JP4361253B2 - 液体噴射装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液滴を噴射する液体噴射装置に関する。従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【0002】
【従来の技術】
液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【0003】
このようなインクジェット式記録装置は、一般に、キャリッジに搭載されて記録紙等の記録媒体の幅方向(ヘッド走査方向)に往復移動するインクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)と、記録媒体をヘッド走査方向と直交する方向(媒体送り方向)に移動させる送り手段と、を備えている。
【0004】
このインクジェット式記録装置においては、印刷データに対応して記録ヘッドより記録媒体に対してインク滴(液滴)を吐出させることで印刷が行われる。そして、キャリッジに搭載される記録ヘッドを、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクの吐出が可能なものとすることにより、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【0005】
上述した記録ヘッドは、圧力室で加圧したインクを微細なノズル開口からインク滴として吐出させるものであるため、記録ヘッドのノズル形成面を清浄に保っておく必要がある。つまり、記録ヘッドのノズル形成面に紙粉等の異物が付着したり、或いはノズル開口からインクを吸引する吸引動作の際にノズル形成面に付着したインクをそのままにしておくと、ノズル開口の周囲に存在する異物やインクの影響でインク滴の吐出特性が変化してしまったり、場合によってインク滴を吐出できなくなってしまう恐れがある。
【0006】
そこで、記録ヘッドのノズル形成面に付着した紙粉等の異物やインクを除去するために、ノズル形成面にワイピング部材を摺動させて異物やインクを拭き取るワイピング操作が実施される。一般にワイピング部材は、ブレード状の弾性体によって形成されている。
【0007】
前記の如くワイピング操作の際には、弾性のワイピング部材が記録ヘッドのノズル形成面上を摺動するため、ワイピング部材が記録ヘッドから離れる際に、ワイピング部材がその弾性力によって元の形状に勢いよく復元する。このとき、ワイピング部材によって拭き取られてそこに付着していたインクは、ワイピング部材の復元時の勢いによって周囲に飛翔し、記録装置の内部がインクで汚損されてしまうという問題がある。
【0008】
この問題に対処するための手段として、記録ヘッドにインク吸収体を設け、ワイピング操作の際にワイピング部材がインク吸収体に接触するようにして、ワイピング部材からインクが飛翔する前にインク吸収体でインクを吸収するという手段が提案されている(特開2000−71466号公報の図5、図6、特開平3−240551号公報の図1)。
【0009】
また、ワイピング部材から飛翔したインクを記録ヘッドに設けたインク吸収体によって受け止めるという手段が提案されている(特開平11−240163号公報の図2)。
【0010】
或いはまた、ワイピング部材から飛翔したインクを吸収し又は遮蔽する部材を、記録ヘッドではなく装置の静止側の構造体に設ける構成が提案されている(特開平3−253347号公報の図6,図7)。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−71466号公報(図5,図6)
【特許文献2】
特開平3−240551号公報(図1)
【特許文献3】
特開平11−240163号公報(図2)
【特許文献4】
特開平3−253347号公報(図6,図7)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のインクジェット式記録装置の中には、キャリッジの底板に形成された貫通孔を介して記録ヘッドを記録紙側に向けて露出させる構成を備えたものがあり、この構成においては、記録ヘッドとキャリッジとの間に間隙が存在する。具体例としては、記録ヘッドに隣接する部分のキャリッジの底板の一部が、その底面が記録ヘッドのノズル形成面と略面一になるようにして形成されたものがある。この構成においては、記録ヘッドのノズル形成面の縁部と、これと面一に形成されたキャリッジの底板の縁部との間に間隙が形成されている。
【0013】
ところが、上記構成より成る従来のインクジェット式記録装置では、ワイピング操作においてワイピング部材が記録ヘッドのノズル形成面の縁部から離れた際に、弾性のワイピング部材の復元時の動作によって、ワイピング部材に付着したインクが前述のヘッド−キャリッジ間の間隙を介してキャリッジの内部に飛翔してしまうという問題があった。一般にキャリッジの内部には配線基板等の電子部品が配置されており、ワイピング操作の際にキャリッジ内に飛翔したインクが配線基板等の電子部品に付着して電気的に短絡させてしまうという問題があった。
【0014】
特に、記録紙を下から支持するプラテンと記録ヘッドのノズル形成面とのギャップを調節できる機種(例えばCD−ROMに対して印刷可能な機種)においては、ギャップを最大に設定した場合でもワイピング操作ができるようにするために、ワイピング部材の長さが長目に設定されている。このため、このような機種において、ギャップを狭く設定した状態でワイピング操作を実行すると、ノズル形成面上を摺動する際にワイピング部材が大きく撓み、ワイピング部材に形成される水平面の領域が大きくなる。その結果、ワイピング部材上に溜まるインクの量が多くなり、ワイピング部材の復元時の動作によりヘッド−キャリッジ間の間隙を介してキャリッジ内部へ飛翔するインクの量も多くなる。
【0015】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであって、その目的とするところは、ワイピング操作の際にキャリッジ内部に飛翔したインクが、キャリッジ内部に配置された配線基板等の電子部品に付着することのない液体噴射装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明による液体噴射装置は、液滴が噴射されるノズル開口が形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが内部に搭載されたキャリッジであって、その底板に形成された貫通孔を介して前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面を前記キャリッジの外部に露出させるように構成されたキャリッジと、前記ノズル形成面を清浄化するためのワイピング操作の際に前記ノズル形成面上を摺動させて前記ノズル形成面上の異物やインクを除去するワイピング部材と、前記ワイピング操作の際に前記液体噴射ヘッドと前記キャリッジとの間に形成されたヘッド−キャリッジ間の間隙を介して前記キャリッジの内部に飛翔した液体を受け止めるように前記キャリッジの内部に設けられた遮蔽体と、を備え、前記遮蔽体の底面と前記キャリッジの前記底板の上面との間に間隙が形成されており、前記キャリッジの前記底板の一部が、その底面が前記ノズル形成面と略面一になるように形成されており、前記ヘッド−キャリッジ間の間隙は、前記ノズル形成面と略面一に形成された前記キャリッジの前記底板の一部と前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の縁部との間に形成されており、前記遮蔽体は弾性体であり且つ前記液体噴射ヘッドの側面に押圧されていることを特徴とする。
【0018】
また、好ましくは、前記遮蔽体は、前記液体を吸収し得る多孔質体である。
【0022】
また、好ましくは、前記遮蔽体は、前記液体噴射ヘッドに関して、前記ワイピング操作の際に前記ワイピング部材が前記ノズル形成面を通過した後に位置する側に配置されている。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置について図面を参照して説明する。
【0024】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、複数のノズル開口のそれぞれに連通する各圧力室に対応して設けられた各圧力発生素子により、各圧力室内のインクに圧力変動を生じさせて各ノズル開口からインク滴(液滴)を吐出させるインクジェット式記録ヘッドを備えている。圧力発生素子としては、例えば圧電振動子を用いることができる。
【0025】
図1は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図1中符号1はキャリッジであり、このキャリッジ1はキャリッジモータ2により駆動されるタイミングベルト3を介して、ガイド部材4に案内されてプラテン5の軸方向に往復移動されるように構成されている。プラテン5は、記録紙6(記録媒体の一種)をその裏面から支持して記録ヘッド12に対する記録紙6の位置を規定する。
【0026】
キャリッジ1、キャリッジモータ2、タイミングベルト3、及びガイド部材4は、インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)12をキャリッジ1と共にヘッド走査方向に走査させるキャリッジ機構を構成している。
【0027】
記録ヘッド12は、キャリッジ1の記録紙6に対向する側に搭載されている。また、キャリッジ1には、記録ヘッド12にインクを供給するインクカートリッジ7,8が着脱可能に装着されている。インクカートリッジ7はブラックインクを貯留しており、インクカートリッジ8はカラーインク(シアン、マゼンタ、イエロー)を貯留している。
【0028】
インクジェット式記録装置の非印刷領域であるホームポジション(図1中、右側)にはキャップ部材13が配置されており、このキャップ部材13はキャリッジ1に搭載された記録ヘッド12がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド12のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材13の下方には、キャップ部材13により形成された密閉空間に負圧を与えるための吸引ポンプ10が配置されている。
【0029】
キャップ部材13の印刷領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板(弾性ブレード)から成るワイピング部材11が記録ヘッド12の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ1がキャップ部材13側から印刷領域側に移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド12のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
【0030】
なお、前記の如くワイピング操作は、キャリッジ1がキャップ部材13側から印刷領域側に移動する際に実施されるが、これは、ノズル形成面を通過したワイピング部材11がその弾性力によって復元した際に、ワイピング部材11から飛翔したインクが記録紙6の方向に飛ばないようにするためである。
【0031】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、さらに、記録ヘッド12により印刷(記録)が行われる記録紙6をヘッド走査方向に対して直交する媒体送り方向に間欠的に搬送する媒体送り機構を備えている。
【0032】
次に、キャリッジ1に収容される記録ヘッド12の構成について図2及び図3を参照して説明する。図2は記録ヘッド12の分解斜視図であり、図3は記録ヘッド12をそのノズル形成面側から見た斜視図である。
【0033】
図2に示したように記録ヘッド12は、複数のインクカートリッジ7,8(図1)が装着される流路形成部材30を備えており、各インクカートリッジ7,8に対応する各インク供給針31が、各フィルタ32を間に挟んで流路形成部材30に取り付けられている。流路形成部材30は例えば合成樹脂で形成される。
【0034】
流路形成部材30の底面にはパッキンとなるゴム状の連結部材33を介して電子部品である例えば配線基板34が取り付けられる。配線基板34は、圧電振動子の駆動回路や配線接続のためのコネクタ34a等を備えている。
【0035】
図3から分かるように、配線基板34のコネクタ34aの部分は、記録ヘッド12のノズル形成面47側(底面側)から見て、ケース部材39等で覆われることなく露出している。
【0036】
さらに記録ヘッド12は、駆動手段として複数の圧電振動子を有する振動子ユニット35を備えており、この振動子ユニット35は、圧電振動子取付基板36に複数の圧電振動子37を並列的に固定したもので、テープキャリアパッケージ38を介して配線基板34から駆動電圧が供給されるようになっている。振動子ユニット35はケース部材39に収容されており、ケース部材39は流路形成部材30に固定されている。
【0037】
ケース部材39の底部には流路ユニット40が設けられており、この流路ユニット40は、シート部材41、キャビティプレート42、及びノズルプレート43を順次積層し、位置決めピン44で位置決めして接着剤等で固定して一体化することにより形成されている。ノズルプレート43は、例えばステンレス製の薄板から成り、図3に示したように複数のノズル開口48が列状に形成されている。
【0038】
ノズルプレート43の外側からその周縁部を包囲するようにしてカバー部材45が装着されている。カバー部材45はネジ46によって流路形成部材30に取り付けられており、ネジ46はケース部材39にも挿通されてこれを固定している。
【0039】
次に、キャリッジ1の構成について図4及び図5を参照して説明する。図4は後述する遮蔽体100を外した状態のキャリッジ1を示し、図5は遮蔽体100を取り付けた状態を示す。
【0040】
図4及び図5に示したようにキャリッジ1は、全体として、上面が開放された箱形形状を成しており、その底板50には貫通孔51が形成されている。この貫通孔51を介して、記録ヘッド12のノズル形成面47を含む先端部分がキャリッジ1の外側に突出する。
【0041】
底板50の上面には貫通孔51に隣接して一対の直線状のリブ52が形成されており、この直線状のリブ52に隣接して屈曲状のリブ53が形成されている。さらに、直線状のリブ52に関して屈曲状のリブ53と反対側の位置には、直線状のリブ52よりも高さが低い複数のリブ54が形成されている。
【0042】
図4に示したように遮蔽体100は、直線上の本体部101と略三角形状の嵌込み部102と両者を連結する連結部103とから成っている。遮蔽体100は、インクを吸収し得る多孔質の弾性体によって形成されており、好ましくはベルイータによって形成される。
【0043】
遮蔽体100をキャリッジ1に装着する際には、一対の直線状のリブ52の間の間隙に遮蔽体100の連結部103がくるようにして、遮蔽体100の嵌込み部102を、一対の直線状のリブ52と屈曲状のリブ53とで形成された空間に圧入する。これにより、遮蔽体100がキャリッジ1に固定的に取り付けられる。
【0044】
また、遮蔽体100の底面は複数のリブ54の上に載置される。これにより、遮蔽体100の底面とキャリッジ1の底板50の上面との間に間隙60が形成される。このため、万が一インクカートリッジ7,8が破損してキャリッジ1の内部にインクが漏出した場合でも、遮蔽体100の底面とキャリッジ1の底板50の上面との間に形成された間隙を介してインクが流れるので、キャリッジ1内に漏出したインクがキャリッジ1の外部に排出される際に遮蔽体100が邪魔になることがない。
【0045】
図6及び図7は、記録ヘッド12をキャリッジ1に装着した状態をワイピング部材11と共に示した断面図であり、図6はワイピング部材11が記録ヘッド12に達する前の状態を示し、図7はワイピング部材11が記録ヘッド12のノズル形成面47を通過した直後の状態を示している。
【0046】
図6から分かるように、記録ヘッド12に隣接するキャリッジ1の底板50の一部1aは、その底面が記録ヘッド12のノズル形成面47と略面一になるように形成されている。そして、ノズル形成面47と略面一に形成されたキャリッジ1の底板50の一部1aと記録ヘッド12のノズル形成面47の縁部47aとの間には間隙Xが形成されている。
【0047】
また、遮蔽体100は記録ヘッド12の側面に押圧されており、遮蔽体100と記録ヘッド12とが密着している。これにより、記録ヘッド12と遮蔽体100との間に間隙がなくなり、また、遮蔽体100の固定が確実となる。
【0048】
図7から分かるように、遮蔽体100は、記録ヘッド12に関して、ワイピング操作の際にワイピング部材11が記録ヘッド12のノズル形成面47を通過した後に位置する側に配置されている。この位置は、ヘッド−キャリッジ間の間隙X(図6)を介してキャリッジ1の内部に飛翔したインクの飛翔方向に対応する。なお、図6及び図7から分かるようにコネクタ34aもまた、遮蔽体100と同様に、記録ヘッド12に関して、ワイピング操作の際にワイピング部材11が記録ヘッド12のノズル形成面47を通過した後に位置する側に配置されている。
【0049】
上記構成より成る本実施形態においては、ワイピング操作においてワイピング部材11が記録ヘッド12のノズル形成面47の縁部47aから離れた際(図7の状態)に、弾性のワイピング部材11の復元時の動作によって、ワイピング部材11に付着したインクがヘッド−キャリッジ間の間隙Xを介してキャリッジ1の内部に飛翔した場合でも、遮蔽体100によってインクが受け止められるので、飛翔したインクがコネクタ34a等の電子部品に付着して電気的な短絡が発生することがない。
【0050】
また、遮蔽体100を弾性体で形成すると共に記録ヘッド12の側面に押圧して密着させたので、遮蔽体100と記録ヘッド12との間にはインクが飛翔し得る間隙がなく、また、遮蔽体100を所定の位置に固定しておく上でも有利である。
【0051】
さらに、遮蔽体100を、インクを吸収し得るベルイータ等の多孔質体で形成したので、遮蔽体100に付着したインクは遮蔽体100によって吸収保持され、時間の経過と共に蒸発する。従って、遮蔽体100に衝突したインクが跳ね返されたり或いは流下して記録紙上に落下してしまうようなことがない。
【0052】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ワイピング操作の際にヘッド−キャリッジ間の間隙を介してキャリッジの内部に飛翔した液体を遮蔽体によって受け止めるようにしたので、キャリッジ内部に飛翔したインクがキャリッジ内部に配置された配線基板等の電子部品に付着して短絡させるようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図。
【図2】図1に示した実施形態においてキャリッジに収容される記録ヘッドを示した分解斜視図。
【図3】図1に示した実施形態においてキャリッジに収容される記録ヘッドをノズル形成面側から見た斜視図。
【図4】図1に示した実施形態におけるキャリッジ及びそこに装着される前の遮蔽体を示した斜視図。
【図5】図1に示した実施形態におけるキャリッジに遮蔽体を装着した状態を示した斜視図。
【図6】図1に示した実施形態におけるキャリッジに遮蔽体を装着した状態を、記録ヘッドに達する前のワイピング部材と共に示した断面図。
【図7】図1に示した実施形態におけるキャリッジに遮蔽体を装着した状態を、記録ヘッドを通過した直後のワイピング部材と共に示した断面図。
【符号の説明】
1 キャリッジ
1a ノズル形成面と略面一に形成されたキャリッジの底板の一部
11 ワイピング部材
12 記録ヘッド
34 配線基板
34a コネクタ
47 ノズル形成面
48 ノズル開口
50 キャリッジの底板
51 キャリッジの底板の貫通孔
100 遮蔽体
X ヘッド−キャリッジ間の間隙
Claims (3)
- 液滴が噴射されるノズル開口が形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドが内部に搭載されたキャリッジであって、その底板に形成された貫通孔を介して前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面を前記キャリッジの外部に露出させるように構成されたキャリッジと、
前記ノズル形成面を清浄化するためのワイピング操作の際に前記ノズル形成面上を摺動させて前記ノズル形成面上の異物やインクを除去するワイピング部材と、
前記ワイピング操作の際に前記液体噴射ヘッドと前記キャリッジとの間に形成されたヘッド−キャリッジ間の間隙を介して前記キャリッジの内部に飛翔した液体を受け止めるように前記キャリッジの内部に設けられた遮蔽体と、を備え、
前記遮蔽体の底面と前記キャリッジの前記底板の上面との間に間隙が形成されており、
前記キャリッジの前記底板の一部が、その底面が前記ノズル形成面と略面一になるように形成されており、前記ヘッド−キャリッジ間の間隙は、前記ノズル形成面と略面一に形成された前記キャリッジの前記底板の一部と前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の縁部との間に形成されており、
前記遮蔽体は弾性体であり且つ前記液体噴射ヘッドの側面に押圧されていることを特徴とする液体噴射装置。 - 前記遮蔽体は、前記液体を吸収し得る多孔質体であることを特徴とする請求項1記載の液体噴射装置。
- 前記遮蔽体は、前記液体噴射ヘッドに関して、前記ワイピング操作の際に前記ワイピング部材が前記ノズル形成面を通過した後に位置する側に配置さ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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