(57)【要約】【課題】  記録ヘッドの幅寸法を問わず、小型の機構で記録ヘッドの付着物を除去できるインクジェット記録装置を得る。【解決手段】  インクジェット記録ヘッド１２のノズル面１４の洗浄時に、超音波振動トランスデューサ２６がノズル面１４に高周波振動を与える。ノズル面１４の付着物は、高周波振動によってノズル面１４への付着力を低下させられて剥離する。これにより、インクジェット記録ヘッド１２の幅寸法を問わず、小型の機構でインクジェット記録ヘッド１２の付着物を除去できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させるインクジェット記録ヘッドと、
前記インクジェット記録ヘッドに取り付けられ、前記インクジェット記録ヘッドのノズル面の洗浄時に前記ノズル面に高周波振動を与える高周波発振手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記ノズルと連通し、インクが充填される圧力室と、
前記圧力室の一部を変位させる圧電素子と、
を有し、
前記高周波発振手段により前記ノズル面に与えられる高周波振動の周波数が、前記圧電素子の固有共振周波数と異なり、かつ、前記圧力室の固有共振周波数と異なることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記高周波発振手段に入力される高周波の周波数が予め定めた周波数帯でスイープされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記高周波発振手段の高周波振動によって前記ノズル面から剥離した剥離物を吸引するファンと、
前記ファンに取り付けられ、吸引された前記剥離物を捕えるフィルタと、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記ノズル面の洗浄時に前記ノズル面に対向配置されて前記ノズル面へ洗浄液を噴射する洗浄液噴射部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル面の洗浄機構を備えたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置においては、インクの吐出不良や方向性不良を防止するために、記録ヘッドに付着した付着物を除去するクリーニング機構を備える場合がある。このようなインクジェット記録装置では、ワイパー部材等で記録ヘッドを拭くことによって付着物を除去するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、ワイパー部材を用いる装置では、駆動機構や移動ストロークを確保するスペースが必要なため、紙面幅サイズの長尺記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置に適用した場合、装置が大型化することになる。
【特許文献１】特開平７−２５０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、記録ヘッドの幅寸法を問わず、小型の機構で記録ヘッドの付着物を除去できるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載する本発明のインクジェット記録装置は、インク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させるインクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドに取り付けられ、前記インクジェット記録ヘッドのノズル面の洗浄時に前記ノズル面に高周波振動を与える高周波発振手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載する本発明のインクジェット記録装置によれば、インクジェット記録ヘッドによる記録時には、インクジェット記録ヘッドがインク滴をノズルから噴射して記録媒体に付着させる。インクジェット記録ヘッドのノズル面の洗浄時には、高周波発振手段がノズル面に高周波振動（超音波振動又は可聴周波数の高音域の振動（例えば、５ｋＨｚ以上の周波数の振動））を与えるので、ノズル面の垂直方向外側に向かって振動力が作用する。これによって、ノズル面の付着物は、ノズル面への付着力を低下させられて剥離する。このように、従来構造のようなワイパー部材でワイピング動作を行う構成とせず、ノズル面に高周波振動を与える構成とすることで、クリーニング機構を小型化でき、記録ヘッドの幅寸法を問わず、小型の機構で記録ヘッドの付着物を除去できる。
【０００７】
請求項２に記載する本発明のインクジェット記録装置は、請求項１記載の構成において、前記ノズルと連通し、インクが充填される圧力室と、前記圧力室の一部を変位させる圧電素子と、を有し、前記高周波発振手段により前記ノズル面に与えられる高周波振動の周波数が、前記圧電素子の固有共振周波数と異なり、かつ、前記圧力室の固有共振周波数と異なることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載する本発明のインクジェット記録装置によれば、高周波発振手段によりノズル面に与えられる高周波振動の周波数が、圧電素子の固有共振周波数と異なり、かつ、圧力室の固有共振周波数と異なるので、高周波発振手段の高周波振動によってインクジェット記録ヘッドの印字性能に悪影響が及ぶのを抑えることができる。
【０００９】
請求項３に記載する本発明のインクジェット記録装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記高周波発振手段に入力される高周波の周波数が予め定めた周波数帯でスイープされることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載する本発明のインクジェット記録装置によれば、高周波発振手段に入力される高周波の周波数が予め定めた周波数帯でスイープされるので、インクジェット記録ヘッドの種々の付着物を確実に除去できる。
【００１１】
請求項４に記載する本発明のインクジェット記録装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の構成において、前記高周波発振手段の高周波振動によって前記ノズル面から剥離した剥離物を吸引するファンと、前記ファンに取り付けられ、吸引された前記剥離物を捕えるフィルタと、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載する本発明のインクジェット記録装置によれば、高周波発振手段の高周波振動によってノズル面から剥離した剥離物をファンが吸引し、吸引された剥離物をフィルタが捕えるので、霧状となった微細な剥離物であっても回収することができる。
【００１３】
請求項５に記載する本発明のインクジェット記録装置は、請求項１から４のいずれか一項に記載の構成において、前記ノズル面の洗浄時に前記ノズル面に対向配置されて前記ノズル面へ洗浄液を噴射する洗浄液噴射部を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載する本発明のインクジェット記録装置によれば、洗浄液噴射部がノズル面の洗浄時にノズル面に対向配置されてノズル面へ洗浄液を噴射するので、インクジェット記録ヘッドの種々の付着物をより確実に除去できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明のインクジェット記録装置によれば、記録ヘッドの幅寸法を問わず、小型の機構で記録ヘッドの付着物を除去できるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明におけるインクジェット記録装置の第１の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１７】
図１には、本発明の一実施形態に係る記録ヘッド洗浄機能を備えたインクジェット記録装置１０を示す構成図が示されている。図１に示されるように、洗浄対象となるインクジェット記録ヘッド１２は、図１の下方を向いた底面に平板状のノズル面１４を備えており、このノズル面１４には、オリフィスとしてのインクノズル１６が一直線上に形成されている。本実施形態では、インクジェット記録ヘッド１２が、図示しない記録紙（記録媒体）の幅以上の印字幅を有する。
【００１８】
インクノズル１６からのインク噴射方向（矢印Ｐ方向）は互いに平行で下方に向いており、ノズル面１４に接近した記録紙（記録媒体）にインク滴を付着させることで文字や画像を記録できるようになっている。
【００１９】
図２には、インクジェット記録ヘッド１２の断面図が示されている。インクノズル１６は、ノズル面１４に形成されたインク吐出口１６Ａと、インク吐出口１６Ａに繋がるインク排出路１６Ｂとを備える。インク排出路１６Ｂは、インクが充填される圧力室１８に連通されており、圧力室１８の底面には、撓み変形可能な振動板１８Ａが設けられている。この振動板１８Ａを挟んで圧力室１８と反対側には、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するピエゾ素子等の圧電素子２０が取り付けられている。この圧電素子２０は、通電によって変形して圧力室１８の振動板１８Ａを変位させ、圧力室１８内に充填されるインクへ圧力を加えるようになっている。これにより、インク滴Ｄがインクノズル１６から噴射される。圧力室１８は、インク供給路２２を介して共通流路２４に連通されており、共通流路２４は、図示しないインクタンク等からインクを供給する。
【００２０】
図１に示されるように、インクジェット記録ヘッド１２のノズル面１４とは反対側（図１の上側）の面には、高周波発振手段としての超音波振動トランスデューサ２６が取り付けられている。超音波振動トランスデューサ２６には、超音波発信機２８が接続されている。超音波発信機２８は、通電により電気的な高周波信号を発生させると共に、その周波数をスイープする機能を有する。超音波振動トランスデューサ２６は、この電気的な高周波信号を機械的な高周波振動に変換する機能を有している。ノズル面１４の洗浄時には、超音波振動トランスデューサ２６により、高周波数（例えば、５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）の高周波振動がノズル面１４に与えられるようになっている。
【００２１】
ここで、超音波振動トランスデューサ２６によりノズル面１４に与えられる高周波振動の周波数は、圧電素子２０（図２参照）の固有共振周波数（数百ｋＨｚ）（インクジェット記録ヘッド１２がインク滴を噴射させる駆動信号の周波数）と異なるように設定され、かつ、圧力室１８（図２参照）の固有共振周波数（数十ｋＨｚ）と異なるように（例えば、圧力室１８の固有共振周波数（固有振動数）７０ｋＨｚに対して±１０％の範囲を除くように）設定される。また、超音波発信機２８から超音波振動トランスデューサ２６へ出力される高周波の周波数は、予め定めた周波数帯でスイープされるように設定されている。
【００２２】
なお、高周波の周波数のスイープは、本実施形態では、周波数を徐々に変化させる形態とするが、周波数を段階的に変化させる形態であってもよい。
【００２３】
インクジェット記録ヘッド１２に対向した位置には、キャップ部材３０が配置されている。キャップ部材３０は、インクジェット記録ヘッド１２による記録時には、図１に示される退避位置へ置かれるが、洗浄時には、駆動装置（図示省略）により退避位置から上方へ移動して洗浄時位置へ配置される。キャップ部材３０は、図１に示されるように、箱状の受け部３０Ａを備え、受け部３０Ａの開口周縁部には、パッキン３０Ｂが取り付けられている。パッキン３０Ｂは、洗浄時位置ではノズル面１４に密着するようになっている。
【００２４】
図１に示される退避位置において、インクジェット記録ヘッド１２とキャップ部材３０との間の側方には、フィルタ３２の取り付けられたファン３４が設けられている。このファン３４は、ノズル面１４の下方の空気をノズル面１４にほぼ平行な方向（矢印Ａ方向）に吸引可能とされている。ファン３４の吹出し側は、図示しない排気経路を介して図示しない排気口に繋がっており、排気方向（矢印Ｂ方向）へ排気可能となっている。
【００２５】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
【００２６】
インクジェット記録ヘッド１２による記録時には、インクジェット記録ヘッド１２がインク滴をインクノズル１６から噴射し、ノズル面１４に近接した記録紙（記録媒体）に付着させる。これによって、文字や画像を記録する。なお、この際、キャップ部材３０は、図１に示される退避位置に配置されている。
【００２７】
インクジェット記録ヘッド１２のノズル面１４の洗浄時には、キャップ部材３０が退避位置から上方に移動して洗浄時位置へ配置されると共に、超音波発信機２８が通電される。超音波発信機２８は、通電により、電気的な高周波信号を発生させ、その高周波の周波数を予め定めた周波数帯でスイープしながら、超音波振動トランスデューサ２６に出力する。超音波振動トランスデューサ２６は、この電気的な高周波信号を機械的な高周波振動に変換してノズル面１４に高周波振動を与える。
【００２８】
ここで、このときの高周波振動の方向は、図１では、ノズル面１４に垂直となる方向（図１の矢印Ｆ方向）で示しているが、これ以外の方向であってもよい。振動力は、ノズル面１４の垂直方向外側（図１の下側）等に向かって作用する。これによって、ノズル面１４の付着物（不要インク、インク固化物、及びゴミ等の異物等）は、ノズル面１４への付着力を低下させられて剥離する。なお、このときには、インクノズル１６内の付着物にも剥離作用が働く。
【００２９】
このように、従来構造のようなワイパー部材でワイピング動作を行う構成とせず、ノズル面１４に高周波振動を与える構成とすることで、クリーニング機構を小型化でき、インクジェット記録ヘッド１２の幅寸法を問わず、小型の機構でインクジェット記録ヘッド１２の付着物を除去できる。このため、特に、本実施形態のような長尺のインクジェット記録ヘッド１２では、高信頼性の小型化を実現することができる。
【００３０】
また、超音波振動トランスデューサ２６によりノズル面１４に与えられる高周波振動の周波数が、圧電素子２０（図２参照）の固有共振周波数と異なり、かつ、圧力室１８（図２参照）の固有共振周波数と異なるので、超音波振動トランスデューサ２６の高周波振動によってインクジェット記録ヘッド１２の印字性能に悪影響が及ぶのを抑えることができる。さらに、超音波振動トランスデューサ２６に入力される高周波の周波数が、予め定めた周波数帯でスイープされるので、インクジェット記録ヘッド１２の種々の付着物（大小滴の不要インク、インク固化物、及びゴミ等の異物等）を確実に除去できる。
【００３１】
超音波振動トランスデューサ２６の高周波振動によってノズル面１４から剥離した剥離物のうち、大きなものはキャップ部材３０の受け部３０Ａに落下し、小さなもの（微細なもの）は霧化する。
【００３２】
付着物の除去後、キャップ部材３０が図１に示される退避位置に移動すると、霧化された微細な剥離物は、ファン３４によってノズル面１４にほぼ平行な方向（矢印Ａ方向）に吸引され、フィルタ３２に捕えられる。このため、微細な剥離物（霧滴なものを含む）であっても回収することができる。
【００３３】
なお、上記の実施形態では、超音波振動トランスデューサ２６がインクジェット記録ヘッド１２のノズル面１４とは反対側（図１の上側）の面に取り付けられているが、超音波振動トランスデューサ２６の位置は、実施形態の例に限定されず、超音波振動トランスデューサ２６がノズル面１４を振動できる位置であればよい。例えば、超音波振動トランスデューサ２６がインクジェット記録ヘッド１２のノズル面１４の側（例えば、図１における下側の二点鎖線２６Ａの位置）に取り付けられてもよく、また、ノズル面１４に直角な面（例えば、図１における右側の二点鎖線２６Ｂの位置）に取り付けられてもよい。
【００３４】
次に、第２の実施形態に係るインクジェット記録装置１０について、図３及び図４を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図３に示されるように、インクジェット記録装置１０は、洗浄液貯留部４０を備えている。洗浄液貯留部４０は、容器状とされて内部にインクジェット記録ヘッド１２を洗浄するための洗浄液が貯留されている。洗浄液貯留部４０には、図示しない液補充口が開閉可能に形成されており、この液補充口から洗浄液を補充できるようになっている。
【００３６】
洗浄液貯留部４０の上部には、供給路４２が接続されており、この供給路４２の途中には、噴射用加圧ポンプ４４が設けられている。噴射用加圧ポンプ４４は、図示しない制御手段で制御され、供給路下流部４２Ａ側（矢印Ｃ方向）に洗浄液を加圧供給する。供給路下流部４２Ａの開口先端は、キャップ部材３０の側面に取り付けられ、キャップ部材３０内に配置される供給管４６に連通している。
【００３７】
供給管４６は、キャップ部材３０の幅方向（図３の横方向）に延びて先端側が閉止しており、供給管４６の上面には、複数の貫通孔４６Ａ（図４参照）が形成されている。図４に示されるように、各貫通孔４６Ａの上方には、筒状の洗浄ノズル４８が装着されている。各貫通孔４６Ａおよび各洗浄ノズル４８により、洗浄液噴射部５０が構成されている。洗浄液噴射部５０は、図３に示されるノズル面１４の洗浄時にノズル面１４に対向配置される。図４に示されるように、洗浄ノズル４８は、上下方向に貫通しており、供給管４６内と連通している。なお、洗浄ノズル４８からの噴射方向が矢印Ｓで示され、図３に示されるように、この矢印Ｓ方向は、矢印Ｐ方向とは反対方向とされる。
【００３８】
キャップ部材３０の受け部３０Ａは、キャップ部材３０の下方に配置される排出路５２に連通される。排出路５２の途中には、排出用ポンプ５４が設けられている。この排出用ポンプ５４は、図示しない制御手段で制御され、排出路下流部５２Ａ側（矢印Ｅ方向）に加圧できるように配置される。排出路下流部５２Ａの末端側には、着脱可能な廃液ボトル５６が接続される。廃液ボトル５６は、装着状態で排出路下流部５２Ａからの排出物（廃液）を収容できるようになっており、収容した排出物（廃液）は、廃液ボトル５６を取り外すことで、処分することができるようになっている。
【００３９】
次に、第２の実施形態の作用について説明する。
【００４０】
インクジェット記録ヘッド１２のノズル面１４の洗浄時には、キャップ部材３０が図３に示される退避位置から上方に移動して洗浄時位置（パッキン３０Ｂがノズル面１４に密着する位置）へ配置される。キャップ部材３０が洗浄時位置に配置された後、超音波振動トランスデューサ２６がノズル面１４に高周波振動を与えると共に、噴射用加圧ポンプ４４が作動する。噴射用加圧ポンプ４４は、洗浄液貯留部４０の洗浄液を供給路下流部４２Ａ側に加圧供給する。噴射用加圧ポンプ４４に加圧された洗浄液は、供給管４６を介して洗浄ノズル４８の開口からノズル面１４へ向かって噴射する。洗浄液の噴射は、インク噴射方向（矢印Ｐ方向）とは逆方向（矢印Ｓ方向）になされる。
【００４１】
ノズル面１４に噴射された洗浄液は、ノズル面１４に付着したインク等を溶かした後、一部は霧化され、一部は液状態でキャップ部材３０の受け部３０Ａに落下する。受け部３０Ａに落下した洗浄液は、排出路５２を介して排出用ポンプ５４によって廃液ボトル５６に回収される。
【００４２】
付着物の除去後、キャップ部材３０が図３に示される退避位置へ移動すると、霧化された洗浄液等（ノズル面１４からの剥離物を含む）は、ファン３４によってノズル面１４にほぼ平行な方向（矢印Ａ方向）に吸引されてフィルタ３２で捕えられる。
【００４３】
このように、超音波振動トランスデューサ２６によってノズル面１４に高周波振動が与えられると共に、ノズル面１４に洗浄液が噴射されることで、インクジェット記録ヘッド１２の種々の付着物（大小滴の不要インク、インク固化物、及びゴミ等の異物等）をより確実に除去することができる。
【００４４】
なお、第２の実施形態における洗浄液の噴射は、所定時間をおいて断続的に液滴として噴射（洗浄液噴霧の噴射を含む。）してもよく、洗浄液を連続的に一連の繋がった状態で噴射してもよい。
【００４５】
また、洗浄液の噴射は、超音波振動トランスデューサ２６によってノズル面１４が振動される最中に限定されず、超音波振動トランスデューサ２６によってノズル面１４を振動させる前であってもよく、また、ノズル面１４を振動させた後であってもよい。
【００４６】
さらに、洗浄液を噴射するための加圧手段は、噴射用加圧ポンプ４４に限定されず、噴射用加圧ポンプ４４以外の加圧手段を適用してもよい。
【００４７】
さらにまた、第２の実施形態では、洗浄液噴射部５０に筒状の洗浄ノズル４８を配置しているが、種々の形状の洗浄ノズルが適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置を示す構成図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録装置を示す構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録装置における洗浄液噴射部を示す端面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    インクジェット記録装置
１２    インクジェット記録ヘッド
１４    ノズル面
１６    インクノズル（ノズル）
１８    圧力室
２０    圧電素子
２６    超音波振動トランスデューサ（高周波発振手段）
３２    フィルタ
３４    ファン
５０    洗浄液噴射部
Ｄ      インク滴
【図１】
2006069182.tif 000003
【図２】
2006069182.tif 000004
【図３】
2006069182.tif 000005
【図４】
2006069182.tif 000006