(57)【要約】【課題】メンテナンス時間の短縮が可能なインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】実施形態のインクジェット記録装置は、ノズル面にインクを塗布、またはノズル面をワイプするメンテナンスユニットと、ノズル面にインク塗布後、ノズル面に掛かる圧力を正圧にしてインク循環を行い、ノズル面をワイプする第１のインク払拭工程と、ノズル面に掛かる圧力を第１の負圧にしてインク循環を行い、ノズル面をワイプする第２のインク払拭工程と、ノズル面に掛かる圧力を第１の負圧よりも大きな第２の負圧にしてインク循環を行うインク吸引工程とを含むメンテナンス動作を実行させる制御部とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するためのノズル面を備えたノズルプレートを有する記録ヘッドと、
前記ノズル面に掛かる圧力を調節する圧力調整装置と、
インクを保持するインクタンクと前記記録ヘッドとを繋ぐ循環流路と、
前記ノズル面にインクを塗布、または前記ノズル面をワイプするメンテナンスユニットと、
前記ノズル面にインク塗布後、前記ノズル面に掛かる圧力を正圧にしてインク循環を行い、ノズル面をワイプする第１のインク払拭工程と、前記第１のインク払拭工程後、前記ノズル面に掛かる圧力を第１の負圧にしてインク循環を行い、ノズル面をワイプする第２のインク払拭工程と、前記第２のインク払拭工程の後に、前記ノズル面に掛かる圧力を第１の負圧よりも大きな第２の負圧にしてインク循環を行うインク吸引工程とを含むメンテナンス動作を実行させる制御部とを備えた、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インク吸引工程時のノズル面に掛かる圧力値は−２．０ないし−３．０ｋＰａである、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の負圧におけるインク循環を所定時間行い、所定回数の前記メンテナンス動作を行う、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】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プリンタ等として使用されるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット記録装置として、インクジェット記録装置を長時間使用せずに放置した場合、インクは溶媒が蒸発して増粘してしまう。インクを循環させることによりメンテナンスを行い、増粘したインクを除去するインクジェット記録装置が知られている。このインク循環の際、ノズルプレート内を負圧に保ちながらインク循環を行うインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
このインクジェット記録装置は、メンテナンス時に常にインクをメンテナンスユニットにより吸引するため、インクの消費量が増してしまう虞がある。これを改善するために、インクの粘度の程度によりノズルプレート内を負圧にするか否かを判断してインク循環を行うインクジェット記録装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７４３６０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このインク循環ではメンテナンスに時間がかかってしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、メンテナンス時間の短縮が可能なインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態のインクジェット記録装置は、インクを吐出するためのノズル面を備えたノズルプレートを有する記録ヘッドと、前記ノズル面に掛かる圧力を調節する圧力調整装置と、インクを保持するインクタンクと前記記録ヘッドとを繋ぐ循環流路と、前記ノズル面にインクを塗布、または前記ノズル面をワイプするメンテナンスユニットと、前記ノズル面にインク塗布後、前記ノズル面に掛かる圧力を正圧にしてインク循環を行い、ノズル面をワイプする第１のインク払拭工程と、前記第１のインク払拭工程後、前記ノズル面に掛かる圧力を第１の負圧にしてインク循環を行い、ノズル面をワイプする第２のインク払拭工程と、前記第２のインク払拭工程の後に、前記ノズル面に掛かる圧力を第１の負圧よりも大きな第２の負圧にしてインク循環を行うインク吸引工程とを含むメンテナンス動作を実行させる制御部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係るインクジェット記録装置の側面模式図。
【図２】図１に示すインクジェット記録装置の記録液供給装置を模式的に示す図。
【図３】インクジェットヘッドの構造を説明するための図。
【図４】インクジェット記録装置が備える各部の電気的接続を示すブロック図。
【図５】メンテナンス制御の流れを説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すように、インクジェット記録装置１１は、装置の外郭となる本体ケース１２を備えている。インクジェット記録装置１１は、本体ケース１２の内部に、インクジェットヘッド１３（記録ヘッド）と、インクジェットヘッド１３に記録液を供給するための供給装置１４と、インクジェットヘッド１３の印刷を制御する制御回路１５（図４に示す）と、シート状記録媒体、例えば用紙１７を搬送するためのシート送り機構１６と、用紙１７が収納される給紙カセット１８と、給紙カセット１８とは独立に設けられる手差しトレイ１９と、を備えている。インクジェット記録装置１１は、さらに、インクジェットヘッド１３をメンテナンスするための不図示のメンテナンス装置を備えている。
【００１０】
シート送り機構１６は、回転可能に設けられるとともに用紙１７が巻きつけられるドラム２５と、用紙１７をドラム２５に吸着させる帯電ローラ２６と、給紙カセット１８中の用紙１７をドラム２５に向けて送る第１の送りローラ２７と、手差しトレイ１９に差し込まれた用紙１７をドラム２５に向けて送る第２の送りローラ２８と、第１の送りローラ２７のシート送りと第２の送りローラ２８のシート送りとを切り替える切替機構２９と、を有している。
【００１１】
図２に示すように、供給装置１４は、メインタンク３７、第１のタンク３３、第２のタンク３４、循環流路３５、ポンプ３６、供給流路３８、排出インク受け皿４６、排出流路４７、排出タンク４８等を含む。メインタンク３７、第１のタンク３３、第２のタンク３４、排出タンク４８はインクタンクである。
【００１２】
メインタンク３７は、大気開放タンクで構成される。メインタンク３７の内部に記録液が貯留されている。記録液は、例えば、用紙１７に画像を形成することが可能なインク（以下記録液がインクの場合で説明）などである。メインタンク３７は、内部に貯留したインクを循環流路３５に供給する。
【００１３】
メインタンク３７は、第１のタンク３３および第２のタンク３４よりも大きい容量を有している。メインタンク３７の液面は、液面センサ５３により検知される。
【００１４】
第１のタンク３３はいわゆるサブタンクであり、内部にインクを貯留している。第１のタンク３３の液面は、液面センサ５１により検知される。
【００１５】
第２のタンク３４は同様にサブタンクであり、内部にインクを貯留している。第２のタンク３４の液面は、液面センサ５２により検知される。
【００１６】
排出タンク４８は、インクジェットヘッドから排出されたインクを回収するインクタンクである。排出インク受け皿４６に排出されたインクが、排出流路４７を経て排出タンク４８に回収される。
【００１７】
循環流路３５は、第１のタンク３３とインクジェットヘッド１３とを接続する第１の接続部３５Ａと、インクジェットヘッド１３と第２のタンク３４とを接続する第２の接続部３５Ｂと、第２のタンク３４と第１のタンク３３とを接続する第３の接続部３５Ｃと、を有している。言い換えると、ループ状になった循環流路３５の途中に、インクジェットヘッド１３と、第１のタンク３３と、第２のタンク３４と、がそれぞれ独立して配置されている。
【００１８】
回収流路４１は、フィルタ装置４３および弁４２を有し、第１の接続部３５Ａとメインタンク３７とを接続している。第１のポンプ３６は、第３の接続部３５Ｃの途中に設けられている。ポンプ３６はインクを循環させる。
【００１９】
複数の弁４２は電磁弁で構成されている。弁４２は制御回路１５（図４に示す）の制御により、流路を開放したり閉鎖したりする。
【００２０】
供給流路３８は、循環流路３５の第３の接続部３５Ｃとメインタンク３７とを第１のタンク３３を介して接続している。
【００２１】
回収流路４１と第３の接続部３５Ｃにそれぞれ設けられたフィルタ装置４３は、メッシュ状のフィルタ本体と、フィルタ本体を囲むハウジングなどを有している。フィルタ装置４３によって、インク中に含まれる異物を除去する。
【００２２】
制御回路１５は、第１のタンク３３内のインクの液量が少なくなった場合には、ポンプ３６を駆動して、メインタンク３７から第１のタンク３３に液を供給する。
【００２３】
インクジェットヘッド１３の液面高さは、第１のタンク３３の液面高さおよび第２のタンク３４の液面高さよりも高い位置にある。従って、インクジェットヘッド１３の液面高さと第１のタンク３３および第２のタンク３４の液面高さとの間の水頭差により、後述する液室６２内（図３に示す）でインクが負圧に保持されている。この場合、液室６２内のインクの圧力は、例えば、０〜−３．０ｋＰａの範囲内で一定に管理されている。
【００２４】
続いて図３を用いてインクジェットヘッド１３の構造について説明する。インクジェットヘッド１３は、いわゆるシェアモードサイドシュータタイプのもので構成される。インクジェットヘッド１３は、ヘッド本体６１と、ヘッド本体６１の内部に作りこまれるとともにインクが負圧で保持される複数の液室６２と、液室６２の一つの壁部を構成するようにヘッド本体６１に接着されるノズルプレート６３と、複数の液室６２にそれぞれ連通するようにノズルプレート６３に形成される複数のノズル６４とを備える。
【００２５】
複数のノズル６４は、例えば、ノズルプレート６３の中央部に２列に並んで形成されている。ノズル６４は、液室６２側からプレート６３の外側に向かい径が順次小さくなる台形の断面形状を有している。
【００２６】
ヘッド本体６１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）製の２枚の板状の圧電部材を張り合わせて形成されている。圧電部材は、互いに分極方向が逆向きになるように接着されている。
【００２７】
液室６２は、いわゆる圧力室であり、ノズル６４に対応している。インクジェットヘッド１３は、２個の液室６２の間に、駆動素子である支柱６９を有している。支柱６９は、各ノズル６４に対応して液室６２の両壁部として一対に形成されており、支柱６９の変形によりノズル６４から液滴を吐出させることができる。支柱６９は、２列になったノズル６４に対応して、２列で配置されている。支柱６９の側面と、液室６２の底面とにわたるように、支柱６９を駆動するための電極７０が形成されている。
【００２８】
このような構成のインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置１１において、液滴の吐出は、制御回路１５がインクジェットヘッド１３の各液室に対応する印字信号をドライバＩＣに出力し、印字信号を受けたドライバＩＣが電気配線を介して駆動パルス電圧を対応する支柱６９に印加する。これにより左右一対の支柱６９は、シェアモード変形を行って湾曲するように離反する。これにより液室の容積は増加し、そして、これらを初期位置に復帰させて液室のインクを加圧することで、ノズル６４から液滴が勢い良く吐出される。
【００２９】
液滴の吐出を繰り返すと、ノズル６４の周囲にミストが発生し、これがノズルプレート６３に付着して付着液となる。付着液を放置すると、ノズル６４から吐出される液滴の吐出方向が曲がったり、ノズルに不吐出を生じたりしてしまう。またインクジェット記録装置を使用せずに放置しておくと、ノズルプレート内に溜まっていたインクは、溶媒が蒸発することにより増粘してしまう。
【００３０】
上記の問題を回避するために、インクジェット記録装置を放置後再び使用する場合に、メンテナンス動作を行う。メンテナンス動作の一部として例えばインク塗布工程、インク払拭工程、インク吸引工程等がある。インク塗布工程では、ノズル面にインクを塗布することにより、ノズル付近において固まってしまったインクを再溶解させる。インク払拭工程では、ノズル面にヘッドワイパ装置７４（図４に示す）を矢印Ａ方向（図１に示す）に動作させ、ノズル面をワイプし、インクを払拭する。ヘッドワイパ装置７４は例えばゴムブレードやローラ等が挙げられる。インク吸引工程では、ノズルプレート内（ノズルを含む液室６２内）に大きな負圧を掛けている。
【００３１】
図４はインクジェット記録装置１１が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。図４に示すように、インクジェット記録装置１１の制御部２４は、各種の制御プログラムを実行することによりインクジェット記録装置１１が備える各部を駆動制御するＣＰＵ２０、各種の制御プログラムを記憶するＲＯＭやＣＰＵ２０のワークエリアとして機能するＲＡＭ等のメモリ７２、オペレータによる操作を受け付ける操作部２１及び制御回路１５等がＩ／Ｏポート２３を介して接続されることで構成されている。
【００３２】
制御回路１５は、各部の駆動制御部で構成されている。制御回路１５には、インクジェットヘッド１３、ポンプ３６、タイマ７１、循環モータ７３、ヘッドワイパ装置７４、圧力検知センサ７５、圧力調整部７６等が接続されている。
【００３３】
制御部２４は、インクジェット記録装置１１が備える各部を駆動制御することによりプリント動作やメンテナンス動作等を実行する。制御部２４は、例えば、オペレータのキー操作等に応じて操作部２１から出力される信号等に基づき、プリント動作やメンテナンス動作等を行う。
【００３４】
メモリ７２には、メンテナンス動作等の実行に際して参照される各種データ等を記憶するエリアが確保されている。このエリアには、例えば、前回メンテナンス動作を実行してからの累積でのメンテナンス実施回数、前回メンテナンスを行ってからのメンテナンス非実施時間、温度履歴、湿度履歴、前回メンテナンスを行ってからの印字枚数等に関するデータが記憶されている。
【００３５】
図５は、メンテナンス動作を行うためのメンテナンス制御の流れを説明する図である。この処理は例えば、オペレータが操作部２１により特定のキー操作を行ったときや、インクジェットヘッド１３が所定行の印刷を終了したときに実行される。
【００３６】
アクトＡ１にて、ＣＰＵ２０は、タイマ７１を起動させると同時に循環モータ７３に回転指令を行う。循環モータ７３が作動するとインクの循環が開始され、例えば、ノズル面圧−１．０ｋＰａで所定流量のインクが循環される。
【００３７】
ノズル面圧とはノズル６４付近のインクに掛かる圧力である。ここでは、インクジェットヘッド１３のインク流路前後に設けたそれぞれの圧力検知センサにより測定された圧力値の中間の値を、ノズル面圧とした。
【００３８】
アクトＡ２にて、インク塗布部材により、ノズル面にインクを塗布する。ノズル面とは、インクが吐出される側の外気と接する面である。インク塗布部材とは、例えばインクを含浸させたフェルトを備えたインク塗布ローラ等が挙げられる。
【００３９】
アクトＡ３にて、ＣＰＵ２０が、ノズル面圧を調整する圧力調整装置７６に作動指令を行う。ＣＰＵ２０は、ノズル面圧の圧力値が正圧側設定値（１．５ｋＰａ）以上となるように指令する。
【００４０】
アクトＡ４にて、ノズル面圧の圧力値が正圧側設定値（１．５ｋＰａ）以上である場合（アクトＡ４のＹ）、ＣＰＵ２０は、ヘッドワイパ装置作動指令を行う（アクトＡ５）。アクトＡ４にて、ノズル面圧の圧力値が正圧側設定値（１．５ｋＰａ）未満の場合（アクトＡ４のＮ）、再度アクトＡ２ないしＡ４を行う。
【００４１】
ノズル面圧が正圧のとき、ノズルにはインク吐出方向に力が掛かり、ノズルプレート６３内のインクはノズルプレート６３から押し出される。
【００４２】
ノズルプレート６３からノズル面に押し出されたインクは、ヘッドワイパ装置７４である例えばゴムブレードやローラでワイプされる。ワイプされたインクは、ヘッドの下の排出インク受け皿４６で受けられた後、排出インク流路４７によって排出インクタンク４８に運ばれる。
【００４３】
このようにして増粘したインクはインクジェットヘッド１３内から除去される。アクトＡ３は、ノズル面圧の圧力値が正圧側設定値（１．５ｋＰａ）以上になるまで行う。アクトＡ３ないしアクトＡ５を第１の払拭工程とする。
【００４４】
アクトＡ１０にて、ＣＰＵ２０が、ノズル面圧を調整する圧力調整装置７６に作動指令を行う。ＣＰＵ２０は、ノズル面圧の圧力値が負圧側設定値（−１．０ｋＰａ）以下（第１の負圧）となるように指令する。
【００４５】
アクトＡ１１にて、ノズル面圧の圧力値が負圧側設定値（−１．０ｋＰａ）以下ならば（アクトＡ１１のＹ）、ＣＰＵ２０がヘッドワイパ装置７４作動指令を行う（アクトＡ１２）。ヘッドワイパ装置７４によりインクをワイプする。アクトＡ１１にて、ノズル面圧の圧力値が負圧側設定値（−１．０ｋＰａ）よりも大きい値の場合（アクトＡ１１のＮ）、再度アクトＡ１０およびＡ１１を行う。アクトＡ１０は、ノズル面圧の圧力値が負圧側設定値（−１．０ｋＰａ）以下になるまで行う。アクトＡ１０ないしアクトＡ１２を第２の払拭工程とする。
【００４６】
アクトＡ２０にて、ＣＰＵ２０が、圧力調整装置７６に作動指令を行う。アクトＡ２１にて、ＣＰＵ２０は、圧力値が負圧側設定値（−３．０ｋＰａ）以下（第２の負圧）であるかどうか確認を行う。アクトＡ２１は、圧力値が負圧側設定値（−３．０ｋＰａ）以下になるまで行う。アクトＡ２０およびアクトＡ２１をインク吸引工程とする。
【００４７】
圧力値が負圧側設定値（−３．０ｋＰａ）以下に達したことが確認されると（アクトＡ２１のＹ）、ＣＰＵ２０は、所定時間インク循環を行なったかどうかの確認を行う（アクトＡ２２）。予め設定しておく所定時間は、ここでは例えば３分とする。アクトＡ２１にて、ノズル面圧の圧力値が負圧側設定値（−３．０ｋＰａ）よりも大きい値の場合（アクトＡ２１のＮ）、再度アクトＡ２０およびＡ２１を行う。アクトＡ２２は、所定時間インク循環を行なったことが確定するまで行う。
【００４８】
所定時間３分が経過したことが確認されると（アクトＡ２２のＹ）、ＣＰＵ２０は、メンテナンスサイクルが設定回数以上であるかどうかの確認を行う（アクトＡ２３）。メンテナンスサイクルの回数は、ここでは予め３回と設定した。
【００４９】
メンテナンスサイクルが設定回数である３回以上である場合（アクトＡ２３のＹ）、アクト２４にてＣＰＵ２０はヘッドに駆動指令を行ない、印刷が開始され、一連の動作が終了する。
【００５０】
メンテナンスサイクルが設定回数である３回未満である場合（アクトＡ２３のＮ）、再びアクトＡ２ないしＡ２３を行う。アクトＡ２３は、メンテナンスサイクルが設定回数である３回以上になるまで行う。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、メンテナンス開始時にノズル面にインクを塗布して増粘したインクを再溶解し、その後ノズルプレート６３内を正圧に保ちつつノズル面を払拭することにより、ノズル面に付着した異物をノズル内部に吸い込むことなく除去することができる。また、ノズル面を払拭後、ノズルプレート６３内に大きな負圧が掛かるように保ちつつインクを循環させることにより、再溶解し始めたインクの増粘部分を内部の循環路近くに引き寄せ、最終的にインク循環により回収することができる。これにより、負圧のみでインク循環を行うよりも、メンテナンスの時間を短縮することができる。
【００５２】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１１・・・インクジェット記録装置
１３・・・インクジェットヘッド
２４・・・制御部
３３・・・第１のタンク
３４・・・第２のタンク
３５・・・循環流路
３７・・・メインタンク
４８・・・インクタンク
６３・・・ノズルプレート
６４・・・ノズル
７６・・・圧力調整装置
【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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