| 【発明の名称】 |
記録装置及び記録ヘッドのクリーニング方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】櫻井 純一
【住所又は居所】茨城県水海道市坂手町５５４０−１１ キヤノンアプテックス株式会社内
【氏名】菅 祐子
【住所又は居所】茨城県水海道市坂手町５５４０−１１ キヤノンアプテックス株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】記録ヘッドが長尺の場合や、長期使用によりフェイス面の撥水性が劣化したりするとクリーニング後にフェイス面に残るインク滴が多くなりワイパブレードだけでは払拭しきれなくなる。特に長尺ヘッドでは加圧回復によりインクを排出させる機構が用いられることが多く、フェイス面上に多量の残滴が生じてしまう。【課題を解決するための手段】 キャッピング機構内に複数の弾性体をキャップ下部から吐出口対向部に向けて配置することにより回復動作により吐出口から排出されたインクをインク溜まりに導くようにし、回復動作後のフェイス面の残滴を少なくする。
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数のノズルからインクを被記録媒体へ吐出して記録を行う記録ヘッドと記録ヘッドのノズル面をキャップするキャッピング手段を備える記録装置において、前記キャッピング手段内に複数の剣山状の弾性体が前記記録ヘッドのノズル面に向けて配置されることを特徴とする記録装置。
【請求項２】 前記弾性体の長さが複数種類あることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
【請求項３】 前記弾性体は前記記録ヘッドのノズル近傍とそれ以外の部分の長さが異なるようにしたことを特徴とする請求項2に記載の記録装置。
【請求項４】 前記弾性体の先端部形状が異なることを特徴とする請求項1から3に記載の記録装置。
【請求項５】 前記弾性体の先端部形状が球面形状であることを特徴とする請求項4に記載の記録装置。
【請求項６】 前記キャッピング手段と前記記録ヘッドのノズル面が密着する際、前記弾性体と前記ノズル面が接触することを特徴とする請求項1から5に記載の記録装置。
【請求項７】 前記弾性体が前記ノズル面上のインクを前記弾性体下方に導くことを特徴とする請求項1から6に記載の記録装置。
【請求項８】 複数のノズルからインクを被記録媒体へ吐出して記録を行う記録ヘッドと記録ヘッドのノズル面をキャップするキャッピング手段と、前記キャッピング手段内に複数の剣山状の弾性体が前記記録ヘッドのノズル面に向けて配置された記録装置におけるクリーニング方法において、前記記録ヘッド内のインクを加圧してインクを排出させるステップと、キャッピング時に前記弾性体を接触させインクを下方に導くステップと、前記キャッピング手段に連結された吸引手段によりインクを吸引するステップを有することを特徴とする記録ヘッドクリーニング方法。【請求項９】 複数のノズルからインクを被記録媒体へ吐出して記録を行う記録ヘッドと記録ヘッドのノズル面をキャップするキャッピング手段と、前記キャッピング手段内に複数の剣山状の弾性体が前記記録ヘッドのノズル面に向けて配置された記録装置におけるクリーニング方法において、前記記録ヘッドに連結された加圧手段によりヘッド内のインクを加圧してインクを排出させるステップと、キャッピング時に前記弾性体を前記ノズル面に接触させインクを下方に導くステップと、前記キャッピング手段に連結された吸引手段によりインクを吸引するステップと、清掃手段によりノズル面を払拭するステップを有することを特徴とする記録ヘッドクリーニング方法。【請求項１０】 前記弾性体の先端形状は前記ノズル形状より大きいことを特徴とする請求項1から7に記載の記録装置 |
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録ヘッドによってインクを飛翔させて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置および記録ヘッドのクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリンター、ファクシミリ、複写機等の機能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワードプロセッサー等を含む複合機やワークステーションの出力機器として用いられる記録装置は記録信号に基づいて紙やプラスチック、金属等を基材とした被記録媒体に画像を記録していくように構成されている。これらの記録装置は使用する記録手段の記録方式によりインクジェット方式、ワイヤドット方式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に分けられる。なかでもインクジェット式は記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出し記録画像が得られるものであり、記録装置のコンパクト化が容易である、高精細な画像が得られる、ノンインパクト式であるため稼動時の騒音が少ない、オンデマンドであるためランニングコストが安い等の利点を有しており、近年需要が高まっている。インクジェット記録方式では、記録中や待機中に記録ヘッドの吐出ノズルや吐出口の周りに増粘したインクやゴミがたまり、吐出不良や記録の乱れといった不具合が発生する。このような不具合を解決するものとして特開平05-000517号公報には記録ヘッドクリーニング時においてノズルを吸引後、キャップを複数回開放することによりヘッド内クリーニングを可能とするインクジェットプリンタが開示されている。しかしながら前記操作を行った場合、1）気泡だけではなくノズル内のインクが排出され、多量のインクが記録ヘッドフェース面に付着、ヨレが発生し画像品位が低下してしまう2）被記録媒体である紙から発生する紙粉や記録装置内にあるゴミ、チリ等がフェース面のインクに付着しやすくなり、ヨレや不吐が発生し画像品位の悪化を招く3）これらのインクミストが被記録媒体を汚し画像品位の悪化を招く等の不具合が顕在化しやすい。
【０００３】こうした不具合を解決するものとして特開平10-250087号公報にはノズル内のインクを吸引した後、弾性体からなるワイパブレードによりヘッドの吐出口の配置されている面(フェース面)を払拭する方法が開示されている。こうした方法はフェース面に付着したインクが比較的少ない場合には効果的であるが記録ヘッドが長尺の場合や、長期使用によりフェース面の撥水性が劣化したりするとクリーニング後にフェース面に残るインク滴が多くなりワイパブレードだけでは払拭しきれなくなる。特に長尺ヘッドでは記録ヘッド液室内の泡を排出させるために加圧回復によりインクを排出させる機構が用いられることが多く、フェース面上に多量の残滴が生じてしまう。一方、特開平10-286967号公報には記録ヘッドフェース面を特定の方法により撥水処理することによりインクの飛翔のばらつきやインクの飛散を防止したインクジェット記録ヘッドが開示されている。
【０００４】しかしながら顔料インクを用いた場合、顔料や分散剤の影響でフェース面との濡れ性が良いため、加圧回復を行った直後、インクがフェース面全体に広がってしまい、このインクがキャップに転写され、フェース面とキャップがリークしてしまい、インク漏れが発生してしまうという不具合を確認している。さらに特開2001-30508号公報にはキャップ内に吐出口に対向するようにインクガイドを設けることにより加圧回復で排出されたインクを吐出口より除去するインクジェット記録装置が開示されている。しかしながらインクガイドに弾性のない部材を用いた場合は吐出口を破損しないように公差を考慮した上で吐出口より離して設置する必要があるためフェース面との濡れ性が悪いインクの場合はインク回収に大きな効果を発揮するが前述のように濡れ性の良いインクでは、フェース面に多量のインクが残ってしまう事を確認している。【０００５】
【発明が解決しようとする課題】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、回復動作後のフェース面に残るインクを少なくすることにより上記問題を解決するものである。【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達成するために下記の手段を用いた記録装置および方法を提供するものである。
【０００７】複数のノズルからインクを被記録媒体へ吐出して記録を行う記録ヘッドと記録ヘッドのノズル面をキャップするキャッピング手段を備える記録装置において、前記キャッピング手段内に複数の剣山状の弾性体が前記記録ヘッドのノズル面に向けて配置されることを特徴とする記録装置。
【０００８】前記弾性体の長さが複数種類あることを特徴とする記録装置。
【０００９】前記弾性体は前記記録ヘッドのノズル近傍とそれ以外の部分の長さが異なるようにしたことを特徴とする記録装置。
【００１０】前記弾性体の先端部形状が異なることを特徴とする記録装置。
【００１１】前記弾性体の先端部形状が球面形状であることを特徴とする記録装置。
【００１２】前記キャッピング手段と前記記録ヘッドのノズル面が密着する際、前記弾性体と前記ノズル面が接触することを特徴とする記録装置。
【００１３】前記弾性体が前記ノズル面上のインクを前記弾性体下方に導くことを特徴とする記録装置。
【００１４】複数のノズルからインクを被記録媒体へ吐出して記録を行う記録ヘッドと記録ヘッドのノズル面をキャップするキャッピング手段と、前記キャッピング手段内に複数の剣山状の弾性体が前記記録ヘッドのノズル面に向けて配置された記録装置におけるクリーニング方法において、前記記録ヘッド内のインクを加圧してインクを排出させるステップと、キャッピング時に前記弾性体を接触させインクを下方に導くステップと、前記キャッピング手段に連結された吸引手段によりインクを吸引するステップを有することを特徴とする記録ヘッドクリーニング方法。【００１５】複数のノズルからインクを被記録媒体へ吐出して記録を行う記録ヘッドと記録ヘッドのノズル面をキャップするキャッピング手段と、前記キャッピング手段内に複数の剣山状の弾性体が前記記録ヘッドのノズル面に向けて配置された記録装置におけるクリーニング方法において、前記記録ヘッドに連結された加圧手段によりヘッド内のインクを加圧してインクを排出させるステップと、キャッピング時に前記弾性体を前記ノズル面に接触させインクを下方に導くステップと、前記キャッピング手段に連結された吸引手段によりインクを吸引するステップと、清掃手段によりノズル面を払拭するステップを有することを特徴とする記録ヘッドクリーニング方法。【００１６】前記弾性体の先端形状は前記ノズル形状より大きいことを特徴とする記録装置。
【００１７】
【本発明の実施の形態】そこで本発明者等は種々の要因について鋭意検討した結果、キャッピング機構内部に剣山状の弾性体をキャップ下部から吐出口対向部に向けて配置することにより回復動作にてノズルから排出されたインクを効率的にキャップ下部に導入出来、回復動作後のフェース面の残滴が少なくすることを見出し、本発明に至った。【００１８】即ち本発明は回復動作中にフェース面上のインクを積極的に下方に導くことにより画像品位の低下を防止できる。つまり記録ヘッドフェース面をキャップするキャッピング機構を有するインクジェット記録装置において、キャッピング機構内部に複数の弾性体を剣山状に設けることにより記録ヘッドの加圧回復動作時に排出されフェース面全体に広がった比較的大量のインクを捕捉し、毛細管力によって素早く下部のインク溜まりに導くことができる。【００１９】又、剣山状に配置された弾性体とフェース面を接触させることにより、インクを捕捉する効果が向上する。さらに弾性体を用いることによりノズル部の物理的損傷を防止できる。
【００２０】また、ノズル列近傍に配置された弾性体の長さを変えノズルに弾性体の先端が触れないようにする工夫によりノズルの破損や弾性体に付着したゴミの再付着を防止できる。
【００２１】（実施例）以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２２】本発明を実施した記録装置101の透視図を図１に示す。ホストPC100と接続された記録装置101は記録ヘッドとして、例えばブラック102K、シアン102C、マジェンタ102M、及びイエロー102Y、計４本のラインヘッドを内蔵している。
【００２３】記録ヘッド102の安定した吐出を維持するためのキャッピング機構106は後述するワイパブレード、ワイパブレード保持部材、キャップ等から構成されている。キャッピング機構106は各記録ヘッド毎に独立しており、図1の例では6色分が図示されているが、内２色分はライトシアン（淡シアン）、ライトマジェンタ（淡マジェンタ）の記録ヘッドを追加する時の予備的な機構である。本発明によるキャッピング機構106の詳細に関しては後述する。
【００２４】被記録媒体107はロール供給ユニット108から供給され、記録装置101本体に具備された搬送部109によって、連続的に搬送される。搬送部109は主として搬送モータ111、搬送ベルト112により構成される。
【００２５】記録画像は、用紙を搬送しながら、用紙の記録開始位置がブラックの記録ヘッド102Kの下に到達してから記録データに従ってブラックインクを選択的に吐出する。同様に、シアン102C、マジェンタ102M、及びイエローの記録ヘッド102Yの順に、各色のインクを吐出してカラー記録する。
【００２６】記録装置101はこの他、記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するインクカートリッジ110、記録ヘッドへのインク供給や回復動作のためのポンプユニット（不図示）、等から構成されている。
【００２７】本発明を実施した記録装置101の電気的なブロック図を図2に示す。
【００２８】ホストPC100から送信された記録データ、コマンドはインタフェースコントローラ202を介して受信される。
【００２９】CPU（中央演算処理装置：Central Processing Unit）201は記録装置101の記録データの受信、記録動作、用紙のハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。
【００３０】受信したコマンドを解析後、CPU201は記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ204にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理として出力ポート206、モ−タ駆動部207を介してキャッピングモータ208と記録ヘッドアップダウンモータ210を駆動し、記録ヘッド1０３をキャッピング機構106から解除し、記録位置に移動させる。
【００３１】さらに、出力ポート206、モ−タ駆動部207を介して用紙を繰り出すロールモータ（図示せず）、及び定速度で用紙を搬送する搬送モータ111等を駆動し用紙を記録位置に搬送する。定速度で搬送される用紙への記録タイミングを決定するための先端検知センサ（図示せず）で用紙先端位置を検出する。
【００３２】その後用紙搬送に同期して、CPU301はイメージメモリ304から対応する色の記録データを順次読み出し、同時に記録ヘッド制御回路312を介して、記録ヘッド203K〜203Yに読み出したデータを転送する。
【００３３】そして、各々の記録ヘッドが持つ多数のノズルから記録データに従い選択的にインクを吐出させ、カラー記録する。
【００３４】CPU201の動作はプログラムROM203に記憶された処理プログラムに基づき実行される。プログラムROM2０３には後述する制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。
【００３５】又作業用のメモリとしてワークＲＡＭ205を使用する。記録ヘッド102のクリーニング、回復動作時に、CPU201は出力ポート206、モータ駆動部を介してポンプモータ211を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。
【００３６】本発明の記録装置101のインク供給、ヘッド回復系に関するブロック図を図3に示す。
【００３７】インクの動きを示す矢印は記録ヘッド102のクリーニング（回復）動作している場合を示す。CPU201の制御にてポンプモータ211が起動され、加圧ポンプ302が動作開始する。
【００３８】動作開始以前に回復弁304ｂは閉じ、リサイクル弁304ｄ、及び大気開放弁304ｃは開いている。尚加圧ポンプとほぼ同時にCPU201は吸引ポンプ303をも起動しておく。
【００３９】加圧ポンプ302が動作するとサブタンク301内部のインクは加圧ポンプ302を経由して記録ヘッド102の共通液室306側に向かうが出口側の回復弁304bが閉じているので、加圧されたインクは全て記録ヘッド102のノズル（面）307からキャッピング機構106へ押し出されこの時、各ノズルは健全な状態に回復されることになる。
【００４０】ラインヘッド等、多くのノズルを有するヘッドでは、少ないノズルだけ分割開放状態にして上記の回復動作を複数回実行すれば全ノズルに対して回復性能は高く理に叶っているが、回復機構が複雑になること、回復に要する時間がかかる等の弊害がある。従って多くは１回の回復で全ノズルの回復動作しているのが実情である。
【００４１】キャッピング機構106内のインク溜まりに押し出されたインクは吸引ポンプ303によってフィルタ305、リサイクル弁304ｄ、吸引ポンプ303の経路で吸引されてサブタンク301に戻り、リサイクルされる。
【００４２】上記回復動作とは別に回復弁304ｂを開いた状態でサブタンク301記録ヘッド102間でインクを循環させ共通液室306内部で成長した気泡を取り除く等を目的にした種々の動作があるが詳しくは省略する。
【００４３】記録ヘッド回復動作のフローチャートを図4に示す。本フローはプログラムROM203に記憶された制御プログラムに基づきCPU201により、実行される。
【００４４】まず、記録ヘッドをキャッピング位置から回復位置へ移動する（ｓ401）。回復位置では記録ヘッドのフェース面307は弾性体300と接触するように設定されている。次に回復弁304ｂを閉じ（ｓ402）、吸引ポンプ303、及び加圧ポンプ302をONする（ｓ403、ｓ404）。
【００４５】既に説明した通りインクは各ノズルから押し出され、弾性体300下方のインク溜まりへと導かれ、同時に動作中の吸引ポンプによりサブタンク301に戻り、リサイクルされる。所定時間上記回復動作を継続し（ｓ405）、加圧ポンプをOff（ｓ406）、記録ヘッドをキャッピング位置に戻してから（ｓ407）、予備的な吐出を所定発数行う（ｓ408）。【００４６】引き続いてワイパブレード（不図示）によって、記録ヘッドのフェース面307をワイプして記録ヘッドフェース面307のインクを拭き取る（ｓ409）。
【００４７】更に所定時間経過したら（ｓ410）、吸引ポンプ303をOffしキャッピング機構106内インク溜まりからのインク吸引動作を停止し（ｓ411）、終了する。【００４８】（実施例1）図5は本発明第1実施例のキャッピング機構106の斜視図を図5に示す。
【００４９】キャッピング機構106内部には記録ヘッド102のフェース面307に付着するインク滴をインク溜まりに導入する複数の弾性部材300を備えている。インク溜まりに溜まったインクは前述の吸引ポンプ303が動作すると、フィルタ305を介してサブタンク301に戻されリサイクルされる。
【００５０】回復動作時の記録ヘッド102とキャッピング機構106との相関図を図6に示す。
【００５１】弾性部材300は例えばナイロンで形成された弾性体であり、記録ヘッド102のフェース面307に対向するように先端が配置されている。回復動作初期状態図6（ａ）から加圧ポンプ302の動作で記録ヘッド102の加圧回復を行うと図6（ｂ）の如く各インクノズルから比較的大量のインク601が噴出するが、加圧とほぼ同時、或いは一定時間後に記録ヘッドが僅かに下方に移動すると図6（ｃ）のようにフェース面307に弾性部材300が接触し、図6（ｄ）の如くインクは下部のインク溜まり602へ導かれる。
【００５２】（実施例2）本発明第2実施例を図7に示す。
【００５３】実施例1と同様、700は例えばナイロンで形成された弾性体であるが、吐出ノズル701近傍の弾性体長さが他の部分より短く、且つ先端は球状である。【００５４】回復動作初期状態図7（ａ）から加圧ポンプ302の動作で記録ヘッド102の加圧回復を行うと図7（ｂ）の如く各インクノズルから比較的大量のインク703が噴出するが、加圧とほぼ同時、或いは一定時間後に記録ヘッドが僅かに下方に移動すると図7（ｃ）のようにフェース面307に弾性部材700先端の球状部が接触し、図7（ｄ）の如くインクは下部のインク溜まりへ導かれる。
【００５５】続いて、記録ヘッドをワイピング位置へ移動させ、図7(ｅ)のようにフェース面に少量残ったインク704をワイパブレード702でワイプすることによりフェース面はクリーンな状態に戻り、吐出ノズル701へのダメージも見られなかった。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジェット記録装置およびクリーニング方法によれば、キャッピング機構内に複数の弾性体をキャップ下部から記録ヘッドフェース面方向に配置することによって、記録ヘッドフェース面は加圧回復動作後もクリーンな状態に保たれる。【００５７】又、弾性体先端を球状にし、更に吐出ノズル近傍に配置した弾性部材の長さを変えることにより吐出ノズルへのダメージを与えることなく、記録ヘッドの画質を維持することが出来る。【００５８】さらに本発明のもう一つの優れた効果として、ワイパブレードによる比較的高速のワイピングでも装置内へのインク飛散を抑制できることがあげられる。 |
| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０８７４３
【氏名又は名称】キヤノンファインテック株式会社
【住所又は居所】茨城県水海道市坂手町５５４０−１１
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| 【出願日】 |
平成１４年５月２９日（２００２．５．２９） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３４１１０４（Ｐ２００３−３４１１０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１２月３日（２００３．１２．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１５５８９８（Ｐ２００２−１５５８９８） |
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