JP4284443B2 - インクジェット記録装置及びインク吐出面清掃方法 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録装置、或いは産業用途の液滴吐出装置などの液滴吐出面のメンテナンス及びクリーニング技術に関する。

近年、デジタルスチルカメラにより撮影された画像などを印刷記録する記録装置としてインクジェット記録装置（インクジェットプリンター）が普及している。インクジェット記録装置はヘッドに複数の記録素子を備え、この記録素子からインクの液滴を被記録媒体に吐出しながら記録ヘッドを走査し、記録紙上に画像を１ライン分記録すると被記録媒体を１ライン分搬送し、この工程を繰り返すことにより記録紙上に画像を形成するものである。

インクジェットプリンターには、単尺のシリアルヘッドを用い、ヘッドを被記録媒体の幅方向に走査させながら記録を行うものや、被記録媒体の１辺の全域に対応して記録素子が配列されているラインヘッドを用いるものがある。ラインヘッドを用いたものでは、記録素子の配列方向と直交する方向に被記録媒体を走査させることで被記録媒体の全面に画像記録を行うことができる。ラインヘッドを用いたプリンターでは短尺ヘッドを走査するキャリッジ等の搬送系が不要となり、また、キャリッジの移動と被記録媒体との複雑な走査制御が不要になる。また、被記録媒体だけが移動するのでシリアルヘッドを用いたプリンターに比べて記録速度の高速化が実現できる。

インクジェットプリンターでは、ノズル面（ノズル開口が形成され、印字ヘッドが記録紙と対向する面）にインク等の汚れが付着すると、ノズルの吐出不良（主としてインク滴の飛翔方向異常）の原因になるだけでなく、この汚れにより直接的に記録画像を汚してしまうことがある。

したがって、ノズル面に付着したインクや紙粉などの汚れを除去するために様々なクリーニング方法が提案されている。

また、ノズル面には表面の濡れ性を均一に保つように撥水処理が施されているので、ノズル面に付着したインクのうち液体状のものは比較的容易に除去できるが、固まったインクや記録紙の紙粉などの汚れを完全に除去することは難しく、ノズル面に付着した汚れ等は、記録画像の品質を低下させる原因となるためにその対策が必要である。

一方、インクには大気に触れると水分が蒸発することで粘度が増し、いずれは固まってしまう性質があり、この増粘したインク（増粘インク）もノズルの吐出不良（主として、吐出量異常や不吐出）の原因となり、記録画像を劣化させることがある。

従来、ノズル面のクリーニング方法は、ブレードなどを用いてノズル面に付着した汚れを払拭する方法が知られている。また、増粘インクを除去する方法には、定期的にキャップなどにインクをダミー吐出（つば吐き）させる方法がある。

特許文献１に開示されたインクジェット記録装置では、ヘッド配列長さより短いローラを回転させることにより面拭き動作し、ノズル配列方向にローラを移動させるワイピング機構を持ち、ノズル面に均一な圧力を付与しクリーニングすることでノズル面の拭きむらをなくすワイピング機構が提案されている。

また、特許文献２に記載された画像形成方法及びその装置は、予備吐出するステップと、付着している液体を払拭するステップと、画像形成後に付着している液体を払拭するステップを持ち、ヘッドに外周面が押し当たった状態で回転するクリーニングローラや弾性ブレードを用いて、該クリーニングローラ及び該弾性ブレードをヘッドに対して相対移動させながら増粘インクや固着インクの除去を効率的に行っている。
特開平１１−３４２６２１号公報 特開平１１−１７０５６６号公報

しかしながら、上述したノズル面のクリーニング方法では、ノズル面全体を均一に清掃できないことがある。また、付着物に加える力が弱いとその付着物を取れない場合があり、一方、付着部に強い力を加えるとノズル面と清掃部材との間に生じた摩擦力により、該清掃部材やノズル面に施された撥水処理などの表面処理層やノズル面自体を傷つけてしまうという問題が起こり得る。

吐出口付近にできた増粘インクを除去するためにダミー吐出を頻繁に行うと、インクの消費量が増えてしまうという問題がある。

特許文献１に開示されたインクジェット記録装置では、払拭工程の初期状態ではドライワイピングとなり、ノズル面の撥インク処理層耐久寿命を低下させる。

特許文献２に記載された画像形成方法及びその装置は、従来のインクジェット技術で知られている課題である、吐出停止状態で放置するとメニスカス部表面にインク増粘による吐膜が形成され不吐出となる問題を、定期的に予備吐出を行うことで回避策としている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液滴（インク）吐出面に付着した液類および付着物を確実に除去するとともに、液滴吐出面表面及び清掃部材の耐久寿命を低下させないインクジェット記録装置及びインク吐出面清掃方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明に係るインクジェット記録装置は、インク滴を吐出させる複数の吐出口が設けられた印字ヘッドを用いて、被記録媒体上にインク滴を吐出させて印字を行うインクジェット記録装置であって、前記印字ヘッドの前記複数の吐出口が形成されているインク吐出面に付着している付着物を除去する清掃手段と、前記清掃手段を前記印字ヘッドの全域にわたって相対的に移動させる移動手段と、前記清掃手段の移動に同期して前記吐出口内のメニスカスを吐出口の外部に対して凸形状にするとともに、前記メニスカスの凸形状を保持するように前記印字ヘッドの内部圧力を制御する内部圧力制御手段と、を備え、前記凸形状が保持された状態の前記メニスカスの表面を前記清掃手段に接触させて前記メニスカスの表面の増粘したインクを除去することを特徴とする。

本発明によれば、インク吐出面の付着物を除去するための清掃手段を用いてメニスカス表面の増粘インクを確実に除去することができる。また、メニスカスから吸収されたインクにより清掃手段が湿潤され、ウエットワイピングとなるので、インク吐出面に付着した汚れを確実に除去できるとともに、インク吐出面や清掃手段の摩耗による劣化を防ぐことができる。更に、インク吐出面の付着物を除去するために、液滴を吸収する液除去手段と、付着物を除去する付着物除去手段と、を備える態様によれば、インク吐出面に付着した液滴及び固体付着物の両方を確実に除去することができる。

インク吐出面は、印字ヘッドが被記録媒体と対向する面であり、インク吐出口が設けられている面を示している。なお、インク吐出口近傍に段差加工等の加工が施されている場合等は、インク吐出面に段差部分などの加工された部分を含んでもよい。

液滴には、インク吐出面に付着し得る液体が含まれており、インクでもよいし他の処理液などでもよい。

付着物には、記録紙等の被記録媒体から出る紙粉、ちり、ほこりなどが含まれていてもよい。もちろん、液滴が含まれていてもよい。

清掃手段（液除去手段）には、例えば、浸透圧を用いて液体を吸収することができる発泡ウレタンなどの浸透圧を利用した吸収部材を用いてもよく、低硬度の発泡部材を用いることが好ましい。また、清掃手段（液除去手段）に吸収された液体を回収する液回収手段を備える態様が好ましい。

清掃手段（付着物除去手段）は、吸液では取り除くことができない付着物（固着物）を、摩擦力など外部から力を加えてインク吐出面から払拭する（かき取る）ことができる部材を用いる態様が好ましく、中硬度のゴム材質等を用いる態様が好ましい。

印字ヘッドは、被記録媒体の搬送方向に略直交する方向の印字可能領域の全域にわたってインク吐出口（ノズル開口）が配置されているフルライン型の印字ヘッドでもよいし、短尺の印字ヘッドを印字媒体搬送方向に略直交する方向に移動しながらインク滴を吐出させるシャトルスキャン型印字ヘッドでもよい。

なお、本明細書において「印字」という用語は、文字の形成のみならず、文字を含む広い意味での画像を形成する概念を表すものとする。

被記録媒体は、記録ヘッドによって印字を受ける媒体（被画像形成媒体）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

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の一態様に係り、前記内部圧力制御手段は、前記印字ヘッドと連通するインク供給タンクの水位を変えて前記印字ヘッドの内部圧力を制御することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記印字ヘッドと連通するインク供給タンクの水位を変えて前記印字ヘッドの内部圧力を制御するとメニスカスの変位量を大きくとることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記内部圧力制御手段は、前記複数の吐出口と連通する複数の圧力室のそれぞれに設けられたアクチュエータを含むとともに、前記インク供給タンクの水位を変える前記印字ヘッドの内部圧力の制御と、前記アクチュエータによる前記吐出口内のインク加圧と、を併用することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記印字ヘッドと連通するインク供給タンクの水位を変える前記印字ヘッドの内部圧力制御と、アクチュエータによる吐出口内のインクの加圧を併用すると、メニスカス表面の増粘インクを効率よく除去できる。

メニスカスを制御する態様には、インク吐出方向に凸形状となるように制御してもよいし、他の形状となるように制御してもよい。凸形状となったメニスカスがノズル外部に出るように制御する態様が好ましい。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記内部圧力制御手段は、前記印字ヘッドと連通し、前記印字ヘッドの内部圧力を可変させるポンプを含むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、ポンプを用いて前記印字ヘッドの内部圧力を制御するとメニスカスの変位量を大きくとることができる。

往路では液除去手段による液滴除去を行い、復路では付着物除去手段による付着物の除去を行うように制御する態様が好ましい。しかし、往路では付着物除去を行い、復路では液滴除去を行うように制御してもよい。

移動手段は、清掃手段を印字ヘッドに対してノズル配列方向に相対移動させてもよいし、該ノズル配列方向と略直交する方向に相対移動させてもよい。もちろん、何れの方向にも移動できるように構成してもよい。また、移動方向の全幅を移動してもよいし、移動可能範囲内を選択的に部分移動してもよい。ラインヘッドの場合は、ライン方向に清掃手段を移動させると、清掃手段を小型化できるのでより好ましい。

請求項５に記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記印字ヘッドは複数のブロックに分割される構造を有し、前記複数のブロックのそれぞれに連通する複数の分岐供給路と、前記複数の分岐供給路のそれぞれに設けられ、前記複数の分岐供給路を選択的に開閉する弁と、を備え、前記内部圧力制御手段は、前記複数の分岐供給路と連通し、前記印字ヘッドの内部圧力を可変させるポンプを含むとともに、前記弁の開閉に対応して前記印字ヘッドの内部圧力をブロックごとに可変させて前記吐出口内のメニスカスを前記吐出口の外部に対して凸形状とすることを特徴とする。

かかる態様によれば、印字ヘッドの内部圧力をブロックごとに選択的に制御することができるので、特定のブロックのみメニスカスを吐出口の外側に凸形状とすることが可能になる。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記内部圧力制御手段は、前記複数の吐出口と連通する複数の圧力室のそれぞれに設けられたアクチュエータを含むとともに、前記ポンプを用いた前記印字ヘッドの内部圧力の制御と、前記アクチュエータによる前記吐出口内のインク加圧を併用することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、ポンプを用いた前記印字ヘッドの内部圧力制御とアクチュエータによる吐出口内のインクの加圧を併用すると、メニスカス表面の増粘インクを効率よく除去できる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記複数の吐出口の中で規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口の有無を判断する判断手段を備え、前記判断手段によって前記複数の吐出口の中で規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口があると判断されると、前記移動手段は当該規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口の位置に前記清掃手段を移動させ、前記内部圧力制御手段は規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口内のメニスカスを吐出口の外部に対して凸形状とし、前記メニスカスの表面を前記清掃手段と接触させるように前記印字ヘッドの内部圧力を制御して、前記清掃手段によって当該規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口内のメニスカス表面の増粘インクを除去することを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、吐出口からの吸引、つば吐きに頼らないでインク吐出面の清掃と同期して吐出口の回復が可能になり、メンテナンス時間を削減でき、インク消費量を削減できる。

また、本発明は前記目的を達成する方法発明を提供する。即ち、請求項８に記載の発明に係るインク吐出面清掃方法は、インク滴を吐出させる複数の吐出口が設けられ、被記録媒体上にインク滴を吐出させて印字を行う印字ヘッドのインク吐出面清掃方法であって、前記印字ヘッドの前記複数の吐出口が形成されているインク吐出面に付着している付着物を除去する清掃手段を前記印字ヘッドの全域にわたって相対的に移動させ、前記清掃手段の移動に同期して前記吐出口内のメニスカスを吐出口の外部に対して凸形状にするとともに、前記メニスカスの凸形状を保持するように前記印字ヘッドの内部圧力を制御して、前記凸形状が保持された状態の前記メニスカスの表面を前記清掃手段に接触させて前記メニスカスの表面の増粘したインクを除去することを特徴とする。インク滴を吐出させる吐出口が設けられた印字ヘッドを含む印字手段を用いて、被記録媒体上にインク滴を吐出させて印字を行うインクジェット記録装置のインク吐出面清掃方法であって、前記インク吐出面に付着した液滴を吸収除去する液除去工程と、前記液除去工程の後に前記インク吐出面に付着した付着物を払拭除去する付着物除去工程と、を含む態様も好ましい。

かかる態様によれば、インク滴や他の付着物などにより汚れたインク吐出面を清掃する際に、まず、液滴を吸収除去する液滴除去工程を行い、続いて、付着物を払拭除去する付着物除去工程を行うように構成したので、インク吐出面に付着した液類及び付着物の何れも確実に除去することができる。更に、付着物除去工程ではウエットワイピングとなる。

また、液滴を吐出させる吐出口が設けられた液滴吐出面の清掃装置であって、前記液滴吐出面に付着している液滴を吸収除去する液除去手段と、前記液滴吐出面に付着している付着物を払拭除去する付着物除去手段と、を備える態様も好ましい。

清掃手段に吸収された液類及び清掃手段により除去された付着物を回収する回収手段を備える態様が好ましい。

また、前記液除去手段及び前記付着物除去手段を前記液滴吐出面の幅方向に前記液滴吐出面に対して相対的に往復移動させる移動手段と、前記移動手段による往復移動のうち、往路では、前記液除去手段により前記液滴吐出面に付着している液滴の吸収除去あるいは前記付着物除去手段による前記液滴吐出面に付着している付着物を払拭除去のうち何れか一方を行い、復路では、前記液滴吐出面に付着している液滴の吸収除去あるいは前記液滴吐出面に付着している付着物の払拭除去のうち、往路で行わない方の除去を行うように前記液除去手段或いは前記付着物除去手段を制御する清掃制御手段と、を備える態様も好ましい。

かかる態様によれば、１回の往復移動により液滴吐出面の一連のクリーニング処理を実行できるので、処理時間を短縮できるとともに処理の高速化が可能になる。

また、前記往復移動のうち往路では前記液除去手段による液滴除去を行い、復路では、前記付着物除去手段による付着物除去を行うように前記液除去手段或いは前記付着物除去手段を制御する態様も好ましい。

かかる態様によれば、液滴を除去すると同時に付着物除去手段及び液滴吐出面を共に湿らせることができ、これを往路移動において行うと、復路移動における付着物除去を湿潤状態で行うことができ、付着物を確実に除去でき、液吐出面の損傷を減らすことが可能になる。

また、前記液除去手段は、前記液滴吐出面に対して相対移動する際に、従動回転可能な回転体部材により構成される態様も好ましい。

回転体部材は、液滴吐出面との間に生じる摩擦力等が小さい材質であることが好ましい。

また、前記付着物除去手段は前記液除去手段と共通の回転体部材で構成され、前記回転体部材の従動回転と非従動回転とを切り換える切換手段を備え、前記液除去手段による液滴除去では、前記回転体部材を従動回転させながら前記液滴吐出面に付着した液滴を吸収除去し、前記付着物除去手段による払拭除去では、前記回転体部材を従動回転させずに前記液滴吐出面を摺動させながら前記液滴吐出面に付着した付着物を除去するように構成することは好ましい。

本発明によれば、インク吐出面の付着物を除去するための清掃手段を用いてメニスカス表面の増粘インクを確実に除去することができる。また、メニスカスから吸収されたインクにより清掃手段が湿潤され、ウエットワイピングとなるので、インク吐出面に付着した汚れを確実に除去できるとともに、インク吐出面や清掃手段の摩耗による劣化を防ぐことができる。更に、インク吐出面の付着物を除去するために液滴を吸収する液除去手段と、付着物を除去する付着物除去手段と、を備える態様によれば、インク吐出面に付着した液滴及び固体付着物の両方を確実に除去することができる。

本発明は、水、薬液、処理液等を吐出させる吐出口が設けられた吐出ヘッドの清掃装置として適用可能である。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面、図１には不図示、図６に符号５１Ａとして図示）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示，図７中符号８８として記載）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。なお、ベルト３３の詳細は後述する。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。詳細な構造例は後述するが、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、図２に示したように、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の送り方向（以下、紙搬送方向という。）に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色ごとに設けられてなる印字部１２によれば、副走査方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは不図示の管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサ（図９の符号２４Ａ）で構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。また、印字検出部２４には、打滴されたドットに光を照射させる光源（不図示）を備えている。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り替える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。

また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダ別に画像を集積するソーターが設けられる。なお、符号２６Ｂはテスト印字排出部である。

次に、印字ヘッド５０の構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。

図３(a) は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３(b) はその一部の拡大図である。また、図３(c) は印字ヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４はインク室ユニットの立体的構成を示す断面図（図３(a) 中の４−４線に沿う断面図）である。記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の印字ヘッド５０は、図３(a) 〜(c) 及び図４に示したように、インク滴が吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリックス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。

すなわち、本実施形態における印字ヘッド５０は、図３(a) ，(b) に示すように、インクを吐出する複数のノズル５１が印字媒体送り方向と略直交する方向に印字媒体の全幅に対応する長さにわたって配列された１列以上のノズル列を有するフルラインヘッドである。

また、図３(c) に示すように、短尺の２次元に配列されたヘッド５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、印字媒体の全幅に対応する長さとしてもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給口５４が設けられている。各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。

圧力室５２の天面を構成している加圧板５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されており、個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形してノズル５１からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

かかる構造を有する多数のインク室ユニット５３を図５に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなる。

すなわち、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。以下、説明の便宜上、ヘッドの長手方向（主走査方向）に沿って各ノズル５１が一定の間隔（ピッチＰ）で直線状に配列されているものとして説明する。

なお、用紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図５に示すようなマトリクスに配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。即ち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン又は１個の帯状の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

即ち、用紙の幅方向に１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るラインを印字するようなノズル駆動を主走査といい、前記主走査で形成された１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るラインの印字を繰り返し行うことを副走査という。

なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されている。本発明の実施に際して、アクチュエータ５８にはピエゾ素子以外の他のアクチュエータを適用できる。

図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。

インク供給タンク６０はインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インク供給タンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインク供給タンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図６に示したように、インク供給タンク６０と印字ヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図６には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパ効果及びリフィルを改善する機能を有する。

サブタンクにより内圧を制御する態様には、大気開放されたサブタンクとヘッド５１内のインク室ユニット５３とのインク水位の差によりインク室ユニット５３内の内圧を制御する態様や、密閉されたサブタンクに接続されたポンプによりサブタンク及びインク室の内圧を制御する態様などがあり、何れの態様を適用してもよい。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５１Ａのクリーニングを行うノズル面清掃手段６６と、が設けられている。

これらキャップ６４及びノズル面清掃手段６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５１Ａをキャップ６４で覆う。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、アクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクを吐出できなくなってしまう。

このような状態になる前に（アクチュエータ５８の動作により吐出が可能な粘度の範囲で）アクチュエータ５８を動作させ、その劣化インク（粘度が上昇したノズル近傍のインク）を排出すべくキャップ６４（インク受け）に向かって予備吐出（パージ、空吐出、つば吐き）が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内）に気泡が混入した場合、アクチュエータ５８が動作してもノズルからインクを吐出させることができなくなる。このような場合には印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、吸引動作は圧力室５２内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、インクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。

ノズル面清掃手段６６は、ノズル５１のインク吐出面（ノズル面）５１Ａに当接されながら移動して、ノズル面５１Ａの汚れを除去するインク吸収ローラ６６Ａと、インク吸収ローラ６６Ａを支持する支持部６６Ｂと、インク吸収ローラ６６Ａが該ノズル面に当接するように付勢する（外力を与える）付勢部６６Ｃと、ノズル面清掃手段６６を印字ヘッド５１の主走査方向幅全域にわたって相対移動させる移動機構（不図示）と、を有している。なお、移動機構によるノズル面清掃手段６６の移動範囲は、印字ヘッド５０の主走査幅全域に限定されず、記録紙１６の幅や、吐出制御に合わせて適宜変更可能である。

付勢部６６Ｃは、図８に示すように、ばね等の弾性力を支持部６６Ｂ（力点）に与え、図８に示した回転軸を支点としてインク吸収ローラ６６Ａ（作用点）に該弾性力を作用させてもよい。付勢部６６Ｃからノズル面５１Ａに外力を与える態様はこれに限定されず、ノズル面５１Ａとインク吸収ローラ６６Ａ（作用点）との間に均一な力が加わればよく、様々な態様を適用可能である。

ノズル面５１Ａにインク液滴や記録紙１６の紙粉などが付着した場合、インク吸収ローラ６６Ａをノズル面５１Ａに沿って移動させることでノズル面５１Ａを拭き取り、ノズル面５１Ａを清浄する。該ブレード機構によりインク吐出面の汚れを清掃した際に、該ブレードによってノズル５１内に異物が混入することを防止するために予備吐出が行われる。なお、ノズル面清掃手段６６の詳細については後述する。

図７はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバー（駆動回路）である。なお、図７にはモータドライバ７６及びモータ８８のみ示したが、システムコントローラ７２は複数のモータドライバ及びモータを制御している。

一例を挙げると、図６に示したメンテナンスユニットを移動させる移動機構が有するモータや、ノズル面清掃手段６６の移動手段が有するモータ等がある。また、この他にも様々なモータがあり、これらのモータ（モータドライバ）はシステムコントローラ７２により制御される。

また、ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバーである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのアクチュエータを駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

〔ノズル面のクリーニング〕
ノズル面５１Ａには、表面の濡れ性を均一に保つために所定の撥水処理が施されている。所定の撥水処理は、フッ素系化合物やシリコン系化合物などにより処理層（処理膜）を形成する態様でもよいし、これ以外の撥水処理を用いてもよい。

インク吐出直後には、インク滴や薬液等の液滴がノズル面５１Ａに付着することがあり、これらの液滴がノズル５１の開口近傍に存在すると、ノズル面５１Ａに付着した液滴とノズル５１から吐出されたインク滴とが表面張力により互いに引き合い、ノズル５１から吐出されたインク滴の吐出方向（飛翔方向）に曲がりが生じてしまう。

また、ノズル面５１Ａに付着した液滴が印字画像に触れると、該印字画像を直接汚してしまうこともある。

一方、インクには、大気に触れると沸点の高いグリセリンやアルコールなどの水分が蒸発し、徐々に粘度が上がり増粘層を形成する性質がある。したがって、長時間吐出が行われないノズルでは、吐出開口付近からインクの増粘が起こり、これらの増粘インクは吐出不良の原因となる。また、ノズル面５１Ａに付着した液滴から水分が蒸発して、固まってしまうことがある。

ノズル面５１Ａに付着したインクが固まったものや、記録紙１６の紙粉などがノズル面５１Ａに付着していると、ノズル５１の吐出不良や印字画像の画像劣化を引き起こす原因となり得るので、ノズル面清掃手段６６によってノズル面５１Ａを定期的にクリーニングする必要がある。

次に、図８を用いて、ノズル面５１Ａに付着した汚れを取り除く、ノズル面清掃手段６６について説明する。

ノズル面清掃手段６６は、図６及び図８にも示したように、インク吸収ローラ６６Ａ、支持部６６Ｂ、付勢部６６Ｃ及び不図示の移動機構等を有している。

インク吸収ローラ６６Ａは、印字ヘッド５０の副走査方向幅より大きい幅を有し、主走査方向への１回の移動でノズル面５１Ａの全域を清掃することができる。もちろん、インク吸収ローラ６６Ａの幅を印字ヘッド５０の副走査方向幅より小さくし、ノズル面清掃手段６６（インク吸収ローラ６６Ａ）と印字ヘッド５０とを副走査方向に相対移動可能に構成してもよい。また、印字ヘッド５０が複数ある場合には、印字ヘッドごとにノズル面清掃手段６６を設けてもよいし、複数の印字ヘッドに対してノズル面清掃手段６６を１つ備えてもよい。

インク吸収ローラ６６Ａは多孔質部材で構成され、ノズル面５１Ａに付着した液滴を浸透圧により吸収することができる。また、インク吸収ローラ６６Ａの素材はウレタン多孔質素材と親インク性素材の性質を兼ね備えた材質であり、多孔質発泡ゴムなどを適用してもよく、そのゴム硬度は１０°から３０°であることが好ましい。

また、不図示の移動機構には、ボールネジやベルトを用いてノズル面清掃手段６６を搬送する搬送手段、搬送手段を駆動するモータ、搬送時にノズル面清掃手段６６を支持するガイド等の支持部材などを有している。なお、これらを用いた搬送制御は、図７に示したシステムコントローラにより行われる。

図９に示すように、インク吸収ローラ６６Ａは、ローラ回転軸６６Ｄを軸として回動可能に構成されており、図８に示した往路方向に、ノズル面５１Ａにインク吸収ローラ６６Ａを当接させながらノズル面清掃手段６６が移動する際には、インク吸収ローラ６６Ａは時計回りに従動回転する。

一方、インク吸収ローラ６６Ａとローラ回転軸６６Ｄとはワンウエイクラッチ機構６６Ｅを介して係合されており、ノズル面清掃手段６６が復路方向に移動する際には、ローラ６６Ａは従動回転せずに、ノズル面５１Ａを摺動（スリップ）しながら移動するとともに、ノズル面５１Ａに付着した付着物を払拭除去する。ワンウエイクラッチ機構６６Ｅに代わり、復路においてインク吸収ローラ６６Ａに従動負荷を与える従動負荷付与手段や従動回転と逆方向にインク吸収ローラ６６Ａを回転させる伝動手段を備えてもよい。

不図示の移動機構は、往路と復路とはノズル面５１Ａ内の同一領域を通過するように制御され、一往復の移動で吸液工程と、吸液除去工程では除去できない付着物を払拭除去する付着物払拭工程と、を実行することができ、清掃時間を短縮することができる。

また、往路（吸液工程）では、ノズル面５１Ａとインク吸収ローラ６６Ａとの間は転がり摩擦となるので、ノズル面５１Ａの処理層及びインク吸収ローラ６６Ａの摩耗を抑えることができる。

一方、復路（払拭工程）では、インク吸収ローラ６６Ａが往路の移動で吸液されるので、インク吸収ローラ６６Ａが湿潤された状態になる。また、ノズル面５１Ａもある程度湿潤される。この状態では、ノズル面５１Ａとインク吸収ローラ６６Ａとの間には、水分が介在しウエットワイピングとなる。したがって、ノズル面５１Ａの処理層の摩耗を抑えることができるとともに、ノズル面５１Ａに付着した付着物に水分が与えられるために、除去し易くなる。

次に、図１０を用いて、メニスカス１００表面に形成された増粘物（増粘インク）を除去する態様について説明する。図１０はノズル５１の概略断面図である。

ノズル５１に充填されているインク１０２のうちメニスカス面近傍のインクは、メニスカス１００表面が大気にさらされているために、水分が蒸発し、次第にインク１０２が増粘されていく。増粘されたインクはノズル５１から吐出されにくくなり、さらに粘度が上がると吐出できなくなる。通常は、この増粘インクを除去するために予備吐出（つば吐き）などが実行される。

以下の方法により、図８に示した、ノズル面清掃手段６６を用いて、メニスカス１００表面の増粘インクを除去することが可能である。

まず、印字ヘッド５０内部（ノズル５１）の圧力を上げて、図１０に示すように、メニスカス１００を外部に対して凸となるようにメニスカス１００の制御を行う。この状態でインク吸収ローラ６６Ａをメニスカス１００表面に接触させると、インク吸収ローラ６６Ａの浸透圧により、メニスカス１００の増粘インクはインク吸収ローラ６６Ａに吸収され、メニスカス１００の表面から増粘インクが除去される。

なお、復路（払拭工程）において、メニスカスを凹方向形状に保つことで、払拭工程におけるノズル５１からのインク漏れを防止し、インク消費量を低減させることが可能である。メニスカスを凹方向形状に保つ制御は通常のプリント待機状態にも行なわれる。

印字ヘッド５０の内部圧力を上げる態様は、図６に示したインク供給タンク６０の水位を変えて該内部圧力を上げてもよいし、インク供給系のポンプを用いて該内部圧力を上げてもよい。また、図４に示したアクチュエータ５８を制御して行ってもよい。

例えば、図４に示したアクチュエータ５８を制御してメニスカス１００を制御する態様では、図７に示すプリント制御部８０においてメニスカス１００の制御が行われる。即ち、該プリント制御部８０では、インクの吐出制御とメニスカス１００の制御とを行う手段として兼用される。

本構成では、メニスカス１００の制御を行うメニスカス制御部（メニスカス制御手段）は、図７に示すプリント制御部８０（該プリント制御部内に備えられる不図示の波形形成部）、ヘッドドライバ８４、図４に示す、印字ヘッド５０に設けられた圧力室５２、該圧力室５２の天面である加圧板５６に配設されたアクチュエータ５８などから構成される。

上述した構成によりメニスカス１００の近傍にある増粘インクを除去するには、プリント制御部８０の前記波形形成部を用いて圧力室５２を液排除方向に振動させるようにアクチュエータ５８を動作させる駆動波形を形成して、該駆動波形をヘッドドライバ８４に与える。このアクチュエータ５８の動作と同期して図６に示すノズル面清掃手段６６を該当のノズル５１のメニスカス１００に接触させて、メニスカス１００表面の増粘インクが除去される。

また、図１４には、図６に示すインク供給タンク６０を含むインク供給路内の内圧（背圧）を正圧に制御して、メニスカス１００をノズル５１の外側へ凸形状にする態様における構成を示す。

本態様では、印字ヘッド５０を４つのブロック５０Ａ〜５０Ｄに分割し、印字ヘッドブロック５０Ａ〜５０Ｄの中からメニスカス１００を制御する印字ヘッドブロックを選択可能に構成されている。

図１４に示すように、インク供給タンク６０と各印字ヘッドブロック５０Ａ〜５０Ｄは、メイン供給路２０２、分枝部２０４、分枝供給路２０６Ａ〜２０６Ｄから成る流路によって連通され、各分枝供給路２０６Ａ〜２０６Ｄに設けられた弁２０８Ａ〜２０８Ｄによって流路の開通／非開通の切り換えを行うことができる。

即ち、弁２０８Ａ〜２０８Ｄを選択的に開閉することにより、メニスカス１００表面の増粘インクを除去する印字ヘッドブロック５０Ａ〜５０Ｄとインク供給タンク６０との流路を開通させ、インク供給タンク６０に備えられた微量ポンプ２１０を用いてインクを加圧して、所望の印字ヘッドブロックの背圧を正圧にすることができる。

図１４に示す態様では、印字ヘッド５０を４つのブロックに分割したが、微量ポンプ２１０の性能に合わせて、４以上のブロックに分割してもよいし４未満のブロックに分割してもよい。

また、図１４に示す弁２０８Ａ〜２０８Ｄの開閉制御は、図７に示す、システムコントローラ７２（或いは、プリント制御部８０）によって制御される。

なお、上述した態様以外にも、図６により説明した不図示のサブタンクを用いて該内部圧力を制御することもできる。供給タンク６０あるいは不図示のサブタンクの水位を変える場合には、これらのタンクを上下に移動させる移動機構が設けられる。

該移動機構には、インク供給タンク６０（サブタンク）を移動させる搬送部、搬送部を駆動するモータ（モータドライバ）、及びインク供給タンク６０（サブタンク）を支持するガイド等の支持部を有し、これらは図７に示したシステムコントローラによって制御される。

内部圧力を制御する態様では、アクチュエータを制御する態様に比べてメニスカス１００の変位量を大きくとることができる。なお、これらの態様の何れか一方を用いてもよいし、両者を併用してもよい。

本例では、メニスカス１００の表面をノズル外部に突出させるメニスカス１００の制御を例示したが、メニスカス１００の形状がノズル５１の外側に凸となればよく、ノズル５１の開口から外側へ出なくてもよい。

なお、インク吸収ローラ６６Ａがノズル面５１Ａに押圧された際に、わずかでもノズル５１内に入り込むような軟らかい材質であれば、メニスカス１００表面の状態（粘度）によってはメニスカス１００の制御を行わずにメニスカス１００表面にできた増粘インクを吸収することができ得るが、上述したノズル面５１Ａクリーニングの吸液除去工程とメニスカス１００表面の増粘インク除去とを同期させて実行すると、ノズル面５１Ａのクリーニングとメニスカス１００表面の増粘インクを効率よく除去できる。

図１１に、インク吸収ローラ６６Ａに吸液され、その内部に浸透したインク等を回収する回収手段（絞り機構）１４０を示す。

ノズル面清掃手段６６が印字ヘッド主走査方向の全幅を一往復し、１回の清掃工程が終了すると、インク吸収ローラ６６Ａに浸透したインク及び他の液類の回収が実行される。

回収手段１４０は、インク吸収ローラ６６Ａより浸透圧の高いインク吸収体１４２を具備し、インク吸収ローラ６６Ａをインク吸収体１４２表面に押し当てながら移動させ、インク吸収ローラ６６Ａの内部に浸透したインク等をインク吸収体に吸収させる。インク吸収体１４２内に回収されたインクは廃インクタンク（不図示）に回収される。なお、廃インクタンクは、図６に示した回収タンク６８と兼用可能である。

図１１に示すように、インク吸収体１４２に傾斜面を備え、該傾斜面に沿ってインク吸収ローラ６６Ａを該傾斜面に押し当てながら移動させると、インク吸収体１４２へインクを移動させる効果を上げることができる。なお、回収手段１４０は、図６により説明したメンテナンスユニット内に収納される態様が好ましい。

上述したノズル面清掃手段６６の制御の流れは、以下のとおりである。

ノズル面５１Ａの清掃工程が開始されると、ノズル面清掃手段６６が所定のイニシャル位置にセットされるとともに、印字ヘッド５０内の初期化動作が実行される（初期化工程）。

その後、インク吸収ローラ６６Ａをノズル面５１Ａに当接させ、インク吸収ローラ６６Ａは従動回転しながら、ノズル面清掃手段６６が図８に示した往路方向に移動する。その際に、ノズル面５１Ａに付着している液状のインクや他の液滴等がインク吸収ローラ６６Ａに吸収され、ノズル面５１Ａからインク滴が除去される（吸液工程）。

ノズル面清掃手段６６が印字ヘッド５０の主走査方向全幅にわたって移動を完了すると、ワンウエイクラッチ機構６６Ｅが切り換わり（切換工程）、ノズル面清掃手段６６は復路方向への移動を開始する。

復路では、インク吸収ローラ６６Ａはローラ回転軸６６Ｄに対して固定され、ノズル面５１Ａをスリップしながら移動する（払拭工程）。

印字ヘッド５０の主走査方向全幅を一往復すると、ノズル面清掃手段６６は廃インク回収位置に移動し、インク吸収ローラ６６Ａ内に浸透したインク及びインク吸収ローラ６６Ａの表面に付着した付着物が回収される（回収工程）。回収工程が終了すると、次の清掃工程実行が可能になる。

図１５は、インク吸収ローラ６６Ａの切り換え制御（吸液工程と払拭工程との切り換え制御）の流れを示すフローチャートである。

ノズル面５１Ａの清掃が開始されると（ステップＳ１０）、ノズル面５１Ａの状態がウエット（湿潤状態）であるかドライ（乾燥状態）であるかが判断される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、ＣＣＤなどのセンサを用いて直接ノズル面を検出してもよいし、ノズルの吐出制御やノズル面の温度などから間接的にノズル面５１Ａの状態を判断してもよい。

ステップＳ１２において、ノズル面５１Ａがウエット状態であると判断されると（ＮＯ判定）、往路ではインク吸収ローラ６６Ａを従動回転させながらノズル面に付着した液状のインクを吸液除去する（ステップＳ１４）。

また、復路では、インク吸収ローラとノズル面５１Ａとをスリップさせながら、ノズル面５１Ａに付着した固着物の払拭除去が行われ（ステップＳ１６）、ノズル面５１Ａの清掃が完了する（ステップＳ１８）。

一方、ステップＳ１２においてノズル面がドライであると判断されると（ＹＥＳ判定）、メニスカス１００がノズル５１の外側に凸形状となるようにメニスカスの制御が行われ（ステップＳ２０）、メニスカス１００の表面及び近傍に形成された増粘インクの除去が行われる（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２では、ステップＳ１６に示す払拭除去が行われる。即ち、インク吸収ローラ６６Ａとノズル面５１Ａとをスリップさせながら、メニスカス１００表面及び近傍の増粘インクとノズル面５１Ａに付着した固着物の除去が行われる。

また、復路では、インク吸収ローラ６６Ａを従動回転させて、往路で拭き残した液体（ミスト）状のインクの除去が行なわれ（ステップＳ２４）、ノズル面５１Ａの清掃が完了する。

上述したノズル面清掃工程とノズルの吐出異常検出を組み合わせると、更に、印字ヘッド５０のメンテナンス性能を上げることができる。図１６は、上述したノズル面清掃制御にノズルの吐出異常検出制御を組み合わせた態様の制御の流れを示すフローチャートである。

印字途中或いは印字インターバル中に不吐出、異常吐出が発生しこれが検出されると、（ステップＳ１００）、図７に示す、プリント制御部８０では規定時間以上インクを吐出していないノズルの有無を判断する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２において、規定時間以上インクを吐出していないノズルがない場合には（ＮＯ判定）、往路では、インク吸収ローラ６６Ａを従動回転させながら、ノズル面５１Ａに付着しているインクの除去が行われる（ステップＳ１０４）。

また、復路では、インク吸収ローラ６６Ａを従動回転させながら、往路において拭き残した液体状のインクの除去が行われ（ステップＳ１０６）、ノズル面５１Ａの清掃が完了する（ステップＳ１１４）。

規定時間以内にインク吐出が行われたノズルにおいて吐出異常（吐出不良）が発生する要因には、ノズル面５１Ａの撥水性異常が考えられる。撥水性異常の具体例を挙げると、ノズル面５１Ａへのインクミストの付着などがある。

ノズル面５１Ａは、規定時間（インクの乾燥時間）経過していないので湿潤状態であり、往路では、インク吸収ローラ６６Ａを従動回転させながらノズル面５１に付着したインクミストを吸液除去し、復路では、インク吸収ローラ６６Ａとノズル面５１Ａとをスリップさせながら（非回転状態で）ノズル面５１Ａに付着した固着物の除去を行うように制御される。

一方、ステップＳ１０２において規定時間以上インクを吐出していないノズルがあると判断されると（ＹＥＳ判定）、往路では、インク吸収ローラ６６Ａとノズル面５１Ａとをスリップさせながらノズル面５１Ａに付着した固着物の除去が行われると共に、メニスカス１００がノズル５１の外側に凸形状になるようにメニスカス１００が制御され、メニスカス１００近傍の増粘インクが除去される（ステップＳ１１０）。

即ち、規定時間以上インク吐出が行われないノズルでは、当該ノズル内のインクの増粘によって、ノズル面５１Ａに固着物が発生して吐出異常が起こり易くなる。したがって、メニスカス１００をノズル５１の外側に凸形状になるように制御し、且つ、インク吸収ローラ６６Ａを走査させてメニスカス１００表面の増粘インクを除去する。このとき、インク吸収ローラ６６Ａとノズル面５１Ａとをスリップさせてノズル面５１Ａの摺動性を向上させると、ノズル５１内の増粘インク及びノズル面５１Ａに付着した固着物の除去性能を向上させることができる。

また、復路では、インク吸収ローラ６６Ａを従動回転させながら往路で拭き残したインクの除去が行われる（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１１２に示す、往路工程が完了すると、ノズル面５１Ａの清掃が完了する（ステップＳ１１４）。

ここでいう規定時間は、インクの粘度上昇（乾燥）が進行して、ノズル５１からインクを好ましい状態で吐出できなくなるまでの時間を示している。この規定時間は、印字ヘッド５０の環境温度（周囲温度）、インクの種類などによって異なるので、予め複数の値を備えておき、環境やインクの種類によって切り換えることが好ましい。

上記の如く構成されたインクジェット記録装置１０では、ノズル面清掃手段６６を印字ヘッド５０の主走査方向全幅にわたって往復動作させ、往路は液滴を除去し（吸液工程）、復路では付着物を除去するように（払拭工程）構成した。往路ではインク吸収ローラ６６Ａを従動回転させることで、復路はウエットワイピングとすることで、ノズル面５１Ａ及びインク吸収ローラ６６Ａの摩耗を抑制する。ドライワイピング（引っかき）動作がないために、ノズル面５１Ａの耐久時間が長くなる。

また、付着物の除去はインク吸収ローラ６６Ａが湿潤状態で、かつ、従動負荷をかけた状態で行うので、ウエットワイピングとなり、付着物を確実に除去できる。

本実施形態では、１つのインク吸収ローラ６６Ａを往復運動させ、ノズル面５１Ａに付着した液類及び付着物を除去する態様を例示したが、インク吸収ローラと払拭ローラとを別々に備え、該ローラを一方向に動作させ、液類及び付着物をそれぞれのローラで除去するように構成してもよい。その際には、少なくとも払拭ローラを湿潤させる湿潤手段を備える態様が好ましい。インク吸収ローラによる吸収除去の後に払拭ローラにより付着物を除去する態様により、該湿潤手段は実現可能である。

更に、メニスカス１００を制御し、メニスカス１００表面に形成された増粘インクをインク吸収ローラ６６Ａにより吸液除去できるので、ノズル５１からの吸引、つば吐きに頼らないでノズル面５１Ａのクリーニングと同期してノズル５１の回復が可能になる。メンテナンス時間を削減でき、インク消費量を削減することができる。

次に、図１２を用いてノズル面清掃手段６６の変形例を説明する。本変形例では、従動回転可能なインク吸収ローラ６６Ａに代わり、ブレードを用いている。

ノズル面清掃手段１５０は、インク吸収ブレード１５２と、付着物除去ブレード１５４と、ノズル面清掃手段１５０を印字ヘッド５０の主走査方向に沿って印字ヘッド５０の主走査方向全幅の往復移動可能にする移動機構（不図示）を備えている。また、インク吸収ブレード１５２と付着物除去ブレード１５４とをノズル面５１Ａに当接させたり、ノズル面５１Ａから離したりするブレード移動機構（不図示）を備えている。

インク吸収ブレード１５２及び付着物除去ブレード１５４は印字ヘッド５０の副走査方向幅より大きい幅を有し、主走査方向に印字ヘッド５０の主走査方向全幅を移動することで、ノズル面５１Ａの全領域をクリーニングすることができる。

また、インク吸収ブレード１５２は、ノズル面５１Ａとの滑り摩擦抵抗が低く、ノズル面５１Ａに付着した液類を吸着除去する部材が適用される。一方、付着物除去ブレード１５４は、ノズル面５１Ａに付着した付着物を払拭（かき取り）除去する部材が適用される。なお、インク吸収ブレード１５２は、多孔質ゴム等の低硬度発泡性材質が好ましく、付着物除去ブレード１５４は、ウレタンゴム等の中硬度のゴム材質が好ましい。

ノズル面清掃手段１５０は、図８に示したノズル面清掃手段６６と同様に、印字ヘッド５０の主走査方向全幅を往復移動させながら、ノズル面５１Ａのクリーニングを実行する。更に、図１０に示したメニスカス１００表面を外側に凸状態となるように制御し、インク吸収ブレード１５２を用いてメニスカス１００表面の増粘インクを除去し、ドライワイピングにならないように付着物除去ブレード１５４のノズル面５１Ａと当接する面を湿潤させ、ノズル面５１Ａと付着物除去ブレード１５４との摩擦抵抗を低減させることができる。

まず往路では、インク吸収ブレード１５２をノズル面５１Ａに当接させて、ノズル面５１Ａに付着した液類及びメニスカス１００表面の増粘インクを吸着除去し、復路では、付着物除去ブレード１５４をノズル面に当接させて、ウエットワイピングによりノズル面５１Ａに付着した付着物を除去する。

吸液工程では、ノズル面５１Ａとインク吸収ブレード１５２との間に若干のクリアランスを設けてインクを吸収し、付着物除去工程では、ノズル面５１Ａに付着物除去ブレード１５４を当接させる態様でもよい。

図１２に示した変形例では、往路においてウエットワイピングを実行できるので、往路のみで液類及び付着物を除去することも可能であり、復路のウエットワイピングを省略した態様が可能である。また、本態様では、往路はインク吸収工程と付着物除去工程とを兼ね、ブレードを湿潤させる手段としてメニスカスの形状を凸とする制御と併用させることでドライワイピングを回避することが可能である。

図１３に、本変形例における回収手段１６０を示す。図１１に示した回収手段１４０と同様の構成であり、インク吸収ブレード１５２に吸液され、内部に浸透したインク等の液類を回収する吸収体１６２を有している。

なお、回収手段１６０は、図１１に示した回収手段１４０と同一であるので、ここでの説明は省略する。

上記の如く構成されたインクジェット記録装置１０では、印字ヘッド５１とノズル面清掃手段１５０とは相対的移動の往路を使いインク吸収、付着物の除去を行うことができ、メンテナンス時間の削減効果がある。

本実施形態では、インク吸収ローラ６６Ａ、インク吸収ブレード１５２及び付着物除去ブレード１５４は印字ヘッド５０の主走査方向に相対移動させながらノズル面５１Ａの全領域をクリーニングしたが、これらの清掃部材の幅を印字ヘッド５０の主走査方向幅より大きくし、印字ヘッド５０の副走査方向に相対移動させながらノズル面５１Ａのクリーニングを行うように構成してもよい。

本実施形態では、フルライン型の印字ヘッドを備えたインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、印字ヘッドを用紙の幅方向に走査させながら印字を行うシャトルスキャン型インクジェット記録装置にも適用可能である。

また、本実施形態では、インク滴の吐出に圧電素子を用いたピエゾ方式を例示したが、本発明は、インク室内にエネルギー発生体を備え、このエネルギー発生体によりインク室内のインクを加熱し発生したバブルによりインクを吐出させるサーマル型インクジェット記録装置にも適用可能である。ただし、サーマル型インクジェット記録装置ではインクを加熱し発生したバブルによりメニスカスを制御することは困難である。

本発明の適用範囲はインクジェット記録装置に限定されず、ヘッドに設けられた吐出孔（ノズル）から水、薬液、処理液等の液類を吐出させる液吐出装置に適用可能である。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の基本構成図 図１に示したインクジェット記録装置の印字周辺の要部平面図 印字ヘッドの構造例を示す平面透視図 図３(a) の要部拡大図 印字ヘッドの他の構造例を示す平面透視図 図３(a) 中の４−４線に沿う断面図 図３(a) に示した印字ヘッドのノズル配列を示す拡大図 本実施形態に係るインクジェット記録装置におけるインク供給部の構成を示した概要図 本実施形態に係るインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 本実施形態に係るインクジェット記録装置のノズル面清掃手段の概略構成図 図８に示したノズル面清掃手段のインク吸収ローラの概略図 図８に示したノズル面清掃手段のメニスカス制御を説明する図 図８に示したノズル面清掃手段の回収手段を説明する図 図８に示したノズル面清掃手段の変形例の概略構成図 図１２に示したノズル面清掃手段変形例の回収手段を説明する図 インク供給系の内圧制御によりメニスカス制御を行う態様の構成を示す概略図 ノズル面清掃制御の流れを示すフローチャート 図１５に示すノズル面清掃制御の他の態様を示すフローチャート

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０，５０’…印字ヘッド、５１…ノズル、５１Ａ…ノズル面、６６，１５０…ノズル面清掃手段、６６Ａ…インク吸収ローラ、６６Ｅ…ワンウエイクラッチ機構、１４０，１６０…回収手段、１５２…インク吸収ブレード、１５４…付着物除去ブレード

Claims (8)

1. インク滴を吐出させる複数の吐出口が設けられた印字ヘッドを用いて、被記録媒体上にインク滴を吐出させて印字を行うインクジェット記録装置であって、
   前記印字ヘッドの前記複数の吐出口が形成されているインク吐出面に付着している付着物を除去する清掃手段と、
   前記清掃手段を前記印字ヘッドの全域にわたって相対的に移動させる移動手段と、
   前記清掃手段の移動に同期して前記吐出口内のメニスカスを吐出口の外部に対して凸形状にするとともに、前記メニスカスの凸形状を保持するように前記印字ヘッドの内部圧力を制御する内部圧力制御手段と、
   を備え、
   前記凸形状が保持された状態の前記メニスカスの表面を前記清掃手段に接触させて前記メニスカスの表面の増粘したインクを除去することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記内部圧力制御手段は、前記印字ヘッドと連通するインク供給タンクの水位を変えて前記印字ヘッドの内部圧力を制御することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記内部圧力制御手段は、前記複数の吐出口と連通する複数の圧力室のそれぞれに設けられたアクチュエータを含むとともに、前記インク供給タンクの水位を変える前記印字ヘッドの内部圧力の制御と、前記アクチュエータによる前記吐出口内のインク加圧と、を併用することを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
4. 前記内部圧力制御手段は、前記印字ヘッドと連通し、前記印字ヘッドの内部圧力を可変させるポンプを含むことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
5. 前記印字ヘッドは複数のブロックに分割される構造を有し、
   前記複数のブロックのそれぞれに連通する複数の分岐供給路と、
   前記複数の分岐供給路のそれぞれに設けられ、前記複数の分岐供給路を選択的に開閉する弁と、
   を備え、
   前記内部圧力制御手段は、前記複数の分岐供給路と連通し、前記印字ヘッドの内部圧力を可変させるポンプを含むとともに、前記弁の開閉に対応して前記印字ヘッドの内部圧力をブロックごとに可変させて前記吐出口内のメニスカスを前記吐出口の外部に対して凸形状とすることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
6. 前記内部圧力制御手段は、前記複数の吐出口と連通する複数の圧力室のそれぞれに設けられたアクチュエータを含むとともに、前記ポンプを用いた前記印字ヘッドの内部圧力の制御と、前記アクチュエータによる前記吐出口内のインク加圧を併用することを特徴とする請求項４又は５記載のインクジェット記録装置。
7. 前記複数の吐出口の中で規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口の有無を判断する判断手段を備え、
   前記判断手段によって前記複数の吐出口の中で規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口があると判断されると、前記移動手段は当該規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口の位置に前記清掃手段を移動させ、前記内部圧力制御手段は規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口内のメニスカスを吐出口の外部に対して凸形状とし、前記メニスカスの表面を前記清掃手段と接触させるように前記印字ヘッドの内部圧力を制御して、前記清掃手段によって当該規定時間以上インク滴を吐出していない吐出口内のメニスカス表面の増粘インクを除去することを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. インク滴を吐出させる複数の吐出口が設けられ、被記録媒体上にインク滴を吐出させて印字を行う印字ヘッドのインク吐出面清掃方法であって、
   前記印字ヘッドの前記複数の吐出口が形成されているインク吐出面に付着している付着物を除去する清掃手段を前記印字ヘッドの全域にわたって相対的に移動させ、前記清掃手段の移動に同期して前記吐出口内のメニスカスを吐出口の外部に対して凸形状にするとともに、前記メニスカスの凸形状を保持するように前記印字ヘッドの内部圧力を制御して、前記凸形状が保持された状態の前記メニスカスの表面を前記清掃手段に接触させて前記メニスカスの表面の増粘したインクを除去することを特徴とするインク吐出面清掃方法。

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