JP2008302693A - インクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置、それを備えたインクジェットプリンタ及びその洗浄方法 - Google Patents

インクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置、それを備えたインクジェットプリンタ及びその洗浄方法 Download PDF

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Abstract

【課題】インクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置、それを備えたインクジェットプリンタ及びその洗浄方法を提供する。
【解決手段】ノズルチップを洗浄する洗浄液が収容される洗浄槽と、洗浄槽に設置されて、その中に収容された洗浄液をノズルチップに接するように波動を誘導する超音波素子と、洗浄液保存タンクから洗浄槽への洗浄液給水及び洗浄槽から洗浄液保存タンクへの洗浄液排水の機能を兼ねる給排水管と、給排水管を通じて洗浄液を給水または排水する駆動力を提供するポンプと、を備えるノズルチップ洗浄装置である。これにより、一つの給排水管を通じて洗浄液の給水及び排水を何れも行うので、配管が占める空間を減らせ、プリンタの小型軽量化に有利になる。
【選択図】図1

Description

本発明は、インクジェットプリンタのノズルチップを洗浄する装置に係り、特に、洗浄のための洗浄液の給排水構造を改善したインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置に関する。
一般的に、インクジェットプリンタは、印刷用インク液滴をノズルチップを通じて用紙上の所望の位置に放出させて所定の画像を印刷する装置であって、インク液滴を放出するヘッドの形態によって、シャトルタイプとアレイタイプとに分類される。シャトルタイプは、単一ノズルチップを備えたヘッドが用紙の幅方向に往復動しつつ印刷を進め、アレイタイプは、いくつかのノズルチップを用紙の幅方向に沿って配列してライン単位で印刷を進めるが、最近では、印刷速度面で有利なアレイタイプヘッドが選好されている。
一方、このようなインクジェットヘッドを利用した印刷作業を反復して進めれば、例えば、ノズルチップの液滴放出口に溜まっているインクが固まる等の原因によって放出口が塞がる現象が発生する。そのようになれば、その塞がったノズルチップの放出口には液滴が放出できなくなるので、所望の画像を正しく印刷できなくなる。したがって、このような問題を解決するために、インクジェットプリンタには、必要に応じてノズルチップの放出口を洗浄するための洗浄装置が備えられている。
しかしながら、既存の洗浄装置では、構造が複雑になり、プリンタ内で空間も大きく占めて、プリンタの小型軽量化において障害要因として作用している。
そして、洗浄作業中に洗浄液が洗浄槽から溢れてはならないため、水位を感知するためのレベルセンサーなど、高精密部品を設置して管理せねばならないという負担も生じる。
本発明は、上記必要性を勘案して創出されたものであって、ノズルチップの洗浄のための洗浄液の給排水及び水位調節をさらに簡素化した構造で行えるように改善されたインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置及びそれを利用したインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明によるインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置は、インクジェットヘッドのノズルチップを洗浄する洗浄液が収容される洗浄槽と、上記洗浄槽に設置されて、洗浄液保存タンクから上記洗浄槽への洗浄液給水及び上記洗浄槽から上記洗浄液保存タンクへの洗浄液排水の機能を兼ねる給排水管と、を備えることを特徴とする。また、上記洗浄槽の中に収容された上記洗浄液を上記ノズルチップに触れさせるように波動を起こす超音波素子を有することができる。さらに、上記給排水管を通じて洗浄液を給水または排水する駆動力を提供するポンプを有することができる。
また、上記目的を達成するための本発明のインクジェットプリンタは、印刷媒体にノズルチップを通じてインク液滴を噴射して画像を形成するインクジェットヘッドと、上記ノズルチップを洗浄するノズルチップ洗浄装置とを備えるインクジェットプリンタにおいて、上記ノズルチップ洗浄装置が、上記ノズルチップを洗浄する洗浄液が収容される洗浄槽と、洗浄液保存タンクから上記洗浄槽への洗浄液給水及び上記洗浄槽から上記洗浄液保存タンクへの洗浄液排水の機能を兼ねる給排水管と、を備えることを特徴とする。また、上記洗浄槽に設置されて、その中に収容された上記洗浄液を上記ノズルチップに触れさせるように波動を誘導する超音波素子を有することができる。さらに、上記給排水管を通じて洗浄液を給水または排水する駆動力を提供するポンプを有することができる。
ここで、上記洗浄槽は、上記超音波素子が設置される内部洗浄槽と、上記内部洗浄槽からオーバーフローされた洗浄液を収容できるように、その内部洗浄槽を取り囲む外部洗浄槽とを備えうる。
そして、上記外部洗浄槽と上記給排水管との間には、一方向弁が設置されて、給水時には、上記外部洗浄槽に洗浄液が入れず、排水時には、上記外部洗浄槽から上記給排水管に洗浄液が放出されるように構成しうる。
また、上記超音波素子は、上記インクジェットヘッドに設けられた複数個のノズルチップを同時に洗浄できるように、各ノズルチップに一対一対応するサイズで複数個が設けられ、または一つの超音波素子で複数個のノズルチップを同時に洗浄できるサイズでもありうる。
上記洗浄槽は、印刷媒体の幅方向に沿って移動可能に設置される。
本発明によるインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置は、次のような効果を提供する。
第一に、一つの給排水管を通じて洗浄液の給水及び排水を何れも行えるので、配管が占める空間を減らせ、プリンタの小型軽量化に有利である。
第二に、洗浄槽を二重にしてオーバーフローさせる構造であって、別途のレベルセンサーがなくてもよいため、高精度センサーを備えて複雑な水位制御を行わねばならないという負担もない。
以下、まずはノズルチップ洗浄装置についての従来の技術について説明する。
従来の洗浄装置は、所定の洗浄液でノズルチップの放出口を拭き出すものであって、通常図1に示されたような構造になっている。ここでは、インクジェットヘッド20がアレイタイプである場合を例示したものであって、用紙の幅方向に配列されたいくつかのノズルチップ21を洗浄できるように、洗浄槽11が用紙の幅方向に沿って往復動できるように構成されている。
そして、14は、洗浄槽11内に洗浄液を送る給水管を、15は、洗浄槽11で使われた洗浄液を保存タンク13に戻す排水管をそれぞれ表し、12は、超音波素子を表す。このような構造の洗浄装置でノズルチップ21の洗浄作業を進めれば、上記給水管14を通じて洗浄液が洗浄槽11に供給され、超音波素子12が稼動して振動を起こす。それにより、洗浄槽11に入った洗浄液が図面のようにひどく揺れ、その波動により洗浄液がノズルチップ21にぶつかりつつ放出口21aを洗浄する。そして、洗浄作業が終われば、排水管15を通じて洗浄に使われた洗浄液を保存タンク13に回収する。
しかしながら、既存の洗浄装置では、構造が複雑になり、プリンタ内で空間も大きく占めて、プリンタの小型軽量化において障害要因として作用している。そして、洗浄作業中に洗浄液が洗浄槽11から溢れてはならないため、水位を感知するためのレベルセンサー16など、高精密部品を設置して管理せねばならないという負担も生じる。
したがって、このような問題を解決するためには、洗浄液の給排水及び水位調節をさらに簡素な構造で行える方案が要求されていた。
以下、上記従来の技術をもとに発明された本実施形態について、添付された図面を参照して詳細に説明する。
図2は、本発明によるノズルチップ洗浄装置が採用されたインクジェットプリンタの概略的な構造を示す図面であり、図3は、本発明によるノズルチップ洗浄装置の構造を詳細に示すように該当装置部分を抜粋して示す図面である。
ここでは、印刷を行うインクジェットヘッド200として、複数個のノズルチップ210が印刷媒体の用紙1の幅方向に配置されたアレイタイプが備えられた場合を例示する。
このようなインクジェットヘッド200のノズルチップ210を洗浄するための装置として、超音波素子120が内蔵された洗浄槽110と、洗浄液が保存された洗浄液保存タンク130と、洗浄液保存タンク130の洗浄液を洗浄槽110に送って回収するためのポンプ140と、が備えられている。上記超音波素子120は、複数個が備えられる。したがって、ノズルチップ210の洗浄が必要な場合には、ポンプ140が作動して洗浄液保存タンク130に保存された洗浄液を洗浄槽110に送り、このとき、超音波素子120が稼動して洗浄槽110に入った洗浄液に波動を起こすことによって、図1で説明したように、ノズルチップ210の放出口211を洗浄する。そして、洗浄が終われば、ポンプ140を逆稼動して洗浄槽110に供給した洗浄液を洗浄液保存タンク130に回収する。図3の161は、モータ163によって循環駆動されつつ、洗浄槽110を用紙の幅方向に往復動させる駆動ベルトを表し、162は、洗浄槽110の往復動をガイドするガイドレールを表す。すなわち、アレイタイプヘッド200に備えられたいくつかのノズルチップ210を洗浄するために、洗浄槽110がいくつかのノズルチップ210の配された区間を往復動できるようにしたものである。ここで、用紙の幅方向に往復動するとは、インクジェットプリンタの複数個の上記ノズルチップを配列させた状態において、、洗浄槽110が前記配列させた方向に沿って動くことを指す。もちろん、ヘッドが用紙の幅方向に動くシャトルタイプである場合ならば、洗浄槽110を何れか一つの側の端部に固定させ、ヘッドを洗浄槽110上に移動させて洗浄を行うように構成してもよい。
一方、本発明では、このような洗浄液の給水及び排水のための構造を次のように改善した。まず、洗浄液保存タンク130の洗浄液を洗浄槽110に送って回収するための連結ラインとして、単一ラインからなる給排水管150が備えられている。すなわち、従来では、給水管及び排水管がそれぞれ別途に備えられていたが、本発明では、一つの給排水管150が給水及び排水の機能を兼ねるように構成されている。この単一給排水管150は、ポンプ140と連結されている。したがって、給水時には、この給排水管150に沿って洗浄液保存タンク130の洗浄液が洗浄槽110に入り、排水時にも、この給排水管150に沿って洗浄槽110の洗浄液が洗浄液保存タンク130に回収される。その詳細な作動過程については後述する。
そして、上記洗浄槽110は、図3及び図4に詳細に示したように、内部洗浄槽111及び外部洗浄槽112の二重構造になっている。上記内部洗浄槽111は、超音波素子120が設置された所であって、上記洗浄液保存タンク130から供給される洗浄液がこの内部洗浄槽111に入る。そして、上記外部洗浄槽112は、内部洗浄槽111を取り囲むものであって、内部洗浄槽111からオーバーフローされる洗浄液を収容する。これは、洗浄槽110内に別途のセンサーがなくても水位調節可能にするための構造であって、洗浄が進められる間に内部洗浄槽111に洗浄液を供給し続け、あふれる量は、外部洗浄槽112に一時収容することによって、レベルセンサーがなくても作業に問題が無いようにしたものである。もちろん、外部洗浄槽112の洗浄液の収容量は、洗浄作業の間に供給される洗浄液の量を勘案して十分な容量にする。
図4を参照すれば、ポンプ140と洗浄槽110との間にパイプユニットが連結されている。このパイプユニットは、ポンプ140に連結された単一給排水管150、上記内部洗浄槽111と給排水管150とを連結する第1パイプ151及び、コネクタ171を通じて外部洗浄槽112と給排水管150とを連結する第2パイプ152を備える。第1パイプ151は、コネクタ172を通じて内部洗浄槽111と連結され、第1内部管151aは、第1内部洗浄槽111aと連結され、第2内部管151bは、第2内部洗浄槽111bと連結される。第2パイプ152は、外部洗浄槽112aに連結される。
170は、一方向弁を表すものであって、給水時には、給排水管150を通じて供給される洗浄液が外部洗浄槽112に入れず、排水時にのみ外部洗浄槽112の洗浄液を給排水管150に放出させる役割を行う。すなわち、給水時には、図5Aに示したように、その中に内蔵された開閉部材173が洗浄液の水流に押されて、外部洗浄槽112側の連結ホール171をふさぎ、これにより、連結ホール171を通じては外部洗浄槽112に洗浄液が入れなくなる。逆に、排水時には、図5Bのように、開閉部材173が洗浄液の水流に押されて給排水管150側の第1連結ホール172aをふさぐが、この時には、その側面方向に形成された第2連結ホール172bを通じて洗浄液が給排水管150に放出される。
このような構成の洗浄装置を利用した洗浄過程は、図6A〜図6Dのように進められる。図6A〜図6Dは、給水及び排水作業を中心に洗浄過程を容易に理解できるように、構成要素を簡単なブロック図として表現したものである。
まず、洗浄作業を行うためには、洗浄槽110が洗浄しようとするノズルチップ210の直下の位置に移動する。洗浄槽110の移動は、前述したように、モータ163で駆動ベルト161を回してガイドレール162に沿って洗浄槽110を移動させることによってなされる。もちろん、これは、インクジェットヘッドがアレイタイプである場合であり、もし、シャトルタイプである場合ならば、ヘッドを洗浄槽110上に移動させて洗浄を準備すればよい。
次いで、該当ノズルチップに対する洗浄が開始されれば、図6Aのように、ポンプ140が稼動して洗浄液保存タンク130の洗浄液を給排水管150を通じて洗浄槽110に供給する。このとき、洗浄液は、洗浄槽110のうち内部洗浄槽111に入り、外部洗浄槽112には、一方向弁170によってふさがって入れなくなる。この状態で、内部洗浄槽111の超音波素子120が作動して、その中に収容された洗浄液に波動を起こし、これにより、ノズルチップ210が上記のように波動をおこす洗浄液によって洗浄される。
そして、洗浄作業が継続的に進められ、洗浄液の供給量が内部洗浄槽111の収容量を超えれば、図6Bのように、外部洗浄槽112に洗浄液があふれて集まる。したがって、敢えて別途のレベルセンサーを付着して内部洗浄槽111の水位を制御せずとも、オーバーフローされた洗浄液が外部洗浄槽112に安全に収容されるため、洗浄作業を無難に行える。
次いで、洗浄作業が完了すれば、図6Cのように、ポンプ140を逆駆動させて洗浄槽110に供給した洗浄液を洗浄液保存タンク130に回収する。この時には、外部洗浄槽112に収容されていた洗浄液が、図5Bで説明したように、一方向弁170を通過できるため、内部洗浄槽111と外部洗浄槽112とに入っていた洗浄液が何れも給排水管150を通じて洗浄液保存タンク130に入る。
次いで、次の洗浄作業まで、図6Dのように、洗浄液を洗浄液保存タンク130に回収して保管する。
このように、単一給排水管150を通じて洗浄液の給水及び排水を何れも行え、センサーを利用した複雑な水位制御を行う必要もなくなる。
一方、ここでは、内部洗浄槽111に二つの超音波素子120が設され、図7Aのように、二つのノズルチップ210に超音波素子120がそれぞれ対応してマッチされる構造を例示したが、図7Bのように、超音波素子120’を大きくして一素子で二つのノズルチップ210をカバーするように構成することもできる。
本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
本発明は、インクジェットプリンティング関連の技術分野に適用可能である。
従来のノズルチップ洗浄装置の構造を示す図面である。 本発明によるノズルチップ洗浄装置が採用されたインクジェットプリンタの構造を示す図面である。 図2に示されたノズルチップ洗浄装置を抜粋して示す図面である。 図3に示されたノズルチップ洗浄装置のうち、洗浄槽の構造を拡大して示す図面である。 図4に示された一方向弁の作動原理を説明する図面である。 図4に示された一方向弁の作動原理を説明する図面である。 図3に示されたノズルチップ洗浄装置の給水及び排水の過程を示す図面である。 図3に示されたノズルチップ洗浄装置の給水及び排水の過程を示す図面である。 図3に示されたノズルチップ洗浄装置の給水及び排水の過程を示す図面である。 図3に示されたノズルチップ洗浄装置の給水及び排水の過程を示す図面である。 図3に示されたノズルチップ洗浄装置のうち超音波素子の変形可能な例を示す図面である。 図3に示されたノズルチップ洗浄装置のうち超音波素子の変形可能な例を示す図面である。
符号の説明
1 用紙
110 洗浄槽
111 内部洗浄槽
112 外部洗浄槽
120 超音波素子
130 洗浄液保存タンク
140 ポンプ
150 給排水管
200 インクジェットヘッド
210 ノズルチップ
211 放出口

Claims (25)

  1. インクジェットヘッドのノズルチップを洗浄する洗浄液が収容される洗浄槽と、
    洗浄液保存タンクから前記洗浄槽への洗浄液給水及び前記洗浄槽から前記洗浄液保存タンクへの洗浄液排水の機能を兼ねる給排水管と、
    を備えるインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  2. 前記洗浄槽に設置されて、前記洗浄槽の中に収容された前記洗浄液を前記ノズルチップに触れさせるように波動を起こす超音波素子を備えることを特徴とする、請求項1に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  3. 前記給排水管を通じて洗浄液を給水または排水する駆動力を提供するポンプを備えることを特徴とする、請求項2に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  4. 前記洗浄槽は、前記超音波素子が設置される内部洗浄槽と、前記内部洗浄槽からオーバーフローされた洗浄液を収容できるように、前記内部洗浄槽を取り囲む外部洗浄槽とを備えることを特徴とする、請求項2に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  5. 前記外部洗浄槽と前記給排水管との間には、一方向弁が設置され、給水時には、前記外部洗浄槽に洗浄液が流入せず、排水時には、前記外部洗浄槽から前記給排水管へ洗浄液が放出されることを特徴とする、請求項4に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  6. 前記超音波素子は、前記インクジェットヘッドに設けられた複数個のノズルチップを同時に洗浄できるように、各ノズルチップに一対一対応するサイズで複数個が設けられたことを特徴とする、請求項2に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  7. 前記超音波素子は、複数個のノズルチップを同時に洗浄できるサイズを有する単一の素子であることを特徴とする、請求項2に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  8. 前記インクジェットプリンタが複数個の前記ノズルチップを有し、前記ノズルチップは所定の方向に配列し、前記洗浄槽が前記所定の方向に沿って移動可能に設置されたことを特徴とする、請求項1に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  9. 印刷媒体にノズルチップを通じてインク液滴を噴射して画像を形成するインクジェットヘッドと、前記ノズルチップを洗浄するノズルチップ洗浄装置とを備えるインクジェットプリンタにおいて、
    前記ノズルチップ洗浄装置は、
    前記ノズルチップを洗浄する洗浄液が収容される洗浄槽と、
    洗浄液保存タンクから前記洗浄槽への洗浄液給水及び前記洗浄槽から前記洗浄液保存タンクへの洗浄液排水の機能を兼ねる給排水管と、
    を備えるインクジェットプリンタ。
  10. 前記洗浄槽に設置されて、前記洗浄槽の中に収容された前記洗浄液を前記ノズルチップに触れさせるように波動を起こす超音波素子を備えることを特徴とする、請求項9に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  11. 前記給排水管を通じて洗浄液を給水または排水する駆動力を提供するポンプを備えることを特徴とする、請求項10に記載のインクジェットプリンタのノズルチップ洗浄装置。
  12. 前記洗浄槽は、前記超音波素子が設置される内部洗浄槽と、前記内部洗浄槽からオーバーフローされた洗浄液を収容できるように、前記内部洗浄槽を取り囲む外部洗浄槽を備えることを特徴とする、請求項10に記載のインクジェットプリンタ。
  13. 前記外部洗浄槽と前記給排水管との間には、一方向弁が設置され、給水時には、前記外部洗浄槽に洗浄液が流入せず、排水時には、前記外部洗浄槽から前記給排水管に洗浄液が放出されることを特徴とする、請求項12に記載のインクジェットプリンタ。
  14. 前記超音波素子は、前記インクジェットヘッドに設けられた複数個のノズルチップを同時に洗浄できるように、各ノズルチップに一対一対応するサイズで複数個が設けられたことを特徴とする、請求項10に記載のインクジェットプリンタ。
  15. 前記超音波素子は、複数個のノズルチップを同時に洗浄できるサイズを有する単一の素子であることを特徴とする、請求項9に記載のインクジェットプリンタ。
  16. 前記インクジェットプリンタが複数個の前記ノズルチップを有し、前記ノズルチップは所定の方向に配列し、前記洗浄槽が前記所定の方向に沿って移動可能に設置されたことを特徴とする、請求項9に記載のインクジェットプリンタ。
  17. 給排水管を利用して洗浄液保存タンクから一の洗浄槽へ洗浄液を供給するステップと、
    前記洗浄液を用いて、前記洗浄槽内で一又は複数のノズルチップを洗浄するステップと、
    前記一の洗浄槽からオーバーフローした前記洗浄液を他の洗浄槽で収容するステップと、
    前記給排水管を利用して前記他の洗浄槽から前記洗浄液保存タンクに前記洗浄液を回収するステップと、
    を含むインクジェットプリンタヘッドの複数のノズルチップの洗浄方法。
  18. 前記ノズルチップの洗浄は、前記洗浄液内で超音波の発生によって行われることを特徴とする、請求項17に記載のインクジェットプリンタヘッドの複数のノズルチップの洗浄方法。
  19. ポンプを稼動して前記洗浄液保存タンクから前記洗浄槽への第1方向に前記洗浄液を送るステップと、
    ポンプを稼動して前記洗浄槽と異なる洗浄槽から前記洗浄液保存タンクへの第2方向に前記洗浄液を送るステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項17に記載のインクジェットプリンタヘッドの複数のノズルチップの洗浄方法。
  20. 印刷媒体にインクを噴射して画像を形成する一又は複数のノズルチップを備えたインクジェットヘッドと、前記ノズルチップを洗浄する洗浄装置を備え、前記洗浄装置は、
    洗浄液が保存された洗浄液保存タンクと、
    前記洗浄液保存タンクから洗浄液を受ける第1洗浄槽及び第2洗浄槽と、
    前記第1洗浄槽と連結された第1パイプ、前記第2洗浄槽と連結された第2パイプ、及び前記洗浄液保存タンクと連結された単一給排水管を有するパイプユニットを備えることを特徴とする、インクジェットプリンタ。
  21. 前記第1洗浄槽が前記第2洗浄槽内に配されて、前記第2洗浄槽が前記第1洗浄槽からオーバーフローされた洗浄液を収容することを特徴とする、請求項20に記載のインクジェットプリンタ。
  22. 前記パイプユニットには、前記第2洗浄槽から前記第2パイプを通じて前記給排水管に洗浄液を流す一方向弁が前記第2パイプに設置されていることを特徴とする、請求項21に記載のインクジェットプリンタ。
  23. 前記給排水管がコネクタを通じて前記第1パイプと前記2パイプに連結されることを特徴とする、請求項20に記載のインクジェットプリンタ。
  24. 前記第1パイプは、前記第1洗浄槽の第1ホールに連結される第1洗浄管と、第2ホールに連結される第2洗浄管と、を備えることを特徴とする、請求項20に記載のインクジェットプリンタ。
  25. 前記第1パイプと前記第1洗浄管と前記第2洗浄管とを連結するコネクタをさらに備えることを特徴とする、請求項23に記載のインクジェットプリンタ。



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