JP6127587B2 - 液体吐出装置および吐出ヘッドの洗浄方法 - Google Patents

液体吐出装置および吐出ヘッドの洗浄方法 Download PDF

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Description

この発明は、液体を吐出する吐出ヘッドのノズル形成面を洗浄する技術に関し、特に洗浄液を用いてワイピング部材によりノズル形成面のワイピングを行う技術に関するものである。
従来、インク等の液体を吐出ヘッドのノズルから吐出するインクジェットプリンター等の液体吐出装置が知られている。このような装置では、ノズルから吐出された液体が吐出ヘッドのノズル形成面に付着することがある。ノズル形成面への液体の付着が進行すると、ノズルからの液体の吐出が適切に行われず、画質の劣化等を招来するおそれがある。そこで、吐出ヘッドのノズル形成面に付着した液体を除去する技術が種々提案されている。
例えば特許文献1のヘッド洗浄機構は、ノズル形成面に付着した液体を好適に除去するため、ノズル形成面(液滴吐出面)に洗浄液を噴射する噴射手段が設けられている。そして、洗浄液をノズル形成面に噴射してからワイピング部材によるワイピングを行うことで、好適にノズル形成面を洗浄可能となっている。
特開2009−233896号公報
上述のように、特許文献1のヘッド洗浄機構では、ノズル形成面に直接洗浄液が噴射されているので、洗浄液がノズルに入り込みやすいものとなっていた。このため、例えば、ノズルの開口付近のインクに形成されているメニスカスがノズルに入り込んだ洗浄液により破壊され、ノズルから適切にインクが吐出できなくなるおそれがあった。そこで、特許文献1には、ノズル形成面のノズル以外の領域に洗浄液を噴射することにより、ノズルへの洗浄液の入り込みを抑制することが記載されている。しかしながら、ノズル形成面に洗浄液を噴射する以上、ノズルへの洗浄液の入り込みを抑制するのには限界があった。
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、吐出ヘッドのノズル形成面を洗浄液を用いてワイピングする際に、洗浄液の供給時に洗浄液がノズルに入り込むことを効果的に抑制可能な技術の提供を目的とする。
この発明にかかる液体吐出装置は、上記目的を達成するために、液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、ノズル形成面に払拭面が当接した状態でノズル形成面に対して相対移動することでワイピングを行うワイピング部材と、ノズル形成面とは異なる面であって払拭面が当接可能な被供給面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、払拭面を、洗浄液が供給された被供給面に当接させてから、ノズル形成面に当接させた状態でノズル形成面に対して相対移動させる制御部とを備えることを特徴としている。
また、この発明にかかる吐出ヘッドの洗浄方法は、上記目的を達成するために、液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドの洗浄方法であって、ノズル形成面とは異なる面であってワイピング部材の払拭面が当接可能な被供給面に洗浄液を供給する工程と、払拭面を、洗浄液が供給された被供給面に当接させてから、ノズル形成面に当接させた状態でノズル形成面に対して相対移動させることでワイピングを行う工程とを備えることを特徴としている。
このように構成された発明(液体吐出装置および吐出ヘッドの洗浄方法)では、ワイピング部材の払拭面がノズル形成面に当接した状態でノズル形成面に対して相対移動することでワイピングが行われる。この際、本発明によれば、ワイピング部材の払拭面が当接可能な被供給面に洗浄液が供給され、払拭面を被供給面に当接させてからワイピングが行われる。払拭面と被供給面とが当接することで被供給面に供給された洗浄液が払拭面に移動し、払拭面が洗浄液を保持した状態でワイピングが行われることになるので、ノズル形成面を効果的に洗浄することができる。しかも、本発明によれば、洗浄液は直接ノズル形成面に供給されるのではなく、ノズル形成面とは異なる被供給面に供給されるので、洗浄液の供給時に洗浄液がノズルに入り込むことを効果的に抑制することができる。
このような液体吐出装置において、被供給面は鉛直方向に高さを有しており、制御部は、払拭面を、洗浄液が供給された被供給面の下端部に当接させてから、ノズル形成面に当接させた状態でノズル形成面に対して相対移動させると好適である。鉛直方向に高さを有する被供給面に洗浄液が供給されると、洗浄液は被供給面に沿って下方に流れ、被供給面の下端部に洗浄液が溜まりやすくなる。このような被供給面の下端部に払拭面を当接させることで、払拭面で多くの洗浄液を保持することが可能となり、洗浄液を効率的に利用することができる。
さらに、被供給面の下端部が被供給面とは異なる被接続面と接続することで被供給面と被接続面との間に角部が形成されており、角部が鉛直方向において下方を向いているとより好適である。このように、被供給面の下端部と被接続面が接続しており、被供給面と被接続面との間に角部が形成されている場合には、被供給面に供給された洗浄液は被供給面に沿って下方に流れ、被供給面の下端部を含む角部に至る。そして、角部が下方を向いていることにより、角部に至った洗浄液は逃げ場がなく、角部にはより確実に洗浄液が溜まる。その結果、より多くの洗浄液をノズル形成面の洗浄に活用することができる。
さらに、被供給面は吐出ヘッドの側面であり、被接続面はノズル形成面であると一層好適である。吐出ヘッドの側面に被供給面としての機能を持たせるとともに、被接続面をノズル形成面とすることで、被供給面や被接続面を備えた部材を別途設ける必要がなくなり、部品点数の削減を図ることができる。
また、洗浄液の供給時にワイピング部材の払拭面が被供給面に対向しており、洗浄液供給部は、被供給面のうち払拭面が対向している対向領域に洗浄液が着弾するように洗浄液を噴射するとよい。被供給面に向けて噴射された洗浄液は、着弾時に被供給面に付着している異物を除去して跳ね飛ばす場合がある。しかしながら、被供給面のうちワイピング部材の先端部が対向している対向領域に洗浄液が着弾することで、跳ね飛ばされた異物の多くはワイパーの払拭面の先端部に付着することはない。したがって、跳ね飛ばされた異物がワイパーの払拭面の先端部に付着し、ノズル形成面を傷つけるのを抑制することができる。
また、洗浄液供給部は、洗浄液が被供給面に着弾する際の着弾方向と被供給面とのなす着弾角度が45度以下となるように洗浄液を噴射するとよい。このように着弾角度を45度以下とすることで、着弾時に洗浄液が被供給面で跳ね返ることを抑制することができる。したがって、被供給面に供給された洗浄液を効率よくワイピングに利用することができる。また、被供給面に向けて噴射された洗浄液は、着弾時に被供給面に付着している異物を除去して跳ね飛ばす場合があるが、着弾角度を45度以下とすることで、跳ね飛ばされた異物がワイピング部材の払拭面に付着するのを防ぐことができる。したがって、跳ね飛ばされた異物でノズル形成面を傷つけるのを好適に防ぐことができる。
また、制御部は、洗浄液供給部により洗浄液をワイピング部材に供給してワイピング部材を洗浄する洗浄モードを実行可能であってもよい。ワイピング部材に吐出ヘッドから吐出された液体が付着すると、ワイピング部材に付着している液体がワイピング時にノズル形成面を汚してしまうおそれがある。そこで、上記構成のように、ワイピング部材を洗浄液で洗浄する洗浄モードを備えることで、ワイピング部材を適宜洗浄し、好適にワイピングを行うことができる。
この場合、洗浄モードにおいて制御部は、被供給面を洗浄液供給部からの洗浄液がかからない位置に移動させるとともに、ワイピング部材を洗浄液供給部からの洗浄液がかかる位置に移動させるとよい。こうすれば、洗浄液供給部を移動させることなく被供給面に洗浄液を供給可能な状態とワイピング部材に洗浄液を供給可能な状態とを相互に切り換えることができ、洗浄液供給部の構成を簡易にすることができる。
また、液体は光が照射されると硬化する光硬化性インクであり、光を照射する光照射器と、光照射器から照射される光を遮光可能な遮光部とをさらに備え、光照射器が作動している間、制御部は、光照射器からの光を遮光部により遮光可能な位置にワイピング部材を維持すると好適である。液体として光硬化性インクが使用されている場合、ワイピング部材に付着しているインクは光によって硬化し、インクの除去が困難となる。そこで、光照射器の作動中には、ワイピング部材が光照射器からの光を遮光部により遮光可能な位置に維持されることで、ワイピング部材に付着しているインクが硬化することを抑制し、ワイピング部材を良好な状態に維持することができる。
また、ノズルを封止可能なキャッピング部材と、ワイピング部材およびキャッピング部材を一体移動可能に支持する支持部材とをさらに備えるとよい。キャッピング部材を設けることで、吐出ヘッドのノズルに対してキャッピングを実行することが可能となる。さらに、ワイピング部材およびキャッピング部材を一体移動可能に支持する支持部材を設けることで、キャッピング部材をワイピング部材とともに移動させることができる。したがって、例えば洗浄モードでワイピング部材を洗浄可能な位置に移動させる際や、ワイピング部材を遮光部により遮光可能な位置に移動させる際に、キャッピング部材も同時に移動させて、ワイピング部材とともに洗浄したり遮光可能な位置に配置したりすることが可能となり好適である。
本発明を適用可能なプリンターの構成を模式的に示す正面図。 メンテナンス系の構成の一例を示す模式図。 メンテナンス系にかかる電気的構成の一例を示すブロック図。 メンテナンスの流れを示すフローチャート。 印刷ヘッドおよびメンテナンスユニットの状態を示す模式図。 加圧クリーニングの流れを示すフローチャート。 印刷ヘッドおよびメンテナンスユニットの状態を示す模式図。 洗浄液の好適な噴射形態を示す模式図。 側面洗浄モードおよびワイパー洗浄モードを示す模式図。
以下、本発明を適用可能なプリンターの構成について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明を適用可能なプリンターの構成を模式的に示す正面図である。なお、以下の図面では必要に応じて、プリンター1の各部の配置関係を明確にするために、プリンター1の左右方向X、前後方向Yおよび鉛直方向Zに対応した三次元の座標系を採用している。
図1に示すように、プリンター1では、繰出部2、プロセス部3および巻取部4が左右方向に配列されている。繰出部2および巻取部4はそれぞれ繰出軸20および巻取軸40を有している。そして、繰出部2および巻取部4にシートS(ウェブ)の両端がロール状に巻き付けられ、それらの間に張架されている。こうして張架された搬送経路Pcに沿ってシートSが繰出軸20からプロセス部3に搬送されて印刷ユニット6Uによる画像記録処理を受けた後、巻取軸40へと搬送される。このシートSの種類は、紙系とフィルム系に大別される。具体例を挙げると、紙系には上質紙、キャスト紙、アート紙、コート紙等があり、フィルム系には合成紙、PET(Polyethylene terephthalate)、PP(polypropylene)等がある。なお、以下の説明では、シートSの両面のうち、画像が記録される面を表面と称する一方、その逆側の面を裏面と称する。
繰出部2は、シートSの端を巻き付けた繰出軸20と、繰出軸20から引き出されたシートSを巻き掛ける従動ローラー21とを有する。繰出軸20は、シートSの表面を外側に向けた状態で、シートSの端を巻き付けて支持する。そして、繰出軸20が図1の時計回りに回転することで、繰出軸20に巻き付けられたシートSが従動ローラー21を経由してプロセス部3へと繰り出される。
プロセス部3では、繰出部2から繰り出されたシートSをプラテンドラム30で支持しつつ、印刷ユニット6Uを用いてシートSに画像を記録する。つまり、印刷ユニット6Uは、プラテンドラム30の表面に沿って並ぶ複数の印刷ヘッド6a〜6eを有しており、印刷ヘッド6a〜6eがプラテンドラム30の表面に支持されたシートSへインクを吐出することで、シートSに画像が記録される。このプロセス部3では、プラテンドラム30の両側に前駆動ローラー31と後駆動ローラー32とが設けられており、前駆動ローラー31から後駆動ローラー32へと搬送されるシートSがプラテンドラム30に支持されて画像の印刷を受ける。
前駆動ローラー31は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており、繰出部2から繰り出されたシートSを裏面側から巻き掛ける。そして、前駆動ローラー31は図1の時計回りに回転することで、繰出部2から繰り出されたシートSを、従動ローラー33を経由してプラテンドラム30へ搬送する。なお、前駆動ローラー31に対してはニップローラー31nが設けられている。このニップローラー31nは、前駆動ローラー31側へ付勢された状態でシートSの表面に当接しており、前駆動ローラー31との間でシートSを挟み込む。これによって、前駆動ローラー31とシートSの間の摩擦力が確保され、前駆動ローラー31によるシートSの搬送を確実に行なうことができる。
プラテンドラム30は図示を省略する支持機構により回転自在に支持された円筒形状のドラムであり、前駆動ローラー31から後駆動ローラー32へと搬送されるシートSを裏面側から巻き掛ける。このプラテンドラム30は、シートSとの間の摩擦力を受けてシートSの搬送方向Dsに従動回転しつつ、シートSを裏面側から支持するものである。また、プロセス部3では、プラテンドラム30への巻き掛け部の両側でシートSを折り返す従動ローラー33、34が設けられている。これらのうち従動ローラー33は、前駆動ローラー31とプラテンドラム30の間でシートSの表面を巻き掛けて、シートSを折り返す。一方、従動ローラー34は、プラテンドラム30と後駆動ローラー32の間でシートSの表面を巻き掛けて、シートSを折り返す。このように、プラテンドラム30に対して搬送方向Dsの上・下流側それぞれでシートSを折り返すことで、プラテンドラム30へのシートSの巻き掛け部を長く確保することができる。
後駆動ローラー32は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており、プラテンドラム30から従動ローラー34を経由して搬送されてきたシートSを裏面側から巻き掛ける。そして、後駆動ローラー32は図1の時計回りに回転することで、シートSを巻取部4へと搬送する。なお、後駆動ローラー32に対してはニップローラー32nが設けられている。このニップローラー32nは、後駆動ローラー32側へ付勢された状態でシートSの表面に当接しており、後駆動ローラー32との間にシートSを挟み込む。これによって、後駆動ローラー32とシートSの間の摩擦力が確保され、後駆動ローラー32によるシートSの搬送を確実に行なうことができる。
このように、前駆動ローラー31から後駆動ローラー32へと搬送されるシートSは、プラテンドラム30の外周面に支持される。そして、プロセス部3では、プラテンドラム30に支持されるシートSの表面に対してカラー画像を記録するために、互いに異なる色に対応した複数の印刷ヘッド6a〜6dが設けられている。具体的には、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックに対応する4個の印刷ヘッド6a〜6dが、この色順で搬送方向Dsに沿って並ぶ。
印刷ヘッド6a〜6dは、互いに同一の構成を具備しており、プラテンドラム30に支持されたシートSの表面に対して若干のクリアランスを空けて対向する。そして、プラテンドラム30の表面に向いて開口するノズルから対応する色のインクをインクジェット方式で吐出する。これによって、搬送方向Dsに沿って搬送されるシートSに対してインクが吐出されて、シートSの表面にカラー画像が形成される。
ここで、インク(記録液)としては、紫外線(光)を照射することで硬化するUV(ultraviolet)インク(光硬化性インク)が用いられる。そこで、インクを硬化させてシートSに定着させるために、UVランプ37a、37bが設けられている。なお、このインク硬化は、仮硬化と本硬化の二段階に分けて実行される。印刷ヘッド6a〜6dの各間には、仮硬化用のUVランプ37aが配置されている。つまり、UVランプ37aは弱い紫外線を照射することで、インクの形状が崩れない程度にインクを硬化(仮硬化)させるものであり、インクを完全に硬化させるものではない。一方、印刷ヘッド6a〜6dに対して搬送方向Dsの下流側には、本硬化用のUVランプ37bが設けられている。つまり、UVランプ37bは、UVランプ37aより強い紫外線を照射することで、インクを完全に硬化(本硬化)させるものである。こうして仮硬化・本硬化を実行することで、印刷ヘッド6a〜6dが形成したカラー画像をシートSの表面に定着させることができる。
さらに、UVランプ37bに対して搬送方向Dsの下流側では、印刷ヘッド6eがプラテンドラム30の表面に対向して配置されている。この印刷ヘッド6eは、印刷ヘッド6a〜6dと同様の構成を具備しつつ、透明のUVインクをインクジェット方式でシートSの表面に吐出するものである。つまり、印刷ヘッド6eは、プラテンドラム30に支持されたシートSの表面に対して若干のクリアランスを空けて対向しつつ、透明インクをインクジェット方式で吐出する。これによって、4色分の印刷ヘッド6a〜6dによって形成されたカラー画像に対して、透明インクがさらに吐出される。
また、印刷ヘッド6eに対して搬送方向Dsの下流側には、UVランプ38が設けられている。このUVランプ38は強い紫外線を照射することで、印刷ヘッド6eが吐出した透明インクを完全に硬化(本硬化)させるものである。これによって、透明インクをシートSの表面に定着させることができる。
このように、プロセス部3では、プラテンドラム30に支持されるシートSに対して、インクの吐出および硬化が適宜実行されて、透明インクでコーティングされたカラー画像が形成される。そして、このカラー画像の形成されたシートSが、後駆動ローラー32によって巻取部4へと搬送される。
巻取部4は、シートSの端を巻き付けた巻取軸40と、巻取軸40へと搬送されるシートSを巻き掛ける従動ローラー41とを有する。巻取軸40は、シートSの表面を外側に向けた状態で、シートSの端を巻き付けて支持する。そして、巻取軸40が図1の時計回りに回転することで、従動ローラー41を経由してシートSが巻取軸40に巻き付けられる。
ところで、プリンター1には印刷ヘッド6a〜6eに対するメンテナンスを実行するメンテナンス系が設けられる。図2は、メンテナンス系の構成の一例を示す模式図である。なお、印刷ヘッド6a〜6eはそれぞれ同一の構成を具備するので、以下では、印刷ヘッド6a〜6eを区別せずに印刷ヘッド6a〜6eのいずれか1つの印刷ヘッドを印刷ヘッド6と表し、この印刷ヘッド6に対して行われるメンテナンスについて説明を行う。なお、以下では説明の便宜のため、図2に示すようにノズル形成面60が略水平である場合について説明する。
メンテナンス系に設けられたメンテナンスユニット7Uは、各印刷ヘッド6に対して1つずつ配されており、印刷ヘッド6に対してワイピング、キャッピング等のメンテナンスを実行する。このメンテナンスユニット7Uは、Y方向においてプラテンドラム30に隣り合わせて設けられている。一方、印刷ヘッド6は、ヘッド駆動機構69により、プラテンドラム30の上方の印刷位置とメンテナンスユニット7Uの上方のメンテナンス位置との間をY方向に移動自在となっている。さらに、印刷ヘッド6は、メンテナンス位置においてメンテナンスユニット7Uに近づく洗浄位置やメンテナンスユニット7Uから離間する退避位置を取ることができるように、ヘッド駆動機構69によりノズル形成面60と直交する出退方向Dhに移動自在となっている。そして、メンテナンス時には、メンテナンスのプロセスに応じて印刷ヘッド6は出退方向Dhに適宜移動する。
印刷ヘッド6は、ノズル形成面60に開口するノズル61と、インクを一時的に貯留するリザーバー62と、ノズル61とリザーバー62とを連通するキャビティ63とを有し、リザーバー62からキャビティ63を介してノズル61へインクが供給される。そして、制御部100(図3)からの動作指令に応じてキャビティ63がインクに圧力を加えることで、ノズル61からインクが吐出される。また、印刷ヘッド6に対してインク循環機構80が設けられており、このインク循環機構80により、インクを貯留する不図示のタンクと印刷ヘッド6のリザーバー62との間で循環するインクの速度や圧力等が調整される。
メンテナンスユニット7Uは、ワイパー711、キャップ712およびこれらを一体移動可能に支持する支持部材713を有する移動体71と、移動体71をノズル形成面60に沿ったワイピング方向Dwに移動させるワイパー駆動機構72と、洗浄液を噴射口73aから噴射する洗浄液供給管73と、筐体74とを備えて構成される。これらの各部材は、Y方向の長さが印刷ヘッド6と同程度以上となっており、ノズル形成面60全域に対してメンテナンスを行うことができる。そして、ワイパー711が、払拭面711a、711bをノズル形成面60に当接させた状態でワイピング方向Dwに移動することでワイピングが行われる。また、キャップ712が、全てのノズル61を覆うようにノズル形成面60に密着することでノズル61を封止してキャッピングが行われる。
洗浄液供給管73は、印刷ヘッド6側に向けて開口している噴射口73aをY方向に複数有しており、印刷ヘッド6がメンテナンスユニット7Uに近づく洗浄位置にあるときに、印刷ヘッド6の洗浄液供給管73側の側面である被供給面64に対して洗浄液を噴射可能となっている。ここで、洗浄液としては洗浄作用に適した液体を適宜用いることができるが、本実施形態のようにUVインクを用いる場合は、硬化したUVインクを溶解可能な溶剤を用いるのが好ましい。このような溶剤としては、例えばEDGAC(Ethyl Di Glycol Acetate)や透明のUVインク等が挙げられる。また、これらの溶剤に界面活性剤や重合抑止剤を添加したものを洗浄液として用いてもよい。なお、洗浄液供給管73による洗浄液の供給の切り換えは、洗浄液供給切換部79によって行われる。
筐体74は、主に、ワイピング方向Dwに略平行な底面部74aと、底面部74aのワイピング方向Dwにおける一端から立設された側壁部74bと、側壁部74bの上端からワイピング方向Dwに沿って底面部74aと同じ側に延びる庇部74cとを有して構成される。底面部74aは、ワイピング方向Dwにおいて移動体71が移動可能な範囲よりもやや広い範囲にわたって設けられており、メンテナンス時に発生するインクや洗浄液等を含む廃液を受ける。底面部74aで受けた廃液は、底面部74aに形成された排出口74dを介してメンテナンスユニット7Uから排出される。庇部74cは、ワイピング方向Dwの寸法が移動体71よりも大きくなっている。そして、印刷動作時には、移動体71は庇部74cの下方の待機位置にあって庇部74cによって覆われている状態を維持する。こうすることで、庇部74cがUVランプ37a、37b、38から照射される光(紫外線)を遮光して、ワイパー711やキャップ712に付着しているUVインクが硬化することを抑制する。
図3は、メンテナンス系にかかる電気的構成の一例を示すブロック図である。上述のように構成されたメンテナンス系は、プリンター1に設けられた制御部100によってその動作が制御される。例えば、制御部100がヘッド駆動機構69を制御することで、印刷ヘッド6が洗浄位置や退避位置等の各位置に適宜配置される。また、制御部100がワイパー駆動機構72を制御することで移動体71が駆動され、ワイパー711およびキャップ712がメンテナンスのプロセスに応じた動作を行う。また、制御部100が洗浄液供給切換部79を制御することで、洗浄液供給管73の噴射口73aから洗浄液が噴射される状態とされない状態とに切り換えられる。また、制御部100がインク循環機構80を制御することで、印刷ヘッド6に供給されるインクの循環速度や圧力等が調整される。
次に、メンテナンスユニット7Uを用いた印刷ヘッド6に対するメンテナンスの流れについて説明する。図4は、メンテナンスの流れを示すフローチャートであり、図5は、印刷ヘッドおよびメンテナンスユニットの状態を示す模式図である。メンテナンスユニット7Uによるメンテナンスでは、洗浄液を印刷ヘッド6の側面である被供給面64に噴射した後、ワイパー711をワイピング方向Dwに複数回往復動作させ、さらに加圧クリーニングが行われる。なお、以下の説明では、ワイパー711の往復動作における被供給面64側の端位置を起点P1と示し、反対側の端位置を終点P2と示す。
ここでは、図5のa図に示すように、印刷ヘッド6がメンテナンスユニット7Uから離間する退避位置にあり、ワイパー711(移動体71)が庇部74cの下方の待機位置にある状態でメンテナンスが開始されるものとする。メンテナンスが開始されると、まず、ワイパー711の往復動作の回数Nが0に設定される(ステップS1)。そして、制御部100からの動作指令に応じて、ワイパー駆動機構72がワイパー711を起点P1に移動させるとともに(ステップS2)、ヘッド駆動機構69が印刷ヘッド6をメンテナンスユニット7Uに近接する洗浄位置に移動させる(ステップS3)。その結果、図5のb図に示すように、ワイパー711の先端部が印刷ヘッド6の被供給面64と対向した状態、換言すると出退方向Dhにおいてワイパー711と被供給面64とが一部重複した状態となる。
続いて、制御部100が洗浄液供給切換部79に洗浄液を供給すべく動作指令を発することで、洗浄液供給管73の噴射口73aから印刷ヘッド6の被供給面64に向けて洗浄液が噴射される(ステップS4)。噴射口73aから噴射された洗浄液は、ワイパー711の上方を通過し、ワイパー711に着弾することなく被供給面64に着弾する。図5のc図に示すように、被供給面64に洗浄液CLが噴射されると、被供給面64に付着した洗浄液CLが被供給面64に沿って下方に流れ、被供給面64とノズル形成面60との間の角部66に溜まる。
十分な洗浄液が供給されると、洗浄液の噴射を停止し、ワイパー711を起点P1から終点P2へと移動させてワイピングを行う(ステップS5)。この過程で、図5のd図に示すように、ワイパー711の払拭面711aが角部66に当接して、角部66に溜まっていた洗浄液CLがワイパー711により保持される。そして、ワイパー711で保持された洗浄液をノズル形成面60に塗り広げつつワイピングが行われる。
図5のe図は、ワイパー711を終点P2まで移動させた状態を示す。ワイパー711の往復動作の終点P2は印刷ヘッド6の下方に位置する。このように、終点P2の位置を印刷ヘッド6の下方に設定しているのは以下の理由による。ワイパー711を被供給面64の反対側の側面65よりもさらに右方まで移動させると、次にワイパー711が起点P1に向けて移動するときに、ワイパー711の払拭面711b(図2)が側面65に当接する。側面65には洗浄液が噴射されないため、硬化したUVインク等の異物が残存しており、ワイパー711が側面65に当接するとこれらの異物がワイパー711に付着するおそれがある。そこで、終点P2の位置を印刷ヘッド6の下方とすることで、払拭面711bと側面65との当接を回避し、良好なワイピングの実現を図っている。
続いて、印刷ヘッド6を一旦退避位置まで移動させた後、再び洗浄位置に戻す(ステップS6)。このように印刷ヘッド6が一旦退避位置まで移動することで、終点P2に位置するワイパー711が左方に湾曲している状態が解消される(図5のf図)。そして、印刷ヘッド6を洗浄位置に戻す際に、図5のg図に示すように、ノズル形成面60によりワイパー711を右方に湾曲させれば、ワイパー711の終点P2から起点P1への移動が円滑に行われる。なお、例えば、図5のf図の状態でワイパー711がわずかに右方に傾斜するようにワイパー711を取り付けておけば、印刷ヘッド6を洗浄位置に戻した際にワイパー711を確実に右方に湾曲させることができる。
ワイパー711が右方に湾曲した状態で、ワイパー711を終点P2から起点P1へと移動させてワイピングを行う(ステップS7)。こうして、ワイパー711が起点P1に戻ると、ワイパー711の往復動作が1回終了したことになる(図5のh図)。続いて、印刷ヘッド6を一旦退避位置まで移動させた後、再び洗浄位置まで移動させる(ステップS8)。そして、制御部100は、ワイパー711の往復動作の回数Nをインクリメントしてから(ステップS9)、往復動作が5回行われたか否かを判断する(ステップS10)。5回未満であればステップS5に戻って往復動作を繰り返し、5回に達していれば引き続き加圧クリーニングを実行する(ステップS11)。加圧クリーニングが完了すると、最後に印刷ヘッド6を退避位置に移動させるとともに(ステップS12)、ワイパー711を待機位置に移動させて(ステップS13)、図5のa図の状態に戻す。
次に、加圧クリーニングについて説明する。図6は、加圧クリーニングの流れを示すフローチャートであり、図7は、印刷ヘッドおよびメンテナンスユニットの状態を示す模式図である。加圧クリーニングでは、まず、制御部100からの動作信号に応じて、インク循環機構80(図2)がインクの循環速度を印刷動作時の通常速度よりも速い加圧速度まで加速させる(ステップS101)。
続いて、図7のa図に示すように、メンテナンスユニット60の移動体71を印刷ヘッド6の下方に移動させてから、印刷ヘッド6を洗浄位置よりもさらに下方のキャッピング位置まで移動させることで、ノズル形成面60をキャップ712に押し付けて全てのノズル61をキャッピングする(ステップS102)。なお、ワイパー711は通常は不図示の付勢部材により支持部材713から上方に突出した状態を維持しているが、印刷ヘッド6をキャッピング位置まで移動させる際には印刷ヘッド6が付勢部材に抗してワイパー711を下方側に移動させる。よって、ワイパー711がキャッピングの妨げとなることはない。
キャッピングが完了すると、インク循環機構80によりインクが加圧される(ステップS103)。インクの加圧が十分に行われると、印刷ヘッド6を退避位置まで移動させることでキャッピングを解除する(ステップS104)。キャッピングを解除することで、図7のb図に示すように、加圧されたインクIKがノズル61から吐出される。このとき、ノズル61から吐出されるインクIKに伴って、ノズル61内の洗浄液や気泡等がノズル61から排出される。このように、キャッピングを解除してノズル61からインクが吐出されると、インクの加圧を停止する(ステップS105)。
加圧クリーニングでは、さらにノズル形成面60に対するワイピングが実行される(ステップS106)。ここでのワイピングは種々の態様を採用することができるが、例えば、洗浄液を供給せずに、ワイパー711を起点P1から終点P2へと1回だけ移動させればよい。これによって、ノズル61から吐出されてノズル形成面60に付着したインクが拭き取られる。続いて、インクの循環速度を通常速度まで減速させてから(ステップS107)、全てのノズル61からインクを吐出するフラッシングが実行され、適切なメニスカスが形成された状態でインクがノズル61に充填される(ステップS108)。以上の加圧クリーニングが終了すると、図4のフローチャートに戻ってステップS12、S13を実行しメンテナンスが完了する。
次に、洗浄液の好適な供給態様について説明する。図8は、洗浄液の好適な噴射形態を示す模式図であり、より詳しくは、a図はノズル形成面60が略水平の場合、b図はノズル形成面60が水平面から傾いている場合を示したものである。なお、図8のb図のようにノズル形成面60が水平面から傾いている場合でも、ワイピング方向Dwがノズル形成面60に沿うようにメンテナンスユニット7Uを配設することで、これまでに説明したメンテナンスを実行することが可能であることは言うまでもない。
図8の各図は、印刷ヘッド6が洗浄位置にあるとともに、ワイパー711が往復動作の起点P1に位置しているときに、洗浄液供給管73の噴射口73aから洗浄液が噴射される様子を示しており、図5のc図に対応するものである。このとき、上述したように、ワイパー711の払拭面711aの先端部が印刷ヘッド6の被供給面64と対向した状態、換言すると出退方向Dhにおいてワイパー711と被供給面64とが一部重複した状態となり、被供給面64に対向領域Rが形成される。
そして、噴射口73aから噴射された洗浄液が対向領域Rに着弾するように、洗浄液供給管73の配置や噴射口73aの開口方向等が調整されている。洗浄液が対向領域Rに着弾することで、被供給面64に向けて噴射された洗浄液が、着弾時に被供給面64に付着している異物を除去して跳ね飛ばしたとしても、跳ね飛ばされた異物の多くはワイパー711の払拭面711aの先端部に付着することはない。したがって、跳ね飛ばされた異物がワイパー711の払拭面711aの先端部に付着し、ノズル形成面60を傷つけるのを抑制することができる。
また、洗浄液が被供給面64に着弾する際の着弾方向(図8の破線)と被供給面64とのなす着弾角度αが45度以下となるように洗浄液を噴射すると好適である。こうすることで、着弾時に洗浄液が被供給面64で跳ね返ることを抑制することができ、被供給面64に供給された洗浄液を効率よくワイピングに利用することができる。また、被供給面に向けて噴射された洗浄液は、着弾時に被供給面に付着している異物を除去して跳ね飛ばす場合があるが、着弾角度を45度以下とすることで、跳ね飛ばされた異物がワイピング部材の払拭面に付着するのを防ぐことができる。したがって、跳ね飛ばされた異物でノズル形成面を傷つけるのを好適に防ぐことができる。
ここで、図8のb図のようにノズル形成面60が水平面から傾いている場合には、ワイピング方向Dwにおいてノズル形成面60と接続している2つの側面64、65のうち、ノズル形成面60との間に形成される角部が下方を向いている側面64を被供給面とするのが好ましい。すなわち、ノズル形成面60との間に形成される角部66が下方を向いている側面64を被供給面とするのがよい。
仮に、側面64と反対側の側面65に洗浄液を供給すると、洗浄液は側面65に沿って下方に流れ角部67に至った後、さらにノズル形成面60に沿って下方に流れてしまい、角部67に洗浄液が溜まりにくい。一方、ノズル形成面60との間に形成される角部66が下方を向いている側面64に洗浄液を供給すると、側面64に沿って下方に流れ角部66に至った洗浄液は逃げ場がなく、角部66により確実に洗浄液が溜まる。したがって、ワイパー711の払拭面711aを角部66に当接させてからワイピングを行うことで、より多くの洗浄液をワイピングに活用することができる。なお、角部66が下方を向いている状態とは、角部66を形成する2つの面60、64がいずれも角部66から水平面よりも上方に向かって延びている状態を指す。
ところで、本実施形態のプリンター1では、メンテナンスユニット7Uを用いて、洗浄液で印刷ヘッド6の側面64(被供給面)を洗浄する側面洗浄モードや、洗浄液でワイパー711を洗浄するワイパー洗浄モードを適宜のタイミングで実行することも可能である。図9は、側面洗浄モードおよびワイパー洗浄モードを示す模式図であり、より詳しくは、a図は側面洗浄モードを示し、b図はワイパー洗浄モードを示す。
図9のa図に示すように、側面洗浄モードでは、制御部100からの動作指令に応じて、ヘッド駆動機構69が印刷ヘッド6をメンテナンスユニット7Uに近接する洗浄位置に配置させるべく出退方向Dhに移動させるとともに、ワイパー駆動機構72が移動体71を庇部74cの下方の待機位置に配置させるべくワイピング方向Dwに移動させる。この状態で洗浄液供給管73から洗浄液CLを噴射することにより、洗浄液CLが被供給面64に着弾し、被供給面64が洗浄液CLにより洗浄される。
なお、側面洗浄モードでの印刷ヘッド6および移動体71の位置は上述のものに限らない。例えば、印刷ヘッド6を洗浄位置よりもさらに下方の位置(例えば図7のa図に示すキャッピング位置)に配置させてもよいし、洗浄中に印刷ヘッド6を出退方向Dhに移動させてもよい。また、移動体71が待機位置以外に位置する状態、例えばワイパー711が起点P1に位置する図5のc図の状態で側面洗浄モードを実行してもよい。
一方、図9のb図に示すように、ワイパー洗浄モードでは、制御部100からの動作指令に応じて、ヘッド駆動機構69が印刷ヘッド6をメンテナンスユニット7Uから離間する退避位置に配置させるべく出退方向Dhに移動させるとともに、ワイパー駆動機構72がワイパー711をワイパー711に洗浄液CLがかかる位置に配置させるべくワイピング方向Dwに移動させる。この状態で洗浄液供給管73から洗浄液CLを噴射することにより、洗浄液CLがワイパー711に着弾し、ワイパー711が洗浄液CLにより洗浄される。
なお、ワイパー洗浄モードでは、キャップ712を同時に洗浄することも可能である。すなわち、洗浄液供給管73から洗浄液CLを噴射させた状態を維持しつつ、移動体71を図9のb図に示す位置から右方に移動させることで、キャップ712を洗浄することができる。また、ワイパー洗浄モードにおける印刷ヘッド6の位置は退避位置に限らず、洗浄液CLがかからない位置であれば他の位置であっても構わない。
このように、側面洗浄モードおよびワイパー洗浄モードを備えることで、印刷ヘッド6の側面64やワイパー711を適宜洗浄し、好適にワイピングを行うことができる。また、ワイピングの際に使用されるヘッド駆動機構69およびワイパー駆動機構72により各モードを実現しているので、別途駆動機構を設ける必要がなく好適である。さらに、ワイパー洗浄モードにおいて、被供給面64を洗浄液供給管73からの洗浄液がかからない位置に移動させるとともに、ワイパー711を洗浄液供給管73からの洗浄液がかかる位置に移動させている。こうすることで、洗浄液供給管73を移動させることなく被供給面64に洗浄液を供給可能な状態とワイパー711に洗浄液を供給可能な状態とを相互に切り換えることができ、洗浄液供給管73の構成を簡易にすることができる。
以上の説明のように、この実施形態では、ワイパー711の払拭面711aが当接可能な被供給面64に洗浄液が供給され、払拭面711aを被供給面64に当接させてからワイピングが行われる。払拭面711aと被供給面64とが当接することで被供給面64に供給された洗浄液が払拭面711aに移動し、払拭面711aが洗浄液を保持した状態でワイピングが行われることになるので、ノズル形成面60を効果的に洗浄することができる。しかも、洗浄液は直接ノズル形成面60に供給されるのではなく、ノズル形成面60とは異なる被供給面64に供給されるので、洗浄液の供給時に洗浄液がノズル61に入り込むことを効果的に抑制することができる。
また、この実施形態では、被供給面64は鉛直方向に高さを有しており、ワイパー711の払拭面711aを、洗浄液が供給された被供給面64の下端部に当接させてから、ノズル形成面60に当接させた状態でノズル形成面60に対して相対移動させている。このように、鉛直方向に高さを有する被供給面64に洗浄液が供給されると、洗浄液は被供給面64に沿って下方に流れ、被供給面64の下端部に洗浄液が溜まりやすくなる。したがって、被供給面64の下端部に払拭面711aを当接させることで、払拭面711aで多くの洗浄液を保持することが可能となり、洗浄液を効率的に利用することができる。
さらに、この実施形態では、被供給面64の下端部が被供給面64とは異なる被接続面(ノズル形成面60)と接続することで被供給面64と被接続面60との間に角部66が形成されており、角部66が下方を向いている。このように、被供給面64の下端部と被接続面60が接続しており、被供給面64と被接続面60との間に角部66が形成されている場合には、被供給面64に供給された洗浄液は被供給面60に沿って下方に流れ、被供給面64の下端部を含む角部66に至る。そして、角部66が下方を向いていることにより、角部66に至った洗浄液は逃げ場がなく、角部66にはより確実に洗浄液が溜まる。その結果、ノズル形成面60の洗浄により多くの洗浄液を活用することができる。
さらに、この実施形態では、被供給面は印刷ヘッド6の側面64であり、被接続面はノズル形成面60である。印刷ヘッド6の側面64に被供給面としての機能を持たせるとともに、被接続面をノズル形成面60とすることで、被供給面や被接続面を備えた部材を別途設ける必要がなくなり、部品点数の削減を図ることができる。
また、この実施形態では、UVランプ37a、37b、38から照射される光を遮光可能な庇部74cが設けられており、UVランプ37a、37b、38が作動している間、すなわち印刷動作時には、ワイパー711をUVランプ37a、37b、38からの光を庇部74cにより遮光可能な位置に維持している。こうすることで、ワイパー711に付着しているUVインクが硬化することを抑制し、ワイパー711を良好な状態に維持することができる。
また、この実施形態では、ノズル形成面60に密着可能なキャップ712と、ワイパー711およびキャップ712を一体移動可能に支持する支持部材713とを備えている。キャップ712を設けることで、印刷ヘッド6のノズル61に対してキャッピングを実行することが可能となる。さらに、ワイパー711およびキャップ712を一体移動可能に支持する支持部材713を設けることで、キャップ712をワイパー711とともに移動させることができる。したがって、例えばワイパー洗浄モードでワイパー711を洗浄可能な位置に移動させる際や、ワイパー711を庇部74cにより遮光可能な位置に移動させる際に、キャップ712も同時に移動させて、ワイパー711とともに洗浄したり遮光可能な位置に配置したりすることが可能となる。
以上のように、この実施形態では、プリンター1が本発明の「液体吐出装置」に相当し、インクが本発明の「液体」に相当し、印刷ヘッド6が本発明の「吐出ヘッド」に相当し、ワイパー711が本発明の「ワイピング部材」に相当し、洗浄液供給管73が本発明の「洗浄液供給部」に相当し、ワイパー洗浄モードが本発明の「洗浄モード」に相当し、キャップ712が本発明の「キャッピング部材」に相当し、UVランプ37a、37b、38が本発明の「光照射器」に相当し、庇部74cが本発明の「遮光部」に相当する。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、印刷ヘッド6の側面64を被供給面とし、側面64に向けて洗浄液を噴射して供給するものとした。しかしながら、印刷ヘッド6とは別の部材に対して洗浄液を供給してもよい。
また、上記実施形態では、ワイパー711をワイピング方向Dwに移動させることでワイピングを行うものとしたが、ノズル形成面60、すなわち印刷ヘッド6をワイピング方向Dwに移動させることでワイピングを行ってもよい。また、ワイパー711および印刷ヘッド6をともにワイピング方向Dwに移動させてワイピングを行うことも可能である。
また、上記実施形態において図4や図6で示したフローについても適宜変更することが可能である。例えば、ワイパー711をワイピング方向Dwに往復動作させずに、起点P1から終点P2へ向かう方向のみに動作させてもよい。また、ワイピングの際にワイパー711をワイピング方向Dwに移動させる回数についても適宜変更可能である。
また、プリンター1の具体的構成についても適宜変更可能であり、印刷ヘッド6やメンテナンスユニット7Uの配置や個数を適宜変更したり、プラテンドラム30の形状等を適宜変更したりしてもよい。
また、ノズル61から吐出するインクの種類は、上述のUVインクに限られない。さらには、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置に対して本発明を適用することも可能である。
1…プリンター(液体吐出装置)、6…印刷ヘッド(吐出ヘッド)、37a、37b、38…UVランプ(光照射器)、60…ノズル形成面(被接続面)、61…ノズル、64…側面(被供給面)、66…角部、7U…メンテナンスユニット、711…ワイパー(ワイピング部材)、711a、711b…払拭面、712…キャップ(キャッピング部材)、713…支持部材、73…洗浄液供給管(洗浄液供給部)、74c…庇部(遮光部)、100…制御部、R…対向領域、α…着弾角度

Claims (11)

  1. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、
    前記ノズル形成面に払拭面が当接した状態で前記ノズル形成面に対して相対移動することでワイピングを行うワイピング部材と、
    前記ノズル形成面とは異なる面であって前記払拭面が当接可能な被供給面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    前記払拭面を、前記洗浄液が供給された前記被供給面に当接させてから、前記ノズル形成面に当接させた状態で前記ノズル形成面に対して相対移動させる制御部と
    を備え
    前記洗浄液の供給時に前記ワイピング部材の前記払拭面が前記被供給面に対向していることを特徴とする液体吐出装置。
  2. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、
    前記ノズル形成面に払拭面が当接した状態で前記ノズル形成面に対して相対移動することでワイピングを行うワイピング部材と、
    前記ノズル形成面とは異なる面であって前記払拭面が当接可能な被供給面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    前記払拭面を、前記洗浄液が供給された前記被供給面に当接させてから、前記ノズル形成面に当接させた状態で前記ノズル形成面に対して相対移動させる制御部と
    を備え、
    前記洗浄液の供給時に前記ワイピング部材の前記払拭面が前記被供給面に対向しており、前記洗浄液供給部は、前記被供給面のうち前記払拭面が対向している対向領域に前記洗浄液が着弾するように前記洗浄液を噴射することを特徴とする液体吐出装置。
  3. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、
    前記ノズル形成面に払拭面が当接した状態で前記ノズル形成面に対して相対移動することでワイピングを行うワイピング部材と、
    前記ノズル形成面とは異なる面であって前記払拭面が当接可能な被供給面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    前記払拭面を、前記洗浄液が供給された前記被供給面に当接させてから、前記ノズル形成面に当接させた状態で前記ノズル形成面に対して相対移動させる制御部と
    を備え、
    前記洗浄液供給部は、前記洗浄液が前記被供給面に着弾する際の着弾方向と前記被供給面とのなす着弾角度が45度以下となるように前記洗浄液を噴射することを特徴とする液体吐出装置。
  4. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、
    前記ノズル形成面に払拭面が当接した状態で前記ノズル形成面に対して相対移動することでワイピングを行うワイピング部材と、
    前記ノズル形成面とは異なる面であって前記払拭面が当接可能な被供給面に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    前記払拭面を、前記洗浄液が供給された前記被供給面に当接させてから、前記ノズル形成面に当接させた状態で前記ノズル形成面に対して相対移動させる制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記洗浄液供給部により前記洗浄液を前記ワイピング部材に供給して前記ワイピング部材を洗浄する洗浄モードを実行可能であることを特徴とする液体吐出装置。
  5. 前記洗浄モードにおいて前記制御部は、前記被供給面を前記洗浄液供給部からの前記洗浄液がかからない位置に移動させるとともに、前記ワイピング部材を前記洗浄液供給部からの前記洗浄液がかかる位置に移動させる請求項に記載の液体吐出装置。
  6. 前記被供給面は鉛直方向に高さを有しており、
    前記制御部は、前記払拭面を、前記洗浄液が供給された前記被供給面の下端部に当接させてから、前記ノズル形成面に当接させた状態で前記ノズル形成面に対して相対移動させる請求項1ないし5のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
  7. 前記被供給面の前記下端部が前記被供給面とは異なる被接続面と接続することで前記被供給面と前記被接続面との間に角部が形成されており、前記角部が前記鉛直方向において下方を向いている請求項に記載の液体吐出装置。
  8. 前記被供給面は前記吐出ヘッドの側面であり、前記被接続面は前記ノズル形成面である請求項に記載の液体吐出装置。
  9. 前記液体は光が照射されると硬化する光硬化性インクであり、
    前記光を照射する光照射器と、前記光照射器から照射される前記光を遮光可能な遮光部とをさらに備え、
    前記光照射器が作動している間、前記制御部は、前記光照射器からの前記光を前記遮光部により遮光可能な位置に前記ワイピング部材を維持する請求項1ないし8のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  10. 前記ノズルを封止可能なキャッピング部材と、前記ワイピング部材および前記キャッピング部材を一体移動可能に支持する支持部材とをさらに備える請求項1ないし9のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  11. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドの洗浄方法であって、
    前記ノズル形成面とは異なる面であってワイピング部材の払拭面が当接可能な被供給面に洗浄液を供給する工程と、
    前記払拭面を、前記洗浄液が供給された前記被供給面に当接させてから、前記ノズル形成面に当接させた状態で前記ノズル形成面に対して相対移動させることでワイピングを行う工程と
    を備え
    前記洗浄液の供給時に前記ワイピング部材の前記払拭面が前記被供給面に対向していることを特徴とする吐出ヘッドの洗浄方法。
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