JP2022133833A - プリントヘッドのクリーニング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 保守サービスコストや部品交換等に伴うランニングコストを削減して全体の経済性を高めるとともに、常に良好な品質及び均質性を確保して全体のプリント品質を高める。【解決手段】 透水素材Ｒにより形成したクリーニング材４を保持するクリーニングユニット部２を設け、所定のタイミング（Ｓ１０１－Ｓ１０２）で当該クリーニングユニット部２を相対移動させることにより、クリーニング材４をプリントヘッド３のインク射出口３ｅ…に圧接させるユニット移動処理（Ｓ１，Ｓ２…）を行うとともに、当該インク射出口３ｅ…から所定量のインクＣｋを吐出するインク吐出処理（Ｓ３…）を行い、この後、クリーニング材４を相対変位させることにより、プリントヘッド３のクリーニング処理（Ｓ４…）を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、インクカートリッジからインクジェット方式によりインクを射出してプリントを行うプリントヘッドのクリーニング方法及び装置に関する。

従来、インクカートリッジからインクを射出させることにより、紙等の各種プリント媒体にプリントを行うインクジェット方式のプリント装置としては、既に、本出願人が提案した特許文献１に記載されるインクジェット式プリント装置が知られている。

同文献１のインクジェット式プリント装置は、インクカートリッジの目詰まりを容易かつ速やかに解消するとともに、ランニングコストの削減に寄与することを目的としたものであり、具体的には、プリントヘッドを内蔵する色の異なる複数のインクカートリッジと、各インクカートリッジを着脱可能に保持するカートリッジホルダと、このカートリッジホルダに保持された少なくとも一つのインクカートリッジのプリントヘッドを撮影するヘッド撮影部と、このヘッド撮影部から得られた画像データに対するデータ処理を行うことによりプリントヘッドの位置ズレを検出する位置ズレ検出処理部と、得られた位置ズレに係わるデータから正規の位置に補正する補正データを生成する補正データ生成処理部と、この補正データにより初期プリントデータを補正してプリント時に使用する補正プリントデータを得る補正処理部とを備えて構成したものである。

特開２０２０－１６３７０８号公報

しかし、上述した特許文献１に記載のインクジェット式プリント装置は、次のような解決すべき課題も存在した。

第一に、この種のプリント装置は、紙のみならず他の様々なプリント媒体にプリントする用途を備えるため、業務用として商品化されることも多いとともに、光硬化インク，プラスチックや金属等の表面にも良好にプリント可能なインク等、各種インクが使用される。このため、プリントヘッドのインク射出口及びその周辺部位が汚れたりインク射出口に目詰まりを生じやすい。したがって、プリントヘッドのクリーニング作業では、乾いたインクを除去する必要があるため、通常、専用のクリーニング剤を使用するとともに、サービスマン等による定期的なメンテナンスが必要になるなど、全体の保守管理が大変になる。しかも、汚れが酷くなり、インク射出口に目詰まりが生じた場合、クリーニングによるメンテナンスでは対応できなくなり、部品交換を行う必要があるなど、保守サービスコストや部品交換等に伴うコストアップが無視できない。

第二に、サービスマン等による定期的なメンテナンスの場合、メンテナンスの時期的な間隔は、いわば標準的に設定されるため、メンテナンスの前に汚れが進行する虞れがあるとともに、汚れが進行した場合、プリント品質に直接悪影響を及ぼしてしまう。即ち、インク射出口に目詰まりや汚れが進行することにより、インク射出口の形状が変形したり面積が減少し、インクの射出量変動に伴うプリント画質の品質低下及び均質性低下を招く不具合も生じる。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したプリントヘッドのクリーニング方法及び装置の提供を目的とするものである。

本発明に係るプリントヘッド３のクリーニング方法は、上述した課題を解決するため、インクカートリッジＣからインクジェット方式によりインクを射出してプリントを行うプリントヘッド３をクリーニングするに際し、透水素材Ｒにより形成したクリーニング材４を保持するクリーニングユニット部２を設け、所定のタイミング（Ｓ１０１－Ｓ１０２）で当該クリーニングユニット部２を相対移動させることにより、クリーニング材４をプリントヘッド３のインク射出口３ｅ…に圧接させるユニット移動処理（Ｓ１，Ｓ２…）を行うとともに、当該インク射出口３ｅ…から所定量のインクＣｋを吐出するインク吐出処理（Ｓ３…）を行い、この後、クリーニング材４を相対変位させることにより、プリントヘッド３のクリーニング処理（Ｓ４…）を行うようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係るプリントヘッド３のクリーニング装置１は、上述した課題を解決するため、インクカートリッジＣからインクジェット方式によりインクを射出してプリントを行うプリントヘッド３のクリーニング装置を構成するに際し、透水素材Ｒにより形成したクリーニング材４を保持するクリーニングユニット部２と、クリーニングユニット部２を相対移動させることにより、クリーニング材４をプリントヘッド３のインク射出口３ｅ…に圧接させるとともに、当該インク射出口３ｅ…から所定量のインクＣｋを吐出し、クリーニング材４を相対変位させることにより、プリントヘッド３のクリーニング処理を行う制御機能部５を備えることを特徴とする。

一方、本発明の好適な態様により、クリーニング方法の実施において、所定のタイミング（Ｓ１０１－Ｓ１０２）で、プリントヘッド３…の汚れ状態を検出する汚れ検出処理（Ｓ１０３－Ｓ１０６）を行うとともに、検出した汚れ状態に対して、クリーニングの可否を判定する第一の汚れ判定処理（Ｓ１０７）を行い、当該汚れ状態が予め設定した第一判定基準以上のときに、クリーニング処理（Ｓ４…）を行うことができる。また、汚れ検出処理（Ｓ１０３－Ｓ１０６）は、ヘッド撮影部７によりプリントヘッド３…の汚れ状態を撮影し、このヘッド撮影部７から得られる画像データＤｖに対する画像処理を行うことにより、当該プリントヘッド３…の汚れ状態を検出することができる。さらに、検出した汚れ状態に対して、限界状態を判定する第二の汚れ判定処理（Ｓ１０８）を行い、当該汚れ状態が予め設定した第二判定基準以上のときに、所定のエラー処理（Ｓ１０９）を行うことができる。他方、クリーニング装置１を構成するに際しては、クリーニングユニット部２を、少なくとも、クリーニング材４を昇降させる昇降機構部８，及びインク射出口３ｅ…の開口方向Ｆｏに対する直角方向Ｆｓへ所定の移動範囲Ｚｃで反復移動させる反復移動機構部９を設けて構成できる。さらに、クリーニング材４には、ロールシート４Ｒから繰り出されるクリーニングシートを用いてもよいし、交換式の単一シート４Ｓを用いてもよい。

このような本発明に係るプリントヘッド３のクリーニング方法及び装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 必要なタイミングにより、クリーニング材４に対して所定量のインクＣｋを吐出し、このインクＣｋが染み込んだクリーニング材４を相対変位させることによりプリントヘッド３をクリーニングするクリーニング処理（Ｓ４…）を行うようにしたため、専用のクリーニング剤を使用し、サービスマン等により定期的にクリーニングを行う必要が無くなるとともに、インク射出口３ｅ…の目詰まり等の酷いトラブルを事前に回避することができる。これにより、保守サービスコストや部品交換等に伴うランニングコストを大幅に削減できるなど、全体の経済性を高めることができる。

（２） プリントヘッド３の汚れによりプリント品質に悪影響が生じる前の適切なタイミングによりクリーニング処理（Ｓ４…）を行うことが可能になるため、インクの射出量変動に伴うプリント画質の品質低下や均質性低下を招く不具合を回避することができる。これにより、微細なプリント画質であっても常に良好な品質を確保できるなど、全体のプリント品質を高めることができる。

（３） 好適な態様により、クリーニング方法の実施において、所定のタイミング（Ｓ１０１－Ｓ１０２）で、プリントヘッド３…の汚れ状態を検出する汚れ検出処理（Ｓ１０３－Ｓ１０６）を行うとともに、検出した汚れ状態に対して、クリーニングの可否を判定する第一の汚れ判定処理（Ｓ１０７）を行い、当該汚れ状態が予め設定した第一判定基準以上のときに、クリーニング処理（Ｓ４…）を行うようにすれば、いわば必要なときのみクリーニング処理（Ｓ４…）を行うことができるため、無駄なクリーニング処理（Ｓ４…）を回避して効率的なクリーニング処理（Ｓ４…）を行うことができる。

（４） 好適な態様により、汚れ検出処理（Ｓ１０３－Ｓ１０６）を行うに際し、ヘッド撮影部７によりプリントヘッド３…の汚れ状態を撮影し、このヘッド撮影部７から得られる画像データＤｖに対する画像処理を行うことにより、当該プリントヘッド３…の汚れ状態を検出するようにすれば、汚れ状態に対する、より精度の高い検出ができるため、クリーニングの可否の判定も、より正確に行うことが可能になり、より適切なタイミングによるクリーニング処理（Ｓ４…）を行うことができる。

（５） 好適な態様により、検出した汚れ状態に対して、限界状態を判定する第二の汚れ判定処理（Ｓ１０８）を行い、当該汚れ状態が予め設定した第二判定基準以上のときに、所定のエラー処理（Ｓ１０９）を行うようにすれば、特に汚れの酷い状態を判定できるため、例えば、故障等を含むアクシデントによる汚れの進行等を事前に検出し、部品交換などの必要な対応を速やかに講じることができる。

（６） 好適な態様により、クリーニング装置１を構成するに際し、クリーニングユニット部２を、少なくとも、クリーニング材４を昇降させる昇降機構部８，及びインク射出口３ｅ…の開口方向Ｆｏに対する直角方向Ｆｓへ所定の移動範囲Ｚｃで反復移動させる反復移動機構部９を設けて構成すれば、クリーニングユニット部２の制御によりクリーニング処理（Ｓ４…）を実施できるため、クリーニング処理系をクリーニングユニット部２内に含めることが可能になり、クリーニング処理系全体の小型コンパクト化を図ることができる。

（７） 好適な態様により、クリーニング材４に、ロールシート４Ｒから繰り出されるクリーニングシートを用いるようにすれば、クリーニング材４を量的に確保できるため、ロールシート４Ｒの交換頻度を長くできるとともに、ロールシート４Ｒの交換作業の削減やコストメリットに寄与できる。

（８） 好適な態様により、クリーニング材４に、交換式の単一シート４Ｓを用いれば、クリーニングユニット部２におけるクリーニング材４の設置スペースを削減できるとともに、設置機構の簡略化を図れるため、クリーニング装置１全体の小型コンパクト化に寄与できる。

本発明の好適実施形態に係るプリントヘッドのクリーニング方法の処理手順を示すフローチャート、 同フローチャートの汚れ確認処理における処理手順を具体的に示すフローチャート、 同クリーニング方法を実施できるプリント装置の全体の内部構造を示す断面正面図、 同プリント装置に備えるＸ方向移動機構部及びＹ方向移動機構部の構造を抽出して示す断面平面図、 同プリント装置のインクカートリッジを保持した状態のカートリッジホルダの斜視図、 同プリント装置のヘッド撮影部を示す正面図、 同プリント装置に用いるインクカートリッジの構造説明図、 同プリント装置の制御処理系のブロック系統図、 同プリント装置に備えるクリーニング装置のクリーニングユニット部を示す正面図、 同クリーニングユニット部を示す側面図、 同プリント装置に備えるプリントヘッドの汚れ状態の説明図、 同クリーニング方法のクリーニング方法を説明するための工程図、 同プリント装置に備えるクリーニング装置の変更例に係るクリーニングユニット部を示す正面図、 同変更例に係るクリーニングユニット部の異なる動作位置における一部を抽出して示す正面図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係るプリントヘッド３のクリーニング方法の理解を容易にするため、同クリーニング方法の実施対象となるプリント装置Ｍの概要について、図３～図７を参照して説明する。

例示するプリント装置Ｍは、各インクカートリッジＣ…からインクジェット方式によりインクを射出してプリントを行うプリント装置であり、特に、プリント媒体として、紙のみならずプラスチックや金属等の様々なプリント媒体にプリントする用途を備えている。したがって、業務用に利用されることも多いとともに、インクとして、光硬化インク，プラスチックや金属等の表面にも良好にプリント可能なインク等の各種インク類が使用される。

プリント装置Ｍは、図３に示すように、上側のプリントモジュールＭｍと下側のベースモジュールＭｓを備え、さらに、上側のプリントモジュールＭｍは、下側のボディ部Ｍｍｂとこのボディ部Ｍｍｂに対して、後端辺における異なる複数位置に配した複数のヒンジ部を介して回動可能に結合した上側のリッド部Ｍｍｒを備える。この場合、ベースモジュールＭｓとプリントモジュールＭｍは着脱部１１…を介して着脱可能に構成し、装着時には、図３に示すように、ベースモジュールＭｓの上端にプリントモジュールＭｍの下端を固定して一体化できるとともに、離脱時には、ベースモジュールＭｓの上端からプリントモジュールＭｍの下端を離脱し、プリントモジュールＭｍのみを単独で使用することができる。

リッド部Ｍｍｒは、全体を矩形状に形成し、上面の一側には、ディスプレイ１２ｄ及びキー入力パネル等を含む操作部１２を配設する。一方、ボディ部Ｍｍｂは、矩形枠状のキャビネット１３を備え、このキャビネット１３の内面を利用して、図４に示すように、カートリッジホルダ１４をＸ方向（左右方向Ｋｘ）へ移動させるＸ方向移動機構部２０及びこのＸ方向移動機構部２０をＹ方向（前後方向Ｋｙ）へ移動させるＹ方向移動機構部３０を配設する。

Ｘ方向移動機構部２０は、図４及び図５に示すように、Ｘ方向（Ｋｘ）に沿って配した上下一対のガイドシャフト２１ｕ，２１ｄを備え、各ガイドシャフト２１ｕ，２１ｄの両端はＹ方向移動機構部３０側のスライダ３１ｐ，３１ｑに結合する。ガイドシャフト２１ｕ，２１ｄには、カートリッジホルダ１４の背面に設けた上下一対のスライダ２２ｕ，２２ｄをスライド自在に設けるとともに、ガイドシャフト２１ｕと２１ｄ間には、モータ及びタイミングベルト機構（運動変換機構）を組合わせたＸ方向駆動部２３を配設する。これにより、カートリッジホルダ１４をＸ方向（Ｋｘ）へ移動させることができる。また、Ｙ方向移動機構部３０は、図４に示すように、キャビネット１３の左右側面の内面にはＹ方向（Ｋｙ）に沿って配した一対のガイドレール３２ｐ，３２ｑを備え、一方のガイドレール３２ｐに、上述した一方のスライダ３１ｐをスライド自在に装填するとともに、他方のガイドレール３２ｑに、上述した他方のスライダ３１ｑをスライド自在に装填する。さらに、一方のガイドレール３２ｐには、Ｘ方向移動機構部２０のＸ方向駆動部２３と同様に構成したＹ方向駆動部３３を配設する。これにより、カートリッジホルダ１４をＸ方向移動機構部２０と一緒にＹ方向（Ｋｙ）へ移動させることができる。

また、カートリッジホルダ１４は、図５に示すように、色の異なる複数（例示は四つ）のインクカートリッジＣ…を点線矢印Ｋｉで示すように着脱可能に保持する機能を備える。例示のインクカートリッジＣ…には、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの四種類が含まれる。一つのインクカートリッジＣの詳細を図７に示す。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、インクカートリッジＣは、底面部Ｃｄに、プリントヘッド３を設ける。なお、このプリントヘッド３は、インクに熱を付加して発生したバブルによりインクを射出させるサーマル方式のプリントヘッドである。

さらに、プリントヘッド３は、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、底面部Ｃｄに多数のインク射出口３ｅ…を備え、各インク射出口３ｅ…を二列Ｌｈ，Ｌｈに設けるとともに、図７（ｃ）に示すように、一方の列は他方の列に対して１ピッチ（ドット間隔）Ｌｐ分だけズラしている。この場合、インク射出口３ｅ…の配列方向Ｋｙは、前後方向となり、前述したＹ方向（Ｋｙ）に一致する。例示の場合、各インク射出口３ｅ…の１ピッチＬｐは、０．０４２３〔ｍｍ〕（６００〔ｄｐｉ〕）である。なお、図７（ｂ）における符号３ｓ，３ｓは放熱孔を示す。

以上、一つのインクカートリッジＣについて説明したが、他の三つのインクカートリッジＣ…の基本的構成も、収容するインクの色が異なる点を除き、図７のインクカートリッジＣの構成と同じである。なお、例示の各インクカートリッジＣ…は、例えば、溶剤系ヒートレスインクを収容し、プラスチック，金属，皮革，陶磁器，繊維，木材，紙等の各種プリント媒体に対するプリントが可能である。

次に、ベースモジュールＭｓについて説明する。ベースモジュールＭｓは、図３に示すように、底面部４１ｄ及びこの底面部４１ｄの周縁部から上方に一体に設けた側面部４１ｓを有するベースキャビネット部４１を備える。また、ベースキャビネット部４１の内部には仕切壁部４１ｉを設け、一方側をワーク処理室４２として構成するとともに、他方側をメンテナンス処理室４３として構成する。

ワーク処理室４２は、ベースキャビネット４１の側面部４１ｓにおける前面と後面には矩形状の開口部をそれぞれ形成することにより、前方側から後方側へ貫通する空間Ｓを設ける。また、ワーク処理室４２の内部には、ワーク載置盤４７を配するとともに、このワーク載置盤４７の左右両側を支持し、かつワーク載置盤４７を昇降させることによりワーク載置盤４７の高さを調整可能な一対の昇降機構部４８ｐ，４８ｑからなる上下位置調整機構４８を配設する。なお、図３中、Ｗ…は、ワーク載置盤４７の上面にセットしたワーク（プリント媒体）を示す。

一方、メンテナンス処理室４３の上下中間位置には、上下仕切部を設け、上側を処理室４４として構成するとともに、下側を制御室４５として構成する。そして、本実施形態に係るクリーニング装置１の一部を構成する撮影エリア（撮影ブース）５０ｖ及びクリーニングエリア５０ｃを、処理室４４に設けるとともに、本実施形態に係るクリーニング方法を実行する制御プログラム（シーケンス制御プログラム）を格納したプリンタコントローラ８１、即ち、制御機能部５として機能するプリンタコントローラ８１を、制御室４５に収容する。

次に、本実施形態に係るクリーニング方法を実行するクリーニング装置１の具体的構成について、図３，図８－図１０を参照して説明する。

まず、図３に示すように、撮影エリア５０ｖにはヘッド撮影部７を配設する。ヘッド撮影部７は、図６に示すように、カートリッジホルダ１４を移動させることによりプリントヘッド３…を撮影可能な撮影エリア（撮影ブース）５０ｖと、この撮影エリア５０ｖ内に設置したカメラ部５１を設けて構成する。カメラ部５１は、撮像デバイスにより撮影可能なカメラ本体部５１ｍと、このカメラ本体部５１ｍの光軸方向前方（被写体方向）に配した光学系５１ｃと、この光学系５１ｃにおけるフォーカシング調整等の光学調整を行う光学調整機構５２を備え、この光学調整機構５２は後述するドライバユニット５４を介してプリンタコントローラ８１に接続するとともに、カメラ本体部５１ｍは信号ラインを介してプリンタコントローラ８１に接続する。このカメラ本体部５１ｍは、プリントヘッド３…を撮影し、得られる画像データＤｖに対する画像処理を行うことにより、各プリントヘッド３…における汚れ状態を検出する機能を備えるため、できるだけ解像度の高い（画素数の大きい）撮像デバイスを用いることが望ましい。

また、クリーニングエリア５０ｃには、図９及び図１０に示すクリーニングユニット部２を配設する。クリーニングユニット部２は、基本的機能として、透水素材Ｒにより形成したクリーニング材４を保持する機能を備える。この場合、透水素材Ｒには、インクＣｋが染み込む素材、例えば、綿布．不織布等の安価で吸液性の良好なクリーニングシートを用いることができ、例示は、クリーニング材４として、ロールシート４Ｒから繰り出されるクリーニングシートを用いた。

このため、クリーニングユニット部２には、図９に示すクリーニング材ユニット６１を備える。このクリーニング材ユニット６１は、図１０に示すように、鉛直に配した一対の離間した支持プレート６２ｒ，６２ｆを有する支持ブロック６２を備え、支持プレート６２ｒと６２ｆ間における一側に水平回動軸６３ｓを配するとともに、他側に巻取軸となる水平駆動軸６３ｄを配する。さらに、水平駆動軸６３ｄと水平回動軸６３ｓの中間位置であって、上端位置にゴム等の弾性素材により形成したプラテンローラ６３ｐを配し、このプラテンローラ６３ｐは、カートリッジホルダ１４をクリーニングエリア５０ｃにセットした際に、この真下に位置するようにセッティングする。このプラテンローラ６３ｐは鉛直方向のスプリング６３ｍ，６３ｎにより、上端位置に対して下方への所定範囲にわたり変位可能に弾性支持される。また、水平駆動軸６３ｄは、支持プレート６２ｒ，６２ｆに取付けた回転駆動部６３により回転駆動される。

これにより、ロールシート４Ｒをセットする際には、水平回動軸６３ｓにロールシート４Ｒを装填し、ロールシート４Ｒの先端をプラテンローラ６３ｐの上面を経由して水平駆動軸６３ｄに固定すればよい。これにより、回転駆動部６３を駆動制御すれば、ロールシート４Ｒを順次水平駆動軸６３ｄ側へ送り出すことができる。このように、クリーニング材４に、ロールシート４Ｒから繰り出されるクリーニングシートを用いるようにすれば、クリーニング材４を量的に確保できるため、ロールシート４Ｒの交換頻度を長くできるとともに、ロールシート４Ｒの交換作業の削減やコストメリットに寄与できる。

さらに、最下部にはベースプレート６５を配設し、このベースプレート６５の上面に、支持ブロック６２を昇降させるモータ及びボールねじ機構等（運動変換機構）を組合わせた昇降機構部８を配設するとともに、この支持ブロック６２を、インク射出口３ｅ…の開口方向Ｆｏに対する直角方向Ｆｓへ所定の移動範囲Ｚｃで反復移動させるモータ及びボールねじ機構等（運動変換機構）を組合わせた反復移動機構部９を配設する。６４ｓ，６４ｄは、支持ブロック６２を直角方向Ｆｓへガイドする一対のガイドレール機構を示す。そして、回転駆動部６３，昇降機構部８及び反復移動機構部９は、プリンタコントローラ８１に接続する。

このように、クリーニングユニット部２を、少なくとも、クリーニング材４を昇降させる昇降機構部８，及びインク射出口３ｅ…の開口方向Ｆｏに対する直角方向Ｆｓへ所定の移動範囲Ｚｃで反復移動させる反復移動機構部９を設けて構成すれば、クリーニングユニット部２の制御によりクリーニング処理を実施できるため、クリーニング処理系をクリーニングユニット部２内に含めることが可能になり、クリーニング処理系全体の小型コンパクト化を図ることができる。

他方、制御室４５に収容するプリンタコントローラ８１は、独立したユニットとして構成する。これにより、プリンタコントローラ８１は、制御室４５から取出すことにより単独で使用可能である。したがって、ベースモジュール１ｓから分離してプリントモジュールＭｍを使用する際には、このプリントモジュールＭｍに対してケーブル等によりプリンタコントローラ８１を接続して使用することができる。

プリンタコントローラ８１のブロック系統図を図８に示す。プリンタコントローラ８１は、コンピュータ処理機能を有するＣＰＵ等のハードウェアにより構成するコントローラ本体部８２を備え、このコントローラ本体部８２には内部メモリ８３が付属する。内部メモリ８３は、シーケンス制御処理を含む各種制御処理を実行する制御プログラム（ソフトウェア）を格納するプログラムエリア８３ｐを備えるとともに、データベースを含む各種データ類を記憶可能なデータエリア８３ｄを備える。

したがって、プログラムエリア８３ｐには、本実施形態に係るクリーニング方法を実行する制御プログラム（シーケンス制御プログラム）が含まれるとともに、プリント装置Ｍ全体の動作を司る処理プログラムが含まれる。この場合、クリーニング方法を実行する制御プログラムには、主要機能として、図８に示す、汚れ検出処理機能Ｆｄ、汚れ判定処理機能Ｆｊ、ユニット移動制御機能Ｆｍ、クリーニング処理機能Ｆｃ、汚れ確認処理機能Ｆｆ等が含まれ、これらの機能により、後述するクリーニングユニット部２を相対移動させることにより、クリーニング材４をプリントヘッド３のインク射出口３ｅ…に圧接させるとともに、当該インク射出口３ｅ…から所定量のインクＣｋを吐出し、クリーニング材４を相対変位させることによりプリントヘッド３をクリーニングするクリーニング処理を行うことができ、制御機能部５として、一連の動作をクリーニングモードとして実行することができる。なお、各機能による具体的な動作については後述する。

また、図８に示すように、制御機能部５には、プリンタコントローラ８１から出力する各種制御指令に基づき各種制御駆動信号を出力するドライバユニット５４を備える。そして、このドライバユニット５４の出力側には、ホルダ移動機構８６，上下位置調整機構４８，光学調整機構５３をそれぞれ接続するとともに、クリーニング機構８７を接続する。この場合、クリーニング機構８７には、前述したクリーニングユニット部２に備える図９に示した回転駆動部６３，昇降機構部８及び反復移動機構部９を含み、さらに、ホルダ移動機構８６には、前述したＸ方向移動機構部２０及びＹ方向移動機構部３０を含むとともに、上下位置調整機構４８には、前述した一対の昇降機構部４８ｐ，４８ｑを含む。また、コントローラ本体部８２には、前述した操作部１２，カメラ本体部５１，位置センサ等の各種センサ類８８を接続する。

次に、本実施形態に係るプリントヘッド３のクリーニング方法について、図２－図１２を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。

クリーニング方法の実施に際しては、プリントヘッド３に対する汚れ確認処理を定期的に実行して汚れ状態を確認する（ステップＳＥ）。図２は、この汚れ確認処理の手順を具体的に示したフローチャートであり、図１のフローチャートと同一ステップには同一符号を付した。

まず、プリンタコントローラ８１では、図２に示すように、クリーニングモードを実行するタイミングになったか否かを監視する（ステップＳ１０１）。具体的には、タイミングとして、プリント回数（例えば、Ｎ回毎）により設定することができる。なお、この場合、メーカーサイドで基準回数を設定することができるとともに、必要によりユーザサイドで回数を変更（調整）できるようにしてもよい。

今、プリント装置Ｍを使用し、プリント回数が前回のクリーニングモードの実施からＮ回経過した場合を想定する。このタイミングに到達したなら、一連のプリント工程が終了した後、プリントヘッド３…に対する汚れ確認処理を実行する（ステップＳ１０２）。確認処理時には、カートリッジホルダ１４を撮影エリア５０ｖの撮影位置へ移動させる（ステップＳ１０３）。即ち、図６に示すように、カートリッジホルダ１４をカメラ本体部５１の真上（撮影位置）に移動させる。そして、撮影位置におけるカートリッジホルダ１４に保持される四つのインクカートリッジＣ…におけるプリントヘッド３…の底面部Ｃｄ…を図６に示すカメラ本体部５１により撮影する（ステップＳ１０４）。なお、撮影位置では、光学調整機構５２により、ヘッド撮影部７の光学系５１ｃにおけるフォーカシング調整等の光学調整が自動で行われる。

一方、カメラ本体部５１の撮影により得られた画像データＤｖは、プリンタコントローラ８１に転送され、コントローラ本体部８２に取り込まれる。そして、画像データＤｖに対するデータ処理（画像データ処理）が行われ、汚れ検出処理に基づく汚れ状態の検出が行われる（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。この場合、汚れ状態、即ち、汚れ度合は、数値化処理することが望ましい。

このように、汚れ検出処理を行うに際し、ヘッド撮影部７によりプリントヘッド３…の汚れ状態を撮影し、このヘッド撮影部７から得られる画像データＤｖに対する画像処理を行うことにより、当該プリントヘッド３…の汚れ状態を検出するようにすれば、汚れ状態に対する、より精度の高い検出ができるため、クリーニングの可否の判定も、より正確に行うことが可能になり、より適切なタイミングによるクリーニング処理を行うことができる。

図１１は、汚れ状態の一例を示す。円形部分はインク射出口３ｅ…を示すとともに、濃く表示したエリアＡｄ…はインク射出口３ｅ…及びその周辺に生じた汚れを示している。図１１（ａ）は、ほとんど汚れのない状態、即ち、汚れ発生の初期の状態を示しており、クリーニングは必要のない状態を示す。図１１（ｂ）は、ある程度の汚れが進行し、第一判定基準に対応する汚れ状態を示す。図１１（ｃ）は、限界まで汚れが進行し、第二判定基準に対応する汚れ状態を示す。したがって、汚れ度合の数値化は、例えば、予め実験等により汚れ度合の面積，濃さ，色等を対応する基準数値をデータテーブルとして登録し、実際の汚れを検出した際に、データ処理により得られた検出結果を、データテーブルを用いて変換することができる。

これにより、得られた汚れ度合に対応した数値に対して、第一の汚れ判定処理によりクリーニングの可否を判定する（ステップＳ１０７）。この判定処理により、予め設定した第一判定基準に達していないときは、クリーニングは不要と判断し、通常のプリントモードに復帰する（ステップＳ１０７，Ｓ１０１…）。また、プリント回数（Ｎ回）はリセットする。一方、第一判定基準以上のときは、クリーニング処理が必要と判断し、併せて、第二の汚れ判定処理により限界状態に達しているか否かを判定する（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。

このように、所定のタイミングで、プリントヘッド３…の汚れ状態を検出する汚れ検出処理を行うとともに、検出した汚れ状態に対して、クリーニングの可否を判定する第一の汚れ判定処理を行い、当該汚れ状態が予め設定した第一判定基準以上のときに、クリーニング処理を行うようにすれば、いわば必要なときのみクリーニング処理を行うことができるため、無駄なクリーニング処理を回避して効率的なクリーニング処理を行うことができる。

なお、汚れ状態は、画像データ処理により、四つのカートリッジＣ…毎に数値化できるため、例えば、一つでも第一判定基準以上のときは全てのカートリッジＣ…をクリーニング処理する第一モード、或いは該当したカートリッジＣのみをクリーニンク処理する第二モードなど、任意の設定を行うことができる。

そして、汚れ度合が、予め設定した第二判定基準以上のときは、所定のエラー処理を行う（ステップＳ１０８，Ｓ１０９）。即ち、図１１（ｃ）に示すように、汚れが進行することにより、クリーニング処理によっては汚れが解消できないと想定されるため、例えば、対応するカートリッジＣを取外し、クリーニング剤等を用いてマニュアル対応によるクリーニング処理を行うとともに、このクリーニンク処理によっても汚れが解消できない場合は、新品のカートリッジＣと交換するなどの対応を行うことができる。

このように、検出した汚れ状態に対して、限界状態を判定する第二の汚れ判定処理を行い、当該汚れ状態が予め設定した第二判定基準以上のときに、所定のエラー処理を行うようにすれば、特に汚れの酷い状態を判定できるため、例えば、故障等を含むアクシデントによる汚れの進行等を事前に検出し、部品交換などの必要な対応を速やかに講じることができる。

これに対して、第二の汚れ判定処理により、汚れ度合が第二判定基準に達していないときは、図１に示すクリーニングモードを実行する（ステップＳＭ）。

クリーニングモードでは、まず、撮影エリア５０ｖに位置するカートリッジホルダ１４を、図１２（ａ）に示す矢印Ｆ１方向へ移動させ、最初にクリーニング処理を行うカートリッジＣにおけるプリントヘッド３の底面部Ｃｄの直下に、クリーニングユニット部２のプラテンローラ６３ｐが位置するようにセッティングする（ステップＳ１）。移動後の位置関係を図１２（ａ）に示す。

次いで、昇降機構部８を制御することによりクリーニング材ユニット６１を、図１２（ａ）に示す矢印Ｆ２方向へ上昇させ、図１２（ｂ）に示すように、クリーニング材４の上面をカートリッジＣの底面部のＣｄに圧接させる（ステップＳ２）。そして、この圧接した状態でカートリッジＣに対するインク吐出制御を行い、予め設定した所定量のインクＣｋをカートリッジＣから吐出させる（ステップＳ３）。この場合、インクＣｋの吐出方向は図１２（ｂ）に示す矢印Ｆｏ方向となり、吐出したインクＣｋはクリーニング材４に染み込んだ状態となる。なお、図１２（ｂ）中、クリーニング材４内にドットで示す部分が染み込んだインクＣｋの状態をイメージで示している。

インクＣｋの吐出が終了したなら速やかに反復移動機構部９を制御し、図１２（ｃ）に示すように、クリーニング材ユニット６１を、インク射出口３ｅ…の開口方向Ｆｏに対する直角方向Ｆｓへ所定の移動範囲Ｚｃで反復移動させるクリーニンク処理を行う（ステップＳ４）。反復移動は、予め設定した設定時間にわたって行う（ステップＳ５）。

ところで、本実施形態に係るクリーニンク処理では、クリーニング剤としてインクＣｋを用いている。プリントヘッド３の汚れは、このプリントヘッド３で使用されるインクＣｋが乾いた汚れとなるため、同一成分のインクＣｋを利用することにより、その汚れ部分を溶かして除去する、いわばクリーニング剤として利用したものである。

以上により、一つのカートリッジＣに対するクリーニング処理が終了する。例示の場合、カートリッジＣ…は全部で四つ存在するため、次いで、昇降機構部８を制御することによりクリーニング材ユニット６１（クリーニング材４）を下降させる（ステップＳ６，Ｓ７）。また、回転駆動部６３を制御してクリーニング材４を一定量送り出すことにより、未使用の部分をプラテンローラ６３ｐの上面に位置させる（ステップＳ８）。さらに、次にクリーニング処理を行うカートリッジＣが、プラテンローラ６３ｐの真上に位置するように、カートリッジホルダ１４を移動させる（ステップＳ９）。この後、クリーニング材ユニット６１を上昇させ、クリーニング材４の上面をカートリッジＣの底面部のＣｄに圧接させる（ステップＳ１０）。この圧接した状態でカートリッジＣに対するインク吐出制御を行い、予め設定した所定量のインクＣｋをカートリッジＣから吐出させる（ステップＳ１１）。インクＣｋの吐出が終了したなら速やかに反復移動機構部９を制御して前述したクリーニンク処理を設定時間にわたって行う（ステップＳ１２，Ｓ１３）。二番目のクリーニンク処理が終了したなら、以後、残りのカートリッジＣに対するクリーニンク処理も同様に行えばよい（ステップＳ１４，Ｓ７…）。

そして、前述したステップＳ６における状態を含め、全てのカートリッジＣに対するクリーニンク処理が終了したなら、クリーニング結果の確認処理を行う（ステップＳ１５）。この確認処理は必須の要素ではないが、前述したカメラ本体部５１の上方へカートリッジホルダ１４を移動させ、カメラ本体部５１によりカートリッジＣ…の底面部のＣｄ…を撮影し、得られた画像データＤｖから汚れが良好にクリーニング処理されたか否かを確認する。この際、第一の汚れ判定処理により、第一判定基準以上のときは、再クリーニング処理を行ったり、或いは第二の汚れ判定処理により第二判定基準以上のときは、カートリッジＣの交換を行うなど、必要なエラー処理を行うことができる（ステップＳ１６，Ｓ１７）。一方、良好な場合には、クリーニングモードは終了する。即ち、プリントを継続する場合にはプリントを継続するとともに、継続しない場合にはプリント工程を終了させる（ステップＳ１８）。

このように、本実施形態に係るプリントヘッド３のクリーニング方法（及び装置１）によれば、基本的なクリーニング手法として、透水素材Ｒにより形成したクリーニング材４を保持するクリーニングユニット部２を設け、所定のタイミングで当該クリーニングユニット部２を相対移動させることにより、クリーニング材４をプリントヘッド３のインク射出口３ｅ…に圧接させるユニット移動処理を行うとともに、当該インク射出口３ｅ…から所定量のインクＣｋを吐出するインク吐出処理を行い、この後、クリーニング材４を相対変位させることにより、プリントヘッド３のクリーニング処理を行うようにしたため、専用のクリーニング剤を使用し、サービスマン等により定期的にクリーニングを行う必要が無くなるとともに、インク射出口３ｅ…の目詰まり等の酷いトラブルを事前に回避することができる。これにより、保守サービスコストや部品交換等に伴うランニングコストを大幅に削減できるなど、全体の経済性を高めることができる。

しかも、プリントヘッド３の汚れによりプリント品質に悪影響が生じる前の適切なタイミングによりクリーニング処理を行うことが可能になるため、インクの射出量変動に伴うプリント画質の品質低下や均質性低下を招く不具合を回避することができる。これにより、微細なプリント画質であっても常に良好な品質を確保できるなど、全体のプリント品質を高めることができる。

他方、図１３及び図１４には、クリーニングユニット部２の変更例を示す。図９及び図１０に示したクリーニングユニット部２は、クリーニング材４に、ロールシート４Ｒから繰り出されるクリーニングシートを用いた例を示したが、変更例は、クリーニング材４に、交換式の単一シート４Ｓを用いた例を示す。

変更例に係るクリーニングユニット部２は、図１３に示すように、支持プレート６２ｆと６２ｒの一側と他側に、それぞれクリップ機構部９１ｓと９１ｄを配設し、このクリップ機構部９１ｓと９１ｄに、長方形に形成した単一シート４Ｓの一端と他端を着脱式に取付可能に構成するとともに、クリップ機構部９１ｓと９１ｄ間に、図９及び図１０に示したクリーニングユニット部２と同様のプラテンローラ６３ｐを配したものである。この場合、支持プレート６２ｆ，６２ｒの下方の位置には、水平方向に離間した一対の空転ローラと駆動ローラ間に架け渡した無端のタイミングベルト９２ｂにより構成したタイミングベルト機構９２を配設し、タイミングベルト９２ｂの上面に、プラテンローラ６３ｐを支持するプラテンユニット６３ｉの下端を固定するとともに、回転駆動部９３により駆動ローラを回転できるように構成したものである。

これにより、回転駆動部９３を駆動制御し、駆動ローラを回転させれば、プラテンユニット６３ｉをクリップ機構部９１ｓと９１ｄ間で移動させることができる。即ち、プラテンユニット６３ｉを移動させることにより、単一シート４Ｓの任意の位置をプラテンローラ６３ｐの上面に位置させることができる。図１４は、プラテンユニット６３ｉを矢印Ｆｐ方向へ移動させ、プラテンローラ６３ｐをクリップ機構部９１ｓの近傍に位置させた状態を示している。

変更例に示すように、クリーニング材４に、交換式の単一シート４Ｓを用いれば、クリーニングユニット部２におけるクリーニング材４の設置スペースを削減できるとともに、設置機構の簡略化を図れるため、クリーニング装置１全体の小型コンパクト化に寄与できる。また、基本的な機能（作用）及び使用方法については、図９及び図１０に示したクリーニングユニット部２と同様の機能（作用）を呈するとともに、同様に使用することができる。その他、図１３及び図１４の構成において、図９及び図１０に示す構成と同一又は同一機能部分については同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明を省略する。

以上、変更例を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，細部の手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、複数のインクカートリッジＣ…として四つのインクカートリッジＣ…を使用する場合を例示したが、任意の数量を適用できる。また、プリントヘッドＣ…には、インクに熱を付加して発生したバブルによりインクを射出させるサーマル方式のプリントヘッドを用いる場合を示したが、他の方式に基づくプリントヘッドの適用を排除するものではない。一方、所定のタイミングで、プリントヘッド３…の汚れ状態を検出する汚れ検出処理を行うとともに、検出した汚れ状態に対して、クリーニングの可否を判定する第一の汚れ判定処理を行い、当該汚れ状態が予め設定した第一判定基準以上のときに、クリーニング処理を行う場合を例示したが、汚れ状態に関係なく、一定のプリント回数毎又は一定の使用時間毎にクリーニング処理を行う場合を排除するものではない。他方、クリーニング装置１を構成するに際しては、クリーニングユニット部２を、少なくとも、クリーニング材４を昇降させる昇降機構部８，及びインク射出口３ｅ…の開口方向Ｆｏに対する直角方向Ｆｓへ所定の移動範囲Ｚｃで反復移動させる反復移動機構部９を設けて構成する場合を例示したが、同様の機能を有する各種構成により実施することができる。また、クリーニング材４として、ロールシート４Ｒから繰り出されるクリーニングシートと交換式の単一シート４Ｓを例示したが、クリーニング材４を使用する各種構成を含めることができる。

本発明は、インクカートリッジからインクジェット方式によりインクを射出してプリントを行う各種プリント装置におけるプリントヘッドのクリーニング方法及び装置として利用することができる。

１：クリーニング装置，２：クリーニングユニット部，３…：プリントヘッド，３ｅ…：インク射出口，４：クリーニング材，４Ｒ：ロールシート，４Ｓ：単一シート，５：制御機能部，７：ヘッド撮影部，８：昇降機構部，９：反復移動機構部，Ｃ：インクカートリッジ，Ｃｋ：インク，Ｒ：透水素材，Ｄｖ：画像データ，Ｆｏ：開口方向，Ｆｓ：直角方向，Ｚｃ：所定の移動範囲，（Ｓ１，Ｓ２…）：ユニット移動処理，（Ｓ４…）：クリーニング処理，（Ｓ１０１－Ｓ１０２）：所定のタイミング，（Ｓ１０３－Ｓ１０６）：汚れ検出処理，（Ｓ１０７）：第一の汚れ判定処理，（Ｓ１０８）：第二の汚れ判定処理，（Ｓ１０９）：所定のエラー処理

Claims (8)

1. インクカートリッジからインクジェット方式によりインクを射出してプリントを行うプリントヘッドのクリーニング方法において、透水素材により形成したクリーニング材を保持するクリーニングユニット部を設け、所定のタイミングで、当該クリーニングユニット部を相対移動させることにより、前記クリーニング材を前記プリントヘッドのインク射出口に圧接させるユニット移動処理を行うとともに、当該インク射出口から所定量のインクを吐出するインク吐出処理を行い、この後、前記クリーニング材を相対変位させることにより、前記プリントヘッドのクリーニング処理を行うことを特徴とするプリントヘッドのクリーニング方法。
2. 前記所定のタイミングで、前記プリントヘッドの汚れ状態を検出する汚れ検出処理を行うとともに、検出した汚れ状態に対して、クリーニングの可否を判定する第一の汚れ判定処理を行い、当該汚れ状態が予め設定した第一判定基準以上のときに、前記クリーニング処理を行うことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッドのクリーニング方法。
3. 前記汚れ検出処理は、ヘッド撮影部により前記プリントヘッドの汚れ状態を撮影し、このヘッド撮影部から得られる画像データに対する画像処理を行うことにより、当該プリントヘッドの汚れ状態を検出することを特徴とする請求項２記載のプリントヘッドのクリーニング方法。
4. 前記検出した汚れ状態に対して、限界状態を判定する第二の汚れ判定処理を行い、当該汚れ状態が予め設定した第二判定基準以上のときに、所定のエラー処理を行うことを特徴とする請求項２又は３記載のプリントヘッドのクリーニング方法。
5. インクカートリッジからインクジェット方式によりインクを射出してプリントを行うプリントヘッドのクリーニング装置において、透水素材により形成したクリーニング材を保持するクリーニングユニット部と、前記クリーニングユニット部を相対移動させることにより、前記クリーニング材を前記プリントヘッドのインク射出口に圧接させるとともに、当該インク射出口から所定量のインクを吐出し、前記クリーニング材を相対変位させることにより、前記プリントヘッドのクリーニング処理を行う制御機能部を備えることを特徴とするプリントヘッドのクリーニング装置。
6. 前記クリーニングユニット部は、少なくとも、前記クリーニング材を昇降させる昇降機構部，及び前記インク射出口の開口方向に対する直角方向へ所定の移動範囲で反復移動させる反復移動機構部を備えることを特徴とする請求項５記載のプリントヘッドのクリーニング装置。
7. 前記クリーニング材は、ロールシートから繰り出されるクリーニングシートを用いることを特徴とする請求項５又は６記載のプリントヘッドのクリーニング装置。
8. 前記クリーニング材は、交換式の単一シートを用いることを特徴とする請求項５又は６記載のプリントヘッドのクリーニング装置。

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