JP4359714B2

JP4359714B2 - インクジェットヘッドのノズル清掃機構

Info

Publication number: JP4359714B2
Application number: JP2001235872A
Authority: JP
Inventors: 仁司木田; 剛裕山田; 信也小林; 国雄佐藤; 一夫清水
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: JP2003039710A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドのノズル清掃機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、プリントを行っているうちに、インク中には気泡やゴミや増粘したインクが、ノズル面には紙粉やインクミスト等の付着が生じ、放っておくと不吐出や吐出方向の曲がりといった吐出不良を生じる。これを防止するためにノズルの清掃を行う必要がある。その方法としては、ノズルを吸引具でキャップし、キャップの中を負圧にすることで、増粘したインクや気泡やゴミ等を排出した後、キャップを外してから、ノズル面をゴムブレード等で摺擦させることで、ノズル孔の周りに付着したインクや紙紛等の異物を取り去るという方法が広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ノズル面や、ノズル面とノズル清掃機構の間に、電極等の何らかの構造物が設置されている場合、従来のような、ノズルをキャップしてキャップの中を負圧にすることで増粘したインクや気泡やゴミ等の排出を行なったり、ノズル面をゴムブレード等で摺擦させるノズル清掃方法は、その構造物が邪魔してキャップやゴムブレードとノズル面との密着性が悪くなり、困難である。
【０００４】
また、顔料インクのような分散系インクを用いた場合、一般的に顔料は粒子が角張っているため、ノズル面をゴムブレード等で摺擦すると、ノズル面に施してある撥水膜がすぐに摩耗してしまうという問題があった。
【０００５】
ノズル面をゴムブレード等で摺擦することは、ノズル面やゴムブレードに付着したゴミを、ゴムブレードがノズル上を通過する際にノズルに押し込むという弊害を生じさせることもある。
【０００６】
更には、異なるノズルで色や物性等の異なった複数種類のインクを用いている場合等、ゴムブレードで、あるノズルから払い取ったインクを、別のインクが充填されたノズルを拭き払う際に、ノズル口で混合してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、ノズル面や、ノズル面と清掃機構の間に構造物があっても、支障無くノズルの清掃が行え、又、摺擦によって、ノズル面を磨耗させたり、ノズル面のゴミをノズルに押し込んだり、拭き払ったインクを別のノズルのインクと混合させてしまうことも無いノズル清掃機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、ノズルよりインク液滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、インクを吸引する吸引具を設け、該吸引具を前記ノズル面に対して非接触の状態で相対的に移動させ、前記吸引具は前記ノズルと対向する位置にて吸引を行い、前記ノズルとノズルの間にて吸引を停止するか、もしくは前記ノズルから吸引されかつ前記吸引具に回収されなかったインクが前記ノズルとノズルの間に留まる程度の弱い吸引力で吸引を行うことにより前記ノズルの清掃を行うようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、ノズルよりインク液滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、インクを吸引する吸引具を設け、該吸引具を前記ノズル面に対して非接触の状態で相対的に移動させつつ吸引を行い、前記吸引具が前記ノズルとノズルの間あるときには前記非接触の状態よりも前記ノズル面から離れた位置に後退させるようにして前記ノズルの清掃を行うようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項１または２記載のインクジェットヘッドのノズル清掃機構であって、前記吸引具の吸引動作は、前記吸引具が最後に吸引したノズルから移動した後に終了することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのノズル清掃機構において、前記吸引具の相対的な移動は、ノズルを移動させることにより行われることを特徴とする。
【００１２】
また、インクを移動させる手段が気流、磁力又は静電気力であることを特徴とする。
【００１３】
更に、上記いずれかのノズル清掃機構を備えたインクジェット記録装置であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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はノズル面に非接触でインクを吸引する様子を示した図である。ノズル１に対向して吸引具２をノズル１と隙間を空けて設置する。ノズル１と吸引具２の間には、構造物３が存在する。構造物３は、例えば、電源４やグランド５に繋がっている液滴を偏向するための電極等が考えられる。
【００１５】
具体的な清掃方法について説明する。吸引具２で起こした気流６によりノズル１の周辺（近傍）を負圧とし、インク室７よりインクを排出して吸引具２で回収する。但し、この状態で吸引を停止すると、排出されたインク８は吸引具に回収されるが、排出されたものの、まだ回収されていないインク９が、ノズル近傍に付着して吐出不良を引き起こすため、吸引を行いながら吸引具を移動させて行き、吸引具２がノズル１から遠く離れた場所まで到達した時に吸引を停止する。これにより、排出されたもののまだ回収されていないインク９は、吸引具２で起こした気流６に引っ張られてノズル１から遠ざかってから、吸引を停止した時点でその場所に溜まるため、ノズル近傍には大きなインク溜りは出来ず、吐出不良は引き起こさない。
【００１６】
但し、上記の効果を得るためには、ノズル面に一定以上の撥インク性が必要であり、インクを排出させ、引っ張るために必要な気流の強さも一定以上必要である。ノズル面の撥インク性が高ければ気流の強さはぎりぎりインクがノズルから排出される強さで良いが、ノズル面の撥インク性が低い場合は強い気流が必要となる。気流の強さを強くするためには、ノズル面と吸引具の間の隙間を狭くすればよいが、ノズル面と吸引具の間に存在する構造物が大きくて吸引具をあまりノズル面に近付けられない場合は、吸引具の開口面積を小さくしたり、吸引ポンプの吸引力を強くしたりする必要がある。
【００１７】
吸引具を移動させる速度にも最適値があり、速過ぎるのはもちろん、遅過ぎてもうまく清掃が行われない。発明者は、吸引圧４２０ｍｍＨｇのポンプを繋いだ、開口面積７ｍｍ²の吸引具を、インクとの接触角６０度のノズル面から３００μｍ離した状態で秒速３ｍｍで移動させるという一条件で、非接触によるノズルの清掃がうまく行われることを確認している。
【００１８】
図２は本発明による一例を説明したものである。図２の（ａ）は吸引具を、図２の（ｂ）はその吸引具を用いた清掃方法を説明したものである。
【００１９】
支持台２０のある面に吸引ポンプとの繋手２１が付いており、他面にノズル１つ以上を覆う程度の大きさの開口部２２（図に示したような円筒状である必要は無く、単なる穴でも良い）が設けてある。開口部２２を、吸引開始位置２３に近接させ、吸引を行いながらノズル列２４に沿って矢印２５の方向に移動させて行き、最後のノズルを通り過ぎた地点２６で吸引を終了する。これによりノズルから排出されたものの回収されなかったインクの大部分は、この場合、印刷に影響しない地点２６のノズルプレート表面上に溜まる。
【００２０】
図３は本発明による他の一例を説明したものである。図３の（ａ）は吸引具を、図３の（ｂ）はその吸引具を用いた清掃方法を説明したものである。
【００２１】
支持台３０の、ある面に吸引ポンプとの繋手３１が付いており、他面に一列以上のノズル列を覆える位の大きさの開口部３２（図に示したように開口部が突出している必要は無く、単なる長穴でも良い）が設けてある。開口部３２を、吸引開始位置３３に近接させ、吸引を行いながらノズル列３４の列方向では無い方向、例えば矢印３５の方向に移動させて行き、吸引具がノズルから離れた地点３６に到達したら吸引を終了する。これによりノズルから排出されたものの、回収されなかったインクの大部分は、この場合、地点３６のノズルプレート表面上に溜まる。
【００２２】
図４は、本発明による、色や物性等の異なるインクの入ったノズルを清掃する際に、特に有効な第一の例を説明した図である。
【００２３】
吸引具５０はノズル面５１と一定の隙間を空けたまま平行に、ノズルの上を通るように、図４の矢印方向に移動していく。始めのノズル５２の位置で吸引を開始し、ノズルとノズルの間５３で吸引を停止するか、吸引力を弱くする。始めのノズルとは色や物性の異なったインクの入ったノズル５４の位置まで来たら吸引を再開して、ノズルから十分離れた位置５５まで来たら吸引を停止して清掃を終了する。このようにすることで、ノズル５２から排出されたインクが完全には吸引具に回収されなかった場合でも、ノズルとノズルの間５３に溜まり、ノズル５４のインクと混合することは無い。尚、ノズルとノズルの間５３でも吸引を止めないまま、吸引具５０をノズル面５１と一定の隙間を空けたまま平行に移動させていった場合でも、ノズル５２から排出されて吸引具に引っ張られて来たインクがノズル５４に達しても、ノズル５４から排出されるインクと共に吸引具に回収されるため、ノズル５４でノズル５３のインクが混合される量はごく僅かである。
【００２４】
図５は、本発明による、色や物性等の異なるインクの入ったノズルを清掃する際に特に有効な第二の例を説明した図である。
【００２５】
吸引する力は一定とし、吸引具６０をノズル面に沿ってノズルの上を通るように移動させながら、ノズルとノズルの間に吸引具が来た時にノズル面から吸引具を離し、矢印６１に示したような軌跡を描くように動かす。こうすることで、ノズルとノズルの間ではインクを引っ張る力が弱くなり、ノズル６２から排出されたインクが完全には吸引具に回収されなかった場合でも、ノズルとノズルの間６３に溜まり、ノズル６４のインクと混合することは無い。
【００２６】
図４及び図５で示したノズルは、図面手前方向から奥方向に伸びるノズル列であっても良く、その場合、吸引具は、図３（ａ）のような長尺のものとする。又、色や物性等の同じインクの入った複数のノズルを清掃する場合に本例を適用しても良い。上記の例において、吸引を開始する位置は、移動する吸引具がノズル上に到達するより前であっても構わない。また、インクを排出又は移動させる力は気流に限ったものではなく、静電気力や磁力等、離れて働く力であれば何でも良い。更に、構造物３の形状はどのような物でも良く、構造物が無くても良い。本例では、吸引具が移動していく場合で説明を行ったが、ノズルの方が移動した場合でも同様の効果が得られる。また、吐出液体としてインクを用いて説明を行ったが、これに限ったものではない。更に、ノズル面が撥インク性を持たない場合本発明の効果は著しく低下するが、本発明はノズル面が撥インク性を持ったプリントヘッドに限定したものではない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズル面と非接触にインクを排出出来、又、吸引具がノズルから徐々に遠のき、離れた場所で吸引を停止するノズル清掃機構が提供される。吸引を行いながら吸引具がノズルから離れていくことにより、ノズルからのインクの排出が止まった後にノズルから排出されたものの、まだ回収されていないインクは、吸引を停止するまでに気流に引っ張られて吸引具に回収されるか、気流に引張られて吸引装置の移動に着いてノズル面上を移動し、ノズルから離れた場所に溜まる。
【００２８】
又、ノズルの周辺に付着している紙粉やインクミスト等は、気流や、気流に引っ張られていくインクにより洗い流される。よって、ゴムブレード等でノズル面の摺擦を行う必要も無く、ノズルの清掃を完全にノズル面に非接触で行うことが可能となり、ノズル面と吸引具の間に構造物があっても、円滑にノズルの清掃が行え、分散系インクを用いた場合でもノズル面の撥水膜等を磨耗させることが無く、ノズルにゴミを押し込んでしまうことも、あるノズルから払い取ったインクを、別のノズル口で混合してしまうことも無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノズル面に非接触でインクを吸引する様子を示した図である。
【図２】本発明による吸引具を用いた清掃方法の一例を説明した図である。
【図３】本発明による吸引具を用いた清掃方法の他の一例を説明した図である。
【図４】本発明による、色や物性等の異なるインクの入ったノズルを清掃する際に、特に有効な第一の例を説明した図である。
【図５】本発明による、色や物性等の異なるインクの入ったノズルを清掃する際に特に有効な第二の例を説明した図である。
【符号の説明】
１はノズル、２は吸引具、３は構造物、４は電源、５はグランド、６は気流、７はインク室、８は排出されたインク、９は排出されたものの、まだ回収されていないインク、２０は支持台、２１はポンプとの繋手、２２は開口部、２３は吸引開始位置、２４はノズル列、２５は吸引具の移動方向を示した矢印、２６はノズルから離れた地点、３０は支持台、３１はポンプとの繋手、３２は開口部、３３はノズル面での吸引具の位置、３４はノズル列、３５は吸引具の移動方向を示した矢印、３６はノズルから離れた地点、５０は吸引具、５１はノズル面、５２は始めのノズル、５３はノズルとノズルの間、５４は始めのノズルとは色や物性の異なったインクの入ったノズル、５５はノズルから十分離れた位置、６０は吸引具、６１はヘッドを移動させる軌跡、６２は始めのノズル、６３はノズルとズルの間、６４は始めのノズルとは色や物性の異なったインクの入ったノズルである。

Claims

ノズルよりインク液滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、
インクを吸引する吸引具を設け、該吸引具を前記ノズル面に対して非接触の状態で相対的に移動させ、前記吸引具は前記ノズルと対向する位置にて吸引を行い、前記ノズルとノズルの間にて吸引を停止するか、もしくは前記ノズルから吸引されかつ前記吸引具に回収されなかったインクが前記ノズルとノズルの間に留まる程度の弱い吸引力で吸引を行うことにより前記ノズルの清掃を行うようにしたことを特徴とするインクジェットヘッドのノズル清掃機構。
ノズルよりインク液滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、
インクを吸引する吸引具を設け、該吸引具を前記ノズル面に対して非接触の状態で相対的に移動させつつ吸引を行い、前記吸引具が前記ノズルとノズルの間あるときには前記非接触の状態よりも前記ノズル面から離れた位置に後退させるようにして前記ノズルの清掃を行うようにしたことを特徴とするインクジェットヘッドのノズル清掃機構。
請求項１または２記載のインクジェットヘッドのノズル清掃機構であって、
前記吸引具の吸引動作は、前記吸引具が最後に吸引したノズルから移動した後に終了することを特徴とするインクジェットヘッドのノズル清掃機構。
前記吸引具の相対的な移動は、ノズルを移動させることにより行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのノズル清掃機構。
前記吸引具のインク吸引動作は気流により行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのノズル清掃機構。
前記吸引具のインク吸引動作は磁力により行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのノズル清掃機構。
前記吸引具のインク吸引動作は静電気力により行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドのノズル清掃機構。