(57)【要約】【課題】  印字機能回復機構において、従来方式に必要であった、ブレード機構を不要とし、印字機能回復機構の構造を簡略にする。【解決手段】  （１）ノズル面を局部的に吸引する吸引キャップをノズル列に沿って走査させる。  （２）吸引キャップのノズル当接面の形状が従来機構にあるブレード機能を有する構造とする。  （３）吸引キャップの走査速度を可変とする。【選択図】  図１
2006159545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置における、インクジェットヘッドのインク流路内のインク吸引、およびヘッドのノズル面の清掃機能を有する機構において、
所定のノズル群を密閉する手段と、この密閉手段の内部を負圧状態にする負圧発生手段と、密閉手段をノズル面に当接し、走査移動する手段と、さらに上記ノズル群を密閉する手段は上記走査移動手段で走査することによりノズル面の清掃機能を兼備する形状を有することを特徴とする印字機能回復機構。
【請求項２】
前記負圧発生手段の大気開放機構・動作を必要としないことを特徴とする請求項１記載の印字機能回復機構。
【請求項３】
前記ノズル群を密閉する手段がノズル面の清掃機能を兼備する形状であることにおいて、ノズル面当接部外側のノズル走査方向における断面形状がノズル面に対し、垂直もしくは鋭角に対峙する形状であることを特徴とする請求項１記載の印字機能回復機構。
【請求項４】
前記ノズル群を密閉する手段がノズル面の清掃機能を兼備する形状であることにおいて、ノズル面当接部の形状が平面あるいはエッジ状あるいはＲ形状であることを特徴とする請求項１記載の印字機能回復機構。
【請求項５】
前記ノズル群を密閉する手段が吸引と同時にノズル面の清掃を行う機能を具備することにより、予備吐動作およびブレード機構を必要としない構成であることを特徴とする請求項１記載の印字機能回復機構。
【請求項６】
前記ノズル群を密閉する手段をノズル列方向に当接し走査する動作において、走査の速度を変化させることにより、必要に応じてノズル当たりの吸引時間又は、吸引量を変化させることができることを特徴とする請求項１記載の印字機能回復機構。
【請求項７】
前記ノズル群を密閉する手段をノズル列方向に当接し走査する動作において、単一のノズル群を密閉する手段で複数色のノズル群を相互の混色なく吸引できることを特徴とする請求項１記載の印字機能回復機構。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載の印字機能回復機構を有する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、インクジェットヘッドの正常なインク吐出を行うために、ノズル内およびインク流路内の気泡や増粘インクを除去し、且つノズル面に付着したインク滴および増粘インクを除去する印字機能回復機構の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置において、客先への着荷時あるいは使用形態で長時間放置された状態、あるいはインクカートリッジの交換時において、インクジェットヘッドのノズルおよびインクカートリッジからノズルへ至るインク流路の内部には、物流用のインクあるいは増粘したインク、あるいは気泡が内在し、ノズル表面には増粘、乾燥したインクおよび異物が付着していることがある。このような下ではノズルに正常なインクが供給されないため吐出がされなかったり、吐出はなされても紙面へのインク滴の大きさや着弾位置精度が大きく悪化し、形成した画像の品位を損なうことがある。
【０００３】
そのためインクジェット記録装置ではノズル面を密閉するキャップとそのキャップに連通した負圧発生手段によってフレッシュなインクを吸引することにより、物流インクから実使用インクへの置換あるいは流路内の増粘インクおよび気泡の排出、あるいはノズル面に付着した増粘インクの溶解促進を行い、その後、へら状のブレードをノズル面へ押し当て、ノズル列方向へ走査させることにより、ノズル面に残ったインク滴や増粘インクを掻掃して除去している。更にその後、ノズル内に残留した微小気泡の除去、あるいは単一キャップで複数の色ノズルを吸引した場合に起こるノズル内部での混色を解決するために吐出動作（予備吐出）を行っている。以下、このようなインク吸引動作およびノズル面清掃機構について説明する。
【０００４】
図２にインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドの構成を示す。
【０００５】
同図においてインクカートリッジ接続口０２から充填されたインクは流路部材０３を経てノズルユニット０４へ流れ、ノズルユニット０４の供給口０５から共通液室０６を経て、複数のノズル０８へ到達する。ノズル０８内で急加熱により発生させた泡（バブル）やピエゾ素子の駆動などによる外力が加わるとノズル０８内のインクは流抵抗の小さいノズル０８外部へと押しやられ、インク滴となって紙面等の記録媒体へ着弾する。ノズル０８内には共通液室０６側から新たにインクが供給され次の吐出に備える。このプロセスの繰り返しにより印字を行う。
【０００６】
図３に従来のインクジェット記録装置の印字機能回復機構を示す。
【０００７】
図２において、インクカートリッジ接続口０２からノズル０８に至るまでのインク流路内では、インクカートリッジ接続口０２やノズル０８からの空気の侵入、流路内インクの蒸発による泡だまり、インクの増粘、あるいはインク内に溶存する空気の顕在化等が発生する。これらの現象に対し、ノズル面０８にキャップ１１を密着し、キャップ１１に連通している大気開放弁１２を閉じた状態で吸引ポンプ１３を駆動することにより、キャップ１１で密封されたノズル全域に負圧をかけ、インクカートリッジ接続口０２を経てインクカートリッジ０１内のフレッシュなインクを吸引することで、インク流路内の気泡や増粘インクを排出させている。
【０００８】
吸引が完了すると、大気開放弁１２を開け、キャップ１１内を大気圧に戻した後、キャップ１１をノズル０８面から分離する。キャップ１１内を常圧にしないと吸盤現象でノズル０８面からキャップ１１を分離することが困難であるためである。なお、特に独立した大気開放弁１２を具備しない場合においても、例えば吸引ポンプ１３内部で大気開放をおこなうといったことが必要である。
【０００９】
そしてこの大気開放時の衝撃により、キャップ１１に密閉されたノズル０７内では少なくともインクの逆流が発生し、ノズルによってはインクメニスカスが破れ空気が侵入したり、また、単一のキャップで複数の色のノズル群を吸引している場合はノズル群間で混色を引き起こす。また、ノズル面０８にはインク滴が付着し、インク吐出を阻害する可能性がある。
【００１０】
そのため、キャップ１１を分離した後にへら状のブレード２０をノズル面０８に押し当ててノズル列方向に走査させ、ノズル面０８に付着したインク滴を掻掃している。ただし、単一のキャップで複数の色のノズル群を吸引している場合は、この掻掃動作によりインク滴がノズル面０８の広範囲に拡げられ、一部はノズル０７内に侵入して更に混色を促進してしまう。
【００１１】
このため、その後一定量の吐出動作を行い、ノズル０７内に侵入した気泡や別色のインクを排出させている（予備吐出図５）。
【００１２】
しかし、この吐出動作は気泡およびインクの排出機能を短時間で発揮させるために通常の印字における吐出動作より多くの吐出を行っており、このような吐出の下では吐出されたインク滴のミストがノズル面０８に付着し易く、場合によってはノズル０７近傍に付着して、印字動作時のインク滴着弾位置精度を著しく低下させたり、ノズル自体をミストがふさいでしまい不吐出になる危険性を孕んでいる。
【００１３】
上述のように、キャップでノズル列全域を密閉し吸引する機構においては、吸引動作の後、吸引動作によって生じるノズル面のインク滴付着の解決のためにブレードによる掻掃（ワイピング）機構を必要とする。そしてこのブレードによって掻き出されたインクはインクジェット装置内に飛散、付着し、ブレード近傍の機構のインク汚染、それによる動作不良を招く恐れがある。更にノズル内の気泡と混色を解決するために予備吐出が必要であり、予備吐出によるノズル面へのインクミスト付着による吐出への影響が懸念される。
【００１４】
また、これら、キャップ吸引、ワイピング、予備吐出、はシリーズ動作となるため、印字機能回復のために要する時間は必要以上に長くなる。
【００１５】
また、ノズル全域に負圧をかけるため、個々のノズルにかかる負圧は分散され弱いものとなる。個々のノズルには流抵抗に差があり、例えば異物でノズルが塞がれているような場合は正常なノズルより流抵抗が大きくなる。このような状態でノズル全域を均等な圧力で吸引を行った場合、流抵抗の少ないほうへインクが流れ易くなり、結果としてノズルを塞いだ異物を排出することが困難になってしまう。同様に、ノズル径の異なるノズルが同一液室に配置されている場合についても相対的に流抵抗の少ないノズル径の大きいノズルへインクが流れ易くなる。
【００１６】
また、図６で示す通り、ノズルユニット０４内のインク流路はインク供給口０５から放射状に形成されることになるため、インク供給口０５に近い部分は吸引時のインクの流れが層流になるのに対し、供給口０５から遠い部分はインクの流れの少ない淀みとなり、インクの吸引、排出効率が低下する。
【００１７】
上述から明らかな通り、所定のインク排出機能を達成させるためにはより多くの（無駄な）インクを吸引する必要があり、インクカートリッジのインクの浪費と廃インクを受容する機構の負荷増大を招く。また多くの吸引時間を要することになる。吸引時間の短縮には吸引能力の向上が考えられるがインクジェット記録装置では負圧発生手段の能力を高めるにはスペース、コストの観点から限界があり、インク吸引能力の向上は困難である。
【００１８】
これらの問題点を解決する手段として、特開２００２−３４７２６０号広報で開示しているものがある。その広報に記載された印字機能回復機構では、所定のノズルを密閉する手段をノズル列方向に走査させることで、従来のノズル面全体を密閉して吸引する方式に比較して、吸引効率を向上させ吸引時間と吸引インク量を削減している。
【００１９】
しかしながら特開２００２−３４７２６０号広報で開示している印字機能回復機構では、吸引効率向上は達成しているものの、吸引動作の他に大気開放動作、ノズル面の掻掃動作を必要とし、またそれらの機構が存在する。またノズル面掻掃動作後には前述した予備吐出動作も必要と考えられる。
【特許文献１】特開２００２−３４７２６０号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は特許文献１に記載されているような印字機能回復機構に対し更に改良を加えたものであり、予備吐出やワイピングを必要としない、なお且つインク吸引能力および吸引効率を向上させてインク消費量を抑制し、短時間での吸引動作を可能にする、インクジェット記録装置の印字機能回復機構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】
【００２１】
上記目的を達成させるための本発明の印字機能回復機構は、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置における、インクジェットヘッドのインク流路内のインク吸引、およびヘッドのノズル面の清掃機能を有する機構において、所定のノズル群を密閉する手段と、この密閉手段の内部を負圧状態にする負圧発生手段と、密閉手段をノズル面に当接し、走査移動する手段を有し、さらに上記ノズル群を密閉する手段は上記走査移動手段で走査することによりノズル面の清掃機能を兼備する形状を有することを特徴とする。
【００２２】
また、負圧発生手段の大気開放機構・動作を必要としないことを特徴とする
また、吸引と同時にノズル面の清掃を行うことにより、予備吐動作およびブレード機構を必要としない構成であることを特徴とする。
【００２３】
また、単一の吸引キャップで複数色のノズル群を相互の混色なく吸引できることを特徴とする。
【００２４】
また、ノズル群を密閉する手段をノズル列方向に押し当て、走査する動作において、走査の速度を変化させることにより、必要に応じてノズル当たりの吸引時間（吸引量）を変化させることができることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明の印字機能回復機構によれば、ノズル面を局部的に吸引する吸引キャップをノズル列に沿って走査させることにより、吸引効率の向上がなされるとともに、吸引キャップのノズル当接面の形状が従来機構にあるブレード機能を有することで、インク吸引とノズル面インク滴除去を同時に達成することができる。これにより、従来方式のようなブレード機構が不要になり、印字機能回復機構の構造が簡略になるという効果がある。
【００２６】
また、従来機構にあった、インク吸引動作→ブレード動作→予備吐動作という連続動作が、吸引キャップ走査動作のみとなり、印字機能回復までの時間を大幅に短縮することができる。
【００２７】
また、吸引キャップの走査速度を可変とすることで、ノズル群ごとに吸引量の制御が可能となり、印字機能回復のための必要最低限のインク量での吸引を可能にする。これにより、インク消費量の低減、廃インク量の低減および廃インク受容機構の簡略化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
図３は従来の印字機能回復機構を示すものである。また図１−ａは本発明の実施例に関わる印字機能回復機構を示すものである。吸引ポンプ１３を駆動させた状態で、ノズル面０７にゴム等の弾性体で形成された吸引キャップ３０をバネ圧等の弾性荷重で当接する。そして吸引キャップ３０をノズル列と並行に移動させる。これにより吸引されるノズル群が順次切り替わりながら吸引動作がなされる。本実施例によれば、特開２００２−３４７２６０号広報に記載されている通り、従来のノズル面全面をキャップし吸引する方式に比べ、吸引面積が著しく減少するため、同一の吸引源であっても実質の吸引能力は向上する。
【００３０】
また本実施形態においては、キャップのノズル面への接地面積が小さいために、吸引ポンプ１３を駆動したままノズル面からキャップ３０を分離することが可能で大気開放機能を必要としない。
【００３１】
また、吸引キャップ形状の実施例を図１−ｂおよび図８に示す。図８にある通り、ノズル面当接部はフラットな形状を有し、外側はノズル面に対して鋭角に対峙するスロープ形状、内側は垂直形状となっている。また、図１−ｂにある通り、ノズル列と直交する方向は、ノズル面全域を掻掃できる形状を有する。このような形状のキャップがノズル列方向に走査することで、ノズル群からの吸引動作と、従来機構（図４）におけるブレード２０がノズル面を掻掃してインク滴を除去するのと同様の動作を同時におこなうことができる。
【００３２】
図８の実施例の場合、ノズル外側のスロープの角度θは概ね４５度以下が望ましく、また、ノズル当接部の巾Lは０．１〜０．３ｍｍ程度が適当である。
【００３３】
また、図１０に示す通り、吸引キャップのノズル走査方向のノズル当接部断面形状は前述した図８の実施例の他に、ノズル当接部をエッジ形状にしたもの（図１０−ａ）、ノズル当接部をＲ形状にしたもの(図１０−ｂ)、ノズル当接部内側を鋭角形状にしたもの（図１０−ｃ）、等が考えられる。
【００３４】
上記吸引キャップ形状により、吸引キャップがノズル面を走査しインク吸引をすると同時に、ノズル面に付着した残留インクを掻掃、除去することができる。これにより従来機構では必要であった、ブレード機構、および予備吐動作を必要としないシンプルな印字機能回復機構が実現する。
【００３５】
図９は本発明における印字機能回復機構のインク吸引動作を示すものである。吸引キャップが走査する際の速度を可変にすることにより、ノズル群ごとに吸引量の制御をすることができる。例えば図９にあるように、吸引開始時はインクが到達するまでの間、しばらくキャップを静止したままで吸引し、その後インク供給口０５から遠い位置にあるノズル群に対しては低速で走査し、供給口直下付近（ノズル列中心付近）では高速で走査し、ノズル端部近傍ではまた低速で走査し端部では静止して吸引するといった制御をおこなう。また、往復で走査する場合、複方向の走査を往方向とは異なる制御をすることで更に吸引効率、信頼性を向上させることが可能である。
【００３６】
また、大気開放動作を行わず常に吸引していることで、キャップ内にインクが滞留したり逆流することがないため、図７に示すような、複数の色のノズル列を単一のキャップで吸引した場合でも、色間で混色を引き起こすことはない。
【００３７】
上記より従来機構にあった大気開機構１２、ブレード機構２０、予備吐動作（図５）を必要とせず、実質吸引能力の向上とともに印字機能回復機構の大幅な簡略化と回復動作時間の短縮、インク消費量の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の印字機能回復機構を示す模式断面図である。
【図２】インクジェットヘッドのインク供給形態を示す模式断面図である
【図３】従来の印字機能回復機構の構成を示す模式断面図である。
【図４】従来の印字機能回復機構におけるブレード動作を示す模式断面図である。
【図５】従来の印字機能回復機構における予備吐出動作を示す模式断面図である。
【図６】従来の印字機能回復機構における吸引動作時のインク流動を示す模式断面図である
【図７】本発明の実施形態における別の吸引キャップ形態を示す模式斜視図である。
【図８】本発明の実施形態における吸引キャップの例を示す三面図である。
【図９】本発明の印字機能回復機構における別の吸引動作を示す模式断面図である。
【図１０】本発明の実施形態における吸引キャップのノズル当接部形状の例を示す模式断面図である
【符号の説明】
【００３９】
０１  インクカートリッジ
０２  インクカートリッジ接続口
０３  インク流路部材
０４  ノズルユニット
０５  インク供給口
０６  共通液室
０７  ノズル面
０８  ノズル
１１  吸引キャップ
１２  大気開放弁
１３  吸引ポンプ
１４  廃インク受容体
２０  ブレード
３０  吸引キャップ
【図１】
2006159545.tif 000003
【図２】
2006159545.tif 000004
【図３】
2006159545.tif 000005
【図４】
2006159545.tif 000006
【図５】
2006159545.tif 000007
【図６】
2006159545.tif 000008
【図７】
2006159545.tif 000009
【図８】
2006159545.tif 000010
【図９】
2006159545.tif 000011
【図１０】
2006159545.tif 000012