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JP2006168240A - インクジェット記録装置 - Google Patents

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JP2006168240A
JP2006168240A JP2004365512A JP2004365512A JP2006168240A JP 2006168240 A JP2006168240 A JP 2006168240A JP 2004365512 A JP2004365512 A JP 2004365512A JP 2004365512 A JP2004365512 A JP 2004365512A JP 2006168240 A JP2006168240 A JP 2006168240A
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Koji Higuchi
浩司 樋口
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】吐出回復にかかる時間やインクの消費量を低減しつつ装置の大型化や機構及び動作の複雑化を招くことなく、記録ヘッドを保守する。
【解決手段】ノズル閉塞手段は、記録ヘッドのノズル面に対向して当接し、当該ノズル面を覆う吸着位置と、当該ノズル面から離間して待機する待機位置との間で移動可能に構成されたキャップ部内に、前記記録ヘッドの複数のノズルに対向して延長したローラRCを回転自在に配設し、ローラRCの外周CLに、前記キャップ部が前記吸着位置にあるときに前記ノズルを閉塞可能な弾性体で構成され、ローラRCの円周方向に所定間隔を保って軸方向に延長する複数の突条部PLを形成し、各突条部PLの前記軸方向における異なる位置に少なくとも吐出不良ノズルを開放して吸引手段による吸引を可能とする開放吸引部PHを形成した構成を有する。
【選択図】 図5

Description

本発明は、記録媒体にインク滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッドの回復に関する。
近年、ノズルからインク滴を吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置における記録速度の高速化の要望から、多数のノズルが記録媒体の幅以上の長さに亘って配列された記録幅を有するライン型の記録ヘッド(以下、ラインヘッドという)を備えたインクジェット記録装置(以下、ライン型インクジェット記録装置という)が実用化されている。
このライン型インクジェット記録装置では、記録媒体は、記録される面がラインヘッドのノズルが形成された面に対向して連続的又は間欠的に搬送される。また、ラインヘッドは、搬送されてくる記録媒体の記録される面に向けて、配列された多数のノズルの中から記録すべき情報に基づいて選択的にインク滴を吐出する。つまり、ライン型インクジェット記録装置は、記録ヘッドの移動をともなわず、記録媒体を一方向に移動させるだけでその記録媒体に対する記録を完了するものである。本明細書においては、記録ヘッドの移動をともなわず、記録媒体の移動のみで記録を完了するインクジェット記録装置をライン型インクジェット記録装置と総称する。
一般的にインクジェット記録装置では、ノズルから記録とは無関係にインク滴を吐出してノズル内の目詰りを予防するフラッシング動作や、ノズルからインクを吸引又は射出してノズルの不完全吐出状態を回復させる吐出回復動作や、記録ヘッドのノズルが形成されている面であるノズル面をワイパーで拭って清掃するワイピング動作や、ノズル面を覆ってノズル内のインクの乾燥を防止するキャッピング動作等の保守動作によって、記録ヘッドが記録に適した正常な状態に維持されるようになっている。
ライン型インクジェット記録装置においては、従来、回復動作にかかるインク消費量を低減するために、外周面に螺旋状の溝が形成されたゴムローラや、ノズルの配列方向から所定角度傾斜した溝が形成されたゴム板をラインヘッドのノズル面に当接させ、螺旋状の溝や傾斜した溝によって選択的に開放されるノズルだけからインクを流出させるようにした構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平3−187762号公報(第5〜8頁、第2〜5図、第11〜13図)
しかしながら、上記特許文献1の従来技術におけるゴムローラでは、ノズルからのインク滴の吐出の有無を検出する際には、光学センサの光軸を遮らないようにゴムローラを退避位置に退避させ、吐出不良ノズルを回復させる際には、記録ヘッドのノズル面に外周を当接させる位置までゴムローラを移動させなければならない。従って、これら退避位置及び当接位置間で、ゴムローラの移動にかかる時間が必要であり、吐出回復動作にかかる時間を短縮することが困難であるという未解決の課題がある。
ここで、ノズルからインクを吸引又は射出して回復させる際に、ゴムローラやゴム板をノズル面に当接させて閉塞したノズルからインクが漏れ出さないようにするには、ゴムローラやゴム板とノズル面との間に適度な当接圧力が必要となる。つまり、ゴムローラやゴム板とノズル面との当接面積が大きくなると、ゴムローラやゴム板をノズル面に押付ける押付力が大きくなる。この押付力が大きくなるに従って、ゴムローラやゴム板の駆動機構、記録ヘッド及び記録ヘッドの支持構造の剛性を高める必要があり、装置の大型化を招いてしまう。
そして、上記特許文献1の従来技術では、上記当接面積を低減することが困難であるため、上記押付力を低減することが困難であるという未解決の課題がある。なお、上記特許文献1の従来技術におけるゴムローラでは、ゴムローラの直径を小さくすれば、当接面積を低減することはできるが、ゴムローラの肉厚も低減することになる。肉厚が低減してしまうと、ゴムローラの弾力性が損なわれるため、このゴムローラをノズル面に当接させてノズルを閉塞させるのに必要な変形量を得にくくなる。つまり、必要な変形量を得るために、ゴムローラのノズル面への押付力を増大させなければならなくなる。
また、上記特許文献1の従来技術では、ノズル面に付着した余分なインクを拭い取るワイパーの構成、ワイピング動作等が開示されていない。そこで、ワイパーを新たに設けると、機構を含めたワイパーの配置スペースを確保しなければならないため、装置の大型化が避けられなくなるとともに、機構及び動作の複雑化が避けられなくなるという未解決の課題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、吐出回復にかかる時間やインクの消費量を低減しつつ装置の大型化や機構及び動作の複雑化を招くことなく、記録ヘッドを保守することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、記録媒体搬送手段によって搬送される記録媒体の記録面に、当該記録媒体の搬送方向とは交差する方向に所定間隔で配列された複数のノズルからインク滴を吐出して記録を行う記録ヘッドと、前記複数のノズルのうち前記インク滴が吐出されない吐出不良ノズルを検出する吐出不良検出手段と、前記記録ヘッドの前記ノズルが形成された面であるノズル面に対向して当接し、当該ノズル面を覆う吸着位置と、当該ノズル面から離間して待機する待機位置との間で移動可能に配設されたキャップ部と、該キャップ部内に配設され、前記吐出不良検出手段が前記吐出不良ノズルを検出したときに、少なくとも当該吐出不良ノズルを除いた他の前記ノズルを閉塞するノズル閉塞手段と、前記キャップ部に連通し、前記吐出不良検出手段が前記吐出不良ノズルを検出したときに、前記吸着位置で当該キャップ部内を減圧して前記ノズルからインクを吸引する吸引手段と、を備え、前記ノズル閉塞手段は、前記複数のノズルに対向して延長し、回転自在に配設されたローラを有し、該ローラの外周に、前記キャップ部が前記吸着位置にあるときに前記ノズルを閉塞可能な弾性体で構成され、前記ローラの円周方向に所定間隔を保って軸方向に延長する複数の突条部が形成され、各前記突条部の前記軸方向における異なる位置に少なくとも前記吐出不良ノズルを開放して前記吸引手段による吸引を可能とする開放吸引部が形成されていることを特徴とする。
この第1の発明では、吐出不良検出手段が吐出不良ノズルを検出したときに、弾性体で構成された突条部がノズルを閉塞するとともに、開放吸引部が吐出不良ノズルを開放する。従って、開放されたノズルのみからインクを吸引することが可能となるとともに、ノズルを閉塞させるのに必要な突条部の変形量を確保しつつノズル面へのローラの押付力を低減することが可能となる。
第2の発明は、第1の発明において、前記ノズルから前記インクを吸引する吐出回復動作及び前記ノズル面を払拭するワイピング動作を適宜選択する動作選択手段をさらに備え、前記ノズル閉塞手段は、前記動作選択手段が前記吐出回復動作を選択しているときに、前記突条部を前記ノズル面に当接させて前記他のノズルを閉塞し、前記動作選択手段が前記ワイピング動作を選択しているときに、前記突条部を前記ノズル面に当接させながら前記ローラを回動させて、当該ノズル面を払拭するように構成されていることを特徴とする。
この第2の発明では、ノズル閉塞手段にノズルの閉塞とノズル面の払拭とを実施させることが可能となり、装置の大型化や機構及び動作の複雑化を招くことなく、記録ヘッドを保守することが可能となる。
第3の発明は、第2の発明において、前記突条部は、前記ローラの外周面から外側に延伸させた板状のブレードで構成され、前記動作選択手段が前記吐出回復動作を選択しているときに、前記ブレードを湾曲させた腹部を前記ノズル面に当接させて前記他のノズルを閉塞し、前記動作選択手段が前記ワイピング動作を選択しているときに、前記ブレードの先端稜部を前記ノズル面に当接させた状態で前記ローラを回動させて、当該ノズル面を払拭するように構成されていることを特徴とする。
この第3の発明では、動作選択手段が吐出回復動作を選択している際には、ノズル面に当接させて湾曲したブレードの腹部がノズルを閉塞する。また、動作選択手段がワイピング動作を選択している際には、板状のブレードの先端稜部がノズル面に当接した状態でローラを回動させ、ノズル面を払拭する。従って、突条部がノズルを閉塞した状態でローラを回動させる場合に比較して、ノズル面の払拭される面積を拡大することが可能となるとともに、ローラを回動させる駆動力を低減することが可能となる。
第4の発明は、第1乃至第3のいずれか一の発明において、前記吐出不良検出手段は、発光素子及び受光素子間の光軸が前記突条部間で、前記複数のノズルから吐出される前記インク滴の飛行経路を横断するように形成される光学センサを有し、該光学センサで、前記複数のノズルから前記インク滴を1つずつ時間順次に吐出させたときの当該インク滴を検出することによって、前記吐出不良ノズルを検出するように構成されていることを特徴とする。
この第4の発明では、光学センサの光軸が突条部間で形成されている状態で、複数のノズルからインク滴を1つずつ時間順次に吐出させることによって、光学センサに吐出不良ノズルを検出させることが可能となる。従って、ローラ自体を退避させることなく、吐出不良ノズルを把握することが可能となり、吐出回復動作にかかる時間の短縮を図ることができる。
本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置1は、平面図である図1(a)に示すように、ゲートローラGRと、用紙搬送部CVと、記録ヘッドHDと、インクカートリッジIK、IC、IM及びIYと、ヘッド保守部MTとを備えている。なお、この図1において、X方向は、記録用紙Pの搬送方向を示し、Y方向は、X方向と直交する方向を示している。
また、インクジェット記録装置1は、ブロック図である図2に示すように、給紙部KSと、搬送部駆動モーターMoと、記録ヘッド移動用モーターM1と、ノズル閉塞ローラ駆動モーターM2〜M5と、吐出不良検出センサS1〜S4と、吸引ポンプVP1〜VP4と、ソレノイドSLと、排紙部EJと、外部機器からの記録情報を格納する記録情報格納部BFと、をさらに備えている。そして、これらの各構成は、図2に示すように、CPUから出力される動作指令に基づいて、制御部KSD、GRD、MD、HDD、SD、VPD、SLD、EJDによって、動作が個別に制御される。
ここで、上記の各構成の詳細を説明する。
記録ヘッドHDは、図1(a)に示すように、支持枠の中に、4つのヘッドユニットHK、HC、HM及びHYをX方向に所定間隔で並べて配設した構成を有している。これらの4つのヘッドユニットHK、HC、HM及びHYは、それぞれブラック色、シアン色、マゼンタ色及びイエロー色の記録を行う。
ここで、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYに設けられているノズルの配列について説明する。
各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYは、ヘッドユニットHKの底面図である図3に示すように、それぞれの色のインク滴を吐出するノズルNZが、Y方向に距離KRに亘って所定間隔で形成されている。この距離KRは、ノズルNZがY方向に整列して構成するノズル列の長さであり、インクジェット記録装置1のY方向における記録可能領域となる。なお、この図3において、構成をわかりやすく示すため、ノズルNZの大きさを誇張して且つ個数を減じて図示している。
上記の構成を有する記録ヘッドHDは、正面図である図1(b)に示すように、用紙搬送部CV上で、図3に示す各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのノズルNZが形成されている面であるノズル面NZPを記録用紙Pの記録面PPに向けて配設されている。
なお、ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYとしては、圧電素子、加熱素子等によりインクに圧力を付与してインク滴を吐出するヘッドユニットを採用することができる。
インクカートリッジIK、IC、IM及びIYは、それぞれ、ブラック色、シアン色、マゼンタ色及びイエロー色のインクを内部に貯留し、図1(a)及び図1(b)に示すように、可撓性を有するインク供給チューブSPによって、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYに連通されている。また、インクカートリッジIK、IC、IM及びIYは、図1(b)に示すように、所定の水頭差が保たれるように記録ヘッドHDよりも低い位置に配設されており、インク供給チューブSPを経て各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYにインクを供給するように構成されている。
用紙搬送部CVは、図1(a)に示すように、搬送部駆動モーターMoから動力が伝達される駆動ローラDSと、この駆動ローラDSに平行且つ駆動ローラDSのX方向上流側に配設される従動ローラFSと、駆動ローラDS及び従動ローラFSにかけ渡される搬送ベルトVと、を備えている。
ここで、駆動ローラDS及び従動ローラFSは、図示しないが、軸受によって筐体に回転可能に保持されている。
また、従動ローラFSは、図示しないが、駆動ローラDSとの間にかけ渡される搬送ベルトVに緩みが発生しないように張力を付与するため、上流方向に力が付与されている。
そして、搬送ベルトVは、搬送部駆動モーターMoの動力によって、図1(b)で見て反時計方向に回転され、搬送ベルトV上に載置された記録用紙Pを搬送方向であるX方向に搬送する。
ヘッド保守部MTは、平面図である図4(a)及び正面図である図4(b)に示すように、4つのキャップCPと、各キャップCPに可撓性を有するチューブTUによって接続される吸引ポンプVP1〜VP4と、4つのキャップCPが配設されるベース板BPと、4つのキャップCPをベース板BPごと昇降させるソレノイドSLと、を備えている。
4つのキャップCPは、図4(a)に示すように、それぞれ、上面に四角形の開口部が形成されており、この開口部におけるY方向の周縁部に、後述する吐出不良検出センサS1〜S4がそれぞれ対向するように配設されている。
また、キャップCP内部には、ノズル閉塞ローラ駆動モーターM2〜M5のそれぞれの駆動によって回動されるノズル閉塞ローラRCが配設されている。
ノズル閉塞ローラRCは、平面図である図5(a)及び正面図である図5(b)に示すように、金属製のシャフトKJの周囲に、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのノズルNZの配列距離KRより長い距離に亘って、ゴムなどの弾性体からなるローラ部RBを形成した構成を有している。
ローラ部RBは、円筒外周面CLに、複数のノズル閉塞突起PJをシャフトKJの回転軸方向に沿って、ノズル閉塞突起PJ同士間に隙間PHを有して配列形成した突起列PLが、円周方向に4列並んで形成されている。
突起列PLは、図5(c)に示すように、隙間PHが突起列PL間で円周方向から見て重ならないように、且つ隙間PHがローラ部RBの全長RNに万遍なくゆきわたるように、ノズル閉塞突起PJの長さ並びに隙間PH及び突起列PLの列数が設定される。なお、ノズル閉塞突起PJの長さ及び隙間PHは、突起列PL間で異なる値に設定されてもよい。
また、キャップCPの開口部の周縁部には、図4(a)に示すように、開口部周縁の全周を囲むようにパッキンGSが設けられている。このパッキンGSは、ゴムなどの弾性体で構成され、図4(b)に示すように、キャップCPの開口部が形成されている面上に突出して設けられている。
ソレノイドSLは、内部に駆動軸を付勢する機構を有し、非通電状態で、駆動軸をソレノイドSL外に進出させ、通電状態で、駆動軸をソレノイドSL内に後退させるように駆動される。つまり、ヘッド保守部MTは、ソレノイドSLの駆動をONにすると、キャップCPが降下し、ソレノイドSLの駆動をOFFにすると、キャップCPが上昇するように構成されている。
ここで、キャップCPの構成を、さらに詳細に説明する。
各キャップCPは、図4(b)中のA−A断面図である図6に示すように、第1のキャップ枠CP1と、第2のキャップ枠CP2と、リッドLDと、軸受JUと、モーター歯車GPと、ローラ歯車GDと、インク吸収体CTとをさらに備えて構成されている。
第1及び第2のキャップ枠CP1及びCP2は、例えば、樹脂材料を成形加工することによって形成され、互いに固定されてキャップCPの本体を構成し、図6に示すように、それぞれ、キャップCP内の側面に軸受JUが配設されている。
ノズル閉塞ローラRCは、第1及び第2のキャップ枠CP1及びCP2のそれぞれに配設されている軸受JUによって、シャフトKJが回転可能に支持されている。このノズル閉塞ローラRCは、シャフトKJの回転によってノズル閉塞突起PJが最高点に達したとき、ノズル閉塞突起PJの頂部の高さとパッキンGSの高さとが略同等になるように配設高さが設定されている。
シャフトKJは、第2のキャップ枠CP2側の端部が、軸受JUを貫通して第2のキャップ枠CP2内に突出し、第2のキャップ枠CP2内に突出しているシャフトKJの端部に、ローラ歯車GDが固定されている。
第2のキャップ枠CP2内には、駆動軸にモーター歯車GPを備えるノズル閉塞ローラ駆動モーターM5が、モーター歯車GPとローラ歯車GDとが噛み合うように配設されている。
そして、ノズル閉塞ローラRCは、モーター歯車GP及びローラ歯車GDを介して、ノズル閉塞ローラ駆動モーターM5からシャフトKJに動力が伝達される。
また、ノズル閉塞ローラ駆動モーターM2〜M5は、図示しないが、ロータリーエンコーダが内蔵されており、駆動軸の回転位置及び回転角度を制御可能に構成されている。
吐出不良検出センサS1〜S4は、例えば、フォトインタラプタ等の発光素子及び受光素子を備えた一対の光学センサで構成され、後述する吐出回復動作の際に、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのノズルNZから吐出されるインク滴を検出する。この吐出不良検出センサS1〜S4のそれぞれは、図6に示すように、パッキンGSの内側で、パッキンGSの高さより低く、且つ発光素子及び受光素子間の光軸BLがノズル閉塞ローラRCにおけるローラ部RBの円筒外周面CLより上側に位置するように、配設されている。
つまり、ノズル閉塞ローラRCの一回転中には、ノズル閉塞突起PJが光軸BLを遮ってしまう領域と遮らない領域とが存在し、吐出不良検出センサS1〜S4は、光軸BLが遮られない領域でインク滴を検出することが可能となっている。
インク吸収体CTは、図6に示すように、第1のキャップ枠CP1の内側底面に配設されている。このインク吸収体CTは、フェルト、スポンジ等の液体を吸収する能力が高い材料から形成され、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYから排出されたインクを吸収する。
リッドLDは、図6に示すように、ノズル閉塞ローラ駆動モーターM5が配設されている第2のキャップ枠CP2を外側から覆うように、第2のキャップ枠CP2に固定されている。このリッドLDは、後述する吐出回復動作の際に、キャップCP内の気密性を高めるために設けられる。
ここで、キャップCPの組立て方法について説明する。
キャップCPの組立てでは、図7(a)に示すように、まず、軸受JUが配設された第2のキャップ枠CP2の軸受JUに、ノズル閉塞ローラRCのシャフトKJの一端側を挿入し、第2のキャップ枠CP2内に突出させたシャフトKJの端部にローラ歯車GDを固定する。
次いで、図7(b)に示すように、軸受JUが配設された第1のキャップ枠CP1の底面にインク吸収体CTを配設し、シャフトKJの他端部を、第1のキャップ枠CP1の軸受JUに挿入する。そして、第1及び第2のキャップ枠CP1及びCP2を、接着、溶着などにより、接合部の気密性を十分に確保して接合する。
次いで、図7(c)に示すように、駆動軸にモーター歯車GPを固定したノズル閉塞ローラ駆動モーターM5を、第2のキャップ枠CP2内に、モーター歯車GPとローラ歯車GDとを噛み合わせて配設する。そして、第2のキャップ枠CP2とリッドLDとを、接着、溶着などにより、接合部の気密性を十分に確保して接合する。
次いで、図7(d)に示すように、第1及び第2のキャップ枠CP1及びCP2のそれぞれに、吐出不良検出センサS4を、発光素子及び受光素子間で光軸BLが貫通するように配設する。
次いで、第1及び第2のキャップ枠CP1及びCP2の上面に、パッキンGSを配設すると、図6に示すキャップCPの組立てが終了となる。
上述した構成を有するヘッド保守部MTは、図1(a)に示すように、4つのキャップCPのそれぞれと、ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのそれぞれとがY方向に整列するように、用紙搬送部CVのY方向における側方部に配設されている。
ゲートローラGRは、図1(a)及び(b)に示すように、用紙搬送部CVのX方向上流側に配設され、互いに外周を接し合って回転する一対のローラを備えて構成されている。このゲートローラGRは、図2に示す給紙部KSによって給紙される記録用紙Pを、一対のローラ間に挟んで記録用紙PのX方向に対する傾き及びY方向の位置ずれを矯正するスキュー補正を行ってから、用紙搬送部CVに供給する。
図2に示す排紙部EJは、用紙搬送部CVのX方向下流側に配設され、搬送ベルトVによって搬送されてきた記録用紙Pをインクジェット記録装置1外へ排出する。
上述した構成を有するインクジェット記録装置1は、図1(a)及び(b)に示すように、搬送ベルトV上に載置されて記録ヘッドHD下をX方向に搬送される記録用紙Pの記録面PPに向けて、外部機器からの記録情報に基づいて、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYの複数のノズルNZから選択的にインク滴を吐出させて記録を行う。すなわち、インクジェット記録装置1は、搬送ベルトVによって記録ヘッドHD下を連続的又は間欠的に移動される記録用紙PにノズルNZからインク滴を吐出させ、記録ヘッドHDを移動させることなく記録を完了する。
なお、記録用紙Pが搬送ベルトV上に載置された位置からずれないように、記録用紙P又は搬送ベルトVを帯電させたり、搬送ベルトVの記録用紙Pが載置される面に開口を形成し、サクションファンを用いて空気を吸引させたりして、記録用紙Pを搬送ベルトVに吸着させるようにすることが望ましい。
また、インクジェット記録装置1は、記録ヘッドHDを移動させるヘッド移動機構を備えている。このヘッド移動機構は、図8(a)及び図8(b)に示すように、四角形の開口部が形成された支持板SJ上に配設される二対のリニアガイドLGを介して記録ヘッドHDを支持し、記録ヘッド移動用モーターM1からの動力をボールネジBS及びボールナットBNを介して記録ヘッドHDに伝達するように構成されている。
そして、記録ヘッドHDは、記録ヘッド移動用モーターM1及びヘッド移動機構によって、図9に示すように、搬送ベルトVに対向して記録を行う記録位置KPとヘッド保守部MTに対向する保守位置MPとの間を、往復移動される。
次に、インクジェット記録装置1における吐出回復動作について、以下に説明する。
図1に示すインクジェット記録装置1は、定期的又は不定期的に吐出回復動作を実施して、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYが記録に適した状態に維持されるようになっている。定期的又は不定期的な吐出回復動作の例を、以下に説明する。
(イ)ユーザー指示による吐出回復動作
これは、ユーザーが任意に指示することによって行われる。
(ロ)定期吐出回復動作
これは、インクジェット記録装置1の電源がONになっていて、且つ記録が実施されていない状態で、所定時間が経過した場合に行われる。
(ハ)初期吐出回復動作
これは、インクカートリッジIK、IC、IM及びIYが交換された場合に、新たなインクを各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのノズルNZまで導き、インクジェット記録装置1を記録に適した状態にするために行われる。
(ニ)電源投入時の吐出回復動作
これは、インクジェット記録装置1の電源がONにされた際に、インクジェット記録装置1を記録に適した状態にするために行われる。
(ホ)記録回数に基づく吐出回復動作
これは、インクジェット記録装置1が記録を実施している際に、記録期間中の記録品質を良好に維持するために、記録ヘッドHDの記録回数(例えば、記録の1頁ごとなど)に基づいて行われる。
インクジェット記録装置1は、CPUが吐出回復処理を開始することによって、吐出回復動作が開始される。
吐出回復動作が開始されると、CPUは、まず、図2に示すソレノイド制御部SLDにソレノイド駆動指令を送る。
このソレノイド駆動指令に基づいて、ソレノイド制御部SLDがソレノイドSLの駆動を制御し、キャップCPを図1(b)に示す吸着位置から図10(a)に示す待機位置に移動させる。
次いで、CPUは、図2に示すモーター制御部MDに記録ヘッド移動指令を送る。
この記録ヘッド移動指令に基づいて、モーター制御部MDが記録ヘッド移動用モーターM1の駆動を制御し、記録ヘッドHDを図9に示す記録位置KPから保守位置MPまで移動させる。
次いで、CPUは、図2に示すソレノイド制御部SLDにソレノイド駆動停止指令を送る。
このソレノイド駆動停止指令に基づいて、ソレノイド制御部SLDがソレノイドSLの駆動を停止すると、キャップCPが図10(a)に示す待機位置から図10(b)に示す吸着位置に移動する。
ここで、キャップCPが図10(b)に示す吸着位置に移動すると、図10(b)中のC−C断面図である図11に示すように、パッキンGSが各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのノズル面NZPに当接し、ノズル面NZPがキャップCPによって覆われる。このとき、各キャップCP内のノズル閉塞ローラRCの回転位置を、図6に示すように、ノズル閉塞突起PJが吐出不良検出センサS1〜S4の光軸BLを遮らない位置としておく。
なお、ここまでの処理及び動作は、インクジェット記録装置1の電源がOFFにされたときにも実施され、この場合、キャッピング処理及び動作と呼ばれる。キャッピング処理及び動作では、各キャップCPが各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのノズル面NZPに当接した後に電力供給が遮断される。
このキャッピング処理及び動作は、電源がOFFにされてインクジェット記録装置1が使用されない状態のときに、各キャップCPが各ノズル面NZPを覆って、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYをノズル面NZPへの異物の接触やノズルNZ内のインクの乾燥から保護するために行われる。
キャップCPを図10(b)に示す吸着位置に移動させた後、CPUは、図2に示すセンサ制御部SDに検出指令を送り、吐出不良検出センサS1〜S4のそれぞれを検出可能状態にさせる。
次いで、CPUは、図2に示す記録ヘッド制御部HDDにインク滴吐出指令を送る。
このインク滴吐出指令に基づいて、記録ヘッド制御部HDDが各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYを個別に制御し、図11に示すノズルNZのすべてから、1つのノズルNZずつ所定周期で、時間順次にインク滴を吐出させる。
ここで、各キャップCPの配設位置は、平面視で、各吐出不良検出センサS1〜S4の光軸BLが、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのすべてのノズルNZに重なるように設定されている。従って、インク滴を吐出するノズルNZが良好な状態であれば、インク滴吐出指令に基づいて吐出されたインク滴は、各吐出不良検出センサS1〜S4の光軸BLを横断する。つまり、インク滴が光軸BLを横切ったか否かを検出することによって、インク滴を吐出したノズルNZの吐出状態が良好であるか否かを把握することができる。
このとき、インク滴の吐出状態が良好でない吐出不良ノズルが存在していた場合には、そのノズルNZの番号を、CPUが備える図示しない記憶部に記憶させる。
すべてのノズルNZからインク滴を吐出させた後、CPUは、すべてのインク滴が正常に検出されたか否かを判定し、正常に検出された場合には、吐出回復処理を終了し、吐出不良ノズルが存在していた場合には、そのノズルNZの番号を読み込んで吐出回復処理を継続する。
吐出不良ノズルのノズルNZの番号を読み込んでから、CPUは、図2に示すモーター制御部MDにノズル閉塞ローラ回転指令を送る。
このノズル閉塞ローラ回転指令に基づいて、モーター制御部MDがノズル閉塞ローラ駆動モーターM2〜M5のそれぞれの駆動を制御し、図11に示すように、ノズル閉塞突起PJがノズルNZを閉塞する位置までノズル閉塞ローラRCを回転させる。
ここで、図5(a)に示すノズル閉塞ローラRCの突起列PLそれぞれは、図11に示すように、キャップCPがノズル面NZPに当接している状態でノズル閉塞ローラRCを1回転させると、順次ノズル面NZPに当接してノズルNZを閉塞してから離隔する。そして、図11に示すノズルNZのそれぞれは、これら4列の突起列PLのうち3列によって閉塞され、残りの1列では隙間PHによって開放される。
従って、ノズル閉塞ローラ回転指令に基づいてノズルNZを閉塞させる突起列PLは、上述した4列の突起列PLのうち吐出不良ノズルを開放する突起列PLに設定される。
次いで、CPUは、図2に示すポンプ制御部VPDに吸引指令を送る。
この吸引指令に基づいて、ポンプ制御部VPDが吸引ポンプVP1〜VP4のそれぞれを制御し、各キャップCP内部を減圧し、開放されているノズルNZからインクを吸引する。
また、吐出不良ノズルが複数存在する場合には、キャップCPを降下させることなくノズル閉塞ローラRCを回転させ、吐出不良ノズルごとに、対応する突起列PLで開放させてインクを吸引する。
インクジェット記録装置1は、吐出不良ノズルからのインク吸引の後、CPUが吐出回復処理を終了することによって、吐出回復動作が終了される。
ここで、吐出不良ノズルが検出されずに吐出回復動作が終了された場合、及び吐出不良ノズルの吐出性能を回復させて吐出回復動作が終了された場合、いずれの場合でも、外部機器から記録情報及び記録指令を受けて記録動作を開始するまで、キャップCPをノズル面NZPに当接させたまま待機する。これは、前述したキャッピング処理及び動作と同様の理由による。
この第1実施形態において、ノズル閉塞ローラRCがノズル閉塞手段に対応し、突起列PLが突条部に対応し、隙間PHが吸引開放部に対応し、吐出不良検出センサS1〜S4が吐出不良検出手段としての光学センサに対応し、吸引ポンプVP1〜VP4が吸引手段に対応している。
この第1実施形態によれば、ノズルNZからインクを吸引して吐出回復させる際に、ノズル閉塞突起PJが、少なくとも吐出不良ノズルを除いて、ノズルNZを閉塞する。従って、インク滴の吐出状態が良好なノズルNZから多くのインクが吸引されてしまうことを避けることができ、インクの消費量を低減することが可能となる。
また、弾性体で構成されるノズル閉塞突起PJにノズルNZを閉塞させるようになっているため、閉塞するノズルNZの密閉性を確保しつつ、ノズル閉塞ローラRCのノズル面NZPへの押付力を低減することが可能となる。従って、突起列PLをノズル面NZPに当接させたままノズル閉塞ローラRCを回転させる際に、ノズル閉塞ローラ駆動モーターM2〜M5にかかる負荷を低減することが可能となり、モーターの小型化及び低消費電力化が図られる。
また、吐出不良検出センサS1〜S4のそれぞれは、キャップCPのパッキンGSの内側で、パッキンGSの高さより低く、且つ光軸BLがノズル閉塞ローラRCにおけるローラ部RBの円筒外周面CLより上側に位置するように、配設されている。つまり、吐出不良検出センサS1〜S4のそれぞれは、光軸BLが突起列PL間にある状態で、インク滴を検出することが可能である。従って、ノズル閉塞ローラRCを降下させることなく、吐出不良ノズルを把握することができ、吐出回復動作にかかる時間を短縮することが可能となる。
また、キャップCPは、本体が、第1のキャップ枠CP1と第2のキャップ枠CP2とを接合することによって構成されている。従って、ノズル閉塞ローラRCをキャップCPの内部に容易に配設することが可能となる。
また、キャップCPは、第2のキャップ枠CP2内にノズル閉塞ローラ駆動モーターM2〜M5が配設され、この第2のキャップ枠CP2の外側からリッドLDで蓋がされる構成となっている。従って、キャップCPがノズル面NZPに当接したときに、キャップCP内部の機密性を高めることができ、吸引ポンプVP1〜VP4による吸引が可能となるとともに、吸引効率の向上を図ることが可能となる。
ここで、吐出回復を吸引ではなく、射出によって実施する場合、各インクカートリッジIK、IC、IM及びIYとインク供給チューブSPとの間には、インクを各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYに強制的に送り込むためのポンプが配設される。
しかし、記録の際には、このポンプがインク供給の障害となってしまうため、一般的に、記録の際のインク供給系統とポンプによる強制供給系統とを備えている。さらに、これらインク供給系統と強制供給系統とを切換えるバルブが必要となる。
従って、射出によって吐出回復を実施する場合、吸引による場合に比較して構成並びに機構及び制御が複雑化してしまう。
つまり、吸引ポンプVP1〜VP4による吸引が可能である本実施形態によれば、簡易な構成及び制御で吐出回復を実施することが可能となる。
なお、第1実施形態では、ノズル閉塞突起PJが、図5(b)に示すように、円弧状の外周を有する断面形状である場合を例に説明したが、これに限定されず、図12(a)及び図12(b)に示すように、頂部に平面を有する場合でもよい。
この場合、吐出回復動作で、吐出不良ノズルからインクを吸引した後、ノズル閉塞ローラRCを回転させることによって、平面の稜線部にノズル面NZPを払拭させることが可能となる。従って、装置の大型化や機構及び動作の複雑化を招くことなく、記録ヘッドHDを良好な状態に保守することが可能となる。
本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
第2実施形態におけるインクジェット記録装置1は、図13(a)及び図13(a)中のD−D断面図である図13(b)に示すように、ノズル閉塞ローラRCのノズル閉塞突起PJが、ノズル閉塞ローラRCの円筒外周面CLに形成した板状のブレードBDになっていることを除いては第1実施形態と同様の構成を有し、第1実施形態との対応部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この第2実施形態におけるノズル閉塞ローラRCは、吐出回復動作の際に吐出不良ノズルが検出されると、閉塞対象ノズルを閉塞するとともに、ワイピング動作の際に、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのノズル面NZPを払拭する。これらの動作の切換えは、CPUが吐出回復動作及びワイピング動作のいずれかを選択することによって行われる。
第2実施形態における吐出回復動作及びワイピング動作を、以下に説明する。
第2実施形態における吐出回復動作では、まず、第1実施形態と同様に、ソレノイドSLを駆動して、キャップCPを図1(b)に示す吸着位置から図10(a)に示す待機位置に移動させる。
次いで、記録ヘッド移動用モーターM1を駆動して、記録ヘッドHDを図9に示す記録位置KPから保守位置MPまで移動させると、図14(a)に示す状態となる。
次いで、ソレノイドSLの駆動を停止して、キャップCPを図14(a)に示す待機位置から図14(b)に示す吸着位置に移動させる。
次いで、第1実施形態と同様に、ノズルNZのすべてから、1つのノズルNZごとに所定周期で吐出されるインク滴を検出し、吐出不良ノズルの有無を把握する。
そして、吐出不良検出センサS1〜S4によって吐出不良ノズルが検出された場合には、各ノズル閉塞ローラ駆動モーターM2〜M5を駆動し、ノズル閉塞ローラRCを、図14(c)に示すように、この図で見て時計方向に回転させる。
ここで、ブレードBDは、図14(c)に示すように、キャップCPがノズル面NZPを覆っている状態でノズル閉塞ローラRCを回転させたときに、高さがノズル面NZPよりも高く設定されているため、ノズル面NZPに接触して湾曲するようになっている。
図14(c)に示す状態から、ノズル閉塞ローラRCを、図14(d)に示すように、閉塞対象ノズルを閉塞するまでさらに回転させる。
ここで、ブレードBDは、図14(d)に示すように、湾曲したブレードBDの腹部でノズルNZを閉塞可能なように、ブレードBDの付け根部とノズル閉塞ローラRCの中心とを結ぶ直線に対する傾きが設定されている。
そして、吸引ポンプVP1〜VP4のそれぞれを制御し、開放されているノズルNZからインクを吸引させる。
そして、インク吸引の後、CPUは、ワイピング動作を選択し、動作が吐出回復動作からワイピング動作に切換えられる。
このワイピング動作では、まず、ソレノイドSLを駆動して、キャップCPを図14(d)に示す吸着位置から図15(a)に示す待機位置に移動させる。
ここで、キャップCPは、図15(a)に示すように、待機位置でノズル閉塞ローラRCを回転させたときに、ブレードBDの高さがノズル面NZPよりも高くなるように、待機位置における高さが設定されている。従って、ブレードBDは、図15(a)に示すように、ブレードBDの先端側の稜線部がノズル面NZPに接触し、ブレードBDが湾曲するようになっている。
そして、図15(a)に示す状態で、ノズル閉塞ローラRCを時計方向に回転させると、各ブレードBDは、ノズル閉塞ローラRCの回転に従って、図15(b)、(c)及び(d)の順に示すように、順次ノズル面NZPに接触してノズルNZを払拭してから離隔する。このように、ノズル閉塞ローラRCを、1回転以上回転させれば、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYのノズル面NZPを、ノズル閉塞ローラRCのローラ部RBの全長RNに亘って払拭することができる。
この第2実施形態において、CPUが動作選択手段に対応し、ブレードBDが突条部に対応している。
この第2実施形態によれば、ノズル閉塞ローラRCがノズルNZの閉塞とノズル面NZPの払拭とを行うため、装置の大型化や機構及び動作の複雑化を招くことなく、記録ヘッドHDを良好な状態に保守することが可能となる。
また、第2実施形態によれば、ブレードBDにノズル面NZPを払拭させるようになっているため、第1実施形態の図12に示すような平面を有するノズル閉塞突起PJに払拭させる場合に比較して、払拭可能な面積を拡大することが可能となるとともに、ノズル閉塞ローラRCを回転させる駆動力を低減することが可能となる。従って、記録ヘッドHDを一層良好な状態に保守することが可能となる。
なお、第1及び第2実施形態において、記録媒体は記録用紙Pに限らず、インク滴が付着してドットを形成できるものであれば、任意の記録媒体を適用することができる。
また、第1及び第2本実施形態では、キャップCPをソレノイドSLで昇降させるようにしたが、これに限定されず、モーターからの回転動力をカム機構で伝達して昇降させるようにしてもよく、任意の昇降機構を適用することができる。
また、各ヘッドユニットHK、HC、HM及びHYを、ノズル列の延長方向をY方向に向けて配設するようにしたが、これに限定されず、搬送方向(X方向)と交差する任意の方向に向けて配設するようにしてもよい。この場合、記録用紙Pの搬送方向から見たノズルピッチを短く設定することができ、記録の解像度を高めることが可能となる。
また、ブラック色、シアン色、マゼンタ色及びイエロー色の記録を行うヘッドユニットHK、HC、HM及びHYで記録ヘッドHDを構成するようにしたが、色の種類は、これに限定されず、ライトシアン色、ライトマゼンタ色を加えた6種類等、任意の種類で構成することができ、これに応じてキャップCP及び吸引ポンプの個数を変更すればよい。
本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置の主要構成を示す外観図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置の主要部の制御のつながりを示すブロック図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のヘッドユニットの構成を説明する図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のヘッド保守部の構成を説明する図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のノズル閉塞ローラを説明する断面図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のキャップの構成を説明する図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のキャップの組立て方法の一例を示す図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のヘッド移動機構の構成を説明する断面図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置の記録ヘッドの移動を説明する図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のキャップの移動を説明する図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のキャップがヘッドユニットを覆った状態を示す断面図。 本発明の第1実施形態におけるインクジェット記録装置のノズル閉塞突起の他の例を示す図。 本発明の第2実施形態におけるインクジェット記録装置のノズル閉塞ローラRCを説明する図。 本発明の第2実施形態におけるインクジェット記録装置の吐出回復動作を説明する図。 本発明の第2実施形態におけるインクジェット記録装置のワイピング動作を説明する図。
符号の説明
1…インクジェット記録装置、HD…記録ヘッド、CP…キャップ、RC…ノズル閉塞ローラ、PJ…ノズル閉塞突起、VP1〜VP4…吸引ポンプ、S1〜S4…吐出不良検出センサ、BD…ブレード

Claims (4)

  1. 記録媒体搬送手段によって搬送される記録媒体の記録面に、当該記録媒体の搬送方向とは交差する方向に所定間隔で配列された複数のノズルからインク滴を吐出して記録を行う記録ヘッドと、
    前記複数のノズルのうち前記インク滴が吐出されない吐出不良ノズルを検出する吐出不良検出手段と、
    前記記録ヘッドの前記ノズルが形成された面であるノズル面に対向して当接し、当該ノズル面を覆う吸着位置と、当該ノズル面から離間して待機する待機位置との間で移動可能に配設されたキャップ部と、
    該キャップ部内に配設され、前記吐出不良検出手段が前記吐出不良ノズルを検出したときに、少なくとも当該吐出不良ノズルを除いた他の前記ノズルを閉塞するノズル閉塞手段と、
    前記キャップ部に連通し、前記吐出不良検出手段が前記吐出不良ノズルを検出したときに、前記吸着位置で当該キャップ部内を減圧して前記ノズルからインクを吸引する吸引手段と、を備え、
    前記ノズル閉塞手段は、前記複数のノズルに対向して延長し、回転自在に配設されたローラを有し、該ローラの外周に、前記キャップ部が前記吸着位置にあるときに前記ノズルを閉塞可能な弾性体で構成され、前記ローラの円周方向に所定間隔を保って軸方向に延長する複数の突条部が形成され、各前記突条部の前記軸方向における異なる位置に少なくとも前記吐出不良ノズルを開放して前記吸引手段による吸引を可能とする開放吸引部が形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記ノズルから前記インクを吸引する吐出回復動作及び前記ノズル面を払拭するワイピング動作を適宜選択する動作選択手段をさらに備え、
    前記ノズル閉塞手段は、前記動作選択手段が前記吐出回復動作を選択しているときに、前記突条部を前記ノズル面に当接させて前記他のノズルを閉塞し、前記動作選択手段が前記ワイピング動作を選択しているときに、前記突条部を前記ノズル面に当接させながら前記ローラを回動させて、当該ノズル面を払拭するように構成されてい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。
  3. 前記突条部は、前記ローラの外周面から外側に延伸させた板状のブレードで構成され、前記動作選択手段が前記吐出回復動作を選択しているときに、前記ブレードを湾曲させた腹部を前記ノズル面に当接させて前記他のノズルを閉塞し、前記動作選択手段が前記ワイピング動作を選択しているときに、前記ブレードの先端稜部を前記ノズル面に当接させた状態で前記ローラを回動させて、当該ノズル面を払拭するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記吐出不良検出手段は、発光素子及び受光素子間の光軸が前記突条部間で、前記複数のノズルから吐出される前記インク滴の飛行経路を横断するように形成される光学センサを有し、該光学センサで、前記複数のノズルから前記インク滴を1つずつ時間順次に吐出させたときの当該インク滴を検出することによって、前記吐出不良ノズルを検出するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
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