JP2009012388A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射ヘッドのノズルから流体を吸引する場合においてノズル形成面上で流体が混合することを防止し、流体の混合に起因する不具合を解消した、流体噴射装置を提供する。
【解決手段】複数のノズルが形成されたノズル形成面を有するとともにノズルから流体を噴射する噴射ヘッドと、噴射ヘッドに当接した状態で吸引した流体を回収する流体回収機構４０とを備える流体噴射装置である。流体回収機構４０は、流体に対し撥液性を示すとともにノズル形成面に対向配置される多孔質部材６５と、多孔質部材６５を保持するキャップ部材４３とを有している。多孔質部材６５におけるノズル形成面の対向側と反対の面は、キャップ部材４３との間に中空部６３を構成している。このキャップ部材４３には、流体を吸引する吸引手段４２に接続されるとともに中空部６３に連通する吸引口６７が形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体噴射装置に関するものである。

流体噴射装置として、記録ヘッド（噴射ヘッド）に形成されたノズルより記録媒体にインク（流体）を噴射するインクジェット式記録装置が知られている。流体噴射装置においては、乾燥等によるノズルの噴射特性の悪化を抑制するために、従来から、ノズルを囲うように記録ヘッドに当接されるキャップ部材を備えるキャッピング装置が設けられている。
また、流体噴射装置においては、ノズルの噴射特性の維持又は回復を目的として、上記キャップ部材を記録ヘッドに当接し、キャッピング状態とすることで形成される閉空間を減圧し、ノズルからインクの強制吸引を行っている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２６８２９９号公報

上記従来技術においてはインクの強制吸引時にノズル形成面上でインクの混色が生じる可能性がある。ところで、インク吸引後はノズル内部が負圧状態となる。そのため、ノズル形成面上に混色したインクが付着していると、ノズル内に混色インクが引き込まれてしまい、ノズルから所望の色のインクを噴射できなくなる可能性がある。この場合、印字品質を回復させるために、各ノズルからインクを噴射させる、所謂フラッシング処理を行う必要があり、インクの消費量が増加してしまう。
特に記録ヘッドがラインヘッドである場合には、ノズル数が多いことから印字品位が低下してしまうおそれが増大する。

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、噴射ヘッドのノズルから流体を吸引する場合においてノズル形成面上で流体が混合することを防止し、流体の混合に起因する不具合を解消した、流体噴射装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の流体噴射装置は、複数のノズル開口が形成されたノズル形成面を有するとともに前記ノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドと、該噴射ヘッドに当接した状態で吸引した前記流体を回収する流体回収機構とを備える流体噴射装置において、前記流体回収機構は、前記流体に対し撥液性を示すとともに前記ノズル形成面に対向配置される多孔質部材と、該多孔質部材を保持するキャップ部材とを有し、前記多孔質部材における前記ノズル形成面の対向側と反対の面は、前記キャップ部材との間に中空部を構成しており、該キャップ部材には、前記流体を吸引する吸引手段に接続されるとともに前記中空部に連通する吸引口が形成されることを特徴とする。

本発明の流体噴射装置によれば、吸引動作時には中空部内が吸引手段により負圧状態となるため、流体は多孔質部材内の孔内を中空部に向かって下方（鉛直方向）に引かれることとなる。このとき、多孔質部材は流体に対して撥液性を示すため、多孔質部材に接触した流体は横方向に濡れ拡がることなく、中空部に向かって吸引される。よって、ノズル形成面近傍において隣接するノズル開口から吸引された流体同士は互いが混じり合うことがない。よって、吸引処理後に流体回収機構を噴射ヘッドから離間させた際にノズル形成面近傍の流体がノズル内に引き込まれた場合でも、ノズル内に混合流体が入り込むことを防止できる。
したがって、本発明によれば、噴射ヘッドのノズル開口から流体を吸引する場合においても、ノズル内に混合流体が入り込むことによる印字品質を回復するためのフラッシング処理を不要とすることで流体が無駄に消費されるのを防止できる。

また、上記流体噴射装置においては、前記多孔質部材を構成する多孔質パターンのパターン幅が、前記ノズル形成面に形成される前記ノズル開口のノズルピッチよりも小さいのが好ましい。なお、ノズルピッチとは各ノズル開口が配置される間隔である。
この構成によれば、各ノズルから吸引された流体はそれぞれ異なる多孔質パターンの孔内を通って下方に吸引されるようになる。よって隣接するノズル間においても流体が交じり合うのを確実に防止できる。

また、上記流体噴射装置においては、前記多孔質部材は前記流体によって膨潤しない材料から構成されるのが好ましい。

この構成によれば、ノズル形成面側に対向配置される多孔質部材は膨潤することでノズル形成面に接触することがないので、ノズル形成面にごみを付着させる、或いは傷付けるといった不具合を防止できる。
さらに、前記多孔質部材は金属メッシュフィルタ、金属綾畳フィルタ、又はセラミックフィルタから構成されるのがより好ましい。
このような材料を用いて多孔質部材を形成すれば、上述したような前記流体に対し撥液性を示すとともに膨潤されない特性を良好に得ることができる。

また、上記流体噴射装置においては、前記ノズル形成面に対する前記流体の接触角をθとし、前記ノズル形成面に形成された前記ノズル開口のノズルピッチをＷとし、前記噴射ヘッドに前記流体回収機構が当接された際の前記多孔質部材と前記ノズル形成面との距離をｈとしたとき、ｈ ≦ Ｗ（１−ｃｏｓθ）／（２ｓｉｎθ）の関係を満たすのが好ましい。
この構成によれば、吸引動作によって隣接するノズルからノズル形成面上に引き出された流体は流体回収機構によって確実に吸収されるようになる。よって、ノズル形成面上にて流体が交じり合ってしまうのを確実に防止できる。

また、上記流体噴射装置においては、前記噴射ヘッドがラインヘッドであるのが好ましい。
ラインヘッドはノズル数が多く、ノズルの乾燥が生じる可能性が高まる。そこで、本発明を採用すれば、上述したようなキャップ部材を備えることでラインヘッドにおいても安定した噴射特性を得ることができる。

（第一実施形態）
以下、本発明に係る流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、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る流体噴射装置として、インクジェット式プリンタを例示する。

図１は、本実施形態のインクジェット式プリンタ（以下、インクジェットプリンタ１００という）の概略構成図、図２は、ラインヘッド周辺の要部平面図、図３は、ラインヘッドのノズル形成面を示す平面図である。
本実施形態においてインクジェットプリンタ１００は、図１及び図２に示すように、記録紙１２への記録を行う記録部１０と、記録部１０のメンテナンス処理を行うメンテナンス部１１とを備える。

（記録部）
記録部１０は、インク滴を噴射して流体噴射対象物である記録紙１２に画像形成するラインヘッド１３（噴射ヘッド）と、記録紙１２を搬送する記録紙搬送機構１４と、ラインヘッド１３に供給するインク（流体）を貯留したインク貯留部１５とを備えて構成されている。

記録紙搬送機構１４は、紙送りモータ（不図示）やこの紙送りモータによって回転駆動される紙送りローラ（プラテン）４等から構成され、記録（印字・印刷）動作に連動させて、記録紙１２をラインヘッド１３に対向するように順次送り出す。

インク貯留部１５は、プリンタ本体１６の一側に配置され、不図示のインク供給手段により後述のラインヘッド１３へインクを供給する。このインク貯留部１５は、インクジェットプリンタ１００の各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ１：染料系）、黒（Ｋ２：顔料系））に対応する色のインクを貯蔵するインクタンク１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ１，１５Ｋ２を有しており、インク供給手段を介してラインヘッド１３と連通している。

ラインヘッド１３は、インクジェットプリンタ１００が対象とする最大サイズの記録紙１２の少なくとも一辺を越える長さ（最大記録紙幅Ｐ）に亘ってノズルが多数配列されたライン型の記録ヘッドである。本実施形態においては、少なくとも各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ１、Ｋ２）に対応した５つの印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２を備えている。各印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２は、インク滴を噴射するためのノズル開口１７を多数整列配置してなるノズル列（ノズル群）Ｌ（図３参照）をそれぞれ有しており、記録紙１２の搬送方向に沿って順に配設されている。ノズル列Ｌは、ノズル開口１７による１列のライン又はノズル開口１７による複数列のラインであって、ノズル開口１７の数やラインの数は適宜設定される。図３はノズル列Ｌの一実施例を示すものであり、ノズル開口１７による複数列のラインを示している。ライン数を増やすことにより、一度に広範囲の記録が可能になるとともに、画像の解像度も高まる。

ラインヘッド１３は、最大記録紙幅Ｐに対応する長さ方向を記録紙１２の搬送方向と直交する方向に配置され、各ノズル列Ｌのノズル開口１７からインク滴が記録紙１２に噴射されることにより記録紙１２に画像が記録される。

インク貯留部１５とラインヘッド１３とを連通するインク供給手段は、複数のインク供給流路を有しており、各インクタンク１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ１，１５Ｋ２から各印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２へとインクが供給されるようになっている。

以下、図４を参照してラインヘッドの構成について詳述する。図４は、ラインヘッドの一部を示す断面図である。
ラインヘッド１３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。インクを噴射するノズル開口１７はノズル基板２１に形成され、ノズル基板２１の下面がノズル形成面２１Ａとされている。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。

ラインヘッド１３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、例えば複数の圧電素子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、複数のノズル開口１７のそれぞれに対応するように設けられている。

また、ヘッド本体１８の内部に形成され、インクタンクからインク供給流路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によって形成されてインク供給口３０と接続された圧力室３１とを備えている。圧力室３１は、複数のノズル開口１７に対応するように複数設けられている。複数のノズル開口１７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。

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の下端とノズル開口１７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。

ノズル基板２１は、後述するように所定方向に所定間隔（ピッチ）で形成された複数のノズル開口１７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。

各インクタンクから各々のインク供給流路を介して供給されたインクは、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、インクタンクからインク供給流路を介して内部流路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。

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、ノズル開口１７から、インクが噴射される。

このように、本実施形態の圧電素子２５（駆動素子）は、ノズル開口１７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、ノズル開口１７に接続された圧力室３１（空間）の圧力を変動させる。そして、ノズル開口１７から噴射されたインクによって記録紙１２に所望の画像が形成される。

また、ラインヘッド１３は、ラインヘッド移動機構７０（図１１参照）によって上下方向に移動可能とされている。
より詳細には、ラインヘッド１３は、ラインヘッド移動機構７０によって、印刷位置とメンテナンス位置との間において上下方向に移動可能とされている。
なお、印刷位置とは、ラインヘッド１３のノズル開口１７から記録紙１２へインクを噴射することによって記録を行う位置であり、相対的にラインヘッド１３が上方に移動された位置である。また、メンテナンス位置とは、以下に詳説するメンテナンス部１１によってラインヘッド１３のメンテナンス処理が行われる位置であり、相対的にラインヘッド１３が可能に移動された位置である。

（メンテナンス部）
次に、メンテナンス部１１の構成について詳述する。
メンテナンス部１１は、図１に示したようにノズル開口１７の乾燥防止又はノズル開口１７近傍のインク粘度上昇を防止するキャッピング機構（流体回収機構）４０と、キャッピング機構４０に溜まったインクを強制吸引することで外部に排出するインク排出部４１とを含めたキャッピングメンテナンス部４２（図１０参照）、インク排出部４１によって排出されたインクを回収する廃インクタンク３９等を備えている。

図５はキャッピング機構４０の概略構成を示す図であり、図５はキャッピング機構４０の概略構成を示す斜視図であり、図６はキャッピング機構４０の短辺側における断面形状を示す図である。

キャッピング機構４０は、図５，６に示されるように、インクに対し撥液性を示すとともにラインヘッド１３のノズル形成面２１Ａに対向配置される多孔質部材６５と、この多孔質部材６５を保持し、樹脂等によりトレー形状に成型されたキャップ部材４３とを含んで構成されている。

具体的にはキャップ部材４３は周縁部４３ａが枠状に成型されており、内部に上記多孔質部材６５を保持している。またキャップ部材４３は周縁部４３ａ上に形成されたシール部８０を備えている。このシール部８０は、キャップ部材４３がノズル形成面２１Ａに当接した際にノズル開口１７が形成された領域を囲むようになっている。

またシール部８０は、例えばエラストマーから構成される。これ以外の形成材料としては押圧時にラインヘッド１３の表面形状に倣って変形なものであれば適宜採用できる。
このようなキャップ部材４３は、周縁部４３ａ（シール部８０）がノズル形成面２１Ａと当接することによってノズル形成面２１Ａとの間に閉空間を形成可能とされている。

上記多孔質部材６５における前記ノズル形成面２１Ａの対向側（図５中＋Ｚ軸方向）と反対側（図５中−Ｚ軸方向）の面は、キャップ部材４３との間に中空部７３を構成している。また、キャップ部材４３には上記中空部７３に連通するとともに、ノズル開口１７からインクを吸引するための吸引ポンプ４９（図１０参照）を含むキャッピングメンテナンス部４２に接続される吸引口６７が形成されている。

このような構成に基づいて、キャッピング機構４０はラインヘッド１３のノズル開口１７からインクを強制吸引し、ノズル開口１７の噴射特性を維持あるいは回復させるメンテナンス処理を可能としている。

多孔質部材６５は、ラインヘッド１３のノズル開口１７から噴射されるインクに対して撥液性を示すとともに、インクにより膨潤されないものである。このような多孔質部材６５の具体的な構成材料としては、例えば金属メッシュフィルタ、金属綾畳フィルタ、又はセラミックメッシュフィルタ等を例示できる。なお、本実施形態に係る多孔質部材６５は、金網メッシュフィルタから構成されている。

多孔質部材６５はその表面にインクに対し撥液性を示す撥液処理コーティングが施されている。このコーティングとしては、例えばシランカップリング剤、フッ素系、無電解又は電解メッキ、シリコーン系撥水処理材等を例示できる。なお、多孔質部材６５として上述の金属メッシュフィルタに代えて、予めインクに対して撥液性を示す多孔質材料、例えば発泡性シリコーンゴムを用いても良く、このようにすれば上述の撥液処理コーティングを無くすことができる。

多孔質部材６５は、図７に示されるように多孔質パターンを有している。図７はラインヘッド１３にキャップ部材４３が当接された際におけるノズル開口１７とメッシュパターンの関係を示す図である。具体的に本実施形態では、例えば格子状のメッシュパターンを有している。

多孔質部材６５におけるメッシュパターンのメッシュ幅Ｍは、ラインヘッドの１３のノズル形成面２１Ａに形成されるノズルピッチＷよりも小さくなっている。すわわち、Ｗ＞Ｍの関係を満たしている。なお、図７で示されるノズルピッチＷとは、隣接するノズル列Ｌ間の間隔及び同一ノズル列Ｌの各ノズル開口１７間の間隔に対応するものである。なお、上記関係（Ｗ＞Ｍ）を満たしていれば、ノズル列Ｌの間隔と、同一ノズル列Ｌの各ノズル開口１７の間隔とを異ならせても良い。

このようにメッシュ幅ＭがノズルピッチＷよりも小さくなっていることで、所定のノズル開口１７から強制吸引されたインクは隣接するノズル開口１７から吸引されるインクに混じることがなく、したがってインクの吸引時に混色の発生を防止することができる。

図８はメンテナンス処理時（インク吸引時）におけるキャッピング機構４０とラインヘッド１３との位置関係を示す図である。

ここで、多孔質部材６５とノズル形成面２１Ａとの距離が離れすぎてしまうと、ノズル開口１７から吸引されたインクが多孔質部材６５に接触する前にインク吸引時にあるノズル列Ｌのノズル開口１７からノズル形成面２１Ａ上に濡れ拡がったインクと、隣接する他のノズル列Ｌのノズル開口１７からノズル形成面２１Ａ上に濡れ拡がったインクとが交じり合うおそれがある。上述したように各ノズル列Ｌからはそれぞれ異なる色のインクが噴射されることからノズル形成面２１Ａ上でインクの混色が生じることとなる。

このようなインクの混色を防止する手段として、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１００では、図８に示されるようにラインヘッド１３のノズル形成面２１Ａに対するインクの静的接触角をθとし、ラインヘッド１３のノズル列ＬのピッチをＷとし、ラインヘッド１３にキャップ部材４３が当接された際の多孔質部材６５とノズル形成面２１Ａとの距離をｈとし、後述の式１０を規定している。

以下、この式１０について説明する。
図９はノズル開口１７からノズル形成面２１Ａ上にインクが引き出された状態を示し、ノズル形成面２１Ａと多孔質部材６５との距離を規定する式１０について説明するための図である。

図９（ａ）においてインクの表面を極座標で表すと、下式２，３が規定できる。

ｘ＝ｒｃｏｓθa （式２）

ｙ＝ｒｓｉｎθa （式３）

ここで、θa＝９０°−θで表されることから、上記式２、３は下式４，５によって規定される。

ｘ＝ｒｓｉｎθ （式４）

ｙ＝ｒｃｏｓθ （式５）

図９（ｂ）に示されるように、ノズル列Ｌ間ピッチをＷとすると、インク液滴の幅がＷ／２（ノズルピッチＷの半分に相当）であればインクの混色が起こらない。つまり、ノズル形成面２１Ａと多孔質部材６５との距離ｈは、液滴幅Ｗ／２のときの液滴高さ以下であればよい。

ここで、ｘ＝Ｗ／２を上記式４に代入し、ｒについて展開すると、下式６が得られる。

ｒ＝Ｗ／２ｓｉｎθ （式６）

また、液滴高さをＹinkとすると、下式７で規定される。

Ｙink＝ｒｃｏｓ９０°−ｒｃｏｓθ （式７）

この式７を整理すると、下式８が得られる。

Ｙink＝ｒ（１−ｃｏｓθ） （式８）

この式８に上記式６を代入すると、下式９が得られる。

Ｙink＝Ｗ（１−ｃｏｓθ）／（２ｓｉｎθ） （式９）

この式９で示される液滴高さがノズル開口１７から多孔質部材６５までのギャップとなり、このギャップ以内であればノズル形成面２１Ａにおいてインクの混色が生じないこととなる。

したがって、ノズル形成面２１Ａにおいてインクの混色が生じないための条件である式１０が規定される。

ｈ ≦ Ｗ（１−ｃｏｓθ）／（２ｓｉｎθ） （式１０）

本実施形態では、上述の式１０を満たすようにラインヘッド１３に対してキャップ部材４３を当接させるようにしている。よって、吸引により隣接するノズル列Ｌ（ノズル開口１７）からノズル形成面２１Ａ上に濡れ拡がったインク間には、図９に示したように隙間Ｓが生じたものとなる。よって、インクの吸引時にノズル形成面２１Ａ近傍でインクの混色が発生するのを防止することができる。

この構成により、キャッピングメンテナンス部４２によりノズル開口１７から強制吸引されたインクは多孔質部材６５に流れ込むようになっている。吸引動作時には中空部７３内が負圧状態となることから、インクは多孔質部材６５内の孔内を中空部７３に向かって下方（鉛直方向）に引かれる。よって、多孔質部材６５に接触した流体は表面に付与された撥液性によって横方向に濡れ拡がることなく、中空部７３に向かって下方に吸引されることで、異なるノズル列Ｌから吸引されたインク同士が交じり合うことで混色することが防止されたものとなる。

以下、図１０を参照してインク排出部について詳述する。図１０は、キャップ部材４３に連結された吸引ポンプの構成を示す図である。
インク排出部４１は、キャップ部材４３に接続してキャップ部材４３内に溜まったインクを排出するインク排出流路、キャップ部材４３に溜まったインクをインク排出流路内に吸引するための吸引ポンプ（吸引手段）４９等を備えている。

キャップ部材４３の底壁には、キャップ部材４３内に溜まったインクを排出する突出部４６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４６ａが形成されている。この排出通路４６ａの一端側はキャップ部材４３を貫通しており、キャップ部材４３の内部に設けられた中空部７３に連通する吸引口６７を構成している。

突出部４６には、上記インク排出流路として機能する、可撓性材料等からなる排出チューブ４７の一端側が接続されており、排出チューブ４７の他端側が廃インクタンク３９内に挿入されている。
なお、廃インクタンク３９内には、多孔質部材からなる廃インク吸収材４８が収容されており、この廃インク吸収材４８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。

キャップ部材４３と廃インクタンク３９間には、チューブポンプ式の吸引ポンプ４９が配設されている。吸引ポンプ４９は、円筒状のケース５０を有しており、このケース５０内には平面視で円形状をなすポンプホイル５１がケース５０の軸心に設けられたホイル軸５２を中心に回動可能に収容されている。そして、このケース５０内に、排出チューブ４７の中間部４７ａがケース５０の内周壁５０ａに沿うようにして収容されている。

ポンプホイル５１には、一対の外側に膨らむ円弧状をなすローラ案内溝５３，５４がホイル軸５２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５３，５４は、一端がポンプホイル５１の外周側に位置しており、他端がポンプホイル５１の内周側に位置している。すなわち、両ローラ案内溝５３，５４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５１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５３，５４内には、押圧手段としての一対のローラ５５，５６が、それぞれ回動軸５５ａ，５６ａを介して挿通支持されている。なお、両回動軸５５ａ，５６ａは、それぞれ両ローラ案内溝５３，５４内を摺動自在になっている。

そして、ポンプホイル５１を、正方向（矢印方向）に回動させると、両ローラ５５，５６が両ローラ案内溝５３，５４の一端側（ポンプホイル５１の外周側）に移動し、排出チューブ４７の中間部４７ａ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、吸引ポンプ４９より上流側の排出チューブ４７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４３の内部に溜まったインクは、ポンプホイル５１の正方向の回動動作により、徐々に廃インクタンク３９方向へ排出されるようになっている。

また、ポンプホイル５１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５５，５６が両ローラ案内溝５３，５４の他端側（ポンプホイル５１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５５，５６がそれぞれ排出チューブ４７の中間部４７ａに軽く接した状態となり、排出チューブ４７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５１は、記録紙搬送機構１４の紙送りモータによって回転駆動されるようになっている。

図１１は、インクジェットプリンタ１００の電気的な構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるインクジェットプリンタ１００は、図１１に示すように、インクジェットプリンタ１００全体の動作を制御する制御装置６０を備えている。制御装置６０には、インクジェットプリンタ１００の動作に関する各種情報を入力する入力装置６１と、インクジェットプリンタ１００の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６２と、時間の計測を実行可能な計測装置６３とが接続されている。また、制御装置６０には、上述した記録紙搬送機構１４、メンテナンス部１１等が接続されている。また、インクジェットプリンタ１００は、圧電素子２５を含む駆動ユニット２４に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６４を備えている。駆動信号発生器６４は、制御装置６０に接続されている。駆動信号発生器６４には、ラインヘッド１３の圧電素子２５に入力する駆動パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び駆動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。

（メンテナンス処理）
以下、本実施形態のインクジェットプリンタ１００においてメンテナンス部１１を用いてラインヘッド１３に対するメンテナンス処理を行う場合について図１２に示すフローチャート図を参照しながら説明する。

外部から印刷データが送信されると、制御装置６０はドットパターンに対応した噴射データに展開してラインヘッド１３に送信する。そして、ラインヘッド１３では、受信した噴射データに基づき、記録（印字・印刷）処理、すなわち記録紙に対するインク滴の噴射を実行する（ステップＳ１）。
そして、予め設定されている時間が経過すると（ステップＳ２）、定期メンテナンス処理を開始する。本実施形態では、定期メンテナンス処理としてラインヘッド１３からインクを強制吸引することでノズル開口１７の噴射特性を維持あるいは回復させる処理を行う。

メンテナンス処理が開始すると、制御装置６０はキャップ部材４３がノズル形成面２１Ａに当接するまでラインヘッド１３を下降させ、ノズル形成面２１Ａにシール部８０を密着させ、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間に空間Ｋを形成する（ステップＳ３）。

続いて、制御装置６０は吸引ポンプ４９を駆動することによって、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間に形成される空間Ｋ（図１０参照）を減圧状態とし、これによってノズル開口１７を介してラインヘッド１３の内部からインクを強制排出させる吸引動作を行う（ステップＳ４）。
この際、上述のようにキャップ部材４３とノズル形成面２１Ａとの間に形成される空間Ｋが閉空間とされているため、吸引ポンプ４９を駆動させることによって空間を良好に減圧させることができる。このため、ラインヘッド１３内のインクをノズル開口１７から良好に強制排出させることができる。

ところで、図１３に示されるように、吸引ポンプ４９の動作に伴って多孔質部材６５とキャップ部材４３との間に構成される中空部７３は、内部が負圧状態となる。これにより、多孔質部材６５上のインク２は中空部７３全体によって下方（鉛直方向）に吸引されるようになる。このとき、多孔質部材６５はインク２に対して撥液性を示すことから、多孔質部材６５に接触したインク２は横方向に濡れ拡がることがなく、格子状のメッシュパターン（孔）内を通り、中空部７３に向かって吸引される。したがって、ノズル形成面２１Ａの近傍において隣接するノズル列Ｌから吸引されたインク同士が混じりあうことが無く、混色が起こらない。

なお、本実施形態においては、上述した式１０を満たすようにノズル形成面２１Ａと多孔質部材６５との距離が設定されているので、吸引によって隣接するノズル列Ｌからノズル形成面２１Ａ上に拡がったインク２は混色することなく、多孔質部材６５側に吸引されることとなる。

また、上記多孔質部材６５は、上述したようにノズル開口１７から吸引されたインク２の水分によって膨潤されない特性を有している。そのため、メンテナンス処理時に多孔質部材６５の膨潤によるノズル形成面２１Ａへの接触が起こらないので、ノズル形成面２１Ａにゴミ等を付着させる、或いは傷を付けるといった不具合を防止できる。

中空部７３内に吸引されたインク２は、中空部７３に連通し、キャップ部材４３の底面に形成された吸引口６７を介してキャッピングメンテナンス部４２の廃インクタンク３９に排出される。

その後、制御装置は、吸引ポンプ４９を逆駆動することによって、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間に形成されている空間Ｋを大気開放する（ステップＳ５）。吸引ポンプ４９を逆駆動することによってノズル形成面２１Ａとキャップ部材４３との間の空間に空気が流入し、空間が大気開放される。

そして、制御装置は、ラインヘッド１３を上昇させることによって、ノズル形成面２１Ａからキャップ部材４３を離間させる（ステップＳ６）。具体的には、制御装置は、ラインヘッド１３を印刷位置まで移動させることによってノズル形成面２１Ａからキャップ部材４３を離間させる。

ここで、インク吸引後、ノズル開口１７の内部は依然として負圧状態となっている。そのため、ノズル形成面２１Ａ上に付着しているインク２がノズル開口１７内に引き込まれる可能性がある。ノズル開口１７内にてインク２の混色が生じると所望の色のインクを噴射できなくなる可能性がある。このような不具合を解消するためには、フラッシング処理によってノズル開口１７内に引き込まれた混色インクを排出させる必要がある。

一方、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１００によれば、上述した式１０を満たした状態にノズル形成面２１Ａと多孔質部材６５との距離を設定するとともに、多孔質部材６５を備えたことでノズル形成面２１Ａ近傍でのインク２の混色を防止しノズル開口１７内に同色インクが引き込まれるようにしている。
したがって、インクの強制吸引処理に伴って、ノズル開口１７内に混色インクが入り込むことがないので、印字品質を回復するためのフラッシング処理が不要となり、インクが無駄に消費されるのを防止できる。本発明は、特に本実施形態のような多数のノズル開口１７を備えるラインヘッド１３において大きな効果を得ることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態においては、ラインヘッド１３をメンテナンス部１１に対して昇降させることでメンテナンス処理を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばラインヘッド１３の待機位置までメンテナンス部１１を移動させることでノズル形成面２１Ａとメンテナンス部１１とを対向配置し、メンテナンス処理を行うようにしてもよい。

例えば、上記実施形態に係る説明では記録紙上に画像形成する場合について説明したが、ロール紙上に画像形成する場合にも本発明は適応可能である。図１４に示すようにロール紙Ｒに印字を行う場合、ラインヘッド１３の下側にメンテナンス部１１を配置することが難しい。このような場合、ラインヘッド１３の側方にメンテナンス部１１を配置し、メンテナンス処理時にラインヘッド１３を上昇させるとともに、ノズル形成面２１Ａを同図中矢印方向に回転させることでメンテナンス部１１に対向させてメンテナンス処理を行うようにしてもよい。

また、本発明はノズル形成面２１Ａをそれぞれ対向配置させた２つのラインヘッド１３間に記録紙を送ることで両面印刷を行うインクジェットプリンタについても適用可能である。このような場合、図１５に示すように２つのラインヘッドの側方にメンテナンス部１１をそれぞれ配置し、上述した両面印刷時と同様にメンテナンス処理時にラインヘッド１３を移動させるとともに、ノズル形成面２１Ａを同図中矢印方向に回転させることでメンテナンス部１１に対向させてメンテナンス処理を行うようにしてもよい。なお、メンテナンス部１１を１つだけ設け、メンテナンス装置を昇降させることで２つのラインヘッド１３に対しメンテナンス処理を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、単一のラインヘッドを備え、当該ラインヘッドから全ての種類のインクが噴射される構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、インクの種類ごとにラインヘッドを設置する構成であっても良い。このような場合には、各ラインヘッドごとにメンテナンス部１１が設置されることとなる。
また、本発明は、ラインヘッド方式のインクジェットプリンタに限られるものではなく、シリアル方式のインクジェットプリンタに適用することも可能である。

また、上記実施形態においては、インクジェット式記録装置がインクジェット式プリンタである場合を例にして説明したが、インクジェット式プリンタに限られず、複写機及びファクシミリ等の記録装置であってもよい。

また、上記実施形態では圧電素子２５として積層型のものを用いたが、本発明はこれに限定されず、積層型以外の種類（例えば、モノモルフ、ユニモルフ、バイモルフ、ムーニー型、マルチムーニー型、シンバル型等）を用いてもよい。更に、駆動ユニット２４としては上述した圧電素子２５を用いたピエゾジェットタイプに限定されることなく、例えばサーマル方式を採用することもできる。その場合には印加時間を変化させることなどにより、流体吐出量を変化させることができる。

また、上述の各実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の流体を噴射する流体噴射装置（流体噴射装置）である場合を例にして説明したが、本発明の流体噴射装置は、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に適用することができる。流体噴射装置が噴射可能な流体は、液体、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体、流体として流して噴射できる固体、及び粉体（トナー等）を含む。

また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流体噴射装置であってもよい。

さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射するトナージェット式記録装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。

インクジェットプリンタの概略構成図である。 ラインヘッド周辺の要部平面図である。 ラインヘッドのノズル形成面を示す平面図である。 ラインヘッドの一部を示す断面図である。 キャッピング機構の構成を示す斜視図である。 キャッピング機構の短辺側における断面形状を示す図である。 多孔質部材とノズルとの位置関係を示す断面構成図である。 メンテナンス時のキャッピング機構とヘッドとの位置関係を示す図である。 ノズル形成面と多孔質部材との位置関係を規定する説明図である。 インク排出部の構成を示す図である。 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。 ラインヘッドに対するメンテナンス処理のフローチャート図である。 吸引動作時のインクの流れを説明するための図である。 インクジェットプリンタの変形例に係る構成を示す図である。 インクジェットプリンタの変形例に係る構成を示す図である。

符号の説明

Ｍ…メッシュ幅（パターン幅）、Ｗ…ノズルピッチ、１３…ラインヘッド（噴射ヘッド）、１７…ノズル、１８…ヘッド本体（保持部材）、２１…ノズル基板（ノズル形成部材）、２１Ａ…ノズル形成面、４０…キャッピング機構（流体回収機構）、４３…キャップ部材、６５…多孔質部材、７３…中空部、１００…インクジェットプリンタ（流体噴射装置）

Claims (6)

1. 複数のノズル開口が形成されたノズル形成面を有するとともに前記ノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドと、該噴射ヘッドに当接した状態で前記流体を回収する流体回収機構とを備える流体噴射装置において、
   前記流体回収機構は、前記流体に対し撥液性を示すとともに前記ノズル形成面に対向配置される多孔質部材と、該多孔質部材を保持するキャップ部材とを有し、
   前記多孔質部材における前記ノズル形成面の対向側と反対の面は、前記キャップ部材との間に中空部を構成しており、
   該キャップ部材には、前記流体を吸引する吸引手段に接続されるとともに前記中空部に連通する吸引口が形成されることを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記多孔質部材を構成する多孔質パターンのパターン幅が、前記ノズル形成面に形成される前記ノズル開口のノズルピッチよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
3. 前記多孔質部材は前記流体によって膨潤しない材料から構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体噴射装置。
4. 前記多孔質部材は金属メッシュフィルタ、金属綾畳フィルタ、又はセラミックフィルタから構成されることを特徴とする請求項３に記載の流体噴射装置。
5. 前記ノズル形成面に対する前記流体の接触角をθとし、前記ノズル形成面に形成された前記ノズル開口のノズルピッチをＷとし、前記噴射ヘッドに前記流体回収機構が当接された際の前記多孔質部材と前記ノズル形成面との距離をｈとしたとき、
   ｈ ≦ Ｗ（１−ｃｏｓθ）／（２ｓｉｎθ）
   の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
6. 前記噴射ヘッドがラインヘッド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流体噴射装置。

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