JP3931698B2 - クリーニング部材及びヘッドクリーニング方法並びに画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、インク吐出孔から記録媒体上に画像形成のためのインクを吐出するインクジェットヘッドのインク吐出面をクリーニングするクリーニング部材及びヘッドクリーニング方法並びに画像形成装置に関し、詳しくは、インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ろうとするクリーニング部材及びヘッドクリーニング方法並びに画像形成装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット方式の画像形成装置、例えばインクジェットプリンタは、ランニングコストが低く、プリント画像のカラー化、装置の小型化が容易である等の点から広く普及されている。このインクジェットプリンタは、プリントヘッドのインク吐出面に設けられた微小なインク吐出孔から微量なインクを吐出させて画像記録を行うようになっており、長時間続けて印刷動作を行わず、プリントヘッドのインク吐出孔からインクを吐出させていない場合には、前回の印刷動作によりインク吐出面のインク吐出孔付近に付着したインクが蒸発乾燥して増粘、固化してしまうことがあり、正常なインク吐出が困難となる。
【０００３】
このため、従来では、やや硬めのゴム製等のブレードをプリントヘッドのインク吐出面に押し当て、該インク吐出面上をスライドさせることにより、上記インク吐出面に付着して増粘、固化したインクを除去する（ワイプする）ことでプリントヘッドのクリーニングを行っていた。これに関連して、特開昭５７−３４９６９号公報には、複数のブレードを回転軸に取り付けて回転させ、ワイピング効果をさらに高める技術が開示されている。
【０００４】
また、特開昭５６−１０１８６６号公報には、吸引ポンプを用いてインク吐出孔内のインクやゴミ等を吸引して除去し、インクの不吐出を防止する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の技術では、やや硬めのゴム製等のブレードをプリントヘッドのインク吐出面に押し当てて該インク吐出面上をスライドさせることにより、上記インク吐出面に付着したインクをワイピングするようにしているので、上記ブレードによりインク吐出面に大きな力が加わり、該インク吐出面を傷つけてしまう場合があった。また、上記ブレードでは、ワイピング効果にのみ頼らざるを得ないが、ワイピングするだけではインク吐出孔にインクが残ってしまうことがあった。なお、複数のブレードを用いた場合でも、上記と同様に、インク吐出面を傷つけてしまう場合があると共に、インク吐出孔付近にインクが残ってしまう問題があった。
【０００６】
また、吸引ポンプを用いてインク吐出孔内のインクやゴミ等を吸引して除去する場合は、インク吐出孔内のインクをやや多めに吸引する必要があり、インクジェットヘッドのインクを無駄に消費してしまう場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ろうとするクリーニング部材及びヘッドクリーニング方法並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるクリーニング部材は、１色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有し、上記インク吐出孔から記録媒体上に画像形成のためのインクを吐出するインクジェットヘッドの上記インク吐出面をクリーニングするクリーニング部材であって、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されて、上記インク吐出面に対し接触した状態で該インク吐出面の長手方向に直交する方向に相対的に移動されるクリーニングローラを備え、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引するようにしたものである。
【０００９】
このような構成により、クリーニングローラをインクジェットヘッドのインク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引して除去する。また、上記クリーニングローラは独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で形成されており、弾性を有すると共に、その外周面で捕らえたインクを気泡によって形成された孔部から毛管現象により内部に吸収する。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつ、吸引（除去）したインクによる汚染も防止でき、インク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。さらに、上記クリーニングローラは長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されているので、中央部分が撓んでインク吐出面と非接触になることを防止できる。
【００１０】
また、本発明によるヘッドクリーニング方法は、１色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有するインクジェットヘッドのヘッドクリーニング方法であって、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されたクリーニングローラを上記インク吐出面に対し接触させた状態で該インク吐出面の長手方向に直交する方向に相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触して移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引するものである。
【００１１】
このような方法の実施により、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により、該インク吐出孔内のインクを吸引して除去し、この除去したインクが上記クリーニングローラに捕らえられ、気泡によってクリーニングローラの外周面に形成された孔部から毛管現象により内部に吸収される。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつ、吸引（除去）したインクによる汚染も防止でき、インク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。また、上記クリーニングローラは長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されているので、中央部分が撓んでインク吐出面と非接触になることを防止できる。
【００１２】
さらに、本発明による画像形成装置は、１色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有するインクジェットヘッドと、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されたクリーニングローラを備え、このクリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引するクリーニング部材と、このクリーニング部材を上記インク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させる移動手段と、上記インクジェットヘッドを装置本体の所定箇所に装着して固定すると共に、その固定を解除するヘッド着脱機構と、を備えたものである。
【００１３】
このような構成により、画像形成装置において、クリーニングローラを備えたクリーニング部材をインク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させ、上記クリーニングロ ーラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により、該インク吐出孔内のインクを吸引して除去する。また、上記クリーニングローラは、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で形成されているので、弾性を有すると共に、その外周面で捕らえたインクを気泡によって形成された孔部から毛管現象により内部に吸収する。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつ、吸引（除去）したインクによる汚染を防止でき、インク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。さらに、上記クリーニングローラは長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されているので、中央部分が撓んでインク吐出面と非接触になることを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明が適用されるインクジェットヘッド１及びこのインクジェットヘッド１を装着するプリンタ本体２の実施の形態を示す斜視図である。図１は、インクジェットヘッド１が独立した形態を有してプリンタ本体２に直接装着される形式のものを示している。そして、上記インクジェット１を矢印Ｈのように収納してプリンタ本体２に固定状態でセットして画像形成装置、例えばインクジェットプリンタを構成する。
【００１５】
上記インクジェットヘッド１は、液体インクを例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙（記録媒体）上にインクドットを吹付けるもので、図１及び図２に示すように、インクカートリッジ３と、インク吐出部４と、ヘッドキャップ５とを備えて成る。
【００１６】
上記インクカートリッジ３は、内部に１色又は複数色のインクを収容するもので、その筐体が図１に示すプリンタ本体２の幅方向、すなわち記録紙の幅方向に全幅にわたって細長く伸びている。上記筐体の内部には、図示省略したが、例えば四つに分かれたインク室があり、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４色のインクが充填されている。なお、上記インクカートリッジ３は、硬質樹脂等で形成されている。
【００１７】
上記インクカートリッジ３の底面部には、図２（図１に示すインクジェットヘッド１の拡大横断面図）に示すように、インク吐出部４が設けられている。このインク吐出部４は、上記インクカートリッジ３から供給されるインクを微細に粒子化して吐出させるもので、微小な孔から成るインク吐出孔が該インクカートリッジ３の長手方向に沿って記録紙の全幅に対応して設けられたインク吐出面６を有している。
【００１８】
そして、このインク吐出面６は、例えばニッケル及びニッケルを含む材質でニッケル電鋳法により薄いシート状に形成され、上記インクカートリッジ３の長手方向に伸び、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４色のインク吐出孔の列がそれぞれ設けられており、４色一体型のラインヘッドとされている。なお、図示は省略したが、上記インク吐出面６のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のインク吐出孔の列のある部分と、該インク吐出孔を挟む両側にてヘッド電極を樹脂で覆った凸部が形成された部分とは、波打ち面状に形成されている。
【００１９】
上記インクカートリッジ３の底面側には、ヘッドキャップ５が取り付けられている。このヘッドキャップ５は、上記インク吐出部４のインク吐出面６を覆い、インク吐出孔の乾燥と目詰まりを防ぐために保護するキャップ部材となるもので、上記インクカートリッジ３の筐体と同じ長さで細長く伸び、上面が開口した浅い箱状に形成されており、該インク吐出部４に対し相対的に移動し且つ着脱可能に装着されている。そして、上記ヘッドキャップ５は、インク吐出部４のインク吐出面６の長手方向に直交する方向に矢印Ａ，Ｂのようにモータ等の移動手段により移動され、矢印Ａ方向に移動した状態で上記インクカートリッジ３から外され、矢印Ｂ方向に戻った状態で再びインクカートリッジ３に装着されるようになっている。なお、上記ヘッドキャップ５は硬質樹脂等で形成されている。
【００２０】
上記ヘッドキャップ５の内側には、クリーニングローラ７が設けられている。このクリーニングローラ７は、上記インク吐出部４のインク吐出面６をクリーニングするクリーニング部材となるもので、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成されており、上記ヘッドキャップ５内の一側部にて該ヘッドキャップ５の長手方向に取り付けられている。したがって、上記インク吐出部４のインク吐出面６の長手方向と平行となる。そして、上記クリーニングローラ７は、上記ヘッドキャップ５と共に矢印Ａ方向に移動してインク吐出部４のインク吐出面６をクリーニングするようになっている。
このことから、上記ヘッドキャップ５は、クリーニングローラ７を上記インク吐出部４のインク吐出面６に対し接触させた状態で該インク吐出面６の長手方向に直交する方向に相対的に移動させる移動手段ともなる。
【００２１】
また、同じく上記ヘッドキャップ５の内側には、インク受部８が設けられている。このインク受部８は、上記インク吐出部４のインク吐出孔からの予備吐出インクを受けるもので、浅い箱状のヘッドキャップ５の底面の一部又は全体で予備吐出されたインクを受けるようになっている。
【００２２】
次に、上記ヘッドキャップ５及びクリーニングローラ７の具体例について、図３〜図５を参照して説明する。まず、図４において、ヘッドキャップ５は、図１に示すインクカートリッジ３の幅と長さに合わせて細長状に形成され、図３に示すように、下部に底面を有し全周囲に側壁が立ち上部が開口した浅い箱状に形成されている。そして、前述のように、ヘッドキャップ５はインク吐出部４のインク吐出面６の長手方向に直交する方向に矢印Ａ，Ｂのように移動されるが、矢印Ｂ方向に戻った状態で再びインクカートリッジ３に装着される際の位置決め手段として、図３に示すように、クリーニングローラ７と反対側の側壁の上端部に位置決め爪１２が設けられている。この位置決め爪１２がインクカートリッジ３の下部側縁部に係止してヘッドキャップ５を位置決めするようになっている。
【００２３】
そして、上記ヘッドキャップ５の上記インク吐出部４側にて長手方向の一側の側壁近傍には、上記インク吐出部４のインク吐出面６の全長にわたって接触する円柱状に形成されたクリーニングローラ７が着脱可能に保持されている。すなわち、上記クリーニングローラ７の両端部には、図４に示すようにピン９が突出して設けられ、このピン９が図３に示すように略Ｕ字状の形状で立ち上がる保持部材１０で保持されている。この保持部材１０の上部のピン受入れ部は弾性的に開閉可能とされており、上記のピン９を上方からピン受入れ部に押し付けることにより該ピン受入れ部が開いてピン９を受け入れ、その後閉じて保持する。逆に、上記のピン９を上方に持ち上げることにより、該ピン受入れ部が開いてピン９を取り外すことができるようになっている。
【００２４】
なお、本実施形態においては、上記クリーニングローラ７として、その形状が単に通常の円柱状に形成されたものではなく、図４及び図５に示すように、その長手方向の中央部分が緩やかに太くなったいわゆるクラウン形状に形成されたものを用いている。これは、クリーニングローラ７が長手方向の中央部分で下方に撓むことがあるので、その撓みによりインク吐出面６と非接触になることを防止するためである。
【００２５】
また、本実施形態の特徴的な構成として、上記クリーニングローラ７の前記インク吐出面６に接触する部分が、気泡を有する材料（いわゆる含泡材、多孔質材等をいい、以下、単にフォーム材という）で形成されている。このフォーム材は、その気泡構造により独立気泡、連続気泡、及び、独立気泡と連続気泡が混在する半独立気泡に区分できるが、いずれの気泡構造のものを用いてもよい。なお、独立気泡とは、一つ一つの気泡が完全に独立しているものをいい、連続気泡とは、気泡の一部又は大部分が隣接する気泡と繋がっているものをいう。
【００２６】
図６は、独立気泡６１を有するフォーム材を用いた場合、図７は、連続気泡７１を有するフォーム材を用いた場合、図８は、独立気泡６１と連続気泡７１とが混在する（半独立気泡の）フォーム材を用いた場合の上記クリーニングローラ７の断面図を示すものである。すなわち、本実施形態に係るクリーニングローラ７は、図６〜８に示すように、例えば金属や硬質樹脂等で形成され、その両端部が上記ピン９となる芯材６０と、上記フォーム材のいずれかで形成され、前記芯材６０の外側部分に設けられるローラ部（６２、７２、８２のいずれか）と、で構成される。
なお、気泡構造として独立気泡及び半独立気泡を有するフォーム材としては、例えばＥＰＤＭフォーム（エチレンプロピレンターポリマー）やＮＢＲ（ニトリルゴム）、シリコンゴム系のスポンジゴムがあり、連続気泡を有する材料としては、例えばＰＵＲ（ポリウレタン）を発泡させたウレタンフォームがある。
上記クリーニングローラ７はこのように構成されるので、前記インク吐出面６に接触する部分が弾性を有すると共に、外周面上に付着したインクをローラ表面に気泡によって形成された孔に吸収し、保持する機能も有する。特に、連続気泡の場合には、毛管現象によるインクのローラ内部への吸収（浸透）効果が大きくなり、インクの保持力をより向上できる。
【００２７】
そして、上記クリーニングローラ７をヘッドキャップ５に保持する部分には、図３に示すように、フローティングスプリング１１が介在されている。このフローティングスプリング１１は、上記クリーニングローラ７をインク吐出部４のインク吐出面６側に付勢する手段となるもので、例えば側面視で略Ｕ字状に形成された板バネから成り、前記保持部材１０の近傍にてピン９の下方に挿入されている。そして、上記フローティングスプリング１１の付勢力が両端部のピン９に働くことにより、クリーニングローラ７をインク吐出部４のインク吐出面６に略均一な力で押圧する。
【００２８】
これにより、図２に示すように、インクカートリッジ３の底面側にヘッドキャップ５が取り付けられた状態で、上記フローティングスプリング１１の付勢力と、クリーニングローラ７の弾性力と、クラウン形状とで、上記クリーニングローラ７は、インク吐出部４のインク吐出面６の全長にわたって接触するようになる。なお、上記フローティングスプリング１１は、略Ｕ字状の板バネに限られず、コイルスプリングであってもよい。
【００２９】
また、上記クリーニングローラ７は、上記インク吐出部４のインク吐出面６との接触により従動回転するようになっている。したがって、図２に示すように、ヘッドキャップ５が矢印Ａ方向に移動することにより、クリーニングローラ７はインク吐出部４のインク吐出面６の全長にわたって適度な圧力で密着しながら回転し、その回転移動によりインク吐出面６に付着しているインクをクリーニングする。
【００３０】
ここで、上記クリーニングローラ７によるインク吐出部４のインク吐出面６のクリーニング作用及びヘッドクリーニング方法について、図９を参照して説明する。なお、図９では、説明を分かり易くするため、インク吐出面６とインク吐出孔１３とクリーニングローラ７とを拡大した断面図で示している。まず、図９において、クリーニングローラ７は、図２に示すヘッドキャップ５と共に矢印Ａ方向に移動しながら、インク吐出面６との接触により矢印Ｃ方向に従動回転する。そして、上記クリーニングローラ７が、図２に示すインク吐出部４のインク吐出面６の或る列のインク吐出孔１３の位置を通過するものとする。
【００３１】
図９（ａ）は、矢印Ｃ方向に従動回転しながら矢印Ａ方向に移動してきたクリーニングローラ７が、或る列のインク吐出孔１３の位置に差しかかった状態を示している。このとき、上記インク吐出孔１３の部位には、インク室１４からのインク１５が充満されており、該インク吐出孔１３の内部には上記インク１５の表面の界面張力により凹状曲面のメニスカス１６が形成されている。そして、図９（ａ）に示すように、上記クリーニングローラ７が矢印Ｃ方向に従動回転しながら矢印Ａ方向に移動することにより、気泡により形成された表面の孔を潰しながら、上記インク吐出孔１３を一方側縁部から他方側縁部に向けて塞いで行き、その間に該インク吐出孔１３内の空気が他方側縁部の隙間から矢印Ｄのように押し出されて行く。
【００３２】
次に、図９（ｂ）に示すように、上記クリーニングローラ７が更に矢印Ｃ方向に従動回転しながら矢印Ａ方向に移動すると、該インク吐出孔１３を完全に塞いだ状態になる。このとき、クリーニングローラ７は上記インク吐出面６に押圧して接触しているので、微視的には、該クリーニングローラ７の表面の一部がその弾性により上記インク吐出孔１３の一方側縁部と他方側縁部との間で該インク吐出孔１３内に少し入り込み、その分だけインク吐出孔１３内の空気を押し出した状態で該インク吐出孔１３の入口を塞ぎ、その内部をほぼ密封した状態となる。
【００３３】
その後、図９（ｃ）に示すように、上記クリーニングローラ７が更に矢印Ｃ方向に従動回転しながら矢印Ａ方向に移動して、上記インク吐出孔１３の他方側縁部を塞いだ状態で一方側縁部だけを開いて行く。このとき、微視的には、上記インク吐出孔１３内に少し入り込んだクリーニングローラ７の表面の一部がインク吐出孔１３の一方側縁部から離れる際に、該インク吐出孔１３内の空気が引かれて一方側縁部の隙間から矢印Ｅのように吸引される。
【００３４】
すなわち、図９（ｂ）に示すようにインク吐出孔１３内の空気が少し押し出されて密封された状態（正圧）から、図９（ｃ）に示すように上記インク吐出孔１３内の空気が引き出された際（負圧）のインク吐出孔１３内の圧力変化により、該インク吐出孔１３内のインクが吸引されるようになる。これにより、上記インク吐出孔１３内に残ったインクが図２においてインク吐出部４の外側に引っ張られる吸引力が作用し、該インク吐出孔１３内のインクを吸引して確実に除去することができる。
【００３５】
なお、この場合において、上記クリーニングローラ７はその外周面を含む部分がフォーム材で形成されているので、弾性を有し、クリーニングローラ７をインク吐出面６上で移動させる際、該インク吐出面６のヘッド電極を樹脂で覆った状態の保護層を損傷させることなく、上記インク吐出面６のクリーニングを行うことができる。また、上記のようにして吸引・除去したインクは、クリーニングローラ７の外周面に捕らえられ、気泡により形成された孔に吸収して（浸透させて）保持するので、クリーニング操作によって吸引・除去したインクが再び付着することによる汚染も防止できる。このため、一度クリーニングしたインクを該クリーニングローラ７内に保持した状態で次のクリーニングを行うことができる。
【００３６】
次に、図２に示すクリーニングローラ７の移動及び従動回転の具体的な機構について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、図１に示すヘッドキャップ開閉機構２０の詳細を示す側面図である。まず、図２に示すクリーニングローラ７は、図３に示すようにヘッドキャップ５に取り付けられており、このヘッドキャップ５は、図１０に示すように下辺部に直線状のラック２２が形成された移動用ラック板４０に連結して支持されている。
【００３７】
上記移動用ラック板４０は、上記ヘッドキャップ５を矢印Ａ，Ｂ方向に移動させるもので、該移動用ラック板４０の内側側面の上部両端に設けられた２本のガイドピン４１ａ，４１ｂを、図１に示すプリンタ本体２の一方の外側板４２に形成された直線状の移動ガイド溝４３に係合させ、下辺部に形成されたラック２２を、上記一方の外側板４２に取り付けられた移動用モータ４４の回転軸上のウォームギア４５によって回転されるピニオン２３に噛み合わせて、支持されている。
【００３８】
また、上記ヘッドキャップ５の一方の外側面には、上記移動用ラック板４０側に向けて前後２本のキャップガイドピン４６ａ，４６ｂが突出して設けられている。また、前記プリンタ本体２の一方の外側板４２の中間部には、上記ヘッドキャップ５の移動軌跡を形成するため所定形状に湾曲した２本のキャップガイド溝４７，４８が形成されている。そして、上記ヘッドキャップ５の前後２本のキャップガイドピン４６ａ，４６ｂは、それぞれ上記プリンタ本体２の外側板４２のキャップガイド溝４７，４８に係合され、更に前部のキャップガイドピン４６ａだけは上記移動用ラック板４０の前端部に縦長に形成されたガイド溝４９に係合されている。
【００３９】
このような機構により、上記移動用モータ４４の駆動によりウォームギア４５を介してピニオン２３が矢印Ｆ，Ｇ方向に回転し、これと噛み合うラック２２により移動用ラック板４０が矢印Ａ，Ｂ方向に移動する。このとき、上記ヘッドキャップ５の前部のキャップガイドピン４６ａが上記移動用ラック板４０の前端部のガイド溝４９に係合しているので、該ヘッドキャップ５は上記移動用ラック板４０と共に矢印Ａ，Ｂ方向に移動する。そして、そのときのヘッドキャップ５の移動軌跡は、前後２本のキャップガイドピン４６ａ，４６ｂが係合するキャップガイド溝４７，４８の形状によって決められる。
【００４０】
図１１は、図１０の要部拡大側面図であり、クリーニングローラ７の従動回転の具体的な構造を示している。すなわち、ヘッドキャップ５の内部にて、クリーニングローラ７の両端部のピン９を保持する保持部材１０の内側にスプリング支持部材５０を立設し、このスプリング支持部材５０にコイルスプリング５１を巻き付けて装着し、該コイルスプリング５１の上端部を、上記クリーニングローラ７のピン９を回転可能に支持する軸受部５２の下面に押し当てている。
【００４１】
したがって、上記コイルスプリング５１の弾性力でクリーニングローラ７を常時上向きに付勢して、インク吐出部４のインク吐出面６に押し付けることができる。これにより、図１０において、ヘッドキャップ５が矢印Ａ方向に移動する際に、上記インク吐出面６に押し付けられたクリーニングローラ７は、該インク吐出面６との押圧接触により矢印Ｃ方向に従動回転する。
【００４２】
図１２は、上記クリーニングローラ７の移動機構の他の実施形態を示す要部拡大側面図である。この実施形態は、クリーニングローラ７の回転を制限するためのブレーキ機構を備え、該クリーニングローラ７が上記ブレーキ機構により回転が制限された状態でインク吐出面６上を擦りつつ回転移動するようにしたものである。上記ブレーキ機構は、図１２に示すように、クリーニングローラ７のピン９に一体的に固着された例えば円筒状又は円柱状のブレーキドラム５３と、このブレーキドラム５３の外周面に掛け回され一端部が固定された細長帯状のブレーキシュー５４と、このブレーキシュー５４の他端部に連結されて適度な締付け力を与える引っ張りスプリング５５とから成る。なお、上記クリーニングローラ７のピン９（のいずれか）にＤカットを施すと共に、これに対応するＤ穴を上記ブレーキドラム５３に形成するようにしてもよい。このようにすれば、上記ブレーキドラム５３をクリーニングローラ７のピン９に一体的に固着した場合と同様に、クリーニングローラ７とブレークドラム５３との回転が一体化される。
【００４３】
これにより、上記クリーニングローラ７がインク吐出面６との押圧接触により従動回転する際に、上記ブレーキシュー５４の締付け力によりブレーキドラム５３の回転にブレーキが掛けられ、該クリーニングローラ７が上記ブレーキ機構により回転が制限された状態でインク吐出面６上を擦りつつ回転移動するようにされる。この場合は、クリーニングローラ７が上記インク吐出面６を擦りつつ少し回転するので、該インク吐出面６を損傷させることなく、付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。なお、上記ブレーキ機構は、図１２に示す構造に限られず、クリーニングローラ７の回転を制限できるものであるならば、他の構造であってもよい。
【００４４】
図１３は、上記クリーニングローラ７の移動機構の更に他の実施形態を示す要部拡大側面図である。この実施形態は、クリーニングローラ７の回転を禁止するための固定機構を備え、該クリーニングローラ７が上記固定機構により回転しないように固定された状態で上記インク吐出面６上を移動するようにしたものである。上記固定機構は、図１３に示すように、クリーニングローラ７のピン９に一体的に固着された例えば略矩形状の回転制限コマ（小判型の軸受）５６と、この回転制限コマ５６の対向する両側辺部を挟み込んでロックする略凹形の固定部材５７とから成る。なお、上記クリーニングローラ７のピン９（のいずれか）にＤカットを施すと共に、これに対応するＤ穴を上記回転制限コマ５６に形成するようにしてもよい。
【００４５】
これにより、上記クリーニングローラ７がインク吐出面６との押圧接触により従動回転しようとしても、上記固定部材５７により回転制限コマ５６の両側辺部が挟み込まれてロックされるので、該クリーニングローラ７が上記固定機構により回転しないように固定された状態で上記インク吐出面６上を移動するようにされる。この場合は、クリーニングローラ７で上記インク吐出面６を擦りつつ移動するので、該インク吐出面６に付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。なお、上記固定機構は、図１３に示す構造に限られず、クリーニングローラ７の回転を禁止できるものであるならば、他の構造であってもよい。
【００４６】
図１４は、上記クリーニングローラ７の移動機構の更に他の実施形態を示す要部拡大側面図である。この実施形態は、クリーニングローラ７を回転駆動させる回転駆動機構を備え、該クリーニングローラ７が上記回転駆動機構によって回転された状態でインク吐出面６上を移動するようにしたものである。上記回転駆動機構は、図１４に示すように、クリーニングローラ７のピン９に一体的に固着されたピニオンギア５８と、このピニオンギア５８に噛み合うウォームギア５９を回転軸に備えた駆動用モータ６０とから成る。そして、このような回転駆動機構により、上記クリーニングローラ７を積極的に正方向或いは逆方向に回転させるようになっている。なお、上記クリーニングローラ７のピン９（のいずれか）にＤカットを施すと共に、これに対応するＤ穴を上記ピニオンギヤ５８に形成するようにしてもよい。
【００４７】
そして、上記駆動用モータ６０によるクリーニングローラ７の回転は、図１５（ａ）に示すように、図２に示すヘッドキャップ５の矢印Ａの移動方向と同じ方向（図１５（ａ）では右方向となっている）に回転されると共に、上記ヘッドキャップ５の移動速度ｖ1よりもクリーニングローラ７の外周速度ｖ2の方が大となるような回転数で回転される。この場合、インク吐出部４のインク吐出面６とクリーニングローラ７の外周面との間の速度差に基づく擦りが生じ、該インク吐出面６が確実にクリーニングされる。また、上記ヘッドキャップ５の移動速度ｖ1の方を、クリーニングローラ７の外周速度ｖ2よりも大となるような回転数でモータ６０を回転させても、上記と同様にインク吐出面６とクリーニングローラ７の外周面との間に擦りが生じ、該インク吐出面６が確実にクリーニングされる。
【００４８】
或いは、図１５（ｂ）に示すように、クリーニングローラ７を図２に示すヘッドキャップ５の矢印Ａの移動方向とは逆方向（図１５（ｂ）では左方向となっている）に回転させてもよい。この場合は、インク吐出部４のインク吐出面６とクリーニングローラ７の外周面との間の移動方向の相違による擦りが生じ、該インク吐出面６が確実にクリーニングされる。
このように、図１４に示す実施形態の場合は、インク吐出部４のインク吐出面６は、クリーニングローラ７の積極的な回転により次々と繰り出される新たな外周面によりクリーニングすることができる。
【００４９】
次に、以上のように構成されたインクジェットヘッド１のクリーニングローラ７による一連のクリーニング動作について、図１６を参照して説明する。ここでは、図２に示すインクジェットヘッド１において、矢印Ａ方向にヘッドキャップ５が移動し、インク吐出部４のインク吐出面６のクリーニングを行い、その実施後にインクの予備吐出を行うものとする。まず、図１６（ａ）は、インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５が閉じた初期状態を示している。そして、この状態で図１において、インクジェットヘッド１はプリンタ本体２に収納されてセットされる。
【００５０】
次に、上記プリンタ本体２にセットされた状態で、ヘッドキャップ開信号により、図１６（ｂ）に示すように、ヘッドキャップ５がインクカートリッジ３に対して相対的に矢印Ａ方向に移動される。すると、上記インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５と共にクリーニングローラ７が矢印Ａ方向に移動し、インク吐出部４のインク吐出面６に押圧接触した状態で該インク吐出面６をクリーニングする。このとき、上記クリーニングローラ７は、インク吐出面６との接触状態で従動回転し、或いはブレーキ機構又は固定機構により回転が制限され、又は回転駆動機構により正方向或いは逆方向に回転されて移動する。
【００５１】
この状態で、図２において、インク吐出部４のインク吐出面６のうち、例えばイエローＹのインク吐出面６がクリーニングされたとする。すると、ヘッドキャップ５の下面側に設けられた位置検出手段（図示省略）により、イエローＹのインク吐出面６のクリーニングが終了したことを検出する。これにより、上記イエローＹのインク吐出面６のインク吐出孔に対し予備吐出開始信号が送られる。
【００５２】
次に、図１６（ｃ）に示すように、イエローＹのインク吐出面６のインク吐出孔から予備吐出インク１８が噴射される。その後、上記イエローＹのインク吐出面６のインク吐出孔に対し予備吐出終了信号が送られ、予備吐出インク１８の噴射が停止される。以後同様にして、図２において、順次Ｍ，Ｃ，Ｋのインク吐出面６のクリーニングローラ７によるクリーニングが終わる都度、当該インク吐出面６のクリーニング終了を位置検出手段で検出して、それぞれのインク吐出孔に対し予備吐出開始信号及び予備吐出終了信号が送られる。これにより、各インク吐出孔からの予備吐出のタイミングが制御され、インクの予備吐出が順次実行される。
【００５３】
このようにして、各色のインク吐出面６のクリーニングと予備吐出が終了すると、図１６（ｄ）に示すように、ヘッドキャップ５は、矢印Ａ方向に一杯に移動してやや上方に移り、退避位置に収まる。この状態で、記録紙に印字、印画を行う。
【００５４】
次に、所要の頁数の印字、印画が終了すると、ヘッドキャップ閉信号が送られ、ヘッドキャップ５は、上記の退避位置から、図１６（ｅ）に示すように、インクカートリッジ３に対して相対的に矢印Ｂ方向に移動される。すると、上記インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５と共にクリーニングローラ７が矢印Ｂ方向に移動し、この復路では上記クリーニングローラ７はインク吐出部４のインク吐出面６に接触しないでそのまま戻る。
【００５５】
その後、図１６（ｆ）に示すように、インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５が矢印Ｂ方向に一杯に移動して閉じた状態となり、初期状態に戻る。そして、次の印字、印画の指示を待つ。
【００５６】
なお、以上の動作は、インク吐出部４のインク吐出面６のクリーニングの実施後にインクの予備吐出を行うものとしたが、インク吐出面６に接触するクリーニングローラ７による混色の虞がない場合は、クリーニングローラ７による上記インク吐出面６のクリーニングの実施前にインクの予備吐出を行ってもよい。この場合は、上記位置検出手段によるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のインク吐出孔からの予備吐出のタイミングを制御する必要はない。
【００５７】
次に、本発明が適用される画像形成装置、例えばインクジェットプリンタについて、図１及び図１７〜図２３を参照して説明する。このインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドからインクを微細に粒子化して吐出し、記録紙上にインクドットを吹付けて印刷するもので、図１に示すように、インクジェットヘッド１と、プリンタ本体２と、ヘッド着脱機構１９と、ヘッドキャップ開閉機構２０とを備えて成る。なお、このインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド１をプリンタ本体２に直接装着する形式のものを示している。
【００５８】
上記インクジェットヘッド１は、液体インクを例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙上にインクドットを吹付けるもので、前述の図１〜図１６において説明したものと同様に構成されている。
【００５９】
プリンタ本体２は、上記インクジェットヘッド１を所定箇所に装着してインクジェットプリンタとしての機能を発揮するためのもので、記録紙トレイ、記録紙の搬送系、動作駆動系、全体の制御回路部等を備えている。なお、図１において、符号２１は印刷後に排紙される排紙受けを示している。
【００６０】
ヘッド着脱機構１９は、上記インクジェットヘッド１をプリンタ本体２の所定箇所に装着して固定すると共にその固定を解除するもので、例えばプリンタ本体２の中央部に設けられた凹所から成る所定箇所にインクジェットヘッド１を挿入してその上面部を押さえるように構成された横長のバー部材から成る。すなわち、上記プリンタ本体２の全幅方向に伸び、例えば垂直方向と水平方向とに起倒するようになっている。そして、図１に示すようにバー部材が垂直方向に起立した状態でインクジェットヘッド１を矢印Ｈ方向に収納して装着し、図１７に示すようにバー部材が水平方向に倒された状態でインクジェットヘッド１を上記所定箇所に固定するようになっている。
【００６１】
ヘッドキャップ開閉機構２０は、上記インクジェットヘッド１がプリンタ本体２の所定箇所に固定される状態でヘッドキャップ５をインク吐出部４（図２参照）に対して相対的に移動しインク吐出面６（図２参照）を解放すると共に、印刷終了後に上記ヘッドキャップ５を閉じるもので、例えばプリンタ本体２の側面に設けられたラック２２と、ピニオン２３との噛み合わせから成る。その詳細な構造は、図１０を参照して既に説明したとおりである。
【００６２】
そして、図１７に示すように、インクジェットヘッド１をヘッド着脱機構１９でプリンタ本体２の所定箇所に固定した状態で、上記ピニオン２３を図１０に示す移動用モータ４４で所定方向に回転することにより、図１８に示すようにラック２２が矢印Ａ方向に移動し、これと共に図１に示すヘッドキャップ５を矢印Ａ方向に移動して開き、退避位置に収めるようになっている。
【００６３】
なお、上記ヘッドキャップ開閉機構２０は、上述のラック２２とピニオン２３との噛み合わせに限られず、例えばゴムローラをヘッドキャップ５の両側面に押し当て、このゴムローラの回転軸にモータを結合し、該モータを回転して上記ゴムローラの摩擦により上記ヘッドキャップ５を矢印Ａ方向に移動して開くようにしてもよい。
【００６４】
次に、図１に示すプリンタ本体２の所定箇所にインクジェットヘッド１を固定してヘッドキャップ５をインク吐出部４（図２参照）に対して相対的に移動しインク吐出面６（図２参照）を解放する具体的な機構と動作について、図１９〜図２３を参照して説明する。
【００６５】
まず、図１９は、図１においてインクジェットヘッド１をプリンタ本体２の所定箇所に矢印Ｈ方向に挿入して収納した状態を示す。この状態では、インクジェットヘッド１内でその両側端部に設けられたキャップロックフック２４の下端部が、つる巻きバネ２５の弾性力によりヘッドキャップ５の両側部の係止片部２６に係合している。これにより、上記ヘッドキャップ５はインクカートリッジ３に対して一体的に装着されている。
【００６６】
この状態で、図１９において、ヘッド着脱機構１９を矢印Ｊ方向に押し下げて固定する。すると、上記ヘッド着脱機構１９の下辺部に設けられたキャップロック解除片２７でキャップロックフック２４の上端部２８を押し下げて回動させ、図２０に示すように、該キャップロックフック２４の下端部を持ち上げ、ヘッドキャップ５の両側部の係止片部２６との係合を解除する。これにより、図１７に示すように、インクジェットヘッド１がヘッド着脱機構１９でプリンタ本体２の所定箇所に固定されると共に、ヘッドキャップ５が移動可能となる。
【００６７】
次に、図１７に示すヘッドキャップ開閉機構２０を動作させ、ピニオン２３を図１０に示す移動用モータ４４で回転させてラック２２を矢印Ａ方向に移動させる。すると、図２１に示すように、インクカートリッジ３の底面側に装着されたヘッドキャップ５が上記ラック２２と共に矢印Ａ方向に移動して開く。そして、図２に示すようにインクカートリッジ３の底面に設けられたインク吐出部４のインク吐出面６を、フローティングスプリング１１で付勢されたクリーニングローラ７でクリーニングを開始する。なお、図２１において、符号Ｐは上記ヘッドキャップ５の移動の軌跡を示す。
【００６８】
その後、上記ヘッドキャップ５は、図２２に示すように、移動軌跡Ｐに従って矢印Ａ方向に順次移動する。このとき、上記ヘッドキャップ５に取り付けられたクリーニングローラ７により、図２に示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のインク吐出面６を順次クリーニングすると共に、そのクリーニングの実施前又は実施後にインクの予備吐出を行う。
【００６９】
そして、上記各色のインク吐出面６のクリーニングと予備吐出が終了すると、図２３に示すように、ヘッドキャップ５は、移動軌跡Ｐに従って矢印Ａ方向に一杯に移動してやや上方に移り、図１８に示すように退避位置に収まる。この状態で、記録紙に印字、印画を行う。このとき、上記ヘッドキャップ５は、図２３に示すようにやや上方に移ることから、その収納時のスペースを小さくすることができる。また、図２３において、インクカートリッジ３の底面に設けられたインク吐出部４の下方を記録紙が通過するが、上記ヘッドキャップ５の下面で記録紙の通過の案内をしてもよい。この場合、ヘッドキャップ５の下面側には、記録紙の案内のためのリブを設けてもよい。また、記録紙に印刷された状態のインクが付かないように撥水処理をしてもよい。
【００７０】
この状態で、所要の頁数の印字、印画が終了すると、ヘッドキャップ５は、図２３に示す退避位置から上記の逆順の動作により矢印Ｂ方向に移動し、図２０に示すように、ヘッドキャップ５がインクカートリッジ３の底面側に戻って初期状態となる。
【００７１】
そして、図１９において、ヘッド着脱機構１９を矢印Ｊと反対方向に開くことにより、キャップロックフック２４がつる巻きバネ２５の弾性力によりヘッドキャップ５の両側部の係止片部２６に係合し、ヘッドキャップ５がインクカートリッジ３に対して一体的に装着される。この状態で、図１に示すように、インクジェットヘッド１をプリンタ本体２から取り外すことができる。
【００７２】
なお、ヘッドキャップ５が図２３に示す退避位置にある状態で、何等かの原因でプリンタの電源を遮断した場合は、上記ヘッドキャップ５は上記の退避位置に残ったままの状態となる。そして、この状態で、図１９に示すように、ヘッド着脱機構１９を矢印Ｊと反対方向に開くと、ヘッドキャップ５を上記の退避位置に残したままインクカートリッジ３だけを取り外してしまうこととなる。そこで、これを防止するため、何等かの原因でプリンタの電源が遮断された場合は退避位置にあるヘッドキャップ５が図１９に示す初期状態の位置に自動的に戻るようにする、或いは、ヘッドキャップ５が図１９に示す初期状態の位置に戻っていない場合はヘッド着脱機構１９を矢印Ｊと反対方向に開くことができないようにする、というインターロック機構を設けてもよい。
【００７３】
以上の図１及び図１７〜図２３で説明したインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド１をプリンタ本体２に直接装着する形式のものを示したが、本発明はこれに限らず、インクジェットヘッド１を、トレイを介してプリンタ本体２に装着する他の形式のものにも同様に適用できる。以下、他の形式のインクジェットプリンタの概要について、図２４を参照して説明する。
【００７４】
まず、図２４（ａ）に示すように、インクカートリッジ３にヘッドキャップ５が一体的に装着されたインクジェットヘッド１を、プリンタ本体２に対し進退可能に設けられたトレイ２９の内側の所定位置に矢印Ｑのように装着する。その後、上記トレイ２９を矢印Ｒ方向に移動させてプリンタ本体２内にセットする。このとき、図２４（ｂ）に示すように、ヘッドキャップ５は上記トレイ２９の矢印Ｒ方向の移動の途中で、プリンタ本体２内に設けられた適宜の掛止手段に掛止されて停止する。なお、上記トレイ２９は、インクジェットヘッド１をプリンタ本体２内にセットしたり、交換したりするためのものである。
【００７５】
その後、上記トレイ２９は矢印Ｒ方向にそのまま移動することにより、インクカートリッジ３がヘッドキャップ５に対して相対的に矢印Ｒ方向に移動し、その結果、ヘッドキャップ５が開く。それと同時に、上記インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５が相対的に矢印Ｒ方向に移動する際に、図１６で示すと同様の動作により、インク吐出部４のインク吐出面６をクリーニングすると共に、インクの予備吐出が行われる。その後、記録紙に対し印字、印画が行われる。なお、図２４において、符号３０は記録紙トレイを示し、符号３１は記録紙を示し、符号３２は送りローラを示し、符号３３は送りベルトを示し、符号３４は排紙トレイを示し、符号Ｓは記録紙の排紙方向を示している。
【００７６】
なお、以上の説明では、ラインヘッド型のインクジェットプリンタとして説明したが、本発明はこれに限らず、シリアル型のインクジェットプリンタについても適用可能である。また、以上の説明では、インクジェットプリンタの例について述べたが、本発明はこれに限らず、記録方式がインクジェット方式のファクシミリ装置や複写機等の画像形成装置についても適用可能である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係るクリーニング部材によれば、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラをインク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引して除去すると共に、吸引・除去したインクを気泡によって形成された孔から内部に吸収し、インク吐出面やクリーニングローラ表面に残すことなく確実に除去できる。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。また、従来のように吸引ポンプを用いてインク吐出孔内のインクをやや多めに吸引することはないので、インクを無駄に消費するのを防止できる。また、上記クリーニングローラは、その長手方向の中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されていることにより、該クリーニング部材が長手方向の中央部分で下方に撓んでもインク吐出面と非接触にならないようにできる。
【００７８】
また、請求項２に係るヘッドクリーニング方法によれば、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラの外周面がインク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により、該インク吐出孔内のインクを吸引して除去し、かつ、吸引（除去）したインクを気泡により形成される孔に吸収してインク吐出面やクリーニング部材表面に残すことなく確実に除去することができる。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。また、上記クリーニングローラは、その長手方向の中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されていることにより、該クリーニング部材が長手方向の中央部分で下方に撓んでもインク吐出面と非接触にならないようにできる。
【００７９】
さらに、請求項３に係る画像形成装置によれば、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラを備えたクリーニング部材を、上記インク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により、該インク吐出孔内のインクを吸引して除去し、吸引・除去したインクを気泡により形成される孔に吸収してインク吐出面やクリーニング部材表面に残すことなく確実に除去することができる。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。また、従来のように吸引ポンプを用いてインク吐出孔内のインクをやや多めに吸引することはないので、インクを無駄に消費するのを防止できる。さらに、上記クリーニングローラは、その長手方向の中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されていることにより、該クリーニング部材が長手方向の中央部分で下方に撓んでもインク吐出面と非接触にならないようにできる
【００８０】
また、請求項４に係る発明によれば、上記クリーニングローラは、上記インクジェットヘッドのインク吐出面に接触した状態で従動回転しながら該インク吐出面上を移動するものとしたことにより、インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。
【００８１】
さらに、請求項５に係る発明によれば、上記クリーニングローラの回転を制限するためのブレーキ機構を備え、該クリーニングローラは、上記ブレーキ機構により回転が制限された状態でインク吐出面上を擦りつつ回転移動するものとしたことにより、該インク吐出面を損傷させることなく、付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。
【００８２】
さらにまた、請求項６に係る発明によれば、上記クリーニングローラの回転を禁止するための固定機構を備え、該クリーニングローラは、上記固定機構により回転しないように固定された状態でインク吐出面上を移動するものとしたことにより、該インク吐出面に付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。
【００８３】
また、請求項７に係る発明によれば、上記クリーニングローラを回転駆動させる回転駆動機構を備え、該クリーニングローラは、上記回転駆動機構により回転された状態でイン ク吐出面上を移動するものとしたことにより、プリントヘッドのインク吐出面を、クリーニング部材の積極的な正方向或いは逆方向の回転により次々と繰り出される新たな外周面によって確実にクリーニングすることができる。
【００８４】
また、請求項８に係る発明によれば、上記クリーニング部材を、インク吐出面を保護するためのキャップ部材と共に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用されるインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを装着するプリンタ本体の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】 図１に示すインクジェットヘッドの拡大横断面図である。
【図３】 図２に示すヘッドキャップ及びクリーニングローラの具体例を示す側面図である。
【図４】 上記ヘッドキャップ及びクリーニングローラの具体例を示す平面図である。
【図５】 図４のＥ−Ｅ線断面図である。
【図６】 気泡構造が独立気泡である材料で形成された上記クリーニングローラの断面図である。
【図７】 気泡構造が連続気泡である材料で形成された上記クリーニングローラの断面図である。
【図８】 気泡構造が半独立気泡である材料で形成された上記クリーニングローラの断面図である。
【図９】 上記クリーニングローラによるインクジェットヘッドのインク吐出面のクリーニング作用及びヘッドクリーニング方法を説明するための拡大断面図である。
【図１０】 図２に示すクリーニングローラの移動及び従動回転の具体的な機構を説明するもので、図１に示すヘッドキャップ開閉機構の詳細を示す側面図である。
【図１１】 図８の要部拡大側面図であり、クリーニングローラの従動回転の具体的な構造を示している。
【図１２】 上記クリーニングローラの移動機構の他の実施形態を示す要部拡大側面図であり、クリーニングローラのブレーキ機構の具体的な構造を示している。
【図１３】 上記クリーニングローラの移動機構の更に他の実施形態を示す要部拡大側面図であり、クリーニングローラの固定機構の具体的な構造を示している。
【図１４】 上記クリーニングローラの移動機構の更に他の実施形態を示す要部拡大側面図であり、クリーニングローラの回転駆動機構の具体的な構造を示している。
【図１５】 上記回転駆動機構によりクリーニングローラがインク吐出面上を回転移動する動作を示す説明図である。
【図１６】 インクジェットヘッドのヘッドキャップ及びクリーニングローラによるクリーニング動作を示す説明図である。
【図１７】 本発明による画像形成装置の一例としてのインクジェットプリンタの実施形態を示す斜視図であり、インクジェットヘッドを装着した状態を示す図である。
【図１８】 同じくインクジェットプリンタの実施形態を示す斜視図であり、ヘッドキャップを開いた状態を示す図である。
【図１９】 図１においてインクジェットヘッドをプリンタ本体の所定箇所に矢印Ｈ方向に挿入して収納した具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２０】 インクジェットヘッドがヘッド着脱機構でプリンタ本体の所定箇所に固定されると共に、ヘッドキャップが移動可能となった具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２１】 インクカートリッジの底面側に装着されたヘッドキャップが矢印Ａ方向に移動して開いた状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２２】 上記ヘッドキャップが移動軌跡Ｐに従って矢印Ａ方向に順次移動する状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２３】 ヘッドキャップが移動軌跡Ｐに従って矢印Ａ方向に一杯に移動して退避位置に収まった状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２４】 インクジェットヘッドをトレイを介してプリンタ本体に装着する他の形式のインクジェットプリンタを示す概略説明図である。
【符号の説明】
１…インクジェットヘッド
２…プリンタ本体
３…インクカートリッジ
４…インク吐出部
５…ヘッドキャップ
６…インク吐出面
７…クリーニングローラ
９…クリーニングローラのピン
１０…保持部材
１１…フローティングスプリング
１３…インク吐出孔
１４…インク室
１５…インク
１９…ヘッド着脱機構
２０…ヘッドキャップ開閉機構
２２…ラック
２３…ピニオン
４０…移動用ラック板
４４…移動用モータ
４５…ウォームギア
６１…独立気泡
７１…連続気泡
本発明は、インク吐出孔から記録媒体上に画像形成のためのインクを吐出するインクジェットヘッドのインク吐出面をクリーニングするクリーニング部材及びヘッドクリーニング方法並びに画像形成装置に関し、詳しくは、インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ろうとするクリーニング部材及びヘッドクリーニング方法並びに画像形成装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット方式の画像形成装置、例えばインクジェットプリンタは、ランニングコストが低く、プリント画像のカラー化、装置の小型化が容易である等の点から広く普及されている。このインクジェットプリンタは、プリントヘッドのインク吐出面に設けられた微小なインク吐出孔から微量なインクを吐出させて画像記録を行うようになっており、長時間続けて印刷動作を行わず、プリントヘッドのインク吐出孔からインクを吐出させていない場合には、前回の印刷動作によりインク吐出面のインク吐出孔付近に付着したインクが蒸発乾燥して増粘、固化してしまうことがあり、正常なインク吐出が困難となる。
【０００３】
このため、従来では、やや硬めのゴム製等のブレードをプリントヘッドのインク吐出面に押し当て、該インク吐出面上をスライドさせることにより、上記インク吐出面に付着して増粘、固化したインクを除去する（ワイプする）ことでプリントヘッドのクリーニングを行っていた。これに関連して、特開昭５７−３４９６９号公報には、複数のブレードを回転軸に取り付けて回転させ、ワイピング効果をさらに高める技術が開示されている。
【０００４】
また、特開昭５６−１０１８６６号公報には、吸引ポンプを用いてインク吐出孔内のインクやゴミ等を吸引して除去し、インクの不吐出を防止する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の技術では、やや硬めのゴム製等のブレードをプリントヘッドのインク吐出面に押し当てて該インク吐出面上をスライドさせることにより、上記インク吐出面に付着したインクをワイピングするようにしているので、上記ブレードによりインク吐出面に大きな力が加わり、該インク吐出面を傷つけてしまう場合があった。また、上記ブレードでは、ワイピング効果にのみ頼らざるを得ないが、ワイピングするだけではインク吐出孔にインクが残ってしまうことがあった。なお、複数のブレードを用いた場合でも、上記と同様に、インク吐出面を傷つけてしまう場合があると共に、インク吐出孔付近にインクが残ってしまう問題があった。
【０００６】
また、吸引ポンプを用いてインク吐出孔内のインクやゴミ等を吸引して除去する場合は、インク吐出孔内のインクをやや多めに吸引する必要があり、インクジェットヘッドのインクを無駄に消費してしまう場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ろうとするクリーニング部材及びヘッドクリーニング方法並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるクリーニング部材は、１色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有し、上記インク吐出孔から記録媒体上に画像形成のためのインクを吐出するインクジェットヘッドの上記インク吐出面をクリーニングするクリーニング部材であって、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されて、上記インク吐出面に対し接触した状態で該インク吐出面の長手方向に直交する方向に相対的に移動されるクリーニングローラを備え、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引するようにしたものである。
【０００９】
このような構成により、クリーニングローラをインクジェットヘッドのインク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引して除去する。また、上記クリーニングローラは独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で形成されており、弾性を有すると共に、その外周面で捕らえたインクを気泡によって形成された孔部から毛管現象により内部に吸収する。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつ、吸引（除去）したインクによる汚染も防止でき、インク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。さらに、上記クリーニングローラは長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されているので、中央部分が撓んでインク吐出面と非接触になることを防止できる。
【００１０】
また、本発明によるヘッドクリーニング方法は、１色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有するインクジェットヘッドのヘッドクリーニング方法であって、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されたクリーニングローラを上記インク吐出面に対し接触させた状態で該インク吐出面の長手方向に直交する方向に相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触して移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引するものである。
【００１１】
このような方法の実施により、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により、該インク吐出孔内のインクを吸引して除去し、この除去したインクが上記クリーニングローラに捕らえられ、気泡によってクリーニングローラの外周面に形成された孔部から毛管現象により内部に吸収される。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつ、吸引（除去）したインクによる汚染も防止でき、インク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。また、上記クリーニングローラは長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されているので、中央部分が撓んでインク吐出面と非接触になることを防止できる。
【００１２】
さらに、本発明による画像形成装置は、１色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有するインクジェットヘッドと、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されたクリーニングローラを備え、このクリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引するクリーニング部材と、このクリーニング部材を上記インク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させる移動手段と、上記インクジェットヘッドを装置本体の所定箇所に装着して固定すると共に、その固定を解除するヘッド着脱機構と、を備えたものである。
【００１３】
このような構成により、画像形成装置において、クリーニングローラを備えたクリーニング部材をインク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させ、上記クリーニングロ ーラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により、該インク吐出孔内のインクを吸引して除去する。また、上記クリーニングローラは、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で形成されているので、弾性を有すると共に、その外周面で捕らえたインクを気泡によって形成された孔部から毛管現象により内部に吸収する。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつ、吸引（除去）したインクによる汚染を防止でき、インク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。さらに、上記クリーニングローラは長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されているので、中央部分が撓んでインク吐出面と非接触になることを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明が適用されるインクジェットヘッド１及びこのインクジェットヘッド１を装着するプリンタ本体２の実施の形態を示す斜視図である。図１は、インクジェットヘッド１が独立した形態を有してプリンタ本体２に直接装着される形式のものを示している。そして、上記インクジェット１を矢印Ｈのように収納してプリンタ本体２に固定状態でセットして画像形成装置、例えばインクジェットプリンタを構成する。
【００１５】
上記インクジェットヘッド１は、液体インクを例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙（記録媒体）上にインクドットを吹付けるもので、図１及び図２に示すように、インクカートリッジ３と、インク吐出部４と、ヘッドキャップ５とを備えて成る。
【００１６】
上記インクカートリッジ３は、内部に１色又は複数色のインクを収容するもので、その筐体が図１に示すプリンタ本体２の幅方向、すなわち記録紙の幅方向に全幅にわたって細長く伸びている。上記筐体の内部には、図示省略したが、例えば四つに分かれたインク室があり、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４色のインクが充填されている。なお、上記インクカートリッジ３は、硬質樹脂等で形成されている。
【００１７】
上記インクカートリッジ３の底面部には、図２（図１に示すインクジェットヘッド１の拡大横断面図）に示すように、インク吐出部４が設けられている。このインク吐出部４は、上記インクカートリッジ３から供給されるインクを微細に粒子化して吐出させるもので、微小な孔から成るインク吐出孔が該インクカートリッジ３の長手方向に沿って記録紙の全幅に対応して設けられたインク吐出面６を有している。
【００１８】
そして、このインク吐出面６は、例えばニッケル及びニッケルを含む材質でニッケル電鋳法により薄いシート状に形成され、上記インクカートリッジ３の長手方向に伸び、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの４色のインク吐出孔の列がそれぞれ設けられており、４色一体型のラインヘッドとされている。なお、図示は省略したが、上記インク吐出面６のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のインク吐出孔の列のある部分と、該インク吐出孔を挟む両側にてヘッド電極を樹脂で覆った凸部が形成された部分とは、波打ち面状に形成されている。
【００１９】
上記インクカートリッジ３の底面側には、ヘッドキャップ５が取り付けられている。このヘッドキャップ５は、上記インク吐出部４のインク吐出面６を覆い、インク吐出孔の乾燥と目詰まりを防ぐために保護するキャップ部材となるもので、上記インクカートリッジ３の筐体と同じ長さで細長く伸び、上面が開口した浅い箱状に形成されており、該インク吐出部４に対し相対的に移動し且つ着脱可能に装着されている。そして、上記ヘッドキャップ５は、インク吐出部４のインク吐出面６の長手方向に直交する方向に矢印Ａ，Ｂのようにモータ等の移動手段により移動され、矢印Ａ方向に移動した状態で上記インクカートリッジ３から外され、矢印Ｂ方向に戻った状態で再びインクカートリッジ３に装着されるようになっている。なお、上記ヘッドキャップ５は硬質樹脂等で形成されている。
【００２０】
上記ヘッドキャップ５の内側には、クリーニングローラ７が設けられている。このクリーニングローラ７は、上記インク吐出部４のインク吐出面６をクリーニングするクリーニング部材となるもので、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成されており、上記ヘッドキャップ５内の一側部にて該ヘッドキャップ５の長手方向に取り付けられている。したがって、上記インク吐出部４のインク吐出面６の長手方向と平行となる。そして、上記クリーニングローラ７は、上記ヘッドキャップ５と共に矢印Ａ方向に移動してインク吐出部４のインク吐出面６をクリーニングするようになっている。
このことから、上記ヘッドキャップ５は、クリーニングローラ７を上記インク吐出部４のインク吐出面６に対し接触させた状態で該インク吐出面６の長手方向に直交する方向に相対的に移動させる移動手段ともなる。
【００２１】
また、同じく上記ヘッドキャップ５の内側には、インク受部８が設けられている。このインク受部８は、上記インク吐出部４のインク吐出孔からの予備吐出インクを受けるもので、浅い箱状のヘッドキャップ５の底面の一部又は全体で予備吐出されたインクを受けるようになっている。
【００２２】
次に、上記ヘッドキャップ５及びクリーニングローラ７の具体例について、図３〜図５を参照して説明する。まず、図４において、ヘッドキャップ５は、図１に示すインクカートリッジ３の幅と長さに合わせて細長状に形成され、図３に示すように、下部に底面を有し全周囲に側壁が立ち上部が開口した浅い箱状に形成されている。そして、前述のように、ヘッドキャップ５はインク吐出部４のインク吐出面６の長手方向に直交する方向に矢印Ａ，Ｂのように移動されるが、矢印Ｂ方向に戻った状態で再びインクカートリッジ３に装着される際の位置決め手段として、図３に示すように、クリーニングローラ７と反対側の側壁の上端部に位置決め爪１２が設けられている。この位置決め爪１２がインクカートリッジ３の下部側縁部に係止してヘッドキャップ５を位置決めするようになっている。
【００２３】
そして、上記ヘッドキャップ５の上記インク吐出部４側にて長手方向の一側の側壁近傍には、上記インク吐出部４のインク吐出面６の全長にわたって接触する円柱状に形成されたクリーニングローラ７が着脱可能に保持されている。すなわち、上記クリーニングローラ７の両端部には、図４に示すようにピン９が突出して設けられ、このピン９が図３に示すように略Ｕ字状の形状で立ち上がる保持部材１０で保持されている。この保持部材１０の上部のピン受入れ部は弾性的に開閉可能とされており、上記のピン９を上方からピン受入れ部に押し付けることにより該ピン受入れ部が開いてピン９を受け入れ、その後閉じて保持する。逆に、上記のピン９を上方に持ち上げることにより、該ピン受入れ部が開いてピン９を取り外すことができるようになっている。
【００２４】
なお、本実施形態においては、上記クリーニングローラ７として、その形状が単に通常の円柱状に形成されたものではなく、図４及び図５に示すように、その長手方向の中央部分が緩やかに太くなったいわゆるクラウン形状に形成されたものを用いている。これは、クリーニングローラ７が長手方向の中央部分で下方に撓むことがあるので、その撓みによりインク吐出面６と非接触になることを防止するためである。
【００２５】
また、本実施形態の特徴的な構成として、上記クリーニングローラ７の前記インク吐出面６に接触する部分が、気泡を有する材料（いわゆる含泡材、多孔質材等をいい、以下、単にフォーム材という）で形成されている。このフォーム材は、その気泡構造により独立気泡、連続気泡、及び、独立気泡と連続気泡が混在する半独立気泡に区分できるが、いずれの気泡構造のものを用いてもよい。なお、独立気泡とは、一つ一つの気泡が完全に独立しているものをいい、連続気泡とは、気泡の一部又は大部分が隣接する気泡と繋がっているものをいう。
【００２６】
図６は、独立気泡６１を有するフォーム材を用いた場合、図７は、連続気泡７１を有するフォーム材を用いた場合、図８は、独立気泡６１と連続気泡７１とが混在する（半独立気泡の）フォーム材を用いた場合の上記クリーニングローラ７の断面図を示すものである。すなわち、本実施形態に係るクリーニングローラ７は、図６〜８に示すように、例えば金属や硬質樹脂等で形成され、その両端部が上記ピン９となる芯材６０と、上記フォーム材のいずれかで形成され、前記芯材６０の外側部分に設けられるローラ部（６２、７２、８２のいずれか）と、で構成される。
なお、気泡構造として独立気泡及び半独立気泡を有するフォーム材としては、例えばＥＰＤＭフォーム（エチレンプロピレンターポリマー）やＮＢＲ（ニトリルゴム）、シリコンゴム系のスポンジゴムがあり、連続気泡を有する材料としては、例えばＰＵＲ（ポリウレタン）を発泡させたウレタンフォームがある。
上記クリーニングローラ７はこのように構成されるので、前記インク吐出面６に接触する部分が弾性を有すると共に、外周面上に付着したインクをローラ表面に気泡によって形成された孔に吸収し、保持する機能も有する。特に、連続気泡の場合には、毛管現象によるインクのローラ内部への吸収（浸透）効果が大きくなり、インクの保持力をより向上できる。
【００２７】
そして、上記クリーニングローラ７をヘッドキャップ５に保持する部分には、図３に示すように、フローティングスプリング１１が介在されている。このフローティングスプリング１１は、上記クリーニングローラ７をインク吐出部４のインク吐出面６側に付勢する手段となるもので、例えば側面視で略Ｕ字状に形成された板バネから成り、前記保持部材１０の近傍にてピン９の下方に挿入されている。そして、上記フローティングスプリング１１の付勢力が両端部のピン９に働くことにより、クリーニングローラ７をインク吐出部４のインク吐出面６に略均一な力で押圧する。
【００２８】
これにより、図２に示すように、インクカートリッジ３の底面側にヘッドキャップ５が取り付けられた状態で、上記フローティングスプリング１１の付勢力と、クリーニングローラ７の弾性力と、クラウン形状とで、上記クリーニングローラ７は、インク吐出部４のインク吐出面６の全長にわたって接触するようになる。なお、上記フローティングスプリング１１は、略Ｕ字状の板バネに限られず、コイルスプリングであってもよい。
【００２９】
また、上記クリーニングローラ７は、上記インク吐出部４のインク吐出面６との接触により従動回転するようになっている。したがって、図２に示すように、ヘッドキャップ５が矢印Ａ方向に移動することにより、クリーニングローラ７はインク吐出部４のインク吐出面６の全長にわたって適度な圧力で密着しながら回転し、その回転移動によりインク吐出面６に付着しているインクをクリーニングする。
【００３０】
ここで、上記クリーニングローラ７によるインク吐出部４のインク吐出面６のクリーニング作用及びヘッドクリーニング方法について、図９を参照して説明する。なお、図９では、説明を分かり易くするため、インク吐出面６とインク吐出孔１３とクリーニングローラ７とを拡大した断面図で示している。まず、図９において、クリーニングローラ７は、図２に示すヘッドキャップ５と共に矢印Ａ方向に移動しながら、インク吐出面６との接触により矢印Ｃ方向に従動回転する。そして、上記クリーニングローラ７が、図２に示すインク吐出部４のインク吐出面６の或る列のインク吐出孔１３の位置を通過するものとする。
【００３１】
図９（ａ）は、矢印Ｃ方向に従動回転しながら矢印Ａ方向に移動してきたクリーニングローラ７が、或る列のインク吐出孔１３の位置に差しかかった状態を示している。このとき、上記インク吐出孔１３の部位には、インク室１４からのインク１５が充満されており、該インク吐出孔１３の内部には上記インク１５の表面の界面張力により凹状曲面のメニスカス１６が形成されている。そして、図９（ａ）に示すように、上記クリーニングローラ７が矢印Ｃ方向に従動回転しながら矢印Ａ方向に移動することにより、気泡により形成された表面の孔を潰しながら、上記インク吐出孔１３を一方側縁部から他方側縁部に向けて塞いで行き、その間に該インク吐出孔１３内の空気が他方側縁部の隙間から矢印Ｄのように押し出されて行く。
【００３２】
次に、図９（ｂ）に示すように、上記クリーニングローラ７が更に矢印Ｃ方向に従動回転しながら矢印Ａ方向に移動すると、該インク吐出孔１３を完全に塞いだ状態になる。このとき、クリーニングローラ７は上記インク吐出面６に押圧して接触しているので、微視的には、該クリーニングローラ７の表面の一部がその弾性により上記インク吐出孔１３の一方側縁部と他方側縁部との間で該インク吐出孔１３内に少し入り込み、その分だけインク吐出孔１３内の空気を押し出した状態で該インク吐出孔１３の入口を塞ぎ、その内部をほぼ密封した状態となる。
【００３３】
その後、図９（ｃ）に示すように、上記クリーニングローラ７が更に矢印Ｃ方向に従動回転しながら矢印Ａ方向に移動して、上記インク吐出孔１３の他方側縁部を塞いだ状態で一方側縁部だけを開いて行く。このとき、微視的には、上記インク吐出孔１３内に少し入り込んだクリーニングローラ７の表面の一部がインク吐出孔１３の一方側縁部から離れる際に、該インク吐出孔１３内の空気が引かれて一方側縁部の隙間から矢印Ｅのように吸引される。
【００３４】
すなわち、図９（ｂ）に示すようにインク吐出孔１３内の空気が少し押し出されて密封された状態（正圧）から、図９（ｃ）に示すように上記インク吐出孔１３内の空気が引き出された際（負圧）のインク吐出孔１３内の圧力変化により、該インク吐出孔１３内のインクが吸引されるようになる。これにより、上記インク吐出孔１３内に残ったインクが図２においてインク吐出部４の外側に引っ張られる吸引力が作用し、該インク吐出孔１３内のインクを吸引して確実に除去することができる。
【００３５】
なお、この場合において、上記クリーニングローラ７はその外周面を含む部分がフォーム材で形成されているので、弾性を有し、クリーニングローラ７をインク吐出面６上で移動させる際、該インク吐出面６のヘッド電極を樹脂で覆った状態の保護層を損傷させることなく、上記インク吐出面６のクリーニングを行うことができる。また、上記のようにして吸引・除去したインクは、クリーニングローラ７の外周面に捕らえられ、気泡により形成された孔に吸収して（浸透させて）保持するので、クリーニング操作によって吸引・除去したインクが再び付着することによる汚染も防止できる。このため、一度クリーニングしたインクを該クリーニングローラ７内に保持した状態で次のクリーニングを行うことができる。
【００３６】
次に、図２に示すクリーニングローラ７の移動及び従動回転の具体的な機構について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、図１に示すヘッドキャップ開閉機構２０の詳細を示す側面図である。まず、図２に示すクリーニングローラ７は、図３に示すようにヘッドキャップ５に取り付けられており、このヘッドキャップ５は、図１０に示すように下辺部に直線状のラック２２が形成された移動用ラック板４０に連結して支持されている。
【００３７】
上記移動用ラック板４０は、上記ヘッドキャップ５を矢印Ａ，Ｂ方向に移動させるもので、該移動用ラック板４０の内側側面の上部両端に設けられた２本のガイドピン４１ａ，４１ｂを、図１に示すプリンタ本体２の一方の外側板４２に形成された直線状の移動ガイド溝４３に係合させ、下辺部に形成されたラック２２を、上記一方の外側板４２に取り付けられた移動用モータ４４の回転軸上のウォームギア４５によって回転されるピニオン２３に噛み合わせて、支持されている。
【００３８】
また、上記ヘッドキャップ５の一方の外側面には、上記移動用ラック板４０側に向けて前後２本のキャップガイドピン４６ａ，４６ｂが突出して設けられている。また、前記プリンタ本体２の一方の外側板４２の中間部には、上記ヘッドキャップ５の移動軌跡を形成するため所定形状に湾曲した２本のキャップガイド溝４７，４８が形成されている。そして、上記ヘッドキャップ５の前後２本のキャップガイドピン４６ａ，４６ｂは、それぞれ上記プリンタ本体２の外側板４２のキャップガイド溝４７，４８に係合され、更に前部のキャップガイドピン４６ａだけは上記移動用ラック板４０の前端部に縦長に形成されたガイド溝４９に係合されている。
【００３９】
このような機構により、上記移動用モータ４４の駆動によりウォームギア４５を介してピニオン２３が矢印Ｆ，Ｇ方向に回転し、これと噛み合うラック２２により移動用ラック板４０が矢印Ａ，Ｂ方向に移動する。このとき、上記ヘッドキャップ５の前部のキャップガイドピン４６ａが上記移動用ラック板４０の前端部のガイド溝４９に係合しているので、該ヘッドキャップ５は上記移動用ラック板４０と共に矢印Ａ，Ｂ方向に移動する。そして、そのときのヘッドキャップ５の移動軌跡は、前後２本のキャップガイドピン４６ａ，４６ｂが係合するキャップガイド溝４７，４８の形状によって決められる。
【００４０】
図１１は、図１０の要部拡大側面図であり、クリーニングローラ７の従動回転の具体的な構造を示している。すなわち、ヘッドキャップ５の内部にて、クリーニングローラ７の両端部のピン９を保持する保持部材１０の内側にスプリング支持部材５０を立設し、このスプリング支持部材５０にコイルスプリング５１を巻き付けて装着し、該コイルスプリング５１の上端部を、上記クリーニングローラ７のピン９を回転可能に支持する軸受部５２の下面に押し当てている。
【００４１】
したがって、上記コイルスプリング５１の弾性力でクリーニングローラ７を常時上向きに付勢して、インク吐出部４のインク吐出面６に押し付けることができる。これにより、図１０において、ヘッドキャップ５が矢印Ａ方向に移動する際に、上記インク吐出面６に押し付けられたクリーニングローラ７は、該インク吐出面６との押圧接触により矢印Ｃ方向に従動回転する。
【００４２】
図１２は、上記クリーニングローラ７の移動機構の他の実施形態を示す要部拡大側面図である。この実施形態は、クリーニングローラ７の回転を制限するためのブレーキ機構を備え、該クリーニングローラ７が上記ブレーキ機構により回転が制限された状態でインク吐出面６上を擦りつつ回転移動するようにしたものである。上記ブレーキ機構は、図１２に示すように、クリーニングローラ７のピン９に一体的に固着された例えば円筒状又は円柱状のブレーキドラム５３と、このブレーキドラム５３の外周面に掛け回され一端部が固定された細長帯状のブレーキシュー５４と、このブレーキシュー５４の他端部に連結されて適度な締付け力を与える引っ張りスプリング５５とから成る。なお、上記クリーニングローラ７のピン９（のいずれか）にＤカットを施すと共に、これに対応するＤ穴を上記ブレーキドラム５３に形成するようにしてもよい。このようにすれば、上記ブレーキドラム５３をクリーニングローラ７のピン９に一体的に固着した場合と同様に、クリーニングローラ７とブレークドラム５３との回転が一体化される。
【００４３】
これにより、上記クリーニングローラ７がインク吐出面６との押圧接触により従動回転する際に、上記ブレーキシュー５４の締付け力によりブレーキドラム５３の回転にブレーキが掛けられ、該クリーニングローラ７が上記ブレーキ機構により回転が制限された状態でインク吐出面６上を擦りつつ回転移動するようにされる。この場合は、クリーニングローラ７が上記インク吐出面６を擦りつつ少し回転するので、該インク吐出面６を損傷させることなく、付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。なお、上記ブレーキ機構は、図１２に示す構造に限られず、クリーニングローラ７の回転を制限できるものであるならば、他の構造であってもよい。
【００４４】
図１３は、上記クリーニングローラ７の移動機構の更に他の実施形態を示す要部拡大側面図である。この実施形態は、クリーニングローラ７の回転を禁止するための固定機構を備え、該クリーニングローラ７が上記固定機構により回転しないように固定された状態で上記インク吐出面６上を移動するようにしたものである。上記固定機構は、図１３に示すように、クリーニングローラ７のピン９に一体的に固着された例えば略矩形状の回転制限コマ（小判型の軸受）５６と、この回転制限コマ５６の対向する両側辺部を挟み込んでロックする略凹形の固定部材５７とから成る。なお、上記クリーニングローラ７のピン９（のいずれか）にＤカットを施すと共に、これに対応するＤ穴を上記回転制限コマ５６に形成するようにしてもよい。
【００４５】
これにより、上記クリーニングローラ７がインク吐出面６との押圧接触により従動回転しようとしても、上記固定部材５７により回転制限コマ５６の両側辺部が挟み込まれてロックされるので、該クリーニングローラ７が上記固定機構により回転しないように固定された状態で上記インク吐出面６上を移動するようにされる。この場合は、クリーニングローラ７で上記インク吐出面６を擦りつつ移動するので、該インク吐出面６に付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。なお、上記固定機構は、図１３に示す構造に限られず、クリーニングローラ７の回転を禁止できるものであるならば、他の構造であってもよい。
【００４６】
図１４は、上記クリーニングローラ７の移動機構の更に他の実施形態を示す要部拡大側面図である。この実施形態は、クリーニングローラ７を回転駆動させる回転駆動機構を備え、該クリーニングローラ７が上記回転駆動機構によって回転された状態でインク吐出面６上を移動するようにしたものである。上記回転駆動機構は、図１４に示すように、クリーニングローラ７のピン９に一体的に固着されたピニオンギア５８と、このピニオンギア５８に噛み合うウォームギア５９を回転軸に備えた駆動用モータ６０とから成る。そして、このような回転駆動機構により、上記クリーニングローラ７を積極的に正方向或いは逆方向に回転させるようになっている。なお、上記クリーニングローラ７のピン９（のいずれか）にＤカットを施すと共に、これに対応するＤ穴を上記ピニオンギヤ５８に形成するようにしてもよい。
【００４７】
そして、上記駆動用モータ６０によるクリーニングローラ７の回転は、図１５（ａ）に示すように、図２に示すヘッドキャップ５の矢印Ａの移動方向と同じ方向（図１５（ａ）では右方向となっている）に回転されると共に、上記ヘッドキャップ５の移動速度ｖ1よりもクリーニングローラ７の外周速度ｖ2の方が大となるような回転数で回転される。この場合、インク吐出部４のインク吐出面６とクリーニングローラ７の外周面との間の速度差に基づく擦りが生じ、該インク吐出面６が確実にクリーニングされる。また、上記ヘッドキャップ５の移動速度ｖ1の方を、クリーニングローラ７の外周速度ｖ2よりも大となるような回転数でモータ６０を回転させても、上記と同様にインク吐出面６とクリーニングローラ７の外周面との間に擦りが生じ、該インク吐出面６が確実にクリーニングされる。
【００４８】
或いは、図１５（ｂ）に示すように、クリーニングローラ７を図２に示すヘッドキャップ５の矢印Ａの移動方向とは逆方向（図１５（ｂ）では左方向となっている）に回転させてもよい。この場合は、インク吐出部４のインク吐出面６とクリーニングローラ７の外周面との間の移動方向の相違による擦りが生じ、該インク吐出面６が確実にクリーニングされる。
このように、図１４に示す実施形態の場合は、インク吐出部４のインク吐出面６は、クリーニングローラ７の積極的な回転により次々と繰り出される新たな外周面によりクリーニングすることができる。
【００４９】
次に、以上のように構成されたインクジェットヘッド１のクリーニングローラ７による一連のクリーニング動作について、図１６を参照して説明する。ここでは、図２に示すインクジェットヘッド１において、矢印Ａ方向にヘッドキャップ５が移動し、インク吐出部４のインク吐出面６のクリーニングを行い、その実施後にインクの予備吐出を行うものとする。まず、図１６（ａ）は、インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５が閉じた初期状態を示している。そして、この状態で図１において、インクジェットヘッド１はプリンタ本体２に収納されてセットされる。
【００５０】
次に、上記プリンタ本体２にセットされた状態で、ヘッドキャップ開信号により、図１６（ｂ）に示すように、ヘッドキャップ５がインクカートリッジ３に対して相対的に矢印Ａ方向に移動される。すると、上記インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５と共にクリーニングローラ７が矢印Ａ方向に移動し、インク吐出部４のインク吐出面６に押圧接触した状態で該インク吐出面６をクリーニングする。このとき、上記クリーニングローラ７は、インク吐出面６との接触状態で従動回転し、或いはブレーキ機構又は固定機構により回転が制限され、又は回転駆動機構により正方向或いは逆方向に回転されて移動する。
【００５１】
この状態で、図２において、インク吐出部４のインク吐出面６のうち、例えばイエローＹのインク吐出面６がクリーニングされたとする。すると、ヘッドキャップ５の下面側に設けられた位置検出手段（図示省略）により、イエローＹのインク吐出面６のクリーニングが終了したことを検出する。これにより、上記イエローＹのインク吐出面６のインク吐出孔に対し予備吐出開始信号が送られる。
【００５２】
次に、図１６（ｃ）に示すように、イエローＹのインク吐出面６のインク吐出孔から予備吐出インク１８が噴射される。その後、上記イエローＹのインク吐出面６のインク吐出孔に対し予備吐出終了信号が送られ、予備吐出インク１８の噴射が停止される。以後同様にして、図２において、順次Ｍ，Ｃ，Ｋのインク吐出面６のクリーニングローラ７によるクリーニングが終わる都度、当該インク吐出面６のクリーニング終了を位置検出手段で検出して、それぞれのインク吐出孔に対し予備吐出開始信号及び予備吐出終了信号が送られる。これにより、各インク吐出孔からの予備吐出のタイミングが制御され、インクの予備吐出が順次実行される。
【００５３】
このようにして、各色のインク吐出面６のクリーニングと予備吐出が終了すると、図１６（ｄ）に示すように、ヘッドキャップ５は、矢印Ａ方向に一杯に移動してやや上方に移り、退避位置に収まる。この状態で、記録紙に印字、印画を行う。
【００５４】
次に、所要の頁数の印字、印画が終了すると、ヘッドキャップ閉信号が送られ、ヘッドキャップ５は、上記の退避位置から、図１６（ｅ）に示すように、インクカートリッジ３に対して相対的に矢印Ｂ方向に移動される。すると、上記インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５と共にクリーニングローラ７が矢印Ｂ方向に移動し、この復路では上記クリーニングローラ７はインク吐出部４のインク吐出面６に接触しないでそのまま戻る。
【００５５】
その後、図１６（ｆ）に示すように、インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５が矢印Ｂ方向に一杯に移動して閉じた状態となり、初期状態に戻る。そして、次の印字、印画の指示を待つ。
【００５６】
なお、以上の動作は、インク吐出部４のインク吐出面６のクリーニングの実施後にインクの予備吐出を行うものとしたが、インク吐出面６に接触するクリーニングローラ７による混色の虞がない場合は、クリーニングローラ７による上記インク吐出面６のクリーニングの実施前にインクの予備吐出を行ってもよい。この場合は、上記位置検出手段によるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のインク吐出孔からの予備吐出のタイミングを制御する必要はない。
【００５７】
次に、本発明が適用される画像形成装置、例えばインクジェットプリンタについて、図１及び図１７〜図２３を参照して説明する。このインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドからインクを微細に粒子化して吐出し、記録紙上にインクドットを吹付けて印刷するもので、図１に示すように、インクジェットヘッド１と、プリンタ本体２と、ヘッド着脱機構１９と、ヘッドキャップ開閉機構２０とを備えて成る。なお、このインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド１をプリンタ本体２に直接装着する形式のものを示している。
【００５８】
上記インクジェットヘッド１は、液体インクを例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙上にインクドットを吹付けるもので、前述の図１〜図１６において説明したものと同様に構成されている。
【００５９】
プリンタ本体２は、上記インクジェットヘッド１を所定箇所に装着してインクジェットプリンタとしての機能を発揮するためのもので、記録紙トレイ、記録紙の搬送系、動作駆動系、全体の制御回路部等を備えている。なお、図１において、符号２１は印刷後に排紙される排紙受けを示している。
【００６０】
ヘッド着脱機構１９は、上記インクジェットヘッド１をプリンタ本体２の所定箇所に装着して固定すると共にその固定を解除するもので、例えばプリンタ本体２の中央部に設けられた凹所から成る所定箇所にインクジェットヘッド１を挿入してその上面部を押さえるように構成された横長のバー部材から成る。すなわち、上記プリンタ本体２の全幅方向に伸び、例えば垂直方向と水平方向とに起倒するようになっている。そして、図１に示すようにバー部材が垂直方向に起立した状態でインクジェットヘッド１を矢印Ｈ方向に収納して装着し、図１７に示すようにバー部材が水平方向に倒された状態でインクジェットヘッド１を上記所定箇所に固定するようになっている。
【００６１】
ヘッドキャップ開閉機構２０は、上記インクジェットヘッド１がプリンタ本体２の所定箇所に固定される状態でヘッドキャップ５をインク吐出部４（図２参照）に対して相対的に移動しインク吐出面６（図２参照）を解放すると共に、印刷終了後に上記ヘッドキャップ５を閉じるもので、例えばプリンタ本体２の側面に設けられたラック２２と、ピニオン２３との噛み合わせから成る。その詳細な構造は、図１０を参照して既に説明したとおりである。
【００６２】
そして、図１７に示すように、インクジェットヘッド１をヘッド着脱機構１９でプリンタ本体２の所定箇所に固定した状態で、上記ピニオン２３を図１０に示す移動用モータ４４で所定方向に回転することにより、図１８に示すようにラック２２が矢印Ａ方向に移動し、これと共に図１に示すヘッドキャップ５を矢印Ａ方向に移動して開き、退避位置に収めるようになっている。
【００６３】
なお、上記ヘッドキャップ開閉機構２０は、上述のラック２２とピニオン２３との噛み合わせに限られず、例えばゴムローラをヘッドキャップ５の両側面に押し当て、このゴムローラの回転軸にモータを結合し、該モータを回転して上記ゴムローラの摩擦により上記ヘッドキャップ５を矢印Ａ方向に移動して開くようにしてもよい。
【００６４】
次に、図１に示すプリンタ本体２の所定箇所にインクジェットヘッド１を固定してヘッドキャップ５をインク吐出部４（図２参照）に対して相対的に移動しインク吐出面６（図２参照）を解放する具体的な機構と動作について、図１９〜図２３を参照して説明する。
【００６５】
まず、図１９は、図１においてインクジェットヘッド１をプリンタ本体２の所定箇所に矢印Ｈ方向に挿入して収納した状態を示す。この状態では、インクジェットヘッド１内でその両側端部に設けられたキャップロックフック２４の下端部が、つる巻きバネ２５の弾性力によりヘッドキャップ５の両側部の係止片部２６に係合している。これにより、上記ヘッドキャップ５はインクカートリッジ３に対して一体的に装着されている。
【００６６】
この状態で、図１９において、ヘッド着脱機構１９を矢印Ｊ方向に押し下げて固定する。すると、上記ヘッド着脱機構１９の下辺部に設けられたキャップロック解除片２７でキャップロックフック２４の上端部２８を押し下げて回動させ、図２０に示すように、該キャップロックフック２４の下端部を持ち上げ、ヘッドキャップ５の両側部の係止片部２６との係合を解除する。これにより、図１７に示すように、インクジェットヘッド１がヘッド着脱機構１９でプリンタ本体２の所定箇所に固定されると共に、ヘッドキャップ５が移動可能となる。
【００６７】
次に、図１７に示すヘッドキャップ開閉機構２０を動作させ、ピニオン２３を図１０に示す移動用モータ４４で回転させてラック２２を矢印Ａ方向に移動させる。すると、図２１に示すように、インクカートリッジ３の底面側に装着されたヘッドキャップ５が上記ラック２２と共に矢印Ａ方向に移動して開く。そして、図２に示すようにインクカートリッジ３の底面に設けられたインク吐出部４のインク吐出面６を、フローティングスプリング１１で付勢されたクリーニングローラ７でクリーニングを開始する。なお、図２１において、符号Ｐは上記ヘッドキャップ５の移動の軌跡を示す。
【００６８】
その後、上記ヘッドキャップ５は、図２２に示すように、移動軌跡Ｐに従って矢印Ａ方向に順次移動する。このとき、上記ヘッドキャップ５に取り付けられたクリーニングローラ７により、図２に示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のインク吐出面６を順次クリーニングすると共に、そのクリーニングの実施前又は実施後にインクの予備吐出を行う。
【００６９】
そして、上記各色のインク吐出面６のクリーニングと予備吐出が終了すると、図２３に示すように、ヘッドキャップ５は、移動軌跡Ｐに従って矢印Ａ方向に一杯に移動してやや上方に移り、図１８に示すように退避位置に収まる。この状態で、記録紙に印字、印画を行う。このとき、上記ヘッドキャップ５は、図２３に示すようにやや上方に移ることから、その収納時のスペースを小さくすることができる。また、図２３において、インクカートリッジ３の底面に設けられたインク吐出部４の下方を記録紙が通過するが、上記ヘッドキャップ５の下面で記録紙の通過の案内をしてもよい。この場合、ヘッドキャップ５の下面側には、記録紙の案内のためのリブを設けてもよい。また、記録紙に印刷された状態のインクが付かないように撥水処理をしてもよい。
【００７０】
この状態で、所要の頁数の印字、印画が終了すると、ヘッドキャップ５は、図２３に示す退避位置から上記の逆順の動作により矢印Ｂ方向に移動し、図２０に示すように、ヘッドキャップ５がインクカートリッジ３の底面側に戻って初期状態となる。
【００７１】
そして、図１９において、ヘッド着脱機構１９を矢印Ｊと反対方向に開くことにより、キャップロックフック２４がつる巻きバネ２５の弾性力によりヘッドキャップ５の両側部の係止片部２６に係合し、ヘッドキャップ５がインクカートリッジ３に対して一体的に装着される。この状態で、図１に示すように、インクジェットヘッド１をプリンタ本体２から取り外すことができる。
【００７２】
なお、ヘッドキャップ５が図２３に示す退避位置にある状態で、何等かの原因でプリンタの電源を遮断した場合は、上記ヘッドキャップ５は上記の退避位置に残ったままの状態となる。そして、この状態で、図１９に示すように、ヘッド着脱機構１９を矢印Ｊと反対方向に開くと、ヘッドキャップ５を上記の退避位置に残したままインクカートリッジ３だけを取り外してしまうこととなる。そこで、これを防止するため、何等かの原因でプリンタの電源が遮断された場合は退避位置にあるヘッドキャップ５が図１９に示す初期状態の位置に自動的に戻るようにする、或いは、ヘッドキャップ５が図１９に示す初期状態の位置に戻っていない場合はヘッド着脱機構１９を矢印Ｊと反対方向に開くことができないようにする、というインターロック機構を設けてもよい。
【００７３】
以上の図１及び図１７〜図２３で説明したインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド１をプリンタ本体２に直接装着する形式のものを示したが、本発明はこれに限らず、インクジェットヘッド１を、トレイを介してプリンタ本体２に装着する他の形式のものにも同様に適用できる。以下、他の形式のインクジェットプリンタの概要について、図２４を参照して説明する。
【００７４】
まず、図２４（ａ）に示すように、インクカートリッジ３にヘッドキャップ５が一体的に装着されたインクジェットヘッド１を、プリンタ本体２に対し進退可能に設けられたトレイ２９の内側の所定位置に矢印Ｑのように装着する。その後、上記トレイ２９を矢印Ｒ方向に移動させてプリンタ本体２内にセットする。このとき、図２４（ｂ）に示すように、ヘッドキャップ５は上記トレイ２９の矢印Ｒ方向の移動の途中で、プリンタ本体２内に設けられた適宜の掛止手段に掛止されて停止する。なお、上記トレイ２９は、インクジェットヘッド１をプリンタ本体２内にセットしたり、交換したりするためのものである。
【００７５】
その後、上記トレイ２９は矢印Ｒ方向にそのまま移動することにより、インクカートリッジ３がヘッドキャップ５に対して相対的に矢印Ｒ方向に移動し、その結果、ヘッドキャップ５が開く。それと同時に、上記インクカートリッジ３に対してヘッドキャップ５が相対的に矢印Ｒ方向に移動する際に、図１６で示すと同様の動作により、インク吐出部４のインク吐出面６をクリーニングすると共に、インクの予備吐出が行われる。その後、記録紙に対し印字、印画が行われる。なお、図２４において、符号３０は記録紙トレイを示し、符号３１は記録紙を示し、符号３２は送りローラを示し、符号３３は送りベルトを示し、符号３４は排紙トレイを示し、符号Ｓは記録紙の排紙方向を示している。
【００７６】
なお、以上の説明では、ラインヘッド型のインクジェットプリンタとして説明したが、本発明はこれに限らず、シリアル型のインクジェットプリンタについても適用可能である。また、以上の説明では、インクジェットプリンタの例について述べたが、本発明はこれに限らず、記録方式がインクジェット方式のファクシミリ装置や複写機等の画像形成装置についても適用可能である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係るクリーニング部材によれば、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラをインク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引して除去すると共に、吸引・除去したインクを気泡によって形成された孔から内部に吸収し、インク吐出面やクリーニングローラ表面に残すことなく確実に除去できる。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。また、従来のように吸引ポンプを用いてインク吐出孔内のインクをやや多めに吸引することはないので、インクを無駄に消費するのを防止できる。また、上記クリーニングローラは、その長手方向の中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されていることにより、該クリーニング部材が長手方向の中央部分で下方に撓んでもインク吐出面と非接触にならないようにできる。
【００７８】
また、請求項２に係るヘッドクリーニング方法によれば、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラの外周面がインク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により、該インク吐出孔内のインクを吸引して除去し、かつ、吸引（除去）したインクを気泡により形成される孔に吸収してインク吐出面やクリーニング部材表面に残すことなく確実に除去することができる。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。また、上記クリーニングローラは、その長手方向の中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されていることにより、該クリーニング部材が長手方向の中央部分で下方に撓んでもインク吐出面と非接触にならないようにできる。
【００７９】
さらに、請求項３に係る画像形成装置によれば、独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラを備えたクリーニング部材を、上記インク吐出面に対し接触させた状態で相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により、該インク吐出孔内のインクを吸引して除去し、吸引・除去したインクを気泡により形成される孔に吸収してインク吐出面やクリーニング部材表面に残すことなく確実に除去することができる。これにより、上記インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。また、従来のように吸引ポンプを用いてインク吐出孔内のインクをやや多めに吸引することはないので、インクを無駄に消費するのを防止できる。さらに、上記クリーニングローラは、その長手方向の中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されていることにより、該クリーニング部材が長手方向の中央部分で下方に撓んでもインク吐出面と非接触にならないようにできる
【００８０】
また、請求項４に係る発明によれば、上記クリーニングローラは、上記インクジェットヘッドのインク吐出面に接触した状態で従動回転しながら該インク吐出面上を移動するものとしたことにより、インク吐出面を傷つけず、かつインク吐出孔付近のクリーニング効果の向上を図ることができる。
【００８１】
さらに、請求項５に係る発明によれば、上記クリーニングローラの回転を制限するためのブレーキ機構を備え、該クリーニングローラは、上記ブレーキ機構により回転が制限された状態でインク吐出面上を擦りつつ回転移動するものとしたことにより、該インク吐出面を損傷させることなく、付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。
【００８２】
さらにまた、請求項６に係る発明によれば、上記クリーニングローラの回転を禁止するための固定機構を備え、該クリーニングローラは、上記固定機構により回転しないように固定された状態でインク吐出面上を移動するものとしたことにより、該インク吐出面に付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。
【００８３】
また、請求項７に係る発明によれば、上記クリーニングローラを回転駆動させる回転駆動機構を備え、該クリーニングローラは、上記回転駆動機構により回転された状態でイン ク吐出面上を移動するものとしたことにより、プリントヘッドのインク吐出面を、クリーニング部材の積極的な正方向或いは逆方向の回転により次々と繰り出される新たな外周面によって確実にクリーニングすることができる。
【００８４】
また、請求項８に係る発明によれば、上記クリーニング部材を、インク吐出面を保護するためのキャップ部材と共に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用されるインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを装着するプリンタ本体の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】 図１に示すインクジェットヘッドの拡大横断面図である。
【図３】 図２に示すヘッドキャップ及びクリーニングローラの具体例を示す側面図である。
【図４】 上記ヘッドキャップ及びクリーニングローラの具体例を示す平面図である。
【図５】 図４のＥ−Ｅ線断面図である。
【図６】 気泡構造が独立気泡である材料で形成された上記クリーニングローラの断面図である。
【図７】 気泡構造が連続気泡である材料で形成された上記クリーニングローラの断面図である。
【図８】 気泡構造が半独立気泡である材料で形成された上記クリーニングローラの断面図である。
【図９】 上記クリーニングローラによるインクジェットヘッドのインク吐出面のクリーニング作用及びヘッドクリーニング方法を説明するための拡大断面図である。
【図１０】 図２に示すクリーニングローラの移動及び従動回転の具体的な機構を説明するもので、図１に示すヘッドキャップ開閉機構の詳細を示す側面図である。
【図１１】 図８の要部拡大側面図であり、クリーニングローラの従動回転の具体的な構造を示している。
【図１２】 上記クリーニングローラの移動機構の他の実施形態を示す要部拡大側面図であり、クリーニングローラのブレーキ機構の具体的な構造を示している。
【図１３】 上記クリーニングローラの移動機構の更に他の実施形態を示す要部拡大側面図であり、クリーニングローラの固定機構の具体的な構造を示している。
【図１４】 上記クリーニングローラの移動機構の更に他の実施形態を示す要部拡大側面図であり、クリーニングローラの回転駆動機構の具体的な構造を示している。
【図１５】 上記回転駆動機構によりクリーニングローラがインク吐出面上を回転移動する動作を示す説明図である。
【図１６】 インクジェットヘッドのヘッドキャップ及びクリーニングローラによるクリーニング動作を示す説明図である。
【図１７】 本発明による画像形成装置の一例としてのインクジェットプリンタの実施形態を示す斜視図であり、インクジェットヘッドを装着した状態を示す図である。
【図１８】 同じくインクジェットプリンタの実施形態を示す斜視図であり、ヘッドキャップを開いた状態を示す図である。
【図１９】 図１においてインクジェットヘッドをプリンタ本体の所定箇所に矢印Ｈ方向に挿入して収納した具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２０】 インクジェットヘッドがヘッド着脱機構でプリンタ本体の所定箇所に固定されると共に、ヘッドキャップが移動可能となった具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２１】 インクカートリッジの底面側に装着されたヘッドキャップが矢印Ａ方向に移動して開いた状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２２】 上記ヘッドキャップが移動軌跡Ｐに従って矢印Ａ方向に順次移動する状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２３】 ヘッドキャップが移動軌跡Ｐに従って矢印Ａ方向に一杯に移動して退避位置に収まった状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図２４】 インクジェットヘッドをトレイを介してプリンタ本体に装着する他の形式のインクジェットプリンタを示す概略説明図である。
【符号の説明】
１…インクジェットヘッド
２…プリンタ本体
３…インクカートリッジ
４…インク吐出部
５…ヘッドキャップ
６…インク吐出面
７…クリーニングローラ
９…クリーニングローラのピン
１０…保持部材
１１…フローティングスプリング
１３…インク吐出孔
１４…インク室
１５…インク
１９…ヘッド着脱機構
２０…ヘッドキャップ開閉機構
２２…ラック
２３…ピニオン
４０…移動用ラック板
４４…移動用モータ
４５…ウォームギア
６１…独立気泡
７１…連続気泡
Claims (8)
- １色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有し、上記インク吐出孔から記録媒体上に画像形成のためのインクを吐出するインクジェットヘッドの上記インク吐出面をクリーニングするクリーニング部材であって、
独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されて、上記インク吐出面に対し接触した状態で該インク吐出面の長手方向に直交する方向に相対的に移動されるクリーニングローラを備え、
上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引することを特徴とするクリーニング部材。 - １色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有するインクジェットヘッドのヘッドクリーニング方法であって、
独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されたクリーニングローラを上記インク吐出面に対し接触させた状態で該インク吐出面の長手方向に直交する方向に相対的に移動させ、上記クリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触して移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引することを特徴とするヘッドクリーニング方法。 - インクジェットヘッドからインクを微細に粒子化して吐出し、記録媒体上にインクドットを吹付けて画像形成を行う画像形成装置であって、
１色又は複数色のインクを各色毎に吐出するインク吐出孔の列が設けられたインク吐出面を有するインクジェッ
トヘッドと、
独立気泡又は連続気泡の少なくとも一方の気泡を有する材料で円柱状に形成され上記インク吐出面に沿って伸びると共に長手方向の両端部に比して中央部が緩やかに太くなったクラウン形状に形成されたクリーニングローラを備え、このクリーニングローラの外周面が上記インク吐出面に接触した状態で移動する際のインク吐出孔内の圧力変化により該インク吐出孔内のインクを吸引するクリーニング部材と、
このクリーニング部材を上記インク吐出面に対し接触させた状態で該インク吐出面の長手方向と直交する方向に相対的に移動させる移動手段と、
上記インクジェットヘッドを装置本体の所定箇所に装着して固定すると共に、その固定を解除するヘッド着脱機構と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 上記クリーニングローラは、上記インクジェットヘッドのインク吐出面に接触した状態で従動回転しながら該インク吐出面上を移動することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
- 上記クリーニングローラの回転を制限するためのブレーキ機構を備え、該クリーニングローラは、上記ブレーキ機構により回転が制限された状態で上記インクジェットヘッドのインク吐出面上を擦りつつ回転移動することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
- 上記クリーニングローラの回転を禁止するための固定機構を備え、該クリーニングローラは、上記固定機構により回転しないように固定された状態で上記インクジェットヘッドのインク吐出面上を移動することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
- 上記クリーニングローラを回転駆動させる回転駆動機構を備え、該クリーニングローラは、上記回転駆動機構により回転された状態で上記インクジェットヘッドのインク吐出面上を移動することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
- 上記インクジェットヘッドのインク吐出面を保護するためのキャップ部材を備え、上記クリーニング部材は、上記キャップ部材と共に移動することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
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