JP2016093944A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の複雑化及びコストの増大を伴うことなく、インクジェットヘッドのノズル面に付着したインクやその他の異物の除去性能を向上させたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】加熱されたインクを記録媒体Ｐに吐出して画像形成を行うインクジェット記録装置１であって、ノズル２４１１からインクを吐出するインクジェットヘッド２４１と、インクジェットヘッド２４１を加熱するヒーター２４０１と、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに当接して当該ノズル面２４１ａを払拭するクリーニング部２７と、ヒーター２４０１及びクリーニング部２７を制御する制御部４０と、を備え、制御部４０は、ヒーター２４０１によりインクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度となるようにインクジェットヘッド２４１を加熱した状態で、クリーニング部２７によりノズル面２４１ａを払拭することを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

従来、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドのノズル面に付着するインクやその他の異物を除去する目的で、当該ノズル面に布やブレード等の払拭部材を当接させてクリーニングするインクジェット記録装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

上記インクジェット記録装置において、加熱により粘度が変化するインクが用いられる場合、インクジェットヘッドに設けられるヒーターによりインクジェットヘッドを加熱し、インクを昇温して吐出に適した粘度に調整した上で、インクを吐出して画像形成を行う。ここで、当該構成のインクジェット記録装置において、ノズル面に払拭部材を当接させてクリーニングしたときのノズル面の温度推移の一例を図９に示す。図９は、横軸に時間、縦軸にインクジェットヘッド表面の温度をとったグラフである。また、図９に示す例では、ヒーターによりインクジェットヘッドを８０℃まで昇温してインクの粘度を好適な範囲に調整した上でインク吐出を行っているものである。

図９に示すように、８０℃程度に保持されたインクジェットヘッド表面の温度は、ノズル面に払拭部材が当接されてクリーニングが行われたときに６０℃程度まで低下し、約１秒のクリーニングが終了した後、再び８０℃程度に復帰している。このように、クリーニング時にインクジェットヘッド表面の温度が極端に低下すると、ノズル面に付着したインクの粘度が上昇し、布やブレード等の払拭によるクリーニングでは完全に除去することができない場合がある。クリーニングを行ってもノズル面に付着したインクが除去されないと、インク吐出を行う度にノズル面にインク及びその他の異物が蓄積されて、ノズルの吐出孔を塞ぎインクの吐出不良を発生させるおそれがある。

上記問題に対しては、払拭部材を予め加熱しておき、払拭部材がノズル面に当接しても当該ノズル面に付着するインクの温度を低下させないようにすることで、クリーニング性能を担保する方法が考えられる。

特開２０１２−６１５６号公報

しかしながら、上記した払拭部材を予め加熱しておく方法にあっては、払拭部材を加熱制御する構成が別途必要となってしまうため、装置が複雑化するとともにコストが増大する。

そこで、本発明の課題は、装置の複雑化及びコストの増大を伴うことなく、インクジェットヘッドのノズル面に付着したインクやその他の異物の除去性能を向上させたインクジェット記録装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
加熱された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記録装置であって、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを加熱するヒーターと、
前記インクジェットヘッドのノズル面に当接して当該ノズル面を払拭するクリーニング部と、
前記ヒーター及び前記クリーニング部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ヒーターによりインクジェットヘッドの温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度となるように前記インクジェットヘッドを加熱した状態で、前記クリーニング部により前記ノズル面を払拭することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置であって、
前記ノズルから吐出されるインクは、液化温度以上の温度で液化し、前記液化温度より低いゲル化温度以下の温度でゲル化するゲル状インクであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置であって、
前記制御部は、前記ヒーターによりインクジェットヘッドの温度がインク吐出時の設定温度よりも高くかつインク重合温度よりも低い温度となるように前記インクジェットヘッドを加熱することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置であって、
前記クリーニング部は、
前記ノズル面を払拭する払拭布と、
前記払拭布を介して前記ノズル面に当接又は離間する弾性部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、装置の複雑化及びコストの増大を伴うことなく、インクジェットヘッドのノズル面に付着したインクやその他の異物の除去性能を向上させたインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明の一実施形態であるインクジェット記録装置の主要構成を示す図である。 ヘッドユニットの構成の一例を示す図であって、図２（ａ）は、ヘッドユニットを側方から見た場合のヘッドユニットの内部構成の概略図であり、図２（ｂ）は、ヘッドユニットを記録媒体側から見た場合のヘッドユニットの内部構成の概略図である。 インクの温度上昇及び下降に伴うインクの粘度の変化例を示すグラフである。 インクジェットヘッド及びクリーニング部を示す概略図である。 インクジェットヘッドの側面図である。 インク吐出機構の主要構成を示す概略図である。 インクジェット記録装置のブロック図である。 ノズル面のクリーニング処理の一例を示すフローチャートである。 従来技術におけるクリーニング時のインクジェットヘッド表面の温度推移の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態であるインクジェット記録装置１の主要構成を示す図である。

インクジェット記録装置１は、給紙部１０、画像形成部２０、排紙部３０及び制御部４０（図７参照）等を備える。インクジェット記録装置１は、制御部４０の制御下で、給紙部１０に格納された記録媒体Ｐを画像形成部２０に搬送し、画像形成部２０で記録媒体Ｐに画像を形成し、画像が形成された記録媒体Ｐを排紙部３０に排紙する。

給紙部１０は、記録媒体Ｐを格納する給紙トレー１１と、給紙トレー１１から画像形成部２０へ記録媒体Ｐを搬送する搬送部１２とを有する。

給紙トレー１１は、一又は複数の記録媒体Ｐを載置可能に設けられた板状の部材である。給紙トレー１１は、給紙トレー１１に載置された記録媒体Ｐの量に応じて上下動するよう設けられており、当該上下動方向について、最上の記録媒体Ｐが搬送部１２により搬送される位置で保持される。

搬送部１２は、内側が複数（例えば、２本）のローラー１２１、１２２により担持された輪状のベルト１２３を駆動してベルト１２３上の記録媒体Ｐを搬送する搬送機構や、給紙トレー１１上に載置された最上の記録媒体Ｐをベルト１２３上に受け渡す供給部を有する。搬送部１２は、当該供給部によりベルト１２３上に受け渡された記録媒体Ｐをベルト１２３に沿わせるように搬送する。

画像形成部２０は、円筒状の外周面に沿って記録媒体Ｐを担持する画像形成ドラム２１、給紙部１０の搬送部１２により搬送された記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１に受け渡す受け渡しユニット２２、画像形成ドラム２１に担持された記録媒体Ｐを加熱する用紙加熱部２３、画像形成ドラム２１に担持された記録媒体Ｐにインクを吐出して画像を形成するヘッドユニット２４、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクを硬化させるためのエネルギー線を照射する照射部２５、照射部２５の照射を受けた記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１から排紙部３０に搬送するデリバリー部２６、ヘッドユニット２４のメンテナンス時にヘッドユニット２４から吐出されるインクを受けるクリーニング部２７（図４参照）等を有する。

画像形成ドラム２１は、円筒状の外周面に沿って記録媒体Ｐを担持し、回転に伴って当該記録媒体Ｐを搬送する。画像形成ドラム２１の搬送面は、用紙加熱部２３、ヘッドユニット２４及び照射部２５と対向し、搬送される記録媒体Ｐに対して画像形成に係る処理を行う。

受け渡しユニット２２は、図１に示すように、給紙部１０の搬送部１２と画像形成ドラム２１との間に介在する位置に設けられる。受け渡しユニット２２は、搬送部１２により搬送された記録媒体Ｐの一端を担持する爪部２２１や、爪部２２１に担持された記録媒体Ｐを誘導する円筒状の受け渡しドラム２２２等を有し、搬送部１２上の記録媒体Ｐを爪部２２１により取り上げて受け渡しドラム２２２の外周面に沿わせることで記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１の外周面に沿う向きに誘導して画像形成ドラム２１に受け渡す。

用紙加熱部２３は、例えば、電熱線等を有し、通電に応じて発熱する。用紙加熱部２３は、画像形成ドラム２１の外周面の近傍であって、画像形成ドラム２１の回転による記録媒体Ｐの搬送方向についてヘッドユニット２４の上流側に位置するよう設けられる。用紙加熱部２３は、画像形成ドラム２１に担持されて用紙加熱部２３の近傍を通過する記録媒体Ｐが所定の温度となるようにその発熱を制御部４０により制御される。

また、用紙加熱部２３の近傍には図示しない温度センサーが設けられている。制御部４０は、当該温度センサーにより検知された用紙加熱部２３付近の温度に基づいて、画像形成ドラム２１に担持されて用紙加熱部２３の近傍を通過する記録媒体Ｐが所定の温度となるよう用紙加熱部２３の動作を制御する。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、ヘッドユニット２４の内部構成を示す図である。図２（ａ）は、ヘッドユニット２４を側方から見た場合の内部構成の概略図である。図２（ｂ）は、ヘッドユニット２４を記録媒体側から見た場合の内部構成の概略図である。なお、ヘッドユニット２４を側方から見た場合とは、ヘッドユニット２４の上下方向、及び図１の紙面に対して垂直方向（Ｘ方向）に沿った面からヘッドユニット２４を見た場合を示す。

また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ヘッドユニット２４は、複数のインクジェットヘッド２４１を有する。図示例では、一つのヘッドユニット２４に１６個のインクジェットヘッド２４１が設けられている。１６個のインクジェットヘッド２４１は、それぞれ２個のインクジェットヘッド２４１が一組となって、８個のインクジェットモジュール２４２を構成している。
インクジェットヘッド２４１は、それぞれが複数のノズル２４１１を有する。インクジェットヘッド２４１は、複数のノズル２４１１からインクを吐出し、画像形成ドラム２１に担持された記録媒体Ｐに画像を形成する。すなわち、インクジェットヘッド２４１は、複数のノズル２４１１がヘッドユニット２４の下面側に露出するよう設けられる。図２（ｂ）に示すインクジェットヘッド２４１は、Ｘ方向に沿うノズルの列が二列設けられた配置の複数のノズル２４１１を有する。

８個のインクジェットモジュール２４２は、例えば、図２（ｂ）に示すように、Ｘ方向に沿った２つの列を形成している。当該２つの列は、Ｘ方向に直交する方向についてインクジェットモジュール２４２同士が互いに千鳥状となるように配置されている。

ヘッドユニット２４は、それぞれがＸ方向に沿って個別に移動可能に設けられている。具体的には、ヘッドユニット２４は、Ｘ方向に沿って設けられた画像形成ドラム２１とクリーニング部２７との間で移動可能に設けられている。ヘッドユニット２４は、制御部４０の制御下で、画像形成の際に、下面が画像形成ドラム２１と対向する位置に移動し、各種のメンテナンスの際に、下面がクリーニング部２７と対向する位置に移動する。

また、ヘッドユニット２４は、画像形成に用いられる各色（ＣＭＹＫ）について個別に設けられる。図１に示すインクジェット記録装置１には、画像形成ドラム２１の回転に伴い搬送される記録媒体Ｐの搬送方向に沿って、上流から、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に、各色に対応したヘッドユニット２４が設けられている。

また、ヘッドユニット２４のＸ方向の幅は、画像形成ドラム２１により担持、搬送される記録媒体ＰのＸ方向の幅を十分カバーできるように設けられており、画像形成に際してヘッドユニット２４は画像形成ドラム２１に対して位置が固定される。すなわち、インクジェット記録装置１は、ワンパス方式のインクジェット記録装置であり、ヘッドユニット２４は、Ｘ方向に沿って並んで配置された複数のインクジェットヘッド２４１の複数のノズル２４１１が、画像形成の際にインクジェットヘッド２４１と記録媒体Ｐとが相対的に移動する方向に直交する方向（Ｘ方向）について、記録媒体Ｐの最大幅に応じた数となるよう設けられている。

ここで、本発明のインクジェット記録装置１に用いられるインクについて説明する。
インクジェット記録装置１による画像形成に用いられるインクは、当該インクの温度により相変化する性質を有する。
具体的には、インクは、温度によってゲル又は固体と、液体とに相変化する。このようなインクの組成として、例えば、重合性化合物と光重合開始剤を主とした組成物に数％のゲル化剤を添加したものが挙げられる。

図３に、インクの温度上昇及び下降に伴うインクの粘度の変化例を示す。図３に示す線Ｌ１は温度上昇時におけるインクの粘度の変化例を示し、線Ｌ２は温度下降時におけるインクの粘度の変化例を示す。

図３の線Ｌ１に示すように、インクは、温度上昇時において６０℃前後を境に著しく粘度が変化する相変化を生じる。具体的には、６０℃を下回る温度の際にゲル状又は固体状だったインクは、温度上昇により６０℃を超えた辺りから著しく粘度が低下して液状となる。図３に示す例の場合、この６０℃前後が液化温度となる。

一方、図３の線Ｌ２に示すように、インクは、温度下降時において４５℃前後を境に、温度上昇時の相変化に比して更に著しく粘度が変化する相変化を生じる。具体的には、４５℃を上回る程度の温度まで液状を保っていたインクは、温度下降により４５℃を下回ったあたりから極めて著しく粘度が上昇し、ゲル状又は固体状となる。図３に示す例の場合、この４５℃前後がゲル化温度となる。

インクは、ヘッドユニット２４内の第１サブタンク２４３及び第２サブタンク２４４等に貯留される。第１サブタンク２４３及び第２サブタンク２４４からインクジェットヘッド２４１にインクを供給する仕組みについては後述する。

照射部２５は、例えば、低圧水銀ランプ等の蛍光管を有し、当該蛍光管の発光により紫外線等のエネルギー線を照射する。照射部２５は、画像形成ドラム２１の外周面の近傍であって、画像形成ドラム２１の回転による記録媒体Ｐの搬送方向についてヘッドユニット２４の下流側に位置するよう設けられる。照射部２５は、画像形成ドラム２１に担持されてインクが吐出された記録媒体Ｐに対してエネルギー線を照射して当該エネルギー線の作用により記録媒体Ｐ上のインクを硬化させる。

なお、紫外線を発する蛍光管は低圧水銀ランプに限らず、数百Ｐａ〜１ＭＰａ程度の動作圧力を有する水銀ランプ、殺菌灯として利用可能な光源、冷陰極管、紫外線レーザー光源、メタルハライドランプ、発光ダイオード等が挙げられるが、紫外線をより高照度で照射可能であって省電力な光源（例えば、発光ダイオード等）であることが望ましい。また、エネルギー線は紫外線に限らず、インクの性質に応じてインクを硬化させる性質を有するエネルギー線であれば良く、光源もエネルギー線に応じて置換される。

デリバリー部２６は、内側が複数（例えば、２本）のローラー２６１、２６２により担持された輪状のベルト２６３を駆動してベルト２６３上の記録媒体Ｐを搬送する搬送機構や、記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１から当該搬送機構に受け渡す円筒状の受け渡しローラー２６４等を有する。デリバリー部２６は、受け渡しローラー２６４によりベルト２６３上に受け渡された記録媒体Ｐをベルト２６３に沿わせるように搬送して排紙部３０に送り出す。

クリーニング部２７は、Ｘ方向において画像形成ドラム２１に隣接して設けられ、印字後やメンテナンス後にインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに当接して当該ノズル面２４１ａを払拭し、ノズル面２４１ａに付着するインク及びその他の異物を除去する。
クリーニング部２７は、ノズル面２４１ａを払拭する交換可能な払拭布２７１、払拭布２７１を介してノズル面２４１ａに当接又は離間する弾性部材２７２、メンテナンスの際にノズル２４１１から吐出されたインクを受け止めて貯留する廃インク部（図示略）等を有している。廃インク部が設けられていることにより、メンテナンスの際にヘッドユニット２４から吐出されたインクにより画像形成部２０内が汚損されることが防止される。

払拭布２７１は、長尺状のシート部材であって、その幅方向の長さはヘッドユニット２４の下面全体をカバー可能なサイズに形成されている。払拭布２７１としては、ヘッドユニット２４を構成するインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに付着したインク及びその他の異物を除去できるものであれば良く、例えば不織布等が用いられる。また、払拭布２７１は巻き出しローラー２７３から巻き出され、ノズル面２４１ａを払拭した後、巻き取りローラー２７４に巻き取られる。これにより、払拭布２７１は交換可能となっている。また、払拭布２７１は、弾性部材２７２がインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに対して当接又は離間する際に、弾性部材２７２とともに移動する。

弾性部材２７２は、払拭布２７１を介してヘッドユニット２４の下面に対向し、その対向面はヘッドユニット２４の下面全体をカバー可能なサイズに形成されている。また、弾性部材２７２は、ヘッドユニット２４の下面、すなわちインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに対して略垂直方向に移動可能に構成されている。弾性部材２７２の材質としては、例えばスポンジやゴム等、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに押し付けられてもノズル等を破損させないものであればいずれであっても良い。
このような弾性部材２７２が、ノズル面２４１ａに対して略垂直方向に移動することで、払拭布２７１をノズル面２４１ａに対して面方向に均一な力で押し当てて払拭布２７１をノズル面２４１ａに密着させることができ、ノズル面２４１ａに付着したインクやその他の異物を除去することができる。

排紙部３０は、デリバリー部２６により画像形成部２０から送り出された記録媒体Ｐが載置される板状の排紙トレー３１等を有し、画像形成後の記録媒体Ｐがユーザーにより取り出されるまで格納する。

次に、図５及び図６を参照して、インク吐出機構３００について説明する。ここで、インク吐出機構３００とは、インクジェットヘッド２４１の複数のノズル２４１１からインクを吐出させる動作に係る機構を指し、第１サブタンク２４３及び第２サブタンク２４４からインクジェットヘッド２４１にインクを供給する仕組みを含む。

図５は、インクジェットヘッド２４１の側面図である。ここでいう側面とは、上記のヘッドユニット２４の一側面に沿う面である。

インクジェットヘッド２４１は、図５に示すように、インクジェットヘッド２４１から吐出されるインクの流路として機能する上部流路部２４１２及び下部流路部２４１３、上部流路部２４１２及び下部流路部２４１３に供給されるインクが流れ込むインレット２４１４、上部流路部２４１２及び下部流路部２４１３から第１サブタンク２４３に還流されるインクが流れるアウトレット２４１５等を有する。

上部流路部２４１２及び下部流路部２４１３はそれぞれ、内部にインクジェットヘッド２４１の複数のノズルの各々に供給されるインクをノズルに案内する流路を有する。当該流路は複数のノズルで共有される共通流路であり、インレット２４１４を介して流れ込むインクを案内する。すなわち、インレット２４１４から供給されたインクは、上部流路部２４１２及び下部流路部２４１３内の流路を流れて複数のノズル２４１１に達する。

一方、上部流路部２４１２及び下部流路部２４１３内の共通流路はアウトレット２４１５にも接続されている。すなわち、上部流路部２４１２及び下部流路部２４１３に流れるインクはアウトレット２４１５から流れ出ることもできる。

また、上部流路部２４１２と下部流路部２４１３との間にはフィルター２４１７が設けられている。これにより、上部流路部２４１２から下部流路部２４１３に流れるインクが当該フィルター２４１７で濾過される。

また、下部流路部２４１３の下方のノズル面２４１ａ付近には圧力室２４１８が設けられている。圧力室２４１８は、制御部４０の制御下で、記録媒体Ｐに形成される画像に応じて吐出されるインクに対応するノズルに対して圧力をかけてインクを吐出させる。

また、インクジェットヘッド２４１は、ヘッド制御部２４１９を有する。ヘッド制御部２４１９は、例えば、上部流路部２４１２の上部に設けられ、制御部４０の制御下で圧力室２４１８の動作を制御する。

また、インクジェットヘッド２４１は、ヒーター２４０１を有している。ヒーター２４０１は、例えば、電熱線等を有し、通電に応じて発熱する。インクジェットヘッド２４１を加熱することにより、インクジェットヘッド２４１が加熱され、当該インクジェットヘッド２４１内のインクが加熱される。

また、インクジェットヘッド２４１は、温度検知部２４０２を有している。制御部４０は、インクジェットヘッド２４１の６箇所に設けられた温度検知部２４０２により検知された各温度の平均値に基づいて、ヒーター２４０１の動作を制御する。

図６は、インク吐出機構３００の主要構成を示す概略図である。インク吐出機構３００は、インクを貯留するインクタンク３０１、インクタンク３０１から供給されるインクを貯留する第１サブタンク２４３、第１サブタンク２４３から供給されるインクを貯留する第２サブタンク２４４、第２サブタンク２４４から供給されるインクを吐出する上記インクジェットヘッド２４１、インクジェットヘッド２４１のノズル２４１１を負圧にする圧力制御部３０７、インクタンク３０１と第１サブタンク２４３を接続する経路３０２、第１サブタンク２４３と第２サブタンク２４４とを接続する経路３０３、第２サブタンク２４４とインクジェットヘッド２４１とを接続する供給路３０４、インクジェットヘッド２４１と第１サブタンク２４３とを接続する回収路３０５、第２サブタンク２４４と圧力制御部３０７とを接続する通気路３０６等を備えて構成されている。
なお、図６において、インク及び空気の通路となる各経路を破線等により示しているが、これらの記載による各経路の具体的な構成はインク及び空気を導通する閉じた経路である。

インク吐出機構３００の構成のうち、インクジェットヘッド２４１、インクタンク３０１、通気路３０６、圧力制御部３０７を除く各部には、図示しないインク加熱部が設けられている。インク加熱部は、ヒーターやヒーターからの熱を伝える伝熱部材等により構成され、インクを加熱、保温して、インクの温度を適切な温度に保持する。このインク加熱部を構成するヒーターとしては、例えば、電熱線が用いられ、通電されることによりジュール熱を生じる。伝熱部材としては、熱伝導率の高い部材、例えば、各種金属（合金）で形成された熱伝導板が用いられ、インク経路や気体経路を構成する配管を覆ったり、第１サブタンク２４３や第２サブタンク２４４の側壁に接触させたりして設けられる。

インクタンク３０１は、インク吐出機構３００の各部に流通されるインクを貯留し、貯留したインクを第１サブタンク２４３に供給する。

第１サブタンク２４３は、インクタンク３０１から供給されるインクを貯留し、貯留したインクを第２サブタンク２４４に供給する。また、第１サブタンク２４３は、外部に開放された容器であり、インクの量の増減に関わらずほぼ大気圧に保たれる。

第２サブタンク２４４は、第１サブタンク２４３から供給されるインクを貯留し、貯留したインクをインクジェットヘッド２４１に供給する。また、第２サブタンク２４４は、各種の接続箇所を除いて密閉されたタンク状の容器である。すなわち、第２サブタンク２４４内の圧力は、圧力制御部３０７により加えられる負圧の度合いや、第１サブタンク２４３からのインクの供給の有無等により変化する。例えば、電磁弁３１２が閉じた状態となり圧力制御部３０７により加えられる負圧が失われた状態で、第１サブタンク２４３からのインクの供給を受けると、第２サブタンク２４４内のインクの量の増加に伴い、第２サブタンク２４４内の圧力は増加する。

圧力制御部３０７は、第２サブタンク２４４に接続されて、制御部４０の制御下で第２サブタンク２４４内の圧力を調整する。これにより、圧力制御部３０７は第２サブタンク２４４及び供給路３０４を介してインクジェットヘッド２４１のノズル２４１１の圧力を負圧状態とする。これにより、画像形成や各種のメンテナンスを行わない際にノズルからインクが漏れ出すことを防止する。

経路３０２、３０３、供給路３０４及び回収路３０５はそれぞれ、内部をインクが通過するチューブ状の部材であり、例えば、樹脂等を素材としたり、伝熱性の良い部材で構成されたりする。

経路３０２は、第１サブタンク２４３とインクタンク３０１とを接続し、当該経路３０２にはポンプＰ１が設けられている。ポンプＰ１は、制御部４０の制御下で動作し、インクタンク３０１から第１サブタンク２４３にインクを供給する。ポンプＰ１としては、例えば、ダイヤフラムポンプなどの容積型のポンプやチューブポンプ等が用いられる。

経路３０３は、第２サブタンク２４４と第１サブタンク２４３とを接続し、当該経路３０３にはポンプＰ２が設けられている。ポンプＰ２は、制御部４０の制御下で動作し、第１サブタンク２４３から第２サブタンク２４４にインクを供給する。ポンプＰ２としては、例えば、ダイヤフラムポンプなどの容積型のポンプやチューブポンプ等が用いられる。

供給路３０４は、第２サブタンク２４４とインクジェットヘッド２４１のインレット２４１４とを接続している。
回収路３０５は、インクジェットヘッド２４１のアウトレット２４１５と第１サブタンク２４３とを接続している。

通気路３０６は、第２サブタンク２４４と圧力制御部３０７とを接続している。通気路３０６は、内部を空気が通過するチューブ状の部材であり、例えば、樹脂等を素材とする。通気路３０６は、圧力制御部３０７に接続された１本の共通通気路３０６１から複数の第２サブタンク２４４の各々に接続される複数の分岐通気路３０６２に分岐する構造となっている。

また、経路３０３、回収路３０５、分岐通気路３０６２にはそれぞれ電磁弁３１０〜３１２が設けられている。電磁弁３１０〜３１２は、制御部４０の制御下で、それぞれが設けられたインクの流路や通気路を開閉する。すなわち、電磁弁３１０は、第１サブタンク２４３とポンプＰ２との間で経路３０３を開閉する。また、電磁弁３１１は、インクジェットヘッド２４１と第１サブタンク２４３との間で回収路３０５を開閉する。また、電磁弁３１２は、第２サブタンク２４４と共通通気路３０６１との間で分岐通気路３０６２を開閉する。

図７は、インクジェット記録装置１のブロック図である。
制御部４０は、図７に示すように、上記インクジェット記録装置１を構成する各部と接続されており、インクジェット記録装置１を構成する各部を制御する。制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２及びＲＯＭ４３等を有する。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３等の記憶装置から処理内容に応じた各種のプログラムやデータ等を読み出して実行し、実行された処理内容に応じてインクジェット記録装置１の各部の動作を制御する。ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１により処理される各種のプログラムやデータ等を一時的に記憶する。ＲＯＭ４３は、ＣＰＵ４１等により読み出される各種のプログラムやデータ等を記憶する。

具体的には、制御部４０は、ヒーター２４０１によりインクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度となるようにインクジェットヘッド２４１を加熱した状態で、クリーニング部２７によりノズル面２４１ａを払拭する。

すなわち、制御部４０は、ノズル２４１１から記録媒体Ｐへインクを吐出して画像形成を行う時や、ノズル２４１１からインクを強制排出させる等の各種メンテナンスを行う時には、インクジェットヘッド２４１の温度が、インク吐出時の設定温度となるように、ヒーター２４０１によりインクジェットヘッド２４１を加熱する。ここで、インク吐出時の設定温度とは、インクジェットヘッド２４１によりインクの吐出が行われる際に、インクジェットヘッド２４１内のインクが吐出に適した粘度を発現する温度となるようにヒーター２４０１により温度制御されるインクジェットヘッド２４１の目標温度である。また、インク吐出時の設定温度よりも高い温度としては、例えば、インク吐出時の設定温度よりも１５〜２０℃程度高い温度である。
また、画像形成又はメンテナンス等のインク吐出終了後に、制御部４０は、クリーニング部２７により各インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａを払拭して、ノズル面２４１ａに付着するインクやその他の異物を除去する。このとき、制御部４０は、温度検知部２４０２により検知される温度に基づいて、ヒーター２４０１によりインクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度となるようにインクジェットヘッド２４１を加熱する。制御部４０は、このようにインクジェットヘッド２４１を加熱した状態で、クリーニング部２７によりノズル面２４１ａの払拭を行う。

これにより、クリーニング部２７が接触することでノズル面２４１ａの温度が低下したとしても、払拭時のノズル面２４１ａは高温状態となっているため、当該ノズル面２４１ａに付着するインクの大きな温度低下を抑制することができる。したがって、ノズル面２４１ａに付着するインクの粘度が大きく上昇しないため、クリーニング部２７による払拭によりノズル面２４１ａに付着するインクを効果的に除去することができる。このように、従来インクジェットヘッド２４１に設けられるヒーター２４０１を用いて、ノズル面２４１ａに付着したインク及びその他の異物を効果的に除去できるので、新たに加熱機構等を設ける必要がなく、装置の複雑化及びコストの増大を抑制することができる。

また、制御部４０は、温度検知部２４０２により検知される温度に基づいて、ヒーター２４０１により、インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高くかつインク重合温度よりも低い温度となるようにインクジェットヘッド２４１を加熱した状態で、クリーニング部２７によりノズル面２４１ａの払拭を行う。このため、上記ヒーター２４０１によるインクの温度制御によりインクが変性してしまうことを抑制することができる。

上記のように構成されたインクジェット記録装置１において、制御部４０により行われるノズル面２４１ａのクリーニング処理の一例について、図８を参照して以下説明する。図８は、ノズル面２４１ａのクリーニング処理の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示すクリーニング処理は、画像形成やメンテナンス等のインク吐出後に行われるものである。

まず、制御部４０は、インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度となるようにヒーター２４０１の動作を制御し、インクジェットヘッド２４１を加熱する（ステップＳ１０１）。また、このとき制御部４０は、インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高くかつインク重合温度よりも低い温度となるようにヒーター２４０１の動作を制御し、インクジェットヘッド２４１を加熱することが好ましい。具体的には、例えば、インク吐出時の設定温度が８０℃程度であり、インク重合温度が１１０℃程度である場合には、８０〜１１０℃の温度範囲内、好ましくは９５〜１００℃の温度範囲内となるようにヒーター２４０１の動作を制御する。

次に、制御部４０は、温度検知部２４０２により検知される温度に基づいて、インクジェットヘッド２４１の温度が、インク吐出時の設定温度よりも高い温度になったか否かを判定する（ステップＳ１０２）。インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度になっていないと判定されると（ステップＳ１０２；ＮＯ）、制御部４０は、再度ステップＳ１０２の処理を行う。

インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度になったと判定されると（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、制御部４０は、クリーニング部２７によりノズル面２４１ａのクリーニングを行う（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部４０は、ヘッドユニット２４をクリーニング部２７の近傍に移動させ、払拭布２７１を介して弾性部材２７２をノズル面２４１ａに当接させ払拭布２７１をノズル面２４１ａに密着させた後、払拭布２７１とともに弾性部材２７２をノズル面２４１ａから離間させる。このとき、ノズル面２４１ａは所定温度以上に加熱されているため、払拭布２７１が当接しても、ノズル面２４１ａに付着したインクが冷却されて払拭布２７１で除去されない程度までインクの粘度が上昇することが抑制されている。これにより、ノズル面２４１ａに付着するインクを効果的に除去することができる。

次に、制御部４０は、インクジェットヘッド２４１の加熱を停止する（ステップＳ１０４）。なお、上記クリーニング処理後に、更に画像形成やメンテナンス等のインク吐出を行う場合には、制御部４０は、インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度となるようにヒーター２４０１の動作を制御する。
このようにして、ノズル面２４１ａのクリーニング処理を行う。

以上、上記した実施形態によれば、加熱されたインクを記録媒体Ｐに吐出して画像形成を行うインクジェット記録装置１であって、ノズル２４１１からインクを吐出するインクジェットヘッド２４１と、インクジェットヘッド２４１を加熱するヒーター２４０１と、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに当接して当該ノズル面２４１ａを払拭するクリーニング部２７と、ヒーター２４０１及びクリーニング部２７を制御する制御部４０と、を備え、制御部４０は、ヒーター２４０１によりインクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度となるようにインクジェットヘッド２４１を加熱した状態で、クリーニング部２７によりノズル面２４１ａを払拭するので、払拭時にはノズル面２４１ａが高温状態となっており、クリーニング部２７が接触することでノズル面２４１ａの温度が低下しても、当該ノズルに付着するインクの粘度は大きく上昇せず、ノズル面２４１ａに付着するインクやその他の異物の除去性能を向上させることができる。画像形成時やメンテナンス時のインクの温度制御に用いられるヒーター２４０１を用いてノズル面２４１ａを加熱し、インク及びその他の異物の除去性能を向上できるので、装置の複雑化及びコストの増大を抑制することができる。

また、ノズル２４１１から吐出されるインクが、液化温度以上の温度で液化し、液化温度より低いゲル化温度以下の温度でゲル化するゲル状インクである場合には、払拭時のノズル面２４１ａの温度低下によりインクがゲル化し、ノズル面２４１ａのクリーニングが更に困難になる。しかしながら、上記のようにヒーター２４０１の温度を制御することで、ゲル状インクであってもクリーニング部２７による払拭によりノズル面２４１ａからインク及びその他の異物を効果的に除去できる。

また、制御部４０は、ヒーター２４０１によりインクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高くかつインク重合温度よりも低い温度となるようにインクジェットヘッド２４１を加熱するので、ヒーター２４０１によるインクの温度制御によりインクが変性してしまうことを抑制することができる。

また、クリーニング部２７が、ノズル面２４１ａを払拭する払拭布２７１と、払拭布２７１を介してノズル面２４１ａに当接又は離間する弾性部材２７２と、を有するので、ノズル面２４１ａに払拭布２７１を均一に密着させてノズル面２４１ａに付着したインクやその他の異物をより確実に除去することができる。

なお、上記した実施形態では、クリーニング部２７が払拭布２７１と弾性部材２７２とを有して構成されているものとしたが、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに当接するブレードを有するものとしても良い。この場合には、当該ブレードがウレタンゴム等の弾性材料により構成され、ノズル面２４１ａに当接した状態でインクジェットヘッド２４１の長手方向に移動することで、ノズル面２４１ａに付着したインクミストやその他の異物を除去する。

また、上記した実施形態では、クリーニング部２７が払拭布２７１及び弾性部材２７２等を有して構成されているものとしたが、インク吐出時よりも高い温度に加熱されたインクジェットヘッド２４１をクリーニング後に速やかに冷却する冷却手段を更に有するものとしても良い。冷却手段としては、例えば、インクジェットヘッド２４１に対してエアを吹き付ける送風機構等を用いることができる。

また、上記した実施形態では、ゲル状インクを用いるものとしたが、温度により相変化しないインクを用いても良い。

上記したように構成される本発明のインクジェット記録装置１及び従来技術のインクジェット記録装置を用いて、ノズル面の払拭におけるクリーニング性能を評価した。本実施例においては、ゲル化温度が７０℃、インク吐出時の設定温度が８０℃のゲル状インクを用いた。

ここで、従来技術のインクジェット記録装置は、上記本発明のインクジェット記録装置１と略同様に構成されているが、インクジェットヘッドの温度がインク吐出時の設定温度となるようにインクジェットヘッドを加熱した状態で、クリーニング部によりノズル面を払拭するように構成されている点で本発明のインクジェット記録装置１と異なる。従来技術のインクジェット記録装置を用いた例をサンプル１とした。

また、本発明のインクジェット記録装置１において、ヒーター２４０１により、インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度、すなわち８５℃、９０℃、９５℃、１００℃となるようにインクジェットヘッド２４１を加熱した状態で、クリーニング部２７によりノズル面２４１ａを払拭した例をそれぞれ、サンプル２〜５とした。

上記サンプル１〜５において、所定のインク吐出を行った後にクリーニング部２７によりノズル面２４１ａを払拭した。払拭後にノズル面２４１ａを目視により確認するとともに、当該払拭後のインク吐出により形成される画像の画質を目視により確認した。その確認結果を下記基準に従って評価し、評価結果を表１に示す。
○：ノズル面２４１ａに付着物が見られない
△：ノズル面２４１ａに少量の付着物が見られるが、許容できる
×：ノズル面２４１ａに付着物が見られ、インク吐出時に形成される画像に画質異常が見られる

表１に示す通り、インクジェットヘッド２４１の温度が、インク吐出時の設定温度と同一であるサンプル１では、払拭後にノズル面２４１ａに付着物が残留しており、付着物を除去できていない。これは、ノズル面２４１ａにクリーニング部２７が接触することで、ノズル面２４１ａに付着するインクがゲル化温度以下に冷却されてゲル化し、ノズル面２４１ａに対する付着力が向上したためと考えられる。

これに対し、本発明に係るサンプル２〜５は、インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時の設定温度よりも高いため、ノズル面２４１ａに付着するインクのゲル化が抑制されて、ノズル面２４１ａの付着物を効果的に除去できているものと考えられる。

また、インクジェットヘッド２４１の温度が８５℃であるサンプル２では、ノズル面２４１ａの付着物を除去できてはいるが僅かに残留しており、ノズル面２４１ａに少量の付着物が見られている。
インクジェットヘッド２４１の温度が９０℃以上であるサンプル３〜５では、払拭による付着物の除去量がサンプル２よりも多いものと考えられ、付着物をほぼ完全に除去できている。
このように、インクジェットヘッド２４１の温度が、インク吐出時の設定温度よりも高い程、ノズル面２４１ａの付着物の除去効果が向上することが分かる。

１ インクジェット記録装置
２７ クリーニング部
４０ 制御部
２４１ インクジェットヘッド
２４１ａ ノズル面
２７１ 払拭布
２７２ 弾性部材
２４０１ ヒーター
２４１１ ノズル
Ｐ 記録媒体

Claims (4)

1. 加熱された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記録装置であって、
   ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドを加熱するヒーターと、
   前記インクジェットヘッドのノズル面に当接して当該ノズル面を払拭するクリーニング部と、
   前記ヒーター及び前記クリーニング部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記ヒーターによりインクジェットヘッドの温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度となるように前記インクジェットヘッドを加熱した状態で、前記クリーニング部により前記ノズル面を払拭することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記ノズルから吐出されるインクは、液化温度以上の温度で液化し、前記液化温度より低いゲル化温度以下の温度でゲル化するゲル状インクであ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. 前記制御部は、前記ヒーターによりインクジェットヘッドの温度がインク吐出時の設定温度よりも高くかつインク重合温度よりも低い温度となるように前記インクジェットヘッドを加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記クリーニング部は、
   前記ノズル面を払拭する払拭布と、
   前記払拭布を介して前記ノズル面に当接又は離間する弾性部材と、を有することを特徴とする請求項１から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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