JP2014159112A

JP2014159112A - インクジェットプリンター

Info

Publication number: JP2014159112A
Application number: JP2013030306A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kanbe; 宏明神戸
Original assignee: Oki Data Infotech Corp
Current assignee: Oki Data Infotech Corp
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-09-04
Anticipated expiration: 2033-02-19
Also published as: JP6006140B2; WO2014129010A1

Abstract

【課題】ワイプブレード先端がインクジェットヘッドのノズルガード部材のエッジに当接すると、その部分の摩耗量が大きくなり、ワイプブレードの寿命が短くなり、また、クリーニング性能が落ちてしまい、また、強固に固着したインクを清掃するのは困難であるという問題があった。
【解決手段】ワイプブレードを多孔質部材のワイプブレードと、スリットを２個所入れ、両端をノズルガード、中をノズル面の払拭に用いるワイプブレードの２枚の構成とする。スリット間の距離をワイプガードの幅より小さくし、この部分がノズル面を払拭することで、ノズルガード部材のエッジが当接しないようにできる。また、多孔質部材のワイプブレードにより払拭毎に払拭面に洗浄液を付けて払拭を行い、強固に固着したインクを落とすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクを吐出することによって画像を記録するインクジェットプリンターに関する。

インクジェットヘッドから、紙や樹脂フィルムなどの記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェットプリンターが知られている。インクジェットプリンターは、高画質化、耐久性、信頼性などの性能の向上が求められている。インクジェットヘッドのノズル面に異物が付着していると、その影響でインクが吐出されないなどの吐出不良が生じる場合がある。そのため、一般的なインクジェットプリンターでは、インクジェットヘッドのノズル面に付着したインクなどを、ゴムなどの弾性体のワイプブレードで定期的に拭き取り、付着物を除去している。

また、インクジェットヘッドは記録媒体に対して数ミリメートルの間隔を隔て、記録媒体の幅方向を往復移動する。記録媒体が歪むなどの異常搬送があると、インクジェトヘッドと記録媒体が接触してしまう。一般的な、インクジェットヘッドのノズルプレートは、樹脂製のプレートに細孔のノズルが設けられている。記録媒体とインクジェットヘッドが接触することで、ノズルに再生不可能な傷が生じる場合がある。この傷により吐出不良が生じると、インクジェットヘッドを交換するしかなくなる。そのため、ノズル面にはノズルをガードするガード部材を備える構成が考えられている。

例えば、従来の技術として特許３２３３１６４号公報があげられる。この技術はインクジェットヘッドのノズル面に設けられているノズル列の両脇に凸状のガード部材を配置することで、記録媒体が接触した場合であっても直接ノズルに当たりにくくして傷を防止するものである。

特許第３２３３１６４号公報

従来の技術では、ノズルのガード部材がノズル列の両側の夫々に板状のプレートを固定したものである。そのため、ノズルをワイプブレードで拭き取る場合に、正確に位置決めをしないとワイプブレードがガード部材に乗り上げてしまう。ワイプブレードがガード部材に乗り上げてしまうと、ノズル面とガード部材の高さが違うので、ノズル面とガード部材による段差の角の部分が十分に払拭できずにごみが溜まってしまう恐れがある。また、ワイプブレードにガード部材のエッジ部分の鋭い角が当たり、当たったまま払拭すると、ワイプブレードのガード部材との接触部分に損傷が生じる恐れがある。また、ワイプブレードの摩耗の進行速度が速くなる原因となる。損傷部分では十分な払拭ができず、ごみ等が残ってしまう恐れがある。また、ワイプブレードが正常であっても、ガード部材に乗り上げてしまうと、ガード部材の表面にはワイプブレードによって拭き取れない部分ができ、インクの塊が残ってしまうという問題があった。インクの塊が残ってしまうとキャプしたときに、そこから空気が漏れ、インクの吸引ができないという問題が生じる。

このような問題に対して、本発明は、高画質な画像を記録でき、耐久性および信頼性の高いインクジェットヘッドおよびワイプブレードを備えるインクジェットプリンターを提供する。

本発明のインクジェットプリンターは、インクを吐出する複数のノズルからなるノズル列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を搭載し主走査方向に移動するキャリッジと、前記主走査方向に対して交差する方向に移動しながら前記インクジェットヘッドの前記ノズルが形成されたノズル面を払拭するワイプブレードと、前記ノズル面に固定され、前記ノズル列に対応する部分に開口部を備えるノズルガードと、を有するインクジェットプリンターにおいて、前記ワイプブレードが、第１のワイプブレードと第２のワイプブレードを有し、前記第１のワイプブレードは、幅が前記ノズルガードの幅より広く、先端が３部分に分かれて構成され、前記３部分の内の両端の部分が前記ノズルガードの表面のみを払拭する部分であり、前記３部分の内の中央の部分が前記ノズルガードの表面と前記ノズル面を払拭する部分であり、前記第２のワイプブレードは幅が前記ノズルガードの幅より広く、多孔質の樹脂で構成され、前記インクジェットヘッドを前記ワイプブレードで払拭する場合に、前記インクジェットヘッドの幅方向において、前記インクジェットヘッドと前記ワイプブレードの相対位置が夫々異なる少なくとも２つの位置で払拭が行われ、前記第１のワイプブレードは、前記ノズル面と前記ノズルガードの表面を払拭し、前記第２のワイプブレードは、前記ノズル面は払拭せずに前記ノズルガードの表面を払拭することを特徴とする。

本発明によって、ワイプブレードの先端の場所による摩耗量の差を小さくして特定部分だけ極端に多く摩耗することを防止し、寿命を延ばすことを可能とし、インクジェットヘッドの清掃の正確性が格段に改善され、高画質な画像を記録できるインクジェットプリンターを提供できる。

図１は、ワイピング機構の概略図である。図２は、インクジェットヘッドとワイプブレードの関係の例を示す図である。図３は、インクジェットヘッドをワイプブレードで払拭する例を示す図である。図４は、インクジェットプリンターのブロック図である。図５は、ワイプシーケンスの動作を説明するフローチャートである。図６は、ワイプブレードの位置関係を説明する図である。図７は、インクジェットプリンターの概略図である。

図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図７は、インクジェットプリンターの概略図である。本実施形態のインクジェットプリンター３９は、プラテン４１上に記録媒体を固定し、その記録媒体の幅方向、すなわち主走査方向に、インクジェットヘッドを搭載したキャリッジ４０を往復走査しながらインクを吐出して、記録媒体の表面に記録データに応じた画像や文字などを記録する。記録媒体は、紙、樹脂フィルムなどである。

レール４５に沿ってキャリッジ４０は移動する。キャリッジ４０はキャリッジベルト４４に固定され、このキャリッジベルト４４をモータ４３によって駆動する。プラテン４１の一方の端側には、インクジェットヘッドを密閉し、必要に応じてインクを吸引するキャップユニット４６が配置されている。他方側にはインクジェットヘッドを清掃するワイプユニット１が配置されている。

インクジェットプリンター３９は、記録媒体を搬送する搬送ローラー４２を備える。搬送ローラー４２はレール４５に沿って複数配置されている。記録媒体の搬送方向を副走査方向と呼ぶ。この搬送ローラー４２は、回転するグリッドローラと、グリッドローラに付勢され連れ回るピンチローラを備える。記録媒体はこのグリッドローラとピンチローラに挟まれて搬送される。グリッドローラが、回転することで記録媒体が搬送される。

不図示のリニアスケールがレール４５に沿って設けられ、このリニアスケールの目盛を検出するリニアセンサーがキャリッジ４０に備わる。キャリッジ４０の位置を検出可能とし、キャリッジ４０に定位置に固定されている複数のインクジェットヘッドの位置もそれに応じて検出ができる。

なお、インクジェットヘッドの詳細は図示しないが、各ノズルにインクを供給するインク室や、圧電素子などを用いた吐出機構が設けられている。インクジェットヘッドはその圧電素子などを用いた吐出機構によってインクの吐出及びノズルのインクメニスカスを微振動させる空駆動動作を行うことが可能な構成となっている。インクジェットプリンター３９は、画像形成範囲外において、ノズルからインクを吐出させ、画像を記録する。また、ノズルは吐出機構の構成や記録画素ピッチなどに応じて適宜の個数及び配列ピッチで設けることができる。例えば、２５６個などの多数のノズルを配列することができる。例えばインクジェットヘッドは、記録素子として圧電素子を用いてもよいし、記録素子としてヒータを用いたインクジェットヘッドであっても良い。

図１は、ワイピング機構の概略図である。ワイプユニット１は、インクジェトヘッド６の複数のノズルが設けられているノズル面２２を第１ワイプブレード３と第２ワイプブレード４で払拭する。図中のインクジェットヘッド６は、ノズル列方向に沿って、ノズル面２２を第１ワイプブレード３と第２ワイプブレード４で払拭する様子を描いている。

第１ワイプブレード３はゴムなどの樹脂製の弾性体であり、先端を撓ませながらノズル面２２を払拭する。第２ワイプブレード４は多孔質の樹脂製の弾性体であり、先端を撓ませながらノズル面２２を払拭する。第２ワイプブレード４は、液槽７内の洗浄液８に浸ることで、洗浄液８を蓄え、ノズル面２２を払拭する。ノズル面２２は洗浄液８の付いた第２ワイプブレード４で払拭されることで、増粘したインクなども十分に溶かして除去できる。液槽７には、第１ワイプブレード３および第２ワイプブレード４に付着したインクなどを十分に除去するために、多孔質部材の台９が配置されている。この台９は洗浄液８に浸かり、第１ワイプブレード３と第２ワイプブレード４を接触させながら移動させることで、付着したインクなどを除去する。台９の上面に凹凸を設け、ワイプブレードの当たる角度が変えることで、更に付着物の除去ができる。

ベルト２は第１ワイプブレード３と第２ワイプブレード４を固定し、矢印５の方向に回転する無端ベルトである。点線１０で描かれているワイプブレードは、第１ワイプブレード３あるいは第２ワイプブレード４が台９と接触している状態を示し、先端が湾曲しながら接触することを示している。

図２は、インクジェットヘッドとワイプブレードの関係の例を示す図である。インクジェットヘッド６のノズル面側には、ノズルガード２０がノズル面２２に密着して固定されている。ノズル列１９はインクジェットヘッド６のノズル面２２の長手方向に沿って複数のノズルが列状に配置されたものである。ノズルガード２０の内周には、ノズル面２２に対して垂直方向に側壁２１を備える。

第１ワイプブレード３の基端にはブレード固定部１１が備わり、先端には第１ブレード１２、第２ブレード１３、第３ブレード１４に分かれたゴムのブレードが備わる。夫々の間に第１スリット１５、第２スリット１６が備わる。ブレード固定部１１はベルト２に固定される。第１スリット１５、第２スリット１６はＵ字状の溝で構成され、第１ブレード１２、第２ブレード１３、第３ブレード１４は互いに接触しないように分離されている。

第２ワイプブレード３の基端にはブレード固定部１７が備わり、先端には樹脂製の多孔質部材、例えばスポンジ、の第４ブレード１８が備わる。ブレード固定部１７はベルト２に固定される。

第２ブレード１３の幅は、ノズルガード２０のノズル列１９に沿った内周間の距離より短い。ノズル面２２を第２ブレード１３によって払拭できる。また、第１ブレード１２と第３ブレード１４の幅はノズルガード２０のノズル列１９に沿った部分の幅より広く、ノズルガード２０のノズル列１９に沿った部分の表面を払拭できる。第１スリット１５と第２スリット１６に対応するノズルガード２０の表面は払拭されないので、第１ワイプブレード３とインクジェットヘッド６の幅方向の相対位置を変えて払拭し、拭き漏れを無くす。

第２ワイプブレード４の第４ブレード１８の幅は、ノズルガード２０の幅より広い。第１ワイプブレード３とインクジェットヘッド６の幅方向の相対位置が変った場合でも、全面を払拭できる。

図３は、インクジェットヘッドをワイプブレードで払拭する例を示す図である。第２ワイプブレード４によってインクジェットヘッド６を払拭する場合に、第２ワイプブレード４はノズルガード２０の表面に接触するが、ノズル面２２には接触しない。第４ブレード１８は先端が変形し、ノズルガード２０の内周間の部分で凸部２３が形成されるが、ノズル面２２には接触しない。第２ワイプブレード４は主にノズルガード２０の表面を払拭することになる。この部分に付着したインクを洗浄液で十分に除去することで、キャップとの密着が確実なものとなり、吸引時の空気漏れの問題が無くなる。

図４は、インクジェットプリンターのブロック図である。
制御手段３１は、演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵを備える制御手段である。制御手段３１はＲＯＭ２４に格納されていう制御プログラムに従って動作する。ＲＡＭ２５は、記録データのバッファや制御手段３１による処理のワークエリア等として用いられる。キャリッジ移動モータ駆動回路２６は制御手段３１の制御によって動作し、インクジェットヘッド６を搭載したキャリッジ４０を移動させるモータを駆動する。キャリッジ位置検出センサー２７は、キャリッジ４０の移動を案内するレール４５に沿って配置されたリニアスケールの目盛を検出するリニアセンサーである。このセンサー出力に基づいてキャリッジ４０の位置を演算して取得する。ヘッド駆動回路２８は制御手段３１によって制御される。ヘッド駆動回路２８を介して、インクジェットヘッド６を動作させる。インクジェットヘッド６が複数搭載されている場合、制御部３１及びヘッド駆動回路２８は、各々のインクジェットヘッド６を個別に駆動させることができる。ヘッド駆動回路２８は制御手段３１から入力された情報に基づいて、各インクジェットヘッド６のインク吐出もしくは不吐出のタイミングを生成し、インクジェットヘッド６を駆動させる。インク吐出をさせる場合は、オン波形を生成し、不吐出させる場合には、オフ波形を生成し、各インクジェットヘッド６へ転送する。吐出のタイミングはキャリッジ４０の位置に応じて決められる。

記録媒体搬送手段２９は、制御手段３１の制御によって動作する。記録媒体搬送手段３１は、記録媒体を搬送するローラー４２を含む。モータによって、このローラー４２を駆動し、記録媒体を搬送する。ワイプブレード移動モータ駆動回路３０は制御手段３１の制御によって動作する。ワイプブレード移動モータ駆動回路３０はベルト２を動かすモータを駆動する。

制御手段３１の制御によってインクジェットプリンターの各機能が制御される。また、制御手段３１に予めワイピング動作条件の情報を格納しておくことで、所定のワイピング動作を行うことができる。上記ワイピング条件として、第１ワイプブレード３と第２ワイプブレード４の移動速度及びノズル面２２の払拭回数などが挙げられる。

図５は、ワイプシーケンスの動作を説明するフローチャートである。
インクジェットヘッド６のノズル面２２を払拭する場合に、少なくとも２回の払拭をする。すなわち、ノズルガード２０のガード表面の全面を払拭する。複数回払拭することで、ノズルカード２０の開口部から露出するノズル面２２およびノズルガード２０の表面を払拭できる。例では２回行っている。１回目は右寄り、２回目は左寄りを狙って払拭する。取り付け誤差、がたつきなどによる位置ズレの許容範囲をカバーできるようにする。また、第１ワイプブレード３の先端が３分割され、夫々に間に隙間がある場合に、少なくとも２回の払拭で、お互いの回でそのお互いの隙間部分に対応する部分を払拭する必要があるので、複数回の払拭が必要になる。

ステップＳ１では、先ず１回目のワイプ位置にインクジェットヘッド６を移動する。制御手段３１によって、キャリッジ４０の位置を取得し、第１ワイプブレード３に相対する位置にキャリッジ４０を移動し、次のステップ２に移行する。第１ワイプブレード３と第２ワイプブレード４とがインクジェットヘッド６のワイプ位置の許容される範囲の右端を狙ってキャリッジ４０を移動する。

ステップＳ２では、１回目のワイプを行う。制御手段３１の制御によってベルト２を回転させる。１回目のワイプの回数は複数回でもよい。次にステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、２回目のワイプ位置にインクジェットヘッド６を移動する。制御手段３１によって、キャリッジ４０の位置を取得し、キャリッジ４０を移動し、次のステップ４に移行する。第１ワイプブレード３と第２ワイプブレード４とインクジェットヘッド６のワイプ位置の許容される範囲の左端を狙ってキャリッジ４０を移動する。

ステップＳ４では、２回目のワイプを行う。制御手段３１の制御によってベルト２を回転させる。２回目のワイプの回数は複数回でもよい。次にステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、１回目と２回目のワイプ回数をカウントする。次にステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、カウントされたワイプ回数が所定回数を超えたか否かを判断する。超えていなければ再びワイプ処理をするため、ステップＳ１へ移行する。超えていればワイプ処理を終了する。

このワイプ回数は、あらかじめ設定された値であり、十分にノズル面を払拭できる回数を実験などから求め、ＲＯＭ２４に記憶させておく。複数のワイプモードを作り、それ毎に回数を変えても良い。汚れ具合によっては回数を多くしたいばあいもあるからである。これで１つのインクジェットヘッド６のワイプ動作は終わりである。

上述のようにインクジェットヘッド６のノズル面２２およびノズルガード２０の表面を清掃することで、吐出不良を防止でき、またキャップ時の密閉の空気漏れを防止できる。また、正しい位置で払拭させることで第１ワイプブレード３あるいは第２ワイプブレード４の先端部の消耗を抑制でき、長く使うことができる。また、消耗していなければ拭く動作の仕上がりが良く、画像品質の劣化を防止できる。

図６は、ワイプブレードの位置関係を説明する図である。軸３２は経過時間を示す軸であり図中右方向に向かって時間が経過する。期間３３はベルト２が１回転する期間を示す。期間３３の左端は１回転のスタート地点であり、右端は終了地点である。

最初、第２ワイプブレード４は、矢印３６で示されている期間、洗浄液８に浸っている。次に矢印３７で示されている期間、インクジェットヘッド６を払拭する。次に矢印３８で示されている期間、洗浄液８に浸っている。第１ワイプブレード３は、矢印３４で示されている期間、洗浄液８に浸っている。次に矢印３５で示されている期間、インクジェットヘッド６を払拭する。ワイプ処理がされない場合は、第２ワイプブレード４は、洗浄液８に浸っている状態である。

第２ワイプブレード４でまずインクジェットヘッド６を払拭し、その後、第１ワイプブレード３でインクジェットヘッド６を払拭する。この払拭動作を、相対位置を変えて少なくとも２回行うので、強固に付着したインクを拭き漏らすことなく除去できる。

ここで、更に第３ワイプブレードを備える構成とすることができる。第３ワイプブレードは、例えばゴム材であり、先が３分割された第１ワイプブレード３と同様のものが好ましい。また、払拭順序を第１ワイプブレード３の次に第３ワイプブレードによって払拭させることで、第３ワイプブレード４によって払拭したあとに、直ぐに同じタイプのワイプブレードによって払拭されるので、より綺麗に払拭できる。すなわち、２回行うので拭きもらしなしを防止できる。また、第１ワイプブレード３の次に第３ワイプブレードを微妙に幅方向にずらして配置してもよい。こうすることで、スリット部分による拭き漏れを無くすことができる。その場合のずらし量は、第１スリット１５と第２スリット１６の幅以上であって第２ブレード１３の幅以下とすると、ベルト２を１回転させれば、拭き漏れなくインクジェットヘッド６を払拭できる。

本発明はインクジェットヘッドを備えるプリンターに利用できる。

１ワイプユニット
３第１ワイプブレード
４第２ワイプブレード
６インクジェトヘッド
７液槽
８洗浄液
１９ノズル列
２０ノズルガード
２２ノズル面
３９インクジェットプリンター
４０キャリッジ
４１プラテン
４２搬送ローラー
４４キャリッジベルト
４５レール
４６キャップユニット

Claims

インクを吐出する複数のノズルからなるノズル列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を搭載し主走査方向に移動するキャリッジと、前記主走査方向に対して交差する方向に移動しながら前記インクジェットヘッドの前記ノズルが形成されたノズル面を払拭するワイプブレードと、前記ノズル面に固定され、前記ノズル列に対応する部分に開口部を備えるノズルガードと、を有するインクジェットプリンターにおいて、
前記ワイプブレードが、第１のワイプブレードと第２のワイプブレードを有し、
前記第１のワイプブレードは、幅が前記ノズルガードの幅より広く、先端が３部分に分かれて構成され、前記３部分の内の両端の部分が前記ノズルガードの表面のみを払拭する部分であり、前記３部分の内の中央の部分が前記ノズルガードの表面と前記ノズル面を払拭する部分であり、
前記第２のワイプブレードは幅が前記ノズルガードの幅より広く、多孔質の樹脂で構成され、
前記インクジェットヘッドを前記ワイプブレードで払拭する場合に、前記インクジェットヘッドの幅方向において、前記インクジェットヘッドと前記ワイプブレードの相対位置が夫々異なる少なくとも２つの位置で払拭が行われ、
前記第１のワイプブレードは、前記ノズル面と前記ノズルガードの表面を払拭し、前記第２のワイプブレードは、前記ノズル面は払拭せずに前記ノズルガードの表面を払拭することを特徴とするインクジェットプリンター。
前記ワイプブレードの下部に前記ワイプブレードを洗浄する洗浄液を入れた液槽が配置され、前記液槽内に多孔質の樹脂製の台が配置され、前記台は前記洗浄液に浸され、前記ワイプブレードが移動して先端が前記台に接触した場合に前記ワイプブレードに付着した付着物を除去することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンター。
前記インクジェットヘッドと前記ワイプブレードの相対位置の移動は、前記ワイプブレードの位置は変えず、前記キャリッジを移動させることによりおこなうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンター。
前記第１のワイプブレードは、前記先端から基端に向かいＵ字型の溝でお互いが接触しないように前記３部分に分けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
前記ワイプブレードは第３のワイプブレードを有し、前記第３のワイプブレードは、幅が前記ノズルガードの幅より広く、先端が３部分に分かれて構成され、該３部分の内の両端の部分が前記ノズルガードの表面のみを払拭する部分であり、該３部分の内の中央の部分が前記ノズルガードの表面と前記ノズル面を払拭する部分であり、前記インクジェットヘッドを払拭する場合に、前記第３のワイプブレードは前記第１のワイプブレードに続き前記インクジェトヘッドを払拭することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。