JP7073746B2 - 液体吐出ヘッドの洗浄装置及び液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの洗浄装置及び液体を吐出する装置に関する。

例えば、インク滴を吐出させて画像を記録するインクジェット方式の画像形成装置においては、液体の吐出不良の発生を防止するために、定期的にノズル面に付着した汚れを除去することが必要となる。

特許文献１には、帯状の払拭部材をノズル面に押圧部材で押圧し、ノズル面を払拭する技術が開示されている。

ノズル面全体を一様に強い力で払拭した場合、洗浄力は大きくなるもののノズル面が摩耗する一方、弱い力で払拭すると、洗浄力は小さくなってしまうという課題がある。

上記課題は、液体吐出ヘッドのノズル面を払拭する払拭部材と、前記払拭部材の第１払拭領域を前記ノズル面に当接させる第１押圧部材と、前記払拭部材の第２払拭領域を前記ノズル面に当接させる少なくとも１つの第２押圧部材とを備え、前記払拭部材の移動方向に直交する方向を幅方向として、前記第２押圧部材の幅方向長さは、前記第１押圧部材の幅方向長さよりも狭く、前記第２払拭領域は、前記第１払拭領域よりも面積が小さいこと、前記第２押圧部材は、前記液体吐出ヘッドの液体吐出方向に移動可能であり、前記第１押圧部材に対する相対位置を変更可能であること、及び、払拭動作として、前記第１押圧部材が前記払拭部材を前記ノズル面に当接させる一方、前記第２押圧部材は前記第１押圧部材よりも前記ノズル面から退避する第１払拭モードと、前記少なくとも１つの第２押圧部材が前記払拭部材を前記ノズル面に当接させる一方、前記第１押圧部材は前記払拭部材を前記ノズル面に当接させない第２払拭モードとを有する液体吐出ヘッドの洗浄装置によって解決される。

本発明によれば、ノズル面の洗浄効率を向上できる。

本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置（インクジェット記録装置）を斜め前方から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置（インクジェット記録装置）の機構部を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置（インクジェット記録装置）の機構部を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置（インクジェット記録装置）の制御部のブロック図である。 記録ヘッド、キャッピングユニット及びワイピングユニットの位置関係を示す模式図である。 液体吐出ヘッドの洗浄装置の一構成を示す側面図である。 （ａ）はヘッド吸引後にキャップから離間した時のノズル面の状態を示す模式図であり、（ｂ）はノズル面をワイパブレードで払拭した時のノズル面の状態を示す模式図である。 （ａ）～（ｅ）は、記録ヘッドのノズル面及び側面に付着した残留インクを、ウェブワイパで払拭する一連の動作を示す模式図である。 ウェブワイパで払拭した後のノズル面の状態を示す模式図である。 （ａ）はヘッド吸引後にキャップ内の残留インクがノズル面に付着した状態を示す模式図であり、（ｂ）はノズル面の払拭状態を示す模式断面図である。 残留インクが堆積したノズル面の状態を示す模式図である。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式側面図である。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式背面図である 第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式側面図である。 第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式背面図である。 第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式背面図である。 第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式背面図（その２）である。 第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式側面図である。

ノズル面に付着するインク量は、部分的に多い領域や少ない領域が生じる。そのため、上記したクリーニング方法、及びクリーニング装置では、ノズル面に対する払拭部材の押圧力が小さい場合、一回の払拭ではインク付着量の多い領域において拭き残しが発生する。インクの付着量の多い領域でインクの拭き残しが生じるとインクが固着するので、払拭しても除去しにくくなる。

一方、払拭部材の押圧力が大きいと一回の払拭でインクを除去できるものの、インクの付着量が少ない領域では、過剰な押圧力によりノズル面が磨耗し、撥水性の劣化を進めることになる。そのため、特にノズル孔周辺は、劣化を防ぐために必要最小限の払拭回数に留めることが望ましい。

以下より、本実施形態に係る液体を吐出する装置について説明する。

（実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置（インクジェット記録装置）を斜め前方から見た斜視図である。図１に示すように、インクジェット記録装置６００は、装置本体１と、装置本体１に装着され、被搬送物（用紙）を装填する供給トレイ２と、装置本体１に着脱自在に装着され、画像が記録（形成）された被搬送物をストックする排出トレイ３とを備える。また、装置本体１の前面の一端部側（排出トレイ３の側方）に、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙを装填するカートリッジ装填部４と、このカートリッジ装填部４の上面に操作ボタンや表示器などを有する操作／表示部５とを備える。

カートリッジ装填部４には、複数の記録液カートリッジであるインクカートリッジ（メインタンク）１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙを、装置本体１の前面側から後方側に向って挿入して装填可能である。インクカートリッジ（メインタンク）１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙには、色の異なる色材である記録液（インク）、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクがそれぞれ収容されている。

このカートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙを着脱するときに開く前カバー（カートリッジカバー）６を開閉可能に設けている。インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙは縦置き状態で、横方向に並べて装填する構成としている。

操作／表示部５には、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの装着位置（配置位置）に対応して、各色の残量表示部１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙを配置している。これら残量表示部１１ｋ、１１ｃ、１１ｍ、１１ｙは、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの残量がニアーエンド、及びエンドになったことを表示する。さらに、この操作／表示部５には、電源ボタン１２、被搬送物送り／印刷再開ボタン１３、キャンセルボタン１４も配置されている。

図２はインクジェット記録装置の機構部を示す側面図であり、図３は同じく機構部を示す平面図である。このインクジェット記録装置６００の機構部について図２及び図３を参照して説明する。

図３に示すように、フレーム２１を構成する左右の側板２１Ａ、２１Ｂには、主ガイド部材である主ガイドロッド３１と従ガイドロッド３２とが横架されている。これら主ガイドロッド３１及び従ガイドロッド３２に、キャリッジ３３が主走査方向に摺動自在に保持されている。キャリッジ３３は、主走査モータ５００により、タイミングベルト５０２を介して図３の矢印方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３には、各色のインク滴を吐出する４個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向（被搬送物送り方向）に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。なお、各色の液体を吐出するノズル列を有する１又は複数のヘッド構成などを採用することもできる。

記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドは、液体を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として、例えば圧電素子などの圧電アクチュエータを備える。圧力発生手段としては、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、又は静電力を用いる静電アクチュエータなどを用いることもできる。

また、キャリッジ３３には、各記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための各色のヘッドタンク３５を搭載している。この各色のヘッドタンク３５には各色の可撓性を有する供給チューブ３６を介して、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。このカートリッジ装填部４にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための送液手段である供給ポンプユニット２４が設けられている。

図２に示すように、供給トレイ２の被搬送物積載部（圧板）４１上に積載した被搬送物４２を供給する供給部として、半月コロ（供給コロ）４３と、その供給コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４とが設けられている。この半月コロ（供給コロ）４３は、被搬送物積載部４１から被搬送物４２を１枚ずつ分離給送する。また、分離パッド４４は供給コロ４３側に付勢されている。

また、被搬送物４２を案内するガイド４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とが設けられており、供給部から供給された被搬送物４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込む。搬送手段である搬送ベルト５１は、給送された被搬送物４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置に搬送する。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成されている。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６が設けられている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。さらに、搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３４による印写領域に対応してガイド部材５７が配置されている。

この搬送ベルト５１は、副走査モータ５０４によってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって、図３のベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された被搬送物４２を排出するための排出部として、搬送ベルト５１から被搬送物４２を分離するための分離爪６１と、排出ローラ６２及び排出コロ６３とが設けられ、排出ローラ６２の下方に排出トレイ３が設けられている。

さらにまた、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される被搬送物４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に供給する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２となっている。

図３に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含むキャッピングユニット８１を配置している。

このキャッピングユニット８１は、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャッピングするための各キャップ部材８２ａ～８２ｄを備える（以下「キャップ」といい、区別しないときは「キャップ８２」という）。また、キャッピングユニット８１は、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け７４と、吸引ポンプ５０８などを備える。ここでは、キャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ～８２ｄは保湿用キャップとしている。

そして、このキャッピングユニット８１によるキャッピングで生じる記録液の廃液、キャップ８２に排出されたインク、空吐出受け７４に空吐出されたインクは廃液タンク５０６に排出されて収容される。

また、キャリッジ３３の走査方向においてキャッピングユニット８１に隣接して、キャッピングユニット８１と搬送ベルト５１との間に、ワイピングユニット（払拭ユニット）１００を有する。ワイピングユニット１００は、布状のウェブワイパ８４を記録ヘッド３４のノズル面３４ａに接触させてノズル面３４ａを払拭して清掃する。ワイピングユニット１００は、記録ヘッド３４のノズル面３４ａを払拭するときに、副走査方向に移動する。

さらに、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け７８を配置している。この空吐出受け７８は、記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部７９などを備える。

このように構成したインクジェット記録装置６００による記録動作について説明する。まず、供給トレイ２から被搬送物４２が１枚ずつ分離供給され、略鉛直上方に供給された被搬送物４２はガイド４５で案内される。続いて被搬送物４２は、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、さらに先端を搬送ガイド部材４７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、装置に設けられた制御部のＡＣバイアス供給部から帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加される。これにより、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に被搬送物４２が給送されると、被搬送物４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって被搬送物４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している被搬送物４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、被搬送物４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は被搬送物４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、被搬送物４２を排出トレイ３に排出する。

図４は、インクジェット記録装置の制御部のブロック図である。この制御部の概要について説明する。

この制御部は、この液体を吐出する装置全体の制御を司る、本発明に係る制御を行うための手段を兼ねたマイクロコンピュータで構成した制御手段としての主制御部３０１と、印刷制御を司るマイクロコンピュータで構成した印刷制御部３０２とを備える。

主制御部３０１は、通信回路３００から入力される印刷処理の情報に基づいて被搬送物４２に画像を形成する。そのため、キャリッジ３３を主走査方向に移動させる主走査モータ５００を、主走査モータ駆動回路３０３を介して駆動制御し、被搬送物４２を送る副走査モータ５０４を、副走査モータ駆動回路３０４を介して駆動制御する。また、印刷制御部３０２に対して印刷用データを送出するなどの制御を行う。

また、主制御部３０１には、キャリッジ３３の位置を検出するキャリッジ位置検出回路３０５からの検出信号が入力され、主制御部３０１はこの検出信号に基づいてキャリッジ３３の移動位置及び移動速度を制御する。また、主制御部３０１は、後述するワイピングユニット１００の移動位置及び移動速度、巻き取り部材（ローラ）の回転量などを制御する。計時手段５４０は、前回の払拭動作終了時から現在の払拭動作開始時までに経過した時間を計測し、そのデータを主制御部３０１に送信する。

また、主制御部３０１は、洗浄液塗布機構４００の弁４０３の開閉を制御する。キャリッジ位置検出回路３０５は、例えばキャリッジ３３の走査方向に配置されたエンコーダシート５１２のスリット数を、キャリッジ３３に搭載されたフォトセンサ５１０で読み取って計数することで、キャリッジ３３の位置を検出する。主走査モータ駆動回路３０３は、主制御部３０１から入力されるキャリッジ移動量に応じて主走査モータ５００を回転駆動させて、キャリッジ３３を所定の位置に所定の速度で移動させる。

また、主制御部３０１には搬送ベルト５１の移動量を検出する搬送量検出回路３０６からの検出信号が入力され、主制御部３０１はこの検出信号に基づいて搬送ベルト５１の移動量及び移動速度を制御する。搬送量検出回路３０６は、例えば搬送ローラ５２の回転軸に取り付けられた回転エンコーダシート５１６のスリット数を、フォトセンサ５１８で読み取って計数することで搬送量を検出する。副走査モータ駆動回路３０４は、主制御部３０１から入力される搬送量に応じて副走査モータ５０４を回転駆動させて、搬送ローラ５２を回転駆動して搬送ベルト５１を所定の位置に所定の速度で移動させる。

主制御部３０１は、給紙コロ駆動回路３０７に給紙コロ駆動指令を与えることによって供給コロ４３を一回転させる。主制御部３０１は、維持回復機構駆動用モータ駆動回路３０８を介してキャッピングユニット８１のモータを回転駆動することにより、前述したようにキャップ８２の昇降、吸引ポンプ５０８の駆動などを行わせる。

主制御部３０１は、供給ポンプ用駆動回路３１１を介して供給ポンプユニット２４のポンプを駆動する駆動モータ（供給モータ）５１４を駆動制御する。そして、カートリッジ装填部４に装填されたインクカートリッジ１０からヘッドタンク３５にインクを補充供給する（充填する）。このとき、主制御部３０１は、ヘッドタンク３５が満タン状態にあることを検知するヘッドタンク満タンセンサ３１２からの検知信号に基づいて補充供給（充填動作）を制御する。この場合、ヘッドタンク３５の大気開放機構を開状態にして充填を行う大気開放充填、大気開放機構を閉じたまま充填を行う通常充填がある。

また、主制御部３０１は、カートリッジ通信回路３１４を通じて、カートリッジ装填部４に装着された各インクカートリッジ１０に設けられる記憶手段である不揮発性メモリ３１６に記憶されている情報を取り込む。そして、所要の処理を行って、本体記憶手段である不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）３１５に格納保持する。

また、主制御部３０１には、環境温度、環境湿度を検知する環境センサ３１３からの検知信号が入力される。

印刷制御部３０２は、主制御部３０１からの信号とキャリッジ位置検出回路３０５及び搬送量検出回路３０６などからのキャリッジ位置や搬送量に基づいて、記録ヘッド３４の液滴を吐出させるための圧力発生手段を駆動するためのデータを生成する。また、印刷制御部３０２は、上記した画像データをシリアルデータでヘッド駆動回路３１０に転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、滴制御信号（マスク信号）などをヘッド駆動回路３１０に出力する。また、印刷制御部３０２は、ＲＯＭに格納されている駆動信号のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含む。そして印刷制御部３０２は、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッド駆動回路３１０に対して出力する。

ヘッド駆動回路３１０は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データに基づいて、印刷制御部３０２から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド３４の駆動素子に対して印加することで、記録ヘッド３４を駆動する。このとき、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

図５は、記録ヘッド、キャッピングユニット及びワイピングユニットの位置関係を示す模式図である。図５に示すように、主ガイドロッド３１に沿って主走査方向（ｘ方向）に往復走査するキャリッジ３３に、記録ヘッド３４が搭載されている。記録ヘッド３４の向かいには、キャッピングユニット８１が配置されている。キャッピングユニット８１は、それぞれの記録ヘッド３４に対向する位置にキャップ８２を備える。また、キャッピングユニット８１に隣接して、ワイパブレード８３とウェブワイパ８４とを備えるワイピングユニット１００が配置されている。ワイピングユニット１００は、移動手段であるベルト機構１０２に搭載されており、副走査方向（ｙ方向）に往復移動される。

印字（記録）待機中にはキャリッジ３３はキャッピングユニット８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされる。ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で吸引ポンプ５０８によって（図３参照）、ノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という）、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。さらに、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。

記録ヘッド３４のノズル面を払拭する際には、キャリッジ３３がワイピングユニット１００の上方に移動され、ワイピングユニット１００がベルト機構１０２により往復運動される。そして、往復移動するワイパブレード８３又はウェブワイパ８４により、記録ヘッド３４のそれぞれのノズル面が払拭される。これらにより、記録ヘッド３４の安定した吐出性能が維持される。

なお、ワイピングユニット１００やベルト機構１０２などの記録ヘッド３４を洗浄する装置を、「液体吐出ヘッドの洗浄装置」と称する。

図６は、液体吐出ヘッドの洗浄装置の一構成を示す側面図である。図６に示すように、ローラ５８ａに未使用のウェブワイパ８４が巻かれており、そこからウェブワイパ８４がローラ５８ｂを介して第１押圧部材である押圧ローラ８５に巻き掛けられている。そして、使用済みのウェブワイパ８４がローラ５８ｃを介してローラ５８ｄに巻き取られる。これらローラ５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄは、巻き取り部材の一例である。

続いて、記録ヘッド３４のノズル面及び側面に付着する残留インクについて説明する。

（残留インク（その１））
図７（ａ）はヘッド吸引後にキャップから離間した時のノズル面の状態を示す模式図であり、図７（ｂ）はノズル面をワイパブレードで払拭した時のノズル面の状態を示す模式図である。図７（ａ）に示すように、ノズル孔３４ｎから吸引されたインク９０ａがノズル面３４ａに残留し、ノズル孔３４ｎの周辺に広がっている。ワイパブレード８３で、矢印方向（ｙ方向）に払拭すると、図７（ｂ）に示すように、大部分のインクは除去されるものの、記録ヘッド３４のノズル面３４ａ及び側面に一部のインク（インク９０ｂ、９０ｃ）が残留する。

図８（ａ）～（ｅ）は、記録ヘッドのノズル面及び側面に付着した残留インクを、ウェブワイパで払拭する一連の動作を示す模式図である。

図８（ａ）に示すように、払拭部材であるウェブワイパ８４は、不織布などの吸収体で帯状に形成され、押圧部材（第１押圧部材）である押圧ローラ８５に巻き掛けられている。また、押圧ローラ８５は、圧縮ばね８６により上方に向けて付勢されている。したがって、ウェブワイパ８４は上方に向けて付勢されながら張られた状態となっている。このウェブワイパ８４はｙ方向に移動することで、記録ヘッド３４の側面に付着した残留インク９０ｂ、及びノズル面３４ａに付着した残留インク９０ｃを払拭する。

具体的に説明する。まず、図８（ｂ）に示すように、ウェブワイパ８４が記録ヘッド３４の側面に当接し、その側面に付着した残留インク９０ｂを吸収する。次に、図８（ｃ）に示すように、押圧ローラ８５がｙ方向に移動すると、圧縮ばね８６が圧縮され、押圧ローラ８５はウェブワイパ８４を一定の押圧力でノズル面３４ａに当接させる。ウェブワイパ８４は、そのままｙ方向に移動することで、ノズル面３４ａに付着した残留インク９０ｃを吸収する。

しかし、図８（ｄ）に示すように、記録ヘッド３４の長手方向の側面に付着した残留インク９０ｂの付着量が多いと、ウェブワイパ８４はそれらを吸収しきれず、残留インク９０ｂが側面に残る。そして図８（ｅ）に示すように、残留インク９０ｂは、時間の経過とともに下方へ移動し、同時に水分が蒸発し増粘するため、記録ヘッド３４の側面に固着することになる。

図９は、ウェブワイパで払拭した後のノズル面の状態を示す模式図である。図９に示すように、ウェブワイパ８４で払拭した後に、記録ヘッド３４の側面（ノズル面３４ａの縁）に増粘したインク９０ｂが固着して残っている。

（残留インク（その２））
図１０（ａ）はヘッド吸引後にキャップ内の残留インクがノズル面に付着した状態を示す模式図であり、図１０（ｂ）はノズル面の払拭状態を示す模式断面図である。キャップ８２内に残留したインクは、時間の経過とともに増粘する。ヘッド吸引時に、この増粘したインクがノズル面３４ａに付着すると、ワイパブレード８３やウェブワイパ８４で払拭しても完全に取り除くことは困難になる。図１０（ａ）に示すように、特に領域ｓの残留インク９０ｄは、払拭方向（ｙ方向）と同一方向に付着している。そのため、図１０（ｂ）に示すように、ウェブワイパ８４へのインクの浸透度合い（浸透したインク９０ｅの量）によっては、ウェブワイパ８４に全て吸収されず、ノズル面３４ａへ残留してしまうことがある。

このように、記録ヘッド３４の払拭方向（ｙ方向）に平行な側面に残留インク９０ｂが固着する（残留インク（その１））。また、ノズル面３４ａのキャップ８２との当接部分であって、記録ヘッド３４の払拭方向（ｙ方向）に平行な方向に残留インク９０ｄが固着する（残留インク（その２））。図１１に、残留インクが堆積したノズル面３４ａの状態を示す。

ヘッド吸引動作及びノズル面払拭動作が繰り返され、これら残留インク９０ｂ、９０ｄが堆積すると、ノズル孔３４ｎが目詰まりしたり、印字中の記録材と接触することにより異常画像が発生したりするおそれがある。したがって、これら残留インク９０ｂ、９０ｄが生じないように、ノズル面３４ａを払拭することが望まれる。

ノズル面に付着するインク量は、部分的に多い領域や少ない領域が生じる。そのため、上記したクリーニング方法、及びクリーニング装置では、ノズル面に対する払拭部材の押圧力が小さい場合、一回の払拭ではインク付着量の多い領域において拭き残しが発生する。インクの付着量の多い領域でインクの拭き残しが生じるとインクが固着するので、払拭しても除去しにくくなる。

一方、払拭部材の押圧力が大きいと一回の払拭でインクを除去できるものの、インクの付着量が少ない領域では、過剰な押圧力によりノズル面が磨耗し、撥水性の劣化を進めることになる。そのため、特にノズル孔周辺は、劣化を防ぐために必要最小限の払拭回数に留めることが望ましい。

以下より、本発明の特徴的な構成について説明する。

図１２は、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式側面図である。図１２（ａ）に示すように、本実施形態では、第１押圧部材８５である押圧ローラが回転軸８５ａ周りに回転可能に設けられ、その隣に第２押圧部材８７が設けられている。図１２（ｂ）に示すように、第２押圧部材８７は、例えばカム機構８８により、上下方向（ｚ軸方向）に移動させ、ウェブワイパ８４に押圧・当接又は離間させることができる。

図１３は、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式背面図である。図１３（ａ）に示すように、押圧ローラ８５は、その長手方向全面でウェブワイパ８４に押圧・当接するので、ウェブワイパ８４も長手方向の領域（第１払拭領域９２）で記録ヘッド３４のノズル面３４ａを払拭できる。一方、第２押圧部材８７の幅Ｗ２は、押圧ローラ８５の幅Ｗ１よりも狭く構成されている。そのため、ウェブワイパ８４の一部の領域（第１払拭領域９２よりも面積が小さい第２払拭領域９３）で記録ヘッド３４のノズル面３４ａを払拭する。

そして、本実施形態の液体吐出ヘッドの洗浄装置は払拭動作として、第１押圧部材８５がウェブワイパ８４をノズル面３４ａに当接させる第１払拭モードと、第２押圧部材８７がウェブワイパ８４をノズル面３４ａに当接させる第２払拭モードとを実施することができる。

このように構成された液体吐出ヘッドの洗浄装置の払拭動作の一例を示す。まず、第１押圧部材８５がウェブワイパ８４をノズル面３４ａに当接させ、ノズル面３４ａの全面に付着したインクを払拭する（第１払拭モード）。この場合、先の図９に示したように、記録ヘッド３４の側面にインク９０ｂが残る。次に、第２押圧部材８７がウェブワイパ８４を、特に付着したインク量が多い領域（ここではノズル面３４ａの縁）に当接させることで、それらインク９０ｂを払拭することができる（第２払拭モード）。

このように本実施形態の液体吐出ヘッドの洗浄装置は、第２払拭領域９３の面積を、第１払拭領域９２の面積よりも小さくすることで、ノズル面３４ａにおける付着するインクの量が部分的に多い領域を限定して払拭できる。したがって、ノズル面３４ａが部分的にしか払拭されないので、ノズル面３４ａの摩耗と撥水性の劣化を防ぐことができる。

また、第１払拭モードと第２払拭モードとを有するので、ノズル面３４ａに付着する液滴量の多い領域や少ない領域に対し、効果的に液滴（インク滴）を払拭できる。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式側面図である。図１４（ａ）に示すように、本実施形態では、第１押圧部材である押圧ローラ８５の内部に第２押圧部材８７ａが設けられている。図１４（ｂ）に示すように、第２押圧部材８７ａは、例えばカム機構により、上下方向（ｚ軸方向）に移動させ、ウェブワイパ８４に押圧・当接又は離間させることができる。

図１５は、第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式背面図である。図１５に示すように、押圧ローラ８５の一部を除去し、空いた空間に第２押圧部材８７ａを配置している。第１の実施形態と同様に、第２押圧部材８７ａの幅Ｗ２は、押圧ローラ８５の幅Ｗ１によりも狭く構成されている。

また、図１４（ａ）及び図１５（ａ）は、第１押圧部材８５がウェブワイパ８４をノズル面３４ａに当接させる第１払拭モードを示し、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は、第２押圧部材８７ａがウェブワイパ８４をノズル面３４ａに当接させる第２払拭モードを示している。

このように本実施形態の液体吐出ヘッドの洗浄装置は、第２押圧部材８７ａが、第１押圧部材８５の内部に配置されているため、ワイピングユニット１００を省スペース化できる。

（第３の実施形態）
図１６は、第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式背面図である。本実施形態では、第１押圧部材である押圧ローラ８５の内部に第２押圧部材８７ｂが複数備えられている。また、第２押圧部材８７ｂの間の幅方向（ウェブワイパ８４の移動方向に直交する方向：ｘ方向）長さＬ１は、先の図１１に示したキャップ８２の幅方向長さＬ１と等しい。

また、図１６（ａ）は、第１押圧部材８５がウェブワイパ８４をノズル面３４ａに当接させる第１払拭モードを示し、図１６（ｂ）は、２つの第２押圧部材８７ｂがウェブワイパ８４をノズル面３４ａに当接させる第２払拭モードを示している。

図１７は、第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式背面図（その２）である。図１７（ａ）に示すように、本実施形態では、第１押圧部材である押圧ローラ８５の内部及び外側に第２押圧部材８７ｃが複数設けられている。両外側にある第２押圧部材８７ｃの間の幅方向（ウェブワイパ８４の移動方向に直交する方向：ｘ方向）長さＬ２は、先の図１１に示した記録ヘッド３４の幅方向長さＬ２と等しい。そして、図１７（ｂ）に示すように、両内側にある第２押圧部材８７ｃの間の幅方向長さＬ１は、先の図１１に示したキャップ８２の幅方向長さＬ１と等しい。したがって、ノズル面３４ａとノズル面３４ａの縁に付着した残留インクのみを効果的に払拭でき、有利である。

図１７（ａ）は、第２押圧部材８７ｃがウェブワイパ８４をノズル面３４ａに当接させる第２払拭モードであって、ノズル面３４ａの側面に付着した残留インク９０ｂ（図１１参照）を払拭するモード示す。図１７（ｂ）は、第２払拭モードであって、ノズル面３４ａとキャップ８２との当接により生じた残留インク９０ｄ（図１１参照）を払拭するモード示す。そして、図１７（ｃ）は、第２払拭モードであって、ノズル面３４ａの側面に付着した残留インク９０ｂとノズル面３４ａとキャップ８２との当接により生じた残留インク９０ｄとを払拭するモード示す。

（第４の実施形態）
図１８は、第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの洗浄装置の模式側面図である。図１８に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッドの洗浄装置は、ウェブワイパ８４に洗浄液を塗布する塗布装置９４を備える。塗布装置９４は、洗浄液ユニット９５と、それに接続されたポンプ９６とを備える。塗布装置９４でウェブワイパ８４に洗浄液を塗布し、含浸させれば、より小さな押圧力でノズル面を払拭できる。これは、ノズル面の摩耗と撥水性の劣化を防ぐことができ、有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態及び変形例について説明した。本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、上記の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。

（付記）
本願において用いられる用語について、明確な定義を示す。

「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、液体を吐出する装置である。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。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

「液体を吐出する装置」としては、例えば、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や、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。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形などの有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターンなどを形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

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などを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、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。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、壁紙や床材などの建材、衣料用のテキスタイルなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、又は加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒などの溶媒、染料や顔料などの着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤などの機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウムなどの生体適合材料、天然色素などの可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどである。これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液などの用途で用いることができる。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置がある。また、原材料が溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などもある。

「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。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、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などが含まれる。

ここで、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、係合など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。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能装置である。液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子又は薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどが用いられる。

本明細書において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

１ 装置本体
２ 供給トレイ
３ 排出トレイ
４ カートリッジ装填部
５ 表示部
１０、１０ｃ、１０ｋ、１０ｍ、１０ｙ インクカートリッジ
１１ｃ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｙ 残量表示部
１２ 電源ボタン
１３ 印刷再開ボタン
１４ キャンセルボタン
２１ フレーム
２１Ａ、２１Ｂ 側板
２４ 供給ポンプユニット
３１ 主ガイドロッド
３２ 従ガイドロッド
３３ キャリッジ
３４ 記録ヘッド
３４ａ ノズル面
３４ｎ ノズル孔
３５ ヘッドタンク
３６ 供給チューブ
４１ 被搬送物積載部
４２ 被搬送物
４３ 供給コロ
４４ 分離パッド
４５ ガイド
４６ カウンタローラ
４７ 搬送ガイド部材
４８ 押さえ部材
４９ 先端加圧コロ
５１ 搬送ベルト
５２ 搬送ローラ
５３ テンションローラ
５６ 帯電ローラ
５７ ガイド部材
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ ローラ
６１ 分離爪
６２ 排出ローラ
６３ 排出コロ
７１ 両面ユニット
７２ 手差しトレイ
７４、７８ 空吐出受け
７９ 開口部
８１ キャッピングユニット
８２、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ キャップ
８３ ワイパブレード
８４ ウェブワイパ
８５ 第１押圧部材（押圧ローラ）
８５ａ 回転軸
８６ 圧縮ばね
８７、８７ａ、８７ｂ、８７ｃ 第２押圧部材
８８ カム機構
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、９０ｅ （残留）インク
９２ 第１払拭領域
９３ 第２払拭領域
９４ 塗布装置
９５ 洗浄液ユニット
９６ ポンプ
１００ ワイピングユニット
１０２ ベルト機構
３００ 通信回路
３０１ 主制御部
３０２ 印刷制御部
３０３ 主走査モータ駆動回路
３０４ 副走査モータ駆動回路
３０５ キャリッジ位置検出回路
３０６ 搬送量検出回路
３０７ 給紙コロ駆動回路
３０８ 維持回復機構駆動用モータ駆動回路
３１０ ヘッド駆動回路
３１１ 供給ポンプ用駆動回路
３１２ ヘッドタンク満タンセンサ
３１３ 環境センサ
３１４ カートリッジ通信回路
３１６ 不揮発性メモリ
４００ 洗浄液塗布機構
４０３ 弁
５００ 主走査モータ
５０２ タイミングベルト
５０４ 副走査モータ
５０６ 廃液タンク
５０８ 吸引ポンプ
５１０、５１８ フォトセンサ
５１２ エンコーダシート
５１６ 回転エンコーダシート
５４０ 計時手段
６００ インクジェット記録装置
Ｌ１、Ｌ２ 幅方向長さ
ｓ 領域

特開２０１４－０００７０４号公報

Claims (7)

1. 液体吐出ヘッドのノズル面を払拭する払拭部材と、
   前記払拭部材の第１払拭領域を前記ノズル面に当接させる第１押圧部材と、
   前記払拭部材の第２払拭領域を前記ノズル面に当接させる少なくとも１つの第２押圧部材とを備え、
   前記払拭部材の移動方向に直交する方向を幅方向として、
   前記第２押圧部材の幅方向長さは、前記第１押圧部材の幅方向長さよりも狭く、
   前記第２払拭領域は、前記第１払拭領域よりも面積が小さいこと、
   前記第２押圧部材は、前記液体吐出ヘッドの液体吐出方向に移動可能であり、前記第１押圧部材に対する相対位置を変更可能であること、及び、
   払拭動作として、
   前記第１押圧部材が前記払拭部材を前記ノズル面に当接させる一方、前記第２押圧部材は前記第１押圧部材よりも前記ノズル面から退避する第１払拭モードと、
   前記少なくとも１つの第２押圧部材が前記払拭部材を前記ノズル面に当接させる一方、前記第１押圧部材は前記払拭部材を前記ノズル面に当接させない第２払拭モードとを有する液体吐出ヘッドの洗浄装置。
2. 前記第２押圧部材が、前記第１押圧部材の内部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの洗浄装置。
3. 前記第２押圧部材を複数備え、
   前記払拭部材の移動方向に直交する方向を幅方向として、
   前記第２押圧部材の間の幅方向長さが、前記液体吐出ヘッドの前記ノズル面をキャッピングするキャップの幅方向長さと等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの洗浄装置。
4. 前記第２押圧部材を複数備え、
   前記払拭部材の移動方向に直交する方向を幅方向として、
   前記第２押圧部材の間の幅方向長さが、前記液体吐出ヘッドの幅方向長さと等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの洗浄装置。
5. 前記第２押圧部材を複数備え、
   前記払拭部材の移動方向に直交する方向を幅方向として、
   前記第２押圧部材の少なくとも２つの間の幅方向長さが、前記液体吐出ヘッドの前記ノズル面をキャッピングするキャップの幅方向長さと等しく、かつ
   前記第２押圧部材の他の少なくとも２つの間の幅方向長さが、前記液体吐出ヘッドの幅方向長さと等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの洗浄装置。
6. 前記払拭部材に洗浄液を塗布する塗布装置を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの洗浄装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの洗浄装置を備える液体を吐出する装置。

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