特開 2023-111316 液体吐出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023111316

(43)【公開日】2023-08-10

(54)【発明の名称】液体吐出装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/165 20060101AFI20230803BHJP

【ＦＩ】

B41J2/165 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022013117

(22)【出願日】2022-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100207181

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 朋

(72)【発明者】

【氏名】一ノ渡 潤

(72)【発明者】

【氏名】山下 宏之

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EA17

2C056FA13

2C056FB01

2C056HA44

2C056JA13

2C056JA24

(57)【要約】

【課題】保湿液を、液体吐出ヘッドを介さずにキャップへ供給することを課題とする。
【解決手段】液体を吐出するノズル１１の開口端が形成されたノズル面１２を有する液体吐出ヘッド１と、ノズル１１の開口端を覆うキャップ２１と、保湿液９０を貯留する保湿液容器３０と、キャップ２１とノズル面１２との間に形成された空間に負圧を形成する吸引ポンプ２３と、廃液容器２６と、キャップ２１と廃液容器２６とを通じる廃液経路２２，２５と、を備えた液体吐出装置１００であって、保湿液容器３０は廃液経路２２，２５に接続されることを特徴とする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出するノズルの開口端が形成されたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
前記ノズルの開口端を覆うキャップと、
保湿液を貯留する保湿液容器と、
前記キャップと前記ノズル面との間に形成された空間に負圧を形成する吸引部材と、
廃液容器と、
前記キャップと前記廃液容器とを通じる廃液経路と、を備えた液体吐出装置であって、
前記保湿液容器は前記廃液経路に接続されることを特徴とする液体吐出装置。

【請求項2】

前記保湿液容器内の保湿液の重力方向の液面位置が、前記キャップと同じ位置に設けられる請求項１記載の液体吐出装置。

【請求項3】

前記保湿液容器内の保湿液の重力方向の液面位置を検知する検知機構と、
前記保湿液容器を重力方向およびその反対方向へ移動させる移動機構とをさらに備えた請求項１または２記載の液体吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ノズルから液体としてのインクを吐出する液体吐出ヘッドでは、非画像形成時にノズル内のインクの水分が蒸発して増粘することにより、ノズル壁面にインクが固着してインクの吐出を阻害したり、インクの吐出方向を変化させてしまうという問題があった。

【0003】

これに対して、非画像形成時に、液体吐出ヘッドのノズルの開口端をキャップで覆うことにより、ノズル内のインクの乾燥を防止することが従来から行われていた。また、吸引ポンプによりキャップ内の空間を吸引することにより、ノズル内のインクを取り除くことが従来から行われていた。

【0004】

しかし、吸引ポンプにより吸引したノズル内のインクがキャップに付着することがある。そして、この付着したインクが、キャップをノズル面から取り外した状態で乾燥することにより、キャップ内にインクが堆積するという問題があった。特に、液体吐出ヘッドが吐出するインクとして乾燥性の高いインクを用いた場合に、このような問題が顕著であった。また、糸に液体を付与する刺繍装置では、一つ一つのジョブの時間が長いため、インクの乾燥の問題が顕著であった。

【0005】

これに対して特許文献１（特開２００９－２８５９８２号公報）の液体吐出装置では、ヘッドモジュールに形成されたノズルを介して保湿液をヘッドキャップ内へ供給する。これにより、ヘッドキャップ内を保湿できる。

【0006】

しかし、保湿液をキャップ内へ供給する構成として、さらに検討の余地があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明では、保湿液を、液体吐出ヘッドを介さずにキャップへ供給することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明は、液体を吐出するノズルの開口端が形成されたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、前記ノズルの開口端を覆うキャップと、保湿液を貯留する保湿液容器と、前記キャップと前記ノズル面との間に形成された空間に負圧を形成する吸引部材と、廃液容器と、前記キャップと前記廃液容器とを通じる廃液経路と、を備えた液体吐出装置であって、前記保湿液容器は前記廃液経路に接続されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、保湿液を、廃液経路を介してキャップへ供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の概略構成図である。

【図2】同装置の液体付与部の説明図である。

【図3】同液体付与部のヘッド列を下方から見た説明図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る個別維持ユニットの平面説明図である。

【図5】同個別維持ユニットの説明図である。

【図6】個別維持ユニットの他の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。まず、本発明に係る液体吐出装置の一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同装置の概略説明図、図２は同装置の液体付与部の説明図、図３は同液体付与部のヘッド列を下方から見た説明図である。

【0012】

液体吐出装置１００はインライン型刺繍装置である。液体吐出装置１００は、供給リール１０２と、液体付与部１０３と、定着部１０４と、後処理部１０５と、刺繍ヘッド１０６とを備えている。供給リール１０２には液体付与対象である糸１０１が巻回される。

【0013】

供給リール１０２から引き出された糸１０１は、ローラ１０８、１０９で案内され、刺繍ヘッド１０６まで連続して這い回されている。

【0014】

液体付与部１０３は、吐出ユニットである複数の液体吐出ヘッド１（１ａ～１ｄ）と、メンテナンスユニット２とを備えている。複数の液体吐出ヘッド１は糸１０１に所要の色の液体を吐出して付与する。この糸１０１は、供給リール１０２から引き出されて搬送されたものである。メンテナンスユニット２は、各液体吐出ヘッド１のメンテナンスを行う複数の個別維持ユニット２０（２０ａ～２０ｄ）などで構成される。液体吐出ヘッド１ａ～１ｄは、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の色の液体を吐出する。

【0015】

ここで、液体吐出ヘッド１は、図３に示すように、液体を吐出する複数のノズル１１の吐出側の開口端が設けられたノズル面１２を有する。ノズル１１の吐出側の開口端は図３に示される側の開口端である。ノズル面１２には、複数のノズル１１の開口端が配列されたノズル列が形成される。各液体吐出ヘッド１は、ノズル列（ノズル１１の配列）の方向が糸１０１の搬送方向Ａになるように配置される。

【0016】

定着部１０４は、液体付与部１０３から吐出された液体が付与された糸１０１に対する定着処理（乾燥処理）を行う。定着部１０４は、例えば赤外線照射手段、温風吹き付け手段などの加熱手段を備え、糸１０１を加熱して乾燥する。

【0017】

後処理部１０５は、例えば、糸１０１を清掃する清掃手段、糸１０１の張力を調整する張力調整手段、糸１０１の移動量を検出する送り量検出手段、糸１０１の表面に潤滑剤を付与する潤滑剤付与手段などを含む。

【0018】

刺繍ヘッド１０６は、糸１０１によって例えば布上にパターンを刺繍する。

【0019】

なお、本実施形態では、液体吐出装置が刺繍装置である例で説明しているが、これに限るものではなく、本発明は、糸などの線状部材を使用する装置、例えば織機、ミシン等の装置、その他、一般的なシート材に画像を印刷する装置にも適用することができる。また、刺繍装置等の後工程がある装置だけでなく、後述するように、本発明は、糸などに染色して巻き取る染色装置などにも適用できる。

【0020】

また、「糸」とは、ガラス繊維糸、ウール糸、綿糸、合成糸、金属糸、ウール、綿、ポリマー、または金属の混合糸、ヤーン、フィラメント、あるいは液体を付与可能な線状部材（連続基材）であり、組紐、平紐なども含む。

【0021】

ここで、メンテナンスユニットを構成する個別維持ユニットの一例について図４を参照して説明する。図４は同個別維持ユニットの模式的平面説明図である。

【0022】

個別維持ユニット２０は、筐体（ハウジング）２００内に、キャップ２１と、ワイパ部材２０２と、空吐出を行うときの空吐出受け２０３を配置している。キャップ２１は、液体吐出ヘッド１のノズル面１２に当接し、ノズル１１の吐出側の開口端を覆う。ワイパ部材２０２はノズル面１２を払拭する。

【0023】

そして、この個別維持ユニット２０の筐体２００の外側面に、吐出受け２０４を着脱可能に取り付けている。吐出受け２０４は、例えば、筐体２００の凸部２０８に嵌め合わせる係止部２０９によって、筐体２００に対して着脱可能としている。

【0024】

このように、維持ユニット２０に対して吐出受け２０４を着脱可能に取付けることで、吐出受け２０４が満杯になった場合など、吐出受け２０４のみを容易に交換することができる。

【0025】

ワイパ部材２０２によるノズル面１２の払拭、あるいは、吐出受け２０４への空吐出により、キャップ２１内に付着したインクの乾燥を抑制できる。

【0026】

次に、本発明の第１実施形態について図５を参照して説明する。図５は同実施形態に係るメンテナンスユニット部分の説明図である。

【0027】

メンテナンスユニット２の個別維持ユニット２０（２０ａ～２０ｄ）は、各液体吐出ヘッド１ａ～１ｄのそれぞれに当接（キャッピング）及び離間（デキャップ）可能に配置された複数のキャップ２１（２１ａ～２１ｄ）を有している。

【0028】

ここで、キャップ２１ａには個別排出経路２２が接続されている。個別排出経路２２には吸引部材である吸引ポンプ２３が設けられる。キャップ２１は個別排出経路２２を介してそれぞれ吸引ポンプ２３に接続されている。なお、図５ではキャップ２１ａに接続された個別排出経路２２および吸引ポンプ２３のみを示しているが、その他のキャップ２１ｂ～２１ｄにも同様に、吸引ポンプ２３が設けられた個別排出経路２２が接続されている。

【0029】

キャップ２１ａに接続される個別排出経路２２は切替弁２４を介して共通排出経路２５に接続される。共通排出経路２５はその一端側で廃液容器２６に接続されている。廃液容器２６は略密閉状態の容器で構成している。個別排出経路２２および共通排出経路２５は、キャップ２１ａと廃液容器２６とを通じる廃液経路である。

【0030】

各個別排出経路２２にはそれぞれ吸引部材である吸引ポンプ２３が設けられ、各キャップ２１は個別排出経路２２を介してそれぞれ吸引ポンプ２３に接続されている。

【0031】

ここで、吸引ポンプ２３はチュービングポンプで構成しており、個別排出経路２２は吸引ポンプ２３のチューブで構成される。吸引ポンプ２３は、第１方向に回転するときに押圧コロがチューブを扱くことでキャップ２１内を吸引する吸引動作を行う。また、吸引ポンプ２３は、第１方向と反対の第２方向に回転させることで、押圧コロがチューブから離間して、個別排出経路２２は吸引ポンプ２３の上流側と下流側で連通状態になる。

【0032】

また液体吐出装置１００は、保湿液容器３０を有する。保湿液容器３０には保湿液９０が貯留される。保湿液容器３０は待機連通口３０ａを有する。保湿液容器３０には残量検知機構３１が設けられる。残量検知機構３１は保湿液容器３０内の保湿液９０の液面高さを検知する。

【0033】

保湿液容器３０に保湿液供給経路３２が接続される。保湿液供給経路３２は、保湿液容器３０に接続される側とは反対側の端部で、切替弁２４を介して共通排出経路２５に接続される。つまり、保湿液容器３０は、保湿液供給経路３２を介して廃液経路に接続される。なお、図５ではその記載を省略しているが、保湿液供給経路３２には、各切替弁２４を介してキャップ２１ｂ～２１ｄに接続される個別排出経路２２に接続されている。

【0034】

また、保湿液容器３０にはヘッド側保湿液供給経路３３が接続される。ヘッド側保湿液供給経路３３は各液体吐出ヘッド１ａ～１ｄに接続される。

【0035】

また液体吐出装置１００は制御部５０を有する。制御部５０は、切替弁制御部５１と、上下動制御部５２とを有する。切替弁制御部５１は各切替弁２４の切り替えを制御する。上下動制御部５２は保湿液容器３０を上下動させる移動機構３９の駆動を制御する。

【0036】

残量検知機構３１による検知結果は切替弁制御部５１および上下動制御部５２に入力される。上下動制御部５２は、残量検知機構３１の検知結果に基づいて、保湿液容器３０内の液面高さがキャップ２１の高さと同じになるように（つまり、キャップ２１のいずれかの部分に重なる位置）保湿液容器３０を上下動させる。そして、切替弁制御部５１により切替弁２４を切り替えて保湿液供給経路３２を個別排出経路２２に連通させる。これにより、保湿液容器３０から保湿液供給経路３２および個別排出経路２２を介してキャップ２１ａに保湿液９０を供給することができる。つまり、保湿液９０を液体吐出ヘッド１ａを介さずにキャップ２１ａへ供給できる。なお、キャップ２１ｂ～２１ｄに関しても同様に、対応する切替弁２４を切り替えて保湿液供給経路３２と各個別排出経路２２を接続することにより、各キャップ２１ｂ～２１ｄに保湿液容器３０の保湿液９０を供給できる。また、ここでいう液面高さなどの高さとは、液体吐出装置１００を水平面に載置した状態での重力方向及びその反対方向の位置のことである。

【0037】

以上のように本実施形態では、保湿液容器３０内の保湿液９０を、液体吐出ヘッド１を介さずに直にキャップ２１に供給できる。従って、キャップ２１内を効率よく保湿でき、キャップ２１内に乾燥したインクが堆積することを抑制できる。また、液体吐出ヘッド１を介さないことで、保湿液９０をキャップ２１へ供給する経路を短くすることができ、保湿液９０の消費量を低減できる。

【0038】

特に、本実施形態の液体吐出装置１００のように、糸に液体を吐出する装置では一つ一つのジョブの時間が長くなる傾向にあり、キャップ内のインクが乾燥しやすい。従って、本実施形態の上記保湿液を供給する構成を適用することが好適である。

【0039】

また、保湿液容器３０内の液面高さをキャップ２１の高さと同じにすることにより、キャップ２１内に充填する保湿液９０の量を一定に保つことができる。また、装置停止時もキャップ２１内に保湿液９０を充填した状態にすることができる。

【0040】

液体吐出ヘッド１から排出されたインクや保湿液９０は、各個別排出経路２２および共通排出経路２５を介して廃液容器２６に収容される。廃液容器２６は液体吐出装置１００に対して着脱可能に設けられ、ユーザーなどにより定期的に交換される。

【0041】

なお、残量検知機構３１に代えて、保湿液容器３０を透明な材料により形成することで、目視により保湿液容器３０内の液面高さを確認し、保湿液容器３０を上下動させてもよい。また、保湿液容器３０や切替弁２４を手動により上下させる構成としてもよい。

【0042】

また、ヘッド側保湿液供給経路３３を介してキャップ２１を、保湿液９０を供給することもできる。

【0043】

一例として、図６に示す実施形態の液体吐出装置１００では、保湿液容器３０内の保湿液９０をキャップ２１に供給する経路として、ヘッド側保湿液供給経路３３のみが設けられる。

【0044】

本実施形態では、残量検知機構３１による検知結果により、保湿液容器３０内の液面高さが液体吐出ヘッド１に設けられたノズル面よりも重力方向の下側に配置される。

【0045】

吸引ポンプ２３によりヘッド吸引することにより、保湿液容器３０内の保湿液９０が、ヘッド側保湿液供給経路３３、そして液体吐出ヘッド１のノズルを介して各キャップ２１へ供給できる。

【0046】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

【0047】

本願において、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッド又を備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

上記「液体が付着可能なもの」とは、前述した液体付与対象のことであり、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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

また、「液体吐出装置」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。

【0055】

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。

【符号の説明】

【0056】

１ 液体吐出ヘッド
１１ ノズル
１２ ノズル面
２０ 個別維持ユニット
２１ キャップ
２２ 個別排出経路（廃液経路）
２３ 吸引ポンプ（吸引部材）
２４ 切替弁
２５ 共通排出経路（廃液経路）
３０ 保湿液容器
３１ 残量検知機構（検知機構）
３２ 保湿液供給経路
３９ 移動機構
１００ 液体吐出装置

【先行技術文献】

【特許文献】

【0057】

【特許文献1】特開２００９－２８５９８２号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】