JP6112727B2 - 記録ヘッドの回復機構及びそれを備えたインクジェット記録装置、並びに記録ヘッドの回復方法 - Google Patents

Description

本発明は、用紙等の記録媒体にインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッドの吐出ノズルからインクを強制吐出した後、インク吐出面に付着したパージインクをワイパーで拭き取る記録ヘッドの回復機構に関するものである。

ファクシミリ、複写機、プリンター等の記録装置は、紙、ＯＨＰ用シート等の記録媒体に画像を記録するように構成されているが、記録を行う方式により、インクジェット式、ワイヤードット式、サーマル式等に分類することができる。また、インクジェット記録方式は、記録ヘッドが記録媒体上を走査しながら記録を行うシリアル型と、装置本体に固定された記録ヘッドにより記録を行うラインヘッド型に分類することができる。

例えばラインヘッド型のインクジェット記録装置は、記録媒体の搬送方向に対し直交する印字領域幅全域に亘って吐出ノズルが所定の間隔で並んでいるラインヘッド型のインクジェットヘッド（記録ヘッド）を色毎に備えている。そして、記録媒体の搬送に合わせて印字位置に対応した吐出ノズルからインクを吐出することにより、記録媒体全体の印字を可能としたものである。

このようなインクジェット記録装置では、インクの直進性の悪化（飛翔曲がり）や不吐出等が発生して記録ヘッドの印字性能が低下することがある。この原因としては、用紙の搬送時に発生する紙粉や埃、塵等の異物や、画像記録のためのインク滴と共に吐出される微小なインク滴（以下、ミストと称する）や、インク滴が記録媒体に付着した際に発生する跳ね返りミストが、記録ヘッドのインク吐出面に付着することによるメニスカス異常の発生が考えられる。また、キャップ装着箇所へミストが付着して乾燥することによるキャップ装着時の密閉性の低下、及びそれに伴うノズル内のインクの粘度上昇の発生も考えられる。

そこで、記録ヘッドのインク吐出面に開口が設けられたインク吐出ノズル内のインクの乾燥や、インク吐出ノズル内のインクの増粘によるノズルの目詰まりを防止するために、ノズルからインクを強制吐出（パージ）した後、インク吐出面（ノズル面）に付着したパージインクをブレード状のワイパーで拭き取って記録ヘッドの回復処理を行う構成が用いられている。

例えば、記録ヘッドのインク吐出面のノズルのない部分にワイパーを所定の接触圧で接触させてインク吐出面を拭き取る方法が知られている。具体的には、図２８Ａのように、記録ヘッド１０１のインク吐出面１０１ａの、インク吐出ノズルの配置されたノズル領域１０２の外側の領域（拭き取り開始位置）にワイパー１０３を略垂直に押し当てる。次に、図２８Ｂ、図２８Ｃのようにワイパー１０３をインク吐出面１０１ａに沿って矢印Ａ方向に水平移動させることで吐出ノズル部１０２のインク１０４を拭き取り、図２８Ｄのようにワイパー１０３をインク吐出面１０１ａから離間させた後、矢印Ａ′方向に水平移動させることで拭き取り開始位置まで戻す。

しかし、図２８Ａ〜図２８Ｄに示す方法では、図２９Ａに示すように、２回目の拭き取り時にはワイパー１０３の先端にインク１０４ａ、１０４ｂが付着している。ワイパー１０３の先端に付着したインク１０４ｂは空気に触れて増粘しているので、図２９Ｂおよび図２９Ｃのように、インク吐出面１０１ａに付着する。

上記のように拭き取り動作を繰り返すことで、拭き取り開始位置近傍に徐々にインク１０４ｂが溜まり、大きなインク溜まりとなる。このインク溜まりがインク吐出面１０１ａの下方を通過する記録媒体上に落下したり、接触したりして印字面を汚してしまうという不都合があった。

この不都合を改善するために、特許文献１には、記録ヘッドのインク吐出面に順次接触可能な２枚のワイパーを有し、先行するワイパーによってパージインクを拭き取り、後続のワイパーによって先行するワイパーの拭き取り開始位置近傍に残るインクを拭き取るようにしたインクジェット記録装置のワイピング機構が開示されている。

特開２０１３−４９２０５号公報

しかしながら、特許文献１の構造では、後続のワイパーが拭き取ったインクが、次回の拭き取り時に、後続のワイパーの拭き取り開始位置に付着する。そして、拭き取り動作を繰り返すことによって、大きなインク溜まりが形成されるという問題点がある。また、このワイピング機構では、ワイパーの数が多くなるので構造が複雑になるという問題点もある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、簡易な構成で、インク吐出面におけるインク溜まりの発生を抑制することが可能な記録ヘッドの回復機構及びそれを備えたインクジェット記録装置、並びに記録ヘッドの回復方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の記録ヘッドの回復機構は、記録媒体上にインクを吐出する吐出ノズルが開口するノズル領域が設けられた記録ヘッドの回復機構であって、吐出ノズルから強制的に吐出されたパージインクを拭き取るワイパーと、ワイパーを、ノズル領域を含むインク吐出面に沿って往復移動させる駆動機構と、を備え、ノズル領域の外側の第１位置にワイパーを圧接させた後、ワイパーをインク吐出面に沿って移動させることにより、ワイパーの先端の残留インクを第１位置に付着させる残留インク付着工程と、吐出ノズルからインクを強制的に吐出してノズル領域にパージインクを付着させるインク吐出工程と、残留インク付着工程の実行後、ノズル領域に対して第１位置とは反対側の第２位置から、ワイパーをインク吐出面に沿って第１位置側に向かう方向に移動させることにより、パージインクと残留インクとを拭き取る拭き取り工程と、を含む記録ヘッドの回復動作を実行可能である。

本発明によれば、ワイパーの先端の残留インクを第１位置に付着させる残留インク付着工程の実行後、ノズル領域に対して第１位置とは反対側の第２位置から、ワイパーをインク吐出面に沿って第１位置側に向かう方向に移動させる拭き取り工程を実行することによって、ワイパーによりパージインクと残留インクとを拭き取ることができる。これにより、インク吐出面に残留インクが溜まるのを抑制することができるので、大きなインク溜まりが発生するのを抑制することができる。また、インク吐出面に順次接触する２枚のワイパーを設ける場合（上記特許文献１の構成）と異なり、ワイパーの数が多くなるのを抑制することができるので、記録ヘッドの回復機構の構造が複雑になるのを抑制することができる。

また、拭き取り工程において、ワイパーを、ノズル領域に対して第１位置とは反対側の第２位置から、第１位置側に向かう方向に移動させることによって、ワイパーはパージインクを拭き取った後で残留インクを拭き取ることになる。これにより、ワイパーが残留インクを拭き取る際に、増粘していないパージインクが、長時間大気にさらされて増粘した残留インクに接触するので、残留インクが再溶解して増粘が緩和される。このため、拭き取り工程において、インク吐出面に付着した残留インクをワイパーにより、拭き取り易くすることができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置１００の概略構造を模式的に示す側面図 図１に示すインクジェット記録装置１００の第１搬送ユニット５及び記録部９を上方から見た平面図 記録部９を斜め上方から見た斜視図 記録部９のラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋを構成する記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの側面図 記録ヘッド１７ａ〜１７ｃをインク吐出面Ｆ側から見た平面図 記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出ノズル１８周辺の構成を示す断面拡大図 図１に示すインクジェット記録装置１００のインクタンク２０から記録ヘッド１７ａ〜１７ｃまでのインク流路を模式的に示す図 メンテナンスユニット１９に搭載されるワイピング機構３０を斜め上方から見た斜視図 ワイピング機構３０を構成するキャリッジ３１を斜め上方から見た斜視図 ワイピング機構３０を構成する支持フレーム４０を斜め上方から見た斜視図 メンテナンスユニット１９のユニット筐体４５からワイピング機構３０を取り外した状態を示す外観斜視図 ユニット筐体４５に配置される昇降機構５０の斜視図であり、リフト部材５０ａが水平状態にある状態を示す図 ユニット筐体４５に配置される昇降機構５０の斜視図であり、図１２の状態からリフト部材５０ａが起立した状態を示す図 昇降機構５０を構成するリフト部材５０ａの斜視図 メンテナンスユニット１９を記録部９の下方に配置した状態を示す側面図 図１５の状態におけるメンテナンスユニット１９内のキャリッジ３１、ワイパー３５ａ〜３５ｃ、支持フレーム４０、昇降機構５０を示す側面図 図１６の状態から昇降機構５０により支持フレーム４０及びキャリッジ３１が上昇し、ワイパー３５ａ〜３５ｃがインク吐出面Ｆと所定の間隔を隔てて配置された状態を示す側面図 ワイパー３５ａ〜３５ｃを第１位置Ｐ１の下方に配置した状態を示す記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの側面図 図１８の状態をインク吐出面Ｆ側から見た記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの平面図 ワイパー３５ａ〜３５ｃをインク吐出面Ｆに圧接させた状態で矢印Ａ方向に移動させた状態を示す記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの側面図 図２０の状態からワイパー３５ａ〜３５ｃをインク吐出面Ｆから離間させた状態を示す記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの側面図 図２１の状態からワイパー３５ａ〜３５ｃを第２位置Ｐ２の下方まで移動させた状態を示す記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの側面図 図２２の状態からワイパー３５ａ〜３５ｃをインク吐出面Ｆに接触させるとともに、インク２２を強制吐出（パージ）させた状態を示す記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの側面図 図２３の状態をインク吐出面Ｆ側から見た記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの平面図 図２３の状態からワイパー３５ａ〜３５ｃを矢印Ａ′方向に移動させ、パージインク２２ｂが残留インク２２ａに接触した状態を示す記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの側面図 図２５の状態からワイパー３５ａ〜３５ｃを矢印Ａ′方向の下流側端縁まで移動させた状態を示す記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの側面図 昇降機構５０により支持フレーム４０及びキャリッジ３１が下降し、ワイパー３５ａ〜３５ｃがインク吐出面Ｆから離間した状態を示す側面図 ワイパーをインク吐出面に対し略垂直方向から所定の接触圧で接触させて記録ヘッドのインク吐出面を拭き取る従来のワイピング機構を示す側面図であり、ワイパーを拭き取り開始位置の下方に配置した状態を示す図 図２８Ａの状態からワイパーをインク吐出面に接触させながらノズル領域の方向に移動させた状態を示す記録ヘッドの側面図 図２８Ｂの状態からワイパーをさらに移動させてノズル領域を通過させた状態を示す記録ヘッドの側面図 図２８Ｃの状態からワイパーをインク吐出面から離間させた状態を示す記録ヘッドの側面図 図２８Ａに示す従来のワイピング機構を用いて２回目の拭き取りを行うためにワイパーを拭き取り開始位置の下方に配置した状態を示す記録ヘッドの側面図 図２９Ａの状態からワイパーをインク吐出面に接触させた状態を示す記録ヘッドの側面図 図２９Ｂの状態からワイパーをインク吐出面に接触させながらノズル領域の方向に移動させた状態を示す記録ヘッドの側面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態のインクジェット記録装置１００の左側部には用紙Ｓ（記録媒体）を収容する給紙トレイ２が設けられており、この給紙トレイ２の一端部には収容された用紙Ｓを、最上位の用紙Ｓから順に一枚ずつ後述する第１搬送ユニット５へと搬送給紙するための給紙ローラー３と、給紙ローラー３に圧接され従動回転する従動ローラー４とが設けられている。

用紙搬送方向（矢印Ｘ方向）に対し給紙ローラー３及び従動ローラー４の下流側（図１の右側）には、第１搬送ユニット５及び記録部９が配置されている。第１搬送ユニット５は、用紙搬送方向に対し下流側に配置された第１駆動ローラー６と、上流側に配置された第１従動ローラー７と、第１駆動ローラー６及び第１従動ローラー７に掛け渡された第１搬送ベルト８とを含む構成であり、第１駆動ローラー６が時計回り方向に回転駆動されることにより、第１搬送ベルト８に保持された用紙Ｓが矢印Ｘ方向に搬送される。

ここで、用紙搬送方向の下流側に第１駆動ローラー６を配置したことにより、第１搬送ベルト８の搬送面（図１の上側面）は第１駆動ローラー６に引っ張られるようになるため、第１搬送ベルト８の搬送面のテンションを高めることができ、安定した用紙Ｓの搬送が可能となる。なお、第１搬送ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、主として継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。

記録部９は、ヘッドハウジング１０と、ヘッドハウジング１０に保持されたラインヘッド１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、及び１１Ｋを備えている。これらのラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋは、第１搬送ベルト８の搬送面に対して所定の間隔（例えば１ｍｍ）が形成されるような高さに支持され、図２に示すように、用紙搬送方向と直交する用紙幅方向（図２の上下方向）に沿って複数（ここでは３個）の記録ヘッド１７ａ〜１７ｃが千鳥状に配列されている。ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋは、搬送される用紙Ｓの最大幅以上の記録領域を有しており、第１搬送ベルト８上を搬送される用紙Ｓに対して、印字位置に対応したインク吐出ノズル１８（吐出ノズル）からインクを吐出できるようになっている。

図４及び図５に示すように、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆにはインク吐出ノズル１８が多数配列されたノズル領域Ｒが設けられている。また、図２及び図３に示すように、同一のラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋを構成する３個の記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは、各記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに設けられたインク吐出ノズル１８の一部が用紙搬送方向に重複するように端部をオーバーラップさせて配置されている。なお、図３は記録部９を図１の奥側（図２の上側）から見た状態を示しており、ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋの並びは図１及び図２とは逆になっている。また、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは同一の形状及び構成であるため、図４〜図６では記録ヘッド１７ａ〜１７ｃを一つの図で示している。

図６に示すように、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆには、インク吐出ノズル１８の開口部である微小径を有する吐出口１８ａが、インク吐出面Ｆの長手方向（主走査方向）において少なくとも印字領域の最大幅に亘って複数設けられている。

また、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは、インク吐出面Ｆの吐出口１８ａ以外の部分を覆う撥水膜７３と、吐出口１８ａに対して１つずつ設けられた加圧室７５と、加圧室７５とインク吐出ノズル１８を連通するノズル流路７６と、インクを貯留するインクタンク２０（図７参照）から複数の加圧室７５にインクを供給する共通流路７７とを備える。加圧室７５と共通流路７７とは供給孔７９で連通されており、この供給孔７９を介して共通流路７７から加圧室７５にインクが供給される。インク吐出ノズル１８は加圧室７５内から吐出口１８ａまで連続している。加圧室７５の壁のうちインク吐出面Ｆと逆側の壁は振動板８０で構成されている。振動板８０は複数の加圧室７５に亘って連続して形成されており、振動板８０には同様に複数の加圧室７５に亘って連続して形成された共通電極８１が積層されている。共通電極８１上には、加圧室７５毎に別個の圧電素子７１が設けられており、共通電極８１と共に圧電素子７１を挟むように、加圧室７５毎に別個の個別電極８３が設けられる。

ヘッド駆動部の駆動パルス発生部（図示せず）で生成された駆動パルスが個別電極８３に印加されることで、各圧電素子７１は個別に駆動される。この駆動による圧電素子７１の変形が振動板８０に伝達され、振動板８０の変形によって加圧室７５が圧縮される。その結果、加圧室７５内のインクに圧力が加わり、ノズル流路７６及びインク吐出ノズル１８を通過したインクが吐出口１８ａからインク滴となって用紙上に吐出される。なお、インク滴が吐出されない間も、インク吐出ノズル１８内にはインクが入っており、インク吐出ノズル１８内でインクはメニスカス面Ｍを形成している。

各ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋを構成する記録ヘッド１７ａ〜１７ｃには、それぞれインクタンク２０（図７参照）に貯留されている４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）のインクがラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋの色毎に供給される。

各記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは、外部コンピューター等から受信した画像データに応じて、第１搬送ベルト８の搬送面に吸着保持されて搬送される用紙Ｓに向かってインク吐出ノズル１８からインクを吐出する。これにより、第１搬送ベルト８上の用紙Ｓにはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクが重ね合わされたカラー画像が形成される。

また、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの乾燥や目詰まりによるインクの吐出不良を防止するために、長期間停止後の印字開始時は全ての記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出ノズル１８から、また印字動作の合間にはインク吐出量が規定値以下の記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出ノズル１８から、ノズル内の粘度が高くなったインクを吐出するパージを実行して、次の印字動作に備える。

なお、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃからのインクの吐出方式としては、例えば、図示しないピエゾ素子を用いてインクを押し出すピエゾ方式や、発熱体によって気泡を発生させ、圧力をかけてインクを吐出するサーマルインクジェット方式など、各種方式を適用することができる。

図１に戻って、用紙搬送方向に対し第１搬送ユニット５の下流側（図１の右側）には第２搬送ユニット１２が配置されている。第２搬送ユニット１２は、用紙搬送方向に対し下流側に配置された第２駆動ローラー１３と、上流側に配置された第２従動ローラー１４と、第２駆動ローラー１３及び第２従動ローラー１４に掛け渡された第２搬送ベルト１５とを含む構成であり、第２駆動ローラー１３が時計回り方向に回転駆動されることにより、第２搬送ベルト１５に保持された用紙Ｓが矢印Ｘ方向に搬送される。

記録部９にてインク画像が記録された用紙Ｓは第２搬送ユニット１２へと送られ、第２搬送ユニット１２を通過する間に用紙Ｓ表面に吐出されたインクが乾燥される。また、第２搬送ユニット１２の下方にはメンテナンスユニット１９及びキャップユニット９０が配置されている。メンテナンスユニット１９は、上述したパージを実行する際に記録部９の下方に移動し、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出ノズル１８から吐出されたインクを拭き取り、拭き取られたインクを回収する。キャップユニット９０は、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆ（図４参照）をキャッピングする際に記録部９の下方に水平移動し、さらに上方に移動して記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの下面に装着される。なお、メンテナンスユニット１９の詳細な構成については後述する。

また、用紙搬送方向に対し第２搬送ユニット１２の下流側には、画像が記録された用紙Ｓを装置本体外へと排出する排出ローラー対１６が設けられており、排出ローラー対１６の下流側には、装置本体外へと排出された用紙Ｓが積載される排出トレイ（図示せず）が設けられている。

続いて、印字時におけるインクタンク２０から記録ヘッド１７ａ〜１７ｃへのインクの供給、及びパージ時における記録ヘッド１７ａ〜１７ｃからのインクの吐出について説明する。なお、各色のインクタンク２０（図７参照）と記録ヘッド１７ａ〜１７ｃとの間に、それぞれ図７に示すインク流路が設けられているが、ここでは任意の１色におけるインク流路について説明する。

図７に示すように、インクタンク２０と記録ヘッド１７ａ〜１７ｃとの間には、シリンジポンプ２１が配置されている。インクタンク２０とシリンジポンプ２１とはチューブ部材から成る第１供給路２３によって連結され、シリンジポンプ２１と記録ヘッド１７ａ〜１７ｃ内の共通流路７７（図６参照）とはチューブ部材から成る第２供給路２５によって連結されている。

第１供給路２３には流入側弁２７が設けられており、第２供給路２５には流出側弁２９が設けられている。流入側弁２７を開閉することにより第１供給路２３内のインクの移動が許容または規制され、流出側弁２９を開閉することにより第２供給路２５内のインクの移動が許容または規制される。

シリンジポンプ２１は、シリンダー２１ａとピストン２１ｂとを備えている。シリンダー２１ａは、第１供給路２３及び第２供給路２５と接続されており、第１供給路２３を通じてインクタンク２０内のインク２２がシリンダー２１ａに流入するようになっている。また、シリンダー２１ａから第２供給路２５を通じてインクが排出され、排出されたインクは記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに供給され、インク吐出ノズル１８からインク吐出面Ｆのノズル領域Ｒに吐出されるようになっている。

ピストン２１ｂは、駆動装置（図示せず）によって上下に移動可能となっている。ピストン２１ｂの外周には、Ｏリング等のパッキン（不図示）が装着されており、シリンダー２１ａからのインクの漏れを防ぐと共に、ピストン２１ｂがシリンダー２１ａの内周面に沿って滑らかに摺動できるようになっている。

通常時（印字時）は、図７に示すように、流入側弁２７及び流出側弁２９は共に開放状態であり、ピストン２１ｂを予め設定された位置で停止させておくことにより、シリンダー２１ａ内には略一定量のインクが充填されている。そして、シリンダー２１ａと記録ヘッド１７ａ〜１７ｃとの間の表面張力（メニスカス）によって、インク２２がシリンダー２１ａから記録ヘッド１７ａ〜１７ｃへと供給される。

メンテナンスユニット１９には、図８に示すワイピング機構３０が搭載されている。ワイピング機構３０は、複数のワイパー３５ａ〜３５ｃ（図９参照）が固定された略矩形状のキャリッジ３１と、キャリッジ３１を支持する支持フレーム４０とで構成されている。支持フレーム４０の上面の対向する端縁にはレール部４１ａ、４１ｂが形成されており、キャリッジ３１の四隅に設けられた摺動コロ３６がレール部４１ａ、４１ｂに当接することで、キャリッジ３１は支持フレーム４０に対し矢印ＡＡ′方向に摺動可能に支持される。

図９に示すように、キャリッジ３１は、支持フレーム４０のレール部４１ａ、４１ｂに摺動コロ３６を介して摺動可能に係合する第１ステー３２ａ、３２ｂと、第１ステー３２ａ、３２ｂの間に橋渡し状に固定された第２ステー３３ａ、３３ｂ、３３ｃとで枠体状に形成されている。

第１ステー３２ａには、支持フレーム４０に保持された入力ギア４３（図８参照）に噛み合うラック歯３８が形成されている。入力ギア４３が正逆方向に回転すると、キャリッジ３１は支持フレーム４０に沿って水平方向（図８の矢印ＡＡ′方向）に往復移動する。なお、ラック歯３８、入力ギア４３および後述する昇降機構５０によって、本発明の駆動機構が構成されている。

ワイパー３５ａ〜３５ｃは、各記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出ノズル１８から吐出されたインクを拭き取るための部材である。ワイパー３５ａ〜３５ｃは、インク吐出ノズル１８のノズル面が露出するノズル領域Ｒ（図５参照）の外側の位置に略垂直方向から圧接され、キャリッジ３１の移動によりノズル領域Ｒを含むインク吐出面Ｆを所定方向（図８の矢印Ａ′方向）に拭き取る。

第２ステー３３ａには４枚のワイパー３５ａが略等間隔で固定されており、同様に、第２ステー３３ｂには４枚のワイパー３５ｂが、第２ステー３３ｃには４枚のワイパー３５ｃが略等間隔で固定されている。ワイパー３５ａ、３５ｃは、それぞれ各ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋを構成する左右の記録ヘッド１７ａ、１７ｃ（図３参照）に対応する位置に配置されている。また、ワイパー３５ｂは、各ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋを構成する中央の記録ヘッド１７ｂ（図３参照）に対応する位置に配置されており、ワイパー３５ａ、３５ｃに対しキャリッジ３１の移動方向（図８の矢印ＡＡ′方向）と直交する方向に所定距離だけずらして固定されている。

第２ステー３３ａ、３３ｃの上面の４箇所にはギャップコロ３７が設けられている。ギャップコロ３７は、ワイパー３５ａ〜３５ｃによる記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆの拭き取り動作を行うためにワイピング機構３０を記録部９側に上昇させたとき、記録部９のヘッドハウジング１０に当接することでワイパー３５ａ〜３５ｃとインク吐出面Ｆとの接触状態を一定に保持する。

図１０に示すように、支持フレーム４０の上面には、ワイパー３５ａ〜３５ｃによってインク吐出面Ｆから拭き取られた廃インクを回収するためのインク回収トレイ４４が配置されている。インク回収トレイ４４の略中央部には、第２ステー３３ａ〜３３ｃの延在方向に沿って溝部４４ａが形成されており、溝部４４ａを挟んで両側のトレイ面４４ｂ、４４ｃは、溝部４４ａに向かって下り勾配となっている。溝部４４ａ内にはインク排出孔４４ｄが設けられており、溝部４４ａの底面はインク排出孔４４ｄに向かって下り勾配となっている。

ワイパー３５ａ〜３５ｃによってインク吐出面Ｆから拭き取られ、トレイ面４４ｂ、４４ｃに落下した廃インクは溝部４４ａに集められ、さらに溝部４４ａ内をインク排出孔４４ｄに向かって流れる。その後、インク排出孔４４ｄに連結されたインク回収路（図示せず）を通って廃インク回収タンク（図示せず）に回収される。

次に、本実施形態のワイピング機構３０を昇降させるための昇降機構５０について説明する。メンテナンスユニット１９は、図１１に示すユニット筐体４５と、ユニット筐体４５に取り付けられるワイピング機構３０（図８参照）と、ユニット筐体４５に配置される昇降機構５０と、を含んでいる。ユニット筐体４５の底面４５ａには図１１および図１２に示すように、２個のリフト部材５０ａがシャフト５０ｂの両端に固定された昇降機構５０が、キャリッジ３１の移動方向（図８の矢印ＡＡ′方向）に対向する側面４５ｂ、４５ｃに沿って一対配置されている。即ち、昇降機構５０は、記録部９のヘッドハウジング１０の幅方向両端（図２の上下両端部）に対向する位置に配置される。なお、図１１では側面４５ｃ側の昇降機構５０の記載を省略している。また、ユニット筐体４５の側面４５ｂ、４５ｃに隣接する側面４５ｄには、モーター４７と、モーター４７の回転駆動力をシャフト５０ｂに伝達する駆動伝達軸４８とが付設されている。

図１４に示すように、リフト部材５０ａの下端部はシャフト５０ｂに固定されており、シャフト５０ｂの回転に伴いリフト部材５０ａは揺動する。リフト部材５０ａの上端部には押し上げコロ５３が回転自在に付設されている。押し上げコロ５３は支持フレーム４０の下端部に形成された係合部４１ｃ（図８参照）に係合しており、係合部４１ｃに沿って回転移動可能となっている。従って、昇降機構５０を作動させる際の支持フレーム４０とリフト部材５０ａとの摩擦が押し上げコロ５３の回転により低減されるため、円滑な昇降動作が可能となる。また、押し上げコロ５３は、コイルバネ５５によってシャフト５０ｂから離間する方向（図１４では上方向）に付勢されている。

図１２の状態から、右側の昇降機構５０のシャフト５０ｂを時計回り方向に、左側の昇降機構５０のシャフト５０ｂを反時計回り方向に回転すると、ユニット筐体４５の内側に倒れ込んだリフト部材５０ａが外側方向（矢印Ｂ方向）に立ち上がり、押し上げコロ５３が係合部４１ｃの外側端部まで移動する。これにより、リフト部材５０ａは水平状態から起立状態（図１３の状態）に切り替えられ、支持フレーム４０と共にキャリッジ３１を上昇させる。

一方、図１３の状態から、右側の昇降機構５０のシャフト５０ｂを反時計回り方向に、左側の昇降機構５０のシャフト５０ｂを時計回り方向に回転すると、リフト部材５０ａがユニット筐体４５の内側方向（矢印Ｂ′方向）に倒れ込み、押し上げコロ５３が係合部４１ｃの内側端部まで移動する。これにより、リフト部材５０ａは起立状態から水平状態（図１２の状態）に切り替えられ、支持フレーム４０と共にキャリッジ３１を下降させる。

次に、本実施形態のインクジェット記録装置１００における、ワイピング機構３０を用いた記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの回復動作について説明する。なお、図１６〜図１８、図２０〜図２３、図２５〜図２７では、記録部９及びメンテナンスユニット１９を用紙搬送方向下流側（図１５の左側）から見た状態を示している。また、支持フレーム４０は簡略化して板状に記載しており、ユニット筐体４５は底面４５ａのみを記載している。

記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの回復動作を行う場合、先ず、図１５に示すように、記録部９の下方に位置する第１搬送ユニット５を下降させる。そして、第２搬送ユニット１２の下方に配置されたメンテナンスユニット１９を水平移動させて記録部９と第１搬送ユニット５との間に配置する。この状態では、図１６に示すように、昇降機構５０のリフト部材５０ａは水平状態にあり、キャリッジ３１に固定されたワイパー３５ａ〜３５ｃは記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆから離間している。

（残留インク付着工程）
ワイパー３５ａ〜３５ｃを、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆの、ノズル領域Ｒの外側の第１位置Ｐ１に所定の圧力で接触させる。具体的には、図１７〜図１９に示すように、昇降機構５０のシャフト５０ｂを回転させてリフト部材５０ａを矢印Ｂ方向に起立させることにより、支持フレーム４０及びキャリッジ３１を持ち上げる。このとき、リフト部材５０ａのコイルバネ５５（図１４参照）の付勢力によってキャリッジ３１に設けられたギャップコロ３７がヘッドハウジング１０の下面に押し当てられるため、ワイパー３５ａ〜３５ｃをインク吐出面Ｆに対し常に一定の圧力で圧接させることができる。

ワイパー３５ａ〜３５ｃの先端がインク吐出面Ｆに圧接した状態から、入力ギア４３（図８参照）を正回転させてキャリッジ３１を図１７の矢印Ａ方向に移動させることにより、キャリッジ３１に支持されたワイパー３５ａ〜３５ｃも図２０に示すようにインク吐出面Ｆに沿ってノズル領域Ｒの方向（右方向）に移動する。支持フレーム４０には昇降機構５０によって上方向の力が作用しているため、キャリッジ３１はギャップコロ３７がヘッドハウジング１０に押し当てられた状態を維持しながら矢印Ａ方向に移動する。

このとき、図２０に示すように、前回の記録ヘッド回復動作時にワイパー３５ａ〜３５ｃの先端（上端）に残留し、長時間空気に触れて増粘した残留インク２２ａは、インク吐出面Ｆの第１位置Ｐ１に付着し、ワイパー３５ａ〜３５ｃの先端から離間する。そして、ワイパー３５ａ〜３５ｃの先端がノズル領域Ｒに進入する前に、右方向への移動が停止される。

（移動工程）
残留インク付着工程の実行後、図２１に示すように、ワイパー３５ａ〜３５ｃをインク吐出面Ｆから離間させる。具体的には、昇降機構５０のシャフト５０ｂ（図１７参照）を逆回転させてリフト部材５０ａを矢印Ｂ方向と反対方向に揺動させて水平状態にすることにより、支持フレーム４０及びキャリッジ３１を下降させる。

その後、図２２に示すように、ワイパー３５ａ〜３５ｃを水平移動させる。具体的には、図２１の状態から入力ギア４３（図８参照）を正回転させてキャリッジ３１を図１７の矢印Ａ方向に移動させることにより、図２２に示すように、キャリッジ３１に支持されたワイパー３５ａ〜３５ｃが、ノズル領域Ｒに対して第１位置Ｐ１とは反対方向（右方向）に移動する。そして、ワイパー３５ａ〜３５ｃがインク吐出面Ｆの端部近傍に到達すると、右方向への移動が停止される。

（インク吐出工程）
ワイピング動作（後述の拭き取り工程）に先立って、図２３に示すように、ワイパー３５ａ〜３５ｃを、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆの、ノズル領域Ｒの外側の第２位置Ｐ２（ノズル領域Ｒに対して第１位置Ｐ１とは反対側の位置）に所定の圧力で接触させる。具体的には、図１７に示すように、昇降機構５０のシャフト５０ｂを回転させてリフト部材５０ａを矢印Ｂ方向に起立させることにより、支持フレーム４０及びキャリッジ３１を持ち上げる。

次に、流入側弁２７（図７参照）を閉じ、シリンジポンプ２１（図７参照）を加圧することにより、シリンダー２１ａ内のインク２２が第２供給路２５を通って記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに供給される。供給されたインク２２はインク吐出ノズル１８から強制的に吐出（パージ）される。このパージ動作により、インク吐出ノズル１８内の増粘インク、異物や気泡が排出され、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃを回復することができる。このとき、図２４に示すように、パージインク２２ｂはインク吐出ノズル１８の存在するノズル領域Ｒの形状に沿ってインク吐出面Ｆに吐出される。

（インク拭き取り工程）
その後、インク吐出面Ｆに強制的に吐出されたパージインク２２ｂを拭き取るワイピング動作を行う。具体的には、図２３及び図２４の状態から入力ギア４３（図８参照）を逆回転させてキャリッジ３１を図１７の矢印Ａ方向と反対方向（図８の矢印Ａ′方向）に移動させることにより、図２５および図２６に示すように、キャリッジ３１に支持されたワイパー３５ａ〜３５ｃもインク吐出面Ｆに圧接された状態で、インク吐出面Ｆに沿ってノズル領域Ｒの方向（左方向）に移動する。支持フレーム４０には昇降機構５０によって上方向の力が作用しているため、キャリッジ３１はギャップコロ３７がヘッドハウジング１０に押し当てられた状態を維持しながら矢印Ａ′方向に移動し、インク吐出面Ｆのパージインク２２ｂおよび残留インク２２ａが拭き取られる。ワイパー３５ａ〜３５ｃによって拭き取られた廃インクはインク回収トレイ４４（図１０参照）に回収される。

ここで、図２５に示すようにワイパー３５ａ〜３５ｃに拭き取られたパージインク２２ｂが残留インク２２ａに接触した際に、残留インク２２ａが再溶解して増粘が緩和される。

なお、ワイパー３５ａ〜３５ｃに拭き取られたパージインク２２ｂが残留インク２２ａに接触した際に、ワイパー３５ａ〜３５ｃの移動を所定時間（例えば１ｓｅｃ）停止させた後、ワイパー３５ａ〜３５ｃの移動を再開して残留インク２２ａを拭き取ってもよい。このように構成すれば、残留インク２２ａがパージインク２２ｂに接触して再溶解する時間が長くなるので、残留インク２２ａの増粘がより緩和される。

その後、ワイパー３５ａ〜３５ｃが、それぞれ記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆの端縁（図２６の左端縁）まで移動した後、図２７に示すように、昇降機構５０のシャフト５０ｂを回転させてリフト部材５０ａを矢印Ｂ′方向に倒伏させることにより、ワイパー３５ａ〜３５ｃを、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆから下方に退避させてメンテナンスユニット１９を図１６の状態に戻す。最後に、記録部９と第１搬送ユニット５との間に配置されたメンテナンスユニット１９を水平移動させて第２搬送ユニット１２の下方に配置し、第１搬送ユニット５を所定の位置まで上昇させて記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの回復動作を終了する。

記録ヘッド１７ａ〜１７ｃにキャップユニット９０を装着する場合は、先ず、図１５に示すように、記録部９の下面に対向配置されている第１ベルト搬送部５を下降させる。そして、第２ベルト搬送部１２の下方に配置されたキャップユニット９０を記録部９と第１ベルト搬送部５との間に水平移動させて記録部９に対向する位置に配置する。

次いで、第１ベルト搬送部５を上昇させることにより、キャップユニット９０が押し上げられる。そして、キャップユニット９０が記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに密着した時点で第１ベルト搬送部５の上昇を停止させることにより、キャップユニット９０の装着を完了する。

なお、記録ヘッド回復動作およびキャップユニット装着動作は、インクジェット記録装置１００に設けられた図示しない制御部（ＣＰＵ）によって制御される。

本実施形態では、上記のように、ワイパー３５ａ〜３５ｃの先端の残留インク２２ａを第１位置Ｐ１に付着させる残留インク付着工程の実行後、ノズル領域Ｒに対して第１位置Ｐ１とは反対側の第２位置Ｐ２から、ワイパー３５ａ〜３５ｃをインク吐出面Ｆに沿って第１位置Ｐ１側に向かう方向に移動させる拭き取り工程を実行することによって、ワイパー３５ａ〜３５ｃによりパージインク２２ｂと残留インク２２ａとを拭き取ることができる。これにより、インク吐出面Ｆに残留インク２２ａが溜まるのを抑制することができるので、大きなインク溜まりが発生するのを抑制することができる。また、インク吐出面に順次接触する２枚のワイパーを設ける場合（上記特許文献１の構成）と異なり、ワイパー３５ａ〜３５ｃの数が多くなるのを抑制することができるので、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの回復機構の構造が複雑になるのを抑制することができる。

また、拭き取り工程において、ワイパー３５ａ〜３５ｃはパージインク２２ｂを拭き取った後で残留インク２２ａを拭き取る。これにより、ワイパー３５ａ〜３５ｃが残留インク２２ａを拭き取る際に、増粘していないパージインク２２ｂが、長時間大気にさらされて増粘した残留インク２２ａに接触するので、残留インク２２ａが再溶解して増粘が緩和される。このため、拭き取り工程において、インク吐出面Ｆに付着した残留インク２２ａをワイパー３５ａ〜３５ｃにより、拭き取り易くすることができる。

また、上記のように、インク吐出工程は、残留インク付着工程の後に実行される。これにより、残留インク付着工程において、ワイパー３５ａ〜３５ｃをノズル領域Ｒ内までインク吐出面Ｆに沿って移動させたとしても、ワイパー３５ａ〜３５ｃにパージインク２２ｂが付着することがないので、拭き取り工程において第２位置Ｐ２にインク２２が付着するのを抑制することができる。

また、上記のように、残留インク付着工程において、ワイパー３５ａ〜３５ｃは、ノズル領域Ｒ内に進入しないように移動され、残留インク付着工程の実行後、ワイパー３５ａ〜３５ｃは、インク吐出面Ｆから離間された後、第２位置Ｐ２側に向かう方向に移動されることにより第２位置Ｐ２の下方に移動され、拭き取り工程が実行される。これにより、ノズル領域Ｒにパージインク２２ｂが付着していない状態でワイパー３５ａ〜３５ｃがノズル領域Ｒに圧接しながら移動されることがないので、ワイパー３５ａ〜３５ｃ先端の摩耗を抑制することができる。また、残留インク付着工程の前にインク吐出工程を実行したとしても、残留インク付着工程において、ワイパー３５ａ〜３５ｃにパージインク２２ｂが付着するのを抑制することができる。

また、上記のように、拭き取り工程において、ワイパー３５ａ〜３５ｃに拭き取られたパージインク２２ｂが残留インク２２ａに接触した際にワイパー３５ａ〜３５ｃの移動を所定時間停止させてもよい。このように構成すれば、残留インク２２ａがパージインク２２ｂに接触して再溶解する時間を長くすることができるので、残留インク２２ａの増粘をより緩和することができる。このため、拭き取り工程において、インク吐出面Ｆに付着した残留インク２２ａをワイパー３５ａ〜３５ｃにより、さらに拭き取り易くすることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、残留インク付着工程の実行後に、ワイパー３５ａ〜３５ｃをインク吐出面Ｆから離間し第２位置Ｐ２の下方まで移動させて拭き取り工程を実行したが、ワイパー３５ａ〜３５ｃをインク吐出面Ｆから一旦離間させることなく第２位置Ｐ２まで移動させた後、ワイパー３５ａ〜３５ｃを第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１方向に移動させて拭き取り工程を実行してもよい。

上記実施形態において、インク吐出工程を、残留インク付着工程の後に実行したが、残留インク付着工程の前又は同時に実行してもよい。

また、ラック歯３８と入力ギア４３、及び昇降機構５０で構成されるキャリッジ３１の駆動機構についても、従来公知の他の駆動機構を用いることができる。記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出ノズル１８の個数やノズル間隔等もインクジェット記録装置１００の仕様に応じて適宜設定することができる。また、記録ヘッドの数も特に限定されるものではなく、例えば各ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋにつき記録ヘッド１７を１個、２個、或いは４個以上配置することもできる。

また、本発明は、ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋのうちいずれか１つのみを備えた単色印刷用のインクジェット記録装置にも適用できる。その場合、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは１つずつ設けられるため、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに対応するワイパー３５ａ〜３５ｃもキャリッジ３１に１枚ずつ固定すれば良い。

１７ａ〜１７ｃ 記録ヘッド
１８ インク吐出ノズル（吐出ノズル）
２２ インク
２２ａ 残留インク
２２ｂ パージインク
３５ａ〜３５ｃ ワイパー
３８ ラック歯（駆動機構）
４３ 入力ギア（駆動機構）
５０ 昇降機構（駆動機構）
１００ インクジェット記録装置
Ｆ インク吐出面
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｒ ノズル領域
Ｓ 用紙（記録媒体）

Claims (6)

1. 記録媒体上にインクを吐出する吐出ノズルが開口するノズル領域が設けられた記録ヘッドの回復機構であって、
   前記吐出ノズルから強制的に吐出されたパージインクを拭き取るワイパーと、
   該ワイパーを、前記ノズル領域を含むインク吐出面に沿って往復移動させる駆動機構と、
   を備え、
   前記ノズル領域の外側の第１位置に前記ワイパーを圧接させた後、前記ワイパーを前記インク吐出面に沿って移動させることにより、前記ワイパーの先端の残留インクを前記第１位置に付着させる残留インク付着工程と、
   前記吐出ノズルからインクを強制的に吐出して前記ノズル領域に前記パージインクを付着させるインク吐出工程と、
   前記残留インク付着工程の実行後、前記ノズル領域に対して前記第１位置とは反対側の第２位置から、前記ワイパーを前記インク吐出面に沿って前記第１位置側に向かう方向に移動させることにより、前記パージインクと前記残留インクとを拭き取る拭き取り工程と、
   を含む前記記録ヘッドの回復動作を実行可能であることを特徴とする記録ヘッドの回復機構。
2. 前記インク吐出工程は、前記残留インク付着工程の後に実行されることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッドの回復機構。
3. 前記残留インク付着工程において、前記ワイパーは、前記ノズル領域内に進入しないように移動され、
   前記残留インク付着工程の実行後、前記ワイパーは、前記インク吐出面から離間された後、前記第２位置側に向かう方向に移動されることにより前記ノズル領域に対して前記第１位置とは反対側の位置に移動され、前記拭き取り工程が実行されることを特徴とすることを特徴とする請求項１または２に記載の記録ヘッドの回復機構。
4. 前記拭き取り工程において、前記ワイパーに拭き取られた前記パージインクが前記残留インクに接触した際に前記ワイパーの移動を所定時間停止させた後、前記ワイパーの移動を再開して前記残留インクを拭き取ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の記録ヘッドの回復機構。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の記録ヘッドの回復機構を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 記録媒体上にインクを吐出する吐出ノズルが開口するノズル領域が設けられた記録ヘッドの回復方法であって、
   前記ノズル領域の外側の第１位置にワイパーを圧接させた後、前記ワイパーを前記ノズル領域を含むインク吐出面に沿って移動させることにより、前記ワイパーの先端の残留インクを前記第１位置に付着させる残留インク付着工程と、
   前記吐出ノズルからインクを強制的に吐出して前記ノズル領域に前記パージインクを付着させるインク吐出工程と、
   前記残留インク付着工程の実行後、前記ノズル領域に対して前記第１位置とは反対側の第２位置から、前記ワイパーを前記インク吐出面に沿って前記第１位置側に向かう方向に移動させることにより、前記パージインクと前記残留インクとを拭き取る拭き取り工程と、
   を備えることを特徴とする記録ヘッドの回復方法。