JP2007223083A - ヘッドメンテナンス方法、ヘッドメンテナンス機構及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドクリーニング時における吐出ノズルでのインクの混色を十分に除去して常に良好な印刷を行うことを可能とする。
【解決手段】本発明のヘッドメンテナンス方法は、インクを吐出する吐出ノズル６０ｄを備えた記録ヘッド３０の吐出ノズル側をキャップ３３によって閉鎖して（ステップＳ１）負圧にすることにより、吐出ノズル６０ｄからインクを吸引する本吸引処理（ステップＳ２）と、本吸引処理後に、キャップ３３による記録ヘッド３０の吐出ノズル側の閉鎖を解除して（ステップＳ３）吐出ノズル６０ｄからインクを吐出させるフラッシング処理を行うヘッドメンテナンス機構２９を設け、ヘッドメンテナンス機構２９によって、吐出ノズル６０ｄの開口径全体からインク滴Ｉ１を吐出させる通常フラッシング処理（ステップＳ４）後に、吐出ノズル６０ｄの開口径より小さいインク滴Ｉ２を吐出させる微量フラッシング処理（ステップＳ５）を行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、シート状の媒体に吐出ノズルからインク滴を吐出して印刷を行う記録ヘッドのヘッドメンテナンス方法、ヘッドメンテナンス機構及び記録装置に関する。

インクジェット式の記録装置では、インク滴を吐出する吐出ノズルを備えた記録ヘッドが、シート状の媒体である用紙に対して幅方向に移動しながら用紙へインク滴を吐出することにより、所望の文字や画像の印刷を行うことができるようになっている。
この種の記録装置では、印刷が行われない状態が長く続くと、記録ヘッドの吐出ノズルからインクの溶媒が蒸発することによりインク粘度が上昇して、吐出ノズルからのインクの吐出不良が生じたり、吐出ノズル内のインクの表面状態（メニスカス）が崩れ、印刷不良を起こすことがある。
このため、吐出ノズル内の粘度が増加したインクを強制的に排除するクリーニング機能を備え、さらに、このクリーニング機能による吐出ノズルのクリーニング後における各吐出ノズルでの混色を解消するために、吐出ノズルからインクを噴射させるフラッシング処理を行う記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、この記録装置では、記録ヘッドに印加された小玉のインク滴を吐出させた後に、大玉のインク滴を吐出させるフラッシング処理を行う。

特開２００２−３６５９４号公報

ところで、上記のようなフラッシング処理を行うことにより、吐出ノズルにおけるインクの混色を大幅に抑えることができるが、吐出ノズルのインクの吐出口付近では淀みが生じることがあり、この淀みに混色したインクが残留することがある。
そして、小玉のインク滴によるフラッシング処理後に大玉のインク滴によるフラッシングを行う上記特許文献の記録装置にあっても、吐出ノズルにおけるインクのメニスカスの維持は可能であるが、吐出口付近の淀みにおける残留混色を十分に除去することはできなかった。

そこで、本発明の目的は、ヘッドクリーニング時における吐出ノズルでのインクの混色を十分に除去して常に良好な印刷を行うことを可能とするヘッドメンテナンス方法、ヘッドメンテナンス機構及び記録装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決することのできる本発明のヘッドメンテナンス方法は、インクを吐出する吐出ノズルを備えた記録ヘッドの前記吐出ノズル側をキャップによって閉鎖して負圧にすることにより、前記吐出ノズルからインクを吸引する本吸引処理と、前記本吸引処理後に、前記キャップによる前記記録ヘッドの前記吐出ノズル側の閉鎖を解除して前記吐出ノズルからインクを吐出させるフラッシング処理とを含むヘッドメンテナンス方法であって、前記フラッシング処理では、前記吐出ノズルの開口径全体からインク滴を吐出させる通常フラッシング処理後に、前記吐出ノズルの開口径より小さいインク滴を吐出させる微量フラッシング処理を行うことを特徴とする。

上記課題を解決することのできる本発明のヘッドメンテナンス機構は、インクを吐出する吐出ノズルを備えた記録ヘッドの前記吐出ノズル側をキャップによって閉鎖して負圧にすることにより、前記吐出ノズルからインクを吸引する本吸引処理と、前記本吸引処理後に、前記キャップによる前記記録ヘッドの前記吐出ノズル側の閉鎖を解除して前記吐出ノズルからインクを吐出させるフラッシング処理とを行うヘッドメンテナンス機構であって、前記フラッシング処理で、前記吐出ノズルの開口径全体からインク滴を吐出させる通常フラッシング処理後に、前記吐出ノズルの開口径より小さいインク滴を吐出させる微量フラッシング処理を行うことを特徴とする。

また、上記課題を解決することのできる本発明の記録装置は、上記本発明のヘッドメンテナンス機構を備えたことを特徴とする。

これらのヘッドメンテナンス方法、ヘッドメンテナンス機構及び記録装置によれば、吐出ノズルの開口径全体からインク滴を吐出させる通常フラッシング処理後に、吐出ノズルの開口径より小さいインク滴を吐出させることにより通常フラッシング処理時と比較して平均的な流速が低流速とされる微量フラッシング処理を行うことにより、吐出ノズルから引き込まれるインクによって通常フラッシング処理で生じる淀みを消滅させることができる。
これにより、通常フラッシング処理で生じる淀みに残留していた僅かに混色したインクをインク滴として吐出させることができ、吐出ノズルでのインクの混色を十分に除去して常に良好な印刷を行うことができる。

また、前記微量フラッシング処理において、前記吐出ノズルからのインク滴の吐出周波数を、少なくとも前記通常フラッシング処理時の吐出周波数よりも小さくすることが好ましい。
このようにすると、微量フラッシング処理による淀みの消滅効果を確実に得ることができる。

また、前記微量フラッシング処理において、前記吐出ノズルから１ドットのインク滴を吐出させた後に、吐出後のインクの残留振動が１０％以下に減衰した時点で次の１ドットのインク滴を吐出させることが好ましい。
このようにすると、微量フラッシング処理による淀みの消滅効果を、さらに確実に得ることができる。

本発明のヘッドメンテナンス方法、ヘッドメンテナンス機構及び記録装置によれば、混色したインクの大部分を通常フラッシング処理によって吐出し、その後通常フラッシング処理により生じた淀みに残留していた僅かに混色したインクを吐出させることができ、ヘッドクリーニング時における吐出ノズルでのインクの混色を十分に除去して常に良好な印刷を行うことができる。

以下、本発明に係るヘッドメンテナンス方法、ヘッドメンテナンス機構及び記録装置の実施形態の例について、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るヘッドメンテナンス機構を備えた記録装置の一実施の形態の外観斜視図、図２は図１に示した記録装置のロール紙カバーと装着部開閉カバーとを開いた状態の斜視図、図３は図２に示した記録装置からケースを取り外した状態の斜視図、図４は図１に示した記録装置の前面上部パネル及びケースカバー等を取り外した状態の斜視図、図５は図３及び図４に示したヘッドメンテナンス機構の拡大斜視図、図６はヘッドメンテナンス機構の概略側面図である。

本実施の形態のプリンタ（インクジェット記録装置）は、一例として複数種のカラーインク液を使用してロール紙にカラー印刷するものであり、例えばスーパーマーケット等で商品の割引クーポンの印刷などに用いるのに好適なものである。

図１に示すように、本実施の形態のプリンタ１は、前面上部パネル２ａやケースカバー２ｂから構成されるプリンタケース２の前面には、左側から順に、電源 スイッチ３、ロール紙カバー５、装着部開閉カバー７が配置されている。ロール紙カバー５及び装着部開閉カバー７は、いずれも前方に開閉可能に設けられている。

ロール紙カバー５を開くと、図２に示すように、印刷用紙であるロール紙１１を収容した用紙収容部１３が開放状態になって、ロール紙１１の交換が可能になる。
また、装着部開閉カバー７を開くと、図２に示すように、カートリッジ装着部１５が開放状態になり、カートリッジ装着部１５へのインクカートリッジ１７の着脱が可能になる。

インクカートリッジ１７は、カートリッジケース１８内に複数個のカラーインクパックを収容したものである。本実施の形態のプリンタ１の場合は、装着部開閉カバー７の開閉動作に連動して、カートリッジ装着部１５内のインクカートリッジ１７が前方に引き出されるようになっている。

プリンタケース２内の用紙収容部１３の上方には、図３及び図４に示すように、記録ヘッド３０を搭載したキャリッジ２３が設けられている。キャリッジ２３は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２５によって用紙幅方向に移動自在に支持されるとともに、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト２６ａとこの無端ベルト２６ａを駆動するキャリッジモータ２６ｂとによって、プラテン２８の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。

図３及び図４に示すように、カートリッジ装着部１５の上方は、往復移動するキャリッジ２３の待機位置（ホームポジション）となっている。そして、この待機位置の下方には、ヘッドメンテナンス機構２９が設けられている。

ヘッドメンテナンス機構２９は、図５及び図６に示すように、キャリッジ２３に搭載された記録ヘッド３０の下面に配置されている。このヘッドメンテナンス機構２９は、上面を開放したインク貯留部３１を有したキャップ３３と、記録ヘッド３０の待機位置の下方でキャップ３３を昇降可能に支持するキャップ昇降機構３４と、インク貯留部３１を外気に連通させる外気導入流路３６を開閉する開閉バルブ３７と、インク貯留部３１に連通させた廃液流路３９に接続された吸引ポンプ４１とを備えている。なお、吸引ポンプ４１は、記録ヘッド３０からインクを吸引するだけでなく、キャップ３３に排出された廃インクをインクカートリッジ１７に設けられた廃インク貯留空間に圧送する廃インクを送給するポンプとしても機能する。

図４にも示すように、カートリッジ装着部１５を形成する筐体５２の側面には、管継手５１が設けられており、この管継手５１によって、吸引ポンプ４１に繋がる廃インク送給チューブ５３及び廃インクをインクカートリッジ１７に送るための廃インク挿入チューブ５４が互いに接続されている。これら廃インク送給チューブ５３，５４は可撓性を有したチューブであり、下流側の廃インク送給チューブ５４は、インクカートリッジ１７の交換時の移動動作を許容する余長を確保するために、略Ｕ字状に撓みを付けて布設されている。

そして、上記プリンタ１では、インクを吐出しない状態が長く続くと記録ヘッド３０における各吐出ノズル内のインクの粘度増大やインクメニスカスの壊れによってドット抜け等の印刷不良が発生するおそれがある。
このため、上記プリンタ１は、手動あるいは自動で、ヘッドメンテナンス機構２９によって記録ヘッド３０の各吐出ノズルのクリーニング処理を行う。
次に、上記プリンタ１におけるヘッドメンテナンス機構２９による記録ヘッド３０のクリーニング処理について説明する。

図７は、クリーニング処理の流れを説明するフローチャートである。
クリーニング処理が開始されると、キャップ昇降機構３４がキャップ３３を上昇させ、このキャップ３３を、待機位置に配置された記録ヘッド３０の下面側を覆うように密着させ、インク貯留部３１内を閉鎖させる（ステップＳ１）。

次いで、記録ヘッド３０に対する本吸引処理を開始させる（ステップＳ２）。
具体的には、吸引ポンプ４１を作動させることにより、閉鎖されたインク貯留部３１内を負圧にし、記録ヘッド３０の各吐出ノズルの吐出口のインクをインク貯留部３１内へ吸引する。なお、このインク貯留部３１内に溜まったインクは、吸引ポンプ４１によって廃液流路３９へ引き込まれ、その後、廃インク送給チューブ５３，５４を介してインクカートリッジ１７の廃インク貯留空間に圧送される。
そして、この本吸引処理を行うことにより、記録ヘッド３０の各吐出ノズルにおける高粘度となったインクが吸引されて除去される。

上記所定時間の本吸引処理を行ったら、吸引ポンプ４１を停止させて本吸引処理を終了する。
ここで、吸引ポンプ４１を停止させると、負圧状態のインク貯留部３１内の圧力が徐々に上昇して大気圧に近づく。
インク貯留部３１内の圧力が十分に上昇するまで待機したら、キャップ昇降機構３４がキャップ３３を下降させ、このキャップ３３を、記録ヘッド３０の下面から離間させ、インク貯留部３１内を開放する（ステップＳ３）。

ここで、インク貯留部３１内を開放させる際、このインク貯留部３１は完全に大気圧まで上昇されていない場合がある。このような場合、インク貯留部３１内を開放することにより、インク貯留部３１内に圧力変動が生じる。そして、この圧力変動によって記録ヘッド３０の各吐出ノズルでは、隣接する他の吐出ノズルの異なる色のインクが混入してインクの混色が生じることがある。
このため、本実施形態のプリンタ１では、本吸引処理後に、通常フラッシング処理を行う（ステップＳ４）。

図８に示すものは、通常フラッシング処理時における記録ヘッドを示す断面図である。
図８に示すように、通常フラッシング処理が開始されると、記録ヘッド３０では、インク室６０ａを形成する振動板６０ｂの圧電素子６０ｃに、複数のパルス群からなる通常フラッシング信号が送信され、この通常フラッシング信号が所定の周波数で所定時間送信される。
これにより、吐出ノズル６０ｄでは、振動板６０ｂの振動によってインク室６０ａ内のインクが脈動し、吐出ノズル６０ｄの開口径全体からインク滴Ｉ１が吐出される。つまり、吐出ノズル６０ｄの付近のインクが吐出されることにより、吐出ノズル６０ｄの付近で混色を生じていたインクがキャップ３３のインク貯留部３１内に吐出される。

上記のように、通常フラッシング処理を行うと、吐出ノズル６０ｄの混色を起こしたインクの大部分が吐出されるが、この通常フラッシング処理を行ったとしても、インク室６０ｂと吐出ノズル６０ｄとの境界部分では、インクの淀みＹが生じ、僅かに混色したインクが淀みＹで残留してしまうことがある。
このため、本実施形態のプリンタ１では、通常フラッシング処理後に、微量フラッシング処理を行う（ステップＳ５）。

図９に示すものは、微量フラッシング処理時における記録ヘッドを示す断面図である。
図９に示すように、微量フラッシング処理が開始されると、記録ヘッド３０では、インク室６０ａを形成する振動板６０ｂの圧電素子６０ｃに、単パルスあるいは２パルス程度の微量フラッシング信号が送信され、この微量フラッシング信号が所定の周波数で所定時間送信される。この所定の周波数は、少なくとも通常フラッシング信号の周波数よりも低くされている。なお、この微量フラッシング信号の周波数としては、前回に付与した微量フラッシング信号によるインクの残留振動が約１０％以下まで減衰した時点で次の微量フラッシング信号を付与する程度の時間間隔となる周波数が好ましい。

このように、微量フラッシング信号を付与すると、記録ヘッド３０では、振動板６０ｂの振動によってインク室６０ａ内のインクが脈動するが、吐出ノズル６０ｄでは、一旦吐出しかかったインクが引き込まれることにより、吐出ノズル６０ｄの中心に小さなインク滴Ｉ２が形成され、この小さなインク滴Ｉ２が吐出される。
このとき、インク室６０ａ内に引き込まれて小さなインク滴Ｉ２が吐出されると、インク室６０ａ内に引き込まれるインクによってインク室６０ｂと吐出ノズル６０ｄとの境界部分に生じていたインクの淀みＹが周囲のインクと攪拌されて消滅する。そして、この淀みＹに残留していた僅かに混色したインクが、徐々にインク滴Ｉ２としてキャップ３３のインク貯留部３１内に吐出される。上記のように微量フラッシング信号の周波数を設定することで、残留振動が減衰して淀みＹが十分に消滅する程度の間隔をあけてから次のインク滴Ｉ２を吐出することとなり、混色を解消する効果が十分に発揮されやすくなる。

ここで、微量フラッシング処理では、通常フラッシング処理と比較してインク滴の吐出数（ドット数）が少なく設定されているとともに、１ドットあたりのインク重量も少なく設定されている。また、前述のように、通常フラッシング処理においては、各吐出ノズル６０ｄの開口径全体から１ドットのインク滴を吐出させるのに対して、微量フラッシング処理においては、各吐出ノズル６０ｄから、その開口径より小さいインク滴を吐出するようにしており、例えば、微量フラッシング処理における１ドットあたりのインク重量は、通常フラッシング処理の０．０９倍程度となるように設定されている。

その後、キャップ３３のインク貯留部３１の空吸引処理を行う（ステップＳ６）。
具体的には、開閉バルブ３７を開いてインク貯留部３１内を外部導入流路３６によって大気開放した状態で、吸引ポンプ４１を作動させる。これにより、インク貯留部３１内に溜まったインクが、吸引ポンプ４１によって廃液流路３９へ引き込まれ、その後、廃インク送給チューブ５４，５５を介してインクカートリッジ１７の廃インク貯留空間に圧送される。

以上説明したように、上記実施形態のヘッドメンテナンス方法、ヘッドメンテナンス機構２９及びプリンタ１によれば、吐出ノズル６０ｄの開口径全体からインク滴Ｉ１を吐出させる通常フラッシング処理後に、吐出ノズル６０ｄの開口径より小さいインク滴Ｉ２を吐出させることにより通常フラッシング処理時と比較して平均的な流速が低流速とされる微量フラッシング処理を行うことにより、吐出ノズル６０ｄから引き込まれるインクによって通常フラッシング処理で生じる淀みを消滅させることができる。
これにより、通常フラッシング処理で生じる淀みに残留していた僅かに混色したインクをインク滴Ｉ２として吐出させることができ、吐出ノズル６０ｄでのインクの混色を十分に除去して常に良好な印刷を行うことができる。

また、微量フラッシング処理において、吐出ノズル６０ｄからのインク滴の吐出周波数を、少なくとも通常フラッシング処理時の吐出周波数よりも小さくすることにより、微量フラッシング処理による淀みの消滅効果を確実に得ることができる。
さらに、微量フラッシング処理において、吐出ノズル６０ｄから１ドットのインク滴を吐出させた後に、吐出後のインクの残留振動が１０％以下に減衰した時点で次の１ドットのインク滴を吐出させることにより、微量フラッシング処理による淀みの消滅効果を、さらに確実に得ることができる。

なお、上記実施形態では、本吸引処理による記録ヘッド３０のクリーニング後に通常フラッシング処理及び微量フラッシング処理を行う場合を例にとって説明したが、これら通常フラッシング処理及び微量フラッシング処理は、本吸引処理による記録ヘッド３０のクリーニング後における最初の印刷前に行うようにしても良く、このようにすると、記録ヘッド３０による印刷をより良好な状態で行うことができる。
また、上記実施形態では、シート状の媒体として、用紙を例にとって説明したが、本発明は、樹脂製のフィルム等からなる媒体も適用可能である。

本発明に係るヘッドメンテナンス機構を備えたインクジェット記録装置の一実施の形態の外観斜視図である。 図１に示したインクジェット記録装置のロール紙カバーと装着部開閉カバーとを開いた状態の斜視図である。 図２に示したインクジェット記録装置からケースを取り外した状態の斜視図である。 図１に示したインクジェット記録装置の前面上部パネル及びケースカバー等を取り外した状態の斜視図である。 図３及び図４に示したヘッドメンテナンス機構の拡大斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の概略側面図である。 クリーニング処理の流れを説明するフローチャートである。 通常フラッシング処理時における記録ヘッドを示す断面図である。 微量フラッシング処理時における記録ヘッドを示す断面図である。

符号の説明

１：プリンタ（記録装置）、２９：ヘッドメンテナンス機構、３０：記録ヘッド、３１：インク貯留部、３３：キャップ、３６：外部導入流路、４１：吸引ポンプ、６０ｄ：吐出ノズル

Claims (5)

1. インクを吐出する吐出ノズルを備えた記録ヘッドの前記吐出ノズル側をキャップによって閉鎖して負圧にすることにより、前記吐出ノズルからインクを吸引する本吸引処理と、前記本吸引処理後に、前記キャップによる前記記録ヘッドの前記吐出ノズル側の閉鎖を解除して前記吐出ノズルからインクを吐出させるフラッシング処理とを含むヘッドメンテナンス方法であって、
   前記フラッシング処理では、前記吐出ノズルの開口径全体からインク滴を吐出させる通常フラッシング処理後に、前記吐出ノズルの開口径より小さいインク滴を吐出させる微量フラッシング処理を行うことを特徴とするヘッドメンテナンス方法。
2. 請求項１に記載のヘッドメンテナンス方法であって、
   前記微量フラッシング処理では、前記吐出ノズルからのインク滴の吐出周波数を、少なくとも前記通常フラッシング処理時の吐出周波数よりも小さくすることを特徴とするヘッドメンテナンス方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のヘッドメンテナンス方法であって、
   前記微量フラッシング処理では、前記吐出ノズルから１ドットのインク滴を吐出させた後に、吐出後の前記吐出ノズル内のインクの残留振動が１０％以下に減衰した時点で次の１ドットのインク滴を吐出させることを特徴とするヘッドメンテナンス方法。
4. インクを吐出する吐出ノズルを備えた記録ヘッドの前記吐出ノズル側をキャップによって閉鎖して負圧にすることにより、前記吐出ノズルからインクを吸引する本吸引処理と、前記本吸引処理後に、前記キャップによる前記記録ヘッドの前記吐出ノズル側の閉鎖を解除して前記吐出ノズルからインクを吐出させるフラッシング処理とを行うヘッドメンテナンス機構であって、
   前記フラッシング処理で、前記吐出ノズルの開口径全体からインク滴を吐出させる通常フラッシング処理後に、前記吐出ノズルの開口径より小さいインク滴を吐出させる微量フラッシング処理を行うことを特徴とするヘッドメンテナンス機構。
5. 請求項４に記載のヘッドメンテナンス機構を備えたことを特徴とする記録装置。

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