JP2009034903A - インクジェット記録装置およびヘッドメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造でメンテナンスの実行回数を少なくすることができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録装置１１は、インクジェットヘッド１３と、インクジェットヘッド１３に供給するための液が貯留されるタンクと、インクジェットヘッド１３とタンクとを接続する流路３５と、を具備する。インクジェットヘッド１３は、ヘッド本体６１と、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに、液が負圧で保持される液室６２と、液室６２の一つの壁部を構成するように、ヘッド本体６１に接着されるノズルプレート６３と、液室６２と連通するようにノズルプレート６３に形成されるノズル６４と、ノズル６４から液滴を吐出させる駆動素子６９と、液室と連通するようにノズルプレート６３に形成される第１の吸引孔６５と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液滴を吐出してシート状の記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置およびヘッドメンテナンス方法に関する。

例えば、インクジェットヘッドにインク回収口を設けたインクジェット記録装置が開示されている。このインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと、ノズルプレートの表面に付着したインクを除去するためのブレードを有するワイピング手段と、ノズルよりインクを吸引しインク充填や廃棄を行うパージ手段と、非印刷時にノズルを乾燥から保護するキャップ手段と、を備えている。インクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、ノズルの近傍に設けられたインク回収口と、を有している。インクジェット記録装置は、さらに、インク回収路に接続されたインク回収用ポンプを備えている。インク回収口は、ノズルの直径よりも大きく、ワイピング手段のブレードの厚みよりも小さく形成されている。

このインクジェット記録装置では、インクジェットヘッドの保守動作において、ワイピング手段のブレードは、ノズルプレートの拭き取りを行う。この拭き取り動作と同時に、インク回収用ポンプが作動する。これによって、ブレードによってかき集められたインクがインク吸引口に吸引される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１２７４３６号公報

上記従来のインクジェット記録装置では、一般的な装置の構成に加えて、インク回収用ポンプがさらに必要になっており、構造が複雑化している。また、インク回収用ポンプは、ワイピング手段の拭き取り動作時にのみ作動するようになっているため、ワイピング効果の向上が期待できるものの、メンテナンスの実行回数を少なくすることには必ずしもつながらないという問題がある。

本発明の目的は、簡単な構造でメンテナンスの実行回数を少なくすることができるインクジェット記録装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに供給するための液が貯留されるタンクと、前記インクジェットヘッドと前記タンクとを接続する流路と、を具備し、前記インクジェットヘッドは、ヘッド本体と、前記ヘッド本体の内部に作りこまれるとともに、前記液が負圧で保持される液室と、前記液室の一つの壁部を構成するように、前記ヘッド本体に接着されるノズルプレートと、前記液室と連通するように前記ノズルプレートに形成されるノズルと、前記ノズルから液滴を吐出させる駆動素子と、前記液室と連通するように前記ノズルプレートに形成される第１の吸引孔と、を有する。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るメンテナンス方法は、ヘッド本体と、前記ヘッド本体の内部に作りこまれるとともに、内部に液を貯留する液室と、前記液室の一つの壁部を構成するように前記ヘッド本体に接着されるノズルプレートと、前記液室と連通するように前記ノズルプレートに形成されるとともに、前記液を液滴として吐出するノズルと、前記液室とは独立するように前記ノズルプレートに形成される吸引孔と、を有するインクジェットヘッドと、前記ノズルプレートに付着した付着物を前記吸引孔から吸引させる吸引装置と、前記インクジェットヘッドが浸される桶状のヘッド槽と、を具備するインクジェット記録装置に用いられるヘッドメンテナンス方法において、前記ノズルから前記ヘッド槽内に向けて液を吐出して液面を形成するとともに前記液面に対して前記インクジェットヘッドを浸した後、前記吸引孔から前記液とともに前記付着物を吸引する。

本発明によれば、簡単な構造でメンテナンスの実行回数を少なくすることができるインクジェット記録装置を提供できる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。実施形態に係るインクジェット記録装置は、紙などのシート状記録媒体に対して液滴を吐出して、この記録媒体上に文字や画像を印刷する。

図１から図３に示すように、インクジェット記録装置１１は、装置の外郭となる本体ケース１２を備えている。インクジェット記録装置１１は、本体ケース１２の内部に、インクジェットヘッド１３と、インクジェットヘッド１３に液を供給するための供給装置１４と、インクジェットヘッド１３の印刷を制御する制御部１５と、シート状記録媒体１７を送るためのシート送り機構１６と、シート状記録媒体１７が収納される給紙カセット１８と、給紙カセット１８とは独立に設けられる手差しトレイ１９と、を備えている。インクジェット記録装置１１は、さらに、インクジェットヘッド１３をメンテナンスするための図示しないメンテナンス装置と、インクジェットヘッド１３の後述する第２の吸引孔６６から液を吸引する吸引装置２０と、インクジェットヘッド１３が浸される桶状のヘッド槽２１と、を備えている。吸引装置２０は、例えば、液を除去しつつ吸引することが可能な真空ポンプ等で構成されている。

図１に示すように、シート送り機構１６は、回転可能に設けられるとともにシート状記録媒体１７が巻きつけられるドラム２５と、シート状記録媒体１７をドラム２５に吸着させる帯電ローラ２６と、給紙カセット１８中のシート状記録媒体１７をドラム２５に向けて送る第１の送りローラ２７と、手差しトレイ１９に差し込まれたシート状記録媒体１７をドラム２５に向けて送る第２の送りローラ２８と、第１の送りローラ２７のシート送りと第２の送りローラ２８のシート送りとを切り替えることができる切替機構２９と、を有している。

図示省略したが、メンテナンス装置は、ノズルプレート６３上の付着液を拭き取るブレードを有するワイピング装置や、ノズル６４を吸引してノズル詰まりを解消するための吸引装置などを含んでいる。

図２に示すように、供給装置１４は、いわゆる循環式のもので構成されている。すなわち、供給装置１４は、第１のタンク３３、第２のタンク３４、循環流路３５、第１のポンプ３６、メインタンク３７、供給流路３８、第２のポンプ３９、第１の弁４０、回収流路４１、第２の弁４２、第１のフィルタ装置４３、および第２のフィルタ装置４４を含んでいる。なお、本発明に言うタンクは、第１のタンク３３と第２のタンク３４とを含んだ概念である。また、循環流路３５は、本発明に言う流路に相当する。

メインタンク３７は、大気開放タンクで構成される。メインタンク３７の内部に液が貯留されている。液は、例えば、シート状記録媒体１７に画像を形成することが可能なインクなどで構成されている。メインタンク３７は、内部に貯留した液を循環流路３５に供給することができる。メインタンク３７は、第１のタンク３３および第２のタンク３４よりも大きい容量を有している。メインタンク３７は、第３の液面センサ５３を有している。第３の液面センサ５３は、メインタンク３７の内部に貯留された液の液面の高さを検知できる。

第１のタンク３３は、いわゆるサブタンクであり、内部に液を貯留している。第１のタンク３３は、第１の液面センサ５１を有している。第１の液面センサ５１は、第１のタンク３３の内部に貯留した液の液面の高さを検知できる。第１のタンク３３は、例えば、図示しない固定式の架台の上側に載置されている。第１の液面センサ５１は、第１のタンク３３内に貯留された液が一定の液量以上になるように、第１のタンク３３内の液の液面を監視している。

第２のタンク３４は、いわゆるサブタンクであり、内部に液を貯留している。第２のタンク３４も同様に、第２の液面センサ５２を有している。第２の液面センサ５２は、第２のタンク３４の内部に貯留した液の液面の高さを検知できる。第２のタンク３４は、図示しない高さ調整機構の上側に載置されており、設置高さを変更することができる。第２の液面センサ５２は、第２のタンク３４内に貯留された液が一定の液量以上になるように、第２のタンク３４内の液の液面を監視している。

循環流路３５は、第１のタンク３３とインクジェットヘッド１３とを接続する第１の部分３５Ａと、インクジェットヘッド１３と第２のタンク３４とを接続する第２の部分３５Ｂと、第２のタンク３４と第１のタンク３３とを接続する第３の部分３５Ｃと、を有している。言い換えると、ループ状になった循環流路３５の途中に、インクジェットヘッド１３と、第１のタンク３３と、第２のタンク３４と、がそれぞれ独立して配置されている。前記供給流路３８は、メインタンク３７と第３の部分３５Ｃとを接続している。回収流路４１は、第１の弁４０とインクジェットヘッド１３との間の位置で、第１の部分３５Ａとメインタンク３７とを接続している。

第１のポンプ３６は、第３の部分３５Ｃの途中に設けられている。図２に示すように、第１のポンプ３６は、循環流路３５内で、一の方向、すなわち、第１の部分３５Ａ、第２の部分３５Ｂ、第３の部分３５Ｃの順で回る方向に、液を循環させることができる。

第２のポンプ３９は、供給流路３８の途中に設けられている。第２のポンプ３９は、液をメインタンク３７から循環流路３５内に送って、循環流路３５内に液を供給できる。

第１の弁４０および第２の弁４２は、それぞれ電磁弁で構成されている。第１の弁４０は、第１の部分３５Ａの途中に設けられている。第２の弁４２は、回収流路４１の途中に設けられている。第１の弁４０および第２の弁４２は、制御部１５の制御により、流路を開放したり、閉鎖したりすることができる。

供給流路３８は、循環流路３５の第３の部分３５Ｃとメインタンク３７とを接続している。回収流路４１は、インク循環流路３５の第１の部分３５Ａとメインタンク３７とを接続している。回収流路４１は、第１の弁４０とインクジェットヘッド１３との間の位置で、第３の部分３５Ｃに接続されている。

第１のフィルタ装置４３は、第３の部分３５Ｃの途中で、第１のタンク３３と第１のポンプ３６との間の位置に設けられている。第１のフィルタ装置４３は、メッシュ状のフィルタ本体と、フィルタ本体を囲むハウジングなどを有している。第２のフィルタ装置４４は、回収流路４１の途中に設けられている。第２のフィルタ装置４４は、メッシュ状のフィルタ本体と、フィルタ本体を囲むハウジングなどを有している。第１、第２のフィルタ装置４３、４４によって、液中に含まれる異物を除去することができる。

制御部１５は、第１の液面センサ５１を介して第１のタンク３３内の液の液面高さを監視しており、第１のタンク３３内の液の液量が少なくなった場合には、第１のポンプ３６および第２のポンプ３９を駆動して、メインタンク３７から第１のタンク３３に液を供給する。また、制御部１５は、第２の液面センサ５２を介して第２のタンク３４内の液の液面高さを監視しており、第２のタンク３４内の液の液量が少なくなったとき場合には、第２のポンプ３９を駆動して、メインタンク３７から第２のタンク３４に液を供給する。

インクジェットヘッド１３は、いわゆるシェアモードサイドシュータタイプのもので構成される。図３から図５に示すように、インクジェットヘッド１３は、ヘッド本体６１と、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに液が負圧で保持される複数の液室６２と、液室６２の一つの壁部を構成するようにヘッド本体６１に接着されるノズルプレート６３と、液室６２に連通するようにノズルプレート６３に形成される複数のノズル６４および複数の第１の吸引孔６５と、液室６２とは独立するようにノズルプレート６３に形成される複数の第２の吸引孔６６と、を有している。

図４に示すように、インクジェットヘッド１３は、さらに、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに液室６２と循環流路３５の第１の部分３５Ａとを接続する供給部６７と、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに液室６２と循環流路３５の第２の部分３５Ｂとを接続する排出部６８と、液滴の吐出を駆動する図示しないドライバＩＣと、を有している。

図３に示すように、複数のノズル６４は、ノズルプレート６３の中央部に２列に並んで形成されている。図４に示すように、ノズル６４は、台形の断面形状を有している。

なお、インクジェットヘッド１３の液面高さは、第１のタンク３３の液面高さおよび第２のタンク３４の液面高さよりも高い位置にある。従って、インクジェットヘッド１３の液面高さと第１のタンク３３および第２のタンク３４の液面高さとの間の水頭差により、液室６２内で液が負圧に保持されている。この場合、液室６２内の液の圧力は、例えば、０〜−３ｋＰａの範囲内で一定に管理されている。

図５に示すように、ヘッド本体６１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）製の２枚の板状の圧電部材を張り合わせて形成されている。圧電部材は、互いに分極方向が逆向きになるように接着されている。

液室６２は、いわゆる圧力室であり、ノズル６４に対応している。インクジェットヘッド１３は、２個の液室６２の間に、駆動素子である支柱６９を有している。支柱６９は、各ノズル６４に対応して液室６２の両壁部として一対に形成されており、ノズル６４から液滴を吐出させることができる。図４に示すように、支柱６９は、２列になったノズル６４に対応して、２列で配置されている。支柱６９の側面と、液室６２の底面とにわたるように、支柱６９を駆動するための電極７０が形成されている。

図４に示すように、ノズルプレート６３は、プレート本体６３Ａと、プレート本体６３Ａ上でノズル６４の周囲に形成された撥液エリア６３Ｂと、プレート本体６３Ａ上で第１の吸引孔６５および第２の吸引孔６６の周囲に形成された親液エリア６３Ｃと、を有している。撥液エリア６３Ｂは、プレート本体６３Ａの表面に撥液性のある撥液層７１を被覆して形成されている。親液エリア６３Ｃは、撥液エリア６３Ｂに対して窪んで形成されている。本実施形態では、ノズルプレート６３は、例えば、ポリイミドで形成されている。また、撥液層７１は、例えば、フッ素樹脂で形成されている。

図４に示すように、第１の吸引孔６５は、円筒形の断面形状を有している。第１の吸引孔６５は、排出部６８の近傍で液室６２に連通している。第１の吸引孔６５の直径は、ノズル６４の直径以下で形成されている。

図３に示すように、第２の吸引孔６６は、長円形状に形成されている。第２の吸引孔６６の直径は、ノズル６４の直径よりも大きく形成されている。また、第２の吸引孔６６は、液室６２と連通しないように、液室６２とは独立して形成されている。第２の吸引孔６６は、液室６２とは独立にヘッド本体６１の内部に形成された排液流路を介して、吸引装置２０に接続されている。本実施形態では、排液流路の図示を省略している。

このような構成のインクジェット記録装置１１において、液滴の吐出は、次のようになされる。すなわち、制御部１５は、インクジェットヘッド１３に対して印字信号をドライバＩＣに出力する。印刷信号を受けたドライバＩＣは、電気配線を介して駆動パルス電圧を支柱６９に印加する。これにより、図５に２点鎖線で示すように、左右一対の支柱６９は、シェアモード変形を行って湾曲するように離反する。そして、これらを初期位置に復帰させて液室の液を加圧することで、ノズル６４から液滴が勢い良く吐出される。

一方、液滴の吐出を繰り返すと、ノズル６４の周囲にミストが発生し、これがノズルプレート６３に付着して図４に示すような付着液７５となる。付着液７５を放置すると、ノズル６４から吐出される液滴の吐出方向が曲がったり、ノズル６４に不吐出を生じたりする。本実施形態のインクジェットヘッド１３では、付着液７５は、撥液エリア６３Ｂから親液エリア６３Ｃに向かって集められる。親液エリア６３Ｃに集められた付着液７５は、第１の吸引孔６５を介して負圧になっている液室６２内に吸引される。これによって、ノズルプレート６３上において継続的に付着液が除去される。このため、本実施形態では、インクジェットヘッド１３に対して行うワイピング等のメンテナンス作業の回数は、通常のインクジェット記録装置に比して極めて少ないものになっている。

続いて、本実施形態のインクジェットヘッド１３において、ノズルプレート６３上に形成されるノズル６４、第１の吸引孔６５、第２の吸引孔６６、親液エリア６３Ｃおよび撥液エリア６３Ｂの製造工程について説明する。

本実施形態のインクジェットヘッド１３では、ノズルプレート６３をヘッド本体６１に接着した状態で、レーザ加工を行って、ノズル６４、第１の吸引孔６５、第２の吸引孔６６、親液エリア６３Ｃを一括して形成する。また、プレート本体６３Ａの全面には、予め撥液層７１が均一に形成されている。このノズルプレート６３に対して、レーザを照射して親液エリア６３Ｃを形成する。親液エリア６３Ｃは、レーザによって撥液層７１を剥がし、プレート本体６３Ａの表面を露出させることによって形成される。一方、撥液エリア６３Ｂは、撥液層７１が残された部分、すなわち、レーザ加工によって撥液層７１が剥がされなかった部分に形成される。

さらに、ノズル６４、第１の吸引孔６５、第２の吸引孔６６をそれぞれレーザ加工で形成する。ノズル６４は、撥液エリア６３Ｂの中心に形成される。本実施形態において、これらのレーザ加工には、例えばエキシマレーザを用いている。もっとも、これらのレーザ加工に用いられるレーザとしては、これに限定されるものではなく、短波長のものであればどのようなレーザであってもよい。このレーザ加工に用いることができるレーザとしては、例えば、ＹＡＧ４倍波レーザなどがある。

なお、本実施形態では、第２の吸引孔６６が液室６２とは独立に設けられているが、第２の吸引孔６６と液室６２との間にフィルタを介在させることで、第２の吸引孔６６を液室６２に接続するようにしてもよい。これにより、異物をフィルタで除去しつつ、第２の吸引孔６６から吸引した液を液室６２に戻して再利用できる。このとき、異物が液室６２内に混入することがなく、異物がノズル６４に詰まってしまう事態は防止される。

以上が、インクジェット記録装置１１の実施形態である。本実施形態によれば、インクジェットヘッド１３は、ヘッド本体６１と、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに、液が負圧で保持される液室６２と、液室６２の一つの壁部を構成するように、ヘッド本体６１に接着されるノズルプレート６３と、液室６２と連通するようにノズルプレート６３に形成されるノズル６４と、ノズル６４から液滴を吐出させる駆動素子である支柱６９と、液室６２と連通するようにノズルプレート６３に形成される第１の吸引孔６５と、を有する。

この構成によれば、液室６２内では液が負圧に保持されるため、ノズルプレート６３に液が付着していた場合には、第１の吸引孔６５からこの付着した液が液室６２内に吸引される。これにより、ノズルプレート６３に付着した液を除去して、この液に起因する不吐出や液滴の吐出方向曲がりなどを防止できる。また、このように日常的に第１の吸引孔６５から液が吸引されるため、インクジェットヘッド１３に対して行うワイピング等のメンテナンスの回数を減らすことができる。これにより、メンテナンス間隔を長期化することで、印刷速度を高速化できる。なお、ノズルプレート６３に付着した付着液７５を液室６２内に戻したとしても、液室６２内の液に対して付着液７５の占める割合は小さいため、付着液７５の影響は極めて小さいものになっている。また、ノズルプレート６３に付着する液の量も少なくなるため、メンテナンス装置のワイピング装置等を簡易な構成にすることができる。

この場合、第１の吸引孔６５の直径は、ノズル６４の直径以下になっている。この構成によれば、ノズル６４の直径よりも大きいゴミ等が液室６２内に吸引されてしまう事態を防止することができる。これにより、当該ゴミがノズル６４内にはまり込んで、ノスル６４の詰まりを生じてしまう事態を防止することができる。

この場合、循環流路３５は、第１のタンク３３からインクジェットヘッド１３に向けて液を供給する第１の部分３５Ａと、インクジェットヘッド１３から第２のタンク３４に向けて液を回収する第２の部分３５Ｂと、を含み、インクジェットヘッド１３は、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに、液室６２と第１の部分３５Ａとを接続する供給部６７と、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに、液室６２と第２の部分３５Ｂとを接続する排出部６８と、を具備する。

この構成によれば、循環流路３５およびインクジェットヘッド１３をいわゆる循環式のもので構成することができる。これにより、インクジェットヘッド１３の液室６２内で液を循環させることができ、ノズル６４に異物が詰まる場合であっても、当該異物を液の循環流で流すことができる。これにより、液滴の不吐出といった事態を生ずることを極力防止できる。

この場合、第１の吸引孔６５は、排出部６８の近傍で液室６２に連通する。この構成によれば、第１の吸引孔６５から吸引された液は、排出部６８を通って、第２のタンク３４に向かって流される。このため、吸引した液の特性が変化している場合に、この吸引液がノズル６４の近傍に流れて、そのままノズル６４から液滴として吐出されてしまうことを防止できる。

この場合、インクジェットヘッド１３は、第２の吸引孔６６を具備し、第２の吸引孔６６は、液室６２とは独立するようにノズルプレート６３に形成されるとともに、ノズルプレート６３に付着した付着物を吸引する。

この構成によれば、液室６２とは連通しない第２の吸引孔６６を設けて、第２の吸引孔６６によって、ノズルプレート６３上の付着物を吸引することができる。

この場合、インクジェット記録装置１１は、第２の吸引孔６６を介して付着物を吸引する吸引装置２０をさらに具備している。この構成によれば、第２の吸引孔６６から取り込んだ異物を効率よく吸引することができる。

この場合、第２の吸引孔６６の直径は、ノズル６４の直径よりも大きくなっている。この構成によれば、第１の吸引孔６５によって吸引できない大きさの異物を第２の吸引孔６６によって吸引することができる。これにより、ノズルプレート６３に付着した付着液７５および異物をさらに効率よく吸引できる。この場合、第２の吸引孔６６は、液室６２と独立しているため、第２の吸引孔６６から吸引された異物が液室６２内に取り込まれて、ノズル６４に詰まってしまうこともない。

この場合、ノズルプレート６３は、ノズル６４の周囲に形成された撥液エリア６３Ｂと、第１の吸引孔６５および第２の吸引孔６６の周囲に形成された親液エリア６３Ｃと、を有する。この構成によれば、ノズル６４の周囲においてノズルプレート６３に付着したミストが成長して、液滴（付着液７５）になってしまうことを防止できる。また、この構成によれば、このようにミストから生じた液滴を、第１の吸引孔６５および第２の吸引孔６６の周囲の親液エリア６３Ｃに集めることができる。これにより、付着液７５の吸引効率を向上することができる。

この場合、撥液エリア６３Ｂは、ノズルプレート６３の全面に撥液層７１を被覆することで形成されるとともに、親液エリア６３Ｃは、レーザ加工で撥液層の一部を剥がして形成される。この構成によれば、撥液エリア６３Ｂと親液エリア６３Ｃとを簡単な工程で作成することができる。

この場合、親液エリア６３Ｃは、撥液エリア６３Ｂに対して窪んで形成されている。この構成によれば、ノズルプレート６３に付着した液をより一層効率的に親液エリア６３Ｃに集めることができる。

この場合、第１の吸引孔６５、第２の吸引孔６６および撥液エリア６３Ｂは、レーザ加工で一括して形成される。この構成によれば、これらを個別に形成する場合に比して、短時間で簡単に形成することができる。特に、第１の吸引孔６５と第２の吸引孔６６とは親液エリア６３Ｃ内に形成されるため、このようにすればさらに効率的にインクジェットヘッド１３を製造できる。

続いて、図６を参照して、インクジェット記録装置１１の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態のインクジェット記録装置１１は、インクジェットヘッド８１のノズル６４の配置と、駆動素子である支柱６９の配置とが第１の実施形態のものと異なっている。このため、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、第１の実施形態と共通する箇所については、共通の符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態にかかるインクジェット記録装置１１のインクジェットヘッド８１は、第１の実施形態と同様に循環式のものである。インクジェットヘッド８１は、ノズルプレート６３に複数のノズル６４が一列で並んで形成されている。これに対応して、液室６２の両側の壁部に、駆動素子となる支柱６９が一対に形成されている。第１の吸引孔６５は、排出部６８の近傍で、液室６２に連通している。また、図示省略したが、第２の吸引孔６６は、液室６２とは連通しないで、液室６２と独立するようにノズルプレート６３に形成されている。なお、図６では、ノズル６４および支柱６９をそれぞれ１つのみ示している。

このインクジェットヘッド８１の作用について説明する。インクジェットヘッド８１には、第１のタンク３３から液が供給される。この液は、供給部６７を介して液室６２に供給され、一部は、液滴としてノズル６４から吐出され、一部は排出部６８を通って第２のタンク３４に送られる。このとき、液室６２内は、負圧に保持されているため、ノズルプレート６３に付着した付着液７５は、第１の吸引孔６５を通って液室６２内に吸引され、排出部６８に向けて送られる。もっとも、この吸引された液の量は、供給装置１４およびインクジェットヘッド８１内で循環する液の量に比して、微少な量であるため、その影響は無視することができる。また、第２の吸引孔６６においても、ノズルプレート６３上の異物を吸引し、異物は、吸引装置２０に吸引される。

第２の実施形態によれば、ノズル６４が一列のものである場合であっても、第１の吸引孔６５を設けて、第１の吸引孔６５からノズルプレート６３に付着した付着液７５を吸引することができる。また、第１の吸引孔６５が排出部６８の近傍で液室６２に連通しているため、第１の吸引孔６５から吸引した付着液７５がノズル６４からそのまま吐出されることを防止できる。

続いて、図７を参照して、インクジェット記録装置１１の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態のインクジェット記録装置１１は、インクジェットヘッド９１の構造と、供給装置９２の構造とが第１の実施形態のものと異なっている。このため、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、第１の実施形態と共通する箇所については、共通の符号を付して説明を省略する。

供給装置９２は、いわゆる非循環式のもので構成されている。すなわち、供給装置９２は、タンク９３と、タンク９３とインクジェットヘッド９１を接続する接続流路９４と、を有している。

インクジェットヘッド９１は、非循環式のものである。インクジェットヘッド９１は、ヘッド本体６１と、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに、液が負圧で保持される複数の液室６２と、液室６２の一つの壁部を構成するようにヘッド本体６１に接着されるノズルプレート６３と、液室６２に連通するようにノズルプレート６３に形成される複数のノズル６４と、液室６２に連通するようにノズルプレート６３に形成される第１の吸引孔６５と、液室６２とは独立するようにノズルプレート６３に形成される第２の吸引孔６６と、を有している。

インクジェットヘッド９１は、さらに、ヘッド本体６１の内部に作りこまれる供給部６７を有し、供給部６７は、液室６２と接続流路９４とを接続する。なお、図７において、第２の吸引孔の図示を省略しているが、第２の吸引孔は、液室６２とは連通しないで、液室６２と独立するようにノズルプレート６３に形成されている。

第３の実施形態において、ノズル６４は、一列で並んで形成されている。これに対応して、液室６２の両側の壁部に、駆動素子となる支柱６９が一対に形成されている。また、第１の吸引孔６５は、ノズル６４を間に挟んだ両側に一対に形成されている。図７では、ノズル６４および支柱６９をそれぞれ１つのみ示している。

なお、インクジェットヘッド９１は、例えば、タンク９３に対して高い位置に配置されており、タンク９３の液面とインクジェットヘッド９１のノズル面との間には、所定の水頭差が設けられている。これにより、インクジェットヘッド９１の液室６２内は、負圧に保持されている。

第３の実施形態にかかるインクジェットヘッド９１の作用について説明する。図７に示すように、インクジェットヘッド９１には、タンク９３から接続流路９４を介して液が供給される。この液は、供給部６７を介して液室６２に供給される。このとき、液室６２内は、負圧に保持されているため、ノズルプレート６３に付着した付着液７５や異物は、第１の吸引孔６５を通って液室６２内に吸引される。もっとも、第１の吸引孔６５の直径は、ノズル６４の直径よりも小さくなっているため、液室６２内に吸引された異物がノズル６４に詰まってしまう事態は防止される。

第３の実施形態によれば、インクジェットヘッド９１が非循環式のものである場合であっても、第１の吸引孔６５を設けて、第１の吸引孔６５から付着液７５を吸引することができる。

続いて、図８から図１１を参照して、インクジェット記録装置１１の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態のインクジェット記録装置１１は、インクジェットヘッド１０１の構造が第１から第３の実施形態のものと異なっている。このため、主として第１から第３の実施形態と異なる部分について説明し、これらと共通する箇所については、共通の符号を付して説明を省略する。

インクジェット記録装置１１は、本体ケース１２の内部に、インクジェットヘッド１０１と、インクジェットヘッド１０１に液を供給するための供給装置９２と、インクジェットヘッド１０１の印刷を制御する制御部１５と、シート状記録媒体１７を送るためのシート送り機構１６と、シート状記録媒体１７が収納される給紙カセット１８と、給紙カセット１８とは独立に設けられる手差しトレイ１９と、を備えている。インクジェット記録装置１１は、さらに、インクジェットヘッド１０１をメンテナンスするための図示しないメンテナンス装置と、インクジェットヘッド１０１の後述する吸引孔１０２から液等の付着物を吸引する吸引装置２０と、インクジェットヘッド１０１が浸される桶状のヘッド槽２１と、を備えている。

供給装置９２は、非循環式のものであり、タンク９３と、タンク９３とインクジェットヘッド１０１とを接続する接続流路９４と、を有している。

インクジェットヘッド１０１は、ヘッド本体６１と、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともに、内部に液を貯留する複数の液室６２と、液室６２の一つの壁部を構成するようにヘッド本体６１に接着されるノズルプレート６３と、液室６２に連通するようにノズルプレート６３に形成される複数のノズル６４と、液室６２とは独立するようにノズルプレート６３に形成される吸引孔１０２と、を有している。

複数のノズル６４は、ノズルプレート６３の中央部に一列に並んで形成されている。吸引孔１０２は、液室６２とは連通しないように、すなわち液室６２とは独立に形成されている。吸引孔１０２は、液室６２とは独立にヘッド本体６１の内部に形成された排液流路１０５を介して、吸引装置２０に接続されている。インクジェットヘッド１０１は、隣接する２個の液室６２の間に、駆動素子である支柱６９を有している。なお、図８から図１１では、ノズル６４および支柱６９をそれぞれ１つのみ示している。

第４の実施形態にかかるインクジェットヘッド１０１の作用について説明する。インクジェットヘッド１０１には、タンク９３から接続流路９４を介して液が供給される。この液は、供給部６７を介して液室６２に供給される。支柱６９が駆動すると、ノズル６４から液滴が吐出される。このとき、ノズルプレート６３に付着した液は、吸引孔１０２を介して吸引装置２０に吸引される。このため、ノズルプレート６３の表面はある程度清浄に保たれる。

続いて、図９から図１１を参照して、第４の実施形態にかかるインクジェットヘッド１０１に用いられるヘッドメンテナンス方法について説明する。このヘッドメンテナンス方法では、吸引孔１０２からの吸引によっても除去できない付着物１０３がノズルプレート６３に付着している場合に、この付着物１０３を除去することが可能である。

図９に示すように、例えば、ヘッド槽２１を移動させて、ヘッド槽２１内にインクジェットヘッド１０１が遊びをもってはめ込まれるようにする。図１０に示すように、ノズル６４から液を吐出させて、ヘッド槽２１内に液だまり１０４を形成する。この液だまり１０４が形成されると、インクジェットヘッド１０１のノズルプレート６３は、この液だまり１０４に対して浸される。この後、図８、図１１に示すように、吸引装置２０を駆動して、吸引孔１０２から液および付着物１０３を吸引する。これによって、ノズルプレート６３の表面が洗浄されて、液とともに付着物１０３が吸引される。

第４の実施形態にかかるインクジェットヘッド１０１およびヘッドメンテナンス方法によれば、通常の吸引孔１０２からの吸引によって除去できない付着物１０３がある場合に、ヘッド槽２１内に液だまり１０４を形成し、液を吸引することで、液とともに付着物１０３を洗い流すことができる。これにより、インクジェットヘッド１０１にメンテナンス機能を持たせることができる。このため、メンテナンス装置に含まれるワイピング装置等を第１の実施形態のものに比して、簡易なもので構成できる。

なお、第４の実施形態にかかるインクジェットヘッド１０１は、非循環式のもので構成されているが、循環式のものであっても、本実施形態の構造を採用することができる。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。このほか、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

第１の実施形態に係るインクジェット記録装置を示す側面模式図。 図１に示すインクジェット記録装置の供給装置を示す系統図。 図１に示すインクジェットヘッドを示す下面図。 図３に示すインクジェットヘッドのＦ４−Ｆ４線に沿った断面図。 図３に示すインクジェットヘッドのＦ５−Ｆ５線に沿った断面図。 第２の実施形態に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドを示す断面図。 第３の実施形態に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドを示す断面図。 第４の実施形態に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドを示す断面図。 図８に示すインクジェットヘッドにおいて、ヘッドメンテナンス方法の第１の工程を示す断面図。 図９に示す第１の工程に続く第２の工程を示す断面図。 図１０に示す第２の工程に続く第３の工程を示す断面図。

符号の説明

１１…インクジェット記録装置、１３、８１、９１、１０１…インクジェットヘッド、２０…吸引装置、２１…ヘッド槽、３５…循環流路、３５Ａ…第１の部分、３５Ｂ…第２の部分、６１…ヘッド本体、６２…液室、６３…ノズルプレート、６３Ａ…プレート本体、６３Ｂ…撥液エリア、６３Ｃ…親液エリア、６４…ノズル、６５…第１の吸引孔、６６…第２の吸引孔、６７…供給部、６８…排出部、６９…支柱、７１…撥液層、９３…タンク
９４…接続流路、１０２…吸引孔、１０３…付着物、１０４…液だまり

Claims (13)

1. インクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドに供給するための液が貯留されるタンクと、
   前記インクジェットヘッドと前記タンクとを接続する流路と、
   を具備し、
   前記インクジェットヘッドは、
   ヘッド本体と、
   前記ヘッド本体の内部に作りこまれるとともに、前記液が負圧で保持される液室と、
   前記液室の一つの壁部を構成するように、前記ヘッド本体に接着されるノズルプレートと、
   前記液室と連通するように前記ノズルプレートに形成されるノズルと、
   前記ノズルから液滴を吐出させる駆動素子と、
   前記液室と連通するように前記ノズルプレートに形成される第１の吸引孔と、
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第１の吸引孔の直径は、前記ノズルの直径以下であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記ノズルプレートは、前記ノズルの周囲に形成された撥液エリアと、前記第１の吸引孔の周囲に形成された親液エリアと、を有することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記流路は、前記タンクから前記インクジェットヘッドに向けて液を供給する第１の部分と、前記インクジェットヘッドから前記タンクに向けて液を回収する第２の部分と、を含み、
   前記インクジェットヘッドは、
   前記ヘッド本体の内部に作りこまれるとともに、前記液室と前記第１の部分とを接続する供給部と、
   前記ヘッド本体の内部に作りこまれるとともに、前記液室と前記第２の部分とを接続する排出部と、
   を具備することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記第１の吸引孔は、前記排出部の近傍で前記液室に連通することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記インクジェットヘッドは、第２の吸引孔を具備し、
   前記第２の吸引孔は、前記液室とは独立するように前記ノズルプレートに形成されるとともに、前記ノズルプレートに付着した付着物を吸引することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記第２の吸引孔を介して前記付着物を吸引する吸引装置をさらに具備することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記第２の吸引孔の直径は、前記ノズルの直径よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記ノズルプレートは、前記ノズルの周囲に形成された撥液エリアと、前記第１の吸引孔および前記第２の吸引孔の周囲に形成された親液エリアと、を有することを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記撥液エリアは、前記ノズルプレートの全面に撥液層を被覆して形成されるとともに、前記親液エリアは、レーザ加工で前記撥液層の一部を剥がして形成されることを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記親液エリアは、前記撥液エリアに対して窪んで形成されることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記第１の吸引孔、前記第２の吸引孔および前記親液エリアは、レーザ加工で一括して形成されることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
13. ヘッド本体と、前記ヘッド本体の内部に作りこまれるとともに、内部に液を貯留する液室と、前記液室の一つの壁部を構成するように前記ヘッド本体に接着されるノズルプレートと、前記液室と連通するように前記ノズルプレートに形成されるとともに、前記液を液滴として吐出するノズルと、前記液室とは独立するように前記ノズルプレートに形成される吸引孔と、を有するインクジェットヘッドと、
    前記ノズルプレートに付着した付着物を前記吸引孔から吸引させる吸引装置と、
    前記インクジェットヘッドが浸される桶状のヘッド槽と、
    を具備するインクジェット記録装置に用いられるヘッドメンテナンス方法において、
    前記ノズルから前記ヘッド槽内に向けて液を吐出して液だまりを形成するとともに前記液だまりに対して前記インクジェットヘッドを浸した後、前記吸引孔から前記液とともに前記付着物を吸引することを特徴とするヘッドメンテナンス方法。

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