JP2007118335A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク等の液体を保持する多孔質シート等の液体保持部の変形や液体の当接等によるミストの発生を極力抑えることができる液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】液体を吐出するノズル部を有する液体噴射ヘッド１６と、液体噴射ヘッドが液体を吐出してフラッシング動作をするとき、吐出された液体を受容する液体受容部１００と、を有し、液体受容部は、液体を保持する液体保持部１２０と、液体保持部の反液体噴射ヘッド側に貼付されるシート状保形部１３０と、を有する液体噴射装置１００。
【選択図】図５

Description

本発明は、ターゲットに対して液体を噴射する液体噴射装置に関するものである。

従来より、液体噴射装置である例えば、インクジェット式記録装置は、記録用紙等にインクを吐出するためのインクジェット式記録ヘッド（記録ヘッド）を有している。このインクジェット式記録ヘッドは、ノズルを介してインクを記録用紙等に吐出するため、ノズル内のインクの状態を最適な状態に保持させる必要がある。
しかし、ノズル内のインクは液体であるため大気に触れた状態で長時間放置すると増粘等が生じ、その後、ノズルからインクを吐出するときに吐出不良等が生じるおそれがあった。
そのため、インクジェット式記録装置には、一定周期毎に印字等とは関係なくノズルから所定量のインクを吐出するフラッシング動作が行われる構成となっている。そして、このフラッシング動作を行うためのフラッシング領域を有するインクジェット式記録装置が用いられている（例えば、特許文献１）。

具体的には、特許文献１の図２に示すように、インクジェット式記録装置（プリンタ）には、２カ所のフラッシング領域２５、２６が形成され、これらのフラッシング領域２５、２７には図４に示すようなインク受けユニット２７が配置されている。
インク受けユニット２７は、記録ヘッド１２からフラッシングとして吐出されたインクを受ける構成となっている。
このとき、単純に筒状のインク受けユニット２７が記録ヘッドからインクを受けるとインクの飛翔距離が長くなり、インク滴の一部がミストとなり、浮遊し、周囲を汚染するという問題が発生する。
そのため、特許文献１の図４に示すように、記録ヘッド１２と近接した位置に多孔質シート３２を配置し、この多孔質シート３２を取付部材３３で取り付ける構成となっている。
このようにインクが吐出される記録ヘッド１２と近接した位置に多孔質シート３２を配置することでインクの飛翔距離を短くすることができ、ミストの発生を防ぐことができる構成となっている。
特開２０００−１５３６２１号公報（図２等）

しかし、特許文献１のプリンタのインク受けユニット２７の多孔質シート３２が記録ヘッド１２からのインクを受け、吸収すると膨張し、図６に示すように、反記録ヘッド側に変形する。
図６は、従来のインク受けユニットの多孔質シート３２の変形状態を示す概略説明図である。
この変形により多孔質シート３２と記録ヘッド１２との距離が離れ、フラッシング動作におけるインク滴の飛翔距離が長くなり、ミストが発生するという問題があった。
また、特許文献１では、多孔質シート３２の記録ヘッド１２側に、多孔質シート３２を固定するための取付部材３３が配置されている。この取付部材３３に記録ヘッド１２からのインク滴が当接するとミストが発生するという問題もあった。

そこで、本発明は、インク等の液体を保持する多孔質シート等の液体保持部の変形や液体の当接等によるミストの発生を極力抑えることができる液体噴射装置を提供することを
目的とする。

前記課題は、本発明によれば、液体を吐出するノズル部を有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが前記液体を吐出してフラッシング動作をするとき、吐出された前記液体を受容する液体受容部と、を有し、前記液体受容部は、前記液体を保持する液体保持部と、前記液体保持部の反液体噴射ヘッド側に貼付されるシート状保形部と、を有することを特徴とする液体噴射装置により達成される。

前記構成によれば、液体受容部は、液体を保持する液体保持部と、液体保持部の反液体噴射ヘッド側に貼付されるシート状の保形部とを有している。
したがって、液体である例えば、インク滴が液体保持部に保持され、このインクにより変形する場合でも、液体保持部に貼付されているシート状保形部によって、その変形が抑制される。
このため、液体噴射ヘッドと液体保持部との距離が、液体保持部の変形によって変わることがないため、ミストの発生を未然に防ぐことができる。
また、液体保持部の液体噴射ヘッド側には、従来例のような取付部材が配置されていないので、この取付部材にインク滴が当たりミストが生じることも未然に防止できる。

好ましくは、前記液体を収容する液体収容部と、前記液体保持部で保持された液体を前記液体収容部に導く液体案内部と、を有し、前記シート状保形部が、前記液体保持部及び前記液体案内部に配置されていることを特徴とする液体噴射装置である。

前記構成によれば、シート状保形部が液体保持部及び液体案内部に配置されているので、液体保持部で保持された液体は、シート状保形部を介して液体案内部に案内され、その後、液体収容部に収容される。
したがって、液体保持部に保持された液体を円滑に液体収容部に導くことができる。

好ましくは、前記液体保持部上には、前記液体保持部と前記シート状保形部とで形成される境界部が設けられることを特徴とする液体噴射装置である。

前記構成によれば、液体保持部とシート状保形部とで形成される境界部が設けられている。
したがって、この境界部に毛細管現象が生じ、液体がこの境界部に沿って流れるので、液体保持部に保持されている液体をシート状保形部に導き易い構成となっている。

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は、本発明の実施の形態にかかる液体噴射装置の実施の形態にかかるインクジェット式記録装置（以下「記録装置」という）１０を示す概略斜視図である。
図２は、図１の記録装置１０の内部構造を示す概略図であり、図３は、図１の記録装置１０の概略断面図である。
図１に示すように、記録装置１０は、給紙部１１、印刷部１２及び排紙スタック部１３を有している。このため、給紙部１１から印刷部１２を経て排紙スタック部１３に向かう用紙搬送経路が斜め上方の奧側から斜め下方の手前側にほぼ真っ直ぐに形成されている（図３参照）。
また、図２に示すように、給紙部１１には、ロール紙１４が配置されているため、このロール紙１４は、上記用紙搬送経路に沿って搬送される構成となっている。すなわち、図３に示すように、ロール紙１４は、斜め方向に真っ直ぐ排紙スタック部１３へ移動するように構成されている。

また、図２に示すように、キャリッジ１５に搭載された液体噴射ヘッドである例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下「記録ヘッド」という）１６の走行領域における一端部には、非印字領域であるホームポジションＨが形成されている。
記録ヘッド１６には、液体である例えば、インクを吐出するためのノズルが形成され、このノズルの形成面は、図３に示すように鉛直方向から若干傾斜した状態で、記録ヘッド１６がキャリッジ１５に搭載されている。
ところで、記録装置１０は、図２に示すようにキャッピング手段１７を有している。キャッピング手段１７は、記録ヘッド１６がホームポジションＨに配置されているときに、記録ヘッド１６のノズル形成面を封止できるように配置されている。

そして、キャッピング手段１７の図２の下方には、キャッピング手段１７の内部空間に負圧を与えるための吸引ポンプ１８が配置されている。
そして、この吸引ポンプ１８によって吸引された廃インクは、第１の廃液タンク１９に排出され、この第１の廃液タンク１９内に収容された第１の廃液吸収材１９ａに吸収される構成となっている。すなわち、第１の廃液タンク１９は、インクを収容する液体収容部の一例となっている。

一方、図２に示すようにキャッピング手段１７に隣接した記録ヘッド１６の移動経路上には、第１のフラッシング領域２０が形成されている。
フラッシングは上述のように、ロール紙１４にインクを吐出するのではなく、ノズル内のインクに増粘等が生じるのを回避するため、一定周期毎に、所定量のインクをノズルから吐出する動作である。
このようなフラッシング動作をするのが第１のフラッシング領域２０であり、この第１のフラッシング領域２０には、図２及び図３に示すように、液体受容部である例えば、インク受けユニット１００が配置されている。
このインク受けユニット１００によって収集された廃インクは、第１の廃液タンク１９に排出され、第１の廃液吸収材１９ａに吸収される構成となっている。すなわち、インク受けユニット１００は、記録ヘッド１６がインクを吐出してフラッシング動作をするとき、吐出されたインクを受容する構成となっている。

また、図２の記録ヘッド１６がロール紙１４に印字する印字領域の左側には、第２のフラッシング領域２１が形成されている。このフラッシング領域２１には、第１のフラッシング領域２０と同様に、インク受けユニット１００が形成されている。
このインク受けユニット１００で収集された排インクは、図２の第２の廃液タンク２２に排出され、第２の廃液吸収材２２ａに吸収される構成となっている。
このように、図２の上述の印字領域の両側にそれぞれ第１のフラッシング領域２０と第２のフラッシング領域２１が形成されている。このため、本実施の形態の記録装置１０は、記録ヘッド１６がフラッシング動作をする際に、いずれか近い方にフラッシング領域を選択することができ、スループットを低下させることなく、フラッシングによる印字の信頼性を確保できる構成となっている。

図４は、図２及び図３のインク受けユニット１００の概略断面図であり、図５は、図４の矢印Ａ方向から見た状態を示す概略側面図である。
図４に示すように、インク受けユニット１００は、例えば、フラッシングボックス１１０を有している。フラッシングボックス１１０は、略円筒形状の中空部Ｃを有する共に、
屈曲部１１１を境に「く」の字状に屈曲されている。
図４のフラッシングボックス１１０の屈曲部１１１の下側の部分は、記録装置１０の鉛直方向である矢印Ｙに対して角度θ（例えば、４５°（度））分だけ傾いて配置され、その下方に形成される下部開口１１２が、第１の廃液タンク１９等に対向するように配置されている。
なお、この角度θは４５°（度）に限らず、４５°（度）以上であれば良い。

一方、図４のフラッシングボックス１１０の屈曲部１１１の上側の部分の図の左側には、上部開口１１３が形成されている。この上部開口１１３に対しては、この上部開口１１３と対向するように記録ヘッド１６が配置されている。
そして、この記録ヘッド１６のノズル形成面１６ａと近接して、インクを保持する液体保持部である例えば、多孔質シート１２０が配置されている。
多孔質シート１２０と記録ヘッド１６のノズル形成面１６ａとの距離ｔは例えば、１ｍｍ乃至１．５ｍｍとなっている。
このノズル形成面１６ａと多孔質シート１２０との距離ｔは、小さければ小さいほど、フラッシング動作で記録ヘッド１６がインク滴を吐出したときに、ミストが生じ難くなる。しかし、この距離ｔが１ｍｍ未満となると、キャリッジ１５の駆動機構やインク受けユニット１００の取付誤差などにより記録ヘッド１６の移動によって、ノズル形成面１６ａに損傷を与えるおそれがあり、動作の信頼性に問題があった。
一方、図４の距離ｔが５ｍｍを超える場合は、フラッシング動作時において、ノズルから吐出されるインク滴がミストとなって浮遊する程度が大きくなるという問題があった。
したがって、本実施の形態のように、この距離ｔを、１ｍｍ乃至１，５ｍｍに維持することで、ノズルから吐出されるインク滴がミストとなり、周囲に浮遊するのを効果的に防止することができることになる。

このような、多孔質シート１２０は、その平均孔径が１００μｍ乃至５００μｍ程度となっている。
多孔質シート１２０の平均孔径は、比較的大きめがよいが、５００μｍを超える場合は、インクの保持能力が低下するという問題がある。
一方、多孔質シートの平均孔径が１００μｍ未満となると、インクの保持能力が増大し、例えば記録装置１０の比較的長期の休止によって、多孔質シートが乾燥した場合には、目詰まりを起こしやすくなり機能の低下をもたらすという問題がある。
したがって、本実施の形態のように多孔質シート１２０の平均孔径を１００μｍ乃至５００μｍ程度とすることで、効率的にインクを保持できる多孔質シート１２０とすることができる。
また、多孔質シート１２０として親水性の処理を施した素材を用いることが好ましく、これにより、多孔質シート１２０の表面にインクが残り難く、フラッシングによるインクの飛び散りを効果的に抑制することができる構成となる。

ところで、このような多孔質シート１２０の図４の右側（内側、反記録ヘッド１６側）には、多孔質シート１２０に貼付、例えば熱溶着された樹脂フィルム１３０が配置されている。このため、樹脂フィルムは、シート状保形部の一例となっている。
ところで、この樹脂フィルム１３０は溶着のみならず、接着でも構わない。
また、樹脂フィルム１３０としては、例えばポリエステルフィルムが適用されるが、これに限らず、樹脂フィルム１３０の代わりにＳＵＳ板等の金属板でも構わない。この場合は、多孔質シート１２０を熱で溶かし、熱融着で貼り付けこととなる。さらに、樹脂フィルム１３０の代わりに硬度の高いゴムを適用することもできる。

このように、本実施の形態によれば、多孔質シート１２０と樹脂フィルム１３０とが熱溶着され、一体に形成されている。このため、記録ヘッド１６がフラッシング動作でイン
ク滴を多孔質シート１２０に吐出し、多孔質シート１２０が、図６の従来例のように内側に変形する量のインクを保持しても、多孔質シート１２０と熱溶着されている樹脂フィルム１３０の剛性によって変形が抑えられる。
したがって、多孔質シート１２０が内側に変形することで、記録ヘッド１６のノズル形成面１６ａと多孔質シート１２０との間の距離ｔが大きくなるという事態の発生を未然に防ぐことができる。
すなわち、ノズル表面１６ａと多孔質シート１２０の間の距離ｔは常に、予め設定した距離ｔ、１ｍｍ乃至１．５ｍｍに保たれる。
以上から、ノズル形成面１６ａから吐出されるインク滴がミストとなり、周囲に浮遊することを未然に防止することができる。

ところで、記録ヘッド１６のフラッシング動作でノズル形成面１６ａから吐出されたインクは、多孔質シート１２０に保持され、その後、樹脂フィルム１３０とフラッシングボックス１１０に沿って移動し、最後は、第１の廃液タンク１９等に収容されることになる。すなわち、フラッシングボックス１１０は、多孔質シート１２０で保持されたインクを第１の廃液タンク１９等に導く液体案内部の一例として機能する構成となっている。
そして、本実施の形態では、多孔質シート１２０に熱溶着された樹脂フィルム１３０が、図４に示すように、多孔質シート１２０のみならずフラッシングボックス１１０内にも配置されている。
したがって、多孔質シート１２０で保持されたインクが樹脂フィルム１３０によって導かれ、速やかに且つ円滑にフラッシングボックス１１０内を移動し、インクを効率的に第１の廃液タンク１９等に排出させることができる。
また、本実施の形態では、樹脂フィルム１３０の図４において下端部１３１は、はフラッシングボックス１１０の下部開口１１２から第１の廃液タンク１９側へ突出するように配置されている。
したがって、フラッシングボックス１１０内を移動してきたインクを、より正確に廃液タンク１９等へ導くことができる構成となっている。

図５は、図４の矢印Ａ方向から見た概略側面図である。図５において破線で示すのが樹脂フィルム１３０である。図５に示すように、樹脂フィルム１３０のうち、フラッシングボックス１１０内に配置されている部分は細長い形状となっている。
このため、多孔質シート１２０で保持されたインクは、この細長い樹脂フィルム１３０に沿って、フラッシングボックス１１０内を効率的に移動する構成となっている。

また、図５に示すように多孔質シート１２０に熱溶着される樹脂フィルム１３０の形状は、例えば、多孔質シート１２０の四辺に沿った枠形状を有すると共に、その中心部には、肋骨形状ともなっている。
したがって、樹脂フィルム１３０が多孔質シート１２０の全面にわたって配置されておらず、部分的に樹脂フィルム１３０が配置されていない部分を形成している。
つまり、樹脂フィルム１３０が多孔質シート１２０に熱溶着されている部分とされていない部分の境界部であるエッジ部１３２が多孔質シート１２０上に形成されることになる。
このエッジ部１３２は、多孔質シート１２０上で、多孔質シート１２０と樹脂フィルム１３０とで形成される境界部の一例である。

このように多孔質シート１２０上にエッジ部１３２が形成されることで、多孔質シート１２０に保持されたインクは、毛細管現象により、エッジ部１３２に沿って移動するので、インクをフラッシングボックス１１０へより速やかに移動させることが可能となっている。
また、本実施の形態では、樹脂フィルム１３０の形状を枠付き肋骨形状としたが、これ
に限らす、スリットを設けた形状でもよい。若しくは、樹脂フィルム１３０が網目形状を有していても良い。

ところで、図５及び図４に示すように、多孔質シート１２０及び樹脂フィルム１３０は、カシメピン１４０ａ乃至１４０ｄでフラッシングボックス１１０に固定されている。
カシメピン１４０ａ等の形成位置は図５に示すように、記録ヘッド１６のノズルが、フラッシング動作でインク滴を突出する範囲であるフラッシング範囲ＦＬを避けて配置されている。
したがって、フラッシング動作で、記録ヘッド１６がインク滴を吐出しても、吐出されたインク滴がカシメピン１４０ａ等に当接することがない。
このため、インク滴がカシメピン１４０ａ等に当接して、ミストを発生させることが未然に防止される。

本実施の形態では、カシメピン１４０ａ乃至１４０ｄを４カ所配置させたが、これに限らず、図５の破線で示す部分にカシメピン１４１を一カ所のみ配置するだけでもよい。
この場合は、インク滴がカシメピン１４１に当接し、ミストを発生させることをより確実に防止することができる。
また、カシメピン１４１が一カ所の場合は、組み立てに際し、工数が減るためコストを下げることができる。
さらに、カシメピン１４１を一カ所にすると、図５のフラッシング範囲ＦＬをより広く形成することができるので、キャリッジ１５を停止させて精度よく位置決めすることなく、キャリッジ１５を移動させながら記録ヘッド１６がフラッシング動作をすることができる。したがって、スループットが著しく向上する。

ところで、本実施の形態では、多孔質シート１２０に保持されたインクが樹脂フィルム１３０に導かれて第１の廃液タンク１９等に排出されるため、フラッシングボックス１１０から第１の廃液タンク１９等までの流路レイアウトを変更してもインクを円滑に排出することができる。
したがって、インクの流路レイアウトの設計に自由度がある記録装置１０となる。

本発明は、上述の実施の形態に限定されない。また、本発明は、インクジェット式記録装置に限らず、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、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等の液体を吐出する液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置等にも適用できる。

本発明の実施の形態にかかる液体噴射装置の実施の形態にかかるインクジェット式記録装置を示す概略斜視図である。 図１の記録装置の内部構造を示す概略図である。 図１の記録装置の概略断面図である。 図２及び図３のインク受けユニットの概略断面図である。 図４の矢印Ａ方向から見た状態を示す概略側面図である。 従来のインク受けユニットの多孔質シートの変形状態を示す概略説明図である。

符号の説明

１０・・・インクジェット式記録装置、１５・・・キャリッジ、１６・・・インクジェット式記録ヘッド、１６ａ・・・ノズル形成面、１７・・・キャッピング手段、１８・・・
吸引ポンプ、１９・・・第１の廃液タンク、２０・・・第１のフラッシング領域、２１・・・第２のフラッシング領域、２２・・・第２の廃液タンク、１００・・・インク受けユニット、１１０・・・フラッシングボックス、１１１・・・屈曲部、１１２・・・下部開口、１１３・・・上部開口、１２０・・・多孔質シート、１３０・・・樹脂フィルム、１３１・・・下端部、１３２・・・エッジ部、１４０ａ、１４１・・・カシメピン、Ｈ・・・ホームポジション、ＦＬ・・・フラッシング範囲

Claims (3)

1. 液体を吐出するノズル部を有する液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドが前記液体を吐出してフラッシング動作をするとき、吐出された前記液体を受容する液体受容部と、を有し、
   前記液体受容部は、
   前記液体を保持する液体保持部と、
   前記液体保持部の反液体噴射ヘッド側に貼付されるシート状保形部と、を有することを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体を収容する液体収容部と、
   前記液体保持部で保持された液体を前記液体収容部に導く液体案内部と、を有し、
   前記シート状保形部が、前記液体保持部及び前記液体案内部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記液体保持部上には、前記液体保持部と前記シート状保形部とで形成される境界部が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。

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