JP2007152616A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明のインクジェットヘッド記録装置は、印字品質や耐久性や信頼性や寿命等を劣化させないインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】 インク流路内の容積を変化させてその内部に充填されたインクをノズル開口から吐出するインクジェットヘッドのノズル面を洗浄するブレードを有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ヘッドを固定するキャリッジにブレードから跳ね飛ばされたインクを捕らえるための傾斜部とそのインクを回収するための吸引口があることを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、そのインクジェットヘッドのノズル面を洗浄するブレードを有するインクジェット記録装置に関するものである。

従来より、複数のノズルからインクを吐出する記録ヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。インクジェット装置は、そのインク液滴吐出方式の相違から、常時インクを吐出するコンティニュアス型の装置と、必要に応じてインク液滴を吐出するオンデマンド型の装置に分けることができる。オンデマンド型の装置は比較的構成が簡単で、またインクの吐出エネルギーが小さくて済む利点がある。

吐出エネルギーが小さいということは、機械的な設計が容易であり、また小型化にも十分なメリットを有しているのだが、逆にインク滴液の有する飛行エネルギーも小さいので、記録ヘッドを搭載したキャリッジの走行スピード、ガタ、その他のヘッドの挙動に影響する要素により容易に記録品質が悪化する欠点があった。

また、飛行エネルギーが小さいと、インクの飛行路を長くしていった場合にドット形成地点のバラツキが生じやすく、記録品質を保持できる制御範囲が狭くなる欠点がある。

そこで、オンデマンド型のインクジェット記録装置においてはインクジェットヘッドと記録媒体の距離をできるだけ小さくするように設計する必要がある。

また、インクジェット記録装置は、インクを吐出させる性質上、記録ヘッドのノズル面に紙粉、塵、あるいは記録に不要なインクが付着し、これらの原因でノズルの目詰まりや吐出不良が発生し、正常な記録を行えなくなる問題が生ずる場合があった。したがって、従来装置では付着した異物の除去、あるいはヘッドの目詰まりの回復手段を設ける必要があった。

そこで、従来では記録ヘッドのクリーニングを行う回復機能の他に図５に示すような洗浄用のブレード２を設ける構成が知られている。ブレード２は、ホルダに保持されている。ブレード２はインクジェットヘッド６の所定位置に配置され、図中矢印５で示すように、ブレード２の走査に応じてブレード２の先端部がインクジェットヘッド６のノズル面４をこすり異物を除去するようにしてある。
特開平０７−２０５４３８

しかしながら、このようなブレードでノズル面をクリーニングする場合、ふき取り最終時において図５（ａ）で示すようにブレード２がノズルから離れる際に、ブレード２内に蓄積されたエネルギーによって、ノズルからふき取られたインク１がブレード２から飛び散る、あるいは図５（ｂ）で示すようにキャリッジ３とヘッド６の間に溜まる現象が生じる。そして、吹き飛ばされたインクや溜まったインクは、紙面と接触し印刷された画像を汚す。また、ヘッド６とキャリッジ３の間に残留したインク１は、インクの種類によっては、固体化し蓄積され大きな固まりとなりブレード２や紙面を汚す。この結果、汚れたブレード２は、ノズル面４を傷つけドット抜けや偏向を引き起こし印字品質を劣化させると同時にヘッド寿命も短縮させる。

本発明は、上記技術課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ブレードの汚れ防止、ノズル面の撥水性の劣化防止、ノズル面の洗浄能力の向上、印字安定性の向上、ヘッド寿命の短縮防止、ノズル面劣化に伴う印字品質の劣化を防止することにある。

そこで、上記問題を解決する本発明の第１の形態は、インク流路内の容積を変化させてその内部に充填されたインクをノズル面に設けたノズル開口から吐出するインクジェット記録ヘッドと、インクジェット記録ヘッドを固定するキャリッジと、
インクジェット記録ヘッドに対向して設けられ、ノズル面を洗浄するブレードと、
キャリッジの前記ノズル面近傍に、ブレードによるノズル面の洗浄時に飛翔したインクを捕らえる傾斜部と、飛翔したインクを回収する吸引口と、を設けたインクジェット記録装置にある。

これにより本発明では、キャリッジ部にブレードから跳ね飛ばされたインクを捕らえるための傾斜部とそのインクを回収するための吸引口があることで、従来と異なりブレードから跳ね飛ばされたインクを傾斜部で捕らえることができる。また、その傾斜の上をブレードが移動することでインクを吸引口に運び去ることができる。そのため、跳ね飛ばされたインクを完全にキャリッジから除去することができる。また、ブレードが吸引口の上を通ることでブレード自身に付着したインクも同時に除去できる。この結果、キャリッジやヘッドとキャリッジの間やブレード等にインクが残留することがなくなり、キャリッジの汚れによる印字品質劣化を防止することができる。また、ブレードに付着した固体化したインクや塵等もなくなる。そのため、ノズル面の撥水性の劣化やノズル面の洗浄能力の低下を防止することができ長期にわたる印字安定性を確保することができる。

本発明の第２形態は前記傾斜部のノズル面に近接する一端の高さが、ブレード上面高さよりも高いことを特徴とするインクジェット記録装置にある。

これにより、本発明ではブレードがキャリッジに引っかかることなく移動できるようになる。そのため、より効果的にヘッドとキャリッジ間のインク残留を防止することができる。

本発明の第３形態は、傾斜部の他端の高さが、ノズル面上面高さに対してプラス3mm以内の高さであることを特徴とするインクジェット記録装置にある。

これにより、ブレードから飛び散るインクを効率よく傾斜部がとらえることができる。

本発明の第４形態は、吸引口のブレード走査方向の幅が、0.5mm≦ａ≦3ｍｍであることを特徴とするインクジェット記録装置にある。

吸引口の幅ａが、0.5mm以下であるとブレードが運んでいるインクを完全に吸引できない場合があるので0.5ｍｍ以上にすることが望ましい。また、吸引口の幅aが、3ｍｍ以上であると吸引力が小さくなるので望ましくない。

本発明の第５形態は、吸引口の長手方向幅が、ブレード長手方向幅よりも大きいことを特徴とするインクジェット記録装置にある。

吸引口の幅cが、前記ブレード幅Cよりも小さいとブレードに付着したインクを完全に除去できない場合があるので、吸引口の幅ｃは、ブレード幅Cよりも大きくすることが望ましい。

本発明の第６形態は、傾斜部の角度θが、６０°≧θの範囲であることを特徴とするインクジェット記録装置にある。

傾斜部の角度θが、６０°以上であるとブレードがキャリッジ傾斜部からインクを運ぶ際に傾斜部にインクを残したり、インク自体が傾斜部から滑り落ちる場合があるので６０°以下にすることが望ましい。

本発明の第７形態は、吸引口が複数あることを特徴とするインクジェット記録装置にある。吸引口が複数あるとブレードについたインクをより完全に除去することができる。

本発明の第８形態はブレードを複数枚もちいることを特徴とするインクジェット記録装置にある。

ブレードを複数枚もちいるとキャリッジの傾斜部に付着したインクをより完全に除去できるのでブレードは、複数枚用いることが望ましい。

本発明の第９形態は、前記ブレードの材質がニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ブチルゴム、ブタジェンゴム、スチレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴムのような弾性材であることを特徴とするインクジェット記録装置にある。

これにより、効果的にノズル面のインクをキャリッジの傾斜部に跳ね飛ばすことができる。

本発明の第１０形態は、前記ブレードとノズル面との交わり部ｄが、０．３ｍｍ≦ｄ≦3mmであることを特徴とする第１形態のインクジェット記録装置にある。

ブレードとノズル面との交わり部ｄが、０．３ｍｍ以下であるとノズル面のインクをキャリッジの傾斜部に跳ね飛ばす効果が小さくなるので、交わり部ｄは、０．３ｍｍ以上であることが望ましい。また、ブレードとノズル面との交わり部ｄが、3mm以上であるとインクをキャリッジの傾斜部に跳ね飛ばす効果が大きすぎ、それ以外のところにインクが跳ね飛ばされる恐れがあるので、交わり部dは、3mmを超えないようにすることが望ましい。

以上の説明から明らかなように、キャリッジにブレードから跳ね飛ばされたインクを捕らえるための傾斜部とそのインクを回収するための吸引口を設けることで、ノズル面のインクを完全にノズル面とキャリッジから除去することができる。そのため、ブレードの汚れ防止、ノズル面の撥水性の劣化防止、ノズル面の洗浄能力の向上、印字安定性の向上、ヘッド寿命の短縮防止、ノズル面劣化に伴う印字品質の劣化を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に基つく本発明を説明する。
以下、実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係るインクジェット記録装置の側面図である。図２は、本明に係るインクジェット記録装置の断面図（Ｙ−Ｙ）と側面図である。図３は、本発明の実施例を示している。図４は、本発明の実施例の立体斜視図である。

符号６で示されるインクジェット記録ヘッドは、ノズルを前面に有するオンデマンド型のインクジェット記録ヘッドであり、キャリッジ３に複数個並べて設けられている。このインクジェット記録ヘッドは、インク流路内の容積を変化させてその内部に充填されたインクをノズル面に設けた図示しないノズル開口から吐出することにより、被記録媒体に対して印刷を行なう。

このインクジェット記録ヘッド６のノズル面４に対向して、ブレード２が設けられており、連続してノズル面４や後述するキャリッジ３の傾斜部１０を移動する構造となっている。このブレード２の材質としては、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ブチルゴム、ブタジェンゴム、スチレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム等の弾性材を用いることが出来る。本実施形態では、インクとして油性顔料インクを用いている実施例であるため油性インクに対して耐久性のある水素化ニトリルゴムを用いて作られたブレードを用いている。

キャリッジ３のインクジェット記録ヘッド６のノズル面４に近接する位置には、インク１をとらえるための、インクジェット記録装置に近い端が凹んだ傾斜部１０が設けられている。この傾斜部１０は、図3に示すように、インクジェット記録ヘッド６に対して、ブレード２の走査方向の、キャリッジ上に設けられている。傾斜部１０の長さは、インクジェット記録ヘッド６とブレード２の交わり量等にもよるが、概35mmである。

ここで、図３に示すように、この傾斜部１０の一端８（最もインクジェット記録ヘッドに近い位置）は、ブレード２の上面高さより高くなっている。つまり、図１（ａ）で示すように、ブレード２の基底部から傾斜部１０の一端８までの高さｔは、ブレード上面高さ（ブレード基底部より ブレード先端部までの長さ）Ｔよりも高くなっている。このような構造にすることでブレードがキャリッジに引っかかることなく移動できるようになり、効果的にヘッドとキャリッジ間のインク残留を防止することができる。

また、この傾斜部１０の他端９（傾斜部１０の中で最もインクジェット記録ヘッドから離れた位置）は、ノズル面４より高くなっている。つまり、図１の（ｂ）に示すようにブレード２の基底部から傾斜部１０の他端までの高さｚは、ブレード２の基底部からノズル面４までの高さZに比べて高くなっている。この高さの差を3mm以内にすると、ブレードから飛び散るインクを効率よく傾斜部１０がとらえることができる。

また、キャリッジ３上のこの傾斜部１０を挟んでインクジェット記録ヘッド６と反対側には、吸引口７が設けられている。この吸引口７の奥には、図示しないポンプなどからなる吸引システムが設けられている。この吸引口７は、本実施形態のようにそれぞれの記録ヘッド６ごとに設けられることも可能であるし複数の記録ヘッド６にわたって共通に設けられたものでも構わない。

ここで、本実施形態の吸引口の幅ａは、約１ｍｍとなっている。吸引口の幅ａが、0.5mm以下であるとブレードが運んでいるインクを完全に吸引できない場合があるので0.5ｍｍ以上にすることが望ましい。また、吸引効率の点から１ｍｍ程度であることが最も望ましい。

また、図２（ａ）で示すように、吸引口７の奥行き方向（長手方向）の幅ｃは、ブレード長手方向幅Ｃよりも大きくなっている。これにより、ブレードに付着したインクを完全に除去することが出来る。また、図２（ｂ）で示すように、この傾斜部１０の角度は30度となっている。この傾斜部１０の角度θが、６０°以上であるとブレード２が傾斜部１０からインクを運ぶ際に傾斜部１０にインクを残したり、インク自体が傾斜部１０から滑り落ちる場合があるため６０°以下にすることが望ましい。

また図３に示すように、ブレード２とノズル面４との交わり幅ｄは、２mmとなっている。この交わり幅ｄが０．３ｍｍ以下であるとノズル面のインクをキャリッジの傾斜部１０に跳ね飛ばす効果が小さくなるので、交わり部ｄは、０．３ｍｍ以上であることが望ましい。また、最も効率良く跳ね飛ばされたインクを回収するためには、２ｍｍ程度であることが最も望ましい。

図４は、本発明の他の実施形態である。本実施形態では、吸引口とブレードを各々複数設けている。このような構成にすることにより、より効果的にインクを除去することが可能である。

このような形態にインクジェットヘッド記録装置の構成をすることで、印字終了後にノズル面４に残留しているインク１は、図３に示すように、まずブレード２によってノズル面４の端に運ばれる。この時、ブレード２は、たわんで変形している状態であるためエネルギーが蓄えられた状態にある。これが、次のスッテプでは、たわんで変形した部分が、まっすぐになるスッテップに移行する。この移行段階において、ブレード２によって運ばれた残留インク１は、キャリッジ３に設けられた傾斜部１０に吹き飛ばされる。次に、傾斜部１０にあるインク１は、移動してきたブレード２によって再び運ばれ吸引口７にインクを運ぶ。吸引口７に運ばれたインク１は、吸引口７と連結した吸引システムによって上部に運ばれ最終的には、廃液タンクへ導かれ除去される。これにより、ノズル面４に付着したインクは、完全に除去される。また、当然のことであるが、この時、インク１と同時にノズル面４に付着した紙粉、塵等も同時に除去される。

以上の機構にすることで、キャリッジ３は、常にクリーンな状態にたもたれるためインク１滴下により印刷された画像が汚れることはなくなる。また、ブレード２の汚れは、吸引口７によって常にクリーンに状態にたもたれるため、ブレード２の洗浄能力は劣化することがなく印字安定性が常に保てれる。また、ブレード２に異物が付着する恐れがないため、これが原因によるノズル面４の撥水性の劣化を防止することができ、ヘッド寿命を長期化することができる。

このように、本実施例によれば、キャリッジ３やインクジェット記録ヘッド６のノズル面４を常にクリアーな状態に保つことができる。そのため、長期にわたる安定的な吐出が可能となり優れた信頼性、耐久性、印字品質を得ることができる。

尚、本実施例では、ブレード２が動くことによりノズル面４をブレード２が洗浄する機構について説明したが、インクジェット記録ヘッド６とキャリッジ３が動くことで、ノズル面４をブレード２が洗浄する機構においても当然適用される。

本発明に係るインクジェット記録装置の側面図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の断面図（Ｙ−Ｙ）と側面図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の原理説明図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の立体斜視図である。 従来のインクジェット記録装置の原理説明図である。

符号の説明

１ インク
２ ブレード
３ キャリッジ
４ ノズル面
５ ブレードの移動方向
６ インクジェット記録ヘッド
７ 吸引口
８ 傾斜部の一端
９ 傾斜部の他端
１０ 傾斜部

Claims (10)

1. インク流路内の容積を変化させてその内部に充填されたインクをノズル面に設けたノズル開口から吐出するインクジェット記録ヘッドと、
   前記インクジェット記録ヘッドを固定するキャリッジと、
   前記インクジェット記録ヘッドに対向して設けられ、前記ノズル面を洗浄するブレードと、
   前記キャリッジの前記ノズル面近傍に、前記ブレードによる前記ノズル面の洗浄時に飛翔したインクを捕らえる傾斜部と、前記飛翔したインクを回収する吸引口と、を設けたインクジェット記録装置。
2. 前記傾斜部の前記ノズル面に近接する一端の高さが、前記ブレード上面高さよりも高いことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記傾斜部の他端の高さが、ノズル面上面高さに対してプラス3mm以内の高さであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
4. 前記吸引口の前記ブレード走査方向の幅が、0.5mm≦ａ≦3mmであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
5. 前記吸引口の長手方向幅が、前記ブレード長手方向幅よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
6. 前記傾斜部の角度θが、６０°≧θの範囲であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
7. 前記吸引口が複数あることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
8. 前記ブレードを複数枚設けることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
9. 前記ブレードの材質がニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ブチルゴム、ブタジェンゴム、スチレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴムのいずれかひとつからなる弾性材であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置録。
10. 前記ブレードとノズル面との交わり部長さが、０．３ｍｍ≦ｄ≦3mmであることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。

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