(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のインクを吐出するための第１吐出口と前記第１のインクと異なる第２のインクを吐出するための第２吐出口とを有する記録ヘッドと、前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングするための１つのキャップと、前記キャップ内を負圧にするための吸引ポンプと、前記キャップ内を大気と連通するための大気連通部と、を備えるインクジェット記録装置の吐出回復方法であって、
前記キャップで前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングした状態で前記吸引ポンプを駆動して前記第１吐出口及び前記第２吐出口からインクを吸引させる工程と、
前記キャップで前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングした状態で、前記第１吐出口及び前記第２吐出口にインクを吐出させることなく前記大気連通部を開放して前記キャップ内を大気圧に戻す工程と、
前記キャップ内を大気圧に戻した後に、前記吸引ポンプを駆動させ、かつ、前記第１吐出口及び前記第２吐出口にインクを吐出させる工程と、
を備えることを特徴とする吐出回復方法。
【請求項２】
前記キャップ内を大気圧に戻した後に、前記吸引ポンプの駆動を開始してから所定時間経過後に前記第１吐出口及び前記第２吐出口にインクを吐出させることを特徴とする請求項１に記載の吐出回復方法。
【請求項３】
前記キャップを前記第１吐出口及び前記第２吐出口から離間させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の吐出回復方法。
【請求項４】
前記キャップが前記第１吐出口及び前記第２吐出口から離間した状態で、前記吸引ポンプを駆動させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の吐出回復方法。
【請求項５】
第１のインクを吐出するための第１吐出口と前記第１のインクと異なる第２のインクを吐出するための第２吐出口とを有する記録ヘッドと、前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングするための１つのキャップと、前記キャップ内を負圧にするための吸引ポンプと、前記キャップ内を大気と連通するための大気連通部と、を備えるインクジェット記録装置において、
前記キャップで前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングした状態で前記吸引ポンプを駆動して前記第１吐出口及び前記第２吐出口からインクを吸引させ、前記キャップで前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングした状態で、前記第１吐出口及び前記第２吐出口にインクを吐出させることなく前記大気連通部を開放して前記キャップ内を大気圧に戻し、前記キャップ内を大気圧に戻した後に、前記吸引ポンプを駆動させ、かつ、前記第１吐出口及び前記第２吐出口にインクを吐出させるように、前記記録ヘッド、前記キャップ、前記吸引ポンプ、及び前記大気連通部の動作を制御する制御手段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６】
前記制御手段は、前記キャップ内を大気圧に戻した後に、前記吸引ポンプの駆動を開始してから所定時間経過後に前記第１吐出口及び前記第２吐出口にインクを吐出させるように制御することを特徴とする請求項５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、記録用の液体を吐出し記録動作を行う記録ヘッドの回復機構を含むインクジェット記録装置及び吐出回復方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置として広く知られているインクジェットプリンタは、一般に、その記録ヘッドの吐出口形成面に付着した増粘インクや塵埃などを除去する回復処理装置を備え、安定したインク吐出機能を維持している。その回復処理装置は、例えば、記録用の液体としてのインクの乾燥や蒸発を防止するために非記録時に記録ヘッドの吐出口形成面を被覆する１個または複数のキャップ部材と、キャップ部材を介して記録ヘッドの吐出口形成面およびその近傍から増粘インクなどを吸引するポンプとを含んで構成されている。
【０００３】
従来の記録ヘッドにキャップ部材を密着させて行うインクの吸引動作を行うインクジェット記録装置、およびインクの吸引動作については特公平０３−６１５９３号公報がある。この公報に記載のインクの吸引動作は、記録ヘッドの吐出口面にキャップ部材を密着させ、キャップ部材内を負圧にさせ、ノズルを介して記録ヘッド内のインクを吸引する。次にキャップ部材内を大気に連通させてキャップ部材内に残留するインクを吸引する。さらにキャップ部材を記録ヘッドから引き離す工程から成るものである。
【０００４】
このインク吸引動作においては、ノズル内への空気の入り込み、キャップ部材からのインクの垂れ・飛び散りを抑えるという効果の記載はあるが、本件で課題としている混色については何ら示唆するものはない。
【０００５】
次にキャップ部材内に吸収体を設けることも提案されており、これは、ノズル周辺部に付着したインク溜まりを吸収除去し、吐出口面のインク残溜分を減らす効果がある。
【０００６】
インクジェット記録装置は、カラー化が進み、複数の色のインクを別々に吐出し、表現したい色に合わせて複数の色のインクドットを吐出制御する。
【０００７】
ここで、記録ヘッドが複数色のカラーインクタンクを搭載し、各色用の複数のノズル列、または一列中を各色用に分配した複数のノズル群を備えたカラーカートリッジである場合に、各色毎に複数のキャップ部材を設けるのではなく、複数色のノズル列、またはノズル群を一つ乃至は色数より少ない複数のキャップ部材で被覆する方が、機構の簡略化や装置コストの低減化に対して有利であり、一般的に用いられている方法である。
【０００８】
また、一般的にインクジェット記録装置でカラー表現する場合、Ｙ、Ｍ、Ｃ(イエロー、マゼンタ、シアン)の３色、さらにＢｋ（ブラック）を加えた４色を用いる。Ｃ，Ｍ，Ｙの３色のインクでも黒色を表現することは可能であるが、鮮明な黒色を表現するためには黒色のインクを別に備えるのが一般的である。そして、黒色のインクを記録する第１の記録ヘッドと、３色（複数色）のカラーインクを記録する複数のノズル列を有した第２の記録ヘッドを備えた場合、第１の記録ヘッド、第２の記録ヘッドのそれぞれに対するキャップ部材が必要となり、第１と第２のキャップ部材を同一のキャップ機構で構成したものや、第１と第２のキャップを一体的に構成したものもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例では、吸引動作を行ったときに複数色のインクがキャップ内で混ざり合った混色インクとなってキャップ内に充填されることとなる。ここで吸引動作後またはキャップ内を大気連通にしてキャップ内のインクを吸引除去後にキャップ部材を離間すると、記録ヘッドの吐出口形成面に付着して残ってしまった混色インクがノズル内に侵入し、ノズル内のインクと混ざるため、記録媒体に記録したときに、イエローなどの淡い色に他の色が混ざって記録される所謂混色現象が発生するという問題があった。インクタンク内部は常にノズル部に対して負圧になるように設定されているために、記録ヘッドの吐出口面に残った混色インクはノズルを介して記録ヘッド内に吸い込まれてしまい、ノズル内に侵入した混色インクはさらに拡散してヘッド内部へと逆流してしまう。
【００１０】
このため、一連の吸引動作を行ってから、記録動作を始める前に、ノズル内の混色インクを吐き出すために記録とは無関係のインク吐出を行うことにより、混色現象を防ごうとする試みがなされている。混色を防止するためのインク吐出については特登録２６１５６１９号がある。これには、吸引ポンプによる吸引動作後にキャップを記録ヘッドから引き離し、吸引ポンプを作動させた状態でノズルから混色防止のインク噴射をさせることが記載されている。
【００１１】
記録とは無関係に記録ヘッドを駆動し、ノズルからインクを吐出することをここでは“予備吐出”とも呼ぶ場合があり、インクジェット記録装置では一般的に上述のように記録ヘッド内に侵入した混色インクを吐き出すほかに、蒸発などによりノズル内で増粘したインクやノズル内に溜まった気泡やごみなどを吐き出して吐出安定性を図るときにも使用される。
【００１２】
しかしながら、吸引動作後にキャップを引き離す場合、キャップにインクを残したままキャップを引き離すこととなり、インクの特性や記録ヘッドの吐出口面の撥水状態など諸条件により、記録ヘッドからキャップ部材を離間させた時に、記録ヘッド側に多量のインクが付着する場合や、記録ヘッドが搭載するインクタンク内部に存在する負圧（保持圧）が大きい場合などは、ノズル内に多量のインクが混ざりこみ混色現象の度合いも悪化するため、所定の予備吐出量では混色インクを吐き出しきれず、さらに大量のインクを消費せざるを得ないという課題が残った。また、大気連通弁を有するキャップでの吸引回復動作では吸引動作後、キャップ内を大気連通弁を開放してキャップ内のインクを除去した後にキャップを引き離すと、吸引されてからキャップを引き離すまでの時間の間にノズル内への混色は記録ヘッド内部奥へと広がっていくため、この後に予備吐出してもかなり大量のインクを吐出しないと混色が解消できなくなってしまう。
【００１３】
また、キャップをした状態でピストンポンプを作動させ、キャップ内に予備吐出をする構成が特開平０５−２０１０２９号公報に記載されているが、これは各色ごとにキャップを備えた構成であり、また、吸引による混色については何ら示唆するものはない。
【００１４】
本発明は、上述の状況に鑑みて成されたもので、混色現象を生じさせないために大量のインク消費を伴なうような予備吐出を行うことなどの問題を解消できるインクジェット記録装置及び吐出回復方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、第１のインクを吐出するための第１吐出口と前記第１のインクと異なる第２のインクを吐出するための第２吐出口とを有する記録ヘッドと、前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングするための１つのキャップと、前記キャップ内を負圧にするための吸引ポンプと、前記キャップ内を大気と連通するための大気連通部と、を備えるインクジェット記録装置の吐出回復方法であって、前記キャップで前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングした状態で前記吸引ポンプを駆動して前記第１吐出口及び前記第２吐出口からインクを吸引させる工程と、前記キャップで前記第１吐出口及び前記第２吐出口をキャッピングした状態で、前記第１吐出口及び前記第２吐出口にインクを吐出させることなく前記大気連通部を開放して前記キャップ内を大気圧に戻す工程と、前記キャップ内を大気圧に戻した後に、前記吸引ポンプを駆動させ、かつ、前記第１吐出口及び前記第２吐出口にインクを吐出させる工程と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
【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を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る画像形成装置の例としてのインクジェットプリンタの一実施の形態を示す外観斜視図であり、上ケースを除いた状態で示す図である。
【００２８】
図１において、給紙トレイ１０１にセットされたシート（被記録媒体）は給紙ローラ（不図示）の回転によって給紙され、この給紙されたシートは搬送ローラ（不図示）によってプラテン３０１上を搬送される。この搬送の間にキャリッジ２０３に搭載された記録ヘッド２０１から、その走査に伴なってインクが吐出されシート上に画像などの記録（形成）がなされる。
【００２９】
キャリッジ２０３は上記記録ヘッド２０１およびこれに供給するインクを貯留したインクタンク２０２を着脱自在に搭載するものであり、キャリッジ２０３は走査レール３６０と摺動可能に係合すると共に、キャリッジモータ（不図示）の駆動力がベルトなどの伝達機構を介して伝達されることにより、上記記録ヘッド２０１の走査を行うことができる。また、キャリッジ２０３の移動範囲の一方の端部には、記録ヘッド２０１の吐出機能を良好に維持する吐出回復処理を行うための回復系５００が設けられている。
【００３０】
なお、キャリッジ２０３には、上述のように記録ヘッド２０１及びインクタンク２０２が着脱自在に搭載されるが、本実施例ではその形態が、記録ヘッド２０１を一体に取り付けたホルダに、さらにインクタンク２０２が取り付けられたタンクホルダが装着され、これらが一体でキャリッジ２０３に搭載されるものである。また、上記記録ヘッド２０１及びインクタンク２０２は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各インクにそれぞれ対応して記録を行うものである。さらに、本実施例における記録ヘッド２０１は、熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ、この気泡の圧力によってインクを吐出する、所謂バブルジェット方式のものである。前記記録ヘッド２０１は、上述のインクを吐出させる気泡を発生させる為の熱エネルギーを付与する電気・熱変換体（図示略）を具備している。
【００３１】
図２は、図１に示したインクジェットプリンタの回復系５００の構成例を示す模式図である。
【００３２】
図２において、２０４は走査レール３６０と係合するためのキャリッジ２０３の軸受け部である。５１０は記録ヘッドの吐出口面を覆うことのできるキャップで、矢印Ａ方向に移動可能であり、キャリッジ２０３がホームポジション（回復系上）にいる時に不図示の上昇下降機構にて上昇することで吐出口面を密着し、下降することで吐出口面から離脱できるような構成となっている。５１１はキャップに連通した吸引チューブ、５２１はキャップに連通した大気連通チューブ、５２０は大気連通弁機構であり、大気連通チューブ５２１に連結されている。この大気連通弁は不図示のカム機構で開閉できるようになっている。５３０は吸引ポンプであり、チューブポンプを形成している。５３１はポンプベースであり、内側にチューブガイド面５３１ａが半円形状で形成されている。５３２はコロホルダーであり、これに２個のコロ（ローラ）５３４が回転軸５３３を中心とする回転に応じて吸引チューブ５１１をしごきながら移動することでキャップ５１０内に負圧を発生させている。５４０はブレード、５４１はブレードを保持しているブレードホルダーであり、キャップ５１０が下方に移動して待機しているときに矢印Ｂ方向にブレードホルダー５４１がスライドすることにより、ブレード５４０が吐出口面に当接しながら吐出口面に残留したインク滴や紙粉などのごみをワイピングするように構成されている。
【００３３】
図３はキャップ５１０の構成を説明するためのキャップ部分の拡大断面図である。キャップ５１０には吸引用の連通口５１０ａがあり、これは吸引チューブ５１１と連結されている。５１０ｂは大気連通用の連通口であり、大気連通チューブ５２１と連結されている。また、キャップ５１０内部には多孔質の吸収体５１５が備えられている。
【００３４】
図４は本実施例に用いたインクジェット記録ヘッドの吐出口面の部分を示した説明図である。これは矢印で示したキャリッジ２０３の走査方向に対して各色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のノズル列２０―Ｂｋ、２０―Ｃ、２０―Ｍ、２０―Ｙが垂直に配置されている。本実施例ではこれら４色のノズル列を一つのキャップで覆うようにキャップ５１０を吐出口面２０１ａに密着させる。尚、記録ヘッド２０１のノズル構成は特にこれに限定されるものではない。
【００３５】
図５は本発明に係るインクジェット記録装置の構成例を示すブロック図である。
【００３６】
図５において、メインバスライン６０５に対して夫々アクセスする画像入力部６０３、それに対応する画像信号処理部６０４、中央制御部（ＣＰＵ）６００といったソフト系処理手段と操作部６０６、回復系制御回路６０７、キャリッジ制御回路６１６、紙送り制御回路６１８、ヘッド駆動制御回路６１７といったハード系処理手段とに大別される。中央制御部６００は制御プログラムを格納するプログラムＲＯＭ６０１と記録ヘッド２０１に供給するプリントデータなどの各種データを保存しておくランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有し、入力情報に対して適正記録条件をキャリッジ制御回路６１６、紙送り制御回路６１８、ヘッド駆動制御回路６１７に与えてそれぞれキャリッジモータ６１３、搬送モータ６１４、記録ヘッド２０１を駆動して記録を行う。ＲＯＭ６０１には後述する回復動作タイミングチャートを実行するプログラムも保存されており、必要に応じて（例えば、操作部６０６からの吸引回復動作の実行命令）、回復系制御回路６０７や、ヘッド駆動制御回路６１７に制御条件を与え回復動作を実行する。回復系制御回路６０７は回復系モータ６０８を駆動し、不図示のカム機構などによりキャップ５１０、大気連通弁５２０、ブレード５４０、吸引ポンプ５３０を動作させ、ヘッド駆動制御回路６１７は記録ヘッド２０１の電気・熱変換体の駆動を行うもので、記録時のインク吐出や予備吐出を行うものである。これによって、以下に説明する回復動作を実行することができる。
【００３７】
図６は本実施例の回復動作を示すフローチャートであり、図７は回復動作を説明するタイムチャートである。本実施例の吸引回復動作を図６および図７を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
まず、ステップＳ６０１で吸引動作の指令が入ったかどうかを判断し、吸引回復モードであれば、ステップＳ６０２でキャリッジ２０３をキャップ５１０上(ホームポジション上)に移動し、キャップ５１０を上昇させて記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａに密着させる。この時、大気連通弁５２０は閉じた状態であり、この状態で吸引ポンプ５３０を回転させて吸引を開始する（ステップＳ６０３）。所定量だけコロ５３４を回転させることによりキャップ５１０内に負圧が発生し、記録ヘッド２０１のノズルを介して記録ヘッド２０１内部よりインクを引き出す。ここで吸引ポンプ５３０を停止し（ステップＳ６０４）、大気連通弁５２０を開放にし（ステップＳ６０５）、キャップ５１０内部を外部と連通状態にし、キャップ５１０内部を大気圧状態に戻す。ここで再度吸引ポンプ５３０のコロ５３４を回転させ吸引動作を開始する（ステップＳ６０６）。この時、記録ヘッド２０１の吐出部に吐出指令を送り、キャップ５１０を被せた状態で吸引ポンプ５３０を回転させながら記録ヘッド２０１よりインクを吐出させ予備吐出を行う（ステップＳ６０７）。この時、吸引されたインクはキャップ５１０から除去されるとともに、記録ヘッド２０１から吐出されたインクをも吸引除去していく。また、キャップ５１０内の吸収体５１５からインクが除去されると吸収体５１５自体が吸収力を回復し、記録ヘッド２０１に近接したキャップ５１０内の吸収体５１５は記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａ上に付着して残ったインク滴をこのキャップ５１０内の吸収体５１５で吸収除去するようにもなるし、記録ヘッド２０１から吐出されたインク滴も吸収除去されるため、ノズル内に排出されたインクが侵入するのをより効果的に防止している。また、キャップ５１０が被嵌された状態であるため、予備吐出をしてもミストなどがキャップ５１０外に漏れ出すこともない。予備吐出が終了したら吸引ポンプ５３０を停止し（ステップＳ６０８）、キャップ５１０を下降させて記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａより引き離す（ステップＳ６０９）。キャップ５１０が下方まで移動したらブレードホルダー５４１をスライドさせて記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａをブレード５４０にてワイピングして（ステップＳ６１０）、吐出口面２０１ａに残ったインク滴を除去する。ブレード５４０にて吐出口面２０１ａをワイピングする際にノズル内に押し込まれたインクなどを除去するために、再度予備吐出する（ステップＳ６１１）。従来はこの時の予備吐出で混色インクも吐き出すようにしていたが、上述したように吸引直後にキャップしたまま予備吐出をすぐに実行するようにしたため、従来よりも少ない量の予備吐出で混色を防止することができるようになった。このワイピング後の予備吐出は専用に設けた予備吐出位置で行っても良いし、キャップ５１０内にしても良い。キャップ５１０内に予備吐出することで他に予備吐出位置を設ける必要がなくなるため、装置の小型化も図れる。ワイピング後の予備吐出をキャップ内にした場合、図６に示すステップにも有るように、この後にキャップ５１０をヘッドから引き離した状態で再度吸引ポンプ５３０のコロ５３４を回転させて吸引動作を行うことによりキャップ５１���内のインクを吸引除去するようにしてもよい。
【００３９】
本実施例ではキャップを被嵌した状態で大気連通弁を開放する動作を、ポンプを一時停止してから行っていたが、特にこれに限定されることはなく、ポンプの吸引動作を行いながら大気連通弁を開放するような構成にしても良い。
【００４０】
本実施例では説明の都合上、キャップが一つの構成の場合で説明したが、キャップが複数ある場合でもそれぞれのキャップでの吸引動作において本発明を適用することが出来るし、複数のキャップの何れかの吸引動作のみで適用することもできる。
【００４１】
また、ポンプの構成をチューブポンプ形態で説明してきたが、特にこれに限定されることはなく、キャップ内に負圧を発生できるポンプ構成であれば何でもよい。
【００４２】
図８は他の実施例における回復動作を示すフローチャートである。尚、図８中の符号の内、図６と同符号については、説明を省略する。
【００４３】
図８に示したようにキャップ５１０に接続された大気連通弁５２０を開放にした状態でポンプを吸引開始し、大気開放状態で吸引した時間が所定時間以上経過した後に予備吐出を開始するようにした。同じ量だけインク吐出させる場合、大気連通状態で吸引開始直後に予備吐出した場合と、大気連通状態で吸引を開始してから約１秒経過後（ステップＳ８０１）に予備吐出を開始した場合、後者の方が混色を軽減するのに効果的であることが鋭意検討の結果得られた。これは大気開放して吸引を開始した直後は、吐出口２０１ａ面上にまだ多量のインクが付着し過ぎているために、記録ヘッド２０１からのインク吐出が阻害されて、吐出不良を起こしている為、この間の予備吐出の効果が少ないのではないかと考えられる。
【００４４】
ここでは、大気連通状態で吸引を開始してからの経過所定時間を１秒としたが特にこれに限定されるものではない。但し、余りにも長すぎると逆に混色が内部に進行し過ぎるため効果が薄れることと所要時間が長くなってしまうというデメリットも有るため、好ましくは０.５秒から２.０秒くらいと考えられる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吸引動作後、キャップを引き離すことなくキャップ内部を大気と連通させ、キャップ内のインクを吸引ポンプで除去しながら記録ヘッドよりインク吐出(予備吐出)を行っているため、記録ヘッド内の混色インクを速やかに記録ヘッドの外へ排出すること、及び混色防止のために消費する吐出インクの量を減らすことが出来、より効果的に吸引動作による混色を防止することが可能となり、高品質の記録を得ることができるという効果を呈する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る画像形成装置の例としてのインクジェットプリンタの一実施の形態を示す外観斜視図
【図２】  本発明に係るインクジェットプリンタの回復系の構成例としての一実施の形態を示す模式図
【図３】  キャップ部分の拡大断面図
【図４】  記録ヘッドの吐出口面の説明図
【図５】  本発明に係るインクジェット記録装置の構成例を示すブロック図
【図６】  本実施例の回復動作を示すフローチャート
【図７】  回復動作を説明するタイムチャート
【図８】  他の実施例における回復動作を示すフローチャート
【符号の説明】
２０１  記録ヘッド
２０２  インクタンク
２０３  キャリッジ
５００  回復系
５１０  キャップ
５２０  大気連通弁
５３０  吸引ポンプ
５４０  ブレード
５４１  ブレードホルダー
６００  ＣＰＵ
６０１  ＲＯＭ
６０２  ＲＡＭ
６０７  回復系制御回路
６０８  回復系モータ
６１６  キャリッジ制御回路
６１７  ヘッド駆動制御回路
６１８  紙送り制御回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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