(57)【要約】【課題】顔料等を多量に含む液体を使用する場合でも、目詰まりを起こし難いキャップ、および該キャップを備えた液体噴射装置を提供すること。【解決手段】キャップ２１の内底部には、例えばポリエチレンテレフタレート等の繊維から形成され、キャップ２１の下部を埋めるように繊維構造体２７が配備されている。繊維構造体２７は、記録ヘッド５１のノズル内のインクを空吐出（フラッシング）する際に、インクの飛散やミストの発生を防止する作用を有している。繊維構造体２７の通気抵抗は０．００５ｋＰａ以下であり、クリーニングやその後の空吸引の際に、インクが速やかに吸引口２３から排出され、繊維構造体２７中に残存することがなく、顔料を多量に含むインクを使用した場合でも繊維構造体２７において目詰まりを引き起こさず、吸引装置３０による吸引機能が損なわれない。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに連通する圧力発生室と該圧力発生室内の液体に圧力変動を与える圧力発生手段とを具備し、ノズルから対象物に向けて液体を噴射可能に構成した液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止するための液体噴射ヘッド用キャップであって、
前記キャップ内底部に、通気抵抗が０．００５ｋＰａ以下の繊維構造体を備えたことを特徴とする、液体噴射ヘッド用キャップ。
【請求項２】
ノズルに連通する圧力発生室と該圧力発生室内の液体に圧力変動を与える圧力発生手段とを具備し、ノズルから対象物に向けて液体を噴射可能に構成した液体噴射ヘッドと、
該液体噴射ヘッドのノズル形成面に当接または離間可能に構成されたキャップを有するキャッピング装置と、
を備えた液体噴射装置であって、
前記キャップ内底部に、通気抵抗が０．００５ｋＰａ以下の繊維構造体を備えたことを特徴とする、液体噴射装置。
【請求項３】
インクジェット式記録装置である、請求項２に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射ヘッド用キャップに関し、詳細には、例えば液体噴射装置において、液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止するために使用される液体噴射ヘッド用キャップであって、該キャップ内に繊維構造体を備えたキャップ、該キャップを具備した液体噴射装置およびインクジェット式記録装置に関する。ここで、液体噴射装置とは、インクジェット式記録ヘッドが用いられ、該記録ヘッドからインクを吐出して被記録媒体に記録を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置に限らず、インクに代えてその用途に対応する液体を前記記録ヘッドに相当する液体噴射ヘッドから、被記録媒体に相当する被噴射媒体に噴射して前記液体を前記被噴射媒体に付着させる装置を含む意味で用いる。液体噴射ヘッドとしては、前記記録ヘッドのほかに、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る色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレーや面発光ディスプレー（ＦＥＤ）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、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置の代表例としてインクジェット式記録装置が知られている。このインクジェット式記録装置は、主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドと、印刷用紙等の被記録媒体を副走査方向に間欠的に設定量ずつ送る被記録媒体送り手段を備え、記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ該記録ヘッドからインク滴を前記被記録媒体に吐出して記録を行うように構成されている。そして、インクジェット式記録装置においては、公知のように圧力発生室でインクを所定圧で加圧し、その圧力に基づいてインクをノズル形成面にあるノズルから被記録媒体に向けてコントロールされた大きさのインク滴として吐出する。従って、記録ヘッドのノズルからのインク吐出特性は、一定に維持される必要があり、該インク吐出特性が変動すると記録品質の低下につながる。
【０００３】
記録ヘッドのインク吐出特性は、ノズル形成面におけるインクの固化、塵、埃などの付着によるノズルの目詰まり、ノズルからの気泡の進入等が原因となって変動する。そのため、インクジェット式記録装置には、記録ヘッドのインク吐出特性を一定に維持するために、前記したインク吐出特性の各変動原因を排除し、もって記録ヘッドの吐出特性を維持する吐出特性維持装置が設けられている。
【０００４】
吐出特性維持装置は、通常、非記録時にノズル形成面を封止してノズル内のインクの乾燥を抑制し、インク粘度の上昇を押さえるためのキャッピング装置、ノズルの目詰まりや混入した気泡を除去するためにインクをノズルから強制的に吸引排出する吸引装置、およびノズル形成面を払拭して清掃するワイピング装置を含んでいる。
【０００５】
これらの中でもキャッピング装置は、インクジェット式記録装置の不使用状態において、ノズル内のインクが固化してノズル孔の目詰まりを引き起こす事態を防止する役割を果たしている。また、前記キャップ内に、乾燥防止の目的でインク吸収体（保湿材）を配備し、ノズル形成面の乾燥を遅らせることも行われている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−９６７５６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインク吸収体（保湿材）では、ノズルの乾燥防止という目的を達するために具備すべき性質として、インクを保持する能力を持つことが最優先されてきた。このため、ポリビニルアルコール、発泡ウレタンなどの材質からなる多孔質体や、通気抵抗の大きな繊維構造体が使用されてきた。しかし、最近のインクジェット式記録装置では、高画質化への対応を図るため、固化の原因となりやすい顔料等の成分を多量に含むインクが使用されている。このようなインクについて、インク保持力が高い従来のインク吸収体（保湿材）を用いると、該吸収体の中でインクが固化してしまい、目詰まりを引き起こして吸引（クリーニング）が実行できなくなり、故障の原因となる。また、インクジェット式記録装置に限らず、例えば色材噴射ヘッド、導電ペースト噴射ヘッド、生体有機物噴射ヘッド等の他の液体噴射ヘッドにおいても、キャップ内の吸収体（保湿材）が目詰まりを引き起こすことによる弊害が存在する。
【０００８】
従って、本発明の課題は、顔料等を多量に含む液体を使用する場合でも、目詰まりを起こし難いキャップ、および該キャップを備えた液体噴射装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る液体噴射ヘッド用キャップは、ノズルに連通する圧力発生室と該圧力発生室内の液体に圧力変動を与える圧力発生手段とを具備し、ノズルから対象物に向けて液体を噴射可能に構成した液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止するための液体噴射ヘッド用キャップであって、前記キャップ内底部に、通気抵抗が０．００５ｋＰａ以下の繊維構造体を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この第１実施形態の液体噴射ヘッド用キャップは、通気抵抗が０．００５ｋＰａ以下の繊維構造体を備えたことによって、フラッシング時の液体ミストの発生を防止しつつ、余分な液体を残留させることなく速やかにキャップ内から排出することが可能となる。よって、繊維構造体中に浸透した液体の固化が起こり難く、吸引による吐出特性維持機能を長期間に渡って持続させることが可能になる。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る液体噴射装置の発明は、ノズルに連通する圧力発生室と該圧力発生室内の液体に圧力変動を与える圧力発生手段とを具備し、ノズルから対象物に向けて液体を噴射可能に構成した液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドのノズル形成面に当接または離間可能に構成されたキャップを有するキャッピング装置と、を備えた液体噴射装置であって、前記キャップ内底部に、通気抵抗が０．００５ｋＰａ以下の繊維構造体を備えたことを特徴とする。この第２の態様では、液体噴射装置において、前記第１の態様と同様の作用効果が得られる。
【００１２】
本発明の第３の態様では、前記第２の態様の液体噴射装置が、インクジェット式記録装置であることを特徴とする。これにより、インクジェット式記録装置において前記第２の態様と同様の作用効果が得られる。特にインクジェット式記録装置において、「液体」としてのインクが顔料を多量に含む場合でも、繊維構造体が目詰まりを引き起こす可能性を大幅に低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。ここでは、液体噴射装置の代表例としてインクジェット式記録装置を挙げ、液体噴射ヘッド用キャップの一実施形態としての記録ヘッド用キャップについて説明を行う。
【００１４】
＜インクジェット式記録装置の概要＞
図１は、本発明の液体噴射装置の一実施形態に係るインクジェット式記録装置５０の概要を示す図面である。ここでは、内部構造を明らかにするため本体カバーをはずした状態を示している。図２は、図１のインクジェット式記録装置５０の内部構造の要部を示す図面である。
キャリッジ５３は、駆動モータ５６に接続されたタイミングベルト５７により、キャリッジガイド軸５５に沿って主走査方向に往復移動しながら、記録ヘッド５１より被記録媒体Ｐへインクを吐出して記録を行う。すなわち、記録ヘッド５１は、ノズルに連通する圧力発生室と該圧力発生室内のインクに圧力変動を与える圧力発生手段とを具備しており、ノズルから被記録媒体Ｐに向けてインクを噴射できるように構成されている。また、キャリッジ５３には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなど複数の異なる色のインクカートリッジ５４を装着できるように構成されている。
【００１５】
キャリッジ５３のホームポジションに対応する位置には、記録ヘッド５１の吐出特性を維持するための吐出特性維持装置４０が配設されている。この吐出特性維持装置４０は、ワイピング装置１０、キャッピング装置２０および吸引装置３０から構成されている。そして、吐出特性維持装置４０によって、記録ヘッド５１の吐出特性を維持するキャッピング動作、吸引動作（クリーニング）およびワイピング動作が行われるようになっている。
【００１６】
すなわち、キャッピング装置２０は、記録ヘッド５１がホームポジションにある状態で、キャップ２１がそのノズル形成面５２に当接し、または離間できるような既知の変位機構を備えており、記録ヘッド５１のノズル形成面５２を封止した状態と、ノズル形成面５２と離間対向した状態を取り得る。キャップ２１が記録ヘッド５１のノズル形成面５２に当接し、これを封止するキャッピングにより、非記録時のノズルの乾燥とゴミ等の付着を防止できる。
【００１７】
また、キャッピング状態で吸引装置３０を駆動させてキャップ２１内を負圧にさせることによって、記録ヘッド５１内の気泡や増粘インク、固化物等を吸出すクリーニングが可能になる。
【００１８】
吸引装置３０は、回転体により可撓性チューブを圧迫することによって負圧を発生させる機構のチューブポンプ（図示せず）を内蔵しており、図示しない紙送りモータ等の動力を利用して駆動するものである。チューブポンプ３１は、比較的構造が簡単で小形化が図りやすく、しかもインクの汚染を生じさせ難い構造であるため、インクジェット式記録装置５０の吸引装置３０として汎用されている。吸引装置３０による吸引動作は、記録ヘッド５１のクリーニングの場合は、キャッピング装置２０のキャップ２１が記録ヘッド５１のノズル形成面５２を封止した状態で、また空吸引の場合は、ノズル形成面５２を非封止状態（大気開放状態を含む）で、それぞれ前記チューブポンプを動作させることにより行われる。
【００１９】
ワイピング動作においては、キャリッジ５３の移動途中でワイピング装置１０のワイピングブレードが記録ヘッド５１のノズル形成面５２を払拭することによって、ゴミやインク等の付着物を除去する。
【００２０】
さらに、記録ヘッド５１のノズル形成面５２がキャッピング装置２０のキャップ２１に離間対向した状態で、キャップ２１へ向けてインクを打ち捨てるフラッシング動作（空吐出）が行われる。
【００２１】
＜キャップの構造＞
図３は、ホルダ２２と一体化されたキャップ２１の平面の状態を拡大して示す図であり、図４は断面の状態を示す。キャッピング装置２０は、ホルダ２２と、ホルダ２２の開口周縁にゴム、エラストマー等の弾性材料により形成されたキャップ２１を備えている。ホルダ２２とキャップ２１とは、例えば二色成形などの方法で一体的に形成されている。また、ホルダ２２の底部にはインク排出孔２３が形成されており、このインク排出孔２３は、吸引装置３０のチューブポンプ（図示せず）と接続されている。
【００２２】
キャップ２１の内底部には、繊維構造体２７が配備されている。繊維構造体２７は、例えば合成繊維から形成された不織布であり、キャップ２１の下部を埋めるように配設されている。繊維構造体２７の材質としては、芳香族または脂肪族ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド等の合成繊維を挙げることが可能である。より具体的には、ポリエステル繊維としてポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等、ポリオレフィン繊維としてポリエチレン、ポリプロピレン等、ポリアミド繊維としてナイロン等を例示することができる。繊維構造体２７が不織布である場合は、前記合成繊維等を公知の方法（例えば、ニードルパンチ、スパンボンド、交絡部熱融着等）で不織布として加工することによって得られるものである。
【００２３】
繊維構造体２７は、記録ヘッド５１のノズル内のインクを空吐出（フラッシング）する際に、インクの飛散やミストの発生を防止する作用を有している。すなわち空吐出は、キャップ２１が記録ヘッド５１のノズル形成面５２に離間、対向した位置で行われるが、キャップ２１内に繊維構造体２７を配備することにより、打ち捨てられたインクの跳ねかえりやミストの発生を抑制するように作用する。
【００２４】
なお、従来キャップ２１内に配備されてきた保湿材としてのインク吸収体は、フラッシング（空吐出）動作によってキャップ２１内に打ち捨てられたインクや吸引時にキャップ２１内に排出されたインクを保持するものであった。キャップ２１がノズル形成面５２を封止した状態では、保持されたインク中の溶剤が揮発し封止空間内に適度な湿度（溶剤濃度）を与えるように作用する。つまり、インク吸収体は、封止状態におけるノズル形成面５２の乾燥を遅らせる作用を主目的とするものであり、インク保持能力に優れていることが必須と考えられてきた。このため、後記試験例に示すようにインク保持能力が高いインク吸収体は、インク中に含まれる顔料などの凝集や固化によって目詰まりを引き起こし易くなる。特に最近のインクには、高画質化に対応するために多量の顔料が使用されているため、インク吸収体の目詰まりが発生しやすい状況になっている。本発明における繊維構造体２７は、従来のインク吸収体と異なり、主としてフラッシング時のインクミストの発生やインク飛散を防止する作用を持つものであり、通気抵抗が低い繊維構造体を採用することにより、顔料等による目詰まりの発生を回避している。
【００２５】
本実施形態の繊維構造体２７としては、例えば、通気抵抗が０．００５ｋＰａ（約２２００ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）程度、あるいはそれ以下の通気抵抗の繊維構造体２７を用いることができる。繊維構造体２７の通気抵抗の下限は、製造限界とすることができるが、例えば０．０００５ｋＰａ以上０．００５ｋＰａ以下の通気抵抗の繊維構造体２７を用いることが好ましい。通気抵抗が０．００５ｋＰａ以下の繊維構造体２７の場合、クリーニングやその後の空吸引の際に、インクが速やかに吸引口２３から排出され、繊維構造体２７中に残存することがない。その結果、顔料を多量に含むインクを使用した場合でも繊維構造体２７において目詰まりを引き起こすことがなく、吸引装置３０による吸引機能が損なわれることがない。
【００２６】
前記したように、キャップ２１の底には、廃インクを排出するための吸引口２３が設けられており、吸引装置３０のチューブポンプ（図示せず）に接続されている。吸引動作時には、吸引装置３０で発生した負圧が、この吸引口２３を介してノズル形成面５２を封止した状態のキャップ２１内を負圧にする。その結果、記録ヘッド５１内のインクがノズルから吸引排出される。キャップ２１内に排出されたインクは、吸引口２３からさらに吸い出されて廃液タンク５９（図１参照）に捨てられる。これらの一連の吸引動作の過程で、繊維構造体２７の目合いが荒いため、インクが速やかに排出され、繊維構造体２７内に残留する量は従来のインク吸収体に比べて格段に少ないものとなる。また、フラッシング時に打ち捨てられたインクも、繊維構造体２７の空隙を流れ下り、吸引口２３から排出されていく。その結果、吸引動作やフラッシング動作を繰返し行っても、通常の実施回数の範囲内では目詰まりが生じることがなく、長期間に渡って吐出特性維持機能が維持される。
【００２７】
次に、試験例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれによって制約されるものではない。なお、試験例で使用した繊維構造体２７およびインク吸収体の通気抵抗は、図５に示す測定装置を用いて測定した。この測定装置は、吸引ポンプ７１、風量計７３、バルブ７５、静圧計７７およびサンプル設置部７９を備えており、サンプル設置部７９にサンプルＳを設置しない状態で吸引ポンプＰを動作させて風量を固定し、サンプルＳを設置したときの静圧を静圧計７７により計測し、通気抵抗を求めるものである。
【００２８】
試験例
キャップ２１内に、繊維構造体２７として通気抵抗０．００５ｋＰａの不織布を配備したもの（実施例）と、インク吸収体として通気抵抗０．０５ｋＰａのポリビニルホルマール系スポンジ［ベルイータ（商品名；カネボウ化成株式会社製）］を配備したもの（比較例）について、以下の方法で試験を行った。
【００２９】
＜試験方法＞
（１）インク注入前の初期キャップ重量を測定する。
（２）キャップ内にインクがあふれない程度にインクを注入する。
（３）キャップ内の吸引口２３からインクが自然滴下するので、滴下が止まったらキャップ重量を測定する。
（４）キャップにポンプを連結して空吸引を行う。
（５）空吸引後のキャップ重量を測定する。
（６）４０℃で１〜７日間放置した後、（１）〜（５）の手順を繰返す。
【００３０】
＜試験結果＞
試験結果を図６に示す。比較例の場合は、試験開始初期のキャップ内には約１．８ｇのインクが投入できたが、約１ヶ月経過後には約０．２ｇしか投入することができなくなった。つまり、比較例の場合にはインク吸収体の約８９％が目詰まりを起こしたことになる。これに対し、実施例の場合は、試験開始初期のキャップ内へのインク投入量が約１．７ｇであったのに対し、４０日経過後でも約１．４ｇ注入することが可能であった。以上の結果から、通気抵抗が約０．００５ｋＰａの不織布を用いた場合には、目詰まりが起こり難くなり、目詰まりによる吸引不良などの問題が改善され、実用上支障のない状態で長期間使用できることが示された。
【００３１】
以上、本発明を種々の実施形態に関して述べたが、本発明は上記実施形態に制約されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、他の実施形態についても適用可能である。
【００３２】
例えば上記実施形態では液体噴射装置の代表例としてインクジェット式記録装置を取り上げたが、これに限るものではなく、本発明の技術思想は、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る色材噴射ヘッドを備えた色材噴射装置、有機ＥＬディスプレーや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電極材噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた生体有機物噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた試料噴射装置等の液体噴射装置においても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット式記録装置の概要を示す斜視図。
【図２】インクジェット式記録装置の内部構造の要部を示す図面。
【図３】キャップを示す平面図。
【図４】キャップを示す断面図。
【図５】通気抵抗測定装置の概要を示す図面。
【図６】キャップへのインク注入試験の結果を示すグラフ図面。
【符号の説明】
１０  ワイピング装置、２０  キャッピング装置、２１  キャップ、２２  キャップホルダ、  ２３  吸引口、２７  繊維構造体、３０  吸引装置、４０  吐出特性維持装置、５０  インクジェット式記録装置、５１  記録ヘッド、５２  ノズル形成面、５３  キャリッジ、５４  インクカートリッジ、５５  キャリッジガイド軸、５６  駆動モータ、５７  タイミングベルト、５８  プラテン、５９廃液タンク、７１  吸引ポンプ、７３  風量計、７５  バルブ、７７  静圧計、７９  サンプル設置部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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