JP2000062197A - 描画ヘッド装置及びその清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクヘッドのノズルが形成された面を損傷
することなく、しかも効果的にヘッドの清掃が行えるよ
うにする。 【解決手段】 このヘッド清掃装置２０は、インクを噴
射するノズル１１ｂを有するインクヘッド１１を清掃す
るための装置であり、ノズル１１ｂ及びその周囲に付着
した異物を吹き飛ばすための空気を噴出する噴出装置２
１及び噴出ガイド２１ａと、噴出装置２１により吹き飛
ばされた異物を吸引するための吸引ガイド２２ａ及び吸
引装置２２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、描画ヘッド、特に
記録紙に対してインクを噴射する描画ヘッド装置に関す
る。また、描画ヘッドの清掃装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録紙に対して文字等の情報を記録する
ための装置として、インクジェットプリンタが提供され
ている。このインクジェットプリンタは、記録紙の搬送
方向に対して直交する方向に移動自在に設けられたイン
クジェットヘッド（以下、単にインクヘッドと記す）を
有している。インクヘッドには、記録紙の搬送方向に沿
って多数のノズルが設けられており、このノズルからイ
ンクを記録紙に噴射して印刷が行われる。

【０００３】このようなインクヘッドにおいては、ノズ
ル及びその周囲に飛散インク、紙繊維、塵等の異物が付
着するために、定期的に清掃する必要がある。そこで、
従来では、ゴム状のワイパー部材を、インクヘッドのノ
ズルが形成された面と平行に移動させ、ノズル周囲の異
物を除去するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】インクヘッドのノズル
が形成された面には、実開平５−２８６３９号公報に示
されるように、撥水処理がなされている場合が多い。こ
の撥水処理を施すことにより、インクをノズル出口から
後退させてインクがノズルから不用意に滴下するのを抑
えることができ、インク流路内のインクに対して常時加
圧が可能になる。

【０００５】しかし、このような撥水処理面に対して、
前記のようなワイパー部材を用いて清掃を行うと、撥水
処理面がワイパー部材のブレードによって擦られてしま
い、撥水処理面の撥水性能が徐々に劣化する。このよう
な撥水性能の劣化はインクヘッドそのものの寿命と密接
に関連しており、特に大量に印刷する場合は撥水性能の
劣化が促進されてしまうので耐寿命性の点から問題とな
る。

【０００６】また、毛細管現象を利用した非接触タイプ
のワイパー部材を用いてインクヘッドを清掃する技術も
提供されているが、紙繊維や塵等は除去されにくい。ま
た、インクヘッドは、前述のように、ノズルからインク
を記録紙に噴射して印刷を行うものであるが、ノズルか
ら噴射された液滴がメイン液滴とサテライト液滴とにな
る場合がある。このような２つの液滴が生じると、それ
ぞれの液滴の記録紙への到達時間の違いによりドットの
形状が乱れる場合がある。このような場合には、印刷の
品質が劣化する。

【０００７】本発明の課題は、描画ヘッドのノズルが形
成された面を損傷することなく、しかも効果的にヘッド
の清掃が行えるようにすることにある。本発明の別の課
題は、噴射されたインクから生じる２つの液滴に起因す
る印刷品質の劣化を抑えることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る描画ヘッ
ド清掃装置は、インクを噴射するノズルを有する描画ヘ
ッドを清掃するための装置であり、ノズル及びその周囲
に付着した異物を吹き飛ばすための空気を噴出する噴出
手段と、噴出手段により吹き飛ばされた異物を吸引する
ための吸引手段とを備えている。

【０００９】この装置では、描画ヘッドのノズル及びそ
の周囲に空気が噴出され、これによりノズル近傍に付着
した飛散インク、紙繊維、塵等の異物が吹き飛ばされ
る。そして、吹き飛ばされた異物は吸引手段によって吸
引される。ここでは、空気の噴出によって飛散インク等
の異物を効果的に除去することができる。そして、この
清掃に際し、ノズルが形成された面にワイパー部材等を
接触させていないので、この面に撥水処理が施されてい
るような場合でも、撥水性能が劣化することはない。ま
た、吹き飛ばされた飛散インク等の異物は吸引手段によ
って吸引されて回収されるので、吹き飛ばされた異物が
再付着するのを防止できる。

【００１０】請求項２に係る描画ヘッド清掃装置は、請
求項１の装置において、描画ヘッドは、記録紙に対して
インクの噴射を行う記録領域の間で移動自在に設けられ
ているとともに、記録領域以外のクリーニング位置に移
動可能である。そして、噴出手段は、クリーニング位置
に固定して設けられクリーニング位置の描画ヘッドのノ
ズル及びその周囲に空気を導く噴出ガイドを有してい
る。また、吸引手段は、クリーニング位置に固定して設
けられ噴出ガイドから噴出された空気及び異物を吸引す
るための吸引ガイドを有している。

【００１１】この装置では、清掃を行う場合は、描画ヘ
ッドをクリーニング位置に移動させる。そして、この位
置に設けられている噴出ガイドによって、クリーニング
位置の描画ヘッドのノズル及びその周囲に空気を導く。
また、この噴出ガイドから噴出された空気及び噴出空気
によって吹き飛ばされた異物は、クリーニング位置に固
定して設けられた吸引ガイドを介して吸引回収される。

【００１２】ここでは、描画ヘッドと別に噴出ガイド及
び吸引ガイドが設けられるので、描画ヘッド自体の構成
が簡単になるとともに、噴出ガイド及び吸引ガイドを移
動させる必要がなく、構成が簡単になる。請求項３に係
る描画ヘッド清掃装置は、請求項１の装置において、描
画ヘッドは記録紙に対して所定の方向に移動自在であ
る。そして、噴出手段は、描画ヘッドの一側面に装着さ
れ描画ヘッドとともに移動してノズル及びその周囲に空
気を導く噴出ガイドを有している。また、吸引手段は、
描画ヘッドの一側面と対向する側面に装着され描画ヘッ
ドとともに移動して噴出ガイドから噴出された空気及び
異物を吸引するための吸引ガイドを有している。

【００１３】この装置では、描画ヘッドが記録紙に対し
て所定の方向に移動しながらインクを噴射し、印刷を行
う。そして、噴出手段及び吸引手段を構成する噴出ガイ
ド及び吸引ガイドは、それぞれ描画ヘッドの対向する側
面に装着され、描画ヘッドとともに移動する。このた
め、描画ヘッドがどのような位置にあっても清掃を行う
ことができる。また、噴出ガイド及び吸引ガイドが描画
ヘッドとは別に設けられている場合に比較して、噴出ガ
イド及び吸引ガイドをノズル部分に近接して配置でき、
飛散インク等の吹き飛ばし及び吸引を効率よく行える。

【００１４】請求項４に係る描画ヘッド清掃装置は、請
求項１から３のいずれかの装置において、描画ヘッドの
ノズルが形成された面には撥水処理が施されている。こ
の場合には、インクをノズル出口から後退させておくこ
とができる。そして、このような撥水処理が施されてい
る場合でも、この撥水処理面にワイパー部材等が接触し
ないので、撥水性能の劣化を抑えることができる。

【００１５】請求項５に係る描画ヘッド装置は、記録紙
に対してインクを噴射する装置であり、本体と吸引手段
と吸引制御手段とを備えている。本体は、記録紙に対し
て所定の方向に移動自在に設けられ、インクを噴射する
ためのノズルを有している。吸引手段はノズルから噴射
されるインクの一部を吸引する。吸引制御手段は吸引手
段の吸引タイミングを制御する。

【００１６】この装置では、２つのインクの液滴による
印刷品質の劣化を抑えることができる。以下に、２つの
インク液滴による印刷品質の劣化について、詳細に説明
する。図１に示すように、描画ヘッド（インクヘッド）
からインクが噴射されると、このインクはメイン液滴Ｍ
と、このメイン液滴Ｍの後部に現れるサテライト液滴Ｓ
とに別れる場合がある。そして、これらの液滴Ｍ，Ｓ
は、記録紙Ｐへの到達時間が異なるので、記録紙におい
ては、図２の（ｂ）（ｃ）に示すように、サテライト液
滴によって液点が正常な形状ではなくなる。なお、図２
（ａ）は、サテライト液滴のない、正常な液点の形状を
示している。

【００１７】そこで請求項４に係る発明では、ノズルか
ら噴射されるインクの一部、すなわちサテライト液滴と
なる部分のインクを吸引し、サテライト液滴による異常
な液点の発生を防止するようにしている。

【００１８】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］図３に本発明の
一実施形態によるヘッド清掃装置を採用したインクジェ
ットプリンタ１を示す。このインクジェットプリンタ１
は、プリンタ本体部２と、プリンタ本体部２を支持する
脚部３とを有している。プリンタ本体部２は、一方向に
長い直方体形状のケース５を有している。ケース５の内
部には、記録紙を搬送するための搬送ローラ６と、搬送
ローラ６と平行に設けられたガイドレール７とが配置さ
れている。搬送ローラ６は、図示しない駆動部によって
駆動され、記録紙Ｐ（図の二点鎖線）を矢印Ａで示す方
向に搬送する。

【００１９】また、ガイドレール７に沿って、記録紙Ｐ
の搬送方向とは直交する矢印Ｂ方向にヘッドユニット１
０が移動自在に設けられている。ヘッドユニット１０に
は、図４に示すように、インク色の異なる４つのインク
ヘッド１１が収納されている。各インクヘッド１１の上
部にはコネクタ１１ａが設けられ、下面にはインクを噴
射する多数のノズル１１ｂが設けられている。この多数
のノズル１１ｂは、ヘッドユニット１０の移動方向Ｂと
は直交する方向に並べて配置されている。なお、この多
数のノズルが形成された面（以下、ノズル形成面と記
す）には、撥水処理が施されている。このヘッドユニッ
ト１０は、記録紙Ｐにインクを噴射して印刷を行う記録
領域だけではなく、記録領域から横方向に外れたクリー
ニング位置Ｃ（図３参照）にも移動可能である。

【００２０】ケース５の内部において、クリーニング位
置Ｃには、インクヘッド１１のノズル付近を清掃するた
めのヘッド清掃装置２０が設けられている。ヘッド清掃
装置２０は、図５に模式的に示すように、空気を噴出す
る噴出装置２１と、空気を吸引する吸引ポンプ等からな
る吸引装置２２と、これらの装置の噴出及び吸引のタイ
ミングを制御するための制御部２３とを有している。噴
出装置２１の出口側には、インクヘッド１１のノズル１
１ｂ及びその周囲に空気を導くための管状の噴出ガイド
２１ａが接続されている。また、噴出ガイド２１ａと対
向するように管状の吸引ガイド２２ａが設けられてお
り、吸引装置２２の入口側は、この吸引ガイド２２ａに
接続されている。

【００２１】このような構成のインクジェットプリンタ
において、記録紙に対して印刷を行う場合は、記録紙が
搬送ローラ６によってＡ方向に搬送され、かつヘッドユ
ニット１０がガイドレール７に沿って記録領域上をＢ方
向に移動しながら、インクヘッド１１からインクが記録
紙上に噴射されて印刷が行われる。印刷が所定の期間行
われてクリーニング時期になった場合は、ヘッドユニッ
ト１０をクリーニング位置Ｃに移動させる。そして、噴
出ガイド２１ａを介して、噴出装置２１から空気をイン
クヘッド１１のノズル及びその周囲に噴出させる。これ
により、ノズル及びその周囲の飛散インク、紙繊維、塵
等の異物が吹き飛ばされる。また空気の噴出と同期させ
て、吸引装置２２により、吸引ガイド２２ａを介して、
噴出装置２１によって吹き飛ばされた飛散インク等の異
物を吸引し、回収する。

【００２２】ここでは、ノズル形成面に対して非接触で
清掃を行うことができ、ノズル形成面に施された撥水処
理層を損傷するのを抑えることができる。このため、撥
水性能を長期にわたって維持でき、ヘッドの寿命を延ば
すことができる。また、空気の噴出に同期して吸引を行
っているので、空気の噴出によって吹き飛ばされた異物
がノズル形成面に再付着するのを防止することができ
る。

【００２３】〔第１実施形態の変形例〕図６に噴出ガイ
ドと吸引ガイドの変形例を示す。この例では、噴出空気
がノズル形成面に沿ってほぼ平行に流れるように、噴出
ガイド２３ａの開口の向きが形成されている。また、吸
引ガイド２４ａの開口は、噴出ガイド２３ａの開口と対
向し、かつノズルからのインクの噴射の妨げにならない
ように所定の隙間をあけて配置されている。

【００２４】この例では、噴出ガイド２３ａから噴出さ
れた空気は、ノズル形成面に直接衝突しないので、噴出
空気によって除去された異物が他へ飛散するのを抑える
ことができる。しかも、噴出ガイド２３ａの開口と吸引
ガイド２４ａの開口とが対向しているので、ノズル形成
面から除去された異物は、効率よく吸引ガイド２４ａに
吸引回収される。

【００２５】［第２実施例］図７に、本発明の第２実施
形態によるヘッド清掃装置を採用したインクジェットプ
リンタ３０を示している。この第２実施形態におけるイ
ンクジェットプリンタ３０は、クリーニング位置にヘッ
ド清掃装置が設けられていないこと以外は前記第１実施
形態と同様である。

【００２６】そして、この第２実施形態では、ヘッド清
掃装置３１を構成するガイドが、ヘッドユニット１０に
配置された各ヘッド１１に設けられている。その概略を
図８に、また詳細を図９に示す。これらの図に示すよう
に、インクヘッド１１の本体の一方の側面１１ｃには噴
出ガイド３２が設けられ、側面１１ｃと対向する側の側
面１１ｄには吸引ガイド３３が設けられている。

【００２７】噴出ガイド３２は、チューブ３４を介して
前記実施形態と同様の噴出装置２１に連結されている。
噴出ガイド３２は、管状の部材であり、側面１１ｃに沿
って形成された開閉部３２ａと、ノズル形成面に沿って
形成された噴出部３２ｂとが連続して形成されている。
開閉部３２ａにはピエゾ素子が設けられており、この開
閉部３２ａによって、チューブ３４を介して送られてき
た空気を噴出部３２ｂに通過させるかあるいは遮断する
かを制御することが可能である。

【００２８】また、吸引ガイド３３は、チューブ３５を
介して前記実施形態と同様の吸引装置２２に連結されて
いる。また、この吸引ガイド３３は、噴出ガイド３２と
同様に、開閉部３３ａと吸引部３３ｂとを有している。
開閉部３３ａにはピエゾ素子が設けられ、吸引部３３ｂ
とチューブ３５との間を連通あるいは遮断することが可
能である。吸引部３３ｂの開口は噴出部３２ｂの開口と
対向してかつ所定の隙間をあけて配置されており、ノズ
ル１１ｂからのインクの噴射の妨げとならないようにな
っている。

【００２９】なお、インクヘッド１１の他の側面１１ｅ
にはインク供給用のチューブ３６が設けられている。こ
のような構成の実施形態における印刷の動作は前記実施
形態と同様である。また、清掃の動作は、清掃の位置が
限定されないことを除いて前記実施形態と同様である。

【００３０】ここでは、噴出ガイド３２及び吸引ガイド
３３がインクヘッド１１に装着され、インクヘッド１１
とともに移動可能である。したがって、インクヘッド１
１がどのような位置にあってもノズル及びその周囲の清
掃を行うことができる。 ［第３実施形態］この実施形態は、ノズル形成面の清掃
効果も有しているが、主に、印刷品質の劣化を防止する
ための実施形態である。すなわち、前述のように、イン
クヘッドのノズルからインクが噴射された際に、メイン
の液滴に続くサテライト液滴によって印刷品質の劣化を
生じる場合があるが、ここでは、サテライト液滴を除去
するようにしている。

【００３１】図１０は、この実施形態に使用されるイン
クヘッドを示し、図１１はその概略ブロック図を示して
いる。これらの図に示すように、このヘッド装置４０
は、ほぼ直方体形状のインクヘッド本体４１と、インク
ヘッド本体４１に装着された吸引ガイド４２と、吸引ガ
イド４２に接続された吸引装置４３と、吸引のタイミン
グを制御する吸引制御部４４とを有している。

【００３２】インクヘッド本体４１は、上面に設けられ
たコネクタ４１ａと、下面に形成されたインクを噴出す
るための多数のノズル４１ｂとを有している。また、側
面にはノズル４１ｂにインクを供給するためのチューブ
４１ｃを有している。吸引ガイド４２は、チューブ４５
を介して吸引装置４３に接続されており、インクヘッド
本体４１の側面に沿って設けられた開閉部４２ａと、ノ
ズル形成面に沿って配置された吸引部４２ｂとを有して
いる。吸引装置４３は吸引ポンプを有しており、印刷中
は常時運転されている。また、吸引制御部４４は、吸引
ガイド４２の開閉部４２ａ内に設けられたピエゾ素子４
６と、このピエゾ素子４６を作動させるための信号を遅
延させるための遅延回路４７とを有している。なお、ピ
エゾ素子４６を作動させるための信号は、インク噴射の
ためにインクヘッド本体４１に与えられるドット信号を
用いている。なお、ピエゾ素子４６と吸引装置４３との
間には、吸引回収したインクを貯めるインクタンク４８
が設けられている。

【００３３】この実施形態の作用を図１１及び図１２を
用いて説明する。ドット信号がインクヘッド本体４１に
印加されると、図１１（ａ）に示すように、液滴が紙面
Ｐに向かって噴射される。このドット信号は、遅延回路
４７によって所定時間の遅延を受けてピエゾ素子４６に
印加される。これにより、吸引ガイド４２の開閉部４２
ａが開き、吸引部４２ｂがチューブ４５を介して吸引装
置４３に連通する。吸引装置４３の吸引ポンプは印刷中
は常時運転されているので、噴射開始より所定時間遅れ
て開閉部４２ａが開くと、インクの液滴の後部が図１１
の（ｂ）（ｃ）に示すように、吸引装置４３側に吸引さ
れる。この吸引されたインクはインクタンク４８に回収
される。

【００３４】このような状態では、サテライト液滴はほ
ぼなくなり、また生じたとしても、図１１の（ｄ）
（ｅ）（ｆ）に示すように、メイン液滴に比較して非常
に少量となる。したがって、記録紙上においては、図１
２（ｂ）に示すように、メイン液滴とサテライト液滴と
による液点は、サテライト液滴が全くない場合の正常な
液点（図１２（ａ））と比較してほぼ同じとなり、印刷
品質を良好にできる。

【００３５】また、インクの一部と同時に飛散インクや
塵等の異物をも吸引できるので、ノズル及びその周囲の
清掃も可能になる。なお、遅延回路４７の遅延時間及び
吸引のための時間（量）は、予め実験により求めてお
く。

【００３６】

【発明の効果】本発明では、非接触でノズル及びその周
囲の清掃を行えるので、ヘッドの寿命を延ばすことがで
き、また空気噴出による吹き飛ばされた飛散インク等の
異物を吸引するので、異物のノズル部分への再付着を防
止できる。また、インク噴射後において所定のタイミン
グでインクの一部を吸引するので、サテライト液滴によ
る印刷品質の劣化を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の課題の１つを説明するための図。

【図２】本発明の課題の１つを説明するための図で、ノ
ズルから噴射されたインクによる液点を示す図。

【図３】本発明の第１実施形態が採用されたインクジェ
ットプリンタの概略斜視図。

【図４】第１実施形態のヘッドユニットの概略斜視図。

【図５】第１実施形態によるヘッド清掃装置の概略構成
図。

【図６】第１実施形態の変形例によるヘッド清掃装置の
概略構成図。

【図７】第２実施形態が採用されたインクジェットプリ
ンタの概略斜視図。

【図８】第２実施形態のヘッドユニットの概略斜視図。

【図９】第２実施形態のインクヘッドの斜視図。

【図１０】第３実施形態のインクヘッド本体の斜視図。

【図１１】第３実施形態のインクヘッド装置のブロック
図。

【図１２】第３実施形態によるインクヘッドから噴射さ
れたインクの液滴の様子を示す図。

【図１３】第３実施形態による液点の様子を示す図。

【符号の説明】

１１ インクヘッド １１ｂ ノズル ２０，３１ ヘッド清掃装置 ２１ 噴出装置 ２１ａ，２３ａ，３２ 噴出ガイド ２２，４３ 吸引装置 ２２ａ，２４ａ，３３，４２ 吸引ガイド ４４ 吸引制御装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを噴射するノズルを有する描画ヘッ
   ドを清掃するための描画ヘッド清掃装置であって、 前記ノズル及びその周囲に付着した異物を吹き飛ばすた
   めの空気を噴出する噴出手段と、 前記噴出手段により吹き飛ばされた異物を吸引するため
   の吸引手段と、を備えた描画ヘッド清掃装置。
2. 【請求項２】前記描画ヘッドは、記録紙に対してインク
   の噴射を行う記録領域の間で移動自在に設けられている
   とともに、前記記録領域以外のクリーニング位置に移動
   可能であり、 前記噴出手段は、前記クリーニング位置に固定して設け
   られ前記クリーニング位置の描画ヘッドのノズル及びそ
   の周囲に空気を導く噴出ガイドを有し、 前記吸引手段は、前記クリーニング位置に固定して設け
   られ前記噴出ガイドから噴出された空気及び異物を吸引
   するための吸引ガイドを有している、請求項１に記載の
   描画ヘッド清掃装置。
3. 【請求項３】前記描画ヘッドは記録紙に対して所定の方
   向に移動自在であり、 前記噴出手段は、前記描画ヘッドの一側面に装着され前
   記描画ヘッドとともに移動して前記ノズル及びその周囲
   に空気を導く噴出ガイドを有し、 前記吸引手段は、前記描画ヘッドの前記一側面と対向す
   る側面に装着され前記描画ヘッドとともに移動して前記
   噴出ガイドから噴出された空気及び異物を吸引するため
   の吸引ガイドを有している、請求項１に記載の描画ヘッ
   ド清掃装置。
4. 【請求項４】前記描画ヘッドのノズルが形成された面に
   は撥水処理が施されている、請求項１から３のいずれか
   に記載の描画ヘッド清掃装置。
5. 【請求項５】記録紙に対してインクを噴射する描画ヘッ
   ド装置であって、 記録紙に対して所定の方向に移動自在に設けられ、イン
   クを噴射するためのノズルを有する本体と、 前記ノズルから噴射されるインクの一部を吸引するため
   の吸引手段と、 前記吸引手段の吸引タイミングを制御する吸引制御手段
   と、を備えた描画ヘッド装置。