【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像記録装置に係り、特に、インクジェット方式により画像記録を行なう画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、簡易かつ安価に画像を記録できる画像記録手段として、インクジェット方式を用いた画像記録装置が数多く用いられている。インクジェット方式を用いた画像記録装置は、例えばピエゾ素子等の圧電素子やヒータ等を用いて、記録ヘッドのノズルからインクを微小な液滴として紙等の記録媒体に向けて吐出し、記録媒体にインクを浸透若しくは定着させながら記録ヘッドを記録媒体上で移動させることにより記録媒体上に画像記録を行うものである。
【０００３】
さらに近年は、樹脂フィルム等のインク吸収性の乏しい記録媒体に対しても画像を形成することのできる手段として、紫外線硬化インクを用いた画像記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、紫外線に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された紫外線硬化インクを用い、記録媒体上に着弾したインクに紫外線を照射することで、インクを硬化させ記録媒体上に定着させるものであり、透明又は不透明の包装材に対しても簡易に印刷を行うことが可能である。
【０００４】
しかし、画像記録装置においては、連続して記録作業を行った場合に、記録ヘッドのノズルから吐出され霧状になったインクがノズル付近に付着、堆積して目詰まりを起こし、画像記録に不具合が生じるおそれがあるため、正常な画像記録を行うためには、適宜記録ヘッドのメンテナンス動作を行うことが不可欠である。そのため、従来から、空吐出スペースを設けて、一定量の画像記録を行うごとに記録ヘッドのノズルからこの空吐出スペースに対してインクを空吐出させることによって記録ヘッドのメンテナンスを行うことが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１０４５４号公報
【特許文献２】
特許２６７５８８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクを空吐出させるための特別なスペースを設ける場合には、その分装置を大型化する必要が生じる。また、一般にインクを空吐出させた場合、空吐出されたインクを廃インクタンクに送液する必要が生じるが、そのためには吐出されたインクを吸引し送液する機構を設けることが必要となる。しかし、このような機構を設けることは、装置を大型化、複雑化することとなり、ひいては装置コストの上昇を招くとの問題がある。
【０００７】
また、特に画像記録を行うためにカチオン重合系紫外線硬化インク等を用いる場合には、インクが高粘度であるため廃インクタンクへの送液を行うことが困難であるという問題がある。例えば、インクが高粘度である場合、送液を行った際に廃液経路にインクが付着し易く、さらには吸引したインクが廃液経路等に詰まって吸引動作ができなくなるとのおそれもある。そのため、インクが廃インクタンクに円滑に送液されるようにするためには、空吐出されたインクを吸引するための吸引圧を高めるために専用部材を設ける等が必要となり、装置が大型化し、装置コストも上昇するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は以上のような課題を解決すべくなされたものであり、装置を大型化、複雑化することなく適切に記録ヘッドのメンテナンスを行い、高精度の画像記録を行う画像記録装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、インクを吐出する複数のノズルを形成してなる記録ヘッドと、前記ノズルのメンテナンス動作を行うメンテナンスユニットとを有する画像記録装置において、
前記メンテナンスユニットは、メンテナンス動作時に前記ノズルに付着したインクを拭き取り、前記ノズルから空吐出されたインクを受ける吸収部材を備えたことを特徴としている。
【００１０】
このような構成を有する請求項１に記載の発明においては、メンテナンスユニットは吸収部材を備えているため、ノズル面に付着したインクを拭き取り、適切に除去することができる。また、インクの拭き取りを行う吸収部材に空吐出させるので別途空吐出スペースを設ける必要がなく、空吐出させたインクを廃インクタンク等に送液する必要もない。そのため、装置の省スペース化、低コスト化を実現することができる点で優れている。
【００１１】
次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸収部材は、０．１デニール以下の高密度繊維により形成されることを特徴としている。
【００１２】
したがって、請求項２に記載の発明では、高密度繊維によって形成された吸収部材を用いてノズルに付着したインクも拭き取りを行うので、毛細管作用等により簡易かつ迅速にインクを吸収、除去することができる点で優れている。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記インクは、光を照射することによって硬化するインクであり、前記メンテナンスユニットは、前記吸収部材に吸収されたインクに１ｍＪ／ｃｍ２〜３０ｍＪ／ｃｍ２の微量の光を照射する光照射装置を備えたことを特徴としている。
【００１４】
このように、請求項３に記載の発明は、吸収部材によってインクを吸収した後、吸収部材のインクの付着した部分に光を照射することによってインクを硬化させるので、吸収部材に付着したインクが他に再付着することを防止することができ、吸収部材の取り替え等を容易に行うことが可能である。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記インクは、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの高粘度インクであり、紫外線を照射することによって硬化するカチオン重合系紫外線硬化インクであることを特徴としている。
【００１６】
このように、請求項４に記載の発明は、高粘度のインクを用いる場合でも、インクを空吐出させることによるメンテナンス動作を円滑かつ容易に行うことができる。また、紫外線を照射することによって硬化するインクを画像記録に用いた場合にも適切にメンテナンス動作を行うことができる。なお、紫外線硬化インクを用いて画像記録を行った場合、インク吐出後に紫外線を照射することによりインクが硬化するので、長期間にわたって記録画像の画質を維持することができる。さらに、紫外線硬化インクを画像記録に用いることにより、記録媒体が紙などのインク吸収性のよい記録媒体である場合のみならず、インク吸収性の低い記録媒体、あるいはインク吸収性のない記録媒体であっても高精細な画像記録を行うことが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１及び図２に示すように、本実施形態において、画像記録装置１はシリアルプリント方式による画像記録装置１であり、この画像記録装置１は、主走査方向Ａに延在する棒状のキャリッジレール２を有している。このキャリッジレール２には、キャリッジ３がキャリッジレール２に沿って往復動自在に支持されており、このキャリッジ３は、キャリッジ駆動機構２７（図５参照）によって主走査方向Ａを往復駆動されるようになっている。
【００１８】
キャリッジ３には、図１に示すように、インクを吐出するノズル５，５…を形成してなる記録ヘッド４，４…が搭載されており、この記録ヘッド４，４…は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）といった本実施形態において用いられる色彩に応じた各色のインクをノズル５，５…から記録媒体Ｐ上に吐出させるようになっている。
【００１９】
また、キャリッジ３内の両側であって記録ヘッド４，４の近傍には、ノズル５，５…から吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射装置７，７が設けられている。
【００２０】
キャリッジ３の移動可能範囲のほぼ中央部分は、記録媒体Ｐに記録を行う記録領域Ｙとされている。記録領域Ｙには、記録動作時に記録媒体Ｐを非記録面側から支持するプラテン８が記録媒体Ｐの幅寸法よりもわずかに長く主走査方向Ａに延在するように配設されている。画像記録時には記録媒体Ｐはプラテン８の上を記録媒体搬送機構２８（図５参照）によって主走査方向Ａに直交する副走査方向に搬送されるようになっている。
【００２１】
また、キャリッジ３の移動可能範囲であって記録領域Ｙの外側一端は、記録ヘッド４，４…のノズル５，５…が形成されている面であるノズル面６，６…のメンテナンスを行うメンテナンス領域Ｚとされている。
【００２２】
メンテナンス領域Ｚには、メンテナンスユニット９が設けられている。図１に示すように、このメンテナンスユニット９には、キャリッジ３がメンテナンス領域Ｚに移動した際に記録ヘッド４，４…に対向する位置に、記録ヘッド４，４…のノズル面５を覆うキャップ部材としての吸引キャップ１０，１０…が、記録ヘッド４，４…と対応する数だけ設けられている。
【００２３】
吸引キャップ１０，１０…の底面には、吸引キャップ１０，１０…の内部に連通するインク連通管１１，１１…が設けられている。このインク連通管１１，１１…の途中には、吸引装置である吸引ポンプ１２，１２…が設けられており、インク連通管１１，１１…の下端には、吸引したインクを受ける廃インクタンク１３が設けられている。
【００２４】
また、吸引キャップ１０，１０…の一端近傍には、記録ヘッド４，４…のノズル５，５…に付着したインクを拭き取るとともにノズル５，５…からインクを空吐出させるためのインク吸収機構１４が配設されている。
【００２５】
図２に示すように、インク吸収機構１４は、キャリッジ３がメンテナンス領域Ｚに移動した際に記録ヘッド４，４…に対向する側に開口を有する箱型のケース部材１５を有している。ケース部材１５の内部一方には長尺なシート状に形成された吸収部材１６が巻回された元巻きローラ１７が回転自在に配設されており、ケース部材１５の内部他方側には吸収部材１６を巻き取るための巻き取りローラ１８が回転自在に配設されている。また、ケース部材１５の上部であって元巻きローラ１７及び巻き取りローラ１８の上方にはそれぞれ元巻きローラ１７から送られる吸収部材１６を一定の張力を付与しつつ案内するためのガイドローラ１９ａ，１９ｂが回転自在に配設されている。元巻きローラ１７及び巻き取りローラ１８は、ローラ駆動機構２９（図５参照）によって回転駆動自在となっており、吸収部材１６は、ローラ駆動機構２９によって元巻きローラ１７及び巻き取りローラ１８が回転することにより、ガイドローラ１９ａ，１９ｂに案内されて一定の高さを維持しつつ搬送され、巻き取りローラ１８に巻き取られるようになっている。
【００２６】
ここで吸収部材１６は、０．１デニール以下の繊度を有し、太さが１〜５μｍ程度の極細の高密度繊維から形成されている。この高密度繊維としては例えばポリエステルやアクリル、ナイロン等の合成繊維が適用可能である。吸収部材１６が０．２〜０．０５デニール以下の繊度、より好ましくは０．１デニール以下の繊度を有する極細繊維により構成されていることにより、毛細管作用等によりインクの粘度に関わらず記録ヘッド４，４…のノズル５，５…に付着したインクを速やかに吸収することができる。したがって、本実施形態における吸収部材１６によれば、特に油性や水性のインクに比べてインク粘度の高い紫外線硬化インク等を用いて画像記録を行う場合であってもノズル５，５…に付着したインクを確実かつ迅速に吸収除去することが可能となる。
【００２７】
ケース部材１５の一側面であって巻き取りローラ１８の配設されている面には吸収部材１６の幅方向に延在する開口部２０が設けられている。インク吸収機構１４の近傍であって前記開口部２０に近接する位置には吸収部材１６に対して微量の紫外線を照射する紫外線光源２１を有する紫外線照射部２２が配設されている。紫外線光源２１は、例えば、ＬＥＤや高圧水銀ランプ、熱陰極管等であり、少なくとも１ｍＪ／ｃｍ２〜３０ｍＪ／ｃｍ２の微量の紫外線を照射することが可能となっている。なお、紫外線は、紫外線光源２１から直接的に照射されるものとしてもよいし、紫外線出力装置（図示せず）によって出力された紫外線を光ファイバーによって導き間接的に照射させるものとしてもよい。
【００２８】
なお、インク吸収機構１４の吸収部材１６に紫外線を照射する紫外線照射部２２の設置位置は本実施形態で示したものに限られず、例えば図３に示すように紫外線照射部２２をケース部材１５の一側面であって巻き取りローラ１８の配設されている面に一体に設けてもよい。また、図４に示すように紫外線照射部２２をインク吸収機構１４の内部であって吸収部材１６の下方に巻き取りローラ１８と巻き取りローラ１８の上方に位置するガイドローラ１９ａとの間に張設された吸収部材１６に対向するように設け、吸収部材１６のインク吸収面と反対の面から紫外線を照射させるようにしてもよい。
【００２９】
キャリッジ３の移動可能範囲であって記録領域Ｙを挟んでメンテナンス領域Ｚの反対側は、画像記録時及びメンテナンス動作時以外のときに記録ヘッド４，４…を待機させるホームポジション領域Ｘとされている。ホームポジション領域Ｘには、遮光ユニット２３が設けられており、遮光ユニット２３には、非画像記録時に記録ヘッド４，４…のノズル面６，６…を光、特に紫外線から保護するための遮光キャップ２４，２４…が記録ヘッド４，４…に対応する数設けられている。
【００３０】
次に、図３を参照しつつ本実施形態における制御構成について説明する。
本実施形態において、画像記録装置１には、図３に示すように、キャリッジ駆動機構２７、記録媒体搬送機構２８、記録ヘッド４，４…、紫外線照射装置７，７、メンテナンスユニット９を制御する制御部２５が設けられている。
【００３１】
制御部２５は、キャリッジ３を主走査方向Ａに往復移動させるとともに、キャリッジ３の動作に合わせて記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し、記録媒体Ｐを間欠的に副走査方向に搬送させるように、キャリッジ駆動機構２７及び記録媒体搬送機構２８の動作を制御するようになっている。
【００３２】
また、制御部２５は、紫外線照射装置７，７から紫外線を発生させるように紫外線照射装置７，７を制御するようになっている。
【００３３】
さらに、制御部２５には、画像記録条件等を入力する入力部２６及び記録ヘッド４，４…が接続されており、制御部２５は、入力部２６から入力された所定の信号に基づいて記録ヘッド４，４…を動作させ、記録媒体Ｐ上にインクを吐出させて所定の画像を形成させるようになっている。
【００３４】
また、制御部２５は、記録ヘッド４，４…のメンテナンス動作時には、メンテナンスユニット９を記録ヘッド４，４…に対応する位置まで移動させるとともに、吸引ポンプ１２，１２…１４等を制御して記録ヘッド４，４…のノズル５，５…からインクの吸引を行わせるようになっている。
【００３５】
さらに、制御部２５は、メンテナンスユニット９を上昇させてインク吸収機構１４の吸収部材１６を記録ヘッド４，４…のノズル面６，６…に当接させることにより、ノズル面６，６…をワイプさせてノズル面６，６…に付着したインクを拭き取らせるようになっている。また、記録ヘッド４，４…をワイプ等することによって吸収部材１６にインクが付着したときは、制御部２５は紫外線照射部２２を制御して紫外線光源２１から吸収部材１６のインクが付着した部分に対して微量の紫外線を照射させるようになっている。さらに、制御部２５は、ローラ駆動機構２９を制御することにより、インクの付着した吸収部材１６を巻き取りローラ１８に巻き取らせるようになっている。
【００３６】
ここで、本発明の実施形態に用いられるインクについて説明する。
インクは、特に、「光硬化技術−樹脂・開始剤の選定と配合条件および硬化度の測定・評価−（技術協会情報）」に記載の「光硬化システム（第４章）」の「光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム（第１節）」、「光誘導型交互共重合（第２節）」等に適合するインクである。このインクは、色材、重合性モノマー、光開始剤等を含んで組成されており、紫外線の照射を受けることで光開始剤が触媒として作用することに伴うモノマーの架橋、重合反応によって硬化する性質を有している。ただし、本実施の形態に用いるインクとして、上記「光誘導型交互共重合（第２節）」に適合するインクを用いる場合には、光開始剤は除外されてもよい。
【００３７】
本実施形態におけるインクは、３０℃での粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの液体であるが、高品質の画像を得るためには、このうち４０〜５００ｍＰａ・ｓであるインクであることが望ましい。低粘度のものとすると記録媒体上で滲みを生じて記録画像が劣化し、また５００ｍＰａ・ｓを超える高粘度のものとすると、画質の平滑性が失われるからであり、最も画像品質が安定するのは４０〜５００ｍＰａ・ｓの粘度を有する場合であるからである。
【００３８】
また、このインクは６０℃で３〜３０ｍＰａ・ｓの液体であることが好ましく、より好ましくは、３〜２０ｍＰａ・ｓである。３ｍＰａ・ｓ以下では、高速吐出を行った場合に正確な着弾ができない等の不具合を生じ、また３０ｍＰａ・ｓ以上では、吐出性が劣化するからである。
【００３９】
次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、本実施形態において、画像記録時及びヘッドメンテナンス動作時以外のときには記録ヘッド４，４…を搭載したキャリッジ３はホームポジション領域Ｘに配設された遮光ユニット２３の上に待機しており、この遮光ユニット２３に設けられた遮光キャップ２４，２４…によって記録ヘッド４，４…のノズル面６，６…が覆われることにより、ノズル面６，６…に紫外線等の光が当たらないように保護されている。
【００４０】
入力部２６から記録動作を行うように信号が入力されると、制御部２５はキャリッジ駆動機構２７を制御して記録ヘッド４，４…を記録領域Ｙに移動させる。その際、制御部２５が遮光ユニット２３を下降させることにより、遮光キャップ２４，２４…が記録ヘッド４，４…から外される。
【００４１】
キャリッジ３が、記録領域Ｙの所定の位置に到達すると、制御部２５はキャリッジ３を駆動させることにより記録ヘッド４，４…を主走査方向Ａに往復駆動させるとともに、記録媒体搬送機構２８により記録シートＰを副走査方向に搬送させる。この際、制御部２５は入力部２６からの入力情報及び所定の画像情報に基づいて記録ヘッド４，４…を動作させ、ノズル５，５…から所要の色のインクを吐出させる。さらに、制御部２５が紫外線照射装置７，７を制御することにより記録媒体Ｐの上に吐出されたインクに対して紫外線が照射され、これにより記録媒体Ｐ上にインクが硬化、定着して画像が記録される。
【００４２】
次に、制御部２５はキャリッジ駆動機構２７を制御して記録ヘッド４，４…をキャリッジレール２に沿ってメンテナンス領域Ｚに移動させる。
【００４３】
記録ヘッド４，４…が所定の位置に到達すると、制御部２５がメンテナンスユニット９を上昇させる。これにより、メンテナンスユニット９に設けられている吸引キャップ１０，１０…で記録ヘッド４，４…のノズル面６，６…が覆われて密閉される。その後、制御部２５が吸引ポンプ１２，１２…を動作させることにより吸引キャップ１０，１０…の内部に負圧をかけ、ノズル５，５…内のインクを吸引する。ノズル５，５…から吸引されたインクは、ノズル５，５…に対向するように吸引キャップ１０，１０…の内部に設けられた吸収体（図示せず）に接触すると順次吸収体に吸収される。吸収されたインクはインク連通管１１，１１…を通じて廃インクタンク１３に送られ、蓄えられる。
【００４４】
吸引動作が終了すると、制御部２５は、メンテナンスユニット９を一旦下降させ、これにより、ノズル面６，６…から吸引キャップ１０，１０…が離間される。
【００４５】
その後、制御部２５は、キャリッジ３をインク吸収機構１４の上方に移動させる。キャリッジ３に搭載された記録ヘッド４，４…がインク吸収機構１４の吸収部材１６に対応する位置に到達すると、制御部２５はメンテナンスユニット９を上昇させてインク吸収機構１４の元巻きローラ１７と巻き取りローラ１８との間に掛け渡された吸収部材１６を記録ヘッド４，４…のノズル面６，６…に当接させる。これにより、ノズル面６，６…に付着したインクは吸収部材１６に吸収される。次に、制御部２５は記録ヘッド４，４…を動作させてすべてのノズル５，５…から前記吸収部材１６の上にインクを空吐出させる。吸収部材１６によるノズル面６，６…のインクの吸収及び空吐出動作が完了すると、制御部２５はメンテナンスユニット９を下降させて記録ヘッド４，４…とインク吸収機構１４の吸収部材１６とを離間させる。記録ヘッド４，４…と吸収部材１６とが十分離間されると、制御部２５は、紫外線照射部２２を制御することにより紫外線光源２１から吸収部材１６に対して微量の紫外線を照射させる。これにより、吸収部材１６の上に付着したインクが硬化する。さらに、制御部２５はインク吸収機構１４のローラ駆動機構２９を制御して元巻きローラ１７及び巻き取りローラ１８を回転駆動させる。これにより元巻きローラ１７から吸収部材１６が送り出されて吸収部材１６のインク付着箇所が巻き取りローラ１８によって巻き取られる。
【００４６】
これにより記録ヘッド４，４…のメンテナンス動作は終了し、ノズル５，５…の内部は再び画像記録を行うのに良好な状態に回復される。
【００４７】
本実施形態においては、記録ヘッド４，４…のノズル面６，６…をワイプする吸収部材１６にインクを空吐出させるので、別途空吐出スペースを設ける必要がなく装置の省スペース化を図ることができる。また、空吐出されたインクは吸収部材１６に吸収されて巻き取られるので、インクを吸引する機構を設ける必要がなく、装置構造の簡素化及び装置コストの削減を図ることができる。
【００４８】
また、本実施形態においては、吸収部材１６にインクを空吐出させた後、紫外線を照射することによって空吐出されたインクを硬化させるので、吸収部材１６の交換等を行う際にもインクが他に再付着するおそれがなく、インク吸収機構１４のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、メンテナンスユニットは吸収部材を備えているため、ノズル面に付着したインクを拭き取り、適切に除去することができる。また、インクの拭き取りを行う吸収部材に空吐出させるので別途空吐出スペースを設ける必要がなく、空吐出させたインクを廃インクタンク等に送液する必要もない。そのため、装置の省スペース化、低コスト化を実現することができるという効果がある。
【００５０】
請求項２に記載された発明によれば、吸収部材は高密度繊維によって形成されているので、ノズルに付着したインクを拭き取る際、及びノズルからインクが空吐出された際に、毛細管作用等により簡易かつ迅速にインクを吸収し、ノズル面からインクを除去することができるという効果がある。
【００５１】
次に、請求項３に記載された発明によれば、吸収部材によってインクを吸収した後、吸収部材のインクの付着した部分に光を照射することによってインクを硬化させるので、吸収部材に付着したインクが他に再付着することを防止することができ、吸収部材の取り替え等を容易に行うことができるという効果がある。
【００５２】
また、請求項４に記載された発明によれば、高粘度のインクを用いる場合でも、インクを空吐出させることによるメンテナンス動作を円滑かつ容易に行うことができるという効果がある。
【００５３】
また、紫外線を照射することによって硬化するインクを画像記録に用いた場合にも適切にメンテナンス動作を行うことができる。なお、紫外線硬化インクを用いて画像記録を行った場合、インク吐出後に紫外線を照射することによりインクが硬化するので、長期間にわたって記録画像の画質を維持することができる。
さらに、紫外線硬化インクを画像記録に用いることにより、記録媒体が紙などのインク吸収性のよい記録媒体である場合のみならず、インク吸収性の低い記録媒体、あるいはインク吸収性のない記録媒体であっても高精細な画像記録を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像記録装置を模式的に示す正面図である。
【図２】本実施の形態に係る画像記録装置のインク吸収機構を模式的に示す正面図である。
【図３】本実施の形態に係る画像記録装置のインク吸収機構の一変形例を模式的に示す正面図である
【図４】本実施の形態に係る画像記録装置のインク吸収機構の一変形例を模式的に示す正面図である
【図５】本実施の形態に係る制御装置の概略を示した要部ブロック図である。
【符号の説明】
１ 画像記録装置
４ 記録ヘッド
５ ノズル
６ ノズル面
９ メンテナンスユニット
１４ インク吸収機構
１５ ケース部材
１６ 吸収部材
１７ 元巻きローラ
１８ 巻き取りローラ
１９ａ，ｂ ガイドローラ
２１ 紫外線光源
２２ 紫外線照射部
２５ 制御部
２７ キャリッジ駆動機構
２８ 記録媒体搬送機構
２９ ローラ駆動機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image recording apparatus, and more particularly, to an image recording apparatus that performs image recording by an inkjet method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, many image recording apparatuses using an ink jet system have been used as image recording means capable of recording an image easily and at low cost. An image recording apparatus using an ink jet method uses, for example, a piezoelectric element such as a piezo element, a heater, or the like, and discharges ink from a nozzle of a recording head as a minute droplet toward a recording medium such as paper to form a recording medium. The image is recorded on the recording medium by moving the recording head on the recording medium while the ink is penetrated or fixed.
[0003]
In recent years, an image recording apparatus using an ultraviolet curable ink has been known as a means capable of forming an image even on a recording medium having poor ink absorption such as a resin film (for example, see Patent Document 1). ). In this method, an ultraviolet curable ink containing a photoinitiator having a predetermined sensitivity to ultraviolet light is used, and the ink that has landed on the recording medium is irradiated with ultraviolet light to cure the ink and fix the ink on the recording medium. And printing can be easily performed on a transparent or opaque packaging material.
[0004]
However, in the image recording apparatus, when recording is continuously performed, the mist of ink ejected from the nozzles of the recording head adheres and accumulates in the vicinity of the nozzles to cause clogging, thereby causing a problem in image recording. Therefore, in order to perform normal image recording, it is essential to appropriately perform a maintenance operation of the recording head. Therefore, conventionally, it is known that a print head is maintained by providing a blank discharge space, and performing idle discharge of ink from the nozzles of the print head to the blank discharge space each time a predetermined amount of image printing is performed. (For example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-310454 A [Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2675877
[Problems to be solved by the invention]
However, when a special space for causing the ink to be ejected idly is provided, the size of the apparatus needs to be increased accordingly. In general, when ink is ejected idly, it is necessary to send the ejected ink to a waste ink tank. For that purpose, it is necessary to provide a mechanism for sucking and sending the ejected ink. . However, the provision of such a mechanism increases the size and complexity of the device, and causes a problem of increasing the cost of the device.
[0007]
In addition, when a cationic polymerization type ultraviolet curable ink or the like is used particularly for image recording, there is a problem that it is difficult to send the liquid to a waste ink tank because the ink has a high viscosity. For example, when the ink has a high viscosity, the ink tends to adhere to the waste liquid path when the liquid is sent, and the sucked ink may be blocked in the waste liquid path or the like and the suction operation may not be performed. Therefore, in order to smoothly supply the ink to the waste ink tank, it is necessary to provide a dedicated member or the like in order to increase a suction pressure for sucking the ink that has been ejected idly. However, there is a problem that the cost of the apparatus also increases.
[0008]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an image recording apparatus that performs maintenance of a recording head appropriately without increasing the size and complexity of the apparatus and performs high-precision image recording. It is intended to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, an invention according to claim 1 is an image recording apparatus including a recording head having a plurality of nozzles for ejecting ink, and a maintenance unit for performing a maintenance operation of the nozzles.
The maintenance unit includes an absorbing member that wipes ink adhered to the nozzle during a maintenance operation and receives ink that has been idlely discharged from the nozzle.
[0010]
In the first aspect of the invention having such a configuration, since the maintenance unit includes the absorbing member, the ink attached to the nozzle surface can be wiped off and appropriately removed. In addition, since the ink is ejected to the absorbing member for wiping the ink, there is no need to provide a separate empty ejection space, and it is not necessary to send the ejected ink to a waste ink tank or the like. Therefore, it is excellent in that space saving and cost reduction of the device can be realized.
[0011]
Next, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the absorbing member is formed of high-density fibers of 0.1 denier or less.
[0012]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, since the ink attached to the nozzles is also wiped off using the absorbing member formed of the high-density fiber, it is possible to easily and quickly absorb and remove the ink by a capillary action or the like. Excellent in that it can.
[0013]
Further, in the invention according to claim 3, in the invention according to claim 1 or 2, the ink is an ink that is cured by irradiating light, and the maintenance unit is absorbed by the absorbing member. It is characterized by having a light irradiation device for irradiating light of 1mJ / cm 2 ~30mJ / cm 2 traces to the ink.
[0014]
As described above, according to the third aspect of the present invention, after the ink is absorbed by the absorbing member, the ink is cured by irradiating the light to the portion of the absorbing member to which the ink is attached. It is possible to prevent reattachment to others, and it is possible to easily replace the absorbing member.
[0015]
The invention according to claim 4 is the ink according to any one of claims 1 to 3, wherein the ink is a high-viscosity ink having a viscosity at 30 ° C of 10 to 500 mPa · s, and is irradiated with ultraviolet light. It is characterized by being a cationic polymerization type ultraviolet curable ink which cures by being cured.
[0016]
As described above, according to the fourth aspect of the present invention, even when high-viscosity ink is used, the maintenance operation by causing the ink to be ejected idly can be performed smoothly and easily. Further, the maintenance operation can be appropriately performed even when an ink that is cured by irradiating ultraviolet rays is used for image recording. When image recording is performed using an ultraviolet curable ink, the ink is cured by irradiating ultraviolet rays after the ink is ejected, so that the image quality of the recorded image can be maintained for a long period of time. Further, by using the ultraviolet curable ink for image recording, not only when the recording medium is a recording medium having good ink absorption such as paper, but also in a recording medium having low ink absorption or a recording medium having no ink absorption. Even with this, high-definition image recording can be performed.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, as shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the image recording device 1 is a serial printing type image recording device 1, and the image recording device 1 has a rod-like shape extending in the main scanning direction A. It has a carriage rail 2. A carriage 3 is supported on the carriage rail 2 so as to be reciprocally movable along the carriage rail 2. The carriage 3 is reciprocally driven in the main scanning direction A by a carriage driving mechanism 27 (see FIG. 5). It has become.
[0018]
As shown in FIG. 1, the carriage 3 is equipped with recording heads 4, 4,... Formed with nozzles 5, 5,. (Y), magenta (M), cyan (C), black (Bk), etc., ink of each color corresponding to the color used in the present embodiment is ejected onto the recording medium P from the nozzles 5, 5,. I have.
[0019]
Further, on both sides in the carriage 3 and near the recording heads 4, 4, there are provided ultraviolet irradiation devices 7 for irradiating the ink ejected from the nozzles 5, 5,.
[0020]
A substantially central portion of the movable range of the carriage 3 is a recording area Y for recording on the recording medium P. In the recording area Y, a platen 8 that supports the recording medium P from the non-recording surface side during the recording operation is provided so as to extend in the main scanning direction A slightly longer than the width dimension of the recording medium P. At the time of image recording, the recording medium P is conveyed on the platen 8 in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction A by the recording medium conveying mechanism 28 (see FIG. 5).
[0021]
Further, one end outside the recording area Y, which is the movable range of the carriage 3, performs maintenance for the nozzle surfaces 6, 6,... Which are the surfaces on which the nozzles 5, 5,. The area Z is set.
[0022]
In the maintenance area Z, a maintenance unit 9 is provided. As shown in FIG. 1, the maintenance unit 9 includes a cap that covers the nozzle surface 5 of the recording heads 4, 4,... At a position facing the recording heads 4, 4,. The number of suction caps 10, 10,... As members is provided corresponding to the number of recording heads 4, 4,.
[0023]
Are provided on the bottom surface of the suction caps 10, 10,..., Which communicate with the inside of the suction caps 10, 10,. The suction pumps 12, 12, which are suction devices, are provided in the middle of the ink communication pipes 11, 11,. A waste ink tank 13 for receiving the sucked ink is provided at a lower end of the ink communication pipes 11, 11,. Is provided.
[0024]
Also, near one end of each of the suction caps 10, 10,..., An ink absorbing mechanism 14 for wiping ink adhered to the nozzles 5, 5,. Are arranged.
[0025]
As shown in FIG. 2, the ink absorbing mechanism 14 has a box-shaped case member 15 having an opening on a side facing the recording heads 4, 4,... When the carriage 3 moves to the maintenance area Z. An original winding roller 17 around which an absorbing member 16 formed in a long sheet shape is wound is rotatably disposed inside one of the case members 15, and an absorbing member is provided inside the case member 15 on the other side. A take-up roller 18 for taking up the take-up roller 16 is rotatably provided. A guide roller 19a for guiding the absorbing member 16 fed from the original winding roller 17 while applying a constant tension is provided above the case member 15 and above the original winding roller 17 and the winding roller 18, respectively. 19b is rotatably provided. The original winding roller 17 and the winding roller 18 are rotatably driven by a roller driving mechanism 29 (see FIG. 5), and the absorbing member 16 rotates the original winding roller 17 and the winding roller 18 by the roller driving mechanism 29. By doing so, it is guided by the guide rollers 19a and 19b, is conveyed while maintaining a certain height, and is taken up by the take-up roller 18.
[0026]
Here, the absorbing member 16 has a fineness of 0.1 denier or less and is formed of ultra-fine high-density fibers having a thickness of about 1 to 5 μm. As the high-density fiber, for example, synthetic fibers such as polyester, acrylic, and nylon can be used. Since the absorbing member 16 is made of an ultrafine fiber having a fineness of 0.2 to 0.05 denier or less, more preferably 0.1 denier or less, the recording head irrespective of the viscosity of the ink due to capillary action or the like. The ink attached to the nozzles 5, 5,... Of 4, 4,... Can be quickly absorbed. Therefore, according to the absorbing member 16 in the present embodiment, even when image recording is performed using an ultraviolet curable ink having a higher ink viscosity than oil-based or water-based ink, the absorbing member 16 adheres to the nozzles 5, 5,. It is possible to reliably and quickly absorb and remove ink.
[0027]
An opening 20 that extends in the width direction of the absorbing member 16 is provided on one side surface of the case member 15 where the winding roller 18 is provided. An ultraviolet irradiator 22 having an ultraviolet light source 21 for irradiating the absorption member 16 with a small amount of ultraviolet light is provided near the ink absorbing mechanism 14 and near the opening 20. UV light source 21, for example, LED or a high-pressure mercury lamp, a hot cathode tube or the like, it is possible to irradiate the ultraviolet rays of at least 1mJ / cm 2 ~30mJ / cm 2 trace. The ultraviolet light may be emitted directly from the ultraviolet light source 21 or may be indirectly emitted by guiding the ultraviolet light output by an ultraviolet output device (not shown) through an optical fiber.
[0028]
The installation position of the ultraviolet irradiator 22 for irradiating the absorbing member 16 of the ink absorbing mechanism 14 with ultraviolet light is not limited to that shown in the present embodiment. For example, as shown in FIG. One side surface may be provided integrally with the surface on which the winding roller 18 is provided. As shown in FIG. 4, the ultraviolet irradiation unit 22 is stretched between the take-up roller 18 and the guide roller 19 a located above the take-up roller 18 inside the ink absorbing mechanism 14 and below the absorbing member 16. The absorbing member 16 may be provided so as to face the absorbing member 16, and the ultraviolet ray may be irradiated from the surface of the absorbing member 16 opposite to the ink absorbing surface.
[0029]
On the opposite side of the maintenance area Z across the recording area Y, which is the movable range of the carriage 3, a home position area X in which the recording heads 4, 4,... I have. A light-shielding unit 23 is provided in the home position area X. The light-shielding unit 23 shields the nozzle surfaces 6, 6,... Of the recording heads 4, 4,. Are provided in a number corresponding to the recording heads 4, 4,.
[0030]
Next, a control configuration according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the image recording apparatus 1 controls a carriage driving mechanism 27, a recording medium transport mechanism 28, recording heads 4, 4,..., Ultraviolet irradiation devices 7, 7, and a maintenance unit 9, as shown in FIG. A control unit 25 is provided.
[0031]
The control unit 25 reciprocates the carriage 3 in the main scanning direction A, repeats conveyance and stop of the recording medium P in accordance with the operation of the carriage 3, and intermittently conveys the recording medium P in the sub-scanning direction. The operation of the carriage driving mechanism 27 and the recording medium transport mechanism 28 is controlled.
[0032]
The control unit 25 controls the ultraviolet irradiation devices 7, 7 so that the ultraviolet irradiation devices 7, 7 generate ultraviolet light.
[0033]
Further, the control section 25 is connected to an input section 26 for inputting image recording conditions and the like and the recording heads 4, 4,..., And the control section 25 performs recording based on a predetermined signal input from the input section 26. By operating the heads 4, 4,..., Ink is ejected onto the recording medium P to form a predetermined image.
[0034]
During the maintenance operation of the recording heads 4, 4,..., The control unit 25 moves the maintenance unit 9 to a position corresponding to the recording heads 4, 4,. The nozzles 5, 5,... Of the heads 4, 4,.
[0035]
Further, the control unit 25 raises the maintenance unit 9 to bring the absorbing member 16 of the ink absorbing mechanism 14 into contact with the nozzle surfaces 6, 6,... Of the recording heads 4, 4,. The ink adhered to the nozzle surfaces 6, 6,... Is wiped off by wiping. When ink adheres to the absorbing member 16 by wiping the recording heads 4, 4,..., The control unit 25 controls the ultraviolet irradiating unit 22 to control the portion of the absorbing member 16 where the ink adheres from the ultraviolet light source 21. Is irradiated with a very small amount of ultraviolet light. Further, the control unit 25 controls the roller drive mechanism 29 to cause the winding roller 18 to wind up the absorbing member 16 with the attached ink.
[0036]
Here, the ink used in the embodiment of the present invention will be described.
Inks are particularly suitable for “photo-curing technology (Chapter 4)” in “Photo-curing technology (Chapter 4)” described in “Photo-curing technology-Selection of resin / initiator and measurement / evaluation of blending conditions and curing degree” The ink is compatible with a curing system using a base generator (section 1), a light-induced alternating copolymerization (section 2), and the like. This ink is composed of a coloring material, a polymerizable monomer, a photoinitiator and the like, and is cured by cross-linking and polymerization of the monomer due to the photoinitiator acting as a catalyst when irradiated with ultraviolet rays. Has properties. However, when the ink used in the present embodiment is an ink conforming to the “light-induced alternating copolymerization (Second Section)”, the photoinitiator may be omitted.
[0037]
The ink in the present embodiment is a liquid having a viscosity at 30 ° C. of 10 to 500 mPa · s. In order to obtain a high-quality image, it is preferable that the ink has a viscosity of 40 to 500 mPa · s. If the viscosity is low, bleeding occurs on the recording medium to deteriorate the recorded image, and if the viscosity is higher than 500 mPa · s, the smoothness of the image quality is lost, and the image quality is most stable. This is because it has a viscosity of 40 to 500 mPa · s.
[0038]
The ink is preferably a liquid of 3 to 30 mPa · s at 60 ° C., more preferably 3 to 20 mPa · s. If the pressure is 3 mPa · s or less, there occurs a problem that accurate landing cannot be performed when high-speed ejection is performed, and if the pressure is 30 mPa · s or more, the ejection property deteriorates.
[0039]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
First, in the present embodiment, at times other than the time of image recording and the time of head maintenance operation, the carriage 3 mounted with the recording heads 4, 4,... Is waiting on the light shielding unit 23 disposed in the home position area X, The light-shielding caps 24 provided on the light-shielding unit 23 cover the nozzle surfaces 6, 6,... Of the recording heads 4, 4,... So that the nozzle surfaces 6, 6,. Is protected.
[0040]
When a signal is input from the input unit 26 to perform a printing operation, the control unit 25 controls the carriage driving mechanism 27 to move the print heads 4, 4,... To the print area Y. At this time, the light-shielding caps 24 are removed from the recording heads 4, 4,.
[0041]
When the carriage 3 reaches a predetermined position in the recording area Y, the control unit 25 drives the carriage 3 to reciprocate the recording heads 4, 4,... In the main scanning direction A and perform recording by the recording medium transport mechanism 28. The sheet P is transported in the sub-scanning direction. At this time, the control unit 25 operates the recording heads 4, 4,... Based on the input information from the input unit 26 and predetermined image information, and causes the nozzles 5, 5,. Further, the control unit 25 controls the ultraviolet irradiation devices 7 and 7 to irradiate the ink ejected onto the recording medium P with ultraviolet rays, whereby the ink is cured and fixed on the recording medium P and an image is formed. Is recorded.
[0042]
Next, the control unit 25 controls the carriage driving mechanism 27 to move the recording heads 4 to the maintenance area Z along the carriage rail 2.
[0043]
When the recording heads 4, 4,... Reach a predetermined position, the control unit 25 raises the maintenance unit 9. Thereby, the nozzle surfaces 6, 6,... Of the recording heads 4, 4,... Are covered with the suction caps 10, 10,. Thereafter, the control unit 25 operates the suction pumps 12, 12,... To apply a negative pressure to the inside of the suction caps 10, 10,. When the ink sucked from the nozzles 5, 5,... Contacts an absorber (not shown) provided inside the suction caps 10, 10,. You. The absorbed ink is sent to the waste ink tank 13 through the ink communication pipes 11, 11 and stored therein.
[0044]
When the suction operation is completed, the control unit 25 once lowers the maintenance unit 9, whereby the suction caps 10 are separated from the nozzle surfaces 6.
[0045]
After that, the control unit 25 moves the carriage 3 above the ink absorbing mechanism 14. When the recording heads 4, 4... Mounted on the carriage 3 reach a position corresponding to the absorbing member 16 of the ink absorbing mechanism 14, the control unit 25 raises the maintenance unit 9 and makes the original winding roller 17 of the ink absorbing mechanism 14 The absorbing member 16 stretched between the winding rollers 18 is brought into contact with the nozzle surfaces 6, 6,... Of the recording heads 4, 4,. Thereby, the ink adhered to the nozzle surfaces 6, 6,... Is absorbed by the absorbing member 16. Next, the control unit 25 operates the recording heads 4, 4,... To cause the nozzles 5, 5,. When the absorbing member 16 completes the ink absorption and idle discharge operation of the nozzle surfaces 6, 6,..., The control unit 25 lowers the maintenance unit 9 to make the recording heads 4, 4,. Separate. When the recording heads 4, 4,... And the absorbing member 16 are sufficiently separated from each other, the control unit 25 controls the ultraviolet irradiating unit 22 to irradiate the absorbing member 16 with a small amount of ultraviolet light from the ultraviolet light source 21. Thereby, the ink adhered on the absorbing member 16 is cured. Further, the control unit 25 controls the roller driving mechanism 29 of the ink absorbing mechanism 14 to rotate the original winding roller 17 and the winding roller 18. As a result, the absorbing member 16 is sent out from the original winding roller 17, and the ink adhering portion of the absorbing member 16 is wound by the winding roller 18.
[0046]
This ends the maintenance operation of the recording heads 4, 4,..., And the interior of the nozzles 5, 5,.
[0047]
In the present embodiment, since the ink is ejected to the absorbing member 16 that wipes the nozzle surfaces 6, 6,... Of the recording heads 4, 4,. Can be. In addition, since the idle-discharged ink is absorbed by the absorbing member 16 and taken up, there is no need to provide a mechanism for sucking ink, so that the device structure can be simplified and the device cost can be reduced.
[0048]
Further, in the present embodiment, after the ink is ejected to the absorbing member 16 in an idle state, the ink ejected in the idle state is cured by irradiating ultraviolet rays. The ink absorbing mechanism 14 can be easily maintained without the risk of re-adhering to the ink.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, since the maintenance unit includes the absorbing member, the ink attached to the nozzle surface can be wiped off and appropriately removed. In addition, since the ink is ejected to the absorbing member for wiping the ink, there is no need to provide a separate empty ejection space, and it is not necessary to send the ejected ink to a waste ink tank or the like. Therefore, there is an effect that space saving and cost reduction of the device can be realized.
[0050]
According to the invention described in claim 2, since the absorbing member is formed of high-density fiber, when the ink attached to the nozzle is wiped, and when the ink is idle-discharged from the nozzle, a capillary action or the like is used. There is an effect that the ink can be easily and quickly absorbed and the ink can be removed from the nozzle surface.
[0051]
Next, according to the third aspect of the present invention, after the ink is absorbed by the absorbing member, the ink is cured by irradiating light to the portion of the absorbing member to which the ink is attached, so that the ink adheres to the absorbing member. There is an effect that the ink can be prevented from re-adhering to another, and the absorbing member can be easily replaced.
[0052]
Further, according to the invention described in claim 4, there is an effect that even when high-viscosity ink is used, the maintenance operation by causing the ink to be ejected idly can be performed smoothly and easily.
[0053]
Further, the maintenance operation can be appropriately performed even when an ink that is cured by irradiating ultraviolet rays is used for image recording. In the case where image recording is performed using an ultraviolet curable ink, the ink is cured by irradiating ultraviolet rays after the ink is ejected, so that the image quality of the recorded image can be maintained for a long period of time.
Furthermore, by using an ultraviolet curable ink for image recording, not only when the recording medium is a recording medium having good ink absorbency such as paper, but also in a recording medium having low ink absorbency or a recording medium having no ink absorbency. Even if there is, there is an effect that a high definition image can be recorded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing an image recording apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a front view schematically showing an ink absorbing mechanism of the image recording apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a front view schematically showing a modification of the ink absorbing mechanism of the image recording apparatus according to the embodiment; FIG. 4 is a modification of the ink absorption mechanism of the image recording apparatus according to the embodiment; FIG. 5 is a front view schematically showing an example. FIG. 5 is a main part block diagram schematically showing a control device according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 Image recording device 4 Recording head 5 Nozzle 6 Nozzle surface 9 Maintenance unit 14 Ink absorbing mechanism 15 Case member 16 Absorbing member 17 Original winding roller 18 Winding rollers 19a, b Guide roller 21 Ultraviolet light source 22 Ultraviolet irradiation unit 25 Control unit 27 Carriage Drive mechanism 28 Recording medium transport mechanism 29 Roller drive mechanism
