JP2010208053A - 液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置及び液体噴射記録装置の使用方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】余剰液体の回収能力を向上させることで、噴射孔の開口方向を重力方向に向けた場合であっても、サービスステーション等への移動を伴うことなく、液体の初期充填を行うことができる液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置及び液体記録噴射装置の使用方法を提供する。
【解決手段】ノズル孔31a配列方向の両端に一対の吸引流路60を設け、これら吸引流路60の吸引口60aをノズルガードの天板部に当接させることを特徴とする。
【選択図】図7
【解決手段】ノズル孔31a配列方向の両端に一対の吸引流路60を設け、これら吸引流路60の吸引口60aをノズルガードの天板部に当接させることを特徴とする。
【選択図】図7
Description
本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置及び液体噴射記録装置の使用方法に関するものである。
一般に、液体噴射記録装置、例えば各種印刷を行うインクジェットプリンタは、被記録媒体を搬送する搬送装置と、インクジェットヘッドとを備えている。ここで用いられるインクジェットヘッドとしては、複数のノズル孔からなるノズル列(噴射孔列)を有するノズル体と、各ノズル孔と対となってノズル孔に連通する複数の圧力発生室と、圧力発生室にインクを供給するインク供給系と、圧力発生室に隣接配置された圧電アクチュエータとを備えており、圧電アクチュエータを駆動して圧力発生室を加圧し、圧力発生室内のインクをノズル孔のノズル吐出口から吐出させるものが知られている。
このようなインクジェットプリンタの一種として、インクジェットヘッドの吐出口の開口方向を重力方向に向けた状態でインクを吐出し、インクジェットヘッドの下方を搬送される被記録媒体の上面に印刷を行うものがある。この種のインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドの可動範囲内にメンテナンスのためのサービスステーションを設け、このサービスステーションまでインクジェットヘッドを移動させて、ノズル孔をクリーニングしたり、インクジェットヘッドにキャップを被せて負圧吸引しノズル孔にインクを初期充填(いわゆる、吸引充填)したりしている。この吸引充填としては、例えば特許文献1に示されるように、記録ヘッドとキャップとを当接させた状態で、キャップに接続された吸引ポンプによって記録ヘッドのインク吐出口内のインクを吸引する構成が開示されている。
ところで、吐出口の開口方向を重力方向に向けた状態で被記録媒体に対して印刷を施す場合、インクジェットヘッドのメンテナンスを行うためには、上述したようにインクジェットヘッドをサービスステーションまで移動させる必要がある。しかしながら、上述した構成ではサービスステーション及びサービスステーションまでインクジェットヘッドを案内する構成を追加する必要があるため、構成が複雑になり、製造コストが増加するという問題がある。
そこで、インクジェットヘッドをサービスステーションまで移動させることなく、インクの充填を行えるような構成が要請されている。
しかしながら、上述の要請に対応する際、ノズル孔の開口方向が重力方向を向いているため、ノズル孔から余剰インクが漏れ出る虞がある。その結果、余剰インクによってインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ近傍が汚染されるという問題がある。
しかしながら、上述の要請に対応する際、ノズル孔の開口方向が重力方向を向いているため、ノズル孔から余剰インクが漏れ出る虞がある。その結果、余剰インクによってインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ近傍が汚染されるという問題がある。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、余剰液体の回収能力を向上させることで、噴射孔の開口方向を重力方向に向けた場合であっても、サービスステーション等への移動を伴うことなく、液体の初期充填を行うことができる液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置及び液体記録噴射装置の使用方法を提供するものである。
上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る液体噴射ヘッドは、噴射孔列から液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいて、前記噴射孔列を覆うように形成された噴射体ガードを備え、前記噴射体ガードは、前記噴射孔列の周囲を囲む周壁部と、前記周壁部の周縁部から前記噴射プレートに対向するように形成された天板部と、前記天板部に形成され前記噴射孔列と対向するスリットとを備え、前記噴射体ガードの内側空間に連通し、前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する吸引部が接続された吸引流路を備え、前記吸引流路の吸引口が前記噴射孔列が開口する面よりも前記天板部側に突出していることを特徴としている。
本発明に係る液体噴射ヘッドは、噴射孔列から液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいて、前記噴射孔列を覆うように形成された噴射体ガードを備え、前記噴射体ガードは、前記噴射孔列の周囲を囲む周壁部と、前記周壁部の周縁部から前記噴射プレートに対向するように形成された天板部と、前記天板部に形成され前記噴射孔列と対向するスリットとを備え、前記噴射体ガードの内側空間に連通し、前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する吸引部が接続された吸引流路を備え、前記吸引流路の吸引口が前記噴射孔列が開口する面よりも前記天板部側に突出していることを特徴としている。
この構成によれば、吸引部により内側空間の空気を吸引すると、外部の空気がスリットから内側空間に流入するが、この空気が内側空間を経由してから吸引口に達した後に吸引されることで内側空間が減圧される。これにより、内側空間が大気圧よりも十分に負圧となった負圧室となる。
この場合、液体の初期充填時や通常使用時に液体供給部から供給されて噴射孔列から漏出した余剰液体は、スリットでのみ外部と連通する負圧室に流出するとともに、負圧室外部の気体がスリットを介して負圧室に流入する。これにより、余剰液体がスリットから外部に漏出し難い状態で負圧室を移動し、吸引口から吸引流路内に吸引されて外部へと排出されるので、噴射孔列から流れ出た液体を回収することができる。
また、吸引流路により液体を連続して排出することができるので、余剰液体の回収能力が極めて高く、余剰液体が流出した場合であっても余剰液体による汚染を防止することができるとともに、液体充填後の液体噴射を安定させることができる。
特に、余剰液体を吸引する吸引口が噴射プレートよりも天板部側へ突出しているため、噴射体ガードの天板部上等、スリット近傍に存在する余剰液体に対する吸引力を向上させ、噴射体ガードの内側空間に存在する余剰液体を効果的に吸引することができる。すなわち、例えば噴射孔の開口方向を重力方向に向けて液体噴射ヘッドを配置した場合には、噴射孔から漏出した余剰液体がスリットから漏出したり、噴射体ガードの内表面上に残存したりし易いが、このような余剰液体をスリットから漏出させずに噴射体ガード内で回収することができる。したがって、サービスステーションを設けることなく、余剰液体を回収することができるので、装置の簡素化及び装置コストの削減を図った上で、液体の初期充填が可能となる。
この場合、液体の初期充填時や通常使用時に液体供給部から供給されて噴射孔列から漏出した余剰液体は、スリットでのみ外部と連通する負圧室に流出するとともに、負圧室外部の気体がスリットを介して負圧室に流入する。これにより、余剰液体がスリットから外部に漏出し難い状態で負圧室を移動し、吸引口から吸引流路内に吸引されて外部へと排出されるので、噴射孔列から流れ出た液体を回収することができる。
また、吸引流路により液体を連続して排出することができるので、余剰液体の回収能力が極めて高く、余剰液体が流出した場合であっても余剰液体による汚染を防止することができるとともに、液体充填後の液体噴射を安定させることができる。
特に、余剰液体を吸引する吸引口が噴射プレートよりも天板部側へ突出しているため、噴射体ガードの天板部上等、スリット近傍に存在する余剰液体に対する吸引力を向上させ、噴射体ガードの内側空間に存在する余剰液体を効果的に吸引することができる。すなわち、例えば噴射孔の開口方向を重力方向に向けて液体噴射ヘッドを配置した場合には、噴射孔から漏出した余剰液体がスリットから漏出したり、噴射体ガードの内表面上に残存したりし易いが、このような余剰液体をスリットから漏出させずに噴射体ガード内で回収することができる。したがって、サービスステーションを設けることなく、余剰液体を回収することができるので、装置の簡素化及び装置コストの削減を図った上で、液体の初期充填が可能となる。
また、前記吸引流路を複数備えていることを特徴としている。
この構成によれば、吸引流路を複数設けることで、内側空間における余剰液体の回収能力を向上させることができる。すなわち、噴射孔から漏出した余剰液体は、近傍の吸引流路に速やかに吸引されることになるので、余剰液体の回収能力をより向上させることができ、スリットからの余剰液体の漏出を確実に防ぐことができる。
この構成によれば、吸引流路を複数設けることで、内側空間における余剰液体の回収能力を向上させることができる。すなわち、噴射孔から漏出した余剰液体は、近傍の吸引流路に速やかに吸引されることになるので、余剰液体の回収能力をより向上させることができ、スリットからの余剰液体の漏出を確実に防ぐことができる。
また、前記吸引流路を2つ備え、前記各吸引流路の前記吸引口は、前記噴射孔列の配列方向に沿う両端にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、噴射孔列の配列方向における両端に吸引流路を設けることで、内側空間において各吸引流路に向かって均等に空気が流通することになるので、内側空間に存在する余剰液体を効率的に吸引することができる。
この構成によれば、噴射孔列の配列方向における両端に吸引流路を設けることで、内側空間において各吸引流路に向かって均等に空気が流通することになるので、内側空間に存在する余剰液体を効率的に吸引することができる。
また、前記吸引流路における前記噴射プレートから突出した突出部位には、前記吸引流路の側面を貫通して前記噴射体ガードの前記内側空間と前記吸引流路の内部とを連通する連通部が形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、吸引部に吸引されて吸引流路の突出部位まで到達した余剰液体が、吸引口まで回り込むことなく連通部から速やかに吸引流路内に吸引されることになるので、余剰液体の回収能力をより向上させることができる。
この構成によれば、吸引部に吸引されて吸引流路の突出部位まで到達した余剰液体が、吸引口まで回り込むことなく連通部から速やかに吸引流路内に吸引されることになるので、余剰液体の回収能力をより向上させることができる。
また、前記連通部は、前記突出部位の側面に亘って複数形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、吸引流路の突出部位の側面に亘って複数の連通部を複数形成することで、突出部位まで到達した余剰液体は近傍の連通部から速やかに吸引流路内に吸引されることになる。その結果、余剰液体の回収能力をより向上させることができる。
この構成によれば、吸引流路の突出部位の側面に亘って複数の連通部を複数形成することで、突出部位まで到達した余剰液体は近傍の連通部から速やかに吸引流路内に吸引されることになる。その結果、余剰液体の回収能力をより向上させることができる。
また、前記連通部は、前記吸引口の周縁から前記吸引流路の延在方向に沿って切り込み形成された切込み部であることを特徴としている。
この構成によれば、吸引流路の延在方向に沿って連続的に切り込み形成されているので、突出部位まで到達した余剰液体を吸引流路内に案内しやすくなる。その結果、余剰液体の回収能力をより向上させることができる。
この構成によれば、吸引流路の延在方向に沿って連続的に切り込み形成されているので、突出部位まで到達した余剰液体を吸引流路内に案内しやすくなる。その結果、余剰液体の回収能力をより向上させることができる。
また、前記切込み部は、前記吸引流路の延在方向における前記突出部位の全域に形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、切込み部を突出部位の全域に亘って形成することで、突出部位まで到達した余剰液体が吸引流路内に案内されやすくなる。その結果、余剰液体の回収能力をより向上させることができる。
この構成によれば、切込み部を突出部位の全域に亘って形成することで、突出部位まで到達した余剰液体が吸引流路内に案内されやすくなる。その結果、余剰液体の回収能力をより向上させることができる。
また、前記吸引口の周縁が前記天板部に当接していることを特徴としている。
この構成によれば、吸引口の周縁を天板部に当接させることで、天板部上に残存する余剰液体を吸引し易くなる。すなわち、吸引された余剰液体は、連通部を介して吸引流路内に案内されるので、余剰液体の回収能力をより向上させ、スリットから余剰液体が漏出することを確実に防ぐことができる。
この構成によれば、吸引口の周縁を天板部に当接させることで、天板部上に残存する余剰液体を吸引し易くなる。すなわち、吸引された余剰液体は、連通部を介して吸引流路内に案内されるので、余剰液体の回収能力をより向上させ、スリットから余剰液体が漏出することを確実に防ぐことができる。
また、前記吸引流路の前記連通部は、前記吸引流路を挟んで前記噴射孔列の反対側に配置された前記周壁部に対向するように形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、連通部を周壁部に対向させることで、余剰液体の残存し易い周壁部上や、周壁部と天板部との境界部分等に存在する余剰液体を効率的に回収することができる。
この構成によれば、連通部を周壁部に対向させることで、余剰液体の残存し易い周壁部上や、周壁部と天板部との境界部分等に存在する余剰液体を効率的に回収することができる。
また、前記吸引流路の前記突出部位は、その側面が前記吸引流路を挟んで前記噴射孔列の反対側に配置された前記周壁部に当接した状態で延在していることを特徴としている。
この構成によれば、吸引流路を周壁部に当接させることで、余剰液体の残存し易い周壁部上や、周壁部と天板部との境界部分等に存在する余剰液体を効率的に回収することができる。
この構成によれば、吸引流路を周壁部に当接させることで、余剰液体の残存し易い周壁部上や、周壁部と天板部との境界部分等に存在する余剰液体を効率的に回収することができる。
また、前記噴射ガードの前記内側空間には、前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸収する吸収体が配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、天板部と噴射プレートとの間に吸収体を配置することで、吸引部によって即座に吸引しきれなかった余剰液体を吸収することができ、余剰液体がスリットから漏出することを防ぐことができる。そして、吸収体で吸収された余剰液体は、吸引口に向かって流通する空気とともに吸収体内を流通し、吸引口から吸引されることになる。
この構成によれば、天板部と噴射プレートとの間に吸収体を配置することで、吸引部によって即座に吸引しきれなかった余剰液体を吸収することができ、余剰液体がスリットから漏出することを防ぐことができる。そして、吸収体で吸収された余剰液体は、吸引口に向かって流通する空気とともに吸収体内を流通し、吸引口から吸引されることになる。
また、前記天板部には、前記内側空間に向けて窪む窪み部が形成され、前記窪み部の底面に前記スリットが形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、印刷時等において、天板部の内表面に余剰液体が残存していた場合に、余剰液体がスリットに向かって流れたとしても、この余剰液体を窪み部で塞き止め、内側空間内で留まらせることができる。そして、窪み部で塞き止められた余剰液体は、後に吸引部によって吸引口から吸引される。これにより、余剰液体の漏出をより確実に防ぐことが可能になる。
この構成によれば、印刷時等において、天板部の内表面に余剰液体が残存していた場合に、余剰液体がスリットに向かって流れたとしても、この余剰液体を窪み部で塞き止め、内側空間内で留まらせることができる。そして、窪み部で塞き止められた余剰液体は、後に吸引部によって吸引口から吸引される。これにより、余剰液体の漏出をより確実に防ぐことが可能になる。
また、前記天板部には、前記内側空間に向けて突出し、かつ前記スリットを環状に囲繞する環状突出壁が形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、印刷時等において、天板部の内表面に余剰液体が残存していた場合に、余剰液体がスリットに向かって流れたとしても、この余剰液体を窪み部で塞き止め、内側空間内で留まらせることができる。そして、窪み部で塞き止められた余剰液体は、後に吸引部によって吸引口から吸引される。これにより、余剰液体の漏出をより確実に防ぐことが可能になる。
この構成によれば、印刷時等において、天板部の内表面に余剰液体が残存していた場合に、余剰液体がスリットに向かって流れたとしても、この余剰液体を窪み部で塞き止め、内側空間内で留まらせることができる。そして、窪み部で塞き止められた余剰液体は、後に吸引部によって吸引口から吸引される。これにより、余剰液体の漏出をより確実に防ぐことが可能になる。
また、前記噴射孔列の開口方向が重力方向に向けて配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、上述したように余剰液体を吸引する吸引口が噴射プレートよりも天板部側へ突出しているため、噴射体ガードの天板部上等、スリット近傍に存在する余剰液体に対する吸引力を向上させ、噴射体ガードの内側空間に存在する余剰液体を効果的に吸引することができる。したがって、噴射孔の開口方向を重力方向に向けて配置した場合に、万が一噴射孔から漏出した液体が内側空間に存在したとしても、余剰液体をスリットから漏出させずに噴射体ガード内で回収することができる。これにより、サービスステーションを設けることなく、余剰液体を回収することができるので、装置の簡素化及び装置コストの削減を図った上で、液体の初期充填が可能となる。
この構成によれば、上述したように余剰液体を吸引する吸引口が噴射プレートよりも天板部側へ突出しているため、噴射体ガードの天板部上等、スリット近傍に存在する余剰液体に対する吸引力を向上させ、噴射体ガードの内側空間に存在する余剰液体を効果的に吸引することができる。したがって、噴射孔の開口方向を重力方向に向けて配置した場合に、万が一噴射孔から漏出した液体が内側空間に存在したとしても、余剰液体をスリットから漏出させずに噴射体ガード内で回収することができる。これにより、サービスステーションを設けることなく、余剰液体を回収することができるので、装置の簡素化及び装置コストの削減を図った上で、液体の初期充填が可能となる。
また、本発明の液体噴射記録装置は、上記本発明の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給し得るように構成された液体供給部と、前記吸引流路に接続されて前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する前記吸引部とを具備することを特徴としている。
この構成によれば、液体噴射ヘッドと吸引部とが別々に設けられているため、液体噴射ヘッド側に吸引部を取り付ける必要がなく、液体噴射ヘッドの構成の簡素化が可能になるとともに、液体噴射ヘッドの小型化が可能になる。
この構成によれば、液体噴射ヘッドと吸引部とが別々に設けられているため、液体噴射ヘッド側に吸引部を取り付ける必要がなく、液体噴射ヘッドの構成の簡素化が可能になるとともに、液体噴射ヘッドの小型化が可能になる。
また、複数の前記吸引流路が一括して前記吸引部に接続されていることを特徴としている。
この構成によれば、各吸引流路を同一の吸引ポンプに接続することで、各吸引流路にそれぞれ吸引部を設ける場合に比べて、装置コストを低減することができる。
この構成によれば、各吸引流路を同一の吸引ポンプに接続することで、各吸引流路にそれぞれ吸引部を設ける場合に比べて、装置コストを低減することができる。
また、前記吸引流路は、流量調整装置を介して前記吸引部に接続されていることを特徴としている。
この構成によれば、吸引口から吸引する空気の流量を調整したり、吸引する吸引流路を任意に選択したりすることができる。例えば、一方の吸引口側に余剰液体が残存している場合等においては、流量調整装置を切り替えて一方の吸引口のみから集中的に空気を吸引することで、この空気とともに余剰液体を効果的に吸引することができる。
このように、吸引流路と吸引部との間に流量調整装置を設けることで、吸引部により吸引する流量を容易に調整することができるので、作業性を向上させることができる。
この構成によれば、吸引口から吸引する空気の流量を調整したり、吸引する吸引流路を任意に選択したりすることができる。例えば、一方の吸引口側に余剰液体が残存している場合等においては、流量調整装置を切り替えて一方の吸引口のみから集中的に空気を吸引することで、この空気とともに余剰液体を効果的に吸引することができる。
このように、吸引流路と吸引部との間に流量調整装置を設けることで、吸引部により吸引する流量を容易に調整することができるので、作業性を向上させることができる。
また、本発明の液体噴射記録装置の使用方法は、上記本発明の液体噴射記録装置の使用方法であって、前記吸引部を第1出力により動作させることで、前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する液体充填モードを有することを特徴としている。
この構成によれば、吸引部を第1出力により動作することで、噴射体ガードの内側空間が大気圧よりも十分に負圧となった負圧室となる。この場合、液体の初期充填時や通常使用時に液体供給部から供給されて噴射孔列から漏出した余剰液体は、スリットでのみ外部と連通する負圧室に流出するとともに、負圧室外部の気体がスリットを介して負圧室に流入する。これにより、余剰液体がスリットから外部に漏出し難い状態で負圧室を移動し、吸引口から吸引流路内に吸引されて外部へと排出されるので、噴射孔列から流れ出た液体を回収することができる。
そのため、スリットからの余剰液体の漏出を防いだ上で、液体の初期充填が可能となる。
この構成によれば、吸引部を第1出力により動作することで、噴射体ガードの内側空間が大気圧よりも十分に負圧となった負圧室となる。この場合、液体の初期充填時や通常使用時に液体供給部から供給されて噴射孔列から漏出した余剰液体は、スリットでのみ外部と連通する負圧室に流出するとともに、負圧室外部の気体がスリットを介して負圧室に流入する。これにより、余剰液体がスリットから外部に漏出し難い状態で負圧室を移動し、吸引口から吸引流路内に吸引されて外部へと排出されるので、噴射孔列から流れ出た液体を回収することができる。
そのため、スリットからの余剰液体の漏出を防いだ上で、液体の初期充填が可能となる。
また、上記本発明の液体噴射記録装置の使用方法であって、前記吸引部を第1出力により動作させることで、前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する液体充填モードと、前記吸引部を前記第1出力よりも小さい第2出力によって動作させ、前記噴射孔列から被記録媒体へ前記液体を噴射して前記被記録媒体に記録を行う通常使用モードとを切替制御することを特徴としている。
この構成によれば、通常作動モードにおいて、液体充填モードよりも小さい第2出力によって吸引部を作動させておくことで、印刷時等に噴射孔から漏れ出た余剰液体や、液体充填後に噴射体ガードの内側空間に残存した余剰液体が存在した場合であっても、それら余剰液体を吸引することでスリットから余剰液体の漏出を防ぐことができる。したがって、サービスステーションを設けることなく、噴射孔の開口方向を重力方向に向けた状態で、液体の初期充填から印刷までを行うことができる。
この構成によれば、通常作動モードにおいて、液体充填モードよりも小さい第2出力によって吸引部を作動させておくことで、印刷時等に噴射孔から漏れ出た余剰液体や、液体充填後に噴射体ガードの内側空間に残存した余剰液体が存在した場合であっても、それら余剰液体を吸引することでスリットから余剰液体の漏出を防ぐことができる。したがって、サービスステーションを設けることなく、噴射孔の開口方向を重力方向に向けた状態で、液体の初期充填から印刷までを行うことができる。
本発明に係る液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置によれば、余剰液体を吸引する吸引口が噴射プレートよりも天板部側へ突出しているため、噴射体ガードの天板部上等、スリット近傍に存在する余剰液体に対する吸引力を向上させ、噴射体ガードの内側空間に存在する余剰液体を効果的に吸引することができる。すなわち、例えば噴射孔の開口方向を重力方向に向けて液体噴射ヘッドを配置した場合には、噴射孔から漏出した余剰液体がスリットから漏出したり、噴射体ガードの内表面上に残存したりし易いが、このような余剰液体をスリットから漏出させずに噴射体ガード内で回収することができる。したがって、サービスステーションを設けることなく、余剰液体を回収することができるので、装置の簡素化及び装置コストの削減を図った上で、液体の初期充填が可能となる。
また、本発明に係る液体噴射記録装置の使用方法によれば、通常作動モードにおいて、液体充填モードよりも小さい第2出力によって吸引部を作動させておくことで、印刷時等に噴射孔から漏れ出た余剰液体や、液体充填後に噴射体ガードの内側空間に残存した余剰液体が存在した場合であっても、それら余剰液体を吸引することでスリットから余剰液体の漏出を防ぐことができる。したがって、サービスステーションを設けることなく、噴射孔の開口方向を重力方向に向けた状態で、液体の初期充填から印刷までを行うことができる。
また、本発明に係る液体噴射記録装置の使用方法によれば、通常作動モードにおいて、液体充填モードよりも小さい第2出力によって吸引部を作動させておくことで、印刷時等に噴射孔から漏れ出た余剰液体や、液体充填後に噴射体ガードの内側空間に残存した余剰液体が存在した場合であっても、それら余剰液体を吸引することでスリットから余剰液体の漏出を防ぐことができる。したがって、サービスステーションを設けることなく、噴射孔の開口方向を重力方向に向けた状態で、液体の初期充填から印刷までを行うことができる。
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
(インクジェット記録装置)
図1は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置(液体噴射記録装置)1を示す斜視図であり、図2は、インクジェット記録装置1の概略構成図である。
図1,2に示すように、インクジェット記録装置1は、所定のパーソナルコンピュータ(不図示)に接続されており、このパーソナルコンピュータから送られた印刷データに基づいて、インク(液体)Iを吐出(噴射)して箱体Dに印刷を施すものである。インクジェット記録装置1は、箱体Dを一方向に搬送するベルトコンベア2と、複数のインクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)10を備えるインク吐出部3と、図2に示すように、インクジェットヘッド10にインクI及びクリーニング用洗浄液Wを供給するインク供給部(液体供給部)5と、インクジェットヘッド10に接続された複数(例えば、2つ)の吸引ポンプ(吸引部)16a,16bとを備えている。
(第1実施形態)
(インクジェット記録装置)
図1は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置(液体噴射記録装置)1を示す斜視図であり、図2は、インクジェット記録装置1の概略構成図である。
図1,2に示すように、インクジェット記録装置1は、所定のパーソナルコンピュータ(不図示)に接続されており、このパーソナルコンピュータから送られた印刷データに基づいて、インク(液体)Iを吐出(噴射)して箱体Dに印刷を施すものである。インクジェット記録装置1は、箱体Dを一方向に搬送するベルトコンベア2と、複数のインクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)10を備えるインク吐出部3と、図2に示すように、インクジェットヘッド10にインクI及びクリーニング用洗浄液Wを供給するインク供給部(液体供給部)5と、インクジェットヘッド10に接続された複数(例えば、2つ)の吸引ポンプ(吸引部)16a,16bとを備えている。
インク吐出部3は、箱体Dに向けてインクIを吐出するものであり、図1に示すように、直方体形状のインクジェットヘッド10を、箱体Dを間に挟んでベルトコンベア2の側方及び上方にそれぞれ2つずつ(合計6つ)有している。各インクジェットヘッド10は、それぞれのケース11のインク吐出面11aをベルトコンベア2側(箱体D)に向けた状態で配設されている。なお、ベルトコンベア2の幅方向両側にそれぞれ配置された2つのインクジェットヘッド10は上下方向に沿って並設されており、それぞれ支持部材7によって支持されている。また、ベルトコンベア2の上方にそれぞれ配置された2つのインクジェットヘッド10は、ベルトコンベア2の幅方向に沿って並設されており、両インクジェットヘッド10は一本の支持部材7によって支持されている。
(インクジェットヘッド)
次に、本実施形態のインクジェットヘッド10について説明する。なお、上述した複数のインクジェットヘッド10は、それぞれ同一の構成からなり、それらインクジェットヘッド10のうち、以下の説明ではベルトコンベア2の上方に配置されたインクジェットヘッド10について説明する。
図3は、インクジェットヘッド10の正面図であり、図4は、右側面から見たインクジェットヘッド10の概略構成図であり、図5は、図4のI−I線断面図である。
インクジェットヘッド10は、図4に示すように、ケース11と、液体供給系12と、ヘッドチップ20と、駆動回路基板14と(図5参照)とを備えている。
次に、本実施形態のインクジェットヘッド10について説明する。なお、上述した複数のインクジェットヘッド10は、それぞれ同一の構成からなり、それらインクジェットヘッド10のうち、以下の説明ではベルトコンベア2の上方に配置されたインクジェットヘッド10について説明する。
図3は、インクジェットヘッド10の正面図であり、図4は、右側面から見たインクジェットヘッド10の概略構成図であり、図5は、図4のI−I線断面図である。
インクジェットヘッド10は、図4に示すように、ケース11と、液体供給系12と、ヘッドチップ20と、駆動回路基板14と(図5参照)とを備えている。
ケース11は、インク吐出面11aの下部に開口部11bが形成された薄箱形状のものであり、その背面11cには内部空間に連通する貫通孔が高さ方向に沿って3箇所形成されている。具体的には、高さ方向略中間の位置にインク注入孔11dが、そしてこのインク注入孔を上下方向から挟むようにインク吸引孔11e,11gが形成されている。ケース11は、その内部空間においてケース11に立設して固定されたベースプレート11fを備えるとともに、インクジェットヘッド10の各構成物品を収容している。
液体供給系12は、インク注入孔11dを介してインク供給部5と連通したものであり、ダンパー17と、インク流路基板18とから概略構成されている。
ダンパー17は、図5に示すように、インクIの圧力変動を調整するためのものであり、インクIを貯留する貯留室17aを備えている。このダンパー17は、ベースプレート11fに固定されており、インク注入孔11dと管部材17dとを介して接続されるインク取込孔17bと、インク流路基板18と管部材17eを介して接続されるインク流出孔17cとを備えている。
インク流路基板18は、図4に示すように、縦長に形成された部材であって、図5に示すように、その内部にダンパー17と連通してインクIが流通する流通路18aが形成された部材であり、ヘッドチップ20に取り付けられている。
ダンパー17は、図5に示すように、インクIの圧力変動を調整するためのものであり、インクIを貯留する貯留室17aを備えている。このダンパー17は、ベースプレート11fに固定されており、インク注入孔11dと管部材17dとを介して接続されるインク取込孔17bと、インク流路基板18と管部材17eを介して接続されるインク流出孔17cとを備えている。
インク流路基板18は、図4に示すように、縦長に形成された部材であって、図5に示すように、その内部にダンパー17と連通してインクIが流通する流通路18aが形成された部材であり、ヘッドチップ20に取り付けられている。
駆動回路基板14は、図5に示すように、図示しない制御回路と、フレキシブル基板14aとを備えている。この駆動回路基板14は、フレキシブル基板14aの一端が後述の板状電極(不図示)に、他端が駆動回路基板14上の図示しない制御回路に接合されることで、印刷パターンに応じてセラミック圧電プレート21に電圧を印加する。この駆動回路基板14は、ベースプレート11fに固定されている。
(ヘッドチップ)
図6は、ヘッドチップ20の分解斜視図である。
ヘッドチップ20は、図6に示すように、セラミック圧電プレート21と、インク室プレート22と、ノズル体23と、ノズルガード(噴射体ガード)24とを備えている。
セラミック圧電プレート21は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる略矩形板状の部材であり、二つの板面21a、21bのうち一方の板面21aに複数の長溝26が並設されて、各長溝26が側壁27で隔離されている。
図6は、ヘッドチップ20の分解斜視図である。
ヘッドチップ20は、図6に示すように、セラミック圧電プレート21と、インク室プレート22と、ノズル体23と、ノズルガード(噴射体ガード)24とを備えている。
セラミック圧電プレート21は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる略矩形板状の部材であり、二つの板面21a、21bのうち一方の板面21aに複数の長溝26が並設されて、各長溝26が側壁27で隔離されている。
長溝26は、セラミック圧電プレート21の短手方向に延設されており、セラミック圧電プレート21の長手方向の全長に亘って複数並設されている。側壁27は、セラミック圧電プレート21の長手方向に亘って複数並設されて、長溝26をそれぞれ区分けしている。これら各側壁27の両壁面における長溝26開口側(板面21a側)には、セラミック圧電プレート21の短手方向に亘って駆動電圧印加用の板状電極(不図示)が延設されている。この板状電極には、上述したようにフレキシブル基板14aが接合されている。
このようなセラミック圧電プレート21は、図5に示すように、板面21bのうち後側面側がベースプレート11fの縁部に固定されており、長溝26の延在方向を開口部11bに向けている。
また、インク室プレート22は、セラミック圧電プレート21と同様に略矩形板状の部材であり、セラミック圧電プレート21の寸法と比較して、長手方向の寸法が略同一に、短手方向の寸法が短く形成されている。このインク室プレート22は、厚さ方向に貫通し、かつ、インク室プレート22の長手方向に亘って形成された開放孔22cを備えている。
また、インク室プレート22は、セラミック圧電プレート21と同様に略矩形板状の部材であり、セラミック圧電プレート21の寸法と比較して、長手方向の寸法が略同一に、短手方向の寸法が短く形成されている。このインク室プレート22は、厚さ方向に貫通し、かつ、インク室プレート22の長手方向に亘って形成された開放孔22cを備えている。
インク室プレート22は、前側面22aがセラミック圧電プレート21の前側面21cと同一平面となる突合わせ面25aを構成するように、板面21a側からセラミック圧電プレート21に接合されている。この接合状態においては、開放孔22cがセラミック圧電プレート21の複数の長溝26を全体に亘って露出させて、全ての長溝26を外方に開放し、各長溝26がそれぞれ連通した状態になっている。
インク室プレート22には、図5に示すように、開放孔22cを覆うようにしてインク流路基板18が装着され、インク流路基板18の流通路18aと各長溝26とが連通している。
インク室プレート22には、図5に示すように、開放孔22cを覆うようにしてインク流路基板18が装着され、インク流路基板18の流通路18aと各長溝26とが連通している。
ノズル体23は、図5に示すように、ノズルプレート31がノズルキャップ32に貼着されることにより構成されている。
ノズルプレート31は、図6に示すように、ポリイミドからなる薄板状(例えば、厚さ50μm程度)、かつ、細長状の部材であり、厚さ方向に貫通する複数のノズル孔31aが列設してノズル列31cを構成している。より具体的には、長溝26と同数のノズル孔31aが、ノズルプレート31の短手方向中間の位置において同一線上に、かつ、長溝26と同一の間隔で形成されている。なお、ノズルプレート31の二つの板面のうち、インクIを吐出する吐出口31bが開口する板面には、インクの付着等を防止するための撥水性を有する撥水膜が塗布されており、他方の板面は上記突合わせ面25a及びノズルキャップ32との接合面とされている。
なお、ノズル孔31aは、エキシマレーザ装置を用いて形成されている。
ノズルプレート31は、図6に示すように、ポリイミドからなる薄板状(例えば、厚さ50μm程度)、かつ、細長状の部材であり、厚さ方向に貫通する複数のノズル孔31aが列設してノズル列31cを構成している。より具体的には、長溝26と同数のノズル孔31aが、ノズルプレート31の短手方向中間の位置において同一線上に、かつ、長溝26と同一の間隔で形成されている。なお、ノズルプレート31の二つの板面のうち、インクIを吐出する吐出口31bが開口する板面には、インクの付着等を防止するための撥水性を有する撥水膜が塗布されており、他方の板面は上記突合わせ面25a及びノズルキャップ32との接合面とされている。
なお、ノズル孔31aは、エキシマレーザ装置を用いて形成されている。
図5,6に示すように、ノズルキャップ32は、枠板状の部材が有する二つの枠面のうち一方の枠面の外周縁を削り取ったような形状の部材であって、薄板状となった外枠部32aと、外枠部32aの内側において、外枠部32aよりも厚く形成された中枠部32bと、中枠部32bよりも薄く形成された内枠部32cと、内枠部32cの短手方向中間部において厚さ方向に貫通するとともに、長手方向(水平方向)に延在する長孔32dとで構成されている。
外枠部32aは、中枠部32b、内枠部32cに比べて薄く形成され、ノズルキャップ32における外周縁の全周に亘って鍔状に形成されている。
中枠部32bは、内枠部32cの短手方向両側に一対形成され、内枠部32cよりも厚さ方向に沿って突出した状態で、ノズルキャップ32の長手方向に沿って互いに平行に延在している。そして、ノズルキャップ32の長手方向両側には、中枠部32bの両端を架け渡すように、中枠部32bよりも厚さ方向に薄く形成された段差部32kが形成されている。
また、中枠部32bと内枠部32cとの間には、内枠部32cの内枠面32eよりも厚さ方向に切り込まれた溝部32fが形成されている。この溝部32fは、内枠部32cの全周を囲むように形成されている。そして、ノズルキャップ32の長手方向両端における溝部32fの底部32gには、厚さ方向に貫通する一対の排出孔32hが形成されている。これら排出孔32hは、長孔32dの長手方向両端側で、長孔32dを挟むように配置されている。
中枠部32bは、内枠部32cの短手方向両側に一対形成され、内枠部32cよりも厚さ方向に沿って突出した状態で、ノズルキャップ32の長手方向に沿って互いに平行に延在している。そして、ノズルキャップ32の長手方向両側には、中枠部32bの両端を架け渡すように、中枠部32bよりも厚さ方向に薄く形成された段差部32kが形成されている。
また、中枠部32bと内枠部32cとの間には、内枠部32cの内枠面32eよりも厚さ方向に切り込まれた溝部32fが形成されている。この溝部32fは、内枠部32cの全周を囲むように形成されている。そして、ノズルキャップ32の長手方向両端における溝部32fの底部32gには、厚さ方向に貫通する一対の排出孔32hが形成されている。これら排出孔32hは、長孔32dの長手方向両端側で、長孔32dを挟むように配置されている。
そして、内枠面32e上には、長孔32dを塞ぐようにノズルプレート31が貼付されており、外枠部32aの外枠面32iには、ノズルガード24の環状端部24dが当接している。
このようなノズル体23は、ノズルキャップ32の排出孔32hが長手方向両端側に位置するように(図3参照)、ケース11の内部空間に収容され、ケース11及びベースプレート11fに固定されている(図5参照)。
この状態においては、長孔32dにセラミック圧電プレート21及びインク室プレート22の一部が挿入されて、ノズルプレート31に突合わせ面25aが突き合わされている。
この状態においては、長孔32dにセラミック圧電プレート21及びインク室プレート22の一部が挿入されて、ノズルプレート31に突合わせ面25aが突き合わされている。
なお、上述した長孔32dにセラミック圧電プレート21とインク室プレート22の一部を挿入する際、及びその接合体にノズルプレート31を接着する際の工程では、接着剤を用いて固定する。この接着固定工程において、接着剤が微量しか貼付されていない場合は、接着不良を生じる可能性があるため、十分に接着できる接着剤の量をもって接着を実施している。さらにこの場合、例えば余剰な接着剤が長溝26の内部に流れ込むと、長溝26の体積が小さくなるため、吐出することができるインク量が少なくなってしまうことや、吐出不良をおこしてしまう可能性がある。そのような場合を回避する構成として、本実施形態におけるノズルキャップ32の長孔32d開口縁には、図5及び6に示すように、接着剤流動溝32jが設けられている。なお、この接着剤流動溝32jはノズルキャップ32、セラミック圧電プレート21、インク室プレート22及びノズルプレート31がそれぞれ接合される合致位置であるため、この構成を採用することによって、効果的に余剰な接着剤を除去することができる。ただし、接着剤流動溝32jは必ず設けなければならない溝部ではなく、設けない構成としても構わない。
このような構成により、ダンパー17内の貯留室17aから所定量のインクIがインク流路基板18に供給されると、この供給されたインクIが開放孔22cを介して、長溝26内に送り込まれるようになっている。
(ノズルガード)
図4〜6に示すように、ノズルガード24は、ステンレス鋼等からなる略箱型形状の部材でありプレス成形で形成されたものある。このノズルガード24は、矩形板状に形成された天板部24aと、この天板部24aの周縁部から板面方向と略直交する方向に延出した周壁部24bとを備えている。
図4〜6に示すように、ノズルガード24は、ステンレス鋼等からなる略箱型形状の部材でありプレス成形で形成されたものある。このノズルガード24は、矩形板状に形成された天板部24aと、この天板部24aの周縁部から板面方向と略直交する方向に延出した周壁部24bとを備えている。
天板部24aは、その短手方向中間部において長手方向に延在したスリット24cを備えている。このスリット24cは、ノズル列31cの長さよりも多少長く形成されており、両端部(端部24i、端部24j)が円形に形成されたものである。
スリット24cの幅寸法は、ノズル孔31aのノズル径40μmに対して幅寸法が約1.5mmに設定されている。このスリット24cの幅寸法は、吸引ポンプ16a,16bで負圧とすることができる幅寸法を上限とし、インクIの初期充填の際にインクIがスリット24cから溢れ出て垂れない幅寸法を下限とした範囲で設定するのが望ましい。なお、端部24i、端部24jは、上述した幅寸法よりもやや大きい直径で円形に形成されている。
スリット24cの幅寸法は、ノズル孔31aのノズル径40μmに対して幅寸法が約1.5mmに設定されている。このスリット24cの幅寸法は、吸引ポンプ16a,16bで負圧とすることができる幅寸法を上限とし、インクIの初期充填の際にインクIがスリット24cから溢れ出て垂れない幅寸法を下限とした範囲で設定するのが望ましい。なお、端部24i、端部24jは、上述した幅寸法よりもやや大きい直径で円形に形成されている。
このノズルガード24は、図6に示すように、内方に面する内表面24eにチタンコーティングによる親水膜24gが形成されており、この内表面24eと背向する外表面24fと、スリット24cの内面にフッ素樹脂コーティングやテフロン(登録商標)メッキによる撥水膜24hが形成されている。
ノズルガード24は、天板部24aがノズルキャップ32の内枠部32c、中枠部32b、溝部32f及び排出孔32hを下方から覆うように配置されている。また、ノズルガード24は、周壁部24bの長手方向に沿う内表面24eが中枠部32bの外側面に当接するとともに、幅方向に沿う内表面24eが段差部32kの外側面に当接している。この状態で、環状端部24dが外枠面32iと接着剤で接着されることにより、ノズルガード24はノズルキャップ32に被着されている。
この状態においては、スリット24cがノズル列31cと対向するとともに、排出孔32hと対向しないようになっている。そして、ノズルガード24の内側空間、具体的にはノズルガード24とノズルキャップ32との間の空間は、ノズル孔31a及びスリット24cが開口する内側空間Sを構成している。なお、ノズルガード24は、天板部24aとノズルプレート31との距離を、吸引ポンプ16a,16bで負圧とすることができる距離を上限とし、インクIの初期充填の際にインクIがスリット24cから溢れ出ない距離を下限とした範囲で設定するのが望ましい。
図7は、インクジェットヘッド10におけるノズルガード24を取り外した状態を示す拡大斜視図であり、図8は図4のK部拡大図である。なお、図8では後述する吸引流路60のうち、一方の吸引流路60のみを示している。
ここで、図7,8に示すように、上述したノズルキャップ32の各排出孔32hには、それぞれ吸引流路60が嵌挿されている。これら吸引流路60は、チューブ管形状のものであり、各排出孔32hに嵌挿された状態で固定され、その外周面が段差部32kの内側面及び周壁部24bの内表面24eに沿うようにして、天板部24aに向かって延出している。具体的には、吸引流路60は、その先端の吸引口60aがノズルキャップ32の底部32gから突出して、ノズルガード24の天板部24aの内表面24eに当接している。一方、各吸引流路60の他端は、背面11cのインク吸引孔11e,11gにそれぞれ接続されている。したがって、各吸引流路60は、ノズル孔31aの配列方向の両端部において、ノズルプレート31の長手方向(水平方向)両側を挟むように配置されている。
ここで、図7,8に示すように、上述したノズルキャップ32の各排出孔32hには、それぞれ吸引流路60が嵌挿されている。これら吸引流路60は、チューブ管形状のものであり、各排出孔32hに嵌挿された状態で固定され、その外周面が段差部32kの内側面及び周壁部24bの内表面24eに沿うようにして、天板部24aに向かって延出している。具体的には、吸引流路60は、その先端の吸引口60aがノズルキャップ32の底部32gから突出して、ノズルガード24の天板部24aの内表面24eに当接している。一方、各吸引流路60の他端は、背面11cのインク吸引孔11e,11gにそれぞれ接続されている。したがって、各吸引流路60は、ノズル孔31aの配列方向の両端部において、ノズルプレート31の長手方向(水平方向)両側を挟むように配置されている。
また、吸引口60aの周縁からは、吸引流路60の延在方向に沿って切り込まれたスリット状の複数の切込み部61が形成されている。これら切込み部61は、吸引流路60の周方向に沿って等間隔に形成されており、吸引流路60の突出部位、すなわち吸引口60aの周縁から溝部32fの底部32gに至るまで形成されている。そして、これら切込み部61を介して吸引流路60の内側と内側空間Sとが連通している。また、これら切込み部61のうち、切込み部61aは段差部32kの短手方向に沿う内側面に当接した状態で形成されており、周壁部24bの短手方向に沿う内表面24eのうち、吸引流路60を間に挟んでノズル列31cの反対側の内表面24eと対向している。
また、吸引ポンプ16a,16bは、それぞれインク吸引孔11e,11gにチューブ62を介して接続されている。これら吸引ポンプ16a,16bは、作動時に、空間S内の空気及びインクIを吸引して、空間Sをそれぞれ負圧室Rとするものである。なお、吸引ポンプ16a,16bは、廃液タンクE(図2参照)に吸引したインクIを貯留する。また吸引ポンプ16a,16bは、インクジェットヘッド10に搭載されていても構わないし、本実施形態のように別途インクジェット記録装置として装置側に具備されていても構わない。本実施形態では、装置側に吸引ポンプ16a,16bが設けられているため、インクジェットヘッド10側に吸引ポンプ16a,16bを取り付ける必要がなく、インクジェットヘッド10の構成の簡素化が可能になるとともに、インクジェットヘッド10の小型化が可能になる。
図2に戻って、インク供給部5は、インクIが貯留されたインクタンク51と、洗浄液Wが貯留された洗浄液タンク52と、二つの流路を切替可能な切替バルブ53と、インクI又は洗浄液Wをインクジェットヘッド10に加圧供給する加圧ポンプ54と、流路を開閉可能な開閉バルブ55とを備えている。
インクタンク51は、供給管57a、切替バルブ53及び供給管57cを介して、洗浄液タンク52は、供給管57b、切替バルブ53及び供給管57cを介してそれぞれ加圧ポンプ54に連通している。すなわち、切替バルブ53は、流入管として供給管57a,57bが、流出管として供給管57cが接続されている。
インクタンク51は、供給管57a、切替バルブ53及び供給管57cを介して、洗浄液タンク52は、供給管57b、切替バルブ53及び供給管57cを介してそれぞれ加圧ポンプ54に連通している。すなわち、切替バルブ53は、流入管として供給管57a,57bが、流出管として供給管57cが接続されている。
加圧ポンプ54は、供給管57cが接続されると共に供給管57dを介してインクジェットヘッド10に連通しており、供給管57cから流入したインクI又は洗浄液Wをインクジェットヘッド10に供給する。この加圧ポンプ54は、非作動時には流体が流れないように構成されたものであり、開閉弁的な機能を有するものである。
開閉バルブ55は、供給管57cに連通し流入管となる供給管57eと、供給管57dに連通し流出管となる供給管57fとが接続されている。すなわち、この開閉バルブ55を開とすると供給管57e,57fが加圧ポンプ54のバイパス管として機能するようになっている。
開閉バルブ55は、供給管57cに連通し流入管となる供給管57eと、供給管57dに連通し流出管となる供給管57fとが接続されている。すなわち、この開閉バルブ55を開とすると供給管57e,57fが加圧ポンプ54のバイパス管として機能するようになっている。
次に、上述した構成からなるインクジェット記録装置1の動作について説明する。
(インク初期充填)
図9は、吸引ポンプ16a,16bと加圧ポンプ54との動作タイミング並びに空間S(負圧室R)との関係を示した図であり、図10は初期充填時の動作を示したヘッドチップ20の要部拡大断面図である。
まず、図4,9に示すように、インクジェットヘッド10の吸引ポンプ16a、16bを作動させ(ON1)、吸引ポンプ16a,16bが吸引流路60を介して吸引口60aの各切込み部61から空間Sの空気を吸引する(図9における時間T0)。この際、作動する吸引ポンプ16a,16bの出力は、空間S内を十分に負圧とすることができる程度に設定することが好ましく、このときの出力を吸引ポンプ16a,16bの充填出力とする。吸引ポンプ16a,16bを充填出力(第1出力)で作動させると、外部の空気がスリット24cから空間Sに流入するが、この空気が空間Sを経由してから切込み部61に達した後に吸引されることで空間Sが減圧される(液体充填モード)。そして、所定時間T1経過後に、空間Sが大気圧よりも十分に負圧となった負圧室Rとなる。
(インク初期充填)
図9は、吸引ポンプ16a,16bと加圧ポンプ54との動作タイミング並びに空間S(負圧室R)との関係を示した図であり、図10は初期充填時の動作を示したヘッドチップ20の要部拡大断面図である。
まず、図4,9に示すように、インクジェットヘッド10の吸引ポンプ16a、16bを作動させ(ON1)、吸引ポンプ16a,16bが吸引流路60を介して吸引口60aの各切込み部61から空間Sの空気を吸引する(図9における時間T0)。この際、作動する吸引ポンプ16a,16bの出力は、空間S内を十分に負圧とすることができる程度に設定することが好ましく、このときの出力を吸引ポンプ16a,16bの充填出力とする。吸引ポンプ16a,16bを充填出力(第1出力)で作動させると、外部の空気がスリット24cから空間Sに流入するが、この空気が空間Sを経由してから切込み部61に達した後に吸引されることで空間Sが減圧される(液体充填モード)。そして、所定時間T1経過後に、空間Sが大気圧よりも十分に負圧となった負圧室Rとなる。
空間Sが負圧室Rとなった後、インク供給部5がインクIをインクジェットヘッド10に加圧充填する(図9における時間T2)。この際、インク供給部5は、以下のように設定されている。すなわち、図2に示すように、切替バルブ53により供給管57aと供給管57cとを連通させた状態とし、開閉バルブ55を閉塞させて供給管57eと供給管57fとを遮断する。この状態において加圧ポンプ54を作動させる。加圧ポンプ54は、インクタンク51から供給管57a,57c,57dを介してインクジェットヘッド10のインク注入孔11dにインクIを注入する。
インク注入孔11dに注入されたインクIは、図4,5に示すように、ダンパー17のインク取込孔17bを介して貯留室17aに流入した後に、インク流出孔17cを介してインク流路基板18の流通路18aに流出する。そして、流通路18aに流入したインクIが開放孔22cを介して各長溝26内に流入する。
各長溝26に流入したインクIは、ノズル孔31a側に流れてノズル孔31aに達した後、図10(a)に示すように、余剰インクYとなってノズル孔31aから流出する。流出した余剰インクYは、ノズルプレート31上を各切り込み部61に向かって流れる。そして、切込み部61まで到達したインクIは、切込み部61から吸引流路60内に吸引されて廃液タンクEへと排出されていく。
各長溝26に流入したインクIは、ノズル孔31a側に流れてノズル孔31aに達した後、図10(a)に示すように、余剰インクYとなってノズル孔31aから流出する。流出した余剰インクYは、ノズルプレート31上を各切り込み部61に向かって流れる。そして、切込み部61まで到達したインクIは、切込み部61から吸引流路60内に吸引されて廃液タンクEへと排出されていく。
また、本実施形態のインクジェットヘッド10は、ノズル孔31aの吐出口31bの開口方向が重力方向を向いているため、余剰インクYがスリット24cから漏出し易い。この場合において、図10(b)に示すように、余剰インクYがスリット24c近傍まで達しても、余剰インクYは上述と同様に吸引口60aの切込み部61から吸引流路60に吸引されて、廃液タンクEへと排出されていく。
なお、余剰インクYが、ノズルプレート31上だけではなく、ノズルガード24の内表面24e上を流れたとしても、スリット24cから負圧室Rに継続して空気が流入しており、余剰インクYがスリット24cから外部に流出し難い。仮に、スリット24c近傍の内表面24eを流れる余剰インクYの量が局部的に多くなり、この余剰インクYの一部がスリット24cから流入する空気に抗して外表面24f近傍まで達しても、外表面24fに形成された撥水膜24hに弾かれる。この弾かれたインクIは、内表面24eに形成された親水膜24gに誘導されて再び負圧室Rに戻される。
また、スリット24cの端部24i及び端部24jにおいては、円形状の端部24i及び端部24jの輪郭(外表面24fと端部24i及び端部24jとの境界)でインクIに表面張力が働く。端部24i及び端部24jにおいては、インクIに強い表面張力が働き、また、この表面張力の均衡が保たれてインクIの表面が破壊されず、外部に漏出しない。さらに、上述と同様に、外表面24fに形成された撥水膜24h及び内表面24eに形成された親水膜24gに誘導されて負圧室Rに戻される。
このようにして、ノズル孔31aから流出する余剰インクYを連続して廃液タンクEに排出する。
また、スリット24cの端部24i及び端部24jにおいては、円形状の端部24i及び端部24jの輪郭(外表面24fと端部24i及び端部24jとの境界)でインクIに表面張力が働く。端部24i及び端部24jにおいては、インクIに強い表面張力が働き、また、この表面張力の均衡が保たれてインクIの表面が破壊されず、外部に漏出しない。さらに、上述と同様に、外表面24fに形成された撥水膜24h及び内表面24eに形成された親水膜24gに誘導されて負圧室Rに戻される。
このようにして、ノズル孔31aから流出する余剰インクYを連続して廃液タンクEに排出する。
図9に示すように、所定時間T3経過後に加圧ポンプ54を停止して、インクIの加圧充填を終了する。加圧ポンプ54の停止に伴いノズル孔31aから余剰インクYが流出しなくなり、負圧室Rに残存している余剰インクYが切込み部61を介して廃液タンクEに排出される。
そして、所定時間T4経過後に吸引ポンプ16a,16bを停止させる。インクIの充填完了後には、図10(c)に示すように、長溝26にインクIが充填された状態となる。
そして、所定時間T4経過後に吸引ポンプ16a,16bを停止させる。インクIの充填完了後には、図10(c)に示すように、長溝26にインクIが充填された状態となる。
(印刷時)
続いて、箱体Dに印刷を施す場合の動作について説明する。最初にインク供給部5の設定について説明する。すなわち、図2に示すように、切替バルブ53により供給管57aと供給管57cとを連通させた状態とし、開閉バルブ55を開放させて供給管57eと供給管57fとを連通させる。この状態において加圧ポンプ54を非作動として、加圧ポンプ54を介して供給管57cと供給管57dとを連通させないようになっている。この状態においては、インクIが供給管57a,57c,57e,57f,57dを介して、インクジェットヘッド10のインク注入孔11dに注入されるようになっている。
続いて、箱体Dに印刷を施す場合の動作について説明する。最初にインク供給部5の設定について説明する。すなわち、図2に示すように、切替バルブ53により供給管57aと供給管57cとを連通させた状態とし、開閉バルブ55を開放させて供給管57eと供給管57fとを連通させる。この状態において加圧ポンプ54を非作動として、加圧ポンプ54を介して供給管57cと供給管57dとを連通させないようになっている。この状態においては、インクIが供給管57a,57c,57e,57f,57dを介して、インクジェットヘッド10のインク注入孔11dに注入されるようになっている。
インク供給部5を上記のように設定した状態でベルトコンベア2を駆動して(図1参照)、箱体Dを一方向に搬送すると共に、搬送される箱体Dがインクジェットヘッド10の前を通過する際、つまり、ノズルプレート31(ノズル孔31a)の前を通過する際、インク吐出部3が箱体Dに向けてインク滴を吐出する。
具体的には、外部のパーソナルコンピュータから入力された印刷データに基づいて、駆動回路基板14がこの印刷データに対応した所定の板状電極に選択的に電圧を印加する。これにより、この板状電極に対応した長溝26の容積が縮小し、長溝26内に充填されたインクIが吐出口31bから箱体Dに向かって吐出される。
インクIを吐出すると長溝26が負圧になるため、上述した供給管57a,57c,57e,57f,57dを介して、インクIが長溝26に充填される。
具体的には、外部のパーソナルコンピュータから入力された印刷データに基づいて、駆動回路基板14がこの印刷データに対応した所定の板状電極に選択的に電圧を印加する。これにより、この板状電極に対応した長溝26の容積が縮小し、長溝26内に充填されたインクIが吐出口31bから箱体Dに向かって吐出される。
インクIを吐出すると長溝26が負圧になるため、上述した供給管57a,57c,57e,57f,57dを介して、インクIが長溝26に充填される。
このようにして、インクジェットヘッド10のセラミック圧電プレート21を画像データに応じて駆動させ、ノズル孔31aからインク滴を吐出して箱体Dに着弾させる。このように、箱体Dを移動させつつインクジェットヘッド10からインク滴を連続して吐出させることで箱体Dの所望の位置に画像(文字)が印刷される。
ここで、特に本実施形態のインクジェットヘッド10では、図10(d)に示すように、ノズル孔31aの吐出口31bの開口方向が重力方向を向いているため、インクIの充填時にノズル孔31aから漏出した余剰インクYを吸引しきれず、ノズルガード24の天板部24aと周壁部24bとの境界部分等に残存している場合がある。また、インクIの充填後、例えば印刷時になってノズル孔31aから余剰インクYが漏れ出る虞もある。
そこで、図9に示すように、本実施形態ではインクIの充填後でも吸引ポンプ16a,16bを常時作動させている(図9中ON2)。この際、吸引ポンプ16a,16bの出力は、インクI充填時の出力(充填出力)よりも弱く、かつ印刷時において空間S内に存在する余剰インクYを十分に吸引できる程度に設定する(通常使用モード)。これにより、空間SはインクIの充填時よりも弱い負圧空間となる。なお、吸引ポンプ16a,16bの出力が強すぎると、印刷時にノズル孔31aから吐出されるインク滴の飛行経路に影響が出て、印刷精度に影響が生じる虞があるため好ましくない。そして、この際の吸引ポンプ16a,16bの出力を通常出力(第2出力)とする。
吸引ポンプ16a,16bを通常出力で作動させながら印刷を行うと、ノズル孔31aから漏れ出た余剰インクYや、ノズルガード24の内表面24e上に残存した余剰インクYが、各吸引流路60の切込み部61に向かって流れる。そして、切込み部61まで到達したインクIは、切込み部61から吸引流路60内に吸引されて廃液タンクEへと排出されていく。
なお、通常使用モードとして記載した図9におけるON2の動作は、必ずしも前述の液体充填モードとして記載した図9におけるON1の動作とともに実施する必要は無く、周囲の動作環境やインクIの種類によって、適宜実施すればよい。
吸引ポンプ16a,16bを通常出力で作動させながら印刷を行うと、ノズル孔31aから漏れ出た余剰インクYや、ノズルガード24の内表面24e上に残存した余剰インクYが、各吸引流路60の切込み部61に向かって流れる。そして、切込み部61まで到達したインクIは、切込み部61から吸引流路60内に吸引されて廃液タンクEへと排出されていく。
なお、通常使用モードとして記載した図9におけるON2の動作は、必ずしも前述の液体充填モードとして記載した図9におけるON1の動作とともに実施する必要は無く、周囲の動作環境やインクIの種類によって、適宜実施すればよい。
このように、本実施形態では、ノズル孔31a配列方向の両端に一対の吸引流路60を設け、これら吸引流路60の吸引口60aをノズルガード24の天板部24aに当接させる構成とした。
この構成によれば、余剰インクYがスリット24cから外部に漏出し難い状態で負圧室Rを移動し、切込み部61から吸引流路60内に吸引されて廃液タンクEへと排出されるので、ノズル孔31aから流れ出た余剰インクYを回収するスペースを極めて小さいものとし、インクジェットヘッド10のスペースファクタを向上させることができるとともに、インクジェット記録装置1の設計の自由度を向上させることができる。
また、吸引流路60により余剰インクYを連続して排出することができるので、余剰インクYの回収能力が極めて高く、余剰インクYが流出した場合であっても余剰インクYによる汚染を防止することができるとともに、インクI充填後のインクIの吐出を安定させることができる。
この構成によれば、余剰インクYがスリット24cから外部に漏出し難い状態で負圧室Rを移動し、切込み部61から吸引流路60内に吸引されて廃液タンクEへと排出されるので、ノズル孔31aから流れ出た余剰インクYを回収するスペースを極めて小さいものとし、インクジェットヘッド10のスペースファクタを向上させることができるとともに、インクジェット記録装置1の設計の自由度を向上させることができる。
また、吸引流路60により余剰インクYを連続して排出することができるので、余剰インクYの回収能力が極めて高く、余剰インクYが流出した場合であっても余剰インクYによる汚染を防止することができるとともに、インクI充填後のインクIの吐出を安定させることができる。
特に、余剰インクYを吸引する吸引口60aが天板部24aに当接しているため、ノズルガード24の天板部24a上や、周壁部24bと天板部24aとの境界部分等、スリット24c近傍に存在する余剰インクYに対する吸引力を向上させることができる。そのため、ノズルガード24の空間Sに存在する余剰インクYを効果的に吸引することができる。すなわち、本実施形態のようにノズル孔31aの開口方向を重力方向に向けてインクジェットヘッド10を配置した場合には、ノズル孔31aから漏出した余剰インクYがスリット24cから漏出したり、ノズルガード24の内表面24e上に残存したりし易いが、このような余剰インクYをスリット24cから漏出させずにノズルガード24内で回収することができる。したがって、従来のようにサービスステーションを設けることなく、余剰インクYを回収することができるので、装置の簡素化及び装置コストの削減を図った上で、インクIの初期充填が可能となる。
そして、本実施形態では、吸引流路60を複数設けることで、空間Sにおける余剰インクYの回収能力を向上させることができる。すなわち、ノズル孔31aから漏出した余剰インクYは、近傍の吸引流路60に速やかに吸引されることになるので、余剰インクYの回収能力をより向上させることができ、スリット24cからの余剰インクYの漏出を確実に防ぐことができる。この場合、ノズル列31cの配列方向(水平方向)における両端に吸引流路60を設けることで、空間Sにおいて各吸引流路60に向かって均等に空気が流通することになるので、空間Sに存在する余剰インクYを効率的に吸引することができる。
また、吸引流路60の吸引口60aが天板部24aに当接しているとともに、吸引口60aに複数の切込み部61が形成されているので、天板部24a上に残存する余剰インクYを吸引し易くなる。この場合、吸引ポンプ16a,16bに吸引された余剰インクYは、吸引口60aまで回り込むことなく、近傍の切込み部61から速やかに吸引流路60内に吸引されることになる。なお、切込み部61は突出部位の全域に形成されているので、吸引流路60の開口面積を向上させ、余剰インクYが吸引流路60内に案内され易くなる。
さらに、切込み部61の切込み部61aが周壁部24bの内表面24eに対向するように配置されているので、余剰インクYの残存し易い周壁部24b上や、周壁部24bと天板部24aとの境界部分等に存在する余剰インクYを効率的に回収することができる。その結果、余剰インクYの回収能力を向上させ、スリット24cから余剰インクYが漏出することを確実に防ぐことができる。
さらに、切込み部61の切込み部61aが周壁部24bの内表面24eに対向するように配置されているので、余剰インクYの残存し易い周壁部24b上や、周壁部24bと天板部24aとの境界部分等に存在する余剰インクYを効率的に回収することができる。その結果、余剰インクYの回収能力を向上させ、スリット24cから余剰インクYが漏出することを確実に防ぐことができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図11は第2実施形態におけるインクジェットヘッド100の概略構成図であり、(a)は平面図、(b)は右側面図をしめしている。なお、以下の説明では上述した第1実施形態と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
図11,12に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド100は、ノズルガード24の内側(空間S)に、ノズル孔31aから溢れ出る余剰インクYを吸収するための吸収体101が配置されている点で、上述した第1実施形態と相違している。具体的には、吸収体101は、ノズルガード24の天板部24aの面方向の寸法と略同大の寸法を有する平面視矩形状の薄膜であり、その幅方向中央部にはノズル列31cを避けるようにノズルガード24のスリット24cと略同形状のスリット101aが形成されている。また、吸収体101の長手方向両端には、吸引流路60が挿入される孔101bが形成されている。
そして、吸収体101は、ノズルガード24の天板部24aの内表面24eに当接するように配置されている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図11は第2実施形態におけるインクジェットヘッド100の概略構成図であり、(a)は平面図、(b)は右側面図をしめしている。なお、以下の説明では上述した第1実施形態と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
図11,12に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド100は、ノズルガード24の内側(空間S)に、ノズル孔31aから溢れ出る余剰インクYを吸収するための吸収体101が配置されている点で、上述した第1実施形態と相違している。具体的には、吸収体101は、ノズルガード24の天板部24aの面方向の寸法と略同大の寸法を有する平面視矩形状の薄膜であり、その幅方向中央部にはノズル列31cを避けるようにノズルガード24のスリット24cと略同形状のスリット101aが形成されている。また、吸収体101の長手方向両端には、吸引流路60が挿入される孔101bが形成されている。
そして、吸収体101は、ノズルガード24の天板部24aの内表面24eに当接するように配置されている。
なお、吸収体101の材料としては、PVA(ポリビニルアルコール)(例えば、カネボウベルイータAシリーズ)や高密度ポリエチレンパウダー(例えば、旭化成製(サンファイン))等の多孔質膜が好適に用いられている。また、吸収体101は、天板部24aの内表面24eに接着剤を用いて貼付してもよい。この場合、吸収体101の吸収力の低下を防止するために、例えばエポキシ等からなる高粘度の接着剤を点付けして接着することが好ましい。また、吸収体101は、吸引口60aと天板部24aとの間、すなわち孔101bを形成せずに吸引口60aを平面視(スリット24cの開口方向から見て)で覆うように配置してもよい。何れの場合にしても、吸引口60aまたは切込み部61が吸収体101に接していることが望ましい。すなわち、吸引口60aまたは切込み部61が吸収体101に接することにより、吸収体101の内部に含有される余剰インクYを空間を挟まず、直接的に吸引力を与えて、吸引することができるため、吸収体101の内部に含有される余剰インクYをより効果的に排出することができる。
この場合、ノズル孔31aから漏れ出た余剰インクY(図10参照)のうち、吸引ポンプ16a,16bによって即座に吸引しきれなかった余剰インクYは、ノズルプレート31やノズルガード24の内表面24e上を重力方向に向かって垂れていく。この時、重力方向に向かって垂れる余剰インクYは、天板部24aに配置された吸収体101に吸収される。吸収体101内に吸収された余剰インクYは、負圧室R内で吸引口60aに向かって流通する空気とともに吸収体101内を流通する。そして、吸収体101内を流通する余剰インクYは、吸引口60aの切込み部61から吸引され、廃液タンクEへと排出されていく。
また、印刷時等になってノズル孔31aから漏れ出た余剰インクYや、ノズルガード24の天板部24aと周壁部24bとの境界部分等のスリット24c近傍に余剰インクYが存在している場合にも、これらの余剰インクYを吸収体101によって吸収することができる。そして、印刷時には吸引ポンプ16a,16bを通常動力で作動させておくことにより、吸収体101に残存している余剰インクYは常に吸引口60aに向かって流れ、切込み部61から吸引されていく。
また、印刷時等になってノズル孔31aから漏れ出た余剰インクYや、ノズルガード24の天板部24aと周壁部24bとの境界部分等のスリット24c近傍に余剰インクYが存在している場合にも、これらの余剰インクYを吸収体101によって吸収することができる。そして、印刷時には吸引ポンプ16a,16bを通常動力で作動させておくことにより、吸収体101に残存している余剰インクYは常に吸引口60aに向かって流れ、切込み部61から吸引されていく。
したがって、本実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することに加え、空間S内に吸収体101が配置されているため、負圧室Rに吸引された余剰インクYを確実に吸収することができ、余剰インクYがスリット24cから漏出することを防ぐことができる。
さらに、吸収体101に吸引口60aが挿入される孔101bが形成されているため、切込み部61と吸収体101が空間を挟まず接することになる。そのため、吸収体101内に吸収された余剰インクYを連続的に吸引することが可能になり、吸収体101を速やかに乾燥させて吸収体101の吸収量が飽和になることを抑えることができる。なお、吸収体101の配置位置や形状は、適宜設計変更が可能である。
さらに、吸収体101に吸引口60aが挿入される孔101bが形成されているため、切込み部61と吸収体101が空間を挟まず接することになる。そのため、吸収体101内に吸収された余剰インクYを連続的に吸引することが可能になり、吸収体101を速やかに乾燥させて吸収体101の吸収量が飽和になることを抑えることができる。なお、吸収体101の配置位置や形状は、適宜設計変更が可能である。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図12は、第3実施形態におけるインクジェットヘッド110を示す断面図である。
図12に示すように、インクジェットヘッド110のノズルガード24には、天板部24aに空間S側に窪む窪み部24xが形成されている。窪み部24xは、プレス成形(圧延)で形成したものであり、この窪み部24xの底面にはスリット24cが形成されている。
これにより、ノズルガード24が箱体Dと接触した場合であっても、スリット24c近傍の撥水膜24hが箱体Dと接触する確率を低減させて、撥水膜24hが剥離することを防止することができる。
特に、印刷時等において、天板部24aの内表面24eに余剰インクYが残存していた場合に、余剰インクYがスリット24cに向かって流れたとしても、この余剰インクYを窪み部24xで塞き止め、空間S内で留まらせることができる。そして、窪み部24xで塞き止められた余剰インクYは、後に吸引ポンプ16a,16bによって切込み部61から吸引される。これにより、余剰インクYの漏出をより確実に防ぐことが可能になる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図12は、第3実施形態におけるインクジェットヘッド110を示す断面図である。
図12に示すように、インクジェットヘッド110のノズルガード24には、天板部24aに空間S側に窪む窪み部24xが形成されている。窪み部24xは、プレス成形(圧延)で形成したものであり、この窪み部24xの底面にはスリット24cが形成されている。
これにより、ノズルガード24が箱体Dと接触した場合であっても、スリット24c近傍の撥水膜24hが箱体Dと接触する確率を低減させて、撥水膜24hが剥離することを防止することができる。
特に、印刷時等において、天板部24aの内表面24eに余剰インクYが残存していた場合に、余剰インクYがスリット24cに向かって流れたとしても、この余剰インクYを窪み部24xで塞き止め、空間S内で留まらせることができる。そして、窪み部24xで塞き止められた余剰インクYは、後に吸引ポンプ16a,16bによって切込み部61から吸引される。これにより、余剰インクYの漏出をより確実に防ぐことが可能になる。
(変形例)
図13は、本発明の変形例におけるインクジェットヘッド120を示す断面図である。
図13に示すように、インクジェットヘッド120のノズルガード24には、空間S側に突出し、かつ、スリット24cを環状に囲繞する環状突出壁24yが形成されている。
このような構成によっても、上述した第3実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
図13は、本発明の変形例におけるインクジェットヘッド120を示す断面図である。
図13に示すように、インクジェットヘッド120のノズルガード24には、空間S側に突出し、かつ、スリット24cを環状に囲繞する環状突出壁24yが形成されている。
このような構成によっても、上述した第3実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
図14は、本発明の変形例におけるインクジェットヘッド130を示す断面図である。
図14に示すように、インクジェットヘッド130のノズルガード24には、窪み部24xと環状突出壁24yとがプレス成形により形成されている。
これにより、上述した第3実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
なお、プレス成形であれば、窪み部24xと環状突出壁24yとを同時に形成することができ、生産効率が良好なものとなる。
図14に示すように、インクジェットヘッド130のノズルガード24には、窪み部24xと環状突出壁24yとがプレス成形により形成されている。
これにより、上述した第3実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
なお、プレス成形であれば、窪み部24xと環状突出壁24yとを同時に形成することができ、生産効率が良好なものとなる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図15は、第4実施形態におけるインクジェット記録装置150の概略構成図である。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
図15に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置150は、2本の吸引流路60に対して吸引ポンプ160が一つのみしか設けられていない点で、上述した各実施形態と相違している。具体的に、吸引流路60(図4等参照)が接続されたインク吸引孔11e,11gには、吸引流路60と吸引ポンプ160とを接続する接続チューブ161a,161bの一端が設けられている。これら接続チューブ161a,161bの他端は、それぞれ同一の吸引ポンプ160に集合されて接続されている。この場合、吸引ポンプ160を作動させると、各吸引流路60の吸引口60aから同等の動力によって空気が吸引される。そして、吸引される空気とともに、空間S内の余剰インクYを切込み部61(図4等参照)から吸引し、吸引ポンプ160の下流側に接続された廃液タンクEへ排出することができる。
この構成によれば、各吸引流路60を同一の吸引ポンプ160に接続することで、第1実施形態のように各吸引流路60にそれぞれ吸引ポンプ16a,16bを設ける場合に比べて、インクジェット記録装置150を安価に製造することができる。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図15は、第4実施形態におけるインクジェット記録装置150の概略構成図である。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
図15に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置150は、2本の吸引流路60に対して吸引ポンプ160が一つのみしか設けられていない点で、上述した各実施形態と相違している。具体的に、吸引流路60(図4等参照)が接続されたインク吸引孔11e,11gには、吸引流路60と吸引ポンプ160とを接続する接続チューブ161a,161bの一端が設けられている。これら接続チューブ161a,161bの他端は、それぞれ同一の吸引ポンプ160に集合されて接続されている。この場合、吸引ポンプ160を作動させると、各吸引流路60の吸引口60aから同等の動力によって空気が吸引される。そして、吸引される空気とともに、空間S内の余剰インクYを切込み部61(図4等参照)から吸引し、吸引ポンプ160の下流側に接続された廃液タンクEへ排出することができる。
この構成によれば、各吸引流路60を同一の吸引ポンプ160に接続することで、第1実施形態のように各吸引流路60にそれぞれ吸引ポンプ16a,16bを設ける場合に比べて、インクジェット記録装置150を安価に製造することができる。
(変形例)
次に、第4実施形態の変形例について説明する。図16は本発明の変形例におけるインクジェットヘッド記録装置170の概略構成図である。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
図16に示すように、本変形例のインジェット記録装置170は、吸引流路60と吸引ポンプ160との間、すなわち各接続チューブ161a,161bにそれぞれバルブ(流量調整装置)171,172が接続されている。すなわち、各吸引流路60と吸引ポンプ160とがそれぞれバルブ171,172を介して接続されている。
この場合、バルブ171,172によって、吸引口60a(図4等参照)から吸引する空気の流量を調整することができる。また、バルブ171,172の切替制御を行うことで、吸引する吸引口60aを任意に選択することができる。例えば、一方の吸引口60a(図4参照)側に余剰インクYが残存している場合等においては、バルブ171,172を切り替えて一方の吸引口60aのみから集中的に空気を吸引することで、この空気とともに余剰インクYを効果的に吸引することができる。
このように、吸引流路60と吸引ポンプ160との間にバルブ171,172を設けることで、吸引ポンプ160により吸引する流量を容易に調整することができるので、作業性を向上させることができる。
次に、第4実施形態の変形例について説明する。図16は本発明の変形例におけるインクジェットヘッド記録装置170の概略構成図である。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
図16に示すように、本変形例のインジェット記録装置170は、吸引流路60と吸引ポンプ160との間、すなわち各接続チューブ161a,161bにそれぞれバルブ(流量調整装置)171,172が接続されている。すなわち、各吸引流路60と吸引ポンプ160とがそれぞれバルブ171,172を介して接続されている。
この場合、バルブ171,172によって、吸引口60a(図4等参照)から吸引する空気の流量を調整することができる。また、バルブ171,172の切替制御を行うことで、吸引する吸引口60aを任意に選択することができる。例えば、一方の吸引口60a(図4参照)側に余剰インクYが残存している場合等においては、バルブ171,172を切り替えて一方の吸引口60aのみから集中的に空気を吸引することで、この空気とともに余剰インクYを効果的に吸引することができる。
このように、吸引流路60と吸引ポンプ160との間にバルブ171,172を設けることで、吸引ポンプ160により吸引する流量を容易に調整することができるので、作業性を向上させることができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
図17は、本発明の他の構成を示すインクジェットヘッド200の拡大断面図である。
上述した実施形態では、吸引流路60が周壁部24bの近傍を沿うようにして延出した場合について説明したが、図17に示すインクジェットヘッド200のように、吸引流路60の周面を、周壁部24bの短手方向に沿う内表面24eのうち、吸引流路60を間に挟んでノズル列31cの反対側の内表面24eに当接させた状態で、天板部24aに向けて延出させてもよい。この場合、切込み部61のうち、切込み部61aを周壁部24bの内表面24eに当接させておくことで、内表面24eや、天板部24aと周壁部24bとの境界部分等に残存した余剰インクYについても効率的に吸引することができる。
上述した実施形態では、吸引流路60が周壁部24bの近傍を沿うようにして延出した場合について説明したが、図17に示すインクジェットヘッド200のように、吸引流路60の周面を、周壁部24bの短手方向に沿う内表面24eのうち、吸引流路60を間に挟んでノズル列31cの反対側の内表面24eに当接させた状態で、天板部24aに向けて延出させてもよい。この場合、切込み部61のうち、切込み部61aを周壁部24bの内表面24eに当接させておくことで、内表面24eや、天板部24aと周壁部24bとの境界部分等に残存した余剰インクYについても効率的に吸引することができる。
また、上述した実施形態では、吸引流路60の内部と空間Sとを連通させるための連通部として、切込み部61(図8等参照)を形成した場合について説明したが、連通部の形状はこれに限らず種々の形状に形成することができる。例えば、図18に示す連通部は、吸引流路60の厚さ方向に貫通する複数の貫通孔210からなり、これら複数の貫通孔210が吸引流路60の延出方向に並んで貫通孔列211が形成されている。そして、この貫通孔列211が吸引流路60の周方向に沿って等間隔に形成されている。この場合、貫通孔列211は、上述した切込み部61と同様に吸引流路60における突出部位の長手方向全域に形成することが好ましい。
なお、上述した貫通孔210の形成位置は適宜設計変更が可能であり、例えば図19に示すように、吸引流路60の周面全体に貫通孔210を千鳥状に形成してもよい。
なお、上述した貫通孔210の形成位置は適宜設計変更が可能であり、例えば図19に示すように、吸引流路60の周面全体に貫通孔210を千鳥状に形成してもよい。
また、上述した実施形態では、吸引口60aの周縁を天板部24aの内表面24eに当接させる構成について説明したが、吸引口60aの周縁を必ずしも天板部24aに当接させる必要はない。但し、天板部24a等の内表面24eに残存した余剰インクYを、吸引口60aから吸引可能な位置まで吸引流路60を突出させていることが好ましい。
また、上述した実施形態においては、インクジェットヘッド10のノズル列31cの開口方向を重力方向に向け、また、ノズル孔31aの列設方向を水平方向に向ける構成としたが、このような設置の方向に限られない。ノズル孔31aの配列方向を重力方向に向ける構成としてもよい。
また、上述した実施形態においては、インクジェットヘッド10を固定してインクジェット記録装置1を構成したが、インクジェットヘッド10を可動してインクジェット記録装置1を構成することも可能である。
また、上述した実施形態においては、インクジェットヘッド10を固定してインクジェット記録装置1を構成したが、インクジェットヘッド10を可動してインクジェット記録装置1を構成することも可能である。
さらに、本実施形態では、インクIまたは洗浄液Wの充填方法において、加圧ポンプ54と吸引ポンプ16a,16bの両方を用いて実施したが、この形態に限られるものではない。例えば、吸引ポンプ16a,16bの動作のみによって、インクIまたは洗浄液Wをインクジェットヘッド10へ充填するような構成でも構わない。
また、本実施形態では、インクIを吐出するアクチュエータとして、電極が設けられたセラミック圧電プレート21を備えるようにしたが、この形態に限られるものではない。例えば、電気熱変換素子を用いて、インクIが充填されている室内に気泡を生じさせ、その圧力によって、インクIを吐出する機構としても構わない。
また、本実施形態では、開放孔22cが各長溝26の併設方向に亘って形成され、インクIは開放孔22cから各長溝26へ充填されるようにしたが、この形態に限られるものではない。例えば、開放孔22cを全ての長溝26と連通させず、インク室プレート22にスリット形状の溝を設け、そのスリットが長溝26の併設ピッチの半分となるように形成されていてもよい。すなわち、スリットが長溝26の一つ置きに対応し、インクIがスリットに対応する長溝26のみに充填される形式にしても構わない。この形態を採用することで、導電性のインクIを用いたとしても、電極がインクIを介して短絡することがなく、多種多様なインクIを採用し、印刷を実施することができる。
また、本実施形態では、インクIを吐出するアクチュエータとして、電極が設けられたセラミック圧電プレート21を備えるようにしたが、この形態に限られるものではない。例えば、電気熱変換素子を用いて、インクIが充填されている室内に気泡を生じさせ、その圧力によって、インクIを吐出する機構としても構わない。
また、本実施形態では、開放孔22cが各長溝26の併設方向に亘って形成され、インクIは開放孔22cから各長溝26へ充填されるようにしたが、この形態に限られるものではない。例えば、開放孔22cを全ての長溝26と連通させず、インク室プレート22にスリット形状の溝を設け、そのスリットが長溝26の併設ピッチの半分となるように形成されていてもよい。すなわち、スリットが長溝26の一つ置きに対応し、インクIがスリットに対応する長溝26のみに充填される形式にしても構わない。この形態を採用することで、導電性のインクIを用いたとしても、電極がインクIを介して短絡することがなく、多種多様なインクIを採用し、印刷を実施することができる。
1…インクジェット記録装置(液体噴射記録装置) 5…インク供給部(液体供給部) 10,100,110,120,150,170,200…インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド) 12…液体供給系 16a,16b,160…吸引ポンプ(吸引部) 24…ノズルガード 24a…天板部 24b…周壁部 24c…スリット 24x…窪み部 24y…環状突部 31a…ノズル孔 31c…ノズル列 60…吸引流路 60a…吸引口 61…切込み部 101…吸収体 210…貫通孔 I…インク(液体) R…負圧室 S…空間
Claims (19)
- 噴射孔列から液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいて、
前記噴射孔列を覆うように形成された噴射体ガードを備え、
前記噴射体ガードは、前記噴射孔列の周囲を囲む周壁部と、前記周壁部の周縁部から前記噴射プレートに対向するように形成された天板部と、前記天板部に形成され前記噴射孔列と対向するスリットとを備え、
前記噴射体ガードの内側空間に連通し、前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する吸引部が接続された吸引流路を備え、
前記吸引流路の吸引口が、前記噴射孔列が開口する面よりも前記天板部側に突出していることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記吸引流路を複数備えていることを特徴とする請求項1記載の液体噴射ヘッド。
- 前記吸引流路を2つ備え、前記各吸引流路の前記吸引口は、前記噴射孔列の配列方向に沿う両端にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の液体噴射ヘッド。
- 前記吸引流路における前記噴射プレートから突出した突出部位には、前記吸引流路の側面を貫通して前記噴射体ガードの前記内側空間と前記吸引流路の内部とを連通する連通部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記連通部は、前記突出部位の側面に亘って複数形成されていることを特徴とする請求項4記載の液体噴射ヘッド。
- 前記連通部は、前記吸引口の周縁から前記吸引流路の延在方向に沿って切り込み形成された切込み部であることを特徴とする請求項4または請求項5記載の液体噴射ヘッド。
- 前記切込み部は、前記吸引流路の延在方向における前記突出部位の全域に形成されていることを特徴とする請求項6記載の液体噴射ヘッド。
- 前記吸引口の周縁が前記天板部に当接していることを特徴とする請求項4ないし請求項7の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
- 前記吸引流路の前記連通部は、前記吸引流路を挟んで前記噴射孔列の反対側に配置された前記周壁部に対向するように形成されていることを特徴とする請求項4ないし請求項8の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記吸引流路の前記突出部位は、その側面が前記吸引流路を挟んで前記噴射孔列の反対側に配置された前記周壁部に当接した状態で延在していることを特徴とする請求項9記載の液体噴射ヘッド。
- 前記噴射ガードの前記内側空間には、前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸収する吸収体が配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項10の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記天板部には、前記内側空間に向けて窪む窪み部が形成され、前記窪み部の底面に前記スリットが形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項11の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記天板部には、前記内側空間に向けて突出し、かつ前記スリットを環状に囲繞する環状突出壁が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項12の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記噴射孔列の開口方向が重力方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項13の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項1ないし請求項14の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給し得るように構成された液体供給部と、
前記吸引流路に接続されて前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する前記吸引部とを具備することを特徴とする液体噴射記録装置。 - 複数の前記吸引流路が一括して前記吸引部に接続されていることを特徴とする請求項15記載の液体噴射記録装置。
- 前記吸引流路は、流量調整装置を介して前記吸引部に接続されていることを特徴とする請求項15または請求項16に記載の液体噴射記録装置。
- 請求項15ないし請求項17の何れか1項に記載の液体噴射記録装置の使用方法であって、
前記吸引部を第1出力により動作させることで、前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する液体充填モードを有することを特徴とする液体噴射記録装置の使用方法。 - 請求項15ないし請求項17の何れか1項に記載の液体噴射記録装置の使用方法であって、
前記吸引部を第1出力により動作させることで、前記内側空間を負圧室とし、前記吸引流路を介して前記噴射孔列から漏出した前記液体を吸引する液体充填モードと、
前記吸引部を前記第1出力よりも小さい第2出力によって動作させ、前記噴射孔列から被記録媒体へ前記液体を噴射して前記被記録媒体に記録を行う通常使用モードとを切替制御することを特徴とする液体噴射記録装置の使用方法。
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