JP5493643B2 - 流体噴射装置 - Google Patents
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Description
走査タイプのプリンタでは、記録ヘッドを記録領域以外のエリアに移動させてフラッシング動作を行うが、記録ヘッドが固定されたラインヘッドを備えるプリンタでは、フラッシング動作時に記録ヘッドを移動させることができない。そこで、例えば、記録紙の搬送ベルトの表面に設けられた吸収部材に向けてインクを吐出する方法が考えられている(特許文献1)。
また、複数のノズルからなるノズル列を有すると共に媒体へ流体を噴射する流体噴射ヘッドを備え、上記ノズルから流体を吸収する吸収部材に流体を噴射するフラッシング動作を行える流体噴射装置であって、上記吸収部材が、複数の糸が撚られて形成されており、上記ノズル列に沿って延在すると共に上記ノズル列に対向し、上記ノズルから噴射された上記流体を吸収できるフラッシング位置と、上記流体噴射ヘッドと上記媒体との間であって、上記フラッシング位置と隣り合う上記ノズル列とは対向しない退避位置と、の間を相対移動するという構成を採用する。
また、複数のノズルからなるノズル列を有すると共に媒体へ流体を噴射する流体噴射ヘッドを備え、上記ノズルから流体を吸収する吸収部材に流体を噴射するフラッシング動作を行える流体噴射装置であって、上記吸収部材は、上記ノズル列に沿って延在すると共に上記ノズルから噴射された上記流体の飛行経路から退避する位置に相対移動可能とされた線状部材であるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明によれば、線状の吸収部材(線状部材からなる吸収部材)をノズル列と対向させた状態(ノズルから噴射された流体の飛行経路に配置した状態)にすることで、各ノズルから吐出された流体を吸収部材において吸収することが可能である。また、線状の吸収部材のため、僅かな移動で吸収部材を飛行経路から退避する位置に移動することができる。このため、本発明によれば、短時間でメンテナンスを終了できる。
また、本発明においては、上記吸収部材を、上記流体噴射ヘッドと上記媒体の間に備えたことが望ましい。このような本発明によれば、吸収材を流体噴射ヘッドと媒体の間に配置したので、僅かな移動で吸収部材を飛行経路から退避する位置に移動することができる。
本発明によれば、吸収部材をノズル列の延在方向と交差する方向に移動させることにより、吸収部材をノズル列と対向させることができる。
本発明によれば、確実に吸収部材をノズル列に対向させることができるので、各ノズルから吐出された流体を漏らすことなく吸収部材に吸収させることが可能である。
本発明によれば、吸収部材をノズル列の延在方向に沿って移動させることにより、吸収部材における流体を吸収した領域を移動させて、流体を含んでいない領域をノズル列に対向させることができる。これにより、フラッシング動作時にノズルから吐出された流体を吸収部材へと確実に吸収させることが可能である。
本発明によれば、フラッシング動作中、第2移動機構によって吸収部材を移動させることによって、フラッシング量が多くても吸収部材からあふれることなく吸収部材に効率よく流体を吸収させることができる。
本発明によれば、フラッシング動作中、第2移動機構によって吸収部材を停止させることによって制御が容易になる。
本発明によれば、巻取機構によって回収した吸収部材をまとめることができるので、装置自体の小型化が図れる。
本発明によれば、少ない動力で吸収部材をエンドレスに移動させることができる。
本発明によれば、流体を吸収した吸収部材を新しいものと交換することができる。
本発明によれば、流体を吸収した吸収部材をクリーニングすることで再利用が可能となる。これにより、吸収部材の連続使用が可能になって吸収部材の交換作業や廃棄量を低減させることができる。
ことが好ましい。
本発明によれば、フラッシング動作において各ノズル列から吐出される流体を吸収し回収することができる。
本発明によれば、吸収部材をノズル列の延在方向と交差する方向に移動させることにより、吸収部材をノズル列と対向させることができる。
本発明によれば、吸収部材をノズル列の延在方向に沿って移動させることにより、吸収部材における流体を吸収した領域を移動させて、流体を含んでいない領域をノズル列に対向させることができる。これにより、フラッシング動作時にノズルから噴射された流体を吸収部材へと確実に吸収させることが可能である。
本発明によれば、巻取機構によって回収した吸収部材をまとめることができるので、装置自体の小型化が図れる。
本発明によれば、少ない動力で吸収部材をエンドレスに移動させることができる。
このような構成を採用することによって、吸収部材の流体保持量を十分に確保すると共に流体を受ける面積を十分に確保することが可能となる。
このような構成を採用することによって、吸収部材が延在方向を中心軸として回転した場合であっても、流体を受ける面積が変化することがなくなる。このため、吸収部材の回転方向の姿勢を考慮する必要がなくなる。
なお、吸収部材の断面形状が円形である場合には、断面最大寸法が上記ノズルの直径に対して10倍以上50倍以下であることが好ましい。これによって、吸収部材の流体保持量を十分に確保すると共に流体を受ける面積を十分に確保することが可能となる。
このような構成を採用することによって、複数の糸が撚られることによって複数の糸の間に形成される谷部においても流体を保持することが可能となり、吸収部材の流体吸収量を増加させることが可能となる。
(プリンタ)
図1はプリンタの概略構成斜視図、図2はヘッドユニットの概略構成斜視図、図3はヘッドユニットを構成する記録ヘッドの概略構成斜視図、図4はキャップユニットの概略構成斜視図である。
キャップ部61A〜61Eが、記録ヘッド21A〜21Eの各ノズル面23に対してそれぞれ密着することにより、吸引動作において各ノズル面23からインク(流体)を排出させる吸引動作を良好に行うことができるようになっている。
また、吸収部材12の長さは、ヘッドユニット2の有効印字幅に対して十分な長さを有していることが好ましい。後に詳説するが、本実施形態のプリンタ1においては、吸収部材12の使用済み(インク吸収済み)の領域が順次巻き取られ、吸収部材12の全領域においてインクが吸収された場合に吸収部材12そのものを取り替える構成を採用している。このため、吸収部材12の取替え期間を実用に耐えうる時間とすべく、吸収部材12の長さは、ヘッドユニット2の有効印字幅の数百倍程度であることが好ましい。ただし、プリンタ1内において洗浄等を行うことにより吸収部材12の再生を行う場合には、吸収部材12の長さは、ヘッドユニット2の有効印字幅の2倍よりも若干程度長ければ良い。
そして、吸収部材12は、支持機構9によって支持されている。
移動機構14は、吸収部材12をノズル列の延在方向と交差(本実施形態においては直交)する方向に移動させることにより、吸収部材12をノズル14に対向するフラッシング位置と対向しない退避位置との間で移動させる。また、移動機構13は、吸収部材12を走行させることによってノズル列の延在方向に沿って移動させる。
図6(a)、(b)に示すように、移動部材14A、14Bを回転させることで、全ての吸収部材12が移動する。そして、本実施形態のプリンタ1において各吸収部材12は、フラッシング位置はもちろん、退避位置においても、記録紙の搬送方向においてヘッド21のノズル面と記録紙との間に配置されている。
ただし、ヘッド21A〜21Eを記録紙の搬送方向と直交する方向に連接して配列する場合には、ヘッドモジュール2、メンテナンス装置10及びフラッシングユニット12が1組のみとしても良い。この場合には、ヘッド21A〜21E間に十分な隙間が形成されないため、メンテナンス装置10が備えるキャップ部61A〜61Eをヘッド21A〜21Eごとに設けることが難しい。このため、全てのヘッド21A〜21Eのノズル24が囲える単一のキャップ部を用いることが好ましい。
吸収部材12は、例えば、SUS304、ナイロン、親水性コートを施したナイロン、アラミド、絹、綿、ポリエステル、超高分子量ポリエチレン、ポリアリレート、ザイロン(商品名)等の繊維、あるいはこれらの複数を含む複合繊維から形成することができる。
より詳細には、上記繊維あるいは複合繊維から形成される繊維束が、複数本、撚り合わされるあるいは束ねられることによって吸収部材12が形成可能である。
図8は、吸収部材12の一例を示す模式図であり、(a)が断面図、(b)が平面図である。この図に示すように、吸収部材12は、例えば、繊維から形成される繊維束12a(糸)が2本(複数)撚り合わされることによって形成される。図8に示すように、複数の繊維束12aを撚り合わすことによって吸収部材12が形成される場合には、繊維束12aの間に形成される谷部12bにおいてもインクを保持することが可能となり、吸収部材12のインク吸収量を増加させることができる。
ナイロンの繊維を用いた吸収部材12は、汎用水糸として広く用いられるナイロンによって形成されているため、安価なものとなる。
SUS材の金属繊維を用いた吸収部材12は、耐腐食性に優れるため多様なインクを吸収可能となると共に、樹脂と比較して磨耗性が高いため繰り返しの使用が可能となる。
超高分子ポリエチレンの繊維を用いた吸収部材12は、切断強度及び耐薬品性が高く、有機溶剤や酸、アルカリに強いものとなる。このように、超高分子ポリエチレンの繊維を用いた吸収部材12は、切断強度が高いため、強いテンションで引っ張ることが可能となり、撓みを抑止することができる。このため、例えば、吸収部材12の径を太くして吸収容量を増加させたり、また吸収部材12の径を太くしない場合にはヘッド21A〜21Eから記録紙の搬送領域までの距離を狭くし印刷精度を向上させることができる。また、ザイロンやアラミドの繊維を用いた吸収部材12も、超高分子ポリエチレンの繊維を用いた吸収部材12と同様の効果を期待できる。
綿の繊維を用いた吸収部材12は、インク吸収性に優れたものとなる。
また、吸収部材12の表面に滴下したインクは、一部が直接吸収部材12の内部に浸透し、残りが繊維束12a間に形成される谷部12bを伝う。そして、吸収部材12の内部に浸透したインクは、吸収部材12の内部において一部が徐々に吸収部材12の延在方向に移動し吸収部材12の延在方向に分散して保持される。吸収部材12の谷部12bを伝うインクは、谷部12bを伝いながら、徐々にその一部が吸収部材12の内部に浸透し、残りが谷部12bに残存し、これによって吸収部材12の延在方向に分散して保持される。つまり、吸収部材12の表面に滴下したインクは、全てが滴下された箇所に留まるわけではなく、滴下された箇所の周囲に分散して吸収される。
なお、吸収部材12の繊維間に保持できるインク量及び谷部12bに保持できるインク量は、インクと繊維との接触角、インクの表面張力に依存する繊維隙間における毛細管力によって規定することができる。つまり、細い繊維によって形成することで、繊維間の隙間を多くし全体として繊維の表面積を増加することによって、吸収部材12の断面積が同一であっても、吸収部材12は、より多量のインクを吸収可能となる。したがって、より繊維間の隙間を多く得るために、繊維束12aを形成する繊維として、マイクロファイバー(極細繊維)を用いるようにしても良い。
ただし、吸収部材12のインク保持力は、繊維間の隙間が大きくなって毛細管力が低下することによって低減する。このため、繊維間の隙間は、吸収部材12におけるインク保持力が吸収部材12の移動によってインクが垂れない程度に設定する必要がある。
ただし、吸収部材12の太さは、ヘッド21A〜21E及び記録紙への接触を防止すべく、その断面最大寸法が、ヘッド21A〜21Eから記録紙の搬送領域までの離間距離から吸収部材12の撓みに起因する変位量を除いた寸法以下となるように設定される。
実際には、吸収部材12の断面最大寸法は、ノズル24の直径に対して5倍以上75倍以下とされる。これは吸収部材12の断面最大寸法がノズル24の直径に対して5倍より小さい場合には吸収部材12が細くなり作製が困難となり、吸収部材12の断面最大寸法がノズル24の直径に対して75倍よりも大きい場合には流体を吸収した際の重量増加等により撓み易くなるためである。
ただし、吸収部材の断面形状が円形であれば、吸収部材12が延在方向を中心軸として回転した場合であっても、インクを受ける面積が変化することがなくなる。このため、吸収部材12の回転方向の姿勢を考慮する必要がなくなる。ここで、吸収部材は完全な円形に作るのは難しいので、円形とは略円形も含む。
なお、吸収部材12の断面形状が円形である場合には、断面最大寸法がノズル24の直径に対して10倍以上50倍以下であることが好ましい。これによって、吸収部材12のインク保持量を十分に確保すると共にインクを受ける面積を十分に確保することが可能となる。
そして、本実施形態のプリンタ1が備える吸収部材12は、記録紙に対する印刷を行う際にはノズル24の下方からずれた退避位置に位置し、フラッシング動作を行う際にはノズル24の直下のフラッシング位置に位置する。つまり、フラッシング動作を行う際には、吸収部材12がノズル24の直下に位置するため印刷を行うことができず、印刷処理を止める必要がある。このため、フラッシング動作は、搬送される記録紙と記録紙との間がノズルの直下に位置する際に行うことが望ましい。本実施形態のプリンタ1のような、いわゆるラインヘッドプリンタにおいては、通常、1分間に60枚程度の記録紙に対して印刷を行うため、5秒ごとに記録紙と記録紙との間がノズルの直下に位置することとなる。したがって、本実施形態のプリンタ1においては、例えば、5秒ごとや10秒ごとにフラッシング動作を行う。
なお、連続的に複数の記録紙に対して印刷を行う場合において、記録紙と記録紙との間がノズル24の直下に位置する時間は短時間である。従来のプリンタにおいては、フラッシング動作のために行われる吸収部材あるいはヘッドユニットの移動が大きい。このため、従来のプリンタ1では、上記短時間でフラッシング動作を完了することができず、記録紙の搬送を一時的に停止しており、この停止期間が単位時間あたりの印刷枚数を低減させる原因となる。これに対して、本実施形態のプリンタ1においては、平面視において吸収部材12が各ヘッド21A〜21Eの直下の極めて狭い領域内で移動するだけで印刷とフラッシング動作とを切り替えることができ、記録紙と記録紙との間がノズル24の直下に位置する間にフラッシング動作を完了する、あるいはフラッシング動作のために記録紙の搬送を停止する期間を極めて短くすることができる。
まず、制御装置は、図9に示す移動機構14を駆動させて(図8:S1)、支持している複数の吸収部材12を図10(a)に示すようなフラッシング位置へ移動させる。具体的には、移動部材14A,14Bをそれぞれ所定の回転数(本実施形態においては1回転)で正転させることにより、各吸収部材12を記録ヘッド21A〜21Eにおける各ノズル列Lに対向させる。このとき、各吸収部材12が、図9に示すように記録ヘッド21A〜21Eの配置方向に並ぶ複数のノズル列Lにも対向した状態となる。
このようにして、4本の吸収部材12を各ノズル列Lのインク吐出方向上に出現させる。
なお、ノズル径に対して吸収部材12の断面最大寸法を75倍くらい確保できる場合には、吸収部材12のインク吸収量が極めて大きくなる。このため、フラッシング動作を行いながら吸収部材12の巻取り動作を行わなくても良い。例えば、吸収部材12の同一箇所に100滴くらいのインクを吐出してもインクが垂れない場合には、フラッシング動作を10回行ってから吸収部材12を巻き取るようにしても良い。
具体的には、移動部材14A,14Bをそれぞれ所定の回転数で反転させることにより、ノズル列Lと対向していた吸収部材12をノズル列Lと対向する位置から退避させる。なお、退避後に上述の巻取り動作を行っても良い。
また、吸収部材12として、線状部材を用いることによって、インクが吸収部材12に滴下される際に、吸収部材12の周囲における上昇気流の発生を抑制し、ヘッド21A〜21Eにインクが付着することを防止することができる。このため、吸収部材12をヘッド21A〜21Eに近接させることが可能となり、インクが揮発することによって生じ、ヘッド21A〜21E等の汚染の原因となるミストの発生を抑制することができる。
以上述べたように、本実施形態では、簡単な構成で高速にフラッシング動作を実行することができるので、印刷能力が向上する。
以下に示す第2実施形態のインクジェットプリンタの基本構成は、上記第1実施形態と略同様であるが、フラッシングユニットの構成が異なっている。よって以下では、先の実施形態と異なる部分について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図1〜図10と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
図11(a)は、第2実施形態のプリンタの概略構成を示す断面図、図11(b)は、フラッシングユニットの側面図である。
駆動ローラー81および従動ローラー82の構成は、上記した回転部15,16と共通とされており、図11(b)に示すような仕切板15b,16b間の回転軸15a,16aに環状の吸収部材72が1本ずつ巻架されている。
なお、移動部材14A1、14B1を用いる場合には、つば部14dとつば部14dとの間に吸収部材12を廻し掛け、移動部材14A1、14B1自体を軸方向に移動することによって吸収部材12、72を記録紙の搬送方向に移動する。
Claims (4)
- 複数のノズルからなるノズル列を有すると共に媒体へ流体を噴射する流体噴射ヘッドを備え、前記ノズルから流体を吸収する吸収部材に流体を噴射するフラッシング動作を行える流体噴射装置であって、
前記吸収部材は、断面形状が円形であり、前記ノズル列に沿って延在すると共に前記ノズル列に対向し、前記ノズルから噴射された前記流体を吸収できるフラッシング位置と、前記流体噴射ヘッドと前記媒体との間であって、前記フラッシング位置と隣り合う前記ノズル列とは対向しない退避位置と、の間を相対移動することを特徴とする流体噴射装置。 - 複数のノズルからなるノズル列を有すると共に媒体へ流体を噴射する流体噴射ヘッドを備え、前記ノズルから流体を吸収する吸収部材に流体を噴射するフラッシング動作を行える流体噴射装置であって、
前記吸収部材は、複数の糸が撚られて形成されており、前記ノズル列に沿って延在すると共に前記ノズル列に対向し、前記ノズルから噴射された前記流体を吸収できるフラッシング位置と、前記流体噴射ヘッドと前記媒体との間であって、前記フラッシング位置と隣り合う前記ノズル列とは対向しない退避位置と、の間を相対移動することを特徴とする流体噴射装置。 - 前記ノズル列を複数有し、前記複数のノズル列のそれぞれに対応するように前記吸収部材を複数有し、
前記退避位置は、前記フラッシング位置と、該フラッシング位置において対向するノズル列と隣り合う他のノズル列との間であって該他のノズル列に対向しない位置であることを特徴とする請求項1または2に記載の流体噴射装置。 - 前記吸収部材は、断面最大寸法が前記ノズルの直径に対して5倍以上75倍以下であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の流体噴射装置。
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