JP5419684B2 - インクジェット吐出ヘッドおよびその装置 - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットヘッド（「インクジェット記録ヘッド」という場合もある）に液体および加圧エアを選択して供給することのできる吐出ヘッドおよびその装置に関する。
一般に、インクジェット記録装置には、インク吐出性能を維持するためにメンテナンス機構が設けられる。従来のメンテナンス機構としては、インクジェットヘッドのノズル面をキャップにて被覆した後に、負圧吸引ポンプを作動させてインクジェットヘッドのノズル面に負圧吸引力を作用させ、インクジェットヘッド側から廃インクを回収するものが知られている。
例えば、特許文献１には、インクジェットヘッドのノズル面を覆うキャップと、このキャップのインク排出口に接続チューブを介して連通接続される負圧吸引ポンプと、この負圧吸引ポンプに連通接続され、吸引された廃インクを回収する廃インクタンクとを備える構成が開示される。
また、特許文献２に開示されるインクジェットプリンタは、複数のノズルを有する印字ヘッドと、印字ヘッドの複数のノズルに共通の開口部及び複数の吸引口を有し、開口部をノズルの面に密着させて密閉空間を形成するキャップと、キャップの複数の吸引口を通して複数のノズルからインクを吸引する少なくとも１個の吸引ポンプと、キャップの吸引口及び吸引ポンプを接続するインク流路とを備え、印字ヘッドのノズルよりインクを噴射して媒体にドット印字を行い、電源投入時或いは必要時にノズルにキャップの開口部を密着させて吸引ポンプによって吸引する構成である。
また、特許文献３には、吸引キャップに複数の吸引口を設け、各吸引口の連通路の各バルブの開閉動作を制御することで、インク初期導入時には全てのチャンネルにインクを適切に充填することができ、定期パージ時には気泡が溜まりやすいヘッド端部付近のチャンネルから気泡を効率良く除去することが開示される。
特開平７−８１０８９号公報
特開平７−３０４１９１号公報
特許第３８００８５５号公報
顔料などの固形分が含まれるインクの場合、粘度が高くインク自体の流動性が悪いので、充填にかなりの時間を要するという課題がある。また、メンテナンスのために高価なインクを多量に消費しなくてはならないという課題がある。
キャップ内を負圧とする構成の場合、ヘッド面とキャップの密着性が悪いと、外気が混入し充分な吸引力が得られないという課題がある。また、メンテナンス後に、キャップ内が負圧になった状態でキャップを遊離すると、キャップ内の気圧が急激に変化し、その変化に応じてヘッドの各ノズルに充填されたインクが振動するため、その時に各ノズルから空気が巻き込まれてしまい、再び気泡がヘッド内に入ってしまうという課題がある。
キャップ内を負圧とする構成の場合、ヘッド面とキャップの密着性が悪いと、外気が混入し充分な吸引力が得られないという課題がある。また、メンテナンス後に、キャップ内が負圧になった状態でキャップを遊離すると、キャップ内の気圧が急激に変化し、その変化に応じてヘッドの各ノズルに充填されたインクが振動するため、その時に各ノズルから空気が巻き込まれてしまい、再び気泡がヘッド内に入ってしまうという課題がある。
本発明は、以上の技術的課題を解決し、インクの吐出性能を回復させノズル抜けが発生しない良好な塗布ができるインクジェットヘッドのメンテナンスを実現するのに適したインクジェット吐出ヘッドおよび液体材料塗布装置を提供することを目的とする。
発明者は、インクジェットヘッドの有するノズルをキャップで覆い、負圧を発生させて液体を吸引するメンテナンス方法において、キャップおよび負圧発生機構と連通する廃液タンクと、インクジェットヘッドと連通する低粘性液体貯留部と、インクジェットヘッドと連通するインク貯留部と、インクジェットヘッドと低粘性液体貯留部またはインク貯留部とを択一的に連通させる液体切替機構とを設け、低粘性液体貯留部とインクジェットヘッドとを連通させ、負圧をキャップに発生させてインクジェットヘッドに低粘性液体を充填し、続いてインク貯留部とインクジェットヘッドとを連通させてインクジェットヘッドにインクを充填することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法を発明した。
しかしながら、上記液体切替機構によりインクジェットヘッドに供給する液体を切り替える構成とした場合、上記液体切替機構とインクジェットヘッドとを連通する流路内に切り替え前の液体が残留するという課題がある。他方、インクジェットヘッドは、定期的に、或いは、任意のタイミングでメンテナンスを行う必要がある。
そこで、発明者は、上記液体切替機構とインクジェットヘッドとを連通する流路を最短とし、且つ、インクジェットヘッドのメンテナンス性を損なわせないための新規な構成を創作した。
しかしながら、上記液体切替機構によりインクジェットヘッドに供給する液体を切り替える構成とした場合、上記液体切替機構とインクジェットヘッドとを連通する流路内に切り替え前の液体が残留するという課題がある。他方、インクジェットヘッドは、定期的に、或いは、任意のタイミングでメンテナンスを行う必要がある。
そこで、発明者は、上記液体切替機構とインクジェットヘッドとを連通する流路を最短とし、且つ、インクジェットヘッドのメンテナンス性を損なわせないための新規な構成を創作した。
すなわち、第１の発明は、インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを着脱可能に保持するヘッド保持部材と、液体材料を含む液体または加圧エアをインクジェットヘッドに供給する切替機構と、前記保持部材および前記切替機構が配設されたベース部材と、を備えた液体材料塗布装置の吐出ヘッドであって、前記切替機構を、前記保持部材の近傍に設け、前記切替機構と前記インクジェットヘッドとを可撓性チューブで連通したこと、前記切替機構が液体を供給する可撓性チューブからなる第一供給チューブおよび加圧エアを供給する可撓性チューブからなる第二供給チューブと接続されることを特徴とするインクジェット吐出ヘッドである。
第２の発明は、第１の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する切替バルブを備えることを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する流路ブロックと、前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、および前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする
第４の発明は、第３の発明において、前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブおよび第三流路と連通する第二供給チューブが配置されることを特徴とする。
第５の発明は、第３または４に記載の発明において、前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する切替バルブを備えることを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する流路ブロックと、前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、および前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする
第４の発明は、第３の発明において、前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブおよび第三流路と連通する第二供給チューブが配置されることを特徴とする。
第５の発明は、第３または４に記載の発明において、前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする。
第６の発明は、インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを着脱可能に保持するヘッド保持部材と、液体材料、洗浄液または加圧エアをインクジェットヘッドに供給する切替機構と、前記保持部材および前記切替機構が配設されたベース部材と、を備えた液体材料塗布装置の吐出ヘッドであって、前記切替機構を、前記保持部材の近傍に設け、前記切替機構と前記インクジェットヘッドとを可撓性チューブで連通したこと、前記切替機構が液体材料を供給する可撓性チューブからなる第一供給チューブ、洗浄液を供給する可撓性チューブからなる第二供給チューブおよび加圧エアを供給する可撓性チューブからなる第三供給チューブと接続されることを特徴とするインクジェット吐出ヘッドである。
第７の発明は、第６の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、第二供給チューブと連通する第三流路、および、第三供給チューブと連通する第四流路を有する切替バルブを備えることを特徴とする。
第８の発明は、第６の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、第二供給チューブと連通する第三流路、および、第三供給チューブと連通する第四流路を有する流路ブロックと、前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置、前記流路ブロックの第一流路と第四流路とを連通する第三の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする。
第９の発明は、第８の発明において、前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブ、第三流路と連通する第二供給チューブ、および、第四流路と連通する第三供給チューブが配置されることを特徴とする。
第１０の発明は、第８または９の発明において、前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする。
第１１の発明は、インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを着脱可能に保持するヘッド保持部材と、液体材料または洗浄液をインクジェットヘッドに供給する切替機構と、前記保持部材および前記切替機構が配設されたベース部材と、を備えた液体材料塗布装置の吐出ヘッドであって、前記切替機構を、前記保持部材の近傍に設け、前記切替機構と前記インクジェットヘッドとを可撓性チューブで連通したこと、前記切替機構が液体材料を供給する可撓性チューブからなる第一供給チューブおよび洗浄液を供給する可撓性チューブからなる第二供給チューブと接続されることを特徴とするインクジェット吐出ヘッドである。
第７の発明は、第６の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、第二供給チューブと連通する第三流路、および、第三供給チューブと連通する第四流路を有する切替バルブを備えることを特徴とする。
第８の発明は、第６の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、第二供給チューブと連通する第三流路、および、第三供給チューブと連通する第四流路を有する流路ブロックと、前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置、前記流路ブロックの第一流路と第四流路とを連通する第三の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする。
第９の発明は、第８の発明において、前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブ、第三流路と連通する第二供給チューブ、および、第四流路と連通する第三供給チューブが配置されることを特徴とする。
第１０の発明は、第８または９の発明において、前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする。
第１１の発明は、インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを着脱可能に保持するヘッド保持部材と、液体材料または洗浄液をインクジェットヘッドに供給する切替機構と、前記保持部材および前記切替機構が配設されたベース部材と、を備えた液体材料塗布装置の吐出ヘッドであって、前記切替機構を、前記保持部材の近傍に設け、前記切替機構と前記インクジェットヘッドとを可撓性チューブで連通したこと、前記切替機構が液体材料を供給する可撓性チューブからなる第一供給チューブおよび洗浄液を供給する可撓性チューブからなる第二供給チューブと接続されることを特徴とするインクジェット吐出ヘッドである。
第１２の発明は、第１１の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する切替バルブを備えることを特徴とする。
第１３の発明は、第１１の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する流路ブロックと、
前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、および前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする。
第１４の発明は、第１３の発明において、前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブおよび第三流路と連通する第二供給チューブが配置されることを特徴とする。
第１５の発明は、第１３または１４の発明において、前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする。
第１６の発明は、第１ないし１５のいずれかの発明において、前記保持部材は、前記インクジェットヘッドが装着される開口部と、開口部に装着されたインクジェットヘッドを支持する支持部と、開口部に装着されたインクジェットヘッドを固定する固定部材と、を備えることを特徴とする。
第１７の発明は、第１ないし１６のいずれかの発明に係るインクジェット吐出ヘッドを備える液体材料塗布装置である。
第１３の発明は、第１１の発明において、前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する流路ブロックと、
前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、および前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする。
第１４の発明は、第１３の発明において、前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブおよび第三流路と連通する第二供給チューブが配置されることを特徴とする。
第１５の発明は、第１３または１４の発明において、前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする。
第１６の発明は、第１ないし１５のいずれかの発明において、前記保持部材は、前記インクジェットヘッドが装着される開口部と、開口部に装着されたインクジェットヘッドを支持する支持部と、開口部に装着されたインクジェットヘッドを固定する固定部材と、を備えることを特徴とする。
第１７の発明は、第１ないし１６のいずれかの発明に係るインクジェット吐出ヘッドを備える液体材料塗布装置である。
本発明によれば、メンテナンスに伴うインクの消費量を削減することができ、しかもメンテナンスに要する時間を短縮することができる。
図面に用いた主な符号の凡例を以下に示す。
１ インクジェットヘッド／２ ヘッド保持部材／３ 切替バルブ／４ 接触センサ／５ ベース／６ 流路ブロック／７ ワーク／８ テーブル／９ キャップ／１０ ノズル／１１ 第一供給チューブ／１２ 第二供給チューブ／１３ 第三供給チューブ／１４ バルブ駆動用電力線／１５ ヘッド供給用チューブ／１６ 信号線／２１ａ〜２１ｃ 継手／２３〜２６ 固定部材（ネジ）／３１ 第一流路／３２ 第二流路／３３ 第三流路／４１ 可動子／５１ Ｘ方向移動機構／５２ Ｙ方向移動機構／６１ 流路ブロック支持体／９１ 当接部材／９２ フレーム／９３ 支持部材／９４ 取付部材／９５ 貫通穴／９６ 継手
１ インクジェットヘッド／２ ヘッド保持部材／３ 切替バルブ／４ 接触センサ／５ ベース／６ 流路ブロック／７ ワーク／８ テーブル／９ キャップ／１０ ノズル／１１ 第一供給チューブ／１２ 第二供給チューブ／１３ 第三供給チューブ／１４ バルブ駆動用電力線／１５ ヘッド供給用チューブ／１６ 信号線／２１ａ〜２１ｃ 継手／２３〜２６ 固定部材（ネジ）／３１ 第一流路／３２ 第二流路／３３ 第三流路／４１ 可動子／５１ Ｘ方向移動機構／５２ Ｙ方向移動機構／６１ 流路ブロック支持体／９１ 当接部材／９２ フレーム／９３ 支持部材／９４ 取付部材／９５ 貫通穴／９６ 継手
本発明では、種々のインクジェット記録に用いることができるが、以下では、インクジェットプリンタを例に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明のメンテナンス機構は、インクカートリッジ装着および交換時にインクジェットヘッドにインクを充填したり、印刷不良時にインクインクジェットヘッドの塵埃、乾燥インク、気泡等を除去するためのものである。インクジェットヘッドは、延出する円筒や平面に穿った孔等により構成されるノズルを単数または複数備える。
本発明のメンテナンス機構は、液体切替機構と、インクを貯留する第１のタンクと、低粘性液体を貯留する第２のタンクを備え、液体切替機構によりインクと低粘性液体を切り替えてメンテナンスに伴う液体の充填を行うことができる。このため、インクジェットヘッド内にインクを充填する前に、先に流動性の高い低粘性液体で充填を行い気泡の除去を行った後、インクの充填を行うことができ、これにより、インクの消費量を削減することができるだけでなく、インク充填時間を短縮することできる。
液体切替機構は、インクジェットヘッドの近傍に設けるのが好ましい。液体切替機構の入口までは両方の液が入るような構成とすることで、よりインクの消費量を抑えることができるからである。
本発明のメンテナンス機構は、インクカートリッジ装着および交換時にインクジェットヘッドにインクを充填したり、印刷不良時にインクインクジェットヘッドの塵埃、乾燥インク、気泡等を除去するためのものである。インクジェットヘッドは、延出する円筒や平面に穿った孔等により構成されるノズルを単数または複数備える。
本発明のメンテナンス機構は、液体切替機構と、インクを貯留する第１のタンクと、低粘性液体を貯留する第２のタンクを備え、液体切替機構によりインクと低粘性液体を切り替えてメンテナンスに伴う液体の充填を行うことができる。このため、インクジェットヘッド内にインクを充填する前に、先に流動性の高い低粘性液体で充填を行い気泡の除去を行った後、インクの充填を行うことができ、これにより、インクの消費量を削減することができるだけでなく、インク充填時間を短縮することできる。
液体切替機構は、インクジェットヘッドの近傍に設けるのが好ましい。液体切替機構の入口までは両方の液が入るような構成とすることで、よりインクの消費量を抑えることができるからである。
前記切替機構の好ましい構成としては、切替バルブと流路ブロックとから構成され、前記流路ブロックは、切替バルブとインクジェットヘッドとを連通する第一流路、液体供給路と切替バルブとを連通する第二流路、および、加圧エア供給路と切替バルブとを連通する第三流路を有し、前記切替バルブは、第一流路と第二流路とを連通する第一の位置と、第一流路と第三流路とを連通する第二の位置とを有することが開示される。
また、前記切替機構の他の好ましい構成としては、インクジェットヘッドと連通する第一流路、液体供給路と連通する第二流路、および、加圧エア供給路と連通する第三流路を有する切替バルブを備えることが開示される。
なお、「液体供給路」には、インク、洗浄液などのあらゆる液体を送出することが可能である。
上記のいずれの構成においても、切替機構とインクジェットヘッドとを連通する流路を最短とすることが重要である。切替機構の配置は、インクジェットヘッドの上方であってもよいし、側方であってもよい。
切替機構とインクジェットヘッドとを可撓性のチューブで連通すると、切替機構の配置の自由度が高まり、インクジェットヘッドの着脱が容易となるので好ましい。
さらに、インクジェットヘッドに加圧エアを供給できる構成を設ければ、インクジェットヘッド内に残留したインクを排出してから取り外し作業を行うことが可能となる。
また、前記切替機構の他の好ましい構成としては、インクジェットヘッドと連通する第一流路、液体供給路と連通する第二流路、および、加圧エア供給路と連通する第三流路を有する切替バルブを備えることが開示される。
なお、「液体供給路」には、インク、洗浄液などのあらゆる液体を送出することが可能である。
上記のいずれの構成においても、切替機構とインクジェットヘッドとを連通する流路を最短とすることが重要である。切替機構の配置は、インクジェットヘッドの上方であってもよいし、側方であってもよい。
切替機構とインクジェットヘッドとを可撓性のチューブで連通すると、切替機構の配置の自由度が高まり、インクジェットヘッドの着脱が容易となるので好ましい。
さらに、インクジェットヘッドに加圧エアを供給できる構成を設ければ、インクジェットヘッド内に残留したインクを排出してから取り外し作業を行うことが可能となる。
低粘性液体は、低粘度および／または流動性が高い液体を用いることができるが、洗浄液としての機能を奏するものが好ましく、具体的には、使用するインクの固形分を取り除いた溶媒だけで構成された液体やインクを溶かす溶媒が例示される。
一般にインクジェットプリンタに使用されるインクは、染料系または顔料系に分類できる。染料とは、キャリア媒体により分子として分散または溶媒和する着色剤である。キャリア媒体は、室温で液体または固体である。通常用いられるキャリア媒体は水または水と有機共溶媒との混合物である。水を主成分とし、これに着色剤及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の湿潤剤を含有したものが一般的である。キャリア媒体として水が使用される場合、一般的にそのようなインクには耐水堅牢性が低いという欠点もある。
顔料とは、キャリア媒体に不溶であるが、小粒子の形態で分散または懸濁しており、しばしば凝集および沈澱しないように分散剤の使用により安定化されている着色剤である。そのような化合物は数多く知られており、例えば、有機顔料やカーボンブラック等の顔料を界面活性剤や分散剤を用いて微粒子化し、水等の媒体中に分散させることで着色剤として用いる顔料インクなどがある。
本発明のメンテナンス機構は、染料系または顔料系にかかわらず、適用可能である。インクの粘度は、数十ｃｐｓ程度の低粘度のものが主流であるが、飛翔吐出できるものであれば、数百ｃｐｓ程度の中粘度以上のものにも適用可能である。
なお、本発明は、プリント基板における配線パターン印刷、微小部品への潤滑剤の塗布、屋外耐光性表示材料印刷、ＵＶ硬化インク印刷等に用いる機能性インクにも適用可能である。
顔料とは、キャリア媒体に不溶であるが、小粒子の形態で分散または懸濁しており、しばしば凝集および沈澱しないように分散剤の使用により安定化されている着色剤である。そのような化合物は数多く知られており、例えば、有機顔料やカーボンブラック等の顔料を界面活性剤や分散剤を用いて微粒子化し、水等の媒体中に分散させることで着色剤として用いる顔料インクなどがある。
本発明のメンテナンス機構は、染料系または顔料系にかかわらず、適用可能である。インクの粘度は、数十ｃｐｓ程度の低粘度のものが主流であるが、飛翔吐出できるものであれば、数百ｃｐｓ程度の中粘度以上のものにも適用可能である。
なお、本発明は、プリント基板における配線パターン印刷、微小部品への潤滑剤の塗布、屋外耐光性表示材料印刷、ＵＶ硬化インク印刷等に用いる機能性インクにも適用可能である。
本発明に係るインクジェットヘッドのメンテナンスは、インクジェットヘッドの有するノズルをキャップで覆い、負圧を発生させて液体を吸引することにより行う。より詳細には、キャップおよび負圧発生手段と連通する廃液タンクと、インクジェットヘッドと連通する低粘性液体貯留部と、インクジェットヘッドと連通するインク貯留部と、インクジェットヘッドと低粘性液体貯留部またはインク貯留部とを択一的に連通させる液体切替手段とを設け、低粘性液体貯留部とインクジェットヘッドとを連通させ、負圧をキャップに発生させてインクジェットヘッドに低粘性液体を充填し、続いてインク貯留部とインクジェットヘッドとを連通させてインクジェットヘッドにインクを充填する。
以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
本実施例の吐出ヘッドは、図１に示すように、吐出ヘッドとワーク７とを相対移動させながら塗布を行う液体材料塗布装置に装着される。吐出ヘッドはＺ方向に移動自在であり、接触センサ４の有する可動子４１により変位量を測定することができ、インクジェットヘッド１の吐出面とワーク７とのクリアランスを調整することができる。
吐出ヘッドに装着された公知のインクジェットヘッド１は、複数のノズル１０を有し、図示しない第１のタンクに貯留されるインクを吐出して印字等を行うものである。インクジェットヘッド１のメンテナンスは、ノズル１０をキャップ９で覆い、キャップ９内に負圧を発生させ、吸引したインク等を廃液タンクに排出することにより行う。
吐出ヘッドに装着された公知のインクジェットヘッド１は、複数のノズル１０を有し、図示しない第１のタンクに貯留されるインクを吐出して印字等を行うものである。インクジェットヘッド１のメンテナンスは、ノズル１０をキャップ９で覆い、キャップ９内に負圧を発生させ、吸引したインク等を廃液タンクに排出することにより行う。
図１２に示すとおり、本実施例のキャップ９は、ヘッド面の傾きに追従できるような自由度を持たせることが可能となるよう構成されている。
ヘッド面と当接する当接部材９１は硬化な弾性体であるショアＡ硬度４０〜８０度（好ましくは５０〜７０度）（ＪＩＳ Ｋ ６２５３規格）のゴムで構成され、フレーム９２の上面に接着またはネジ留め等で装着される。
フレーム９２は、接着またはネジ留め等で固着された軟化な弾性部材（例えば、ゴムまたはバネ）で構成された支持部材９３により支持される。支持部材９３は、インクジェットヘッド１のノズル面の取り付け誤差（３次元的な傾き）に対して追従可能とすべく、針入度が４０〜８０（好ましくは５０〜７０度）のものがよい。支持部材９３は、板状の取付部材９４に固着される。フレーム９２の底面部には、少なくとも一つ以上の吸引用の貫通穴９５と連通部材を接続可能な継手９６が配設される。
以上のように構成される本実施例のキャップ９によれば、ノズル面の傾きに影響されることなく、完全な密着性および密封性を確保することができる。
ヘッド面と当接する当接部材９１は硬化な弾性体であるショアＡ硬度４０〜８０度（好ましくは５０〜７０度）（ＪＩＳ Ｋ ６２５３規格）のゴムで構成され、フレーム９２の上面に接着またはネジ留め等で装着される。
フレーム９２は、接着またはネジ留め等で固着された軟化な弾性部材（例えば、ゴムまたはバネ）で構成された支持部材９３により支持される。支持部材９３は、インクジェットヘッド１のノズル面の取り付け誤差（３次元的な傾き）に対して追従可能とすべく、針入度が４０〜８０（好ましくは５０〜７０度）のものがよい。支持部材９３は、板状の取付部材９４に固着される。フレーム９２の底面部には、少なくとも一つ以上の吸引用の貫通穴９５と連通部材を接続可能な継手９６が配設される。
以上のように構成される本実施例のキャップ９によれば、ノズル面の傾きに影響されることなく、完全な密着性および密封性を確保することができる。
図２は、本実施例に係る吐出ヘッドの斜視図である。
図２中、１１は第一供給チューブであり、１２は第二供給チューブであり、１４はバルブ駆動用電力線であり、１５はヘッド供給用チューブである。各チューブは、いずれも可撓性の材料で構成されている。
第一供給チューブ１１からは、図示しないバルブを切り替えることにより、インクなどの液体材料または洗浄液が供給される。第二供給チューブからは加圧エアが供給される。なお、第一供給チューブ１１から液体材料または加圧エアを、第二供給チューブから洗浄液または加圧エアを供給してもよい。
本実施例の吐出ヘッドは、インクジェットヘッド１と一緒にＸＹＺ方向に移動される切替バルブ３を備える点が特徴的である。インクジェットヘッド１と切替バルブ３をユニット化して吐出ヘッドを構成する構造であるから、インクジェットヘッド１と切替バルブ３とを連通する流路（すなわち、ヘッド供給用チューブ１５）を最短とすることができる。但し、ヘッド供給用チューブ１５は消耗品であるため、インクジェットヘッド１と流路ブロック６の距離は作業性を損なわない程度の距離とするのが好ましい。
本実施例では、吐出ヘッドに切替バルブ３を設ける構造となっているが、インクジェットヘッド１のメンテナンス性は損なわれていない。すなわち、インクジェットヘッド１は、図５に示すように、ネジ２３，２４を緩めることで、ヘッド保持部材２に着脱自在である。また、可撓性の材料で構成された各チューブも継手接続されているので着脱容易であり、メンテナンスが容易な構造となっている。
なお、固定部材の配置は、本実施例のネジ２３，２４に限定されないことはいうまでもない。例えば、流路ブロック６とインクジェットヘッド１との距離を近づけるために、ネジ２３を排除し、インクジェット１の側方および／または下方のみに固定部材を配置してもよい。
図２中、１１は第一供給チューブであり、１２は第二供給チューブであり、１４はバルブ駆動用電力線であり、１５はヘッド供給用チューブである。各チューブは、いずれも可撓性の材料で構成されている。
第一供給チューブ１１からは、図示しないバルブを切り替えることにより、インクなどの液体材料または洗浄液が供給される。第二供給チューブからは加圧エアが供給される。なお、第一供給チューブ１１から液体材料または加圧エアを、第二供給チューブから洗浄液または加圧エアを供給してもよい。
本実施例の吐出ヘッドは、インクジェットヘッド１と一緒にＸＹＺ方向に移動される切替バルブ３を備える点が特徴的である。インクジェットヘッド１と切替バルブ３をユニット化して吐出ヘッドを構成する構造であるから、インクジェットヘッド１と切替バルブ３とを連通する流路（すなわち、ヘッド供給用チューブ１５）を最短とすることができる。但し、ヘッド供給用チューブ１５は消耗品であるため、インクジェットヘッド１と流路ブロック６の距離は作業性を損なわない程度の距離とするのが好ましい。
本実施例では、吐出ヘッドに切替バルブ３を設ける構造となっているが、インクジェットヘッド１のメンテナンス性は損なわれていない。すなわち、インクジェットヘッド１は、図５に示すように、ネジ２３，２４を緩めることで、ヘッド保持部材２に着脱自在である。また、可撓性の材料で構成された各チューブも継手接続されているので着脱容易であり、メンテナンスが容易な構造となっている。
なお、固定部材の配置は、本実施例のネジ２３，２４に限定されないことはいうまでもない。例えば、流路ブロック６とインクジェットヘッド１との距離を近づけるために、ネジ２３を排除し、インクジェット１の側方および／または下方のみに固定部材を配置してもよい。
流路ブロック６には、図６に示すように、切替バルブ３とインクジェットヘッド１とを連通する第一流路３１、第一供給チューブ１１と切替バルブ３とを連通する第二流路３２、および、第二供給チューブ１２と切替バルブ３とを連通する第三流路３３とが形成されている。
切替バルブ３は、第一流路３１と第二流路３２とを連通し、第三流路３３とを遮断する第一の位置と、第一流路３１と第二流路３２とを遮断し、第三流路３３とを連通する第二の位置とを有する。
切替バルブ３は、第一流路３１と第二流路３２とを連通し、第三流路３３とを遮断する第一の位置と、第一流路３１と第二流路３２とを遮断し、第三流路３３とを連通する第二の位置とを有する。
流路ブロック６は、図７および図８に示すように、左右一対のネジ２５および左右一対のネジ２６を緩めることで、三分割することが可能である。可撓性の材料で構成された各チューブも継手接続されているので着脱容易であり、メンテナンスが容易な構造となっている。
耐薬品性の可撓性チューブとして、テフロン（登録商標）等の硬質な管を使用する場合には、管を曲げずに接続できるため、本実施例のように流路ブロックを用いる構成が好適である。
耐薬品性の可撓性チューブとして、テフロン（登録商標）等の硬質な管を使用する場合には、管を曲げずに接続できるため、本実施例のように流路ブロックを用いる構成が好適である。
本実施例の吐出ヘッドは、図９および１０に示すように、管（可撓性チューブ）を切替バルブ３に直接接続する構成である。切替バルブ３の構造が相違する点、および流路ブロック６を有しない点を除いては、実施例１に係る吐出ヘッドと同様の構成である。
本実施例の吐出ヘッドは、流路ブロック６を有しない構成であることから、切替バルブ３とインクジェットヘッド１とを連通する流路は、実施例１よりも短くなっている。また、構成部品が少ないことから、コスト性およびメンテナンス性に優れている。
本実施例の吐出ヘッドは、流路ブロック６を有しない構成であることから、切替バルブ３とインクジェットヘッド１とを連通する流路は、実施例１よりも短くなっている。また、構成部品が少ないことから、コスト性およびメンテナンス性に優れている。
本実施例の吐出ヘッドは、図１１に示すように、流路ブロック６に配設する継手の数を増やした構成である。
切替バルブ３は、第一供給チューブ１１とヘッド供給チューブ１５とを連通し、他との連通を遮断する第一位置、第二供給チューブ１２とヘッド供給チューブ１５とを連通し、他との連通を遮断する第二位置、第三供給チューブ１３とヘッド供給チューブ１５とを連通し、他との連通を遮断する第三位置とを有する。
本実施例においては、切替バルブ３を三方弁とする構成であるが、用途に応じて接続する供給チューブの数を適宜変更することが可能である。すなわち、切替バルブ３を、四方弁、五方弁等のタイプから選択して配設することにより、複数の液体材料の切り替えを行うことが可能である。
切替バルブ３は、第一供給チューブ１１とヘッド供給チューブ１５とを連通し、他との連通を遮断する第一位置、第二供給チューブ１２とヘッド供給チューブ１５とを連通し、他との連通を遮断する第二位置、第三供給チューブ１３とヘッド供給チューブ１５とを連通し、他との連通を遮断する第三位置とを有する。
本実施例においては、切替バルブ３を三方弁とする構成であるが、用途に応じて接続する供給チューブの数を適宜変更することが可能である。すなわち、切替バルブ３を、四方弁、五方弁等のタイプから選択して配設することにより、複数の液体材料の切り替えを行うことが可能である。
本発明はインクジェットプリンタに限らず、精密噴霧および注入装置（コーティング装置含む）、精密塗布装置等種々のインクジェット記録に適用することができる。インクジェット式パターニング、例えば、有機ＥＬディスプレイパネルや大型カラーパネルの印刷、産業用マーキング等用の塗布装置、描画装置、印刷装置への適用も可能である。
インクジェット記録方法についてもピエゾ式等の機械変換方式、抵抗発熱ジェット式等の気泡発生方式にかかわらず、適用することが可能である。
また、レンズ製造業界におけるレンズの着色工程での利用、大型印刷業界におけるポスターや建材加飾での利用も可能である。
インクジェット記録方法についてもピエゾ式等の機械変換方式、抵抗発熱ジェット式等の気泡発生方式にかかわらず、適用することが可能である。
また、レンズ製造業界におけるレンズの着色工程での利用、大型印刷業界におけるポスターや建材加飾での利用も可能である。
Claims (17)
- インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを着脱可能に保持するヘッド保持部材と、液体材料を含む液体または加圧エアをインクジェットヘッドに供給する切替機構と、前記保持部材および前記切替機構が配設されたベース部材と、を備えた液体材料塗布装置の吐出ヘッドであって、
前記切替機構を、前記保持部材の近傍に設け、前記切替機構と前記インクジェットヘッドとを可撓性チューブで連通したこと、前記切替機構が液体を供給する可撓性チューブからなる第一供給チューブおよび加圧エアを供給する可撓性チューブからなる第二供給チューブと接続されることを特徴とするインクジェット吐出ヘッド。 - 前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する切替バルブを備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット吐出ヘッド。
- 前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する流路ブロックと、
前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、および前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット吐出ヘッド。 - 前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、
前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブおよび第三流路と連通する第二供給チューブが配置されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット吐出ヘッド。 - 前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする請求項３または４に記載のインクジェット吐出ヘッド。
- インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを着脱可能に保持するヘッド保持部材と、液体材料、洗浄液または加圧エアをインクジェットヘッドに供給する切替機構と、前記保持部材および前記切替機構が配設されたベース部材と、を備えた液体材料塗布装置の吐出ヘッドであって、
前記切替機構を、前記保持部材の近傍に設け、前記切替機構と前記インクジェットヘッドとを可撓性チューブで連通したこと、前記切替機構が液体材料を供給する可撓性チューブからなる第一供給チューブ、洗浄液を供給する可撓性チューブからなる第二供給チューブおよび加圧エアを供給する可撓性チューブからなる第三供給チューブと接続されることを特徴とするインクジェット吐出ヘッド。 - 前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、第二供給チューブと連通する第三流路、および、第三供給チューブと連通する第四流路を有する切替バルブを備えることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット吐出ヘッド。
- 前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、第二供給チューブと連通する第三流路、および、第三供給チューブと連通する第四流路を有する流路ブロックと、
前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置、および前記流路ブロックの第一流路と第四流路とを連通する第三の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット吐出ヘッド。 - 前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、
前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブ、第三流路と連通する第二供給チューブ、および、第四流路と連通する第三供給チューブが配置されることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット吐出ヘッド。 - 前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする請求項８または９に記載のインクジェット吐出ヘッド。
- インクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを着脱可能に保持するヘッド保持部材と、液体材料または洗浄液をインクジェットヘッドに供給する切替機構と、前記保持部材および前記切替機構が配設されたベース部材と、を備えた液体材料塗布装置の吐出ヘッドであって、
前記切替機構を、前記保持部材の近傍に設け、前記切替機構と前記インクジェットヘッドとを可撓性チューブで連通したこと、前記切替機構が液体材料を供給する可撓性チューブからなる第一供給チューブおよび洗浄液を供給する可撓性チューブからなる第二供給チューブと接続されることを特徴とするインクジェット吐出ヘッド。 - 前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する切替バルブを備えることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット吐出ヘッド。
- 前記切替機構は、インクジェットヘッドと連通する第一流路、第一供給チューブと連通する第二流路、および、第二供給チューブと連通する第三流路を有する流路ブロックと、
前記流路ブロックの第一流路と第二流路とを連通する第一の位置、および前記流路ブロックの第一流路と第三流路とを連通する第二の位置を有する切替バルブと、を備えることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット吐出ヘッド。 - 前記切替バルブは、前記流路ブロックの上方中央位置に連設され、
前記流路ブロックに連設される前記切替バルブの側方に、第二流路と連通する第一供給チューブおよび第三流路と連通する第二供給チューブが配置されることを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット吐出ヘッド。 - 前記流路ブロックは、複数の小ブロックに分解可能であることを特徴とする請求項１３または１４に記載のインクジェット吐出ヘッド。
- 前記保持部材は、前記インクジェットヘッドが装着される開口部と、開口部に装着されたインクジェットヘッドを支持する支持部と、開口部に装着されたインクジェットヘッドを固定する固定部材と、を備えることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一項に記載のインクジェット吐出ヘッド。
- 請求項１ないし１６のいずれか一項に記載のインクジェット吐出ヘッドを備える液体材料塗布装置。
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