JP2005225203A - 液体吐出ヘッドのクリーニング装置及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クリーニングローラ及びクリーニングブレードから成るクリーニング装置により、ノズル面を効果的にクリーニングして液体吐出ヘッドの液体吐出性能を安定化させる。
【解決手段】 各色のインクを吐出するインク吐出ノズル１３が設けられたノズル部材１２を有して成るプリントヘッド１０と、このプリントヘッド１０に対して相対的に移動してノズル面１２ａをワイプするクリーニング装置４２とを備え、インク吐出ノズル１３からインクを吐出するプリンタにおいて、上記クリーニング装置４２は、プリントヘッド１０のノズル面１２ａの長手方向に沿って延びたクリーニングローラ１４とクリーニングブレード１５から成り、このクリーニングローラ１４及びクリーニングブレード１５をノズル部材１２の長手方向に直交する方向に相対的に移動することによりノズル面１２ａをワイプするものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液体吐出ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドのクリーニング装置及びそれを備えた液体吐出装置に関し、詳しくは、クリーニングローラ及びクリーニングブレードから成るクリーニング装置により、液体吐出ヘッドのノズル面に付着した液体を吸収すると共に該ノズル面のごみを除去することによって、ノズル面を効果的にクリーニングするクリーニング装置及び液体吐出装置に関するものである。

従来から、液体容器から液体吐出ヘッド内に供給された液体を該液体吐出ヘッドの液体吐出ノズルから吐出する液体吐出装置として、例えばインクジェットプリンタなどの装置が普及している。このインクジェットプリンタのプリントヘッドは、エネルギー発生手段を駆動することにより、インク吐出ノズルから液滴化したインクを記録紙上に吐出飛翔させて印刷を行うようになっている。このようなインクジェットプリンタにおいて、プリントヘッドが長時間続けて印刷動作を行わず、プリントヘッドのインク吐出ノズルからインクを吐出させていない場合には、前回の印刷動作によりノズル面のインク吐出ノズルの付近に付着したインクが蒸発乾燥して増粘、固化してしまうことがあり、正常なインク吐出が困難となる。

例えば、図１２に示すように、ノズル部材１２に設けられたインク吐出ノズル１３の周辺部にインクｉが付着して不均一なインク溜りが生じると、ノズル面１２ａの表面状態が不均一になり、インクの吐出方向が変化したり、インク滴の飛翔速度や粒径にばらつきなどが発生して、画像の解像度が低下したりすることがある。具体的には、ノズル面１２ａがインクで濡れていないときはインク滴が真直に吐出されるが、ノズル面１２ａの一部がインク吐出前にインクｉで濡れているときには、図１２にαで示すように、インク滴が曲がった方向に吐出されるようになる。

このため、従来では、やや硬めのゴム製等のブレードをプリントヘッドのノズル面に押し当ててスライドさせることにより、該ノズル面に付着して増粘、固化したインクを除去（ワイプ）することでプリントヘッドのクリーニングを行っていた。例えば、複数のブレードを回転軸に取り付けて回転させ、ワイピング効果をさらに高める技術（例えば、特許文献１参照）が開示されている。
特開昭５７−３４９６９号公報

しかし、上記特許文献１に記載された従来の技術では、やや硬めのゴム製等のブレードをプリントヘッドのノズル面に押し当てて該ノズル面上をスライドさせることにより、ノズル面に付着したインクをワイピングするようにしているので、上記ブレードによりノズル面に大きな力が加わり、該ノズル面を傷つけてしまう場合があった。また、上記ブレードでは、ワイピング効果にのみ頼らざるを得ないが、ワイピングするだけではインク吐出ノズルにインクが残ってしまうことがあった。なお、複数のブレードを用いた場合でも、上記と同様に、ノズル面を傷つけてしまう場合があると共に、インク吐出ノズル付近にインクが残ってしまうため、インクの吐出不良の問題点があった。

これに関連して、特開平２００２−２４０３０９号公報には、プリントヘッドのノズル面を保護するヘッドキャップ内にクリーニングローラを備え、このクリーニングローラで上記プリントヘッドのノズル面に付着したインクやごみをクリーニングする技術が開示されている。しかしながら、上記技術においては、ヘッドキャップ内にクリーニングローラのみを備えていたので、インク吐出ノズル付近にて目詰まり寸前のような状態で粘度が増加したインクの吸収が十分に行われず、この増粘固化したインクのかすや、紙粉等のごみが除去されないことがあり、プリントヘッドのインク吐出性能が不安定になることがあった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、クリーニングローラ及びクリーニングブレードから成るクリーニング装置により、液体吐出ヘッドのノズル面に付着した液体を吸収すると共に該ノズル面のごみを除去することによって、ノズル面を効果的にクリーニングするクリーニング装置及び液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による液体吐出ヘッドのクリーニング装置は、所定の液体を吐出する液体吐出ノズルが設けられたノズル面を有して成る液体吐出ヘッドに対して相対的に移動して該ノズル面をワイプする液体吐出ヘッドのクリーニング装置であって、上記液体吐出ヘッドのノズル面の長手方向に沿って延びたクリーニングローラ及びクリーニングブレードを備えたものである。
このような構成により、上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードから成るクリーニング装置を、液体吐出ヘッドに対して相対的に移動することによって、該液体吐出ヘッドのノズル面が効果的にクリーニングされる。

また、本発明による液体吐出装置は、所定の液体を吐出する液体吐出ノズルが設けられたノズル面を有して成る液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに対して相対的に移動して該ノズル面をワイプするクリーニング装置とを備え、上記液体吐出ノズルから液体を吐出する液体吐出装置において、上記クリーニング装置は、上記液体吐出ヘッドのノズル面の長手方向に沿って延びたクリーニングローラ及びクリーニングブレードを備えて成り、上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードを上記ノズル面の長手方向に直交する方向に相対的に移動することにより該ノズル面をワイプするものである。
このような構成により、上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードから成るクリーニング装置で、液体吐出ヘッドのノズル面をワイプすることによって、該液体吐出ヘッドのノズル面が効果的にクリーニングされる。

そして、本発明による他の液体吐出装置は、所定の液体を吐出する液体吐出ノズルが設けられたノズル面を有して成る液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに対して相対的に移動して該ノズル面をワイプするクリーニング装置とを備え、上記液体吐出ノズルから液体を吐出する液体吐出装置において、上記クリーニング装置は、上記液体吐出ヘッドのノズル面の長手方向に沿って配設され弾力性を有すると共に液体を吸収する材質で円柱状に形成されたクリーニングローラと、上記液体吐出ヘッドのノズル面の長手方向に沿って配設され上記ノズル面に押し当てられて変形する材質で平板状に形成されたクリーニングブレードとから成り、上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードが上記ノズル面から退避するときに該ノズル面をワイプし、また上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードが元の位置に戻るときには、該クリーニングローラ及びクリーニングブレードの少なくとも一方、又はその両方がノズル面に接触しないようにする機構を備えたものである。

このような構成により、上記クリーニング装置がノズル面から退避するときに該ノズル面が上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードでワイプされ、また上記クリーニング装置が元の位置に戻るときには上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードの少なくとも一方、又はその両方がノズル面に接触しなくなる。

請求項１に係る液体吐出ヘッドのクリーニング装置によれば、上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードから成るクリーニング装置を、液体吐出ヘッドに対して相対的に移動することによって、該液体吐出ヘッドのノズル面を効果的にクリーニングすることができる。したがって、上記ノズル面に対するクリーニング性能が向上して、該ノズル面に付着した液体やごみが除去されるので、液体吐出ヘッドの液体吐出性能を安定化することができる。

ここで、請求項２に係る発明によれば、上記クリーニングブレードは、上記ノズル面に押し当てられて変形する材質で平板状に形成されたものであることにより、該クリーニングブレードでノズル面をワイプしたときに該ノズル面に付着したごみが取れ易くなる。

また、請求項３に係る発明によれば、上記クリーニングブレードは、上記ノズル面に付着した液体を吸収する材質で形成されたことにより、液体吐出ヘッドのノズル面をワイプすると同時に、該ノズル面に付着した液体や液体吐出ノズル内の液体が吸引される。

さらに、請求項４に係る発明によれば、上記クリーニングローラは、上記ノズル面に接触する部分が弾力性を有すると共に液体を吸収する材質で形成されたものであることにより、該クリーニングローラで液体吐出ヘッドのノズル面に付着した液体や液体吐出ノズル内の液体を吸引することができる。

さらにまた、請求項５に係る発明によれば、上記クリーニングローラは、上記ノズル面に接触した状態で従動回転しながら該ノズル面上を移動するものとしたことにより、液体吐出ヘッドのノズル面を傷つけず、かつ液体吐出ノズル付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。

また、請求項６に係る発明によれば、上記クリーニングローラは、その断面周囲の長さが、該クリーニングローラを上記ノズル面に接触させた状態で従動回転する移動距離と等しい長さに形成されたことにより、このノズル面上を従動回転するクリーニングローラの外周面において、所定の位置の液体吐出ノズルをクリーニングした接触部位が、再度他の位置の液体吐出ノズルをクリーニングすることがないため、ノズル面のクリーニングを安定して行うことができる。

さらに、請求項７に係る発明によれば、上記クリーニングローラを保持する取付け架台は、該クリーニングローラを上記ノズル面側に付勢する付勢手段を備えたことにより、クリーニングローラがノズル面側に付勢されて接触した状態を維持することができる。

そして、請求項８に係る発明によれば、上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードは、その取付け手段から着脱可能に保持されたことにより、汚れが付着したクリーニングローラ及びクリーニングブレードを新しいものと交換することができる。

また、請求項９に係る液体吐出装置によれば、
上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードから成るクリーニング装置で、液体吐出ヘッドのノズル面をワイプすることによって、該液体吐出ヘッドのノズル面を効果的にクリーニングすることができる。したがって、上記ノズル面に対するクリーニング性能が向上して、該ノズル面に付着した液体やごみが除去されるので、液体吐出ヘッドの液体吐出性能を安定化することができる。

ここで、請求項１０に係る発明によれば、上記クリーニングブレードは、上記ノズル面に押し当てられて変形する材質で平板状に形成されたものであることにより、該クリーニングブレードでノズル面をワイプしたときに該ノズル面に付着したごみが取れ易くなる。

また、請求項１１に係る発明によれば、上記クリーニングブレードは、上記ノズル面に付着した液体を吸収する材質で形成されたことにより、液体吐出ヘッドのノズル面をワイプすると同時に、該ノズル面に付着した液体や液体吐出ノズル内の液体が吸引される。

さらに、請求項１２に係る発明によれば、上記クリーニングローラは、上記ノズル面に接触する部分が弾力性を有すると共に液体を吸収する材質で形成されたものであることにより、該クリーニングローラで液体吐出ヘッドのノズル面に付着した液体や液体吐出ノズル内の液体を吸引することができる。

さらにまた、請求項１３に係る発明によれば、上記クリーニングローラは、上記ノズル面に接触した状態で従動回転しながら該ノズル面上を移動するものとしたことにより、液体吐出ヘッドのノズル面を傷つけず、かつ液体吐出ノズル付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。

また、請求項１４に係る発明によれば、上記クリーニングローラは、その断面周囲の長さが、該クリーニングローラを上記ノズル面に接触させた状態で従動回転する移動距離と等しい長さに形成されたことにより、このノズル面上を従動回転するクリーニングローラの外周面において、所定の位置の液体吐出ノズルをクリーニングした接触部位が、再度他の位置の液体吐出ノズルをクリーニングすることがないため、ノズル面のクリーニングを安定して行うことができる。

さらに、請求項１５に係る発明によれば、上記クリーニングローラを保持する取付け架台は、該クリーニングローラを上記ノズル面側に付勢する付勢手段を備えたことにより、クリーニングローラがノズル面側に付勢されて接触した状態を維持することができる。

そして、請求項１６に係る発明によれば、上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードは、その取付け手段から着脱可能に保持されたことにより、汚れが付着したクリーニングローラ及びクリーニングブレードを新しいものと交換することができる。

また、請求項１７に係る液体吐出装置によれば、上記クリーニング装置がノズル面から退避するときに該ノズル面を上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードでワイプすることができ、また上記クリーニング装置が元の位置に戻るときには上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードの少なくとも一方、又はその両方がノズル面に接触しないようにすることができる。したがって、上記ノズル面に対するクリーニング性能が向上して、該ノズル面に付着した液体やごみが除去されるので、液体吐出ヘッドの液体吐出性能を安定化することができる。また、上記クリーニング装置が元の位置に戻るときにはノズル面をクリーニングしないので、クリーニングローラ及びクリーニングブレードの耐用期間が短くならないようすることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明による液体吐出装置の一例としてのインクジェットプリンタの実施形態を示す斜視図である。このインクジェットプリンタ１は、記録紙上にインク滴を吐出して画像を形成するもので、プリンタ本体部２と、ヘッドカートリッジ３（図２参照）と、記録紙トレイ４とを備えている。

図１に示すプリンタ本体部２は、記録紙トレイ４内に収納された記録紙を搬送するための搬送機構や、吐出対象物としての記録紙に対して適正に印画を行わせるための制御装置部２０（図３参照）を内部に収容したものであり、その前面下部に設けられたトレイ挿入口５に記録紙トレイ４が着脱可能状態に装着されている。なお、このトレイ挿入口５は、記録紙の排紙口も兼ねており、プリンタ本体部２で印画された記録紙が記録紙トレイ４の上面の排紙受け部４ａから排紙されるようになっている。また、このプリンタ本体部２の前面上部には、表示パネル（表示部）６が設けられており、インクジェットプリンタ１の全体動作の状態を表示するようになっている。

また、プリンタ本体部２の上面側には、上蓋７が開閉可能に取り付けられており、この上蓋７を開くと、プリンタ本体部２の上面側にヘッドカートリッジ３を収納する収納部８が形成されている。このプリンタ本体部２の収納部８には、ヘッドカートリッジ３が矢印Ｚのように収納されて、着脱可能な状態に保持されるようになっている。このヘッドカートリッジ３は、その筐体がプリンタ本体２の幅方向、すなわち記録紙の幅方向に全幅にわたって細長く伸びており、例えばイエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４色のインクを記録紙上に吐出して画像を形成するものであって、インクタンク９と、プリントヘッド１０と、ヘッドキャップ１１とを備えて構成されている。

図２は、図１に示すヘッドカートリッジ３の構成を示す一部断面側面図である。このヘッドカートリッジ３の内部には、四つのインクタンク９（９ｙ，９ｍ，９ｃ，９ｋ）が装填されている。このインクタンク９は、インク（所定の液体）を貯蔵する液体容器となるもので、各インクタンク９内にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクが収容されている。このインクタンク９は、その内部に収容されたインクをプリントヘッド１０内に供給するようになっている。このプリントヘッド１０は、インクタンク９から供給されたインクを記録紙の全幅に対応して吐出するフルライン型の液体吐出ヘッドと呼ばれるものであって、その下面にはノズル面１２ａを構成するノズル部材１２が配設されており、このノズル部材１２にインク吐出ノズル（液体吐出ノズル）１３の列が記録紙の全幅に対応して設けられている。

また、プリントヘッド１０の下面側には、ヘッドキャップ１１が着脱可能に装着されている。このヘッドキャップ１１は、プリントヘッド１０に対し相対的に移動し、装着状態で該プリントヘッド１０のノズル面１２ａを保護するようになっている。具体的には、四周に立ち上り片を有する細長い箱状に形成され、その全体が硬質樹脂等でできており、その内側にクリーニングローラ（クリーニング部材）１４とクリーニングブレード１５とが設けられている。

図２に示すクリーニングローラ１４は、プリントヘッド１０のノズル面１２ａを移動しながら該ノズル面１２ａに付着したインクなどを吸引してワイプするクリーニング部材となるもので、円柱状に形成されており、ヘッドキャップ１１内の一側部にて該ヘッドキャップ１１の長手方向に取り付けられ、プリントヘッド１０のノズル面１２ａの長手方向と平行となっている。このクリーニングローラ１４は、弾性力を有すると共に液体を吸収する多孔質の材質であるスポンジやフェルト等でできている。

上記クリーニングローラ１４は、その断面周囲の長さが、該クリーニングローラ１４を上記ノズル面１２ａに接触させた状態で従動回転する移動距離と等しい長さに形成されている。これにより、このノズル面１２ａ上を従動回転するクリーニングローラ１４の外周面において、所定の位置のインク吐出ノズル１３をクリーニングした接触部位が、再度他の位置のインク吐出ノズル１３をクリーニングすることがないため、ノズル面１２ａのクリーニングを安定して行うことができる。

また、図２に示すように、上記クリーニングローラ１４の近傍にて図中左側には、クリーニングブレード１５が設けられている。このクリーニングブレード１５は、プリントヘッド１０のノズル面１２ａを移動しながら増粘付着したインクのかすやゴミをワイプするための他のクリーニング部材となるもので、ノズル面１２ａに押し当てられて変形するゴムなどの材質により平板状に形成されており、上記クリーニングローラ１４と同様に、ヘッドキャップ１１の長手方向に取り付けられ、プリントヘッド１０のノズル面１２ａの長手方向と平行となっている。これにより、上記クリーニングブレード１５は、ノズル面１２ａに押し当てられて変形するので、該クリーニングブレード１５でノズル面１２ａをワイプしたときに該ノズル面１２ａに付着して増粘固化したインクや、紙粉等のごみ等が取れ易くなる。

また、このクリーニングブレード１５は、上記ノズル面１２ａに付着したインクを吸収する材質、例えばポリスチレン、ポリプロピレン、ウレタン又はポリエチレン等の多孔質の材質（スポンジ）で形成してもよい。また、フェルトで形成してもよい。これにより、このクリーニングブレード１５でプリントヘッド１０のノズル面１２ａをワイプすると同時に、該ノズル面１２ａに付着したインクやインク吐出ノズル１３内のインクを吸引することができる。また、クリーニングブレード１５に界面活性剤を含浸してもよく、この場合には、上記クリーニングブレード１５によるノズル面１２ａのクリーニング性能を向上することができる。なお、上記クリーニングローラ１４と上記クリーニングブレード１５とで、プリントヘッドのクリーニング装置４２を構成する。

このように構成されたヘッドキャップ１１は、図２に示すように、プリントヘッド１０のノズル面１２ａの長手方向に直交する方向に、矢印Ａ，Ｂのように移動し、矢印Ａ方向に移動した状態でプリントヘッド１０から外され、矢印Ｂ方向に戻った状態で再びプリントヘッド１０に装着されてノズル面１２ａを保護するようになっている。そして、クリーニングローラ１４は、ヘッドキャップ１１が開く動作に伴ってプリントヘッド１０のノズル面１２ａをクリーニングするようになっている。

図３は、以上のように構成されたインクジェットプリンタの制御を行う制御装置部２０の構成及び動作を説明するためのブロック図である。この制御装置部２０は、上述のクリーニングローラ１４を内部に収容したヘッドキャップ１１を移動させる移動手段の駆動を制御したり、プリントヘッド１０のインク吐出ノズル１３からのインク吐出動作を制御したりするもので、制御部２１と、メカ駆動部２２と、ヘッド駆動部２３とを備えて成る。

上記制御部２１は、ヘッドキャップ１１を開閉させるキャップ開閉モータ２６の駆動を制御する駆動制御手段、及びインク吐出ノズル１３からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段となるもので、その内部には各種の情報や制御プログラムを格納しておくＲＯＭ２４と、このＲＯＭ２４から読み出した制御プログラムに基づいて各種制御指令を送出するＣＰＵ２５とを有し、後述のメカ駆動部２２及びヘッド駆動部２３を制御するようになっている。

この制御部２１は、上記インク吐出ノズル１３に対応する画素の色を示す信号、又はインクの吐出量を示す信号、又は上記インク吐出ノズル１３を選択する信号が含まれた画像信号としてのプリント信号が入力されると、該プリント信号のうち、例えば直前に吐出された各インク吐出ノズル１３からのインク吐出量、画像信号、吐出インクの色の情報を検知する検知手段を有しており、この検知手段はこれらの情報をもとに各インク吐出ノズル１３からの予備吐出量、予備吐出するインクの色、即ち予備吐出するインク吐出ノズル１３を判断するようになっている。また、この制御部２１は、インクを充填する各インクタンク内の各色の電気熱変換手段２８〜３１を駆動してインク吐出を制御するための吐出制御手段を備えており、この吐出制御手段は上記検知手段の判断に応じた信号を後述のヘッド駆動部２３に送信するようになっている。

また、メカ駆動部２２は、前記ヘッドキャップ１１を開閉させるためのキャップ開閉モータ２６及び記録媒体としての紙を供給、排紙するための給排紙モータ２７を駆動させるものである。なお、上記キャップ開閉モータ２６は、前記クリーニングローラ１４の外周面とプリントヘッド１０のノズル面１２ａとを接触させた状態で該両者を相対的に移動させる移動手段となるものである。さらに、ヘッド駆動部２３は、前記プリントヘッド１０のノズル面１２ａに設けられたインク吐出ノズル１３からインクを吐出する素子部を駆動するもので、例えば発熱抵抗体で構成されるイエロー用電気熱変換手段２８と、マゼンタ用電気熱変換手段２９と、シアン用電気熱変換手段３０と、ブラック用電気熱変換手段３１とにそれぞれ駆動信号を送出するようになっている。

このように構成された制御装置部２０は、制御部２１が外部からの画像形成の動作を示すプリント信号を取り込むと共に、プリントヘッド１１に対して相対的に移動するヘッドキャップ１１の位置を検出する光電スイッチ１８からの検出信号を入力して、上記メカ駆動部２２及びヘッド駆動部２３に駆動信号を送り、インク吐出ノズル１３から各色のインクをヘッドキャップ１１内に予備吐出させるように制御するようになっている。

次に、このように構成された液体吐出装置の液体吐出性能を維持する方法について、図４〜図９を参照して説明する。まず、図１に示すプリンタ本体部２の収納部８には、ヘッドカートリッジ３が矢印Ｚのように収納されて固定状態で保持されているとする。このとき、図４に示すように、記録紙トレイ４内の記録紙１７をプリントヘッド１０の下面側に搬送する搬送ベルト１９は下降した状態であるとする。次に、このプリントヘッド１０からインクを吐出して記録紙１７上に画像形成するときには、まずヘッドキャップ１１を矢印Ａ方向に移動させてプリントヘッド１０から取り外し、該ヘッドキャップ１１をノズル部材１２から退避させる。すなわち、図５（ａ）に示す待機状態においては、プリントヘッド１０の下面に装着されたヘッドキャップ１１を、図５（ｂ）に示すように、矢印Ａ方向に移動して該プリントヘッド１０に対して相対的に移動させる。その後、図５（ｃ）に示すように、ヘッドキャップ１１を退避位置に退避させた状態で、上記搬送ベルト１９を上昇させた後に記録トレイ４内の記録紙１７をプリントヘッド１０の下面側に搬送する。そして、この搬送された記録紙１７上に、プリントヘッド１０のインク吐出ノズル１３からインク滴を吐出して画像を形成する。

ここで、上記ヘッドキャップ１１内には、図６（ａ）に示すように、クリーニングローラ１４及びクリーニングブレード１５から成るクリーニング装置４２が設けられているので、図６（ｂ）に示すように、該ヘッドキャップ１１をプリントヘッド１０に対して相対的に移動するときに、上記クリーニングローラ１４がノズル面１２ａを全長にわたって適度な圧力で押圧しながら従動回転して、ノズル面１２ａに付着したごみや増粘固化したインクを拭き取ると共に、該ノズル面１２ａ上のインクを吸収してクリーニングを行う。このとき同時に、上記クリーニングローラ１４に含浸された界面活性剤溶液がノズル面１２ａに塗布される。これにより、ノズル面１２ａのクリーニングを行うと共に、ノズル面１２ａに界面活性剤の膜４１が形成される（図７参照）。

また、図６に示すように、クリーニングローラ１４の近傍には、例えばゴム製のクリーニングブレード１５が設けられているので、上述の動作と同時に、プリントヘッド１０のノズル面１２ａを移動しながら増粘付着したインクのかすやゴミがワイプされる。また、このクリーニングブレード１５を、例えばスポンジなどの多孔質の材質で形成して界面活性剤を含浸した場合には、上記クリーニングブレード１５によるノズル面１２ａのクリーニング性能を向上することができる。

また、界面活性剤はノズル面１２ａに付着したインクの表面張力を低下させ、その結果インクとの馴染みが良くなることが確認されているので、ノズル面１２ａに付着したインクがクリーニングローラ１４及びクリーニングブレード１５と接触すると、それに含浸されている界面活性剤と馴染んで吸収されやすくなり、その結果クリーニングローラ１４によるクリーニング効果が向上するようになる。このとき、図７に示すように、上記ノズル面１２ａに界面活性剤の膜４１が形成されることにより、該ノズル面１２ａの濡れ性が一様になるので、インク吐出ノズル１３からインク滴が真直に吐出されるようになり、プリントヘッドの液体吐出性能を安定化することができる。

そして、図６（ｃ）に示すように、ヘッドキャップ１１を退避位置まで移動して係留した状態で印刷動作を行い、所定の印刷動作が終わり、ヘッドキャップ閉トリガー信号が入力されると、ヘッドキャップ１１は、図６（ｄ）に示すように、矢印Ｂに示す軌跡を通って移動する。このヘッドキャップ１１が元の位置に戻るときには、クリーニングローラ１４はノズル面１２ａをワイプしないようになっている。その理由は、図６（ｄ）に示す復路ではノズル面１２ａをクリーニングする必要がないためである。また、消耗品であるクリーニングローラ１４がインクを吸収すると、液体吸収材の寿命が短くなって交換時期が早まるので、それを防ぐためである。そして、図６（ｅ）に示すように、ヘッドキャップ１１が元の位置に戻って、再びプリントヘッド１０に装着されてノズル面１２ａを保護するようになっている。

図８は、上記ヘッドキャップ１１が開く動作に連動して上記クリーニングローラ１４がノズル面１２ａをワイプし、上記ヘッドキャップ１１が閉じてノズル面１２ａを保護する位置に戻るときには上記クリーニングローラ１４をノズル面１２ａに接触しないようにする機構を示す説明図である。この機構は、上記クリーニングローラ１４を保持する取付け架台３２に、クリーニングローラ１４の軸部１４ａを上方に持ち上げて該クリーニングローラ１４をノズル面１２ａ側に付勢する板ばね３３を備えると共に、上記取付け架台３２の上部にて回動可能とされ、クリーニングローラ１４の軸部１４ａ側に倒れて該クリーニングローラ１４を下方に押し下げるスイッチ部材３４を備えたものである。このスイッチ部材３４にはコイルスプリング３５が取り付けられており、図８（ａ）に示す通常状態では、鉛直方向を向いてクリーニングローラ１４の軸部１４ａに接触しないようになっている。

そして、図８（ｂ）に示すように、ヘッドキャップ１１が矢印Ａに示す方向に移動してプリントヘッド１０に対して相対的に移動するときには、スイッチ部材３４がプリントヘッド１０の下面の段部により矢印Ｃに示す方向に倒される。このとき、スイッチ部材３４は、クリーニングローラ１４の軸部１４ａに接触しない状態のままであるので、該軸部１４ａが板ばね３３により上方に持ち上げられ、クリーニングローラ１４がノズル面１２ａ側に付勢されて接触した状態を維持することができる。このとき、プリントヘッド１０のノズル面１２ａに付着したインクのかすや紙粉等のごみは、上記クリーニングブレード１５の上部前側のエッジ１５ａでワイプされる。このまま、ヘッドキャップ１１が矢印Ａに示す方向に移動し、図８（ｃ）に示すように、退避位置まで移動した場合には、スイッチ部材３４がプリントヘッド１０の下面と接触しなくなるので、該スイッチ部材３４はコイルスプリング３５により鉛直方向を向いた状態に戻される。

これに対し、図８（ｄ）に示すように、ヘッドキャップ１１が矢印Ｂに示す方向に移動するときには、スイッチ部材３４がプリントヘッド１０の下面により矢印Ｅに示す方向に倒されて、該スイッチ部材３４によりクリーニングローラ１４の軸部１４ａが下方に押し下げられるので、クリーニングローラ１４がノズル面１２ａに接触しなくなる。したがって、ヘッドキャップ１１が矢印Ｂに示す方向に移動して元の位置に戻るときには、クリーニングローラ１４がノズル面１２ａをワイプしなくなる。このとき、プリントヘッド１０のノズル面１２ａに付着したインクのかすや紙粉等のごみは、上記クリーニングブレード１５の上部前側のエッジ１５ａと反対の後ろ側のエッジ１５ｂでワイプされる。そして、図８（ｅ）に示すように、ヘッドキャップ１１がノズル面１２ａを保護する位置に戻されると、通常状態に戻される。

図９は、上記ヘッドキャップ１１が開く動作に連動して上記クリーニングブレード１５がノズル面１２ａをワイプし、上記ヘッドキャップ１１が閉じてノズル面１２ａを保護する位置に戻るときには上記クリーニングブレード１５をノズル面１２ａに接触しないようにする機構を示す説明図である。この機構は、上記クリーニングブレード１５を保持する取付け架台３６に対して立設して回動可能に取り付けられ、上記クリーニングブレード１５を倒すためのスイッチ部材３７を備えたものである。このスイッチ部材３７には図示省略の付勢手段が取り付けられており、図９（ａ）に示す通常状態では、直立してクリーニングブレード１５に接触しないようになっている。

そして、図９（ｂ）に示すように、ヘッドキャップ１１が矢印Ａに示す方向に移動してプリントヘッド１０に対して相対的に移動するときには、スイッチ部材３７がプリントヘッド１０の下面の段部により矢印Ｆに示す方向に倒される。このとき、スイッチ部材３７は、クリーニングブレード１５に接触しない状態のままであるので、クリーニングブレード１５がヘッドキャップ１０のノズル面１２ａに押し当てられて変形し、該ノズル面１２ａをワイプした状態で移動する。このまま、ヘッドキャップ１１が矢印Ａに示す方向に移動し、図９（ｃ）に示すように、退避位置まで移動した場合には、スイッチ部材３７がプリントヘッド１０の下面と接触しなくなるので、直立した状態に戻される。

これに対し、図９（ｄ）に示すように、ヘッドキャップ１１が矢印Ｂに示す方向に移動するときには、スイッチ部材３７がプリントヘッド１０の下面により矢印Ｇに示す方向に倒されるので、該スイッチ部材３７によりクリーニングブレード１５が倒され、ノズル面１２ａに接触しなくなる。したがって、ヘッドキャップ１１が矢印Ｂに示す方向に移動して元の位置に戻るときには、クリーニングブレード１５がノズル面１２ａをワイプしなくなる。そして、図９（ｅ）に示すように、ヘッドキャップ１１がノズル面１２ａを保護する位置に戻されると、通常状態に戻される。

以上のように構成されたクリーニングローラ１４及びクリーニングブレード１５から成るクリーニング装置４２は、その取付け手段となる取付け架台から着脱可能に保持されている。これにより、汚れが付着したクリーニングローラ１４及びクリーニングブレード１５を新しいものと交換することができる。

なお、以上の説明において、ヘッドキャップ１１内のクリーニングブレード１５は、クリーニングローラ１４の近傍にて図中左側の位置に設けられているとしたが、本発明はこれに限られず、他の位置に設けてもよい。例えば、図１０に示すように、クリーニングローラ１４の近傍にて図中右側の位置に設けてもよい。また、図１１に示すように、クリーニングローラ１４の近傍にて左右両側の位置に設けてもよい。

なお、以上の説明においては、インクジェットプリンタに適用された例について述べたが、本発明はこれに限らず、液体吐出ヘッドの液体吐出ノズルから液体を吐出するものであればどのようなものでもよい。例えば、記録方式がインクジェット方式のファクシミリ装置や複写機等についても適用可能である。

そして、液体吐出装置の液体吐出ヘッドのノズルから吐出される液体はインクに限られず、液室内の液体を吐出してドット列又はドットを形成するものであれば、他の液体の吐出装置にも適用することができる。例えば、ＤＮＡ鑑定などにおいてＤＮＡ含有溶液をパレット上に吐出するための液体吐出装置や、プリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出する液体吐出装置にも適用することができる。

本発明による液体吐出装置の一例としてのインクジェットプリンタの実施形態を示す斜視図である。 図１に示すインクジェットプリンタの収納部内に収納されるヘッドカートリッジの構成を示す一部断面側面図である。 図１に示すインクジェットプリンタの制御を行う制御装置部の構成を説明するためのブロック図である。 図１に示すインクジェットプリンタの収納部内にヘッドカートリッジが収納された状態を示す一部断面側面図である。 図４に示すヘッドキャップの移動によりプリントヘッドのインク吐出性能を維持する方法を説明する説明図である。 図４に示すヘッドキャップが移動してクリーニングローラがノズル面のクリーニングを行うと共に、界面活性剤の膜を形成する動作を示す説明図である。 ノズル部材のノズル面に界面活性剤の膜が形成され、インク滴が真直に吐出される状態を示す説明図である。 図６に示すヘッドキャップの開閉動作に連動してクリーニングローラがノズル面をワイプしたり、あるいは非接触となるようにする機構を示す説明図である。 図６に示すヘッドキャップの開閉動作に連動してクリーニングブレードがノズル面をワイプしたり、あるいは非接触となるようにする機構を示す説明図である。 図２に示すヘッドキャップ内に設けられたクリーニングブレードの他の配置例を示す一部断面側面図である。 図２に示すヘッドキャップ内に設けられたクリーニングブレードの更に他の配置例を示す一部断面側面図である。 従来のノズル部材のノズル面の不均一な表面状態を示す説明図であって、インク吐出ノズルからインク滴が曲がった方向に吐出される状態を示す図である。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ
２…プリンタ本体部
３…ヘッドカートリッジ
４…記録紙トレイ
５…トレイ挿入口
６…表示パネル
７…上蓋
８…収納部
９…インクタンク
１０…プリントヘッド
１１…ヘッドキャップ
１２…ノズル部材
１２ａ…ノズル面
１３…インク吐出ノズル
１４…クリーニングローラ
１５…クリーニングブレード
１７…記録紙
１９…搬送ベルト
３２，３６…取付け架台
３３…板ばね
３４…スイッチ部材
３５…コイルスプリング
３７…スイッチ部材
４０…気孔室
４１…界面活性剤の膜
４２…クリーニング装置

Claims (17)

1. 所定の液体を吐出する液体吐出ノズルが設けられたノズル面を有して成る液体吐出ヘッドに対して相対的に移動して該ノズル面をワイプする液体吐出ヘッドのクリーニング装置であって、
   上記液体吐出ヘッドのノズル面の長手方向に沿って延びたクリーニングローラ及びクリーニングブレードを備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドのクリーニング装置。
2. 上記クリーニングブレードは、上記ノズル面に押し当てられて変形する材質で平板状に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドのクリーニング装置。
3. 上記クリーニングブレードは、上記ノズル面に付着した液体を吸収する材質で形成されたことを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッドのクリーニング装置。
4. 上記クリーニングローラは、上記ノズル面に接触する部分が弾力性を有すると共に液体を吸収する材質で形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドのクリーニング装置。
5. 上記クリーニングローラは、上記ノズル面に接触した状態で従動回転しながら該ノズル面上を移動することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドのクリーニング装置。
6. 上記クリーニングローラは、その断面周囲の長さが、該クリーニングローラを上記ノズル面に接触させた状態で従動回転する移動距離と等しい長さに形成されたことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドのクリーニング装置。
7. 上記クリーニングローラを保持する取付け架台は、該クリーニングローラを上記ノズル面側に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドのクリーニング装置。
8. 上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードは、その取付け手段から着脱可能に保持されたことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドのクリーニング装置。
9. 所定の液体を吐出する液体吐出ノズルが設けられたノズル面を有して成る液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに対して相対的に移動して該ノズル面をワイプするクリーニング装置とを備え、上記液体吐出ノズルから液体を吐出する液体吐出装置において、
   上記クリーニング装置は、上記液体吐出ヘッドのノズル面の長手方向に沿って延びたクリーニングローラ及びクリーニングブレードから成り、
   上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードを上記ノズル面の長手方向に直交する方向に相対的に移動することにより該ノズル面をワイプすることを特徴とする液体吐出装置。
10. 上記クリーニングブレードは、上記ノズル面に押し当てられて変形する材質で平板状に形成されたものであることを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。
11. 上記クリーニングブレードは、上記ノズル面に付着した液体を吸収する材質で形成されたことを特徴とする請求項１０記載の液体吐出装置。
12. 上記クリーニングローラは、上記ノズル面に接触する部分が弾力性を有すると共に液体を吸収する材質で形成されたものであることを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。
13. 上記クリーニングローラは、上記ノズル面に接触した状態で従動回転しながら該ノズル面上を移動することを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。
14. 上記クリーニングローラは、その断面周囲の長さが、該クリーニングローラを上記ノズル面に接触させた状態で従動回転する移動距離と等しい長さに形成されたことを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。
15. 上記クリーニングローラを保持する取付け架台は、該クリーニングローラを上記ノズル面側に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。
16. 上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードは、その取付け手段から着脱可能に保持されたことを特徴とする請求項９記載の液体吐出装置。
17. 所定の液体を吐出する液体吐出ノズルが設けられたノズル面を有して成る液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに対して相対的に移動して該ノズル面をワイプするクリーニング装置とを備え、上記液体吐出ノズルから液体を吐出する液体吐出装置において、
    上記クリーニング装置は、上記液体吐出ヘッドのノズル面の長手方向に沿って配設され弾力性を有すると共に液体を吸収する材質で円柱状に形成されたクリーニングローラと、
    上記液体吐出ヘッドのノズル面の長手方向に沿って配設され上記ノズル面に押し当てられて変形する材質で平板状に形成されたクリーニングブレードとから成り、
    上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードが上記ノズル面から退避するときに該ノズル面をワイプし、また上記クリーニングローラ及びクリーニングブレードが元の位置に戻るときには該クリーニングローラ及びクリーニングブレードの少なくとも一方、又はその両方がノズル面に接触しないようにする機構を備えたことを特徴とする液体吐出装置。

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