JP2012091419A - 印字装置、インクジェットヘッドのクリーニング装置、及び、インクジェットヘッドのクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印字性能の劣化を抑制することを可能とする。
【解決手段】 インクを吐出するための複数のノズル穴からなるノズル列が形成されたノズルプレートを含むインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドと対向した状態で前記ノズルプレートに接触する撥インク性の撥インク面と、前記撥インク面が前記ノズルプレートに接触した状態で前記ノズルプレートとの間に隙間を形成するとともに前記撥インク面よりもインクの接触角が小さい親インク性の親インク面と、前記親インク面に形成された複数の吸引口と、を備えた吸引ノズルを含むクリーニング装置と、を具備することを特徴とする印字装置。
【選択図】 図５

Description

本発明の実施形態は、印字装置、インクジェットヘッドのクリーニング装置、及び、インクジェットヘッドのクリーニング方法に関する。

インクジェットヘッドのノズルプレートは、インクを吐出するノズル穴を有している。このようなインクジェットヘッドにおいては、ノズル穴からインクを吐出した際に、ノズル穴の周辺に余分なインクが残らないように、ノズルプレートの表面が撥インク性に保たれることが多い。

このようなインクジェットヘッドに対して、ノズルプレート上のノズル穴近傍に付着したインク等のクリーニングを吸引ノズルで吸引クリーニングする技術がある。例えば、吸引ノズルをノズルプレート上のノズル穴近傍に接触させながら摺動させて吸引クリーニングを行う、あるいは、吸引ノズルをノズルプレートと接触しないように隙間を保って移動させて吸引クリーニングを行う方法が提案されている。また、吸引ノズルの吸引力がノズル穴からのインク吐出方向の鉛直方向に作用するとノズル穴近傍でインクが引きちぎられやすくノズル内に気泡が発生する要因となることを避けるため、吸引力がインク吐出方向と交差する方向に作用するような空気の流れを考慮した吸引ノズルの構造なども提案されている。

ノズルプレート表面は、インク吐出性能安定化のために撥インク性を有するように処理されているため、インクを弾く。このため、吸引ノズルによって吸引クリーニングした際に、ノズルプレート表面に微小なインク滴となって残りやすく、また、このように残ったインク滴は空気流だけでは移動させにくい。したがって、ノズルプレート表面から残留インクを取り去ることができず、微小なインク滴が残るため、結果として、ノズルプレート表面のノズル穴近傍の撥インク性が悪化して、印字品質を悪化させるおそれがある。

特開平５−２０１０２８号公報 特開２００６−２１３０２６号公報 特開２００９−１３７２１０号公報 特開２００６−１８１８３７号公報

本実施形態の目的は、印字性能の劣化を抑制することが可能な印字装置、インクジェットヘッドのクリーニング装置、及び、インクジェットヘッドのクリーニング方法を提供することにある。

本実施形態によれば、
インクを吐出するための複数のノズル穴からなるノズル列が形成されたノズルプレートを含むインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドと対向した状態で前記ノズルプレートに接触する撥インク性の撥インク面と、前記撥インク面が前記ノズルプレートに接触した状態で前記ノズルプレートとの間に隙間を形成するとともに前記撥インク面よりもインクの接触角が小さい親インク性の親インク面と、前記親インク面に形成された複数の吸引口と、を備えた吸引ノズルを含むクリーニング装置と、を具備することを特徴とする印字装置が提供される。

本実施形態によれば、
インクジェットヘッドのクリーニング装置であって、撥インク性の撥インク面と、前記撥インク面に対して窪み、前記撥インク面よりもインクの接触角が小さい親インク性の親インク面と、前記親インク面に形成された複数の吸引口と、を備えた吸引ノズルを具備することを特徴とするクリーニング装置が提供される。

本実施形態によれば、
インクを吐出するための複数のノズル穴からなるノズル列が形成されたノズルプレートを含むインクジェットヘッドと対向した状態で移動しながら吸引クリーニングを行う吸引ノズルを含むクリーニング装置に適用可能なインクジェットヘッドのクリーニング方法であって、前記インクジェットヘッドと対向した状態で前記ノズルプレートに前記吸引ノズルの撥インク面を接触させるとともに、前記ノズルプレートと前記吸引ノズルの親インク面との間に隙間を形成し、前記親インク面に形成された複数の吸引口から、前記隙間の空気流によって引き寄せられたインクを吸引する、ことを特徴とするクリーニング方法が提供される。

本実施形態によれば、
インクを吐出するための複数のノズル穴からなるノズル列が形成されたノズルプレートを含むインクジェットヘッドと対向した状態で移動しながら吸引クリーニングを行う吸引ノズルを含むクリーニング装置に適用可能なインクジェットヘッドのクリーニング方法であって、前記インクジェットヘッドと対向する位置への進入に伴って、前記ノズルプレートの表面のインク滴をかき集めてインク滴溜まりを形成し、前記吸引ノズルの移動に伴って、前記ノズルプレートの表面のインク滴を前記インク溜まりに合体させながら吸引する、ことを特徴とするクリーニング方法が提供される。

図１は、本実施形態の印字装置であるインクジェット記録装置１の構成例を概略的に示す図である。 図２は、図１に示したインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドの構成を概略的に示す分解斜視図である。 図３は、図２に示したインクジェットヘッドを第２方向に沿って切断した構造を概略的に示す断面図である。 図４は、図２に示したインクジェットヘッドをクリーニングするためのクリーニング装置の構造を概略的に示す斜視図である。 図５は、図４に示したクリーニング装置を構成する吸引ノズルの構造を概略的に示す斜視図である。 図６は、図５に示した吸引ノズルのインクジェットヘッドに対する移動状態を説明するための斜視図である。 図７は、吸引ノズルがインクジェットヘッドと対向する位置に進入する際の、吸引口と、ノズルプレート及びノズル穴との位置関係を示す図である。 図８は、インクジェットヘッドと吸引ノズルとが対向した状態を示す移動方向に直交する面内での断面図である。 図９は、インクジェットヘッドと吸引ノズルとが対向した状態を示す移動方向に平行な面内での断面図である。 図１０は、本実施形態における吸引ノズルの傾斜面の作用を説明するための図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態の印字装置であるインクジェット記録装置１の構成例を概略的に示す図である。

すなわち、インクジェット記録装置１は、記録媒体である用紙にカラー印刷を行うものである。用紙としては、例えば、普通紙（plain paper）、コート紙（coated paper）、ＯＨＰ用紙（OHP sheet）等を用いることが可能である。

インクジェット記録装置１の筐体１１４内には、手差しトレイ１０４またはペーパーカセット１０５から、印字部１００を介して排紙トレイ１１１または排紙トレイ１１２へ至る用紙経路Ｐが設けられている。手差しトレイ１０４及びペーパーカセット１０５には、積層された用紙を一枚ずつ分離して用紙経路Ｐへ供給する給紙機構１０６が設けられている。用紙経路Ｐには、印字部１００おいて印字が行われた用紙を排紙トレイ１１１または排紙トレイ１１２に排紙する排紙機構１０７、用紙の排紙先を排紙トレイ１１１または排紙トレイ１１２に振り分ける振分ゲート１１０、振分ゲート１１０によって振り分けられた用紙を排紙トレイ１１２に向けて用紙を搬送する用紙搬送機構１１３などが設けられている。

印字部１００は、ドラム１０２と、印字ユニット１０３と、によって構成されている。このような印字部１００では、ドラム１０２の外周に用紙を担持した状態で所定速度で回転しながら、印字ユニット１０３によって印字データに基づく印字を行う。

印字ユニット１０３は、例えば、４つのノズルユニット１２０Ｃ（シアン）、１２０Ｙ（イエロー）、１２０Ｍ（マゼンタ）、１２０Ｂ（ブラック）を備えている。用紙経路Ｐにおいて、給紙機構１０６側を上流側とし、排紙機構１０７側を下流側とすると、各ノズルユニット１２０Ｃ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｂは、上流側からこの順に配置されている。

各ノズルユニット１２０Ｃ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｂは、後述するインクジェットヘッド２を複数備えている。各ノズルユニット１２０Ｃ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｂにおける複数のインクジェットヘッドは、ドラムの回転軸と平行な第１方向に沿って配置されている。本実施形態において、各ノズルユニット１２０Ｃ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｂは、それぞれのインクジェットヘッド２のノズルをドラム１０２の上方に対向させるように配置されている。

また、このインクジェット記録装置１は、後述するクリーニング装置３を備えている。

図２は、図１に示したインクジェット記録装置１におけるインクジェットヘッド２の構成を概略的に示す分解斜視図である。

すなわち、インクジェットヘッド２は、主要部１０、ノズルプレート２０、マスクプレート３０、及び、ホルダ４０を備えている。このインクジェットヘッド２は、上記したドラムの回転軸と平行な第１方向Ｘを長手方向とした概略直方体形状である。なお、以下の説明において、第１方向Ｘに概ね直交する方向を第２方向Ｙとし、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向を第３方向Ｚとし、第３方向Ｚに沿った「上」とは上記したドラム側（あるいは、重力方向）に相当し、第３方向Ｚに沿った「下」とはドラムから遠ざかる側（あるいは、反重力方向）に相当する。

主要部１０は、絶縁基板１１、枠体１２、圧電部材１３などを備えて構成されている。

絶縁基板１１は、例えば、アルミナなどのセラミックス製であり、第１方向Ｘに沿って延出した概略長方形の板状に形成されている。この絶縁基板１１は、ノズルプレート２０と対向する側に上面１１Ａを有するとともに、ホルダ４０と対向する側に下面１１Ｂを有している。このような絶縁基板１１は、インク供給口１１ｉｎ及びインク排出口１１ｏｕｔを有している。これらのインク供給口１１ｉｎ及びインク排出口１１ｏｕｔは、上面１１Ａから下面１１Ｂまで貫通している。

枠体１２は、例えば、金属製であり、矩形枠状に形成されている。この枠体１２は、絶縁基板１１の上面１１Ａに配置されている。圧電部材１３は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）製であり、絶縁基板１１の上面１１Ａにおいて枠体１２で囲まれた内側に配置されている。各圧電部材１３は、第１方向Ｘに概ね直交する第２方向Ｙに沿って延出している。これらの圧電部材１３は、第１方向Ｘに沿って並んでいる。第１方向Ｘに沿って並んだ一対の圧電部材１３の間には、第２方向Ｙに沿って延出したインク圧力室１４がスリット状に形成される。

図示した例では、第１方向Ｘに沿って並んだ圧電部材１３の列が２列形成されている。複数のインク供給口１１ｉｎは、絶縁基板１１の略中央部、つまり、２列の圧電部材１３の列の間において第１方向Ｘに沿って並んでいる。複数のインク排出口１１ｏｕｔは、絶縁基板１１の周辺部、つまり、圧電部材１３と枠体１２との間において第１方向Ｘに沿って並んでいる。このような構成により、インク供給口１１ｉｎのそれぞれからインク圧力室１４に向けてインクが供給され、インク圧力室１４を通過したインクがインク排出口１１ｏｕｔのそれぞれから排出される。

ノズルプレート２０は、例えば、ポリイミド製であり、第１方向Ｘに沿って延出した概略長方形の平板状に形成されている。このノズルプレート２０は、第３方向Ｚに沿って主要部１０の上方に配置されている。このノズルプレート２０は、マスクプレート３０と対向する側に上面（あるいは、ノズルプレート表面）２０Ａを有するとともに、主要部１０と対向する側に下面２０Ｂを有している。このノズルプレート２０の下面２０Ｂと、枠体１２及び圧電部材１３とは、図示しない接着剤により接着されている。

このようなノズルプレート２０は、ノズル穴２１を有している。各ノズル穴２１は、インク圧力室１４に対向して形成されている。これらのノズル穴２１は、Ｘ−Ｙ平面において円形であり、略同一径を有するように形成されている。ノズル穴２１の径は、例えば、３０μｍである。

複数のノズル穴２１は、概略第１方向Ｘに沿って並んでおり、ノズル列２１１及び２１２を形成している。図示した例では、ノズルプレート２０には、２列のノズル列２１１及び２１２が形成されているが、ノズル列は１列であっても良いし３列以上であっても良い。ノズル列２１１とノズル列２１２との間隔、つまり、ノズル列２１１を形成するノズル穴２１の中心と、ノズル列２１２を形成するノズル穴２１の中心との第２方向Ｙに沿った距離は、例えば、６ｍｍである。

本実施形態においては、ノズル列２１１を形成するノズル穴２１の並び方向及びノズル列２１２を形成するノズル穴２１の並び方向は、いずれもインクジェットヘッド２の長手方向である第１方向Ｘと平行であるものとして、以下説明するが、厳密には、各ノズル列２１１及び２１２を形成するそれぞれのノズル穴２１が第１方向Ｘに沿った同一直線上に位置していない場合もある。

図示した例では、ノズル列２１１の互いに隣接するノズル穴２１は、第１方向Ｘに沿った同一直線上に形成されていない。同様に、ノズル列２１２の互いに隣接するノズル穴２１も、第１方向Ｘに沿った同一直線上に形成されていない。ここでは、３個のノズル穴２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが徐々に第２方向Ｙにずれて形成され、２個おきに並んだノズル穴２１が第１方向Ｘに沿った同一直線上に形成されている。つまり、３個のノズル穴２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに対して交差する直線上に形成されている。

マスクプレート３０は、例えば、金属製であり、ノズルプレート２０を囲む枠状に形成されている。このマスクプレート３０は、第３方向Ｚに沿って主要部１０の上方に配置されている。このマスクプレート３０は、ノズルプレート２０の外径と略同等の長方形状の開口部３０Ｈを有している。このマスクプレート３０と、枠体１２とは、図示しない接着剤により接着されている。

ホルダ４０は、第３方向Ｚに沿って主要部１０の下方に配置されている。このホルダ４０は、インク供給口１１ｉｎに向けてインクを導入するためのインク導入路４１、及び、インク排出口１１ｏｕｔから排出されたインクを回収するインク回収路４２を有している。インク導入路４１には、図示しないインクタンクからインクを導入するための導入用パイプ５１が接続されている。インク回収路４２には、インクをインクタンクに回収するための回収用パイプ５２が接続されている。このホルダ４０は、主要部１０と対向する側に上面４０Ａを有している。このホルダ４０の上面４０Ａと、絶縁基板１１の下面１１Ｂとは、図示しない接着剤により接着されている。

図３は、図２に示したインクジェットヘッド２を第２方向Ｙに沿って切断した構造を概略的に示す断面図である。ここでは、圧電部材１３を含む断面を図示している。

枠体１２及び圧電部材１３が配置された絶縁基板１１は、ホルダ４０と接着されている。圧電部材１３は、Ｙ−Ｚ平面内に台形状の断面を有している。ノズルプレート２０は、枠体１２に接着されるとともに圧電部材１３にも接着されている。マスクプレート３０は、ノズルプレート２０よりも外側で枠体１２に接着されている。マスクプレート３０の開口部３０Ｈには、ノズルプレート２０が配置されている。このとき、ノズルプレート２０の上面２０Ａは、マスクプレート３０の上面３０Ａよりも第３方向Ｚに突出している。

ノズルプレート２０の上面２０Ａは、撥インク性である。例えば、上面２０Ａは、ポリイミド製のノズルプレート２０に撥インク性を呈する材料、例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂からなる被膜をコーティングすることによって形成されている。これにより、インク吐出性能を安定化している。

図４は、図２に示したインクジェットヘッド２をクリーニングするためのクリーニング装置３の構造を概略的に示す斜視図である。

すなわち、クリーニング装置３は、吸引ノズル８０、吸引ポンプ９１、インク回収ビン９２などを備えて構成されている。吸引ノズル８０の詳細な構造については後述する。吸引ノズル８０とインク回収ビン９２とは、配管９３を介して接続されている。また、吸引ポンプ９１とインク回収ビン９２とは、配管９４を介して接続されている。

この吸引ノズル８０は、図示を省略した移動機構により、インクジェットヘッド２の長手方向、つまり、第１方向Ｘと平行な方向に移動可能である。より具体的には、吸引ノズル８０は、インクジェットヘッド２と対向しない位置、例えば図中左側の待機位置と、インクジェットヘッド２に対向する位置との間を移動可能であり、移動しながらインクジェットヘッド２のノズルプレート上あるいはノズル穴近傍に付着したインク等の吸引クリーニングを行う。

この吸引クリーニングは、吸引ノズル８０が矢印Ａ１で示したように待機位置からインクジェットヘッド２に対向する位置に向かって移動（前進移動）する際、また、吸引ノズル８０が矢印Ａ２で示したようにインクジェットヘッド２に対向する位置から待機位置に向かって移動（後進移動）する際に行われる。このようなインクの吸引は、吸引ポンプ９１によりインク回収ビン９２内の気圧を下げることによって吸引ノズル８０とインクジェットヘッド２との隙間に空気流を発生させることにより行われる。

なお、ここでは、吸引クリーニングに際して、インクジェットヘッド２の位置は固定される一方で吸引ノズル８０が移動する場合について説明するが、逆に、吸引ノズル８０の位置は固定される一方でインクジェットヘッド２が移動しても良く、インクジェットヘッド２の位置と吸引ノズル８０の位置とが相対的に変化するような構成であれば良い。

図５は、図４に示したクリーニング装置を構成する吸引ノズル８０の構造を概略的に示す斜視図である。

すなわち、吸引ノズル８０は、撥インク性の撥インク面８１及び８２と、撥インク面８１及び８２よりもインクの接触角が小さい親インク性の親インク面８３と、親インク面８３に形成された複数の吸引口８４Ａ乃至８４Ｃと、を備えている。

図示した例では、撥インク面８１及び８２は、親インク面８３を挟む両側にそれぞれ形成されている。つまり、撥インク面８１、親インク面８３、撥インク面８２は、第２方向Ｙに沿ってこの順に並んでいる。これらの撥インク面８１及び８２と、親インク面８３とは、第１方向Ｘに沿って延在している。

親インク面８３は、撥インク面８１及び８２に対して窪んでいる。つまり、撥インク面８１及び８２は、図示しないインクジェットヘッドと対向した際にインクジェットヘッドに向かって突出しており、親インク面８３は、インクジェットヘッドから遠ざかる側に形成されている。このため、撥インク面８１及び８２と親インク面８３との間には段差が形成されている。このような撥インク面８１及び８２と親インク面８３との段差は、例えば、０．１ｍｍである。

吸引口８４Ａ乃至８４Ｃのそれぞれは、Ｘ−Ｙ平面において円形であり、略同一径を有するように形成されている。吸引口８４Ａ乃至８４Ｃの径は、図示しないノズル穴２１の径よりも大きく、例えば、３０μｍである。これらの吸引口８４Ａ乃至８４Ｃは、吸引ノズル８０の内部で繋がり、配管９３と連通している。

また、これらの吸引口８４Ａ乃至８４Ｃは、第２方向Ｙに沿った同一直線上に位置しており、この順に並んでいる。ここでは、吸引口８４Ａは親インク面８３における撥インク面８１の近傍に形成され、吸引口８４Ｃは親インク面８３における撥インク面８２の近傍に形成され、吸引口８４Ａと吸引口８４Ｃとの間の吸引口８４Ｂは親インク面８３の略中央に形成されている。吸引口８４Ａの中心と吸引口８４Ｂの中心との第２方向Ｙに沿った距離、及び、吸引口８４Ｂの中心と吸引口８４Ｃの中心との第２方向Ｙに沿った距離は、略同一であり、また、図示しないノズル列２１１とノズル列２１２との間隔と略同一であり、例えば、６ｍｍである。

また、吸引ノズル８０は、撥インク面８１及び８２と、親インク面８３とのそれぞれから下方（つまり、インクジェットヘッドと対向した際にインクジェットヘッドから遠ざかる側）に向かって折り曲げられた傾斜面８５Ａ及び８５Ｂ、８６Ａ及び８６Ｂ、８７Ａ及び８７Ｂを備えている。

傾斜面８５Ａ及び８５Ｂは、撥インク面８１を挟んだ両側に形成され、撥インク性である。傾斜面８６Ａ及び８６Ｂは、撥インク面８２を挟んだ両側に形成され、撥インク性である。傾斜面８７Ａ及び８７Ｂは、親インク面８３を挟んだ両側に形成され、親インク性である。

傾斜面８５Ａ、８７Ａ、８６Ａは、第２方向Ｙに沿ってこの順に並んでおり、吸引ノズル８０が矢印Ａ１の向きに前進移動する際の先端部となる。傾斜面８５Ｂ、８７Ｂ、８６Ｂは、第２方向Ｙに沿ってこの順に並んでおり、吸引ノズル８０が矢印Ａ２の向きに後進移動する際の先端部となる。

撥インク面８１とこれに繋がった傾斜面８５Ａ及び８５Ｂ、及び、撥インク面８２とこれに繋がった傾斜面８６Ａ及び８６Ｂのそれぞれは、摩擦抵抗が小さく、耐薬品性を有し、且つ、撥インク性を有する材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂など）によって形成されるか、基材上に表面処理（例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂などからなる被膜のコーティング）を施すことによって形成される。

親インク面８３とこれに繋がった傾斜面８７Ａ及び８７Ｂは、親インク性を有する材料（例えば、ステンレスなど）によって形成されるか、基材上に親インク性を有するような表面処理（例えば、プラズマＣＶＤ法などによる酸化チタン薄膜の成膜）を施すことによって形成される。

本実施形態においては、ステンレス製の基材の両側にフッ素系樹脂からなる被膜をコーティングし、基材が露出している部分が親インク面８３及び傾斜面８７Ａ及び８７Ｂとなり、被膜がコーティングされている部分が撥インク面８１及び傾斜面８５Ａ及び８５Ｂ、及び、撥インク面８２及び傾斜面８６Ａ及び８６Ｂとなる。撥インク面８１及び８２と親インク面８３との段差は、基材上にコーティングされた被膜の厚さに相当する。

また、吸引ノズル８０は、撥インク面８１及び８２の外側にそれぞれ形成されたガイド８８を備えている。このガイド８８は、撥インク面８１及び８２よりも上方（つまり、インクジェットヘッドに近接する側）に向かって突出している。このようなガイド８８は、例えば、撥インク性を有する材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂など）によって形成されている。撥インク面８１及び８２及び親インク面８３を挟んで向かい合うガイド８８の間の間隔、つまり、第２方向Ｙに沿った距離は、インクジェットヘッドの長手方向に直交する第２方向Ｙの幅と略同一である。

図６は、図５に示した吸引ノズル８０のインクジェットヘッド２に対する移動状態を説明するための斜視図である。

すなわち、吸引ノズル８０は、第１ポジション（待機位置）Ｐ１から矢印Ａ１の方向に移動し、傾斜面８５Ａ、８６Ａ、８７Ａを先端部としてインクジェットヘッド２と対向する位置に進入する。このとき、吸引ノズル８０は、一対のガイド８８がインクジェットヘッド２のマスクプレート３０を挟持するため、安定して直線的に移動可能である。

吸引ノズル８０は、インクジェットヘッド２と対向する位置を越えた第２ポジションＰ２に到達した後、矢印Ａ２の方向に移動し、傾斜面８５Ｂ、８６Ｂ、８７Ｂを先端部としてインクジェットヘッド２と対向する位置に進入する。このときも、吸引ノズル８０の一対のガイド８８は、インクジェットヘッド２のマスクプレート３０を挟持する。そして、吸引ノズル８０は、再び第１ポジションＰ１まで移動する。

吸引ノズル８０による吸引クリーニングは、矢印Ａ１の方向の移動の際、及び、矢印Ａ２の方向の移動の際の少なくとも一方で行われる。

図７は、吸引ノズル８０がインクジェットヘッド２と対向する位置に進入する際の、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃと、ノズルプレート２０及びノズル穴２１との位置関係を示す図である。ここでは、図６におけるＢの方向から見たときの吸引ノズル８０の平面図、及び、図６におけるＣの方向から見たときのインクジェットヘッド２の平面図が示されている。

ノズルプレート２０の第２方向Ｙに沿った幅は、撥インク面８１及び８２の間に位置する親インク面８３の第２方向Ｙに沿った幅よりも広い。吸引ノズル８０がインクジェットヘッド２と対向した状態では、ノズルプレート２０は、親インク面８３を跨ぎ、撥インク面８１及び８２の双方と対向する。

上記の通り、インクジェットヘッド２のノズルプレート２０は、マスクプレート３０よりも吸引ノズル８０の側に突出しており、また、吸引ノズル８０の撥インク面８１及び８２は、親インク面８３よりもインクジェットヘッド２の側に突出している。このため、吸引ノズル８０がインクジェットヘッド２と対向した状態では、撥インク面８１及び８２の双方は、ノズルプレート２０に接触する。具体的には、撥インク面８１及び８２の双方における斜線部分と、ノズルプレート２０の斜線部分とが接触する。撥インク面８１及び８２がノズルプレート２０に接触した状態では、親インク面８３は、ノズルプレート２０とは接触せず、後述するようにノズルプレート２０との間に隙間を形成する。

なお、吸引ノズル８０がインクジェットヘッド２と対向した状態では、マスクプレート３０は、撥インク面８１及び８２のいずれとも接触しないし、当然のことながら親インク面８３とも接触しない。

つまり、吸引ノズル８０がインクジェットヘッド２と対向した状態では、その移動方向（つまり、矢印Ａ１及びＡ２の方向）と平行な方向から隙間に空気を取り込むことが可能な開口が形成され、移動方向に対して直交する方向は、ノズルプレート２０と撥インク面８１及び８２とが接触するため塞がっている。

吸引ノズル８０の吸引口８４Ａ乃至８４Ｃのそれぞれは、吸引ノズル８０がインクジェットヘッド２と対向した状態で、インクジェットヘッド２のノズルプレート２０に形成されたノズル穴２１と対向する位置からずれた位置に形成されている。つまり、吸引ノズル８０がインクジェットヘッド２の直下（鉛直方向）に位置しながら移動する際に、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃのいずれもノズル穴２１の直下に位置することはない。換言すると、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃのいずれもノズル列２１１及び２１１の双方の直下を通過することはない。

また、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃのそれぞれは、ノズル列２１１及び２１２と対向する位置を挟む両側にそれぞれ形成されている。具体的には、吸引ノズル８０がインクジェットヘッド２の直下に位置しながら移動する際に、吸引口８４Ａ（第１吸引口に相当）及び吸引口８４Ｂ（第２吸引口に相当）はノズル列２１１の両側を移動し、吸引口８４Ｂ（第１吸引口に相当）及び吸引口８４Ｃ（第２吸引口に相当）はノズル列２１２の両側を移動する。

図示した例では、ノズルプレート２０に２列のノズル列２１１及び２１２が形成されているが、ノズル列は１列であっても良いし３列以上であっても良く、いずれの場合であっても、ノズル列の両側を吸引口が移動する構成が望ましい。つまり、ノズルプレート２０に形成されるノズル列の数をｎとしたとき、吸引ノズル８０に形成される吸引口の数は少なくとも（ｎ＋１）とすることが望ましい。

図８は、インクジェットヘッド２と吸引ノズル８０とが対向した状態を示す移動方向に直交する面内（Ｙ−Ｚ平面）での断面図である。図９は、インクジェットヘッド２と吸引ノズル８０とが対向した状態を示す移動方向に平行な面内（Ｘ−Ｚ平面）での断面図である。

吸引ノズル８０を移動させながらノズルプレート２０の上面２０Ａにおけるノズル穴２１の近傍に付着したインク等の吸引クリーニングを行うに際しては、インクジェットヘッド２と吸引ノズル８０とが対向した状態において、マスクプレート３０よりも吸引ノズル８０の側に突出したノズルプレート２０は、親インク面８３よりもインクジェットヘッド２の側に突出した撥インク面８１及び８２と接触する。このとき、ノズルプレート２０と親インク面８３との間には、隙間ｄが形成される。つまり、ノズルプレート２０に形成されたノズル穴２１が親インク面８３に接触することはないし、親インク面８３に形成された吸引口８４Ａ乃至８４Ｃがノズルプレート２０に接触することもない。

ここで、ノズルプレート２０の上面２０Ａは、上記の通り、インク吐出性能の安定化のため撥インク性を有するように処理されている（ここでは、撥インク性を呈する被膜によってコーティングされている）。このため、上面２０Ａに残留したインクは、弾かれてインク滴となりやすい。

一方で、上面２０Ａとの間に隙間ｄを形成する親インク面８３では、インクが馴染みやすく、上面２０Ａのインク滴を合体させ、インクの集合体（以降、インク溜りと称する場合がある）２００が形成されやすくなる。

吸引ノズル８０による吸引が開始されると、移動方向Ａに対して平行な方向（第１方向Ｘ）から隙間ｄに空気が取り込まれ、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃの各々に向かって空気流ｅが形成される。隙間ｄに形成されたインク溜り２００は、他のインク滴やゴミ等とともに隙間ｄを流れる空気流ｅによって吸引口８４Ａ乃至８４Ｃに引き寄せられて合体しながら、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃから吸引される。

これにより、ノズルプレート２０の上面２０Ａでのインク滴の残留を抑制することができ、清浄化できる。また、吸引ノズル８０において、親インク面８３での微小なインク滴の残留を抑制することができ、親インク面上の残留インクによるノズルプレート２０の汚染を防止できる。このため、インク吐出性能を安定化し、印字性能の劣化を抑制することが可能となる。

また、ノズルプレート２０の上面２０Ａと接触して摺動する撥インク面８１及び８２は、摩擦抵抗が小さい。このため、吸引ノズル８０がスムースに移動可能となるとともに、上面２０Ａを傷付け撥インク性が破壊されてインクを弾かなくなることを抑制することができる。したがって、上面２０Ａの撥インク面８１及び８２と接触する領域について撥インク性を維持することが可能となる。

また、撥インク面８１及び８２では、インクが弾かれ、インク溜りの形成を抑制することができる。このため、上面２０Ａの撥インク面８１及び８２と接触する領域でのインクの残留及びインクの固着を抑制することが可能となる。このため、インク吐出性能を安定化し、印字性能の劣化を抑制することが可能となる。

また、本実施形態においては、親インク面８３の両側に撥インク面８１及び８２が位置しているため、親インク面８３に形成されるインク溜り２００の広がりを抑制することが可能となる。

また、本実施形態においては、親インク面８３の吸引口８４Ａ乃至８４Ｃは、ノズルプレート２０と対向する位置に形成されている。また、ノズルプレート２０のノズル穴２１は、吸引ノズル８０の親インク面８３と対向する位置に形成されている。つまり、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃは、ノズル穴２１と対向する位置からずれた位置に形成されている。ノズル列２１１を形成するノズル穴２１は、親インク面８３上の吸引口８４Ａと吸引口８４Ｂとの間の位置に対向している。ノズル列２１２を形成するノズル穴２１は、親インク面８３上の吸引口８４Ｂと吸引口８４Ｃとの間の位置に対向している。図示した例では、ノズル穴２１のそれぞれは、隣接する２つの吸引口の略中間の位置に対向している。

このため、吸引ノズル８０の移動に伴い、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃのそれぞれは、ノズル穴２１と対向する位置からずれた位置を移動することになる。より具体的には、吸引口８４Ａ及び８４Ｂは、ノズル列２１１と対向する位置を挟む両側を移動する。また、吸引口８４Ｂ及び８４Ｃは、ノズル列２１２と対向する位置を挟む両側を移動する。

これにより、複数の吸引口８４Ａ乃至８４Ｃからインク溜り２００を効率よく吸引することが可能となる。また、ノズル穴２１の近傍において、ノズル穴２１の両側に位置する吸引口からバランスよく吸引されるため、インクが引きちぎられてノズル内に気泡が発生するといった不具合の発生も抑制することが可能となる。

また、本実施形態において、吸引ノズル８０は、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃのそれぞれとノズル穴２１のそれぞれとの位置が適切になるように、一対のガイド８８によりインクジェットヘッド２のマスクプレート３０を挟持しながら移動する。このため、吸引ノズル８０の第２方向Ｙの移動が規制され、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃとノズル穴２１との位置関係を適切な状態に維持することが可能となる。

また、本実施形態において、隙間ｄを形成するノズルプレート２０の上面２０Ａから親インク面８３までの第３方向Ｚに沿った距離は、０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。隙間ｄを形成する距離が０．１ｍｍより広い場合には、インク滴が合体しにくくなり、また、インク溜り２００を吸引する空気流ｅの流速が遅くなりインク溜り２００を吸引する吸引力が弱くなってしまう。また、隙間ｄを形成する距離が０．０５ｍｍより狭い場合には、空気の流れが阻害されてしまい、インク滴等を引き寄せにくくなってしまう。したがって、上記の範囲に設定することにより、インク溜り２００を形成しやすくなるとともにインク溜り２００を吸引する適度な流速の空気流ｅを形成することが可能となり、インク溜り２００を吸引しやすくなる。

図１０は、吸引ノズル８０の傾斜面の作用を説明するための図である。ここでは、親インク面８３に繋がった傾斜面８７Ａの作用について説明するが、傾斜面８７Ｂについても同様である。

吸引ノズル８０が矢印Ａ１の方向に移動する場合、傾斜面８７Ａは、インクジェットヘッド２と対向する位置に進入する先端部となる。この傾斜面８７Ａは、ノズルプレート２０の上面２０Ａに対して鋭角θ（＜９０°）をなし、親インク面８３から離れるほど上面２０Ａから遠ざかるように形成されている。

このような傾斜面８７Ａは、親インク面８３と同様に、ノズルプレート２０には接触していないが、インクジェットヘッド２と対向する位置への進入に伴って、ノズルプレート２０の上面２０Ａのインク滴をかき集めて合体させ、インク溜り２００を形成する。このとき、傾斜面８７Ａが上記の通り上面２０Ａに対して鋭角をなしているため、上面２０Ａからインク滴をかき落とすことがなく、傾斜面８７Ａと上面２０Ａとの間にインク溜り２００を形成することが可能となる。

そして、吸引ノズル８０の移動に伴って、ノズルプレート２０の上面２０Ａのインク滴をインク溜り２００に合体させながら吸引する。このとき、傾斜面８７Ａと上面２０Ａとの間のインク溜り２００は、吸引ノズル８０の移動経路上のインク滴と順次合体する一方で、親インク面８３と上面２０Ａとの間に引き寄せられ、吸引口８４Ａ乃至８４Ｃから吸引される。

このように、吸引ノズル８０の移動方向の先端部が傾斜面であることにより、インクジェットヘッド２と対向する位置にスムースに進入することができ、ノズルプレート２０からインク滴をかき落とすこともないため、周囲の汚染を抑制することが可能となる。また、インク滴をインク溜り２００に合体させやすくなり、このインク溜り２００を吸引することで、ノズルプレート２０の上面２０Ａ及び親インク面８３でのインク滴の残留を抑制することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、印字性能の劣化を抑制することが可能な印字装置、インクジェットヘッドのクリーニング装置、及び、インクジェットヘッドのクリーニング方法を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…インクジェット記録装置
２…インクジェットヘッド
２０…ノズルプレート ２０Ａ…上面
２１…ノズル穴 ２１１及び２１２…ノズル列
３０…マスクプレート
３…クリーニング装置
８０…吸引ノズル
８１及び８２…撥インク面 ８３…親インク面
８４Ａ乃至Ｃ…吸引口
８５Ａ及び８５Ｂ…傾斜面 ８６Ａ及び８６Ｂ…傾斜面 ８７Ａ及び８７Ｂ…傾斜面
８８…ガイド
ｄ…隙間
２００…インク溜り（集合体）

Claims (20)

1. インクを吐出するための複数のノズル穴からなるノズル列が形成されたノズルプレートを含むインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドと対向した状態で前記ノズルプレートに接触する撥インク性の撥インク面と、前記撥インク面が前記ノズルプレートに接触した状態で前記ノズルプレートとの間に隙間を形成するとともに前記撥インク面よりもインクの接触角が小さい親インク性の親インク面と、前記親インク面に形成された複数の吸引口と、を備えた吸引ノズルを含むクリーニング装置と、
   を具備することを特徴とする印字装置。
2. 前記吸引口のそれぞれは、前記ノズル穴と対向する位置からずれた位置に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の印字装置。
3. 前記複数の吸引口は、前記ノズル列と対向する位置を挟む両側にそれぞれ形成された第１吸引口及び第２吸引口を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の印字装置。
4. 前記ノズル列の数をｎとしたとき、前記吸引口の数は少なくとも（ｎ＋１）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の印字装置。
5. 前記吸引口の径は、前記ノズル穴の径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の印字装置。
6. 前記撥インク面は、前記親インク面を挟む両側にそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の印字装置。
7. 前記吸引ノズルは、前記インクジェットヘッドと対向した状態で前記インクジェットヘッドを挟持するガイドを備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の印字装置。
8. 前記吸引ノズルは、前記インクジェットヘッドと対向する位置に進入する先端部が前記ノズルプレートの上面に対して鋭角をなす傾斜面であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の印字装置。
9. 前記隙間を形成する前記ノズルプレートの上面から前記親インク面までの距離は、０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の印字装置。
10. 前記ノズルプレートの上面は、撥インク性であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の印字装置。
11. インクジェットヘッドのクリーニング装置であって、
    撥インク性の撥インク面と、
    前記撥インク面に対して窪み、前記撥インク面よりもインクの接触角が小さい親インク性の親インク面と、
    前記親インク面に形成された複数の吸引口と、
    を備えた吸引ノズルを具備することを特徴とするクリーニング装置。
12. 前記撥インク面は、前記親インク面を挟む両側にそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のクリーニング装置。
13. 前記吸引ノズルは、さらに、前記撥インク面の外側にそれぞれ形成されるとともに前記撥インク面よりも上方に向かって突出したガイドを備えたことを特徴とする請求項１２に記載のクリーニング装置。
14. 前記吸引ノズルは、さらに、前記撥インク面及び前記親インク面から下方に向かって折り曲げられた傾斜面を備えたことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
15. インクを吐出するための複数のノズル穴からなるノズル列が形成されたノズルプレートを含むインクジェットヘッドと対向した状態で移動しながら吸引クリーニングを行う吸引ノズルを含むクリーニング装置に適用可能なインクジェットヘッドのクリーニング方法であって、
    前記インクジェットヘッドと対向した状態で前記ノズルプレートに前記吸引ノズルの撥インク面を接触させるとともに、前記ノズルプレートと前記吸引ノズルの親インク面との間に隙間を形成し、
    前記親インク面に形成された複数の吸引口から、前記隙間の空気流によって引き寄せられたインクを吸引する、
    ことを特徴とするクリーニング方法。
16. 前記吸引口のそれぞれは、前記ノズル穴と対向する位置からずれた位置を移動することを特徴とする請求項１５に記載のクリーニング方法。
17. 前記複数の吸引口は、前記ノズル列と対向する位置を挟む両側を移動することを特徴とする請求項１５または１６に記載のクリーニング方法。
18. 前記吸引ノズルは、前記インクジェットヘッドのマスクプレートを挟持しながら移動することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
19. 移動方向と平行な方向から前記隙間に空気を取り込んで空気流を形成することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
20. インクを吐出するための複数のノズル穴からなるノズル列が形成されたノズルプレートを含むインクジェットヘッドと対向した状態で移動しながら吸引クリーニングを行う吸引ノズルを含むクリーニング装置に適用可能なインクジェットヘッドのクリーニング方法であって、
    前記インクジェットヘッドと対向する位置への進入に伴って、前記ノズルプレートの上面のインク滴をかき集めてインク滴溜まりを形成し、
    前記吸引ノズルの移動に伴って、前記ノズルプレートの上面のインク滴を前記インク溜まりに合体させながら吸引する、
    ことを特徴とするクリーニング方法。

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