JP2005145054A - インクジェットプリントヘッドメンテナンス装置及びインクジェット記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 インクジェットプリントヘッドのメンテナンスにおいて、付着物の種類や付着状態の変化に対して、ワイプ回数を増やすことなく良好な払拭効果を得る。
【解決手段】 インクジェットプリントヘッド15のノズル面20aに残存するインクや異物を除去するためにノズル面20aに対する払拭力がそれぞれ異なる複数のワイプ部材22a〜22cを設け、付着物の種類や付着状態の変化に応じて、複数のワイプ部材22a〜22cの中から最適なワイプ部材を適宜選択するようにした。これにより、付着物の種類や付着状態の変化に対して、ワイプ回数を増やすことなく最適なワイプ部材を選択し、良好な払拭効果を得ることができる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、インクジェットプリントヘッドメンテナンス装置に係り、特に、ノズルプレートに設けられたノズルを介してインク滴を吐出させるインクジェットプリントヘッドのメンテナンス装置及びそれを有するインクジェット記録装置に関する。
ノズルプレートに配列された複数のノズルから、記録媒体に対して選択的にインク滴を吐出させることで、プリントを行うインクジェット記録装置が普及している。このようなインクジェット記録装置では、インク滴を吐出した後に、ノズル周辺にインクが残存していることがあり、このような残存インクが乾燥/硬化すると、以降のプリントに際して、インクの吐出方向を曲げたりノズルを詰まらせたりする原因となり、インクの吐出不良やプリント不良が発生し易くなる。また、記録媒体上のゴミや空気中の塵等の異物がノズル周辺に付着してインクの吐出方向を曲げたりノズルを詰まらせたりする原因となり、インクの吐出不良やプリント不良が発生し易くなる。
このため、従来から、ノズル周辺に残存するインクや異物を除去するようにした各種のインクジェット記録装置が提案されている。例えば、弾性材料等によって形成されたワイプ部材をノズルプレート(ノズルプレートのノズル面)に押し当て、この状態でワイプ部材をノズルプレートに対して摺動させることで、ノズルプレートに付着している異物を払拭する技術が提案されている。また、特許文献1や特許文献2等では、単一のワイプ部材を用いてワイプ回数を増やすことで付着物の払拭効果を向上させる技術が開示されている。加えて、特許文献3では、単一のワイプ部材に溝を形成し弾性変形を利用してノズル面との当接角度を調整することで付着物の払拭効果を得る技術も開示されている。
また、特許文献4では、単一のワイプ部材のゴム硬度をJIS K6301 A硬度 40〜60度の範囲にすることで最適な払拭効果を得る技術が開示されている。さらに、特許文献5では、記録ヘッド(インクジェットプリントヘッド)と記録媒体との距離が変化しても同じワイプ部材作用力が働くように、ワイプ部材撓み量及びワイプ部材のノズル面への接触角が、記録ヘッドと記録媒体との距離の変化に連動するように自由長や厚さを異ならせた複数個のワイプ部材を最適に配置して払拭効果を得る技術が開示されている。
特開2001−219567公報 特開2002−283590公報 特開2000−127417公報 特開平9−76517号公報 特開2000−177113公報
しかしながら、単一のワイプ部材では、付着物の種類(インク、紙粉や塵等)や付着状態(環境変化によるインク付着力増加やインク付着放置時間によるインク付着力増加等)の変化に対して対応しきれないことがある。例えば、特許文献1や特許文献2のように、単一のワイプ部材にてワイプ回数を増やすだけでは、頑固に付着している物はある程度しか払拭できず、ワイプ部材作用力を上げる必要があり、さらにワイプ回数が増えるのでワイプ部材が磨耗しやすくワイプ部材の寿命が短くなり、払拭効果も損なわれやすい。
また、特許文献4のように、単一のワイプ部材のゴム硬度をJIS K6301 A硬度 40〜60度の範囲に設定してしまうと、さらに強いワイプ部材作用力が必要な場合等に適応することができない。さらに、特許文献5では、ワイプ部材作用力を状況に応じてほぼ同じワイプ部材作用力にしているが、強いワイプ部材作用力が必要な場合の状態に適応することができない。
本発明の目的は、付着物の種類(インク、紙粉や塵等)や付着状態(環境変化によるインク付着力増加やインク付着放置時間によるインク付着力増加等)の変化に対して、ワイプ回数を増やすことなく最適なワイプ部材を選択し、良好な払拭効果を得ることである。
本発明の別の目的は、ワイプ部材の寿命を長くし、ワイプ部材の良好な払拭性能を長期に亘って維持することである。
本発明の別の目的は、プリントに際しての良好な吐出性能を長期に亘って維持し、プリントに際しての信頼性を向上させることである。
本発明では、インクジェットプリントヘッドのノズルプレートのノズル面に残存するインクや異物を除去するためにノズル面に対する払拭力が少なくとも一つ異なる複数のワイプ部材を設け、付着物の種類(インク、紙粉や塵等)や付着状態(環境変化によるインク付着力増加やインク付着放置時間によるインク付着力増加等)の変化に応じて、複数のワイプ部材の中から最適なワイプ部材を適宜選択することで、良好な払拭効果を得るようにした。
本発明によれば、付着物の種類や付着状態の変化に対して、ワイプ回数を増やすことなく最適なワイプ部材を選択し、良好な払拭効果を得ることができる。また、ワイプ回数を増やすことで払拭効果を向上させていないため、ワイプ部材の寿命を長くし、ワイプ部材の良好な払拭性能を長期に亘って維持することができる。その結果として、プリントに際しての良好な吐出性能を長期に亘って維持し、プリントに際しての信頼性を向上させることができる。
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、インクジェットプリントヘッドメンテナンス装置をインクジェット記録装置に適応した一実施の形態である。
図1は本実施の形態のインクジェット記録装置を概略的に示す縦断側面図、図2はインクジェット記録装置が備えるワイプ機構を概略的に示す模式図である。本実施の形態のインクジェット記録装置は、記録媒体である用紙にカラー印刷を行う。用紙としては、例えば、普通紙、コート紙やOHPシート等を用いることが可能である。
図1に示すように、インクジェット記録装置1は、その筐体2内に用紙が搬送される搬送経路Pを有している。搬送経路Pは、手差しトレイ3又はペーパーカセット4から印字部5を介して下排紙トレイ6又は上排紙トレイ7へ至る経路である。印字部5はドラム8と印字ユニット9とによって構成されている。
手差しトレイ3及びペーパーカセット4には、手差しトレイ3及びペーパーカセット4に積層された用紙を一枚ずつ分離して搬送経路Pへ供給する給紙機構10が設けられている。また、搬送経路Pには、給紙機構10により手差しトレイ3又はペーパーカセット4から供給された用紙を下排紙トレイ6又は上排紙トレイ7へ向けて搬送する搬送機構11が設けられている。この搬送機構11は、印字部5おいて印字が行われた用紙を排紙する排紙機構12を有している。
印字部5は、ドラム8の外周に用紙を担持した状態で、ドラム8を所定速度で回転させながら、印字ユニット9によって印字データに基づく印字を行う。印字ユニット9は、4つのノズルユニット13C(シアン),13Y(イエロー),13M(マゼンダ),13B(ブラック)を備えている。各ノズルユニット13C,13Y,13M,13Bは、搬送機構11により搬送される用紙に対して複数のノズル14(図2参照)からインクを選択的に吐出させるインクジェットプリントヘッド15(図2参照)を備えている。
印字ユニット9は、インクジェットプリントヘッド15が備えるノズル14が上方からドラム8に対向するようにドラム8の上側に配置されている。各ノズルユニット13C、13Y、13M、13Bは、ドラム8の周囲にその回転方向に沿って設けられており、ドラム8の回転方向の上流側から順に、13C(シアン)、13Y(イエロー)、13M(マゼンダ)、13B(ブラック)の並びで配置されている。各ノズルユニット13C、13Y、13M、13Bは、それぞれのインクジェットプリントヘッド15が備えるノズル14の配列方向がドラム8の軸心方向と平行になるように配列されている。なお、インクジェット記録装置1は、インクジェット記録装置1が備える各部を駆動制御する制御部16を有している。
図2に示すように、インクジェット記録装置1は、インクジェットプリントヘッド15に対してインクを供給するインク供給機構17、インク供給機構17によって供給されるインクの供給圧を制御するインク圧力制御部18、インクジェットプリントヘッド15のメンテナンスを行うメンテナンス機構であるワイプ機構19等を備えている。
インクジェットプリントヘッド15は、インク供給機構17によって供給されるインクを収容する複数の圧力室(図示せず)、これらの圧力室の一部を形成し圧力室に連通するノズル14を有するノズルプレート20を備えている。このようなインクジェットプリントヘッド15は、圧力室の体積変化により圧力室内のインクをノズル14からインク滴として吐出させることによって、用紙に印字を行う。
圧力室は、基板に形成されて前面及び上面側を開口する複数の溝と、これらの溝の上面を閉塞する天板と、複数の溝の前面を閉塞するノズルプレート20によって形成されている。複数の溝が形成される基板は、板厚方向に分極した2枚の圧電部材をその分極方向が逆向きとなるように接着することによって形成されている。このような基板に対し、複数の溝は圧電部材の積層方向に沿って加工されることにより形成されている。各溝は、各溝間に位置する側壁によってそれぞれが平行に仕切られている。溝の内面には、電極が設けられており、この電極は、例えば、無電解ニッケルメッキ法を用いて形成されている。また、基板には、その電極に連続する配線パターンが設けられている。
天板には、各圧力室に連通する共通インク室及びこの共通インク室にインクを供給するためのインク供給口21が形成されている。共通インク室には、インクがインク供給機構17によってインク供給口21から供給される。なお、本実施の形態では、例えば、水性、油性、紫外線硬化型等の液体タイプのインクを使用する。また、本実施の形態のインクは、例えば色材として顔料又は染料等を含んでいる。
ノズルプレート20には、板厚方向に貫通する複数のノズル(貫通孔)14が形成されている。このようなノズルプレート20では、複数のノズル14が形成されている表面がノズル面20aとして機能する。ノズル14は、各圧力室にそれぞれ対応させて設けられている。これにより、各圧力室と外部とがノズル14を介して連通されている。ノズルプレート20には、インクをはじく撥インク特性を有する撥インク層(図示せず)が設けられている。この撥インク層は、ノズル14の周面を含んで、ノズルプレート20全面に設けられている。これにより、インク滴の吐出直進性を安定化することができる。
なお、本実施の形態では、ノズルプレート20を保護する保護部材を設けていないが、これに限るものではなく、例えば保護部材を設けても良い。保護部材を設けることによって、ノズルプレート20に傷や破損が生じて、ヘッドの基本特性を維持できなくなることを防止することができる。さらに、保護部材は、印字面(用紙)とインクジェットプリントヘッド15とのギャップの調整に際して、ノズルプレート20に傷等のダメージが発生することを防止することができる。また、保護部材は、例えば、インクジェットプリントヘッド15の輸送に際して、ノズルプレート20に対して加わる可能性がある外力に対しても、ノズルプレート20を保護する機能を発揮することができる。
インク供給機構17は、シアン、イエロー、マゼンダ、ブラックの各インクをそれぞれ収容するインクタンク(図示せず)、インクタンク内に収容されるインクに含まれる異物を除去するフィルタ(図示せず)等を備えている。このようなインク供給機構17は、各ノズルユニット13C,13Y,13M,13Bの各インクジェットプリントヘッド15に対し、それぞれ対応する色のインクを供給する。このとき、インク圧力制御部18は、インクジェットプリントヘッド15に供給するインクの供給圧を制御する。これにより、ノズル14におけるインク液面の位置を調整することができる。
ワイプ機構19は、ノズルプレート20(ノズル面20a)を払拭するための複数のワイプ部材22a,22b,22c、これらのワイプ部材22a,22b,22cを支持するワイプ支持部材23、ワイプ支持部材23をノズルプレート20のノズル14の配列方向に移動自在に支持してそのワイプ支持部材23をノズルプレート20に沿って移動させる移動機構24、移動機構24によりワイプ支持部材23がノズルプレート20に沿って移動している状態でノズルプレート20に当接する当接位置にワイプ部材22a,22b,22cを位置付ける位置付け機構25を備えている。
ワイプ部材22a,22b,22cは、弾性材料や多孔質材料等により板状に形成されている。例えば、ワイプ部材22a,22b,22cは、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)やフッ素ゴム(FPM)等のゴム材料によって形成されており、各々厚さ、硬度、材質、多孔質の密度、ワイプ長さ(自由長:自由に撓むことができる長さ)、くいこみ量やワイプ速度等が異なっている。すなわち、各ワイプ部材22a,22b,22cは、それぞれノズル面20aに対する払拭力(例えば、ノズル面20aに対する当接力)が異なるように形成されている。なお、本実施の形態では、ワイプ部材22a,22b,22cは、例えば3個設けられているが、これに限るものではない。また、各ワイプ部材22a,22b,22cは、それぞれノズル面20aに対する払拭力が異なるように形成されているが、これに限るものではなく、例えば、各ワイプ部材22a,22b,22cは、それらのノズル面20aに対する払拭力が少なくとも一つ異なるように形成されていても良い。
ワイプ支持部材23は、各ワイプ部材22a,22b,22cをそれぞれ支持するワイプホルダ26a,26b,26c、各ワイプ部材22a,22b,22c及び各ワイプホルダ26a,26b,26cを収納するワイプ収納箱27を備えている。各ワイプ部材22a,22b,22cは、ワイプ支持部材23の移動方向に沿って整列した状態でワイプ収納箱27内に着脱可能に収納されている。また、ワイプ収納箱27は、各ワイプ部材22a,22b,22cの整列方向、すなわちワイプ支持部材23の移動方向に沿って移動可能にワイプ支持部材23に支持されている。
ワイプ支持部材23は、カートリッジとなっており、ワイプ収納箱27及び各ワイプ部材22a,22b,22cとともにインクジェット記録装置1から着脱自在とされている。ワイプ収納箱27も、カートリッジとされており、ワイプ支持部材23に対して着脱自在に支持されている。各ワイプ部材22a,22b,22cは、ワイプ収納箱27に対して着脱自在に支持されている。すなわち、各ワイプホルダ26a,26b,26cが、ワイプ収納箱27に対して着脱自在に支持されている。これにより、インクの変更(色や特性)が生じた場合等には、インク特性に対応させてワイプ部材22a,22b,22cを適宜交換することが可能となっている。このように、本実施の形態では、ワイプ支持部材23、ワイプ収納箱27及びワイプ部材22a,22b,22cを着脱自在としているが、これに限るものではなく、例えばワイプ支持部材23を固定しておいても良い。
移動機構24は、ワイプ支持部材23を支持してノズル14の配列方向に案内して移動させるガイドスクリュウ28と、ガイドスクリュウ28を回転駆動させる駆動モータ29とから構成されている。このような移動機構24は、駆動モータ29の駆動によりガイドスクリュウ28の回転方向を変更するによって、ノズルプレート20に沿ってノズル14の配列方向にワイプ支持部材23を往復移動させる。
位置付け機構25は、各ワイプ部材22a,22b,22cを所定の押圧位置まで移動させるワイプ部材移動機構30、ワイプ部材移動機構30により所定の押圧位置まで移動したワイプ部材22a,22b,22cを当接位置に向けて押圧する押圧機構31を備えている。
ワイプ部材移動機構30は、ワイプ支持部材23に設けられ図2中左から右方向にワイプ収納箱27を付勢するバネ32と、ワイプ支持部材23に回転自在に設けられバネ32により付勢されているワイプ収納箱27に当接するカム33とから構成されている。このカム33は、制御部16によって回転駆動され、ワイプ収納箱27を各ワイプ部材22a,22b,22cの整列方向、すなわちワイプ支持部材23の移動方向に移動させる。
押圧機構31は、ワイプ部材22a,22b,22cをノズルプレート20に当接させる方向に押圧するための押圧部材34、この押圧部材34に連結しワイプ支持部材23に回転自在に設けられたカム35から構成されている。ワイプ収納箱27の底面27aには、押圧部材34の挿入を許容する孔27bが設けられている。孔27bは、押圧部材34によって、各ワイプ部材22a,22b,22cを下方から押圧することが可能となるように形成されている。本実施の形態では、押圧機構31に対してワイプ部材移動機構30によりワイプ収納箱27を移動させることで、各ワイプ部材22a,22b,22cが整列方向に沿って移動するため、ノズルプレート20に当接させる最適なワイプ部材22a,22b,22cを押圧位置に移動させることが可能になっている。なお、押圧機構31は、例えば、各ワイプ部材22a,22b,22cの下側にそれぞれ専用に複数個設けられても良い。この場合には、ワイプ部材移動機構30を設ける必要は無い。
押圧部材34は、図2中上下方向にワイプ収納箱27の孔27bから出没可能に設けられており、その孔27bに対して、底面27a側から挿抜することが可能な構造になっている。押圧部材34は、制御部16によりカム35を回転駆動することによって図2中上下方向に孔27bから出没する。このような押圧部材34によって、ワイプ部材22a,22b,22cの先端を選択的に押し出してノズルプレート20に当接させるようにワイプ部材22a,22b,22cを押圧することが可能になる。ここで、ワイプ収納箱27中に収納されているワイプ部材22a,22b,22cの位置を収納位置とし(図2中の22b,22c)、押圧部材34によってワイプ収納箱27から押し出されてノズルプレート20に当接するワイプ部材22a,22b,22cの位置を当接位置とする(図2中の22a)。
インクジェット記録装置1は、ワイプ支持部材23がホームポジションにあるか否かに応じて出力が変化するホームポジションセンサ36及びワイプ支持部材23がエンドポジションにあるか否かに応じて出力が変化するエンドポジションセンサ37を備えている。このホームポジションセンサ36及びエンドポジションセンサ37がワイプ部材22a,22b,22cの払拭方向(図2中左側から右側方向)の位置を検出する位置検知部として機能する。なお、本実施の形態では、払拭方向を図2中左側から右側方向としたが、これに限るものではなく、例えば、図2中右側から左側方向とすることも可能である。
ホームポジションセンサ36及びエンドポジションセンサ37は、例えば、フォトインタラプタ等によって実現することが可能であり、発光素子から発光される光を受光素子で受光する構成となっている。発光素子及び受光素子は、ワイプ支持部材23の移動軌跡を間にして対向配置されており、発光素子と受光素子との間におけるワイプ支持部材23の通過の有無によって出力が変化する。
移動機構24は、メンテナンス動作の実行に際し、ホームポジションセンサ36及びエンドポジションセンサ37の出力変化に応じて、ワイプ支持部材23をホームポジションからエンドポジションまで移動させ、エンドポジションからホームホジションに復帰させる。ワイプ支持部材23のエンドポジションへの移動に際しては、押圧機構31のカム35を駆動してワイプ部材22aの先端をノズルプレート20に当接させた状態で、ワイプ支持部材23を払拭方向に移動させる。ワイプ支持部材23のホームポジションへの復帰に際しては、押圧機構31のカム35を駆動することでワイプ部材22a,22b,22cの先端とノズルプレート20とを離間させる。これ以外にも、例えば、ワイプ支持部材23を下方へ移動させるように構成にすることによってワイプ部材22a,22b,22cの先端とノズルプレート20とを離間させても良い。
なお、本実施の形態では、エンドポジションセンサ37からの出力変化に基づいてワイプ支持部材23をホームポジションに復帰させるタイミングを計るようにしたが、これに限るものではなく、例えば、ノズル14の配列方向の距離に対するワイプ支持部材23の移動距離を管理することでワイプ支持部材23をホームポジションに復帰させるタイミングを計るようにしても良い。
ここで、ワイプ部材22aを例にしてその先端構造について説明する。図3はノズルプレート20に当接しているワイプ部材22aを概略的に示す模式図である。図3に示すように、ワイプ部材22aの先端には、ワイプ支持部材23の移動方向に対して交差する方向に沿ったエッジ部38が設けられている。ワイプ部材22aは、エッジ部38をノズルプレート20に押し付けるように支持されている。ワイプ部材22aは、自身の弾性力によってエッジ部38をノズルプレート20に付勢させている。ワイプ部材22aは、移動機構24によるワイプ支持部材23の往復動に際し、ワイプ支持部材23が最初に移動する払拭方向(図3中矢印c方向)に対して、先端部が後方側に位置するように付勢されている。
次に、ワイプ部材22aを例にしてワイプ支持部材23のホームポジションについて説明する。ワイプ支持部材23は、ノズル14の配列方向に沿って往復自在に設けられているが、メンテナンス動作の実行時以外は、ホームポジションで待機している。ワイプ支持部材23のホームポジションは、例えば、ワイプ部材22aの先端のエッジ部38がノズルプレート20に当接しない位置である。ここで、図4はワイプ支持部材23のホームポジションを説明するための説明図、図5はワイプ支持部材23の他のホームポジション(図4と異なる)を説明するための説明図である。
例えば、図4に示すように、ワイプ支持部材23のホームポジションは、ワイプ部材22aの先端のエッジ部38がノズル14の配列方向において最外部となるノズル14aよりも外側であって、かつ、ノズルプレート20に当接する位置であっても良い。なお、図4では、ノズル14aからワイプ部材22aのエッジ部38とノズルプレート20との当接位置までのノズル14の配列方向における距離をP1で示している。このP1は、ノズル14の配列方向においてノズル14aからノズルプレート20の一端(図4中左端)までの距離よりも短く設定されている。
また、例えば、図5に示すように、ワイプ支持部材23のホームポジションは、ワイプ部材22aのエッジ部38がノズル14の配列方向において最外部となるノズル14aよりも外側であって、かつ、ノズルプレート20に対向しない位置であっても良い。図5では、ノズル14aからワイプ部材22aのエッジ部38までのノズル14の配列方向における距離をP2で示している。このP2は、ノズル14の配列方向においてノズル14aからノズルプレート20の一端(図5中左端)までの距離よりも長く設定されている。
ところで、インクジェットプリントヘッド15のノズルプレート20を払拭するメンテナンス動作の実行に際しては、ホームポジションから離間する方向(図2中左側から右側方向:払拭方向)へ向かって移動する場合に限って、ワイプ部材22aをノズルプレート20に当接させる。
図5に示す位置をワイプ支持部材23のホームポジションとする場合、ワイプ部材22aは、例えば、図5中実線で示す位置に位置付けられていても良いし、図5中点線で示す位置に位置付けられていても良い。なお、ワイプ部材22aが図5中点線で示す位置に位置付けられている場合にも、ワイプ部材22aは、移動機構24によりワイプ支持部材23がノズルプレート20に沿って移動している状態でノズルプレート20に当接する当接位置に位置していることになる。ここで、本実施の形態では、図5中実線で示す位置をワイプ支持部材23のホームポジションとする。
図6はインクジェット記録装置1が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。図6に示すように、インクジェット記録装置1が備える制御部16は、各種の制御プログラムを実行することによりインクジェット記録装置1が備える各部を駆動制御するCPU50、各種の制御プログラムを記憶するROMやCPU50のワークエリアとして機能するRAM等のメモリ51、オペレータによる操作を受け付ける操作部52及び制御回路53等がI/Oポート54を介して接続されることで構成されている。
制御回路53には、印字部5(インクジェットプリントヘッド15)、駆動源55、インク圧力制御部18、駆動モータ29、カム33、カム35、ホームポジションセンサ36、エンドポジションセンサ37、温度や湿度等を検知する環境センサ56、ワイプ部材22a,22b,22cの使用状況(使用されているか否か)を識別するワイプ部材識別センサ57a、57b、57c等が接続されている。なお、駆動源55は、給紙機構10及び搬送機構11を駆動するための駆動源である。
ワイプ部材識別センサ57a,57b,57cとしては、例えばメカニカルスイッチが用いられる。例えば、メカニカルスイッチをワイプ収納箱27内に各ワイプ部材22a,22b,22cに対応させて3個設け、それらのメカニカルスイッチのオン/オフを検知することで、当接位置に位置づけられた、すなわちワイプに使用しているワイプ部材22a,22b,22cを識別することができる。
制御部16は、インクジェット記録装置1が備える各部を駆動制御することによりプリント動作やメンテナンス動作等を実行する。なお、本実施の形態では、メンテナンス動作は、ワイプ機構19により実行されるワイプ動作である。制御部16は、例えば、オペレータのキー操作等に応じて操作部52から出力される信号等に基づき、プリント動作やメンテナンス動作等を行う。
メモリ51には、メンテナンス動作等の実行に際して参照される各種データ等を記憶するエリアが確保されている。このエリアには、例えば、前回メンテナンス動作を実行してからの累積でのメンテナンス実施回数、前回メンテナンスを行ってからのメンテナンス非実施時間、温度履歴、湿度履歴、前回メンテナンスを行ってからの印字枚数等に関するデータが記憶されている。また、そのエリアには、押圧機構31によるワイプ部材22a,22b,22cの先端の上下動に際して参照されるデータであって、変位量に関する上昇データや下降データ等が記憶されている。加えて、メモリ51には、メンテナンス動作等の実行に際して使用される各種カウンタエリアが確保されている。さらに、前回メンテナンス動作を実行してからの累積でのメンテナンス実施回数、前回メンテナンスを行ってからのメンテナンス非実施時間、温度履歴、湿度履歴、前回メンテナンスを行ってからの印字枚数等のデータに基づいて複数のワイプ部材22a,22b,22cから最適なワイプ部材を選択するためのテーブルデータ等が記憶されている。
次に、ノズルプレート20(ノズル面20a)の付着物の状況により各ワイプ部材22a,22b,22cの中から最適なワイプ部材を選択する選択処理について説明する。ここで、各ワイプ部材22a,22b,22cは、例えば、同一材料(例えばフッ素ゴム)で形成されており、ワイプ部材22aの厚さは0.5mmであり、ワイプ部材22bの厚さは1.0mmであり、ワイプ部材22cの厚さは2.0mmである。
第一の選択処理について説明する。制御部16は、ワイプ実行の司令があると、メモリ51の前回からのワイプ非実施時間データを参照し、そのデータとメモリ51に予め用意されたテーブルデータとを比較することで、各ワイプ部材22a,22b,22cの中から最適なワイプ部材を選択する。ここに、選択手段としての機能が実行される。テーブルデータは、例えば前回からのワイプ非実施時間が1時間以内であれば、ワイプ部材22aを選択、1時間を超え8時間以内であればワイプ部材22bを選択、8時間を超えていればワイプ部材22cを選択するよう記憶されている。前回からのワイプ非実施時間が長いほどノズルプレート20上の付着物(残インク)が乾燥/硬化して頑固に付着しておりより強い払拭力で払拭する必要があるためである。ワイプ部材22a,22b,22cの硬度、長さ(自由長:自由に撓むことができる長さ)、くいこみ量、ワイプ速度が同じであれば、ワイプ部材22a,22b,22cの厚さが厚いほど払拭力が強くなるため、その払拭性能は高くなる。ワイプ部材22a,22b,22cの選択は上記の例に限るものではなく、例えば、ワイプ部材22aの硬度が35度であり、ワイプ部材22bの硬度が60度であり、ワイプ部材22cの硬度が80度である場合や、ワイプ部材22aの長さ(自由長)が7.0mmであり、ワイプ部材22bの長さ(自由長)が5.5mmであり、ワイプ部材22cの長さ(自由長)が3.0mmである場合等でも同様の払拭効果を得ることができる。
次に、第二の選択処理について説明する。制御部16は、ワイプ実行の司令があると、メモリ51の前回からの環境履歴(温度、湿度)データを参照し、そのデータとメモリ51に予め用意されたテーブルデータとを比較することで、各ワイプ部材22a,22b,22cの中から最適なワイプ部材を選択する。ここに、選択手段としての機能が実行される。テーブルデータは、例えば前回からの環境履歴(温度、湿度)が25℃、50%であれば、ワイプ部材22aを選択し、35℃、70%あればワイプ部材22bを選択し、45℃、85%であればワイプ部材22cを選択するよう記憶されている。一般的に、インクは湿度が高くなるとインクに水分が付着するため固形化しやすくなることが知られている。また、一般的に、インクは温度が高くなると低粘度になり固形化しにくくなることが知られている。よって、単に温度や湿度だけでは付着物の状況を判断することはできず、温度と湿度との組み合わせにより異なってくる。上記の前回からの環境履歴(温度、湿度)データテーブルは実験にて確認された一例である。ワイプ部材22a,22b,22cの硬度、長さ(自由長:自由に撓むことができる長さ)、くいこみ量、ワイプ速度が同じであれば、ワイプ部材22a,22b,22cの厚さが厚いほど払拭力が強くなるため、その払拭性能は高くなる。ワイプ部材の選択は上記の例に限るものではない。
第三の選択処理について説明する。制御部16は、ワイプ実行の司令があると、メモリ51の前回からの印字枚数データを参照し、そのデータとメモリ51に予め用意されたテーブルデータとを比較することで、各ワイプ部材22a,22b,22cの中から最適なワイプ部材を選択する。テーブルデータは、例えば前回からの印字枚数がA4サイズで500枚以内であれば、ワイプ部材22aを選択、500枚を超え1000枚以内あればワイプ部材22bを選択、1000枚を超えていればワイプ部材22cを選択するよう記憶されている。一般的に、印字枚数が多くなるほど紙粉が多くノズルプレート20に付着する。紙粉が多いほど残インクとの相乗作用により付着物が固形化しやすい。したがって、前回からの印字枚数が多いほど強い払拭力で払拭する必要がある。上記の前回からの印字枚数は実験にて確認された一例である。ワイプ部材22a,22b,22cの硬度、長さ(自由長:自由に撓むことができる長さ)、くいこみ量、ワイプ速度が同じであれば、ワイプ部材22a,22b,22cの厚さが厚いほど払拭力が強くなるため、その払拭性能は高くなる。ワイプ部材22a,22b,22cの選択は上記の例に限るものではない。
このようなインクジェット記録装置1では、プリント動作に際して、印字データに基づき、インクを吐出させる対象となる圧力室に対応する電極へ電圧を印加する。これにより、電圧が印加された圧力室における一対の側壁が、圧力室内の体積を一旦大きくしてから収縮させるように変形する。このような圧力室の体積変化によって、圧力室内に吸引されたインクの一部がインク滴としてノズル14から吐出する。
このようなプリント動作に際しては、インクを吐出したノズル14の周辺にインクが残存することがある。このような残存インクは、乾燥/硬化した場合にインクの吐出方向を曲げたりノズル14を詰まらせたりして、インクの吐出不良を発生させる原因となるので、除去する必要がある。
本実施の形態のインクジェット記録装置1は、ワイプ機構19によるメンテナンス動作によってノズルプレート20に残存するインクや異物を除去する。ここで、ワイプ機構19によるメンテナンス動作について説明する。すなわち、メモリ51に記憶されているプログラムに基づいて制御部16(CPU50)によって実行されるメンテナンス処理について図7を参照して説明する。図7はメンテナンス処理の流れを示すフローチャートである。
ワイプ機構19は、メンテナンス動作の実行が宣言されるまで待機しており、メンテナンス動作の実行が宣言されたことを判断すると、制御部16によって駆動制御されてメンテナンス動作を行う。ここで、メンテナンス動作は、例えば、オペレータのキー操作等によって、メンテナンス動作の実行が宣言された場合に行われる。
図7に示すように、制御部16は、メンテナンス動作の実行宣言の待機中に(ステップS1のN)、メンテナンス動作の実行が宣言されたと判断した場合には(S1のY)、メモリ51に格納された前回メンテナンスを行ってからのメンテナンス非実施時間、温度履歴、湿度履歴、前回メンテナンスを行ってからの印字枚数等に関するデータを読み込む(S2〜S4)。制御部16は、前回メンテナンスを行ってからのメンテナンス非実施時間、温度履歴、湿度履歴、前回メンテナンスを行ってからの印字枚数等に関するデータと、複数のワイプ部材22a,22b,22cから最適なワイプ部材を選択するテーブルデータとを比較判定することで、最適なワイプ部材を選択し(ワイプ選択手段)、ワイプ部材識別センサ57a、57b、57cのデータを元にカム33を駆動制御して、選択した最適なワイプ部材を押圧位置まで移動させる(S5)。
次に、制御部16は、メンテナンス動作を実行するため、最適なワイプ部材をホームポジションにセットするために移動機構24を駆動制御してワイプ支持部材23をホームポジションセンサ36がオンになる位置まで移動させる(S6〜S8)。そして、制御部16は、メモリ51に格納された上昇データに基づき最適なワイプ部材を上限まで上昇させたと判断するまでカム35を駆動して最適なワイプ部材を当接位置まで上昇させる(S9)。制御部16は、上昇データに基づき最適なワイプ部材を上限まで上昇させたら、エンドポジションセンサ37からの出力変化に基づき、最適なワイプ部材、すなわちワイプ支持部材23がエンドポジションに到達したと判断するまで、移動機構24を駆動制御して最適なワイプ部材を払拭方向(図2中左側から右側方向)へ移動させる(S10〜S11)。
このとき、最適なワイプ部材のエッジ部38が図3に示すようにノズルプレート20に対して当接し、この状態でワイプ支持部材23を払拭方向に移動させることにより、最適なワイプ部材をノズルプレート20に対して擦り付けるようにして移動させることができる。これにより、ノズル14周辺等に残存するインクや異物をノズルプレート20から除去することができる。また、このとき、ワイプ部材22a,22b,22cを弾性材料又は多孔質材料によって形成することにより、ワイプ部材22a,22b,22cのエッジ部38をノズルプレート20に押し当てた状態でワイプ部材22a,22b,22cを移動させてもノズルプレート20に傷が付くことを防止することができる。
制御部16は、エンドポジションセンサ37からの出力変化に基づき、最適なワイプ部材、すなわちワイプ支持部材23がエンドポジションに到達したと判断した場合には(S11のY)、移動機構24の駆動を停止するとともに(S12)、メモリ51に格納された下降データに基づき最適なワイプ部材を下限まで下降させたと判断するまでカム35を駆動制御して最適なワイプ部材を下方へ移動させる。そして、制御部16は、ホームポジションセンサ36からの出力変化に基づき、最適なワイプ部材、すなわちワイプ支持部材23がホームポジションまで移動したと判断するまで移動機構24を駆動制御する(S13〜14)。
制御部16は、ホームポジションセンサ36からの出力変化に基づき、最適なワイプ部材、すなわちワイプ支持部材23がホームポジションまで移動したと判断した場合には(S14のY)、移動機構24の駆動を停止し(S15)、メモリ51に格納されている前回メンテナンスを行ってからのメンテナンス非実施時間、温度履歴、湿度履歴、前回メンテナンスを行ってからの印字枚数等に関するデータをクリアし、使用した最適なワイプ部材のメンテナンス回数(ワイプ回数)をインクリメント、すなわちカウンタをカウントアップする(S16〜19)。
制御部16は、カウントアップされたカウンタ値が予め設定されたメンテナンス回数に到達したか否かを判断する(S20)。カウントアップされたカウンタ値が予め設定されたメンテナンス回数に到達していないと判断した場合には(S20のN)そのまま処理を終了し、カウントアップされたカウンタ値が予め設定されたメンテナンス回数に到達したと判断した場合には(S20のY)、メンテナンス回数に達したワイプ部材22a,22b,22cを交換し(S21)、交換されたワイプ部材22a,22b,22cのメンテナンス回数をクリアして(S22)、処理を終了する。
このように本実施の形態によれば、インクジェットプリントヘッド15のノズルプレート20のノズル面20aに残存するインクや異物を除去するためにノズル面20aに対する払拭力がそれぞれ異なる複数のワイプ部材22a,22b,22cを設け、付着物の種類(インク、紙粉や塵等)や付着状態(環境変化によるインク付着力増加やインク付着放置時間によるインク付着力増加等)の変化に応じて、複数のワイプ部材22a,22b,22cの中から最適なワイプ部材を適宜選択することで、ワイプ回数を増やすことなく最適なワイプ部材を選択し、良好な払拭効果を得ることができる。また、ワイプ回数を増やすことで払拭効果を向上させていないため、ワイプ部材の寿命を長くし、ワイプ部材の良好な払拭性能を長期に亘って維持することができる。その結果として、プリントに際しての良好な吐出性能を長期に亘って維持し、プリントに際しての信頼性を向上させることができる。
また、インクジェットプリントヘッド15やそれに供給されるインク等が変更される場合、例えば、水性インクから油性インクへ、油性インクからUVインク(紫外線硬化型インク)へとインクが変更された場合、変更前のインクが付着したワイプ部材22a,22b,22cを用いると、インク固着等の不具合により印字不良が生じたり、変更したインクと変更前のワイプ部材22a,22b,22cとを用いた場合には、ワイプ部材22a,22b,22cが膨潤したり、ワイプ部材22a,22b,22cの成分が溶け出してインク性能が変化したりすることがある。また、ノズルプレート面の状態(撥インク処理膜の有無や撥インク処理膜強度等)に対応できる材質のワイプ部材22a,22b,22cが必要になる場合がある。したがって、本実施の形態のインクジェット記録装置1のようにワイプ部材22a,22b,22cを着脱自在に構成することによって、ワイプ部材22a,22b,22cを適宜交換することができる。
また、本実施の形態によれば、ワイプ機構19は、複数のワイプ部材22a,22b,22cを支持するワイプ支持部材23、ワイプ支持部材23をノズル面20aに沿って移動自在に支持し、支持したワイプ支持部材23をノズル面20aに沿って移動させる移動機構24、そして、ワイプ選択手段により選択された最適なワイプ部材を、移動機構24によりワイプ支持部材23がノズル面20aに沿って移動している状態でノズル面20aに当接する当接位置に位置付ける位置付け機構25を有していることから、構成を複雑化することなく、良好な払拭効果を得ることができる。
また、本実施の形態によれば、位置付け機構25は、最適なワイプ部材を所定の押圧位置まで移動させるワイプ部材移動機構30、そして、ワイプ部材移動機構30により所定の押圧位置まで移動した最適なワイプ部材を当接位置に向けて押圧する押圧機構31を有していることから、構成を複雑化することなく、良好な払拭効果を得ることができる。また、位置付け機構25が、複数のワイプ部材22a,22b,22cをそれぞれ当接位置に向けて押圧する複数の押圧機構31を有している場合にも、構成を複雑化することなく、良好な払拭効果を得ることができる。
また、本実施の形態によれば、複数のワイプ部材22a,22b,22cは、その先端に移動方向に対して交差する方向に沿ったエッジ部38をそれぞれ有し、位置付け機構25は、最適なワイプ部材のエッジ部38がノズル面20aに当接するように最適なワイプ部材を当接位置に位置付けることから、構成を複雑化することなく、ワイプ部材22a,22b,22cの払拭性能を向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、複数のワイプ部材22a,22b,22cは弾性材料で形成されており、位置付け機構25は、最適なワイプ部材の弾性力によってそのエッジ部38がノズル面20aに向けて付勢されるように最適なワイプ部材を当接位置に位置付けることから、構成を複雑化することなく、ワイプ部材22a,22b,22cの払拭性能をさらに向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、複数のワイプ部材22a,22b,22cは、それぞれノズル面20aに対する払拭力が異なるように形成されていることから、付着物の種類や付着状態の変化に応じて、最適なワイプ部材をノズルプレート20のノズル面20aに当接させることが可能になり、良好な払拭効果を長期に亘って維持することができる。
また、本実施の形態によれば、複数のワイプ部材22a,22b,22cは弾性材料で形成されていることから、ワイプ部材22a,22b,22cを強くノズルプレート20のノズル面20aに当接させてもノズル面20aを傷付けることがない。
また、本実施の形態によれば、複数のワイプ部材22a,22b,22cは多孔質材料で形成されていることから、ワイプ部材22a,22b,22cを強くノズルプレート20のノズル面20aに当接させてもノズル面20aを傷付けることがない。
また、本実施の形態によれば、複数のワイプ部材22a,22b,22cは、それぞれワイプ支持部材23に対して着脱自在に設けられていることから、インクの変更(色や特性)が生じた場合等、インク特性に対応させてワイプ部材22a,22b,22cを適宜交換することができる。
また、本実施の形態によれば、ワイプ支持部材23は、移動機構24に対して着脱自在に設けられていることから、ワイプ支持部材23の交換により、複数のワイプ部材22a,22b,22cを容易に交換することができる。
また、本実施の形態によれば、ワイプ選択手段は、前回のワイプ実施からの経過時間に基づいて最適なワイプ部材を選択することから、付着物の種類や付着状態の変化に応じて正確に最適なワイプ部材を選択することができ、その結果として、良好な払拭効果を得ることができる。
また、本実施の形態によれば、ワイプ選択手段は、前回のワイプ実施からの環境履歴に基づいて最適なワイプ部材を選択することから、付着物の種類や付着状態の変化に応じて正確に最適なワイプ部材を選択することができ、その結果として、良好な払拭効果を得ることができる。
また、本実施の形態によれば、ワイプ選択手段は、前回のワイプ実施からの印字枚数に基づいて最適なワイプ部材を選択することから、付着物の種類や付着状態の変化に応じて正確に最適なワイプ部材を選択することができ、その結果として、良好な払拭効果を得ることができる。
本発明の一実施の形態のインクジェット記録装置を概略的に示す縦断側面図である。 インクジェット記録装置が備えるワイプ機構を概略的に示す模式図である。 インクジェット記録装置が備えるインクジェットプリントヘッドのノズルプレートに対するワイプ部材の当接状態を概略的に示す模式図である。 ワイプ支持部材のホームポジションを説明するための説明図である。 ワイプ支持部材の他のホームポジションを説明するための説明図である。 インクジェット記録装置が備える各部の電気的接続を示すブロック図である。 メンテナンス処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
1 インクジェット記録装置
11 搬送機構
14 ノズル
15 インクジェットプリントヘッド
16 制御部
19 ワイプ機構
20a ノズル面
22a ワイプ部材
22b ワイプ部材
22c ワイプ部材
23 ワイプ支持部材
24 移動機構
25 位置付け機構
30 ワイプ部材移動機構
31 押圧機構
38 エッジ部

Claims (15)

  1. ノズルが形成されたノズル面を有しインクを前記ノズルからインク滴として吐出させるインクジェットプリントヘッドの前記ノズル面を払拭するための部材であって、前記ノズル面に対する払拭力が少なくとも一つ異なる複数のワイプ部材と、
    前記複数のワイプ部材から前記ノズル面を払拭するために最適なワイプ部材を選択するワイプ選択手段と、
    前記ワイプ選択手段により選択された前記最適なワイプ部材により前記ノズル面を払拭するワイプ機構と、
    を備えるインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  2. 前記ワイプ機構は、
    前記複数のワイプ部材を支持するワイプ支持部材と、
    前記ワイプ支持部材を前記ノズル面に沿って移動自在に支持し、支持した前記ワイプ支持部材を前記ノズル面に沿って移動させる移動機構と、
    前記ワイプ選択手段により選択された前記最適なワイプ部材を、前記移動機構により前記ワイプ支持部材が前記ノズル面に沿って移動している状態で前記ノズル面に当接する当接位置に位置付ける位置付け機構と、
    を具備する、
    請求項1記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  3. 前記複数のワイプ部材はそれぞれ前記ワイプ支持部材に対して着脱自在に設けられている、
    請求項2記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  4. 前記ワイプ支持部材は前記移動機構に対して着脱自在に設けられている、
    請求項2又は3記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  5. 前記位置付け機構は、
    前記最適なワイプ部材を所定の押圧位置まで移動させるワイプ部材移動機構と、
    前記ワイプ部材移動機構により前記所定の押圧位置まで移動した前記最適なワイプ部材を前記当接位置に向けて押圧する押圧機構と、
    を具備する、
    請求項2ないし4のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  6. 前記位置付け機構は、前記複数のワイプ部材をそれぞれ前記当接位置に向けて押圧する複数の押圧機構を具備する、
    請求項2ないし4のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  7. 前記複数のワイプ部材は、その先端に移動方向に対して交差する方向に沿ったエッジ部をそれぞれ有し、
    前記位置付け機構は、前記最適なワイプ部材の前記エッジ部が前記ノズル面に当接するように前記最適なワイプ部材を前記当接位置に位置付ける、
    請求項2ないし6のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  8. 前記複数のワイプ部材は弾性材料で形成されており、
    前記位置付け機構は、前記最適なワイプ部材の弾性力によってその前記エッジ部が前記ノズル面に向けて付勢されるように前記最適なワイプ部材を前記当接位置に位置付ける、
    請求項7記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  9. 前記複数のワイプ部材は、それぞれ前記ノズル面に対する払拭力が異なるように形成されている、
    請求項1ないし8のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  10. 前記複数のワイプ部材は弾性材料で形成されている、
    請求項1ないし9のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  11. 前記複数のワイプ部材は多孔質材料で形成されている、
    請求項1ないし9のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  12. 前記ワイプ選択手段は、前回のワイプ実施からの経過時間に基づいて前記最適なワイプ部材を選択する、
    請求項1ないし11のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  13. 前記ワイプ選択手段は、前回のワイプ実施からの環境履歴に基づいて前記最適なワイプ部材を選択する、
    請求項1ないし11のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  14. 前記ワイプ選択手段は、前回のワイプ実施からの印字枚数に基づいて前記最適なワイプ部材を選択する、
    請求項1ないし11のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置。
  15. 記録媒体を搬送する搬送機構と、
    ノズルが形成されたノズル面を有し、前記搬送機構により搬送される前記記録媒体に対して前記ノズルからインクを吐出させるインクジェットプリントヘッドと、
    印字データに基づいて、前記搬送機構及び前記インクジェットプリントヘッドを駆動制御する制御部と、
    請求項1ないし14のいずれか一記載のインクジェットプリントヘッドメンテナンス装置と、
    を備えるインクジェット記録装置。

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