JP2021054021A - 液体噴射装置、液体噴射装置のメンテナンス方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体噴射部内の圧力変動を低減できる液体噴射装置、液体噴射装置のメンテナンス方法を提供する。【解決手段】供給される液体を複数のノズル26から噴射可能な液体噴射部60と、ノズル列64の延びる方向における寸法がノズル列64以上である上端部55fを有する板状の板状部材55と、ノズル面65を払拭可能な払拭部材54と、制御部と、を備える。制御部は、ノズル面65のうちノズル26を含むノズル周辺領域67と上端部55fとが非接触の状態で、ノズル26から膨出した液体と上端部55fとを接触させ、かつノズル26から膨出した液体と上端部55fとの接触状態を液体噴射部60と板状部材55との相対移動を行わずに所定時間維持する接触動作を行い、接触動作の後、払拭部材54と液体噴射部60とをノズル面65に沿う払拭方向に相対移動させてノズル面65を払拭する払拭動作を行う。【選択図】図7
Description
本発明は、プリンターなどの液体噴射装置、液体噴射装置のメンテナンス方法に関する。
例えば特許文献1のように、ノズルを有する液体噴射部の一例であるプリントヘッドから液体の一例であるインクを使用してプリントする液体噴射装置の一例であるプリンターがある。プリンターは、パージング後にプリントヘッドを板状部材の一例であるスキマーによりスキムする。このときプリンターは、ノズル面の一例であるプリントヘッドの表面から垂れ下がるインク滴には接触するが、プリントヘッドには接触しないようにスキマーをプリントヘッドの表面に沿って動かしていた。
ノズル面に沿う方向で液体噴射部と相対移動する板状部材にノズルから膨出した液体が接触すると、液体噴射部内の液体に圧力変動が生じ、液体噴射部に付着した液体がノズルから液体噴射部内に引き込まれてしまうことがある。液体と共に異物や気泡がノズルに侵入すると、ノズルから液体を噴射する噴射性能を良好に維持できなくなる場合がある。
上記課題を解決する液体噴射装置は、供給される液体をノズル面に配置されてノズル列を構成する複数のノズルから噴射可能な液体噴射部と、前記液体を吸収しない非吸収性部材で形成され、前記ノズル列の延びる方向における寸法が前記ノズル列以上である上端部を有する板状の板状部材と、前記ノズル面を払拭可能な払拭部材と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記ノズル面のうち前記ノズルを含むノズル周辺領域と前記上端部とが非接触の状態で、前記ノズルから膨出した前記液体が前記上端部に近づく方向が重力方向となるように、前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部とを接触させ、かつ前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部との接触状態を前記液体噴射部と前記板状部材との相対移動を行わずに所定時間維持する接触動作を行い、前記接触動作の後、前記払拭部材と前記液体噴射部とを前記ノズル面に沿う払拭方向に相対移動させて当該ノズル面を払拭する払拭動作を行う。
上記課題を解決する液体噴射装置のメンテナンス方法は、供給される液体をノズル面に配置されてノズル列を構成する複数のノズルから噴射可能な液体噴射部と、前記液体を吸収しない非吸収性部材で形成され、前記ノズル列の延びる方向における寸法が前記ノズル列以上である上端部を有する板状の板状部材と、前記ノズル面を払拭可能な払拭部材と、を備える液体噴射装置のメンテナンス方法であって、前記ノズル面のうち前記ノズルを含むノズル周辺領域と前記上端部とが非接触の状態で、前記ノズルから膨出した前記液体が前記上端部に近づく方向が重力方向となるように、前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部とを接触させ、かつ前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部との接触状態を前記液体噴射部と前記板状部材との相対移動を行わずに所定時間維持する接触動作を行い、前記接触動作の後、前記払拭部材と前記液体噴射部とを前記ノズル面に沿う払拭方向に相対移動させて当該ノズル面を払拭する払拭動作を行う。
以下、液体噴射装置、液体噴射装置のメンテナンス方法の一実施形態を、図面を参照して説明する。液体噴射装置は、例えば、用紙などの媒体に液体の一例であるインクを噴射して印刷するインクジェット式のプリンターである。
図面では、液体噴射装置11が水平面上に置かれているものとして重力の方向をZ軸で示し、水平面に沿う方向をX軸とY軸で示す。X軸、Y軸、及びZ軸は、互いに直交する。以下の説明では、X軸と平行な方向を交差方向X、Y軸と平行な方向を払拭方向Y、及びZ軸と平行な方向を重力方向Zともいう。
図1に示すように、液体噴射装置11は、支持台12に支持される媒体13を支持台12の表面に沿って搬送方向Y1に搬送する搬送部14と、搬送される媒体13に液体を噴射して印刷を行う印刷部15と、を備える。搬送方向Y1は、媒体13の搬送経路に沿う方向であり、印刷部15が媒体13に印刷を行う印刷位置においてY軸と平行な方向である。
支持台12、搬送部14、及び印刷部15は、ハウジングやフレームなどによって構成される本体16に組み付けられている。支持台12は、液体噴射装置11において、媒体13の幅方向に延在している。媒体13の幅方向は、X軸に平行な方向でもある。本体16には、カバー17が開閉可能に取り付けられている。
搬送部14は、搬送方向Y1において、支持台12より上流に配置される上流搬送ローラー対18と、支持台12より下流に配置される下流搬送ローラー対19と、下流搬送ローラー対19より下流に配置される案内板20と、を備える。搬送部14は、上流搬送ローラー対18及び下流搬送ローラー対19を回転させる搬送モーター24Aを備える。上流搬送ローラー対18及び下流搬送ローラー対19は、媒体13を挟んだ状態で回転することにより、媒体13を支持台12の表面及び案内板20の表面に沿って搬送する。支持台12及び案内板20は、媒体13を支持しながら案内する。
印刷部15は、互いに平行な第1ガイド軸22及び第2ガイド軸23と、第1ガイド軸22及び第2ガイド軸23に案内されてX軸に沿って往復動可能なキャリッジ25と、を備える。キャリッジ25は、キャリッジモーター24Bの駆動に伴って移動するキャリッジベース25Bと、カムなどで構成された移動機構28によってZ軸に沿って移動可能なキャリッジ本体25Aと、を有している。キャリッジ本体25Aがキャリッジベース25Bに対して上下動することにより、重力方向Zにおけるキャリッジ本体25Aと支持台12との間の距離が変化する。
液体噴射装置11は、供給される液体を複数のノズル26から噴射可能な液体噴射部60を備える。液体噴射部60は、キャリッジ本体25Aの下端部に取り付けられている。液体噴射装置11は、複数の液体噴射部60を備えてもよい。本実施形態の液体噴射装置11は、4つの液体噴射部60を備える。各液体噴射部60は、その下面が重力方向Zにおいて支持台12と所定の間隔を置いて対向可能な姿勢でキャリッジ25に取り付けられている。液体噴射部60は、キャリッジ25と共にX軸に沿って往復動する。
液体噴射装置11は、液体を収容する液体収容体30から液体噴射部60へ液体を供給する供給機構31と、液体収容体30が装着される装着部32と、を備える。液体噴射装置11は、複数の供給機構31を備え、複数種類の液体を液体噴射部60に供給してもよい。液体の種類には、例えば色がある。本実施形態の液体噴射装置11は、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのインクを噴射して媒体13にカラー印刷をする。
供給機構31は、液体収容体30から液体噴射部60に液体を供給する供給経路33を備える。供給経路33には、液体の供給方向Aの上流から順に、液体を流動させる供給ポンプ34、液体中の気泡や異物を捕捉するフィルターユニット35、供給経路33の液体の流れを変化させて液体を撹拌するスタティックミキサー36、液体を貯留する液体貯留室37、及び液体の圧力を調整する圧力調整ユニット38が設けられている。
供給ポンプ34は、ポンプ室の容積が可変のダイヤフラムポンプ40と、ダイヤフラムポンプ40よりも上流に配置された吸入弁41と、ダイヤフラムポンプ40よりも下流に配置された吐出弁42とを有してもよい。吸入弁41及び吐出弁42は、上流から下流への液体の流れを許容する一方、下流から上流への液体の流れを阻害する一方向弁によって構成されている。
供給ポンプ34は、ダイヤフラムポンプ40のポンプ室の容積が増大するのに伴って、液体収容体30から吸入弁41を介して液体を吸引する。供給ポンプ34は、ダイヤフラムポンプ40のポンプ室の容積が減少するのに伴って、液体噴射部60へ向けて吐出弁42を介して液体を吐出する。フィルターユニット35は、本体16のカバー17と対応する位置に配置され、供給経路33に対して着脱可能に装着されている。フィルターユニット35は、カバー17を開くことで交換可能になっている。
液体噴射装置11は、液体噴射装置11で実行される各種動作を制御する制御部39を備える。制御部39は、例えばコンピューター及びメモリーを含む処理回路等から構成される。制御部39は、メモリーに記憶されたプログラムに従って搬送モーター24A、キャリッジモーター24B、供給ポンプ34、液体噴射部60、移動機構28、及び圧力調整ユニット38などを制御する。制御部39は、移動機構28を動作させることにより、キャリッジ本体25Aを上下動させる。
図2に示すように、液体噴射部60同士は、交差方向Xに互いに所定の間隔をあけて設置されている。印刷を行わないときや電源オフ時などには、キャリッジ本体25A及び液体噴射部60は、ホーム位置HPで待機する。支持台12において、搬送される媒体13を支持する領域は、搬送領域PAとされている。印刷を行うときには、液体噴射部60は、搬送領域PAに移動する。
液体噴射装置11は、液体噴射部60のメンテナンスを行うためのメンテナンス機構43を備える。メンテナンス機構43は、液体受容部44を有したフラッシングユニット45と、クリーニング機構47と、を備える。
フラッシングユニット45は、各ノズル26の目詰まりなどを予防または解消する目的で、印刷とは無関係に各ノズル26から液体を噴射する所謂フラッシングを行う際に、噴射される液体を液体受容部44で受容する。
クリーニング機構47は、ユニットホルダー75と、ユニットホルダー75に装着されるメンテナンスユニット50と、を備える。本実施形態のクリーニング機構47は、4つの液体噴射部60をそれぞれメンテナンスする4つのメンテナンスユニット50を備える。クリーニング機構47は、一対のガイドフレーム73と、ホルダー駆動部70と、を備える。一対のガイドフレーム73は、ユニットホルダー75を挟んで設けられるとともに払拭方向Yに延びる。ユニットホルダー75は、ホルダー駆動部70の駆動によりY軸に沿って往復移動する。
図2及び図3に示すように、ホルダー駆動部70は、動力源となる電動モーター71と、駆動プーリー72aと、従動プーリー72bと、駆動プーリー72a及び従動プーリー72bとの間に張り渡されたベルト72と、を備える。ベルト72の一部は、ユニットホルダー75に固定されている。駆動プーリー72a、従動プーリー72b、ベルト72は電動モーター71の動力をユニットホルダー75に伝達する動力伝達機構を構成する。
駆動プーリー72aは、電動モーター71に直結されている。そのため、駆動プーリー72aは、電動モーター71の回転駆動により回転する。ベルト72は、駆動プーリー72aが回転することにより周回する。このベルト72の周回に伴って、ユニットホルダー75は、ガイドフレーム73に案内されながら、払拭方向Yと、払拭方向Yとは反対の方向に往復動する。
制御部39は、電動モーター71の駆動も制御する。制御部39が電動モーター71を正転駆動すると、ユニットホルダー75は、図3に実線で示す払拭開始位置から、図3に二点鎖線で示す払拭終了位置まで払拭方向Yに移動する。ユニットホルダー75が、払拭終了位置まで往動すると、制御部39は、電動モーター71の回転を停止させる。制御部39が電動モーター71を逆転駆動すると、ユニットホルダー75は、払拭終了位置から払拭開始位置まで復動する。本実施形態のユニットホルダー75は、払拭方向Yにおいて第1長さLYの距離を往復動可能である。
図3に示すように、本実施形態のクリーニング機構47は、メンテナンスユニット50を、ユニットホルダー75に対してZ軸に沿って上下にスライド移動させるユニット駆動部77を備える。ユニット駆動部77は、ユニットホルダー75内に設けられる偏心カム76と、偏心カム76を回転駆動する駆動モーター74とを有する。偏心カム76は、メンテナンスユニット50に下方から接するように設けられている。
偏心カム76が回転すると、メンテナンスユニット50は、ユニットホルダー75の内面に沿って上下に移動する。これによりメンテナンスユニット50は、液体噴射部60との間の距離が変化する。メンテナンスユニット50は、図3に実線で示す位置と、図3に二点鎖線で示す位置との間で、第2長さLZの距離を上下移動可能である。制御部39は、駆動モーター74の駆動も制御する。
図1及び図4に示すように、液体噴射部60は、キャリッジ25に取り付けるためのブラケット部61と、ノズル26が形成されるノズル形成部材62と、ノズル形成部材62に固定される板状のカバー部材63と、を備える。ノズル形成部材62は、一列に並ぶノズル列64を構成するノズル26が開口するノズル開口面62aを有する。交差方向Xとは、ノズル列64と交差する方向である。カバー部材63は、ノズル開口面62aの一部を覆う。カバー部材63は、貫通孔を有してもよい。本実施形態のカバー部材63は、第1貫通孔66A、第2貫通孔66B,第3貫通孔66C、及び第4貫通孔66Dを有する。
第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dは、それぞれ2列のノズル列64を露出させる。第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dのうち1つの貫通孔から露出するノズル列64の払拭方向Yにおける第1寸法L1は、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dのうち1つの寸法である第2寸法L2より小さい。
2列のノズル列64は、交差方向Xにおいて第1幅W1だけ空けて並ぶ。交差方向Xにおける第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dの寸法である第2幅W2は、第1幅W1よりも大きい。カバー部材63には、ノズル列64の1列毎に貫通孔が設けられてもよい。なお、カバー部材63は金属プレートを所定形状に加工されることにより製造されている。カバー部材63を構成する金属としては、例えばステンレス鋼が挙げられる。
本実施形態では、第1貫通孔66Aと第2貫通孔66Bは、払拭方向Yに並んで配置されるとともに、払拭方向Yにおいて所定の間隔を有している。第1貫通孔66Aにおいて露出するノズル列64と、第2貫通孔66Bにおいて露出するノズル列64とは、払拭方向Yに一列に並ぶ状態でノズル開口面62aに設けられている。第3貫通孔66Cと第4貫通孔66Dは、払拭方向Yに並んで配置されるとともに、払拭方向Yにおいて所定の間隔を有している。第3貫通孔66Cにおいて露出するノズル列64と、第4貫通孔66Dにおいて露出するノズル列64とは、払拭方向Yに一列に並ぶようにノズル開口面62aに設けられている。
第1貫通孔66Aまたは第2貫通孔66Bと、第3貫通孔66Cまたは第4貫通孔66Dは、交差方向Xにおいて所定の間隔を空けて配置されている。第3貫通孔66Cが払拭方向Yにおいて第1貫通孔66Aと第2貫通孔66Bとの中間位置に配置されるとともに、第2貫通孔66Bが払拭方向Yにおいて第3貫通孔66Cと第4貫通孔66Dとの中間位置に配置されている。第3貫通孔66Cにおいて露出するノズル列64は、交差方向Xの一方から見て、第1貫通孔66Aにおいて露出するノズル列64と第2貫通孔66Bにおいて露出するノズル列64と重なる状態でノズル開口面62aに設けられている。第2貫通孔66Bにおいて露出するノズル列64は、交差方向Xの他方から見て、第3貫通孔66Cにおいて露出するノズル列64と第4貫通孔66Dにおいて露出するノズル列64と重なる状態でノズル開口面62aに設けられている。
本実施形態では、ノズル開口面62aのうちカバー部材63の第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dにより露出する領域が各ノズル26の開口領域を含むノズル周辺領域67となっている。つまり、カバー部材63は、ノズル周辺領域67を露出させる第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dを有している。
本実施形態では、カバー部材63は、ノズル開口面62aのうち第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dによって露出するノズル周辺領域67以外の部分を覆う状態で、液体噴射部60に固定されている。このため、カバー部材63の底面は、おおよそ、払拭方向Yを長手方向とする2つの矩形形状が払拭方向Yにずれた形状を呈している。そして、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dにより露出する4つのノズル周辺領域67とカバー部材63の重力方向Zの下面、つまり液体噴射部60の底面全体がノズル面65となっている。
カバー部材63の下面は、ノズル周辺領域67を囲む外側領域68を形成する。したがって、ノズル面65は、ノズル周辺領域67と外側領域68とを備える。外側領域68は、カバー部材63の厚み分だけノズル周辺領域67より重力方向Zに突出した突出面となっている。本実施形態のカバー部材63は、0.1mmの厚み寸法を有するため、ノズル周辺領域67と外側領域68との間には0.1mmの寸法の段差が存在するようになる。すなわち、ノズル面65は、ノズル周辺領域67の部分で凹部となるとともに外側領域68の部分で凸部となる凹凸面によって構成されている。
図4に示すように、ノズル列64は、ノズル開口面62aに一定ピッチで配置された多数個のノズル26からなる。複数のノズル26は、払拭方向Yに並ぶ。換言すると、払拭方向Yは、ノズル列64に沿う方向であり、ノズル列64の延びる方向でもある。1つのノズル列64は、1つの液体収容体30に収容される液体を噴射する。ノズル26が噴射する液体は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの4色のインクに限らず、例えばライトマゼンタ、ライトシアン、ライトイエロー、灰、オレンジ、白等の色のインクを噴射してもよい。液体噴射部60は、シアン、マゼンタ、及びイエローの3色のインクを噴射してもよいし、ブラックなどの1色のインクを噴射してもよい。ノズル列64中には、液体の噴射されない不使用のものが存在してもよい。
本実施形態で使用する液体は、一例として顔料インクである。顔料インクでは、その分散媒として使用される液中に多数の顔料の粒子が分散している。水系の顔料インクの場合、分散媒である水の中に多数の顔料の粒子が分散している。シアン、マゼンタ、及びイエローの顔料としては平均粒径約100nmの有機顔料が採用される。黒の顔料としては平均粒径約120nmの無機顔料が採用される。無機顔料としては、例えばカーボンブラックが挙げられる。
ノズル開口面62a及びカバー部材63の表面には、液体をはじき易い撥液処理が施されることによって撥液膜が成膜されている。このため、ノズル面65を構成するノズル周辺領域67と外側領域68とは撥液性が高くなっている。本実施形態の撥液膜は、水系液体をはじく機能をもつ撥水膜である。撥液膜は、例えばアルキル基を含むポリオルガノシロキサンを主材料とする薄膜下地層と、フッ素を含む長鎖高分子基を有する金属アルコキシドからなる撥液膜層とから構成してもよい。撥液膜は、撥液コーティング膜でもよいし、撥液性の単分子膜でもよい。撥液膜の膜厚及び撥液処理方法は任意に選択できる。なお、本実施形態では、カバー部材63の厚みにより形成されるノズル周辺領域67と外側領域68との間の段差部には撥液処理は施されていない。
つぎに、液体噴射部60をメンテナンスするメンテナンスユニット50の構成について説明する。なお、本実施形態では、ユニットホルダー75に備えられた4つのメンテナンスユニット50は、それぞれ同様の構成を有している。
図5及び図6に示すように、メンテナンスユニット50は、上方に開口するユニット穴部52を有する有底箱状のユニット枠体51を備える。メンテナンスユニット50は、固定板53と、板状の板状部材55と、ノズル面65を払拭可能な払拭部材54と、板状部材55を囲むキャップ56と、を備える。キャップ56の底面には、受容した液体を排出する排出口56aを設けてもよい。排出口56aは、固定板53及びユニット枠体51を貫通してもよい。板状部材55及び払拭部材54は、ユニット穴部52内に、払拭方向Yに並んで収容されている。ユニット穴部52の形状は、ノズル面65より大きい。そのため、液体噴射部60がメンテナンスユニット50に対向する状態では、上方から見てユニット穴部52の内部にノズル面65が位置する。
板状部材55は、液体を吸収しない非吸収性部材で形成されている。非吸収性部材としては、例えばステンレスなどの金属が挙げられる。板状部材55は、矩形平面状の上端部55fを有する。キャップ56は、上端が長円形状であるとともに、重力方向Zに延びる側壁を有して筒状に形成されている。キャップ56は、ユニット穴部52内に設けられる固定板53を介してユニット枠体51に固定されている。
メンテナンスユニット50は、払拭部材54、板状部材55、及びキャップ56を複数組備えてもよい。本実施形態のメンテナンスユニット50は、払拭部材54、板状部材55、及びキャップ56を2組備える。一方の板状部材55は、第1貫通孔66A及び第2貫通孔66Bから露出するノズル列64に対応する。他方の板状部材55は、第3貫通孔66C及び第4貫通孔66Dから露出するノズル列64に対応する。具体的には、板状部材55は、液体噴射部60とメンテナンスユニット50とが対向する状態において、上端部55fが対応する2列のノズル列64で挟まれた部分に対向する。
払拭方向Yにおいて、上端部55fの第3寸法L3は、第1貫通孔66Aと第2貫通孔66Bの合計寸法よりも大きく、且つキャップ56内の第4寸法L4よりも小さい。板状部材55の払拭方向Yにおける第3寸法L3は、ノズル列64の第1寸法L1以上である。交差方向Xにおいて、板状部材55の上端部55fの第3幅W3は、キャップ56内の第4幅W4より小さく、且つ二列のノズル列64の間の第1幅W1よりも小さい。なお、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dにおける第2幅W2は、交差方向Xにおけるノズル周辺領域67の寸法と同一である。上端部55fの第3幅W3は、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dの各第2幅W2よりも小さい。そのため、ノズル列64と交差する交差方向Xにおける上端部55fの寸法は、交差方向Xにおけるノズル周辺領域67の寸法より小さいともいえる。本実施形態では、二列のノズル列64の間の第1幅W1が約1mm、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dにおける第2幅W2が約2mm、上端部55fの第3幅W3が0.1mmである。
上端部55fを含む板状部材55の表面には撥液処理が施されていなくてもよい。すなわち、板状部材55は、撥液膜が成膜されたノズル周辺領域67及び外側領域68よりも撥液性が低くてもよい。そのため、板状部材55と液体とが接触した場合に液体の液体面が板状部材55の表面となす接触角は、ノズル周辺領域67と液体とが接触した場合に液体の液体面がノズル周辺領域67の表面となす接触角より小さい。
図5及び図6に示すように、払拭部材54は、交差方向Xにおける寸法が第1払拭幅W11である第1払拭部材57と、交差方向Xにおける寸法が第2払拭幅W12である第2払拭部材58と、を備える。第1払拭幅W11は、第2幅W2より大きい。第2払拭幅W12は、第1払拭幅W11よりも大きい。すなわち、第2払拭部材58の交差方向Xにおける寸法は、第1払拭部材57の寸法よりも大きい。第1払拭部材57は、交差方向Xにおいて、中央に位置する中央領域57aと、中央領域57aの両側に位置する端領域57bと、を有する。中央領域57aは、端領域57bよりも払拭方向Yの前方に突出している。第1払拭部材57は、第2払拭部材58よりも払拭方向Yの前方に位置している。
本実施形態の第1払拭部材57において、中央領域57aは、交差方向Xに延在する平板状であるとともに、交差方向Xにおける中央幅Waを有する。端領域57bは、中央領域57aに対して傾斜するようにX軸及びY軸に対して傾いた方向に延在する平板状である。本実施形態の第2払拭部材58は、交差方向Xの中央に、上端が切り欠かれた非接触領域58aを有する。非接触領域58aは、払拭方向Yから見て矩形状となっている。交差方向Xにおける非接触領域58aの第5幅W5は、板状部材55の第3幅W3より大きく、且つ第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dにおける第2幅W2よりも大きい。
交差方向Xにおいて、中央領域57aの中間位置と、非接触領域58aの中間位置とがほぼ一致している。交差方向Xにおいて、中央領域57a及び非接触領域58aの中間位置は、第1貫通孔66Aあるいは第3貫通孔66Cの中間位置とほぼ一致している。本実施形態の第1払拭部材57及び第2払拭部材58は、薄板状のゴム部材で形成されている。
次に、メンテナンスユニット50による液体噴射部60のメンテナンス動作について、本実施形態の作用と共に説明する。このメンテナンス動作は、加圧されてノズル26から排出される液体を板状部材55に接触させる接触動作と、接触動作の後に行う払拭動作と、を含む。すなわち、制御部39は、接触動作の後、払拭部材54と液体噴射部60とをノズル面65に沿う払拭方向Yに相対移動させてノズル面65を払拭する払拭動作を行う。メンテナンスユニット50は、第1貫通孔66A及び第2貫通孔66Bのノズル周辺領域67についてのメンテナンス動作と同時に、第3貫通孔66C及び第4貫通孔66Dのノズル周辺領域67についてのメンテナンス動作を行う。
図7に示すように、メンテナンス動作に際しては、まずノズル26から膨出した液体と板状部材55とを接触させる接触動作が行われる。ホーム位置HPに位置する液体噴射部60は、メンテナンスユニット50と対向する。このとき、重力方向Zにおいて、板状部材55は、一部がノズル周辺領域67と対向し、一部が外側領域68の一部と対向する。
次に、制御部39は、移動機構28及びユニット駆動部77を駆動し、図7に白抜き矢印で示すように、液体噴射部60を下方に移動させるとともに、メンテナンスユニット50を上方に移動させる。すなわち、制御部39は、液体噴射部60とメンテナンスユニット50とが重力方向Zに近づくように相対移動させ、液体噴射部60とメンテナンスユニット50とメンテナンス位置に位置させる。
図8に示すように、メンテナンス位置に位置する液体噴射部60は、ノズル周辺領域67と板状部材55の上端部55fとの間が重力方向Zにメンテナンス距離G1だけ離れている。したがって、制御部39は、ノズル周辺領域67に対して重力方向Zで板状部材55の上端部55fがメンテナンス距離G1だけ離れて対向するように、板状部材55と液体噴射部60とを相対移動させる。メンテナンス位置に位置する液体噴射部60とメンテナンスユニット50は、ノズル面65のうちノズル26を含むノズル周辺領域67と板状部材55の上端部55fとが非接触の状態となる。本実施形態のメンテナンス距離G1は1mmである。液体噴射部60とメンテナンスユニット50がメンテナンス位置に位置するとき、キャップ56は、カバー部材63と対向し、且つカバー部材63から重力方向Zに離れた状態となっている。
次に、図8に示すように、制御部39は、液体噴射部60及びメンテナンスユニット50の移動を停止させたまま、圧力調整ユニット38を制御し、液体噴射部60に供給される液体の圧力を高く調整する。これにより、ノズル周辺領域67におけるノズル26から液体が膨出される。なお、ノズル26から膨出した液体を液滴Fとして図示している。液滴Fは、ノズル26から重力方向Zに向けて垂れ下がるように膨らむ。板状部材55は、ノズル周辺領域67に対して重力方向Zで上端部55fが対向しているため、液滴Fが板状部材55の上端部55fに近づく方向が重力方向Zとなっている。そのため、液滴Fは、重力方向Zに向けて垂れ下がることで、板状部材55の上端部55fに近づく。制御部39は、ノズル26から液体を膨出させることにより接触動作を行う。
メンテナンス距離G1は、ノズル周辺領域67が保持可能な最大量の液体により形成される液滴Fの下端とノズル開口面62aとの重力方向Zにおける寸法よりも小さく設定されている。そのため、ノズル周辺領域67においてノズル26から膨出した液体は、ノズル周辺領域67から滴下する前に板状部材55に接触する。
板状部材55の高さHは、板状部材55を伝って板状部材55の下端まで流れた液体が、ノズル開口面62aに形成される液滴Fと離れるように設定してもよい。また、板状部材55を液滴Fに接触させると、板状部材55を伝って板状部材55の下端まで流れて固定板53の上面に溜まった液体とノズル26内の液体とが板状部材55を介してつながり、固定板53の上面に溜まった液体の位置エネルギーが液体噴射部60内の液体に作用する場合がある。そして、固定板53の上面に溜まった液体の位置エネルギーが大きいと液滴Fが膨出していないノズル26に形成されているメニスカスを壊してしまうことがある。そのため、板状部材55の高さHにメンテナンス距離G1を加えた高さに相当する液体の位置エネルギーがノズル26内に形成される凹状のメニスカスが壊れるメニスカス耐圧より小さくなるように設定してもよい。本実施形態におけるメニスカス耐圧は3000Pa〜5000Pa、水頭換算で約300mm〜500mmであり、板状部材55の高さHは、約2mmである。
このように、接触状態では、ノズル26を含むノズル周辺領域67と板状部材55の上端部55fとが非接触の状態で、且つノズル26から膨出した液体と板状部材55の上端部55fとが接触する。制御部39は、ノズル26から膨出した液体と板状部材55の上端部55fとの接触状態を維持したまま、液体噴射部60とメンテナンスユニット50との相対移動を行わずに所定時間維持する。本実施形態では、ノズル26から膨出した液体と板状部材55の上端部55fとを接触状態とし、且つその接触状態を液体噴射部60と板状部材55との相対移動を行わずに所定時間維持することで接触動作を行っている。
接触動作を行う板状部材55は、ノズル面65の下方に位置し、且つノズル面65よりも親液性が高い。そのため、液滴Fと板状部材55の上端部55fとの接触状態を所定時間維持している間に、液滴Fは接触している板状部材55を伝って流れる。すなわち、液滴Fは、板状部材55に接触することにより表面張力のバランスが崩れて流れやすくなると共に、親液性が高い板状部材55に引かれる。上端部55fに接触し、板状部材55の表面を伝って重力方向Zに流れる液体は、排出口56aからメンテナンスユニット50の外部に排出される。
図9に示すように、制御部39は、ユニット駆動部77を駆動し、図9に白抜き矢印で示すように、メンテナンスユニット50を下方に移動させる。このとき、液体噴射部60とメンテナンスユニット50は、交差方向X及び払拭方向Yには移動しない。すなわち、板状部材55と液体噴射部60は、ノズル周辺領域67に対して上端部55fが重力方向Zに遠ざかるように相対移動する。このように、本実施形態では、接触動作の後、払拭動作を行う前に板状部材55と液体噴射部60とを重力方向Zに離間させる離間動作を行う。
離間動作によって、液体噴射部60とメンテナンスユニット50は、図9に示す払拭位置に位置する。払拭位置に位置する液体噴射部60は、ノズル周辺領域67と板状部材55の上端部55fとの間が重力方向Zに払拭距離G2だけ離れている。払拭距離G2は、メンテナンス距離G1よりも大きい。
払拭距離G2は、ノズル周辺領域67が保持可能な最大量の液体により形成される液滴Fの下端とノズル開口面62aとの重力方向Zにおける寸法よりも大きく設定されている。そのため、払拭位置に位置すると板状部材55は、ノズル周辺領域67に付着する液滴Fから離れる。
図10に示すように、制御部39は、払拭部材54と液体噴射部60とをノズル面65に沿う払拭方向Yに相対移動させてノズル面65を払拭する払拭動作を行う。すなわち、制御部39は、電動モーター71を正転駆動し、ユニットホルダー75及びメンテナンスユニット50を図10に白抜き矢印で示すように払拭方向Yに移動させる。
制御部39は、第1払拭部材57をノズル周辺領域67に接触させた状態で払拭動作を行った後、第2払拭部材58をノズル面65に接触させた状態で払拭動作を行う。板状部材55及び払拭部材54は、払拭方向Yに並んで配置されている。払拭部材54は、板状部材55に対して払拭方向Yの後方に位置する。払拭部材54のうち第1払拭部材57は、第2払拭部材58よりも払拭方向Yの前方に位置する。制御部39は、払拭動作において、払拭方向Yへメンテナンスユニット50を移動させるのに対し、液体噴射部60は移動させない。払拭動作では、板状部材55とノズル周辺領域67とが重力方向Zにおいて離間した状態に維持されつつ、払拭部材54と液体噴射部60とをノズル面65に沿う払拭方向Yに相対移動させてノズル面65を払拭する。
図10及び図11に示すように、第1払拭部材57による払拭動作は、第1払拭部材57をノズル周辺領域67に接触させた状態で行われる。この払拭動作では、中央領域57aが、ノズル周辺領域67に接触しつつノズル列64に沿って移動する。この第1払拭部材57による払拭動作によって、ノズル列64のノズル26を含むノズル周辺領域67に付着していた液体は、第1払拭部材57の端領域57bの表面に沿って外側領域68に移動する。
図11及び図12に示すように、第1払拭部材57による払拭動作に続いて、第2払拭部材58による払拭動作が行われる。第2払拭部材58による払拭動作では、第2払拭部材58が外側領域68に接触した状態で外側領域68に沿って移動する。この払拭動作によって、ノズル周辺領域67から外側領域68に移動した液体がノズル面65から除去される。なお、第2払拭部材58の払拭動作が行われるとき、非接触領域58aはノズル周辺領域67に接触しない。
メンテナンスユニット50が有する2つの払拭部材54は、ユニットホルダー75の往動距離である第1長さLYの距離を同時に移動する。この移動によって、2つの払拭部材54のうちの一方は、第1貫通孔66Aと第2貫通孔66Bによってカバー部材63から露出する2つのノズル周辺領域67を含むノズル面65を払拭する。2つの払拭部材54のうちの他方は、第3貫通孔66Cと第4貫通孔66Dによってカバー部材63から露出する2つのノズル周辺領域67を含むノズル面65を払拭する。
2つの第2払拭部材58は、払拭方向Yから見て重なる部分を有してもよい。2つの第2払拭部材58が互いに重なる部分を有することで、一方の第2払拭部材58が払拭できずにノズル面65に残った液体を、他方の第2払拭部材58で払拭できる。
交差方向Xにおいて、2つの第2払拭部材58を配置する範囲は、ノズル面65の寸法よりも大きくすると、ノズル面65の全体を2つの第2払拭部材58によって払拭できる。第2払拭部材58によるノズル面65の払拭に伴って、ノズル面65上の液体が第2払拭部材58の表面を伝って重力方向Zに流れる。払拭動作により集められた液体はユニット枠体51のユニット穴部52の底面に設けた不図示の排出口からユニット枠体51の外に排出してもよい。
制御部39は、ユニットホルダー75を図3に二点鎖線で示す払拭終了位置まで移動させると、電動モーター71の駆動を停止して払拭動作を終了する。払拭動作の終了後、制御部39は、ユニット駆動部77を駆動し、メンテナンスユニット50を下方に移動させる。制御部39は、電動モーター71を逆転駆動し、払拭終了位置に位置するユニットホルダー75を払拭開始位置まで戻す。払拭開始位置に位置するメンテナンスユニット50は、接触動作が行われる前と同様に液体噴射部60と重力方向Zにおいて対向する。
図13に示すように、制御部39は、ユニット駆動部77と移動機構28のうち、少なくとも一方を駆動して液体噴射部60とメンテナンスユニット50を重力方向Zに相対移動させ、キャッピング動作を行う。キャッピング動作により、液体噴射部60とメンテナンスユニット50は、キャッピング位置に位置する。キャッピング動作では、制御部39は、ユニット駆動部77を駆動してメンテナンスユニット50を上方に向けて移動させてもよいし、移動機構28を駆動して液体噴射部60を下方に向けて移動させてもよい。
キャッピング位置に位置するキャップ56は、先端部がカバー部材63の外側領域68と接触し、液体噴射部60との間に閉空間を形成する。これにより、各ノズル26内の液体の乾燥を抑制できる。
本実施形態の効果について説明する。
(1)制御部39は、払拭動作を行う前に接触動作を行う。接触動作では、ノズル26から膨出した液体が板状部材55の上端部55fに近づく方向が重力方向Zとなるように、ノズル26から膨出した液体と板状部材55の上端部55fとを接触させる。ノズル面65に沿う方向で液体噴射部60と板状部材55との相対移動を行わずに板状部材55の上端部55fをノズル26から膨出した液体に接触させることができる。したがって、ノズル面65に沿う方向で液体噴射部60と板状部材55との相対移動を行いながら上端部55fをノズル26から膨出した液体に接触させる場合に比べ、液体噴射部60内の圧力変動を低減できる。
(1)制御部39は、払拭動作を行う前に接触動作を行う。接触動作では、ノズル26から膨出した液体が板状部材55の上端部55fに近づく方向が重力方向Zとなるように、ノズル26から膨出した液体と板状部材55の上端部55fとを接触させる。ノズル面65に沿う方向で液体噴射部60と板状部材55との相対移動を行わずに板状部材55の上端部55fをノズル26から膨出した液体に接触させることができる。したがって、ノズル面65に沿う方向で液体噴射部60と板状部材55との相対移動を行いながら上端部55fをノズル26から膨出した液体に接触させる場合に比べ、液体噴射部60内の圧力変動を低減できる。
(2)制御部39は、板状部材55と液体噴射部60を相対移動させ、板状部材55の上端部55fがノズル周辺領域67に対向する位置で停止した状態で、ノズル26から液体を膨出させる。ノズル26から膨出した液体は重力方向Zに垂れ下がるため、液体を板状部材55に対して重力方向Zに近づけることができる。
(3)接触動作により液体噴射部60と板状部材55とを相対移動させない状態で所定時間経過した後も、板状部材55は、ノズル26から膨出した液体に接触していることがある。その点、制御部39は、ノズル周辺領域67に対して重力方向Zで上端部55fが遠ざかるように板状部材55と液体噴射部60とを相対移動させた後、払拭動作を行う。そのため、板状部材55と液体噴射部60とをノズル面65に沿う方向に相対移動させた後に払拭動作を行う場合に比べ、液体噴射部60内の圧力変動を低減できる。
(4)ノズル周辺領域67は、ノズル周辺領域67より重力方向Zに突出する外側領域68により囲まれる。ノズル26から膨出してノズル周辺領域67に拡がる液体は、外側領域68により拡がりが制限され、ノズル周辺領域67において液滴Fを形成する。そのため、交差方向Xにおけるノズル周辺領域67の寸法より交差方向Xにおける上端部55fの寸法を小さくしても、液滴Fと上端部55fとを接触させやすくできる。交差方向Xにおける上端部55fの寸法を小さくすることで、上端部55fに液体が滞留しにくくできる。
(5)ノズル形成部材62を覆うカバー部材63により外側領域68が形成されている。カバー部材63が有する第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dの内側で露出するノズル形成部材62のノズル開口面62aがノズル周辺領域67となる。したがって、ノズル周辺領域67と、ノズル周辺領域67より突出する外側領域68と、を容易に形成できる。
(6)払拭部材54は、第1払拭部材57と第2払拭部材58とを有する。制御部39は、接触動作によりノズル周辺領域67に滞留する液体の量を減少させた後、第1払拭部材57によりノズル周辺領域67を払拭する。第1払拭部材57の払拭により、第1払拭部材57で保持できない液体は、ノズル周辺領域67を囲む外側領域68に移動する。したがって、外側領域68に移動した液体は、第2払拭部材58により払拭できる。第2払拭部材58は、ノズル周辺領域67に接触しない非接触領域58aを有するため、液体を保持した第2払拭部材58でノズル周辺領域67を払拭する虞を低減できる。
(7)板状部材55は、ノズル周辺領域67よりも親液性が高い。そのため、ノズル周辺領域67に滞留する液体は、板状部材55に接触することにより、板状部材55を伝って流れやすくできる。
(8)複数のノズル26は、液体噴射部60内で連通する。ノズル面65に沿う方向で液体噴射部60と相対移動しながら板状部材55を液滴Fに接触させると、板状部材55を伝って一部のノズル26から流れ出る液体に引かれ、液体噴射部60に付着した液体が他のノズル26から液体噴射部60内に引き込まれてしまうことがある。その点、ノズル面65に沿う方向で板状部材55と液体噴射部60とが相対移動を行わない状態で、板状部材55の上端部55fをノズル列64を構成する複数のノズル26から膨出した液体と接触させる。そのため、上端部55fと接触して負圧が作用する液体によって液体噴射部60内を経由して上端部55fと接触していない液体、外気、及びノズル面65の異物を液体噴射部60内に取り込みにくくできる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・接触動作は、板状部材55の上端部55fがカバー部材63における外側領域68と接触する位置で行うものであってもよい。この形態では、板状部材55及びキャップ56の少なくとも一方の重力方向Zの寸法を変更することにより、板状部材55の上端部55fをキャップ56から上方に突出させる。さらに、図8に示すノズル周辺領域67と板状部材55の上端部55fとの間の重力方向Zにおけるメンテナンス距離G1が、カバー部材63の厚みと同じ寸法になるように、制御部39は、液体噴射部60およびメンテナンスユニット50を移動させる。このように移動させることで、図8に示す接触動作において、板状部材55の上端部55fは、カバー部材63における外側領域68と接触する状態になるとともに、ノズル周辺領域67に対してカバー部材63の厚み分の隙間を有する非接触の状態となる。この変形例によれば、接触動作時において、ノズル周辺領域67と板状部材55の上端部55fとを非接触に維持しやすい。
・接触動作は、板状部材55の上端部55fがカバー部材63における外側領域68と接触する位置で行うものであってもよい。この形態では、板状部材55及びキャップ56の少なくとも一方の重力方向Zの寸法を変更することにより、板状部材55の上端部55fをキャップ56から上方に突出させる。さらに、図8に示すノズル周辺領域67と板状部材55の上端部55fとの間の重力方向Zにおけるメンテナンス距離G1が、カバー部材63の厚みと同じ寸法になるように、制御部39は、液体噴射部60およびメンテナンスユニット50を移動させる。このように移動させることで、図8に示す接触動作において、板状部材55の上端部55fは、カバー部材63における外側領域68と接触する状態になるとともに、ノズル周辺領域67に対してカバー部材63の厚み分の隙間を有する非接触の状態となる。この変形例によれば、接触動作時において、ノズル周辺領域67と板状部材55の上端部55fとを非接触に維持しやすい。
・メンテナンス動作は、払拭動作後において、キャップ56の先端部とカバー部材63の外側領域68とを接触させるキャッピング動作を含まなくてもよい。制御部39は、払拭動作の後、液体噴射部60を交差方向Xに移動させ、フラッシングユニット45にフラッシングをしてもよいし、搬送領域PAを搬送される媒体13に印刷してもよい。
・メンテナンスユニット50は、キャップ56を備えない構成としてもよい。この場合、板状部材55を液滴Fに接触させると、板状部材55を伝って板状部材55の下端まで流れてユニット穴部52の底面に溜まった液体とノズル26内の液体とが板状部材55を介してつながり、ユニット穴部52の底面に溜まった液体の位置エネルギーが液体噴射部60内の液体に作用する場合がある。そして、ユニット穴部52の底面に溜まった液体の位置エネルギーが大きいと液滴Fが膨出していないノズル26に形成されているメニスカスを壊してしまうことがある。このため、重力方向Zにおける板状部材55の上端部55fからユニット穴部52の底面までの距離にメンテナンス距離G1を加えた高さに相当する液体の位置エネルギーがノズル26内に形成される凹状のメニスカスが壊れるメニスカス耐圧より小さくなるように設定することが好ましい。
・液体噴射装置11は、クリーニング機構47とは別に液体噴射部60との間にノズル26を囲む閉空間を形成するキャップ機構を備えてもよい。この場合、例えば交差方向Xにおいて、フラッシングユニット45とクリーニング機構47との間となる位置にキャップ機構を配置してもよい。そして、キャップ機構にメンテナンスユニット50のユニット駆動部77と同様の機構を設けてキャッピング動作を行ってもよいし、閉空間を吸引可能に吸引ポンプを備えてもよい。キャップ機構は、第1貫通孔66A、第2貫通孔66B,第3貫通孔66C、及び第4貫通孔66Dに対応する複数のキャップを備え、カバー部材63に接触してそれぞれの貫通孔内のノズル26を囲む閉空間を別々に形成してもよい。キャップ機構は、キャリッジ本体25Aと接触して液体噴射部60の全ノズル26を囲む閉空間を形成可能な一つのキャップを備えてもよい。
・第1払拭部材57における中央領域57aは、払拭方向Yの後方に突出するように湾曲する湾曲板状であってもよい。
・中央領域57aに対して端領域57bが傾斜せず、中央領域57aから端領域57bまでの第1払拭部材57の全体が平板状であってもよい。
・中央領域57aに対して端領域57bが傾斜せず、中央領域57aから端領域57bまでの第1払拭部材57の全体が平板状であってもよい。
・第2払拭部材58における非接触領域58aの第5幅W5は、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dにおける第2幅W2と同じでもよいし、第2幅W2より小さくてもよい。要するに、第5幅W5は、板状部材55の第3幅W3より大きければよい。
・第2払拭部材58から非接触領域58aを省略することにより、第2払拭部材58の全体形状を矩形平板状としてもよい。
・払拭方向Yは、搬送方向Y1における下流から上流に向かう方向であってもよいし、搬送方向Y1における上流から下流に向かう方向であってもよい。払拭方向Yは、交差方向Xと同じであってもよいし、交差方向Xとは反対の方向と同じであってもよい。払拭部材54は、板状部材55よりも払拭方向Yの上流に配置すると、接触動作の後に容易に払拭動作を行うことができる。
・払拭方向Yは、搬送方向Y1における下流から上流に向かう方向であってもよいし、搬送方向Y1における上流から下流に向かう方向であってもよい。払拭方向Yは、交差方向Xと同じであってもよいし、交差方向Xとは反対の方向と同じであってもよい。払拭部材54は、板状部材55よりも払拭方向Yの上流に配置すると、接触動作の後に容易に払拭動作を行うことができる。
・払拭部材54は、第1払拭部材57及び第2払拭部材58のうちのいずれか1つを有するものであってもよい。例えば、払拭部材54が第2払拭部材58のみを有する場合は、この第2払拭部材58はノズル周辺領域67に接触させてもよい。払拭部材54が第1払拭部材57のみを有する場合は、交差方向Xにおける第1払拭部材57の第1払拭幅W11を第2払拭幅W12と同じ寸法にしてもよい。液体噴射装置11は、第1払拭部材57および第2払拭部材58に第3払拭部材を加えるなど3つ以上の払拭部材54を有していてもよい。
・払拭部材54は、ゴム部材以外の材料から形成されるものであってもよい。払拭部材54の材料としては、樹脂部材、弾性のある樹脂エラストマー、及び布部材が挙げられる樹脂エラストマーとしては、シリコン系エラストマーが挙げられる。
・交差方向Xにおける板状部材55の上端部55fの第3幅W3は、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dにおける第2幅W2より大きくてもよい。この形態では、交差方向Xにおける板状部材55の上端部55fの第3幅W3が、交差方向Xにおけるノズル周辺領域67の寸法より大きくなる。
・板状部材55は、撥液処理が施されていてもよい。
・板状部材55は樹脂製であってもよいし、ゴム製であってもよい。要するに、板状部材55は、液体を吸収しない非吸収性部材であればよい。
・板状部材55は樹脂製であってもよいし、ゴム製であってもよい。要するに、板状部材55は、液体を吸収しない非吸収性部材であればよい。
・板状部材55の上端部55fは、重力方向Zの上方に向けて突出するように湾曲する湾曲面を有していてもよい。
・液体噴射装置11は、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dに個別に対応するように4つの板状部材55を備えてもよい。各板状部材55は、接触動作において、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dから露出するノズル周辺領域67のうち、対応するノズル周辺領域67に対向してもよい。
・液体噴射装置11は、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dに個別に対応するように4つの板状部材55を備えてもよい。各板状部材55は、接触動作において、第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dから露出するノズル周辺領域67のうち、対応するノズル周辺領域67に対向してもよい。
・メンテナンスユニット50において、板状部材55と払拭部材54は、それぞれ独立して移動可能な構成としてもよい。
・離間動作において、制御部39は、液体噴射部60を重力方向Zの上方に向けて移動させてもよいし、液体噴射部60及び板状部材55の両方を互いに重力方向Zで離間するように移動させてもよい。要するに、離間動作は、ノズル周辺領域67に対して重力方向Zで板状部材55の上端部55fが遠ざかるように板状部材55と液体噴射部60とを相対移動させるものであればよい。
・離間動作において、制御部39は、液体噴射部60を重力方向Zの上方に向けて移動させてもよいし、液体噴射部60及び板状部材55の両方を互いに重力方向Zで離間するように移動させてもよい。要するに、離間動作は、ノズル周辺領域67に対して重力方向Zで板状部材55の上端部55fが遠ざかるように板状部材55と液体噴射部60とを相対移動させるものであればよい。
・制御部39は、接触動作が行われた後に、離間動作を行うことなく払拭動作を行うようにしてもよい。
・接触動作において、制御部39は、液体噴射部60及び板状部材55の少なくとも一方をZ軸に沿って移動させることにより、ノズル26から膨出した液体と上端部55fとを接触させてもよい。すなわち、制御部39は、液体噴射部60を下方に向けて移動させてもよいし、板状部材55を上方に向けて移動させてもよい。この形態においても、ノズル26から膨出した液体が上端部55fに近づく方向が重力方向Zとなるように、ノズル26から膨出した液体と上端部55fとが接触する。
・接触動作において、制御部39は、液体噴射部60及び板状部材55の少なくとも一方をZ軸に沿って移動させることにより、ノズル26から膨出した液体と上端部55fとを接触させてもよい。すなわち、制御部39は、液体噴射部60を下方に向けて移動させてもよいし、板状部材55を上方に向けて移動させてもよい。この形態においても、ノズル26から膨出した液体が上端部55fに近づく方向が重力方向Zとなるように、ノズル26から膨出した液体と上端部55fとが接触する。
・払拭動作は、払拭部材54を移動させずに液体噴射部60を移動させることで行ってもよいし、払拭部材54及び液体噴射部60の両方を移動させて行ってもよい。要するに、払拭動作は、払拭部材54と液体噴射部60とをノズル面65に沿う払拭方向に相対移動させるものであればよい。
・ノズル面65を構成する外側領域68の撥液性はノズル周辺領域67より低くてもよいし、外側領域68を形成するカバー部材63の表面に撥液処理を施さなくてもよい。この場合も、板状部材55と液体とが接触した場合に液体の液体面が板状部材55の表面となす接触角は、ノズル周辺領域67と液体とが接触した場合に液体の液体面がノズル周辺領域67の表面となす接触角より小さいことが好ましい。
・液体噴射部60は、カバー部材63を備えない構成としてもよい。ノズル面65は、ノズル開口面62aにより構成される平面であってもよい。ノズル面65が平面である場合、ノズル開口面62aの全体をノズル周辺領域67としてもよい。ノズル形成部材62は、ノズル開口面62aを凹凸状に形成してもよい。例えば、ノズル開口面62aは、ノズル26の周りを突出面によって囲むようにしてもよい。この場合、突出面により囲まれる領域がノズル26が形成させたノズル周辺領域67となり、突出面が外側領域68となる。
・第1貫通孔66A〜第4貫通孔66Dから露出する各ノズル周辺領域67には、一列のノズル列64が位置していてもよい。
・制御部39は、圧力調整ユニット38に代えて、供給ポンプ34の動作によって液体噴射部60に供給される液体を加圧することにより、ノズル26から液体を膨出させてもよい。制御部39は、圧力調整ユニット38と供給ポンプ34の動作によって、加圧した液体をノズル26から膨出させてもよい。
・制御部39は、圧力調整ユニット38に代えて、供給ポンプ34の動作によって液体噴射部60に供給される液体を加圧することにより、ノズル26から液体を膨出させてもよい。制御部39は、圧力調整ユニット38と供給ポンプ34の動作によって、加圧した液体をノズル26から膨出させてもよい。
・制御部39は、ノズル26から液体を膨出させた状態で、液体噴射部60に備えられたアクチュエーターを駆動させてもよい。これにより、ノズル26内やノズル周辺領域67に付着した異物の接触動作による回収効率の向上が期待できる。
・上記実施形態において採用される液体は、溶剤を主溶媒とする顔料インクであってもよいし、水系の染料インクであってもよい。顔料を含まない場合であっても、例えばノズル周辺領域67に増粘した液体成分や固化した液体成分などの異物が付着した状態で払拭動作を行うと、ノズル面65にダメージを与えてしまう虞がある。その点、払拭動作の前に接触動作を行うことによって、ノズル周辺領域67に付着した異物を洗い流すことができるため、ノズル面65へのダメージを低減しつつ払拭動作を行うことができる。
・上記実施形態において、液体噴射装置11は、液体噴射部60が交差方向Xに移動しながら液体を噴射し、停止する媒体13に対して印刷する所謂シリアルヘッドタイプに限らない。液体噴射装置11は、液体噴射部60を媒体13の幅方向に亘って設け、搬送される媒体13に対して停止した液体噴射部60から液体を噴射して印刷するラインヘッドタイプとしてもよい。
・上記実施形態において、液体噴射装置11は、インク以外の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置であってもよい。インク以外の液体としては、例えば、液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、及び液状金属のような流状体が挙げられる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなども含むものとする。液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したような水系インク、非水系インク、油性インク、ジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物や液晶等が挙げられる。液体噴射装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置がある。また、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置であってもよい。また、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置であってもよい。
以下に、上述した実施形態及び変更例から把握される技術的思想及びその作用効果を記載する。
(A)液体噴射装置は、供給される液体をノズル面に配置されてノズル列を構成する複数のノズルから噴射可能な液体噴射部と、前記液体を吸収しない非吸収性部材で形成され、前記ノズル列の延びる方向における寸法が前記ノズル列以上である上端部を有する板状の板状部材と、前記ノズル面を払拭可能な払拭部材と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記ノズル面のうち前記ノズルを含むノズル周辺領域と前記上端部とが非接触の状態で、前記ノズルから膨出した前記液体が前記上端部に近づく方向が重力方向となるように、前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部とを接触させ、かつ前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部との接触状態を前記液体噴射部と前記板状部材との相対移動を行わずに所定時間維持する接触動作を行い、前記接触動作の後、前記払拭部材と前記液体噴射部とを前記ノズル面に沿う払拭方向に相対移動させて当該ノズル面を払拭する払拭動作を行う。
(A)液体噴射装置は、供給される液体をノズル面に配置されてノズル列を構成する複数のノズルから噴射可能な液体噴射部と、前記液体を吸収しない非吸収性部材で形成され、前記ノズル列の延びる方向における寸法が前記ノズル列以上である上端部を有する板状の板状部材と、前記ノズル面を払拭可能な払拭部材と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記ノズル面のうち前記ノズルを含むノズル周辺領域と前記上端部とが非接触の状態で、前記ノズルから膨出した前記液体が前記上端部に近づく方向が重力方向となるように、前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部とを接触させ、かつ前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部との接触状態を前記液体噴射部と前記板状部材との相対移動を行わずに所定時間維持する接触動作を行い、前記接触動作の後、前記払拭部材と前記液体噴射部とを前記ノズル面に沿う払拭方向に相対移動させて当該ノズル面を払拭する払拭動作を行う。
この構成によれば、制御部は、払拭動作を行う前に接触動作を行う。接触動作では、ノズルから膨出した液体が板状部材の上端部に近づく方向が重力方向となるように、ノズルから膨出した液体と板状部材の上端部とを接触させる。なお、ノズルから膨出した液体が板状部材の上端部に近づく方向が重力方向となるようにノズルから膨出した液体と上端部とを接触させることは、液体噴射部を重力方向に移動させること、板状部材を重力方向とは反対方向に移動させること、及びノズルから膨出した液体が重力方向に垂れ下がることのうち、少なくとも1つの方法を行うことによって実現できる。言い換えると、ノズル面に沿う方向で液体噴射部と板状部材との相対移動を行わずに板状部材の上端部をノズルから膨出した液体に接触させることができる。したがって、ノズル面に沿う方向で液体噴射部と板状部材との相対移動を行いながら上端部をノズルから膨出した液体に接触させる場合に比べ、液体噴射部内の圧力変動を低減できる。
(B)液体噴射装置において、前記制御部は、前記ノズル周辺領域に対して重力方向で前記上端部が対向するように前記板状部材と前記液体噴射部とを相対移動させた後、前記ノズルから前記液体を膨出させることにより前記接触動作を行ってもよい。
この構成によれば、制御部は、板状部材と液体噴射部を相対移動させ、板状部材の上端部がノズル周辺領域に対向する位置で停止した状態で、ノズルから液体を膨出させる。ノズルから膨出した液体は重力方向に垂れ下がるため、液体を板状部材に対して重力方向に近づけることができる。
(C)液体噴射装置において、前記制御部は、前記接触動作を行い、前記ノズル周辺領域に対して重力方向で前記上端部が遠ざかるように前記板状部材と前記液体噴射部とを相対移動させた後、前記払拭動作を行ってもよい。
接触動作により液体噴射部と板状部材とを相対移動させない状態で所定時間経過した後も、板状部材は、ノズルから膨出した液体に接触していることがある。その点、この構成によれば、制御部は、ノズル周辺領域に対して重力方向で上端部が遠ざかるように板状部材と液体噴射部とを相対移動させた後、払拭動作を行う。そのため、板状部材と液体噴射部とをノズル面に沿う方向に相対移動させた後に払拭動作を行う場合に比べ、液体噴射部内の圧力変動を低減できる。
(D)液体噴射装置において、前記ノズル面は、前記ノズル周辺領域と、該ノズル周辺領域より重力方向に突出した突出面であって該ノズル周辺領域を囲む外側領域と、を有し、前記ノズル列と交差する交差方向における前記上端部の寸法は、前記交差方向における前記ノズル周辺領域の寸法より小さくてもよい。
この構成によれば、ノズル周辺領域は、ノズル周辺領域より重力方向に突出する外側領域により囲まれる。ノズルから膨出してノズル周辺領域に拡がる液体は、外側領域により拡がりが制限され、ノズル周辺領域において液滴を形成する。そのため、交差方向におけるノズル周辺領域の寸法より交差方向における上端部の寸法を小さくしても液滴と上端部とを接触させやすくできる。交差方向における上端部の寸法を小さくすることで、上端部に液体が滞留しにくくできる。
(E)液体噴射装置において、前記外側領域は、前記ノズルが形成されるノズル形成部材を覆うカバー部材により形成され、前記カバー部材は、前記ノズル周辺領域を露出させる貫通孔を有してもよい。
この構成によれば、ノズル形成部材を覆うカバー部材により外側領域が形成され、カバー部材が有する貫通孔の内側で露出するノズル形成部材の部分がノズル周辺領域となる。したがって、ノズル周辺領域と、ノズル周辺領域より突出する外側領域と、を容易に形成できる。
(F)液体噴射装置において、前記払拭方向は前記ノズル列に沿う方向であり、前記払拭部材は、前記ノズル列と交差する交差方向における寸法が前記ノズル周辺領域よりも大きい第1払拭部材と、前記交差方向における寸法が前記第1払拭部材よりも大きい第2払拭部材と、を備え、前記第1払拭部材は、前記払拭動作において前記ノズル周辺領域に接触する中央領域と、該中央領域よりも前記交差方向の端に位置する端領域と、を有し、前記中央領域は、該端領域よりも前記払拭方向の前方に突出し、前記第2払拭部材は、前記払拭動作において前記ノズル周辺領域に接触しない非接触領域を有し、前記交差方向における前記非接触領域の寸法は、前記上端部の寸法より大きく、前記制御部は、前記第1払拭部材を前記ノズル周辺領域に接触させた状態で前記払拭動作を行った後、前記第2払拭部材を前記ノズル面に接触させた状態で前記払拭動作を行ってもよい。
この構成によれば、払拭部材は、第1払拭部材と第2払拭部材とを有する。制御部は、接触動作によりノズル周辺領域に滞留する液体の量を減少させた後、第1払拭部材によりノズル周辺領域を払拭する。第1払拭部材の払拭により、第1払拭部材で保持できない液体は、ノズル周辺領域を囲む外側領域に移動する。したがって、外側領域に移動した液体は、第2払拭部材により払拭できる。第2払拭部材は、ノズル周辺領域に接触しない非接触領域を有するため、液体を保持した第2払拭部材でノズル周辺領域を払拭する虞を低減できる。
(G)液体噴射装置において、前記板状部材と前記液体とが接触した場合に該液体の液体面が該板状部材の表面となす接触角は、前記ノズル周辺領域と前記液体とが接触した場合に該液体の液体面が該ノズル周辺領域の表面となす接触角より小さくてもよい。
この構成によれば、板状部材は、ノズル周辺領域よりも親液性が高い。そのため、ノズル周辺領域に滞留する液体は、板状部材に接触することにより、板状部材を伝って流れやすくできる。
(H)液体噴射装置のメンテナンス方法は、供給される液体をノズル面に配置されてノズル列を構成する複数のノズルから噴射可能な液体噴射部と、前記液体を吸収しない非吸収性部材で形成され、前記ノズル列の延びる方向における寸法が前記ノズル列以上である上端部を有する板状の板状部材と、前記ノズル面を払拭可能な払拭部材と、を備える液体噴射装置のメンテナンス方法であって、前記ノズル面のうち前記ノズルを含むノズル周辺領域と前記上端部とが非接触の状態で、前記ノズルから膨出した前記液体が前記上端部に近づく方向が重力方向となるように、前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部とを接触させ、かつ前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部との接触状態を前記液体噴射部と前記板状部材との相対移動を行わずに所定時間維持する接触動作を行い、前記接触動作の後、前記払拭部材と前記液体噴射部とを前記ノズル面に沿う払拭方向に相対移動させて当該ノズル面を払拭する払拭動作を行う。この方法によれば、上記液体噴射装置と同様の効果を奏することができる。
(I)液体噴射装置のメンテナンス方法において、前記ノズル周辺領域に対して重力方向で前記上端部が対向するように前記板状部材と前記液体噴射部とを相対移動させた後、前記ノズルから前記液体を膨出させることにより前記接触動作を行ってもよい。この方法によれば、上記液体噴射装置と同様の効果を奏することができる。
(J)液体噴射装置のメンテナンス方法において、前記接触動作を行い、前記ノズル周辺領域に対して重力方向で前記上端部が遠ざかるように前記板状部材と前記液体噴射部とを相対移動させた後、前記払拭動作を行ってもよい。この方法によれば、上記液体噴射装置と同様の効果を奏することができる。
11…液体噴射装置、12…支持台、13…媒体、14…搬送部、15…印刷部、16…本体、17…カバー、18…上流搬送ローラー対、19…下流搬送ローラー対、20…案内板、22…第1ガイド軸、23…第2ガイド軸、24A…搬送モーター、24B…キャリッジモーター、25…キャリッジ、25A…キャリッジ本体、25B…キャリッジベース、26…ノズル、28…移動機構、30…液体収容体、31…供給機構、32…装着部、33…供給経路、34…供給ポンプ、35…フィルターユニット、36…スタティックミキサー、37…液体貯留室、38…圧力調整ユニット、39…制御部、40…ダイヤフラムポンプ、41…吸入弁、42…吐出弁、43…メンテナンス機構、44…液体受容部、45…フラッシングユニット、47…クリーニング機構、50…メンテナンスユニット、51…ユニット枠体、52…ユニット穴部、53…固定板、54…払拭部材、55…板状部材、55f…上端部、56…キャップ、56a…排出口、57…第1払拭部材、57a…中央領域、57b…端領域、58…第2払拭部材、58a…非接触領域、60…液体噴射部、61…ブラケット部、62…ノズル形成部材、62a…ノズル開口面、63…カバー部材、64…ノズル列、65…ノズル面、66A…第1貫通孔、66B…第2貫通孔、66C…第3貫通孔、66D…第4貫通孔、67…ノズル周辺領域、68…外側領域、70…ホルダー駆動部、71…電動モーター、72…ベルト、72a…駆動プーリー、72b…従動プーリー、73…ガイドフレーム、74…駆動モーター、75…ユニットホルダー、76…偏心カム、77…ユニット駆動部、A…供給方向、F…液滴、G1…メンテナンス距離、G2…払拭距離、H…高さ、HP…ホーム位置、L1…第1寸法、L2…第2寸法、L3…第3寸法、L4…第4寸法、LY…第1長さ、LZ…第2長さ、PA…搬送領域、W1…第1幅、W2…第2幅、W3…第3幅、W4…第4幅、W5…第5幅、W11…第1払拭幅、W12…第2払拭幅、Wa…中央幅、X…交差方向、Y…払拭方向、Y1…搬送方向、Z…重力方向。
Claims (10)
- 供給される液体をノズル面に配置されてノズル列を構成する複数のノズルから噴射可能な液体噴射部と、
前記液体を吸収しない非吸収性部材で形成され、前記ノズル列の延びる方向における寸法が前記ノズル列以上である上端部を有する板状の板状部材と、
前記ノズル面を払拭可能な払拭部材と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記ノズル面のうち前記ノズルを含むノズル周辺領域と前記上端部とが非接触の状態で、前記ノズルから膨出した前記液体が前記上端部に近づく方向が重力方向となるように、前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部とを接触させ、かつ前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部との接触状態を前記液体噴射部と前記板状部材との相対移動を行わずに所定時間維持する接触動作を行い、
前記接触動作の後、前記払拭部材と前記液体噴射部とを前記ノズル面に沿う払拭方向に相対移動させて当該ノズル面を払拭する払拭動作を行うことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記制御部は、前記ノズル周辺領域に対して重力方向で前記上端部が対向するように前記板状部材と前記液体噴射部とを相対移動させた後、前記ノズルから前記液体を膨出させることにより前記接触動作を行うことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
- 前記制御部は、前記接触動作を行い、前記ノズル周辺領域に対して重力方向で前記上端部が遠ざかるように前記板状部材と前記液体噴射部とを相対移動させた後、前記払拭動作を行うことを特徴とする請求項2に記載の液体噴射装置。
- 前記ノズル面は、前記ノズル周辺領域と、該ノズル周辺領域より重力方向に突出した突出面であって該ノズル周辺領域を囲む外側領域と、を有し、
前記ノズル列と交差する交差方向における前記上端部の寸法は、前記交差方向における前記ノズル周辺領域の寸法より小さいことを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記外側領域は、前記ノズルが形成されるノズル形成部材を覆うカバー部材により形成され、
前記カバー部材は、前記ノズル周辺領域を露出させる貫通孔を有することを特徴とする請求項4に記載の液体噴射装置。 - 前記払拭方向は前記ノズル列に沿う方向であり、
前記払拭部材は、
前記ノズル列と交差する交差方向における寸法が前記ノズル周辺領域よりも大きい第1払拭部材と、
前記交差方向における寸法が前記第1払拭部材よりも大きい第2払拭部材と、
を備え、
前記第1払拭部材は、前記払拭動作において前記ノズル周辺領域に接触する中央領域と、該中央領域よりも前記交差方向の端に位置する端領域と、を有し、前記中央領域は、該端領域よりも前記払拭方向の前方に突出し、
前記第2払拭部材は、前記払拭動作において前記ノズル周辺領域に接触しない非接触領域を有し、前記交差方向における前記非接触領域の寸法は、前記上端部の寸法より大きく、
前記制御部は、前記第1払拭部材を前記ノズル周辺領域に接触させた状態で前記払拭動作を行った後、前記第2払拭部材を前記ノズル面に接触させた状態で前記払拭動作を行うことを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記板状部材と前記液体とが接触した場合に該液体の液体面が該板状部材の表面となす接触角は、前記ノズル周辺領域と前記液体とが接触した場合に該液体の液体面が該ノズル周辺領域の表面となす接触角より小さいことを特徴とする請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
- 供給される液体をノズル面に配置されてノズル列を構成する複数のノズルから噴射可能な液体噴射部と、
前記液体を吸収しない非吸収性部材で形成され、前記ノズル列の延びる方向における寸法が前記ノズル列以上である上端部を有する板状の板状部材と、
前記ノズル面を払拭可能な払拭部材と、
を備える液体噴射装置のメンテナンス方法であって、
前記ノズル面のうち前記ノズルを含むノズル周辺領域と前記上端部とが非接触の状態で、前記ノズルから膨出した前記液体が前記上端部に近づく方向が重力方向となるように、前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部とを接触させ、かつ前記ノズルから膨出した前記液体と前記上端部との接触状態を前記液体噴射部と前記板状部材との相対移動を行わずに所定時間維持する接触動作を行い、
前記接触動作の後、前記払拭部材と前記液体噴射部とを前記ノズル面に沿う払拭方向に相対移動させて当該ノズル面を払拭する払拭動作を行うことを特徴とする液体噴射装置のメンテナンス方法。 - 前記ノズル周辺領域に対して重力方向で前記上端部が対向するように前記板状部材と前記液体噴射部とを相対移動させた後、前記ノズルから前記液体を膨出させることにより前記接触動作を行うことを特徴とする請求項8に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。
- 前記接触動作を行い、前記ノズル周辺領域に対して重力方向で前記上端部が遠ざかるように前記板状部材と前記液体噴射部とを相対移動させた後、前記払拭動作を行うことを特徴とする請求項9に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。
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