JP4164319B2

JP4164319B2 - インクジェット記録装置

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Publication number: JP4164319B2
Application number: JP2002251992A
Authority: JP
Inventors: 敦坂本; 英彦神田; 裕之田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP2004090293A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に記録媒体に対してインクドットを形成することにより画像形成を行うインクジェット方式による記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、単色またはカラー記録に対応して用意された複数色のインクを、紙，布，不織布，ＯＨＰ用等のプラスチックフィルムなど種々の記録媒体上に吐出することによって画像を形成する記録方法である。この方式を採用したインクジェット記録装置としては、記録手段（記録ヘッド）およびそのインク収容部たるインクタンクを搭載して記録媒体に対し所定方向に主走査されるキャリッジと、記録媒体を主走査方向とは異なる方向に搬送（副走査）する搬送手段と、これらを制御するための制御手段とを具備し、記録ヘッドを主走査方向にシリアルスキャンさせながら記録ヘッドに設けられた複数のインク吐出口からインクを吐出させ、一方でシリアルスキャン後に記録媒体を所定量（例えば吐出口配列範囲に対応した１回のシリアルスキャンでの記録幅）搬送することによって記録媒体上に順次記録を行ってゆくものがある。このようなインクジェット記録方式では、記録信号に応じてインクを直接記録媒体上に吐出して記録を行う所謂ドロップオンデマンド方式が採用され、これは容易で廉価な記録（記録）方式を提供するものとして広く採用されている。
【０００３】
ところで、インクジェット記録装置は、１／３００インチ、または１／６００インチ等のピッチで配列しているノズルを備えたインクジェット記録ヘッドを持っているが、非記録時、すなわちインクジェット記録ヘッドの待機中においては、ノズル先端の吐出口からの記録液の蒸発や、それに伴う吐出口付近の記録液の粘度上昇等があり、これによって次に記録を開始する際に、初期の記録画像の吐出不良を生ずる。すなわち、ドット抜けや記録液滴の記録媒体上の着弾位置ずれ等が発生し、記録画像として不鮮明なものになったり、誤ったものになったりすることがあった。
【０００４】
従来このような症状に対しては、次のような対処がとられていた。すなわち、インクジェット記録ヘッドの待機中に、ノズル先端の吐出口の並んでいる面（以下『吐出面』という）に対し、一般にゴムで形成されたキャップを当接させることで吐出口からの記録液の蒸発を防止したり、また記録開始時において、記録に無関係な記録液の噴射を、一定時間記録部以外の場所で行う手段（以下『予備吐出』という）を設けることで、吐出口付近で粘度上昇した記録液を、記録前にあらかじめインクジェット記録ヘッド外に排出等して、記録画像の不良を抑えていた。
【０００５】
また、前記の記録液の蒸発および粘度上昇がさらに進行した場合には、吐出口からキャップを介して記録液を吸引したり、またはインクジェット記録ヘッドへのインク供給系から記録液を加圧したりして、強制的にノズル内の記録液を排出したのちに新鮮な記録液に置き換える操作を行い（以下『吸引』および『加圧』を合わせて『回復操作』という）、その後記録動作を行うという手段も一般的にとられている。
【０００６】
さらに、記録ヘッドへの記録液の供給は、一般に記録液を収納した記録液貯蔵容器を装置内に設置し、そこから供給チューブ等を通して記録液を記録ヘッドに供給する構成をとっている。したがって、ひとつの記録液貯蔵容器内の記録液を使用しつくした後は、新しい記録液貯蔵容器と交換して引き続き使用することになるが、この際に記録液貯蔵容器から記録ヘッドまでの間の供給路の中に記録液を満たすため、前述の回復操作を行う必要がある。また、この供給路は、記録液貯蔵容器内の記録液が使用途中であっても、その内部における記録液の蒸発が起こり、その結果気泡が生成され、たまってくる。したがって、この点からも回復操作の必要性が生じてくる。これは供給路の長さが長くなるほど、また断面積が小さくなるほど、より顕著に現れてくる。
【０００７】
一方、近年になって記録装置の小型化に伴い、記録ヘッド部と記録液貯蔵容器部とが一体になったカートリッジ式のインクジェット記録ヘッドも普及し始めている。このような形態の場合であると、記録液貯蔵容器から記録ヘッドまでの間の供給路は短くて済むわけであるので、供給路中の気泡だまりが吐出不良に与える影響は少なくて済むことになる。しかし、記録液貯蔵容器のみを交換可能にする形態をとる場合には、供給路中を供給液で満たすための回復操作は、少なくとも一回は必要である。
【０００８】
図３は吸引回復時のキャップの動作を説明するための模式的断面図である。図３の（ａ）は、記録ヘッド１０１の吐出口面１０２にキャップ１０３を密着させ、該キャップ１０３に接続された吸引ポンプ（不図示）により負圧を発生させて吐出口からインクを吸い出した後、前記負圧が殆ど解消された時のキャッピング状態（吐出口のメニスカスが破壊されない程度に負圧が減少した時のキャッピング状態）を示している。なお、図３中の斜線部分１０４は吸い出されたインクを示す。この図３の（ａ）の状態では、キャップ１０３の内部は殆どインクで充満されていると考えられる。
【０００９】
図３の（ａ）のキャッピング状態からキャップ１０３を引き離そうとすると、図３の（ｂ）に示すように、吐出口面１０２とインク１０４との界面では、インクの付着力や吐出口内の負圧によりインクを吸い上げようとする力が作用し、さらに、キャップ１０３内のインクにはインク自身が凝集しようとする表面張力が作用するため、インク１０４の間にくびれ１０５が生じる。キャップ１０３が離れるに従い、インク１０４の各くびれ１０５の部分の断面積が小さくなってそこが一番弱くなってしまい、遂には、各くびれ１０５の部分でインク間のつながりが切れることになる。
【００１０】
図３の（ｃ）は上記各くびれ１０５でインクが切れた後の状態を示し、インクが切れた後では、一部のインクが図示のように吐出口面１０２上に残ることになる。この時に吐出口面１０２上に残るインクの量は、記録中のミストなどによるインクの付着量よりも多く、インクの表面張力が低いほど、また吐出口面１０２の撥水性が低いほど多くなる傾向がある。そして、吐出口面１０２のインク付着量が多いほど、ワイピングブレードやワイパークリーナーにかかる負担が大きくなり、それらの寿命が短くなる。また、図３に示す例では、キャップ１０３を引き離した際に該キャップ内にインクが残っているため、インクの垂れや飛散も問題になる。
【００１１】
さらに、インク吸引後直ちにキャップ１０３を引き離すと負圧が残るキャップ内に瞬時に大気圧がかかることになり、この時の急激な圧力変動と引き離す時の機械的衝撃により吐出口内のメニスカスが破壊され、吐出口内の奥深くまで空気が入り込んでインクの吐出不良を引き起こすこともある。
【００１２】
このような現象から、インク吸引後の吐出口面に残るインク量を抑えて、かつキャップ内に瞬時に大気圧がかかることを抑えるために、キャップに大気連通弁を設けることがある。大気連通弁とは、キャップ内に負圧を発生させる経路とは別に大気を取り込める経路を設けて、キャップ内に発生させた負圧を記録ヘッドとキャップが密接した状態のまま大気を取り込むことが可能なため、インク吸引後の吐出口面に残るインク量を抑えることが可能になり、またキャップ内に瞬時に大気圧がかかることを抑えることが可能になる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるインクジェット記録装置には次のような解決すべき課題がある。
【００１４】
大気連通弁を設けないインクジェット記録装置では、上述した問題点を解決するために特開２００１−５８４２１号公報によると、インク吸引後キャップに発生した負圧が完全に緩和されるまで停止してキャップを開放することがあるが、この場合はキャップ内に長い時間複数色の混ざったインクが滞留することとなり、記録ヘッドに逆流してしまうことがある。そのまま、画像の記録を行うと本来の色に他の色が混ざった混色といった画像弊害を生じる可能性が高い。また、インク吸引後キャップに発生した負圧が完全に緩和されるまで停止してキャップを開放すると吸引によって排出する無駄なインクが増えてしまい、ランニングコストが低下するという問題もある。
【００１５】
また、最近のインクジェット記録装置は小型化の傾向にあり、それに伴ってキャップやその周辺の機構も小型にする必要がある。このため、小さなキャップに前述のような大気連通弁を設けたり、また大気連通弁を動作させるための機構を配置したりすることは困難になってきている。さらに、大気連通弁との接続に用いるチューブ内にゴミが詰まったりして機能しなくなる場合も生じる。また、大気連通弁は専用の駆動源を設けるか、または別の駆動源からの駆動が必要となるため、装置の複雑化やコストが高くなるという問題も生じる。
【００１６】
本発明はかかる問題点を解決すべき課題と捉えてなされたもので、記録ヘッドのクリーニング動作を円滑に行い安定した画像を形成する、小型かつ安価で信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出して記録を行う記録ヘッドを搭載して往復移動するためのキャリッジと、記録ヘッドの吐出口面をキャッピングするキャップと、前記キャップと連通し該キャップ内に負圧を発生させて記録ヘッドからインクを吸引する吸引手段と、前記キャップを回動可能に取り付けるとともに、前記キャリッジの移動に同期して移動する支持部材と、を備え、前記キャリッジを所定の方向に移動させることにより前記支持部材を移動させて前記キャップを記録ヘッドの吐出口面にキャッピングするインクジェット記録装置において、前記吸引手段によりインクを吸引した後で、前記キャップ内の圧力が、前記キャリッジが移動可能である第１の負圧と、前記第１の負圧より絶対値が小さく、前記記録ヘッドにインクが逆流しない第２の負圧との間の圧力になるように、前記キャリッジを所定回数微小往復動作させた後、前記所定の方向に移動させることにより前記キャップを前記吐出口面から離間することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
（実施例１）
図１は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置の槻略構成を示す斜視図である。
【００２８】
図１において、Ｃはその上方にインク収容部としてのインクタンク、その下方に記録ヘッドを有し、さらに記録ヘッドを駆動するための信号などを受信するコネクタが設けられているインクジェットカートリッジ（以下、カートリッジ）、２は複数のカートリッジＣを搭載するキャリッジである。複数のカートリッジＣ夫々のインクタンクには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックインクなどの異なった色のインクが収容される。また、キャリッジ２には、各カートリッジＣの記録ヘッドを駆動するための信号などを伝達するコネクタホルダが設けられ、その記録ヘッドと電気的に接続されるようになっている。図１に示す例では、左からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックインクを夫々のインクタンク内に収納した４つのカートリッジＣが搭載される。
【００２９】
１１は記録ヘッドを走査させる方向（主走査方向）に延在してキャリッジ２を摺動自在に支持する走査レール、５２はキャリッジモータ、５３はキャリッジ２を主走査方向に往復移動させるためのキャリッジモータ５２の駆動力を伝達する駆動ベルト、５と６、及び７と８は、記録ヘッドによる記録媒体の記録位置の前後に配置され記録媒体を挾持して搬送する搬送ローラ対、Ｐは紙などの記録媒体である。記録媒体Ｐはその記録面を平坦に規制するプラテン（不図示）の案内面に圧接されている。
【００３０】
また、キャリッジ２に搭載されたカートリッジＣが備える記録ヘッドは、キャリッジ２から下方へ突出して搬送用ローラ６と８の間に位置し、記録ヘッドの吐出口が形成されている吐出口形成面は、プラテン（不図示）の案内面に圧接された記録媒体Ｐと平行に対向するようになっている。
【００３１】
さて、この実施形態の記録装置には回復系ユニットが、例えば、図１の左側にあるホームポジション側に配設されている。
【００３２】
図１において、この回復系ユニットに関し、３００は４つのカートリッジＣ夫々に備えられた記録ヘッド夫々に対応して設けられた上下方向に昇降可能なキャップユニットである。キャップ手段としてのキャップユニット３００は、キャリッジ２がホームポジションにあるときに、記録ヘッドと接合してこれをキャッピングし、記録ヘッドの吐出口内のインクの蒸発を防止して、インクの粘度が増大したり、或いは、揮発成分が蒸発し固着して吐出不良となることを防いでいる。
【００３３】
また、キャップユニット３００の内部は、吸引手段としてのポンプユニット（不図示）に連通されている。そのポンプユニットは必要に応じて負圧を生じさせる。負圧を生じるタイミングは、例えば、記録ヘッドが万が一吐出不良になった場合に、キャップユニット３００と記録ヘッドとを接合させて行う吸引回復時や、キャップユニット３００のキャップ内に予備吐出されたインクを空吸引するときなどである。
【００３４】
４０１は記録媒体Ｐに対する記録動作領域を挟んでホームポジションと反対側に設けられた予備吐出受け部であり、予備吐出受け部４０１において、記録ヘッドの予備吐出を行う。さらに、回復系ユニットにはゴムなどの弾性部材で形成されたブレードを設けて、記録ヘッドの吐出口形成面に付着した液滴をワイピングするような構成としてもよい。
【００３５】
なお、この実施形態の記録装置では、記録媒体Ｐを搬送するための搬送用の駆動モータと、回復系ユニットを動作させるための駆動モータとを同一のものとして共通化している。
【００３６】
図２は記録ヘッドとインクタンクとが一体となったインクジェットカートリッジＣの斜視図である。
【００３７】
カートリッジＣは、図２に示されているように、上方にインクタンクＴ、下方に記録ヘッド８６を有しており、さらに、インクタンクＴの上部には空気孔８４が、インクタンクＴと並ぶ位置にはヘッド側コネクタ８５が設けられている。コネクタ８５は記録ヘッド８６を駆動するための信号などを受信すると共にインク残量検知信号を出力する。記録ヘッド８６には、図中下方の底面側に開口する複数の吐出口を有する吐出口面１が形成されており、各吐出口に連通する液路部分にはインクを吐出するために必要とされる熱エネルギーを発生する電気熱変換体が配置されている。
【００３８】
図４は、キャップ１２の開閉動作を記録ヘッド１０１を搭載したキャリッジ２の主走査方向の移動により行うインクジェットプリンタの吸引時のキャリッジ動作とキャップ開閉動作の模式図である。
【００３９】
通常、記録ヘッド１０１が記録動作を行うときは、キャップ手段としてのキャップ１２は図４（ａ）のようにキャリッジ２から離れた位置まで退避している。
【００４０】
吸引時には図４（ｂ）のように、キャリッジ２が右側に移動してキャップ１２がキャリッジに搭載された記録ヘッドと当接し、キャップにつながったポンプによりキャップ内に負圧を発生させて、図４（ｂ）に記した矢印の方向へインクを吸引して記録ヘッドにインクを充填する。
【００４１】
吸引後には図４（ｃ）のように、さらにキャリッジ２が右側に移動することでキャップを記録ヘッドから離間する方向に押し下げて、キャップ内に大気を取り込みキャップ内に溜まったインクを空吸引する。
【００４２】
ここで、上述のような開閉動作を実現するキャップ手段の一実施形態を図５に示す。
【００４３】
図５（ａ）に示すように、キャップ部材１２は、バネ等の弾性部材１３を介して回動可能に支持部材１４に取り付けられており、支持部材１４の下部支点１４ａは、記録ヘッドの走査軌道上にその頂部が延在するＬ形ガイド部材１５に結合されている。さらに、キャップ部材１２は、支持部材１４の上部近傍に斜面２１を有する凸部２０を有し、支持部材１４の下部支点１４ａは、記録装置外装に取り付けられた固定部材に設けられた軌道溝１８に沿って、キャップ部材１２およびガイド部材１５とともに移動可能である。
【００４４】
本実施形態において、吸引時には、図５（ｂ）に示すように、キャリッジ２が右側に移動して、ガイド部材１５に当接し、これに伴いキャップ部材１２が、軌道溝１８に沿って上昇し、キャップ閉動作位置Ｐ_Ｂにて、キャップ部材１２とキャリッジ２に搭載された記録ヘッド１０１のインク吐出口面とが当接し、インク吐出口面を覆うキャップ閉動作を行う。
【００４５】
吸引終了後には、図５（ｃ）に示すように、さらにキャリッジ２が右側に移動し、キャップ開動作位置Ｐ_Ｃにて、記録装置外装に取り付けられた固定凸部２５とキャップ部材１２の凸部２０とが接触し、固定凸部２５が、凸部２０の斜面２１に乗り上げるのに伴い、キャップ部材１２が支持部材１４の上部を中心として回動し、インク吐出口面から分離するキャップ開動作を行う。
【００４６】
このように構成されたキャップ部材においては、キャリッジの主走査方向の移動により、キャップの開閉動作を行っているので、上述のように吸引後に記録ヘッドからキャップを離間させる場合において、キャップ内の負圧が高い状態では、キャップ内に発生した負圧による記録ヘッドとの密着力がキャリッジの移動する力より大きくなる場合がある。このためキャリッジが移動できずにキャリッジエラーを生じることがある。また、仮にキャップが記録ヘッドから偶発的に離間できても負圧が残るキャップ内に瞬時に大気圧がかかることになり、この時の急激な圧力変動と引き離す時の機械的衝撃により吐出口内のメニスカスが破壊され、吐出口内の奥深くまで空気が入り込んでインクの吐出不良を引き起こすこともある。
【００４７】
また、キャップ内の負圧がゼロ（大気圧）に戻った状態でキャップを記録ヘッドから離間させようとすると、記録ヘッドの吐出口とキャップ内に溜まった複数色の混ざったインクが接した状態で長時間保持することになるため、記録ヘッドに逆流してしまうことがある。そのまま、画像の記録を行うと本来の色に他の色が混ざった混色といった画像弊害を生じる可能性が高い。
【００４８】
図６は、吸引直後に記録ヘッドからキャップを離間させた場合（キャップ内の負圧が高い場合）に起きるキャリッジエラーと吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良の発生頻度をまとめたものである。
【００４９】
吸引動作を行い、吸引後に正常な吐出が行われて画像を記録できるか確認するために吐出をチェックするパターンを１回の吸引動作毎に１枚のパターンを印字することを繰り返し行った。上述の手順で５０回確認したところ、キャリッジエラーが１１回発生し、また吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良の画像が５０枚中５枚出力された。１００回まで継続したところ、キャリッジエラーは２５回、吐出不良の画像は９枚出力された。
【００５０】
図７は、吸引後にキャップ内の負圧が解消するまでキャリッジを停止させてからキャップを離間させた場合（キャップ内の負圧がゼロの場合）に起きる混色の発生頻度をまとめたものである。
【００５１】
吸引動作を行い、吸引後に正常な吐出が行われて画像を記録できるか確認するために吐出をチェックするパターンを１回の吸引動作毎に１枚のパターンを印字することを繰り返し行った。上述の手順で５０回確認したところ混色した画像が５０枚中７枚、１００枚中１２枚出力された。つまり、吸引時にキャップ内に発生した高い負圧のままでキャップ開動作を行ったり、発生した負圧が大気圧に緩和されてからキャップ開動作を行うと様々な弊害や画像弊害を引き起こす。
【００５２】
図８は、本発明の吸引動作を実施した場合の、吸引時キャップ内に発生する負圧の時間変動を表したグラフである。
【００５３】
図８の縦軸はキャップ内負圧［ｋｐａ］、横軸は吸引開始からの経過時間［ｓｅｃ］を表している。
【００５４】
図８中の実線▲１▼は、吸引後に発生したキャップ内の負圧が完全に緩和するまでキャリッジを停止させた場合の負圧曲線である。上記図７で説明したようにこのインクジェットプリンタにおいてキャップ内の負圧が完全に緩和するまでキャリッジを停止させてからキャップ開動作を行った場合は、吐出口とキャップ内に溜まったインクが約１０．０秒間接することとなり、混色を発生させる可能性が高い。
【００５５】
図８中の実線▲３▼は、吸引後に発生したキャップ内の負圧が最も高い状態でキャップ開動作を行った場合の負圧曲線である。上記図６で説明したようにこのインクジェットプリンタにおいてキャップ内に発生した負圧による記録ヘッドとの密着力がキャリッジの移動する力より大きくなるためキャリッジが移動できずにキャリッジエラーを生じたり、仮にキャップが記録ヘッドから偶発的に離脱できても負圧が残るキャップ内に瞬時に大気圧がかかることになり、この時の急激な圧力変動と引き離す時の機械的衝撃により吐出口内のメニスカスが破壊され、吐出口内の奥深くまで空気が入り込んでインクの吐出不良を引き起こすこともある。
【００５６】
図８中の実線▲２▼は、吸引開始から、キャリッジを約４．５秒から約６．０秒間（すなわち、キャップ内の負圧がＰａとＰｂとの間に達するまで）吸引位置に停止させるというキャップ開補助動作を行った場合の負圧曲線である。
【００５７】
Ｐａは実験から求めたキャリッジエラーが発生せず、かつ吐出口内の奥深くまで空気が入り込んでインクの吐出不良を生じないでキャップ開動作を行う際の負圧の下限値である。またＰｂは実験から求めた混色が発生しないでキャップ開動作を行う際の負圧の上限値である。
【００５８】
上述の負圧曲線は再現性があるため、キャップ内の負圧検出手段を設けなくても、吸引開始後からの所定の時間、キャリッジを吸引位置に停止させることにより、簡易にキャップ内の負圧を所定の負圧範囲内に収めることが可能となる。
【００５９】
図９は、図８で説明した負圧曲線を描く吸引動作を行った場合のキャリッジエラー、吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良、混色の発生頻度をまとめたものである。
【００６０】
図６、７で行ったのと同様に吸引動作を行い、吸引後に正常な吐出が行われて画像を記録できるかどうかを確認するために吐出をチェックするパターンを１回の吸引動作毎に１枚のパターンを印字することを繰り返し行った。図９に示すように１００回繰り返して上記確認検討を行ったところキャリッジエラー、吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良、混色といった弊害や画像弊害は、いずれも発生しなかった。
【００６１】
図８の▲２▼の実線は、吸引後のキャリッジの停止をキャップ開補助動作として用いているが、他のキャップ開補助動作を用いても良い。
【００６２】
例えば、予め実験的に求めた、吸引ポンプ停止後（図８のＰｍａｘ後）のキャップ内の負圧がＰａとＰｂとの間に達するような、所定の時点からの吸引位置における主走査方向に沿った所定回数のキャリッジの微小往復動作を用いても良い。
【００６３】
また、同様に予め実験的に求めた、吸引ポンプ停止後（図８のＰｍａｘ後）のキャップ内の負圧がＰａとＰｂとの間に達するような、所定の時点からのポンプによる所定時間の正圧方向への所定圧力の加圧動作といったキャップ開補助動作を行ってもよい。
【００６４】
これらにより、吸引後のキャップ内の負圧をＰａとＰｂとの間に達するようにした後にキャップ開動作を行っても、図８の▲２▼と同様の効果を得られる。また上述のような、キャリッジの停止、吸引位置におけるキャリッジの微小往復動作、ポンプから正圧方向に圧力を発生させる動作といった動作を組み合わせたキャップ開補助動作を行って、吸引後のキャップ内の負圧をＰａとＰｂとの間に達するようにした後にキャップ開動作を行っても、図８の▲２▼と同様の効果を得られる。
【００６５】
上記のように、吸引手段により記録ヘッドにインクを充填・供給した後、キャップが記録ヘッドに対してキャップ開動作を行うとき、キャップ手段の開動作を容易に行うためのキャップ開補助手段を行えば、安定した吸引動作が行えるため、吐出不良等が生じない、信頼性の高いインクジェットプリンタを提供することが可能になる。
【００６６】
（実施例２）
実施例２では、キャリッジの主走査方向の移動により、キャップの開閉動作を行うインクジェットプリンタにおける吸引動作時に、キャップの開動作が実施可能かどうかを検知して、実施不可能と検知された場合にキャップの開動作を容易にするキャップ開補助動作を行うものである。
【００６７】
実施例１と同様にキャリッジ主走査方向の吸引時の記録ヘッドとキャップの動作は図４と同様である。吸引時は図４（ｂ）の状態で吸引動作を行い、吸引後にキャップ内に大気を取り込みキャップ内に溜まったインクを空吸引するときは図４（ｃ）のように動作する。ここで、図４（ｂ）から図４（ｃ）に移るとき実施例１ではキャップ内に発生した負圧を全ての吸引動作において一律に緩和するキャップ開補助動作を行ったが、実施例２ではキャップ開動作が実施可能か否かを検知するキャップ開動作検知手段を用いて、実施不可能と検知された場合にキャップ開補助動作を行う構成をもつ。
【００６８】
図１０は実施例２の特徴を備えたインクジェットプリンタの吸引動作時シーケンスである。
【００６９】
以下、図５を参照しながら、図１０のフローチャートに従って説明する。
【００７０】
まず、吸引動作を実施する命令をインクジェットプリンタが受信してＳ１でキャリッジがキャップと当接するキャップ閉動作位置Ｐ_Ｂに移動する。
【００７１】
Ｓ２でキャップにつながったポンプ機構の動作によりキャップ内に負圧を発生させて、吸引動作を行い記録ヘッドにインクを充填する。
【００７２】
Ｓ３でキャップ開動作を行うキャップ開動作位置Ｐｃへキャリッジを移動させる指示を行う。
【００７３】
Ｓ４でキャップ開動作検知手段として、キャリッジの移動を検知するエンコーダにより、Ｓ３の指示に従ってキャリッジがキャップ開動作を行う位置Ｐｃに移動できたか否かを検知する。
【００７４】
Ｓ５ではＳ４においてキャップ開動作が実施不可能であった場合、更にその時のキャリッジを主走査方向に移動させるモータに流れる負荷電流が所定値以上で、かつその状態で所定時間以上経過したかどうかを検知する。
【００７５】
Ｓ６ではＳ５における条件を満たさない場合に、キャップ１２内に発生した負圧を緩和するため吸引位置でキャリッジ２を０．５ｓｅｃ停止させる。キャリッジ２停止後に再度Ｓ３のステップに戻りキャップ開動作を行う位置Ｐｃへキャリッジを移動させる指示を行う。
【００７６】
Ｓ７では、Ｓ５における条件を満たした場合（Ｓ６のステップ以上にキャップ１２内の負圧が高くなったと想定される場合）に、吸引位置を中心にキャリッジ２を主走査方向へ微小に往復動作させる。往復動作の回数は、予め実験的に求める等適宜に定めることができる。この動作はキャップ１２が記録ヘッド１０１に密着した状態でキャップを記録ヘッドから外力を加えて離間する方向に力を加えることとなるため、キャリッジ２を停止させて負圧の緩和を行うより短い時間で負圧の緩和を行うことが可能になる。キャリッジ２の微小往復動作実施後に再度Ｓ３のステップに戻りキャップ開動作を行う位置Ｐｃへキャリッジ２を移動させる指示を行う。
【００７７】
Ｓ８では、Ｓ４においてエンコーダによりＳ３の指示に従ってキャリッジがキャップ開動作を行う位置Ｐｃに移動できたか否かを検知し、キャップ開動作が実施可能である場合に、キャップが開動作後にキャップ内に溜まったインクの空吸引を実施する。
【００７８】
Ｓ９では、吸引後の予備吐出を実施する。
【００７９】
Ｓ１０では、吸引後のワイピングを実施する。
【００８０】
Ｓ１１では、ワイピング後の予備吐出を行い、Ｓ１２で印字待機位置へキャリッジを移動させる。
【００８１】
図１０のフローチャートでキャップの開動作が実施可能であるか検知するのに、キャリッジの所定の移動量と、キャリッジを動作させるモータに流れる所定の電流値と、所定の電流値の継続時間とを組み合わせてキャップ開動作検知手段としているが、それぞれの要素を単独にキャップ開動作検知手段として用いて、キャップの開動作が実施可能であるか否かを検知してもよい。
【００８２】
また図１０のフローチャートでは、キャップの開動作が実施可能であるかを検知した結果、実施不可能であった場合に行うキャップ開補助手段として、キャリッジの停止とキャリッジの微小往復動作をそれぞれ選択しているが、実施例１と同様に、キャリッジの停止、キャリッジの微小往復動作、ポンプから正圧方向に圧力を発生させるなどのキャップ開補助手段を組み合わせて実施しても良い。
【００８３】
図１１は、図１０で説明したシーケンスを実装したインクジェットプリンタにおいて、吸引後にキャップを開けた場合のキャリッジエラー、吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良、混色の発生頻度をまとめたものである。
【００８４】
図１０のシーケンスに基づいて吸引動作を行い、吸引後に正常な吐出が行われて画像を記録できるか確認するために吐出をチェックするパターンを１回の吸引動作毎に１枚のパターンを印字することを繰り返し行った。図１１に示すように１００回繰り返し上記確認検討を行ったところキャリッジエラー、吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良、混色といった弊害や画像弊害が発生しなかった。
【００８５】
上記のようにキャリッジの主走査方向の移動により、キャップの開閉動作を行うインクジェットプリンタにおいて、吸引手段により記録ヘッドにインクを充填・供給した後、キャップが記録ヘッドに対してキャップ開動作を行うときにキャップ開動作が実施可能かどうかを検知して、キャップ開動作が実施不可能と検知された場合に、キャップ手段の開動作を容易に行うためのキャップ開補助手段を行えば、より効率的に安定した吸引動作が行えるため、吐出不良等が生じない、信頼性の高いインクジェットプリンタを提供することが可能になる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録ヘッドの吸引動作を円滑に行い安定した画像を出力する小型かつ安価で信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置で用いられるインクジェットカートリッジの斜視図である。
【図３】キャリッジの移動に対して平行にキャップが離脱する従来のインクジェット記録装置における吸引回復動作を説明するための模式的部分断面図である。
【図４】キャリッジの移動に対して斜めにキャップが離間する本発明を適応したインクジェット記録装置における吸引回復動作を説明するための模式的部分断面図である。
【図５】本発明のキャップ手段の一実施形態を示す模式図である。
【図６】吸引直後に記録ヘッドからキャップを離間させた場合に起きるキャリッジエラーと吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良の発生頻度をまとめた図表である。
【図７】吸引後にキャップ内の負圧が解消するまでキャリッジを停止させてからキャップを離間させた場合に起きる混色の発生頻度をまとめた図表である。
【図８】本発明の吸引動作を実施した場合の吸引時キャップ内に発生する負圧の時間変動を表した図である。
【図９】図８で説明した負圧曲線を描く吸引動作を行った場合のキャリッジエラー、吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良、混色の発生頻度をまとめた図表である。
【図１０】実施例２の特徴を実装したインクジェットプリンタの吸引動作時シーケンスを示す図である。
【図１１】図１０で説明したシーケンスを実装したインクジェットプリンタにおいて、吸引後にキャップを開けた場合のキャリッジエラー、吐出口に空気が入り込んだことによる吐出不良、混色の発生頻度をまとめた図表である。
【符号の説明】
１吐出口面
２キャリッジ
５搬送用ローラ
６搬送用ローラ
７搬送用ローラ
８搬送用ローラ
１１走査レール
１２キャップ部材
１３弾性部材
１４支持部材
１４ａ下部支点
１５ガイド部材
１８軌道溝
２０凸部
２１斜面
２５固定凸部
５２キャリッジモータ
８４空気孔
８５ヘッド側コネクタ
８６記録ヘッド
１０１記録ヘッド
１０２吐出口面
１０３キャップ
１０４インク
１０５くびれ
３００キャップユニット
Ｃカートリッジ
Ｐ記録媒体
Ｔインクタンク
Ｐ_Ａキャップ待機位置
Ｐ_Ｂキャップ閉動作位置
Ｐ_Ｃキャップ開動作位置

Claims

インクを吐出して記録を行う記録ヘッドを搭載して往復移動するためのキャリッジと、
記録ヘッドの吐出口面をキャッピングするキャップと、
前記キャップと連通し該キャップ内に負圧を発生させて記録ヘッドからインクを吸引する吸引手段と、
前記キャップを回動可能に取り付けるとともに、前記キャリッジの移動に同期して移動する支持部材と、
を備え、前記キャリッジを所定の方向に移動させることにより前記支持部材を移動させて前記キャップを記録ヘッドの吐出口面にキャッピングするインクジェット記録装置において、
前記吸引手段によりインクを吸引した後で、前記キャップ内の圧力が、前記キャリッジが移動可能である第１の負圧と、前記第１の負圧より絶対値が小さく、前記記録ヘッドにインクが逆流しない第２の負圧との間の圧力になるように、前記キャリッジを所定回数微小往復動作させた後、前記所定の方向に移動させることにより前記キャップを前記吐出口面から離間することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記吸引手段によりインクを吸引した後に前記キャリッジを移動させる指示を行っても前記キャリッジが移動しないと検知したときに、前記キャリッジを所定回数微小往復動作させ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。
前記キャリッジが移動したか否かをエンコーダにより検知することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
前記キャリッジを移動させるモータに流れる負荷電流と時間を検知することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。