JP2007160512A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増加を最少限度に抑えつつ、廃液と空気で形成される泡を確実に消滅させることができる液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】液体を噴射する液体噴射ヘッド３０と、液体噴射ヘッド３０のノズル開口を封止した状態で、液体を液体経路２５を経て排出することによって液体噴射ヘッド３０をクリーニングするクリーニング手段と、液体経路２５の出口側に配置され、クリーニング手段によって排出された液体を収容する液体収容手段２９と、を有する液体噴射装置１０であって、液体収容手段２９は、液体経路２５の出口下方に、針状部材２７を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射装置に関する。

ターゲット（記録媒体）に対して液体を噴射する液体噴射装置として、記録ヘッドから記録媒体に対してインク滴を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置がある。このインクジェット式記録装置は、記録ヘッドのノズルから記録媒体に対して微小なインク滴を吐出させて、所望の文字や図形等の画像を記録する。
このようなインクジェット式記録装置の中には、上記ノズルを封止してノズル内のインクの粘度が上昇することを防止したり、インクを吸引する等によって吐出不良の原因となる増粘インク等を除去してクリーニングするためのクリーニング機構を備えているものがある。
そして、上述のクリーニング機構は、吸引したインク（以後、廃インクと呼ぶ）を、チューブ（以後、ポンプチューブと呼ぶ）を介してインクジェット式記録装置内の廃インクタンクに収容するようになっている。

図７は、従来のポンプチューブ出口付近を示す概略図である。
インクの吸引中には、インクと共に多量の空気が吸引されるため、図７（ａ）のポンプチューブ１００内において、インクと空気が交じり合って泡が発生する。そして、チューブ出口１００ａからは、インクとともに多数の泡Ｐが排出され、廃インクタンク底部１０２に落下して積み重なる。
そして、多数の泡Ｐが割れると、図７（ｂ）に示すように、廃インクＱ１が廃インクタンク底部１０２及びチューブ出口１００ａの近傍に残存する。
この廃インクＱ１上にさらに多数の泡Ｐが積み重なって、割れるという現象を繰り返すと、図７（ｃ）に示すように、廃インクＱ１上に廃インクＱ２が堆積し、さらに、廃インクＱ２、Ｑ３及びＱ４が堆積し、チューブ出口１００ａを塞ぐことになる。この結果、廃インクをチューブ出口１００ａから排出することができなくなり、上述のクリーニングの成功率が低下する場合がある。

これに対して、ポンプチューブの出口付近の口径を大きくすることにより、泡を大きくし、泡の膜厚を薄くすることによって、泡を割れ易くする技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−９０３５８号公報（図８等）

しかし、インクジェット式記録装置の構造によっては、ポンプチューブの出口を下方に向けることができず、例えば、横方向に向ける必要がある場合がある。ポンプチューブの出口を下方に向けることができない場合には、ポンプチューブの出口付近の口径を大きくしても、チューブ出口付近において泡が大きくならず、泡が割れない場合があるという問題がある。
泡を解消するためには、廃インクタンク内の吸収材に消泡剤を含浸させる等の構成も考えられるが、余計なコストが発生する。

そこで本発明は上記課題を解消し、コスト増加を最少限度に抑えつつ、廃液と空気で形成される泡を確実に消滅させることができる液体噴射装置を提供することを目的としている。

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、前記液体噴射ヘッドのノズル開口を封止した状態で、前記液体を液体経路を経て排出することによって前記液体噴射ヘッドをクリーニングするクリーニング手段と、前記液体経路の出口側に配置され、前記クリーニング手段によって排出された前記液体を収容する液体収容手段と、を有する液体噴射装置であって、前記液体収容手段は、前記液体経路の出口下方に、針状部材を有することを特徴とする液体噴射装置により、達成される。

このような構成によれば、前記液体経路の出口下方に配置された前記針状部材によって、前記液体と空気が交じり合って形成された泡（以下「泡」と呼ぶ）を破壊することができる。
ここで、前記針状部材によって、泡の表面張力を破壊するから、泡の膜厚にかかわらず、確実に泡を破壊することができる。
また、前記液体収容手段に前記針状部材を設けるだけであるから、コスト増加を最少限度に抑えることができる。
これにより、コスト増加を最少限度に抑えつつ、廃液と空気で形成される泡を確実に消滅させることができる。

この場合、前記針状部材は、複数の針で形成されており、前記複数の針は、前記液体と空気から構成される泡が落下する可能性のある範囲に配置されていることが望ましい。

このような構成によれば、前記泡が前記液体経路の出口下方に落下しない場合であっても、前記泡を確実に破壊することができる。

この場合、前記複数の針の少なくとも一本は、前記液体収容手段から前記液体経路の出口付近に達する長さを有することが望ましい。

このような構成によれば、前記液体経路の出口付近に付着した前記液体を前記液体収容手段側に導くことができるから、前記液体が前記液体経路の出口付近に残存して前記液体噴射ヘッドのクリーニングの失敗の原因となることを防止することができる。

この場合、前記針状部材は、前記液体収容手段と一体に形成されていることが望ましい。
このような構成によれば、前記針状部材を設けることによるコスト増がほとんど生じない。

この場合、前記液体収容手段は、前記針状部材の存在しない領域に第１吸収材と、前記針状部材の下部から前記第１吸収材に接する領域にかけて、前記第１吸収材よりも浸透能力の高い第２吸収材と、を有することが望ましい。

このような構成によれば、前記針状部材の下部に達した前記液体を、前記第１吸収材を介して迅速に前記第２吸収材に導くことができるから、前記針状部材の下部に前記液体が堆積することを防止することができる。

この場合、前記第２吸収材は、多孔質の部材であることが望ましい。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態であるインクジェット式記録装置１０（以下「記録装置１０」と呼ぶ）等を示す概略図である。記録装置１０は、液体噴射装置の一例である。
図１に示す記録装置１０は、インクジェットプリンタとも呼んでいる。記録装置１０は、本体部１を有している。この本体部１は、ガイドレール１７、プラテン１２、キャリッジ１４、インク吸引装置２０、記録ヘッド３０を備えている。記録ヘッド３０は、液体を噴射する液体噴射ヘッドの一例であり、印刷ヘッドとも言う。

図１に示す記録装置１０は、いわゆるオンキャリッジ型の記録装置であり、キャリッジ１４の上部には、複数のインクカートリッジ２，３，４及び５が着脱可能に装着できる構成となっている。インクカートリッジ２等には、液体の一例であるインクが格納されている。インクカートリッジ２には黒のインクが格納されており、インクカートリッジ３にはシアンのインクが格納されており、インクカートリッジ４にはイエローのインクが格納されており、インクカートリッジ５にはマゼンタのインクが格納されている。
キャリッジ１４の下部には、記録ヘッド３０が設けられている。記録ヘッド３０が、用紙２８に対面するノズルプレート面３０ａには、インクを噴射（以後、吐出とも呼ぶ）するためのノズル開口が設けられている。

キャリッジ１４は、ベルト１５を介してモータ１６に接続されている。モータ１６が作動することによって、キャリッジ１４はガイドレール１７に沿ってプラテン１２の軸方向である主走査方向Ｔに往復走行する。記録ヘッド３０からインクを吐出しつつ、キャリッジ１４が主走査方向Ｔに往復走行することで、記録媒体の一例である用紙２８上に画像が記録される。

ガイドレール１７の一方の端部にはホームポジション１８が配置されている。このホームポジション１８は、キャリッジの走行経路の末端にある非印刷領域である。このホームポジション１８には、インク吸引装置２０が配置されている。このインク吸引装置２０は、キャッピングシステムもしくはキャッピング手段とも呼んでいる。図１のキャリッジ１４の記録ヘッド３０は、Ｔ１方向に沿ってホームポジション１８に移動することで、インク吸引装置２０のキャップ本体２１に対面する。そして、インク吸引装置２０は、記録ヘッド３０のノズル開口が設けられているノズルプレート面３０ａに密着する。

インク吸引装置２０は、記録ヘッド３０に密着した状態で、記録ヘッド３０のノズル開口のインクの乾燥を防止する機能と、吸引ポンプ１９からの負圧をノズル開口に作用させてノズル開口からインクを強制的に吸引して排出させる機能を備える。すなわち、インク吸引装置２０は、記録ヘッド３０のノズル開口を封止した状態で、後述のチューブ２５（図２参照）を経てインクを排出することによって記録ヘッド３０のクリーニングを行う。このインク吸引装置２０は、クリーニング手段の一例である。なお、上述の吸引ポンプ１９は、インク吸引装置２０の一構成要素である。このインクの吸引は、インクの排出の一例である。
この他に、インク吸引装置２０の横には、ワイパー２３が設けられている。このワイパー２３は、必要に応じて記録ヘッド３０のノズルプレート面３０ａのインクを払拭する。
なお、記録ヘッド３０のクリーニングとしては、印字動作とは関係なく、ノズル開口からインクを吐出する方法であるフラッシングもある。この場合、記録ヘッド３０がクリーニング手段の一例である。

上述のクリーニングには、画像を記録している最中に実施するクリーニングのほかに、基準時である例えば、直近のフラッシング時又は直近のインク吸引時からの経過時間に基づいて実施されるタイマクリーニングも含む。
インク吸引装置２０によって吸引されたインクやフラッシングによって吐出されたインクは、後述の廃インクタンク２９（図２参照）に収容される。

図２は、廃インクタンク２９等を示す概略図である。
図２（ａ）は、記録ヘッド３０にキャップ本体２１が密着した状態を示している。
吸引ポンプ１９が駆動すると、記録ヘッド３０内のインクがキャップ本体２１及びチューブ２５を介して、チューブ２５の出口側に配置されている廃インクタンク２９に収容されるようになっている。チューブ２５はチューブ保持壁２９ａに保持されつつ貫通して廃インクタンク２９内部に通じている。そして、廃インクタンク２９に収容されたインクはチューブ出口２５ａから廃インクタンク２９内に滴下し、吸収材３１に吸収されるようになっている。吸収材３１は、例えば、不織布で形成されている。上述のチューブ２５は液体経路の一例であり、廃インクタンク２９は液体収容手段の一例である。

図２（ａ）に示すように、廃インクタンク２９の底部２９ｂには、チューブ出口２５ａの下方であるチューブ下領域Ｘ１に、針２７が配置されている。チューブ出口２５ａは液体経路の出口の一例であり、針２７は針状部材の一例である。
針２７は、廃インクタンク２９は一体に形成されている。廃インクタンク２９は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料を射出成形することによって形成されるが、このとき、針２７も同時に形成される。

図２（ｂ）は、針２７等を、図２（ａ）の矢印Ａ１方向から見た概略図である。
図２（ｂ）に示すように、針２７は、チューブ出口２５ａの中心部の下方に位置している。

図３は、針２７の作用を説明するための概略図である。
図３（ａ）に示すように、チューブ出口２５ａからは、インクと空気が交じり合って形成される泡Ｐ１及びＰ２が排出される。なお、泡Ｐ１等は実際には多数排出されるが、図示を省略する。
泡Ｐ１が針２７に接すると、図３（ｂ）に示すように、泡Ｐ１は破壊され、多数の飛沫Ｐ１ａとなって飛散する。
この飛沫Ｐ１ａの一部は、チューブ出口２５ａの近傍である出口近傍部２５ｂにとどまっている泡Ｐ２に衝突し、図３（ｃ）に示すように、泡Ｐ２を破壊して、多数の飛沫Ｐ２ａとして飛散させる。

上述のように、記録装置１０においては、チューブ出口２５ａの下方に配置された針２７によって、インクと空気が交じり合って形成された泡Ｐ１及びＰ２を破壊することができる。
ここで、針２７によって、泡Ｐ１の表面張力を破壊するから、泡Ｐ１の膜厚にかかわらず、確実に泡Ｐ１を破壊することができる。
また、廃インクタンク２９に針２７を設けるだけであるから、コスト増加を最少限度に抑えることができる。しかも、廃インクタンク２９と針２７は一体に形成されているから、コスト増加はほとんどない。
これにより、コスト増加を最少限度に抑えつつ、廃液と空気で形成される泡を確実に消滅させることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態のインクジェット式記録装置１０Ａ（図１参照）について説明する。第２の実施形態のインクジェット式記録装置１０Ａ（以下「記録装置１０Ａ」と呼ぶ）の構成は、上記第１の実施形態の記録装置１０と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。

図４は、記録装置１０Ａの廃インクタンク２９の内部を示す概略図である。
図４（ａ）に示すように、廃インクタンク２９の底部２９ｂには、複数の針２７で構成される針群２７Ａが配置されている。針群２７Ａもまた、針状部材の一例である。
図４（ｂ）は、針群２７Ａ等を図４（ａ）の矢印Ａ１方向から見た図であり、図４（ｃ）は、針群２７Ａを図４（ａ）の矢印Ａ２方向から見た図である。

図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示すように、針群２７Ａは、拡大チューブ下領域Ｘ２に配置されている。拡大チューブ下領域Ｘ２は、チューブ下領域Ｘ１よりも広い領域である。拡大チューブ下領域Ｘ２は、泡Ｐ１が落下する可能性のある範囲である。
このため、泡Ｐ１がチューブ出口２５ａの直下のチューブ下領域Ｘ１に落下しない場合であっても、拡大チューブ下領域Ｘ２の領域には落下するから、泡Ｐ１を確実に破壊することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態のインクジェット式記録装置１０Ｂ（図１参照）について説明する。第３の実施形態のインクジェット式記録装置１０Ｂ（以下「記録装置１０Ｂ」と呼ぶ）の構成は、上記第２の実施形態の記録装置１０Ａと多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。

図５は、記録装置１０Ｂの廃インクタンク２９の内部を示す概略図である。
図５に示すように、廃インクタンク２９には、針群２７Ｂが配置されている。そして、針群２７Ｂの中の針２７Ｂ１は、廃インクタンク２９の底部２９ｂからチューブ出口２５ａの出口近傍部２５ｂ付近に達する長さを有する。
このため、出口近傍部２５ｂに付着した残留インクを廃インクタンク２９側に導くことができるから、残留インクが出口近傍部２５ｂに残存して記録ヘッド３０のクリーニングの失敗の原因となることを防止することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態のインクジェット式記録装置１０Ｃ（図１参照）について説明する。第４の実施形態のインクジェット式記録装置１０Ｃ（以下「記録装置１０Ｃ」と呼ぶ）の構成は、上記第１の実施形態の記録装置１０と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。

図６は、記録装置１０Ｃの廃インクタンク２９等を示す概略図である。
図６に示すように、廃インクタンク２９は、針２７の存在しない領域に吸収材３１を有する。吸収材３１は、第１吸収材の一例である。
また、廃インクタンク２９は、針２７の下部から吸収材３１に接する領域にかけて吸収材３１Ａを有する。吸収材３１Ａは、吸収材３１よりも浸透能力が高い。具体的には、吸収材３１Ａの密度は、吸収材３１よりも低い。この吸収材３１Ａは、第２吸収材の一例である。第２吸収材３１Ａは、例えば、不織布で形成されている。
このような構成によれば、針２７の下部に達した廃インクを、吸収材３１Ａを介して迅速に吸収材３１に導くことができるから、針２７の下部に廃インクが堆積することを防止することができる。

なお、本実施の形態とは異なり、吸収材３１Ａは、多孔質の部材で構成してもよい。この場合であっても、吸収材３１Ａの浸透能力は、吸収材３１よりも大きい。

本発明は、インクジェット式記録装置としての上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。さらに、上述の各実施形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。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ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）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。

また、上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。

インクジェット式記録装置を示す概略図である。 廃インクタンク等を示す概略図である。 針の作用を説明するための図である。 廃インクタンクの内部を示す概略図である。 廃インクタンクの内部を示す概略図である。 廃インクタンク等を示す概略図である。 従来のポンプチューブ出口付近を示す概略図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ・・・インクジェット式記録装置、２０・・・インク吸引装置、２１・・・キャップ本体、２７，２７Ｂ１・・・針、２７Ａ，２７Ｂ・・・針群、３０・・・記録ヘッド、３０ａ・・・ノズルプレート面、３１，３１Ａ・・・吸収材

Claims (6)

1. 液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドのノズル開口を封止した状態で、前記液体を液体経路を経て排出することによって前記液体噴射ヘッドをクリーニングするクリーニング手段と、
   前記液体経路の出口側に配置され、前記クリーニング手段によって排出された前記液体を収容する液体収容手段と、
   を有する液体噴射装置であって、
   前記液体収容手段は、
   前記液体経路の出口下方に、針状部材を有することを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記針状部材は、複数の針で形成されており、
   前記複数の針は、前記液体と空気から構成される泡が落下する可能性のある範囲に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記複数の針の少なくとも一本は、前記液体収容手段から前記液体経路の出口付近に達する長さを有することを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記針状部材は、前記液体収容手段と一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体噴射装置。
5. 前記液体収容手段は、
   前記針状部材の存在しない領域に第１吸収材と、
   前記針状部材の下部から前記第１吸収材に接する領域にかけて、前記第１吸収材よりも浸透能力の高い第２吸収材と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体噴射装置。
6. 前記第２吸収材は、多孔質の部材であることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。

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