JP6233389B2 - 液体吐出装置および吐出ヘッドの洗浄方法 - Google Patents

Description

この発明は、液体を吐出する吐出ヘッドのノズル形成面を洗浄する技術に関し、特に洗浄液を用いてワイピング部材によりノズル形成面のワイピングを行う技術に関するものである。

従来、インク等の液体を吐出ヘッドのノズルから吐出するインクジェットプリンター等の液体吐出装置が知られている。このような装置では、ノズルから吐出された液体が吐出ヘッドのノズル形成面に付着することがある。ノズル形成面への液体の付着が進行すると、ノズルからの液体の吐出が適切に行われず、画質の劣化等を招来するおそれがある。そこで、吐出ヘッドのノズル形成面に付着した液体を除去する技術が種々提案されている。

例えば特許文献１のヘッド洗浄機構は、ノズル形成面に付着した液体を除去するため、ノズル形成面に洗浄液を噴射する噴射手段とワイピング部材とを有するクリーニングユニットが設けられている。そして、ノズル形成面の洗浄を行う際には、吐出ヘッドがプラテンから退避する方向に移動させられる。その過程で吐出ヘッドがクリーニングユニットに対向する領域を通過する際に、噴射手段によりノズル形成面に洗浄液が噴射されるのに続き、ワイピング部材がノズル形成面をワイピングすることで、ノズル形成面が洗浄される。

特開２００９−２３３８９６号公報

ここで、洗浄液を用いてノズル形成面を効果的に洗浄するためには、洗浄液が十分にノズル形成面に塗り広げられる必要がある。しかしながら、特許文献１のヘッド洗浄機構では、ノズル形成面に洗浄液が噴射された後、ワイピング部材がノズル形成面を一方向に１回ワイピングするだけなので、洗浄液の塗り広げが十分でなく、効果的な洗浄が行われないおそれがあった。

この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、吐出ヘッドのノズル形成面を洗浄液を用いてワイピングする際に、洗浄液をノズル形成面に十分に塗り広げることで効果的な洗浄が可能な技術の提供を目的とする。

この発明にかかる液体吐出装置は、上記目的を達成するために、液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、ノズル形成面に当接した状態でノズル形成面に対して相対移動をすることでワイピングを行うワイピング部材と、ワイピングに供する洗浄液を供給する洗浄液供給部と、洗浄液供給部から供給された洗浄液を保持しているワイピング部材に、ノズル形成面に沿った第１方向への相対移動に続いて第１方向と反対の第２方向への相対移動を行う往復動作をさせることでワイピングを行う往復ワイピング制御を実行する制御部とを備えることを特徴としている。

また、この発明にかかる吐出ヘッドの洗浄方法は、上記目的を達成するために、液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、ノズル形成面に当接した状態でノズル形成面に対して相対移動をすることでワイピングを行うワイピング部材とを有する液体吐出装置における吐出ヘッドの洗浄方法であって、ワイピングに供する洗浄液を供給する洗浄液供給工程と、洗浄液供給工程で供給された洗浄液を保持しているワイピング部材に、ノズル形成面に沿った第１方向への相対移動に続いて第１方向と反対の第２方向への相対移動を行う往復動作をさせることでワイピングを行うワイピング工程とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明（液体吐出装置および吐出ヘッドの洗浄方法）では、ワイピング部材がノズル形成面に当接した状態でノズル形成面に対して相対移動をすることでワイピングが行われる。そして、ワイピングに供する洗浄液を用いることで、ノズル形成面を好適に洗浄することを図っている。このとき、本発明によれば、供給された洗浄液を保持しているワイピング部材に、ノズル形成面に沿った第１方向への相対移動に続いて第１方向と反対の第２方向への相対移動を行う往復動作をさせることでワイピングを行う。つまり、洗浄液が供給された後、洗浄液を保持しているワイピング部材が第１方向と第２方向との両方向に相対移動する往復動作を行うので、洗浄液がノズル形成面に十分に塗り広げられる。その結果、洗浄液を用いた効果的な洗浄が可能となる。なお、洗浄液は直接ワイピング部材に供給されてもよいし、他の部材を介してワイピング部材に供給されるようにしてもよい。

このような液体吐出装置において、制御部は、往復ワイピング制御において、ワイピング部材に往復動作を複数回実行させると好適である。このようにワイピング部材が複数回往復動作をすることで、洗浄液の塗り広げを一層好適に行うことができる。同時に、ノズル形成面に付着している液体等の異物に対して、第１方向と第２方向との両方向から複数回ワイピング部材による力が加わるので、好適な掻き取りが実現できる。

また、制御部は、往復ワイピング制御において、ワイピング部材の少なくとも第１方向への１回目の相対移動を第１速度で実行させる低速制御と、低速制御の実行後にワイピング部材の相対移動を第１速度よりも速い第２速度で実行させる高速制御とを実行すると好適である。このように、ワイピング部材の速度が比較的低速の低速制御をワイピングの初期に実行することで、ノズル形成面に洗浄液をしっかりと塗り広げることができる。しかも、低速制御の実行後には高速制御が実行されることで、全体としてワイピングに要する時間が長くなることを抑制可能となる。

また、制御部は、往復ワイピング制御を実行した後、ノズルから液体を吐出させるのに続いて洗浄液を供給せずにワイピングを行うクリーニング制御をさらに実行すると好適である。クリーニング制御において、まず、ノズルから液体を吐出させることで、往復ワイピング制御によるワイピング時にノズル内に入った洗浄液をノズルから排出することができる。続いて、クリーニング制御において洗浄液を用いないワイピングを行うことで、ノズル内への洗浄液の入り込みを回避しつつ、液体の吐出により汚れたノズル形成面の洗浄を行うことができる。

この場合、制御部は、往復ワイピング制御によるワイピング時にワイピング部材がノズル形成面に当接する当接力を、クリーニング制御によるワイピング時の当接力よりも大きくすると好適である。往復ワイピング制御によるワイピング時には洗浄液を塗り広げる必要がある一方、クリーニング制御によるワイピング時には洗浄液が供給されないのでそのような必要はない。そこで、往復ワイピング制御のときにワイピング部材によるノズル形成面への当接力を比較的大きくすることで、洗浄液をノズル形成面に押し付けつつより好適に塗り広げることができる。

また、ノズル形成面のうちノズルが形成されていない領域に凹部が形成されており、制御部は、往復ワイピング制御によるワイピング時に、ワイピング部材が凹部上を通過するようにワイピング部材に往復動作をさせるとよい。例えばこのような凹部としては、吐出ヘッドが、ノズルが設けられた単位ヘッドと、単位ヘッドを収容するための収容空間が形成されたハウジングとを有している場合には、単位ヘッドが収容空間に収容され固定された状態において単位ヘッドとハウジングとの間に形成される溝部が挙げられる。

このように、ノズル形成面に凹部（溝部）が存在する場合、往復ワイピング制御によるワイピング時には、ノズル形成面から掻き取られた異物が洗浄液とともに凹部内に入ってしまうことがある。この状態で時間が経過すると、凹部の形状によっては異物が毛細管現象により凹部の奥まで入り込んでしまい、異物を凹部から除去することが困難となる。そこで、上述のように、この凹部上をワイピング部材が通過するように往復動作させることで、異物が凹部の奥まで入り込んでしまう前に異物を洗浄液とともに凹部から掻き出して好適な洗浄を行うことができる。

本発明を適用可能なプリンターの構成を模式的に示す正面図。 メンテナンス系の構成の一例を示す模式図。 メンテナンス系にかかる電気的構成の一例を示すブロック図。 メンテナンスの流れを示すフローチャート。 印刷ヘッドおよびメンテナンスユニットの状態を示す模式図。 加圧クリーニングの流れを示すフローチャート。 印刷ヘッドおよびメンテナンスユニットの状態を示す模式図。 ノズル形成面の詳細を示す模式図。 ワイパーによるノズル形成面への当接力の調整を説明するための模式図。

以下、本発明を適用可能なプリンターの構成について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明を適用可能なプリンターの構成を模式的に示す正面図である。なお、以下の図面では必要に応じて、プリンター１の各部の配置関係を明確にするために、プリンター１の左右方向Ｘ、前後方向Ｙおよび鉛直方向Ｚに対応した三次元の座標系を採用している。

図１に示すように、プリンター１では、繰出部２、プロセス部３および巻取部４が左右方向に配列されている。繰出部２および巻取部４はそれぞれ繰出軸２０および巻取軸４０を有している。そして、繰出部２および巻取部４にシートＳ（ウェブ）の両端がロール状に巻き付けられ、それらの間に張架されている。こうして張架された搬送経路Ｐcに沿ってシートＳが繰出軸２０からプロセス部３に搬送されて印刷ユニット６Ｕによる画像記録処理を受けた後、巻取軸４０へと搬送される。このシートＳの種類は、紙系とフィルム系に大別される。具体例を挙げると、紙系には上質紙、キャスト紙、アート紙、コート紙等があり、フィルム系には合成紙、ＰＥＴ(Polyethylene terephthalate)、ＰＰ(polypropylene)等がある。なお、以下の説明では、シートＳの両面のうち、画像が記録される面を表面と称する一方、その逆側の面を裏面と称する。

繰出部２は、シートＳの端を巻き付けた繰出軸２０と、繰出軸２０から引き出されたシートＳを巻き掛ける従動ローラー２１とを有する。繰出軸２０は、シートＳの表面を外側に向けた状態で、シートＳの端を巻き付けて支持する。そして、繰出軸２０が図１の時計回りに回転することで、繰出軸２０に巻き付けられたシートＳが従動ローラー２１を経由してプロセス部３へと繰り出される。

プロセス部３では、繰出部２から繰り出されたシートＳをプラテンドラム３０で支持しつつ、印刷ユニット６Ｕを用いてシートＳに画像を記録する。つまり、印刷ユニット６Ｕは、プラテンドラム３０の表面に沿って並ぶ複数の印刷ヘッド６a〜６eを有しており、印刷ヘッド６a〜６eがプラテンドラム３０の表面に支持されたシートＳへインクを吐出することで、シートＳに画像が記録される。このプロセス部３では、プラテンドラム３０の両側に前駆動ローラー３１と後駆動ローラー３２とが設けられており、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳがプラテンドラム３０に支持されて画像の印刷を受ける。

前駆動ローラー３１は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており、繰出部２から繰り出されたシートＳを裏面側から巻き掛ける。そして、前駆動ローラー３１は図１の時計回りに回転することで、繰出部２から繰り出されたシートＳを、従動ローラー３３を経由してプラテンドラム３０へ搬送する。なお、前駆動ローラー３１に対してはニップローラー３１nが設けられている。このニップローラー３１nは、前駆動ローラー３１側へ付勢された状態でシートＳの表面に当接しており、前駆動ローラー３１との間でシートＳを挟み込む。これによって、前駆動ローラー３１とシートＳの間の摩擦力が確保され、前駆動ローラー３１によるシートＳの搬送を確実に行なうことができる。

プラテンドラム３０は図示を省略する支持機構により回転自在に支持された円筒形状のドラムであり、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳを裏面側から巻き掛ける。このプラテンドラム３０は、シートＳとの間の摩擦力を受けてシートＳの搬送方向Ｄsに従動回転しつつ、シートＳを裏面側から支持するものである。また、プロセス部３では、プラテンドラム３０への巻き掛け部の両側でシートＳを折り返す従動ローラー３３、３４が設けられている。これらのうち従動ローラー３３は、前駆動ローラー３１とプラテンドラム３０の間でシートＳの表面を巻き掛けて、シートＳを折り返す。一方、従動ローラー３４は、プラテンドラム３０と後駆動ローラー３２の間でシートＳの表面を巻き掛けて、シートＳを折り返す。このように、プラテンドラム３０に対して搬送方向Ｄsの上・下流側それぞれでシートＳを折り返すことで、プラテンドラム３０へのシートＳの巻き掛け部を長く確保することができる。

後駆動ローラー３２は、溶射によって形成された複数の微小突起を外周面に有しており、プラテンドラム３０から従動ローラー３４を経由して搬送されてきたシートＳを裏面側から巻き掛ける。そして、後駆動ローラー３２は図１の時計回りに回転することで、シートＳを巻取部４へと搬送する。なお、後駆動ローラー３２に対してはニップローラー３２nが設けられている。このニップローラー３２nは、後駆動ローラー３２側へ付勢された状態でシートＳの表面に当接しており、後駆動ローラー３２との間にシートＳを挟み込む。これによって、後駆動ローラー３２とシートＳの間の摩擦力が確保され、後駆動ローラー３２によるシートＳの搬送を確実に行なうことができる。

このように、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳは、プラテンドラム３０の外周面に支持される。そして、プロセス部３では、プラテンドラム３０に支持されるシートＳの表面に対してカラー画像を記録するために、互いに異なる色に対応した複数の印刷ヘッド６a〜６dが設けられている。具体的には、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックに対応する４個の印刷ヘッド６a〜６dが、この色順で搬送方向Ｄsに沿って並ぶ。

印刷ヘッド６a〜６dは、互いに同一の構成を具備しており、プラテンドラム３０に支持されたシートＳの表面に対して若干のクリアランスを空けて対向する。そして、プラテンドラム３０の表面に向いて開口するノズルから対応する色のインクをインクジェット方式で吐出する。これによって、搬送方向Ｄsに沿って搬送されるシートＳに対してインクが吐出されて、シートＳの表面にカラー画像が形成される。

ここで、インク（記録液）としては、紫外線（光）を照射することで硬化するＵＶ（ultraviolet）インク（光硬化性インク）が用いられる。そこで、インクを硬化させてシートＳに定着させるために、ＵＶランプ３７a、３７bが設けられている。なお、このインク硬化は、仮硬化と本硬化の二段階に分けて実行される。印刷ヘッド６a〜６dの各間には、仮硬化用のＵＶランプ３７aが配置されている。つまり、ＵＶランプ３７aは弱い紫外線を照射することで、インクの形状が崩れない程度にインクを硬化（仮硬化）させるものであり、インクを完全に硬化させるものではない。一方、印刷ヘッド６a〜６dに対して搬送方向Ｄsの下流側には、本硬化用のＵＶランプ３７bが設けられている。つまり、ＵＶランプ３７bは、ＵＶランプ３７aより強い紫外線を照射することで、インクを完全に硬化（本硬化）させるものである。こうして仮硬化・本硬化を実行することで、印刷ヘッド６a〜６dが形成したカラー画像をシートＳの表面に定着させることができる。

さらに、ＵＶランプ３７bに対して搬送方向Ｄsの下流側では、印刷ヘッド６eがプラテンドラム３０の表面に対向して配置されている。この印刷ヘッド６eは、印刷ヘッド６a〜６dと同様の構成を具備しつつ、透明のＵＶインクをインクジェット方式でシートＳの表面に吐出するものである。つまり、印刷ヘッド６eは、プラテンドラム３０に支持されたシートＳの表面に対して若干のクリアランスを空けて対向しつつ、透明インクをインクジェット方式で吐出する。これによって、４色分の印刷ヘッド６a〜６dによって形成されたカラー画像に対して、透明インクがさらに吐出される。

また、印刷ヘッド６eに対して搬送方向Ｄsの下流側には、ＵＶランプ３８が設けられている。このＵＶランプ３８は強い紫外線を照射することで、印刷ヘッド６eが吐出した透明インクを完全に硬化（本硬化）させるものである。これによって、透明インクをシートＳの表面に定着させることができる。

このように、プロセス部３では、プラテンドラム３０に支持されるシートＳに対して、インクの吐出および硬化が適宜実行されて、透明インクでコーティングされたカラー画像が形成される。そして、このカラー画像の形成されたシートＳが、後駆動ローラー３２によって巻取部４へと搬送される。

巻取部４は、シートＳの端を巻き付けた巻取軸４０と、巻取軸４０へと搬送されるシートＳを巻き掛ける従動ローラー４１とを有する。巻取軸４０は、シートＳの表面を外側に向けた状態で、シートＳの端を巻き付けて支持する。そして、巻取軸４０が図１の時計回りに回転することで、従動ローラー４１を経由してシートＳが巻取軸４０に巻き付けられる。

ところで、プリンター１には印刷ヘッド６a〜６eに対するメンテナンスを実行するメンテナンス系が設けられる。図２は、メンテナンス系の構成の一例を示す模式図である。なお、印刷ヘッド６a〜６eはそれぞれ同一の構成を具備するので、以下では、印刷ヘッド６a〜６eを区別せずに印刷ヘッド６a〜６eのいずれか１つの印刷ヘッドを印刷ヘッド６と表し、この印刷ヘッド６に対して行われるメンテナンスについて説明を行う。なお、以下では説明の便宜のため、図２に示すようにノズル形成面６０が略水平である場合について説明する。

メンテナンス系に設けられたメンテナンスユニット７Ｕは、各印刷ヘッド６に対して１つずつ配されており、印刷ヘッド６に対してワイピング、キャッピング等のメンテナンスを実行する。このメンテナンスユニット７Ｕは、Ｙ方向においてプラテンドラム３０に隣り合わせて設けられている。一方、印刷ヘッド６は、ヘッド駆動機構６９により、プラテンドラム３０の上方の印刷位置とメンテナンスユニット７Ｕの上方のメンテナンス位置との間をＹ方向に移動自在となっている。さらに、印刷ヘッド６は、メンテナンス位置においてメンテナンスユニット７Ｕに近接する洗浄位置やメンテナンスユニット７Ｕから離間する退避位置を取ることができるように、ヘッド駆動機構６９によりノズル形成面６０と直交する出退方向Ｄｈに移動自在となっている。そして、メンテナンス時には、メンテナンスのプロセスに応じて印刷ヘッド６は出退方向Ｄｈに適宜移動する。

印刷ヘッド６は、ノズル形成面６０に開口するノズル６１と、インクを一時的に貯留するリザーバー６２と、ノズル６１とリザーバー６２とを連通するキャビティ６３とを有し、リザーバー６２からキャビティ６３を介してノズル６１へインクが供給される。そして、制御部１００（図３）からの動作指令に応じてキャビティ６３がインクに圧力を加えることで、ノズル６１からインクが吐出される。また、印刷ヘッド６に対してインク循環機構８０が設けられており、このインク循環機構８０により、インクを貯留する不図示のタンクと印刷ヘッド６のリザーバー６２との間で循環するインクの速度や圧力等が調整される。

メンテナンスユニット７Ｕは、ワイパー７１１、キャップ７１２およびこれらを一体移動可能に支持する支持部材７１３を有する移動体７１と、移動体７１をノズル形成面６０に沿ったワイピング方向Ｄｗに移動させるワイパー駆動機構７２と、洗浄液を噴射口７３ａから噴射する洗浄液供給管７３と、筐体７４とを備えて構成される。これらの各部材は、Ｙ方向の長さが印刷ヘッド６と同程度以上となっており、ノズル形成面６０全域に対してメンテナンスを行うことができる。そして、ワイパー７１１が、払拭面７１１ａ、７１１ｂをノズル形成面６０に当接させた状態でワイピング方向Ｄｗに移動することでワイピングが行われる。また、キャップ７１２が、全てのノズル６１を覆うようにノズル形成面６０に密着することでキャッピングが行われる。

洗浄液供給管７３は、印刷ヘッド６側に向けて開口している噴射口７３ａをＹ方向に複数有しており、印刷ヘッド６がメンテナンスユニット７Ｕに近接する洗浄位置にあるときに、印刷ヘッド６の洗浄液供給管７３側の側面である被供給面６４に対して洗浄液を噴射可能となっている。ここで、ワイピングに供する洗浄液としては洗浄作用に適した液体を適宜用いることができるが、本実施形態のようにＵＶインクを用いる場合は、硬化したＵＶインクを溶解可能な溶剤を用いるのが好ましい。このような溶剤としては、例えばＥＤＧＡＣ(Ethyl Di Glycol Acetate)や透明のＵＶインク等が挙げられる。また、これらの溶剤に界面活性剤や重合抑止剤を添加したものを洗浄液として用いてもよい。なお、洗浄液供給管７３による洗浄液の供給の切り換えは、洗浄液供給切換部７９によって行われる。

筐体７４は、主に、ワイピング方向Ｄｗに略平行な底面部７４ａと、底面部７４ａのワイピング方向Ｄｗにおける一端から立設された側壁部７４ｂと、側壁部７４ｂの上端からワイピング方向Ｄｗに沿って底面部７４ａと同じ側に延びる庇部７４ｃとを有して構成される。底面部７４ａは、ワイピング方向Ｄｗにおいて移動体７１が移動可能な範囲よりもやや広い範囲にわたって設けられており、メンテナンス時に発生するインクや洗浄液等を含む廃液を受ける。底面部７４ａで受けた廃液は、底面部７４ａに形成された排出口７４ｄを介してメンテナンスユニット７Ｕから排出される。庇部７４ｃは、ワイピング方向Ｄｗの寸法が移動体７１よりも大きくなっている。そして、印刷動作時には、移動体７１は庇部７４ｃの下方の待機位置にあって庇部７４ｃによって覆われている状態を維持する。こうすることで、庇部７４ｃがＵＶランプ３７ａ、３７ｂ、３８から照射される光（紫外線）を遮光して、ワイパー７１１やキャップ７１２に付着しているＵＶインクが硬化することを抑制する。

図３は、メンテナンス系にかかる電気的構成の一例を示すブロック図である。上述のように構成されたメンテナンス系は、プリンター１に設けられた制御部１００によってその動作が制御される。例えば、制御部１００がヘッド駆動機構６９を制御することで、印刷ヘッド６が洗浄位置や退避位置等の各位置に適宜配置される。また、制御部１００がワイパー駆動機構７２を制御することで移動体７１が駆動され、ワイパー７１１およびキャップ７１２がメンテナンスのプロセスに応じた動作を行う。また、制御部１００が洗浄液供給切換部７９を制御することで、洗浄液供給管７３の噴射口７３ａから洗浄液が噴射される状態とされない状態とに切り換えられる。また、制御部１００がインク循環機構８０を制御することで、印刷ヘッド６に供給されるインクの循環速度や圧力等が調整される。

次に、メンテナンスユニット７Ｕを用いた印刷ヘッド６に対するメンテナンスの流れについて説明する。図４は、メンテナンスの流れを示すフローチャートであり、図５は、印刷ヘッドおよびメンテナンスユニットの状態を示す模式図である。メンテナンスユニット７Ｕによるメンテナンスでは、洗浄液を印刷ヘッド６の側面である被供給面６４に噴射した後、ワイパー７１１をワイピング方向Ｄｗに複数回往復動作させ、さらに加圧クリーニングが行われる。なお、以下の説明では、ワイパー７１１の往復動作における被供給面６４側の端位置を起点Ｐ１と示し、反対側の端位置を終点Ｐ２と示す。

ここでは、図５のａ図に示すように、印刷ヘッド６がメンテナンスユニット７Ｕから離間する退避位置にあり、ワイパー７１１（移動体７１）が庇部７４ｃの下方の待機位置にある状態でメンテナンスが開始されるものとする。メンテナンスが開始されると、まず、ワイパー７１１の往復動作の回数Ｎが０に設定される（ステップＳ１）。そして、制御部１００からの動作指令に応じて、ワイパー駆動機構７２がワイパー７１１を起点Ｐ１に移動させるとともに（ステップＳ２）、ヘッド駆動機構６９が印刷ヘッド６をメンテナンスユニット７Ｕに近接する洗浄位置に移動させる（ステップＳ３）。その結果、図５のｂ図に示すように、ワイパー７１１の先端部が印刷ヘッド６の被供給面６４と対向した状態、換言すると出退方向Ｄｈにおいてワイパー７１１と被供給面６４とが一部重複した状態となる。そして、この状態でワイパー７１１がワイピング方向Ｄｗに移動することで、ワイパー７１１によるノズル形成面６０のワイピングが行われる。

続いて、制御部１００が洗浄液供給切換部７９に洗浄液を供給すべく動作指令を発することで、洗浄液供給管７３の噴射口７３ａから印刷ヘッド６の被供給面６４に向けて洗浄液が噴射される（ステップＳ４）。噴射口７３ａから噴射された洗浄液は、ワイパー７１１の上方を通過し、ワイパー７１１に着弾することなく被供給面６４に着弾する。図５のｃ図に示すように、被供給面６４に洗浄液ＣＬが噴射されると、被供給面６４に付着した洗浄液ＣＬが被供給面６４に沿って下方に流れ、被供給面６４とノズル形成面６０との間の角部６６に溜まる。

十分な洗浄液が供給されると、洗浄液の噴射を停止し、ワイパー７１１を起点Ｐ１から終点Ｐ２へと移動させてワイピングを行う（ステップＳ５）。この過程で、図５のｄ図に示すように、ワイパー７１１の払拭面７１１ａが角部６６に当接して、角部６６に溜まっていた洗浄液ＣＬがワイパー７１１により保持される。そして、ワイパー７１１で保持された洗浄液をノズル形成面６０に塗り広げつつワイピングが行われる。

図５のｅ図は、ワイパー７１１を終点Ｐ２まで移動させた状態を示す。ワイパー７１１の往復動作の終点Ｐ２は印刷ヘッド６の下方に位置する。このように、終点Ｐ２の位置を印刷ヘッド６の下方に設定しているのは以下の理由による。ワイパー７１１を被供給面６４の反対側の側面６５よりもさらに右方まで移動させると、次にワイパー７１１が起点Ｐ１に向けて移動するときに、ワイパー７１１の払拭面７１１ｂ（図２）が側面６５に当接する。側面６５には洗浄液が噴射されないため、硬化したＵＶインク等の異物が残存しており、ワイパー７１１が側面６５に当接するとこれらの異物がワイパー７１１に付着するおそれがある。そこで、終点Ｐ２の位置を印刷ヘッド６の下方とすることで、払拭面７１１ｂと側面６５との当接を回避し、良好なワイピングの実現を図っている。

続いて、印刷ヘッド６を一旦退避位置まで移動させた後、再び洗浄位置に戻す（ステップＳ６）。このように印刷ヘッド６が一旦退避位置まで移動することで、終点Ｐ２に位置するワイパー７１１が左方に湾曲している状態が解消される（図５のｆ図）。そして、印刷ヘッド６を洗浄位置に戻す際に、図５のｇ図に示すように、ノズル形成面６０によりワイパー７１１を右方に湾曲させれば、ワイパー７１１の終点Ｐ２から起点Ｐ１への移動が円滑に行われる。なお、例えば、図５のｆ図の状態でワイパー７１１がわずかに右方に傾斜するようにワイパー７１１を取り付けておけば、印刷ヘッド６を洗浄位置に戻した際にワイパー７１１を確実に右方に湾曲させることができる。

ワイパー７１１が右方に湾曲した状態で、ワイパー７１１を終点Ｐ２から起点Ｐ１へと移動させてワイピングを行う（ステップＳ７）。こうして、ワイパー７１１が起点Ｐ１に戻ると、ワイパー７１１の往復動作が１回終了したことになる（図５のｈ図）。続いて、印刷ヘッド６を一旦退避位置まで移動させた後、再び洗浄位置まで移動させる（ステップＳ８）。そして、制御部１００は、ワイパー７１１の往復動作の回数Ｎをインクリメントしてから（ステップＳ９）、往復動作が５回行われたか否かを判断する（ステップＳ１０）。５回未満であればステップＳ５に戻って往復動作を繰り返し、５回に達していれば引き続き加圧クリーニングを実行する（ステップＳ１１）。加圧クリーニングが完了すると、最後に印刷ヘッド６を退避位置に移動させるとともに（ステップＳ１２）、ワイパー７１１を待機位置に移動させて（ステップＳ１３）、図５のａ図の状態に戻す。

次に、加圧クリーニングについて説明する。図６は、加圧クリーニングの流れを示すフローチャートであり、図７は、印刷ヘッドおよびメンテナンスユニットの状態を示す模式図である。加圧クリーニングでは、まず、制御部１００からの動作信号に応じて、インク循環機構８０（図２）がインクの循環速度を印刷動作時の通常速度よりも速い加圧速度まで加速させる（ステップＳ１０１）。

続いて、図７のａ図に示すように、メンテナンスユニット７Ｕの移動体７１を印刷ヘッド６の下方に移動させてから、印刷ヘッド６を洗浄位置よりもさらに下方のキャッピング位置まで移動させることで、ノズル形成面６０をキャップ７１２に押し付けて全てのノズル６１をキャッピングする（ステップＳ１０２）。なお、ワイパー７１１は通常は不図示の付勢部材により支持部材７１３から上方に突出した状態を維持しているが、印刷ヘッド６をキャッピング位置まで移動させる際には印刷ヘッド６が付勢部材に抗してワイパー７１１を下方側に移動させる。よって、ワイパー７１１がキャッピングの妨げとなることはない。

キャッピングが完了すると、インク循環機構８０によりインクが加圧される（ステップＳ１０３）。インクの加圧が十分に行われると、印刷ヘッド６を退避位置まで移動させることでキャッピングを解除する（ステップＳ１０４）。キャッピングを解除することで、図７のｂ図に示すように、加圧されたインクＩＫがノズル６１から吐出される。このとき、ノズル６１から吐出されるインクＩＫに伴って、ノズル６１内の洗浄液や気泡等がノズル６１から排出される。このように、キャッピングを解除してノズル６１からインクが吐出されると、インクの加圧を停止する（ステップＳ１０５）。

加圧クリーニングでは、さらにノズル形成面６０に対するワイピングが実行される（ステップＳ１０６）。ここでのワイピングは種々の態様を採用することができるが、例えば、洗浄液を供給せずに、ワイパー７１１を起点Ｐ１から終点Ｐ２へと１回だけ移動させればよい。これによって、ノズル６１から吐出されてノズル形成面６０に付着したインクが拭き取られる。続いて、インクの循環速度を通常速度まで減速させてから（ステップＳ１０７）、全てのノズル６１からインクを吐出するフラッシングが実行され、適切なメニスカスが形成された状態でインクがノズル６１に充填される（ステップＳ１０８）。以上の加圧クリーニングが終了すると、図４のフローチャートに戻ってステップＳ１２、Ｓ１３を実行しメンテナンスが完了する。

以上のように、この実施形態では、供給された洗浄液を保持しているワイパー７１１を、起点Ｐ１と終点Ｐ２との間でワイピング方向Ｄｗに往復動作させる往復ワイピングを行っている。このように、ワイパー７１１を往復動作させることで、洗浄液がノズル形成面６０に広く均一に行き渡り、洗浄液を十分に塗り広げることができる。その結果、洗浄液を用いた効果的な洗浄が可能となる。

また、往復ワイピングでは、ワイパー７１１の往復動作を複数回（５回）実行している。このようにワイパー７１１が複数回往復動作をすることで、洗浄液の塗り広げを一層好適に行うことができる。同時に、ノズル形成面６０に付着している硬化したインク等の異物に対して、ワイピング方向Ｄｗの両方向から複数回ワイパー７１１による力が加わるので、好適な掻き取りが実現できる。

さらに、往復ワイピングを実行した後に加圧クリーニングを実行することで、往復ワイピング時にノズル６１内に入った洗浄液を、インクの吐出とともにノズル６１から排出することができる。また、加圧クリーニングにおいて洗浄液を用いないワイピングを行うことで、ノズル６１内への洗浄液の入り込みを回避しつつ、インクの吐出により汚れたノズル形成面６０の洗浄を行うことができる。

ここで、この実施形態における印刷ヘッド６の詳細な構成、およびこの印刷ヘッド６のノズル形成面６０をワイピングするのに適した構成について説明する。図８は、ノズル形成面の詳細を示す模式図である。印刷ヘッド６は、ノズル形成面６０に開口する収容空間６７が複数形成されたハウジング６Ａと、各収容空間６７に１つずつ収容された単位ヘッド６Ｂとを有して構成される。

収容空間６７はＹ方向に複数設けられて列をなしており、この列がＹ方向と直交するワイピング方向ＤｗにＹ方向の位置をずらしつつ２列設けられることで、収容空間６７が千鳥配置されている。また、単位ヘッド６Ｂでは、ノズル６１がワイピング方向Ｄｗに直交する方向（Ｙ方向）に複数設けられてノズル列をなしており、ノズル列がワイピング方向Ｄｗに複数配されることで、ノズル６１が二次元配置されている。この単位ヘッド６Ｂが各収容空間６７に１つずつ配された状態で、単位ヘッド６Ｂの側面と収納空間６７の内壁面との間に接着剤を充填することにより、各単位ヘッド６Ｂがハウジング６Ａに対して固定されている。このとき、接着剤の収縮や充填状態等によって、ハウジング６Ａと単位ヘッド６Ｂとの間において、ノズル形成面６０に溝部６８が形成されることがある。

この溝部６８のような幅の狭い空間に、ノズル形成面６０から掻き取られた異物が洗浄液とともに入った状態で時間が経過すると、異物が毛細管現象により溝部６８の奥まで入り込んでしまい、異物を溝部６８から除去することが困難になるという問題が生じる。そこで、この実施形態では、ワイパー７１１のＹ方向の長さをノズル形成面６０のＹ方向の長さよりも長くすることで、往復ワイピング時にワイパー７１１をノズル形成面６０全域に当接させている。こうすることで、往復ワイピング時に各溝部６８上をワイパー７１１が通過し、異物が溝部６８の奥まで入り込んでしまう前に異物を洗浄液とともに溝部６８から掻き出して好適な洗浄を行うことができる。

なお、上述の問題は、ハウジング６Ａと単位ヘッド６Ｂとの間の溝部６８に限らず、ノズル形成面６０に存在する微小な凹部において生じ得る問題であるが、溝部６８以外の凹部であっても、往復ワイピング時に凹部上をワイパー７１１が通過することで上述と同様に好適な洗浄が可能となる。

ところで、上述では説明を省略したが、ワイピング時のワイパー７１１の移動速度やワイパー７１１がノズル形成面６０に当接する当接力を適切に調整することで、より好適なワイピングを実行することができる。以下、この点について、詳細に説明する。

この実施形態では、往復ワイピングにおけるワイパー７１１の往復動作を５回行っているが、例えば、最初の１回の往復動作の速度を第１速度とする低速制御を実行してから、残り４回の往復動作の速度を第１速度よりも速い第２速度とする高速制御を実行することができる。具体的には、図４のフローチャートにてＮ＝０のときにステップＳ５、Ｓ７を実行する場合には、制御部１００がワイパー駆動機構７２に対して低速制御の動作指令を発することで、ワイパー７１１が比較的低速の第１速度で移動してワイピングを行う。一方、Ｎ＝１〜４のときにステップＳ５、Ｓ７を実行する場合には、制御部１００がワイパー駆動機構７２に対して高速制御の動作指令を発することで、ワイパー７１１が比較的高速の第２速度で移動してワイピングを行う。

このように、ワイパー７１１の速度が比較的低速の低速制御を往復ワイピングの初期に実行することで、ノズル形成面６０に洗浄液をしっかりと塗り広げることができる。しかも、低速制御の実行後には高速制御が実行されることで、全体として往復ワイピングに要する時間が長くなることを抑制可能となる。なお、ワイパー７１１の起点Ｐ１から終点Ｐ２への１回目の移動のときにのみ低速制御を実行したり、２回目以降の往復動作でも引き続き低速制御を実行しても同様の効果は得られる。さらに、ワイパー７１１の移動速度は必ずしも２段階で変更する必要はなく、３段階以上であってもよいし、速度を徐々に変更させることも可能である。

また、この実施形態では、往復ワイピング時にワイパー７１１がノズル形成面６０に当接する当接力を、加圧クリーニングにおけるワイピング時の当接力よりも大きくしている。図９は、ワイパーによるノズル形成面への当接力の調整を説明するための模式図であり、より詳しくは、ａ図は往復ワイピング時の状態を示し、ｂ図は加圧クリーニングにおけるワイピング時の状態を示す。

図４のステップＳ３までが完了して、ワイパー７１１が起点Ｐ１に位置するとともに、印刷ヘッド６が洗浄位置にある状態では、図９のａ図に示すように、印刷ヘッド６の被供給面６４とワイパー７１１とが出退方向Ｄｈにおいて距離Ｌ１だけ重複している。そして、この状態でワイパー７１１がワイピング方向Ｄｗに移動することで、ワイパー７１１の先端部が湾曲した状態でノズル形成面６０に当接してワイピングが行われる。すなわち、往復ワイピング時には、距離Ｌ１に応じてワイパー７１１の先端部が湾曲し、ワイパー７１１が湾曲状態から直立状態に復元しようとする復元力（弾性力）に応じた当接力によってノズル形成面６０に当接している。

一方、加圧クリーニングにおいて図６のステップＳ１０６のワイピングを開始する際には、図９のｂ図に示すように、制御部１００からの動作指令に応じて、ヘッド駆動機構６９が印刷ヘッド６を洗浄位置（図９のａ図参照）よりも上方の位置に配置させる。その結果、印刷ヘッド６の被供給面６４とワイパー７１１とが出退方向Ｄｈにおいて重複する距離は距離Ｌ１よりも短い距離Ｌ２となる。そして、この状態でワイパー７１１がワイピング方向Ｄｗに移動してワイピングが行われると、ワイパー７１１の先端部が湾曲する程度は往復ワイピング時よりも小さくなり、その結果、ワイパー７１１の復元力に応じたノズル形成面６０への当接力は往復ワイピング時よりも小さくなる。換言すると、往復ワイピング時の当接力は加圧クリーニングのワイピング時の当接力よりも大きい。

このように、往復ワイピング時にワイパー７１１がノズル形成面６０に当接する当接力を、加圧クリーニングにおけるワイピング時の当接力よりも大きくすることで、往復ワイピング時にワイパー７１１により洗浄液をノズル形成面６０にしっかりと押し付けつつ好適に塗り広げることができる。一方、加圧クリーニングにおけるワイピング時には、直前のノズル６１からのインク吐出によりノズル形成面６０に付着した未硬化のインクを拭き取るだけなので、ワイパー７１１による当接力が小さくてもノズル形成面６０を十分に洗浄することができる。

なお、印刷ヘッド６の出退方向Ｄｈにおける位置の変更に代えてあるいは加えて、ワイパー７１１の出退方向Ｄｈにおける位置を変更することで、印刷ヘッド６とワイパー７１１との出退方向Ｄｈにおける相対位置を変更し、当接力の調整を行うことも可能である。また、印刷ヘッド６またはワイパー７１１の出退方向Ｄｈに移動させるタイミングについても適宜変更が可能である。例えば、ワイパー７１１がノズル形成面６０に当接した後に、印刷ヘッド６またはワイパー７１１の出退方向Ｄｈにおける位置を変更し、当接力を調整することも可能である。

以上のように、この実施形態では、プリンター１が本発明の「液体吐出装置」に相当し、インクが本発明の「液体」に相当し、印刷ヘッド６が本発明の「吐出ヘッド」に相当し、ワイパー７１１が本発明の「ワイピング部材」に相当し、洗浄液供給管７３が本発明の「洗浄液供給部」に相当し、起点Ｐ１から終点Ｐ２へ向かう方向が本発明の「第１方向」に相当し、終点Ｐ２から起点Ｐ１へ向かう方向が本発明の「第２方向」に相当し、往復ワイピング時に制御部１００が実行するステップＳ５〜Ｓ１０が本発明の「往復ワイピング制御」に相当し、加圧クリーニング時に制御部１００が実行するステップＳ１０１〜Ｓ１０８が本発明の「クリーニング制御」に相当する。

なお、以上の説明では便宜上、ノズル形成面６０が略水平である場合についてメンテナンスの内容を説明してきたが、ノズル形成面６０が水平面から傾いている場合でも、ワイピング方向Ｄｗがノズル形成面６０に沿うようにメンテナンスユニット７Ｕを配設することで、これまでに説明したメンテナンスを実行することが可能であることは言うまでもない。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、洗浄液を印刷ヘッド６の側面である被供給面６４に供給するものとしたが、洗浄液をワイパー７１１に直接供給してもよい。その場合には、ワイパー７１１の払拭面７１１ａに洗浄液が流れてワイパー７１１に保持されるように、ワイパー７１１の上端付近に洗浄液を供給するとよい。

また、上記実施形態では、ワイパー７１１をワイピング方向Ｄｗに移動させることでワイピングを行うものとしたが、ノズル形成面６０、すなわち印刷ヘッド６をワイピング方向Ｄｗに移動させることでワイピングを行ってもよい。また、ワイパー７１１および印刷ヘッド６をともにワイピング方向Ｄｗに移動させてワイピングを行うことも可能である。

また、上記実施形態では、往復ワイピング時にワイパー７１１の低速制御および高速制御を行うものとした。しかしながら、このようにワイパー７１１の移動速度を変更する制御は本発明に必須の要件ではなく、往復ワイピング時のワイパー７１１の移動速度を一定に維持してもよい。

また、上記実施形態では、往復ワイピング時にワイパー７１１がノズル形成面６０に当接する当接力を、加圧クリーニングにおけるワイピング時の当接力よりも大きくするものとした。しかしながら、このように当接力を変更させることは本発明に必須の要件ではなく、往復ワイピング時および加圧クリーニングにおけるワイピング時に、印刷ヘッド６とワイパー７１１との出退方向Ｄｈにおける相対位置を一定に維持してもよい。

また、上記実施形態において図４や図６で示したフローについても適宜変更することが可能である。例えば、ワイパー７１１の往復動作の回数を変更してもよいし、加圧クリーニングで行う動作を変更してもよい。さらに言えば、加圧クリーニングを省略することも可能である。

また、プリンター１の具体的構成についても適宜変更可能であり、印刷ヘッド６やメンテナンスユニット７Ｕの配置や個数を適宜変更したり、プラテンドラム３０の形状等を適宜変更したりしてもよい。

また、ノズル６１から吐出するインクの種類は、上述のＵＶインクに限られない。さらには、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置に対して本発明を適用することも可能である。

１…プリンター（液体吐出装置）、６…印刷ヘッド（吐出ヘッド）、６Ａ…ハウジング、６Ｂ…単位ヘッド、６０…ノズル形成面、６１…ノズル、６７…収容空間、６８…溝部（凹部）、７Ｕ…メンテナンスユニット、７１１…ワイパー（ワイピング部材）、７３…洗浄液供給管（洗浄液供給部）、１００…制御部。

Claims (6)

1. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドと相対移動することにより前記ノズル形成面をワイピングするワイピング部材と、
   前記ワイピングに供する洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
   前記液体を貯留する液体貯留部と、
   前記液体貯留部と前記吐出ヘッドとの間で前記液体を循環する循環機構と、を備え、
   前記洗浄液を供給された前記ワイピング部材が第１の相対移動速度で前記ノズル形成面をワイピングする第１ワイピングを実行した後に、前記第１の相対移動速度よりも速い第２の相対移動速度で前記ノズル形成面をワイピングする第２ワイピングを実行し、その後、前記循環機構が前記液体を循環することにより前記吐出ヘッド内の前記液体を加圧して前記ノズルから前記液体を排出させる加圧排出を実行することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記吐出ヘッドは、媒体に対して前記液体を吐出し、
   前記循環機構は、前記吐出ヘッドが前記媒体に対して前記液体を吐出する時の循環速度よりも速い循環速度で循環することで前記加圧排出を行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記ワイピング部材は、前記加圧排出に続いて、前記洗浄液が供給されない状態で前記ワイピングを実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記第２のワイピングは、前記第１のワイピングの前記相対移動方向とは反対方向に実行されることを特徴とする請求項１から請求項３のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。
5. 前記第１ワイピングと前記第２ワイピングとの間に、更に複数回の前記ワイピングを実行することを特徴とする請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載の液体吐出装置。
6. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル形成面を有する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドと相対移動することにより前記ノズル形成面をワイピングするワイピング部材と、前記ワイピングに供する洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部と前記吐出ヘッドとの間で前記液体を循環する循環機構と、を備える液体吐出装置における前記吐出ヘッドの洗浄方法であって、
   前記洗浄液供給部から前記ワイピング部材に前記洗浄液を供給する洗浄液供給工程と、
   前記洗浄液を供給された前記ワイピング部材が、第１の相対移動速度で前記ノズル形成面をワイピングする第１ワイピング工程と、
   前記第１ワイピング工程の後に、前記第１の相対移動速度よりも速い第２の相対移動速度で前記ノズル形成面をワイピングする第２ワイピング工程と、
   前記第２ワイピング工程の後に、前記循環機構で前記液体を循環することにより前記吐出ヘッド内の前記液体を加圧して前記ノズルから前記液体を排出する加圧排出工程と、
   を含むことを特徴とする吐出ヘッドの洗浄方法。

Images