(57)【要約】【課題】（１）液体噴射ヘッドのスペースファクタの向上（２）余剰液体の回収能力の向上（３）簡素な構成で液体噴射記録装置の初期充填を実現する【解決手段】  複数のノズル孔３１ａからなるノズル列３１ｃを有するノズル体２３を備えた液体噴射ヘッド１０において、ノズル列３１ｃを覆うように形成されたノズルガード２４を備え、ノズルガード２４は、ノズル体２３の表面から離間配置されノズル列３１ｃと対向するスリット２４ｃが形成された天板部２４ａと、天板部２４ａの周縁部とノズル体２３との間を密閉する密閉部２４ｂと、ノズル列２３ｃの下方に吸引口１５ａが開口しノズルガード２４の内側空間Ｓと連通する吸引流路１５とを備え、吸引流路１５に接続される吸引部１６によってノズルガード２４の内側空間Ｓを負圧室Ｒとし、ノズル孔１５ａから負圧室Ｒ内に溢れ出た第一液体Ｙを吸引することを特徴とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル孔からなるノズル列を有するノズル体と、前記各ノズル孔と対となって該ノズル孔に連通する複数の圧力発生室と、該圧力発生室に第一液体を供給する液体供給系と、前記圧力発生室に隣接配置されたアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータを駆動して該圧力発生室を加圧し、該圧力発生室内の前記第一液体を前記ノズル孔のノズル噴射口から噴射させる液体噴射ヘッドにおいて、
前記ノズル列を覆うように形成されたノズルガードを備え、前記ノズルガードは、前記ノズル体の表面から離間配置され前記ノズル列と対向するスリットが形成された天板部と、前記天板部の周縁部と前記ノズル体との間を密閉する密閉部と、
前記ノズル列の下方に吸引口が開口し前記ノズルガードの内側空間と連通する吸引流路とを備え、
前記吸引流路に接続される吸引部によって前記ノズルガードの内側空間を負圧室とし、前記ノズル孔から前記負圧室内に溢れ出た前記第一液体を吸引することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記吸引口は、前記スリットと対向しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記吸引口は、前記負圧室の重力方向最下部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記スリットは、該スリットの長手方向を重力方向に向けて形成されると共に、下端部が円形状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記ノズルガードの内側下部に前記吸引口へ収束する傾斜部が設けられ、
前記傾斜部では、前記ノズル体の表面に平行で前記ノズル列に垂直な方向の幅寸法が前記吸引口に向けて漸次小となっていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記ノズルガードの内側下部に前記吸引口へ収束する傾斜部が設けられ、
前記傾斜部では、前記ノズル体の表面に垂直な方向における前記ノズル体との距離が前記吸引口に向けて漸次小となっていることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記ノズルガードの表面のうち、少なくとも外方に露出する外表面に撥水膜が形成されていることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記ノズルガードの表面うち、前記負圧室と接する内表面に親水膜が形成されていることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記ノズルガードの前記天板部に、前記負圧室側に窪む窪み部が形成され、
該窪み部の底面に前記スリットが形成されていることを特徴とする請求項１から８のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記ノズルガードの前記天板部に、前記負圧室側に突出し、かつ、前記スリットを環状に囲繞する環状突出壁が形成されていることを特徴とする請求項１から９のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備え、
前記液体供給系に前記第一液体を供給し得るように構成された液体供給部を備えていることを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項１２】
請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備え、
前記液体供給系に前記第一液体と第二液体とを切り換え供給し得るように構成された液体供給部を備えていることを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の液体噴射記録装置であって、
前記負圧室内に溢れ出た前記第一液体を吸引することで回収し、前記圧力発生室に該第一液体を供給する再利用液体供給系を有することを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液体噴射記録装置であって、
前記再利用液体供給系に、フィルタ部もしくは脱気装置を有することを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項１５】
複数のノズル孔からなるノズル列を有するノズル体と、前記各ノズル孔と対となって該ノズル孔に連通する複数の圧力発生室と、該圧力発生室に第一液体を供給する液体供給系と、前記圧力発生室に隣接配置されたアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータを駆動して該圧力発生室を加圧し、該圧力発生室内の前記第一液体を前記ノズル孔のノズル噴射口から噴射させると共に、
前記ノズル列を覆うように形成されたノズルガードを備え、前記ノズルガードは、前記ノズル体の表面から離間配置され前記ノズル列と対向するスリットが形成された天板部と、前記天板部の周縁部と前記ノズル体との間を密閉する密閉部と、
前記ノズル列の下方に吸引口が開口し前記ノズルガードの内側空間と連通する吸引流路とを備え、
前記吸引流路に接続される吸引部によって前記ノズルガードの内側空間を負圧室とし、前記ノズル孔から前記負圧室内に溢れ出た前記第一液体を吸引することを特徴とする液体噴射ヘッドの液体充填方法であって、
前記吸引部により前記負圧室を大気圧より負圧とした状態で、前記液体供給系を用いて前記第一液体を前記圧力発生室まで加圧充填することを特徴とする液体噴射ヘッドの液体充填方法。
【請求項１６】
前記吸引部により前記負圧室を大気圧より負圧とした状態で、前記加圧充填を終了することを特徴とする請求項１５に記載の液体噴射ヘッドの液体充填方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の液体噴射記録装置の使用方法であって、
前記吸引部を第１出力により動作させることで、前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する液体充填モードを有することを特徴とする液体噴射記録装置の使用方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の液体噴射記録装置の使用方法であって、
前記吸引部を第１出力により動作させることで、前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する液体充填モードと、
前記吸引部を前記第１出力よりも小さい第２出力によって動作させ、前記噴射孔列から被記録媒体へ前記液体を噴射して前記被記録媒体に記録を行う通常使用モードとを切替制御することを特徴とする液体噴射記録装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル噴射口より液体を噴射して被記録媒体に画像や文字を記録する液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置及び液体噴射ヘッドの液体充填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液体噴射記録装置、例えば各種印刷を行うインクジェットプリンタは、被記録媒体を搬送する搬送装置と、インクジェットヘッドとを備えている。ここで用いられるインクジェットヘッドとしては、複数のノズル孔からなるノズル列を有するノズル体と、各ノズル孔と対となって該ノズル孔に連通する複数の圧力発生室と、該圧力発生室にインクを供給するインク供給系と、圧力発生室に隣接配置された圧電アクチュエータとを備えており、圧電アクチュエータを駆動して圧力発生室を加圧し、圧力発生室内のインクをノズル孔のノズル噴射口から噴射させるものが知られている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタの一種として、上記インクジェットヘッドを記録紙（被記録媒体）の搬送方向と直交する方向に移動させるキャリッジを設け、記録紙に印刷を施すものが知られている。この種のインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドの可動範囲内にメンテナンスのためのサービスステーションを設け、このサービスステーションまでインクジェットヘッドを移動させて、ノズル孔をクリーニングしたり、インクジェットヘッドにキャップを被せて負圧吸引しノズル孔にインクを初期充填したりしている。
【０００４】
また、上記インクジェットプリンタと異なる種のものとして、箱体などの比較的に大型の被記録媒体に用いられ、インクジェットヘッドを固定して搬送される被記録媒体に印刷を施すものがある。この種のインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドを移動させることができず、また、インクジェットヘッドと被記録媒体との間やインクジェットヘッドの下方にサービスステーションを設けるスペースが少ない。このため、インクを圧力発生室に初期充填する際には、インク供給系側からインクを加圧して充填するのが通常である。
【０００５】
この加圧充填では、ノズル孔から垂れ流しとなる余剰インクによってインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ近傍が汚染されることを防止するため、また、インク充填後のインクの噴射が不安定になることを防止するために、余剰インクを除去する手段を講じなければならない。また、初期充填の場面だけでなく、通常使用時にノズル体上を垂れるインクを回収する場面でも同様である。
【０００６】
下記特許文献１には、インクジェットヘッドの下部に、板状多孔質吸収体からなりノズル形成面より外方に突出したインク案内部材及びこのインク案内部材に接続されたブロック型インク吸収体を設け、余剰インクをインク案内部材で受け止めると共にインク吸収体まで導き、この導いた余剰インクをインク吸収体に吸収させるインクジェットヘッドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１１６３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の技術では、インクジェットヘッドの下部にインク案内部材とインク吸収体を設けるので、インクジェットヘッドの下部を有効利用することができないという問題があった。また、一定制約下でインクジェットプリンタを設計した場合に被記録媒体の下部に印刷を行うことが出来ないという問題があった。
さらに、従来の技術では、余剰インクをインク吸収体に吸収させるだけであるので、回収することができる余剰インクの量に限界があるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、以下を目的とする。
（１）液体噴射ヘッドのスペースファクタを向上させ、液体噴射記録装置の設計の自由度を向上させる。
（２）余剰液体の回収能力を向上させて、余剰液体による汚染を防止すると共に液体充填後の液体噴射を安定させる。
（３）簡素な構成で液体噴射記録装置の初期充填を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
液体噴射ヘッドに係る解決手段として、複数のノズル孔からなるノズル列を有するノズル体と、前記各ノズル孔と対となって該ノズル孔に連通する複数の圧力発生室と、該圧力発生室に第一液体を供給する液体供給系と、前記圧力発生室に隣接配置されたアクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して該圧力発生室を加圧し、該圧力発生室内の前記第一液体を前記ノズル孔のノズル噴射口から噴射させる液体噴射ヘッドにおいて、前記ノズル列を覆うように形成されたノズルガードを備え、前記ノズルガードは、前記ノズル体の表面から離間配置され前記ノズル列と対向するスリットが形成された天板部と、前記天板部の周縁部と前記ノズル体との間を密閉する密閉部と、前記ノズル列の下方に吸引口が開口し前記ノズルガードの内側空間と連通する吸引流路とを備え、前記吸引流路に接続される吸引部によって前記ノズルガードの内側空間を負圧室とし、前記ノズル孔から前記負圧室内に溢れ出た前記第一液体を吸引する、という手段を採用する。
【００１１】
この発明によれば、液体の初期充填時や通常使用時の余剰液体が、スリットでのみ外部と連通する負圧室に流出すると共に、負圧室外部の気体がスリットを介して負圧室に流入する。これにより、余剰液体がスリットから外部に漏出し難い状態で負圧室を移動し、吸引口から吸引流路内に吸引されて外部へと排出されるので、ノズル噴射口から流れ出た液体を回収するスペースを極めて小さいものとし、液体噴射ヘッドのスペースファクタを向上させることができると共に、液体噴射記録装置の設計の自由度を向上させることができる。
また、吸引流路により液体を連続して排出することができるので、余剰液体の回収能力が極めて高く、多量の余剰液体が流出した場合であっても余剰液体による汚染を防止することができると共に、液体充填後の液体噴射を安定させることができる。
また、ノズル面をワイパーによって清掃する必要が無い上に、ワイパー等の清掃装置が具備されているサービスステーションを設けることなく、ノズルガードと、吸引流路と、吸引部とで余剰液体を回収することができるので、簡素な構成で液体噴射記録装置の初期充填を実現することが可能となる。
【００１２】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記吸引口は、前記スリットと対向しない位置に設けられている、という手段を採用する。
この発明によれば、スリットから流入した空気が内側空間を経由してから吸引口に達するので、内側空間を速やかに減圧することができ、負圧室の負圧状態を良好に継続させることができる。これにより、余剰液体の回収を速やかに行うことができると共に多量の余剰液体の回収を安定的に行うことができる。
【００１３】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記吸引口は、前記負圧室の重力方向最下部に設けられている、という手段を採用する。
この発明によれば、最下部において余剰液体が吸引されるので、下方に流れて最下部近傍に到達した余剰液体を効率よく吸引することができる。
【００１４】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記スリットは、該スリットの長手方向を重力方向に向けて形成されると共に、下端部が円形状に形成されている、という手段を採用する。
この発明によれば、余剰液体がスリットから外部に漏出しようとしても、スリット下端部において表面張力により維持された液体の表面が破壊され難く、負圧室に余剰液体が留まり易くなるので、余剰液体の漏出による汚染を防止することができると共に余剰液体の回収能力を向上させることができる。
【００１５】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記ノズルガードの内側下部に前記吸引口へ収束する傾斜部が設けられ、前記傾斜部では、前記ノズル体の表面に平行で前記ノズル列に垂直な方向の幅寸法が前記吸引口に向けて漸次小となっている、という手段を採用する。
この発明によれば、負圧室下部に達した余剰液体が幅方向において吸引口に向かって流れて吸引口近傍に達するので、吸引口に吸引され易くなる。これにより、余剰液体を効率よく吸引することが可能となり、余剰液体の回収能力が向上する。
【００１６】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記ノズルガードの内側下部に前記吸引口へ収束する傾斜部が設けられ、前記傾斜部では、前記ノズル体の表面に垂直な方向における前記ノズル体との距離が前記吸引口に向けて漸次小となっている、という手段を採用する。
この発明によれば、ノズル体の表面に垂直な方向におけるノズル体と傾斜部との距離が、吸引口に向かうほど近くなっているので、傾斜部を下方に向けて流れる余剰液体が吸引口近傍に達する。これにより、余剰液体を効率よく吸引することが可能となり、余剰液体の回収能力が向上する。
【００１７】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記ノズルガードの表面うち、少なくとも外方に露出する外表面に撥水膜が形成されている、という手段を採用する。
この発明によれば、余剰液体がスリットから外部に漏出しようとしても、撥水膜にはじかれて負圧室に留まり易くなるので、余剰液体の回収能力が向上すると共に余剰液体の漏出による汚染が防止される。
【００１８】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記ノズルガードの表面のうち、前記負圧室と接する内表面に親水膜が形成されている、という手段を採用する。
この発明によれば、余剰液体が負圧室を流れ易くなってスリットから外部に漏出し難くなると共に、撥水膜にはじかれた余剰液体を負圧室に導くので、余剰液体がスリットから流れ出ずに負圧室に留まり易くなる。
【００１９】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記ノズルガードの前記天板部に、前記負圧室側に窪む窪み部が形成され、該窪み部の底面に前記スリットが形成されている、という手段を採用する。
この発明によれば、窪み部の底面にスリットが形成されるので、ノズルガードが被記録媒体等と接触した場合であっても、スリット近傍の撥水膜と接触させる確率を低減させて撥水膜が剥離することを防止することができる。
【００２０】
また、液体噴射ヘッドに係る解決手段として、前記ノズルガードの前記天板部に、前記負圧室側に突出し、かつ、前記スリットを環状に囲繞する環状突出壁が形成されている、という手段を採用する。
この発明によれば、環状突出壁が内表面を伝う余剰液体がスリットに向かうことを阻止するので、スリットから余剰液体が漏出することを防止することができる。特に、液体噴射ヘッドのノズル噴射口を下方に向けて被記録媒体に液体を噴射する場合において、負圧室を復圧させた後の内側空間に余剰液体が残存していたとしても、スリットから余剰液体が漏出することを効果的に防止することができる。
【００２１】
また、液体噴射記録装置に係る解決手段として、上記解決手段を採用したいずれかの液滴噴射ヘッドを備え、前記液体供給系に第一液体を供給し得るように構成された液体供給部を備えている、という手段を採用する。
この発明によれば、液体供給系に第一液体が供給されるので、例えば、第一液体をインクとして、液体噴射ヘッドにインクを供給することができる。
【００２２】
また、液体噴射記録装置に係る解決手段として、上記解決手段を採用したいずれかの液滴噴射ヘッドを備え、前記液体供給系に第一液体と第二液体とを切り換え供給し得るように構成された液体供給部を備えている、という手段を採用する。
この発明によれば、液体供給系に二種類の液体が供給されるので、例えば、液体供給系にインクと洗浄液とを供給して、液体噴射ヘッドの清掃に対する労力を低減させると共に、効率よく清掃をすることができる。これにより、余剰液体の回収能力を回復させることができる。
【００２３】
また、液体噴射記録装置に係る解決手段として、上記解決手段を採用したいずれかの液滴噴射記録装置であって、負圧室内に溢れ出た第一液体を吸引することで回収し、圧力発生室に該第一液体を供給する再利用液体供給系を有する、という手段を採用する。
この発明によれば、負圧室内に溢れ出た第一液体を再利用することができる。
【００２４】
また、液体噴射記録装置に係る解決手段として、上記解決手段を採用したいずれかの液滴噴射記録装置であって、再利用液体供給系に、フィルタ部もしくは脱気装置を有するという手段を採用する。
この発明によれば、適切な状態の液体を再利用することができる。
【００２５】
また、液体噴射ヘッドの液体充填方法に係る解決手段として、複数のノズル孔からなるノズル列を有するノズル体と、前記各ノズル孔と対となって該ノズル孔に連通する複数の圧力発生室と、該圧力発生室に第一液体を供給する液体供給系と、前記圧力発生室に隣接配置されたアクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して該圧力発生室を加圧し、該圧力発生室内の前記第一液体を前記ノズル孔のノズル噴射口から噴射させると共に、前記ノズル列を覆うように形成されたノズルガードを備え、前記ノズルガードは、前記ノズル体の表面から離間配置され前記ノズル列と対向するスリットが形成された天板部と、前記天板部の周縁部と前記ノズル体との間を密閉する密閉部と、前記ノズル列の下方に吸引口が開口し前記ノズルガードの内側空間と連通する吸引流路と、前記吸引流路に接続される吸引部によって前記ノズルガードの内側空間を負圧室とし、前記ノズル孔から前記負圧室内に溢れ出た前記第一液体を吸引する液体噴射ヘッドの液体充填方法であって、前記吸引部により前記負圧室を大気圧より負圧とした状態で、前記液体供給系を用いて前記第一液体を前記圧力発生室まで加圧充填する、という手段を採用する。
この発明によれば、内側空間が大気圧と同圧の状態で液体を圧力発生室に加圧充填した場合に比べて、スリットから空気が連続的に流入するので、余剰液体がスリットから漏出し難く、また、吸引口が連続的に余剰液体を排出するので、余剰液体が内側空間（負圧室）に溜まってスリットから溢れ出ることもない。これにより、余剰液体による汚染を防止しつつ液体の充填が可能となり、液体充填後の液体噴射を安定させることができる。
【００２６】
また、液体噴射ヘッドの液体充填方法に係る解決手段として、前記吸引部により前記負圧室を大気圧より負圧とした状態で、前記加圧充填を終了する、という手段を採用する。
この発明によれば、負圧室とした状態で、加圧充填を終了し、負圧室に液体が流れ出なくなるので、内側空間を復圧させた後に圧力発生室に加圧充填を終了した場合に比べて、余剰液体がスリットから漏出し難く、また、スリットから溢れ出ることもない。これにより、余剰液体による汚染を防止しつつ液体の充填が可能となり、液体充填後の液体噴射を安定させることができる。
【００２７】
また、本発明の液体噴射記録装置の使用方法は、上記本発明の液体噴射記録装置の使用方法であって、前記吸引部を第１出力により動作させることで、前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する液体充填モードを有することを特徴としている。
この構成によれば、吸引部を第１出力により動作することで、噴射体ガードの内側空間が大気圧よりも十分に負圧となった負圧室となる。この場合、液体の初期充填時や通常使用時に液体供給部から供給されて噴射孔列から漏出した余剰液体は、スリットでのみ外部と連通する負圧室に流出するとともに、負圧室外部の気体がスリットを介して負圧室に流入する。これにより、余剰液体がスリットから外部に漏出し難い状態で負圧室を移動し、吸引口から吸引流路内に吸引されて外部へと排出されるので、噴射孔列から流れ出た液体を回収することができる。
そのため、スリットからの余剰液体の漏出を防いだ上で、液体の初期充填が可能となる。
【００２８】
また、上記本発明の液体噴射記録装置の使用方法であって、前記吸引部を第１出力により動作させることで、前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する液体充填モードと、前記吸引部を前記第１出力よりも小さい第２出力によって動作させ、前記噴射孔列から被記録媒体へ前記液体を噴射して前記被記録媒体に記録を行う通常使用モードとを切替制御することを特徴としている。
この構成によれば、通常作動モードにおいて、液体充填モードよりも小さい第２出力によって吸引部を作動させておくことで、印刷時等に噴射孔から漏れ出た余剰液体や、液体充填後に噴射体ガードの内側空間に残存した余剰液体が存在した場合であっても、それら余剰液体を吸引することでスリットから余剰液体の漏出を防ぐことができる。したがって、サービスステーションを設けることなく、噴射孔の開口方向を重力方向に向けた状態で、液体の初期充填から印刷までを行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、液体の初期充填時や通常使用時の余剰液体が、スリットでのみ外部と連通する負圧室に流出すると共に、負圧室外部の気体がスリットを介して負圧室に流入する。これにより、余剰液体がスリットから外部に漏出し難い状態で負圧室を移動し、吸引口から吸引流路内に吸引されて外部へと排出されるので、ノズル噴射口から流れ出た液体を回収するスペースを極めて小さいものとし、液体噴射ヘッドのスペースファクタを向上させることができると共に、液体噴射記録装置の設計の自由度を向上させることができる。
また、吸引流路により液体を連続して排出することができるので、余剰液体の回収能力が極めて高く、多量の余剰液体が流出した場合であっても余剰液体による汚染を防止することができると共に、液体充填後の液体噴射を安定させることができる。
また、ノズル面をワイパーによって清掃する必要が無い上に、サービスステーションを設けることなく、ノズルガードと、吸引流路と、吸引部とで余剰液体を回収することができるので、簡素な構成で液体噴射記録装置の初期充填を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態において、インクジェット記録装置１を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態において、右側面から見たインクジェット記録装置１の概略構成図であって、構成の一部を断面表示した図である。
【図３】本発明の実施形態において、インクジェットヘッド１０の正面図である。
【図４】本発明の実施形態において、右側面から見たインクジェット記録装置１の概略構成図であって、構成の一部を断面表示した図である。
【図５】本発明の実施形態において、図４におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【図６】本発明の実施形態において、ヘッドチップ２０の分解斜視図である。
【図７】本発明の実施形態において、セラミック圧電プレート２１及びインク室プレート２２の詳細を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の実施形態において、吸引ポンプ１６と加圧ポンプ５４との動作タイミング及び空間Ｓ（負圧室Ｒ）との関係を示した図である。
【図９】本発明の実施形態において、ヘッドチップ２０の初期充填時の動作を示した要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施形態におけるインクジェットヘッド１０の変形例を示す図であって、インクジェットヘッド６０の要部拡大図である。
【図１１】本発明の実施形態におけるインクジェットヘッド１０の変形例を示す図であって、インクジェットヘッド７０を示す要部拡大図である。
【図１２】本発明の実施形態におけるインクジェットヘッド１０の変形例を示す図であって、インクジェットヘッド８０，９０，１００を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
（液体噴射記録装置）
図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置（液体噴射記録装置）１を示す斜視図であり、図２は、インクジェット記録装置１の概略構成図である。このインクジェット記録装置１は、所定のパーソナルコンピュータに接続されて、このパーソナルコンピュータから送られた印刷データに基づいて、インク（液体）Ｉを吐出（噴射）して箱体Ｄに印刷を施すものである。インクジェット記録装置１は、箱体Ｄを一方向に搬送するベルトコンベア２と、複数のインクジェットヘッド１０を備えるインク吐出部３と、図２に示すように、インクジェットヘッド１０にインク（第一液体）Ｉ及びクリーニング用洗浄液（第二液体）Ｗを供給するインク供給部５とを備えている。
【００３２】
インク吐出部３は、箱体ＤにインクＩを吐出するものであり、図１に示すように、直方体形状の筐体６を四つ有し、これら筐体６内にインクジェットヘッド１０がそれぞれ内装されている（図２参照）。各筐体６は、ベルトコンベア２の幅方向両側にそれぞれインク吐出面６ａをベルトコンベア２側に向けた状態で二つずつ配設されている。ベルトコンベア２の幅方向両側にそれぞれ配置された二つの筐体６は上下方向に並設され、それぞれ支持部材７によって支持されている。なお、筐体６のインク吐出面６ａには、開口部６ｂが形成されている。
【００３３】
（液体噴射ヘッド）
図３は、インクジェットヘッド１０の正面図であり、図４は、右側面から見たインクジェットヘッド１０の概略構成図であり、図５は、図４のＩ−Ｉ線断面図である。
インクジェットヘッド１０は、図４に示すように、ケース１１と、液体供給系１２と、ヘッドチップ２０と、駆動回路基板１４と（図５参照）、吸引流路１５とを備えている。
【００３４】
ケース１１は、正面１１ａに露出孔１１ｂが形成された薄箱形状のものであり、厚さ方向を水平方向に向けて、また、露出孔１１ｂを開口部６ｂに向けて筐体６内に固定されている。このケース１１は、図４及び図５に示すように、背面１１ｃにおいて内部空間に連通する貫通孔が形成されており、具体的には、高さ方向略中間の位置にインク注入孔１１ｄが、下部にインク吸引孔１１ｅが形成されている。このケース１１は、その内部空間においてケース１１に立設して固定されたベースプレート１１ｆを備えると共にインクジェットヘッド１０の各構成物品を収容している。
【００３５】
液体供給系１２は、インク注入孔１１ｄを介してインク供給部５と連通したものであり、ダンパー１７と、インク流路基板１８とから概略構成されている。
ダンパー１７は、図５に示すように、インクＩの圧力変動を調整するためのものであり、インクＩを貯留する貯留室１７ａを備えている。このダンパー１７は、ベースプレート１１ｆに固定されており、インク注入孔１１ｄと管部材１７ｄとを介して接続されるインク取込孔１７ｂと、インク流路基板１８と管部材１７ｅを介して接続されるインク流出孔１７ｃとを備えている。
インク流路基板１８は、図４に示すように、縦長に形成された部材であって、図５に示すように、その内部にダンパー１７と連通してインクＩが流通する流通路１８ａが形成された部材であり、ヘッドチップ２０に取り付けられている。
【００３６】
駆動回路基板１４は、図５に示すように、図示しない制御回路と、フレキシブル基板１４ａとを備えている。この駆動回路基板１４は、フレキシブル基板１４ａの一端が後述の板状電極２８に、他端が駆動回路基板１４上の図示しない制御回路に接合されることで、印刷パターンに応じてセラミック圧電プレート２１に電圧を印加する。この駆動回路基板１４は、ベースプレート１１ｆに固定されている。
【００３７】
ヘッドチップ２０は、図６に示すように、セラミック圧電プレート（アクチュエータ）２１と、インク室プレート２２と、ノズル体２３と、ノズルガード２４とを備えている。
【００３８】
セラミック圧電プレート２１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる略矩形板状の部材であり、図６及び図７に示すように、二つの板面２１ａ、２１ｂのうち一方の板面２１ａに複数の長溝２６が並設されて、各長溝２６が側壁２７で隔離されている。
【００３９】
長溝（圧力発生室）２６は、図６に示すように、セラミック圧電プレート２１の短手方向に延設されており、セラミック圧電プレート２１の長手方向の全長にわたって複数並設されている。各長溝２６は、図７に示すように、圧電アクチュエータの厚さ方向に沿った断面が矩形状に形成されている。また、各長溝２６の底面は、セラミック圧電プレート２１の前側面２１ｃから短手方向の略中央部まで延びる前方平坦面２６ａと、この前方平坦面２６ａの後部から後側面側に向かって溝深さが漸次浅くなる傾斜面２６ｂと、この傾斜面２６ｂの後部から後側面側に向かって延びる後方平坦面２６ｃとからなっている。
各長溝２６は、円盤状のダイスカッターにより形成されている。
【００４０】
側壁２７は、セラミック圧電プレート２１の長手方向に亘って複数並設されて、長溝２６をそれぞれ区分けしている。これら各側壁２７の両壁面における長溝２６開口側（板面２１ａ側）には、セラミック圧電プレート２１の短手方向に亘って駆動電圧印加用の板状電極２８が延設されている。この板状電極２８は、公知の斜め方向からの蒸着により形成されている。この板状電極２８は、上述したフレキシブル基板１４ａが接合されている。
【００４１】
このようなセラミック圧電プレート２１は、図５に示すように、板面２１ｂのうち後側面側がベースプレート１１ｆの縁部に固定されており、長溝２６の延在方向を露出孔１１ｂに向けている。
【００４２】
図６及び図７に戻って、インク室プレート２２は、セラミック圧電プレート２１と同様に略矩形板状の部材であり、セラミック圧電プレート２１の寸法と比較して、長手方向の寸法が略同一に、短手方向の寸法が短く形成されている。このインク室プレート２２は、厚さ方向に貫通し、かつ、インク室プレート２２の長手方向に亘って形成された開放孔２２ｃを備えている。
なお、このインク室プレート２２は、セラミックプレート、金属プレートなどで形成することができるが、セラミック圧電プレート２１との接合後の変形を考えて、熱膨張率の近似したセラミックプレートを用いている。
【００４３】
このようなインク室プレート２２は、図６に示すように、前側面２２ａがセラミック圧電プレート２１の前側面２１ｃと同一平面となる突合わせ面２５ａを構成するように、板面２１ａ側からセラミック圧電プレート２１に接合されている。この接合状態においては、開放孔２２ｃがセラミック圧電プレート２１の複数の長溝２６を全体にわたって露出させて、全ての長溝２６を外方に開放し、各長溝２６がそれぞれ連通した状態になっている。
インク室プレート２２には、図５に示すように、開放孔２２ｃを覆うようにしてインク流路基板１８が装着され、インク流路基板１８の流通路１８ａと各長溝２６とが連通している。
【００４４】
ノズル体２３は、図５に示すように、ノズルプレート３１がノズルキャップ３２に貼着されることにより構成されている。
ノズルプレート３１は、図６に示すように、ポリイミドからなる薄板状、かつ、細長状の部材であり、厚さ方向に貫通する複数のノズル孔３１ａが列設してノズル列３１ｃを構成している。より具体的には、長溝２６と同数のノズル孔３１ａが、ノズルプレート３１の短手方向中間の位置において同一線上に、かつ、長溝２６と同一の間隔で形成されている。
ノズルプレート３１の二つの板面のうち、インクＩを吐出するノズル吐出口（ノズル噴出口）３１ｂが開口する板面には、インクの付着等を防止するための撥水性を有する撥水膜が塗布されており、他方の板面は上記突合わせ面２５ａ及びノズルキャップ３２との接合面とされている。
なお、ノズル孔３１ａは、エキシマレーザ装置を用いて形成されている。
【００４５】
ノズルキャップ３２は、枠板状の部材が有する二つの枠面のうち一方の枠面の外周縁を削り取ったような形状の部材であって、薄板状となった外枠部３２ａと、外枠部３２ａよりも厚くなった中枠部３２ｈと、中枠部３２ｈよりも厚くなった内枠部３２ｂと、内枠部３２ｂの短手方向中間部において厚さ方向に貫通すると共に長手方向に延在する長孔３２ｃと、外枠部３２ａの一端部において厚さ方向に貫通する排出孔３２ｄとを備える部材である。換言すれば、外枠部３２ａが有する外枠面３２ｅから中枠部３２ｈと内枠部３２ｂとが厚さ方向に段状に突出しており、厚さ方向の断面輪郭が長孔３２ｃに向かって外枠部３２ａ、中枠部３２ｈ、内枠部３２ｂの順に高くなる階段状となっている。
外枠面３２ｅと同方向に延在する内枠面３２ｆには、長孔３２ｃを塞ぐようにノズルプレート３１が貼付されており、外枠面３２ｅ及び外枠面３２ｅの直交方向に延在する中側面３２ｉには、ノズルガード２４が当接している。
【００４６】
このようなノズル体２３は、ノズルキャップ３２の排出孔３２ｄが下側に位置するように（図３参照）、ケース１１の内部空間に収容され、ケース１１及びベースプレート１１ｆに固定されている（図５参照）。
この状態においては、長孔３２ｃにセラミック圧電プレート２１及びインク室プレート２２の一部が挿入されて、ノズルプレート３１に突合わせ面２５ａが突き合わされている。またノズルプレート３１は、内枠面３２ｆに接着剤によって接着されているとともに、内枠面３２ｆの面積と比較すると、ノズルプレート３１の面積が大きく形成されており、ノズルプレート３１が内枠面３２ｆから多少はみ出て設置されている。
【００４７】
このような構成により、ダンパー１７内の貯留室１７ａから所定量のインクＩがインク流路基板１８に供給されると、この供給されたインクＩが開放孔２２ｃを介して、長溝２６内に送り込まれるようになっている。なお、長溝２６の後方平坦面２６ｃ側（図７参照）に生じたインク室プレート２２と長溝２６との間隙は、封止材によって封止されている。
【００４８】
（ノズルガード）
ノズルガード２４は、ステンレス鋼からなる略箱型形状の部材でありプレス成形で形成されたものある。このノズルガード２４は、矩形板状に形成された天板部２４ａと、この天板部２４ａの周縁部から板面方向と略直交する方向に延出した密閉部２４ｂとを備えている。
【００４９】
天板部２４ａは、内枠面３２ｆと略同大の板面を有しており、天板部２４ａの短手方向中間部において長手方向に延在したスリット２４ｃを備えている。このスリット２４ｃは、ノズル列３１ｃの長さよりも多少長く形成されており、両端部（上端部２４ｉ、下端部２４ｊ）が円形に形成されたものである。
スリット２４ｃの幅寸法は、ノズル孔３１ａのノズル径４０μｍに対して幅寸法が略１．５ｍｍに設定されている。このスリット２４ｃの幅寸法は、吸引ポンプ１６で負圧とすることができる幅寸法を上限とし、インクＩの初期充填の際にインクＩがスリット２４ｃから溢れ出て垂れない幅寸法を下限とした範囲で設定するのが望ましい。
また、上端部２４ｉ、下端部２４ｊは、上述した幅寸法よりもやや大きい直径で円形に形成されている。
【００５０】
このノズルガード２４は、内方に面する内表面２４ｅにチタンコーティングによる親水膜２４ｇが形成されており、この内表面２４ｅと背向する外表面２４ｆと、スリット２４ｃの内面にフッ素樹脂コーティングやテフロン（登録商標）メッキによる撥水膜２４ｈが形成されている。
【００５１】
このようなノズルガード２４は、天板部２４ａが内枠部３２ｂと排出孔３２ｄとを覆うように（図３参照）、また、密閉部２４ｂにおける内表面２４ｅと中枠部３２ｈの中側面３２ｉとが当接するように、環状端部２４ｄが外枠面３２ｅと接着剤で接着されて、ノズルキャップ３２に被着している（図５参照）。この状態においては、スリット２４ｃがノズル列３１ｃと対向すると共に排出孔３２ｄと対向しないように、空間（内側空間）Ｓを介してノズル列３１ｃを覆っている。換言すれば、スリット２４ｃの開口方向において、スリット２４ｃからノズル列３１ｃを臨むように、かつ、排出孔３２ｄを臨まないようにノズル吐出口３１ｂを覆っている（図３参照）。
【００５２】
このノズルガード２４は、天板部２４ａとノズルプレート３１との距離を、吸引ポンプ１６で負圧とすることができる距離を上限とし、インクＩの初期充填の際にインクＩがスリット２４ｃから溢れ出ない距離を下限とした範囲で設定するのが望ましい。
【００５３】
吸引流路１５は、図４に示すように、吸引口１５ａとなるチューブ管の一端が排出孔３２ｄに嵌挿されて固定されており、他端がインク吸引孔１１ｅに接続されて構成されている。上述したように、吸引口１５ａは、スリット２４ｃと対向しない位置に開口している。
吸引ポンプ１６は、インク吸引孔１１ｅにチューブを介して接続されている。この吸引ポンプ１６は、作動時に、空間Ｓ内の空気及びインクＩを吸引して、空間Ｓを負圧室Ｒとする。なお、この吸引ポンプ１６は、廃液タンクＥ（図２参照）に吸引したインクＩを貯留する。
【００５４】
図２に戻って、インク供給部５は、インクＩが貯留されたインクタンク５１と、洗浄液Ｗが貯留された洗浄液タンク５２と、二つの流路を切替可能な切替バルブ５３と、インクＩ又は洗浄液Ｗをインクジェットヘッド１０に加圧供給する加圧ポンプ５４と、流路を開閉可能な開閉バルブ５５とを備えている。
インクタンク５１は、供給管５７ａ、切替バルブ５３及び供給管５７ｃを介して、洗浄液タンク５２は、供給管５７ｂ、切替バルブ５３及び供給管５７ｃを介してそれぞれ加圧ポンプ５４に連通している。すなわち、切替バルブ５３は、流入管として供給管５７ａ，５７ｂが、流出管として供給管５７ｃが接続されている。
【００５５】
加圧ポンプ５４は、供給管５７ｃが接続されると共に供給管５７ｄを介してインクジェットヘッド１０に連通しており、供給管５７ｃから流入したインクＩ又は洗浄液Ｗをインクジェットヘッド１０に供給する。この加圧ポンプ５４は、非作動時には流体が流れないように構成されたものであり、開閉弁的な機能を有するものである。
【００５６】
開閉バルブ５５は、供給管５７ｃに連通し流入管となる供給管５７ｅと、供給管５７ｄに連通し流出管となる供給管５７ｆとが接続されている。すなわち、この開閉バルブ５５を開とすると供給管５７ｅ，５７ｆが加圧ポンプ５４のバイパス管として機能するようになっている。
【００５７】
次に、上記構成からなるインクジェット記録装置１の動作について説明する。以下の説明においては、インクＩをインクジェットヘッド１０に初期充填した後に、箱体Ｄに印刷を施す場合について説明し、さらに、インクジェットヘッド１０をクリーニングする場合について説明する。
【００５８】
（インク初期充填）
図８は、吸引ポンプ１６と加圧ポンプ５４との動作タイミング及び空間Ｓ（負圧室Ｒ）との関係を示した図であり、図９は初期充填時の動作を示したヘッドチップ２０の要部拡大断面図である。
まず、図４及び図８に示すように、吸引ポンプ１６を作動させ（ＯＮ１）、この吸引ポンプ１６が吸引流路１５を介して吸引口１５ａから空間Ｓの空気を吸引する（図８における時間Ｔ０）。この際、作動する吸引ポンプ１６の出力は、空間Ｓ内を十分に負圧とすることができる程度に設定することが好ましく、このときの出力を吸引ポンプ１６の充填出力とする。吸引ポンプ１６を充填出力（第１出力）で作動させると、外部の空気がスリット２４ｃから空間Ｓに流入するが、この空気が空間Ｓを経由してから吸引口１５ａに達した後に吸引されることで空間Ｓを減圧する（液体充填モード）。そして、所定時間Ｔ１経過後に、空間Ｓが大気圧よりも十分に負圧となった負圧室Ｒとなる。
【００５９】
空間Ｓが負圧室Ｒとなった後、インク供給部５がインクＩをインクジェットヘッド１０に加圧充填する（図８における時間Ｔ２）。この際、インク供給部５は、以下のように設定されている。すなわち、図２に示すように、切替バルブ５３により供給管５７ａと供給管５７ｃとを連通させた状態とし、開閉バルブ５５を閉塞させて供給管５７ｅと供給管５７ｆとを遮断する。この状態において加圧ポンプ５４を作動させる。加圧ポンプ５４は、インクタンク５１から供給管５７ａ，５７ｃ，５７ｄを介してインクジェットヘッド１０のインク注入孔１１ｄにインクＩを注入する。
【００６０】
インク注入孔１１ｄに注入されたインクＩは、図４及び図５に示すように、ダンパー１７のインク取込孔１７ｂを介して貯留室１７ａに流入した後に、インク流出孔１７ｃを介してインク流路基板１８の流通路１８ａに流出する。そして、流通路１８ａに流入したインクＩが開放孔２２ｃを介して各長溝２６内に流入する。
【００６１】
各長溝２６に流入したインクＩは、ノズル孔３１ａ側に流れてノズル孔３１ａに達した後、図９（ａ）に示すように、余剰インクＹとなってノズル孔３１ａから流出する。余剰インクＹが流出し始めた時には、その量が少量であるため、余剰インクＹは、ノズルプレート３１上を下方に向かって流れる。負圧室Ｒの下部まで達したインクＩは、吸引口１５ａから吸引流路１５に吸引されて、廃液タンクＥへと排出されていく（図９（ｂ）参照）。
【００６２】
余剰インクＹは、その流出量が多量となると、図９（ｂ）に示すように、ノズルプレート３１上だけではなく、ノズルガード２４の内表面２４ｅ上をも下方に流れるようになる。この際、スリット２４ｃから負圧室Ｒに継続して空気が流入しており、余剰インクＹがスリット２４ｃから外部に流出し難い。仮に、図９（ｃ）に示すように、スリット２４ｃ近傍の内表面２４ｅを流れる余剰インクＹの量が局部的に多くなり、この余剰インクＹの一部がスリット２４ｃから流入する空気に抗して外表面２４ｆ近傍まで達しても、外表面２４ｆに形成された撥水膜２４ｈに弾かれる。この弾かれたインクＩは、内表面２４ｅに形成された親水膜２４ｇに誘導されて再び負圧室Ｒに戻される。
【００６３】
また、スリット２４ｃの下端部２４ｊにおいては、円形状の下端部２４ｊの輪郭（外表面２４ｆと下端部２４ｊとの境界）でインクＩに表面張力が働く。下端部２４ｊにおいては、インクＩに強い表面張力が働き、また、この表面張力の均衡が保たれてインクＩの表面が破壊されず、外部に漏出しない。さらに、上記と同様に、外表面２４ｆに形成された撥水膜２４ｈ及び内表面２４ｅに形成された親水膜２４ｇに誘導されて負圧室Ｒに戻される。
このようにして、ノズル孔３１ａから流出する余剰インクＹを連続して廃液タンクＥに排出する。
【００６４】
図８に示すように、所定時間Ｔ３経過後に加圧ポンプ５４を停止して、インクＩの加圧充填を終了する。加圧ポンプ５４の停止に伴いノズル孔３１ａから余剰インクＹが流出しなくなり、負圧室Ｒに残存している余剰インクＹが吸引口１５ａを介して廃液タンクＥに排出される。
【００６５】
そして、所定時間Ｔ４経過後に吸引ポンプ１６を停止させる。インクＩの充填完了後には、図９（ｄ）に示すように、長溝２６にインクＩが充填された状態となる。なお、空間Ｓは、復圧されて再び大気圧と同圧となる（図８参照）。
【００６６】
（印刷時）
続いて、箱体Ｄに印刷を施す場合の動作について説明する。最初にインク供給部５の設定について説明する。すなわち、図２に示すように、切替バルブ５３により供給管５７ａと供給管５７ｃとを連通させた状態とし、開閉バルブ５５を開放させて供給管５７ｅと供給管５７ｆとを連通させる。この状態において加圧ポンプ５４を非作動として、加圧ポンプ５４を介して供給管５７ｃと供給管５７ｄとを連通させないようになっている。この状態においては、インクＩが供給管５７ａ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆ，５７ｄを介して、インクジェットヘッド１０のインク注入孔１１ｄに注入されるようになっている。
【００６７】
インク供給部５を上記のように設定した状態でベルトコンベア２を駆動して（図１参照）、箱体Ｄを一方向に搬送すると共に、搬送される箱体Ｄが筐体６の前を通過する際、つまり、ノズルプレート３１（ノズル孔３１ａ）の前を通過する際、インク吐出部３が箱体Ｄに向けてインク滴を吐出する。
具体的には、外部のパーソナルコンピュータから入力された印刷データに基づいて、駆動回路基板１４がこの印刷データに対応した所定の板状電極２８に選択的に電圧を印加する。これにより、この板状電極２８に対応した長溝２６の容積が縮小し、長溝２６内に充填されたインクＩがノズル吐出口３１ｂから箱体Ｄに向かって吐出される。
インクＩを吐出すると長溝２６が負圧になるため、上述した供給管５７ａ，５７ｃ，５７ｅ，５７ｆ，５７ｄを介して、インクＩが長溝２６に充填される。
【００６８】
このようにして、インクジェットヘッド１０のセラミック圧電プレート２１を画像データに応じて駆動させ、ノズル孔３１ａからインク滴を吐出して箱体Ｄに着弾させる。このように、箱体Ｄを移動させつつインクジェットヘッド１０からインク滴を連続して吐出させることで箱体Ｄの所望の位置に画像（文字）が印刷される。
【００６９】
ここで、本実施形態のインクジェットヘッド１０は、ノズル列３１ｃの列設方向を重力方向に向け、また、ノズル孔３１ａの開口方向を水平方向に向ける構成としたが、このような構成だけではなく、ノズル孔３１ａの開口方向を重力方向に向ける構成として、ノズル列３１ｃの延在方向を水平方向に向ける構成も考えられる。
このような場合、ノズル孔３１ａの吐出口３１ｂの開口方向が重力方向を向いているため、インクＩの充填時にノズル孔３１ａから漏出した余剰インクＹを吸引しきれず、ノズルガード２４の天板部２４ａと周壁部２４ｂとの境界部分等に残存している場合がある。また、インクＩの充填後、例えば印刷時になってノズル孔３１ａから余剰インクＹが漏れ出る虞もある。
【００７０】
そこで、図８に示すように、本実施形態ではインクＩの充填後でも吸引ポンプ１６を常時作動させている（図８中ＯＮ２）。この際、吸引ポンプ１６の出力は、インクＩ充填時の出力（充填出力）よりも弱く、かつ印刷時において空間Ｓ内に存在する余剰インクＹを十分に吸引できる程度に設定する（通常使用モード）。これにより、空間ＳはインクＩの充填時よりも弱い負圧空間となる。なお、吸引ポンプ１６の出力が強すぎると、印刷時にノズル孔３１ａから吐出されるインク滴の飛行経路に影響が出て、印刷精度に影響が生じる虞があるため好ましくない。そして、この際の吸引ポンプ１６の出力を通常出力（第２出力）とする。
【００７１】
吸引ポンプ１６を通常出力で作動させながら印刷を行うと、ノズル孔３１ａから漏れ出た余剰インクＹや、ノズルガード２４の内表面２４ｅ上に残存した余剰インクＹが、各吸引流路１５に向かって流れる。そして、吸引流路１５まで到達したインクＩは、吸引流路１５内に吸引されて廃液タンクＥへと排出されていく。
なお、通常使用モードとして記載した図８におけるＯＮ２の動作は、必ずしも前述の液体充填モードとして記載した図８におけるＯＮ１の動作とともに実施する必要は無く、周囲の動作環境やインクＩの種類によって、適宜実施すればよい。
【００７２】
（クリーニング時）
続いて、インクジェットヘッド１０のクリーニング時の動作について説明する。最初にインク供給部５の設定について説明する。すなわち、図２に示すように、切替バルブ５３により供給管５７ｂと供給管５７ｃとを連通させて、開閉バルブ５５を閉塞させて供給管５７ｅと供給管５７ｆとを閉塞させる。この状態において加圧ポンプ５４を作動させる。加圧ポンプ５４は、洗浄液タンク５２から供給管５７ｂ，５７ｃ，５７ｄを介してインクジェットヘッド１０のインク注入孔１１ｄに洗浄液Ｗを注入する。
上記初期充填時と同様に、長溝２６等を介して洗浄液Ｗをノズル孔３１ａから流出させ、吸引口１５ａからこの流れ出た洗浄液Ｗを吸引する。
なお、インクジェット記録装置１を長期間使用しないと、長溝２６に充填されたインクＩが乾燥硬化することになる。この場合、クリーニング時と同様にインクジェットヘッド１０内を洗浄液Ｗで満たせば、インクジェット記録装置１を長期間にわたり保存することができる。
【００７３】
以上説明したように、インクジェット記録装置１によれば、インクジェットヘッド１０において余剰インクＹがスリット２４ｃから外部に漏出し難い状態で負圧室Ｒを移動し、吸引口１５ａから吸引流路１５に吸引されて外部へと排出されるので、ノズル吐出口３１ｂから流れ出たインクＩを回収するスペースを極めて小さいものとし、インクジェットヘッド１０のスペースファクタを向上することができると共に、インクジェット記録装置１の設計の自由度を向上させることができる。
また、吸引流路により多量の余剰インクＹを連続して排出することができるので、余剰インクＹの回収能力が向上し、余剰インクＹによる汚染を防止すると共にインクＩ充填後のインクＩの吐出を安定させることができる。
また、サービスステーションを設けることなく、簡素な構成でインクジェット記録装置１の初期充填を実現することが可能となる。
【００７４】
また、吸引口１５ａがスリット２４ｃと対向せずに配置されており、スリット２４ｃから流入した空気が空間Ｓ（負圧室Ｒ）を経由してから吸引口１５ａに達するので、空間Ｓを速やかに減圧することができ、負圧室Ｒの負圧状態を良好に継続させることができる。これにより、余剰インクＹの回収を速やかに行うことができると共に多量の余剰インクＹの回収を安定的に行うことができる。
【００７５】
また、吸引口１５ａが負圧室Ｒの重力方向最下部に形成されており、最下部においてインクＩを吸引するので、下部に流れる余剰インクＹを効率よく吸引することができる。
【００７６】
また、外表面２４ｆに撥水膜２４ｈが形成されているので、負圧室Ｒの余剰インクＹがスリット２４ｃを介して外部へと流出しようとしても、撥水膜２４ｈにはじかれて、負圧室Ｒに留まり易くなる。
また、内表面２４ｅに親水膜２４ｇが形成されているので、インクＩが負圧室Ｒを流れ易くなると共に、撥水膜２４ｈにはじかれた余剰インクＹを負圧室Ｒに導き、余剰インクＹが負圧室Ｒに留まり易くなるので、スリット２４ｃから余剰インクＹが流れ出ることを高い確率で防止することができる。
【００７７】
また、スリット２４ｃの下端部２４ｊが円形状であるので、下端部２４ｊにおいて表面張力により維持されたインクＩの表面が破壊され難く、負圧室Ｒに余剰インクＹが留まり易くなる。具体的に説明すると、まず、スリット２４ｃの下端部２４ｊに到達したインクＩは、下端部２４ｊに接触する。このとき、円形状の下端部２４ｊの輪郭（外表面２４ｆと下端部２４ｊとの境界）において、インクＩに表面張力が働く。ここで、液体（インクＩ）は、外力の作用が強く働かない環境において略球体で存在するため、スリット２４ｃの端部が矩形状である場合は、表面張力により維持された略球体の表面が壊れてしまい、スリット２４ｃの外部へインクＩが漏れ出てしまう恐れがある。
一方、本実施形態のように、スリット２４ｃの端部が円形状である場合は、表面張力により維持された液体（インクＩ）の表面が破壊されず、下端部２４ｊにおいて漏れ出ることなく負圧室Ｒに留まり易い。さらに、上記と同様に、外表面２４ｆに撥水膜２４ｈが形成されているので、漏れ出ようとするインクＩを負圧室Ｒに留めることができる。
このような構成を採用すると、上述したように、余剰インクＹがスリット２４ｃから外部に漏出しようとしても、スリット２４ｃの下端部２４ｊにおいて、負圧室ＲにインクＩが留まり易くなるので、余剰インクＹの漏出による汚染を防止することができると共に余剰インクＹの回収能力を向上することができる。
【００７８】
また、インク供給部５がインクＩと洗浄液Ｗとを切り換え供給し得るように構成されており、液体供給系１２にインクＩと洗浄液Ｗとが供給されるので、インクジェットヘッド１０の清掃に対する労力を低減させると共に、効率よくインクジェットヘッド１０を清掃することができる。
【００７９】
また、上述したように本実施形態では、ノズル列３１ｃを覆うように形成されたノズルガード２４を用いて空間Ｓ（負圧室Ｒ）を形成し、吸引口１５ａから余剰インクＹを排出するという構成を特徴としている。ここで、本構成の特徴を以下に記述する。
本構成では、空間Ｓが大気圧より十分に負圧となった負圧室Ｒとなり、負圧室Ｒに流れ出たインクＩがスリット２４ｃに向けて流れ難くなった状態でインクＩの加圧充填が開始される。このため、ノズルガード２４及び空間Ｓが形成されていない場合など、空間Ｓが大気圧と同圧の状態でインクＩを長溝２６に加圧充填した場合に比べて、スリット２４ｃから空気が連続的に流入するので、余剰インクＹがスリット２４ｃから漏出し難い。また、吸引口１５ａが連続的に余剰インクＹを排出するので、余剰インクＹが空間Ｓ（負圧室Ｒ）に溜まってスリット２４ｃから溢れ出ることもない。
また、負圧室Ｒとした状態で、加圧充填を終了し、負圧室Ｒに液体が流れ出なくなるので、空間Ｓを復圧させた後に長溝２６に加圧充填を終了した場合に比べて、余剰インクＹがスリット２４ｃから漏出し難く、また、スリット２４ｃから溢れ出ることもない。これにより、余剰インクＹによる汚染を防止しつつインクＩの充填が可能となり、充填後のインクＩの吐出を安定させることができる。
【００８０】
（変形例）
以下、図面を用いて、インクジェットヘッド１０の具体的な変形例を説明する。なお、インクジェットヘッド１０と同様の構成のものについては、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８１】
図１０は、インクジェットヘッド１０の変形例を示すインクジェットヘッド６０を示した図である。このインクジェットヘッド６０は、負圧室Ｒの底部ｒ１に二つの傾斜部６１が設けられている。
傾斜部６１は、それぞれ断面が直角三角形状の三角柱部材からなり、互いに直角を形成する二つの矩形側面を密閉部２４ｂに当接させると共に、この二つの矩形側面によって構成される直角部を密閉部２４ｂが形成する二つの角部のうち一方に当接させて設けられ、直角部と対向する矩形側面が吸引口１５ａへ収束する斜面を構成するように配置されている。このような構成により、負圧室Ｒの下部の幅寸法（ノズルプレート３１の表面に平行でノズル列３１ｃに垂直な方向における幅寸法）が吸引口１５ａに向けて漸次小となっている。
このような構成によれば、負圧室Ｒの下部に達した余剰インクＹが、幅方向において吸引口１５ａに向かって流れていくので、余剰インクＹを吸引口１５ａから吸引し易いものとすることができる。
【００８２】
図１１は、インクジェットヘッド１０の変形例を示すインクジェットヘッド７０を示した図である。このインクジェットヘッド７０は、負圧室Ｒの底部ｒ１に一つの傾斜部６２が設けられている。
傾斜部６２は、この傾斜部６２は、断面が直角三角形状の三角柱部材からなり、天板部２４ａと密閉部２４ｂが形成する角部に直角に形成された角部を当接させて設けられ、この角部に対向する斜面が吸引口１５ａへ収束するように配置されている。このような構成により、ノズルプレート３１の表面に垂直な方向においてノズルプレート３１と天板部２４ａとの距離が吸引口１５ａに向けて漸次小となっている。
このような構成によれば、負圧室Ｒの下部に達した余剰インクＹが、負圧室Ｒの吸引口開口方向において吸引口１５ａに向かって流れていくので、余剰インクＹを吸引口１５ａから吸引し易いものとすることができる。
【００８３】
図１２（ａ）は、インクジェットヘッド１０の変形例を示すインクジェットヘッド８０を示した図である。この図１２（ａ）に示すように、インクジェットヘッド８０のノズルガード２４には、天板部２４ａに負圧室Ｒ側に窪む窪み部２４ｘが形成されている。窪み部２４ｘは、プレス成形（圧延）で形成したものであり、この窪み部２４ｘの底面にはスリット２４ｃが形成されている。これにより、ノズルガード２４が箱体Ｄと接触した場合であっても、スリット２４ｃ近傍の撥水膜２４ｈが箱体Ｄと接触する確率を低減させて、撥水膜２４ｈが剥離することを防止することができる。
【００８４】
図１２（ｂ）は、インクジェットヘッド１０の変形例を示すインクジェットヘッド９０を示した図である。この図１２（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド９０のノズルガード２４には、負圧室Ｒ側に突出し、かつ、スリット２４ｃを環状に囲繞する環状突出壁２４ｙが形成されている。これにより、インクジェットヘッド９０のノズル吐出口３１ｂを下方に向けて箱体ＤにインクＩを吐出する場合において、負圧室Ｒを復圧させた後に空間Ｓに余剰インクＹが残存していたとしても、この余剰インクＹが内表面２４ｅを伝ってスリット２４ｃに到達するのを阻止して、スリット２４ｃから余剰インクＹが漏出することを防止することができる。
【００８５】
図１２（ｃ）は、インクジェットヘッド１０の変形例を示すインクジェットヘッド１００を示した図である。この図１２（ｃ）に示すように、インクジェットヘッド１００のノズルガード２４には、窪み部２４ｘと環状突出壁２４ｙとがプレス成形により形成されている。これにより、撥水膜２４ｈが剥離することを防止することができると共に、インクジェットヘッド１００のノズル吐出口３１ｂを下方に向けて箱体ＤにインクＩを吐出する場合に、スリット２４ｃから余剰インクＹが漏出することを防止することができる。
なお、プレス成形であれば、窪み部２４ｘと環状突出壁２４ｙとを同時に形成することができ、生産効率が良好なものとなる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは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。
【００８７】
例えば、上述した実施の形態においては、図２に示すように吸引ポンプ１６及び廃液タンクＥをインクジェットヘッド１０の内部に備えるような構成としたが、このような形態に限られるものではない。すなわち、吸引ポンプ１６と廃液タンクＥをインクジェットヘッド１０の外部に設け、例えばインクジェット記録装置１に搭載させてもよい。
【００８８】
例えば、上述した実施の形態においては、ノズル体２３をノズルプレート３１とノズルキャップ３２とから構成し、ノズルキャップ３２にノズルガード２４の環状端部２４ｄを被着させたが、吸引口１５ａが空間Ｓに開口されることを条件として、ノズルプレート３１に被着させてもよい。
【００８９】
また、上述した実施の形態においては、吸引口１５ａをノズルキャップ３２に形成した排出孔３２ｄに嵌挿させる構成としたが、排出孔３２ｄをノズルプレート３１やノズルガード２４に形成してもよいし、排出孔３２ｄに吸引流路１５を接続して、この排出孔３２ｄを吸引口としてもよい。
【００９０】
また、上述した実施の形態においては、撥水膜２４ｈをフッ素樹脂コーティングやテフロン（登録商標）メッキによって形成したが、撥水シートを貼付したり撥水剤を塗布したりしてもよい。
また、上述した実施の形態においては、親水膜２４ｇをチタンコーティングによって形成したが、金メッキを施してもよいし、アルカリ性の薬品を塗布してもよい。
【００９１】
また、上述した実施の形態においては、インクジェットヘッド１０を固定してインクジェット記録装置１を構成したが、インクジェットヘッド１０を可動してインクジェット記録装置１を構成することも可能である。すなわち、インクジェットヘッド１０を採用すれば、負圧吸引するためのキャップが不要となったインクジェット記録装置を実現することができる。
【００９２】
また、上述した実施の形態においては、インクジェットヘッド１０のノズル列３１ｃの列設方向を重力方向に向け、また、ノズル孔３１ａの開口方向を水平方向に向ける構成としたが、このような設置の方向に限られない。ノズル孔３１ａの開口方向を重力方向に向ける構成としてもよいし、ノズル列３１ｃの延在方向を水平方向に向ける構成をしてもよい。
【００９３】
また、上述した実施の形態においては、初期充填時及びクリーニング時に吸引ポンプを作動させたが、印刷時においてもノズル孔３１ａからインクＩが垂れる場合があり、このようなインクＩを回収してもよい。
【００９４】
また、上述した実施の形態においては、ノズルガード２４とは別部材の傾斜部６１，６２を設けたが、この傾斜部６１，６２を設ける代わりにノズルガード２４の内表面２４ｅを傾斜して形成し傾斜部としてもよい。
また、傾斜部６１と傾斜部６２を重畳的に用いてもよい。すなわち、下方に向かうほど
負圧室Ｒの下部の幅寸法及びノズルプレート３１と天板部２４ａとの距離を漸次小とする部材を設けてもよいし、内表面２４ｅをこのような形状に成形してもよい。
【００９５】
また、上述した実施の形態においては、窪み部２４ｘ、環状突出壁２４ｙをプレス成形により形成したが、他の加工法、例えば、切削により形成してもよい。
【００９６】
また、上述した実施の形態においてヘッドチップ２０は、図６及び７に記載したとおり、開放孔２２ｃが各長溝２６全体に開口している形態を示したが、これに限らず、例えば長溝２６の一つおきに連通するスリットをインク室プレート２２に形成し、インクＩが導入される長溝２６とインクＩが導入されない長溝２６を形成してもよい。このような形態を採用することによって、例えば導電性のインクＩであったとしても、隣り合う側壁２７の板状電極２８が短絡することなく、独立したインク吐出を実現することができる。
すなわち、上述した実施の形態において記したヘッドチップは形態を限定したものではないため非導電性の油性インク、導電性の水性インク、ソルベントインクやＵＶインク等を用いても構わない。このように液体噴射ヘッドを構成することで、いかなる性質のインクであっても使い分けることができる。特に、導電性を有するインクであっても問題なく利用でき、液体噴射記録装置の付加価値を高めることができる。なお、その他は同様の作用効果を奏することができる。
【００９７】
また、上述した実施の形態においては、インクＩを吐出するアクチュエータとして、電極が設けられたセラミック圧電プレート２１を備えるようにしたが、この形態に限られるものではない。例えば、電気熱変換素子を用いて、インクＩが充填されている室内に気泡を生じさせ、その圧力によって、インクＩを吐出する機構としても構わない。
【００９８】
また、上述した実施の形態においては、液体噴射記録装置の一例として、インクジェットプリンタ１を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機などであっても構わない。
【００９９】
また、上述した実施の形態においては、図２に示す構成の通り、吸引ポンプ１６によって吸引した余剰インクＹを廃液タンクＥへ排出することとしたが、この形態に限られるものではない。例えば、吸引ポンプ１６の出口側の流路に接続される構成を、廃液タンクではなく、インクタンク５１とすることもできる。すなわち、吸引ポンプ１６によって吸引された余剰インクＹをインクタンク５１へ供給し、インクタンク５１からインクジェットヘッド１０へインクＩとして供給する形態としてもかまわない。このような形態を採用することによって、余剰インクＹをインクＩとして再利用することができる。
またこの構成に加えて、余剰インクＹを再利用するにあたり、吸引ポンプ１６からインクタンク５１へ通じる流路にフィルタ部材を設けてもかまわない。このような構成を採用することによって、余剰インクＹに含まれる不純物を除去し、適切な状態のインクをインクタンク５１へ供給することができる。
さらに、余剰インクＹを再利用するにあたり、吸引ポンプ１６からインクタンク５１へ通じる流路に脱気装置を設けてもかまわない。このような構成を採用することによって、余剰インクＹに含まれる気泡を脱気し、適切な脱気状態のインクをインクタンク５１へ供給することができる。
ただし、上述したこれらの構成は、必ず用いられなければならない構成ではなく、液滴噴射記録装置の仕様に応じて適宜使用されればよい。
【符号の説明】
【０１００】
１…インクジェット記録装置（液体噴射記録装置）
１０，６０，７０，８０，９０，１００…インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）
１２…液体供給系
１５…吸引流路
１５ａ…吸引口
１６…吸引ポンプ（吸引部）
２１…セラミック圧電プレート（アクチュエータ）
２３…ノズル体
２４…ノズルガード
２４ａ…天板部
２４ｂ…密閉部
２４ｃ…スリット
２４ｅ…内表面
２４ｆ…外表面
２４ｇ…親水膜
２４ｈ…撥水膜
２４ｊ…下端部
２４ｘ…窪み部
２４ｙ…環状突出壁
２６…長溝（圧力発生室）
３１ａ…ノズル孔
３１ｂ…ノズル吐出口（ノズル噴出口）
３１ｃ…ノズル列
６１，６２…傾斜部
ｒ１…底部
Ｉ…インク（第一液体）
Ｒ…負圧室
Ｓ…空間（内側空間）
Ｗ…洗浄液（第二液体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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