(57)【要約】【課題】負圧を安定させて吸引処理を実行できる流体噴射装置を提供する。【解決手段】所定軸周りに公転駆動するローラー体４４で密閉空間に連通するチューブ体４１を、該チューブ体４１に沿って押し潰し進め、密閉空間に所定の負圧を与えて記録ヘッドからインクを吸引するチューブポンプ４０を有するプリンターであって、チューブポンプ４０は、ローラー体４４の公転経路の一部に、ローラー体４４によるチューブ体４１の押し潰し量が不十分となるリークポイントＸを備え、上記公転経路の内、ローラー体４４がリークポイントＸを跨がない第１領域Ｄ１において、ローラー体４４を第１速度Ｓ１で公転させ、上記公転経路の内、リークポイントＸを跨ぐ第２領域Ｄ２において、ローラー体４４を第１速度Ｓ１より速い第２速度Ｓ２で公転させるようモーターの駆動を制御する制御装置を有するという構成を採用する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射する流体噴射ヘッドのノズル形成面を囲って密閉空間を形成するキャップ部材と、所定軸周りに公転駆動するローラー体で前記密閉空間に連通するチューブ体を、該チューブ体に沿って押し潰し進め、前記密閉空間に所定の負圧を与えて前記流体噴射ヘッドから前記流体を吸引するチューブポンプとを有する流体噴射装置であって、
前記チューブポンプは、前記ローラー体の公転経路の一部に、前記ローラー体による前記チューブ体の押し潰し量が不十分となるリークポイントを備え、
前記公転経路の内、前記ローラー体がリークポイントを跨がない第１領域において、前記ローラー体を第１速度で公転させ、前記公転経路の内、前記リークポイントを跨ぐ第２領域において、前記ローラー体を前記第１速度より速い第２速度で公転させる公転速度切替装置を有することを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記公転経路における前記ローラー体の位置を検出する検出装置を有し、
前記公転速度切替装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記第１速度と前記第２速度とを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
【請求項３】
前記検出装置は、
前記ローラー体と同期して前記所定軸周りに回転し、前記第１領域あるいは前記第２領域に対応する部位が切り欠かれた切り欠き部を有する回転板と、
前記切り欠き部の回転経路の所定位置に検出光を照射して前記切り欠き部を検出する光センサと、を有することを特徴とする請求項２に記載の流体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体を噴射する流体噴射装置は、良好な噴射特性を維持又は回復させるため、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。
下記特許文献１に記載のインクジェット式記録装置においては、キャップ部材で記録ヘッドをキャッピングした後にチューブポンプを駆動させて、各ノズルから粘性が高くなったインクや気泡、付着したゴミ等を強制吸引してメニスカスを調整し、記録ヘッドから正常にインクを噴射させる吸引処理を行っている。
【０００３】
吸引処理においては、処理の効率化のため、微小吸引と本吸引とを行うものがある。この吸引処理は、先ず、チューブポンプを低速回転（例えば０．５ｒｐｓ程度）駆動させて低い負圧を発生させ、低速で少量のインクを吸引した後（微小吸引）、記録ヘッドの噴射特性が回復したか否かを検査する。そして、微小吸引で噴射特性が回復しなかった場合には、チューブポンプを高速回転（例えば３ｒｐｓ程度）駆動させて高い負圧を発生させ、高速で大量のインクを吸引し（本吸引）、記録ヘッドの噴射特性を回復させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のようなリークポイントが存在するチューブポンプにおいては、上記低速回転駆動時にリークが発生して負圧が安定しない場合がある。
【０００６】
本発明は、上記課題点に鑑みてなされたもので、負圧を安定させて吸引処理を実行できる流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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、流体を噴射する流体噴射ヘッドのノズル形成面を囲って密閉空間を形成するキャップ部材と、所定軸周りに公転駆動するローラー体で上記密閉空間に連通するチューブ体を、該チューブ体に沿って押し潰し進め、上記密閉空間に所定の負圧を与えて上記流体噴射ヘッドから上記流体を吸引するチューブポンプとを有する流体噴射装置であって、上記チューブポンプは、上記ローラー体の公転経路の一部に、上記ローラー体による上記チューブ体の押し潰し量が不十分となるリークポイントを備え、上記公転経路の内、上記ローラー体がリークポイントを跨がない第１領域において、上記ローラー体を第１速度で公転させ、上記公転経路の内、上記リークポイントを跨ぐ第２領域において、上記ローラー体を上記第１速度より速い第２速度で公転させる公転速度切替装置を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、リークポイントのあるチューブポンプにおいて、ローラー体がリークポイントを跨ぐ時の速度を跨がない時の速度よりも速くすることで、リーク時間を短縮し、リークの影響を低減させる。
【０００８】
また、本発明においては、上記公転経路における上記ローラー体の位置を検出する検出装置を有し、上記公転速度切替装置は、上記検出装置の検出結果に基づいて、上記第１速度と上記第２速度とを切り替えるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、ローラー体の公転速度の切り替えを、ローラー体の位置を検出しつつ適切なタイミングで実施することができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記検出装置は、上記ローラー体と同期して上記所定軸周りに回転し、上記第１領域あるいは上記第２領域に対応する部位が切り欠かれた切り欠き部を有する回転板と、上記切り欠き部の回転経路の所定位置に検出光を照射して上記切り欠き部を検出する光センサと、を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第１領域あるいは第２領域にローラー体が位置しているか否かを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態におけるプリンターの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における記録ヘッドに設けられたノズルの配列を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における記録ヘッドの内部構成を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるキャッピング機構を示す構成図である。
【図５】本発明の実施形態におけるローラー体の公転経路について説明する図である。
【図６】本発明の実施形態におけるチューブポンプに設けられた位相検出装置の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態におけるチューブポンプの負圧特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る流体噴射装置の各実施形態について、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。
【００１２】
図１は、本発明の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。
【００１３】
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）の異なる色のインクが収容されている。
【００１４】
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。
【００１５】
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、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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吸引処理を実施するキャッピング機構１１が設けられている。
【００１９】
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、チューブポンプ４０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を囲うように記録ヘッド２と当接することで、密閉空間を形成可能な構成となっている。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。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。
【００２０】
チューブポンプ４０は、キャップ部材１２と廃液タンク１３との間に流路を形成する可撓性のチューブ体４１と、チューブ体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４２と、ポンプケース４２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４３と、ポンプホイル４３の外縁部に回転自在に軸支されるローラー体４４と、制御装置ＣＯＮＴの下、ポンプホイル４３を正転駆動（図４において反時計回り）させるモーター４５と、を有する。
チューブポンプ４０は、ポンプホイル４３の正転時、ローラー体４４が円環状となったチューブ体４１の内径側を押し潰しつつ公転駆動することで、キャップ部材１２から廃液タンク１３に向けて流路内を吸引する吸引駆動を実行する。
チューブポンプ４０は、ローラー体４４の公転経路の一部に、ローラー体４４によるチューブ体４１の押し潰し量が不十分になるリークポイントＸを有する。
【００２１】
図５は、本発明の実施形態におけるローラー体４４の公転経路について説明する図である。
図５に示すように、ローラー体４４の公転経路には、リークポイントＸを跨がずに十分な押し潰し量でチューブ体４１を押し潰し進めることができる第１領域Ｄ１と、チューブ体４１の押し潰し量が不十分なリークポイントＸを跨ぐことでリークが発生する第２領域Ｄ２とがある。
本実施形態の制御装置ＣＯＮＴは、吸引時の負圧を安定させるため、第１領域Ｄ１においてローラー体４４を第１速度Ｓ１で公転させ、第２領域Ｄ２においてローラー体４４を第１速度Ｓ１よりも速い第２速度Ｓ２で公転させるようにモーター４５の駆動を制御する構成となっている。なお、本実施形態では、チューブポンプ４０の低速回転駆動時において、第１速度Ｓ１を０．５ｒｐｓと設定し、第２速度Ｓ２を３ｒｐｓと設定する。
【００２２】
図６は、本発明の実施形態におけるチューブポンプ４０に設けられた位相検出装置５０の構成を示す斜視図である。
制御装置ＣＯＮＴは、位相検出装置５０の検出結果に基づいて、第１速度Ｓ１と第２速度Ｓ２とを切り替える構成となっている。位相検出装置５０は、ローラー体４４の位相（公転経路における位置）を検出するものであり、回転板５１と、光センサ５２とを有する。
【００２３】
回転板５１は、ポンプホイル４３の回転軸に中央部が接続されて、ポンプホイル４３と一体回転可能に設けられている。回転板５１の外縁部には、所定幅の切り欠き部５３が設けられている。本実施形態の切り欠き部５３の幅は、第２領域Ｄ２に対応した幅に設定されている。光センサ５２は、切り欠き部５３の回転経路上の所定位置に検出光を投光する投光部５４と、投光部５４と回転板５１を挟んで逆側に配置され、上記検出光を受光する受光部５５とを有する。受光部５５は、回転板５１により検出光が遮断されている場合、「ＯＦＦ」の信号を制御装置ＣＯＮＴに伝送する構成となっており、一方、切り欠き部５３を通過した検出光を受光している場合、「ＯＮ」の信号を制御装置ＣＯＮＴに伝送する構成となっている。
【００２４】
受光結果が「ＯＦＦ」の場合は、ローラー体４４が第１領域Ｄ１に位置していると判断し、制御装置ＣＯＮＴは、ローラー体４４の速度を第１速度Ｓ１（０．５ｒｐｓ）に切り替える制御を行う。
一方、受光結果「ＯＮ」の場合は、ローラー体４４が第２領域Ｄ２に位置していると判断し、制御装置ＣＯＮＴは、ローラー体４４の速度を第２速度Ｓ２（３ｒｐｓ）に切り替える制御を行う。                                                                                
【００２５】
続いて、図７を参照して、チューブポンプ４０の吸引処理時における負圧特性について説明する。
図７は、本発明の実施形態におけるチューブポンプ４０の負圧特性を示すグラフである。図７において、縦軸は負圧（−Ｐａ）の大きさを示し、横軸はポンプ回転の時間（ｓ）を示す。また、図７において、実線は本実施形態における速度切替制御を行った場合の負圧の変化を示し、点線は従来の定速（０．５ｒｐｓ）回転制御を行った場合の負圧の変化を示す。
【００２６】
図７に示すように、ポンプ回転が立ち上り、安定期に入った後を比較すると、本実施形態における速度切替制御を行った場合の方が、従来の定速回転制御を行った場合よりも、負圧の変動が少なく、安定していることが分かる。これは、第２領域Ｄ２において、ローラー体４４の速度が第１領域Ｄ１より速くなるため、リーク時間が短縮されたことに起因する。また、本実施形態における速度切替制御を行った場合の方が、従来の定速回転制御を行った場合よりも、リーク時間が短いため、立ち上り時間を短縮することができる。
【００２７】
したがって、上述した本実施形態によれば、インクを噴射する記録ヘッド２のノズル形成面２１Ａを囲って密閉空間を形成するキャップ部材１２と、所定軸周りに公転駆動するローラー体４４で上記密閉空間に連通するチューブ体４１を、該チューブ体４１に沿って押し潰し進め、上記密閉空間に所定の負圧を与えて記録ヘッド２からインクを吸引するチューブポンプ４０とを有するプリンター１であって、チューブポンプ４０は、ローラー体４４の公転経路の一部に、ローラー体４４によるチューブ体４１の押し潰し量が不十分となるリークポイントＸを備え、上記公転経路の内、ローラー体４４がリークポイントＸを跨がない第１領域Ｄ１において、ローラー体４４を第１速度Ｓ１で公転させ、上記公転経路の内、リークポイントＸを跨ぐ第２領域Ｄ２において、ローラー体４４を第１速度Ｓ１より速い第２速度Ｓ２で公転させるようモーター４５の駆動を制御する制御装置ＣＯＮＴを有するという構成を採用することによって、ローラー体４４がリークポイントＸを跨ぐ時の速度を跨がない時の速度よりも速くすることでリーク時間を短縮し、リークの影響を低減させることができる。
したがって、本実施形態では、負圧を安定させて吸引処理を実行できる。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【符号の説明】
【００３１】
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、２１Ａ…ノズル形成面、４０…チューブポンプ、４１…チューブ体、４４…ローラー体、４５…モーター、５０…位相検出装置（検出装置）、５１…回転板、５２…光センサ、５３…切り欠き部、Ｄ１…第１領域、Ｄ２…第２領域、Ｓ１…第１速度、Ｓ２…第２速度、Ｘ…リークポイント、ＣＯＮＴ…制御装置（公転速度切替装置）
【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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