JP2022146756A - 液体吐出ユニットおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水平面と交わる面に対して対向可能に設けた液体吐出面に洗浄剤を供給することが可能な液体吐出ユニットを提供する。【解決手段】水平面と交わる面を有する対象物に向けて液体を吐出する液体吐出ユニットであって、前記水平面と交わる面に対して対向可能な液体吐出面と、前記液体吐出面を清掃する清掃装置と、前記液体吐出面に対して前記清掃装置を相対的に動かす駆動手段とを有するとともに、前記清掃装置は、前記液体吐出面に対して接触可能に設けた接触部材と、前記接触部材の表面側から洗浄剤を供給する洗浄剤供給装置とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出ユニットおよび液体吐出装置に関するものである。

特許文献１は、インク吐出部の表面のインクを掻き取るための第１ブレード部材と、前記インク吐出部の表面を水溶性有機溶剤によって洗浄するための洗浄液ローラと、前記水溶性有機溶剤によって洗浄された前記インク吐出部の表面を水によって洗浄するための水ローラと、この水ローラによって洗浄された前記インク吐出部の表面の液体を掻き取るための第２ブレード部材と、前記第１ブレード部材、前記洗浄液ローラ、前記水ローラおよび前記第２ブレード部材を支持したケーシングと、を備え、前記ケーシングは、前記インク吐出部の表面の長手方向に沿って移動可能であり、前記第１ブレード部材、前記洗浄液ローラ、前記水ローラおよび第２ブレード部材は、前記ケーシングの移動に伴って、この順で前記インク吐出部の表面に接触するように配置されている、インク吐出部のクリーニング装置を開示している。

本発明の目的は、水平面と交わる面に対して対向可能に設けた液体吐出面に洗浄剤を供給することが可能な液体吐出ユニットを提供することにある。

本発明は、水平面と交わる面を有する対象物に向けて液体を吐出する液体吐出ユニットであって、前記水平面と交わる面に対して対向可能な液体吐出面と、前記液体吐出面を清掃する清掃装置と、前記液体吐出面に対して前記清掃装置を相対的に動かす駆動手段とを有するとともに、前記清掃装置は、前記液体吐出面に対して接触可能に設けた接触部材と、前記接触部材の表面側から洗浄剤を供給する洗浄剤供給装置とを有することを特徴とする。

本発明によれば、水平面と交わる面に対して対向可能に設けた液体吐出面に洗浄剤を供給することが可能な液体吐出ユニットを提供することができる。

本発明の実施形態に係る液体吐出装置の全体斜視図。 キャリッジ（待機位置）の全体斜視図。 キャリッジ（液体吐出位置）の全体斜視図。 清掃装置の構成説明図。 洗浄剤供給器の構成説明図。 洗浄剤供給ローラへの洗浄剤供給の説明図。 清掃制御に係わる部分のブロック図。 印刷工程の一例を示すフロー図。 清掃工程の一例を示すフロー図。 異物除去工程の一例を示すフロー図。 空吐出工程の一例を示すフロー図。 印刷工程における各部材位置関係の説明図。 清掃工程における各部材位置関係の説明図。 異物除去の説明図。 空吐出の説明図。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の液体吐出装置の一例として示した印刷装置の全体斜視図である。

印刷装置１０００は、対象物の一例である被描画物１００に対向して設置している。印刷装置１０００は、Ｘ軸レール１０１と、このＸ軸レール１０１と交差するＹ軸レール１０２と、Ｘ軸レール１０１およびＹ軸レール１０２と交差するＺ軸レール１０３を備える。

Ｙ軸レール１０２は、Ｘ軸レール１０１がＹ方向（正側および負側）に移動可能なように、Ｘ軸レール１０１を保持する。また、Ｘ軸レール１０１は、Ｚ軸レール１０３がＸ方向（正側および負側）に移動可能なように、Ｚ軸レール１０３を保持する。そして、Ｚ軸レール１０３は、キャリッジ１がＺ方向（正側および負側）に移動可能なように、キャリッジ１を保持する。ここで、キャリッジ１は液体吐出ユニットの一例である。

印刷装置１０００は、キャリッジ１をＺ軸レール１０３に沿ってＺ方向に動かす第１のＺ方向駆動部９２と、Ｚ軸レール１０３をＸ軸レール１０１に沿ってＸ方向に動かすＸ方向駆動部７２を備える。また、印刷装置１０００は、Ｘ軸レール１０１をＹ軸レール１０２に沿ってＹ方向に動かすＹ方向駆動部８２を備える。さらに、印刷装置１０００は、キャリッジ１に対してヘッド保持体７０をＺ方向に動かす第２のＺ方向駆動部９３を備える。ここで、ヘッド保持体７０は、保持体の一例である。

上記構成の印刷装置１０００は、キャリッジ１をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に動かしながら、ヘッド保持体７０に設けたヘッドから液体の一例であるインクを吐出し、被描画物１００に描画を行う。なお、キャリッジ１およびヘッド保持体７０のＺ方向の移動は、必ずしもＺ方向に平行であることを意味するものではなく、少なくともＺ方向の成分を含んでいれば斜めの移動であってもよい。

なお、図１において被描画物１００の表面形状は平面としているが、被描画物１００の表面形状は、車やトラックの車体、航空機の機体などのように鉛直に近い面、曲率半径の大きい面、もしくは多少の凹凸を有する面でもよい。すなわち、水平面（Ｘ－Ｚ面）と交わる面を有する被描画物は対象となる。

看板、建造物の外壁、乗り物の車体や機体など最終的に外気に触れる物品を被描画物とする印刷装置の場合、印刷面の速乾性や印刷面の強度が必要となる。そのため、印刷に使用するインクは、例えばシンナーやアセトン等の揮発性溶剤に顔料を混ぜたインクや高粘性インクを用いる。

次に、キャリッジ１の構成を説明する。

図２は、一例として示した印刷装置におけるキャリッジの全体斜視図であり、キャリッジがＺ軸上の待機位置にある状態を示したものである。

液体吐出ユニットの一例であるキャリッジ１は、保持体の一例であるヘッド保持体７０を備えている。キャリッジ１は、第１のＺ方向駆動部９２からの動力によりＺ軸レール１０３に沿ってＺ方向へ移動可能である。また、ヘッド保持体７０は、図１に示した第２のＺ方向駆動部９３からの動力により、キャリッジ１に対してＺ方向へ移動可能である。

ヘッド保持体７０は、液体吐出体の一例であるヘッドを保持しており、ここでは、ヘッド保持体７０に６つのヘッド３００ａ～３００ｆを積層状に並べて設けた構成を例示している。なお、以下の説明において、これらのヘッドを総称する場合は、ヘッド３００と記す。

ヘッド３００ａ～３００ｆは、それぞれ複数の液体吐出口（ノズル）３０２を有する液体吐出面（ノズル面）３０２ａを備える。なお、ヘッド３００ａ～３００ｆで用いるインクの色の種類や数は、ヘッド毎に異なる色としてもよいし、すべて同じ色としてもよい。例えば、印刷装置１０００として例示した液体吐出装置が、単色を用いる塗装装置である場合は、ヘッド３００ａ～３００ｆで用いるインクは同色でよい。また、ヘッド３００を構成するヘッドの数は６つに限るものではない。６つより多くてもよく、また、６つより少なくてもよい。

ヘッド３００は、図示のように各ヘッドのノズル面３０２ａが水平面（Ｘ－Ｚ面）と交わり、かつ複数のノズル３０２の配列方向をＸ軸に対して傾きを持つようにしてヘッド保持体７０に固定する。これにより、ノズル３０２は、重力方向と交わる方向（Ｚ方向）にインクを吐出する。

また、キャリッジ１は、ヘッド３００を清掃する清掃装置４を備える。キャリッジ１は、ヘッド保持体７０の周囲を囲むように設けた枠体２を支持している。枠体２は、Ｘ方向に伸びたシャフト部材３を備えており、清掃装置４は、このシャフト部材３に沿って移動が可能なように、シャフト部材３に取り付けている。

図示しないが、枠体２内には、清掃装置４をシャフト部材３に沿って動かすための駆動モータ、清掃装置４のＸ方向における位置（待機位置、折り返し位置）を検知するための位置センサ等を備えている。これにより、上記の駆動モータは、動力伝達ベルト５に動力を伝達し、動力伝達ベルト５に連結した清掃装置４は、シャフト部材３に沿ってＸ方向正側に移動する。

そして、清掃装置４は、ヘッド３００のノズル面３０２ａおよびノズル３０２を清掃する。清掃装置４がさらにＸ方向正側へ移動して折り返し位置に到達すると、清掃装置４の移動方向はＸ方向負側に切り替わり、清掃装置４は待機位置へ戻る。ここで、上記駆動モータ、シャフト部材３、動力伝達ベルト５等は、ノズル面３０２ａに対して清掃装置４を相対的に動かす駆動手段の一例である。

図３は、一例として示した印刷装置におけるキャリッジの全体斜視図であり、キャリッジとヘッドがＺ軸上のインク吐出位置にある状態を示したものである。

図２との違いは、キャリッジ１およびヘッド保持体７０を、被描画物１００側（Ｚ方向正側）へ動かした点である。ヘッド保持体７０もキャリッジ１と同様に、インク吐出位置（図３）と、待機位置（図２）との間でＺ方向に移動する。なお、インク吐出時のキャリッジ１のＺ方向位置は、常に一定とは限らない。インク吐出時のキャリッジ１のＺ方向位置は、被描画物１００の表面形状に追従して可変する。

図４は、清掃装置の構成を示す説明図であり、図２および図３に示した清掃装置４を裏側から見た様子を表したものである。

上述のように、高粘性インク溶剤にシンナーやアセトン等の揮発性溶剤を混ぜたインクの場合、シンナーやアセトン等の揮発成分が揮発する際に発生する気化熱によってインク溶剤が固着する現象が生じる。また、シンナーやアセトン等の成分は揮発速度が速く、インク吐出の直後から揮発するため、ノズル３０２やノズル面３０２ａ上でインク溶剤が固着し易い。さらに、インクの粘性も高いため、一度固着するとブレード等の清掃部材で擦るだけでは、固着したインクを除去しきれない。

そこで本発明は、清掃装置４に、洗浄剤供給器４１、洗浄剤供給ローラ４２、清掃ブレード４３および空吐出受け面４４を備え、ノズル３０２およびノズル面３０２ａ上に固着したインクの除去を可能にしている。

清掃装置４は、キャリッジ１がＺ軸上の待機位置にある状態（図２参照）において、ヘッド３００のノズル面３０２ａに対してＸ方向正側とＸ方向負側とを往復移動する。

洗浄剤供給器４１は、洗浄剤供給ローラ４２の軸方向に沿って設けた洗浄剤供給管４１１を有する。洗浄剤供給管４１１は、洗浄剤供給ローラ４２の軸方向に沿って複数の洗浄剤供給口４１２を備え、洗浄剤の一例である有機溶剤を、後述の各供給口へ供給する。第１の洗浄剤供給口４１２は、洗浄剤供給ローラ４２の外周面に近接した位置にあり、有機溶剤を洗浄剤供給ローラ４２の外周面に向けて噴射する。ここで、洗浄剤供給器４１は洗浄剤供給装置の一例である。

洗浄剤供給ローラ４２は、少なくとも外層が、有機溶剤に対して吸収性の高いスポンジ等からなり、洗浄剤供給ローラ４２は有機溶剤が染み込みやすい構成となっている。有機溶剤を含んだ洗浄剤供給ローラ４２がヘッド３００のノズル面３０２ａに当接することで、ノズル面３０２に固着した残留インクを有機溶剤が溶解する。

また、洗浄剤供給ローラ４２は、清掃時に矢印Ａ方向（反時計回り）へ回転駆動する。従って、ノズル面３０２ａに対して清掃装置４をＸ方向正側へ動かした場合、洗浄剤供給ローラ４２は、清掃装置４の移動方向と逆方向（Ｘ方向負側）へ動きながらノズル面３０２ａと接することになる。これにより、ノズル面３０２ａ上の残留インクに対して次々と有機溶剤を供給し続けることが可能になり、残留インクの溶解をより効果的に行うことができる。

ここで、洗浄剤供給ローラ４２は、接触部材の一例である。なお、接触部材の実施形態はローラに限るものではない。例えば接触部材は、複数本の軸で支持した無端ベルトの形態であってもよい。なお、洗浄剤供給器４１から洗浄剤供給ローラ４２への洗浄剤の供給は、洗浄剤供給ローラ４２の上方から垂れ流して供給してもよい。

上述のように、洗浄剤供給器４１は、洗浄剤供給ローラ４２に洗浄剤を噴射する。これにより、洗浄剤供給ローラ４２の外周面に直接洗浄剤を供給し、少ない量の洗浄剤を用いてノズル面３０２ａを効率的に清掃することができる。

清掃ブレード４３は、ノズル面３０２ａに当接して、ノズル面３０２ａに固着した残留インク等の異物を掻き取る。すなわち、清掃ブレード４３を洗浄剤供給ローラ４２に対してＸ方向負側の位置に設け、有機溶剤によって付着力が低下した異物を、清掃ブレード４３によって掻き取る。

ここで、清掃ブレード４３は、当接部材の一例である。なお、当接部材の実施形態は、上述のような一枚のブレード構成に限るものではない。例えば、複数枚のブレードで構成してもよい。

空吐出受け面４４は、ヘッド３００でのインクの空吐出を実施する際にノズル面３０２ａと対向して、ノズル３０２が吐出するインク滴を受け止めるための部材である。空吐出受け面４４は、洗浄剤供給ローラ４２に対してＸ方向正側の位置に設けてあり、清掃装置４のＸ方向負側への移動（復路）時に実施する空吐出工程に用いる。

また、空吐出受け面４４の上部には、第２の洗浄剤供給口４１３を設けている。第２の洗浄剤供給口４１３は、洗浄剤供給器４１の洗浄剤供給管４１１につながり、第２の洗浄剤供給口４１３から供給する有機溶剤によって、空吐出受け面４４が受けたインク滴を洗い流す。ここで、空吐出受け面４４は、液滴受け部の一例である。

上述のように本実施形態は、水平面（Ｘ－Ｚ面）と交わる面を有する被描画物１００に向けてインクを吐出するキャリッジ１であって、前記水平面と交わる面に対して対向可能なノズル面３０２ａと、ノズル面３０２ａを清掃する清掃装置４と、ノズル面３０２ａに対して清掃装置４を相対的に動かす駆動手段（シャフト部材３、動力伝達ベルト５等）とを有するとともに、清掃装置４は、ノズル面３０２ａに対して接触可能に設けた洗浄剤供給ローラ４２と、洗浄剤供給ローラ４２の表面側から洗浄剤（有機溶剤）を供給する洗浄剤供給器４１とを有する。

これにより、水平面（Ｘ－Ｚ面）と交わる面に対して対向可能に設けたノズル面３０２ａに、洗浄剤を均等に供給することが可能なキャリッジ１を提供することができる。

また、上述のように、清掃装置４は、洗浄剤を供給後のノズル面３０２ａに当接し、ノズル面３０２ａより残留インク等の異物を除去する清掃ブレード４３を有する。

これにより、洗浄剤供給ローラ４２が供給した有機溶剤によって、ノズル面３０２ａに対する付着力が低下した異物を、ノズル面３０２ａから確実に除去することができる。

また、上述のように、清掃装置４は、ノズル面３０２ａに設けたノズル３０２から吐出したインクを受けるための空吐出受け面４４を有する。

これにより、空吐出受け面４４がノズル３０２内の異物を回収し、ノズル３０２をリフレッシュすることができる。

また、上述のように、洗浄剤供給器４１は、空吐出受け面４４に洗浄剤を供給する。

これにより、空吐出受け面４４が受けたインク滴を洗い流すことが可能になり、空吐出受け面４４でのインク滴の堆積を防ぐことができる。

図５は、洗浄剤供給器の構成説明図であり、図５（ａ）は洗浄剤供給器の要部の概略構成図、図５（ｂ）は第１のシャッタの一例を示す平面図である。

洗浄剤供給器４１は、洗浄剤供給管４１１、第１の洗浄剤供給口４１２および第２の洗浄剤供給口４１３を主に備える。洗浄剤は、洗浄剤供給管４１１の上部から取り込む構成であり、各洗浄剤供給口４１２、４１３への洗浄剤供給経路上には、第１のシャッタ４１４および第２のシャッタ４１５を設けている。

第１のシャッタ４１４は、洗浄剤供給ローラ４２に洗浄剤を供給する場合に開き、洗浄剤供給ローラ４２に洗浄剤を供給しない場合は閉じる。また、第２のシャッタ４１５は、空吐出受け面４４に洗浄剤を供給する場合に開き、空吐出受け面４４に洗浄剤を供給しない場合は閉じる。

また、第１のシャッタ４１４は、図５（ｂ）に示すように開口径を可変にしてもよい。すなわち、図５（ｂ）の（ｉ）は第１のシャッタ４１４が閉じている状態であり、インク吐出量、インクを吐出していない時間、インクの種類、および環境温湿度等に応じて、第１のシャッタ４１４の開口径を制御する。そして、図５（ｂ）の（ｉｉ）では洗浄剤の供給量は少なく、図５（ｂ）の（ｉｉｉ）では洗浄剤の供給量は多くなる。ここで、第１のシャッタ４１４はシャッタ部材の一例である。

上述のように、洗浄剤供給器４１は、洗浄剤供給管４１１の供給路上に、当該供給路の開口径（開口面積）を可変にする第１のシャッタ４１４を有する。

これにより、最少の洗浄剤でノズル面３０２ａを効率的に清掃することができる。

ここで、本実施形態のように洗浄剤供給ローラ４２が縦置きの場合、すなわちローラ回転軸がＹ方向（鉛直方向）成分を持った配置である場合、洗浄剤供給ローラ４２に染み込んだ洗浄剤が重力方向に流れてしまう。そのため、洗浄剤供給ローラ４２は、軸方向上部側が乾きやすくなり、洗浄剤供給ローラ４２の軸方向で洗浄剤が均一に染み込んだ状態とすることが困難となる。

そこで、洗浄剤供給口４１２の開口径を洗浄剤供給口毎に変えて、洗浄剤供給量に差を設けている。具体的には、第１の洗浄剤供給口４１２に対して着脱可能なキャップ部材４１６を設ける。キャップ部材４１６は開口径が異なるものが複数種類存在する。

そして、第１の洗浄剤供給口４１２において、上方の洗浄剤供給口から下方の洗浄剤供給口へ向かうに従い、洗浄剤の供給量が少なくなるようにキャップ部材４１６を予め装着しておく。

図６は、洗浄剤供給ローラへの洗浄剤供給の説明図である。

第１の洗浄剤供給口４１２からの洗浄剤供給量は、上方の洗浄剤供給口から下方の洗浄剤供給口へ向かうに従い少なくなるように、第１の洗浄剤供給口４１２の開口径をキャップ部材４１６で調整しておく。このようなキャップ部材４１６を設けることにより、洗浄剤供給ローラ４２の軸方向における洗浄剤の偏りを改善することが可能になり、洗浄剤供給ローラ４２に洗浄剤を均等かつ十分に供給することができる。

なお、上方の洗浄剤供給口から下方の洗浄剤供給口へ向かうに従い洗浄剤の供給量を少なくする構成は、上記に限るものではない。例えば、洗浄剤供給器４１に対して洗浄剤供給ローラの軸を３０度、好ましくは４５度以上傾けて、洗浄剤供給ローラを設置してもよい。これにより、上方の洗浄剤供給口から下方の洗浄剤供給口へ向かうに従い洗浄剤供給ローラまでの距離が異なり、洗浄剤の供給量に差を設けることが可能になる。また、洗浄剤供給ローラを傾けて設置することで、洗浄剤供給ローラが洗浄剤に浸りつづけるという状態がなくなり、より効果的である。

上述のように、洗浄剤供給器４１は、水平面（Ｘ－Ｚ面）と交わる面の方向に複数の洗浄剤供給口４１２を備えるとともに、上方の洗浄剤供給口から下方の洗浄剤供給口へ向かうに従い、洗浄剤の供給量を少なくする。

これにより、縦置きの洗浄剤供給ローラ４２に対しても洗浄剤を均等に供給することができる。

図７は、清掃制御に係わる部分のブロック図である。

印刷装置１０００は、Ｘ方向駆動部７２、Ｙ方向駆動部８２、第１のＺ方向駆動部９２、第２のＺ方向駆動部９３、清掃装置駆動部９４、洗浄剤供給ローラ駆動部９５、シャッタ駆動部９６および洗浄剤供給部９７などを備える。

また、印刷装置１０００は制御部５００を有し、制御部５００は、清掃実行判定部５０４、洗浄剤供給量算出部５０５および消耗品状況判断部５０６などを備える。さらに、制御部５００は、記憶部５０１、表示部５０２、操作パネル５０３等と接続している。

Ｘ方向駆動部７２は、制御部５００からの指示に基づきキャリッジ１をＸ方向（正側および負側）に駆動する。Ｙ方向駆動部８２は、制御部５００からの指示に基づきキャリッジ１をＹ方向（正側および負側）に駆動する。

第１のＺ方向駆動部９２は、制御部５００からの指示に基づきキャリッジ１をＺ方向（正側および負側）に駆動する。第２のＺ方向駆動部９３は、制御部５００からの指示に基づきキャリッジ１に対してヘッド保持体７０をＺ方向（正側および負側）に駆動する。

清掃装置駆動部９４は、制御部５００からの指示に基づきヘッド３００に対して清掃装置４をＸ方向（正側および負側）およびＺ方向（正側および負側）に駆動する。洗浄剤供給ローラ駆動部９５は、制御部５００からの指示に基づき洗浄剤供給ローラ４２を回転駆動する。

シャッタ駆動部９６は、制御部５００からの指示に基づき、洗浄剤供給器４１に設けた第１のシャッタ４１４に対しては開口径の調整およびシャッタの開閉を行い、第２のシャッタ４１５に対してはシャッタの開閉を行う。洗浄剤供給部９７は、洗浄剤供給器４１に対する洗浄剤の供給の開始および停止を行う。

制御部５００は、印刷装置１０００の全体の制御を司るＣＰＵ、ＣＰＵへの描画動作等の制御を実行するためのプログラムおよびその他の固定データを格納するＲＯＭ等を備える。制御部５００は、被描画物１００に描く描画データ等を一時格納するＲＡＭ、ＰＣ等のホストから描画データ等を受信する際に使用するデータおよび信号の送受信を行うためのＩ／Ｆ等を備える。

制御部５００は、記憶部５０１に対して、ヘッド３００のノズル３０２からのインク吐出量、ノズル３０２からインクを吐出していない時間、インクの種類および環境温湿度に関する情報等の格納（記憶）および読み出しを行う。

制御部５００は、Ｘ方向駆動部７２、Ｙ方向駆動部８２、第１のＺ方向駆動部９２および第２のＺ方向駆動部９３を制御して、キャリッジ１およびヘッド保持体７０を被描画物１００の表面形状に沿って動かす。また、制御部５００は、ヘッド保持体７０に設けたヘッド３００からのインク吐出を制御する。

制御部５００は、キャリッジ１、ヘッド保持体７０およびヘッド３００に異常が発生した場合等は、その旨を表示部５０２に表示してユーザに報知する。また、制御部５００は、操作パネル５０３からの指示を受信し、指示に対応する処理を実行する。

制御部５００は、清掃実行判定部５０４、洗浄剤供給量算出部５０５および消耗品状況判断部５０６を備える。制御部５００は、清掃実行判定部５０４からの指示を受信し、清掃装置駆動部９４および洗浄剤供給ローラ駆動部９５を駆動する。

また、制御部５００は、洗浄剤供給量算出部５０５からの指示を受信し、シャッタ駆動部９６および洗浄剤供給部９７を駆動する。さらに、制御部５００は、消耗品状況判断部５０６からの指示を受信し、インクや洗浄剤の消費状況や、洗浄剤供給ローラ４２や清掃ブレード４３の交換時期に関する情報等を表示部５０２に表示する。

記憶部５０１は、インク吐出量、インクを吐出していない時間、インクの種類および環境温湿度に関する情報や、被描画物１００の表面形状を示す座標情報（３次元（ＸＹＺ）座標情報）等を格納する。

表示部５０２は、印刷装置１０００で異常が発生した場合等に、その内容を表示してユーザに報知する。操作パネル５０３は、被描画物１００に対する描画領域を特定するための値（座標）、キャリッジ１の移動速度およびヘッド３００と被描画物１００との距離等を入力することが可能である。また、操作パネル５０３は、描画に使用する座標情報を指定することも可能である。なお、表示部５０２と操作パネル５０３はタッチパネル等により１つの画面で行えるようにしてもよい。

清掃実行判定部５０４は、キャリッジ１の移動距離の情報等に基づき、ヘッド３００の清掃が必要かを判定する。なお、キャリッジ１の移動距離の情報は、例えばＸ方向駆動部７２の駆動モータの回転量などから求めることができる。

洗浄剤供給量算出部５０５は、記憶部５０１に格納したインク吐出量、インクを吐出していない時間、インクの種類および環境温湿度に関する情報等に基づき洗浄剤の供給量を算出する。洗浄剤供給量算出部５０５での算出結果を基に、制御部５００はシャッタ駆動部９６および洗浄剤供給部９７を駆動する。

消耗品状況判断部５０６は、インクや洗浄剤の消費状況および洗浄剤供給ローラ４２や清掃ブレード４３の消耗状況から種々消耗品の交換時期などに関する情報を制御部５００に発信する。

図８は、本発明に係る印刷装置の描画工程の一例を示すフロー図である。

図１に示した印刷装置１０００の場合には、描画開始位置に位置していたキャリッジ１をＸ方向正側へ動かし、このＸ方向正側への移動（往路）によって被描画物１００に１スキャン分の描画（印刷）を行う（ステップＳ１）。

被描画物１００の表面形状が平面でない場合は、キャリッジ１はＸ方向正側の移動と併せて、被描画物１００の表面形状を示す３次元座標情報を基にＺ方向にも移動し、被描画物１００の表面形状に追従して描画を行う。

往路での１スキャン分の描画が済むと、ヘッド保持体７０は図３に示した液体吐出位置から図２に示した待機位置へ移動する。

ヘッド保持体７０が待機位置にある期間は清掃可能期間でもあり、この期間に清掃装置４を駆動してヘッド３００を清掃する（ステップＳ２）。

清掃装置４によるヘッド３００の清掃は、キャリッジ１のＸ方向負側への移動による描画が始まる前までに完了する。ステップＳ２の清掃工程では、ヘッド３００のノズル面３０２ａ上を清掃装置４が移動し、清掃装置４は、ノズル面３０２ａに固着した残留インク等の異物除去ならびに空吐出を実施する。

キャリッジ１がＸ方向正側へ移動して折り返し位置に到達すると、キャリッジ１はＹ方向負側へ１スキャン分移動（改行）する。改行後、キャリッジ１はＸ方向負側への移動を開始し、このＸ方向負側への移動（復路）によって被描画物１００に新たに１スキャン分の描画を行う（ステップＳ３）。

復路における１スキャン分の描画が済むと、ヘッド保持体７０はステップＳ２と同様、液体吐出位置から待機位置へ移動し、清掃可能期間中に清掃装置４を駆動してヘッド３００を清掃する（ステップＳ４）。清掃装置４によるヘッド３００の清掃は、キャリッジ１のＸ方向正側への移動が始まる前までに完了する。

印刷装置１０００の制御部５００は、ステップＳ１からステップＳ４を描画が終了するまで繰り返し、制御部５００が描画終了を判断することで、描画工程は終了する（ステップＳ５）。

図９は、清掃工程の一例を示すフロー図であり、図８のステップＳ２およびステップＳ４で実施する清掃工程の詳細である。

印刷装置１０００の往路における１スキャン分の描画が済むと、ヘッド保持体７０は図３に示した液体吐出位置から図２に示した待機位置へ移動する。ヘッド保持体７０が待機位置にある期間（清掃可能期間）中に清掃装置４はヘッド３００を清掃する。

清掃工程では、最初に、ヘッド３００の清掃が必要かを判断する（ステップＳ１１）。この判断は清掃実行判定部５０４が行い、清掃実行判定部５０４は、キャリッジ１の移動距離の情報等に基づき清掃実行の要否を判定する。ここで清掃不要（Ｎｏ）の場合は、清掃を行わずに終了する。清掃要（Ｙｅｓ）の場合は清掃に必要な洗浄剤（有機溶剤）の供給量を算出する（ステップＳ１２）。

洗浄剤の供給量算出は洗浄剤供給量算出部５０５が行う。洗浄剤供給量算出部５０５は、記憶部５０１に格納したインク吐出量、インクを吐出していない時間、インクの種類および環境温湿度に関する情報等に基づき、洗浄剤供給量を算出する。この算出結果を基に制御部５００はシャッタ駆動部９６および洗浄剤供給部９７を駆動する。

洗浄剤の供給量算出が済むと、ノズル面３０２ａに対して清掃装置４のＸ方向正側（往路）への移動が始まる（ステップＳ１３）。清掃装置４がＸ方向正側に移動している期間は、清掃装置４の洗浄剤供給ローラ４２と清掃ブレード４３とによる異物除去を実施する（ステップＳ１４）。

洗浄剤供給ローラ４２および清掃ブレード４３がノズル面３０２ａ上を通過し、折り返し位置に到達すると、清掃装置４はＸ方向負側（復路）への移動を開始する（ステップＳ１５）。

清掃装置４がＸ方向負側に移動している期間は、清掃装置４の空吐出受け面４４に向けて、ノズル３０２の空吐出を実施する（ステップＳ１６）。以上のステップをもって清掃工程は終了する。

図１０は、異物除去工程の一例を示すフロー図であり、図９のステップＳ１４で実施する異物除去工程の詳細である。

異物除去工程に入ると、洗浄剤供給ローラ４２が回転を開始する（ステップＳ２１）。同時に、洗浄剤供給器４１の第１のシャッタ４１４が開き、第１の洗浄剤供給口４１２からの有機溶剤の噴射が始まる（ステップＳ２２）。これにより洗浄剤供給ローラ４２は、有機溶剤を保持した状態となる。

この状態でノズル面３０２ａに対して清掃装置４をＸ方向正側（往路）へ動かし、洗浄剤供給ローラ４２と清掃ブレード４３とによる異物除去を行う（ステップＳ２３）。洗浄剤供給ローラ４２および清掃ブレード４３がノズル面３０２ａ上を通過し、折り返し位置に到達したならば、洗浄剤供給ローラ４２の回転を停止する（ステップＳ２４）。

また、洗浄剤供給器４１の第１のシャッタ４１４が閉じて、第１の洗浄剤供給口４１２からの有機溶剤の噴射が止まる（ステップＳ２５）。次に、清掃実施回数のカウント値の加算処理を実行する（ステップＳ２６）。

次に、この清掃実施回数等の情報を基に、洗浄剤供給ローラ４２や清掃ブレード等の消耗品の交換が必要かを判断する（ステップＳ２７）。この判断は、消耗品状況判断部５０６が行なう。

消耗品状況判断部５０６が、消耗品の交換不要（Ｎｏ）と判断した場合は、異物除去工程は終了となる。また、消耗品状況判断部５０６が、消耗品の交換要（Ｙｅｓ）と判断した場合は、消耗品状況判断部５０６は制御部５００を介して表示部５０２にアラートを表示する（ステップＳ２８）。これにより、ユーザに消耗品が交換時期にあることを報知する。

なお、本実施形態の場合は、異物除去工程の次に控えている空吐出工程では、洗浄剤供給ローラ４２および清掃ブレード４３を使用しない。そのため、ステップＳ２８では、アラートを表示するだけにしており、一連の清掃工程は継続できるようにしている。以上のステップをもって異物除去工程は終了する。

図１１は、空吐出工程の一例を示すフロー図であり、図９のステップＳ１６で実施する空吐出工程の詳細である。

空吐出工程に入ると、洗浄剤供給器４１の第２のシャッタ４１５が開き、第２の洗浄剤供給口４１３からの有機溶剤の供給を開始する（ステップＳ３１）。これにより、空吐出受け面４４の上部から下部に向かって有機溶剤が流れている状態となる。

この状態でノズル面３０２ａに対して清掃装置４をＸ方向負側（復路）へ動かして行き、空吐出受け面４４と対向したノズル３０２にて順次にインク吐出を行う（ステップＳ３２）。これによりノズル３０２内に詰まった異物などは空吐出受け面４４に付着する。この動作を、清掃装置４が復路終点に到達するまで実施する（ステップＳ３３）。

空吐出受け面４４がノズル面３０２ａ上を通過したならば、インク吐出を停止（ステップＳ３４）し、洗浄剤供給器４１の第２のシャッタ４１５を閉じ、第２の洗浄剤供給口４１３からの洗浄剤の供給を止める（ステップＳ３５）。以上のステップをもって空吐出工程は終了する。

図１２は、印刷工程における各部材位置関係の説明図である。

被描画物１００に描画（印刷）を行う場合は、キャリッジ１を載せたＺ軸レール１０３がＸ軸レール１０１に沿ってＸ方向正側へ移動する。ヘッド３００は、Ｘ方向正側へ移動しながら被描画物１００に向けてインクを吐出し、被描画物１００に１スキャン分の画像を印刷する。図示の印刷可能期間の間は、ヘッド３００を保持したヘッド保持体７０は、キャリッジ１に対してＺ方向正側（被描画物１００側）へ飛び出した位置（液体吐出位置）にある。

なお、被描画物１００の表面形状が曲面の場合、または凹凸を有した面形状の場合は、キャリッジ１全体がＺ軸レール１０３に沿って前後にも移動し、被描画物１００の表面形状に追従しながら描画を行う。

往路における１スキャン分の描画が済むと、ヘッド保持体７０はＺ方向負側へ動き、図の右に示した状態のように一旦、待機位置へ移動する。ヘッド保持体７０が待機位置にある期間（清掃可能期間）に、清掃装置４はヘッド３００のノズル面３０２ａ上をＸ方向に往復移動する。

清掃装置４の往復移動において、往路では清掃装置４に設けた洗浄剤供給ローラ４２と清掃ブレード４３を用いた異物除去を実施し、復路では清掃装置４に設けた空吐出受け面４４を用いた空吐出を実施する。

清掃が完了すると、キャリッジ１はＹ方向負側（または正側）へ１スキャン分移動（改行）し、次に、待機位置にあったヘッド保持体７０が再び液体吐出位置に移動する。その後、キャリッジ１を載せたＺ軸レール１０３がＸ軸レール１０１に沿ってＸ方向負側へ移動する。ヘッド３００は、Ｘ方向負側へ移動しながら、被描画物１００に向けてインクを吐出し、被描画物１００に新たに１スキャン分の画像を描画する。

復路における１スキャン分の描画が済むと、ヘッド保持体７０はＺ方向負側へ動き、図の左に示した状態のように待機位置へ移動する。その後は清掃装置４によって上述と同様のヘッド清掃を実施する。以上の動作を描画終了まで繰り返す。

図１３は、清掃工程における各部材位置関係の説明図である。

清掃時は、待機位置にある清掃装置４がＸ方向正側へ動き、清掃装置４は往路の移動を開始する。最初に清掃装置４の洗浄剤供給ローラ４２がヘッド３００のノズル面３０２ａに接触する。空吐出受け面４４は、洗浄剤供給ローラ４２とノズル面３０２ａとの接触面よりもＺ方向正側にシフトして設けており、空吐出受け面４４は、往路の移動中はノズル面３０２ａ上を素通りする。

ノズル面３０２ａに接触した洗浄剤供給ローラ４２は、ノズル面３０２ａに有機溶剤を供給しながらノズル面３０２ａ上をＸ方向正側へ移動する。洗浄剤供給ローラ４２の次に、清掃装置４の清掃ブレード４３がノズル面３０２ａに接触し、ノズル面３０２ａに固着した残留インク等の異物を清掃ブレード４３によって掻き取り除去する。

洗浄剤供給ローラ４２および清掃ブレード４３がノズル面３０２ａ上を通過し、折り返し位置（図の破線位置）に到達すると、清掃装置４はＸ方向負側（復路）への移動を開始する。復路では、清掃装置４の空吐出受け面４４に向けて、ヘッド３００のノズル３０２の空吐出を実施する。

なお、空吐出においては、ノズル面３０２ａと空吐出受け面４４との距離が近すぎると、インクの跳ね返りにより飛び散りが発生しやすくなる。その場合は、復路への移動開始前に清掃装置４をＺ方向正側、またはキャリッジ１をＺ方向負側に動かし、インクの飛び散りを抑制するように位置を補正してもよい。

図１４は、異物除去の説明図であり、図１４（ａ）は異物除去前、図１４（ｂ）は異物除去中、図１４（ｃ）は異物除去後の様子を示している。

図１４（ａ）に示すように、印刷後のヘッド３００のノズル面３０２ａには、印刷時にノズル３０２が吐出したインク（残留インク）Ｍ１が固着している。

残留インクＭ１に対して、図１４（ｂ）に示すように、洗浄剤供給ローラ４２で洗浄剤を十分供給することで、残留インクＭ１のノズル面３０２ａへの付着力は低下し、溶解状態の残留インクＭ２となる。

その後、溶解状態の残留インクＭ２を清掃ブレード４３で掻き取り、図１４（ｃ）に示すように残留インクを含む異物をノズル面３０２ａから除去する。

図１５は、空吐出の説明図であり、図１５（ａ）は空吐出開始前、図１５（ｂ）は洗浄剤供給開始、図１５（ｃ）は空吐出中の様子を示している。

上述のように、空吐出は、清掃装置４の復路移動時に実施する。清掃装置４が往路を移動中は、図１５（ａ）に示すように、空吐出受け面４４には有機溶剤の供給は行わない。

清掃装置４の復路の移動が始まると、図１５（ｂ）に示すように、第２の洗浄剤供給口４１３から有機溶剤Ｓ１の供給が始まる。空吐出受け面４４は、有機溶剤Ｓ１の供給を受けながら、空吐出受け面４４と対向するヘッド３００のノズル面３０２ａ上を移動する。

ヘッド３００の各ノズル３０２は、空吐出受け面４４と対向するタイミングで空吐出受け面４４に向けて空吐出を行う。空吐出受け面４４上を流れる有機溶剤は、空吐出によって空吐出受け面４４が受け止めたインク滴Ｍ３を下方へ流し、空吐出受け面４４を洗浄する。

空吐出受け面４４を流れ落ちた有機溶剤は、図示しない空吐出受け面４４の下部に設けた回収部へと流れ、この回収部は有機溶剤を外部へ排出する。

なお、本発明において、液体は、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もよい。

これらは例えば、インクジェット用インク、塗装用塗料、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、本発明に係る液体吐出装置は、上述の印刷装置の形態に限るものではない。例えば、複数の関節によって人間の腕のように自由な動きを可能とした多関節ロボットのロボットアームの先端に、本発明の液体吐出ユニットを取り付けた形態でもよい。また、ドローンなどの無人航空機、または壁面を登ることが可能なロボットに、本発明の液体吐出ユニットを搭載して、塗装可能な無人航空機、あるいは塗装可能なクライミングロボットの形態としてもよい。

以上説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。

（態様１）
態様１は、水平面（例えばＸ－Ｚ面）と交わる面を有する対象物（例えば被描画物１００）に向けて液体（例えばインク）を吐出する液体吐出ユニット（例えばキャリッジ１）であって、前記水平面と交わる面に対して対向可能な液体吐出面（例えばノズル面３０２ａ）と、前記液体吐出面を清掃する清掃装置（例えば清掃装置４）と、前記液体吐出面に対して前記清掃装置を相対的に動かす駆動手段（例えばシャフト部材３、動力伝達ベルト５、清掃装置駆動部９４等）とを有するとともに、前記清掃装置は、前記液体吐出面に対して接触可能に設けた接触部材（例えば洗浄剤供給ローラ４２）と、前記接触部材の表面側から洗浄剤（例えば有機溶剤）を供給する洗浄剤供給装置（例えば洗浄剤供給器４１）とを有することを特徴とするものである。

態様１によれば、水平面と交わる面に対して対向可能に設けた液体吐出面に、洗浄剤を均等に供給することが可能な液体吐出ユニットを提供することができる。

（態様２）
態様２は、態様１において、前記清掃装置（例えば清掃装置４）は、前記洗浄剤（例えば有機溶剤）を供給後の前記液体吐出面（例えばノズル面３０２ａ）に当接し、前記液体吐出面より異物（例えば残留インクＭ２）を除去する当接部材（例えば清掃ブレード４３）を有することを特徴とするものである。

態様２によれば、接触部材が供給した洗浄剤によって、液体吐出面に対する付着力が低下した異物を、液体吐出面から確実に除去することができる。

（態様３）
態様３は、態様１または態様２において、前記清掃装置（例えば清掃装置４）は、前記液体吐出面（例えばノズル面３０２ａ）に設けた液体吐出口（例えばノズル３０２）から吐出した前記液体（例えばインク）を受けるための液滴受け部（例えば空吐出受け面４４）を有することを特徴とするものである。

態様３によれば、液滴受け部が液体吐出口内の異物を回収し、液体吐出口をリフレッシュすることができる。

（態様４）
態様４は、態様１乃至態様３のいずれかにおいて、前記洗浄剤供給装置（例えば洗浄剤供給器４１）は、前記液滴受け部（例えば空吐出受け面４４）に前記洗浄剤（例えば有機溶剤）を供給することを特徴とするものである。

態様４によれば、液滴受け部が受けた液体を洗い流すことが可能になり、液滴受け部での液体の堆積を防ぐことができる。

（態様５）
態様５は、態様１乃至態様４のいずれかにおいて、前記洗浄剤供給装置（例えば洗浄剤供給器４１）は、前記洗浄剤（例えば有機溶剤）の供給路（例えば洗浄剤供給管４１１）上に、当該供給路の開口面積（例えば洗浄剤供給管４１１の開口径）を可変にするシャッタ部材（例えば第１のシャッタ４１４）を有することを特徴とするものである。

態様５によれば、最少の洗浄剤で液体吐出面を効率的に清掃することができる。

（態様６）
態様６は、態様１乃至態様５のいずれかにおいて、前記洗浄剤供給装置（例えば洗浄剤供給器４１）は、前記水平面（例えばＸ－Ｚ面）と交わる面の方向に複数の洗浄剤供給口（例えば第１の洗浄剤供給口４１２）を備えるとともに、上方の洗浄剤供給口から下方の洗浄剤供給口へ向かうに従い、前記洗浄剤（例えば有機溶剤）の供給量を少なくすることを特徴とするものである。

態様６によれば、縦置きした接触部材に対しても洗浄剤を均等に供給することができる。

（態様７）
態様７は、態様１において、前記洗浄剤供給装置（例えば洗浄剤供給器４１）は、前記接触部材（例えば洗浄剤供給ローラ４２）に前記洗浄剤を噴射することを特徴とするものである。

態様７によれば、接触部材の外周面に直接洗浄剤を供給し、少ない量の洗浄剤を用いて液体吐出面を効率的に清掃することができる。

１ キャリッジ（液体吐出ユニット）
７０ ヘッド保持体
３００ ヘッド
３０２ ノズル（液体吐出口）
３０２ａ ノズル面（液体吐出面）
４ 清掃装置
４１ 洗浄剤供給器（洗浄剤供給装置）
４２ 洗浄剤供給ローラ（接触部材）
４３ 清掃ブレード（当接部材）
４４ 空吐出受け面（液滴受け部）
４１１ 洗浄剤供給管（供給路）
４１２ 第１の洗浄剤供給口
４１３ 第２の洗浄剤供給口
４１４ 第１のシャッタ
４１５ 第２のシャッタ

特開２０１２－１５３１５２号公報

Claims (10)

1. 水平面と交わる面を有する対象物に向けて液体を吐出する液体吐出ユニットであって、
   前記水平面と交わる面に対して対向可能な液体吐出面と、
   前記液体吐出面を清掃する清掃装置と、
   前記液体吐出面に対して前記清掃装置を相対的に動かす駆動手段と
   を有するとともに、
   前記清掃装置は、
   前記液体吐出面に対して接触可能に設けた接触部材と、
   前記接触部材の表面側から洗浄剤を供給する洗浄剤供給装置と
   を有することを特徴とする液体吐出ユニット。
2. 前記清掃装置は、前記洗浄剤を供給後の前記液体吐出面に当接し、前記液体吐出面より異物を除去する当接部材を有することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ユニット。
3. 前記清掃装置は、前記液体吐出面に設けた液体吐出口から吐出した前記液体を受けるための液滴受け部を有することを特徴とする請求項１または２記載の液体吐出ユニット。
4. 前記洗浄剤供給装置は、前記液滴受け部に前記洗浄剤を供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
5. 前記洗浄剤供給装置は、前記洗浄剤の供給路上に、当該供給路の開口面積を可変にするシャッタ部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
6. 前記洗浄剤供給装置は、前記水平面と交わる面の方向に複数の洗浄剤供給口を備えるとともに、上方の洗浄剤供給口から下方の洗浄剤供給口へ向かうに従い、前記洗浄剤の供給量を少なくすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
7. 前記洗浄剤供給装置は、前記接触部材に前記洗浄剤を噴射することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ユニット。
8. 水平面と交わる面を有する対象物に向けて液体を吐出する液体吐出ユニットであって、
   前記水平面と交わる面に対して対向可能な液体吐出面と、
   前記液体吐出面を清掃する清掃装置と、
   前記液体吐出面に対して前記清掃装置を相対的に動かす駆動手段と
   を有するとともに、
   前記清掃装置は、
   前記液体吐出面に対して接触可能に設けた接触部材と、
   前記接触部材の表面側から洗浄剤を供給する洗浄剤供給装置と
   を有し、
   前記洗浄剤供給装置は、前記水平面と交わる面の方向に複数の洗浄剤供給口を備えることを特徴とする液体吐出ユニット。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液体吐出ユニットを有することを特徴とする液体吐出装置。
10. 前記液体吐出口からの前記液体の吐出量、前記液体吐出口から前記液体を吐出していない時間、前記液体の種類および環境温湿度の少なくとも１つに応じて、前記洗浄剤の供給量を制御することを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。

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