(57)【要約】【課題】ノズルからの液体の溶媒の揮発をより効果的に抑制することが可能な液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】ノズル３７が開口したノズル開口面を有し、前記ノズル３７に連通する圧力室３５に液体を充填し、当該圧力室３５内の液体に圧力変動を付与することにより前記ノズルから液滴を噴射可能な液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、加湿用液を前記ノズル開口面側に供給する加湿用液供給手段を備え、前記ノズル開口面における前記ノズルの開口から外れた位置に、前記加湿用液供給手段からの加湿用液が供給される加湿用穴４５が形成され、前記加湿用穴４５は、前記加湿用液を表面張力によって保持する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルが開口したノズル開口面を有し、前記ノズルに連通する圧力室に液体を充填し、当該圧力室内の液体に圧力変動を付与することにより前記ノズルから液滴を噴射可能な液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、
加湿用液を前記ノズル開口面側に供給する加湿用液供給手段を備え、
前記ノズル開口面における前記ノズルの開口から外れた位置に、前記加湿用液供給手段からの加湿用液が供給される加湿用穴が形成され、
前記加湿用穴は、前記加湿用液を表面張力によって保持することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルを複数列設してなるノズル群を有し、
前記加湿用穴が、前記ノズル開口面に複数形成され、
各加湿用穴が、ノズルの列設方向に沿って列設されてい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】
前記加湿用液供給手段は、加湿用液を貯留した加湿用液貯留部を、前記ノズル開口面に対して重力方向の上方に配置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記液体噴射ヘッドのノズル開口面を払拭する払拭部材を備え、
前記加湿用穴は、前記払拭部材の払拭方向において前記ノズルと同一線上に並ばないように配置されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記加湿用液供給手段は、加湿用液を前記加湿用穴に供給する送液手段を有することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記加湿用穴に保持されている保湿用液を検出する保湿用液検出手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記加湿用液供給手段は、前記保湿用液検出手段により保湿用液が検出されない場合、前記送液手段を駆動することにより、加湿用液を前記加湿用穴に供給することを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記液体が、インクであって、
前記保湿用液は、インクの揮発成分を一種類以上含むことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項９】
前記ノズル開口面には、撥液処理が施されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項１０】
ノズルが開口したノズル開口面を有し、前記ノズルに連通する圧力室に液体を充填し、当該圧力室内の液体に圧力変動を付与することにより前記ノズルから液滴を噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
加湿用液を前記ノズル開口面側に供給する加湿用液供給手段を備え、
前記ノズル開口面における前記ノズルの開口から外れた位置に、前記加湿用液供給手段からの加湿用液が供給される加湿用穴が形成され、
前記加湿用穴は、前記加湿用液を表面張力によって保持することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式プリンター等の液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッドに関するものであり、特に、ノズルからの液体の溶媒の揮発をより効果的に抑制することが可能な液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから液体を噴射して着弾対象に着弾させる装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッドの一種。以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクを噴射させて、記録紙や光ディスクの印刷面等の記録媒体（着弾対象の一種）に着弾させることで画像やテキスト等の記録を行うインクジェット式プリンター（以下、単にプリンターという。）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造装置や電極形成装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置のインクジェット技術が応用されている。
【０００３】
このような液体噴射装置では、印刷動作中においてはノズルが大気に晒される。このため、ノズルを通じて液体の溶媒成分が揮発する。その結果、ノズル付近で液体の粘度が上昇し、これにより、噴射されるインクの重量が低下したりインクの飛翔速度が低下したりする等の不具合が生じる虞がある。このような液体の増粘による不具合を抑制すべく、液体噴射装置では、種々の対策が講じられている。例えば、上記のインクジェット式プリンターを例に挙げると、記録ヘッドのノズルが開口した面（以下、ノズル開口面という。）を封止するキャップ部材に洗浄液タンクとポンプを接続してキャップ部材内に洗浄液を供給・排出できるようにし、非記録動作時に記録ヘッドのノズルを洗浄液により洗浄した後、キャップ部材内に洗浄液を保持させることでキャップ部材内を高湿度に維持することにより、ノズル近傍のインク溶媒の揮発を抑制する構成が提案されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０９８９７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、上記構成では、記録媒体に対する記録処理（噴射処理中）においてはノズル開口面がキャップ部材から開放されるので、インクの増粘を確実に防止することができなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズルからの液体の溶媒の揮発をより効果的に抑制することが可能な液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズルが開口したノズル開口面を有し、前記ノズルに連通する圧力室に液体を充填し、当該圧力室内の液体に圧力変動を付与することにより前記ノズルから液滴を噴射可能な液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、
加湿用液を前記ノズル開口面側に供給する加湿用液供給手段を備え、
前記ノズル開口面における前記ノズルの開口から外れた位置に、前記加湿用液供給手段からの加湿用液が供給される加湿用穴が形成され、
前記加湿用穴は、前記加湿用液を表面張力によって保持することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ノズル開口面におけるノズルの開口から外れた位置に加湿用穴が形成され、当該加湿用穴が、加湿用液を表面張力によって保持するので、加湿用穴に保持された加湿用液が蒸発して雰囲気に加湿されることにより、ノズル近傍の湿度をより高い状態に維持することが可能となる。これにより、ノズルからの液体の蒸発が抑制され、液体粘度の上昇が抑制される。その結果、液体の増粘による噴射不良、即ち、噴射される液体の量や飛翔速度が設計上目標とする値から著しく低下したり、或いはノズルから液体が噴射されなかったりする等の不具合を防止することができる。
また、ノズル開口面の加湿用穴に加湿用液が保持されていることで、静電気がノズルから液体を通じて圧力発生手段や駆動回路などに伝達することが抑制される。
さらに、揮発した加湿用液をノズル側に送る機構などの大がかりな装置が不要であるため、装置の大型化を抑えることができると共にコストも抑えることができる。
【０００９】
上記構成において、前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルを複数列設してなるノズル群を有し、
前記加湿用穴が、前記ノズル開口面に複数形成され、
各加湿用穴が、ノズルの列設方向に沿って列設されていることが望ましい。
この構成によれば、各加湿用穴に保持された加湿用液によって、各ノズルに対してムラなく加湿することができる。
【００１０】
また、前記加湿用液供給手段は、加湿用液を貯留した加湿用液貯留部を、前記ノズル開口面に対して重力方向の上方に配置することが望ましい。
この構成によれば、重力を利用して加湿溶液を加湿用穴側に供給することができる。
【００１１】
また、上記構成において、前記液体噴射ヘッドのノズル開口面を払拭する払拭部材を備え、
前記加湿用穴は、前記払拭部材の払拭方向において前記ノズルと同一線上に並ばないように配置されることが望ましい。
上記構成によれば、加湿用穴によって払拭部材が損傷される虞を低減することができる。
【００１２】
さらに、上記構成において、前記加湿用液供給手段は、
加湿用液を前記加湿用穴に供給する送液手段を有する構成を採用することが望ましい。
上記構成によれば、各加湿用穴に対してムラ無く加湿用液を供給することができる。
【００１３】
また、上記構成において、前記加湿用穴に保持されている保湿用液を検出する保湿用液検出手段を備えた構成を採用することが望ましい。
この構成において、前記加湿用液供給手段は、前記保湿用液検出手段により保湿用液が検出されない場合、前記送液手段を駆動することにより、加湿用液を前記加湿用穴に供給する構成を採用することが望ましい。
上記構成によれば、各加湿用穴に加湿用液を過不足無く保持させるようにすることができる。
【００１４】
また、上記構成において、前記液体が、インクであって、
前記保湿用液は、インクの揮発成分を一種類以上含む構成を採用することができる。
【００１５】
さらに、ノズル開口面には、撥液処理が施されていることが望ましい。
この構成によれば、加湿用穴に保持された加湿用液が、ノズル開口面に漏れ出すことが抑制される。これにより、加湿用液が液体噴射ヘッドから垂れ落ちることを防止することができる。撥液処理としては、既存の種々の構成を採用することができる。
【００１６】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、ノズルが開口したノズル開口面を有し、前記ノズルに連通する圧力室に液体を充填し、当該圧力室内の液体に圧力変動を付与することにより前記ノズルから液滴を噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
加湿用液を前記ノズル開口面側に供給する加湿用液供給手段を備え、
前記ノズル開口面における前記ノズルの開口から外れた位置に、前記加湿用液供給手段からの加湿用液が供給される加湿用穴が形成され、
前記加湿用穴は、前記加湿用液を表面張力によって保持することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、ノズル開口面におけるノズルの開口から外れた位置に加湿用穴が形成され、当該加湿用穴が、加湿用液を表面張力によって保持するので、加湿用穴に保持された加湿用液が蒸発して雰囲気に加湿されることにより、ノズル近傍の湿度をより高い状態に維持することが可能となる。これにより、ノズルからの液体の蒸発が抑制され、液体粘度の上昇が抑制される。その結果、液体の増粘による噴射不良、即ち、噴射される液体の量や飛翔速度が設計上目標とする値から著しく低下したり、或いはノズルから液体が噴射されなかったりする等の不具合を防止することができる。
また、ノズル開口面の加湿用穴に加湿用液が保持されていることで、静電気がノズルから液体を通じて圧力発生手段や駆動回路などに伝達することが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】第１の実施形態における（ａ）記録ヘッドの正面図（ｂ）Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】第１の実施形態における記録ヘッドの平面図である。
【図４】図３における（ａ）Ｂ−Ｂ線断面図（ｂ）Ｃ−Ｃ線断面図（ｃ）Ｄ−Ｄ線断面図である。
【図５】第１の実施形態における記録ヘッドの要部断面図である。
【図６】第２の実施形態における（ａ）記録ヘッドの正面図（ｂ）Ｅ−Ｅ線断面図である。
【図７】第２の実施形態における記録ヘッドの平面図である。
【図８】第３の実施形態における（ａ）記録ヘッドの正面図（ｂ）Ｆ−Ｆ線断面図（ｃ）領域Ｘの拡大図である。
【図９】第３の実施形態における記録ヘッドの平面図である。
【図１０】図９におけるＧ−Ｇ線断面図である。
【図１１】図９におけるＨ−Ｈ線断面図である。
【図１２】図９におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１に示したプリンター１は、インク（本発明における液体の一種）を貯留したインクカートリッジ５が取り付けられるカートリッジ装着部２を有し、後述する加湿用液用タンク１７（本発明における加湿用液貯留部の一種）および記録ヘッド３（本発明における液体噴射ヘッドの一種）を搭載するキャリッジ４を備えている。そして、キャリッジ４は、ガイドロッド６に軸支された状態で、駆動プーリー８と遊転プーリー９との間に架設したタイミングベルト１０に接続されている。そして、この駆動プーリー８はパルスモーター１１の回転軸に接合されており、このパルスモーター１１の作動によってキャリッジ４が記録紙７（記録媒体又は着弾対象の一種。）の幅方向、即ち、主走査方向に移動するようになっている。
【００２１】
ガイドロッド６の下方には、このガイドロッド６と平行に紙送りローラー１２が配置されている。この紙送りローラー１２は、紙送りモーター１３からの駆動力によって回転されて、プラテン１４上の記録紙７を副走査方向へ搬送するように構成されている。
【００２２】
キャリッジ４の移動範囲内であって、記録紙等の噴射対象に対して画像等の印刷が行われる記録領域よりも外側の端部領域には、記録ヘッド３の移動の基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側には、記録ヘッド３のノズル開口面をキャッピング（封止）可能なキャッピング機構１５と、ノズル開口面を払拭（ワイピング）するためのワイピング機構１６とが隣り合わせて配設されている。キャッピング機構１５は、記録ヘッド３のノズル開口面、即ち、ノズルプレート３１の噴射側の面を封止可能なキャップ部材１５′を備えており、このキャップ部材１５′を上下に進退させることが可能に構成されている。キャップ部材１５′は、平面視において略矩形状の箱体、詳しくは、上面側が開放されたトレイ状の部材であり、その全体が例えばエラストマーなどの弾性素材によって作製されている。キャリッジ４がホームポジションに位置付けられると、キャップ部材１５′が上方に移動して記録ヘッド３のノズル開口面を封止するキャッピング状態となる。このキャッピング状態では、ノズル開口面に開設されたノズル３７がキャップ部材１５′の内部の空部に臨み、且つ、キャップ部材１５′の上端縁とノズル開口面とが密着するようになっている。したがって、記録ヘッド３のノズルからのインク溶媒の蒸発が抑制され、インク粘度の上昇が抑制される。そして、記録ヘッド３が噴射対象に対して画像等の記録を行う記録処理時には、ノズル開口面に対するキャップ部材１５′のキャッピング状態が解除される。なお、本発明におけるノズル開口面は、ノズルプレート３１の噴射面には限られず、ノズルプレート３１の噴射面の外周（同一面上には限られない）に設けられる他の部材（例えば、流路基板３０や金属製のカバー等）が存在する場合、当該部材もノズル開口面に含まれる。したがって、当該部材に、後述する加湿用穴４５を設ける構成を採用することもできる。
【００２３】
キャッピング機構１５と記録領域（プラテン１４）との間には、ワイピング機構１６が設けられる。このワイピング機構１６は、ワイパーブレード１６′（本発明における払拭部材の一種）を有している。このワイピング機構１６は、ワイパーブレード１６′の先端部が記録ヘッド３の移動経路に重なるワイピング位置と、この移動経路から外れてブレード１６′の先端部が記録ヘッド３に接触しない退避位置とに進退可能となっている。記録ヘッド３のノズル開口面を払拭する場合には、ワイパーブレード１６′をワイピング位置まで移動させ、ワイパーブレード１６′の先端部がノズル開口面に当接する状態で記録ヘッド３とワイパーブレード１６′とを相対移動させることで、ワイパーブレード１６′がノズル開口面に付着したインク等を払拭するようになっている。本実施形態においては、ワイパーブレード１６′のノズル開口面に対する相対移動方向は、ノズル列４４と平行となっている。
【００２４】
図２〜図５は、第１の実施形態における上記記録ヘッド３、インクカートリッジ５、及び、加湿用液用タンク１７の構成を説明する図であり、図２（ａ）は記録ヘッド３の正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、図３は記録ヘッド３の平面図、図４は図３における（ａ）Ｂ−Ｂ線断面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ線断面図、（ｃ）Ｄ−Ｄ線断面図である。また、図５は記録ヘッド３の要部断面図であり、２列のノズル列４４のうちの一方のノズル列４４に対応する構成のみを図示している。なお、図２〜４において、キャリッジ４の図示は省略されている。また、図５において、他方のノズル列４４に対応する構成は、図５に図示されたものと左右方向に対称であるため省略されている。
【００２５】
インクカートリッジ５および加湿用液用タンク１７は、記録ヘッド３の上面側に位置するようにキャリッジ４に着脱可能に装着される。換言すると、インクカートリッジ５および加湿用液用タンク１７は、記録ヘッド３のノズル開口面（ノズルプレート３１の噴射側の面）に対して重力方向の上方に配置される。これにより、重力を利用してインクや加湿溶液を記録ヘッド３側に供給することができる。インクカートリッジ５は、中空箱体状に形成された部材であり、その内部に区画されたインク貯留空部５′内にインクを収容している。本実施形態においては、２つのインクカートリッジ５が記録ヘッド３に対して装着可能となっている。インクカートリッジ５内には、記録ヘッド３の上面（ノズル開口面とは反対側の面）に設けられたインク導入針２２が挿入されるようになっており、このインク導入針２２を通じて、インク貯留空部５′に貯留されているインクが記録ヘッド３内部のインク流路（液体流路の一種。）に導入される。加湿用液用タンク１７は、インクカートリッジ５と同様に中空箱体状に形成された部材であり、その内部に区画された加湿用液貯留空部１７′内に、記録ヘッド３のノズル開口面を加湿するための加湿用液を収容している。この加湿用液貯留空部１７′は、加湿用液供給チューブ１８を通じて、記録ヘッド３のケース２３内に形成された加湿用液供給路２７に連通している。加湿用液は、後述する加湿用穴４５に保持されることによりノズル開口面の湿度を高めるための液体である。この加湿用液としては、純水やインクの溶媒などを用いることができる。ノズル開口面を加湿する観点から、加湿用液には、インクの揮発成分を一種類以上含むことが望ましい。揮発成分としては、石油類或いはアルコール類などを採用することもできる。なお、インクカートリッジ５および加湿用液用タンク１７に関し、本実施形態では、キャリッジ４に搭載される構成を例示したが、これには限られない。例えば、インクカートリッジ５および加湿用液用タンク１７をプリンター１の本体側に配置し、これらに貯留されているインクや加湿用液を、供給チューブ等を介して記録ヘッド３側に供給する構成を採用することも可能である。
【００２６】
加湿用液供給路２７は、インク流路から外れた位置に独立して記録ヘッド３内に形成された流路である。本実施形態における加湿用液供給路２７は、ノズル開口面（ノズルプレート３１）に対して平行な横流路２７ａと、ノズル開口面に対して垂直な縦流路２７ｂと、により構成されている。横流路２７ａは、各縦流路２７ｂの上端同士を繋ぐように形成された流路である。具体的には、この横流路２７ａは、図２（ｂ）に示すように、ケース２３においてノズル列方向の両端部にそれぞれ形成された、当該ノズル列方向に直交する方向に延びる２本の流路と、ノズル列方向に沿ってそれぞれ平行に延びる３本の流路とからなり、後述する一連のインク流路に対応する位置から外れた（避けた）位置、かつ周囲を囲う位置に互いに連通するように形成されており、ケース２３の高さ方向においてノズル開口面とは反対側の上面側に位置している。そして、横流路２７ａには、導入路２７ａ′を介して加湿用液供給チューブ１８が液密状態で接続される。一方、縦流路２７ｂは、上端が横流路２７ａに連通し、図４に示すように、下端がノズル開口面における加湿用穴４５（後述）に連通した流路であり、ケース２３の高さ方向に沿って、当該ケース２３を含む記録ヘッド３の構成部材（振動板３２、流路基板３０）に渡って形成されている。したがって、加湿用液用タンク１７から加湿用液供給チューブ１８を通じて加湿用液供給路２７内に流入した加湿用液は、横流路２７ａ及び縦流路２７ｂを通って、ノズル開口面の加湿用穴４５に供給されるようになっている。したがって、加湿用液用タンク１７および加湿用液供給路２７は、本発明における加湿用液供給手段の一種に相当する。
【００２７】
次に、記録ヘッド３のインクを噴射するための構成について説明する。
記録ヘッド３は、図５に示すように、ケース２３と、このケース２３内に収納される振動子ユニット２４と、ケース２３の底面（先端面）に接合される流路ユニット２５等を備えている。上記のケース２３は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット２４を収納するための収納空部２６が形成されている。振動子ユニット２４は、圧力発生手段の一種として機能する圧電振動子２０と、この圧電振動子２０が接合される固定板２８と、圧電振動子２０に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル２９とを備えている。圧電振動子２０は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向（電界方向）に直交する方向に伸縮可能（電界横効果型）な縦振動モードの圧電振動子である。
【００２８】
流路ユニット２５は、流路基板３０の一方の面にノズルプレート３１を、流路基板３０の他方の面に振動板３２をそれぞれ接合して構成されている。この流路ユニット２５には、リザーバー３３（共通液体室）と、インク供給口３４と、圧力室３５と、ノズル連通口３６と、ノズル３７とを設けている。そして、インク供給口３４から圧力室３５及びノズル連通口３６を経てノズル３７に至る一連のインク流路が、各ノズル３７に対応して形成されている。
【００２９】
上記ノズルプレート３１は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル３７が列状に穿設された部材であり、本実施形態では、例えば、ステンレス鋼によって作製されている。また、ノズルプレート３１は、シリコン単結晶基板によって作製される場合もある。このノズルプレート３１は、インクが噴射される側の面（ノズル開口面）に、加湿用液を保持するための加湿用穴４５を有している点に特徴を有している。この点の詳細については後述する。
【００３０】
上記振動板３２は、支持板３８の表面に弾性体膜３９を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板３８とし、この支持板３８の表面に樹脂フィルムを弾性体膜３９としてラミネートした複合板材を用いて振動板３２を作製している。この振動板３２には、圧力室３５の容積を変化させるダイヤフラム部４０が設けられている。また、この振動板３２には、リザーバー３３の一部を封止するコンプライアンス部４１が設けられている。
【００３１】
上記のダイヤフラム部４０は、エッチング加工等によって支持板３８を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部４０は、圧電振動子２０の自由端部の先端面が接合される島部４２と、この島部４２を囲む薄肉弾性部４３とからなる。上記のコンプライアンス部４１は、リザーバー３３の開口面に対向する領域の支持板３８を、ダイヤフラム部４０と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバー３３に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００３２】
そして、上記の島部４２には圧電振動子２０の先端面が接合されているので、この圧電振動子２０の自由端部を伸縮させることで圧力室３５の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室３５内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド３は、この圧力変動を利用してノズル３７からインク滴を噴射させるようになっている。なお、図示しないが、記録ヘッド３には、ノズル開口面の周縁部を被覆する金属製のヘッドカバーが取り付けられる。このヘッドカバーは、接地線に接続されており、ノズルプレート３１に接触して電気的に導通することで、例えば、記録紙７等から発生した静電気がノズルプレートを通じて伝達することによる駆動ＩＣ等の損傷や誤作動等の不具合を防止するようになっている。
【００３３】
上記ノズルプレート３１には、図３に示すように、複数のノズル３７を等間隔のピッチで列設したノズル列４４（ノズル群）が設けられており、１つのノズル列４４は、例えば１８０個のノズル３７によって構成される。本実施形態においては、２列のノズル列４４が、記録ヘッド３の移動方向に並べて形成されている。このノズルプレート３１の噴射側の面（ノズル開口面）におけるノズル３７の開口から外れた（避けた）位置であり、前記一連のインク流路と対応する位置から外れた位置に、複数の加湿用穴４５が形成されている。また、図５に示すように、各加湿用穴４５は、上記の加湿用液を表面張力により保持することが可能な程度の開口径に設定された穴であり、縦流路２７ｂの下端が連通している。図３に示すように、本実施形態では、複数の加湿用穴４５がノズルピッチと同じピッチで列設され、ノズル列方向に沿ってそれぞれ平行に延びる３本の第１の加湿用穴列４５ａと、ノズル列方向の両側に当該加湿用穴列に直交する方向に延び、各第１の加湿用穴列４５ａと交差する２本の第２の加湿用穴列４５ｂと、から構成されている。また、各加湿用穴４５に対応した縦流路２７ｂは、それぞれ上端で横流路２７ａと連通しており、加湿用液用タンク１７からの加湿用液は、横流路２７ａ及び各縦流路２７ｂを通って、ノズル開口面の対応する加湿用穴４５にそれぞれ供給される。
なお、ノズル開口面に形成する加湿用穴４５の数や形成位置については、本実施形態において例示したものには限られないが、少なくとも、ノズル列により近い位置に当該ノズル列４４方向に沿って加湿用穴列４５ａを形成することにより、各加湿用穴４５に保持された加湿用液によって、各ノズル３７に対してムラなく加湿することができる。また、加湿用穴４５の形成数を変更することで、加湿の程度を調整することができる。例えば、揮発しやすい或いは粘度の高いインクに対応するノズル列に沿って形成される加湿用穴列の形成ピッチに関しては、より小さく設定し、これよりも揮発しにくい或いは粘度が低いインクに対応するノズル列に沿って形成される加湿用穴列の形成ピッチに関しては、より大きく設定する構成を採用することもできる。
そして、ノズルプレート３１のノズル開口面における、ノズル３７及び加湿用穴４５以外の領域には、撥液被膜層を形成するなどして撥液処理が施されることが望ましい。これにより、ノズル開口面にインクが付着し難くなり、ワイピング機構１６のワイピングによるノズル開口面の払拭性が向上する。また、加湿用穴４５に保持された加湿用液が、加湿用穴４５の外側（ノズル開口面）に漏れ出すことが抑制される。これにより、加湿用液が記録ヘッド３から垂れ落ちることを防止することができる。撥液処理としては、既存の構成を採用することができる。前記した、撥液被膜層としては、例えば、共析メッキが使用される。具体的には、ニッケルイオン等の金属イオンとフッ素樹脂等の撥液性高分子樹脂の粒子を含む電解質溶液中に、電極を接続したノズルプレートを浸漬し、その表面にメッキを付着させた後、荷重を加えて反りを抑えながら過熱処理することで撥液被膜層が得られる。
【００３４】
上記構成の記録ヘッド３では、ノズル開口面に形成された加湿用穴４５が、加湿用液を表面張力によって保持するので、ノズル開口面がキャッピング機構１５によるキャッピングから開放された状態であっても、加湿用穴４５に保持された加湿用液が蒸発して雰囲気に加湿されることにより、ノズル３７の近傍の湿度をより高い状態に維持することが可能となる。これにより、ノズル３７からのインク溶媒の蒸発が抑制され、インク粘度の上昇が抑制される。その結果、インクの増粘による噴射不良、即ち、噴射されるインクの量や飛翔速度が設計上目標とする値から著しく低下したり、或いはノズル３７からインクが噴射されなかったりする等の不具合を防止することができる。
また、揮発した加湿用液をノズル側に送る機構などの大がかりな装置が不要であるため、装置の大型化を抑えることができると共にコストも抑えることができる。
さらに複数のノズル列を有する記録ヘッドにおいても、当該ノズル列に沿って複数の加湿用穴４５（加湿用穴列４５ａ）を設けることで、各ノズル３７に対してムラ無く均等に加湿することができる。
また、ノズル３７の近傍の湿度がより高い状態に維持されるので、例えば、記録紙７等から発生した静電気がノズル３７からインクを通じて圧電振動子２０や駆動回路などに伝達してこれらが損傷することが抑制される。特に、ノズル開口面に、絶縁性の高い撥液膜等が形成されている場合に、加湿用穴４５に保持されている加湿用液側に静電気を逃すことができ、静電気による不具合をより効果的に防止することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６〜図７は、本実施形態の構成を説明する図であり、図６（ａ）は記録ヘッド３の正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図、図７は記録ヘッド３の平面図である。本実施形態では、上記複数の加湿用穴４５に関し、３本の第１の加湿用穴列４５ａのみが形成され、第２の加湿用穴列４５ｂは形成されていない点が上記第１の実施形態と相違している。即ち、本実施形態における複数の加湿用穴４５は、ワイピング時におけるワイパーブレード１６′の払拭方向（ノズル開口面とワイパーブレード１６′との相対移動方向。図７において矢印で示す。）に沿って延びる加湿用穴列４５ａのみで構成されている。換言すると、加湿用穴４５は、払拭方向においてノズル３７と同一線上に並ばないように配置されている。これにより、ワイパーブレード１６′の払拭時に、加湿用穴４５とワイパーブレード１６′の接触箇所を少なくでき、ワイパーブレード１６′が損傷することを抑制することができる。さらに、ワイピング時の動作音が大きくなることが抑制される。また、加湿用穴４５とノズル３７が払拭方向において同一線上に並ばないので、ワイパーブレード１６′による払拭の際に、加湿用穴４５に保持されている加湿用液がノズル３７におけるインクと混ざることを防止することができる。なお、各加湿用穴４５に対応した縦流路２７ｂが連通する横流路２７ａは、図６に示すように、ケース２３において第１の加湿用穴列４５ａに対応した３本の流路（ノズル列４４に対して平行に延びる流路）と該流路と一側（加湿用液供給チューブ１８側）端部で直交する１本の流路からなっている。そして、第１の実施形態と同様に、加湿用液用タンク１７からの加湿用液は、横流路２７ａ及び各縦流路２７ｂを通って、ノズル開口面の対応する加湿用穴４５にそれぞれ供給される。なお、その他の構成については、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図８〜図１２は、本実施形態の構成を説明する図であり、図８（ａ）は記録ヘッド３の正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＦ−Ｆ線断面図、図８（ｃ）は図８（ｂ）における領域Ｘの拡大図である。また、図９は記録ヘッド３の平面図、図１０は図９におけるＧ−Ｇ線断面図、図１１は図９におけるＨ−Ｈ線断面図、図１２は図９におけるＩ−Ｉ線断面図である。本実施形態は、インクを噴射するための構成（リザーバー３３から圧力室３５までの流路および圧電振動子２０等の構成）の１つを供給ポンプとして利用して、加湿用液を加湿用穴４５に供給する送液手段を有する点が、上記各実施形態と異なっている。より具体的には、インク流路から独立した、加湿用液リザーバー３３′、加湿用液供給口３４′、加湿用液供給用圧力室３５′、及び当該加湿用液供給用圧力室３５′内に圧力変動を付与する加湿用液供給用圧電振動子２０′（送液手段の一種）が設けられている。加湿用液を供給するための構成（本発明における加湿用液供給手段の一部）は、基本的にはインクを噴射するための構成とほぼ共通しているが、加湿用液を供給する構成ではノズル３７が設けられていない。
【００３７】
加湿用液用タンク１７は、図１０に示すように、加湿用液供給チューブ１８を通じて、記録ヘッド３のケース２３内に形成された導入流路４６に連通しており、当該導入流路４６は、加湿用液リザーバー３３′に連通している。したがって、加湿用液用タンク１７から加湿用液供給チューブ１８を通じて導入流路４６内に流入した加湿用液は、加湿用液リザーバー３３′および加湿用液供給口３４′を通って加湿用液供給用圧力室３５′に供給される。加湿用液供給用圧力室３５′の、ノズル開口面とは反対側の上部には、連通流路４７の一端が開口している。この連通流路４７の他端は、図１０に示すように、加湿用液供給路２７の横流路２７ａと連通している。なお、横流路２７ａは、図８（ｂ）に示すように、ケース２３においてノズル列４４に対して平行に延びる３本の流路と、該流路と一側（加湿用液供給チューブ１８側）端部で直交する１本の流路と、他側端部より内側で上記３本の流路と直交する光路（後述）と、からなっている。上記の構成で、加湿用液供給用圧電振動子２０′を駆動させると、加湿用液供給用圧力室３５′の容積が変動し、この容積変動に伴って、加湿用液供給用圧力室３５′内に充填された加湿用液に圧力変動が生じる。そして、この圧力変動を利用して加湿用液供給用圧力室３５′から連通流路４７および加湿用液供給路２７を通じて、加湿用液を各加湿用穴４５に供給することができる。これにより、各加湿用穴４５に対してムラ無く加湿用液を供給することができる。また、加湿用液を各加湿用穴４５に最初に充填する際に、より短時間で充填を完了することができる。
【００３８】
なお、加湿用液用のポンプとして機能する構成（送液手段）については、複数設けても良く、また、インクを噴射するための構成のうち、いずれを加湿用液用のポンプとして利用するかについても任意である。例えば、１つの加湿用穴４５に対して１つの加湿用液供給用圧電振動子２０′をそれぞれ備え、各加湿用穴４５に至る一連の流路（加湿用液供給路２７等）をそれぞれ独立に形成すれば、各加湿用穴４５ごとの加湿量を調整することができ、部分的な加湿も可能となる。この場合、増粘し易いノズル３７（例えば、インク噴射回数の少ないノズル３７）近傍に位置した加湿用穴４５の加湿用液の量を制御して、効率よく加湿することができる。なお、加湿用液供給用圧力室３５′や加湿用液供給用圧電振動子２０′等を利用せずに、他の構成のポンプ機構を利用しても良い。
【００３９】
また、本実施形態は、加湿用穴４５に加湿用液が保持されているか否かを検出する保湿用液検出手段が設けられている点にも特徴を有している。
図８（ｂ）に示すように、横流路２７ａにおいて、加湿用液供給チューブ１８とは反対側でノズル列４４に対して平行に延びる３本の流路と、該流路の端部より内側でノズル列に直交する方向に延びる光路４８が形成されている。この光路４８は、光が通過でき、加湿用液が流入可能な筒状の空部である。そして、横流路２７ａのノズル列４４に対して平行に延びる３本の流路のうち、中央に位置する流路において、光路４８側の端部には、図８（ｃ）に示すように、断面（平面視）五角形状（ホームベース型）のプリズム５１が、当該五角形状を形成する各辺のうちの３辺が流路端部の内壁に当接し、内壁に当接しない残りの２辺が光路４８と交わる位置に配置されている。ここで、プリズム５１は、プラスチック、ガラス、石英ガラス等から作成され、加湿用液と屈折率が近いものを選択する。例えば、加湿用液を水（屈折率約１．３３）とした場合、プリズムは、石英ガラス（屈折率約１．４５）等で形成するのが望ましい。また、プリズム５１が当接する流路の内壁は、光が反射しないように黒色に塗られている。さらに、横流路２７ａの上方（インクカートリッジ５側）には外部と連通する空気穴５２が開設している（図１０参照）。なお、この空気穴５２内に液体が通過できないフィルタ等を具備してもよい。また、光路４８の一端部（図８(ｂ)において右端部）には、発光素子４９が配設され、他端部（図８(ｂ)において左端部）には、受光素子５０が配設されている。発光素子４９は、例えば、発光ダイオードなどで構成される。また、受光素子５０は、フォトダイオード或いはフォトトランジスタなどで構成される。本実施形態においては、光路４８、発光素子４９、受光素子５０、及びプリズム５１が、本発明における保湿用液検出手段として機能する。
【００４０】
横流路２７ａに加湿用液が満たされておらず、光路４８及びプリズム５１周囲に加湿用液が存在しない場合は、空気穴５２からの空気によって満たされるため、発光素子４９からの光は、図８（ｃ）においてＤａで示すように、プリズム５１に入射する際にプリズム５１と空気の屈折率差によって屈折する。このため、屈折した光が流路の内壁に当たり、受光素子５０に受光されない状態となる。一方、横流路２７ａに加湿用液が十分に満たされ、光路４８及びプリズム５１周囲に加湿用液が充填されている場合は、プリズム５１を加湿用液に近い屈折率としたため、発光素子４９からの光は、図８（ｃ）においてＤｂで示すように、プリズム５１に入射および出射する際に屈折を小さく抑えることができ、受光素子５０に受光される状態となる。
【００４１】
受光素子５０からの検出信号は、プリンター１本体の図示しない制御部に出力される。したがって、制御部は、受光素子５０の検出信号に基づいて、横流路２７ａに加湿用液が満たされているか否かを判断することができる。そして、制御部は、加湿用液供給手段の一部として機能し、この検出信号に基づき送液手段（加湿用液供給用圧電振動子２０′）を制御することで、横流路２７ａに加湿用液を過不足無く保持させるようにすることができ、横流路２７ｂを介して加湿用穴４５を安定して加湿することができる。例えば、加湿用穴４５の保湿用液が検出されない場合、加湿用液供給用圧電振動子２０′を駆動させることで、加湿用液供給用圧力室３５′内に充填された加湿用液を一連の流路を介して各加湿用穴４５に供給する。なお、その他の構成については、上記第２の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００４２】
なお、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンターを例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，極く少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。そして、ディスプレイ製造装置では、色材噴射ヘッドからＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液を噴射する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を噴射する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を噴射する。
【符号の説明】
【００４３】
１…プリンター，３…記録ヘッド，１５…キャッピング機構，１６…ワイピング機構，１６′…ワイパーブレード，１７…加湿用液用タンク，２０…圧電振動子，２０′…加湿用液供給用圧電振動子，２７…加湿用液供給路，３１…ノズルプレート，３３…リザーバー，３３′…加湿用液リザーバー，３４…インク供給口，３４′…加湿用液供給口，３５…圧力室，３５′…加湿用液供給用圧力室，３７…ノズル，４４…ノズル列，４５…加湿用穴，４６…導入流路，４７…連通流路，４８…光路，４９…発光素子，５０…受光素子，５１…プリズム
【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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