JP2010188565A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル開口面から除去した付着物の飛沫による汚損を完全に回避する。
【解決手段】ワイパー部材でノズル開口面をワイピングすることによって、ノズル開口面の付着物を除去する。また、ワイパー部材がノズル開口面から外れて元の形状に復元する際には、略板状の飛沫受止部材をワイパー部材の前方に立設させる。こうすれば、ワイパー部材が元の形状に復元する際に、ノズル開口面から除去した付着物を飛散させても、これを受け止めることができるので、周囲の汚損を回避することが可能となる。ワイパー部材が付着物を飛散させることは、完全に防止することは極めて困難であるが、ワイパー部材が飛散する付着物を受け止めるのであれば、全ての飛沫を受け止めることができる。その結果、ノズル開口面から除去した付着物の飛散によって周囲が汚損することを、完全に且つ容易に実現することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、被噴射媒体上に流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は、印刷媒体上にインクを噴射することによって画像を印刷する。インクを噴射する位置や噴射量は極めて精度良く制御することが可能であるため、高画質な画像を印刷することができる。また、このような技術を利用して、各種の機能材料を含んだ流体を基板上に噴射することにより、電極やセンサーなどの各種機能部品を形成する流体噴射装置も提案されている。

インクジェットプリンターなどの、これら流体噴射装置には、複数のノズルが設けられた噴射ヘッドが搭載されており、噴射ヘッドと被噴射媒体との相対位置を変更しながら、ノズルからインクなどの流体を噴射することによって、被噴射媒体（たとえば印刷用紙）上に流体を噴射している。また、被噴射媒体と向かい合う位置に形成された噴射ヘッドのノズル開口面に異物が付着すると、流体の噴射に支障を来す虞がある。そこで、たとえばシリコンゴムなどの弾性材料で形成された板状部材（ワイパー部材）を用いて、ノズル開口面に付着した異物を除去することによって、流体を安定して噴射可能とすることが行われている。尚、このようにワイパー部材を用いてノズル開口面の付着物を除去する動作は、「ワイピング」と呼ばれている。

また、ワイピング中のワイパー部材はノズル開口面によって弾性変形した状態となっている。このため、ワイピングの終了時に、弾性変形していたワイパー部材が勢い良く元の形状に戻ろうとして、ノズル開口面から除去した付着物を飛散させると、周囲を汚損してしまう虞がある。そこで、ワイパー部材が元の形状に戻ろうとする勢いを抑制することで、周囲の汚損を回避しようとする技術も提案されている（特許文献１）。

特開平０７−０３２６１１号公報

しかし、提案されている技術では、ワイパー部材が除去した付着物の飛散によって周囲が汚損することを、完全には回避することができないという問題があった。すなわち、ワイパー部材が元の形状に戻ろうとする勢いを抑制したところで、ワイパー部材が自らの弾性力で復元することには変わりはないので、この際に、ノズル開口面から除去した付着物を飛散させてしまうことが起こり得る。その結果、飛散した付着物によって周囲を汚損してしまう事態を完全に払拭することはできない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を解決するためになされたものであり、ワイパー部材がノズル開口面から除去した付着物の飛沫によって、周囲が汚損される虞を完全に回避することが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、
噴射ヘッドに開口したノズルから流体を噴射する流体噴射装置であって、
前記ノズルが設けられたノズル開口面と、
前記ノズル開口面に付着した流体を除去する流体除去手段と
を備え、
前記流体除去手段は、
弾性材料で形成された略板状のワイパー部材と、
前記ワイパー部材を前記ノズル開口面に当接させて弾性変形させた状態で、前記噴射ヘッドまたは該ワイパー部材の少なくとも一方を移動させることにより、該ワイパー部材を該ノズル開口面の一端から他端に向けて相対移動させる相対移動手段と、
前記ノズル開口面の上を相対移動していた前記ワイパー部材が該ノズル開口面から外れて元の形状に復元する際に該ワイパー部材の前方に立設されて、該ワイパー部材が飛散させる該ノズル開口面の付着物を受け止める略板状の飛沫受止部材と
を備えることを要旨とする。

このような本発明の流体噴射装置においては、ワイパー部材をノズル開口面に当接させた状態で、噴射ヘッドまたはワイパー部材の少なくとも一方を移動させることにより、ノズル開口面の付着物を除去することが可能である。また、ワイパー部材がノズル開口面から外れて元の形状に復元する際には、略板状の飛沫受止部材がワイパー部材の前方（ワイパー部材がノズル開口面から離間する離間位置への移動によって、ワイパー部材が相対移動する移動方向）に立設されて、ワイパー部材からノズル開口面の付着物が飛散しても、これを受け止めることが可能となっている。

ノズル開口面の付着物を効率よく除去するためには、ワイパー部材をノズル開口面に当接させてワイパー部材を変形させる必要がある。また、このことの裏返しとして、ノズル開口面から外れるとワイパー部材が元の形状に復元することは避けられない。そして、ワイパー部材が元の形状に復元することが避けられない以上、その際にワイパー部材が付着物を飛散させることを、完全に防止することは極めて困難である。これに対して、ワイパー部材が飛散する付着物を受け止めるのであれば、ワイパー部材の前方に飛沫受止部材を立設することで、全ての飛沫を受け止めることができる。その結果、ワイパー部材がノズル開口面から除去した付着物が飛散して、周囲を汚損することを、完全に且つ容易に実現することが可能となる。

また、上述した本発明の流体噴射装置においては、飛沫受止部材をワイパー部材の隣接した位置に設けることとしてもよい。そして、ワイパー部材がノズル開口面に当接する前の段階で、飛沫受止部材をノズル開口面に干渉しない待避状態とし、ワイパー部材がノズル開口面から外れる前の段階で、ワイパー部材の前方に立設した状態に復帰させるようにしてもよい。

このようにして、飛沫受止部材をワイパー部材に隣接して設けておけば、飛沫受止部材が受け止めた付着物を、ワイパー部材が除去した付着物とまとめて、一緒に処理することが可能となる。

また、こうした本発明の流体噴射装置においては、次のようにしても良い。先ず、飛沫受止部材を可倒式に構成する。そして、ワイパー部材よりも先に噴射ヘッド側に当接して倒れることによって、ノズル開口面から待避した状態となり、ワイパー部材がノズル開口面から外れるよりも先に、噴射ヘッド側から離間することによって、ワイパー部材の前方で立設した状態に復帰するようにしてもよい。

飛沫受止部材をノズル開口面に干渉しない位置まで待避させる際に、飛沫受止部材をスライドさせて退避させようとすると、飛沫受止部材を駆動するアクチュエータには、飛沫受止部材の移動量と同じだけのストロークが要求される。これに対して、飛沫受止部材を倒して待避させるのであれば、小さな回転角度だけ倒した場合でも飛沫受止部材の先端部分が大きく移動することになる。このため、飛沫受止部材をスライドさせるよりは、飛沫受止部材を倒した方が、ノズル開口面に干渉しない位置まで、飛沫受止部材を容易に待避させ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流体噴射装置の大まかな構成を示した説明図である。 キャリッジケースを底面側から見た様子を表した斜視図である。 本実施例のワイピング機構の外観形状を示した斜視図である。 インクガードおよび案内カムの分解組み立て図である。 本実施例のワイピング機構のワイピング動作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．ワイピング機構：

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流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１０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２０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と、ゴム材料によって凹部が形成されたキャップ５０と、キャリッジ２０の底面側（印刷媒体２に向かい合う側）に付着したインクなどの異物を除去するためのワイピング機構６０などから構成されている。

このうち、キャリッジ２０には、インクを収容したインクカートリッジ２８や、インクカートリッジ２８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。インクカートリッジ２８内のインクは噴射ヘッド２４に供給されて、正確な分量だけ印刷媒体２に噴射される。更に、キャリッジケース２２の底面には、後述するガイドレール２６が噴射ヘッド２４の両側に突設されている。ガイドレール２６については、後ほど、別図を参照しながら説明する。

また、噴射ヘッド２４には、インクを噴射するための複数のノズルが設けられているが、これらノズルが開口するノズル開口面に、インクや埃などの異物が付着していると、インクを適切に噴射することができなくなる。そこで、シリコンゴムなどの弾性材料で形成されたワイパーブレードをノズル開口面に押し付けた状態で、ワイパーブレードあるいは噴射ヘッド２４の何れか一方を、他方に対して相対的に移動させることで、ノズル開口面に付着した異物を拭き取るワイピング動作が行われる。ワイピング機構６０は、このようなワイピング動作を行うための機構である。また、ノズル開口面に押し付けられていたワイパーブレードが、ワイピング動作を終了して元の形状に復元する際に、ノズル開口面から拭き取ったインクなどの異物を飛散させると、周囲を汚損してしまう。そこで、本実施例のワイピング機構６０には、ワイパーブレードからの異物が周囲に飛散することをガードするためのインクガード（飛沫受止部材）も搭載されている。ワイピング機構６０の詳細な構造、およびワイパーブレードが飛散した異物をガードする作用については、後ほど詳しく説明する。

また、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。

図２は、キャリッジケース２２を底面側から見た様子を表した斜視図である。図示されているように、キャリッジケース２２の底面側には、噴射ヘッド２４が設けられており、噴射ヘッド２４の印刷媒体２に向き合う面には、インクを噴射するための小さなノズルが複数開口している。また、これらノズルは、噴射するインクの色によってまとめられた状態で設けられている。本実施例のインクジェットプリンター１０では、黒色インク（Ｋインク）と、シアン色インク（Ｃインク）と、マゼンタ色インク（Ｍインク）と、イエロー色インク（Ｙインク）の４色のインクが搭載されていることに対応して、Ｋインクを噴射するノズルのまとまりと、Ｃインクを噴射するノズルのまとまり、Ｍインクを噴射するノズルのまとまり、Ｙインクを噴射するノズルのまとまりの、大きく４つのグループに分かれた状態でノズルが設けられている。そして、それぞれのノズルのまとまり毎に、ノズル開口面２５が形成されている。

また、図２に示されるように、噴射ヘッド２４の両側には、板状のガイドレール２６が１枚ずつ立設されている。詳細には後述するが、本実施例のインクジェットプリンター１０では、このガイドレール２６を用いてワイピング機構６０の一部を押し下げることによって、インクガードを駆動している。以下では、本実施例のワイピング機構６０の構造、およびワイピング機構６０の動作について詳しく説明する。

Ｂ．ワイピング機構 ：
図３は、本実施例のインクジェットプリンター１０に搭載されたワイピング機構６０の外観形状を示した斜視図である。図示されるように、本実施例のワイピング機構６０は、略板状のワイパーブレード６２と、ワイパーブレード６２に対してほぼ並行に設けられた略板状のインクガード６４と、ワイパーブレード６２およびインクガード６４のそれぞれを両側から挟むように設けられた一対の案内カム６６などから構成されている。このうち、一対の案内カム６６とインクガード６４とは互いに連結しており、上述したガイドレール２６が案内カム６６を押し下げる動きに連動して、インクガード６４が動くようになっている。これに対して、ワイパーブレード６２と案内カム６６とは連動しておらず、従って、案内カム６６を押し下げても、そのことによってワイパーブレード６２が移動することはない。また、図３に示されるように、キャップ５０は、ワイパーブレード６２から見てインクガード６４を挟んで向こう側に設けられている。また、ワイパーブレード６２とインクガード６４とを比較すると、幅および高さの何れについても、インクガード６４の方が大きく形成されている。

図４は、インクガード６４および案内カム６６についての分解組み立て図である。図示が煩雑となることを避けるために、ワイパーブレード６２については図示が省略されている。図示されるように、略板状に形成されたインクガード６４の下端には軸が形成され、軸の両側には小さなピニオンギア６４ｐが嵌め込まれて、これらインクガード６４およびピニオンギア６４ｐが一体の部品として形成されている。また、インクガード６４の下端の軸と並行に、細いシャフト６６ｓが設けられており、インクガード６４およびシャフト６６ｓを挟み込むようにして、一対の案内カム６６が取り付けられる。更に、図示されるように、案内カム６６の内側にはラック６６ｒが形成されており、インクガード６４のピニオンギア６４ｐと嵌合することによって、いわゆるラックピニオン機構を構成する。

また、案内カム６６の上面にはカム面が形成されている。そして、噴射ヘッド２４側に設けられたガイドレール２６によってカム面が押されると、シャフト６６ｓを回転軸として案内カム６６が回転し、その動きがラックピニオン機構によって伝達されて、インクガード６４が倒れるように回転するようになっている。また、案内カム６６には、図示しないバネやストッパーが取り付けられている。このため、ガイドレール２６で押されていない場合は、図３に示した状態となっているが、ガイドレール２６で押し下げられている間だけ、シャフト６６ｓを軸に回転するようになっている。尚、図３に示したように、ワイパーブレード６２は、シャフト６６ｓとインクガード６４との間の隙間に設けられている。以下では、このような構造を有する本実施例のワイピング機構６０が、噴射ヘッド２４のノズル開口面２５に付着したインクなどを拭き取る動作について説明する。

図５は、本実施例のワイピング機構６０が、噴射ヘッド２４のノズル開口面２５に付着したインクなどを拭き取る動作（ワイピング動作）を示した説明図である。本実施例のインクジェットプリンター１０では、キャリッジケース２２は主走査方向に移動可能であるが、キャップ５０やワイピング機構６０は固定されているものとしている。このため、キャリッジケース２２をワイピング機構６０の側に移動させることによってワイピング動作を行う。図５（ａ）には、ワイピング動作を行うために、キャリッジケース２２を移動させている様子が示されている。ここで、図２を用いて前述したように、キャリッジケース２２の底面にはガイドレール２６が突設されており、また、図３を用いて前述したように、ワイピング機構６０には案内カム６６が設けられている。そして、図５（ａ）に示したように、ガイドレール２６と案内カム６６とは、キャリッジケース２２を近づけていくと、互いに干渉する位置に設けられている。このため、キャリッジケース２２に設けられたガイドレール２６が、やがて案内カム６６を押し下げて、シャフト６６ｓを軸に回転させることになる。

図５（ｂ）には、ガイドレール２６によって押し下げられることにより、案内カム６６がシャフト６６ｓを軸にして回転した様子を表している。図４に示したように、案内カム６６とインクガード６４との間には、ラックピニオン機構が形成されているので、案内カム６６を回転させる動きはインクガード６４に伝達されて、インクガード６４を傾けるように回転させる。また、ラックピニオン機構の減速比は、案内カム６６の回転がインクガード６４のピニオンギア６４ｐに増速して伝達されるように設定されている。このため、図５（ｂ）に示されているように、案内カム６６が少し回転するだけで、インクガード６４が大きく回転するようになっている。このようにインクガード６４が大きく回転する結果、インクガード６４の先端が、噴射ヘッド２４の底面側に干渉しない位置まで退避した状態となる。

そして、図５（ｃ）に示したように、ガイドレール２６で案内カム６６を押し下げたまま（従って、インクガード６４の先端を退避させたまま）、キャリッジケース２２を更に移動させていくと、噴射ヘッド２４がワイパーブレード６２に干渉する。換言すれば、インクガード６４は、噴射ヘッド２４がワイパーブレード６２に干渉する前の段階で、噴射ヘッド２４から退避した状態となっていることになる。また、前述したようにワイパーブレード６２は、シリコンゴムなどの弾性材料で形成されているため、噴射ヘッド２４に干渉すると変形する。その結果、キャリッジケース２２が移動するに伴って、噴射ヘッド２４の底面側に形成されたノズル開口面２５にワイパーブレード６２が押し付けられた状態となり、その状態でキャリッジケース２２が移動することで、ノズル開口面２５に付着したインクなどの異物がワイパーブレード６２で拭き取られることになる。

こうしてワイパーブレード６２でノズル開口面２５の異物を拭き取りながらキャリッジケース２２を移動させていくと、やがてガイドレール２６が後退し、これに伴って案内カム６６が元の位置まで戻ろうとする。図５（ｄ）には、ガイドレール２６が後退し、これに伴って案内カム６６が戻り始めた様子が示されている。図示されているように、案内カム６６が元の位置まで戻ろうとすることで、退避していたインクガード６４も元の状態まで戻ろうとする。また、この段階では、ワイパーブレード６２はノズル開口面２５に押し付けられた状態となっている。換言すれば、インクガード６４は、ワイパーブレード６２がまだノズル開口面２５に押し付けられている段階で、元の状態に戻り始めることになる。

図５（ｅ）には、ワイパーブレード６２がノズル開口面２５から離れて元の形状に戻る直前の状態が示されている。この段階では、インクガード６４は既に直立した状態となっている。このため、ノズル開口面２５に押し付けられて変形していたワイパーブレード６２が、勢い良く元の形状に復帰し、その際に、ノズル開口面２５から拭き取ったインクなどを飛散させたとしても、既に直立した状態に復帰しているインクガード６４によってガードすることができる。このため、インクジェットプリンター１０の他の部分を汚損する虞を完全に払拭することが可能となる。以下では、この点について補足して説明する。

そもそもワイピング動作では、ワイパーブレード６２をノズル開口面２５に押し付けられた状態とする必要がある。当然ながら、その裏返しとして、ワイピング動作の終了時には、変形していたワイパーブレード６２が元の形状になることは避けがたい。ここで、元の形状に戻ろうとする勢いを抑制すれば、ノズル開口面２５から拭き取ったインクなどの飛散を抑制することは可能である。しかし、ワイパーブレード６２が戻らないように抑制するのならともかく、戻ろうとする勢いを抑制するのでは、飛散の程度を小さくするに過ぎず、飛散を皆無にすることは不可能である。これに対して本実施例では、ワイパーブレード６２がインクを飛散させないようにするのではなく、インクが飛散しても、周囲を汚損しないようにしている。上述したように、ワイパーブレード６２を変形させる以上は、インクの飛散を完全に無くすことはできないのに対して、飛散したインクが周囲を汚損しないようにするのであれば、完全を期することが可能である。本実施例のインクジェットプリンター１０では、このような理由から、ワイパーブレード６２で拭き取ったインクなどの飛沫によって、周囲を汚損する虞を完全に払拭することが可能となっている。

以上、本実施例の流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。

本発明は、印刷用紙などの媒体上に、インクなどの流体を噴射する技術に利用することができる。

２…印刷媒体、 １０…インクジェットプリンター、 ２０…キャリッジ、
２２…キャリッジケース、 ２４…噴射ヘッド、 ２５…ノズル開口面、
２６…ガイドレール、 ２８…インクカートリッジ、 ３０…駆動機構、
４０…ローラー、 ５０…キャップ、 ６０…ワイピング機構、
６２…ワイパーブレード、 ６４…インクガード、 ６４ｐ…ピニオンギア、
６６…案内カム、 ６６ｒ…ラック、 ６６ｓ…シャフト

Claims (3)

1. 噴射ヘッドに開口したノズルから流体を噴射する流体噴射装置であって、
   前記ノズルが設けられたノズル開口面と、
   前記ノズル開口面に付着した流体を除去する流体除去手段と
   を備え、
   前記流体除去手段は、
   弾性材料で形成された略板状のワイパー部材と、
   前記ワイパー部材を前記ノズル開口面に当接させて弾性変形させた状態で、前記噴射ヘッドまたは該ワイパー部材の少なくとも一方を移動させることにより、該ワイパー部材を該ノズル開口面の一端から他端に向けて相対移動させる相対移動手段と、
   前記ノズル開口面の上を相対移動していた前記ワイパー部材が該ノズル開口面から外れて元の形状に復元する際に該ワイパー部材の前方に立設されて、該ワイパー部材が飛散させる該ノズル開口面の付着物を受け止める略板状の飛沫受止部材と
   を備えている流体噴射装置。
2. 請求項１に記載の流体噴射装置であって、
   前記飛沫受止部材は、前記ワイパー部材に隣接して設けられ、該ワイパー部材が前記ノズル開口面に当接する前の段階で、該ノズル開口面と干渉しない待避状態となった後、該ワイパー部材が前記ノズル開口面から外れる前の段階で、該ワイパー部材の前方に立設した状態に復帰する部材である流体噴射装置。
3. 請求項２に記載の流体噴射装置であって、
   前記飛沫受止部材は、可倒式に構成されており、前記ワイパー部材よりも先に前記噴射ヘッド側に当接して倒れることによって前記待避状態となった後、該ワイパー部材が前記ノズル開口面から外れるよりも先に前記噴射ヘッド側から離間することによって、前記立設した状態に復帰する部材である流体噴射装置。

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