JP3907708B2 - インクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、インク液滴を記録媒体に向けて飛翔させる形式のインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法に関し、詳しくは、本発明は、記録ヘッドのクリーニングおよび保管方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、OA機器の普及に伴い、小型、低価格の記録装置が数多く開発されている。中でもサーマルインクジェット記録装置の進展は目覚ましく、その大きな成長が見込まれている。しかしこの方式にも欠点が無い訳ではなく、その最大のものは印刷スピードの遅さである。特願平05−90123号公報等はこの遅い印刷スピードを桁違いに向上させる方法を提供するものであり、その主な改善点はヘッド当りの吐出ドット数を飛躍的に増大させる容易な方法を発明したことにある。勿論カラー化も容易であり、大規模、高密度カラーヘッドも一体構造で実現できるようになった。
【0003】
一方、サーマルインクジェット記録装置に特有の信頼性、即ち、良好な印字品質の確保にヘッドクリーニングが非常に重要な要素であることは良く知られている。そしてこの信頼性はヘッド当りの吐出ドット数を増やせば増やす程、また、カラー化をすることによってなお一層厳しくなることは明らかな事実である。本発明は、このヘッドクリーニング並びにヘッドの保管法に関するものであるが、ここではまず、従来技術の現状について説明する。
【0004】
先ず、記録休止時、オリフィス近傍のノズル内インクが乾燥して増粘しないよう、ヘッド面を密閉(キャッピング)することが不可欠である。しかし、この休止が長期にわたる場合などにはどうしても表面近傍のインクの増粘が発生する場合があり、記録動作を開始する前にこれを排出させることが必要となる。また、記録動作時、オリフィス面に付着したインクや異物をワイパ部材で掃引除去する時に、これらをオリフィス内に押し込む可能性もある。そこでこれら異物等を排除する目的で、キャップしたままキャップ内を減圧してインクを吸引する方法、あるいはインクを加圧しながらワイピングする方法が提案されている(特開昭57−95471号、特開昭57−96866号)。しかしこれらの方法は全てのノズルのインクに同じ圧力が加わるためにインクの消耗が多く、しかも目的とする排除効果が必ずしも大きいとは言えないようである。
【0005】
これと類似の方法であるが、インクを吐出させながらワイピングする方法(特開平02−95862号)も提案されているが、ワイパでオリフィスが塞がれている時の吐出動作はインクの大きな逆流をもたらし、必ずしも有効とは言えないであろう。結局、最も簡単なワイピング後のダミー吐出(特開昭61−230950号)が最も有効であり、実用化例の多くがこの方法を採用している。そしてワイピングによって汚れたワイパを清掃することが、オリフィス面の再汚染防止のためには有効となる(特開昭59−14963号)。以上はモノクロ用ヘッドを対象としたクリーニング方法であり、いずれもヘッドを記録紙幅一杯に走査させながら印字し、クリーニング時には記録紙端を越えて走行するヘッド面にワイパを突き出してワイピングし、これに続いてダミー吐出させる方法がとられている。
【0006】
一方、カラー用ヘッドのクリーニングについても基本的には上記モノクロ用ヘッドと同一方法が適用されている。特に最近では1つのワイパで複数色のカラーヘッドを順次ワイピングする方法が提案されている(特開昭64−69352号、特開平03−130160号、図8参照)。これは、モノクロ用ヘッドの場合と同じ「ワイピング後のダミー吐出」という従来方法のクリーニング動作によって、ワイピング後に混色したオリフィス近傍のインクを排出させ、混色をも自動的に解消させようというものである。しかし1つのワイパ46で各色のヘッド41を順次ワイピングするため、ワイパ46に付着するインクの色の数と量が次第に増加し、後にクリーニングされるヘッド程混色が激しくなり、多量のダミー吐出で混色インクを排出させることが必要となる。このダミー吐出量を少なくするため、明度の高いインクのヘッドから順にクリーニングすることで混色を目立ち難くする方法(特願平03−248850号)も提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術によって作られるサーマルインクジェット記録ヘッドは種々の制約から大規模高集積化することが難しく、単一基板から作られるヘッドでは通常、64コの吐出ノズルを300〜400dpiで作り込むことが一般的であり、最高でも256ノズル程度となっている。フルカラー化はこのヘッドを4コ組立実装することによって達成されていることは図8に示した通りである。しかし本発明者による発明(特願平05−90123号)はこの制約を完全に解消し、例えば、8mm×105mmの単一基板上に360dpiのノズル配列密度で1512ノズル/列×4列=6048ノズルのフルカラーヘッドを作ることができるようになり、このヘッドを2本、同一フレーム上に直線的に実装することでA4サイズのフルカラーインクヘッドも作られるようになった。
【0008】
一方、この大規模高集積化ヘッドの信頼性の確保は、従来技術に比してその規模が10倍以上大きくなるために飛躍的に難しくなる。即ち、休止時におけるオリフィス近傍のインクの乾燥は従来に比して大幅に遅くさせなければならず、増粘インクとか気泡を排出させる圧力とインクの流速を大きくしてこれらを排出する能力を高める必要がある。また、ワイピング時の混色量を最小にして直ちにダミー吐出させ、これによって吐出ヒータ位置まで混色することを防止するなど、高度な配慮が不可欠となる。本発明の目的は、これらを安価に実現できる方法を提供し、しかも高い印字信頼性を確保できるようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、前記記録ヘッドがラインヘッドであり、ヘッドクリーニング時、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、このワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは0.1秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させることによって達成される。
【0010】
また、前記ワイパ部材は、シリコーン樹脂またはPTFE樹脂からなり、前記オリフィス面の前記ワイピングは、前記ワイパ部材をたわんだ状態で前記記録ヘッドに当接させて行われ、さらに、ワイピング終了後に、前記ワイパ部材を含む前記クリーニングユニットを前記記録ヘッド端部を越えた位置まで走査して前記ワイパ部材のたわみを急激に解放する工程を含むこと、さらに、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記クリーニングユニットの走査によって、前記ワイパ部材が前記記録ヘッドの端面で自動的にワイピング清掃される工程を含むこと、さらに、前記ヘッドクリーニング終了後に、前記記録ヘッドの前記オリフィス面に密着させることによって各オリフィス列のそれぞれを、独立に、かつ同時に密閉する工程を含むこと、前記各オリフィス列の密閉は、前記各オリフィス列を密閉できる波型形状のシリコーンゴムからなるキャッピング手段によって行われ、前記キャッピング手段によるキャッピング解除後に、前記シリコーンゴム表面を掃引清浄して前記キャッピング手段を密閉保管する工程を含むこと、前記インクジェット記録ヘッドは、パルス加熱面と垂直またはほぼ垂直方向にインク滴を吐出する前記オリフィス列が下向きに少なくとも一列以上並べられたサーマルインクジェット記録ヘッドであること、さらに、前記ヘッドクリーニング終了後、前記クリーニングユニットの保管場所において、前記インク溜および前記ワイパ部材を密閉保管する前記クリーニングユニット用キャップを前記クリーニングユニットに被せる工程、および、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記保管場所から前記クリーニングユニットを移動すると共に、前記クリーニングユニット用キャップを前記クリーニングユニットから開く工程を含むこと、によっても達成される。
また、上記目的は、インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するシリコーン樹脂またはPTFE樹脂からなるワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、前記記録ヘッドがラインヘッドであり、ヘッドクリーニング時、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを、前記ワイパ部材をたわんだ状態で前記記録ヘッドに当接させて、前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、ワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは0.1秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させる工程と、ワイピング終了後に、前記ワイパ部材を含む前記クリーニングユニットを前記記録ヘッド端部を越えた位置まで走査して前記ワイパ部材のたわみを急激に解放する工程を含むことによっても達成される。
この目的は、さらに、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記クリーニングユニットの走査によって、前記ワイパ部材が前記記録ヘッドの端面で自動的にワイピング清掃される工程を含むことによっても達成される。
さらに、上記目的は、インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、前記記録ヘッドがラインヘッドであり、目づまりノズルの概略位置を指示することによって、その位置に目づまり回復手段を搬送してセットし、数10ノズル分のオリフィス面領域を真空吸引しながらダミー吐出を行なわせる工程と、この目づまり回復工程終了後のヘッドクリーニング時に、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、このワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは0.1秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させる工程と、を含むことによっても達成される。
【0011】
【作用】
上記のように構成された例えばフルカラーの記録ヘッドとクリーニングユニットは、一つのワイパでワイピングするとは言え、各色別に並ぶオリフィス列に沿ってワイピングするため、ワイピングによって集められたインクは自重によってワイパ面を流れ落ち、横への拡がりが少なくヘッド面での混色が非常に少なくなる。これによって、従来技術が図8に示すように完全に混色させながらワイピングするのに比べ、ノズル内への他色のインク混入量は数分の一に低減される。ワイピングによって集められたインクを速やかにワイパ面から流れ落とすために撥水性の良いワイパ材料を使い、同時にオリフィス面にも撥水処理を行なうことでその効果は倍化される。以上の動作を円滑に行なわせるには、ヘッドの吐出面は少なくともクリーニング時には下向きとなっていることが不可欠であり、かつ、オリフィス列に沿ってクリーニングユニットがヘッド面を走査する構成となっていなければならない。
【0012】
ワイピングによって集められてワイパ面を流れ落ちたインクはワイパ部材の両側に一体的に設けられたインク溜の一方に溜められ、この他方のインク溜にはワイピング直後のノズルから1〜数滴のダミー吐出インクが吐出される。既に述べたように、本方式のワイピングでは混色が少なく、しかもワイピング直後のダミー吐出なので一回のダミー吐出で混色は完全に解消できる。しかし異物などによるインク流れの悪化の解消などには数回のダミー吐出が必要となる場合もある。このクリーニングユニットはその走査方向に対して左右対称になっており、そのクリーニング走査も左右均等に行なうことがワイパの長寿命化とヘッドのノズル先端部に与える影響の低減という両面から有効である。尚、このクリーニングユニットのインク溜の走査方向の長さを例えば5mmとし、この走査速度を210mm/2秒、ワイパのたわみを考慮したダミー吐出可能なインク溜の長さを3mmとすると、ダミー吐出可能回数は20回以上(吐出繰り返し周波数を1KHZと低く仮定している)となる。即ち、ワイパの位置検出誤差が±0.5mmと悪く、しかも小型のクリーニングユニットを用いることを前提としても裕度の大きなダミー吐出が可能なのである。
【0013】
さて、ワイピングによってインクに濡れたワイパのクリーニングは、別のクリーナを用いてもそのクリーニングが更に必要となるので有効とはならない。そこで本発明では、ヘッド端を越えてワイパを走査させ、ワイパのたわみが急激に解放されることによるインクの振り切りを行なってワイパ面のインクを清掃する方法を採用している。そしてこの清掃効率はワイパ部材の撥水性能に関連しており、本発明で採用したシリコーンゴム又はPTFE樹脂が最適となる。そしてこの方法でも残るわずかなインクを乾燥させないよう、クリーニングユニットを密閉保管することが有効となる。この密閉されたクリーニングユニットのインク溜には、密閉直前にダミー吐出インクとかワイピングで集めたインクを充分溜めているので、長期保管の場合でもその密閉空間のインク蒸気圧は高く、ワイパ面のインクの乾燥を完全に防止することが可能となる。このように、最少にしてかつフレッシュなインクが付着したワイパを次のクリーニングに使えるので、乾燥したインクとか増粘インクによって汚染されたワイパを使う従来技術に比して信頼性の高いクリーニングを実現できるようになる。またこれに加え、クリーニング動作に入る直前に自動的にヘッド端でワイピング面を掃引クリーニングすることも有効であることは言うまでもない。
【0014】
また、クリーニングされたヘッドのオリフィス面の各オリフィス毎に、例えばシリコーンゴムで完全に密閉することでオリフィス内のインクの乾燥を完全に防止することができ、またこのシリコーンゴムの撥水性はキャッピング解除後のシリコーンゴム表面についてくるインク付着量を最少とする。このシリコーンゴム表面の清掃と密閉保管が再キャッピング時の再汚染防止に有効なのは説明するまでもないであろう。
【0015】
ヘッドのインク通路内に気泡とか異物が混入してインクの吐出が不能とか不安定となった場合、キャップでヘッド面を密閉して吸引する方法が従来技術では採用されていた。しかし、ノズル数の非常に多い本発明が対象とする大規模高集積ヘッドでは、大型キャップで密閉吸引することは正常ノズルからのインクの無駄な流出が多く、しかもこのために目づまりノズルに有効な圧力差が加わり難く、目づまり解消の有効な方法とはならない。これに対し、目づまりノズルだけ真空吸引しながらダミー吐出させる方法は最も有効な目づまり解消法となるが、正確な位置合わせが必要でコスト高となる。そこで、目づまりノズルの概略位置をマニュアルで指示することで、その付近の数10ノズルから真空吸引しながらダミー吐出させる方法が最も安く簡便な方法となる。勿論、カラーの場合、目づまりしているのが何色かは分るので、ダミー吐出させるのはその色のみで良いことは言うまでもない。
【0016】
以上述べた種々の対策によって、信頼性の高い大規模高集積ヘッドとプリンタが実現できるのであるが、その具体例を実施例にて説明する。
【0017】
【実施例】
図1は、本発明による例えばA4フルカラー高速インクジェットプリンタの印字動作中を示す断面図である。ここで、記録紙20は先ず加熱効率の良いベルト式プリヒータ27によって加熱され、吸着搬送器28によってフルカラーラインヘッド1の直下を一定速度で搬送される。この時、4列に並べられたノズル列から4色のインクを吐出するフルカラーラインヘッド1によって印刷されるが、あらかじめ充分加熱されていた記録紙上のインクの乾燥速度は速く、従来のフルカラーインクジェットプリンタの10〜20倍という高速印刷時においても用紙のハンドリングが可能となることは本発明者の特許出願発明(特願平05−90123号)に述べた通りである。そしてこの方法は、今迄のインクジェットプリンタに見られたヒゲ状にじみを大幅に低減して印字品質が大幅に向上するという大きな効果ももたらせたのである。
【0018】
フルカラーラインヘッド1とヘッド実装フレーム2の拡大断面図を図6に、また、一つのノズル列近傍の詳細断面図を図7に示す。図6に示されているように、外部(不図示)から供給された4色のインクはそれぞれフレーム2のインク供給口64に導かれ、フレーム内共通インク溝63、シリコン基板に間歇的にあけられている連結穴62、シリコン基板内共通インク溝61を経由して各吐出ノズル59より吐出される。各吐出ノズル59は図6の紙面の垂直方向に例えば70μmピッチ(360ドット/インチ)で1512ノズル並んでおり、1512ノズル×4列=6048ノズルが1基板で構成されているヘッド1に含まれている。A4フルカラーラインヘッドとしては、この6048ノズルから構成されている相互に対称型のヘッド1を2基板、同一フレーム2上に中央部で直線的に突き合わせる型でダイボンディングして作られている。この中央部で突き合わされる部分の一つのノズル列近傍の詳細断面図を示したのが図7である。
【0019】
図7において、保護層が被覆されていないCr−Si−SiO合金薄膜発熱抵抗体52は42μm×42μmのサイズであり、この抵抗体が収容されているインク吐出室は50μm×50μmの大きさとなっている。感光性フィルムレジストで作られている隔壁の高さはこの場合25μmとした。40μmφの吐出ノズル59は、突き合わせ面65の方向に約6°傾斜させてあり、オリフィスプレート58から1.2mm離れた記録紙20上での印字ドット密度がラインヘッド中央部(ヘッド突き合わせ部)で均一となるように配慮されている(本発明者の特許出願発明、特願平05−318272号参照)。
【0020】
個別薄膜配線導体53、共通薄膜配線導体54、ドライバICデバイス部56を駆動する信号配線導体55はいずれも2μm厚さのNi薄膜を用いており、いずれも保護層を被覆していない。これら抵抗体材料と導体材料が何らの被覆をすることなく水性インク中での稼動に充分な信頼性を有することは本発明者の特許出願発明(特願平04−138498号、特願平05−272452号)に述べた通りである。尚、共通薄膜配線導体54の抵抗値を小さくするよう、共通インク溝61とドライバICデバイス部56の外周を配線領域として利用している。こうすることによって、抵抗体52の抵抗値400Ωに対し、配線抵抗を20Ω以下とすることができ、抵抗体52の抵抗値バラツキを含めても同一印加電圧に対する発熱抵抗体52の発熱量を±10%以内に抑えることが可能となっている。
【0021】
ドライバICデバイス部56はシフトレジスタとドライバ回路から構成されており、ラインヘッド1の両端から入力される駆動信号によって駆動される。図4に示されているように、ラインヘッド1の両端での外部回路との接続は、6本/列×4列=24本からなるテープキャリア66で一括ボンディングし、フレーム2内を通してその裏側に出してある。そしてシリコン基板51上のテープキャリアボンディング部67とテープキャリア引き出し溝68は樹脂にて埋め込み、ヘッド1とフレーム2との表面が平坦となるように研磨されている。
【0022】
さて、このような構造のA4フルカラー用ラインヘッド1を図1に示す構成のプリンタとしてフルカラー印刷に利用するのであるが、このヘッドの吐出面クリーニング方法、吐出ノズルの目づまり解消法、ヘッド保管法、ワイパの清掃と保管法、キャップの保管法、等について順次説明する。
【0023】
図2にヘッドの吐出面クリーニング方法の具体的な一例を示す。ヘッドクリーニング時には先ず吸着搬送器28をヘッド面から遠ざける。そしてクリーニングユニット11をラインヘッド1の右端又は左端の外側の所定の保管場所から移動を開始させる。後で説明するが、クリーニングユニット11は図5に示されているようにあらかじめクリーニングユニット用キャップ30によって密閉保管されており、ワイパ9にわずかに付着するインクはこの密閉保管中のインクの飽和蒸気によって乾燥していない。そしてクリーニングユニット11がこの保管場所から移動を始めると同時にキャップ30が開き、ワイパ9のヘッド摺動面はフレーム2の端面で摺動清掃され、ヘッド吐出面のワイピングを開始する。尚、クリーニングユニット11の保管場所はラインヘッド1の両端に設け、このキャッピング機構も両側に設ける方がワイパの寿命等から優れているが、片側だけに設ける方法でも良いことは言うまでもない。
【0024】
ヘッド吐出面のワイピング時の様子を示したのが図4である。ヘッド1の吐出面に付着した4色のインクをワイパ9で摺動清掃すると、ワイパ9の摺動面側に4色のインクが集められ、ワイパ9に沿って流れ落ち、インク溜10に溜められる。この時、4色のインク吐出口列は各々約2mm程度離れているが、ワイパ9で集められてワイピングする過程で若干の混色が発生し、インク吐出口付近のインクがわずかではあるが混色することは避けられない。しかしこの混色インクが拡散して個別インク通路60(図7)付近までその範囲が拡がる前にダミー吐出させることができれば混色を完全に解消させることが可能である。と言うのは、一回の吐出で薄膜発熱抵抗体52の上部にあるインクは全て吐出することが確認できているからである。本発明に採用しているワイピング方法でワイピング後、どれだけの時間放置すると個別インク通路60付近まで混色が拡がるかを評価したところ、0.1秒以上の時間となることが分った。このように充分長い拡散時間がとれる理由は、本発明のワイピング方法が混色量を大幅に低減できる方法であることを示している。そして本発明でのワイピングスピードの典型例は210mm/2〜3秒としているので、図4に示すワイピングによる混色開始からダミー吐出までの時間は0.01〜0.02秒となり、ワイピング直後の1回のダミー吐出で完全に混色を解消させることができるのである。そしてこのクリーニングユニット11の掃引中の位置を±0.5mm程度の誤差で制御するのは容易であり、これによってダミー吐出を遅らせなければならない時間は0.01秒であるので、準備すべきインク溜10の大きさも小さなもので良いことが分かる。
【0025】
図4に示すように、クリーニングユニット11はラインヘッド1の実装フレーム2端を越えて走行するので、この時にワイパ9のたわみが急激に解放され、これによってワイパ9の摺動面に付着しているインクがほとんど除去される。また、ワイパ9がPTFEとかシリコーンゴム等の撥水性の良い材料で作られているので、付着インクの排除が効率良く実行できるのである。また、フレーム2の外側表面をPTFEとかシリコーンゴムコートすることによって、この表面にインクが付着することを低減させ、ワイパ9などの再汚染を低減させている。
【0026】
このようにしてクリーニング動作が完了したクリーニングユニット11は、図5に示すようにヘッド端の所定の保管場所でキャップ30をかぶせられて密閉状態のまま保管される。この直前までのヘッドクリーニングによってインク溜10内には新しいダミー吐出インク等が溜められており、この新しいインクの蒸気圧がワイパ9の表面にわずかに残るインクの乾燥を防ぐのである。
【0027】
上記したヘッドクリーニング動作とクリーニングユニット11の保管が完了すると、図3に示すようにヘッドの各ノズル列を波型形状のシリコーンゴムキャップ6でキャッピングを行なう。この色別キャッピングによって全てのノズルはその吐出口面で密閉されるので、ノズル内のインク表面が曝される空気量はその窪んだメニスカス程度という極少量となるので、インクの乾燥はもはや問題とはならない。そしてキャップ材の撥水性はキャッピング解除時のキャップ表面のインクの濡れを最少とし、簡単なワイピングでこのキャップの表面を清掃した後キャップ用蓋4で密閉保管しておくのでキャップ表面が塵埃等で汚染されることもない(図1参照)。また波型形状のシリコーンゴムキャップ6を用いているのでキャッピングによる混色は発生しない。
【0028】
さて、インクの交換に伴う気泡とか塵埃の混入によってインク通路内のインクの流れが阻害されて吐出不良ノズルが発生する場合がある。このような場合、数10ノズル〜256ノズル/ヘッドという従来技術では、インクを加圧してゆっくりとノズルから流出させる方法、あるいはキャップ内を減圧してインクを吸引する方法によって不良ノズルの回復が実行されていた。しかし本発明のような大規模、高集積ヘッドでは1回の回復作業での不良ノズル数/正常ノズル数の比率が従来技術に比べて数10分の1と小さく、インクの加圧又は減圧による異物排出効果が非常に小さくなって有効でないことが分った。一方、この加圧又は減圧作業と同時に目づまりノズルからインクをダミー吐出させるとそのインク通路のインクの流速が大幅に増加し、異物排出効果が非常に大きくなることが分った。そこでこの目づまり回復作業を安価に効率的に行なうために、不良ノズルの概略位置をマニュアルで入力し、それによって指定されたその近傍の数10ノズル(幅にして数mm)を吸引しながら同時にダミー吐出させるのが最も有効な目づまり回復工程となることが分った。これによって不良ノズル以外からのインクの吐出量を最少に抑え、かつ完全な目づまり回復能力を発揮させることも可能となった。これに用いる吸引ノズルも数10ノズル分の面積をカバーするだけなので非常に小さくでき、その位置決め機構も比較的簡単なのは言うまでもない。
【0029】
以上に述べた具体的実施例は、フルカラーのフルラインヘッドの場合であるが、マルチカラーの場合でも、全く同様のクリーニング方法とか目詰まり回復方法等を採用すればプリンタとしての信頼性が非常に高く維持できることは明らかである。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、各色別に並ぶインク吐出ノズル列方向にワイピングすることによってワイピング時の混色量を大幅に低減させることができ、しかもこのワイピング直後の1回のダミー吐出でこの混色も完全に解消させることができる。そしてワイパと、ワイピングによって集められたインクとダミー吐出インクを受けるインク溜を一体構造の小型クリーニングユニットとすることによって、小型で効率の良いヘッドクリーニング機構とすることができ、また効率の良いワイパのクリーニングも実現することができた。また、ヘッドのインク吐出面を各色別に直接密閉する方法はノズル内のインクの乾燥を完全に防ぐことができ、更に、概略指定による目づまりノズル周辺の数10ノズルをダミー吐出させながらインクをノズルから吸引する目づまり回復工程などは、前記ヘッド吐出面クリーニング方法と共に本発明のサーマルインクジェットプリンタの信頼性を大幅に向上させた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になるプリンタの一実施例の印字動作中を示す断面図である。
【図2】 図1に示すプリンタのヘッドクリーニング中を示す断面図である。
【図3】 図1に示すプリンタのヘッドキャッピング後を示す断面図である。
【図4】 図2のA−A’断面図である。
【図5】 クリーニングユニットの保管場所におけるキャッピング動作中を示す断面図である。
【図6】 図1に示すプリンタのヘッドとフレームの拡大断面図である。
【図7】 図6の一つのノズル列近傍で、且つラインヘッドの中央接続部付近を示す詳細断面図である。
【図8】 従来技術の一例を示す図である。
【符号の説明】
1はモノリシックLSIサーマルインクジェット記録ヘッド、1はヘッド実装フレーム、3は構造体、4はキャップ用蓋、5はキャップフレーム、6はキャッピングゴム、7はキャップ、8はキャップ稼働アーム、9はワイパ、10はインク溜、11はクリーニングユニット、12はクリーニングユニット走行アーム、13はガイドシャフト、14は搬送ベルト吸着台、15は吸引穴、16は吸引ダクト、17は穴開き搬送ベルト、18はドライブローラ、19はコントロールローラ、20は記録紙、21はPTCヒータ、22は断熱構造体、23はフレーム、24はポリイミドヘッド、25はドライブローラ、26は加圧ローラ、27はプリヒータ、28は吸着搬送器、29はダミー吐出インク滴、30はクリーニングユニット用キャップ、31はキャッピングアーム、32はバネ1、33はバネ2、34は構造材、41はヘッド、42はインクタンク、43はキャリッジ、44は回復装置、45キャップ、46ワイパ、47インク溜、48記録紙、51はシリコン基板、52は薄膜発熱抵抗体、53は個別薄膜配線導体、54は共通薄膜配線導体、55は信号配線導体、56はドライバICデバイス部、57は隔壁、58はオリフィスプレート、59は吐出ノズル、60は個別インク通路、61はSi基板内共通インク溝、62は連結穴、63はフレーム内共通インク溝、64はインク供給口、65は突合せ面、66はテープキャリア、67はテープキャリアボンディング部、68はテープキャリア引出し溝、69は埋込樹脂である。
Claims (10)
- インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、
前記記録ヘッドがラインヘッドであり、
ヘッドクリーニング時、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、このワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは0.1秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させることを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。 - 請求項1に記載の記録ヘッドの保守方法であって、
前記ワイパ部材は、シリコーン樹脂またはPTFE樹脂からなり、
前記オリフィス面の前記ワイピングは、前記ワイパ部材をたわんだ状態で前記記録ヘッドに当接させて行われ、
さらに、ワイピング終了後に、前記ワイパ部材を含む前記クリーニングユニットを前記記録ヘッド端部を越えた位置まで走査して前記ワイパ部材のたわみを急激に解放する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。 - 請求項1または2に記載の記録ヘッドの保守方法であって、
さらに、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記クリーニングユニットの走査によって、前記ワイパ部材が前記記録ヘッドの端面で自動的にワイピング清掃される工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の記録ヘッドの保守方法であって、
さらに、前記ヘッドクリーニング終了後に、前記記録ヘッドの前記オリフィス面に密着させることによって各オリフィス列のそれぞれを、独立に、かつ同時に密閉する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。 - 前記各オリフィス列の密閉は、前記各オリフィス列を密閉できる波型形状のシリコーンゴムからなるキャッピング手段によって行われ、
前記キャッピング手段によるキャッピング解除後に、前記シリコーンゴム表面を掃引清浄して前記キャッピング手段を密閉保管する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。 - 前記インクジェット記録ヘッドは、パルス加熱面と垂直またはほぼ垂直方向にインク滴を吐出する前記オリフィス列が下向きに少なくとも一列以上並べられたサーマルインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の記録ヘッドの保守方法であって、
さらに、前記ヘッドクリーニング終了後、前記クリーニングユニットの保管場所において、前記インク溜および前記ワイパ部材を密閉保管する前記クリーニングユニット用キャップを前記クリーニングユニットに被せる工程、
および、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記保管場所から前記クリーニングユニットを移動すると共に、前記クリーニングユニット用キャップを前記クリーニングユニットから開く工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。 - インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するシリコーン樹脂またはPTFE樹脂からなるワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、
前記記録ヘッドがラインヘッドであり、
ヘッドクリーニング時、
前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを、前記ワイパ部材をたわんだ状態で前記記録ヘッドに当接させて、前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、ワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは0.1秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させる工程と、
ワイピング終了後に、
前記ワイパ部材を含む前記クリーニングユニットを前記記録ヘッド端部を越えた位置まで走査して前記ワイパ部材のたわみを急激に解放する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。 - 請求項8に記載の記録ヘッドの保守方法であって、
さらに、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記クリーニングユニットの走査によって、前記ワイパ部材が前記記録ヘッドの端面で自動的にワイピング清掃される工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。 - インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、
前記記録ヘッドがラインヘッドであり、
目づまりノズルの概略位置を指示することによって、その位置に目づまり回復手段を搬送してセットし、数10ノズル分のオリフィス面領域を真空吸引しながらダミー吐出を行なわせる工程と、
この目づまり回復工程終了後のヘッドクリーニング時に、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、このワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは0.1秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させる工程と、を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
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