JP2022037890A - ヘッドキャップ装置、液体を吐出する装置、ヘッドキャッピング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手動でヘッドのノズルの乾燥を抑制できるヘッドキャップ装置、液体を吐出する装置を提供する。
【解決手段】ヘッド２０のノズル面２０ａをキャッピングする複数のキャップ６０１と、複数のキャップ６０１を保持する２つのキャップホルダ６１２を保持するホルダ部材６０２とを備え、ホルダ部材６０２は、ヘッド２０を搭載するキャリッジ１１の外装に設けられた凸部１２１に着脱可能に係合する引っ掛け部６２１を有し、印刷装置１が故障などしてメンテナンス装置６０のキャップ６１、６２でノズル面２０ａをキャッピングできないとき、ヘッドキャップ装置６００をキャリッジ１１に装着して、ヘッド２０のノズル面２０ａをキャップ６０１でキャッピングする。
【選択図】図４

Description

本発明はヘッドキャップ装置、液体を吐出する装置、ヘッドキャッピング方法に関する。

液体を吐出するヘッドを使用する装置にあっては、ヘッドの性能を維持、回復するために、ノズル面をキャッピングするキャップ、ノズル面を払拭する払拭部材などを含むメンテナンス手段（維持回復機構）を備えている。

従来、手動でヘッドのメンテナンスを行うものとして、吐出ヘッドのノズル面に重ねられた状態において、ノズルを含めてノズル面を被覆する板状部材を有し、板状部材に、吐出ヘッドにおいてメンテナンスを施すべき部位であるメンテナンス部を露呈させる露呈部が設けられているメンテナンス治具が知られている（特許文献１）。

特開２０１３－１３６１６２号公報

ところで、ヘッドのメンテナンス手段を備えている場合でも、装置が故障してヘッドをメンテナンス手段によるメンテナンス位置まで移動できなくなることがある。この場合、ヘッドのノズルが大気に晒された状態で放置されることになり、ノズル内の液体が増粘、固着し、回復不能になってヘッド交換が必要になることもある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、手動でヘッドのノズルの乾燥を抑制できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係るヘッドキャップ装置は、
ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、
前記キャップを保持するホルダ部材と、を備え、
前記ホルダ部材は、前記ヘッドを搭載するキャリッジ、又は、前記キャリッジの往復移動を案内する案内部材に着脱可能である
構成とした。

本発明によれば、手動でヘッドのノズルの乾燥を抑制できる。

本発明における液体を吐出する装置として印刷装置の一例の斜視説明図である。 同じく平面説明図である。 同じく正面説明図である。 本発明の第１実施形態に係るヘッドキャップ装置の斜視説明図である。 同じく図４と異なる方向から見た斜視説明図である。 同じくキャッピング状態でのキャップの正面説明図である。 同じくキャップ並び方向に沿う断面説明図である。 同じく断面斜視説明図である。 同ヘッドキャップ装置をキャリッジに装着した状態の斜視説明図である。 本発明の第２実施形態に係るヘッドキャップ装置のホルダ部材の斜視説明図である。 同ホルダ部材を図１０と異なる方向から見た斜視説明図である。 同ホルダ部材を案内部材に装着する過程の斜視説明図である。 同ホルダ部材を案内部材に装着した状態の斜視説明図である。 同じく図１３と異なる方向から見た斜視説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明における液体を吐出する装置として印刷装置の一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同印刷装置の斜視説明図、図２は同じく平面説明図、図３は同じく正面説明図である。

印刷装置１は、液体を吐出する装置であり、液体を吐出する液体吐出手段である複数のヘッド２０（２０Ａ～２０Ｄ）と、サブタンクなどを搭載したキャリッジ１１を備えている。ヘッド２０は、複数のノズル列を有し、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色の液体、白インク、透明インクなどの液体を吐出する。

ガイド部材１２、１３（図３では省略）は、キャリッジ１１を主走査方向Ｘに往復移動可能に保持している。キャリッジ１１は、主走査モータ１４で回転される駆動プーリ１５と従動プーリ１６との掛け回したタイミングベルト１７に連結し、主走査モータ１４を駆動することによりキャリッジ１１を主走査方向Ｘに往復移動させる。

エンコーダシート１８は主走査方向Ｘに沿って配置している。エンコーダシート１８には周期的なスリットが設けられている。キャリッジ１１は、エンコーダシート１８のスリットを読み取る読み取りセンサを有し、読み取りセンサの読み取り結果から主走査方向Ｘにおけるキャリッジ１１の位置を検出できる。

コントローラボード５０は、キャリッジ１１の読み取りセンサの読み取り結果で得らえるキャリッジ位置から吐出位置でタイミングを合わせてヘッド２０から液体であるインクを吐出させる制御をする。

キャリッジ１１上には、ヘッド２０Ａ～２０Ｃに供給する液体を一時的に収容するサブタンクがヘッド２０Ａ～２０Ｃと一体的に搭載され、サブタンクにはメインタンク３２に貯留されている液体が供給される。

印刷装置１は、印刷対象（液体付与対象）としての布地４００を保持する保持部材であるプラテン４０を備えている。プラテン４０は、昇降機構４１上に搭載して上下方向Ｚの高さを調整可能としている。プラテン４０の昇降機構４１はスライダ４２上に搭載されている。スライダ４２は、主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに延設したスライドレール４３上に移動可能に載置されている。

スライダ４２は、タイミングベルト４５を介して副走査駆動機構により副走査方向Ｙに往復移動される。スライダ４２が副走査方向Ｙに往復移動されることにより、プラテン４０も副走査方向Ｙに往復移動される。

主走査方向の一端側には、ヘッド２０の維持回復を行うメンテナンス装置６０が配置されている。メンテナンス装置６０は、ヘッド２０のノズル面をキャッピングする吸引キャップ６１と、ヘッド２０のノズル面を保湿のためにキャッピングする保湿キャップ６２と、ヘッド２０のノズル面を払拭する払拭部材であるワイパ６３を備えている。吸引キャップ６１には吸引ポンプが接続されている。

主走査方向の他端側には、吐出受け６６が配置されている。印刷途中で、ヘッド２０から吐出受け６６に液体を吐出させることにより、ヘッド２０の維持回復を行う。

また、印刷装置１は、電源ボタン７０、操作部７１、電源ユニット７２などを備えている。

この印刷装置１において、Ｔシャツなどの布地（印刷対象）に印刷を行うときには、布地４００をプラテン４０上にセットする。その後、操作部７１での操作により、スライダ４２を介してプラテン４０を装置内後方へ完全に引き込む動作を行う。

プラテン４０の引き込みが完了したとき、印刷データ待機状態となる。ここで、印刷装置１が外部の情報処理装置から印刷データを受信したときに印刷動作が開始される。あるいは、予めコントローラボード５０に印刷データが蓄積されていた場合には、操作部７１で当該印刷データを選択することによって印刷動作が開始される。

印刷動作が開始されると、スライダ４２を介してプラテン４０が印刷開始位置まで移動される。その後、キャリッジ１１の移動とヘッド２０からの液体吐出が行われて、１行分が印刷される。１行分が印刷されると、スライダ４２を介してプラテン４０が１行分移動される。キャリッジ１１の１スキャンとスライダ４２の間欠移動の繰り返しを行うことにより、布地４００の所望の領域に印刷が行われる。印刷完了後、プラテン４０は装置手前まで戻されて印刷終了となる。

次に、本発明の第１実施形態に係るヘッドキャップ装置について図４ないし図９を参照して説明する。図４は同ヘッドキャップ装置の斜視説明図、図５は同じく図４と異なる方向から見た斜視説明図、図６は同じくキャッピング状態でのキャップの正面説明図、図７は同じくキャップ並び方向に沿う断面説明図、図８は同じく断面斜視説明図である。図９は同ヘッドキャップ装置をキャリッジに装着した状態の斜視説明図である。

ヘッドキャップ装置６００は、図６に示すように、キャリッジ１１に搭載されたヘッド２０のノズル面２０ａをキャッピングする複数のキャップ６０１と、複数のキャップ６０１を保持するホルダ部材６０２とを備えている。

ホルダ部材６０２に備えられた複数のキャップ６０１は、キャッピング時に複数のキャップ６０１内が密閉される。

本実施形態では、複数のキャップ６０１の内の少なくとも１つのキャップ６０１は、図６に示すように、経路６１１を有し、経路６１１は封止部６１１ａによって閉じられている。

つまり、本実施形態では、ヘッドキャップ装置６００のキャップ構成は、前述した印刷装置１のメンテナンス装置６０で備える吸引キャップ６１及び保湿キャップ６２と共通化している。

このとき、吸引キャップ６１に相当するキャップ６０１については、吸引手段に接続される経路６１１を封止部６１１ａによって閉じることで、保湿キャップ６２に相当するキャップ６０１と同様に、キャッピング時にキャップ６０１内が密閉されるようにしている。言い換えれば、吸引キャップ６１に相当するキャップ６０１の経路６１１を封止部６１１ａによって閉じることで、ヘッドキャップ装置６００のキャップを印刷装置１のメンテナンス装置６０で備える吸引キャップ６１及び保湿キャップ６２と共通化できる。

また、吸引キャップ６１に相当するキャップ６０１については、吸引手段に接続される経路６１１を封止部６１１ａによって閉じることで、保湿液を充填した場合でも経路６１１を通じて漏出することが防止される。

複数のキャップ６０１は、２個ずつキャップホルダ６１２に保持されている。キャップ６０１とキャップホルダ６１２との間にはバネなどの弾性部材６１３を配置して、キャップ６０１でノズル面２０ａをキャッピングしたときにノズル面２０ａに押し付けられるようにしている。

ホルダ部材６０２は、キャップ並び方向の両端部に、キャリッジ１１の外装に設けられた係合部としての凸部１２１（図９参照））に着脱可能に装着する係合部としての引っ掛け部（爪部）６２１を備えている。ヘッドキャップ装置６００の係合部としての引っ掛け部６２１は、キャリッジ１１の凸部１２１に対して着装状態を保持可能に係合する。

ホルダ部材６０２は、キャリッジ１１に装着するときの案内及び位置決め部となるガイド部６２２を四隅に備えている。

ホルダ部材６０２は、キャップ６０１の長手方向におけるキャップ６０１とノズル面２０ａとの位置関係を規制する位置決め部６２３を有している。位置決め部６２３は、キャップホルダ６１２に対して１つの割合で配置している。

さらに、ホルダ部材６０２内には、キャップホルダ６１２の下方側に液体を吸収する吸収部材６０３を配置している。

次に、本実施形態のヘッドキャップ装置６００によるヘッドキャッピングについて説明する。

印刷装置１が故障などにより停止し、キャリッジ１１をメンテナンス装置６０によるキャッピング位置（メンテナンス位置）まで移動できなくなる場合がある。この場合、ヘッド２０のノズルはサービスマン等による修理などが終了するまで大気に晒されることになる。そのため、ノズル内のインクなどの液体の水分が蒸発することで、増粘し、更に進んで固着したりすることがある。

そこで、図９（ａ）に示すように、途中で停止しているキャリッジ１１に対して、ヘッドキャップ装置６００のガイド部６２２をキャリッジ１１の外装に合わせながら下方から持ち上げる。

そして、図９（ｂ）に示すように、ヘッドキャップ装置６００の引っ掛け部６２１をキャリッジ１１の凸部１２１に係合させることで、ヘッドキャップ装置６００はキャリッジ１１に装着される。

このとき、ヘッドキャップ装置６００のキャップ６０１がヘッド２０のノズル面２０ａに当接してノズル面２０ａをキャッピングする。キャップ６０１は弾性部材６１３によってノズル面２０ａに向けて付勢され、ノズル面２０ａを封止する。

これにより、ヘッド２０のノズル面２０ａは外気から遮断されるので、キャッピングしない場合よりも水分の蒸発が抑制され、増粘、固着が防止される。

このように、メンテナンス手段（メンテナンス装置６０）によるヘッド２０のキャッピングを行えない場合でも、本実施形態に係るヘッドキャップ装置６００を使用することで、手動でヘッド２０のノズルの乾燥を抑制できるようになる。

ここで、ヘッドキャップ装置６００のキャップ６０１でキャッピングするとき、キャップ６０１内に洗浄液などを含む保湿液を充填した状態でキャッピングすることで、ノズルを含むノズル面２０ａを保湿状態にすることができる。これにより、より確実に、水分の蒸発が抑制され、増粘、固着が防止される。

この場合、キャップ６０１でノズル面２０ａをキャッピングしたときに保湿液を兼ねる洗浄液がノズル面２０ａに接触するように充填した状態にすることで、ノズル面２０ａの洗浄を合わせて行うことができる。また、キャップ６０１内に充填した保湿液がキャッピング時にこぼれた場合でも、吸収部材６０３により吸収し、装置内を汚すことを防ぐことができる。

ここで、印刷途中でキャリッジ１１が停止したような場合、キャリッジ１１はプラテン４０と対向した位置にあり、キャリッジ１１にヘッドキャップ装置６００を装着することが困難である。

そこで、このような場合には、ヘッドキャッピング方法として、まず、ヘッド２０から液体を付与される付与対象を保持する部材としてのプラテン４０を、ヘッド２０に対向する位置からヘッド２０に対向しない位置に移動させる工程を行う。

その後、ヘッドキャップ装置６００のホルダ部材６０２をキャリッジ１１に装着して、キャップ６０１によりヘッド２０のノズル面２０ａをキャッピングする工程を行う。

このように、液体を付与される付与対象を保持する部材がキャリッジに対して移動可能であることで、ヘッドキャップ装置６００によるキャッピング操作がし易くなる。

次に、本発明の第２実施形態に係るヘッドキャップ装置について図１０ないし図１４を参照して説明する。図１０は同ヘッドキャップ装置のホルダ部材の斜視説明図、図１１は同ホルダ部材を図１０と異なる方向から見た斜視説明図である。図１２は同ホルダ部材を案内部材に装着する過程の斜視説明図、図１３は同ホルダ部材を案内部材に装着した状態の斜視説明図、図１４は同じく図１３と異なる方向から見た斜視説明図である。

本実施形態のホルダ部材６０２は、案内部材としてのガイド部材１２と係合する係合部６３１と、案内部材としてのガイド部材１３と係合する係合部６３２とを備えている。

係合部６３１は、ガイド部材１２の周面に倣うほぼ半円形状の凹部（嵌め合い部）６３１ａを有している。係合部６３２は、ヒンジ部６３３で折り畳み可能なアーム部６３２ａ、６３２ｂを有している。

このヘッドキャップ装置のホルダ部材６０２を案内部材としてのガイド１２、１３に装着するときには、図１２に示すように、係合部６３２のアーム部６３２ａ、６３２ｂを折り畳む。これにより、ホルダ部材６０２は、ガイド部材１２、１３間を通ることができる形態になる。

そこで、図１２に示すように、ホルダ部材６０２を、ガイド部材１２、１３の間を通して、係合部６３１の凹部６３１ａをガイド部材１２の周面に引っ掛ける。

次いで、図１３及び図１４に示すように、ホルダ部材６０２の係合部６３２のアーム部６３２ａ、６３２ｂを展開した形態にして、係合部６３２をガイド部材１３上に載せ置く。

これにより、ホルダ部材６０２がガイド部材１２、１３に装着されて、ヘッドキャップ装置が案内部材に装着される。

本実施形態では、ホルダ部材６０２には、前記第１実施形態で説明した係合部（引っ掛け部６２１）も備えている。これにより、キャリッジ、あるいは、案内部材のいずれにも装着することができる。ただし、第１実施形態で説明した係合部を備えないでも良い。

なお、上記実施形態においては、ヘッド清掃装置を着脱自在に接続可能な液体を吐出する装置が、布地を液体付与対象として印刷する印刷装置について説明しているが、これにかぎるものではない。液体付与対象をシート材とする液体を吐出する装置などにも同様に本発明を適用することができる。

また、上記実施形態においては、係合部としての引っ掛け部をヘッドキャップ装置に設ける構成としたが、係合部としての引っ掛け部をキャリッジ、又は、ガイド部材（案内部材）に設ける構成とすることもできる。更に、係合部として引っ掛け部（爪）以外の構成でもよく、磁石などを用いて着脱可能な構成としてもよい。

本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備
え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置に
は、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を
気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手
段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装
置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形
成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像
が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパター
ン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用
紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶
液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装
置などがある。

１ 印刷装置（液体を吐出する装置）
１１ キャリッジ
１２、１３ ガイド部材
２０ ヘッド
４０ プラテン部材
６０ メンテナンス装置
４００ 布地（付与対象）
６００ ヘッドキャップ装置
６０１ キャップ
６０２ ホルダ部材
６０３ 吸収部材
６２１ 引っ掛け部（係合部）
６３１ 係合部
６３２ 係合部

Claims (13)

1. ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、
   前記キャップを保持するホルダ部材と、を備え、
   前記ホルダ部材は、前記ヘッドを搭載するキャリッジ、又は、前記キャリッジの往復移動を案内する案内部材に着脱可能である
   ことを特徴とするヘッドキャップ装置。
2. 前記ホルダ部材内に、液体を吸収する吸収部材を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドキャップ装置。
3. 前記吸収部材は、前記キャップよりも下方に配置している
   ことを特徴とする請求項２に記載のヘッドキャップ装置。
4. 前記ホルダ部材は複数の前記キャップを備え、
   キャッピング時に複数の前記キャップ内が密閉される
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のヘッドキャップ装置。
5. 前記ホルダ部材は、前記キャリッジ、又は、前記案内部材に、着脱可能に装着する係合部を備えている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のヘッドキャップ装置。
6. 前記ホルダ部材の前記係合部は、引っ掛け部である
   ことを特徴とする請求項５に記載のヘッドキャップ装置。
7. 前記ホルダ部材の前記係合部は、前記キャリッジ、又は、前記案内部材に対して着装状態を保持可能に係合する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のヘッドキャップ装置。
8. ヘッドを搭載したキャリッジと、
   前記キャリッジの往復移動を案内する案内部材と、を備え、
   請求項１ないし７のいずれかに記載のヘッドキャップ装置が着脱可能に取付けられる係合部を備える
   ことを特徴とする液体を吐出する装置。
9. 前記ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、前記ヘッドのノズル面を払拭する払拭部材と、を有するメンテナンス装置を備える
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体を吐出する装置。
10. 前記メンテナンス装置が備える少なくとも１つの前記キャップは吸引手段に接続する経路を有し、
    前記ヘッドキャップ装置が備える少なくとも１つの前記キャップが有する経路は封止部を有する
    ことを特徴とする請求項９に記載の液体を吐出する装置。
11. 前記ヘッドから吐出される液体を付与する液体付与対象が布地である
    ことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
12. 前記ヘッドから吐出される液体が付与される付与対象を保持する部材を備え、
    前記付与対象を保持する部材は、前記ヘッドに対向する位置と前記ヘッドに対向しない位置との間で移動可能である
    ことを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
13. ヘッドから液体を付与される付与対象を保持する部材を、前記ヘッドに対向する位置から前記ヘッドに対向しない位置に移動させる工程と、
    前記ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップと、前記キャップを保持するホルダ部材と、を備えるヘッドキャップ装置を、前記ヘッドを搭載するキャリッジ、又は、前記キャリッジの往復移動を案内する案内部材に装着し、前記キャップにより前記ヘッドのノズル面をキャッピングする工程と、を行う
    ことを特徴とするヘッドキャッピング方法。

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