(57)【要約】【課題】インクの付着を防止したヘッドクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】インクの液滴を水平方向に吐出する記録ヘッドの鉛直なノズル面に沿って上から下に移動することによってノズル面のインクを払拭する払拭部材と、記録ヘッドの下端にノズル面と面位置で設けられ、ノズル面の払拭終了後の払拭部材に当接し、少なくとも払拭部材より剛性が高い弾性体からなるガイド部材と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの液滴を水平方向に吐出する記録ヘッドの鉛直なノズル面に沿って上から下に移動することによって前記ノズル面のインクを払拭する払拭部材と、
前記記録ヘッドの下端に前記ノズル面と面位置で設けられ、前記ノズル面の払拭終了後の前記払拭部材に当接し、少なくとも前記払拭部材より剛性が高い弾性体からなるガイド部材と、を備えたことを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は、下流に向かって細くなっていることを特徴とする請求項１記載のヘッドクリーニング装置。
【請求項３】
前記ガイド部材は、表面に撥水処理が施されていることを特徴とする請求項１または２記載のヘッドクリーニング装置。
【請求項４】
前記ガイド部材は、移動手段により所定の位置から退避位置への移動を可能としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のヘッドクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載のヘッドクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドクリーニング装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
文字や画像等の情報を出力する装置として、インク滴を吐出する記録ヘッドを用いて、用紙やフィルム等シート状の被記録媒体に記録を行うインクジェット記録方式を用いた画像形成装置が知られている。
この種の画像形成装置においては、ノズルに紙粉などのごみが付着したり、長時間放置によりノズル表面のインクが乾燥したりして正常に吐出できないことがある。よってノズルを適宜クリーニングしてメンテナンスする必要がある。
【０００３】
クリーニング方式にはワイパブレードを用いてノズル面に付着したごみや余分なインクを拭き取り、さらにノズルのメニスカスを形成させるワイピング機構が知られている。ワイパブレードで掻きとったインクは清掃部材によって除去され、繰り返しクリーニングすることが可能となる。
【０００４】
記録ヘッドはノズル面の向きが下向き（ノズルの噴出方向が鉛直下向き）に配置され、ノズル面に対向した位置にクリーニング機構が配置される構成が主流である。
【０００５】
これに対して、ノズル面の向きを横向き（ノズルの噴出方向が水平）として、鉛直な面からインクを吐出するようにした水平吐出方式があり、それに伴いクリーニング機構も対向した位置に配置されたインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、インクジェット記録装置において、払拭部材がノズル面を払拭してノズル面から離れる際、掻きとったインクが全て払拭部材側に移行することが望ましい。そのため、ノズル面を含む払拭部材の接触範囲には撥水処理が施してあり、ノズル面側にはインクが残りづらい対応を行っている。
【０００７】
しかしながら、垂直面に付着したインクを払拭部材で全て掻き集めても、ノズル面から払拭部材が離れる終端部において、インクの表面張力と粘度とにより、ノズル面側へも微量のインクが残ってしまう。さらに水平吐出方式においては、残ったインクは、重力で払拭部材が当接しない面へと回り込む事がある。
このような残留インクや回り込みインクは繰り返しクリーニングを行うことで蓄積し垂れて記録装置の内部を汚してしまったり、乾燥して固着したインクが払拭部材に再転写して払拭機能を低下させたりする原因となる。
【０００８】
特許文献１には、インクジェット記録装置のノズル表面の払拭動作によるインク飛散を防止する払拭部材の動作を改良するクリーニング装置を得ることが目的で、ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドのノズル表面を払拭する弾性体で形成された払拭部材を備えたヘッドクリーニング装置において、ノズル表面払拭終了後の払拭部材に当接し、払拭部材の姿勢を規制するガイド部材を液滴吐出ヘッドの外側に備えることを特徴とするヘッドクリーニング装置により、払拭後の払拭部材の姿勢するガイド部材を備えているので、払拭部材の姿勢を安定させ、払拭終了時の払拭部材弾性変形開放動作を緩和し、インクの飛散を防止することができることが開示されている。
【０００９】
しかし、ガイド部材に接触している状態で払拭部材の弾性変形を開放してしまうため、十分な払拭が得られず、インクの表面張力や粘度によるガイド部材へのインク付着という問題は解消できていない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、インクの付着を防止したヘッドクリーニング装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、インクの液滴を水平方向に吐出する記録ヘッドの鉛直なノズル面に沿って上から下に移動することによって前記ノズル面のインクを払拭する払拭部材と、前記記録ヘッドの下端に前記ノズル面と面位置で設けられ、前記ノズル面の払拭終了後の前記払拭部材に当接し、少なくとも前記払拭部材より剛性が高い弾性体からなるガイド部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ガイド部材は、下流に向かって細くなっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記ガイド部材は、表面に撥水処理が施されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項記載の発明において、前記ガイド部材は、移動手段により所定の位置から退避位置への移動を可能としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項記載のヘッドクリーニング装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノズル面の残留インクや回り込みインクの発生を防止したヘッドクリーニング装置及び画像形成装置の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るヘッドクリーニング装置を用いた画像形成装置としてのインクジェット記録装置の要部構成について説明するための説明図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の画像記録部付近の構成について説明するための説明図である。
【図３】(ａ)〜(ｄ)は、本発明に係るヘッドクリーニング装置におけるインクジェットヘッドのノズル面と払拭部材との位置関係およびクリーニング動作を示す模式図の一例である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図３(ａ)〜(ｄ)に示すガイド部材の他の例を示したノズル面正面から見た図である。
【図５】ガイド部材７２が記録ヘッド７と退避可能な位置に移動可能とした一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に本発明のヘッドクリーニング装置及び画像形成装置の実施の形態について述べる。
図１は、本発明に係るヘッドクリーニング装置を用いた画像形成装置としてのインクジェット記録装置の要部構成について説明するための説明図である。図２は、図１に示したインクジェット記録装置の画像記録部付近の構成について説明するための説明図である。
【００１９】
インクジェット記録装置は、左右の側板(図示せず)に横架したガイド部材であるガイドロッドでキャリッジ３を主走査方向に移動自在に保持し、主走査モータ４で駆動プーリ６Ａと従動プーリ６Ｂとの間に架け渡したタイミングベルト５で移動走査する。図１において主走査方向とは紙面に垂直な方向であり、図２では矢示方向である。なお、キャリッジ３とガイドロッドとの間にはガイドブッシュ(軸受け)３ａ、３ａをそれぞれ介在させている。
【００２０】
キャリッジ３には、例えば、それぞれイエロー(Ｙ)、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)、ブラック(Ｂｋ)のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を鉛直下向きに向くように装着している。
【００２１】
記録ヘッド７を構成する液滴吐出ヘッドとしては、例えば圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰を利用するサーマルアクチュエータが挙げられる。また、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどのインク（記録液）を吐出するためのエネルギー発生手段として備えたもの等を液滴吐出ヘッドとして使用できる。
【００２２】
キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のヘッドタンクを搭載している。このヘッドタンクにはインク供給チューブを介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
なお、インク滴を吐出する記録ヘッド７以外に、記録液（インク）と反応することでインクの定着性を高める定着用処理液（定着用インク）を吐出する記録ヘッドを備えることもできる。
【００２３】
記録ヘッド７のノズルは、乾燥によるノズル詰まりを発生させやすく、印字中のエラー等によるマシン停止中や電源ＯＦＦ時等のキャリッジが稼動していない際は、ノズル面にキャップをして保湿をしている。キャップはクリーニング機構等に取り付けられており、クリーニング機構はマシンの左右どちらかに位置している。
【００２４】
一方、インクジェット記録装置は、給紙カセット１０などの用紙積載部(圧板)１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部を備える。給紙部は、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する給紙ローラ１３に対向して配置され、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備える。この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に図示しない弾性体（例えば、バネ）で引っ張られている。
インクジェット記録装置は、給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７のインク滴吐出ノズル面と垂直になるよう搬送するための搬送部を備える。搬送部は、搬送ベルト２１と、ガイド１５と、第１反射型センサ（用紙有無検知センサ）２００と、先端加圧コロ２５と、第２反射型センサ（用紙有無検知センサ）２０１とを備える。
【００２５】
搬送ベルト２１は、用紙１２を静電力で吸着して搬送するための部材である。ガイド１５は、給紙部から搬送された用紙１２を案内するための部材である。第１反射型センサ（用紙有無検知センサ）２００は、用紙１２の先端を検知する部材である。先端加圧コロ２５は、押え部材２４で搬送ベルト２１側に付勢されている。第２反射型センサ（用紙有無検知センサ）２０１は、押え部材２４に固定され用紙１２の先端を検知する部材である。
【００２６】
また、インクジェット記録装置は、搬送ベルト２１の表面を帯電させるための帯電手段を構成する帯電ローラ２６を備えている。
【００２７】
ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転される。この搬送ローラ２７の回転により、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。
【００２８】
図２に示すように、搬送ローラ２７の軸には、光を透過する透過部と光を透過しない非透過部とが交互に側面に形成された円板型エンコーダシート３４が取り付けられている。この円板型エンコーダシート３４の透過部と非透過部とをエンコーダセンサ３５が検知する。これらの円板型エンコーダシート３４及びエンコーダセンサ３５でエンコーダ３６を構成している。
【００２９】
帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触すると共に、搬送ベルト２１の回転に従動して回転するように配置され、軸の両端に加圧力をかけている。
また、図１に示すようにキャリッジ３の前方側(図では右側)には、光を透過する透過部と光を透過しない非透過部とが交互に側面に形成されたエンコーダシート４２が設けられている。キャリッジ３の前面側にはエンコーダシート４２の透過部と非透過部とを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ３５を設け、これらによって、キャリッジ３の主走査方向位置を検知している。
さらに、インクジェット記録装置は、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部を備える。排紙部は、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離爪５１と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備える。
【００３０】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、鉛直上向きに給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、先端を用紙有無検知センサ２００で検知される。検知後の用紙１２は、搬送ベルト２１上に搬送され、先端加圧コロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、再度先端を用紙有無検知センサ２０１で検知される。
【００３１】
帯電ローラ２６に対してプラス(正極)出力とマイナス(負極)出力とが交互に繰り返すように(交番する電圧が印加され)、搬送ベルト２１には、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスの電荷が所定の幅で帯状に交互に印加される。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電力で吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。
【００３２】
インクジェット記録装置においては、キャリッジ３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。
【００３３】
なお、インクジェット記録装置におけるキャリッジ３の走査方向と印刷との関係では、一方向の走査時にだけ画像を形成する片方向記録モードと、キャリッジ３の両方向の走査時のいずれでも画像を形成する両方向記録モードとを備え、これをユーザーからの指定や印刷画像に応じて設定するか、或いは、いずれかのモードだけを行うようにするかは任意である。
【００３４】
図３(ａ)〜(ｄ)は、本発明に係るヘッドクリーニング装置におけるインクジェットヘッドのノズル面と払拭部材との位置関係およびクリーニング動作を示す模式図の一例である。図３(ａ)〜(ｄ)は、インクジェットを横から見た図であり、本発明に係るクリーニング装置の特徴部について説明するための説明図でもある。
【００３５】
図３に示すように、本実施形態のクリーニング装置は、インクジェットヘッドを清浄化するための払拭部材７１と、ガイド部材７２とを備える。払拭部材７１は、インクジェットヘッドの少なくともノズル面に当接し、ガイド部材７２は払拭部材の７１の姿勢を規制する部材であり、本発明に係るクリーニング装置は記録ヘッド７の外側に備えている構成となっている。
【００３６】
クリーニング装置は、図３(ａ)に示すように、払拭開始位置において、払拭部材７１が払拭位置まで鉛直上向きに移動する。記録ヘッド７を備えたキャリッジ３(図１参照)の移動、もしくは、払拭部材７１の移動により、図３（ｂ）に示すように払拭部材７１の先端部にヘッドノズル面に食い込む一定の長さ７１ａを付与し、先端部が弾性変形した状態でノズル面に接触しながら鉛直下向きに移動することでノズル面からインクの払拭が行われる。
【００３７】
ヘッドの幅の払拭が終了すると、図３（ｃ）に示すように払拭部材７１は、掻き取ったインクを保持しながらガイド部材７２に沿って移動する。
【００３８】
図３（ｄ）に示す位置は払拭終了位置であり、払拭終了後は払拭部材の弾性変形が開放され、払拭部材７１は元の形(図３(ａ))に復元する。このとき弾性変形で払拭部材７１が復元する速度が速いため、掻きとったインクは払拭部材７１に保持される。もし、弾性復帰によるインクを飛散させてしまったとしても、予めインク受け(図示せず)、もしくは払拭部材清掃装置(図示せず)によって、回収できるものとする。
【００３９】
ノズル孔が、図３(ｂ)に示す範囲７３ａでの良好な払拭条件として、払拭部材７１の鉛直下向き方向の払拭スピードは、例えば８０ｍｍ／ｓｅｃから１２０ｍｍ／ｓｅｃである。払拭部材７１の払拭スピードが遅すぎるとスリップによるインク滴残りとなり、速過ぎるとノズル孔への食い込み不測によるインク残り、引きずりが発生する。
図３(ｂ)に示す接触角度θは、払拭部材７１の弾性力と食い込み長さ７１ａとで調節し、３０°から４０°の範囲に設定する。ノズル孔最下端から、払拭部材７１がガイド部材７２から離れる位置までの距離７３ｂの条件は、ノズル孔が形成される範囲７３ａと同じ条件となる。
【００４０】
さらにガイド部材７２は、払拭部材７１より、剛性の高い弾性部材とする。図３(ｃ)において、ガイド部材７２の剛性が弱いとガイド部材７２が撓んでしまい、払拭部材７１は弾性開放して、元の状態になり、逆に払拭部材７１からガイド部材７２がインクを掻き取ってしまう。
【００４１】
そこで、払拭部材７１、ガイド部材７２ともに弾性解放によって、付着したインクを飛翔させることでインクの付着を防止できる。飛翔したインクに関しては、前述した図示しないインク受けで回収できるものとする。
【００４２】
図４（ａ）〜（ｄ）は、図３(ａ)〜(ｄ)に示すガイド部材の他の例を示したノズル面正面から見た図である。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、記録ヘッド７の下側に設置されたガイド部材７２は、下方になるに従い、ガイド部材７２の幅が狭くなっている様子を表している。
さらに図４（ｄ）は、記録ヘッド７のノズル面を覆うヘッドカバー７５をガイド部材７２と一体化した一例を示す図である。ヘッドカバー７５をガイド部材７２と一体にすることで安価でシンプルな構成を提供できる。ここでのヘッドカバー７５の材質としては例えば、ＳＵＳの板ばね材が挙げられる。
【００４３】
さらに図５は、ガイド部材７２が記録ヘッド７と退避可能な位置に移動可能とした一例を示す図である。キャリッジ３の主走査への移動時はガイド部材７２が退避しており、クリーニング状態のときのみ、所定の位置に移動可能とした。
これにより、紙搬送の妨げになるのを防止し、キャッピングなどの記録ヘッド７との位置決めガイドと干渉するのを防止できる。
【００４４】
以上において、本発明に係るヘッドクリーニング装置及び画像形成装置は、ノズル面垂直吐出方式(ノズル面鉛直下向き吐出方式)のインクジェット記録装置のクリーニング機構ヘッドをワイパで払拭した後のインク処理に際して、以下の特徴を有する。
【００４５】
要するに、ヘッドクリーニング装置及び画像形成装置は、ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドのノズル表面を払拭する弾性体で形成された払拭部材を備えたヘッドクリーニング装置において、ノズル表面払拭終了後の払拭部材に当接するガイド部材を設け、ガイド部材の素材を薄くすることで終端部の払拭部材が保持しているインクの回り込みを防止できる。
【００４６】
ヘッドクリーニング装置及び画像形成装置は、さらにガイド部材は、少なくとも払拭部材より剛性がある材質とすることで払拭部材の姿勢を安定させ払拭終了時の払拭部材の弾性開放動作を衰退させることなくガイド部材から瞬時に離間させることでインクの表面張力によるガイド部材へのインク移りを少なくできる。
【００４７】
ヘッドクリーニング装置及び画像形成装置は、さらにガイド部材は、払拭部材の移動方向終端にいくにつれて細くすることで払拭部材が最終的に離れる時のガイド部材との接触面積を小さくでき、ガイド部材へのインク移りを少なくできる。
【００４８】
ヘッドクリーニング装置及び画像形成装置は、ガイド部材には撥水処理を施すことで、払拭部材とガイド部材の間に集積されたインクは、払拭部材側へ移動してガイド部材へのインク残りを防止することができる。
【００４９】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
３    キャリッジ
３ａ、３ｂ    ガイドブッシュ(軸受け)
４    主走査モータ
５、３２    タイミングベルト
６Ａ    駆動プーリ
６Ｂ    従動プーリ
７    記録ヘッド
１０    給紙カセット
１１    用紙積載部(圧板)
１２    用紙
１３    給紙ローラ
１４    分離パッド
１５    ガイド
２１    搬送ベルト
２４    押さえ部材
２５    先端加圧コロ
２６    帯電ローラ
２７    搬送ローラ
２８    テンションローラ
２９    ガイド部材
３１    副走査モータ
３３    タイミングローラ
３４    円板型エンコーダシート
３５    エンコーダセンサ
３６    エンコーダ
４２    エンコーダシート
５１    分離爪
５２    排紙ローラ
５３    排紙コロ
５４    排紙トレイ
７１    払拭部材
７２    ガイド部材
７３ａ    範囲
７３ｂ    距離
７５    ヘッドカバー
２００    第１反射型センサ（用紙有無検知センサ）
２０１    第２反射型センサ（用紙有無検知センサ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開２００７−２１０２５４号公報
【図１】
2013000954.tif 000003
【図２】
2013000954.tif 000004
【図３】
2013000954.tif 000005
【図４】
2013000954.tif 000006
【図５】
2013000954.tif 000007