JPH10278285A - インクジェット記録ヘッドの清掃機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 付着物を確実に除去することができるインク
ジェット記録ヘッド３の清掃装置５を提供する。 【解決手段】 インクジェット記録ヘッド３のノズルが
形成されたノズル面にワイピング部材５３を接触させて
ノズル面に付着した付着物を除去するインクジェット記
録ヘッドの清掃装置５において、ノズルが形成されたノ
ズル面に対してワイピング部材５３の線分が線接触する
状態と、ノズル面にワイピング部材５３の斜面を面接触
する状態とを選択可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号に応じて
複数のノズルからインク滴を吐出させ、記録紙等の記録
媒体に付着させて画像を記録するインクジェット記録ヘ
ッドを清掃するインクジェット記録ヘッドの清掃機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数のノズルからインクを吐
出し、このインク滴が記録媒体に付着されるインクドッ
トにより画像を記録するインクジェット記録ヘッドが知
られている。また、上記インクジェット記録ヘッドを備
えたプリンタには、インクジェット記録ヘッドのノズル
に付着したごみやインクのカスを除去する清掃装置が取
り付けられたものがある。

【０００３】上記清掃装置として、図１４に示すものが
知られている。清掃装置２００は、インクジェット記録
ヘッド２０１のノズルを清掃するためのワイピング部材
２０３を備えており、インクジェット記録ヘッド２０１
を印字方向に移動させるための移動機構２０５の端部に
対向して配置されている。また、清掃装置２００は、駆
動装置２０７によって上記移動機構２０５に対して進退
自在に設けられており、インクジェット記録ヘッド２０
１が上記端部に移動する際にインクジェット記録ヘッド
２０１に向かって移動させておくことでワイピング部材
２０３をインクジェット記録ヘッド２０１のノズルに面
接触させ、このワイピング部材２０３をインクジェット
記録ヘッド２０１の移動によって相対的に移動させるこ
とでノズルの表面に付着したごみやインクカスを除去す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、清掃装
置２００によるワイピング動作では、例えば、長期間イ
ンクジェット記録ヘッド２０１を使用しなかった時や極
端に乾燥した条件下においてノズル表面に強固に付着す
る乾燥したインクのカスを除去することができない。こ
のため、インクジェット記録ヘッド２０１では、特定ノ
ズルからのインクの吐出が行われなかったり、吐出した
場合であっても吐出量が少ない等、インクの吐出性能が
低下することから、良好な画像が形成できないという問
題点がある。

【０００５】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、インクジェット記録ヘッドによって良好な
画像を形成するために、インクジェット記録ヘッドのノ
ズルに強固に付着したインクカス等を除去することがで
きるインクジェット記録ヘッドの清掃機構を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に係るインクジェット記録ヘッドの清掃機構
では、インクジェット記録ヘッドのノズルが形成された
面にワイピング部材を接触させて上記面に付着した付着
物を除去するインクジェット記録ヘッドの清掃機構にお
いて、上記ノズルが形成された面に対してワイピング部
材が第１の圧力で接触する状態と、上記面にワイピング
部材を、上記第１の圧力に比較して低い圧力である第２
の圧力で接触する状態とを選択可能としたことを特徴と
している。

【０００７】請求項２に係るインクジェット記録ヘッド
の清掃機構では、インクジェット記録ヘッドのノズルが
形成された面にワイピング部材を接触させて上記面に付
着した付着物を除去するインクジェット記録ヘッドの清
掃機構において、上記ノズルが形成された面に対してワ
イピング部材が線接触する状態と、上記面にワイピング
部材を面接触する状態とを選択可能としたことを特徴と
している。

【０００８】

【発明の作用及び効果】請求項１に係るインクジェット
記録ヘッドの清掃機構では、ノズルが形成された面に対
してワイピング部材が第１の圧力で接触する状態と、上
記面にワイピング部材を、上記第１の圧力に比較して低
い圧力である第２の圧力で接触する状態状態とを選択す
ることができる。したがって、通常のワイピング動作で
はワイピング部材をノズルに第２の圧力で接触させてイ
ンクジェット記録ヘッドのノズルに付着した付着物の除
去を行い、乾燥したインクのカス等の付着物がノズルの
表面に強固に付着している場合では、ワイピング部材を
ノズルに、第２の圧力に比較して高い圧力である第１の
圧力で接触させることで重点的にワイピング動作を行い
付着物を除去する。

【０００９】また、請求項２に係るインクジェット記録
ヘッドの清掃機構では、ノズルが形成された面に対して
ワイピング部材が線接触する状態と、上記面にワイピン
グ部材を面接触する状態とを選択することができる。し
たがって、通常のワイピング動作ではワイピング部材を
ノズルに面接触させてインクジェット記録ヘッドのノズ
ルに付着した付着物の除去を行い、乾燥したインクのカ
ス等の付着物がノズルの表面に強固に付着している場合
では、ワイピング部材をノズルに線接触させることで重
点的にワイピング動作を行って付着物を除去する。

【００１０】上記のように、請求項１および請求項２の
インクジェット記録ヘッドの清掃機構では、ノズルの表
面に付着している付着物の付着強さに応じてワイピング
部材の接触圧力または接触状態を変更することができる
ので、インクジェット記録ヘッドのノズルを付着物の除
去によって傷つけることが無く、また、付着物が確実に
除去されるので、インクジェット記録ヘッドの清掃機構
を備えたインクジェット記録ヘッドでは良好な画像を形
成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る実施の形態を説明する。図１は、本発明に係るイ
ンクジェット式記録装置の一態様であるインクジェット
プリンタの印字部分１を示している。また、図示される
ように、このインクジェットプリンタは、インクジェッ
ト記録ヘッド（以下「記録ヘッド」と省略する）３をク
リーニングするための清掃装置５を備えている。

【００１２】上記記録ヘッド３は、キャリッジ７に支持
されており、キャリッジ７はガイドシャフト９に沿って
矢印ｘ方向に移動可能としてある。ガイドシャフト９の
両端部近傍にはそれぞれプーリ１１、１３が配置されて
おり、これらプーリ１１，１３に巻回したベルト１５に
キャリッジ７が連結してある。また、一方のプーリ１３
はモータ１７に駆動連結してあり、このモータ１７の駆
動に基づいて、キャリッジ７がガイドシャフト９に沿っ
て移動するようにしてある。

【００１３】図２、３に示すように、記録ヘッド３は第
１ヘッド部２１と第２ヘッド部２３とからなり、天板２
５、隔壁２７、振動板２９、ベースプレート３１を一体
的に組合わされて構成されている。第１ヘッド部２１と
第２ヘッド部２３は記録ヘッド３の移動方向に並んでお
り、中央線３３に関して左右対称な構成をしている。

【００１４】天板２５は隔壁２７との対向面を電鋳ある
いはフォトリソグラフィー等の方法により微細加工して
複数の凹部を形成し、第１ヘッド部２１、第２ヘッド部
２３のそれぞれにインクを収容する複数のキャビティ３
５と、補給用インクを収容するインク供給室３７と、各
キャビティ３５をインク供給室３７に連結するインクイ
ンレット３９が形成されている。第１ヘッド部２１と第
２ヘッド部２３のキャビティ３５は、これらの記録ヘッ
ド部２１、２３が対向する方向に向かって伸びる長溝状
にかつ平行に形成されている。また、天板２５にはキャ
ビティ３５のインクインレット３９と反対側にキャビテ
ィ３５に連通するノズル４１がキャビティ３５の長手方
向に直交する１つの直線上に所定の間隔をおいて複数形
成されている。

【００１５】隔壁２７は導電性からなる薄肉フィルムが
用いられており、天板２５と振動板２９との間に固定さ
れている。なお、この隔壁２７は後述する圧電部材４３
の変形を阻害するものではなく、圧電部材４３の変形に
応じて変形する。

【００１６】振動板２９は、例えばセラミックス板の上
面及び下面に金属を蒸着する等の方法により導電層を設
けたものであり、隔壁２７とベースプレート３１にそれ
ぞれ導電性の接着剤で固定されている。また、振動板２
９はベースプレート３１に接着固定した後、ダイシング
加工により縦横に切断して、キャビティ３５に対向する
圧電部材４３と各圧電部材４３を囲む壁４５とに分離
し、高温下で各圧電部材４３は高圧を印加して分極処理
してある。

【００１７】ベースプレート３１は振動板２９との対向
面に複数の導電リード部（図示せず）を備えており、各
導電リード部は圧電部材４３に対向している。

【００１８】上記構成の記録ヘッド３では、各ヘッド部
２１、２３において、図示しないインクタンクからイン
ク供給室３７にインクが供給される。インク供給室３７
のインクはインクインレット３９を介して各キャビティ
３５に分配される。また、図１に示すように、記録ヘッ
ド３はモータ１７の駆動に基づいて矢印ｘ方向に移動す
る。そして、圧電部材４３に所定の電圧（印字信号）が
印加されると該圧電部材４３はキャビティ３５に向かっ
て変形し、その変形が隔壁２７に伝達される。その結
果、キャビティ３５内のインクが加圧されてノズル４１
よりインク滴が飛翔し、記録ヘッド３の対向部を矢印ｘ
方向と直交する方向に送られる用紙に付着して画像が形
成される。

【００１９】次に、本発明の特徴部分である清掃装置５
の構成について説明する。清掃装置５は、記録ヘッド３
のノズル４１及びノズル４１が形成されたノズル面４７
を清掃するもので、プリンタの非動作状態において記録
ヘッド３が待機する領域、すなわち一般にホームポジシ
ョンと呼ばれる非印字領域４９に対向してに設けてあ
る。

【００２０】清掃装置５の本体は箱体からなっており、
記録ヘッド３に対向する面に形成された開口部５１には
ワイピング部材５３が突出するように設けてある。ワイ
ピング部材５３は、図４に示すように、矩形板材の一辺
側を切除して斜面５５を形成したもので、上方向に向か
うにしたがって広い幅を有する略三角形状からなってお
り、記録ヘッド３が清掃装置５の対向部に位置した状態
で、ワイピング部材５３の前方上端の角部分を構成する
線分５７が記録ヘッド３のノズル面４７に当接するよう
になっている。このワイピング部材５３は、弾性変形可
能な材質、例えばシリコン、クロロプレンゴム、ブチル
ゴム、ウレタンゴム、または、フルオシリコーンゴムで
構成される

【００２１】ワイピング部材５３が取り付けられたワイ
ピング部材支持板５９は、その両側上端部がバネ６１、
６３により、また下端部がヒンジ６５（他方は図示せ
ず。）によって、ワイピング部材５３の背面に配置され
た前後移動フレーム６９に取り付けられている。また、
前後移動フレーム６９の支柱７１、７３には上記ワイピ
ング部材支持板５９に当接するワイピング部材角度変更
カム７５が取り付けられ、ワイピング部材５３が線分５
７を中心として矢印７７方向に回動できるようになって
おり、記録ヘッド３のノズル面４７に当接する部分を線
分５７から斜面５５に変更することができるようになっ
ている。ワイピング部材角度変更カム７５の一方の軸端
部にはギア７９が取り付けてあり、図示しない駆動機構
に連結されている。

【００２２】支柱７１、７３の下端部には、前後移動フ
レーム６９の背面に配置された上下移動フレーム８１に
取り付けられたスライド軸８３（他方は図示せず。）が
それぞれ挿通してあり、前後移動フレーム６９が矢印８
７方向（水平方向）に移動できるようになっている。ま
た、前後移動フレーム６９本体の略中央部には、上下移
動フレーム８１に取り付けられた軸８９がバネ９１を介
在して挿通されており、前後移動フレーム６９を前方に
付勢している。

【００２３】上下移動フレーム８１の両側下端部には、
それぞれバネ９３（他方は図示せず。）を介在した支軸
９７（他方は図示せず。）が挿通してあり、上下移動フ
レーム８１を上方向に付勢している。また、上下移動フ
レーム８１の上端部に設けられた上下移動用カム１０１
が上下移動フレーム８１の上端部に当接してあり、上下
移動フレーム８１、前後移動フレーム６９及びワイピン
グ部材５３を矢印１０３方向（上下方向）に一体的に移
動できるようになっている。上下移動用カム１０１の支
軸は清掃装置５本体に取り付けられており、一方の軸端
部に取り付けられたギア１０７は図示しない駆動機構に
連結されている。この機構により、後述の重点ワイピン
グ時に、キャリッジ７の移動方向（ｘ方向）に対して直
交する方向（垂直方向）にワイピング部材５３を移動さ
せることができる。

【００２４】図５に示すブロック構成図は、インクジェ
ットプリンタの印字動作と、上記清掃装置５のワイピン
グ動作とを制御するための制御系を示している。中央情
報演算処理装置（ＣＰＵ）１１１を中心に、ホスト部等
から受信したデータ等を記録するＲＡＭ１１３と、動作
制御等のプログラムが記憶されたＲＯＭ１１５と、ホス
ト部等からのデータ通信を行うデータ受信部１１７と、
圧電部材４５の制御を行うヘッド吐出駆動部１１９と、
キャリッジ７のモータ１７を駆動して記録ヘッド３の記
録タイミングに同期して移動させるヘッド移動駆動部１
２１と、記録媒体の搬送を制御する紙送り駆動部１２３
と、清掃装置５の駆動機構によりワイピング部材５３の
ノズル面４７に当接する部分を変更させるクリーニング
系駆動部１２５と、非印字領域４９におけるヘッドの存
在、記録媒体の有無、インクの有無等を検出すべく各所
に配置した各種センサ部１２７とが接続されている。

【００２５】この制御系では、記録媒体の印字量が所定
量に達したところでキャリッジ７を非印字領域４９に退
避させ、記録ヘッド３のノズル面４７をワイピング部材
５３に接触させた状態で記録ヘッド３を非印字領域４９
内でｘ方向に往復動させることでノズル面４７及びノズ
ル４１の清掃を行うように制御するが、使用者が任意に
記録ヘッド３のノズル面４７の清掃を行うように制御す
ることもできる。

【００２６】また、清掃装置５は、通常、図６に示すよ
うに、駆動機構の駆動力をギア７９を介してワイピング
部材角度変更カム７５に伝達し、このワイピング部材角
度変更カム７５を回転させることでワイピング部材５３
の斜面５５の全面を記録ヘッド３のノズル面４７に接触
させて該ノズル面４７を全面的に清掃するが、清掃前ま
たは清掃後のノズル４１のインク吐出状態を検出し、ノ
ズル４１の詰まり不良が検出された場合には該ノズル４
１のみを重点的に清掃する。本実施の形態では、清掃状
態において、特定電圧で全てのノズル４１からインクを
吐出して、その際の圧電部材４３の電気抵抗値を測定す
ることでノズル４１の詰まり不良を検出している。

【００２７】詳しくは、図７に示すフローチャートに示
されるように、ノズル４１の詰まり不良を検出して上記
した通常のワイピング動作を行うか否かを判断し（Ｓ１
００）、詰まり不良が検出されなかった場合は通常のワ
イピング動作を行い（Ｓ１０１）、詰まり不良が検出さ
れた場合は詰まり不良の発生したノズル４１を重点的に
清掃するために該ノズル４１に対向した必要位置へキャ
リッジ７を移動する（Ｓ１０２）。つづいて、駆動機構
の駆動力をギア７９、１０７を介してワイピング部材角
度変更カム７５と上下移動用カム１０１とに伝達してこ
れらを回転させ、ワイピング部材５３の角度及び上下位
置を変更して線分５７をノズル４１に接触させる（Ｓ１
０３、図８及び９参照）。

【００２８】この状態で、キャリッジ７をｘ方向に往復
動してノズル４１を重点的に清掃する（Ｓ１０４）。こ
のように、線分５７のみがノズル４１に接触する状態で
は、バネ９１の付勢力が線分５７に集中し、その上、斜
面５５がノズル面４７に接触する状態に比べて前後移動
フレーム６９が後方に移動するためバネ９１が圧縮され
るので、線分５７にかかる圧力は斜面５５がノズル面４
７に接触する圧力に比べて高くなる。したがって、ノズ
ル４１に付着した付着物は確実に除去される。なお、ワ
イピング部材５３の線分５７は清掃動作の際に弾性変形
してノズル４１に密着する。

【００２９】清掃後、駆動機構の駆動力をギア７９を介
してワイピング部材角度変更カム７５に伝達して該ワイ
ピング部材角度変更カム７５を回転させ、ワイピング部
材５３の角度を変更してワイピング部材５３とノズル面
４７とを非接触状態としてワイピング動作を終了する
（Ｓ１０５）。

【００３０】このように、清掃装置５では、通常はワイ
ピング部材５３の斜面５５をノズル面４７に接触させて
ノズル４１及びノズル面４７のワイピング動作をおこな
うが、付着物が乾燥したインクのカス等であってノズル
４１に強く付着しているために上記ワイピング動作では
付着物を除去できない場合等においては、ワイピング部
材５３の線分５７を付着物が付着したノズル４１に接触
させてワイピング動作を重点的に行うことができるの
で、ノズル４１から付着物が確実に除去される。また、
付着物の付着していないノズル面４７はワイピング部材
５３が接触しないためにワイピング動作によって傷つけ
られることが無い。さらに、ノズル４１から付着物が確
実に除去されるので、インクの吐出量制御が正確に行え
るため、インクジェット記録ヘッド３では良好な画像を
形成することができる。

【００３１】なお、ワイピング部材５３の形状は上記の
形状に限るものではなく、図１０に示すように単なる板
形状であってもよい。このワイピング部材５３を使用す
る場合、通常のワイピング動作ではワイピング部材５３
の端面５５ａを記録ヘッド３のノズル面４７に接触させ
て使用し、ノズル４１の詰まりを重点的に清掃する場合
は図１１に示すように、上記端面５５ａの角部分の線分
５５ｂをノズル４１に接触させて使用する。なお、上記
清掃装置５と同様に、線分５５ｂのノズル４１に接触す
る圧力は、斜面５５ａのノズル面４７に接触する圧力に
比較して高くなるように調節してある。

【００３２】また、図１２に示すように、ワイピング部
材５３は直方体の一端面を斜めに切除した形態であって
もよく、通常のワイピング動作では切除により形成され
た斜面５５ａを記録ヘッド３のノズル面４７に全体的に
接触させて使用する。ノズル４１の詰まりを重点的に清
掃する場合は、図１３に示すように、上記斜面５５ａの
角部分の線分５５ｂをノズル４１に接触させて使用す
る。なお、上記清掃装置５と同様に、線分５５ｂのノズ
ル４１に接触する圧力は、斜面５５ａのノズル面４７に
接触する圧力に比較して高くなるように調節されてい
る。

【００３３】記録ヘッド３の構成としては、上記実施の
形態に示したように、圧電部材４３を用いたものに限ら
ず各種のインクジェット記録ヘッド、例えばバブルジェ
ットヘッドにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの清
掃機構を備えたインクジェットプリンタの部分斜視図で
ある。

【図２】 インクジェット記録ヘッドの正面図である。

【図３】 図２のII−II線断面図である。

【図４】 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの清
掃機構の斜視図である。

【図５】 インクジェットプリンタの制御系を示すブロ
ック図である。

【図６】 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの清
掃機構の動作を説明する図である。

【図７】 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの清
掃機構のワイピング動作を説明するフローチャートであ
る。

【図８】 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの清
掃機構のワイピング動作を説明する斜視図である。

【図９】 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの清
掃機構の動作を説明する図である。

【図１０】 ワイピング部材の形状を示す斜視図であ
る。

【図１１】 ワイピング部材の使用状態を示す斜視図で
ある。

【図１２】 ワイピング部材の形状を示す斜視図であ
る。

【図１３】 ワイピング部材の使用状態を示す斜視図で
ある。

【図１４】 従来のインクジェット記録ヘッドの清掃機
構を備えたインクジェットプリンタの部分斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…印字部分、３…インクジェット記録ヘッド、５…清
掃装置、７…キャリッジ、４７…ノズル面、４９…非印
字領域、５１…開口部、５３…ワイピング部材、５５…
斜面、５７…線分。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット記録ヘッドのノズルが形
   成された面にワイピング部材を接触させて上記面に付着
   した付着物を除去するインクジェット記録ヘッドの清掃
   機構において、 上記ノズルが形成された面に対してワイピング部材が第
   １の圧力で接触する状態と、上記面にワイピング部材
   を、上記第１の圧力に比較して低い圧力である第２の圧
   力で接触する状態とを選択可能としたことを特徴とする
   インクジェット記録ヘッドの清掃機構。
2. 【請求項２】 インクジェット記録ヘッドのノズルが形
   成された面にワイピング部材を接触させて上記面に付着
   した付着物を除去するインクジェット記録ヘッドの清掃
   機構において、 上記ノズルが形成された面に対してワイピング部材が線
   接触する状態と、上記面にワイピング部材を面接触する
   状態とを選択可能としたことを特徴とするインクジェッ
   ト記録ヘッドの清掃機構。