JP2006264038A - インクジェットヘッドのメンテナンス装置およびメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドのインクを消費せずにノズル面の乾燥防止を定期的に行う。また、記録媒体をインクによって汚す虞がない。
【解決手段】外周面に多数の微小孔を設けたローラ軸の外周面上に多孔質層を形成し、ローラ軸内にインクを充填することで微小孔から多孔質層にインクを浸透させるメンテナンスローラ５を備えたメンテナンス装置１と、メンテナンスローラのローラ軸内に多孔質層に浸透させるためのインクを送り込む、第１の遮断弁１９、インクタンク２０、送気ポンプ２４等からなるインク供給手段を設け、メンテナンス装置１をインクジェットヘッドにおける多数のノズルを配置したノズル面の一端にメンテナンスローラが接触するようにし、インク供給手段を駆動しつつメンテナンスローラをノズル面の一端から他端へ移動してノズル面をインクで濡らす。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェットヘッドのノズル面をメンテナンスするメンテナンス装置およびメンテナンス方法に関する。

インクジェット記録装置に使用されるインクジェットヘッドにおいては、ノズル付近に滞留しているインクは外気と接触して乾燥しやすいため乾燥を防止する必要があるが、従来は、ノズル面全面を覆うキャップのような封止部材が使用されていた。しかし、このような封止部材を使用するものは装置の電源オフ時や電源オン状態にあっても長時間使用しない場合にノズル面を覆うものであり、例えば、１ジョブの印刷が終了する毎に定期的にノズル面をメンテナンスすることができなかった。

これに対し、プラテン部材の表面を多孔質層に形成し、定期的なフラッシング処理時にノズルから吐出されるインクをこの多孔質層で吸収するようにし、かつ、プラテン部材をインクジェットヘッドに接触させてノズル面を清掃し、さらに、プラテン部材の多孔質層に吸収されたインクをプラテン部材の中空円筒軸から吸引ポンプで吸引して除去することで、定期的にノズル面をメンテナンスするものが知られている（例えば、特許文献１参照。
特開平２００４−４２６２８号公報

しかし、インクジェットヘッドのノズル面のメンテナンスをプラテン部材によって行うものでは、プラテン部材に吸収されるインク量によっては記録媒体が汚れる虞があった。また、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出してメンテナンスを行うため、ヘッドとして大量のインクを消費するという問題があった。

本発明は、インクジェットヘッドのインクを消費せずにノズル面の乾燥防止を定期的に行うことができ、また、記録媒体がインクによって汚れる虞がないインクジェットヘッドのメンテナンス装置およびメンテナンス方法を提供する。
また、本発明は、インクジェットヘッドのインクを消費せずにノズル面の乾燥防止および清掃を定期的に行うことができ、また、記録媒体がインクによって汚れる虞がないインクジェットヘッドのメンテナンス装置およびメンテナンス方法を提供する。

本発明は、外周面に多数の微小孔を設けた中空状のローラ軸の外周面上に多孔質層を形成し、ローラ軸の中空内にインクを充填することでローラ軸の微小孔から多孔質層にインクを浸透させるメンテナンスローラを備えたメンテナンス装置と、メンテナンスローラのローラ軸の中空内に多孔質層に浸透させるためのインクを送り込むインク供給手段と、メンテナンス装置を、インクジェットヘッドにおける多数のノズルを配置したノズル面の一端にメンテナンスローラが接触するように移動制御するとともにインク供給手段を駆動制御し、続いて、メンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の一端から他端へ移動制御し、さらに、メンテナンス装置のメンテナンスローラがインクジェットヘッドのノズル面から離間するように移動制御する制御手段を備えたものにある。

また、本発明は、メンテナンス装置を、インクジェットヘッドにおける多数のノズルを配置したノズル面の一端にメンテナンスローラが接触するように移動制御するとともにインク供給手段を駆動制御し、続いて、メンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の一端から他端へ移動制御してノズル面にインクを塗布して、さらに、メンテナンス装置のメンテナンスローラがインクジェットヘッドのノズル面から離間するように制御を行う第１の制御手段と、この第１の制御手段による制御に続いて、インク吸引手段を駆動制御するとともにメンテナンス装置を移動制御してインクジェットヘッドのノズル面の他端にメンテナンスローラを接触させ、この状態でメンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の他端から一端へ移動制御してノズル面のインクを吸引して拭き取り、さらに、メンテナンス装置をノズル面から離間するように制御を行う第２の制御手段を備え、第１の制御手段によりインク塗布動作を行い、第２の制御手段により吸引ワイピング動作を行うことにある。

本発明によれば、インクジェットヘッドのインクを消費せずにノズル面の乾燥防止を定期的に行うことができ、また、記録媒体がインクによって汚れる虞がないインクジェットヘッドのメンテナンス装置およびメンテナンス方法を提供できる。
また、本発明によれば、インクジェットヘッドのインクを消費せずにノズル面の乾燥防止および清掃を定期的に行うことができ、また、記録媒体がインクによって汚れる虞がないインクジェットヘッドのメンテナンス装置およびメンテナンス方法を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１はメンテナンス装置の概略構成を示す図で、１はメンテナンス装置である。前記メンテナンス装置１は、図２に示すように、外周面に多数の微小孔２を設けた中空状のローラ軸３を設け、このローラ軸３の外周面上に多孔質層４を形成したメンテナンスローラ５を、そのローラ軸３の一端をローラホルダ６に設けたワンウェイクラッチ７にＥ形留め輪８を使用して取り付けるとともに他端をローラホルダ６に設けた軸受け９にＥ形留め輪１０を使用して取り付けている。

前記ローラ軸３はワンウェイクラッチ７により一方向にのみ回転するように規制されている。前記ローラホルダ６の内面には前記メンテナンスローラ５の多孔質層４に圧接したローラクリーニングブレード１１が設けられている。

前記ローラ軸３の中空部はそれぞれ一端、他端において第１、第２の管路部材１２，１３と連通している。ローラ軸３と各管路部材１２，１３との連結部にはＥ形留め輪１４，１５が取り付けられている。また、前記ローラホルダ６のローラクリーニングブレード１１の近傍には第３の管路部材１６が連通している。

前記メンテナンス装置１に連通した第１、第２の管路部材１２，１３の他端側は共通にして分岐部材１７に連通している。前記分岐部材１７は第１、第２の管路部材１２，１３との共通の連通部を左右に分岐し、一方の分岐管路１８は途中に第１の遮断弁１９を介してインクタンク２０に連通している。また、他方の分岐管路２１は途中に第２の遮断弁２２を介して廃液タンク２３に連通している。前記他方の分岐管路２１おける第２の遮断弁２２よりも廃液タンク側に前記第３の管路部材１６の他端側を連通している。

前記インクタンク２０には送気ポンプ２４からの送気管路２５が連通し、前記廃液タンク２３には吸気ポンプ２６からの吸気管路２７が連通している。前記送気ポンプ２４はインクタンク２０内に空気を送り込むことでインクタンク２０内の圧力を高め、インクタンク２０内に有るインクを分岐管路１８に送り出す動作を行う。前記吸気ポンプ２６は廃液タンク２３内の空気を吸い込むことで廃液タンク２３内の圧力を低下させ、分岐管路２１や第３の管路部材１６内の空気を吸い込む。

前記メンテナンス装置１は、インクジェットヘッド２８における多数のノズルを配置したノズル面２９にインクを塗布してノズル面を濡らす動作や濡らしたノズル面を吸引して拭き取る動作をするときには、図１に示すように、メンテナンスローラ５をノズル面３２に接触させるようになっている。インクジェットヘッド２８は、たとえば、それぞれノズルを設けた多数の圧力室を並べたライン状のヘッドで、各圧力室に体積変化を起こさせることでノズルからインク滴を吐出させて記録媒体に対する印刷を行う。

図３は制御部の構成を示すブロック図で、３１は制御部本体を構成するマイクロプロセッサである。前記マイクロプロセッサ３１に出力ポート３２を接続し、この出力ポート３２に、前記メンテナンス装置１を移動制御するメンテナンス装置制御部３３を接続し、前記第１、第２の遮断弁１９，２０を開閉制御する遮断弁開閉制御部３４を接続し、また、前記送気ポンプ２４および吸気ポンプ２６を接続している。

図４はメンテナンス装置のマイクロプロセッサ３１によるメンテナンス制御を示す流れ図で、この処理は、例えば、オペレータが特定のキー操作を行ったときやインクジェットヘッド２８が所定行の印刷を終了したときに実行される。

まず、ステップＳ１にて、ノズルメンテナンス開始かをチェックし、ノズルメンテナンス開始であれば、ステップＳ２にて、メンテナンスがノズル面を濡らすのみの乾燥防止か、又は濡らしたノズル面を吸引して拭き取る吸引ワイピングも含むかを判定する。メンテナンスが乾燥防止であれば、ステップＳ３にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図５の(a)に矢印で示すように示すように、予め設定した退避位置Ｐ１から動作開始位置Ｐ２へ移動制御する。

続いて、ステップＳ４にて、遮断弁開閉制御部３４を駆動し、第１の遮断弁１９を開放し、第２の遮断弁２０を閉成し、ステップＳ５にて、送気ポンプ２４を動作する。これにより、送気管路２５を経由してインクタンク２０に空気が送り込まれ、インクタンク２０内の気液界面に圧力が加えられて界面位置が低下する。これにより、インクタンク２０から分岐管路１８にインクが押し出される。このインクは、さらに、第１の遮断弁１９および分岐部材１７を介して第１、第２の管路部材１２，１３からメンテナンスローラ５のローラ軸３内に押し出され、さらに、ローラ軸３内から微小孔２を介して多孔質層４に押し出されて浸透する。

続いて、ステップＳ６にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図５の(b)に矢印で示すように、動作開始位置Ｐ２からメンテナンスローラ５がインクジェットヘッド２８のノズル面２９の一端に接触する位置Ｐ３へ移動制御する。続いて、ステップＳ７にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図５の(c)に矢印で示すように、位置Ｐ３からメンテナンスローラ５が接触した状態で回転しつつノズル面２９上を一端から他端へ移動制御する。この移動によってノズル面２９はメンテナンスローラ５の多孔質層４によってインクが塗布され、濡らされる。

そして、メンテナンス装置１がノズル面２９の他端まで移動すると、ステップＳ８にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図５の(d)に示すように、位置Ｐ４まで離間させる。続いて、ステップＳ９にて、送気ポンプ２４の動作を停止し、ステップＳ１０にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図５の(e)に矢印で示すように、位置Ｐ４から退避位置Ｐ５へ移動させる。さらに、ステップＳ１１にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図５の(f)に矢印で示すように、退避位置Ｐ５から反対側の退避位置Ｐ１へ移動させる。
こうしてノズル面を濡らすという乾燥防止のためのメンテナンス動作が終了する。

また、メンテナンスがノズル面を濡らした後吸引して拭き取るという吸引ワイピングを含むメンテナンス動作であれば、ステップＳ１２にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を動作開始位置Ｐ２へ移動制御する。この移動制御は前述したステップＳ３と同じである。そして、制御は、以降、ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９へと順次実行されるが、この制御はステップＳ４〜Ｓ１０の制御と同じである。従って、ステップＳ１９が終了した時点でノズル面２９はインクで濡らされた状態になっている。

続いて、ステップＳ２０にて、遮断弁開閉制御部３４を駆動し、第１の遮断弁１９を閉成し、第２の遮断弁２０を開放し、ステップＳ２１にて、吸気ポンプ２６を動作する。これにより、吸気管路２７を経由して廃液タンク２３から空気が吸気され、廃液タンク２３内の気液界面の圧力が減少し、気液界面の位置が上昇する。このような気液界面位置の上昇により、ローラ軸３内のインクおよび多孔質層４内のインクが、第１、第２の管路部材１２，１３、分岐部材１７、第２の遮蔽弁２０および分岐管路２１を介して廃液タンク２３内に吸い込まれる。このとき、メンテナンス装置１は、図６の(a)に示すように、退避位置Ｐ５の位置にある。

続いて、ステップＳ２２にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図６の(b)に矢印で示すように、退避位置Ｐ５からメンテナンスローラ５がインクジェットヘッド２８のノズル面２９の他端に接触する位置Ｐ６へ移動制御する。続いて、ステップＳ２３にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図６の(c)に矢印で示すように、位置Ｐ６からメンテナンスローラ５が接触した状態でノズル面２９上を他端から一端へ移動制御する。このとき、メンテナンスローラ５はワンウェイクラッチ７により回転が停止された状態でノズル面上を摺動することになり、ノズル面２９に付着しているインクが吸い取られるとともにごみなどの付着物が除去される。吸い取られたインクは多孔質層４からローラ軸３内に集められ、さらに、廃液タンク２３に集められる。また、ローラクリーニングブレード１１によって多孔質層４から集められたインクがローラホルダ６内に溜まっていれば、このインクも第３の管路部材１６から分岐管路２１を経由して廃液タンク２３に集められる。

そして、図６の(d)に示すように、メンテナンスローラ５がノズル面２９の一端まで戻る位置Ｐ３にメンテナンス装置１が到達すると、ステップＳ２４にて、図６の(e)に矢印で示すように、メンテナンスローラ５をノズル面２９から離間させるようにメンテナンス装置１を動作開始位置Ｐ２へ移動制御する。そして、ステップＳ２５にて、吸気ポンプ２６が停止され、さらに、ステップＳ２６にて、メンテナンス装置制御部３３を駆動し、メンテナンス装置１を、図６の(f)に矢印で示すように示すように、動作開始位置Ｐ２から退避位置Ｐ１へ移動制御する。
こうして、ノズル面２９を濡らした後、吸引して拭き取るという吸引ワイピングを含むメンテナンス動作が終了する。

このような構成においては、メンテナンス装置１を退避位置から動作開始位置へ移動させる。そして、第１の遮断弁１９を開放して第２の遮断弁２０を閉成し、送気ポンプ２４を動作してインクタンク２０からメンテナンス装置１のメンテナンスローラ５にインクを供給してメンテナンスローラ５の多孔質層４に浸透させ、この状態でメンテナンス装置１を動作開始位置から移動させ、メンテナンスローラ５の多孔質層４をインクジェットヘッド２８のノズル面２９に接触させて一端から他端へ移動させる。この動作によってノズル面２９をインクで濡らしインクジェットヘッド２８の各ノズルの乾燥を防止する。このとき、メンテナンスローラ５はノズル面２９を転がるように移動し、ノズル面２９全体を確実に濡らすことができる。

また、ノズル面２９を濡らすとともに吸引して拭き取るときには、最初のノズル面２９を濡らす点は乾燥防止時と同様にメンテナンスローラ５をノズル面２９の一端から他端へ移動させてノズル面２９をインクで濡らす。そして、メンテナンス装置１を他端側の退避位置に一時退避させる。そして、第１の遮断弁１９を閉成して第２の遮断弁２０を開放し、吸気ポンプ２６を動作してメンテナンスローラ５からインクを吸取り廃液タンク２３に集める動作状態にしてから、メンテナンス装置１を移動してメンテナンスローラ５をノズル面２９に接触させた後、他端から一端へ移動させる。このとき、メンテナンスローラ５はワンウェイクラッチ７によって回転が規制される。これにより、メンテナンスローラ５は多孔質層４でノズル面２９を吸引しつつ拭き取る作用を行う。こうして、ノズル面２９に付着しているインクかすやごみ等がインクとともに吸引され拭き取られる。そして、インクは多孔質層４からメンテナンスローラ５のローラ軸３内を経由して廃液タンク２３に集められる。

また、メンテナンスローラ５の多孔質層４に付着したごみなどはメンテナンスローラ５の回転時にローラクリーニングブレード１１によって掻き落される。このとき、多孔質層４からインクがにじみ出てローラホルダ６内に溜まる。このローラホルダ６内に溜まったインクは吸気ポンプ２６の動作時に第３の管路部材１６を介して廃液タンク２３に集められる。

このような、メンテナンス装置を使用してインクジェットヘッド２８のヘッド面２９をインクで濡らすという乾燥防止やインクで濡らした後に吸引して拭き取るという吸引ワイピングを含む清掃というメンテナンス動作を行うことにより、例えば、１ジョブの印刷が終了する毎に、あるいは所定枚数の印刷が終了する毎に定期的にノズル面をメンテナンスすることが可能になる。しかも、インクジェットヘッド２８としては、全くインクを吐出動作する必要が無いので、メンテナンスによってインクが消費されることはない。

また、メンテナンスにはプラテンローラを全く使用しないので、プラテンローラに付着したインクによって記録媒体が汚れる虞は全く無い。また、ノズル面２９を吸引ワイピングによって清掃するときには、ワンウェイクラッチ７によってメンテナンスローラ５の回転を規制し、メンテナンスローラ５の多孔質層４でノズル面２９を吸引して拭き取るようにしているので、ノズル面２９に付着しているインクかすやごみ等をインクとともに確実に拭き取ることができる。

なお、この実施の形態では、吸引ワイピングを含むメンテナンス動作を行う場合に、メンテナンスローラ５をノズル面２９に接触させて一端から他端へ移動させてノズル面２９を濡らす動作を行った後、一端ノズル面２９から離間させ、その後、再度メンテナンスローラ５をノズル面２９に接触させて他端から一端へ移動させて吸引ワイピング動作を行うようにしたが必ずしもこれに限定するものではなく、ノズル面２９を濡らす動作を行った後、メンテナンスローラ５を離間させること無くそのまま他端から一端へ移動させて吸引ワイピング動作を行うものであってもよい。

本発明の実施の形態に係るメンテナンス装置の概略構成を示す図。 同実施の形態におけるメンテナンス装置の構成を示す断面図。 同実施の形態におけるメンテナンス装置の制御部の構成を示すブロック図。 同実施の形態におけるメンテナンス装置のマイクロプロセッサによるメンテナンス制御を示す流れ図。 同実施の形態におけるメンテナンス装置によるメンテナンス動作を説明するための図。 同実施の形態におけるメンテナンス装置によるメンテナンス動作を説明するための図。

符号の説明

１…メンテナンス装置、２…微小孔、３…ローラ軸、４…多孔質層、５…メンテナンスローラ、７…ワンウェイクラッチ、１２，１３…管路部材、１７…分岐部材、１９…第１の遮断弁、２０…インクタンク、２２…第２の遮断弁、２３…廃液タンク、２４…送気ポンプ、２６…吸気ポンプ。

Claims (6)

1. 外周面に多数の微小孔を設けた中空状のローラ軸の外周面上に多孔質層を形成し、ローラ軸の中空内にインクを充填することでローラ軸の微小孔から多孔質層にインクを浸透させるメンテナンスローラを備えたメンテナンス装置と、
   前記メンテナンスローラのローラ軸の中空内に多孔質層に浸透させるためのインクを送り込むインク供給手段と、
   前記メンテナンス装置を、インクジェットヘッドにおける多数のノズルを配置したノズル面の一端にメンテナンスローラが接触するように移動制御するとともに前記インク供給手段を駆動制御し、続いて、前記メンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の一端から他端へ移動制御し、さらに、前記メンテナンス装置のメンテナンスローラがインクジェットヘッドのノズル面から離間するように移動制御する制御手段を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
2. 外周面に多数の微小孔を設けた中空状のローラ軸の外周面上に多孔質層を形成し、ローラ軸の中空内にインクを充填することでローラ軸の微小孔から多孔質層にインクを浸透させるメンテナンスローラを備えたメンテナンス装置と、
   前記メンテナンスローラのローラ軸の中空内に多孔質層に浸透させるためのインクを送り込むインク供給手段と、
   前記メンテナンスローラの多孔質層およびローラ軸の中空内のインクを吸引するインク吸引手段と、
   前記メンテナンス装置を、インクジェットヘッドにおける多数のノズルを配置したノズル面の一端にメンテナンスローラが接触するように移動制御するとともに前記インク供給手段を駆動制御し、続いて、前記メンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の一端から他端へ移動制御してノズル面にインクを塗布して、さらに、前記メンテナンス装置のメンテナンスローラがインクジェットヘッドのノズル面から離間するように制御を行う第１の制御手段と、
   この第１の制御手段による制御に続いて、前記インク吸引手段を駆動制御するとともに前記メンテナンス装置を移動制御してインクジェットヘッドのノズル面の他端にメンテナンスローラを接触させ、この状態で前記メンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の他端から一端へ移動制御してノズル面のインクを吸引して拭き取り、さらに、前記メンテナンス装置をノズル面から離間するように制御を行う第２の制御手段を備え、
   前記第１の制御手段によりインク塗布動作を行い、前記第２の制御手段により吸引ワイピング動作を行うことを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
3. メンテナンス装置は、メンテナンスローラのローラ軸にワンウェイクラッチを取り付け、第１の制御手段によりノズル面の一端から他端へ移動制御するときにはローラ軸を回転し、第２の制御手段によりノズル面の他端から一端へ移動制御するときにはローラ軸の回転を停止させることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドのメンテナンス装置。
4. 外周面に多数の微小孔を設けた中空状のローラ軸の外周面上に多孔質層を形成し、ローラ軸の中空内にインクを充填することでローラ軸の微小孔から多孔質層にインクを浸透させるメンテナンスローラを備えたメンテナンス装置を、インクジェットヘッドにおける多数のノズルを配置したノズル面の一端に前記メンテナンスローラが接触するように前記メンテナンス装置を移動するステップと、
   続いて、前記メンテナンスローラのローラ軸の中空内に多孔質層に浸透させるためのインクを送り込みつつ前記メンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の一端から他端へ移動するステップと、
   続いて、前記メンテナンス装置のメンテナンスローラがインクジェットヘッドのノズル面から離間するように移動するステップと、
   によりインク塗布動作を実行することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
5. 外周面に多数の微小孔を設けた中空状のローラ軸の外周面上に多孔質層を形成し、ローラ軸の中空内にインクを充填することでローラ軸の微小孔から多孔質層にインクを浸透させるメンテナンスローラを備えたメンテナンス装置を、インクジェットヘッドにおける多数のノズルを配置したノズル面の一端に前記メンテナンスローラが接触するように前記メンテナンス装置本体を移動するステップと、
   続いて、前記メンテナンスローラのローラ軸の中空内に多孔質層に浸透させるためのインクを送り込みつつ前記メンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の一端から他端へ移動するステップと、
   続いて、前記メンテナンスローラの多孔質層および中空のローラ軸を介してインクを吸引しつつ前記メンテナンス装置をインクジェットヘッドのノズル面の他端から一端へ移動するステップと、
   続いて、前記メンテナンス装置のメンテナンスローラがインクジェットヘッドのノズル面から離間するように移動させるステップと、
   によりメンテナンス動作を実行することを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス方法。
6. メンテナンス装置を、ノズル面の一端から他端への往移動時にはメンテナンスローラを回転し、ノズル面の他端から一端への復移動時には前記メンテナンスローラの回転を停止させることを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッドのメンテナンス方法。

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