(57)【要約】【課題】  インクジェット記録装置において、長期使用においても安定した回復動作性能を維持することができるようにする。【解決手段】  記録ヘッド８に対して進退可能に設けられ、進出時には前記ノズル８ａの開口部を外部から密閉状態で覆う一方、後退時には大気に開放されるキャッピング手段１４と、キャップピング手段１４内に連通し、シート状の可撓性部材２１を変位させることによってキャッピング手段内に負圧を発生させるポンプと、を備える。【選択図】  図２
2006044005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを配列してなる記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドの各ノズルにおけるインク吐出性能を適正に保つための回復動作を行うための回復手段を備え、
前記回復手段は、
前記記録ヘッドに対して進退可能に設けられ、進出時には前記ノズルの開口部を外部から密閉状態で覆う一方、後退時には大気に開放されるキャッピング手段と、
前記キャップピング手段内に連通し、シート状の可撓性部材を変位させることによってキャッピング手段内に負圧を発生させるポンプと、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記ポンプは、一部を可撓性部材によって構成されると共に前記キャップピング手段に連通するハウジングと、前記ハウジングの容積を少なくとも拡大方向へと移動させ得る作動手段とを有し、前記作動手段によってハウジング内の容積を拡大させる方向へと移動させることによりハウジング内に負圧を発生させ、キャップ手段に負圧を発生させ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】
前記回復手段は、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズルの開口部を密閉した状態で前記ポンプにより負圧を発生させた後、キャッピング手段を大気に開放させるタイミングを変化させることによってノズルから吸引するインク量を調節す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】
前記回復手段は、前記キャッピング手段によって記録ヘッドのノズルの開口部を密閉した状態で前記ポンプにより負圧を発生させた後、キャッピング手段を大気に開放させる動作を、複数回行うことによってノズルから吸引するインク量を調節することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記回復手段における最大負圧はダイヤフラムの作動量を調整することによって変更可能であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記記録ヘッドとインクタンクとを連通させるインク流路内に、ノズル側へと気泡が流入するのを阻止する気泡トラップ手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記ポンプは、記録ヘッドとハウジング内へのインクの流入のみを可能とする一方向弁を有すると共に、ハウジングの排出口から外部へのインクの流出のみを可能とする一方向弁を有することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
インクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドの各ノズルにおけるインク吐出性能を適正に保つための回復動作を行う回復装置であって、
前記記録ヘッドに対して進退可能に設けられ、進出時には前記ノズルの開口部を外部から密閉状態で覆う一方、後退時には大気に開放されるキャッピング手段と、
前記キャップピング手段内に連通し、シート状の可撓性部材を変位させることによってキャッピング手段内に負圧を発生させるポンプと、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置の回復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドのノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置に関し、特に、ノズルのインク吐出性能を適正な状態に保つための回復動作機能を有するインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、記録ヘッドの複数のインク吐出用のノズルからインクを選択的に吐出させて画像を記録するが、常に良好な記録状態を得るためには定期的に記録ヘッドをクリーニング（回復動作）を行う必要がある。記録ヘッドの回復は、記録ヘッドとキャップとを密着させ、キャップの下流に取り付けられている吸引ポンプを動作させ、記録ヘッドのノズルからインクを強制的に吸引して排出させることにより行う。
【０００３】
記録ヘッドの上流にはインク供給のためのインクタンクが備えつけられており、吸引ポンプから排出されたインク分だけインクタンクから記録ヘッドにインクが供給される。ノズルからインクが一定量排出された後は、記録ヘッドのノズル口の形成面（端面）に残っているインク滴を除去するために、フェイス部をブレードでワイピングし、インク滴の除去を行う。ワイピング動作を行った後は、各ノズルからキャップ内にインクを吐出させる。この後、ワイピングを行うことによって不安定になっているメニスカスを安定させ、記録指令の入力を待つ待機状態となる。この待機状態では、記録ヘッドの各ノズル内のインクの乾燥や溶剤の蒸発に伴うインクの増粘などが発生するのを防止すべく、記録ヘッドの端面におけるノズル口を覆うキャッピング状態とする。そして、記録命令が来た場合は記録位置に移動し記録動作を開始する。
【０００４】
従来、インクジェットプリンタの回復動作を行うために使用している吸引ポンプはチューブポンプが主流である。チューブポンプはチューブの内径、回転数を変化させることで圧力、流量を簡単にコントロールできる利点がある（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０１５８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、チューブポンプはチューブの一部をコロなどで押し潰し、そのコロを転動させることによって、チューブ内のインクあるいは空気をチューブから押し出すようになっている。このため、連続使用によってチューブの復元力が低下したり、あるいは環境温度の変化によってチューブ硬度が変化したりして、ポンプ能力が著しく変化する可能性がある。さらには使用状態によってはチューブに亀裂が入り、ポンプが使用不可となったり、インク漏れ等の不具合が生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題に着目してなされたものであり、長期の使用においても安定した回復動作機能を維持することができるインクジェット記録装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有するものとなっている。
【０００９】
すなわち、本発明の第１の形態は、複数のノズルを配列してなる記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドの各ノズルにおけるインク吐出性能を適正に保つための回復動作を行うための回復手段を備え、前記回復手段は、前記記録ヘッドに対して進退可能に設けられ、進出時には前記ノズルの開口部を外部から密閉状態で覆う一方、後退時には大気に開放されるキャッピング手段と、前記キャップピング手段内に連通し、シート状の可撓性部材を変位させることによってキャッピング手段内に負圧を発生させるポンプと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の第２の形態は、インクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドの各ノズルにおけるインク吐出性能を適正に保つための回復動作を行う回復装置であって、前記記録ヘッドに対して進退可能に設けられ、進出時には前記ノズルの開口部を外部から密閉状態で覆う一方、後退時には大気に開放されるキャッピング手段と、前記キャップピング手段内に連通し、シート状の可撓性部材を変位させることによってキャッピング手段内に負圧を発生させるポンプと、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シート状の可撓性部材を変位させることによって記録ヘッドのノズルに対して負圧を付与するようになっているため、環境温度などに大きく左右されることなく、安定した負圧を与えることができ、長期の使用においても適正な回復動作機能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の概略構成を示す図であり、ここに示すインクジェット記録装置は、シリアルプリンタ型のインクジェット記録装置となっている。
【００１３】
すなわち、このインクジェット記録装置１には、キャリッジモータ２の駆動力によって左右に往復移動するタイミングベルト３と共にガイドシャフト４，に沿って移動するキャリッジ６が設けられており、このキャリッジ６には複数種のインクを吐出するヘッド複数のカートリッジ７が着脱可能に搭載されている。
【００１４】
ヘッドカートリッジ７は、図２および図４に示すように、インク滴を吐出するノズル８ａを所定の密度（ｄｐｉ）で配列してなる記録ヘッド８と、この記録ヘッド８に供給するインクを保持するインクタンク９とからなり、両者は互いに着脱可能となっている。このため、インクタンク９と記録ヘッド８とをそれぞれ個別に交換できるようになっている。なお、ここに示すヘッドカートリッジ７は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックなどの４種類のインクに対応して４個設けられている場合を示している。但し、本発明は、一種類またはその他の種類のインクを搭載するインクジェット記録装置にも適用可能である。
【００１５】
また、このインクジェット記録装置１には、キャリッジ６の移動に伴って間欠的に記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ１０が設けられている。搬送ローラ１０は、搬送モータ１１５（図１参照）の間欠的な回転動作に従って間欠的に回転する。そして、この搬送ローラ１０による搬送動作と、記録ヘッド８の記録走査とを交互に行うことにより、１枚の記録媒体に対して画像が順次形成されて行く。
【００１６】
１１５ａは搬送モータ１１５の回転軸に結合されたロータリエンコーダで、記録媒体Ｐの搬送路上での位置検知、搬送動作中の速度検知に用いる。
【００１７】
また、記録ヘッド８の往復移動範囲内のうち、記録媒体Ｐに対する記録動作が行われない領域に回復装置１３が設けられている。この回復装置１３は、各記録ヘッド８におけるノズル８ａの適正なインク吐出性能を維持するためのものであり、ここでは、４個のヘッドカートリッジ８の各々に対応して後述のキャップ１４が４個設けられている。
【００１８】
１９は記録ヘッドの端面に付着したインクを払拭するためのワイパブレードで、記録ヘッド８を回復位置から記録領域へ向かう方向に移動する際、回復動作によって記録ヘッドのノズル口形成面に付着したインクをこのワイパブレード１９によって払拭し、クリーニングし得る。
【００１９】
図２は、本実施形態における回復装置１３の１つを模式的に示す側面図である。ここに示す回復装置１３は、図１に示すように記録動作が行われない領域（以下、非記録領域と称す）に配置されたキャッピング手段としてのキャップ１４と、このキャップ１４に連通する吸引ポンプ１７と、この吸引ポンプ１７に連通する廃インクタンク１８とからなる。キャップ１４は、廃インクを収容し得る回復桶１６の周縁に弾性部材よりなる密閉キャップ部１５を突設した構成を有し、不図示のアクチュエータによって上下方向へと進退可能となっている。そして、各々の記録ヘッド８がそれらに対応して設けられた各キャップ１４の配設位置（回復位置）に存在するとき、キャップ１４を上昇させることにより、密閉キャップ部１５が記録ヘッドの端面に密接し、ノズル口の周囲を覆ってノズル口を大気から遮断し得るようになっている。
【００２０】
また、キャップ１４が記録ヘッドの端面に密接した状態で、吸引ポンプ１７を駆動することにより、吸引ポンプ１７の吸引力によって記録ヘッド８の各ノズル８ａからキャップ１４の回復桶１６へとインクが強制的に吸引、排出され、さらにその排出されたインクは廃インクタンク１８へと排出されるようになっている。
【００２１】
図３は、本実施形態に用いる吸引ポンプ１７の内部構造を概略的に示す説明縦断側面図である。ここに示す吸引ポンプ１７は、ハウジング２０の開口部２０ａにゴムなどの可撓性部材により形成されたダイヤフラム２１を固定してなるダイヤフラム室２２を有すると共に、このダイヤフラム室２２の２箇所には、前記回復桶１６に連通する流入路２０ｂと、前記廃インクタンク１８へと導出される流出路２０ｃとが連結されており、この両流路２０ｂ，２０ｃの接続部分には、開閉弁２３，２４がそれぞれ設けられている。
【００２２】
各開閉弁２３，２４は、一方向へのみ液体の流れを許容する一方向弁となっており、一方の一方向弁２３は、回復桶１６からダイヤフラム室２２への液体の流入のみを許容し、他方の一方向弁２４は、ダイヤフラム室２２から廃インクタンク１８へのインクの流出のみを許容するものとなっている。また、ダイヤフラム２１には、ポンプモータ１１６によって往復移動するピストン２１ａが設けられており、このピストン２１ａを往復移動させることによって、矢印Ｃから矢印Ｄに示す方向へとインクを流動させることができるようになっている。
【００２３】
図４は本実施形態に使用する記録ヘッド８の構成を模式的に示す縦断側面図である。記録ヘッド８に配列されたノズル８ａは、それぞれ共通液室８ｂを介してインク供給路８ｃに連通している。このインク供給路８ｃの中間部には、空気の流通を遮断する内部フィルタ８１が設けられると共に、インク供給路８ｃの端部には、インク供給路８ｃ内に塵埃が混入するのを防止することができる外部フィルター８２が設けられている。この外部フィルター８２は、内部フィルター８１より目の細かいフィルタとなっている。
【００２４】
図５は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【００２５】
ホスト装置であるホストＰＣ（ホストパーソナルコンピュータ）１０１から記録命令がユーザによって入力されると、ホストＰＣ１０１内に格納されている記録情報が制御コマンドに変換され、インクジェット記録装置1に出力される。また、ホストＰＣ１０１は記録に使用する記録データをインクジェット記録装置のインタフェースコントローラ１０２に転送し、記録開始を指示する。ＣＰＵ１０８は記録データの受信、記録動作、記録媒体の給送および搬送など、インクジェット記録装置1における全般的な制御、演算、判別などの処理を司る演算処理装置であり、その動作は、ＲＯＭ１０３に記憶された処理プログラムに基づき、作業用ＲＡＭ１０４を用いて実行される。ＥＥＰＲＯＭ１０５は不揮発性のメモリで、記録ヘッド相互の微小な記録位置調整のためのレジストレーション調整値など、装置固有のパラメータを記憶する。
【００２６】
ＣＰＵ１０８はホストＰＣ１０１から受信したコマンドを解析後、記録データをイメージメモリＶＲＡＭ１０７にビットマップ展開する。
【００２７】
記録前の動作処理としてＣＰＵ１０８は入出力ポート１０９および駆動制御部１１２を介してキャッピングモータ１１４を駆動し、記録ヘッド８のキャッピングを解除する。
【００２８】
次にキャリッジモータ２を駆動し、キャリッジ６と共に記録ヘッド８を、記録位置へと移動制御する。
【００２９】
そして記録データに基き記録ヘッド制御回路１１０が記録ヘッド８のノズル８ａ個々に設けられたヒータを選択的に駆動してインクの吐出を行い、記録媒体（以下、用紙とも言う）Ｐ上に画像を記録させる。
【００３０】
また、インクジェット記録装置の不図示の給紙部には、用紙検知センサ１２１が設けられており、この用紙検知センサ１２１によって用紙の先端（或いは後端）が検出される。  なお、以上の説明では、ホストＰＣ１０１より記録命令を入力した場合を説明したが、記録命令はホストＰＣ１０１を介さずに、記録装置に設けられたオペレーションパネル１０６から入力することも可能である。
【００３１】
上記のように構成された本実施形態のインクジェット記録装置において、記録ヘッド８の健全な記録性能の維持、又は回復の為、吸引ポンプ１７によって以下のようなインク吸引動作が実行される。
【００３２】
図６は吸引回復動作の実行条件と動作後の設定内容を示すフローである。
【００３３】
本フローは記録装置の電源投入時、又は印刷開始前にＣＰＵ１０８により実行される。
【００３４】
先ず、前回の吸引回復動作から所定時間（例えば７２時間）経過したかをチェックし、否ならばそのまま終了するが、所定時間以上経過していたなら（Ｓ６００-ＹＥＳ）、吸引回復動作を実行し（Ｓ６０１）、そして回復動作が完了したら（Ｓ６０２）-ＹＥＳ）、回復動作実行時刻を更新して（Ｓ６０３）終了する。回復動作実行時刻は不揮発性のＥＥＰＲＯＭ１０５内に記憶される。また回復動作実行時刻は不図示のＲＴＣ（Real Time Clock）から読み出す。
【００３５】
ここで吸引回復動作の詳細について図７のフローで説明する。
【００３６】
キャリッジ６上の記録ヘッド８をキャップ１４の位置へ移動後、キャッピングモータ１１４を駆動し、キャップ１４を図１の上側に押し上げ記録ヘッド８を密閉キャップする（Ｓ７００）。続いてポンプモータ１１６を起動し、ポンプ１７の動作によりキャップ１４内部を急速に減圧して、記録ヘッド８の各ノズル８ａからインクを強制的に吸引する（Ｓ７０１）。尚この時、複数のキャップ１４を備え、共通のポンプ１７を使う場合、不図示のバルブを制御し、１本の記録ヘッド毎に吸引回復する方法がより好ましい。
【００３７】
ポンプ１７が動作してから所定時間（例えば１秒）経過したなら（Ｓ７０２-YES）記録ヘッド８の全てのノズル８ａは健全な状態に回復したと判断でき、次にキャッピングモータ１１４を駆動してキャップ１４を下側に押し下げ、密閉状態を解除する（Ｓ７０３）。この時点で記録ヘッド８からの強制吸引は終了し、キャップ１４内に残ったインクのみが吸引され続け、廃インクタンク１８に送られる（Ｓ７０４）。
【００３８】
その後ワイパブレード１９を不図示の機構でワイプ位置に上昇させ、キャリッジ６を左右に移動させることによって、記録ヘッド８のノズル面をワイプし（Ｓ７０５）、続いて記録ヘッド８を再度キャップ１４位置に移動後、キャップ１４内に予備的な吐出を行って（Ｓ７０６）、記録ヘッド８の吸引回復動作は完了する。
【００３９】
本発明を実施した図３に示すダイヤフラムポンプによって、記録ヘッドから吸引するインク量を増大させる手段としては、吸引動作を開始した後、密閉キャップを大気に開放するまでの時間を延長する手段、あるいは回復動作を断続的に複数回繰り返す手段などを採ることによって実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は高速で生産性の高い記録装置、或いは大判の記録装置等、信頼性の高いインクジェット記録装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における回復装置の１つを模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態に用いる吸引ポンプの内部構造を概略的に示す説明縦断側面図である。
【図４】本発明の実施形態に使用する記録ヘッドの構成を模式的に示す縦断側面図である。
【図５】本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図６】タイマー回復の実行タイミングを設定するフローチャートを示す図である。
【図７】図６にて実行される吸引回復動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１    記録装置
２    キャリッジモータ
６    キャリッジ
８    記録ヘッド
８ａ    ノズル
９    インクタンク
１０    搬送ローラ
１４    キャップ
１５    密接部
１６    回復桶
１７    吸引ポンプ
１８    廃インクタンク
１９    ワイパブレード
２０ｂ    流入路
２０ｃ    流出路
２１    ダイヤフラム
２１ａ    作動部
２２    ダイヤフラム室
２３    開閉弁（一方向弁）
２４    開閉弁（一方向弁）
８１    内部フィルター
８２    外部フィルター
１０３    プログラムＲＯＭ
１０４    ワークＲＡＭ
１０５    ＥＥＰＲＯＭ
１０７    イメージメモリ
１０８    ＣＰＵ
１１０    記録ヘッド制御装置
１１２    駆動制御部
１１４    キャッピングモータ
１１５    搬送モータ
１１５ａ    エンコーダ
１１６    ポンプモータ
Ｐ    記録媒体
【図１】
2006044005.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006044005.tif 000007
【図６】
2006044005.tif 000008
【図７】
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