JP2007320220A - 液体噴射装置及びキャップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャップ内に吐出された液体を該キャップに接続された液体排出流路を通じてキャップ外へ排出するに際して、液体吸収材に頼ることなくキャップ内に一時貯留することで、液体の排出不良を抑制できると共に、キャップ内からの液体の排出頻度を少なくすることのできる液体噴射装置及びキャップ装置を提供する。
【解決手段】ノズル形成面１９ａを封止可能なキャップ２３は、キャップ２３内に向けてノズル２０から吐出されたインクを貯留可能なインク貯留部３４と、インク貯留部３４内に貯留されたインクをキャップ２３内からキャップ２３外に排出するためのインク排出流路２３ａとを備え、インク排出流路２３ａは、そのインク排出流路２３ａにおける重力方向の最上部位がキャップ２３内においてインク貯留部３４内にインク貯留部３４の内容積限度までインクが貯留された場合の液面よりも重力方向上側に位置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンタ等の液体噴射装置及びこれに備えられるキャップ装置に関する。

液体噴射装置の一種であるインクジェット式記録装置（以下、「プリンタ」と言う）は、キャリッジに搭載された記録ヘッドのノズル開口から記録媒体にインクを噴射することで印刷を行っている。したがって、記録ヘッドのノズル開口からは、ノズル内のインク溶媒が蒸発しやすく、インクの粘度が上昇してノズルが目詰まりすることがある。また、ノズル内に空気が混入することにより、インク内に気泡が発生してドット抜け等の印刷不良が生じることもある。

このような不具合を解消するために、プリンタは、いわゆるフラッシング動作を行うことがある。フラッシング動作とは、記録ヘッドによるインクの空吐出であり、記録媒体に対する印刷時以外にノズルの目詰まりを防止する目的で、印刷とは関係のないフラッシング駆動信号を出力してノズル開口からインクを吐出させることである。このフラッシング動作によるインクの空吐出は、フラッシング専用のフラッシングボックスに対して行われることがある他、例えば特許文献１に記載のプリンタにおけるように、キャップ装置のキャップ内に向けて行われることがある。

この特許文献１に記載のプリンタにおけるキャップ装置は、記録ヘッドのノズル形成面を封止可能なキャップを有している。そして、そのキャップにはキャップ内からインクを排出するための排出チューブ（液体排出流路）が接続され、排出チューブはチューブポンプを介して廃液回収容器に接続されている。したがって、フラッシング動作を行ってキャップ内にインクが吐出されると、そのインクはキャップ内から排出チューブを通じて廃液回収容器に排出される。
特開２０００−６２２０２号公報

ところで、近時、プリンタにおいて使用されるインクは、染料系のインクの他に顔料系のインクなど多岐に亘っている。ここで、例えば顔料系のインクの場合は、染料系のインクの場合よりも乾燥して固化し易いという性質がある。そのため、フラッシング動作によりキャップ内に吐出されたインクが顔料系のインクである場合には、そのインクがキャップ内に一時貯留されることなくストレートに排出チューブ内に流入すると、その排出チューブ内でインクが乾燥固化してしまい、排出チューブに目詰まりを生じさせる等してインクの排出不良を招くこともあった。

そこで、こうした不具合の発生を抑制するために、通常、プリンタのキャップ内にはインク吸収材（液体吸収材）が配設され、このインク吸収材にキャップ内に吐出されたインクを吸収保持させることにより、キャップ内にインクを一時貯留できるようにしている。そして、インク吸収材によるインクの吸収保持量が限界に近づいた場合に、そのインク吸収材に吸収保持された状態でキャップ内に貯留されているインクをチューブポンプの駆動により排出チューブを通じて廃液回収容器へ排出するようにしている。

しかし、キャップ内にインク吸収材を配設し、キャップ内に吐出されたインクをインク吸収材に吸収保持させて貯留する場合は、インク吸収材の分だけ部品点数が増加すると共に、そのインク吸収材に吸収保持された状態にあるインクが乾燥固化しないように、頻繁にチューブポンプを駆動させてキャップ内からインクを排出しなければならなかった。

なお、上記インクジェット式プリンタに限らず、特に何らかの溶質を含む液体を噴射ノズルを通じて噴射する液体噴射装置及びこれに備えられるキャップ装置にあっては、こうした実情も概ね共通したものとなっている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものである。その目的は、キャップ内に吐出された液体を該キャップに接続された液体排出流路を通じてキャップ外へ排出するに際して、液体吸収材に頼ることなくキャップ内に液体を一時貯留することで、液体の排出不良を抑制できると共に、キャップ内からの液体の排出頻度を少なくすることのできる液体噴射装置及びキャップ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のキャップ装置は、ノズル形成面に形成されたノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置に備えられ、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能なキャップを備えたキャップ装置において、前記キャップは、該キャップ内に向けて前記ノズルから吐出された液体を貯留可能な液体貯留部と、該液体貯留部内に貯留された液体を前記キャップ内からキャップ外に排出するための液体排出流路とを備え、前記液体排出流路は、その液体排出流路における重力方向の最上部位が前記キャップ内において前記液体貯留部内に該液体貯留部の内容積限度まで液体が貯留された場合の液面よりも重力方向上側に位置する。

この構成によれば、キャップ内に液体吸収材がなくてもキャップ内に吐出された液体を液体排出流路へストレートに流入させることなく液体貯留部の内容積限度まで一時貯留することができる。そのため、キャップ内に吐出された液体が液体排出流路内にストレートに流入して目詰まりを生じさせることに起因する液体の排出不良を液体吸収材に頼ることなく抑制できるようになる。また、キャップ内に吐出された液体を該キャップ内に配設した液体吸収材に吸収保持させた状態で貯留する構成とは異なり、そのような液体吸収材を不要にできることから、部品点数の増大を抑制できると共に、キャップの液体貯留部内に貯留した液体の排出頻度を少なくすることができる。

また、本発明のキャップ装置において、前記キャップ内において前記液体貯留部よりも重力方向上側には、前記ノズルから前記キャップ内に向けて吐出された液体を一時的に吸収保持した後に重力方向下側に通過させる液体吸収材が配設されることが好ましい。

この構成によれば、ノズルからキャップ内に向けて吐出された液体は液体吸収材によりノズル形成面側への跳ね返りを抑制されると共に、この液体吸収材により一時的に吸収保持された後、重力により下側に位置する液体貯留部へ落ちて貯留される。

また、本発明のキャップ装置において、前記液体貯留部は、該液体貯留部の内底面を前記キャップの内底面で構成するように該キャップ内の下方域に形成されると共に、前記液体排出流路は、前記液体貯留部内から液体を汲み上げ可能に設けられた液体汲上流路を介して前記液体貯留部内と連通し、前記液体汲上流路内が液体で満たされて該液体汲上流路及び前記液体排出流路がサイフォンとして機能することにより、前記キャップ内からキャップ外へ液体を排出することが好ましい。

この構成によれば、液体貯留部は、その内底面をキャップの内底面で構成するようにキャップ内の下方域に形成されるため、キャップの一部を液体貯留部として利用することができ、構成を簡素化することができる。また、一旦、液体汲上流路内が液体で満たされれば、液体汲上流路及び液体排出流路がサイフォンとして機能するため、その時点からは液体排出のためのエネルギーを供給することなく液体貯留部内の液体をキャップ内からキャップ外へ排出することができる。そのため、液体排出に供されるエネルギーを節約することができる。また、排出すべき液体がなくなると液体汲上流路内に空気が入ることで自動的に排出動作が終了するので、操作の簡素化を図ることができる。

また、本発明のキャップ装置において、前記液体汲上流路は、前記キャップの内底面から重力方向上側に向けて延設されることにより内面側に前記液体排出流路を形成する筒状部の外面部と、該外面部との間に隙間を介在させて前記筒状部を上方から覆うように配設される有底円筒部を備えた流路形成部材における前記有底円筒部の内面とにより形成されることが好ましい。

この構成によれば、キャップの内底面から重力方向上側に向けて延設された筒状部を有底円筒部が上方から覆うように流路形成部材を配置するだけで、簡単にサイフォン構造を形成することができる。

また、本発明のキャップ装置において、前記液体貯留部は、該液体貯留部の内底面が前記キャップの内底面よりも重力方向下側に位置するように形成されてもよい。
この構成によれば、液体吸収材に頼ることなくキャップが備える液体貯留部内に液体を貯留する上で、キャップ装置の設計上の自由度が向上する。例えば、水平方向の開口面積が大きいキャップを浅く形成して、液体貯留部をキャップよりも水平方向の開口面積が小さくて深い形状にすることもできるため、その液体貯留部内に貯留した液体の蒸発散を抑制し、液体の増粘等による排出不良を防止することができる。

また、本発明のキャップ装置において、前記液体貯留部は、前記キャップ内に開口する袋状の弾性体からなり、該弾性体が伸縮することにより内容積が変化するようにしてもよい。

この構成によれば、液体貯留部を構成する袋状の弾性体が伸縮することにより液体貯留部は内容積が変化することから、液体貯留時には弾性体が伸張することで内容積を大きく確保することができる一方、液体排出時には弾性体が収縮することで内容積を小さくして液体の排出を容易ならしめる。

また、本発明のキャップ装置において、前記液体排出流路を介して前記キャップ内を吸引することにより前記液体貯留部を構成する弾性体を収縮させるポンプを備えるようにしてもよい。

この構成によれば、ポンプを駆動して液体貯留部を構成する弾性体を収縮させることにより液体貯留部に貯留した液体をキャップ内に戻し、液体排出流路を通じてキャップ外に排出させることができる。

また、本発明のキャップ装置において、前記液体貯留部を構成する弾性体に押圧力を付与して該弾性体を収縮させる押圧機構を備えるようにしてもよい。
この構成によれば、液体貯留部を構成する弾性体が押圧機構の押圧力を受けて収縮されるため、液体排出のためにポンプを用いる必要がなくなる。また、液体排出時にポンプの駆動力と押圧機構の押圧力を併用する場合には、ポンプの駆動負荷を小さくすることができる。

また、本発明の液体噴射装置は、ノズル形成面に形成されたノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能なキャップとを備え、該キャップを上記のキャップ装置が備えるキャップにより構成した。

この構成によれば、液体吸収材に頼ることなく、キャップ内から排出する液体の排出不良を抑制することができると共に、液体の排出頻度を少なくすることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明に係る液体噴射装置及びキャップ装置を、インクジェット式プリンタ及びこのプリンタが有するキャップ装置に具体化した実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。なお、以下における本明細書中の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」をいう場合は、図１に矢印で示す前後方向（副走査方向）、左右方向（主走査方向）、上下方向（重力方向）をそれぞれ示すものとする。

図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置としてのプリンタ１１は、略矩形箱状をなす本体ケース１２を備えている。本体ケース１２内の下部には、その長手方向に沿う左右方向に沿ってプラテン１３が架設されている。プラテン１３は、ターゲットとしての用紙Ｐを支持する支持台であって、本体ケース１２の後壁外側に設けられた紙送りモータ１４の駆動力に基づき、図示しない紙送り機構が用紙Ｐを左右方向と直交する前後方向に沿って給送するようになっている。

本体ケース１２内においてプラテン１３の上方にはガイド軸１５が架設され、そのガイド軸１５にはキャリッジ１６が支持されている。キャリッジ１６はガイド軸１５に挿通されることにより、ガイド軸１５の長手方向に沿って往復移動自在に支持されている。また、本体ケース１２の後壁内面においてガイド軸１５の両端部と対応する位置には、駆動プーリ１７ａ及び従動プーリ１７ｂが回転自在に支持されている。駆動プーリ１７ａにはキャリッジ１６を往復移動させる際の駆動源となるキャリッジモータ１８の出力軸が連結されると共に、これら一対のプーリ１７ａ，１７ｂ間には、キャリッジ１６に連結された無端状のタイミングベルト１７が掛装されている。したがって、キャリッジ１６は無端状のタイミングベルト１７を介して、キャリッジモータ１８の駆動力によりガイド軸１５に沿って左右方向に移動可能となっている。

キャリッジ１６の下面側には液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド１９が設けられている。また、記録ヘッド１９の下面にはインクの噴射口となるノズル２０（図２参照）が開口し、各ノズル２０の形成された領域がノズル形成面１９ａとなる。

また、キャリッジ１６上には記録ヘッド１９に対してインクを供給するためのインクカートリッジ２１が着脱可能に配設されている。そして、このインクカートリッジ２１内に収容された液体としてのインクが、記録ヘッド１９内に備えられた圧電素子２０ａ（図２参照）の駆動により各ノズル２０に供給されるようになっている。

本体ケース１２内の一端部（図１では右端部）には用紙Ｐが給送されない非印刷領域が設けられ、記録ヘッド１９をメンテナンスする場合にはこの非印刷領域にキャリッジ１６を移動させて行うようになっている。そして、この非印刷領域に配置された状態のキャリッジ１６の下方には、記録ヘッド１９からの用紙Ｐに対するインク噴射が良好に行われるように、クリーニングやフラッシングなどのメンテナンス動作を行うメンテナンスユニット２２が設けられている。

図２に示すように、メンテナンスユニット２２は、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａを払拭するワイピング装置及びノズル形成面１９ａを封止するキャップ装置として機能するものであり、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａを封止可能な上側が開口した有底四角箱状をなす合成樹脂製のキャップ２３を備えている。キャップ２３内には、該キャップ２３の開口を覆うように、各ノズル２０からキャップ２３内に向けて吐出されたインクを一時的に吸収保持可能な四角シート状の多孔質材料からなるインク吸収材（液体吸収材）２４が設けられている。そして、キャップ２３内において、このインク吸収材２４の下側には後述する流路形成部材３３が配設されている。また、キャップ２３の上端面全体には、ゴム等の可撓性部材よりなる四角枠状のシール部材２５が設けられている。

キャップ２３には、該キャップ２３を昇降させるための昇降装置２６が連結されている。そして、キャリッジ１６を非印刷領域に移動させた状態でキャップ２３を昇降装置２６によって上昇させ、シール部材２５の上面が記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａに当接されることで、ノズル形成面１９ａがキャップ２３により封止されるようになっている。

なお、キャップ２３が記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａを封止した状態では、シート状のインク吸収材２４の上面はノズル形成面１９ａからわずかに離間するようになっている。すなわち、インク吸収材２４は、クリーニング直後で未だキャップ２３がノズル形成面１９ａを封止した状態にあるときに、そのノズル形成面１９ａに付着しているインク滴に接触することにより該インク滴を吸収可能な程度の僅かな距離をおいてノズル形成面１９ａから離間するように、キャップ２３の開口付近に配置されている。

キャップ２３の内底面からは筒状部２７が上側に向かって延設され、この筒状部２７の内面側にインク排出流路２３ａが形成されると共に、筒状部２７の上端面にインク排出流路２３ａの流路方向の上流端（重力方向の最上部位となる上流側開口）が開口している。また、キャップ２３の外底面からは内底面側の筒状部２７が下側に延びるような態様で、筒状をなす排出部２８が下側に向かって延設されている。この排出部２８の内面側にも筒状部２７の内面側と同径のインク排出流路２３ａが連続的に形成されている。

排出部２８の先端（下端）には、可撓性材料よりなる排出チューブ２９の上流側の端部が接続されると共に、排出チューブ２９の下流側の端部は直方体形状をなす廃インクタンク３０内に挿入されている。キャップ２３内と廃インクタンク３０内とは、排出チューブ２９を介して連通されている。また、排出チューブ２９の中間部には、キャップ２３内に吸引力を及ぼすためのチューブポンプ３１が配設されている。

メンテナンスのためのクリーニングは、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａをキャップ２３により封止した状態でチューブポンプ３１を駆動することで行われる。このクリーニング動作により、各ノズル２０内の増粘したインクが気泡等と共に吸引されてキャップ２３及び排出チューブ２９を介して廃インクタンク３０内に排出される。なお、廃インクタンク３０内には、該廃インクタンク３０内に排出されたインクを吸収保持する廃インク吸収材３２が収容されている。

図３（ａ）に示すように、キャップ２３の内側面において、キャップ２３の内底面から筒状部２７の上端面までの高さよりも低い位置には、キャップ２３の開口が下方域よりも広くなるような段差面２３ｂが形成されている。そして、この段差面２３ｂに係止する態様で、インク吸収材２４を上側に載置した合成樹脂製の流路形成部材３３が配設されている。

この流路形成部材３３は、キャップ２３の開口を覆うように形成された四角板状の平面部３３ａを有すると共に、この平面部３３ａの外縁から下側に向かって延設された突縁部３３ｂの下端がキャップ２３の段差面２３ｂに当接する形になっている。この突縁部３３ｂの高さは、流路形成部材３３の平面部３３ａと筒状部２７の上端面との間がわずかに離間するように設定されている。また、流路形成部材３３の平面部３３ａには、その上面側と下面側とを貫通する貫通孔３３ｃが複数形成されている。

また、流路形成部材３３の平面部３３ａの下面側には、キャップ２３の段差面２３ｂに流路形成部材３３を係止させた場合に、キャップ２３の内底面から上側に向かって延設された筒状部２７を該筒状部２７の外面部との間に隙間を介在させて上方から覆うように位置する有底円筒部３３ｄが下側に向かって延設されている。なお、この有底円筒部３３ｄの内底面にあたる平面部３３ａの部分には、貫通孔３３ｃは形成されない。そして、この筒状部２７の外面部と有底円筒部３３ｄの内面との間には、それぞれインクが流入可能な距離に離間されることで、下側に開口した有底円筒形状のインク汲上流路２３ｃが形成されている。

ここで、インク排出流路２３ａの上流端は、インク汲上流路２３ｃのうち最も高い位置に開口する態様となり、インク排出流路２３ａとインク汲上流路２３ｃとが連通する形となっている。また、流路形成部材３３の有底円筒部３３ｄの下端面は液体貯留部としてのインク貯留部３４内に位置することにより、インク汲上流路２３ｃはインク貯留部３４内に開口する態様となり、インク排出流路２３ａがインク汲上流路２３ｃを介してインク貯留部３４と連通する形となる。

このインク貯留部３４はキャップ２３の段差面２３ｂより下方域により構成されている。また、シート状のインク吸収材２４は流路形成部材３３の平面部３３ａの上に敷設されており、各ノズル２０から吐出されたインクは、インク吸収材２４及び流路形成部材３３の貫通孔３３ｃを通過してインク貯留部３４に貯留されるようになっている。

本実施形態において、インク貯留部３４の内容積限度はキャップ２３の内側面に形成された段差面２３ｂがその境界位置となり、液面が段差面２３ｂを超えないように貯留したインクを吐出するようになっている。

ここで、キャップ２３の内底面から上側に向かって延設された筒状部２７の上端面に開口したインク排出流路２３ａの上流端は、キャップ２３の段差面２３ｂより上側に位置する。そのため、インク貯留部３４の内容積限度までインクが貯留された場合においても、インク排出流路２３ａの上流端は液面よりも高い位置にある。

次に、上述したプリンタ１１のフラッシング動作とインク排出動作について説明する。
プリンタ１１のフラッシング動作を行う場合には、まずキャリッジモータ１８を駆動させて、各ノズル２０がキャップ２３の上方に位置するようにキャリッジ１６を非印刷領域に移動させる。そして、記録ヘッド１９のノズル形成面１９ａとキャップ２３とを上下方向で対向するように配置する。このとき、必要ならばキャップ２３を昇降装置２６によって上昇させて、ノズル形成面１９ａとキャップ２３との離間距離を調整する。すなわち、ノズル２０からキャップ２３内に向けて吐出されたインクが空気抵抗によりミスト状になってキャップ２３外へ飛散することを抑制可能に近接した離間距離となるように、キャップ２３の上下方向位置が調整される。

続いて、印刷とは関係のないフラッシング駆動信号が出力されると、各ノズル２０からインクがキャップ２３に向かって吐出される。吐出されたインクはインク吸収材２４に一時的に吸収保持されるものの、インク吸収材２４はシート状で薄いため、インク吸収材２４内に滞留することなく下方に通過する。ここで、多孔質材料からなるインク吸収材２４は記録ヘッド１９から吐出されたインクを吸収するようになっているため、このインク吸収材２４によってインク貯留部３４に吐出されたインクが撥ねてノズル形成面１９ａやキャップ２３外に飛散するのを防止することができる。

インク吸収材２４を通過したインクは、流路形成部材３３の平面部３３ａに形成された貫通孔３３ｃを通過してインク貯留部３４内に至る。インク貯留部３４の内底面はキャップ２３の内底面で構成されているため、インク排出流路２３ａはインク貯留部３４の底面部から上側に向かって延設された筒状部２７の上端面に開口する形となり、インク貯留部３４内にインクを貯留することができる。そして、このフラッシング動作の結果、インク貯留部３４内のインク貯留量が増えて液面が段差面２３ｂの近くまで上昇してきた場合は、インクの排出動作を行う。

インク排出動作においては、図３（ａ）に示す状態でインク貯留部３４内のインクを排出するためにチューブポンプ３１を駆動すると、インク汲上流路２３ｃ内の空気がインク排出流路２３ａへ吸引されると共に、図３（ｂ）に示すように、インク汲上流路２３ｃ内がインクで満たされる。すると、インク汲上流路２３ｃにおける最高地点である筒状部２７の上端面付近においては、重力がインクを筒状部２７の内面部及び外面部の両方に引っ張ろうとするために、インク汲上流路２３ｃ内に真空が発生しようとする。インク貯留部３４内の液面にかかる大気圧はインク中を伝わり、真空が作られるのを防ごうとするため、インク貯留部３４内のインクがインク汲上流路２３ｃを通じて汲み上げられ、インク排出流路２３ａの上流端（上流側開口）に至ると、そのインク排出流路２３ａ内を通じて流下することでキャップ２３外に排出される。

このように、インク汲上流路２３ｃ内が一旦インクで満たされると、インク汲上流路２３ｃ及びインク排出流路２３ａがサイフォンとして機能する。したがって、それ以上チューブポンプ３１を駆動しなくても、インク貯留部３４内のインクをインク貯留部３４よりも上流端が重力方向上側に開口したインク排出流路２３ａを通じて排出することができる。その後、インク貯留部３４内のインクが排出されて液面位置が流路形成部材３３の有底円筒部３３ｄの下端面の高さを下回ると、インク汲上流路２３ｃ内に大気が流入することによりサイフォン機能が消失し、インク排出動作が終了する。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）インク排出流路２３ａの上流端がインク貯留部３４内に内容積限度までインクが貯留された場合の液面よりも重力方向上側に開口しているため、インク吸収材に頼らなくても、インクをストレートにインク排出流路２３ａに導くことなく、インク貯留部３４内に貯留することができる。そのため、インク排出流路２３ａ内でのインクの乾燥固化等に起因したインクの排出不良を抑制できると共に、キャップ２３内に貯留したインクの排出頻度を少なくすることができる。
（２）インク貯留部３４が設けられるキャップ２３内の下方域にインク吸収材を配設した場合には、かかるインク吸収材の吸収性能のばらつきや経時劣化による吸収能力の低下を考慮してキャップ２３の容積を大きめに設定しなければならないため、キャップ装置が大型化してしまう。この点、本実施形態においては、インク吸収材に頼ることなくインクをキャップ２３内のインク貯留部３４に貯留することでキャップ装置を小型化することができる。
（３）キャップ２３内においてインク貯留部３４よりも上側にシート状のインク吸収材２４を配設したため、フラッシング動作時に記録ヘッド１９からキャップ２３内に向けて吐出されたインクが撥ねてノズル形成面１９ａやキャップ２３外に飛散するのを防止することができる。
（４）インク貯留部３４は、その内底面をキャップ２３の内底面で構成するようにキャップ２３内の段差面２３ｂより下方域に形成されるため、キャップ２３の一部をインク貯留部３４として利用することができ、構成を簡素化することができると共に、キャップ２３内でのインクの蒸発散を抑制することができる。
（５）インク汲上流路２３ｃ及びインク排出流路２３ａがサイフォンとして機能することにより、一旦インク汲上流路２３ｃがインクで満たされれば、それ以上のエネルギーを与えることなくインク貯留部３４内のインクをキャップ２３内からキャップ２３外へ排出することができる。そのため、インク排出に供されるエネルギー、具体的にはチューブポンプ３１の駆動エネルギーを節約することができる。
（６）インク排出動作は、インク貯留部３４内に排出すべきインクがなくなるとインク汲上流路２３ｃ内に空気が入ることで自動的に終了するので、操作の簡素化を図ることができる。
（７）インク排出流路２３ａはキャップ２３の内底面から重力方向上側に向けて延設される筒状部２７の内面側に形成され、インク汲上流路２３ｃはこの筒状部２７の外面部と流路形成部材３３における有底円筒部３３ｄの内面との間の隙間により形成されるため、簡素な形状の部材を組み合わせてサイフォンを形成することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図４及び図５に基づき説明する。
なお、この実施形態も先の第１の実施形態と同様、本発明に係る液体噴射装置をインクジェット式プリンタに具体化したものであるが、キャップ装置に係る構成が上記第１の実施形態と異なっている。その他の点は基本的に第１の実施形態と同様であり、以下では第１の実施形態と相違する部分について主に説明する。

図４に示すように、第２の実施形態におけるキャップ２３は、該キャップ２３の内底面に開口する袋状の弾性体３５を備えている。また、キャップ２３の側面からキャップ２３の外側に向かって延設された筒状の大気連通部３６には大気通気チューブ３７が接続され、この大気通気チューブ３７の中間部には大気開放弁３８が設けられている。大気連通部３６の内面側には大気連通路２３ｄが形成され、この大気連通路２３ｄを介してキャップ２３内と大気通気チューブ３７内とが連通している。そして、大気開放弁３８が開弁された場合には、キャップ２３の内部と外部とが連通し、キャップ２３内にかかる圧力は大気圧となる。

キャップ２３の底面からは第１の実施形態の場合と同様に排出部２８が下側に向かって延設されている。そして、この排出部２８の内面側にインク排出流路２３ａが形成されると共に、キャップ２３の内底面にインク排出流路２３ａの流路方向の上流端（重力方向の最上部位となる上流側開口）が開口している。

図５（ａ）に示すように、弾性体３５は、上端がキャップ２３内に開口する円筒状のインク汲上流路部３５ａと、該インク汲上流路部３５ａの下端に連なる側面部が上下方向に伸縮可能に形成された有底蛇腹筒状の液体貯留部としてのインク貯留部３５ｂとからなる。インク汲上流路部３５ａの内面側にはインク汲上流路３５ｃが形成され、このインク汲上流路３５ｃを通じてインク貯留部３５ｂとキャップ２３内とが連通している。

インク貯留部３５ｂは、その側面部が伸縮することにより内容積が変化すると共にその内底面高さが上下方向に移動するが、その側面部が最も収縮した場合においても、その内底面はキャップ２３の内底面よりも下側に位置するようになっている。キャップ２３の内側面には、キャップ２３の開口が下方域よりも広くなるような段差面２３ｂが形成され、この段差面２３ｂに係止する態様で、四角シート状のインク吸収材２４がキャップ２３の開口を覆うように配設されている。

また、弾性体３５の下方には、インク貯留部３５ｂの底面に上向きの押圧力を付与する押圧機構３９が配置されている。そして、押圧機構３９の押圧部材３９ａが図５（ｂ）の矢印に示すように上側に伸びてインク貯留部３５ｂの底面を押し上げた場合には、インク貯留部３５ｂの側面部を収縮させることにより、インク貯留部３５ｂの内容積を変化させるようになっている。本実施形態において、インクを貯留する場合の内容積限度はインク汲上流路部３５ａとインク貯留部３５ｂとの境界位置となるので、液面がこの境界位置を超えないように貯留したインクを吐出すようになっている。

次に、本実施形態におけるインク排出動作について説明する。なお、本実施形態においては、図５（ａ）に示すように、キャップ２３のシール部材２５がノズル形成面１９ａに当接した状態（封止状態）において各ノズル２０からインクがフラッシング動作によりキャップ２３内に吐出されるものとする。

さて、フラッシング動作を行って各ノズル２０からインクがキャップ２３に向かって吐出されると、インクはインク吸収材２４を通過してキャップ２３の内底面を流れ、インク貯留部３５ｂ内に流入する。インク貯留部３５ｂは流入したインクの重みにより伸張することでインクを貯留することができる。そして、フラッシング動作の結果、液面がインク汲上流路部３５ａとインク貯留部３５ｂとの境界位置近くまで上昇してきた場合は、インクの排出動作を行う。

本実施形態では、キャップ２３によりノズル形成面１９ａが封止状態にあるため、インク排出動作に先立って、まず大気開放弁３８を開弁してキャップ２３内の内部と外部とを連通状態とする。この状態で押圧機構３９を駆動させて押圧部材３９ａを上昇させる。押圧部材３９ａが上昇してインク貯留部３５ｂの底面を押し上げて蛇腹状の側面部を収縮させると、インク貯留部３５ｂ内のインクがインク汲上流路３５ｃを通じてキャップ２３内に戻され、図５（ｂ）に示す状態となる。そして、この状態でチューブポンプ３１を駆動すると、キャップ２３内に戻されたインクがキャップ２３の内底面に開口したインク排出流路２３ａを介して吸引されてキャップ２３外へと排出される。

以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態における（２）及び（３）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（８）インク貯留部３５ｂの内底面がキャップ２３の内底面よりも重力方向下側に位置するように形成されることにより、インク吸収材に頼ることなくインクを貯留することができる。そのため、インクの排出不良を防止すると共に、貯留した液体の排出頻度を少なくすることができる。また、設計上の自由度が高くなり、水平方向の開口面積が大きいキャップ２３を浅く形成して、インク貯留部３５ｂをキャップ２３よりも水平方向の開口面積が小さくて深い形状にすることができる。これにより、インク貯留部３５ｂ内に貯留したインクの蒸発散を抑制し、インクの増粘等による排出不良を抑制することができる。
（９）インク貯留部３５ｂは袋状の弾性体３５の一部が有底蛇腹筒状をなすように形成されることで構成され、上下方向へ伸縮することにより内容積が変化することから、インク貯留時には弾性体３５が伸張することで内容積を大きく確保することができる。
（１０）インク貯留部３５ｂの底面に上向きの押圧力を付与する押圧機構３９が備えることにより、押圧機構３９の駆動力によってキャップ２３内にインクを戻すことができるため、キャップ２３の内底面に開口したインク排出流路２３ａを通じてインクをキャップ２３外に迅速且つ確実に排出することができる。
（１１）キャップ２３に大気開放弁３８を備えることにより、ノズル形成面１９ａをキャップで封止したままキャップ２３の内部と外部とを連通させることができる。そのため、フラッシングからインク排出までの一連の動作を、ノズル形成面１９ａをキャップ２３で封止したまま行うことができ、キャップ２３内からインクが飛散するのを防止することができる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、これを適宜に変更した以下のような形態にて実施することもできる。

・各実施形態において、インク吸収材２４を設けなくてもよい。インク吸収材２４はノズル形成面１９ａに付着したインク滴を除去したり、キャップ２３内に吐出されたインクが撥ねて飛散するのを防止したりする効果があるものの、こうしたインク吸収材２４がなくてもインク貯留部３４，３５ｂ内にインクを貯留することはできる。

・第１の実施形態においては、インク汲上流路２３ｃは有底円筒部３３ｄを備えた流路形成部材３３によって形成されるものに限らない。例えば、筒状部２７の上端部に一端が接続されると共に、他端がインク貯留部３４内に開口する管状又はチューブ状の部材によってインク汲上流路が構成されてもよい。

・第１の実施形態においては、流路形成部材３３が平面部３３ａを有し、この平面部３３ａの外縁から下面側に向かって延設された突縁部３３ｂの下端面が段差面２３ｂに当接するようにしたが、流路形成部材３３はこのような形態のものに限らない。例えば、筒状部２７の外面部を囲むように下側に向かって開口する有底円筒部材をキャップ２３の内底面上に開口が下向きとなるように配設し、キャップ２３の内底面に近い該部材の周壁下端部にインク貯留部内に連通する貫通孔を設けることにより、インク汲上流路を形成してもよい。

・第１の実施形態においては、キャップ２３の側面に大気開放弁を備えてもよい。これにより、ノズル形成面１９ａをキャップ２３により封止した状態でのフラッシング動作後、キャップ２３の封止状態を解除することなく、大気開放弁を開弁することでキャップ２３内にかかる圧力を大気圧とすることができる。

・第２の実施形態においては、インク貯留部３５ｂは蛇腹状の側面部を伸縮させて内容積を変化させるものに限らない。例えば、複数の筒体が摺動可能に嵌合連結されることにより筒体内にインク貯留部を形成したテレスコピック型構造に押圧力を付与したり、可撓性フィルムからなる内部にインク貯留部を形成した袋体内をポンプで吸引したりすることで、インク貯留部の内容積を変化させるようにしてもよい。

・第２の実施形態においては、インク排出流路２３ａの上流端はインク貯留部３５ｂが収縮してキャップ２３内に戻されたインクを流入させてキャップ２３外へ排出できる位置に開口していればよく、キャップ２３の内底面に限らず、底面に近い側面部に開口するようにしてもよい。

・第２の実施形態においては、押圧機構３９を備えず、チューブポンプ３１でキャップ２３内に負圧を生じさせることによりインク貯留部３５ｂを収縮させる構成としてもよく、この場合は、構成を簡略化することができる。なお、チューブポンプ３１でキャップ２３内に負圧を生じさせてインク貯留部３５ｂを収縮させる場合には、まず大気開放弁３８を閉弁状態とした状態でチューブポンプ３１を駆動することによりインク貯留部３５ｂを収縮させた後に大気開放弁３８を開弁してキャップ２３内の内部と外部とを連通状態とする。

・各実施形態においては、本発明にかかる液体噴射装置をインクジェット式プリンタに適用する場合について説明したが、こうしたプリンタに限らない他の液体噴射装置にも本発明は同様に適用することができる。例えば、ファクシミリや複写機等に用いられる印刷装置や、液晶ディスプレイ、ELディスプレイ、あるいは面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、さらには精密ピペットとしての試料噴射装置等であってもよい。要は、ノズル形成面に形成されたノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置に備えられ、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能なキャップを備えたキャップ装置及びそのキャップ装置を備えた液体噴射装置であれば、本発明は適用可能である。

実施形態における液体噴射装置としてのプリンタの斜視図。 第１の実施形態のメンテナンスユニットの断面簡略図。 第１の実施形態のキャップ装置の断面図を示し、（ａ）はインク貯留時、（ｂ）はインク排出動作時を示す。 第２の実施形態のメンテナンスユニットの断面簡略図。 第２の実施形態のキャップ装置の断面図を示し、（ａ）はインク貯留時、（ｂ）はインク排出動作時を示す。

符号の説明

１１…プリンタ、１９…記録ヘッド、１９ａ…ノズル形成面、２０…ノズル、２２…キャップ装置を構成するメンテナンスユニット、２３…キャップ、２３ａ…インク排出流路、２３ｃ…インク汲上流路、２４…インク吸収材、２７…筒状部、３１…チューブポンプ、３３…流路形成部材、３３ｄ…有底円筒部、３４，３５ｂ…インク貯留部、３５…弾性体、３５ａ…インク汲上流路部、３５ｃ…インク汲上流路、３８…大気開放弁、３９…押圧機構、３９ａ…押圧部材。

Claims (9)

1. ノズル形成面に形成されたノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置に備えられ、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能なキャップを備えたキャップ装置において、
   前記キャップは、該キャップ内に向けて前記ノズルから吐出された液体を貯留可能な液体貯留部と、該液体貯留部内に貯留された液体を前記キャップ内からキャップ外に排出するための液体排出流路とを備え、
   前記液体排出流路は、その液体排出流路における重力方向の最上部位が前記キャップ内において前記液体貯留部内に該液体貯留部の内容積限度まで液体が貯留された場合の液面よりも重力方向上側に位置することを特徴とするキャップ装置。
2. 前記キャップ内において前記液体貯留部よりも重力方向上側には、前記ノズルから前記キャップ内に向けて吐出された液体を一時的に吸収保持した後に重力方向下側に通過させる液体吸収材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ装置。
3. 前記液体貯留部は、該液体貯留部の内底面を前記キャップの内底面で構成するように該キャップ内の下方域に形成されると共に、前記液体排出流路は、前記液体貯留部内から液体を汲み上げ可能に設けられた液体汲上流路を介して前記液体貯留部内と連通し、前記液体汲上流路内が液体で満たされて該液体汲上流路及び前記液体排出流路がサイフォンとして機能することにより、前記キャップ内からキャップ外へ液体を排出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャップ装置。
4. 前記液体汲上流路は、前記キャップの内底面から重力方向上側に向けて延設されることにより内面側に前記液体排出流路を形成する筒状部の外面部と、該外面部との間に隙間を介在させて前記筒状部を上方から覆うように配設される有底円筒部を備えた流路形成部材における前記有底円筒部の内面とにより形成されることを特徴とする請求項３に記載のキャップ装置。
5. 前記液体貯留部は、該液体貯留部の内底面が前記キャップの内底面よりも重力方向下側に位置するように形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャップ装置。
6. 前記液体貯留部は、前記キャップ内に開口する袋状の弾性体からなり、該弾性体が伸縮することにより内容積が変化することを特徴とする請求項５に記載のキャップ装置。
7. 前記液体排出流路を介して前記キャップ内を吸引することにより前記液体貯留部を構成する弾性体を収縮させるポンプを備えたことを特徴とする請求項６に記載のキャップ装置。
8. 前記液体貯留部を構成する弾性体に押圧力を付与して該弾性体を収縮させる押圧機構を備えたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のキャップ装置。
9. ノズル形成面に形成されたノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能なキャップとを備え、該キャップを請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載のキャップ装置が備えるキャップにより構成したことを特徴とする液体噴射装置。

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