(57)【要約】【課題】簡易且つ安価にノズルの保湿を行うことのできる、流体噴射装置を提供する。【解決手段】流体を噴射する複数のノズル１７が形成される噴射面２１Ａを有する噴射ヘッド１３と、噴射ヘッド１３の非印字状態において、噴射面２１Ａに油を供給する油供給手段５０と、油供給手段５０により噴射面２１Ａに供給された油をノズル１７内に引き込ませる油引き込み手段と、を備える流体噴射装置である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射する複数のノズルが形成される噴射面を有する噴射ヘッドと、
該噴射ヘッドの非印字状態において、前記噴射面に油を供給する油供給手段と、
該油供給手段により前記噴射面に供給された前記油を前記ノズル内に引き込ませる油引き込み手段と、を備えることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記油供給手段は、前記油を貯留した油槽を有し、該油槽に浸されることで前記噴射面に油が供給され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】
前記油供給手段は、外周面に前記油が塗布されたローラからな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４】
前記油は、前記ノズルから噴射される前記流体と略同じ粘度を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
前記噴射ヘッドがラインヘッドであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項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ものである。
【背景技術】
【０００２】
流体噴射装置は、流体を噴射可能な噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の流体を被記録材等に向けて噴射する装置である。流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（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッド（噴射ヘッド）のノズルから液体状のインク（流体）をインク滴として記録紙等の被記録材に向けて吐出・着弾させてドットを形成することで記録を行うインクジェット式記録装置がある。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置は、非印字状態においてノズル内部が乾燥することにより、インクの吐出不良が生じる可能性がある。そこで、放置することでインク中の成分を分離させ、ノズルを保湿する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００２−５２９５７２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、上記従来技術ではインク中の成分を分離させることで保湿剤として利用するため、使用できるインクに制約が生じることでコストが嵩んでしまうといった問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡易且つ安価にノズルの保湿を行うことのできる、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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の流体噴射装置は、流体を噴射する複数のノズルが形成される噴射面を有する噴射ヘッドと、該噴射ヘッドの非印字状態において、前記噴射面に油を供給する油供給手段と、該油供給手段により前記噴射面に供給された前記油を前記ノズル内に引き込ませる油引き込み手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の流体噴射装置によれば、噴射面に供給された油が油引き込み手段によりノズル内に引き込まれるので、非印字状態におけるノズルの乾燥を防止することができる。また、従来、ノズルの乾燥を防止するために用いられていたキャップ部材を不要にすることができ、装置構成を簡素化できる。
【０００８】
また、上記流体噴射装置においては、前記油供給手段は、前記油を貯留した油槽を有し、該油槽に浸されることで前記噴射面に油が供給されるのが好ましい。
この構成によれば、油槽に浸されることで、例えば表面の凹凸形状によらず噴射面に簡便且つ確実に油を供給することができる。
【０００９】
また、上記流体噴射装置においては、前記油供給手段は、外周面に前記油が塗布されたローラからなるのが好ましい。
この構成によれば、ローラの外周面を噴射面に当接させつつ回転させることで簡便且つ確実に噴射面全体に油を供給することができる。
【００１０】
また、上記流体噴射装置においては、前記油は、前記ノズルから噴射される前記流体と略同じ粘度を有するのが好ましい。
この構成によれば、油の粘度が流体と略同じであるため、ノズル内への引き込み或いはノズルからの排出を良好に行うことができる。
【００１１】
また、上記流体噴射装置においては、前記噴射ヘッドがラインヘッドであるのが好ましい。
ラインヘッドのような長尺形状のものにおいて、従来のキャップ部材は良好な密着性を得る事が難しく、ノズルの乾燥防止が不十分となるおそれがあった。これに対し、本発明は、ノズル内を保湿手段として噴射面に供給された油を用いる。油は液体であることから噴射面の形状によらず、噴射面全体に油膜を形成できる。
したがって、本発明は従来のキャップ部材を適用し難いラインヘッドのような長尺形状のものに適用した場合、特に効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る流体噴射装置の一実施形態について、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を例示する。
【００１３】
図１は、本実施形態のインクジェット式プリンタ（以下、プリンタ１００と称す）の概略構成図、図２は、記録ヘッド周辺の要部平面図、図３は、記録ヘッドの噴射面を示す平面図である。
図１及び図２に示すように、プリンタ１００は記録紙１２への記録を行う記録部１０を有している。
【００１４】
記録部１０は、インク滴を噴射して流体噴射対象物である記録紙１２に画像形成する記録ヘッド１３（噴射ヘッド）と、記録紙１２を搬送する記録紙搬送機構１４と、記録ヘッド１３に供給するインク（流体）を貯留したインク貯留部１５とを有している。
【００１５】
記録紙搬送機構１４は、紙送りモータ（不図示）や、この紙送りモータによって回転駆動される紙送りローラなどを有しており、記録（印字・印刷）動作に連動させて記録紙１２を記録ヘッド１３に対向するように順次送り出すことができるようになっている。
【００１６】
インク貯留部１５は、プリンタ本体１６の一側に配置されており、不図示のインク供給手段により後述の記録ヘッド１３へインクを供給する。このインク貯留部１５は、プリンタ１００の各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ１：染料系）、黒（Ｋ２：顔料系））に対応する色のインクを貯蔵するインクタンク１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ１，１５Ｋ２を有している。インク貯留部１５と記録ヘッド１３との間は、不図示のインク供給手段を介して連通されている。
【００１７】
記録ヘッド１３は、プリンタ１００が対象とする最大サイズの記録紙１２の少なくとも一辺を越える長さ（最大記録紙幅Ｗ）に亘ってノズルが多数配列された、所謂ラインヘッド型の記録ヘッドである。本実施形態においては、少なくとも各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ１、Ｋ２）に対応した５つの印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２を備えている。各印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２は、インク滴を噴射するためのノズル１７を多数整列配置してなるノズル列Ｌ（図３参照）をそれぞれ有しており、当該ノズル列Ｌの形成された領域がノズル形成領域２１Ｂである。ノズル列Ｌは、記録紙１２の搬送方向に沿って順に配設されている。ノズル列Ｌは、ノズル１７による１列のライン又はノズル１７による複数列のラインであって、ノズル１７の数やラインの数は適宜設定される。図３はノズル列Ｌの一実施例を示すものであり、ノズル１７による複数列のラインを示している。ライン数を増やすことにより、一度に広範囲の記録が可能になるとともに、画像の解像度も高まる。
【００１８】
記録ヘッド１３は、最大記録紙幅Ｗに対応する長さ方向を記録紙１２の搬送方向と直交する方向に配置され、各ノズル列Ｌのノズル１７からインク滴が記録紙１２に噴射されることにより記録紙１２に画像が記録される。
インク貯留部１５と記録ヘッド１３とを連通するインク供給手段は、複数のインク供給流路（不図示）を有しており、各インクタンク１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ１，１５Ｋ２から各印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２へとインクが供給されるようになっている。
【００１９】
さらに、本実施形態に係るプリンタ１００は、記録ヘッド１３の噴射面２１Ａ（図４参照）に油を供給する油供給手段５０と、油供給手段５０により噴射面２１Ａに供給された油をノズル１７内に引き込ませる油引き込み手段としての吸引機構３９と、を備えている。
【００２０】
これら油供給手段５０及び吸引機構３９は、ノズル１７の乾燥防止及びノズル１７内でのインクの増粘を防止するためのものであり、記録ヘッド１３における非印字状態において用いられるものである。
【００２１】
また、上記記録ヘッド１３は、ヘッド移動機構（不図示）によって上下方向に移動可能とされている。より詳細には、記録ヘッド１３は、ヘッド移動機構によって、印刷位置とメンテナンス位置との間において上下方向に移動可能とされている。
【００２２】
なお、印刷位置とは、記録ヘッド１３のノズル１７から記録紙１２へインクを噴射することによって記録を行う位置であり、相対的に記録ヘッド１３を上方に移動させた位置である。また、メンテナンス位置とは、上記油供給手段５０及び吸引機構３９により、記録ヘッド１３のノズル１７における保湿を行うメンテナンス処理が行われる位置であり、相対的に記録ヘッド１３を下方に移動させた位置である。
【００２３】
以下、図４を参照して記録ヘッド１３の構成について詳述する。図４は、記録ヘッド１３の一部を示す断面図である。
記録ヘッド１３は、ヘッド本体１８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２とを備えている。インクを噴射するノズル１７はノズル基板２１に形成され、ノズル基板２１の下面が噴射面２１Ａとされている。流路形成ユニット２２は、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を積層し、接着剤等で接合して一体にしたものである。
【００２４】
記録ヘッド１３は、ヘッド本体１８の内部に形成された収容空間２３と、収容空間２３に配置された駆動ユニット２４とを備えている。駆動ユニット２４は、複数の圧電素子（流体供給部）２５と、圧電素子２５の上端を支持する固定部材２６と、駆動信号を圧電素子２５に供給する柔軟なケーブル２７とを備えている。圧電素子２５は、複数のノズル１７のそれぞれに対応するように設けられている。
【００２５】
また、ヘッド本体１８の内部に形成され、インクタンクからインク供給流路を介して供給されたインクが流れる内部流路２８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２によって形成され、内部流路２８と接続されたリザーバ２９と、流路形成ユニット２２によって形成され、リザーバ２９と接続されたインク供給口３０と、流路形成ユニット２２によって形成されてインク供給口３０と接続されたキャビティ３１とを備えている。キャビティ３１は、複数のノズル１７に対応するように複数設けられている。複数のノズル１７のそれぞれは、複数のキャビティ３１のそれぞれに接続されている。
【００２６】
ヘッド本体１８は、合成樹脂で形成されている。振動板１９は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工したものである。振動板１９のキャビティに対応する部分には、圧電素子２５の下端と接合される島部３２が形成されている。振動板１９の少なくとも一部は、圧電素子２５の駆動に応じて弾性変形する。振動板１９と内部流路２８の下端近傍との間にはコンプライアンス部３３が形成されている。
【００２７】
流路基板２０は、内部流路２８の下端とノズル１７とを接続するリザーバ２９、インク供給口３０、及びキャビティ３１は、それぞれの空間を形成するための凹部を有する。本実施形態においては、流路基板２０は、シリコンを異方性エッチングすることで形成されている。
【００２８】
ノズル基板２１は、所定方向に所定間隔（ピッチ）で形成された複数のノズル１７を有する。本実施形態のノズル基板２１は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された板状の部材である。
【００２９】
各インクタンクから各々のインク供給流路を介して供給されたインクは、内部流路２８の上端に流入する。内部流路２８の下端は、リザーバ２９に接続されており、インクタンクからインク供給流路を介して内部流路２８の上端に流入したインクは、内部流路２８を流れた後、リザーバ２９に供給される。リザーバ２９に供給されたインクは、インク供給口３０を介して、複数のキャビティ３１のそれぞれに分配されるように供給される。
【００３０】
ケーブル２７を介して圧電素子２５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。これにより、キャビティ３１の容積が変化し、インクを収容したキャビティ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。
【００３１】
このように、本実施形態の圧電素子２５は、ノズル１７よりインクを噴射するために、入力される駆動信号に基づいて、ノズル１７に接続されたキャビティ３１の圧力を変動させる。そして、ノズル１７から噴射されたインクによって記録紙１２に所望の画像が形成される。
【００３２】
図５は、上記油供給手段５０における概略構成を示す図である。図５に示されるように、油供給手段５０は油が貯留された油槽５０Ａから構成されている。油槽５０Ａは記録ヘッド１３の噴射面２１Ａの全体を浸せる大きさとなっている。
【００３３】
油槽５０Ａに貯留される油としては、炭素数７以上のアルカン類、一価アルコール類、もしくは二価以上の多価アルコール類、及び前記物質の誘導体が用いられる。なお、炭素数７以上の油は水に溶けないため、本発明において好適である。また、この油は、ノズル１７から噴射されるインクと略同じ粘度を有している。これにより後述するようなノズル１７内への引き込み或いはノズル１７内からの排出を良好に行えるようになっている。
【００３４】
非印字状態とされた記録ヘッド１３は、ヘッド移動機構（不図示）によって下降され、図６（ａ）に示されるように油供給手段５０の油槽５０Ａ内に噴射面２１Ａが浸される。その後、記録ヘッド１３は、ヘッド移動機構により油槽５０Ａから引き上げられる。このとき、図６（ｂ）に示されるように、噴射面２１Ａの全体に油膜５３が形成される。
【００３５】
続いて、図１に示した吸引機構３９を動作させることでインク供給経路及びノズル１７内を負圧状態とする。これにより、噴射面２１Ａに形成された油膜は、図７に示されるようにノズル１７内に引き込まれる。プリンタ１００は、非印字中において、ノズル１７内に油を引き込んだ状態を保持する。なお、ノズル１７の開口１７Ａ近傍に付着している油は表面張力により保持される。このようにノズル１７内に引き込まれた油によって、プリンタ１００は非印字状態においてノズル１７が乾燥するのを防止することができる。また、ノズル１７内に引き込まれた油は、ノズル１７内のインクが酸化するのを防止し、インクの色が変化するといった不具合も防止できる。
【００３６】
このような非印字状態から印字状態に復帰する場合、記録ヘッド１３の各ノズル１７から油を排出させた後、噴射面２１Ａに付着している油をワイプ部材により払拭する。さらに、フラッシング動作を行うことでノズル１７内のインクメニスカスを整えることにより、プリンタ１００は印字可能状態とされる。
【００３７】
ところで、本実施形態に係るプリンタ１００は、記録ヘッド１３が所謂ラインヘッドである。従来記録ヘッドのノズルの乾燥に用いられていた、キャップ部材はラインヘッドのような長尺形状のものにおいては、良好な密着性が得られず、ノズルの乾燥防止が不十分となるおそれがあった。
【００３８】
これに対し、本実施形態においては、ノズル１７内を保湿させる手段として油を用いている。油は液体であることから噴射面２１Ａの形状に依存することなく、噴射面２１Ａ全体に油膜を形成できる。よって、上述のように噴射面２１Ａにおける全てのノズル１７に油を引き込ませることができる。したがって、本実施形態によれば、従来ノズルが乾燥するのを防止することが困難とされたラインヘッドのような長尺形状のヘッドにおいても、ノズル１７内の乾燥を確実に防止できる。このように本発明は、ラインヘッドにおいて特に顕著な効果を得ることができる。また、本実施形態においては、上述のようにノズル１７内に油を引き込ませることでノズル１７を保湿させているため、従来、ノズルの乾燥を防止するために用いられていたキャップ部材を不要となり、装置構成を簡素化できる。
【００３９】
（第２実施形態）
続いて、プリンタの第２実施形態について説明する。本実施形態は油供給手段の形状が上第１実施形態とは異なっており、それ以外の構成については同じである。したがって、第１実施形態と同一の構成及び部材については同一の符号を付し、その説明については省略若しくは簡略する。
【００４０】
図８は本実施形態に係る油供給手段１５０の概略構成を示す図である。本実施形態に係る油供給手段１５０は、塗布ローラ１５０Ａを主体に構成される。この塗布ローラ１５０Ａは、油が貯留された油槽１５１に浸されることで、その外周面に油が塗布されたものとなる。本実施形態では、塗布ローラ１５０Ａの外周面を噴射面２１Ａに当接させつつ回転させることで簡便且つ確実に噴射面２１Ａ全体に油に供給できる。本実施形態においても、塗布ローラ１５０Ａにより噴射面に塗布された油は噴射面２１Ａの形状に依存することなく、噴射面２１Ａ全体に油膜を形成する。なお、ノズル１７の開口１７Ａ近傍に付着している油は表面張力により保持される。
【００４１】
続いて、上記実施形態と同様、吸引機構３９を動作させることでインク供給経路及びノズル１７内を負圧状態とする。これにより、噴射面２１Ａに形成された油膜はノズル１７内に引き込まれる。プリンタ１００は、非印字中において、ノズル１７内に油を引き込んだ状態を保持する。このようにノズル１７内に引き込まれた油によって、プリンタ１００は非印字状態においてもノズル１７が乾燥するのを防止できる。
【００４２】
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。上記第１、第２実施形態においては、噴射面２１Ａに塗布された油をノズル１７内に引き込む油引き込み手段としての吸引機構３９を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばノズル１７内を負圧状態にできる構成であれば置き換え可能である。
【００４３】
また、上記第２実施形態においては、塗布ローラ１５０Ａにより噴射面２１Ａに油を塗布した後、吸引機構３９によりノズル１７内への油の引き込みを行ったが、塗布ローラ１５０Ａによって噴射面２１Ａに油を塗布しつつ、上記吸引機構３９を動作させることでノズル１７内への油の引き込みを行うようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、流体噴射装置として、インクジェット式プリンタに具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体（機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体）を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。
例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイ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または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、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おいて、噴射される流体（液状体、流状体）が、例えば乾燥等により増粘し吐出不良を引き起こす可能性があれば、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】プリンタの概略構成図である。
【図２】記録ヘッド周辺の要部平面図である。
【図３】記録ヘッドの噴射面を示す平面図である。
【図４】記録ヘッドの詳細構成を示す図である。
【図５】油供給手段における概略構成を示す図である。
【図６】ノズルの保湿動作を説明するための図である。
【図７】ノズル内に油が引き込まれた状態を説明するための図である。
【図８】第２実施形態に係る油供給手段の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１３…記録ヘッド（噴射ヘッド）、１７…ノズル、２１Ａ…噴射面、３９…吸引機構（油引き込み手段）、５０…油供給手段、５０Ａ…油槽、１００…プリンタ（流体噴射装置）、１５０…油供給手段、１５０Ａ…塗布ローラ（ローラ）
【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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