JP2005096283A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性体のワイパブレードが記録ヘッドのノズル面を払拭し終えて記録ヘッドを抜けた直後、撓みの急激な復元作用によって、拭き取ったインク滴を周囲に飛散してしまう懸念を解消した記録装置を提供する。
【解決手段】ワイパブレードによるフェース面の払拭時に、弾性体の形状復元が瞬間的に発生しないようにする。即ち、ワイパブレードがノズル列を拭き終えた直後、ノズル面から離反する方向に案内されるブレードホルダを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッドのクリーニング機構を備えた、記録装置に関するものである。

記録ヘッドを備えたインクジェットプリンタ（記録装置）では、従来記録ヘッドの健全な記録性能を維持するためにインクを吐出するノズル列をクリーニングするようにしている。具体的には例えば弾性体のワイパブレードで記録ヘッドのノズル列をワイプすることによってノズル列近傍のインク滴を払拭（拭き取り）する方法がある。

この方法ではワイプが終了し、ワイパブレードが記録ヘッドを抜ける際に弾性体の復元力によって拭き取ったインクの飛び散りの恐れがある。

とりわけラインヘッドを用いて高速に記録動作する記録装置では記録ヘッドの最大記録幅が比較的大きく、ワイパブレードで払拭するインク滴の量も大きい。

従って、内部の汚れや、用紙の汚れを防止する為にワイプ動作位置一面にシャッタ部材を備えたものがある。
（例えば特許文献1）
特開2002-1975（4〜6頁、図1、4、5）。

又、別の方法ではワイプ滴の飛散を抑制するために記録ヘッドを搭載したキャリッジとワイパ機構部との間にスレッド（そり）状のカム板を追加しキャリッジの通過に伴いワイプが終了した時点でワイパ機構が記録ヘッドから離間するようにしたものもある。
（例えば特許文献2）

特登録0306024（3〜6頁、図1、2）

しかしながら、例えば特許文献1による方法では、払拭の頻度が高くなったり、高湿の条件で連続的な記録動作を行う場合等、インクの蒸発量が少なくなった時にシャッタ部にインク溜まりが生じて、記録部へのボタ落ちの懸念が残ること、それに複雑なシャッタ機構の追加により設計が煩雑になる課題がある。

又特許文献2による方法では、軽量のキャリッジ等ではその効果が期待できるが、スレッド部の磨耗の問題、ワイプ時のノイズ（騒音）の点で難があることと、キャリッジが大型になった時には上下方向の振動から実現が難しく、とりわけ、記録動作、ワイプ動作中記録ヘッドが静止しているようなラインヘッドを用いた高速の記録装置ではワイプ動作そのものが難しくなる。

本発明は、上述の課題に対処すべく、ワイパブレードが記録ヘッドのノズル面から離間していく際に、ワイパブレードに付着したインクが飛散しないように構成した。

本発明は上記懸念項目に対して対処すべく発明されたものであり、ワイプ機構の内最も軽量なワイパブレードの効果的な動き方に着眼し、ワイパブレード先端が記録ヘッドのノズル面からスムーズに離間するようにした。

又別の手段として、ワイパブレードがノズル列を拭き終えた時点から、押し当て部材によりワイパブレードを含むブレードホルダを回転させて、やはりノズル面からスムーズに離間させるような手段を実施した。

本発明の実施により、ワイパブレードによる払拭したインクの飛散が改善されるので、特に高速、高画質で印刷する記録装置の安定した画質維持に関する動作信頼性が向上する。
又記録装置内部の汚れに対しても改善される。

以下、図面を参照して本発明の記録装置に関わる実施例について詳細に説明する。

図1は、本発明が適用されているインクジェットプリンタ（記録装置）の全体的な構成を示す断面図である。
記録装置101は記録ヘッド104〜109を備えた画像形成部102と、画像形成部102に用紙を1枚ずつ分離して給送する給紙装置103とを備えている。
矢印で示すシート搬送方向と直行する方向（幅方向）に、多数のインクジェットノズルを備えた記録ヘッドは搬送方向上流側から104：ブラック（K）、105：シアン（C）、106：マジェンタ（M）、107：イエロー（Y）108：淡シアン（LC）、及び109：淡マジェンタ（LM）、の各記録色を夫々担当し、給紙装置103から送られ、搬送ベルト110により搬送される用紙の搬送動作に同期して、ノズルからインクを選択的に吐出し、カラー記録する。

給紙装置103は、シート積載トレイ117に積載された用紙を１枚毎ピックアップする給紙ローラと、ピックアップされた用紙を1枚ずつ分離する分離ローラ等を備えている。
記録終了した用紙は装置本体の側壁面に設けられた排紙トレイ123上に排紙される。

記録装置待機中は記録ヘッド104〜109のノズル面は回復機構124によって個別にキャップする。

記録動作開始すると、回復機構124が水平方向（図の左右方向）に、記録ヘッド104〜109は垂直方向（図の上下方向）に夫々相対的に動作可能で、記録ヘッドが記録位置に到達したら静止する。

記録ヘッド104〜109のノズル面を弾性体のワイパブレード125にてワイプ（拭き動作）する場合、記録ヘッド104〜109をキャッピング位置から僅かに上昇させた後、回復機構124を図の右方向に移動する。本実施例ではワイパブレードは2組備え、各々3色の記録ヘッドを分担しワイプする。ワイプ動作の詳細は後述する。

インクカートリッジ131〜136は各記録ヘッドに対応した色のインクを供給するため、インク色毎に独立して備えている。

次に図2を用いてキャップ（回復）機構を詳細に説明する。
記録ヘッド104〜109のノズル面をワイプする為のワイパブレード201、202（図１におけるワイパブレード125に対応する。）は各々ブレードホルダ203、204にて保持される。

205はインク溜り部で、ブレードホルダ203、204は独立に僅かに上下摺動可能である。記録ヘッド104〜109はヘッドホルダー212に固定されている。213〜218は記録ヘッド毎に独立したキャップ機構で、インク溜り部205に結合されている。また、キャップ機構213〜218はそれぞれインクガイド219〜224を持つ。記録ヘッドのクリーニング時に、ノズルから強制的に排出される比較的大量のインクは、インクガイド219〜224によって下方向にガイドされ、更にキャップ機構213〜218底面のスロープに沿って最下部で連通されたインク溜り部205に集められる。

キャップ機構213〜218は弾性部材であり、各記録ヘッド104〜109が下降し、キャップ機構213〜218に当接されるとインク溜り部205内部を含んだキャップ機構213〜218内部は密閉状態となる。この状態をキャッピング状態と呼ぶ。

記録装置101が待機中はキャッピング状態に保たれ、記録ヘッド104〜109のノズル近傍のインク固着を抑制する。

次に図3−1、3−2を用いて記録ヘッド104〜109のワイプ動作について詳細に説明する。尚、本実施例では記録ヘッド104〜109を2つのグループに分割し、各々のワイパブレード201、202で3本の記録ヘッドのワイプを夫々担当させている。
ここでは1つのグループに着目して説明する。

図3-1はワイプ動作前の記録ヘッドとキャップ機構の相対的な位置を示す図である。ヘッドホルダ212は記録ヘッド104〜109を保持し上下に摺動可能であるがここでは3本の記録ヘッド104〜106にのみ着目する。

通常記録ヘッド104〜106はキャップ機構213〜215に当接しているが、ワイプ動作時、ヘッドホルダ212は所定の位置（ワイプ位置）に移動して停止する。ブレード201を保持するブレードホルダ203は上下方向に摺動可能である。

ヘッドホルダ212がワイプ位置に移動後インク溜り部205を含むキャップ機構全体を図右方向に移動させる。ブレードホルダ203はヘッドホルダ212の下部に当接しながら、ワイパブレード201のガイドの役目を果たす。

図3-2に示す通り、弾性体のワイパブレード201は記録ヘッドに撓んで当接し、記録ヘッド104〜106のフェイス面をワイプする。この際ブレードホルダ203はブレード201が記録ヘッドに撓んで当接した時の反力よりも充分強い力でヘッドホルダ212に当接している。

2組のワイパブレード201、202がワイプ動作後、記録ヘッドから抜ける状態を図４に示す。ヘッドホルダ212下部にはスロープ部401、402が設けられている。従ってワイプ動作後、インク溜り部205を含むキャップ機構全体が更に右方向に進むと、ブレードホルダ203、204は各々スロープ401、402に沿って下方向に押し下げられ、結果弾性体であるワイパブレード201、202の撓みは徐々に戻されることになる。スムーズな復元は、撓みの急激な復元によるインク滴の飛散を抑制できるので記録装置内部の汚れ、用紙の汚れを改善できる。

図8に本発明を実施した記録装置101の電気的なブロック図を示す。
ホストコンピュータ800は、記録データを作成後、記録装置101のインタフェース部801に転送して記録開始を指示する。また、記録枚数、及び記録媒体の種類やサイズ等を指示するコマンドをインタフェース部801に転送して指示できる。

CPU802は記録データの受信、記録動作そして記録媒体のハンドリング等、記録装置101全般の制御を掌る演算処理装置で、後述するメモリ（ROM）に記憶され、且つ後述するフローに対応するプログラムを読み込み、かかるプログラムに基づき制御をおこなう。

CPU802は受信したコマンドを解析後、メモリコントローラ806に対して記録データの各色成分のイメージデータをVRAM（Video RAM）807にビットマップ展開して描画する動作を指示する。

記録前の動作処理としてCPU802は入出力ポート（I/O）812、それにモータ駆動部813を介してキャップ（回復）機構124を駆動するキャッピングモ−タ815、及び記録ヘッドの上下動作を行うヘッドU/Dモータ814を相互に駆動、記録ヘッド104〜109をキャッピング位置から記録位置へ移動させる。ほぼ同時に用紙を給紙するための給紙モータ817、そして搬送モータ816を起動し、用紙を1枚づつ記録部102方向に搬送する。定速度で搬送される用紙の記録タイミングを決定するために用紙先端検知センサ808で用紙の先端（及び後端）位置を検出する。用紙の搬送に同期して、CPU802はVRAM807から対応する色のイメージデータを順次読み出し、記録ヘッド制御回路820を介して、対応する色のインクを吐出する記録ヘッド104〜109にデータ転送し、カラー記録する。

記録ヘッド104〜109の健全な記録性能を回復するための回復動作時には、記録ヘッド104〜109をキャッピング位置へ移動させ、記録ヘッド内部インクを加圧し各ノズルからインクを強制排出させるために、加圧モータ818を駆動する。

又本発明に関わるワイプ動作では記録ヘッド104〜109をワイプ位置へ移動させ、次にキャッピングモータ815を駆動する（詳細は後述）。

操作SW、LED 811は電源ON/OFF、リセット等の操作、インク無しの警告表示等に用いる。

CPU802の作業用のメモリとしてワークRAM804を使用する。EEPROM805は記録ヘッド相互の微小記録位置調整値等、装置特有のパラメータを保存する不揮発性のメモリである。

CPU802は温度センサ809、ADコンバータ（ADC）810を介して記録装置101の機内温度を検知し、制御に反映させる。

上述の構成からなる実施例の動作を特に図5にワイプ動作の制御シーケンスをフローチャートを参照して説明する。
印刷動作中であれば一旦印刷動作を中断し（S501）、記録ヘッドをワイプ位置へ移動する（S502）。続いてキャッピングモータ815によりキャップ機構を水平方向に駆動しノズル列を含む記録ヘッドの面をワイパブレードにより吹払うワイプ動作を開始（S503）、本発明によれば、２組のワイパブレード201、202によって各々3本の記録ヘッド104〜106、107〜109のワイプ動作し、ワイパブレードが記録ヘッドから抜ける状態を図４に示すように、ワイプ動作後、インク溜り部205を含むキャップ機構全体が更に右方向に進むと、ブレードホルダ203、204は各々スロープ401、402に沿って下方向に押し下げられ、結果弾性体であるワイパブレード201、202の撓みは徐々に戻され、記録ヘッドから離間してワイプ動作が終了する（S504）。そしてノズルをより健全な状態に回復させるために、予備的なインク吐出動作（例えば各ノズル128発づつの予備吐出）を行い（S505）、記録ヘッドの回復動作を完了して印刷動作を再開する（S506）。
（第２の実施例）
図６に第２の実施例を示す。
601〜606は記録ヘッドで、ヘッドホルダ607に具備されている。608は回復機構で、記録ヘッド601〜606の保湿のためのキャップ609〜614を有している。ワイパブレード615、616は各々ブレードホルダ617、618に具備されている。

ブレードホルダ617、618は夫々支点619、620を軸として回転可能である。
次に図7-1、7-2を用いて実施例2の動作を表す。

図7-1は記録ヘッド601〜606のノズルフェイス面をワイパブレード615、616にて拭いている図である。ワイパブレード615、616には夫々バネ701、702が回復機構608と接続されており、ワイパブレード615、616の弾性力よりも強い力で保持されている。記録ヘッド601〜606のワイプ動作が終わり、ワイパブレード615、616が夫々最後の記録ヘッド601、604のノズル列を通過し更に右方向に進むと、記録装置本体に具備された押し当て部材703、704がブレードホルダ617、618に突き当たる。

するとブレードホルダ617、618は夫々軸619、620を支点に回転し、結果ワイパブレード615、616は記録ヘッドのフェイス面（ノズル面）から、スムーズに離間していく。
また逆にヘッドホルダ607が逆方向に移動すれば、押し当て部材703,704がバネの力で、元の状態に復帰する。図7の右側面から見た場合、図9の如く、記録装置101本体側に固定された押し当て部材703（704）はワイパブレード617（618）の両側に配置され、キャップ機構が図9手前側に進行しワイプ動作終了すると、突き当たってブレードホルダ617（618）を回転させる。

以上のような構成によって、実施例1と同様な効果が得られる。

以上説明したように、本発明は記録ヘッドの記録性能を維持するために必要なワイプ動作を行うインクジェット記録装置全般に対して広く利用可能であり、とりわけ高速に大量の印刷可能なラインプリンタへの利用価値が高い。

本発明を実施した記録装置の概略構成を示す断面図である。 本発明のキャップ機構を示す図である。 本発明のワイプ動作を表す図である。 本発明のワイパブレードが記録ヘッドを抜ける動作を示す図である。 本発明の回復動作制御シーケンスを示すフローである。 本発明の実施例2が適用されているインクジェットプリンタの概略構成を 示す断面図である。 本発明実施例2の回復動作を示す図である。 本発明を実施した記録装置の電気的なブロック図である。 本発明実施例2の回復機構の右側面図である。

符号の説明

101 記録装置
102 記録部
104 記録ヘッドK（ブラック）
105 記録ヘッドC（シアン）
106 記録ヘッドM（マジェンタ）
107 記録ヘッドY（イエロー）
108 記録ヘッドLC（淡シアン）
109 記録ヘッドLM（淡マジェンタ）
117 シート積載トレイ
124 キャップ機構
125 ワイパブレード

201 ワイパブレード
202 ワイパブレード
203 ブレードホルダ
204 ブレードホルダ
205 インク溜まり部
213 キャップ機構（ブラック用）
214 キャップ機構（シアン用）
215 キャップ機構（マジェンタ用）
216 キャップ機構（イエロー用）
217 キャップ機構（淡シアン用）
218 キャップ機構（淡マジェンタ用）

401 スロープ（傾斜）部
402 スロープ（傾斜）部

615 ワイパブレード
616 ワイパブレード
617 ブレードホルダ
618 ブレードホルダ
619 支点
620 支点

701 バネ
702 バネ
703 押し当て部材
704 押し当て部材

802 CPU
803 ROM
814 ヘッドU/D（アップダウン）モータ
815 キャッピングモータ

Claims (15)

1. 複数のノズルからインクを吐出することにより画像を記録する記録ヘッドと、
   前記ノズル列をワイプするワイパブレードと、
   前記ワイパブレードを保持するブレードホルダを備える記録装置において、
   前記ブレードホルダは前記ワイパブレードが前記ノズル列をワイプした後、
   前記ワイパブレードに付着したインクの飛散を防止する防止手段を備えたこと
   を特徴とする記録装置。
2. 前記防止手段は、前記ノズル列から離間する方向に前記ワイパブレードをガイドする手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
3. 前記防止手段は、前記ワイパブレードにより前記ノズル列をワイプした後、前記ノズル列から離間する方向に前記ワイパブレードを回転させる手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
4. 複数のノズルからインクを吐出することにより画像を記録する記録ヘッドと、
   前記ノズル列をワイプするワイパブレードと、
   前記ワイパブレードを保持するブレードホルダを備える記録装置において、
   前記ブレードホルダは前記ワイパブレードが前記ノズル列をワイプした後、
   前記ノズル列から離間する方向にガイドされることを特徴とする記録装置。
5. 前記ワイパブレードで前記ノズル列のワイプ動作時、
   前記記録ヘッドは静止することを特徴とする請求項4に記載の記録装置。
6. ワイプ動作時、前記ワイパブレードは前記ノズル列に対して平行に移動することを特徴とする請求項4及び5に記載の記録装置。
7. 離間する方向は前記ノズル列に対して垂直方向であることを特徴とする請求項4から6に記載の記録装置。
8. 前記ワイパブレードは複数の記録ヘッドのノズル列をワイプすることを特徴とする請求項4から7に記載の記録装置。
9. 前記ブレードホルダを離間させるためのガイド部材を前記記録ヘッド、又は記録ヘッド保持部材に有することを特徴とする請求項4から8に記載の記録装置。
10. 離間を開始するタイミングは最終のノズル列のワイプ終了直後であることを特徴とする請求項8に記載の記録装置。
11. 複数のノズルからインクを吐出することにより画像を記録する記録ヘッドと、
    前記ノズル列をワイプするワイパブレードと、
    前記ワイパブレードを保持する回転自在なブレードホルダを備える記録装置において、
    前記ブレードホルダは前記ワイパブレードが前記ノズル列をワイプした後、
    前記ノズル列から離間する方向に回転することを特徴とする記録装置。
12. 前記ワイパブレードは複数の記録ヘッドのノズル列をワイプすることを特徴とする請求項１１に記載の記録装置。
13. 前記ブレードホルダが回転を開始するタイミングは最終のノズル列のワイプ終了直後であることを特徴とする請求項１２に記載の記録装置。
14. 前記ブレードホルダを回転させるための部材を記録装置固定部に備えたことを特徴とする請求項１１から１３に記載の記録装置。
15. 前記ブレードワイパが前記記録ヘッドのノズル面から離間する動作、又は回転動作は前記ブレードワイパのワイプ中の撓みの復元による振動が生じない範囲であることを特徴とする請求項1から14に記載の記録装置。
    

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