JP7010047B2 - ヘッド清掃装置および液体を吐出する装置 - Google Patents
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一実施形態に係るヘッド清掃装置(ヘッドメンテナンス装置ともいう)は、ノズルが設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドを清掃する装置であり、液体吐出ヘッドに対して払拭方向へ相対移動することでノズル面を払拭する払拭機構を備える。以下に、一実施形態の払拭機構の構成例を説明した後、払拭動作例を説明する。
[要部構成の説明]
本発明の第1実施形態に係る払拭機構の要部構成について図1及び図2を参照して説明する。図1は同払拭機構の側面説明図、図2は同払拭機構の平面説明図である。
図1、2では、本実施形態の払拭機構51を説明するため、液体吐出ヘッド20を表している(払拭機構を説明する他の図面も同様である)。液体吐出ヘッド20は、液体を吐出するノズルが設けられたノズル面20aを有する。また、以降の説明において、払拭機構51を備えるヘッド清掃装置と液体吐出ヘッド20とを液体吐出ユニットと称することもある。
ここでは、繰り出しロール3を払拭方向Y1の上流側に、巻取りロール6を払拭方向Y1の下流側に配置し、ウェブ2は払拭方向Y1に沿う方向に巻き取る。つまりウェブ2の送り方向Aを払拭方向Y1とする構成としている。なお、「払拭方向Y1」は、払拭機構51がノズル面20aに対して相対的に移動する方向である。
上述したように、本実施形態の払拭機構51は、ウェブ2とブレード14とを少なくとも備え、ウェブ2とブレード14との少なくとも一方を液体吐出ヘッド20に対して払拭方向へ相対移動することで、ノズル面20aを払拭する。
払拭機構51は、ブレード14をノズル面に接触させずに、ウェブ2でノズル面20aを払拭する第1払拭動作と、ウェブ2およびブレード14をノズル面20aに接触させてノズル面20aを払拭する第2払拭動作と、を実行可能である。例えば、払拭機構51は、第1払拭動作を1回又は複数回行った後に、第2払拭動作を行う。
以下、第2払拭動作、第1払拭動作、および、第1および第2払拭動作を組み合わせる強力クリーニングの一例について説明する。
本実施形態の第2払拭動作(ウェブ2及びブレード14を用いた払拭動作)について図4Aないし図4Cを参照して説明する。図4Aは払拭開始位置での払拭機構の側面説明図、図4Bは払拭動作中の払拭機構の側面説明図、図4Cは払拭終了位置での払拭機構の側面説明図である。
次に、ブレード14を用いない第1払拭動作(本実施形態では、ウェブ2のみによる払拭)について図5Aから図5Dを参照して説明する。図5Aは、払拭開始位置での払拭機構の側面説明図である。図5Bは、ウェブによる払拭動作中の払拭機構の側面説明図である。図5Cは、ブレードによる払拭動作中の払拭機構の側面説明図である。図5Dは、払拭終了位置での払拭機構の側面説明図である。
次に、図5を用いて説明したようなブレード14がノズル面20aに接触しない払拭動作(第1払拭動作)と、図4を用いて説明したようなブレード14がノズル面20aに接触する払拭動作(第2払拭動作)とを組み合わせた払拭動作の一例について説明する。
次に、本発明の第2実施形態について図6および図7を用いて説明する。図6は同実施形態に係る払拭機構の説明に供する側面説明図、図7は同払拭機構の平面説明図である。
本実施形態では、ヘッド清掃装置がシート部材としてのウェブに洗浄液を塗布する塗布機構(以降適宜「洗浄液塗布機構」ともいう)を、さらに備える構成例を説明する。
洗浄液付与手段80は、洗浄液84を供給する供給ポンプ81と、洗浄液を供給する供給チューブ83を備え、這い回される供給チューブ83をスタンド部材82によって支えている。
またこれによれば払拭時間が短縮されるだけでなく、洗浄液84を滴下している時間を短縮することで、ノズル面20aの表面に付着した洗浄液84や汚れが乾いて再度固化し、汚れとして残ることを防ぐことができる。
次に、本発明の第3実施形態について図8を用いて説明する。図8は同実施形態に係る払拭機構の説明に供する側面説明図である。図8では、払拭方向におけるウェブ部材とブレード部材との距離が、第1実施形態(例えば、図1、2)より長い配置例を示している。ウェブ部材とブレード部材との距離は、例えば、ウェブ部材がノズル面を払拭する位置(例えば、押圧部材の位置)と、ブレード部材がノズル面を払拭する位置との間の距離を用いる。
本実施形態では、液体を吐出する装置における制御機構について説明する。本実施形態では、上記各実施形態のヘッド清掃装置が、払拭条件に基づいて、制御機構によって制御される態様を説明する。
ここで、図9から図12を参照して、一実施形態のヘッド清掃装置を適用する液体を吐出する装置の構成例および液体吐出ヘッドを説明する。
まず、一実施形態に係るヘッド清掃装置を含む液体を吐出する装置の概要について図9を参照して説明する。図9は液体を吐出する装置の正面説明図である。
図10(A)は、液体吐出ヘッドとキャップとを示す説明図、同図(B)は、液体吐出ヘッドのノズル面の様子を示す説明図である。
また、キャップ205には、液体吐出ヘッド20のノズル201からインクを吸引するための吸引用ポンプPが接続され、このキャップ205の内部に所要量のインクを吸引して貯留させられるようになっている。
上述した液体を吐出する装置は、各部を制御するための制御機構(以降、「制御部」ともいう)を備える。制御部は、液体吐出ユニット(例えば、液体吐出ヘッド20および払拭機構51などを含むヘッド清掃装置)を含む各部を制御するように構成される。
本実施形態では、制御部が、払拭条件に基づいて、ヘッド清掃装置の払拭動作を制御する一態様を説明する。制御部の具体的な構成例については、図17を参照して後述する。
例えば、制御部が制御する払拭条件の制御として、液体吐出ヘッド20のノズル面20aにウェブ2を接触させて払拭動作を行うとき、記憶部に記憶された時刻からの経過時間に応じ、払拭動作の払拭条件を変更するようにしてもよい。
以降の説明では、払拭動作の払拭条件を変更する機能を行う手段を「払拭条件変更手段」と称して説明する。
「払拭条件」としては、次のとおりである。
・ノズル面20aを払拭するときの払拭速度。
ノズル面20aを払拭するときの払拭速度を通常の払拭動作のときよりも遅くすることにより、払拭性能を向上させることができる。
・ノズル面20aを払拭するときの払拭圧力。
ノズル面20aの払拭圧を通常の払拭動作のときよりも増加させることにより、払拭性能を向上させることができる。
・ノズル面20aを払拭する払拭回数。
ノズル面20aの払拭回数を通常の払拭動作のときよりも増加させることにより、払拭性能を向上させることができる。
・ノズル面20aを払拭するときの払拭方向。
ノズル面20aの払拭方向を適宜変更することにより、払拭方向の偏りによるノズル面20aに付着するインクの拭き残しを低減させることができる。
払拭機構51は、払拭条件変更手段が変更した払拭条件に基づいて、液体吐出ヘッド20のノズル面20aを払拭する。
そこで、プリンタが印刷ジョブを行わない待機状態において、一定時間が経過したとき、通常のヘッドメンテナンスでの払拭動作とは払拭条件の異なる払拭動作を行うことが好ましい。これにより、ノズル面20aに付着したインクを十分に除去することができる。
その場合は、直前の印刷(インクの吐出動作)が終了した時刻から、新たな印刷ジョブを受けるまでに経過した時間の長さに応じて払拭条件を変更し、払拭性能を制御することが好ましい。
また、予めプリンタの使用者が時刻を設定し、その時刻になれば自動的に通常のヘッドメンテナンスでの払拭動作とは条件の異なる払拭動作が行われる構成としてもよい。
このとき、払拭機構51は、制御部から実行する払拭動作の指示(例えば、第1払拭動作をn(nは正の整数)回実行後、第2払拭動作を1回実行という指示)を受け、指示に基づいて、払拭動作を実行するように構成することもできる。また、経過時間を判定する閾値は、あらかじめ設定した値を装置内(例えば記憶部)に保持してもよいし、操作パネルなどのインタフェース部を介して、外部から入力・変更された値を装置内に保持してもよい。
待機中の液体吐出ヘッド20のノズル面20a近傍の温度及び湿度に応じて払拭動作の条件を上記したように変更する場合は、ノズル面20aに付着したインクがどの程度乾燥しているかによって払拭動作の払拭条件を決定することが好ましい。一般に、インク等の液体からの水分蒸発速度は、そのときの雰囲気温度及び湿度に依存する。具体的には、温度が高いほど、また、湿度が低いほど水分蒸発速度は大きくなる(図13(A)、(B))。
すなわち、直前の印刷が終了した時刻から新たな印刷ジョブを受けるまでの間の、液体吐出ヘッド20のノズル面20a近傍の温度及び湿度の時間平均値若しくはその間の温度の最大値及び湿度の最小値に応じて払拭条件を変更する。このように、温湿度に応じて払拭条件を変更することにより、ウェブ2の消費量を抑制することができる。
他例に係る押当部材(以下、「押当ローラ」という。)11は、外周部分11cの一部に、二つの接面11a、11aを互いに所要の角度で交差させてなる凸部61を形成した異形のローラであり、軸11dを中心として回転駆動されるようになっている。
この押当ローラ11によれば、例えば図14(B)に(i)で示す外周部分11c、(ii)で示す接面11aを、(iii)で示す頂部11bをウェブ2にそれぞれ押し当てるように所要の角度だけ回転させて、払拭圧力を適宜に増減制御することができる。
例えば、洗浄液84をウェブ2に塗布したウェットワイピングを行い、かつ、1度の払拭動作によりノズル形成面20aを複数回払拭するとき、払拭条件変更手段は、各払拭動作間の待ち時間を少なくとも洗浄液84の乾燥時間未満にすることが好ましい。例えば、塗布機構51は、第1払拭動作を複数回行う間に、シート部材に洗浄液を塗布しないこと(複数の第1払拭動作開始時に塗布した後、追加の塗布を行わないこと)が好ましい。これにより、ウェブ2からノズル面20aに洗浄液84が転写された状態においてインクに浸透し、より効率的にインクを除去することが可能となる。
また、必要以上の洗浄液84の塗布を防止することにより、洗浄液84の消費量を抑制することもできる。
洗浄液84としては、インクを溶解させる作用を持つものも好ましい。また、洗浄液84は揮発性が高いため、大気に触れないよう、洗浄液塗布機構をカバー等により覆う構成が望ましい。
主走査移動機構493は、ガイド部材401、主走査モータ405、タイミングベルト408等を含む。ガイド部材401は、左右の側板491A、491Bに架け渡されてキャリッジ403を移動可能に保持している。そして、主走査モータ405によって、駆動プーリ406と従動プーリ407間に架け渡したタイミングベルト408を介して、キャリッジ403は主走査方向に往復移動される。
上記した液体吐出ヘッド20は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液体(インク)を吐出するようになっている。また、液体吐出ヘッド10は、前述した複数のノズル11からなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している(図1、3参照)。
供給機構494は、液体カートリッジ450を装着する充填部であるカートリッジホルダ451、チューブ456、送液ポンプを含む送液ユニット452等で構成されている。液体カートリッジ450は、カートリッジホルダ451に着脱可能に装着されている。
上記したヘッドタンク441には、送液ユニット452によって、液体カートリッジ450からチューブ456を介してインク(液体)が送液される。
用紙410の吸着は、例えば静電吸着やエアー吸引等で行うことができる。
上述した主走査移動機構493、供給機構494、ワイピング機構B、搬送機構495は、側板491A,491B、背板491Cを含む筐体に取り付けられている。
そこで、キャリッジ403を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド10を駆動することにより、停止している用紙410に液体(インク)を吐出して画像を形成する。すなわち、液体吐出ヘッド20を備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。
上述した液体を吐出する装置は一実施形態を示すものであり、これに限るものではないことは勿論であり、次のような構成にすることができる。
すなわち、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置のことである。また、液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するもの等を意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布等の被記録媒体、電子基板、圧電素子等の電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セル等の媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
また、「液体」は、インク、処理液、DNA試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液等も含まれる。
ここで、「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。
液体吐出ユニットの構成は、上記各実施形態において示す他、例えばヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、洗浄液塗布機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたもの等が含まれる。
「一体化」とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合等で互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていてもよい。
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクを一体化したものやチューブ等で互いに接続して液体吐出ヘッドとヘッドタンクを一体化したものとしてもよい。さらには、それらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
3 繰り出しロール
4、5 搬送ローラ
6 巻取りロール
13 ブレードホルダ
14 ブレード
15 軸
17 駆動モータ
16 伝達機構
18、19 側板
20 液体吐出ヘッド
20a ノズル面
30 移動部材
50 ヘッド清掃装置
51 払拭機構
62 ウェブ機構部
64 ブレード機構部
80 洗浄液付与手段
81 供給ポンプ
82 スタンド部材
83 供給チューブ
84 洗浄液
500 制御部
500A 主制御部
515 清掃装置駆動部
Claims (8)
- ノズルが設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドを清掃するヘッド清掃装置であって、
前記液体吐出ヘッドに対して払拭方向へ相対移動することで前記ノズル面を払拭する払拭機構と、
前記液体吐出ヘッドが最後に液体を吐出したときから経過した経過時間を記憶する記憶部と、を備え、
前記払拭機構は、
シート部材と、
前記シート部材より撥水性が高いブレード部材と、を有し、
前記ブレード部材を前記ノズル面に接触させずに、前記シート部材で前記ノズル面を払拭する第1払拭動作と、前記シート部材および前記ブレード部材を前記ノズル面に接触させて前記ノズル面を払拭する第2払拭動作と、を実行可能であり、
前記第1払拭動作を1回又は複数回行った後に、前記第2払拭動作を行い、
前記記憶部に記憶された前記経過時間が閾値を超えている場合には、前記第1払拭動作を複数回行った後に、前記第2払拭動作を行う
ことを特徴とするヘッド清掃装置。 - 前記ブレード部材は、前記ノズル面に接触しない退避位置に移動可能であり、
前記払拭機構は、前記第1払拭動作を、前記ブレード部材が前記退避位置にあるときに行う
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッド清掃装置。 - 前記払拭方向における前記シート部材と前記ブレード部材との距離は、前記払拭方向における前記ノズル面の長さよりも長い
ことを特徴とする請求項1または2に記載のヘッド清掃装置。 - 前記第1払拭動作を行っているとき、前記払拭方向における前記シート部材の移動量は、前記払拭方向における前記ノズル面の長さと略等しい
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のヘッド清掃装置。 - 前記第1払拭動作が複数回行われるとき、前記シート部材が前記ノズル面を払拭する方向は一方向である
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のヘッド清掃装置。 - 前記シート部材に洗浄液を塗布する塗布機構を、さらに備え、
前記塗布機構は、前記第1払拭動作を行う前に、前記シート部材に洗浄液を塗布する
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載のヘッド清掃装置。 - 前記塗布機構は、前記第1払拭動作を複数回行う間に、前記シート部材に洗浄液を塗布しない
ことを特徴とする請求項6に記載のヘッド清掃装置。 - 請求項1ないし7のいずれか一項に記載のヘッド清掃装置を備えた液体を吐出する装置。
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