JP3864484B2

JP3864484B2 - インクジェットプリンタのワイピング装置

Info

Publication number: JP3864484B2
Application number: JP5733197A
Authority: JP
Inventors: 淳二仲原
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2017-03-12
Also published as: JPH10250086A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタのワイピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、印刷用紙等の記録媒体にインク液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドを備え、該記録ヘッドによって前記記録媒体に対し記録動作を行うインクジェットプリンタにおいて、前記記録ヘッドのノズル面を払拭するように記録ヘッドに対し相対移動可能なワイパ部材を設けたものが知られている。
【０００３】
かかるワイパ部材１０１として、例えば図６に示すように、記録ヘッドのノズル面を拭払するノズル払拭部１０１ａと、ワイパホルダに挿入して支持されるワイパ支持部１０１ｂとを備えるものがあり、そのようなワイパ部材１０１は、可撓性を有するシート状の弾性材料から所定の幅及び長さに切断して形成され、ノズル払拭部１０１ａの厚さは一様になっている。そして、ワイパ部材を形成する弾性材料の一般的な組成は、ゴム成分３５〜６０％、カーボン２０〜４０％、オイル１０〜３０％、その他の加硫系薬品１％とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように、ワイパ部材のワイパ材料中に、カーボンが２０〜４０％程度含まれていると、ワイパ部材のノズル払拭部で記録ヘッドのノズル面を払拭する際に、記録ヘッドのノズル面が、ワイパ材料中に含有されるカーボンによって、損傷するという課題がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、ワイパ部材のノズル払拭部で記録ヘッドのノズル面を払拭する際に、記録ヘッドのノズル面を、ワイパ材料中に含有されるカーボンによって傷つけることがないインクジェットプリンタのワイピング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、記録媒体にインク液滴を吐出するノズルを有し前記記録媒体に対し記録動作を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドのノズル面を払拭するように記録ヘッドに対し相対移動可能なワイパ部材とを有するインクジェットプリンタのワイピング装置において、前記ワイパ部材は、前記記録ヘッドのノズル面を払拭するノズル払拭部と、ワイパホルダに支持されるワイパ支持部とを有し、かつ主成分がカーボンを含有するゴム系のワイパ材料からなり、該ワイパ材料中のカーボンの割合が１０容量％未満とされ、さらに、前記ワイパ部材のノズル払拭部によるノズル面を拭う力が０．４２ｇ／ｍｍ ² 〜２．５２ｇ／ｍｍ ² に設定されているものである。
【０００７】
よって、ワイパ部材を、主成分がカーボンを含有するゴム系のワイパ材料で形成し、ワイパ材料中のカーボンの割合が１０容量％未満とされ、さらに、前記ワイパ部材のノズル払拭部によるノズル面を拭う力が０．４２ｇ／ｍｍ ² 〜２．５２ｇ／ｍｍ ² に設定されているので、ワイパ部材のノズル払拭部によって記録ヘッドのノズル面を払拭する際に、記録ヘッドのノズル面に適度の圧力で接触することとなり、ワイパ部材に含有されるカーボンによって、記録ヘッドのノズル面（例えば撥水膜）を損傷するおそれがなくなる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１のインクジェットプリンタのワイピング装置において、前記ゴム系のワイパ材料の主成分が、エチレンプロピレンゴムである。
【０００９】
よって、ゴム系のワイパ材料の主成分をエチレンプロピレンゴムとしているので、ワイパ部材が安価に製造される。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２インクジェットプリンタのワイピング装置において、前記ワイパ部材のノズル払拭部における先端部が他部よりも先細に形成されているものである。
【００１１】
よって、ワイパ部材のノズル払拭部は、記録ヘッドのノズル面を払拭する先端部が他部よりも細く形成されているので、ノズル面に適度の圧力で接触しつつ、ワイパ部材（ノズル払拭部）の先端面に付着（残留）するインクが極力少なくなり、ワイピング動作時における記録ヘッドのノズル面へのインクの付着が低減される。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３いずれかのインクジェットプリンタのワイピング装置において、前記ワイパ支持部が、前記ノズル払拭部よりも厚く形成されているものである。
【００１３】
よって、ワイパ支持部を、ノズル払拭部よりも厚くするという簡単な構造でもって、ワイパ支持部の剛性をノズル払拭部の剛性よりも高くすることが可能となり、ワイパ支持部が剛性を持っているから、ワイパホルダへの挿入が容易になされる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００１５】
図１はインクジェットプリンタの全体構成を示す概略斜視図である。同図において、インクジェットプリンタ１は、左右方向に延びる回転軸（図示せず）によってフレーム２に回転可能に支承される円筒形状のプラテンローラ３を有する。プラテンローラ３は、給紙カセット又は手差し給紙部から供給された印刷用紙４（記録媒体）を、記録ヘッド５に対面させながら搬送するものであり、いわゆる紙送り装置の一部を構成している。尚、前記記録ヘッド５は、印刷用紙４にインク液滴を吐出するノズルを有し印刷用紙４に対し記録動作を行うインクジェット式で、そのノズル面には、約０．７μｍ程度の撥水膜（ノンウエットコート）が被覆されている。
【００１６】
前記印刷用紙４は、フレーム２の後方の用紙供給口（図示せず）から矢印Ａ方向に供給され、プラテンローラ３の回転により矢印Ｂ方向に送給され、用紙排出口（図示せず）から矢印Ｃ方向に排出されるように構成されている。
【００１７】
前記プラテンローラ３の前方には、キャリッジ６がプラテンローラ３の軸線に沿って矢印Ｄ方向に移動可能に設けられている。キャリッジ６は、記録ヘッド５及び該記録ヘッド５に供給されるインクを収容したインクカートリッジ７をそれぞれ着脱可能に搭載している。尚、本例ではイエロー、ブラック、シアン、マゼンタの４色について記録ヘッド５及びインクカートリッジ７がそれぞれ搭載されている。
【００１８】
また、前記プラテンローラ３の軸線と平行にキャリッジ軸８が設けられ、このキャリッジ軸８にはキャリッジ６がスライド可能に嵌挿されている。また、キャリッジ６の係合部６ａが、キャリッジ軸８と平行に延びるガイドレール９によって案内されるようになっている。これによって、キャリッジ６に搭載された記録ヘッド５は、プラテンローラ３の軸線に沿ってスライド移動により往復移動可能となっている。前記キャリッジ６は、キャリッジ６をキャリッジ駆動モータ１０によってベルト１１及びプーリ１２，１３を有するベルト駆動機構１４を介して往復移動するように構成されている。尚、前記キャリッジ駆動モータ１０としては、ステップモータ又はＤＣモータが使用される。
【００１９】
また、前記プラテンローラ３に対応する記録エリアの右側には、記録ヘッド５の不吐出あるいは吐出不良を回復するためのパージ装置３１が配設された回復エリアが形成されている。このようなパージ装置３１を設けているのは、インクジェット式の記録ヘッド５は、使用中に内部に気泡が発生したり、インクが乾燥したりする等の原因により吐出不良を起こすので、これを良好な吐出状態に回復させるためである。
【００２０】
また、前記パージ装置３１に隣接して、記録エリア側に記録ヘッド５のノズル面を払拭するように記録ヘッド５に対し相対移動可能なワイパ部材３２が、その反対側に印字を行わない際に記録ヘッド５のノズル面を覆いインク蒸発を防止してノズル面が乾燥するのを回避する保護キャップ装置３３がそれぞれ配設されている。
【００２１】
前記ワイパ部材３２は、図２及び図３に示すように、前記記録ヘッド５のノズル面を払拭するノズル払拭部３２ａと、該ノズル払拭部３２ａに連設されワイパホルダ３４の挿入孔３４ａに挿入して支持されるワイパ支持部３２ｂとを有する。
【００２２】
前記ノズル払拭部３２ａは、先端面の面積が他部の断面積より小さくなるように、即ち前記ノズル払拭部３２ａの先端部が、印刷用紙４側の側面が、先端側になるほど断面積を小さくする傾斜面３２ｃに形成されている。
【００２３】
よって、前記ノズル払拭部３２ａは、記録ヘッド５のノズル面を払拭する先端部が他部よりも細く形成されているので、ワイパ部材３２（ノズル払拭部３２ａ）の先端面に付着（残留）するインクが極力少なくなり、記録ヘッド５のノズル面へのインクの付着（残留）が低減される。特に、記録ヘッド５のノズル面のインクの払拭するのに影響が殆どない印刷用紙４側の側面を傾斜面３２ｃとしているので、ノズル払拭部３２ａによるインクの払拭機能を損なうことなく、ノズル払拭部３２ａの先端面へのインクの付着が回避される。
【００２４】
また、ワイパ部材３２のワイパホルダ３４への挿入取付けが容易となるようにワイパ支持部３２ｂの剛性を高めるために、前記ワイパ支持部３２ｂがノズル払拭部３２ａよりも厚く形成されている。例えばノズル払拭部３２ａの厚さＡが０．８５ｍｍであるのに対し、ワイパ支持部３２ｂの厚さＢが２．３ｍｍとされている。
【００２５】
前記ワイパ部材３２は、カーボン含有量が約１０容量％未満であるエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）からなり、ワイパ部材３２による払拭の際、ワイパ部材３２に含有されるカーボンによってノズル面を損傷するおそれがないように構成されている。また、カーボンによって、ワイパ部材３２は黒色になるから、長期にわたってインクを払拭しても、汚れが目立たない。
【００２６】
また、前記ワイパ部材３２は、硬度が４０度程度で、ノズル払拭部３２ａによるノズル面を拭う力が０．４２ｇ／ｍｍ ² 〜２．５２ｇ／ｍｍ ²の範囲に設定されている。
【００２７】
ここで、前記ノズル払拭部３２ａによるノズル面を拭う力が０．４２ｇ／ｍｍ ² 〜２．５２ｇ／ｍｍ ²の範囲に設定するのは、次の表１に示す実験結果に基づくものである。この実験は、試料としてのワイパ部材（ＥＰＤＭ、硬度４０度、ノズル払拭部の厚さ０．８５ｍｍ、幅１４ｍｍ）で、厚さ０．７μｍの撥水膜で被覆されている記録ヘッドのノズル面（３２ノズル×２列）に対し、ワイピング動作を３０００回行った後、顕微鏡（倍率２００倍）にて傷の程度を判断すると共に、パージ後にピンチェックパターンの印字を行い、吐出しているかどうかを、ワイプ後の吐出チャンネル（ｃｈ）数（ノズル数）によりチェックした。尚、ワイパ荷重は、テンションゲージを用いて設定し、そのワイパ荷重をワイパ部材の断面積（幅１４ｍｍ×厚さ０．８５ｍｍ）で除したものを、ノズル面を拭う力としている。
【表１】

よって、ワイパ部材３２による払拭の際、ノズル払拭部３２ａによる記録ヘッド５のノズル面５ａを拭う力が０．４２ｇ／ｍｍ ² 〜２．５２ｇ／ｍｍ ²の範囲にあれば、ノズル面（例えば撥水膜）を損傷するおそれがないことがわかる。
【００２８】
また、前記ワイパ支持部３２ｂは、図４に示すように、係合凹部３２ｄを有する一方、ワイパホルダ３４は前記係合凹部３２ｄに係脱可能に弾性係合する係合凸部３４ｂを有し、それらの弾性的係合によりワイパ部材３２（ワイパ支持部３２ｂ）がワイパホルダ３４に保持されるようになっている。そして、ワイパ支持部３２ｂをワイパホルダ３４に挿入する際、前述したようにワイパ支持部３２ｂをノズル払拭部３２ａよりも厚くして剛性をもって形成しているので、係合凸部３４ｂと係合凹部３２ｄとを無理なく弾性係合することができる。
【００２９】
また、前記パージ装置３１は、記録ヘッド５の移動経路内に突出した突出位置と記録ヘッド５の移動経路より後退した待機位置との間を移動可能で、突出位置において記録ヘッド５のノズル面に密着する吸引キャップ４１と、前記突出位置において、記録ヘッド５が吸引キャップ４１に覆われているときに、負圧を発生させ、記録ヘッド５内のインクを吸引除去する吸引ポンプ４２とを備えている。
【００３０】
そして、前記ワイパホルダ３４（従ってワイパ部材３２）、吸引キャップ４１及び吸引ポンプ４２が、回転駆動されるカム部材４３を有する駆動手段（ワイパ駆動手段）に関連づけられ、前記ワイパ部材３２の進退、吸引キャップ４１の進退及び吸引ポンプ４２の作動は、共通のカム部材４３によって制御されることになる。
【００３１】
前記カム部材４３は、一体的に設けられた駆動ギヤ４６を有し、該駆動ギヤ４６が、紙送り装置の駆動モータ等の駆動手段により回転駆動される。
【００３２】
前記ワイパ部材３２を支持するワイパホルダ３４の後端部（カムフォロア部）がカム部材４３の第１カム溝４３ａに移動可能に係合し、それによって、カム部材４３が回転することで、ワイパ部材３２が、記録ヘッド５の移動経路内に突出する突出位置と、記録ヘッド５の移動経路よりも後退した待機位置との間を、一定のタイミングで記録ヘッド５の移動経路に対して直交する方向に往復移動し、前記突出位置において記録ヘッド５のノズル面を払拭するように制御される。
【００３３】
また、図４に示すように、吸引キャップ４１がキャップホルダ４４に支持され、該キャップホルダ４４の後端部（カムフォロア部）が、前記第１カム溝４３ａと同一面側のカム部材４３の第２カム溝４３ｂに移動可能に係合している。それによって、カム部材４３が回転することで、吸引キャップ４１が、記録ヘッド５の移動経路内に突出する突出位置と、記録ヘッド５の移動経路よりも後退した待機位置との間を、一定のタイミングで記録ヘッド５の移動経路に対して直交する方向に往復移動し、前記突出位置において記録ヘッド５のノズル面を覆うように制御される。尚、４５はカム部材４３の回転軸である。
【００３４】
前記吸引ポンプ４２は、フレーム部材５１に取り付け固定された円筒状のポンプケーシング５２内に、第１及び第２のピストン部材５３，５４が独立して移動可能に嵌挿されている。そして、ポンプケーシング５２には、吸入口５２ａと排出口５２ｂ（図１参照）とが軸線方向に一定間隔を存して設けられ、吸入口５２ａには吸引パイプ５５を介して吸引キャップ４１が接続され、排出口５２ｂは、吸着材５７が収容された廃インクタンク５８に連係されている（図１参照）。第１及び第２のピストン部材５３，５４は、それぞれ第１及び第２の駆動軸部材６１，６２の一端部に連結され、該駆動軸部材６１，６２によって駆動され、ポンプケーシング５２内において両ピストン部材５３，５４間にポンプ室を形成するようになっている。前記第１の駆動軸部材６１は、第２の駆動軸部材６２内に摺動可能に嵌挿され、各駆動軸部材６１，６２の他端部のカムフォロア部材６３，６４が、前記カム溝４３ａ，４３ｂとは反対面側のカム部材４３のカム溝４３ｃ，４３ｄに移動可能に係合している。
【００３５】
従って、前記カム部材４３が一定のタイミングで回転駆動されることで、吸引キャップ４１のキャッピング、吸引ポンプ４２によるインクの吸引、及びワイパ部材３２による記録ヘッド５のノズル面の払拭が順に行われ、吸引ポンプ４２によって吸引されたインクは、吸引ポンプ４２を介して廃インクタンク５８に吐出され、そして廃インクタンク５８内の吸着材５７に吸着される。
【００３６】
また、前記保護キャップ装置３３は、図１に示すように、保存キャップ７１を有し、該保存キャップ７１を支持するケーシング７２が、キャリッジ６の移動方向と平行に延びるガイドロッド部材７３にスライド移動及び回動が可能なように支承されている。また、前記ケーシング７２は、キャリッジ６の、記録エリア外方への移動時に該キャリッジ６に係合して、キャリッジ６と一体的にスライド移動するための係合凸部７２ａが前方に突設されている。そして、キャリッジ６が記録エリアから回復エリア側に移動すると、キャリッジ６がケーシング７２の係合凸部７２ａに係合するので、保存キャップ７１はキャリッジ６の移動に追従してスライド移動する（図１において右方向）。このスライド移動の際、ケーシング７２は、図示しない傾斜カム手段の作用によりガイドロッド部材７３の回りに回動し、その結果、保存キャップ７１は記録ヘッド５の方向へ移動し、保存キャップ７１は記録ヘッド５のノズル面に接触して、キャッピングを行うことになる。その後、再びキャリッジ６が記録エリア方向に移動した場合は、保存キャップ７１が記録エリア側に移動しながら記録ヘッド５から離れ、キャリッジ６が回復エリアから脱すると、初期状態に戻る。
【００３７】
続いて、上記ワイパ部材３２の動作について説明する。尚、上記ワイパ部材３２によるワイピング動作は、前記パージ装置３１によるパージ動作の終了後に、記録ヘッド５が回復エリアから記録エリアに戻る際に、記録ヘッド５のノズル面に付着しているインクを除去するために行われる。
【００３８】
まず、図５（ａ）に示すように、パージ動作の終了後の記録ヘッド５のノズル面５ａには、記録ヘッド５のノズルから吸引されたインクＷの残りが付着しており、かかる記録ヘッド５は、記録エリアに戻るために、パージ装置３１に隣接するワイパ部材３２側に移動する。このとき、ワイパ部材３２は、カム部材４３による制御にて、記録ヘッド５の移動経路よりも後退した待機位置から、記録ヘッド５の移動経路内に突出する突出位置に前進せしめられている。
【００３９】
突出位置にあるワイパ部材３２側に記録ヘッド５が移動してくると、図５（ｂ）に示すように、記録ヘッド５のノズル面５ａに、ワイパ部材３２のノズル払拭部３２ａの先端部分が圧接せしめられ、ノズル払拭部３２ａが大きく撓み、ノズル面５ａに付着しているインクＷが掻き取られる。この場合、ノズル払拭部３２ａの基端側の厚さＡにより適度の圧力で接触するとともに、ワイパ部材３２のノズル払拭部３２ａ先端部分の傾斜面３２ｃとは反対側の面によって形成される先端エッジ部にて、ノズル面５ａ上のインクＷが掻き取られることになるので、そのインクＷの掻き取りは効果的に行われる。それに加えて、ノズル払拭部３２ａの先端部分は他部よりも細くなっているので、先端面の厚さとノズル面５ａとで形成される狭い空間が著しく小さくなり、そこに毛細管作用で保持されるインクも少なくなる。その結果、インクＷがワイパ部材３２の先端面やノズル面５ａに残るということが少なく（図５（ｃ）参照）、次のワイピング動作の際に、記録ヘッド５のノズル面５ａ側にインクが従来のように多く残留するということがない。
【００４０】
よって、かかるワイパ部材３２を用いることによって、ワイピング動作時において、記録ヘッド５のノズル面５ａへのインクの付着（残留）を大幅に低減することができ、そのようなインクの付着（残留）による記録ヘッド５のインクの吐出不良を回避することができ、良好な印字性能を確保できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【００４２】
請求項１の発明は、上記のように、ワイパ部材を、主成分がカーボンを含有するゴム系のワイパ材料で形成し、ワイパ材料中のカーボンの割合を１０容量％未満とし、前記ワイパ部材のノズル払拭部によるノズル面を拭う力を０．４２ｇ／ｍｍ ² 〜２．５２ｇ／ｍｍ ² に設定しているので、ワイパ部材のノズル払拭部による記録ヘッドのノズル面に対する払拭の際、ワイパ部材に含有されるカーボンによって、記録ヘッドのノズル面（例えば撥水膜）を損傷するおそれがなくなる。また、ワイパ部材は主成分がカーボンを含有するゴム系のワイパ材料で形成しているので、カーボンによって黒色となり、インクの払拭によって汚れが目立つこともない。
【００４３】
請求項２の発明は、ワイパ材料の主成分をエチレンプロピレンゴムとしているので、ワイパ部材を安価に製造することができる。
【００４４】
請求項３の発明は、ワイパ部材のノズル払拭部を、記録ヘッドのノズル面を払拭する先端部が他部よりも細くなるように形成しているので、ノズル面に適度の圧力で接触しつつ、ワイパ部材（ノズル払拭部）の先端面とノズル面に付着（残留）するインクを極力少なくすることが可能となり、ワイパ部材によるワイピング動作時において、記録ヘッドのノズル面へのインクの付着（残留）を大幅に低減することができ、そのようなインクの付着による記録ヘッドによるインクの吐出不良を回避することができる。
【００４５】
請求項４の発明は、ワイパ部材のワイパ支持部を、ノズル払拭部よりも厚く形成しているので、ワイパ支持部の剛性を高め、ワイパ支持部のワイパホルダへの挿入の際に、ワイパ支持部が不用意に撓むことを防止して、ワイパ支持部の、ワイパホルダへの挿入を容易に行うことが可能となる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るワイパ部材及びワイパホルダの説明図である。
【図３】本発明に係るワイパ部材がワイパホルダに取り付けられた状態の説明図である。
【図４】本発明に係るワイパ部材、吸引キャップ及び吸引ポンプと、カム部材との関係を示す横断面図である。
【図５】ワイピング動作の説明図である。
【図６】従来のワイパ部材の説明図である。
【符号の説明】
１インクジェットプリンタ
４印刷用紙
５記録ヘッド
３２ワイパ部材
３２ａノズル払拭部
３２ｂワイパ支持部
３２ｃ傾斜面
３４ワイパホルダ
４３カム部材

Claims

記録媒体にインク液滴を吐出するノズルを有し前記記録媒体に対し記録動作を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドのノズル面を払拭するように記録ヘッドに対し相対移動可能なワイパ部材とを有するインクジェットプリンタのワイピング装置において、
前記ワイパ部材は、前記記録ヘッドのノズル面を払拭するノズル払拭部と、ワイパホルダに支持されるワイパ支持部とを有し、かつ主成分がカーボンを含有するゴム系のワイパ材料からなり、該ワイパ材料中のカーボンの割合が１０容量％未満とされ、
さらに、前記ワイパ部材のノズル払拭部によるノズル面を拭う力が０．４２ｇ／ｍｍ ² 〜２．５２ｇ／ｍｍ ² に設定されていることを特徴とするインクジェットプリンタのワイピング装置。
前記ゴム系のワイパ材料の主成分は、エチレンプロピレンゴムであるところの請求項１記載のインクジェットプリンタのワイピング装置。
前記ワイパ部材のノズル払拭部は、先端部が他部よりも先細に形成されているところの請求項１又は２記載のインクジェットプリンタのワイピング装置。
前記ワイパ支持部は、前記ノズル払拭部よりも厚く形成されているところの請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェットプリンタのワイピング装置。