JP2010058473A - ヘッドクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

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Daisuke Hasebe
大介 長谷部
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株式会社リコー
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Abstract

【課題】本発明の課題は、極度に増粘したインク等の付着物がノズル面に付着した場合においても、充分に払拭することができると共に、充分なメニスカスを形成することができるヘッドクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を得ることである。
【解決手段】本発明に係るヘッドクリーニング装置100は、含侵された清掃用溶剤104をノズル面13bに接触させて付着物Fを分散させつつノズル面13bを払拭する発泡体105と、発泡体105に超音波振動を付与する超音波振動体107と、ノズル面13bに摺接して付着物を払拭するワイパーブレード109とを備え、超音波振動を与えた発泡体105でノズル面13bを払拭した後にワイパーブレード109でノズル面13bを払拭している。
【選択図】図7

Description

本発明は、インクジェットプロセスを用いたプリンタ、ファクシミリ、複写機或いはこれらの複合機等の画像形成装置及びこの種の画像形成装置に用いられ、液滴吐出ヘッドのノズル面に付着した付着物を除去するヘッドクリーニング装置に関する。
一般に、記録ヘッドに設けられたノズルからインク滴を吐出して記録(印字)を行うインクジェット画像形成装置においては、記録後の記録ヘッドのノズル面に増粘インク、ミスト、紙粉等の付着物が付着することにより、次記録時のインク滴を吐出する際に、インク滴が吐出できなかったり、インク滴の吐出方向がおかしくなったり等の不具合が生じることがあった。
このため、ゴム等の弾性体からなるワイパーブレードにてノズル面を払拭し、ノズル面に付着した増粘インク等の付着物を除去する技術が知られている。また、ワイパーブレードによる方式では、ノズル面に対するワイパーブレードの接触圧が大きいと、ノズル面の撥水層を破損する虞があるため、ノズル面に付着した増粘インク等の付着物を洗浄液又はインクを含浸させたフェルト等の湿潤ブラシで払拭することにより低払拭圧でノズル面を磨耗させること無く良好な状態にする技術も知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−034702号公報
しかしながら、上述の従来技術においては、極度に増粘したインク等がノズル面に付着した場合、拭き残りが発生することがあると共に、充分にメニスカスが形成されない場合があるという問題がある。
本発明は、極度に増粘したインク等の付着物がノズル面に付着した場合においても、充分に払拭することができると共に、充分なメニスカスを形成することができるヘッドクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を得ることを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載された発明は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのノズル面に付着した付着物を除去するヘッドクリーニング装置において、含浸された清掃用溶剤をノズル面に接触させて付着物を分散させつつノズル面を払拭する溶剤含浸部材と、溶剤含浸部材に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、ノズル面に摺接して付着物を払拭するブレードとを備え、超音波振動を与えた溶剤含浸部材でノズル面を払拭した後にブレードでノズル面を払拭することを特徴とする。
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、液滴吐出ヘッドはヘッドクリーニング装置に対向する位置に移動可能に設けられ、溶剤含浸部材とブレードとは液滴吐出ヘッドの移動方向に沿って並べて配置されており、ブレードはノズル面に摺接する摺接位置とノズル面から離間する離間位置とに移動自在に設けられ、このブレードを摺接位置及び離間位置の何れかに位置させる駆動制御手段を備え、この駆動制御手段は、液滴吐出ヘッドが溶剤含浸部材側からブレードに向けて移動しているときは、ブレードを摺接位置に位置させ、液滴吐出ヘッドがブレード側から溶剤含浸部材に向けて移動しているときは、ブレードを離間位置に位置させることを特徴とする。
請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載された発明において、ブレードに付着した付着物を回収する回収手段を備えていることを特徴とする。
請求項4に記載された発明は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドを保持し記録媒体を横切る方向に直線運動を行うキャリッジとを備え、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、請求項1乃至3の何れか1項に記載のヘッドクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、清掃用溶剤を含浸し且つ超音波振動手段により振動する溶剤含浸部材をノズル面に接触させて、ノズル面に付着した増粘インク等の付着物を充分にゆるませた(分散させた)後にブレードにより付着物を払拭するので、極度に増粘したインク等の付着物であっても充分に払拭することができると共に、より確実にメニスカスを形成することができる。
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の要部を示す斜視図、図2はインクジェット記録装置の内部構造を概略的に示す側断面図、図3はヘッドクリーニング装置を示す図であり、(a)は同ヘッドクリーニング装置の平面図、(b)は同ヘッドクリーニング装置の側面図、(c)は同ヘッドクリーニング装置の前面図、図4は図3のヘッドクリーニング装置の発泡体とワイパーブレードとの位置関係を説明する模式図、図5は図3のヘッドクリーニング装置のワイパーブレードが上下動する状態を説明する模式図、図6は図1の往復動するキャリッジの復路時におけるワイパーブレードの位置を説明する模式図、図7はヘッドクリーニング装置によるクリーニング動作を説明する模式図であり、図8はメンテナンス時のインクジェット記録装置の制御を示すフローチャートである。
図1及び図2に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置であるインクジェット記録装置は、記録装置本体10の内部に印字機構部11を有し、この印字機構部11は、主走査方向に所定の移動速度で移動可能なキャリッジ12、このキャリッジ12に搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)13、この記録ヘッド13へインクを供給するインクカートリッジ14等で構成される。装置本体10の下方部には前方側から多数枚の用紙(記録媒体)21を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい)22を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙21を手差しで給紙するための手差しトレイ23を開倒することができ、給紙カセット22或いは手差しトレイ23から給送される用紙21を取り込み、印字機構部11によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ24に排紙する。
印字機構部11は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド15aと従ガイドロッド15bとでキャリッジ12を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ12にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなる記録ヘッド13を複数のインク吐出口(ノズル)13aを主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ12には記録ヘッド13に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ14を交換可能に装着している。
キャリッジ12は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド15aに摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド15bに摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ12を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ16で回転駆動される駆動プーリ17aと従動プーリ17bとの間にタイミングベルト18を張装し、このタイミングベルト18をキャリッジ12に固定しており、主走査モータ16の正逆回転によりキャリッジ12が往復駆動される。
一方、給紙カセット22にセットした用紙21を記録ヘッド13の下方側に搬送するために、給紙カセット22から用紙21を分離給送する給紙ローラ31及びフリクションパッド32と、用紙21を案内するガイド部材33と、給紙された用紙21を反転させて搬送する搬送ローラ34と、この搬送ローラ34の周面に押し付けられる搬送コロ35及び搬送ローラ34からの用紙21の送り出し角度を規定する先端コロ36とを設けている。搬送ローラ34は副走査モータ37によってギヤ列を介して回転駆動される。
記録時には、キャリッジ12を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド13を駆動することにより、停止している用紙21にインクを吐出して1行分を記録(印字)し、用紙21を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号又は、用紙21の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙21を排紙する。
キャリッジ12の移動方向右端側(主走査モータ16から離れる側)の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド13の吐出不良を回復させて記録ヘッド13機能を維持する維持装置であるヘッドクリーニング装置100を配置している。尚、記録ヘッド13は、キャリッジ12の移動により、ヘッドクリーニング装置100に対向する位置に移動可能となっている。
このヘッドクリーニング装置100は、図3に示すように、上方が開口した箱状の筐体101を有している。この筐体101は前後方向(副走査方向)に延びた仕切り板101aによって、図1に示す主走査モータ16側の第1収納空間S1と、主走査モータ16とは反対側の第2収納空間S2との2つの収納空間に区画されている。
第1収納空間S1内には、前後に延びたブロック状の発泡体(溶剤含浸部材)105と、この発泡体105に接触して発泡体105に超音波振動を与える超音波振動体(超音波振動付与手段)107とが配置されている。また、第1収納空間S1内には、記録ヘッド13のノズル面13bを洗浄するための洗浄液やインク等の清掃用溶剤104が満たされて、発泡体105に含浸させている。この清掃用溶剤104が含浸された発泡体105の上面105aの位置は、記録ヘッド13のノズル面13bと接触可能な程度の高さに設定されている(図7参照)。これにより、発泡体105は、この発泡体105に含浸された清掃用溶剤104をノズル面13bに接触させて、ノズル面に付着した増粘インク、ミスト、紙粉等の付着物F(図7参照)、特に液状から乾燥により増粘が進行して凝固化した増粘インクを分散させて再度液状にしつつ(再分散化しつつ)ノズル面13bを払拭するようになっている。
第2収納空間S2内には、ゴム等の弾性体で前後に延びる板状に構成され、発泡体105によるノズル面13bの払拭後に、ノズル面13bに摺接して付着物Fを払拭するワイパーブレード(ブレード)109と、このワイパーブレード109が払拭した(掻き取った)付着物Fを吸引により図示しない廃液タンクに向けて回収する付着物回収機構(回収手段)111とが配置されている。
本実施の形態では、発泡体105とワイパーブレード109とは、キャリッジ12の移動方向(主走査方向)に沿って互いに平行になるように並べて配置されていると共に、主走査モータ106から主走査方向(図7における矢印A方向)に向かって、発泡体105、ワイパーブレード109の順に配置されている。そして、図4に示すように、ワイパーブレード109の上面109aの高さは、発泡体105の上面105aよりも僅かに高い距離Bだけ離れるように設定されている。
また、ワイパーブレード109は、図5に示すように、モータやソレノイド等の駆動源113によって上下に移動自在に設けられている。この駆動源113は、インクジェット記録装置の動作を制御する制御部(駆動制御手段)115の制御によって駆動されて、ワイパーブレード109をノズル面13bを摺接する摺接位置(図4に示す位置)と、ワイパーブレード109の上面109aがノズル面13bから離れた離間位置(図6に示す位置)とに移動させる。本実施の形態では、離間位置は、ノズル面13bから少し下方に離れた位置からこれよりもう少し下方に離れた位置までの所定範囲であり、制御部115の制御によって駆動源113が駆動することにより、ワイパーブレード109がこの所定範囲内において上下動することが可能となっている。この際のワイパーブレード109の上限は、図6に示すようにワイパーブレード109の上面109aがノズル面13bから僅かに低い距離Cだけ離間した位置となっている。
具体的には、制御部115は、ヘッドクリーニング装置100のクリーニング動作開始時にキャリッジ12がその移動方向右端側に向けて移動しているとき(記録ヘッド13が発泡体15側からワイパーブレード109に向けて移動しているとき)は、図4に示すように、ワイパーブレード109を摺接位置に位置させ、ワイパーブレード109を通過した後にキャリッジ12がその移動方向左端側に向けて移動しているとき(記録ヘッド14がワイパーブレード109側から発泡体105に向けて移動しているとき)は、図6に示すように、ワイパーブレード109を離間位置に位置させる。更に、制御部115は、キャリッジ12を発泡体105上に往復動させて、発泡体105によるノズル面13bの払拭を行う場合には、ワイパーブレード109を離間位置に位置させたままにする。
また、ワイパーブレード109の初期位置は摺接位置に設定されており、ヘッドクリーニング装置100の非作動時には、制御部115はワイパーブレード109を摺接位置に位置させている。これにより、ヘッドクリーニング装置100の作動開始時において、ワイパーブレード109を摺接位置に移動させる手間を省略することができ、ワイパーブレード109を摺接位置に移動させるための時間を省略することができる。尚、初期位置は上記位置に限定されないが、ヘッドクリーニング装置100の作動開始時にワイパーブレード109を摺接位置まで移動させる時間を短縮できるように、摺接位置に近い位置が望ましい。
更に、制御部115は、ワイパーブレード109が付着物Fを払拭した後、図5に示すように、駆動源113を駆動させてワイパーブレード109を離間位置の上記所定範囲内で上下動させることによって、ワイパーブレード109に付着した付着物Fを付着物回収機構111に流し込ませて、廃液タンクに向けて吸引させる。
次に、図7及び図8に基づいて本実施の形態のヘッドクリーニング装置100の動作を説明する。本実施の形態では、インクジェット記録装置に設けられたカウンターがカウントした記録枚数が予め設定された記録枚数(印字枚数)に達したり、或いはインクジェット記録装置に設けられたタイマーが計時した放置時間(具体的には、前回のヘッドクリーニング装置100のクリーニングが終了してからの経過時間、インクジェット記録装置による記録動作終了後からの経過時間等)が予め設定された一定時間に達したり等のメンテナンスを行う所定条件を達成したとき、図7(a)に示すように、制御部115は、ワイパーブレード109が摺接位置に無い場合にはワイパーブレード109を摺接位置に位置させた後に超音波振動体107により発泡体105を振動させると共に、キャリッジ12をヘッドクリーニング装置100に向けて記録時よりも低速で移動させる(ステップS1〜ステップS3)。尚、上述のようにワイパーブレード109が初期位置である摺接位置にあるときには、ワイパーブレード109を摺接位置に移動させる動作を省略可能である。
この移動しているキャリッジ12が発泡体105に到達すると、図7(b)に示すように、記録ヘッド13のノズル面13bが清掃用溶剤104を含浸しかつ振動している発泡体105に接触することによって、清掃用溶剤104による増粘インク等の付着物Fの再分化を行いつつ発泡体105によるノズル面13bの払拭が行われる。
本実施の形態では、発泡体105に含浸された清掃用溶剤104による増粘インク等の付着物Fの再分化と、超音波振動体107による発泡体105の振動による再分化の促進との相乗効果によって、ノズル面13bに付着した付着物Fの再分化が効率的に行われた後に、発泡体105によるノズル面13bの払拭が行われるため、ノズル面13bを効率的に払拭することができる。しかも、キャリッジ12を記録動作時よりも低速で移動させることによって、キャリッジ12を記録動作と同じ速度で移動させた場合に比べて、ノズル面13bの付着物Fに対する清掃用溶剤104の接触時間及び発泡体105からの振動時間を多くとることができるので、より払拭効果を高めることができる。
発泡体105による払拭後、キャリッジ12が更に移動して、ワイパーブレード109に到達すると、図7(c)に示すように、ノズル面13bに接触したワイパーブレード109が弾性変形してノズル面13bに摺接することにより、発泡体105によって払拭しきれなかった付着物Fが払拭されると共に、ノズル面13bにメニスカスが形成される。
本実施の形態では、ワイパーブレード109による払拭前に、発泡体105に含浸された清掃用溶剤104による付着物Fをゆるませた(再分化を行った)直後に、ワイパーブレード109による払拭を行うため、極度に増粘したインク等の付着物であっても充分に払拭することができる。また、ノズル面13bに対するワイパーブレード109の払拭圧を、再分化されていない付着物を払拭する場合に比べて低く設定することができる。この結果、ノズル面13bに施されている撥水層の破損を抑えることができると共に、良好なメニスカスを形成することができる。
ワイパーブレード109による払拭後、キャリッジ12が更に移動して、図7(d)に示すように、キャリッジ12がワイパーブレード109を通過すると、制御部115は、ワイパーブレード109を上下動させて、ワイパーブレード109に付着した付着物Fを付着物回収機構111に回収させると共に、キャリッジ12を発泡体105に向けて移動させ(矢印Aとは反対方向に移動させて)、このキャリッジ12が発泡体105を通過した後、再びキャリッジ12をワイパーブレード109に向けて移動させる動作を繰り返して、ノズル面13bを発泡体105上に、予め設定された往復回数に到達するまで繰り返し往復させる(ステップS4〜ステップS6)。その後、制御部115はキャリッジ12を主走査モータ16の近傍にあるキャリッジ12のホームポジションに復帰させる(ステップS7)。
本実施の形態では、ワイパーブレード109による払拭後、ワイパーブレード109を離間位置に位置させて、ワイパーブレード109とノズル面13bとの干渉を回避しているので、不要なワイパーブレード109による払拭動作を削除することができ、ノズル面13bの撥水層の破損をより防止することができる。また、ノズル面13bを発泡体105上に往復動させることによって、長時間放置等によってノズル面13bに大量の増粘インク等の付着物Fが堆積した場合であっても、充分にこれを除去することができる。しかも、この往復動とワイパーブレード109に付着した付着物Fの除去とを同時に行っているので、これらを別々に行う場合に比べて、ヘッドクリーニング装置100のクリーニングに要する時間を短縮することができる。
本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能であることは言うまでもない。例えば、上述の実施の形態では、記録ヘッド13を主走査方向に走査して記録を行うシリアル型ヘッド方式を採用しているが、これに代えて、記録ヘッドを固定した状態で記録を行うライン型ヘッド方式を採用しても良い。
本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の要部を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の内部構造を概略的に示す側断面図である。 ヘッドクリーニング装置を示す図であり、(a)は同ヘッドクリーニング装置の平面図、(b)は同ヘッドクリーニング装置の側面図、(c)は同ヘッドクリーニング装置の前面図である。 図3のヘッドクリーニング装置の発泡体とワイパーブレードとの位置関係を説明する模式図である。 図3のヘッドクリーニング装置のワイパーブレードが上下動する状態を説明する模式図である。 図1の往復動するキャリッジの復路時におけるワイパーブレードの位置を説明する模式図である。 ヘッドクリーニング装置によるクリーニング動作を説明する模式図でありである。 図8はメンテナンス時のインクジェット記録装置の制御を示すフローチャートである。
符号の説明
12 キャリッジ
13 記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)
13a ノズル
13b ノズル面
100 ヘッドクリーニング装置
104 清掃用溶剤
105 発泡体(溶剤含浸部材)
107 超音波振動体(超音波振動付与手段)
109 ワイパーブレード(ブレード)
111 付着物回収機構(回収手段)
115 制御部(駆動制御手段)
F 付着物

Claims (4)

  1. ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのノズル面に付着した付着物を除去するヘッドクリーニング装置において、
    含浸された清掃用溶剤をノズル面に接触させて付着物を分散させつつノズル面を払拭する溶剤含浸部材と、
    溶剤含浸部材に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、ノズル面に摺接して付着物を払拭するブレードとを備え、
    超音波振動を与えた溶剤含浸部材でノズル面を払拭した後にブレードでノズル面を払拭することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
  2. 液滴吐出ヘッドはヘッドクリーニング装置に対向する位置に移動可能に設けられ、溶剤含浸部材とブレードとは液滴吐出ヘッドの移動方向に沿って並べて配置されており、
    ブレードはノズル面に摺接する摺接位置とノズル面から離間する離間位置とに移動自在に設けられ、
    このブレードを摺接位置及び離間位置の何れかに位置させる駆動制御手段を備え、
    この駆動制御手段は、液滴吐出ヘッドが溶剤含浸部材側からブレードに向けて移動しているときは、ブレードを摺接位置に位置させ、液滴吐出ヘッドがブレード側から溶剤含浸部材に向けて移動しているときは、ブレードを離間位置に位置させることを特徴とする請求項1に記載のヘッドクリーニング装置。
  3. ブレードに付着した付着物を回収する回収手段を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッドクリーニング装置。
  4. ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドを保持し記録媒体を横切る方向に直線運動を行うキャリッジとを備え、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
    請求項1乃至3の何れか1項に記載のヘッドクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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