JP4900177B2 - 液滴噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。

従来から、液滴を噴射する液滴噴射装置として、ノズルからインクの液滴を記録用紙などの被記録媒体に対して噴射することにより、記録用紙などに文字や画像を記録する、インクジェット記録装置が知られている。一般的なインクジェット記録装置は、記録用紙の搬送方向と直交する方向に往復移動なキャリッジと、このキャリッジに搭載された複数のノズルを有するインクジェットヘッド（液滴噴射ヘッド）とを備えている。そして、キャリッジを移動させながら、ノズルからインクの液滴を噴射させることで記録用紙に文字や画像などを記録している。

このようなインクジェット記録装置のインクジェットヘッドは、記録が行われないで（インクが噴射されないで）長時間放置されると、ノズル内のインクが乾燥して目詰まりを生じることがある。また、複数種類のインクを用いるインクジェット記録装置においては、記録が行われる場合でも、インクの種類によって、インクが頻繁に噴射されるノズルと、インクがあまり噴射されないノズルとがあり、インクが頻繁に噴射されるノズル内には新しいインクが順次供給されるので目詰まりは生じにくいが、インクがあまり噴射されないノズル内には新しいインクが供給されにくく、インクが乾燥して目詰まりを生じやすい。

そこで、上述した問題を解消するために、それぞれのノズルからインクを噴射させて、ノズル内の粘度が高くなったインクを排出するフラッシング動作が行われることがある。フラッシング動作では、インクジェットヘッドと対向する位置にインク受容部を設けて、フラッシング動作によって排出されたインクが、インク受容部に設けられた吸収部材に付着して吸収されるようになっている。

ところで、フラッシング動作によってインク受容部に噴射されたインクの中には、固化しやすいインクも含まれており、このような固化しやすいインクはインク受容部に付着すると、吸収部材に吸収される前に気化されやすい溶媒などが気化して、その表面に付着または固化してしまう。この吸収部材上にインクが固化した状態で、次のフラッシング動作によってノズルからインクの液滴が噴射されると、さらに、固化したインクに上に噴射されたインクが付着し固化してしまう。これが繰り返されることで固化したインクが吸収部材上に山状に堆積してしまう。すると、キャリッジとともに移動するインクジェットヘッドが走査すると、その下面（ノズル）が、この堆積したインクに接触してしまうという問題があった。

そこで、特許文献１に記載の液滴噴射装置においては、フラッシング動作時にインク受容部に付着した、粘度が高く増粘しやすい（固化しやすい）インクの上に、さらに粘度が低く増粘し難い（固化しにくい）インクを噴射して着弾させることで、インク受容部に付着したインクを溶解させて固化しにくくして、吸収部材に吸収させている。

特開２０００−２８０４８８号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の液滴噴射装置においては、インク受容部に配置された吸収部材の表面に付着したインクは、山状に堆積し、この山状のインクの堆積物に、溶解させるために固化しにくいインクを噴射させたとしても着弾面積が非常に小さく、着弾させるのは困難であった。また、着弾した場合でも、山状であるため十分に溶解させることができず、溶解残りすることがあり、十分に溶解させるためには、より多くの固化しにくいインクを噴射させる必要があり、フラッシング消費量が多くなる可能性があった。

本発明の目的は、液滴受容部に付着した液滴の堆積物全体を容易に溶解させることができる液滴噴射装置を提供することである。

本発明の液滴噴射装置は、所定の一方向に往復移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに搭載され、複数種類の液滴をそれぞれ噴射する複数種類のノズルを前記キャリッジの移動方向に沿って配置した液滴噴射ヘッドと、前記液滴噴射ヘッドに、前記ノズルから液滴を噴射する通常噴射動作と、フラッシング領域において前記ノズルから液滴を噴射するフラッシング動作と、を実行させる制御手段と、前記フラッシング領域に配置されて、前記フラッシング動作時に前記ノズルから噴射された液滴を受容する液滴受容部とを備え、前記複数種類の液滴は、前記液滴受容部に付着した後の固化のしやすさが異なるものであり、前記液滴受容部は、最も固化しやすい液体を噴射する第１ノズルから噴射された液滴が付着する第１付着領域と、残りのノズルから噴射された液滴が付着する第２付着領域とを有しており、前記制御手段は、前記フラッシング動作が行われた後に、前記キャリッジを前記一方向に移動させ、前記第１ノズルではない他のノズルから前記第１付着領域に液滴を噴射させるものであり、前記第１付着領域の濡れ性は、前記第２付着領域の濡れ性よりも高い。

本発明の液滴噴射装置によると、第１付着領域の濡れ性が第２付着領域の濡れ性よりも高いため、第１付着領域に付着した最も固化しやすい液滴は、第１付着領域面内に濡れ広がる。すると、フラッシング動作が行われた後に第１付着領域に付着した最も固化しやすい液滴に、固化しにくい液滴を滴下して、第１付着領域に付着した液滴を溶解させるときの着弾面積が広くなっており、第１付着領域に付着した液滴への着弾精度が向上し、第１付着領域に付着した液滴の堆積物全体を容易に溶解させることができる。

また、第１付着領域に付着した液滴は平滑化しているため、この液滴の端部付近と頂点付近との液体の量（高さ位置）はほぼ変わらない。したがって、例えば、フラッシング動作時に第１付着領域に付着した液滴量が、その後に第１付着領域に滴下する固化しにくい液滴の１滴当たりの噴射量に比べて多い場合においては、キャリッジを移動させつつ、第１付着領域の位置に応じて液滴量を制御する必要がなく、液適量一定のまま連続的にノズルから液滴を噴射させるだけで、第１付着領域に付着した液滴の堆積物全体を容易に溶解させることができる。

また、前記液滴受容部は、前記ノズルから噴射された液滴を吸収する吸収部材を有していることが好ましい。これにより、ノズルから噴射された液滴を液滴受容部に効率よく保持することができる。

さらに、前記第１付着領域における前記吸収部材の表面には、前記第２付着領域における前記吸収部材の表面よりも濡れ性の高い膜が形成されていることが好ましい。このように、第１付着領域における吸収部材の表面に、第２付着領域における吸収部材の表面よりも濡れ性の高い膜を形成することで、容易に、第１付着領域の濡れ性を第２付着領域の濡れ性よりも高くすることができる。

加えて、前記第１付着領域と前記第２付着領域とにおける前記吸収部材は、それぞれ表面の濡れ性が異なる材質で形成されており、前記第１付着領域における前記吸収部材の材質は、前記第２付着領域における前記吸収部材の材質よりも表面の濡れ性が高くてもよい。このように、第１付着領域における吸収部材の材質に、第２付着領域における吸収部材の材質よりも表面の濡れ性が高い材質を用いることで、容易に、第１付着領域の濡れ性を第２付着領域の濡れ性よりも高くすることができる。

さらに、前記第１付着領域に付着する液滴を噴射する前記第１ノズルから顔料インクの液滴が噴射され、前記第２付着領域に付着する液滴を噴射する残りのノズルから染料インクの液滴が噴射されることが好ましい。

加えて、前記制御手段は、前記フラッシング動作として、全てのノズルから液滴を噴射させた後に、前記キャリッジを前記一方向に移動させ、前記複数種類のノズルのうち、最も固化しにくい液体を噴射する第２ノズルから噴射された液滴が前記第１付着領域に滴下されるように前記液滴噴射ヘッドを移動させ、前記第２ノズルから液滴を噴射させてもよい。この構成によれば、煩雑な制御が必要なく容易に、第１付着領域に付着した液滴の堆積物を溶解させることができる。

また、前記制御手段は、前記フラッシング動作として、前記複数種類のノズルのうち、最も固化しにくい液体を噴射する第２ノズルを除く、残りのノズルから液滴を噴射させた後に、前記キャリッジを前記一方向に移動させ、前記第２ノズルから噴射された液滴が前記第１付着領域に滴下されるように前記液滴噴射ヘッドを移動させ、前記第２ノズルから液滴を噴射させることことが好ましい。第２ノズルからの液滴噴射は、１度の噴射で、フラッシング動作としての液滴噴射と、第１付着領域に付着した液滴を溶解させるための液滴噴射とを兼ねている。したがって、第２ノズルから噴射される液滴の消費量を低減することができる。

フラッシング動作が行われた後に第１付着領域に付着した最も固化しやすい液滴に、固化しにくい液滴を滴下して、第１付着領域に付着した液滴を溶解させるときの着弾面積が広くなっており、第１付着領域に付着した液滴への着弾精度が向上し、第１付着領域に付着した液滴全体を容易に溶解させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、インクジェットヘッドから記録用紙に対してインクの液滴を噴射することにより、記録用紙に所望の文字や画像などを記録（印刷）するインクジェットプリンタに、本発明を適用したものである。また、本発明のインクジェットプリンタは、単独のプリンタ装置としてだけでなく、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能などを備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）のプリンタとしても適用することができるものである。

図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ２００は、一方向に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２０２と、このキャリッジ２０２に搭載されたインクジェットヘッド１００（液滴噴射ヘッド）、及び、サブタンク２０４ａ〜２０４ｄと、インクを貯留するインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄと、インクジェットヘッド１００の後述するノズル４からフラッシング動作時に噴射されたインクの液滴を受容する受け皿２１３（液滴受容部）などを備えている。

キャリッジ２０２は、図１の左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイド軸２１７に跨って取り付けられ、ガイド軸２１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２０２には、無端ベルト２１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ２１９によって無端ベルト２１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２０２は、無端ベルト２１８の走行にともなって左右方向に移動するようになっている。

このキャリッジ２０２には、インクジェットヘッド１００と４つのサブタンク２０４が搭載されている。インクジェットヘッド１００は、キャリッジ２０２とともに走査方向に往復移動しつつ、その下面（図１の紙面向こう側の面）に設けられたノズル４（図３参照）から、図示しない用紙搬送機構の搬送モータ２２０（図７参照）によって図１の下方（走査方向と交差する紙送り方向）に搬送される記録用紙Ｐにインクの液滴を噴射する。これにより、記録用紙Ｐに所望の文字や画像などが記録される。

４つのサブタンク２０４は走査方向（Ｙ方向）に沿って並べて配置されている。これら４つのサブタンク２０４ａ〜２０４ｄには、例えば４色のインク、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックが図１の左から順にそれぞれ一時的に貯留されている。また、これら４つのサブタンク２０４には、チューブジョイント２２０が一体的に設けられている。そして、これらのチューブジョイント２２０に連結された可撓性のチューブ２０５ａ〜２０５ｄを介して、４つのサブタンク２０４ａ〜２０４ｄと４つのインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄとがそれぞれ接続されている。

４つのインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄには、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの、４色のインクがそれぞれ貯留されており、これらのインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄは、インクジェットプリンタ本体側に静置されたホルダ２０７に着脱自在に装着されている。

４つのインクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄに貯留された４色のインクは、サブタンク２０４ａ〜２０４ｄに一時的に貯留された後、インクジェットヘッド１００に供給される。

受け皿２１３は、走査方向に関するキャリッジ２０２の移動範囲内のうち、記録用紙Ｐと対向する印刷領域（通常噴射領域）よりも外側（図１における左側）の領域（以下、フラッシング領域ともいう）に配置されている（図８参照）。受け皿２１３は、直方体形状をしており、上方に開口した矩形状の凹部２１３ａを有している。凹部２１３ａは、上方（図１の紙面手前方向）から見ると、複数のノズル４が配置された液滴噴射面の投影面積よりも大きな矩形状をしている。凹部２１３ａには、スポンジや不織布のような多孔質部材から形成された吸収部材２１４が配置されている。この吸収部材２１４は、後述するフラッシング動作時に、キャリッジ２０２がフラッシング領域に移動してくると、インクジェットヘッド１００の下面（複数のノズル４が配置された液滴噴射面）と対向し、複数のノズル４から噴射されたインクの液滴を吸収する。

次に、インクジェットヘッド１００について説明する。図２はインクジェットヘッドの斜視図である。

図２に示すように、インクジェットヘッド１００は、複数枚のプレートからなる流路ユニット１の上面にプレート型の圧電アクチュエータ２が接合されている。そして、このプレート型の圧電アクチュエータ２の上面に外部機器との電気的接続に用いられるフレキシブルフラットケーブル３が接合されており、このフレキシブルフラットケーブル３の上面に駆動回路であるドライバＩＣ５が接続されている。そして、流路ユニット１の下面側に開口されたノズル４（図３参照）から下向きにインクの液滴を噴射する。

次に、流路ユニット１について、図３〜図５を参照しつつ説明する。図３は、流路ユニットの分解斜視図である。図４は、流路ユニットの拡大分解斜視図である。図５は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図３に示すように、流路ユニット１は、下層から順にノズルプレート１１、スペーサプレート１２、ダンパープレート１３、２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂ、サプライプレート１５、ベースプレート１６及びキャビティプレート１７の合計８枚の薄い平板を、それぞれの平板面が対向するように積層し、接着剤で接合した構造となっている。各プレート１２〜１７は、ポリイミドなどの合成樹脂製のノズルプレート１１を除き、４２％ニッケル合金鋼板製であり、それらの板厚は５０μｍ〜１５０μｍ程度である。

ノズルプレート１１には、微小径の多数の液滴噴射用のノズル４（ノズル径２０μｍ）が、ノズルプレート１１における長手方向（Ｘ方向）に沿って微小間隔に多数個穿設されている。このノズル４は、長手方向（Ｘ方向）に平行な５列に適宜間隔で配列されている。つまり、複数のノズル４（４ａ〜４ｄ）は、図３の手前側からイエローインク、シアンインク、マゼンタインク、ブラックインクの順で各色ごとにＸ方向に沿って多数個穿設されており、そのノズル列がＹ方向に沿って配置されている。なお、図示されていないがブラックインク４ｄのノズル列は２列配置されている。

図４に示すように、キャビティプレート１７には、複数の圧力室３６がノズル４（４ａ〜４ｄ）の列に対応して各色ごとに５列の圧力室３６ａ〜３６ｄが図３の手前側からイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に配列されている。各圧力室３６は、平面視細長形状にキャビティプレート１７の板厚を貫通して形成されており、その長手方向がノズル４の列と直交する方向（Ｙ方向）に沿うようにして配置されている。なお、ブラックインクの圧力室列３６ｄは２列配置されている。

各圧力室３６における先端部３６ａは、ベースプレート１６、サプライプレート１５、２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂ、ダンパープレート１３及びスペーサプレート１２に、穿設されている微小径の連通孔３７を介して、ノズルプレート１１の各ノズル４に連通している。

キャビティプレート１７の下面に隣接するベースプレート１６には、各圧力室３６の一端３６ｂに接続する連通孔３８が穿設されている。ベースプレート１６の下面に隣接するサプライプレート１５には、後述する共通インク室７から各圧力室３６へインクを供給するための接続流路４０が穿設されている。そして、各接続流路４０には、共通インク室７からインクが入る入口孔と、連通孔３８と対向するように開口する出口孔と、入口孔と出口孔との間であって、接続流路４０中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さく形成された絞り部とが設けられている。

２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂには、圧力室３６ａ〜３６ｄの各列の下に沿って長い５つの共通インク室７ａ〜７ｄが板厚を貫通して形成されている。すなわち、図３及び図５に示すように、２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂを積層し、且つ、その上面をサプライプレート１５で覆い、下面をダンパープレート１３で覆うことにより、合計５つの共通インク室７が形成される。

図４及び図５に示すように、マニホールドプレート１４ａの下面に隣接するダンパープレート１３の下面側には、共通インク室７と隔絶されたダンパー室４５が凹んで形成されている。この各ダンパー室４５の形成位置及び形状は、図３に示すように、各共通インク室７と同様になっている。ダンパー室４５上部の薄い板状の天井部が、弾性変形して振動することにより、インク噴射時に、圧力室３６で発生した圧力変動を吸収減衰させるダンパー効果を奏する。

また、図３に示すように、キャビティプレート１７、ベースプレート１６及びサプライプレート１５の長手方向の一方端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ４つのインク供給口４７ａ〜４７ｄが穿設されている。インクカートリッジ６からチューブ２０５及びチューブジョイント２２０を介して供給されたインクは、これらインク供給口４７から共通インク室７の長手方向の一方端部に供給される。

インクカートリッジ２０６ａ〜２０６ｄから供給された各インクは、それぞれのインク供給口４７ａ〜４７ｄから共通インク室７ａ〜７ｄに供給された後、図５に示すように、サプライプレート１５の接続流路４０及びベースプレート１６の貫通孔３８を経由して各圧力室３６ａ〜３６ｄに分配供給される。そして、後述するように、圧電アクチュエータ２の駆動部４９の駆動により、インクは各圧力室３６内から連通孔３７を通って、その圧力室３６に対応する各ノズル４ａ〜４ｄに至る。

本実施形態においては、図３に示すように、インク供給口４７ａ〜４７ｄがそれぞれ４つ設けられているのに対して、共通インク室７、ノズル４、圧力室３６が５つ設けられており、図３の左方から３番目に位置するインク供給口４７ｄのみ、２つの共通インク室７ｂ、７ｂにインクが供給されるように構成されている。これは、このインク供給口４７ｄには、ブラックインクが供給されるように設定されており、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いからである。そのため、２つの共通インク室７ｂ、７ｂに供給されたブラックインクは、対応して２つの圧力室３６ｄ、３６ｄの列および２つのノズル４ｄ、４ｄの列から噴射される。また、他のインク供給口４７ａ，４７ｂ，４７ｃには、それぞれイエロー、シアン及びマゼンタの各インクがそれぞれ単独に供給され、対応する各共通インク室７からそれぞれの圧力室３６およびノズル４にまでインク色ごとに供給され、噴射される。流路ユニット１の上面には、フィルタ２０が接着剤等で貼着されている（図２参照）。

次に、圧電アクチュエータ２について説明する。図６は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。図６に示すように、圧電アクチュエータ２は、１枚の厚さが約３０μｍの合計９枚の圧電シート４１〜４３を積層した構造である。この圧電アクチュエータ２は、下層から圧電シート４１と圧電シート４２とが交互に合計７枚積層されており、その上層に２枚の圧電シート４３が積層されている。下側から偶数番目の圧電シート４１、４２間の境界面には、流路ユニット１における各圧力室３６に対向した箇所ごとに細幅の個別電極４４が配置されている。下側から奇数番目の各圧電シート４１、４２間の境界面には、複数の圧力室３６に対して共通の共通電極４６が配置されている。

圧電アクチュエータ２の上面（流路ユニット１の反対側）であり、最上段のシートの上面には、複数の表面電極４８（図３参照）が形成されており、個別電極４４及び共通電極４６と電気的なスルーホールを介して接続されている。また、この表面電極４８は、フレキシブルフラットケーブル３（図２参照）上のドライバＩＣ５（後述するヘッドドライバ６４）と電気的に接続される。共通電極４６は、グランド（ＧＮＤ）に電気的に接続されている。そして、ドライバＩＣ５からの駆動電圧が個別電極４４に伝達されると、選択的に１つの圧力室３６に積層方向に対向する複数の個別電極４４、共通電極４６間に挟まれる圧電シート４１、４２の部分から、その圧力室３６内のインクに圧力を付与する１つの駆動部４９が形成される。

駆動部４９における最下層の圧電シート４１を除く圧電シート４１，４２の分極方向はその厚み方向である。個別電極４４と共通電極４６間に電圧を印加し、圧電シート４１，４２にその分極方向と同じ方向に電界を生成すると、電極４４，４６の間に挟まれた圧電シートが活性層として働き、圧電縦効果により分極方向と平行（上下方向）に延び、圧力室３６の容積を縮小する。すると、圧力室３６内のインクに圧力が付与されてインクが噴射される。

次に、インクジェットプリンタ２００の全体制御を司る制御装置６０について説明する。図７は、インクジェットプリンタの電気的な構成を示すブロック図である。図７に示される制御装置６０は、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、インクジェットプリンタ２００の全体動作を制御するための各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータなどを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。

さらに、この制御装置６０（制御手段）は、記録制御部６１とフラッシング制御部６２とを備えている。

記録制御部６１は、ＰＣなどの入力装置３００から入力されたデータに基づいて、キャリッジ２０２（図１参照）を往復駆動するキャリッジ駆動モータ２１９、インクジェットヘッド１００のヘッドドライバ６４、記録用紙Ｐを搬送する用紙搬送機構（図示省略）に含まれる搬送モータ２２０などを制御して、印刷領域においてノズル４からインクの液滴を噴射して、記録用紙Ｐへの画像などの記録動作（通常噴射動作）を行わせるものである。

また、フラッシング制御部６２は、キャリッジ２０２を往復駆動するキャリッジ駆動モータ２１９、インクジェットヘッド１００のヘッドドライバ６４（ドライバＩＣ５）などを制御して、印刷領域外に位置するフラッシング領域において、受け皿２１３内に配置された吸収部材２１４に向かってノズル４からインクの液滴を噴射するフラッシング動作を行わせるものである。なお、フラッシング動作は、記録前に行われる記録前フラッシングや、最後のフラッシングから一定の時間が経過したときに行なわれる定期フラッシング、使用者が選択して行なわれるフラッシング動作など、各種のプログラムがＲＯＭの中に予め記憶され、ＣＰＵにより制御されている。

ここで、フラッシング制御部６２によるフラッシング動作について説明する。長期間にわたってノズル４からインクの液滴が噴射されていない状態が続くと、インクの溶媒分が乾燥することによって、インクジェットヘッド１００のノズル４内のインクの粘度が高くなる（増粘する）。このようなインクの増粘が生じると、記録用紙Ｐへの画像などの記録のためにノズル４から液滴を噴射する際に、噴射不良が生じる虞がある。

そこで、インクジェットプリンタ２００は、印刷動作前もしくは印刷中に、フラッシング領域でインクの液滴を噴射させて増粘インクを排出するフラッシング動作を行う。具体的には、フラッシング指令がフラッシング制御部６２に出力されると、フラッシング制御部６２によってキャリッジ駆動モータ２１９を駆動して、キャリッジ２０２を図１の左方に移動させ、インクジェットヘッド１００を受け皿２１３と対向する位置に移動させた後に、受け皿２１３内に配置された吸収部材２１４に向かって各ノズル４からインクを一度に噴射させて、ノズル４内の増粘インクを排出する。すると、ノズル４から排出された増粘インクは、吸収部材２１４の表面に図１の左方から順にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックで付着して、吸収部材２１４内に時間の経過とともに吸収される。吸収部材２１４内に吸収されたインクは、受け皿２１３の下面に接続された廃液タンク（図示せず）に送られる。

このとき、各インクが、インクの種類によって固化しやすさが異なっている場合、固化しやすいインクがフラッシング動作時に吸収部材２１４に付着した後、吸収部材２１４内部に吸収される前に、吸収部材２１４の表面に固化してしまう。この吸収部材２１４上に固化した状態で、新たに次のフラッシング動作によって噴射が行なわれると、さらに固化したインクがその上に付着していくため、この一連の動作が繰り返されることによって固化しやすいインクが吸収部材２１４上に山状に堆積していく。

本実施形態においては、ブラックインクには顔料インクを用いており、その他のイエロー、シアン、マゼンタインクには染料インクを用いている。顔料インクとは、顔料成分が溶媒である界面活性剤や水などに溶解せずに、溶媒中に粒子状に分散しており、ノズル４から記録用紙Ｐに対して噴射されると、顔料成分の粒子が記録用紙Ｐの表面に残り、粒子自体が発色しているインクである。染料インクとは、染料成分が溶媒である界面活性剤や水などに溶解しており、ノズル４から記録用紙Ｐに対して噴射されると、染料成分が溶けた溶媒が記録用紙Ｐに浸透することで発色しているインクである。一般的に顔料インクの溶媒分は揮発性が高く、染料インクに比べて固化しやすい。

それぞれのインクの固化しやすさの指標を表１に示す。この指標は、ブラックインク（Ｂｋ）を基準としており、完全蒸発粘度から算出されている。完全蒸発粘度とは、インク内に含まれる顔料／染料成分や揮発しない成分を除いた、水分や揮発性の界面活性剤などが蒸発したときに残るインクの粘度である。この完全蒸発粘度をそれぞれのインクに対して算出して、ブラックインクが１となるようにそれぞれのインクの完全蒸発粘度に係数をかけて、指標としている。指標の値が大きくなるにつれて、固化しやすいインクと判断することができる。なお、本実施形態では、インクの固化しやすさの指標として、完全蒸発粘度を基準として算出しているが、測定方法、装置、条件、また、溶媒の種類等などが同じ条件で算出されなくても、インクの固化しやすさを相対的に表すことができれば、この限りでない。

つまり、ブラックインクが最も固化しやすいインク、イエローインクが最も固化しにくいインクとなっており、ブラックインク（Ｂｋ）＞シアンインク（Ｃ）＞マゼンタインク（Ｍ）＞イエローインク（Ｙ）の順に固化しにくくなっている。そのため、フラッシング動作時にノズル４から一度に噴射されたインクの液滴が吸収部材２１４に付着した後、ブラックインクの液滴が付着した吸収部材２１４上には、その内部に吸収される前に表面でブラックインクが固化し、山状に堆積されていく。

そこで、吸収部材２１４上に付着したブラックインクを吸収部材２１４に吸収させるために、フラッシング動作が行われた後に、吸収部材２１４におけるブラックインクが付着した位置に、ノズル４から最も固化しにくいイエローインクの液滴が噴射されるようにキャリッジ２０２を移動させる。最も固化しにくいイエローインクの液滴を吸収部材２１４上に付着したブラックインクの上に噴射すると、イエローインクがブラックインクの上に着弾し、堆積していたブラックインクが溶解する。このように、吸収部材２１４上の固化しやすいブラックインクを固化しにくいイエローインクと溶解させることで、イエローインクにより溶解されたインクは、ブラックインクのみの場合よりも固化しにくくなり、吸収部材２１４に吸収されやすくなる。

つまり、キャリッジ２０２を、最も固化しやすいブラックインクが噴射された位置に対して、最も固化しにくいイエローインクを噴射できるように、所定の距離だけ印刷領域側に移動させることで、複数のノズル４から噴射されたイエローインクの液滴を、吸収部材２１４上に付着しているブラックインクに向かって滴下することができる。

このとき、フラッシング動作後に吸収部材２１４上に固化したブラックインクを溶解させるイエローインクを噴射する複数のノズル４（第２ノズル）は、インクジェットヘッド１００がフラッシング領域に位置しているときに、印刷領域から複数の各色のノズル４の並び方向において最も遠く（図８参照）に配置されている。つまり、ブラックインクを始めとする、イエローインクよりも固化しやすいインクのノズル４の配列が、最も固化しにくいイエローインクのノズル４の配置位置よりも印刷領域側に位置しているため、最も固化しやすいブラックインクを溶解させるための移動が、キャリッジ２０２を印刷領域から離れる方向ではなく、印刷領域側に移動させるだけでよいため、インクジェットプリンタ２００をキャリッジ２０２の移動方向に関して小型化することができる。

また、フラッシング動作時において、ノズル４ｂから吸収部材２１４に向かって噴射されて吸収部材２１４上に堆積したブラックインクは、山状となっている。すると、フラッシング動作が行われた後に、溶解させる目的でノズル４ａから噴射させるイエローインクの液滴の着弾面積が非常に小さく、着弾させることが困難であるとともに、着弾した場合でも、山状であるため十分に溶解させることができず、溶解残りがあることがあり、十分に溶解させるためには、より多くのイエローインクを噴射させる必要があり、フラッシング消費量が多くなる可能性がある。

本来、固化しやすいインクによる堆積物が発生することを考慮すると、スポンジのような多孔質の吸収部材は、より吸収力の大きい吸収材を用いることで吸収材上に残る堆積物が少なくすることが考えられる。一般的に多孔質の吸収部材の吸収力は、その開孔径に関わらず、開口率（吸収部材の開孔体積の割合）が大きい方がよく、「開口径×開口数」は、「小×多」または、「大×少」であってもよい。しかしながら、開口径が小さく数の多いものを利用する場合、一般的に製造コストが高くなり好ましくない。また、開口径が大きく、数を少ないものを採用する場合、吸収材に吸収される液体は、開口径が大きいため、その吸収材に保持される力（毛管力による）が弱くなり、吸収材に液体を保持することができず、廃液を多く吸収できたとしても、そのフォームからインク漏れ等を起こしてしまう可能性があった。

そこで、ブラックインクが滴下される吸収部材２１４の部分に、他の色のインクが滴下される吸収部材よりも表面の濡れ性が高い吸収部材を用いる。図８は、フラッシング動作時のフラッシング領域の平面図である。図９は、受け皿を上方から見た図である。

図８及び図９に示すように、吸収部材２１４は、表面の濡れ性の異なる２種類の第１の吸収部材２１５と第２の吸収部材２１６とを有する。第２の吸収部材２１６は、受け皿２１３の凹部２１３ａ内に配置されている。また、第２の吸収部材２１６には、キャリッジ２がフラッシング領域に位置しているときに、インクジェットヘッド１００のブラックインクを噴射する複数のノズル４ｄが配置された液滴噴射面と対向する位置に、凹部２１６ａが上方に開口して形成されている。そして、この凹部２１６ａ内に、第１の吸収部材２１５が配置されている。

第１の吸収部材２１５と第２の吸収部材２１６とは、それぞれ表面の濡れ性が異なる材質で形成されている。吸収材は、一般的に汎用性の高い吸収材（例えば、ウレタン樹脂や、メラミン樹脂など）から、第１の吸収部材２１５の表面（第１付着領域）は、第２の吸収部材２１６の表面（第２付着領域）よりも濡れ性が高いものを適宜選択する。

また、第１の吸収部材２１５の表面は、酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって、親液性に優れた膜が形成濡れ性が高くなっていてもよい。つまり、第１の吸収部材２１５の表面に滴下されたインクの液滴は、第２の吸収部材２１６の表面に滴下されたインクの液滴よりも表面に濡れ広がりやすくなっている。なお、第１の吸収部材２１５の表面の濡れ性を高めるための表面処理としては、コロナ放電、オゾン放電なども挙げられる。また、濡れ性の高い吸収材に対して、さらに表面処理が行われてあってもよい

このように、第１の吸収部材２１５の材質に、第２の吸収部材２１６の材質よりも表面の濡れ性が高い材質を用いることで、容易に、第１の吸収部材２１５の表面の濡れ性を第２の吸収部材２１６の表面の濡れ性よりも高くすることができる。また、第１の吸収部材２１５の表面に、第２の吸収部材２１６の表面よりも濡れ性の高い膜を形成することでも、容易に、第１の吸収部材２１５の表面の濡れ性を第２の吸収部材２１６の表面の濡れ性よりも高くすることができる。

したがって、この第１の吸収部材２１５の上に滴下されたブラックインクは、平滑化して濡れ広がる。つまり、この状態でフラッシング動作が行われた後に、キャリッジ２０２を移動して、第１の吸収部材２１５上に付着したブラックインク上に、ノズル４からイエローインクの液滴を噴射させると、イエローインクのブラックインクへの着弾面積が大きく、且つ、高さが平滑化されていて、イエローインクをブラックインクへ着弾させやすくなるとともに、少ないイエローインクの噴射量でもブラックインクを溶解させやすくなっている。

次に、フラッシング動作から、その後に第１の吸収部材２１５上のブラックインクを溶解させるまでの一連の動作について説明する。図１０は、フラッシング動作から、その後に第１の吸収部材上のブラックインクを溶解させるまでの一連の動作を示す図である。

まず、印刷前や印字中にフラッシング動作指令がフラッシング制御部６２に入力されると、フラッシング制御部６２によってキャリッジ駆動モータ２１９が駆動されて、キャリッジ２０２を図１の左方へ移動させ、インクジェットヘッド１００を受け皿２１３と対向する位置に移動させる。そして、図１０（ａ）に示すように、最も固化しにくいイエローインクを噴射する複数のノズル４（第１ノズル）からは液滴を噴射させずに、残りのブラックインク、シアンインク、マゼンタインクを噴射する複数のノズル４（第２ノズルを含む）から各色のインクの液滴を噴射させる。すると、第１の吸収部材２１５上にブラックインクが付着するととも、第２の吸収部材２１６上にシアンインク及びマゼンタインクが付着する。

そして、図１０（ｂ）に示すように、第２の吸収部材２１６上に付着したシアンインク及びマゼンタインクは、第２の吸収部材２１６に吸収される。第１の吸収部材２１５上に付着したブラックインクは、第１の吸収部材２１５上に濡れ広がり、吸収される前に固化している状態となる。

そこで、フラッシング動作後に、フラッシング制御部６２によってキャリッジ駆動モータ２１９を駆動して、キャリッジ２０２を図１の右方へ移動させる。このとき、インクジェットヘッド１００のイエローインクを噴射する複数のノズル４が配置された液滴噴射面が、第１の吸収部材２１５の図１の最も左方と対向すると、イエローインクを噴射する複数のノズル４からイエローインクの液滴噴射を開始させる。そして、図１０（ｃ）に示すように、キャリッジ２０２を図１の右方へ移動させながら、第１の吸収部材２１５の図１の最も右方まで、イエローインクを噴射する複数のノズル４からイエローインクの液滴を連続的に噴射させる。

こうすることで、第１の吸収部材２１５上に付着し濡れ広がったブラックインクにイエローインクが滴下されて、堆積していたブラックインクが溶解して、第１の吸収部材２１５に吸収される。また、このとき、第１の吸収部材２１５上に付着し濡れ広がったブラックインクは平滑化しているため、このブラックインクの端部付近と頂点付近との液体の量（高さ位置）はほぼ変わらない。したがって、キャリッジ２０２を移動させつつ、第１の吸収部材２１５の位置に応じてイエローインクの液滴量を制御する必要がなく、液適量一定のまま連続的にノズル４からイエローインクの液滴を噴射させるだけで、第１の吸収部材２１５に付着したブラックインク全体を容易に溶解させることができる。また、例えば、インクの堆積物を測定検出するようなセンサ等を受け部に備えて、イエローインクの液滴量の制御して溶解させるような複雑な構成をさせなくても、溶解残りの少ないように、容易に溶解させることができる。

さらに、ノズル４からのイエローインクの液滴噴射は、１度の噴射で、フラッシング動作としての液滴噴射と、第１の吸収部材２１５に付着したブラックインクを溶解させるための液滴噴射とを兼ねている。したがって、ノズル４から噴射されるイエローインクの液滴の消費量を低減することができる。

さらに、最も固化しにくいイエローインクのノズル配列が、キャリッジの走査方向に対して最も印刷領域側から遠いところに配置されているため、ブラックインクだけでなく、他のインク(シアン、マゼンタ)に対しても、吸収部材上に溶解させることができる。

次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施形態と同様の構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

本実施形態では、キャリッジ２０２に搭載されたサブタンク３０４ａ〜３０４ｄは、走査方向（Ｙ方向）に沿って、図１１の左から順に、イエロー、ブラック、シアン、マゼンタの順で配置され、図示しないが、これらのサブタンク３０４ａ〜３０４ｄには、各チューブを介して各インクカートリッジからそれぞれのインクが供給されている。インクジェットヘッド１００の流路ユニット１のノズルプレート１１は、そのノズルの配列が、図３での手前側からイエロー、ブラック、シアン、マゼンタの順に配置され、ブラックインク用のノズルは２列配列されていて、これらのノズルにそれぞれのインクが供給されるように、上述の実施形態と同様に圧力室および共通インク室およびダンパー室など、接続流路、貫通路等が構成されている。各インクとも、ブラックインクが顔料インクで、そのほかのインクが染料インクを用いていて、吸収部材２１４も、最も固化しやすいブラックインクが滴下される吸収部材２１４の部分（凹み部２１６ａ）に、他の色のインクが滴下される吸収部材２１６よりも表面の濡れ性が高い吸収部材２１５を用いている（図１２参照）。

つまり、最も固化しにくいイエローインクのノズル４（第２ノズル）は上述の実施形態と同様に、キャリッジ２０２の走査方向の印刷領域から最も遠くに配置されていて、最も固化しやすいブラックインクを噴射するノズル４（第１ノズル）が、最も固化しにくいイエローインクを噴射する複数のノズル４のキャリッジ２０２の走査方向の印刷領域側に隣接している。

これにより、この最も固化しやすいブラックインクを溶解させるための移動が、キャリッジ２０２を印刷領域から離れる方向ではなく、イエローインクに隣接する最も近い距離だけ印刷領域側に移動させるだけなので、インクジェットプリンタ２００をキャリッジ２０２の移動方向に関して小型化することができる。

また、キャリッジ２０２の移動距離が短くなることで、移動時間が短くなり、複数のノズル４ａから噴射されたイエローインクを、吸収部材２１５に付着したブラックインクが付着し固化しきる前に迅速にイエローインクを滴下して溶解させることができ、ブラックインクを効果的に溶解させることができる（図１３参照）。

さらに、フラッシング後にキャリッジを移動させる距離が少なくてすむため、固化しやすいブラックインクが吸収部材２１５の上で付着し固化しきる前にイエローインクで溶解させることができ、溶解効率が促進できる。

また、別の変形例について説明する。本実施形態においては、フラッシング動作時には、イエローインクの液滴をノズル４から噴射させずに、その後の第１の吸収部材２１５に付着したブラックインクを溶解させるためにイエローインクの液滴をノズル４から噴射して、フラッシング動作としての液滴噴射を兼ねていたが、フラッシング動作のときには、イエローインクも含めて全てのノズル４から液滴を噴射して、その後の第１の吸収部材２１５に付着したブラックインクを溶解させるための液滴噴射として、再度イエローインクの液滴をノズル４から噴射してもよい。これにより、煩雑な制御が必要なく容易に、第１の吸収部材２１５に付着したブラックインクを溶解させることができる。

また、本実施形態では、最も固化しにくいイエローインクのノズル配列位置が、キャリッジの走査方向の印刷領域側から最も遠くに配置させ、キャリッジ２０２を移動させながら、吸収部材上の濡れ広がったブラックインクの数箇所にイエローインクの液滴を滴下させ、他のインクの噴射位置にもイエローインクを噴射させるようになっているが、第１の吸収部材２１５上に濡れ広がったブラックインクだけにイエローインクが滴下されるようにキャリッジ２０２を移動させて、その位置でキャリッジ２０２を固定して１箇所からイエローインクを滴下してもよい。これにより、煩雑な制御が必要なく容易に、第１の吸収部材２１５に付着したブラックインクを溶解させることができる。

また、最も固化しにくいイエローインクのノズル配列が、キャリッジの走査方向に対して印刷領域側から最も遠くに位置していることが、ブラックインクだけでなく、その他のインクの吸収部材の堆積物に対して溶解させる効果があるため望ましいが、例えば、ブラックインク以外の他のインクが、吸収材上の堆積物が問題ならない場合などは、少なくとも最も固化しにくいイエローインクのノズル配列が、最も固化しやすいブラックインクのノズル配列よりも、キャリッジの走査方向に対して印刷領域側に遠い位置にあることだけでも、ブラックインクの噴射位置までキャリッジを走査させて、ブラックインクの噴射位置だけに、イエローインクを噴射してもよく、キャリッジの移動距離が少なくなり、イエローインクが低消費ですむ。さらに、少なくとも最も固化しにくいイエローインクのノズル配列が、最も固化しやすいブラックインクのノズル配列と隣接していれば、キャリッジのより走査時間が短くなり、ブラックインクの堆積物に対して、よりイエローインクを低消費、かつ、効果的、また短時間で一連のフラッシング動作を効果的に終了することができる。

また、本実施形態においては、ブラックインクに顔料インクを用いて、その他のイエロー、シアン、マゼンタインクに染料インクを用いていたが、全てのインクに染料インクを用いたときなどにおいても、本発明を適用することが可能である。例えば、全てのインクに染料インクを用いた場合においては、インクの固化のしやすさの指標は表２のようになる。この指標は、ブラックインク（Ｂｋ）を基準としており、染料インク内に含まれる水分に対するインク成分の割合を算出して、この値にブラックインクが１となるようにそれぞれ係数をかけている。

全てのインクに染料インクを用いた場合においては、インクジェットヘッド１００がフラッシング領域に位置しているときに、印刷領域から最も遠い位置に位置するノズル４から順に、マゼンタ、ブラック、イエロー、シアンとする。そして、フラッシング動作の後に、最も固化しやすいブラックインクを溶解させるために、イエローインクの液滴を噴射させることで、本発明と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、フラッシング動作ごとに、ブラックインクをイエローインクで溶解させていたが、ブラックインクの堆積物がノズル４に接触しない程度の所定期間や所定のフラッシング回数置きに、ブラックインクの堆積物をイエローインクで溶解させてもよい。また、本実施形態では４種類のインク（４色のインク）のみで行っているが、さらに多くのインク種類（インク色に限らない）を備えている場合でも適用可能で、複数種類のインクの中で相対的に最も固化しにくいインクをキャリッジの走査方向に対して印刷領域から遠い位置に配置し、最も固化しやすいインクを最も固化しにくいインクに隣接させる。なお残りのインクについては、印刷領域に向かって固化しにくい順に並べておくとよい。

また、インク受け部の形状や大きさ、配置などは、本実施形態の構成に限らずとも適用可能である。

以上説明した実施形態は、流路ユニットに圧電アクチュエータを積層して構成されてなるインクジェットヘッドを適用したものであるが、この構成に限るものではなく、ノズルからインクを吐出するための流路ユニットとインクを吐出するためのエネルギー素子（例えば、熱エネルギー素子）を有してなるインクジェットヘッドであれば、適用することが可能である。

また、本実施形態ではインク受け部が用紙のＹ軸方向の幅よりも外側（印刷領域よりも外側）における一方の側において設置され、フラッシングが行われるため、本実施形態を適用することで装置本体を小型化させる効果を有することができるが、例えばキャリッジの印刷領域の下方に設けられたプラテン上に吸収部材が設けられていて、印刷領域においてフラッシングを行うような場合であっても、本実施形態および変形例のノズル配列を採用することにより、効果的に固化しにくいインクを用いて固化しやすいインクの堆積物を溶解させることができる。

また、本発明を、記録用紙にインクを噴射して画像等を記録するインクジェット式のプリンタに適用したものであるが、本発明の適用対象は、このようなプリンタに限られず、様々な種類の液体をその用途に応じて対象に噴射する、種々の液滴噴射装置に本発明を適用することが可能である。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す平面図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 流路ユニットの分解斜視図である。 流路ユニットの拡大分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 インクジェットプリンタの電気的な構成を示すブロック図である。 フラッシング動作時のフラッシング領域の平面図である。 受け皿を上方から見た図である。 フラッシング動作から、その後に第１の吸収部材上のブラックインクを溶解させるまでの一連の動作を示す図である。 フラッシング動作時のフラッシング領域において、吸収部材の変形例を示す図である。 受け皿を上方から見たときの吸収部材の変形例を示す図である。 フラッシング動作から、その後に第１の吸収部材上のブラックインクを溶解させるまでの一連の動作の変形例を示す図である。

符号の説明

４ ノズル
６０ 制御装置
６１ 記録制御部
６２ フラッシング制御部
１００ インクジェットヘッド
２００ インクジェットプリンタ
２０２ キャリッジ
２１３ 受け皿
２１５ 第１の吸収部材
２１６ 第２の吸収部材

Claims (7)

1. 所定の一方向に往復移動可能なキャリッジと、
   前記キャリッジに搭載され、複数種類の液滴をそれぞれ噴射する複数種類のノズルを前記キャリッジの移動方向に沿って配置した液滴噴射ヘッドと、
   前記液滴噴射ヘッドに、前記ノズルから液滴を噴射する通常噴射動作と、フラッシング領域において前記ノズルから液滴を噴射するフラッシング動作と、を実行させる制御手段と、
   前記フラッシング領域に配置されて、前記フラッシング動作時に前記ノズルから噴射された液滴を受容する液滴受容部とを備え、
   前記複数種類の液滴は、前記液滴受容部に付着した後の固化のしやすさが異なるものであり、
   前記液滴受容部は、最も固化しやすい液体を噴射する第１ノズルから噴射された液滴が付着する第１付着領域と、残りのノズルから噴射された液滴が付着する第２付着領域とを有しており、
   前記制御手段は、前記フラッシング動作が行われた後に、前記キャリッジを前記一方向に移動させ、前記第１ノズルではない他のノズルから前記第１付着領域に液滴を噴射させるものであり、
   前記第１付着領域の濡れ性は、前記第２付着領域の濡れ性よりも高いことを特徴とする液滴噴射装置。
2. 前記液滴受容部は、前記ノズルから噴射された液滴を吸収する吸収部材を有していることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
3. 前記第１付着領域における前記吸収部材の表面には、前記第２付着領域における前記吸収部材の表面よりも濡れ性の高い膜が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
4. 前記第１付着領域と前記第２付着領域とにおける前記吸収部材は、それぞれ表面の濡れ性が異なる材質で形成されており、
   前記第１付着領域における前記吸収部材の材質は、前記第２付着領域における前記吸収部材の材質よりも表面の濡れ性が高いことを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
5. 前記第１付着領域に付着する液滴を噴射する前記第１ノズルから顔料インクの液滴が噴射され、前記第２付着領域に付着する液滴を噴射する残りのノズルから染料インクの液滴が噴射されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴噴射装置。
6. 前記制御手段は、
   前記フラッシング動作として、全てのノズルから液滴を噴射させた後に、前記キャリッジを前記一方向に移動させ、前記複数種類のノズルのうち、最も固化しにくい液体を噴射する第２ノズルから噴射された液滴が前記第１付着領域に滴下されるように前記液滴噴射ヘッドを移動させ、前記第２ノズルから液滴を噴射させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴噴射装置。
7. 前記制御手段は、
   前記フラッシング動作として、前記複数種類のノズルのうち、最も固化しにくい液体を噴射する第２ノズルを除く、残りのノズルから液滴を噴射させた後に、前記キャリッジを前記一方向に移動させ、前記第２ノズルから噴射された液滴が前記第１付着領域に滴下されるように前記液滴噴射ヘッドを移動させ、前記第２ノズルから液滴を噴射させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴噴射装置。

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