JP4411578B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドのノズル形成面を払拭するためのワイピング装置及びこのワイピング装置を備えた液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【０００３】
液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【０００４】
このようなインクジェット式記録装置は、一般に、キャリッジ上に搭載されて記録紙等の記録媒体の幅方向（ヘッド走査方向）に往復移動する記録ヘッド（液体噴射ヘッド）と、記録媒体をヘッド走査方向と直交する方向（媒体送り方向）に移動させる送り手段と、を備えている。
【０００５】
このインクジェット式記録装置においては、印刷データに対応して記録ヘッドより記録媒体に対してインク滴（液滴）を吐出させることで印刷が行われる。そして、キャリッジ上に搭載される記録ヘッドを、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクの吐出が可能なものとすることにより、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【０００６】
上述した記録ヘッドは、圧力室で加圧したインクをノズル開口からインク滴として記録媒体に向けて吐出させて印刷を行う関係上、例えばノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化により、また塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより、印刷不良を起こすという問題がある。
【０００７】
このため、記録ヘッドのノズル開口に目詰まりが生じた場合、またはインクカートリッジを交換した場合などには、キャップ部材により記録ヘッドのノズル形成面を封止し、吸引ポンプ（チューブポンプ）からの負圧によりノズル開口からインクを吸引排出させることで、ノズル開口等におけるインク固化による目詰まりや、インク供給路内への気泡の混入によるインク吐出不良を解消するクリーニング操作（吸引操作）を実行するクリーニング装置がインクジェット式記録装置には一般に具備されている。
【０００８】
また、従来のインクジェット式記録装置は、クリーニング操作後に記録ヘッドのノズル形成面を払拭するための、ゴムなどの弾性材料からなるブレード部材を持つワイピング装置を備えている。そして、記録ヘッドのノズル開口からインクを強制的に吸引して排出した後、ブレード部材を記録ヘッドのノズル形成面に当接させながら記録ヘッドを移動させ、これにより、ノズル形成面上の残留インクを払拭することができる。
【０００９】
図７は、従来のワイピング装置を示しており、このワイピング装置５０は、ゴム等の弾性材料からなる方形平板状のブレード部材５１と、このブレード部材５１を保持するホルダー部材５２と、を備えている。ブレード部材５１は、記録ヘッドのノズル形成面に当接される先端側部分５１ａと、ホルダー部材５２の内部に挿入されて固定された基端側部分５１ｂとから成っている。
【００１０】
ホルダー部材５２は、ブレード部材５１の基端側部分５１ｂを受け入れる空所を含む本体部５２ａと、この本体部５２ａに一体に形成されたレバー部５２ｂとから成っている。レバー部５２ｂは、図７に示した回転軸心Ｏを中心として本体部５２ａと共に回転できるようにして記録装置内に組み込まれている。そして、ワイピング操作を行う際には、記録ヘッドの移動軌跡から外れる位置で待機していたブレード部材５１を、回転軸心Ｏを中心として回転させることにより記録ヘッドの移動軌跡の範囲内に配置する。
【００１１】
図８は、図７に示した従来のワイピング装置５０によって、記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａを払拭している状態を示している。このように、ワイピング装置５０のブレード部材５１を記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａに押し付けた状態で記録ヘッド１２を移動させることにより、ワイピング操作が行われる。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−３０７７００号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示したように記録ヘッド１２は、ノズル形成面１２ａを含むノズルプレート１２ｂをヘッドカバー１２ｃによってヘッドケーシング１２ｄに固定して構成されている。そして、ノズル形成面１２ａの周縁部がヘッドカバー１２ｃによって覆われており、このヘッドカバー１２ｃの厚みに起因して、記録ヘッド１２の移動方向（ワイピング方向）に延在する段差部分Ｓ（及びこれに直交する方向に延在する段差部分）が存在している。
【００１４】
このため、ブレード部材５１の先端側部分５１ａをノズル形成面１２ａに押し当てた際に、段差部分Ｓにおいてブレード部材５１の先端側部分５１ａとノズル形成面１２ａとの間に間隙が生じてしまう。このように間隙が生じると、その部分においてはブレード部材５１によるインクの払拭が行われないので、ワイピング操作後においてインクの拭き残りが生じてしまう。拭き残ったインクが固化すると、クリーニング操作の際にノズル形成面１２ａをキャッピング手段によって封止した際に、固化したインクの存在によって十分な密着性を確保できない可能性がある。
【００１５】
上述した問題を考慮して、ヘッドカバー１２ｃとノズル形成面１２ａとの間に生じる段差部分Ｓにおいてもワイピング装置によって十分にインクの払拭ができるようにするためには、例えば、記録ヘッド１２に対するブレード部材５１の押し付け力を、ブレード部材５１全体にわたって強くする方法が考えられる。
【００１６】
しかしながら、この方法では、ワイピング操作を繰り返し行うことにより、ノズル形成面１２ａに予め付与されているメッキ等の処理が破壊される可能性がある。このようにノズル形成面１２ａの表面のメッキ等の処理が破壊されると、表面の撥水性が損なわれ、正常な印刷ができなくなる可能である。また、ノズル形成面１２ａを摺動する際のブレード部材５１の摩耗が加速され、削り取られたブレード材料のゴミが発生すると共に、ブレード部材５１の払拭機能が損なわれるという問題がある。さらに、ブレード部材５１の押し付け力が強いため、ノズル形成面１２ａを拭き切った後、撓んでいたブレード部材５１が勢いよく元の状態に戻り、このときにインクが激しく飛び散ってしまうという問題もある。
【００１７】
また、段差部分Ｓにおいてもワイピング装置によって十分にインクの払拭ができるようにするための他の方法としては、ノズル形成面１２ａにおける凹凸形状に合わせてブレード部材の当接部分の形状を工夫する方法が考えられる。
【００１８】
しかしながら、この方法では、一般に加工が困難なゴム等の弾性材料を、単純な形状（例えば方形形状）ではない複雑な形状に加工する必要があり、製造コストの増大がもたらされてしまうという問題がある。
【００１９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、液体噴射ヘッドのノズル形成面側に凹凸が存在する場合においても、液体噴射ヘッド上の液体を支障なく払拭できる液体噴射ヘッドのワイピング装置を備えた液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の参考例は、ノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドのノズル形成面を払拭するためのワイピング装置であって、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面に当接され、前記液体噴射ヘッドに対する相対的な移動によって前記ノズル形成面上を摺動する、弾性材料から成るブレード部材と、前記ブレード部材を保持するホルダー部材と、を備え、前記ブレード部材は、前記ノズル形成面に当接される直線上の先端部を含む先端側部分と、前記ホルダー部材に固定された基端側部分と、を有し、前記ホルダー部材は、前記ノズル形成面上を摺動する際に撓んだ前記ブレード部材をその撓み方向側において支持する背もたれ部を含み、前記背もたれ部は、前記液体噴射ヘッドの移動方向に直交する前記ブレード部材の幅方向に沿って高さが変化する所定の高さ分布を持っており、これにより、前記ブレード部材の撓み可能な部分の長さである自由長が前記ブレード部材の幅方向に沿って所定の長さ分布を持っていることを特徴とする。
【００２１】
また、好ましくは、前記背もたれ部の前記所定の高さ分布は、前記ノズル形成面側に存在する段差部分に対応して高くした部分を含む。
【００２２】
また、好ましくは、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の縁部にはヘッドカバーが取り付けられており、前記背もたれ部の前記所定の高さ分布は、前記ヘッドカバーの存在によって前記ノズル形成面側に形成された段差部分に対応して高くした部分を含む。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明は、ノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を払拭するためのワイピング装置と、を備えた液体噴射装置であって、前記ワイピング装置は、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面に当接され、前記液体噴射ヘッドに対する相対的な移動によって前記ノズル形成面上を摺動する、弾性材料から成るブレード部材と、前記ブレード部材を保持するホルダー部材と、を備え、前記ブレード部材は、前記ノズル形成面に当接される直線上の先端部を含む一体の先端側部分と、前記ホルダー部材に固定された基端側部分と、を有し、前記ホルダー部材は、前記ノズル形成面上を摺動する際に撓んだ前記ブレード部材をその撓み方向側において支持する背もたれ部を含み、前記背もたれ部は、前記液体噴射ヘッドの移動方向に直交する前記ブレード部材の幅方向に沿って高さが変化する所定の高さ分布を持っており、これにより、前記ブレード部材の撓み可能な部分の長さである自由長が前記ブレード部材の幅方向に沿って所定の長さ分布を持っており、前記背もたれ部の前記所定の高さ分布は、前記ノズル形成面側に存在する凸部に対応して低くした部分を含み、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の縁部にはヘッドカバーが取り付けられており、前記背もたれ部の前記所定の高さ分布は、前記ヘッドカバーの存在によって前記ノズル形成面側に形成された前記凸部に対応して低くした部分を含む、ことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置について図１乃至図４を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図１中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介して、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。キャリッジ１、キャリッジモータ２、タイミングベルト３、及びガイド部材４は、インクジェット式記録ヘッド１２をキャリッジ１と共に主走査方向に走査させるキャリッジ機構（主走査機構）を構成している。
【００２８】
さらに、インクジェット式記録装置は、記録ヘッド１２により記録が行われる記録紙６を主走査方向に対して直交する副走査方向に間欠的に搬送する送り機構（副走査機構）を備えている。
【００２９】
これらキャリッジ機構及び送り機構は、記録紙６におけるインク滴の着弾位置を変更するために、処理中の記録紙６と記録ヘッド１２との相対的な位置関係を変化させる走査手段を構成する。
【００３０】
図２は、記録ヘッド１２を拡大して示した斜視図であり、図２に示したようにこの記録ヘッド１２は、ノズル形成面１２ａを含むノズルプレート１２ｂを、ヘッドカバー１２ｃによってヘッドケーシング１２ｄに固定して構成されている。ノズル形成面１２ａには、多数のノズル開口１２ｅが複数列（本例では６列）を成して配設されている。記録ヘッド１２は、キャリッジ１の記録紙６に対向する側に搭載されており、またその上部には記録ヘッド１２にインクを供給するインクカートリッジ７が着脱可能に装着されている。
【００３１】
インクジェット式記録装置の非印刷領域であるホームポジション(図１中、右側)にはキャップ部材１３が配置されており、このキャップ部材１３はキャリッジ１に搭載された記録ヘッド１２がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａに押し当てられてノズル形成面１２ａとの間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材１３の下方には、キャップ部材１３により形成された密閉空間に負圧を与えるためのポンプユニット１０が配置されている。
【００３２】
キャップ部材１３の印刷領域側の近傍には、ゴムなどの弾性ブレードを備えたワイピング装置２０が、記録ヘッド１２の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されている。そして、このワイピング装置２０は、キャリッジ１がキャップ部材１３側から印刷領域側に移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａを払拭することができるように構成されている。
【００３３】
図３は、本発明の参考例の実施形態におけるワイピング装置２０を拡大して示した斜視図であり、図３に示したようにこのワイピング装置２０は、ゴム等の弾性材料からなる方形平板状のブレード部材２１と、このブレード部材２１を保持するホルダー部材２２と、を備えている。
【００３４】
ブレード部材２１は、記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａに当接される直線上の先端部を含む先端側部分２１ａと、ホルダー部材２２の内部に挿入されて固定された基端側部分２１ｂとから成っている。
【００３５】
ホルダー部材２２は、ブレード部材２１の基端側部分２１ｂを受け入れる空所を含む本体部２２ａと、この本体部２２ａに一体に形成されたレバー部２２ｂとから成っている。レバー部２２ｂは、図３に示した回転軸心Ｏを中心として本体部２２ａと共に回転できるようにして記録装置本体内に組み込まれている。即ち、記録ヘッド１２の移動軌跡から外れる位置で待機しているブレード部材２１を、ワイピング操作を行う際に回転軸心Ｏを中心として回転させることにより記録ヘッド１２の移動軌跡の範囲内に配置する。
【００３６】
そして、本実施形態によるワイピング装置２０においては、ホルダー部材２２は、ノズル形成面１２ａ上を摺動する際に撓んだブレード部材２１をその撓み方向側において支持する背もたれ部２２ｃを含む。
【００３７】
この背もたれ部２２ｃは、記録ヘッド１２の移動方向に直交するブレード部材２１の幅方向に沿って高さが変化する所定の高さ分布を持っており、これにより、ブレード部材２１の撓み可能な部分の長さである自由長Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）が、ブレード部材２１の幅方向に沿って所定の長さ分布を持っている。
【００３８】
より具体的には、背もたれ部２２ｃは、幅方向の両端近傍に形成された一対の凸状部２２ｄを含んでいる。これら一対の凸状部２２ｄは、記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａの周縁に取り付けられたヘッドカバー１２ｃの存在によってノズル形成面１２ａ側に形成された、記録ヘッド１２の移動方向（ワイピング方向）に延在する段差部分Ｓに対応している。なお、図２に示したノズル形成領域Ａに概ね対応する部分のブレード部材２１の自由長Ｌ１は、ノズル形成領域Ａに対するブレード部材２１の押し付け力が過不足のない適切は大きさになるような長さに設定されている。
【００３９】
図４は、図３に示したワイピング装置２０によって、記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａを払拭している状態を示している。ワイピング装置２０のブレード部材２１を記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａに押し付けた状態で記録ヘッド１２を移動させることにより、ワイピング操作が行われる。
【００４０】
そして、本実施形態によるワイピング装置２０においては、インクの拭き残りが発生しやすい、ワイピング方向に延在する段差部分Ｓに対応させて、一対の凸状部２２ｄを背もたれ部２２ｃに形成し、これによりブレード部材５１の自由長Ｌを短い長さＬ２にしたので、この部分におけるブレード部材５１は他の部分（自由長Ｌ１の部分）に比べて撓みにくくなっている。即ち、一対の凸状部２２ｄに対応する部分においては、ブレード部材２１の記録ヘッド１２に対する押し付け力が、ノズル形成領域Ａに対する押し付け力に比べて大きくなっている。これにより、ノズル形成領域Ａに対しては過不足のない適切な押し付け力を確保しつつ、段差部分Ｓに対して十分なワイピング効果が得られ、インクの拭き残りを防止することができる。
【００４１】
しかも、記録ヘッド１２の段差部分Ｓに相当する部分以外の部分（即ち、ノズル形成領域Ａ）に対する押し付け力は通常通りであるので、ノズル形成面１２ａに付与されているメッキ等の処理の破壊が促進されることがなく、ブレード部材２１の損耗が加速されることもなく、また、撓んだブレード部材２１の復元時におけるインクの飛散が拡大することもない。
【００４２】
また、本実施形態によれば、一般に加工が難しいゴム等の弾性材料からなるブレード部材２１を複雑な形状に加工する必要がなく、主として樹脂で形成されるホルダー部材２２の形状を変えることで対応できるので、製造コストの大幅な増加がもたらされることがなく、また試作及びその評価を容易かつ低コストで行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、設計変更により記録ヘッド１２のノズル形成面１２ａ側の凹凸形状が変更された場合でも、ホルダー部材２２の形状を変更するだけで対応可能であり、従ってブレード部材２１については、記録ヘッド１２の設計変更にかかわらず同じものを使用することができるので、記録ヘッド１２の設計変更に伴ってブレード部材２１の設計を変更する必要がない。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態について図５及び図６を参照して説明する。なお、上述した実施形態と共通する部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００４５】
図５及び図６から分かるように、本実施形態によるワイピング装置においては、図３に示した上述の実施形態のように背もたれ部２２ｃに一対の凸状部２２ｄを設ける代わりに、背もたれ部２２ｃの幅方向の両端に一対の切欠き部２２ｅを形成した。これら一対の切欠き部２２ｅは、ヘッドカバー１２ｃの存在によってノズル形成面１２ａの周縁に形成された、記録ヘッド１２の移動方向（ワイピング方向）に延在する凸部Ｐに対応して形成されている。
【００４６】
このように本実施形態においては、記録ヘッド１２の移動方向（ワイピング方向）に延在する凸部Ｐに対応して一対の切欠き部２２ｅを形成し、これらの部分におけるブレード部材２１の自由長Ｌ３を、ノズル形成領域Ａに対応する部分のブレード部材２１の自由長Ｌ１よりも長くした。
【００４７】
これにより、ヘッドカバー１２ｃの部分（凸部Ｐ）に対するブレード部材２１の押し付け力が過度に大きくなることが防止され、ひいては、ノズル形成領域Ａに対応する部分のブレード部材２１が、ヘッドカバー１２ｃの部分（凸部Ｐ）に対応する部分のブレード部材２１によって側方外側に向けて引っ張られる現象を抑制することができる。
【００４８】
このため、ヘッドカバー１２ｃの存在によってノズル形成面１２ａ側に形成された段差部分Ｓに対するブレード部材２１の形状の追従性（倣い性）が高まり、この段差部分Ｓ付近に存在するインクの拭き残しを防止することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ブレード部材を保持するホルダー部材の背もたれ部に、ブレード部材の幅方向に沿って高さが変化する所定の高さ分布を持たせ、これにより、ブレード部材の撓み可能な部分の長さである自由長に、ブレード部材の幅方向に沿って所定の長さ分布を持たせるようにしたので、液体噴射ヘッドのノズル形成面側に凹凸が存在する場合においても、液体噴射ヘッド上の液体を支障なく払拭することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置を示した斜視図。
【図２】 図１に示したインクジェット式記録装置の記録ヘッドを拡大して示した斜視図。
【図３】 本発明の参考例による液体噴射ヘッドのワイピング装置の一実施形態としてのワイピング装置を示した斜視図。
【図４】 図３に示したワイピング装置によって記録ヘッドのノズル形成面を払拭している様子を示した図。
【図５】 本発明による液体噴射ヘッドのワイピング装置の一実施形態としてのワイピング装置を示した斜視図。
【図６】 図５に示したワイピング装置によって記録ヘッドのノズル形成面を払拭している様子を示した図。
【図７】 従来の液体噴射ヘッドのワイピング装置を示した斜視図。
【図８】 図７に示した従来のワイピング装置によって記録ヘッドのノズル形成面を払拭している様子を示した図。
【符号の説明】
１２ 記録ヘッド
１２ａ ノズル形成面
１２ｂ ノズルプレート
１２ｃ ヘッドカバー
１２ｄ ヘッドケーシング
１２ｅ ノズル開口
２０ ワイピング装置
２１ ブレード部材
２１ａ ブレード部材の先端側部分
２１ｂ ブレード部材の基端側部分
２２ ホルダー部材
２２ａ ホルダー部材の本体部
２２ｂ ホルダー部材のレバー部
２２ｃ 背もたれ部
２２ｄ 背もたれ部の凸状部
２２ｅ 背もたれ部の切欠き部
Ａ ノズル形成領域
Ｐ 凸部
Ｓ 段差部分

Claims (1)

1. ノズル開口から対象物に向けて液滴を吐出する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を払拭するためのワイピング装置と、を備えた液体噴射装置であって、
   前記ワイピング装置は、
   前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面に当接され、前記液体噴射ヘッドに対する相対的な移動によって前記ノズル形成面上を摺動する、弾性材料から成るブレード部材と、
   前記ブレード部材を保持するホルダー部材と、を備え、
   前記ブレード部材は、前記ノズル形成面に当接される直線上の先端部を含む一体の先端側部分と、前記ホルダー部材に固定された基端側部分と、を有し、
   前記ホルダー部材は、前記ノズル形成面上を摺動する際に撓んだ前記ブレード部材をその撓み方向側において支持する背もたれ部を含み、
   前記背もたれ部は、前記液体噴射ヘッドの移動方向に直交する前記ブレード部材の幅方向に沿って高さが変化する所定の高さ分布を持っており、これにより、前記ブレード部材の撓み可能な部分の長さである自由長が前記ブレード部材の幅方向に沿って所定の長さ分布を持っており、
   前記背もたれ部の前記所定の高さ分布は、前記ノズル形成面側に存在する凸部に対応して低くした部分を含み、
   前記液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の縁部にはヘッドカバーが取り付けられており、
   前記背もたれ部の前記所定の高さ分布は、前記ヘッドカバーの存在によって前記ノズル形成面側に形成された前記凸部に対応して低くした部分を含む、ことを特徴とする液体噴射装置。

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