(57)【要約】【課題】特定のノズルが長時間吐出動作を行われなかった場合でも、ノズルの目詰まりがなく良好な画像を記録することができる。【解決手段】記録ヘッド１１に複数のノズル１５を有し、このノズル１５から記録媒体Ｐにインク滴を吐出させて記録を行うインクジェットプリンタにおいて、前記記録ヘッド１１と前記記録媒体Ｐとの間に開口部２１を有するメンテナンスシート２０を搬送方向に移動可能に設けている。記録時には、前記開口部２１を介して前記記録媒体Ｐに前記記録ヘッド１１のノズル１５らインク滴を吐出して記録させる。前記記録ヘッド１１のメンテナンス時には、前記ノズル１５から前記メンテナンスシート２０上にインクを吐出するようにした。【選択図】    図１
2004345174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドに形成された複数のノズルから記録媒体にインク滴を吐出させて記録を行うインクジェットプリンタにおいて、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間に開口部を有するメンテナンスシートを搬送方向に移送可能に設けて、記録時には、前記開口部を介して前記記録媒体に前記ノズルからインク滴を吐出して記録させるとともに、前記記録ヘッドのメンテナンス時には、前記ノズルから前記メンテナンスシート上にインクを吐出するようにしたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記メンテナンスシートは、前記記録ヘッドのノズル面に接触しないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記メンテナンスシートは、インクを吸収する吸収層とインク滴を吸収しない層からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
記録ヘッドの動作状態を検知する検知手段を有し、この検知手段から前記記録ヘッドにインク滴を吐出させる信号が入力された場合に、前記記録ヘッドのノズル面に前記開口部とを対向する位置にメンテナンスシートが移送され、前記記録ヘッドのノズルからインク滴を記録媒体に吐出して記録させるるとともに、前記記録ヘッドにインク滴を吐出させる信号が入力されない場合には、前記記録ヘッドのノズル面にインク吸収材を対向する位置にメンテナンスシートが移送され、前記ノズルから一定時間のインクを吐出させることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のノズルを有するライン型記録ヘッドのメンテナンスを行うインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一般に、インクジェットプリンタに使用されるインクジェット記録ヘッド（以下「記録ヘッド」という）としては、シリアル型記録ヘッドおよびライン型記録ヘッドが知られている。
【０００３】
シリアル型記録ヘッドは、例えば、記録用紙等の記録媒体の媒体搬送方向に対して直交する方向に、記録ヘッドが搭載されたキャリッジを往復移動させながら、記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出させて記録媒体の表面に文字や図形等を印刷するように構成されている。
【０００４】
しかし、一般にインクジェットプリンタではインクの蒸発等によりノズルの目詰まりが起こりやすい。これを防止する手段としては、記録媒体に対する印刷領域より外側に、印刷作業を実行しない休止状態のときや印刷作業中の定期的な間隔毎に、前記キャリッジを移動させて、前記記録ヘッドのノズルをヘッドキャップにて覆ってインクの乾燥を防止するためのレスト位置を備えている。
【０００５】
また、ホームポジションに設けたメンテナンス動作部では、ノズルにインクが詰まったとき強制的にインクを吐出（スピット）させ、その吐出したインクを外部の回収タンクに集めるようにするメンテナンス機構を備えている。
【０００６】
また、複数の記録ヘッドのうち特定の記録ヘッドのみが使用される場合、キャリッジに搭載した遮蔽手段によってインク滴を吐出しないノズルを遮蔽する構造になっている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
一方、ライン型記録ヘッドは、例えば、記録媒体の幅方向の全体に対向してノズルが配置されている。そして、記録ヘッドが移動することなしに、記録媒体の搬送動作とノズルからのインク吐出動作とが並行され、これによって記録媒体表面に所定ドットからなる画像の形成を行うようになっている。この種のものは、多数のノズルを有しているため記録ヘッド自体が大型化してしまうものの、記録ヘッドの往復移動を必要としないため前記シリアル記録ヘッドのものに比べて高速の画像形成を行うことができるといった利点がある。
【０００８】
ところで、これらの記録ヘッドは、所定時間毎または所定の条件毎にメンテナンスを行う必要がある。このメンテナンス動作は、記録ヘッドに対向可能なメンテナンス動作部によって行われる。
【０００９】
ライン型記録ヘッドの場合、ヘッド自体大型であるため、シリアル型のような位置にメンテナンス動作部を配置することは困難である。このライン型記録ヘッドを有するインクジェットプリンタにおけるメンテナンス動作部の配設形態の一例としては、ライン型記録ヘッドとメンテナンス動作部とを水平方向で平行に配置し、画像形成動作時にはライン記録ヘッドのノズルが記録媒体表面を向くようにしておき、メンテナンス動作時にはライン型記録ヘッドを水平軸回りに回動させて、ノズルがメンテナンス動作部側に向くようにする。この状態で所定のメンテナンス動作を行うようにする。
【００１０】
また、ライン型記録ヘッドが上側に移動し、その下にメンテナンス動作部が移動してメンテナンスを動作させる方法も提案されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平２−２５８３５１号公報（第３−４頁、図３）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラー記録を行う際には、通常ブラックインクに加え、シアン、マゼンタ、イエロー等のインクを用いて混色による色表現を行う場合が多いが、前記インクジェットプリンタはカラー記録手段として用いられると同時に、特にブラックインクのみを用いての単色の記録手段として使用される頻度が高い。
【００１３】
このため、例えば、ブラックインクのみによる単色記録時には、シアン、マゼンタ、イエロー等のブラック以外のインク用ノズルはインク滴を吐出せずに長時間外気に開放された状態のため、インクの目詰まりを起こりやすく、カラー記録時の信頼性を著しく低下させる等の問題があった。
【００１４】
また、例えば、ブラックインクのみによる単色記録時だけでなく、複数色でのカラー記録を行う場合でも、画像を記録するパターンによっては、まったくインク滴を吐出させずに長時間外気に開放された状態のノズルがあり、これらのノズルは目詰まりをおこしやすく、つぎに異なる画像を記録する際に、カラー記録時の信頼性を著しく低下させる等の問題があった。
【００１５】
これらの問題を起こさないように、記録ヘッドは、定期的に、例えば、一定時間、同じ画像記録を印字したあと、異なる画像記録に変える過程において、メンテナンス処理を行うが、記録媒体の搬送方向に直交する方向に複数個の記録ヘッドが配列された構成のインクジェットプリンタでは、メンテナンス位置への移動のための構造が複雑となるとともに、装置が大型化するといった問題や、メンテナンスに時間がかかるといった問題があった。
【００１６】
本発明は、特定のノズルが長時間吐出動作を行われなかった場合でも、ノズルの目詰まりがなく良好な画像を記録することができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録ヘッドに形成された複数のノズルから記録媒体にインク滴を吐出させて記録を行うインクジェットプリンタにおいて、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間に開口部を有するメンテナンスシートを搬送方向に移動可能に設けている。記録時には、前記開口部を介して前記記録媒体に前記記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出して記録させる。前記記録ヘッドのメンテナンス時には、前記ノズルから前記メンテナンスシートにインクを吐出させるようにした。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１実施形態）図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの要部を示す模式的側面図である。図２は、Ｂｋ（ブラック）記録ヘッドとメンテナンス手段とを示す模式的側面図である。図３は、図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。図４は、メンテナンスシートを記録ヘッド側から見た平面図である。図に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタは、記録へッド１１と記録媒体Ｐの媒体搬送手段１２との間にメンテナンス手段１３とを有する。以下、これらの各部材について説明する。
【００２０】
記録ヘッド１１は、記録紙等からなる記録媒体Ｐの幅全体わたって延びるライン型の記録ヘッドで複数個のＢｋ（ブラック）ヘッド、Ｃ（シアン）ヘッド、Ｍ（マゼンタ）ヘッド、Ｙ（イエロー）ヘッドからなり、各記録ヘッド１１のノズル面１４に設けられた複数個のノズル１５からインク滴を記録情報に応じて記録媒体Ｐの上に吐出して画像が形成されるものである。記録方式としては、たとえば、ピエゾ素子等の圧電素子によってインク滴を吐出する圧電型等である。
【００２１】
媒体搬送手段１２を形成する媒体搬送ベルト１６は、一対のローラ１７とローラ１８に掛け渡された無端ベルトからなり、パルスモータ等からなる媒体搬送モータ１９によって矢印方向に駆動され、この媒体搬送ベルト１６の上に置かれた記録媒体Ｐの上に記録ヘッド１１のノズル１５からインク滴を吐出させて画像が記録される。
【００２２】
メンテナンス手段１３を形成するメンテナンスシート２０は、記録ヘッド１１に対応した大きさの開口部２１を有し、駆動ローラ２２と従動ローラ２３と、これらローラ２２、２３間に、前後および左右に（図面では片側）搬送ローラ２４、２４を介して掛け渡られたシートからなり、シート搬送モータ２５によって矢印方向に移動されるようになっている。
【００２３】
搬送ローラ２４、２４は、ローラ軸２６の両端に設けられたテンションローラ２７、２７に支持されている。このテンションローラ２７、２７を上方からスプリング２８、２８で押え付けられている。このスプリング２８、２８によりメンテナンスシート２０に所定以上の応力が加わっても一定のテンションになるようになっている。
【００２４】
制御部２９は、記録ヘッド１１、媒体搬送モータ１９、シート搬送モータ２５およびタイマー３０等を駆動・制御されるようになっている。タイマー３０は、検知手段の機能を有し、メンテナンス手段１３において、たとえば、ノズル１５の吐出しない時間を計測して所定時間を超えたときに、スピット動作を行うようになっている。
【００２５】
なお、スピット動作とは、印刷データと無関係に駆動信号を印加することにより、ノズル周辺に増粘したインクをあらかじめ吐出させることである。
【００２６】
図３及び図４に示すように、メンテナンスシート２０は、２層構造で、記録ヘッド１１のノズル１５から吐出されたインクを吸収するインク吸収体３１の第１層と、第２層３２は、防水性、防湿性、気体を遮蔽し、光を遮光する機能等を有する材料からなる。
【００２７】
第１層３１は、たとえば、ポリプロピレン、軟質ポリエチレン等の連続空孔がある焼結成形型されたシートで構成されている。第２層３２は、たとえば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリメチルペテン、ナイロン、ポリエチレンテフタレート等で構成されている。特に、防水性、防湿性、気体を遮断する能力ではポリ塩化ビニリデンが優れている。また、帯電防止機能を必要とする場合は、ポリエチレンテレフタレートフイルムが適している。
【００２８】
第２層３２は、メンテナンス動作部のテンションローラ２７、２７に接触し、メンテナンスシート２０の搬送をスムースに行う。また、第２層３２は、防水性、防湿性、気体を遮蔽し、光を遮光する機能等を有する材料を使ったフイルムシートである。インク吸収体３１がテンションローラ２７、２７と直接接触し、抵抗を受けて連続空孔を持つ焼結部材が破損する危険を防ぐことができる。
【００２９】
また、長期休止状態のときはインクの吸収体３１がノズル１５に対向する位置に配置され、ノズル面１４を外気・外光から遮断するキャッピングの役目をする。
【００３０】
図５は、メンテナンスシートの他の実施形態を示す。このメンテナンスシート３３は、１層からなり、インク吸収性のある材料たとえば、ポリプロピレン、軟質ポリエチレン、硬質ポリエチレン等の連続空孔がある焼結成型されたシートである。これらは、化学的に安定であって、十分な強度があり、ゴミや埃を発生することがない。また、前記材料からできたシート状のものに限定することではなく、インクに対して化学的に安定であって、十分な強度があり、ゴミや埃を発生することのない繊維製品等のインクを吸収するものであってもよい。
【００３１】
図６は、メンテナンスシートの他の実施形態を示す。このメンテナンスシート３４は、３層構造からなり、記録ヘッド１１のノズル面１４側に対向する第１層３５を、たとえば、ポリプロピレン、軟質ポリエチレン、硬質ポリエチレン等の連続空孔がある焼結成形型されたシートにより構成され、中間層３６をアルミ蒸着、もう一方の層３７を、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリメチルペテン、ナイロン、ポリエチレンテフタレート等により構成されている。
【００３２】
特に、防水性、防湿性、気体を遮断する能力ではポリ塩化ビニリデンが優れている。また、帯電防止機能を必要とする場合は、ポリエチレンテレフタレートフイルムが適している。また、アルミ蒸着を、中間層３６に入れることで、遮光効果がえられる。これにより、ノズル面に光が当たるのを防ぎ、特に紫外線硬化型等輻射線で硬化されるインクに効果がある。このように、アルミ蒸着を中間層３６に用いたが、特にアルミ蒸着に限定することではなく、遮光、特にインクが硬化しやすい波長の光を遮断するものであればよい。
【００３３】
つぎに、インクジェットプリンタの画像形成の動作について説明する。まず、記録媒体Ｐは、画像情報に対して先端が位置合わせされ、記録ヘッド１１に対向する画像形成の位置に搬送される。それと同時にメンテナンス手段１３によりメンテナンスシート２０がシート搬送モータ２５により搬送される。このときに開口部２１と記録ヘッド１１が対向する位置に制御部２９により制御される。
【００３４】
そして、記録媒体Ｐが画像形成位置を通過する際に、記録媒体Ｐの位置及び画像情報に基づいて記録ヘッド１１に備え付けられた各ノズル１５からインク滴が個別に吐出されることにより画像形成が行われる。
【００３５】
本実施形態のメンテナンス手段１３および印刷動作について説明する。まず、この記録ヘッド１１のノズル１５からメンテナンスシート２０に対向した位置の状態において、全ノズル１５からスピット時間５０ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃのスピット動作が行われる。このスピット動作が行われると、複数のノズル１５から吐出されたインクはメンテナンスシート２０のインク吸収体３１に吸収される。
【００３６】
印刷時には、メンテナンスシート２０の開口部２１が記録ヘッド１１のノズル１５に対向する位置に設定させる。記録媒体Ｐに画像記録が終了すると、記録ヘッド１１のノズル１５が３０分以上連続して吐出動作を行わなかったノズル１５があるかをタイマー３０（検知手段）で検知し、吐出動作していないノズル１５あった場合はメンテナンスシート２０が移動され、メンテナンスシート２０に記録ヘッド１１のノズル１５からインク滴が吐出される（スピット）。
【００３７】
スピット終了から次の印刷信号までの時間が３０分以内のときは、すぐに印刷動作に入る。３０分を超えて６０分以内のときは、再度スピットを行い印刷動作にはいる。６０分以上印刷信号がない場合は、６０分毎にスピットを行う。電源がＯＦＦされた場合はメンテナンス位置で止まる。電源ＯＮ信号が入った場合はスピットを行い印刷を開始する。
【００３８】
図７に示したフローチャートを参照し、インクジェットプリンタで実行される各処理を説明する。メンテナンス処理は、インクジェットプリンタの電源投入時、または、所定時間が経過した場合に行われる処理である。また、電源ＯＦＦの時間が所定の時間より大きい、つまり電源ＯＦＦの状態が長時間続いた場合等がある。
【００３９】
メンテナンス処理の電源ＯＮ時にスピット動作が行われる場合について説明する。まず、ステップＳＴ１で電源ＯＮ状態にする。すでに、図２に示すようにノズル１５とメンテナンスシート２０が対向するメンテナンス位置にある。
【００４０】
ステップＳＴ２では、全ノズル１５に対してスピット動作を行う。
【００４１】
ステップＳＴ３では、インクジェットプリンタのＪＯＢが開始される。このとき、印刷できる位置にあるために、メンテナンスシート２０が移送され、開口部２１とノズル１５とが対向する位置にある。
【００４２】
ステップＳＴ４でＪＯＢに基づいて印刷が実行される。
【００４３】
ステップＳＴ５で印刷が終了されると、インクジェットプリンタのＪＯＢが終了する。
【００４４】
ステップＳＴ６では、印刷終了後の吐出しないノズル１５があるか否かを判断する。その結果、印刷で吐出しないノズル１５がある場合には、ステップＳＴ７のメンテナンス位置にメンテナンスシート２０が移送されつつ、ステップＳＴ８で全ノズル１５に対してスピット動作が行われる。
【００４５】
ステップＳＴ９でタイマーが６０分を超えているか否かを判断する。その結果、タイマーが６０分超えている場合には、ステップＳＴ１０で全ノズル１５に対してスピット動作が行われる。
【００４６】
ステップＳＴ９でタイマーが６０分を超えていない場合には、ステップＳＴ１１で印刷信号があるか否か判断する。その結果、印刷信号がある場合には、ステップＳＴ１２でタイマーが３０分超えているか否かを判断する。その結果、超えている場合は、ステップＳＴ２でスピット動作が行われる。また、超えていない場合は、ステップＳＴ３でインクジェットプリンタのＪＯＢが開始される。
【００４７】
ステップＳＴ１３で電源ＯＦＦ信号があるか否かを判断する。その結果、ＯＦＦ信号ありの場合は、ステップＳＴ１４で、メンテナンス位置の状態にある。
【００４８】
ステップＳＴ１５で電源ＯＦＦにして、インクジェットプリンタは終了する。
【００４９】
以上のように、ノズル１５による吐出される時間を検知し、また、吐出しない時間をタイマにより時間を検知し、基準時間を経過しているか否かを判定する。
【００５０】
基準時間を経過していれば、スピット動作を実行してノズル１５のインクを吐出させことで、特定のノズル１５が長時間吐出動作を行われなかった場合でも、ノズル１５の目詰まりがなく良好な画像を記録することができるとともに、簡易な手段で目詰まりを回復させることができる。
【００５１】
なお、スピット動作として、本実施形態では、吐出時間により行っているが、インクの吐出量の大きさによって行うようにしてもよいことは勿論である。
【００５２】
（第２実施形態）なお、前述した第１実施形態と同一の部分には同一の符号をつけ異なる部分についてのべる。
【００５３】
図８に示すように、記録ヘッド１１に設けられた複数のノズル面１４の周囲に開口４１を有するマスクプレート４２を接着剤等で固定されている。
【００５４】
図９は、ノズル１５とマスクプレート４２の関係を示す。このマスクプレート４２は入口側と出口側に傾斜部４３が設けられている。前記メンテナンス手段１３のメンテナンスシート２０は、マスクプレート４２に接触して搬送される。このようにメンテナンスシート２０は、ふらつかずに移送される。
【００５５】
また、記録ヘッド１１のノズル面１４に接触することもなく、一定の間隔が保たれる。また、記録ヘッド１１と開口部２１との位置が一致しやすく、開口部２１の大きさを設定しやすくなる。また、開口部２１を必要以上に大きくすることがなくなるので、強度的にも丈夫になり、破損等の問題も生じることがない。
【００５６】
このように、マスクプレート４２を設けることで、記録ヘッド１１のノズル１５に紫外線光が当たることもなくなり、紫外線硬化型インクを適用することもできる。またメンテナンスシート２０の搬送によるノズル面１４の損傷も防止できる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、本実施形態では、カラーインクジェットプリンタに本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、これに限らず、たとえば、１つの記録ヘッドを用いたモノクロ記録を行う場合においても、本発明を適用することができる。
【００５８】
また、メンテナンスシートの搬送方向を往復移動することも可能である。また、たとえば、ブラックインクとカラーインクの増粘の特性が大きく異なるときには、メンテナンスシートのインク吸収体をそれぞれ異なった別個の特性にしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれは、特定のノズルが長時間吐出動作を行われなかった場合でも、ノズルの目詰まりがなく良好な画像記録をえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態のインクジェットプリンタの要部を示す模式的側面図である。
【図２】同実施形態の単独の記録ヘッドとメンテナンス手段とを示す模式的側面図である。
【図３】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図４】同実施形態の記録ヘッド側から見たメンテナンスシートの一部を示す平面図である。
【図５】メンテナンスシートの他の実施形態を示す断面図である。
【図６】メンテナンスシートの他の実施形態を示す断面図である。
【図７】メンテナンス動作を説明するフローチャート図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態のインクジェットプリンタの要部を示す模式側面図である。
【図９】同実施形態のノズルとマスクプレートの模式平面図である。
【符号の説明】
１１  記録ヘッド
１２  媒体搬送手段
１３  メンテナンス手段
１４  ノズル面
１５  ノズル
１６  搬送ベルト
１９  媒体搬送モータ
２０  メンテナンスシート
２１  開口部
２５  シート搬送モータ
２９  制御部
３０  タイマー（検知手段）
３１  インク吸収体
３２  インクを吸収しない層
【図１】
2004345174.tif 000003
【図２】
2004345174.tif 000004
【図３】
2004345174.tif 000005
【図４】
2004345174.tif 000006
【図５】
2004345174.tif 000007
【図６】
2004345174.tif 000008
【図７】
2004345174.tif 000009
【図８】
2004345174.tif 000010
【図９】
2004345174.tif 000011