JP2014073627A - インクジェットヘッドの清掃装置及び清掃方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクが付着したノズル面を洗浄液で湿潤された払拭部材で払拭清掃する際に、インクと洗浄液との混合液の特性を制御することでノズル面を液残りなく洗浄する。
【解決手段】
インクを吐出するノズルが配置されたノズル面を有するインクジェットヘッドの清掃装置において、吸収性を有する長尺状の払拭部材を長手方向に所定の搬送経路に沿って走行させる払拭部材走行手段と、払拭部材に洗浄液を付与する洗浄液付与手段と、洗浄液が付与された払拭部材をノズル面に押圧当接させる押圧手段と、押圧手段をのノズル面に沿って摺動させる摺動手段とを備え、払拭部材とノズル面との当接部分におけるインクと洗浄液との混合液の状態を、混合液の表面張力と粘度との関係によって表される予め定められた関係を満たす状態にしてノズル面を清掃するインクジェットヘッドの清掃装置によって上記課題を解決する。
【選択図】図７

Description

本発明は、インクジェットヘッドの清掃装置及び清掃方法に関し、特に洗浄液を付与した払拭部材によりインクジェットヘッドのノズル面を払拭するヘッドクリーニング技術に関する。

インクジェット記録装置では、ヘッドのノズル面（ノズルが形成されている面）が汚れていると、吐出不良を生じる。このため、定期的にノズル面の清掃が行われる。

ノズル面を清掃する方法としては、従来、ブレードでノズル面を払拭して清掃する方法や、ウェブでノズル面を払拭して清掃する方法などが知られている。

特許文献１には、清掃布にインク溶媒である洗浄液を滴下する滴下ノズルを備え、清掃布がインク溶媒によって湿潤した状態で清掃位置に送られ、ノズル面のインク滴の吸収除去を行うヘッドメンテナンス装置が開示されている。

特許文献１の技術によれば、ノズル面に付着したインク滴が乾燥等によって増粘していたとしても、清掃布に染み込んだ洗浄液と増粘したインク滴との濃度差によって浸透圧作用が生じるため、ノズル面に付着したインク滴が効率的に吸収除去される。

しかしながら、特許文献１の技術では、清掃後のヘッドノズル面にインクと洗浄液との混合液が残る場合がある。ヘッドノズル面に混合液が残ると、混合液とノズルのメニスカスが繋がったり、ノズル面に残留した混合液の乾燥物が次回の払拭時にノズル内部に押し込まれたり、ノズル面が混合液と長時間接触することでノズル面の撥液膜が劣化する等の問題が発生する。

したがって、ノズル面に混合液を残さないためには、混合液の物性を考慮する必要がある。

これに対し、特許文献２には、インクジェットヘッドの表面にヘッド用液体を供給し、ワイピング動作を行うことで表面の清浄化を行う際に、インクジェットヘッドの表面の表面張力、インクの表面張力、ヘッド用液体の表面張力の関係が所定の条件を満たすようにすることで、インク残渣混合液の吐出面に対する表面張力をインク残渣単独のときより高くする一方、インク残渣混合液との関連においてワイパブレードの材質を選択する技術が開示されている。

特許文献２の技術によれば、混合液をノズル面から容易に排除することが可能になる。

特開２０１０−２７４５３３号公報 特開２００６−２０５７１４号公報

しかしながら、本願発明者は、鋭意研究の結果、ノズル面を液残りなく洗浄するためには混合液の表面張力を規定するだけでは不十分なことを見出した。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、混合液の物性を制御することでノズル面を液残りなく洗浄することができるインクジェットヘッドの清掃装置及び清掃方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためにインクジェットヘッドの清掃装置の一の態様は、インクを吐出するノズルが配置されたノズル面を有するインクジェットヘッドの清掃装置において、吸収性を有する長尺状の払拭部材を長手方向に所定の搬送経路に沿って走行させる払拭部材走行手段と、払拭部材に洗浄液を付与する洗浄液付与手段と、洗浄液が付与された払拭部材をノズル面に押圧当接させる押圧手段と、押圧手段をノズル面に沿って摺動させる摺動手段とを備え、払拭部材とノズル面との当接部分におけるインクと洗浄液との混合液の状態を、混合液の表面張力と粘度との関係によって表される予め定められた関係を満たす状態にしてノズル面を清掃する。

本態様によれば、ノズル面に付着したインクと払拭部材に付与した洗浄液との混合液の状態を、表面張力と粘度との関係によって表される予め定められた関係を満たす状態にするので、ノズル面を液残りなく払拭清掃することができる。

払拭部材走行手段の走行速度、洗浄液付与手段の付与する洗浄液量、摺動手段の摺動速度、及びインクジェットヘッドの清掃頻度のうちの少なくとも１つを制御し、混合液の状態を予め定められた関係を満たす状態にすることが好ましい。これにより、適切に混合液の状態を予め定められた関係を満たす状態にすることができる。

予め定められた関係は、ノズル面の撥液性能毎に予め定められていることが好ましい。これにより、ノズル面の撥液性能が異なる場合であっても、ノズル面を液残りなく払拭清掃することができる。

予め定められた関係は、表面張力と粘度とが異なる複数の混合液についてノズル面を清掃したときの該ノズル面における残留の有無を実験的に求めて算出した関係であることが好ましい。これにより、適切に混合液の関係を予め定めることができる。

予め定められた関係は、複数の混合液についての残留の有無の結果を、横軸を各種混合液の表面張力、縦軸を混合液の粘度としたグラフにプロットし、プロットから残留の有無の境界線を算出したとき、境界線の残留のない側の領域を満たす関係であることが好ましい。これにより、ノズル面を液残りなく払拭清掃することができる。

洗浄液付与手段は、払拭部材の吸収性が飽和状態となる量の洗浄液を付与することが好ましい。これにより、安定した払拭清掃が可能となる。

制御手段は、ノズル面に最もインクが付着している状態を想定してインクジェットヘッドの清掃頻度を制御することが好ましい。これにより、適切にノズル面を払拭清掃することができる。

前記目的を達成するためにインクジェット記録装置の一の態様は、インクを吐出するノズルが配置されたノズル面を有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら、ノズルからインクを吐出して記録媒体上に記録を行う記録手段と、上記に記載のインクジェットヘッドの清掃装置とを備えた。

本態様によれば、ノズルからインクを吐出して記録媒体上に記録を行った際にノズル面にインクが付着した場合であっても、ノズル面に付着したインクと払拭部材に付与した洗浄液との混合液の状態を、表面張力と粘度との関係によって表される予め定められた関係を満たす状態にするので、ノズル面を液残りなく払拭清掃することができる。

インクジェットヘッドのノズルを保湿する保湿手段と、記録手段によって記録媒体上に記録を行う記録位置と保湿手段によってノズルを保湿する保湿位置とにインクジェットヘッドを移動させる移動手段とを備え、インクジェットヘッドの清掃装置は、記録位置と保湿位置との間に配置されていることが好ましい。これにより、インクジェットヘッドを記録位置から保湿位置に移動させる際にノズル面を払拭清掃することができる。

前記目的を達成するためにインクジェットヘッドの清掃方法の一の態様は、インクを吐出するノズルが配置されたノズル面を有するインクジェットヘッドの清掃方法において、吸収性を有する長尺状の払拭部材を長手方向に所定の搬送経路に沿って走行させる払拭部材走行工程と、払拭部材に洗浄液を付与する洗浄液付与工程と、洗浄液が付与された払拭部材をノズル面に押圧当接させる押圧工程と、ノズル面に押圧された払拭部材をノズル面に沿って摺動させる摺動工程とを備え、払拭部材とノズル面との当接部分におけるインクと洗浄液との混合液の状態を、混合液の表面張力と粘度との関係によって表される予め定められた関係を満たす状態にしてノズル面を清掃する。

本態様によれば、ノズル面に付着したインクと払拭部材に付与した洗浄液との混合液の状態を、表面張力と粘度との関係によって表される予め定められた関係を満たす状態にするので、ノズル面を液残りなく洗浄することができる。

本発明によれば、洗浄液を付与した払拭部材を用いてインクの付着したノズル面を液残りなく洗浄することができる。これにより、インクジェットヘッドによる印字精度を安定化させることができる。

インクジェット記録装置の要部の構成を示す正面図 インクジェット記録装置の要部の構成を示す平面図 インクジェット記録装置の要部の構成を示す側面図 ヘッドのノズル面の平面透視図 払拭ユニットの概略構成を示す模式図 ノズル面清掃装置の電気的構成を示すブロック図 混合液の混合比率を説明するための図 混合液の特性とノズル面の液残りの有無の関係について示した図 液残りの有無の境界線を求めて図示したグラフ

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。

〈インクジェット記録装置の装置構成〉
図１〜図３は、本実施の形態のインクジェット記録装置の要部の構成を示す正面図、平面図、側面図である。

同図に示すように、このインクジェット記録装置１０は、シングルパス方式のラインプリンタであり、主として、記録媒体である用紙（枚葉紙）Ｐを搬送する用紙搬送機構２０と、用紙搬送機構２０によって搬送される用紙Ｐに向けてシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、クロ（Ｋ）の各色インク滴を吐出するヘッドユニット３０と、ヘッドユニット３０に装着された各ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニット４０と、ヘッドユニット３０に装着された各ヘッドのノズル面を清掃するノズル面清掃装置８０とで構成される。

用紙搬送機構２０は、ベルト搬送機構で構成され、走行するベルト２２に用紙Ｐを吸着させて、用紙Ｐを水平に搬送する。

ヘッドユニット３０は、主として、シアンのインク滴を吐出するヘッド３２Ｃと、マゼンタのインク滴を吐出するヘッド３２Ｍと、イエロのインク滴を吐出するヘッド３２Ｙと、クロのインク滴を吐出するヘッド３２Ｋと、各ヘッド３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋが取り付けられるヘッド支持フレーム３４と、ヘッド支持フレーム３４を移動させるヘッド支持フレーム移動機構（不図示）とで構成される。

ヘッド（インクジェットヘッド）３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋは、印刷対象とする用紙Ｐの最大用紙幅に対応したラインヘッドで構成される。なお、各ヘッド３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋの構成は同じなので、以下においては、特に区別する場合を除いて、ヘッド３２と記載する。

ヘッド３２（３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ）は、矩形のブロック状に形成され、その底部にノズル面３３（３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙ、３３Ｋ）が形成される。

図４は、ヘッドのノズル面の平面透視図である。

ノズル面３３は、長方形状に形成され、その長手方向に沿ってノズル列が形成される。本実施の形態のヘッド３２は、いわゆるマトリックスヘッドで構成され、ノズルＮは、二次元マトリクス状に配置される。マトリックスヘッドでは、ヘッド３２の長手方向に投影される実質的なノズルＮの間隔を狭めることができ、ノズルＮの高密度化を図ることができる。

また、本実施の形態のヘッド３２は、いわゆるピエゾ方式でノズルＮからインクの液滴を吐出させる。各ノズルＮは、それぞれ圧力室に連通されており、この圧力室の壁面をピエゾ素子で振動させることにより、ノズルＮからインクの液滴が吐出される。なお、インクの吐出方式は、これに限らずサーマル方式で吐出させる構成とすることもできる。

ヘッド支持フレーム３４は、各ヘッド３２を取り付けるためのヘッド取付部（不図示）を備えている。各ヘッド３２は、このヘッド取付部に着脱自在に取り付けられる。

ヘッド支持フレーム３４に取り付けられた各ヘッド３２は、用紙Ｐの搬送方向に対して直交して配置される。また、用紙Ｐの搬送方向に沿って所定の順で一定の間隔をもって配置される（本例では、シアン、マゼンタ、イエロ、クロの順で配置される。）。

また、ヘッド取付部は、ヘッド支持フレーム３４に昇降自在に設けられており、図示しない昇降機構によって昇降する。ヘッド取付部に取り付けられた各ヘッド３２は、この昇降機構によって、用紙Ｐの搬送面に対して垂直に昇降する。

ヘッド支持フレーム移動機構は、用紙搬送機構２０の上方位置でヘッド支持フレーム３４を用紙Ｐの搬送方向に対して直交する方向に水平にスライド移動させる。

このヘッド支持フレーム移動機構は、例えば、用紙搬送機構２０を跨いで水平に設置される天井フレームと、その天井フレームに敷設されるガイドレールと、ガイドレール上をスライド移動する走行体と、その走行体をガイドレールに沿って移動させる駆動手段（例えば、送りねじ機構など）で構成される。ヘッド支持フレーム３４は、走行体に取り付けられて、水平にスライド移動する。

ヘッド支持フレーム３４は、このヘッド支持フレーム移動機構に駆動されて、所定の「画像記録位置」と「メンテナンス位置」との間を移動可能に設けられる。

ヘッド支持フレーム３４は、画像記録位置に位置すると、用紙搬送機構２０の上方に配置される。これにより、用紙搬送機構２０によって搬送される用紙Ｐに対して印刷可能になる。

一方、メンテナンス位置に位置すると、メンテナンスユニット４０の設置位置に配置される。

メンテナンスユニット４０には、各ヘッド３２のノズル面３３を覆うキャップ４２（４２Ｃ、４２Ｍ、４２Ｙ、４２Ｋ）が備えられる。装置を長時間停止する場合などは、このメンテナンスユニット４０の設置位置（メンテナンス位置）にヘッド３２を移動させ、ノズル面３３をキャップ４２で覆う。これにより、乾燥による不吐出が防止される。

このキャップ４２には、ノズル内を加圧・吸引するための加圧・吸引機構（不図示）、及び、キャップ４２内に洗浄液を供給するための洗浄液供給機構（不図示）が備えられる。また、キャップ４２の下方位置には廃液トレイ４４が配置される。キャップ４２に供給された洗浄液は、この廃液トレイ４４に廃棄され、廃液トレイ４４から廃液回収配管４６を介して廃液タンク４８に回収される。

ノズル面清掃装置８０は、用紙搬送機構２０とメンテナンスユニット４０との間に配置される。ノズル面清掃装置８０は、ヘッド支持フレーム３４が、画像記録位置からメンテナンス位置に移動する際に、洗浄液が付与された払拭ウェブでヘッド３２のノズル面３３を払拭することで、ノズル面３３を清掃する。

〈ノズル面清掃装置の装置構成〉
ノズル面清掃装置８０は、主として、払拭装置本体フレーム８２に取り付けられる払拭ユニット１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｋと、払拭装置本体フレーム８２を昇降させる払拭装置本体昇降機構（不図示）とから構成される。

払拭ユニット１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｋは、帯状に形成された払拭ウェブ（図５の符号１１２）を走行させながらヘッド３２のノズル面３３に当接させて、ノズル面３３を払拭する。払拭ユニット１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｋは、ヘッド毎に設けられ、ヘッド３２の設置間隔に合わせて、払拭装置本体フレーム８２に設置される。なお、各払拭ユニット１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｋの構成は同じなので、ここでは払拭ユニット１００として、その構成を説明する。

図５は、払拭ユニット１００の概略構成を示す模式図である。同図に示すように、払拭ユニット１００は、払拭ウェブ１１２を搬送する搬送部１１０と、払拭ウェブ１１２に洗浄液を供給する洗浄液付与部１４０と、を備えている。

（搬送部の構成）
搬送部１１０は、払拭前の払拭ウェブ１１２を送出する送出側ウェブコア１１４と、巻取モータ（図６の符号２１０）により回転駆動されることで、払拭済みの払拭ウェブ１１２を巻き取る巻取側ウェブコア１１６（払拭部材走行駆動手段の一例）と、送出側ウェブコア１１４から送出された払拭ウェブ１１２に当接して回転し、洗浄液付与部１４０へガイドする第１ガイドロール１１８と、洗浄液付与部１４０から送出された払拭ウェブ１１２に当接して回転し、押圧ロール１２２へガイドする第２ガイドロール１２０と、払拭ウェブ１１２をヘッド３２のノズル面３３に所定の圧力で当接させる押圧ロール１２２（押圧手段の一例）と、を備えて構成される。

払拭ウェブ１１２（長尺状の払拭部材の一例）は、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ナイロン等の極微細繊維を用いた編み又は織りからなるシートで構成され、ヘッド３２のノズル面３３の幅に対応した幅を有する帯状に形成される。この払拭ウェブ１１２は、送出側ウェブコア１１４にロール状に巻かれ、先端が巻取側ウェブコア１１６に固定された状態で提供される。

送出側ウェブコア１１４は、一端が固定されて水平に支持された送出軸（不図示）に嵌められて装着されている。この送出軸は二重管構造とされ、内筒の周りを外筒が回転可能に支持される。内筒と外筒との間には、逆回転防止機構及びフリクション機構が配置され、外筒は一定の抵抗をもって一方向（払拭ウェブ１１２の送出方向）にのみ回転するように構成される。

巻取側ウェブコア１１６は、回転自在に水平に支持された巻取軸（不図示）に嵌めて装着されている。巻取軸には巻取モータが連結され、巻取側ウェブコア１１６は巻取モータに駆動されて一方向（払拭ウェブ１１２の巻取方向）に回転する。

この巻取軸は、二重構造とされ、内筒の周りを外筒が回転可能に支持される。内筒と外筒との間には、トルクリミッタが配置され、一定以上の負荷（トルク）が掛かると、内筒に対して外筒が滑るように構成される。これにより、払拭ウェブ１１２に過剰な張力が掛かるのを防止できる。

第１ガイドロール１１８は、水平に設置された軸（不図示）に回転自在に支持され、送出側ウェブコア１１４から送出された払拭ウェブ１１２を洗浄液付与部１４０へ向けてガイドする。

第２ガイドロール１２０は、水平に設置された軸（不図示）に回転自在に支持され、洗浄液付与部１４０から送出された払拭ウェブ１１２を押圧ロール１２２へ向けてガイドする。

押圧ロール１２２は、その軸部の一端が回転自在に支持されて水平に設置される。押圧ロール１２２は、払拭ウェブ１１２の幅に対応したゴムロールで構成され、払拭ウェブ１１２をヘッド３２のノズル面３３に所定の圧力で当接させる。

なお、上記のように、払拭ウェブ１１２は、送出側ウェブコア１１４にロール状に巻かれた状態で提供されるので、払拭ユニット１００への装着（交換）もこの状態で行われる。具体的には、送出側ウェブコア１１４を送出軸に嵌めて装着したのち、第１ガイドロール１１８、第２ガイドロール１２０、押圧ロール１２２に順に巻き掛け、巻取側ウェブコア１１６を巻取軸に嵌めて、装着を完了する。

（洗浄液付与部の構成）
洗浄液付与部１４０（洗浄液付与手段の一例）は、主として、アニロクスロール１４２と、貯留された洗浄液にアニロクスロール１４２の一部が浸漬される洗浄液トレイ１４４と、アニロクスロール１４２に当接して表面の余分な洗浄液を除去するドクターブレード１４６と、アニロクスロール１４２に当接して回転する中間ロール１４８と、中間ロール１４８に当接して回転する転写ロール１５０と、洗浄液が貯留される洗浄液タンク１５２と、洗浄液タンク１５２と洗浄液トレイ１４４とを繋ぐ洗浄液配管１５４と、洗浄液トレイ１４４から洗浄液トレイ１４４に洗浄液を送液する洗浄液ポンプ１５６と、を備えて構成される。

アニロクスロール１４２は、表面に洗浄液を保持するための多数のセルが形成されたロールであり、払拭ウェブ１１２の幅に対応した幅を有している。またアニロクスロール１４２は、駆動モータ（図６の符号２１４）によって所定の方向（図５の例では時計回り）に回転可能に構成されている。

洗浄液トレイ１４４は、洗浄液を貯留する。アニロクスロール１４２は、その一部が洗浄液トレイ１４４の洗浄液に浸漬される。

ドクターブレード１４６は、アニロクスロール１４２の幅に対応した幅を有する金属製の薄板であり、一端がアニロクスロール１４２の円筒面に押しつけられるように付勢されて保持されている。

中間ロール１４８は、アニロクスロール１４２の幅に対応した幅を有するロールであり、アニロクスロール１４２に当接し、アニロクスロール１４２に従動して回転する。アニロクスロール１４２の表面に保持された洗浄液は、中間ロール１４８に転写される。

転写ロール１５０は、中間ロール１４８の幅に対応した幅を有するロールであり、中間ロール１４８に当接し、中間ロール１４８に従動して回転する。したがって、中間ロール１４８の表面に保持された洗浄液は、転写ロール１５０の表面に転写される。

このとき転写ロール１５０は、払拭ウェブ１１２に当接して払拭ウェブ１１２の搬送方向と同方向に回転している。したがって、中間ロール１４８の表面から転写ロール１５０の表面に転写された洗浄液は、払拭ウェブ１１２に供給される。これにより、払拭ウェブ１１２内に洗浄液が吸収される。

洗浄液トレイ１４４は、洗浄液配管１５４を介して洗浄液タンク１５２に接続される。洗浄液ポンプ１５６は、洗浄液配管１５４の途中に設けられ、洗浄液タンク１５２に貯留された洗浄液を洗浄液トレイ１４４に送液する。

なお、ここでは洗浄液タンク１５２及び洗浄液ポンプ１５６を払拭ユニット１００毎に設ける構成としているが、１つの洗浄液タンクと洗浄液ポンプを各払拭ユニット１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｋで共通して使用する構成としてもよい。この場合、１つの洗浄液ポンプにより送液された洗浄液は、各払拭ユニット１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｋの各洗浄液トレイ１４４Ｃ、１４４Ｍ、１４４Ｙ、１４４Ｋに供給され、各アニロクスロール１４２Ｃ、１４２Ｍ、１４２Ｙ、１４２Ｋによって使用される。

なお、払拭ウェブ１１２に洗浄液を付与する構成は、図５に示した例に限定されるものではなく、払拭ウェブ１１２に洗浄液を定量付与できればどのような構成であっても構わない。

（ノズル面清掃装置の電気的構成）
図６は、ノズル面清掃装置８０の電気的構成を示すブロック図である。ノズル面清掃装置８０は、メンテナンス制御部２００、記憶部２０２、ヘッド支持フレーム制御部２０４、ヘッド支持フレーム移動機構２０６、ウェブ制御部２０８、巻取モータ２１０、アニロクスロール制御部２１２、駆動モータ２１４、払拭装置本体昇降機構２１６等から構成される。

メンテナンス制御部２００（制御手段の一例）は、ヘッド３２の払拭タイミングを制御するとともに、ノズル面清掃装置８０を統括制御する。記憶部２０２には、メンテナンス制御部２００に必要な各種パラメータが記憶されている。

ヘッド支持フレーム制御部２０４は、メンテナンス制御部２００からの指令に従ってヘッド支持フレーム移動機構２０６を制御することで、ヘッド３２の移動速度を制御する。

ウェブ制御部２０８は、メンテナンス制御部２００からの指令に従って巻取モータ２１０を制御することで、巻取側ウェブコア１１６の巻取速度を制御する。これにより、払拭ウェブ１１２の走行速度が制御される。

アニロクスロール制御部２１２は、メンテナンス制御部２００からの指令に従って駆動モータ２１４を制御することで、アニロクスロール１４２の回転速度を制御する。これにより、アニロクスロール１４２から払拭ウェブ１１２へ付与される洗浄液の量が制御される。

また、ノズル面清掃装置８０は、払拭装置本体昇降機構２１６により全体が昇降自在に構成されている。メンテナンス制御部２００は、払拭装置本体昇降機構２１６を制御してノズル面清掃装置８０本体を昇降させる。

（ノズル面清掃装置の作用）
次に、以上のように構成されたノズル面清掃装置８０の作用について説明する。

ノズル面清掃装置８０の動作は、メンテナンス制御部２００によって制御される。メンテナンス制御部２００は、ヘッド３２を画像記録位置からメンテナンス位置へ移動させる過程において、払拭ユニット１００によってノズル面３３を払拭清掃する。

メンテナンス制御部２００は、払拭装置本体昇降機構２１６を制御し、ノズル面清掃装置８０を清掃時以外においては所定の待機位置に待機させ、清掃時には待機位置から所定量上昇した位置である所定の作動位置に上昇させる。

ノズル面清掃装置８０が作動位置に位置した状態では、各払拭ユニット１００によって各ヘッド３２のノズル面３３を払拭することが可能になる。すなわち、ヘッド３２が、ヘッド支持フレーム移動機構２０６（摺動手段の一例）により各払拭ユニット１００を通過する際、そのノズル面３３に押圧ロール１２２に巻き掛けられた払拭ウェブ１１２を押圧当接することが可能になる。

メンテナンス制御部２００は、ヘッド支持フレーム制御部２０４にヘッド支持フレーム移動機構を制御させ、ヘッド３２をメンテナンス位置へ移動させる。

メンテナンス制御部２００は、各ヘッド３２が払拭ユニット１００に到達するタイミングに合わせて、搬送部１１０による払拭ウェブ１１２の搬送を制御する。即ち、巻取モータ２１０の駆動を開始する。これにより、払拭ウェブ１１２は、送出側ウェブコア１１４から繰り出されて走行し、巻取側ウェブコア１１６に巻き取られる。

このとき、送出側ウェブコア１１４の送出軸は、フリクション機構によってフリクションが付与される一方、巻取側ウェブコア１１６の巻取軸は、トルクリミッタによって一定の負荷が掛かると滑るので、払拭ウェブ１１２に一定の張力を付与して走行させることができる。

またメンテナンス制御部２００は、この払拭ウェブ１１２の走行と同時に、洗浄液付与部１４０を制御し、払拭ウェブ１１２を洗浄液によって湿潤させる。即ち、アニロクスロール制御部２１２が制御を開始する。

洗浄液付与部１４０の洗浄液トレイ１４４には、洗浄液ポンプ１５６により洗浄液タンク１５２に貯留された洗浄液が送液される。

アニロクスロール１４２は、その一部が洗浄液トレイ１４４に貯留された洗浄液に浸漬されており、浸漬された表面のセル内に洗浄液を保持している。アニロクスロール１４２は、駆動モータ２１４による回転に伴い、そのセル内に保持した洗浄液を洗浄液トレイ１４４から汲み上げる。また新たに洗浄液に浸漬された表面のセル内に洗浄液を充填する。

ドクターブレード１４６は、回転するアニロクスロール１４２に当接することで、セル内に洗浄液を保持させたまま、アニロクスロール１４２表面の余分な洗浄液を除去する。

このように、アニロクスロール１４２及びドクターブレード１４６によって、洗浄液が計量される。

この計量された洗浄液は、中間ロール１４８に転写される。また、中間ロール１４８に転写された洗浄液は、中間ロール１４８と当接して回転する転写ロール１５０に再転写される。このとき転写ロール１５０は、払拭ウェブ１１２に当接しながら払拭ウェブ１１２の走行速度と同じ速度で回転することで、中間ロール１４８から転写された洗浄液を払拭ウェブ１１２に転写して供給する。

このように、アニロクスロール１４２及びドクターブレード１４６によって計量された洗浄液は、払拭ウェブ１１２に定量付与される。

なお、アニロクスロール１４２の回転速度を制御することで、払拭ウェブ１１２の洗浄液量を調整することが可能である。例えば、アニロクスロール１４２の回転速度を上げることで、転写ロール１５０の回転速度が払拭ウェブ１１２の走行速度よりも速くなり、転写ロール１５０の表面と払拭ウェブ１１２の表面との間でスリップし、払拭ウェブ１１２に付与される洗浄液量が増加する。本実施形態では、払拭ウェブ１１２が飽和状態となる量の洗浄液が付与される。飽和状態とは、洗浄液が払拭ウェブ１１２に最大限に含浸している状態である。

洗浄液が定量付与された払拭ウェブ１１２は、第２ガイドロール１２０によって押圧ロール１２２へガイドされ、巻取モータ２１０の駆動による走行により押圧ロール１２２においてノズル面３３に押圧当接される。このとき、ヘッド３２が、ヘッド支持フレーム移動機構２０６により移動する。これにより、払拭ウェブ１１２が巻き掛けられた押圧ロール１２２がノズル面３３に押圧当接された状態で摺動し、ノズル面３３が払拭清掃される。

この際、払拭ウェブ１１２は、ノズル面３３の移動方向と逆方向に走行して、ノズル面３３を払拭する。これにより、効率よくノズル面３３を払拭することができる。また、常に払拭ウェブ１１２の新しい面（未使用領域）を使ってノズル面３３を払拭することができる。

ノズル面３３を払拭した払拭ウェブ１１２は、巻取側ウェブコア１１６に巻取られる。また、ヘッド３２は、ヘッド支持フレーム移動機構２０６によりメンテナンス位置に移動され、ノズル面３３がキャップ４２で覆われる。

（混合液の表面張力・粘度と液残りの有無の関係）
このように構成された払拭ユニット１００においては、ノズル面３３と払拭ウェブ１１２との当接部において、ノズル面３３に付着したインクミストと払拭ウェブ１１２に付与された洗浄液とが混合する。本明細書では、この当接部においてインクと洗浄液とが混合した液体を、混合液と呼ぶ。

図７は、この混合液の混合比率を説明するための図である。

払拭清掃時のヘッド３２の移動速度をＶｂａｒ［ｍｍ／ｓ］、ノズル面３３に付着したインクミスト量をＭ［ｍｇ／ｍｍ^２］、払拭ウェブ１１２の走行速度（搬送速度）をＶｗｅｂ［ｍｍ／ｓ］、払拭ウェブが転写ロール１５０から付与された洗浄液の量（保水量）をＬ［ｍｇ／ｍｍ^２］とすると、ノズル面３３と払拭ウェブ１１２との当接部における洗浄液とインクの混合液の混合比率Ｒは、
Ｒ＝インク流入量／洗浄液流入量＝Ｍ・Ｖｂａｒ／（Ｌ・Ｖｗｅｂ） … （式１）
と表すことができる。

図８は、払拭清掃時の混合液の特性（物性）とノズル面３３の液残りの有無の関係について示した図である。ここでは、横軸を混合液の表面張力［ｍＮ／ｍ］、縦軸を混合液の粘度［ｍＰ・ｓ］としたグラフ上に、液残りの有無を表している。

図８に示すように、あるインクとある洗浄液を用いた場合の混合液の表面張力と粘度との関係は、インク１００％の表面張力と粘度におけるプロット点と、洗浄液１００％の表面張力と粘度におけるプロット点とを結ぶ線上を、その混合比率Ｒに応じて変化する。

また、インク１００％から混合液の混合比率Ｒを小さくしていくと（洗浄液の流入量の比率を大きくすると）、ある混合比率において払拭ウェブ１１２による払拭後のノズル面３３の液残りがなくなる。この液残り有無の境界は、ノズル面３３の撥液性能に応じて変化する。

したがって、実際に使用するヘッド３２について、各種インクと各種洗浄液を用いて液残りの有無を確認実験することで、図８に示すように液残り有無の境界線を求めることができる。なお、この確認実験においては、式１で示したように、ヘッド３２の移動速度Ｖｂａｒ、ノズル面３３のインクミスト量Ｍ、払拭ウェブ１１２の搬送速度Ｖｗｅｂ、払拭ウェブの保水量Ｌを制御することで、混合液の混合比率Ｒを調整することができる。

このように求めた液残りの有無の境界線は、表面張力をｘ、粘度をｙとすると、ｙ＝ｆ（ｘ）と表すことができる。このとき、ｙ＜ｆ（ｘ）で表される領域、即ち図８に示す液残り有無の境界線の下側の領域では液残りが発生しない。したがって、混合液の状態がｙ＜ｆ（ｘ）の関係を満たす状態となるように、ヘッド３２の移動速度Ｖｂａｒ、ノズル面３３のインクミスト量Ｍ、払拭ウェブ１１２の搬送速度Ｖｗｅｂ、払拭ウェブの保水量Ｌの少なくとも１つを制御して、ノズル面３３を払拭清掃すればよい。

ここで、ヘッド３２の移動速度Ｖｂａｒは、ヘッド支持フレーム制御部２０４におけるヘッド支持フレームの移動速度の調整により制御が可能である。なお、本実施形態では、ヘッド支持フレーム３４には各色ヘッド３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋが取り付けられているため、ヘッド毎の移動速度をそれぞれ制御することはできないが、ヘッド支持フレーム３４及びヘッド支持フレーム移動機構２０６をヘッド毎に備えることで、ヘッド毎の移動速度を制御する態様も可能である。

また、ノズル面３３のインクミスト量Ｍは、メンテナンス頻度（前回のメンテナンスからの経過時間や印刷枚数）を変更することにより制御が可能である。本実施形態では、ノズル面３３のインクミスト量Ｍは、前回のメンテナンスからの経過時間や印刷枚数によって、最も汚れた状態を想定した値としている。

なお、ノズル面３３のインクミスト量Ｍは、ノズル面３３を撮像素子により撮像することで取得することもできる。この場合、Ｖｂａｒ、Ｖｗｅｂ、Ｌを固定の値としておき、インクミスト量Ｍが所定の値を超えた場合にメンテナンスを行うように構成する態様も可能である。

また、払拭ウェブ１１２の搬送速度Ｖｗｅｂは、ウェブ制御部２０８における巻取モータ２１０の巻取速度の調整により制御が可能である。さらに、払拭ウェブ１１２の保水量Ｌは、アニロクスロール制御部２１２における駆動モータ２１４の回転速度（アニロクスロール１４２の回転速度）の調整により制御が可能である。本実施形態では、払拭ウェブ１１２が飽和状態となる量の洗浄液を付与しており、保水量を一定としている。この場合、払拭ウェブ１１２の厚さや材質を変更し、払拭ウェブ１１２が飽和状態となる量の洗浄液を付与することで、保水量を調整してもよい。

ノズル面清掃装置８０は、使用するヘッド３２のノズル面３３の撥液性能に対応した液残りの有無の境界線の式ｙ＝ｆ（ｘ）を記憶部２０２に記憶している。メンテナンス制御部２００は、使用するインク及び洗浄液の関係から、ｙ＜ｆ（ｘ）の条件を満たす混合液の混合比率を算出し、算出した混合比率を満たすように払拭ユニット１００を制御する。このように制御することで、必要以上にメンテナンスの回数を増やしたり、必要以上に洗浄液を付与することで過剰に洗浄液を使用したり、必要以上に払拭ウェブ１１２の搬送を高速にすることで払拭ウェブ１１２を過剰に使用したり、必要以上にヘッドの移動速度を低速にすることでメンテナンス時間を増やしたりすることを防止することができる。

なお、ユーザが入力部（不図示）を介して、混合液の状態がｙ＜ｆ（ｘ）の関係を満たす状態となるように、Ｖｂａｒ、Ｍ、Ｖｗｅｂ、Ｌについての各種制御パラメータを入力する構成としてもよい。

図９は、ある撥液性能を有するノズル面３３について、各混合液について液残りがある場合をマル印、液残りがない場合をバツ印としてプロットし、液残りの有無の境界線を求めて図示したグラフである。この例では、液残りの有無の境界線は、
ｙ＝ｆ（ｘ）＝０．０７ｘ＋１．７２ … （式２）
と表すことができる。

したがって、このノズル面３３を有するヘッド３２を用いる場合には、Ｖｂａｒ、Ｍ、Ｖｗｅｂ、Ｌ、の少なくとも１つを制御して、混合液の状態をｙ＜ｆ（ｘ）の関係を満たす状態とすることで、払拭清掃後のノズル面３３の液残りを無くすことができる。

これにより、混合液とノズルのメニスカスが繋がったり、ノズル面に残留した混合液の乾燥物が次回の払拭時にノズル内部に押し込まれたり、ノズル面が混合液と長時間接触することでノズル面の撥液膜が劣化する等が発生することがない。したがって、ヘッド３２による、印字精度を安定させることができる。

本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。

１０…インクジェット記録装置、２０…用紙搬送機構、３０…ヘッドユニット、３２（３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ）…ヘッド、３３…ノズル面、８０…ノズル面清掃装置、１００（１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｋ）…払拭ユニット、１１２…払拭ウェブ、１１６…巻取側ウェブコア、１２２…押圧ロール、１４２…アニロクスロール、２００…メンテナンス制御部、２０２…記憶部、２０４…ヘッド支持フレーム制御部、２０８…ウェブ制御部、２１０…巻取モータ、２１２…アニロクスロール制御部、２１４…駆動モータ、２１６…払拭装置本体昇降機構

Claims (10)

1. インクを吐出するノズルが配置されたノズル面を有するインクジェットヘッドの清掃装置において、
   吸収性を有する長尺状の払拭部材を長手方向に所定の搬送経路に沿って走行させる払拭部材走行手段と、
   前記払拭部材に洗浄液を付与する洗浄液付与手段と、
   前記洗浄液が付与された払拭部材を前記ノズル面に押圧当接させる押圧手段と、
   前記押圧手段を前記ノズル面に沿って摺動させる摺動手段と、
   を備え、
   前記払拭部材と前記ノズル面との当接部分におけるインクと洗浄液との混合液の状態を、前記混合液の表面張力と粘度との関係によって表される予め定められた関係を満たす状態にして前記ノズル面を清掃するインクジェットヘッドの清掃装置。
2. 前記払拭部材走行手段の走行速度、前記洗浄液付与手段の付与する洗浄液量、前記摺動手段の摺動速度、及び前記インクジェットヘッドの清掃頻度のうちの少なくとも１つを制御し、前記混合液の状態を前記予め定められた関係を満たす状態にする制御手段を備えた請求項１に記載のインクジェットヘッドの清掃装置。
3. 前記予め定められた関係は、前記ノズル面の撥液性能毎に予め定められている請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの清掃装置。
4. 前記予め定められた関係は、表面張力と粘度とが異なる複数の混合液について前記ノズル面を清掃したときの該ノズル面における残留の有無を実験的に求めて算出した関係である請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの清掃装置。
5. 前記予め定められた関係は、前記複数の混合液についての残留の有無の結果を、横軸を各種混合液の表面張力、縦軸を前記混合液の粘度としたグラフにプロットし、前記プロットから残留の有無の境界線を算出したとき、前記境界線の残留の無い側の領域を満たす関係である請求項４に記載のインクジェットヘッドの清掃装置。
6. 前記洗浄液付与手段は、前記払拭部材の吸収性が飽和状態となる量の洗浄液を付与する請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの清掃装置。
7. 前記制御手段は、前記ノズル面に最もインクが付着している状態を想定して前記インクジェットヘッドの清掃頻度を制御する請求項２から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの清掃装置。
8. インクを吐出するノズルが配置されたノズル面を有するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら、前記ノズルからインクを吐出して前記記録媒体上に記録を行う記録手段と、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの清掃装置と、
   を備えたインクジェット記録装置。
9. 前記インクジェットヘッドの前記ノズルを保湿する保湿手段と、
   前記記録手段によって前記記録媒体上に記録を行う記録位置と前記保湿手段によって前記ノズルを保湿する保湿位置とに前記インクジェットヘッドを移動させる移動手段と、
   を備え、
   前記インクジェットヘッドの清掃装置は、前記記録位置と前記保湿位置との間に配置されている請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. インクを吐出するノズルが配置されたノズル面を有するインクジェットヘッドの清掃方法において、
    吸収性を有する長尺状の払拭部材を長手方向に所定の搬送経路に沿って走行させる払拭部材走行工程と、
    前記払拭部材に洗浄液を付与する洗浄液付与工程と、
    前記洗浄液が付与された払拭部材を前記ノズル面に押圧当接させる押圧工程と、
    前記ノズル面に押圧された払拭部材を前記ノズル面に沿って摺動させる摺動工程と、
    を備え、
    前記払拭部材と前記ノズル面との当接部分におけるインクと洗浄液との混合液の状態を、前記混合液の表面張力と粘度との関係によって表される予め定められた関係を満たす状態にして前記ノズル面を清掃するインクジェットヘッドの清掃方法。

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