(57)【要約】【課題】記録ヘッドをキャッピングする際に、キャップ内の異物を除去することができる。【解決手段】記録媒体に複数の色のインクをそれぞれ吐出するための複数のノズル列が配列した吐出口面を有する記録ヘッドと、前記吐出口面を密着させて覆うキャップ手段と、前記吐出口面を前記キャップ手段により密着させて覆い、前記吐出口面からインクを吸引する吸引手段と、前記吐出口面および前記キャップ手段に接触し移動することで付着したインクを払拭するワイピング手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記吸引手段により前記吐出口面からインクを吸引し、前記吐出口面を前記ワイピング手段によりインクを払拭した後、前記記録ヘッドにより記録を行わない予備吐出を行い、その後に前記キャップ手段を前記ワイピング手段によりインクを払拭してから、前記キャップ手段により前記吐出口面を密着させて覆う。【選択図】図４
2014043072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に複数の色のインクをそれぞれ吐出するための複数のノズル列が配列した吐出口面を有する記録ヘッドと、前記吐出口面を密着させて覆うキャップ手段と、前記吐出口面を前記キャップ手段により密着させて覆い、前記吐出口面からインクを吸引する吸引手段と、前記吐出口面および前記キャップ手段に接触し移動することで付着したインクを払拭するワイピング手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、
前記吸引手段により前記吐出口面からインクを吸引し、前記吐出口面を前記ワイピング手段によりインクを払拭した後、前記記録ヘッドにより記録を行わない予備吐出を行い、その後に前記キャップ手段を前記ワイピング手段によりインクを払拭してから、前記キャップ手段により前記吐出口面を密着させて覆うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記吸引手段は、コロを正転することで可撓性チューブを順次押圧して圧力を発生させ、前記コロを反転することで可撓性チューブの押圧を緩めインク流路を大気連通させるチューブポンプにより行なう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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に、キャップと記録ヘッドの接触面のゴミ等を除去するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、ノズルの目詰まりによる記録不良を防ぐために、記録ヘッドの回復処理を行なう回復手段が記録領域外に設けられている。この記録ヘッド回復手段は、記録ヘッドの吐出口面をキャップで覆い、キャップを介して吸引ポンプによってノズル内を吸引することにより記録ヘッドの内部の高粘度インクや微細なごみやインク中の気泡をインクとともにノズル先端より吸い出す。
【０００３】
また、記録ヘッド表面を可撓性のワイパーブレードで払拭して、記録ヘッドの吐出口面に付着した微細なごみや残余インクを取り除き、吐出口面に余分なものがない状態にして、適切な吐出を保っている。さらに、記録を行う直前に、吐出口から少量のインクを吐出して、安定した吐出を保つ予備吐出を行なうこともある。
【０００４】
また、キャッピングを行なうときに、記録ヘッドの吐出口面とキャップが確実に密着させるために、キャップと記録ヘッドの接触面（以下、リップ面ともいう。）に付着したゴミ等を除去する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
予備吐出や吸引回復を行なうために、吸引ポンプは可撓性チューブをコロで順次押圧することで圧力を発生させ逆転でコロの押圧を緩めインク流路を大気に連通させている。非記録時には、ノズル内のインクの乾燥防止のためキャッピングする際にキャップ内部の気圧変化によりノズルのメニスカスが壊れないよう吸引ポンプを逆回転させインク流路を大気に連通させておく必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−０７１５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、記録に用いられる顔料インクは、表面張力が染料インクに比べ比較的高く泡が発生し易くなっている。
【０００８】
キャッピングを行なう前に、吸引ポンプのインク流路を大気連通させるためにポンプを逆回転させると特に顔料インクの場合チューブ内の空気や残留インクが逆流しキャップ内に泡が発生することがある。キャッピングした時にこの泡がノズルに付着するとメニスカスを破壊しインクの吐出不良が発生し、またノズル内に廃インクが入り込み混色し記録品位を低下させることがある。ここで、キャップ内に発生した泡を払拭または消泡することで、キャップ内の泡による記録不良は抑制することができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット記録装置では記録ヘッドのワイピングと同時にキャップのリップ面を払拭するが、ワイピングを行なうと、ノズル内に廃インクが入り込み混色する。これを排除するためキャップ内にインクを吐出する。そして、キャップ内のインクを排出するために吸引ポンプでインクを吸引する。そのため、キャッピング前にキャップ内を大気連通させるため吸引ポンプを逆回転させる。この時キャップ内に泡が発生し泡が消える前にキャッピングすると不吐出や混色が発生し記録品位は低下することになる。
【００１０】
本発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、記録ヘッドをキャッピングする際に、キャップ内の異物を除去することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのために本発明では、記録媒体に複数の色のインクをそれぞれ吐出するための複数のノズル列が配列した吐出口面を有する記録ヘッドと、前記吐出口面を密着させて覆うキャップ手段と、前記吐出口面を前記キャップ手段により密着させて覆い、前記吐出口面からインクを吸引する吸引手段と、前記吐出口面および前記キャップ手段に接触し移動することで付着したインクを払拭するワイピング手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記吸引手段により前記吐出口面からインクを吸引し、前記吐出口面を前記ワイピング手段によりインクを払拭した後、前記記録ヘッドにより記録を行わない予備吐出を行い、その後に前記キャップ手段を前記ワイピング手段によりインクを払拭してから、前記キャップ手段により前記吐出口面を密着させて覆うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上の構成によれば、記録ヘッドのワイピングとキャップのリップ面のワイピングを別に行なう。その結果、キャップ内に発生する泡を除去することができ、不吐出や混色を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態のインクジェット記録装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の回復ユニットを示す概略斜視図である。
【図４】第１の実施形態の回復ユニットの動作を示す横断面図である。
【図５】第２の実施形態の回復ユニットの動作を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。  
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置を模式的に示す斜視図である。図１（ａ）は、インクジェット記録装置の全体を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）の記録ヘッドをＸ方向から見た記録ヘッドの構成を示している。
【００１６】
記録媒体Ｓは、キャリッジに搭載された記録ヘッド１に対向する位置に搬送される。記録時は、キャリッジ２が主走査方向（図に示す矢印Ｂ方向）に往復移動し、この移動の際に記録ヘッド１の各ノズルからインク滴が吐出される。キャリッジ２が記録媒体Ｓの一方端まで移動すると、搬送ローラ３が所定量だけ記録媒体Ｓを副走査方向（図に示す矢印Ａ方向）へ搬送する。このように記録動作と搬送動作とを交互に繰り返すことにより記録媒体Ｓ全体に画像を形成する。
【００１７】
記録ヘッドの回復手段である回復ユニット７が記録領域外に設けられている。回復ユニット７は、所定のタイミングで記録ヘッド１の回復動作を行う。インク供給ユニット５には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインク色ごとに分かれたインクタンク４が具えられており、それぞれのインクタンク４には供給チューブ６が接続されている。
【００１８】
記録ヘッド１は、主走査と略直交した方向に４本のノズル列シアンノズル列、マゼンタノズル列、イエローノズル列、ブラックノズル列を備えている。それぞれのノズル列は、それぞれ供給チューブ６と接続している。つまり、ノズル列ごとに、供給チューブ６から送られたインクを吐出するので、ノズル列単位で異なる色を吐出することになる。
【００１９】
図２は、本実施形態のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
インターフェース１０４は、インクジェット記録装置１とホストコンピュータ１０５を接続している。そして、ホストコンピュータ１０５よりデータを受信したり、ステータスを送信したりする機能を持ち、ホストコンピュータ１０５とのデータ送受信用通信ポートとして動作する。制御回路のバス１０６は、ＣＰＵ１０３とその他の装置を接続する機能を持っている。インクタンク内不揮発性メモリ１０１は、インクタンク内に設けられたメモリであり、インク供給ユニット４から取り外されても記録した情報を保持し続ける事ができる。メモリ内にはインクタンクＩＤや消費インク量などが記憶されている。
【００２１】
不揮発性メモリ１０２は、各種情報を保存記憶している記憶装置であり、電力の供給が断たれても記録した情報を保持し続けることができる。モータドライバ１０７は、インクジェット記録装置の記録動作を行うためのキャリッジモータ、紙送りモータ、回復モータ９９等のモータ類を制御するための制御回路である。記録ヘッド制御部１０８は、記録媒体に記録を行う機能を持つ記録ヘッド１を制御する。記録ヘッド1が交換式の場合、それぞれの記録ヘッドごとに固有のヘッドＩＤを持ち、記録ヘッドが交換されたかどうかはこのＩＤを比較することで判別することができる。また、それぞれの記録ヘッド1ごとに、ヘッドランク（記録ヘッド内部部材の発熱量）、温度センサー補正値（ヘッド内部の温度を示すセンサーのバラツキの補正値）等の個体差があり、これらは記録装置の初期化動作の際にチェックされる。
【００２２】
ＲＡＭ１０９（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）は、電力が供給されている間のみ情報を保持できる記憶装置であり、電力の供給が断たれると保持している情報は消滅してしまう。ＲＯＭ１１０（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）は、読み出しのみ可能な記憶装置で、記憶装置の制御プログラムを記録してあり、これをＣＰＵ１０３で参照して制御動作を行う。以下に回路の動作状況を説明する。
【００２３】
ＣＰＵ１０３は、ＲＯＭ１１０から制御プログラムを読み出し、プログラムに従って各制御装置の制御を実行する。インターフェース１０４は、ホストコンピュータ１０５から記録データを受信し、ＲＡＭ１０９に書き込む。そして、書き込まれたデータをもとにＣＰＵ１０３は、モータドライバ１０７、記録ヘッド制御部１０８の制御を行い、記録データに基づいて記録媒体に記録を行う。
【００２４】
回復ユニット制御部１１１は、回復ユニット７の制御をするためのモジュールである。記録ヘッド１による吐出インク量や経過時間、またはインクタンク内不揮発性メモリ１０１の情報などを基にしたインクジェット記録装置の動作状況に応じ、ＣＰＵ１０３により回復ユニット制御部１１１は制御され必要に応じて回復ユニット７を動作させる。
【００２５】
図３は、本実施形態の回復ユニット７を示す概略斜視図である。回復モータ９９の駆動は、コントロールカム８０に伝達され、キャップ７１、ワイパーホルダ８６を駆動する。キャップおよびキャップワイパーは２つずつ配置され、それぞれ２色ずつノズル列をキャッピングおよびワイピングを行なう。ただし、本発明は２つのキャップ、ワイパーに限るものではなく１つ、または３つ以上の構成であってもよい。回復ユニット７は、主走査方向において記録媒体を搭載する領域の範囲外に設けられ、記録ヘッド１のノズル列が配列した吐出口面と対向するように配置されている。
【００２６】
図４は、本実施形態の回復ユニット７の動作を示す横断面図である。図４（ａ）を用いて回復ユニット７の概略構成について説明する。
【００２７】
記録ヘッド１を搭載したキャリッジ２が記録領域の範囲外の回復ユニット７上に移動することにより、記録ヘッド１の吐出口面１１とキャップ７１がそれぞれ対向した配置になる。キャップ７１は、キャップベース７２に一体的に取り付けられ、キャップ内部には吸収体７３が設けられている。吸収体７３はポリオレフィン系の親水性多孔質体から成りキャップ７１内のインクを効率よく吸収する。
【００２８】
キャップベース７２は、キャップホルダ７４に摺動可能に取り付けられており、キャップバネ７６により記録ヘッド方向に付勢されている。キャップホルダ７４は、不図示の部分で上下方向に移動することができるようにガイドされており、キャップアーム７７の回動を受け上下動する。キャップアーム７７は、軸７８により回動可能に軸支されており、先端にキャップ駆動軸８８が設けられている。キャップ駆動軸８８は、キャップホルダ７４の摺動溝部７５に勘合しキャップアーム７７が回動する事でキャップ７１は上下動する。キャップアーム７７には、コントロールカム８０に従動するよう従動節７９が設けられている。
【００２９】
コントロールカム８０は、回復ユニット７内に回転可能に軸支されており複数のカム板より構成されている。コントロールカム８０は、図３に示す回復モータ９９からギア列１００を介して駆動を伝達され一方向に回転する。キャップアーム７７がコントロールカム８０のカム板に従動節７９が従動する事で、キャップ７１は所定のタイミングで上下動をする。
【００３０】
また、記録ヘッド１のノズル面１１に付着した微細なごみや残余インクを取り除くために、ワイパーブレード８５が設けられている。ワイパーブレード８５は、ワイパーホルダ８６に固定、保持されている。ワイパーホルダ８６を介した反対端にはワイパーブレード８５と一体的にキャップワイパー８７が設けられている。ワイパーブレード８５は、ゴムなどの可撓性の材料（例えば、エーテル系のウレタンまたはブチルゴム系のＨＮＢＲなど）により形成されている。ワイパーホルダ８６は、図３に示すように図中手前側にガイド溝９５を備え回復ユニット本体に設けられたガイドレール９４と勘合するよう取り付けられている。ワイパーホルダ８６の反対端部には、スライドボス９６が設けられ回復ユニット本体に設けられたスライド溝９７内に挿入され図中左右方向に移動可能にガイドされコントロールカム８０に従動し所定のタイミングで左右に往復移動する。
【００３１】
ワイパーホルダ８６の移動途中には、キャップワイパークリーナ９２が設けられている。キャップワイパークリーナ９２は、軸９３で回動可能に回復ユニット７に軸支されている。キャップワイパークリーナ９２は、記録ヘッド１のワイピング直前のワイパーホルダ８６通過時には軸９３を中心に回動しキャップワイパー８７の変形を抑えるのでキャップワイパークリーナ９２離脱時のインク飛散りを抑える事ができる。また、キャップワイパー８７の戻り時には、キャップワイパークリーナ９２の回動が止められる構成になっている。そのため、キャップワイパー８７は撓みながらキャップワイパークリーナ９２を通過するため付着したインクを掻き落としキャップワイパー８７のインク堆積を防止する。
【００３２】
同様に、ワイパーホルダ８６の移動途中には、ワイパークリーナ９０が設けられている。ワイパークリーナ９０は軸９１で回動可能に回復ユニット７に軸支されておりワイパーホルダ８６通過時にはワイパーブレード８５に付着したインクを掻き落としワイパーブレード８５のインク堆積を防止する。また、ワイパーブレード８５の戻り時には、軸９１を中心に回動しワイパーブレード８５の変形を抑えるのでワイパークリーナ９０離脱時のインク飛散りを抑えることができる。
【００３３】
また、キャップ７１内部底面には、吸引穴が設けられ、キャップベース７２のチューブ接続部９８と連通している。このチューブ接続部９８には、チューブポンプ用の可撓性チューブ８１が接続されている。チューブ８１は、キャップ７１の上下動においても挫屈しないようにある程度の長さを弛ませてから断面形状が半円形のポンプフレーム８４の内側に這い回されている。ポンプフレーム８４の中心同軸にポンプコロホルダ８３が回転可能に軸支され、ポンプコロホルダ８３には外径に突出するポンプコロ８２が回転中心を対称に２個設けられている。ポンプコロホルダ８３には反時計回り（正転）に回転した時ポンプコロ８２がチューブ８１を押し潰し密閉する位置に移動し、時計回り（反転）に回転した時はポンプコロ８２がチューブ８１を解放する位置に移動する溝（不図示）が設けられている。
【００３４】
ポンプコロホルダ８３は、前述した駆動源よりコントロールカム８０と駆動切り替えされ伝達されている。コントロールカム８０が反時計回りに回転するとポンプコロ８２がチューブ８１を順次押圧し続ける事で圧力を発生させキャップ内のインクや空気を排出する。また、吸引が終了すると所定のタイミングで時計回りに回転しポンプコロ８２を解放しキャップ内と大気とを連通する。
【００３５】
以上説明した回復ユニット７によるキャップ内の異物除去、特にキャップ内に発生した泡の除去について説明する。
【００３６】
図４（ａ）は、記録動作を示しており、記録前に記録ヘッド１からインクをキャップ７１内に予備吐出を行なっている状態を示している。予備吐出は、キャリッジ２のそれぞれのスキャンごとに行われる。キャップ７１内に所定量のインクが溜まると、ポンプコロホルダ８３を反時計方向に回転させる。チューブ８１は、順次押圧されキャップ７１内のインクはチューブを通って外部に排出される。記録ヘッド１のノズル面１１は、記録中にインクの跳ね返りやインクミスト、記録媒体である用紙の紙粉などが付着する。良好な記録を継続させるために、記録終了後キャッピング前にこれらの微細な異物を除去する必要がある。
【００３７】
図４（ｂ）は、微細な異物を除去するためのワイピング動作を示している。記録終了後、記録ヘッド１は回復ユニット７上に停止する。次に、コントロールカム８０が回転し、キャップ７１が図に示す矢印Ｃ方向に移動して停止する。さらに、コントロールカム８０が回転し、ワイパーホルダ８６は図に示す矢印Ｄ方向に移動し、記録ヘッド１のノズル面１１を払拭する。これによりノズル面１１に付着したインクや紙粉など微細な異物は除去される。この時キャップ７１はキャップワイパー８７と接触しない位置まで下がっている。
【００３８】
このようなワイピングにより、ノズル面１１上でインクは混ざり合いノズル内に流入する。記録時に混色インクを吐出すると記録品位が極端に下がるため予備吐出により混色インクを排出する必要がある。
【００３９】
図４（ｃ）は、混色防止のための予備吐出動作を示している。コントロールカム８０が回転するとキャップ７１は図に示す矢印Ｅ方向に上昇し所定位置で停止する。この時キャップ７１の位置は記録ヘッド１のノズル面１１に極力近い方が望ましい。これは予備吐出したインクがキャップ７１内に着弾しないとミスト化し機器内部を汚してしまうからである。キャップ７１内に予備吐出したインクは、ポンプコロホルダ８３を回転させることで外部に排出する。この後キャッピング時にインク流路を大気連通させるためポンプコロホルダ８３を時計方向に回転させチューブの押圧を解放する。しかしながら、チューブ８１からポンプコロ８２が退避するまでの間チューブ８１内のインクや空気はキャップ７１内に逆流し、多孔質体である吸収体７３を通過する事で泡８９となる。
【００４０】
図４（ｄ）は、キャップ７１内の異物除去動作を示している。記録ヘッド１が回復ユニット７から退避し、コントロールカム８０が回転するとキャップ７１は図に示す矢印Ｆ方向に移動し停止する。この時のキャップ７１の停止位置は、キャップワイパー８７の下端がリップ面と同等か若干低い位置でありかつ吸収体７３には接触しない位置である。これはキャッピング時にノズル面１１に付着する大きさの泡は払拭し、吸収体７３の表面を払拭することによる摩耗で表面の特性を変化させないためである。そして、ワイパーホルダ８６が図に示す矢印Ｇ方向に移動しキャップワイパー８７はキャップ７１内に発生した泡８９を払拭する。泡８９は払拭することで破裂して消える。この時、図３に示すようにキャップワイパー８７の幅Ｗ２は、キャップのリップの内側壁の幅Ｗ１より小さい。このため、キャップワイパー８７は、キャップ７１への侵入時と離脱時にのみキャップリップ面に接触するだけであり、その他の移動中はキャップ７１と吸収体７３に接触しない。このため、キャップワイパー８７によるキャップ７１のインク汚染や接触による摩耗を極力防止できる。
【００４１】
図４（ｅ）は、キャッピング動作を示している。ワイパーホルダ８６が右端で停止した後、記録ヘッド１は回復ユニット７上に移動する。コントロールカム８０が回転しキャップ７１が図に示す矢印Ｈ方向に上昇してノズル面１１と接触する。さらにキャップホルダ７４が上昇し、キャップ７１とキャップホルダ７４は摺動してキャップバネ７６が付勢される。キャップバネ７６の付勢力でキャップ７１はノズル面１１に密着しノズル列を密閉する。この時キャップ７１内に発生した泡８９は、図４（ｄ）を用いて説明したように除去しているので泡がノズル面に触ることにより発生する不吐や混色を防ぐ事ができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図５は、本実施形態のインクジェット記録装置の回復ユニット７の動作を示す横断面図である。基本構成および記録動作、ワイピング動作、混色防止予備吐動作、およびキャッピング動作は第１の実施形態と同じである。
【００４３】
以下、キャップ７１内の異物除去動作を説明する。
【００４４】
図５（ａ）は、キャップ７１が図に示す矢印Ｉ方向に移動して停止し、ワイパーホルダ８６が図に示す矢印Ｇ方向に移動し、キャップワイパー８７がキャップ７１のリップ近傍にある状態を示している。キャップ７１の停止位置は、第１の実施形態の停止位置より低くキャップワイパー８７とキャップ７１は接触しない。
【００４５】
図５（ｂ）は、さらにワイパーホルダ８６が図に示す矢印Ｇ方向に移動した状態を示している。キャップワイパー８７がキャップ７１のリップに接触しない位置であって、かつ泡８９の発生位置に達したら、キャップ７１が第１の実施形態の停止位置と同じ位置まで上昇する。さらにワイパーホルダ８６が矢印Ｇ方向に移動することで、第１の実施形態と同様に泡８９を除去出来る。
【００４６】
図５（ｃ）は、さらにワイパーホルダ８６が図に示す矢印Ｇ方向に移動した状態を示している。キャップワイパー８７がキャップ７１のリップに接触する位置から離れる方向にキャップ７１は図５（ａ）と同じ位置まで下降する。
【００４７】
ここで泡８９が発生する位置は、チューブ接続部９８の真上でありキャップ７１のリップからはある程度距離がある。したがって、キャップワイパー８７がリップを通過する際、キャップを上下動するようにコントロールカム８０のカム形状を形成する事は高精度の技術を必要としない。
【００４８】
このように、キャップホルダ８６の移動に合わせてキャップ７１が上下動することによりキャップ７１内に発生した泡８９を確実に除去すると共にキャップワイパー８７とキャップ７１を接触させない事ができる。その結果、キャップワイパー８７によるキャップ７１の汚染や接触による摩耗などを防ぐ事ができ長期に亘り良好な記録を保つことができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  記録ヘッド
２  キャリッジ
７  回復ユニット
１１  ノズル面
７１  キャップ
【図１】
2014043072.tif 000003
【図２】
2014043072.tif 000004
【図３】
2014043072.tif 000005
【図４】
2014043072.tif 000006
【図５】
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