インクジェット記録ヘッド用クリーニング装置、およびインクジェット記録装置

【課題】ワイパーブレードからインクを拭き取るワイパークリーナーにおけるインクの不溶化を防ぐインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置、およびこのクリーニング装置を備えたインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、互いに反応して不溶化を生ずる複数のインクの吐出口を共通の吐出口配設面に設けた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドの吐出口配設面を弾性のワイパーブレードによってワイピングし、そのワイパーブレードをワイパークリーナによってクリーニングするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置であって、その構成として、ワイパーブレードとワイパークリーナを、それらを互いに当接させるように相対移動させる移動手段と、ワイパークリーナに反応するインク同士を分離するインク分離手段と、ワイパークリーナに付着したインクを他方に移動させるインク伝達手段と、インク伝達手段に当接するインク保持手段を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット記録ヘッドをクリーニングするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置、およびそれを備えたインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
インクジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコスト、装置の小型化やカラー化が容易等の利点を有し、プリンタ、ファックス、複写機等に応用されている。
【0003】
この装置で用いられる記録ヘッドはインクを吐出する開口としての吐出口を具えている。インクジェット記録装置では、一般には、パーソナルコンピュータなどのホスト装置から送られてくる記録データに基づいた吐出信号に基づき、記録ヘッドを駆動し吐出口からインク滴を吐出する。このような吐出口の大きさは、例えば円形のものは直径が数十μ程度であり、近年では記録する画像等の高画質化とともに、より小さくなり高密度化されつつある。
【0004】
ところで、インクジェット方式の記録装置はこのように微小な吐出口からインクを吐出させるものであるため、吐出口の目詰まりを生じ易く、また、相対的にインクの流動性(粘性)に関する変動の許容範囲が小さい。このため、インクジェット記録装置では、一般に、これらの目詰まりやインクの粘度の増大を防ぐため、あるいはこれらが生じた場合にそれを解消して、記録ヘッドのインク吐出性能を一定のものに維持するための回復処理が行なわれる。
【0005】
この回復処理の一つは、キャップにより、非記録時などに記録ヘッドの吐出口が形成された面を覆う、いわゆるキャッピングである。非記録時など、インクを吐出しないときは、吐出口近傍のインクは装置がおかれた環境の温度や湿度等に応じてインク溶剤が蒸発して粘度が増大したり、極端な場合はインクが乾燥し固化することがある。そして、そのようなインクの増粘などによって、吐出量が少なくなったり吐出方向が偏向するなどの吐出不良や不吐出を生じ、記録品位の低下を招くことになる。キャッピングは、このような現象を未然に防止するためのものである。
【0006】
他の回復処理として、目詰まりもしくは固化などの極端な増粘が生じてしまったような場合には、これらを強制的に除去するため、いわゆる吸引回復処理が行なわれる。すなわち、記録ヘッドの吐出口を配した面に上述のキャップを当接させてポンプによりこのキャップ内を減圧し、吐出口を介して吐出口内から増粘したインクなどを排出させる処理を行なう。なお、このポンプの方式には大きく分けると2種類あり、一つはシリンダタイプでピストンの移動とともに負圧を発生し、大きな負圧が得られるものである。二つ目はチューブポンプであり、チューブをローラでしごいたときにチューブ自身の復元力で負圧が発生するものである。
【0007】
さらに他の回復処理として、いわゆる予備吐出が知られている。記録中は、記録ヘッドの全ての吐出口からインクを吐出しているわけではなく、記録データによっては、ある時間、全くインク吐出がなされない吐出口が存在する場合がある。このような吐出口は、インクが吐出されないことによって増粘しつつあるインクが除去されず、さらに増粘の度合いを増すことになる。このような事態を未然に防止するため、例えば、一定時間、もしくは一定量の記録を行なうごとに、キャップ等へ、記録ヘッドの全て、あるいは一部の吐出口からインクを吐出し、吐出口内のインクをリフレッシュする、予備吐出を行なうものである。なお、この予備吐出をキャップ内に行なう場合、予備吐出量がある量に達したときに、上述のポンプを作動してキャップ内のインクを吸引して排出することも行なわれる。
【0008】
回復処理としては、以上のキャップを用いた回復処理の他、ワイパーブレードによって記録ヘッドの吐出口が配設された面を拭うワイピングが知られている。
【0009】
記録ヘッドの吐出口が配設された面には、その記録ヘッドが対向する記録紙から生じる紙粉や塵埃、また、吐出したインクが記録紙で跳ね返って生じるインクミストが付着することがある。この場合、これらの紙紛やインクミストなどが微少な吐出口に付着すると、インクの不吐出や吐出不良を生ずることがある。この吐出不良などを未然に防ぐため、例えば、記録中に一定の時間が経過したとき、あるいは、一定量の記録を行なったときなど、記録中の所定のタイミングで、ワイパーブレードを記録ヘッドの上記吐出口配設面に当接させて摺擦動作を行なう、ワイピングを行う。これにより、上記面に付着した紙紛やインクミストなどを除去することができる。また、このワイピングは、ユーザーが記録画像に吐出不良による画像劣化を観察した場合などにも、ユーザーの指示操作に応じて、行われることもある。
【0010】
また、ワイピングは、上述した他の回復処理に伴って行なわれるものでもある。すなわち、上記の予備吐出や吸引回復処理では、キャップ内にインクを吐出したり、記録ヘッドの吐出口配設面にキャップを当接した状態でキャップ内を減圧して吸引を行なう。これによって、これらの回復処理の後、キャップにもインクが付着していることが多い。そして、このインクが付着した状態のキャップが、次の回復処理で記録ヘッドの吐出口配設面に当接しそのインクをその配設面に移すことがある。このため、キャップの記録ヘッドに対する当接解除後に、ワイピングが行なわれる。
【0011】
また、このようなワイパーブレードによるワイピング動作を常に適正に行わせるための方法として、ワイパークリーナ(ブレードクリーナ)を装備して、ワイパークリーナに対しワイパーブレードを相対移動させ、ワイパーブレードが撓みながら、ワイパークリーナの掻き取り部を通過することにより、ワイパーブレードの先端付近に付着したインク等の異物を掻き取ることによりワイパーブレードによる清掃効果を持続させる。
【0012】
ところで、上述した回復処理の直接の対象である記録ヘッドの構成は、最近の記録画像の高品位化、例えば、黒文字等の濃度向上、カラー化、高精細(高解像度)化、耐水性向上等に対応したものであることが求められている。
【0013】
一般に、シリアル方式のインクジェット記録装置は、記録ヘッドをキャリッジに搭載し、キャリッジの往復移動に応じて記録ヘッドからインクを吐出して記録紙にドットを形成して記録を行なう。
【0014】
この方式において上述した記録の高品位化の要求を満たす記録ヘッドの構成として、耐水性の向上や色間の滲み防止などの点から、例えば、黒インクと他のカラーインクとの間の化学反応を生じるインクを用い、これにより染料等の不溶化を生じさせるものが知られている。例えば、黒インクがカチオン性を有し、一方、他のカラーインクがアニオン性を有するものである。これによって、黒文字等を記録するときに両者がイオン的に結合し染料等の色材の不溶化がなされ、記録した黒文字等の耐水性を向上させるものである。また、黒を記録する領域とカラー記録の領域と間の滲みを防止することができる。
【0015】
このような反応系インクを使用したヘッドに対しワイピングによる混色を抑えワイピングによって拭われるインクがそれぞれ他方の吐出口に影響を与えないようにしたインクジェット記録装置および記録ヘッドの回復方法が考案されている。(例えば特許文献1参照。)
以下、従来のインクジェットプリンタ装置について、その概略構成を図9を用いて説明する。
【0016】
同図は記録ヘッド7における、各インク色の吐出口列を配設した面(吐出口配設面)12を模式的に示す図であり、ブラック(Bk)インクを吐出する吐出口列13と、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)それぞれのインクを吐出する吐出口列14、15、16とは、吐出口列14、15、16相互の間隔より大きな間隔をおいて配設される。ここで、吐出口列13の各吐出口が吐出するBkインクは、色材として顔料を用い、カチオン性のインクである。一方、吐出口列14、15、16がそれぞれ吐出するY、M、Cそれぞれのインクは染料を用い、アニオン性を有したものである。そして、これらカチオンインクとアニオンインクは混合することにより、相互に反応して不溶化を生ずるものである。黒文字等の黒画像を記録する際、ブラックインクの他、シアンインクを重ねて吐出し、上記の不溶化を生じさせて記録画像の耐水性や濃度の向上を図る。
【0017】
ワイパーブレード群21におけるワイパーブレード21aとワイパーブレード21bは、ワイピングの際に吐出口列に対してハの字状に開いた状態になるよう設けられるとともに、ワイパーブレード21aとワイパーブレード21bとの間に所定の距離をおきこれらのワイパーブレードが重複しないようにしたものである。すなわち、ワイパーブレード21aおよび21bは、吐出口列に直交する方向に対して一定の角度θを保ってワイピングを行ない、そのうち、ワイパーブレード21aは吐出口列13が配設された部分を拭い、ワイパーブレード21bは、吐出口列14、15、16が配設された面を拭う。これにより、それぞれの拭われるインクは、図中下方へ移動しつつワイパーブレード21a、21bそれぞれの一方の端部へ向かって移動する。この結果、それぞれのインクの一部は、吐出口列13と吐出口列14、15、16との間の比較的広い中央部分における、ワイパーブレード21a、21bそれぞれの上記一端部に対応する位置でそれぞれのワイパーブレードから離れる。そして、このワイパーブレードから離れたそれぞれのインクは、吐出口列に直交する方向に延在し、ワイパーブレード21aとワイパーブレード21bとの背後に配されるワイパーブレード21cによって拭われる。
【0018】
以上のようにワイピングにより各色ノズル上でインクが不溶化することを防ぐ事が出来る。
【特許文献1】特開2003−11378公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
しかしながら上記従来例のようなワイパーブレードを備えたインクジェット記録装置においては、次のような問題が残されていた。
【0020】
前述したワイパークリーナによりワイパーブレードに付着したインクを掻き取っていくとワイパーブレード21cによって拭われたインクはワイパークリーナ上で不溶化し堆積していく。特に装置の小型高密度化のため反応する各インク色の吐出口列の距離を縮めた場合、インクが反応して不溶化しやすくなり、不溶化し堆積したインクのためワイパーブレードのインクの掻き取りを妨げたり、逆に、ワイパーブレードが汚されてしまう。あるいは、ワイパーブレードやワイパークリーナに多量のインク堆積が発生した場合には、その堆積インクが掻き取りエッジ部をすり抜ける現象が生じ清掃効果を損なう。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、互いに反応して不溶化を生ずる複数のインクの吐出口を共通の吐出口配設面に設けた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドの吐出口配設面を弾性のワイパーブレードによってワイピングし、そのワイパーブレードをワイパークリーナによってクリーニングするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置において、
前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナを、それらを互いに当接させるように相対移動させる移動手段と、前記ワイパークリーナに反応するインク同士を分離するインク分離手段と、前記ワイパークリーナに付着したインクを他方に移動させるインク伝達手段と、該インク伝達手段に当接するインク保持手段を、設けたことを特徴とする。
【0022】
また、好ましくは前記インク保持手段は分離した反応インクをそれぞれ吸収する複数のインク吸収体である事を特徴とする。
【発明の効果】
【0023】
この構成によればワイパークリーナにインク分離手段を設ける事により反応インクの不溶化を抑え、インク伝達手段によりワイパークリーナ上でのインク堆積を防止し、反応インクをそれぞれ吸収する複数のインク吸収体を設ける事によりインクを効率よく吸収でき、ワイパーブレードによる清掃効果を長時間良好に保つ事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
本発明のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置は、互いに反応して不溶化を生ずる複数のインクの吐出口を共通の吐出口配設面に設けた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドの吐出口配設面を弾性のワイパーブレードによってワイピングし、そのワイパーブレードをワイパークリーナによってクリーニングするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置において、前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナを、それらを互いに当接させるように相対移動させる移動手段と、前記ワイパークリーナに反応するインク同士を分離するインク分離手段と、前記ワイパークリーナに付着したインクを他方に移動させるインク伝達手段と、該インク伝達手段に当接するインク保持手段を設けたものである。
【実施例】
【0025】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、各図面を通して同一符号は、同一又は対応部分を示すものである。ただし、技術背景で記載した従来例である図9の符号は特許文献1の符号を引用してあり実施例の符号とは異なる。
【0026】
図1は本発明を採用したインクジェット記録装置の一実施例を示す全体概略図である。図1において、1はインクジェット記録装置本体であり、記録手段である記録ヘッド3は記録紙11に対向した面に主走査と略直交した方向に複数のノズル列を持ち、各ノズル列ごとに異なるインクを吐出する。記録ヘッド3には各色のノズル列に対して各々の供給チューブ5を介してインクタンク4より各色のインクが供給される。
【0027】
記録ヘッド3はキャリア2上に載置されており、キャリア2は、フレーム6に両端部が固定され互いに平行に配置されたガイドシャフト7とガイドレール8に沿って摺動可能に支持されている。なお、このキャリア2は不図示のベルト駆動装置とモータとにより往復駆動される。
【0028】
キャリア2の移動範囲の近傍には、搬送ローラ9とこれに当接するピンチローラ(不図示)とが設けられている。また、このインクジェット記録装置1の前部にはフレームに着脱可能なカセット10が取り付けられている。記録紙11は、カセット10から供給され、記録ヘッド3と対抗する記録位置に至り、搬送ローラ9およびピンチローラ(図示せず)に挟まれた状態でこの搬送ローラ9およびピンチローラの回転により、キャリア2の移動方向と実質的に直角方向に搬送され、記録終了後は排紙スタッカ13に排出される。
【0029】
キャリア2の移動範囲の一端付近に設けられたホームポジションには、記録ヘッド3と対向可能な位置に記録ヘッド用クリーニング装置50(以下、クリーニング装置と記す。)が配設されている。クリーニング装置50は、待機中、記録動作前後もしくは一行毎の記録の合間に作動し、記録ヘッド3の目詰まりを防止するなど性能を保持するための、キャッピング、吸引、ワイピングなどの動作を行う。
【0030】
図2は記録ヘッド3における、各インク色の吐出口列を配設した面(吐出口配設面)を模式的に示す図であり、向かって左側が記録紙11側であり、記録紙11側より、ブラック(Bk)インクを吐出する吐出口列31、淡シアン(LC)インクを吐出する吐出口列32、淡マゼンダ(LM)インクを吐出する吐出口列33が設けられ、続いてイエロー(Y)インク、マゼンダ(M)インク、シアン(C)インクをそれぞれ吐出する吐出口列34、35、36が配設されている。
【0031】
吐出口列33と吐出口列34は相互の間隔より若干大きな間隔をおいて配設される。ここで、吐出口列31の各吐出口が吐出するBkインクは、色材として顔料を用い、カチオン性のインクであり、吐出口列32、33、34、35が吐出するLC、LM、Y、Mインクは染料を用い他のインクと反応しないインクである。一方、吐出口列36が吐出するCインクは染料を用い、アニオン性を有したものである。そして、カチオンインクとアニオンインクは混合することにより、相互に反応して不溶化を生ずるものである。黒文字等の黒画像を記録する際、ブラックインクの他、シアンインクを重ねて吐出し、上記の不溶化を生じさせて記録画像の耐水性や濃度の向上を図る。
(第1実施形態のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置)
図3は本発明を採用したクリーニング装置50の一実施例を示す全体概略図であり向かって右側が記録紙11側である。
【0032】
ここで、51はクリーニング装置の本体フレームであり、52はキャッピング、吸引を行うキャップでありキャップ52aはBk、LC、LMインクを吐出する吐出口列31、32、33をキャッピングし、キャップ52bはY、M、Cインクを吐出する吐出口列34、35、36をキャッピングする。53はワイピングを行うワイパーブレード、54はワイパーブレード53を保持するワイパーホルダ、55はワイパーブレードに付着したインク等を掻き取るためのワイパークリーナ、56はワイパークリーナ55を保持するワイパークリーナホルダであり内部に吸収体57、58(図5、図6参照)を保持している。
【0033】
図4はワイパークリーナ55の概略斜視図である。ワイパークリーナ55の両端には回転軸55aが設けられ、本体フレーム51の不図示の部分に形成された軸受け部と係合し回動可能に取り付けられている。ワイパークリーナ55は、ワイパーブレード53(図3、図5参照)との掻き取り部55bの近傍に四角形(4つの隅部を持つ。)の貫通穴55cが複数開けられている。なお、ワイパークリーナ55には、これらの貫通穴に代えて、溝を形成してもよい。また、ワイパークリーナ55で吐出口列33と34の間を拭取る部分が当接する位置にインク分離手段である突起部55dが設けられている。この実施例では、この突起部55dは、ワイパークリーナ55を山形に構成することによって設けられている(図中、ワイパークリーナ55はその中央部に向かって下方に突出している)。
【0034】
図5から図7はクリーニング装置50を上面より観た平面概略図である。尚、動作説明の便宜上、ワイパークリーナホルダー56は透過し、吸収体57、58が見えるように表示している。吸収体57、58は突起部55dとほぼ同一位置で当接している。
【0035】
図5はワイパーホルダー54が図中向かって上方に移動してワイピング動作した後、記録ヘッド3がクリーニング装置上方から退避した状態を示す。
【0036】
同図においてワイパーブレード53は記録ヘッド3の吐出口配設面に付着したインクを掻き取り、ワイパーブレード53はワイパークリーナ55に当接したところである。互いに反応するBkインクとCインクは混ざり合う前に突起部55dにより分離される。
【0037】
図6はさらにワイパーホルダー54が図中向かって上方に移動してワイパーブレード53に付着したインクをワイパークリーナホルダー56によって掻き取った状態を示す。掻き取られたインクは貫通穴55cの隅部の毛管力によりそれぞれ図中矢印方向に伝達され吸収体57、58に吸収保持される。
【0038】
吸収体57に吸収されたBkインクと吸収体58に吸収されたCインクが吸収体の当接面で不溶化すると固着して壁が形成されるためそれ以上に反応は進行しない。このため各インクは液状のまま吸収されるため効率よく吸収されワイパークリーナ55上に堆積せず清掃効果を持続させることが出来る。
【0039】
図7はワイパーホルダー54が図中向かって下方に移動してワイパークリーナ55を回動させた状態である。これによりワイパーブレード53の変形によるインクの飛び散りを防止する。
【0040】
(第2実施形態のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置)
図8は第2実施形態のクリーニング装置のワイパークリーナ55の概略斜視図である。
この実施例では、ワイパークリーナ55の突起部55は、平坦なワイパークリーナに三角柱を設けることによってインクを分離している。第1実施形態と同様であるが突起部55dは第一実施例のように鈍角ではなく鋭角でも構わない。また、突起部55dの先端は角ではなくR形状でも構わない。
【0041】
以上説明したように本発明の構成によればワイパークリーナにインク分離手段を設ける事により反応インクの不溶化を抑え、インク伝達手段によりワイパークリーナ上でのインク堆積を防止し、反応インクをそれぞれ吸収する複数のインク吸収体を設ける事によりインクを効率よく吸収でき、ワイパーブレードによる清掃効果を長時間良好に保つ事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明を採用したインクジェット記録装置の一実施例を示す全体概略図である。
【図2】記録ヘッド3における、各インク色の吐出口列を配設した面(吐出口配設面)を模式的に示す図である。
【図3】本発明を採用したクリーニング装置50の一実施例を示す全体概略図である。
【図4】ワイパークリーナ55の概略斜視図である。
【図5】クリーニング装置50を上面より観た平面概略図である。
【図6】クリーニング装置50を上面より観た平面概略図である。
【図7】クリーニング装置50を上面より観た平面概略図である。
【図8】第2実施形態のクリーニング装置のワイパークリーナ55の概略斜視図である。
【図9】従来例である記録ヘッドにおける、各インク色の吐出口列を配設した面(吐出口配設面)を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【0043】
1 インクジェット記録装置
2 キャリア
3 記録ヘッド
4 インクタンク
5 供給チューブ
6 フレーム
7 ガイドシャフト
8 ガイドレール
9 搬送ローラ
10 カセット
11 記録紙
50 クリーニング装置
51 本体フレーム
52 キャップ
53 ワイパーブレード
54 ワイパーホルダ
55 ワイパークリーナ
56 ワイパークリーナホルダ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに反応して不溶化を生ずる複数のインクの吐出口を共通の吐出口配設面に設けた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドの吐出口配設面を弾性のワイパーブレードによってワイピングし、そのワイパーブレードをワイパークリーナによってクリーニングするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置において、
前記ワイパーブレードと前記ワイパークリーナを、それらを互いに当接させるように相対移動させる移動手段と、前記ワイパークリーナに反応するインク同士を分離するインク分離手段と、前記ワイパークリーナに付着したインクを他方に移動させるインク伝達手段と、該インク伝達手段に当接するインク保持手段を、設けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
【請求項2】
前記インク分離手段は前記ワイパークリーナの前記ワイパーブレードとの当接部に設けられた突起部であ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ヘッド用クリーニング装置。
【請求項3】
前記インク伝達手段は少なくとも一箇所に隅部を設けた貫通穴または溝形状である事を特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
【請求項4】
前記インク保持手段は分離した反応インクをそれぞれ吸収する複数のインク吸収体である事を特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置。
【請求項5】
互いに反応して不溶化を生ずる複数のインクの吐出口を共通の吐出口配設面に設けた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、
前記インクジェット記録ヘッドの吐出口配設面をクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項1から4のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド用クリーニング装置を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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