(57)【要約】【課題】インク吸引後の混色対策である「キャップ微少離間とともにに負圧発生」を簡便な構成で効果的に行う。【解決手段】キャップ部材を離間させる際に離間部材を用いてキャップ部材とヘッドの離間距離を一旦制限、規定することで、印刷時におけるキャップ部材の第二の離間停止位置とは異なる、ヘッドに近接したキャッピング部材の第一の離間停止位置における離間距離精度を向上させる。【選択図】　　　　図１
2004142332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口をキャップ部材で覆い、吐出口から液体を負圧の発生により吸引回復する回復処理装置を備えた画像形成装置において、キャップ部材をヘッドから離間させつつ回復処理装置からヘッド側に押し当てている部材を用いてヘッドからのキャップ部材離間距離を制限した第一の離間停止位置と、制限を解除して第一の離間停止位置以上にキャップ部材をヘッドから離間させた第二の離間停止位置とにキャップ部材を移動させる手段を設けたことを特徴とする画像形成装置及び回復処理方法。
【請求項２】
液体を吐出する吐出口をキャップ部材で覆い、吐出口から液体を負圧の発生により吸引回復する回復処理装置を備えた画像形成装置において、ヘッド側とキャップ部材を保持する部品の間に部材を差し込む事によりヘッドからキャップ部材を離間させる第一の離間停止位置と、第一の離間位置への移動方法とは異なる方法で第一の離間停止位置以上にキャップ部材をヘッドから離間させる第二の離間停止位置とにキャップ部材を移動させる手段を設けたことを特徴とする画像形成装置及び回復処理方法。
【請求項３】
液体を吐出する吐出口をキャップ部材で覆い、吐出口から液体を負圧の発生により吸引回復する回復処理装置を備えた画像形成装置において、ヘッド側から部材を突出させる事によりヘッドからキャップ部材を離間させた第一の離間停止位置と、第一の離間停止位置への移動方法とは異なる方法で第一の離間停止位置以上にキャップ部材をヘッドから離間させる第二の離間停止位置とにキャップ部材を移動させる手段を設けたことを特徴とする画像形成装置及び回復処理方法。
【請求項４】
液体を吐出する吐出口をキャップ部材で覆い、吐出口から液体を負圧の発生により吸引回復する回復処理装置を備えた画像形成装置において、キャップ部材を保持する部品上から部材を突出させる事によりヘッドからキャップ部材を離間させる第一の離間停止位置と、第一の離間停止位置への移動方法とは異なる方法で第一の離間停止位置以上にキャップ部材をヘッドから離間させる第二の離間停止位置とにキャップ部材を移動させる手段を設けたことを特徴とする画像形成装置及び回復処理方法。
【請求項５】
異なる種類の液体をそれぞれ吐出するための複数種の吐出口が同一面に密集して配列する液体吐出ヘッドと、複数種の吐出口を同一のキャップ部材で覆う回復処理装置を備えたことを特徴とする請求項１、２、３および４記載の画像形成装置。
【請求項６】
ヘッドからキャップ部材を離間させる第一の離間停止位置のとき、ヘッドとキャップ部材の隙間寸法が０．３から２．０ｍｍの間であることを特徴とする請求項１、２、３、４および５記載の画像形成装置及び回復処理方法。
【請求項７】
ヘッドをキャップ部材で覆い、液体を吸引した直後にキャップ部材を第一の離間位置に移動させ、第一の離間停止位置においてキャップ部材内に負圧を発生させる手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、および６記載の画像形成装置及び回復処理方法。
【請求項８】
キャップ当接方向にほぼ垂直な方向へのヘッドの移動をヘッド側に押し当てている部材により制限する手段を設けたことを特徴とする請求項１、５、６および７記載の画像形成装置及び回復処理方法。
【請求項９】
誤装着したヘッドへのキャッピングをヘッド側に押し当てている部材により防止する手段を設けたことを特徴とする請求項１、５、６、７および８記載の画像形成装置及び回復処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体吐出ヘッドの回復処理装置およびそれを用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的なインクジェットプリンタにおける印刷方法は、印刷媒体表面に対して適度な距離に配置されたインクジェットヘッドの吐出口からインクやインクのプリント性を調整するための処理液などを吐出し、印刷媒体に画像を形成する。そして、最近のインクジェットプリンタの傾向として印刷画像の高精細化のために吐出口は小さく、その数は多くなっている。
【０００３】
仮に印刷作業のみを連続して行った場合、インクジェットヘッドからの液体の吐出に伴って発生する微細なミストや印刷媒体に吐出された液滴の跳ね返りなどによって、インクジェットヘッドの吐出口近辺に液滴または異物が付着する傾向が強くなり、その結果として、液体の吐出が阻害されたり所定の方向に吐出できなくなるなどの弊害が引き起こされるおそれがある。また、長期間にわたって液体の吐出が行われない場合には、インクジェットヘッド内および表面の液体が蒸発乾燥し、増粘・固化した固形成分がヘッド内の液路に詰まって液体の吐出不良を引き起こすおそれもある。さらにはインクジェットヘッド内部の液路における気泡の存在も吐出に対する液体供給阻害すなわち吐出不良の原因となる。
【０００４】
これらヘッドに発生しうる不具合の対策として、従来のインクジェットプリント装置には吸引回復装置が含まれている。
【０００５】
図７に一般的な吸引回復装置の構成を示す。一般的な吸引回復装置では、キャップ部材１を用いてインクジェットヘッド２の吐出面３の吐出口４を覆った状態でキャップ部材１内にポンプ５により負圧を発生させる事で吐出口４から液体を吸引し、吸引とともに吐出口４近辺の異物および液路内の気泡等の排除を行う。また、非動作時に同じくキャップ部材１を用いてインクジェットヘッド２の吐出面３の吐出口４を覆って保護したり、ワイパー部材（非図示）で吐出面３を清掃したりといった機能も回復装置は具備している。最近の傾向として、装置小型化のために異なる色のインクを吐出する吐出口をインクジェットヘッドの極めて狭い領域に並列または直列に配置するため、密接した各色の吐出口を一つのキャップ部材で覆い、異なる色のインクを一括して同時に吸引するようにした吸引回復装置が多く採用されている。
【０００６】
このような異なる色のインクを一括して同時に吸引する回復吸引装置の場合に起こり得る不具合として、インク吸引直後にキャップ部材１内に残留し相互に混色し合ったインクが吐出口面３に付着し、混色したインクが毛細管力によって再び吐出口４からインクジェットヘッド２に引き込まれ、内部のインクを汚染すると言う現象がある。高精細化のために微少化する吐出口ほど毛細管力の影響は大きくなり混色発生の傾向も顕著である。
【０００７】
内部で混色した状態からプリント作業を開始すると、汚染されて混色したインクがプリント媒体に吐出される結果、正しい色のカラープリントを行うことができなくなる。
【０００８】
このような混色印刷不具合の対策として、次の２点いずれかまたは両方を実現することが一般的である。
（１）混色したインクを印刷に使用しない。（混色後の対策）
（２）吸引後に吐出面に付着するインクを少なくする。（混色軽減の対策）
【０００９】
（１）は、つまり、吸引動作直後インクジェットヘッド内部での混色が進行しないうちに、印刷作業に先立ってインクジェットヘッドの吐出口から媒体外にインクを吐出する予備吐出と呼ばれる動作を行うことである。この動作のみを混色印刷対策としている装置もある。しかし、確実な混色印刷防止のためには吐出の総量を増やす必要があり、予備吐出は印刷以外のインクの消費量増加につながるという欠点になる。インク消費量を減らしつつ確実な混色防止を行うためには（２）を実現する手段も併用する必要がある。（２）を実現する手段としては、大気連通弁方式とキャップ微少離間方式の２種類の手段による大気取り込み吸引が一般的である。
【００１０】
図８に大気連通弁方式の原理を示す。キャップ部材１から伸びたチューブ型の経路は２種類あり、一方は吸引時の負圧発生のためのポンプ機構５へとつながっている。もう一方は通常閉鎖されており開放時に大気と通ずる大気連通弁６へとつながっている。インク吸引時にはキャップ１をヘッド２に密着当接させたままで大気連通弁６を閉じた状態で負圧をかけて通常の吸引を行い、吸引動作直後に大気連通弁６を開放したまま負圧をかけることで大気とともにヘッド２の吐出口面３およびキャップ１内の残インクを吸引、排除する。
【００１１】
図９にキャップ微少離間方式の原理を示す。基本原理としては特開平８−５８１０３の内容と同じである。キャッピング部材１から伸びるチューブ型の径路は吸引時の負圧発生のためのポンプ機構５につながるのみである。インク吸引時にはキャップ１をヘッド２に密着当接させたままで負圧をかけて通常の吸引を行い、吸引動作直後にキャップ１をヘッド２表面から０．３〜２．０ｍｍ程度離間させて負圧をかけることで大気とともにヘッド２表面およびキャップ１内の残インクを吸引、排除する。キャップ離間距離はヘッドに接触せずに近いほど効果的である。
【００１２】
図１０に一般的な吸引回復装置のキャップ周辺構成を示す。キャップ部材１はキャップ保持部材（キャップホルダ）７上に配置され、カムＣ８により吐出口面３に対して垂直に動作する。一定の圧力でヘッド２に当接できるようバネＣ９がキャップホルダ７の下に配置されている。図９と比較して分かるように、キャップ微少離間方式を実現するには、一般的な構造に対して特に必要としない。大気連通弁方式の場合は、キャップの動作と別に弁を開閉する機構が図１０の構成に対して追加されることになる。
【００１３】
目的とするヘッド表面からのインク排除に関してはキャップを当接したまま動作できる大気連通弁方式が優れているが、構造はキャップ微少離間方式の方が簡便である。
【００１４】
しかし、キャップ微少離間方式は簡便ではあるが構成部品の寸法ばらつきや媒体厚みに対して変動可能に設定された場合のヘッド位置に対して動作時の離間寸法を精度良く維持する事が困難であり、その結果として効果的な機能発揮が行えない場合がある。
【００１５】
このような課題を解決するために、先行技術として特開平１１−１３８８３１においては負圧をかけた状態でキャップを離間する手段が提案されているが、この手段ではキャップを離間させない状態から負圧を掛ける必要があるため、インク吸引消費量が増えると言う懸念がある。
【００１６】
また、別の先行技術である特開平１１−３２０８９９においてはキャップを離間せずに吐出面に密着させたまま吐出口からずらす手段が提案されているが、この手段では吐出面を強い圧力で擦ることになるため、吐出口の構造次第では破壊の懸念がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例に示したインク残りおよび混色軽減対策においては以下のような欠点があった。
【００１８】
すなわち、大気連通弁方式においては大気連通弁を構成する部品点数が増えて構造が複雑化する傾向にある。キャップ微少離間方式は簡便ではあるが構成部品の寸法ばらつきや媒体厚みに対して変動可能に設定された場合のヘッド位置に対して動作時の離間寸法を精度良く維持する事が困難であり、その結果として効果的な機能発揮が行えない場合がある。
【００１９】
またその他の先行技術においても、インク消費量の増加や吐出口への悪影響が懸念される。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明においては以下の手段を設けた。
【００２１】
本発明の第１の形態は、キャップ部材を離間させたときにヘッド側に押し当てている離間部材があり、離間部材を用いてキャップ部材の離間距離を制限した第一の離間停止位置と、第一の離間停止位置へのキャップ部材移動方法とは異なる方法で第一の離間距離よりも遠く第二の離間停止位置へキャップを移動させる手段を具えたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第２の形態は、キャップ部材を離間させる時にヘッド側の部品とキャップ部材を保持している部品の間にキャップ部材離間方向とほぼ垂直な方向で離間部材を差し込む事で、離間部材を用いてキャップ部材の離間距離を規定した第一の離間停止位置と、第一の離間停止位置へのキャップ部材移動方法とは異なる方法で第一の離間距離よりも遠く第二の離間停止位置へキャップを移動させる手段を具えたことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第３の形態は、キャップ部材を離間させる時にヘッド側の部品からキャップ部材を保持している部品に対しほぼキャップ部材離間方向と同じ方向で離間部材を飛び出させる事で、離間部材を用いてキャップ部材の離間距離を規定した第一の離間停止位置と、第一の離間停止位置へのキャップ部材移動方法とは異なる方法で第一の離間距離よりも遠く第二の離間停止位置へキャップを移動させる手段を具えたことを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の第４の形態は、キャップ部材を離間させる時にキャップ部材を保持している部品からヘッド側の部品に対しほぼキャップ部材離間方向と同じ方向で離間部材を飛び出させる事で、離間部材を用いてキャップ部材の離間距離を規定した第一の離間停止位置と、第一の離間停止位置へのキャップ部材移動方法とは異なる方法で第一の離間距離よりも遠く第二の離間停止位置へキャップを移動させる手段を具えたことを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の形態の回復処理装置において、ヘッド側に押し当てている部材Ａが外的要因によるキャリッジの移動を防止するキャリッジロックとしての機能および異種ヘッド装着時のキャッピング防止機能を併用しても良い。
【００２６】
本発明の第２の形態の回復処理装置において、キャップホルダを押し下げるアームの動力はモータやソレノイドによる手段を用いても良い。
【００２７】
本発明の第３の形態の回復処理装置において、アクチュエータの動力はモータやソレノイドによる手段を用いても良い。
【００２８】
本発明の第４の形態の回復処理装置において、アクチュエータの動力はモータやソレノイドによる手段を用いても良い。
【００２９】
（実施例）
（第一の実施例）
図１は本発明の第一の実施例の構成を示す簡易構造図である。図１は吸引またヘッド保護時のキャッピング状態をあらわす。ヘッド２の吐出口配置面３には剛体であるキャップホルダ７上に配置されたキャップ１が密着している。ピン１０密着面はヘッド２の吐出口配置面３との寸法精度が確保されればヘッド２ではなくヘッド２を保持するキャリッジ１１でも良い。（以下、ヘッドとキャリッジを総称してヘッド側とする。）ピン１０はカムＰ１２によって、キャップ１はカムＣ８によってそれぞれ上下移動するようになっており、密着力の確保およびヘッド側と回復処理装置の寸法ばらつき吸収のためにカムＰ１２、カムＣ８に当接する部分とヘッド側に当接する部分の間にバネＰ１３、バネＣ９がそれぞれ入っている。ピン１０にはキャップホルダ７の上方向移動を規定する面とキャップホルダの下方向移動を規定する面を持つ溝部１４がある。（ａ）のようにピン１０が密着するヘッド側の部分が穴形状になっている場合、ピン１０はヘッド２の横方向移動防止の機能も持つ事になる。また異なるヘッドの場合、ピン１０が密着する部分とキャップ当接面３との寸法を（ｂ）のように変える事により、誤装着されたヘッド２に対するキャッピングを防止する事も出来る。
【００３０】
図２は吸引直後に大気取り込み吸引を行う第一の離間停止位置の状態を表す。カムＣ８が回転する事によりキャップ１は下方向へ移動する。ピン１０はカムＰ１２の回転、非回転によらずヘッド側にバネＰ１３の力で密着したままである。ピン１０に設けられたキャップホルダ７の下方向移動を規定する溝部１４の面にキャップホルダ７が当接する事により、吐出口配置面３からのキャップ１の離間は制限される事になり、離間寸法の精度はピン１０の寸法ＨＣによってほぼ定まる。このときピン１０がヘッド側から離れる事を防ぐために、キャップホルダ７が下方移動する力よりもバネＰ１３の力を強くする必要がある。図２の状態でキャップ１内に負圧を発生させる事で大気とともに吐出口配置面３に付着したインクを吸引、排除する。
【００３１】
図３は印刷時等ヘッド側が移動する際のキャップ完全退避の第二の離間停止位置の状態を表す。カムＰ１２が回転する事によりピン１０は下方向へ移動し、それに伴いキャップ１も下方向へ移動する。このときカムＣ８の回転に伴ってキャップ１が下方向へ移動しても良い。ピン１０とヘッド側との当接が解除され、キャップ１が更に退避し離間距離が２ｍｍ以上になる事で、キャリッジ１１はキャップ部材１を含む吸引回復装置からのインク転写等の恐れなく自由に動作する事が出来る。
【００３２】
（第二の実施例）
図４は本発明の第二の実施例の構成を示す簡易構造図である。キャップ１は第一の実施例と同様の構成であるが、アーム１５が設けられ、アーム１５はカムＡ１６の回転に伴いアーム軸１７を中心に回動する。図４は吸引直後に大気取り込み吸引を行う時の状態を表す。カムＣ８の回転によりキャップ１が下方向へ移動することはなく、アーム１５がカムＡ１６の回転により回動してアーム１５先端がヘッド側とキャップホルダ７の間に入り込む。その結果、キャップ１はヘッドの吐出口配置面３から離間する。離間寸法の精度はアーム先端の寸法ＨＣによってほぼ定まる。図４の状態でキャップ１内に負圧を発生させる事で大気とともに吐出口配置面３に付着したインクを吸引、排除する。印刷時等、ヘッド側が移動する際のキャップ完全退避の時は、カムＣ８の回転に伴ってキャップ１が下方向へ移動し、カムＡの回転に伴ってアームは外側に退避する。キャップとアームが退避する事で、キャリッジ１１はインク転写等の恐れなく自由に動作する事が出来る。アームはカムではなくモータ、ソレノイド等で動作しても良い。
【００３３】
（第三の実施例）
図５は本発明の第三の実施例の構成を示す簡易構造図である。キャップは第一、第二の実施例と同様の構成であるが、ヘッド側にアクチュエータ１８が設けられ、キャップホルダ７に向かって自在に突出可能に制御される。アクチュエータ１８の動作は、カム、ソレノイドまたはモータ等何によっても良い。図５は吸引直後に大気取り込み吸引を行う時の状態を表す。アクチュエータ１８の突出によりキャップホルダ７は下方向へ押され、キャップ１はヘッドの吐出口配置面３から離間する。離間寸法の精度はアクチュエータ１８先端の突出寸法ＨＣによってほぼ定まる。図５の状態でキャップ１内に負圧を発生させる事で大気とともに吐出口配置面３に付着したインクを吸引、排除する。印刷時等、ヘッド側が移動する際のキャップ完全退避の時は、カムＣ８の回転に伴ってキャップ１が下方向へ移動し、アクチュエータ１８はヘッド側に退避する。キャップ１とアクチュエータ１８が退避する事で、キャリッジ１１はインク転写等の恐れなく自由に動作する事が出来る。
【００３４】
（第四の実施例）
図６は本発明の第四の実施例の構成を示す簡易構造図である。キャップ１は第一、第二および第三の実施例と同様の構成であるが、キャップホルダ７上にアクチュエータ１８が設けられ、ヘッド側に向かって自在に突出可能に制御される。アクチュエータ１８の動作は、カム、ソレノイドまたはモータ等何によっても良い。図６は吸引直後に大気取り込み吸引を行う時の状態を表す。アクチュエータ１８が突出し、上下方向に移動しないキャリッジ１１に当たる事で、キャップホルダ７は下方向へ押され、キャップ１はヘッド２の吐出口配置面３から離間する。離間寸法の精度はアクチュエータ１８先端の突出寸法ＨＣによってほぼ定まる。図６の状態でキャップ１内に負圧を発生させる事で大気とともに吐出口配置面３に付着したインクを吸引、排除する。印刷時等、ヘッド側が移動する際のキャップ完全退避の時は、カムＣ８の回転に伴ってキャップが下方向へ移動し、アクチュエータ１８も退避する。キャップ１とアクチュエータ１８が退避する事で、キャリッジ１１はインク転写等の恐れなく自由に動作する事が出来る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によると、キャップ部材を離間させる際に離間部材を用いてキャップ部材とヘッドの離間距離を一旦制限、規定することで、印刷時におけるキャップ部材の第二の離間停止位置とは異なる、ヘッドに近接したキャッピング部材の第一の離間停止位置における離間距離精度を向上させることが簡便な構成で可能であり、第一の離間停止位置における吐出口面のインク残りを大気とともに吸引しながら排除する機能を効果的に実現する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例の構成を示す簡易構造図。（吸引またヘッド保護時のキャッピング状態。）
【図２】本発明の第一の実施例の構成を示す簡易構造図。（吸引直後に大気取り込み吸引を行う第一の離間停止位置の状態。）
【図３】本発明の第一の実施例の構成を示す簡易構造図。（印刷時等ヘッド側が移動する際のキャップ完全退避の第二の離間停止位置の状態。）
【図４】本発明の第二の実施例の構成を示す簡易構造図。（吸引直後に大気取り込み吸引を行う第一の離間停止位置の状態。）
【図５】本発明の第三の実施例の構成を示す簡易構造図。（吸引直後に大気取り込み吸引を行う第一の離間停止位置の状態。）
【図６】本発明の第四の実施例の構成を示す簡易構造図。（吸引直後に大気取り込み吸引を行う第一の離間停止位置の状態。）
【図７】従来の一般的な吸引回復装置の構成を示す簡易構造図。（吸引またヘッド保護時のキャッピング状態。）
【図８】従来の一般的な吸引回復装置の大気連通弁方式の原理を示す簡易構造図。（吸引直後に大気取り込み吸引を行う状態。）
【図９】従来の一般的な吸引回復装置のキャップ微少離間方式の原理を示す簡易構造図。（吸引直後に大気取り込み吸引を行う状態。）
【図１０】従来の一般的な吸引回復装置のキャップ周辺の構成を示す簡易構造図。（吸引直後に大気取り込み吸引を行う状態。）
【符号の説明】
１　キャップ部材
２　インクジェットヘッド
３　吐出面
４　吐出口
５　ポンプ
６　大気連通弁
７　キャップ保持部材
８　カムＣ
９　バネＣ
１０　ピン
１１　キャリッジ
１２　カムＰ
１３　バネＰ
１４　溝部
１５　アーム
１６　カムＡ
１７　アーム軸
１８　アクチュエータ
【図１】
2004142332.tif 000003
【図２】
2004142332.tif 000004
【図３】
2004142332.tif 000005
【図４】
2004142332.tif 000006
【図５】
2004142332.tif 000007
【図６】
2004142332.tif 000008
【図７】
2004142332.tif 000009
【図８】
2004142332.tif 000010
【図９】
2004142332.tif 000011
【図１０】
2004142332.tif 000012