(57)【要約】【課題】  キャップ機構及び吸引機構を阻害することなく、吐出ノズルの吐出性能を維持する液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】  液体を保持すると共に揮発させる機能を備えた液体保持手段を有し、該液体保持手段は、吐出ノズル口の周縁に取替可能に配設されると共に、吐出ノズル口に覆設されるキャップが前記吐出ノズルに覆設された状態において、前記キャップと接触しない位置に配設される、液滴吐出装置を提供する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持すると共に揮発させる機能を備えた液体保持手段を有し、
該液体保持手段は、吐出ノズル口の周縁に取替可能に配設されると共に、
吐出ノズル口に覆設されるキャップが前記吐出ノズルに覆設された状態において、前記キャップと接触しない位置に配設される、ことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記液体保持手段は、複数の貫通孔を有するシート状の部材であり、複数の前記吐出ノズル口を有する吐出ヘッド面に接着剤を介して配設され、
各前記貫通孔は、少なくとも前記吐出ノズル口と同じ大きさであると共に、各前記吐出ノズル口と１対１で対応するように配列され、
各前記吐出ノズル口は、前記液体保持手段の各前記貫通孔から露出している、ことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記液体保持手段は、化学繊維製の不織布である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記液体保持手段は、金属繊維製の不織布である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記貫通孔の外周と前記吐出ノズル口の外周との距離は、少なくとも３μｍである、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記吐出ヘッドは、前記液体保持手段を配設する際に前記液体保持手段の位置を定める位置決め手段を有する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記位置決め手段は、少なくとも１つの突起であり、
前記液体保持手段は、前記突起を嵌合する嵌合部を有する、ことを特徴とする請求項６記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記位置決め手段は、前記液体保持手段の少なくとも一部の端面と隣接する凸部である、ことを特徴とする請求項６記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記吐出ヘッドは、前記液体保持手段の少なくとも一部の端部が前記吐出ヘッド面と接触しないようにする凹部を有する、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項１０】
前記液体保持手段の少なくとも一部の端部には接着剤が付着していない、ことを特徴とする請求項２〜９のいずれかに一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項１１】
前記液体保持手段に液体を吸収させる液体供給手段を有する、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項１２】
前記液体供給手段は噴霧器である、ことを特徴とする請求項１１記載の液滴吐出装置。
【請求項１３】
前記液体供給手段は、前記液体保持手段を浸漬できるように上部を開放した液体タンクである、ことを特徴とする請求項１１記載の液滴吐出装置。
【請求項１４】
前記液体保持手段を取り外す剥離手段を有する、ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置に関する。詳細には、本発明は、吐出ノズルの吐出能力の維持を図った液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンター等の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドに備えた複数の液滴吐出ノズルから吐出液の液滴を吐出対象物に吐出する。吐出液は、顔料等の所望の成分を溶媒に溶解又は分散させたものであり、通常吐出液の溶媒を蒸発させることによって、当該所望成分を吐出対象物に固着させる。
【０００３】
液滴を吐出していない状態（吐出液の静止状態）にある時の吐出ヘッドの断面を図１に示す。液滴が吐出されていない状態においては、吐出ノズル２内の吐出液３の表面３ａ（メニスカス）は、図１に示すように、通常吐出ノズル２孔内に位置するように調整されている。この時、メニスカス３ａは外気に露出しているので、吐出液３の溶媒は、吐出ノズル口２ａを通じて蒸発することになる。溶媒が蒸発して、吐出ノズル２孔内において固化又は増粘化した吐出液は、吐出ノズル２の詰まり及び液滴の飛行曲がりを引き起こす。
【０００４】
したがって、液滴吐出装置の運転停止時においては、液滴吐出ヘッド面をキャップで覆い、吐出ノズルを外気と遮断（密閉）することによって、液滴吐出ノズルからの溶媒の蒸発を防止している（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、液滴吐出装置の作動時においては、吐出ヘッドに設けられたすべての吐出ノズルから液滴が吐出しているわけではい。したがって、液滴吐出装置の運転中であっても、長時間液滴が吐出されない吐出ノズルにおいては、吐出液の固化又は増粘化が起こる。
【０００５】
また、液滴の吐出時においては、ノズルプレート面（吐出ヘッド面）に吐出液が付着する。吐出ノズル口付近に付着した吐出液は、液滴の飛行曲がりを引き起こすことがある。ノズルプレート面に付着した吐出液及び塵埃を除去する手段として、ゴム製のブレード等で拭くワイピング機構が液滴吐出装置に組み込まれているが、ワイピングは吐出ノズル口を磨耗させるので、その頻度は可能な限り少なくするほうが好ましい。
【０００６】
液滴の飛行曲がり及び吐出ノズルの目詰まりを防止する方法として、種々の方法が知られている。例えば、ノズルプレート面に付着した吐出液を除去するために、吐出液を吸収する吐出液の吸収部材をノズルプレート面に配置した液滴吐出装置が知られている（特許文献２）。また、吐出ノズルからの溶媒の蒸発を防止するために、溶媒を吸収・保持する保持体を吐出ノズル近傍に配置した液滴吐出装置が知られている（特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２８７３７４号公報
【特許文献２】特開平６−２９７７０５号公報
【特許文献３】特開２００３−１４５７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２及び特許文献３に記載の液滴吐出装置によれば、ノズルプレート面に付着した吐出液の除去、及び吐出液の乾燥防止を達成することができる。しかしながら、特許文献２に記載の方法では、吸収部材が吸収した吐出液が乾燥すると、吐出液成分（例えばインク）が析出し、析出物の落下等により吐出対象物を汚すことがある。また、特許文献３に記載の方法では、吐出ノズルの両側に、吐出ノズルの配列に平行に２つの保持体を配設しているが、このような構成では、ノズルプレート面の吐出ノズル近傍、特に吐出ノズル間、への吐出液の付着を防止することができない。
【０００９】
また、特許文献２及び特許文献３に記載の構成では、液滴吐出装置に具備されているキャップ手段及び吸引手段との関係で問題を発生させるおそれがある。ここで、キャップ手段とは、溶媒の蒸発を防ぐために液滴吐出装置の運転停止時に吐出ヘッドに装着されるものであり、吸引手段とは、通常キャップ手段に付属され、吐出ヘッドの吐出液室に吐出液タンクから吐出液を供給するために、又は吐出ノズル内の吐出液固化物・増粘物を除去するために、吐出ヘッドに装着したキャップを通じて吐出ノズル口から吐出液を吸引するものである。キャップ手段（又は吸引手段）と吐出ノズルが当接する部分に、吸収部材、保持部材又は保持部材に溶媒を供給する供給チューブ等が存在すると、これらの部材はキャップとノズルプレート間の完全密閉を阻害する。そのため、キャップ内への外気の流通により溶媒の蒸発を防止できなくなる。また、吐出液の吸引時には、吸引手段を作動させたとしても吸収部材等からキャップ外部の空気を吸引することになり、十分な吸引効果が得られなくなる。
【００１０】
また、吸引部材又は保持部材が吐出ヘッドから取り外し不可能な場合において、すなわち、吐出ヘッドに保持部材又は吸収部材を装着したまま、吐出液を吸引すると、これらの部材は吐出液を吸収することになり、吸収部材及び保持部材の本来の機能を発揮できなくなるばかりか、吐出対象物を汚染するおそれもある。さらに、吐出液の吸引後は、ノズルプレートに付着した吐出液を拭き取る必要があるが、ノズルプレートに装着されている保持部材及び吸収部材は、この拭き取り工程の妨げになる。
【００１１】
本発明の目的は、キャップ機構及び吸引機構を阻害することなく、吐出ノズルの吐出性能を維持する液滴吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の液滴吐出装置は、吐出液の溶媒を吸収し、かつ揮発させる液体保持手段を吐出ノズル口の周囲に取替容易に配設することによって、上記記載の課題を解決する。
【００１３】
本発明の第１の視点の基本形態によれば、液体を保持すると共に揮発させる機能を備えた液体保持手段を有し、該液体保持手段は、吐出ノズル口の周縁に取替可能に配設されると共に、吐出ノズル口に覆設されるキャップが前記吐出ノズルに覆設された状態において、前記キャップと接触しない位置に配設される、液滴吐出装置を提供する。
【００１４】
上記基本形態の好ましい形態によれば、液体保持手段は、複数の貫通孔を有するシート状の部材であり、複数の吐出ノズル口を有する吐出ヘッド面に接着剤を介して配設され、各貫通孔は、少なくとも吐出ノズル口と同じ大きさであると共に、各吐出ノズル口と１対１で対応するように配列され、各吐出ノズル口は、液体保持手段の各貫通孔から露出している。
【００１５】
上記各形態の好ましい形態によれば、液体保持手段は、化学繊維製の不織布である。別の好ましい形態によれば、液体保持手段は、金属繊維製の不織布である。
【００１６】
上記各形態の好ましい形態によれば、貫通孔の外周と吐出ノズル口の外周との距離は、少なくとも３μｍである。
【００１７】
上記各形態の好ましい形態によれば、吐出ヘッドは、液体保持手段を配設する際に液体保持手段の位置を定める位置決め手段を有する。さらに好ましい形態によれば、位置決め手段は、少なくとも１つの突起であり、液体保持手段は、突起を嵌合する嵌合部を有する。別の好ましい形態によれば、位置決め手段は、液体保持手段の少なくとも一部の端面と隣接する凸部である。
【００１８】
上記各形態の好ましい形態によれば、吐出ヘッドは、液体保持手段の少なくとも一部の端部が吐出ヘッド面と接触しないようにする凹部を有する。
【００１９】
上記各形態の好ましい形態によれば、液体保持手段の少なくとも一部の端部には接着剤が付着していない。
【００２０】
上記各形態の好ましい形態によれば、本発明の液滴吐出装置は、液体保持手段に液体を吸収させる液体供給手段を有する。さらに好ましい形態によれば、液体供給手段は噴霧器である。別の好ましい形態によれば、液体供給手段は、液体保持手段を浸漬できるように上部を開放した液体タンクである。
【００２１】
上記各形態の好ましい形態によれば、液体保持手段を取り外す剥離手段を有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の液滴吐出装置によれば、キャップによる溶媒蒸発の防止機能及び吐出液の吸引機能を阻害することなく、ノズルプレート面への吐出液の付着並びに吐出ノズル孔内の吐出液の乾燥を防止することができる、すなわち、吐出ノズルの詰まり及び液滴の飛行曲がりを防止することができると共に、吐出液の吸引、ノズルプレート面のワイピング及び液滴の捨て打ちの頻度を減少させることができる。さらに、運転停止時にキャップを装着した状態においては、液体保持手段によってキャップ内を溶媒雰囲気にすることができるので、吐出ノズルの乾燥防止効果を増大させることができる。
【００２３】
さらに、液体保持手段に吐出液が付着した場合であっても、液体保持手段は溶媒を保持するので、吐出液成分の析出を防止することができ、吐出対象物の汚染を防止することができる。また、液体保持手段は取替可能であるので、液体保持手段に吐出液が付着した場合であっても、又は吐出液の吸引措置を行う場合であっても、ノズルプレート面を常時清浄に保つことができる。
【００２４】
さらに、本発明の好ましい形態によれば、液体保持手段を配設する際に、液体保持手段の貫通孔と吐出ノズル口を容易に合わせることができるので、液体保持手段の位置決めが容易である。また、液体保持手段を剥がす際にも、液体保持手段を容易に狭持することができるので、液体保持手段の剥離が容易である。さらに、液体保持手段が乾燥した際にも、液体保持手段に適宜溶媒を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態を図面を参照して以下に説明する。本発明の液滴吐出装置において吐出ノズル口側から見た吐出ヘッドの平面図を図２に示す。図２の形態において、吐出ヘッド１面（ノズルプレート）に液体保持手段４が配設されている。液体保持手段４は、液体を保持すると共に揮発させる機能を有するシート状の部材であり、吐出ノズル口２ａの周縁に配設されている。液体保持手段４に、液体を吸収・保持させることによって吐出ノズル口２ａ周辺を当該液体雰囲気にして、吐出ノズル口２ａからの吐出液の溶媒の蒸発を緩和させる。ここで、液体とは、吐出液の溶媒の蒸発を緩和させることができるものであり、好ましくは吐出液の溶媒である。液体保持手段４は、好ましくは、毛細管現象により溶媒を吸収・保持可能なもの、例えば不織布、である。液体保持手段４は、化学繊維又は金属繊維から作製することができ、化学繊維としては、吸収させる液体及び吐出液に対し耐性を有するものであれば、再生繊維、半合成繊維又は合成繊維のいずれの繊維でもよい。液体保持手段４の材質は、吐出液の成分・溶媒、吸収させる液体等に応じて適宜好適な材質を選択可能であるが、好ましくは、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂、又はステンレス鋼等の金属である。液体保持手段４の目の粗さは、吸収・保持させる液体の表面張力、蒸気圧等の性状に応じて適宜選択し、液体を保持可能であり、保持した溶媒を滴下させず、かつ吐出ノズル口付近を溶媒雰囲気にできるように設計する。
【００２６】
液体保持手段４には、複数の貫通孔４ａが設けられている。貫通孔４ａは、吐出ヘッド１における吐出ノズル口２ａの数、大きさ及び配列に対応するように設計される。貫通孔４ａの大きさは、少なくとも吐出ノズル口２ａと同じ大きさであり、好ましくは、貫通孔４ａから吐出ノズル口２ａを露出させることができる大きさであり、さらに好ましくは、吐出ノズル口２ａの外周と貫通孔４ａの外周との距離が、少なくとも３μｍ、好ましくは３〜７μｍとなるようにする。この距離であれば、液滴の飛行を阻害せずに、ノズルプレートへの吐出液の付着及び乾燥を防止することができる。
【００２７】
液体保持手段４の厚さは、吐出ノズル口２ａと吐出対象物との距離（プラテンギャップ）に応じて、液体保持手段４が吐出対象物と接触しないような厚さに適宜設定する。
【００２８】
液体保持手段４の大きさ及び位置は、キャップを吐出ヘッド１に装着したときに、キャップと接触しないような大きさ及び配設位置とする。ここで、キャップとは、液滴吐出装置の運転停止時に、吐出液の溶媒蒸発及び吐出ノズルへの塵埃付着を防止するために吐出ノズルを覆う（密閉）する手段、又は、吐出ノズルへの吐出液の供給又は吐出ノズルの付着物の除去を目的として、吐出ノズルから吐出液を吸引する手段であり、好ましくは両手段を兼備するものである。キャップを装着したときに、キャップが吸収部材と接触する好ましくない形態の吐出ヘッド部分の断面図を図３に示し、キャップが吸収部材と接触しない好ましい形態の吐出ヘッド部分の断面図を図４に示す。図３においては、キャップ５の当接部５ａが液体保持手段４と接触しているので、液体保持手段４が乾燥してしまうと、キャップ５内へ外気の流通が可能になり、吐出ノズル２の乾燥防止を果たせなくなる。また、液体保持手段４を配設したまま排液管６を通じて吐出液の吸引措置を行う場合には、液体保持手段４から空気を取り込んでしまうので、吸引措置を適切に行うことができなくなる。さらには、液体保持手段４が変形するので、吐出対象物と接触するなどの不利益が生じるおそれがある。したがって、図４に示すように、キャップ５の当接部５ａの内側に収まるように、液体保持手段４の大きさを設定する。
【００２９】
液体保持手段４は、吐出ヘッド１面に取替可能（着脱可能）に配設する。液体保持手段４が着脱可能でない場合には、吸引措置時に液体保持手段４は液体に浸されてしまい、好ましくない。また、液体保持手段４への吐出液の付着が多い場合には、吐出対象物を汚すおそれがある。液体保持手段４を取替可能（着脱可能）に配設する方法としては、好ましくは接着剤を使用する。接着剤は、好ましくは、液体保持手段４の裏面に貼付されており、液体保持手段４をシールとして使用できるようにする。また、接着剤は、ノズルプレートと強固に接着するものは好ましくなく、液体保持手段４を剥がす際に、ノズルプレート面に残存しないものが好ましい。接着剤は、吐出液成分及び溶媒、吸収させる液体の種類、ノズルプレートとの接着性等に応じて、使用時に剥離しないものを適宜選択する。
【００３０】
液体保持手段４を剥がしやすくするため、液体保持手段４の端部を狭持しやすくすることもできる。図５及び図６に、液体保持手段４の端部を狭持しやすくした形態の例を示す吐出ヘッド部分の断面図を示す。図５の形態においては、液体保持手段４の端部の少なくとも一部に接着剤を付着させていない非接着部４ｂを設けてある。図６の形態においては、ノズルプレートの少なくとも一部に凹部１ａを設け、液体保持手段４の端部（縁）の少なくとも一部が浮いた状態、すなわちノズルプレートと接着しない状態、にしてある。本発明の液滴吐出装置には、好ましくは、液体保持手段４を吐出ヘッドから取り外す剥離手段を設ける。
【００３１】
吐出ヘッド１（ノズルプレート）には、液体保持手段を配置する際に、位置決めを容易にする位置決め手段を設けることもできる。図７〜図９に、位置決め手段の形態を示す吐出ヘッド部分の断面図を示す。図７の形態においては、位置決め手段８として、吐出ヘッド１に、少なくとも１つの突起を配置してあり、液体保持手段４には当該突起を嵌合させる嵌合部を備えてある。突起は、好ましくは複数個配置するようにする。図８の形態においては、吐出ヘッド１に、液体保持手段４の少なくとも一部の端面と接する凸部が配置してある。当該凸部は、液体保持手段４の四辺に対して１箇所ずつ配置してもよいし、又は液体保持手段４の外周と取り囲むように配置してもよい。図９の形態においては、吐出ヘッド１面は、液体保持手段４の周囲全体を隆起してある。すなわち、液体保持手段４を嵌め込むことができるような液体保持手段を配置する凹部を形成している。位置決め手段８は、ノズルプレートの成形によって形成してもよいし、又はノズルプレートとは別の部材で形成してもよい。
【００３２】
本発明の液滴吐出装置は、好ましくは、液体保持手段４に液体を供給する噴霧器、浸漬によって液体を供給する溶媒タンク等の液体供給手段を備える。これらの液体供給手段は、液体保持手段４を取り外す際に、接着剤を溶解させる液体を供給するなどして接着剤の接着力を弱めることに使用することもできる。
【００３３】
本発明の液滴吐出装置は、上記において説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更・変形を含むことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】液滴が吐出されていない状態の時の吐出ノズル部分の断面図。
【図２】本発明の液滴吐出装置の一実施形態を示す吐出ヘッドの平面図。
【図３】キャップ装着時の本発明の液滴吐出装置の好ましくない形態を示す吐出ヘッド部分の断面図。
【図４】キャップ装着時の本発明の液滴吐出装置の一実施形態を示す吐出ヘッド部分の断面図。
【図５】本発明の液滴吐出装置において、液体保持手段の端部の一実施形態を示す吐出ヘッド部分の断面図。
【図６】本発明の液滴吐出装置において、液体保持手段の端部の一実施形態を示す吐出ヘッド部分の断面図。
【図７】本発明の液滴吐出装置において、位置決め手段の一実施形態を示す吐出ヘッド部分の断面図。
【図８】本発明の液滴吐出装置において、位置決め手段の一実施形態を示す吐出ヘッド部分の断面図。
【図９】本発明の液滴吐出装置において、位置決め手段の一実施形態を示す吐出ヘッド部分の断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１      吐出ヘッド
１ａ    凹部
２      吐出ノズル
２ａ    吐出ノズル口
３      吐出液
３ａ    メニスカス
４      液体保持手段
４ａ    貫通孔
４ｂ    非接着部
５      キャップ
５ａ    当接部
６      排液管
７      接着剤
８      位置決め手段
【図１】
2006341171.tif 000003
【図２】
2006341171.tif 000004
【図３】
2006341171.tif 000005
【図４】
2006341171.tif 000006
【図５】
2006341171.tif 000007
【図６】
2006341171.tif 000008
【図７】
2006341171.tif 000009
【図８】
2006341171.tif 000010
【図９】
2006341171.tif 000011