JP4888061B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出するインクジェット記録装置に関する。
インクを吐出する多数のノズルが形成されたヘッド、及び、ヘッドのインク吐出面、即ちノズルの開口が形成された面に付着したインクを払拭するワイパを有するインクジェット記録装置が知られている(特許文献1参照)。弾性材料からなるワイパをヘッドのインク吐出面に接触させつつヘッドに対して相対移動させる、即ちワイピングを行うことにより、ノズルの開口及びその周囲に付着した余分なインクが除去され、ノズルの開口近傍に形成されるインクのメニスカスが好適な状態に整えられる。
特許文献1の装置によると、ヘッドを保持するキャリッジに傾斜プレートが設けられており、ワイパはその先端がヘッドのインク吐出面を越えた後に当該傾斜プレートに圧接した状態で一時停止される。その後、ワイパをワイピング時の移動方向と直交する方向に若干移動させ、再びワイピングを開始する。傾斜プレートが設けられていない場合、ワイピング時に撓んでいるワイパの先端がヘッドのインク吐出面の端部を越えたときその復元力により元の状態に戻るのに伴ってインクが周囲に飛散してしまうが、特許文献1の装置は傾斜プレートを設けたことでこのような事態を防止することができる。
特開2004−74774号公報の図10
しかしながら上記文献1の装置では、傾斜プレートとヘッドとの間隙にインクが入り込みやすい。当該間隙に入り込んだインクは、重力の作用により自然に垂れてきたり、或いは、ユーザが記録媒体のジャム処理を行うためにキャリッジからヘッドを外すときに飛散したりする。これにより、装置内がインクで汚染されてしまう。
上記間隙にシール材を充填するという対処法が考えられるが、シール材を充填してしまうとヘッドの交換が困難であり、またシール材には耐インク性を有するものを選択する必要があるのでコストアップの原因にもなる。
ヘッドのインク吐出面には通常撥水加工が施されているが、例えばコストの問題等からヘッドの端部近傍に撥水加工を施さない場合、その撥水加工が施されていない非撥水加工領域にてワイパをインク吐出面から離隔させると、インクがワイパに保持されずにインク吐出面に残存し、その後重力の作用により自然に垂れてきて、上述と同様に装置内がインクで汚染されてしまうという問題が生じる。
本発明の目的は、ワイピングを行うことにより装置内がインクで汚染されてしまうという問題を軽減することが可能なインクジェット記録装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、インクを吐出する複数のノズルの開口が形成されたインク吐出面を有するインクジェットヘッドと、前記インク吐出面に付着したインクを払拭するワイパと、前記インクジェットヘッド及び前記ワイパの少なくともいずれか一方を駆動する駆動機構と、インク吸収体と、前記ワイパを前記インク吐出面に接触させつつ前記インク吐出面の一端から他端に向かうワイプ方向に前記インクジェットヘッドに対して相対移動させると共に、前記他端と前記他端に最も近い前記ノズルの開口との間にある離隔位置において、前記ワイパを前記インク吐出面から離隔させるように、前記駆動機構を制御するワイピング制御手段と、を備え、前記インク吐出面は、撥水加工が施された撥水加工領域、及び、前記他端から前記他端に最も近い前記ノズルの開口までの範囲に、前記撥水加工領域と前記撥水加工が施されていない非撥水加工領域との境界を有し、前記離隔位置は、前記境界と前記他端に最も近い前記ノズルの開口との間の、前記撥水加工領域内にあり、前記ワイピング制御手段は、前記インク吐出面から離隔した前記ワイパに付着しているインクが前記インク吸収体により吸収され、その後、前記ワイパが前記離隔位置近傍であって前記離隔位置よりも前記ワイプ方向上流側から前記インク吐出面に接触しつつ前記ワイプ方向に相対移動するように、前記駆動機構を制御する。
上記構成では、ワイパがインク吐出面に形成されたノズルの開口の全てを払拭しつつ、境界(撥水加工領域と非撥水加工領域との境界)に至る前にインク吐出面から離隔するため、インクを境界に至らしめてヘッドに残存させてしまうという不具合を回避することができる。したがって、ワイピングを行うことにより装置内がインクで汚染されてしまうという問題を軽減することができる。
しかも、撥水加工領域内にある離隔位置において、ワイパをインク吐出面から離隔させるため、ワイピングにより掻き集められたインクがスムースにワイパに移動し、インク吐出面にインクがほとんど残らない。これにより、装置内がインクで汚染される問題をより確実に軽減することができる。
さらに、ワイパに付着しているインクをインク吸収体に吸収させることにより、ワイパに付着したインクを除去した後、再びインク吐出面をワイピングすることで、初めのワイピング後にインク吐出面に僅かに残ったインクを除去することができる。
前記インクジェットヘッドが記録媒体の幅以上の長さを有し、前記ワイピング制御手段は、前記ワイパを前記インクジェットヘッドの長手方向に沿って相対移動させるように、前記駆動機構を制御することが好ましい。記録媒体の幅以上の長さを有するライン式のヘッドは比較的長尺であり、ワイピングにおいてヘッドの長手方向に沿ってワイパを相対移動させると多量のインクがワイパにより掻き集められるが、このような場合でも装置内がインクで汚染されてしまうという問題を軽減することができる。
前記インクジェットヘッドにおける前記インク吐出面の前記一端と前記他端とを支持することによって前記インクジェットヘッドを保持するホルダをさらに備えており、前記境界が前記インク吐出面の前記他端あることが好ましい。この場合、ヘッドとホルダとの間隙にインクが入り込むのを防止することができる。
前記ホルダは、前記インクジェットヘッドにおける前記インク吐出面の前記一端を支持する一端支持部及び前記他端を支持する他端支持部を有し、前記他端支持部における前記インク吐出面の前記他端と近接する部分がアール形状となっていることが好ましい。このようにホルダにアールを形成することで、ヘッドとホルダとの間隙へのインクの入り込みを効果的に防止することが可能となる。
前記ワイピング制御手段は、前記ワイパを前記インク吐出面から離隔させる直前において前記ワイパが前記インク吐出面に接触したまま所定時間停止するように、前記駆動機構を制御することが好ましい。所定時間ワイパを停止させることで、ワイピングにより掻き集められたインクのほとんどがインク吐出面からワイパへと移動し、インク吐出面にほとんどインクが残存しない。したがって、装置内がインクで汚染されるのをより効果的に防止することができる。
前記ワイパが前記ワイプ方向に沿って前記インクジェットヘッドに対して相対移動するように前記駆動機構に駆動力を付与する第1の駆動源と、前記ワイパが前記インク吐出面と交差する方向に移動するように前記駆動機構に駆動力を付与する第2の駆動機構とが、別々に設けられてよい。
前記駆動機構が、前記ワイパを前記ワイプ方向に沿って移動させるスライド機構、及び、前記ワイパを前記インク吐出面と交差する方向に移動させるギア機構を有し、前記スライド機構が、前記ワイパを支持するワイパホルダと、前記ワイパホルダを前記ワイプ方向に沿ってスライド可能に支持するガイドと、前記インクジェットヘッドを挟むように前記ワイプ方向に関して離隔配置された第1及び第2のシャフトと、前記第1及び第2のシャフトのそれぞれに固定されたプーリと、前記プーリに巻回されつつ前記プーリ間に張設され且つ前記ワイパホルダが固定されたエンドレスベルトと、を含み、前記第1のシャフトが前記第1の駆動源の駆動力によって回転すると、前記プーリの一方であって前記第1のシャフトに固定されたプーリが回転し、前記ベルトが走行することで、前記ワイパホルダが前記ガイドに支持されながら前記ワイプ方向にスライドし、前記ギア機構が、前記第2のシャフトに回転可能に取り付けられ且つ前記ガイドが固定された第1のギアと、第2のギアと、を有し、前記第1のギアが前記第1のシャフトを中心とした円弧形状の一端面を有し、当該一端面に前記第2のギアが噛合しており、前記第2のギアが前記第2の駆動源の駆動力によって回転すると、前記第2のシャフト及び前記第1のギアが前記第1のシャフトを中心とした円弧形状に沿って移動し、前記ガイドに支持された前記ワイパホルダが前記インク吐出面と交差する方向に移動してよい。
前記ワイピング制御手段は、前記ワイパが前記インク吐出面から離隔した後であって再び前記インク吐出面に接触する前に、前記ワイパにおいて前記ワイプ方向に関する背面に付着しているインクが前記インク吸収体により吸収されるように、前記駆動機構を制御することが好ましい。ワイパがインク吐出面から離隔される際、ワイプ方向に関するワイパの背面にインクが付着しやすい。このような状態でインク吐出面にワイパを再び接触させると、ワイパの背面に付着したインクがインク吐出面に付着してしまい易い。そこで再ワイピングを行う前にワイパの背面に付着したインクを除去しておくことで、このような問題を抑制することができる。
前記ワイピング制御手段は、前記インク吐出面からの離隔後に再び前記インク吐出面に接触した後の前記ワイプ方向へのワイパの移動速度が、前記インク吐出面からの離隔前における前記ワイプ方向へのワイパの移動速度よりも小さくなるように、前記駆動機構を制御することが好ましい。このようにワイパの移動速度をインク吐出面からの離隔前よりも再ワイピング時に小さくすることで、たとえ再ワイピング時にワイパがインク吐出面の他端まで到達しても、ワイパに掻き集められたインクがヘッドとホルダとの間隙に入り込んだり飛散したりしにくくなる。
前記ワイピング制御手段は、前記ワイパが前記インク吐出面からの離隔後に再び前記インク吐出面に接触しさらに前記ワイプ方向に相対移動した後、前記ワイパに付着したインクが前記インク吸収体により吸収されるように、前記駆動機構を制御することが好ましい。この場合、ワイパにインクがほとんど付着していない状態で次のワイピングを行える。
前記インク吸収体が、前記インクジェットヘッドを保持するホルダにおける前記インク吐出面の前記他端を支持する他端支持部に保持されていることが好ましい。これにより、インク吸収体を用いたワイパからのインク除去に伴うワイパ又はヘッドの移動を短時間で効率よく行うことができる。
前記ワイパが可撓性を有しており、前記ワイピング制御手段は前記ワイパの撓み量が変化するように前記駆動機構を制御することが好ましい。この場合、ワイパの撓み量を目的に適した量にすることで、ワイピング、再ワイピング、インク吸収体によるワイパからのインク除去等の各動作を効率よく行うことができる。
具体的には、前記ワイピング制御手段は、インク吐出面からの離隔前よりもインク吐出面からの離隔後に再びインク吐出面に接触した後の方がワイパの撓み量が小さくなるように、駆動機構を制御することが好ましい。このように再ワイピング時におけるワイパの撓みを比較的小さくすることで、再ワイピング終了時におけるワイパの弾性復帰によるインクの飛散を効果的に抑制することができる。
また、前記ワイピング制御手段は、インク吐出面からの離隔前よりもインク吐出面から離隔したワイパに付着しているインクがインク吸収体により吸収されるときの方がワイパの撓み量が大きくなるように、駆動機構を制御することが好ましい。このようにインク吸収体を用いてワイパからインクを除去するときにワイパを比較的大きく撓ませることで、ワイパからインクを効率よく除去することができる。そしてその後の再ワイピングにおいて、インク吐出面に残ったインクをより確実に除去できる。
前記インク吸収体が円筒形状を有しており、前記インク吸収体を中心軸の周りに軸回転させる回転駆動機構と、前記インク吸収体の周面に当接する先端を有するスクレーパと、前記インク吸収体が回転するように前記回転駆動機構を制御する吸収体回転制御手段と、をさらに備えてよい。この場合、インク吸収体を回転させることでインク吸収体内に存在するインクをスクレーパで除去することができ、インク吸収体のインク吸収力を良好な状態に維持することができる。
本発明に係るインクジェット記録装置は前記インク吸収体を保持するスクレーパをさらに備え、前記スクレーパの先端が露出しており、前記ワイピング制御手段は、前記ワイパが前記スクレーパの先端に接触することによって前記ワイパに付着しているインクが前記スクレーパを介して前記インク吸収体に吸収されるように、前記駆動機構を制御してよい。この場合、インク吸収体の摩擦等による劣化を防止することができると共に、インク吸収体に付着したインクや異物等がワイパに付着するという事態を回避することができる。
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図1、図2、図3、及び図4を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成について説明する。本実施形態のインクジェットプリンタ1は、4つのインクジェットヘッド2を有するライン式のカラーインクジェットプリンタである。
各ヘッド2の下端には後に詳述するヘッド本体2aが設けられており、4つのヘッド2は互いにヘッド本体2aを近接させつつ用紙搬送方向に沿って並列している。ヘッド本体2aは図1の紙面に垂直な方向、即ち用紙搬送方向と直交する方向に沿って細長な矩形平面(図2参照)を有し、その長さは記録媒体としての用紙の幅よりも長い。ヘッド本体2aの下面はインクを吐出するノズルの開口28(図3参照)が多数形成されたインク吐出面2bとなっており、4つのヘッド本体2aのインク吐出面2bからはそれぞれマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが吐出される。インク吐出面2bには全面に撥水加工が施されている。
ヘッド本体2aは、図2及び図3に示すように、計9枚のプレートを積層して形成された平面視矩形状の流路ユニット22、及び、台形形状で流路ユニット22の上面に千鳥状に配置された4つのアクチュエータユニット21を含む。流路ユニット22の下面は、そのアクチュエータユニット21に対応する部分に多数のノズルの開口28が形成され、インク吐出面2b(図1参照)となっている。流路ユニット22の上面には各ノズルに連通する圧力室23が多数形成されており、圧力室23を覆うようにアクチュエータユニット21が配置されている。流路ユニット22の内部には、圧力室23に供給されるインクを貯溜するマニホールド流路25及びマニホールド流路25が分岐した副マニホールド流路25a、そして図3に示すように、副マニホールド流路25aから圧力室23を経てノズルの開口28に至るノズル毎に個別のインク流路32が形成されている。インクタンク(図示せず)内のインクは流路ユニット22の上面に形成された開口25bを介してマニホールド流路25に供給され、さらに副マニホールド流路25aを経て各圧力室23に分配される。そしてアクチュエータユニット21により圧力室23に選択的に圧力が付与されると、圧力室23内のインクの圧力が上昇し、当該圧力室23に連通するノズルの開口28からインクが吐出されるようになっている。
図1に示すように、4つのヘッド2のインク吐出面2bは水平方向に配置されており、これらインク吐出面2bと搬送ベルト8の上側ループ表面とが少量の間隙を介して対向するように、ベルト搬送機構13が配置されている。ベルト搬送機構13は、2つのローラ6,7及び両ローラ6,7間に架け渡されるように巻回されたループ状の搬送ベルト8を含み、一方のローラ6が図1に矢印Xで示す時計回り方向へ回転することにより搬送ベルト8が走行し、これに伴って他方のローラ7も回転するようになっている。ベルト搬送機構13はまた、搬送ベルト8により囲まれた領域内に配置されたベルトガイド51を有する。ベルトガイド51は、搬送ベルト8と同程度の幅を有する略直方体状であって、その上面を搬送ベルト8の上側ループの裏面と接触させつつ搬送ベルト8を支持するものである。
記録媒体としての用紙は、給紙部11(図1左側)に積層収容され、一番上にあるのものから順次一対の用紙送りローラ5a,5bに挟持されつつベルト搬送機構13の搬送ベルト8上へと送られる。そして用紙は搬送ベルト8の上側ループ表面上に保持されつつ当該搬送ベルト8の走行にしたがってヘッド2のインク吐出面2b下方を移動し、このときインク吐出面2bから各色のインクが吐出されることにより用紙上に所望のカラー画像が形成される。このようして画像が形成された用紙は、剥離板10によって搬送ベルト8の表面から剥離され、図1右側の排紙部12へと送られる。
搬送ベルト8はウレタンを含浸したポリエステル基材とシリコンゴムとの二層構造であり、表面がシリコンゴムで構成されている。用紙送りローラ5a,5bによって搬送されてきた用紙は、押さえ部材9aによって搬送ベルト8表面上に押し付けられ、密着力により当該表面上に保持されながら、搬送ベルト8の走行に伴って搬送されていく。4つのヘッド2を挟んで押さえ部材9aの反対側、即ち用紙搬送方向下流側にも、押さえ部材9bが設けられている。
4つのヘッド2は共にホルダ15によって位置が固定されるように支持されている。図4に示すように、各ヘッド2のヘッド本体2aにおける長手方向、即ち図1の紙面に垂直な方向の両端は切り欠かれており、その切り欠かれた各部分にホルダ15のL字状支持部15aが係合している。つまりホルダ15は、一対のL字状支持部15aを介して、各ヘッド2のヘッド本体2aにおけるインク吐出面2bの長手方向一端と他端とを支持している。L字状支持部15aにおけるインク吐出面2bの長手方向一端及び長手方向他端と近接する部分は共にアール形状となっている。
ホルダ15の一対のL字状支持部15aのうち後述のワイパ30の待機位置からより離隔したものの側面には、インクを吸収可能なインク吸収体16が取り付けられている。インク吸収体16は例えばウレタン等の多孔性材料からなってよい。
ベルト搬送機構13は、図1に示すように、シャーシ52と偏心軸54を中心に回転可能な円筒部材53とを含む昇降機構によって、昇降可能に支持されている。シャーシ52は、ベルト搬送機構13のローラ6,7を回転可能に支持しつつ、下方に配置された円筒部材53の周面上に支持されている。偏心軸54を中心として円筒部材53を回転させると円筒部材53の上端高さが変化し、これに伴ってシャーシ52がベルト搬送機構13と共に昇降する。
インクジェットプリンタ1はさらに、図4に示すように、インク吐出面2bに付着したインクを払拭するワイパ30を有する。ワイパ30は図4において1つのみ示されているが、4つのヘッド2それぞれに対して設けられており、フレーム31上には図4の紙面に垂直な方向に沿って並列した計4つのワイパ30が支持されている(図5(a)参照)。ワイパ30は、例えばウレタンゴム等の可撓性材料からなり、それぞれヘッド2のインク吐出面2bの幅と略同じ幅(図4の紙面に垂直な方向の長さ)を有する板状部材である。各ワイパ30の下端はフレーム31の基面に固定され、後述のワイプ方向に関する背面(図4においてヘッド2と対向していない面)が当該基面に対して鋭角θをなすよう立設されている。フレーム31は、4つのワイパ30と共に、後述の駆動機構80(図5(a)参照)によりインク吐出面2bの長手方向及び鉛直方向(インク吐出面2bに直交する方向)に移動する。
フレーム31の側面にはチューブ61の一端が貫挿されており、ワイピングによってフレーム31内に溜まったインクがチューブ61を介して廃インク溜め60に回収されるようになっている。
印刷動作時には、図4に示すように、ベルト搬送機構13はヘッド2のインク吐出面2bと搬送ベルト8の上側ループ表面とが少量の間隙を介して対向する搬送位置、ワイパ30は図1においてベルト搬送機構13の奥側の待機位置に配置されている。
一方、ワイピングが行われる際、ベルト搬送機構13は上記搬送位置から昇降機構によって下方(図4の白抜き矢印方向)に移動し、非搬送位置にて停止する。ここで非搬送位置とは、ワイピング時にワイパ30及びフレーム31に干渉しない十分なスペースがインク吐出面2bと搬送ベルト8の上側ループ表面との間に形成される位置を意味する。ワイパ30は、ベルト搬送機構13が下降して非搬送位置で停止した後、上記待機位置から、フレーム31と共にヘッド2に近づく方向(図4の黒塗り矢印方向)に水平移動する。ワイピングは所定枚数の用紙への印刷が終了したとき等行われる。
次に、図5、図6、及び図7を参照しつつ、ワイパ30を駆動する駆動機構80について説明する。
駆動機構80は、図5(a)に示すように、ヘッド本体2aの長手方向(図1の紙面に垂直な方向)に沿って延在する2本のガイドバー70、及び、ガイドバー70と平行に延在する2つのタイミングベルト71を含む。ガイドバー70は、平面視において、4つのヘッド本体2aを挟むように、両端に位置するヘッド本体2aの側方にそれぞれ配置されている。各ガイドバー70の両端はガイドホルダ74, 75に固定されている(図5(b),(c)参照)。ガイドホルダ74,75にはそれぞれシャフト76,77が貫挿されているが、ガイドホルダ74,75はシャフト76,77の回転に伴って回転しない。
シャフト76,77は、ガイドバー70及びタイミングベルト71と直交する方向に延在し、その両端がプリンタ1本体に回転可能に支持されている。各シャフト76,77の両端近傍には一対のプーリ72a,72bが固定されている。タイミングベルト71はそれぞれ、エンドレスベルトであって、図5(a)の左右方向に関して対向するプーリ72a,72bに巻回され且つプーリ72a,72b間に張設されている。ワイパ30を支持するフレーム31は、図5(d)に示すように、タイミングベルト71に固定され、且つ、ガイドバー70にスライド可能に支持されている。
シャフト76には走査ギア73が固定されており、走査ギア73は、コントローラ50(図4参照)の制御により駆動モータ40が駆動すると、正逆方向に回転する。走査ギア73の回転に伴って、シャフト76及びプーリ72aが共に回転する。つまり、走査ギア73、シャフト76、及びプーリ72aは互いに固定されているため同時に回転する。これによりプーリ72aに巻回されたタイミングベルト71が走行し、当該タイミングベルト71の走行に伴ってプーリ72bがシャフト77と共に回転する。フレーム31は、このようなタイミングベルト71の走行に伴って、図5(a)の左右方向、即ちインク吐出面2bの長手方向に移動する。
シャフト77は、その両端がプリンタ1本体に形成された溝81内に挿入されており(図7(a),(b)参照)、両端が溝81内を移動することにより揺動するようになっている。溝81は、シャフト76を中心とした円弧形状を有する。
図6(a),(b)に示すように、ガイドバーホルダ75の一端面はシャフト76を中心とした円弧形状を有し、当該端面にはギア79と噛合する歯が形成されている。ギア79は、プリンタ1本体に回転可能に取り付けられたシャフト78を軸とし、シャフト78と共に回転する。シャフト78は、コントローラ50(図4参照)の制御により駆動モータ41が駆動すると、正逆方向に回転する。これにより、ギア79が回転し、ギア79の歯と噛合したガイドバーホルダ75がシャフト77と共に揺動する。
例えば図6(a)に示す状態からギア79が反時計回りに回転すると、図6(b)に示すようにガイドバーホルダ75がシャフト77と共に下方に揺動する。図7(a),(b)は、それぞれ図6(a),(b)に示す状態における溝81に対するシャフト77の位置を示す。
このように、フレーム31は、タイミングベルト71の走行に伴って図5(a)の左右方向、即ちインク吐出面2bの長手方向に移動可能であり、且つ、シャフト77及びガイドバーホルダ75の揺動に伴って図5(a)の紙面に垂直な方向、即ちインク吐出面2bに直交する方向に移動可能となっている。
次に、ワイピング時におけるワイパ30の動作について説明する。以下に述べるワイパ30の動作は、図4のコントローラ50により制御され、上述した駆動機構80により実現される。
ワイパ30は先ず待機位置からヘッド2の長手方向に沿って図4の黒塗り矢印方向に沿って水平に移動する。このときの移動方向をワイプ方向と称し、また板状のワイパ30においてワイプ方向に関して前方にある面を正面、その反対側の面を背面と称する。ワイパ30の上端は、その正面がホルダ15におけるワイパ30の待機位置により近い方の(図4左側の)L字状支持部15aの角部に接触すると、ワイプ方向の逆方向に撓む。ワイパ30は、このように上端が撓んだ状態のまま、ワイプ方向に移動する。
そして図8(a)に示すように、ワイパ30の上端がヘッド本体2aのインク吐出面2bの長手方向一端(図8(a)左側)に至り、さらにワイパ30は上端を撓ませた状態でワイプ方向に移動する。このときの動作をワイピングと称し、これに伴ってインク吐出面2bに付着したインクはインク吐出面2bから払拭され、ワイパ30の撓んだ上端の正面とインク吐出面2bとの間に保持される。
ワイパ30は、その上端がインク吐出面2bの長手方向他端(図8(a)右側)より手前のワイプ終了位置、詳細にはインク吐出面2bの長手方向他端と当該他端に最も近いノズルの開口28(図3参照)との間の位置に至ると、上端を撓ませ且つインク吐出面2bに接触させたまま、その位置で2〜3秒停止する。この停止中、ワイパ30の撓んだ上端の正面とインク吐出面2bとの間に保持されたインクは徐々にワイパ30を伝って下方に移動する。
2〜3秒経過後、ワイパ30は、フレーム31と共に下方に移動すると共にインク吐出面2bから離隔し、弾性復帰する。このときワイパ30の撓んだ上端近傍の正面とインク吐出面2bとの間に保持されていたインクの極少量がインク吐出面2bに残り、その他ほとんどのインクはワイパ30に保持され、ワイパ30の正面及び背面を伝って徐々に下方に移動する。ワイパ30の下端に至ってフレーム31内に溜まったインクは図4のチューブ61を介して廃インク溜め60に回収される。
その後ワイパ30は、図8(b)に示すように、インク吐出面2bから離隔した状態でワイプ方向に移動し、水平方向に関してインク吸収体16を越えた位置にて停止する。そしてワイパ30は、上方に移動し、その上端がインク吸収体16の下面を越えた位置、詳細にはワイピング時よりも鉛直方向に関して若干上方で、停止する。次に、図8(c)に示すように、ワイパ30はワイプ方向の逆方向に移動し、その上端近傍の背面がインク吸収体16に接触し、上端近傍がワイプ方向に撓む。このときのワイパ30の撓み量は、上記のように鉛直方向に関する位置がワイピング時より若干上方であることから、ワイピング時の撓み量より大きくなる。また、このようにインク吸収体16とワイパ30の背面とを接触させることにより、ワイパ30の背面に付着したインクがインク吸収体16に吸収され、ワイパ30の背面はインクが付着していない状態となる。
次に、ワイパ30は、その上端が図8(c)右側のホルダ15のL字状支持部15aに至ると停止し、その後下方に移動すると共にL字状支持部15aから離隔し、弾性復帰する。そしてワイパ30は、図8(c)右側のL字状支持部15a及びインク吐出面2bから離隔した状態で、ワイプ方向の逆方向に移動し、水平方向に関してその上端がワイプ終了位置を若干越えた位置において停止し、その後上方に、図8(a)に示したワイピング時よりも鉛直方向に関して若干下方まで移動する(図8(c)参照)。
そして図8(d)に示すように、ワイパ30の上端近傍が再びインク吐出面2bと接触し且つワイプ方向の逆方向に撓み、ワイパ30はこの状態のままワイプ方向に移動する。この動作を再ワイピングと称し、このときのワイパ30の移動速度は図8(a)に示したワイピング時の移動速度よりも小さい。また、このときのワイパ30の撓み量は、上記のように鉛直方向に関する位置がワイピング時より若干下方であることから、ワイピング時の撓み量より小さくなる。再ワイピングにおいてワイパ30はインク吐出面2bの長手方向他端の直ぐ手前で停止し、下方に移動してインク吐出面2bから離隔し、さらに上端がインク吸収体16の下方に至る位置までワイプ方向に移動する。
ワイパ30は、その上端がインク吸収体16の下方に至ると停止し、そこから上方にインク吸収体16に向けて移動する。するとワイパ30の上端近傍の正面がインク吸収体16に接触し、上端近傍がワイプ方向の逆方向に撓む。ワイパ30はこの状態で、図8(d)に示すように上端がインク吸収体16を越えて弾性復帰する位置まで、ワイプ方向に移動する。この移動によってワイプ30の正面に付着したインクがインク吸収体16に吸収され、ワイパ30の正面はインクが付着していない状態となる。
以上に述べたように、本実施形態によると、ワイパ30がインク吐出面2bから離隔するとき、図8(b)に示すようにワイピングにより掻き集められたインクのほとんどがインク吐出面2bの長手方向他端とL字状支持部15aの間に入り込むことがなくワイパ30に保持されたままワイパ30と共にインク吐出面2bから離隔するため、ヘッド2にインクがほとんど残存しない。したがって、ワイピングを行うことによりプリンタ1内がインクで汚染されてしまうという問題を軽減することができる。
ヘッド2は、記録媒体としての用紙の幅以上の長さを有し、比較的長尺であるので、ワイピングにおいてヘッド2の長手方向に沿ってワイパ30を図8(a)に示すように移動すると、ワイパ30により多量のインクが掻き集められる。このような場合でも、インク吐出面2bの長手方向他端と当該他端に最も近いノズルの開口28との間でワイパ30を離隔させることで、例えばワイパ30がインク吐出面2bの当該他端を越えて弾性復帰する際にインクが飛散したりすることでプリンタ1内がインクで汚染されてしまうという上記問題を軽減することができる。
インク吐出面2bの全面に撥水加工が施されており、ヘッド本体2aにおけるその他の部分には撥水加工が施されていない。したがって、インク付着性能はインク吐出面2b全域において小さく、その他の部分では比較的大きい。このため、インク吐出面2bの長手方向他端、詳細にはインク吐出面2bとヘッド本体2aにおいてL字状支持部15aの先端に対向する側面との境界において、インク付着性能が大きくなるよう変化する。つまり本実施形態では、インク吐出面2bの長手方向他端が本発明における「境界(撥水加工領域と非撥水加工領域との境界)」に相当する。このような場合、ワイピング時にワイパ30をインク吐出面2bの長手方向他端まで移動させると、ヘッド2とホルダ15のL字状支持部15aとの間隙にインクが入り込み易い。しかし本実施形態ではワイパ30をインク吐出面2bの長手方向他端の手前でインク吐出面2bから離隔させることで、ヘッド2とホルダ15との間隙へのインクの入り込みを効果的に防止することができる。
なお、インク吐出面2bの全面に撥水加工が施されており、撥水加工領域においてワイパ30がインク吐出面2bから離隔するため、ワイピングにより掻き集められたインクがスムースにワイパ30に移動し、インク吐出面2bにインクがほとんど残らない。これにより、プリンタ1内がインクで汚染される問題をより確実に軽減することができる。
ホルダ15には各ヘッド2のインク吐出面2bの長手方向一端と他端とをそれぞれ支持する一対のL字状支持部15aが設けられており、インク吐出面2bの長手方向他端を支持するL字状支持部15aにおいて上記他端と近接する部分がアール形状となっている。例えば上記ホルダ15の部分がアール形状ではなく角張った形状である場合、ヘッド2とホルダ15の上記部分との間隙が微小となるため毛管現象によりその間隙にインクが入り込み易くなるが、ホルダの上記部分をアール形状とすることで間隙をより広くしてヘッド2とホルダ15との間隙へのインクの入り込みを効果的に抑制することができる。
図8(b)に示すようにワイパ30をインク吐出面2bから離隔させる直前にワイパ30をインク吐出面2bに接触させたまま2〜3秒停止させることで、ワイピングにより掻き集められたインクのほとんどがインク吐出面2bからワイパ30へと移動し、インク吐出面2bにほとんどインクが残存しないようになっている。これにより、プリンタ1内がインクで汚染されるのをより効果的に防止することができる。
プリンタ1にインク吸収体16を設けると共に、図8(c)に示すようにインク吐出面2bから離隔したワイパ30をインク吸収体16に接触させてワイパ30に付着しているインクをインク吸収体16に吸収させることで、ワイパ30に付着したインクを除去することができる。
ワイピング後にワイパ30に付着しているインクをインク吸収体16で除去した後、さらに図8(d)に示すように再ワイピングを行うようになっている。このように再びインク吐出面2bをワイピングすることで、初めのワイピング後にインク吐出面2bに僅かに残ったインクを除去することができる。
図8(b)に示すように、ワイパ30がインク吐出面2bから離隔される際ワイパ30の背面にインクが付着しやすい。このような状態でインク吐出面2bにワイパ30を再び接触させると、ワイパ30の背面に付着したインクがインク吐出面2bに付着してしまい易いが、図8(c)に示すように再ワイピングを行う前にワイパ30の背面に付着したインクをインク吸収体16により除去しておくことで、このような問題を抑制することができる。
ワイパ30のワイプ方向への移動速度を再ワイピング時の方が初めのワイピング時より小さくすることで、たとえ再ワイピング時にワイパ30がインク吐出面20の長手方向他端まで到達しても、ワイパ30に掻き集められたインクがヘッド2とホルダ15との間隙に入り込んだり飛散したりしにくくなる。
初めのワイピング終了後に再ワイピングを行った後、図8(d)に示すように、ワイパ30に付着したインクをインク吸収体16に吸収させて除去している。これにより、次のワイピングをワイパ30にインクがほとんど付着していない状態で行うことができる。
インク吸収体16がホルダ15におけるインク吐出面2bの長手方向他端(図4右側)を支持するL字状支持部15aに保持されているため、インク吸収体16をインク吐出面2bの近くに設置することができ、図8(c),(d)に示すインク吸収体16を用いたワイパ30からのインク除去に伴うワイパ30の移動を短時間で効率よく行うことができる。
ワイパ30が可撓性を有しており、鉛直方向に関するワイパ30の位置を変えることで、ワイパ30の撓み量を調整している。ワイパ30の撓み量を目的に適した量にすることで、ワイピング、再ワイピング、インク吸収体16によるワイパ30からのインク除去等の各動作を、効率よく行うことができる。具体的には、ワイパ30の撓みをワイピング時より再ワイピング時に小さくすることで、再ワイピング終了時におけるワイパ30の弾性復帰によるインクの飛散を効果的に抑制することができる。また、ワイパ30の撓みをワイピング時よりインク吸収体16にインクを吸収させるときに大きくすることで、ワイパ30からインクを効率よく除去することができ、その後の再ワイピングにおいてインク吐出面2bに残ったインクをより確実に除去できる。
次に、図9及び図10を参照し、本発明に係るインク吸収体の変形例について説明する。
図9に示す第1の変形例では、上記実施形態のインク吸収体16と異なり、円筒形状を有するインク吸収体116が適用されている。インク吸収体116は、ホルダ15におけるインク吐出面2bの長手方向他端を支持するL字状支持部15aに保持されておらず、当該L字状支持部15aの側方に若干の間隙を介して配置されている。インク吸収体116は回転モータ140と接続されており、当該回転モータ140の駆動により中心軸116a周りに軸回転する。回転モータ140はコントローラ50に接続されており、例えばワイピングが数回行われた後にコントローラ50が回転モータ140を駆動してインク吸収体116を中心軸116a周りに軸回転させると、インク吸収体116の周面に先端が当接するよう配置されたスクレーパ117によって、インク吸収体116内に存在するインクが掻き出される。
図8(c),(d)に示したのと同様にワイパ30の上端をインク吸収体116に接触させると、インク吸収体116内にインクが保持される。インク吸収体116のインク保持量には通常限界があり且つある程度の量のインクを保持すると吸収力が低下する場合がある。そこで、本変形例ではインク吸収体116内に存在するインクをスクレーパ117で除去することで、インク吸収体116のインク吸収力を良好な状態に維持することができる。
図10に示す第2の変形例では、インク吸収体216がスクレーパ217に保持されている。インク吸収体216及びスクレーパ217は、図9の変形例と同様、ホルダ15におけるインク吐出面2bの長手方向他端を支持するL字状支持部15aに保持されておらず、当該L字状支持部15aの側方に若干の間隙を介して配置されている。スクレーパ217はインク吸収体216を両側に保持する軸部と基部とからなる逆T字状であり、基部の両先端は上方に尖った形状になっている。スクレーパ217の当該尖った先端近傍はインク吸収体216を保持せず、露出されている。
この変形例において、ワイパ30に付着したインクを除去する際、スクレーパ217の上記尖った先端にワイパ30の正面又は背面を接触させ、ワイパ30の上端近傍を撓ませる。例えば図8(c)に示した初めのワイピング後にワイパ30に付着したインクをインク吸収体216に吸収させる場合、図10のスクレーパ217の基部における右側の先端にワイパ30の背面を接触させる。或いは、図8(d)に示した再ワイピング後では、図10のスクレーパ217の基部における左側の先端にワイパ30の正面を接触させる。このようにワイパ30をスクレーパ217の先端に接触させて擦るように移動さることで、ワイパ30に付着したインクはスクレーパ217により除去され、スクレーパ217の基部上面に移動し、インク吸収体217内に吸収される。
図10に示す変形例によると、インク吸収体216の摩擦等による劣化を防止することができると共に、インク吸収体216に付着したインクや異物等がワイパ30に付着するという事態を回避することができる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
例えば、初めのワイピング終了時にワイパ30をインク吐出面2bから離隔させる位置(離隔位置)は、上述の実施形態のようにインク吐出面2bの長手方向他端と当該他端に最も近いノズルの開口28との間に限定されない。上述の実施形態ではインク吐出面2bの長手方向他端が本発明における「境界(撥水加工領域と非撥水加工領域との境界)」に相当する。しかし例えばインク吐出面2bの長手方向他端近傍の撥水加工を省略した場合、初めのワイピング終了後にワイパ30をインク吐出面2bから離隔させる位置(離隔位置)を、撥水加工領域非撥水加工領域(撥水加工が施されていない領域であり、インク付着性能が比較的大きい領域)との境界と当該他端に最も近いノズルの開口28との間の撥水加工領域内としてよい
また、上述の実施形態ではヘッド2を固定してワイパ30をヘッド2に対して移動させているが、ヘッド2に対するワイパ30の相対的な位置関係を変化させればよく、ワイパ30を固定してヘッド2をワイパ30に対して移動させてもよい。
上述の実施形態のワイパ30は各ヘッド2に対して1ずつ設けられているが、各ヘッド2に対して2以上を設けてもよいし、4つのヘッド2に共通の1つを設けてもよい。さらにワイパ30の形状は板状に限定されない。
ワイパ30をヘッド2の長手方向ではなく幅方向に沿って移動させてワイピングを行ってもよい。
ホルダ15においてインク吐出面2bの他端を支持するL字状支持部15aの当該他端と近接する部分はアール形状に限定されず、例えばインク吐出面2bに対して傾斜した形状であってもよい。
インク吸収体16,116,216は各ヘッド2に対して1つ、即ち各ワイパ30に対して1つ設けてもよいし、4つのヘッド2に対して1つ、即ち4つのワイパ30に対して1つ設けてもよい。インク吸収体16,116,216は、インクを吸収可能である限りはウレタン以外の様々な材料からなってよく、その形状に関しても上記実施形態や変形例に限定されず様々であってよい。インク吸収体16,116,216はまた、ホルダ15におけるインク吐出面2b他端を支持するL字状支持部15aに保持されたりその側方に隣接配置されたりすることに限定されず、プリンタ1内の様々な位置に配置可能である。
ワイピングを行った後にワイパ30に付着しているインクをインク吸収体16,116,216に吸収させるという動作を省略してもよい。
ワイパ30の撓み量が変化するよう制御することに限定されず、撓み量が一定となるよう制御してもよい。
ワイパ30のワイプ方向への移動速度を再ワイピング時の方が初めのワイピング時より小さくすることに限定されず、例えば移動速度を一定にしてもよい。
本発明は、ライン式に限定されず、シリアル式のプリンタにも適用可能である。また、プリンタ以外にもファクシミリやコピー機等の記録装置にも適用可能である。
本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの正面図である。 図1に示す4つのうちの1つのインクジェットヘッドの平面図である。 インクジェットヘッドの部分断面図である。 図1の紙面左側から見たインクジェットプリンタの側面図である。 (a)は、インクジェットプリンタに含まれる、ワイパを駆動する駆動機構を示す平面図である。(b)は、駆動機構を(a)の矢印B方向から見た側面図である。(c)は、駆動機構を(a)の矢印C方向から見た側面図である。(d)は、(a)のD−D線に沿った断面図である。 駆動機構を図5(a)の矢印VI方向から見た側面図である。 (a),(b)は、それぞれ図6(a),(b)に示す状態における駆動機構のシャフトの位置を示す概略図である。 ワイピング時におけるワイパの動作を示す説明図である。 インク吸収体の第1の変形例を示す概略図である。 インク吸収体の第2の変形例を示す概略図である。
符号の説明
1 インクジェットプリンタ(インクジェット記録装置)
2 インクジェットヘッド
2b インク吐出面
15 ホルダ
16 インク吸収体
28 ノズルの開口
30 ワイパ
31 フレーム(ワイパホルダ,スライド機構)
40 駆動モータ(第1の駆動源)
41 駆動モータ(第2の駆動源)
50 コントローラ(ワイピング制御手段,吸収体回転制御手段)
70 ガイドバー(ガイド,スライド機構)
71 タイミングベルト(エンドレスベルト,スライド機構)
72a,72b プーリ(スライド機構)
75 ガイドバーホルダ(第1のギア,ギア機構)
76 シャフト(第1及び第2のシャフト,スライド機構)
77 シャフト(スライド機構)
79 ギア(第2のギア,ギア機構)
80 駆動機構
116 インク吸収体
117 スクレーパ
140 回転モータ(回転駆動機構)
216 インク吸収体
217 スクレーパ

Claims (16)

  1. インクを吐出する複数のノズルの開口が形成されたインク吐出面を有するインクジェットヘッドと、
    前記インク吐出面に付着したインクを払拭するワイパと、
    前記インクジェットヘッド及び前記ワイパの少なくともいずれか一方を駆動する駆動機構と、
    インク吸収体と、
    前記ワイパを前記インク吐出面に接触させつつ前記インク吐出面の一端から他端に向かうワイプ方向に前記インクジェットヘッドに対して相対移動させると共に、前記他端と前記他端に最も近い前記ノズルの開口との間にある離隔位置において、前記ワイパを前記インク吐出面から離隔させるように、前記駆動機構を制御するワイピング制御手段と、
    を備え、
    前記インク吐出面は、撥水加工が施された撥水加工領域、及び、前記他端から前記他端に最も近い前記ノズルの開口までの範囲に、前記撥水加工領域と前記撥水加工が施されていない非撥水加工領域との境界を有し、
    前記離隔位置は、前記境界と前記他端に最も近い前記ノズルの開口との間の、前記撥水加工領域内にあり、
    前記ワイピング制御手段は、前記インク吐出面から離隔した前記ワイパに付着しているインクが前記インク吸収体により吸収され、その後、前記ワイパが前記離隔位置近傍であって前記離隔位置よりも前記ワイプ方向上流側から前記インク吐出面に接触しつつ前記ワイプ方向に相対移動するように、前記駆動機構を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記インクジェットヘッドが記録媒体の幅以上の長さを有し、
    前記ワイピング制御手段は、前記ワイパを前記インクジェットヘッドの長手方向に沿って相対移動させるように、前記駆動機構を制御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記録装置。
  3. 前記インクジェットヘッドにおける前記インク吐出面の前記一端と前記他端とを支持することによって前記インクジェットヘッドを保持するホルダをさらに備えており、
    前記境界が前記インク吐出面の前記他端にあることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記ホルダは、前記インクジェットヘッドにおける前記インク吐出面の前記一端を支持する一端支持部及び前記他端を支持する他端支持部を有し、
    前記他端支持部における前記インク吐出面の前記他端と近接する部分がアール形状となっていることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記ワイピング制御手段は、前記ワイパを前記インク吐出面から離隔させる直前において前記ワイパが前記インク吐出面に接触したまま所定時間停止するように、前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記ワイパが前記ワイプ方向に沿って前記インクジェットヘッドに対して相対移動するように前記駆動機構に駆動力を付与する第1の駆動源と、前記ワイパが前記インク吐出面と交差する方向に移動するように前記駆動機構に駆動力を付与する第2の駆動機構とが、別々に設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  7. 前記駆動機構が、前記ワイパを前記ワイプ方向に沿って移動させるスライド機構、及び、前記ワイパを前記インク吐出面と交差する方向に移動させるギア機構を有し、
    前記スライド機構が、前記ワイパを支持するワイパホルダと、前記ワイパホルダを前記ワイプ方向に沿ってスライド可能に支持するガイドと、前記インクジェットヘッドを挟むように前記ワイプ方向に関して離隔配置された第1及び第2のシャフトと、前記第1及び第2のシャフトのそれぞれに固定されたプーリと、前記プーリに巻回されつつ前記プーリ間に張設され且つ前記ワイパホルダが固定されたエンドレスベルトと、を含み、前記第1のシャフトが前記第1の駆動源の駆動力によって回転すると、前記プーリの一方であって前記第1のシャフトに固定されたプーリが回転し、前記ベルトが走行することで、前記ワイパホルダが前記ガイドに支持されながら前記ワイプ方向にスライドし、
    前記ギア機構が、前記第2のシャフトに回転可能に取り付けられ且つ前記ガイドが固定された第1のギアと、第2のギアと、を有し、前記第1のギアが前記第1のシャフトを中心とした円弧形状の一端面を有し、当該一端面に前記第2のギアが噛合しており、前記第2のギアが前記第2の駆動源の駆動力によって回転すると、前記第2のシャフト及び前記第1のギアが前記第1のシャフトを中心とした円弧形状に沿って移動し、前記ガイドに支持された前記ワイパホルダが前記インク吐出面と交差する方向に移動することを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記ワイピング制御手段は、前記ワイパが前記インク吐出面から離隔した後であって再び前記インク吐出面に接触する前に、前記ワイパにおいて前記ワイプ方向に関する背面に付着しているインクが前記インク吸収体により吸収されるように、前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記ワイピング制御手段は、前記インク吐出面からの離隔後に再び前記インク吐出面に接触した後の前記ワイプ方向へのワイパの移動速度が、前記インク吐出面からの離隔前における前記ワイプ方向へのワイパの移動速度よりも小さくなるように、前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  10. 前記ワイピング制御手段は、前記ワイパが前記インク吐出面からの離隔後に再び前記インク吐出面に接触しさらに前記ワイプ方向に相対移動した後、前記ワイパに付着したインクが前記インク吸収体により吸収されるように、前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  11. 前記インク吸収体が、前記インクジェットヘッドを保持するホルダにおける前記インク吐出面の前記他端を支持する他端支持部に保持されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  12. 前記ワイパが可撓性を有しており、
    前記ワイピング制御手段は前記ワイパの撓み量が変化するように前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  13. 前記ワイピング制御手段は、前記インク吐出面からの離隔前よりも前記インク吐出面からの離隔後に再び前記インク吐出面に接触した後の方が前記ワイパの撓み量が小さくなるように、前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項12に記載のインクジェット記録装置。
  14. 前記ワイピング制御手段は、前記インク吐出面からの離隔前よりも前記インク吐出面から離隔した前記ワイパに付着しているインクが前記インク吸収体により吸収されるときの方が前記ワイパの撓み量が大きくなるように、前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項12又は13に記載のインクジェット記録装置。
  15. 前記インク吸収体が円筒形状を有しており、
    前記インク吸収体を中心軸の周りに軸回転させる回転駆動機構と、
    前記インク吸収体の周面に当接する先端を有するスクレーパと、
    前記インク吸収体が回転するように前記回転駆動機構を制御する吸収体回転制御手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  16. 前記インク吸収体を保持するスクレーパをさらに備え、
    前記スクレーパの先端が露出しており、
    前記ワイピング制御手段は、前記ワイパが前記スクレーパの先端に接触することによって前記ワイパに付着しているインクが前記スクレーパを介して前記インク吸収体に吸収されるように、前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
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