(57)【要約】【課題】プリントヘッドのノズルおよびノズル面を良好にクリーニングする。【解決手段】インクジェットプリンタは、プリントヘッド１を備える。プリントヘッド１は、複数のノズルと、該ノズルの出口が形成されたノズル面１０とを備える。インクが水平なノズル面１０の出口から出される。それから、ノズル面１０が水平に対して傾けられて、インクがノズル面１０から除去される。それによって、ノズルおよびノズル面１０がクリーニングされる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルと、前記ノズルの出口が形成されたノズル面とを有するプリントヘッドと、
インクを前記ノズルへ供給して前記出口から出すインク供給機構と、
前記プリントヘッドを動かして、前記ノズル面が水平となる水平状態と、前記ノズル面が水平に対して傾いた傾斜状態とにするヘッド移動機構と、を備え、
前記インク供給機構が、前記水平状態の前記プリントヘッドの前記出口から前記インクを出し、それから前記ヘッド移動機構が、前記プリントヘッドを前記傾斜状態にして前記インクを前記ノズル面から除去することによって、前記ノズルおよび前記ノズル面がクリーニングされることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記インクを受けるための受け部材をさらに備え、
前記ヘッド移動機構は、前記プリントヘッドを前記水平状態から前記傾斜状態に傾けて前記ノズル面の一端を前記受け部材に近づけて、前記インクが、前記ノズル面の傾きに沿って前記一端へ流れて前記一端で集まり、それから前記一端から前記受け部材へ垂れ流れるようにして、前記インクを前記ノズル面から除去することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
複数のノズルと前記ノズルの出口が形成されたノズル面とを有するプリントヘッドをクリーニングするクリーニング方法であって、
インクを水平な前記ノズル面の前記出口から出して前記ノズル面に滞留させ、それから前記ノズル面を水平に対して傾けて滞留している前記インクを前記ノズル面から除去することによって、前記ノズルおよび前記ノズル面をクリーニングする、
ことを特徴とするクリーニング方法。
【請求項４】
前記インクは、揮発性の溶剤を含むものである請求項３に記載のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリントヘッドのノズルおよびノズル面をクリーニングするインクジェットプリンタおよびクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、紙、プラスチックなどのプリント媒体に向けてインクを出して、プリント媒体にプリントするプリントヘッドを備える。プリントヘッドは、具体的には、複数のノズルと、該ノズルの出口が形成されたノズル面とを備える。インクは、ノズル面から、即ち各ノズルの出口から出される。
【０００３】
インクジェットプリンタは、プリントヘッドの性能を維持または回復するためにノズルをクリーニングする機能を有する。例えば、特許文献１のように、ワイピングによってクリーニングする構成が従来から広く知られている。
【０００４】
この種のインクジェットプリンタは、ワイパー部材をノズル面に押し当てて撓ませ、それからワイパー部材をノズル面に対して相対的に移動させる。それによって、インクジェットプリンタは、ノズル面に付着したインクをワイパー部材によって掻き取る。クリーニング後に、インクジェットプリンタは、負圧をノズル内のインクに付与して、ノズル内に出口の近傍でインクのメニスカスを形成する。
【０００５】
しかしながら、ワイピングの場合、ノズル面に付着しているインクやゴミが、ワイパー部材によってノズル内に押し込まれ、良好にクリーニングできないことがある。そして、その結果、良好なメニスカスが形成されない。これは、インクの吐出不良の原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２２４３３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、プリントヘッドのノズルおよびノズル面を良好にクリーニングすることができるインクジェットプリンタおよびクリーニング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るインクジェットプリンタは、複数のノズルと、前記ノズルの出口が形成されたノズル面とを有するプリントヘッドと、インクを前記ノズルへ供給して前記出口から出すインク供給機構と、前記プリントヘッドを動かして、前記ノズル面が水平となる水平状態と、前記ノズル面が水平に対して傾いた傾斜状態とにするヘッド移動機構と、を備える。前記インク供給機構が、前記水平状態の前記プリントヘッドの前記出口から前記インクを出し、それから前記ヘッド移動機構が、前記プリントヘッドを前記傾斜状態にして前記インクを前記ノズル面から除去することによって、前記ノズルおよび前記ノズル面がクリーニングされる。
【０００９】
好ましくは、前記インクを受けるための受け部材をさらに備え、前記ヘッド移動機構は、前記プリントヘッドを前記水平状態から前記傾斜状態に傾けて前記ノズル面の一端を前記受け部材に近づけて、前記インクが、前記ノズル面の傾きに沿って前記一端へ流れて前記一端で集まり、それから前記一端から前記受け部材へ垂れ流れるようにして、前記インクを前記ノズル面から除去する。
【００１０】
また、本発明は、複数のノズルと前記ノズルの出口が形成されたノズル面とを有するプリントヘッドをクリーニングするクリーニング方法である。そして、当該方法は、インクを水平な前記ノズル面の前記出口から出して前記ノズル面に滞留させ、それから前記ノズル面を水平に対して傾けて滞留している前記インクを前記ノズル面から除去することによって、前記ノズルおよび前記ノズル面をクリーニングする。
【００１１】
前記インクは、例えば揮発性の溶剤を含むものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記の構成によって、プリントヘッドのノズルおよびノズル面を良好にクリーニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一例に係るインクジェットプリンタを部分的に示すブロック図である。
【図２】図１のプリンタのヘッド移動機構を示す側面図である。
【図３】図１のプリンタのクリーニング部を部分的に示す斜視図である。
【図４】本発明の一例に係るクリーニング方法を説明するための説明図である。
【図５】本発明の一例に係るクリーニング方法を説明するための説明図である。
【図６】本発明の一例に係るクリーニング方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係るインクジェットプリンタおよびクリーニング方法の一例が説明される。
図１の通り、インクジェットプリンタは、プリントヘッド１を備える。プリントヘッド１は、インクを出すための複数のノズル（図示略）と、ノズルの出口が形成された下向きのノズル面１０とを有する。
【００１５】
インクジェットプリンタは、インクをプリントヘッド１のノズルに供給して、ノズル面１０から、即ち各ノズルの出口から出し、および、負圧をノズル内のインクに付与するインク供給機構２を備える。
【００１６】
インク供給機構２は、インクが収容された可撓性のあるインクバッグ２０、および、インクバッグ２０とプリントヘッド１とを接続するインク流路２１を備える。インク供給機構２は、インク流路２１において互いに並列に配置されたポンプ２２および電磁弁２３を備える。インク供給機構２は、各ノズルに対応して設けられ、インクの液滴を各出口から出すためのピエゾ素子（図示略）を、プリントヘッド１に備える。
【００１７】
インク供給機構２は、電磁弁２３が閉じた状態でポンプ２２を駆動することで、インクをインクバッグ２０からインク流路２１を通じてプリントヘッド１のノズルに供給する。そして、インク供給機構２は、ピエゾ素子を駆動して、インクを液滴の状態でノズルの各出口から勢いよく飛び出させることができる。さらに、インク供給機構２は、インクをノズルの各出口から、液滴の状態ではなく連続的に出すこともできる。
【００１８】
プリントヘッド１のノズル面１０は、インクバッグ２０よりも高い位置になるように設けられている。したがって、電磁弁２３が開くことによって、負圧がノズル内のインクに付与される。
【００１９】
インクジェットプリンタは、図示されないプリント部を備えており、このプリント部において、インクを、インク供給機構２によってプリントヘッド１から液滴の状態で飛び出させて、紙、プラスチック等のプリント媒体（図示略）にプリントする。
【００２０】
なお、実施例では、インクは、揮発性の溶剤を含んだ紫外線硬化型のインクである。
【００２１】
プリント後に、プリント媒体は、温風装置または赤外線照射装置に送られ、プリント媒体上のインクに含まれる溶剤は、温風または赤外線によって迅速に揮発される。それから、プリント媒体は、紫外線照射装置に送られ、プリント媒体上のインクに含まれるインク成分は、紫外線によって硬化される。
【００２２】
インクジェットプリンタでは、プリントを継続すると、インクの液滴がノズル面１０に付着していく。そして、このノズル面１０のインクは、その溶剤が自然に揮発することによって、粘度が非常に高くなる。また、プリントを休止している間に、ノズル内にて、溶剤が自然に揮発することにより、インクの粘度が高くなる。さらに空中に浮遊する粉塵も付着する。このようなノズル面１０およびノズル内の粘度の高いインクや粉塵は、吐出不良の原因となる。そこで、インクジェットプリンタは、プリントヘッド１を、より具体的にはノズルおよびノズル面１０をクリーニングする機能を有する。以下、そのための構成が説明される。
【００２３】
図２の通り、インクジェットプリンタは、プリントヘッド１を動かすヘッド移動機構３を備える。ヘッド移動機構３は、第１モータ３０、第２モータ３１、及び、第３モータ３３を備える。
【００２４】
第１モータ３０は、不図示のフレームに取り付けられている。第１ブラケット３３が、水平にのびる支持軸３４の周りに回転自在に設けられており、第２モータ３１は、第１ブラケット３３に取り付けられている。第２ブラケット３５が、ガイド３６を介して第１ブラケット３３に対して昇降可能に設けられており、第３モータ３２は、第２ブラケット３５に取り付けられている。
【００２５】
第１アーム３７が、第１モータ３０の出力軸に取り付けられており、第２アーム３８が、第１アーム３７と第２ブラケット３３に取り付けられている。
【００２６】
ピニオン３９が、２つのギア４０を介して第２モータ３１によって回転するように第１ブラケット３３に取り付けられている。ラック４１が、第２ブラケット３５にその昇降方向にのびるように取り付けられており、ピニオン３９と噛み合っている。
【００２７】
第１プーリ４２が第３モータ３２の出力軸に取り付けられており、第２プーリ４３が２段プーリとして第２ブラケット３５に回転自在に取り付けられており、第３プーリ４４が回転自在に第２ブラケット３５に取り付けられている。そして、第１ベルト４５が、第１プーリ４２と第２プーリ４３の一方の段との間に掛け渡され、第２ベルト４６が第２プーリ４３の他方の段と第３プーリ４４とに掛け渡されている。
【００２８】
図２、図３を参照して、プリントヘッド１は、支持部材４７に取り付けられている。そして、図２では図示されていないが、回転軸４８が、支持部材４７に取り付けられるととともに、第３プーリ４４に差し込まれて第３プーリ４４と共に回転自在である。
【００２９】
上記構成によれば、第１モータ３０が駆動されることにより、第１、第２ブラケット３３、３５は、第１、第２アーム３７、３８によって支持軸３４の周りに回転され、それによって、プリントヘッド１は、支持軸３４の周りに回転される。
【００３０】
第２モータ３１が駆動されることにより、第２ブラケット３５は、ピニオン３９およびラック４１によって第１ブラケット３３に対して昇降され、それによって、プリントヘッド１は、第１ブラケット３３に対して昇降される。
【００３１】
第３モータ３２が駆動されることにより、回転軸４８が、第１、第２、第３プーリ４２、４３、４４、および、第１、第２ベルト４５、４６によって回転され、それによって、プリントヘッド１は、支持部材４７と共に回転軸４８の周りに回転される。
【００３２】
第１、第２、第３モータ３０、３１、３２は、同期して駆動されるようになっており、それによって、プリントヘッド１の水平移動、昇降、回転、およびこれらを組合せた動作が実現される。
【００３３】
上記構成によって、ヘッド移動機構３は、プリントヘッド１を、上記のプリント部と、クリーニングが行なわれる図３のクリーニング部５との間で動かす。さらに、ヘッド移動機構３は、クリーニング部５において、プリントヘッド１を後述の通り動かして、クリーニング動作を実現する。また、クリーニングのために、ヘッド移動機構３は、プリントヘッド１を動かして、そのノズル面１０が下向きで水平となる水平状態（図４Ａ〜図Ｄ参照）と、そのノズル面１０が下向きで水平に対して傾いた傾斜状態（図４Ｅ参照）とにすることができる。このプリントヘッド１を傾ける動作は、第３モータ３２によるプリントヘッド１の回転によって実現される。
ヘッド移動機構３は、上記の構成に限定されるものでは当然ない。
【００３４】
図３の通り、インクジェットプリンタは、クリーニング部５に、トレイ５０および受け部材５１を備える。トレイ５０は、プリントヘッド１からのインクを受けて適切な場所へ排出するためのものである。受け部材５１は、トレイ５０上に配置されている。受け部材５１は、ゴム製である。受け部材５１は、後述する通り、クリーニング時に、インクをノズル面１０から受けるものであり、さらにノズル面１０をワイプするワイパー部材としても機能する。
【００３５】
次に、クリーニング動作について説明される。実施例では、第１クリーニングと第２クリーニングの二段階の工程がある。なお、以下において、プリントヘッド１は、ヘッド移動機構３によって動かされるものであり、インクは、インク供給機構２によって各ノズルの出口から出される。
【００３６】
第１クリーニングは、ワイピングである。第１クリーニングは、プリントヘッド１を水平状態にして行なわれる。図３の通り、プリントヘッド１は、プリント部からクリーニング部５へ移動されて、受け部材５１の真上に位置される。そして、インクが、各ノズルの出口から連続的に出される。これにより、ノズル内の高粘度のインクは、強制的にノズル内から排出され、ノズル内は低粘度の新鮮なインクで満たされる。
【００３７】
ノズル内のインクは、インク供給機構２によって正圧に保たれており、図５Ａ、Ｂの通り、各ノズルの出口から出たインクは、部分的にノズル面１０から流れ落ちることはあるものの、水平なノズル面１０に滞留される。これにより、高粘度のインクは、各ノズルの出口から出された低粘度の新鮮なインクに効果的に溶かされる。
【００３８】
図４Ａの通り、プリントヘッド１の下降によって、そのノズル面１０が受け部材（ワイパー部材）５１に押し付けられる。それから、図４Ｂの通り、プリントヘッド１の水平移動によって、受け部材５１が、ノズル面１０に接触しながら該ノズル面１０を相対移動する。即ち、受け部材５１がノズル面１０をワイプする。これによって、ノズル面１０のインクや粉塵は、受け部材５１によって掻き取られる。この間、ノズル内のインクは、インク供給機構２によって正圧に保たれている。これにより、受け部材５１がノズル面１０をワイプするとき、高粘度のインクや粉塵をノズルの出口に押し込むことが抑制される。
【００３９】
それから、図４Ｃの通り、プリントヘッド１の上昇によって、ノズル面１０は受け部材５１から離間する。そして、図４Ｄの通り、プリントヘッド１は、受け部材５１の真上にまで戻る。受け部材５１がノズル面１０を複数回ワイプするとき、図４Ａ−Ｄの動作が繰り返される。
【００４０】
第１クリーニングの終了後、以下の第２クリーニングが行なわれる。
図４Ｄの通り、プリントヘッド１は水平状態であり、即ちノズル面１０は水平にされている。そして、図５Ａ、Ｂの通り、新鮮なインクが、水平状態のプリントヘッド１の各ノズルの出口から連続的に出されてノズル面１０に滞留される。これにより、第１クリーニングによって除去されず残っている高粘度のインク（受け部材５１で掻き取れなかったノズル面１０のインクや、受け部材５１がノズル内に押し込んでしまったインク）は、低粘度の新鮮なインクに効果的に溶かされる。また、受け部材５１がノズル内押し込んでしまった粉塵は、強制的にノズル内から排出される。
【００４１】
次いで、図４Ｅ、図６Ａ、Ｂの通り、プリントヘッド１は、そのノズル面１０の一端が受け部材５１に近づくように水平状態から傾斜状態に傾けられる。より具体的には、ノズル面１０は、その１つの角部が受け部材５１に近づけられて残りの３つの角部より低くなるように傾く。したがって、図６Ａ、Ｂの通り、ノズル面１０のインクは、重力によってノズル面１０の傾きに沿って流れてノズル面１０の最も低位置の角部に集められる。それから、インクは、ある程度の量がこの角部分に集められると、受け部材５１に接触して、この角部から受け部材５１へと速やかに垂れ流れていく。これによって、滞留しているインクがノズル面１０から除去される。こうして、ノズルおよびノズル面１０がクリーニングされる。この第２クリーニングの一連のステップは、１回だけ行なわれても複数回繰り返されてもよい。
【００４２】
以上のように、本発明の第２クリーニングでは、インクを水平なノズル面１０の各ノズルの出口から出してノズル面１０に滞留させ、それからノズル面１０を水平に対して傾けて滞留しているインクをノズル面１０から除去することによって、ノズルおよびノズル面１０がワイピングされることなくクリーニングされる。したがって、従来技術で記載のようなワイピングと関連する問題は発生することはなく、良好にノズル面１０およびノズルをクリーニングすることができる。
【００４３】
そして、第２クリーニングの終了後に、負圧がノズル内のインクにインク供給機構２によって付与されて、ノズル内に出口の近傍でインクのメニスカスが形成される。第２クリーニングによって、ノズル内は、新鮮で低粘度のインクが満たされている。したがって、メニスカスが粘度の高いインクで形成されて吐出不良が生じることは防止される。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の構成は上記実施例に限定されるものではない。
【００４５】
上記実施例では、第１クリーニング（ワイピング）が行なわれていたが、これは省略されてもよい。但し、実施例のように揮発性の溶剤を含むインクが用いられるときには、第１クリーニングおよび第２クリーニングの２つの工程が設けられることが好ましい。第１クリーニングで高粘度のインクがノズル内に押し込まれることがあるが、その後の第２クリーニングによってノズル内に押し込まれた高粘度のインクは除去される。
【００４６】
実施例では、揮発性の溶剤を含む紫外線硬化型のインクが用いられているが、他のインクが用いられてもよい。
【００４７】
第１クリーニングおよび第２クリーニングにおいて、インクをノズル面１０に滞留させる時間は、インクの性質などに応じて適宜設定されるものである。
【００４８】
また、以下の通り、クリーニングの条件は、前回のクリーニングからの経過時間によって変更されてもよい。この場合、インクジェットプリンタは、前回のクリーニングから今回のクリーニングまでの経過時間を計測するタイマーを備える。そして、インクジェットプリンタは、タイマーにより計測された経過時間に基づいて、第１クリーニングおよび第２クリーニングの少なくともいずれか一方の条件を変更する。
【００４９】
第１クリーニングの条件は、例えば以下のように変更される。経過時間が長いと、ノズル内の高粘度のインクの量は増えるので、ノズルから出すインクの量を増やす。経過時間が長いと、ノズル内の高粘度のインクの量は増えるので、第１クリーニングの一連のステップを複数回繰り返す。また、経過時間が長いと、ノズル内の高粘度のインクを溶かすために時間がかかるので、インクをノズル面１０に滞留させる時間を長くする。その他に、ノズル面１０をワイプする回数や、ワイプする速度、ワイパー部材の押し付け圧などが、経過時間に基づいて変更されてよい。第２クリーニングにおいても第１クリーニングと同様に、ノズルから出すインクの量、インクの滞留時間、一連のステップを繰り返す回数などの条件が、タイマーにより計測された経過時間に基づいて変更されてよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  プリントヘッド
１０  ノズル面
２  インク供給機構
３  ヘッド移動機構
５  クリーニング部
５１  受け部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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