(57)【要約】      （修正有）【課題】装置のコンパクト化を実現し、ノズル孔の損傷やノズル孔への微小な塵埃の付着がないノズル板のクリーニング板のクリーニングを行うことができるようにする。【解決手段】クリーニング部材を、板バネのように弾性変形する材料にし、前記クリーニング部材に突起を設け、この突起とノズル板以外の部分とを接触させることにより、ノズ板にダメージを与えることなく、ノズル板面をクリーニングすることができる。  上記クリーニング部材とノズル板とのギャップを広めていくときの速度、およびクリーニング部材のノズル板に対する角度を最適化することにより、ワイピング性能を向上させ、クリーニング後も吐出不良のない良好な吐出状態を得ることができる。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッド部の撥水処理されたノズル板をクリーニングするためのクリーニング装置において、
前記ノズル板に対向して配置され、該ノズル板の周囲に対応する複数箇所に突起が設けられた弾性体からなるクリーニング部材を具備し、
前記クリーニング部材は、前記ノズル板に対し相対的に移動可能であり、前記ノズル板から離間している第１の状態では該ノズル板に対して所定の角度で対向し、前記ノズル板に接近して前記複数の突起全てが該ノズル板の周囲に当接した第２の状態では弾性変形することにより、該ノズル板に対して一定のギャップを介して平行に対向することを特徴とするインクジェットヘッド部のクリーニング装置。
【請求項２】
前記クリーニング部材の四方を取り囲む構造を備え、第２の状態の時に、端面が前記ノズル板の周囲に当接することにより、インクジェット部を密閉するキャッピング部材を具備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ヘッド部のクリーニング装置。
【請求項３】
前記キャッピング部材が、フッ素樹脂もしくはフッ素系ゴム材からなることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド部のクリーニング装置。
【請求項４】
前記キャッピング部材が、硬度６０以上、８０以下であることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッド部のクリーニング装置。
【請求項５】
前記クリーニング部材の突起は、前記ノズル板周囲の４角部の外側に対向した位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のインクジェットヘッド部のクリーニング装置。
【請求項６】
前記クリーニング板の突起の高さ寸法が１．００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のインクジェットヘッド部のクリーニング装置。
【請求項７】
前記クリーニング部材が金属板バネからなることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のインクジェットヘッド部のクリーニング装置。
【請求項８】
前記キャッピング部材の内側にインク廃液を回収するための穴を設けた廃液タンクを具備することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のインクジェットヘッド部のクリーニング装置。
【請求項９】
請求項１のクリーニング装置を用い、前記第２の状態で、前記ギャップにインクを注入した後、前記ギャップを所定の速度で広くしていき、前記クリーニング部材が弾性変形していくことにより、前記ノズル板に対する角度が変形していくことにより、前記ギャップに溜まった前記インクを前記クリーニング部材に流して、前記ノズル板に付着したインクをワイプすることを特徴とするワイピング方法。
【請求項１０】
前記クリーニング部材の、前記ノズル板に対する角度θ（°）と前記ギャップを広くしていくときの速度ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）の比がα＝θ／ｖが５以上であることを特徴とする請求項９に記載のワイピング方法。
【請求項１１】
前記角度θ（°）と前記速度ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）の比α＝たθ／ｖが１０以上であることを特徴とする請求項１０に記載のワイピング方法。
【請求項１２】
前記インクは、ケトン系もしくはエーテル系の溶剤であることを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれか記載のワイピング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルからインクを噴射して記録媒体に記録を行うインクジェット式記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式のインクジェットヘッドは、インクを射出するための複数のノズル孔が形成されているノズル板を有するが、前記ノズル板の孔周辺や孔内部に、インクや塵埃等が付着するとインクの吐出方向が曲がるあるいは、吐出不能に陥るという問題がある。
【０００３】
上記問題を解決するために、吐出不良を回復するための回復処理を実施し、ノズル板をワイパーでワイプする機構（例えば、特許文献１）や、吸収体をノズル板に当接させる機構（例えば、特許文献２）、ワイピングシートをノズル板に接触させて移動させる機構（例えば、特許文献３）などが提案されている。
【０００４】
又、メンテナンス装置については、多くのインクジェットヘッド装置において、ワイピング機構とキャッピング機構を分離して設置する方法をとっているが、キャッピング機構とワイピング機構を一箇所にまとめる方法（例えば、特許文献４）が提案されている。
【０００５】
しかし、従来の吐出不良の回復処理のうち、ノズル板をワイパーでワイプする機構では、ワイパー部材の硬度、耐インク性能、ワイパーをノズル板に接触させる際の圧力、を厳密に制御する必要があり、ワイパーのような別部材がノズル板に接触する限りは、ノズル板へのダメージを避けることはできず、吐出方向の曲がりや不吐出を生じるという問題がある。
【０００６】
又、 吸収体をノズルに当接させる機構では、ノズル板に吹き残したインク溜を防ぐことはできるが、乾燥の速いインクを使用する場合には、吸収体のノズルに当接する部分が固まってしまい、ノズル板にダメージを与えるという問題がある。
【０００７】
更に、ワイピングシートをノズル板に接触させて移動させる機構でも、ワイピングシートがノズル板に当接するのでノズル板にダメージを与えることを避けることができない。
【０００８】
このような従来の回復処理の問題を解決する方法として、ノズルよりインクを滴として吐出させずに濡れ広げ、前記インクを再びノズルから吸い込むことにより、ノズル板をクリーニングする回復処理も提案されている（例えば、特許文献５）。
【０００９】
しかし、ノズル板に濡れ広がったインクを再びノズルから吸い込む方法では、ノズルの極周辺部のみをクリーニングすることはできるが、ノズルより大きくインクが広がってしまった場合には、ノズル板にインク溜が生じ、ノズル周辺でインクが濡れ広がる範囲を制御するのが難しいという問題がある。
【００１０】
又、ノズル周囲に塵埃等が付着していた場合には、塵埃をインクと一緒にノズルに吸い込むことになってしまいノズルに詰まりが生じるという問題がある。
【００１１】
装置のコンパクト化を実現するためにノズルクリーニング機構とキャッピング機構を一つの場所に収めた場合には、ワイピングの際に吸収体をノズル板に当接させるため、インクジェットのノズル孔が損傷を受けたり、ノズル孔に微小な塵埃が付着しノズル詰まりを発生させるという問題がある。
【特許文献１】特開平５−２２９１３２
【特許文献２】特公平３−４３０６６
【特許文献３】特開平１１−２２１９２７
【特許文献４】特開２００３−３１２０２３
【特許文献５】特開平３ー２９３１４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上のように、ノズル板にワイパーやインク吸収体を当接させる方法では、ノズル板を傷つけてしまい、インク板と平行にクリーニング板を設置する方法では、ノズル板に液残りが発生する等の問題がある。
【００１３】
本発明では、装置のコンパクト化を実現し、ノズル孔の損傷やノズル孔への微小な塵埃の付着がないノズル板のクリーニング板のクリーニングを行うことができるインクジェット式記録ヘッドのクリーニング装置、及びワイピング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、次の構成を備えている。
【００１５】
インクジェットヘッド部の撥水処理されたノズル板をクリーニングするためのクリーニング装置において、前記ノズル板に対向して配置され、該ノズル板の周囲に対応する複数箇所に突起が設けられた弾性体からなるクリーニング部材を具備し、前記クリーニング部材は、前記ノズル板に対し相対的に移動可能であり、前記ノズル板から離間している第１の状態では該ノズル板に対して所定の角度で対向し、前記ノズル板に接近して前記複数の突起全てが該ノズル板の周囲に当接した第２の状態では弾性変形することにより、該ノズル板に対して一定のギャップを介して平行に対向することを特徴とする。
【００１６】
この発明では、クリーニング部材は、ノズル板に対し相対的に移動可能である。相対的に移動可能とは、クリーニング部材に対してノズル板が移動する形態と、その逆に、ノズル板に対してクリーニング部材が移動する形態とを意味する。
【００１７】
クリーニングは次のようにして行うことができる。
【００１８】
クリーニング部材をノズル板に対して相対的に移動させると、第１の状態から第２の状態になる。このとき、クリーニング部材は所定の角度から徐々に弾性変形していき、第２の状態になったときに、ノズル板に対して平行に対向する。この平行に対向した第２の状態では、クリーニング部材に設けられている複数の突起がノズル板の周囲に当接している。このため、この第２の状態では、クリーニング部材はノズル板に対して一定のギャップを介して平行に対向する。
【００１９】
上記の状態で、上記ギャップにワイピング用（クリーニング用）のインクを注入して、クリーニング部材をノズル板から相対的に離れるように移動させれば、インクがクリーニング部材の方に移動していく。このとき、同インクによりノズル板がクリーニングされる。
【００２０】
この発明では、ワイピング時にクリーニング部材がノズル板に当接することがないため、ノズル孔を損傷させることがない。また、クリーニング部材は、ノズル板に対し平行状態から所定の角度を持つようにして弾性変形していくために、ギャップに注入されていたインクは上記変形中にクリーニング部材側に移動していくことになる。このため、ノズル孔への微細な塵埃の付着がないノズル板のクリーニングを行うことができる。
【００２１】
前記クリーニング部材の四方を取り囲む構造を備え、第２の状態の時に、端面が前記ノズル板の周囲に当接することにより、インクジェット部とを密閉するキャッピング部材を具備することができる。
【００２２】
上記構成により、クインクジェット部を密閉することにより、クリーニング時においてノズル板周辺部を溶剤雰囲気にすることができる。
【００２３】
前記キャッピング部材には、フッ素樹脂もしくはフッ素系ゴム材を使用可能である。
インクとしてケトン系、もしくはエーテル系の溶剤を用いることにより、前記溶剤からの腐食を防ぐことができる。
【００２４】
前記キャッピング部材には、硬度６０以上、８０以下のものを使用可能である。
【００２５】
上記の硬度のものを選ぶことにより、キャッピング部材の密着性を高めることができる。
【００２６】
前記クリーニング部材の突起を前記ノズル板周囲の４角部に接近した位置に設ければ、ノズル板とクリーニング部材との接触が確実に防がれる。すなわち、ノズル板へのダメージが回避できる。
【００２７】
前記クリーニング板の突起の高さ寸法を１．００ｍｍ以下にすることでワイピング性能を良くすることができる。ノズル板とクリーニング板のギャップが広すぎると、インクがノズル板の外側にあるヘッドチップに広がってしまい、ワイピング性能が低下する可能性がある。
【００２８】
前記クリーニング部材が金属板バネで構成することにより、構造が簡易となり、またワイピングの確実化が図れる。
【００２９】
前記キャッピング部材の内側にインク廃液を回収するための穴を設けた廃液タンクを具備することにより、ワイピングで生じたインク廃液を周囲を汚さずに回収できる。
【００３０】
本発明では、上記のクリーニング装置を用いて、ワイピングを以下のようにして行う。すなわち、
前記ノズル板に対し平行に対向した状態で、前記クリーニング板と前記ノズル板とのギャップをインクで満たした後、インクジェットヘッドを所定の速度で上部に引き上げ、前記クリーニング板が前記ノズル板に対し所定の角度で相対的に移動することにより、前記ギャップに溜まった前記インクを前記クリーニング板に流すことにより、前記ノズル板に付着したインクをワイプする。
【００３１】
前記クリーニング板の、前記ノズル板に対する角度θ（°）と前記インクジェットを上部に引き上げる速度ｖ（ｍｍ／sec）の比α＝θ／ｖが５以上であることが望ましい。
インクのワイピング性能が必ずしもインクと材料との濡れ性だけによるのではなく、インク自体の表面張力にも依存している。インク残りの条件は１）ワイピング時のインクジェットヘッド上昇速度を上げた場合、２）クリーニング板の弾性変形前の角度を低くした場合、で発生する。
【００３２】
実験では、上記αが５以上でインク残りが発生しない。
【００３３】
前記クリーニング板の、前記ノズル板に対する角度θ（°）と前記インクジェットを上部に引き上げる速度ｖ（ｍｍ／sec）の比α＝θ／ｖが１０以上であれば、より望ましい。
【００３４】
長時間安定して吐出するためには、上記αが１０以上とするのが望ましい。
【００３５】
インクとしては、ケトン系もしくはエーテル系の溶剤が使用できる。
【００３６】
前記溶剤は、その他の溶剤よりも洗浄効果が優れている。
【発明の効果】
【００３７】
この発明では、ワイピング時にクリーニング部材がノズル板に当接することがないため、ノズル孔を損傷させることがない。また、クリーニング部材は、ノズル板に対し平行状態から所定の角度を持つようにして弾性変形していくために、ギャップに注入されていたインクは上記変形中にクリーニング部材側に移動していくことになる。このため、ノズル孔への微細な塵埃の付着がないノズル板のクリーニングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明による実施の形態を図を用いて説明する。
【００３９】
図１は、本発明の実施例に係るインクジェットヘッド式記録装置の概略構成を示す図である。
【００４０】
図１において、インクジェットヘッドは、インクジェットヘッド本体１、ヘッドチップ２、ノズル板３から構成され、ノズル孔はノズル板３に開設されている。ノズル板３は、表面に撥水処理が施されている。
【００４１】
メンテナンス装置４はキャッピング部材５、クリーニング部材６、前記クリーニング部材６の突起７、廃液タンク８から構成されている。廃液タンク８上部には、廃液を回収するための穴が設けられてあり、クリーニング時に用いたインクはこの穴を通して回収される仕組みになっている。
【００４２】
前記キャッピング部材５は、クリーニング部材６の四方を取り囲む構造を備え、後述する第２の状態の時に、端面が前記ノズル板３の周囲に当接することにより、インクジェット部、すなわちノズル板３を密閉する。キャッピング部材５は、フッ素樹脂もしくはフッ素系ゴム材から構成することができる。本実施形態では、キャッピング部材５には、硬度が約７５のフッ素ゴムを用いている。このことにより、キャッピング機構５とインクジェットヘッド部との密着性が高くなる。実験によれば、上記硬度は、６０以上、８０以下であることが望ましいことがわかった。
【００４３】
前記ノズル板３は、矩形状に形成されている。
【００４４】
前記クリーニング部材６の突起７は、前記ノズル板３周囲の４角部に接近した位置に設けられている。この突起７の高さ寸法は、本実施形態では１．００ｍｍ以下に設定されている。また、クリーニング部材６は、金属板バネで構成されている。
【００４５】
上記クリーニング部材６は、本実施形態ではステンレスで構成されている。このノズル板３対向面は、ノズル板３よりも濡れ性が悪く、インク材料に侵されない材質であれば、ステンレスに限らず、他の任意の金属材料を用いることができる。
【００４６】
以上の構成において、クリーニング時には、クリーニング部材６が前記ノズル板３から離間している第１の状態から、前記インクジェットヘッド部が下降（メンテナンス装置４方向）し、ヘッド本体１とキャッピング部材５が接触して、複数の突起７全てが該ノズル板３の周囲に当接した第２の状態に移行してインクジェットヘッド部の高さ方向の位置決めが行われる。このとき、クリーニング部材６とノズル板３を有する空間が密閉される。
【００４７】
前記クリーニング部材６は、前記ノズル板３から離間している第１の状態では該ノズル板３に対して所定の角度で対向し、前記ノズル板３に接近して前記複数の突起全てが該ノズル板の周囲に当接した第２の状態では弾性変形することにより、該ノズル板３に対して一定のギャップを介して平行に対向する。この第２の状態では、前記インクジェットヘッド部と前記キャッピング部材５が接触し、クリーニング部材６上部（ノズル板３対向面）の周囲４角部に形成された突起７がヘッドチップ２と当接している。このため、キャッピング部材５により、ノズル板３周囲が密閉状態となり、また、突起７により、上記ギャップが確実に形成され、ノズル板３とクリーニング部材６とが当接することを防ぎ、ノズル板３の損傷が防がれる。
【００４８】
図２は、本発明のインクジェットヘッド記録装置におけるメンテナンス装置の平面図を示している。
【００４９】
クリーニング部材６上部（ノズル板対向面）の突起７は、該クリーニング部材６の周囲４角部に形成されている。前記クリーニング部材６の周囲をキャッピング部材５が取り囲んでいる。
【００５０】
次に、図３から図５を用いて、本発明の実施形態に係るキャッピング方法、及びワイピング方法を説明する。
【００５１】
図３はインクジェットヘッド部が下降（メンテナンス装置４方向）し、メンテナンス装置４と接触するまでの状態を示している。本実施形態では、インクジェット部が接近、離間する構造となっているが、インクジェット部を固定し、メンテナンス装置４が接近、離間する構造としても構わない。
【００５２】
前記インクジェットヘッド部と前記メンテナンス装置４のＸ−Ｙ方向（ノズル板３の平面方向）の位置決めは通常、インクジェットヘッド本体１を図示しない制御部により、駆動する。（図３−（a））。Ｘ−Ｙ方向に位置決めされた前記インクジェットヘッド部が前記メンテナンス装置４に向けて下降すると、先ず前記インクジェットヘッド部のヘッドチップ２と、クリーニング部材６の突起７が接触する（図３−（b））。このとき、クリーニング部材６がノズル板３と平行に対向して接触するのではなく、該クリーニング部材６の突起７の一端が接触する。
【００５３】
更に前記インクジェットヘッド部が下降すると、クリーニング部材６は前記接触状態からノズル板３と非接触の状態を保ちながら弾性変形する。ついには、前記接触している突起７と反対側に位置する突起７がヘッドチップ２と接触し、ノズル板３とクリーニング部材６が所定のギャップを介して互いに平行に対向した状態となる。このとき、前記インクジェットヘッド本体１とキャッピング部材５とが接触し、停止する。（図３ー（c））。
【００５４】
なお、インクジェットヘッド部の高さを位置決めするために、硬度６０以上、８０以下のフッ素樹脂をキャッピング部材として用いているが、前記インクジェットヘッド部に変位センサを取り付け、センサからの信号により高さ制御を行えば、硬度の高いキャッピング部材を用いる必要は無い。
【００５５】
但し、前記インクジェットヘッド部をキャッピングした後のメンテナンス装置４内を溶媒雰囲気に保つ必要があるため、キャッピング状態では、インクジェットヘッド本体をキャッピング部材が若干変形する程度に押し付ける必要がある。
【００５６】
本実施形態におけるノズル板３のクリーニングは、図３−（c）の状態で、インクジェットヘッド本体１内のインクに正の圧力を付与してノズル孔から所定量のインクを出すことにより行う。その際、押し出されたインクの一部は廃液回収穴９を通って廃液タンク８内に流れ、一部は前記ノズル板３とクリーニング部材６のギャップに溜まる。
【００５７】
インクを前記ノズル板３と前記クリーニング板６の間に充填する際、前記ノズル板３と前記クリーニング部材６のギャップが広すぎると、前記インクが前記ノズル板３上部（クリーニングヘッド本体１方向）に配置されているヘッドチップ２に広がってしまい、ワイピング機能が低下する。所望のワイピング性能を得るためには、前記ノズル板３と前記クリーニング部材６の高さ方向の間隔は１．００ｍｍ以下にすることが望ましい。すなわち、クリーニング部材６の突起７の高さ寸法を１．００ｍｍ以下とすることが望ましい。 
図４は、ノズル板３に付着したインクをワイピングする状態を示している。 
図４におけるインク１０は、ケトン系、もしくはエーテル系の溶剤を用いている。
【００５８】
クリーニング部材として平坦な材料を用いると、常に平坦な面同士でインクを引っ張りながらワイピングするため、インクと前記ノズル板３、及び前記インクとクリーニング板６の接触面積が同じであることから、前記ノズル板３中央にインク残りが発生する。
【００５９】
これに対し、本実施形態に示すようなワイピング方法を用いれば、ノズル板３ークリーニング部材６間のインクをノズル板３の端部に誘導し、平坦な板材の場合に比べ、前記インクと前記ノズル板３の接触面積を狭くできるため、前記インクを前記クリーニング部材６の方で吸い取ることが可能となる。すなわち、インクジェットヘッド部１を上昇（メンテナンス装置４と離間する方向）させると、前記クリーニング部材６が弾性変形し、ノズル板３ークリーニング部材６間の左右ギャップが変わることを利用して、前記ノズル板３と前記クリーニング部材６の間の前記インクを前記ノズル板３の端部に誘導することができ（図４−（b））、前記ノズル板３と前記クリーニング部材６が完全に離れたとき、前記インクは前記クリーニング板６の方に流れる（図４−（c））。
【００６０】
本実施形態によれば、条件によっては、図５に示すように、ワイピング後にノズル板３の中央付近にインク残りが生じることがある（図５−（c））。
【００６１】
インク残りは、１）ワイピング時のインクジェットヘッド上昇速度を上げた場合、２）クリーニング板の弾性変形前の角度を低くした場合、のような条件で発生する。
【００６２】
図６は、ワイピング時のインクジェットヘッド上昇速度と弾性変形前のクリーニング部材６の角度を変えたときのワイピング状態を示している。
【００６３】
図中の○印は、目視上でインク残りがなく、長時間にわたり良好な吐出状態を維持していることを示している。図中△印は、吐出状態が若干不安定ながら、目視上はインク残りがないことを示している。図中×印は、目視上でインク残りが発生していることを示している。
【００６４】
図６より、弾性変形前のクリーニング部材角度が１０°の場合は、インクヘッドの上昇速度２．００ｍｍ／sec以下、クリーニング角度が２０°の場合は、４．００ｍｍ／sec以下の条件で、インク残りは発生しない。
【００６５】
又、弾性変形前のクリーニング部材角度が１０°の場合は、インクジェットヘッドの上昇速度１．００ｍｍ／sec、クリーニング角度が２０°の場合は、２．００ｍｍ／sec以下の条件で、ワイピング後長時間にわたり良好な吐出を実現できる。
【００６６】
以上のことより、ノズル板に対する角度θ（°）と前記インクジェットヘッドを上部に引き上げる速度ｖ（ｍｍ／sec）の比α＝θ／ｖの値が５以上の場合、インク残りが発生しないことがわかった。なお、長時間安定して吐出するためには、前記αの値を１０以上とすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態であるインクジェットヘッド式記録装置の概略構成を示す図
【図２】本発明の実施形態であるインクジェットヘッド記録装置におけるメンテナンス装置の平面図
【図３】クリーニング時のインクジェットヘッドとメンテナンス装置が接触するまでの状態を示す図
【図４】ノズル板に付着したインクをワイピングする状態を示す図
【図５】ノズル板に付着したインクをワイピングする状態を示す図
【図６】インクジェットヘッド上昇速度と弾性変形のクリーニング板の角度を変化させた時のワイピング状態を示す図
【符号の説明】
【００６８】
１ーインクジェットヘッド本体
２ーヘッドチップ
３ーノズル板
４ーメンテナンス装置
５−キャッピング部材
６ークリーニング部材
７ークリーニング部材の突起
８ー廃液タンク
９ー廃液回収穴
１０ーインク
【図１】
2005297272.tif 000003
【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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