液体噴射装置
【課題】簡便且つ確実なメニスカス制御を可能とし、良好な噴射特性が得られる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を貯留する液体貯留部４８と、液体貯留部４８から供給される液体を噴射する複数の噴射口１６を有した液体噴射ヘッド４と、噴射口１６内の液体を押し出す或いは引き込むことで液体噴射ヘッド４の液体噴射時及び非液体噴射時における液体メニスカスの位置をそれぞれ異ならせるメニスカス調整手段８と、非液体噴射時における液体メニスカスの第一の位置が、液体噴射時における液体メニスカスの第ニの位置よりも噴射口１６内に引き込まれた状態となるようにメニスカス調整手段８を制御する制御装置５８とを備える液体噴射装置１である。
【解決手段】液体を貯留する液体貯留部４８と、液体貯留部４８から供給される液体を噴射する複数の噴射口１６を有した液体噴射ヘッド４と、噴射口１６内の液体を押し出す或いは引き込むことで液体噴射ヘッド４の液体噴射時及び非液体噴射時における液体メニスカスの位置をそれぞれ異ならせるメニスカス調整手段８と、非液体噴射時における液体メニスカスの第一の位置が、液体噴射時における液体メニスカスの第ニの位置よりも噴射口１６内に引き込まれた状態となるようにメニスカス調整手段８を制御する制御装置５８とを備える液体噴射装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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（以下、プリンタと称す）が知られている。ところで、このようなインクジェット式のプリンタでは、インクの吐出特性を保持すべく、噴射口内のインクメニスカスを良好な状態に保つ必要がある。そこで、インクタンク、或いは記録ヘッドの高さを適宜調整することでメニスカスが壊されるのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０５２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、メニスカスを上下させるために液体貯留部及びヘッドの位置を変更するための手段が必要となりプリンタの大型化、さらには装置構成も複雑化してしまう。また、上記従来技術では、インクの増粘による噴射口の目詰まりの回復処理とメニスカス制御との相関関係については考慮されておらず、上記目詰まりの回復処理時にメニスカスが破壊されてしまうおそれがあった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡便且つ確実なメニスカス制御を可能とし、且つ良好な噴射特性が得られる液体噴射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留部と、該液体貯留部から供給される前記液体を噴射する複数の噴射口を有した液体噴射ヘッドと、前記噴射口内の前記液体を押し出す或いは引き込むことで前記液体噴射ヘッドの液体噴射時及び非液体噴射時における液体メニスカスの位置をそれぞれ異ならせるメニスカス調整手段と、前記非液体噴射時における前記液体メニスカスの第一の位置が、前記液体噴射時における前記液体メニスカスの第二の位置よりも前記噴射口内に引き込まれた状態となるように前記メニスカス調整手段を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の液体噴射装置によれば、メニスカス調整手段により非液体噴射時における液体メニスカスが噴射口内に引き込まれた状態とされるので、液体メニスカスを空気に触れ難くすることが可能となる。よって、液体の増粘を遅延させることができる。また、非液体噴射時として、例えばクリーニング処理を行う場合、液体メニスカスが噴射口内に引き込まれた状態とされるので、クリーニング処理によって液体メニスカスが破壊されるといった不具合を防止できる。したがって、メニスカス調整手段を備えることで簡便且つ確実なメニスカス制御が可能とされ、良好な噴射特性を得る液体噴射装置を提供できる。
【０００７】
また、上記液体噴射装置においては、前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとを接続する液体流路を有し、該液体流路に前記メニスカス調整手段が設けられるのが好ましい。
このようにすれば、液体噴射ヘッドと液体貯留部とが例えばチューブ等の流体流路で接続された、所謂オフキャリッジタイプの液体噴射装置に本発明を適用可能となる。
このとき、前記メニスカス調整手段が電動シリンジにより構成されるのがより望ましい。
このように電動シリンジを用いてメニスカス調整手段を構成することで、メニスカス調整を精度良く行うことが可能となり、信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、上記液体噴射装置においては、前記メニスカス調整手段と前記液体貯留部との間には、前記液体流路を開閉可能とする流路バルブが設けられているのが好ましい。
この構成によれば、メニスカス調整手段の動作に合わせて流路バルブの開閉を行うことで、液体貯留部に液体が逆流するといった不具合を防止することができる。
【０００９】
また、上記液体噴射装置においては、前記制御装置は、前記非液体噴射時において前記液体メニスカスを微振動させるように前記メニスカス調整手段を制御するのが好ましい。
この構成によれば、例えばメニスカスが微振動することでメニスカスの増粘を内部に引き込みメニスカス部の増粘を遅らせることが可能となり、非液体噴射時においても液体の噴射特性を良好な状態で保持することができる。
【００１０】
また、上記液体噴射装置においては、前記液体噴射時は、前記噴射口から前記液体を噴射して印字を行う印字動作時、前記噴射口から前記液体を噴射させるフラッシング動作時、或いは前記噴射口から前記液体を吸引する吸引動作時であることが好ましい。
この構成によれば、印字処理、フラッシング処理、及び吸引処理時において、メニスカスが噴射口側に位置しているので、液体の噴射を良好に行うことができる。
【００１１】
また、上記液体噴射装置においては、前記非液体噴射時は、前記液体噴射ヘッドにおける複数の前記噴射口が形成された噴射口形成面を払拭するワイピング動作時、前記液体噴射ヘッドの空走時、及び前記噴射口が形成された噴射口形成面をキャップするキャッピング時であることが好ましい。
この構成によれば、メニスカスが噴射口内に引き込まれた状態となるため、噴射口形成面に対するワイピング処理時、ヘッドの空走時、及びキャッピング時においても、メニスカスが破壊されるのを防止できる。また、例えば噴射口形成面を濡らした状態で行われるワイピング処理に同期させてメニスカスを引き込むことでメニスカス破壊を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る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。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る液体噴射装置の一例を示す斜視図、図２は、平面図である。
本実施形態に係る液体噴射装置は、インク等の流体を噴射する装置である。液体噴射装置の一例として、記録ヘッドの噴射口から記録媒体にインクを噴射して、その記録媒体に対する記録を実行するインクジェット式プリンタを用いて説明する。なお、以下の説明では、そのインクジェット式記録装置の一例として、記録媒体である記録紙にインクの滴を吐出（噴射）して、その記録紙に対する記録を実行するインクジェットプリンタについて説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、インクジェットプリンタ１は、インクにより記録紙に対する記録を実行する記録ユニット２と、記録紙を搬送する記録紙搬送機構３とを備えている。
記録ユニット２は、インクを噴射する記録ヘッド４（噴射ヘッド）と、記録ヘッド４を支持しながら移動可能なキャリッジ５と、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、インクが噴射される記録紙を支持するプラテン６とを含む。
【００１５】
インクジェットプリンタ１は、キャリッジ５を移動するモータ等を含むキャリッジ駆動装置７と、キャリッジ５の移動を案内するキャリッジガイド部材とを備えている。
キャリッジ５は、キャリッジガイド部材に案内されながら、キャリッジ駆動装置７によって、主走査方向に移動する。記録紙は、記録紙搬送機構３により、記録ユニット２に対して、主走査方向と交差する副走査方向に移動する。
【００１６】
また、インクジェットプリンタ１は、記録紙を収容する給紙カセット９を備えている。
給紙カセット９は、インクジェットプリンタ１の本体の背面側に、着脱可能に設けられている。給紙カセット９は、積層された複数の記録紙を収容可能に設けられている。
【００１７】
記録紙搬送機構３は、給紙カセット９の記録紙を搬出するための給紙ローラと、給紙ローラを駆動するモータ等を含む給紙ローラ駆動装置１０と、記録紙の移動を案内する記録紙ガイド部材１１と、給紙ローラに対して搬送方向の下流側に配置されている搬送ローラと、搬送ローラを駆動する搬送ローラ駆動装置と、記録ユニット２に対して搬送方向の下流側に配置されている排出ローラとを有している。
【００１８】
給紙ローラは、給紙カセット９に積層されている複数の記録紙のうち、最も上側に配置されている記録紙をピックアップし、給紙カセット９より搬出可能に構成されている。給紙カセット９の記録紙は、記録紙ガイド部材１１に案内されながら、給紙ローラ駆動装置１０によって駆動する給紙ローラによって、搬送ローラに送られる。搬送ローラに送られた記録紙は、搬送ローラ駆動装置によって駆動する搬送ローラにより、搬送方向の下流側に配置された記録ユニット２に搬送される。
【００１９】
記録ユニット２のプラテン６は、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、記録紙の下面を支持する。記録ヘッド４及びキャリッジ５は、プラテン６の上方に配置されている。記録紙搬送機構３は、記録ユニット２による記録動作と連動して、記録紙を副走査方向に搬送する。記録ユニット２で記録された記録紙は、排出ローラを含む記録紙搬送機構３によって、インクジェットプリンタ１の正面側から排出される。
【００２０】
また、インクジェットプリンタ１は、インクカートリッジのインクをキャリッジ５の記録ヘッド４に供給するインク供給チューブ１２を備えている。インクカートリッジのインクは、インク供給針を介してインク供給路に供給され、そのインク供給路より、インク供給チューブ１２を介して、キャリッジ５の記録ヘッド４に供給される。
また、インクジェットプリンタ１は、記録ヘッド４をメンテナンス可能なメンテナンス装置１３を備えている。
【００２１】
メンテナンス装置１３は、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含む。ワイピング装置１５は、記録ヘッド４と対向可能なワイプ部材４４を備えている。ワイピング装置１５は、ワイプ部材４４を用いて、残留したインク等、記録ヘッド４の噴射口形成面１７（後述）に付着している異物を拭き取ったり、払ったりすることができる。
メンテナンス装置１３は、キャリッジ５及び記録ヘッド４のホームポジションに配置されている。ホームポジションは、キャリッジ５の移動領域内であって、記録ユニット２による記録動作が実行される記録領域の外側の端部領域に設定されている。
電源が切断されている間、あるいは長時間に亘って記録動作が実行されない場合、キャリッジ５及び記録ヘッド４は、ホームポジションに配置される。
【００２２】
図３は、記録ヘッド４の断面図である。
図３に示すように、記録ヘッド４は、ヘッド本体１８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２とを備えている。噴射口形成面１７は、ノズル基板２１の下面によって形成されている。噴射口（ノズル）１６は、ノズル基板２１に形成されている。ここで、噴射口１６の径は、用いられるインクに対応して、例えば、従来よりも約１５％程度大きく形成されている。流路形成ユニット２２は、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を積層し、接着剤等で接合して一体にしたものである。
【００２３】
記録ヘッド４は、ヘッド本体１８の内部に形成された収容空間２３と、収容空間２３に配置された駆動ユニット２４とを備えている。駆動ユニット２４は、複数の圧電素子２５と、圧電素子２５の上端を支持する固定部材２６と、駆動信号を圧電素子２５に供給する柔軟なケーブル２７とを備えている。圧電素子２５は、複数の噴射口１６のそれぞれに対応するように設けられている。
【００２４】
また、記録ヘッド４は、ヘッド本体１８の内部に形成され、インクカートリッジからインク供給チューブ１２を介して供給されたインクが流れる内部流路２８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２によって形成され、内部流路２８と接続された共通インク室２９と、流路形成ユニット２２によって形成され、共通インク室２９と接続されたインク供給口３０と、流路形成ユニット２２によって形成され、インク供給口３０と接続された圧力室３１とを備えている。圧力室３１は、複数の噴射口１６に対応するように複数設けられている。複数の噴射口１６のそれぞれは、複数の圧力室３１のそれぞれに接続されている。
【００２５】
ヘッド本体１８は、合成樹脂で形成されている。振動板１９は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工したものである。振動板１９の圧力室３１に対応する部分には、圧電素子２５の下端と接合される島部３２が形成されている。振動板１９の少なくとも一部は、圧電素子２５の駆動に応じて弾性変形する。振動板１９と内部流路２８の下端近傍との間にはコンプライアンス部３３が形成されている。
流路基板２０は、内部流路２８の下端と噴射口１６とを接続する共通インク室２９、インク供給口３０、及び圧力室３１それぞれの空間を形成するための凹部を有する。本実施形態においては、流路基板２０は、シリコンを異方性エッチングすることで形成されている。
【００２６】
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噴射口１６を有する。本実施形態のノズル基板２１は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された板状の部材である。尚、上述のように噴射口形成面１７は、ノズル基板２１の下面によって形成されている。
【００２７】
このように構成されたインクジェットプリンタ１は、インクを貯留するインク貯留部（液体貯留部）として、インクカートリッジ４８（図４参照）を有し、このインクカートリッジ４８からインク供給チューブ１２を介して供給されたインクは、図３に示す内部流路２８の上端に流入する。内部流路２８の下端は、共通インク室２９に接続されており、インクカートリッジ４８からインク供給チューブ１２を介して内部流路２８の上端に流入したインクは、内部流路２８を流れた後、共通インク室２９に供給される。共通インク室２９に供給されたインクは、インク供給口３０を介して、複数の圧力室３１のそれぞれに分配されるように供給される。すなわち、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、所謂オフキャリッジタイプのプリンタとなっている。
【００２８】
図４は、インクの供給経路を説明するための模式図である。図４に示されるように、インク供給チューブ１２は、上記インクカートリッジ４８と記録ヘッド４に接続されたサブタンク（自己封止バルブ）５１とを接続しており、インクカートリッジ４８からインク供給チューブ１２に供給されたインクＬは、サブタンク５１に供給される。
【００２９】
サブタンク５１は、例えばポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型される。このサブタンク５１には、インク室５２となる凹部が形成され、この凹部の開口面に透明な弾性シートを貼設してインク室５２が区画されている。このサブタンク５１には、インク室５２に連通する連通溝部５３′を有する延出部５３が形成されており、この延出部５３の上面にはインク流入口５４が突設されている。このインク流入口５４には、インクカートリッジ４８に貯留されたインクを供給する上記インク供給チューブ１２が接続される。したがって、インク供給チューブ１２を通ってきたインクは、このインク流入口５４から連通溝部５３′を通ってインク室５２に流入するようになっている。
【００３０】
インクカートリッジ４８は、ケース部材４９と、ケース部材４９に収容され、可塑性材料で形成されたインクパック５０とを含む。また、ケース部材４９には不図示の検出装置が接続されており、インクカートリッジ４８の交換時期を検出可能となっている。
【００３１】
インクジェットプリンタ１においては、ケーブル２７を介して圧電素子２５に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮する。これにより、振動板１９が圧力室３１に接近する方向及び離れる方向に変形（移動）する。これにより、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。この圧力の変動によって、噴射口１６から、インクが噴射（吐出）される。
このように、本実施形態の圧電素子２５は、噴射口１６よりインクを噴射するために、入力される駆動信号に基づいて、噴射口１６に接続された圧力室３１の圧力を変動させる。
【００３２】
ところで、上記インク供給チューブ１２には、図４に示したように上記噴射口１６内のインクを押し出す或いは引き込むことにより記録ヘッド４のインク噴射時及び非インク噴射時における液体メニスカスの位置を異ならせるメニスカス調整手段８が設けられている。さらに本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、上記メニスカス調整手段８を制御する制御装置５８を備えている。この制御装置５８は後述するようにインクジェットプリンタ１全体の動作も制御可能となっている。
【００３３】
ここで、インクジェットプリンタ１の電気的な構成について図５を参照しながら説明する。本実施形態におけるインクジェットプリンタ１は、インクジェットプリンタ１全体の動作を制御するための制御装置５８を備えている。この制御装置５８には、インクジェットプリンタ１の動作に関する各種情報を入力する入力装置５９と、インクジェットプリンタ１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。
【００３４】
また、制御装置５８には、上述した駆動装置７、記録紙搬送機構３、キャリッジ駆動装置７、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含むメンテナンス装置１３、及びメニスカス調整手段８等が接続されている。また、インクジェットプリンタ１は、圧電素子２５を含む駆動ユニット２４（図３参照）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。この駆動信号発生器６２は、制御装置５８に接続されている。
駆動信号発生器６２には、記録ヘッド４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。
【００３５】
駆動信号発生器６２より吐出パルスが圧電素子２５に入力されると、噴射口１６よりインク滴が吐出される。吐出パルスが圧電素子２５に入力されると、圧電素子２５が収縮して圧力室３１が膨張する。圧力室３１の膨張状態が短時間維持された後、圧電素子２５が急激に伸長する。これに伴って、圧力室３１の容積が基準容積以下に収縮し、噴射口１６に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定量のインクの滴が噴射口１６から吐出される。その後、インクの滴の吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるように、圧力室３１が基準容積に復帰する。
【００３６】
本実施形態においては、上記メニスカス調整手段８が電気シリンジにより構成されている。電気シリンジは、ピストン８ａと、このピストン８ａとの間で閉空間を構成するケース部８ｂとを備えている。そして、ケース部８ｂは上記インク供給チューブ１２に接続されている。このような構成に基づいて、ピストン８ａが押し込まれるとピストン８ａによってケース部８ｂ内の空間が加圧され、インク供給チューブ１２内が正圧状態となる。よって、インク供給チューブ１２内のインクが加圧されることなり、インクメニスカスを噴射口１６内から押し出すことが可能となる。一方、ピストン８ａを引き込むとピストン８ａによってケース部８ｂ内の空間が減圧され、インク供給チューブ１２内が負圧状態となる。よって、インク供給チューブ１２内のインクがケース部８ｂ内に引き込まれることとなり、インクメニスカスを噴射口１６内に引き込ませることが可能となる。
このように電動シリンジによってメニスカス調整手段８を構成することで、上記制御装置５８からの信号に基づいて精度の高いメニスカス調整が可能となっている。
【００３７】
図６は、メニスカス調整手段８によるインクメニスカスの状態を説明する図であり、同図（ａ）は非インク噴射時におけるインクメニスカスの状態を示し、同図（ｂ）はインク噴射時におけるインクメニスカスの状態を示している。
【００３８】
上記制御装置５８は、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように非インク噴射時におけるインクメニスカスの第一の位置が、インク噴射時におけるインクメニスカスの第二の位置よりも噴射口１６内に引き込まれた状態となるように上記メニスカス調整手段８を制御している。
【００３９】
ここで、インク噴射時とは記録ヘッド４の噴射口１６からインクを噴射する場合を意味しており、具体的に本実施形態では噴射口１６からインクを噴射して印字を行う印字処理時、上記メンテナンス装置１３におけるキャッピング装置１４を用いることで行われるフラッシング処理時、或いは上記キャッピング装置１４に連結された吸引装置３５を用いることで行われる噴射口１６からのインク吸引動作時を意味している。
一方、非インク噴射時とは記録ヘッド４の噴射口１６からインクが噴射されない場合を意味しており、具体的に本実施形態ではメンテナンス装置１３におけるワイピング装置１５を用いることで行われる、上記噴射口形成面１７を払拭するワイピング動作時、記録ヘッド４の空走時（記録ヘッド４が記録媒体である記録紙上を移動する場合）、及び噴射口形成面１７を後述するキャップ部材３４によりキャップするキャッピング時を意味している。すなわち、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、噴射口形成面に対するワイピング処理時、ヘッドの空走時、及びキャッピング時にメニスカスが噴射口内に引き込まれることでメニスカスの破壊が防止されたものとなる。例えば、噴射口形成面１７を濡らした状態でワイピング処理を行う場合、ワイピング処理に同期させてメニスカスが引き込まれることでメニスカスの破壊が防止されたものとなっている。なお、第一の位置は、上記メニスカス調整手段８が駆動されないためにインク供給チューブ１２内に圧力が生じず、噴射口形成面１７に対してメニスカスが引き込まれていない通常状態を意味している。また、第二の位置は、上記第一の位置に対して噴射口１６の内面側の位置を意味する。
【００４０】
また、メニスカス調整手段８とインクカートリッジ４８との間には、図４に示したようにインク供給チューブ１２を開閉可能とする流路バルブが設けられている。具体的に本実施形態では、インク供給チューブ１２における、インクカートリッジ４８及びサブタンク５１間のインクカートリッジ４８側に設けられた第一流路バルブＢ１と、サブタンク５１及びメニスカス調整手段８間のサブタンク５１側に設けられた第二流路バルブＢ２と、を備えている。本実施形態では、これら第一、第二流路バルブＢ１，Ｂ２の開閉動作をメニスカス調整手段８の動作に合わせて行うことで、インクカートリッジ４８にインクが逆流するのを防止している。具体的には、インクジェットプリンタ１は、上述したインク噴射時において、第一流路バルブＢ１、及び第二流路バルブＢ２を開いた状態に保持する。また、非インク噴射時において、インクジェットプリンタ１は、第一流路バルブＢ１、及び第二流路バルブＢ２を閉じた状態に保持する。非インク噴射時は、上述のようにメニスカス調整手段８によりインクメニスカスが噴射口１６内に引き込まれるので、インク供給チューブ１２内が負圧状態となるが、このとき第二流路バルブＢ２が閉じられているため、サブタンク５１内に影響が及ぼされることがない。
【００４１】
図７は、キャッピング装置１４に連結された吸引装置３５の詳細構成を示す図である。
キャップ部材３４の底壁には、キャップ部材３４内に溜まったインクを排出する排出部３４ａが下方に向かって突設されており、その内部には排出通路３４ｂが形成されている。
排出部３４ａには、可撓性材料等からなる排出チューブ３９の一端部が接続されており、排出チューブ３９の他端部は、廃インクタンク３６内に挿入されている。
なお、廃インクタンク３６内には、多孔質部材からなる廃インク吸収材５５が収容されており、この廃インク吸収材５５により回収されたインクが吸収されるようになっている。なお、この廃インクタンク３６は、プラテン６の下方に配設されている。
【００４２】
キャップ部材３４と廃インクタンク３６との間には、チューブポンプ式吸引装置３５が配設されている。吸引装置３５は、円筒状のケース３７を有しており、このケース３７内には平面視で円形状をなすポンプホイル３８がケース３７の軸心に設けられたホイル軸３８ａを中心に回動可能に収容されている。そして、このケース３７内に、排出チューブ３９の中間部３９ａがケース３７の内周壁３７ａに沿うようにして収容されている。
【００４３】
ポンプホイル３８には、一対の外側に膨らむ円弧状をなすローラ案内溝４０，４１がホイル軸３８ａを挟んで対向するように形成されている。各ローラ案内溝４０，４１は、一端がポンプホイル３８の外周側に位置しており、他端がポンプホイル３８の内周側に位置している。すなわち、両ローラ案内溝４０，４１は、それらの一端から他端に向かうほど、徐々にポンプホイル３８の外周部から遠ざかるように延びている。
両ローラ案内溝４０，４１内には、押圧手段としての一対のローラ４２，４３が、それぞれ回動軸４２ａ，４３ａを介して挿通支持されている。なお、両回動軸４２ａ，４３ａは、それぞれ両ローラ案内溝４０，４１内を摺動自在になっている。
【００４４】
そして、ポンプホイル３８を、正方向（矢印方向）に回動させると、両ローラ４２，４３が両ローラ案内溝４０，４１の一端側（ポンプホイル３８の外周側）に移動し、排出チューブ３９の中間部３９ａを上流側から下流側へ順次押し潰しながら（押圧しながら）回動するようになっている。この回動により、吸引装置３５より上流側の排出チューブ３９の内部が減圧されるようになっている。
これにより、キャップ部材３４内に溜まったインクは、ポンプホイル３８の正方向の回動動作により、徐々に廃インクタンク３６方向へ排出されるようになっている。また、噴射口形成面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を負圧にすることによって、噴射口形成面１７の噴射口１６からインクを吸引することができる。
【００４５】
また、ポンプホイル３８を逆方向（矢印方向とは反対方向）に回動させると、両ローラ４２，４３が両ローラ案内溝４０，４１の他端側（ポンプホイル３８の内周側）に移動するようになっている。この移動により、両ローラ４２，４３がそれぞれ排出チューブ３９の中間部３９ａに軽く接した状態となり、排出チューブ３９の内部の減圧状態が解消されるようになっている。
なお、ポンプホイル３８は、給紙ローラ駆動装置１０よって回転駆動されるようになっている。また、キャップ部材３４は、不図示の駆動装置により、記録ヘッド４の噴射口形成面１７に上端面を接触させて閉空間を形成したり、離間させたりすることが可能となっている。
【００４６】
インクジェットプリンタ１は、メンテナンス装置１３を用いて、記録ヘッド４に対するメンテナンス処理を実行可能である。メンテナンス装置１３は、記録ヘッド４の噴射特性を維持するために、記録ヘッド４と協働して、噴射口１６よりインクを排出させる動作を含むメンテナンス処理を実行する。
【００４７】
メンテナンス処理は、噴射口１６からインクをキャップ部材３４に噴射するフラッシング動作、ワイピング装置１５のワイプ部材４４を用いたワイプ動作、及びキャッピング装置１４のキャップ部材３４及び吸引装置３５を用いた吸引動作を含む。
フラッシング動作は、記録領域において噴射口１６からのインクを記録紙に供給する前に、ホームポジションにおいて、噴射口１６よりインクをキャップ部材３４に予め噴射（吐出）する動作を含む。これにより、噴射口１６付近の粘度が増大したインクが排出され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。本実施形態においては、上記フラッシング動作はインク噴射時に相当することから、上記メニスカス調整手段８によってインクメニスカスが図６（ｂ）に示される第二の位置（噴射口１６外側）に保持される。よって、フラッシング動作時にインクの噴射を良好に行うことが可能となる。
【００４８】
また、上記吸引動作は、ホームポジションにおいて、噴射口形成面１７とキャップ部材３４とを対向させ、噴射口形成面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を吸引する吸引装置３５を用いて負圧にすることによって、噴射口形成面１７の噴射口１６からインクを吸引する動作である。これにより、フラッシング動作では排出しきれなかった粘度が増大したインク、噴射口１６内に浸入したゴミ、記録ヘッド４内の気泡等が、噴射口１６よりインクとともに排出され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。本実施形態においては、上記吸引動作はインク噴射時に相当することから、上記メニスカス調整手段８によってインクメニスカスが図６（ｂ）に示される第二の位置（噴射口１６外側）に保持される。よって、インク吸引動作を良好に実行することが可能となる。
また、上記ワイプ動作は、ワイプ部材４４により噴射口形成面１７を払拭する動作である。これにより、吸引動作後に噴射口形成面１７に付着したインクがワイプ部材４４により払拭されて噴射口形成面１７が清掃されることで、噴射口１６の近傍に付着したインクを除去することで噴射特性を良好な状態に保つことができる。本実施形態においては、上記ワイプ動作は非インク噴射時に相当することから、上記メニスカス調整手段８によってインクメニスカスが図６（ａ）に示される第一の位置（噴射口１６内側）に保持される。具体的には、キャップ部材３４の吸引動作により噴射口形成面１７を濡らした状態でワイピング動作を行うことで、ワイプ部材４４のビビリ等による異常振動が防止される。これによりワイピング時にメニスカスを壊れ難くすることができ、且つ噴射口形成面１７及びワイプ部材４４の磨耗を防止することができる。さらにワイプ動作時には、上述したようにメニスカスを引き込むので、ワイプ部材４４がインクメニスカスに接触することで、メニスカスが破壊されるのを防止できる。このとき、制御装置５８は、インクメニスカスを噴射口１６内で微振動させるように上記メニスカス調整手段８を制御している。このようにメニスカスを微振動させることでメニスカスの増粘を内部に引き込みメニスカス部の増粘を遅らせることが可能となり、非インク噴射時においてもインクの噴射特性を良好な状態で保持することができる。
【００４９】
以上述べたように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１によれば、メニスカス調整手段８により非インク噴射時におけるインクメニスカスが噴射口１６内に引き込まれた状態とされるので、インクメニスカスを空気に触れ難くすることが可能となる。よって、インクメニスカスの増粘を遅延させることができる。また、非インク噴射時としてクリーニング処理を行う場合、インクメニスカスが噴射口１６内に引き込まれた状態とされるので、クリーニング処理によってインクメニスカスが破壊されるのを防止できる。
したがって、インクジェットプリンタ１によれば、メニスカス調整手段８を備えることで簡便且つ確実なメニスカス制御が可能とされると共に良好な噴射特性が得られる信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】液体噴射装置の一例を示す斜視図である。
【図２】液体噴射装置の一例を示す平面図である。
【図３】記録ヘッドの断面図である。
【図４】インクの供給経路を説明するための模式図である。
【図５】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６】メニスカス調整手段によるインクメニスカスの状態を説明する図である。
【図７】キャッピング装置に連結された吸引装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…インクジェットプリンタ（液体噴射装置）、４…記録ヘッド、８…メニスカス調整手段、１２…インク供給チューブ（液体流路）、１６…噴射口、１７…噴射口形成面、４８…インクカートリッジ（液体貯留部）、５８…制御装置、Ｂ１…第一流路バルブ（流路バルブ）、Ｂ２…第二流路バルブ（流路バルブ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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（以下、プリンタと称す）が知られている。ところで、このようなインクジェット式のプリンタでは、インクの吐出特性を保持すべく、噴射口内のインクメニスカスを良好な状態に保つ必要がある。そこで、インクタンク、或いは記録ヘッドの高さを適宜調整することでメニスカスが壊されるのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０５２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、メニスカスを上下させるために液体貯留部及びヘッドの位置を変更するための手段が必要となりプリンタの大型化、さらには装置構成も複雑化してしまう。また、上記従来技術では、インクの増粘による噴射口の目詰まりの回復処理とメニスカス制御との相関関係については考慮されておらず、上記目詰まりの回復処理時にメニスカスが破壊されてしまうおそれがあった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡便且つ確実なメニスカス制御を可能とし、且つ良好な噴射特性が得られる液体噴射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留部と、該液体貯留部から供給される前記液体を噴射する複数の噴射口を有した液体噴射ヘッドと、前記噴射口内の前記液体を押し出す或いは引き込むことで前記液体噴射ヘッドの液体噴射時及び非液体噴射時における液体メニスカスの位置をそれぞれ異ならせるメニスカス調整手段と、前記非液体噴射時における前記液体メニスカスの第一の位置が、前記液体噴射時における前記液体メニスカスの第二の位置よりも前記噴射口内に引き込まれた状態となるように前記メニスカス調整手段を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の液体噴射装置によれば、メニスカス調整手段により非液体噴射時における液体メニスカスが噴射口内に引き込まれた状態とされるので、液体メニスカスを空気に触れ難くすることが可能となる。よって、液体の増粘を遅延させることができる。また、非液体噴射時として、例えばクリーニング処理を行う場合、液体メニスカスが噴射口内に引き込まれた状態とされるので、クリーニング処理によって液体メニスカスが破壊されるといった不具合を防止できる。したがって、メニスカス調整手段を備えることで簡便且つ確実なメニスカス制御が可能とされ、良好な噴射特性を得る液体噴射装置を提供できる。
【０００７】
また、上記液体噴射装置においては、前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとを接続する液体流路を有し、該液体流路に前記メニスカス調整手段が設けられるのが好ましい。
このようにすれば、液体噴射ヘッドと液体貯留部とが例えばチューブ等の流体流路で接続された、所謂オフキャリッジタイプの液体噴射装置に本発明を適用可能となる。
このとき、前記メニスカス調整手段が電動シリンジにより構成されるのがより望ましい。
このように電動シリンジを用いてメニスカス調整手段を構成することで、メニスカス調整を精度良く行うことが可能となり、信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、上記液体噴射装置においては、前記メニスカス調整手段と前記液体貯留部との間には、前記液体流路を開閉可能とする流路バルブが設けられているのが好ましい。
この構成によれば、メニスカス調整手段の動作に合わせて流路バルブの開閉を行うことで、液体貯留部に液体が逆流するといった不具合を防止することができる。
【０００９】
また、上記液体噴射装置においては、前記制御装置は、前記非液体噴射時において前記液体メニスカスを微振動させるように前記メニスカス調整手段を制御するのが好ましい。
この構成によれば、例えばメニスカスが微振動することでメニスカスの増粘を内部に引き込みメニスカス部の増粘を遅らせることが可能となり、非液体噴射時においても液体の噴射特性を良好な状態で保持することができる。
【００１０】
また、上記液体噴射装置においては、前記液体噴射時は、前記噴射口から前記液体を噴射して印字を行う印字動作時、前記噴射口から前記液体を噴射させるフラッシング動作時、或いは前記噴射口から前記液体を吸引する吸引動作時であることが好ましい。
この構成によれば、印字処理、フラッシング処理、及び吸引処理時において、メニスカスが噴射口側に位置しているので、液体の噴射を良好に行うことができる。
【００１１】
また、上記液体噴射装置においては、前記非液体噴射時は、前記液体噴射ヘッドにおける複数の前記噴射口が形成された噴射口形成面を払拭するワイピング動作時、前記液体噴射ヘッドの空走時、及び前記噴射口が形成された噴射口形成面をキャップするキャッピング時であることが好ましい。
この構成によれば、メニスカスが噴射口内に引き込まれた状態となるため、噴射口形成面に対するワイピング処理時、ヘッドの空走時、及びキャッピング時においても、メニスカスが破壊されるのを防止できる。また、例えば噴射口形成面を濡らした状態で行われるワイピング処理に同期させてメニスカスを引き込むことでメニスカス破壊を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る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。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る液体噴射装置の一例を示す斜視図、図２は、平面図である。
本実施形態に係る液体噴射装置は、インク等の流体を噴射する装置である。液体噴射装置の一例として、記録ヘッドの噴射口から記録媒体にインクを噴射して、その記録媒体に対する記録を実行するインクジェット式プリンタを用いて説明する。なお、以下の説明では、そのインクジェット式記録装置の一例として、記録媒体である記録紙にインクの滴を吐出（噴射）して、その記録紙に対する記録を実行するインクジェットプリンタについて説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、インクジェットプリンタ１は、インクにより記録紙に対する記録を実行する記録ユニット２と、記録紙を搬送する記録紙搬送機構３とを備えている。
記録ユニット２は、インクを噴射する記録ヘッド４（噴射ヘッド）と、記録ヘッド４を支持しながら移動可能なキャリッジ５と、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、インクが噴射される記録紙を支持するプラテン６とを含む。
【００１５】
インクジェットプリンタ１は、キャリッジ５を移動するモータ等を含むキャリッジ駆動装置７と、キャリッジ５の移動を案内するキャリッジガイド部材とを備えている。
キャリッジ５は、キャリッジガイド部材に案内されながら、キャリッジ駆動装置７によって、主走査方向に移動する。記録紙は、記録紙搬送機構３により、記録ユニット２に対して、主走査方向と交差する副走査方向に移動する。
【００１６】
また、インクジェットプリンタ１は、記録紙を収容する給紙カセット９を備えている。
給紙カセット９は、インクジェットプリンタ１の本体の背面側に、着脱可能に設けられている。給紙カセット９は、積層された複数の記録紙を収容可能に設けられている。
【００１７】
記録紙搬送機構３は、給紙カセット９の記録紙を搬出するための給紙ローラと、給紙ローラを駆動するモータ等を含む給紙ローラ駆動装置１０と、記録紙の移動を案内する記録紙ガイド部材１１と、給紙ローラに対して搬送方向の下流側に配置されている搬送ローラと、搬送ローラを駆動する搬送ローラ駆動装置と、記録ユニット２に対して搬送方向の下流側に配置されている排出ローラとを有している。
【００１８】
給紙ローラは、給紙カセット９に積層されている複数の記録紙のうち、最も上側に配置されている記録紙をピックアップし、給紙カセット９より搬出可能に構成されている。給紙カセット９の記録紙は、記録紙ガイド部材１１に案内されながら、給紙ローラ駆動装置１０によって駆動する給紙ローラによって、搬送ローラに送られる。搬送ローラに送られた記録紙は、搬送ローラ駆動装置によって駆動する搬送ローラにより、搬送方向の下流側に配置された記録ユニット２に搬送される。
【００１９】
記録ユニット２のプラテン６は、記録ヘッド４及びキャリッジ５と対向する位置に配置され、記録紙の下面を支持する。記録ヘッド４及びキャリッジ５は、プラテン６の上方に配置されている。記録紙搬送機構３は、記録ユニット２による記録動作と連動して、記録紙を副走査方向に搬送する。記録ユニット２で記録された記録紙は、排出ローラを含む記録紙搬送機構３によって、インクジェットプリンタ１の正面側から排出される。
【００２０】
また、インクジェットプリンタ１は、インクカートリッジのインクをキャリッジ５の記録ヘッド４に供給するインク供給チューブ１２を備えている。インクカートリッジのインクは、インク供給針を介してインク供給路に供給され、そのインク供給路より、インク供給チューブ１２を介して、キャリッジ５の記録ヘッド４に供給される。
また、インクジェットプリンタ１は、記録ヘッド４をメンテナンス可能なメンテナンス装置１３を備えている。
【００２１】
メンテナンス装置１３は、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含む。ワイピング装置１５は、記録ヘッド４と対向可能なワイプ部材４４を備えている。ワイピング装置１５は、ワイプ部材４４を用いて、残留したインク等、記録ヘッド４の噴射口形成面１７（後述）に付着している異物を拭き取ったり、払ったりすることができる。
メンテナンス装置１３は、キャリッジ５及び記録ヘッド４のホームポジションに配置されている。ホームポジションは、キャリッジ５の移動領域内であって、記録ユニット２による記録動作が実行される記録領域の外側の端部領域に設定されている。
電源が切断されている間、あるいは長時間に亘って記録動作が実行されない場合、キャリッジ５及び記録ヘッド４は、ホームポジションに配置される。
【００２２】
図３は、記録ヘッド４の断面図である。
図３に示すように、記録ヘッド４は、ヘッド本体１８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２とを備えている。噴射口形成面１７は、ノズル基板２１の下面によって形成されている。噴射口（ノズル）１６は、ノズル基板２１に形成されている。ここで、噴射口１６の径は、用いられるインクに対応して、例えば、従来よりも約１５％程度大きく形成されている。流路形成ユニット２２は、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を積層し、接着剤等で接合して一体にしたものである。
【００２３】
記録ヘッド４は、ヘッド本体１８の内部に形成された収容空間２３と、収容空間２３に配置された駆動ユニット２４とを備えている。駆動ユニット２４は、複数の圧電素子２５と、圧電素子２５の上端を支持する固定部材２６と、駆動信号を圧電素子２５に供給する柔軟なケーブル２７とを備えている。圧電素子２５は、複数の噴射口１６のそれぞれに対応するように設けられている。
【００２４】
また、記録ヘッド４は、ヘッド本体１８の内部に形成され、インクカートリッジからインク供給チューブ１２を介して供給されたインクが流れる内部流路２８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２によって形成され、内部流路２８と接続された共通インク室２９と、流路形成ユニット２２によって形成され、共通インク室２９と接続されたインク供給口３０と、流路形成ユニット２２によって形成され、インク供給口３０と接続された圧力室３１とを備えている。圧力室３１は、複数の噴射口１６に対応するように複数設けられている。複数の噴射口１６のそれぞれは、複数の圧力室３１のそれぞれに接続されている。
【００２５】
ヘッド本体１８は、合成樹脂で形成されている。振動板１９は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工したものである。振動板１９の圧力室３１に対応する部分には、圧電素子２５の下端と接合される島部３２が形成されている。振動板１９の少なくとも一部は、圧電素子２５の駆動に応じて弾性変形する。振動板１９と内部流路２８の下端近傍との間にはコンプライアンス部３３が形成されている。
流路基板２０は、内部流路２８の下端と噴射口１６とを接続する共通インク室２９、インク供給口３０、及び圧力室３１それぞれの空間を形成するための凹部を有する。本実施形態においては、流路基板２０は、シリコンを異方性エッチングすることで形成されている。
【００２６】
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噴射口１６を有する。本実施形態のノズル基板２１は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された板状の部材である。尚、上述のように噴射口形成面１７は、ノズル基板２１の下面によって形成されている。
【００２７】
このように構成されたインクジェットプリンタ１は、インクを貯留するインク貯留部（液体貯留部）として、インクカートリッジ４８（図４参照）を有し、このインクカートリッジ４８からインク供給チューブ１２を介して供給されたインクは、図３に示す内部流路２８の上端に流入する。内部流路２８の下端は、共通インク室２９に接続されており、インクカートリッジ４８からインク供給チューブ１２を介して内部流路２８の上端に流入したインクは、内部流路２８を流れた後、共通インク室２９に供給される。共通インク室２９に供給されたインクは、インク供給口３０を介して、複数の圧力室３１のそれぞれに分配されるように供給される。すなわち、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、所謂オフキャリッジタイプのプリンタとなっている。
【００２８】
図４は、インクの供給経路を説明するための模式図である。図４に示されるように、インク供給チューブ１２は、上記インクカートリッジ４８と記録ヘッド４に接続されたサブタンク（自己封止バルブ）５１とを接続しており、インクカートリッジ４８からインク供給チューブ１２に供給されたインクＬは、サブタンク５１に供給される。
【００２９】
サブタンク５１は、例えばポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型される。このサブタンク５１には、インク室５２となる凹部が形成され、この凹部の開口面に透明な弾性シートを貼設してインク室５２が区画されている。このサブタンク５１には、インク室５２に連通する連通溝部５３′を有する延出部５３が形成されており、この延出部５３の上面にはインク流入口５４が突設されている。このインク流入口５４には、インクカートリッジ４８に貯留されたインクを供給する上記インク供給チューブ１２が接続される。したがって、インク供給チューブ１２を通ってきたインクは、このインク流入口５４から連通溝部５３′を通ってインク室５２に流入するようになっている。
【００３０】
インクカートリッジ４８は、ケース部材４９と、ケース部材４９に収容され、可塑性材料で形成されたインクパック５０とを含む。また、ケース部材４９には不図示の検出装置が接続されており、インクカートリッジ４８の交換時期を検出可能となっている。
【００３１】
インクジェットプリンタ１においては、ケーブル２７を介して圧電素子２５に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮する。これにより、振動板１９が圧力室３１に接近する方向及び離れる方向に変形（移動）する。これにより、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。この圧力の変動によって、噴射口１６から、インクが噴射（吐出）される。
このように、本実施形態の圧電素子２５は、噴射口１６よりインクを噴射するために、入力される駆動信号に基づいて、噴射口１６に接続された圧力室３１の圧力を変動させる。
【００３２】
ところで、上記インク供給チューブ１２には、図４に示したように上記噴射口１６内のインクを押し出す或いは引き込むことにより記録ヘッド４のインク噴射時及び非インク噴射時における液体メニスカスの位置を異ならせるメニスカス調整手段８が設けられている。さらに本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、上記メニスカス調整手段８を制御する制御装置５８を備えている。この制御装置５８は後述するようにインクジェットプリンタ１全体の動作も制御可能となっている。
【００３３】
ここで、インクジェットプリンタ１の電気的な構成について図５を参照しながら説明する。本実施形態におけるインクジェットプリンタ１は、インクジェットプリンタ１全体の動作を制御するための制御装置５８を備えている。この制御装置５８には、インクジェットプリンタ１の動作に関する各種情報を入力する入力装置５９と、インクジェットプリンタ１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。
【００３４】
また、制御装置５８には、上述した駆動装置７、記録紙搬送機構３、キャリッジ駆動装置７、キャッピング装置１４及びワイピング装置１５を含むメンテナンス装置１３、及びメニスカス調整手段８等が接続されている。また、インクジェットプリンタ１は、圧電素子２５を含む駆動ユニット２４（図３参照）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。この駆動信号発生器６２は、制御装置５８に接続されている。
駆動信号発生器６２には、記録ヘッド４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。
【００３５】
駆動信号発生器６２より吐出パルスが圧電素子２５に入力されると、噴射口１６よりインク滴が吐出される。吐出パルスが圧電素子２５に入力されると、圧電素子２５が収縮して圧力室３１が膨張する。圧力室３１の膨張状態が短時間維持された後、圧電素子２５が急激に伸長する。これに伴って、圧力室３１の容積が基準容積以下に収縮し、噴射口１６に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定量のインクの滴が噴射口１６から吐出される。その後、インクの滴の吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるように、圧力室３１が基準容積に復帰する。
【００３６】
本実施形態においては、上記メニスカス調整手段８が電気シリンジにより構成されている。電気シリンジは、ピストン８ａと、このピストン８ａとの間で閉空間を構成するケース部８ｂとを備えている。そして、ケース部８ｂは上記インク供給チューブ１２に接続されている。このような構成に基づいて、ピストン８ａが押し込まれるとピストン８ａによってケース部８ｂ内の空間が加圧され、インク供給チューブ１２内が正圧状態となる。よって、インク供給チューブ１２内のインクが加圧されることなり、インクメニスカスを噴射口１６内から押し出すことが可能となる。一方、ピストン８ａを引き込むとピストン８ａによってケース部８ｂ内の空間が減圧され、インク供給チューブ１２内が負圧状態となる。よって、インク供給チューブ１２内のインクがケース部８ｂ内に引き込まれることとなり、インクメニスカスを噴射口１６内に引き込ませることが可能となる。
このように電動シリンジによってメニスカス調整手段８を構成することで、上記制御装置５８からの信号に基づいて精度の高いメニスカス調整が可能となっている。
【００３７】
図６は、メニスカス調整手段８によるインクメニスカスの状態を説明する図であり、同図（ａ）は非インク噴射時におけるインクメニスカスの状態を示し、同図（ｂ）はインク噴射時におけるインクメニスカスの状態を示している。
【００３８】
上記制御装置５８は、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように非インク噴射時におけるインクメニスカスの第一の位置が、インク噴射時におけるインクメニスカスの第二の位置よりも噴射口１６内に引き込まれた状態となるように上記メニスカス調整手段８を制御している。
【００３９】
ここで、インク噴射時とは記録ヘッド４の噴射口１６からインクを噴射する場合を意味しており、具体的に本実施形態では噴射口１６からインクを噴射して印字を行う印字処理時、上記メンテナンス装置１３におけるキャッピング装置１４を用いることで行われるフラッシング処理時、或いは上記キャッピング装置１４に連結された吸引装置３５を用いることで行われる噴射口１６からのインク吸引動作時を意味している。
一方、非インク噴射時とは記録ヘッド４の噴射口１６からインクが噴射されない場合を意味しており、具体的に本実施形態ではメンテナンス装置１３におけるワイピング装置１５を用いることで行われる、上記噴射口形成面１７を払拭するワイピング動作時、記録ヘッド４の空走時（記録ヘッド４が記録媒体である記録紙上を移動する場合）、及び噴射口形成面１７を後述するキャップ部材３４によりキャップするキャッピング時を意味している。すなわち、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、噴射口形成面に対するワイピング処理時、ヘッドの空走時、及びキャッピング時にメニスカスが噴射口内に引き込まれることでメニスカスの破壊が防止されたものとなる。例えば、噴射口形成面１７を濡らした状態でワイピング処理を行う場合、ワイピング処理に同期させてメニスカスが引き込まれることでメニスカスの破壊が防止されたものとなっている。なお、第一の位置は、上記メニスカス調整手段８が駆動されないためにインク供給チューブ１２内に圧力が生じず、噴射口形成面１７に対してメニスカスが引き込まれていない通常状態を意味している。また、第二の位置は、上記第一の位置に対して噴射口１６の内面側の位置を意味する。
【００４０】
また、メニスカス調整手段８とインクカートリッジ４８との間には、図４に示したようにインク供給チューブ１２を開閉可能とする流路バルブが設けられている。具体的に本実施形態では、インク供給チューブ１２における、インクカートリッジ４８及びサブタンク５１間のインクカートリッジ４８側に設けられた第一流路バルブＢ１と、サブタンク５１及びメニスカス調整手段８間のサブタンク５１側に設けられた第二流路バルブＢ２と、を備えている。本実施形態では、これら第一、第二流路バルブＢ１，Ｂ２の開閉動作をメニスカス調整手段８の動作に合わせて行うことで、インクカートリッジ４８にインクが逆流するのを防止している。具体的には、インクジェットプリンタ１は、上述したインク噴射時において、第一流路バルブＢ１、及び第二流路バルブＢ２を開いた状態に保持する。また、非インク噴射時において、インクジェットプリンタ１は、第一流路バルブＢ１、及び第二流路バルブＢ２を閉じた状態に保持する。非インク噴射時は、上述のようにメニスカス調整手段８によりインクメニスカスが噴射口１６内に引き込まれるので、インク供給チューブ１２内が負圧状態となるが、このとき第二流路バルブＢ２が閉じられているため、サブタンク５１内に影響が及ぼされることがない。
【００４１】
図７は、キャッピング装置１４に連結された吸引装置３５の詳細構成を示す図である。
キャップ部材３４の底壁には、キャップ部材３４内に溜まったインクを排出する排出部３４ａが下方に向かって突設されており、その内部には排出通路３４ｂが形成されている。
排出部３４ａには、可撓性材料等からなる排出チューブ３９の一端部が接続されており、排出チューブ３９の他端部は、廃インクタンク３６内に挿入されている。
なお、廃インクタンク３６内には、多孔質部材からなる廃インク吸収材５５が収容されており、この廃インク吸収材５５により回収されたインクが吸収されるようになっている。なお、この廃インクタンク３６は、プラテン６の下方に配設されている。
【００４２】
キャップ部材３４と廃インクタンク３６との間には、チューブポンプ式吸引装置３５が配設されている。吸引装置３５は、円筒状のケース３７を有しており、このケース３７内には平面視で円形状をなすポンプホイル３８がケース３７の軸心に設けられたホイル軸３８ａを中心に回動可能に収容されている。そして、このケース３７内に、排出チューブ３９の中間部３９ａがケース３７の内周壁３７ａに沿うようにして収容されている。
【００４３】
ポンプホイル３８には、一対の外側に膨らむ円弧状をなすローラ案内溝４０，４１がホイル軸３８ａを挟んで対向するように形成されている。各ローラ案内溝４０，４１は、一端がポンプホイル３８の外周側に位置しており、他端がポンプホイル３８の内周側に位置している。すなわち、両ローラ案内溝４０，４１は、それらの一端から他端に向かうほど、徐々にポンプホイル３８の外周部から遠ざかるように延びている。
両ローラ案内溝４０，４１内には、押圧手段としての一対のローラ４２，４３が、それぞれ回動軸４２ａ，４３ａを介して挿通支持されている。なお、両回動軸４２ａ，４３ａは、それぞれ両ローラ案内溝４０，４１内を摺動自在になっている。
【００４４】
そして、ポンプホイル３８を、正方向（矢印方向）に回動させると、両ローラ４２，４３が両ローラ案内溝４０，４１の一端側（ポンプホイル３８の外周側）に移動し、排出チューブ３９の中間部３９ａを上流側から下流側へ順次押し潰しながら（押圧しながら）回動するようになっている。この回動により、吸引装置３５より上流側の排出チューブ３９の内部が減圧されるようになっている。
これにより、キャップ部材３４内に溜まったインクは、ポンプホイル３８の正方向の回動動作により、徐々に廃インクタンク３６方向へ排出されるようになっている。また、噴射口形成面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を負圧にすることによって、噴射口形成面１７の噴射口１６からインクを吸引することができる。
【００４５】
また、ポンプホイル３８を逆方向（矢印方向とは反対方向）に回動させると、両ローラ４２，４３が両ローラ案内溝４０，４１の他端側（ポンプホイル３８の内周側）に移動するようになっている。この移動により、両ローラ４２，４３がそれぞれ排出チューブ３９の中間部３９ａに軽く接した状態となり、排出チューブ３９の内部の減圧状態が解消されるようになっている。
なお、ポンプホイル３８は、給紙ローラ駆動装置１０よって回転駆動されるようになっている。また、キャップ部材３４は、不図示の駆動装置により、記録ヘッド４の噴射口形成面１７に上端面を接触させて閉空間を形成したり、離間させたりすることが可能となっている。
【００４６】
インクジェットプリンタ１は、メンテナンス装置１３を用いて、記録ヘッド４に対するメンテナンス処理を実行可能である。メンテナンス装置１３は、記録ヘッド４の噴射特性を維持するために、記録ヘッド４と協働して、噴射口１６よりインクを排出させる動作を含むメンテナンス処理を実行する。
【００４７】
メンテナンス処理は、噴射口１６からインクをキャップ部材３４に噴射するフラッシング動作、ワイピング装置１５のワイプ部材４４を用いたワイプ動作、及びキャッピング装置１４のキャップ部材３４及び吸引装置３５を用いた吸引動作を含む。
フラッシング動作は、記録領域において噴射口１６からのインクを記録紙に供給する前に、ホームポジションにおいて、噴射口１６よりインクをキャップ部材３４に予め噴射（吐出）する動作を含む。これにより、噴射口１６付近の粘度が増大したインクが排出され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。本実施形態においては、上記フラッシング動作はインク噴射時に相当することから、上記メニスカス調整手段８によってインクメニスカスが図６（ｂ）に示される第二の位置（噴射口１６外側）に保持される。よって、フラッシング動作時にインクの噴射を良好に行うことが可能となる。
【００４８】
また、上記吸引動作は、ホームポジションにおいて、噴射口形成面１７とキャップ部材３４とを対向させ、噴射口形成面１７とキャップ部材３４との間に形成された空間を吸引する吸引装置３５を用いて負圧にすることによって、噴射口形成面１７の噴射口１６からインクを吸引する動作である。これにより、フラッシング動作では排出しきれなかった粘度が増大したインク、噴射口１６内に浸入したゴミ、記録ヘッド４内の気泡等が、噴射口１６よりインクとともに排出され、噴射口１６の噴射特性が維持又は回復される。本実施形態においては、上記吸引動作はインク噴射時に相当することから、上記メニスカス調整手段８によってインクメニスカスが図６（ｂ）に示される第二の位置（噴射口１６外側）に保持される。よって、インク吸引動作を良好に実行することが可能となる。
また、上記ワイプ動作は、ワイプ部材４４により噴射口形成面１７を払拭する動作である。これにより、吸引動作後に噴射口形成面１７に付着したインクがワイプ部材４４により払拭されて噴射口形成面１７が清掃されることで、噴射口１６の近傍に付着したインクを除去することで噴射特性を良好な状態に保つことができる。本実施形態においては、上記ワイプ動作は非インク噴射時に相当することから、上記メニスカス調整手段８によってインクメニスカスが図６（ａ）に示される第一の位置（噴射口１６内側）に保持される。具体的には、キャップ部材３４の吸引動作により噴射口形成面１７を濡らした状態でワイピング動作を行うことで、ワイプ部材４４のビビリ等による異常振動が防止される。これによりワイピング時にメニスカスを壊れ難くすることができ、且つ噴射口形成面１７及びワイプ部材４４の磨耗を防止することができる。さらにワイプ動作時には、上述したようにメニスカスを引き込むので、ワイプ部材４４がインクメニスカスに接触することで、メニスカスが破壊されるのを防止できる。このとき、制御装置５８は、インクメニスカスを噴射口１６内で微振動させるように上記メニスカス調整手段８を制御している。このようにメニスカスを微振動させることでメニスカスの増粘を内部に引き込みメニスカス部の増粘を遅らせることが可能となり、非インク噴射時においてもインクの噴射特性を良好な状態で保持することができる。
【００４９】
以上述べたように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１によれば、メニスカス調整手段８により非インク噴射時におけるインクメニスカスが噴射口１６内に引き込まれた状態とされるので、インクメニスカスを空気に触れ難くすることが可能となる。よって、インクメニスカスの増粘を遅延させることができる。また、非インク噴射時としてクリーニング処理を行う場合、インクメニスカスが噴射口１６内に引き込まれた状態とされるので、クリーニング処理によってインクメニスカスが破壊されるのを防止できる。
したがって、インクジェットプリンタ１によれば、メニスカス調整手段８を備えることで簡便且つ確実なメニスカス制御が可能とされると共に良好な噴射特性が得られる信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】液体噴射装置の一例を示す斜視図である。
【図２】液体噴射装置の一例を示す平面図である。
【図３】記録ヘッドの断面図である。
【図４】インクの供給経路を説明するための模式図である。
【図５】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６】メニスカス調整手段によるインクメニスカスの状態を説明する図である。
【図７】キャッピング装置に連結された吸引装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…インクジェットプリンタ（液体噴射装置）、４…記録ヘッド、８…メニスカス調整手段、１２…インク供給チューブ（液体流路）、１６…噴射口、１７…噴射口形成面、４８…インクカートリッジ（液体貯留部）、５８…制御装置、Ｂ１…第一流路バルブ（流路バルブ）、Ｂ２…第二流路バルブ（流路バルブ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する液体貯留部と、
該液体貯留部から供給される前記液体を噴射する複数の噴射口を有した液体噴射ヘッドと、
前記噴射口内の前記液体を押し出す或いは引き込むことで前記液体噴射ヘッドの液体噴射時及び非液体噴射時における液体メニスカスの位置をそれぞれ異ならせるメニスカス調整手段と、
前記非液体噴射時における前記液体メニスカスの第一の位置が、前記液体噴射時における前記液体メニスカスの第二の位置よりも前記噴射口内に引き込まれた状態となるように前記メニスカス調整手段を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとを接続する液体流路を有し、該液体流路に前記メニスカス調整手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記メニスカス調整手段が電動シリンジにより構成されることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記メニスカス調整手段と前記液体貯留部との間には、前記液体流路を開閉可能とする流路バルブが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記非液体噴射時において前記液体メニスカスを微振動させるように前記メニスカス調整手段を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記液体噴射時は、前記噴射口から前記液体を噴射して印字を行う印字動作時、前記噴射口から前記液体を噴射させるフラッシング動作時、或いは前記噴射口から前記液体を吸引する吸引動作時であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記非液体噴射時は、前記液体噴射ヘッドにおける複数の前記噴射口が形成された噴射口形成面を払拭するワイピング動作時、前記液体噴射ヘッドの空走時、及び前記噴射口が形成された噴射口形成面をキャップするキャッピング時であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
液体を貯留する液体貯留部と、
該液体貯留部から供給される前記液体を噴射する複数の噴射口を有した液体噴射ヘッドと、
前記噴射口内の前記液体を押し出す或いは引き込むことで前記液体噴射ヘッドの液体噴射時及び非液体噴射時における液体メニスカスの位置をそれぞれ異ならせるメニスカス調整手段と、
前記非液体噴射時における前記液体メニスカスの第一の位置が、前記液体噴射時における前記液体メニスカスの第二の位置よりも前記噴射口内に引き込まれた状態となるように前記メニスカス調整手段を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとを接続する液体流路を有し、該液体流路に前記メニスカス調整手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記メニスカス調整手段が電動シリンジにより構成されることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記メニスカス調整手段と前記液体貯留部との間には、前記液体流路を開閉可能とする流路バルブが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記非液体噴射時において前記液体メニスカスを微振動させるように前記メニスカス調整手段を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記液体噴射時は、前記噴射口から前記液体を噴射して印字を行う印字動作時、前記噴射口から前記液体を噴射させるフラッシング動作時、或いは前記噴射口から前記液体を吸引する吸引動作時であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記非液体噴射時は、前記液体噴射ヘッドにおける複数の前記噴射口が形成された噴射口形成面を払拭するワイピング動作時、前記液体噴射ヘッドの空走時、及び前記噴射口が形成された噴射口形成面をキャップするキャッピング時であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１４８９２７（Ｐ２００９−１４８９２７Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２７１６９（Ｐ２００７−３２７１６９）
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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