(57)【要約】【課題】キャッピングしたキャップ内の温度調整をすることでインク漏れを防止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。【解決手段】吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドにおける吐出口の形成面を含む領域をキャッピングするキャップと、キャップ内の温度を検出する温度検出手段と、キャップ内を加熱する加熱手段と、キャップがキャッピングする時に温度検出手段によって検出される温度に基づいて、加熱手段を用いてキャップ内の加熱を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドにおける吐出口の形成面を含む領域をキャッピングするキャップと、
前記キャップ内の温度を検出する温度検出手段と、
前記キャップ内を加熱する加熱手段と、
前記キャップがキャッピングする時に前記温度検出手段によって検出される温度に基づいて、前記加熱手段を用いて前記キャップ内の加熱を制御する制御手段と、
を備えたインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、記録終了直前に検出される第１温度と、前記第１温度以外に検出される第２温度とを検出し、前記制御手段は、前記第１温度と前記第２温度を比較し、前記第１温度が前記第２温度よりも高いときに前記キャップ内の加熱を制御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３】
前記第２温度は、記録指令受信直後に検出される温度であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記加熱手段は、前記第２温度が前記第１温度以上となるように加熱することを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第２温度は、電源投入直後に検出し、前記制御手段は、前記第１温度と前記第２温度との温度差が１５度よりも高いときに前記キャップ内の加熱を制御することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１温度と前記第２温度との温度差が５度以上も高いときに前記キャップ内の加熱を制御することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドにおける吐出口の形成面を含む領域をキャッピングするキャップと、
前記キャップ内の温度を検出する温度検出工程と、
前記キャップ内を加熱する加熱工程と、
前記キャップがキャッピングするときに前記温度検出工程によって検出される温度に基づいて、前記加熱工程を用いて前記キャップ内の加熱を制御する制御工程と、
を備える回復方法。
【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および回復方法に関し、詳しくは、記録ヘッドのキャッピング中に吐出口からインクが漏出することを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、インクを吐出する記録ヘッドの吐出口形成面をキャップで覆う（キャッピング）ことによって、記録ヘッドの吐出性能を維持する処理（回復処理）を行う。ところで、このキャッピング中にキャップで覆われた空間では、外気温度などの環境の変化によりキャップ内の空気が膨張あるいは収縮し、空間内部の圧力も変化することがある。そのため、外気環境の温度が低下すると、キャップ内の空気が収縮することで圧力も低下してキャップ内が負圧状態となり、吐出口からインクが漏れ出て吐出口形成面を濡れた状態にしてしまう。
【０００３】
ところで、特許文献１には、キャッピングの際にキャップ内に備えられた多孔質吸収体を吐出口形成面に押し当てるキャッピング構成が記載されている。この構成によれば、吐出口内のインクを吸収体で吸収し、インクとともに紙粉などの異物を除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３６０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１のキャッピング構成では、環境温度などの変化によって吐出口から漏れたインクを多孔質吸収体に吸収することができ、吐出口形成面の濡れを防止できる。しかしながら、キャップを離間すると、吐出口のメニスカスが破壊された状態になるため、これを再形成するための回復動作が必要になる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の事情を鑑み、キャッピングしたキャップ内の温度調整をすることで吐出口形成面のインク濡れを未然に防止することが可能なインクジェット記録装置および回復方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、吐出口からインクを吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドにおける吐出口の形成面を含む領域をキャッピングするキャップと、キャップ内の温度を検出する温度検出手段と、キャップ内を加熱する加熱手段と、キャップがキャッピングする時に温度検出手段によって検出される温度に基づいて、加熱手段を用いてキャップ内の加熱を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像品質の維持とスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置の模式的断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置のブロック図である。
【図３】インクジェット記録装置のキャップ内外の温度差による吐出不良の概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置の印刷に関するフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置のキャップ温調の制御に関するフローチャートである。
【図６】温度差とキャップ内の内圧差に関するグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置の印刷に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１１】
図１（ａ）は、本発明のインクジェット記録装置１（以下、単に記録装置ともいう）の構成を示す模式的断面図である。記録装置１は、例えば、記録媒体として封筒Ｐを用い、封筒Ｐにインク滴を吐出して画像を記録する記録装置１である。記録装置１には、給紙部１ａ（図示省略）と、記録部８と、搬送部７と、クリーニング装置１１と、および排紙部１ｂ（図示省略）を備えている。また、記録装置１とパーソナルコンピュータ形態のホスト装置２０１（図２参照）とは、プリンタケーブル（図示省略）に接続されている。ホスト装置２０１では、画像データなどの情報を処理し、処理された画像データを、プリンタケーブルを介して記録装置１に送信され、記録装置１で出力される。
【００１２】
記録部８には、記録ヘッド６と、インクタンク２と、インク室８ａと、キャリッジ９と、を備えている。記録ヘッド６のフェイス面１４には、インクを吐出する複数のノズルが配列されたノズル列が設けられている。また、記録ヘッド６は、給紙部１ａから給紙され、搬送部７によって封筒Ｐが印刷部１０に搬送されてくると、電気熱交換素子（ヒータ）やピエゾ素子などの吐出エネルギー発生素子を用いてインクを封筒Ｐに吐出することができる。また、キャリッジ９は、記録ヘッド６を保持しながら、インク滴を吐出する位置などに移動することができる。さらに、記録装置１は記録ヘッド６に付着した異物や記録ヘッド６の内部に貯留されるインクＩに含まれる気泡等、画像不良の原因を取り除くクリーニング機能を備えている。以下にクリーニングを行う構成と制御について説明する。
【００１３】
クリーニング装置１１は記録装置内部に備えられている。クリーニング装置１１は、ワイパーブレード１２と、キャップユニット２０と、キャップ駆動ユニット２１と、吸引ポンプ５と、廃インクタンク２２とを備えている。ワイパーブレード１２は、記録ヘッド６のフェイス面１４をクリーニングする。また、キャップユニット２０は、キャップ駆動ユニット２１によって昇降移動させることで、記録ヘッド６のフェイス面１４と当接、離間をすることができる。
【００１４】
キャップユニット２０は主に２つの目的のために設けられており、その１つ目は非印刷時にフェイス面１４を覆い、ノズル内インクの乾燥を防止するためである。２つ目は、クリーニング時にフェイス面１４を覆った状態で、回復処理の１つである吸引処理として吸引ポンプ５を駆動させ、吸引圧力をノズルに伝え、ノズル内のインクを吸引するためである。
【００１５】
図１（ｂ）は、本発明のインクジェット記録装置にかかるクリーニング装置１１の模式的上面図および模式的断面図である。キャップユニット２０には、キャップベース部１５と、キャップゴムリップ部１６と、吸収体１７と、温度検出センサ１８と、および加熱手段１９とを備えている。キャップベース部１５は、硬質のプラスチックなどで形成されている。また、キャップゴムリップ部１６は、記録ヘッド６のフェイス面１４に当接して密閉する。そして、吸収体１７は、キャップゴムリップ部１６の内部に設置され、例えば樹脂製の粒子を焼結したものや硬質のスポンジなどの多孔質部材で構成されており、印刷前の予備吐出動作のインクを溜めておく。それによって、キャップ密閉時にキャップ内を保湿する機能を有している。温度検出センサ１８は、キャップユニット近傍の温度を検知する。さらに、加熱手段１９は、例えば電熱線またはペルチェ素子等を用いてキャップユニット２０を加熱することで、キャップゴムリップ部１６とフェイス面１４とが当接して形成される空間を加熱する。そして、加熱手段１９に電熱線またはペルチェ素子等を用いることでコンパクトに構成することができる。また、加熱手段へ供給する電力は、パルス的に電力を供給することにより、キャップ内の空気の温度調整が容易にできる。
【００１６】
キャップユニット２０は、キャップ駆動ユニット２１によって昇降移動することで、記録ヘッド６の密閉と開放を切り替えることができる。
【００１７】
次に、図２から図４を用いて、第１実施形態におけるインクジェット記録装置の動作について、説明する。
【００１８】
図２は、第１実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置１は、インターフェイスコントローラ２０２とプリンタケーブルを介してホスト装置２０１と接続されている。記録装置１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２０１を備え、プログラムＲＯＭ２０３に格納されている図４など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、記録装置１の各構成要素を制御する。また、記録装置１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ワークＲＡＭ２０５、およびホスト装置２０１から受信した画像データを一時的に展開するイメージメモリ２０４を備えている。さらに、記録装置１は、操作パネル２０６を備え、ユーザからの指示の入力やユーザへの各種情報の報知に使用される。
【００１９】
さらにまた、記録装置１は、記録ヘッド６を制御する記録ヘッド制御回路２０８と、記録ヘッド６の移動や記録媒体の搬送、および回復動作に使用するポンプ５などの駆動源となるモータ２１０を制御するモータドライバ２０９とを備えている。そして、記録ヘッド６は、キャップユニット近傍の温度を検出する温度検出センサ１８と、キャップユニット内部を加熱するための加熱手段１９と、記録装置１内部の温度を検出する装置内温度センサ４０と、を備えている。また、記録ヘッド６は、インクタンク２内のインク残量などを保持するＥＥＰＲＯＭ２１１と、を備えている。
【００２０】
ここで、装置内温度の低下により発生するインク漏れの要因としての一例として図３を用いて説明する。図３は、記録ヘッド６がキャップユニット２０によってキャッピングされている状態の模式的断面図である。印刷を終了し、図３（ａ）のように記録ヘッド６をキャップユニット２０によってキャッピングを行う。これにより、記録ヘッド６のフェイス面１４やノズル内に異物の混入を防止することができる。そして、印刷動作を行っていないのでモータ２１０なども駆動していない。このような要因で、装置内温度が徐々に低下してくることがある。それに伴って、キャップ内部の温度も低下し、圧力も低下する。その結果、キャップユニット２０内部が負圧状態となることがある。そうすると、各吐出口のインクメニスカスがキャップユニット内に向かって突出し、これらが結合して、図３（ｂ）に示すように、フェイス面１４を覆いインク濡れの状態となる。
【００２１】
このように、記録ヘッド６をキャップユニット２０によってキャッピングしていると、外気温度が低下とともにキャップユニット２０内部の圧力も低下し、ノズルからインクＩが吸引されてフェイス面１４に付着し、印刷に影響を及ぼすことがある。そこで、本実施形態では、印刷終了直前のキャップ近傍温度である目標温度Ｔ１を取得してワークＲＡＭ２０５に保持する。そして、電源の投入直後にキャップ近傍温度Ｔ２を取得して、目標温度Ｔ１とキャップ近傍温度Ｔ２との温度差ΔＴを取得する。さらに、このΔＴ基づいて加熱しキャップユニット２０内を目標温度Ｔ１に近づける。これにより、キャップユニット２０内の圧力が増して、フェイス面１４に突出した各吐出口のインクメニスカスをそれぞれの吐出口内へと押し戻す。
【００２２】
本発明の第１実施形態かかるインクジェット記録装置の印刷制御について図４および図５を用いて説明する。まず、ＣＰＵ２０１は、ホスト装置２０１から印刷指令と画像データを受信すると、キャップユニット２０の温度検出センサ１８によってキャップ近傍温度Ｔ２を取得する（Ｓ４０１）。そして、キャップユニット２０内の温度調整を開始する（Ｓ４０２）ために、図５に示すクリーニング装置の温度調整制御を開始する。キャップ温調制御が開始されると、ＣＰＵ２０１はワークＲＡＭ２０５から目標温度Ｔ１を取得し設定する（Ｓ５０１）。ここで目標温度Ｔ１は、前回の印刷動作において取得したときの温度であり、詳しくは後述する。次に、目標温度Ｔ１とキャップ近傍温度Ｔ２を比較し（Ｓ５０２）、キャップ近傍温度Ｔ２が目標温度Ｔ１以上の場合、図４のフローチャートに戻る。一方、キャップ近傍温度Ｔ２が目標温度Ｔ１未満の場合、加熱手段１９を駆動し、キャップユニット２０内部の加熱を開始する（Ｓ５０３）。そして、再び目標温度Ｔ１とキャップ近傍温度Ｔ２を比較し、キャップ近傍温度Ｔ２が目標温度Ｔ１以上となるまで加熱手段１９を駆動し、キャップ近傍温度Ｔ２が目標温度Ｔ１以上となるまで加熱する（Ｓ５０４）。その後、キャップ近傍温度Ｔ２が目標温度Ｔ１以上となったら、加熱手段１９の駆動を停止し（Ｓ５０５）、図４のフローチャートに戻る。図４のステップＳ４０２のキャップ温調が終了したのち、ＣＰＵ２０１は、モータ２１０を動作させ、キャップ駆動ユニット２１を下降させ、キャップユニット２０と記録ヘッド６とを離間させてキャップ開放を行う。
【００２３】
そして、ＣＰＵ２０１は、記録ヘッド６の駆動を制御してキャップユニット２０に対して印刷前の予備吐出をする（Ｓ４０４）。これにより、ノズル内の水分蒸発によって濃縮されたインクを排出するとともに、ノズル内のインクが形成しているメニスカス（気液界面）の状態を安定化させることができる。なお、キャップユニット２０の内部に吐出されたインク滴は、記録動作中などのキャップオフ状態で吸引ポンプ５を駆動することにより、廃インクタンク２２へと排出される。次に、ＣＰＵ２０１は、記録媒体となる封筒Ｐの搬送、記録データの記録ヘッド６への転送、記録ヘッド６の記録データに基づく駆動の制御を行い、印刷動作を実行する。印刷動作が終了すると５秒間待機する（Ｓ４０６）。これにより、ＣＰＵ２０１が次の印刷指令をこの５秒間に受信した場合、直ちに印刷動作に移ることができ、ステップＳ４０１からステップＳ４０４までの処理に要する時間を短縮することができるようにすることができる。次に、ＣＰＵ２０１は、記録ヘッド６の駆動を制御してキャップユニット２０に対して印刷後の予備吐出を行う（Ｓ４０７）。これは、前述のメニスカス状態の安定化の他に、キャップユニット２０内部の吸収体１７にインクを含ませた状態でキャッピングを行うためである。吸収体１７に含まれるインクによってキャッピングで形成される空間の内部の湿潤を保ち、ノズル内部のインクの乾燥を防ぐことを可能にする。その後、再び温度検出センサ１８によってキャップユニット２０の温度を取得し、新たな目標温度Ｔ１としてワークＲＡＭ２０５のデータを上書き保持し（Ｓ４０８）、記録ヘッド６をキャップユニット２０によってキャッピングし（Ｓ４０９）、動作を終了する。なお、インクジェット記録装置本体を初めて起動するときには、前回キャッピング時に検出した温度が目標温度とされる温度が存在しないため、固定値として例えば目標温度Ｔ１を２５℃として設定するようにしてもよい。
【００２４】
以上の動作を行うことにより、キャップユニット２０を記録ヘッド６から離間させるときの温度を、キャップユニット２０によって記録ヘッド６をキャッピングした時の温度とすることができる。そのため、温度変化に伴うキャップユニット２０内の空気の圧力変化により、キャップオフ時に記録ヘッド６のノズルからインクが漏出してノズル周囲のフェイス面１４にインクの漏れが発生することを抑制することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
第１実施形態で説明したように、外部環境の温度が低下すると、キャップユニット２０内部の空気が収縮することで圧力が減圧されていき、記録ヘッド６のノズルからインクＩが引き出されることでフェイス面１４のインク漏れによる吐出不良が生じる。しかし、キャッピング時のキャップ近傍の温度Ｔ１と記録開始時のキャップ近傍温度Ｔ２との差である温度差ΔＴが低い時には、キャップ温調をせずとも記録に影響を生じない場合がある。また、ΔＴが高い時には、キャップ温調に要する時間が長くなり、ＣＰＵ２０１がホスト装置２０１から印刷指令を受信した後に、実際に印刷動作を開始するまでの所要時間が長くなってしまう場合がある。
【００２６】
本実施形態では、温度差ΔＴの値によるキャップ温調の制御について説明する。図６は、本実施形態における温度Ｔ１と温度Ｔ２との温度差ΔＴとキャップ内の負圧の関係を示すグラフである。縦軸はキャップ内圧差（ΔｋＰａ）を、横軸は温度Ｔ１と温度Ｔ２との温度差（ΔＴ）を表している。２つの関係は、ほぼ比例関係にあり、温度差ΔＴが大きくなると、キャップ内の空気の体積変化量が大きくなるため、圧力変化も大きくなる。本実施形態の構成においては、温度差ΔＴが５℃以上になると、キャップの内圧差は１．０ｋＰａ以上となり、インク漏れによる吐出不良が発生するおそれがある。よって、加熱手段１９を用いて温度差ΔＴを５℃未満とすることでインク濡れによる吐出不良の発生を抑制することができる。また、温度差ΔＴが５℃未満であればキャップ温調を行わなくとも吐出不良は発生しない。なお、記録ヘッド内にサブヒータをさらに備え、加熱することによって温度差ΔＴをよりインク濡れによる吐出不良の発生を抑制するようにしてもよい。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態にかかるインクジェット記録装置の制御について、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、第１実施形態と説明が重複する部分は、同一の符号を用いて説明を省略する。
【００２８】
インクジェット記録装置１の電源が投入された後（電源ＯＮ）、電源の遮断の指示があるかどうかを判定する（Ｓ７０１）。電源遮断の指示（電源ＯＦＦ）があれば、ＣＰＵ２０１はシャットダウンの動作を行って記録装置１の電源を遮断する。一方、電源遮断の指示がなければ、ＣＰＵ２０１は、温度検出センサ１８によるキャップ近傍の温度Ｔ２の検出を開始する（Ｓ７０２）。なお、温度検出センサによる温度の監視は、常時検出するものであっても所定の間隔で定期的に行うものであってもよい。
【００２９】
そして、前回キャッピング時のキャップ近傍の温度Ｔ１’とステップＳ７０２において検出したキャップ近傍の温度Ｔ２との温度差ΔＴを算出し、ΔＴが１５℃を超えているかを判定する（Ｓ７０３）。ΔＴが１５℃を超えていれば、キャップ温調を開始する（Ｓ７０４）。キャップ温調のフローチャートは図５に示すものと基本的に同じであるが、温度Ｔ１’はステップＳ５０１に示した目標温度Ｔ１の設定ではなく、Ｔ１よりも５℃低い温度を設定する。
【００３０】
一方、ΔＴが１５℃を超えていないか、またはキャップ温調が終了した場合、印刷指令を受信したか否かを判定し（Ｓ７０５）、受信しなければステップＳ７０２に戻り、キャップ近傍温度Ｔ２を取得し温度差ΔＴの比較とキャップ温調を行う。また、印刷指令を受信すれば、改めて最新のキャップ近傍の温度Ｔ２を検出する（Ｓ７０６）。そして、前回のキャッピング時のキャップ近傍の温度Ｔ１’とステップＳ７０６に取得したキャップ近傍の温度Ｔ２とを比較し（Ｓ７０７）、温度差ΔＴが５℃未満であれば、そのまま印刷を行う（Ｓ７０９）。温度差ΔＴが５℃以上であれば、キャップ温調を開始する（Ｓ７０８）。なお、ステップＳ６０８においてキャップ温調を行う場合も、ステップＳ６０４において実行したキャップ温調と同様に、目標温度はＴ１ではなくＴ１よりも５℃低い温度を設定する。
【００３１】
なお、ステップＳ７０９における印刷動作は、図４におけるステップＳ４０１からステップＳ４０９までの動作に相当するものである。
【００３２】
以上のように、本発明の構成では、キャッピング時からの温度変化が大きくなったときにキャップ温調を行っておくことで、印刷指令を受信した後にキャップ温調を行うのに要する時間を短縮することができる。また、印刷指令を受けた時のキャップユニット２０の温度Ｔ２と目標温度Ｔ１との差が小さい場合には、キャップ温調を行わない。それとともに、キャップ温調を行う場合であってもキャップ温調の目標温度をキャッピング時の温度よりも低い温度とするので、キャップ温調に要する時間を短縮することができる。さらに、温度差ΔＴに基づいて必要に応じて温度調整を実行することにより、ノズルからのインク漏れを抑えることができ、印刷前に回復処理をせずに印刷することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１      インクジェット記録装置
４      ノズル面
６      インクジェット記録ヘッド
１１    クリーニング装置
１３    キャップ
１４    フェイス面
１８    温度検出センサ
１９    加熱手段
２０    キャップユニット
【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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