JP2005231307A - 液体噴射装置および液体噴射ヘッドの液体吸引装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体噴射ヘッドのノズル面に当接することなくノズル面の液体を確実に吸収することができる液体噴射装置および液体噴射ヘッドの液体吸引装置を提供すること。
【解決手段】液体噴射ヘッド30のノズル面から噴射した液体を吸引する液体噴射ヘッドの液体吸引装置20は、本体21と、本体内に配置されてノズル開口55A〜55Dからの液体を吸収する吸収材22と、液体の吸引の際に、ノズル面に対面している吸収材の表面23とノズル面との間に隙間Sを形成するための隙間形成部材300とを備える。
【選択図】図7
【解決手段】液体噴射ヘッド30のノズル面から噴射した液体を吸引する液体噴射ヘッドの液体吸引装置20は、本体21と、本体内に配置されてノズル開口55A〜55Dからの液体を吸収する吸収材22と、液体の吸引の際に、ノズル面に対面している吸収材の表面23とノズル面との間に隙間Sを形成するための隙間形成部材300とを備える。
【選択図】図7
Description
本発明は、液体を噴射するようになっている液体噴射装置および液体噴射ヘッドの液体吸引装置に関する。
ターゲットに対して液体を噴射させる液体噴射装置として、記録ヘッドから記録媒体に対してインク滴を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置は、記録ヘッドのノズルから記録媒体に対して微小なインク滴を吐出させて、所望の文字や図形等の画像を記録する。
このインクジェット式記録装置は、記録動作時において、記録ヘッドが記録媒体と近接するために、インク滴が記録媒体と衝突した際に発生するインクの飛び散りが記録ヘッドのノズル面に跳ね返りノズル面を汚染することがある。
このインクジェット式記録装置は、記録動作時において、記録ヘッドが記録媒体と近接するために、インク滴が記録媒体と衝突した際に発生するインクの飛び散りが記録ヘッドのノズル面に跳ね返りノズル面を汚染することがある。
特にオンデマンド型のインクジェット式記録装置の記録ヘッドにおいては、ノズル滴の吐出がノズル近傍のインクへの微弱な加圧力によるために、インク滴の吐出エネルギーが小さく、記録媒体と数mm程度の間隔でしか配置されておらず、インクの飛び散りの跳ね返りがノズル面に付着し易い。しかしながら加圧力が小さいため一旦ノズル内の目詰まりが発生すると、この目詰まりを容易に自己復帰させることはできない。
このため、記録ヘッドのノズルの目詰まりを予防あるいは回復するために、非印字動作中にノズル開口よりインクを吸引して目詰まりをしたインクを排出させるために、吸引作業が行われる。
この吸引を行った後にノズル面にインクが残留することがあり、ノズル面を汚染することがある。このような記録ヘッドのノズル面の汚染は、記録媒体の繊維や塵埃の付着を招き、記録ヘッドの長時間の使用においてノズルの目詰まりの原因となったり、インクの吐出不能や吐出時のインク滴の飛行曲がり等の悪影響を及ぼすことがあった。
このような問題を解決するために、ノズル面の全面にわたってインクを拭き取って除去して、インクの吐出不良を防ぐために、ワイピング用のブレードが提案されている(例えば特許文献1)。
この吸引を行った後にノズル面にインクが残留することがあり、ノズル面を汚染することがある。このような記録ヘッドのノズル面の汚染は、記録媒体の繊維や塵埃の付着を招き、記録ヘッドの長時間の使用においてノズルの目詰まりの原因となったり、インクの吐出不能や吐出時のインク滴の飛行曲がり等の悪影響を及ぼすことがあった。
このような問題を解決するために、ノズル面の全面にわたってインクを拭き取って除去して、インクの吐出不良を防ぐために、ワイピング用のブレードが提案されている(例えば特許文献1)。
ところが、このようなワイピング用のブレードがノズル面の全面にわたって機械的に積極的に強く接触してノズル面を払拭することによって、次のような問題がある。ワイピング用のブレードがノズル面との摩擦によりノズル面の磨耗が発生してしまう。ブレードがノズル面を払拭する際に、特にノズル面のノズル開口の付近の磨耗が生じてしまい、ブレードの移動の際にびびり現象が生じてノズル面におけるインクの拭き残しが生じる。しかもノズル開口の形状が変化したり、ノズル開口が撥液加工されている場合はその撥液加工が摩擦により、特にワイパーブレードが移動する下流側について剥がれたり削れる現象が生じ、ノズル開口の撥液性が局所的に不均一化してしまうために、良好なインクの吐出が行えなくなり印刷品質(印字品質)が低下してしまうという問題がある。
また、別の問題として、ワイピング用のブレードがノズル面との摩擦によりブレードのノズル面に接触する先端部についても、ノズル面と同様に磨耗が生じる。磨耗が生じたブレード先端部は、形状が不均一となり、ブレードがノズル面を払拭する際に、その不均一な形状がゆえにノズル開口のメニスカスに干渉してしまい、メニスカスを破壊してしまって、ノズル面のクリーニングを失敗してしまうことが生じる。
そこで本発明は上記課題を解消し、液体噴射ヘッドのノズル面に当接することなくノズル面の液体を確実に吸収することができる液体噴射装置および液体噴射ヘッドの液体吸引装置を提供することを目的としている。
また、別の問題として、ワイピング用のブレードがノズル面との摩擦によりブレードのノズル面に接触する先端部についても、ノズル面と同様に磨耗が生じる。磨耗が生じたブレード先端部は、形状が不均一となり、ブレードがノズル面を払拭する際に、その不均一な形状がゆえにノズル開口のメニスカスに干渉してしまい、メニスカスを破壊してしまって、ノズル面のクリーニングを失敗してしまうことが生じる。
そこで本発明は上記課題を解消し、液体噴射ヘッドのノズル面に当接することなくノズル面の液体を確実に吸収することができる液体噴射装置および液体噴射ヘッドの液体吸引装置を提供することを目的としている。
上記目的は、第1の発明にあっては、液体噴射ヘッドのノズル面から噴射した液体を吸引する液体噴射ヘッドの液体吸引装置を備える液体噴射装置であって、前記液体吸引装置は、本体と、前記本体内に配置されて前記ノズル開口からの前記液体を吸収する吸収材と、前記液体の吸引の際に、前記ノズル面に対面している前記吸収材の表面と前記ノズル面との間に隙間を形成するための隙間形成部材と、を備えることを特徴とする液体噴射装置により、達成される。
第1の発明の構成によれば、吸収材は、本体内に配置されてノズル開口からの液体を吸収する。隙間形成部材は、液体の吸引の際にノズル面に対面している吸収材の表面とノズル面との間に隙間を形成する。
これにより、吸収材の表面は、ノズル面との間において隙間形成部材により積極的に隙間が形成されている。したがって、吸収材はノズル面には直接当接はせずに、吸収材の吸引力(毛細管力)によりノズル面にある液体を確実に吸収することができる。
したがって、従来用いられているワイピング部材のブレードはノズル面に対して強く積極的に当接する必要が無く、軽く接触してワイピングするだけでよい。あるいはワイピング部材のブレードは構造上不要になる。
これにより、吸収材の表面は、ノズル面との間において隙間形成部材により積極的に隙間が形成されている。したがって、吸収材はノズル面には直接当接はせずに、吸収材の吸引力(毛細管力)によりノズル面にある液体を確実に吸収することができる。
したがって、従来用いられているワイピング部材のブレードはノズル面に対して強く積極的に当接する必要が無く、軽く接触してワイピングするだけでよい。あるいはワイピング部材のブレードは構造上不要になる。
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記隙間形成部材は、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面の周囲を覆うカバー部であることを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、隙間形成部材は、液体噴射ヘッドのノズル面の周囲を覆うカバー部材である。
このカバー部材の存在により、液体の吸引の際に、吸収材の表面とノズル面の間において隙間を積極的に形成することができる。
このカバー部材は、液体噴射ヘッドにおいて、ノズル面を保護するためのカバー部材である。
第2の発明の構成によれば、隙間形成部材は、液体噴射ヘッドのノズル面の周囲を覆うカバー部材である。
このカバー部材の存在により、液体の吸引の際に、吸収材の表面とノズル面の間において隙間を積極的に形成することができる。
このカバー部材は、液体噴射ヘッドにおいて、ノズル面を保護するためのカバー部材である。
第3の発明は、第1の発明の構成において、前記隙間形成部材は、前記吸収材に配置されていることを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、隙間形成部材は、液体の吸引の際に、吸収材の表面とノズル面との間に積極的に隙間を形成することができる。
第3の発明の構成によれば、隙間形成部材は、液体の吸引の際に、吸収材の表面とノズル面との間に積極的に隙間を形成することができる。
第4の発明は、第2の発明または第3の発明の構成において、前記吸収材の前記表面は、平坦面であることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、吸引材の表面は平坦面である。平坦面の表面は、平坦なノズル面との間に一定の大きさの隙間を形成することができる。この平坦面はノズル面の全体から液体を吸収することができる。
第4の発明の構成によれば、吸引材の表面は平坦面である。平坦面の表面は、平坦なノズル面との間に一定の大きさの隙間を形成することができる。この平坦面はノズル面の全体から液体を吸収することができる。
第5の発明は、第2または第3の発明の構成において、前記吸収材の前記表面は、凹凸面であることを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、吸収材の表面は凹凸面である。
これにより、凹凸面の表面は、ノズル面の液体を確実に吸収することができる。つまり、表面が凹凸面であるので、特に凸面がノズル面にある隙間をおいて近付くことができ、凸面はノズル面の液体を非接触でありながらより確実に吸収することができる。
第5の発明の構成によれば、吸収材の表面は凹凸面である。
これにより、凹凸面の表面は、ノズル面の液体を確実に吸収することができる。つまり、表面が凹凸面であるので、特に凸面がノズル面にある隙間をおいて近付くことができ、凸面はノズル面の液体を非接触でありながらより確実に吸収することができる。
第6の発明は、第1の発明の構成において、前記吸収材は、第1吸収層と、前記第1吸収層上に積層された第2吸収層とを有しており、前記第2吸収層は前記ノズル面側に対面しており、前記第1吸収層は前記本体排出側に位置していて、前記第2吸収層は前記第1吸収層に比べて粗い材質で作られていることを特徴とする。
第6の発明の構成によれば、吸収材の第1吸収層の上には、第2吸収層が積層されている。第2吸収層はノズル面側に対面しており、第1吸収層は前記本体の排出側に位置している。第2吸収層は第1吸収層に比べて粗い材質により作られている。
これにより、第2吸収層は第1吸収層に比べて粗い材質により作られているので、第2吸収層はノズル面の液体を吸収しやすい。そして第1吸収層は、第2吸収層にすでに吸収された液体を、本体の排出側へ向けて吸引して排出するのが容易である。
第6の発明の構成によれば、吸収材の第1吸収層の上には、第2吸収層が積層されている。第2吸収層はノズル面側に対面しており、第1吸収層は前記本体の排出側に位置している。第2吸収層は第1吸収層に比べて粗い材質により作られている。
これにより、第2吸収層は第1吸収層に比べて粗い材質により作られているので、第2吸収層はノズル面の液体を吸収しやすい。そして第1吸収層は、第2吸収層にすでに吸収された液体を、本体の排出側へ向けて吸引して排出するのが容易である。
第7の発明は、第6の発明の構成において、前記第1吸収層と前記第2吸収層は、親水性を有している。
第1吸収層と第2吸収層は親水性を有していることから、液体は吸収してそして本体の排出側にさらに排出されやすくなる。
第1吸収層と第2吸収層は親水性を有していることから、液体は吸収してそして本体の排出側にさらに排出されやすくなる。
上記目的は、第8の発明にあっては、液体噴射ヘッドのノズル面から噴射した液体を吸引する液体噴射ヘッドの液体吸引装置であって、本体と、前記本体内に配置されて前記ノズル開口からの前記液体を吸収する吸収材と、前記本体を前記ノズル面に近づけた状態で、前記液体の吸引の際に、前記ノズル面に対面している前記吸収材の表面と前記ノズル面との間に隙間を形成するための隙間形成部材と、を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの液体吸引装置により、達成される。
第8の発明の構成によれば、吸収材は、本体内に配置されてノズル開口からの液体を吸収する。隙間形成部材は、液体の吸引の際にノズル面に対面している吸収材の表面とノズル面との間に隙間を形成する。
これにより、吸収材の表面は、ノズル面との間において隙間形成部材により積極的に隙間が形成されている。したがって、吸収材はノズル面には直接当接はせずに、吸収材の吸引力(毛細管力)によりノズル面にある液体を確実に吸収することができる。
したがって、従来用いられているワイピング部材のブレードはノズル面に対して強く積極的に当接する必要が無く、軽く接触してワイピングするだけでよい。あるいはワイピング部材のブレードは構造上不要になる。
これにより、吸収材の表面は、ノズル面との間において隙間形成部材により積極的に隙間が形成されている。したがって、吸収材はノズル面には直接当接はせずに、吸収材の吸引力(毛細管力)によりノズル面にある液体を確実に吸収することができる。
したがって、従来用いられているワイピング部材のブレードはノズル面に対して強く積極的に当接する必要が無く、軽く接触してワイピングするだけでよい。あるいはワイピング部材のブレードは構造上不要になる。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の液体噴射装置の好ましい実施形態であるインクジェット式記録装置10を示している。
図1に示すインクジェット式記録装置10は、インクジェットプリンタとも呼んでいる。インクジェット式記録装置10は、本体部1を有している。この本体部1は、ガイドレール17、プラテン12、キャリッジ14、インク吸引装置20、記録ヘッド30を備えている。記録ヘッド30は、液体の噴射ヘッドの一例であり、印刷ヘッドとも言う。
図1は、本発明の液体噴射装置の好ましい実施形態であるインクジェット式記録装置10を示している。
図1に示すインクジェット式記録装置10は、インクジェットプリンタとも呼んでいる。インクジェット式記録装置10は、本体部1を有している。この本体部1は、ガイドレール17、プラテン12、キャリッジ14、インク吸引装置20、記録ヘッド30を備えている。記録ヘッド30は、液体の噴射ヘッドの一例であり、印刷ヘッドとも言う。
図11に示すインクジェット式記録装置10は、いわゆるオンキャリッジ形の記録装置であり、キャリッジ14の上部には、複数のインクカートリッジ2,3,4,5が着脱可能に装着できる。キャリッジ14の下部には、記録ヘッド30が設けられている。キャリッジ14は、ベルト15を介してモータ16に接続されている。モータ16が作動することによって、キャリッジ14はガイドレール17に沿ってプラテン12の軸方向である主走査方向Tに往復走行する。
ホームポジション18は、ガイドレール17の一方の端部に位置している。このホームポジション18は、キャリッジの走行経路の末端にある非印刷領域である。このホームポジション18には、本体部1の上にインク吸引装置20が配置されている。このインク吸引装置20は、液体吸引装置の一例でありキャッピングシステムもしくはキャッピング手段とも呼んでいる。
インク吸引装置20は、記録ヘッド30のノズル開口のインクの乾燥を防止する機能と、吸引ポンプ19からの負圧をノズル開口に作用させてノズル開口からインクを強制的に吸引して排出させる機能を備える。この吸引ポンプ19は、インク吸引装置20を構成する一構成要素である。インク吸引装置20は、液体吸引装置の一例である。インクは液体の一例である。
この他に、インク吸引装置20の横には、ワイピング部材400がもうけられている。このワイピング部材400は、必要に応じて記録ヘッド30のノズルプレート面のインクを払拭する。
インク吸引装置20は、記録ヘッド30のノズル開口のインクの乾燥を防止する機能と、吸引ポンプ19からの負圧をノズル開口に作用させてノズル開口からインクを強制的に吸引して排出させる機能を備える。この吸引ポンプ19は、インク吸引装置20を構成する一構成要素である。インク吸引装置20は、液体吸引装置の一例である。インクは液体の一例である。
この他に、インク吸引装置20の横には、ワイピング部材400がもうけられている。このワイピング部材400は、必要に応じて記録ヘッド30のノズルプレート面のインクを払拭する。
図2は、図1に示すインクジェット式記録装置10の電気的な接続例を示している。インクジェット式記録装置10の制御装置7は、ローカルプリンタケーブルまたは通信ネットワークを介してホストコンピュータ40のプリンタドライバ41に接続されている。プリンタドライバ41は、インクジェット式記録装置10に対して印刷やクリーニング動作あるいはインク吸引動作を実行させるためのコマンドを送るソフトウェアを搭載している。
図2に示すインクジェット式記録装置10は、制御装置7の他に、センサー8、インク吸引装置20、インクカートリッジ2,3,4,5、記録ヘッド30、キャリッジ14、用紙搬送機構15Aを含んでいる。
図1の実施形態では、複数のインクカートリッジ2,3,4,5が、キャリッジ14の上に直接搭載されているが、これに限らずインクカートリッジ2,3,4,5はキャリッジとは別の位置に搭載している、いわゆるオフキャリッジ形のインクジェット式記録装置を採用しても勿論構わない。
図2の用紙搬送機構15Aは、図1の用紙29をプラテン12上を搬送するようになっている。用紙29は記録媒体の一種である。
図1の実施形態では、複数のインクカートリッジ2,3,4,5が、キャリッジ14の上に直接搭載されているが、これに限らずインクカートリッジ2,3,4,5はキャリッジとは別の位置に搭載している、いわゆるオフキャリッジ形のインクジェット式記録装置を採用しても勿論構わない。
図2の用紙搬送機構15Aは、図1の用紙29をプラテン12上を搬送するようになっている。用紙29は記録媒体の一種である。
図3は、図1に示す記録ヘッド30の構造例を示す断面図である。
インクジェット式記録装置10は、特にカラープリンタとして用いられる場合には、この記録ヘッド30は、種類の異なる複数種類のインクを吐出するために、インクの種類ごとに独立したインク経路50を有している。
各インクカートリッジ2,3,4,5からのインクは、インク供給針50Aを介してインク経路50に流入する。インクの種類ごとに独立したインク経路50は、それぞれ複数の圧力室51に接続されている。各圧力室51には、各ノズル開口列54A〜54Dが接続されている。圧力室51から押し出されたインク滴が、ノズル開口列54A〜54Dのノズル開口55A〜55Dから吐出される。
インクジェット式記録装置10は、特にカラープリンタとして用いられる場合には、この記録ヘッド30は、種類の異なる複数種類のインクを吐出するために、インクの種類ごとに独立したインク経路50を有している。
各インクカートリッジ2,3,4,5からのインクは、インク供給針50Aを介してインク経路50に流入する。インクの種類ごとに独立したインク経路50は、それぞれ複数の圧力室51に接続されている。各圧力室51には、各ノズル開口列54A〜54Dが接続されている。圧力室51から押し出されたインク滴が、ノズル開口列54A〜54Dのノズル開口55A〜55Dから吐出される。
図4はノズルプレート面61におけるノズル開口列54A〜54Dの配列例を示している。異なるインクの種類とは、見かけ上の色の違いにとどまらず、インクの構成成分の種類や比率が異なることを意味する。各ノズル開口列54A〜54Dは、たとえば数10から数1000のノズル開口55A〜55Dから構成されている。
図4に示すように、各ノズル開口列54A〜54Dは、U方向に沿って間隔をおいて形成されており例えば4列形成されている。つまり各ノズル開口列54A〜54Dは、T方向に沿って間隔をおいて平行に配列されている。各ノズル開口列の長手方向はU方向である。
図4に示すように、各ノズル開口列54A〜54Dは、U方向に沿って間隔をおいて形成されており例えば4列形成されている。つまり各ノズル開口列54A〜54Dは、T方向に沿って間隔をおいて平行に配列されている。各ノズル開口列の長手方向はU方向である。
図4に示すノズルプレート面61は、ノズル面の一例であるが、ノズルプレート面61に撥水部800が形成されている。この撥水部800は撥液部の一例である。この撥水部800は、例えばフッ素樹脂(4フッ化エチレン樹脂)を形成することにより得られる。
撥水部800は、各ノズル開口列54をすべて含む領域である。このように各ノズル開口列54をすべて含む領域に撥液部の一例である撥水部を形成することにより、各ノズル開口でのインクのメニスカス形状を安定させるとともに、ノズル開口からインクを吐出する際に、インクのドット(インク滴)の直進性を得るために、少なくともノズル開口の付近のインクに対する濡れ性を均一化することができる。
撥水部800は、各ノズル開口列54をすべて含む領域である。このように各ノズル開口列54をすべて含む領域に撥液部の一例である撥水部を形成することにより、各ノズル開口でのインクのメニスカス形状を安定させるとともに、ノズル開口からインクを吐出する際に、インクのドット(インク滴)の直進性を得るために、少なくともノズル開口の付近のインクに対する濡れ性を均一化することができる。
ノズルプレート面61のインクは、例えばワイピング部材400と記録ヘッド30との相対的な移動によりワイピング部材400をノズルプレート面61に軽く当接するだけで、払拭してクリーニングすることができる構造になっている。図4の例では、実際には記録ヘッド30がワイピング部材400に対して例えばT2方向に移動することにより、ワイピング部材400がノズルプレート面61のインクを機械的に軽く接触しながら払拭することができる。
図5は、本発明のインクジェット式記録装置の記録ヘッド30の内部構造例を示している。上述したインクカートリッジから供給されるインクは、インク経路50を通って圧力室51へ供給される。印刷の際には、圧力発生素子としての圧電振動子39が伸縮動作することによって、圧力室51の容積を変化させて、圧力室51内のインクに圧力変動を生じさせる。これによって、ノズル開口55A〜55Dからインク滴が吐出できる。
記録ヘッド30内のインク中に気泡が混入したり、インク経路50や圧力室51内に増粘したインクが存在すると、インクの正常な流れが阻害されて、正常なインクの吐出が行えないことがある。この場合には、図2に示すインク吸引装置20が用いられ、このインク吸引装置20によるインクの強制排出が必要となる。
記録ヘッド30内のインク中に気泡が混入したり、インク経路50や圧力室51内に増粘したインクが存在すると、インクの正常な流れが阻害されて、正常なインクの吐出が行えないことがある。この場合には、図2に示すインク吸引装置20が用いられ、このインク吸引装置20によるインクの強制排出が必要となる。
また、インクジェット式記録装置10を最初に使用する際の開始時や、インクカートリッジを別の種類のインクカートリッジに交換した場合では、図3の記録ヘッド30内のインク経路50の中にインクを充填する必要がある。このような初期のインクの充填に際しても、インク吸引装置20が使用され、このインク吸引装置20は、図3の記録ヘッド30のノズル開口55A〜55Dから空気およびインクが強制的に吸引されてノズル開口55A〜55Dから排出される。
次に、図6ないし図8に示す液体吸引装置の一例であるインク吸引装置20の構造例について説明する。
図6は、インク吸引装置20が記録ヘッド30のノズルプレート面61から離れた待機状態を示しており、図7は、インク吸引装置20がノズルプレート面61に近付いている吸引状態の例を示している。図8は、記録ヘッド、インク吸引装置の分解斜視図を示している。
図6は、インク吸引装置20が記録ヘッド30のノズルプレート面61から離れた待機状態を示しており、図7は、インク吸引装置20がノズルプレート面61に近付いている吸引状態の例を示している。図8は、記録ヘッド、インク吸引装置の分解斜視図を示している。
まず図6と図8を参照して、記録ヘッド30のヘッドカバー部材300について説明する。
ヘッドカバー部材300はカバー部材の一例である。ヘッドカバー部材300は、図8に示すように4つの辺部を有する枠形状に形成されている。ヘッドカバー部材300は、4つの辺部301,302,303,304を有している。これらの辺部301ないし304は、図7に特に示すようにノズルプレート62を記録ヘッド30の本体30Tの下面に対して固定し、かつノズルプレート面61の四隅の周囲を保護する役割を果たしている。
そして、ノズルプレート62は、記録ヘッド30の本体30Tの下面に対して接着により固定されているので、このノズルプレート62が本体30Tの下面から剥がれないようにノズルプレート62の剥がれ防止とノズルプレート62の接着性の維持を果たしている。
ヘッドカバー部材300はカバー部材の一例である。ヘッドカバー部材300は、図8に示すように4つの辺部を有する枠形状に形成されている。ヘッドカバー部材300は、4つの辺部301,302,303,304を有している。これらの辺部301ないし304は、図7に特に示すようにノズルプレート62を記録ヘッド30の本体30Tの下面に対して固定し、かつノズルプレート面61の四隅の周囲を保護する役割を果たしている。
そして、ノズルプレート62は、記録ヘッド30の本体30Tの下面に対して接着により固定されているので、このノズルプレート62が本体30Tの下面から剥がれないようにノズルプレート62の剥がれ防止とノズルプレート62の接着性の維持を果たしている。
このために、ヘッドカバー部材300の辺部301ないし304の内側は、記録ヘッド30の側面に対してたとえば接着剤により固定されている。
このヘッドカバー部材300は、吸収材22の表面23とノズルプレート面61の間に図7と図9に示すような隙間Sを積極的に設定するための隙間形成部材である。この隙間Sは、カバー部材300の図8に示す4つの辺部301〜304の内側の下部310の厚みにより規定される。
このヘッドカバー部材300は、吸収材22の表面23とノズルプレート面61の間に図7と図9に示すような隙間Sを積極的に設定するための隙間形成部材である。この隙間Sは、カバー部材300の図8に示す4つの辺部301〜304の内側の下部310の厚みにより規定される。
次に、図6と図8を参照してインク吸引装置20の構造について説明する。
インク吸引装置20は、液体噴射ヘッドの液体吸引装置の一例である。インク吸引装置20は、キャップ本体21と吸収材22および吸引ポンプ19を有している。
キャップ本体21は、金属やプラスチックにより作られており、底部21A、4つの側面部21B,21C,21D,21Eを有している。このキャップ本体21の上部には上部開口21Fが形成されている。上部開口21Fの大きさは、ノズルプレート面61の大きさおよびヘッドカバー部材300の大きさよりもやや大きくなっている。
インク吸引装置20は、液体噴射ヘッドの液体吸引装置の一例である。インク吸引装置20は、キャップ本体21と吸収材22および吸引ポンプ19を有している。
キャップ本体21は、金属やプラスチックにより作られており、底部21A、4つの側面部21B,21C,21D,21Eを有している。このキャップ本体21の上部には上部開口21Fが形成されている。上部開口21Fの大きさは、ノズルプレート面61の大きさおよびヘッドカバー部材300の大きさよりもやや大きくなっている。
図6と図7の底部21Aには排出部240が形成されている。この排出部240は、吸引ポンプ19に対してチューブ19Aにより接続されている。吸引ポンプ19は、廃インクタンク100に接続されている。この廃インクタンク100は、インク吸引装置20のキャップ本体21の内部空間24側から吸引されてくるインクを廃棄するためのタンクである。
吸収材22は、例えば内部空間24の中に収容されている例えば直方体状の部材である。吸収材22は、記録ヘッド30からのインクを吸収できる材質であればよい。吸収材22の材質としては、発泡プラスチックである例えばポリビニルアルコール(PVA)を原料としたスポンジ等を用いることができる。
吸収材22は、例えば内部空間24の中に収容されている例えば直方体状の部材である。吸収材22は、記録ヘッド30からのインクを吸収できる材質であればよい。吸収材22の材質としては、発泡プラスチックである例えばポリビニルアルコール(PVA)を原料としたスポンジ等を用いることができる。
このような発泡プラスチックは、好ましくは親水性を有する材質であり、このような親水性を有する材質を使用することが望ましい。すなわち、親水性の材料により吸収材22を形成することにより、ノズルプレート面61側からのインクをより確実にかつ容易に吸収して、吸引ポンプ19側に排出することができる。
吸収材22の表面23はキャップ本体21の上部開口21F内に位置していて、この表面23は図6に示すように外部に露出している。この吸収材22の表面23は、例えば図9に示すように、各ノズル開口55Aないし55Dからのインク漏れを吸引力(毛細管力)により確実に吸収できるようになっている。
図7は、キャップ本体21が吸引状態になるように昇降手段250の動作によりZ2方向に上昇した状態にある。この状態では、ヘッドカバー部材300の下部310が表面23に当接した状態になっている。このために、ノズルプレート面61と表面23の間には、ヘッドカバー部材300が隙間形成部材として機能するので、隙間Sが積極的に確実に形成されることになる。この隙間Sは、図9にも拡大して示している。
昇降手段250は、図7に示すようにZ2方向に上昇させて上昇位置に位置決めすることもできるし、昇降手段250は、図7の上昇した状態から図6に示す待機位置にまでZ1方向に下げて位置決めすることができる。
昇降手段250は、図7に示すようにZ2方向に上昇させて上昇位置に位置決めすることもできるし、昇降手段250は、図7の上昇した状態から図6に示す待機位置にまでZ1方向に下げて位置決めすることができる。
次に、図10を参照しながら、本発明の実施形態の液体噴射装置における液体噴射ヘッドの液体吸引方法に一例について説明する。
図1に示すインクジェット式記録装置10の最初の使用の開始時や、インクカートリッジを別のインクカートリッジに交換した場合には、記録ヘッド30のインク経路50の中にインクを充填する必要がある。この充填に際しては、インク吸引装置20によって、記録ヘッド30のノズル開口55から空気およびインクが強制的に吸引されて排出してクリーニングする場合がある。
また、記録ヘッド30のインク中に気泡が混入したりあるいはインク経路50に増粘したインクが存在すると、インクの正常な流れが阻害される場合がある。このような場合にも、インク吸引装置20によりインクの強制排出をしてクリーニングする場合がある。
図1に示すインクジェット式記録装置10の最初の使用の開始時や、インクカートリッジを別のインクカートリッジに交換した場合には、記録ヘッド30のインク経路50の中にインクを充填する必要がある。この充填に際しては、インク吸引装置20によって、記録ヘッド30のノズル開口55から空気およびインクが強制的に吸引されて排出してクリーニングする場合がある。
また、記録ヘッド30のインク中に気泡が混入したりあるいはインク経路50に増粘したインクが存在すると、インクの正常な流れが阻害される場合がある。このような場合にも、インク吸引装置20によりインクの強制排出をしてクリーニングする場合がある。
図10に示す印刷ステップST1では、図1に示す記録ヘッド30とキャリッジ14は、印刷中にはインク吸引装置20から離れた印刷領域に位置している。これにより、キャリッジ14とともに記録ヘッド30が印刷領域で移動することにより、用紙29に対して印刷をすることができる。しかし、上述したように記録ヘッド30のクリーニングを行う必要がある場合には、図1のキャリッジ14および記録ヘッド30が、ヘッド移動方向T1に移動して図6に示すようにホームポジション18に位置決めされる。図6に示すように記録ヘッド30がホームポジション18に位置決めされると、記録ヘッド30はインク吸引装置20の上部に位置する。
図10のステップST2では、図2に示す制御装置7がインク吸引装置20に対してインク吸引によるクリーニングの実行指令を行う。
図10のステップST3では、図7に示す昇降手段250がキャップ本体21をZ2方向に上昇させることにより、吸収材22の表面23がヘッドカバー部材300の下部310に当接される。これによって、ヘッドカバー部材300は、隙間形成部材としての役割を発揮し、ノズルプレート面61と表面23の間には所定の隙間Sを積極的にしかも確実に形成する。この隙間Sは、ヘッドカバー部材300の下部310の図7における上下方向に関する厚みに相当する。
図10のステップST3では、図7に示す昇降手段250がキャップ本体21をZ2方向に上昇させることにより、吸収材22の表面23がヘッドカバー部材300の下部310に当接される。これによって、ヘッドカバー部材300は、隙間形成部材としての役割を発揮し、ノズルプレート面61と表面23の間には所定の隙間Sを積極的にしかも確実に形成する。この隙間Sは、ヘッドカバー部材300の下部310の図7における上下方向に関する厚みに相当する。
図10のインク吸引ステップST4では、図7に示す吸引ポンプ19を作動させて、インクをキャップ本体21の吸収材22側に吸引する。これによって、図9に示すようにノズルプレート面61の例えばノズル開口55A,55B,55C,55Dに形成されているインク滴が、吸収材22の表面23を通じて吸収材22の中を通り、そして図7に示す排出部240とチューブ19Aを通じて廃インクタンク100側に排出することができる。
その後、図10に示すように、ステップST5では図7に示す昇降手段250が作動して図7に示すキャップ本体21が図7の上昇状態から図6に示す待機状態に戻ることになる。
その後、図10に示すように、ステップST5では図7に示す昇降手段250が作動して図7に示すキャップ本体21が図7の上昇状態から図6に示す待機状態に戻ることになる。
このように、図7と図9に示すようにノズルプレート面61と表面23とは直接当接をさせずに、ノズルプレート面61と表面23の間には所定の隙間Sを形成する。そして図9に示すように、ノズル開口55Aないし55Dに形成されているインク滴900は、吸収材22の表面23を通じて吸収力(毛細管力)で吸収し、そして図7に示す廃インクタンク100側に吸引ポンプ19の吸引力を用いて排出するのである。
つまり、ノズルプレート面61と表面23の間には、積極的に隙間Sを形成することにより、吸収材22の表面23がノズルプレート面61には直接当接することが無い。したがって吸収材22がノズルプレート面61に接触して、ノズルプレート面61の撥水部(撥水面とも言う)が劣化を起こすのを防止することができる。
吸収材22の表面23は、ノズルプレート面61に対して隙間S分を離した状態で図9に示すインク滴900を吸収力(毛細管力)により吸収する。
吸収材22の表面23は、ノズルプレート面61に対して隙間S分を離した状態で図9に示すインク滴900を吸収力(毛細管力)により吸収する。
このような構造を採用しているので、図1のワイピング部材400によりノズルプレート面61に残っているインクを軽く払拭する構造があってもよい。この場合には、ノズルプレート面61の撥水部の劣化を少なくして、ワイピング部材の磨耗も少なくできる。
また、このようなワイピングする構造は無くてもよい。このようにワイピング部材を用いずに、吸収材22を用いてノズルプレート面61のインクを吸収する構造を採用することにより、ノズルプレート面61の撥水部の劣化を確実に防ぐことができる。
また、このようなワイピングする構造は無くてもよい。このようにワイピング部材を用いずに、吸収材22を用いてノズルプレート面61のインクを吸収する構造を採用することにより、ノズルプレート面61の撥水部の劣化を確実に防ぐことができる。
また、図7に示すように吸収材22はヘッドカバー部材300の下部310の下面に対して直接当接することで隙間Sを形成するようにしている。この場合に、下部310に付着しているインク滴がある場合に、この下部310のインク滴は、吸収材22の表面23により直接吸収することができる。したがって、下部310に付いたインク滴の吸収の機能も有している。
本発明の他の実施形態
図11ないし図17は、本発明の別の実施形態を示している。図11ないし図17に示す各実施形態の要素が、図6ないし図8に示す実施形態の対応する要素と同じであるところには同じ符号を記してその説明を用いることにする。
図11に示す本発明の実施形態が、図6と図7に示す実施形態と異なるのは、吸収材22の構造である。図11に示す吸収材22は、第1吸収層601と第2吸収層602を有している。第1吸収層601の上には第2吸収層602が積層して形成されている。第1吸収層601はキャップ本体21の底部21A側に位置していて、排出部240に接している。第2吸収層602は、ノズルプレート面61に対面して配置されている。つまり第2吸収層602は記録ヘッド30のノズルプレート62に対面している。したがって第2吸収層602の表面23とノズルプレート面61の間には隙間Sが積極的に確実に形成されることになる。上段側の第2吸収層602は、下段側の第1吸収層601に比べて組織が粗く形成されている。つまり下段側の第1吸収層601は組織が細かくなっている。
図11ないし図17は、本発明の別の実施形態を示している。図11ないし図17に示す各実施形態の要素が、図6ないし図8に示す実施形態の対応する要素と同じであるところには同じ符号を記してその説明を用いることにする。
図11に示す本発明の実施形態が、図6と図7に示す実施形態と異なるのは、吸収材22の構造である。図11に示す吸収材22は、第1吸収層601と第2吸収層602を有している。第1吸収層601の上には第2吸収層602が積層して形成されている。第1吸収層601はキャップ本体21の底部21A側に位置していて、排出部240に接している。第2吸収層602は、ノズルプレート面61に対面して配置されている。つまり第2吸収層602は記録ヘッド30のノズルプレート62に対面している。したがって第2吸収層602の表面23とノズルプレート面61の間には隙間Sが積極的に確実に形成されることになる。上段側の第2吸収層602は、下段側の第1吸収層601に比べて組織が粗く形成されている。つまり下段側の第1吸収層601は組織が細かくなっている。
これによって組織が比較的粗い第2吸収層602は、ノズルプレート面61のインク滴を吸収しやすい。第1吸収層601は組織が細かくなっているので、粗い第2吸収層602に既に吸収されたインクは、この第1吸収層601を通じて排出部240とチューブ19Aを介して吸引ポンプ19の作動により負圧により廃インクタンク100側に排出することができる。このように、上段の第2吸収層602は、第1吸収層に比べて粗い組織なので、インクの吸収がしやすく、下段の第1吸収層601は、第2吸収層602に比べて細かい組織なので、吸引ポンプ19による外部へのインクの吸引がしやすい。
このような第1吸収層601と第2吸収層602は、上述したような好ましくは親水性を有する発泡プラスチック等により作るのが望ましい。
このような第1吸収層601と第2吸収層602は、上述したような好ましくは親水性を有する発泡プラスチック等により作るのが望ましい。
次に、図12に示す本発明の別の実施形態は、図7に示す実施形態に比べると、吸収材22の形状が異なる。図12に示す吸収材22は、直方体の一層構造のものであることが、図7に示す吸収材22と同じである。
しかし、図12に示す吸収材22の表面23には、図13にも示すように凸部700と凹部703が形成されている。これらの凸部700と凹部703は、図示例では交互に設けられている。この凸部700は、表面23の基準線L―Lから突出して形成されている。基準線L―Lの位置には凹部703が位置している。凸部700と凹部703は、図示例では山型形状になっているが、この形状に限らず例えば半楕円形状や半円形状であっても勿論構わない。
しかし、図12に示す吸収材22の表面23には、図13にも示すように凸部700と凹部703が形成されている。これらの凸部700と凹部703は、図示例では交互に設けられている。この凸部700は、表面23の基準線L―Lから突出して形成されている。基準線L―Lの位置には凹部703が位置している。凸部700と凹部703は、図示例では山型形状になっているが、この形状に限らず例えば半楕円形状や半円形状であっても勿論構わない。
このように凸部700と凹部703からなる凹凸部710が表面23に形成されていることにより、凸部700はノズルプレート面61側に近付いた位置にあり、さらに積極的にノズルプレート面61のインクを吸収することができる。この凸部700は、ノズル開口列54Aないし54Dに合わせてもよい。
しかし、この凸部700はノズル開口列54Aないし54Dに対応した位置だけではなく、その他のノズルプレート面61の領域に対応させても勿論構わない。これによって、吸収材22はノズルプレート面61の全面にわたってノズル開口の近傍のインクを吸収することができるのである。
しかし、この凸部700はノズル開口列54Aないし54Dに対応した位置だけではなく、その他のノズルプレート面61の領域に対応させても勿論構わない。これによって、吸収材22はノズルプレート面61の全面にわたってノズル開口の近傍のインクを吸収することができるのである。
図14は、図12と図13に示す実施形態における吸収材22の凹凸部710の形状例を示す斜視図である。
図14では、凸部700と凹部703は、U方向に形成されていて、隣接する凸部700はT方向に並べて形成されている。
しかしこれに限らず、凸部700はこのように直線状ではなく、上から見ると円形状や四角形状あるいはその他の形状に形成することも勿論可能である。
図14では、凸部700と凹部703は、U方向に形成されていて、隣接する凸部700はT方向に並べて形成されている。
しかしこれに限らず、凸部700はこのように直線状ではなく、上から見ると円形状や四角形状あるいはその他の形状に形成することも勿論可能である。
図15に示す本発明の実施形態は、図12に示す実施形態の吸収材22が、第1吸収層1601と第2吸収層1602の二層構造になっている点が異なる。第1吸収層1601は、図11に示す第1吸収層601と同じものであり、図15の第2吸収層1602は、図11の第2吸収層602と同じものである。ただし、第2吸収層1602の表面23には、図12の実施形態と同様な凹凸部710が形成されている点が異なる。
図16の実施形態は、図7の実施形態に比べて、隙間形成部材830が異なる。図16における隙間形成部材830は、図7におけるヘッドカバー部材300とは異なる。図16における隙間形成部材830は、吸収材22側に固定された例えば枠形状の部材である。この隙間形成部材830は吸収材22の表面23側に固定されている。したがって、図16に示す吸引状態では、隙間形成部材830は吸収材22の表面23とノズルプレート面61の間に隙間Sを積極的に形成することができ、ノズルプレート面61と表面23は直接接触しない。この場合、図8に示す上部開口21Fの大きさは、ノズルプレート面61の大きさおよびヘッドカバー部材300の大きさよりも小さくすることができる。
図17に示す本発明のさらに別の実施形態では、図16に示す吸収材22がさらに二層に分かれた例を示している。吸収材22は第1吸収層601と第2吸収層602の二層構造になっている。この第1吸収層601と第2吸収層602は、図11に示す第1吸収層601と第2吸収層602とそれぞれ同じである。この場合も、図8に示す上部開口21Fの大きさは、ノズルプレート面61の大きさおよびヘッドカバー部材300の大きさよりも小さくすることができる。
なお、本発明の実施形態の各構成要素は、異なる実施形態の構成要素と組み合わせて用いることが勿論可能である。図16と図17に示す隙間形成部材830の材質はプラスチックや金属により作ることができる。
なお、本発明の実施形態の各構成要素は、異なる実施形態の構成要素と組み合わせて用いることが勿論可能である。図16と図17に示す隙間形成部材830の材質はプラスチックや金属により作ることができる。
図16の隙間形成部材830と図7に示す隙間形成部材としてのヘッドカバー部材300は、吸収材の表面23とノズルプレート面61の間の隙間S、すなわち段差を確実に管理するための部材である。この隙間形成部材の形状は、枠形状に限らず他の形状を採用することも勿論可能である。
本発明の実施形態では、吸収材の表面は、ノズル面との間において隙間形成部材により積極的に隙間が形成されている。したがって、吸収材はノズル面には直接当接はせずに、吸収材の吸引力(毛細管力)によりノズル面にある液体を確実に吸収することができる。
したがって、従来用いられているワイピング部材のブレードはノズル面に対して強く積極的に当接する必要が無く、軽く接触してワイピングするだけでよい。あるいはワイピング部材のブレードは構造上不要になる。
本発明の実施形態では、吸収材の表面は、ノズル面との間において隙間形成部材により積極的に隙間が形成されている。したがって、吸収材はノズル面には直接当接はせずに、吸収材の吸引力(毛細管力)によりノズル面にある液体を確実に吸収することができる。
したがって、従来用いられているワイピング部材のブレードはノズル面に対して強く積極的に当接する必要が無く、軽く接触してワイピングするだけでよい。あるいはワイピング部材のブレードは構造上不要になる。
本発明の実施形態では、吸引材の表面は平坦面である。平坦面の表面は、平坦なノズル面との間に一定の大きさの隙間を形成することができる。この平坦面はノズル面の全体から液体を吸収することができる。
本発明の実施形態では、凹凸面の表面は、ノズル面の液体を確実に吸収することができる。つまり、表面が凹凸面であるので、特に凸面がノズル面にある隙間をおいて近付くことができ、凸面はノズル面の液体を非接触でありながらより確実に吸収することができる。
本発明の実施形態では、凹凸面の表面は、ノズル面の液体を確実に吸収することができる。つまり、表面が凹凸面であるので、特に凸面がノズル面にある隙間をおいて近付くことができ、凸面はノズル面の液体を非接触でありながらより確実に吸収することができる。
図示した本発明の実施形態においては、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクの各インクを使用する4つのインクカートリッジが、キャリッジに装着できるようになっている。このインクカートリッジの数はこれに限らず、ブラックインク用のインクカートリッジだけを備えているものや、ブラックインクを除いた2色や3色のカラーインク用の3つのインクカートリッジや、あるいは5つのインクカートリッジ、あるいは6つ以上のインクカートリッジを備えているものであっても良い。
本発明は、インクジェット式記録装置としての上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。さらに、上述の各実施形態は、相互に組み合わせて構成するようにしても良い。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ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)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の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。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
10・・・インクジェット式記録装置、20・・・インク吸引装置(液体吸引装置の一例)、21・・・キャップ本体(本体の一例)、22・・・吸収材、23・・・吸収材の表面、30・・・記録ヘッド(液体噴射ヘッドの一例)、54Aないし54D・・・ノズル開口列、55Aないし55D・・・ノズル開口、300・・・ヘッドカバー部材(隙間形成部材の一例)、800・・・撥水部(撥液部の一例)、S・・・隙間
Claims (8)
- 液体噴射ヘッドのノズル面から噴射した液体を吸引する液体噴射ヘッドの液体吸引装置を備える液体噴射装置であって、
前記液体吸引装置は、
本体と、
前記本体内に配置されて前記ノズル開口からの前記液体を吸収する吸収材と、
前記液体の吸引の際に、前記ノズル面に対面している前記吸収材の表面と前記ノズル面との間に隙間を形成するための隙間形成部材と、
を備えることを特徴とする液体噴射装置。 - 前記隙間形成部材は、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル面の周囲を覆うカバー部材であることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
- 前記隙間形成部材は、前記吸収材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。
- 前記吸収材の前記表面は、平坦面であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の液体噴射装置。
- 前記吸収材の前記表面は、凹凸面であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の液体噴射装置。
- 前記吸収材は、第1吸収層と、前記第1吸収層上に積層された第2吸収層とを有しており、前記第2吸収層は前記ノズル面側に対面しており、前記第1吸収層は前記本体排出側に位置していて、前記第2吸収層は前記第1吸収層に比べて粗い材質で作ら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。
- 前記第1吸収層と前記第2吸収層は、親水性を有している請求項6に記載の液体噴射装置。
- 液体噴射ヘッドのノズル面から噴射した液体を吸引する液体噴射ヘッドの液体吸引装置であって、
本体と、
前記本体内に配置されて前記ノズル開口からの前記液体を吸収する吸収材と、
前記本体を前記ノズル面に近づけた状態で、前記液体の吸引の際に、前記ノズル面に対面している前記吸収材の表面と前記ノズル面との間に隙間を形成するための隙間形成部材と、
を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの液体吸引装置。
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-
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- 2004-02-23 JP JP2004046318A patent/JP2005231307A/ja not_active Withdrawn
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