JP2007210269A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縁無し印刷を繰り返し行っても、捨てインクを確実に吸引でき、しかもプラテンとキャッピング手段に対する吸引手段の兼用を実現して、小型化と製造コストの低減を実現できる液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドを搭載したキャリッジ１０１とを有し、前記キャリッジが非印刷領域にある際に前記ノズルを覆うキャッピング手段１２０と、前記キャリッジが印刷領域にあって、縁無し印刷を行う際に、前記印刷対象物の外縁からはみ出す領域で噴射された前記液体を受けるようにされた縁無し印刷用吸収材１２６と、前記キャッピング手段と、前記プラテンのそれぞれに接続され、吸引力を発揮するためのひとつの吸引手段１３０とを備え、前記吸引手段から前記キャッピング手段および前記プラテンとにそれぞれ延びる接続路１１，１２が、前記キャリッジの動きに応じて開閉される構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、ターゲットに対して液体を噴射する液体噴射装置に関するものである。

従来より、液体噴射装置である例えば、インクジェット式記録装置には、インクジェット式記録ヘッドが備えられている。このインクジェット式記録ヘッドには、記録用紙等にインクを吐出するために、多数のノズルが列状に配列されて設けられている。
ところが、記録用紙にノズルからインクを吐出しない非印刷時（休止時）に、そのままの状態でノズルを放置すると、ノズル内のインクが乾燥等して、印刷を開始したときに吐出不良等が生じるおそれがある。

このため、非印刷時には、ノズルを覆うためのキャップがノズルプレートに当接して、ノズルを覆い、ノズル内のインクの乾燥等を未然に防止する構成となっている。
このとき、ノズルを覆うキャップ内の雰囲気が、ノズル内のインクを一層乾燥等させないための工夫として、キャップ内にインク吸収材が配置されている（例えば特許文献１参照）。
このようにキャップ内にインクが含浸されているインク吸収材を配置することで、キャップでノズルを覆ったときのキャップ内の雰囲気が湿潤状態に維持されるので、ノズル内のインクの乾燥等を適切に防止することができるようになっている。
また、キャップ内の雰囲気は、吸引ポンプにより吸引されるように構成されて、インク吸収材に含浸されているインクが該吸引ポンプによって排出される構成とされている。

一方、液体噴射ヘッドを搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジが、印刷領域にあって、ターゲットである用紙に印刷する場合に、その印刷の形式のひとつに縁無し印刷と呼ばれるものがある。
すなわち、縁無し印刷は、図８の用紙Ｐの周縁部ＳＰの領域にもインクなどの液体を噴射して、例えば写真印刷などを行うものである。

このような縁無し印刷を行う場合には、用紙Ｐが紙送りされる際に、該用紙Ｐを下から支えるプラテンの内側で、紙送りされる該用紙Ｐの周縁部ＳＰに相当する箇所に縁無し印刷用吸収材を配置し、用紙Ｐの外縁から外側に吐出されるインクを受けて吸収するようにしている。
しかし、このような構成では、縁無し印刷により捨てられるインクの吸収の総容量はきわめて限られたものになってしまう。
そこで、この場合、プラテン内の縁無し印刷用吸収材に、上記インクを確実に導くために、縁無し印刷用吸収材の底面側から吸引を行うことが好ましい。
特に顔料インクなどの浸透能力の低いインクを使用して縁無し印刷を行う場合には、吸引の必要性が高い。そのため、プラテン内を吸引する手法も知られている（特許文献２参照）。
特開２００１−９６７５６号公報（図２等） 特開２００２−２２５３１１号公報（図１、図５等）

しかしながら、縁無し印刷の際の吸引に使用する吸引手段（ポンプ）と、上記したキャップ内を吸引するための吸引手段（ポンプ）とを別々に設けることは、この種の液体噴射装置の小型化を阻害する要因になるし、製造コストの上昇にもつながる。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、縁無し印刷を繰り返し行っても、捨てインクを確実に吸引でき、しかもプラテンとキャッピング手段に対する吸引手段の兼用を実現して、小型化と製造コストの低減を実現できる液体噴射装置を提供することを目的とする。

上述の目的は、本発明にあっては、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドを搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジとを有する液体噴射装置であって、前記キャリッジが非印刷領域にある際に前記ノズルを適宜覆うことができるように配置されるキャッピング手段と、前記キャリッジが印刷領域にあって、縁無し印刷を行う際に、印刷対象物の背後に配置されたプラテン内に設けられていて、前記印刷対象物の外縁からはみ出す領域で噴射された前記液体を受けるようにされた縁無し印刷用吸収材と、前記キャッピング手段と、前記プラテンのそれぞれに接続され、吸引力を発揮するためのひとつの吸引手段とを備えており、前記吸引手段から前記キャッピング手段および前記プラテンとにそれぞれ延びる接続路が、前記キャリッジの動きに応じて開閉される構成とした液体噴射装置により、達成される。

上記構成によれば、吸引力を発揮するための吸引手段がひとつだけ設けられていて、この吸引手段から、プラテン内と、キャッピング手段とにそれぞれ延びる接続路が、前記キャリッジの動きに応じて開閉される構成である。
このため、吸引手段がひとつしか設けられていなくても、キャリッジの位置に応じて、プラテン内と、キャッピング手段とが、それぞれ吸引される。
したがって、縁無し印刷を数多く行っても、プラテン内への捨てインクは、適宜吸引廃棄できるので、縁無し印刷用の吸収材である廃液吸収材がスペース的制約からすぐに一杯になって、例えばメンテナンスエラーとなることが有効に防止される。
かくして、縁無し印刷を繰り返し行っても、捨てインクを確実に吸引でき、しかもプラテンとキャッピング手段に対する吸引手段の兼用を可能として、小型化と製造コストの低減を実現できる液体噴射装置を提供することができる。

また、好ましくは、前記吸引手段から前記キャッピング手段と前記プラテンとにそれぞれ延びる接続路が、択一的に開閉される構成としたことを特徴とする。
上記構成によれば、吸引手段により生成される負圧が、前記キャッピング手段と前記プラテンのどちらか一方に作用することにより、より確実な吸引を実現できる。

また、好ましくは、前記キャリッジが非印刷領域にある際に前記キャッピング手段と前記吸引手段とを接続する接続路が開き、前記キャリッジが印刷領域にある際には、前記吸引手段と前記プラテンとを接続する接続路が開く構成としたことを特徴とする。
上記構成によれば、キャリッジが印刷領域にあって、液体噴射ヘッドが縁無し印刷をしている時、あるいは、キャリッジが非印刷領域にあって、液体噴射ヘッドがキャッピングされている状態で、それぞれ吸引が行われる。

また、好ましくは、少なくとも一定の方向へ突出する複数の突出部が、前記キャリッジの前記主走査方向に沿って配置され、該キャリッジが、非印刷領域と印刷領域の各位置にある際に、前記各突出部が前記接続路である各チューブを択一的に押して閉塞する構成としたことを特徴とする。
上記構成によれば、各接続路の開閉が、特別の駆動手段を付加することなく、キャリッジの動作に正確に対応して行われる。

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は本発明の液体噴射装置の実施の形態にかかるインクジェット式記録装置（以下「記録装置」という）１００を示す概略斜視図である。
図１に示すように、記録装置１００は、キャリッジ１０１を有し、このキャリッジ１０１はキャリッジモータ１０２により駆動されるタイミングベルト１０３を介し、ガイド部材１０４に案内されて、主走査方向であるガイド部材１０４の軸方向に往復移動されるように構成されている。

図１のキャリッジ１０１のターゲットである例えば、記録用紙２００に対向する側には、液体噴射ヘッドである例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下「記録ヘッド」という）１１０が搭載され、その上部には、記録ヘッド１１０に液体である例えば、インクを供給するインクカートリッジ部１０６が着脱可能に装填されている。インクカートリッジ部１０６は後述する図３で説明するように、独立して交換可能な複数のインクカートリッジを含んでいる。
また、記録用紙２００は、その下面をプラテン１０により支持されて、給紙ローラ等により主走査方向と直交する副走査方向に沿って送られるようになっている。

また、図１に示すように、記録用紙２００が配置されない非印字領域（ホームポジションＨ）には、キャッピング手段１２０、吸引手段としての吸引ポンプ１３０そしてワイピング部材１４０等が配置されている。
図２は、図１のキャリッジ１０１がホームポジションに移動し、キャッピング手段１２０が記録ヘッド１１０に当接した状態を示す概略図である。
図２に示すように、記録ヘッド１１０の下面にはインクを吐出するための複数のノズルが形成されたノズルプレート１１１が配置されている。

また、ノズルプレート１１１は、図１のホームポジションから印字領域へ、記録ヘッド１１０がキャリッジ１０１と共に移動する際に、ワイピング部材１４０に当接し、このワイピング部材１４０によりノズルプレート１１１面が払拭され、クリーニングされる構成となっている。
キャッピング手段１２０は、図２に示すように、上面が開放され、凹状に形成されているキャップホルダ１２１、キャップホルダ１２１内に収容されるキャップ部材１２２を有している。
また、キャップ部材１２２の内底にはインクを含浸した液体保持手段である例えば、インク吸収材１２３が配置されている。インク吸収材１２３は、好ましくは、親水性の材質で形成されたものであり、例えば、発泡性の材料であるポリビニルアルコールでなるスポンジなどで形成することができる。
また、キャッピング手段１２０には、スライダ１２４と、このスライダ１２４を上下動させるための回動アーム１２５を有している。

そして、この回動アーム１２５によってキャッピング手段１２０が移動し、図２に示すようにキャッピング手段１２０のキャップ部材１２２が、記録ヘッド１１０のノズルプレート１１１に当接すると、キャッピング手段１２０がノズルを覆うように配置されることになる。

また、図２に示すように、キャッピング手段１２０には、大気開放口１２８が設けられるとともに、吸引ポンプ１３０が接続手段としての第１のチューブ１１に接続されている。この第１のチューブ１１は気密性、液密性にすぐれ、可撓性あるチューブで、吸引ポンプ１３０としてチューブポンプと組み合わせることができるものが好ましい。
このため、この大気開放口１２８を閉状態として、吸引ポンプ１３０でキャッピング手段１２０内の雰囲気を吸引すると、キャッピング手段１２０内の雰囲気は負圧となりインク吸収材１２３に含浸されているインクが吸引ポンプ１３０によって、第３のチューブ１３を介して、廃インクタンク１４に排出される構成となっている。
さらに、吸引ポンプ１３０は、第２のチューブ１２を介してプラテン１０に接続されており、後述するように、プラテン１０内の縁無し印刷用吸収材に含浸されているインクが吸引ポンプ１３０によって、第３のチューブ１３を介して、廃インクタンク１４に排出される構成となっている。

図３は、キャリッジ１０１の動きに応じて、吸引ポンプ１３０が吸引する対象を切り換える構成に関して、その一例を説明するための要部構成図である。
なお、キャリッジ１０１やプラテン１０等は実際にはより複雑な形状であり、しかもその形状構成は種々に変更できるので、簡略化して示している。
同様にして、図４および図５はプラテン１０の構成例、図６はキャリッジ１０１の動きに応じて、吸引ポンプ１３０が吸引する対象を切り換える動作を説明するための動作図である。

先ず、図４および図５を参照する。
図４はプラテン１０の一部を示す概略平面図、図５は図４のＡ−Ａ線切断端面図である。
図４において、矢印Ａは上記したキャリッジが移動する方向である主走査方向、矢印Ｂは、主走査方向と直交する副走査方向であり、用紙Ｐが送られる方向である。
図４に示すように、プラテン１０は一方向に長い矩形のものであり、少なくとも用紙Ｐ（用紙Ｐは、Ｂ５やＡ４等の複数のサイズがある。）の幅方向よりも大きな長さ寸法を有している。

プラテン１０は、例えば浅いトレイ状であり、内側の底面からは、リブ状の低い支持部１５が起立している。支持部１５は、長さ方向に所定の間隔を置いて、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ・・・と複数個形成されている。
支持部１５は、プラテン１０の内側底面から上方の位置で、用紙Ｐを支持することができる。用紙Ｐは図示しない紙送りローラ等により、副走査方向Ｂに沿って送られるようになっている。

図４において、プラテン１０の内側でその外縁部に近い所定の領域１７には、縁無し印刷用吸収材１６（以下、「吸収材１６」という）が配置されている。吸収材１６は、キャップ部材１２２の吸収材１２３と同様のものが使用でき、例えば、親水性の材質で形成されたものであり、例えば、発泡性の材料であるポリビニルアルコールでなるスポンジなどで形成することができる。
また、後述する吸引を行うことで、これまで課題とされていたインクミストに対応できる吸着シート等も支障無く使用できる。
すなわち、用紙Ｐに縁無し印刷を行う場合には、該用紙Ｐに関して、図４の周縁部ＳＰの外縁を超えて外に吐出される捨てインクを確実に受けることができる範囲に上記吸収材１６が配置されている（あわせて図５参照）。

図３を参照して、吸引力を伝えるための接続路であるチューブに対する吸引ポンプの接続を開閉するための切替手段２０について説明する。
図３において、キャリッジ１０１には、その側方において主走査方向Ａと直交する方向である副走査方向Ｂに突出する張り出し部２１が形成されている。張り出し部２１をベースとして、該張り出し部２１の下面には、下方へ突出する２つのカム部２２，２３が形成されている。
各カム部２２，２３もしくは、少なくとも、それぞれの下面に突出したカム面２２ａ，２３ａは主走査方向Ａの方向にずれた位置で、かつ副走査方向であるＢの方向にずれた位置に形成されている。

各カム部２２，２３の下方には、開閉部２５が配置されている。
開閉部２５は、対応する各接続路である第１のチューブ１１と、第２のチューブ１２の途中を押しつぶして塞ぎ、あるいは元の形状に復帰させて開くための押圧片２６，２７を備えている。
すなわち、各押圧片２６，２７は、例えば、一方向に長い形状であり、先端部はチューブを傷つけないように比較的丸く、他端部は回動自在に枢支されている。しかも、例えばその回動軸の軸回りにトーションスプリングなどを配置することで、先端部が倒れる方向に付勢されている。

第１のチューブ１１と、第２のチューブ１２は、例えば、開閉部２５の箇所で平行に同じ高さに固定されている。
押圧片２７が第１のチューブ１１を押圧して、一部を押しつぶすと、吸引ポンプ１３０の吸引力は、キャッピング手段１２０のキャップ部材１２２内を吸引できなくなる。このため、吸引ポンプ１３０の吸引力は第２のチューブ１２を介して、プラテン１０にだけ作用する。
逆に押圧片２７の先端部が起立して押圧を解除し、他方、押圧片２６が第２のチューブ１２を押圧して、一部を押しつぶすと、吸引ポンプ１３０の吸引力は、第１のチューブ１１を介して、キャッピング手段１２０のキャップ部材１２２内だけに作用するようになっている。これにより、一つの吸引ポンプに2つのチューブをつなげても吸引力が半減することはない。

図６および図７は、このような動作がキャリッジ１０１の動きに対応して行われることを表している。なお、押圧片２６，２７は、理解の便宜上、主走査方向のずらした位置に表現されているが、実際には、図３のように、主走査方向に関しては同じ位置で、並んで配置されているものである。

プリンタ１０が縁無し印刷を行っている時、キャリッジ１０１は、印刷領域にある。縁無し印刷を行うことにより、図４の用紙Ｐの周縁部ＳＰ一杯に印刷を行うことで、該周縁部ＳＰの外縁を超えて、それより外に吐出されたインクは、吸収材１６に保持される。このとき吸収材１６に保持されているインク量をカウントしたり、縁無し印刷の時間をカウントし、所定値を越えたとき、キャリッジを印刷領域から矢印A１方向に少し動いた状態である図６の位置へ移動させる。この位置では、キャリッジ１０１の開閉部２５（図３参照）においては、カム部２２の下方に突出したカム面２２ａの頂点が、押圧片２７の一端部を下方へ一杯に押し下げすることで、第１のチューブ１１を押しつぶしている。このため、吸引ポンプ１３０とキャッピング手段１２０との接続は閉止されている。
一方、キャリッジ１０１の開閉部２５のカム部２３は、押圧片２６から離れているから、該押圧片２６は上記した付勢手段により起立状態に付勢されたままで、第２のチューブ１２を押しつぶすことがない。このため、吸引ポンプ１３０とプラテン１０とが接続されている。
したがって、キャリッジ１０１の位置によって、吸引ポンプ１３０の吸引力はプラテン１０にのみ作用するので、吸引ポンプ１３０の吸引力を損なうことはなく、インク吸収材１２６に含浸されたインクは、第３のチューブ１３を介して、図２の廃インクタンク１４に排出される。

次に、キャリッジ１０１が主走査方向の図７における矢印Ａ１方向、すなわち、図３の奥行き方向に移動されると、キャリッジ１０１は非印刷領域であるホームポジションに移動する。そして、図２で説明したように、キャッピング手段１２０が記録ヘッド１１０に当接した状態とされる。
この位置では、キャリッジ１０１の開閉部２５（図３参照）においては、カム部２３の下方に突出したカム面２３ａの頂点が、押圧片２６の一端部を下方へ一杯に押し下げすることで、第２のチューブ１２を押しつぶしている。このため、吸引ポンプ１３０とプラテン１０との接続は閉止されている。

一方、キャリッジ１０１の開閉部２５のカム部２２は、押圧片２７から離れているから、該押圧片２７は上記した付勢手段により起立状態に付勢されたままで、第１のチューブ１１を押しつぶすことがない。このため、吸引ポンプ１３０とキャッピング手段１２０とが接続されている。
これにより、図２で説明したように、吸引ポンプ１３０でキャッピング手段１２０内の雰囲気を吸引することで、キャッピング手段１２０内の雰囲気が負圧となり、インク吸収材１２３に含浸されているインクが吸引ポンプ１３０によって、第３のチューブ１３を介して、廃インクタンク１４に排出される。

以上説明したように、吸引ポンプ１３０がひとつしか設けられていなくても、他の切替え駆動部を設けることなくキャリッジ１０１の位置に応じて、プラテン１０内と、キャッピング手段１２０とが、それぞれ吸引される。
したがって、縁無し印刷を数多く行っても、プラテン１０内への捨てインクは、適宜吸引廃棄できるので、縁無し印刷用の廃液吸収材１６がスペース的制約からすぐに一杯になって、例えばメンテナンスエラーとなることが有効に防止される。
かくして、縁無し印刷を繰り返し行っても、捨てインクを確実に吸引でき、しかもプラテンとキャッピング手段に対する吸引手段の兼用を可能として、小型化と製造コストの低減を実現できる記録装置１００を提供することができる。

本発明は、上述の実施の形態に限定されない。さらに、上述の実施の形態の構成はその一部を省略してもよいし、言及されていない他の構成と組み合わせて構成するようにしてもよい。
本発明では、第２のチューブを押し潰す機構を省いて、第１のチューブを押し潰す機構のみにして、キャッピング手段の吸引のときのみ第１のチューブを押し潰すようにしてもよい。
本発明では、カム２２ａとカム２３ａをキャリッジの主走査方向で同じ位置とし、押圧片２６と２７を主走査方向でずらした位置関係としてもよい。つまり、キャリッジの位置関係によりつぶされるチューブが選択できればよい。
本発明では、キャッピング手段１２０内のインクを吸引することを記載したが、キャッピング手段１２０で記録ヘッド１１０を封止した状態で吸引ポンプ１３０を駆動させて、記録ヘッド１１０からインクを吸引してもよい。
また、本発明は、インクジェット式記録装置に限らず、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、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噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置等にも適用できる。

本発明の液体噴射装置の実施の形態にかかるインクジェット式記録装置を示す概略斜視図。 図１のキャリッジがホームポジションに移動し、キャッピング手段が記録ヘッドに当接した状態を示す概略図。 図１の記録装置の要部の構成図。 プラテンの一部を示す概略構成図。 図４のＡ−Ａ線切断端面図。 図１の記録装置の切替手段の動作の説明図。 図１の記録装置の切替手段の動作の説明図。 縁無し印刷の説明図。

符号の説明

１０・・・プラテン、１１・・・第１のチューブ、１２・・・第２のチューブ、１３・・・第３のチューブ、２０・・・切替手段、２２，２３・・・カム部、２５・・・開閉部、２６・・・押圧片、２７・・・押圧片、１００・・・インクジェット式記録装置、１０１・・・キャリッジ、１０２・・・キャリッジモータ、１０３・・・タイミングベルト、１０４・・・ガイド部材、１２０・・・キャッピング手段、１２１・・・キャップホルダ、１２２・・・キャップ部材、１２３・・・インク吸収材、１２５・・・回動アーム、１２８・・・大気開放口、１３０・・・吸引ポンプ、１４０・・・ワイピング部材

Claims (4)

1. 液体を噴射する液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドを搭載して主走査方向に往復移動されるキャリッジとを有する液体噴射装置であって、
   前記キャリッジが非印刷領域にある際に前記ノズルを適宜覆うことができるように配置されるキャッピング手段と、
   前記キャリッジが印刷領域にあって、縁無し印刷を行う際に、印刷対象物の背後に配置されたプラテン内に設けられていて、前記印刷対象物の外縁からはみ出す領域で噴射された前記液体を受けるようにされた縁無し印刷用吸収材と、
   前記キャッピング手段と、前記プラテンのそれぞれに接続され、吸引力を発揮するためのひとつの吸引手段と
   を備えており、
   前記吸引手段から前記キャッピング手段および前記プラテンとにそれぞれ延びる接続路が、前記キャリッジの動きに応じて開閉される構成とした
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記吸引手段から前記キャッピング手段と前記プラテンとにそれぞれ延びる接続路が、択一的に開閉される構成としたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記キャリッジが非印刷領域にある際に前記キャッピング手段と前記吸引手段とを接続する接続路が開き、前記キャリッジが印刷領域にある際には、前記吸引手段と前記プラテンとを接続する接続路が開く構成としたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の液体噴射装置。
4. 少なくとも一定の方向へ突出する複数の突出部が、前記キャリッジの前記主走査方向に沿って配置され、該キャリッジが、非印刷領域と印刷領域の各位置にある際に、前記各突出部が前記接続路である各チューブを択一的に押して閉塞する構成としたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。

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