JP2005169913A - インクジェット記録ヘッド用クリーニング装置、およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録ヘッドのノズル面に付着したインク等を拭取るワイパーブレードを適正に清掃し、記録ヘッドのみならずクリーニング装置も汚れにくいインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 ワイパーブレードに付着したインク等を掻き取るブレードクリーナのワイパーブレード当接部に貫通穴を形成し穴と接するインク流路の溝を設ける。溝は記録装置本体のインク吸収体までつながる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッドをクリーニングするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置、およびそれを備えたインクジェット記録装置に関するものである。

プリンタ等の記録方式のうち、吐出口（ノズル）からインクを吐出させて記録紙上に記録を行うインクジェット記録方式は、低騒音のノンインパクト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が可能であるため、近年では広く採用されている。

一般的なインクジェット記録装置は、記録ヘッドを搭載するキャリッジを駆動する手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御するための制御手段などを備えている。

また、記録ヘッドのノズル部分からインクを吐出するためのエネルギーを発生するために、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いてインクに加圧するもの、レーザなどの電磁波を照射して発熱させこの発熱により発泡させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱させ発泡させるものなどがある。その中でも熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録装置は、ノズルを高密度に配列させることができるため高解像度の記録をすることが可能である。特に電気熱変換体素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、小型化が容易であり、最近の半導体製造分野において技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術を応用して、その長所を十分に活用することにより高密度実装化が容易でかつ製造コストを低くできる。

このようなインクジェット記録装置においては、ノズルの目詰まりによる印字不良を防ぐために、ヘッド回復手段が設けられている。

このヘッド回復手段の一つはキャップにて覆った状態で、キャップを介して吸引ポンプによってインクをノズルから吸引することにより、記録ヘッドおよびインク供給流路の内部の高粘度インクや微細なごみやインク中の気泡をインクとともにノズル先端より吸い出してしまうものである。もう一つはヘッド表面を可撓性のワイパーブレードで払拭する事で、ヘッド表面に付着した微細なごみや残余インクを取り除き、ヘッド表面をクリーンな状態にするものである。更にもう一つは、記録ヘッドが記録を行う直前に少量のインクを吐出して、安定した吐出を保つものである。

前述したワイパーブレードによるワイピング動作を常に適正に行わせるための方法として、ワイパークリーナ（ブレードクリーナ）を装備して、ワイピング動作によってインク等の異物が付着したワイパーブレードを、そのワイパークリーナによって清掃する方法がある。

図10（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来のインクジェット記録装置におけるワイパーブレードとワイパークリーナの動作説明図である。

ワイパーブレード２０とワイパークリーナ２１は、相対移動することにより、ワイパーブレード２０が撓みながら、ワイパークリーナ２１の掻き取りエッジ部２１Ａを通過する。これにより、ワイパーブレード２０の先端付近に付着したインク等の異物は、ワイパークリーナ２１によって掻き取られる。

また、ワイパークリーナ２１としては、ワイパーブレード２０に付着したインクを拭き取るように、インクを吸収する素材によって形成されたものもある。
特開２００１−１０５６１２号公報

しかしながら、上記のようなワイパーブレード２０とワイパークリーナ２１を備えたインクジェット記録装置においては、次のような問題が残されていた。

ワイパーブレード２０に付着したインクはワイパークリーナ２１との当接時その衝撃で周囲に飛び散ったり、ワイパークリーナ２１で掻き取られたインクは自重によりクリーニング装置内に落下しクリーニング装置が汚れるという問題があった。また、インクを吸収する素材によって形成されたワイパークリーナ２１の場合、製品寿命分のインクを吸収するにはワイパークリーナ２１が必要以上に大きくなりクリーニング装置の大型化とコストアップを招いてしまう。

また、ワイパーブレードに付着したインクに粉塵等が混入したり、インクの水分が蒸発しインクの粘度が上がった場合、ワイパークリーナ２１にインク等の異物３０が堆積し、ワイパーブレード２０の清掃効果が減少する。あるいは、ワイパークリーナ２１に堆積した異物３０によって、逆に、ワイパーブレード２０が汚されてしまう。あるいは、ワイパーブレード２０やワイパークリーナ２１にインク等の異物３０が多量に付着した場合には、そのインク等の異物３０が掻き取りエッジ部２１Ａをすり抜ける現象が生じる。

本発明の目的は、ワイパークリーナによってワイパーブレードを適確に清掃することができるインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置、およびインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドの部位を弾性のワイパーブレードによってワイピングし、そのワイパーブレードをワイパークリーナによってクリーニングするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置において、前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナを、それらを互いに当接させるように相対移動させる移動手段と、前記ワイパークリーナの前記ワイパーブレードとの当接部またはその近傍に貫通穴を一つまたは複数設けたことを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、前記貫通穴の少なくとも一箇所に隅部を設けた事を特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナとの一方向の相対移動時に、前記ワイパークリーナを前記ワイパーブレードと当接する位置に規制する規制手段と、かつ前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナとの他方向の相対移動時に、前記ワイパークリーナを前記ワイパーブレードと当接する位置から退避可能とする退避手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、前記退避手段として前記ワイパークリーナが回動可能に支持され、前記規制手段として前記ワイパーブレードが前記ワイパークリーナと前記一方向の相対移動により当接する時、前記ワイパークリーナに当接し回動を規制する規制部材を設けた事を特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、前記規制部材に前記ワイパークリーナに設けられた貫通穴に当接するインク流路を設けた事を特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、前記インク流路は所定位置に配置されたインク吸収体近傍まで連続的に接続されている事を特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、前記インク流路は少なくとも一つの隅部をもった溝であることを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録装置は、前記インクジェット記録ヘッドの部位をクリーニングするためのクリーニング装置として、前述したインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置のいずれかを備えたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、ワイパーブレードとワイパークリーナとの当接開始時において、接触範囲を減少させると共に毛細管力によりインク等を吸収するためワイパーブレードに付着したインク等の異物が周囲に飛散することを防止することができる。また、ワイパーブレード戻り時にもワイパーブレードを撓ますことが無いためインク等の飛散を防止する。

さらに、ワイパークリーナにおいて、ワイパーブレードから掻き取ったインク等を毛細管力により本体の排インク吸収体まで導くことができるためクリーニング装置の汚れを防止するとともに特別な排インク吸収体を設けることなく装置のコストダウンが計れる。また、常に、異物の堆積によるワイパークリーナの汚染の程度を小さく抑えて、ワイパーブレードのクリーニング効果を維持することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、各図面を通して同一符号は、同一又は対応部分を示すものである。

図１は本発明を採用したインクジェット装置の一実施例を示す全体概略図である。

図１において、1はインクジェット記録装置本体であり、記録手段である記録ヘッド3は記録紙11に対向した面に主走査と略直交した方向に複数のノズル列を持ち、各ノズル列ごとに異なるインクを吐出する。記録ヘッド3には各色のノズル列に対して各々の供給チューブ5を介してインクタンク4より各色のインクが供給される。

記録ヘッド３はキャリア２上に載置されており、キャリア２は、フレーム６に両端部が固定され互いに平行に配置されたガイドシャフト７とガイドレール８に沿って摺動可能に支持されている。なお、このキャリア２は不図示のベルト駆動装置とモータとにより往復駆動される。

キャリア２の移動範囲の近傍には、搬送ローラ９とこれに当接するピンチローラ（不図示）とが設けられている。また、このインクジェット記録装置１の前部にはフレームに着脱可能なカセット１０が取り付けられている。記録紙11は、カセット１０から供給され、記録ヘッド３と対抗する記録位置に至り、搬送ローラ９およびピンチローラに挟まれた状態でこの搬送ローラ９およびピンチローラの回転により、キャリア２の移動方向と実質的に直角方向に搬送され、記録終了後は排紙スタッカ１３に排出される。

キャリア２の移動範囲の一端付近に設けられたホームポジションには、記録ヘッド３と対向可能な位置に記録ヘッド用クリーニング装置５０（以下、クリーニング装置と記す。）が配設されている。クリーニング装置５０は、待機中、記録動作前後もしくは一行毎の記録の合間に作動し、記録ヘッド３の目詰まりを防止するなど性能を保持するための、キャッピング、吸引、ワイピングなどの動作を行う。

図２は本発明を採用したクリーニング装置５０の一実施例を示す全体概略図である。ここで５１はクリーニング装置の本体フレームであり、５２はキャッピング、吸引を行うキャップ、５３はワイピングを行うワイパーブレード、５４はワイパーブレード５３を保持するワイパーホルダ、５５はワイパーブレードに付着したインク等を掻き取るためのワイパークリーナ、５６はワイパークリーナ５５を保持するワイパークリーナホルダ、である。

図３はワイパークリーナ５５とワイパークリーナホルダ５６をキャップ５２の方向から見た概略斜視図である。ワイパークリーナ５５の両端には回転軸５５ａが設けられ、本体フレーム５１の不図示の部分に形成された軸受け部と係合し回動可能に取り付けられている。ワイパーブレード５３との掻き取り部５５ｂの近傍には四角形（４つの隅部を持つ。）の貫通穴５５ｃが複数開けられている。ワイパークリーナホルダ５６は４箇所のつめ５６ａにより本体フレーム５１に係合され、軸受け部５６ｂで回転軸５５ａを上から保持している。

また、ワイパークリーナ５５の裏面に当接しワイパークリーナ５５の回動を規制している。ワイパークリーナホルダ５６の当接部には複数の貫通穴５５ｃの全てに対応した位置に貫通穴５５ｃとほぼ同じ幅の溝５６ｃが設けられている。溝５６ｃは断面形状がコの字であり２箇所の隅部にて形成されている。また溝５６ｃはワイパークリーナ５５側より他端側が低くなるように傾斜がつけられている。

図４から図９はクリーニング装置５０の横断面概略図である。同図においてカム５８とポンプフレーム６０は不図示の駆動源からの駆動切替もしくは別駆動によりそれぞれ駆動され所定のシーケンスで回転、停止を繰り返す。キャップアーム５７は回転軸５７ａを中心に回動可能に保持され、カムフォロワ部５７ｂはカム５８の回転と連動し揺動する。キャップアームの他端にはキャップ駆動ピン５７ｃが形成されており、キャップ５２の下部に設けられた穴５２ａと係合している。キャップ５２は不図示の部分で本体フレーム５１に上下方向に摺動可能に保持されおり、キャップアーム５７の揺動に伴い上下方向にスライドする。

また、キャップ５２の下部にはキャップ内部と連通しインク等が流入可能な吸引チューブ５９が取り付けられており、このチューブ５９が本体フレーム５１により形成されたチューブフレーム５１ｃとポンプコロホルダ６０との間を通されている。ポンプコロホルダ６０上には外部へ突出するポンプコロ６１が吸引チューブ５９一本に対し２個設けられている。このチューブ５９、チューブフレーム５１ｃ、ポンプコロホルダ６０、ポンプコロ６１により、チューブポンプが構成されている。

ワイパーブレード５３はウレタン等の可暁性の材質でできており、ワイパーホルダ５４に固定、支持されている。ワイパーホルダは本体フレーム５１に対し不図示の部分で左右方向にスライド可能に支持されており、不図示の部分でカム５８から駆動され所定のタイミングで左右方向にスライドする。ワイパークリーナ５５は、回動可能に本体フレーム５１に支持されており、自重により図４から図８のような姿勢に保たれている。

以上説明した概略構成を有する本実施形態のクリーニング装置５０およびインクジェット記録装置１において、図４から図９を用いて記録ヘッド３に付着したインクの除去動作と本発明の目的であるワイパークリーナによるワイパーブレードの適確な清掃について、次に説明する。

図４は印字時におけるクリーニング装置５０の状態を示す。キャップ５２およびワイパーブレード５３はキャリア２の移動によりヘッド３がクリーニング装置５０上に移動してもぶつからない位置に待機している。

図５はキャッピング時におけるクリーニング装置５０の状態を示す。印字待機時や電源ＯＦＦ時など不図示のキャリア２を移動させヘッド３をキャップ５２の上方に停止させ、カム５８を所定量回転させることによりキャップアーム５７を揺動しキャップ５２をヘッド３のノズル面３ａに密着させる。

また、吸引回復を行う場合は、この状態でポンプコロホルダ６０を向かって左回転させる。チューブ５９はポンプコロ６１でしごかれ、それに連通するキャップ５２内部は負圧状態となり、インクをノズルから吸引し記録ヘッドおよびインク供給流路内部の高粘度インクや微細なごみやインク中の気泡をインクとともにノズル先端より吸い出すことができる。

図６はワイピング時におけるクリーニング装置５０の状態を示す。図５における吸引回復や長時間印字した後など、ノズル面３ａには余分なインクや異物が付着する。これらを拭取る動作がワイピングである。カム５８を回転させるとキャップアーム５７が揺動しキャップ５２はワイパーホルダ５４と干渉しない位置まで下方へ移動し、その後ワイパーホルダ５４は不図示の駆動により左側へと移動する。この動作に従って、ワイパーブレード５３がノズル面３ａをなぞり、記録ヘッド３のクリーニングを行う。

図７はワイピング後ワイパーブレード５３がワイパークリーナ５５に当接した状態を示す。ワイパーブレード５３がワイパークリーナ５５に当接する時、貫通穴５５ａが設けられているため接触範囲を減少させることが出来る。この結果、ワイパーブレード５３に付着したインク等が当接時の衝撃によって飛び散ることを防止できる。また、貫通穴５５ｃの隅部および穴自体の毛細管力によりワイパーブレード５３に付着したインク等はワイパークリーナ５５に吸収される。

図８はワイパーブレード５３がワイパークリーナ５５を通り過ぎた後の状態を示す。ワイパーブレード５３が図７の状態からさらに左側に移動すると、ワイパークリーナ５５は左側に押される。しかし左側近傍にワイパークリーナホルダ５６が配設されておりワイパークリーナホルダ５６に当接し回転が規制されるためワイパーブレード５３は撓みながらワイパークリーナ５５の下を通り過ぎる。これによりワイパーブレード５３に付着したインク等は掻き取り部５５ｂにより掻き取られる。

図９はワイパーホルダ５４が元の位置（図１で示す印字時位置）に戻る途中でワイパークリーナ５５の下を通過するところを示す。ワイパークリーナ５５は右側方向には回動可能なためワイパーブレード５３は撓むことはない。この結果、ワイパーブレード５３の撓みに起因するインク等の飛散が防止される。この後クリーニング装置５０は図１の状態に戻る。

記録ヘッド３の目詰まりを防止し性能を保持するため前述した動作を繰り返し行う。これによりワイパーブレード５３に付着したインク等はワイパークリーナ５５に掻き取られ続けるが、貫通穴５５ｃの毛細管力でワイパークリーナホルダ５６の溝５６ｃまで運ばれ溝５６ｃの毛細管力と傾斜による自重により本体フレーム５１に設けられたインク溜５１ｂに集まる。インク溜５１ｂには流路溝５１ａが設けられ、図２に示すように流路溝５１ａはチューブポンプのインク排出部近くまで続いており、インク溜５１ｂに溜まったインクは流路溝５１ａの隅部の毛細管力により運ばれインク排出部の下に配設されたインクジェット記録装置本体の排インク吸収体（不図示）に吸収される。

また、ワイパーブレード５３に付着したインクに粉塵等が混入したり、インクの水分が蒸発しインクの粘度が上がった場合でもインク等の異物は貫通穴５５ｃに押込まれ堆積することがないため、ワイパーブレード５３の清掃効果が減少することもない。

本発明を採用したインクジェット装置の一実施例を示す全体概略図である。 本発明を採用したクリーニング装置５０の一実施例を示す全体概略図である。 ワイパークリーナ５５とワイパークリーナホルダ５６をキャップ５２の方向から見た概略斜視図である。 印字時におけるクリーニング装置５０の状態を示す。 キャッピング時におけるクリーニング装置５０の状態を示す。 ワイピング時におけるクリーニング装置５０の状態を示す。 ワイピング後ワイパーブレード５３がワイパークリーナ５５に当接した状態を示す。 ワイパーブレード５３がワイパークリーナ５５を通り過ぎた後の状態を示す。 ワイパーホルダ５４が元の位置（図１で示す印字時位置）に戻る途中でワイパークリーナ５５の下を通過するところを示す。 従来のインクジェット記録装置におけるワイパーブレードとワイパークリーナの動作説明図である。

符号の説明

1 インクジェット記録装置
2 キャリア
3 記録ヘッド
4 インクタンク
5 供給チューブ
6 フレーム
7 ガイドシャフト
8 ガイドレール
9 搬送ローラ
10 カセット
11 記録紙
50 クリーニング装置
51 本体フレーム
52 キャップ
53 ワイパーブレード
54 ワイパーホルダ
55 ワイパークリーナ
56 ワイパークリーナホルダ
57 キャップアーム
58 カム
59 チューブ
60 ポンプコロホルダ
61 ポンプコロ

Claims (8)

1. インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドの部位を弾性のワイパーブレードによってワイピングし、そのワイパーブレードをワイパークリーナによってクリーニングするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置において、
   前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナを、それらを互いに当接させるように相対移動させる移動手段と、
   前記ワイパークリーナの前記ワイパーブレードとの当接部またはその近傍に貫通穴を一つまたは複数設けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
2. 前記貫通穴の少なくとも一箇所に隅部を設けた事を特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
3. 前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナとの一方向の相対移動時に、前記ワイパークリーナを前記ワイパーブレードと当接する位置に規制する規制手段と、かつ前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナとの他方向の相対移動時に、前記ワイパークリーナを前記ワイパーブレードと当接する位置から退避可能とする退避手段を備えたことを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
4. 前記退避手段として前記ワイパークリーナが回動可能に支持され、前記規制手段として前記ワイパーブレードが前記ワイパークリーナと前記一方向の相対移動により当接する時、前記ワイパークリーナに当接し回動を規制する規制部材を設けた事を特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
5. 前記規制部材に前記ワイパークリーナに設けられた貫通穴に当接するインク流路を設けた事を特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
6. 前記インク流路は所定位置に配置されたインク吸収体近傍まで連続的に接続されている事を特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
7. 前記インク流路は少なくとも一つの隅部をもった溝であることを特徴とする請求項５および６に記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
8. インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドを用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
   前記インクジェット記録ヘッドの部位をクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項１から７のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

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