説明

流体噴射装置

【課題】噴射ヘッドに対してキャップを精度良く当接させるとともに、フラッシングを適切に行う。
【解決手段】噴射ヘッドにキャップを当接する際には、キャップに先行させてキャップガイドを上昇させることで、キャップを位置決めした状態で精度良く噴射ヘッドに当接させる。また、フラッシング時には、キャップガイドをキャップに対して下げた状態としておく。こうすれば、キャップの位置を噴射ヘッドに対して比較的接近させておくことができるので、フラッシングによって噴射された全ての流体を、キャップの凹部で確実に受けることができる。その結果、迅速に且つ適切にフラッシングを行うことが可能となる。

【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】
いわゆるインクジェットプリンターは、印刷媒体上にインクを噴射することによって画像を印刷する。インクを噴射する位置や噴射量は極めて精度良く制御することが可能であるため、高画質な画像を印刷することができる。また、この技術を利用して、各種の機能材料を含んだ流体を基板上に噴射することにより、電極やセンサーなどの各種機能部品を形成する流体噴射装置も提案されている。
【0003】
これらインクジェットプリンターあるいは流体噴射装置では、インクなどの流体を適切に噴射することが可能なように専用の噴射ヘッドが搭載されており、噴射ヘッドに設けられたノズルから流体を噴射している。また、噴射ヘッド内の流体は、時間の経過と共に性状が変化(粘度の増加など)して適切に噴射することが困難となるので、流体性状を適切に維持するために各種のメンテナンス動作が行われる。
【0004】
たとえば「クリーニング」と呼ばれるメンテナンス動作では、噴射ヘッドにキャップを当接させて噴射ノズルの周囲に閉空間を形成した後、吸引ポンプでキャップ内に負圧を作用させて、噴射ヘッド内で性状が変化した流体を噴射ノズルから強制的に吸い出す動作を行う。あるいは「フラッシング」と呼ばれるメンテナンス動作では、噴射ヘッドをキャップの位置まで移動させて、噴射ヘッド内で性状が変化した流体をキャップに向けて噴射する動作を行う。更には、流体を噴射していない間に、噴射ノズルの部分から流体の性状が変化することを抑制するために、流体を噴射しない間は噴射ヘッドにキャップを当接させておく「キャッピング」と呼ばれるメンテナンス動作も行われる。
【0005】
これら「クリーニング」や「キャッピング」と呼ばれるメンテナンス動作では、噴射ノズルの周囲に閉空間が形成されることが重要であり、そのためには、噴射ノズルの周囲に設けられたシール面の正しい位置に、精度良くキャップを当接させる必要がある。
【0006】
そこで、キャップの周囲に位置決め用のガイドを突設させておく技術が提案されている(たとえば、特許文献1など)。提案の技術では、噴射ヘッドにキャップを近づけていくと、キャップよりも先に、位置決め用のガイドが噴射ヘッドに当接して、噴射ヘッドとキャップとの位置決めが行われ、その状態で噴射ヘッドにキャップを当接させる。こうすれば、噴射ノズルの周囲に設けられたシール面の位置に精度良くキャップを当接させ、噴射ノズルの周囲に閉空間を形成して、クリーニングあるいはキャッピングなどのメンテナンス動作を適切に行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2003−200581号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、提案の技術では、キャップの周囲に突設させた位置決め用のガイドが邪魔となって、「フラッシング」と呼ばれるメンテナンス動作を適切に行うことが困難になるという問題があった。すなわち、フラッシングは、流体の噴射中に行われるため、できるだけ速やかに完了する必要がある。そのため、噴射ヘッドをキャップの上まで速やかに移動させる必要があり、その際、位置決め用のガイドが邪魔となってはフラッシングは行えないので、ガイドが噴射ヘッドに干渉しない位置までキャップを下げておく必要がある。そして、キャップを下げたまま、噴射ノズルから流体を噴射することによって速やかにフラッシングを完了する。その結果、噴射ヘッドとキャップとの距離が離れた状態で流体を噴射することになり、噴射した全ての流体をキャップで受けることができず、周囲を汚損してしまう。もちろん、噴射ヘッドをキャップの上まで移動させた後、キャップを噴射ヘッドに近づけてやれば、噴射した全ての流体をキャップで受けることが可能となるが、噴射ヘッドにキャップを近づけるための時間と、位置決め用ガイドが噴射ヘッドの邪魔とならない位置までキャップを遠ざけるための時間が必要となって、迅速にフラッシングを完了することができなくなってしまう。
【0009】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題に対応してなされたものであり、噴射ヘッドに対してキャップを精度良く当接させるとともに、フラッシングを適切に行うことが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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、
噴射ヘッドに設けられた噴射ノズルから流体を噴射する流体噴射装置であって、
前記噴射ヘッドに当接して前記噴射ノズルの周囲に閉空間を形成するキャップと、
前記キャップが前記噴射ヘッドに当接する際に、該キャップよりも先行して該噴射ヘッドに接触することで該キャップを該噴射ヘッドに位置決めするキャップガイドと
を備え、
前記キャップガイドは、前記キャップに対して前記噴射ヘッドの方向に摺動可能に形成されており、
前記キャップの前記噴射ヘッドに対する当接および離間を行うキャップ駆動手段と、
前記噴射ヘッドに対する前記キャップの位置を保ったまま、該噴射ヘッドに対して前記キャップガイドの近接および離間を行うキャップガイド駆動手段と
を備えることを要旨とする。
【0011】
このような本発明の流体噴射装置においては、キャップを噴射ヘッドに当接させて、噴射ノズルの周囲に閉空間を形成することが可能となっている。また、キャップを噴射ヘッドに当接させるに際しては、キャップに先行してキャップガイドを噴射ヘッドに接触させることで、キャップを噴射ヘッドに位置決めすることができる。このキャップガイドは、キャップに対して、噴射ヘッドの方向に摺動可能に形成されており、そして、噴射ヘッドに対するキャップの位置を保ったまま、キャップガイドを噴射ヘッドに対して近接あるいは離間を行うことが可能となっている。
【0012】
こうすれば、噴射ヘッドをキャップに向き合う位置に移動させたときに、噴射ヘッドとキャップとの間に大きな間隔を設けなくても、キャップガイドをキャップに対して下げた状態とすることで、噴射ヘッドの移動に際してキャップガイドが邪魔になることがない。その結果、適切にフラッシングを行うことが可能となる。また、キャップを噴射ヘッドに当接させて噴射ノズルの周囲に閉空間を形成する必要がある場合には、キャップガイドをキャップに先行して噴射ヘッドに接触させることで、キャップを位置決めした状態で噴射ヘッドに精度良く当接させ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においては、キャップガイドが噴射ヘッドに接触していない状態では、キャップガイドをキャップに対して次のような状態としても良い。すなわち、キャップガイドの噴射ヘッドに接触する部分が、キャップの噴射ヘッドに当接する部分よりも噴射ヘッドから離間した位置となるようにしておいてもよい。
【0014】
こうすれば、噴射ヘッドをキャップの位置まで移動させる際に、キャップガイドが移動の邪魔になることがないので、キャップを噴射ヘッドに近づけた位置に設けることができる。このため、流体の噴射している途中で、キャップ内に流体を噴射する必要が生じた場合でも、噴射ヘッドをキャップの位置まで移動させるだけで、噴射ヘッドとキャップとが近接して向き合う状態とすることができ、更に、噴射した全ての流体をキャップの凹部で受けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】いわゆるインクジェットプリンター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】キャップとキャップガイドと、これらの駆動機構の大まかな構成を示した説明図である。
【図3】キャップとキャップガイドとを別々に駆動して昇降させる様子を示した説明図である。
【図4】キャップの位置を保ったままガイド部の先端がキャップよりも低くなるまでキャップガイドを下げる様子を示した説明図である。
【図5】本実施例のインクジェットプリンターがキャッピングを行う様子を示した説明図である。
【図6】本実施例のインクジェットプリンターがフラッシングを行う様子を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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.キャップおよびキャップガイドの駆動機構:
C.本実施例のメンテナンス動作:
【0017】
A.装置構成 :
図1は、いわゆるインクジェットプリンター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ー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ー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)に搭載された噴射ヘッド24などが設けられている。噴射ヘッド24にはインクを噴射する複数の噴射ノズルが設けられており、インクカートリッジ26内のインクを、噴射ヘッドから正確な分量だけ印刷媒体2に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。
【0018】
キャリッジ20を往復動させる駆動機構30は、キャリッジケース22に接続されたタイミングベルト32や、タイミングベルトを駆動するステップモーター34、キャリッジケース22の移動方向をガイドするために主走査方向に延設されたガイドレールなどから構成されている。また、印刷媒体2の紙送りを行うプラテンローラー40は、図示しない駆動モーター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。
【0019】
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、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プ110、キャップ110を噴射ヘッド24に押し付ける際にキャップ110の位置決めを行うキャップガイド120、キャップ110やキャップガイド120を駆動するための駆動機構が収められた駆動ユニット130などから構成されている。
【0020】
図2は、キャップ110、キャップガイド120、およびこれらを駆動するための駆動機構の大まかな構成を示した説明図である。図2(a)には、全体の構成が示されており、図2(b)には、キャップ110の部分のみを取り出した状態で表示されている。また、図中では、キャップ110は斜線を付して表示されている。
【0021】
図2(a)に示されるように、キャップ110は、略矩形形状に形成されており、上面には略矩形形状の凹部が形成され、そして凹部の中央には、図示しない吸引ポンプに接続された吸引口が形成されている。また、キャップ110の周囲を取り囲むようにして矩形形状のキャップガイド120が設けられており、キャップガイド120の両側面からは、上方(噴射ヘッド24を向く側)に向かって、棒状のガイド部120gが1本ずつ立設されている。そして、キャップ110とキャップガイド120とは、互いに摺動可能となっており、それぞれに駆動機構が設けられている。
【0022】
図2(b)に示されるように、キャップ110は、キャップ110の下方に設けられた一対の駆動カム112によって駆動されるようになっている。すなわち、キャップ110の底面の両側からは、駆動カム112に向かって略板状の部材であるカムフォロアー110fが立設されて、駆動カム112に接している。このため、図示しないモーターによって駆動カム112を回転させることにより、キャップ110を上方向(噴射ヘッド24に近付く方向)に移動させたり、下方向(噴射ヘッド24から離れる方向)に移動させたりすることが可能となっている。
【0023】
また、キャップガイド120については、図2(a)に示されるように、クランク機構によって駆動されるようになっている。すなわち、キャップガイド120の下方には回転円板122が設けられており、回転円板122とキャップガイド120とは、ロッド124によって接続されている。ロッド124の一端側は、自由に回転可能な状態で回転円板122に軸支されており、ロッド124の他端側も、自由に回転可能な状態でキャップガイド120に軸支されている。このため、図示しないモーターによって回転円板122を回転させると、その回転運動がロッド124によって直線運動に変換されて、キャップガイド120を上方向(噴射ヘッド24に近づける方向)に移動させたり、下方向(噴射ヘッド24から離れる方向)に移動させたりすることが可能となっている。
【0024】
図3は、キャップ110とキャップガイド120とを別々に駆動して昇降させる様子を示した説明図である。たとえば図3(a)に示した状態を初期状態として、この状態で、駆動カム112は回転させずに、回転円板122だけを回転させると、キャップガイド120だけを上方向(噴射ヘッド24に近付く方向)に移動させることができる。
【0025】
図3(b)には、キャップ110の位置はそのままで、キャップガイド120のみを上昇させた状態が示されている。この状態から、今度は駆動カム112を回転させて、キャップ110を上昇させる。こうすれば、図3(c)に示されるように、キャップ110もキャップガイド120も、何れも上昇させた状態とすることができる。また、上述した手順を逆に辿れば、先ず、キャップ110を下方向(噴射ヘッド24から離れる方向)に移動させ、続いてキャップガイド120を下方向に移動させることができる。もちろん、駆動カム112および回転円板122を同時に回転させれば、キャップ110およびキャップガイド120を同時に上下動させることも可能である。
【0026】
このように、本実施例のメンテナンス機構100では、キャップ110とキャップガイド120とを別々に昇降させることが可能である。そして、このことを利用して、キャップガイド120の両側から立設されたガイド部120gの先端が、キャップ110よりも低い(噴射ヘッド24から離れた)位置に来るように、キャップガイド120だけを下方に移動させることも可能となっている。
【0027】
図4は、キャップ110の位置を保ったまま、ガイド部120gの先端がキャップ110よりも低くなるまで、キャップガイド120を下げる様子を示した説明図である。図4(a)には、キャップガイド120を下げる前の状態が示されており、この状態から回転円板122を回転させれば、キャップガイド120だけを下方に移動させることができる。その結果、図4(b)に示すように、キャップガイド120の両側に立設されたガイド部120gの先端が、キャップ110のシール面(噴射ヘッド24に当接される面)よりも低くなるまで、若しくは、少なくともほぼ同じくらいの位置になるまで、キャップガイド120を下げることが可能となる。
【0028】
また、図4(b)に示されているように、キャップ110の底面に両側から立設されたカムフォロアー110fの側面は、キャップガイド120の内周面に摺接した状態となっている。このため、キャップ110とキャップガイド120とは、上下方向(噴射ヘッド24に接近あるいは離間する方向)には、互いに自由に摺動可能であるが、それ以外の方向には摺動し得ない状態となっている。
【0029】
そして、本実施例のインクジェットプリンター10では、ガイド部120gの先端がキャップ110のシール面より低くなるまで、キャップガイド120を下げられることを利用して、噴射ヘッド24にキャップ110を当接して行うメンテナンス動作(キャッピングやクリーニングなど)と、噴射ヘッド24にキャップ110を当接して行うメンテナンス動作(フラッシング)とを、何れも適切に実行することが可能となっている。以下では、この点について詳しく説明する。
【0030】
C.本実施例のメンテナンス動作 :
図5は、本実施例のインクジェットプリンター10がキャッピングを行う様子を示した説明図である。キャッピングを行う際には、先ず初めに、図5(a)に示したように、キャリッジ20をホームポジションまで移動させて、キャップ110と噴射ヘッド24とが向き合うようにする。このとき、キャップ110とキャップガイド120との位置関係は、図4(b)に示したように、ガイド部120gの先端がキャップ110のシール面よりも低い(噴射ヘッド24から離れた)位置まで、キャップガイド120が下げられた状態となっている。尚、ここでは、ガイド部120gの先端がキャップ110のシール面よりも低いものとして説明するが、ガイド部120gの先端とキャップ110のシール面とが、ほぼ面位置であってもよい。更には、僅かであれば、ガイド部120gの先端がキャップ110のシール面よりも高くなっていても構わない。
【0031】
そして、このように、ガイド部120gの先端が、キャップ110のシール面より下げられているため、キャップ110は、比較的高い位置(噴射ヘッド24に対して近い位置)に設けられている。すなわち、キャップガイド120が下がっているために、キャップ110のシール面からガイド部120gが突出しておらず、噴射ヘッド24をキャップ110に対向する位置に移動させる際に、ガイド部120gが邪魔になることがない。このため、キャップ110を比較的高い位置に設けることが可能となっている。
【0032】
噴射ヘッド24をキャップ110に対向する位置に移動させたら、キャップ110に先立って、先ず、キャップガイド120を上昇させる。すると、キャップガイド120の両側から立設されたガイド部120gが噴射ヘッド24に接触して、キャップガイド120を噴射ヘッド24に対して位置決めし、その結果として、キャップ110が噴射ヘッド24に対して位置決めされる。図5(b)には、キャップ110に先立ってキャップガイド120を上昇させて、ガイド部120gを用いてキャップ110の位置決めを行っている様子が示されている。尚、図中に示した白抜きの矢印は、キャップガイド120を移動させることを表している。
【0033】
以上のようにして、ガイド部120gを用いてキャップ110を位置決めしたら、キャップガイド120を最後まで上昇させた後、キャップ110を上昇させて噴射ヘッド24に当接させる。もちろん、キャップガイド120を上昇させながら、キャップ110の上昇を開始しても良い。図5(c)中に示した斜線を付した矢印は、キャップ110を移動させることを表している。上述したように、キャップ110は噴射ヘッド24に対して位置決めされているので、キャップ110を上昇させることで、噴射ヘッド24の正確な位置にキャップ110を当接させて、噴射ノズルの周囲に密閉空間を形成することが可能となる。また、クリーニングを行うのであれば、この状態で吸引ポンプを作動させて、密閉空間に負圧を作用させればよい。
【0034】
その後、再び印刷を開始する場合には、図5(d)に示すように、キャップ110およびキャップガイド120を下げて、噴射ヘッド24からガイド部120gを外した後、キャリッジ20をホームポジションから移動させて、画像の印刷を開始する。また、画像の印刷中にフラッシングを行う場合には、次のようにして行う。
【0035】
図6は、本実施例のインクジェットプリンター10がフラッシングを行う様子を示した説明図である。フラッシングの際には、先ず初めに、キャップ110と向き合う位置まで噴射ヘッド24を移動させる。図6(a)には、キャリッジ20をホームポジションまで移動させることにより、キャップ110と向き合う位置まで噴射ヘッド24を移動させる様子を表している。また、このときのキャップ110とキャップガイド120との位置関係は、図5(a)に示した位置関係と同様である。すなわち、キャップガイド120がキャップ110に対して下げられて(噴射ヘッド24から離れる方向に移動されて)おり、ガイド部120gの先端がキャップ110のシール面よりも低く(あるいは、ほぼ同じくらいの高さに)なっている。更に、キャップ110は、比較的高い位置(噴射ヘッド24に対して近い位置)に設けられている。
【0036】
そして、噴射ヘッド24をキャップ110に対向する位置に移動させたら、図6(b)に示されるように、噴射ヘッド24の噴射ノズルからインクを噴射してフラッシングを行う。フラッシングによって噴射されたインクは、キャップ110の凹部によって受けられる。このとき、上述したように、キャップ110は比較的高い位置(噴射ヘッド24に対して近い位置)に設けられているので、噴射ノズルから噴射されたインクは、全てのインクが確実にキャップ110の凹部内に噴射される。
【0037】
仮に、噴射ヘッド24とキャップ110との距離が離れていると、噴射方向が僅かにずれるだけで、キャップ110の凹部の外側にインクが噴射されてしまう。その結果、インクジェットプリンター10の内部がインクで汚れ、そのインクが印刷用紙に付着するなどして、印刷画質を大きく損なってしまう。こうしたことを避けるために、キャップ110を噴射ヘッド24に近づけようとしても、通常のインクジェットプリンター10では、キャップガイド120のガイド部120gが邪魔になるので、噴射ヘッド24をキャップ110の上まで移動させた後に、キャップ110を噴射ヘッド24に近づける必要が生じる。しかし、これでは、フラッシングの度にキャップ110を上げ下げしなければならないので、迅速にフラッシングを行うことができなくなる。そして、これを避けようとすると、キャップ110を大きくしなければならず、メンテナンス機構100が大型化し、最終的にはインクジェットプリンター10が大きくなってしまう。
【0038】
これに対して、本実施例のインクジェットプリンター10では、キャップガイド120をキャップ110に対して下げておくことができるので、キャップ110を、比較的高い位置(噴射ヘッド24に対して近い位置)に設けることが可能である。その結果、キャリッジ20をホームポジションに移動させると、噴射ヘッド24とキャップ110とが近接して向かい合うようにすることができ、フラッシングによって噴射ノズルから噴射されるインクを、キャップ110の凹部で確実に受けることが可能となっている。
【0039】
そして、フラッシングを終了したら、図6(c)に示したように、ホームポジションからキャリッジ20を移動させるだけで、直ちに画像の印刷を再開することが可能となる。こうして、迅速にフラッシングを行いながら、速やかに画像を印刷し、印刷が終了したら、図5を用いて前述したようにして、キャップ110を噴射ヘッド24に当接させてキャッピングを行う。このときは、キャップ110に先立ってキャップガイド120を上昇させることによって、キャップ110の位置決めを行うことで、適切にキャッピングを行うことが可能となる。このように、本実施例のインクジェットプリンター10では、キャップガイド120がキャップ110に対して摺動可能に設けられており、キャップ110およびキャップガイド120を、それぞれ別個に駆動可能なことを利用して、噴射ヘッド24にキャップ110を当接して行うメンテナンス動作(キャッピングやクリーニングなど)と、噴射ヘッド24にキャップ110を当接せずに行うメンテナンス動作(フラッシング)とを、何れも適切に実行することが可能となっている。
【0040】
以上、本実施例の流体噴射装置としてのインクジェットプリンター10について説明したが、本発明は上記の実施例あるいは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。
【産業上の利用可能性】
【0041】
本発明は、印刷用紙などの媒体上にインクなどの流体を噴射する技術に、利用することができる。
【符号の説明】
【0042】
2…印刷媒体、 10…インクジェットプリンター、 20…キャリッジ、
22…キャリッジケース、 24…噴射ヘッド、 26…インクカートリッジ、
30…駆動機構、 32…タイミングベルト、 34…ステップモーター、
40…プラテンローラー、 100…メンテナンス機構、 110…キャップ、
110f…カムフォロアー、 112…駆動カム、 120…キャップガイド、
120g…ガイド部、 122…回転円板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
噴射ヘッドに設けられた噴射ノズルから流体を噴射する流体噴射装置であって、
前記噴射ヘッドに当接して前記噴射ノズルの周囲に閉空間を形成するキャップと、
前記キャップが前記噴射ヘッドに当接する際に、該キャップよりも先行して該噴射ヘッドに接触することで該キャップを該噴射ヘッドに位置決めするキャップガイドと
を備え、
前記キャップガイドは、前記キャップに対して前記噴射ヘッドの方向に摺動可能に形成されており、
前記キャップの前記噴射ヘッドに対する当接および離間を行うキャップ駆動手段と、
前記噴射ヘッドに対する前記キャップの位置を保ったまま、該噴射ヘッドに対して前記キャップガイドの近接および離間を行うキャップガイド駆動手段と
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、
前記キャップガイド駆動手段は、前記キャップガイドが前記噴射ヘッドに接触して前記キャップを位置決めしていない状態では、該キャップの該噴射ヘッドに当接する部分よりも、該キャップガイドの該噴射ヘッドに接触する部分の方が、該噴射ヘッドから離間した位置となるように、該キャップガイドの離間を行う手段である流体噴射装置。

【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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