(57)【要約】【課題】ユーザメンテナンス作業性を向上させる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４７を有する噴射ヘッド３と、噴射ヘッド３に供給される流体を貯留する流体貯留部５２を含む流体供給部材６と、記録ヘッド３に当接するとともにノズル４７に対するメンテナンス処理を行うキャッピング装置５０と、メンテナンス処理時に吸引動作によりノズル４７から流体を排出させる吸引機構Ｐ１と、メンテナンス処理時にノズル４７から排出された廃流体を一時的に収容する廃流体収容部６３と、廃流体収容部６３内から廃流体及び雰囲気の少なくとも一方を加圧した加圧流体を流体供給部材６３に送り込むことで流体貯留部５２を押圧して流体を噴射ヘッド３側に供給させる加圧機構Ｐ２と、を備える流体噴射装置である。【選択図】図４
2009226721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射する複数のノズルを有する噴射ヘッドと、
該噴射ヘッドに供給される前記流体を貯留する流体貯留部を含む流体供給部材と、
前記噴射ヘッドに当接するとともに前記ノズルに対するメンテナンス処理を行うキャッピング装置と、
前記メンテナンス処理時に吸引動作により前記ノズルから前記流体を排出させる吸引機構と、
前記メンテナンス処理時に前記ノズルから排出された廃流体を一時的に収容する廃流体収容部と、
該廃流体収容部内から前記廃流体及び雰囲気の少なくとも一方を加圧した加圧流体を前記流体供給部材に送り込むことで前記流体貯留部を押圧して前記流体を前記噴射ヘッド側に供給させる加圧機構と、
を備えることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記流体供給部材は、前記流体貯留部との間に隙間を生じさせるように当該流体貯留部を収容するケース部材を有し、前記隙間に前記加圧流体を送り込む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】
前記廃流体収容部は、内部が大気圧雰囲気とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
前記流体供給部材における前記加圧流体の流入部に、前記廃流体の逆流を防止する逆止弁を備え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】
前記流体供給部材に送り込まれる前記加圧流体の圧力を検出する圧力検出手段を有し、前記加圧機構は前記圧力検出手段の検出結果に基づいて圧力調整を行う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。
【請求項６】
前記流体供給部材と前記廃流体収容部との間を接続する搬送経路に、前記流体供給部材内の圧力を機械的に調節可能とする圧力調整機構が設けられ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。
【請求項７】
前記流体供給部材を複数有する場合、前記加圧機構により加圧した前記加圧流体を複数に分岐させた後、前記各流体供給部材に送り込むことを特徴とする請求項１〜６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】
従来から、液体（流体）をターゲットに対して噴射させる液体噴射装置（流体噴射装置）として、インクジェット式プリンタ（以下、「プリンタ」という。）が広く知られている。このようなプリンタにおいて、所謂オフキャリッジタイプのプリンタの場合は、インクカートリッジと記録ヘッド（噴射ヘッド）との間がインク供給チューブで連結され、このチューブを介してインクカートリッジ内のインクが記録ヘッドに供給されるようになっている。そして、インクカートリッジから記録ヘッドに供給されたインクを記録ヘッドに形成されたノズルから噴射することにより、記録媒体に印刷を施すようになっている。
【０００３】
このインクジェット式記録装置には、ノズルにおける噴射特性を維持あるいは回復させるためのメンテナンス処理を行うためのキャッピング装置を備えている。キャッピング装置は、記録ヘッドに当接した状態でポンプによる吸引動作によりノズル内からインクを排出させる。ノズルから排出されたインクは廃インクとして廃インクタンク内に回収される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１２５９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、上記従来技術においては、インクカートリッジの交換に加え、廃インクタンクを交換する手間が別途生じることから、ユーザメンテナンス作業が煩雑となって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、ユーザメンテナンス作業性を向上させる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を有する噴射ヘッドと、該噴射ヘッドに供給される前記流体を貯留する流体貯留部を含む流体供給部材と、前記噴射ヘッドに当接するとともに前記ノズルに対するメンテナンス処理を行うキャッピング装置と、前記メンテナンス処理時に吸引動作により前記ノズルから前記流体を排出させる吸引機構と、前記メンテナンス処理時に前記ノズルから排出された廃流体を一時的に収容する廃流体収容部と、該廃流体収容部内から前記廃流体及び雰囲気の少なくとも一方を加圧した加圧流体を前記流体供給部材に送り込むことで前記流体貯留部を押圧して前記流体を前記噴射ヘッド側に供給させる加圧機構と、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、メンテナンス処理時に噴射ヘッドから排出された廃流体を加圧流体として流体供給部材内に送り込むことにより、噴射ヘッドに流体を供給することが可能となる。これにより、メンテナンス処理時に排出された廃流体は流体供給部材内に収容されるようになる。また、廃流体収容部には廃流体が一時的に収容されるため、廃流体が満たされることで交換する必要が無い。よって、流体供給部材を交換する場合、該流体供給部材とともに廃流体を回収することができるので、ユーザメンテナンスを容易なものとすることができる。また、従来のように、廃流体を回収するための部材を別途設ける必要が無くなり、部品点数を削減することができ、低コスト化を実現できる。
【０００８】
また、上記流体噴射装置においては、前記流体供給部材は、前記流体貯留部との間に隙間を生じさせるように当該流体貯留部を収容するケース部材を有し、前記隙間に前記加圧流体を送り込むのが好ましい。
この構成によれば、隙間に送り込んだ加圧流体により流体貯留部を確実に押圧することができ、噴射ヘッドに流体を良好に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、前記廃流体収容部は、内部が大気圧雰囲気とされているのが好ましい。
この構成によれば、流体収容部内から流体貯留部内に加圧流体を送り込む際に、加圧機構に対する負荷を低減することができる。また、非噴射時に加圧機構の動作を中止した場合、流体貯留部への圧力を大気中に逃がすことができる。
【００１０】
また、上記流体噴射装置においては、前記流体供給部材における前記加圧流体の流入部に、前記廃流体の逆流を防止する逆止弁を備えるのが好ましい。
この構成によれば、流体供給部材内に送り込まれた廃流体が逆流するのを確実に防止できる。よって、加圧機構を安定して動作させることができ、噴射ヘッドに流体を安定供給できる。
【００１１】
また、上記流体噴射装置においては、前記流体供給部材に送り込まれる前記加圧流体の圧力を検出する圧力検出手段を有し、前記加圧機構は前記圧力検出手段の検出結果に基づいて圧力調整を行うのが好ましい。
この構成によれば、流体供給部内に安定した圧力で加圧流体を送り込むことができるので、噴射ヘッドに流体を安定供給できる。
【００１２】
また、上記流体噴射装置においては、前記流体供給部材と前記廃流体収容部との間を接続する搬送経路に、前記流体供給部材内の圧力を機械的に調節可能とする圧力調整機構が設けられるのが好ましい。
この構成によれば、圧力調整機構により流体供給部材内に送り込まれる加圧流体の圧力が機械的に調整されるので、例えば加圧機構を常時駆動状態とすることができる。よって、圧力センサ等の圧力検出手段が不要となり、制御系の構成を簡便化することができる。
【００１３】
また、上記流体噴射装置においては、前記流体供給部材を複数有する場合、前記加圧機構により加圧した前記加圧流体を複数に分岐させた後、前記各流体供給部材に送り込むのが好ましい。
この構成によれば、加圧機構及び廃流体収容部をそれぞれ一個備えることで、複数の流体供給部材に流体を供給できるため、装置構成の簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る流体噴射装置の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態に係る流体噴射装置は、インク等の流体を噴射する装置である。流体噴射装置の一例として、噴射ヘッドの噴射口から記録媒体にインクを噴射して、その記録媒体に対する記録を実行するインクジェット式プリンタを用いて説明する。なお、以下の説明では、そのインクジェット式記録装置の一例として、記録媒体である記録紙にインクの滴を吐出（噴射）して、その記録紙に対する記録を実行するインクジェットプリンタ（以下、プリンタと称す）について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るプリンタ１の概略構成を示す一部分解図である。
プリンタ１は、プリンタ本体５と、サブタンク（自己封止弁）２及び記録ヘッド（噴射ヘッド）３を搭載したキャリッジ４とを有している。
【００１６】
プリンタ本体５には、キャリッジ４を往復移動させるキャリッジ移動機構５４と、本実施形態における特徴的構成要素であり記録ヘッド３の各ノズルから増粘したインクＬを吸引するクリーニング動作等に用いられるキャッピング装置５０と、インク供給チューブ３４を介して記録ヘッド３に供給するインクＬを貯留したインクカートリッジ（流体供給部材）６とが設けられている。このプリンタ本体５には、記録紙を搬送する不図示の紙送り機構が設けられており、この紙送り機構は紙送りモータ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（いずれ不図示）等から構成され、記録紙を記録（印字・印刷）動作に連動させてプラテン１３の上に順次送り出すようになっている。
【００１７】
キャリッジ移動機構５４は、プリンタ本体５の幅方向に架設されたガイド軸８と、パルスモータ９と、パルスモータ９の回転軸に接続されてこのパルスモータ９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、駆動プーリー１０とはプリンタ本体５の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジ４に接続されたタイミングベルト１２を有しており、パルスモータ９を駆動することによってキャリッジ４がガイド軸８に沿って主走査方向に往復移動するようになっている。
【００１８】
キャッピング装置５０は、プリンタ本体５内のホームポジションに配置されている。このホームポジションは、キャリッジ４の移動範囲内のうち記録領域よりも外側の端部領域であって電源オフ時や長時間に亘って記録（液体噴射処理）が行われなかった場合にキャリッジ４が位置する場所に設定されている。
【００１９】
図２は記録ヘッド３の構成を説明する断面図、図３は記録ヘッド３の要部断面図である。  
記録ヘッド３は、導入針ユニット１７、ヘッドケース１８、流路ユニット１９及びアクチュエータユニット２０を主な構成要素としている。
【００２０】
導入針ユニット１７の上面にはフィルタ２１を介在させた状態で２本のインク導入針２２が横並びで取り付けられている。これらのインク導入針２２には、サブタンク２がそれぞれ装着される。導入針ユニット１７の内部には、各インク導入針２２に対応したインク導入路２３が形成されている。
【００２１】
このインク導入路２３の上端はフィルタ２１を介してインク導入針２２に連通し、下端はパッキン２４を介してヘッドケース１８内部に形成されたケース流路２５と連通する。
本実施形態では２種類のインクを使用する構成であるためサブタンク２が２つ配置されているが、３種類以上のインクを使用する構成であっても勿論構わない。
【００２２】
サブタンク２は、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク２には、インク室２７となる凹部が形成され、この凹部の開口面に透明な弾性シート２６を貼設してインク室２７が区画されている。
【００２３】
サブタンク２の下部にはインク導入針２２が挿入される針接続部２８が下方に向けて突設されている。サブタンク２におけるインク室２７は断面視で擂り鉢形状になっている。
インク室２７の側面のうち上下方向中央部よりも少し下の位置には、針接続部２８との間を連通する接続流路２９の上流側開口が配置されている。この上流側開口には、インクＬを濾過するタンク部フィルタ３０が取り付けられている。
【００２４】
針接続部２８の内部空間にはインク導入針２２が液密に嵌入されるシール部材３１が嵌め込まれている。このサブタンク２には、インク室２７に連通する延出部３２が形成されており、この延出部３２の上面にはインク流入口３３が突設されている（図４参照）。
【００２５】
インク流入口３３には、インクカートリッジ６に貯留されたインクＬを供給するインク供給チューブ３４が接続されており、インク供給チューブ３４を通ってきたインクＬが当該インク流入口３３から延出部３２を通ってインク室２７に流入するようになっている。
【００２６】
上記の弾性シート２６は、インク室２７を収縮させる方向及びインク室２７膨張させる方向の両方向に変形可能である。弾性シート２６の変形によってインクＬの圧力変動が吸収され、インクＬがサブタンク２内で圧力変動が吸収された状態で記録ヘッド３側に供給されるようになっている。このようにサブタンク２は圧力ダンパとして機能するようになっている。
【００２７】
ヘッドケース１８は、合成樹脂製の中空箱体状部材である。ヘッドケース１８の下端面には流路ユニット１９が接合されており、内部に形成された収容空部３７内にアクチュエータユニット２０が収容され、流路ユニット１９側とは反対側の上端面にパッキン２４を介在した状態で導入針ユニット１７が取り付けられている。ヘッドケース１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路２５が設けられている。ケース流路２５の上端は、パッキン２４を介して導入針ユニット１７のインク導入路２３と連通されている。
【００２８】
ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通されており、インク導入針２２から導入されたインクＬがインク導入路２３及びケース流路２５を通じて共通インク室４４側に供給されるようになっている。
【００２９】
ヘッドケース１８の収容空部３７内に収容されるアクチュエータユニット２０は、櫛歯状に配列された複数の圧電振動子３８と、この圧電振動子３８が接合される固定板３９と、プリンタ本体側からの駆動信号を圧電振動子３８に供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル４０とから構成される。各圧電振動子３８は固定端部側が固定板３９上に接合され自由端部側が固定板３９の先端面よりも外側に突出しており、所謂片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。
【００３０】
各圧電振動子３８を支持する固定板３９は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。アクチュエータユニット２０は、収容空部３７を区画するケース内壁面に固定板３９の背面を接着することで収容空部３７内に収納・固定されている。
【００３１】
流路ユニット１９は、振動板（封止板）４１、流路基板４２及びノズル基板４３を有している。これら振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３が積層された状態になっており、不図示の接着剤で接合され一体化されている。振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３は、共通インク室４４からインク供給口４５及び圧力室４６を通りノズル４７に至るまでの一連のインク流路（液体流路）を形成する部材である。圧力室４６は、ノズル４７の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。共通インク室４４は、ケース流路２５と連通されており、インク導入針２２側からのインクＬが導入される室である。共通インク室４４に導入されたインクＬは、インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配供給されるようになっている。
【００３２】
流路ユニット１９の底部に配置されるノズル基板４３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４７を列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板４３は、ステンレス鋼の板材によって作製され、例えばノズル４７の列（即ち、ノズル列）が、各サブタンク２に対応して合計２２列設けられた状態になっている。１つのノズル列は、例えば、１８０個のノズル４７によって構成されている。このノズル４７が配列されているノズル基板４３の表面が噴射面４３ａをなす。
【００３３】
ノズル基板４３と振動板４１との間に配置される流路基板４２は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室４４、インク供給口４５及び圧力室４６となる空部が区画形成された板状の部材である。
【００３４】
流路基板４２は例えば結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板４１は、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二重構造の複合板材である。この振動板４１の圧力室４６に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子３８の先端面が接合される島部４８が形成されている。この島部４８は、ダイヤフラム部として機能する。振動板４１は、圧電振動子３８の作動に応じて島部４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されており、流路基板４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部４９として機能するようにもなっている。このコンプライアンス部４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板が除去され弾性フィルムだけが残った状態になっている。
【００３５】
上記の記録ヘッド３において、フレキシブルケーブル４０を通じて駆動信号が圧電振動子３８に供給されると、この圧電振動子３８が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部４８が圧力室４６に近接する方向或いは離隔する方向に移動するようになっている。島部４８の移動によって圧力室４６の容積が変化し、圧力室４６内のインクＬに圧力変動が生じ、この圧力変動によってノズル４７からインク滴Ｄが吐出されるようになっている。
【００３６】
図４は、インクの供給経路を説明するための模式図である。図４に示されるように、インク供給チューブ３４は、２つのインクカートリッジ６と記録ヘッド３に接続されたサブタンク２とを接続しており、インクカートリッジ６からインク供給チューブ３４に供給されたインクＬは、サブタンク２に供給される。
【００３７】
インクカートリッジ６は、中空箱形状に形成されたケース部材５１と、内部にインクＬが貯留されるインクパック（流体貯留部）５２とから構成されており、ケース部材５１内の収容室にインクパック５２を収容している。なお、インクパック５２はケース部材５１との間に隙間Ｓを生じるように保持されたものとなっている。
【００３８】
このインクカートリッジ６は、インク供給チューブ３４の一端部と連通し、ケース部材５１には上記隙間Ｓに連通する開口部５１ａが形成されており、この開口部５１ａには搬送チューブ６４が接続されている。この搬送チューブ６４は、後述するようにキャッピング装置５０側から圧送される加圧流体を上記隙間Ｓに流入させるためのものである。このように隙間Ｓに加圧流体が流入することで、インクパック５２を加圧し内部のインクＬを記録ヘッド３側に供給するように構成されている。
【００３９】
キャッピング装置５０は、記録ヘッド３の噴射面４３ａに当接するキャップ部材６１を有している。このキャップ部材６１の底面には開口部６１ａが設けられており、キャッピング装置５０には、この開口部６１ａに接続される吸引チューブ６２を介して吸引ポンプ（吸引機構）Ｐ１が接続されたものとなっている。
【００４０】
また、吸引チューブ６２の他端側（吸引ポンプＰ１の下流側）は、メンテナンス処理時にキャップ部材６１内にノズル４７から排出された廃インクを一時的に収容するバッファとしての機能する、廃インクタンク（廃流体収容部）６３内に挿通されている。なお、廃インクタンク６３は、内部に廃インクが満タンとされるといったことがなく、ほぼ恒久的な使用が可能とされる。
【００４１】
廃インクタンク６３は、上面に設けられた開口部６３ａにより大気開放状態とされており、内部雰囲気が大気圧雰囲気とされている。また、廃インクタンク６３の下部には、上記インクカートリッジ６との間を接続する搬送チューブ６４が設けられている。この搬送チューブ６４は、ケース部材５１に設けられた開口部５１ａに接続されている。この開口部５１ａは、ケース部材５１とインクパック５２との間に生じている隙間Ｓに連通している。
【００４２】
また、搬送チューブ６４には廃インクタンク６３内における廃インクを加圧するとともに上記インクカートリッジ６側に加圧流体として送り込む加圧ポンプ（加圧機構）Ｐ２が設けられている。ところで、この加圧ポンプＰ２は廃インクタンク６３内に廃インクが少ない、或いは廃インクが存在しない場合、廃インクタンク６３内の内部雰囲気（空気）を加圧流体としてインクカートリッジ６側に送り込むことが可能となっている。すなわち、加圧ポンプＰ２としては、気体及び液体のいずれも搬送することができる気液加圧ポンプが用いられる。すなわち、加圧ポンプＰ２は廃インクタンク６３内における空気（雰囲気）及び廃インクの少なくともいずれかを加圧流体として、インクカートリッジ６側に圧送できる構成であればよい。
【００４３】
また、上記搬送チューブ６４は、開口部５１ａを介して上記隙間Ｓに接続されたものとなっている。この構成により、上記加圧ポンプＰ２によりインクカートリッジ６側に送り込まれた加圧流体は、搬送チューブ６４を介して上記隙間Ｓに流入する。すると、隙間Ｓ内の圧力が高まることで上記インクパック５２が押圧されて、インク供給チューブ３４を介して記録ヘッド３側にインクを供給することが可能となる。
【００４４】
また、搬送チューブ６４は、加圧ポンプＰ２における上流側（廃インクタンク６３側）と下流側（インクカートリッジ６側）との間における流路を分岐させる分岐部分６５を備えている。この分岐部分６５には流路の開閉を可能とする開閉バルブ６６が設けられている。この開閉バルブ６６は加圧ポンプＰ２の駆動時には閉じられた状態となる。
また、インクカートリッジ６における加圧流体の流入部には、廃インクの逆流を防止する逆止弁６８が設けられている。この構成により、インクカートリッジ６内に送り込まれた廃インクが逆流するのを確実に防止し、加圧ポンプＰ２を安定して動作させることができ、記録ヘッド３にインクを安定供給できるようになっている。
【００４５】
また、搬送チューブ６４におけるインクカートリッジ６の近傍には、チューブ内を搬送される加圧流体の圧力あるいはインクカートリッジ６内の圧力を検出可能とする圧力センサ（圧力検出手段）６７が設けられている。圧力センサ６７及び加圧ポンプＰ２は、後述する制御装置５８を介して電気的に接続されており、加圧ポンプＰ２は圧力センサ６７の検出結果に基づいて上記加圧流体の圧力調整を行うようになっている。この構成により、インクカートリッジ６内に安定した圧力で加圧流体を送り込むことができるので、記録ヘッド３にインクを安定供給することが可能となっている。
【００４６】
図５はプリンタ１の電気的な構成を示すブロック図であり、図６は吐出パルスの構成を説明する図である。本実施形態におけるプリンタ１は、プリンタ１全体の動作を制御する制御装置（制御手段）５８を備えている。この制御装置５８には、プリンタ１の動作に関する各種情報を入力する入力装置５９と、プリンタ１の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置５７と、時間の計測を実行可能な計測装置５６とが接続されている。また、制御装置５８には、上述した紙送り機構５５、キャリッジ移動機構５４、及びキャッピング装置５０等が接続される。また、制御装置５８は、圧力センサ６７、吸引ポンプＰ１、開閉バルブ６６、及び加圧ポンプＰ２にも電気的に接続されている。
また、プリンタ１は、圧電振動子３８に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６２を備えている。この駆動信号発生器６２は、制御装置５８に接続されている。
【００４７】
駆動信号発生器６２には、記録ヘッド３の圧電振動子３８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６２は、入力されたデータ及びタイミング信号に基づいて、例えば、図６に示す吐出パルスＤＰを含む駆動信号を発生する。
【００４８】
また、吐出パルスＤＰは、図６に示されるように、基準電位ＶＭから最高電位ＶＨまで所定の勾配で電位を上昇させる第１充電要素ＰＥ１と、最高電位ＶＨを一定時間維持する第１ホールド要素ＰＥ２と、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまで所定の勾配で電位を降下させる放電要素ＰＥ３と、最低電位ＶＬを短い時間維持する第２ホールド要素ＰＥ４と、最低電位ＶＬから基準電位ＶＭまで電位を復帰させる第２充電要素ＰＥ５とを含む。ノズル４７から噴射されるインクの滴の量が設計値と一致するように、吐出パルスＤＰのうち、最高電位ＶＨと最低電位ＶＬとの電位差である駆動電圧ＶＤが設定される。なお、図６に示す吐出パルスＤＰは一例であり、種々の波形のものを用いることができる。
【００４９】
駆動信号発生器６２より吐出パルスＤＰが圧電振動子３８に入力されると、ノズル４７よりインクの滴が吐出される。第１充電要素ＰＥ１が供給されると、圧電振動子３８が収縮して圧力室４６が膨張する。この圧力室４６の膨張状態が短時間維持された後、放電要素ＰＥ３が供給されて圧電振動子３８が急激に伸長する。これに伴って、圧力室４６の容積が基準容積（圧電振動子３８に基準電位ＶＥを印加したときの圧力室４６の容積）以下に収縮し、ノズル４７に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定量のインクの滴がノズル４７から吐出される。その後、第２ホールド要素ＰＥ４、及び第２充電要素ＰＥ５が圧電振動子３８に順次供給され、インクの滴の吐出に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるように、圧力室４６が基準容積に復帰する。
【００５０】
次に、上述したプリンタ１の作用について、特に記録ヘッド３にインクを供給する動作を中心に説明する。
プリンタ１は、上述したように廃インクタンク６３内から廃インクを含む加圧流体をインクカートリッジ６内に送り込むことでインクパック５２を押圧することで記録ヘッド３にインクを供給可能としている。そこで、以下の説明では、インク供給動作に先んじて、廃インクタンク６３内に廃インクを貯留させるメンテナンス処理について述べる。
【００５１】
プリンタ１は、所定時間印字処理を行った後、ノズル４７の噴射特性を維持すべく、メンテナンス処理が行われる。本説明では、メンテナンス処理として上記キャッピング装置５０を用いた吸引動作について説明する。
【００５２】
吸引動作時においては、制御装置５８はキャッピング装置５０におけるキャップ部材６１を記録ヘッド３の噴射面４３ａに当接させる。これにより、噴射面４３ａとキャップ部材６１とで形成される空間を密閉することができる。続いて、制御装置５８は吸引ポンプＰ１を駆動し、噴射面４３ａとキャップ部材６１とで形成される空間を減圧する。これにより、ノズル４７内からインクを吸引することができる。ノズル４７から吸引されたインクは、廃インクとしてキャップ部材６１内に収容され、キャップ部材６１の底面に設けられた開口部６１ａから吸引チューブ６２を介して廃インクタンク６３内に収容される。ノズル４７内から吸引された廃インクは気泡を含む。廃インクタンク６３の廃インクは、後述するように加圧ポンプＰ２によりインクカートリッジ６側に圧送される。すなわち、廃インクタンク６３は、廃インクを一時的に収容する機能を有する。
【００５３】
なお、上記キャッピング装置５０は、記録ヘッド３内にインクを初期充填する場合においても用いられる。この場合、ノズル４７内から排出されたインクは廃インクタンク６３内に収容される。
【００５４】
続いて、インクカートリッジ６から記録ヘッド３側にインクを供給する動作について説明する。
インクカートリッジ６から記録ヘッド３へのインク供給は、プリンタ１のインク噴射時に行われる。このとき、上記キャッピング装置５０は、記録ヘッド３の動作を妨げないホームポジションに配置され、記録ヘッド３はインク噴射位置（印字処理位置）に配置される。
【００５５】
プリンタ１の動作中においては、制御装置５８は、圧力センサ６７の検出結果に基づき、インクカートリッジ６内の圧力を検出し、所望の圧力（本実施形態では、例えば１５ＫＰａ）となるように加圧ポンプＰ２の駆動条件を制御している。なお、プリンタ１の動作中、制御装置５８は開閉バルブ６６を閉状態に制御している。
【００５６】
加圧ポンプＰ２の駆動により、廃インクタンク６３内から廃インク及び気泡等が加圧流体として搬送チューブ６４内を圧送されて、インクカートリッジ６の隙間Ｓに送り込まれる。これにより、隙間Ｓ内の圧力が高まり、インクパック５２を押圧状態とすることができる。よって、インク供給チューブ３４を介してサブタンク２側に搬送されたインクＬは、圧電振動子３８の動作によりノズル４７からインク滴Ｄを吐出した際に、サブタンク２内に充填される。よって、サブタンク２内から記録ヘッド３にインクを安定供給することが可能となる。
【００５７】
また、プリンタ１は、電源ＯＦＦ時（非動作時）には加圧ポンプＰ２の動作が休止される。この時、制御装置５８は、開閉バルブ６６を開状態としておく。ここで、廃インクタンク６３内は、大気開放状態とされている。そのため、インクカートリッジ６内の圧力は、搬送チューブ６４を介して廃インクタンク６３に流入することで大気圧状態となる。このとき、インクカートリッジ６には、逆止弁６８が設けられているため、隙間Ｓに収容されている加圧流体のうち、廃インクの逆流が防止され、上述のように加圧空気のみを搬送チューブ６４内に流入させることができる。
【００５８】
そして、再び、プリンタ１を動作させる場合には、制御装置５８は、開閉バルブ６６を閉状態に制御し、インクカートリッジ６の隙間Ｓ内を密閉状態とし、上述のように加圧ポンプＰ２を動作させる。この加圧ポンプＰ２の動作により、廃インクタンク６３内から吸引された廃インクを含む加圧流体が搬送チューブ６４内を圧送されて、隙間Ｓ内に送り込まれる。これにより、上述のようにインクパック５２を押圧状態とすることができる。
【００５９】
ところで、上述したように、プリンタ１はノズル４７における印字品位を回復或いは維持すべく、定期的なメンテナンス処理（吸引動作）が行われる。上記キャッピング装置５０を用いて吸引動作を行った際には、上述のように廃インクタンク６３内に廃インクが回収される。また、上記メンテナンス処理としては、噴射面４３ａをワイピング部材で払拭するワイピング動作、或いはノズル４７内からインクをキャップ部材６１内に噴射するフラッシング動作が含まれる。なお、上述の吸引動作時によりノズル４７から排出されたインクとともに、上述のフラッシング動作によりキャップ部材６１内に排出されているインクを廃インクタンク６３内に回収するようにしてもよい。
【００６０】
なお、廃インクタンク６３内に廃インクが存在しない場合（例えば、長期連続駆動によりタンク内のインクが空となった場合）、加圧ポンプＰ２は廃インクタンク６３内の大気を吸引するとともに加圧する。このとき、廃インクタンク６３内は、大気開放状態とされているので、加圧ポンプＰ２はタンク内から空気を良好に吸引することができる。加圧ポンプＰ２は、圧力センサ６７の検出結果に基づき、タンク内の空気を所望の値まで加圧するとともに搬送チューブ６４を介してインクカートリッジ６内に送り込むことができる。よって、加圧空気（加圧流体）によりインクパック５２を押圧することができ、インク供給チューブ３４を介してサブタンク２にインクＬを送り込むことができる。よって、サブタンク２内から記録ヘッド３にインクを安定供給することが可能となる。
【００６１】
以上のように、本実施形態に係るプリンタ１によれば、メンテナンス処理時に記録ヘッド３から排出された廃インクを含む加圧流体をインクカートリッジ６内に圧送することにより、記録ヘッド３へのインク供給が可能とされる。これにより、メンテナンス時に排出された廃インクをインクカートリッジ６内に回収することができる。また、廃インクタンク６３には、廃インクが一時的に収容されるため、廃インクが充填されることで交換する必要が無い。よって、インクパック５２内のインクＬが空になってインクカートリッジ６を交換する場合、廃インクを同時に回収できる。よって、従来のプリンタにおいては、カートリッジ交換に加えて必要とされていた廃インクを収容した容器の回収、及び交換といった手間を無くすことができる。よって、ユーザメンテナンスを容易なものとすることができる。また、廃インクを回収するための容器（部材）を別途設ける必要がなくなるので、部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係るプリンタにおけるインクの供給経路を説明するための模式図であり、上記実施形態における図４に対応するものである。本実施形態におけるプリンタは、上記実施形態に係るプリンタ１に対し、廃インクタンク６３とインクカートリッジ６との間における加熱流体の搬送構造が異なっており、それ以外の構成は同一となっている。したがって、本説明では上記実施形態と同じの部材及び構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。
【００６３】
図７に示されるように、搬送チューブ６４は、加圧ポンプＰ２における上流側（廃インクタンク６３側）と下流側（インクカートリッジ６側）との間における流路を分岐させる分岐部分６５を備えており、この分岐部分６５には流路の開閉を可能とする開閉バルブ６６が設けられている。この開閉バルブ６６は加圧ポンプＰ２の駆動時には閉じられた状態となる。また、本実施形態においては、上記分岐部分６５は、開閉バルブ６６と並列に設けられた圧力調整弁（圧力調整機構）６９を含む。この圧力調整弁６９は、上記インクカートリッジ６内の圧力を後述するように機械的に調整可能とするものである。
【００６４】
圧力調整弁６９は加圧ポンプＰ２により加圧された加圧流体の圧力が所定値（例えば、１５ＫＰａ）を超えた場合に、圧力を逃がすことでインクカートリッジ６の隙間Ｓ内に所定の加圧流体を流入させることを可能としている。
【００６５】
すなわち、本実施形態に係るプリンタによれば、上述した実施形態と異なり、搬送チューブ６４の途中に圧力センサ６７を設ける必要が無くなる。また、上述したように圧力調整弁６９を備えることで、加圧流体の圧力が調整可能となるので、上記加圧ポンプＰ２を常時駆動状態とすることができる。よって、制御装置５８は加圧ポンプＰ２の駆動制御を行う必要がなくなるので、プリンタにおける制御系の構成を簡便化することができる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、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、本発明はこれ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内において種々の変形が可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、２つのインクカートリッジ６内の隙間Ｓに廃インクを含む加圧流体を送り込むことでインクパック５２を押圧することで、記録ヘッド３側にインク供給を行う場合について説明したが、本発明これに限定されない。
予め使用されるインク容量に応じてインクパックの大きさが大きい場合（例えば、黒インクのカートリッジが他の色のカートリッジに比べて大きい場合等）には、大型インクカートリッジ内のみに廃インクを供給するとともに、他のインクカートリッジには従来同様に他の加圧機構（加圧ポンプ等）によりインクパックに加圧力を付与する構成とすることもできる。
【００６８】
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（記録装置）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。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】プリンタの概略構成を示す一部分解図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図３】記録ヘッドの要部断面図である。
【図４】インクの供給経路を説明するための模式図である。
【図５】プリンタの電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】吐出パルスの構成を説明する図である。
【図７】第２の実施形態に係るインクの供給経路を説明する図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…プリンタ（流体噴射装置）、３…記録ヘッド（噴射ヘッド）、６…インクパック（流体供給部材）、１４…キャッピング装置、４７…ノズル、５１…ケース部材、５２…インクパック（流体貯留部）、６３…廃インクタンク（廃流体収容部）、６８…逆止弁、６９…圧力調整弁（圧力調整機構）、Ｐ１…吸引ポンプ（吸引機構）、Ｐ２…加圧ポンプ（加圧機構）、Ｓ…隙間
【図１】
2009226721.tif 000003
【図２】
2009226721.tif 000004
【図３】
2009226721.tif 000005
【図４】
2009226721.tif 000006
【図５】
2009226721.tif 000007
【図６】
2009226721.tif 000008
【図７】
2009226721.tif 000009