JP6995689B2 - インクジェット印刷装置 - Google Patents
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Description
図9の(a)に示すように、従来例にかかるインクジェット印刷装置100のヘッド31は、キャリッジ300に搭載されており、主走査方向Xに移動可能である。ヘッド31は、インク滴を吐出するノズル孔315が複数形成されたノズル面310を有する。ヘッド31のノズル面310は、図示しない印刷媒体に対向するように配置される。ノズル孔315からは印刷媒体に向けてインク滴が吐出される。
弾性変形によるワイパ600のひずみエネルギーは、ワイパ600の先端601がノズル面310の他側縁312から離れた瞬間に解放される。これにより、ワイパ600に付着したインクQは弾き飛ばされる。
複数のノズル孔がノズル面に開口するヘッドと、
前記ノズル面に付着したインクを払拭する払拭片と、を有するインクジェット印刷装置であって、
前記払拭片では、前記ノズル面に付着したインクを払拭する際の前記払拭片の払拭方向における前側の面が前記ノズル面に付着したインクの払拭面となっており、
前記払拭片における前記ノズル面に接触する一端側では、前記払拭片を前記払拭方向の前側に湾曲させて形成したすくい面領域が、前記払拭面に設けられており、
前記払拭面では、前記すくい面領域から見て他端側の領域にロータス効果を発揮する模様が設けられており、
前記払拭片で前記ノズル面に付着したインクを払拭する際に、前記払拭片の前記一端側側を鉛直線方向の上方に配置して、前記ロータス効果を発揮する模様により、前記ノズル面から拭き取られて前記すくい面領域に付着したインクを、前記鉛直線方向で下側に位置する前記他端側に排出させるようにした構成のインクジェット印刷装置。
前記ロータス効果を発揮する模様は、前記すくい面領域から前記他端側にに延びる線状溝であり、
前記払拭面では、前記線状溝が間隔をあけて複数並んでいる構成とした。
前記線状溝の溝幅と、隣接する前記線状溝の間の間隔は、前記払拭面に付着したインクの接触角の最小角が90度になるように設定されている構成とした。
前記ヘッドはヘッド保持部材に保持されており、
前記ヘッド保持部材は、当該ヘッド保持部材から突出する突起部を有しており、
前記突起部は、前記払拭片の払拭方向の下流側で前記ノズル面に隣接して設けられており、
前記突起部は、前記払拭方向に直交する方向における所定の長さを有しており、
前記突起部は、前記払拭方向で前記ノズル面から離れるにつれて、前記払拭方向に直交する方向の幅が狭くなっており、
前記突起部は、前記払拭片と当接する突出方向の高さを有する構成とした。
前記突起部は、前記払拭方向に直交する方向の一方から他方に向かうにつれて、当該払拭方向の長さが短くなっている構成とした。
前記突起部は、前記払拭方向で前記ノズル面から離れるにつれて、前記ヘッド保持部材に近づく傾斜面を有している構成とした。
図2は、インクジェット印刷装置1の要部拡大図であり、印刷部3が待機位置に配置された状態を説明する図である。なお、説明の便宜上、図2では、ガイドレール20の一部を切欠いて記載してあると共に、吸引装置37の位置をずらして示している。
また、以下の説明では、インクジェット印刷装置1の設置状態を基準とした鉛直線VL方向を、上下方向とも標記する。
印刷を行う場合、印刷部3は第1ガイド部21上を移動し、印刷媒体Mにインク滴を吐出する。印刷を行わない場合、印刷部3は第2ガイド部22上の所定位置で待機する(図2参照。以下、この位置を待機位置と標記する)。
印刷部3は、第2ガイド部22上の待機位置において、メンテナンス部5によってヘッド31のメンテナンスが行われる。
図2に示すように、インクジェット印刷装置1のメンテナンス部5は、主走査方向Xにおけるガイドレール20の他端20b側(図1中、右側)に設けられている。
メンテナンス部5は、後記するヘッド31のノズル面310を払拭するワイピング機構6と、ヘッド31内のインクを吸引する吸引装置7と、を備える。
ワイピング機構6は、第2ガイド部22の下方に配置されている。ワイピング機構6は、印刷部3の待機位置よりも主走査方向Xにおける第1ガイド部21側に配置されている。ワイピング機構6は、ヘッド31のノズル面310に付着したインクQを掻き取る。詳細は後記する。
吸引装置7は、第2ガイド部22の下方に配置されている。吸引装置7は、印刷部3の待機位置において当該印刷部3の下方に位置している。吸引装置7は、本体部70と、ヘッド31と同数のキャップ71と、図示しないインク排出管と、図示しない吸引ポンプとを有する。
(i)ヘッド31のノズル内に残存するインクQを吸引装置7で吸引する。
(ii)吸引によって、ノズル面310からはインクQが膨出する。ノズル面310から膨出した(付着した)インクQをワイピング機構6で掻き取る。
(iii)膨出したインクQの掻き取り後、僅かにインク滴を吐出してノズルのフラッシングを行う。
図3は、キャリッジ30を説明する模式図である。(a)は、図2おけるA-A矢視方向から見たキャリッジ30の斜視図である。(b)は、(a)におけるA領域の拡大図である。なお、(a)では、右側2箇所のヘッド31を省略し、キャリッジ30の開口部350を示している。(b)では、ヘッド31の一部を切り欠いて示すことで、ヘッド31を収容する開口部350を示している。(c)は、(b)におけるC-C断面図である。
図2、図3の(a)に示すように、キャリッジ30では、複数のヘッド31が、主走査方向Xに並んでいる。
ヘッド31の各々は、キャリッジ30の下面に固定されたヘッド保持部35で、下端31aが保持される。
なお、以下の説明では、1つのヘッド31を例に挙げて説明する。
ノズル面310は、鉛直線VLに直交する平坦面であり、ノズル面310では、複数のノズル孔315が直列に並んだノズル列316が、主走査方向Xに等間隔で複数設けられている。
なお、図3の(b)に示したノズル面310の位置、ノズル列316の配置、ノズル列316を構成するノズル孔315は、一例であり、図3の(b)に示した態様にのみ限定されない。
本実施の形態では、ノズル面310は、底面35aから所定高さT2だけ下方に突出している。
図3の(b)に示すように、開口部350は、主走査方向Xに沿う向きで互いに平行に配置された一対の側縁351、352と、側縁351、352の端部同士を接続する一対の側縁353、354と、を有する。
一対の側縁353、354は、副走査方向Yに沿う向きで、互いに平行に設けられている。開口部350は、ヘッド31の外形と整合する矩形形状を成している。
延出部41は、副走査方向Yにおける基部40の端部から、主走査方向X方向に延出している。主走査方向Xの延出部41の延出長さΔtは、開口部350とヘッド31との隙間の長さΔdよりも長い(Δt>Δd)。
主走査方向Xにおける基部40の開口部350側の側面40c(図6の(b)参照)は、上下方向で開口部350の側縁354と面一である。
ワイピング機構6について、図4、5を用いて説明する。
図4は、ワイピング機構6を説明する図である。(a)は、ワイピング機構6の斜視図であり、ワイピング機構6の主要構成を示した図である。(b)は、リンク機構が展開された状態を示す図である。(c)は、リンク機構が折り畳まれた状態を示す図である。
図5は、ワイパ部60を説明する図である。(a)は、ワイパ部60の斜視図である。(b)は、ワイパ部60の平面図である。(c)は、(b)のワイパ部60のA-A断面図である。なお、ワイパーブレード61の線状溝610の大きさは誇張してある。
図5の(c)に示すように、ワイパーブレード61の下端612側を保持する保持部材62は、断面視において矩形形状を成す基部620の中央に、スリット621を有している。
スリット621は、インクジェット印刷装置1の設置状態を基準とした鉛直線VL方向で、上方を向いて開口している。
保持部材62においてワイパーブレード61は、当該ワイパーブレード61を上方側からスリット621に挿入した状態で、保持部材62に支持されている。
この状態において、ワイパーブレード61の上端611は、水平線HL方向に沿わせた向きで設けられている。
保持部材62の基部620では、ワイパーブレード61の厚み方向における一方の面620aに、係合突起64が設けられており、他方の面620bに、係止部63が設けられている。
係止片632は、基部621の他方の面620bとの間に間隔をあけて、他方の面620bに対して平行に設けられており、他方の面620bと係止片632との間の領域に、ガイドレール65が挿入されるようになっている。
この状態において係止片632は、ガイドレール65の長手方向に移動可能となっている。
図4に示すように、ワイピング機構6には、ワイパ部60を副走査方向Yで進退移動させる駆動機構66が設けられている。
駆動機構66は、モータ67と、モータ67の出力軸に連結された第1リンク部材68と、第1リンク部材68と保持部材62とを接続する第2リンク部材69と、を有している。
第1リンク部材68の他端682と、第2リンク部材69の他端692との連結点X2が、回動軸X1周りの周方向に変位する。
この際に、保持部材62に設けた係止部63が、ガイドレール65の正面を摺動することで、ワイパーブレード61が、上端611を水平線HLに沿わせたままの状態で、副走査方向Yに移動するようになっている。
ワイピング機構6では、リンク機構(第1リンク部材68、第2リンク部材69)が、モータ67の出力軸671の回転軸X1回りの回動に連動して、副走査方向Yで展開または折り畳まれることで、ワイパーブレード61を保持する保持部材62が、ガイドレール65に沿って副走査方向Yで進退移動する(図4の(b)、(c)参照)。
ワイピング機構6のインクQの掻き取りについて説明する。
図6、図7は、ワイピング機構6によるインクQの掻き取りを説明する図である。
図6の(a)は、ノズル面310に対するワイパーブレード61の位置関係を説明する図である。図6の(b)は、ワイパーブレード61がノズル面310に対して、(P0)アプローチ位置に配置された状態を実線で示すと共に、ワイパーブレード61が、(P1)掻き取り開始位置、(P2)掻き取り途中位置、(P3)掻き取り終了位置、にそれぞれある場合を仮想線で示してある。ワイパーブレード61がノズル面310に対して(P1)掻き取り開始位置、(P2)掻き取り途中位置、(P3)掻き取り終了位置、にそれぞれある場合を仮想線で示してある。
図7の(a)~(c)は、図6におけるA-A断面を示す図である。
(a)は、ワイパーブレード61が、(P1)掻き取り開始位置にある場合を示している。(b)は、ワイパーブレード61が、(P2)掻き取り途中位置にある場合を示している。(c)は、ワイパーブレード61が、(P3)掻き取り終了位置にある場合を示している。
図7の(d)~(f)は、図6におけるB-B断面を示す図である。
(d)は、ワイパーブレード61が、(P1)掻き取り開始位置にある場合を示している。(e)は、ワイパーブレード61が、(P2)掻き取り途中位置にある場合を示している。(f)は、ワイパーブレード61が、(P3)掻き取り終了位置にある場合を示している。なお、図7では、ワイピング機構6はワイパーブレード61と保持部材62のみ記載してある。
そうすると、ワイパーブレード61が、(P1)掻き取り開始位置に到達した時点で、ワイパーブレード61は、弾性的に変形しながらノズル面310に乗り上げる(図7の(a)参照)。
図6では、図中左側がワイパーブレード61の移動方向の上流となり、右側が下流となる。
ワイパーブレード61が突起部4に乗り上げると、当該ワイパーブレード61の上端611は、基部40の先端面40a上を摺動する。
ワイパーブレード61が基部40上を主走査方向Xに移動すると、副走査方向Yにおけるワイパーブレード61の上端611の他方側(図6の(a)における下側)は、基部40の先端面40a上を摺動しなくなる。(図7の(f)参照)。つまりワイパーブレード61が弾性変形した状態が解除される。
この場合において、副走査方向Yにおける上端611の一方側(図6の(a)における上側)は、基部40の先端面40a上を摺動している(図7の(c)参照)。つまりワイパーブレード61が弾性変形した状態が維持されている。
これにより、ワイパーブレード61は副走査方向Yにおける全長に亘ってひずみエネルギーが一気に解放されることを防止している。
よって、隣接するヘッド31同士の間隔を大きくすることなく、隣接するヘッド31のノズル面310にインクQがかかることがさらに好適に防止される。
ワイパーブレード61によって掻き取られた後のインクQについて説明する。
図8は、ワイパーブレード61上のインクQを説明する図である。
(a)は、図7の(b)におけるワイパーブレード61を、掻取面61a側から見た斜視図である。(b)は、(a)におけるワイパーブレード61を、面Aで切断した切断面を模式的に示す図である。(c)は、(b)における掻取面61aに線状溝610を形成しない場合(平坦面とした場合)を説明する図である。
なお、見やすくするためにインクQのハッチングは省略してある。
そうすると、線状溝610内にはインクQは入り込まない。線状溝610とインクQの界面Qbとの間には、空気Airの層が形成される。
インクQの界面Qbでは、掻取面61a(凸部)との接触と、線状溝610(凹部)内の空気Airとの接触と、が交互に繰り返される(Cassie-Baxter状態)。
なお、ロータス効果を発揮させるためには、掻取面61aの表面は、線状溝610でなくても良い。例えば掻取面61aは梨地状の模様を成す表面であっても良い。
このようなロータス効果を発揮させる模様は、少なくともインクQのすくい面領域Sにおける上端611とは反対側の下端612の近傍から設けられていることが好ましい。
これにより、すくい面領域Sに掻き取られたインクQを、当該すくい面領域Sから適切に排出させることが出来る。
これにより、ひずみエネルギーが解放される際にワイパーブレード61上に留まっているインクQの量を少なくすることが出来る。よって、掻き取られたインクQの弾き飛ばしをより好適に抑制できる。
そうすると、界面Qbと表面Qaの成す角(接触角φ)は、0度以上90度未満となる。この場合、ロータス効果は発揮されず、インクQの濡れ性が高くなる(掻取面61aの撥水性は低い)。
(1)インクジェット印刷装置1は、
複数のノズル孔315がノズル面310に開口するヘッド31と、
ノズル面310に付着したインクQを払拭するワイパーブレード61(払拭片)と、を有する。
ワイパーブレード61は、ノズル面310に付着したインクQを払拭する際のワイパーブレード61の払拭方向における前側の面が、ノズル面310に付着したインクQの掻取面61aとなっている。
ワイパーブレード61におけるノズル面310に接触する上端611(一端)側では、ワイパーブレード61を払拭方向の前側に湾曲させて形成したすくい面領域Sが、掻取面61a(払拭面)に設けられている。
掻取面61aでは、すくい面領域Sから見て他端側の領域にロータス効果を発揮する線状溝610(模様)が設けられている。
ワイパーブレード61でノズル面310に付着したインクQを払拭する際に、ワイパーブレード61の上端611側を鉛直線方向の上方に配置して、ロータス効果を発揮する線状溝610(模様)により、ノズル面310から拭き取られてすくい面領域Sに付着したインクを、鉛直線方向で下側に位置する下端612(他端)側に排出させるようにした。
これにより、ノズル面310から拭き取られたインクQが、掻取面61aの上側の領域(すくい面領域S)に残留したままとなることを好適に防止できる。
よって、ノズル面310を拭き取る際に弾性的に変形しているワイパーブレード61が、ひずみエネルギーが解放されて元の形状に復帰する際に、すくい面領域Sからはじき飛ばされた周囲に飛散するインクQの量を抑制できる。
掻取面61aでは、線状溝610が間隔をあけて複数並んでいる。
よって、掻き取り後のインクQが掻取面61a上に付着することを防止できる。
キャリッジ30は、当該キャリッジ30の底面35aから突出する突起部4を有している。
突起部4は、下流側でノズル面310に隣接している。
突起部4は、副走査方向Yにおけるノズル面310の側縁351(一方)から側縁352(他方)まで及ぶ所定長さを有している。
突起部4は、主走査方向X(払拭方向)でノズル面310から離れるにつれて、主走査方向Xに直交する方向の幅が狭くなっている。
突起部4は、ワイパーブレード61と当接する突出方向の高さT1を有する。
よって、ひずみエネルギーを少しずつ解放させることが出来、掻き取られたインクQの弾き飛ばしをより好適に抑制できる。
よって、掻き取られたインクQの弾き飛ばしをより好適に抑制できる。
2 筐体
3 印刷部
4 突起部
5 メンテナンス部
6 ワイピング機構
7 吸引装置
8 搬送部
9 操作パネル
10 インクタンク
20 ガイドレール
21 第1ガイド部
22 第2ガイド部
30 キャリッジ
31 ヘッド
310 ノズル面
350 開口部
40 基部
60 ワイパ部
61 ワイパーブレード
610 線状溝
61a 掻取面
62 保持部
63 係止部
64 突起
65 ガイドレール
66 駆動機構
67 モータ
68 第1リンク部材
69 第2リンク部材
70 本体部
71 キャップ
Lm 直線
M 印刷媒体
Q インク
Qa 表面
Qb 界面
X 主走査方向
Y 副走査方向
VL 鉛直線
φ 接触角
Claims (6)
- 複数のノズル孔がノズル面に開口するヘッドと、
前記ノズル面に付着したインクを払拭する払拭片と、を有するインクジェット印刷装置であって、
前記払拭片では、前記ノズル面に付着したインクを払拭する際の前記払拭片の払拭方向における前側の面が前記ノズル面に付着したインクの払拭面となっており、
前記払拭片における前記ノズル面に接触する一端側では、前記払拭片を前記払拭方向の前側に湾曲させて形成したすくい面領域が、前記払拭面に設けられており、
前記払拭面では、前記すくい面領域から見て他端側の領域にロータス効果を発揮する模様が設けられており、
前記払拭片で前記ノズル面に付着したインクを払拭する際に、前記払拭片の前記一端側側を鉛直線方向の上方に配置して、前記ロータス効果を発揮する模様により、前記ノズル面から拭き取られて前記すくい面領域に付着したインクを、前記鉛直線方向で下側に位置する前記他端側に排出させるようにしたことを特徴とするインクジェット印刷装置。 - 前記ロータス効果を発揮する模様は、前記すくい面領域から前記他端側に延びる線状溝であり、
前記払拭面では、前記線状溝が間隔をあけて複数並んでいることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット印刷装置。 - 前記線状溝の溝幅と、隣接する前記線状溝の間の間隔は、前記払拭面に付着したインクの接触角の最小角が90度になるように設定されていることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット印刷装置。
- 前記ヘッドはヘッド保持部材に保持されており、
前記ヘッド保持部材は、当該ヘッド保持部材から突出する突起部を有しており、
前記突起部は、前記払拭片の払拭方向の下流側で前記ノズル面に隣接して設けられており、
前記突起部は、前記払拭方向に直交する方向における所定の長さを有しており、
前記突起部は、前記払拭方向で前記ノズル面から離れるにつれて、前記払拭方向に直交する方向の幅が狭くなっており、
前記突起部は、前記払拭片と当接する突出方向の高さを有すること特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載のインクジェット印刷装置。 - 前記突起部は、前記払拭方向に直交する方向の一方から他方に向かうにつれて、当該払拭方向の長さが短くなっていることを特徴とする請求項4に記載のインクジェット印刷装置。
- 前記突起部は、前記払拭方向で前記ノズル面から離れるにつれて、前記ヘッド保持部材に近づく傾斜面を有していることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のインクジェット印刷装置。
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