(57)【要約】【課題】吸引回復時、粘度の低いノズルのインクだけが引き出されて、粘度の高いノズル内のインクの回復処理ができない。また、より大きな負圧をかけることで、粘度の高いノズル内のインクも引き出すことができるようになるが、それにより、吸引回復動作におけるインクの消費量が過剰になってしまう。【解決手段】インクジェットヘッドの吐出ノズルを覆って密閉空間を形成するとともに、インクを保持できるインク保持部材を備えたキャップと、インクジェットヘッドとキャップとで形成される密閉空間を大気と連通させることが可能な大気連通口とを設け、ポンプにより、キャップに貯留したインクを、管を介して吸引する。そしてポンプによりキャップからインクを吸引する際、インク保持部材から管に流れるインクの流抵抗が大気連通口に近い部分ほど大きくなるように構成する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ノズルからインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記吐出ノズルを覆って密閉空間を形成するとともに、インクを保持できるインク保持部材を備えたキャップ手段と、
前記インクジェットヘッドと前記キャップ手段とで形成される密閉空間を大気と連通させることが可能な大気連通口と、
前記キャップ手段に貯留したインクを、管を介して吸引するポンプと、
前記キャップ手段に設けられ、前記ポンプにより前記キャップ手段からインクを吸引する際、前記インク保持部材から前記管に流れるインクの流抵抗が前記大気連通口に近い部分ほど大きくなるように構成する調整手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記キャップ手段の内部で、前記インク保持部材から前記管にインクが流れる複数の流路を有し、前記複数の流路の幅を前記大気連通口に近いほど狭くすることで前記大気連通口に近い流路を流れるインクの流抵抗を大きくしていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記キャップ手段の内部で、前記インク保持部材から前記管にインクが流れる複数の流路を有し、前記複数の流路の長さを前記大気連通口に近いほど長くすることで前記大気連通口に近い流路を流れるインクの流抵抗を大きくしていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記インク保持部材と前記インク保持部材から前記管にインクが流れる流路との間にフィルタを設け、前記フィルタの目を前記大気連通口に近いほど細かくすることで前記大気連通口に近い流路を流れるインクの流抵抗を大きくしていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記ポンプによる吸引の後、前記インク保持部材に残留するインク量を、前記大気連通口に近いほど多くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記大気連通口は、前記キャップ手段の長手方向端部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記大気連通口は開閉可能であり、前記ポンプによる吸引の際、前記大気連通口は閉じており、前記吸引の後、前記大気連通口が開かれることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記大気連通口は、前記インクジェット記録装置が停止している状態では開かれていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出して印刷するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、記録ヘッドから紙面にインクを吐出して印刷するインクジェットプリンタ等のインクジェット記録装置が広く使用されている。インクジェット記録装置の記録ヘッドには、紙面に対向する面にインクを吐出するためのノズルが設けられている。このようなノズル内のインクはインク吐出口から露出しているため、インク吐出口が乾燥する状況に置かれた場合に、吐出口付近でインクから水分が蒸発し、インクの粘度が増大してインクの吐出が阻害される。よって従来は、インクを吐出をしないときは、キャップ状の部材でノズル面を覆ってインクの乾燥を防止している。また紙面に印刷する前に、別途、インクの吐出を行ってノズル先端の増粘したインクを除去する予備吐出を行うことで正常な印刷性能を保っている。
【０００３】
また、インクジェット記録装置が長期間使用されずに、ノズル先端のインクの粘度が更に増大した場合、ノズルに対して負圧をかけてインクを引き出す吸引回復動作を行うことにより、記録ヘッドから増粘したインクを引き出して正常な状態に戻すことが行われている。但し、この吸引回復動作は、増粘したインクを引き出すのに有効な手法ではあるが、通常の印刷時のインク吐出と比較して大量のインクを引き出す。このため、インクの消費量が大きく増えてしまい、インクタンクが早めにインク切れになるなど、ユーザの不利益を招く面も有している。
【０００４】
このような課題を解決するために特許文献１では、記録装置が使用されていない時間において、ヘッドを覆うキャップ手段に対してインクを吐出させ、キャップ内の水分量を増やして保湿を行う。この効果によって、インクの粘度の増大を抑制して吸引動作を不要にしたり、吸引における負圧量を小さくしてインクの消費量を低減できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−５８６９７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４８０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記従来技術では、ノズルの位置によって乾燥の進行に偏りが生じる場合は、吸引時に過剰なインクを消費してしまうことになる。
【０００７】
図９は、従来のインクジェットヘッドとキャップとの関係を説明する図である。
【０００８】
インクジェットヘッド９０１は、記録装置が停止しているときはキャップ９０２により、その吐出ノズル９０３が覆われている。インクジェットヘッド９０１とキャップ９０２との間において、大気と連通する大気連通口９０４が備えられている。例えば、特許文献２では、インクをノズルから吸引した後、大気連通口から空気の流れを導入することで、インクとヘッドのノズル面を分離させている。
【０００９】
図９に示すように、キャップ９０１に大気連通口９０４が設けられていると、吐出ノズル９０３がキャップ９０２に覆われた状態であっても、長期間放置された場合は大気連通口９０４に近いノズルから乾燥が進行してしまう。これにより、大気連通口９０４に近い箇所のノズル内のインクの粘度が増大しているが、大気連通口９０４から遠い箇所のノズル内のインクの粘度は低いままである状態が生じる。このような状態で吸引を行うと、図１０に示すように、大気連通口９０４から遠いノズル内の、相対的に粘度の低いインクが吸引されることになる。これによりノズル９０３に対して一様に負圧をかけても、粘度の低いノズルのインクだけが引き出されて、粘度の高いノズル内のインクの回復処理ができないという事態が発生する。このとき、より大きな負圧をかけることで、粘度の高いノズル内のインクも引き出すことができるようになるが、そうすると、相対的に粘度の低いインクを過剰に吸い出すことになり、吸引回復動作におけるインクの消費量が過剰になってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点の少なくとも一つを解決することにある。
【００１１】
本発明の目的は、長期間放置された場合でも、インクジェットヘッドのインクの回復処理を、過剰なインク消費を起こさずにできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係るインクジェット記録装置は以下のような構成を備える。即ち、
吐出ノズルからインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記吐出ノズルを覆って密閉空間を形成するとともに、インクを保持できるインク保持部材を備えたキャップ手段と、
前記インクジェットヘッドと前記キャップ手段とで形成される密閉空間を大気と連通させることが可能な大気連通口と、
前記キャップ手段に貯留したインクを、管を介して吸引するポンプと、
前記キャップ手段に設けられ、前記ポンプにより前記キャップ手段からインクを吸引する際、前記インク保持部材から前記管に流れるインクの流抵抗が前記大気連通口に近い部分ほど大きくなるように構成する調整手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インクジェット記録装置が長期間放置された場合も、過剰な量のインクを消費することなく、インクジェットヘッドの回復処理を行うことができるという効果がある。
【００１４】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェット記録装置の概略図。
【図２】実施形態１に係る記録装置の制御部の構成を含む記録装置の概略構成を説明する図。
【図３】実施形態１に係る記録装置における記録ヘッドとキャップとの関係を説明する図。
【図４】実施形態１に係る記録装置のキャップによるインクの吸引動作を説明する図。
【図５】実施形態１に係るキャップの詳細な構造を説明する図。
【図６】実施形態１に係る記録装置において、キャップ内のインクを除去する吸引動作を行った場合のインクの残り方を説明する図。
【図７】本発明の実施形態２に係るキャップの構造を説明する図。
【図８】実施形態２に係る記録装置において、キャップ内のインクを除去する吸引動作を行った場合のインクの残り方を説明する図。
【図９】従来のインクジェットヘッドとキャップとの関係を説明する図。
【図１０】従来のインクジェットヘッドとキャップにおける吸引回復動作で生じる問題点を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１７】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット記録装置（以下、記録装置）１００の概略図である。
【００１８】
記録装置１００は、ラベルにインク滴を吐出して、例えばバーコードを含む画像を印刷（記録）する記録装置である。記録装置１００の主要な構成は、ロール状に巻かれたラベル（記録媒体）１０２を引き出しながら搬送する搬送部１０１と、搬送されてきたラベル１０２に記録を行うエンジン部１０３である。エンジン部１０３は、インクを吐出する記録ヘッド（インクジェットヘッド）１０４を備えている。
【００１９】
図２は、実施形態１に係る記録装置１００の制御部２０１の構成を含む記録装置１００の概略構成を説明する図である。
【００２０】
この記録装置１００は、インタフェース２０３を介してホストコンピュータ２０２に接続されており、ホストコンピュータ２０２から印刷ジョブを受信して印刷を実行する。操作部２０４はユーザにより操作されるハードキーや表示部などを有し、ユーザとの間のユーザインタフェースを実現している。尚、表示部はタッチパネル機能を有している。
【００２１】
制御部２０１は、エンジン部１０３内に搭載されており、制御部２０１によって記録装置１００の動作を制御している。またモータドライバ２１６は、キャリッジモータ２０５、搬送モータ２０６、ポンプモータ２０７と接続されており、駆動信号を受けて各モータを動作させる。キャリッジモータ２０５は記録ヘッド１０４を走査させるための駆動源として使用される。紙搬送モータ２０６は、上述のロール状に巻かれたラベル１０２を搬送するための駆動源である。ポンプモータ２０７は、後述する吸引ポンプ３０４（図３）を駆動するモータで、記録ヘッド１０４のノズルを覆うキャップ３０１（図３）を介してインクの吸引を行う駆動源として使用される。
【００２２】
ＣＰＵ２１０は、プログラムメモリ２１１に記憶されているプログラムを実行して、この記録装置１００の動作を制御している。ワーキングメモリ（ＲＡＭ）２１２はＣＰＵ２１０が、処理動作時に各種データを一時保存するワークエリアとして使用されるメモリである。データメモリ２１３は、例えばＣＰＵ２１０が、ホストコンピュータ２０２から受信した印刷ジョブを一時保存したり、印刷ジョブのデータを展開したイメージデータをスプールする領域として使用される。記録制御回路２１４は、ＣＰＵ２１０の指示に従って、記録ヘッド１０４によるインク吐出、及びキャップの動作などを制御するための回路である。またＣＰＵ２１０は、出力ポート２１５、モータドライバ２１６を介して、キャリッジモータ２０５、搬送モータ２０６、ポンプモータ２０７の駆動を制御する。
【００２３】
図３は、実施形態１に係る記録装置１００における記録ヘッド１０４とキャップ３０１との関係を説明する図である。
【００２４】
記録ヘッド１０４とキャップ（キャップ手段）３０１とは密着と離間が可能であり、主に印刷動作を行う時は離間しており、動作停止中は密着して吐出ノズル３０２をキャップ３０１が覆うことにより、ノズル内のインクの乾燥を防止している。キャップ３０１と吸引ポンプ３０４とは管３０３を介して連通しており、吸引ポンプ３０４を駆動させることでキャップ３０１を介してノズル内のインクを吸引することができる。実施形態１に係るキャップ３０１においても、大気と連通する大気連通口３０５が、キャップ３０１の長手方向端部に設けられている。
【００２５】
図４は、実施形態１に係る記録装置１００のキャップ３０１によるインクの吸引動作を説明する図である。
【００２６】
この吸引動作には２つの用途がある。一つ目はノズル３０２からインクを引き出して、ノズル３０２内の異物や気泡を除去する回復のための吸引回復動作である。その様子を図４（Ａ）に示す。図４（Ａ）では、キャップ３０１によりノズル３０２を覆った状態でポンプ３０４を吸引駆動することで、ノズル３０２にもポンプ３０４の吸引圧力が加わることにより、ノズル３０２からインク４０１が引き出される。
【００２７】
二つ目はキャップ３０１内のインク４０２の清掃である。印刷前に行う予備吐出をキャップ３０１に対して行うと、キャップ３０１内に徐々にインク４０２が溜まっていく。またノズル３０２からインクを吸引した直後も、インク４０２がキャップ３０１に残留している。このようにキャップ３０１内インク４０２が溜まりすぎると溢れて外に漏れ出ることになる。
【００２８】
またこの状態で記録ヘッド１０４をキャップ３０１で覆うと、キャップ３０１内のインク４０２がノズル３０２に付着してしまう等の不具合が生じてしまう。このため、キャップ３０１内にインクが一定量溜まった場合に、キャップ３０１からインク４０２を除去するための吸引を行う。その様子を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）では、記録ヘッド１０とキャップ３０１とを離間させた状態でポンプ３０４を吸引駆動して、キャップ３０１内に残留しているインク４０２を吸引する。このようにノズル３０２からインクを吸引する回復動作と、キャップ３０１内のインクを除去する吸引動作を主に行っている。
【００２９】
本実施形態１では、キャップ３０１内のインクを除去する吸引動作後に、キャップ３０１に残るインク量の分布を調整することを行う。即ち、キャップ３０１の中で乾燥しやすい位置、例えば大気連通口に近い場所に多くのインクを残し、キャップ３０１で乾燥しにくい位置、例えば大気連通口から遠い場所に残すインクの量を少な目にする。
【００３０】
図５は、実施形態１に係るキャップ３０１の詳細な構造を説明する図である。
【００３１】
キャップ３０１は、ベースの枠体５０１と、記録ヘッド１０４に密着するための弾性体のリップ部５０２とを含んでいる。キャップ３０１は片方の端部側に大気連通口３０５を備えている。大気連通口３０５は開閉可能であり、ノズル３０２からインクを吸い出してクリーニングする吸引回復の過程では大気連通口３０５は閉じており、吸引後、大気連通口３０５が開かれて外気を導入する。ノズル３０２からインクを吸引する時以外は、大気連通口３０５は開いている。特に記録装置１００が停止しているときにキャップ３０１の中を密閉状態にして密閉空間を形成すると、外気温度が低下した時にキャップ３０１の空気が冷却されて減圧する。これによりノズル３０２からインクを引き出してしまい、インクがノズル３０２を覆ってインクが吐出できなくなる不具合が生じる。この不具合を防ぐために、記録装置１００が停止している状態では、大気連通口３０５を開けておくようにしている。
【００３２】
また枠体５０１の内部にはインクを保持するためのインク保持部材である多孔質の吸収体５０３を備えている。この吸収体５０３の下部には、管３０３に通じる吸引口５０４と、キャップ３０１の下部流路５０５を備え、吸収体５０３と下部流路５０５とを接続する複数の流抵抗調整流路５０６を有している。流抵抗調整流路５０６は、それぞれ異なる内径（幅）と長さで構成されており、大気連通口３０５に近いほど、その流路は細長くなっている。こうしてインクが流れるときの流抵抗は、大気連通口３０５に近いほど大きくなっている。このように、キャップ３０１内のインクを吸引する際、大気連通口３０５から遠いノズルほどインクの流れる量が多くなってインクが減りやすく、大気連通口３０５に近いノズルでは、インクが残りやすくなる。
【００３３】
本実施形態１では、上述のキャップ３０１内に貯留したインクを除去する吸引動作を行った場合に残るインク量を、乾燥が進みやすい大気連通口３０５側のノズルに多くし、乾燥が進みにくい大気連通口３０５と反対側の位置しているノズルでは少なくしている。
【００３４】
図６は、実施形態１に係る記録装置１００において、キャップ３０１内のインクを除去する吸引動作を行った場合のインクの残り方を説明する図である。
【００３５】
６０１で示す吸引動作の開始前は、吸収体５０３内にはインクが飽和状態まで残留している。この状態で吸引ポンプ３０４を吸引駆動させた時、吸収体５０３内のインクが下方に向かって移動する。ここでノズルから吸引されたインクが流抵抗調整流路５０６を通過するとき、流抵抗の小さい方がインクの流量が多くなるため、吸収体５０３内のインクは、大気連通口３０５に遠いほうから減少する。
【００３６】
６０２は、吸引ポンプ３０４を一定数駆動させた後、そのポンプ３０４の駆動を停止した状態を示す。この状態では、吸収体５０３内のインクは、大気連通口３０５に近い方により多く残留している。
【００３７】
この状態でキャップ３０１でノズルを覆って放置した場合、大気連通口３０５から近い乾燥しやすい場所にはインク（水分）が多く残り、大気連通口３０５から遠い乾燥しにくい場所には、インク（水分）を少な目に残していることになる。これにより、大気連通口３０５からの距離に応じたノズルの位置による乾燥の進行の偏りが小さくなる。これにより、ノズル内のインクの粘度の偏りも小さくなる。
【００３８】
従来のように乾燥に偏りがある場合、ノズルからインクを吸引する時、インクの乾燥の進行が小さいノズルからインクが引き出されることによる過剰なインクの消費が発生していた。これに対して実施形態１によれば、ノズルの位置に応じたインクの乾燥の偏りを小さくしているため、ノズル全体から偏りなくインクを引き出すことができ、粘度の高いノズル内のインクの回復処理ができないという不具合を防止できる。更に、より大きな負圧をかけることで、過剰なインク消費を防ぐことができる。
【００３９】
［実施形態２］
本発明の実施形態２を説明する。実施形態２では、キャップ７０１の流抵抗調整流路７０３に複数種類の流抵抗を持つフィルタ７０４を設置することで流抵抗の差をつける。尚、キャップの構成以外は、前述の実施形態１と同様であるため、実施形態１と共通する部分は同じ参照番号を付して、それらの説明を省略する。
【００４０】
図７は、本発明の実施形態２に係るキャップ７０１の構造を説明する図である。
【００４１】
実施形態２では、流抵抗調整流路７０３の内径及び長さは、大気連通口７０２からの距離によらず均一である。流抵抗調整流路７０３に液体が通過可能なフィルタ７０４を設置し、フィルタ７０４の目のサイズを、大気連通口７０２から近い場所では細かく（透過率を小さく）し、大気連通口７０３から遠い場所では粗く（透過率を大きく）している。フィルタ７０４の目のサイズが小さい方が流抵抗は大きくなるため、大気連通口７０２に近い場所では流抵抗が大きくなり、大気連通口７０２から遠い場所では流抵抗が小さくなる。
【００４２】
図８は、実施形態２に係る記録装置１００において、キャップ７０１内のインクを除去する吸引動作を行った場合のインクの残り方を説明する図である。
【００４３】
８０１で示す吸引動作の開始前は、吸収体５０３内にはインクが飽和状態まで残留している。この状態で吸引ポンプ３０４を吸引駆動させると、吸収体５０３内のインクが下方に向かって移動する。そしてインクが流抵抗調整流路７０３を通過するとき、透過率の大きい（目が粗い）方がインクの流量が多くなるため、吸収体５０３内のインクは大気連通口７０２に遠い方から早く減っていく。一方、大気連通口７０２に近いほうでは目が細かく（透過率が小さく）なっているため、吸収体５０３内の残留インク量は大気連通口７０２に近いほど多くなる。
【００４４】
８０２は、吸引ポンプ３０４を一定数駆動させた後、そのポンプ３０４の駆動を停止した状態を示す。吸収体５０３内のインクは、大気連通口７０２に近い方に、より多く残留している。
【００４５】
この構成によっても実施形態１と同様に、全体的にノズルの乾燥の進行に偏りがなくなり、吸引回復時に過剰なインク消費を防ぐことができる。
【００４６】
実施形態２によれば、流抵抗調整流路７０３の内径を小さくすることが製造上困難な場合であっても、フィルタを設置することで流抵抗の違いを作ることができる。尚、フィルタは、例えば直径５０μｍ程度の金属繊維が折り重なったタイプのものなどが利用でき、インクが透過できる目のサイズは数μｍ〜数１００μｍまで用意できるものがあるため、流抵抗を容易に調整することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１００…インクジェット記録装置、１０４…記録ヘッド、３０１，７０１…キャップ、３０２…ノズル、３０４…吸引ポンプ、３０３…管、３０５，７０２…大気連通口、５０３…吸収体、５０６…流抵抗調整流路、７０４…フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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