(57)【要約】【課題】ヘッドキャップ内圧の戻り時間を短縮してインク吐出の回復に要する時間を短縮すること。【解決手段】ノズル１３からインクを噴射させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッド２と、（ｂ）インクジェットヘッド２に吸着しノズル１３を覆うヘッドキャップ５と、（ｃ）ヘッドキャップ５の内部を負圧にしてインクジェットヘッド２のノズル１３からインクを吸引する吸引ポンプ７と、（ｄ）ヘッドキャップ５をインクジェットヘッド１に吸着させ、吸引ポンプ７に吸引を開始させた後、インクジェットヘッド２にノズル１３からインクを所定時間吐出させるように、インクジェットヘッド２、ヘッドキャップ５、及び吸引ポンプ７を制御する制御部８とを備えることによる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインクを噴射させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに吸着し前記ノズルを覆うヘッドキャップと、
前記ヘッドキャップの内部を負圧にして前記インクジェットヘッドの前記ノズルからインクを吸引する吸引ポンプと、
前記ヘッドキャップを前記インクジェットヘッドに吸着させ、前記吸引ポンプに吸引を開始させた後、前記インクジェットヘッドに前記ノズルからインクを所定時間吐出させるように、前記インクジェットヘッド、前記ヘッドキャップ、及び前記吸引ポンプを制御する制御部と
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記ヘッドキャップ内部の圧を検知するセンサを有し、
前記所定時間は、前記制御部が前記インクジェットヘッドに前記ノズルからインクを吐出させ始めてから、前記ヘッドキャップ内部が規定圧に回復するのを前記センサが検知するまでの時間であること
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】
前記所定時間は、前記制御部が前記インクジェットヘッドに前記ノズルからインクを吐出させ始めてから、前記ヘッドキャップ内部が規定圧に回復するまでの時間として予め設定された時間であること
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４】
前記インクジェットヘッドに複数の前記ノズルが備えられている場合、前記制御部は、前記インクジェットヘッドに全ての前記ノズルからインクを所定時間吐出させること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記吸引ポンプによる吸引中に、前記ノズルからインクを吐出し始めるように前記インクジェットヘッドを制御すること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記ヘッドキャップは、軟性部材で形成されること
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
ノズルからインクを噴射させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドに、前記ノズルを覆うようにヘッドキャップを吸着させる段階と、
吸引ポンプにより前記ヘッドキャップの内部を負圧にして前記インクジェットヘッドの前記ノズルからインクを吸引させる段階と、
前記吸引ポンプに吸引を開始させた後、前記インクジェットヘッドに前記ノズルからインクを吐出させ始め、所定時間が経過するまで吐出させる段階と
を含むことを特徴とするインク吐出回復方法。
【請求項８】
前記インクジェットヘッドに複数の前記ノズルが備えられている場合、
前記インクを吐出させる段階において、全ての前記ノズルからインクを吐出させること
を特徴とする請求項７に記載のインク吐出回復方法。
【請求項９】
前記インクを吐出させる段階において、
前記吸引ポンプによる吸引中に、前記ノズルからインクを吐出させ始めること
を特徴とする請求項７または請求項８に記載のインク吐出回復方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドのノズルからインクを噴射して記録媒体に記録を行うプリンタやファクシミリ等のインクジェット記録装置及びインク吐出回復方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドのノズルからインクを噴射して印刷用紙等に印刷を行うインクジェット印刷装置においては、インクジェットヘッド内部やノズル等に残留した気泡やゴミなどを除去することで、ノズルからのインク吐出を回復させる動作を、印刷動作の合間などに行っている。インク吐出の回復する方法として、インクジェットヘッドにヘッドキャップを装着し、インクジェットヘッド内部やノズル等に残留した気泡やゴミなどをポンプにより吸引して排出する方法などが提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００３】
このようなインク吐出回復動作を行うことで、例えば、長時間放置後の印刷動作や、連続して行われる印刷動作などにおいても、ノズルからのインク吐出不良を防止し、印刷品位を保つことができる。また、インクジェットヘッド内に残った気泡やゴミの排出と同時に、インクジェットヘッド内にインクを供給することができるので、インクジェットヘッドからインクを安定して吐出させることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３１３１２３号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−１７７１４９号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平１１−３３４０９４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなインク吐出回復動作（クリーニング動作）を行うことは、印刷に要する時間の増加に繋がる。そこで、インク吐出回復動作の回数を減したり、インクジェットヘッドを吸引する吸引力を大きくして吸引時間を短くしたり、といった対策を講じることで、印刷に要する時間の増加を抑えることが考えられる。
【０００８】
しかしながら、吸引力を大きくすると、ヘッドキャップやインクジェットヘッド内の負圧もそれだけ高くなり、吸引後、ヘッドキャップを外す際に、吸い出した気泡やゴミなどがヘッドヘッドキャップから再びインクジェットヘッド内に戻りやすくなる。このような現象を防止するためには、図４（ａ）に示すように、ヘッドキャップ内の圧力が規定値（例えば、大気圧値）に回復し、インクジェットヘッドの負圧も解消するまで待機する必要がある。そして、このヘッドキャップ内圧の回復時間（ｔ１２）が、インク吐出回復時間（クリーニング時間；ｔ１１）を増大させ、更には印刷に要する時間を増やす原因となっている。
【０００９】
本発明は、このような状況を鑑みて成されたものであり、ヘッドキャップ内圧の戻り時間を短縮してインク吐出の回復に要する時間を短縮するとともに、インク吐出の回復を確実に行うことができるインクジェット記録装置及びインク吐出回復方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインクジェット記録装置は、（ａ）ノズルからインクを噴射させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドと、（ｂ）インクジェットヘッドに吸着しノズルを覆うヘッドキャップと、（ｃ）ヘッドキャップの内部を負圧にしてインクジェットヘッドのノズルからインクを吸引する吸引ポンプと、（ｄ）ヘッドキャップをインクジェットヘッドに吸着させ、吸引ポンプに吸引を開始させた後、インクジェットヘッドにノズルからインクを所定時間吐出させるように、インクジェットヘッド、ヘッドキャップ、及び吸引ポンプを制御する制御部とを備えることを要旨とする。
【００１１】
また、本発明に係るインク吐出回復方法は、（ａ）ノズルからインクを噴射させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドに、ノズルを覆うようにヘッドキャップを吸着させる段階と、（ｂ）吸引ポンプによりヘッドキャップの内部を負圧にしてインクジェットヘッドのノズルからインクを吸引させる段階と、（ｃ）吸引ポンプに吸引を開始させた後、インクジェットヘッドにノズルからインクを吐出させ始め、所定時間が経過するまで吐出させる段階とを含むことを要旨とする。
【００１２】
すなわち、本発明におけるインクジェット記録装置及びインク吐出回復方法によれば、吸引ポンプによる吸引開始後の所定時間、インクジェットヘッドによるノズルからのインク吐出を行わせることで、ヘッドキャップ内の負圧を規定圧へ急速に回復させ、インク吐出の回復時間を短縮することができる。更に、ヘッドキャップ内部が規定圧に回復し、インクジェットヘッドの負圧も解消するまで、インクジェットヘッドによるノズルからのインク吐出を行わせることで、ヘッドキャップにより吸い出された気泡やゴミが再びインクジェットヘッド内に戻るのを防止できる。
【００１３】
インクを吐出させる際の上記所定時間は、インクジェットヘッドにノズルからインクを吐出させ始めてから、ヘッドキャップ内部が規定圧に回復するまでの時間として予め設定し組み込んでおいた時間を上記所定時間としても良いし、ヘッドキャップ内部の圧を検知するセンサを設け、インクジェットヘッドにノズルからインクを吐出させ始めてから、ヘッドキャップ内部が規定圧に回復するのをセンサが検知するまでを上記所定時間としても良い。
【００１４】
また、インクジェットヘッドに複数のノズルが備えられている場合、より好ましくは、全てのノズルからインクを所定時間吐出させるようにする。
【００１５】
また、ノズルからインクを吐出させ始めるタイミングは、吸引ポンプによる吸引開始後であれば、吸引中でも、吸引終了後でも良いが、好ましくは、吸引中にノズルからインクを吐出させ始めた方がヘッドキャップ内圧の回復時間をより短縮できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照しながら、本発明の実施の形態について詳しく説明する。なお、各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の参照符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００１７】
［インクジェット記録装置の構成］
図１に示すように、本実施の形態によるインクジェット記録装置は、インクタンク４、インクジェットヘッド２、ヘッドキャップ５、吸引ポンプ７、制御回路８などを備える。インクタンク４は、チューブ３を介してインクジェットヘッド２にインクを供給し、インクジェットヘッド２は、ヘッド制御回路１の制御に従ってノズル１３からインクを噴射させて、印刷用紙等の記録媒体（図示せず）に記録を行う。ヘッドキャップ５は、ゴムなどの軟性部材で形成され、インク吐出回復動作時にインクジェットヘッド２に吸着しノズル１３を覆う。吸引ポンプ７は、吸引ポンプ駆動回路９の制御に従ってヘッドキャップ５の内部を負圧にしてインクジェットヘッド２のノズル１３からインクを吸引する。制御回路８は、インク吐出回復動作時にヘッドキャップ５をインクジェットヘッド２に吸着させ、吸引ポンプ７に吸引を開始させた後、インクジェットヘッド２にノズル１３からインクを所定時間吐出させるように、ヘッド制御回路１及び吸引ポンプ駆動回路９を制御する。ヘッドキャップ５と吸引ポンプ７とを繋ぐチューブ６には、チューブ６内を流れるインクの流動を検出し、ヘッドキャップ５内部の圧を検知するインクセンサ１２が設けられている。
【００１８】
制御回路８は、図２に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）／ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２、入出力インタフェイス２３、ヘッド駆動制御部２４、吸引ポンプ制御部２５、インク吐出制御部２６などを備え、各構成要素は互いに電気的に接続されている。制御回路８は、ＣＰＵ２１が、ＲＯＭ／ＲＡＭ２２内に記憶された制御プログラム（図示せず）と入出力インタフェイス２３を介して入力されたインクセンサ１２からの検出信号に従って、ヘッド駆動制御部２４、吸引ポンプ制御部２５、インク吐出制御部２６を制御することにより、インクジェットヘッド２の制御、吸引ポンプ７の制御、インク吐出制御などを行う。
【００１９】
以上のような構成によるインクジェット記録装置において、インク吐出回復時、インクジェットヘッド２は印字ポジションからクリーニングポジションに移動し、ヘッドキャップ５がインクジェットヘッド２に密着される。そして、吸引ポンプ駆動回路９により吸引ポンプ７が駆動されて、チューブ６を介してインクジェットヘッド２からインクが吸引される。吸引ポンプ７が吸引したインクは、チューブ１０を通して廃液皿１１に排出される。
【００２０】
吸引ポンプ７による吸引が開始されると、所定のタイミングで全てのノズル１３からインクを吐出させ始め、ヘッドキャップ５の内圧とインクジェットヘッド２の内圧がインクの逆流を起こさないような規定圧（例えば、大気圧）になるまで、全てのノズル１３からインクを吐出させ続ける。ヘッドキャップ５の内圧が規定圧に回復したところで、ノズル１３からのインク吐出を終了させ、その後は速やかにワイパー１４にてインクジェットヘッド２のノズル１３面をワイピングし、インクジェットヘッド２を印字ポジションに復帰させる。
【００２１】
インクを吐出させる所定時間は、インクジェットヘッド２にノズル１３からインクを吐出させ始めてから、ヘッドキャップ５内部が規定圧に回復するまでの時間として予め設定し制御回路８に組み込んでおいても良いし、インクジェットヘッド２にノズル１３からインクを吐出させ始めてから、ヘッドキャップ５内部が規定圧に回復するのをインクセンサ１２が検知するまでを上記所定時間とするように制御回路８が制御しても良い。
【００２２】
また、図１に示したように、インクジェットヘッド２に複数のノズル１３が備えられている場合、全てのノズル１３からインクを上記所定時間吐出させるようにすると、より効果的にインク吐出の回復を行うことができる。
【００２３】
また、ノズル１３からインクを吐出させ始めるタイミングは、吸引ポンプ７による吸引開始後であれば、吸引中でも、吸引終了後でも良いが、好ましくは、吸引中にノズル１３からインクを吐出させ始めた方がヘッドキャップ５内圧の回復時間をより短縮できる。
【００２４】
尚、ヘッドキャップ５、吸引ポンプ７、インクセンサ１２、廃液皿１１、チューブ６，１０、ヘッド制御回路１、吸引ポンプ駆動回路９、制御回路８などを、主たる構成要素としたインク吐出回復装置として、インクジェットプリンタやファクシミリ等の各種インクジェット記録装置に搭載することができる。
【００２５】
［インクジェットプリンタの動作］
以下、図３に示すフローチャート及び図４（ｂ）のタイミングチャートを参照しながら、インクジェットヘッド２のインク吐出回復処理を実行する際のインクジェット記録装置の処理動作について詳しく説明する。
【００２６】
ステップＳ１の処理において、ヘッド制御回路１の制御により、インクジェットヘッド２を印字ポジションからクリーニングポジションに移動させ、インクジェットヘッド２にヘッドキャップ５を吸着させる。
【００２７】
ステップＳ２の処理において、ヘッド制御回路１は、インクジェットヘッド２にヘッドキャップ５が吸着されたか否かを判別する。判別の結果、インクジェットヘッド２にヘッドキャップ５が吸着されていない場合、ステップＳ１の処理に戻る。一方、判別の結果、インクジェットヘッド２にヘッドキャップ５が吸着されている場合、ステップＳ３の処理に進む。
【００２８】
ステップＳ３の処理において、制御回路８は、吸引ポンプ駆動回路９を制御して吸引ポンプ７を駆動し、インクジェットヘッド２からのインクの吸引を開始する。そして、吸引動作が進むにつれて、図４（ｂ）に示すように、ヘッドキャップ５，チューブ６，吸引ポンプ７などの内圧は、規定圧から負圧の方向に進む。
【００２９】
ステップＳ４の処理において、制御回路８は、ステップＳ３における吸引開始から所定時間（ｔ３）が経過したか否かを判別する。判別の結果、所定時間（ｔ３）が経過していない場合、制御回路８は所定時間（ｔ３）が経過するまで待機する。尚、この所定時間（ｔ３）は、吸引を開始してから、例えば、インクセンサ１２がインクの流動を検出して所定の閾値より吸引力が小さくなったことを検知するまでの時間とすることもできる。
【００３０】
一方、判別の結果、所定時間（ｔ３）が経過した場合には、ステップＳ５の処理に進む。
【００３１】
ステップＳ５の処理において、制御回路８は、ヘッド制御回路１を介してインクジェットヘッド２とインクタンク４を制御して、インクジェットヘッド２内の全てのノズル１３からインクを吐出させ始める。つまり、ここで示す例では、インクの吸引中にインクジェットヘッド２内の全てのノズル１３からインクを吐出させ始める。
【００３２】
ステップＳ６の処理において、制御回路８は、所定量のインクを吸引したか否かを判別し、判別の結果、所定量のインクを吸引していない場合、制御回路８は所定量のインクを吸引するまで吸引動作を継続させる。
【００３３】
一方、判別の結果、所定量のインクを吸引した場合には、ステップＳ７の処理において、制御回路８は、吸引ポンプ駆動回路９を制御して吸引ポンプ７の駆動を停止し、インクジェットヘッド２からのインクの吸引を終了させる。そして、吸引終了とともに、ノズル１３から吐出され続けているインクの力により、ヘッドキャップ５，チューブ６，吸引ポンプ７などの内圧は、規定圧の方向へ従来よりも急速に回復し、インクジェットヘッド２の負圧も急速に解消していく。
【００３４】
ステップＳ８の処理において、制御回路８は、ノズル１３からインクを吐出させ始めてから、所定時間（ｔ４）経過したか否かを判別し、判別の結果、所定時間（ｔ４）経過していない場合、所定時間（ｔ４）経過するまで、つまりヘッドキャップ５内部が規定圧に回復し、インクジェットヘッド２の負圧も解消するまで、ノズル１３からのインク吐出を継続させる。
【００３５】
一方、判別の結果、所定時間（ｔ４）経過した場合には、ステップＳ９の処理において、制御回路８は、ヘッド制御回路１を介してインクジェットヘッド２とインクタンク４を制御して、インク吐出動作を終了させる。
【００３６】
インクを吐出させる所定時間（ｔ４）は、インクジェットヘッド２にノズル１３からインクを吐出させ始めてから、ヘッドキャップ５内部が規定圧に回復するまでの時間として予め設定し制御回路８に組み込んでおいても良いし、インクジェットヘッド２にノズル１３からインクを吐出させ始めてから、インクセンサ１２がインクの流動を検出して所定の閾値より吸引力が小さくなったこと（ヘッドキャップ５が規定圧に回復したこと）を検知するまでを所定時間（ｔ４）としても良い。
【００３７】
尚、所定時間（ｔ４）は、例えば、ヘッドキャップ５，チューブ６，吸引ポンプ７などインク経路の部材の剛性によって決定されるインク経路の縮小量と、ノズル１３からのインク吐出量とが、式１を満たすように設定される。
【００３８】
【数１】
ΔＶ≦ｎ×ｐ×ｔ×ｋ                                （１）
式１において、ΔＶはインク経路の縮小量、ｎはノズル１３の数、ｐは１つのノズル１３からの単位時間当たりのインク吐出量、ｔは所定時間（ｔ４）におけるインク吐出回数、ｋは実験により求められる値であり例えば  ０．５〜２．０  の値をもつ定数である。
【００３９】
ステップＳ１０の処理において、制御回路８はヘッド制御回路１を介して、内圧が規定圧に回復したヘッドキャップ５とインクジェットヘッド２との吸着を解除する。
【００４０】
ステップＳ１１の処理において、制御回路８はヘッド制御回路１を介して、インクジェットヘッド２のノズル１３面をワイパー１４によってワイピングし、インクの残滴等を拭き取る。
【００４１】
ステップＳ１２の処理において、制御回路８はヘッド制御回路１を介して、インクジェットヘッド２を印字ポジションに移動させる。
【００４２】
以上の処理手順により、インクジェットヘッド２のインク吐出回復処理は終了し、インクジェットヘッド２は印字可能な状態となる。
【００４３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、吸引ポンプ７による吸引開始後の所定時間（ｔ４）、インクジェットヘッド２によるノズル１３からのインク吐出を行わせることで、ヘッドキャップ５内の負圧を規定圧へ急速に回復させるため、ヘッドキャップ５内圧の回復時間（ｔ２）を従来の回復時間（ｔ１２）より短縮することができ、インク吐出の回復時間（ｔ１）も従来のインク吐出の回復時間（ｔ１１）よりも短縮することができる。従って、印刷に要する時間も短縮される。
【００４４】
また、本実施形態によれば、ヘッドキャップ５内部が規定圧に回復し、インクジェットヘッド２の負圧も解消するまで、インク吐出動作を継続させるため、ヘッドキャップ５を外す際にインクジェットヘッド２に気泡やゴミが入ることを防止することができ、インク吐出の回復を確実に行うことができる。
【００４５】
以上、本発明における実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施することができる。前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ヘッドキャップ内圧の戻り時間を短縮してインク吐出の回復に要する時間を短縮するとともに、インク吐出の回復を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態によるインクジェット記録装置の概略構成を例示する模式図である。
【図２】図１に示すインクジェット記録装置の制御回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態におけるインク吐出回復処理の処理手順を例示するフローチャートである。
【図４】インク吐出回復処理のタイミングチャートであり、（ａ）は従来の典型的なインク吐出回復処理の動作タイミング、（ｂ）は本実施の形態におけるインク吐出回復処理の動作タイミングを例示している。
【符号の説明】
１…ヘッド制御回路
２…インクジェットヘッド
３…チューブ
４…インクタンク
５…ヘッドキャップ
６…チューブ
７…吸引ポンプ
８…制御回路
９…吸引ポンプ駆動回路
１０…チューブ
１１…廃液皿
１２…インクセンサ
１３…ノズル
１４…ワイパー
２１…ＣＰＵ
２２…ＲＡＭ／ＲＡＭ
２３…入出力インタフェイス
２４…ヘッド駆動制御部
２５…吸引ポンプ制御部
２６…インク吐出制御部
【図１】
2004160733.tif 000003
【図２】
2004160733.tif 000004
【図３】
2004160733.tif 000005
【図４】
2004160733.tif 000006