JP2009012386A - 流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイピング処理時における拭き残しを無くして噴射ヘッドの性能の劣化を抑制できる流体噴射装置を提供する。
【解決手段】複数のノズル開口１７が形成されたノズル形成面１７ａを備えるとともにノズル開口１７から流体を噴射する噴射ヘッド１３と、ノズル開口１７の噴射特性を維持あるいは回復させるワイピング機構とを備える流体噴射装置である。ワイピング機構は、ワイピングローラ４１と、ワイピングローラ４１の外周に設けられてノズル形成面１７ａ上を摺動するワイピング部４２とを備え、ワイピング部４２は、ワイピングローラ４１の回転方向と交差する方向に延在する複数のワイパーを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、流体噴射装置に関するものである。

流体噴射装置として、記録ヘッド（噴射ヘッド）に形成されたノズル（ノズル開口）より記録媒体にインクを噴射するインクジェット式記録装置が知られている。流体噴射装置においては、ヘッドの噴射特性の悪化を抑制するためにノズル形成面に付着した流体を拭き取るワイピング部を備えるワイピング装置（ワイピング機構）が設けられている。
このようなワイピング装置として、外周部に清掃部材（ワイピング部）を螺旋状に配置したローラ部材を噴出ヘッドのノズル形成面に押し当てながらワイピング処理を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１９９０７５号公報

上述のようなワイピング装置においては、高いノズル洗浄性を高めるために噴出ヘッドのノズルの全てに対して清掃部材を均一に押し当てるようにするのが望ましい。
しかしながら、螺旋状の清掃部材が外周に配置されたローラ部材を用いた場合、ノズル形成面に対し清掃部材が均一に押し当てられているとは言い難く、ノズル形成面の一部（ノズル傾向面）に流体の拭き残しが生じるといった問題があった。このようにノズル開口面に流体が残存したノズルは噴射不能となったり噴射される流体に飛行曲がりを生じさせる可能性があるため、噴射ヘッドの性能が劣化する可能性がある。
特に記録ヘッドがラインヘッドである場合には、記録ヘッド及びローラ部材が共に細長くなるため、記録ヘッド及びローラ部材のそれぞれに撓み等の変形が生じ易くなり、ノズル形成面に対して清掃部材を密着させることが困難となることでノズル開口面に流体の拭き残しが生じる可能性が増大する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ワイピング処理時における拭き残しを無くして噴射ヘッドの性能の劣化を抑制できる流体噴射装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の流体噴射装置は、複数のノズル開口が形成されたノズル形成面を備えるとともに前記ノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドと、前記ノズル開口の噴射特性を維持あるいは回復させるワイピング機構とを備える流体噴射装置であって、前記ワイピング機構は、ワイピングローラと、該ワイピングローラの外周に設けられて前記ノズル形成面上を摺動するワイピング部とを備え、該ワイピング部は、前記ワイピングローラの回転方向と交差する方向に延在する複数のワイパーを備えることを特徴とする。なお、前記ワイピングローラは、少なくとも前記噴射ヘッドと同等の長さを有しているのが望ましい。

本発明の流体噴射装置では、ワイピングローラの回転動作に伴ってそれぞれのワイパーがノズル形成面に均一に接触するようになる。すなわち、ワイピングローラの延在方向に螺旋状にワイパーを連続的に形成した場合に比べ、ワイピングローラの回転に追従してノズル形成面上を各ワイパーが摺動するので、残留流体や不純物の拭き残しが少ないノズル洗浄を良好に行うことができる。
したがって、良好なワイピング処理を可能とすることでノズル開口から噴射される流体の飛行曲がり等が防止された高信頼性の流体噴射装置を提供できる。

また上記流体噴射装置においては、前記ワイパーは、少なくとも一部が前記ワイピングローラの外周に螺旋状となるように形成されるのが好ましい。
この構成によれば、ワイピングローラの回転に追従してワイパーをノズル形成面上に良好に摺動させることができ、ノズル洗浄を良好に行うことができる。

また上記流体噴射装置においては、前記ワイピング部は、複数の前記ワイパーのうち隣接する前記ワイパーが前記ワイピングローラの延在方向において互いの端部が重なった状態に形成されるのが好ましい。
この構成によれば、隣接するワイパー間に残留流体や不純物の拭き残しが発生するのを確実に防止することができる。

また上記流体噴射装置においては、前記ワイピング部は、複数の前記ワイパーがそれぞれ連続した状態に形成されるのが好ましい。
この構成によれば、ワイパーがそれぞれ連続した状態に形成されてなるワイピング部を備えているので、ワイピング処理時後に残留流体や不純物の拭き残しが発生するのを確実に防止することができる。

また上記流体噴射装置においては、前記ワイパーは前記ワイピングローラの径方向に延出するように形成されるのが好ましい。
この構成によれば、ワイパーとノズル形成面とを良好に当接させることができ、高い洗浄性を得ることができる。

また上記流体噴射装置においては、前記ワイピング部は、前記ワイピング部を複数備えるのが好ましい。
この構成によれば、ノズル開口上を複数のワイピング部が摺動することでより高い洗浄性を得ることができる。
さらに、複数の前記ワイピング部は、それぞれ異なる材料から構成されるのが好ましい。
この構成によれば、ノズル形成面上を摺動するワイピング部毎に機能を分けることができる。例えば、ワイピングローラの回転方向前方側に位置するワイピング部を弾性材料で形成することで流体掻き取り用途として好適に用いることができる。また、ワイピングローラの回転方向後方側に位置するワイピング部を、流体吸収機能を奏する多孔質状のスポンジで形成することでワイピング処理時の仕上げ用途として好適に用いることができる。
したがって、それぞれの用途に対応したワイピング部を備えることで、より高い洗浄性を得ることができる。

また上記流体噴射装置においては、前記ワイピングローラの外周面は、該ワイピングローラの延在方向から視て、前記ワイピング部の非形成領域を有するのが好ましい。
この構成によれば、例えばワイピングローラを回転させて噴射ヘッドと前記非形成領域を対向させることによって、噴射ヘッドのノズル形成面とワイピング部とを離間させることができる。よって、噴射ヘッドからワイピング部が退避する際に要する時間を短縮することができる。
さらに前記非形成領域は、前記非形成領域は、前記ワイピングローラの外周領域の半分以上を占めるのが好ましい。
この構成によれば、上述した噴射ヘッドからワイピング部が退避する際に要する時間をより短縮することができる。

また上記流体噴射装置においては、前記噴射ヘッドは、ラインヘッドであるのが好ましい。
この構成によれば、ラインヘッドの各ノズル開口を良好に洗浄することができる。よって、ラインヘッドの各ノズル開口から噴射される流体の飛行曲がり等が防止された信頼性の高い流体噴射装置を提供できる。

以下、本発明に係る流体噴射装置の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る流体噴射装置として、インクジェット式プリンタを例示する。

図１は、本実施形態のインクジェット式プリンタ（以下、インクジェットプリンタ１００という）の概略構成図、図２は、ラインヘッド周辺の要部平面図、図３は、ラインヘッドのノズル形成面を示す平面図である。
本実施形態においてインクジェットプリンタ１００は、図１及び図２に示すように、記録紙１２への記録を行う記録部１０と、記録部１０のメンテナンス処理を行うメンテナンス部１１とを備える。

記録部１０は、インク滴を噴射して流体噴射対象物である記録紙１２に画像形成するラインヘッド１３（噴射ヘッド）と、記録紙１２を搬送する記録紙搬送機構１４と、ラインヘッド１３に供給するインク（流体）を貯留したインク貯留部１５とを備えて構成されている。

記録紙搬送機構１４は、紙送りモータ（不図示）やこの紙送りモータによって回転駆動される紙送りローラ（プラテン）Ｐ等から構成され、記録（印字・印刷）動作に連動させて、記録紙１２をラインヘッド１３に対向するように順次送り出す。

インク貯留部１５は、プリンタ本体１６の一側に配置され、不図示のインク供給手段により後述のラインヘッド１３へインクを供給する。このインク貯留部１５は、インクジェットプリンタ１００の各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ１：染料系）、黒（Ｋ２：顔料系））に対応する色のインクを貯蔵するインクタンク１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ１，１５Ｋ２を有しており、インク供給手段を介してラインヘッド１３と連通している。

ラインヘッド１３は、インクジェットプリンタ１００が対象とする最大サイズの記録紙１２の少なくとも一辺を越える長さ（最大記録紙幅Ｗ）に亘ってノズル開口が多数配列されたライン型の記録ヘッドである。本実施形態においては、少なくとも各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ１、Ｋ２）に対応した５つの印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２を備えている。各印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２は、インク滴を噴射するためのノズル開口１７を多数整列配置してなるノズル列Ｌ（図３参照）をそれぞれ有しており、記録紙１２の搬送方向に沿って順に配設されている。ノズル列Ｌは、ノズル開口１７による１列のライン又はノズル開口１７による複数列のラインであって、ノズル開口１７の数やラインの数は適宜設定される。図３はノズル列Ｌの一実施例を示すものであり、ノズル開口１７による複数列のラインを示している。ライン数を増やすことにより、一度に広範囲の記録が可能になるとともに、画像の解像度も高まる。

ラインヘッド１３は、最大記録紙幅Ｗに対応する長さ方向を記録紙１２の搬送方向と直交する方向に配置され、各ノズル列Ｌのノズル開口１７からインク滴が記録紙１２に噴射されることにより記録紙１２に画像が記録される。

インク貯留部１５とラインヘッド１３とを連通するインク供給手段は、複数のインク供給流路を有しており、各インクタンク１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ１，１５Ｋ２から各印字部５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ１，５Ｋ２へとインクが供給されるようになっている。

以下、図４を参照してラインヘッドの構成について詳述する。図４は、ラインヘッドの一部を示す断面図である。
ラインヘッド１３は、ヘッド本体１８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２とを備えている。インクを噴射するノズル開口１７はノズル基板２１に形成され、ノズル基板２１の下面がノズル形成面１７ａとされている。流路形成ユニット２２は、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を積層し、接着剤等で接合して一体にしたものである。

ラインヘッド１３は、ヘッド本体１８の内部に形成された収容空間２３と、収容空間２３に配置された駆動ユニット２４とを備えている。駆動ユニット２４は、複数の圧電素子２５と、圧電素子２５の上端を支持する固定部材２６と、駆動信号を圧電素子２５に供給する柔軟なケーブル２７とを備えている。圧電素子２５は、複数のノズル開口１７のそれぞれに対応するように設けられている。

また、ヘッド本体１８の内部に形成され、インクタンクからインク供給流路を介して供給されたインクが流れる内部流路２８と、振動板１９、流路基板２０、及びノズル基板２１を含む流路形成ユニット２２によって形成され、内部流路２８と接続された共通インク室２９と、流路形成ユニット２２によって形成され、共通インク室２９と接続されたインク供給口３０と、流路形成ユニット２２によって形成されてインク供給口３０と接続された圧力室３１とを備えている。圧力室３１は、複数のノズル開口１７に対応するように複数設けられている。複数のノズル開口１７のそれぞれは、複数の圧力室３１のそれぞれに接続されている。

ヘッド本体１８は、合成樹脂で形成されている。振動板１９は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工したものである。振動板１９の圧力室に対応する部分には、圧電素子２５の下端と接合される島部３２が形成されている。振動板１９の少なくとも一部は、圧電素子２５の駆動に応じて弾性変形する。振動板１９と内部流路２８の下端近傍との間にはコンプライアンス部３３が形成されている。

流路基板２０は、内部流路２８の下端とノズル開口１７とを接続する共通インク室２９、インク供給口３０、及び圧力室３１それぞれの空間を形成するための凹部を有する。本実施形態においては、流路基板２０は、シリコンを異方性エッチングすることで形成されている。

ノズル基板２１は、所定方向に所定間隔（ピッチ）で形成された複数のノズル開口１７を有する。本実施形態のノズル基板２１は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された板状の部材である。

各インクタンクから各々のインク供給流路を介して供給されたインクは、内部流路２８の上端に流入する。内部流路２８の下端は、共通インク室２９に接続されており、インクタンクからインク供給流路を介して内部流路２８の上端に流入したインクは、内部流路２８を流れた後、共通インク室２９に供給される。共通インク室２９に供給されたインクは、インク供給口３０を介して、複数の圧力室３１のそれぞれに分配されるように供給される。

ケーブル２７を介して圧電素子２５に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮する。これにより、振動板１９が圧力室に接近する方向及び離れる方向に変形（移動）する。これにより、圧力室３１の容積が変化し、インクを収容した圧力室３１の圧力が変動する。この圧力の変動によって、ノズル開口１７から、インクが噴射される。

このように、本実施形態の圧電素子２５（駆動素子）は、ノズル開口１７よりインクを噴射するために、入力される駆動信号に基づいて、ノズル開口１７に接続された圧力室３１（空間）の圧力を変動させる。そして、ノズル開口１７から噴射されたインクによって記録紙１２に所望の画像が形成される。

また、ラインヘッド１３は、ラインヘッド移動機構７０（図７参照）によって上下方向に移動可能とされている。
より詳細には、ラインヘッド１３は、ラインヘッド移動機構７０によって、印刷位置とメンテナンス位置との間において上下方向に移動可能とされている。
なお、印刷位置とは、ラインヘッド１３のノズル開口１７から記録紙１２へインクを噴射することによって記録を行う位置であり、相対的にラインヘッド１３が上方に移動された位置である。また、メンテナンス位置とは、以下に詳説するメンテナンス部１１によってラインヘッド１３のメンテナンス処理が行われる位置である。

次に、メンテナンス部１１の構成について詳述する。
メンテナンス部１１は、ラインヘッド１３のノズル形成面１７ａに付着したインクを拭き取るワイピング機構４０、及びノズル開口１７の乾燥を防止するためのキャッピング機構（図１１参照）を含んで構成されるものである。

図５はワイピング機構の概略構成を示す斜視図であり、図６（ａ）はワイピング機構４０の正面図（ワイピングローラ４１の延在方向から視た図）を示すものであり、図６（ｂ）はワイピング機構４０の側面図を示すものである。
図５に示されるようにワイピング機構４０は、ワイピングローラ４１と、該ワイピングローラの外周に設けられてラインヘッド１３のノズル形成面１７ａ上を摺動するワイピング部４２とを備えている。ワイピングローラ４１は、ラインヘッド１３と少なくとも同等の長さを有し、例えばアルミニウムやステンレス等の金属軸４４にシリコンゴムを被覆したものであり、図示されない駆動モータや駆動伝達機構により任意の方向に回動可能となっている。なお、上記金属軸４４の材質・形状は、所望の剛性が得られるものであれば樹脂材料或いは中空パイプを用いてもよい。

上記ワイピング部４２は、図５、図６に示されるようにワイピングローラ４１の回転方向と交差する方向に延在するワイパー４３、４６を備えて構成されている。ワイパー４３、４６はシリコンゴム等の弾性体からなる板状部材から構成されるものである。本実施形態に係るワイピング部４２は、ワイピングローラ４１の略中央部付近の連結部４５でワイパー４３、４６の端部４３ｂ、４６ｂがそれぞれ連続した（繋がった）状態に形成されている。

図６（ａ）に示されるようにワイパー４３、４６はそれぞれワイピングローラ４１の径方向に延出するように形成されている。
本実施形態では、ワイパー４３、４６はワイピングローラ４１の外周に螺旋状となるように形成されている。ワイパー４３、４６は、それぞれの螺旋方向（渦巻き方向）が逆向きに設定されている。したがって、ワイパー４３、４６は、連結部４５に対して対称に形成されており、ワイピングローラ４１の延在方向から視てそれぞれが重なるようになっている。

ワイパー４３、４６は、それぞれワイピングローラ４１の周方向において両端部４３ａ，ｂ、４６ａ，ｂを１８０度だけ位置を違えた状態に形成されている。したがって、ワイパー４３、４６から構成されるワイピング部４２はワイピングローラ４１の外周面を半周した状態に形成される。すなわち、ワイピングローラ４１は、その外周領域の半分が前記ワイピング部４２の非形成領域４７に相当している。本実施形態に係るワイピング機構４０は、メンテナンス処理を行わない場合に、ワイピングローラ４１を回転させることで上記非形成領域４７とノズル形成面１７ａとを対向させるようになっている。これにより、ラインヘッド１３をワイピング機構４０から容易に離間できるようになっている。

図７は、インクジェットプリンタ１００の電気的な構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるインクジェットプリンタ１００は、図７に示すように、インクジェットプリンタ１００全体の動作を制御する制御装置６０を備えている。制御装置６０には、インクジェットプリンタ１００の動作に関する各種情報を入力する入力装置６１と、インクジェットプリンタ１００の動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６２と、時間の計測を実行可能な計測装置６３とが接続されている。また、制御装置６０には、上述した記録紙搬送機構１４、メンテナンス部１１等が接続されている。また、インクジェットプリンタ１００は、圧電素子２５を含む駆動ユニット２４に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６４を備えている。駆動信号発生器６４は、制御装置６０に接続されている。

駆動信号発生器６４には、ラインヘッド１３の圧電素子２５に入力する駆動パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び駆動パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器６４は、入力されたデータ及びタイミング信号に基づいて、例えば、図８に示す駆動パルスＤＰを含む駆動信号を発生する。

図８において、駆動パルスＤＰは、基準電位ＶＭから最高電位ＶＨまで所定の勾配で電位を上昇させる第１充電要素ＰＥ１と、最高電位ＶＨを一定時間維持する第１ホールド要素ＰＥ２と、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまで所定の勾配で電位を降下させる放電要素ＰＥ３と、最低電位ＶＬを短い時間維持する第２ホールド要素ＰＥ４と、最低電位ＶＬから基準電位ＶＭまで電位を復帰させる第２充電要素ＰＥ５とを含む。ノズル開口１７から噴射されるインクの滴の量が設計値と一致するように、駆動パルスＤＰのうち、最高電位ＶＨと最低電位ＶＬとの電位差である駆動電圧ＶＤが設定される。なお、図８に示す駆動パルスＤＰは一例であり、種々の波形のものを用いることができる。

駆動信号発生器６４より駆動パルスＤＰが圧電素子２５に入力されると、ノズル開口１７よりインク滴が噴射される。第１充電要素ＰＥ１が供給されると、圧電素子２５が収縮して圧力室３１が膨張する。この圧力室３１の膨張状態が短時間維持された後、放電要素ＰＥ３が供給されて圧電素子２５が急激に伸長する。これに伴って、圧力室３１の容積が基準容積（圧電素子２５に基準電位ＶＥを印加したときの圧力室３１の容積）以下に収縮し、ノズル開口１７に露出したメニスカスが外側に向けて急激に加圧される。これにより、所定量のインクの滴がノズル開口１７から噴射される。その後、第２ホールド要素ＰＥ４、及び第２充電要素ＰＥ５が圧電素子２５に順次供給され、インクの滴の噴射に伴うメニスカスの振動を短時間で収束させるように、圧力室３１が基準容積に復帰する。

次に、上述の構成を有するインクジェットプリンタ１００の動作の一例として、メンテナンス部１１のワイピング動作を中心にして、フローチャート図を参照しながら説明する。

まず、図１２のフローチャートを参照して吸引動作を含むメンテナンス部の動作について説明する。
外部から印刷データが送信されると、制御装置６０は、ドットパターンに対応した噴射データに展開してラインヘッド１３に送信する。そして、ラインヘッド１３では、受信した噴射データに基づき、記録（印字・印刷）処理、すなわち記録紙に対するインクの噴射を実行する（ステップＳ１）。
そして、予め設定されている時間が経過すると（ステップＳ２）、定期メンテナンス処理を開始する。

定期メンテナンス処理が開始すると、制御装置６０は、図９（ａ）に示すようにワイピングローラ４１を所定方向に回転させ、図９（ｂ）に示されるようにワイピング部４２をノズル形成面１７ａに当接させる（ステップＳ３）。

ステップＳ３にてノズル形成面１７ａとワイピング部４２とが当接されると、制御装置６０はワイピングローラ４１を所定方向に回転させる（ステップＳ４）。
このとき、図１０に示すようにワイピングローラ４１の外周部に設けられたワイパー４３、４６がノズル形成面１７ａに均一に接触するようになる。すなわち、ワイピングローラ４１の回転に追従してワイパー４３、４６がノズル形成面１７ａ上を摺動することとなる。

ここで、ワイパー４３、４６とノズル形成面１７ａとのワイプ領域（接触領域）は図１０に示されるようにワイピングローラ４１の延在方向における中心（連結部４５）に向かって変化する。本実施形態では、ワイピング時に２つのワイパー４３、４６が同時にノズル形成面１７ａ上を摺動するため、ワイピング部４２がノズル形成面１７ａに２点で接触した状態となる。よって、ローラの延在方向の全域に亘って清掃部材（ワイパー）が形成された従来構成のワイピング機構に比べてノズル形成面１７ａに対しワイピング部４２を均一に当接させることが可能となり、ノズル開口面近傍に付着しているインクや不純物等を良好に拭き取り、インクや不純物等の拭き残しを防止できる。
また、ワイピング部４２がワイピングローラ４１の外周面の半分にのみ形成されているので、ワイピングローラ４１を半回転させるだけでワイピング処理を行うことができ、ワイピング処理に要する時間を短縮できる。

そして、制御装置６０は、ラインヘッド１３を上昇させることによって、ノズル形成面１７ａからワイピング機構４０を離間させる（ステップＳ５）。
以上の工程により、ラインヘッド１３におけるワイピング処理が終了する。

その後、制御装置６０は、ラインヘッド１３を用いて記録紙１２に対する記録動作を再開する。

また、必要に応じて上記メンテナンス部１１はノズル開口１７の保湿動作を行ってもよい。具体的には、制御装置６０は、図１１に示すようにメンテナンス部１１に含まれるキャップ部材５０内にインク２を貯留した状態でキャップ部材５０をラインヘッド１３のノズル形成面１７ａに当接させる。このとき、上述のようにキャップ部材５０とノズル形成面１７ａとの間に形成される空間Ｋが閉空間とされているため、空間Ｋを良好に保湿することができる。このため、ノズル開口１７の乾燥を良好に抑制することができる。

以上述べたように本実施形態によれば、ノズル形成面１７ａに対して良好なワイピング処理を行うことができるので、ノズル開口面近傍に残留したインクが乾燥することで吐出不良や飛行曲がり等を防止でき、高信頼性のインクジェットプリンタ１００を提供することができる。
このように、本実施形態のインクジェットプリンタ１００によれば、細長い形状を有しノズル形成面１７ａに僅かな撓みが生じるラインヘッド１３であっても、複数のワイパー４３から構成されるワイピング部４２によってそれぞれのワイパー４３が対応するノズル形成面１７ａ上を均一に摺動させることができる。

（第二実施形態）
次にインクジェットプリンタの第二実施形態について説明する。本実施形態に係るインクジェットプリンタは上述の第一実施形態に対しワイピング部４２の形状のみが異なっているため、以下では上記実施形態と同じ部材及び構成を有するものについては同一の符号を付し、説明を省略若しくは簡略する。

図１３は本実施形態に係るワイピング機構４０の概略構成を示す斜視図であり、図１４（ａ）はワイピング機構１４０の正面図（ワイピングローラ４１の延在方向から視た図）、図１４（ｂ）はワイピング機構１４０の側面図を示すものである。

図１３、１４に示すように本実施形態に係るワイピング部１４２は４つのワイパー１４３、１４４、１４５、１４６を有しており、それぞれのワイパー１４３〜１４６の端部１４３ｂ、１４４ｂ、端部１４４ａ、１４５ａ、及び端部１４５ｂ、１４６ｂが３つの連結部４５で連続した（繋がった）状態に形成されている。

図１４（ａ）に示されるようにワイパー１４３〜１４６はそれぞれワイピングローラ４１の径方向に延出するように形成されており、ワイピングローラ４１の外周に螺旋状となるようにそれぞれ形成されている。本実施形態では、隣接するワイパー同士（ワイパー１４３とワイパー１４４、及びワイパー１４５とワイパー１４６）が連結部４５に対して対称に形成されており、ワイピングローラ４１の延在方向から視てそれぞれが重なるようになっている。

ワイパー１４３〜１４６は、ワイピングローラ４１の周方向において両端部１４３ａ，ｂ〜１４６ａ，ｂを９０度だけ位置を違えた状態に形成されている。したがって、ワイパー１４３〜１４６から構成されるワイピング部１４２はワイピングローラ４１の外周面を１／４周した状態に形成される。すなわち、ワイピングローラ４１は、その外周領域の３／４が前記ワイピング部１４２の非形成領域４７に相当する。

本実施形態におけるワイピング処理では、４つのワイパー１４３〜１４６が同時にノズル形成面１７ａ上を摺動するため、ワイピング部４２がノズル形成面１７ａに４点で接触した状態となる。よって、上記実施形態に比べてノズル形成面１７ａに対しワイピング部４２をより均一に当接可能となるため、インクや不純物等の拭き残しをより確実に防止できる。また、ワイピング部４２がワイピングローラ４１の外周面の１／４の領域のみに形成されているので、ワイピングローラ４１を１／４回転させるだけでワイピング処理を行うことができ、ワイピング処理に要する時間を短縮できる。

（第三実施形態）
次にインクジェットプリンタの第三実施形態について説明する。本実施形態に係るインクジェットプリンタは、ワイピング部を複数備えて構成されている。それ以外の構成は上記実施形態と同一の部材を有していることから各部材に同一の符号を付し、説明を省略若しくは簡略する。

図１５は本実施形態に係るワイピング機構２４０の概略構成を示す斜視図であり、図１６（ａ）はワイピング機構２４０の正面図（ワイピングローラ４１の延在方向から視た図）、図１６（ｂ）はワイピング機構２４０の側面図を示すものである。

図１５、１６に示すように本実施形態に係るワイピング機構２４０は、第一ワイピング部２４２と第二ワイピング部２４３を備えており、これら第一、第二ワイピング部２４２、２４３はそれぞれ上記第二実施形態に係るワイピング部１４２と同一形状から構成されている。すなわち、各ワイピング部２４２、２４３は、４つのワイパーが連結部４５によってそれぞれ連続的に形成されたものとなっている。

上記第一ワイピング部２４２及び第二ワイピング部２４３は、図１６（ａ）に示されるようにそれぞれがワイピングローラ４１の周方向において９０度だけ位置を違えた状態に配置されている。したがって、本実施形態に係るワイピングローラ４１は、上記第一実施形態と同様にその外周面の半分の領域が前記ワイピング部２４２、２４３の非形成領域４７に相当する。

これら第一、第二ワイピング部２４２、２４３は、それぞれ異なる材料から構成されている。具体的には、ワイピングローラ４１における回転方向前方側の第一ワイピング部２４２は上記第二実施形態のワイピング部１４２と同様にシリコンゴム等の弾性体から構成されており、回転方向後方側の第二ワイピング部２４３は、表面が多孔質状に形成されたスポンジや不織布等から構成されている。

ここで、第一ワイピング部２４２は、上記実施形態と同様にノズル形成面１７ａ上に付着しているインクを拭き取る機能を奏するものである。
一方、第二ワイピング部２４３は、ノズル形成面１７ａ上を摺動する際にノズル開口１７上のインクや不純物を多孔質内に吸収する機能を奏するものである。

本実施形態に係るワイピング処理では、第一ワイピング部２４２によってノズル開口面からインクや不純物等を良好に拭き取りつつ、第一ワイピング部２４２に続けてノズル形成面１７ａ上を摺動する第二ワイピング部２４３によってインク残渣を吸収できる。したがって、それぞれの用途に対応したワイピング部２４２、２４３を備えることで、ワイピング処理の洗浄性をより高めることができる。
なお、本実施形態では第一ワイピング部２４２、及び第二ワイピング部２４３をそれぞれ異なる材料で構成したが、第二ワイピング部２４３を第一ワイピング部２４２同様のシリコンゴム（弾性体）で形成してもよい。このようにすれば、ノズル形成面１７ａ上を複数のワイピング部２４２が摺動することでインクの拭き取り性が向上し、高い洗浄性を得ることができる。

（変形例）
次にインクジェットプリンタにおけるワイピング部の変形例について説明する。本変形例に係るワイピング部は上述した実施形態と異なり、ワイピング部を構成する複数のワイパーが連続することなく、別体としてワイピングローラ４１の外周に設けられている。それ以外の構成は上記実施形態と同一の部材を有していることから各部材に同一の符号を付し、説明を省略若しくは簡略する。

図１７は本変形例に係るワイピング機構３４０の概略構成を示す斜視図であり、図１８はワイピング機構２４０の側面図を示すものである。

図１７、１８に示すように本変形例に係るワイピング機構３４０は、ワイピング部３４２が２つのワイパー３４３、３４６から構成されている。隣接するワイパー３４３、３４６は、ワイピングローラ４１の延在方向において互いの端部３４３ｂ、３４６ｂがオーバラップ（重なる）した状態で形成されている。

ここで、ワイパー３４３、３４６の端部３４３ｂ、３４６ｂがオーバーラップしない状態に形成されていると、ワイピング処理後にノズル形成面１７ａ上にインクの拭き取りが行われない領域が生じてしまう。

一方、本変形例によれば、それぞれ別体として形成されているワイパー３４３、３４６の端部３４３ｂ、３４６ｂがワイピングローラ４１の延在方向においてオーバーラップした状態に形成されているので、ワイピング部３４２におけるインクの拭き残しの発生を抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態においては、ラインヘッド１３をワイピング機構に対して昇降させることでメンテナンス処理を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばラインヘッド１３の待機位置までワイピング機構を移動させることでノズル形成面１７ａとワイピング機構とを対向配置し、ワイピング処理を行うようにしてもよい。

例えば、上記実施形態に係る説明では記録紙上に画像形成する場合について説明したが、ロール紙上に画像形成する場合にも本発明は適応可能である。図１９に示すようにロール紙Ｒに印字を行う場合、ラインヘッド１３の下側にメンテナンス部１１を配置することが難しい。このような場合、ラインヘッド１３の側方にメンテナンス部１１を配置し、メンテナンス処理時にラインヘッド１３を上昇させるとともに、ノズル形成面１７ａを同図中矢印方向に回転させることでメンテナンス部１１に対向させてメンテナンス処理を行うようにしてもよい。

また、本発明はノズル形成面１７ａをそれぞれ対向配置させた２つのラインヘッド１３間に記録紙を送ることで両面印刷を行うインクジェットプリンタについても適用可能である。このような場合、図２０に示すように２つのラインヘッドの側方にメンテナンス部１１をそれぞれ配置し、上述した両面印刷時と同様にメンテナンス処理時にラインヘッド１３を移動させるとともに、ノズル形成面１７ａを同図中矢印方向に回転させることでメンテナンス部１１に対向させてメンテナンス処理を行うようにしてもよい。なお、メンテナンス部１１を１つだけ設け、メンテナンス装置を昇降させることで２つのラインヘッド１３に対しメンテナンス処理を行うようにしてもよい。

また上記実施形態においては、ラインヘッド１３が、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ１，Ｋ２）に対応する５つのラインヘッドを備えていてもよい。
また、図２１（ａ）に示すように、単一のラインヘッドが複数のユニット９０に分割されていても良い。また、図２１（ｂ）に示すように、各ユニット９０がラインヘッド１３の長手方向に沿って千鳥配置されていても良い。

例えば、上記実施形態においては、単一のラインヘッドを備え、当該ラインヘッドから全ての種類のインクが噴射される構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、インクの種類ごとにラインヘッドを設置する構成であっても良い。このような場合には、各ラインヘッドごとにメンテナンス部１１が設置されることとなる。
また、本発明は、ラインヘッド方式のインクジェットプリンタに限られるものではなく、シリアル方式のインクジェットプリンタに適用することも可能である。

また、上記実施形態においては、インクジェット式記録装置がインクジェット式プリンタである場合を例にして説明したが、インクジェット式プリンタに限られず、複写機及びファクシミリ等の記録装置であってもよい。

また、上記実施形態では圧電素子２５として積層型のものを用いたが、本発明はこれに限定されず、積層型以外の種類（例えば、モノモルフ、ユニモルフ、バイモルフ、ムーニー型、マルチムーニー型、シンバル型等）を用いてもよい。更に、駆動ユニット２４としては上述した圧電素子２５を用いたピエゾジェットタイプに限定されることなく、例えばサーマル方式を採用することもできる。その場合には印加時間を変化させることなどにより、流体吐出量を変化させることができる。

また、上述の各実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の流体を噴射する流体噴射装置（流体噴射装置）である場合を例にして説明したが、本発明の流体噴射装置は、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に適用することができる。流体噴射装置が噴射可能な流体は、液体、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体、流体として流して噴射できる固体、及び粉体（トナー等）を含む。

また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流体噴射装置であってもよい。

さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射するトナージェット式記録装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。

インクジェットプリンタの概略構成図である。 ラインヘッド周辺の要部平面図である。 ラインヘッドのノズル形成面を示す平面図である。 ラインヘッドの一部を示す断面図である。 ワイピング機構の概略構成を示す斜視図である。 ワイピング機構の正面及び側面構造を示す図である。 インクジェットプリンタの電気的な構成を示すブロック図である。 圧電素子に入力する駆動信号の一例を示す図である。 メンテナンス処理時のワイピングローラの動作を示す図である。 ワイピングローラの動作を示す図である。 フラッシング動作を説明するための図である。 メンテナンス部の動作のフローチャート図である。 第二実施形態に係るインクジェットプリンタの構成を示す図である。 第二実施形態に係るインクジェットプリンタの構成を示す図である。 第三実施形態に係るインクジェットプリンタの構成を示す図である。 第三実施形態に係るインクジェットプリンタの構成を示す図である。 ワイピング部の変形例に係る構成を示す図である。 ワイピング部の変形例に係る構成を示す図である。 インクジェットプリンタの変形例に係る構成を示す図である。 インクジェットプリンタの変形例に係る構成を示す図である。 インクジェットプリンタの変形例に係る構成を示す図である。

符号の説明

１１…メンテナンス部、１３…ラインヘッド（噴射ヘッド）、１７…ノズル開口、１７ａ…ノズル形成面、４０…ワイピング機構、４１…ワイピング部、４２…ワイピング部、４３，４６…ワイパー、４３ａ，４３ｂ，４６ａ，４６ｂ…端部、１００…インクジェットプリンタ（流体噴射装置）、１４０…ワイピング機構、１４２…ワイピング部、１４３〜１４６…ワイパー、１４３ａ，１４３ｂ〜１４６ａ，１４６ｂ…端部、２４０…ワイピング機構、２４２，２４３…ワイピング部、３４０…ワイピング機構、３４２…ワイピング部、３４３，３４６…ワイパー、３４３ｂ，３４６ｂ…端部

Claims (11)

1. 複数のノズル開口が形成されたノズル形成面を備えるとともに前記ノズル開口から流体を噴射する噴射ヘッドと、前記ノズル開口の噴射特性を維持あるいは回復させるワイピング機構とを備える流体噴射装置であって、
   前記ワイピング機構は、ワイピングローラと、該ワイピングローラの外周に設けられて前記ノズル形成面上を摺動するワイピング部とを備え、
   該ワイピング部は、前記ワイピングローラの回転方向と交差する方向に延在する複数のワイパーを備えることを特徴とする流体噴射装置。
2. 前記ワイピングローラは、少なくとも前記噴射ヘッドと同等の長さを有していることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
3. 前記ワイパーの少なくとも一部が、前記ワイピングローラの外周に螺旋状をなすように形成されることを特徴とする請求項1又は２に記載の流体噴射装置。
4. 前記ワイピング部は、複数の前記ワイパーのうち隣接する前記ワイパーが前記ワイピングローラの延在方向において互いの端部が重なった状態に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
5. 前記ワイピング部は、複数の前記ワイパーがそれぞれ連続した状態に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
6. 前記ワイパーは前記ワイピングローラの径方向に延出するように形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
7. 前記ワイピング部は、前記ワイピング部を複数備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
8. 複数の前記ワイピング部は、それぞれ異なる材料から構成されることを特徴とする請求項７に記載の流体噴射装置。
9. 前記ワイピングローラの外周面は、該ワイピングローラの延在方向から視て、前記ワイピング部の非形成領域を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
10. 前記非形成領域は、前記ワイピングローラの外周領域の半分以上を占めることを特徴とする請求項９に記載の流体噴射装置。
11. 前記噴射ヘッドは、ラインヘッドであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の流体噴射装置。

Images