JP5750898B2 - 流体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体噴射装置に関するものである。

従来より、流体を媒体に対して噴射する流体噴射装置として、インクジェットプリンターが知られている。この種の流体噴射装置では、良好な噴射特性を維持又は回復させるために、流体噴射ヘッドのメンテナンス処理を定期的に行っている。具体的には、キャップ部材で流体噴射ヘッドをキャッピングし、吸引ポンプでキャップ部材の内部空間を吸引して、各ノズルから粘度の高くなった流体や気泡等を排出させる吸引処理や、流体噴射ヘッドのノズル形成面をワイピング部材で払拭し、ノズル形成面に付着した粘度の高い流体を除去する洗浄処理が行われる。

吸引処理においては、キャップ部材の内壁面、若しくは、キャップ部材から廃液タンクに繋がる流路の内部に、流体の一部が残留する場合がある。残留した流体が時間の経過と共に増粘して固着すると、吸引処理に悪影響を与える虞がある。そのため、キャップ部材自身も定期的にメンテナンス処理する必要がある。例えば、特許文献１の流体噴射装置では、キャップ部材を流体噴射ヘッドのノズル形成面から離間させ、洗浄液用ノズルから噴射される洗浄液によってキャップ部材の汚れを除去するようにしている。

特開２００７−１８５７９５号公報

しかしながら、特許文献１の流体噴射装置には、次のような課題がある。すなわち、特許文献１の流体噴射装置では、流体噴射ヘッドのノズル形成面を洗浄するワイピング部材と、キャップ部材を洗浄する洗浄装置とが別々に設けられている。そのため、流体噴射ヘッドのノズル形成面とキャップ部材の内壁面とを同時に洗浄することができず、これらのメンテナンス処理に長時間を要する。また、洗浄装置から噴射される洗浄液がキャップ部材の周囲に飛び散る虞があり、その洗浄液を清掃するための後処理が必要となる。

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、流体噴射ヘッドとキャップ部材のメンテナンス処理を効率的に行うことが可能な流体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明の流体噴射装置は、ノズルが形成されたノズル形成面を有する流体噴射ヘッドと、前記ノズルと対向する領域に空間を有した状態で前記ノズル形成面と密着するキャップ部材と、前記空間の内部に配置され、前記ノズル形成面に向けて洗浄液を噴射する洗浄液噴射口と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、洗浄液噴射口から噴射された洗浄液は、ノズル形成面を洗浄した後、ノズル形成面とキャップ部材との間の空間（当該空間に面するキャップ部材の底面及び内壁面）の一部、及び、キャップ部材から廃液タンクへ繋がる流路の一部を洗浄しつつ廃液タンクに排出される。そのため、流体噴射ヘッドとキャップ部材のメンテナンス処理を同時に行うことでき、メンテナンス処理の効率化が図られる。また、洗浄液噴射口がキャップ部材の内部に配置されるため、洗浄液がキャップ部材の周囲に飛び散る虞が少ない。よって、キャップ部材の周囲に飛び散った洗浄液を清掃するための後処理を省略若しくは簡略化することが可能となる。

前記キャップ部材の洗浄液噴射口に一端が連通すると共に該一端より下流側の所定位置で他端が２つに分岐し、該他端の一方側が廃液タンクに連通し、該他端の他方側が前記洗浄液を貯溜する洗浄液タンクに連通する分岐流路と、前記所定位置よりも上流側に設けられ、前記一端から前記他端に向けて該流路内を吸引する第１吸引動作と、前記他端から前記一端に向けて該流路内を吸引する第２吸引動作とを実行可能な吸引装置と、前記第１吸引動作の時、前記他端の前記一方側の流路を開放状態とすると共に前記他端の前記他方側の流路を閉塞状態とし、前記第２吸引動作の時、前記他端の前記一方側の流路を閉塞状態とすると共に前記他端の前記他方側の流路を開放状態とする開閉装置と、を有することが望ましい。

この構成によれば、第１吸引動作によるキャップ部材から廃液タンクへの流体の排出処理と、第２吸引動作による洗浄液タンクからキャップ部材への洗浄液の供給処理とを共通の吸引装置によって実施することができる。廃液タンクへの流体の排出処理と、キャップ部材への洗浄液の供給処理は、いずれも洗浄液噴射口を介して行われる。そのため、流体排出口と洗浄液噴射口とを別々に設ける必要がなく、キャップ部材の簡略化に寄与する。また、流体排出口と洗浄液噴射口を共通化できることから、洗浄液噴射口を大きくし、若しくは、洗浄液噴射口を複数個所に設けることが可能となり、洗浄効率が高まる。

前記吸引装置は、前記所定位置よりも上流側の分岐流路の一部を円環状に湾曲させ、前記円環状の分岐流路の内径側をローラー部材によって押圧、変形させつつ前記分岐流路に沿って前記ローラー部材を正転若しくは反転させることで、前記第１吸引動作と前記第２吸引動作とを実行するチューブポンプであることが望ましい。

この構成によれば、第１吸引動作と第２吸引動作とを実施可能な吸引装置を簡単な構成で実現することができる。

前記吸引装置は、前記ローラー部材による分岐流路の押圧変形量が不十分となるリークポイントを有することが望ましい。

この構成によれば、ローラー部材をリークポイントに配置することで、分岐流路の大気開放を実現することができる。キャップ部材の大気開放は洗浄液噴射口を介して行われる。そのため、大気開放を行うためのエア供給口と洗浄液噴射口とを別々に設ける必要がなく、キャップ部材の簡略化に寄与する。

キャップ部材は、前記ノズル形成面に対向する側が開口する有底筒状の形状を有し、前記洗浄液噴射口は、前記キャップ部材の前記ノズル形成面と対向する底面に形成されていることが望ましい。

この構成によれば、洗浄液がキャップ部材の底面を伝わって廃液タンクに排出されるため、最も流体が残留し易いキャップ部材の底面を洗浄液によって洗浄することができる。

流体噴射装置の一例であるインクジェットプリンターの斜視図である。 流体噴射ヘッドに設けられたノズルの配列を示す図である。 流体噴射ヘッドの内部構成を示す部分断面図である。 流体噴射装置に備えられるキャッピング機構の第１実施形態を示す図である。 ノズルから流体を吸引するときの流体の流れを示す図である。 ノズル形成面に対して洗浄液を噴射するときの流体の流れを示す図である。 流体噴射装置に備えられるキャッピング機構の第２実施形態を示す図である。

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ー（以下、プリンターと称する）を例示する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態におけるプリンター１の構成を示す斜視図である。

同図に示すように、プリンター１は、流体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２を搭載すると共にインクカートリッジ３を着脱可能に装着するキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設され記録紙６が搬送されるプラテン５と、キャリッジ４を記録紙６の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、記録紙６を紙送り方向に搬送する紙送り機構８とを有する構成となっている。加えて、プリンター１は、当該プリンター１全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴを有している。なお、上記紙幅方向とは、主走査方向（ヘッド走査方向）である。上記紙送り方向とは、副走査方向（主走査方向に直交する方向）である。

インクカートリッジ３としては、本実施形態のようにキャリッジ４に装着するものには限らず、プリンター１の筐体側に装着してインク供給チューブを介して記録ヘッド２に供給するタイプのものを採用してもよい。本実施形態のインクカートリッジ３には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の水性インクが収容されている。

ガイドロッド９は、主走査方向に架設された支持部材である。キャリッジ４は、このガイドロッド９に支持された状態で取り付けられている。このキャリッジ４は、キャリッジ移動機構７によりガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するようになっている。リニアエンコーダ１０は、キャリッジ４の主走査方向上の位置を検出する。この検出信号は、位置情報として制御装置ＣＯＮＴに送信されるようになっている。制御装置ＣＯＮＴは、このリニアエンコーダ１０からの位置情報に基づいて記録ヘッド２の走査位置を認識し、記録ヘッド２による記録動作（吐出動作）等を制御するようになっている。

図２は、本発明の実施形態における記録ヘッド２に設けられたノズル１７の配列を示す図である。

同図に示すように、記録ヘッド２は、流体としてのインクを噴射する複数のノズル１７が設けられたノズル形成面２１Ａを有する。ノズル形成面２１Ａには、複数のノズル１７ごとにノズル列１６が形成されている。各ノズル列１６においては、例えば異なる色のインクを吐出可能になっている。本実施形態ではインクの色に対応して４列（１６（Ｂｋ），１６（Ｍ），１６（Ｃ），１６（Ｙ））設けられている。１つのノズル列１６は、例えば、１８０個のノズル１７によって構成されている。

図３は、本発明の実施形態における記録ヘッド２の内部構成を示す部分断面図である。

同図に示すように、記録ヘッド２は、ヘッド本体１８と、ヘッド本体１８に接続された流路形成ユニット２２とを備えている。流路形成ユニット２２は、振動板１９と、流路基板２０と、ノズル基板２１とを備えると共に、共通インク室２９と、インク供給口３０と、圧力室３１とを形成する。さらに、流路形成ユニット２２は、ダイヤフラム部として機能する島部３２と、共通インク室２９内の圧力変動を吸収するコンプライアンス部３３とを備える。ヘッド本体１８には、固定部材２６と共に駆動ユニット２４を収容する収容空間２３と、インクを流路形成ユニット２２に案内する内部流路２８とが形成される。

上記構成の記録ヘッド２によれば、ケーブル２７を介して駆動ユニット２４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がキャビティに接近する方向及び離れる方向に変形（移動）する。このため、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１７から、インクが噴射される。

図１に戻り、記録ヘッド２の移動範囲のうちプラテン５の外側の領域には、記録ヘッド２の走査起点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、記録ヘッド２の良好な噴射特性を維持又は回復させるメンテナンス処理（吸引処理、洗浄処理）を実施するキャッピング機構１１が設けられている。

次に、図４を参照して、本実施形態におけるキャッピング機構１１の特徴的な構成について説明する。図４は、本発明の実施形態におけるキャッピング機構１１を示す構成図である。

キャッピング機構１１は、キャップ部材１２と、廃液タンク１３と、洗浄液タンク１４と、分岐流路４０と、チューブポンプ（吸引装置）５０と、開閉装置６０と、大気開放弁６２と、を備える。

キャップ部材１２は、記録ヘッド２に対向する側が開口する有底筒状の略枡形状を有する。キャップ部材１２の開口縁部は、ゴム部材等の弾性部材から形成され、ノズル形成面２１Ａに形成された複数のノズルの周囲を囲うように記録ヘッド２と当接することで、ノズルと対向する領域に密閉空間Ａを形成可能な構成となっている。

キャップ部材１２のノズル形成面２１Ａと対向する底面には、洗浄液噴射口１２ｂ及び大気開放口１２ｃが形成されている。キャップ部材１２の内部には、液体を吸収し保持する吸収材１２ａが設けられている。吸収材１２ａは、洗浄液噴射口１２ｂの直上及び大気開放口１２ｃの直上に、洗浄液噴射口１２ｂを露出させる開口部Ｈ１及び大気開放口１２ｃを露出させる開口部Ｈ２を有する。キャップ部材１２は、不図示の昇降装置により、上下方向に移動可能な構成となっている。昇降装置としては、例えばモーターとスクリューネジとを組み合わせた機構や、カム機構、ラック・ピニオン機構等の公知の昇降手段を用いることができる。

廃液タンク１３は、キャップ部材１２内から吸引除去された液体を貯溜するものであり、その内部には、廃液を吸収し保持する吸収材１３ａが設けられている。

洗浄液タンク１４は、洗浄処理に用いられる揮発性を有する洗浄液Ｌを貯溜するものである。洗浄液タンク１４は、記録ヘッド２が噴射するインクの溶媒と同成分の液体を洗浄液Ｌとして貯溜する構成となっている。本実施形態の洗浄液タンク１４は、水性インクに対応して、純水に防腐剤を添加した洗浄液Ｌを貯溜する構成となっている。なお、洗浄液Ｌは水に限らず、インクの溶媒として用いることが可能な液体であれば何を用いてもよい。

分岐流路４０は、可撓性を有するチューブ体から構成され、一端がキャップ部材１２の洗浄液噴射口１２ｂに連通すると共に該一端より下流側の所定位置（以下、分岐位置Ｄと称する）で他端が２つに分岐し、該他端の一方側が廃液タンク１３に連通し、該他端の他方側が洗浄液タンク１４に連通する構成となっている。なお、分岐流路４０において、キャップ部材１２の洗浄液噴射口１２ｂから分岐位置Ｄまでの流路を共通流路４１と、分岐位置Ｄから廃液タンク１３までの他端一方側の流路を第１分岐流路４２Ａと、分岐位置Ｄから洗浄液タンク１４までの他端他方側の流路を第２分岐流路４２Ｂと称して、以下説明する場合がある。

チューブポンプ５０は、分岐位置Ｄよりも上流側の共通流路４１に設けられている。チューブポンプ５０は、共通流路４１の一部を円環状に湾曲させる略円筒状のポンプケース５１と、ポンプケース５１内部に設けられ、その軸心を回転中心とするポンプホイル５２と、ポンプホイル５２の外縁部に回転自在に軸支されるローラー部材５３と、制御装置ＣＯＮＴの下、ポンプホイル５２を正転（図４において反時計回り）及び逆転（図４において時計回り）させるモーター５４とを有する。

チューブポンプ５０は、ポンプホイル５２の正転時、ローラー部材５３が円環状の共通流路４１内径側を押圧、変形させつつ一端から他端に向かう公転駆動をすることで、一端から他端に向けて分岐流路４０内を吸引する第１吸引駆動を実行する。

一方、チューブポンプ５０は、ポンプホイル５２の逆転時、ローラー部材５３が円環状の共通流路４１内径側を押圧、変形させつつ他端から一端に向かう公転駆動することで、他端から一端に向けて分岐流路４０内を吸引する第２吸引駆動を実行する。

なお、チューブポンプ５０は、ローラー部材５３による共通流路４１の押圧変形量が不十分になるリークポイントＸを有する。チューブポンプ５０は、ポンプレリースの際に、リークポイントＸにローラー部材５３を位置させる構成となっている。

開閉装置６０は、制御装置ＣＯＮＴの下、第１分岐流路４２Ａを閉塞状態／開放状態とさせる開閉弁６１Ａと、第２分岐流路４２Ｂを閉塞状態／開放状態とさせる開閉弁６１Ｂとを有する。大気開放弁６２は、キャップ部材１２の底面に設けられた大気開放口１２ｃを介して、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材１２とに囲まれた空間Ａに大気を流入させ、若しくは、空間Ａへの大気の流入を停止するものである。大気開放弁６２は、制御装置ＣＯＮＴの下、空間Ａの気密状態の維持(閉塞状態)と気密状態の解除（開放状態）とを切り換える。なお、大気開放口１２ｃ側と反対側の大気開放弁６２には、廃液タンク１３まで延在された洗浄液排出用チューブ８０が接続されている。
本実施形態の開閉装置６０は、チューブポンプ５０が第１吸引駆動をする時、開閉弁６１Ａを駆動させて第１分岐流路４２Ａを開放状態とさせる共に、開閉弁６１Ｂを駆動させて第２分岐流路４２Ｂを閉塞状態とさせる構成となっている。このとき、大気開放弁６２は、空間Ａを閉塞状態とし、気密状態を維持する。
一方、開閉装置６０は、チューブポンプ５０が第２吸引駆動をする時、開閉弁６１Ａを駆動させて第１分岐流路４２Ａを閉塞状態とさせる共に、開閉弁６１Ｂを駆動させて第２分岐流路４２Ｂを開放状態とさせる構成となっている。このとき、大気開放弁６２は、空間Ａを開放状態とし、気密状態を解除する。

続いて、図５及び図６を参照して、上記構成のプリンター１の吸引処理及び洗浄処理の動作について説明する。図５は、本発明の実施形態における吸引処理を実行する時の流体の流れを示す図である。図６は、本発明の実施形態における洗浄処理を実行する時の流体の流れを示す図である。

図５に示す吸引処理時においては、先ず、制御装置ＣＯＮＴは、ノズル形成面２１Ａを囲うように記録ヘッド２にキャップ部材１２を当接させ、密閉空間Ａを形成させる。次に、制御装置ＣＯＮＴは、大気開放弁６２を駆動させて空間Ａを閉塞状態とする。そして、開閉装置６０に第１吸引動作に係る制御信号を送り、開閉弁６１Ａを駆動させて第１分岐流路４２Ａを開放状態とさせる共に、開閉弁６１Ｂを駆動させて第２分岐流路４２Ｂを閉塞状態とさせる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、チューブポンプ５０に第１吸引動作に係る制御信号を送り、モーター５４でポンプホイル５２を正転駆動させる。

ポンプホイル５２が、正転駆動すると、ローラー部材５３が円環状の共通流路４１内径側を押圧、変形させつつ一端から他端に向かう公転駆動をすることで、一端から他端に向けて分岐流路４０内が吸引される。共通流路４１はキャップ部材１２に連通しているので、この吸引動作により内部が負圧状態になると、密閉空間Ａを負圧状態とさせることができる。密閉空間Ａが負圧状態になると、ノズル形成面２１Ａに形成された各ノズル１７から、粘性が高くなったインクや気泡、付着したゴミ等が強制的に吸引される。

吸引されたインク等は、共通流路４１内を流通し、分岐位置Ｄに至る。分岐位置Ｄにおいては、第２分岐流路４２Ｂが開閉弁６１Ｂにより閉塞されているので、吸引されたインク等は、洗浄液タンク１４に向かうことなく、開放状態の第１分岐流路４２Ａ内を流通し、廃液タンク１３に導入されることとなる。

図６に示す洗浄処理時においては、先ず、制御装置ＣＯＮＴは、ノズル形成面２１Ａを囲うように記録ヘッド２とキャップ部材１２とを当接させ、記録ヘッド２のノズル形成面２１Ａとキャップ部材１２との間に密閉空間Ａを形成させる。次に、制御装置ＣＯＮＴは、大気開放弁６２を駆動させて空間Ａを開放状態とする。そして、開閉装置６０に第２吸引動作に係る制御信号を送り、開閉弁６１Ａを駆動させて第１分岐流路４２Ａを閉塞状態とさせる共に、開閉弁６１Ｂを駆動させて第２分岐流路４２Ｂを開放状態とさせる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、チューブポンプ５０に第２吸引動作に係る制御信号を送り、モーター５４でポンプホイル５２を逆転駆動させる。

ポンプホイル５２が、逆転駆動すると、ローラー部材５３が円環状の共通流路４１内径側を押圧、変形させつつ他端から一端に向かう公転駆動をすることで、他端から一端に向けて分岐流路４０内が吸引される。分岐位置Ｄにおいては、第１分岐流路４２Ａが開閉弁６１Ａにより閉塞されているので、第２分岐流路４２Ｂのみに負圧が発生する。第２分岐流路４２Ｂが負圧状態になると、連通する洗浄液タンク１４から洗浄液Ｌが吸引され、洗浄液Ｌが第２分岐流路４２Ｂ、共通流路４１を介してキャップ部材１２に供給される。そして、洗浄液噴射口１２ｂから記録ヘッド２のノズル形成面２１Ａに向けて洗浄液Ｌが噴射される。空間Ａは開放状態となっているので、洗浄液噴射口１２ｂから洗浄液Ｌを噴射しても、空間Ａの内部の圧力が高まることはない。よって、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材１２との間に隙間が形成され、その隙間から洗浄液等が外部に漏れることはない。

吸収材１２ａには、洗浄液噴射口１２ｂを露出させる開口部Ｈ１が設けられているので、洗浄液噴射口１２ｂから噴射された洗浄液Ｌは吸収材１２ａに遮られることなく記録ヘッド２のノズル形成面２１Ａに到達する。ノズル形成面２１Ａに向けて噴射された洗浄液Ｌは、一部がキャップ部材１２の内壁面を洗浄した後、大気開放弁６２に接続された洗浄液排出用チューブ８０を通り、廃液タンク１３に排出される。このとき、最もインクが残留し易いキャップ部材１２の底面が洗浄液によって洗浄される。

ここで、共通流路４１は、吸引処理と洗浄処理とで共通して用いられることから、吸引処理により内部に付着したインクがある場合は、そのインクが洗浄液Ｌの供給により洗い流される。本実施形態のインクは、水性インクであり、洗浄液Ｌはその溶媒と同成分の水であるため、顔料等を凝集等させることなく洗浄することができ、共通流路４１内部にインクが固着して流路を閉塞する等の不具合を予防することができる。

洗浄液Ｌによるノズル形成面２１Ａ及びキャップ部材１２の洗浄処理が終了したら、制御装置ＣＯＮＴは、チューブポンプ５０の第２吸引動作を停止させる。

上記構成のプリンター１においては、洗浄液噴射口１２ｂから噴射された洗浄液Ｌは、ノズル形成面２１Ａを洗浄した後、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材１２との間の空間Ａ（当該空間Ａに面するキャップ部材１２の底面及び内壁面）の一部、及び、キャップ部材１２から廃液タンク１３へ繋がる流路の一部を洗浄しつつ廃液タンク１３に排出される。そのため、記録ヘッド２とキャップ部材１２のメンテナンス処理を同時に行うことでき、メンテナンス処理の効率化が図られる。また、洗浄液噴射口１２ｂがキャップ部材１２の内部に配置されるため、洗浄液Ｌがキャップ部材１２の周囲に飛び散る虞が少ない。また、洗浄液噴射口１２ｂから排出された洗浄液Ｌが大気開放弁６２に接続された洗浄液排出用チューブ８０を通り、廃液タンク１３に排出されるため、さらに洗浄液Ｌがキャップ部材１２の周囲に飛び散る虞を少なくすることが可能となる。
よって、キャップ部材１２の周囲に飛び散った洗浄液を清掃するための後処理を省略若しくは簡略化することが可能となる。

また、プリンター１では、第１吸引動作によるキャップ部材１２から廃液タンク１３への廃液の排出処理と、第２吸引動作による洗浄液タンク１４からキャップ部材１２への洗浄液Ｌの供給処理とを共通のチューブポンプ５０によって実施することができる。廃液タンク１への廃液の排出処理と、キャップ部材１２への洗浄液Ｌの供給処理は、いずれも洗浄液噴射口１２ｂを介して行われる。そのため、流体排出口と洗浄液噴射口とを別々に設ける必要がなく、キャップ部材１２の簡略化に寄与する。また、流体排出口と洗浄液噴射口を共通化できることから、洗浄液噴射口１２ｂを大きくし、若しくは、洗浄液噴射口１２ｂを複数個所に設けることが可能となり、洗浄効率が高まる。さらに、プリンター１では、チューブポンプ５０が、ローラー部材５３による分岐流路の押圧変形量が不十分となるリークポイントを有するため、キャップ部材１２の大気開放も洗浄液噴射口１２ｂを介して行うことができる。そのため、大気開放を行うためのエア供給口と洗浄液噴射口とを別々に設ける必要がなく、さらにキャップ部材１２の簡略化に寄与する。

［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態におけるプリンター１０１の構成を示す斜視図である。

第２実施形態のプリンター１０１において第１実施形態のプリンター１と異なる点は、キャップ部材１２から廃液タンク１０３への流路と、洗浄液タンク１４からキャップ部材１２への流路とを別々に設けた点である。よって、第１実施形態のプリンター１と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

キャッピング機構１１は、キャップ部材１２と、廃液タンク１３と、洗浄液タンク１４と、廃液用流路７３と、廃液用ポンプ（吸引装置）７１と、洗浄液用流路７４と、洗浄液用ポンプ７２と、を備える。

キャップ部材１２は、記録ヘッド２に対向する側が開口する有底筒状の略枡形状を有する。キャップ部材１２の開口縁部は、ゴム部材等の弾性部材から形成され、ノズル形成面２１Ａに形成された複数のノズルの周囲を囲うように記録ヘッド２と当接することで、ノズルと対向する領域に密閉空間Ａを形成可能な構成となっている。

キャップ部材１２のノズル形成面２１Ａと対向する底面には、廃液排出口１２ｄ及び大気開放口１２ｃが形成されている。キャップ部材１２の側面には、洗浄液噴射口１２ｂが形成されている。キャップ部材１２の内部には、液体を吸収し保持する吸収材１２ａが設けられている。吸収材１２ａは、廃液排出口１２ｄの直上及び大気開放口１２ｃの直上に、廃液排出口１２ｄを露出させる開口部Ｈ１及び大気開放口１２ｃを露出させる開口部Ｈ２を有する。洗浄液噴射口１２ｂは吸収材１２ａの上方に形成されており、洗浄液噴射口１２ｂが吸収材１２ａに遮られないようになっている。洗浄液噴射口１２ｂ付近の配管は、キャップ部材１２の側壁に対して斜めに配置されており、洗浄液Ｌがノズル形成面２１Ａに対して斜めに噴射されるようになっている。

廃液用流路７３は、可撓性を有するチューブ体から構成され、一端がキャップ部材１２の廃液排出口１２ｄに連通すると共に他端が廃液タンク１３に連通する構成となっている。廃液用流路７３の途中には、廃液用ポンプ７１に設けられている。廃液用ポンプ７１は、廃液用流路７３の一端から他端に向けて廃液用流路７３内を吸引する第１吸引駆動を実行する。

洗浄液用流路７４は、可撓性を有するチューブ体から構成され、一端がキャップ部材１２の洗浄液噴射口１２ｂに連通すると共に他端が洗浄液タンク１４に連通する構成となっている。洗浄液用流路７４の途中には、洗浄液用ポンプ７２に設けられている。洗浄液用ポンプ７２は、洗浄液用流路７４の他端から一端に向けて洗浄液用流路７４内を吸引する第２吸引駆動を実行する。

廃液用ポンプ７１及び洗浄液用ポンプ７２は、第１実施形態に示したようなチューブポンプを用いることもできるが、他のポンプでも良い。

大気開放弁６２は、キャップ部材１２の底面に設けられた大気開放口１２ｃを介して、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材１２とに囲まれた空間Ａに大気を流入させ、若しくは、空間Ａへの大気の流入を停止するものである。大気開放弁６２は、制御装置ＣＯＮＴの下、空間Ａの気密状態の維持(閉塞状態)と気密状態の解除（開放状態）とを切り換える。

吸引処理時においては、制御装置ＣＯＮＴは、先ず、ノズル形成面２１Ａを囲うように記録ヘッド２にキャップ部材１２を当接させ、密閉空間Ａを形成させる。次に、制御装置ＣＯＮＴは、大気開放弁６２を駆動させて空間Ａを閉塞状態とする。そして、廃液用ポンプ７１に第１吸引動作に係る制御信号を送り、密閉空間Ａを負圧状態とする。密閉空間Ａが負圧状態になると、ノズル形成面２１Ａに形成された各ノズル１７から、粘性が高くなったインクや気泡、付着したゴミ等が強制的に吸引される。

洗浄処理時においては、先ず、制御装置ＣＯＮＴは、ノズル形成面２１Ａを囲うように記録ヘッド２とキャップ部材１２とを当接させ、記録ヘッド２のノズル形成面２１Ａとキャップ部材１２との間に密閉空間Ａを形成させる。次に、制御装置ＣＯＮＴは、大気開放弁６２を駆動させて空間Ａを開放状態とする。そして、洗浄液用ポンプ７２に第２吸引動作に係る制御信号を送り、洗浄液タンク１４から洗浄液Ｌを吸引し、洗浄液噴射口１２ｂから記録ヘッド２のノズル形成面２１Ａに向けて洗浄液Ｌを噴射させる。空間Ａは開放状態となっているので、洗浄液噴射口１２ｂから洗浄液Ｌを噴射しても、空間Ａの内部の圧力が高まることはない。よって、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材１２との間に隙間が形成され、その隙間から洗浄液等が外部に漏れることはない。

洗浄液噴射口１２ｂから噴射された洗浄液Ｌは、ノズル形成面２１Ａ全体を洗浄する。洗浄液Ｌの一部は、キャップ部材１２の内壁面を洗浄した後、キャップ部材１２の底面を伝わって廃液タンク１３に排出される。このとき、最もインクが残留し易いキャップ部材１２の底面が洗浄液によって洗浄される。

洗浄液Ｌによるノズル形成面２１Ａ及びキャップ部材１２の洗浄処理が終了したら、制御装置ＣＯＮＴは、洗浄液用ポンプ７２の第２吸引動作を停止させる。

上記構成のプリンター１０１においても、洗浄液噴射口１２ｂから噴射された洗浄液Ｌは、ノズル形成面２１Ａを洗浄した後、ノズル形成面２１Ａとキャップ部材１２との間の空間Ａ（当該空間Ａに面するキャップ部材１２の底面及び内壁面）の一部、及び、キャップ部材１２から廃液タンク１３へ繋がる流路の一部を洗浄しつつ廃液タンク１３に排出される。そのため、記録ヘッド２とキャップ部材１２のメンテナンス処理を同時に行うことでき、メンテナンス処理の効率化が図られる。また、洗浄液噴射口１２ｂがキャップ部材１２の内部に配置されるため、洗浄液Ｌがキャップ部材１２の周囲に飛び散る虞が少ない。よって、キャップ部材１２の周囲に飛び散った洗浄液を清掃するための後処理を省略若しくは簡略化することが可能となる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上述の実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の流体（液状体）を噴射する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、流体、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。

１…プリンター（流体噴射装置）、２…記録ヘッド（流体噴射ヘッド）、１２…キャップ部材、１２ｂ…洗浄液噴射口、１３…廃液タンク、１４…洗浄液タンク、１７…ノズル、２１Ａ…ノズル形成面、４０…分岐流路、５０…チューブポンプ（吸引装置）、５３…ローラー部材、６０…開閉装置、Ａ…空間、Ｌ…洗浄液、Ｘ…リークポイント。

Claims (5)

1. ノズルが形成されたノズル形成面を有する流体噴射ヘッドと、
   前記ノズルと対向する領域に空間を有した状態で前記ノズル形成面と密着するキャップ部材と、
   前記空間の内部に配置され、前記ノズル形成面に向けて洗浄液を噴射する洗浄液噴射口と、
   前記キャップ部材が前記ノズル形成面と密着した状態で、前記空間の気密状態の維持と気密状態の解除を切り換える切換部と、
   を有することを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記キャップ部材の洗浄液噴射口に一端が連通すると共に該一端より下流側の所定位置で他端が２つに分岐し、該他端の一方側が廃液タンクに連通し、該他端の他方側が前記洗浄液を貯溜する洗浄液タンクに連通する分岐流路と、
   前記所定位置よりも上流側に設けられ、前記一端から前記他端に向けて該流路内を吸引する第１吸引動作と、前記他端から前記一端に向けて該流路内を吸引する第２吸引動作とを実行可能な吸引装置と、
   前記第１吸引動作の時、前記他端の前記一方側の流路を開放状態とすると共に前記他端の前記他方側の流路を閉塞状態とし、前記第２吸引動作の時、前記他端の前記一方側の流路を閉塞状態とすると共に前記他端の前記他方側の流路を開放状態とする開閉装置と、を有することを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
3. 前記吸引装置は、前記所定位置よりも上流側の分岐流路の一部を円環状に湾曲させ、前記円環状の分岐流路の内径側をローラー部材によって押圧、変形させつつ前記分岐流路に沿って前記ローラー部材を正転若しくは反転させることで、前記第１吸引動作と前記第２吸引動作とを実行するチューブポンプであることを特徴とする請求項２に記載の流体噴射装置。
4. 前記吸引装置は、前記ローラー部材による分岐流路の押圧変形量が不十分となるリークポイントを有することを特徴とする請求項３に記載の流体噴射装置。
5. キャップ部材は、前記ノズル形成面に対向する側が開口する有底筒状の形状を有し、
   前記洗浄液噴射口は、前記キャップ部材の前記ノズル形成面と対向する底面に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体噴射装置。

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