JP2008126494A - インクジェットプリンターのクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもより強い力でインク吐出面の固着物を除去する。
【解決手段】インクジェットヘッドのインク吐出面に接触する３枚の片状部材６からなるワイパー３は駆動手段２によって往復移動可能である。インク吐出面５に接触湾曲した片状部材の凸面が前面となる第１方向（矢印の往路）に沿って第１クリーニング動作を行い、吐出面を抜ける前に片状部材を吐出面から離さないで方向転換し、第２クリーニング動作（復路）を行う。方向転換時、３枚の片状部材のうち、少なくとも第２方向の最前面の１枚は形状を維持するが、その他の片状部材は湾曲方向が反転する。形状を維持した片状部材の第２方向の移動により先端角部から固着物に強い力が加わり、確実な清掃作用が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性材料からなるワイパーをインクジェットヘッドのインク吐出面に接触させながら相対的に移動させることにより前記ワイパーで前記インク吐出面のクリーニングを行うインクジェットプリンターのクリーニング装置に関する。

インクジェットプリンターは、ヘッドのインク吐出面（ヘッド表面）に開口したインク吐出口からインクの液滴を吐出するとともに、インク吐出にタイミングを合せてヘッドと印刷用紙等の印刷媒体を所定の方向に相対移動させることにより、印刷媒体に移行したインクで所望の文字や画像を形成する画像形成手段として広く用いられている。

前記インクジェットプリンターは、長期間使用するにつれ、吐出された液滴以外の微少なインク滴やインク以外の異物等がインク吐出面に付着して堆積・固着し、これによって本来のインク吐出機能が損なわれ、例えば吐出口からのインク吐出が困難となったり、インク吐出方向が変わってしまう等の不都合を生じることがあった。

そこで、従来のインクジェットプリンターでは、インク吐出面を清掃するための弾性部材からなるワイピング部材を備えたクリーニング装置を設け、このクリーニング装置のワイピング部材をインク吐出面に接触させてクリーニング動作を定期的に行うことで、インク吐出面の異物等を除去していた。

下記特許文献１には、上述したようなクリーニング装置を有する従来のインクジェットプリンターの一例が開示されている。この装置では、印字ヘッドを移動してワイピング部材をインク吐出面に接触させ、その後インク吐出面に平行に印字ヘッドを移動してワイピング部材でインク吐出面を擦り、インク吐出面に固着した異物等をワイピング部材でかき取り、かき取った異物等を印字ヘッドに設けられたインク吸収体により吸収する。なお、特許文献１の発明ではワイピング部材が位置固定で、これに対して印字ヘッドが移動したが、これとは逆に、印字ヘッドを固定とし、これに対してワイピング部材を移動可能としたクリーニング装置の構成も知られているが、その清掃作用は実質的に特許文献１のものと同様である。
特開平６−９６４号公報

前述したような従来のインクジェットプリンターにおけるクリーニング装置では、ワイピング動作が、インク吐出面にワイピング部材を接触させた状態で所定の一方向に相対的に移動して異物等をかき取ってこれを吸収し、その後インク吐出面とワイピング部材を離して両者の位置をクリーニング開始位置に再設定し、再びインク吐出面にワイピング部材を接触させてから前記一方向に相対的に移動して異物等をかき取る動作を行うものとされている。

すなわち、従来は、ワイピング部材のインク吐出面に対する相対的な移動方向は単に一方向のみであり、またワイピング部材はインク吐出面を撫でるだけであり、インク吐出面に固着した異物等に加わる力が弱く、これらを除去しきれない場合があるという問題があった。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、弾性材料からなるワイパーをインクジェットヘッドのインク吐出面に接触させながら相対的に移動させてクリーニングを行うインクジェットプリンターのクリーニング装置において、従来よりもより強い力をインク吐出面の固着物に加え、これをより短い時間で除去することができるようにすることを目的としている。

請求項１に記載されたインクジェットプリンターのクリーニング装置は、
弾性材料からなるワイパーをインクジェットヘッドのインク吐出面に接触させながら相対的に移動させることにより前記ワイパーで前記インク吐出面のクリーニングを行うインクジェットプリンターのクリーニング装置において、
前記ワイパーが、基端部が固定されて先端部で前記インク吐出面に接触する片状部材で構成され、
さらに、前記インク吐出面に接触した前記ワイパーの湾曲形状の凸面が前面となる第１クリーニング方向に沿って前記ワイパーが前記インク吐出面に対して相対的に移動する第１クリーニング動作と、第１クリーニング動作の後に前記ワイパーを前記インク吐出面から離さずに前記第１クリーニング方向と反対方向である第２クリーニング方向に沿って前記ワイパーが前記インク吐出面に対して相対的に移動する第２クリーニング動作を行う駆動手段を具備することを特徴としている。

請求項２に記載されたインクジェットプリンターのクリーニング装置は、請求項１記載のインクジェットプリンターのクリーニング装置において、
前記ワイパーが、移動方向に並んで重ねられた複数の前記片状部材で構成され、
前記駆動手段は、すべての前記片状部材の前記移動方向の湾曲形状を保持しながら前記第１クリーニング動作を行うとともに、少なくとも１枚の前記片状部材の前記湾曲形状を保持しながら前記第２クリーニング動作を行うように構成されたことを特徴としている。

請求項３に記載されたインクジェットプリンターのクリーニング装置は、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンターのクリーニング装置において、
連続して行われる前記第１クリーニング動作及び前記第２クリーニング動作において保持される前記ワイパーの湾曲形状が、前記両動作の方向に関する前記基端部と前記先端部の距離をＡとし、前記基端部と前記インク吐出面の距離をＢとした場合、条件Ａ≧Ｂを満たしていることを特徴としている。

請求項４に記載されたインクジェットプリンターのクリーニング装置は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のインクジェットプリンターのクリーニング装置において、
前記駆動手段は、前記第１クリーニング動作に先立って、前記ワイパーが前記インク吐出面と接触しない退避位置から、前記ワイパーが湾曲するように前記先端部が前記インク吐出面と接触するクリーニング開始位置に前記ワイパーを設定する設定動作を行うように構成されたことを特徴としている。

請求項１に記載されたインクジェットプリンターのクリーニング装置によれば、インク吐出面に接触して湾曲したワイパーの凸面が前面となる方向に沿ってワイパーを相対移動させてインク吐出面をクリーニングした後（第１クリーニング動作）、そのままワイパーをインク吐出面から離さずにワイパーの湾曲を同じ状態に保持しながら反対方向に相対移動するので（第２クリーニング動作）、後半の第２クリーニング動作においてはワイパーの先端部のエッジによってインク吐出面の固着物に強い力が加わり、これを容易に剥ぎ取ることができる。

請求項２に記載されたインクジェットプリンターのクリーニング装置によれば、複数の片状部材を移動方向に並べて重ねることでワイパーとしたので、第１クリーニング動作時には、すべての片状部材が同じ湾曲形状を保持しながらインク吐出面を適度な力でクリーニングでき、また第２クリーニング動作では、幾枚かの片状部材が湾曲形状を反転させたとしても、少なくとも１枚の片状部材が第１動作時の湾曲形状を保持することにより、ワイパーの先端部のエッジによってインク吐出面の固着物に強い力が加わり、これを容易に剥ぎ取る作用を確実にすることができる。

請求項３に記載されたインクジェットプリンターのクリーニング装置によれば、インク吐出面に接触してワイパーが湾曲した状態において、第１及び第２クリーニング動作の方向に関するワイパーの基端部と先端部の距離をＡとし、基端部とインク吐出面の距離をＢとした場合、条件Ａ≧Ｂを満たすように寸法形状等を設定することにより、第１クリーニング動作から第２クリーニング動作に連続的に移行した場合に、幾枚かの片状部材が湾曲形状を反転させたとしても、少なくとも１枚の片状部材が第１動作時の湾曲形状を保持する作用を確実に達成することができる。すなわち、反転した片状部材が、反転していない片状部材を支え、片状部材の湾曲形状の凸面同士が押し合う状態となり、反転するのを防止する効果がある。

請求項４に記載されたインクジェットプリンターのクリーニング装置によれば、上述したクリーニング動作時以外に、ワイパーを退避位置に避難させ、クリーニング時のみにインク吐出面に接触させることができる。

本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、図９及び図１０を参照して本発明に至る過程について説明する。
本発明者は、種々の実験・検討の結果、背景技術の項で説明したような従来のクリーニング装置を有するインクジェットプリンターにおいて、ワイピングの効果をより高めるためには、ヘッドのインク吐出面に対するワイピング部材の相対的な動作を単一方向のみから、往復動作に変更すれよいのではないかとの新規な発想を得た。すなわち、ヘッドのインク吐出面をワイパーで一回拭き取るだけでなく、方向を反対にしてもう一回清掃すること（互いに反対向きである２方向の往復動作を行うこと）により、インク吐出面の清掃がより確実になるものと考えたのである。

そこで、本発明者は、図９に示すように、ヘッド１の下方の適当な位置にワイピング方向（図中左右方向）について往復移動可能な駆動手段２を設け、その基台３上に弾性体からなる片状のワイパー４を立設してなる新規なクリーニング装置を構成した。なお、駆動手段２は、詳細は図示しないが機械的駆動機構にて基台３を所望のタイミング、速度及び範囲にて所望のワイピング方向に自在に移動制御できる装置として構成し、適当な弾性からなる片状のワイパー４は、その基端部が基台３に固定されるとともに、垂直上方に延設された先端部がインク吐出面５に当たって湾曲することにより先端から所定の長さの部分がインク吐出面５に接触するように構成されている。また、ワイパー４によって集められたインクは図示しない回収孔に流入して１箇所に集められるようになっている。

そして、本発明者は、図９に示すように、インク吐出面５に接触して湾曲したワイパー４の凸面が前面となる第１クリーニング方向に沿って駆動手段２でワイパー４を移動させてインク吐出面５のクリーニングを行い、そのままワイパー４がインク吐出面５から離れるまで同方向に駆動手段２を移動させ、そして図１０に示すように、これに連続して駆動手段２を反対方向に反転駆動してワイパー４を再びインク吐出面５に接触させてクリーニングする制御を行った。

ところが、図９に示すように、インク吐出面５に接触しているワイパー４を駆動手段２で第１クリーニング方向に移動させて一度インク吐出面５から離した後、弾性により垂直に立設した状態に復帰したワイパー４を駆動手段２で反対方向に移動させて再びインク吐出面５に接触させて移動を継続すると、ワイパー４は湾曲した凸面が前面となる姿勢で同方向に向けて移動することとなる。すなわち、このように駆動手段２を制御すると、ワイパー４は、往復いずれの行路についても、湾曲した凸面が前面となり、インク吐出面５との接触面を後方に引っ張る姿勢でインク吐出面５をクリーニングすることとなるが、このようなインク吐出面５に対するワイパー４の姿勢では固着物に加わる力が弱いため、往復２回のクリーニングにも係わらずインク吐出面５の清掃が十分に行えないという問題があった。

このように、本発明者は、片状のワイパー４の連続往復動作によるインク吐出面５の清掃という新規な発想を得たが、さらにかかる手法における上述したような課題を発見するに至り、これを解決するために、前記構成のクリーニング装置をさらに改良して以下に説明するような本実施形態のクリーニング装置を得るに至った。

以下、第１実施形態のクリーニング装置を図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、本例のクリーニング装置１０は、ヘッド１の下方の適当な位置にワイピング方向（図中左右方向）について往復移動可能な駆動手段２を設け、その基台３上にワイパー４を立設してなる。前記駆動手段２は、詳細は図示しないが機械的駆動機構にて基台３を所望のタイミング、速度及び範囲にて所望のワイピング方向に自在に移動制御できる装置として構成されている。前記ワイパー４は、適当な弾性を有し、移動方向に並んで重ねられた３枚の片状部材６で構成されており、各片は各基端部が基台３に固定されるとともに、基端部以外の部分は互いに独立でそれぞれ独立に移動可能であり、垂直上方に延設された先端部がインク吐出面５に当たって湾曲することにより先端から所定の長さの部分がインク吐出面５に接触しうるように構成されている。また、ワイパー４によって集められたインクは図示しない回収孔に流入して１箇所に集められるようになっている。

そして、本例の駆動手段２は、前記ワイパー４をインク吐出面５に接触させて行う第１クリーニング動作の後、ワイパー４をインク吐出面５から離さずに、複数枚の片状部材６中、少なくとも１枚の片状部材６の姿勢を維持しながら、駆動手段２を反対方向に移動させて２回目のクリーニングを行うことを特徴としている。

上記クリーニングの手順（駆動手段２の制御手順）をさらに詳細に説明する。
駆動手段２は、クリーニング動作に先立ち、ワイパー４がインク吐出面５と接触しない図示しない退避位置から、ワイパー４の先端部がインク吐出面５と接触して湾曲するクリーニング開始位置にワイパー４を設定する設定動作を行う。

図１に示すように、クリーニング開始位置に設定されたワイパー４においては、３枚の片状部材６は重なった状態のまま、これから移動しようとする第１クリーニング方向について前面側が凸となる湾曲形状となっており、同移動方向について最も前面側の片状部材６だけがインク吐出面５に先端の一部分で面にて接触している。

駆動手段２を駆動し、図１中に左向き矢印で示す第１クリーニング方向にワイパー４を移動させる。ワイパー４の前面側の片状部材６は、先端側の前面の一部をインク吐出面５に対して面で接触させ、移動によりインク吐出面５を擦ってクリーニングする。

図２に示すように、駆動手段２は、前記第１クリーニング方向についての移動を、ワイパー４がインク吐出面５から抜ける前に停止する。この状態のままで、ワイパー４とインク吐出面５の接触状態を維持しつつ、駆動手段２はワイパー４の移動方向を前記第１クリーニング方向と反対方向である第２クリーニング方向（図中右方向）にする。

図３乃至図４に示すように、複数枚（本例では３枚）ある片状部材６のうち、移動方向について相対的に後方側にある１枚乃至２枚の片状部材６は姿勢を反転し、第２クリーニング方向（右向き）について前面側が凸となる湾曲形状となるが、移動方向について相対的に前方側にあるそれぞれ２枚乃至１枚の片状部材６は姿勢を維持し、第２クリーニング方向（右向き）について後面側が凸となる湾曲形状のままである。

図３乃至図４の状態で駆動手段２を第２クリーニング方向にさらに移動させると、姿勢を反転させずに維持した前面側の２枚目乃至１枚目の片状部材６は、その先端の角部でインク吐出面５を削るように擦っていくので、表面に固着した異物等（固着したインクを含む）はこれにかき取られて確実に除去されていく。

図３の例では駆動手段２の方向転換によって反転しない片状部材６が２枚であり、図４の例では駆動手段２の方向転換によって反転しない片状部材６が１枚であるが、いずれの状態になるかはインク吐出面５の表面状態に依存する摩擦係数等、不確定な条件にも左右されるが、後述する片状部材６の反転後の形状維持の条件を満たせば、少なくともいずれかの状態は得られる。

本例のように、駆動手段２が第１クリーニング動作の後、ワイパー４をインク吐出面５から離さずに反対方向に移動させて２回目のクリーニングを行う場合に、複数枚の片状部材６中、少なくとも１枚の片状部材６の姿勢が維持されてインク吐出面５を先端部で削るような状態となるためには、ワイパー４の構成上、次のような条件を満たす必要がある。

図５は、第１クリーニング動作の後にワイパー４をインク吐出面５から離さずに連続して第２クリーニング動作に移行したことにより、３枚の片状部材６のうち、左側（第２クリーニング方向について後方側）の２枚が反転・変形した状況を示している。この状態において、第１及び第２クリーニング動作の前後において保持された右側の片状部材６の湾曲形状を次のように規定する。すなわち、前記両動作の方向（図中左右方向）に関し、この形状を維持した片状部材６の基端部と先端部の距離をＡとし、基端部とインク吐出面５の距離をＢとした場合、条件Ａ≧Ｂが満たされている。

このような形状・寸法上の条件が満たされていれば、片状部材６の弾性力による矯正力が働いて、反転後の移動方向の前面側にある片状部材６については、上述したような湾曲姿勢がクリーニング動作の反転の後も維持されることとなるのである。

なお、上の条件が満たされていた場合、駆動手段２によるクリーニング動作の反転後に３枚中、何枚の片状部材６が形状を維持しているかは、前述したように厳密には確定することができないが、少なくとも図４に示すように１枚の片状部材６については形状が維持され、その先端部でインク吐出面５上の固着物を削り取る作用を得ることができる。

なお、駆動手段２によるクリーニング動作の反転後に片状部材６が変形方向を反転するか、又は形状を維持するかは、前述した寸法上の条件の他、前述したインク吐出面５の摩擦係数も関与するし、その他、駆動手段２による移動速度、片状部材６の弾性等も関係するが、基本的には前記条件Ａ≧Ｂを満たすことにより本発明としての目的を達成する構成とすることができる。

次に、第２実施形態のクリーニング装置１０を図６〜図８を参照して説明する。
前記第１実施形態では、ワイパー４が３枚の片状部材６で構成されていたが、ワイパー４は複数の片状部材６でなくともよく、図６に示す本例のクリーニング装置１０’のように、１枚の片状部材６でワイパー４を構成してもよい。本例においても、前述した条件Ａ≧Ｂが満たされていれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

図６に示すクリーニング開始位置から第１クリーニング方向（図中左向き）に第１クリーニング動作を開始し、インク吐出面５に接触して屈曲した片状部材６の先端をインク吐出面５に接触させた状態で移動し、図７に示すように、インク吐出面５のノズル部に固着した異物をかき取る。そして、図８に示すように、駆動手段２は、第１クリーニング方向についての移動を、ワイパー４がインク吐出面５から抜ける前に停止し、この状態のまま、ワイパー４とインク吐出面５の接触状態を維持しつつ、ワイパー４の移動方向を第１クリーニング方向と反対方向である第２クリーニング方向（図中右方向）にする。移動方向の先方に向けられた片状部材６の先端の角部がインク吐出面５を削り取るように移動し、表面に固着した異物等を剥ぎ取っていく。

このように、インク吐出面５から片状部材６を離さずに往復のワイピング動作を行うことにより、ワイパー４が弾性により元の形状に復帰することを許さず、最初に湾曲したワイパー４の形状を維持しながらインク吐出面５の清掃動作を往復で行うので、往路で清掃を行った後、復路では従来よりもより強い力をインク吐出面５の固着物に加えて再度の清掃を行うことができ、これによりインク吐出面５に固着した異物等を従来よりも短い時間でより確実に除去することができる。

なお、以上説明した各実施形態では、インクジェットヘッド１の位置が固定されており、これに対してワイパー４が移動する構成であったが、逆にワイパー４が位置固定されており、これに対してインクジェットヘッド１が移動してワイピングが行われるものとしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置のクリーニング開始時の状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置のクリーニング方向の転換時の状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置のクリーニング方向の転換後の移動状態の一例を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置のクリーニング方向の転換後の移動状態の他の例を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置の方向転換後における片状部材６の状況を示す側面図である。 本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置のクリーニング開始時の状態を示す側面図である。 本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置の第１クリーニング動作中の状態を示す側面図である。 本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置のクリーニング方向の転換時の状態を示す側面図である。 本願発明者が認識したクリーニング装置におけるワイパーの往復動作における課題を示す側面図である。 本願発明者が認識したクリーニング装置におけるワイパーの往復動作における課題を示す側面図である。

符号の説明

１…インクジェットヘッド（ヘッド）
２…駆動手段
３…基台
４…ワイパー
５…インク吐出面
６…片状部材
１０，１０’…クリーニング装置

Claims (4)

1. 弾性材料からなるワイパーをインクジェットヘッドのインク吐出面に接触させながら相対的に移動させることにより前記ワイパーで前記インク吐出面のクリーニングを行うインクジェットプリンターのクリーニング装置において、
   前記ワイパーが、基端部が固定されて先端部で前記インク吐出面に接触する片状部材で構成され、
   さらに、前記インク吐出面に接触した前記ワイパーの湾曲形状の凸面が前面となる第１クリーニング方向に沿って前記ワイパーが前記インク吐出面に対して相対的に移動する第１クリーニング動作と、第１クリーニング動作の後に前記ワイパーを前記インク吐出面から離さずに前記第１クリーニング方向と反対方向である第２クリーニング方向に沿って前記ワイパーが前記インク吐出面に対して相対的に移動する第２クリーニング動作を行う駆動手段を具備することを特徴とするインクジェットプリンターのクリーニング装置。
2. 前記ワイパーが、移動方向に並んで重ねられた複数の前記片状部材で構成され、
   前記駆動手段は、すべての前記片状部材の前記移動方向の湾曲形状を保持しながら前記第１クリーニング動作を行うとともに、少なくとも１枚の前記片状部材の前記湾曲形状を保持しながら前記第２クリーニング動作を行うように構成されたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンターのクリーニング装置。
3. 連続して行われる前記第１クリーニング動作及び前記第２クリーニング動作において保持される前記ワイパーの湾曲形状が、前記両動作の方向に関する前記基端部と前記先端部の距離をＡとし、前記基端部と前記インク吐出面の距離をＢとした場合、条件Ａ≧Ｂを満たしていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンターのクリーニング装置。
4. 前記駆動手段は、前記第１クリーニング動作に先立って、前記ワイパーが前記インク吐出面と接触しない退避位置から、前記ワイパーが湾曲するように前記先端部が前記インク吐出面と接触するクリーニング開始位置に前記ワイパーを設定する設定動作を行うように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のインクジェットプリンターのクリーニング装置。

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