JP2006240014A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
インクジェットプリンタにおいて、フラッシング操作などで記録ヘッドから噴射されるインクのミスト化量が、プラテンギャップを広げても増えないようにする。
【解決手段】
キャリッジ１０の移動範囲中のホームポジションに近い位置に、フラッシング操作のときに記録ヘッド１から吐出されるインクを吸収するためのインク吸収部３２が配置される。インク吸収部３２には、その高さを可変調整するためのインク吸収部高さ調整装置４０が結合される。印刷開始前に、コントローラ４９が、記録用紙１６の厚さに応じて、プラテンギャップ調整装置２０を駆動して、印刷ヘッド１１の高さを変化させて、記録用紙１６と印刷ヘッド１１間の距離を一定に保つ。これと連動して、コントローラ４９が、インク吸収体高さ調整装置４０を駆動して、インク吸収部３２の高さを変化させて、インク吸収部３２と印刷ヘッド１１との間の高さ方向のギャップを一定に保つ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、インク等の液体を液体噴射ヘッドから対象物へ噴射するインクジェット式記録装置のような液体噴射装置に関し、特に、液体噴射ヘッドと対象物との間のギャップを調節する機能を備えた液体噴射記録装置に関する。

ここで、液体噴射装置とは、インクジェット式記録装置のようなインクを噴射するプリンタ、複写機およびファクシミリ装置等の記録装置に限らず、インク以外の液体を噴射して対象物に付着させる装置を含む意味で用いる。

液体噴射ヘッドとして、インクジェット式記録装置のインクジェット記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルター製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレーや面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）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、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等が挙げられる。

液体噴射記録装置の代表例としてインクジェット式記録装置を取り上げる。インクジェット記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズルから記録用紙に吐出させて印刷を行う。しかし、ノズル口でのインク粘度の上昇、塵埃の付着および気泡の混入などにより、ノズルの目詰まりが起こるおそれがある。それを防止するため、印刷出力中の適当な時点で、記録ヘッドに印刷とは関係のない駆動信号を印加してインク滴を空吐出させることが行なわれている（例えば、特許文献１参照）。これはフラッシング操作と呼ばれ、一般に、印刷中一定周期で実行される。このフラッシング操作のために、プラテンの記録用紙端の外側近傍にインク受け部が設けられ、インク受け部の底にはインク吸収体が置かれ、そして、フラッシング操作が行われるときには、記録ヘッドがキャリッジがインク受け部まで移動して、そのインク受け部に向かってインクを吐出する。

また、四辺縁無し印刷を行えるようにするために、プラテンに複数の凹部が設けられ、その凹部の底にインク吸収材が配設され、そして、四辺縁無し印刷を行う時には、記録ヘッドが、記録用紙端から外側へ若干はみ出した領域にまで印刷を行い、そこに位置する凹部にインクを打ち捨てる（例えば特許文献２参照）。

ところで、記録ヘッドとプラテンとの間の距離（プラテンギャップ又は印刷ギャップと呼ばれる）を調節するギャップ調整装置を備えたインクジェット式記録装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。ギャップ調整装置により、厚さの異なる複数種類の記録用紙のいずれが用いられても、記録表紙の表面と記録ヘッドとの距離を適正値に維持することができる。

特開２００４−１９５７４９号公報（例えば図５） 特開２００４−１５５１０９号公報 特開２００１−３１５３９９号公報（例えば図２）

上述したフラッシング操作やはみ出し領域への印刷が行われるとき、ヘッドから噴出されたインクの一部がミストになり記録装置内部を舞いやすい。インクのミストは、記録装置内部のデリケートな電子部品、例えば、記録ヘッドの近傍に配置された用紙幅検出用の光学センサや、キャリッジ位置検出用の光学エンコーダなどに付着して、それらの機能を損なう虞がある。ミストの量は記録ヘッドとインク吸収体との間の距離により変わり、その距離が大きいほどミストの量が増える。従って、上述したギャップ調整装置を備えた記録装置では、プラテンギャップを大きく設定したときにミストの量が増えてしまう。この問題は、インクジェット式記録装置に限らず、他の種類の液体噴射装置でも共通に生じ得る。

従って、本発明の目的は、液体噴射ヘッドと対象物との間のギャップを調整する機能を備えた液体噴射装置において、ヘッドからの噴射液体がミスト化する量がギャップを広げても増えないようにすることにある。

本発明に従えば、液体を液体噴射ヘッドから対象物へ噴射する液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドの位置を変化させて、前記液体噴射ヘッドと前記対象物との間のギャップを調整する第１のギャップ調整装置と、前記液体噴射ヘッドから前記対象物以外の場所へ向けて噴出された液体を受けて吸収する液体吸収部と、前記液体吸収部の位置を変化させて、前記液体吸収部と前記液体噴射ヘッドとの間のギャップを調整する第２のギャップ調整装置とを備える。

この液体噴射装置によれば、第１のギャップ調整装置によって液体噴射ヘッドと対象物間のギャップが広がるように液体噴射ヘッドの位置が調整された場合であっても、第２のギャップ調整装置により、液体吸収部の位置を変化させて、液体吸収部と液体噴射ヘッド間のギャップが同様には広がらないようにすることができる。その結果、液体吸収部と液体噴射ヘッド間のギャップを常に狭く維持することができ、噴射液体のミスト化量の増大を抑制することができる。

好適な一つの実施形態では、第２のギャップ調整装置が、第１のギャップ調整装置により液体噴射ヘッドの位置が変化した方向と距離に等しい方向と距離だけ、液体吸収部の位置を変化させる。その結果、液体噴射ヘッドと対象物間のギャップがどのように調整されたとしても、液体噴射ヘッドと液体吸収部との間のギャップは一定に保持され、噴射液体のミスト化量の増大が解消される。

また、この実施形態では、第１のギャップ調整装置が液体噴射ヘッドの位置を変化させたときに、第２のギャップ調整装置が液体吸収部の位置を変化させる。例えば、インクジェット式記録装置の場合、印刷開始前に記録用紙の厚さに応じてプラテンギャップが調整されたときに、インク吸収部の位置も同様に調整される。そのため、調整された位置で液体噴射ヘッドが駆動されている間に液体吸収部の位置を調整する必要がないから、位置調整のためにスループットが低下するという問題はない。

好適な別の実施形態では、第１のギャップ調整装置が、第２のギャップ調整装置を兼ねている。従って、第１のギャップ調整装置により、液体噴射ヘッドの位置の調整と液体吸収部の位置の調整の双方が行われる。第１のギャップ調整装置とは別の機構として第２のギャップ調整装置が設けられる場合に比べて、構造がより簡素になり得る。

本発明にいれば、液体噴射ヘッドと対象物との間のギャップが広がっても、インク吸収部の位置を調整することで、液体噴射ヘッドとインク吸収部との間のギャップの広がりを抑制できるので、ヘッドからの噴射液体がミスト化する量の増大を低減できる。

以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット式記録装置の要部を示す斜視図である。図２は、プラテンギャップ調整装置の具体的な構成例を示す側面図である。

図１に示すように、この記録装置１の図示しないハウジングの内側には、ガイドシャフト１２が水平に配置され、このガイドシャフト１２にキャリッジ１０が取り付けられている。キャリッジ１０は、図示しないキャリッジモータからの動力で、ガイドシャフト１２に沿って、矢印１８で示すような主走査方向に往復移動できるようになっている。キャリッジ１０の下面には、インク滴を噴出するための記録ヘッド１１が固定されている。この記録ヘッド１１の下方に、記録ヘッド１１と平行に対向するようにプラテン１４が設置されている。印刷が行われる時には、図示しない紙送機構によって、記録用紙１６が、プラテン１４上を、矢印９で示す副走査方向に送られることになる。

さらに、プラテンギャップ（すなわち、記録用紙１６の厚さ方向におけるプラテン１４と記録ヘッド１１との間の距離）を調整するためのプラテンギャップ調整装置２０が設けられている。プラテンギャップ調整装置２０としては例えば、記録ヘッド１１の高さ（すなわち、記録用紙厚さ方向における位置）を調節するためのキャリッジ１０の内部に設けられた機構、或いは、印刷ヘッド１１ではなくプラテン１４の方の高さを調節する機構など、種々のものが採用できるが、この実施形態では、一例として、キャリッジガイドシャフト１２の高さを調節する機構が採用される。

すなわち、この実施形態のプラテンラテンギャップ調整装置２０は、ハウジングに固定されたギャップ調整モータ２２と、ギャップ調整モータ２２の回転力をキャリッジガイドシャフト１２に伝達してこれを回転させる動力伝達機構２４と、キャリッジガイドシャフト１２の両端近傍に固定されたカム２６、２６と、それらのカム２６、２６に当接するようにしてハウジングに固定された固定ピン２８、２８とを有する。図２に詳細に示されているように、キャリッジガイドシャフト１２の両端部は、ハウジングに固定された２枚の支持板６０、６０（図２では、一端側の支持板６０のみが図示されている）に穿設された縦長の軸受け穴６２、６２に挿通されている。キャリッジガイドシャフト１２は、軸受け穴６２、６２の縦方向の遊び寸法に応じた距離だけ高さ方向に変位することができる。ギャップ調整モータ２２が回転すると、動力伝達機構２４（これは、例えば図２に示すように複数のギア５０、５２、５４、５６、５８のセットからなる）を介して、キャリッジガイドシャフト１２が回転してカム２６、２６が回転し、固定ピン２８、２８からキャリッジガイドシャフト１２までの距離が変わり、キャリッジガイドシャフト１２が高さ方向に平行移動する。キャリッジガイドシャフト１２の高さが変わると、これに取り付けられたキャリッジ１０の高さが変わるので、プラテンギャップが変化する。

ところで、本明細書では、「高さ」という用語を、記録用紙１６の「厚み」の方向における位置という意味で用いることとし、よって、記録装置１の構造によっては「高さ」が必ずしも上下方向ではない場合もある。

再び図１を参照する。キャリッジ１０の移動範囲における一端のホームポジションに近い位置に、フラッシングを行うための場所が設けられる。この場所にキャリッジ１０が位置するときにちょうど記録ヘッド１１と近接して対向するような位置に、フラッシングで吐き出されたインクを吸収するためのインク吸収部３２が設けられる。インク吸収部３２は、例えば、記録ヘッド１１と対向する上面に開口をもつコンテナ３４と、このコンテナ３４内に収容されたインク吸収体３６とを有する。

さらに、インク吸収部３２には、その高さを調節するためのインク吸収部高さ調整装置４０が結合されている。インク吸収部高さ調節装置４０は、例えば、高さ調整モータ４２と、高さ調整モータ４２の回転力をインク吸収部３２の高さ方向の移動力に変換する動力変換機構４３を有する。動力変換機構４３は、例えば、高さ調整モータ４２の回転数を変換する変速ギアセット４４、４５と、変換された回転数で回転するスクリューボルト４６を有し、スクリューボルト４６がインク吸収部３２のコンテナ３４に設けられた雌ねじ（図示せず）に螺号さている。高さ調整モータ４２が回転すると、スクリューボルト４６が回転し、インク吸収部３２の高さが変化する。

上述した記録ヘッド１１、キャリッジモータ（図示せず）、紙送機構（図示せず）、ギャップ調整モータ２２及び高さ調整モータ４２は、マイクロコンピュータを用いたコントローラ４９によって制御される。

図３は、コントローラ４９により行われる本発明に関連する制御の流れを示す。

図３に示すように、コントローラ４９は、ステップS1で印刷ジョブデータを受けると、この制御を開始し、ステップS２で、印刷時の記録ヘッド１１の高さをどの高さにするか（換言すれば、プラテンギャップをどの距離にするか）を決定する。ここで、記録ヘッド１１の高さ（プラテンギャップ）は、印刷ジョブデータにより指示される記録用紙の厚さに応じて、コントローラ４９により自動的に決定されてもよいし、或いは、ユーザによる手動の設定操作により決定されてもよい。いずれにせよ、この実施形態では、所定の複数段階の高さ、例えばゼロ（標準）、−１（標準より所定距離だけ低い）、＋１（標準より所定距離だけ高い）、＋２（＋１より所定距離だけ高い）の４段階の高さの中から、一つの高さを選択することで、上記決定が行われるようになっている。記録用紙の厚さが厚いほど、記録ヘッド１１の高さがより高く（つまり、プラテンギャップがより大きく）なるように上記決定が行われる。例えば、薄紙に対しては−高さが、普通紙に対しては０（標準）高さが、封筒や厚紙に対しては＋１高さが、CDやDVDなどの記録ディスクに対しては＋２高さが選択される。

そして、上記決定された高さに応じて、ステップS3、S4、S5又はS6で、ギャップ調整モータ２２が駆動されてキャリッジガイドシャフト１２が高さ方向に移動することにより、上記決定された高さの位置まで記録ヘッド１１が移動する。こうして、記録用紙１６の厚さに応じてプラテンギャップが変化し、その結果、記録用紙１６と記録ヘッド１１との間の距離がほぼ一定に維持されることになる。

このようにして記録ヘッド１１の高さ（プラテンギャップ）が調整される。これと共に、ステップS7、S8、S9又はS10で、調整された(又は決定された）記録ヘッド１１の高さに応じて(又は、印刷ジョブデータにより指定される記録用紙に厚さに応じて）、インク吸収部高さ調整モータ４２が駆動されて、インク吸収部３２が、記録ヘッド１１の高さに対応する高さの位置まで移動する。このインク吸収部３２の移動により、記録ヘッド１１の高さがどのようであっても、インク吸収部３２のインク吸収体３６の上面と記録ヘッド１１の下面（インク噴出面）との間の高さの違い（つまり、フラッシングが行われるときインク吸収体３６と記録ヘッド１１との間のギャップであり、以下、インク吸収ギャップという）は、常に一定に維持される。

このようにして記録ヘッド１１の高さ（プラテンギャップ）とインク吸収部３２の高さ（インク吸収ギャップ）の調整が終わった後、ステップS11で、印刷ジョブデータに従って印刷動作が開始される。印刷動作が行われている間、適当な時点（例えば、一定の時間間隔）で、ステップS12のフラッシング操作が行われる。フラッシング操作が行われる時には、印刷動作が一時的に中断され、キャリッジ１０がインク吸収部３２に対向するフラッシング位置まで移動し、そのフラッシング位置にて、記録ヘッド１１からインク吸収部３２に向かってインクが吐出される。吐出されたインクはインク吸収部３２内のインク吸収体３６に吸収される。

その後、ステップS13で印刷動作が終了する。

図４は、この実施形態の作用、効果を説明するための、キャリッジ１０及びインク吸収部３２の周辺機構を示す正面図である。

図４（A）から図４（B)への変化に示すように、上述した記録ヘッド１１の高さ（プラテンギャップ）の調整動作（図４のステップステップS3、S4、S5又はS60）により、記録ヘッド１１の高さが距離７０だけ変化した場合、上述したように、インク吸収部３２の高さ（インク吸収ギャップ）の調整動作（図４のステップS7、S8、S9又はS10）により、インク吸収部３２の高さが、上記距離７０と等しい距離７０だけ同じ方向へ変化する。そのため、記録ヘッド１１がどの高さに移動しても、記録ヘッド１１とインク吸収部３２との間の距離、つまりインク吸収ギャップ７４は一定に保たれる。よって、プラテンギャップが大きい距離に調整された場合でも、インク吸収ギャップ７４は最小値に維持されるので、フラッシング時のミスト量の増加が抑制される。

因みに、インク吸収ギャップ７４を一定に保つ方法として、上記のようにインク吸収部３２の高さを変化させるのではなく、インク吸収部３２の高さは例えば標準高さで固定しておき、印刷ヘッド１１の高さをフラッシング操作の都度に印刷時の高さから標準高さに戻すという方法が考え得る。しかし、この方法では、スループットが落ちてします。それに比べて、印刷開始前にインク吸収部３２の高さを印刷ヘッドの高さに応じて調整するという上記実施形態の方法は、高いスループットを維持するという観点から優れている。

図５は、本発明の第２の実施形態に係るインクジェット式記録装置の要部を示す斜視図である。

図５に示すように、この実施形態では、プラテンギャップ調整装置２０によりプラテンギャップが調整されるとき、インク吸収部３２に一緒にキャリッジ１０やキャリッジガイドシャフト１２などと一緒に上下移動するようになっている。すなわち、キャリッジガイドシャフト１２の両端部に固定された支持部材８０に、インク吸収部３２が固定されており、キャリッジガイドシャフト１２が移動するとインク吸収部３２も一緒に移動する。要するに、プラテンギャップ調整装置２０が、インク吸収部３２の高さを調整する装置を兼ねている。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。

例えば、縁無し印刷を行うときに記録用紙の周囲のはみ出し領域に吐出されたインクを吸収するためのインク吸収部について、上述したフラッシング用のインク吸収部と同様の方法で、その高さを調整できるようにすることができる。インクジェット式記録装置に限らず、他の種類の液体噴射装置にも本発明は適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係るインクジェット式記録装置の要部を示す斜視図。 プラテンギャップ調整装置の具体的な構成例を示す側面図。 コントローラ４９により行われる本発明に関連する制御のフローチャート。 この実施形態の作用、効果を説明するための、キャリッジ１０及びインク吸収部３２の周辺機構を示す正面図。 本発明の第２の実施形態に係るインクジェット式記録装置の要部を示す斜視図。

符号の説明

１：インクジェット式記録装置、１０：キャリッジ、１１：記録ヘッド、１２：キャリッジガイドシャフト、１４：プラテン、１６：記録用紙、２０：プラテンギャップ調整装置、３２：インク吸収部、３４：コンテナ、３６：インク吸収体、４３：インク吸収部高さ調整装置、４９：コントローラ、８０：支持部材

Claims (4)

1. 液体を液体噴射ヘッドから対象物へ噴射する液体噴射装置において、
   前記液体噴射ヘッドの位置を変化させて、前記液体噴射ヘッドと前記対象物との間のギャップを調整する第１のギャップ調整装置と、
   前記液体噴射ヘッドから前記対象物以外の場所へ向けて噴出された液体を受けて吸収する液体吸収部と、
   前記液体吸収部の位置を変化させて、前記液体吸収部と前記液体噴射ヘッドとの間のギャップを調整する第２のギャップ調整装置と
   を備えた液体噴射装置。
2. 前記第２のギャップ調整装置が、前記第１のギャップ調整装置により前記液体噴射ヘッドの位置が変化した方向と距離に等しい方向と距離だけ、前記液体吸収部の位置を変化させる請求項１記載の液体噴射装置。
3. 前記第１のギャップ調整装置が前記液体噴射ヘッドの位置を変化させたときに、前記第２のギャップ調整装置が前記液体吸収部の位置を変化させる請求項１記載の液体噴射装置。
4. 前記第１のギャップ調整装置が、前記第２のギャップ調整装置を兼ねている請求項１記載の液体噴射装置。

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