JP2015217593A - インクジェットプリンター - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットヘッドを封止するキャップは汚れやすいので、定期的に清掃する必要がある。また、キャップから付着物を十分に除去する必要がある。キャップに付着物があると封止不良になる問題があった。
【解決手段】 キャリッジにローラーを着脱する機構を備え、キャップを清掃する場合に、ローラーの格納部にキャリッジを移動させ、着脱機構でローラーをキャリッジに装着する。キャリッジをキャップの上を往復走査させ、装着したローラーによってキャップを清掃する。キャップに付着した異物の除去を行う。清掃後、ローラーを格納部に戻し、通常の記録を再開する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクを吐出することによって画像を記録するインクジェットプリンターに関する。

インクジェットヘッドから、紙や樹脂フィルムなどの記録媒体にインクを吐出し、画像を記録するインクジェットプリンターが知られている。インクジェットプリンターは、高画質化、耐久性、信頼性などの性能の向上が求められている。インクジェットヘッドのノズル面に異物が付着していると、その影響でインクが吐出されないなどの吐出不良が生じる場合がある。そのため、一般的なインクジェットプリンターでは、インクジェットヘッドのノズル面に付着したインクを弾性体のワイプブレードで定期的に拭き取り、付着物を除去している。また、ノズル面をキャップで密閉し、キャップ内を吸引することで、インクジェットヘッド内の増粘したインクの強制的な除去や、ノズル内に詰まった異物の除去を行っている。

キャップのノズル面との当接部は定期的に清掃することで、常に異物などが無い様にしておく必要がある。例えば、異物は、インクが固まった物や、記録媒体の糸や紙粉などである。このような異物が当接部に存在すると密閉が完全にできず、吸引が十分に行われなくなる恐れがある。

例えば、特開２００１‐７１５１９号公報にあるように、ブレードによってキャップの当接面を払拭し、キャップを清掃する機構が考えられていた。

特開２００１‐７１５１９号公報

従来の技術では、ゴム、ウレタン、多孔質体などの弾性体でできているブレードで、キャップを払拭している。しかし、キャップのインクジェトヘッドとの当接面は、密閉するために柔軟な素材が用いられている。そのため、ブレードで払拭しただけでは、異物が付着した部分の当接面が変形し、十分に異物が払拭されずに残ってしまう問題があった。また、インクの種類によっては固化し易いものがあり、キャップが乾燥していると、その場で固化してしまう恐れがある。また、単にブレードで払拭と、キャップ表面を払拭してしまうのでキャップが乾燥しやすくなってしまうという問題も生じている。

このような問題に対して、本発明は、キャップに付着した異物を十分に除去し、キャップのインクジェットヘッドとの当接面を湿潤に保つことのできるインクジェットプリンターを提供する。

本発明のインクジェットプリンターは、記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェットヘッドと、前記記録媒体を支持しるプラテンと、前記インクジェットヘッドを搭載し、前記プラテンに支持された前記記録媒体に対して往復走査するキャリッジと、前記キャリッジの位置を検出する検出手段と、前記インクジェットヘッドを密閉し前記インクジェットヘッドからインクを吸引するキャップと、前記キャップをインクジェットヘッドに対して接離方向に移動させる昇降手段と、を有し、前記インクジェットヘッドを前記キャップに対応する位置に移動させ、昇降手段によって前記キャップを上昇させて前記キャップを前記インクジェトヘッドに密閉させ、前記インクジェットヘッドからインクを吸引するメンテナンス手段を有するインクジェットプリンターにおいて、前記キャップに押圧し、前記キャップを清掃するローラーと、前記キャリッジに搭載され、前記ローラーを回動可能に把持する把持手段と、前記ローラーを載置する台と、をさらに有し、前記昇降手段によって前記キャップを所定の高さに配置し、前記台に載置されている前記ローラーを前記把持手段で把持し、前記把持手段で前記ローラーを把持した状態で前記キャリッジを移動させ、前記ローラーを前記キャップに当接させながら往復移動することで前記キャップを清掃することを特徴とする。

本発明によって、キャップに付着した異物を十分に除去し、キャップのインクジェットヘッドとの当接面を湿潤に保つことのできるので、インクジェットヘッドとの密閉性が優れ、インクジェットヘッド内のインクなどを好適に吸引できるインクジェットプリンターを提供できる。

図１は、インクジェットプリンターの概略図である。 図２は、キャップの清掃機構の概略図である。 図３は、清掃ローラーを説明する図である。 図４は、インクジェットプリンターのブロック図である。 図５は、キャップの清掃の動作を説明するフローチャートである。

図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１は、インクジェットプリンターの概略図である。本実施形態のインクジェットプリンター１は、図１に示すように、記録媒体１８を水平に配置して図１の紙面奥から手前方向に搬送し、インクジェットヘッド３からインクを吐出して、記録媒体１８の表面に記録データに応じた画像や文字などを記録する。記録媒体１８は、紙、樹脂フィルムなどである。この紙面の搬送方向を副走査方向と呼ぶ。

インクジェットプリンター１は、記録媒体１８を搬送する搬送手段を備える。また、インクジェットヘッド３およびクリーニング液の滴下手段４を搭載し、記録媒体１８の搬送方向と交差する方向、ここでは直交する方向に往復走査するキャリッジ２と、インクジェットヘッド３を払拭するするワイプユニット１０と、インクジェットヘッド３をキャップするキャッピングユニット８と、インクジェットヘッド３からのインクの吐出を受けるスピットユニット１１を備える。往復走査の移動方向を主走査方向と呼ぶ。また、インクジェットプリンター１は、記録データの受信や記録動作の制御を含めた装置全体の制御を行う制御手段を備える。

搬送手段は、図１の紙面奥行き方向に延ばされた略平板状のプラテン１７上に、モーターによって駆動される複数の搬送ローラー対１６を備える。そして、この搬送ローラー対１６は、回転軸が平行なグリッドローラと、そのグリッドローラに付勢され連れ回るピンチローラを備える。記録媒体１８はこのグリッドローラとピンチローラに挟まれて搬送される。グリッドローラが、回転することで紙面奥行き方向から手前方向に記録媒体１８が搬送される。

キャリッジ２は、搬送手段、ワイプユニット１０、スピットユニット１１、およびキャッピングユニット８の上方で、記録媒体１８の搬送方向と直交する方向に延在されたキャリッジレール１３に沿って移動可能に設けられている。また、キャリッジ２をキャリッジレール１３上で位置制御および速度制御可能に往復移動させるモーター１５を備える。モーター１５は、キャリッジ２が固定されている無端ベルト１２に接続され、この無端ベルト１２を駆動する。キャリッジレール１３に平行にリニアスケール１４が設けられている。このリニアスケール１４の目盛を検出するリニアセンサーがキャリッジ２に備わる。キャリッジ２の位置を検出可能とし、キャリッジ２に固定されている複数のインクジェットヘッド３および滴下手段４の位置もそれに応じて演算することができ、制御手段が取得できる。

本実施形態では、インクジェットヘッド３は、カラー記録を行うためのブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のインクに対応して４台が備えられている。
なお、インクジェットヘッド３の詳細は図示しないが、インクを吐出す複数のノズルが列状に配置され、供給されたインクを圧電素子などの吐出機構によって吐出する。インクジェットプリンター１は、画像形成範囲外において、スピットユニット１１にノズルからインクを吐出させ、増粘したインクを吐出したり、メニスカスを整えるために吐出したりする。

キャリッジ２を駆動するモーター１５の位置制御、速度制御は、制御手段の制御信号に応じて行われる。記録動作時にはインクジェットヘッド３が記録媒体１８の上空を所定速度で往復移動するように、モーター１５が制御される。また、モーター１５は、クリーニング動作時にはワイプユニット１０の所定のワイピング位置にインクジェットヘッド３を移動させる。また、キャップをする場合はキャッピングユニット８上に、スピットをする場合はスピットユニット１１上に移動させる。

ワイプユニット１０は、インクジェットヘッド３をワイプユニット１０の上方に移動させた状態で、インクジェットヘッド３のノズル面に対してワイプブレードを相対移動させることで、インクジェットヘッド３のノズル面を払拭して清掃する。またキャッピングユニット８は、インクジェットヘッド３のインクをノズルから外部に吸引することでインクジェットヘッド３の異物や増粘したインクを排出する。また未使用時にキャップすることでインクの乾燥を防止する。キャッピングユニット８の概略構成は、キャップ、キャップを昇降させる昇降手段、キャップ内を吸引する吸引ユニット、吸い出したインクを収納する廃インクボトル９を有する。キャップはインクジェットヘッド３毎に設けられている。昇降手段は、キャップの上下方向の位置を選択的に切り換えるための上下動を行うものであり、例えば、機械的、電磁的、流体的な適宜の昇降手段からなる。

キャリッジ２には、キャップを清掃する清掃ローラー６を把持する把持手段５が備わる。使用していない状態の清掃ローラー６は、清掃ローラー６の回転軸を置くことのできる窪みを備える台７に載置されている。

図２は、キャップの清掃機構の概略図である。キャッピングユニット８にはインクジェトヘッド３を密閉するキャップ２４が、インクジェットヘッド３に対応して配置されている。キャップ２４はインクジェットヘッド３のノズル面と当接する当接部２５が、ノズル列を取り囲むように配置されている。キャップ２４にはバネ２６が備わり、キャップ２４をノズル面の方向に付勢する。キャリッジ２には、滴下手段４側の外側に把持手段５が備わっている。把持手段５は清掃ローラー６の回転軸３３を受ける開口部が楕円形の受け部３４が備わる。清掃ローラー６の両端から突出して設けられた回転軸３３に対して、回転軸３３の外側から内側に向けて受け部３４を移動させ、回転軸３３が受け部３４に挿入され、回動可能に把持される。

台７の上部に回転軸３３の載置する凹部２７が設けられている。凹部２７は板状の金属あるいはプラスチックで構成され、水平部２８と斜面部２９を有する。凹部２７は、水平部２８の一部に設けた窪みである。台７には、清掃ローラー６が載置されているか否かを検出する清掃ローラー検出センサー３０が備わっている。図２では、破線で描かれている清掃ローラー６０の回転軸６１が、凹部２７に載置されている。

受け部３４は楕円の開口によって回転軸３３を把持するので、回転軸３３は楕円に沿って上下に移動することができる。破線で描かれた移動範囲の下限３１と上限３２は、受け部３４の開口の範囲であり、この範囲内で回転軸３３が上下に移動する。凹部２７の深さがこの移動範囲内である。凹部２７に回転軸３３が載置されていても、回転軸３３が上下動できるので、把持手段５で回転軸３３を把持した後にキャリッジ２を移動させることができる。また、斜面部２９を設けることで、キャリッジ２と台７が当接しない様にしている。

清掃ローラー６は多孔質の樹脂製のローラーを用いている。この清掃ローラー６は、キャリッジ２を移動することで、キャップ２４に当接しながら回転する。回転軸３３は、受け部３４の楕円の開口部の上側に当接しながら移動するので、キャップ２４に対して清掃ローラー６を押圧しながら回転させることができる。キャップ２４の当接部２５はノズル面に変形しながら当接する部分であり、柔軟な樹脂製である。清掃ローラー６は、この当接部２５を含むキャップ２４の上面を清掃することができる。キャッピングユニット８には、カム１９が備わり、そのカム１９はカム軸２０により回転する。図２では、キャッピングユニット８は、最下部に位置している。カム軸２０およびカム１９が回転することで、キャッピングユニット８が上方に移動し、ノズル面と接することができる。清掃ローラー６でキャップ２４を清掃する場合は、カム１９を回転させ、キャッピングユニット８を所定の位置に固定する。例えば、最下部に位置させる。

また、キャップ２４を清掃する際に、インクやクリーニング液が染み出す場合があり、トレー２１がキャップ２４の下方に配置され、こぼれたインク等を受け、チューブ５１を経由して廃インクボトル９に流し込む。トレー２１に設けた斜面により、インク等はチューブ５１に流れる。また、各キャップ２４からインクを吸引する吸引ポンプ２３がチューブ２２を介して接続されている。吸引ポンプ２３は、吸引したインクを廃インクボトル９に流し込む。

図３は、清掃ローラーを説明する図である。清掃ローラー６が把持手段５によってキャリッジ２に装着されている場合を実線で描いている。点線で描かれている清掃ローラー６５は、点線で描かれている回転軸６６が台７の凹部２７に載置されている状態を示している。点線で描かれているキャリッジ６２及び把持部６４は、回転軸６６の外側に点線で描かれている受け部６３が位置する場所に移動した状態を示している。この状態で把持部６４が受け部６３内に回転軸６６が挿入されるように移動することで、清掃ローラー６５を把持することができる。

キャップ２４と清掃ローラー６の上方から見た場合の位置関係は、キャップ２４の長手方向の長さより清掃ローラー６の幅の方が広く構成されている。清掃ローラー６によってキャップ２４の上面の全体が清掃できる。

キャリッジ２には、インクジェットヘッド３及び滴下手段４が備わる。キャップ２４の当接部２５は、インクジェットヘッド３のノズル面に接したときに、インクジェットヘッド３のノズル列３５の周囲を取り囲むように配置されている。キャップ２４の当接部２５の内側は、窪んでいる。また窪みの底の窪み底部３７は平坦である。窪み底部３７の長手方向の一方側に吸引ポンプ２３と接続される吸引孔３９が設けられている。また窪み底部３７には、多孔質の樹脂製のキャップシート３８が配置されている。これは、インクジェットヘッド３からインクをキャップ２４内に吐出する場合に、インクが飛び散らない様にするためである。滴下手段４のクリーニング液の排出口３６は、窪み底部３７の長手方向の他方側に対応する位置に配置されている。クリーニング液をキャップ２４内に滴下した場合の液滴の位置を滴下範囲４０となる。

図４は、インクジェットプリンターのブロック図である。制御手段５０は、演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵを備える制御手段である。制御手段５０はＲＯＭ４１に格納されていう制御プログラムに従って動作する。ＲＡＭ４２は、データの一時的な記憶や制御手段５０による処理のワークエリア等として用いられる。キャリッジ移動モーター駆動回路４３は制御手段５０の制御によって動作し、キャリッジ２を移動させるモーター１５を駆動する。

キャリッジ位置検出センサー４４は、リニアスケール１４の目盛を検出するリニアセンサーである。キャリッジ２に搭載されている。このセンサー出力に基づいてキャリッジ２の位置を演算し、取得する。ヘッド駆動回路４５は制御手段５０によって制御される。ヘッド駆動回路４５を介して、インクジェットヘッド３を動作させる。インクジェットヘッド３が複数搭載されている場合、制御部５０及びヘッド駆動回路４５は、各々のインクジェットヘッド３を個別に駆動させることができる。ヘッド駆動回路４５は制御手段５０から入力された情報に基づいて、各インクジェットヘッド３のインクの吐出もしくは不吐出のタイミングを生成し、インクジェットヘッド３を駆動する。インク吐出をさせる場合は、オン波形を生成し、不吐出させる場合には、オフ波形を生成し、各インクジェットヘッド３へ転送する。吐出のタイミングはキャリッジ２の位置に応じて演算される。

清掃ローラー把持手段駆動回路４６は制御手段５０の制御により動作し、把持手段５が回転軸３３を把持あるいは解放する動作を制御する。把持手段５は、例えば、ソレノイドによって、受け部３４を含む部分が移動する機構を備える。清掃ローラー把持手段駆動回路４６はソレノイドを駆動する回路である。また、カムによって受け部３４を含む部分を移動させる機構の場合は、カムを回転させるモーターの駆動回路となる。

クリーニング液滴下モーター駆動回路４７は、制御手段５０の制御により動作する。滴下手段４がクリーニング液を滴下するためのモーターの駆動を行う。滴下手段４にはチューブポンプが備わり、そのチューブポンプを駆動するモーターを駆動する。モーターを正転させると、クリーニング液が排出され、止めると停止する。

吸引ポンプ駆動回路４８は、制御手段５０の制御により動作する。吸引ポンプ２３を駆動するためのモーターの駆動を行う。吸引ポンプ２３はモーターの駆動によって動作し、キャップ２４内のインクの吸引を行う。

清掃ローラー検出手段４９は、清掃ローラー検出センサー３０を含み、清掃ローラー検出センサー３０によって清掃ローラー６が台７に載置されているか否かの情報を制御手段５０に出力する。制御手段５０は、清掃ローラー６を把持していない状態なら、清掃ローラー検出センサー３０の出力によって、台７に清掃ローラー６が載置されているか否かを判断できる。また、清掃ローラー６を把持している状態なら、キャリッジ２を凹部２７まで移動させ、その状態での清掃ローラー検出センサー３０の出力によって、清掃ローラー６を把持しているか否かを判断できる。

図５は、キャップの清掃の動作を説明するフローチャートである。制御手段５０の制御によってインクジェットプリンター１の各機能が制御され、動作する。
先ず、ステップＳ１で、キャリッジ２をキャップ２４の上空まで移動させる。滴下手段４によって、キャップ２４内にクリーニング液を滴下する。キャップシート３８にクリーニング液が浸み込む。

次に、ステップＳ２で、キャリッジ２を、把持手段５が台７に載置されている清掃ローラー６を把持する位置に移動する。次に、ステップＳ３で、把持手段５によって、清掃ローラー６を把持する。

次にステップＳ４で、把持手段５によって清掃ローラー６を把持したままキャリッジ２を、キャッピングユニット８のキャップ２４上を移動して清掃する。この移動によって、清掃ローラー６を用いてキャップ２４の第一次の清掃が行われる。キャップ２４内に滴下されたクリーニング液、すなわちキャップシート３８に浸み込んだクリーニング液は清掃ローラー６が回転しながら押圧するので、キャップ２４内に広く行き渡る。また、清掃ローラー６に付着したクリーニング液によって、キャップ２４内のみならず、当接部２５やその周辺を含むキャップ２４の上面を清掃する。また好ましくは、キャリッジ２を、キャップ２４の上を清掃ローラー６が往路と復路で清掃するように、少なくとも一往復させる。それにより、キャップ２４内のクリーニング液を十分に広げ、清掃ローラー６及びキャップ２４の上面に行き渡らせることができる。また、バネ２６の弾力と当接部２５の弾力及び変形により好適に清掃ローラー６がキャップ２４の上面を回転しながら、押圧しながら移動できる。当接部２５が変形するので、当接部２５の根元なども清掃が可能となる。回転軸３３は受け部３４の楕円の開口部の上端より上に移動することができないが、バネ２６があるので、キャップ２４が下方に移動することができ、キャップ２４が清掃ローラー６に押圧されながら清掃される。

次にステップＳ５で、吸引ポンプ２３を駆動する。吸引ポンプ２３を駆動することで、キャップ２４内及びキャップシート３８に浸み込んだクリーニング液を吸引することになる。キャップ２４の上面が解放された状態なので、全てを吸引することはできないが、キャップシート３８に浸み込んだクリーニング液が吸引され排出される。

次にステップＳ６で、吸引ポンプ２３で吸引している状態でキャップ２４の上を清掃ローラー６で清掃する。これにより、さらに余分なクリーニング液を排出できる。また清掃ローラー６に付着した余分なクリーニング液も排出できる。また好ましくは清掃ローラー６をキャップ２４の上を少なくとも一往復させる。

キャップ２４内には、クリーニング液やインクなどが混入しているので、気泡などが発生する場合があるが、清掃ローラー６によって清掃できる。すなわち清掃ローラー６を回転させながら当接させることで気泡などの泡もつぶすことができ、吸引することで残差物も少なくできる。通常のノズル面をキャップする際にもキャップ２４内がきれいな状態なので不具合も起こりにくくなる。また、キャップ２４の当接部２５をクリーニング液で清掃し、濡らすことができる。例えば、主溶剤が水のインクの場合に、乾燥しやすいので、当接部２５が乾燥していると、そこに付着したインクの乾燥が早く、強固に定着してしまう恐れがある。しかし、インクより乾燥しにくいクリーニング液を使うことで、当接部２５を含めキャップ２４の上面をある程度保湿することができるので、この様な問題の防止にもなる。

本発明はインクジェットヘッドを封止するキャップを備えるプリンターに利用できる。

１ インクジェットプリンター
２ キャリッジ
３ インクジェットヘッド
４ 滴下手段
５ 把持手段
６ 清掃ローラー
７ 台
８ キャッピングユニット
１０ ワイプユニット
１１ スピットユニット
１２ 無端ベルト
１３ キャリッジレール
１４ リニアスケール
１５ モーター
１６ 搬送ローラー対
１７ プラテン
１８ 記録媒体
２４ キャップ
２５ 当接部
２６ バネ
２７ 凹部
３３ 回転軸

Claims (8)

1. 記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェットヘッドと、
   前記記録媒体を支持しるプラテンと、
   前記インクジェットヘッドを搭載し、前記プラテンに支持された前記記録媒体に対して往復走査するキャリッジと、
   前記キャリッジの位置を検出する検出手段と、
   前記インクジェットヘッドを密閉し前記インクジェットヘッドからインクを吸引するキャップと、
   前記キャップをインクジェットヘッドに対して接離方向に移動させる昇降手段と、
   を有し、前記インクジェットヘッドを前記キャップに対応する位置に移動させ、昇降手段によって前記キャップを上昇させて前記キャップを前記インクジェトヘッドに密閉させ、前記インクジェットヘッドからインクを吸引するメンテナンス手段を有するインクジェットプリンターにおいて、
   前記キャップに押圧し、前記キャップを清掃するローラーと、
   前記キャリッジに搭載され、前記ローラーを回動可能に把持する把持手段と、
   前記ローラーを載置する台と、
   をさらに有し、
   前記昇降手段によって前記キャップを所定の高さに配置し、前記台に載置されている前記ローラーを前記把持手段で把持し、前記把持手段で前記ローラーを把持した状態で前記キャリッジを移動させ、前記ローラーを前記キャップに当接させながら往復移動することで前記キャップを清掃することを特徴とするインクジェットプリンター。
2. 前記ローラーは、回転の中心に軸を有し、該軸は前記ローラーの両側面から突出した突出部を備え、
   前記台は、前記突出部の一部が載置される窪み部を有し、該窪み部に前記軸が載置されることで前記軸の前記台上での移動が規制され、
   前記把持手段は、前記突出部の先端を覆う凹部を備え、前記ローラーが前記台に載置されている状態で、前記凹部を前記軸の先端方向から基根方向に向けて動作させて前記突出部に前記凹部を被せることで、前記ローラーを把持することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンター。
3. 前記キャリッジに搭載され、前記キャップにクリーニング液を滴下する滴下手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンター。
4. 前記キャップに接続され、前記インクジェットヘッドからインクを吸引する吸引ポンプをさらに有し、
   前記キャップと前記吸引ポンプはチューブで接続され、
   前記キャップの底に前記インクを吸収する吸収部材が配置され、
   前記キャップは前記キャップの前記吸収部材の長手方向の一方側の端部に対応する位置に前記チューブと接続する開口部を有し、
   前記手段から滴下され前記クリーニング液は、前記吸収部材の中央部より長手方向の前記一方側とは逆方向の他方側に近い位置に滴下されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
5. 前記キャップに前記クリーニング液を滴下した後に、前記キャップに対して１回以上前記ローラーを移動させ、その後に前記吸引ポンプを駆動させた状態で前記キャップに対して１回以上前記ローラーを移動させることで前記キャップを清掃することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンター。
6. 前記ローラーは、前記ローラーを前記キャップ上に移動させたときに、前記キャップに配置された前記吸収部材に当接することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のインクジェットプリンター。
7. 前記キャップの下に、こぼれ出た前記クリーニング液を受けるトレーを有することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
8. 前記インクは主溶剤が水であり、前記クリーニング液は前記インクより蒸発し難いことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。

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