JP2012086408A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】場所を問わず、手動動作によって充電することができる、液体噴射装置を提供する。
【解決手段】記録媒体に液体を噴射する液体噴射ヘッドを保持するキャリッジ５と、キャリッジ５を移動可能に保持するガイド軸４と、ガイド軸４に沿ってキャリッジ５が強制的に移動された際に誘導電流を発生させる発電部１０，１５と、発電部１０，１５により発生した誘導電流を充電可能な電源部２０と、を備えた液体噴射装置である。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体噴射装置に関するものである。

従来から、インク滴を記録紙（媒体）に対して噴射させる液体噴射装置として、インクジェットプリンター（以下、「プリンター」という。）が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２０３１１８号公報

ところで、近年、このようなプリンターにおいては、種々の場所での利用を目的としてバッテリー駆動されるものがある。しかしながら、このようなバッテリー駆動のプリンターでは、バッテリーが切れてしまうと使用できなくなってしまうことから、場所を問わず、手動動作によって充電可能とされる構成の提供が望まれていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、場所を問わず、手動動作によって充電することができる、液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の液体噴射装置は、記録媒体に液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを移動可能に保持するガイド軸と、前記ガイド軸に沿って前記キャリッジが強制的に移動された際に誘導電流を発生させる発電部と、前記発電部により発生した前記誘導電流を充電する充電部と、を備えることを特徴とする。

本発明の液体噴射装置によれば、キャリッジを強制的にガイド軸に沿って移動させることで発生した誘導電流を電源部に充電することができる。よって、場所を問わず、手動動作により充電可能な液体噴射装置を提供できる。この液体噴射装置によれば、電源部に充電された電力を利用することで場所を問わず、液体噴射動作を行うことができる。

また、上記液体噴射装置においては、前記発電部は、前記ガイド軸に設けられた磁石と、前記キャリッジに設けられ、前記磁石を挿通させることで前記誘導電流が発生するコイル部材と、を含むのが好ましい。
この構成によれば、キャリッジをガイド軸に沿って移動させることで磁石が挿通されることにより、コイル部材に誘導電流を簡便且つ確実に生じさせることができ、操作性に優れたものとなる。

また、上記液体噴射装置においては、前記キャリッジは、前記液体噴射ヘッドの強制移動時に把持可能な把持部が設けられているのが好ましい。
この構成によれば、把持部を把持することでキャリッジをガイド軸に沿って簡便且つ確実に移動させることができ、充電動作の操作性を向上させることができる。

液体噴射装置の一例を示す斜視図である。 キャリッジの要部構成を示す図である。 ガイド軸の要部構成を示す図である。 プリンターにおける発電動作を説明するための図である。 プリンターの電気的な構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態について図を参照にしながら説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態に係る液体噴射装置の一例を示す斜視図である。なお、以下の説明では、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンター（以下、単にプリンターと称す）について説明する。

図１に示すように、プリンター１は、上側が開口する略直方体形状のフレーム２を備えている。フレーム２には、プラテン３が架設されており、紙送りモーター９により、このプラテン３上を印刷用紙Ｐが副走査方向（図１中Ｙ軸方向）に給送されるようになっている。

そして、フレーム２にはプラテン３と平行にガイド軸４が架設されており、このガイド軸４には、キャリッジ５がガイド軸４の軸線方向に移動可能に挿通支持されている。また、このキャリッジ５は、タイミングベルト１４を介してキャリッジモーター１３に駆動連結されており、キャリッジモーター１３の駆動によってガイド軸４に沿って主走査方向（図１中Ｘ軸方向）に往復移動されるようになっている。また、キャリッジ５のプラテン３に対向する面には、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）６が搭載されている。これにより、記録ヘッド６はキャリッジ５とともにガイド軸４に沿って移動可能となっている。

また、キャリッジ５には、４つのインクカートリッジ（液体収容容器）Ｃが着脱可能に装着されている。具体的には、第一〜第四インクカートリッジＣ１〜Ｃ４が着脱可能に装着されている。

第一インクカートリッジＣ１は、内部に、ブラックインクを収容している。第二〜第四インクカートリッジＣ２〜Ｃ４は、内部に、各種カラーインクを収容している。各種インクは、例えば、分散媒に色材である顔料を分散させた、いわゆる顔料インクである。
なお、第一〜第四インクカートリッジＣ１〜Ｃ４を互いに区別しないで説明する場合には、単にインクカートリッジＣとして説明する。また、ブラックインク及び各種カラーインクを総称して、インクとして説明する。

記録ヘッド６の下面には不図示のノズル列の開口が形成されている。
各ノズル列は、各インクにそれぞれ対応しており、不図示の圧電素子の駆動により、印刷用紙Ｐ上にインクの液滴が吐出されるようになっている。

また、フレーム２内には、メンテナンスユニット７が備えられている。メンテナンスユニット７は、キャリッジ５の移動範囲内であって、印刷用紙Ｐの搬送経路外の領域である非印刷領域に設けられており、本実施形態では図１中右側に設けられたホームポジションに配設されている。ホームポジションは、例えばプリンター１の電源がオフである時（後述する充電動作時）や、長時間に亘って記録が行われない時などに、記録ヘッド６が待機する場所である。

メンテナンスユニット７は、記録ヘッド６を封止するためのキャッピング装置７ａと、記録ヘッド６のノズル面に付着したインクを払拭するためのワイピング装置７ｂと、を含んでいる。

キャッピング装置７ａは、非印刷状態のときに、記録ヘッド６のノズル面を封止する、所謂キャッピング動作に用いられるものである。また、キャッピング装置７ａは、メンテナス時に、記録ヘッド６のノズルからインクを強制的に噴射する、所謂フラッシング動作に用いられるものである。また、キャッピング装置７ａは、メンテナス時に、負圧により記録ヘッド６のノズルからインクを強制的に排出させる、所謂吸引動作に用いられるものである。

キャッピング動作は、ノズル面を封止することで、ノズル内のインクが増粘或いは固化することに起因した吐出不良の発生を防止することができる。
また、フラッシング動作は、ノズルからインクを強制的に噴射させることで、ノズル内のインクが増粘或いは固化することに起因した吐出不良の発生を防止することができる。

また、吸引動作は、負圧によりノズル内からインクを強制的に排出させることにより、上記フラッシング動作では排出することができない固化インクや異物をノズルから排出し、吐出不良の発生をすることができる。

また、ワイピング装置７ｂは、上述のフラッシング動作後に、ノズル面に付着したインクを払拭するためのものであり、プリンター１内が廃インクにより汚染されるのを防止することができる。

図２はキャリッジ５の要部構成を示す図であり、図３はガイド軸４の要部構成を示す図である。図２に示すように、キャリッジ５には、ガイド軸４を挿通させるためのガイド孔５ａが形成されており、該ガイド孔５ａの内周面に沿ってコイル部材１０が設けられている。これにより、ガイド軸４は、コイル部材１０に対して挿通された状態となっている。

また、キャリッジ５には取手部（把持部）１１が取り付けられている（図４参照）。プリンター１の使用者は、取手部１１を把持することでキャリッジ５をガイド軸４に沿って強制的に移動させることが可能になっている。よって、後述する充電動作時の操作性を向上させている。

ガイド軸４の中央部には、図３に示すように磁石１５が設けられている。磁石１５は、Ｎ極部１５ａとＳ極部１５ｂとを含んでいる。磁石１５は、上記キャリッジ５がガイド軸４に沿って移動する際、キャリッジ５に設けられたコイル部材１０に対して誘導電流を発生させるようになっている。すなわち、磁石１５及びコイル部材１０は、本発明に係る発電部を構成している。

図４はプリンター１における発電動作を説明するための図である。
図４に示すように、キャリッジ５は取手部１１を把持することでガイド軸４に沿って移動されると、コイル部材１０にファラデーの法則による誘導電流が発生する。ここで、ファラデーの法則とは、閉じた電気回路（導体コイルなど）と鎖交する磁束が変化すると、電気回路中には変化した磁束を打ち消す向きの磁界が発生するように、誘導電流が流れるというものである。

具体的には、キャリッジ５がガイド軸４の左端まで移動した後、＋Ｘ方向にキャリッジ５を移動すると、キャリッジ５に設けられたコイル部材１０には、磁石１５（Ｎ極部１５ａ）の磁界を打ち消そうとしてＮ極を生じるような誘導電流Ｉａが流れる。また、同様に、キャリッジ５がガイド軸４の右端まで移動した後、−Ｘ方向にキャリッジ５を移動すると、キャリッジ５に設けられたコイル部材１０には、磁石１５（Ｓ極部１５ｂ）の磁界を打ち消そうとしてＳ極を生じるような誘導電流Ｉａが流れる。なお、誘導電流Ｉａを大きくするためには、キャリッジ５の移動速度を大きくする、磁石１５として磁力の強いものを採用する、或いは、コイル部材１０の巻数を多くすることが必要である。

キャリッジ５がガイド軸４に沿って移動することで生じる誘導電流は交流であることから、本実施形態ではＡＣ／ＤＣコンバータ１２を介してコイル部材１０に電源部２０が接続されている。これにより、上述のようにキャリッジ５をガイド軸４に沿って移動した際に発生した誘導電流を電源部２０内に設けられたバッテリー２０ａに充電することが可能となっている。

図５はプリンター１の電気的な構成を示すブロック図である。本実施形態におけるプリンター１は、プリンター１全体の動作を制御する制御装置３０を備えている。この制御装置３０には、プリンター１の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置３１、紙送りモーター９、キャリッジモーター１３、メンテナンス装置３３、及び記録ヘッド６が電気的に接続されている。制御装置３０は、電源部２０から供給される電力を上記紙送りモーター９、キャリッジモーター１３、メンテナンス装置３３、記録ヘッド６に供給することで、これらを駆動させることが可能となっている。

制御装置３０は、記録ヘッド６の圧電素子（不図示）に入力する吐出パルスを制御することで、記録ヘッド６の下面に設けられた複数のノズルからインクを吐出することが可能となっている。

以上述べたように、本実施形態に係るプリンター１によれば、キャリッジ５を強制的にガイド軸４に沿って移動させることで発生した誘導電流を電源部２０のバッテリー２０ａに充電することができる。よって、このプリンター１によれば、手動動作により場所を問わず、充電可能な構成を提供できる。また、このプリンター１は、電源部２０（バッテリー２０ａ）に充電された電力を利用することで場所を問わず、インク噴射動作を行うことができるので、携帯用プリンターとして最適である。

また、上記プリンター１によれば、キャリッジ５をガイド軸４に沿って移動させるだけで誘導電流を簡便且つ確実に生じさせることができるので、操作性に優れたものとなる。また、上記プリンター１によれば、キャリッジ５に取手部１１が設けられているので、取手部１１を把持することでキャリッジ５をガイド軸４に沿って簡便且つ確実に移動させることができ、充電動作における高い操作性を得ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
例えば、制御装置３０はプリンター１の印刷動作時において、キャリッジ５がガイド軸４に沿って移動する際に発生した誘導電流をプリンター自身の駆動源として用いる構成であっても構わない。このような構成によれば、電源部２０のバッテリー２０ａの減りを抑えることができ、バッテリー２０ａの持ちを長くすることができる。

また、上記実施形態では、ガイド軸４の中央部に磁石１５を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。具体的には、ガイド軸４の長さ方向の全域に亘って磁石を設ける事で、Ｎ極部１５ａとＳ極部１５ｂとが繰り返し配置される構成としても構わない。このような構成にすれば、キャリッジ５をガイド軸４に沿って移動させる毎に、コイル部材１０に誘導電流が発生させることができる。
よって、発電効率を向上させることができ、キャリッジ５におけるガイド軸４に対する往復回数を減らすことができる。したがって、充電動作を短時間で終了させることができる。

１…プリンター（液体噴射装置）、４…ガイド軸、５…キャリッジ、６…記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、１０…コイル部材、１１…取手部（把持部）、１５…磁石、２０…電源部

Claims (3)

1. 記録媒体に液体を噴射する液体噴射ヘッドを保持するキャリッジと、
   前記キャリッジを移動可能に保持するガイド軸と、
   前記ガイド軸に沿って前記キャリッジが強制的に移動された際に誘導電流を発生させる発電部と、
   前記発電部により発生した前記誘導電流を充電可能な電源部と、
   を備えることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記発電部は、前記ガイド軸に設けられた磁石と、前記キャリッジに設けられ、前記磁石を挿通させることで前記誘導電流が発生するコイル部材と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記キャリッジは、前記強制移動時に把持可能な把持部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。

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