| 【発明の名称】 |
液体噴射ヘッドの液体吸引装置及び液体噴射装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】堀 江 一 基
【住所又は居所】長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコーエプソン株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】キャップ部材に設けられたフィルタ部材のフィルタ機能をフィルタ部材全体にわたって十分に活用する。
【解決手段】本装置は、液体噴射ヘッド９のノズル形成面２３に当接された際に内部に密閉空間２７，２９を形成するキャップ部材２５と、密閉空間２７，２９の内部の流体を排出して密閉空間２７，２９内に負圧を発生させる負圧発生手段１９と、少なくともその一部がキャップ部材２５の内部に位置するようにして配置されたフィルタ部材２８と、を備える。吸引時の流体の流れ方向におけるフィルタ部材２８の下流側に、フィルタ部材２８の略全体に対して略均一の負圧を作用させる共通負圧室２９が形成されている。負圧発生手段１９は共通負圧室２９の内部の流体を排出する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】複数のノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドの前記複数のノズル開口から液体を吸引する液体吸引装置であって、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に当接された際に内部に密閉空間を形成するキャップ部材と、前記キャップ部材の内部に形成された前記密閉空間の内部の流体を排出して前記密閉空間の内部に負圧を発生させる負圧発生手段と、少なくともその一部が前記キャップ部材の内部に位置するようにして配置されたフィルタ部材と、を備え、吸引時の流体の流れ方向における前記フィルタ部材の下流側に、前記フィルタ部材の略全体に対して略均一の負圧を作用させる共通負圧室が形成されており、前記負圧発生手段は前記共通負圧室の内部の流体を排出するように前記キャップ部材に接続されていることを特徴とする液体吸引装置。
【請求項２】前記フィルタ部材は、前記キャップ部材が前記ノズル形成面に当接された際に前記ノズル形成面と前記フィルタ部材との間に液体受容空間が形成されるように構成されている請求項１記載の液体吸引装置。
【請求項３】前記液体受容空間は、前記複数のノズル開口のすべてに対応する単一の空間である請求項２記載の液体吸引装置。
【請求項４】前記液体受容空間は、複数の個別空間に分割されている請求項２記載の液体吸引装置。
【請求項５】前記複数のノズル開口は、幾つかのノズル列を構成しており、前記複数の個別空間は、前記幾つかのノズル列のそれぞれに対応して形成されている請求項４記載の液体吸引装置。
【請求項６】前記フィルタ部材は、前記幾つかのノズル列のそれぞれに対向する位置に延在する幅狭領域のみにおいて有効に機能するように構成されている請求項５記載の液体吸引装置。
【請求項７】前記複数の個別空間は、吐出される液体の種類が共通する複数のノズル開口から成るノズル開口群毎に形成されている請求項４乃至６のいずれか一項に記載の液体吸引装置。
【請求項８】前記複数の個別空間は、前記フィルタ部材とは別個に設けられた仕切部材によって形成されている請求項４乃至７のいずれか一項に記載の液体吸引装置。
【請求項９】前記複数の個別空間は、前記フィルタ部材自身によって形成されている請求項４乃至７のいずれか一項に記載の液体吸引装置。
【請求項１０】前記フィルタ部材は、前記キャップ部材が前記ノズル形成面に当接される際に、前記ノズル形成面の少なくとも一部に密着されるように構成されている請求項１記載の液体吸引装置。
【請求項１１】前記フィルタ部材は、前記キャップ部材が前記ノズル形成面に当接される際に、前記ノズル形成面の略全体に密着されるように構成されている請求項１０記載の液体吸引装置。
【請求項１２】前記フィルタ部材は、その一部が前記キャップ部材から前記ノズル形成面の方向に向けて突出している請求項１０又は１１に記載の液体吸引装置。
【請求項１３】前記共通負圧室の内部には流体透過性の充填材が充填されており、前記流体透過性の充填材は、前記共通負圧室の内部を気体が流通している状態においては前記共通負圧室の内部の全体が略均一の圧力になるような流動抵抗値を持っていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の液体吸引装置。
【請求項１４】前記充填材は発泡材である請求項１３記載の液体吸引装置。
【請求項１５】複数のノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドの前記複数のノズル開口から液体を吸引する液体吸引装置であって、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に当接された際に内部に密閉空間を形成するキャップ部材と、前記キャップ部材の内部に形成された前記密閉空間の内部の流体を排出して前記密閉空間の内部に負圧を発生させる負圧発生手段であって、吸引ポンプと、前記吸引ポンプを前記キャップ部材に接続する吸引配管と、を有する負圧発生手段と、前記吸引配管の途中に設けられ、液体の流れ抵抗により液体の流量を抑制する手段と、を備えたことを特徴とする液体吸引装置。
【請求項１６】複数のノズル開口のそれぞれに連通する圧力室の内部の液体に圧力変動を生じさせて前記ノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドと、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の液体吸引装置と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射ヘッドの複数のノズル開口から液体を吸引する液体吸引装置及びこの液体吸引装置を備えた液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式印刷ヘッドを備えたインクジェットプリンタがある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【０００３】液体噴射装置の代表例であるインクジェットプリンタは、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【０００４】このようなインクジェットプリンタは、一般に、キャリッジ上に搭載されて記録紙等の記録媒体の幅方向（ヘッド走査方向）に往復移動する印刷ヘッド（液体噴射ヘッド）と、記録媒体をヘッド走査方向と直交する方向（媒体送り方向）に移動させる送り手段と、を備えている。
【０００５】このインクジェットプリンタにおいては、印刷データに対応して印刷ヘッドより記録媒体に対してインク滴（液滴）を吐出させることで印刷が行われる。そして、キャリッジ上に搭載される印刷ヘッドを、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクの吐出が可能なものとすることにより、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【０００６】上述した印刷ヘッドは、圧力室で加圧したインクをノズル開口からインク滴として記録媒体に向けて吐出させて印刷を行う関係上、例えばノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化により、また塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより、印刷不良を起こすという問題がある。
【０００７】このため、印刷ヘッドのノズル開口に目詰まりが生じた場合、またはインクカートリッジを交換した場合などには、キャップ部材により印刷ヘッドのノズル形成面を封止し、吸引ポンプ（チューブポンプ）からの負圧によりノズル開口からインクを吸引排出させることで、ノズル開口等におけるインク固化による目詰まりや、インク供給路内への気泡の混入によるインク吐出不良を解消するクリーニング操作（吸引操作）を実行する液体吸引装置がインクジェットプリンタには一般に具備されている。
【０００８】従来の液体吸引装置は、例えば、特開２００１−０９６７５８号公報記載のように、吸引ポンプと、この吸引ポンプに接続され、印刷ヘッドのノズル形成面を封止するキャップ部材とを有する。そして、この従来の液体吸引装置においては、キャップ部材でノズル形成面を封止した状態で、吸引ポンプによってキャップ部材の内部から流体（空気又はインク）を排出する。これにより、キャップ部材の内部で発生した負圧によって印刷ヘッド及びそれより上流のインクが吸引され、印刷ヘッド内のクリーニングが行われる。
【０００９】このクリーニング操作（インク吸引操作）によって、印刷ヘッド内へのインクの充填、印刷ヘッド内の劣化インクの吸引排出、並びに印刷ヘッド内のインク中に発生した気泡の排出等を行い、印刷ヘッド内のインク充填状態を正常に保ち、良好な印刷を可能にしている。
【００１０】尚、吸引ポンプはプリンタ内にあるコントローラ又はホストコンピュータからの指令を受けて作動することにより、負圧発生時間、負圧発生量等を制御することが可能である。
【００１１】図１８は、従来のインクジェットプリンタにおいて印刷ヘッドのノズル形成面をキャップ部材で封止した状態を示しており、複数のノズル開口２２が形成された印刷ヘッド９のノズル形成面２３にキャップ部材６０が当接されている。キャップ部材６０の内部には、フィルタ部材６２が、キャップ部材６０の底面に密着して配置されている。キャップ部材６０の内部の流体（空気又はインク）は、ポンプ６１によって吸引排出される。
【００１２】図１８に示した従来のインクジェットプリンタにおいては、クリーニングを実施する場合のみならず、インクジェットプリンタが非印刷状態にある場合においても、キャップ部材６０によって印刷ヘッド９のノズル形成面２３を封止するようになっている。キャップ部材６０の内部に設けられたフィルタ部材６２は、クリーニングやフラッシングの際に印刷ヘッド９から吐出されたインクによって湿潤状態にある。このため、キャップ部材６０により印刷ヘッド９のノズル形成面２３を封止した状態においては、キャップ部材６０の内部の湿度が高くなり、ノズル開口２２付近における保湿効果が高まり、これにより、ノズル開口２２におけるインクの固化を抑制することができる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−０９６７５８号公報【特許文献２】特開平５−２４６０４５号公報【特許文献３】特開平６−２７０４１７号公報【特許文献４】特開平７−２１４７９４号公報【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の液体吸引装置においては、図１８に示したように、フィルタ部材６２がキャップ部材６０内部の底面に密着して配置されている。このため、フィルタ部材６２全体のうち、キャップ部材６０の底部に形成された排出口６３の近傍においては、流体（空気、インク）に対して比較的高い吸引力が確保される一方で、排出口６３から離れた領域においては十分な吸引力が得られない。即ち、フィルタ部材６２の上面に流下したインクに対する吸引力が、フィルタ部材６２全体の中での位置によって異なり、排出口６３近傍の部分において集中的にインクが透過することになる。これでは、フィルタ部材６２全体のフィルタ機能を十分に活かすことができず、ひいては、フィルタ部材６２が排出口６３の近傍において局所的に急速に劣化するために、フィルタ部材６２の寿命が短くなってしまうという問題がある。
【００１５】さらに、従来の液体吸引装置では、インクカートリッジ交換後のインク充填が終了した後、或いはノズル開口の目詰まりが回復した後においても、負圧発生手段が作動している限り、インクの吸引流量が抑制されることなくノズル開口からインクが吸引され続ける。
【００１６】複数のノズル開口、特にインク種の異なる複数のノズル開口群を有する印刷ヘッドのクリーニングおいては、インク流路の構造又はインクの組成的要因から、ノズル開口又はノズル開口群ごとにクリーニングに必要な負圧量及びインク吸引量が異なる場合がある。このため、従来の液体吸引装置では、ノズル開口又はノズル開口群ごとの、目詰まり回復又はインク充填までの所要時間の差によって、回復等が容易なノズル開口又はノズル開口群のインクを必要以上に吸引してしまうと共に、未回復又は未充填のノズルがあるにも関わらず、吸引総量が設定値に達した時点で吸引動作が終了してしまうという問題があった。また、先行して目詰まりが回復したノズル開口からのインク吸引によってキャップ部材の内部の負圧が緩和してしまうことにより、目詰まりがまだ回復していないノズル開口への効率的な負圧伝達が妨げられるという問題もあった。
【００１７】また、負圧発生手段の動作は、プリンタの連続非印刷時間等の情報に基づいて制御されるが、インクの目詰まり状態は、温度及び湿度履歴を含むさまざまな要因の影響を受けるため、このような実状に合わせて負圧発生手段の動作を調整し、印刷ヘッドの多様なインク目詰まり状態に対応して過不足なくインク吸引を行うことが困難であった。従って、クリーニング動作に際して必要以上のインクが吸引され、インク消費効率に悪影響を与える場合が生じていた。
【００１８】本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、キャップ部材に設けられたフィルタ部材のフィルタ機能を、フィルタ部材全体にわたって十分に活用することができる液体噴射ヘッドの液体吸引装置及びこの液体吸引装置を備えた液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００１９】また、本発明は、目詰まりの回復又はインクの充填のために必要な液体吸引条件がノズル開口又はノズル開口群ごとに異なる場合においても、目詰まりの回復又はインクの充填が容易なノズル開口又はノズル開口群からの過剰な液体吸引を抑制すると共に、未回復又は未充填のノズル開口又はノズル開口群に対して効率的に負圧を作用させることができる液体噴射ヘッドの液体吸引装置及びこの液体吸引装置を備えた液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００２０】また、本発明は、液体吸引動作に際して必要以上の液体吸引を抑制することができる液体噴射ヘッドの液体吸引装置及びこの液体吸引装置を備えた液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明は、複数のノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドの前記複数のノズル開口から液体を吸引する液体吸引装置であって、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に当接された際に内部に密閉空間を形成するキャップ部材と、前記キャップ部材の内部に形成された前記密閉空間の内部の流体を排出して前記密閉空間の内部に負圧を発生させる負圧発生手段と、少なくともその一部が前記キャップ部材の内部に位置するようにして配置されたフィルタ部材と、を備え、吸引時の流体の流れ方向における前記フィルタ部材の下流側に、前記フィルタ部材の略全体に対して略均一の負圧を作用させる共通負圧室が形成されており、前記負圧発生手段は前記共通負圧室の内部の流体を排出するように前記キャップ部材に接続されていることを特徴とする。
【００２２】また、好ましくは、前記フィルタ部材は、前記キャップ部材が前記ノズル形成面に当接された際に前記ノズル形成面と前記フィルタ部材との間に液体受容空間が形成されるように構成されている。
【００２３】また、好ましくは、前記液体受容空間は、前記複数のノズル開口のすべてに対応する単一の空間である。
【００２４】また、好ましくは、前記液体受容空間は、複数の個別空間に分割されている。
【００２５】また、好ましくは、前記複数のノズル開口は、幾つかのノズル列を構成しており、前記複数の個別空間は、前記幾つかのノズル列のそれぞれに対応して形成されている。
【００２６】また、好ましくは、前記フィルタ部材は、前記幾つかのノズル列のそれぞれに対向する位置に延在する幅狭領域のみにおいて有効に機能するように構成されている。
【００２７】また、好ましくは、前記複数の個別空間は、吐出される液体の種類が共通する複数のノズル開口から成るノズル開口群毎に形成されている。
【００２８】また、好ましくは、前記複数の個別空間は、前記フィルタ部材とは別個に設けられた仕切部材によって形成されている。
【００２９】また、好ましくは、前記複数の個別空間は、前記フィルタ部材自身によって形成されている。
【００３０】また、好ましくは、前記フィルタ部材は、前記キャップ部材が前記ノズル形成面に当接される際に、前記ノズル形成面の少なくとも一部に密着されるように構成されている。
【００３１】また、好ましくは、前記フィルタ部材は、前記キャップ部材が前記ノズル形成面に当接される際に、前記ノズル形成面の略全体に密着されるように構成されている。
【００３２】また、好ましくは、前記フィルタ部材は、その一部が前記キャップ部材から前記ノズル形成面の方向に向けて突出している。
【００３３】また、好ましくは、前記共通負圧室の内部には流体透過性の充填材が充填されており、前記流体透過性の充填材は、前記共通負圧室の内部を気体が流通している状態においては前記共通負圧室の内部の全体が略均一の圧力になるような流動抵抗値を持っている。
【００３４】また、好ましくは、前記充填材は発泡材である。
【００３５】上記課題を解決するために、本発明は、複数のノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドの前記複数のノズル開口から液体を吸引する液体吸引装置であって、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に当接された際に内部に密閉空間を形成するキャップ部材と、前記キャップ部材の内部に形成された前記密閉空間の内部の流体を排出して前記密閉空間の内部に負圧を発生させる負圧発生手段であって、吸引ポンプと、前記吸引ポンプを前記キャップ部材に接続する吸引配管と、を有する負圧発生手段と、前記吸引配管の途中に設けられ、液体の流れ抵抗により液体の流量を抑制する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３６】上記課題を解決するために、本発明は、複数のノズル開口のそれぞれに連通する圧力室の内部の液体に圧力変動を生じさせて前記ノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドと、上記いずれかの液体吸引装置と、を備えたことを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェットプリンタについて図１乃至図１０を参照して説明する。
【００３８】図１に示したように本実施形態によるインクジェットプリンタ３は、ローカルプリンタケーブル又は通信ネットワークを介して、ホストコンピュータ１に接続されている。ホストコンピュータ１には、インクジェットプリンタ３に対して印刷やクリーニングを実行させるためのコマンドを送るソフトウェアであるプリンタドライバ５が搭載されている。
【００３９】インクジェットプリンタ３には、プリンタドライバ５からのコマンド及びプリンタ３内のセンサー８等からの情報に基づいて以下の各部を制御する制御装置７、複数のノズル開口を有する印刷ヘッド９、印刷ヘッド９に搭載されるか又は別置きされたインクタンク１１、印刷ヘッド９の複数のノズル開口からインクを吸引するインク吸引装置１３、印刷ヘッド９を搭載して移動させるキャリッジ１４、用紙を送る用紙搬送機構１０などが含まれている。
【００４０】図２に示したように本実施形態によるインクジェットプリンタにおいては、キャリッジ１４の上部にインクタンク１１が着脱可能に装着される。キャリッジ１４の下部には印刷ヘッド９が固定されている。キャリッジ１４はベルト１５を介してモーター１６に接続され、ガイドレール１７に沿ってプラテン１２の軸方向に往復走行する。
【００４１】キャリッジ１４の走行経路の末端にあるホームポジションには、印刷ヘッド９のノズル形成面をカバーして密閉するためのキャッピングシステム１８が配置されている。キャッピングシステム１８は、印刷ヘッド９のノズル開口部のインクの乾燥を防止する機能、及び負圧発生手段である吸引ポンプ１９からの負圧をノズル開口に作用させてノズル開口からインクを強制的に吸引して排出させる機能を備える。キャッピングシステム１８及び吸引ポンプ１９はインク吸引装置１３を構成する。
【００４２】図３は、本実施形態によるインクジェットプリンタの印刷ヘッド９の断面図である。プリンタ、特にカラープリンタに用いられる印刷ヘッド９は、種類の異なる複数種のインクを吐出するために、インク種ごとに独立したインク経路２０を有する。ここで、異なるインクとは、見かけ上の色の違いにとどまらず、インクの構成成分の種類又は比率が異なることを意味する。そして、インクタンク１１からのインクは、インク供給針２０ａを介してインク経路２０に流入する。インク種ごとに独立した経路２０は、それぞれが複数の圧力室２１に連通している。各圧力室２１には各ノズル開口２２が連通しており、印刷時には圧力室２１から押出されたインク滴がノズル開口２２から吐出される。
【００４３】図４は、印刷ヘッド９のノズル形成面２３の正面図である。ノズル形成面２３には、インクを吐出するための複数のノズル開口２２が形成されている。複数のノズル開口２２は、インク種に対応した幾つかのノズル開口群（ノズル列）２４を形成しており、通常、ひとつのノズル開口群２４は、数十から数千のノズル開口２２から構成される。
【００４４】図５は、本実施形態によるインクジェットプリンタの印刷ヘッド９の内部構造を示す断面図である。インクタンク１１から供給されるインクは、インク経路２０を通って圧力室２１へと供給される。そして、印刷に際しては、圧力発生素子である圧電振動子２６の伸縮動作によって圧力室２１の容積を変化させ、圧力室２１内のインクに圧力変動を生じさせることにより、ノズル開口２２からインク滴が吐出される。
【００４５】ところで、印刷ヘッド９内のインク中に気泡が混入したり、或いはインク流路中に増粘したインクが存在すると、インクの正常な流れが阻害され、正常なインクの吐出が行えない場合がある。そこで、このような場合には、インク吸引装置１３によるインクの強制排出が必要となる。
【００４６】また、インクジェットプリンタの最初の使用の開始時や、インクタンクを別の種類のインクのものと交換した場合等においては、印刷ヘッド９内のインク流路中にインクを充填する必要がある。このような初期充填に際しても、インク吸引装置１３によって、印刷ヘッド９のノズル開口２２から空気及びインクが強制的に吸引され、排出される。
【００４７】図６は、本実施形態によるインクジェットプリンタのインク吸引装置１３におけるキャッピングシステムを示している。印刷ヘッド９及びキャリッジ１４は、印刷中においてはキャッピングシステムから離れている。一方、クリーニング時には、キャリッジ１４及び印刷ヘッド９がホームポジションに移動し、図７に示したように印刷ヘッド９のノズル形成面２３が、キャッピングシステムのキャップ部材２５によって封止される。この状態においては、吸引ポンプ１９からの負圧を印刷ヘッド９に伝達することが可能である。
【００４８】図８は、本実施形態によるインクジェットプリンタにおいて、印字ヘッド９がキャッピングシステムのキャップ部材２５によってキャッピングされた状態を示している。また、図９は、キャップ部材２５及びその近傍を拡大して示している。
【００４９】キャップ部材２５は、印刷ヘッド９がホームポジションに移動したときに印刷ヘッド９のノズル形成面２３を封止して、キャップ部材２５の内部に密閉空間を形成するように構成されている。これにより、印刷休止状態において、ノズル開口２２のインクの乾燥を防止することができる。
【００５０】さらに、キャップ部材２５は、吸引ポンプ１９へとつながる排出口３５を有する。吸引ポンプ１９は、キャップ部材２５の内部に形成された密閉空間の内部の流体（気体、液体）を排出し、密閉空間の内部に負圧を発生させる。これによって、キャップ部材２５の内部は、印刷ヘッド９のクリーニング時に、吸引ポンプ１９で発生した負圧を印刷ヘッド９内のインク流路２０へと伝える経路の一部となる。
【００５１】また、キャップ部材２５の内部には、印刷ヘッド９のノズル形成面２３と平行に延在するフィルタ部材２８が設けられている。平板状のフィルタ部材２８は、キャップ部材２５の内部に設けられた段部３３ａの上面に載置されると共に留め具３３ｂによって固定されている。
【００５２】このフィルタ部材２８は、空気等の気体を通過させ、速やかな負圧の伝達が可能であるが、インク等の液体が通過する際には大きな流れ抵抗が発生し、吸引ポンプ１９の連続作動による負圧上昇に抗して、インクの吸引を抑制する。
【００５３】図９に示したように、吸引時の流体の流れ方向におけるフィルタ部材２８の下流側、即ちノズル形成面２３側から見てフィルタ部材２８の背面側には、フィルタ部材２８の背面の略全体に対して略均一の負圧を作用させる共通負圧室２９が、フィルタ部材２８が仕切りとなることで形成されている。排出口３５は共通負圧室２９に連通しており、吸引ポンプ１９によって共通負圧室２９の内部の流体が排出される。
【００５４】また、フィルタ部材２８は、キャップ部材２５の内部の深さ方向の途中に配置されている。このため、キャップ部材２５がノズル形成面２３に当接された際には、ノズル形成面２３とフィルタ部材２８との間にインク受容空間２７が形成される。このインク受容空間２７は、複数のノズル開口２２のすべてに対応する単一の空間である。
【００５５】次に、インク吸引装置１３によって印刷ヘッド９の複数のノズル開口２２からインクを吸引排出させる際の動作及び作用について説明する。
【００５６】クリーニング動作（インク吸引動作）を開始する時点においては、キャップ部材２５内のインク受容空間２７及び共通負圧室２９にはインクが存在せず、空気で満たされている。また、キャップ部材２５と吸引ポンプ１９とを連絡する流路の中にもインクは存在せず、空気で満たされている。
【００５７】そして、図９に示したように印刷ヘッド９のノズル形成面２３をキャップ部材２５で封止した状態で吸引ポンプ１９を作動させると、排出口３５を介して共通負圧室２９の内部の空気が吸引ポンプ１９の方向に吸引される。これにより、共通負圧室２９は負圧状態となり、フィルタ部材２８に負圧が作用する。このとき、共通負圧室２９の内部の圧力は、共通負圧室２９全体にわたって略均一となるので、フィルタ部材２８に対して作用する負圧は、フィルタ部材２８の背面の全体にわたって略均一となる。
【００５８】このように本実施形態においては、共通負圧室２９を設けたことによりフィルタ部材２８全体にわたって略均一に負圧を作用させることができるので、フィルタ部材２８のフィルタ機能を、フィルタ部材２８の全体にわたって十分に活用することができる。
【００５９】フィルタ部材２８に負圧が作用することにより、インク受容空間２７の内部の空気が、フィルタ部材２８を介して共通負圧室２９内に引き込まれ、さらには吸引ポンプ１９まで吸引される。これに伴って、印刷ヘッド９及びインクタンク１１の内部のインクが、ノズル開口２２を介して吸引されてインク受容空間２７内に排出される。
【００６０】インク吸引動作の初期段階においては、フィルタ部材２８を通過しようとする流体のほとんどは空気等の気体であるため、その流体は速やかにフィルタ部材２８を通過する。
【００６１】図１０は、吸引ポンプ１９の動作開始時（負圧発生時）からの単位時間当りのインク吸引量（インク流量）を示している。図１０において段階１で示したように、インク吸引動作の初期段階においては、単位時間当りのインク吸引量は、吸引ポンプ１９の作動時間の経過とともに上昇し、インクの吸引は抑制されていない。
【００６２】さらにインク吸引動作を継続すると、気体に続いて、印刷ヘッド９及びインクタンク１１の内部にあったインクがフィルタ部材２８を通過しようとする。この時、フィルタ部材２８はインク流に対して流れ抵抗を発生するため、インクの流量が抑制される。このため、図１０に段階２として示したように、吸引ポンプ１９は継続的に作動しているにもかかわらず、単位時間当りのインク吸引量は減少して図１０中の領域Ａ内で推移する。
【００６３】以上述べたように本実施形態においては、フィルタ部材２８の背面の全体に対して均一の負圧を作用させる共通負圧室２９を設けたので、フィルタ部材２８のフィルタ機能をその全体にわたって十分に活用することができる。
【００６４】また、本実施形態においては、インク吸引開始の初期段階においては十分な吸引量を確保できると共に、インク吸引動作がある程度進んだ段階では、吸引ポンプ１９の作動条件を変更することなく、自動的に吸引量を徐々に抑制することができる。このため、インク吸引動作に際して、必要以上のインク吸引を抑制することができる。
【００６５】次に、本発明の他の実施形態によるインクジェットプリンタについて、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、上述した実施形態と共通する部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００６６】図１１及び図１２から分かるように、本実施形態においては、フィルタ部材２８によってキャップ部材２５の内部の上半部に形成された空間（図９中のインク受容空間２７に相当する空間）が、仕切壁４２によって複数の個別空間４１に分割されている。より具体的には、キャップ部材２５の内部の上半部の空間が、４つの個別空間４１に分割されており、各個別空間４１は、印刷ヘッド９のノズル形成面２３に形成された４本のノズル列２４に対応している。仕切壁４２は、キャップ部材２５と共にノズル形成面２３に当接され、各個別空間４１が個別の密閉空間を形成する。仕切壁４２は、好ましくはキャップ部材２５と同じ材料によって一体に形成される。なお、同一のノズル列２４に属するノズル開口２２からは同種のインクが吐出され、異なるノズル列２４に属するノズル開口２２からは異なる種類のインクが吐出される。
【００６７】また、本実施形態においては、フィルタ部材２８の全体を使用するのではなく、フィルタ部材２８の上面側（ノズル形成面２３側）に形成した目隠し片４７によって、フィルタ部材２８全体のうち、各ノズル列２４に対向する位置に延在する幅狭領域２８ａのみが有効に機能するように構成されている。このようにフィルタ部材２８の有効部分を、ノズル列２４に対向する幅狭領域２８ａに限定することにより、１つのノズル列２４に属するすべてのノズル開口２２が回復する時点と、フィルタ部材２８の有効領域（つまり幅狭領域２８ａ）の全体がインクで湿潤する時点とを略一致させることができる。
【００６８】上記構成より成る本実施形態によれば、各ノズル列２４に対応して各個別空間４１を形成し、各個別空間４１に対応してフィルタ部材２８の各幅狭領域２８ａを形成したので、インクの浸潤によるフィルタ部材２８の抵抗増大機能が、各個別空間４１毎に機能する。このため、ノズル列２４同士の間で目詰まり回復までの所要時間に差がある場合には、目詰まりが回復したノズル列２４に対応するフィルタ部材２８の幅狭領域２８ａから、順次、流体の流れ抵抗が増大する。これにより、回復済みのノズル列２４からのインクの過剰吸引を抑制できると同時に、回復済みのノズル列による負圧緩和が選択的に抑制され、回復がより困難なインクを充填しているノズル列に対して、速やかに高い負圧を作用させることができる。
【００６９】また、本実施形態においては、フィルタ部材２８の背面側に共通負圧室２９が形成されているので、フィルタ部材２８の４つの幅狭領域２８ａに対して略均一の負圧を作用させることができる。
【００７０】なお、キャップ部材２５の内部を仕切壁４２によってどのように分割するかは、印刷ヘッド９のノズル形成面２３のノズル配列などの構造上の要因、及びノズル開口２２の吐出インク種等の目詰まり要因等を考慮して、設計時に決定するものである。例えば、充填インク種の異なる複数のノズル開口群を有する印刷ヘッド９においては、インク成分及びその組成の違い等から色ごとに印刷ヘッド９のノズル開口２２の目詰まり状態に差異が生じ、各ノズル開口群ごとにクリーニングに必要な負圧量及びインク吸引量が異なる場合がある。このような場合、キャップ部材２５の内部を仕切壁４２によってインク種ごとに分割すれば、フィルタ部材２８によるインク吸引抑制作用が、分割された個別空間４１毎に独立に作用することとなり、目詰まり回復が容易なインク種のノズル開口群からのインクの過剰吸引を抑制できる。さらに、インク過剰吸引の抑制は、回復済みのノズル開口群からの負圧緩和を抑制する効果も発生し、回復がより困難なインクを充填しているノズル開口群に対して、速やかに高い負圧を伝達することが可能となる。
【００７１】次に、本発明の他の実施形態によるインクジェットプリンタについて、図１３及び図１４を参照して説明する。なお、上述した実施形態と共通する部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００７２】図１３及び図１４に示したように本実施形態においては、各ノズル列２４に対応する凹部４５が形成されたフィルタ部材４３が、キャップ部材２５の内部に配置されている。フィルタ部材４３の凹部４５以外の平坦な部分４３ａは、キャッピングに際して、キャップ部材２５と共に印刷ヘッド９のノズル形成面２３に当接される。
【００７３】なお、本実施形態におけるフィルタ部材４３は、上述した実施形態におけるフィルタ部材２８と同様に、空気等の気体を通過させ、速やかな負圧の伝達が可能であるが、インク等の液体が通過する際には大きな流れ抵抗が発生し、吸引ポンプ１９の連続作動による負圧上昇に抗して、インクの吸引を抑制する。
【００７４】フィルタ部材４３よりも内側のキャップ部材２５の内部には、フィルタ部材４３の背面の略全体に対して略均一の負圧を作用させる共通負圧室４６が形成されている。この共通負圧室４６には、フィルタ部材４３と一体である発泡材からなる充填材４４が充填されている。この充填材４４は流体透過性であり、共通負圧室４６の内部を気体が流通している状態においては共通負圧室４６の内部の全体が略均一の圧力になるような低い流動抵抗値を持っている。
【００７５】本実施形態においては、キャッピング時に、フィルタ部材４３の平坦な部分が印刷ヘッド９のノズル形成面２３に押し付けられ、これにより、フィルタ部材４３の凹部４５に対応する空間が、インク種ごとに分割された個別空間となる。
【００７６】上記構成より成る本実施形態によれば、クリーニング動作時（インク吸引動作時）には、吸引されたインクが凹部４５からなる個別空間を満たし、個別空間の壁面を構成する部分のフィルタ部材４３がインクで湿潤して、その個別空間に対応するノズル列２４のインク吸引が抑制される。これにより、回復済み又は充填済みのノズル列２４からの過剰吸引を抑制すると共に、未回復又は未充填のノズル列２４に対して負圧を効果的に作用させることができる。
【００７７】また、本実施形態によれば、空気等の気体を容易に通過させるフィルタ部材４３によって個別空間の壁面が形成され、上流から排出された気体を容易に吸引ポンプ１９方向に排出できるため、空気等の気体が印刷ヘッド９中に残留する可能性が少なくなり、より確実なクリーニングが可能である。
【００７８】次に、本発明の他の実施形態によるインクジェットプリンタについて、図１５及び図１６を参照して説明する。なお、上述した実施形態と共通する部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００７９】図１５から分かるように、本実施形態は、図９に示した上述の実施形態におけるインク受容空間２７を省略した構成である。本実施形態においては、キャップ部材２５内の段部３３の上面に載置されたフィルタ部材２８は、キャップ部材２５が印刷ヘッド９のノズル形成面２３に当接される際にノズル形成面２３に密着されるように配置されている。
【００８０】なお、好適な例としては、図１６に示したように、ノズル形成面２３から離れた状態において、キャップ部材２５の上面開口からフィルタ部材２８の一部が突出するように構成しても良い。
【００８１】本実施形態においては、キャッピング時にフィルタ部材２８が印刷ヘッド９のノズル形成面２３の全体に押し付けられる。これにより、フィルタ部材２８によるインク流抑制効果が、ノズル開口２２ごとに独立して作用することになる。このため、先にインクの充填が完了したノズル開口２２或いは先に目詰まりが回復したノズル開口２２からの、更なるインク吸引による過剰吸引を抑制することができる。本実施形態は、ノズル開口２２毎に目詰まりの状態が異なるような場合において特に有効である。
【００８２】次に、本発明の他の実施形態によるインクジェットプリンタについて、図１７を参照して説明する。なお、上述した実施形態と共通する部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００８３】図１７に示したように、本実施形態においては、キャップ部材２５と吸引ポンプ１９とを連結する吸引配管５０の途中に、インクの流れ抵抗によりインクの流量を抑制するフィルタ部材５１を設けている。より具体的には、吸引配管５０の途中を上流側継ぎ手５２ａ及び下流側継ぎ手５２ｂで連結すると共に、これら一対の継ぎ手５２ａ、５２ｂの間にフィルタ部材５１を挟み込んでいる。
【００８４】本実施形態によれば、吸引されたインクがフィルタ部材５１の位置に到達した時点で、吸引ポンプ１９によるインクの吸引力が抑制される。従って、キャップ部材２５からフィルタ部材５１までの距離を最適化することにより、吸引動作開始後のインク吸引量が所望の値に達した時点で自動的にインク吸引力が抑制され、過剰吸引を抑制することができる。
【００８５】本実施形態の変形例としては、フィルタ部材５１に代えて、通過する流体の流れによって回転して流れ抵抗を発生するファン手段を設ける構成が考えられる。また、フィルタ部材５１を設ける代わりに、吸引経路の一部を極端に細くしたり、或いは吸引経路の内壁の一部をインクとの摩擦抵抗が大きいものにする構成が考えられる。
【００８６】以上、本発明の特定の実施形態を例示して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変形及び変更を行うことができるということは、当業者において明らかであろう。本発明の範囲内に含まれるこのような変更は全て、特許請求の範囲内に含まれる。
【００８７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フィルタ部材の背面の略全体に対して略均一の負圧を作用させる共通負圧室を設けたので、キャップ部材に設けられたフィルタ部材のフィルタ機能を、フィルタ部材全体にわって十分に活用することができる。
【００８８】本発明によれば、目詰まりの回復又は液体の充填のために必要な液体吸引条件がノズル開口又はノズル開口群ごとに異なる場合においても、目詰まりの回復又は液体の充填が容易なノズル開口又はノズル開口群からの過剰な液体吸引を抑制すると共に、未回復又は未充填のノズル開口又はノズル開口群に対して効率的に負圧を作用させることができる。
【００８９】本発明によれば、液体噴射ヘッドの複数のノズル開口から液体を吸引する液体吸引動作に際して、必要以上の液体吸引を抑制することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２３６９
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿２丁目４番１号
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| 【出願日】 |
平成１５年３月１８日（２００３．３．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５８１２
【弁理士】
【氏名又は名称】吉武 賢次 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３４１０７７（Ｐ２００３−３４１０７７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１２月３日（２００３．１２．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−７３９４７（Ｐ２００３−７３９４７） |
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