(57)【要約】【課題】ノズルからの揮発成分の蒸発を抑制し噴射性能を維持できる液体噴射装置を提供する。【解決手段】本発明の液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ノズルが設けられたインクジェットヘッド４１と、該液体噴射ノズルの開口３１近傍へ揮発液３３を付着させる揮発液供給ヘッドと、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する液体噴射ノズルが設けられた液体噴射ヘッドと、該液体噴射ノズルの開口近傍へ揮発液を付着させる揮発液供給ヘッドと、を備えた液体噴射装置。
【請求項２】
揮発液は水であ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】
揮発液は、水と揮発性有機溶剤との混合物であ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４】
前記液体噴射ノズルの開口近傍に付着した前記揮発液の領域幅をD、該揮発液から該揮発液の近傍の前記液体噴射ノズルの開口端までの距離をLとすると、D＞Lという関係であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記液体噴射ノズルの開口近傍の、前記揮発液が付着する面は親液性処理を施されたことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記液体噴射ノズルの開口近傍の、前記揮発液が付着する面は凹凸を有することを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を噴射する液体噴射ヘッドを搭載する液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドでは液体噴射ノズルの開口付近の揮発性液体が蒸発し、液体の成分が高濃度になることで、固着が生じたりまたは噴射性能が劣化したりするという問題がある。
【０００３】
この対策として、液体噴射ノズルを覆うためのキャップの内部にノズル開口を常時湿らせるために、液体を吸引し保持したスポンジを置く方法（特許文献１参照）がある。また、液体噴射ノズルから、高濃度となった液体を強制的に噴射する方法（特許文献２参照）がある。
【特許文献１】特開平６−１７１０９９号公報
【特許文献２】特開平６−８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のキャップ内での保湿による手法では液体噴射中のノズル開口部からの水分の蒸発を防ぐことは出来ないという問題があった。またキャッピング動作は時間を要するために高速噴射中に液体噴射ヘッドへ加湿を行うことができないという問題があった。
【０００５】
また上記の噴射させた液体を案内し液体噴射ヘッドへ液体を供給する方法を検討した場合、噴射中に加湿することが可能であるが、水分の揮発後にノズル開口付近に液体中の不揮発成分が残留し固着を助長させる懸念があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記のような背景技術の問題に鑑み、ノズルからの揮発成分の蒸発を抑制し噴射性能を維持できる液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、液体を噴射する液体噴射ノズルが設けられた液体噴射ヘッドと、該液体噴射ノズルの開口近傍へ揮発液を付着させる揮発液供給ヘッドと、を備えた液体噴射装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、液体噴射ヘッドに設けられた液体噴射ノズルの開口近傍へ揮発液供給ヘッドから揮発液を正確に付着させることにより、液体噴射ノズル内で起こる蒸発を防ぎ、液体噴射性能を低下させることなく高速の記録を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
（実施例１）
図１に本発明の一実施例である、シリアルタイプのインクジェットプリンタを示す。シリアルタイプとは、記録シートの搬送方向と交差する方向に液体噴射ヘッドを往復走査して印字や画像形成などのプリントを行うものである。
【００１１】
図１に示すようにプリンタはキャリッジ１を備える。このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるベルト３を介し、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。
【００１２】
キャリッジ１の移動方向と交差する方向に、紙や樹脂フィルムなどの記録媒体としての記録シート６が搬送可能となっている。キャリッジ１の、記録シート６に対向する下面には、図には表れていないが、液体噴射ヘッドであるインクジェットヘッドが搭載されている。またその上部には、該インクジェットヘッドへブラックインクやカラーインクを供給するブラックインクカートリッジ７およびカラーインクカートリッジ８が着脱可能に装着されている。
【００１３】
図２は、図１におけるインクジェットヘッド待機位置９に配置された、インクジェットヘッドの噴射性能の回復動作を行うキャッピング機構を模式的に示している。
【００１４】
図２において、キャップ１５は上面に開口を備えた箱状であり、インクジェットヘッド１４の液体噴射ノズルが形成された下面が平らに接触する。インクジェットヘッドの非駆動時に、インクタンクに接続されたポンプを駆動してインクタンク内のインク加圧を行う。これにより、液体噴射ノズル内部の増粘インクや残留気泡を排出し、キャップ１５内のインク吸収剤に吸収させ、キャップ１５内は高湿度に保たれる。また、液体噴射ノズルの開口に目詰まりが生じた場合には、キャップ１５に接続された吸引ポンプ１７から負圧を作用させてノズル開口からインクを吸引しノズル開口の目詰まりを解消させる。吸引ポンプ１７で除去されたインクは廃インクタンク１８へ排出するようになっている。
【００１５】
このようなキャッピング機構のすぐ隣には、インク噴射やインク加圧で発生した固着物あるいはインクをワイピングして清掃するためのゴム製のブレードが設けられている。インクジェットヘッドの駆動を開始するにあたって、ノズル開口の周囲面に付着した固着物やインクは、上記のブレードにより除去される。
【００１６】
また、インクジェット方式で液体噴射を可能にする揮発液供給ヘッド１２が、インクジェットヘッド待機位置９と記録シート６の搬送領域（すなわち印刷領域）との間に設置されている。印刷を開始するにあたって、ワイピング動作後インクジェットヘッド１４がキャリッジ１にて待機位置９から印刷領域へ移動する際、揮発液供給ヘッド１２上を通過する。
【００１７】
この際に、図３に示すように、揮発液供給ヘッド１２に設けられた２列のノズル列から、時間をおいて揮発液３３を、インクジェットヘッド１４のインク導入口３４間のノズル列間３５へ噴射する。なお、揮発液供給ヘッド１２の各ノズル列は、インクジェットヘッド１４の複数のノズル開口３１からなるノズル列のノズル幅３２と等しく、かつノズルピッチ３６も等しい。
【００１８】
揮発液３３は例えば水を使用することができ、液体噴射ヘッドから噴射する液体が不揮発成分を含むインク等の液体の場合には水と揮発性有機溶剤との混合物であることが望ましい。揮発液はプリンタ筐体内に設置された揮発液タンク１３に収容されていて揮発液供給ヘッド１２へ供給される。
【００１９】
インクジェットヘッド１４への揮発液３３の付着位置は、ノズル内の揮発成分の蒸発を抑制するためノズル開口３１にできるだけ近いほうが望ましいが、一方インクの吐出を妨げないようにノズル開口に触れない位置でなければならない。そのため、揮発液３３の付着位置は、揮発液３３の液滴によって形成されるドット径（ドットの領域幅）、揮発液滴の着弾精度、およびインクジェットヘッドのノズル列間距離を勘案して決定される。具体的には、ノズル開口３１の開口端から揮発液３３の周端までの距離Lが、揮発液３３のドット径（領域幅D）と同程度もしくはそれ以下であるという関係が望ましい。本実施例では噴射される揮発液滴の体積は５ｐｌ（ヒ゜コリットル）であり、そのドット径は４０μｍとなりその着弾精度は理想着弾位置を中心に標準偏差で３μｍ程度であるので、安全を見込んでインクジェットヘッドのノズル開口３１から２０μｍの位置を狙って吐出する。
【００２０】
本実施例におけるインクジェットヘッドのノズルピッチは４２．３μｍ、ノズル列間距離は２５０μｍであるから、その結果図３に示すように揮発液滴のドットが形成されることになる。
【００２１】
インクジェットヘッドの液体噴射ノズルの開口近傍へ揮発液を十分に付着させるため、液体噴射ノズルの開口近傍の、揮発液３３を付着する面には親液性処理を施されていたり、親液性材料を用いて構成されることが望ましい。また、揮発液３３を付着する面には揮発液３３を保持できるよう凹凸を有していることが望ましい。
【００２２】
以上のように揮発液供給ヘッド１２でインクジェットヘッド１４へ揮発液３３を付着した後は、インクジェットヘッド１４は、印刷領域よりインク噴射を開始する。
【００２３】
また、駆動中、一定スキャン数経過毎にインクジェットヘッド１４は印刷領域から揮発液供給ヘッド１２上を経てインクジェットヘッド待機位置９に移動する。
【００２４】
インクジェットヘッド待機位置９から印刷領域へインクジェットヘッド１４が戻る際、揮発液供給ヘッド１２上を通過する。この際に、上記のように揮発液供給ヘッド１２より揮発液３３をインクジェットヘッドのノズル列間３５へ噴射する（図３参照）。揮発液の付着位置は、ノズル開口３１から２０μｍの位置である。その後、インクジェットヘッドは印刷領域に入ってインク噴射を開始する。
【００２５】
本発明では、液体噴射装置の噴射性能回復のために、液体噴射ヘッドに対向する揮発液供給ヘッドから揮発液を噴射し、液体噴射ヘッドのノズル開口近傍に揮発液を付着させることにより、ノズル周辺に付着した液体の揮発成分の濃度を上昇させることができる。そのため、ノズルからの揮発成分の蒸発を抑制し噴射性能を維持することができる。
【００２６】
また、上記のように揮発液供給ヘッド１２をインクジェットヘッド待機位置９と印刷領域との間に設けたことにより、キャリッジ１の移動距離を最小限に抑えることができ、印刷スピードを損なわない。
【００２７】
（実施例２）
次に、第２の実施例として、長尺ヘッドを有する液体噴射装置に本発明を適用した例を図４、図５、図６に示す。
【００２８】
図４に示すように、ベルト搬送機構からなる記録シート搬送装置４１の上方に複数の液体噴射ヘッド４２が設けられている。各液体噴射ヘッド４２は記録シートの搬送方向と直交する方向の幅より長い長さを持つ長尺ヘッドである。これらのヘッドが、記録シートの搬送方向と直交する方向に沿って互いに平行に配置されている。
【００２９】
液体噴射ヘッド４２は非駆動時には、記録シート搬送装置４１から離れる側（上側）に移動し、キャップ２０によりキャッピングされる。
【００３０】
液体噴射ヘッド４２の駆動開始時にキャップ２０は、印刷領域の外側である待機位置へ移動する。その代わりに、一の液体噴射ヘッドとノズル幅およびノズル数が等しい揮発液供給ヘッド２１が左端の液体噴射ヘッド４２の下側に移動し、キャリッジにより走査されながら揮発液を各々の液体噴射ヘッド４２のノズル開口から２０μｍの位置に順次に噴射する（図５）。
【００３１】
その後、揮発液供給ヘッド２１は待機位置へ移動し、液体噴射ヘッド４２は所定の液体噴射位置へ下がり、記録シート搬送装置４１の搬送ベルトにより送られる記録シートへ液体噴射を開始する（図６）。
【００３２】
液体噴射ヘッド４２へ揮発液を十分に付着させるため、液体噴射ヘッド４２の揮発液付着位置には親液性の材料を用いることが望ましい。また、揮発液を付着する面には揮発液を保持できるよう凹凸を有していることが望ましい。
【００３３】
また、駆動中、一定スキャン毎に液体噴射ヘッド４２は液体の噴射を休止し、揮発液供給ヘッド２１が液体噴射ヘッド４２の下へ移動してキャリッジにより走査されながら、液体噴射ヘッド４２のノズル開口から２０μｍの位置に噴射する。揮発液供給ヘッド２１が待機位置へ移動し、液体噴射ヘッド４２は所定の液体噴射位置へ下がり液体の噴射を再開する。
【００３４】
このような実施例においても、ノズル周辺に付着した液体の揮発成分の濃度を上昇させられるので、ノズルからの揮発成分の蒸発を抑制し噴射性能を維持することができる。
【００３５】
（実施例３）
次に、第２の実施例として、長尺ヘッドを有する液体噴射装置に本発明を適用した例を図７、図８、図９に示す。
【００３６】
図７に示すように、ベルト搬送機構からなる記録シート搬送装置４１の上方に複数の液体噴射ヘッド４２が設けられている。各液体噴射ヘッド４２は記録シートの搬送方向と直交する方向の幅より長い長さを持つ長尺ヘッドである。これらのヘッドが、記録シートの搬送方向と直交する方向に沿って互いに平行に配置されている。
【００３７】
液体噴射ヘッド４２は非駆動時には、記録シート搬送装置４１から離れる側（上側）に移動し、キャップ２０によりキャッピングされる。
【００３８】
液体噴射ヘッド４２の駆動開始時にキャップ２０は、印刷領域の外側である待機位置へ移動する。その代わりに、複数の液体噴射ヘッドを覆う大きさで複数の液体噴射ヘッドのノズル位置およびノズル数の等しい揮発液供給ヘッド２２が複数の液体噴射ヘッド４２の下側に移動し、揮発液を各液体噴射ヘッド４２のノズル開口から２０μｍの位置に一括で噴射する（図８）。
【００３９】
その後、揮発液供給ヘッド２２は待機位置へ移動し、液体噴射ヘッド４２は所定の液体噴射位置へ下がり、記録シート搬送装置４１の搬送ベルトにより送られる記録シートへ液体噴射を開始する（図９）。
【００４０】
液体噴射ヘッド４２へ揮発液を十分に付着させるため、液体噴射ヘッド４２の揮発液付着位置には親液性の材料を用いることが望ましい。また、揮発液を付着する面には揮発液を保持できるよう凹凸を有していることが望ましい。
【００４１】
また、駆動中、一定スキャン毎に液体噴射ヘッド４２は液体の噴射を休止し、揮発液供給ヘッド２２が複数の液体噴射ヘッド４２の下へ移動して、各液体噴射ヘッド４２のノズル開口から２０μｍの位置に一括で噴射する。揮発液供給ヘッド２２が待機位置へ移動し、液体噴射ヘッド４２は所定の液体噴射位置へ下がり液体の噴射を再開する。
【００４２】
このような実施例においても、ノズル周辺に付着した液体の揮発成分の濃度を上昇させられるので、ノズルからの揮発成分の蒸発を抑制し噴射性能を維持することができる。
【００４３】
また、本実施例のように、揮発液供給ヘッドのノズル数が増えると液体噴射動作の高速化が得られる。この装置は液体噴射動作のスピードを優先する産業用の液体噴射装置に適している。
【００４４】
なお、各実施例で示した液体噴射ヘッドと揮発液供給ヘッドには、電気熱変換手段や電気圧力変換手段などを用いた一般的なインクジェット式の液体噴射手段を使用しているが、精度良く液滴を目標に付着できるものであれば、如何なるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例である、シリアルタイプのインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図２】図１におけるインクジェットヘッド待機位置に配置された、インクジェットヘッドの噴射性能の回復動作を行うキャッピング機構を示す模式図である。
【図３】図１におけるインクジェットヘッドの液体噴射を示す模式図である。
【図４】長尺ヘッドを有する液体噴射装置に本発明を適用した例（実施例２）において動作を説明する図である。
【図５】長尺ヘッドを有する液体噴射装置に本発明を適用した例（実施例２）において動作を説明する図である。
【図６】長尺ヘッドを有する液体噴射装置に本発明を適用した例（実施例２）において動作を説明する図である。
【図７】長尺ヘッドを有する液体噴射装置に本発明を適用した例（実施例３）において動作を説明する図である。
【図８】長尺ヘッドを有する液体噴射装置に本発明を適用した例（実施例３）において動作を説明する図である。
【図９】長尺ヘッドを有する液体噴射装置に本発明を適用した例（実施例３）において動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    キャリッジ
６    記録シート
７，８インクカートリッジ
９    キャッピング機構（待機位置）
１０    廃インクタンク
１２    揮発液供給ヘッド
１３    揮発液タンク
１４    インクジェットヘッド
１５    キャップ
１６    インク吸収体
１７    吸引ポンプ
１８    廃インクタンク
１９    インク吸引チューブ
２０    キャップ
２１、２２    揮発液供給ヘッド
【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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