JP4062991B2 - キャップ部材及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャップ部材及び液体噴射装置に関する。特に本発明は、噴射ヘッドの噴射口形成面を封止し、噴射口形成面の噴射口から噴射される溶液を受けるキャップ部材、及びそれ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一例としてのインクジェット記録装置は、ヘッドが移動しながら、ヘッドのノズル形成面に設けられたノズルから、噴射される溶液の一例としてのインクを吐出して、被記録物に記録する。このインクジェット記録装置は、記録を行わない場合にノズル開口の乾燥を防止するために、ヘッドのノズル形成面を封止するキャップ部材を備える。ヘッドのノズル形成面のノズルは、被記録物への記録とは無関係に、ノズルの乾燥を防止するためにインクを吐出する場合がある。この場合、キャップ部材は、ノズル形成面のノズルから吐出されるインクを受ける。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインクジェット記録装置においては、ヘッドがキャップ部材から離脱する場合に、キャップ部材内に圧力変動が生じることがあった。これにより、キャップ部材内に残留するインクがキャップ部材上方に引き寄せられ、キャップ部材を上方から覆うような大きなインクの泡が発生することがあった。そこで本発明によるキャップ部材、及びそれを備えた液体噴射装置は、キャップ部材内の圧力変動に伴う溶液の泡の発生を低減することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によるキャップ部材は、キャップ部材内の溶液をキャップ部材内の外部に排出する溶液排出孔を有する溶液排出部と、噴射口から噴射される溶液を溜めて、溜めた溶液を溶液排出孔に供給する溶液溜め部と、溶液溜め部を上方から覆い、キャップ部材の内側の側壁との間に溶液が通過する間隙を介して配置されるカバー部材と、カバー部材より上方の側壁に設けられ、噴射口から噴射される溶液を間隙へ誘導する複数のリブと、を備え、内側に底部をさらに備え、溶液排出部は、底部から上方に延びる形状に形成されており、カバー部材は、溶液排出部の先端に載置されており、溶液排出孔は、溶液排出部の上端近傍の側面に形成されている。
【０００６】
好適な実施形態としては、カバー部材の下方で、カバー部材の下面と平行に設けられた段部を、インク溜め部より上方に備える。
【０００７】
本発明の第２の形態による液体噴射装置は、溶液を噴射する噴射口を噴射口形成面に有する噴射ヘッドと、噴射口形成面を封止し、噴射口から噴射される溶液を受け入れるキャップ部材と、キャップ部材が受け入れた溶液を吸引する吸引部と、を備え、キャップ部材は、キャップ部材内の溶液をキャップ部材内の外部に排出する溶液排出孔を有する溶液排出部と、噴射口から噴射される溶液を溜めて、溜めた溶液を溶液排出孔に供給する溶液溜め部と、溶液溜め部を上方から覆い、キャップ部材の側壁との間に溶液が通過する間隙を介して配置されるカバー部材と、カバー部材より上方の側壁に設けられ、噴射口から噴射される溶液を間隙へ誘導する複数のリブと、を有し、キャップ部材は、内側に底部をさらに備え、溶液排出部は、底部から上方に延びる形状に形成されており、カバー部材は、溶液排出部の先端に載置されており、溶液排出孔は、溶液排出部の上端近傍の側面に形成されている。
【０００８】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット式記録装置１０の内部構成を示す側面概略図である。ここで、インクジェット式記録装置１０は、液体噴射装置の一例である。また、インクジェット式記録装置１０のヘッドは、液体噴射装置の液体噴射ヘッドの一例である。ヘッドに設けられるノズルは、液体噴射ヘッドの噴射口の一例である。また、被記録物は、ターゲットの一例である。
【００１１】
しかしながら、本発明はこれらに限られない。液体噴射装置の他の例は、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置である。この場合、カラーフィルタ製造装置の色材噴射ヘッドが液体噴射ヘッドの一例である。液体噴射装置のさらに他の例は、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置である。この場合、電極形成装置の電極材（電導ペースト）噴射ヘッドが液体噴射ヘッドの一例である。液体噴射装置のさらに他の例は、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置である。この場合、バイオチップ製造装置の生体有機物噴射ヘッドおよび精密ピペットしての試料噴射ヘッドが液体噴射ヘッドの一例である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。
【００１２】
インクジェット式記録装置１０は、図１に示すように、複数の被記録物１１を保持する載置部１２、一の被記録物１１を載置部１２から取り出して記録するために給送する給送部２０、給送部２０により給送された被記録物１１に給送方向の動力を伝える搬送部３０、被記録物１１に記録を行う記録部４０、及び記録された被記録物１１に排出方向の動力を伝える排出部５０を、給送方向においてこの順に備える。
【００１３】
給送部２０は、例えば図示しないモータにより駆動軸とともに回転する給送ローラ２２、及び分離パッド２４を有する。給紙ローラ２２は略扇形であり、駆動軸は扇を構成する円弧の中心に設けられる。給紙ローラ２２が回動することにより、給紙ローラ２２は分離パッド２４に対し、当接状態と乖離状態とを繰り返す。当接状態において、給送ローラ２２と分離パッド２４は、載置部１２から給送部２０に給送された被記録物１１の束のうち、最上位に位置する被記録物１１を互いの間に挟むことで、被記録物１１を一つずつ分離して搬送部３０に給送する。この給送時の途中のタイミングで、給紙ローラ２２及び載置部１２の一部であるホッパは互いに離間し、給送されなかった被記録物１１を載置部１２に戻して整位することができるようにする。
【００１４】
搬送部３０は、モータ６０により回転する搬送ローラ３２、搬送ローラ３２に連れ回る搬送従動ローラ３４を有し、搬送ローラ３２と搬送従動ローラ３４との当接点に被記録物１１を挟むことで、給送部２０により給送された被記録物１１を記録部４０の下部に給送する。
【００１５】
記録部４０は、インクカートリッジを載置するキャリッジ４２、キャリッジ４２の被記録物１１に対向する面に設けられ、インクを吐出するヘッド４４、キャリッジ４２に設けられた軸穴４６、軸穴４６を挿通しキャリッジ４２を給送方向に対して略垂直な方向にスライド可能に支持するガイド軸４８、及び記録の制御を行う制御部４９を有する。なお、ヘッド４４は、被記録物１１の給送方向に沿って配列された複数のノズルをノズル形成面に有する。
【００１６】
排出部５０は、モータ６０により回転する排出ローラ５２、及び排出ローラ５２に連れ回る排出従動ローラ５４を有し、排出ローラ５２と排出従動ローラ５４との当接点に被記録物１１を挟むことで、記録後の被記録物１１を排出する。
【００１７】
なお、搬送従動ローラ３４は、搬送ローラ３２の上側に、搬送ローラ３２よりヘッド４４側に設けられ、排出従動ローラ５４は、排出ローラ５２の上側に、排出ローラ５２よりヘッド４４側に設けられる。これにより、被記録物１１は、記録部４０に対向する位置において下側にたわむ。
【００１８】
上記した構成において、インクジェット式記録装置１０は、ヘッド４４をガイド軸４８に沿って往復させつつノズルからインクを吐出する。インクジェット式記録装置１０は、ヘッド４４が一走査する毎に被記録物１１を給送することで、被記録物１１の全体に記録を行う。なお、ヘッド４４は、往路及び復路の双方で記録を行う場合もあるし、一方のみで記録を行う場合もある。
【００１９】
なお、搬送部３０及び排出部５０には、モータ６０から一本のベルト６２を介して動力が伝達される。ベルト６２には、テンショナー６４により張力が与えられている。モータ６０、テンショナー６４、搬送部３０、及び排出部５０は、ベルト６２の流れ方向に沿ってこの順に配置される。
【００２０】
図２はインクジェット式記録装置１０の斜視図である。記録部４０は、さらにタイミングベルト４０２、キャリッジモータ４０４、ブラックインクカートリッジ４０６及びカラーインクカートリッジ４０８を備える。
【００２１】
キャリッジ４２は、タイミングベルト４０２を介してキャリッジモータ４０４により駆動され、ガイド軸４８に案内されて排出ローラ５２の軸方向に往復移動される。
【００２２】
キャリッジ４２の被記録物１１に対向する側には、ブラックインク用ノズルおよびカラーインク用ノズルを含むヘッド４４が搭載される。その上部には、ヘッド４４にインクを供給するブラックインクカートリッジ４０６及びカラーインクカートリッジ４０８が着脱可能に装填される。
【００２３】
インクジェット式記録装置１０は、さらにキャッピング手段７０を備える。キャッピング手段７０は、キャップ部材７００、キャップ部材７００の下方に位置する吸引ポンプ７６、及びワイピング部材７９を有する。
【００２４】
キャッピング手段７０は、記録領域（被記録物１１の給送経路）外の非記録領域（ホームポジション）に配置される。キャップ部材７００は、ヘッド４４のノズル形成面を封止し、ノズル形成面のノズルから吐出されるインクを受ける。吸引ポンプ７６は、キャップ部材７００上部の空気を吸引する。
【００２５】
ワイピング部材７９は、直立形状で弾性を有しており、キャップ部材７００の記録領域側の端部近傍に位置する。ワイピング部材７９は、弾性を有する物質として例えばエラストマーにより形成される。ワイピング部材７９は、例えば二色成形によりキャップ部材７００と一体的に射出成形されるが、別体で成形されてもよい。
【００２６】
以上の構成においてキャリッジ４２は、記録を行わない場合、記録領域から非記録領域に移動する。キャップ部材７００は、キャリッジ４２に搭載されたヘッド４４が直上に移動してきた時に、キャリッジ４２側に上昇し、ヘッド４４のノズル形成面を封止する。キャップ部材７００がノズル形成面を封止することにより、キャップ部材７００は、ヘッド４４のノズル開口の乾燥を防止する。キャリッジ４２は、非記録領域から記録領域に戻る場合、キャップ部材７００から離脱する。キャリッジ４２がさらに被記録領域側に移動するのに伴い、ワイピング部材７９は、ヘッド４４の移動経路上に上昇し、ヘッド４４のノズル形成面のインクを払拭する。
【００２７】
ヘッドのノズル形成面のノズルは、ノズルの乾燥を防止するために、被記録物への記録とは無関係な信号により、非記録領域においてインクを吐出する。この場合、キャップ部材７００は、ヘッド４４のノズル形成面のノズルから吐出されたインクを受ける。キャップ部材７００が受けたインクは、吸引ポンプ７６により吸引排出される。
【００２８】
また、ノズル形成面及びノズル内のインクは、ノズルの目詰まりを解消するために、強制的に吸引される場合がある。この場合、キャップ部材７００がノズル形成面を封止した後に、吸引ポンプ７６が、ヘッド４４とキャップ部材７００により形成される内部空間を負圧にする。この負圧により、ノズル形成面及びノズル内のインクが強制的に吸引され、キャップ部材７００は、ノズル形成面及びノズル内から吸引したインクを受ける。キャップ部材７００が受けたインクは、吸引ポンプ７６により吸引排出される。
【００２９】
以上の状態において、例えばヘッド４４を有するキャリッジ４２がキャップ部材７００から離脱することにより、キャップ部材７００内に圧力変動が生じることがあった。これにより、キャップ部材７００内に残留するインクがキャップ部材７００上方に引き寄せられ、キャップ部材７００を上方から覆うような大きなインクの泡が発生することがあった。
【００３０】
本実施形態は、キャップ部材７００内に圧力変動が生じた場合であっても、キャップ部材内にインクの泡が発生するのを低減することを目的とする。
【００３１】
図３はキャップ部材７００の分解斜視図である。キャップ部材７００は、さらに、封止部７０２、カバー部材７０４、内側の側壁７１０、インク排出部７３０、インク溜め部７２０を備える。封止部７０２は、ヘッド４４のノズル形成面又はその外周に当接して、ノズル形成面を封止する。カバー部材７０４は、プレート形状であり、封止部７０２とインク溜め部７２０の中間の高さに配置される。側壁７１０は、縦長のリブ７１２を複数個有する。
【００３２】
インク排出部７３０は、上方に延びる煙突状の円筒形状を有する。このインク排出部７３０の上端近傍の側面が切欠かれることにより、インク排出孔７３２が形成されている。インク排出孔７３２は、キャップ部材７００内のインクをキャップ部材７００の外部に排出する。インク溜め部７２０は、ノズル形成面のノズルから吐出されるインクを、インク排出孔７３２よりも下方に溜めて、溜めたインクをインク排出孔７３２に供給する。
【００３３】
図４は、キャップ部材７００にカバー部材７０４が取り付けられた状態を示す図３と異なる角度から見た斜視図である。カバー部材７０４は、図３に示したインク溜め部７２０に溜まったインクを、笠状に上方から覆うように配置されている。図３に示したインク排出部７３０は、さらに、キャップ部材７００の下方に延びるインク排出管７４０を有する。インク排出管７４０は、インク溜め部７２０からインク排出孔７３２に供給されたインクを、キャップ部材７００の外部に排出する開口７４２を下部に有する。
【００３４】
図５は、キャップ部材７００の平面図である。カバー部材７０４は、間隙７１０Ａを介して側壁７１０の内側に配置されている。ノズル形成面のノズルから吐出されたインクは、この間隙７１０Ａを通過して、カバー部材７０４の下方に移動する。
【００３５】
図６は、キャップ部材７００の要部断面図である。キャップ部材７００は、側壁７１０より下方で、かつインク溜め部７２０より上方に段部７２２を備える。段部７２２は、カバー部材７０４の下方であって、間隙７２２Ａを介してカバー部材７０４の下面と平行に形成されている。
【００３６】
インク溜め部７２０は、傾斜部７２４及び底部７２６を有する。傾斜部７２４は、インク排出部７３０に向けて下り傾斜する。底部７２６からは、インク排出部７３０が上方に延びる形状に形成されている。インク排出部７３０の上端には、カバー部材７０４が載置される。インク排出部７３０には、インク排出孔７３２から開口７４２までのインクの流路７３０Ａが、一体形成されている。
【００３７】
以上の構成に基づき、吸引ポンプ７６により吸引されるインクの流れを説明する。ノズル形成面のノズルから吐出されたインクは、まず、カバー部材７０４の上面及び側壁７１０に当たる。この時、吸引ポンプ７６の吸引力による負圧が間隙７１０Ａに生じているため、カバー部材７０４の上面のインクは、間隙７１０Ａに移動する。一方、側壁７１０のインクは、吸引ポンプ７６の吸引力による負圧と、複数のリブ７１２同士の間隙に生じるインク滴の表面張力により、間隙７１０Ａに誘導される。
【００３８】
間隙７１０Ａを通過したインクは、間隙７２２Ａにより横方向に向きを変えて、インク溜め部７２０に溜まる。インク溜め部７２０に溜まったインクの液面がインク排出孔７３２より高くなると、インクは、インク排出孔７３２に供給されて、インク排出孔７３２からキャップ部材７００の外部に排出される。
【００３９】
インク溜め部７２０に溜まったインクの液面がインク排出孔７３２より低くなると、インク排出孔７３２によるインクの排出は終了する。この状態で、例えばヘッド４４を有するキャリッジ４２がキャップ部材７００から離脱することにより、キャップ部材７００内に圧力変動が生じることがあった。これにより、キャップ部材７００内に残留するインクがキャップ部材７００上方に引き寄せられ、キャップ部材７００を上方から覆うような大きなインクの泡が発生することがあった。
【００４０】
本実施形態では、カバー部材７０４が、インク溜め部７２０に溜まったインクを笠状に上方から覆うため、ヘッド４４とキャップ部材７００の間に圧力変動が生じても、インク溜め部７２０に溜まったインクがキャップ部材７００上方に引き寄せられにくい。これにより、ヘッド４４とキャップ部材７００の間に圧力変動が生じた場合でも、インクの泡が発生する虞が少ない。
【００４１】
また、複数のリブ７１２同士の間隙が、インク滴の表面張力を発生させるため、インク滴は間隙７１０Ａに誘導される。これにより、インク滴が側壁７１０に残留する虞が少ない。
【００４２】
また、カバー部材７０４は、インク排出部７３０の上端に載置されており、側壁７１０及び段部７２２には支持されていない。これにより、カバー部材７０４が側壁７１０又は段部７２２により支持される場合に比べて、吸引ポンプ７６により吸引されるインクが受ける流路抵抗は小さく、吸引ポンプ７６は効率よくインクを吸引することができる。
【００４３】
さらに、段部７２２が、インク溜め部７２０より上方で、カバー部材７０４の下面と平行になるように形成されているため、間隙７１０Ａと間隙７２２Ａの間を通過するインクは、吸引ポンプ７６の吸引力により加速される。これにより、間隙７１０Ａの上端に生じる負圧力が大きくなり、カバー部材７０４上方のインクやインクの泡は、間隙７１０Ａに吸引されやすくなる。
【００４４】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００４５】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によるキャップ部材、及びそれを備えた液体噴射装置は、キャップ部材内の圧力変動に伴う溶液の泡の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置１０の内部構成を示す側面概略図である。
【図２】同実施形態に係るインクジェット式記録装置１０の斜視図である。
【図３】同実施形態に係るインクジェット式記録装置１０のキャップ部材７００の分解斜視図である。
【図４】同実施形態に係るキャップ部材７００にカバー部材７０４が取り付けられた状態を示す図３と異なる角度から見た斜視図である。
【図５】同実施形態に係るキャップ部材７００の平面図である。
【図６】同実施形態に係るキャップ部材７００の要部断面図である。
【符号の説明】
１０ インクジェット式記録装置
１１ 被記録物
１２ 載置部
４０ 記録部
４２ キャリッジ
４４ ヘッド
４６ 軸穴
４８ ガイド軸
７０ キャッピング手段
７００ キャップ部材
７６ 吸引ポンプ
７９ ワイピング部材
４０２ タイミングベルト
４０４ キャリッジモータ
４０６ ブラックインクカートリッジ
４０８ カラーインクカートリッジ
７０２ 封止部
７０４ カバー部材
７１０ 側壁
７１０Ａ 間隙
７１２ リブ
７２０ インク溜め部
７２２ 段部
７２２Ａ 間隙
７２４ 傾斜部
７２６ 底部
７３０ インク排出部
７３０Ａ インク排出孔７３２から開口７４２までのインクの流路７３０Ａ
７３２ インク排出孔
７４０ インク排出管
７４２ 開口

Claims (3)

1. 液体噴射装置の噴射ヘッドの噴射口形成面を封止し、前記噴射口形成面の噴射口から噴射される溶液を受けるキャップ部材であって、
   当該キャップ部材内の溶液を当該キャップ部材内の外部に排出する溶液排出孔を有する溶液排出部と、
   前記噴射口から噴射される溶液を溜めて、溜めた溶液を前記溶液排出孔に供給する溶液溜め部と、
   前記溶液溜め部を上方から覆い、当該キャップ部材の内側の側壁との間に溶液が通過する間隙を介して配置されるカバー部材と、
   前記カバー部材より上方の前記側壁に設けられ、前記噴射口から噴射される溶液を前記間隙へ誘導する複数のリブと、
   を備え、
   内側に底部をさらに備え、
   前記溶液排出部は、前記底部から上方に延びる形状に形成されており、
   前記カバー部材は、前記溶液排出部の先端に載置されており、
   前記溶液排出孔は、前記溶液排出部の上端近傍の側面に形成されているキャップ部材。
2. 前記カバー部材の下方で、前記カバー部材の下面と平行に設けられた段部を、前記溶液溜め部より上方に備えた請求項１記載のキャップ部材。
3. 溶液を噴射する噴射口を噴射口形成面に有する噴射ヘッドと、
   前記噴射口形成面を封止し、前記噴射口から噴射される溶液を受け入れるキャップ部材と、
   前記キャップ部材が受け入れた溶液を吸引する吸引部と、
   を備えた液体噴射装置であって、
   前記キャップ部材は、
   前記キャップ部材内の溶液を前記キャップ部材内の外部に排出する溶液排出孔を有する溶液排出部と、
   前記噴射口から噴射される溶液を溜めて、溜めた溶液を前記溶液排出孔に供給する溶液溜め部と、
   前記溶液溜め部を上方から覆い、当該キャップ部材の内側の側壁との間に溶液が通過する間隙を介して配置されるカバー部材と、
   前記カバー部材より上方の前記側壁に設けられ、前記噴射口から噴射される溶液を前記間隙へ誘導する複数のリブと、
   を有し、
   前記キャップ部材は、内側に底部をさらに備え、
   前記溶液排出部は、前記底部から上方に延びる形状に形成されており、
   前記カバー部材は、前記溶液排出部の先端に載置されており、
   前記溶液排出孔は、前記溶液排出部の上端近傍の側面に形成されている液体噴射装置。

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