JP4361253B2

JP4361253B2 - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP4361253B2
Application number: JP2002283336A
Authority: JP
Inventors: 谷宗秀金; 村隆義勝
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004114590A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液滴を噴射する液体噴射装置に関する。従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置は、一般に、キャリッジに搭載されて記録紙等の記録媒体の幅方向（ヘッド走査方向）に往復移動するインクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）と、記録媒体をヘッド走査方向と直交する方向（媒体送り方向）に移動させる送り手段と、を備えている。
【０００４】
このインクジェット式記録装置においては、印刷データに対応して記録ヘッドより記録媒体に対してインク滴（液滴）を吐出させることで印刷が行われる。そして、キャリッジに搭載される記録ヘッドを、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクの吐出が可能なものとすることにより、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【０００５】
上述した記録ヘッドは、圧力室で加圧したインクを微細なノズル開口からインク滴として吐出させるものであるため、記録ヘッドのノズル形成面を清浄に保っておく必要がある。つまり、記録ヘッドのノズル形成面に紙粉等の異物が付着したり、或いはノズル開口からインクを吸引する吸引動作の際にノズル形成面に付着したインクをそのままにしておくと、ノズル開口の周囲に存在する異物やインクの影響でインク滴の吐出特性が変化してしまったり、場合によってインク滴を吐出できなくなってしまう恐れがある。
【０００６】
そこで、記録ヘッドのノズル形成面に付着した紙粉等の異物やインクを除去するために、ノズル形成面にワイピング部材を摺動させて異物やインクを拭き取るワイピング操作が実施される。一般にワイピング部材は、ブレード状の弾性体によって形成されている。
【０００７】
前記の如くワイピング操作の際には、弾性のワイピング部材が記録ヘッドのノズル形成面上を摺動するため、ワイピング部材が記録ヘッドから離れる際に、ワイピング部材がその弾性力によって元の形状に勢いよく復元する。このとき、ワイピング部材によって拭き取られてそこに付着していたインクは、ワイピング部材の復元時の勢いによって周囲に飛翔し、記録装置の内部がインクで汚損されてしまうという問題がある。
【０００８】
この問題に対処するための手段として、記録ヘッドにインク吸収体を設け、ワイピング操作の際にワイピング部材がインク吸収体に接触するようにして、ワイピング部材からインクが飛翔する前にインク吸収体でインクを吸収するという手段が提案されている（特開２０００−７１４６６号公報の図５、図６、特開平３−２４０５５１号公報の図１）。
【０００９】
また、ワイピング部材から飛翔したインクを記録ヘッドに設けたインク吸収体によって受け止めるという手段が提案されている（特開平１１−２４０１６３号公報の図２）。
【００１０】
或いはまた、ワイピング部材から飛翔したインクを吸収し又は遮蔽する部材を、記録ヘッドではなく装置の静止側の構造体に設ける構成が提案されている（特開平３−２５３３４７号公報の図６，図７）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−７１４６６号公報（図５，図６）
【特許文献２】
特開平３−２４０５５１号公報（図１）
【特許文献３】
特開平１１−２４０１６３号公報（図２）
【特許文献４】
特開平３−２５３３４７号公報（図６，図７）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のインクジェット式記録装置の中には、キャリッジの底板に形成された貫通孔を介して記録ヘッドを記録紙側に向けて露出させる構成を備えたものがあり、この構成においては、記録ヘッドとキャリッジとの間に間隙が存在する。具体例としては、記録ヘッドに隣接する部分のキャリッジの底板の一部が、その底面が記録ヘッドのノズル形成面と略面一になるようにして形成されたものがある。この構成においては、記録ヘッドのノズル形成面の縁部と、これと面一に形成されたキャリッジの底板の縁部との間に間隙が形成されている。
【００１３】
ところが、上記構成より成る従来のインクジェット式記録装置では、ワイピング操作においてワイピング部材が記録ヘッドのノズル形成面の縁部から離れた際に、弾性のワイピング部材の復元時の動作によって、ワイピング部材に付着したインクが前述のヘッド−キャリッジ間の間隙を介してキャリッジの内部に飛翔してしまうという問題があった。一般にキャリッジの内部には配線基板等の電子部品が配置されており、ワイピング操作の際にキャリッジ内に飛翔したインクが配線基板等の電子部品に付着して電気的に短絡させてしまうという問題があった。
【００１４】
特に、記録紙を下から支持するプラテンと記録ヘッドのノズル形成面とのギャップを調節できる機種（例えばＣＤ−ＲＯＭに対して印刷可能な機種）においては、ギャップを最大に設定した場合でもワイピング操作ができるようにするために、ワイピング部材の長さが長目に設定されている。このため、このような機種において、ギャップを狭く設定した状態でワイピング操作を実行すると、ノズル形成面上を摺動する際にワイピング部材が大きく撓み、ワイピング部材に形成される水平面の領域が大きくなる。その結果、ワイピング部材上に溜まるインクの量が多くなり、ワイピング部材の復元時の動作によりヘッド−キャリッジ間の間隙を介してキャリッジ内部へ飛翔するインクの量も多くなる。
【００１５】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであって、その目的とするところは、ワイピング操作の際にキャリッジ内部に飛翔したインクが、キャリッジ内部に配置された配線基板等の電子部品に付着することのない液体噴射装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明による液体噴射装置は、液滴が噴射されるノズル開口が形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが内部に搭載されたキャリッジであって、その底板に形成された貫通孔を介して前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面を前記キャリッジの外部に露出させるように構成されたキャリッジと、前記ノズル形成面を清浄化するためのワイピング操作の際に前記ノズル形成面上を摺動させて前記ノズル形成面上の異物やインクを除去するワイピング部材と、前記ワイピング操作の際に前記液体噴射ヘッドと前記キャリッジとの間に形成されたヘッド−キャリッジ間の間隙を介して前記キャリッジの内部に飛翔した液体を受け止めるように前記キャリッジの内部に設けられた遮蔽体と、を備え、前記遮蔽体の底面と前記キャリッジの前記底板の上面との間に間隙が形成されており、前記キャリッジの前記底板の一部が、その底面が前記ノズル形成面と略面一になるように形成されており、前記ヘッド−キャリッジ間の間隙は、前記ノズル形成面と略面一に形成された前記キャリッジの前記底板の一部と前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の縁部との間に形成されており、前記遮蔽体は弾性体であり且つ前記液体噴射ヘッドの側面に押圧されていることを特徴とする。
【００１８】
また、好ましくは、前記遮蔽体は、前記液体を吸収し得る多孔質体である。
【００２２】
また、好ましくは、前記遮蔽体は、前記液体噴射ヘッドに関して、前記ワイピング操作の際に前記ワイピング部材が前記ノズル形成面を通過した後に位置する側に配置されている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置について図面を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、複数のノズル開口のそれぞれに連通する各圧力室に対応して設けられた各圧力発生素子により、各圧力室内のインクに圧力変動を生じさせて各ノズル開口からインク滴（液滴）を吐出させるインクジェット式記録ヘッドを備えている。圧力発生素子としては、例えば圧電振動子を用いることができる。
【００２５】
図１は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図１中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介して、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。プラテン５は、記録紙６（記録媒体の一種）をその裏面から支持して記録ヘッド１２に対する記録紙６の位置を規定する。
【００２６】
キャリッジ１、キャリッジモータ２、タイミングベルト３、及びガイド部材４は、インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）１２をキャリッジ１と共にヘッド走査方向に走査させるキャリッジ機構を構成している。
【００２７】
記録ヘッド１２は、キャリッジ１の記録紙６に対向する側に搭載されている。また、キャリッジ１には、記録ヘッド１２にインクを供給するインクカートリッジ７，８が着脱可能に装着されている。インクカートリッジ７はブラックインクを貯留しており、インクカートリッジ８はカラーインク（シアン、マゼンタ、イエロー）を貯留している。
【００２８】
インクジェット式記録装置の非印刷領域であるホームポジション(図１中、右側)にはキャップ部材１３が配置されており、このキャップ部材１３はキャリッジ１に搭載された記録ヘッド１２がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド１２のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材１３の下方には、キャップ部材１３により形成された密閉空間に負圧を与えるための吸引ポンプ１０が配置されている。
【００２９】
キャップ部材１３の印刷領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板（弾性ブレード）から成るワイピング部材１１が記録ヘッド１２の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ１がキャップ部材１３側から印刷領域側に移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド１２のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
【００３０】
なお、前記の如くワイピング操作は、キャリッジ１がキャップ部材１３側から印刷領域側に移動する際に実施されるが、これは、ノズル形成面を通過したワイピング部材１１がその弾性力によって復元した際に、ワイピング部材１１から飛翔したインクが記録紙６の方向に飛ばないようにするためである。
【００３１】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、さらに、記録ヘッド１２により印刷（記録）が行われる記録紙６をヘッド走査方向に対して直交する媒体送り方向に間欠的に搬送する媒体送り機構を備えている。
【００３２】
次に、キャリッジ１に収容される記録ヘッド１２の構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は記録ヘッド１２の分解斜視図であり、図３は記録ヘッド１２をそのノズル形成面側から見た斜視図である。
【００３３】
図２に示したように記録ヘッド１２は、複数のインクカートリッジ７，８（図１）が装着される流路形成部材３０を備えており、各インクカートリッジ７，８に対応する各インク供給針３１が、各フィルタ３２を間に挟んで流路形成部材３０に取り付けられている。流路形成部材３０は例えば合成樹脂で形成される。
【００３４】
流路形成部材３０の底面にはパッキンとなるゴム状の連結部材３３を介して電子部品である例えば配線基板３４が取り付けられる。配線基板３４は、圧電振動子の駆動回路や配線接続のためのコネクタ３４ａ等を備えている。
【００３５】
図３から分かるように、配線基板３４のコネクタ３４ａの部分は、記録ヘッド１２のノズル形成面４７側（底面側）から見て、ケース部材３９等で覆われることなく露出している。
【００３６】
さらに記録ヘッド１２は、駆動手段として複数の圧電振動子を有する振動子ユニット３５を備えており、この振動子ユニット３５は、圧電振動子取付基板３６に複数の圧電振動子３７を並列的に固定したもので、テープキャリアパッケージ３８を介して配線基板３４から駆動電圧が供給されるようになっている。振動子ユニット３５はケース部材３９に収容されており、ケース部材３９は流路形成部材３０に固定されている。
【００３７】
ケース部材３９の底部には流路ユニット４０が設けられており、この流路ユニット４０は、シート部材４１、キャビティプレート４２、及びノズルプレート４３を順次積層し、位置決めピン４４で位置決めして接着剤等で固定して一体化することにより形成されている。ノズルプレート４３は、例えばステンレス製の薄板から成り、図３に示したように複数のノズル開口４８が列状に形成されている。
【００３８】
ノズルプレート４３の外側からその周縁部を包囲するようにしてカバー部材４５が装着されている。カバー部材４５はネジ４６によって流路形成部材３０に取り付けられており、ネジ４６はケース部材３９にも挿通されてこれを固定している。
【００３９】
次に、キャリッジ１の構成について図４及び図５を参照して説明する。図４は後述する遮蔽体１００を外した状態のキャリッジ１を示し、図５は遮蔽体１００を取り付けた状態を示す。
【００４０】
図４及び図５に示したようにキャリッジ１は、全体として、上面が開放された箱形形状を成しており、その底板５０には貫通孔５１が形成されている。この貫通孔５１を介して、記録ヘッド１２のノズル形成面４７を含む先端部分がキャリッジ１の外側に突出する。
【００４１】
底板５０の上面には貫通孔５１に隣接して一対の直線状のリブ５２が形成されており、この直線状のリブ５２に隣接して屈曲状のリブ５３が形成されている。さらに、直線状のリブ５２に関して屈曲状のリブ５３と反対側の位置には、直線状のリブ５２よりも高さが低い複数のリブ５４が形成されている。
【００４２】
図４に示したように遮蔽体１００は、直線上の本体部１０１と略三角形状の嵌込み部１０２と両者を連結する連結部１０３とから成っている。遮蔽体１００は、インクを吸収し得る多孔質の弾性体によって形成されており、好ましくはベルイータによって形成される。
【００４３】
遮蔽体１００をキャリッジ１に装着する際には、一対の直線状のリブ５２の間の間隙に遮蔽体１００の連結部１０３がくるようにして、遮蔽体１００の嵌込み部１０２を、一対の直線状のリブ５２と屈曲状のリブ５３とで形成された空間に圧入する。これにより、遮蔽体１００がキャリッジ１に固定的に取り付けられる。
【００４４】
また、遮蔽体１００の底面は複数のリブ５４の上に載置される。これにより、遮蔽体１００の底面とキャリッジ１の底板５０の上面との間に間隙６０が形成される。このため、万が一インクカートリッジ７，８が破損してキャリッジ１の内部にインクが漏出した場合でも、遮蔽体１００の底面とキャリッジ１の底板５０の上面との間に形成された間隙を介してインクが流れるので、キャリッジ１内に漏出したインクがキャリッジ１の外部に排出される際に遮蔽体１００が邪魔になることがない。
【００４５】
図６及び図７は、記録ヘッド１２をキャリッジ１に装着した状態をワイピング部材１１と共に示した断面図であり、図６はワイピング部材１１が記録ヘッド１２に達する前の状態を示し、図７はワイピング部材１１が記録ヘッド１２のノズル形成面４７を通過した直後の状態を示している。
【００４６】
図６から分かるように、記録ヘッド１２に隣接するキャリッジ１の底板５０の一部１ａは、その底面が記録ヘッド１２のノズル形成面４７と略面一になるように形成されている。そして、ノズル形成面４７と略面一に形成されたキャリッジ１の底板５０の一部１ａと記録ヘッド１２のノズル形成面４７の縁部４７ａとの間には間隙Ｘが形成されている。
【００４７】
また、遮蔽体１００は記録ヘッド１２の側面に押圧されており、遮蔽体１００と記録ヘッド１２とが密着している。これにより、記録ヘッド１２と遮蔽体１００との間に間隙がなくなり、また、遮蔽体１００の固定が確実となる。
【００４８】
図７から分かるように、遮蔽体１００は、記録ヘッド１２に関して、ワイピング操作の際にワイピング部材１１が記録ヘッド１２のノズル形成面４７を通過した後に位置する側に配置されている。この位置は、ヘッド−キャリッジ間の間隙Ｘ（図６）を介してキャリッジ１の内部に飛翔したインクの飛翔方向に対応する。なお、図６及び図７から分かるようにコネクタ３４ａもまた、遮蔽体１００と同様に、記録ヘッド１２に関して、ワイピング操作の際にワイピング部材１１が記録ヘッド１２のノズル形成面４７を通過した後に位置する側に配置されている。
【００４９】
上記構成より成る本実施形態においては、ワイピング操作においてワイピング部材１１が記録ヘッド１２のノズル形成面４７の縁部４７ａから離れた際（図７の状態）に、弾性のワイピング部材１１の復元時の動作によって、ワイピング部材１１に付着したインクがヘッド−キャリッジ間の間隙Ｘを介してキャリッジ１の内部に飛翔した場合でも、遮蔽体１００によってインクが受け止められるので、飛翔したインクがコネクタ３４ａ等の電子部品に付着して電気的な短絡が発生することがない。
【００５０】
また、遮蔽体１００を弾性体で形成すると共に記録ヘッド１２の側面に押圧して密着させたので、遮蔽体１００と記録ヘッド１２との間にはインクが飛翔し得る間隙がなく、また、遮蔽体１００を所定の位置に固定しておく上でも有利である。
【００５１】
さらに、遮蔽体１００を、インクを吸収し得るベルイータ等の多孔質体で形成したので、遮蔽体１００に付着したインクは遮蔽体１００によって吸収保持され、時間の経過と共に蒸発する。従って、遮蔽体１００に衝突したインクが跳ね返されたり或いは流下して記録紙上に落下してしまうようなことがない。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ワイピング操作の際にヘッド−キャリッジ間の間隙を介してキャリッジの内部に飛翔した液体を遮蔽体によって受け止めるようにしたので、キャリッジ内部に飛翔したインクがキャリッジ内部に配置された配線基板等の電子部品に付着して短絡させるようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図。
【図２】図１に示した実施形態においてキャリッジに収容される記録ヘッドを示した分解斜視図。
【図３】図１に示した実施形態においてキャリッジに収容される記録ヘッドをノズル形成面側から見た斜視図。
【図４】図１に示した実施形態におけるキャリッジ及びそこに装着される前の遮蔽体を示した斜視図。
【図５】図１に示した実施形態におけるキャリッジに遮蔽体を装着した状態を示した斜視図。
【図６】図１に示した実施形態におけるキャリッジに遮蔽体を装着した状態を、記録ヘッドに達する前のワイピング部材と共に示した断面図。
【図７】図１に示した実施形態におけるキャリッジに遮蔽体を装着した状態を、記録ヘッドを通過した直後のワイピング部材と共に示した断面図。
【符号の説明】
１キャリッジ
１ａノズル形成面と略面一に形成されたキャリッジの底板の一部
１１ワイピング部材
１２記録ヘッド
３４配線基板
３４ａコネクタ
４７ノズル形成面
４８ノズル開口
５０キャリッジの底板
５１キャリッジの底板の貫通孔
１００遮蔽体
Ｘヘッド−キャリッジ間の間隙

Claims

液滴が噴射されるノズル開口が形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドが内部に搭載されたキャリッジであって、その底板に形成された貫通孔を介して前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面を前記キャリッジの外部に露出させるように構成されたキャリッジと、
前記ノズル形成面を清浄化するためのワイピング操作の際に前記ノズル形成面上を摺動させて前記ノズル形成面上の異物やインクを除去するワイピング部材と、
前記ワイピング操作の際に前記液体噴射ヘッドと前記キャリッジとの間に形成されたヘッド−キャリッジ間の間隙を介して前記キャリッジの内部に飛翔した液体を受け止めるように前記キャリッジの内部に設けられた遮蔽体と、を備え、
前記遮蔽体の底面と前記キャリッジの前記底板の上面との間に間隙が形成されており、
前記キャリッジの前記底板の一部が、その底面が前記ノズル形成面と略面一になるように形成されており、前記ヘッド−キャリッジ間の間隙は、前記ノズル形成面と略面一に形成された前記キャリッジの前記底板の一部と前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の縁部との間に形成されており、
前記遮蔽体は弾性体であり且つ前記液体噴射ヘッドの側面に押圧されていることを特徴とする液体噴射装置。
前記遮蔽体は、前記液体を吸収し得る多孔質体であることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
前記遮蔽体は、前記液体噴射ヘッドに関して、前記ワイピング操作の際に前記ワイピング部材が前記ノズル形成面を通過した後に位置する側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。