JP2021138111A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドに対する確実なキャッピングを簡単な構成で行なう。【解決手段】複数の液体吐出ヘッドを備えたキャリッジと、複数の液体吐出ヘッドをそれぞれキャッピングする複数のキャップを備えたキャップベースと、キャップベースを保持する保持部と、キャップベースを液体吐出ヘッドへと押圧する複数の押圧部材を備え、複数の液体吐出ヘッドは、キャリッジの移動方向において２つ以上の列で並べて配置され、保持部は、キャップベースを所定の方向に対して傾斜動作が可能になるとともに、前記所定の方向に対して垂直をなす方向についても傾斜可能となるよう保持する。【選択図】図１

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

スタガ配置ヘッドを用いた白およびカラー同時印刷のインクジェット装置のキャップ維持装置において、ヘッド面の保湿を保ち、良好な吐出を実現するためのメンテナンス技術がある。特許文献１には、スタガ配置されたヘッドを整備する目的で、ヘッドのクリーニングユニットをキャリッジの動作と連動して、位置を変えて、ヘッドとクリーニングユニットの位置を合わせる構成が開示されている。

特許文献１では、ヘッドのクリーニングユニットをキャリッジの動作と連動して、位置を変えて、ヘッドとクリーニングユニットの位置を合わせることでクリーニングを実施しているが、ヘッドに対する確実なキャッピングを簡単な構成で行なうということについては開示されていない。

本発明は、ヘッドに対する確実なキャッピングを簡単な構成で行なうことが可能な液体吐出装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる液体吐出装置は、複数の液体吐出ヘッドを備えたキャリッジと、前記複数の液体吐出ヘッドをそれぞれキャッピングする複数のキャップを備えたキャップベースと、前記キャップベースを保持する保持部と、前記キャップベースを前記液体吐出ヘッドへと押圧する複数の押圧部材を備え、前記複数の液体吐出ヘッドは、前記キャリッジの移動方向において２つ以上の列で並べて配置され、前記保持部は、前記キャップベースを所定の方向に対して傾斜動作が可能になるとともに、前記所定の方向に対して垂直をなす方向についても傾斜可能となるよう保持することを特徴とする液体吐出装置として構成される。

本発明によれば、ヘッドに対する確実なキャッピングを簡単な構成で行なうことができる。

スタガ配置を用いた液体吐出装置であるヘッドインクジェット印刷装置の上面図である。 ヘッド維持装置の例を示す正面図である。 ヘッド維持装置の例を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明は、スタガ配置されたヘッドの維持機構に際して、以下の特徴を有する。複数のキャップを保持している一枚のキャッププレートは、回転中心軸を介して、リンクに保持され、左右方向に傾斜動作可能となる。また、一方のリンクは同様に回転中心軸を介して、維持本体ベースに設けられた保持部材によって保持され、リンクは前後方向に傾斜動作可能である。このようにすることで、キャッププレートは前後左右動作が同時に可能となり、キャップはヘッド面に追従する形態で、ヘッドをキャッピングする。

要するに、全ヘッドがキャップにより、適正な圧により保持される、また例えば、各ヘッドが互いに斜めに配置された場合や、キャッププレートと各ヘッド面(ヘッドマウントプレート)が平行になっていない場合でも、ヘッド面にキャップが確実に当接できることが特徴になっている。上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。なお、以下では、メディアの一例としてＴシャツを例示しているが、これに限らず他のメディア（例えば、段ボール紙）についても同様に適用することができる。また、Ｔシャツの布地としては、ハンカチ、タオルなどの一枚の布地で形成されるものだけではなく、Ｔシャツ、トレーナーなどの衣服として加工された布地、トートバック等の製品の一部となっている布地にも用いることができる。

図１は、スタガ配置を用いた液体吐出装置であるヘッドインクジェット印刷装置１０００の上面図である。メディア１０１(例えば、Ｔシャツ)は、図示しないテーブル上にセットされて進行方向Ｄ１に送り出される。また、当該送り出しと同期して、キャリッジが主走査方向Ｄ２に往復移動される。ヘッド１〜６は、キャリッジの当該往復移動中にメディア１０１上にインクを吐出し、画像を形成する。具体的には、まず。ホワイトインクヘッド１、２がメディア１０１上に白地を印字し、その後、シアンインクヘッド３、マゼンタインクヘッド４、イエローインクヘッド５、ブラックインクヘッド５がメディア１０１上に印字する。これらの印字動作は、図示しない一般的な印字機構を用いることができる。

図２、３に、本実施例におけるキャップを用いたヘッド維持装置を示す。図２は、当該ヘッド維持装置の正面図である。図３は、図２に示したヘッド維持装置を方向Ｄ３から見たときの側面図である。各ヘッド１〜６のノズルは、ヘッドマウントプレート１５と同一面に配置され、ゴム等の弾性部材で形成されたキャップ１−１からキャップ６−１を押し当て、密着させ、ノズルの保湿及びキャップ側からインクを吸引することで各色のノズルのクリーニングが可能となる。

図２において、キャップを保持しているキャッププレート７は、回転中心軸１２を介してリンク１１に保持され、紙面に対し左右方向に傾斜動作可能となる。また、リンク１１は、同様に回転中心軸１０を介して、維持本体ベース８に設けられた保持部材９によって保持され、リンク１１は紙面に対し、前後方向に傾斜動作可能である。このようにすることで、キャッププレート７は、前後左右動作が同時に可能となる。ここで、キャッププレート７は、当該キャッププレート７に設けられたピン１３に保持された圧縮スプリング１４によって、同様に維持本体ベース８に保持される。圧縮スプリング１３は、キャッププレート７の動作を阻害する力ではなく、キャッププレート７を保持できる力で十分である。なお、駆動装置１２は、キャップをノズル面から当接及び離間させるため、維持本体ベース８を所定の距離だけ上下動させるモータを用いた装置である。

このように、本実施例では、複数の液体吐出ヘッド（例えば、ヘッド１〜６）を備えたキャリッジと、上記複数の液体吐出ヘッドをそれぞれキャッピングする複数のキャップ（例えば、キャップ１−１〜６−１）を備えたキャップベース（例えば、キャッププレート７）と、上記キャップベースを保持する保持部と、上記キャップベースを上記液体吐出ヘッドへと押圧する複数の押圧部材（例えば、圧縮スプリング１４）を備え、上記複数の液体吐出ヘッドは、上記キャリッジの移動方向において２つ以上の列（例えば、ヘッド１およびヘッド２の列と、ヘッド３〜ヘッド６の列）で並べて配置され、上記保持部は、上記キャップベースを所定の方向に対して傾斜動作が可能になるとともに、前記所定の方向に対して垂直をなす方向についても傾斜可能となるよう保持し、保持方向について２つ以上の自由度（例えば、紙面に対する左右方向および前後方向）をもつ。

また、上記保持部としては、上記キャップベースの面に平行な軸（例えば、第１の回転中心軸１０）で上記キャップベースを回転可能にする第１回転部と、上記平行な軸と直交する軸（例えば、第２の回転中心軸１２）で上記キャップベースを回転可能にする第２回転部と、を有する。

また、上記押圧部材を少なくとも３つ以上備え、上記押圧部材は、平面視したとき上記保持部を囲うように、例えば、上記キャップベースの外側に配置される。

以上説明したように、本実施例におけるヘッド維持装置は、従来の突き当てピンを使用せず、例えば、ヘッドマウントプレート１５が斜めになっている場合でも、キャッププレート７が当該動作に追従してキャッピングが行われる。したがって、どの色のヘッドノズルに対しても正常なキャッピング圧が確保できる。

また、上記キャップベースの回転中心の位置は、上記キャップの配列に対して、上記2つ以上の自由度をもつ保持方向（例えば、紙面に対する左右方向および前後方向）における中央の位置（中心位置）とする。これにより、全てのキャップを一つのプレートに具備したヘッド(ノズル)維持機構において、簡単な機構で確実にヘッドのメンテナンスができる。

また、本実施例では、複数の液体吐出ヘッド（例えば、ヘッド１〜６）を有するキャリッジと、上記複数の液体吐出ヘッドのそれぞれキャッピングする複数のキャップ（例えば、キャップ１−１〜６−１）と、複数のキャップを保持するキャッププレート（例えば、キャッププレート７）と、キャッププレートの略中心部において回動自在に支持する支持部と（例えば、保持部材９、第１の回転中心軸１０、リンク１１、第２の回転中心軸１２により構成される支持機構）、上記キャッププレートを上記液体吐出ヘッドへと押圧する複数の押圧部材（例えば、圧縮スプリング１４）と、上記支持部および上記押圧部材を保持する保持部とを有し、上記キャッププレートは上記支持部によって、上記略中心部から縦方向および横方向に傾斜動作が可能となっている。

また、上記複数の液体吐出ヘッドは、上記キャリッジの移動方向に対して複数列に並べて配置されている。

また、上記支持部は、上記縦方向に回転する軸で上記キャッププレートを傾斜可能にする第１回転部（例えば、第１の回転中心軸１０、リンク１１）、と、上記横方向に回転する軸で上記キャッププレートを傾斜可能にする第２回転部（例えば、リンク１１、第２の回転中心軸１２）と、を有している。

また、上記押圧部材は、上記支持部を囲うように配置される複数の押圧部で構成されている。

従来、スタガ配置ヘッドを用いた白およびカラー同時印刷のインクジェット印刷装置では、スタガ配置ヘッドを採用して白インクを印字した後、すぐにカラー印刷を行なっていた。スタガ配置は、白インクを先に印字する必要があり、カラーインクより印刷物に対して上流に設ける必要があるため、図１に示したように、白インク用ヘッドとカラーインクヘッドは1列に配置していない。このようなスタガ配置を構成するスタガ配置ヘッドでは、ヘッド維持装置に設けたゴムの弾性材で形成されたキャップにより、保湿、吸引のためヘッドのノズル面をキャッピングする場合、ヘッドを保持しているヘッドマウントプレートが大きくなる。さらに、キャップを保持しているプレートも大きくなり、白とカラーの列ではキャッピングが同一とならないことがある。

また、キャッピングする装置としては、キャップを保持しているプレートに位置決めピンを設け、プレートを上昇モータにより上昇させて、ヘッドマウントプレートに押し当てて、所定のキャッピング圧、密着性を得るのが一般的である。その理由は、最も簡単な構成でコストもかからないためである。しかし、キャップを保持しているプレートが大きくなると、部品精度の関係で複数の位置決めピンがヘッドマウントプレートに均一に突き当てることができない場合がある。具体的には、ヘッドマウントプレートが斜めに取り付いて水平が保たれていない場合など、所定のキャッピング圧が確保できず、ノズルがキャッピングされないという問題があった。

本実施例で示した構成を採用することにより、このような問題を簡易な構成で解決することができるようになる。具体的には、簡単な機構でヘッドに対するキャップの所定の圧を確保し、確実にノズル面をキャッピングし、確実なメンテナンス動作を行うことができる。 すなわち、キャップを用いてスタガ配置された全てのヘッドに適切な圧でキャップがキャッピングすることができ、ノズル面の保湿、及びメンテナンスを確実に実施することができる。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体吐出装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体吐出装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体吐出装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１０００ ヘッドインクジェット印刷装置
１〜６ ヘッド
１−１〜６−１ キャップ
７ キャッププレート
８ 維持本体ベース
９ 保持部材
１０ 第１の回転中心軸
１１ リンク
１２ 第２の回転中心軸
１３ ピン
１４ 圧縮スプリング
１５ ヘッドマウントプレート

特許第４０６５７７５号

Claims (8)

1. 複数の液体吐出ヘッドを備えたキャリッジと、
   前記複数の液体吐出ヘッドをそれぞれキャッピングする複数のキャップを備えたキャップベースと、
   前記キャップベースを保持する保持部と、
   前記キャップベースを前記液体吐出ヘッドへと押圧する複数の押圧部材を備え、
   前記複数の液体吐出ヘッドは、前記キャリッジの移動方向において２つ以上の列で並べて配置され、前記保持部は、前記キャップベースを所定の方向に対して傾斜動作が可能になるとともに、前記所定の方向に対して垂直をなす方向についても傾斜可能となるよう保持することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記保持部は、前記キャップベースの面に平行な軸で前記キャップベースを回転可能にする第１回転部と、前記平行な軸と直交する軸で前記キャップベースを回転可能にする第２回転部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記押圧部材を少なくとも３つ以上備え、
   前記押圧部材は、平面視したとき前記保持部を囲うように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. 前記キャップベースの回転中心の位置は、前記キャップの配列に対して、2つ以上の自由度をもつ保持方向における中央の位置とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
5. 複数の液体吐出ヘッドを有するキャリッジと、
   前記複数の液体吐出ヘッドのそれぞれキャッピングする複数のキャップと、
   前記複数のキャップを保持するキャッププレートと、
   前記キャッププレートの略中心部において回動自在に支持する支持部と、
   前記キャッププレートを前記液体吐出ヘッドへと押圧する複数の押圧部材と、
   前記支持部および前記押圧部材を保持する保持部とを有し、
   前記キャッププレートは前記支持部によって、前記略中心部から縦方向および横方向に傾斜動作が可能となっていることを特徴とする液体吐出装置。
6. 前記複数の液体吐出ヘッドは、前記キャリッジの移動方向に対して複数列に並べて配置されることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
7. 前記支持部は、前記縦方向に回転する軸で前記キャッププレートを傾斜可能にする第１回転部と、前記横方向に回転する軸で前記キャッププレートを傾斜可能にする第２回転部と、を有することを特徴とする請求項５または６に記載の液体吐出装置。
8. 前記押圧部材は、前記支持部を囲うように配置される複数の押圧部で構成されることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

Images