JP5274115B2 - インクジェット記録装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置及びその制御方法に関する。

従来、インクジェット記録装置は、一般的に、キャリッジに搭載されたインク記録ヘッドの記録領域外にインク記録ヘッドのクリーニングを行うための機構を有する。また、この方式の一つとして、スライドキャップ方式が知られている。これは、記録ヘッドを搭載したキャリッジをクリーニング機構部側へ侵入させることによりキャップを保持したスライダがキャリッジに追従して、カム斜面に沿って移動し、キャッピングなどの各種クリーニング動作を実行する方式である。

スライドキャップ方式では搭載した複数の記録ヘッドの選択吸引動作を実施するために複数のキャッピング位置を備える必要がある一方、装置幅の極小化が求められている。カム斜面近傍をキャッピング位置とすることで装置幅の極小化を達成可能となる。その際には部品精度、組立精度、記録ヘッドの個数によるキャップからの反力によって、キャリッジの停止位置にずれが生じ、キャッピング動作を正常に行うためにはキャリッジの停止位置の補正が必要となる。

特許文献１にはキャリッジの停止位置の補正を行うための以下のような構成が開示されている。

キャリッジを目標停止位置に停止させる場合、キャリッジを目標停止位置に停止させる減速制御時に、制御可能な速度まで減速させる。このとき検出手段によって、検出されたキャリッジの実際の移動位置と予め設定されている論理位置とを比較する。比較の結果、実際の移動位置が論理位置より手前にある場合は、キャリッジを減速状態から一旦等速状態に遷移させる。等速状態に遷移した後、再び減速状態に遷移させるようにキャリッジモータを制御して、キャリッジを目標位置に停止させる。
特開２００３−３３５０１１号公報

しかしながら、前述した従来構成においては、以下の様な解決すべき技術的課題があった。

特許文献１の構成は、キャリッジを目標位置に停止させるためにキャリッジ移動時のキャリッジモータを制御するものである。

スライドキャップ方式で複数のキャッピング位置を備え、装置幅の極小化を達成するためには、カム斜面近傍の水平部にキャッピング位置を備える必要がある。

この場合、キャップからの反力、部品精度によってキャリッジが停止した後に、キャリッジの停止位置にずれが生じてしまう可能性がある。キャリッジの停止位置にずれが生じた状態でキャッピング動作を行う場合、正常にキャッピングができず、時間経過とともに、吐出口内のインクが乾燥して増粘・固着し目詰まりに起因するインク吐出不良により著しい記録品位の低下が生じることがある。

そこで、本発明は、キャッピング動作の信頼性を向上させることが可能なインクジェット記録装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、インクを吐出する吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドを搭載して移動するキャリッジと、前記キャリッジの位置を検出する検出手段と、前記吐出口面のキャッピングを行うキャップと、を備え、キャッピング命令を受けた際に、前記キャップを用いた前記吐出口面のキャッピングが行われるキャッピング目標位置に前記キャリッジを移動させるインクジェット記録装置において、前記キャッピング目標位置に前記キャリッジを停止させたときに前記検出手段を用いて検出された前記キャリッジの位置と、前記キャッピング目標位置に前記キャリッジを停止させてから所定時間経過後に前記検出手段を用いて検出された前記キャリッジの位置と、の差分が予め定められた閾値より大きい場合に次回のキャッピング命令の際のキャッピング目標位置を変更する変更手段と、前記変更手段を用いて変更されたキャッピング目標位置を記憶する記憶部と、をさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、キャッピング動作の信頼性を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。

図１は本発明におけるインクジェット記録装置の外観図である。キャリッジ６はカラーインク記録ヘッド７、ブラックインク記録ヘッド８を着脱可能に搭載してシャーシ１に対して主走査方向に往復移動を繰り返しながら、吐出口からインクを被記録材へと吐出する。搬送ローラ２は、キャリッジ６の主走査が終了するごとに記録用紙を主走査方向と直交する方向である副走査方向に搬送する。インクジェット記録装置は、これらの動作を繰り返し行うことにより記録用紙への記録を行う。

インクジェット記録装置における記録領域外であってキャリッジに対向する位置には、クリーニング機構部が設けられている。図２及び図３はクリーニング機構部を示す斜視概略図である。

クリーニング機構部は、キャッピング手段とワイピング手段とを備えている。キャッピング手段は、キャリッジ６の往復移動の方向への動作に追従してキャップ１１、１２を往復移動の方向と交差する方向へ移動させることでキャップ１１、１２を記録ヘッドに密着させるキャッピングを行う。ワイピング手段は、記録ヘッドの吐出口が形成された面をワイピングする。

キャップ１１、１２はキャップホルダ１４、１５を介してキャップスライダ１０に保持されている。キャップスライダ１０はキャリッジ６の動作に追従してベース１９に設けたカム面１９aに添って移動し、キャリッジ６がクリーニング機構部へ侵入すると、キャッピングが行われる。また、キャップ１１、１２には、ポンプ機構部によってインクを吸引する為のポンプチューブ１３ａ、１３ｂ（図４参照）がそれぞれのキャップに連結されている。なお、ワイピング手段の詳細については後述する。

図４及び図５は本発明におけるポンプ機構部を示すものであり、図４は駆動ギア列との連結側から見たポンプ機構部を示す斜視図であり、図５はポンプ機構部の外観斜視図である。ポンプローラホルダ４２にはポンプローラ４４が取り付けられており、ポンプチューブ１３ａ、１３ｂをポンプベース４０の内壁に沿って半周分這い回すように介在させてポンプベース４０内に回転可能になるように挿入されている。

カラーインク記録ヘッド７、ブラックインク記録ヘッド８をキャッピングした状態で搬送ローラ２を逆転駆動すると、出力ギア３、アイドラギア４、ポンプ駆動ギア５を介して駆動がポンプローラホルダ４２へ伝達される。ポンプローラ４４がポンプローラホルダ４２に設けられたカムを移動し、ポンプベース４０の内壁とポンプローラ４４によってポンプチューブ１３ａ、１３ｂを押し潰す状態となる。さらに搬送ローラ２の逆転駆動を継続すると内部に負圧が発生し、キャップ１１、１２を介して記録ヘッド７、８のインク吐出口からインクを吸引することができる。

吸引が終了して、ポンプチューブ内の負圧を解除する場合には、ポンプローラホルダ４２を逆側（搬送ローラを正転側）に回転駆動する。ポンプローラ４４がポンプチューブ１３ａ、１３ｂの押し潰しを開放するように動作することになるので、ポンプチューブ内部の負圧を解除することができる。

図６はカラーインク記録ヘッド７、ブラックインク記録ヘッド８を搭載したキャリッジ６をインク吐出口面側から見た斜視図を示している。記録ヘッドのクリーニングを実行するためにインクの吸引や予備吐出動作を行う条件には様々な要素がある。顔料ブラックインクを搭載した記録ヘッドでは、染料インクを使用した場合に比べてインクが固着し易い傾向にある。従って、一定期間キャッピングした状態を継続した後に記録動作を行う場合には、記録動作開始前に吸引動作を実行して、インクの吐出口から増粘したインクを除去し、記録品位を良好に保つ手法が用いられる。

一方で、染料インクを搭載した記録ヘッドでは、一定期間キャッピングを行っても、インクの増粘固着が発生難いため、通常の仕様状態ではインク吸引動作を行う必要は無い。ただし、インク吐出面へのインクミスト付着による吐出への弊害を軽減するため、連続で記録動作を行った場合は記録動作中に所定量のインク吐出を行うと予備吐動作を実施する他、ワイピング動作を実施して記録品位を安定させている。ここでいう予備吐とは画像情報と独立した吐出のことである。その他、何らかの理由で記録ヘッドからのインク吐出が安定しない際に、記録装置の使用者の判断で吸引実行動作を行われる場合などがある。

図７及び図８は本発明におけるクリーニング機構部の詳細を示す斜視図である。記録ヘッド７、８のそれぞれと密着しキャッピングするキャップ１１、１２がキャップホルダ１４、１５に取り付けられている。キャップホルダ１４、１５はキャップスライダ１０に対して、係止爪部によってキャップばねの圧が作用した状態でも外れないように、高さ規制がされた状態で保持されている。キャリッジ６が記録領域側に位置する時、キャップスライダ１０はスライダばねによって記録領域側に位置するように、付勢状態にあって静定している。

図９はクリーニング機構部の下部の構成を示す上面図である。ベース１９には中央部から端部へと伸びる細長い穴を設けた薄板材５１と、薄板材５１の両端部には吸収体５２が配置されている。ワイピング動作や予備吐で発生した余剰インクはベース１９に配置された薄板材５１に滴下される。余剰インクは薄板材５１に設けられた穴を伝わり、ベース１９と薄板材５１の隙間に保持され、ベース１９と薄板材５１の隙間を広がっていき、薄板材５１の両端に配置された吸収体５２に吸収、保持される構成となっている。

図１０から図１５は記録ヘッド７、８のクリーニング動作を行うときのキャリッジ６とスライダ１０の位置関係を示す正面図である。図１０は予備吐時のキャリッジ６、キャップスライダ１０、ベースカム面１９ａの位置関係を示している。図１１はワイピング開始位置でのキャリッジ６、キャップスライダ１０、ベースカム面１９ａの位置関係を示している。図１２及び図１４はブラックインク記録ヘッド８のインク吸引時のキャリッジ６、キャップスライダ１０、ベースカム面１９ａの位置関係を示している。図１３及び図１５はカラーインク記録ヘッド７およびブラックインク記録ヘッド８のインク吸引時のキャリッジ６、キャップスライダ１０、ベースカム面１９ａの位置関係を示している。

ここで、ブラックインク記録ヘッド８のキャッピングを行う場合について説明する。キャリッジ６がクリーニング機構部へ移動すると、図１０に示すように、キャリッジ当接部６ａとキャップスライダ当接部１０ａが当接する。この状態でさらにキャリッジ６をクリーニング機構部側へ移動すると、図１１に示すようにキャップスライダ１０がキャリッジ６に追従して、ベースカム面１９ａに沿って移動する。これにより、ブラックインク記録ヘッド８とキャップ１２との間の距離が狭められていく。図１２に示すキャッピング目標位置まで移動するとブラックインク記録ヘッド８とキャップ１２が密着し、ブラックインク記録ヘッド８をキャッピングすることができる。

図１１に示すようにキャップスライダ１０がベースカム面１９ａに沿って斜面を移動すると、キャップホルダカム部１４ａとカバー部材当接部２２ａが当接する構成になっている。この状態からさらにキャップスライダ１０がベースカム面１９ａの斜面に沿って移動するとカバー部材当接部２２ａによってキャップホルダカム部１４ａが下方に押圧され、キャップホルダ１４の回転軸を中心に回転する。

図１２に示す位置ではカラーインク記録ヘッド７とキャップ１１はキャップホルダカム部１４ａが下方に押圧されることで一端が開放され、大気連通状態となっている。

次に、カラーインク記録ヘッド７およびブラックインク記録ヘッド８のキャッピングを行う場合について説明する。図１２で示すブラックインク記録ヘッド８のキャッピング状態からキャリッジ６を図１３に示す位置まで移動する。キャップホルダカム部１４ａは斜面になっているため、図１３、図１５に示すようにキャップホルダカム部１４ａとカバー部材当接部２２ａの当接が解除される。このときカラーインク記録ヘッド７とキャップ１１が密着し、カラーインク記録ヘッド７をキャッピングすることができる。

続いてワイピング動作について図１６から図２０を用いて説明する。図１６はキャリッジ６がクリーニング機構領域外にあるときのキャリッジ６とクリーニング機構部を示す斜視図であり、図１７はキャップスライダ１０とブレードトリガーレバー２０の関係を示す背面図である。キャップスライダ１０はキャップスライダばねの作用により、図１０に示すようにベース１９の側面に突き当たった状態で静定している。またブレードトリガーレバー２０はブレードトリガーレバーばね２１により、上方へ回転方向に力が作用する。このときブレードトリガーレバー当接部２０ａとキャップスライダ当接部１０ｂが当接し、ブレードトリガーレバー２０の位置が規制され図１７に示す状態で保持される。

図１８はキャリッジ６がワイピング開始位置にあるときのキャリッジ６とクリーニング機構部を示す斜視図であり、図１９はキャップスライダ１０とブレードトリガーレバー２０の関係を示す背面図である。図２０はキャリッジ６がワイピング終了位置にあるときのキャリッジ６とクリーニング機構部を示す斜視図である。

キャリッジ６がクリーニング機構側に移動し、キャップスライダ１０がキャリッジ６に追従して図１８に示すワイピング開始位置まで移動する。ブレードトリガーレバー２０は、ブレードトリガーレバー当接部２０ａとキャップスライダ当接部１０ｂとの当接が解除されカバー部材２２の突当部に当たるまで回転する。

その後、キャリッジ６が反転移動して、記録領域側へ移動すると、キャップスライダ１０はブレードトリガーレバー２０によって図１９に示す状態で保持されるので、キャリッジ６とキャップスライダ１０の追従動作が切断される。その後、継続してキャリッジ６の移動を行うと、キャップスライダ１０に配置されたブレード１８によって、各記録ヘッドのノズル面のワイピング動作が行われる。

さらにキャリッジ６が記録領域側へ移動を継続し、図２０に示すワイピング終了位置まで移動する。このときキャリッジ６のレバー解除部６ｃがブレードトリガーレバー２０の上部先端を下方への回転方向に押し倒すように作用する。これにより、キャップスライダ１０とブレードトリガーレバー２０の保持状態が解除され、キャップスライダ１０は図１０に示す静定位置へ復帰することができる。

次に、上記構成のクリーニング機構における、キャッピング動作およびキャッピング目標位置の補正を実行する際の動作について図２１及び図２２を用いて具体的に説明する。図２１はキャッピング目標位置の補正を実施するフローチャートである。また、図２２は本実施形態のキャッピング動作に関する制御ブロック図である。

図２２に示すように、インクジェット記録装置は、制御部５０と、エンコーダ５１と、差分算出部５２と、記憶部５３と、閾値判定部５４と、補正回数判定部５５と、補正量算出部５６を有する。本実施形態のインクジェット記録装置は、このような制御系により、以下の処理によりキャッピングを行う。

まず制御部５０は、キャリッジ６を記憶部５３に記憶されているキャッピング目標位置まで移動させ、そして停止させる（ステップＳ１）。

次に、キャリッジ６をキャッピング目標位置で停止させた直後にキャリッジ６に設置された位置検出手段であるエンコーダ５１によって、キャリッジ６の停止直後の位置情報を停止位置として取得する（ステップＳ２）。ここで、部品精度、記録ヘッドの個数、キャッピング時の反力などにより、キャリッジ６の停止位置がずれる場合がある。

次に、キャリッジ６が停止してから所定時間が経過した後のキャリッジ６の位置情報をエンコーダ５１によって取得する（ステップＳ３）。これは、停止位置に停止したキャリッジ６が停止位置からわずかにずれ動き、そのずれ動いた位置で安定して停止してしまう場合を考慮したものである。

ステップＳ２、Ｓ３で取得した停止直後の位置と一定時間後の位置の差分を差分算出部５２によって算出する（ステップＳ４）。

ステップＳ４で算出した差分が記憶部５３に記憶された所定の閾値以上かどうかを閾値判定部５４にて判別する（Ｓ５）。ステップＳ５で差分が閾値を超えていなければ、制御部５０は処理を終了する。

また、ステップＳ５で差分が閾値以上であれば、キャッピング目標位置の補正実施回数が設定した回数以上かどうかを補正回数判定部５５によって判別する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、補正実施回数が設定した回数以上であれば、制御部５０はエラーとし処理を終了する。

ステップＳ６において、補正実施回数が設定した回数であればキャッピング目標位置の補正量を補正量算出部５６によって算出する（ステップＳ７）。

次のキャッピング目標位置を、ステップＳ７で算出した補正量を基に決定し、キャッピング目標位置を補正後のキャッピング目標位置に変更する（ステップＳ８）。なお、キャッピング目標位置を補正した場合、補正後のキャッピング目標位置を記憶部５３に記憶し、次回以降のキャッピング目標位置を補正後のキャッピング目標位置としてもよい。また、記憶部５３には、複数のキャッピング目標位置が記憶されている。

また、キャッピング目標位置の補正は、キャリッジの停止位置に差分が発生した場合以外にも、一定の間隔（記録枚数、キャリッジスキャン数、時間等）で実施してもよい。これにより、耐久による負荷変動、環境が変化した場合でも、キャッピングの信頼性を向上することが可能となる。

次にステップＳ９の処理であるキャリッジを再駆動する動作を説明する。制御部５０は、図１２に示すキャリッジ６の停止位置より、キャリッジ６の移動方向を反転させ、キャリッジ６をクリーニング機構部の領域外まで一旦移動させる。制御部５０は、再びキャリッジ６をクリーニング機構部の領域内へと進入させ、補正後のキャッピング目標位置まで移動させ、ステップＳ１からステップＳ９の処理を繰り返す。なお、
補正後のキャッピング目標位置が、ワイピングを開始する開始位置からさらに移動させた位置にある場合、制御部５０は、キャリッジ６をワイピングが終了する位置まで一旦移動させるものであってもよい。そして、その後、キャリッジ６を補正後のキャッピング目標位置まで移動させ、ステップＳ１からステップＳ９の処理を繰り返すものであってもよい。

以上、本実施形態によれば、キャリッジ６の停止位置がキャッピング目標位置からずれた場合、キャッピング目標位置を補正してキャリッジ６を再駆動し、補正後のキャッピング目標位置まで移動させる。これにより、キャッピング動作の信頼性を向上させることができる。また、キャッピング動作の信頼性が向上することで、スライドキャップ方式で複数のキャッピング位置を備え、装置幅の拡大を抑えることが可能となる。

本発明の一本実施形態におけるインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。 クリーニング機構部とキャリッジの構成を示す上面側からの斜視図である。 クリーニング機構部を示す上面側からの斜視図である。 搬送ローラからポンプ部までの駆動伝達構成を示す斜視図である。 ポンプ機構部を示す斜視図である。 キャリッジにカラーインク記録ヘッドとブラックインク記録ヘッドを搭載した状態を示す下面側からの斜視図である。 クリーニング機構部であるキャップスライダ部の構成を示す上面側からの斜視図である。 クリーニング機構部であるキャップスライダ部の構成を示す下面側からの斜視図である。 クリーニング機構部であるキャップスライダ下部の構成を示す上面図である。 キャップスライダが予備吐位置にある状態のキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を正面から見た概略図である。 キャップスライダがワイピング開始位置にある状態のキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を正面から見た概略図である。 ブラックインク記録ヘッドのインク吸引を行うときのキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を正面から見た概略図である。 ブラックインク記録ヘッドおよびカラーインク記録ヘッドのインク吸引を行うときのキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を正面から見た概略図である。 ブラックインク記録ヘッドのインク吸引を行うときのキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を上方から見た概略図である。 ブラックインク記録ヘッドおよびカラーインク記録ヘッドのインク吸引を行うときのキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を上方から見た概略図である。 キャップスライダが待機位置にある状態のキャップキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を上方から見た概略図である。 キャップスライダが待機位置にある状態のキャップスライダとブレードトリガーレバーの位置関係を背面から見た概略図である。 キャップスライダがワイピング開始位置にある状態のキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を上方から見た概略図である。 キャップスライダがワイピング開始位置にある状態のキャップスライダとブレードトリガーレバーの位置関係を背面から見た概略図である。 キャップスライダがワイピング終了位置にある状態のキャリッジとクリーニング機構部の位置関係を上方から見た概略図である。 本発明の一実施形態におけるキャッピング動作の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるキャッピング動作に関する制御ブロック図である。

符号の説明

６ キャリッジ
５０ 制御部
５１ エンコーダ
５２ 差分算出部
５３ 記憶部
５４ 閾値判定部
５５ 補正量算出部

Claims (3)

1. インクを吐出する吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドを搭載して移動するキャリッジと、
   前記キャリッジの位置を検出する検出手段と、
   前記吐出口面のキャッピングを行うキャップと、を備え、
   キャッピング命令を受けた際に、前記キャップを用いた前記吐出口面のキャッピングが行われるキャッピング目標位置に前記キャリッジを移動させるインクジェット記録装置において、
   前記キャッピング目標位置に前記キャリッジを停止させたときに前記検出手段を用いて検出された前記キャリッジの位置と、前記キャッピング目標位置に前記キャリッジを停止させてから所定時間経過後に前記検出手段を用いて検出された前記キャリッジの位置と、の差分が予め定められた閾値より大きい場合に次回のキャッピング命令の際のキャッピング目標位置を変更する変更手段と、
   前記変更手段を用いて変更されたキャッピング目標位置を記憶する記憶部と、をさらに備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記キャップを搭載し、前記キャリッジの移動に追従して前記キャリッジの移動方向、及び前記キャップを前記吐出口面に当接・離間する方向に移動するスライダをさらに備え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. インクを吐出する吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドを搭載して移動するキャリッジと、前記キャリッジの位置を検出する検出手段と、前記吐出口面のキャッピングを行うキャップと、を備えるインクジェット記録装置の制御方法であって、
   キャッピング命令を受けた際に、前記キャップを用いた前記吐出口面のキャッピングが行われるキャッピング目標位置に前記キャリッジを移動させる第１のステップと、
   前記キャッピング目標位置に前記キャリッジを停止させたときに前記検出手段を用いて検出された前記キャリッジの位置と、前記キャッピング目標位置に前記キャリッジを停止させてから所定時間経過後に前記検出手段を用いて検出された前記キャリッジの位置と、の差分が予め定められた閾値より大きい場合に次回のキャッピング命令の際のキャッピング目標位置を変更する第２のステップと、
   前記第２のステップにおいて変更されたキャッピング目標位置を記憶部に記憶する第３のステップと、を備えることを特徴とする制御方法。

Images