(57)【要約】【課題】キャッピング時の、ノズル内のインクの増粘、及び、気泡、塵埃の混入を防止し、ノズルの目詰まり、インク滴の着弾不良等の吐出不良を軽減するように構成したインクジェット記録装置。【解決手段】記録媒体に対してノズルからインクを吐出し記録を行うための印字ヘッドと、ノズルのインク吐出口が形成されたノズル面を被覆するキャッピング手段と、キャッピング手段がノズル面を被覆しているかどうか検知するキャッピングセンサとを、有するインクジェット記録装置において、前記キャッピングセンサがキャッピング中であることを検知した場合、キャッピング時間が所定時間を超える毎に、キャッピング状態のまま、インクを予備吐出させるように制御する予備吐出制御手段を、有することを特徴とするインクジェット記録装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対してノズルからインクを吐出し、記録を行うための印字ヘッドと、
前記ノズルのインク吐出口が形成されたノズル面を被覆する、非印字領域に設けたキャッピング手段と、
前記キャッピング手段が前記ノズル面を被覆しているかどうかを検知するキャッピングセンサとを、有する、
インクジェット記録装置において、
前記キャッピングセンサにより前記ノズル面がキャッピング中であることが検知された場合に、キャッピング時間が所定時間を超える毎に、キャッピング状態のまま、インクを予備吐出させるように制御する予備吐出制御手段を、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】
前記キャッピング手段は、前記ノズル面に対向する状態で、インク吸収体を有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】
前記インクジェット記録装置は、一端が前記キャッピング手段と連通し、他端が大気に解放されている管状の廃インク路形成部材を有し、当該廃インク路形成部材は、インクを貯溜出来る形状の液溜まり部を有する、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記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数のノズルを備えた印字ヘッドを左右に往復動させながら、インク滴を吐出（飛翔）させ、記録媒体の移動と相俟って、当該記録媒体上に画像データに従った画像を形成するように構成したインクジェット記録装置は公知である。
【０００３】
この様なインクジェット記録装置においては、印字ヘッドとして微細なノズル及びインク吐出口を配列したものが用いられる。このため、印字ヘッドを長時間動作させない場合、例えば、電源オフ時や、印字データが転送されないで待機状態が長く続くような場合には、インク吐出口からノズル内に気泡や塵埃が混入したり、あるいはインク溶剤の蒸発に伴う増粘が発生し、ノズルの目詰まり等の吐出不良を発生させてしまう。
【０００４】
この様な吐出不良を防止するために、従来のインクジェット記録装置においては、ノズル内のインクを新しいインクと置換するための予備吐出手段、ノズル面の乾燥を防止するためのキャッピング手段、あるいは、予備吐出後や、印字操作の間に定期的にノズル面の清掃を行うクリーニング手段等を備えていた。
【０００５】
そして、例えば、印字動作中であって、所定の作動時間を超える毎に印字ヘッドをキャッピング位置に戻して予備吐出を行ったり、また、待機中は、キャッピング手段で印字ヘッドをキャッピングし、そのキャッピング時間が所定時間を超えた場合、次の印字動作開始時に予備吐出を行い、上述した吐出不良要因を除去するような方法が従来とられていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−２３４６３９号公報（第７−８頁、第１５図、第１６図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された構成では、印字動作中は、所定時間を超える毎に予備吐出を行うので、上述した吐出不良を防止することが出来る。しかしながら、キャッピング状態が長時間続いた場合には、ノズル内のインクの増粘が進んでしまい、場合によっては固形化してしまうこともあり、印字動作再開時に予備吐出を行ったとしても、上述した吐出不良要因を除去でききらない恐れがある。
【０００８】
本発明は、この様な問題に鑑みてなされたもので、主たる目的は、簡単な構成で、キャップが閉じた状態でも所定の時間を超える毎に予備吐出を行ない、常に、安定した印字品質が得られるインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記の構成によって達成することが出来る。
【００１０】
（１）  記録媒体に対してノズルからインクを吐出し、記録を行うための印字ヘッドと、
前記ノズルのインク吐出口が形成されたノズル面を被覆する、非印字領域に設けたキャッピング手段と、
前記キャッピング手段が前記ノズル面を被覆しているかどうかを検知するキャッピングセンサとを、有する、
インクジェット記録装置において、
前記キャッピングセンサにより前記ノズル面がキャッピング中であることが検知された場合に、キャッピング時間が所定時間を超える毎に、キャッピング状態のまま、インクを予備吐出させるように制御する予備吐出制御手段を、有する、
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１１】
（２）前記キャッピング手段は、前記ノズル面に対向する状態で、インク吸収体を有することを特徴とする前記（１）に記載のインクジェット記録装置。
【００１２】
（３）前記インクジェット記録装置は、一端が前記キャッピング手段と連通し、他端が大気に解放されている管状の廃インク路形成部材を有し、当該廃インク路形成部材は、インクを貯溜出来る形状の液溜まり部を有する、ことを特徴とする前記（１）、又は、前記（２）に記載のインクジェット記録装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
【００１４】
図１は、インクジェット記録装置の主要部を示す斜視図である。
図２は、特に、キャッピング手段の構成を説明するための要部断面図である。
【００１５】
図１、図２を用いて、インクジェット記録装置Ａの主要部の説明を行う。
図において、１は、キャリッジであり、タイミングベルト２の一部に結合されており、キャリッジモータ３の正逆回転により駆動され、ガイド部材４に案内されて、図の矢印Ｘで示すように、プラテンローラ５に沿って平行に往復移動するように構成されている。
【００１６】
７及び８は、それぞれ、ブラックインク、及び、シアン、マゼンタ、イエローのカラーインクを吐出する印字ヘッドで、記録媒体６の搬送方向と同方向に形成されたインク吐出用の多数のノズル７００を複数列有し、キャリッジ１と一体的に構成されている。
【００１７】
ノズル７００からインクが吐出される出口を示すインク吐出口７０１はプラテンローラ５に対向して配設されている。
【００１８】
インク吐出口７０１は、実質的にノズル面７０３と同一面上にある。
本実施の形態では、ノズル７００は垂直方向に形成されており、プラテンローラ５上の記録媒体６に対して印字を行う。
【００１９】
ブラックインク用カートリッジ９、カラーインク用カートリッジ１０は、印字ヘッド７、８に対して着脱可能に設けられており、印字ヘッド７、８にインク供給路を介して、インクを供給するように構成されている。
【００２０】
記録媒体６は、プラテンローラ５及び図示しない搬送ローラ等の回転により、図の矢印Ｙで示す水平方向に搬送される。
【００２１】
１１は搬送モータで、プラテンローラ５及び前記搬送ローラに所定の回転を与える。
【００２２】
１２は、詳細は後述するが、印字ヘッド７、８のインク吐出口７０１が形成されるノズル面７０３を被覆するキャッピング手段で、ブラックインク用のキャッピング手段１３及びカラーインク用のキャッピング手段１４より構成されており、記録媒体６の移動領域よりも外側の非印字領域に設けられている。
【００２３】
１５はクリーニング手段であり、キャリッジ１が往復移動する際に、印字ヘッド７、８のノズル面７０３に当接し、ノズル面７０３を清掃する。また、クリーニング手段１５は、非印字領域内で、かつ、キャッピング手段１１よりも記録媒体６の移動領域に近い側に配設されている。
【００２４】
１８は、マイクロプロセッサからなる制御手段で、インクジェット記録装置Ａの一連の動作、例えば、プラテンローラの回転、印字ヘッドの移動並びにインク滴の吐出、キャッピング手段によるキャッピング動作等を制御する。更に、制御手段１８は、本発明に係わる予備吐出制御手段を含んだ構成となっているが、詳細は後述する。
【００２５】
１９はフレキシブルケーブルで、印字ヘッド７、８と制御手段１８との電気的結合を達成している。
【００２６】
２１は、予備吐出されたインクをキャッピング手段１３、１４を介して回収、貯溜するための廃液タンクである。
【００２７】
２２は、光電センサ等からなるホームポジションセンサで、キャリッジ１の側面を感知し、キャリッジ１の待機位置、即ち、キャッピング手段１３、１４により印字ヘッド７、８のノズル面７０３が被覆される位置を検出する。
【００２８】
以上の様な構成にあるインクジェット記録装置の動作について簡単に説明する。
【００２９】
制御手段１８からの印字開始を示す制御信号に基づいて、キャッピング位置にある印字ヘッド７、８は、キャリッジモータ３により印字領域のスタート位置に持ち来され、制御手段１８からの画像データに基づく電気信号が印字ヘッド７、８に付与されると、往復移動を開始するとともに、所定の各色のインク滴を適宜のノズルから吐出し、プラテンローラ５上の記録媒体６に印字する。記録媒体６は、印字ヘッド７、８の往復移動に合わせて順次送り出され、所定の画像データに伴う処理が終了するまで、上記のような印字動作が繰り返される。
【００３０】
印字動作が終了した後、印字ヘッド７、８は、キャッピング位置に戻されるが、その途上において、クリーニング手段１５によりノズル面７０３が清掃された後、キャッピング位置に移動し、キャッピング手段１２によりノズル面７０３がキャッピングされる。
【００３１】
そして、キャッピング時間、換言すれば、待機時間が所定時間よりも長くなった場合には、所定時間を超える毎に、キャッピング状態のまま、後述する予備吐出制御手段による予備吐出を行ない、次の印字動作に備えるように制御される。
【００３２】
次に、再度、図２を用いて、印字ヘッド、キャッピング手段、及び、廃インク路形成部材の構成を説明する。図２は、これらの要部断面図である、
なお、印字ヘッド、キャッピング手段、及び、廃インク路形成部材は、基本的には、ブラックインク用でもカラーインク用でも同じであるが、便宜上、ブラックインク用を用いた場合を例として説明する。
【００３３】
図２では、印字ヘッド７が非印字領域において、キャッピング手段１３により被覆（キャッピング）された状態を表している。
【００３４】
先ず、印字ヘッド７について説明を行う。
７００はノズルで、印字ヘッド７の下部に設けられており、インクを貯蔵するチャンバー７０５と連通している。
【００３５】
７０１はインク吐出口で、ノズル７００からインク滴が吐出する出口である。
図に示すように、非印字時に、ノズル７００内のインク、実質的にインク吐出口７０１におけるインクは、負圧によってメニスカス状に維持されている。
【００３６】
７０３は、インク吐出口７０１が形成されたノズル面で、ほぼ長方形をした面をなしている。なお、本実施の形態では、ノズル７００は垂直方向に形成されている。
【００３７】
７０４は、インク吐出のための画像データに従った通電時に作動して、チャンバー７０５の容積変化を発生させるピエゾ素子（圧電素子）で、チャンバー７０５の上部に配設されている。
【００３８】
なお、上述した印字ヘッドの構成は基本的に公知であるので、詳細な説明は省略するものとする。
【００３９】
次に、キャッピング手段１３について説明する。
１３０は、ノズル面７０３を被覆するキャップで、ノズル面の外形にほぼ等しい外形の先端部１３１を有し、当該先端部１３１をもってインク吐出口７０１が存在する領域よりも外側のノズル面７０３と接触して、ノズル面７０３を被覆するように構成されている。キャップ１３０は、ノズル面７０３に対して垂直な壁部（先端部）に続いて、下方に行くに従い狭くなるように構成されている。
【００４０】
キャップ１３０の先端部１３１は、ノズル面７０３を被覆しうる様にシリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性部材で構成することが好ましい。
【００４１】
１３３は、インク吐出口７０１から吐出されるインクを吸収するためのインク吸収体で、例えば、フェルト等の多孔性材料で作られる。
【００４２】
前記インク吸収体１３３はノズル面７０３に対向状態で、キャップ１３０のテーパ部１３４により保持されている。
【００４３】
この様な構成により、キャップ１３０の上部には空間部１３２が形成され、当該空間部１３２はキャッピング状態においても維持される。
【００４４】
１３５はキャッピング駆動モータで、出力軸上には偏心カム１３６が設けられている。
【００４５】
キャッピング駆動モータ１３５は、インクジェット記録装置Ａの本体に固定された駆動ボックス１３７に保持されている。
【００４６】
１３８は従動ロッドで、駆動ボックス１３７のガイド部１３９を介して上下方向に移動するようになっており、上端部に設けた連結板１４０を介してキャップ１３０と固定結合している。
【００４７】
１４１は、圧縮バネで、従動ロッド１３８を偏心カム１３６の周面に当接させるように配設されている。
【００４８】
１４２は、駆動ボックス１３７に保持されたキャッピングセンサで、連結板１４０の端面を光電センサ等により感知することにより、キャッピング手段１３がノズル面７０３を被覆しているかどうかを検出するものである。
【００４９】
上述した構成により、図１に示す制御手段１８からの制御信号に基づき、キャッピング駆動モータ１３５が駆動されると、偏心カム１３６が回転され、これに当接している従動ロッド１３８が上下動し、この動きを受けて、キャップ１３０が被覆動作や、離脱動作を行う。
【００５０】
１４３は、キャップ１３０の下部に設けた、インク廃液用のインク出口である。
【００５１】
１４４は、キャップ１３０の内部を大気に解放するために、キャップ１３０の空間部１３２に対応する位置に設けられた大気解放口で、パイプからなる大気解放管１４５に連通している。
【００５２】
１４６は、大気解放バルブで、大気解放管１４５の経路上に設けられており、例えば、印字動作に先だって、ノズル面７０３からキャップ１３０を離脱するに際し、内部を大気に解放してキャップ１３０の離脱を容易にすると同時に、ノズル７００内のインクの圧力変動を防止する。
【００５３】
次に、廃インク路形成部材２０について説明する。
２００はＳ字形状のパイプからなるＳ字管であり、一端は、インク出口１４３と連通し、廃インク２０３を廃液タンク２１に流出させるための他端（以下、流出口と言う）２０１は大気に解放されている。Ｓ字管２００は金属、樹脂等のパイプでよく、振動防止のためキャップ１３０に連結部材で保持するのが好ましい。
【００５４】
２０７は液溜まり部であり、本実施の形態においてはＳ字管２００の中間（Ｓ字管２００の両端部を除く範囲の意）に形成されている。
【００５５】
２０４は、液溜まり部２０７に充満した廃インク２０３が、流れ出すオーバーフロー面を示し、廃液タンク２１側のＵ字形状の下側頂部２０５と同じ高さにある。
【００５６】
なお、オーバーフロー面２０４は、インク吸収体１３３よりも下方に位置することが好ましいが、空間部１３２を形成する先端部１３１の寸法が十分に大きい場合は、インク吸収体１３３よりも上方位置にあっても良い。
【００５７】
このことは、Ｓ字管２００のキャップ１３０に連結した端部が液溜まり部２０７の一部として使用されることを意味する。
【００５８】
次に、印字待機状態、即ち、キャッピング中に、予備吐出されたインクが廃インク路形成部材２０からオーバーフローしながら廃液される過程について説明する。
【００５９】
まず、図に示す状態、即ち、Ｓ字管２００から廃インク２０３がオーバーフロー出来る初期状態を、次のようにして作り出す。
【００６０】
キャッピング手段１３がノズル面７０３を被覆し、かつ、大気解放バルブ１４６が開いた状態で、印字ヘッド７からインクを強制吐出させる。廃インク２０３が、Ｓ字管２００の液溜まり部２０７に充満し、オーバーフロー面２０４からオーバーフローを始めたら、強制吐出を停止させるとともに、大気解放バルブ１４６を閉状態にする。これにより、初期状態がセットされる。
【００６１】
この様に初期状態がセットされた後、後述する予備吐出制御手段により、キャッピング状態で、予備吐出されたインクはキャップ１３０で集められ、インク出口１４３を通してＳ字管２００に導かれ、導かれたインクに相当する廃インク２０３が、オーバーフロー面２０４よりオーバーフローし、廃液タンク２１に溜められる。
【００６２】
この様に、Ｓ字管２００に廃インク２０３を満たしておくことにより、キャップ１３０の内部を、大気から遮断し、ノズル面７０３の乾燥を抑えることが出来るとともに、廃インク２０３の蒸発により、キャップ２００の内部を保湿状態に保つことができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、廃インク路形成部材２０は、キャッピング手段１３とは別に設けたが、キャッピング手段１３に前述した液溜まり機能を有する液溜まり部２０７を具備させ、一体構成としても良い。
【００６４】
次に、本実施の形態における予備吐出制御手段について説明する。
図３は、予備吐出の制御ブロック図である。
【００６５】
１８１は、制御手段１８（図１参照）に設けられた予備吐出制御手段であり、印字動作がなく、ノズル面がキャッピング手段により被覆されている状態、即ち、キャップが閉じている状態を検知するキャッピングセンサ１４２の信号を受け、図４に示すようなプログラムに従って印字ヘッドドライバ１８２を作動させるための制御信号を送信する手段で構成されている。この制御信号により、印字ヘッドドライバ１８２は印字ヘッド７を駆動し、インクの強制吐出、即ち、予備吐出を行う。
【００６６】
なお、印字ヘッドドライバ１８２は、印字動作時には、インクジェット記録装置Ａの制御手段１８からの印字制御信号により作動する構成になっている。
【００６７】
次に、図４に示すフローチャートを用いて、キャッピング中の予備吐出のプログラムについて説明するが、このプログラムは制御手段１８のサブルーチンプログラムの一つとして常時処理されている。
【００６８】
図４の制御手順は、インクジェット記録装置Ａの電源が入り、所定の初期化動作が終わると起動される。機構的には、ノズル面がキャッピング手段で被覆（キャッピング）されている。
【００６９】
まず、ステップＳ１で、キャップが閉じているかどうかをキャッピングセンサにより検知し、閉じていなければステップＳ６に進みキャッピングタイマをリセットしエンドに行く。キャップが閉じていれば、ステップＳ２に進み、キャッピングタイマをスタートさせ、キャッピング時間の測定を開始する。次に、ステップＳ３において、キャッピング時間が所定時間（図中では、αで表示）を越えたかどうか判定する。越えていなければ、エンドに行く。キャッピング時間が所定時間αを越えたらステップＳ４に進み、キャッピングタイマをリセットし、更に、ステップＳ５で印字ヘッドドライバ１８２に制御信号を送信し、制御信号を受けた印字ヘッドドライバ１８２が駆動されて、インクの予備吐出が行われる。
【００７０】
なお、予備吐出の実行中は、印字動作を禁止するように制御される。
この様な構成により、キャッピング中に、キャッピング時間が所定時間αを越える毎に、予備吐出を行うことになる。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、所定時間は１時間としてあり、予備吐出は、各ノズルから１００のインク滴の吐出を行うようにピエゾ素子を駆動するような構成を有する。
【００７２】
以上説明したように、キャッピング時間が、所定時間を越える毎に、キャッピング状態で予備吐出を行うことによって、ノズル内のインクを置換し、ノズルの目詰まりや、インク滴の着弾不良等の吐出不良を防止することが出来る。
【００７３】
併せて、予備吐出されたインクは、図に示した廃インク路形成部材を介してオーバーフローするので、廃インク路形成部材には常に廃インクが満たされている。
【００７４】
その結果、キャップ内部が大気から遮断され、ノズル面の乾燥が防止されたり、廃インクの蒸発によりキャップ内部が保湿状態に保たれる。また、キャッピング時間が長時間に及んだ後でも、印字再開時においては、安定した印字品質を得ることが可能となる。
【００７５】
なお、本実施の形態は、印字ヘッドの往復運動により記録媒体に印字する構成であるが、本発明に係わる予備吐出は、印字ヘッドを固定し、複数のノズルを記録媒体の搬送方向に対して直角方向にライン状に設け、記録媒体全幅にわたって同時に印字する方式のインクジェット記録装置等にも適用することができる。
【００７６】
また、ピエゾ素子以外の印字方法によるインクジェット記録装置にも適用することができる。
【００７７】
【発明の効果】
キャッピング時間が所定時間を超える毎に予備吐出を行うことにより、ノズル内のインクの増粘、及び、気泡、塵埃の混入を最小限に抑えるので、ノズルの目詰まり、インク滴の着弾不良等の吐出不良の発生を軽減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置の主要部の斜視図。
【図２】印字ヘッド、キャッピング手段、及び、廃インク路形成部材の要部断面図。
【図３】予備吐出の制御ブロック図。
【図４】予備吐出の制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
Ａ  インクジェット記録装置
１  キャリッジ
２  タイミングベルト
３  キャリッジモータ
４  ガイド部材
５  プラテンローラ
６  記録媒体
７、８  印字ヘッド
９、１０  インクカートリッジ
１１  搬送モータ
１２、１３、１４  キャッピング手段
１５  クリーニング手段
１８  制御手段
２０  廃インク路形成部材
２１  廃液タンク
１３０  キャップ
１３１  先端部
１３２  空間部
１３３  インク吸収体
１３５  キャッピング駆動モータ
１４２  キャッピングセンサ
１４５  大気解放管
１８１  予備吐出制御手段
１８２  印字ヘッドドライバ
２００  Ｓ字管
２０１  流出口
２０３  廃インク
２０４  オーバーフロー面
２０７  液溜まり部
【図１】
2004249583.tif 000003
【図２】
2004249583.tif 000004
【図３】
2004249583.tif 000005
【図４】
2004249583.tif 000006