JP5364629B2 - インクジェット印刷装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数のインクジェットヘッドを備えるインクジェット印刷装置に関する。

従来より、多数のインクジェットノズルを有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット印刷装置では、インクジェットノズルの一部が目詰まりを起こすことによる、いわゆるノズル欠けと呼称される印刷不良を解消するために、吸引によるインクジェットヘッドのクリーニング（吸引パージ）が行われている。

例えば、特許文献１に記載のインクジェット記録装置は、吐出口群（インクジェットヘッド）を個別に覆うキャップと、インクの吐出口（インクジェットノズル）から吸引によりキャップ内にインクを引き出すためのポンプとを備え、個々のキャップとポンプを接続する接続路に、個別に開閉弁が介設された構成を有している。そして、このインクジェット記録装置では、吐出口群（インクジェットヘッド）の各キャップに連通する接続路に介設された開閉弁を選択的に開放することにより、例えば、インクが吐出されないインクジェットノズルが含まれるインクジェットヘッドを覆うキャップのみを、ポンプと接続して個別吸引する吸引パージが可能となっている。

また、複数のインクジェットヘッドに対してまとめて吸引を行う全体吸引と、１個のインクジェットヘッドに対してのみ個別吸引とを行うことが可能なクリーニング機構を備えるインクジェット印刷装置も提案されている（特許文献２参照）。このクリーニング機構は、複数のインクジェットヘッドを個別に覆うキャップのうちの１個のみがチューブを介してポンプに接続される個別吸引用キャップと、その他複数のキャップに分岐して接続されるチューブを介してポンプに接続されるキャップと、複数のキャップの吸引動作を同時に切り換える第１の開閉弁と、個別吸引用キャップの吸引動作のみを切り換える第２の開閉弁とから構成されている。そして、全体吸引を行う場合には、複数のインクジェットヘッドを全てキャップで覆い、第１、第２の開閉弁を開放して吸引を行っている。また、個別吸引を行う場合には、１個のインクジェットヘッドのみを個別吸引用のキャップで覆い、第１の開閉弁を閉じるとともに第２の開閉弁を開放することで、吸引を行いたいインクジェットヘッドの個別吸引を可能としている。

特開２００８−２１３２１６号公報 国際公開第２００７／０５８１３９号

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、電磁開閉弁をキャップの数に応じて多数配設する必要があるため、装置が大型化し生産コストが高くなるという問題が生じる。また、多数の電磁開閉弁を駆動させるため、消費電力が高くなりランニングコストが高くなるという問題も生じる。

一方、特許文献２に記載の装置では、複数のインクジェットヘッドが一方向に列設されたインクジェットユニット毎にクリーニング動作を行っている。このため、インクジェットヘッドの個別吸引を行う場合に、吸引を行う必要があるインクジェットヘッドのインクジェットユニットでの配置によっては、インクジェットヘッドと個別吸引用キャップとの位置あわせのためにインクジェットユニットを移動させる時間が長くなり、インクジェットヘッドのクリーニングに要する時間が長くなるという問題が生じる。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら、インクの消費を低減することができるとともに、速やかにインクジェットヘッドをクリーニングすることが可能なインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、複数のインクジェットノズルが列設された複数のインクジェットヘッドと、前記複数のインクジェットヘッドの各々に対応する複数のキャップと、前記複数のキャップに各々連通接続される複数の管路と、前記複数のキャップおよび複数の管路を介して前記複数のインクジェットノズルからインクを吸引するための吸引手段と、を備えるインクジェット印刷装置であって、前記吸引手段に接続される吸出口と、内部に前記吸出口と連通する連通路が形成されるとともに、駆動手段に接続されることにより回転可能に支持された切換部と、前記切換部の回転中心から等しい距離に配設され、前記複数の管路を接続可能な複数の吸入口と、前記吸出口と前記吸引手段との間に配設された開閉弁と、を有し、前記切換部を前記連通路が前記複数の吸入口のいずれかと連通接続する位置に回転させることにより、前記複数の管路を前記吸引手段に選択的に接続する接続切換手段を備え、前記連通路が、前記複数の吸入口のうちの所望の吸入口に連通接続する位置にないときには前記開閉弁を閉じ、前記複数の吸入口のうちの所望の吸入口に連通接続する位置に移動したときには前記開閉弁を開くことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記連通路の前記吸入口との連通側端部に、前記連通路と前記吸入口との間をシールするシール部材と、このシール部材を支持するための当接支持部材と、を備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記複数のインクジェットヘッドは、単一のインク色に対して複数備えられる。

請求項１乃至請求項３に記載の発明によれば、複数の管路を吸引手段に選択的に接続する接続切換手段を備えたことにより、吸引パージの必要のないインクジェットヘッドを吸引パージすることによるインクの消費を低減することができるとともに、複数のインクジェットヘッドに対して選択的に迅速なクリーニングを実行することが可能となる。

この発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置の概要図である。 クリーニング部３０をインクジェットユニット１００とともに示す概要図である。 クリーニング部３０をインクジェットユニット１００とともに示す概要図である。 接続切換手段５０とその周辺を示す斜視図である。 接続切換手段５０における切換部６０の概略断面図である。 形状の異なる当接支持部材１６５を使用した場合のＯ−リング６４付近を拡大して示す説明図である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置を説明する概要図である。

このインクジェット印刷装置は、一対の巻き出しローラ４３に巻回され、ドライブモータ４１の駆動により一方向に移動する長尺記録媒体Ｍに対して、インクジェットノズルからインクを吐出して印刷をおこなうものであり、制御部２０と、インクジェットヘッド群１０と、クリーニング部３０と、を備える。

制御部２０は、画像情報等に基づいて、ドライブモータ４１の駆動、エンコーダ４２による印刷媒体の移動量の監視、インクジェットノズルからのインクの吐出量調節等の印刷制御を行うとともに、クリーニング部３０におけるインクジェットヘッド１１０（図２および図３参照）のクリーニング動作を制御する。

インクジェットヘッド群１０は、記録媒体Ｍの進行方向と直交する方向である記録媒体Ｍの幅方向に、多数のインクジェットノズルを有するインクジェットヘッド１１０を複数列設したインクジェットユニット１００を、記録媒体Ｍの移動方向に向かって、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のインク色毎に配置した構成を有する。このため、このインクジェット印刷装置では、インクジェットヘッド１１０を記録媒体Ｍの移動方向と直交する方向に往復移動させることなく、記録媒体Ｍがインクジェットヘッド群１０の下を一回通過することで印刷が完了する、いわゆるワンパス印刷が行われる。

図２および図３は、このインクジェット記録装置のクリーニング部３０をインクジェットユニット１００とともに示す概要図である。また、図４は、このクリーニング部３０における接続切換手段５０とその周辺を示す斜視図であり、図５は、接続切換手段５０における切換部６０の概略断面図である。なお、このインクジェット記録装置では、クリーニング部３０においてインクジェットユニット１００毎にインクジェットヘッド１１０ａ〜１１０ｈ（これらを総称する場合は「インクジェットヘッド１００」という）のクリーニングを行なっている。この実施形態では、８個のインクジェットヘッド１１０ａ〜１１０ｈが列設されたインクジェットユニット１００を例に説明する。

クリーニング部３０は、後述する接続切換手段５０と、インクジェットユニット１００に列設された８個のインクジェットヘッド１１０ａ〜１１０ｈを各々覆うための吸引キャップ３１ａ〜３１ｈ（これらを総称する場合は「吸引キャップ３１」という）と、各吸引キャップ３１ａ〜３１ｈを接続切換手段５０に接続するチューブ３２ａ〜３２ｈ（これらを総称する場合は「チューブ３２」という）と、各吸引キャップ３１ａ〜３１ｈに対して吸引力を付与する吸引手段としての吸引ポンプ３４と、接続切換手段５０と吸引ポンプ３４とを接続する管路３５に介設された電磁開閉弁３３と、を備える。インクジェットヘッド１１０のクリーニングを行うときには、インクジェットユニット１００が印刷を実行する印刷位置から、図３に示す、各インクジェットヘッド１１０ａ〜１１０ｈが吸引キャップ３１ａ〜３１ｈにより覆われるクリーニング位置に移動する。

接続切換手段５０は、図４に示すように、チューブ３２ａ〜３２ｈと接続される接続キャップ５１ａ〜５１ｌ（これらを総称する場合は「接続キャップ５１」という）と、接続キャップ５１ａ〜５１ｌを支持するキャップ支持部５４と、チューブ３２ａ〜３２ｈが接続された接続キャップ５１ａ〜５１ｌのいずれかを吸引可能な状態に切り換える切換部６０と、切換部６０を軸支するとともにこの切換部６０を回転させる駆動手段としてのステッピングモータ５７とを備える。なお、この実施形態では、接続切換手段５０の接続キャップ５１の数は１２個であることから、チューブ３２を１２個まで接続することが可能であるが、チューブ３２ａ〜３２ｈは、それぞれアルファベットの対応する接続キャップ５１ａ〜５１ｈに接続されているものとする。

切換部６０は、中心に接続切換手段５０内に導かれた吸引物を接続切換手段５０外へ排出する吸出口６３が形成された円形状を有し、内部に吸出口６３から円周側へと抜ける連通路６２が形成されている。切換部６０の背面に軸５８を介して接続されたステッピングモータ５７は、連通路６２が後述するキャップ支持部５４の吸入口６１ａ〜６１ｌ（これらを総称する場合は「吸入口６１」という）のいずれかと連通する位置となるように、切換部６０を回転させる。そして、吸出口６３は、後述する電磁開閉弁３３に連通する管路３５に連結される。

キャップ支持部５４には、図５に示すように、切換部６０を囲むように切換部６０の回転中心から等しい距離に、吸引キャップ３１ａ〜３１ｈおよびチューブ３２ａ〜３２ｈを介して吸引された吸引物を接続切換手段内に導く孔（吸入口６１ａ〜６１ｌ）が形成されている。この吸入口６１ａ〜６１ｌは、接続キャップ５１ａ〜５１ｌに対応する数だけ等間隔に形成されている。

切換部６０とキャップ支持部５４との間には、切換部６０の回転を容易に行えるように隙間６６が形成されている。そして、切換部６０の連通路６２と、キャップ支持部５４の吸入口６１とを隙間なく連通させるために、連通路６２と吸入口６１との間にある隙間６６にシール部材としてのＯ−リング６４が配設される。なお、このＯ−リング６４は、ステッピングモータ５７の駆動による切換部６０の回転に伴って、切換部６０とキャップ支持部５４との間の隙間６６を移動する。そして、このＯ−リング６４を支持するために、連通路６２に当接支持部材６５が配設される。

当接支持部材６５は、略円筒状の中空形状を有し、切換部６０とキャップ支持部５４との間の隙間６６においてＯ−リング６４を当接支持している。当接支持部材６５のＯ−リング６４との当接面には、キャップ支持部５４の吸入口６１に向かってその外形が大きくなるテーパが形成されている。図６は、この実施形態における当接支持部材６５とは形状の異なる当接支持部材１６５を使用した場合の、Ｏ−リング６４付近を拡大して示す説明図である。切換部６０とキャップ支持部５４との間の隙間６６のように、円弧面に対してＯ−リング６４が当接することになる同心円状の円形形状間の隙間では、Ｏ−リング６４に対して変形力が加わり、図６に示すように、Ｏ−リング６４と切換部６０に隙間が発生しシール機能が損なわれることがある。このため、この実施形態では、この当接支持部材６５のＯ−リング６４との当接面にテーパを形成することにより、Ｏ−リング６４に加わる変形力に抗し、Ｏ−リング６４のシール機能を損なうことなく吸入口６１と連通路６２を密接な状態で接続することを可能としている。

次に、インクジェットヘッド１１０のクリーニング動作について説明する。

図２に示すように、インクジェットヘッド１１０ａ〜１１０ｈが吸引キャップ３１ａ〜３１ｈに覆われていない状態では、切換部６０の連通路６２は、キャップ支持部５４に形成された吸入口６１ａ〜６１ｌのいずれとも連通しない原点（図５の実線で示す位置）を向いている。このとき、電磁開閉弁３３は閉じられ、吸引キャップ３１ａ〜３１ｈのいずれからも吸引は行われていない。

インクジェットユニット１００が図３に示すクリーニング位置に移動すると、切換部６０がステッピングモータ５７の駆動により回転し、連通路６２はキャップ支持部５４に形成された吸入口６１ａ〜６１ｌのいずれかと連通する位置（例えば、図５の仮想線で示す位置）に移動する。このとき、電磁開閉弁３３が開状態とされる。これにより、連通路６２と連通する吸入口６１ｂに、吸引キャップ５１ｂおよびチューブ３２ｂを介して接続された吸引キャップ３１ｂのみが吸引ポンプ３４と接続され、吸引パージが実行される。インクジェットヘッド１１０ｂのインクジェットノズルから、吸引により吸引キャップ３１ｂに受けられたインク等は、チューブ３２ｂ、吸入口６１ｂ、連通路６２、吸出口６３、電磁開閉弁３３、吸引ポンプ３４を経由して、装置外へ排出される。

インクジェットヘッド１１０に対して個別吸引を行いたいときは、上述したように、吸引パージを行いたいインクジェットヘッド１１０に対応する吸引キャップ３１に接続される吸入口６１の位置と、連通路６２の位置とを、切換部６０を回転させることにより合わせた後に、吸引を実行すればよい。

また、このように、選択的に流路接続の切り換えが行えることから、吸引パージを行いたいインクジェットヘッド１１０が複数ある場合、例えば、インクジェットヘッド１１０ｂ、１１０ｆ、１１０ｈに対して吸引パージを行いたい場合には、吸入口６１ｂ、６１ｆ、６１ｈの順に連通路６２が互いに連通するように切換部６０を回転させて流路接続を切り換えるとともに、電磁開閉弁３３の開閉動作を繰り返し実行すればよい。さらに、インクジェットヘッド１１０に対して全体吸引を行いたいときは、例えば、吸入口６１ａ〜６１ｈに対して順次、切換部６０の回転により連通路６２を移動させて流路接続を切り換えるとともに、電磁開閉弁３３の開閉動作を流路接続の切り換えに対応させて繰り返し実行すればよい。なお、連通路６２の位置は、すべてのインクジェットヘッド１１０ａ〜１１０ｈに対して吸引パージを行った後に、ステッピングモータ５７の駆動により、再び吸入口６１ａ〜６１ｌのいずれとも連通しない原点に復帰する。

上述したように、この実施形態では、切換部６０を回転させるだけで、複数のインクジェットヘッド１１０に対して個別に接続されているクリーニング用の流路を容易かつ迅速に切り換えることができ、個別吸引、全体吸引のいずれにおいても、クリーニング動作を短時間で行うことができる。さらに、インクジェットヘッド１１０が単一のインク色に対して３個以上配設された場合のように、インク色毎に多数のインクジェットヘッド１１０が使用されるインクジェット記録装置では、より個別吸引によるクリーニング時間の短縮効果を得ることができる。

なお、上述した実施形態では、接続切換手段５０に接続できるチューブの数は１２個であるが、この数は、例えば、１つのインクジェットユニット１００に列設されるインクジェットヘッド１１０の数以上であれば良く、これに限定されるものではない。また、上述した実施形態では、接続切換手段５０の切換部６０の形状として、円形のものを採用しているが、多角形状のものを採用してもよい。

さらに、上述した実施形態では、インクを吐出するインクジェットノズルを有するインクジェットヘッド１１０のクリーニング動作について説明したが、コート剤等、インク以外の種々の溶剤を吐出するノズルを有する複数のインクジェットヘッドのクリーニングにおいても、上述した接続切換手段５０を適用することが可能である。

１０ インクジェットヘッド群
２０ 制御部
３０ クリーニング部
３１ 吸引キャップ
３２ チューブ
３３ 電磁開閉弁
３４ 吸引ポンプ
５０ 接続切換手段
５１ 接続キャップ
５４ キャップ支持部
５７ ステッピングモータ
５８ 軸
６０ 切換部
６１ 吸入口
６２ 連通路
６３ 吸出口
６４ Ｏ−リング
６５ 当接支持部材
６６ 隙間
１００ インクジェットユニット
１１０ インクジェットヘッド
Ｍ 記録媒体

Claims (3)

1. 複数のインクジェットノズルが列設された複数のインクジェットヘッドと、前記複数のインクジェットヘッドの各々に対応する複数のキャップと、前記複数のキャップに各々連通接続される複数の管路と、前記複数のキャップおよび複数の管路を介して前記複数のインクジェットノズルからインクを吸引するための吸引手段と、を備えるインクジェット印刷装置であって、
   前記吸引手段に接続される吸出口と、
   内部に前記吸出口と連通する連通路が形成されるとともに、駆動手段に接続されることにより回転可能に支持された切換部と、
   前記切換部の回転中心から等しい距離に配設され、前記複数の管路を接続可能な複数の吸入口と、
   前記吸出口と前記吸引手段との間に配設された開閉弁と、
   を有し、
   前記切換部を前記連通路が前記複数の吸入口のいずれかと連通接続する位置に回転させることにより、前記複数の管路を前記吸引手段に選択的に接続する接続切換手段を備え、
   前記連通路が、前記複数の吸入口のうちの所望の吸入口に連通接続する位置にないときには前記開閉弁を閉じ、前記複数の吸入口のうちの所望の吸入口に連通接続する位置に移動したときには前記開閉弁を開くことを特徴とするインクジェット印刷装置。
2. 請求項１に記載のインクジェット印刷装置において、
   前記連通路の前記吸入口との連通側端部に、前記連通路と前記吸入口との間をシールするシール部材と、このシール部材を支持するための当接支持部材と、を備えるインクジェット印刷装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のインクジェット印刷装置において、
   前記複数のインクジェットヘッドは、単一のインク色に対して複数備えられるインクジェット印刷装置。

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