JP5223518B2 - ヘッドキャップ、吸引装置および液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドに代表される機能液滴吐出ヘッドに密接し、機能液滴吐出ヘッドの保守に供するヘッドキャップ、吸引装置および液滴吐出装置に関するものである。

従来、シール部材を搭載したキャップ本体と、キャップ本体を一対のコイルばねにより上方に付勢しつつ保持するキャップホルダと、キャップホルダの長手方向の両端部上面に固定され、キャップ本体の上方への移動を規制する一対の位置規制ブロックと、を備えたヘッドキャップが知られている（特許文献１参照）。
このヘッドキャップでは、キャップ本体が規制位置において僅かに傾斜しており、ヘッドキャップを機能液滴吐出ヘッドのノズル面に押し付けると、一対のコイルばねに抗してキャップ本体が位置規制ブロックの両内側面にガイドされて下方にスライドする。これにより、キャップ本体は、そのシール部材が均一な力でノズル面に密着し、これを適切に封止できるようになっている。また、キャップ本体がノズル面から離間する場合には、シール部材がノズル面から部分的に離れてゆくため、機能液が飛び散るのを防止できるようになっている。
特開２００４−１４２４２２号公報

このような、従来のヘッドキャップでは、キャップ本体の上下移動をガイドする一対の位置規制ブロックが、キャップホルダにねじ止めされる構造であるため、一対の位置規制ブロックの固定位置が、固定ねじと、これが挿通する位置規制ブロックの貫通孔（ばか孔）との間のクリアランス分、ずれる可能性がある。かかる場合に、一対の位置規制ブロックが、適正な位置よりキャップ本体側に寄った状態で固定されてしまうと、僅かに傾斜したキャップ本体がスライドする際、キャップ本体の両外側面が、位置規制ブロックの両内側面に接触する、いわゆる「こじり」が発生することがある。このため、キャップ本体がスライド不能となり、シール部材のノズル面に対する密着が不完全になることがあった。

本願発明は、キャップホルダに対するキャップ本体の「こじり」を、構造上防止することができるヘッドキャップ、吸引装置および液滴吐出装置を提供することを課題としている。

本発明のヘッドキャップは、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドのノズル面に対し、離接自在に密接するヘッドキャップであって、ノズル面に密接するシール部材を載置したキャップ本体と、キャップ本体を介してシール部材をノズル面に向かって付勢する付勢手段と、キャップ本体を離接方向にスライド自在に保持するキャップホルダと、キャップホルダの長手方向の両端部に立設され、キャップ本体のスライドをガイドすると共にキャップ本体の付勢端位置を位置規制する一対のガイドピンと、を有し、キャップ本体の長手方向の両端部には、各ガイドピンにスライド自在に係合する一対のスライド係合部が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、一対のガイドピンがキャップホルダに立設されているため、一対のガイドピンは、キャップホルダに取り付けられた状態で一義的に位置が定まる。すなわち、一対のガイドピンを所定の精度をもって、キャップホルダに取り付けることができる。したがって、キャップ本体の両スライド係合部を、一対のガイドピンの立設位置に合わせるように、所定の寸法公差をもって形成することにより、キャップ本体がガイドピンに沿ってスライドする際に「こじり」が生じることがない。したがって、組立て精度にかかわらず、キャップホルダに対しキャップ本体がこじることがなく、機能液滴吐出ヘッドのノズル面を確実に封止することができる。なお、キャップホルダに対しガイドピンは、嵌入、圧入、ねじ止めのいずれの固定形態であってもよいし、一体に形成されていてもよい。

この場合、各ガイドピンは、頭部付の丸ピンで形成され、先端部をキャップホルダに形成した嵌合孔に嵌合した状態で、止めねじにより固定されていることが、好ましい。

この構成によれば、丸ピンは、簡単に精度良く製造することができ、また、丸ピンを固定するためのキャップホルダの丸穴加工も簡単に精度良く加工することができる。これにより、丸ピン（ガイドピン）の立設位置を精度良く定めることができ、且つ全体の組立ても簡単に行うことができる。

また、各スライド係合部は、キャップ本体の両外端から切り込んだ平面視Ｕ字状の切欠き部で構成されていることが、好ましい。

この場合、切欠き部と所定の間隔を存して対峙するガイドピンとの摺接部位は、平面視半円形に形成されていることが、好ましい。

これらの構成によれば、平面視Ｕ字状の切欠き部は、最小限の加工工程で、安価に且つ精度良く加工することができる。

また、切欠き部の内面およびガイドピンの表面は、鏡面に仕上げられていることが、好ましい。

この構成によれば、切欠き部の内面とガイドピンの表面とが接触する各々の部分の面粗さが小さいため、スライドする際の摩擦係数を更に低減させることができ、「こじり」を有効に防止することができる。

本発明の吸引装置は、上記したヘッドキャップと、ヘッドキャップを介して、機能液滴吐出ヘッドから機能液を吸引する吸引手段と、機能液滴吐出ヘッドのノズル面に対し、ヘッドキャップを離接させる離接手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、キャップホルダに対するキャップ本体の「こじり」を防止したヘッドキャップにより、機能液滴吐出ヘッドのノズル面を確実に封止することができる。このため、機能液滴吐出ヘッドに対して、吸引動作による保守を適切に行うことができる。

本発明の液滴吐出装置は、ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを移動させながら、機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行なう描画手段と、上記した吸引装置と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドのノズル面を確実に封止して、吸引動作による保守を適切に行うことができるため、安定した吐出による高品質な描画を維持することができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るヘッドキャップおよび吸引装置を適用した液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、有機ＥＬ装置の各画素となる発光層やカラーフィルタのフィルタエレメント等を形成するものである。

図１ないし図３に示すように、液滴吐出装置１は、石定盤に支持されたＸ軸支持ベース２１上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在してワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル２と、複数本の支柱１１を介してＸ軸テーブル２を跨ぐように架け渡された一対のＹ軸支持ベース３１上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸テーブル３と、Ｙ軸テーブル３に移動自在に吊設され、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド１３が搭載された１３個のキャリッジユニット４と、から構成されている。さらに、液滴吐出装置１は、これらの装置を、温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバ５と、チャンバ５を貫通して、機能液滴吐出ヘッド１３に機能液を供給する機能液供給ユニット６と、を備えており、チャンバ５の側壁の一部には、機能液供給ユニット６の主要部を為すメインタンク６０等を収納するタンクキャビネット５０が設けられている。液滴吐出装置１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド１３を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット６から供給された６色の機能液滴を吐出させ、ワークＷに所定の描画パターンが描画される。

また、液滴吐出装置１は、フラッシングユニット１５、吸引ユニット（吸引装置）１６、ワイピングユニット１７、吐出性能検査ユニット１８から成るメンテナンス装置７を備えており、これらユニットを機能液滴吐出ヘッド１３の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド１３の機能維持・機能回復を図るようになっている。本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｘ軸テーブル２とＹ軸テーブル３とが交わる部分にキャリッジユニット４を臨ませてワークＷの描画を行い、Ｙ軸テーブル３とメンテナンス装置７（吸引ユニット１６、ワイピングユニット１７）が交わる部分にキャリッジユニット４を臨ませて、機能液滴吐出ヘッド１３の機能維持・機能回復を行う。

図２および図３に示すように、Ｘ軸テーブル２は、ワークＷを吸着セットすると共にθ軸方向に補正可能な機構を有するセットテーブル２２と、セットテーブル２２をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第１スライダ２３と、上記のフラッシングユニット１５および吐出性能検査ユニット１８をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第２スライダ２４と、Ｘ軸方向に延在し、Ｘ軸第１スライダ２３およびＸ軸第２スライダ２４をＸ軸方向に移動させる左右一対のＸ軸リニアモータ（図示省略）と、を備えている。

Ｙ軸テーブル３は、１３個のキャリッジユニット４をそれぞれ吊設した１３個のブリッジプレート３２と、１３個のブリッジプレート３２を両持ちで支持する１３組のＹ軸スライダ（図示省略）と、一対のＹ軸支持ベース３１，３１上に設置され、ブリッジプレート３２をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸リニアモータ（図示省略）と、を備えている。また、Ｙ軸テーブル３は、各キャリッジユニット４を介して描画時に機能液滴吐出ヘッド１３を副走査するほか、機能液滴吐出ヘッド１３を吸引ユニット１６およびワイピングユニット１７に臨ませる。この場合、各キャリッジユニット４を独立させて個別に移動させることも可能であるし、１３個のキャリッジユニット４を一体として移動させることも可能である。なお、請求項に言う描画手段とは、Ｘ軸テーブル２、Ｙ軸テーブル３およびキャリッジユニット４（機能液滴吐出ヘッド１３およびヘッドユニット４２）から構成されている。

各キャリッジユニット４は、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色、各２個（計１２個）の機能液滴吐出ヘッド１３と、１２個の機能液滴吐出ヘッド１３を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート４１と、から成るヘッドユニット４２を備えている（図４参照）。また、各キャリッジユニット４は、ヘッドユニット４２をθ補正（θ回転）可能に支持するθ回転機構４３と、θ回転機構４３を介して、ヘッドユニット４２をブリッジプレート３２に支持させる吊設部材４４と、を備えている。加えて、各キャリッジユニット４は、その上部にサブタンク４５が配設されており（実際には、ブリッジプレート３２上に配設）、このサブタンク４５から自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁（図示省略）を介して各機能液滴吐出ヘッド１３に機能液が供給されるようになっている。なお、本実施形態においては、キャリッジユニット４の個数および各キャリッジユニット４に搭載される機能液滴吐出ヘッド１３の個数は任意である。また、本実施形態においては、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）の６色の機能液が供給される機能液滴吐出ヘッド１３を用いたものを使用しているが、供給される機能液の色数、色種は任意である。

図５に示すように、機能液滴吐出ヘッド１３は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針５４を有する機能液導入部５１と、機能液導入部５１に連なる２連のヘッド基板５２と、ヘッド基板５２の下方に連なり機能液を吐出するヘッド本体５３と、を備えている（図５（ａ）参照）。

機能液導入部５１は、一対の接続針５４，５４を有しており、サブタンク４５から機能液の供給を受けるようになっている。また、ヘッド本体５３は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部５５と、複数の吐出ノズル５７が形成されたノズル面５８を有するノズルプレート５６と、を有している。ノズルプレート５６のノズル面５８に形成された多数の吐出ノズル５７は、相互に平行且つ半ノズルピッチ位置ズレして列設された２列のノズル列ＮＬを構成しており、各ノズル列ＮＬは、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル５７で構成されている（図５（ｂ）参照）。ヘッド基板５２には、２連のコネクタ５９が設けられており、各コネクタ５９は、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介して上記の制御装置に接続されている。そして、この制御装置から出力された駆動波形が各コネクタ５９を介して各ポンプ部５５（圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル５７から機能液が吐出される。

次に、図６ないし図８を参照して、吸引ユニット（吸引装置）１６について説明する。吸引ユニット１６は、１２個の機能液滴吐出ヘッド１３に対応する１２個のヘッドキャップ８１をキャッププレート８２に配置した１３台のキャップユニット７１と、支持部材８３を介して各キャップユニット７１を昇降させる１３台の昇降機構（離接機構）７３と、各キャップユニット７１に連なると共に機能液の流路を有する１３個の吸引流路系７４と、各吸引流路系７４に連なると共に２つの圧力水準の異なる（高圧・低圧）２つのエジェクタ９９に対応した２つの廃液タンク９７を有する吸引機構７５と、を備えている。また、吸引ユニット１６は、吸引機構７５等に制御用の圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給設備７６と、各部から排気を行うための排気設備７７と、廃液タンク９７に貯留された機能液を廃液する機能液廃液設備７８と、を備えている。

図７に示すように、各キャップユニット７１は、各色２個、計１２個の機能液滴吐出ヘッド１３に対応したヘッドキャップ８１と、これらを一括して搭載したキャッププレート８２と、から成り、１２個のヘッドキャップ８１は、１２個の機能液滴吐出ヘッド１３と同じ並びで且つ同じ傾き姿勢で、キャッププレート８２に搭載されている。

図６に示すように、各昇降機構７３は、支持部材８３を介してヘッドキャップ８１を直接昇降させる昇降シリンダ８４と、昇降シリンダ８４による昇降をガイドする一対のリニアガイド８５，８５と、これらを支持するベース部８６と、を有している。支持部材８３は、上端にキャップユニット７１を支持する支持フレーム７２を有する支持部材本体８７と、１２個のヘッドキャップ８１の大気開放弁１０３（図１１参照）を一括して開放するための大気開放フレーム８８と、大気開放フレーム８８を下動させる一対のエアーシリンダ８９，８９と、を有している。昇降機構７３は、吸引用の密接位置と、フラッシング用の離間位置と、ヘッドユニット４２の交換やキャップユニット７１の消耗品交換（メンテナンス）用の交換位置との間でキャップユニット７１を３段階に昇降させる。

図８に示すように、各吸引流路系７４は、各キャップユニット７１に連なるキャップ側流路９０と、キャップ側流路９０に連なるタンク側流路９１と、から構成されている。キャップ側流路９０は、上記の６色、各２個の機能液滴吐出ヘッド１３に対応する１２個のヘッドキャップ８１に接続され、合流継手９２で機能液の色別に合流して計６本になり、その各下流端で一次マニホールド９３に接続されている。タンク側流路９１は、上流端を一次マニホールド９３に接続し、２つの圧力水準に対応した各二次マニホールド９５を介して、各廃液タンク９７に接続されている。なお、キャップ側流路９０およびタンク側流路９１には、流路の開閉するキャップ側流路開閉バルブ９４およびタンク側流路開閉バルブ９６が、それぞれ介設されている。

吸引機構７５の廃液タンク９７は、高圧（第１水準）で使用する第１廃液タンク９７ａと、低圧（第２水準）で使用する第２廃液タンク９７ｂとで構成されている。さらに、第２廃液タンク９７ｂには、上記したフラッシングユニット１５が、フラッシング流路６１を介して接続されている。なお、フラッシング流路６１は、流路切替バルブ６２を介して第１廃液タンク９７ａおよび第２廃液タンク９７ｂの両タンクに、それぞれ接続されていてもよい（図８中の２点鎖線参照）。また、エジェクタ９９は、圧縮エアー供給設備７６から一次側に圧縮エアーを導入すると共に、二次側を各廃液タンク９７の上部空間に連通流路９８を介して接続している。上記の２つの圧力水準（高圧・低圧）は、エジェクタ９９に供給された圧縮エアーの随伴流によって、連通流路９８中のエアーが排気設備７７側に引っ張られる形で、廃液タンク９７の内部が減圧制御される。

本実施形態では、液滴吐出装置１の稼動停止時には、Ｙ軸テーブル３により１３個のキャリッジユニット４が１３台の吸引ユニット１６の位置まで移動し、キャップユニット７１を昇降機構７３により密接位置に上昇させ、全機能液滴吐出ヘッド１３に対し、いわゆるキャッピングが行われる。一方、稼動開始時には、全機能液滴吐出ヘッド１３に対し、キャッピングされた状態でエジェクタ９９を駆動して吸引処理が行なわれ、続いてキャリッジユニット４単位でワイピング処理が行なわれる。そして、１３台のキャリッジユニット４は順次、Ｘ軸テーブル２にセットされたワークＷ上に移動する。すなわち、１３個のキャリッジユニット４が個別に制御され、これに合わせて１３台のキャップユニット７１も個別に制御される。

次に、図９ないし図１１を参照して、ヘッドキャップ８１について詳細に説明する。ヘッドキャップ８１は、機能液滴吐出ヘッド１３のノズル面５８に密着して吐出ノズル５７を封止するキャップ本体１００と、キャップ本体１００を保持するキャップホルダ１０１と、を有している。また、キャップ本体１００の下面には、キャップ本体１００内を大気に開放する大気開放弁１０３と、キャップ本体１００内に連通するキャップ側流路９０用の吸引継手１０２と、が取り付けられている。

キャップ本体１００は、機能液滴吐出ヘッド１３に接触するキャップアッセンブリ１０４と、キャップアッセンブリ１０４を搭載したキャップベース１０５と、から構成されている。
また、キャップアッセンブリ１０４は、表面中央部に吸収材収容部１２１を形成した吸収材ホルダ１１０と、吸収材収容部１２１に収容された機能液吸収材１１１と、機能液吸収材１１１の周縁部を押さえる機能液吸収材押え１１２と、吸収材収容部１２１を囲繞するように設けられ、機能液滴吐出ヘッド１３のノズル面５８に密接するシール部材１１３と、シール部材１１３の周縁部を押さえるシール固定部材１１４と、から構成されている。

吸収材ホルダ１１０は、略方形に作成されており、その表面中央部には、機能液吸収材１１１を収容する方形の吸収材収容部１２１が枠状に突設されている。また、吸収材ホルダ１１０の長辺方向両側部には、締結ねじ１１５用の締結ねじ貫通孔１２２と、取付ねじ１１６用の取付ねじ貫通孔１２３とが、短辺方向に並んで形成されている（図１０参照）。吸収材収容部１２１の底面には、長辺方向に並ぶよう吸引口１２４および大気開放口１２５が開口しており、吸引口１２４は、吸引流路１６１を介して上記の吸引継手１０２に連通し、大気開放口１２５は大気開放流路１６２を介して上記の大気開放弁１０３に連通している。そして、吸収材ホルダ１１０の下面には、吸引流路１６１および大気開放流路１６２、それぞれの同心円を為すように、Ｏリング１２７が装着される環状溝１２６が、それぞれ形成されている。なお、各Ｏリング１２７は、キャップアッセンブリ１０４の交換に際し、その一部として一体に交換される（図１０参照）。

機能液吸収材１１１は、機能液の吸収を主体とする上側の上吸収材１１１ａと、機能液の保持を主体とする下側の下吸収材１１１ｂと、から成る２種類の吸収材を積層して構成されており、吸収材収容部１２１に敷設するように収容されている。なお、機能液吸収材１１１は、２層構造に限らず単層構造または多層構造にしてもよい。また、機能液吸収材押え１１２は、ステンレス等の耐食性材料の薄板で、機能液吸収材１１１が臨む開口を有して略方形の枠状に形成されている。

シール部材１１３は、耐食性ゴムや樹脂等で構成されており、断面がクランク状に且つ吸収材収容部１２１に沿って環状に形成されている（図１０参照）。これにより、シール部材１１３を、ノズル列ＮＬを包含するようにノズル面５８に密着させることができる。また、シール部材１１３と吸収材ホルダ１１０とが機能液吸収材押え１１２の縁部を挟み込むように構成されており、機能液吸収材押え１１２を安定的にかつ気密に固定することが可能となる。

シール固定部材１１４は、ステンレス等の耐食性材料で、シール部材１１３が臨む開口を有して略方形の枠状に形成されており、その長辺方向の両端部には、取付ねじ１１６用の取付ねじ貫通穴１２８と、締結ねじ１１５が螺合する締結ねじ穴１２９とが、短辺方向に並ぶように形成されている。一対の締結ねじ１１５、１１５は、吸収材ホルダ１１０を貫通してシール固定部材１１４に螺合するようになっており、一対の締結ねじ１１５、１１５により、キャップアッセンブリ１０４は、一体化される。なお、取付ねじ１１６により、キャップアッセンブリ１０４をキャップベース１０５に固定した状態では、締結ねじ１１５は、キャップ本体１００内に隠ぺいされる。

キャップベース１０５は、キャップ本体１００よりわずかに長く、且つ、略方形に形成されており、キャップ本体１００が着座するベース本体１３１と、ベース本体１３１から長辺方向両側に延設された一対のスライド係合部１３２，１３２と、で一体に形成されている。そして、キャップベース１０５は、この一対のスライド係合部１３２，１３２の部分で、キャップホルダ１０１にスライド自在に保持されている。

ベース本体１３１には、上記の吸引流路１６１に連結する吸引連通口１３４および大気開放流路１６２に連通する大気連通口１３５が形成されており、この吸引連通口１３４には、ストレート形状に形成された吸引継手１０２が取り付けられている。そして、吸引継手１０２には、吸引した機能液を廃液タンク９７（図８参照）に導くキャップ側流路９０が接続されている。また、ベース本体１３１の長手方向両端部には、段付の一対の取付ねじ１１６，１１６が螺合する一対の取付ねじ穴１３６，１３６が形成されている。一対の取付ねじ１１６，１１６は、シール固定部材１１４の表面からシール固定部材１１４および吸収材ホルダ１１０を貫通して、キャップベース１０５の取付ねじ穴１３６に螺合することにより固定され、キャップ本体１００を一体化する。キャップアッセンブリ１０４をキャップベース１０５に固定すると、上記した、各Ｏリング１２７が押しつぶされて、吸引流路１６１と吸引連通口１３４とが接続され、且つ、大気開放流路１６２と大気連通口１３５とが接続される。これにより、キャップアッセンブリ１０４とキャップベース１０５の接続部分からの機能液の漏出やエアーのリークを有効に防止することができる。

大気連通口１３５には、下方に延在するロッドホルダ１６３に、上下方向スライド自在に支持するようにして大気開放弁１０３が取り付けられている。大気開放弁１０３は、上記大気連通口１３５に埋め込んだ弁座１６４と、ロッドホルダ１６３にスライド自在に支持された操作ロッド１６５と、操作ロッド１６５の上端部に形成した弁体１６６と、ロッドホルダ１６３に設けられ操作ロッド１６５を閉弁方向（上方）に付勢する戻しばね１６７と、操作ロッド１６５の下部に螺合した入力コマ１６８と、入力コマ１６８を固定するロックナット１６９と、で構成されている。入力コマ１６８には、上記の大気開放フレーム８８が係合しており、この大気開放フレーム８８が、入力コマ１６８を介して操作ロッド１６５を引き下げることにより、大気開放弁１０３が開弁する。一方、戻しばね１６７により、操作ロッド１６５が押し上げられることにより大気開放弁１０３が閉弁する。

一対のスライド係合部１３２，１３２には、後述するキャップホルダ１０１に立設した一対のガイドピン（丸ピン）１０７，１０７に係合する平面視Ｕ字状の切欠き部１３７が形成されている。各切欠き部１３７は、キャップベース１０５の長辺方向両外端から切り込まれるように形成されており、Ｕ字の側面を構成するストレート部位１３８ａと、Ｕ字の底面を構成する摺接部位１３８ｂと、で一体に形成されている。摺接部位１３８ｂは、ガイドピン１０７に摺接する部位であり、ガイドピン１０７と略同軸となる半円形に形成されている。また、この半円の径は、ガイドピン１０７の径よりも、僅かに大径に形成されており、摺接部位１３８ｂは、「こじり」を生じない寸法公差をもって対応するガイドピン１０７に対峙するようになっている。この場合、キャップベース１０５に切欠き部１３７を形成する加工は、比較的容易であるため、安価に且つ精度良く加工を施すことができる。なお、上記の一対の切欠き部１３７，１３７に代えて、ガイドピン１０７が遊挿される平面視「Ω」字状の一対の切欠き部１３７、或いは一対の貫通孔としてもよい。また、摺接部位１３８ｂは、ガイドピン１０７と摺接可能であれば半円形以外の形状（例えば、矩形等）であってもよい。

一方、キャップホルダ１０１は、ステンレス等の耐食性材料で構成され、キャップベース１０５より長く、且つ、略直方体に形成されている。また、キャップホルダ１０１は、キャップ本体１００を載置するホルダ本体１０６と、ホルダ本体１０６の長手方向両端部に立設された一対のガイドピン１０７，１０７と、ホルダ本体１０６を受けとしてキャップ本体１００を上方に付勢する一対の密接ばね１０８，１０８と、を備えている。そして、キャップホルダ１０１（ホルダ本体１０６）の長手方向両端部には、ヘッドキャップ８１を上記のキャッププレート８２にねじ止めするためのねじ用貫通孔１４１が、それぞれ形成されている。

ホルダ本体１０６の平面上中央には、上記の吸引継手１０２および大気開放弁１０３が挿入する開口部１４２が形成されている。また、開口部１４２の外側に位置して、密接ばね１０８を受容する一対のばね受け溝１５１，１５１が形成されている。各ばね受け溝１５１には、その中心にばね支持ピン１５２が立設されており、このばね支持ピン１５２に巻回するようにして、密接ばね１０８が配設されている。すなわち、各密接ばね１０８は、ホルダ本体１０６のばね受け溝１５１とベース本体１３１の下面に設けられたばね受け穴１３３との間に介設され、ホルダ本体１０６を受けにして、キャップ本体１００を上方に付勢している。これにより、ヘッドキャップ８１を機能液滴吐出ヘッド１３のノズル面５８に密着させたときには、一対の密着ばね１０８によって、シール部材１１３がノズル面５８に倣って密着する。

さらに、ホルダ本体１０６の長辺方向両側部には、一対のガイドピン１０７，１０７を相互に所定の間隔を存して立設するための、一対の嵌合孔１４３，１４３が形成されている。各嵌合孔１４３は、嵌合したガイドピン１０７が、がたつかない程度の寸法公差をもって形成されており、各嵌合孔１４３に各ガイドピン１０７の先端部１４５を嵌合させることにより、一対のガイドピン１０７，１０７が所定の離間精度をもって取り付けられるようになっている。また、ホルダ本体１０６の長辺方向両端面には、嵌合孔１４３に嵌合したガイドピン１０７を、端面方向からロックするピン固定ねじ（止めねじ）１４４が螺合している。なお、各ガイドピン１０７を、各嵌合孔１４３に圧入固定する構成としてもよい。

各ガイドピン１０７は、いわゆる丸ピンであり、キャップホルダ１０１の嵌合孔１４３に嵌合する先端部１４５と、キャップベース１０５のスライド係合部１３２に係合する軸部１４６と、軸部１４６よりも大径に構成された頭部１４７とで、一体に形成されている。また、先端部１４５には、ピン固定ねじ１４４の先端が突き当てられる環状Ｖ溝１４８が形成されている。軸部１４６は、キャップベース１０５のスライド係合部１３２と係合し、キャップ本体１００を軸部１４６に沿ってスライド自在に保持している。頭部１４７は、軸部１４６およびスライド係合部１３２の切欠き部１３７よりも大径に形成され、密接ばね１０８に付勢されたキャップ本体１００の付勢端位置（上動端位置）を規制する位置規制部となっている。すなわち、キャップベース１０５のスライド係合部１３２の上面が、軸部１４６より大径に形成された頭部１４７に接触することで、キャップ本体１００の上側（ノズル面５８側）への移動が規制される。

また、片方のガイドピン１０７の頭部１４７とスライド係合部１３２との間には、ワッシャー１４９が介設されており、一方のスライド係合部１３２は、ワッシャー１４９の厚みだけ下方で位置規制される。すなわち、キャップ本体１００は、ワッシャー１４９の厚み分、僅かに傾いた状態で、キャップホルダ１０１に保持されている。このように、キャップ本体１００を僅かに傾けることで、ヘッドキャップ８１がノズル面５８から引き離されるときに、ノズル面５８に対しシール部材１１３が片側から離れ、ヘッドキャップ８１内の機能液が飛散することがない。

なお、上記した切欠き部１３７の内面およびガイドピン１０７の表面は、バフ仕上げにより鏡面加工とすることが好ましい。このように、接触する各々の部分の面粗さを小さくすることで、スライドする際の摩擦が低減され、一対のガイドピン１０７に対するキャップ本体１００の「こじり」を適切に防止することができる。また、ガイドピン１０７は、摺接部位１３８ｂとの摺接が可能であれば丸ピン以外の形状（例えば、断面が楕円、矩形等）でもかまわない。さらに、ガイドピン１０７を、円筒体と円筒体の上端に螺合したねじ（頭部１４７を構成）で構成してもよい。さらにまた、各ガイドピン１０７は、段付ねじを用いてもよい。この場合、上記した嵌合孔１４３に雌ねじを構成し、段付ねじの雄ねじ部分を螺合することで段付ねじを立設固定する。

ここで、ヘッドキャップ８１の組み立て手順について説明する。まず、予め、吸収材ホルダ１１０と、機能液吸収材１１１と、機能液吸収材押え１１２と、シール部材１１３およびシール固定部材１１４を組み付け、吸収材ホルダ１１０の裏面から締結ねじ１１５をシール固定部材１１４に螺合することでキャップアッセンブリ１０４を組み立て、さらに、キャップアッセンブリ１０４のシール固定部材１１４から取付ねじ１１６をキャップベース１０５の取付ねじ穴１３６に螺合することでキャップ本体１００を組み立てておく。

次に、キャップ本体１００をキャップホルダ１０１上に載置し、キャップ本体１００のスライド係合部１３２の切欠き部１３７とキャップホルダ１０１の嵌合孔１４３とが、略一致するように互いの位置を調整する。そして、ガイドピン１０７を、切欠き部１３７の上側から挿入するようにして嵌合孔１４３に嵌め込み、キャップホルダ１０１の両側面からピン固定ねじ１４４を螺合して、ガイドピン１０７を固定する。

以上の構成によれば、一対のガイドピン１０７，１０７がキャップホルダ１０１に立設されているため、一対のガイドピン１０７，１０７の位置が一義的に定まる。すなわち、各ガイドピン１０７を所定の精度をもって、キャップホルダ１０１に取り付けることができる。したがって、キャップ本体１００の両スライド係合部１３２を、一対のガイドピン１０７，１０７の立設位置に合わせるように、所定の寸法公差をもって形成することにより、キャップ本体１００が、ガイドピン１０７に沿ってスライドする際に「こじり」が生じることがない。このため、組立て精度にかかわらず、キャップホルダ１０１に対しキャップ本体１００がこじることがなく、機能液滴吐出ヘッド１３のノズル面５８を確実に封止することができる。また、ガイドピン１０７を丸ピンで構成することや、スライド係合部１３２にＵ字状の切欠き部１３７を構成することで、ヘッドキャップ８１を、簡単に精度良く製造することができる。

本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の側面図である。 機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットを模式的に表した平面図である。 機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。 吸引ユニットの側面図である。 キャップユニットの平面図である。 吸引ユニットの配管系統図である。 ヘッドキャップの全体斜視図である。 ヘッドキャップの分解斜視図である。 ヘッドキャップの断面図である。

符号の説明

１：液滴吐出装置、１３：機能液滴吐出ヘッド、１６：吸引ユニット、５８：ノズル面、７１：キャップユニット、８１：ヘッドキャップ、１００：キャップ本体、１０１：キャップホルダ、１０７：ガイドピン、１３２：スライド係合部、１３７：切欠き部、１３８ｂ：摺接部位、１４３：嵌合孔、１４４：ピン固定ねじ、Ｗ：ワーク

Claims (7)

1. インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドのノズル面に対し、離接自在に密接するヘッドキャップであって、
   前記ノズル面に密接するシール部材を載置したキャップ本体と、
   前記キャップ本体を介して前記シール部材を前記ノズル面に向かって付勢する付勢手段と、
   前記キャップ本体を離接方向にスライド自在に保持するキャップホルダと、
   前記キャップホルダの長手方向の両端部に立設され、前記キャップ本体のスライドをガイドすると共に前記キャップ本体の付勢端位置を位置規制する一対のガイドピンと、を有し、
   前記キャップ本体の長手方向の両端部には、前記各ガイドピンにスライド自在に係合する一対のスライド係合部が設けられていることを特徴とするヘッドキャップ。
2. 前記各ガイドピンは、頭部付の丸ピンで形成され、先端部を前記キャップホルダに形成した嵌合孔に嵌合した状態で、止めねじにより固定されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドキャップ。
3. 前記各スライド係合部は、前記キャップ本体の両外端から切り込んだ平面視Ｕ字状の切欠き部で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドキャップ。
4. 前記切欠き部と所定の間隔を存して対峙する前記ガイドピンとの摺接部位は、平面視半円形に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドキャップ。
5. 前記切欠き部の内面および前記ガイドピンの表面は、鏡面に仕上げられていることを特徴とする請求項３または４に記載のヘッドキャップ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のヘッドキャップと、
   前記ヘッドキャップを介して、前記機能液滴吐出ヘッドから機能液を吸引する吸引手段と、
   前記機能液滴吐出ヘッドの前記ノズル面に対し、前記ヘッドキャップを離接させる離接手段と、を備えたことを特徴とする吸引装置。
7. ワークに対し、前記インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを移動させながら、前記機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行なう描画手段と、
   請求項６に記載の吸引装置と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

Images