JP2006218729A - 廃液除去構造及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃液タンク内へ廃液を導くチューブ開口を、タンク内に堆積した廃液が塞ぐことがないようにするための廃液除去構造と、廃液除去構造を備えた液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】廃液を導くチューブ１１が所定高さでその開口１２が配置されている廃液タンク内において、該チューブ開口１２の下方で乾燥堆積した廃液２５を除去するために、水平にベルト式コンベア２１を配置し、さらに、廃液タンクの底部にスクレーパ２４を起立させた廃液除去構造。
【選択図】図４

Description

本発明は、廃液タンクに設けられる廃液除去構造と、そのような廃液除去構造を備えた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には、液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドが備えられている。このインクジェット式記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」という）には、記録用紙等にインクを吐出するために、多数のノズルが列状に配列されて設けられている。
この記録ヘッドからのインク吐出を良好に維持するために吸引動作を行い、インクを排出させることがある。
また、記録用紙にノズルからインクを吐出しない非印刷時（休止時）に、そのままの状態でノズルを放置すると、ノズル内のインクが乾燥等して、印刷を開始したときに吐出不良等が生じるおそれがあることから、所定のタイミングで記録ヘッドからインクを空吐出させることがある。

これらの動作により排出された廃液としての廃インクは、液体噴射装置内に設けた廃液タンクに廃液チューブを介して導かれ、廃液タンク内に貯留される構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−９４６９２（図３、図４等）

図９は、廃液タンクの構成例である。
図示する廃液タンクＴにおいては、廃液をタンク内に導くチューブ１がタンク内の所定高さに開口している。より具体的に説明すると、廃液タンクＴの底部３付近に周囲を吸収材で囲んだ凹部が形成されており、この凹部内に図１０に示すように、チューブ１の開口が所定高さで配置されている。

チューブ１により導かれた廃インク４は、図９に示すようにチューブ１の開口２から落下し、周囲の吸収材などに含浸される。
ところが、図１０に示すように、廃インク４が乾燥して次第に堆積すると、チューブ１の開口２に達して、該開口２に固着し、塞いでしまうという事態も考えられる。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、廃液タンク内へ廃液を導くチューブ開口を、タンク内に堆積した廃液が塞ぐことがないようにするための廃液除去構造と、廃液除去構造を備えた液体噴射装置を提供することを目的とする。

上述の目的は、本発明にあっては、廃液を導くチューブが所定高さで開口している廃液タンク内において、該チューブ開口の下方で乾燥堆積した廃液を除去するための廃液除去部を設けた廃液除去構造により、達成される。
上記構成によれば、廃液タンク内において、チューブ開口から落下した廃液が、その下方から除去されるようにしたので、タンク底面に滴下されて乾燥し、徐々に堆積した廃液が、チューブ開口に達することがなく、これを塞ぐことが防止される。

また、上記目的は、他の発明にあっては、ターゲットに対して液体を吐出するノズルを有する液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドから排出された廃液を貯める廃液タンクが設けられており、該廃液タンク内には、前記廃液を導くチューブが所定高さで開口していて、かつ、前記チューブ開口の下方位置に、乾燥堆積した廃液を除去するための廃液除去部を設けた液体噴射装置により、達成される。
上記構成によれば、液体噴射装置の廃液タンク内において、廃液を導くチューブ開口から落下した廃液が、その下方から除去されるようにしたので、タンク底面に滴下されて乾燥し、徐々に堆積した廃液が、チューブ開口に達することがなく、これを塞ぐことが防止される。

本発明の他の態様は、前記廃液除去部が、前記チューブ開口から落下した廃液を、少なくとも該開口直下位置から水平方向に変位する方向へ搬送する搬送手段を含んでいることを特徴とする。
上記構成によれば、チューブ開口から滴下する廃液はその下方において捕捉されて、水平方向に搬送されてしまうから、徐々に堆積した廃液が、チューブ開口に達することがなく、これを塞ぐことが防止される。

本発明の他の態様は、前記搬送手段に取付けられ、前記チューブ開口に付着した前記廃液を除去するための除去手段を備えることを特徴とする
上記構成によれば、チューブ開口から落下して堆積した廃液を搬送するだけでなく、チューブ開口周縁にこびりついたり、開口を塞ぐようにして残る廃液を除去することができる。
本発明の他の態様は、前記搬送手段が、前記チューブ開口の直下に配置されたベルト式コンベアであることを特徴とする。
上記構成によれば、チューブ開口から滴下される廃液を水平方向に搬送するに当たり、該廃液をベルト上に捕捉することにより、容易に廃液を除去することができる。

本発明の他の態様は、前記廃液タンクの底面から起立しており、前記ベルト式コンベアの搬送ベルトが前記チューブ開口に向く方向とは反対の方向に反転した際に、該搬送ベルトに付着した廃液を掻き取る掻き取り手段を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、チューブ開口から滴下された廃液をベルト上に捕捉した後、当該ベルト上に廃液が堆積するおそれがあるので、前記掻き取り手段によりこれを除去することによって、そのような弊害を防止できる。

本発明の他の態様は、前記液体噴射ヘッドから排出される廃液を吸引するための吸引ポンプが設けられており、該吸引ポンプの駆動手段が、前記搬送手段の駆動手段を兼ねる構成としたことを特徴とする。
上記構成によれば、前記廃液除去構造における前記搬送手段について、独立した駆動手段を用意する必要がなく、その分省スペース化を図り、製造コストも抑制することができる。
また、前記吸引ポンプと前記搬送手段を連動させることで、吸引ポンプで廃液を排出させる動作と廃液を搬送させる動作を容易に同期することができる。

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）１００を示す概略斜視図である。
図１に示すように、記録装置１００は、キャリッジ１０１を有し、このキャリッジ１０１はキャリッジモータ１０２により駆動されるタイミングベルト１０３を介し、ガイド部材１０４に案内されてプラテン１０５の軸方向に往復移動されるように構成されている。

図１のキャリッジ１０１のターゲットである例えば、記録用紙２００に対向する側には、後述する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）１１０（図２参照）が搭載され、その上部には、記録ヘッド１１０に液体である例えば、インクを供給するインクカートリッジ部１０６が着脱可能に装填されている。インクタンクの一形態であるインクカートリッジ部１０６は後述する図３で説明するように、独立して交換可能な複数のインクカートリッジを含んでいる。

また、図１に示すように、記録用紙２００が配置されない非印字領域（ホームポジション）には、キャッピング手段１２０、吸引ポンプ１３０そしてワイピング部材１４０が配置されている。
図２は、図１のキャリッジ１０１がホームポジションに移動し、キャッピング手段１２０が記録ヘッド１１０に当接した状態を示す概略図である。
図２に示すように、記録ヘッド１１０の下面にはインクを吐出するための複数のノズルが形成されているノズル形成部材である例えば、ノズルプレート１１１が配置されている。

また、ノズルプレート１１１は、図１のホームポジションから印字領域へ、記録ヘッド１１０がキャリッジ１０１と共に移動する際に、ワイピング部材１４０に当接し、このワイピング部材１４０によりノズルプレート面１１１が払拭され、クリーニングされる構成となっている。
キャッピング手段１２０は、図２に示すように、上面が開放され、凹状に形成されているキャップホルダ１２１、キャップホルダ１２１内に収容されるキャップ部材１２２を有している。
また、キャップ部材１２２の内底にはインクを含浸した液体保持手段である例えば、インク吸収材１２３が配置されている。インク吸収材１２３は、好ましくは、親水性の材質で形成されたものであり、例えば、発泡性の材料であるポリビニルアルコールでなるスポンジなどで形成することができる。
また、キャッピング手段１２０には、スライダ１２４と、このスライダ１２４を上下動させるための回動アーム１２５を有している。

そして、この回動アーム１２５によってキャッピング手段１２０が移動し、図２に示すようにキャッピング手段１２０のキャップ部材１２２が、記録ヘッド１１０のノズルプレート１１１に当接すると、キャッピング手段１２０がノズルを覆うように配置されることになる。

また、図２に示すように、キャッピング手段１２０には、大気開放口１２８と吸引ポンプ１３０が接続されている。
このため、この大気開放口１２８を開状態として、吸引ポンプ１３０でキャッピング手段１２０内の雰囲気を吸引すると、キャッピング手段１２０内の雰囲気は負圧となりインク吸収材１２３に含浸されているインクが吸引ポンプ１３０によって排出される構成となっている。

ここで、図２のキャッピング手段１２０のキャップ部材１２２に収容されているインク吸収材１２３に、記録ヘッド１１０の図示しない開口からインク滴を吐出することで、液体補充を行うことがある。
これは、インク吸収材１２３が乾燥してしまうと、非印刷時にキャッピング手段１２０によって、ノズルを覆っても、ノズルの乾燥を効果的に防止することができず、ノズルに残ったインクを乾燥させてしまうからである。
このため上記インク吐出動作を行うようにしており、このようなインク吐出動作をフラッシングと呼んでいる。これは、印刷時にインクを吐出する動作と同じであり、その対象が、ターゲットとしての印刷用紙２００（図１参照）ではなく、ホームポジションにおいて、キャッピング手段１２０のキャップ部材１２２に収容されているインク吸収材１２３に対して行う点で相違する。

また、記録ヘッド１１０内のインク中に気泡が混入したり、インク経路や圧力室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で説明した吸引ポンプ１３０の機能により、インクの強制排出がされるようになっている。
このような吸引ポンプ１３０により強制排出されたインクは、廃液として、廃液チューブ（以下、「チューブ」という）１１により送られ、廃液タンク１３内のチューブ開口１２から滴下される。

図３は、上記廃液タンク１３の周辺の構造を示す図であり、具体的には、インクジェット式記録装置（図１）のケーシングの一部である下ケース１７の概略斜視図である。
図３においては、図２で説明したキャップ部材１２２や吸引ポンプ１３０の具体的な態様が表れている。
図３において、吸引ポンプ１３０の近傍からは、溝状のガイド１１ａが下ケース１７の底部に延びている。このガイド１１ａには、図２で説明したチューブ１１が収容されている。下ケース１７の底部には、区画するための壁１４が立設され、その内側が廃液タンク１３とされている。壁１４の内側には、例えば、スポンジ状のインク吸収材（以下、「吸収材」という）１５が配置されており、廃液であるインクはチューブ１１に導かれて、下ケース１７の底部に送られ、吸収材１５に吸収されるようになっている。
下ケース１７の底部に配置された吸収材１５の一部には、開口１６が形成され、この開口１６内で、廃液タンク１３の底部から所定の高さに、上記したガイド１１ａの先端が、保持部１１ｂによって配置されている。

図４は、下ケースの底部の上記した吸収材１５に設けた開口１６付近をチューブの開口１２に対向する正面位置において拡大して示す概略正面図であり、図５はその概略側面図である。
これらの図において、チューブ１１の開口１２は、廃液タンクの底部から所定の高さ位置に固定されている。このチューブ開口１２の下方でかつその直下には、水平に配置されたベルト式コンベア２１が配置されている。このベルト式コンベア２１は、液体噴射装置の廃液除去構造もしくは廃液除去部のひとつの態様である。

ベルト式コンベア２１は、図４において、水平方向に互いに離間して配置されたプーリ２２，２２を有しており、これらプーリ２２，２２間に搬送ベルト（以下、「ベルト」という）２３が張設されている。
図５に示すように、駆動軸３１が、図４のプーリ２２，２２の一方に接続され、駆動軸３１は、ギヤ（歯車列）などによる所定の減速手段２８を介して、駆動手段であるモータ２６に接続されている。この駆動手段であるモータ２６は、単独で設けてもよいが、好ましくは、図３の吸引ポンプ１３０のモータと兼用すると好ましい。これにより、省スペース化を図り、製造コストも抑制される。

廃液タンクの底面（上向きの面）において、ベルト式コンベア２１の直下には、掻き取り手段としてのスクレーパ２４が起立している。スクレーパ２４の先端はベルト式コンベア２１の下面に僅かに届かない位置とされている。すなわち、廃液除去部は、ベルト式コンベア２１と、付加的に、スクレーパ２４とを含んで構成されている。スクレーパ２４の先端はベルト２３と接触しても良いが、ベルトを駆動させるときの負荷となるので、わずかに届かない位置としている。負荷が許容されるレベルであれば、接触させた方が確実に除去できる。

この実施形態において、廃液除去構造は、以上のように構成されており、次に、その動作を説明する。
図５において、駆動手段であるモータ２６が回転されると、その回転は減速手段２８により所定の回転数に減速されて、図４のベルト式コンベア２１の駆動される側のプーリ２２を回転させる。これにより、矢印方向に駆動側プーリ２２が回転されると、ベルト２３が矢印方向に移動し、従動するプーリ２２も矢印方向に回転する。

この状態において、チューブ１１の開口１２から廃液であるインクが滴下されると、インクは符号２５に示すように、ベルト２３上に落下して、そのまま水平方向に搬送される。ベルト２３がそのまま矢印方向への移動を続けると、反転して、ベルト２３の表面は、ノズル１１の開口１２と対向する方向と反対側に向き、つまり、図４において下を向き、スクレーパ２４が立設された箇所に至る。ここでは、スクレーパ２４とベルト２３との間は、ごく僅かな隙間しかないから、ベルト２３上のインク２５−１は、スクレーパ２４に当接して削られ、スクレーパ２４の壁面を下降することで除去される。もしくはスクレーパ２４に至るまでにベルト上のインク２５−１は自重で自然落下する。なお、スクレーパで掻き取るのではなく、これに替え、あるいはこれに加えて、液体吸収性をもつ材料で形成されたインクを吸収する部材で吸収させてもよい。

ここで、ベルト式コンベア２１は、液体噴射装置が起動されている間、あるいはスリープ状態の際に、常に駆動されていてもよく、あるいは、所定時間をおいた駆動間隔で間欠駆動されるようにしてもよい。
さらには、上述したように、吸引ポンプ１３０の駆動手段とモータ２６が兼用される場合には、吸引ポンプ１３０の駆動に合わせて、ベルト式コンベア２１が駆動されることにより、チューブ１１の開口１２からベルト２３上に滴下されたインク２５を直ちに除去することができる。
以上により、本実施形態の液体噴射装置１００においては、廃液タンク内へ廃液を導くチューブ開口を、タンク内に堆積した廃液が塞ぐことがないようにすることができる。

図６は廃液除去構造の別の構成例を示している。
この例では、図４，図５の構造と比べると、掻き取り手段が廃液タンク側ではなく、ベルト式コンベア側に配置されている点だけが異なる。
すなわち、ベルト式コンベア２１のベルト２３には、その表面からスクレーパ２７−１が起立するように一体的に形成されており、廃液タンクの底面にはスクレーパは起立していない。

図６のスクレーパ２７−１は、ベルト２３上に固定もしくはベルト２３と一体に形成されており、垂直に起立している。図５には、このスクレーパ２７−１の配置位置が鎖線で示されている。図示されているように、スクレーパ２７−１は、その先端が少なくともチューブ１１の開口１２に達するか、これよりも高い位置まで形成されており、チューブ１１と僅かな距離を隔てて干渉しない位置に配置されている。なお、チューブ１１とスクレーパ２７−１は、接触したときのインク飛び散りやベルト式コンベア２１の駆動の負荷の問題がなければ、干渉する位置関係でも良い。
また、好ましくは、図６に示すように、ベルト２３の異なる位置に同様の構成で複数のスクレーパを設けるようにしてもよく、図示の場合は、スクレーパ２７−１とスクレーパ２７−２が設けられている。

以上の構成において、ベルト式コンベア２１が駆動されて、ベルト２３が矢印方向に移動すると、スクレーパ２７−１，２７−２も矢印方向に移動する。この場合、ベルト２３上のインク２５はベルト２３の移動により、水平方向に搬送される。これに加えて、チューブ１１の開口１２の周縁に半乾燥状態となってこびりついたインク２５−３は、スクレーパ２７−１により削りとられ、ベルト２３が反転した位置では、スクレーパ２７−２の箇所で示されているように、その壁面からインク２５−４が下降されることで、除去される。なお、スクレーパで掻き取るのではなく、これに替え、あるいはこれに加えて、液体吸収性をもつ材料で形成されたインクを吸収する部材で吸収させてもよい。
以上により、この例では、チューブ１１の開口１２から滴下されたインクだけでなく、開口１２の周縁にこびりついたインクも除去することができる。

図７および図８は、チューブ１１の延びる方向と、ベルト式コンベア２１の配置位置の関係を示す概略斜視図である。
図７のように、ベルト式コンベア２１は、チュ−ブ１１の延びる方向と直交もしくは交叉する方向に配置してもよいし、図８のようにチューブ１１の延びる方向と同じ方向に搬送方法を定めてベルト式コンベア２１を配置してもよい。

本発明は、上述の実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態の構成はその一部を省略してもよいし、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。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。 図１のキャリッジがホームポジションに移動し、キャッピング手段が記録ヘッドに当接した状態を示す概略図。 図１の記録装置の下ケースまわりの構造を示す概略斜視図。 図１の記録装置の廃液除去構造を示す概略正面図。 図１の記録装置の廃液除去構造を示す概略側面図。 図４の廃液除去構造の変形例を示す図。 チューブの延びる方向と、ベルト式コンベアの配置位置の関係を示す概略斜視図。 チューブの延びる方向と、ベルト式コンベアの配置位置の関係を示す概略斜視図。 従来の液体噴射装置における廃液タンクの底部の拡大斜視図。 従来の液体噴射装置における廃液タンクの底部の拡大側面図。

符号の説明

１１・・・チューブ、１２・・・（チューブ）開口、１３・・・廃液タンク、２１・・・ベルト式コンベア、２３・・・ベルト、２４，２７，２７−１，２７−２・・・掻き取り手段、１００・・・インクジェット式記録装置、１０１・・・キャリッジ、１０２・・・キャリッジモータ、１０３・・・タイミングベルト、１０４・・・ガイド部材、１０５・・・プラテン、１２０・・・キャッピング手段、１２１・・・キャップホルダ、１２２・・・キャップ部材

Claims (7)

1. 廃液を導くチューブが所定高さで開口している廃液タンク内において、該チューブ開口の下方で乾燥堆積した廃液を除去するための廃液除去部を設けたことを特徴とする廃液除去構造。
2. ターゲットに対して液体を吐出するノズルを有する液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置であって、
   前記液体噴射ヘッドから排出された廃液を貯める廃液タンクが設けられており、
   該廃液タンク内には、前記廃液を導くチューブが所定高さで開口していて、
   かつ、前記チューブ開口の下方位置に、乾燥堆積した廃液を除去するための廃液除去部を設けた
   ことを特徴とする液体噴射装置。
3. 前記廃液除去部が、前記チューブ開口から落下した廃液を、少なくとも該開口直下位置から水平方向に変位する方向へ搬送する搬送手段を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記搬送手段に取付けられ、前記チューブ開口部に付着した前記廃液を除去するための除去手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
5. 前記搬送手段が、前記チューブ開口の直下に配置されたベルト式コンベアであることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の液体噴射装置。
6. 前記廃液タンクの底面から起立しており、前記ベルト式コンベアの搬送ベルトが前記チューブ開口に向く方向とは反対の方向に反転した際に、該搬送ベルトに付着した廃液を除去する除去手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
7. 前記液体噴射ヘッドから排出される廃液を吸引するための吸引ポンプが設けられており、該吸引ポンプの駆動手段が、前記搬送手段の駆動手段を兼ねる構成としたことを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の液体噴射装置。

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