JP2004291618A - インクジェットヘッドクリーニング装置およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不必要に多くのインクを消費することなく、また、ノズルプレートを損傷することなく、インク中に含まれる異物およびノズル周辺の異物を取り除く。
【解決手段】 インクを保持する複数の圧力室内のインクが各圧力室にそれぞれ連通する各ノズルから圧力室の外方へ向けて突出する正圧状態となるように圧力室の全てに対して圧力を加えた状態で、複数のノズルが形成されたノズルプレート４に当接させた清掃部材１７をノズルに沿って移動させることにより、不必要に多くのインクを消費したり、ノズルプレートに対して清掃部材を強く押し付けることによってノズルプレート４を損傷したりすることなく、インク中に含まれる異物やノズル１０周辺等に残存する異物を除去し、ノズル周辺の異物が圧力室内に吸い込まれることによる吐出不良の発生を防止することができるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェットヘッドクリーニング装置およびインクジェット記録装置に関する。

従来、ノズルプレートに配列された複数のノズルから、被記録媒体に対して選択的にインク滴を吐出させることで印字を行うインクジェット記録装置がある。

インクジェット記録装置では、ノズル周辺にインクが残存し易く、このような残存インクに空気中に含まれる異物が混入して乾燥／硬化すると、以降のプリントに際して、インクの吐出方向を曲げたりノズルを詰まらせたりする原因となり、インクの吐出不良やプリント不良が発生し易くなる。

このようなインクの吐出不良やプリント不良は、インク中に含まれる異物がノズル周辺に滞留した場合にも発生し易くなる。

このため、従来より、ノズル周辺に残存するインクを除去するようにした各種インクジェット記録装置がある。

例えば、インクを吐出し、ノズル周辺に滞留する異物をインクジェットヘッドの外へ押し出した後、ノズル周辺のインクを吸引等によって回収することで、ノズル周辺の異物を除去するようにした技術がある（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、弾性体等によって形成されたワイプ材をノズルプレートに押し当て、この状態でワイプ材をノズルプレートに対して摺動させることで、ノズルプレートに付着している異物を払拭するようにした技術がある（例えば、特許文献２参照）。

特開平０２−９５８６２号公報 特開平０５−２０１０２８号公報

しかしながら、ノズル周辺に滞留する異物をインクジェットヘッドの外へ押し出した後、ノズル周辺のインクを吸引等によって回収するようにした技術を用いて、ノズル周辺に滞留する異物を除去するためには、異物をインクジェットヘッドの外へ押し出すために大量のインクを使用しなくてはならず、印字に用いられずに廃棄されるインクが大量に発生する。

また、このような技術を用いて、ノズルを覆うような大きさの異物を除去するためには、このノズルに対して大きな圧力を加えなければならず、ノズル周辺を始めとしてインクジェットヘッドに対する負担が増大し、また、消費電力も多くかかってしまう。

さらに、このような技術では、異物を押し出すためにインクを吐出した後やノズル周辺のインクの吸引に際してインクジェットヘッド内のインクにかかる圧力が不安定となり、ノズルでのインクと外部との気液界面（インク面）が不安定となる。このために、インク面がノズルの内側に引き込まれることがあり、このインク面の引き込みに伴ってノズル周辺の小さな異物がインクジェットヘッド内に引き込まれてしまうことがある。

また、弾性体等によって形成されたワイプ材をノズルプレートに押し当て、この状態でワイプ材をノズルプレートに対して摺動させることで、ノズルプレートに付着している異物を払拭するようにした技術では、弾性体をノズルプレートに押し付けることで弾性体とノズルプレートとの間に摩擦が生じ、この摩擦によってノズルプレートが損傷してしまうことがある。一般的に、ノズルプレートの弾性体が当接される面には、インクをはじくための撥インク層が設けられているが、弾性体とノズルプレートとの間に生じる摩擦によって撥インク層が損傷すると、インクの吐出性能が低下し、印字不良の原因となる。

本発明の目的は、不必要に多くのインクを消費したりノズルプレートを損傷したりすることなく、インク中に含まれる異物やノズル周辺等に残存する異物を除去することである。

本発明は、インクを保持する複数の圧力室内のインクが、各圧力室にそれぞれ連通する各ノズルから圧力室の外方へ向けて突出する正圧状態となるように、圧力室の全てに対して圧力を加えた状態で、ノズルプレートに当接させた清掃部材をノズルに沿って移動させるようにした。

本発明によれば、ノズルプレートに対して清掃部材を強く押し付けることなく接触させる程度とし各ノズルから圧力室の外方へ向けて突出されたインクによって異物を圧力室の外へ押し出した状態でこの清掃部材をノズルに沿って移動させることで、不必要に多くのインクを消費したりノズルプレートを損傷したりすることなく、インク中に含まれる異物やノズル周辺等に残存する異物を除去することができる。

本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、インクジェットヘッドクリーニング装置を備えるインクジェット記録装置への適用例を示す。

図１は、本発明の一実施の形態のインクジェットヘッドクリーニング装置を備えるインクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。本実施の形態のインクジェット記録装置１は、図示しない被記録媒体に対してインクを吐出するインクジェットヘッド２を備えている。公知の技術であるため図示および詳細な説明を省略するが、インクジェットヘッド２は、後述するインクタンク２４から供給されるインクを収容する複数個の圧力室と、この圧力室と外部とをそれぞれ連通する複数のノズル４ａ（図１０参照）が形成されたノズルプレート４とを備えており、この圧力室の体積変化によってインク滴を吐出させることで印字を行う。

本実施の形態では、水性、油性、紫外線硬化型等、各種の液体タイプのインクを使用する。本実施の形態のインクは、色材として、顔料もしくは染料等を含んでいる。

インクジェットヘッド２は、図示しないヘッド支持機構によって図１中紙面上下方向に沿って往復動自在に設けられている。このヘッド支持機構は、ノズルクリーニング動作の実行に際して、ヘッド昇降モータ２ａ（図４参照）によって駆動され、インクジェットヘッド２を図１中紙面上下方向に沿って往復動させる。

インクジェットヘッド２のインク供給口には、管路部材５を介して圧力調整タンク６が連通されている。圧力調整タンク６には、インクタンク２４から供給されるインクが一時的に溜められる。管路部材５において圧力調整タンク６側の端部は、圧力調整タンク６の底面に接触しない程度で、インク中に位置付けられている。図１中では図示を省略するが、圧力調整タンク６には、圧力調整タンク６内のインクの気液界面の位置に応じて出力が変化する水頭差センサ３１（図４参照）が設けられている。公知の技術であるため図示および説明を省略するが、水頭差センサ３１は、例えば、フォトセンサやフロート式のレベルセンサ等、公知の各種センサを用いることが可能である。

圧力調整タンク６には、管路部材７ａが連通されている。管路部材７ａにおいて圧力調整タンク６側となる一端は、圧力調整タンク６の底面に接触しない程度でインク中に位置付けられている。

管路部材７ａの他端には、遮断弁９が連通されている。遮断弁９は、後述するインクタンク２４から圧力調整タンク６へのインクの供給を許容する開放位置と、インクタンク２４と圧力調整タンク６との間でのインクの流動を遮断する遮断位置とのいずれか一方に選択的に位置付けられる。

遮断弁９には、管路部材７ｂを介してフィルタ８が連通されている。フィルタ８は、管路部材７ａ，７ｂを介して圧力調整タンク６へと流れるインク中に含まれる異物を除去する。これにより、圧力調整タンク６には、異物が除去されたインクが供給される。

フィルタ８には、管路部材７ｃを介してインクタンク２４が連通されている。管路部材７ｃにおいても、インクタンク２４となる一端は、インクタンク２４の底面に接触しない程度でインク中に位置付けられている。

インクタンク２４は、インクジェットヘッド２に供給するインクを保持し、保持するインクの残量が少なくなると新たにインクを補充することが可能な構成となっている。

例えば、図２（ａ）に示すように、外部からのインクの補充を可能とするインク補充容器２４ａをインクタンク２４に連通し、開閉によってインクタンク２４とインク補充容器２４ａとを選択的に連通するバルブ２４ｂを設けることで、インクタンク２４へのインクの補充を可能とする構成を実現することができる。図２（ａ）に示す構成によれば、インクタンク２４が保持するインクの残量が少なくなった場合には、バルブ２４ｂを閉じた状態でインク補充容器２４ａにインクを補充し、インクタンク２４が保持するインクの残量に応じてバルブ２４ｂを適宜開放することによりインクタンク２４へインクを補充することができる。

また、例えば、図２（ｂ）に示すように、インクタンク２４の蓋部材２４ｃに対してインクタンク２４を螺子構造によって取り付けることで、インクタンク２４へのインクの補充を可能とする構成を実現することができる。図２（ｂ）に示す構成によれば、インクタンク２４が保持するインクの残量が少なくなった場合にはインクタンク２４を交換することで新たにインクを補充することができる。

インクタンク２４には、管路部材１０ａを介して、フィルタ１２が連通されている。フィルタ１２は、管路部材１０ａを介してインクタンク２４へ流入する空気中に含まれる異物を除去する。これにより、インクタンク２４には、異物が除去された空気のみが供給される。なお、管路部材１０ａにおいてインクタンク２４側となる端部は、インクタンク２４におけるインクと空気との気液界面（インク面）に接触しない位置に位置付けられている。

フィルタ１２には、管路部材１０ｂを介して、送気ポンプ１１が接続されている。送気ポンプ１１は、管路部材１０ａ，１０ｂおよびフィルタ１２を介してインクタンク２４に空気を送り込み、インクタンク２４内の圧力を高める。

管路部材１０の途中には、フィルタ１２が設けられている。このフィルタ１２は、送気ポンプ１１によってインクタンク２４へ送られる空気中に含まれる異物を除去する。

本実施の形態では、インクタンク２４、管路部材７ｃ，１０ａ，１０ｂ、フィルタ８、送気ポンプ１１等によってインク供給部３が実現されている。

また、圧力調整タンク６には、管路部材１３ａを介して、フィルタ１５が連通されている。フィルタ１５は、管路部材１２ａを介して圧力調整タンク６へ流入する空気中に含まれる異物を除去する。これにより、圧力調整タンク６には、異物が除去された空気のみが供給される。なお、管路部材１３ａにおいてインクタンク２４側となる端部は、インクタンク２４におけるインクと空気との気液界面（インク面）に接触しない位置に位置付けられている。

フィルタ１５には、管路部材１３ｂを介して、パージ装置１４が接続されている。パージ装置１４は、圧力調整タンク６内に空気を送ることで、圧力調整タンク６内を加圧するパージポンプ１４ａ（図２参照）を備えている。本実施の形態では、パージ装置１４が備えるパージポンプ１４ａによって加圧ポンプが実現されている。パージポンプ１４ａの動作によって圧力調整タンク６内を加圧したり減圧したりすることが可能となる。管路部材１３ｂにおいてパージポンプ１４ａよりもフィルタ１５側には、バルブ１４ｂが設けられている。このバルブは、管路部材１３ｂを介して圧力調整タンク６内を大気に開放する開放位置と、パージポンプ１４ａから圧力調整タンク６までを密閉状態とする閉塞位置とのいずれか一方に選択的に位置づけられる。

なお、本実施の形態では、インクタンク２４から圧力調整タンク６までの距離よりも、パージ装置１４から圧力調整タンク６までの距離の方が短く設定されている。

また、インクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド２によるインク滴の吐出位置を通過するようにして、印字用紙等の被記録媒体を搬送する図示しない搬送機構を備えている。この搬送機構は、搬送モータ２５（図２参照）によって駆動力が付与されることにより被記録媒体を副走査方向に沿って搬送する。なお、搬送機構および搬送モータについては公知の技術であるため説明を省略する。

加えて、インクジェット記録装置１は、インクジェットヘッドクリーニング装置１６を備えている。インクジェットヘッドクリーニング装置１６は、弾性材料によって形成された清掃部材１７を備えている。清掃部材１７は、例えば、気泡を有し、かつ、柔軟性を有する発泡性のウレタンによって形成することが可能である。

清掃部材１７は、支持部材１８によって、ノズルプレート４に当接するように支持されている。支持部材１８は、清掃部材１７の先端がノズルプレート４に対して接触する程度に清掃部材１７を支持している。支持部材１８は、螺子部材１９およびクリーニングモータ２０によって、ノズル１０の配列方向に沿って移動可能とされている。ここに、清掃部材１７をノズル１０に沿って移動させる機構が実現されている。

インクジェットヘッドクリーニング装置１６は、ステージ３０上に設けられている。このステージ３０には、インクジェットヘッド２に対して脱離自在に嵌合されるキャップ２９が設けられている。キャップ２９は、パージ動作の実行時や印字動作の非実行時に、インクジェットヘッド２に対して嵌合される。パージ動作の実行に際して、キャップ２９をインクジェットヘッド２に対して嵌合させることにより、インクが周囲に飛散することを防止することができる。また、印字動作の非実行時に際して、キャップ２９をインクジェットヘッド２に対して嵌合させることにより、乾燥や硬化等のインクの変質やノズル１０周辺に異物が付着することを防止することができる。

ステージ３０は、被記録媒体の搬送方向に沿って移動可能とされている。以降、図３（ａ）に示すように、清掃部材１７がノズルプレート４に当接せず、キャップ２９もインクジェットヘッド２に対して嵌合することのないステージ３０のポジションを印字ポジションとする。同様に、図３（ｂ）に示すように、清掃部材１７をノズルプレート４に対して当接可能とするステージ３０のポジションをクリーニングポジションとする。また、図３（ｃ）に示すように、キャップ２９をインクジェットヘッド２に対して嵌合可能とするステージ３０の位置を待機ポジションとする。ステージ３０は、印字ポジション、クリーニングポジションまたは待機ポジションのいずれか一のポジションに選択的に位置付けられる。ステージ３０には、図示しない駆動伝達機構を介してステージ移動モータ２８（図４参照）が連結されている。これにより、ステージ３０は、ステージ移動モータ２８によってステージ３０を駆動して図示しない被記録媒体の搬送方向に沿って移動する。すなわち、ステージ移動モータ２８によって、ノズルに対向する印字位置を被記録媒体が通過するようにインクジェットヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動手段が実現されている。

上述したように、インクジェットヘッド２は、図１中紙面上下方向に沿って往復動自在に設けられているため、インクジェットヘッドクリーニング装置１６をクリーニングポジションまたは待機ポジションに位置付ける際には、インクジェットヘッド２を適宜上下動させる。すなわち、ステージ３０をクリーニングポジションに位置付け、清掃部材１７をノズルプレート４に対して当接させる場合には、インクジェットヘッド２を上方に移動させている間にステージ３０をクリーニングポジションに位置付け（図３（ｂ）参照）、ステージ３０がクリーニングポジションに位置付けられた状態でインクジェットヘッド２を下方に移動させる（図３（ｄ）参照）。また、ステージ３０を待機ポジションに位置付け、キャップ２９をインクジェットヘッド２に対して嵌合させる場合には、インクジェットヘッド２を上方に移動させている間にステージ３０をクリーニングポジションに位置付け（図３（ｃ）参照）、ステージ３０がクリーニングポジションに位置付けられた状態でインクジェットヘッド２を下方に移動させる（図３（ｅ）参照）。

また、インクジェット記録装置１は、後述するクリーニング動作の実行指示等、オペレータによる各種操作を受け付ける各種操作キー２６を備えている。

ここで、図４は、本発明の一実施の形態のインクジェット記録装置１が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。インクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド２を始めとして、インクジェット記録装置１が備える各部を駆動制御する制御部２１を備えている。特に図示しないが、制御部２１は、インクジェット記録装置１が備える各部を駆動制御するＣＰＵと、ＲＯＭやＲＡＭ等の各種のメモリとを接続することによって構成されるマイクロコンピュータを主体として構成されている。制御部２１には、インクジェットヘッド２、ヘッド昇降モータ２ａ、搬送モータ２５、パージポンプ１４ａ、遮断弁９、送気ポンプ１１、操作キー２６、クリーニングモータ２０およびステージ移動モータ２８が接続されている。インクジェットヘッド２、ヘッド昇降モータ２ａ、搬送モータ２５、パージポンプ１４ａ、遮断弁９、送気ポンプ１１、操作キー２６、クリーニングモータ２０およびステージ移動モータ２８は、制御部２１によって駆動制御される。

制御部２１は、例えば、後述する印字動作の実行に際して、印字データに基づく駆動信号を信号線２２を介して出力し、インクジェットヘッド２におけるインク吐出動作を駆動制御したり、搬送モータ２５やヘッド昇降モータ２ａ、クリーニングモータ２０およびステージ移動モータ２８等を駆動制御したりする。

また、制御部２１は、インクジェット記録装置１に接続された図示しない外部接続機器との間でデータ通信を行うＩ／Ｆ２７を備えており、このＩ／Ｆの機能によって外部接続機器から送信される印字データを受信する。

本実施の形態のインクジェット記録装置１は、インクジェット記録装置１の電源が投入されると、制御部２１によって各部を駆動制御することによりイニシャル動作を行う。なお、イニシャル動作については公知の技術であるため図示および説明を省略する。

次に、インクジェット記録装置１における印字動作について説明する。図３は、本発明の実施の形態のインクジェット記録装置１が備える制御部２１が実行する印字動作を概略的に説明するフローチャートである。印字動作は、上述したようにイニシャル動作を終了し、待機状態にあるインクジェット記録装置１に対して、印字動作の実行が宣言された場合に開始される。ここで、印字動作の実行は、例えば、オペレーによる操作キー２６の操作や、Ｉ／Ｆ２７を介して受信した外部接続機器から送信された印字データを受信することによって宣言される。

印字動作の実行が宣言されるまでの待機中に（ステップＳ１のＮ）、印字動作の実行が宣言されたと判断した場合には（ステップＳ１のＹ）、遮断弁９およびバルブ１４ｂを開放位置に位置付けるとともにステージ移動モータ３０を駆動してステージ３１を印字ポジションに位置付ける（ステップＳ２）。

そして、水頭差センサ３１の出力値に基づいて圧力調整タンク６内のインク量が適正範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ３）。

水頭差センサ３１の出力値に基づいて圧力調整タンク６内のインク量が適正範囲内にないと判断した場合には（ステップＳ３のＮ）、送気ポンプ１１を駆動する（ステップＳ４）。これにより、インクタンク２４内が加圧され、インクタンク２４に保持されているインクが管路部材７ａ，７ｂ，７ｃ、フィルタ８を介して圧力調整タンク６に補充される。このとき、フィルタ８を通過することにより、圧力調整タンク６に補充されるインク中に含まれる異物が除去される。

次に、搬送機構に対して駆動力を与える搬送モータを駆動するとともに、印字データに基づいてインクジェットヘッド２を駆動制御することで印字処理を実行する（ステップＳ４）。

ステップＳ４で実行する印字処理については、公知の技術であるため説明を省略するが、搬送モータ２５を駆動することにより搬送経路中で被記録媒体を搬送しながら、インクジェットヘッド２における電極に対して印字データに基づいて選択的に電圧を印加する。これにより、電圧が印加された電極に対応する圧力室での体積変化が生じ、この体積変化によって、搬送経路中を搬送される被記録媒体に向けてインク滴が選択的に吐出され印字が行われる。印字処理が終了すると、搬送モータ２５の駆動を停止する。

ステップＳ４で実行される印字処理の終了を待機し（ステップＳ６のＮ）、印字処理が終了したと判断した場合には（ステップＳ６のＹ）、遮断弁９を閉塞位置に位置付けて（ステップＳ７）、印字動作を終了する。

ここで、図６は、上述した印字動作の実行に際して、インク滴を吐出するノズル１０周辺におけるインクの挙動を示している。上述したように、印字動作は、吐出対象となるノズル１０から被記録媒体に向けてインク滴を吐出させ、このインク滴を被記録媒体に着弾させることにより実現される。しかしながら、実際のインク滴の吐出に際しては、図６に示すように、被記録媒体に着弾して印字に寄与するメインのインク滴ｄ１と、このメインのインク滴から分離した微小インク滴ｄ２とが発生することが多くある。この微小インク滴ｄ２がノズル１０周辺に付着し、そのまま変質したり、周囲のダスト等を吸着したりして異物となると、インク滴の吐出に際しての障害となり、図７に示すように、インク滴の吐出方向を不適切な方向に曲げてしまう等、インクの吐出不良を発生させる原因となるので除去する必要がある。

また、例えば、印字動作を長期間行っていない場合等には、ノズル１０における気液界面（メニスカス）近傍のインクが増粘したり、顔料等が凝集したり、あるいは、周囲のダストが混入したりして、気液界面（メニスカス）近傍のインクが吐出に不適切な状態となることがある。このような不適切な状態にあるインクでは、良好な印字を行うことができないため、やはり除去する必要がある。

本実施の形態のインクジェット記録装置１は、以下に説明するノズルクリーニング動作を実行することによりノズル１０周辺の残存インクや異物、および、ノズル１０内で変質したインク等を除去する。

次に、インクジェット記録装置１におけるノズルクリーニング動作について説明する。図８は、制御系が実行するノズルクリーニング動作を概略的に説明するフローチャートである。ノズルクリーニング動作は、オペレータによる操作キー２６の操作によってノズルクリーニング動作の実行が宣言された場合や上述した印字動作を所定回数実行したタイミングで行われる。

ノズルクリーニング動作の実行の宣言を待機している間に（ステップＳ１１のＮ）、ノズルクリーニング動作の実行が宣言されたと判断した場合には（Ｓ１１のＹ）、遮断弁９およびバルブ１４ｂを閉塞位置に位置付けてインクタンク２４からのインクの供給を遮断するとともに、ステージ移動モータ３０を駆動してステージ３１をクリーニングポジションに位置付ける（ステップＳ１２）。

そして、パージポンプ１４ａを駆動して圧力調整タンク６に対して圧力を加えるとともに（ステップＳ１３）、パージポンプ１４ａの駆動開始からの時間のカウントを開始する（ステップＳ１４）。

ここで、図９は、ノズルクリーニング動作の実行に際しての圧力調整タンク６における気液界面の変動について示している。図９（ａ）に示すように、印字動作の実行に際しては、バルブ１４ｂが開放されているため、圧力調整タンク６における気液界面には大気圧が加えられている。これに対し、バルブ１４ｂを閉塞した状態でパージポンプ１４ａを駆動することにより、図９（ｂ）に示すように、圧力調整タンク６における気液界面に対して圧力が加えられ、気液界面の位置が下方へ移動する。そして、このような気液界面の位置を下方へ移動させる圧力は、圧力調整タンク６に保持されているインクを管路部材５を介してインクジェットヘッド２に向けて押し出すように作用する。ここに、圧力を加える機構が実現されている。これによって、各圧力室に対して圧力が加えられ、この加圧により各圧力室内のインクがノズル１０から押し出される（図１０（ａ）参照）。

すなわち、パージポンプ１４ａは、圧力室内のインクが各ノズル１０から圧力室の外方へ向けて突出した状態で保持されるような圧力を加える。本実施の形態では、図１０に示すように、圧力室内のインクに対して、各ノズル１０から圧力室の外方へ向けて突出するような圧力が加えられた状態を正圧状態とする。この正圧状態下で圧力室内のインクに対して加えられる圧力は、印字動作に際してインクを吐出させる圧力よりも小さく、かつ、各ノズル１０におけるインク面がノズルプレート４の外側面よりも外方に位置付ける程度の圧力である。

ここで、各ノズル１０におけるインク面がノズルプレート４の外側面４ａよりも外方に位置する状態とは、図１０（ａ）に示すような状態を意味する。図１０（ａ）からも判るように、正圧状態下では、圧力室に対して加えられた圧力によって押し出されたインクが、自身の表面張力によって各ノズル１０から圧力室の外方へ向けてそれぞれ突出した状態となっている。すなわち、本実施の形態では、正圧状態下での各ノズル１０におけるインク面Ｆは、ノズルプレート４の外側面４ａよりも下方に位置付けられている。正圧状態下のインクに対しては鉛直方向下向きに以下に示す（１）式によって表される圧力が加えられている。

ＰＴ＝Ｈ×（４／Ｄ）cosθ ．．．（１）
（１）式中、Ｈはインクが有する表面張力、Ｄはノズル１０の直径、θはノズル１０におけるインクの接触角である。

制御部２１は、パージポンプ１４ａによって加えられる圧力が、ノズル位置Ｘにおいて上記の（１）式によって表される圧力ＰＴよりも小さくなるように制御する。ここに、圧力室に対して加える圧力を制御する手段が実現されている。これにより、ノズル１０からインクを滴下させることなく、ノズル１０から圧力室の外方へ向けて突出させた状態を保持することができる。

なお、本実施の形態では、この正圧状態に対し、図１０（ｂ）に示すように、圧力室内のインクに対して、各ノズル１０におけるインク面Ｆ’がノズルプレート４の外側面４ａよりも圧力室側へ凹む程度の圧力が加えられた状態を負圧状態とする。

そして、ステップＳ１４で開始したカウントが予め設定された時間に到達するまで正圧状態のまま待機し（Ｓ１５のＮ）、ステップＳ１４で開始したカウントが予め設定された時間に到達すると（Ｓ１５のＹ）、インクジェットヘッドクリーニング装置１６におけるクリーニングモータ２０を駆動し（ステップＳ１６）、清掃部材１７をノズルプレート４に当接させた状態でノズル１０に沿って移動させる。

清掃部材１７として、例えば、弾性を有するとともに多数の気泡を有している発泡ウレタンを用いることにより、この清掃部材１７をノズルプレート４に対して擦り付けられるようにして移動させることで、残存インクや異物を気泡中に取り込むことができる。これによって、構造を複雑化することなく、ノズル１０周辺等に残存するインクをノズルプレート４から払拭することができる。

ところで、ノズルクリーニング動作の実行に際して行われるノズル１０における気液界面（メニスカス）のコントロールに関しては、送気ポンプ１１を駆動することで圧力調整タンク６内を加圧することも考えられる。この場合、送気ポンプ１１は、インクタンク２４が保持するインクを圧力調整タンク６へ供給することで圧力調整タンク６内を加圧する。一般的に、流体における圧力損失は、気体における圧力損失よりも格段に大きい。

本実施の形態においては、ノズルクリーニング動作の実行に際し、パージ装置１４が備えるパージポンプ１４ａを用いてノズル１０における気液界面（メニスカス）をコントロールしているため、送気ポンプ１１を駆動することで圧力調整タンク６内を加圧する場合と比較してより効率よく圧力調整タンク６内を加圧することができる。特に本実施の形態では、インクタンク２４から圧力調整タンク６までの距離よりも、パージ装置１４から圧力調整タンク６までの距離の方が短く設定されているため、より効率よく圧力調整タンク６内を加圧することができる。

ここで、ステップＳ１４で開始したカウントが予め設定された時間に到達するまで正圧状態のまま待機することで、パージ装置１４におけるモータを駆動して圧力を加えることにより各ノズル１０でのインク面の変動を安定させるとともに、インク中に含まれるノズル１０周辺の異物をノズル１０から突出したインクに集めることができる。そして、この状態で清掃部材１７を動作させることで、インク中およびノズル１０周辺等に残存する異物をより効果的に除去することができる。

すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッドクリーニング装置１６によれば、インクを保持する複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズル１０が形成されたノズルプレート４に当接された清掃部材１７と、全ての圧力室に対して圧力を加える機構と、圧力室内のインクが各ノズル１０から圧力室の外方へ向けて突出する正圧状態とするように圧力を加える機構が圧力室に対して加える圧力を制御する手段と、正圧状態下で清掃部材１７をノズル１０に沿って移動させる機構と、を具備するため、ノズルプレート４に対して清掃部材１４を強く押し付けることなく接触させる程度とし各ノズル１０から圧力室の外方へ向けて突出されたインクによって異物を圧力室の外へ押し出した状態でこの清掃部材１４をノズル１０に沿って移動させることで、不必要に多くのインクを消費したり、清掃部材１７とノズルプレート４との摩擦によりノズルプレート４に設けられた撥インク層を損傷したりすることなく、インク中に含まれる異物やノズル１０周辺等に残存する異物を除去することができる。

これによって、ノズル周辺の異物が圧力室内に吸い込まれることによる吐出不良の発生を防止することができる。

そして、このようなインクジェットヘッドクリーニング装置１６を備える本実施の形態のインクジェット記録装置１によれば、印字に際して良好な吐出性能を発揮させることができる。

また、本実施の形態のインクジェットヘッドクリーニング装置１６によれば、圧力を加える機構は、各圧力室に連通されたパージ装置１４が備える加圧ポンプとしてのパージポンプ１４ａであり、圧力制御手段は、パージポンプ１４ａが圧力室に対して加える圧力を調整するため、パージ装置１４が備えるパージポンプ１４ａを利用することで、全ての圧力室に対して圧力を加えるために格別な機構を設けたり、装置の大型化を伴ったりすることなく上述の効果を得ることができる。

そして、このようなインクジェットヘッドクリーニング装置１６を備える本実施の形態のインクジェット記録装置１によれば、全ての圧力室に対して圧力を加えるために格別な機構を設けたり、装置の大型化を伴ったりすることなく、印字に際して良好な吐出性能を発揮させることができる。

また、本実施の形態のインクジェットヘッドクリーニング装置１６によれば、清掃部材１４は、吸湿性を有する材料によって形成されているため、各ノズル１０から圧力室の外方へ向けて突出されたインクによって圧力室の外へ押し出された異物を効率よく回収することができる。

そして、このようなインクジェットヘッドクリーニング装置１６を備える本実施の形態インクジェット記録装置１によれば、印字に際して良好な吐出性能を効果的に発揮させることができる。

また、本実施の形態のインクジェットヘッドクリーニング装置１６によれば、清掃部材１７は、例えばウレタンゴム等の弾性を有する材料によって形成されているため、ノズルプレート４に対して清掃部材１７を密着させるとともに、密着させることで清掃部材１７とノズルプレート４との間で多少の摩擦が生じてもノズルプレート４の損傷を抑制することができる。

さらに、ウレタンゴムとして、水分を吸収することにより軟化する性質を有するウレタンゴムを用いて清掃部材とすることにより、ノズルプレート４の損傷をより確実に防止することができる。

そして、このようなインクジェットヘッドクリーニング装置１６を備える本実施の形態のインクジェット記録装置１によれば、ノズルプレート４の耐久性を向上させ、印字に際して良好な吐出性能を長期に亘って発揮させることができる。

次に、本発明の別の実施の形態のインクジェット記録装置について図面を参照して以下に説明する。本実施の形態では、上述した実施の形態で説明したように、パージ装置１４を用いた方法に限るものではなく、例えば、圧力調整タンク６とノズル１０との鉛直方向における位置関係によって、インクジェットヘッド２を正圧状態とする。なお、上述した実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。

図１１は、本発明の別の実施の形態を示すインクジェット記録装置の概略図である。本発明の別の実施の形態のインクジェット記録装置１は、図１１に示すように、パージ装置１４および管路部材１３ｂを有していない。このため、圧力調整タンク６は、管路部材１３ａフィルタ１５を介して大気に開放されている。

また、図１１に示すインクジェット記録装置１は、インク保持部としての圧力調整タンク６を鉛直方向に沿って上下動可能とする変位機構としての上下動機構２３を備えている。

上下動機構２３の一例として、図６には、圧力調整タンク６を支持する支持台２３ａと、この支持台２３ａに嵌挿された螺子部材２３ｂと、螺子部材２３ｂに連結されたモータ２３ｃから構成される上下動機構２３が示されている。モータ２３ｃとしては、例えば、ステッピングモータ等を使用することができる。本実施の形態では、支持台２３ａを上方向に変位させるようなモータ２３ｃの駆動方向を正方向とし、支持台２３ａを下方向に変位させるようなモータ２３ｃの駆動方向を逆方向とする。

ここで、図１２は、インクジェット記録装置１が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。本実施の形態のインクジェット記録装置１が備える制御部２１には、モータ２３ｃが接続されている。後述するクリーニング動作の実行に際して、制御部２１は、モータ２３ｃを正逆方向に切り替え自在に駆動する。

次に、図１１に示すインクジェット記録装置１におけるノズルクリーニング動作について説明する。図１３は、制御部が実行するノズルクリーニング処理を概略的に説明するフローチャートである。ノズルクリーニング処理は、オペレータのキー操作によってノズルクリーニング処理の実行が宣言された場合や上述した印字動作を所定回数実行したタイミングで行われる。

ノズルクリーニング動作の実行の宣言を待機している間に（ステップＳ２１のＮ）、ノズルクリーニング動作の実行が宣言されたと判断した場合には（Ｓ２１のＹ）、遮断弁９を閉塞位置に位置付けてインクタンク２４からのインクの供給を遮断するとともに、ステージ移動モータ３０を駆動してステージ３１をクリーニングポジションに位置付ける（ステップＳ２２）。

次に、モータ２３ｃを正方向に駆動して（ステップＳ２３）、圧力調整タンク６を鉛直方向に沿って上方へ変位させる。

圧力調整タンク６とインクタンク２４とが遮断された状態にあるため、圧力調整タンク６を上方へ変位させることで圧力調整タンク６の気液界面Ｙとノズル位置Ｘとの高さの違が生じると、この圧力調整タンク６の気液界面Ｙとノズル位置Ｘとの高さの違いに応じて各圧力室に対して圧力が加わる。ここに、圧力を加える機構が実現されている。

ここで、圧力調整タンク６の気液界面Ｙとノズル位置Ｘとの関係と、ノズル位置Ｘにおけるインクに対して加えられる圧力とについて図１４を参照して説明する。圧力調整タンク６は、管路部材１３ａおよびフィルタ１５を介して待機に開放されており、また、各ノズル１０も待機に開放されている。このため、圧力調整タンク６における気液界面Ｙとノズル位置Ｘとの、鉛直方向における位置（高さ）の違いを水頭差Ｈとし、圧力調整タンク６の気液界面Ｙにおいてインクに加えられる圧力をＰ１、ノズル位置Ｘにおいてインクに対して加えられる圧力をＰ２とした場合、圧力調整タンク６における気液界面Ｙとノズル位置Ｘとの圧力差Ｐは、以下に示す（２）式によって表される。
圧力差Ｐ＝（インクの比重）×（水頭差Ｈ） ．．．（２）

本実施の形態では、（２）式によって表される圧力差Ｐが、（１）式によって表される圧力ＰＴよりも小さくなるような範囲で、圧力調整タンク６を上昇させる。

なお、（２）式より、水頭差Ｈが０、すなわち、圧力調整タンク６における気液界面Ｙとノズル位置Ｘとが同一高さに位置する場合、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との圧力差Ｐは０となる。

これによって、図１０（ａ）に示すように、各圧力室内のインクがノズル１０から押し出され、自身の表面張力によってノズル１０から圧力室の外方へ向けて突出した正圧状態を維持することが可能になる。ここに、圧力室に対して加える圧力を制御する手段が実現されている。

そして、圧力調整タンク６を上昇させた状態でインクジェットヘッドクリーニング装置１６におけるクリーニングモータ２０を駆動し（ステップＳ２４）、清掃部材がノズルプレート４に当接した状態でノズル１０に沿って移動させる。

これによって、ノズル１０周辺等に残存するインクをノズルプレートから払拭することができる。

なお、ステップＳ２３で圧力調整タンク６を上昇させた後、所定時間の経過を待ってインクジェットヘッドクリーニング装置１６を駆動するようにしてもよい。これによって、インク面Ｆを安定させ、ノズル１０周辺の異物をより効果的に除去することができる。

インクジェットヘッドクリーニング装置１６によるノズルプレート４の払拭が終了すると、モータ２３ｃを逆方向に駆動して、圧力調整タンク６における気液界面Ｙがノズル位置Ｘと等しくなる位置まで支持台２３ａを下降させる。

すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッドクリーニング装置１６によれば、圧力室に供給するインクを保持するインク保持部６と、インク保持部６をノズル位置Ｘに対して鉛直方向に変位可能とする変位機構２３と、を具備し、圧力を加える機構は、変位機構としての上下動機構２３によってインク保持部６における気液界面Ｙをノズル位置Ｘよりも高い位置に位置付けることで全ての圧力室に対して圧力を加えるため、全ての圧力室に対して圧力を加えるために格別な機構を設けたり、装置の大型化を伴ったりすることなく上述の効果を得ることができる。

そして、このようなインクジェットヘッドクリーニング装置１６を備える本実施の形態のインクジェット記録装置１によれば、印字に際して良好な吐出性能を効果的に発揮させることができるインクジェット記録装置１を、格別な機構を設けたり、装置の大型化を伴ったりすることなく実現することができる。

図１は、本発明の一実施の形態であるインクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。 （ａ）はそのインクタンクにおけるインク補充機構について例示する説明図であり、（ｂ）はそのインクタンクにおける別のインク補充機構について例示する説明図である。 印字ポジション、クリーニングポジションおよび待機ポジションについて説明する説明図である。 インクジェット記録装置が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。 インクジェット記録装置が備える制御部が実行する印字動作を概略的に説明するフローチャートである。 印字動作の実行に際して、インク滴を吐出するノズル周辺におけるインクの挙動を示す説明図である。 インクの吐出不良状態を例示する説明図である。 インクジェット記録装置が備える制御部が実行するノズルクリーニング動作を概略的に説明するフローチャートである。 ノズルクリーニング動作の実行に際しての圧力調整タンクにおける気液界面の変動について示す説明図である。 （ａ）はインクジェットヘッドが正圧状態下にある場合における各ノズルにおけるインク面の状態を示す説明図であり、（ｂ）は、インクジェットヘッドが負圧状態下にある場合における各ノズルにおけるインク面の状態を示す説明図である。 本発明の別の実施の形態を示すインクジェット記録装置の概略図である。 その電気的接続を概略的に示すブロック図である。 インクジェット記録装置が備える制御部が実行するノズルクリーニング処理を概略的に説明するフローチャートである。 インクジェット記録装置における圧力調整タンクでの気液界面とノズル位置との関係を示す説明図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ インクジェットヘッド
４ ノズルプレート
６ インク保持部
１０ ノズル
１４ パージ装置
１４ａ 加圧ポンプ
１６ インクジェットヘッドクリーニング装置
１７ 清掃部材
２３ 変位機構
２８ 移動手段

Claims (6)

1. インクを保持する複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズルプレートに当接された清掃部材と、
   全ての前記圧力室に対して圧力を加える機構と、
   前記圧力室内のインクが前記各ノズルから前記圧力室の外方へ向けて突出する正圧状態とするように前記圧力を加える機構が前記圧力室に対して加える圧力を制御する手段と、
   前記正圧状態下で前記清掃部材を前記ノズルに沿って移動させる機構と、
   を具備するインクジェットヘッドクリーニング装置。
2. 前記圧力を加える機構は、前記各圧力室に連通されたパージ装置が備える加圧ポンプであり、
   前記圧力制御手段は、前記加圧ポンプが前記圧力室に対して加える圧力を調整する請求項１記載のインクジェットヘッドクリーニング装置。
3. 前記圧力室に供給するインクを保持するインク保持部と、
   前記インク保持部を前記ノズル位置に対して鉛直方向に変位可能とする変位機構と、
   を具備し、
   前記圧力を加える機構は、前記変位機構によって前記インク保持部における気液界面を前記ノズル位置よりも高い位置に位置付けることで全ての前記圧力室に亘って圧力を加える請求項１記載のインクジェットヘッドクリーニング装置。
4. 前記清掃部材は、吸湿性を有する材料によって形成されている請求項１記載のインクジェットヘッドクリーニング装置。
5. 前記清掃部材は、弾性を有する材料によって形成されている請求項１記載のインクジェットヘッドクリーニング装置。
6. インクを保持する複数の圧力室とこの圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズルプレートとを備えるインクジェットヘッドと、
   前記ノズルに対向する印字位置を被記録媒体が通過するように前記インクジェットヘッドと前記被記録媒体とを相対的に移動させる移動手段と、
   請求項１ないし５のいずれか一に記載のインクジェットヘッドクリーニング装置と、
   を具備するインクジェット記録装置。
   
   
   

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