JP2003039710A - インクジェットヘッドのノズル清掃機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルと清掃機構の間に構造物がある場合
や、角張った顔料等を含んだインクを用いたヘッドにお
いても、清掃不良やノズル面の磨耗といった不具合が無
くノズルの清掃が可能な清掃機構を提供する。 【解決手段】 ノズルに非接触で、インクの吸引を行い
ながら吸引具をノズルの無い部分まで移動させる。これ
により、ノズルの清掃及びノズル面の余分なインクの除
去をノズル面を擦ること無く行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、インクジェットヘッドのノズル
清掃機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、プリントを
行っているうちに、インク中には気泡やゴミや増粘した
インクが、ノズル面には紙粉やインクミスト等の付着が
生じ、放っておくと不吐出や吐出方向の曲がりといった
吐出不良を生じる。これを防止するためにノズルの清掃
を行う必要がある。その方法としては、ノズルを吸引具
でキャップし、キャップの中を負圧にすることで、増粘
したインクや気泡やゴミ等を排出した後、キャップを外
してから、ノズル面をゴムブレード等で摺擦させること
で、ノズル孔の周りに付着したインクや紙紛等の異物を
取り去るという方法が広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ノズル面や、ノズル面
とノズル清掃機構の間に、電極等の何らかの構造物が設
置されている場合、従来のような、ノズルをキャップし
てキャップの中を負圧にすることで増粘したインクや気
泡やゴミ等の排出を行なったり、ノズル面をゴムブレー
ド等で摺擦させるノズル清掃方法は、その構造物が邪魔
してキャップやゴムブレードとノズル面との密着性が悪
くなり、困難である。

【０００４】また、顔料インクのような分散系インクを
用いた場合、一般的に顔料は粒子が角張っているため、
ノズル面をゴムブレード等で摺擦すると、ノズル面に施
してある撥水膜がすぐに摩耗してしまうという問題があ
った。

【０００５】ノズル面をゴムブレード等で摺擦すること
は、ノズル面やゴムブレードに付着したゴミを、ゴムブ
レードがノズル上を通過する際にノズルに押し込むとい
う弊害を生じさせることもある。

【０００６】更には、異なるノズルで色や物性等の異な
った複数種類のインクを用いている場合等、ゴムブレー
ドで、あるノズルから払い取ったインクを、別のインク
が充填されたノズルを拭き払う際に、ノズル口で混合し
てしまうという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、ノズル面や、ノズル面と
清掃機構の間に構造物があっても、支障無くノズルの清
掃が行え、又、摺擦によって、ノズル面を磨耗させた
り、ノズル面のゴミをノズルに押し込んだり、拭き払っ
たインクを別のノズルのインクと混合させてしまうこと
も無いノズル清掃機構を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のノズル清掃機構においては、インクを排出
させる手段をノズル面に非接触となるように設け、ノズ
ル面の清掃を全て非接触で行うことを特徴とする。

【０００９】また、ノズル面に非接触の状態で、ノズル
孔の周りに付着したインクを取り去る、又はインク滴の
吐出に影響しない場所まで移動させる手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１０】また、インクを排出させ、ノズル孔の周り
に付着したインクをインク滴の吐出に影響しない場所ま
で移動させるインク排出手段を備え、前記インク排出手
段を、インク排出力を保持したまま移動させ、ノズルの
無い部分では前記インク排出力が掛らないようにする。

【００１１】また、請求項３において、インク排出手段
は固定させ、ノズル部を移動させることを特徴とする請
求項１乃至３のノズル清掃機構。

【００１２】また、インクを移動させる手段が気流、磁
力又は静電気力であることを特徴とする。

【００１３】更に、上記いずれかのノズル清掃機構を備
えたインクジェット記録装置であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１はノズル面に非接触でインク
を吸引する様子を示した図である。ノズル１に対向して
吸引具２をノズル１と隙間を空けて設置する。ノズル１
と吸引具２の間には、構造物３が存在する。構造物３
は、例えば、電源４やグランド５に繋がっている液滴を
偏向するための電極等が考えられる。

【００１５】具体的な清掃方法について説明する。吸引
具２で起こした気流６によりノズル１の周辺（近傍）を
負圧とし、インク室７よりインクを排出して吸引具２で
回収する。但し、この状態で吸引を停止すると、排出さ
れたインク８は吸引具に回収されるが、排出されたもの
の、まだ回収されていないインク９が、ノズル近傍に付
着して吐出不良を引き起こすため、吸引を行いながら吸
引具を移動させて行き、吸引具２がノズル１から遠く離
れた場所まで到達した時に吸引を停止する。これによ
り、排出されたもののまだ回収されていないインク９
は、吸引具２で起こした気流６に引っ張られてノズル１
から遠ざかってから、吸引を停止した時点でその場所に
溜まるため、ノズル近傍には大きなインク溜りは出来
ず、吐出不良は引き起こさない。

【００１６】但し、上記の効果を得るためには、ノズル
面に一定以上の撥インク性が必要であり、インクを排出
させ、引っ張るために必要な気流の強さも一定以上必要
である。ノズル面の撥インク性が高ければ気流の強さは
ぎりぎりインクがノズルから排出される強さで良いが、
ノズル面の撥インク性が低い場合は強い気流が必要とな
る。気流の強さを強くするためには、ノズル面と吸引具
の間の隙間を狭くすればよいが、ノズル面と吸引具の間
に存在する構造物が大きくて吸引具をあまりノズル面に
近付けられない場合は、吸引具の開口面積を小さくした
り、吸引ポンプの吸引力を強くしたりする必要がある。

【００１７】吸引具を移動させる速度にも最適値があ
り、速過ぎるのはもちろん、遅過ぎてもうまく清掃が行
われない。発明者は、吸引圧４２０ｍｍＨｇのポンプを
繋いだ、開口面積７ｍｍ²の吸引具を、インクとの接触
角６０度のノズル面から３００μｍ離した状態で秒速３
ｍｍで移動させるという一条件で、非接触によるノズル
の清掃がうまく行われることを確認している。

【００１８】図２は本発明による一例を説明したもので
ある。図２の（ａ）は吸引具を、図２の（ｂ）はその吸
引具を用いた清掃方法を説明したものである。

【００１９】支持台２０のある面に吸引ポンプとの繋手
２１が付いており、他面にノズル１つ以上を覆う程度の
大きさの開口部２２（図に示したような円筒状である必
要は無く、単なる穴でも良い）が設けてある。開口部２
２を、吸引開始位置２３に近接させ、吸引を行いながら
ノズル列２４に沿って矢印２５の方向に移動させて行
き、最後のノズルを通り過ぎた地点２６で吸引を終了す
る。これによりノズルから排出されたものの回収されな
かったインクの大部分は、この場合、印刷に影響しない
地点２６のノズルプレート表面上に溜まる。

【００２０】図３は本発明による他の一例を説明したも
のである。図３の（ａ）は吸引具を、図３の（ｂ）はそ
の吸引具を用いた清掃方法を説明したものである。

【００２１】支持台３０の、ある面に吸引ポンプとの繋
手３１が付いており、他面に一列以上のノズル列を覆え
る位の大きさの開口部３２（図に示したように開口部が
突出している必要は無く、単なる長穴でも良い）が設け
てある。開口部３２を、吸引開始位置３３に近接させ、
吸引を行いながらノズル列３４の列方向では無い方向、
例えば矢印３５の方向に移動させて行き、吸引具がノズ
ルから離れた地点３６に到達したら吸引を終了する。こ
れによりノズルから排出されたものの、回収されなかっ
たインクの大部分は、この場合、地点３６のノズルプレ
ート表面上に溜まる。

【００２２】図４は、本発明による、色や物性等の異な
るインクの入ったノズルを清掃する際に、特に有効な第
一の例を説明した図である。

【００２３】吸引具５０はノズル面５１と一定の隙間を
空けたまま平行に、ノズルの上を通るように、図４の矢
印方向に移動していく。始めのノズル５２の位置で吸引
を開始し、ノズルとノズルの間５３で吸引を停止する
か、吸引力を弱くする。始めのノズルとは色や物性の異
なったインクの入ったノズル５４の位置まで来たら吸引
を再開して、ノズルから十分離れた位置５５まで来たら
吸引を停止して清掃を終了する。このようにすること
で、ノズル５２から排出されたインクが完全には吸引具
に回収されなかった場合でも、ノズルとノズルの間５３
に溜まり、ノズル５４のインクと混合することは無い。
尚、ノズルとノズルの間５３でも吸引を止めないまま、
吸引具５０をノズル面５１と一定の隙間を空けたまま平
行に移動させていった場合でも、ノズル５２から排出さ
れて吸引具に引っ張られて来たインクがノズル５４に達
しても、ノズル５４から排出されるインクと共に吸引具
に回収されるため、ノズル５４でノズル５３のインクが
混合される量はごく僅かである。

【００２４】図５は、本発明による、色や物性等の異な
るインクの入ったノズルを清掃する際に特に有効な第二
の例を説明した図である。

【００２５】吸引する力は一定とし、吸引具６０をノズ
ル面に沿ってノズルの上を通るように移動させながら、
ノズルとノズルの間に吸引具が来た時にノズル面から吸
引具を離し、矢印６１に示したような軌跡を描くように
動かす。こうすることで、ノズルとノズルの間ではイン
クを引っ張る力が弱くなり、ノズル６２から排出された
インクが完全には吸引具に回収されなかった場合でも、
ノズルとノズルの間６３に溜まり、ノズル６４のインク
と混合することは無い。

【００２６】図４及び図５で示したノズルは、図面手前
方向から奥方向に伸びるノズル列であっても良く、その
場合、吸引具は、図３（ａ）のような長尺のものとす
る。又、色や物性等の同じインクの入った複数のノズル
を清掃する場合に本例を適用しても良い。上記の例にお
いて、吸引を開始する位置は、移動する吸引具がノズル
上に到達するより前であっても構わない。また、インク
を排出又は移動させる力は気流に限ったものではなく、
静電気力や磁力等、離れて働く力であれば何でも良い。
更に、構造物３の形状はどのような物でも良く、構造物
が無くても良い。本例では、吸引具が移動していく場合
で説明を行ったが、ノズルの方が移動した場合でも同様
の効果が得られる。また、吐出液体としてインクを用い
て説明を行ったが、これに限ったものではない。更に、
ノズル面が撥インク性を持たない場合本発明の効果は著
しく低下するが、本発明はノズル面が撥インク性を持っ
たプリントヘッドに限定したものではない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ノズル面と非接触にイ
ンクを排出出来、又、吸引具がノズルから徐々に遠の
き、離れた場所で吸引を停止するノズル清掃機構が提供
される。吸引を行いながら吸引具がノズルから離れてい
くことにより、ノズルからのインクの排出が止まった後
にノズルから排出されたものの、まだ回収されていない
インクは、吸引を停止するまでに気流に引っ張られて吸
引具に回収されるか、気流に引張られて吸引装置の移動
に着いてノズル面上を移動し、ノズルから離れた場所に
溜まる。

【００２８】又、ノズルの周辺に付着している紙粉やイ
ンクミスト等は、気流や、気流に引っ張られていくイン
クにより洗い流される。よって、ゴムブレード等でノズ
ル面の摺擦を行う必要も無く、ノズルの清掃を完全にノ
ズル面に非接触で行うことが可能となり、ノズル面と吸
引具の間に構造物があっても、円滑にノズルの清掃が行
え、分散系インクを用いた場合でもノズル面の撥水膜等
を磨耗させることが無く、ノズルにゴミを押し込んでし
まうことも、あるノズルから払い取ったインクを、別の
ノズル口で混合してしまうことも無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ノズル面に非接触でインクを吸引する様子を
示した図である。

【図２】 本発明による吸引具を用いた清掃方法の一例
を説明した図である。

【図３】 本発明による吸引具を用いた清掃方法の他の
一例を説明した図である。

【図４】 本発明による、色や物性等の異なるインクの
入ったノズルを清掃する際に、特に有効な第一の例を説
明した図である。

【図５】 本発明による、色や物性等の異なるインクの
入ったノズルを清掃する際に特に有効な第二の例を説明
した図である。

【符号の説明】

１はノズル、２は吸引具、３は構造物、４は電源、５は
グランド、６は気流、７はインク室、８は排出されたイ
ンク、９は排出されたものの、まだ回収されていないイ
ンク、２０は支持台、２１はポンプとの繋手、２２は開
口部、２３は吸引開始位置、２４はノズル列、２５は吸
引具の移動方向を示した矢印、２６はノズルから離れた
地点、３０は支持台、３１はポンプとの繋手、３２は開
口部、３３はノズル面での吸引具の位置、３４はノズル
列、３５は吸引具の移動方向を示した矢印、３６はノズ
ルから離れた地点、５０は吸引具、５１はノズル面、５
２は始めのノズル、５３はノズルとノズルの間、５４は
始めのノズルとは色や物性の異なったインクの入ったノ
ズル、５５はノズルから十分離れた位置、６０は吸引
具、６１はヘッドを移動させる軌跡、６２は始めのノズ
ル、６３はノズルとズルの間、６４は始めのノズルとは
色や物性の異なったインクの入ったノズルである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 国雄 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 清水 一夫 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA27 JC06 JC21

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを排出させる手段をノズル面に非接
   触となるように設け、ノズル面の清掃を全て非接触で行
   うことを特徴とするノズル清掃機構。
2. 【請求項２】ノズル面に非接触の状態で、ノズル孔の周
   りに付着したインクを取り去る、又はインク滴の吐出に
   影響しない場所まで移動させる手段を備えたことを特徴
   とするノズル清掃機構。
3. 【請求項３】インクを排出させ、ノズル孔の周りに付着
   したインクをインク滴の吐出に影響しない場所まで移動
   させるインク排出手段を備え、前記インク排出手段を、
   インク排出力を保持したまま移動させ、ノズルの無い部
   分では前記インク排出力が掛らないようにする請求項１
   または２のノズル清掃機構。
4. 【請求項４】請求項３において、インク排出手段は固定
   させ、ノズル部を移動させることを特徴とする請求項１
   乃至３のノズル清掃機構。
5. 【請求項５】インクを移動させる手段が気流であること
   を特徴とする請求項１乃至４記載のノズル清掃機構。
6. 【請求項６】インクを移動させる手段が磁力であること
   を特徴とする請求項１乃至４記載のノズル清掃機構。
7. 【請求項７】インクを移動させる手段が静電気力である
   ことを特徴とする請求項１乃至４記載のノズル清掃機
   構。
8. 【請求項８】請求項１乃至７のいずれかのノズル清掃機
   構を備えた、インクジェット記録装置。