JP2012126091A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス手段の駆動源となるモーターの接地及び放熱の両方を容易に行うことが可能な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】インクジェット式プリンターは、インクをノズルから記録用紙に向けて噴射する記録ヘッドと、該記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置２３と、該メンテナンス装置２３の駆動源となるモーター２９と、該モーター２９に直接取着されて該モーター２９を接地する板金部材３３とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばインクジェット式プリンターなどの液体噴射装置に関する。

一般に、液体噴射ヘッドのノズルからターゲットに対して液体を噴射する液体噴射装置としてインクジェット式プリンターが知られている。こうしたプリンターでは、ノズルからのインクの噴射不良を低減するために、ノズルから増粘したインク（液体）や気泡などを強制的に吐出させるクリーニングと呼ばれるメンテナンスが適宜行われる。

クリーニングは、記録ヘッド（液体噴射ヘッド）に対してノズルを囲うようにキャップを当接した状態で、記録ヘッドとキャップとで形成される密閉空間をチューブポンプによって吸引して負圧にすることで、この負圧を利用してノズルから増粘したインクや気泡などを排出するものである。また、記録ヘッドにインクを初期充填する場合には、上述したクリーニングと同じ動作が数回連続で行われる。

そして、上述のようなキャップやチューブポンプは、モーターによって駆動されるが、こうしたモーターは、通常、ハーネスを介して接地がとられる（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２１７７２７号公報

ところで、特許文献１に記載のモーター装置では、ハーネスによって接地がとれられているだけで、連続で駆動した場合に発生する熱に対する対策が全くなされていない。
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、メンテナンス手段の駆動源となるモーターの接地及び放熱の両方を容易に行うことが可能な液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、液体をノズルからターゲットに向けて噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス手段と、前記メンテナンス手段の駆動源となるモーターと、前記モーターに直接接触して該モーターを接地する板金部材とを備えた。

この発明によれば、モーターが該モーターに直接接触した板金部材によって接地されるため、モーターの駆動によって発生した熱が板金部材に伝わって放熱される。したがって、メンテナンス手段の駆動源となるモーターの接地及び放熱の両方を容易に行うことが可能となる。

本発明の液体噴射装置において、前記板金部材は、単一部品である。
この発明によれば、板金部材の部品点数を最小限に抑えることが可能となる。
本発明の液体噴射装置は、導電性の本体フレームを備え、前記板金部材は、前記本体フレームに接触している。

この発明によれば、モーターの接地効果を高めることが可能となる。
本発明の液体噴射装置において、前前記板金部材は、互いに交差するように延びる複数の平板部を備えている。

この発明によれば、板金部材の表面積を稼ぐことができるので、モーターの放熱効果を高めることが可能となる。
本発明の液体噴射装置において、前記板金部材は、前記モーターにおける少なくとも前記メンテナンスを行う際の前記液体噴射ヘッド側を覆うように取着されている。

この発明によれば、液体噴射ヘッドのメンテナンスによって液体が飛散した場合に、該飛散した液体からモーターを板金部材によって保護することが可能となる。

実施形態のインクジェット式プリンターの正面図。 同プリンターの要部拡大斜視図。 同プリンターにおいて、駆動力伝達部のカバーを外したときの要部拡大斜視図。 同プリンターにおけるモーター部分の拡大斜視図。 同プリンターにおける板金部材の拡大斜視図。

以下、本発明の液体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化した一実施形態について、図面に従って説明する。また、以下の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」をいう場合は図１及び図２に矢印で示す前後方向、左右方向、上下方向をそれぞれ示すものとする。

図１及び図２に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター１１は、平面視で略矩形状をなすととともに導電性を有する本体フレーム１２を備えている。本体フレーム１２は上側が開口しているとともに、該本体フレーム１２の内底部には矩形板状をなす支持台１３が長手方向である左右方向に沿って延びるように設けられている。そして、支持台１３上には、図示しない紙送り機構によりターゲットとしての記録用紙Ｐが後方側から前方側に向かう方向（副走査方向）に沿って給送されるようになっている。

本体フレーム１２内における支持台１３の上斜め後方には、主ガイド軸１４が支持台１３の長手方向に沿って延びるように設けられている。さらに、本体フレーム１２における主ガイド軸１４の上方には、副ガイド軸１５が主ガイド軸１４と平行に延びるように設けられている。そして、主ガイド軸１４には、キャリッジ１６が主ガイド軸１４の軸方向（左右方向）に沿って往復移動可能に支持されている。

キャリッジ１６の後面下部には左右一対の軸受部（図示略）が設けられるとともに、該各軸受部には主ガイド軸１４が摺動可能に嵌合している。また、キャリッジ１６の後端上部には、副ガイド軸１５に対して後側から摺動可能に係合する係合部１６ａが設けられている。そして、係合部１６ａは、キャリッジ１６の自重により、副ガイド軸１５に対して常に荷重をかけながら当接している。

本体フレーム１２内の後面における主ガイド軸１４の両端部のやや上側の位置には、駆動プーリー１７ａ及び従動プーリー１７ｂが前後方向に延びる軸線を中心に回転自在に支持されている。駆動プーリー１７ａにはキャリッジ１６を主ガイド軸１４に沿って往復移動させる際の駆動源となるキャリッジモーター１８の出力軸が連結されている。

両プーリー１７ａ，１７ｂ間には一部がキャリッジ１６の後面における各軸受部（図示略）の若干上側に連結された無端状のタイミングベルト１９が掛装されている。したがって、キャリッジ１６は、主ガイド軸１４及び副ガイド軸１５にガイドされながら、キャリッジモーター１８の駆動力により無端状のタイミングベルト１９を介して左右方向に沿って往復移動されるようになっている。

キャリッジ１６の下端部には液体噴射ヘッドとしての複数（本実施形態では５つ）の記録ヘッド２０が支持されるとともに、該各記録ヘッド２０の下面には前後方向に並ぶ複数のノズル２０ａがそれぞれ開口している。各記録ヘッド２０は、前後方向に長い矩形状をなしているとともに、互いに平行となるように左右方向に沿って並んで配置されている。

また、各記録ヘッド２０には、本体フレーム１２の外側に配置されるとともに内部に液体としてのインクが充填されたインクタンク（図示略）が、可撓性のインク供給チューブ（図示略）を介してそれぞれ接続されている。したがって、このインクタンク内のインクは、インク供給チューブを介して各記録ヘッド２０にそれぞれ供給されるようになっている。

そして、キャリッジ１６を主ガイド軸１４に沿って左右方向（主走査方向）に往復移動させながらインクタンク（図示略）から各記録ヘッド２０にそれぞれ供給されたインクを各ノズル２０ａから支持台１３上に給送された記録用紙Ｐに噴射することで、該記録用紙Ｐの印刷が行われる。

図１及び図２に示すように、本体フレーム１２内の右端部に位置する記録用紙Ｐと対応しない非印刷領域には、各記録ヘッド２０のクリーニングやフラッシングなどのメンテナンスを行うためのメンテナンス手段としてのメンテナンス装置２３が設けられている。この非印刷領域において、記録用紙Ｐの印刷を行わない場合や記録ヘッド２０のメンテナンスを行う場合にキャリッジ１６が移動される位置は、ホームポジション（図１に示す位置）とされている。

メンテナンス装置２３は、キャップユニット２４と、該キャップユニット２４を昇降する昇降機構（図示略）と、上流側がキャップユニット２４に接続されるとともに下流側が廃液タンク（図示略）に接続された可撓性の排出チューブ２５と、該排出チューブ２５の途中位置に設けられたチューブポンプ２６とを備えている。

キャップユニット２４は、略矩形箱状をなすベース部材２７と、該ベース部材２７に支持された複数（本実施形態では５つ）のキャップ２８とを備えている。各キャップ２８は、各記録ヘッド２０と対応する矩形箱状をなすとともに、キャリッジ１６がホームポジションに位置するときの各記録ヘッド２０とそれぞれ対向するように配置されている。

チューブポンプ２６は、キャップユニット２４の前斜め下方の位置に配置されるとともに、排出チューブ２５を介して各キャップ２８内を廃液タンク（図示略）側に向かって吸引可能に構成されている。チューブポンプ２６の上側にはメンテナンス装置２３の駆動源となるモーター２９が配置されている。モーター２９の右側には、該モーター２９の駆動力を、キャップユニット２４を昇降する昇降機構（図示略）及びチューブポンプ２６に対してそれぞれ伝達する駆動力伝達部３０が配置されている。この駆動力伝達部３０は、図２及び図３に示すように、本体フレーム１２内に回転可能に配置されるとともに順次噛合された複数のギアを有するギア機構３１と、該ギア機構３１を覆う合成樹脂製のカバー３２とを備えている。

図３及び図４に示すように、モーター２９は、該モーター２９を接地する板金部材３３を介して本体フレーム１２に取着されている。すなわち、板金部材３３は、モーター２９及び本体フレーム１２に対して直接接触している。モーター２９は、略円柱状をなすとともに、その左右両側面から左右方向に沿う外側に向かって該モーター２９の出力軸２９ａの左端部及び右端部がそれぞれ突出している。

出力軸２９ａの左端部には、円板状の符号板３４の中心部が固着されている。また、符号板３４には、中心部側から外周部側に向かって真っ直ぐに延びる複数のスリット３４ａが周方向に沿って等間隔となるように全周にわたって形成されている。符号板３４の近傍には、該符号板３４のスリット３４ａを透過した光を受光して、９０度位相のずれた２つのエンコーダーパルス信号を出力する光学式センサー３５が配置されている。

光学式センサー３５及びモーター２９は、インクジェット式プリンター１１を統括的に制御する制御部（図示略）に対してそれぞれ電気的に接続されている。そして、制御部は、光学式センサー３５から出力されるエンコーダーパルス信号を受信し、その受信したエンコーダーパルス信号に基づいてモーター２９の駆動を制御する。なお、本実施形態では、符号板３４と光学式センサー３５とによって、モーター２９の回転速度、回転量、及び回転位置を検出するロータリーエンコーダーＲが構成されている。

一方、出力軸２９ａの右端にはモーターギア２９ｂが設けられている。また、チューブポンプ２６には、ポンプギア２６ａが設けられている。さらに、ギア機構３１は、モーター２９の出力軸２９ａのモーターギア２９ｂ、チューブポンプ２６のポンプギア２６ａ、及びキャップユニット２４を昇降する昇降機構（図示略）のギア（図示略）とそれぞれ噛合している。

したがって、モーター２９の駆動により、モーターギア２９ｂの回転力が昇降機構（図示略）のギア（図示略）及びチューブポンプ２６のポンプギア２６ａにそれぞれ伝達されることで、キャップユニット２４が昇降機構によって昇降されるとともにチューブポンプ２６が駆動される。なお、図３は、駆動力伝達部３０のカバー３２を本体フレーム１２から外した状態を描いている。

図４及び図５に示すように、板金部材３３は、モーター２９の後側を覆う平板部としての略矩形状をなす後板部４０と、モーター２９の上側を覆う平板部としての略矩形状をなす上板部４１と、モーター２９の右側を覆う平板部としての略矩形状をなす右側板部４２とを備えている。すなわち、板金部材３３は、一枚の板金を折り曲げ加工することで、後板部４０、上板部４１、及び右側板部４２が形成されている。したがって、板金部材３３は、単一部品である。

板金部材３３において、右側板部４２と後板部４０との境界は上下方向に延びる第１折り曲げ部４３とされるとともに、後板部４０と上板部４１との境界は左右方向に延びる第２折り曲げ部４４とされている。上板部４１の右端縁は右側板部４２の左面に近接しているとともに、右側板部４２は上板部４１よりも上側まで延びている。この場合、右側板部４２、後板部４０、及び上板部４１は、互いに直交するように延びている。

また、右側板部４２におけるモーター２９の出力軸２９ａと対応する位置には、該出力軸２９ａが挿通される貫通孔４２ａが形成されている。そして、図３及び図４に示すように、右側板部４２には、該右側板部４２における貫通孔４２ａを前後に挟んで対向する位置において、モーター２９及び駆動力伝達部３０のカバー３２が一対のねじ４５によって固定されている。すなわち、駆動力伝達部３０のカバー３２を右側板部４２の右側面に固定している２本のねじ４５が、同時にモーター２９を右側板部４２の左側面に固定している。

次に、インクジェット式プリンター１１の作用について説明する。
さて、インクジェット式プリンター１１が新品である場合には、記録用紙Ｐの印刷を行う前に、インクタンク内のインクをインク供給チューブ内及び各記録ヘッド２０内に充填する初期充填を行う必要がある。そして、この新品のインクジェット式プリンター１１にインクの初期充填を行う場合には、キャリッジ１６がホームポジションにある状態でモーター２９を駆動する。

すると、キャップユニット２４が昇降機構によって上昇され、各キャップ２８が各記録ヘッド２０に対して各ノズル２０ａを囲うようにそれぞれ当接する。このとき、チューブポンプ２６も駆動されるため、各キャップ２８内（各キャップ２８と各記録ヘッド２０とでそれぞれ形成される閉空間）が排出チューブ２５を介してチューブポンプ２６によりそれぞれ吸引される。

この吸引によって各キャップ２８内に発生する負圧に基づいて、インクタンク内のインクがインク供給チューブ内を介して各記録ヘッド２０側へ吸引される。このとき、インクタンク内のインクが各記録ヘッド２０に到達するまでは、インク供給チューブ内のエアーが各記録ヘッド２０の各ノズル２０ａからそれぞれ各キャップ２８内に排出される。

そして、インクタンク内のインクがインク供給チューブ内及び各記録ヘッド２０内に充填されると、その後は、該各記録ヘッド２０の各ノズル２０ａからそれぞれ各キャップ２８内にインクが強制的に排出される。これら各キャップ２８内にそれぞれ強制的に排出されたインクは、排出チューブ２５を介して廃液タンク内に排出される。

このように、インクの初期充填を行う場合には、インクタンク内のインクを、ある程度の距離のあるインク供給チューブ内を充填しながら各記録ヘッド２０まで導かなければならない上に、この充填中のインクに混入される気泡も除去する必要がある。このため、モーター２９の駆動時間が長くなって、該モーター２９が発熱しやすくなる。

この点、本実施形態では、モーター２９に直接取着された板金部材３３によって接地されているため、モーター２９が板金部材３３によって放熱される。すなわち、板金部材３３により、モーター２９の接地だけでなく、該モーター２９の放熱も行われる。このため、モーター２９の発熱が抑制される。

因みに、モーター２９の接地をハーネスによって行った場合には、本実施形態とは異なり、モーター２９の放熱効果を得ることはできない。
また、インクジェット式プリンター１１による記録用紙Ｐの印刷中には、各記録ヘッド２０の各ノズル２０ａからのインクの噴射不良を抑制するべく、印刷とは無関係の制御信号に基づいてインクを廃液として強制的に吐出させるフラッシング（メンテナンス）が適宜行われる。このフラッシングは、キャリッジ１６をホームポジションに移動させ、各記録ヘッド２０の直下に配置された各キャップ２８に向けて各ノズル２０ａからインクを強制的に吐出させるものである。

このフラッシングは各キャップ２８を各記録ヘッド２０に当接させずに近づけた状態で行われるため、各ノズル２０ａから各キャップ２８に向けて吐出されたインクがミスト状になって各ノズル２０ａと各キャップ２８との隙間から周囲に飛散する。そして、この飛散したインクがモーター２９の回転速度等を検出するロータリーエンコーダーＲ（特に符号板３４）に付着すると、該ロータリーエンコーダーＲの検出精度が低下してしまうおそれがある。

この点、本実施形態では、ロータリーエンコーダーＲを含めたモーター２９における上側及び後側（フラッシングを行う際の各記録ヘッド２０側）が板金部材３３の上板部４１及び後板部４０によってそれぞれ覆われている。このため、フラッシングによって飛散したミスト状のインクがロータリーエンコーダーＲやモーター２９に付着することが抑制される。したがって、ロータリーエンコーダーＲの検出精度が維持される。

以上、詳述した実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）モーター２９が該モーター２９に直接取着された板金部材３３によって接地されるため、モーター２９の長時間の駆動によって発生した熱が板金部材３３に伝わって放熱される。すなわち、モーター２９の接地用の板金部材３３によって、該モーター２９の放熱を行うことができる。したがって、板金部材３３により、メンテナンス装置２３の駆動源となるモーター２９の接地及び放熱の両方を容易に行うことができる。

（２）板金部材３３は単一部品であるため、該板金部材３３の部品点数を最小限に抑えることができる。
（３）モーター２９の接地用の板金部材３３は、導電性の本体フレーム１２に接触しているため、該モーター２９の接地効果を高めることができる。

（４）板金部材３３は、互いに直交するように延びる後板部４０、上板部４１、及び右側板部４２を備えている。このため、板金部材３３の表面積を稼ぐことができるので、モーター２９の放熱効果を高めることができる。

（５）ロータリーエンコーダーＲを含めたモーター２９における上側及び後側（フラッシングを行う際の各記録ヘッド２０側）が板金部材３３の上板部４１及び後板部４０によってそれぞれ覆われている。このため、フラッシングによって飛散したミスト状のインクがロータリーエンコーダーＲやモーター２９に付着することを抑制することができる。すなわち、モーター２９の接地用の板金部材３３によって、インクからロータリーエンコーダーＲ及びモーター２９を保護することができる。この結果、ロータリーエンコーダーＲの検出精度及びモーター２９の駆動状態を好適に維持することができる。
（変更例）
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。

・板金部材３３は、必ずしもロータリーエンコーダーＲを含めたモーター２９における上側及び後側（フラッシングを行う際の各記録ヘッド２０側）を覆うように構成する必要はない。

・板金部材３３は、ロータリーエンコーダーＲを含めたモーター２９における前側をさらに覆うように構成してもよい。
・板金部材３３は、折り曲げていない１枚の平面状の板金によって構成してもよい。

・板金部材３３の厚さは、適宜変更してもよい。
・板金部材３３における後板部４０、上板部４１、及び右側板部４２は、互いに厚さが異なるように構成してもよい。この場合、後板部４０、上板部４１、及び右側板部４２は、溶接などによって接合される。

・板金部材３３は、本体フレーム１２に接触させなくてもよい。
・本体フレーム１２は、導電性にしなくてもよい。
・板金部材３３は、複数の部品によって構成してもよい。

・記録用紙Ｐの代わりにプラスチックフィルム、布、金属の薄板などをターゲットとして用いてもよい。
・記録用紙Ｐは、枚葉紙（単票紙）であってもよいし、連続紙であってもよい。

・上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンター１１に具体化したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。

１１…液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター、１２…本体フレーム、２０…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、２０ａ…ノズル、２３…メンテナンス手段としてのメンテナンス装置、２９…モーター、３３…板金部材、４０…平板部としての後板部、４１…平板部としての上板部、４２…平板部としての右側板部、Ｐ…ターゲットとしての記録用紙。

Claims (5)

1. 液体をノズルからターゲットに向けて噴射する液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス手段と、
   前記メンテナンス手段の駆動源となるモーターと、
   前記モーターに直接接触して該モーターを接地する板金部材と
   を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記板金部材は、単一部品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。
3. 導電性の本体フレームを備え、
   前記板金部材は、前記本体フレームに接触していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記板金部材は、互いに交差するように延びる複数の平板部を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記板金部材は、前記モーターにおける少なくとも前記メンテナンスを行う際の前記液体噴射ヘッド側を覆うように取着されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。

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