JP5560720B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、噴射ヘッドから液体を噴射する技術に関する。

いわゆるインクジェットプリンターでは、微細な噴射ノズルから、正確な分量のインク
を正確な位置に噴射することによって、高画質の画像を印刷することが可能である。また
、この技術を利用して、インクの代わりに各種の液体を基板に向けて噴射すれば、電極や
、センサー、バイオチップなどを製造することも可能である。

このような技術では、液体を噴射しない間は、噴射ノズルをキャップで覆うことにより
、液体中の成分が蒸発あるいは揮発して液体の性状が劣化することを抑制する。それでも
液体の性状が劣化してしまった場合には、噴射ノズルをキャップで覆った状態で、キャッ
プに接続された吸引ポンプを作動させることで性状の劣化した液体を噴射ノズルから吸引
することが行われる。

また、噴射ノズルをキャップで覆うに際しては、吸引ポンプを作動させても負圧が漏れ
ないようにするために、キャップは、噴射ノズルが設けられた面（ノズル面）に十分な力
で押しつけられている。更には、剛性の異なる２種類のキャップを用意しておき、噴射ノ
ズルを覆うだけの場合には剛性の低いキャップを使用し、液体の吸引も行う場合には剛性
の高いキャップを使用することで、液体の吸引時に生ずる負圧によってキャップのシール
（ノズル面に当接する部分）が内倒れして負圧が漏れることを防止する技術も提案されて
いる（特許文献１）。

特開２００７−２９０２６４号公報

しかし、上述した従来技術では、負圧が漏れないように強い力でキャップをノズル面に
押しつけているために、キャップがへたってしまい、却って負圧が漏れやすくなる場合が
あるという問題があった。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題に対応してなされたものであり、ノズル
面にキャップを押し付ける力によってキャップがへたってしまうことを抑制可能な技術の
提供を目的とする。

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の流体噴射装置は次の構成を採用した。すなわち、液体を噴射可能な噴射ヘッドと、前記噴射ヘッドに当接可能なキャップ部と、前記噴射ヘッドに当接した前記キャップ部の内部を吸引可能に接続される第１チューブと、前記キャップ部を前記噴射ヘッドに対して昇降させる第１カムと、前記第１チューブを前記第１カムとの間に這わせて配置させる第１押当て部と、を備え、前記噴射ヘッドに当接した前記キャップ部の内部を吸引する場合、前記第１カムは、該吸引しない場合よりも大きな押圧力で前記キャップ部を前記噴射ヘッドに当接させるとともに、前記第１カムと前記第１押当て部との間の前記第１チューブを閉状態から開状態に切り替えるように回転することを要旨とする。

このような本発明の液体噴射装置においては、液体を噴射しない間は、キャップ部を噴
射ヘッドに当接させて噴射ノズルの周囲に閉空間を形成することで、噴射ヘッド内の液体
の性状が劣化することを抑制する。また、噴射ヘッド内の液体の性状が劣化した場合には
、噴射ノズルの周囲の閉空間に負圧を導入することで、劣化した液体を噴射ノズルから吸
い出すことができる。そして、閉空間に負圧を導入する場合には、負圧を導入しない場合
よりも大きな押圧力でキャップ部を噴射ヘッドに当接させるようになっている。

こうすれば、負圧を導入しない間は、キャップ部の噴射ヘッドに対する押圧力を小さく
することができるので、キャップの「へたり」を抑制することができる。また、負圧を導
入する際には、大きな押圧力でキャップ部を当接させることができるので、閉空間に導入
された負圧が漏れることもない。更に、キャップ部を噴射ヘッドに当接させている時間の
中で、閉空間に負圧を導入している時間は比較的短く、それ以外のほとんどの時間は単に
噴射ヘッドにキャップ部を当接させただけの状態となっている。従って、負圧を導入する
場合にだけ大きな押圧力でキャップ部を当接させることとすれば、キャップ部を噴射ヘッ
ドに当接中のほとんどの時間はキャップ部の押圧力を小さくしておくことができるので、
キャップ部の「へたり」を大幅に抑制することが可能となる。

また、上述した本発明の液体噴射装置のキャップ部は、キャップと、噴射ヘッドに当接
する押圧力をキャップに付与する弾性部材と、弾性部材を介してキャップを保持するキャ
ップホルダーなどによって構成することとしてもよい。そして、キャップホルダーを駆動
することでキャップを噴射ヘッドに当接させるとともに、キャップが噴射ヘッドに当接し
た状態でのキャップとキャップホルダーとの位置関係を異ならせることで、噴射ヘッドに
対する押圧力を変更することとしてもよい。

こうすれば、キャップは弾性部材によって噴射ヘッドに押し付けられるので、安定した
押圧力でキャップを噴射ヘッドに当接させることができる。また、キャップが噴射ヘッド
に当接した状態でのキャップとキャップホルダーとの位置関係によって弾性部材の変形量
を変更することで、噴射ヘッドに対する押圧力を変更することも可能となる。

また、上述した本発明の液体噴射装置の負圧導入手段は、負圧ポンプと、負圧ポンプで
発生させた負圧を閉空間に導く負圧通路と、負圧通路を開閉する開閉部などによって構成
することとしてもよい。そして、キャップとキャップホルダーとの位置関係を異ならせる
ことで噴射ヘッドをキャップに当接させる押圧力を大きくする動作に連動して、負圧通路
の開閉部を開放させることとしてもよい。

このように、キャップの押圧力を大きくする動作に連動して負圧通路を開放することと
すれば、押圧力を切り替える動作を行うだけで、開閉部の開閉状態を適切に切り替えるこ
とができる。従って、たとえ複数のキャップが設けられていたとしても、押圧力を大きく
しないキャップについては負圧を導入しないまま、押圧力を大きくしたキャップにだけ負
圧を導入する制御を簡単に実行することが可能となる。

インクジェットプリンターを例に用いて本実施例の液体噴射装置の大まかな構成を示した説明図である。 本実施例のメンテナンス機構に設けられた昇降機構の大まかな構造を示した説明図である。 本実施例のメンテナンス機構が噴射ヘッドのメンテナンス動作を行う様子を示した説明図である。 第１変形例のメンテナンス機構の大まかな構造を示した説明図である。 第１変形例のメンテナンス機構が噴射ヘッドのメンテナンス動作を行う様子を示した説明図である。 第２変形例のメンテナンス機構の構成を示した斜視図である。 第２変形例のメンテナンス機構が噴射ヘッドのメンテナンス動作を行う様子を示した説明図である。 第３変形例の昇降機構を示した説明図である。 第３変形例の昇降機構の動作を示した説明図である。 ラインプリンターに昇降機構を適用した第４変形例を示した説明図である。 第４変形例の昇降機構に搭載されているカムの形状を示した説明図である。 第４変形例の昇降機構を作動させた際のカムのリフト量の変化を示した説明図である。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．本実施例の昇降機構：
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．第１変形例
Ｃ−２．第２変形例
Ｃ−３．第３変形例
Ｃ−４．第４変形例

Ａ．装置構成 ：
図１は、いわゆるインクジェットプリンターを例に用いて本実施例の液体噴射装置の大
まかな構成を示した説明図である。図示されているように、インクジェットプリンター１
０は、主走査方向に往復動しながら印刷媒体２上にインクドットを形成するキャリッジ２
０と、キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０と、印刷媒体２の紙送りを行うための
紙送りローラー４０などから構成されている。また、キャリッジ２０が主走査する端部に
設けられた非印刷領域（ホームポジションと呼ばれることがある）には、インクが適切に
噴射可能なようにメンテナンスを行うメンテナンス機構１００が設けられている。

キャリッジ２０には、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローイン
クをそれぞれ収容したインクカートリッジ２６や、これらのインクカートリッジ２６が装
着されるキャリッジケース２２などが設けられ、キャリッジケース２２の底面側には、イ
ンク滴を噴射するための噴射ヘッド２４が設けられている。噴射ヘッド２４の底面には、
複数の噴射ノズルがインクの色ごとに設けられており、インクカートリッジ２６内のイン
クが噴射ヘッド２４に供給されると、正確な分量だけ噴射ノズルから印刷媒体２にインク
が噴射されるようになっている。尚、噴射ヘッド２４の底面側で、インクを噴射する複数
の噴射ノズルが設けられた面を「ノズル面」と呼ぶことがあるものとする。

また、インクを噴射していない間は、噴射ヘッド２４のノズル面に設けられた噴射ノズ
ルからインクの揮発成分が蒸発するなどしてインクの性状が劣化してしまう。そこで、メ
ンテナンス機構１００には、ゴム製材料で形成されたキャップ１１０が設けられており、
インクを噴射しない間は、噴射ヘッド２４をメンテナンス機構１００の位置まで移動させ
、ノズル面にキャップ１１０を当接させる動作（キャッピング動作）を行うことによって
、インクの性状が劣化することを抑制するようになっている。尚、本実施例では、上述し
たように、噴射ヘッド２４のノズル面にインクの色ごとにノズル列が設けられていること
と対応して、メンテナンス機構１００にも４つのキャップ１１０が設けられている。

また、後述するように、メンテナンス機構１００に設けられたキャップ１１０は、吸引
チューブを介して吸引ポンプに接続されており、印刷が長時間行われずに放置されるなど
して、仮に噴射ヘッド２４内のインクの性状が劣化してしまった場合にも、キャップ１１
０をノズル面に当接させた状態で、吸引ポンプを作動させることで、性状が劣化したイン
クを吸引する動作（クリーニング動作）を行うことができるようになっている。更に、紙
送りローラー４０は、図示しない駆動モーターやギア機構によって駆動されて、印刷媒体
２を副走査方向に所定量ずつ紙送りすることが可能となっている。

ここで、メンテナンス機構１００に設けられたキャップ１１０は、キャッピング動作時
あるいはクリーニング動作時には噴射ヘッド２４に当接されるが、通常時は噴射ヘッド２
４に干渉しない位置に退避している。このことに対応して、メンテナンス機構１００には
、退避状態にあるキャップ１１０を上昇させて噴射ヘッド２４に当接させる昇降機構が設
けられている。

また、前述したように、キャップ１１０は、単にノズル面に当接されるだけでなく、ノ
ズル面に当接させたまま、吸引ポンプを作動させて噴射ノズルからインクを吸い出す場合
にも使用される。そこで、吸引ポンプを作動させても負圧が漏れないように、キャップ１
１０はノズル面に十分な力で押しつけられている。しかし、これでは、長い間にキャップ
１１０がへたってしまい、却って負圧が漏れやすくなってしまう虞がある。そこで、本実
施例のインクジェットプリンター１０に搭載されたメンテナンス機構１００では、キャッ
プ１１０の「へたり」を可能な限り抑えるべく、次のような昇降機構を採用している。

Ｂ．本実施例の昇降機構 ：
図２は、本実施例のメンテナンス機構１００に設けられた昇降機構１２０の大まかな構
造を示した説明図である。尚、本実施例のメンテナンス機構１００には、前述したように
、インクの種類毎に複数の噴射ノズルが設けられており、それら複数の噴射ノズル毎にキ
ャップ１１０が設けられている（図１を参照）。このことに伴ってそれぞれのキャップ１
１０毎に昇降機構１２０が設けられているが、図が複雑となることを避けるため、図２で
は、代表として、１つのキャップ１１０と、そのキャップ１１０を昇降させる昇降機構１
２０のみが示されている。

図２（ａ）に示されているように、昇降機構１２０は、キャップ１１０の下方に設けら
れた基板プレート１２１や、基板プレート１２１上に設けられてキャップ１１０を下方か
ら支えるバネ１２２、基板プレート１２１を上下動させるカム１２３、基板プレート１２
１の上下動をガイドするガイドポール１２４、カム１２３やガイドポール１２４が取り付
けられたベース１２５などから構成されている。ガイドポール１３６はベース１２５の上
面側に立設されており、基板プレート１２１を摺動可能な状態で貫通している。また、カ
ム１２３は、回転可能な軸に固定されており、軸ごとカム１２３を回転させることにより
、ガイドポール１２４でガイドしながら基板プレート１２１を上下に摺動させることがで
きる。その結果、キャップ１１０をバネ１２２で支えた状態で上下動させることが可能と
なっている。

尚、キャップ１１０は、吸引チューブ１３１や、インクを吸引する吸引ポンプ１３２を
介して、廃インクタンク１３３へと接続されており、また、キャップ１１０と吸引ポンプ
１３２と間には、開閉弁１３４が設けられている。従って、インクを吸引するキャップ１
１０の開閉弁１３４を開放するとともに、インクを吸引しないキャップ１１０の開閉弁１
３４を閉鎖して、この状態で吸引ポンプ１３２を作動させれば、開閉弁１３４を開放した
キャップ１１０にのみ負圧を作用させてインクを吸引することが可能となる。

図２（ｂ）には、昇降機構１２０に設けられたカム１２３の形状が示されている。図示
されているように、カム１２３には、中心からの半径が「ｒａ」に設定された「ａ領域」
と、中心からの半径が「ｒｂ」に設定された「ｂ領域」と、半径が「ｒｃ」に設定された
「ｃ領域」とが設けられている。また、各領域の間には、中心からの距離が滑らかに変化
する遷移領域が設けられている。このため、カム１２３が「ａ領域」で基板プレート１２
１に当接している状態から、「ｂ領域」で当接する角度までカム１２３を回転させること
で、基板プレート１２１を押し上げることができる。更に、「ｃ領域」で当接する角度ま
でカム１２３を回転させると、基板プレート１２１を、更に押し上げることができる。結
局、カム１２３を回転させることで、基板プレート１２１を、最も低い位置、中間の位置
、最も高い位置の３段階に切り替えることができるようになっている。

図３は、本実施例のメンテナンス機構１００が噴射ヘッド２４のメンテナンス動作を行
う様子を示した説明図である。前述したように、キャッピング動作あるいはクリーニング
動作を行う際には、噴射ヘッド２４をメンテナンス機構１００の位置（すなわちホームポ
ジション）まで移動させる。このとき、図３（ａ）に示されているように、メンテナンス
機構１００のカム１２３は、図２（ｂ）に示した「ａ領域」で基板プレート１２１に当接
した状態となっており、基板プレート１２１の高さは最も低い位置となっている。従って
、基板プレート１２１上のバネ１２２に支えられたキャップ１１０の高さについても最も
低い位置となっており、この状態では噴射ヘッド２４とキャップ１１０とが当接すること
はない。

続いて、カム１２３を回転させて、カム１２３が基板プレート１２１に当接する位置を
「ａ領域」から「ｃ領域」へと移動させていく。こうすると、基板プレート１２１はカム
１２３によって押し上げられていき、これに伴って基板プレート１２１上のキャップ１１
０も上昇していく。この途中で、キャップ１１０は噴射ヘッド２４のノズル面に当接する
が、その後も基板プレート１２１が上昇し続けることによって、キャップ１１０と基板プ
レート１２１との間に設けられたバネ１２２が圧縮されていく。その結果、図３（ｂ）に
示されるように、最終的にカム１２３が「ｃ領域」の部分で基板プレート１２１に当接し
た状態では、バネ１２２が最も圧縮された状態となる。このため、バネ１２２の反発力に
よってキャップ１１０がノズル面に強く押しつけられるので、吸引ポンプ１３２を作動さ
せても負圧が漏れることはない。従って、たとえ性状が劣化して増粘したインクであって
も、確実に吸引することが可能となる。

こうしてインクを吸引する動作（クリーニング動作）を終了したら、開放中の開閉弁１
３４を閉鎖して吸引ポンプ１３２を停止させた後にカム１２３を回転させて、カム１２３
が基板プレート１２１に「ｃ領域」で当接する状態から、「ｂ領域」で当接する状態へと
変化させていく。こうすると、キャップ１１０はノズル面に当接された状態のまま、基板
プレート１２１が少しずつ降下していき、バネ１２２の圧縮量が徐々に小さくなっていく
。そして、図３（ｃ）に示されるように、カム１２３が「ｂ領域」で基板プレート１２１
に当接した状態になると、バネ１２２が少しだけ圧縮された状態でキャップ１１０がノズ
ル面に当接されることとなる。その結果、バネ１２２の反発力によってキャップ１１０が
ノズル面に弱い力で押しつけられた状態で、ノズル面をキャッピングする動作（キャッピ
ング動作）を行うことが可能となる。

尚、上述した例では、クリーニング動作に続いてキャッピング動作を行う場合について
説明をしたが、もちろんクリーニング動作を行わずに、直接キャッピング動作を行うこと
も可能である。こうする場合には、図３（ａ）に示したように、カム１２３の「ａ領域」
が基板プレート１２１に当接した状態からカム１２３を回転させて、基板プレート１２１
とカム１２３とが当接する位置を直接「ｂ領域」に移動させればよい。

こうしてノズル面をキャッピングしたら、印刷を開始するまでの間は、図３（ｃ）に示
された状態を維持したまま噴射ヘッド２４が保管される。従って、噴射ヘッド２４の噴射
ノズルからインクの揮発成分が蒸発するなどしてインクの性状が劣化することを抑制でき
る。そして、この状態から再び印刷を開始する場合には、カム１２３を回転させて、基板
プレート１２１に当接する位置を「ｂ領域」から「ａ領域」へと移動させる。すると、基
板プレート１２１が更に降下して、図３（ａ）に示すように、キャップ１１０がノズル面
から離間する。その結果、噴射ヘッド２４をホームポジションから印刷領域へと移動させ
て、再び印刷を開始することが可能となる。

以上に説明したように、本実施例の昇降機構１２０では、クリーニング動作時にはキャ
ップ１１０をノズル面に強い力で押しつけることができる一方で、キャッピング動作時に
は、クリーニング動作時に比べて弱い力で押しつけることができる。この様にキャップ１
１０の押し付け力を切り替えることで、キャップ１１０の「へたり」を大幅に抑制するこ
とが可能となる。これは次の理由による。先ず、インクを吸引している時間は比較的短く
、ほとんどの時間はノズル面にキャップ１１０を当接させただけの状態となっている。そ
して、インクを吸引しないのであれば、キャップ１１０をノズル面に強い力で押し付けて
おく必要はない。すなわち、インクを吸引する時だけ強い力でキャップ１１０を押し付け
ることとすれば、ほとんどの時間は、弱い力でキャップ１１０を押し付けておくだけでよ
い。その結果、キャップ１１０の「へたり」を抑制することができる。そして、インクを
吸引する時にだけ強い力でノズル面に押し付けてやれば、キャップ１１０がへたっていな
いので、十分な気密性を確保して、確実にインクを吸い出すことが可能となる。

また、本実施例のメンテナンス機構１００のように、各色のインクに対応するキャップ
１１０ごとに昇降機構１２０を設けておくこととすれば、インクを吸引するキャップ１１
０のみをノズル面に強く押しつけ、インクを吸引しないキャップ１１０はノズル面に弱く
押しつけておくこともできる。こうすれば、吸引の頻度が少ないインクのキャップ１１０
については、吸引の頻度の多いインクのキャップ１１０と比較して、キャップ１１０にか
かる負荷を軽減することができるので、キャップ１１０の「へたり」を更に抑制すること
が可能となる。

Ｃ．変形例 ：
上述した実施例には、いくつかの変形例が考えられる。以下では、これらの変形例につ
いて簡単に説明する。

Ｃ−１．第１変形例 ：
前述した実施例では、キャップ１１０と吸引ポンプ１３２との間に開閉弁１３４を設け
ることで、キャップ１１０に負圧が作用する状態と作用しない状態とを切り替えるものと
して説明した。しかし、こうした開閉弁１３４を設ける代わりに、以下のようにして、負
圧が作用する状態と作用しない状態とを切り替えることとしてもよい。

図４は、第１変形例のメンテナンス機構１００の大まかな構造を示した説明図である。
図示されているように、第１変形例のメンテナンス機構１００は、前述した実施例のメン
テナンス機構１００とほとんど同じ構成となっているが、前述した開閉弁１３４（図２（
ａ）を参照）が設けられておらず、代わりにカム１２３の下方に半円筒状の押当て部材１
４０が設けられている。この押当て部材１４０は、カム１２３を回転させたときに、前述
したカム１２３の「ｃ領域」（図２（ｂ）を参照）が、押当て部材１４０の内壁との間に
僅かな隙間を空けて通過するような位置に配置されている。また、押当て部材１４０の内
壁部分で、カム１２３の「ｃ領域」が通過する位置には、キャップ１１０から吸引ポンプ
１３２へと接続する吸引チューブ１３１が這うように配置されている。こうした押当て部
材１４０をメンテナンス機構１００に設けておくことで、前述したように、昇降機構１２
０によってキャップ１１０を噴射ヘッド２４に押し付ける動作を行うと同時に、キャップ
１１０と吸引ポンプ１３２との接続状態を適切に切り替えることができる。以下ではこの
点について詳しく説明する。

図５は、第１変形例のメンテナンス機構１００が噴射ヘッド２４のメンテナンス動作を
行う様子を示した説明図である。図５（ａ）には、キャップ１１０を噴射ヘッド２４のノ
ズル面に当接しない状態（以下、開放状態と呼ぶ）が示されており、図５（ｂ）には、キ
ャップ１１０をノズル面に弱い力で押しつけている状態（以下、保管状態と呼ぶ）が示さ
れている。また、図５（ｃ）には、インクを吸引するために、キャップ１１０をノズル面
に強い力で押しつけている状態（以下、吸引状態と呼ぶ）が示されている。

図５（ａ）に示されるように、開放状態では、カム１２３の「ｃ領域」が下方（すなわ
ち押当て部材１４０が設けられている方向）を向いており、吸引チューブ１３１は、カム
１２３の「ｃ領域」と、押当て部材１４０の内壁部分とによって押しつぶされた状態とな
っている。また、図５（ｂ）に示されるように、保管状態においても、カム１２３の「ｃ
領域」が下方を向いているため、吸引チューブ１３１は押しつぶされた状態となる。この
ように、吸引チューブ１３１が押しつぶされてキャップ１１０と吸引ポンプ１３２との接
続が断たれた状態では、吸引ポンプ１３２を作動させても噴射ノズルに負圧が作用するこ
とはない。

一方で、図５（ｃ）に示されるように、吸引状態では、カム１２３の「ｃ領域」が上方
（すなわち押当て部材１４０が設けられている方向とは逆方向）を向いている。このため
、図５（ａ）あるいは図５（ｂ）に示したように、カム１２３の「ｃ領域」と押当て部材
１４０の内壁部分とによって押しつぶされていた吸引チューブ１３１が開放されて、吸引
ポンプ１３２を作動させることで噴射ノズルに負圧が作用させることが可能な状態となる
。ここで、前述したように、メンテナンス機構１００には、インクの色ごとにキャップ１
１０が設けられているので（図１を参照）、インクを吸引するキャップ１１０のみを吸引
状態（図５（ｃ）の状態）とし、その他のキャップ１１０については保管状態（図５（ｂ
）の状態）としておけば、吸引ポンプ１３２を作動させるだけで所望のインクを選択的に
吸引することができる。このため、たとえインクの種類が多くなっても、それらのインク
を選択的に吸引するための制御を簡略化することが可能となる。

尚、上述した第１変形例のメンテナンス機構１００では、カム１２３が吸引チューブ１
３１の開閉を直接行うものと説明したが、こうした方法に限らず、例えば、カム１２３の
回転に付随して生ずる機械的な運動（例えば、基板プレート１２１の昇降運動）を利用し
て、吸引チューブ１３１の開閉を行うこととしてもよい。その一例としては次のような方
法が考えられる。すなわち、基板プレート１２１の位置によって吸引チューブ１３１を押
しつぶすか否かを切り替えることが可能な押しつぶし機構を設けておく。そして、この押
しつぶし機構は、基板プレート１２１の位置が低い状態（すなわち開放状態、あるいは保
管状態）では吸引チューブ１３１を押しつぶし、また、基板プレート１２１の位置が高い
状態（すなわち吸引状態）では吸引チューブ１３１を押しつぶさないような構成としてお
く。こうした押しつぶし機構を用いた方法によっても、メンテナンス機構１００の状態に
応じて、吸引チューブ１３１の開閉を適切に行うことが可能である。

Ｃ−２．第２変形例 ：
前述した第１変形例のメンテナンス機構１００では、カム１２３の下方に押当て部材１
４０を設けておき、吸引チューブ１３１を押しつぶすことで、キャップ１１０と吸引ポン
プ１３２との接続状態を切り替えるものと説明した。更に、メンテナンス機構１００に以
下のような構成を追加することで、キャップ１１０内に外気を導く動作（大気開放動作）
を実行可能としてもよい。

図６は、第２変形例のメンテナンス機構１００の構成を示した斜視図である。図６（ａ
）に示されているように、第２変形例のメンテナンス機構１００は、カム１２３（以下で
は第１カム１２３と呼ぶ）の奥に、第２カム１４２が設けられており、第１カム１２３と
第２カム１４２とが同一の軸に固定されている。また、押当て部材１４０（以下では第１
押当て部材１４０と呼ぶ）の奥で、上述した第２カム１４２の下方の位置には、第２押当
て部材１４４が設けられている。

また、図６（ｂ）には第１カム１２３および第１押当て部材１４０の形状が示されてお
り、図６（ｃ）には第２カム１４２と第２押当て部材１４４の形状が示されている。図６
（ｃ）に示されているように、第２カム１４２は、図６（ｂ）に示した第１カム１２３と
は異なり、カムの一部のみが突出した一般的なカム形状となっている。また、図６（ｃ）
に示されているように、第２カム１４２の下方に設けられた第２押当て部材１４４は略半
円筒状の形状をしているが、図６（ｂ）に示した第１押当て部材１４０とは異なり、一端
側（図の紙面上では左端側）が少し短い形状となっている。この第２押当て部材１４４は
、第２カム１４２を回転させたときに、第２カム１４２の突出した部分が、第２押当て部
材１４４の内壁との間に僅かな隙間を空けて通過する位置に配置されており、第２カム１
４２の突出部分が通過する位置には、キャップ１１０から導かれた大気開放チューブ１３
５が這うように配置されている。こうした第２カム１４２および第２押当て部材１４４を
メンテナンス機構１００に設けておくこととすれば、以下に説明するように、メンテナン
ス動作を行いながらに、適切なタイミングでキャップ１１０内を大気に開放することが可
能となる。

図７は、第２変形例のメンテナンス機構１００が噴射ヘッド２４のメンテナンス動作を
行う様子を示した説明図である。図７（ａ）には、開放状態が示されており、図７（ｂ）
には、保管状態が示されており、図７（ｃ）には、吸引状態が示されている。また、図７
（ｄ）には、図７（ｃ）に示した吸引状態でインクの吸引を行った後に、キャップ１１０
内に残存するインクを排出する状態（空吸引状態）が示されている。尚、図７では、メン
テナンス機構１００の手前側に位置する第１カム１２３や吸引チューブ１３１、第１押当
て部材１４０などは実線で示されており、メンテナンス機構１００の奥に位置する第２カ
ム１４２や大気開放チューブ１３５、第２押当て部材１４４については破線で示されてい
る。

図７（ａ）に示されるように、メンテナンス機構１００の開放状態では、第１カム１２
３と第１押当て部材とによって吸引チューブ１３１が押しつぶされている。このとき、第
２カム１４２の突出部分は上方（すなわち第２押当て部材１４４とは逆方向）を向いてお
り、第２カム１４２によって大気開放チューブ１３５が押しつぶされることはない。この
状態から、第１カム１２３を回転させてメンテナンス機構１００を保管状態へと変化させ
る。前述したように、第１カム１２３と第２カム１４２とは同じ軸に固定されているから
、第１カム１２３とともに第２カム１４２も回転する。すると、図７（ｂ）に示されるよ
うに、第１カム１２３と第１押当て部材とによってて吸引チューブ１３１が押しつぶされ
るとともに、第２カム１４２が下方（すなわち第２押当て部材１４４の方向）を向いて、
第２カム１４２と第２押当て部材１４４とによって、大気開放チューブ１３５が押しつぶ
された状態となる。このように、保管状態では大気開放チューブ１３５が押しつぶされる
ので、キャップ１１０内に外気が導かれることがなく、噴射ノズルからインクの揮発成分
が蒸発することを抑制することができる。

更に、第１カム１２３（および第２カム１４２）を回転させて吸引状態にすると、図７
（ｃ）に示されるように、吸引チューブ１３１は開放された状態となるが、大気開放チュ
ーブ１３５は未だ第２カム１４２によって押しつぶされたままとなっている。従って、こ
の状態で吸引ポンプ１３２を作動させれば、負圧が漏れないので、噴射ノズルからインク
を吸引することができる。そして、インクの吸引を終了したら、吸引ポンプ１３２を作動
させたまま、第１カム１２３（および第２カム１４２）を少しだけ回転させて、図７（ｄ
）に示されるように、第２カム１４２の突出部分を上方に向ける。こうすると、大気開放
チューブ１３５も開放状態となって、空吸引（キャップ１１０内に外気を導きながらキャ
ップ１１０内のインクを吸引する動作）を行うことが可能となる。そして、空吸引によっ
てキャップ１１０内のインクを排出したら、吸引ポンプ１３２を停止させて第１カム１２
３（および第２カム１４２）を回転させれば、再びメンテナンス機構１００を開放状態（
図７（ａ）の状態）に戻すことができる。

以上のように、第２変形例のメンテナンス機構１００では、吸引ポンプ１３２を作動さ
せたまま、第１カム１２３（および第２カム１４２）の回転位置を少し変えるだけで、吸
引状態と空吸引状態とを切り替えることができる。従って、インクの空吸引を行う際に、
大気開放チューブ１３５の開閉を別途行う必要がなくなるので、インクの吸引にかかる制
御を簡略化することが可能となる。

また、第２変形例のメンテナンス機構１００に設けられた第２押当て部材１４４は、前
述したように、一端側（図の紙面上で左端側）が少しだけ短い形状となっているので（図
６（ｂ）を参照）、この位置では、第２カム１４２が大気開放チューブ１３５を押しつぶ
すことがない。このため、図７（ｂ）の保管状態から、図７（ａ）の開放状態に移る際に
、大気開放チューブ１３５が開いてキャップ１１０内に大気が開放されてから、キャップ
１１０がノズル面から離間するようになっている。このため、保管状態からキャップ１１
０を引きはがす際にキャップ１１０内に負圧が発生しても、負圧を逃してからキャップ１
１０を引きはがすこと可能となっている。

Ｃ−３．第３変形例 ：
前述した実施例、第１変形例、および第２変形例の昇降機構１２０では、キャップ１１
０を噴射ヘッド２４のノズル面に当接させた後、更に基板プレート１２１を上昇させてバ
ネ１２２を圧縮していくことで、キャップ１１０押し付け力を大きくしていた。しかし、
以下のような昇降機構を採用することで、キャップ１１０をノズル面に当接した直後から
押し付け力が異なるようにすることも可能である。

図８は、第３変形例の昇降機構を示した説明図である。図示されているように、第３変
形例の昇降機構は、大きくは、上部ユニット１５０と、下部ユニット１６０とから構成さ
れている。上部ユニット１５０は、基板プレート１２１の位置を高低の２段階に切り替え
る第１カム軸１５２と、キャップ１１０やバネ１２２、基板プレート１２１、第１カム軸
１５２を収容するボックス部材１５４などから構成されている。ボックス部材１５４の上
面（すなわちキャップ１１０の上方の面）は開放しており、ボックス部材１５４の上面付
近には、キャップ１１０から水平に延伸した取手が引っかかるように形成されたフック部
１５６が設けられている。

下部ユニット１６０は、上部ユニット１５０のボックス部材１５４を上下動させる第２
カム軸１６２と、ボックス部材１５４の上下動をガイドするガイドポール１６４と、第２
カム軸１６２とガイドポール１６４が設けられたベース１６６などから構成されている。
ガイドポール１６４は、ベース１６６に対して摺動可能に立設されており、第２カム軸１
６２を回転させることで、ボックス部材１５４の位置を高低を２段階に切り替えることが
可能となっている。

図９は、第３変形例の昇降機構の動作を示した説明図である。図９（ａ）に示されてい
るように、キャップ１１０を噴射ヘッド２４のノズル面に当接しない状態（すなわち開放
状態）では、第１カム軸１５２によって基板プレート１２１が低い位置に切り替えられて
おり、また、第２カム軸１６２によってボックス部材１５４も低い位置に切り替えられて
いる。このとき、キャップ１１０は、基板プレート１２１に設けられたバネ１２２によっ
て押し上げられて、フック部１５６に弱く押しつけられた状態となっている。

この状態から、噴射ヘッド２４のキャッピングを行う場合には、第２カム軸１６２を回
転させてボックス部材１５４を高い位置に切り替える。すると、図９（ｂ）に示されるよ
うに、キャップ１１０がノズル面に当接する。この時、それまでフック部１５６に押し付
けられていたキャップ１１０がノズル面に押されてフック部１５６から浮き上がった状態
となる。その結果、キャップ１１０は、フック部１５６に押し付けられていた力よりも少
しだけ強い力で、ノズル面に押し付けられることとなる。

また、図９（ａ）に示した状態（開放状態）からインクの吸引を行う場合には、先ず始
めに、第１カム軸１５２を回転させて基板プレート１２１を上昇させる。その結果、図９
（ｃ）に示されるように、キャップ１１０は基板プレート１２１に設けられたバネ１２２
によってフック部１５６に強い力で押し付けられた状態となる。この状態から、今度は第
２カム軸１６２を回転させてボックス部材１５４を持ち上げていくと、フック部１５６に
強い力で押し付けられたままキャップ１１０が上昇していく。そして、図９（ｄ）に示さ
れるように、キャップ１１０がノズル面に当接すると、キャップ１１０がフック部１５６
から浮き上がった状態となり、その結果、それまでフック部１５６に押し付けられていた
力よりも更に強い力でノズル面に押し付けられることとなる。

以上のような昇降機構をメンテナンス機構１００に設けておけば、インクの吸引を行う
場合、キャップ１１０が噴射ヘッド２４のノズル面に当接する直前まではキャップ１１０
とノズル面とが接触しないようにすることができる。こうすれば、上述した図８（ｂ）の
保管状態と比較して、キャップ１１０がノズル面に当接したときの押しつけ力を強くする
ことを可能としながら、キャップ１１０がノズル面に当接することによって変形する量を
ほとんど同じとすることができる。その結果、インクの吸引時におけるキャップ１１０の
「へたり」を、より効果的に抑制することが可能となる。

Ｃ−４．第４変形例 ：
前述した実施例、第１変形例、第２変形例、および第３変形例では、キャップ１１０を
噴射ヘッド２４に押し付ける力を切り替え可能な昇降機構１２０を、いわゆるシングルヘ
ッドのインクジェットプリンター１０に適用するものとして説明した。しかし、こうした
昇降機構１２０は、以下に示すように、複数の噴射ヘッド２４が列状に配置されたインク
ジェットプリンター（いわゆるラインプリンター）にも適用することができる。

図１０は、ラインプリンターに昇降機構１２０を適用した第４変形例を示した説明図で
ある。尚、図１０では、第４変形例のラインプリンター（インクジェットプリンター１０
）の印刷領域を上方から見たときの様子が示されている。図示されているように、第４変
形例のラインプリンターでは、印刷媒体２の搬送方向と直交する方向に、略矩形形状をし
た噴射ヘッド２４が６つ設けられており、６つの噴射ヘッド２４は、３つずつ二列に並べ
られて、互いの列の噴射ヘッド３２が互い違いとなるように配列されている。そして、各
噴射ヘッド２４の下方には、噴射ヘッド２４に当接されるキャップ１１０（図示は省略）
が設けられており、これらのキャップ１１０の下方には、キャップ１１０を昇降させるた
めの昇降機構１２０が設けられている。

また、これらの昇降機構１２０には、図２（ａ）に示したように、基板プレート１２１
を上下動させるカム１７０が設けられているが、これらのカム１７０は、噴射ヘッド２４
が設けられた列ごとに、同一の軸によって固定されている。すなわち、１つの軸に３つの
カム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃが設けられていることとなる。ここで、第４変形例の
昇降機構１２０では、図１０に示した３つの位置（位置ａ、位置ｂ、位置ｃ）ごとに昇降
機構１２０に搭載するカム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃの形状が少しずつ異なっている
。このため、以下に説明するように、特定の領域のキャップ１１０のみを噴射ヘッド２４
のノズル面に強く押しつけることができるようになっている。

図１１は、第４変形例の昇降機構１２０に搭載されているカム１７０ａ、１７０ｂ、１
７０ｃの形状を示した説明図である。図１１（ａ）には、上述した図１０の位置ａの昇降
機構１２０に設けられたカム１７０ａの形状が示されており、図１１（ｂ）には、位置ｂ
に設けられたカム１７０ｂの形状が、図１１（ｃ）には、位置ｃに設けられたカム１７０
ｃの形状が示されている。図示されているように、各位置に設けられたカム１７０ａ、１
７０ｂ、１７０ｃは、何れも略扇形に形成されているが、扇形状の一部に突出した部分（
図中で斜線を付した部分）が設けられており、この突出部分は、カム１７０ａと、カム１
７０ｂと、カム１７０ｃとで少しずつずらして設けられている。

図１２は、第４変形例の昇降機構１２０を作動させた際に、カム１７０ａ、１７０ｂ、
１７０ｃが昇降機構１２０の基板プレート１２１を持ち上げたことによる基板プレート１
２１の移動量（以下、リフト量と呼ぶ）の変化を示した説明図である。また、図１２では
、カム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃのリフト量が変化することに伴って、カム１７０ａ
、１７０ｂ、１７０ｃのメンテナンス機構１００が開放状態、保管状態、吸引状態の何れ
かに切り替わる様子が示されている。

図１１を用いて前述したように、略扇形状のカム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃは、図
中で斜線を付した突出部分以外はほとんど同じ形状となっており、すべてのカム１７０ａ
、１７０ｂ、１７０ｃがベース円（カムの中心からの半径が最も小さい部分）で基板プレ
ート１２１に接している状態では、図１２の左端に示されているように、すべてのカム１
７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃのリフト量が最も小さな状態となる。このとき、全てのメン
テナンス機構１００は開放状態となっている。

この状態から、３つのカム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃが設けられた軸を回転してい
くと、やがてカム１７０ａの突出部分（すなわちカム１７０の中心からの半径が最も大き
い部分）が基板プレート１２１に接した状態となり、このときカム１７０ｂおよびカム１
７０ｃは、扇形状の部分（すなわち、カム１７０の中心からの半径が中間の大きさとなる
部分）で基板プレート１２１に接した状態となる。従って、カム１７０ａが設けられたメ
ンテナンス機構１００のキャップ１１０のみが噴射ヘッド２４のノズル面に強く押しつけ
られて吸引状態となり、カム１７０ｂ、カム１７０ｃのメンテナンス機構１００のキャッ
プ１１０はノズル面に弱く押しつけられて保管状態となる。

また、この状態からカム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃを回転していくと、突出部分で
基板プレート１２１に接していたカム１７０ａがカム１７０ｃとともに扇形状の部分で基
板プレート１２１に接した状態となり、代わってカム１７０ｂが突出部分で基板プレート
１２１に接した状態となる。これにより、カム１７０ｂのメンテナンス機構１００のみが
吸引状態となり、カム１７０ａ、カム１７０ｃのメンテナンス機構１００は保管状態とな
る。更に、カム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃを回転していくと、カム１７０ｃが突出部
分で基板プレート１２１に接した状態となり、カム１７０ａおよびカム１７０ｂは扇形状
の部分で基板プレート１２１に接した状態となることで、カム１７０ｃのメンテナンス機
構１００のみが吸引状態となり、カム１７０ａ、カム１７０ｂのメンテナンス機構１００
は保管状態となる。

そして、上述したように、カム１７０ｃのメンテナンス機構１００のみが吸引状態とな
り、カム１７０ａ、カム１７０ｂのメンテナンス機構１００は保管状態となっている状態
から、更に、カム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃを回転させると、すべてのカム１７０ａ
、１７０ｂ、１７０ｃが扇形状の部分で基板プレート１２１に接する状態となる。この状
態では、全てのメンテナンス機構１００が保管状態となる。そして、最終的にはすべての
カム１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃがベース円の部分で基板プレート１２１に接する状態
とすることで、再び全てのメンテナンス機構１００が開放状態となる。

以上に説明した第４変形例の昇降機構１２０によれば、カム１７０ａ、１７０ｂ、１７
０ｃが設けられた軸を回転させることで、インクの吸引を行うメンテナンス機構１００の
キャップ１１０のみを噴射ヘッド２４のノズル面に強く押しつけてインクを吸引できる。
また、インクの吸引を行わないメンテナンス機構１００のキャップ１１０についてはノズ
ル面に弱く押しつけておくことができるので、キャップ１１０の「へたり」を軽減するこ
とが可能となる。

また、第４変形例の昇降機構１２０によれば、インクの吸引を行うキャップ１１０のみ
を噴射ヘッド２４のノズル面に強く押しつけることができるので、噴射ヘッド２４にかか
る負荷を抑えることができ、噴射ヘッド２４の剛性をそれほど高くしておく必要がない。
その結果、より剛性の低い噴射ヘッド２４を採用することで、噴射ヘッド２４を軽量化す
ることも可能となる。

以上、本実施例の液体噴射装置としてのインクジェットプリンター１０について説明し
たが、本発明は上記の実施例あるいは変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、上述したメンテナン
ス機構に設けられた昇降機構では、何れもカムを利用して基板プレートを上下動させるも
のと説明したが、基板プレートを上下動させる方法はカムによらなくてもよく、モーター
などの駆動力を用いて基板プレートを上下動させることとしてもよい。

２４…噴射ヘッド、 １００…メンテナンス機構、 １１０…キャップ、
１２０…昇降機構、 １２１…基板プレート、 １２２…バネ、
１２３…第１カム、 １３１…吸引チューブ、 １３２…吸引ポンプ、
１３４…開閉弁、 １３５…大気開放チューブ、 １４０…第１押当て部材、
１４２…第２カム、 １４４…第２押当て部材、 １５２…第１カム軸、
１５４…ボックス部材、 １６２…第２カム軸、 １７０ａ…カムａ
１７０ｂ…カムｂ、 １７０ｃ…カムｃ

Claims (3)

1. 液体を噴射可能な噴射ヘッドと、
   前記噴射ヘッドに当接可能なキャップ部と、
   前記噴射ヘッドに当接した前記キャップ部の内部を吸引可能に接続される第１チューブと、
   前記キャップ部を前記噴射ヘッドに対して昇降させる第１カムと、
   前記第１チューブを前記第１カムとの間に這わせて配置させる第１押当て部と、
   を備え、
   前記噴射ヘッドに当接した前記キャップ部の内部を吸引する場合、前記第１カムは、該吸引しない場合よりも大きな押圧力で前記キャップ部を前記噴射ヘッドに当接させるとともに、前記第１カムと前記第１押当て部との間の前記第１チューブを閉状態から開状態に切り替えるように回転することを特徴とする液体噴射装置。
2. 請求項１に記載の液体噴射装置であって、
   前記噴射ヘッドに当接した前記キャップ部の内部を大気に開放可能な第２チューブと、
   前記第２チューブを間に這わせて配置させる第２カムと第２押当て部と、をさらに備え、
   前記第２カムは、前記第1カムと同軸上に設けられており、
   前記噴射ヘッドに当接した前記キャップ部の内部を吸引する場合、前記第２カムは、前記第２カムと前記第２押当て部との間で前記第２チューブを閉状態から開状態に切り替え可能に回転することを特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項１または２に記載の液体噴射装置であって、
   前記第１カムは、少なくとも、
   前記噴射ヘッドと前記キャップ部とが非当接状態で、前記第１チューブが閉状態である第１状態と、
   前記噴射ヘッドと前記キャップ部とが当接状態で、前記第１チューブが閉状態である第２状態と、
   前記噴射ヘッドと前記キャップ部とが前記第２状態よりも強い当接状態で、前記第１チューブが開状態である第３状態と、を実現可能であることを特徴とする液体噴射装置。

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