル開口２０ｃを第１キャップ領域１５と対面させる位置までキャリッジ１を移動制御し、キャップ昇降制御手段５１はキャッピング手段１２を上昇させない位置でフラッシングを行う。

図７に示すように、装置を休止して放置状態に入るときには、キャリッジモータ制御手段４２により記録ヘッド２０を、上記第１キャップ領域１５のときとは記録ヘッド２０とキャッピング手段１２の相対位置をずらせ、ノズル開口２０ｃが第２キャップ領域１６と対面する位置まで移動制御し、キャップ昇降制御手段５１によりキャップ部材１４の密着縁部１５ａ，１６ａがノズル面２４に密着するまでキャッピング手段１２を上昇制御することにより、各ノズル開口２０ｃを第２キャップ領域１６で封止する。

このように、キャッピング制御手段は、第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６の間で、キャリッジ１の移動制御により記録ヘッド２０とキャッピング手段１２の相対位置をずらせる。

この状態で、第１キャップ領域１５は、ノズル面２４のノズル開口２０ｃが存在しない領域に対面している。

このとき、第２キャップ領域１６には吸収体１７が存在しないことから、吸収体１７に保持されたインクの保湿剤の影響によるノズル開口２０ｃ近傍のインクの増粘が防止される。そして、次回装置の電源をＯＮにするときに、キャップ昇降制御手段５１によりキャッピング手段１２を下降制御し、キャップを開放する。このとき、第２キャップ領域１６が大気開放路２９を介して大気と連通していることから、キャップの開放がスムーズに行われる。

このように、この例では、ノズル開口２０ｃは４列のノズル列を形成しており、２列のノズル列が近接して１組のノズル群を構成し、少し間をあけてもう１組の２列のノズル列からなるノズル群が配置されている。そして、１つのノズル群を１つの第１キャップ領域１５または第２キャップ領域１６でキャップするようになっている。

さらに、２つのノズル群を２つの第１キャップ領域１５でキャップしているときは、第２キャップ領域１６は、２つのノズル群の間と、一方のノズル群の外側に配置される。また、２つのノズル群を２つの第２キャップ領域１６でキャップしているときは、第１キャップ領域１５は、２つのノズル群の間と、一方のノズル群の外側に配置される。

図８は、上記キャッピング手段１２の第２例である。

この例は、第２キャップ領域１６に設けられた大気開放孔２６に大気開放チューブ５２が接続され、上記大気開放チューブ５２に弁５３が設けられたものである。そして、キャップ部材１４でノズル面２４を封止した状態から、キャッピング手段１２を下降させてキャップを開放するときに、上記弁５３を開けて第２キャップ領域１６内を大気開放し、キャップの解除を容易にするものである。また、放置状態においてノズル面２４を第２キャップ領域１６で封止するときには、上記弁５３を閉じて第２キャップ領域１６の封止性を高め、ノズル開口２０ｃ近傍のインクの増粘を防止する。それ以外は、上記第１例と同様であり、同様の作用効果を奏する。

本実施形態の液体噴射装置によれば、以下のような効果を得ることができる。

すなわち、主走査方向に並ぶ第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６を有し、メンテナンス動作のときには第１キャップ領域１５をノズル開口２０ｃと対面させ、装置本体を停止して放置状態に入るときには上記第１キャップ領域とは記録ヘッド２０とキャッピング手段１２の相対位置をずらせて第２キャップ領域１６をノズル開口２０ｃと対面させる。このように、メンテナンス動作のときと放置状態に入るときとでキャップ領域を異ならせるため、例えば、放置状態では吸収体１７なしとすることで、インク中の保湿剤がノズル開口２０ｃ部分のインクの水分を吸収することによるインクの増粘を確実に防止し、ノズル開口２０ｃの目詰まりによる印字不良を未然に防ぐことができる。また、第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６を主走査方向に並べたため、第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６とでキャッピング手段１２の相対位置をずらせる動作が、装置に備え付けのキャリッジ１の移動制御で可能となるため、装置的・処理的な無駄がなく効率的である。

また、上記第１キャップ領域１５にはインクを吸収保持する吸収体１７が存在し、上記第２キャップ領域１６には吸収体１７が存在しないため、メンテナンス動作のときは吸収体１７が存在するので、フラッシングで噴射されたインク滴を確実に捕捉してインクの飛散による周囲の汚染やノズル面２４の汚染を防止し、クリーニングで吸引したときも第１キャップ領域１５内に吸引されたインクが吸収体１７で保持されているため、キャップ解除の際にインクがこぼれたり飛散したりすることによる周囲の汚染やノズル面２４の汚染を防止する。また、放置状態では吸収体１７が存在しない第２キャップ領域１６でノズル面２４が封止されるため、インク中の保湿剤がノズル開口２０ｃ部分のインクの水分を吸収することによるインクの増粘を確実に防止し、ノズル開口２０ｃの目詰まりによる印字不良を未然に防ぐことができる。また、放置状態に入るときにキャッピング手段１２に向かって行うフラッシング噴射を省略することができ、不要な制御を省き、液体の無駄な消費も減らせる。

また、上記キャッピング制御手段は、第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６の間で、キャリッジ１の移動制御により記録ヘッド２０とキャッピング手段１２の相対位置をずらせるため、第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６とでキャッピング手段１２の相対位置をずらせる動作が、装置に備え付けのキャリッジ１の移動制御で可能となるため、装置的・処理的な無駄がなく効率的である。

また、第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６は、キャップ開放状態においてノズル面２４と密着する密着縁部１５ａ，１６ａとノズル面２４との距離が等しくなるよう形成されているため、第１キャップ領域１５と第２キャップ領域１６とで、略同じキャッピング動作でキャッピングが可能となるため、装置的・処理的な無駄がなく効率的である。

また、上記第２キャップ領域１６はノズル面２４との間に所定の空間を形成した状態でノズル面２４を封止するよう構成されるとともに、上記空間を大気開放する大気開放路２９が形成されているため、放置状態のノズル開口２０ｃの乾燥は確実に防止しながら、キャッピング状態からキャップ部材１４を容易に外すことが可能となる。

また、ノズル面２４とキャップ部材１４で形成される空間が、上記第１キャップ領域１５の方が第２キャップ領域１６よりも大きくなるよう設定されているため、第１キャップ領域１５では、吸収体１７を収容する十分なスペースが確保可能となるほか、フラッシング動作において噴射されたインクを確保するに十分な容量が確保できる。一方、第２キャップ領域１６では、ノズル開口２０ｃからの水分等の蒸発が速やかに飽和するため、放置状態におけるノズル開口２０ｃ近傍の液体の増粘をより確実に防止できる。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定するものではなく、以下のような変更例を包含する趣旨である。

上記各実施形態において、記録ヘッド２０は、液体を噴射させる駆動素子である圧力発生素子として、圧電振動子を利用した液体噴射装置に適用することもできるし、発熱素子を利用したタイプの液体噴射装置に適用することもできる。

また、上述した制御方法をコンピュータ装置に実行させるプログラムを、記録媒体に記録して提供したり、通信ネットワークを介して提供したりすることもできる。

また、液体噴射装置の代表例としては、上述したような画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置があるが、本発明は、その他の液体噴射装置として、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等、各種の液体噴射装置に適用することができる。

本発明を適用したインクジェット式記録装置の基本構成を示す斜視図である。記録ヘッドとインクカートリッジを示す断面図である。キャッピング手段の一例を示す図である。キャップ昇降装置の機構を説明する図である。上記記録装置の制御回路の例を示したブロック図である。キャッピング手段の作用を示す図である。キャッピング手段の作用を示す図である。キャッピング手段の第２例を示す図である。従来の装置における問題点を説明する模式図である。

符号の説明

１キャリッジ，２キャリッジモータ，３タイミングベルト，４ガイド部材，５プラテン，６記録用紙，７ブラックインクカートリッジ，７ａインク貯留室，７ｂ多孔質部材，７ｃ開口部，７ｄシール部材，７ｅフィルム部材，８カラーインクカートリッジ，９キャッピング手段，９ａキャップケース，９ｂキャップ部材，９ｃインク吸収材，９ｄ吸引口，９ｅスライダ，９ｆアーム，１０吸引ポンプ，１１ワイピング部材，１２キャッピング手段，１３キャップケース，１４キャップ部材，１５第１キャップ領域，１５ａ密着縁部，１６第２キャップ領域，１６ａ密着縁部，１７吸収体，１８吸引チューブ，１９吸引孔，２０記録ヘッド，２０ａヘッドケース，２０ｂノズルプレート，２０ｃノズル開口，２０ｄアクチュエータ，２０ｅインク連絡流路，２１インク供給針，２１ａインク導入孔，２２フィルタ部材，２３チューブ，２４ノズル面，２５廃インクタンク，２６大気開放孔，２７溝，２７ａ凹部，２８フィルム，２９大気開放路，３０キャップ昇降手段，３２昇降部材，３３円筒カム，３６ギヤ部，３７カムスリット，３７ａ上水平部，３７ｂ下水平部，３７ｃ傾斜部，３８嵌合突起，４０印刷制御手段，４１ヘッド駆動手段，４２キャリッジモータ制御手段，４３フラッシング制御手段，４４クリーニング制御手段，４５ＣＬ指令検知手段，４６ＣＬ後経過時間検出手段，４７累積キャップ開放時間検出手段，４８ポンプ駆動手段，４９フラッシング保留タイマ，５０クリーニング指令スイッチ，５１キャップ昇降制御手段，５２大気開放チューブ，５３弁

Claims

ノズルから液体を噴射する噴射ヘッドと、
上記噴射ヘッドを主走査方向に往復移動させるキャリッジと、
上記液体を吸収保持する吸収体が存在する第１のキャップ領域と、上記第１のキャップ領域内部にあり、液体を吸収保持する吸収体が存在しない第２のキャップ領域とを有し、上記噴射ヘッドのノズル面を封止するキャッピング手段と、
上記キャッピング手段による上記ノズル面のキャッピング動作を制御するキャッピング制御手段と、
上記ノズルから上記液体を排出させることにより上記ノズルの噴射特性を回復するメンテナンス動作を制御するメンテナンス制御手段と、を備え、
上記キャッピング制御手段は、
上記メンテナンス動作のときには上記第１のキャップ領域を上記ノズル面の上記ノズルを含む第１領域と対面させ、かつ上記第２のキャップ領域を上記ノズル面の上記ノズルを含まない第２領域と対面させ、
装置本体を停止して放置状態に入るときには上記第２領域を上記第１のキャップ領域で封止し、かつ上記第１領域を上記第２のキャップ領域で封止するよう制御することを特徴とする液体噴射装置。