(57)【要約】【課題】キャップ内の圧力変動の抑制とキャップによるノズルの乾燥防止とを共に実現する。【解決手段】ヘッド２の吐出面３０ａを覆うキャップ７０に貫通孔を形成し、当該貫通孔に微小径のパイプ７５を取り付ける。パイプ７５は、貫通孔を介してキャップ７０の内側空間と外側空間とを連通させるものであり、キャップ７０の底部に沿って延在するよう固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルが開口した吐出領域を含む吐出面を有するヘッドと、
凹形状を有すると共に、前記ヘッドの前記吐出面に対して前記吐出領域を囲むように当接する先端を含むキャップと、
前記キャップとは別部材からなると共に、前記キャップの壁に形成された貫通孔を介して前記キャップの内側空間と外側空間とを連通させるよう前記壁に取付けられたパイプと、
前記キャップを支持する支持部材と、
を備えていることを特徴とするヘッドアッセンブリ。
【請求項２】
前記パイプがその長手方向の一部において屈曲していることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項３】
前記パイプが、前記キャップにおける前記吐出面と対向し且つ前記吐出面と平行に延在する底部に沿って延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項４】
前記パイプと前記底部との間に間隙が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項５】
前記キャップにおける前記吐出面と対向し且つ前記吐出面と平行に延在する底部の壁に前記貫通孔が形成されており、
前記パイプが、その一端から他端にかけて、前記吐出面と直交する方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項６】
前記キャップにおける前記吐出面と対向し且つ前記吐出面と平行に延在する底部の壁に前記貫通孔が形成されており、
前記パイプの一端が、前記壁から前記吐出面に向かう方向に突出するように前記貫通孔に挿入されてい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ヘッドアッセンブリ。
【請求項７】
前記パイプの前記一端が、当該パイプの前記貫通孔への挿入方向に対して交差するよう屈曲していることを特徴とする請求項６に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項８】
前記パイプの一端が前記貫通孔に挿入されており、
前記パイプの前記一端の端面が、当該パイプの前記貫通孔への挿入方向と直交する方向に対して交差していることを特徴とする１〜７のいずれか一項に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項９】
前記キャップが、前記先端を含むゴムからなる部分とこれを支持する樹脂からなる部分と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ヘッドアッセンブリ。
【請求項１０】
前記貫通孔が形成された前記壁は、前記内側空間に面する内側部分がゴムからなり、且つ、前記外側空間に面する外側部分が樹脂からなり、
前記パイプの一端が前記内側部分によって圧接されつつ前記貫通孔に挿入されている請求項９に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項１１】
前記キャップにおける前記吐出面と対向し且つ前記吐出面と平行に延在する底部は、前記内側空間に面する内側部分がゴムからなり、且つ、前記外側空間に面する外側部分が樹脂からなることを特徴とする請求項９又は１０に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項１２】
前記パイプがステンレスからなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項１３】
前記貫通孔が前記吐出領域に対向しない位置に形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項１４】
前記吐出領域が一方向に細長な形状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ヘッドアッセンブリ。
【請求項１５】
前記ヘッド内に形成された前記ノズルに至る流路に、金属錆防止剤、乾燥防止剤、及び界面活性剤の少なくともいずれかを含む液体が充填されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のヘッドアッセンブリ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のヘッドアッセンブリと、
前記ヘッドの前記ノズルから吐出された液体によって記録が行われる記録媒体を搬送する搬送部と、
を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドとヘッドの吐出面を覆うキャップとを含むヘッドアッセンブリ、及び、これを含む液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンタにおいて、非印刷時にヘッドの吐出面をキャップで覆い、吐出面において開口したノズルの乾燥を防止しメニスカスを維持するという技術が知られている。また、キャップ内の圧力変動に着目し、キャップ内が負圧になった後にキャップ内を大気と連通させるための大気開放口をキャップの側壁に設けることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記のようなキャップは、ヘッド単体を長期保管又は航空機等で輸送する際にも使用される。この場合、ヘッドの流路内には長期保管に適した液体（以下、「保存液」と称す）が充填され、ヘッドの吐出面をキャップで覆うことにより、吐出面の保護及び保存液の蒸発防止が実現される。
【０００４】
【特許文献１】特許第３５８７３４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記文献１のように、キャップ内を大気と連通させることにより、急激な環境温度や圧力の変化に伴うキャップ内の圧力変動に応じて生じ得るアクチュエータのクラックやノズルからの液体漏れが防止される。しかしながら、上記文献１において大気開放口の通路の長さは、キャップの側壁の厚みによって規定されるため、長くすることは不可能である。また、キャップは樹脂で成形される場合が多く、樹脂成形の場合、キャップの側壁に設けられた大気開放口の径を微小にすることは困難である。大気開放口の通路長さが短いほど、また大気開放の径が大きいほど、キャップによるノズルの乾燥防止効果が低減するため、非印刷時におけるメニスカスを維持する効果や、長期保管又は輸送時における保存液の蒸発防止効果が十分に得られないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、キャップ内の圧力変動の抑制とキャップによるノズルの乾燥防止とを共に実現可能なヘッドアッセンブリ、及び、これを含む液体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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の観点によると、複数のノズルが開口した吐出領域を含む吐出面を有するヘッドと、凹形状を有すると共に、前記ヘッドの前記吐出面に対して前記吐出領域を囲むように当接する先端を含むキャップと、前記キャップとは別部材からなると共に、前記キャップの壁に形成された貫通孔を介して前記キャップの内側空間と外側空間とを連通させるよう前記壁に取付けられたパイプと、前記キャップを支持する支持部材と、を備えていることを特徴とするヘッドアッセンブリが提供される。
【０００８】
上記構成によると、パイプがキャップと別部材からなるので、パイプの径及び長さを適宜調整することができる。したがって、パイプの径及び長さを適宜調整することで、パイプの空気に対する流路抵抗値を所定範囲とし、キャップ内の圧力変動の抑制とキャップによるノズルの乾燥防止との両方を実現することができる。
【０００９】
前記パイプは、その長手方向の一部において屈曲してよい。この場合、一定の空間内に長いパイプを配置できる。また、パイプ長さ設定の自由度が高まる。
【００１０】
前記パイプが、前記キャップにおける前記吐出面と対向し且つ前記吐出面と平行に延在する底部に沿って延在してよい。この場合、上述の場合と同様、一定の空間内に長いパイプを配置できると共に、パイプ長さ設定の自由度が大きくなる。
【００１１】
上記の場合において、前記パイプと前記底部との間に間隙が形成されていることが好ましい。パイプと底部との間に間隙が形成されていない場合、キャップの底部の剛性が上昇し、ヘッドの吐出面に対するキャップの密着性が低下するが、このような事態を回避することができる。
【００１２】
前記キャップにおける前記吐出面と対向し且つ前記吐出面と平行に延在する底部の壁に前記貫通孔が形成されており、前記パイプが、その一端から他端にかけて、前記吐出面と直交する方向に対して傾斜していてよい。この場合、上述の場合と同様、一定の空間内に長いパイプを配置できると共に、パイプ長さ設定の自由度が大きくなる。
【００１３】
前記キャップにおける前記吐出面と対向し且つ前記吐出面と平行に延在する底部の壁に前記貫通孔が形成されており、前記パイプの一端が、前記壁から前記吐出面に向かう方向に突出するように前記貫通孔に挿入されていてよい。この場合、パイプの一端がキャップの底部の壁から吐出面に向かう方向に突出していることで、万一ノズルから液体が漏れ出てキャップの底部に液体が溜まったとしても、パイプの一端に液体が流れ込むことが抑制される。
【００１４】
上記の場合において、前記パイプの前記一端が、当該パイプの前記貫通孔への挿入方向に対して交差するよう屈曲していてよい。これにより、パイプのキャップからの離脱を効果的に防止することができる。
【００１５】
前記パイプの一端が前記貫通孔に挿入されており、前記パイプの前記一端の端面が、当該パイプの前記貫通孔への挿入方向と直交する方向に対して交差していてよい。この場合、パイプの一端の貫通孔への挿入が容易であることから、キャップに対するパイプの取付作業を容易に行える。
【００１６】
前記キャップは、前記先端を含むゴムからなる部分とこれを支持する樹脂からなる部分とを有してよい。樹脂は、ゴムに比べて、金型を用いて微小径の貫通孔などを比較的精密に成形可能である一方、高価である。そこで、キャップをゴム及び樹脂の２部品構成（２色成形品）とすることで、コストダウンと正確な成形との両立を図ることができる。また、吐出面と当接する先端がゴムからなるため、吐出面に対するキャップの密着性を確保することができる。
【００１７】
前記貫通孔が形成された前記壁は、前記内側空間に面する内側部分がゴムからなり、且つ、前記外側空間に面する外側部分が樹脂からなり、前記パイプの一端が前記内側部分によって圧接されつつ前記貫通孔に挿入されていてよい。この場合、ゴムの弾性力によってパイプが固定されるため、パイプ固定のために接着剤を用いる必要がない。また、接着剤を用いないことで、パイプ交換が容易になると共に、製品コストも下がる。
【００１８】
前記キャップにおける前記吐出面と対向し且つ前記吐出面と平行に延在する底部は、前記内側空間に面する内側部分がゴムからなり、且つ、前記外側空間に面する外側部分が樹脂からなってよい。この場合、キャップの底部にゴムを使用することでコストダウンをさらに図ることができ、且つ、樹脂によってキャップの底部に耐久性及び作業上必要な程度の剛性が付与される。
【００１９】
前記パイプはステンレスからなることが好ましい。ステンレスは耐食性に優れているため、万一ノズルから液体が漏れ出てパイプに接触したとしても、パイプの腐食が抑制される。
【００２０】
前記貫通孔は前記吐出領域に対向しない位置に形成されていることが好ましい。貫通孔が吐出領域に対向する位置に形成されていると、万一ノズルから液体が漏れ出た場合にパイプに液体が付着し易いが、このような問題を軽減することができる。
【００２１】
前記吐出領域が一方向に細長な形状を有してよい。ライン式ヘッドのように吐出領域が一方向に細長に形成されたヘッドでは、当該一方向に関して吐出面の反りが大きくなりやすい。そのため、当該一方向に亘ってキャップの先端を吐出面に当接させるためには、キャップにある程度の弾性が必要であり、キャップの剛性を高めないようにする必要がある。上記構成では、キャップに対してパイプを局所的に取り付けるだけであるため、キャップの剛性の上昇が抑制され、当該一方向に亘ってキャップの先端を吐出面に当接させるための弾性を確保することができる。
【００２２】
前記ヘッド内に形成された前記ノズルに至る流路に、金属錆防止剤、乾燥防止剤、及び界面活性剤の少なくともいずれかを含む液体が充填されていてよい。これは、ヘッド単体を長期保管又は航空機等で輸送する際に好適な形態であり、液体が充填されることで流路内への空気や異物の浸入が防止される。金属錆防止剤はヘッドを構成する金属部材の錆びを防止すること、乾燥防止剤は当該液体の蒸発を防いで流路内への空気や異物の浸入防止効果を維持することに寄与する。さらに、液体が乾燥防止剤及び界面活性剤を含む場合、液体の表面張力が小さくなるため、流路内に液体を充填する際に液体内に気泡が発生しにくい。
【００２３】
本発明の別の観点によると、前記ヘッドアッセンブリと、前記ヘッドの前記ノズルから吐出された液体によって記録が行われる記録媒体を搬送する搬送部と、を備えていることを特徴とする液体吐出装置が提供される。この構成によると、上述したヘッドアッセンブリによる効果と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係るヘッドアッセンブリの一実施形態を示す概略側断面図である。図１に示すように、本実施形態に係るヘッドアセンブリ１は、インクジェットヘッド２、インクジェットヘッド２の底面である吐出面３０ａを覆うキャップ７０、並びに、ヘッド２及びキャップ７０を支持する支持ユニット１１０を有する。インクジェットヘッド２は、図中左右方向に長尺な略直方体形状を有している。
【００２６】
先ず、インクジェットヘッド２について説明する。図２は、図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿った断面においてヘッド２のみを示す図である。
【００２７】
図２に示すように、インクジェットヘッド２は、流路ユニット４及び圧電アクチュエータ２１を含むヘッド本体１３と、ヘッド本体１３に供給されるインク又は保存液（以下、「液体」と総称する）を貯溜するリザーバユニット９０と、圧電アクチュエータ２１に駆動信号を供給するドライバＩＣ５２が実装されたフレキシブルプリント配線基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）５０と、ＦＰＣ５０と電気的に接続された制御基板５４と、圧電アクチュエータ２１、リザーバユニット９０、ＦＰＣ５０、及び制御基板５４を覆うカバー５８と、を有する。
【００２８】
制御基板５４は、リザーバユニット９０の上方において水平に配置されている。ＦＰＣ５０は、その一端が圧電アクチュエータ２１の上面に固定されていると共に、リザーバユニット９０の下面と圧電アクチュエータ２１との間からリザーバユニット９０の側面に沿ってリザーバユニット９０の上方へと引き出され、その他端が制御基板５４のコネクタ５４ａに接続されている。ドライバＩＣ５２は、ＦＰＣ５０におけるリザーバユニット９０の側面に沿って延在する部分に固定されており、制御基板５４からの指令に基づいて、ＦＰＣ５０に設けられた配線を介して圧電アクチュエータ２１に駆動信号を供給する。
【００２９】
リザーバユニット９０は、ヘッド本体１３における流路ユニット４の上面であって圧電アクチュエータ２１が配置されていない部分に固定されている。リザーバユニット９０には液体を貯溜するリザーバ９０ａが形成されており、リザーバ９０ａは流路ユニット４の上面に形成された開口５ｂ（図３参照）と連通している。したがって、リザーバ９０ａ内の液体は、開口５ｂを介して流路ユニット４に供給される。
【００３０】
カバー５８は、制御基板５４の上方に配置されたアッパーカバー５５、及び、リザーバユニット９０を挟むように流路ユニット４の短手方向に関して対向配置された２つのサイドカバー５３を含む。
【００３１】
各サイドカバー５３は、金属材料からなる板状部材であって、図１に示すように、鉛直方向及び流路ユニット４の長手方向に延びた略矩形の外形形状を有する。サイドカバー５３は、図１に示すように流路ユニット４の長手方向の略全長に亘って延在し、図２に示すように流路ユニット４の上面における短手方向の両端近傍に固定されている。サイドカバー５３の流路ユニット４との当接部、即ちサイドカバー５３の下端には、サイドカバー５３の長手方向に沿って、シリコーン樹脂等からなる封止部材５６が外側から塗布されている。当該封止部材５６によって、サイドカバー５３が流路ユニット４に確実に固定されると共に、サイドカバー５３の下端と流路ユニット４の上面との隙間を介したカバー５８内の空間へのインクミスト等の侵入が防止される。
【００３２】
アッパーカバー５５は、サイドカバー５３と同様に金属材料からなる板状部材であって、図１に示すように、サイドカバー５３の上端近傍と長手方向両端近傍とを外側から接触するように覆うと共に、リザーバユニット９０に含まれるリザーバベースプレート９２の上面に固定されている。アッパーカバー５５のサイドカバー５３との係合部、及び、アッパーカバー５５のリザーバベースプレート９２との当接部には、それぞれ封止部材５６が外側から塗布されている。当該封止部材５６によって、アッパーカバー５５がサイドカバー５３及びリザーバベースプレート９２と確実に固定されると共に、アッパーカバー５５、サイドカバー５３、及びリザーバベースプレート９２により形成された閉塞空間１００へのインクミスト等の侵入が防止される。
【００３３】
アッパーカバー５５の上部の略中央には、図１及び図２に示すように、閉塞空間１００とカバー５８の外側の空間とを連通するよう、貫通孔１０２が形成されている。貫通孔１０２の直径は、閉塞空間１００へのインクミスト等の侵入防止と上記連通との両方を実現するという観点から、０．１〜１．０ｍｍが好ましく、本実施形態では約０．２ｍｍである。これにより、カバー５８の外側空間における圧力、つまりインクジェットヘッド２周囲の気圧が変化しても、閉塞空間１００内の圧力と周囲の気圧とは同じに保たれる。
【００３４】
図２に示すように、ＦＰＣ５０におけるドライバＩＣ５２が固定された部分の内側であってリザーバユニット９０の側面と対向する部分に、弾性を有するスポンジ５１が貼付されている。当該スポンジ５１の弾性力により、ドライバＩＣ５２がＦＰＣ５０を介してサイドカバー５３に押し付けられている。ドライバＩＣ５２で発生した熱は、サイドカバー５３及びアッパーカバー５５を介して、速やかに放散される。つまり、サイドカバー５３及びアッパーカバー５５は放熱機能をも有する。
【００３５】
図３は、ヘッド本体１３の平面図である。図４は、図３中の一点鎖線で囲まれた領域ＩＶの拡大図である。図５は、図４のＶ‐Ｖ線に沿った断面図である。なお、図４においては、各構成要素の位置関係をわかりやすくするため、圧電アクチュエータ２１を二点鎖線で描き、流路ユニット４の内部にあって破線で描くべきアパーチャ１２及びノズル８を実線で描いている。
【００３６】
図３に示すように、流路ユニット４の上面に、それぞれ台形形状を有する４つの圧電アクチュエータ２１が固定されている。圧電アクチュエータ２１は流路ユニット４の長手方向に沿って千鳥状に２列に配置されている。流路ユニット４の上面において各圧電アクチュエータ２１の接着領域に対応する領域には、図４に示すように、それぞれ略菱形形状を有し且つマトリクス状に配列された圧力室１０が開口している。また、流路ユニット４の下面、即ち吐出面３０ａにおいて、各圧電アクチュエータ２１の接着領域に対応する領域には、図５に示すようにそれぞれ圧力室１０と連通する微小径のノズル８が開口している。以下、吐出面３０ａにおいて各圧電アクチュエータ２１の接着領域に対応する領域を「吐出領域」と称す。
【００３７】
流路ユニット４内には、図３に示すように、開口５ｂに連通したマニホールド流路５と、マニホールド流路５から分岐して圧電アクチュエータ２１の接着領域において流路ユニット４の長手方向に沿って延在する副マニホールド流路５ａとが形成されている。副マニホールド流路５ａは、各圧電アクチュエータ２１の接着領域に４つずつ形成されている。
【００３８】
また、流路ユニット４内には、図５に示すように、副マニホールド流路５ａの出口から、絞りとして機能するアパーチャ１２、圧力室１０を介してノズル８に至る、個別流路３２が形成されている。
【００３９】
流路ユニット４は、図５に示すように、上から順に、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９、及びノズルプレート３０の、９枚の金属プレートを有する。これらの金属プレート２２〜３０にはそれぞれ個別流路３２を構成する孔が形成されており、個別流路３２が形成されるように９枚の金属プレートを互いに位置合わせしつつ接着することで、流路ユニット４が形成される。圧電アクチュエータ２１は、流路ユニット４の上面に形成された圧力室１０の開口を塞ぐよう、流路ユニット４の上面に接着されている。
【００４０】
図６は、リザーバユニット９０の縦断面図である。リザーバユニット９０は、図２及び図６に示すように、金属製の下部リザーバ９５、及び、下部リザーバ９５上に配置された樹脂製の上部リザーバ９１を有する。下部リザーバ９５及び上部リザーバ９１はネジによって互いに固定されている。
【００４１】
上部リザーバ９１の内部には、図６に示すように、供給口９６ａから下部リザーバ９５に形成された後述の貫通孔６１に至る、流路９６が形成されている。供給口９６ａは、チューブ（図示せず）等を介して、インクタンク又は保存液タンクと接続されている。上部リザーバ９１の下部には、流路９６の経路に沿って、下部リザーバ９５との間に間隙が形成されるように、可撓性のダンパフィルム１０１が設けられている。ダンパフィルム１０１によって、流路９６内の液体の振動が減衰される。閉塞空間１００内の圧力とインクジェットヘッド２周囲の気圧とが同じに保たれるようアッパーカバー５５に貫通孔１０２が設けられているため、ダンパフィルム１０１は、閉塞空間１００内の圧力による規制なく自由に変形する。
【００４２】
流路９６内のダンパフィルム１０１と対向する位置に、フィルタ９７が設けられている。供給口９６ａから供給された液体は、フィルタ９７によって異物を取り除かれた後、下部リザーバ９５に流れ込む。
【００４３】
下部リザーバ９５は、上から順に、リザーバベースプレート９２、リザーバプレート９３、及びアンダープレート９４の３枚の金属プレートを含む。これらプレート９２〜９４は、流路ユニット４と同じ方向に細長な矩形形状を有すると共に、互いに位置合わせされて接着されている。プレート９２〜９４の短手方向の長さは、図２に示すように、２つのサイドカバー５３間の距離より短い。リザーバベースプレート９２の長手方向の長さは、図１及び図６に示すように、リザーバプレート９３及びアンダープレート９４の長手方向の長さより長い。したがって、リザーバベースプレート９２の長手方向両端は、リザーバプレート９３及びアンダープレート９４の両端より外側に突出している。
【００４４】
リザーバベースプレート９２の略中央には、貫通孔６１が形成されている。リザーバプレート９３には、リザーバ９０ａを形成する貫通穴が形成されている。アンダープレート９４には、圧電アクチュエータ２１と対向する領域以外の領域に、流路ユニット４の１０個の開口５ｂ（図３参照）に対応する貫通孔６３が形成されている。上部リザーバ９１の流路９６に供給された液体は、貫通孔６１を介してリザーバ９０ａの中央に落とし込まれ、その後リザーバ９０ａ内を水平方向に流れ、各貫通孔６３に分配され、開口５ｂを介して流路ユニット４内に流入する。
【００４５】
アンダープレート９４の下面における流路ユニット４上に接着された圧電アクチュエータ２１と対向する領域に、凹部９４ａが形成されている。換言すると、アンダープレート９４の下面における貫通孔６３の開口の周囲を含む部分は、下方に突出している。そして、当該突出した部分が流路ユニット４の上面に固定され、凹部９４ａによって形成された流路ユニット４と下部リザーバ９５との隙間に、圧電アクチュエータ２１が配置されている。
【００４６】
本実施形態は、ヘッド２単体を長期保管又は航空機等で輸送する際に適用される形態であって、リザーバユニット９０及び流路ユニット４内の流路にはインクではなく保存液が充填され、当該流路内への空気や異物の浸入が防止されている。保存液は、金属錆防止剤、乾燥防止剤、及び界面活性剤を含む。金属錆防止剤はヘッド２を構成する金属部材の錆びを防止すること、乾燥防止剤は保存液の蒸発を防いで流路内への空気や異物の浸入防止効果を維持することに寄与する。また、保存液が乾燥防止剤及び界面活性剤を含むことによって、保存液の表面張力が小さくなり、リザーバユニット９０及び流路ユニット４内の流路内に保存液を充填する際に保存液内に気泡が発生しにくい。本実施形態において、保存液はインクの組成から色材を除外したものである。
【００４７】
次に、図１及び図７を参照しつつ、キャップ７０について説明する。図７は、図１中の一点鎖線で囲まれた領域ＶＩＩの拡大図である。
【００４８】
キャップ７０は、図１に示すように、凹形状を有し、ヘッド２の吐出面３０ａを覆っている。キャップ７０は、吐出面３０ａと平行に延在する矩形状の底部７１ｂと底部７１ｂの外縁全周から底部７１ｂに対して直交する方向に突出した先端７１ａとを含むゴム部材７１、及び、底部７１ｂの下面に当該下面の略全体を覆うように接着された樹脂プレート７２を含む。樹脂プレート７２はゴム部材７１の底部７１ｂより小さい厚みを有する。
【００４９】
底部７１ｂ及び樹脂プレート７２は、吐出面３０ａの長手方向両端近傍を除く領域、即ち、吐出面３０ａにおける４つの吐出領域（図３に示す４つの圧電アクチュエータ２１の接着領域）を含む領域と対向している。ゴム部材７１の先端７１ａは、上記４つの吐出領域を囲む輪郭に沿って、吐出面３０ａに当接している。
【００５０】
図１及び図７に示すように、樹脂プレート７２の一部は、底部７１ｂの下面との間に円柱状の空間７２ａが形成されるよう、下方に突出している。また、底部７１ｂにおける当該空間７２ａに対応する部分には、平面視において当該空間７２ａと同じ形状及び径を有する貫通孔７１ｘが形成されている。貫通孔７１ｘ及び空間７２ａは、例えば図３に示すように２つの開口５ｂの間に相当する位置であって、吐出領域に対向しない位置に形成されている。
【００５１】
さらに図７に示すように、樹脂プレート７２の空間７２ａを画定する側壁には、キャップ７０の内側空間７０ａと外側空間とを連通する微小径の貫通孔７２ｘが形成されている。そして当該貫通孔７２ｘに、ステンレス製のパイプ７５の先端が挿入されている。つまりパイプ７５は、貫通孔７２ｘを介して、キャップ７０の内側空間７０ａと外側空間とを連通させるものである。
【００５２】
パイプ７５は、両端面が開口された円筒形状を有すると共に、キャップ７０の底部に沿って、即ち、底部７１ｂと樹脂プレート７２における空間７２ａを画定する側壁を除く部分と平行に、且つ、樹脂プレート７２の上記部分との間に間隙ｔを形成しつつ、延在している。図１に示すように、パイプ７５の後端は、樹脂プレート７２に形成されたフック７２ｂと係合し、且つ、接着剤等で当該フック７２ｂに固定されている。パイプ７５の先端の端面は、図７に示すように、パイプ７５の貫通孔７２ｘへの挿入方向と直交する方向、即ち図７の上下方向に対して交差している。
【００５３】
次に、図１を参照しつつ、支持ユニット１１０について説明する。
【００５４】
支持ユニット１１０は、平面視においてヘッド２より一回り大きな基板８０、基板８０上に鉛直方向に立設するよう取り付けられた円筒状の２つの支持棒８６、及び、基板８０上に下端が固定された２つのばね８５を有する。支持棒８６の上端にリザーバベースプレート９２の長手方向両端近傍を支持させ、当該プレート９２に形成されたネジ穴にネジＳ１を螺合することにより、リザーバベースプレート９２が支持棒８６に固定され、ヘッド２全体が支持棒８６及び基板８０によって支持されている。
【００５５】
ばね８５の上端はそれぞれ、樹脂プレート７２における長手方向両端近傍の下面に固定されている。したがって、キャップ７０は、ばね８５によって下側から付勢されつつ支持されている。
【００５６】
以上に述べたように、本実施形態に係るヘッドアッセンブリ１によると、例えばヘッドアッセンブリ１を航空機等で輸送する際に環境温度や圧力が急激に変化しても、パイプ７５がキャップ７０の内側空間７０ａと外側空間とを連通しているため、内側空間７０ａの圧力変動が抑制される。これにより、内側空間７０ａの圧力変動に伴って生じ得る圧電アクチュエータ２１のクラックやノズル８からの液体漏れが防止される。
【００５７】
さらに、パイプ７５がキャップ７０と別部材からなるので、パイプ７０の径及び長さを適宜調整することができる。したがって、パイプ７５の径及び長さを適宜調整することで、パイプ７５の空気に対する流路抵抗値を所定範囲とし、キャップ７０内の圧力変動の抑制とキャップ７０によるノズル８の乾燥防止との両方を実現することができる。
【００５８】
キャップ７０内の圧力変動の抑制とキャップ７０によるノズル８の乾燥防止との両方を実現するという観点から、パイプ７５の内径は０．３〜０．８ｍｍ、パイプ７５の空気に対する流路抵抗値は０．２〜０．６２ｋｐａ・ｓｅｃ／ｃｃであることが好ましい。流路抵抗値はパイプ７５の内径及び長さのそれぞれと相関関係を有し、一般に、パイプ７５の内径が小さいほど、長さが長いほど、流路抵抗値が大きくなる。したがって、流路抵抗値が上記のような範囲となるよう、パイプ７５の内径及び長さを設定することが望ましい。
【００５９】
パイプ７５がキャップ７０の底部に沿って延在しているので、一定の空間内に長いパイプ７５を配置できると共に、パイプ７５の長さ設定の自由度が大きくなっている。
【００６０】
パイプ７５とキャップ７０の底部との間に間隙ｔが形成されていない場合、即ちパイプ７５がキャップ７０の底部と接触している場合、キャップ７０の底部の剛性が上昇し、キャップ７０の弾性が低下して、ヘッド２の吐出面３０ａに対するキャップ７０の密着性が低下してしまう。これに対し、本実施形態では、図７に示すように、パイプ７５とキャップ７０の底部との間に間隙ｔが形成されていることで、上記のような事態を回避することができる。
【００６１】
パイプ７５において貫通孔７２ｘに挿入された先端の端面が、パイプ７５の貫通孔７２ｘへの挿入方向と直交する方向に対して交差していている。したがって、パイプ７５の先端の貫通孔７２ｘへの挿入が容易であることから、キャップ７０に対するパイプ７５の取付作業を容易に行える。
【００６２】
キャップ７０は、ゴム部材７１と樹脂プレート７２とを有する。樹脂は、ゴムに比べて、金型を用いて微小径の貫通孔７２ｘなどを比較的精密に成形可能である一方、高価である。そこで、キャップ７０をゴム及び樹脂の２部品構成（２色成形品）とすることで、コストダウンと正確な成形との両立を図ることができる。また、吐出面３０ａと当接する先端７１ａがゴムからなるため、吐出面３０ａに対するキャップ７０の密着性を確保することができる。
【００６３】
キャップ７０の底部は、内側空間７０ａに面する内側部分がゴムからなり、且つ、外側部分が樹脂からなる。このように、キャップ７０の底部にゴムを使用することでコストダウンをさらに図ることができ、且つ、樹脂プレート７２によってキャップ７０の底部に耐久性及び作業上必要な程度の剛性が付与されている。
【００６４】
パイプ７５は、耐食性に優れたステンレスからなるため、万一ノズル８から液体が漏れ出てパイプ７５に接触したとしても、パイプ７５の腐食が抑制される。
【００６５】
貫通孔７１ｘ，７２ｘ及び空間７２ａが吐出領域に対向する位置に形成されていると、万一ノズル８から液体が漏れ出た場合にパイプ７５に液体が付着し易いが、本実施形態では貫通孔７１ｘ，７２ｘ及び空間７２ａが吐出領域に対向しない位置に形成されているため、上記のような問題を軽減することができる。
【００６６】
本実施形態のように一方向に長尺なヘッド２では、吐出面３０ａの平面度を完全に保つことは非常に困難であり、当該一方向に関して吐出面３０ａの反りが大きくなりやすい。そのため、当該一方向に亘ってキャップ７０の先端７１ａを吐出面３０ａに当接させるためには、キャップ７０にある程度の弾性が必要であり、キャップ７０の剛性を高めないようにする必要がある。例えば、キャップ７０の内側空間７０ａと外側空間とを連通させる部材としてパイプ７５以外の比較的大きな部材をキャップ７０に取り付けた場合、キャップ７０の剛性が高まってしまう。これに対し、本実施形態では、キャップ７０に対して微小径のパイプ７５を局所的に取り付けるだけであるため、キャップ７０の剛性の上昇が抑制され、当該一方向に亘ってキャップ７０の先端７１ａを吐出面３０ａに当接させるための弾性を確保することができる。
【００６７】
次いで、図８（ａ）,（ｂ）,（ｃ）を参照しつつ、キャップ及びパイプの変形例について説明する。
【００６８】
図８（ａ）,（ｂ）,（ｃ）に示す変形例において、キャップ１７０は、上述の実施形態のキャップ７０に含まれるゴム部材７１及び樹脂プレート７２とそれぞれ略同様のゴム部材１７１及び樹脂プレート１７２を含む。樹脂プレート１７２は、空間７２ａ（図７参照）を形成する突出部の代わりに、パイプ１７５の先端が挿入される微小径の貫通孔１７２を有する点において、上述の樹脂プレート７２と異なっている。ゴム部材１７１の底部１７１ｂは、空間７２ａに対応する貫通孔７１ｘの代わりに、樹脂プレート１７２の貫通孔１７２ｘと対応する位置に当該貫通孔１７２ｘより若干小さい貫通孔１７１ｘを有する点において、上述の底部７１ｂと異なっている。
【００６９】
図８（ａ）に示すパイプ１７５は、上述のパイプ７５と略同形状であるが、キャップへの挿入方向及び装置内の配置が上述のパイプ７５と異なっている。パイプ１７５は、その先端が底部１７１ｂの上面から上方に突出するように貫通孔１７１ｘ，１７２ｘに挿入され、鉛直方向に対して傾斜した状態でキャップ１７０に固定されている。このようにパイプ１７５を傾斜させたことで、上述の実施形態と同様、一定の空間内に長いパイプ１７５を配置できると共に、パイプ１７５の長さ設定の自由度が大きくなるという効果が得られる。
【００７０】
図８（ｂ）に示すパイプ２７５は、上述のパイプ１７５の長手方向の一部を屈曲させたものであり、パイプ１７５と同様にその先端が底部１７１ｂの上面から上方に突出するように貫通孔１７１ｘ，１７２ｘに挿入され、屈曲部を除く部分が鉛直方向に沿うようにキャップ１７０に固定されている。このようにパイプ２７５の長手方向の一部を屈曲させたことで、上述と同様、一定の空間内に長いパイプ２７５を配置できると共に、パイプ２７５の長さ設定の自由度が大きくなるという効果が得られる。
【００７１】
図８（ｃ）に示すパイプ３７５は、上述のパイプ１７５の先端を直角に屈曲させたものであり、屈曲部を含む先端が底部１７１ｂの上面から上方に突出するように貫通孔１７１ｘ，１７２ｘに挿入され、屈曲部を除く部分が鉛直方向に沿うようにキャップ１７０に固定されている。このようにパイプ３７５の先端を貫通孔１７１ｘ，１７２ｘへの挿入方向に対して直角に屈曲させたことで、パイプ３７５のキャップ１７０からの離脱を効果的に防止することができる。
【００７２】
図８（ａ）〜（ｃ）の変形例では、パイプ１７５,２７５，３７５の先端がゴム部材１７１の上面から吐出面３０ａに向かう方向、即ち上方に突出している。そのため、万一ノズル８から液体が漏れ出てゴム部材１７１の上面に液体が溜まったとしても、パイプ１７５の先端に液体が流れ込むことが抑制される。
【００７３】
さらに図８（ａ）〜（ｃ）の変形例では、パイプ１７５,２７５，３７５の先端がゴム部材１７１によって圧接されつつ貫通孔に挿入されている。この場合、ゴムの弾性力によってパイプ１７５,２７５，３７５が固定されるため、パイプ固定のために接着剤を用いる必要がない。また、接着剤を用いないことで、パイプ交換が容易になると共に、製品コストも下がる。
【００７４】
次いで、図９及び図１０を参照しつつ、本発明に係る液体吐出装置の一実施形態について説明する。本実施形態において、上述したものと同じ構成要素については同じ参照番号を付して説明を省略する。
【００７５】
図９は、本発明に係る液体吐出装置の一実施形態としてのインクジェットプリンタを示す概略側断面図である。図９に示すように、本実施形態に係るプリンタ５００は、４つのヘッド２を有するカラーインクジェットプリンタである。各ヘッド２におけるリザーバユニット９０及び流路ユニット４内の流路には、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色インクが充填されている。４つのヘッド２は、鉛直方向に移動可能なフレーム５０４に固定されている。
【００７６】
プリンタ５００には、図中左方に給紙トレイ５１１、図中右方に排紙トレイ５１３がそれぞれ設けられており、給紙トレイ５１１から排紙トレイ５１３に向かって、用紙が搬送される用紙搬送経路が形成されている。ピックアップローラ５１６により、給紙トレイ５１１内に収納された用紙のうち最も上方の用紙が搬送部５１２へと送り出される。
【００７７】
搬送部５１２は、２つのローラ５０６，５０７と、両ローラ５０６，５０７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト５０８と、搬送ベルト５０８によって囲まれた領域内においてヘッド２と対向する位置に配置されたプラテン５０９とを含む。給紙トレイ５１１から送り出された用紙は、押さえローラ５０５によって搬送ベルト５０８の表面に押さえ付けられ、その後搬送ベルト５０８上に支持されつつ、ローラ５０６の駆動に伴う搬送ベルト５０８の走行によって図９中太矢印方向に沿って搬送される。搬送ベルト５０８によって搬送される用紙が４つのヘッド２のすぐ下方を順に通過する際に、各ヘッド２の吐出面３０ａから各色インクが吐出されることで、用紙の表面に所望のカラー画像が形成される。その後用紙は、剥離板５１４によって搬送ベルト５０８の表面から剥離され、排紙トレイ５１３に収容される。
【００７８】
図１０は、図９に示すプリンタ５００の要部概略平面図である。図１０に示すように、フレーム５０４は、その枠内に４つのヘッド２を保持すると共に、ヘッド２の短手方向に関してフレーム５０４の両側に配置された一対の移動機構５５１によって、鉛直方向に移動可能に支持されている。各移動機構５５１は、モータ５５２、モータ５５２の軸に固定されたピニオンギア５５３、ピニオンギア５５３と噛合されたラックギア５５４、及び、ピニオンギア５５３とでラックギア５５４を挟むガイド５５５を含む。フレーム５０４は、印刷時は図１に示す印刷位置にて固定され、メンテナンス時は移動機構５５１の駆動によって印刷位置よりも上方のメンテナンス位置へと移動する。
【００７９】
キャップ７０はメンテナンスユニット５７０に含まれている。メンテナンスユニット５７０は、印刷時は図９に示すヘッド２の紙面奥側の退避位置に配置され、メンテナンス時は移動機構５９１の駆動によって退避位置から図９の紙面手前に向かう方向（図１０の右方向）に移動し、後述のようにヘッド２の下方にてメンテナンスに係る動作を行う。
【００８０】
メンテナンスユニット５７０は、共に水平方向に移動可能で且つ互いに着脱可能な２つのトレイ５７１，５７５を有する。トレイ５７１は、上方が開放された箱型形状を有し、その底部上面におけるヘッド２に近い側に、ワイパー５７２及びインク受取部材５７２を保持する平面視コの字型の保持部材５７４が固定されている。トレイ５７５は、保持部材５７４に形成された一対の溝５６５に係合可能な一対のフック５６６を有する。したがってトレイ５７５は、トレイ５７１が水平方向に移動する際、上記係合が実現されている場合はトレイ５７１内に収容されつつ共に移動し、上記係合が解除されているときはトレイ５７１と共に移動せず退避位置に保持される。キャップ７０はトレイ５７５に固定されている。
【００８１】
移動機構５９１は、モータ５９２、モータ５９２の軸に接続されたモータプーリ５９３、アイドルプーリ５９４、モータプーリ５９３とアイドルプーリ５９４との間に架け渡されたタイミングベルト５９５、タイミングベルト５９５と同一方向に延在する一対のガイド軸５９６ａ，５９６ｂ、及び、ガイド軸５９６ａ，５９６ｂのそれぞれと係合する軸受け部材５９７ａ，５９７ｂ，５９８ａ，５９８ｂを含む。軸受け部材５９７ａ，５９７ｂはトレイ５７１、軸受け部材５９８ａ，５９８ｂはトレイ５７５にそれぞれ固定されている。また、軸受け部材５９７ａはタイミングベルト５９５に接続されている。したがって、モータ５９２の駆動によるタイミングベルト５９５の走行に伴って、トレイ５７１が水平方向に移動する。
【００８２】
本実施形態において「メンテナンス」とは、ノズル８の吐出不良時にヘッド２を回復させる回復動作、及び、印刷が長時間行われない場合にノズル８の乾燥を防止するため吐出面３０ａをキャップ７０で覆うキャッピングを意味する。
【００８３】
回復動作では、キャップ７０は使用されず、退避位置で保持される。先ず、ヘッド２がメンテナンス位置に移動された後、トレイ５７５を残してトレイ５７１のみが図１０中右方向に移動する。そして、トレイ５７１における保持部材５７４が固定されていない領域に各ヘッド２のノズル８から強制的にインクを吐出させる。吐出されたインクはトレイ５７１に受容された後、廃インクタンク（図示せず）に流れ込む。
【００８４】
上記吐出に伴ってヘッド２の吐出面３０ａにインク滴が付着するが、当該インク滴は、トレイ５７１の図１０中左方向への移動の際に、インク受取部材５７３及びワイパー５７２によって除去される。インク受取部材５７３は、ヘッド２の短手方向に沿って延在し且つ４つのヘッド２全体の長さ以上の長さを有する複数の薄板を有し、各薄板を０．５ｍｍ程度の微小な隙間を介して吐出面３０ａと対向させつつ相対的に移動させることで、毛管力により吐出面３０ａ上の比較的大きなインク滴を受容する。ワイパー５７２は、ヘッド２の短手方向に沿って延在し且つ４つのヘッド２全体の長さ以上の長さを有する弾性を有する板状部材であって、先端部分を吐出面３０ａに接触させつつ相対的に移動させることで、吐出面３０ａ上のインク滴を払拭する。
【００８５】
キャッピング時には、先ず、ヘッド２がメンテナンス位置に移動された後、トレイ５７１及びトレイ５７５が互いに連結された状態で図１０中右方向に移動する。そして、トレイ５７５における４つのキャップ７０の先端７１ａをそれぞれ対応するヘッド２の吐出面３０ａに当接させ、吐出面３０ａをキャップ７０で覆う。これにより、ノズル８の乾燥が防止され、メニスカスが維持される。
【００８６】
各キャップ７０には、上述の実施形態と同様、キャップ７０の内側空間と外側空間とを連通するパイプ７５が取付けられている。そのため、プリンタ５００を長期間使用しない間に環境温度や圧力が急激に変化しても、キャップ７０内の圧力変動が抑制される。したがって、キャップ７０内の圧力変動に伴って生じ得る圧電アクチュエータ２１のクラックやノズル８からのインク漏れが防止される。さらに、上述の実施形態と同様の観点から、パイプ７５の径及び長さを適宜調整することで、パイプ７５の空気に対する流路抵抗値を所定範囲とし、キャップ７０内の圧力変動の抑制とキャップ７０によるノズル８の乾燥防止との両方を実現することができる。
【００８７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
【００８８】
例えば、図１の実施形態において、パイプ７５が間隙ｔを形成することなくキャップ７０の底面に接触しつつ延在してよい。また、パイプ７５は、その先端が図８（ａ）〜（ｃ）に示す変形例のようにキャップの底部に形成された貫通孔内に挿入され、底部の下方においてＬ字状に屈曲された後、底部に沿って延在してもよい。
【００８９】
パイプはキャップの底部ではなく側壁に取り付けられてよい。
【００９０】
パイプの先端は、キャップにおける貫通孔が形成された壁から突出していなくてよい。
【００９１】
パイプの先端の端面は、パイプの貫通孔への挿入方向と直交する方向に交差することに限定されず、例えば当該直交する方向に沿っていてよい。
【００９２】
パイプの形状は、様々に変更可能であり、例えばその全長に亘って直線状であってよい。
【００９３】
パイプの内径は全長に亘って一定であることに限定されず、例えば長手方向の一部において縮小してよい。
【００９４】
パイプは、ステンレス以外の金属、樹脂、その他様々な材料からなってよい。
【００９５】
キャップは、ゴム及び樹脂の２部品構成であることに限定されず、例えばゴムのみ、樹脂のみ、又はその他の材料から形成されてよい。
【００９６】
キャップにおけるパイプ挿入用の貫通孔は、吐出領域に対向する位置に形成されてもよい。
【００９７】
パイプのキャップへの取り付けは、上述の実施形態及び変形例のようにキャップの壁に形成された貫通孔内にパイプが挿入されることによって実現されることに限定されない。例えば、貫通孔近傍から突出した部分にパイプを係合させたり、貫通孔の周囲の壁にパイプの先端を接着したりすることによって、パイプのキャップへの取り付けが実現されてよい。
【００９８】
ヘッド及びその吐出面は一方向に細長な形状であることに限定されない。
【００９９】
本発明に係るヘッドアッセンブリにおいて、ヘッドの流路内に充填される液体は、上述のような成分の保存液に限定されず、その他適宜の成分を有するものであってよい。
【０１００】
貫通孔１０２は、カバー５８の任意の位置に設けてよく、その数は１つに限定されず２以上であってよい。例えば、多数の貫通孔１０２を有するフィルタをカバー５８に設けることで、閉塞空間１００とカバー５８の外側の空間との連通及び閉塞空間１００へのインクミスト等の侵入防止を実現してよい。また、貫通孔１０２を省略してもよい。
【０１０１】
本発明に係る液体吐出装置は、ライン式に限定されず、ヘッドが往復移動するシリアル式にも適用可能である。また、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係るヘッドアッセンブリの一実施形態を示す概略側断面図である。
【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿った断面においてヘッドのみを示す図である。
【図３】ヘッド本体の平面図である。
【図４】図３中の一点鎖線で囲まれた領域ＩＶの拡大図である。
【図５】図４のＶ‐Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】リザーバユニットの縦断面図である。
【図７】図１中の一点鎖線で囲まれた領域ＶＩＩの拡大図である。
【図８】キャップ及びパイプの変形例を示す部分拡大図である。
【図９】本発明に係る液体吐出装置の一実施形態としてのインクジェットプリンタを示す概略側断面図である。
【図１０】図９に示すプリンタの要部概略平面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  ヘッドアッセンブリ
２  ヘッド
８  ノズル
３０ａ  吐出面
７０；１７０  キャップ
７０ａ  内側空間
７１  ゴム部材
７１ａ  先端
７１ｂ  底部
７２  樹脂プレート（底部）
７２ｘ；１７１ｘ，１７２ｘ  貫通孔
７５；１７５；２７５；３７５  パイプ
８０  基板（支持部材）
８５  ばね（支持部材）
１７１  ゴム部材（内側部分）
１７２  樹脂プレート（外側部分）
５００  インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
５１２  搬送部
５７５  トレイ（支持部材）
【図１】
2009184210.tif 000003
【図２】
2009184210.tif 000004
【図３】
2009184210.tif 000005
【図４】
2009184210.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009184210.tif 000008
【図７】
2009184210.tif 000009
【図８】
2009184210.tif 000010
【図９】
2009184210.tif 000011
【図１０】
2009184210.tif 000012