【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴の吐出によって記録媒体に記録するインクジェット記録ヘッドユニット及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクジェット記録装置において印字速度を向上させてオフィスユースに対応可能にするために、全幅対応の非走査型の記録ヘッドを備え、用紙を連続搬送しつつ印字するインクジェット記録装置が提案されている。
【０００３】
一方、インクジェット記録装置では、インク吐出性能を良好に維持するために、メンテナンス装置によって非印字時のインク滴の吐出（ダミージェット）やノズル面の清掃（ワイピング）、さらにはインクの乾燥防止などが必要とされている。
【０００４】
例えば、非印字状態が長時間継続すると、乾燥したインクが増粘してノズルが詰まったり、ノズル面に埃が付着する。この結果、インク滴が吐出不能（ドット抜け）になったりインク滴の吐出方向が変化して（ジェット曲がり）、印字品質が低下したり印字不能になったりするからである。
【０００５】
そこで、一定期間印字を休止する時等には、インクジェット記録装置内において記録ヘッドを印字位置からメンテナンス位置に移動させ、記録ヘッドのノズル面に付着した埃などをワイパーで除去して、ノズル面をリフレッシュすることを行なう。あるいは使用していた記録ヘッドをインクジェット記録装置から取外して乾燥防止用の保管容器に収容する。
【０００６】
また、記録ヘッドのノズル面（ノズル）の乾燥を防止するために、キャップ部材が配設されている。キャップ部材は、ゴム部をノズル面に圧着させることにより、ノズル面（ノズル）を外部から気密にするものである。
【０００７】
上記のようなインクジェット記録装置では、所定枚数の印字が終了すると一旦装置の印字を停止し、メンテナンス動作を行なう。したがって、連続印字する場合に生産性を低下させてしまう。
【０００８】
このような課題を対応するために、ダミージェットを受ける受け部材を記録ヘッドのノズル面の対向位置に配置したものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１、２に係るインクジェット記録装置では、用紙搬送用ベルトが受け部材の下側を通過するように構成することによって、記録ヘッド（ノズル面）の対向位置に受け部材を配設している。したがって、連続印字中に先行する用紙が通過してから後続の用紙先端が到達するまでにダミージェットを受け部材に吐出可能になり、生産性の向上が図られている。
【０００９】
また、搬送用ベルトにダミージェット用の孔部を形成することによって、連続印字中にダミージェットを可能にし、さらにインク吐出面を清掃する清掃部材を設け清掃の際にはヘッドを移動させて清掃するものがある。（例えば特許文献３参照）。
【００１０】
しかし、従来例１、２では、長時間使用していないときなどはヘッドのノズル面が密閉されないため、ノズル内のインクが乾いてノズルを詰まらせ、インク吐出不能のノズルが発生し、印字画質が低下してしまう。
【００１１】
また、装置を使用している間に装置内の埃やゴミがヘッドのノズル面に付着することがあり、前記と同様な現象が発生したり、ノズルから吐出されるインクの吐出方向が変化して印字画質が低下してしまう。
【００１２】
一方、従来例３のように、孔部を空けたベルトで用紙を搬送すると、短時間の駆動では問題なく印字されたサンプルが出力されるが、長時間続けて駆動させると、ベルトの孔部の端部に応力が集中し、ベルトの安定走行に支障をきたすことがある。この結果、印字画質の低下を生ずることがある。
【００１３】
また、ヘッドの移動や清掃部材の駆動によって印字時間が伸びるため生産性が悪化し、ヘッドを移動させる機構を必要とするため構造が複雑化する。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−３４８３１３号公報（図１、第３頁〜第６頁）
【特許文献２】
特開平１２−１５８３５号公報（図１、第３頁〜第５頁）
【特許文献３】
特開平１３−１１３６９０号公報（図１、第３頁〜第６頁）
【００１５】
【発明が解決すべき課題】
本発明は上記事実を考慮し、生産性を確保しつつ高画質な画像を形成可能で、メンテナンス動作が比較的容易な構成で達成できる記録装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【発明を解決する手段】
請求項１に記載の記録装置はインク吐出面を備えた記録ヘッドと、用紙搬送路面よりも前記記録ヘッド側に配置されインク吐出面上を摺動する清掃手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
上記構成の発明では、インク吐出面を清掃する清掃手段が用紙搬送路面よりも記録ヘッド側に配置されたことで、清掃手段が用紙と干渉することなくインク吐出面を清掃できる。また、清掃手段を昇降させる必要がなくなる。
【００１８】
請求項２に記載の記録装置は、清掃手段は前記記録ヘッドの液滴吐出面に当接し、前記記録ヘッドに対し往復移動しながら清掃することを特徴とする。
【００１９】
上記構成の発明では、清掃手段が液滴吐出面に当接し、かつヘッドに対して往復移動する構造としたことで、単純な構成で確実に吐出面を清掃できる。
【００２０】
請求項３に記載の記録装置は、インク吐出面を備えた記録ヘッドと、用紙搬送路面よりも前記記録ヘッド側に配置されインク吐出面上を摺動する清掃手段とを備えた記録ヘッドを複数並列配置したことを特徴とする。
【００２１】
上記構成の発明では、インクジェット記録ヘッドを複数並列配置したことで、用紙幅サイズをカバーするインクジェット記録ヘッドユニットとし、インクジェット記録ヘッドによる用紙幅方向のスキャンを不要として印字速度を向上させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の記録装置は、清掃手段がインク吐出面と平行に移動するリンク部材に取付けられていることを特徴とする。
【００２３】
上記構成の発明では、リンク部材を介して清掃手段を駆動することでヘッド周辺から離れた場所に清掃手段の駆動手段を置くことができ、ヘッド周辺のスペースに余裕を持たせることができる。
【００２４】
請求項５に記載の記録装置は、清掃手段は一体的に駆動されることを特徴とする。
【００２５】
上記構成の発明では、清掃手段が一体的に駆動される構造としたことで、清掃のタイミングずれを防ぎ、また清掃手段の駆動機構を簡略化することができる。
【００２６】
請求項６に記載の記録装置は、請求項１に記載の記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対面して前記記録ヘッドのキャップ体を備え、前記記録ヘッドと前記キャップ体との間に前記用紙搬送路を形成したことを特徴とする。
【００２７】
上記構成の発明では、キャップ体を記録ヘッド近傍に設けずに用紙搬送路を挟んだ対面側に設けたことで、記録ヘッド周辺のスペースに余裕をもたせることができる。
【００２８】
請求項７に記載の記録装置は、キャップ手段と清掃手段とは相対変位可能に駆動されることを特徴とする。
【００２９】
上記構成の発明では、キャップ手段と清掃手段を互いに独立して駆動可能としたことで、キャップ手段と清掃手段を連動させ、あるいはヘッドの使用状況などに応じて一方だけを駆動することも可能である。
【００３０】
請求項８に記載の記録装置は、インク吐出面上の、前記清掃手段による摺動方向端部に、インク回収手段のインク吸収部が配置されたことを特徴とする。
【００３１】
上記構成の発明では、清掃手段による摺動方向端部に、インク回収手段のインク吸収部を設けたことで、清掃手段がワイプしたインク吐出面のインクをインク吸収部が吸収し、清掃手段が初期位置に復帰する際にインク吐出面を再びインクで汚す恐れがない。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置が示されている。
【００３３】
インクジェット記録装置１０は用紙を搬送する搬送ロール１２と、用紙搬送路面を挟んで搬送ロール１２と対向する位置に用紙を搬送ロール１２に押圧するスターホイール１４と、インク滴を吐出して用紙に画像形成する記録ヘッド部１６と、記録ヘッド部１６の清掃を行なう清掃装置１８と、用紙搬送路面を挟んで記録ヘッド部１６と対向する位置にキャップ装置２０と、搬送ロール１２を駆動する駆動部２２とから基本的に構成される。
【００３４】
搬送ロール１２は、ＳＵＳ材の１０φ芯金にゴム硬度６５ＨｓのＥＰＤＭ材を厚さ２ｍｍに巻きつけた構造をしている。各搬送ロール１２は駆動部２２から駆動力を駆動ベルト２６で伝達され、用紙を搬送する。
【００３５】
用紙搬送路面を挟んで搬送ロール１２と対向する位置にスターホイール１４が設けられている。インクジェット記録装置１０では用紙幅にわたって印字を可能とするため、用紙の印字部分を保持する必要があり、インクのかすれや転写を防ぐため点接触のスターホイール１４で用紙の印字部分を押圧して搬送ロール１２との間で用紙を挟持している。
【００３６】
スターホイール１４はＳＵＳ材で１２φ、厚さ０．５ｍｍの薄い円盤状であり突起数は２０とする。
【００３７】
これらの搬送ロール１２とスターホイール１４とで用紙を挟持し、記録ヘッド部１６へと用紙を搬送する。記録ヘッド部１６の直下には、搬送される用紙を記録ヘッド部１６と正しい間隔を保って保持するための搬送リブ２４が、用紙搬送路面を挟んで記録ヘッド部１６と対向する位置に設けられている。
【００３８】
搬送された用紙は記録ヘッド部１６と搬送リブ２４の間をさらに搬送され、用紙が連続的に（停止することなく）搬送されながら記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され、用紙に画像が形成される。一方、用紙の搬送が進み、記録ヘッド部１６とキャップ装置２０の間を通過すると、記録ヘッド部１６はキャップ装置２０に向けてダミージェットを噴射する。次いで記録ヘッド部１６を清掃装置１８が清掃し、記録ヘッド部１６に残ったインクを拭取り、インク吐出面を清浄に保つ。ここで、非印字状態が長時間継続する場合、あるいは電源ＯＦＦ時等に、ノズル面４０Ａが長時間大気に晒されるとインクの溶媒あるいは分散媒が蒸発し、残留成分がインクノズルを塞ぎインクの吐出不良を引き起こす事態を防ぐためキャップ装置２０にてキャップ動作を行なう。具体的には、キャップ部材が上昇して記録ヘッドのインク吐出面に圧接する。この結果、インク吐出面の気密性が確保され、インクの増粘、乾燥が防止される構成である。
【００３９】
最後に、画像形成後の用紙は搬送ロール１２とスターホイール１４の間から排紙される。
【００４０】
次に、記録ヘッド部１６について説明する。
【００４１】
図２には、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置の記録ヘッド部１６の構成が示されている。
【００４２】
記録ヘッド部１６は、図２に示すように、用紙搬送方向（矢印Ｘ方向。以下、搬送方向という場合がある）に対して直交する用紙幅方向（矢印Ｙ方向。以下、幅方向という場合がある）に対して一定の間隔で配置された単位記録ヘッド４０が６個配置された記録ヘッドアレイ４２が用紙搬送方向に一定間隔で８個配設されることによって基本的に構成されている。
【００４３】
単位記録ヘッド４０は、図３に示すように、ノズル面４０Ａにインクを吐出するノズル４１が一直線上に形成されたものであり、周知のサーマルインクジェット方式によりインク滴が吐出されるものである。本実施形態では、単位記録ヘッド４０はノズル配列密度が８００ｄｐｉで８００ノズルであり、噴射周波数が７．５６ｋＨｚで、顔料インクを使用するものである。
【００４４】
このような単位記録ヘッド４０がノズル配列方向が幅方向と一致するように６個の単位記録ヘッド４０が取り付けられることによって記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂが形成されている。
【００４５】
記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂは、図４に示すように、それぞれ６個の単位記録ヘッド４０が一定間隔をおいて配設されたものであり、単位記録ヘッド４０の配置を幅方向で半ピッチ（単位記録ヘッド４０の長さの半分）分だけ相互にずらすことによって、記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂの単位記録ヘッド４０のノズル列が幅方向においてオーバーラップするオーバーラップ領域ＯＬを有するように配置されている。すなわち、一対の記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂは、用紙幅方向で間断なく印字領域で印字可能としてものである。すなわち、記録ヘッドアレイ対４２Ａ、４２Ｂの単位記録ヘッド４０のノズル４１からインク滴を吐出することによって、用紙に対する一色分の印字を行なうものである。本実施形態では、この一対の記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂの組み合わせを記録ヘッド４４と呼ぶものとする。
【００４６】
印字領域とは、用紙の両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる最大用紙幅ＰＷよりも大きくとっている。本実施形態でも、用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いことから最大用紙幅ＰＷよりも大きめに印字領域を設定しているものである（図４参照）。本実施形態の記録ヘッド４４では、印字領域が１２インチとされており、最大用紙幅ＰＷがＡ３短手幅（Ａ４長手幅）の２９７ｍｍである。
【００４７】
記録ヘッド４４は、搬送方向上流側からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に印字されてフルカラー印字可能な構成であり、必要な場合には該当する記録ヘッドの参照番号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を付して（４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋとして）区別する（図２）。
【００４８】
また、図２において、記録ヘッド４４Ｙ〜４４Ｋの構成は同一なので、記録ヘッド４４Ｙの構成要素についてのみ参照符号を付し、他の記録ヘッド４４Ｍ〜４４Ｋの構成要素に対する参照符号を付するのを省略している。
【００４９】
次に記録ヘッドの清掃装置について説明する。
【００５０】
図５（ｂ）に示すように、記録ヘッドアレイ４２の単位記録ヘッド４０の近傍には、各単位記録ヘッド４０のノズル面４０Ａを清掃するためのワイピング部材６０が記録ヘッドフレーム４５に配設され、清掃装置１８を構成している。
【００５１】
ワイピング部材６０は、図５（ａ）に示すように、記録ヘッドフレーム４５に嵌合し用紙幅方向Ｙにスライド可能なフレーム６５と、矢印Ａ（用紙幅方向Ｙ）から見て略コの字型の形状をした保持部材６２と、保持部材６２の横木部分６３に配設され搬送方向に延在するワイパー６４から構成されている。保持部材６２はフレーム６５に固定され、用紙幅方向Ｙすなわち単位記録ヘッド４０のノズル面４０Ａの長手方向にフレーム６５ごと移動可能とされている。
【００５２】
保持部材６２はアルミやＳＵＳなどの強度がある材料から構成される。保持部材６２は厚さ１ｍｍのＳＵＳ材で１．５ｍｍ幅とする。
【００５３】
ワイパー６４は、所定の剛性を得るためにゴム硬度３０〜８０Ｈｓに形成され、幅／厚さの比率は５／１〜５０／１、厚さは０．５〜４ｍｍとする。
【００５４】
ワイパー６４の材料としては生ゴム、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、オレフィン系ゴム、エーテル系ゴム、ポリスルフィド系ゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーンゴムなど各種天然ゴム、各種エラストマー（ゴム弾性体）や、これらゴム系材料のブレンドゴム、またはこれらゴム系材料と各種プラスティックとのブレンドゴムなど、各種弾性部材が使用でき、これら材料の接着などによる組合せを用いても良い。
これら材料のなかでも耐熱性、耐候性、耐薬品性、耐磨耗性、加工性の点で、水素化ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリジメチルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム等が好ましい。
また、耐疲労性、耐成形性、ゴム特性などの点で、優れた熱可塑性エラストマーなども好ましい。
さらに、ワイパー６４の表面を保護層で被覆して使用することもできる。保護層としては、撥液性と低摩擦係特性に優れるフッ素系樹脂が好ましい。また、各種プラスチック材料も適用可能である。
具体的な材料としてはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の成形体を用いても良い。
さらに、これらの材料のフィルム材を積層して張り合わせたものを高精度に切断しても良い。このとき、貼着剤としては、アクリル系ポリマーやゴム系ポリマー等が適している。
【００５５】
次にワイピング部材６０の動作について説明する。
【００５６】
ワイピング部材６０は、図５（ａ）のように記録ヘッドフレーム４５に設けたガイド溝４６に沿ってフレーム６５ごと用紙幅方向に移動可能に支持し、用紙幅方向に移動可能とする。これによりワイピング部材６０（横木部分６３）は、用紙が未搬送であり且つ印字未動作の時に、単位記録ヘッド４０を跨ぐ形で用紙幅方向（矢印Ｙ）に移動し、ワイピングを行なう構成とされている。
【００５７】
図５（ａ）に示すように、ワイピング部材６０の横木部分６３は下面が用紙搬送面と干渉しないようにキャップ部材８０と用紙搬送に充分な間隔を設けて設置されている。また、初期位置（待機状態）ではワイパー６４の、インク吐出面４０Ａとの当接面が、インク吐出面４０Ａより１．５ｍｍ上方に位置するように配置されている。さらに、インク吐出面４０Ａの端からワイパー６４の当接面の端まで最短距離で１ｍｍとする。
【００５８】
また、単位記録ヘッド４０の用紙幅方向端面には、ワイピング部材６０の初期位置から遠い側の一面にインク回収部材４３が貼付されている。インク回収部材４３は厚さ１ｍｍ、ポリプロピレン＋ポリエチレンで単位記録ヘッド４０の端面と同じ大きさとする。このインク回収部材４３は単位記録ヘッド４０の端面全体を覆っているので、インク吐出面４０Ａの延長上にインク回収部材４３もまたインク回収面４３Ａを備えている。
【００５９】
まず図６（ａ）のようにワイピング部材６０が用紙幅方向（矢印Ｙ）に駆動され、記録ヘッド４０のノズル面４０Ａをワイパー６４が清掃開始する。
【００６０】
ワイパー６４がインク吐出面４０Ａに当接し、インク吐出面４０Ａのインクを拭取りながらインク回収部材４３に向かって駆動され、ワイパー６４とインク吐出面４０Ａの当接量１．５ｍｍを保ちながら清掃が行なわれる（図６（ｂ））。
【００６１】
ワイパー６４がインク吐出面４０Ａをワイピングし終えると、インク回収部材４３にワイパー６４が接触するので、ワイパー６４が拭取ったインクはインク回収部材４３のインク回収面４３Ａから吸収される。これにより、拭取ったインクがこぼれたり、ワイパー６４に付着したまま再度インク吐出面４０Ａをワイピングしたりする危険はない。
【００６２】
ワイパー６４が単位記録ヘッド４０の端面までワイピングし終わり、拭取られたインクがインク回収部材４３に回収されると、ワイピング部材６０は逆方向に駆動される（図６（ｃ））。
【００６３】
インク回収手段４３によりインクは回収されているので、ワイパー６４は再度インク吐出面４０Ａに当接しながら初期位置へ戻ってもインク吐出面４０Ａが汚れることはなく、また初期位置へ戻ったワイパー６４からインクが落ちることもない（図６（ｄ））。
【００６４】
以上のようにワイパー６４は単位記録ヘッド４０と用紙搬送面との隙間を移動しながら清掃動作を行うため、清掃動作の際に単位記録ヘッド４０を移動させる必要がなく、処理速度を落とさずに清掃が可能であり、かつ記録ヘッド部１６の構造を単純化できる。
【００６５】
ここで、インク回収部材４３の材料としてはポリエステルフェルト繊維材料、また、アクリルニトリルフェルト繊維材料が好ましく、更には、ポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料が混合されたものも好ましい。使用繊維材料の繊維径、繊維長、配列方向等を適宜変えると、インク回収部材４３のインク保持能力及びインク供給能力を細かく調整することが可能である。
【００６６】
また、その他にポリアミド系繊維材料、ポリプロピレン繊維材料、ポリビニールアルコール系繊維材料、ポリ塩化ビニリデン系繊維材料、ポリウレタン系繊維材料などが挙げられる。
【００６７】
インク等の記録液の吸収性を考えると、ポリエステル系繊維材料がより好ましく、上記材料を混合した材料系を用いることも好適である。
【００６８】
次に記録ヘッドのキャップ部材について説明する。
【００６９】
キャップ部材８０は、図７に示すように、矩形状の凹部８２Ａが形成されたプラスチック製の受け部８２と、凹部８２Ａの開口部分に嵌合され開口部８４Ａが形成されたゴム部８４と、凹部８２Ａの底面に配設されたポリプロピレンとポリエチレンとからなるインク吸収体８６とから構成されている。したがって、後述するダミージェットの際、各単位記録ヘッド４０のノズル面４０Ａからキャップ部材８０の開口部８４Ａを介して凹部８２Ａの内部にインク滴が吐出され、インク吸収体８６に吸収される構成である。キャップ部材８０の待機中はキャップ部材８０天面からインク吐出面４０Ａまでは最短で７ｍｍとし、キャップ動作を行なう際は開口部８４Ａに単位記録ヘッド４０が嵌合し、インク吐出面４０Ａを外気から遮断する。
【００７０】
ここで受け部８２を構成するプラスチック材料としては、ＰＯＭ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ナイロン６６、アクリル、ベークライトなどがあるが、成形性、耐熱性、耐衝撃性などの点でＰＢＴが好ましい。
【００７１】
また、ゴム部８４を構成するゴム材料としては、生ゴム、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、オレフィン系ゴム、エーテル系ゴム、ポリスルフィド系ゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーンゴムなどの各種天然ゴム、各種エラストマー（ゴム弾性体）や、これらゴム系材料のブレンドゴム、またはこれらゴム系材料と各種プラスティックとのブレンドゴムなど、各種弾性部材が使用でき、これら材料の接着などによる組合せを用いても良い。
【００７２】
これら材料のなかでも耐熱性、耐候性、耐薬品性、耐磨耗性、加工性の点で、水素化ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリジメチルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム等が好ましい。
【００７３】
さらに、インク吸収体８６の材料としては、ポリエステルフェルト繊維材料、また、アクリルニトリルフェルト繊維材料が好ましく、更には、ポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料が混合されたものも好ましい。使用繊維材料の繊維径、繊維長、配列方向等を適宜変えると、インク吸収体８６のインク保持能力及びインク供給能力を細かく調整することが可能である。
【００７４】
また、その他にポリアミド系繊維材料、ポリプロピレン繊維材料、ポリビニールアルコール系繊維材料、ポリ塩化ビニリデン系繊維材料、ポリウレタン系繊維材料などが挙げられる。
【００７５】
インク等の記録液の吸収性を考えると、ポリエステル系繊維材料がより好ましく、上記材料を混合した材料系を用いることも好適である。
【００７６】
なお、本実施形態のキャップ部材８０は、以下のように形成した。
【００７７】
受け部８２はＰＢＴ樹脂から形成され、外形が縦（搬送方向）１４ｍｍ×横（幅方向）４４（同左）ｍｍ×高さ１０ｍｍで壁の肉厚が２ｍｍである。したがって、凹部８２Ａの深さは８ｍｍとされている。
【００７８】
ゴム部８４はシリコーンゴム（硬度４０Ｈｓ）から形成され、外形が縦（搬送方向）１０ｍｍ×横（幅方向）４０ｍｍ×高さ（厚さ）１ｍｍであり、開口部８４Ａのサイズが縦５ｍｍ×横３０ｍｍである。
【００７９】
インク吸収体８６はポリプロピレンとポリエチレンから形成されており、外形が縦（搬送方向）１０ｍｍ×横（幅方向）４０ｍｍ×高さ（厚さ）１ｍｍで凹部８２Ａの底面全体に配置されている。
【００８０】
また、キャップ部材８０は、スプリング８７によって対向配置される記録ヘッド４０のノズル面４０Ａ側に付勢されると共に、昇降機構８３によりノズル面４０Ａに対して接近離間（昇降）可能とされている。すなわち、モータ８３Ａの回転をギア８３Ｂに伝達し、キャップ部材８０に固定されたラック８３Ｃの上下動に変換することでキャップ部材８０を上下方向に移動させる。したがって、後述するキャッピング動作時にはキャップ部材８０が上昇してゴム部８４がノズル面４０Ａに対して圧接してノズル４１を含むノズル面４０Ａを密閉し、インクの乾燥を抑制すると共にゴミ、埃等の付着を防止する。また、ワイピング動作時にはキャップ部材８０が下降してワイピング部材６０を幅方向に移動可能とするものである。
【００８１】
キャップ部材８０によるキャップ動作を行なう目的は非印字状態が長時間継続する場合、あるいは電源ＯＦＦ時等に、ノズル面４０Ａが長時間大気に晒されるとインクの溶媒あるいは分散媒が蒸発し、残留成分がノズル４１を塞ぎインクの吐出不良を引き起こす事態を防ぐためである。具体的には、非印字状態が長時間継続する場合、あるいは電源ＯＦＦ時等に、昇降機構８３によってキャップ部材８０が上昇して凹部８２Ａが記録ヘッド４０のノズル面４０Ａに圧接する。この結果、ノズル面４０Ａの気密性が確保され、インクの増粘、乾燥が防止される構成である。
【００８２】
以上のようにキャップ部材８０は駆動機構も含めて用紙搬送面より下側に収納されており、記録ヘッド部１６の移動を必要とせず、キャップ動作時を除いて用紙搬送面には干渉しないため、記録ヘッド部１６周辺の構造を簡略化できる。
【００８３】
また、ここでは昇降機構８３をモータとラック＆ピニオンによる機構としたが、油圧などの圧力装置や電磁アクチュエータ、超音波モータなどの圧電素子を使用してもよい。
【００８４】
次に、ダミージェットの動作について説明する。
【００８５】
複数の用紙に連続的に印字中に、所定枚数の印字が終了する度に、後続の用紙の先端が到達する前に、記録ヘッド４４Ｙ〜４４Ｋを構成する全単位記録ヘッド４０の全ノズルからキャップ部材８０に向かってインク滴の吐出（いわゆるダミージェット）が行なわれる。例えば、複数枚数の用紙連続印字時のダミージェット時におけるノズル面４０Ａとキャップ部材８０の上面との距離を３ｍｍに設定し、３０頁（Ａ４）毎に用紙間で全ノズルから１０００ドロップ吐出する。
【００８６】
この際、キャップ部材８０には、凹部８２Ａの底面にインク吸収部材８６が配設されているため、吐出されたインクが凹部８２Ａからあふれたり飛び散ったりすることはない。なお、凹部８２Ａから別の場所に設けた排インク保持手段へ、インク浸透性部材やチューブ部材で誘導する構成にすることもできる。
【００８７】
このように、単位記録ヘッド４０の全ノズルからインク滴の吐出（ダミージェット）を行なうことによって、インク（特に水性インク、溶剤インク）の乾燥による吐出性能の変化を初期化することができる。また、インクがほとんど乾燥しない油性インク、ソリッドインクであっても、印字によってヘッド内部のインク流路等に付着した気泡の排除、あるいはノズル面に付着したゴミの除去を行なうことができ、ノズルのインク滴の吐出性能を初期化することができる。
【００８８】
本実施形態のように、連続して印字する（搬送されてくる）複数の用紙印字中に、記録ヘッド４４やキャップ部材８０を移動させることなくダミージェットを行なうことができるため、印字速度（生産性）の向上が達成される。また、ダミージェットによって記録ヘッド４４の印字性能が一定に維持され、高画質な印字が可能になる。
【００８９】
図８には、本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置が示されている。
【００９０】
インクジェット記録装置１１は用紙を搬送する搬送ロール１２と、用紙搬送路面を挟んで搬送ロール１２と対向する位置に用紙を搬送ロール１２に押圧するスターホイール１４と、インク滴を吐出して用紙に画像形成する記録ヘッド部１６と、記録ヘッド部１６の清掃を行なう清掃装置１８と、用紙搬送路面を挟んで記録ヘッド部１６と対向する位置にキャップ装置２０と、搬送ロール１２を駆動する駆動部２２とから基本的に構成され、基本的な構成要素は第１実施形態と同様である。
【００９１】
本実施形態の、第１実施形態との相違点は清掃装置１８の作動方向であり、以下にその相違点を中心に説明する。
【００９２】
図９（ｂ）に示すように、単位記録ヘッド４０の近傍には、各単位記録ヘッド４０のノズル面４０Ａを清掃するためのワイピング部材６０が記録ヘッドフレーム４５に配設され、清掃装置１８を構成している。
【００９３】
ワイピング部材６０は、図９（ａ）に示すように、記録ヘッドフレーム４５に嵌合し用紙搬送方向（用紙幅方向Ｙと直交する方向）にスライド可能なフレーム６５と、矢印Ａ方向から見て略コの字型の形状をした保持部材６２と、保持部材６２の横木部分６３に配設され用紙幅方向Ｙに延在するワイパー６４から構成されている。保持部材６２はフレーム６５に固定され、用紙搬送方向（用紙幅方向Ｙと直交する方向）すなわち単位記録ヘッド４０のノズル面４０Ａの短辺方向にフレーム６５ごとスライド移動可能とされている。
【００９４】
図９（ａ）に示すように、ワイピング部材６０の横木部分６３は下面が用紙搬送面と干渉しないようにキャップ部材８０と用紙搬送に充分な間隔を設けて設置されている。また、初期位置（待機状態）ではワイパー６４の、インク吐出面４０Ａとの当接面が、インク吐出面４０Ａより１．５ｍｍ上方に位置するように配置されている。さらに、インク吐出面４０Ａの端からワイパー６４の当接面の端まで最短距離で１ｍｍとする。
【００９５】
また、単位記録ヘッド４０の用紙搬送方向端面には、ワイピング部材６０の初期位置から遠い側の一面にインク回収部材４３が貼付されている。インク回収部材４３は厚さ１ｍｍ、ポリプロピレン＋ポリエチレンで単位記録ヘッド４０の端面と同じ大きさとする。このインク回収部材４３は単位記録ヘッド４０の端面全体を覆っているので、インク吐出面４０Ａの延長上にインク回収部材４３もまたインク回収面４３Ａを備えている。
【００９６】
まず図１０（ａ）のようにワイピング部材６０が用紙搬送方向と平行に駆動され（矢印）、記録ヘッド４０のノズル面４０Ａをワイパー６４が清掃開始する。
【００９７】
ワイパー６４がインク吐出面４０Ａに当接し、インク吐出面４０Ａのインクを拭取りながらインク回収部材４３に向かって駆動され、ワイパー６４とインク吐出面４０Ａの当接量１．５ｍｍを保ちながら清掃が行なわれる（図１０（ｂ））。
【００９８】
ワイパー６４がインク吐出面４０Ａをワイピングし終えると、インク回収部材４３にワイパー６４が接触するので、ワイパー６４が拭取ったインクはインク回収部材４３のインク回収面４３Ａから吸収される。これにより、拭取ったインクがこぼれたり、ワイパー６４に付着したまま再度インク吐出面４０Ａをワイピングしたりする危険はない。
【００９９】
ワイパー６４が単位記録ヘッド４０の端面までワイピングし終わり、拭取られたインクがインク回収部材４３に回収されると、ワイピング部材６０は逆方向に駆動される（図１０（ｃ））。
【０１００】
インク回収手段４３によりインクは回収されているので、ワイパー６４は再度インク吐出面４０Ａに当接しながら初期位置へ戻ってもインク吐出面４０Ａが汚れることはなく、また初期位置へ戻ったワイパー６４からインクが落ちることもない（図１０（ｄ））。
【０１０１】
本実施例においては、第１実施例に比較してワイパー６４のサイズを大きくする必要があるが、ワイピング部材６０のストロークを短くできるのでワイピング動作の時間を短縮できるメリットがある。
【０１０２】
図１１には、本発明の第３実施形態に係るインクジェット記録装置の一部が示されている。
【０１０３】
図１１に示すように、記録ヘッドフレーム４５に、用紙幅方向（矢印Ｙ方向）に延設されたフレーム６５上に単位記録ヘッド４０にそれぞれ対応したワイピング部材６０が設けられてユニット化され、移動機構３１２によってフレーム６５ごと矢印Ｈ方向に移動可能であり、一体的に単位記録ヘッド４０のノズル面４０Ａを清掃可能に構成されている。
【０１０４】
また、用紙幅方向（矢印Ｙ方向）に並べられた単位記録ヘッド４０にそれぞれ対応したキャップ部材８０が共通基板３００に取り付けられてユニット化され、昇降機構３０２によって共通基板３００ごと矢印Ｖ方向へ移動可能であり、一体的に単位記録ヘッド４０のノズル面４０Ａに対して接近・離間可能に構成されている。
【０１０５】
これにより、ワイピング部材６０およびキャップ部材８０は記録ヘッドアレイ４２単位で同時に駆動され、ワイピング動作およびキャップ動作を記録ヘッドアレイ４２単位で同時に行なうことができる。このため移動機構３１２および昇降機構３０２を単位記録ヘッド４０ごとに設ける必要がなく、機構が単純で構成部品点数も少なくコストも低減できる。また、ワイピング部材６０またはキャップ部材８０のどちらか一方だけを記録ヘッドアレイ４２単位で同時に駆動し、他方は単位記録ヘッド４０ごとに駆動機構を設けてもよい。
【０１０６】
図１２には、第３実施形態に係るワイピング部材の移動機構３１２が示されている。
【０１０７】
図１２に示すようにフレーム６５にはラックギア３２２が形成され、駆動モータ３１６によって駆動される駆動シャフト３２５に設けられた駆動ギア３２６と噛合されている。従って、駆動モータ３１６の駆動によってフレーム６５は記録ヘッドフレーム４５上を矢印Ｈ方向に移動可能とされている。これにより、フレーム６５上に設けられた清掃部材６０は単位記録ヘッド４０を跨ぐ形で移動し、ワイパー６４がインク吐出面４０Ａを清掃する。
【０１０８】
また、ここではフレーム６５は用紙幅方向に延設されているが、第２実施形態の構成に応用して用紙搬送方向にフレーム６５を延設し、用紙搬送方向にワイパー６４を駆動してもよい。
【０１０９】
図１３には、第３実施形態に係るキャップ部材の昇降機構３０２が示されている。
【０１１０】
図１３に示すようにキャップ部材８０が設けられた共通基板３００の下側には、上下方向に延在するラックギア３３０が設けられた凸部３３２が形成されており、駆動モータ３１８によって駆動される駆動ギア３３４が噛合わされている。従って、駆動モータ３１８の駆動によって共通基板３００は矢印Ｖ方向に移動可能とされている。これにより、共通基板３００上に設けられたキャップ部材８０は単位記録ヘッド４０に対して接離し、インク吐出面４０Ａを密閉／開放する。
【０１１１】
ここでは移動機構３１２、昇降機構３０２ともにラック＆ピニオンギアを介して駆動モータの駆動力を伝達したが、タイミングベルトやワイヤーによるベルトドライブ、偏芯カムとスプリングによる押圧機構、あるいは圧電アクチュエータや油圧などによる圧力機構などを用いてもよい。
【０１１２】
ところで、本願発明では、単位記録ヘッド４０のインク滴の吐出方式は用紙に対して非接触で直接色材を転移させるタイプであればその方式は問わない。インクジェット方式が代表的であるが、公知の方式であればいずれの方式も適用可能である。また、インクジェット方式においてもサーマルインクジェット方式に限定されず、ピエゾ式インクジェット、連続流型インクジェット、静電吸引型インクジェット等でもよい。
【０１１３】
また、使用するインクも水性インク、油性インク、常温で固形のいわゆるソリッドインク、溶剤インク等いずれも適用可能である。インク中の色材も顔料・染料を問わない。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明に係る記録装置では、メンテナンスを行なうために記録ヘッド等を移動させる必要がないため、生産性が高く、高画質な画像を形成可能であり、メンテナンス動作が比較的容易な構成で達成できる記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１形態に係る記録装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１形態に係る記録ヘッド部の概略平面図である。
【図３】本発明の第１形態に係る単位記録ヘッドの平面図である。
【図４】本発明の第１形態に係る記録ヘッドアレイの構成説明図である。
【図５】本発明の第１形態に係る記録ヘッド清掃装置を示す側面図である。
【図６】本発明の第１形態に係る記録ヘッド清掃装置の動作を示す側面図である。
【図７】本発明の第１形態に係るキャップ装置の構造を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２形態に係る記録装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第２形態に係る記録ヘッド清掃装置を示す側面図である。
【図１０】本発明の第２形態に係る記録ヘッド清掃装置の動作を示す側面図である。
【図１１】本発明の第３形態に係る記録装置を示す側面図である。
【図１２】本発明の第３形態に係る記録ヘッド清掃装置の構造を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第３形態に係るキャップ装置の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ インクジェット記録装置
１２ 搬送ロール
１４ スターホイール
１６ 記録ヘッド部
１８ メンテナンス装置
２０ キャップ装置
２２ 駆動部
２４ 搬送リブ
４０ 単位記録ヘッド
４２ 記録ヘッドアレイ
６０ ワイピング部材
８０ キャップ部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording head unit and an ink jet recording apparatus for recording on a recording medium by discharging droplets.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to increase the printing speed in an inkjet recording apparatus and enable office use, an inkjet recording apparatus that includes a non-scanning recording head that supports a full width and prints while continuously transporting paper has been proposed. I have.
[0003]
On the other hand, in the inkjet recording device, in order to maintain good ink ejection performance, the maintenance device is used to eject ink droplets during non-printing (dummy jet), clean the nozzle surface (wiping), and prevent the ink from drying. is needed.
[0004]
For example, if the non-printing state continues for a long time, the dried ink thickens and the nozzles become clogged, or dust adheres to the nozzle surfaces. As a result, the ink droplets cannot be ejected (missing dots) or the ejection direction of the ink droplets changes (jet bending), resulting in poor print quality or incapable of printing.
[0005]
Therefore, when printing is stopped for a certain period of time, the recording head is moved from the printing position to the maintenance position in the ink jet recording apparatus, dust and the like attached to the nozzle surface of the recording head are removed with a wiper, and the nozzle surface is removed. Perform a refresh. Alternatively, the used recording head is detached from the ink jet recording apparatus and stored in a storage container for preventing drying.
[0006]
Further, a cap member is provided to prevent drying of the nozzle surface (nozzle) of the recording head. The cap member presses the rubber portion against the nozzle surface to make the nozzle surface (nozzle) airtight from the outside.
[0007]
In the above-described ink jet recording apparatus, when printing of a predetermined number of sheets is completed, printing of the apparatus is temporarily stopped, and a maintenance operation is performed. Therefore, the productivity is reduced when performing continuous printing.
[0008]
In order to cope with such a problem, there has been proposed one in which a receiving member for receiving a dummy jet is disposed at a position facing a nozzle surface of a recording head (for example, see Patent Documents 1 and 2). In the ink jet recording apparatuses according to Patent Literatures 1 and 2, the receiving member is disposed at a position facing the recording head (nozzle surface) by configuring the paper transport belt to pass below the receiving member. . Therefore, it is possible to discharge the dummy jet to the receiving member between the time when the preceding sheet passes during the continuous printing and the time when the leading edge of the succeeding sheet reaches, thereby improving productivity.
[0009]
In addition, by forming holes for dummy jets in the conveyor belt, dummy jets can be made during continuous printing, and a cleaning member that cleans the ink ejection surface is provided. There is something to do. (See, for example, Patent Document 3).
[0010]
However, in Conventional Examples 1 and 2, since the nozzle surface of the head is not sealed when the head is not used for a long time, the ink in the nozzles dries and clogs the nozzles. Will decrease.
[0011]
In addition, dust or dust inside the apparatus may adhere to the nozzle surface of the head while the apparatus is in use, causing the same phenomenon as described above, or changing the ejection direction of the ink ejected from the nozzle. And the print quality is degraded.
[0012]
On the other hand, when the paper is conveyed by a belt having a hole as in Conventional Example 3, a printed sample is output without any problem in a short drive, but when the paper is continuously driven for a long time, the hole in the belt is May concentrate on the end of the belt, which may hinder stable running of the belt. As a result, the print quality may be degraded.
[0013]
Further, the printing time is extended by the movement of the head and the driving of the cleaning member, so that productivity is deteriorated, and the structure is complicated because a mechanism for moving the head is required.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-11-348313 (FIG. 1, pp. 3-6)
[Patent Document 2]
JP-A No. 12-15835 (FIG. 1, page 3 to page 5)
[Patent Document 3]
JP-A No. 13-113690 (FIG. 1, page 3 to page 6)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and has as its object to provide a recording apparatus capable of forming a high-quality image while ensuring productivity and achieving a maintenance operation with a relatively easy configuration.
[0016]
Means for Solving the Invention
2. The recording apparatus according to claim 1, further comprising: a recording head having an ink ejection surface; and a cleaning unit disposed closer to the recording head than a sheet conveyance path surface and sliding on the ink ejection surface. .
[0017]
In the invention having the above configuration, since the cleaning unit that cleans the ink ejection surface is disposed closer to the recording head than the sheet conveyance path surface, the cleaning unit can clean the ink ejection surface without interfering with the sheet. Further, there is no need to raise and lower the cleaning means.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the recording apparatus, the cleaning unit contacts the droplet discharge surface of the recording head and performs cleaning while reciprocating with respect to the recording head.
[0019]
In the invention having the above configuration, the cleaning unit comes into contact with the droplet discharge surface and reciprocates with respect to the head, so that the discharge surface can be reliably cleaned with a simple configuration.
[0020]
The recording apparatus according to claim 3, further comprising a plurality of recording heads each including: a recording head having an ink ejection surface; and a cleaning unit disposed closer to the recording head than a sheet conveyance path surface and sliding on the ink ejection surface. It is characterized by being arranged in parallel.
[0021]
In the invention having the above configuration, by arranging a plurality of ink jet recording heads in parallel, an ink jet recording head unit covering the sheet width size can be obtained, and the scanning speed in the sheet width direction by the ink jet recording head becomes unnecessary, and the printing speed can be improved.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the recording apparatus, the cleaning unit is attached to a link member that moves in parallel with the ink ejection surface.
[0023]
In the invention having the above-described configuration, by driving the cleaning unit via the link member, the driving unit of the cleaning unit can be placed at a location away from the periphery of the head, so that a space around the head can be given a margin.
[0024]
The recording apparatus according to the fifth aspect is characterized in that the cleaning means is driven integrally.
[0025]
In the invention having the above configuration, the cleaning unit is configured to be driven integrally, so that a cleaning timing shift can be prevented, and the driving mechanism of the cleaning unit can be simplified.
[0026]
7. A recording apparatus according to claim 6, further comprising: the recording head according to claim 1; and a cap body of the recording head facing the recording head, wherein the sheet is conveyed between the recording head and the cap body. A road is formed.
[0027]
In the invention having the above configuration, the cap body is not provided near the recording head but is provided on the opposite side across the sheet conveyance path, so that a space around the recording head can be given a margin.
[0028]
The recording apparatus according to claim 7 is characterized in that the cap means and the cleaning means are driven so as to be relatively displaceable.
[0029]
In the invention having the above configuration, the cap unit and the cleaning unit can be driven independently of each other, so that the cap unit and the cleaning unit can be linked with each other, or only one of the cap units and the cleaning unit can be driven according to the use condition of the head. is there.
[0030]
According to another aspect of the present invention, an ink absorbing section of the ink collecting means is arranged on an end of the ink discharge surface in the sliding direction of the cleaning means.
[0031]
In the invention having the above configuration, the ink absorbing section of the ink collecting section is provided at the end in the sliding direction of the cleaning section, so that the ink absorbing section absorbs the ink on the ink ejection surface wiped by the cleaning section, and the cleaning section has When returning to the initial position, there is no possibility that the ink ejection surface is again stained with ink.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0033]
The inkjet recording apparatus 10 includes a transport roll 12 for transporting a sheet, a star wheel 14 for pressing the sheet against the transport roll 12 at a position facing the transport roll 12 across the sheet transport path, and an ink droplet ejecting an image on the sheet. A recording head section 16 to be formed, a cleaning device 18 for cleaning the recording head section 16, a cap device 20 at a position facing the recording head section 16 across the sheet transport path surface, and a drive section 22 for driving the transport roll 12 It is basically composed of
[0034]
The transport roll 12 has a structure in which an EPDM material having a rubber hardness of 65 Hs is wound around a 10 mm core of SUS material to a thickness of 2 mm. Each transport roll 12 receives a driving force from a drive unit 22 via a drive belt 26, and transports a sheet.
[0035]
A star wheel 14 is provided at a position facing the transport roll 12 across the sheet transport path surface. In the ink jet recording apparatus 10, it is necessary to hold the printed portion of the paper in order to enable printing over the width of the paper, and press and convey the printed portion of the paper with the point contact star wheel 14 in order to prevent fading and transfer of ink. The paper is held between the roll 12 and the roll 12.
[0036]
The star wheel 14 is made of a SUS material, is a thin disk having a diameter of 12 mm and a thickness of 0.5 mm, and has 20 protrusions.
[0037]
The paper is nipped between these transport rolls 12 and the star wheel 14 and transported to the recording head unit 16. Immediately below the recording head unit 16, a conveyance rib 24 for holding a conveyed sheet at a proper distance from the recording head unit 16 is provided at a position facing the recording head unit 16 across the sheet conveyance path surface. ing.
[0038]
The transported paper is further transported between the recording head unit 16 and the transport ribs 24, and ink droplets are ejected from the recording head unit 16 while the paper is transported continuously (without stopping) to form an image on the paper. Is done. On the other hand, when the paper is transported and passes between the recording head unit 16 and the cap device 20, the recording head unit 16 ejects a dummy jet toward the cap device 20. Next, the cleaning device 18 cleans the recording head unit 16, wipes off the ink remaining on the recording head unit 16, and keeps the ink ejection surface clean. Here, when the non-printing state continues for a long time, or when the power is turned off, when the nozzle surface 40A is exposed to the air for a long time, the solvent or the dispersion medium of the ink evaporates, and the residual components block the ink nozzles and cause the ink nozzle to block. The capping operation is performed by the capping device 20 in order to prevent a situation that causes a discharge failure. Specifically, the cap member rises and presses against the ink ejection surface of the recording head. As a result, the airtightness of the ink ejection surface is ensured, and the ink is prevented from thickening and drying.
[0039]
Finally, the paper after image formation is discharged from between the transport roll 12 and the star wheel 14.
[0040]
Next, the recording head unit 16 will be described.
[0041]
FIG. 2 shows the configuration of the recording head unit 16 of the ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0042]
As shown in FIG. 2, the recording head unit 16 is arranged in a sheet width direction (arrow Y direction, hereinafter referred to as an arrow Y direction, hereinafter sometimes referred to as a conveyance direction) orthogonal to a sheet conveyance direction (arrow Y direction, hereinafter referred to as width direction). This is basically configured by arranging eight recording head arrays 42 each having six unit recording heads 40 arranged at regular intervals in the paper transport direction.
[0043]
As shown in FIG. 3, the unit recording head 40 has nozzles 41 that eject ink on a nozzle surface 40A formed in a straight line, and ink droplets are ejected by a well-known thermal inkjet method. In this embodiment, the unit recording head 40 has 800 nozzles at a nozzle array density of 800 dpi, an ejection frequency of 7.56 kHz, and uses pigment ink.
[0044]
The recording head arrays 42A and 42B are formed by attaching six unit recording heads 40 such that the unit recording heads 40 coincide with the nozzle arrangement direction in the width direction.
[0045]
As shown in FIG. 4, each of the recording head arrays 42A and 42B has six unit recording heads 40 arranged at regular intervals, and the unit recording heads 40 are arranged at a half pitch (in the width direction). The nozzle arrays of the unit recording heads 40 of the recording head arrays 42A and 42B are arranged so as to have an overlap area OL that overlaps in the width direction by shifting each other by half the length of the unit recording head 40). I have. That is, the pair of recording head arrays 42A and 42B can print in the printing area without interruption in the paper width direction. That is, printing of one color on paper is performed by discharging ink droplets from the nozzles 41 of the unit recording head 40 of the recording head array pair 42A, 42B. In the present embodiment, the combination of the pair of recording head arrays 42A and 42B is referred to as a recording head 44.
[0046]
The printing area is basically the largest of the recording areas obtained by subtracting the non-printing margins from both ends of the sheet, but is generally larger than the maximum sheet width PW to be printed. Also in the present embodiment, since the paper may be conveyed while being inclined at a predetermined angle (skew) with respect to the conveyance direction, and since there is a high demand for marginless printing, the printing area may be larger than the maximum paper width PW. (See FIG. 4). In the recording head 44 of the present embodiment, the print area is 12 inches, and the maximum paper width PW is 297 mm, which is the short width of A3 (longitudinal width of A4).
[0047]
The recording head 44 is configured to print in the order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) from the upstream side in the transport direction and to perform full-color printing. The reference numbers of the heads are assigned Y, M, C, and K to distinguish them (as 44Y, 44M, 44C, and 44K) (FIG. 2).
[0048]
Further, in FIG. 2, since the configurations of the recording heads 44Y to 44K are the same, reference numerals are given only to the components of the recording head 44Y, and reference numerals to other components of the recording heads 44M to 44K are omitted. are doing.
[0049]
Next, the cleaning device for the recording head will be described.
[0050]
As shown in FIG. 5B, a wiping member 60 for cleaning the nozzle surface 40A of each unit recording head 40 is disposed on the recording head frame 45 near the unit recording head 40 of the recording head array 42. , The cleaning device 18.
[0051]
As shown in FIG. 5A, the wiping member 60 is fitted into the recording head frame 45 and slidable in the paper width direction Y, and has a substantially U-shape as viewed from the arrow A (paper width direction Y). It comprises a holding member 62 in the shape of a mold, and a wiper 64 disposed on the crosspiece 63 of the holding member 62 and extending in the transport direction. The holding member 62 is fixed to the frame 65, and is movable with the frame 65 in the paper width direction Y, that is, in the longitudinal direction of the nozzle surface 40A of the unit recording head 40.
[0052]
The holding member 62 is made of a strong material such as aluminum or SUS. The holding member 62 is made of a SUS material having a thickness of 1 mm and has a width of 1.5 mm.
[0053]
The wiper 64 has a rubber hardness of 30 to 80 Hs in order to obtain a predetermined rigidity, a width / thickness ratio of 5/1 to 50/1, and a thickness of 0.5 to 4 mm.
[0054]
Examples of the material of the wiper 64 include various natural rubbers such as raw rubber, isoprene-based rubber, butadiene-based rubber, olefin-based rubber, ether-based rubber, polysulfide-based rubber, urethane-based rubber, fluorine-based rubber, and silicone rubber, and various elastomers (rubber elastic). Alternatively, various elastic members such as a blended rubber of these rubber-based materials or a blended rubber of these rubber-based materials and various plastics can be used, and a combination of these materials by adhesion or the like may be used.
Among these materials, hydrogenated nitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber (EPDM), polydimethyl silicone rubber, methyl vinyl silicone rubber, methyl is preferred in terms of heat resistance, weather resistance, chemical resistance, abrasion resistance, and workability. Phenyl silicone rubber, fluorosilicone rubber and the like are preferred.
Further, a thermoplastic elastomer excellent in fatigue resistance, molding resistance, rubber properties, and the like is also preferable.
Further, the surface of the wiper 64 may be covered with a protective layer for use. As the protective layer, a fluorine-based resin having excellent liquid repellency and low frictional characteristics is preferable. Further, various plastic materials are also applicable.
As a specific material, a molded product such as a polyester resin such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, a polyvinyl chloride resin, a polyvinylidene chloride resin, an epoxy resin, a polycarbonate resin, a polyethylene resin, a polypropylene resin, and a polystyrene resin may be used. .
Further, a film obtained by laminating film materials of these materials and bonding them may be cut with high precision. At this time, an acrylic polymer or a rubber polymer is suitable as the adhesive.
[0055]
Next, the operation of the wiping member 60 will be described.
[0056]
The wiping member 60 supports the frame 65 along the guide groove 46 provided in the recording head frame 45 so as to be movable in the paper width direction as shown in FIG. As a result, the wiping member 60 (crossbar portion 63) moves in the paper width direction (arrow Y) across the unit recording head 40 and performs wiping when the paper is not conveyed and printing is not performed. ing.
[0057]
As shown in FIG. 5A, the crossbar portion 63 of the wiping member 60 is provided with a sufficient space between the cap member 80 and the paper transport so that the lower surface does not interfere with the paper transport surface. In the initial position (standby state), the wiper 64 is arranged such that the contact surface of the wiper 64 with the ink ejection surface 40A is located 1.5 mm above the ink ejection surface 40A. Further, the shortest distance from the end of the ink ejection surface 40A to the end of the contact surface of the wiper 64 is 1 mm.
[0058]
An ink recovery member 43 is attached to one end of the unit recording head 40 in the sheet width direction, which is farther from the initial position of the wiping member 60. The ink collecting member 43 is 1 mm thick, made of polypropylene and polyethylene, and has the same size as the end face of the unit recording head 40. Since the ink recovery member 43 covers the entire end surface of the unit recording head 40, the ink recovery member 43 also has an ink recovery surface 43A on the extension of the ink ejection surface 40A.
[0059]
First, as shown in FIG. 6A, the wiping member 60 is driven in the paper width direction (arrow Y), and the wiper 64 starts cleaning the nozzle surface 40A of the recording head 40.
[0060]
The wiper 64 contacts the ink ejection surface 40A, and is driven toward the ink recovery member 43 while wiping the ink on the ink ejection surface 40A. Cleaning is performed while maintaining the contact amount of the wiper 64 and the ink ejection surface 40A at 1.5 mm. (FIG. 6B).
[0061]
When the wiper 64 finishes wiping the ink ejection surface 40A, the wiper 64 comes into contact with the ink recovery member 43, so that the ink wiped by the wiper 64 is absorbed from the ink recovery surface 43A of the ink recovery member 43. Thus, there is no danger that the wiped ink is spilled or that the ink ejection surface 40A is wiped again while being attached to the wiper 64.
[0062]
When the wiper 64 finishes wiping to the end face of the unit recording head 40 and the wiped ink is collected by the ink collecting member 43, the wiping member 60 is driven in the reverse direction (FIG. 6C).
[0063]
Since the ink is collected by the ink collecting means 43, the wiper 64 returns to the initial position while being in contact with the ink discharge surface 40A again. Ink does not drop (FIG. 6D).
[0064]
As described above, since the wiper 64 performs the cleaning operation while moving in the gap between the unit recording head 40 and the sheet conveying surface, it is not necessary to move the unit recording head 40 during the cleaning operation, and the processing speed is not reduced. Cleaning is possible and the structure of the recording head unit 16 can be simplified.
[0065]
Here, the material of the ink recovery member 43 is preferably a polyester felt fiber material or an acrylonitrile felt fiber material, and more preferably, a mixture of a polyester felt fiber material and an acrylonitrile felt fiber material. By appropriately changing the fiber diameter, fiber length, arrangement direction, and the like of the used fiber material, it is possible to finely adjust the ink holding ability and the ink supply ability of the ink recovery member 43.
[0066]
Other examples include a polyamide fiber material, a polypropylene fiber material, a polyvinyl alcohol fiber material, a polyvinylidene chloride fiber material, and a polyurethane fiber material.
[0067]
Considering the absorbency of recording liquid such as ink, polyester fiber material is more preferable, and it is also preferable to use a material system in which the above materials are mixed.
[0068]
Next, the cap member of the recording head will be described.
[0069]
As shown in FIG. 7, the cap member 80 includes a plastic receiving portion 82 in which a rectangular concave portion 82A is formed, a rubber portion 84 in which an opening portion 84A is formed by being fitted in an opening portion of the concave portion 82A, An ink absorber 86 made of polypropylene and polyethylene is provided on the bottom surface of the concave portion 82A. Therefore, at the time of a dummy jet described later, ink droplets are ejected from the nozzle surface 40A of each unit recording head 40 into the recess 82A through the opening 84A of the cap member 80, and are absorbed by the ink absorber 86. is there. When the cap member 80 is on standby, the minimum distance from the top surface of the cap member 80 to the ink ejection surface 40A is 7 mm. When performing the capping operation, the unit recording head 40 is fitted into the opening 84A, and the ink ejection surface 40A is exposed from outside air. Cut off.
[0070]
Here, as the plastic material forming the receiving portion 82, there are POM, PET, PBT, PPS, nylon 66, acrylic, bakelite, etc., but PBT is preferable in terms of moldability, heat resistance, impact resistance and the like.
[0071]
The rubber material constituting the rubber portion 84 includes various natural rubbers such as raw rubber, isoprene-based rubber, butadiene-based rubber, olefin-based rubber, ether-based rubber, polysulfide-based rubber, urethane-based rubber, fluorine-based rubber, and silicone rubber. Various elastic members can be used, such as various elastomers (rubber elastic bodies), blended rubbers of these rubber-based materials, or blended rubbers of these rubber-based materials with various plastics. good.
[0072]
Among these materials, hydrogenated nitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber (EPDM), polydimethyl silicone rubber, methyl vinyl silicone rubber, methyl is preferred in terms of heat resistance, weather resistance, chemical resistance, abrasion resistance, and workability. Phenyl silicone rubber, fluorosilicone rubber and the like are preferred.
[0073]
Further, as a material of the ink absorber 86, a polyester felt fiber material or an acrylonitrile felt fiber material is preferable, and a mixture of a polyester felt fiber material and an acrylonitrile felt fiber material is also preferable. By appropriately changing the fiber diameter, fiber length, arrangement direction and the like of the used fiber material, it is possible to finely adjust the ink holding capacity and the ink supply capacity of the ink absorber 86.
[0074]
Other examples include a polyamide fiber material, a polypropylene fiber material, a polyvinyl alcohol fiber material, a polyvinylidene chloride fiber material, and a polyurethane fiber material.
[0075]
Considering the absorbency of recording liquid such as ink, polyester fiber material is more preferable, and it is also preferable to use a material system in which the above materials are mixed.
[0076]
In addition, the cap member 80 of this embodiment was formed as follows.
[0077]
The receiving portion 82 is formed of a PBT resin, and has an outer shape of 14 mm (transport direction) × 44 (width direction) (same as left) mm × 10 mm in height and a wall thickness of 2 mm. Therefore, the depth of the concave portion 82A is 8 mm.
[0078]
The rubber portion 84 is formed of silicone rubber (hardness 40 Hs), has an outer shape of 10 mm in length (transport direction) × 40 mm in width (width direction) × 1 mm in height (thickness), and the size of the opening 84A is 5 mm in length × width. 30 mm.
[0079]
The ink absorber 86 is formed of polypropylene and polyethylene, and has an outer shape of 10 mm in length (transport direction) × 40 mm in width (width direction) × 1 mm in height (thickness), and is arranged on the entire bottom surface of the concave portion 82A.
[0080]
The cap member 80 is urged by the spring 87 toward the nozzle surface 40A of the recording head 40 facing the recording head 40, and can be moved closer to and away from the nozzle surface 40A (elevated) by an elevating mechanism 83. That is, the rotation of the motor 83A is transmitted to the gear 83B and converted into vertical movement of the rack 83C fixed to the cap member 80, thereby moving the cap member 80 in the vertical direction. Therefore, at the time of a capping operation described later, the cap member 80 rises, and the rubber portion 84 presses against the nozzle surface 40A to seal the nozzle surface 40A including the nozzle 41, thereby suppressing drying of the ink and preventing dust and dirt. Prevents adhesion. Further, at the time of the wiping operation, the cap member 80 is lowered so that the wiping member 60 can be moved in the width direction.
[0081]
The purpose of performing the capping operation by the cap member 80 is when the non-printing state continues for a long time, or when the nozzle surface 40A is exposed to the air for a long time, for example, when the power is turned off, the solvent or the dispersion medium of the ink evaporates, and the residual component is removed. This is to prevent a situation in which the nozzle 41 is blocked and ink ejection failure occurs. Specifically, when the non-printing state continues for a long time, or when the power is turned off, the cap member 80 is raised by the elevating mechanism 83, and the concave portion 82A is pressed against the nozzle surface 40A of the recording head 40. As a result, the airtightness of the nozzle surface 40A is secured, and the viscosity and drying of the ink are prevented.
[0082]
As described above, the cap member 80, including the drive mechanism, is housed below the paper transport surface, does not require the movement of the recording head unit 16, and does not interfere with the paper transport surface except during cap operation. In addition, the structure around the recording head unit 16 can be simplified.
[0083]
Although the lifting mechanism 83 is a mechanism using a motor and a rack and pinion here, a pressure device such as a hydraulic pressure, an electromagnetic actuator, or a piezoelectric element such as an ultrasonic motor may be used.
[0084]
Next, the operation of the dummy jet will be described.
[0085]
During printing on a plurality of sheets continuously, every time printing of a predetermined number of sheets is completed, before the leading end of the succeeding sheet arrives, caps are formed from all nozzles of all the unit recording heads 40 constituting the recording heads 44Y to 44K. Ink droplet ejection (so-called dummy jet) is performed toward the member 80. For example, the distance between the nozzle surface 40A and the upper surface of the cap member 80 at the time of the dummy jet during continuous printing of a plurality of sheets of paper is set to 3 mm, and 1000 drops are ejected from all the nozzles between sheets every 30 pages (A4).
[0086]
At this time, since the ink absorbing member 86 is provided on the bottom surface of the concave portion 82A in the cap member 80, the ejected ink does not overflow or scatter from the concave portion 82A. In addition, it is also possible to adopt a configuration in which the ink is guided from the concave portion 82A to the discharged ink holding means provided at another place by an ink permeable member or a tube member.
[0087]
In this manner, by performing ejection (dummy jet) of ink droplets from all the nozzles of the unit recording head 40, it is possible to initialize a change in ejection performance due to drying of ink (in particular, aqueous ink and solvent ink). In addition, even if the ink is an oil-based ink or a solid ink that hardly dries, it is possible to eliminate bubbles adhering to the ink flow path and the like inside the head by printing or remove dust adhering to the nozzle surface. The ejection performance of ink droplets can be initialized.
[0088]
As in the present embodiment, the dummy jet can be performed without moving the recording head 44 or the cap member 80 during the printing of a plurality of sheets to be continuously printed (conveyed), so that the printing speed (production ) Is achieved. In addition, the printing performance of the recording head 44 is kept constant by the dummy jet, and high-quality printing can be performed.
[0089]
FIG. 8 shows an ink jet recording apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[0090]
The inkjet recording apparatus 11 includes a transport roll 12 for transporting the paper, a star wheel 14 for pressing the paper against the transport roll 12 at a position opposed to the transport roll 12 across the paper transport path, and an ink droplet ejecting an image on the paper. A recording head section 16 to be formed, a cleaning device 18 for cleaning the recording head section 16, a cap device 20 at a position facing the recording head section 16 across the sheet transport path surface, and a drive section 22 for driving the transport roll 12 And the basic components are the same as in the first embodiment.
[0091]
The difference of the present embodiment from the first embodiment is the operation direction of the cleaning device 18, and the following description will focus on the difference.
[0092]
As shown in FIG. 9B, a wiping member 60 for cleaning the nozzle surface 40A of each unit recording head 40 is disposed in the vicinity of the unit recording head 40 on the recording head frame 45. Make up.
[0093]
As shown in FIG. 9A, the wiping member 60 is fitted to the recording head frame 45 and is slidable in a paper transport direction (a direction orthogonal to the paper width direction Y). The holding member 62 includes a substantially U-shaped holding member, and a wiper 64 disposed on the crosspiece portion 63 of the holding member 62 and extending in the sheet width direction Y. The holding member 62 is fixed to the frame 65, and is slidable along with the frame 65 in the sheet conveyance direction (the direction orthogonal to the sheet width direction Y), that is, in the short side direction of the nozzle surface 40A of the unit recording head 40.
[0094]
As shown in FIG. 9A, the crossbar portion 63 of the wiping member 60 is provided with a sufficient space between the cap member 80 and the paper conveyance so that the lower surface does not interfere with the paper conveyance surface. In the initial position (standby state), the wiper 64 is arranged such that the contact surface of the wiper 64 with the ink ejection surface 40A is located 1.5 mm above the ink ejection surface 40A. Further, the shortest distance from the end of the ink ejection surface 40A to the end of the contact surface of the wiper 64 is 1 mm.
[0095]
Further, an ink recovery member 43 is attached to one end of the unit recording head 40 farther from the initial position of the wiping member 60 in the sheet transport direction. The ink collecting member 43 is 1 mm thick, made of polypropylene and polyethylene, and has the same size as the end face of the unit recording head 40. Since the ink recovery member 43 covers the entire end surface of the unit recording head 40, the ink recovery member 43 also has an ink recovery surface 43A on the extension of the ink ejection surface 40A.
[0096]
First, as shown in FIG. 10A, the wiping member 60 is driven in parallel with the sheet conveyance direction (arrow), and the wiper 64 starts cleaning the nozzle surface 40A of the recording head 40.
[0097]
The wiper 64 contacts the ink ejection surface 40A, and is driven toward the ink recovery member 43 while wiping the ink on the ink ejection surface 40A. Cleaning is performed while maintaining the contact amount of the wiper 64 and the ink ejection surface 40A at 1.5 mm. (FIG. 10B).
[0098]
When the wiper 64 finishes wiping the ink ejection surface 40A, the wiper 64 comes into contact with the ink recovery member 43, so that the ink wiped by the wiper 64 is absorbed from the ink recovery surface 43A of the ink recovery member 43. Thus, there is no danger that the wiped ink is spilled or that the ink ejection surface 40A is wiped again while being attached to the wiper 64.
[0099]
When the wiper 64 finishes wiping to the end surface of the unit recording head 40 and the wiped ink is collected by the ink collecting member 43, the wiping member 60 is driven in the reverse direction (FIG. 10C).
[0100]
Since the ink is collected by the ink collecting means 43, the wiper 64 returns to the initial position while being in contact with the ink discharge surface 40A again. Ink does not drop (FIG. 10D).
[0101]
In the present embodiment, it is necessary to increase the size of the wiper 64 compared to the first embodiment. However, since the stroke of the wiping member 60 can be shortened, there is an advantage that the time of the wiping operation can be reduced.
[0102]
FIG. 11 shows a part of an inkjet recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[0103]
As shown in FIG. 11, wiping members 60 respectively corresponding to the unit recording heads 40 are provided on a recording head frame 45 on a frame 65 extending in the paper width direction (the direction of the arrow Y), and are unitized and moved. The mechanism 312 can move the frame 65 together with the frame 65 in the direction of the arrow H, and can integrally clean the nozzle surface 40A of the unit recording head 40.
[0104]
Further, cap members 80 respectively corresponding to the unit recording heads 40 arranged in the paper width direction (arrow Y direction) are attached to the common substrate 300 to form a unit, and the common substrate 300 is moved in the arrow V direction by the elevating mechanism 302. The unit recording head 40 is configured to be able to approach and separate from the nozzle surface 40A of the unit recording head 40 integrally.
[0105]
As a result, the wiping member 60 and the cap member 80 are simultaneously driven in units of the recording head array 42, and the wiping operation and the capping operation can be performed simultaneously in units of the recording head array 42. Therefore, it is not necessary to provide the moving mechanism 312 and the elevating mechanism 302 for each unit recording head 40, and the mechanism is simple, the number of components is small, and the cost can be reduced. Further, only one of the wiping member 60 and the cap member 80 may be simultaneously driven by the recording head array 42 unit, and the other may be provided with a driving mechanism for each unit recording head 40.
[0106]
FIG. 12 shows a wiping member moving mechanism 312 according to the third embodiment.
[0107]
As shown in FIG. 12, a rack gear 322 is formed on the frame 65, and is meshed with a drive gear 326 provided on a drive shaft 325 driven by a drive motor 316. Therefore, the frame 65 can be moved in the direction of arrow H on the recording head frame 45 by driving the drive motor 316. Accordingly, the cleaning member 60 provided on the frame 65 moves across the unit recording head 40, and the wiper 64 cleans the ink ejection surface 40A.
[0108]
Although the frame 65 is extended in the paper width direction here, the frame 65 may be extended in the paper transport direction by applying the configuration of the second embodiment, and the wiper 64 may be driven in the paper transport direction. Good.
[0109]
FIG. 13 shows a lifting / lowering mechanism 302 of the cap member according to the third embodiment.
[0110]
As shown in FIG. 13, a protrusion 332 provided with a rack gear 330 extending in the vertical direction is formed below the common substrate 300 provided with the cap member 80, and is driven by a drive motor 318. The drive gear 334 is engaged. Therefore, the common substrate 300 can be moved in the direction of arrow V by driving the drive motor 318. As a result, the cap member 80 provided on the common substrate 300 comes into contact with and separates from the unit recording head 40 to seal / open the ink ejection surface 40A.
[0111]
Here, both the moving mechanism 312 and the elevating mechanism 302 transmit the driving force of the driving motor via the rack and pinion gear. However, a belt drive using a timing belt or a wire, a pressing mechanism using an eccentric cam and a spring, a piezoelectric actuator, a hydraulic pressure, etc. May be used.
[0112]
In the present invention, the method of ejecting the ink droplets from the unit recording head 40 is not limited as long as the color material is directly transferred to the paper in a non-contact manner. An ink jet system is typical, but any known system can be applied. Further, the ink jet system is not limited to the thermal ink jet system, but may be a piezo ink jet, a continuous flow ink jet, an electrostatic suction ink jet, or the like.
[0113]
Further, as the ink to be used, any of a water-based ink, an oil-based ink, a so-called solid ink which is solid at room temperature, a solvent ink and the like can be applied. The coloring material in the ink may be any pigment or dye.
[0114]
【The invention's effect】
In the recording apparatus according to the present invention, since it is not necessary to move the recording head or the like for maintenance, high productivity, high-quality images can be formed, and the maintenance operation can be achieved with a relatively easy configuration. A recording device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a recording apparatus according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a recording head unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a unit recording head according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of a printhead array according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side view showing the recording head cleaning device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view showing the operation of the recording head cleaning device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing the structure of the cap device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view showing a recording apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view illustrating a recording head cleaning device according to a second embodiment of the invention.
FIG. 10 is a side view illustrating an operation of the recording head cleaning device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side view showing a recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view illustrating a structure of a printhead cleaning device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing a structure of a cap device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Inkjet recording device
12 transport roll
14 Star Wheel
16 Recording head
18 Maintenance device
20 Cap device
22 Driver
24 transport ribs
40 unit recording head
42 Recording Head Array
60 Wiping member
80 Cap member