(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において、付着した異物によって各吐出口に形成されるインクのメニスカス強度にばらつきが生じている場合でも、吐出口から異物を有効に除去する。【解決手段】インクジェット記録装置は、インクを吐出する複数の吐出口を配列した記録ヘッドと、記録ヘッドの吐出口が配列する吐出口面にワイパを当接させ、ワイパと記録ヘッドとを複数の吐出口の配列方向に相対的に移動させて、吐出口面をワイピングするワイピング機構と、複数の吐出口それぞれからインクを押し出してインクのメニスカスを形成させる押し出し部と、ワイピング機構と押し出し部を制御し、ワイピングされる吐出口面における、押し出し部によってメニスカスが形成される位置にワイパを当接させてその押し出されたインクと接触させ、その後、ワイピング機構にワイピングを行わせる制御部と、を具える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する吐出口を配列した記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの吐出口が配列する吐出口面にワイパを当接させ、前記ワイパと前記記録ヘッドとを前記吐出口の配列方向に相対的に移動させて、前記吐出口面をワイピングするワイピング手段と、
前記吐出口からインクを押し出す押し出し手段と、
前記吐出口面に前記ワイパを当接させた後に、前記押し出し手段によりインクを押し出してから、前記ワイピング手段に前記ワイピングを行わせる制御手段と、
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】
前記制御手段が前記吐出口面に前記ワイパを当接させる位置は、前記吐出口と当接した前記ワイパとの間に、前記ワイパの当接により、インクによるメニスカスが形成される位置であ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】
前記制御手段が前記吐出口面に前記ワイパを当接させる位置は、、ワイピングの際の前記ワイパの移動方向においてワイピングの対象となる吐出口よりも上流側に位置する吐出口と当接した前記ワイパとの間に、前記ワイパの当接により、インクによるメニスカスが形成される位置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記押し出し手段は、前記記録ヘッド内を加圧状態にすることを特徴とする請求項１乃至３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５】
前記制御手段は、前記ワイピング手段がワイピングする際は、前記記録ヘッド内を前記加圧状態に保つことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
インクを吐出する吐出口を配列した記録ヘッドと、前記記録ヘッドの吐出口が配列する吐出口面にワイパを当接させ、前記ワイパと前記記録ヘッドとを前記吐出口の配列方向に相対的に移動させて、前記吐出口面をワイピングするワイピング手段と、前記吐出口からインクを押し出す押し出し手段と、を有するインクジェット記録装置における記録ヘッドのワイピング方法であって、
前記吐出口面に前記ワイパを当接させた後に前記押し出し手段によりインクを押し出してから、前記ワイピング手段に前記ワイピングを行わせる制御工程、
を有したことを特徴とする記録ヘッドのワイピング方法。
【請求項７】
前記制御工程において前記吐出口面に前記ワイパを当接させる位置は、前記吐出口と当接した前記ワイパとの間に、前記ワイパの当接により、インクによるメニスカスが形成される位置であることを特徴とする請求項６に記載の記録ヘッドのワイピング方法。
【請求項８】
前記制御工程において前記吐出口面に前記ワイパを当接させる位置は、、ワイピングの際の前記ワイパの移動方向においてワイピングの対象となる吐出口よりも上流側に位置する吐出口と当接した前記ワイパとの間に、前記ワイパの当接により、インクによるメニスカスが形成される位置であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の記録ヘッドのワイピング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを記録媒体に吐出して画像形成するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドのインク吐出口をワイピングする際にインク吐出口からインクを強制的に押し出した状態にした後でワイピングを行う形態が知られている。また、インクを押し出してワイピングを行う他の形態として、特許文献１には、インク吐出口からインクを押し出した状態にした後で、吐出口ごとのワイパが通過するタイミングでその吐出口からインク吐出をしながらワイピング動作を行うことが記載されている。これにより、吐出口面にインクを塗り広げることができる。そして、再度ワイピング動作を行うことにより、塗り広げたインクを拭き取ることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−９１６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のように吐出口からインクを押し出した状態にした後でワイピング動作を行う際に、吐出口ごとに形成されるインクメニスカスの強度に差がある場合は、インク押し出しにおいて、メニスカス強度が弱い吐出口から先にインクが押し出されることがある。そして、配列する吐出口を順次ワイピングするワイパの移動において、このようなメニスカスの強度が弱く押し出し量が多くなる吐出口が途中にある場合、その吐出口より上流側の吐出口のインク押し出し量が比較的小さくなり、その吐出口近傍に付着する異物は拭き取られずに吐出口面に残留することがある。その結果、ワイピングによって除去できない異物がインク吐出に影響を与え、記録する画像の品位を低下させる場合がある。
【０００５】
本発明は、付着した異物によって各吐出口に形成されるインクのメニスカス強度にばらつきが生じている場合でも、吐出口から異物を有効に除去することが可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、インクジェット記録装置において、インクを吐出する吐出口を配列した記録ヘッドと、前記記録ヘッドの吐出口が配列する吐出口面にワイパを当接させ、前記ワイパと前記記録ヘッドとを前記吐出口の配列方向に相対的に移動させて、前記吐出口面をワイピングするワイピング手段と、前記吐出口からインクを押し出す押し出し手段と、前記吐出口面に前記ワイパを当接させた後に、前記押し出し手段によりインクを押し出してから、前記ワイピング手段に前記ワイピングを行わせる制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上の構成によれば、吐出口に付着している異物を有効に除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置とホストコンピュータ（ホスト装置）とを有して構成される記録システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す記録部の概略構成を示す説明図である。
【図３】図１に示すインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第１の比較例に係るワイピング動作を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、第２の比較例に係るワイピング動作を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係るワイピング動作を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るワイピング動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態ついて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置とホストコンピュータ（ホスト装置）とを有して構成される記録システムの概略構成を示す説明図である。インクジェット記録装置１００は、プリンタケーブル１０２によって、情報処理装置としてのホストコンピュータ１０１に接続される。ホストコンピュータ１０１は、プリンタケーブル１０２を介して、画像データ、記録媒体の切断位置、および記録媒体に関する情報などを制御コマンドとしてインクジェット記録装置１００に出力する。ロール状に巻かれた記録媒体としての連続紙１０３は、搬送および画像の記録がなされた後に切断される。連続紙１０３の搬送機構である搬送ユニット１０４には、搬送モータ１０５、搬送ベルト１０６、および吸着ファン１０７が備えられている。搬送ベルト１０６は、ガイドローラ１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、および駆動ローラ１０８Ｄの間に架け渡されている。搬送モータ１０５によって駆動ローラ１０８Ｄが回転されることにより、連続紙１０３を支持する搬送ベルト１０６が矢印Ａ１方向もしくは逆の矢印Ａ２方向に移動される。吸着ファン１０７が回転することにより、搬送ベルト１０６に複数形成された吸引孔（不図示）から空気が吸引されて、搬送ユニット１０４の排気口１０９から排出される。搬送ベルト１０６は、吸引孔からの空気の吸引によって、搬送ベルト１０６の表面に連続紙１０３を吸着しつつ、その連続紙１０３を矢印Ａ１方向（第１の方向）および矢印Ａ２方向（第２の方向）に搬送することができる。
【００１１】
記録部（記録機構）１１０には、連続紙１０３にインクを吐出して画像を記録可能なインクジェット方式の記録ヘッドが着脱可能に搭載されている。記録ヘッドは、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などの吐出エネルギ発生素子を用いて、複数の吐出口からインクを吐出することができる。電気熱変換素子を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、その発泡エネルギを利用して記録ヘッドに設けられた吐出口からインクを吐出することができる。記録ヘッドにおける複数の吐出口は、連続紙１０３の搬送方向と直交する方向（配列方向）に延在する吐出口列を少なくとも１列以上形成するように、配列されている。本実施形態の記録ヘッドは、フルラインタイプのインクジェット記録ヘッドであり、連続紙１０３の記録領域の最大幅に対応した長さの範囲に吐出口が配列されている。記録部１１０には、図２にて詳細が後述されるように、記録ヘッドの吐出回復動作を行うための機構が設けられている。この回復動作は、予備吐出動作、ワイパを用いたワイピング、キャップを用いた吸引回復動作などである。
【００１２】
インクジェット記録装置１００には、記録タイミングを得るために連続紙の単位領域としてのページまたはラベル紙の先端を検知する先端検知センサ１１１、および連続紙の切断タイミングを得るために連続紙のページ領域またはラベル紙を検知する切断検知センサ１１２が備えられている。連続紙１０３が例えば、所定の単位領域としてミシン目等で区分けされるページ毎に記録された後に切断される用紙であって、その単位領域の検出が可能なマークが付された用紙である場合には、そのマークを用いて、単位領域の先端を検出することができる。先端検知センサ１１１，切断検知センサ１１２は、反射型センサ、透過型センサのいずれかまたは双方を備えた構成となっている。例えば、連続紙１０３がラベル紙の場合は、台紙と、その台紙に貼付けられたラベルと、の透過率の差によって、単位領域としてのラベルの先端を検出することができる。また例えば、ページ毎に検出マーク付きの用紙の場合は、用紙とマークとの光の反射率の差によって、単位領域としてのページの先端を検出することができる。
【００１３】
ガイドローラ１０８Ａの回転軸には、その回転軸に同期して回転する不図示のエンコーダが備えられており、それは、連続紙１０３の搬送位置を検出するための検出手段として機能する。搬送ユニット１０４による連続紙１０３の搬送、記録部１１０による記録タイミング、および後述する切断部１１３による切断タイミングは、そのエンコーダの検出信号に基づいて後述する制御部３００のＣＰＵ３０６により管理される。
【００１４】
切断部（切断手段）１１３としてのカッタは、回転刃１１３Ａ、固定刃１１３Ｂ、およびストッパ１１３Ｃを備え、ストッパ１１３Ｃは、不図示のソレノイドによって解除（図中上方向に移動）される。このストッパ１１３Ｃの解除によって、回転刃１１３Ａが矢印Ｂ方向に回転し、回転刃１１３Ａと固定刃１１３Ｂとによって連続紙１０３が切断される。連続紙１０３は、搬送ユニット１０４によって矢印Ａ１方向へ搬送される際に、連続紙１０３上の切断位置（不図示）が固定刃１１３Ｂに達するタイミングで切断されて装置外に排出される。
【００１５】
図２は、記録部１１０の概略構成を示す説明図である。記録部１１０は、インクを吐出して画像を記録するための複数の吐出口２１０が設けられた記録ヘッド２０１を備える（図２では、吐出口、液路、共通液室などが断面で示されている。図４〜図６においても同様である）。各吐出口には液路に電気熱変換素子（ヒータ）２１１が設けられ、これにより、ヒータ２１１が発生する熱によってインクに発泡を生じさせ、発泡の圧力によって吐出口２１０からインクを吐出することができる。記録ヘッド２０１にはインクタンク２０５からインクが供給される。記録ヘッド２０１と廃インクタンク２０７とを接続する流路には正逆駆動可能なポンプ２０６が設けられ、正転駆動することでインクタンク２０５から記録ヘッド２０１にインクを供給し、また、記録ヘッド２０１とインクタンク２０５とを接続する流路に設けられた弁２０４を閉じた状態で逆転駆動することによりヘッド内を加圧し吐出口２１０からインクを押し出すことができる。また、吐出口から押し出されたインクや記録に関与しない吐出である予備吐出によって吐出されたインクを受けたり、非記録動作時などに記録ヘッドの吐出口が配列された面（以下、「吐出口面」とも言う）を覆ったりするためのキャップ２０２を備える。キャップ２０２は、キャップモータ３１２（図３参照）により吐出口列と平行な方向に移動可能に構成される。さらに、キャップ２０２には、記録ヘッド２０１の吐出口面を摺擦（ワイピング）することにより吐出口面のインク滴や紙粉等の異物を除去するためのワイパ２０３が設けられており、ワイパ２０３は、キャップ２０２を移動させることにより、記録ヘッド２０１の吐出口面と接触し吐出口面をワイピングすることができる。
【００１６】
図３は、図１に示すインクジェット記録装置１００の制御構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置１００の制御部３００は、インターフェイスコントローラ３０１を介してホストコンピュータ１０１と信号接続されている。制御部３００は、中央処理装置（ＣＰＵ）３０６を備え、プログラムＲＯＭ３０２に格納されている、図７で後述されるプログラムなどの制御プログラムを実行することにより、インクジェット記録装置１００の各構成要素を制御する。また、制御部３００は、各種データ処理のワークエリアや受信バッファとして使用されるメモリ（ＲＡＭ）３０４、および画像展開部としてのイメージメモリ３０３を備える。
【００１７】
制御部３００には、記録ヘッド２０１を駆動する駆動回路３０７、各モータの駆動を制御するモータ駆動部３０８、およびセンサ類３１５が接続されている。モータ駆動部３０８は、記録ヘッド２０１を昇降させるためのヘッド昇降モータ３１０、搬送ユニット１０４を駆動する搬送モータ３１１、キャップ２０２を移動させるためのキャップモータ３１２、記録ヘッド２０１とインクタンク２０５との間に設けられた弁２０４を開閉するめの弁駆動モータ３１３、記録ヘッドと廃インクタンクの間に設けられたポンプを駆動するためのポンプモータ３１４の駆動を制御する回路である。センサ３１５は、インクジェット記録装置における各種動作の制御、および連続紙の検知等のために用いられるセンサである。
【００１８】
図４（ａ）〜（ｃ）は、第１の比較例に係るワイピング動作を説明する図であり、インク押し出しを行わない状態で行うワイピング動作を示している。図４に示す例のインクメニスカスは、記録ヘッド２０１の各吐出口からインクを吐出しない、非記録時にワイピングを行うときの状態である。この状態は、記録ヘッド２０１内の液路や共通液室を所定の負圧（大気圧より低い圧力）に維持することにより実現される。各吐出口に図４に示すメニスカスが形成されている状態でワイピングを行う場合、紙粉等の異物が吐出口面に張り付いている場合がある。図４（ａ）は、記録ヘッド２０１の吐出口面に異物２２０Ａ、２２０Ｂが付着した状態を示している。この状態に対して、図４（ｂ）に示すように、ワイパ２０３を吐出口面に沿って図中矢印方向（移動方向）に移動させることによってワイピングを行う。この際、異物２２０Ａ、２２０Ｂの付着状態によっては、図４（ｃ）に示すように、異物２２０Ａ、２２０Ｂが吐出口にひっかかり、吐出口面に残留する場合がある。
【００１９】
図５（ａ）〜（ｄ）は、第２の比較例に係るワイピング動作を説明する図であり、インク押し出しを伴うワイピング動作の例を示している。この例の各吐出口のインクメニスカスは、インク押し出しによって、図４（ａ）〜（ｃ）に示すメニスカス位置と比較して、より吐出方向側に形成される。この状態は、同じ構造の記録ヘッド２０１内の液路や共通液室を、図４に示す例が所定の負圧としたのに対し、記録ヘッド２０１内を所定の正圧として実現することができる。具体的には、図２に示すポンプ２０６と弁２０４を使用して、ポンプ２０６を、弁２０４を閉じた状態で逆転駆動することによってヘッド内を加圧し、吐出口２１０方向へインクを押し出すことができる。
【００２０】
図５（ａ）は、インク押し出しを行う前の状態を示しており、各吐出口はヘッド内が図４にて説明した負圧によってメニスカスが形成された状態を示している。このとき、記録ヘッド２０１の吐出口面の異なる突出口の位置にそれぞれ異物２２０Ａ、２２０Ｂが付着しているとする。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す状態から、記録ヘッド内を所定の正の圧力としてインクを押し出した状態を示している。図５（ｂ）に示す例は、上記押し出し動作によって、異物２２０Ｂが付着したいくつかの吐出口でインクが比較的多く押し出された状態（４０１）を示している。すなわち、異物２２０Ｂが付着することによってその吐出口に形成されるメニスカスの強度が他の吐出口と比べて弱くなり、その吐出口では押し出し量が大きくなる。
【００２１】
以上の図５（ｂ）に示す状態に対して、ワイピング動作を行うと、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、インクが押し出されている部分では、押し出されたインク４０１中に異物２２０Ｂが浮遊し異物と吐出口面との間の抵抗が低くなり異物は除去される。一方、図５（ｄ）に示すように、ワイパ２０３のワイピング方向における上流側の異物２２０Ｂより小さい異物２２０Ａでは吐出口に形成されるメニスカスの強度が低くならず、インク押し出し量が多くならないため、吐出口に付着した異物２２０Ａは、ワイピング動作によって除去されずに残留することがある。
【００２２】
図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係るワイピング動作を説明する図である。本実施形態は、図５（ａ）〜（ｄ）にて上述した例と同様、インク押し出しを伴うワイピング動作に関する。そして、図６（ａ）は、図５（ａ）に示した状態と同じくインク押し出しを行う前の状態を示しており、各吐出口に上述した負圧によってメニスカスが形成された状態を示している。
【００２３】
この状態に対して、ワイピング動作を行う。その際、本実施形態では、ワイピング動作における最も上流側の吐出口２１０にワイパ２０３の一部を当接させて待機させた後に、上述したように記録ヘッド２０１内を正の圧力として吐出口からインクを押し出すようにする。このようにすることで、まず、ワイパ２０３の当接により、吐出口のインクとワイパ２０３の一部とが接触し、それらの間に強度が相対的に弱いメニスカスが形成される。その後に吐出口からインクを押し出すと、図６（ｂ）に示すように、ワイパ２０３と吐出口面との間に押し出し量の多い部分４０２が形成される。なお、インクを押し出すときにワイパ２０３を当接させて待機する位置は、上例のように記録ヘッド２０１における吐出口配列の範囲における最もワイピング方向上流側の吐出口としたが、これに限られない。例えば、そのときの記録に使用される吐出口のうち、最も上流側に位置する吐出口にワイパ２０３を当接させて、その位置を待機する位置としてもよい。また、吐出不良の吐出口を検出し、検出された吐出不良の吐出口のうち、ワイピング動作において最も上流側に位置する吐出不良の吐出口を特定し、特定した吐出口よりも上流側の吐出口にワイパ２０３を当接させて吐出口からインクを押し出す際に待機する位置とすることもできる。すなわち、ワイピングの対象となる吐出口よりワイピング方向上流側の吐出口にワイパを当接させて待機する位置となるようにすればよい。
【００２４】
図６（ｂ）に示すように上流側の吐出口でワイパ２０３と吐出口面との間に押し出し量の多い部分４０２を形成した状態でワイピング動作を行う（図６（ｃ）、（ｄ））。このとき、上流側の吐出口で形成された押し出し量の多い部分４０２がワイパ２０３の移動に伴って、ワイパ２０３が通過する吐出口で押し出されているインクと合体し押し出し量の多い部分４０２を保ってワイピング動作が行われる。これにより、ワイパ２０３が通過する箇所に付着している異物２２０Ａ，２２０Ｂは上記押し出し量の多い部分４０２内に取り込まれ、図６（ｄ）に示すように、ワイパ２０３の移動と共に移動して吐出口面から除去される。
【００２５】
図７は、図６（ａ）〜（ｄ）にて上述した本発明の一実施形態に係るワイピング動作を示すフローチャートである。図７において、先ず、制御部３００のＣＰＵ３０６は、ヘッド昇降モータ３１０の駆動を開始し（Ｓ７０１）、不図示のフォトセンサであるヘッド位置センサを記録ヘッド２０１の一部が遮光することで記録ヘッド２０１が最高位置である基準位置に達したことを検知するまで（Ｓ７０２）、記録ヘッド２０１上昇方向への駆動を行う。記録ヘッド２０１が記録ヘッド２０１の移動量を決定するための基準位置に達したことを検知すると（Ｓ７０２）、ヘッド昇降モータ３１０の上昇方向への駆動を終了する（Ｓ７０３）。その後、ステップＳ７０４で、ヘッド昇降モータ３１０を記録ヘッド２０１が下降方向へ移動する方向へ駆動し、ヘッド位置を基準位置からヘッド昇降モータ３１０の５０ステップ数だけ下方に位置するワイピング位置に移動する。ヘッド昇降モータ３１０の駆動が５０ステップ数に達すると（Ｓ７０５ＹＥＳ）、ヘッド昇降モータ３１０の駆動を終了する（Ｓ７０６）。
【００２６】
次に、ＣＰＵ３０６は弁２０４を密閉し（Ｓ７０７）、ワイパ２０３が設けられているキャップ２０２を移動させるためのキャップモータ３１２を４０ステップ分駆動し（Ｓ７０８〜Ｓ７０９）、ワイパ２０３を記録ヘッド２０１に当接させ、キャップモータ３１２を停止する（Ｓ７１０）。これによりワイパ２０３をワイピング動作上流のインクを押し出すための位置（加圧位置）までの移動が完了する。このときワイパ２０３が接触している吐出口はメニスカス強度が低下する。そして、ポンプ２０６を加圧方向（逆転方向）に５秒間駆動した後（Ｓ７１１）、正圧状態となった記録ヘッド２０１内からインクが押し出されるまで３秒間待機する（Ｓ７１２）。これにより、図６にて上述したように、各吐出口からインクが押し出されるが、ワイパ２０３が接触している吐出口はメニスカス強度が低いので多量のインクが押し出される。
【００２７】
そして、ＣＰＵ３０６はキャップモータ３１２を７００ステップ分駆動してワイパ２０３を移動させワイピング動作を行う（Ｓ７１３〜Ｓ７１５）。ワイピング動作終了後、弁２０４を開放する（Ｓ７１６）。なお、弁２０４を開放するまでは、記録ヘッド内は所定の正圧状態を保つため、吐出口からのインクの押し出し状態は保たれる。また、上述のワイピング位置と加圧位置については、予め基準位置等からの位置に基づいたステップ数等が制御部３００のＲＯＭ３０２内に記憶されている。
【００２８】
以上のとおり、本実施形態によれば、ワイピング動作における上流側の吐出口においてワイパを当接させて待機した後にインクを押し出すことで、強度の低いメニスカスを強制的に作った後にインクを押し出して、インクの押し出し量の多い部分を形成する。そして、ワイピングではこの押し出し量の多い部分からワイピング動作を開始することにより、吐出口から異物を効果的に除去することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１００    インクジェット記録装置
１１０    記録部（記録機構）
２０１    記録ヘッド
２０３    ワイパ
２１０    吐出口
【図１】
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【図２】
2019093654.tif 000004
【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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