JP4613978B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液滴吐出装置に関する。
液滴吐出ヘッドのノズルから液滴を吐出させて記録媒体に画像を形成する際、例えば特許文献1では、記録媒体をドラムに保持させ、4個の印字ヘッドをドラムの中心に向けて所定の角度を設けて配置している。また、4個の印字ヘッドはドラムに対して一体に鉛直方向に沿って上下可能とし、上昇位置にある印字ヘッドとドラムの間に、印字ヘッドのノズル面をクリーニングするクリーニング手段及び印字ヘッドのメンテナンスを行うキャップ手段を配置可能としている。
また、特許文献2は、長尺状の記録ヘッドと接触する部分の長さが記録ヘッドの全ノズル列の長さよりも短いメンテナンス用の吸引用キャップを設け、吸引用キャップが記録ヘッドのノズル列方向へ移動して、記録ヘッドのノズル内のインクを吸引可能としている。
さらに、特許文献3、4では、長尺状の記録ヘッドの長さに合わせたメンテナンス用のキャップを用い、記録ヘッド、キャップの移動により、記録ヘッドとキャップを対面させ、記録ヘッドのノズル内のインクを吸引可能としている。
特開平10−323987号公報 特開平6−328731号公報 特開2004−160801号公報 特開2005−22193号公報
本発明は、液滴の着弾位置のずれが発生しにくく、高画質記録が可能な液滴吐出装置を得ることを目的とする。
請求項1に記載の発明は、液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドのノズル面と対面して配置され、記録媒体を搬送する円筒体と、前記液滴吐出ヘッドを液滴吐出方向に沿って移動可能にする上下移動機構を備え、前記液滴吐出ヘッドを前記円筒体の外周面の周方向に沿って互いに取付角度を変えて保持するヘッド保持部材と、前記上下移動機構が前記液滴吐出ヘッドを前記液滴吐出方向に沿って移動させた後に、前記ヘッド保持部材を前記円筒体の軸方向へ水平移動させ、前記円筒体と対面する位置から前記液滴吐出ヘッドを退避させる水平移動手段と、前記水平移動手段によって水平移動する前記液滴吐出ヘッドのノズル面に接触し、該ノズル面を清掃する清掃手段と、前記水平移動手段によって前記円筒体と対面する位置から退避した前記液滴吐出ヘッドのノズル面に装着されるキャップ手段と、を備え、前記液滴吐出ヘッドが、前記液滴吐出ヘッドのノズルから溢れ出た液体が前記清掃手段に接触してノズル面全体に該液体を塗布する塗布高さへ移動した後、前記水平移動手段によって往復移動の一方向に水平移動し、該液体が固化するまでの保持時間までに、前記液滴吐出ヘッドのノズル面が前記清掃手段に接触する清掃高さへ移動し他方に水平移動する
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドが、前記円筒体上の記録媒体へ前記液滴吐出ヘッドが液滴を吐出するときの記録高さと、前記清掃高さと、前記液滴吐出ヘッドのノズル面が前記キャップ手段に装着される装着高さと、前記水平移動手段によって前記液滴吐出ヘッドが水平移動するとき前記清掃手段に接触しない退避高さと、へ移動し、記録高さ<装着高さ<清掃高さ<退避高さである。
請求項に記載の発明は、請求項又はに記載の液滴吐出装置において、前記キャップ手段に装着された前記ノズル面を吸引又は加圧する目詰まり防止手段を有する。
請求項に記載の発明は、請求項の何れか1項に記載の液滴吐出装置において、 前記キャップ手段が、前記ノズル面が装着されるキャップ部材と、前記キャップ部材を傾斜可能に収容する箱体と、前記箱体及び前記キャップ部材に設けられ、前記液滴吐出ヘッドのノズル面がキャップ部材に装着されるとき該キャップ部材を水平保持するカム手段と、前記カム手段によって前記キャップ部材が水平保持された状態で付勢力が蓄積され、前記ノズル面が前記キャップ部材から離れると、キャップ部材を前記箱体に対して傾斜させる付勢手段と、を有する。
請求項に記載の発明は、請求項に記載の液滴吐出装置において、前記キャップ部材が箱状を成しており、内壁面が撥液処理されている。
請求項1に記載の発明によれば、液滴の着弾位置のずれが発生しにくい。
請求項に記載の発明によれば、液滴吐出装置の構成を簡易化することができる。
請求項に記載の発明によれば、ノズルの目詰まりを除去することができる。
請求項に記載の発明によれば、キャップ部材の角度を変える装置等を用いた場合と比較して構成が容易である。
請求項に記載の発明によれば、キャップ部材内に吐出された液体を弾くことができる。
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図1には本発明に係る液滴吐出装置の一例としてのインクジェット記録装置10の概略構成が示されている。したがって、以下において、液滴吐出ヘッドをインクジェット記録ヘッド20とし、液滴吐出ヘッドによって画像が記録される記録媒体を記録用紙Pとして説明をする。
図1で示すように、インクジェット記録装置10は、画像が記録される前の記録用紙Pが収容される給紙部12と、この給紙部12から供給された記録用紙Pに画像を記録する画像記録部14と、画像記録部14へ記録用紙Pを搬送する搬送手段16と、画像記録部14によって画像が記録された後の記録用紙Pを収容する排紙部18と、を有している。
画像記録部14は、インクジェット記録ヘッド20を有しており、記録用紙Pの搬送方向に対して、その下流側からイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に並設されており、サーマル方式や圧電方式等の公知の手段によって、インク滴が吐出されるように構成されている。
なお、そのインクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、各種インクが使用可能であり、インクジェット記録装置10には、各インクジェット記録ヘッド20Y、20M、20C、20Kにインクを供給するインクタンク(図示省略)が配設されている。
また、インクジェット記録ヘッド20Y、20M、20C、20Kは、複数のノズル(図示省略)が形成されたノズル面22Y、22M、22C、22Kを有している。このノズル面22Y、22M、22C、22Kは、インクジェット記録装置10での画像記録が想定される記録用紙Pの最大幅と同程度か、又はそれ以上の記録可能領域を有している。
以下、各インクジェット記録ヘッド20Y、20M、20C、20Kで共通する内容については、Y、M、C、Kの符号を省略する。
これらのインクジェット記録ヘッド20は、ヘッドホルダ(ヘッド保持部材)40に保持されており、搬送手段16を構成する搬送ドラム26(後述する)の上方に配置され、該搬送ドラム26の外周面の周方向に沿ってそれぞれ配置されている。つまり、各インクジェット記録ヘッド20は互いに所定の角度を設けて配設されている。
また、ヘッドホルダ40には、接離手段としての上下移動機構42が設けられており、各インクジェット記録ヘッド20をその配置角度に沿って、搬送ドラム26に対して接離(上下移動)可能としている。なお、この上下移動機構42については後述する。
また、ヘッドホルダ40の下部には、図2に示すように、記録用紙Pの搬送方向に対して直交する方向へ延びる枠体(水平移動手段)44が設けられており、ヘッドホルダ40は該枠体44内を、搬送ドラム26と対面する対面位置と該対面位置から退避する退避位置との間を水平移動可能としている。
ヘッドホルダ40を水平移動させる構成としては、図示はしないが、リニアモータを用いてヘッドホルダ40を水平移動させても良いし、回転式のモータを用い、ピニオン・ラックを介してヘッドホルダ40を水平移動させても良い。
枠体44内のヘッドホルダ40の該退避位置側には、清掃手段としてのワイパユニット46(図3参照)とキャップ手段としてのメンテナンスユニット48が、各インクジェット記録ヘッド20に対応してそれぞれ備えられており、ワイパユニット46が搬送ドラム26側に配置されている。
ワイパユニット46には、図4に示すように、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22を清掃(払拭)するワイパブレード50が設けられ、メンテナンスユニット48にはインクジェット記録ヘッド20のノズル(図示省略)内の汚染物質を除去するためのキャップ部材52が設けられている(後述する)。
一方、図1に示すように、搬送手段16は、給紙部12中の記録用紙Pを1枚ずつ取り出すピックアップドラム24と、画像記録部14のインクジェット記録ヘッド20へ記録用紙Pを搬送し、その印刷面(表面)をインクジェット記録ヘッド20に対面させる搬送体としての搬送ドラム26と、画像が記録された記録用紙Pを排紙部18へ送り出す送出ドラム28と、を有している。そして、ピックアップドラム24、搬送ドラム26、送出ドラム28は、それぞれ記録用紙Pがその周面に静電的吸着手段、或いは吸引や粘着などの非静電的吸着手段によって保持されるように構成されている。
また、ピックアップドラム24、搬送ドラム26、送出ドラム28には、それぞれ記録用紙Pの搬送方向下流側端部を挟んで保持するグリッパー30が、例えば2組ずつ備えられており、これら3個のドラム24、26、28は、それぞれその周面に記録用紙Pを、この場合は2枚まで保持可能に構成されている。そして、グリッパー30は、各ドラム24、26、28の周面に2つずつ形成された凹部24A、26A、28A内に設けられている。
すなわち、各ドラム24、26、28の凹部24A、26A、28A内の所定位置には、各ドラム24、26、28の回転軸32と略平行に回転軸34が軸架されており、この回転軸34には、その軸方向に所定間隔を隔てて(例えば等間隔に)複数のグリッパー30が固定されている。したがって、回転軸34が図示しないアクチュエーターによって正逆両方向に回転することにより、グリッパー30が各ドラム24、26、28の略周方向に沿って正逆両方向に回転し、記録用紙Pの搬送方向下流側端部を挟んで保持したり、離したりすることができるようになっている。
つまり、グリッパー30は、その先端部が各ドラム24、26、28の周面から若干突出するように回転することで、ピックアップドラム24の周面と搬送ドラム26の周面とが対面する受渡位置36において、ピックアップドラム24のグリッパー30から搬送ドラム26のグリッパー30へ記録用紙Pを受け渡すことができ、搬送ドラム26の周面と送出ドラム28の周面とが対面する受渡位置38において、搬送ドラム26のグリッパー30から送出ドラム28のグリッパー30へ記録用紙Pを受け渡すことができるようになっている。
なお、図示しないが、このインクジェット記録装置10には、画像信号に応じてインク滴の吐出タイミングと使用するノズルを決定し、そのノズルに駆動信号を印加するインクジェット記録ヘッド20の制御手段と、インクジェット記録装置10全体の動作を制御するシステム制御手段が備えられている。
ここで、上下移動機構及びメンテナンスユニットについて説明する。
上下移動機構42の一例として、図5に示すように、ヘッドホルダ40の長手方向の両端部には、ヘッドホルダ40が搬送ドラム26と対面した状態で、搬送ドラム26の外周面の周方向に沿って(搬送ドラム26の半径方向に沿って放射線状に)、互いに角度を変えてガイドレール54、56が設けられている。
このガイドレール54、56は略コ字状を成しており、インクジェット記録ヘッド20をガイドする。また、ガイドレール54、56は互いに重なった状態で設けられており、ガイドレール56がヘッドホルダ40に固定され、ガイドレール56に沿ってガイドレール54がスライドする。
ガイドレール56の下端部には、ガイドレール56で構成された四角形状の台座(図示省略)が設けられており、該台座にはステッピングモータ58が配設されている。このステッピングモータ58にはボールネジ60が連結されており、ステッピングモータ58の駆動によって、該ボールネジ60が所定角度回転する。なお、ステッピングモータ58はインクジェット記録ヘッド20の長手方向の両端部に設けられているが、互いに同期させるようにしている。
一方、ガイドレール54の下端部には、ガイドレール54で構成された四角形状のガイド板54Aが設けられており、中央部にはネジ孔62が形成され、ボールネジ60がねじ込まれている。このため、ステッピングモータ58の駆動によりボールネジ60が回転すると、ガイド板54Aを介して、ガイドレール54がボールネジ60に沿って、ガイドレール56に対してスライド移動する。
ガイドレール54の上端側には軸受部64が設けられており、インクジェット記録ヘッド20の両端面から略垂直に突出したシャフト66が支持可能とされている。このため、ガイドレール54のスライド移動に合わせて、軸受部64及びシャフト66を介してインクジェット記録ヘッド20が上下移動する(搬送ドラム26の外周面に対して半径方向に沿って接離する)。
なお、ここでは、ボールネジ60を用いて、ガイドレール54を上下移動させ、インクジェット記録ヘッド20を上下移動させる構成としたが、インクジェット記録ヘッド20を上下移動させることができれば良いため、この構成に限るものではない。例えば、図示はしないが、ピニオン・ラックによってガイドレールに設けたラックに合わせてインクジェット記録ヘッド20を移動させるようにしても良い。
また、ここでは、一つのインクジェット記録ヘッド20に対してステッピングモータ58を二つ設けて互いに同期させるようにしたが、モータは一つであっても良く、インクジェット記録ヘッド20の長手方向の中央部に上下移動機構42を設けても良いし、上下移動機構42はインクジェット記録ヘッド20の長手方向の両端部に設け、プーリ・ベルトなどを介して、該モータの駆動力をインクジェット記録ヘッド20の長手方向の両端部へ伝達させるようにしても良い。
一方、図4に示すように、ワイパユニット46は、ゴム等の板状弾性材料で構成されたワイパブレード50を有している。このワイパブレード50は、払拭動作をする際に、インクジェット記録ヘッド20が、記録用紙Pの搬送方向と直交する幅方向(矢印A方向)へ移動することによって、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22に所定の圧力(ノズル面22の撥水処理膜にダメージを与えない程度の圧力)で摺擦(払拭)可能となる構成であり、これによって、ノズル面22を良好に払拭できるようになっている。
ところで、図6に示すように、メンテナンスユニット48は、長方形状の箱体68と該箱体68の長手方向かつ上下方向に沿って移動可能(後述する)に収容される箱状のキャップ部材52とに大別される。箱体68の長手方向に沿った側壁68Aには、カム溝70、72、74、76が形成されている。
このカム溝70、72、74、76は互いに形状が若干異なっており、カム溝70は直線状の長溝78を成している。カム溝72、74、76は、カム溝70に形成された長溝78に、カム溝70から離間して下方へ傾斜する傾斜部80が繋がっている。
そして、カム溝70、72、74、76の長溝78の位置は略同じ高さとなっており、カム溝74はカム溝72よりも長溝78の長さが短く、また、傾斜部80の傾斜角度がきつくなっており、カム溝76はカム溝74よりも長溝78の長さが短く、また、傾斜部80の傾斜角度がきつくなっている。
一方、キャップ部材52の下部には、長板状の保持板82が設けられている。この保持板82の長手方向に沿った両端面からは、カム溝70、72、74、76と対応してガイドピン84が突出している。
また、保持板82には、図2に示すように、搬送ドラム26の反対側に位置する一端部に押圧板86が設けられている。この押圧板86は、図7(A)〜(C)に示すように(なお、図7は図6の箱体68及びキャップ部材52を模式化したものである)、インクジェット記録ヘッド20の端面が接触可能となっており、インクジェット記録ヘッド20の水平移動によって押圧される。
また、保持板82の他端部には、コイルスプリング(付勢手段)88の一端部が取付けられており、コイルスプリング88の他端部は箱体68に取付けられている。コイルスプリング88の自然状態(図7(A)参照)では、キャップ部材52は箱体68内で搬送ドラム26側に付勢されている。
この状態では、箱体68のカム溝70に係合しているガイドピン84は長溝78に係合しているが、それ以外のガイドピン84は、カム溝72、74、76(図6参照)の傾斜部80と係合し、図7(A)に示すように、キャップ部材52は箱体68に対して傾斜した状態で収容されることになる。
一方、図7(B)に示すように、インクジェット記録ヘッド20の水平移動により、インクジェット記録ヘッド20の端面が保持板82の押圧板86に接触し、該押圧板86を押圧すると、コイルスプリング88の付勢力に抗して、キャップ部材52が搬送ドラム26から離間する方向へ移動する。
これにより、箱体68のカム溝70の長溝78に沿ってガイドピン84が移動すると共に、カム溝72、74、76(図6参照)の傾斜部80に係合しているガイドピン84が傾斜部80から長溝78へ移動する。
カム溝70、72、74、76の長溝78の位置は略同じ高さとなっているため、キャップ部材52は水平保持される。この状態で、図7(C)に示すように、インクジェット記録ヘッド20はキャップ部材52側へ移動し、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22とキャップ部材52との間で密閉状態が形成される。
このとき、図8(A)に示すように、各インクタンク90からインクジェット記録ヘッド20へインクを供給するための加圧ポンプ(目詰まり防止手段)92を利用して、インクジェット記録ヘッド20内のインクを加圧することで、ノズルからインク滴が吐出され、ノズル内で詰まっていた汚染物質(固化したインクなど)が除去される(汚染物質除去工程)。
また、加圧ポンプ92以外にも、図8(B)に示すように、後述するキャップ部材52内のインクを吸引する吸引ポンプ(目詰まり防止手段)94を利用して、該吸引ポンプ94の吸引力によって、ノズル内の汚染物質を吸引するようにしても良い。以下、目詰まり防止手段として、吸引ポンプ94を利用して説明する。
インクジェット記録ヘッド20のノズルの汚染物質除去工程が終了すると、キャップ部材52の底面にはインクが貯留された状態となっているが、図9に示すように、インクジェット記録ヘッド20を押圧板86から離すと、コイルスプリング88によって、キャップ部材52が箱体68内で搬送ドラム26へ近接する方向へ付勢される。
これにより、ガイドピン84が各カム溝70、72、74、76(図6参照)の形状に倣って移動し、キャップ部材52が箱体68内で傾斜する。これにより、キャップ部材52内に貯留されたインクを一箇所に集めることができる。
ここで、キャップ部材52の内壁面を撥液処理することで、キャップ部材52内のインクをスムーズに流動させ、インクの排出性を高めることができる。また、キャップ部材52の底面には排出口96が形成されており、該排出口96を通じてキャップ部材52内のインクが外部へ排出されるが、箱体68に貫通口98を形成し、排出口96に弾性チューブ100の一端部を接続して、貫通口98を経て、弾性チューブ100の他端部を吸引ポンプ94に接続している。
この吸引ポンプ94は、前述したように、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22とキャップ部材52とで密閉状態が形成されたときに稼動させて、ノズル内の汚染物質を吸引可能するが、キャップ部材52が箱体68内で傾斜した後再度稼動させて、キャップ部材52内のインクを排出口96から吸引し、廃インクタンク90へ排出可能としている。
以上のような構成のインクジェット記録装置10において、次にその作用について説明する。
図1に示すように、給紙部12からピックアップドラム24のグリッパー30により1枚ずつ取り出されて保持された記録用紙Pは、ピックアップドラム24の周面に吸着されつつ搬送され、受渡位置36において、ピックアップドラム24のグリッパー30から搬送ドラム26のグリッパー30へ受け渡される。
搬送ドラム26のグリッパー30により保持された記録用紙Pは、その搬送ドラム26に吸着されつつインクジェット記録ヘッド20の画像記録位置まで搬送され、そのインクジェット記録ヘッド20から吐出されるインク滴により、印刷面に画像が形成される。
印刷面に画像が形成された記録用紙Pは、受渡位置38において、搬送ドラム26のグリッパー30から送出ドラム28のグリッパー30へ受け渡される。そして、送出ドラム28のグリッパー30により保持された記録用紙Pは、その送出ドラム28に吸着されつつ搬送され、排紙部18へ供給される。こうして、一連の画像形成が終了する。
一方、インクジェット記録ヘッド20をメンテナンスする際には、まず、図3に示すように、インクジェット記録ヘッド20を画像形成時における記録高さP(実線)から清掃高さR(仮想線)へ移動させる。
このとき、図5に示すステッピングモータ58が駆動して、ボールネジ60が回転し、ガイドレール54を介して、ヘッドホルダ40に対しインクジェット記録ヘッド20が搬送ドラム26の半径方向に沿って上方へ移動する(図3で示す記録高さP→清掃高さR)。この清掃高さRは、図4に示すように、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22とワイパユニット46とが接触可能な高さとなっている。
次に、図4に示すように、ヘッドホルダ40が枠体44(ここでは、枠体44の図示は省略する)に沿って搬送ドラム26の上部から退避する方向へ水平移動する。インクジェット記録ヘッド20の移動軌跡上には、ワイパユニット46を構成するワイパブレード50が配設されているため、ヘッドホルダ40の水平移動によって、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22がワイパブレード50に摺擦される(清掃工程)。これにより、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22に付着した汚染物質などが除去される。
ここで、図7(A)、(B)に示すように、インクジェット記録ヘッド20の移動軌跡上には、メンテナンスユニット48を構成するキャップ部材52の押圧板86が配置されており、インクジェット記録ヘッド20の端面によって押圧板86を介してキャップ部材52がコイルスプリング88の付勢力に抗して押圧される。これにより、ガイドピン84がカム溝70、72、74、76を介して移動し、キャップ部材52が箱体68に対して傾斜している状態から水平保持される。
この状態で、図7(B)に示すように、キャップ部材52とインクジェット記録ヘッド20のノズル面22との間には、隙間が設けられており、この状態から、図5に示すステッピングモータ58が駆動して、各インクジェット記録ヘッド20がヘッドホルダ40に対し搬送ドラム26の半径方向に沿って下方へ移動する(図10で示す清掃高さR→装着高さQ)。これにより、図7(C)に示すように、ノズル面22がキャップ部材52によって覆われ密閉状態となる。
次に、図8(B)に示すように、吸引ポンプ94によってキャップ部材52内を負圧にし、インクジェット記録ヘッド20のノズル内の液体を吸引する(汚染物質除去工程)。これにより、固化したインク等汚染物質によるノズル内の目詰まり等がなくなる。
ここで、図7(C)に示すように、キャップ部材52をノズル面22と略平行に配置することで、吸引ポンプ94により、ノズル内を吸引し、キャップ部材52側へ吐出させる際に、ノズル間で吸引力のバラツキが生じないようにしている。
汚染物質除去工程では、箱体68に対してキャップ部材52は水平に配置されているが、汚染物質除去工程が終わると、図5に示すステッピングモータ58が駆動して、図11に示すように、各インクジェット記録ヘッド20がヘッドホルダ40に対し、搬送ドラム26の半径方向に沿って上方へ移動し、キャップ部材52から離れる(退避高さS)。そして、ヘッドホルダ40を介してインクジェット記録ヘッド20が記録用紙Pの搬送方向と直交する方向へ移動する。
ここで、退避高さSは清掃高さRよりも高くなっており、ヘッドホルダ40がスライド移動しているときに、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22がワイパブレード50に接触することはない。
一方、インクジェット記録ヘッド20が装着高さQから退避高さSへ移動するとき、図9に示すように、インクジェット記録ヘッド20の端面がキャップ部材52の押圧板86から離れる。
これにより、コイルスプリング88の付勢力によって、ガイドピン84がカム溝70、72、74、76(図6参照)を介して移動し、キャップ部材52が箱体68に対して傾斜する。このため、キャップ部材52内に貯留されたインクは、排出口96側へ集まり、吸引ポンプ94によって該排出口96を通じて吸引され、廃インクタンク90へ排出される。
そして、図12に示すように、インクジェット記録ヘッド20が搬送ドラム26と対面する位置に移動すると、図5に示すステッピングモータ58が駆動し、各インクジェット記録ヘッド20がヘッドホルダ40に対し、搬送ドラム26の半径方向に沿って下方へ移動する(退避高さS→記録高さP)。
このように、本発明によるインクジェット記録ヘッド20は、図13(A)に示すように、搬送ドラム26の外周面の周方向に沿って互いに取付角度を変えてヘッドホルダ40に取付けられており、搬送ドラム26の半径方向に沿って上下移動(接離)可能としている。そして、インクジェット記録ヘッド20をメンテナンスする際、インクジェット記録ヘッド20を上下方向へ移動させて、搬送ドラム26又はキャップユニット48に対して接離する方向へ近接又は退避させるようにしている。
一方、図13(B)に示すように、互いに取付角度を変えてインクジェット記録ヘッド200をヘッドホルダ202に固定した状態で、該ヘッドホルダ202を上下方向へ移動させた場合、ヘッドホルダ202が高さ方向で位置ずれしてしまうと、インクジェット記録ヘッド200がインクを着弾する着弾位置は、搬送ドラム26上で大きくずれてしまうことになる。
このように、各色のインクの着弾位置がずれると画質が大きく悪化するため、高精度の高さ制御機構が必要になる。また、インクジェット記録ヘッド200の高さを変更する度に、記録サンプル上で各インクジェット記録ヘッド200のインクの着弾位置が合うように、ヘッドホルダ202の高さを微調整する必要が生じる。
つまり、互いに取付角度を変えて配置されたインクジェット記録ヘッド200をヘッドホルダ202と一体に上下移動させることで、記録用紙Pに対するインクジェット記録ヘッド200の取付角度が変化することになるため、ヘッドホルダ202の高さ方向の誤差がインクの着弾位置に大きく影響してしまうことになる。
しかし、図13(A)に示すように、本発明によれば、インクジェット記録ヘッド20は搬送ドラム26の半径方向に沿って上下移動するため、インクジェット記録ヘッド20の取付角度は変わらないことになる。
このため、インクジェット記録ヘッド20の高さ方向の誤差がインクの着弾位置に与える影響は、ヘッドホルダ202を上下移動させた場合よりも小さくなり、インクの着弾位置のずれが発生し難くなる。
一方、本実施形態では、前述したように、図3に示すインクジェット記録ヘッド20の高さとして、記録高さP、清掃高さR、装着高さQ、退避高さSがある。
ここで、記録高さPとは、搬送ドラム26上の記録用紙Pへインクジェット記録ヘッド20がインクを吐出するときの高さであり、清掃高さRとは、ヘッドホルダ40によってインクジェット記録ヘッド20が水平移動するときインクジェット記録ヘッド20のノズル面22がワイパブレード50に接触するときの高さである。
また、装着高さQとは、インクジェット記録ヘッド20のノズル面22がキャップ部材52と対面しノズル内のインクを除去するときの高さであり、退避高さSとは、ヘッドホルダ40によってインクジェット記録ヘッド20が水平移動するときノズル面22がワイパブレード50に接触しない高さである。
そして、この記録高さP、清掃高さR、装着高さQ、退避高さSの関係が、記録高さP<装着高さQ<清掃高さR<退避高さSとなるようにしている。
このように、各工程に応じてインクジェット記録ヘッド20の高さを変えることで、ワイパブレード50、キャップ部材52などを移動させる必要が無くなり、ワイパブレード50、キャップ部材52を移動させる機構を備えた場合と比較するとインクジェット記録装置10の構造が簡単になる。
また、ここでは、図3に示すように、インクジェット記録ヘッド20を記録高さPから清掃高さRへ上方移動させた後、図4に示すように、ヘッドホルダ40を水平移動させインクジェット記録ヘッド20のノズル面22がワイパブレード50を摺擦して清掃工程が行われる。
そして、インクジェット記録ヘッド20がキャップユニット48と対面した状態でインクジェット記録ヘッド20を装着高さQへ下方移動させ(図10参照)吸引ポンプ94によるノズルの汚染物質除去工程が行われた後、インクジェット記録ヘッド20を退避高さSへ上方移動させ(図11参照)、ヘッドホルダ40を水平移動させて(図14参照)、記録高さPへ下方移動させる(図12参照)ようにしたが、必ずしもこれらの工程を全て行う必要はない。
また、各インクジェット記録ヘッド20毎に上下移動させることができるため、ワイパブレード50によるインクジェット記録ヘッド20のノズル面22の摺擦を各インクジェット記録ヘッド20毎に選択することができる。
このため、インクジェット記録ヘッド20によっては、清掃工程を行わずに汚染物質除去工程を行うようにしても良い。この場合、該インクジェット記録ヘッド20は、図12に示す記録高さPから退避高さSへ上方移動し、ヘッドホルダ40で水平移動した後、図11に示すように、退避高さSから装着高さQへ下方移動する。勿論、全てのインクジェット記録ヘッド20を一括して上下移動可能としても良い。
また、本実施形態では、図3に示すように、インクジェット記録ヘッド20を記録高さPから清掃高さRへ上方移動させた後、図4に示すように、ヘッドホルダ40を水平移動させインクジェット記録ヘッド20のノズル面22がワイパブレード50を摺擦(払拭)して清掃工程が行われるようにしたが、まずインクジェット記録ヘッド20のノズルからインクを溢れ出させ、ワイパブレード50でノズル面22全体にインクを塗布した後に、該ワイパブレード50でノズル面22を払拭しても良い。
高粘度インクを用いた場合、ノズル面22に付着したインクが早期に増粘、あるいは固化してしまうため、ワイパブレード50による払拭のみではノズル面22をきれいに清掃することは難しい。
このため、ノズルからインクを溢れ出させ、インクジェット記録ヘッド20を塗布高さTに移動させ、ワイパブレード50でノズル面22全体にインクを塗布することで、ノズル面22に付着したインクを溶融させる。そして、この後、インクジェット記録ヘッド20を清掃高さRへ移動させ、ワイパブレード50でノズル面22を払拭することで、高粘度のインクであってもノズル面22をきれいに清掃することができる。
この場合、清掃工程に加え、塗布工程が追加されることとなり、図15に示すように、インクジェット記録ヘッド20の高さも清掃高さRとは別に塗布高さTが加わる。
ここで、清掃高さRではインクジェット記録ヘッド20のノズル面22とワイパブレード50との接触量は0.5〜2mm程度(なお、この接触量はワイパブレード50の材質等により異なる)であるが、塗布高さTではインクジェット記録ヘッド20のノズル面22とワイパブレード50との接触量は−3〜0mm程度であり、インクの種類によってはノズル面22がワイパブレード50に対して非接触の場合もある。
また、ワイパブレード50でノズル面22にインクを塗布することでノズル面22に付着したインクを溶融させるため、ノズル面22にインクを塗布した後、ワイパブレード50による払拭が開始されるまでの保持時間は、インクが固化するまでの時間が基準となる。このため、インクの種類によっても異なるが、該保持時間は、インクジェット記録ヘッド20として一般的に使用されているインクであれば、1〜300秒程度が好ましい。
また、ワイパブレード50で一旦ノズル面22全体にインクを塗布した後、ワイパブレード50でノズル面22を払拭するため、インクジェット記録ヘッド20がワイパブレード50に対して往復移動することになる。
このため、ワイパブレード50でノズル面22を払拭した後は、インクジェット記録ヘッド20は搬送ドラム26上に配置される。したがって、この後、汚染物質除去工程を行う場合、インクジェット記録ヘッド20を上方移動させた後(退避高さS)、ヘッドホルダ40を水平移動させる。
なお、ここでは、キャップ部材52による汚染物質除去工程について説明したが、これ以外にも搬送ドラム26の記録用紙Pが接触する領域以外の領域にインクを吐出させても良い。ワイパブレード50でノズル面22全体にインクを塗布し、ワイパブレード50でノズル面22を払拭した後、インクジェット記録ヘッド20は搬送ドラム26上に配置されるため、このまま搬送ドラム26上でインクを吐出させるようにすることで、インクジェット記録ヘッド20の移動をなくすことができる。
さらに、ここでは、搬送体として搬送ドラム26によって記録用紙Pを搬送したが、搬送ドラム26のような回転体に限るものではない。例えば、図16に示すように、張架ロール101等によって異なる角度の記録面102Y、102M、102C、102Kを有する搬送ベルト102とインクジェット記録ヘッド104が対面する構成であっても良い。この場合、搬送ベルト102の各記録面102Y、102M、102C、102Kとインクジェット記録ヘッド104のノズル面とが対面するように、各インクジェット記録ヘッド104で互いに取付角度を変えて配置される。
またさらに、これらの搬送体を用いた場合と比較して、インクジェット記録ヘッドの高さ方向の誤差がインクの着弾位置に与える影響は大きくはないが、平面状の搬送ベルトに対して各インクジェット記録ヘッドを互いに並列配置した構成であっても適用可能である。
本実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略正面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略斜視図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するインクジェット記録ヘッドの動作を説明する概略側面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するインクジェット記録ヘッドの動作を説明する概略側面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するインクジェット記録ヘッドの上下移動機構を示す分解斜視図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するキャップユニットの構成を示す分解斜視図である。 (A)〜(C)は、本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するキャップユニットの作用を説明する概略断面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するキャップユニットの作用を説明する概略断面図であり、(A)は加圧ポンプを用いた場合、(B)は吸引ポンプを用いた場合を示している。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するキャップユニットの作用を説明する概略断面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するインクジェット記録ヘッドの動作を説明する概略側面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するインクジェット記録ヘッドの動作を説明する概略側面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するインクジェット記録ヘッドの動作を説明する概略側面図である。 (A)は本実施形態に係るインクジェット記録装置の作用を説明する概念図であり、(B)はその比較例である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するインクジェット記録ヘッドの動作を説明する概略側面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置を構成するインクジェット記録ヘッドの動作を説明する説明図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置の変形例を示す概略正面図である。
符号の説明
10 インクジェット記録装置(液滴吐出装置)
20 インクジェット記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)
26 搬送ドラム(搬送体)
40 ヘッドホルダ(ヘッド保持部材)
42 上下移動機構
44 枠体(水平移動手段)
46 ワイパユニット(清掃手段)
48 メンテナンスユニット(キャップ手段)
50 ワイパブレード(清掃手段)
52 キャップ部材(キャップ手段)
68 箱体(キャップ手段)
70 カム溝(カム手段、キャップ手段)
72 カム溝(カム手段、キャップ手段)
74 カム溝(カム手段、キャップ手段)
76 カム溝(カム手段、キャップ手段)
84 ガイドピン(カム手段、キャップ手段)
88 コイルスプリング(付勢手段、キャップ手段)
92 加圧ポンプ(目詰まり防止手段)
94 吸引ポンプ(目詰まり防止手段)
102 搬送ベルト(搬送体)

Claims (5)

  1. 液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドと、
    前記液滴吐出ヘッドのノズル面と対面して配置され、記録媒体を搬送する円筒体と、
    前記液滴吐出ヘッドを液滴吐出方向に沿って移動可能にする上下移動機構を備え、前記液滴吐出ヘッドを前記円筒体の外周面の周方向に沿って互いに取付角度を変えて保持するヘッド保持部材と、
    前記上下移動機構が前記液滴吐出ヘッドを前記液滴吐出方向に沿って移動させた後に、前記ヘッド保持部材を前記円筒体の軸方向へ水平移動させ、前記円筒体と対面する位置から前記液滴吐出ヘッドを退避させる水平移動手段と、
    前記水平移動手段によって水平移動する前記液滴吐出ヘッドのノズル面に接触し、該ノズル面を清掃する清掃手段と、
    前記水平移動手段によって前記円筒体と対面する位置から退避した前記液滴吐出ヘッドのノズル面に装着されるキャップ手段と、を備え、
    前記液滴吐出ヘッドが、前記液滴吐出ヘッドのノズルから溢れ出た液体が前記清掃手段に接触してノズル面全体に該液体を塗布する塗布高さへ移動した後、前記水平移動手段によって往復移動の一方向に水平移動し、該液体が固化するまでの保持時間までに、前記液滴吐出ヘッドのノズル面が前記清掃手段に接触する清掃高さへ移動し他方に水平移動する液滴吐出装置。
  2. 前記液滴吐出ヘッドが、
    前記円筒体上の記録媒体へ前記液滴吐出ヘッドが液滴を吐出するときの記録高さと、
    前記清掃高さと、
    前記液滴吐出ヘッドのノズル面が前記キャップ手段に装着される装着高さと、
    前記水平移動手段によって前記液滴吐出ヘッドが水平移動するとき前記清掃手段に接触しない退避高さと、へ移動し、
    記録高さ<装着高さ<清掃高さ<退避高さ
    である請求項1に記載の液滴吐出装置。
  3. 前記キャップ手段に装着された前記ノズル面を吸引又は加圧する目詰まり防止手段を有する請求項1又は2に記載の液滴吐出装置。
  4. 前記キャップ手段が、
    前記ノズル面が装着されるキャップ部材と、
    前記キャップ部材を傾斜可能に収容する箱体と、
    前記箱体及び前記キャップ部材に設けられ、前記液滴吐出ヘッドのノズル面がキャップ部材に装着されるとき該キャップ部材を水平保持するカム手段と、
    前記カム手段によって前記キャップ部材が水平保持された状態で付勢力が蓄積され、前記ノズル面が前記キャップ部材から離れると、キャップ部材を前記箱体に対して傾斜させる付勢手段と、
    を有する請求項1〜3の何れか1項に記載の液滴吐出装置。
  5. 前記キャップ部材が箱状を成しており、内壁面が撥液処理されている請求項4に記載の液滴吐出装置。
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