JP2017001347A - インクジェットヘッドおよびこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、ノズル面を効果的に清掃するためのインクジェットヘッド等を提供する。
【解決手段】
本発明のインクジェットヘッド５４は、インクを吐出する吐出ノズル５４ｂに連なる加圧室７６を含んで構成される流路部７０と、加圧室７６を加圧可能に構成される加圧部８０と、を備え、流路部７０は、吐出ノズル５４ｂを開口させるノズル面５４ａを構成するノズルプレート７１と、ノズルプレート７１と加圧部８０との間に設けられるキャビティ部７２と、を有し、ノズル面５４ａには、吐出ノズル５４ｂが設けられるノズル領域Ｒ１と、ノズル領域Ｒ１を挟んで吐出ノズル５４ｂから押し出されたパージインクＬを拭き取るワイパー６４の移動方向両側に設けられる一対の端部領域Ｒ２と、が設定され、一方の端部領域Ｒ２には、ワイパー６４によって拭き取られたパージインクＬを溜めるインク貯留穴７３が穿設されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、インクジェットヘッドおよびこれを備える画像形成装置に関する。

インクジェット式の画像形成装置は、搬送される用紙に対向して配置されるインクジェットヘッドを備えている。インクジェットヘッドは、複数の吐出ノズルからインクを吐出することで用紙上に印字を行う。

ところで、印字が繰り返されると、用紙の搬送時に発生する紙粉やインク吐出時に発生する霧状のインク（インクミスト）等が、吐出ノズルの形成面であるノズル面に付着することがある。ノズル面が汚染されると、インク滴の飛行曲がりやインクの不吐出等が発生することがある。また、ノズル面が汚染されると、キャップの密閉性が低下するため、各吐出ノズルの目詰まりが発生することがある。

特許文献１に記載のインクジェットヘッドのノズル面は、洗浄液の染み込んだワイパーによって拭き取られる。これにより、ノズルの目詰まりが防止される。このインクジェットヘッドは、複数のヘッドモジュールを直線上に配置して構成されている。各ヘッドモジュールの端部または各ヘッドモジュールの境界には、ワイパーの保湿性を安定させるための保湿部材が設けられている。保湿部材は、リフトオフ法等によってヘッドモジュールの基材（ノズル面）上に成膜される。なお、各ヘッドモジュールのノズル面には、撥水膜が形成されている。

特開２０１２−０００７８４号公報

保湿部材は、撥水膜上に成膜することができないため、保湿部材の成膜位置は、レジストパターンによってマスキングされなければならなかった。また、成膜された保湿部材は、ドライエッチングによって凹凸構造を形成しなければならなかった。このため、特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、保湿部材を形成するために多くのコストと時間がかかるという問題を有していた。

本発明は、上記のような課題を解決するため、簡単な構造で、ノズル面を効果的に清掃するためのインクジェットヘッドおよびこれを備える画像形成装置を提供する。

上記した目的を達成するため、本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する吐出ノズルに連なる加圧室を含んで構成される流路部と、前記加圧室を加圧可能に構成される加圧部と、を備え、前記流路部は、前記吐出ノズルを開口させるノズル面を構成するノズルプレートと、前記ノズルプレートと前記加圧部との間に設けられるキャビティ部と、を有し、前記ノズル面には、前記吐出ノズルが設けられるノズル領域と、前記ノズル領域を挟んで前記吐出ノズルから押し出されたパージインクを拭き取るワイパーの移動方向両側に設けられる一対の端部領域と、が設定され、前記一対の端部領域の少なくとも一方には、前記ワイパーによって拭き取られた前記パージインクを溜めるインク貯留穴が穿設されている。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のインクジェットヘッドと、前記ノズル面に沿って前記ワイパーを往復移動させるワイプユニットと、前記インクジェットヘッドおよび前記ワイプユニットの動作を制御する制御装置と、を備え、前記インク貯留穴は、前記一対の端部領域の少なくとも一方に設けられ、前記制御装置は、前記吐出ノズルから押し出されたパージインクを前記ノズル領域に付着させるパージ動作と、前記一対の端部領域の他方から一方に向けて前記ワイパーを移動させて前記パージインクを拭き取ると共に拭き取った前記パージインクを前記インク貯留穴に搬送する第１ワイプ動作と、前記一対の端部領域の一方から他方に向けて前記ワイパーを移動させて前記インク貯留穴に貯留された前記パージインクを前記ノズル領域に塗り広げながら拭き取る第２ワイプ動作と、を制御する。

本発明によれば、簡単な構造で、インクジェットヘッドのノズル面を効果的に清掃することができる。

本発明の第１実施形態に係るプリンターの内部構造を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターの昇降ユニットを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターの第１搬送ユニットおよび昇降ユニットを示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターのヘッドユニットを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターのキャップユニットを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターのインクジェットヘッドおよびキャップを示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターのワイプユニットを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターの保守装置等を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドの一部を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドを示す底面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターであって、退避位置に移動した第１搬送ユニットおよび初期位置に移動した保守装置等を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターであって、使用位置に移動したキャップユニット等を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターであって、キャップユニットをインクジェットヘッドに装着した状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターであって、使用位置に移動したワイプユニット等を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターであって、ワイプユニットをインクジェットヘッドに接触させた状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドおよびワイプユニットを示す断面図であって、パージ動作および第１ワイプ動作を説明している。 本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドおよびワイプユニットを示す断面図であって、第２ワイプ動作を説明している。 本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッドを示す底面図である。 本発明の第３実施形態に係るインクジェットヘッドを示す底面図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下、図１の紙面手前側を正面とし、その他、各図に示す方向を基準に説明する。なお、以下の説明では、「搬送方向」との用語は、シートＳの搬送方向を指す。また、「上流」および「下流」並びにこれらに類する用語は、搬送方向の「上流」および「下流」並びにこれらに類する概念を指す。

図１ないし図４を参照して、第１実施形態に係るインクジェット式の画像形成装置としてのプリンター１の全体構成について説明する。図１はプリンター１の内部構造を示す断面図である。図２は昇降ユニット２２を示す斜視図である。図３は第１搬送ユニット２０および昇降ユニット２２を示す断面図である。図４はヘッドユニット５１を示す平面図である。

図１に示すように、プリンター１は、装置本体２と、給紙カセット３と、排紙トレイ４と、操作パネル５と、を備えている。給紙カセット３は、装置本体２の下部に着脱可能に設けられている。排紙トレイ４は、装置本体２の左側上部に設けられている。操作パネル５は、装置本体２の上面に設けられている。

給紙カセット３の内部には、枚葉のシートＳ（の束）が収容される。操作パネル５は、ユーザーや点検等を行う作業員によって操作される。

また、プリンター１は、給紙部１０と、搬送装置１１と、記録部１２と、保守装置１３と、制御装置１４と、を装置本体２の内部に備えている。給紙部１０は、給紙カセット３から延びる搬送路１５の上流側に設けられている。搬送装置１１および記録部１２は、装置本体２の略中央部に設けられている。保守装置１３は、搬送装置１１の左側に設けられている。制御装置１４は、予め記憶されたプログラム等に基づいてプリンター１の動作を統括制御する。

搬送路１５は、供給路１５ａと、排出路１５ｂと、を含んで構成されている。供給路１５ａは、給紙カセット３と搬送装置１１との間で略Ｕ字状に形成されている。供給路１５ａの下流側には、シートＳを一時的に塞き止めて先端位置を揃えるレジストローラー対１６が設けられている。排出路１５ｂは、搬送装置１１と排紙トレイ４との間に形成されている。供給路１５ａおよび排出路１５ｂには、シートＳを挟持しつつ回転して搬送する複数の搬送ローラー対１７，１８が適所に配設されている。

搬送装置１１は、第１搬送ユニット２０と、第２搬送ユニット２１と、昇降ユニット２２と、を有している。第１搬送ユニット２０は、装置本体２の略中央部に配設されている。第２搬送ユニット２１は、第１搬送ユニット２０の左側に配設されている。昇降ユニット２２は、第１搬送ユニット２０の下側に配設されている。

第１搬送ユニット２０は、搬送フレーム２３と、第１駆動ローラー２４と、第１従動ローラー２５と、複数のテンションローラー２６と、第１搬送ベルト２７と、吸気部２８と、を有している。

搬送フレーム２３は、装置本体２に昇降可能に支持されている。搬送フレーム２３は、各ローラー２４，２５，２６の前後両端部を回転可能に支持している。第１駆動ローラー２４は、搬送フレーム２３の左側に配置され、搬送モーター３０に接続されている。第１従動ローラー２５は、搬送フレーム２３の右側に配置されている。各テンションローラー２６は、搬送フレーム２３の適所に配置されている。第１搬送ベルト２７は、無端状に形成され、各ローラー２４，２５，２６に巻き掛けられている。第１搬送ベルト２７は、搬送モーター３０を稼働させて第１駆動ローラー２４を回転させることで、図１の矢印方向に走行する。第１搬送ベルト２７には、複数の吸気孔（図示せず）が形成されている。第１搬送ベルト２７の上面は、略水平な搬送面２７ａを構成している。

吸気部２８は、第１搬送ベルト２７に囲まれる位置に設けられている。吸気部２８には、真空ポンプ等の吸引装置（図示せず）が接続されている。吸気部２８の内部は、吸引装置の稼働によって負圧になる。このため、搬送面２７ａ上の空気は、複数の吸気孔を介して吸気部２８に向けて吸い込まれる。これにより、第１搬送ベルト２７は、搬送面２７ａにシートＳを吸着しつつ搬送することができる。

第２搬送ユニット２１は、第２駆動ローラー３１と第２従動ローラー３２とに第２搬送ベルト３３を巻き掛けて構成されている。第２搬送ベルト３３は、搬送モーター３０を稼働させて第２駆動ローラー３１を回転させることで、図１の矢印方向に走行する。なお、第２搬送ベルト３３の上方には、シートＳ上のインクを乾燥させるための乾燥装置３４が設けられている。

図２および図３に示すように、昇降ユニット２２は、ユニットフレーム４０と、ユニット載置部４１と、巻上駆動部４２と、前後一対のワイヤー支持部４３と、前後一対のワイヤー４４と、を有している。（図２および図３では後側の構成のみを示す。）

ユニットフレーム４０は、上面および左面を開放する箱状に形成されている。ユニットフレーム４０の内側面には、４つのワイヤーガイド部４５が前後左右に離間して設けられている。各ワイヤーガイド部４５は、回転可能に支持される複数の本体側プーリー４５ａを有している。

ユニット載置部４１は、複数の本体側プーリー４５ａよりも下側に設けられている。ユニット載置部４１は、４つのワイヤーガイド部４５に架け渡されるように設けられている。上記した第１搬送ユニット２０は、ユニットフレーム４０の内部に収納され、ユニット載置部４１上に載置される（図３参照）。ユニット載置部４１には、各ワイヤーガイド部４５に対応するように４つの載置部側プーリー４１ａが回転可能に支持されている。

巻上駆動部４２は、巻上軸４６と、巻上モーター４７と、を有している。巻上軸４６は、ユニットフレーム４０の右側上部で回転可能に支持されている。巻上モーター４７は、ユニットフレーム４０の右後部に固定され、巻上軸４６の後端部に接続されている。前後一対のワイヤー支持部４３は、ユニットフレーム４０内の左下部に設けられている。

前後一対のワイヤー４４は、それぞれ、各プーリー４１ａ，４５ａに巻き掛けられている。各ワイヤー４４の左右両端部は、巻上軸４６とワイヤー支持部４３とに接続されている。

例えば、巻上軸４６は、巻上モーター４７を稼働させることで一方に回転し、各ワイヤー４４を巻き上げる。各ワイヤー４４の巻き上げに伴ってユニット載置部４１は、引き上げられる。これにより、ユニット載置部４１に載置された第１搬送ユニット２０は、記録位置Ｐ１に上昇する（図３参照）。一方、他方に回転駆動される巻上軸４６は、各ワイヤー４４を巻き戻す。各ワイヤー４４の巻き戻しに伴って、ユニット載置部４１に載置された第１搬送ユニット２０は、退避位置Ｐ２に下降する（図３参照）。

なお、装置本体２の正面（前面）には、昇降ユニット２２に対応する位置に正面開口部２ａが形成されている（図１参照）。正面開口部２ａには、開閉可能なカバー（図示せず）が取り付けられている。正面開口部２ａを開放することで、作業員は、第１搬送ユニット２０および昇降ユニット２２を装置本体２内から着脱することができる。

図１に示すように、記録部１２は、４つのインクタンク５０と、ヘッドユニット５１と、を有している。４つのインクタンク５０は、４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）のインク（液体）を収容し、装置本体２の上側で左右方向に並設されている。ヘッドユニット５１は、第１搬送ユニット２０の上方に設けられている。

図４に示すように、ヘッドユニット５１は、ヘッドハウジング５２と、４つのラインヘッド５３と、を有している。ヘッドハウジング５２は、平面視で略矩形状に形成されている。４つのラインヘッド５３は、ヘッドハウジング５２に固定されている。

４つのラインヘッド５３は、４色のインクに対応して設けられている。４つのラインヘッド５３は、搬送方向に略等間隔で並設されている。各ラインヘッド５３は、前後方向に沿って千鳥状に配置される３つのインクジェットヘッド５４によって構成されている。つまり、１２個のインクジェットヘッド５４は、平面視で千鳥格子状に配置されている。

各インクジェットヘッド５４は、第１搬送ベルト２７（搬送面２７ａ）との間に所定のギャップ（例えば、約１ｍｍ）を挟んで対向するノズル面５４ａを有している（図１参照）。ノズル面５４ａは、第１搬送ベルト２７と平行に設けられている。ノズル面５４ａには、搬送面２７ａ上のシートＳに対してインクを吐出する複数の吐出ノズル５４ｂが形成されている。なお、各ラインヘッド５３は、シートＳの幅（前後方向の長さ）よりも幅広い（長い）記録領域（インク吐出領域）を有している。なお、各ラインヘッド５３を構成する３個のインクジェットヘッド５４は、搬送方向から見て、吐出ノズル５４ｂの一部をオーバーラップさせるように配置されている。なお、インクジェットヘッド５４の詳細については後述する。

ここで、図１を参照して、プリンター１の動作について説明する。制御装置１４は、入力された画像データに基づいて、以下のように画像形成処理（印字処理）を実行する。なお、以下、第１搬送ユニット２０は、記録位置Ｐ１に変位していることとして説明する。

給紙部１０は、給紙カセット３内のシートＳを１枚ずつ分離して供給路１５ａに送り出す。シートＳは、供給路１５ａを通ってレジストローラー対１６に到達する。レジストローラー対１６は、シートＳの斜行補正を行った後に、インクの吐出動作に合せて搬送面２７ａに向けてシートＳを送り出す。第１搬送ベルト２７は、各ノズル面５４ａに対向する位置にシートＳを搬送する。各インクジェットヘッド１３ｂは、画像データに基づいて制御装置１４に制御され、各吐出ノズル５４ｂからインクを吐出する。これにより、搬送面２７ａ上に吸着されつつ搬送されるシートＳにインク画像が形成される。

画像形成されたシートＳは、第１搬送ベルト２７から第２搬送ベルト３３に送られる。乾燥装置３４は、第２搬送ベルト１２ｂを通過するシートＳ上のインクを乾燥させる。そして、シートＳは、第２搬送ベルト３３から排出路１５ｂを通って排紙トレイ４に排出される。

次に、図５ないし図８を参照して、保守装置１３について説明する。図５はキャップユニット５５を示す平面図である。図６はインクジェットヘッド５４およびキャップ６１を示す断面図である。図７はワイプユニット５６を示す平面図である。図８は保守装置１３等を示す側面図である。

保守装置１３は、各吐出ノズル５４ｂの目詰まりの予防やノズル面５４ａの清掃を行うために設けられている。保守装置１３は、第１搬送ユニット２０の左側に設けられている。保守装置１３は、キャップユニット５５と、ワイプユニット５６と、スライドユニット５７と、を有している（図１参照）。

図５に示すように、キャップユニット５５は、キャップフレーム６０と、複数のキャップ６１と、を有している。キャップフレーム６０は、平面視で略矩形状に形成されている。複数のキャップ６１は、インクジェットヘッド５４の配列に対応するようにキャップフレーム６０に固定されている。つまり、１２個のキャップ６１は、平面視で千鳥格子状に配置されている。なお、複数のキャップ６１は、同一構造であるため、以下、１つのキャップ６１に着目して説明する。

図６に示すように、キャップ６１は、底板６１ａの周囲に立設される壁部６１ｂを有し、上面を開放する略矩形箱状に形成されている。壁部６１ｂの上部がノズル面５４ａに密着することで、キャップ６１の内部には、封止空間Ｓ１が構成される。なお、図示は省略するが、各キャップ６１は、封止空間Ｓ１を大気開放するための連通孔を含む大気連通機構を有している。

図７に示すように、ワイプユニット５６は、支持フレーム６２と、可動フレーム６３と、複数のワイパー６４と、を有している。

支持フレーム６２は、上面を開放する略矩形箱状に形成されている。支持フレーム６２の左右両側には、一対のレール部６２ａが形成されている。支持フレーム６２の前後方向略中央には、左右一対の入力ギア６２ｂが設けられている。各入力ギア６２ｂは、支持フレーム６２に軸支される回転軸（図示せず）に固定されている。回転軸は、ギア列等（図示せず）を介してワイプモーター６５に接続されている。

可動フレーム６３は、左右一対の第１ステー６３ａの間に架設される３本の第２ステー６３ｂを有し、平面視で矩形枠状に形成されている。３本の第２ステー６３ｂは、各第１ステー６３ａの前後両端部と前後方向略中央部とに設けられている。

各第１ステー６３ａの前後両端部には、摺動コロ６３ｃが設けられている。各第１ステー６３ａには、支持フレーム６２の入力ギア６２ｂに噛み合うラックギア６３ｄが設けられている。可動フレーム６３は、支持フレーム６２の内部に収納され、４つの摺動コロ６３ｃは、前後一対のレール部６２ａに当接する。可動フレーム６３は、ワイプモーター６５を稼働させて各入力ギア６２ｂを正逆回転させることで、各レール部６２ａに沿って往復移動する。

各ワイパー６４は、ゴム等の弾性材料から構成され、矩形板状に形成されている。複数のワイパー６４は、インクジェットヘッド５４の配列に対応するように可動フレーム６３に固定されている。つまり、１２個のワイパー６４は、平面視で千鳥状に配置されている。詳細は後述するが、ワイプユニット５６は、ノズル面５４ａに沿って各ワイパー６４を往復移動させる。

図８に示すように、スライドユニット５７は、キャップキャリッジ６６と、ワイプキャリッジ６７と、を有している。

キャップキャリッジ６６の下面から前面にかけて、開口部６６ａが形成されている。開口部６６ａ（の下側）は、第１搬送ユニット２０の通過を許容する大きさに形成されている。開口部６６ａの周縁部には、キャップフレーム６０の前後両縁部を載置するための載置部６６ｂが形成されている。キャップキャリッジ６６は、キャップユニット５５を前後両側から抱え込むように支持する。

キャップキャリッジ６６の上部には、前後一対のスライド部６６ｃが設けられている。前後一対のスライド部６６ｃは、装置本体２の内部で左右方向に延びる前後一対のキャップガイドレール２ｂに摺動可能に係合している。各キャップガイドレール２ｂは、ヘッドユニット５１の下側に延設されている（図１１参照）。スライド部６６ｃは、スライドモーター６８に接続されている。キャップキャリッジ６６は、スライドモーター６８を稼働させることで、各キャップガイドレール２ｂに沿って往復移動する。詳細には、キャップキャリッジ６６は、ヘッドユニット５１の左方向に離れた初期位置Ｐ１１（図１１参照）と、ヘッドユニット５１の下側に対向する使用位置Ｐ１２（図１２参照）と、の間で移動する。

ワイプキャリッジ６７は、キャップキャリッジ６６を下側から覆うように設けられている。ワイプキャリッジ６７には、開口部６７ａおよび載置部６７ｂが形成されている。なお、ワイプキャリッジ６７は、キャップキャリッジ６６と略同一構造であるため、その詳細な説明は省略する。なお、ワイプユニット５６は、キャップユニット５５の下方に配置される。

ワイプキャリッジ６７の上部には、前後一対のスライド部６７ｃが設けられている。前後一対のスライド部６７ｃは、装置本体２の内部で左右方向に延びる前後一対のワイプガイドレール２ｃに摺動可能に係合している。各ワイプガイドレール２ｃは、各キャップガイドレール２ｂと平行に設けられている。ワイプキャリッジ６７は、スライド部６７ｃに接続されたスライドモーター６８を稼働させることで、初期位置Ｐ１１（図１１参照）と使用位置Ｐ１２（図１４参照）と間で移動する。

次に、図９および図１０を参照して、インクジェットヘッド５４について詳細に説明する。図９はインクジェットヘッド５４の一部を示す断面図である。図１０はインクジェットヘッド５４を示す底面図である。なお、複数のインクジェットヘッド５４は、同一構造であるため、以下、１つのインクジェットヘッド５４に着目して説明する。なお、以下の説明において、「幅方向」との用語は、ワイパー６４の移動方向に直交するノズルプレート７１の幅方向（左右方向）を指す

図９に示すように、インクジェットヘッド５４は、流路部７０と、加圧部８０と、を備えている。流路部７０は、インクを吐出する複数の吐出ノズル５４ｂに連なる複数の加圧室７６を含んで構成されている。加圧部８０は、流路部７０の上面に配置され、加圧室７６を加圧可能に構成されている。

流路部７０は、ノズルプレート７１と、キャビティ部７２と、を有している。ノズルプレート７１は、複数の吐出ノズル５４ｂを開口させるノズル面５４ａを構成している。キャビティ部７２は、ノズルプレート７１と加圧部８０との間に設けられている。

ノズルプレート７１は、例えば、厚さ約０．１ｍｍステンレス製で矩形板状に形成されている（図１０参照）。ノズルプレート７１のノズル面５４ａには、各吐出ノズル５４ｂの開口部を除いて、撥水膜５４ｃが形成されている。これにより、ノズル面５４ａに対するインクの付着を抑制することができる。なお、上記したワイパー６４の幅方向（左右方向）長さＷ１（図７参照）は、ノズルプレート７１の幅方向長さＷ０（図１０参照）以上に設定されている。

図１０に示すように、ノズル面５４ａには、ノズル領域Ｒ１と、一対の端部領域Ｒ２と、が設定されている。ノズル領域Ｒ１には、複数の吐出ノズル５４ｂが設けられている。一対の端部領域Ｒ２は、ノズル面５４ａ（ノズルプレート７１）の前後方向両側に設けられている。

ノズル領域Ｒ１は、例えば、４つの分割ノズル領域Ｒ１０によって構成されている。４つの分割ノズル領域Ｒ１０は、底面視でノズル面５４ａの長手方向（前後方向）に沿って千鳥状に配置されている。各分割ノズル領域Ｒ１０は、底面視で台形状に形成されている。各分割ノズル領域Ｒ１０には、複数の吐出ノズル５４ｂが配列されている。

一対の端部領域Ｒ２は、ノズル領域Ｒ１を挟んで前後両側（ワイパー６４の移動方向両側）に設けられている。各端部領域Ｒ２には、吐出ノズル５４ｂが形成されておらず、一対の端部領域Ｒ２は、ノズル領域Ｒ１の外側に設定されている。

後方の端部領域Ｒ２には、各吐出ノズル５４ｂから押し出されてワイパー６４によって拭き取られたインクを溜めるインク貯留穴７３が穿設されている。インク貯留穴７３は、例えば、ノズルプレート７１を打ち抜き加工することで、ノズルプレート７１を厚み方向に貫通して形成されている（図９参照）。このため、インク貯留穴７３の内部（底面）には、キャビティ部７２の下面が露出している。インク貯留穴７３は、ノズルプレート７１の幅方向（左右方向）に沿って延びる長方形状に形成されている。また、インク貯留穴７３は、ノズル領域Ｒ１よりも幅方向に長く形成されている。インク貯留穴７３の幅方向長さＷ３は、ノズル領域Ｒ１の幅方向長さＷ２以上、ノズルプレート７１の幅方向長さＷ０未満の範囲で設定されている（Ｗ２≦Ｗ３＜Ｗ０）。

図９に示すように、キャビティ部７２は、ノズルプレート７１の上面（ノズル面５４ａの反対面）に複数のプレート（図示せず）を積層して構成されている。インク貯留穴７３の内部で露出するキャビティ部７２は、親水性（インクの付着しやすさ）を有する親水面Ｆを構成している。親水面Ｆは、ノズル面５４ａの撥水膜５４ｃよりも高い親水性（インクが付着しやすい。）を有している。

キャビティ部７２は、共通流路７４と、複数の個別流路７５と、複数の加圧室７６と、複数のノズル流路７７と、を有している。共通流路７４は、供給チューブ（図示せず）を介してインクタンク５０（図１参照）に接続されている。複数の個別流路７５は、共通流路７４と複数の加圧室７６とを連通させている。複数の加圧室７６は、複数の吐出ノズル５４ｂに対応して設けられている。ノズル流路７７は、加圧室７６と吐出ノズル５４ｂとを連通させている。キャビティ部７２の最上層には、各加圧室７６の上壁を構成する振動板７８が設けられている。振動板７８は、複数の加圧室７６に亘って形成されている。

加圧部８０は、共通電極８１と、複数の圧電素子８２と、複数の個別電極８３と、を有している。共通電極８１は、振動板７８の上面に積層されている。共通電極８１は、複数の加圧室７６に亘って形成されている。複数の圧電素子８２は、複数の加圧室７６に対応するように共通電極８１の上面に設けられている。複数の個別電極８３は、それぞれ、圧電素子８２の上面に設けられている。各圧電素子８２は、共通電極８１と各個別電極８３とに挟み込まれている。

インクタンク５０に貯留されたインクは、共通流路７４に流入し、各個別流路７５を介して各加圧室７６に供給される。制御装置１４のパルス発生部（図示せず）が個別電極８３に駆動パルスを印加することで、圧電素子８２が変形する。圧電素子８２の変形は、振動板７８を介して加圧室７６を加圧する。その結果、加圧室７６内のインクは、ノズル流路７７を通って吐出ノズル５４ｂからインク滴となって吐出される。

ここで、図１１ないし図１３を参照して、インクジェットヘッド５４にキャップ６１を装着するキャッピング動作について説明する。図１１は退避位置Ｐ２に移動した第１搬送ユニット２０および初期位置Ｐ１１に移動した保守装置１３等を示す断面図である。図１２は使用位置Ｐ１２に移動したキャップユニット５５等を示す断面図である。図１３はキャップユニット５５をインクジェットヘッド５４に装着した状態を示す断面図である。なお、以下、キャッピング動作前のキャップキャリッジ６６は、初期位置Ｐ１１で待機しているものとする。また、以下、１つのキャップ６１に着目して説明する。

キャッピング動作は、印字処理の停止中に制御装置１４によって自動的に（またはユーザーの指示に基づいて）開始される。図１１に示すように、昇降ユニット２２（巻上モーター４７）は、制御装置１４に制御され、第１搬送ユニット２０を記録位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に下降させる。続いて、図１２に示すように、スライドモーター６８は、制御装置１４に制御され、キャップキャリッジ６６（キャップユニット５５）を初期位置Ｐ１１から使用位置Ｐ１２に移動させる。

その後、図１３に示すように、昇降ユニット２２は、制御装置１４に制御され、第１搬送ユニット２０を上昇させる。第１搬送ユニット２０は、キャップキャリッジ６６の開口部６６ａに進入し、キャップキャリッジ６６に載置されたキャップユニット５５を押し上げる。キャップユニット５５は、第１搬送ユニット２０の搬送フレーム２３に積載される。昇降ユニット２２は、インクジェットヘッド５４のノズル面５４ａにキャップ６１（壁部６１ｂ）を密着させるまで、第１搬送ユニット２０を上昇させる。なお、キャップキャリッジ６６は、使用位置Ｐ１２から初期位置Ｐ１１に戻される。

以上によって、キャッピング動作が完了する。これにより、各吐出ノズル５４ｂ内のインクを保湿することができる。なお、吐出ノズル５４ｂが封止された状態を解除するには、大気連通機構によって封止空間Ｓ１を大気開放した後に、上記したキャッピング動作の逆手順を実行する。

次に、図１１、図１４ないし図１７を参照して、各インクジェットヘッド５４のノズル面５４ａを拭き取るワイピング動作について説明する。図１４は使用位置Ｐ１２に移動したワイプユニット５６等を示す断面図である。図１５はワイプユニット５６をインクジェットヘッド５４に接触させた状態を示す断面図である。図１６および図１７はインクジェットヘッド５４およびワイプユニット５６を示す断面図である。なお、以下、ワイピング動作前のワイプキャリッジ６７は、初期位置Ｐ１１で待機しているものとする。また、以下、１つのワイパー６４に着目して説明する。

ワイピング動作は、印字処理の停止中に制御装置１４によって自動的に（またはユーザーの指示に基づいて）開始される。図１１に示すように、昇降ユニット２２（巻上モーター４７）は、制御装置１４に制御され、第１搬送ユニット２０を記録位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に下降させる。続いて、図１４に示すように、スライドモーター６８は、制御装置１４に制御され、ワイプキャリッジ６７（ワイプユニット５６）を初期位置Ｐ１１から使用位置Ｐ１２に移動させる。

その後、図１５に示すように、昇降ユニット２２は、制御装置１４に制御され、第１搬送ユニット２０を上昇させる。第１搬送ユニット２０は、ワイプキャリッジ６７の開口部６７ａに進入し、ワイプキャリッジ６７に載置されたワイプユニット５６を押し上げる。ワイプユニット５６は、第１搬送ユニット２０の搬送フレーム２３に積載される。昇降ユニット２２は、インクジェットヘッド５４のノズル面５４ａにワイパー６４の先端部を圧接させるまで、第１搬送ユニット２０を上昇させる。例えば、図１６に示すように、ワイパー６４は、ノズル面５４ａの前側の端部領域Ｒ２（以下、「払拭開始位置ＳＰ」ともいう。）に所定の圧力で接触する。ワイパー６４の先端部は、撓んだ状態になっている。なお、ワイプキャリッジ６７は、使用位置Ｐ１２から初期位置Ｐ１１に戻される（図１５参照）。

次に、制御装置１４は、インクジェットヘッド５４の動作を制御してワイピング動作に含まれるパージ動作を実行する。具体的には、図１６に示すように、インクジェットヘッド５４は、制御装置１４に制御されて、各吐出ノズル５４ｂから強制的にパージインクＬを押し出す。パージ動作によって、各吐出ノズル５４ｂ内で粘度が上昇したインクや気泡等の異物が排出される。パージ動作では、パージインクＬをノズル領域Ｒ１に付着させる。

次に、制御装置１４は、ワイプユニット５６の動作を制御してワイピング動作に含まれる第１ワイプ動作を実行する。具体的には、ワイプモーター６５（図７参照）は、制御装置１４に制御されて、入力ギア６２ｂを正回転させて可動フレーム６３を後方に移動させる。このとき、ワイパー６４は、前側の端部領域Ｒ２（払拭開始位置ＳＰ）から後方（ノズル領域Ｒ１）に向けて移動してパージインクＬを拭き取る。詳細には、ノズル面５４ａに圧接されたワイパー６４は、移動方向下流側のエッジ部Ｅ１にパージインクＬを溜めながら移動する（図１６の二点鎖線参照）。これにより、ノズル面５４ａに付着して乾燥したインクは、パージインクＬによって溶かされ、ワイパー６４によって拭き取られる。

また、第１ワイプ動作では、ワイパー６４は、ノズル領域Ｒ１から後側の端部領域Ｒ２に向けて移動して、拭き取ったパージインクＬをインク貯留穴７３に搬送する。ワイパー６４がインク貯留穴７３まで移動すると、エッジ部Ｅ１に溜められたパージインクＬは、インク貯留穴７３に流入する（図１７参照）。ここで、インク貯留穴７３内には親水性を有する親水面Ｆが露出しているため、パージインクＬはインク貯留穴７３内で濡れ広がる。これにより、パージインクＬをインク貯留穴７３内に保持することができる。

ワイパー６４がインク貯留穴７３を通過した（越えた）位置まで移動すると、第１ワイプ動作が終了する。なお、第１ワイプ動作が終了した後、昇降ユニット２２は、第１搬送ユニット２０（ワイプユニット５６）を僅かに下降させてワイパー６４の先端部の撓みを解除する。その後、昇降ユニット２２は、再び第１搬送ユニット２０を僅かに上昇させてワイパー６４の先端部をノズル面５４ａに圧接させる。

次に、制御装置１４は、ワイプユニット５６の動作を制御してワイピング動作に含まれる第２ワイプ動作を実行する。具体的には、ワイプモーター６５（図７参照）は、制御装置１４に制御されて、入力ギア６２ｂを逆回転させて可動フレーム６３を前方に移動させる。すると、図１７に示すように、ワイパー６４は、後側の端部領域Ｒ２から前方（ノズル領域Ｒ１）に向けて移動する。ワイパー６４がインク貯留穴７３を通過すると、インク貯留穴７３に貯留されたパージインクＬは、ワイパー６４の移動方向下流側のエッジ部Ｅ２に溜まる。このため、ノズル面５４ａに圧接されたワイパー６４は、エッジ部Ｅ２にパージインクＬを溜めながら移動し、インク貯留穴７３に貯留されたパージインクＬをノズル領域Ｒ１に塗り広げながら拭き取る（図１７の二点鎖線参照）。これにより、ノズル面５４ａに付着して乾燥したインクは、パージインクＬによって溶かされながらワイパー６４によって拭き取られる。

ワイパー６４が払拭開始位置ＳＰまで戻ると、第２ワイプ動作が終了する。続いて、昇降ユニット２２は、第１搬送ユニット２０（ワイプユニット５６）を下降させる（図１４参照）。そして、ワイプユニット５６は、再びワイプキャリッジ６７に載置されて使用位置Ｐ１２から初期位置Ｐ１１に移動される（図１１参照）。以上によって、ワイピング動作が終了する。なお、ワイピング動作に使用されたパージインクＬは、支持フレーム６２上に落下し、支持フレーム６２に設けられるインク排出孔（図示せず）から回収タンク（図示せず）に回収される。

以上説明した第１実施形態に係るインクジェットヘッド５４（プリンター１）によれば、各吐出ノズル５４ｂから押し出されたパージインクＬは、ノズル領域Ｒ１に付着し、一方に移動するワイパー６４によって集められてインク貯留穴７３まで運ばれる。インク貯留穴７３に貯留されたパージインクＬは、他方に移動するワイパー６４によってノズル領域Ｒ１に塗り広げられながら拭き取られる。塗り広げられたパージインクＬは、ノズル面５４ａ上で乾燥したインクを溶かすことができる。溶かされた乾燥したインクは、パージインクＬと共にワイパー６４によってノズル領域Ｒ１から除去される。これにより、ノズルプレート７１の端部領域Ｒ２にインク貯留穴７３を開けるという簡単な構造で、ノズル面５４ａの汚れを効率良く除去することができる。

また、第１実施形態に係るインクジェットヘッド５４によれば、インク貯留穴７３の幅方向長さＷ３は、ノズル領域Ｒ１の幅方向長さＷ２よりも長く形成されているため、インク貯留穴７３に貯留されたパージインクＬは、ワイパー６４によってノズル領域Ｒ１の幅方向全体に塗り広げることができる。これにより、ノズル領域Ｒ１の汚れを残さず除去することができる。

次に、図１８を参照して、第２実施形態に係るインクジェットヘッド９０ついて説明する。図１８はインクジェットヘッド９０を示す底面図である。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態に係るインクジェットヘッド５４と同様の構成については、その説明を省略し、同一の符号を付す。

第２実施形態に係るインクジェットヘッド９０は、ノズルプレート７１の後側（端部領域Ｒ２）にインク貯留穴９１を備えている。インク貯留穴９１は、貫通貯留穴９２と、一対の切込貯留穴９３と、を含んで構成されている。貫通貯留穴９２と各切込貯留穴９３とは、ノズルプレート７１を厚み方向に貫通して形成されている。

貫通貯留穴９２は、ノズルプレート７１の幅方向に沿って延びる長方形状に形成されている。貫通貯留穴９２は、ノズルプレート７１の幅方向中央部に配置されている。一対の切込貯留穴９３は、ノズルプレート７１の幅方向両端部から幅方向中央に向けて切り込まれている。各切込貯留穴９３は、底面視で略矩形状に形成されている。一対の切込貯留穴９３は、貫通貯留穴９２の前側（ノズル領域Ｒ１側）に形成されている。一対の切込貯留穴９３は、貫通貯留穴９２にオーバーラップする位置まで切り込まれている。なお、貫通貯留穴９２および切込貯留穴９３の大きさや形状は、端部領域Ｒ２の大きさや加工法に応じて適宜変更してもよい。

以上説明した第２実施形態に係るインクジェットヘッド９０によれば、第１実施形態に係るインクジェットヘッド５４と同様の作用・効果を得ることができる。また、貫通貯留穴９２と各切込貯留穴９３とは、長手方向（前後方向）から見て、ノズルプレート７１の幅方向に亘って連続するように形成されている。このため、ワイパー６４は、貫通貯留穴９２および各切込貯留穴９３に貯留したパージインクＬをノズル領域Ｒ１の幅方向全体に塗り広げることができる。これにより、ノズル領域Ｒ１の汚れを残さず除去することができる。

なお、第２実施形態に係るインクジェットヘッド９０は、左右一対の切込貯留穴９３を形成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、切込貯留穴９３は、ノズルプレート７１の幅方向一側にのみ設けられていてもよい。また、例えば、切込貯留穴９３は、２つ以上設けられていてもよい。

次に、図１９を参照して、第３実施形態に係るインクジェットヘッド９５ついて説明する。図１９はインクジェットヘッド９５を示す底面図である。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態に係るインクジェットヘッド５４と同様の構成については、その説明を省略し、同一の符号を付す。

第３実施形態に係るインクジェットヘッド９５は、ノズルプレート７１の後側（端部領域Ｒ２）にインク貯留穴９６を備えている。インク貯留穴９６は、ノズルプレート７１の幅方向に沿って並設される複数の貫通貯留穴９７を含んで構成されている。各貫通貯留穴９７は、ノズルプレート７１を厚み方向に貫通して形成されている。

各貫通貯留穴９７は、底面視で円形に穿設されている。複数の貫通貯留穴９７は、幅方向に沿って等間隔に並べられる２本の穴列９７ａを構成している。２本の穴列９７ａは、前後方向に並べられ、幅方向に半ピッチずれて配置されている。また、ノズルプレート７１の幅方向両側に形成される貫通貯留穴９７は、ノズルプレート７１の幅方向中央側に形成される貫通貯留穴９７よりも大きく（大径に）形成されている。なお、穴列９７ａは２本以上設けられていてもよい。また、複数の貫通貯留穴９７は、全て同一径に形成されていてもよいし、幅方向中央から外側に向かって徐々に拡径していてもよい。

以上説明した第３実施形態に係るインクジェットヘッド９５によれば、第１実施形態に係るインクジェットヘッド５４と同様の作用・効果を得ることができる。また、複数の貫通貯留穴９７は、長手方向（前後方向）から見て、ノズルプレート７１の幅方向に連続するように並んでいる。さらに、幅方向両外側の貫通貯留穴９７に多くのパージインクＬが貯留される。このため、ワイパー６４は、複数の貫通貯留穴９７に貯留したパージインクＬをノズル領域Ｒ１の幅方向全体に塗り広げることができる。これにより、ノズル領域Ｒ１の汚れを残さず除去することができる。

なお、各実施形態に係るインクジェットヘッド５４，９０，９５は、インク貯留穴７３，９１，９６を後側の端部領域Ｒ２に穿設していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、インク貯留穴７３，９１，９６は、前方の端部領域Ｒ２に穿設されていてもよいし、前後一対の端部領域Ｒ２に各々穿設されていてもよい。

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係るインクジェットヘッドおよびこれを備える画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えや組み合わせが可能であって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ プリンター（画像形成装置）
１４ 制御装置
５４，９０，９５ インクジェットヘッド
５４ａ ノズル面
５４ｂ 吐出ノズル
５６ ワイプユニット
６４ ワイパー
７０ 流路部
７１ ノズルプレート
７２ キャビティ部
７３，９１，９６ インク貯留穴
７６ 加圧室
８０ 加圧部
９２，９７ 貫通貯留穴
９３ 切込貯留穴
Ｆ 親水面
Ｌ パージインク
Ｒ１ ノズル領域
Ｒ２ 端部領域

Claims (7)

1. インクを吐出する吐出ノズルに連なる加圧室を含んで構成される流路部と、
   前記加圧室を加圧可能に構成される加圧部と、を備え、
   前記流路部は、
   前記吐出ノズルを開口させるノズル面を構成するノズルプレートと、
   前記ノズルプレートと前記加圧部との間に設けられるキャビティ部と、を有し、
   前記ノズル面には、前記吐出ノズルが設けられるノズル領域と、前記ノズル領域を挟んで前記吐出ノズルから押し出されたパージインクを拭き取るワイパーの移動方向両側に設けられる一対の端部領域と、が設定され、
   前記一対の端部領域の少なくとも一方には、前記ワイパーによって拭き取られた前記パージインクを溜めるインク貯留穴が穿設されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記インク貯留穴は、前記ワイパーの移動方向に直交する前記ノズルプレートの幅方向に沿って延び、前記ノズル領域よりも幅方向に長く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記インク貯留穴は、
   前記ワイパーの移動方向に直交する前記ノズルプレートの幅方向に沿って延設される貫通貯留穴と、
   前記ノズルプレートの幅方向端部から幅方向中央に向けて切り込まれる切込貯留穴と、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記インク貯留穴は、前記ワイパーの移動方向に直交する前記ノズルプレートの幅方向に沿って並設される複数の貫通貯留穴を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記ノズルプレートの幅方向両側に形成される前記貫通貯留穴は、前記ノズルプレートの幅方向中央側に形成される前記貫通貯留穴よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記インク貯留穴の内部で露出する前記キャビティ部は、親水性を有する親水面を構成していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェットヘッドと、
   前記ノズル面に沿って前記ワイパーを往復移動させるワイプユニットと、
   前記インクジェットヘッドおよび前記ワイプユニットの動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記インク貯留穴は、前記一対の端部領域の少なくとも一方に設けられ、
   前記制御装置は、
   前記吐出ノズルから押し出されたパージインクを前記ノズル領域に付着させるパージ動作と、
   前記一対の端部領域の他方から一方に向けて前記ワイパーを移動させて前記パージインクを拭き取ると共に拭き取った前記パージインクを前記インク貯留穴に搬送する第１ワイプ動作と、
   前記一対の端部領域の一方から他方に向けて前記ワイパーを移動させて前記インク貯留穴に貯留された前記パージインクを前記ノズル領域に塗り広げながら拭き取る第２ワイプ動作と、を制御することを特徴とする画像形成装置。
   

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