JP2003320674A

JP2003320674A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2003320674A
Application number: JP2002133163A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Miyazawa; 芳雄宮澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2003-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において、非印刷時
や電源停止時が長時間になると、インクがノズル開口１
９で徐々に固化することによるノズルの目詰まりといっ
た問題が生じている。【解決手段】電源が遮断される際に、キャッピング手
段２０の流路内を洗浄液で洗浄してから、印字ヘッド１
７のノズル開口１９をキャップするので、長時間の印刷
休止や、長期間の電源停止状態においても、キャッピン
グ手段２０の流路内に満たされた洗浄液が、キャッピン
グ手段２０の流路内を保湿する。これにより、ノズル開
口１９でのインクの固化による目詰まりを防ぐことが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル開口からイ
ンク滴を吐出して記録媒体にパターンを印刷するインク
ジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、インクカー
トリッジからのインクの供給を受けるインクジェット式
印字ヘッドと、記録媒体を印字ヘッドの走査方向と垂直
方向に移動させる紙送り機構を備え、印字ヘッドをキャ
リッジ上で記録媒体の幅方向（主走査方向）と垂直に移
動させながら、印字ヘッドに対して機械的圧力や熱エネ
ルギーを発生させることで、記録媒体に対してインク滴
を吐出させることで記録が行われる。そして、ブラック
インク及びイエロー、マゼンタ、シアンの各カラーイン
クを吐出することでフルカラー印刷を可能としている。

【０００３】また、インクジェット式記録装置は、非接
触で記録媒体に印刷できることと、版を必要としない印
刷ができる利点があるため、近年、印刷目的に応じて様
々なインクを使い分けることが可能となってきている。
すわなち、鮮やかな発色を再現できる染料インクだけで
はなく、印刷物の耐候性の向上を目的とした顔料成分を
分散させているインクや、印刷物の素材を限定しないこ
とを目的とした有機溶剤を用いたインクなど、様々なイ
ンク種が用いられている。

【０００４】一方、これらのインクジェット式印字ヘッ
ドは、その印字ヘッドの内部に形成された圧力室で加圧
したインクをノズル開口からインク滴を吐出させて印刷
を行う関係上、ノズル開口からの吐出する溶媒の蒸発に
起因するインク粘度の上昇やインクの固化や、また粉塵
の付着、さらにはインク流路への気泡の混入などによ
り、印刷不良を起こすという問題を抱えている。このた
め、インクジェット式記録装置には、非印刷時に印字ヘ
ッドのノズル開口面を封止して乾燥を防止するキャッピ
ング手段を備えている。

【０００５】このキャッピング手段は、非印刷時、すな
わち印刷の休止時に、前記したノズル開口のインクの乾
燥を防止する気密の蓋として機能するだけでなく、ノズ
ルに目詰まりが生じた場合には、キャッピング手段によ
りノズル開口面を封止しキャッピング手段に接続された
吸引ポンプからの負圧により、全てのノズル開口からイ
ンクを吸引してノズル開口のインク固化による目詰まり
や、インク流路内への気泡混入によるインク吐出不良を
解消する機能も備えている。

【０００６】印字ヘッドの目詰まりや、インク流路内へ
の気泡の混入状態を解消させるためのインクの強制的な
吸引排出処理は、通常クリーニング操作と呼ばれ、装置
の長時間の休止後に印刷を再開する場合に実行された
り、またユーザが記録画像の品質が悪化したのを解消す
るためにクリーニングスイッチを手動操作した場合など
に、インクを印字ヘッドへの負圧により排出させる操作
が実行される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多様な
印刷に対応するため、様々なインク種を印字ヘッドに充
填するに従い、非印刷時や電源停止時が長時間になる
と、インクがノズル開口で徐々に固化することによるノ
ズルの目詰まりを回復できなくなるといった問題が生じ
てきている。またノズルの目詰まりに対応するため、印
刷操作終了時に、印字ヘッド内のインクを排出し、洗浄
液媒体に置換するといった方法が採られているが、印刷
操作開始時に再びインクを充填するといった操作が必要
となるため、インクの無駄な消費を行うことと、廃液処
理が煩わしいといった課題がある。

【０００８】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、インクの浪費
量を抑えつつ、また洗浄液置換や洗浄廃液の処理の煩わ
しさを招くこと無く、電源スイッチの操作だけでインク
の増粘による目詰まりを防止することができるインクジ
ェット式記録装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、このような課
題を解決するために本発明においては、ノズル開口から
インク滴を吐出する印字ヘッドと、前記印字ヘッドへイ
ンクを供給するインク供給手段と、前記印字ヘッドのノ
ズル開口をキャッピングするキャッピング手段と、キャ
ッピング手段と接続された吸引手段と、前記キャッピン
グ手段に洗浄液媒体を供給する洗浄媒体供給手段とを備
えるインクジェット記録装置であって、電源が遮断され
る際に、前記キャッピング手段の流路内を洗浄媒体で洗
浄した後に、前記印字ヘッドのノズル開口面をキャッピ
ングする。

【００１０】また、キャッピング手段と吸引手段とによ
ってインクを吸引された回数を記憶するカウンタとを備
え、そのカウンタの値によって、キャッピング手段の流
路を洗浄する際の、洗浄媒体の流量を調整する。

【００１１】また、キャッピング手段から開放されてい
る期間を計時する第１タイマーとを備え、第１タイマの
値によって、キャッピング手段の流路を洗浄する際の、
洗浄媒体の流量を調整する。

【００１２】また、印刷実行の命令とインクを吸引する
命令とを入力されない期間を計時する第２タイマとを備
え、その第２タイマの値によって、キャッピング手段の
流路を洗浄する際の、洗浄媒体の流量を調整する。

【００１３】上記第２タイマの値が一定の値に達した場
合は、キャッピング手段の流路内を洗浄媒体で洗浄し、
その後、電源を省電力モードに切り替える。

【００１４】インクが水系である場合には、洗浄媒体
が、グリコール系溶媒と水とを主体とした液体とする。
また、インクが油系である場合には、洗浄媒体が、グリ
コール系溶媒を主体とした液体とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】そこで以下の本発明の実施例につ
いて説明する。

【００１６】図１は、本発明によるインクジェット式記
録装置の印刷機構の構造を示すものであり、キャリッジ
１１は、タイミングベルト１４によりキャリッジ駆動モ
ータ１２に接続されていて、ガイド軸１０に案内されて
プラテン１５に平行に往復運動するように構成されてい
る。キャリッジ１１には、プラテン１５に対向する面
に、インクを吐出する印字ヘッド１７と、洗浄用ヘッド
１８とが固定されている。洗浄用ヘッド１８は、洗浄液
カートリッジ２２から洗浄液の供給を受ける。また印字
ヘッド１７は、インクカートリッジ２１からインクの供
給を受け、インク滴を吐出して印字する。

【００１７】非印字領域に配置されたキャッピング手段
２０は、印字ヘッド１７と洗浄用ヘッド１８とのノズル
開口１９の面を封止できるサイズを備え、ゴムなどの弾
性材料によりカップ状に形成されている。非印字時に
は、キャッピング手段２０は印字ヘッド１７のノズル開
口１９を封止している。またキャッピング手段２０は、
ポンプ駆動手段２５により駆動されるポンプユニット２
３から負圧の供給を受けるように構成されており、クリ
ーニング操作等には、印字ヘッド１７がキャッピング手
段２０に密着し、強制的にインクを排出させることがで
き、さらに洗浄用ヘッド１８がキャッピング手段２０に
密着した際には、強制的に洗浄液を排出させることがで
きる。

【００１８】またキャッピング手段２０の近傍には、印
字ヘッド１７がクリーニング操作を実行された後に、ノ
ズルメニスカスの回復をはかるために、ノズル開口１９
の面に当節されるワイピングブレード２４が配置されて
いる。

【００１９】ここで、洗浄液カートリッジ２２は、キャ
リッジ１１上に設置してもよいが、インクジェット記録
装置内外の任意の位置に配置し、図示しないフレキシブ
ルチューブを用いて洗浄用ヘッド１８に供給しても良
い。

【００２０】図２は本発明の制御装置の一実施例を示す
ものである。操作パネル２は、外部から操作しやすい函
体１の一部領域に設けられ、ここに電源スイッチ３、紙
送りスイッチ４、クリーニングスイッチ５、電源供給を
表示する表示器７が設置されている。

【００２１】ヘッド駆動回路３０は、図示しないホスト
からの印刷データをビットデータ生成手段３２によりビ
ットマップデータに変換して印刷バッファ３１に格納さ
れているデータに基づいて、印字ヘッド１７を駆動して
印刷を実行する他、目詰まり解消のためにノズル開口１
９からインク滴を吐出させる信号を出力する。

【００２２】封止状態判定手段３３は、キャリッジモー
タ制御手段３４からのキャリッジ１１の位置データ、及
びホームポジション検出手段３５からの信号に基づい
て、印字ヘッド１７が電源オフ時にキャッピング状態に
おかれていたか否かを判定するものである。また、印字
タイマ４３は、印字ヘッド１７がキャッピング手段２０
から開放されている期間を計測するものである。

【００２３】初期・終了処理手段３８は、初期処理とし
て、電源スイッチ３、紙送りスイッチ４、クリーニング
スイッチ５の操作を検知して給紙初期処理や、また印字
ヘッド１７をキャッピング手段２０に移動させて印刷デ
ータに関わりなく全てのノズル開口１９からインク滴を
吐出させるフラッシング動作や、印字ヘッド１７にキャ
ッピング手段２０を密着させポンプユニット２３により
インクを吸引するクリーニング動作や、その後ワイピン
グブレード２４によりワイピング動作を行うものであ
る。また、終了処理として、電源スイッチ３によりオフ
が指令された場合に、洗浄用ヘッド１８をキャッピング
手段２０に密着させポンプユニット２３により洗浄用ヘ
ッド１８からの洗浄液を吸引し、キャッピング手段２０
の流路内を洗浄液で洗浄した後、印字ヘッド１７をキャ
ッピング手段２０で封止してから装置全体への電力供給
を絶つという終了処理を行うものである。

【００２４】省電力タイマ３６は、電源遮断手段３７に
より電源のオンが検出され、初期・終了処理手段３８に
よる処理が終了した時点から計時を開始し、また電源が
オフ操作され、初期・終了処理手段３８による処理が終
了した時点で計時動作を中止するものである。さらに省
電力タイマ３６は、装置に電源が供給されている状態で
は表示器７を点灯させ、省電力モードの場合は表示器７
を点滅させる。

【００２５】次にこのように構成した装置の動作を図３
に示したフローチャートに基づいて説明する。

【００２６】操作パネル２の電源スイッチ３が操作され
て（Ｓ１）、電源が投入されると、初期化処理が行われ
る（Ｓ２）。初期化手段は、紙送りモータ２２を駆動し
て給紙初期化処理を実行して印刷領域に残留している記
録用紙を排出するといった動作を行う。

【００２７】そして直ちに省電力タイマ３６がスタート
する（Ｓ３）。この省電力タイマ３６は、電源が入れら
れた状態で、印字データが入力されていない時間やクリ
ーニングといった処理が何も入力されない時間を計時す
るものであり、印字データやクリーニング処理が入力さ
れた時点でリセットするものである。

【００２８】ここで印刷データが入力された場合（Ｓ
５）、印字ヘッド１７がキャッピング手段２０から離
れ、印字を行うが、この際に、印字タイマ４３がオンに
なり印字にかかる時間の計測を開始し、さらに省電力タ
イマ３６もリセットされ停止する（Ｓ６）。そして印刷
データ分の印字が終わり、印刷データが無くなった後
（Ｓ７）、印字ヘッド１７はキャッピング手段２０に密
着し停止する（Ｓ８）。この際に印字タイマ４３はそれ
まで計時した値を保持したまま停止し、省電力タイマ３
６がスタートする（Ｓ３）。

【００２９】さらに印刷データが入力すると同様のフォ
ローチャートに従うが、印字が開始されてキャッピング
されるまでの期間は、印字タイマ４３により累積されて
計時される。

【００３０】印刷データが入力されず、省電力タイマ３
６の計時が進み、５時間を超えると（Ｓ９）、洗浄液シ
ーケンスが働く（Ｓ１０）。この際に印字タイマ４３の
値と後述するＣＬカウンタ４２の値を読みとって、その
値に応じた吸引量にて、洗浄用ヘッド１８からキャッピ
ング手段２０を介して洗浄液を吸引する。この洗浄液シ
ーケンスが終了すると、省電力タイマ３６はリセットさ
れ、かつ停止し、省電力状態となる（Ｓ１１）。この状
態は、印刷データが入力されるまで続き（Ｓ１２）、印
刷データが入力されると、初期化処理を行って（Ｓ１
３）、印字を開始する（Ｓ６）。

【００３１】また、印字データが入力されず、電源スイ
ッチ３がオフされた場合（Ｓ４）、洗浄液シーケンスを
行うことになるが（Ｓ１４）、この際に、省電力タイマ
３６の値と印字タイマ４３の値とＣＬカウンタ４２の値
とを読みとって、その値に応じた吸引量にて、洗浄用ヘ
ッド１８からキャッピング手段２０を介して洗浄液を吸
引する。

【００３２】この洗浄液シーケンスが終了すると、終了
処理を行うと同時に、省電力タイマ３６と印字タイマ４
３はリセットかつ停止し、電源供給が停止する（Ｓ１
５）。

【００３３】ここで、クリーニングスイッチ５が押され
た場合のクリーニング動作を図４に示したフローチャー
トに基づいて説明する。まず、キャリッジモータ制御手
段３４により、印字ヘッド１７をキャッピング手段２０
に密着させる（Ｓ２１）。次いでポンプユニット２３を
動作させて印字ヘッド１７からインクを吸引し（Ｓ２
２）、さらにワイピングブレード２４上に移動し、ノズ
ル開口１９の面をワイピングブレード２４によりワイピ
ングを行う（Ｓ２３）。その後、ノズルメニスカスの回
復をはかるために、全てのノズル開口１９から予め決め
られた発数のインクを吐出するというフラッシング動作
を行う（Ｓ２４）。そして、ＣＬカウンタ４２が１カウ
ント増すと同時に、印字タイマ４３と省電力タイマ３６
がリセットされる。

【００３４】図５は図３にて示された洗浄液シーケンス
の動作を示す模式図である。まず、キャリッジモータ制
御手段３４により、洗浄用ヘッド１８をキャッピング手
段２０に密着させる（イ）。そして、ポンプユニット２
３を動作させて洗浄用ヘッド１８から洗浄液を吸引し、
キャッピング手段２０に洗浄液を満たす。その際、洗浄
液はキャッピング手段２０の流路内に増粘して付着した
インクを再溶解させながら、ポンプユニット２３によっ
て廃液タンク２６に排出される。そして次に、キャリッ
ジモータ制御手段３４により、印字ヘッド１７を洗浄液
の満たされたキャッピング手段２０に密着することで、
洗浄液シーケンスの終了となる（ロ）。

【００３５】ここで、洗浄液カートリッジ２２に充填す
る洗浄液は、インクに用いられている色剤を溶解させる
にふさわしいもの、例えばインクが水を主成分としたイ
ンクである場合には、洗浄液は水を主成分とし、重量比
率１％程度の界面活性剤を含ませることが望ましい。こ
の界面活性剤により、洗浄液の表面張力が小さくなり、
洗浄液がキャッピング手段２０の流路内で固化したイン
クと流路壁との間に浸入し易くなるため、固化したイン
クを容易に排出することが可能となる。さらに、インク
ジェット記録装置が長期間使われずに放置されても、印
字ヘッド１７がインクの固化によって目詰まりしないよ
うにするには、キャッピング手段２０の流路内の保湿を
保つことが必要であるが、洗浄液は揮発しにくい多価ア
ルコール系溶剤、例えばグリセリンなどを重量比率０〜
３０％程度含むことが望ましい。

【００３６】また、インクが顔料粒子を分散する分散液
で構成されている場合には、洗浄液が、この分散液を含
んでいることにより、キャッピング手段２０の流路内に
増粘して付着したインクを再分散させることが可能とな
る。さらに重量比率１％程度の界面活性剤を含ませるこ
とにより、洗浄液の表面張力が小さくなり、洗浄液がキ
ャッピング手段２０の流路内で固化したインクと流路壁
との間に浸入し易くなるため、固化したインクを容易に
再分散させて排出することが可能となる。

【００３７】図６は、洗浄液シーケンスに際しての洗浄
液の吸引量を定めている図である。洗浄液カートリッジ
２２から洗浄用ヘッド１８を通して吸引される洗浄液の
量は、省電力タイマ３６とＣＬカウンタ４２及び印字タ
イマ４３との値に応じて、吸引不要、吸引量を０．７〜
３ｍｌといった具合に決められている。これは印字にか
かった時間が長く、印字タイマ４３の値が大きいほど、
キャッピング手段２０に印字中のフラッシングによって
排出されるインクの量が多いことと、またキャッピング
手段２０が開放されている時間が長いことにより、より
固化するインクが増えるため、より多量の洗浄液によっ
て洗浄する設定である。また、ＣＬカウンタ４２の数値
が大きいほど、キャッピング装置２０の流路内の固化し
たインクをクリーニングにより再溶解して排出している
ことになるので、洗浄するのに必要な洗浄液の量は少な
くて良いという設定である。さらに、省電力タイマ３６
の値が大きいほど、印字ヘッド１７のノズル開口１９が
キャッピング手段２０に封止されている時間が長く、キ
ャッピング手段２０の流路内のインクが徐々に固化する
ため、より多量の洗浄液によって洗浄する設定である。

【００３８】これにより、印刷動作中のフラッシング動
作によるキャッピング手段２０の流路内に吐出されたイ
ンクが、増粘してキャッピング手段２０の縁周辺などに
固化した状態となっているものを、再溶解させ、排出す
るに必要な洗浄液が適切に設定され、かつ必要以上の吸
引を行わずに済むので、廃液タンク２６に排出される洗
浄液の量が少なくて済む。また、キャッピング手段２０
の流路内に満たされた洗浄液が、キャッピング手段２０
の流路内を保湿するので、ノズル開口１９でのインクの
固化による目詰まりを防ぎ、インクジェット記録装置の
長時間の印刷休止や、電源停止状態においても、問題な
く印刷を実行することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ノズル開口からインク滴を吐出する印字ヘッドと、印字
ヘッドへインクを供給するインク供給手段と、印字ヘッ
ドからインクを吸引するキャッピング手段と吸引手段
と、前記キャッピング手段に洗浄液媒体を供給する洗浄
媒体供給手段とを備えるインクジェット記録装置であっ
て、電源が遮断される際に、前記キャッピング手段の流
路内を洗浄液で洗浄した後に、前記印字ヘッドのノズル
開口面をキャッピングするので、キャッピング手段の流
路内を洗浄液で保湿しておくことができるため、長時間
の停止状態でも印字ヘッド内のインクの固化による目詰
まりを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット式記録装置の印刷機構
を示す組立斜視図である。

【図２】本発明のインクジェット式記録装置の一実施例
を示すブロック図である。

【図３】同装置の動作を示すフローチャートである。

【図４】同装置のクリーニング動作を示すフローチャー
トである。

【図５】同装置の洗浄液シーケンスの動作を示す模式図
である。

【図６】同装置の洗浄液シーケンスにおける洗浄液の吸
引量を示す表図である。

【符号の説明】

２操作パネル３電源スイッチ１１キャリッジ１７印字ヘッド１８洗浄用ヘッド１９ノズル開口２０キャッピング手段２１インクカートリッジ２２洗浄液カートリッジ２３ポンプユニット３６省電力タイマ４２ＣＬカウンタ４３印字タイマ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口からインク滴を吐出する印字
ヘッドと、前記印字ヘッドへインクを供給するインク供
給手段と、前記印字ヘッドのノズル開口をキャッピング
するキャッピング手段と、該キャッピング手段と接続さ
れた吸引手段と、前記キャッピング手段に洗浄媒体を供
給する洗浄媒体供給手段とを備えるインクジェット記録
装置であって、電源が遮断される際に、前記キャッピング手段の流路内
を洗浄媒体で洗浄した後に、前記印字ヘッドのノズル開
口面をキャッピング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と前記吸引手段と
によって、インクを吸引された回数を記憶するカウンタ
を備え、前記カウンタの値によって、前記キャッピング
手段の流路を洗浄する際の、前記洗浄媒体の流量を調整
することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記
録装置。
【請求項３】前記キャッピング手段から開放されてい
る期間を計時する第１タイマーとを備え、前記第１タイ
マの値によって、前記キャッピング手段の流路を洗浄す
る際の、前記洗浄媒体の流量を調整することを特徴とす
る請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】印刷実行の命令と、インクを吸引する命
令とを入力されない期間を計時する第２タイマとを備
え、前記第２タイマの値によって、前記キャッピング手
段の流路を洗浄する際の、前記洗浄媒体の流量を調整す
ることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録
装置。
【請求項５】前記第２タイマの値が一定の値に達した
場合は、前記キャッピング手段の流路内を洗浄媒体で洗
浄し、その後、電源を省電力モードに切り替えることを
特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記インクが水を主成分としたインクで
ある場合には、前記洗浄媒体が水を主成分とし、かつ多
価アルコール系溶剤を添加した液体であることを特徴と
する請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記インクが水を主成分としたインクで
ある場合には、前記洗浄媒体が水を主成分とし、かつ界
面活性剤を添加した液体であることを特徴とする請求項
１記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記インクが顔料粒子を分散する分散液
で構成されている場合には、前記洗浄媒体が、少なくと
もこの前記分散液を含んでいることを特徴とする請求項
１記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記インクが顔料粒子を分散する分散液
で構成されている場合には、前記洗浄媒体が、少なくと
もこの前記分散液を含んでおり、かつ界面活性剤が添加
されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェ
ット記録装置。