(57)【要約】【課題】長期休止状態においても液体噴射ヘッド内の液体の粘度上昇を防止し得る液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射ヘッド１２は、圧力室２２に供給される液体を貯留する液体貯留室３０と、液体貯留室３０の壁面の一部を構成して液体貯留室３０内の圧力変動を吸収する可撓性シート２８と、液体貯留室３０と反対側への可撓性シート２８の膨出を可能とする膨出許容空間３６と、膨出許容空間３６を大気に開放する大気開放路４０と、を有する。キャッピング手段１３は、ノズル形成面１２ａに当接されるキャップ本体４１と、ノズル形成面１２ａをキャップ本体４１で封止した状態において、大気開放路４０の大気側の端部を構成する大気開放孔４０ａを大気から隔離する隔離部材４２と、を有する。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて前記ノズル開口から液滴を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止して密閉空間を形成するキャッピング手段と、を備え、
前記液体噴射ヘッドは、前記圧力室に供給される液体を貯留する液体貯留室と、前記液体貯留室の壁面の一部を構成して前記液体貯留室内の圧力変動を吸収する可撓性シートと、前記液体貯留室と反対側への前記可撓性シートの膨出を可能とする膨出許容空間と、前記膨出許容空間を大気に開放する大気開放路と、を有し、
前記キャッピング手段は、前記ノズル形成面に当接される先端部を含むキャップ本体と、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を前記キャップ本体で封止した状態において、前記大気開放路の大気側の端部を構成する大気開放孔を大気から隔離する隔離部材と、を有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記隔離部材の基端部は、前記キャップ本体の側面に接続されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記隔離部材は、前記大気開放孔自体を直接封止することにより前記大気開放孔を大気から隔離することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記隔離部材は、前記大気開放孔を大気から隔離した状態において前記大気開放孔を前記キャップ本体の内部空間に連通させる連通路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子が収容されたヘッドケースをさらに有し、
前記大気開放孔は前記ヘッドケースの側面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記ヘッドケースの側面は、前記ノズル形成面から遠ざかる方向に向かって拡開するように傾斜していることを特徴とする請求項５記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記隔離部材は、前記ヘッドケースの側面の傾斜に合わせて傾斜していることを特徴とする請求項６記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記ヘッドケースの側面に形成された凸部に前記大気開放孔が形成されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置の代表例として、インクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。図７はインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示しており、この記録ヘッド２０は、多数のノズル開口２１と圧力発生室２２が形成された流路ユニット２３と、この流路ユニット２３が貼着されるとともに、縦振動モードの圧電振動子２４が収容されるヘッドケース２５とを備えている。
【０００３】
流路ユニット２３は、多数のノズル開口２１が形成されたノズルプレート２６と、各ノズル開口２１に連通する各圧力発生室２２が形成された流路基板２７と、各圧力発生室２２の上面開口を塞ぐ樹脂製の可撓性シート２８と、金属薄板２９とが積層されて構成されている。金属薄板２９には、各圧電振動子２４の先端部が固定された各島状部２９ａが形成されている。可撓性シート２８としては、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムが使用される。
【０００４】
また、流路基板２７には、複数の圧力発生室２２に共通のインク貯留室３０が形成されている。各圧力発生室２２は、インク供給路３１を介してインク貯留室３０に連通している。なお、図７に示した例では、ノズル開口２１および圧力発生室２２が２列設けられている。
【０００５】
ヘッドケース２５は合成樹脂製であり、上下に貫通する空間３２に圧電振動子２４が収容されるようになっている。空間３２は、ノズル開口２１が列設される方向に延びており、ノズル開口２１の列に対応して２つ設けられている。圧電振動子２４は、その基端部が、ヘッドケース２５に取り付けられた固定基板３３に固着されるとともに、その先端部が島状部２９ａに固着されている。
【０００６】
そして、図７に示した記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置においては、駆動信号発生回路で発生させた駆動信号をフレキシブル回路板３４を介して圧電振動子２４に入力することにより、圧電振動子２４を長手方向に伸縮させる。この圧電振動子２４の伸縮により島状部２９ａ及び可撓性シート２８を振動させて圧力発生室２２内の圧力を変化させ、圧力発生室２２内のインクをノズル開口２１からインク滴として吐出させる。なお、図７において符号３５は、インクカートリッジ（図示せず）からインク貯留室３０にインクを補給するインク補給管である。
【０００７】
また、ヘッドケース２５のインク貯留室３０に対応する部分には、インク貯留室３０と反対側への可撓性シート２８の膨出を可能として、可撓性シート２８を介してインク吐出時のインク貯留室３０内の圧力変動を逃がす、ダンパ用空間３６が形成されている。
【０００８】
ここで、このダンパ用空間３６は、もし仮に外部（大気）と連通しない独立空間として存在させると、ダンパ用空間３６内の空気がＰＰＳフィルム製の可撓性シート２８を透過してインク内に溶出し、ダンパ用空間３６内の気圧が下がって可撓性シート２８の張力が高くなり、十分なダンパ効果を得られなくなりやすい。
【０００９】
そこで、従来のインクジェット式記録ヘッド２０においては、ダンパ用空間３６からヘッドケース２５の上面まで大気開放路３７を貫通形成することにより、上述したようなダンパ用空間３６内の圧力低下を防止している。
【００１０】
なお、従来の記録ヘッド２０においては、図７に示したように大気開放路３７の大気側の端部を構成する大気開放孔３７ａがヘッドケース２５の上面に位置している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の記録ヘッド２０では、印刷動作中のみならず印刷休止中においてもダンパ用空間３６が大気に開放されているため、記録ヘッド２０が長時間にわたって使用されないような場合に、インク貯留室３０内のインク中の水分がＰＰＳフィルム製の可撓性シート２８を透過して蒸発し、次第にインク貯留室３０内のインクの粘度が上昇してしまう可能性がある。
【００１２】
そして、長期休止状態から再び使用を開始するときに、インク流路内のインクを強制的に吸引するクリーニング動作等を行なってもインク流路の目詰まりが回復せずにインクを正常に吐出できなくなるおそれがある。
【００１３】
このような傾向は、特に、粘度上昇を起こしやすい顔料系のインクで顕著であり、最近では、多様な印刷品質を実現するため、顔料系のインクが用いられることも多くなっていることから、このような長期印刷休止によるインクの粘度上昇を防止しうるインクジェット式記録装置の開発が強く望まれていた。
【００１４】
なお、従来のインクジェット式記録装置では、印刷休止中においては、図８に示したように記録ヘッド２０のノズル形成面２０ａが、インク吸収材３９を内部に有するキャップ部材３８によって封止されている。従って、この状態においてはノズル開口２１からの水分の蒸発が抑制される。
【００１５】
しかしながら、上述したように可撓性シート２８を透過した水分は大気開放路３７を介して大気中に放出されてしまうので、キャップ部材３８で記録ヘッド２０のノズル形成面２０ａを封止した状態においても、インクからの水分の蒸発が進行してしまう。
【００１６】
ちなみに、非印刷時においてはダンパ用空間３６における可撓性シート２８のダンパ機能を必要としないので、必ずしも大気開放路３７を大気に開放しておく必要はないが、従来のインクジェット式記録装置は大気開放路３７を適宜封止するための手段を備えていなかった。
【００１７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、長期休止状態においても液体噴射ヘッド内の液体の粘度上昇を防止し得る液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明による液体噴射装置は、ノズル開口に連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて前記ノズル開口から液滴を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止して密閉空間を形成するキャッピング手段と、を備え、前記液体噴射ヘッドは、前記圧力室に供給される液体を貯留する液体貯留室と、前記液体貯留室の壁面の一部を構成して前記液体貯留室内の圧力変動を吸収する可撓性シートと、前記液体貯留室と反対側への前記可撓性シートの膨出を可能とする膨出許容空間と、前記膨出許容空間を大気に開放する大気開放路と、を有し、前記キャッピング手段は、前記ノズル形成面に当接される先端部を含むキャップ本体と、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を前記キャップ本体で封止した状態において、前記大気開放路の大気側の端部を構成する大気開放孔を大気から隔離する隔離部材と、を有する。
【００１９】
また、好ましくは、前記隔離部材の基端部は、前記キャップ本体の側面に接続されている。
【００２０】
また、好ましくは、前記隔離部材は、前記大気開放孔自体を直接封止することにより前記大気開放孔を大気から隔離する。
【００２１】
また、好ましくは、前記隔離部材は、前記大気開放孔を大気から隔離した状態において前記大気開放孔を前記キャップ本体の内部空間に連通させる連通路を有する。
【００２２】
また、好ましくは、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子が収容されたヘッドケースをさらに有し、前記大気開放孔は前記ヘッドケースの側面に形成されている。
【００２３】
また、好ましくは、前記ヘッドケースの側面は、前記ノズル形成面から遠ざかる方向に向かって拡開するように傾斜している。
【００２４】
また、好ましくは、前記隔離部材は、前記ヘッドケースの側面の傾斜に合わせて傾斜している。
【００２５】
また、好ましくは、前記ヘッドケースの側面に形成された凸部に前記大気開放孔が形成されている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置について、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図１中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介して、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。キャリッジ１、キャリッジモータ２、タイミングベルト３、及びガイド部材４は、インクジェット式記録ヘッド１２（液体噴射ヘッドの一例）をキャリッジ１と共に主走査方向に走査させるキャリッジ機構を構成している。
【００２８】
インクジェット式記録ヘッド１２は、キャリッジ１の記録媒体６に対向する側に搭載されており、またその上部には記録ヘッド１２にインクを供給するインクカートリッジ７、８が着脱可能に装着されている。
【００２９】
インクジェット式記録装置の非記録領域であるホームポジション（図１中、右側）にはキャップ部材１３（キャッピング手段の一例）が配置されており、このキャップ部材１３はキャリッジ１に搭載された記録ヘッド１２がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド１２のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材１３の下方には、キャップ部材１３により形成された密閉空間に負圧を与えるためのポンプユニット１０が配置されている。
【００３０】
キャップ部材１３における記録領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング部材１１が記録ヘッド１２の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ１がキャップ部材１３側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド１２のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
【００３１】
このインクジェット式記録装置は、さらに、記録ヘッド１２により記録が行われる記録媒体６を主走査方向に対して直交する副走査方向に間欠的に搬送する送り機構を備えている。
【００３２】
図２は記録ヘッド１２の概略構成を示しており、図７に示した従来の記録ヘッド２０と共通する部分には図７と同一の符号を付している。以下では、図７に示した従来の記録ヘッド２０と共通する部分については説明を省略する。
【００３３】
図２に示した本実施形態における記録ヘッド１２は、ダンパ用空間（膨出許容空間）３６を大気に開放する大気開放路４０及びその大気側の端部を構成する大気開放孔４０ａの配置が従来の記録ヘッド２０と異なる。
【００３４】
すなわち、本実施形態における記録ヘッド１２においては、大気開放路４０は、ダンパ用空間３６から上方に延びた後に側方に向けて曲がっており、大気開放孔４０ａはヘッドケース２５の上面ではなく側面２５ａに形成されている。
【００３５】
また、図３は本実施形態におけるキャップ部材１３によって記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａを封止した状態を示している。図３に示したようにキャップ部材１３は、ノズル形成面１２ａに当接される先端部４１ａを含むキャップ本体４１と、ノズル形成面１２ａを封止した状態において大気開放孔４０ａを大気から隔離する隔離部材４２と、を有する。キャップ本体４１の内部にはインク吸収材３９が配置されている。
【００３６】
隔離部材４２は、その基端部４２ａがキャップ本体４１の側面に接続されており、キャップ本体４１の側面から側方に張り出した後に上方に曲がって筒状を成している。
【００３７】
そして、図３に示したようにノズル形成面１２ａをキャップ本体４１にて封止した状態においては、隔離部材４２は大気開放孔４０ａ自体を直接封止して、大気開放孔４０ａを大気から隔離する。
【００３８】
このように本実施形態によるインクジェット式記録装置においては、記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａをキャップ本体４１にて封止した状態では、ヘッドケース２５の側面に形成された大気開放孔４０ａがキャップ部材１３の隔離部材４２によって封止されている。このため、印刷休止状態においてインク貯留室３０内のインクの水分が可撓性シート２８を透過して蒸発することを防止することができる。これにより、水分の蒸発によるインク粘度の上昇を防止することが可能であり、特に、粘度上昇を起こしやすい顔料系インクにおいて極めて有効である。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態について図４を参照して説明する。なお、この実施形態は図１乃至図３に示した実施形態の構成を一部変更したものであり、以下では変更した部分についてのみ説明する。
【００４０】
本実施形態においては、隔離部材４２は連通路４３を有し、この連通路４３は、大気開放孔４０ａを大気から隔離した状態において大気開放孔４０ａをキャップ本体４１の内部空間に連通させることができる。
【００４１】
このように本実施形態では、キャップ部材１３のキャップ本体４１でノズル形成面１２ａを封止した状態においては、連通路４３によって大気開放孔４０ａがキャップ本体４１の内部空間に連通している。これにより、ダンパ用空間３６を形成する空間とキャップ本体４１の内部空間とが流体連通して同じ圧力になるので、キャップ本体４１の内部をポンプユニット１０によって排気した場合でも、可撓性シート２８がその両面間の差圧によって過度に湾曲してしまうことを防止することができる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について図５を参照して説明する。なお、本実施形態は、図４に示した実施形態の構成の一部を変更したものであり、以下では変更した部分についてのみ説明する。
【００４３】
本実施形態においてはヘッドケース２５の側面２５ａが、ノズル形成面１２ａから遠ざかる方向に向かって拡開するように傾斜している。また、隔離部材４２も、ヘッドケース２５の側面２５ａの傾斜に合わせて傾斜している。
【００４４】
このように本実施形態においては、ヘッドケース２５の側面２５ａ及び隔離部材４２を傾斜させることによって、ノズル形成面１２ａを封止すべくキャップ部材１３を記録ヘッド１２に向けて上昇させた際に、ヘッドケース２５に引っかかることなく、ヘッドケース２５に対して隔離部材４２を円滑に嵌め合わせることができる。
【００４５】
図６はさらに他の実施形態を示しているが、この実施形態においてはヘッドケース２５の側面２５ａに凸部２５ｂが形成されている。そして、この凸部２５ｂに大気開放孔４０ａが形成されている。また、凸部２５ｂの下端部はテーパ状に形成されている。
【００４６】
この実施形態においても、ノズル形成面１２ａを封止すべくキャップ部材１３を記録ヘッド１２に向けて上昇させた際に、ヘッドケース２５に引っかかることなく、ヘッドケース２５に対して隔離部材４２を円滑に嵌め合わせることができる。
【００４７】
なお、上記各実施形態では縦振動モードの圧電振動子２４が用いられた記録ヘッド１２に適用した例を示したが、本発明は、撓み振動モードの圧電振動子が用いられた記録ヘッドに適用することもできるし、圧力発生素子として流路内のインクを加熱する加熱素子が用いられた記録ヘッドに適用することも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッドのノズル形成面をキャップ本体にて封止した状態においては、大気開放路の大気側の端部を構成する大気開放孔がキャッピング手段の隔離部材によって封止されているので、装置の休止状態において液体貯留室内の液体の水分が可撓性シートを透過して蒸発することを防止できる。これにより、水分の蒸発による液体粘度の上昇を防止することが可能であり、特に、粘度上昇を起こしやすい顔料系インクにおいて極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるインクジェット式記録装置を示した斜視図。
【図２】図１に示したインクジェット式記録装置の記録ヘッドの断面図。
【図３】図２に示した記録ヘッドをキャップ部材で封止した状態を示した断面図。
【図４】本発明の他の実施形態によるインクジェット式記録装置の記録ヘッドをキャップ部材で封止した状態を示した断面図。
【図５】本発明の他の実施形態によるインクジェット式記録装置の記録ヘッドをキャップ部材で封止した状態を示した断面図。
【図６】本発明の他の実施形態によるインクジェット式記録装置の記録ヘッドをキャップ部材で封止した状態を示した断面図。
【図７】従来のインクジェット式記録装置の記録ヘッドの断面図。
【図８】図７に示した記録ヘッドをキャップ部材で封止した状態を示した断面図。
【符号の説明】
１２　インクジェット式記録ヘッド
１２ａ　ノズル形成面
１３　キャップ部材（キャッピング手段）
２１　ノズル開口
２２　圧力室
２５　ヘッドケース
２８　可撓性シート
３０　インク貯留室（液体貯留室）
３６　ダンパ用空間（膨出許容空間）
４０　大気開放路
４０ａ　大気開放孔
４１　キャップ本体
４２　隔離部材
４３　連通路
【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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