| 【発明の名称】 |
インクジェットプリンタ |
| 【発明者】 |
【氏名】丹野 龍司
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地 コニカ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】高粘度インクであってもメニスカスを壊すことなく、記録ヘッドの吐出面を清掃して、明瞭な画像形成を可能とするインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓの高粘度インクを記録媒体に吐出して画像形成を行うインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタは、記録媒体に向けて高粘度インクを吐出する吐出口および吐出口を複数配列した吐出面を有する記録ヘッドと、吐出面を摺擦して清掃する清掃部材と、清掃部材が吐出面を摺擦するように、清掃部材を吐出面に対して相対的に移動させる移動手段と、移動手段を制御する制御手段とを備える。制御手段は、清掃部材が吐出面に対して相対的に０．５ｍｍ／ｓ〜２００ｍｍ／ｓの範囲内の速度で、吐出面を摺擦するように、移動手段を制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓの高粘度インクを記録媒体に吐出して画像形成を行うインクジェットプリンタにおいて、前記記録媒体に向けて前記高粘度インクを吐出する吐出口および前記吐出口を複数配列した吐出面を有する記録ヘッドと、前記吐出面を摺擦して清掃する清掃部材と、前記清掃部材が前記吐出面を摺擦するように、前記清掃部材を前記吐出面に対して相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記清掃部材が前記吐出面に対して相対的に０．５ｍｍ／ｓ〜２００ｍｍ／ｓの範囲内の速度で、前記吐出面を摺擦するように、前記移動手段を制御することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、前記制御手段は、前記清掃部材が前記吐出面を摺擦する際に、前記吐出面を一定の速度で摺擦する定速モード、前記吐出面を加速しながら摺擦する加速モード、前記吐出面を減速しながら摺擦する減速モードの中から少なくとも１つのモードを選択して、選択されたモードに基づいて前記移動手段を制御することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項３】請求項１または２に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記吐出口から前記高粘度インクを吸引するためのインク吸引手段を備え、前記制御手段は、前記インク吸引手段を制御し、前記インク吸引手段による吸引を行った後に、前記清掃部材による前記吐出面の清掃を行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項４】請求項３記載のインクジェットプリンタにおいて、前記吐出口の目詰まりを検知する吐出口検知手段を備え、前記制御部は、前記吐出口検知手段が前記吐出口の目詰まりを検知した後に、前記インク吸引手段による吸引を行って、前記清掃部材による前記吐出面の清掃を行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記制御部は、前記記録ヘッドが前記記録媒体に所定量画像形成を行った後に、前記清掃部材による前記吐出面の清掃を行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記制御部は、電源投入時に、前記清掃部材による前記吐出面の清掃を行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記高粘度インクを、３０℃〜１５０℃の範囲内に収まるように加熱する加熱手段を備え、前記記録ヘッドは、前記加熱手段により加熱された前記高粘度インクを、１ドット当たり２ｐｌ〜２０ｐｌの範囲で吐出することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記記録ヘッドが前記記録媒体上に前記高粘度インクを吐出した後に、前記記録媒体に光を照射する光照射手段を備え、前記高粘度インクは、光が照射されることにより硬化する光硬化性インクであることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記清掃部材は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が２０〜１００の範囲のゴムまたはゴム状部材により、ほぼ板状に形成されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録液として高粘度インクを用いるインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタにおいては、インクを記録媒体に吐出する吐出口が、記録ヘッドの一面（吐出面）に備えられている。この記録ヘッドには、インクの粘度の増大、インクの固着による吐出口の目詰まり、あるいは吐出口に通じる液路内に発生した気泡やごみ等による目詰まりを回復するために、記録ヘッドの吐出面をキャップ部材で密閉するように覆い、このキャップ部材を介して吸引ポンプで吸引することにより、流路内に残留している気泡をインクとともに吐出口から吸引除去したり、吐出面に付着したごみ等を除去したりするメンテナンスが行われている。
【０００３】通常、キャップ部材を記録ヘッドから取り外した際には、吐出面にインク滴が多数残留してしまう。このインク滴が吐出面に残ったままであると、明瞭な画像形成が行えない。このため、キャップ部材離脱後においては、弾性を有するブレードを吐出面に摺擦させることで、吐出面を拭き取り清掃している。
【０００４】近年、インクジェットプリンタには、紫外線が照射されることで硬化するＵＶインクを記録液として用いたものが開発されている。このように、ＵＶインクを用いて画像形成を行った場合、画像形成後に紫外線を照射すればＵＶインクは硬化し、長期間にわたって形成画像を消え難くすることができ、形成画像を屋外などに配置した際においても優れた耐候性を示すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、常温時においてＵＶインクは一般的なインクと比べて粘度の高い高粘度インクであるので、通常のインクを用いたインクジェットプリンタと同じように吐出面をブレードで摺擦すると、この摺擦にともなって吐出口内の高粘度インクも引き出されてメニスカスを壊すおそれがあり、結果、形成画像が不明瞭となる場合があった。
【０００６】本発明の課題は、高粘度インクであってもメニスカスを壊すことなく、記録ヘッドの吐出面を清掃して、明瞭な画像形成を可能とするインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓの高粘度インクを記録媒体に吐出して画像形成を行うインクジェットプリンタにおいて、前記記録媒体に向けて前記高粘度インクを吐出する吐出口および前記吐出口を複数配列した吐出面を有する記録ヘッドと、前記吐出面を摺擦して清掃する清掃部材と、前記清掃部材が前記吐出面を摺擦するように、前記清掃部材を前記吐出面に対して相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記清掃部材が前記吐出面に対して相対的に０．５ｍｍ／ｓ〜２００ｍｍ／ｓの範囲内の速度で、前記吐出面を摺擦するように、前記移動手段を制御することを特徴としている。
【０００８】本発明者は、高粘度インクを用いたインクジェットプリンタであっても、メニスカスを壊すことなく吐出面を清掃できるように、試行錯誤し種々の実験を行った。そして、清掃部材が吐出面を摺擦する際の清掃部材と吐出面との相対速度が２００ｍｍ／ｓ以下であると、摺擦にともなって吐出口内の高粘度インクを引き出すことなく、吐出面の清掃が行えることを突き止めた。
【０００９】また、清掃部材が吐出面を清掃する際には、滑らかに摺擦することが好ましいが、清掃部材と吐出面との相対速度を０．５ｍｍ／ｓ未満に設定すると、従来、移動手段の駆動部として用いていたモータ等では、摺擦を滑らかに行うことは困難である。このため、低速で滑らかに回転するモータや、ギアボックス等を設けて低速で滑らかに摺擦させるにしても、コストがかかってしまい実用的でない。しかしながら、清掃部材と吐出面との相対速度を０．５ｍｍ／ｓ以上であれば、従来用いていたモータであっても、清掃部材で吐出面を滑らかに摺擦させることは可能であり、コストを抑えつつもメニスカスを壊すことなく吐出面の清掃を行うことができる。
【００１０】つまり、請求項１記載の発明によれば、清掃部材が吐出面を摺擦する際の清掃部材と吐出面との相対速度が０．５ｍｍ／ｓ〜２００ｍｍ／ｓの範囲に設定されるので、メニスカスを壊すことなく吐出面の清掃が行え、明瞭な画像形成を確保できる。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、前記制御手段は、前記清掃部材が前記吐出面を摺擦する際に、前記吐出面を一定の速度で摺擦する定速モード、前記吐出面を加速しながら摺擦する加速モード、前記吐出面を減速しながら摺擦する減速モードの中から少なくとも１つのモードを選択して、選択されたモードに基づいて前記移動手段を制御することを特徴としている。
【００１２】請求項２記載の発明によれば、制御手段が定速モード、加速モード、減速モードの中から少なくとも１つのモードを選択して、選択されたモードに基づいて移動手段を制御しているので、環境の変化に応じたモードで清掃部材と吐出面とを清掃することができる。例えば、インクジェットプリンタが寒冷地で使用される場合には、吐出面に残留した高粘度インクや、吐出口の出口付近の高粘度インクは外気によって冷やされて粘度が高くなる。このため、定速で摺擦すると、吐出口の高粘度インクを引き出してメニスカスを壊すおそれがあるが、外気温や吐出口内の高粘度インクの温度等に基づいて、制御手段が減速モードを選択すれば、清掃部材と吐出面との相対速度を減速させながら摺擦することとなり、低温で粘度が高まった高粘度インクであっても、メニスカスを壊すことなく吐出面を清掃することができる。
【００１３】なお、定速モード、加速モード、減速モードの中から少なくとも１つのモードを選択とは、定速モード、加速モード、減速モードのいずれか１つのモードを選択することだけでなく、これら３つのモードから２つ以上のモードを組み合わせたり、順序を変えて選択することも含まれる。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記吐出口から前記高粘度インクを吸引するためのインク吸引手段を備え、前記制御手段は、前記インク吸引手段を制御し、前記インク吸引手段による吸引を行った後に、前記清掃部材による前記吐出面の清掃を行うことを特徴としている。
【００１５】請求項３記載の発明によれば、インク吸引手段による吸引を行った後に、記録ヘッドの吐出面は清掃部材によって清掃されるので、インク吸引で吐出面に飛び散り付着したインクを除去することができる。
【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３記載のインクジェットプリンタにおいて、前記吐出口の目詰まりを検知する吐出口検知手段を備え、前記制御部は、前記吐出口検知手段が前記吐出口の目詰まりを検知した後に、前記吸引手段による吸引を行って、前記清掃部材による前記吐出面の清掃を行うことを特徴としている。
【００１７】請求項４記載の発明によれば、吐出口検知手段が吐出口の目詰まりを検知した後に、記録ヘッドは吐出口からインク吸引手段により高粘度インクが吸引されて、清掃部材によって吐出面が清掃されるので、吐出口が目詰まりしてもすぐに対処して、記録ヘッドをメンテナンスでき、明瞭な画像形成を維持することができる。
【００１８】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記制御部は、前記記録ヘッドが前記記録媒体に所定量画像形成を行った後に、前記清掃部材による前記吐出面の清掃を行うことを特徴としている。
【００１９】請求項５記載の発明によれば、記録媒体に所定量画像形成を行った後に、記録ヘッドの吐出面は清掃部材によって清掃されるので、画像形成が所定量行われる毎に吐出面を清掃でき明瞭な画像形成を維持することができる。
【００２０】ここで、所定量画像形成を行ったことを判断する基準としては、例えば、記録ヘッドの画像形成時における高粘度インクの吐出量や、画像形成時の記録媒体の搬送距離、画像形成された記録媒体の数などが挙げられる。
【００２１】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記制御部は、電源投入時に、前記清掃部材による前記吐出面の清掃を行うことを特徴としている。
【００２２】請求項６記載の発明によれば、電源投入時に、記録ヘッドの吐出面は清掃部材によって清掃されるので、電源投入前に吐出面にインクや埃等が付着していても、それに対処して吐出面を清掃でき、電源投入直後であっても明瞭な画像形成を行うことができる。
【００２３】請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記高粘度インクを、３０℃〜１５０℃の範囲内に収まるように加熱する加熱手段を備え、前記記録ヘッドは、前記加熱手段により加熱された前記高粘度インクを、１ドット当たり２ｐｌ〜２０ｐｌの範囲で吐出することを特徴としている。
【００２４】請求項７記載の発明によれば、高粘度インクは加熱手段によって、３０℃〜１５０℃の範囲内に収まるように加熱されるので、この加熱により高粘度インクの粘度は下がり、射出安定性の点で好ましい。なお、さらに好ましくは４０℃〜１００℃の範囲内である。一般に、高粘度インクは、３０℃以下および１５０℃以上では、射出が困難になる。高粘度インクは、概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きい。粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化をおこすため、インク温度をできるだけ一定に保つことが必要である。インク温度の制御幅は設定温度±５℃、好ましくは設定温度±２℃、さらに好ましくは設定温度±１℃である。インクジェットプリンタには、インク温度の安定化手段を備えるが、一定温度にする部位はインクタンク（中間タンクがある場合は中間タンク）、から吐出面までの配管系、部材の全てが対象となる。
【００２５】温度コントロールのため、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。また、加熱する記録ヘッドユニットは、装置本体や外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断もしくは断熱されていることが好ましい。加熱に要するプリンタ立ち上げ時間を短縮するため、また熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
【００２６】また、記録ヘッドの１ドット当たりの吐出量が２ｐｌ未満であると、形成される画像の濃度が低くなってしまう。このため、請求項７記載の発明によれば、記録ヘッドが、加熱手段により加熱された高粘度インクを、１ドット当たり２ｐｌ〜２０ｐｌの範囲で吐出するので、形成する画像の濃度低下を防止している。なお。１ドットあたりの射出量は、好ましくは４ｐｌ〜１０ｐｌである。
【００２７】請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記記録ヘッドが前記記録媒体上に前記高粘度インクを吐出した後に、前記記録媒体に光を照射する光照射手段を備え、前記高粘度インクは、光が照射されることにより硬化する光硬化性インクであることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【００２８】請求項８記載の発明によれば、高粘度インクとして光硬化性インクを適用したインクジェットプリンタにおいても、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発明と同等の効果を得ることができる。
【００２９】請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記清掃部材は、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が２０〜１００の範囲のゴムまたはゴム状部材により、ほぼ板状に形成されることを特徴としている。
【００３０】請求項９記載の発明によれば、清掃部材が、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が２０〜１００の範囲のゴムまたはゴム状部材によりほぼ板状に形成されるので、弾性変形により吐出面をまんべんなく摺擦することができる。また、清掃部材の硬度が２０未満であると、ブレード自体の形成が困難であり、硬度が１００を超えると、摺擦時に好適な弾性変形しにくく、吐出面の清掃がまんべんなく行えないおそれがある。このため、ブレードの硬度は、上記したように２０〜１００の範囲内に収まるように設定される。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態について、図１〜図３の図面を参照しながら説明する。
【００３２】この実施の形態で例示されるインクジェットプリンタ１は、温度上昇に伴って低粘度化し、紫外線が照射されることで硬化するＵＶインク（高粘度インク：以下インクと記述）を記録媒体に吐出し画像形成を行うものである。このインクジェットプリンタ１の主要構成は、図１に示すように、シート状の記録媒体２を画像形成時に前方へ搬送させる搬送手段（図示省略）と、記録媒体２にインクを吐出する記録ヘッド３と、複数色毎の記録ヘッド３を搭載したキャリッジ４と、記録ヘッド３のメンテナンスを行うメンテナンスユニット５と、画像形成時あるいはメンテナンス時などにキャリッジ４を水平方向（矢印Ａ）に沿って案内するガイドレール６と、前記キャリッジ４の待機所となるホームポジション７と、これら各部の制御を行う制御部（図示省略）とを備えている。
【００３３】ここで用いられる高粘度インクは、３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓとなるインクであり、好ましくは３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ〜５００ｍＰａ・ｓとなるインクである。１０ｍＰａ・ｓ未満であれば、記録媒体に着弾した後に滲みやすく、５００ｍＰａ・ｓを超えると、形成画像の平滑性が失われてしまう。そして、さらに好ましくは、３０℃における粘度が４０ｍＰａ・ｓ〜５００ｍＰａ・ｓとなるインクである。そして、上記した高粘度インクを加熱して吐出する際には、粘度が３ｍＰａ・ｓ以下では、高速射出に不具合を生じ、また３０ｍＰａ・ｓでは、射出性が劣化するおそれがあるので、６０℃における粘度が３ｍＰａ・ｓ〜３０ｍＰａ・ｓとなる高粘度インクが好ましい。さらに、より好ましくは、６０℃における粘度が３ｍＰａ・ｓ〜２０ｍＰａ・ｓとなる高粘度インクである。なお、このインクの粘度は、ＪＩＳ Ｚ ８８０３に規定する液体の粘度−測定方法において測定されたものであって、実際の粘度の測定にはＨＡＡＫＥ社製粘度計（ビスコテスター）型式ＶＴ０７Ｌを用いた。
【００３４】記録媒体２は、インク吸収性のない記録媒体ないしインク吸収性の低い記録媒体（あるいは、インク非吸収性記録媒体）である。インク吸収性のない記録媒体ないしインク吸収性の低い記録媒体（あるいは、インク非吸収性記録媒体）とは、インク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいはインク非吸収性材料）からなる記録媒体、あるいはインク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいはインク非吸収性材料）からなる表面層（画像形成層）を有する記録媒体であり、インク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいはインク非吸収性材料）は、例えば各種の樹脂や金属である。
【００３５】搬送手段は、画像形成時において、キャリッジ４の動作にタイミングを合わせて、記録媒体２を画像形成領域Ｃ上で搬送し、画像形成の終了に応じて、記録媒体２は画像形成領域Ｃから下方（矢印Ｂ）に向かって搬送される。
【００３６】記録ヘッド３は、インクジェットプリンタ１で使用されるインクの種類（イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）に応じて、複数個設けられている。この記録ヘッド３は、インク吐出の駆動力としてインクに対しての適用範囲が広く、高速射出が可能な圧電体の圧電作用を利用した方式を適用している。それは具体的には、例えば特公平４−４８６２２号に記載されるように、圧電性基体上に形成された微細な溝の内部に電極膜が形成され、さらに絶縁体で覆われているインク流路とする記録ヘッド方式である。そして、記録ヘッド３は、インクを１ドット当たり２ｐｌ〜２０ｐｌの範囲で吐出する。なお、記録ヘッド３により記録媒体２上に形成されるドット径は、５０μｍ〜２００μｍである。好ましくは５０μｍ〜１５０μｍであり、さらに好ましくは５５μｍ〜１００μｍである。５０μｍ未満では形成される画像の濃度が低くなってしまい、また、２００μｍよりも大きければ高精細画像形成が難しい。
【００３７】そして、上記方式を適用した記録ヘッド３は、図２に示すように、インクを記録媒体２に向けて吐出する吐出口（図示省略）と、吐出口を複数配列した吐出面３１と、吐出口の目詰まりを検知する吐出口センサー（吐出口検知手段：図示省略）とを備えるとともに、図示しないインクタンクおよびインク供給管からなるインク供給系に接続されている。この記録ヘッド３およびインク供給系には、流路内のインクを加熱する加熱手段と、流路内のインク温度を検知する温度センサーが設けられている。
【００３８】吐出口センサーは、吐出口の目詰まりを検知するものであれば如何なるものでもよいが、例えば本実施の形態の吐出口センサーは、発光部と受光部とを備え、この発光部と受光部とが吐出口を挟んで対峙するように配置されている。そして、吐出口センサーは、発光部から受光部に向けて発光される光が、吐出口から吐出されたインク滴により遮断されることで、インク滴の通過を検知する。つまり、インクを吐出するはずの吐出口から、インク滴の通過が検知されないときは、その吐出口が目詰まりを生じていることが認識される。
【００３９】加熱手段は、温度センサーの検知結果を基に制御部によって、流路内のインクの温度が３０℃〜１５０℃の範囲内に収まるように、加熱温度が制御されている。
【００４０】キャリッジ４は、図１に示すように、ガイドレール６の案内により水平方向（矢印Ａ）に沿って往復移動を繰り返し、記録ヘッド３を、画像形成領域Ｃにある記録媒体２の画像形成面上を走査させる。このキャリッジ４には、記録ヘッド３から吐出されたインクを硬化させるために、記録媒体に紫外線を照射するＵＶ光源（光照射手段）４１が設けられている。
【００４１】ＵＶ光源４１は、紫外線を照射するものであれば如何なるものでもよいが、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーランプ、紫外線レーザー・ＬＥＤなどを用いることができる。基本的な照射方法は、特開昭６０−１３２７６７号に開示されている。これによると、記録ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式で記録ヘッドと光源を走査する。照射はインク着弾後、一定時間をおいて行われることになる。さらに、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。ＷＯ９９５４４１５号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源を記録ヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へＵＶ光を照射する方法が開示されている。本発明の記録方法においては、これらの照射方法を用いることが可能である。具体的には、帯状のメタルハライドランプ管、紫外線ランプ管が好ましい。線源は、実質的にインクジェットプリンタに固定化し、稼働部をなくすことで、安価な構成とすることが可能である。
【００４２】照射は、各色の画像形成毎に行われることが好ましく、つまり、いずれの露光方式でも線源は２種用意し、第２の線源によって、硬化を完了させることが好ましい形態の１つである。これは、２色目の着弾インクの濡れ性、インク間の接着性を得ることと、線源を安価に組むことに寄与する。なお第１の線源と、第２の線源とは露光波長または露光照度を変えることが好ましい。第１の線源の照射エネルギーを第２の線源の照射エネルギーより小さく、すなわち第１の線源の照射エネルギーを照射エネルギー総量の１〜２０％、好ましくは１〜１０％、さらに好ましくは１〜５％とする。照度を変えた照射を行うことで、硬化後の分子量分布が好ましいものとなる。つまり一度に高照度の照射を行ってしまうと、重合率は高められるものの、重合したポリマーの分子量は小さく、強度が得られない。
【００４３】また、第１の線源の照射は、第２の線源の照射よりも長波長とすることで、第１の照射では、インクの表層を硬化させてインクの滲みを抑えられ、第２の照射では、照射線が届きにくい記録媒体近傍のインクを硬化させ、密着性を改善することができる。インク内部の硬化促進のためにも、第２の照射線波長は長波長であることが好ましい。
【００４４】なお、本実施の形態では、硬化性、線源のコスト等を考慮して、光硬化性インクとして、紫外線が照射されることにより硬化するＵＶインクを適用した場合を例示しているが、紫外線以外の光線が照射されることにより硬化する光硬化性インクを適用してもよい。この場合、光照射手段は、ＵＶ光源でなく光硬化性インクを硬化させる光線（例えば、電子線、Ｘ線、可視光、赤外光など）を照射する様々な線源を用いることが可能である。なお、光硬化性インクは、実質的に水および有機溶媒を含有しないことが望ましい。実質的に含有しないとは、水および有機溶媒の含有量が１重量％未満である。
【００４５】ここで、照射線の照射タイミングは、着弾から照射までの時間を０．０１〜０．５秒、好ましくは０．０１〜０．３秒、さらに好ましくは０．０１〜０．１５秒後である。このように着弾から照射までの時間を極短時間に制御することにより、着弾インクが硬化前に滲むことを防止することが可能となる。また、多孔質な記録媒体に対しても光源の届かない深部までインクが浸透する前に露光することができるため、未反応モノマーの残留を抑えられ、臭気を低減できる。これは、上記したインクを用いることで大きな相乗効果をもたらすことになる。特に、２５℃におけるインク粘度が３５〜５００ｍＰａ・ｓのインクを用いると大きな効果を得ることができる。このような記録方法を取ることで、表面の濡れ性が異なる様々な記録媒体に対しても、着弾したインクのドット径を一定に保つことができ、画質が向上する。なお、カラー画像を得るためには、明度の低い色から順に重ねていくことが好ましい。明度の低いインクを重ねると、下部のインクまで照射線が到達しにくく、硬化感度の阻害、残留モノマーの増加および臭気の発生、密着性の劣化が生じやすい。また、照射は、全色を射出してまとめて露光することが可能だが、一色毎に露光するほうが、硬化促進の観点で好ましい。
【００４６】また、複数色の記録ヘッドからなるユニットでは、各色間を実質的に照射線透過性とすることが好ましい。具体的には、照射線透過性の部材で記録ヘッド間を構成するか、部材を配置させない構成である。このように簡単な構成とすることで、各色毎に、着弾直後、速やかに照射することが可能である、特に二次色の滲み防止、双方向描画における、行きと帰りのドット滲み差を防止（行きと帰りの色が異なるのを防ぐ）できるため、好ましい。
【００４７】メンテナンスユニット５は、記録ヘッド３の吐出口を覆った状態で吐出面３１と密閉し、吐出口からインクを吸引するためのキャップ部材５１と、キャップ部材５１によるインクの吸引が行われた後に、記録ヘッド３の吐出面３１に残るインクを拭き取るブレード５２と、記録ヘッド３の吐出口から空吐出されたインクを受けるインク受け部５３とを、上面（記録ヘッド３の吐出面３１に対向する面）に、一体的に備えている。そして、このメンテナンスユニット５には、記録ヘッド３のメンテナンスに応じてメンテナンスユニット５を移動させる移動手段（図示省略）が設けられている。
【００４８】キャップ部材５１は、複数（本実施の形態では２個）並んで設けられており、メンテナンス時において、一度に複数個の記録ヘッド３の吸引を行うことを可能としている。このキャップ部材５１の下方には、キャップ部材５１が記録ヘッド３の吐出面３１を覆った際に、キャップ部材５１と吐出面３１により形成された空間内部を吸引する吸引ポンプ５４、大気連通弁（図示省略）が回収管５４ａを介して連結されている。つまり、吸引ポンプ５４は、キャップ部材５１により覆われた状態の吐出口から、キャップ部材５１を介してインクを吸引する。そして、吸引ポンプ５４によって吐出口から吸引されたインクは、回収管５４ａを通って回収タンク５５に回収される。
【００４９】このように、インク吸引手段は、キャップ部材５１、吸引ポンプ５４、回収管５４ａにより構成されている。なお、本実施の形態では、記録ヘッド３の吐出口からインクを吸引する手段として吸引ポンプ５４を例示したが、吐出口からのインクを吸引できるものであれば如何なるものでもよく、例えば、ピストンやシリンダ等が挙げられる。
【００５０】ブレード５２は、弾性を有し、記録ヘッド３の吐出面３１を摺擦して清掃する清掃部材である。このブレードは、ＪＩＳ−Ａで規格される硬度が２０〜１００の範囲のゴムまたはゴム状部材により板状に形成されて、吐出面３１を摺擦するために立設している。
【００５１】ここで、ゴムまたはゴム状部材は、各種ゴム材料や熱可塑性エラストマ−などの他に、ゴム材料と同様の性質をもつ各種材料を広く含む。例えば、各種ゴム材料、樹脂材料、熱可塑性エラストマー等を、単独もしくは併用したものを用いても良い。この場合において、各種ゴム材料とは限定されるものではなく、例えば、固体のゴム材料の他に、液状の粘弾性体を硬化させて得られる液状反応硬化物等を用いても良い。また、固体のゴム材料とは、例えば、エチレンプロピレン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、ウレタンゴム等を、単独もしくは併用して用いたポリマーに対して、従来からゴム工業一般で用いられている、加硫剤や架橋剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、粘着付与剤、充填剤、可塑剤、老化防止剤、溶剤等の配合薬品を配合し、加硫（または架橋）したものが含まれる。
【００５２】ここで、加硫とは、硫黄加硫に限定されるものではなく、例えば、ゴム工業一般に用いられている有機過酸化物、金属酸化物、有機多価アミンなどの各種架橋剤による架橋も含まれる。また、液体のゴム材料とは、例えば、ウレタン、液状ポリブタジエン、変性シリコン、シリコン、ポリサルファイド等が含まれる。なお、これらの材料は、固体化させるための硬化剤を所定量添加して混合し、反応硬化させて用いることが好ましい。
【００５３】インク受け部５３は、メンテナンスユニット５におけるキャップ部材５１とブレード５２との間に配置されている。このインク受け部５３には、溜まったインクを回収タンク５５まで流す回収管５３ａが設けられている。
【００５４】ここで、メンテナンス後に排出されたインクが、ＵＶ光源４１により照射された紫外線の影響で、回収管５３ａ、５４ａ、回収タンク５５内で硬化しないように、これら各部は遮光カバー５６、５７、５８、５９により覆われている。
【００５５】ホームポジション７は、図１に示すように、キャリッジ４が往復移動する経路の一端側に備えられている。このホームポジション７には、記録ヘッド３の吐出面３１を保湿する保湿キャップ７１が、記録ヘッド３と同数設けられており、キャリッジ４の待機中においては、記録ヘッド３の吐出面３１を覆って密閉している。
【００５６】制御部（制御手段）は、インターフェイス、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、ＲＯＭ中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従いインターフェイスに接続された各種機器を制御するようになっている。
【００５７】インターフェイスには、記録ヘッド３、キャリッジ４、吸引ポンプ５４、ＵＶ光源４１、加熱手段、温度センサー、吐出口センサー、搬送手段、移動手段などが電気的に接続されている。
【００５８】ＲＯＭには、インクジェットプリンタの各部の動作に関する各種制御プログラムや制御データなどが書き込まれている。
【００５９】ＲＡＭは、電力が供給されている間だけ入力されたデータを複数記憶可能であり、画像形成される画像データ等の各種データを記憶する記憶領域とＣＰＵによる作業領域などが備えられている。
【００６０】ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されている各種プログラムの中から指定されたプログラムを、ＲＡＭ内の作業領域に展開し、各センサーからの入力信号に応じて、プログラムに従った各種処理を実行する。
【００６１】この制御部は、インクジェットプリンタ１の動作全体を制御するものであるが、ここでは記録ヘッド３のメンテナンス時に行われる制御について、図２および図３を参照にして説明する。
【００６２】制御部は、記録ヘッド３が記録媒体２に所定量画像形成を行った後や、吐出口センサーが吐出口の目詰まりを検知した後、あるいはインクジェットプリンタ１の電源投入時等を、開始タイミングとして、記録ヘッド３のメンテナンスを開始する。
【００６３】メンテナンスの開始タイミングとなると、制御部は、図２に示すように、キャリッジ４を制御して、記録ヘッド３の吐出面３１とキャップ部材５１とを対向させる。その後、制御部は移動手段を制御して、キャップ部材５１と記録ヘッド３の吐出面３１とが密閉するまで、メンテナンスユニット５を上方（矢印Ｄ）へと移動させる。キャップ部材５１が記録ヘッド３の吐出口を覆って、吐出面３１と密閉すると、制御部は、吸引ポンプ５４を制御して、キャップ部材５１を介して、吐出口からインクを吸引する。
【００６４】吸引が終了すると、制御部は、移動手段を制御して、記録ヘッド３の吐出面３１がブレード５２の先端よりも下となるように、メンテナンスユニット５を下方（矢印Ｅ）へと移動させて、キャップ部材５１を吐出面３１から離間させる。キャップ部材５１の離間が完了すると、制御部は、キャリッジ４を制御して、記録ヘッド３をその場に停止させるとともに、移動手段を制御して、メンテナンスユニット５を右方向（矢印Ｆ）に移動させる。この移動時においては、図３に示すように、ブレード５２は、吐出面３１を摺擦して、インクを拭き取り清掃しながら、記録ヘッド３を通過する。この際、ブレード５２は、弾性変形して、吐出面３１をまんべんなく清掃する。
【００６５】ここで、制御部は、インクジェットプリンタ１の環境等に応じて、摺擦時の吐出面３１に対するブレード５２の動作を定速モード、加速モード、減速モードの中から少なくとも１つのモードを選択する。ここで、定速モードとは吐出面３１を一定の速度で摺擦するモード、加速モードとは吐出面３１を加速しながら摺擦するモード、減速モードとは吐出面３１を減速しながら摺擦するモードである。そして、制御部は、選択したモードに基づいて、移動手段を制御させて、メンテナンスユニット５を移動させる。この上記した３モードは、いずれも、ブレード５２が吐出面３１を摺擦する際のブレード５２と吐出面３１との相対速度が、０．５ｍｍ／ｓ〜２００ｍｍ／ｓの範囲内に収まるように設定されている。
【００６６】例えば、温度センサーや、外気温を測定する外温センサー（図示省略）などの検知結果により、インクジェットプリンタ１が寒冷地にあると判断された場合には、制御部は減速モードを選択する。そして、制御部は、記録ヘッド３の吐出面３１に対してブレード５２が、減速モードに基づいた相対速度で摺擦するように、移動手段を制御して、メンテナンスユニット５を移動させる。具体的には、摺擦開始時の相対速度が１００ｍｍ／ｓで、摺擦終了時の相対速度が２０ｍｍ／ｓとなるように、移動手段を制御している。
【００６７】吐出面３１の清掃されると、制御部は、移動手段を制御して、記録ヘッド３の吐出面３１がブレードの先端よりも上となるように、メンテナンスユニット５を下方（矢印Ｅ）へと移動させる。その後、制御部は、移動手段を制御して、メンテナンスユニット５を左方向（矢印Ｇ）へと移動させて、記録ヘッド３の吐出面３１とインク受け部５３とを対向させる。
【００６８】記録ヘッド３の吐出面３１とインク受け部５３とが対向すると、制御部は、記録ヘッド３を制御して、吐出口からインク受け部５３に向けて空吐出させ、吐出口の吐出状態を復帰させる。記録ヘッド３のメンテナンスが終了すると、制御部は、移動手段を制御してメンテナンスユニット５を所定の位置に戻す。
【００６９】以上のように、本実施の形態のインクジェットプリンタ１によれば、記録ヘッド３の吐出面３１とブレード５２との摺擦時の相対速度が、０．５ｍｍ／ｓ〜２００ｍｍ／ｓの範囲内で設定されているので、高粘度インクを用いたインクジェットプリンタ１であっても、メニスカスを壊すことなく記録ヘッド３の吐出面３１の清掃が行え、明瞭な画像形成を確保できる。また、記録ヘッド３のメンテナンスは、形成された画像が不明瞭になりやすい状態（記録ヘッド３が記録媒体２に所定量画像形成を行った後や、吐出口センサーが吐出口の目詰まりを検知した後、あるいはインクジェットプリンタ１の電源投入時等）を基に開始されるので、常に明瞭な画像形成を行うことができる。
【００７０】なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。例えば、本実施の形態では、メンテナンス時において、移動手段がメンテナンスユニット５全体を移動させる構成であるが、ブレード５２を単体で移動させる構成であってもよい。また、本実施の形態では、移動手段が、メンテナンスユニット５を移動させることで、ブレード５２が記録ヘッド３の吐出面３１を摺擦するように、ブレード５２を吐出面３１に対して相対的に移動させているが、キャリッジ４がこの移動手段の機能を備える構成であってもよい。具体的には、例えば、記録ヘッド３の吐出面３１を清掃する際に制御部は、移動手段を制御して、ブレード５２を記録ヘッド３の吐出面３１の摺擦可能な位置まで移動させた後に、キャリッジ４を制御して、ブレード５２を停止させた状態で記録ヘッド３の方を移動させることで、ブレード５２が記録ヘッド３の吐出面３１を摺擦するように、ブレード５２を吐出面３１に対して相対的に移動させる。さらに、記録ヘッド３の吐出面３１を清掃する際に制御部は、移動手段およびキャリッジ４を制御して、記録ヘッド３およびブレード５２の両者を移動させて、ブレード５２が記録ヘッド３の吐出面３１を摺擦するように、ブレード５２を吐出面３１に対して相対的に移動させる構成であってもよい。
【００７１】なお、本実施の形態では、ブレード５２による吐出面３１の摺擦は、吸引手段によるインク吸引後に行われる構成を例示しているが、インク吸引前に摺擦を行う構成であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、高粘度インクを用いたインクジェットプリンタであっても、メニスカスを壊すことなく記録ヘッドの吐出面の清掃が行え、明瞭な画像形成を確保できる。
【００７３】請求項２記載の発明によれば、環境の変化に応じたモードで清掃部材と吐出面とを清掃することができる。例えば、インクジェットプリンタが寒冷地で使用される場合には、記録ヘッドの吐出面に残留した高粘度インクや、記録ヘッドの吐出口の出口付近の高粘度インクは外気によって冷やされて粘度が高くなる。このため、定速で摺擦すると、吐出口の高粘度インクを引き出してメニスカスを壊すおそれがあるが、外気温や吐出口内の高粘度インクの温度等に基づいて、制御手段が減速モードを選択すれば、清掃部材と吐出面との相対速度を減速させながら摺擦することとなり、低温で粘度が高まった高粘度インクであっても、メニスカスを壊すことなく吐出面を清掃することができる。
【００７４】請求項３記載の発明によれば、インク吸引で記録ヘッドの吐出面に飛び散り付着したインクを除去することができる。請求項４記載の発明によれば、画像形成が所定量行われる毎に吐出面を清掃でき明瞭な画像形成を維持することができる。請求項５記載の発明によれば、吐出口が目詰まりしてもすぐに対処して、吐出面を清掃でき明瞭な画像形成を維持することができる。請求項６記載の発明によれば、電源投入前に吐出面に埃等が付着していても、それに対処して吐出面を清掃でき、電源投入直後であっても明瞭な画像形成を行うことができる。
【００７５】請求項７記載の発明によれば、最適な画像形成を行うことができる。請求項８記載の発明によれば、高粘度インクとして光硬化性インクを適用したインクジェットプリンタにおいても、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発明と同等の効果を得ることができる。請求項９記載の発明によれば、弾性変形により吐出面をまんべんなく摺擦することができる。また、清掃部材の硬度が２０未満であると、ブレード自体の形成が困難であり、硬度が１００を超えると、摺擦時に好適な弾性変形しにくく、吐出面の清掃がまんべんなく行えないおそれがある。このため、ブレードの硬度は、上記したように２０〜１００の範囲内に収まるように設定される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２７０
【氏名又は名称】コニカミノルタホールディングス株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内一丁目６番１号
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| 【出願日】 |
平成１４年５月３０日（２００２．５．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９００３３
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３４１０８０（Ｐ２００３−３４１０８０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１２月３日（２００３．１２．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１５７６２４（Ｐ２００２−１５７６２４） |
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