JP2016141032A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】効率よくキャップ内のインクを排出できる液体噴射装置を提供すること。【解決手段】プリンター30は、液体噴射ヘッド20と、ノズル形成面20aに密接し、ノズル形成面20aとの間で密閉空間Rcを形成するキャップ40と、廃インクタンク45と、液体を廃インクタンク45に排出する第1排出口44と、大気を取り込む導入口52と、第1排出口44とキャップ40とを連通する第1流路47に設けられ、キャップ40から第1排出口44に向かう方向の吸引力を作用させる駆動が可能な吸引ポンプ48と、導入口52とキャップ40とを連通する第2流路53に設けられ、密閉空間Rcに大気を流入させる駆動が可能な流動ポンプ54と、を備え、ノズル形成面20aとキャップ40とが密接した状態で、吸引ポンプ48及び流動ポンプ54を同時に駆動させ、密閉空間Rcに大気を流入させつつ液体を廃インクタンク45に排出することを特徴とする。【選択図】図2
Description
本発明は、液体噴射装置に関する。
例えば、インクジェット式プリンター(以降、プリンターと称す)では、液体噴射ヘッドに形成されたノズルからインクを吐出することにより、媒体に画像を印刷する。当該プリンターでは、インクの吐出不良を軽減するために、液体噴射ヘッドと有底箱状のキャップとの間で密閉空間を形成し、当該密閉空間域を吸引する所謂クリーニングが実施されている(特許文献1)。
特許文献1に記載のプリンターは、キャップとノズル面とに囲われた閉空間域、キャップに連通された第1流路を吸引する吸引手段、キャップと吸引手段との間の第1流路に設けられた開閉弁、及びキャップに連通された第2流路からキャップ内に気体を流入する加圧手段などを有し、加圧手段によって閉空間域を一時的に加圧した後、吸引手段によって閉空間域を吸引して閉空間域に溜まった液体を排出するというクリーニングを実施している。
しかしながら、吸引手段によって閉空間域を吸引することだけで液体を排出するので、例えば、吸引手段の吸引力が弱く、溶剤の蒸発等で液体の粘度が上昇した場合に、液体の排出時間(クリーニング時間)が長くなるおそれがあった。さらに、吸引手段の吸引力が弱い場合、液体がキャップ内に残留し、液体を完全に排出することが難しいという課題もあった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る液体噴射装置は、液体を噴射するノズル面を有する液体噴射ヘッドと、前記ノズル面に密接し、前記ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップと、廃液収容体と、前記液体を前記廃液収容体に排出する第1排出口と、大気を取り込む導入口と、前記第1排出口と前記キャップとを連通する第1流路に設けられ、前記キャップから前記第1排出口に向かう方向の吸引力を作用させる駆動が可能な吸引手段と、前記導入口と前記キャップとを連通する第2流路に設けられ、前記密閉空間に前記大気を流入させる第1の駆動が可能な流動手段と、を備え、前記ノズル面と前記キャップとが密接した状態で、前記吸引手段及び前記流動手段を同時に駆動させ、前記密閉空間に前記大気を流入させつつ前記液体を前記廃液収容体に排出することを特徴とする。
本適用例によれば、流動手段によって大気を密閉空間に流入させ、密閉空間を加圧しながら吸引手段によって吸引し、密閉空間に溜まった液体を排出するので、吸引手段の吸引だけで液体を排出する場合と比べて、液体を排出する力が強くなり、液体の排出時間を短くすることができる。さらに、密閉空間に流入される大気によって液体が吸引手段の側に誘導される(移動する)ので、吸引手段の吸引だけで液体を排出する場合と比べて、液体がキャップに残留するおそれが低減し、液体がキャップから完全に排出されやすくなる。
[適用例2]上記適用例に記載の液体噴射装置は、前記流動手段と前記導入口との間の前記第2流路にフィルターを有していることが好ましい。
本適用例によれば、導入口からの異物の侵入をフィルターによって抑制することができる。
[適用例3]上記適用例に記載の液体噴射装置は、前記液体を前記廃液収容体に排出する第2排出口と、前記第2排出口と前記流動手段とを連通する第3流路と、前記導入口と前記流動手段との間の前記第2流路に設けられた第1開閉弁と、をさらに有し、前記流動手段は、前記キャップから前記第2排出口に向かう方向の吸引力を作用させる第2の駆動への切り替えが可能であり、前記第1開閉弁を閉じた状態で前記第1の駆動から前記第2の駆動に切り替え、前記液体を前記第1排出口及び前記第2排出口から前記廃液収容体に排出することが好ましい。
本適用例によれば、吸引手段による吸引力と流動手段の第2の駆動による吸引力との両方によって、密閉空間に溜まった液体を吸引して排出するので、吸引手段による吸引力だけで液体を排出する場合と比べて、液体を排出する力(吸引力)が強くなり、液体の排出時間を短くすることができる。
[適用例4]上記適用例に記載の液体噴射装置は、前記第2排出口から排出される前記液体の排出量は、前記第1排出口から排出される前記液体の排出量よりも少なく、前記廃液収容体は、前記第2排出口の下方に前記液体が到達したことを検知可能な検知部を有していることが好ましい。
本適用例によれば、第2排出口から排出される液体の排出量を、第1排出口から排出される液体の排出量よりも少なくし、廃液収容体の第2排出口の下方に液体が最も遅く到達するように設定し、検知部によって廃液収容体の第2排出口の下方に液体が到達したという情報を検知する。廃液収容体の第2排出口の下方に液体が到達したという情報は、廃液収容体が液体をこれ以上収容できないという情報(廃液収容体が満杯であるという情報)であるので、廃液収容体が満杯であるという情報を検知部から取得することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施形態は、本願の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本願の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
図1は、実施形態に係るプリンターの概略構成を示す断面図である。
本実施形態に係るプリンター30は、「液体噴射装置」の一例であり、液体噴射ヘッド20等の内部に混入した気泡を排出するクリーニングを効率的に行うことができる。
本実施形態に係るプリンター30は、「液体噴射装置」の一例であり、液体噴射ヘッド20等の内部に混入した気泡を排出するクリーニングを効率的に行うことができる。
図1に示すように、プリンター30は、液体噴射ヘッド20と、上側が開口した有底箱状をなすキャップ40と、キャップ40を上下方向に昇降移動させるための昇降機能とを備えている。
液体噴射ヘッド20は、ノズル開口21から、「液体」の一例である図中の斜線で示されたインクを噴射することで、媒体に画像を印刷する。また、液体噴射ヘッド20のノズル開口21が形成された面が、ノズル形成面20aである。ノズル形成面20aは「ノズル面」の一例である。
キャップ40の周壁40bの上面全体には、弾性部材からなる四角枠状のシール部材41が取り付けられている。キャップ40は、昇降機構の駆動に基づいて昇降することにより、液体噴射ヘッド20のノズル形成面20aに対して節理する方向に変位可能となっている。
キャップ40は、ノズル開口21を囲うように液体噴射ヘッド20のノズル形成面20aに当接することにより、液体噴射ヘッド20との間に「密閉空間」の一例である閉空間域Rcを形成する。
キャップ40の底壁40aには、キャップ40内と連通した第1連通管42がキャップ40の外側に向かって突設されている。第1連通管42には、可撓性を有する第1流路チューブ43の上流側が接続されている。そして、第1連通管42及び第1流路チューブ43により、閉空間域Rcに連通する第1流路47が構成されている。一方、第1流路47の下流側端部の第1排出口44は、インクを回収するための直方体形状をなす「廃液収容体」の一例である廃インクタンク45内に挿入されている。廃インクタンク45内には、インクを吸収して保持する多孔質材料からなるインク吸収材46が収容されている。
第1流路47における、キャップ40と廃インクタンク45との間には吸引ポンプ48が設置されている。吸引ポンプ48は矢印Aに示す方向にインクを吸引することができる。吸引ポンプ48は、「吸引手段」の一例である。
キャップ内の底壁40bにおいて第1連通管42から離間した位置には、キャップ40内と連通した第2連通管50がキャップ40の外側に向かって突設されている。第2連通管50には、可撓性を有する第2流路チューブ51の上流側が接続されてキャップ40内に連通している。一方、第2流路チューブ51の下流側の端部は大気と連通する導入口52となっている。そして、本実施形態では、第2連通管50及び第2流路チューブ51により、閉空間域Rcに連通する第2流路53が構成されている。第2流路チューブ51における、キャップ40と廃インクタンク45との間には流動ポンプ54が設置されている。流動ポンプ54は矢印B及びCの方向に吸引方向を切り替えることができる。つまり、流動ポンプ54は、矢印Bの方向の吸引力を発生させる駆動と、矢印Cの方向の吸引力を発生させる駆動とが切り替え可能である。
なお、流動ポンプ54は、「流動手段」の一例である。矢印Bの方向の吸引力を発生させる駆動は、「第1の駆動」の一例である。矢印Cの方向の吸引力を発生させる駆動は、「第2の駆動」の一例である。
なお、流動ポンプ54は、「流動手段」の一例である。矢印Bの方向の吸引力を発生させる駆動は、「第1の駆動」の一例である。矢印Cの方向の吸引力を発生させる駆動は、「第2の駆動」の一例である。
流動ポンプ54と導入口52との間の第2流路53には大気開放弁55が設置されており、さらに導入口52と大気開放弁55との間には、フィルター56が設置されている。フィルター56によって、導入口52から閉空間域Rcに大気を流入させる場合に、大気中の異物を除去することができる。
なお、大気開放弁55は、「第1開閉弁」の一例である。
なお、大気開放弁55は、「第1開閉弁」の一例である。
さらに、流動ポンプ54と大気開放弁55との間の第2流路53から分岐した第3流路チューブ57が、第2流路53に接続されている。第3流路チューブ57の下流側の端部は第2排出口58である。第2排出口58は、廃インクタンク45内に挿入されている。また、廃インクタンク45は、第2排出口58の下方に、インクが到達したことを検知可能な検知部59を有する。第3流路チューブ57の途中位置には、流路開閉弁60が配置されている。
なお、第3流路チューブ57によって形成される流路は、「第3流路」の一例である。
なお、第3流路チューブ57によって形成される流路は、「第3流路」の一例である。
(ヘッドクリーニング)
次に、本実施形態で実行するヘッドクリーニングについて説明する。
ヘッドクリーニングは、流路内のインク中に混入した気泡を液体噴射ヘッド20から排出するクリーニング作業であり、液体噴射ヘッド20の性能を維持するために定期的に実施する。なお、ヘッドクリーニングが実行される前には、大気開放弁55は閉状態であり、流路開閉弁60は開状態にあり、吸引ポンプ48及び流動ポンプ54は停止状態にある。
次に、本実施形態で実行するヘッドクリーニングについて説明する。
ヘッドクリーニングは、流路内のインク中に混入した気泡を液体噴射ヘッド20から排出するクリーニング作業であり、液体噴射ヘッド20の性能を維持するために定期的に実施する。なお、ヘッドクリーニングが実行される前には、大気開放弁55は閉状態であり、流路開閉弁60は開状態にあり、吸引ポンプ48及び流動ポンプ54は停止状態にある。
ヘッドクリーニングが開始されると、昇降機構を駆動させてキャップ40を上昇させることにより、キャップ40のシール部材41の先端をノズル形成面20aに当接させ、キャップ40とノズル形成面20aとの間に閉空間域Rcを形成する。
そして、吸引工程として、吸引ポンプ48を矢印Aの方向に吸引させ、流動ポンプ54を矢印Cの方向に吸引し、閉空間域Rcを負圧状態にする。吸引ポンプ48及び流動ポンプ54の両方で閉空間域Rcを負圧状態にするので、一つのポンプのみで閉空間域Rcを負圧状態にする場合よりも、閉空間域Rcに大きな負圧状態を形成し、液体噴射ヘッド20の流路内のインクをより強く吸引し、閉空間域Rcにインクを排出することができる。従って、液体噴射ヘッド20の流路内のインク中に混入した気泡をより強く排出し、流路内のインク中に気泡が残留するおそれを抑制することができる。
(キャップクリーニング)
次に、本実施形態で実行するキャップクリーニングについて説明する。
図2は、キャップクリーニングの概要を説明する図である。
キャップクリーニングは、キャップ40内のインクを廃インクタンク45に排出するクリーニング作業であり、ヘッドクリーニングに連動して実施される。すなわち、キャップクリーニングは、ヘッドクリーニング終了後、またはヘッドクリーニングの途中(例えば、液体噴射ヘッド20のインク吸引中)に実施される。
次に、本実施形態で実行するキャップクリーニングについて説明する。
図2は、キャップクリーニングの概要を説明する図である。
キャップクリーニングは、キャップ40内のインクを廃インクタンク45に排出するクリーニング作業であり、ヘッドクリーニングに連動して実施される。すなわち、キャップクリーニングは、ヘッドクリーニング終了後、またはヘッドクリーニングの途中(例えば、液体噴射ヘッド20のインク吸引中)に実施される。
図2に示すように、キャップクリーニングは、まず流動ポンプ54の吸引方向を矢印Bの方向に切り替える。次に流路開閉弁60を閉状態に切り替え、大気開放弁55を開状態に切り替える。吸引ポンプの矢印Aの方向の吸引と流動ポンプの方向Bの吸引によって、導入口52から大気を閉空間域Rcに流入させつつ、キャップ40内のインクを第1連通管42から廃インクタンク45に排出する。
大気は、導入口52(第2連通管50)から閉空間域Rcに流入し、キャップ40内のインクを第1連通管42に誘導するので、インクがキャップ40内に残留しにくくなる。加えて、流動ポンプ54の吸引で導入口52(第2連通管50)から閉空間域Rcに大気を流入させると、大気開放弁55側の流路(第2流路チューブ51)に流れ込んだインクをキャップ40内に押し戻し、インクによる大気開放弁55側の流路(第2流路チューブ51)の閉塞を抑制することができる。
さらに、閉空間域Rcに流入する大気によってキャップ40内のインクを第1連通管42に誘導し、大気によって閉空間域Rcを加圧しながらインクを第1連通管42から廃インクタンク45に排出するので、閉空間域Rcを加圧しない場合と比べて、廃インクタンク45へのインクの排出速度を大きくし、より短時間で廃インクタンク45にインクを排出することができる。
さらに、ヘッドクリーニングにおいてインクを吸引中であっても、第2連通管50から大気を流入させることで閉空間域Rcの負圧が解消され、ヘッドクリーニングにおけるインクの吸引が停止する。詳しくは、吸引ポンプ48だけで吸引した場合、ノズル開口21のメニスカス耐圧以上の吸引力で吸引すると、ノズル開口21からインクが吸引されてしまうが、流動ポンプ54によって大気をキャップ40内に流入させることで閉空間域Rcが加圧されるため、メニスカス耐圧以上の吸引力で吸引してもノズル開口21からインクが吸引されるおそれを低減できる。
(第2のキャップクリーニング)
図3は、第2のキャップクリーニング時に廃インクタンクに排出されるインクの状態を示す概略図である。同図において、第1流路チューブ43及び第3流路チューブ57の中の矢印は、排出されるインクの流動方向を示す。
第2のキャップクリーニングは、上述したキャップクリーニングに引き続き実施されるクリーニングである。
図3は、第2のキャップクリーニング時に廃インクタンクに排出されるインクの状態を示す概略図である。同図において、第1流路チューブ43及び第3流路チューブ57の中の矢印は、排出されるインクの流動方向を示す。
第2のキャップクリーニングは、上述したキャップクリーニングに引き続き実施されるクリーニングである。
流路開閉弁60を開状態及び大気開放弁55を閉状態とし、流動ポンプ54によって矢印Cの方向の吸引力を作用させ、キャップ40内のインクを第3流路チューブ57の中を流動させ、第2排出口58から廃インクタンク45に排出する、且つ吸引ポンプ48によって矢印Aの方向の吸引力を作用させ、キャップ40内のインクを第1流路チューブ43の中を流動させ、第1排出口44から廃インクタンク45に排出する。つまり、第2のキャップクリーニングでは、第1排出口44(第1流路チューブ43)及び第2排出口58(第3流路チューブ57)の両方で、キャップ40内のインクを廃インクタンク45に排出する。
第1排出口44及び第2排出口58の両方からキャップ40内のインクを排出するので、第1排出口44からキャップ40内のインクを排出する場合と比べて、キャップ40内のインクの排出時間を短くし、クリーニング時間を短くすることができる。
なお、ヘッドクリーニングが終了した後に、キャップ40を液体噴射ヘッド20のノズル形成面20aから離間させ、第2のキャップクリーニングだけを実施する構成であってもよい。つまり、ヘッドクリーニングが終了した後に、キャップ40を液体噴射ヘッド20のノズル形成面20aから離間させ、流路開閉弁60を開状態及び大気開放弁55を閉状態とし、流動ポンプ54によって矢印Cの方向の吸引力を作用させ、キャップ40内のインクを第3流路チューブ57の中を流動させ、第2排出口58から廃インクタンク45に排出する、且つ吸引ポンプ48によって矢印Aの方向の吸引力を作用させ、キャップ40内のインクを第1流路チューブ43の中を流動させ、第1排出口44から廃インクタンク45に排出する構成であってもよい。
第1排出口44から排出されるインク及び第2排出口58から排出されるインクは、廃インクタンク45内のインク吸収材46に吸収され、インクはインク吸収材46の中を図中の矢印の方向に進行(浸透)する。
第2排出口58から排出されるインクの排出量は、第1排出口44から排出されるインクの排出量よりも少なく、第2排出口58の下方に最もインクが遅く到達するように設定されている。さらに、廃インクタンク45の第2排出口58の下方には、インクが到達したことを検知可能な検知部59が設けられている。
第2排出口58から排出されるインクの排出量は、第1排出口44から排出されるインクの排出量よりも少なく、第2排出口58の下方に最もインクが遅く到達するように設定されている。さらに、廃インクタンク45の第2排出口58の下方には、インクが到達したことを検知可能な検知部59が設けられている。
かかる構成によって、インク吸収材46の全体にインクが収容された状態、つまり廃インクタンク45が満杯である状態を、検知部59が検知することができる。従って、検知部59によって、廃インクタンク45交換の適切なタイミングを知り、インクが廃インクタンク45から溢れだすという不具合を抑制することができる。
20…液体噴射ヘッド、20a…ノズル形成面、21…ノズル開口、30…プリンター、40…キャップ、40a…キャップの底壁、40b…キャップの周壁、41…キャップのシール部材、42…第1連通管、43…第1流路チューブ、44…第1排出口、45…廃インクタンク、46…インク吸収材、47…第1流路、48…吸引ポンプ、50…第2連通管、51…第2流路チューブ、52…導入口、53…第2流路、54…流動ポンプ、55…大気開放弁、56…フィルター、57…第3流路チューブ、58…第2排出口、59…検知部、60…流路開放弁。
Claims (4)
- 液体を噴射するノズル面を有する液体噴射ヘッドと、
前記ノズル面に密接し、前記ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップと、
廃液収容体と、
前記液体を前記廃液収容体に排出する第1排出口と、
大気を取り込む導入口と、
前記第1排出口と前記キャップとを連通する第1流路に設けられ、前記キャップから前記第1排出口に向かう方向の吸引力を作用させる駆動が可能な吸引手段と、
前記導入口と前記キャップとを連通する第2流路に設けられ、前記密閉空間に前記大気を流入させる第1の駆動が可能な流動手段と、
を備え、
前記ノズル面と前記キャップとが密接した状態で、前記吸引手段及び前記流動手段を同時に駆動させ、前記密閉空間に前記大気を流入させつつ前記液体を前記廃液収容体に排出することを特徴とする液体噴射装置。 - 前記流動手段と前記導入口との間の前記第2流路にフィルターを有し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。
- 前記液体を前記廃液収容体に排出する第2排出口と、
前記第2排出口と前記流動手段とを連通する第3流路と、
前記導入口と前記流動手段との間の前記第2流路に設けられた第1開閉弁と、
をさらに有し、
前記流動手段は、前記キャップから前記第2排出口に向かう方向の吸引力を作用させる第2の駆動への切り替えが可能であり、
前記第1開閉弁を閉じた状態で前記第1の駆動から前記第2の駆動に切り替え、前記液体を前記第1排出口及び前記第2排出口から前記廃液収容体に排出することを特徴とする請求項1または2に記載の液体噴射装置。 - 前記第2排出口から排出される前記液体の排出量は、前記第1排出口から排出される前記液体の排出量よりも少なく、
前記廃液収容体は、前記第2排出口の下方に前記液体が到達したことを検知可能な検知部を有している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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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019098258A (ja) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | キヤノン株式会社 | 液体吐出装置、インプリント装置および方法 |
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2015
- 2015-02-02 JP JP2015018192A patent/JP2016141032A/ja active Pending
Cited By (2)
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JP2019098258A (ja) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | キヤノン株式会社 | 液体吐出装置、インプリント装置および方法 |
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