(57)【要約】【課題】キャップ部の大気開放動作の信頼性を高めることができる液体噴射装置を提供すること。【解決手段】液体を噴射するノズルが形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、前記ノズルを囲うようにして前記液体噴射ヘッドに当接するキャップ部と、前記ノズル形成面と前記キャップ部とで形成される前記空間を吸引する吸引部と、前記キャップ部に形成され前記空間と外部とを連通する開口部を有し、前記開口部を開閉する開閉弁が前記キャップ部に取り付けられた大気開放部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズルが形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、
前記ノズルを囲うようにして前記液体噴射ヘッドに当接するキャップ部と、
前記ノズル形成面と前記キャップ部とで形成される前記空間を吸引する吸引部と、
前記キャップ部に形成され前記空間と外部とを連通する開口部を有し、前記開口部を開閉する開閉弁が前記キャップ部に取り付けられた大気開放部と
を備える液体噴射装置。
【請求項２】
前記吸引部は、
前記空間に接続される管部と、
前記管部に接続されるポンプと
を有する
請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記開閉弁を介して前記開口部に接続された第二管部
を更に備える請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記開閉弁は、前記開口部を閉じた状態で前記開口部を貫通する貫通部を有する
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記貫通部は、前記外部から前記空間へ向けて先細りに形成されている
請求項４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記キャップ部は、底部及び壁部を有し、
前記開口部及び前記開閉弁は、前記底部及び前記壁部のうち少なくとも一方に設けられている
請求項１から請求項５のうちいずれか一項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、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として、インクジェット方式の印刷装置が知られている。このインクジェット方式の印刷装置は、インクを噴射する複数のノズルがノズル形成面に形成されたヘッドを備えている。ヘッドからのインクの吐出特性を維持するため、ノズルからインクを吸引する吸引動作を行う場合がある。吸引動作では、キャップ部でノズルを囲うようにヘッドに当接し、キャップ部とノズル形成面との間に空間を形成し、当該空間を負圧にしてノズルからインクを吸引する。
【０００３】
この吸引動作の後、キャップ部とノズル形成面との間の空間が負圧になったままの状態でキャップ部をヘッドから離すと、負圧が急激に解除され、空間に気体が急激に流れ込む。この気体の流れにより、キャップ部に付着したインクがノズル形成面側に飛び散る場合がある。飛び散ったインクがノズル形成面に付着すると、ノズル形成面が汚れてしまう。また、ノズル形成面に付着したインクがノズルを塞ぐと、インクの吐出不良を引き起こすことにもなる。
【０００４】
このため、例えば特許文献１に示すように、キャップ部に大気開放部を接続する構成が知られている。この構成においては、キャップ部にはチューブが接続されており、大気開放を行う開閉弁は当該チューブに設けられている。キャップ部をヘッドから離す前に大気開放を行うことにより、空間の負圧が解除された状態でキャップ部をヘッドから離すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８８６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の構成においては、キャップ部と開閉弁との間でチューブ内に液体が残留すると、大気開放経路が詰まってしまい、開閉弁を開いても大気開放が行われにくくなるという問題があった。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明は、キャップ部の大気開放動作の信頼性を高めることができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る液体噴射装置は、液体を噴射するノズルが形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、前記ノズルを囲うようにして前記液体噴射ヘッドに当接するキャップ部と、前記ノズル形成面と前記キャップ部とで形成される前記空間を吸引する吸引部と、前記キャップ部に形成され前記空間と外部とを連通する開口部を有し、前記開口部を開閉する開閉弁が前記キャップ部に取り付けられた大気開放部とを備える。
【０００９】
本発明によれば、ノズルを囲うようにして液体噴射ヘッドに当接するキャップ部と、ノズル形成面とキャップ部とで形成される空間を吸引する吸引部と、キャップ部に形成され空間と外部とを連通する開口部を有し、開口部を開閉する開閉弁がキャップ部に取り付けられた大気開放部とを備えるので、キャップ部に形成された開口部を介して大気開放を行うことができる。これにより、大気開放経路に液体が詰まるのを抑えることができるので、キャップ部の大気開放動作の信頼性を高めることができる。
【００１０】
上記の液体噴射装置において、前記吸引部は、前記空間に接続される管部と、前記管部に接続されるポンプとを有することが好ましい。  
本発明によれば、吸引部が、空間に接続される管部と、当該管部に接続されるポンプとを有する構成であるため、ポンプの作動により管部に液体が残留する場合であっても、キャップ部の大気開放動作を確実に行うことができる。
【００１１】
上記の液体噴射装置は、前記開閉弁を介して前記開口部に接続された第二管部を更に備えることが好ましい。  
本発明によれば、開閉弁を介して開口部に接続された第二管部を更に備えることとしたので、第二管部がキャップ部に直接接続されるのを回避することができる。これにより、キャップ部の液体が第二管部に入り込むのを防ぐことができる。
【００１２】
上記の液体噴射装置において、前記開閉弁は、前記開口部を閉じた状態で前記開口部を貫通する貫通部を有することが好ましい。  
本発明によれば、開閉弁が、開口部を閉じた状態で開口部を貫通する貫通部を有するので、開口部に液体の薄膜が形成されるのを防ぐことができる。
【００１３】
上記の液体噴射装置において、前記貫通部は、前記外部から前記空間へ向けて先細りに形成されていることが好ましい。  
本発明によれば、貫通部が、外部から空間へ向けて先細りに形成されているので、液体の薄膜が形成されにくい構成となる。
【００１４】
上記の液体噴射装置において、前記キャップ部は、底部及び壁部を有し、前記開口部及び前記開閉弁は、前記底部及び前記壁部のうち少なくとも一方に設けられていることが好ましい。  
本発明によれば、キャップ部の周囲の構成や装置全体の設計に応じて底部及び壁部のうち所望の箇所に開口部を配置させることができる。これにより、装置の設計の幅が広がることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る印刷装置の全体構成を示す図。
【図２】本実施形態に係る印刷装置の一部の構成を示す図。
【図３】本実施形態に係る印刷装置の一部の構成を示す図。
【図４】本実施形態に係る印刷装置の制御装置の構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態に係る印刷装置の動作の過程を示す図。
【図６】本実施形態に係る印刷装置の動作の過程を示す図。
【図７】本実施形態に係る印刷装置の動作の過程を示す図。
【図８】本実施形態に係る印刷装置の動作の過程を示す図。
【図９】本実施形態に係る印刷装置の他の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。  
図１は、本実施形態に係る印刷装置ＰＲＴ（液体噴射装置）の概略構成を示す図である。本実施形態では、印刷装置ＰＲＴとしてインクジェット型の印刷装置を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１に示す印刷装置ＰＲＴは、例えば、紙、プラスチックシートなどのシート状の媒体Ｍを搬送しつつ印刷処理を行う装置である。印刷装置ＰＲＴは、筐体ＰＢと、媒体Ｍにインクを噴射するインクジェット部ＩＪと、当該インクジェット部ＩＪにインクを供給するインク供給部ＩＳと、媒体Ｍを搬送する搬送部ＣＶと、インクジェット部ＩＪの保全動作を行うメンテナンス部ＭＮと、これら各部を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。
【００１８】
以下、ＸＹＺ直交座標系を設定し、当該ＸＹＺ直交座標系を適宜参照しつつ各構成要素の位置関係を説明する。本実施形態では、媒体Ｍの搬送方向をＸ方向とし、当該媒体Ｍの搬送面においてＸ方向に直交する方向をＹ方向とし、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に垂直な方向をＺ方向と表記する。また、Ｘ軸周りの回転方向をθＸ方向、Ｙ軸周りの回転方向をθＹ方向、Ｚ軸周りの回転方向をθＺ方向とする。
【００１９】
筐体ＰＢは、Ｙ方向を長手とするように形成されている。筐体ＰＢには、上記のインクジェット部ＩＪ、インク供給部ＩＳ、搬送部ＣＶ、メンテナンス部ＭＮ及び制御装置ＣＯＮＴの各部が取り付けられている。筐体ＰＢには、プラテン１３が設けられている。プラテン１３は、媒体Ｍを支持する支持部材である。プラテン１３は、筐体ＰＢのうちＸ方向の中央部に配置されている。プラテン１３は、＋Ｚ方向に向けられた平坦面１３ａを有している。当該平坦面１３ａは、媒体Ｍを支持する支持面として用いられる。
【００２０】
搬送部ＣＶは、搬送ローラーや当該搬送ローラーを駆動するモーターなどを有している。搬送部ＣＶは、筐体ＰＢの−Ｘ側から当該筐体ＰＢの内部に媒体Ｍを搬送し、当該筐体ＰＢの＋Ｘ側から当該筐体ＰＢの外部に排出する。搬送部ＣＶは、筐体ＰＢの内部において、媒体Ｍがプラテン１３上を通過するように当該媒体Ｍを搬送する。搬送部ＣＶは、制御装置ＣＯＮＴによって搬送のタイミングや搬送量などが制御されるようになっている。
【００２１】
インクジェット部ＩＪは、インクを噴射するヘッドＨと、当該ヘッドＨを保持して移動させるヘッド移動部ＡＣとを有している。ヘッドＨは、プラテン１３上に送り出された媒体Ｍに向けてインクを噴射する。ヘッドＨは、インクを噴射するノズル形成面Ｈａを有している。ノズル形成面Ｈａは、−Ｚ方向に向けられており、プラテン１３の支持面１３ａに対向するように配置されている。
【００２２】
ヘッド移動部ＡＣは、ヘッドＨを筐体ＰＢの長手方向に移動させる。ヘッド移動部ＡＣは、ヘッドＨを固定させるキャリッジ４を有している。キャリッジ４は、筐体ＰＢの長手方向に架けられたガイド軸８に当接されている。ヘッド移動部ＡＣは、当該キャリッジ４をガイド軸８に沿って移動させる、例えばパルスモーター９、駆動プーリー１０、遊転プーリー１１及びタイミングベルト１２などを有している。
【００２３】
メンテナンス部ＭＮは、媒体Ｍに対して印刷が行われる領域から外れた領域（ホームポジション）に設けられている。メンテナンス部ＭＮは、ヘッドＨのノズル形成面Ｈａを覆うキャッピング部ＣＰや、当該ノズル形成面Ｈａを払拭するワイピング部ＷＰなどを有している。キャッピング部ＣＰには、吸引ポンプＳＣが接続されている。ヘッドＨからメンテナンス部ＭＮ側に排出された廃インクは、廃液回収部（不図示）において回収される。
【００２４】
インク供給部ＩＳは、ヘッドＨにインクを供給する。インク供給部ＩＳには、複数のインクカートリッジＩＣが収容されている。本実施形態の印刷装置ＰＲＴは、インクカートリッジＩＣがヘッドＨとは異なる位置に収容される構成（オフキャリッジ型）である。
【００２５】
インク供給部ＩＳは、各インクカートリッジＩＣの内部の圧力を個別に調整可能な圧力調整部６を有している。インク供給部ＩＳは、ヘッドＨとインクカートリッジＩＣとを接続する供給チューブＴＢを有している。供給チューブＴＢは、インクカートリッジＩＣ毎に設けられている。
【００２６】
図２は、キャッピング部ＣＰの構成を示す図である。  
図２に示すように、キャッピング部ＣＰは、キャップ部材５０、吸引部５１及び大気開放部５２を有している。
【００２７】
キャップ部材５０は、トレイ状に形成されており、底部５０ａ及び壁部５０ｂを有している。キャップ部材５０の底部５０ａには、第一開口部５３及び第二開口部５４が形成されている。第一開口部５３及び第二開口部５４は、底部５０ａを貫通して形成されている。
【００２８】
吸引部５１は、第一接続管５１ａ及び吸引ポンプＳＣを有している。第一接続管５１ａは、第一開口部５３に接続されている。吸引ポンプＳＣは、第一接続管５１ａに設けられている。吸引ポンプＳＣが作動することにより、キャップ部材５０の底部５０ａと壁部５０ｂとで囲まれた空間が第一接続管５１ａを介して吸引される。
【００２９】
大気開放部５２は、開閉弁５５及び第二接続管５６を有している。開閉弁５５は、キャップ部材５０に直接取り付けられている。開閉弁５５は、第二開口部５４を開閉可能に設けられている。第二接続管５６は、開閉弁５５を介して第二開口部５４に接続されている。第二接続管５６は、不図示の廃液回収部に接続されている。第二接続管５６は、インクの薄膜が形成されない程度の径を有することが好ましい。第二開口部５４から排出されるインクは、第二接続管５６を介して当該廃液回収部に回収される。
【００３０】
図３は、開閉弁５５の構成を示す図である。図３では、開閉弁５５が閉じた状態が示されている。図３では、第二接続管５６の図示を省略している。  
図３に示すように、開閉弁５５は、弁体５７、封止部５８及び付勢部５９を有している。弁体５７は、板状に形成されており、第二開口部５４を覆うように設けられている。弁体５７は、＋Ｚ側の面に第二開口部５４に挿入される貫通部５７ａを有している。開閉弁５５が閉じた状態において、貫通部５７ａは、底部５０ａに対して＋Ｚ側に突出した状態となっている。このため、第二開口部５４にインクの薄膜が形成されにくくなっている。
【００３１】
当該貫通部５７ａは、＋Ｚ側に向けて先細りに形成されている。このため、開閉弁５５を開いた状態（図３の一点鎖線で示す）においては、開閉弁５５を閉じた状態に比べて、第二開口部５４と貫通部５７ａとの間が大きくなる。したがって、貫通部５７ａと第二開口部５４との間にインクの薄膜が形成されにくくなる。
【００３２】
封止部５８は、開閉弁５５を閉じた状態において、弁体５７とキャップ部材５０との間を封止する。封止部５８は、弾性変形可能な樹脂材料などを用いて形成されている。付勢部５９は、弁体５７をキャップ部材５０側へ付勢する。弁体５７には付勢部５９による付勢力が加えられた状態となっている。開閉弁５５を開放する際には、不図示の移動部を用いて弁体５７をキャップ部材５０から離れる方向に移動させる構成となっている。
【００３３】
図４は印刷装置ＰＲＴの電気的な構成を示すブロック図である。  
制御装置ＣＯＮＴには、印刷装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を入力する入力装置ＩＰ、印刷装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を記憶した記憶装置ＭＲなどが接続されており、上述した搬送部ＣＶや、ヘッド移動部ＡＣ、メンテナンス部ＭＮ等が接続されている。制御装置ＣＯＮＴは、メンテナンス部ＭＮのうち例えばキャッピング部ＣＰ、吸引ポンプＳＣ及び開閉弁５５などを制御可能である。
【００３４】
ヘッドＨは、ノズルＮＺごとに設けられた圧電振動子を有している。制御装置ＣＯＮＴは、当該圧電振動子に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器に接続されている。駆動信号発生器には、ヘッドＨの圧電振動子に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器は、各圧電振動子に対して、個別に駆動信号を供給可能に設けられている。
【００３５】
次に、上記のように構成された印刷装置ＰＲＴの動作を説明する。制御装置ＣＯＮＴは、印刷装置ＰＲＴの動作として、ヘッドＨによる印刷動作や、メンテナンス部ＭＮによるヘッドＨのクリーニング動作などを行わせる。
【００３６】
ヘッドＨによる印刷動作を行う場合、制御装置ＣＯＮＴは、搬送部ＣＶによって媒体ＭをヘッドＨの−Ｚ側に配置させる。媒体Ｍを配置させた後、制御装置ＣＯＮＴは、ヘッドＨを移動させつつ、印刷する画像の画像データに基づいてノズルＮＺに係る駆動信号発生器から圧電振動子に駆動信号を入力する。圧電振動子に駆動信号が入力されると、圧電振動子が伸縮し、ノズルＮＺからインクが噴射される。ノズルＮＺから噴射されたインクによって、媒体Ｍに所望の画像が形成される。
【００３７】
次に、クリーニング動作を行わせる場合を説明する。クリーニング動作は、ヘッドＨの吐出特性を確保するために行われる。制御装置ＣＯＮＴは、上記クリーニング動作として、キャッピング部ＣＰを用いた吸引動作を行わせる。
【００３８】
当該吸引動作では、制御装置ＣＯＮＴは、ヘッドＨをホームポジションに配置させ、キャップ部材５０によってヘッドＨのノズル形成面Ｈａを封止させた後、吸引ポンプＳＣを作動させてノズルＮＺを吸引する。この動作により、図５に示すように、キャップ部材５０とノズル形成面Ｈａとで封止された空間Ｋが負圧になる。
【００３９】
空間Ｋが負圧になると、空間ＫとヘッドＨの内部との圧力差により、ノズルＮＺからキャップ部材５０の底部５０ａへとインクが排出される。キャップ部材５０の底部５０ａに排出されたインクＤは、吸引ポンプＳＣの吸引力により、第一開口部５３から第一接続管５１ａを介して不図示の廃液回収部へ排出される。
【００４０】
吸引動作の後、制御装置ＣＯＮＴは、大気開放部５２の開閉弁５５を開放させ、空間Ｋを大気開放させる。この動作により、図６に示すように、第二接続管５６から第二開口部５４を介して空間Ｋに気体が流入し、空間Ｋの圧力が大気圧に戻る。本実施形態においては、開閉弁５５がキャップ部材５０に取り付けられており、第二接続管５６が開閉弁５５に接続されているため、キャップ部材のインクＤが第二接続管５６に流入することが回避される。このため、大気開放動作が確実に行われる。
【００４１】
大気開放動作の後、制御装置ＣＯＮＴは、図７に示すように、キャップ部材５０を−Ｚ方向へ移動させ、ヘッドＨのノズル形成面Ｈａから離間させる。上記の大気開放動作において、空間Ｋの圧力が大気圧に戻っているため、キャップ部材５０がノズル形成面Ｈａからスムーズに離れることになる。このため、キャップ部材５０のうちノズル形成面Ｈａとの当接部分にインクＤが付着している場合であっても、当該インクＤの飛沫などが発生することも無いため、ノズル形成面Ｈａが汚れることなくキャップ部材５０が離間する。吸引動作の後、制御装置ＣＯＮＴは、ワイピング部ＷＰを用いて払拭動作を行わせる。
【００４２】
図８は、上記動作において、開閉弁５５を開放させた状態を示す図である。図８では、第二接続管５６の図示を省略している。  
図８に示すように、封止部５８はキャップ部材５０から離れており、第二開口部５４が開放されている。この状態において、弁体５７の貫通部５７ａは、第二開口部５４を貫通して空間Ｋに入り込んでいる。このため、第二開口部５４にインクＤの薄膜が形成されるのが抑制されることになる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、ノズルＮＺを囲うようにしてヘッドＨに当接するキャップ部材５０と、ノズル形成面Ｈａとキャップ部材５０とで形成される空間Ｋを吸引する吸引部５１と、キャップ部材５０に形成され空間Ｋと外部とを連通する第二開口部５４を有し、第二開口部５４を開閉する開閉弁５５がキャップ部材５０に取り付けられた大気開放部５２とを備えるので、キャップ部材５０に形成された第二開口部５４を介して大気開放を行うことができる。これにより、大気開放経路にインクＤが詰まるのを抑えることができるので、キャップ部材５０の大気開放動作の信頼性を高めることができる。
【００４４】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態においては、大気開放部５２がキャップ部材５０の底部５０ａに設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、キャップ部材５０のうち底部５０ａとは異なる部分に大気開放部５２が設けられた構成であっても構わない。例えば、図９に示すように、第二開口部５４及び壁部５５がキャップ部材５０の壁部５０ｂに設けられた構成であっても構わない。
【００４５】
上記実施形態では、記録方式としてインクジェット方式を採用した記録装置について記載したが、電子写真方式や熱転写方式など、任意の記録方式の記録装置に変更することもできる。また、記録装置は印刷装置に限らず、ＦＡＸ装置、コピー装置、あるいはこれら複数機能を備えた複合機等であってもよい。さらに、記録装置として、インク以外の他の液体の微小量の液滴を噴射したり吐出したりする液体噴射ヘッド等を備える液体噴射装置を採用してもよい。
【００４６】
なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。
【００４７】
ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置等であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
ＰＲＴ…印刷装置  ＭＮ…メンテナンス部  ＣＯＮＴ…制御装置  Ｈ…ヘッド  Ｈａ…ノズル形成面  ＣＰ…キャッピング部  ＳＣ…吸引ポンプ  ＮＺ…ノズル  Ｋ…空間  Ｄ…インク  ５０…キャップ部材  ５０ａ…底部  ５０ｂ…壁部  ５１…吸引部  ５１ａ…第一接続管  ５２…大気開放部  ５４…第二開口部  ５５…開閉弁  ５６…第二接続管  ５７…弁体  ５７ａ…貫通部
【図１】
2012218239.tif 000003
【図２】
2012218239.tif 000004
【図３】
2012218239.tif 000005
【図４】
2012218239.tif 000006
【図５】
2012218239.tif 000007
【図６】
2012218239.tif 000008
【図７】
2012218239.tif 000009
【図８】
2012218239.tif 000010
【図９】
2012218239.tif 000011