流体噴射装置
【課題】噴射ノズルをキャップによって確実に密閉可能とし、且つ、シール部材と周辺の装置との干渉を回避する。
【解決手段】キャップと噴射ヘッドとの間にシール部材を介在させながらキャップを装着する。シール部材の内部には空洞を設けておき、空洞内に流動体を供給した状態で、キャップと噴射ヘッドとの間に介在させる。また、シール部材の移動を規制する規制部材を設けておく。シール部材は流動体の圧力によって押し付けられるので、シール部材を噴射ヘッドの表面に対して均一の圧力で押し付けることが可能となり、その結果、キャップと噴射ヘッドとを密着させて噴射ノズルを確実に密閉することが可能となる。また、流動体の圧力が低下するとシール部材が垂れ下がる虞があるが、規制部材によってシール部材の移動を規制すれば、シール部材が周辺の装置と干渉してしまう自体を回避することが可能となる。
【解決手段】キャップと噴射ヘッドとの間にシール部材を介在させながらキャップを装着する。シール部材の内部には空洞を設けておき、空洞内に流動体を供給した状態で、キャップと噴射ヘッドとの間に介在させる。また、シール部材の移動を規制する規制部材を設けておく。シール部材は流動体の圧力によって押し付けられるので、シール部材を噴射ヘッドの表面に対して均一の圧力で押し付けることが可能となり、その結果、キャップと噴射ヘッドとを密着させて噴射ノズルを確実に密閉することが可能となる。また、流動体の圧力が低下するとシール部材が垂れ下がる虞があるが、規制部材によってシール部材の移動を規制すれば、シール部材が周辺の装置と干渉してしまう自体を回避することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射ヘッドから流体を噴射する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷媒体上にインクを噴射して画像を印刷するプリンタ（いわゆるインクジェットプリンタ）は、高品質の画像を簡便に印刷可能であることから、今日では、画像の出力手段として広く使用されている。また、この技術を応用して、インクの代わりに、適切な成分に調製した各種の流体（例えば、機能材料の微粒子が分散された液体や、ジェルなどの半流動体など）を基板上に噴射すれば、電極や、センサ、バイオチップなど、各種の精密な部品を簡便に製造することも可能と考えられる。
【０００３】
このような技術では、正確な分量の流体を正確な位置に噴射することが可能なように、微細な噴射口が設けられた専用の噴射ヘッドが用いられており、噴射ヘッドに供給した流体を噴射口から噴射するようになっている。その一方で、噴射ヘッドの性能を十分に発揮させて、正確な分量の流体を正確な位置に噴射するためには、噴射する流体の性状を所定の許容範囲内に収まるように維持しておくことが重要である。そこで、流体を噴射しない間は、流体の性状の変化を防ぐために、噴射口にキャップを装着しておく。キャップは弾性部材で作られており、キャップを噴射ヘッドに押し付けることによって、噴射口を密閉して流体の性状の変化を防ぐようになっている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４６６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、こうした技術では、キャップの気密性を十分に高められないことがあるという問題があった。すなわち、噴射ヘッドの表面を完全な平面とすることは容易ではなく、多少のうねりの様な凹凸が発生することが多い。すると、噴射ヘッドにキャップの弾性部材を押し付けた際に、うねりの凸部分では弾性部材が大きく変形するので、噴射ヘッドとキャップとの間には強い密着力が発生する。その反面で、噴射ヘッドの表面が凹になっている部分では、弾性部材の変形量が小さいので、噴射ヘッドとキャップとの密着力が低下する。この様に密着力が低下した部分が一箇所でも発生すると、キャップ内の気密性を確保することが困難となる。そして、上述した様に、噴射ヘッドの表面を完全な平面に形成することは、実際には不可能であることから、こうした問題は常に存在していると考えられる。
【０００６】
そこで、本願の発明者は、噴射ヘッドとキャップとの間に薄い膜で形成された袋状のシール部材を介在させておき、シール部材の中に流動体を送り込んでシール部材を膨らませることによって、キャップと噴射ヘッドとを密着させる技術を開発し、既に出願済みである。もっとも、出願中の技術では、シール部材内の流動体の圧力が低下すると、シール部材が垂れ下がってしまう。シール部材の表面には、噴射ヘッドから排出された流体が付着しているので、シール部材が垂れ下がった拍子に表面に付着していた流体が周囲の他の部材に付着して汚してしまったり、あるいは、垂れ下がったシール部材が周囲の装置や部材に絡み付いてしまって、装置を駆動させる際に支障を生じてしまう等の虞がある。このため、更なる改良が望まれていた。
【０００７】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、キャップを噴射ヘッドに確実に密着させてキャップの気密性を高めることを可能とし、かつ、シール部材が周辺の機構に干渉する事態を回避可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の流体噴射装置は次の構成を採用した。すなわち、
噴射ノズルが設けられた噴射ヘッドを用いて流体を噴射するとともに、該噴射ヘッドに装着可能なキャップを備えた流体噴射装置であって、
前記キャップの前記噴射ヘッドに対向する側に取り付けられたシール部材と、
少なくとも前記キャップの装着時には前記シール部材の内部に流動体が供給された状態とするべく、該シール部材内に該流動体を供給する流動体供給手段と、
前記キャップ上に取り付けられた前記シール部材の側方に該キャップから立設されて、該シール部材の侵入を規制する規制部材と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
このような本発明の流体噴射装置では、キャップ上にシール部材が設けられており、キャップを噴射ヘッドに装着する際に、噴射ヘッドとの間にシール部材を介在させる。シール部材の内部には空洞が形成されており、少なくともキャップを噴射ヘッドに装着する際には、キャップ内の空洞に流動体が供給された状態としておく。また、キャップ上に取り付けられたシール部材の側方には、シール部材の侵入を規制する規制部材が設けられている。
【００１０】
こうすると、キャップを噴射ヘッドに装着した時に、キャップと噴射ヘッドとの間にシール部材が介在した状態となり、しかもシール部材の内部に形成された空洞には、流動体が供給された状態となっている。このため、シール部材は、空洞内の流動体の圧力によって、噴射ヘッドに押し付けられる。一般に、流動体の圧力は表面に対して垂直に働く性質があるので、たとえ噴射ヘッドの表面にうねりが生じていても、シール部材を噴射ヘッドの表面に対して垂直に押し付けることが可能となる。また、いわゆるパスカルの原理の教える処によれば、流動体の圧力は、流動体のどの部分でも同じ大きさで働く。このため、たとえ、うねりの凹になった箇所でもシール部材を押し付ける力が弱くなってしまうことがなく、噴射ヘッドの表面に確実に押し付けることが可能となる。これにより、シール部材を噴射ヘッドの表面に確実に密着させることが可能となり、その結果、キャップの気密性を高めて噴射ノズルを確実に密閉することが可能となる。
【００１１】
また、キャップ上に取り付けられたシール部材の側方に規制部材を設けておけば、シール部材内の流動体の圧力が低下してシール部材が垂れ下がったとしても、規制部材によって横方向への広がりを規制することが可能となる。このため、シール部材が周辺の部材や装置に干渉してしまう事態を回避することが可能となり、その結果、シール部材に付着していた流体によって周囲の部材が汚れてしまったり、周辺装置にシール部材が絡み付いて装置に支障が生じてしまう等の不都合を回避することが可能となる。
【００１２】
尚、シール部材内に供給する流動体としては、圧力を加えても体積があまり変化しない非圧縮性の流動体（ゲル等の半流動体や、液体など）を用いてもよいし、圧力によって体積が変化する圧縮性の流動体（例えば、空気などの気体）を用いてもよい。非圧縮性の流動体を用いた場合、流動体を僅かに押し潰すだけで高い反発力が得られるので、シール部材を大きく押し潰さなくても高い密着力を得ることが可能である。一方、圧縮性の流動体を用いれば、たとえキャップを噴射ヘッドに装着する力が強すぎても、流動体が圧縮されることによって力を吸収することができるので、強い力で押し付けて噴射ヘッドやキャップを破損してしまう虞を回避することが可能となる。
【００１３】
また、上述した本発明の流体噴射装置では、キャップ上でシール部材が取り付けられている箇所よりも内側に規制部材を立設させるものとしてもよい。
【００１４】
こうすれば、シール部材のキャップ内への進入を規制することができるので、シール部材がキャップ内のインクによって汚れてしまう事態を回避することが可能となる。
【００１５】
また、上述した本発明の流体噴射装置では、キャップ上でシール部材が取り付けられている箇所よりも外側に規制部材を立設するものとしてもよい。
【００１６】
こうすれば、シール部材のキャップの外への広がりを規制することができるので、流体の付着したシール部材が、キャップの周辺の部材等に接触して周囲を汚してしまう事態を回避することが可能となる。
【００１７】
また、上述した本発明の流体噴射装置では、規制部材をシール部材の両側に並設しておき、シール部材は、この規制部材の間を渡すように設けておくものとしてもよい。
【００１８】
こうすると、シール部材が垂れ下がった際には、シール部材が自重によって、あるいは流動体に引き込まれるようにして、規制部材の間に収納されるので、たとえシール部材が大きく垂れ下がったとしても、シール部材を確実に規制部材の間に保持することが可能となる。これにより、シール部材が周囲を汚してしまったり、周辺の部材と干渉したりする事態を確実に回避することが可能となる。
【００１９】
また、上述した本発明の流体噴射装置では、シール部材と規制部材とを一体に形成しておくものとしてもよい。
【００２０】
こうすれば、規制部材をシール部材と別個に設ける必要がないので、キャップの構成を簡素に保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．本実施例のキャッピングユニット：
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．第１変形例：
Ｃ−２．第２変形例：
【００２２】
Ａ．装置構成 ：
図１は、いわゆるインクジェットプリンタを例に用いて本実施例の流体噴射装置の大まかな構成を示した説明図である。図示されているように、インクジェットプリンタ１０は、主走査方向に往復動しながら印刷媒体２上にインクドットを形成するキャリッジ２０と、キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０と、印刷媒体２の紙送りを行うためのプラテンローラ４０と、正常に印刷可能なようにメンテナンスを行うメンテナンス機構１００などから構成されている。キャリッジ２０には、インクを収容したインクカートリッジ２６や、インクカートリッジ２６が装着されるキャリッジケース２２、キャリッジケース２２の底面側（印刷媒体２に向いた側）に搭載されてインクを噴射する噴射ヘッド２４などが設けられており、インクカートリッジ２６内のインクを噴射ヘッド２４に導いて、噴射ヘッド２４から印刷媒体２に正確な分量だけインクを噴射することによって、画像が印刷されるようになっている。
【００２３】
キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０は、主走査方向に延設されたガイドレール３８と、内側に複数の歯形が形成されたタイミングベルト３２と、タイミングベルト３２の歯形と噛み合う駆動プーリ３４と、駆動プーリ３４を駆動するためのステップモータ３６などから構成されている。タイミングベルト３２の一部はキャリッジケース２２に固定されており、タイミングベルト３２を駆動することによって、ガイドレール３８に沿ってキャリッジケース２２を移動させることができる。また、タイミングベルト３２と駆動プーリ３４とは歯形によって互いに噛み合っているので、ステップモータ３６で駆動プーリ３４を駆動すると、駆動量に応じて精度良くキャリッジケース２２を移動させることが可能となっている。
【００２４】
印刷媒体２の紙送りを行うプラテンローラ４０は、図示しない駆動モータやギア機構によって駆動されて、印刷媒体２を副走査方向に所定量ずつ紙送りすることが可能となっている。インクジェットプリンタ１０は、こうした機構によって副走査方向へ印刷媒体２を紙送りしながら、噴射ヘッド２４を主走査方向に駆動して各色のインクを噴射ノズルから噴射することによって、印刷媒体２上に画像を印刷していく。
【００２５】
この様に、本実施例のインクジェットプリンタ１０では、噴射ヘッド２４に設けられた複数の噴射ノズルから各色のインクを噴射することによって、画像を印刷していく。もっとも、噴射ノズルからインクを適切に噴射するためには、噴射ノズル内のインクの性状が適切な状態に保たれていることが重要であり、インクの揮発成分が蒸発するなどしてインクの性状が変化（例えば増粘）してしまうと、噴射ノズルからインクを正常に噴射することができなくなってしまう。こうした理由から、インクジェットプリンタ１０は、画像を印刷するための各種の機構に加えて、インクを正常に噴射可能な状態を維持するためのメンテナンス機構１００を備えている。
【００２６】
図２は、メンテナンス機構１００の大まかな構成を示した説明図である。メンテナンス機構１００は、印字領域外のホームポジションと呼ばれる領域に設けられており（図１を参照）、噴射ヘッド２４の表面を払拭するワイパーブレード１３０や、噴射ヘッド２４の底面側に押しつけられて噴射ヘッド２４との間に密閉空間を形成するキャッピングユニット１４０、キャッピングユニット１４０内の密閉空間に接続された吸引ポンプ１５０などから構成されている。また、吸引ポンプ１５０の下方には、廃液タンク１２０も設けられている。印刷を行わないときには、キャリッジ２０をホームポジションまで移動させて、キャッピングユニット１４０を押しつけて噴射ヘッド２４の底面に密閉空間を形成する。噴射ヘッド２４の底面には、インクを噴射するための微少な噴射ノズルが開口しているが、こうして密閉空間を形成することにより、噴射ヘッド２４内のインクの乾きによる増粘を防止することが可能である。
【００２７】
また、噴射ヘッド２４にキャッピングユニットを押し付けてインクの乾きを防いだとしても、長い間には、少しずつインク内の水分や揮発成分が減少して、インクの性状が変化（例えば増粘）してしまう。そこで、こうした場合には、キャッピングユニット１４０を装着した状態で吸引ポンプ１５０を作動させることによって、密閉空間を負圧にして噴射ノズルからインクを吸い出す動作（クリーニング動作）を行う。クリーニング動作を行うと、性状が変化してしまったインクを噴射ノズルから強制的に排出できるので、噴射ノズルを正常な状態に回復させることが可能となる。この様に、インクジェットプリンタ１０は、メンテナンス機構１００によって、インクの蒸発を防いだり、あるいは、性状が変化したインクを強制的に排出することが可能となっており、これにより、噴射ヘッド２４を正常な状態に維持することが可能となっている。
【００２８】
もっとも、前述した様に、噴射ヘッドの表面には、うねりの様な凹凸がどうしても存在するので、キャッピングユニットを噴射ヘッドの表面に完全に密着させることができない場合がある。こうした場合、キャップ内の気密性が低下してしまうので、噴射ヘッド内のインクが短時間のうちに乾燥してしまったり、あるいは、クリーニング動作の際にキャップ内を十分な負圧にすることができずに、インクを効率よく排出できなくなってしまう虞がある。そこで、本実施例のインクジェットプリンタ１０では、キャッピングユニットを噴射ヘッドに確実に密着してキャップ内の気密性を高めることを可能とするために、キャッピングユニットを次の様な構成としている。
【００２９】
Ｂ．本実施例のキャッピングユニット ：
図３は、本実施例のキャッピングユニット１４０を示した説明図である。図３（ａ）には、キャッピングユニット１４０の斜視図が示されており、図３（ｂ）には、図３（ａ）で「Ａ」と示された線で切り取った断面図が示されている。これらの図に示されている様に、本実施例のキャッピングユニット１４０は、キャッピングプレート１４４の上に矩形状に設けられた流体バッグ１４６を備えている。図３（ｂ）に示されている様に、流体バッグ１４６は、薄い膜状のゴム部材からなるチューブ構造をしており、内部に流体を保持することが可能となっている。また、流体バッグ１４６の内部は、キャッピングプレート１４４の内部に設けられた流路１６２に接続されており、流路１６２の先に設けられた流体駆動ポンプ１６０を駆動することによって、流体を流体バッグ１４６の内部に供給することが可能となっている。
【００３０】
また、本実施例のキャッピングユニット１４０は、流体バッグ１４６の一方の側面（図３では、内側の側面）にガード部材１７０を備えており、ガード部材１７０によって流体バッグ１４６の動きを規制することで、種々の不都合を回避可能としている。この点については、後で詳しく説明する。
【００３１】
図３（ｃ）は、本実施例のキャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に押し付けた様子を示した説明図である。キャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に向かって押し上げると、図示されている様に、キャッピングユニット１４０に設けられた流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面に当接する。本実施例では、この様に、流体バッグ１４６を介してキャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に押し付けることによって、噴射ヘッド２４の表面に凹凸があっても、キャップの気密性を高く保つことを可能としている。この点について、図４を参照しながら説明する。
【００３２】
図４は、キャッピングプレートを装着した際の流体バッグの表面の様子を示した説明図である。図４（ａ）に示されている様に、噴射ヘッド２４の表面に流体バッグ１４６が押し付けられていくと、流体が噴射ヘッド２４の表面に押し退けられる様にして、流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面に沿って形状を変えていく。ここで、流体は形状を自由に変えることがきるので、流体バッグ１４６は、噴射ヘッド２４の表面の形状に合わせて形状を容易に変えることができる。こうして、流体バッグ１４６が変形していき、噴射ヘッド２４の表面と流体バッグ１４６とが完全に密着して流体バッグ１４６の形状がそれ以上変化しなくなった状態で、更に流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面に押し付けると、今度は、流体自身の圧力（気圧や液圧）によって流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４に押し付けられる（図４（ｂ）を参照）。
【００３３】
図４（ｂ）は、流体バッグ１４６が流体の圧力によって噴射ヘッド２４に押し付けられる様子を概念的に示した説明図である。ここで、いわゆるパスカルの原理として知られているように、流体の圧力は、流体中の全ての場所で等しくなる性質がある。このため、図中に矢印で示されている様に、流体バッグ１４６は、全ての場所において流体から等しい圧力を受け、その結果として、噴射ヘッド２４に接している全ての場所が、等しい圧力で噴射ヘッド２４に押し付けられる。流体バッグ１４６ではなく、ゴムなどの弾性部材を押し付けた場合は、噴射ヘッド２４の表面が凸になっている箇所では弾性部材が大きく変形するので強い密着力が得られるが、噴射ヘッド２４の表面が凹になっている箇所では弾性部材の変形量が小さくなるので、密着力が弱くなってしまう。この様に、弾性部材では噴射ヘッド２４の表面に凹凸があると、均一な密着力を得ることが困難となるが、本実施例の様に、流体バッグを押し付ける構造としておけば、流体によって等しい圧力で噴射ヘッド２４に押し付けられるので、均一な密着力を得ることが可能となり、噴射ヘッド２４の表面が凹状の部分についても、噴射ヘッド２４の表面に確実に密着させることが可能となっている。
【００３４】
更に、流体の圧力は、流体の表面に対して垂直に働く性質があるので、キャッピングユニット１４０が押し上がる方向（図の上下方向）に対して、噴射ヘッド２４の表面が傾いている部分（例えば、図中で「Ａ」と示した部分）であっても、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面に垂直に押し付けることが可能である。このため、こうした部分についても、密着力が低下してしまうことがなく、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面に確実に密着させることが可能となっている。
【００３５】
一方、キャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４から取り外す際には、流体駆動ポンプ１６０を駆動して、流体バッグ１４６内の流体を排出する。こうすると、流体バッグ１４６が縮むことによって、噴射ヘッド２４の表面から剥がれるので、たとえ流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面に張り付いた場合であっても、流体バッグ１４６を容易に剥がすことが可能となっている。
【００３６】
もっとも、流体バッグ１４６の中の流体を排出すると、流体バッグ１４６が垂れ下がってしまうので、垂れ下がった拍子にキャップの中に入ってしまって、キャップ内のインクで流体バッグ１４６が汚れてしまったり、更には、インクが付着した流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面や周囲の部材を汚してしまう等の不都合を生じる虞がある。そこで、本実施例のキャッピングユニット１４０では、こうした事態を回避するために、ガード部材１７０を備えている。
【００３７】
図５は、流体バッグ１４６がキャップ内に入ってしまう事態を、ガード部材１７０によって回避している様子を示した説明図である。図示されている様に、ガード部材１７０は、流体バッグ１４６の内側（キャップの中央に近い側）に隣接して設けられている。流体が排出されて流体バッグ１４６が垂れ下がると、流体バッグは潰れて横に広がろうとするが、内側（キャップの中央に近い側）にはガード部材１７０があるので、内側には広がることができない。これにより、流体バッグ１４６がキャップ内に進入してキャップ内インクで汚れてしまう事態を回避することが可能となっている。
【００３８】
また、流体バッグがキャップ内に進入することがないことから、インクによる汚れを回避できるだけでなく、キャップの機能を十分に発揮して噴射ノズル内のインクの乾燥をより確実に防ぐことも可能となっている。例えば、キャップを装着した際にキャップ内が乾燥していると、噴射ノズル内のインクの揮発成分がキャップ内に揮発してしまい、噴射ノズル内のインクが乾燥してしまう虞がある。このため、インクジェットプリンタでは、キャップの中にインクを噴射してキャップ内を湿らせる動作を行うことがある。こうした場合、流体バッグがキャップ内に垂れ下がっていると、噴射されたインクの一部が流体バッグによって遮断されてしまうので、キャップ内を十分に湿らせることができない虞がある。これに対して、本実施例のインクジェットプリンタ１０では、ガード部材１７０を備えていることから、流体バッグ１４６がキャップ内に垂れ下がることがないので、キャップ内をインクで十分に湿らせて、噴射ノズル内のインクの乾燥をより確実に防ぐことが可能となる。
【００３９】
更に、本実施例のキャッピングユニット１４０では、ガード部材１７０によって、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面上の正確な位置に押し付けることが可能となっており、これによって、噴射ノズルをより確実に密閉することが可能となっている。すなわち、キャッピングユニット１４０を装着する際には、流体バッグ１４６内に流体が供給された状態となるので（図３（ｃ）を参照）、流体バッグ１４６の内部の流体の重さや、キャッピングユニット１４０をせり上げる際の揺れ等によって、流体バッグ１４６が斜めに傾いてしまう虞がある。ここで、流体バッグがキャップの内側に傾くと、流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面上の内側寄りに当接するので、噴射ヘッド２４の表面に設けられた噴射ノズルをキャップ内に収められなくなってしまう虞がある。そこで、ガード部材１７０を設けておけば、流体バッグ１４６が内側に傾きそうになっても、ガード部材１７０で支えることができるので、流体バッグ１４６を正しい位置に当接させて噴射ノズルを確実に密閉することが可能となる。
【００４０】
尚、キャッピングユニット１４０の周囲には、キャッピングユニット１４０を駆動させるカム機構や、ワイパーブレード１３０などの種々の機構が備えられているので、流体バッグ１４６がキャップの外に垂れてこれらの機構と接触すると、これらの機構にインクが付着して汚れてしまったり、あるいは、流体バッグ１４６が機構に絡み付いて駆動に支障が生じる虞がある。こうした場合、流体バッグ１４６の内側だけではなく、外側（キャップの中央から遠い側）にもガード部材１７０を設けることとしてもよい。
【００４１】
図６は、内側と外側との両方にガード部材１７０を設けたキャッピングユニット１４０を例示した説明図である。図示されている様に、流体バッグ１４６の両側に、流体バッグ１４６を挟み込む様にガード部材１７０が設けられている。こうすれば、流体バッグ１４６がキャップの外側に広がってしまう事態を回避することも可能となるので、流体バッグ１４６が周囲の機構に接触して不具合を引き起こしてしまう事態を回避することも可能となる。
【００４２】
また、こうしておけば、キャッピングユニット１４０の装着時に、流体バッグ１４６が外側に傾いてしまう事態を防ぐことも可能となるので、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４上のより正確な位置に当接させて噴射ノズルをより確実に密閉することも可能となる。
【００４３】
以上に説明した様に、本実施例のインクジェットプリンタ１０は、流体バッグ１４６をキャッピングユニット１４０と噴射ヘッド２４との間に介在させることによって、キャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に確実に密着させて、キャップの気密性を高めている。これにより、噴射ノズルからのインクの揮発を確実に防いで、画像を印刷可能な状態を長い期間に渡って維持することが可能となっている。また、ガード部材１７０を設けることによって、流体バッグ１４６が垂れ下がった際に、流体バッグ１４６がキャップ内に入ってインクで汚れてしまう等の問題を回避することが可能となっている。加えて、流体バッグ１４６内の流体を排出することで、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面から容易に剥がす事が可能であり、装着したキャップを迅速に取り外すことが可能となっている。
【００４４】
尚、流体バッグ１４６に供給する流体としては、水やオイルなどの液体（非圧縮性の流体）を用いるものとしてもよいし、あるいは、空気などの気体（圧縮性の流体）を用いるものとしてもよい。液体を用いれば、キャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に少し押し付けただけで、キャッピングユニット１４０と噴射ヘッド２４との間に十分な気密性を得ることができる。これに対して、気体を用いれば、何らかの理由でキャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に押し付けすぎた場合でも、気体の圧縮によって押し付ける力が緩和されるので、過大な力がかかってキャッピングユニット１４０あるいは噴射ヘッド２４が破損する自体を回避することが可能となる。
【００４５】
また、本実施例のインクジェットプリンタ１０では、クリーニング動作等によって排出された廃インクを流体バッグ内に供給するものとしても良い。廃インクは、廃液タンク１２０内に溜められているので（図２を参照）、これを流体駆動ポンプ１６０によって注入するものとすれば、流体を別途蓄えておく必要がないので、装置構成をより簡素にすることが可能となる。
【００４６】
更に、流体駆動ポンプ１６０の代わりに、クリーニング動作に用いる吸引ポンプ１５０（図２を参照）を用いて流体を注入するものとしてもよい。あるいは、一般的なインクジェットプリンタでは、噴射ノズルにインクを供給するための加圧ポンプを備えている場合があるので、そうした場合には、それらの加圧ポンプを用いることとしてもよい。こうすれば、流体駆動ポンプ１６０を別途設ける必要がないので、装置構成をいっそう簡素にすることが可能となる。
【００４７】
Ｃ．変形例 ：
上述した実施例には、いくつかの変形例が考えられる。以下では、これらの変形例について簡単に説明する。
【００４８】
Ｃ−１．第１変形例 ：
前述した実施例では、流体バッグとガード部材とは、別個の部材となっているものとして説明した。しかし、流体バッグとガード部材とを接着するなどによって一体化しておくものとしてもよい。
【００４９】
図７は、流体バッグとガード部材とを接着して一体化したキャッピングユニットを例示した説明図である。図示されている様に、ガード部材１７０の側面と流体バッグ１４６の側面とが互いに接着されている。こうすると、流体バッグ１４６内の流体を排出しても、ガード部材１７０によって流体バッグ１４６の側面を支えることができるので、流体バッグ１４６が完全に垂れ下がってしまうことがない。このため、ガード部材１７０を設けていない側（図７の例では、キャップの外側）への流体バッグの広がりを抑制することが可能となっている。また、こうすれば、ガード部材を両側に設けなくても流体バッグの広がりを抑えることができるので、キャッピングユニット１４０の構成を簡素に保つことも可能となる。
【００５０】
尚、流体バッグ１４６とガード部材１７０とを接着して一体にするのではなく、初めから一体に形成しておくものとしてもよい。例えば、図８に示されている様に、流体バッグ１４６のゴム部材を、キャッピングプレート１４４への付け根部分で肉厚に形成することによってガード部材１７０を形成しておく。ゴム部材を肉厚に形成した部分は、流体バッグ１４６内の流体を排出しても垂れ下がることがないので、この部分によって、流体バッグ１４６の垂れ下がった部分がキャップ内へ広がるのを阻止することが可能となる。また、流体バッグ１４６の側面がガード部材１７０で支えられることから、流体バッグ１４６全体が完全に垂れ下がってしまうことがないので、ガード部材１７０を設けていない側についても、流体バッグの広がりを抑制することが可能となっている。加えて、ガード部材１７０をこの様に形成すれば、流体バッグ１４６の一部分を肉厚を変えるだけでガード部材１７０を設けることが可能であり、別の部材を別途設ける必要がないので、キャッピングユニット１４０の構成をより簡素に保つことが可能となる。
【００５１】
Ｃ−２．第２変形例 ：
前述した実施例では、流体バッグがガード部材の横に設けられているものとして説明した（図３を参照）。しかし、流体バッグをガード部材の上に設けるものとしてもよい。
【００５２】
図９は、ガード部材の上に流体バッグを設けたキャッピングユニットを例示した説明図である。図９（ａ）に示されている例では、流路１６２の両側にガード部材１７０が立設されており、流体バッグ１４６は、２つのガード部材１７０の上を渡して設けられている。流路１６２から流体を送り込むと、２つのガード部材１７０の間を通して流体バッグ１４６内に流体を供給することができるので、このような構成とした場合も、流体バッグ１４６に流体を供給した状態で、噴射ヘッド２４に流体バッグを押し付けることが可能である。また、図示されている様に、流体を排出した状態では、流体バッグ１４６を２つのガード部材１７０の間に収納することができるので、流体バッグ１４６が垂れ下がって横に広がってしまう事態を回避することが可能となっている。
【００５３】
更に、２つのガード部材１７０の間は、流体の流路になっているので、流体バッグ１４６内の流体を排出すると、流体につられて流体バッグ１４６が２つのガード部材１７０の間に引き込まれていく。このため、たとえ流体バッグ１４６が横に倒れてガード部材１７０を乗り越えてしまったとしても、流体を排出すれば、流体バッグ１４６をガード部材１７０とガード部材１７０との間に引き込んで収納することが可能である。これにより、流体バッグ１４６が横に広がってしまう事態を確実に回避することが可能となっている。
【００５４】
また、流体バッグ１４６をガード部材１７０の間に引き込んで確実に収納可能なことから、流体バッグ１４６をより大きく形成しておくことも可能となる。流体バッグ１４６を大きく形成しておけば、流体を供給した際に流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４に向かってより高くせり出させることが可能となる。こうすれば、キャッピングユニット１４０を大きくせり上げなくても、流体を供給することによって流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４に当接させることができるので、キャッピングユニット１４０の駆動機構をより簡素化することも可能となる。
【００５５】
尚、図９（ｂ）に示されている様に、流体バッグ１４６のゴム部材の付け根の部分を厚く形成することによって、ガード部材１７０を設けるものとしてもよい。流体バッグ１４６の厚く形成した部分は、流体を排出しても垂れ下がることがないので、こうした場合も、流体バッグ１４６をガード部材１７０とガード部材１７０の間に収納することが可能となる。
【００５６】
以上、本実施例の流体噴射装置について説明したが、本発明は上記すべての実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、より大型の噴射ヘッドを備えた印刷装置（いわゆるラインヘッドプリンタ等）であってもよい。このような印刷装置の場合、噴射ヘッドを大型化することに伴って、噴射ヘッドの表面にうねりが生じ易くなるが、キャップと噴射ヘッドとの間に流体バッグを介在させてやれば、うねりがあってもキャップと噴射ヘッドとを密着させることが可能となる。また、流体バッグが大型化することに伴って流体バッグが垂れ下がり易くなる虞があるが、ガード部材を設けておけば、垂れ下がった流体バッグがキャップ内に入ってしまう等の事態を回避することが可能となる。このため、こうした大型の噴射ヘッドであっても、流体バッグによってキャップの気密性を高めることが可能となり、その結果、噴射ノズルを確実に密閉してインクの蒸発を防いだり、クリーニング動作を行って噴射ノズルを確実に回復させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】インクジェットプリンタを例に用いて本実施例の流体噴射装置の大まかな構成を示した説明図である。
【図２】本実施例のインクジェットプリンタのメンテナンス機構を大まかに示した説明図である。
【図３】本実施例のキャッピングユニットを示した説明図である。
【図４】本実施例のキャッピングユニットが噴射ヘッドの表面に密着する様子を概念的に示した説明図である。
【図５】流体バッグがキャップ内に入ってしまう事態を、ガード部材によって防いでいる様子を示した説明図である。
【図６】ガード部材を流体バッグの両側に設けたキャッピングユニットを例示した説明図である。
【図７】流体バッグの側面をガード部材の側面に接着した変形例のキャッピングユニットを示した説明図である。
【図８】流体バッグの一部分を厚く形成することによってガード部材を設けたキャッピングユニットを示した説明図である。
【図９】ガード部材の上に流体バッグを設けた変形例のキャッピングユニットを示した説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…インクジェットプリンタ、 ２０…キャリッジ、 ２４…噴射ヘッド、
２６…インクカートリッジ、 ３０…駆動機構、 ４０…プラテンローラ、
１００…メンテナンス機構、 １２０…廃液タンク、
１３０…ワイパーブレード、 １４０…キャッピングユニット、
１４４…キャッピングプレート、 １４６…流体バッグ、
１５０…吸引ポンプ、 １６０…流体駆動ポンプ、 １６２…流路、
１７０…ガード部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射ヘッドから流体を噴射する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷媒体上にインクを噴射して画像を印刷するプリンタ（いわゆるインクジェットプリンタ）は、高品質の画像を簡便に印刷可能であることから、今日では、画像の出力手段として広く使用されている。また、この技術を応用して、インクの代わりに、適切な成分に調製した各種の流体（例えば、機能材料の微粒子が分散された液体や、ジェルなどの半流動体など）を基板上に噴射すれば、電極や、センサ、バイオチップなど、各種の精密な部品を簡便に製造することも可能と考えられる。
【０００３】
このような技術では、正確な分量の流体を正確な位置に噴射することが可能なように、微細な噴射口が設けられた専用の噴射ヘッドが用いられており、噴射ヘッドに供給した流体を噴射口から噴射するようになっている。その一方で、噴射ヘッドの性能を十分に発揮させて、正確な分量の流体を正確な位置に噴射するためには、噴射する流体の性状を所定の許容範囲内に収まるように維持しておくことが重要である。そこで、流体を噴射しない間は、流体の性状の変化を防ぐために、噴射口にキャップを装着しておく。キャップは弾性部材で作られており、キャップを噴射ヘッドに押し付けることによって、噴射口を密閉して流体の性状の変化を防ぐようになっている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４６６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、こうした技術では、キャップの気密性を十分に高められないことがあるという問題があった。すなわち、噴射ヘッドの表面を完全な平面とすることは容易ではなく、多少のうねりの様な凹凸が発生することが多い。すると、噴射ヘッドにキャップの弾性部材を押し付けた際に、うねりの凸部分では弾性部材が大きく変形するので、噴射ヘッドとキャップとの間には強い密着力が発生する。その反面で、噴射ヘッドの表面が凹になっている部分では、弾性部材の変形量が小さいので、噴射ヘッドとキャップとの密着力が低下する。この様に密着力が低下した部分が一箇所でも発生すると、キャップ内の気密性を確保することが困難となる。そして、上述した様に、噴射ヘッドの表面を完全な平面に形成することは、実際には不可能であることから、こうした問題は常に存在していると考えられる。
【０００６】
そこで、本願の発明者は、噴射ヘッドとキャップとの間に薄い膜で形成された袋状のシール部材を介在させておき、シール部材の中に流動体を送り込んでシール部材を膨らませることによって、キャップと噴射ヘッドとを密着させる技術を開発し、既に出願済みである。もっとも、出願中の技術では、シール部材内の流動体の圧力が低下すると、シール部材が垂れ下がってしまう。シール部材の表面には、噴射ヘッドから排出された流体が付着しているので、シール部材が垂れ下がった拍子に表面に付着していた流体が周囲の他の部材に付着して汚してしまったり、あるいは、垂れ下がったシール部材が周囲の装置や部材に絡み付いてしまって、装置を駆動させる際に支障を生じてしまう等の虞がある。このため、更なる改良が望まれていた。
【０００７】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、キャップを噴射ヘッドに確実に密着させてキャップの気密性を高めることを可能とし、かつ、シール部材が周辺の機構に干渉する事態を回避可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の流体噴射装置は次の構成を採用した。すなわち、
噴射ノズルが設けられた噴射ヘッドを用いて流体を噴射するとともに、該噴射ヘッドに装着可能なキャップを備えた流体噴射装置であって、
前記キャップの前記噴射ヘッドに対向する側に取り付けられたシール部材と、
少なくとも前記キャップの装着時には前記シール部材の内部に流動体が供給された状態とするべく、該シール部材内に該流動体を供給する流動体供給手段と、
前記キャップ上に取り付けられた前記シール部材の側方に該キャップから立設されて、該シール部材の侵入を規制する規制部材と
を備えることを要旨とする。
【０００９】
このような本発明の流体噴射装置では、キャップ上にシール部材が設けられており、キャップを噴射ヘッドに装着する際に、噴射ヘッドとの間にシール部材を介在させる。シール部材の内部には空洞が形成されており、少なくともキャップを噴射ヘッドに装着する際には、キャップ内の空洞に流動体が供給された状態としておく。また、キャップ上に取り付けられたシール部材の側方には、シール部材の侵入を規制する規制部材が設けられている。
【００１０】
こうすると、キャップを噴射ヘッドに装着した時に、キャップと噴射ヘッドとの間にシール部材が介在した状態となり、しかもシール部材の内部に形成された空洞には、流動体が供給された状態となっている。このため、シール部材は、空洞内の流動体の圧力によって、噴射ヘッドに押し付けられる。一般に、流動体の圧力は表面に対して垂直に働く性質があるので、たとえ噴射ヘッドの表面にうねりが生じていても、シール部材を噴射ヘッドの表面に対して垂直に押し付けることが可能となる。また、いわゆるパスカルの原理の教える処によれば、流動体の圧力は、流動体のどの部分でも同じ大きさで働く。このため、たとえ、うねりの凹になった箇所でもシール部材を押し付ける力が弱くなってしまうことがなく、噴射ヘッドの表面に確実に押し付けることが可能となる。これにより、シール部材を噴射ヘッドの表面に確実に密着させることが可能となり、その結果、キャップの気密性を高めて噴射ノズルを確実に密閉することが可能となる。
【００１１】
また、キャップ上に取り付けられたシール部材の側方に規制部材を設けておけば、シール部材内の流動体の圧力が低下してシール部材が垂れ下がったとしても、規制部材によって横方向への広がりを規制することが可能となる。このため、シール部材が周辺の部材や装置に干渉してしまう事態を回避することが可能となり、その結果、シール部材に付着していた流体によって周囲の部材が汚れてしまったり、周辺装置にシール部材が絡み付いて装置に支障が生じてしまう等の不都合を回避することが可能となる。
【００１２】
尚、シール部材内に供給する流動体としては、圧力を加えても体積があまり変化しない非圧縮性の流動体（ゲル等の半流動体や、液体など）を用いてもよいし、圧力によって体積が変化する圧縮性の流動体（例えば、空気などの気体）を用いてもよい。非圧縮性の流動体を用いた場合、流動体を僅かに押し潰すだけで高い反発力が得られるので、シール部材を大きく押し潰さなくても高い密着力を得ることが可能である。一方、圧縮性の流動体を用いれば、たとえキャップを噴射ヘッドに装着する力が強すぎても、流動体が圧縮されることによって力を吸収することができるので、強い力で押し付けて噴射ヘッドやキャップを破損してしまう虞を回避することが可能となる。
【００１３】
また、上述した本発明の流体噴射装置では、キャップ上でシール部材が取り付けられている箇所よりも内側に規制部材を立設させるものとしてもよい。
【００１４】
こうすれば、シール部材のキャップ内への進入を規制することができるので、シール部材がキャップ内のインクによって汚れてしまう事態を回避することが可能となる。
【００１５】
また、上述した本発明の流体噴射装置では、キャップ上でシール部材が取り付けられている箇所よりも外側に規制部材を立設するものとしてもよい。
【００１６】
こうすれば、シール部材のキャップの外への広がりを規制することができるので、流体の付着したシール部材が、キャップの周辺の部材等に接触して周囲を汚してしまう事態を回避することが可能となる。
【００１７】
また、上述した本発明の流体噴射装置では、規制部材をシール部材の両側に並設しておき、シール部材は、この規制部材の間を渡すように設けておくものとしてもよい。
【００１８】
こうすると、シール部材が垂れ下がった際には、シール部材が自重によって、あるいは流動体に引き込まれるようにして、規制部材の間に収納されるので、たとえシール部材が大きく垂れ下がったとしても、シール部材を確実に規制部材の間に保持することが可能となる。これにより、シール部材が周囲を汚してしまったり、周辺の部材と干渉したりする事態を確実に回避することが可能となる。
【００１９】
また、上述した本発明の流体噴射装置では、シール部材と規制部材とを一体に形成しておくものとしてもよい。
【００２０】
こうすれば、規制部材をシール部材と別個に設ける必要がないので、キャップの構成を簡素に保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．本実施例のキャッピングユニット：
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．第１変形例：
Ｃ−２．第２変形例：
【００２２】
Ａ．装置構成 ：
図１は、いわゆるインクジェットプリンタを例に用いて本実施例の流体噴射装置の大まかな構成を示した説明図である。図示されているように、インクジェットプリンタ１０は、主走査方向に往復動しながら印刷媒体２上にインクドットを形成するキャリッジ２０と、キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０と、印刷媒体２の紙送りを行うためのプラテンローラ４０と、正常に印刷可能なようにメンテナンスを行うメンテナンス機構１００などから構成されている。キャリッジ２０には、インクを収容したインクカートリッジ２６や、インクカートリッジ２６が装着されるキャリッジケース２２、キャリッジケース２２の底面側（印刷媒体２に向いた側）に搭載されてインクを噴射する噴射ヘッド２４などが設けられており、インクカートリッジ２６内のインクを噴射ヘッド２４に導いて、噴射ヘッド２４から印刷媒体２に正確な分量だけインクを噴射することによって、画像が印刷されるようになっている。
【００２３】
キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０は、主走査方向に延設されたガイドレール３８と、内側に複数の歯形が形成されたタイミングベルト３２と、タイミングベルト３２の歯形と噛み合う駆動プーリ３４と、駆動プーリ３４を駆動するためのステップモータ３６などから構成されている。タイミングベルト３２の一部はキャリッジケース２２に固定されており、タイミングベルト３２を駆動することによって、ガイドレール３８に沿ってキャリッジケース２２を移動させることができる。また、タイミングベルト３２と駆動プーリ３４とは歯形によって互いに噛み合っているので、ステップモータ３６で駆動プーリ３４を駆動すると、駆動量に応じて精度良くキャリッジケース２２を移動させることが可能となっている。
【００２４】
印刷媒体２の紙送りを行うプラテンローラ４０は、図示しない駆動モータやギア機構によって駆動されて、印刷媒体２を副走査方向に所定量ずつ紙送りすることが可能となっている。インクジェットプリンタ１０は、こうした機構によって副走査方向へ印刷媒体２を紙送りしながら、噴射ヘッド２４を主走査方向に駆動して各色のインクを噴射ノズルから噴射することによって、印刷媒体２上に画像を印刷していく。
【００２５】
この様に、本実施例のインクジェットプリンタ１０では、噴射ヘッド２４に設けられた複数の噴射ノズルから各色のインクを噴射することによって、画像を印刷していく。もっとも、噴射ノズルからインクを適切に噴射するためには、噴射ノズル内のインクの性状が適切な状態に保たれていることが重要であり、インクの揮発成分が蒸発するなどしてインクの性状が変化（例えば増粘）してしまうと、噴射ノズルからインクを正常に噴射することができなくなってしまう。こうした理由から、インクジェットプリンタ１０は、画像を印刷するための各種の機構に加えて、インクを正常に噴射可能な状態を維持するためのメンテナンス機構１００を備えている。
【００２６】
図２は、メンテナンス機構１００の大まかな構成を示した説明図である。メンテナンス機構１００は、印字領域外のホームポジションと呼ばれる領域に設けられており（図１を参照）、噴射ヘッド２４の表面を払拭するワイパーブレード１３０や、噴射ヘッド２４の底面側に押しつけられて噴射ヘッド２４との間に密閉空間を形成するキャッピングユニット１４０、キャッピングユニット１４０内の密閉空間に接続された吸引ポンプ１５０などから構成されている。また、吸引ポンプ１５０の下方には、廃液タンク１２０も設けられている。印刷を行わないときには、キャリッジ２０をホームポジションまで移動させて、キャッピングユニット１４０を押しつけて噴射ヘッド２４の底面に密閉空間を形成する。噴射ヘッド２４の底面には、インクを噴射するための微少な噴射ノズルが開口しているが、こうして密閉空間を形成することにより、噴射ヘッド２４内のインクの乾きによる増粘を防止することが可能である。
【００２７】
また、噴射ヘッド２４にキャッピングユニットを押し付けてインクの乾きを防いだとしても、長い間には、少しずつインク内の水分や揮発成分が減少して、インクの性状が変化（例えば増粘）してしまう。そこで、こうした場合には、キャッピングユニット１４０を装着した状態で吸引ポンプ１５０を作動させることによって、密閉空間を負圧にして噴射ノズルからインクを吸い出す動作（クリーニング動作）を行う。クリーニング動作を行うと、性状が変化してしまったインクを噴射ノズルから強制的に排出できるので、噴射ノズルを正常な状態に回復させることが可能となる。この様に、インクジェットプリンタ１０は、メンテナンス機構１００によって、インクの蒸発を防いだり、あるいは、性状が変化したインクを強制的に排出することが可能となっており、これにより、噴射ヘッド２４を正常な状態に維持することが可能となっている。
【００２８】
もっとも、前述した様に、噴射ヘッドの表面には、うねりの様な凹凸がどうしても存在するので、キャッピングユニットを噴射ヘッドの表面に完全に密着させることができない場合がある。こうした場合、キャップ内の気密性が低下してしまうので、噴射ヘッド内のインクが短時間のうちに乾燥してしまったり、あるいは、クリーニング動作の際にキャップ内を十分な負圧にすることができずに、インクを効率よく排出できなくなってしまう虞がある。そこで、本実施例のインクジェットプリンタ１０では、キャッピングユニットを噴射ヘッドに確実に密着してキャップ内の気密性を高めることを可能とするために、キャッピングユニットを次の様な構成としている。
【００２９】
Ｂ．本実施例のキャッピングユニット ：
図３は、本実施例のキャッピングユニット１４０を示した説明図である。図３（ａ）には、キャッピングユニット１４０の斜視図が示されており、図３（ｂ）には、図３（ａ）で「Ａ」と示された線で切り取った断面図が示されている。これらの図に示されている様に、本実施例のキャッピングユニット１４０は、キャッピングプレート１４４の上に矩形状に設けられた流体バッグ１４６を備えている。図３（ｂ）に示されている様に、流体バッグ１４６は、薄い膜状のゴム部材からなるチューブ構造をしており、内部に流体を保持することが可能となっている。また、流体バッグ１４６の内部は、キャッピングプレート１４４の内部に設けられた流路１６２に接続されており、流路１６２の先に設けられた流体駆動ポンプ１６０を駆動することによって、流体を流体バッグ１４６の内部に供給することが可能となっている。
【００３０】
また、本実施例のキャッピングユニット１４０は、流体バッグ１４６の一方の側面（図３では、内側の側面）にガード部材１７０を備えており、ガード部材１７０によって流体バッグ１４６の動きを規制することで、種々の不都合を回避可能としている。この点については、後で詳しく説明する。
【００３１】
図３（ｃ）は、本実施例のキャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に押し付けた様子を示した説明図である。キャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に向かって押し上げると、図示されている様に、キャッピングユニット１４０に設けられた流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面に当接する。本実施例では、この様に、流体バッグ１４６を介してキャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に押し付けることによって、噴射ヘッド２４の表面に凹凸があっても、キャップの気密性を高く保つことを可能としている。この点について、図４を参照しながら説明する。
【００３２】
図４は、キャッピングプレートを装着した際の流体バッグの表面の様子を示した説明図である。図４（ａ）に示されている様に、噴射ヘッド２４の表面に流体バッグ１４６が押し付けられていくと、流体が噴射ヘッド２４の表面に押し退けられる様にして、流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面に沿って形状を変えていく。ここで、流体は形状を自由に変えることがきるので、流体バッグ１４６は、噴射ヘッド２４の表面の形状に合わせて形状を容易に変えることができる。こうして、流体バッグ１４６が変形していき、噴射ヘッド２４の表面と流体バッグ１４６とが完全に密着して流体バッグ１４６の形状がそれ以上変化しなくなった状態で、更に流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面に押し付けると、今度は、流体自身の圧力（気圧や液圧）によって流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４に押し付けられる（図４（ｂ）を参照）。
【００３３】
図４（ｂ）は、流体バッグ１４６が流体の圧力によって噴射ヘッド２４に押し付けられる様子を概念的に示した説明図である。ここで、いわゆるパスカルの原理として知られているように、流体の圧力は、流体中の全ての場所で等しくなる性質がある。このため、図中に矢印で示されている様に、流体バッグ１４６は、全ての場所において流体から等しい圧力を受け、その結果として、噴射ヘッド２４に接している全ての場所が、等しい圧力で噴射ヘッド２４に押し付けられる。流体バッグ１４６ではなく、ゴムなどの弾性部材を押し付けた場合は、噴射ヘッド２４の表面が凸になっている箇所では弾性部材が大きく変形するので強い密着力が得られるが、噴射ヘッド２４の表面が凹になっている箇所では弾性部材の変形量が小さくなるので、密着力が弱くなってしまう。この様に、弾性部材では噴射ヘッド２４の表面に凹凸があると、均一な密着力を得ることが困難となるが、本実施例の様に、流体バッグを押し付ける構造としておけば、流体によって等しい圧力で噴射ヘッド２４に押し付けられるので、均一な密着力を得ることが可能となり、噴射ヘッド２４の表面が凹状の部分についても、噴射ヘッド２４の表面に確実に密着させることが可能となっている。
【００３４】
更に、流体の圧力は、流体の表面に対して垂直に働く性質があるので、キャッピングユニット１４０が押し上がる方向（図の上下方向）に対して、噴射ヘッド２４の表面が傾いている部分（例えば、図中で「Ａ」と示した部分）であっても、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面に垂直に押し付けることが可能である。このため、こうした部分についても、密着力が低下してしまうことがなく、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面に確実に密着させることが可能となっている。
【００３５】
一方、キャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４から取り外す際には、流体駆動ポンプ１６０を駆動して、流体バッグ１４６内の流体を排出する。こうすると、流体バッグ１４６が縮むことによって、噴射ヘッド２４の表面から剥がれるので、たとえ流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面に張り付いた場合であっても、流体バッグ１４６を容易に剥がすことが可能となっている。
【００３６】
もっとも、流体バッグ１４６の中の流体を排出すると、流体バッグ１４６が垂れ下がってしまうので、垂れ下がった拍子にキャップの中に入ってしまって、キャップ内のインクで流体バッグ１４６が汚れてしまったり、更には、インクが付着した流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面や周囲の部材を汚してしまう等の不都合を生じる虞がある。そこで、本実施例のキャッピングユニット１４０では、こうした事態を回避するために、ガード部材１７０を備えている。
【００３７】
図５は、流体バッグ１４６がキャップ内に入ってしまう事態を、ガード部材１７０によって回避している様子を示した説明図である。図示されている様に、ガード部材１７０は、流体バッグ１４６の内側（キャップの中央に近い側）に隣接して設けられている。流体が排出されて流体バッグ１４６が垂れ下がると、流体バッグは潰れて横に広がろうとするが、内側（キャップの中央に近い側）にはガード部材１７０があるので、内側には広がることができない。これにより、流体バッグ１４６がキャップ内に進入してキャップ内インクで汚れてしまう事態を回避することが可能となっている。
【００３８】
また、流体バッグがキャップ内に進入することがないことから、インクによる汚れを回避できるだけでなく、キャップの機能を十分に発揮して噴射ノズル内のインクの乾燥をより確実に防ぐことも可能となっている。例えば、キャップを装着した際にキャップ内が乾燥していると、噴射ノズル内のインクの揮発成分がキャップ内に揮発してしまい、噴射ノズル内のインクが乾燥してしまう虞がある。このため、インクジェットプリンタでは、キャップの中にインクを噴射してキャップ内を湿らせる動作を行うことがある。こうした場合、流体バッグがキャップ内に垂れ下がっていると、噴射されたインクの一部が流体バッグによって遮断されてしまうので、キャップ内を十分に湿らせることができない虞がある。これに対して、本実施例のインクジェットプリンタ１０では、ガード部材１７０を備えていることから、流体バッグ１４６がキャップ内に垂れ下がることがないので、キャップ内をインクで十分に湿らせて、噴射ノズル内のインクの乾燥をより確実に防ぐことが可能となる。
【００３９】
更に、本実施例のキャッピングユニット１４０では、ガード部材１７０によって、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面上の正確な位置に押し付けることが可能となっており、これによって、噴射ノズルをより確実に密閉することが可能となっている。すなわち、キャッピングユニット１４０を装着する際には、流体バッグ１４６内に流体が供給された状態となるので（図３（ｃ）を参照）、流体バッグ１４６の内部の流体の重さや、キャッピングユニット１４０をせり上げる際の揺れ等によって、流体バッグ１４６が斜めに傾いてしまう虞がある。ここで、流体バッグがキャップの内側に傾くと、流体バッグ１４６が噴射ヘッド２４の表面上の内側寄りに当接するので、噴射ヘッド２４の表面に設けられた噴射ノズルをキャップ内に収められなくなってしまう虞がある。そこで、ガード部材１７０を設けておけば、流体バッグ１４６が内側に傾きそうになっても、ガード部材１７０で支えることができるので、流体バッグ１４６を正しい位置に当接させて噴射ノズルを確実に密閉することが可能となる。
【００４０】
尚、キャッピングユニット１４０の周囲には、キャッピングユニット１４０を駆動させるカム機構や、ワイパーブレード１３０などの種々の機構が備えられているので、流体バッグ１４６がキャップの外に垂れてこれらの機構と接触すると、これらの機構にインクが付着して汚れてしまったり、あるいは、流体バッグ１４６が機構に絡み付いて駆動に支障が生じる虞がある。こうした場合、流体バッグ１４６の内側だけではなく、外側（キャップの中央から遠い側）にもガード部材１７０を設けることとしてもよい。
【００４１】
図６は、内側と外側との両方にガード部材１７０を設けたキャッピングユニット１４０を例示した説明図である。図示されている様に、流体バッグ１４６の両側に、流体バッグ１４６を挟み込む様にガード部材１７０が設けられている。こうすれば、流体バッグ１４６がキャップの外側に広がってしまう事態を回避することも可能となるので、流体バッグ１４６が周囲の機構に接触して不具合を引き起こしてしまう事態を回避することも可能となる。
【００４２】
また、こうしておけば、キャッピングユニット１４０の装着時に、流体バッグ１４６が外側に傾いてしまう事態を防ぐことも可能となるので、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４上のより正確な位置に当接させて噴射ノズルをより確実に密閉することも可能となる。
【００４３】
以上に説明した様に、本実施例のインクジェットプリンタ１０は、流体バッグ１４６をキャッピングユニット１４０と噴射ヘッド２４との間に介在させることによって、キャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に確実に密着させて、キャップの気密性を高めている。これにより、噴射ノズルからのインクの揮発を確実に防いで、画像を印刷可能な状態を長い期間に渡って維持することが可能となっている。また、ガード部材１７０を設けることによって、流体バッグ１４６が垂れ下がった際に、流体バッグ１４６がキャップ内に入ってインクで汚れてしまう等の問題を回避することが可能となっている。加えて、流体バッグ１４６内の流体を排出することで、流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４の表面から容易に剥がす事が可能であり、装着したキャップを迅速に取り外すことが可能となっている。
【００４４】
尚、流体バッグ１４６に供給する流体としては、水やオイルなどの液体（非圧縮性の流体）を用いるものとしてもよいし、あるいは、空気などの気体（圧縮性の流体）を用いるものとしてもよい。液体を用いれば、キャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に少し押し付けただけで、キャッピングユニット１４０と噴射ヘッド２４との間に十分な気密性を得ることができる。これに対して、気体を用いれば、何らかの理由でキャッピングユニット１４０を噴射ヘッド２４に押し付けすぎた場合でも、気体の圧縮によって押し付ける力が緩和されるので、過大な力がかかってキャッピングユニット１４０あるいは噴射ヘッド２４が破損する自体を回避することが可能となる。
【００４５】
また、本実施例のインクジェットプリンタ１０では、クリーニング動作等によって排出された廃インクを流体バッグ内に供給するものとしても良い。廃インクは、廃液タンク１２０内に溜められているので（図２を参照）、これを流体駆動ポンプ１６０によって注入するものとすれば、流体を別途蓄えておく必要がないので、装置構成をより簡素にすることが可能となる。
【００４６】
更に、流体駆動ポンプ１６０の代わりに、クリーニング動作に用いる吸引ポンプ１５０（図２を参照）を用いて流体を注入するものとしてもよい。あるいは、一般的なインクジェットプリンタでは、噴射ノズルにインクを供給するための加圧ポンプを備えている場合があるので、そうした場合には、それらの加圧ポンプを用いることとしてもよい。こうすれば、流体駆動ポンプ１６０を別途設ける必要がないので、装置構成をいっそう簡素にすることが可能となる。
【００４７】
Ｃ．変形例 ：
上述した実施例には、いくつかの変形例が考えられる。以下では、これらの変形例について簡単に説明する。
【００４８】
Ｃ−１．第１変形例 ：
前述した実施例では、流体バッグとガード部材とは、別個の部材となっているものとして説明した。しかし、流体バッグとガード部材とを接着するなどによって一体化しておくものとしてもよい。
【００４９】
図７は、流体バッグとガード部材とを接着して一体化したキャッピングユニットを例示した説明図である。図示されている様に、ガード部材１７０の側面と流体バッグ１４６の側面とが互いに接着されている。こうすると、流体バッグ１４６内の流体を排出しても、ガード部材１７０によって流体バッグ１４６の側面を支えることができるので、流体バッグ１４６が完全に垂れ下がってしまうことがない。このため、ガード部材１７０を設けていない側（図７の例では、キャップの外側）への流体バッグの広がりを抑制することが可能となっている。また、こうすれば、ガード部材を両側に設けなくても流体バッグの広がりを抑えることができるので、キャッピングユニット１４０の構成を簡素に保つことも可能となる。
【００５０】
尚、流体バッグ１４６とガード部材１７０とを接着して一体にするのではなく、初めから一体に形成しておくものとしてもよい。例えば、図８に示されている様に、流体バッグ１４６のゴム部材を、キャッピングプレート１４４への付け根部分で肉厚に形成することによってガード部材１７０を形成しておく。ゴム部材を肉厚に形成した部分は、流体バッグ１４６内の流体を排出しても垂れ下がることがないので、この部分によって、流体バッグ１４６の垂れ下がった部分がキャップ内へ広がるのを阻止することが可能となる。また、流体バッグ１４６の側面がガード部材１７０で支えられることから、流体バッグ１４６全体が完全に垂れ下がってしまうことがないので、ガード部材１７０を設けていない側についても、流体バッグの広がりを抑制することが可能となっている。加えて、ガード部材１７０をこの様に形成すれば、流体バッグ１４６の一部分を肉厚を変えるだけでガード部材１７０を設けることが可能であり、別の部材を別途設ける必要がないので、キャッピングユニット１４０の構成をより簡素に保つことが可能となる。
【００５１】
Ｃ−２．第２変形例 ：
前述した実施例では、流体バッグがガード部材の横に設けられているものとして説明した（図３を参照）。しかし、流体バッグをガード部材の上に設けるものとしてもよい。
【００５２】
図９は、ガード部材の上に流体バッグを設けたキャッピングユニットを例示した説明図である。図９（ａ）に示されている例では、流路１６２の両側にガード部材１７０が立設されており、流体バッグ１４６は、２つのガード部材１７０の上を渡して設けられている。流路１６２から流体を送り込むと、２つのガード部材１７０の間を通して流体バッグ１４６内に流体を供給することができるので、このような構成とした場合も、流体バッグ１４６に流体を供給した状態で、噴射ヘッド２４に流体バッグを押し付けることが可能である。また、図示されている様に、流体を排出した状態では、流体バッグ１４６を２つのガード部材１７０の間に収納することができるので、流体バッグ１４６が垂れ下がって横に広がってしまう事態を回避することが可能となっている。
【００５３】
更に、２つのガード部材１７０の間は、流体の流路になっているので、流体バッグ１４６内の流体を排出すると、流体につられて流体バッグ１４６が２つのガード部材１７０の間に引き込まれていく。このため、たとえ流体バッグ１４６が横に倒れてガード部材１７０を乗り越えてしまったとしても、流体を排出すれば、流体バッグ１４６をガード部材１７０とガード部材１７０との間に引き込んで収納することが可能である。これにより、流体バッグ１４６が横に広がってしまう事態を確実に回避することが可能となっている。
【００５４】
また、流体バッグ１４６をガード部材１７０の間に引き込んで確実に収納可能なことから、流体バッグ１４６をより大きく形成しておくことも可能となる。流体バッグ１４６を大きく形成しておけば、流体を供給した際に流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４に向かってより高くせり出させることが可能となる。こうすれば、キャッピングユニット１４０を大きくせり上げなくても、流体を供給することによって流体バッグ１４６を噴射ヘッド２４に当接させることができるので、キャッピングユニット１４０の駆動機構をより簡素化することも可能となる。
【００５５】
尚、図９（ｂ）に示されている様に、流体バッグ１４６のゴム部材の付け根の部分を厚く形成することによって、ガード部材１７０を設けるものとしてもよい。流体バッグ１４６の厚く形成した部分は、流体を排出しても垂れ下がることがないので、こうした場合も、流体バッグ１４６をガード部材１７０とガード部材１７０の間に収納することが可能となる。
【００５６】
以上、本実施例の流体噴射装置について説明したが、本発明は上記すべての実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、より大型の噴射ヘッドを備えた印刷装置（いわゆるラインヘッドプリンタ等）であってもよい。このような印刷装置の場合、噴射ヘッドを大型化することに伴って、噴射ヘッドの表面にうねりが生じ易くなるが、キャップと噴射ヘッドとの間に流体バッグを介在させてやれば、うねりがあってもキャップと噴射ヘッドとを密着させることが可能となる。また、流体バッグが大型化することに伴って流体バッグが垂れ下がり易くなる虞があるが、ガード部材を設けておけば、垂れ下がった流体バッグがキャップ内に入ってしまう等の事態を回避することが可能となる。このため、こうした大型の噴射ヘッドであっても、流体バッグによってキャップの気密性を高めることが可能となり、その結果、噴射ノズルを確実に密閉してインクの蒸発を防いだり、クリーニング動作を行って噴射ノズルを確実に回復させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】インクジェットプリンタを例に用いて本実施例の流体噴射装置の大まかな構成を示した説明図である。
【図２】本実施例のインクジェットプリンタのメンテナンス機構を大まかに示した説明図である。
【図３】本実施例のキャッピングユニットを示した説明図である。
【図４】本実施例のキャッピングユニットが噴射ヘッドの表面に密着する様子を概念的に示した説明図である。
【図５】流体バッグがキャップ内に入ってしまう事態を、ガード部材によって防いでいる様子を示した説明図である。
【図６】ガード部材を流体バッグの両側に設けたキャッピングユニットを例示した説明図である。
【図７】流体バッグの側面をガード部材の側面に接着した変形例のキャッピングユニットを示した説明図である。
【図８】流体バッグの一部分を厚く形成することによってガード部材を設けたキャッピングユニットを示した説明図である。
【図９】ガード部材の上に流体バッグを設けた変形例のキャッピングユニットを示した説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…インクジェットプリンタ、 ２０…キャリッジ、 ２４…噴射ヘッド、
２６…インクカートリッジ、 ３０…駆動機構、 ４０…プラテンローラ、
１００…メンテナンス機構、 １２０…廃液タンク、
１３０…ワイパーブレード、 １４０…キャッピングユニット、
１４４…キャッピングプレート、 １４６…流体バッグ、
１５０…吸引ポンプ、 １６０…流体駆動ポンプ、 １６２…流路、
１７０…ガード部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射ノズルが設けられた噴射ヘッドを用いて流体を噴射するとともに、該噴射ヘッドに装着可能なキャップを備えた流体噴射装置であって、
前記キャップの前記噴射ヘッドに対向する側に取り付けられたシール部材と、
少なくとも前記キャップの装着時には前記シール部材の内部に流動体が供給された状態とするべく、該シール部材内に該流動体を供給する流動体供給手段と、
前記キャップ上に取り付けられた前記シール部材の側方に該キャップから立設されて、該シール部材の侵入を規制する規制部材と
を備える流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記規制部材は、前記キャップ上で前記シール部材が取り付けられている箇所よりも内側に立設された部材である流体噴射装置。
【請求項３】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記規制部材は、前記キャップ上で前記シール部材が取り付けられている箇所よりも外側に立設された部材である流体噴射装置。
【請求項４】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記規制部材は、前記キャップ上で前記シール部材が取り付けられている箇所の両側に並設された部材であり、
前記シール部材は、前記並設された規制部材の間を渡すようにして設けられた部材である流体噴射装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の流体噴射装置であって、
前記規制部材は、前記シール部材と一体に形成された部材である流体噴射装置。
【請求項１】
噴射ノズルが設けられた噴射ヘッドを用いて流体を噴射するとともに、該噴射ヘッドに装着可能なキャップを備えた流体噴射装置であって、
前記キャップの前記噴射ヘッドに対向する側に取り付けられたシール部材と、
少なくとも前記キャップの装着時には前記シール部材の内部に流動体が供給された状態とするべく、該シール部材内に該流動体を供給する流動体供給手段と、
前記キャップ上に取り付けられた前記シール部材の側方に該キャップから立設されて、該シール部材の侵入を規制する規制部材と
を備える流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記規制部材は、前記キャップ上で前記シール部材が取り付けられている箇所よりも内側に立設された部材である流体噴射装置。
【請求項３】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記規制部材は、前記キャップ上で前記シール部材が取り付けられている箇所よりも外側に立設された部材である流体噴射装置。
【請求項４】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記規制部材は、前記キャップ上で前記シール部材が取り付けられている箇所の両側に並設された部材であり、
前記シール部材は、前記並設された規制部材の間を渡すようにして設けられた部材である流体噴射装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の流体噴射装置であって、
前記規制部材は、前記シール部材と一体に形成された部材である流体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−４６８４６（Ｐ２０１０−４６８４６Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１４７９（Ｐ２００８−２１１４７９）
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２０日（２００８．８．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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