JP7180306B2 - ヘッドクリーニング装置、インクジェット画像形成装置、およびクリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドクリーニング装置、インクジェット画像形成装置、およびクリーニング方法に関する。

近年、紙、布帛等の種々の記録媒体に対して高精細な画像を記録する装置として、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出する方式によるインクジェット画像形成装置が広く普及している。インクジェット画像形成装置において、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クリーニング部材（払拭部材、ワイプ材などともいう）を接触（当接）させてクリーニング（以下、ヘッドクリーニングという）を行うインクジェット画像形成装置が提供されている（例えば、特許文献１および２を参照）。

上記のようなインクジェット画像形成装置において、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内の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、従来のインクジェット画像形成装置において、ノズル面にクリーニング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１に示す。図１は、横軸が時間（秒）の推移、縦軸がインクジェットヘッド表面（すなわちノズル面）の温度（℃）の実測値を示すプロット図である。図１に示す例では、インクジェット画像形成装置の上記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（すなわち記録媒体への印刷）が行われる。

ここで、８０℃程度に保持されたインクジェットヘッド表面（ノズル面）の温度は、ノズル面にクリーニング部材が当接されてヘッドクリーニングが行われたときに、図１に示すように、６０℃程度まで低下する。そして、約１秒間のクリーニングの終了後にクリーニング部材が離間されることで、ノズル面の温度は、再び８０℃程度に復帰する。このように、ヘッドクリーニング時にインクジェットヘッドのノズル面の温度が極端に低下すると、当該ノズル面に付着しているインクの粘度が高くなり、布やブレード等の払拭によるヘッド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。そして、ヘッド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場合、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、ノズルの吐出孔がこれらインクや異物で塞がれることで、インクの吐出不良ひいては画像品質の劣化が発生するおそれがある。

上記問題に対して、特許文献１に記載の技術では、温度によって粘度が変化するインクをクリーニングするために、クリーニング前にインクジェットヘッドの温度を所定温度以上にした後にクリーニングする方法が提案されている。また、特許文献２に記載の技術では、インクジェットヘッドの温度を検出して、検出温度に応じて払拭動作の速度を切り替えてクリーニングを行う方法が提案されている。

特開２０１６－９３９４４号公報 特開２００５－５９４３７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、クリーニング部材の温度や雰囲気温度によってクリーニング部材を押し当てた後のノズル面の温度低下量が左右され、クリーニング部材の温度や雰囲気温度が変化した場合に適切なクリーニングができない、という問題がある。

また、特許文献２に記載の技術では、クリーニング部材の温度や温度分布により、クリーニング部材とインクジェットヘッドとの温度（通常、クリーニング部材の方が温度が低い）の差が大きい場合には、払拭動作時にインクジェットヘッドのノズル面の温度が大きく下がる。このため、特許文献２に記載の技術でも、クリーニング部材の温度や雰囲気温度が変化した場合に適切なクリーニングができない問題がある。

本発明の目的は、クリーニング部材の温度や雰囲気温度が変化してもクリーニング性能を維持することが可能なヘッドクリーニング装置、インクジェット画像形成装置、およびクリーニング方法を提供することである。

本発明に係るヘッドクリーニング装置は、
インクジェットヘッドにおけるインクを吐出するノズル面に接触して該ノズル面をクリーニングするクリーニング動作を行うためのクリーニング部材と、
前記クリーニング動作の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
加熱された前記インクジェットヘッドの前記ノズル面と前記クリーニング部材とを当接させ、
前記クリーニング部材が当接されることにより閾値未満の温度に低下した前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になるまで当該当接を保持し、
前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になった後に、前記クリーニング動作の制御を行う。

本発明に係るインクジェット画像形成装置は、上記のヘッドクリーニング装置と、
記録媒体を前記インクジェットヘッドに対向させて搬送する搬送部と、を備える。

本発明に係るクリーニング方法は、
クリーニング部材をインクジェットヘッドのノズル面に接触させて該ノズル面をクリーニングする動作を行うクリーニング方法であって、
加熱された前記インクジェットヘッドの前記ノズル面と前記クリーニング部材とを当接させ、
前記クリーニング部材が当接されることにより閾値未満の温度に低下した前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になるまで当該当接を保持し、
前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になった後に、前記クリーニング部材により前記ノズル面をクリーニングする動作を行う。

本発明によれば、クリーニング部材の温度や雰囲気温度が変化してもクリーニング性能を維持することができる。

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。 本実施の形態におけるインクジェット画像形成装置の概略構成図である。 本実施の形態におけるインクジェット画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 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が収容されたヘッドユニット及びヘッドクリーニング部を示す概略図である。 従来構成におけるクリーニング動作中の温度変化を実測したプロット図である。 本実施の形態におけるヘッドクリーニング時におけるインクジェットヘッドとクリーニング部材との接触面の温度変化を実測したプロット図である。 本実施の形態におけるヘッドユニット及びヘッドクリーニング部を説明する図である。 本実施の形態におけ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。 第１の評価実験の結果を示す表である。 第２の評価実験の結果を示す表である。

以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明に係るインクジェット画像形成装置としてのインクジェット画像形成装置１の一例を示す概略構成図である。

インクジェット画像形成装置１は、給紙部１０、画像形成部２０、排紙部３０及び制御部４０（図３参照）等を備える。インクジェット画像形成装置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に搬送（排紙）する。記録媒体Ｐとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛またはシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。

給紙部１０は、記録媒体Ｐを格納する給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１から画像形成部２０に記録媒体Ｐを搬送して供給する媒体供給部１２とを有する。

給紙トレイ１１は、一または複数の記録媒体Ｐを載置可能に設けられた板状の部材である。給紙トレイ１１は、給紙トレイ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に設けられており、当該上下動方向について、最上の記録媒体Ｐが媒体供給部１２により搬送される位置で保持される。

媒体供給部１２は、内側が２本のローラーにより支持された輪状のベルトを備え、このベルト上に記録媒体Ｐを載置した状態でローラーを回転させることで、記録媒体Ｐを給紙トレイ１１から画像形成部２０へ搬送する。

画像形成部２０は、搬送ドラム２１と、受け渡しユニット２２と、媒体加熱部２３と、ヘッドユニット２４と、定着部２６と、デリバリー部２７と、後述するヘッドクリーニング部２８と、を有する。

搬送ドラム２１は、円柱面状の外周曲面（搬送面）上に記録媒体Ｐを保持した状態で、図２の面に垂直な方向（以下、「直交方向」と称する）に延びた回転軸の回りで回転することで、記録媒体Ｐを搬送面に沿った搬送方向に搬送する（図２中の矢印参照）。搬送ドラム２１は、その搬送面上で記録媒体Ｐを保持するための図示しない爪部および吸気部を備える。記録媒体Ｐは、爪部により端部が押さえられ、かつ吸気部により搬送面に吸い寄せられることで搬送面に保持される。搬送ドラム２１は、搬送ドラム２１を回転させるための図示しない搬送ドラムモーターを有し、搬送ドラムモーターの回転量に比例した角度だけ回転する。なお、搬送ドラム２１および搬送ドラムモーターは、記録媒体Ｐをヘッドユニット２４（インクジェットヘッド）に対向させて搬送する「搬送部」に対応する。

受け渡しユニット２２は、給紙部１０の媒体供給部１２により搬送された記録媒体Ｐを搬送ドラム２１に引き渡す。受け渡しユニット２２は、給紙部１０の媒体供給部１２と搬送ドラム２１との間の位置に設けられ、媒体供給部１２から搬送された記録媒体Ｐの一端をスイングアーム部２２１で保持して取り上げ、受け渡しドラム２２２を介して搬送ドラム２１に引き渡す。

媒体加熱部２３は、受け渡しドラム２２２の配置位置とヘッドユニット２４の配置位置との間に設けられ、搬送ドラム２１により搬送される記録媒体Ｐが所定範囲内の温度となるように、搬送ドラム２１の搬送面および記録媒体Ｐを加熱する。媒体加熱部２３は、例えば、赤外線ヒーター等を有し、制御部４０（図３を参照）から供給される制御信号に基づいて赤外線ヒーターに電力を供給することにより、当該赤外線ヒーターを発熱させる。

ヘッドユニット２４は、記録媒体Ｐが保持された搬送ドラム２１の回転に応じた適切なタイミングで、搬送ドラム２１の搬送面に対向するインク吐出面に設けられたノズル開口部から記録媒体Ｐに対してインクを吐出して画像を形成（記録）する。ヘッドユニット２４は、インク吐出面と搬送面との間が所定の距離だけ離隔されるように配置される。

本実施の形態におけるインクジェット画像形成装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット２４が、記録媒体Ｐの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。

各ヘッドユニット２４は、インクジェットヘッド２４１（図３を参照）を備える。インクジェットヘッド２４１には、インクを貯留する圧力室と、圧力室の壁面に設けられた圧電素子と、ノズルとを各々有する複数の記録素子が設けられている。この記録素子は、圧電素子を変形動作させる駆動信号が入力されると、圧電素子の変形により圧力室が変形して圧力室内の圧力が変化し、圧力室に連通するノズルからインクを吐出する。

インクジェットヘッド２４１に含まれるノズルの直交方向についての配置範囲は、搬送ドラム２１により搬送される記録媒体Ｐのうち画像が記録される領域の直交方向の幅をカバーしている。ヘッドユニット２４は、画像形成時には搬送ドラム２１の回転軸に対して位置が固定されて用いられる。すなわち、インクジェット画像形成装置１は、シングルパス方式の装置である。

ヘッドユニット２４は、それぞれが直交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、直交方向に沿って設けられた搬送ドラム２１とクリーニング部２８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、下面が搬送ドラム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２８と対向する位置に移動する。

定着部２６は、搬送ドラム２１の直交方向の幅に亘って配置された発光部を有する。定着部２６は、搬送ドラム２１に載置された記録媒体Ｐに対して発光部から紫外線等のエネルギー線を照射することにより記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対して所定のエネルギーを付与して上記温度Ｔ２［℃］以上に加温し、これによりインクを硬化させて定着させる。

デリバリー部２７は、内側が２本のローラーにより支持された輪状のベルトを有するベルトループ２７２と、記録媒体Ｐを搬送ドラム２１からベルトループ２７２に受け渡す円筒状の受け渡しドラム２７１とを有し、受け渡しドラム２７１により搬送ドラム２１からベルトループ２７２上に受け渡された記録媒体Ｐをベルトループ２７２により搬送して排紙部３０に送出する。

排紙部３０は、デリバリー部２７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イ３１を有する。

図３は、インクジェット画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。インクジェット画像形成装置１は、媒体加熱部２３と、ヘッドユニット２４が有するインクジェットヘッド駆動部（図中の「ヘッド駆動部」）２４０およびインクジェットヘッド２４１と、定着部２６と、ヘッドクリーニング部（以下、単にクリーニング部という）２８と、制御部４０と、搬送駆動部５１と、入出力インターフェース５２とを備える。

インクジェットヘッド駆動部２４０は、制御部４０の制御に基づいてインクジェットヘッド２４１の記録素子に対して適切なタイミングで画像データに応じて圧電素子を変形動作させる駆動信号を供給することにより、インクジェットヘッド２４１のノズルから画像データの画素値に応じた量のインクを吐出させる。なお、インクジェットヘッド２４１は実際にはヘッドユニット２４内に複数配列されているが、インクジェットヘッド２４１の個数および配列等は、従来と同様であるため、詳述を省略する。

制御部４０は、ＣＰＵ４１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ４２（Random Access Memory）、ＲＯＭ４３（Read Only Memory）および記憶部４４を有する。本実施の形態では、制御部４０は、後述するヘッドクリーニング動作の制御を実行する。また、制御部４０は、本発明の「判定部」としての機能も担う。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３に記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してＲＡＭ４２に記憶させ、当該プログラムを実行して各種の演算処理を行う。また、ＣＰＵ４１は、インクジェット画像形成装置１の全体動作を統括制御する。

ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。なお、ＲＡＭ４２は、不揮発性メモリーを含んでいてもよい。

ＲＯＭ４３は、ＣＰＵ４１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ４３に代えて、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。

記憶部４４には、入出力インターフェース５２を介して外部装置２から入力されたプリントジョブ（画像記録命令）および当該プリントジョブに係る画像データが記憶される。記憶部４４としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）が用いられ、また、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などが併用されてもよい。

搬送駆動部５１は、制御部４０から供給される制御信号に基づいて搬送ドラム２１の搬送ドラムモーターに駆動信号を供給して搬送ドラム２１を所定の速度およびタイミングで回転させる。また、搬送駆動部５１は、制御部４０から供給される制御信号に基づいて、媒体供給部１２、受け渡しユニット２２およびデリバリー部２７を動作させるためのモーターに駆動信号を供給して、記録媒体Ｐの搬送ドラム２１への供給および搬送ドラム２１からの排出を行わせる。

入出力インターフェース５２は、外部装置２と制御部４０との間のデータの送受信を媒介する。入出力インターフェース５２は、例えば各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースのいずれか、または、これらの組み合わせで構成される。

外部装置２は、例えばパーソナルコンピューターであり、入出力インターフェース５２を介して画像記録命令（プリントジョブ）および画像データ等を制御部４０に供給する。

ここで、本実施の形態のインクジェット画像形成装置１に用いられるインクについて説明する。インクジェット画像形成装置１において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（相転位）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４に、本実施の形態のインクジェット画像形成装置１に用いられ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。図４中、点線で示す特性線Ｌ１は温度上昇時におけるインクの粘度の変化例を表し、実線で示す特性線Ｌ２は、温度下降時におけるインクの粘度の変化例を表す。

図４の特性線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（相転位）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、温度Ｔ１［℃］（この例では約７０℃）で液状となる。図４に示す例の場合、この温度Ｔ１（約７０℃）が第１の相転移温度（液化温度）となる。

一方、図４の特性線Ｌ２に示すように、インクは、温度下降時において５０℃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、５０℃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５０℃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４に示す例の場合、約５０℃の温度Ｔ２［℃］が第２の相転移温度（ゲル化温度）となる。

かかるインクは、ヘッドユニット２４内の図示しないインクタンクに貯留され、インクチューブを通じてインクタンクからインクジェットヘッド２４１に供給される。

次に、図５を参照して、クリーニング部２８の概要構成を説明する。クリーニング部２８は、直交方向において搬送ドラム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２８は、ノズル面２４１ａを払拭する払拭布２８１、払拭布２８１を介してノズル面２４１ａに当接又は離間する弾性部材２８２、払拭布２８１をノズル面２４１ａに供給する巻き出しローラー２８３、払拭布２８１を巻き取る巻き取りローラー２８４、これらローラー２８３，２８４や弾性部材２８２を駆動するモーターなどの駆動源を備える。かかる駆動源は、制御部４０の制御（駆動信号）に基づいて動作する。

上記のうち、払拭布２８１は、本発明の「クリーニング部材」に対応する。また、クリーニング部２８は、メンテナンスの際にノズル（ノズル面２４１ａ）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２８１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（すなわちノズル面２４１ａ）全体をカバー可能なサイズに形成されている。払拭布２８１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よく、例えば不織布等が用いられる。

本実施の形態では、払拭布２８１は、制御部４０の駆動信号に基づいて、巻き出しローラー２８３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２８４に巻き取られる。これにより、払拭布２８１は交換可能となっている。また、払拭布２８１は、弾性部材２８２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、制御部４０の駆動信号に基づいて、弾性部材２８２とともに移動する（図５中の両矢印参照）。

弾性部材２８２は、払拭布２８１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（すなわちインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａ）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２８２は、ヘッドユニット２４の下面すなわちノズル面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２８２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よい。

このような弾性部材２８２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２８１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２８１をノズル面２４１ａに密着させることができる。

ヘッドクリーニング動作の一具体例としては、図５に示す状態から弾性部材２８２が上方に移動して払拭布２８１をノズル面２４１ａに押し当てた後、ヘッドユニット２４を水平方向（例えば図５中の左右方向）に往復移動させる。あるいは、ヘッドクリーニング動作の他の一具体例として、上述のように払拭布２８１をノズル面２４１ａに押し当てた後、ヘッドユニット２４を動かさず、巻き出しローラー２８３および巻き取りローラー２８４を回転させて、払拭布２８１を図５中の左方向に移動させるようにしてもよい。上記のようなヘッドクリーニング動作を行うことにより、ノズル面２４１ａに付着したインクやその他の異物を払拭布２８１で払拭し、除去することができる。

また、図３に示すように、インクジェットヘッド２４１は、加熱部としてのヒーター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。一具体例では、ヒーター２４０１は、インクジェットヘッド２４１内の上述した圧力室（共通インク室とも呼ばれる。）に設けられている。本実施の形態では、ヒーター２４０１が発熱することによって、当該インクジェットヘッド２４１内のインクが加熱されるとともに、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａも加熱される。

また、インクジェットヘッド２４１の圧力室には、インクの温度を測定するための温度センサー２４０２（図３参照）が設けられている。制御部４０は、かかる温度センサー２４０２の検知結果に基づき、インクジェットヘッド２４１の温度がインク吐出時（通常の印刷時）のインクの温度が適正な温度となるように、ヒーター２４０１に供給する電力を制御する。

ところで、上述のようなクリーニング部２８を備えた従来のインクジェット方式による画像形成装置では、払拭布２８１（クリーニング部材）をノズル面２４１ａに押し当てた際に、払拭布２８１や弾性部材２８２の温度あるいは雰囲気温度によってノズル面２４１ａの温度低下量が左右され、適切なヘッドクリーニングができない場合があった。

以下、この問題を、上述した図４および図６を参照してより詳しく説明する。図６は、従来のインクジェット方式による画像形成装置におけるヘッドクリーニング動作中の温度変化を実測したチャート図である。

一般に、インクジェット方式による画像形成装置で用いられるインクの粘度は、温度によって変化する。一例として、図４で説明したように、インク温度が５０～７０℃で相転移し粘度が変化するようなインクの場合、ヒーター等により５０～７０℃に加熱されることで相転移し、また、相転移の範囲以外の温度（この例では５０℃未満あるいは７１℃以上）でも温度に応じて粘度が変化する。

上述のように、図４で例示したインクは、昇温時（特性線Ｌ１）および降温時（特性線Ｌ２）に、それぞれ温度Ｔ１（約７０℃）および温度Ｔ２（約５０℃）の相転移点を有している。この場合、制御部４０は、インク吐出時（印刷時）やヘッドクリーニング時に、インクジェットヘッド２４１を少なくとも相転位温度Ｔ１（約７０℃）以上とするように制御（温度管理）する必要がある。一具体例では、制御部４０は、印刷時における吐出安定性やヘッドクリーニング時におけるヘッドメンテナンスの観点から、ヘッドユニット２４内のインクの粘度が安定するように、インクジェットヘッド２４１の温度が例えば７５～８０℃に保たれるように温度制御を行う。

一方、インクジェット画像形成装置１が置かれる雰囲気環境により、払拭布２８１や弾性部材２８２（以下、「払拭布等」という）の温度は変化する。例えば、雰囲気温度が１０℃の環境においては、払拭布等の温度も約１０℃程度となり、雰囲気温度が３０℃の環境においては、払拭布等の温度も約３０℃程度になる。

上記の様な状況で、上述したヘッドクリーニング動作を行うと、払拭布等の温度に応じて、クリーニング中のインクジェットヘッド２４１の表面（ノズル面２４１ａ）と払拭布２８１の接触面の温度が急激に低下する。ここで、図６は、環境温度すなわち払拭布等の温度が２３℃の環境において、上述したヘッドクリーニング動作（払拭布２８１の払拭動作）を行った場合の払拭布２８１が当接されたノズル面２４１ａの温度（以下、単に「接触面」という）の温度を実測した結果を示している。

図６に示す例では、払拭動作の開始前（図６中の０～１（ｓｅｃ））では接触面が約８０℃に維持されており、一方、払拭動作の開始直前に払拭布２８１がノズル面２４１ａに当接することにより（図６中の「当接」参照）、かかる接触面の温度が約６０℃まで急激に低下している。そして、接触面の温度は、払拭動作中（図６中の「クリーニング中」参照）も約６０℃のままであり、払拭動作が終了して払拭布２８１がノズル面２４１ａから離間することにより（図６中の「離間」参照）、元の約８０℃に速やかに戻る。

かくして、従来のヘッドクリーニング動作では、払拭動作の開始から終了時までは、接触面の温度が適切な温度領域（この例では７５～８０℃）から逸脱し、インクの粘度が上昇する（図６中の「増粘」参照）。そして、インクの粘度が上昇した状態で払拭動作を行うと、増粘したインクが、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに付着する又は払拭布２８１に付着した後にノズル面２４１ａに付着することにより、後の印刷時に画像不良を引き起こしやすくなる。加えて、環境温度がより低い場合には、払拭動作時に接触面の温度が図４で上述した温度Ｔ２（約５０℃のゲル化温度）まで下がるケースも考えられ、この場合、インクジェットヘッド２４１のノズルにインク詰まりが発生するなど、さらなる問題が発生し得る。

上述のような実測および種々の実験を行った結果、本発明者らは、適切なヘッドクリーニングを行うためには、かかる接触面の温度管理が重要となる、との知見を得るに至った。

かかる知見に基づき、本実施の形態のインクジェット画像形成装置１では、ヘッドクリーニング時に、加熱されたインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａと払拭布２８１（クリーニング部材）とを当接させ、払拭布２８１が当接されることにより閾値未満の温度に低下したノズル面２４１ａ（接触面）の温度が閾値以上の温度になるまで当該当接を保持し、かかる接触面の温度が閾値以上の温度になった後に、払拭布２８１によりノズル面２４１ａを払拭する動作を行う構成とした。図７に、本実施の形態におけるヘッドクリーニング時における接触面の温度変化を実測したプロット図を示す。

すなわち、従来技術では、図１および図６に示すように、払拭布２８１とインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａとを当接させた後、速やかにノズル面２４１ａの払拭動作（すなわち払拭布２８１とノズル面２４１ａとの相対移動）を開始する。これに対し、本実施の形態では、払拭布２８１とインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａとを当接させる動作（この動作により接触面の温度が急激に低下する）の後、図７に示すように、接触面の温度が閾値（予め定められた所定温度）まで上がるまでは払拭動作を行わずに待機し（図７中の「待機」の期間を参照）、接触面の温度が閾値（図７の例では７５℃）に達した時点で上述した払拭動作を開始する。このような動作とすることにより、払拭布等の温度や雰囲気温度が変化してもクリーニング性能の低下を抑制することができる。

本実施の形態では、接触面の温度を測定するために、図８に示すように、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａの近傍に、温度センサー２４０３を追加的に設けている。かかる温度センサー２４０３は、図３で上述した圧力室内の温度センサー２４０２とは別のものであり、本発明の「第１の温度検知部」に対応する。そして、制御部４０は、この温度センサー２４０３の検知結果に基づいて、上記の接触面が閾値以上の温度になったか否かを判定し、閾値以上の温度になったと判定した場合に上記の払拭動作を行うように、クリーニング部２８（上述した巻き取りローラー２８４等）を制御する。

他の構成例として、図８に示すように、弾性部材２８２の上方に温度センサー２４０４を設ける構成としてもよい。かかる温度センサー２４０４は、払拭布２８１（クリーニング部材）を介してインクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａと対抗する位置に設置された「第２の温度検知部」に対応する。そして、制御部４０は、この温度センサー２４０４の検知結果に基づいて、上記の接触面が閾値以上の温度になったか否かを判定し、閾値以上の温度になったと判定した場合に上記の払拭動作を行うように、クリーニング部２８を制御する。

あるいは、上述した温度センサー２４０３（第１の温度検知部）および温度センサー２４０４（第２の温度検知部）の両方を設ける構成としてもよい。この場合、制御部４０は、これら温度センサー２４０３および２４０４の検知結果に基づいて（例えば両センサー２４０３および２４０４の検知温度の平均値により）、上記の接触面が閾値以上の温度になったか否かを判定し、閾値以上の温度になったと判定した場合に上記の払拭動作を行うように、クリーニング部２８を制御する。

さらに、接触面が閾値以上の温度になったか否かを判定する手法として、以下のようにしてもよい。すなわち、制御部４０は、ノズル面２４１ａと払拭布２８１とが当接する前の払拭布２８１の温度に基づいて、ノズル面２４１ａと払拭布２８１との当接時からノズル面２４１ａの温度が閾値に達するまでの時間を推定し、該推定された時間が経過したか否かにより閾値以上の温度になったか否かを判定する。ここで、ノズル面２４１ａと払拭布２８１とが当接する前の払拭布２８１の温度は、インクジェット画像形成装置１内に設けられた既存の温度センサーにより検出された環境温度（すなわちクリーニング部２８の周囲の温度）から推定することができる。あるいは、温度センサー２４０４（第２の温度検知部）を設けた構成の場合、ノズル面２４１ａと払拭布２８１とが当接する前の払拭布２８１の温度は、かかる温度センサー２４０４の検知結果から推定することができる。

なお、ノズル面２４１ａと払拭布２８１との当接時における接触面の温度低下が小さい場合（例えば環境温度や払拭布２８１の温度が高い場合）には、ノズル面２４１ａと払拭布２８１との当接の保持（図７中の「待機」参照）を行う必要がないケースも考えられる。

したがって、一具体例では、制御部４０は、ヘッドクリーニングを行う際のノズル面２４１ａと払拭布２８１との当接の前後において、温度センサー２４０３（第１の温度検知部）または２４０４（第２の温度検知部）により検知された温度に基づいて、ノズル面２４１ａの温度低下が予め設定された値（所定値）未満か否かを判定する。そして、制御部４０は、かかる温度低下が所定値未満であると判定した場合、払拭布２８１によりノズル面２４１ａを払拭する動作を直ちに行うようにクリーニング部２８を制御する。かかる制御とすることにより、適切なヘッドクリーニングを行いつつ生産性の向上を図ることができる。

上記の「所定値」は、特に限定されるものではない。但し、本発明者らが実験した結果では、接触面の温度低下が１０℃未満であれば、ノズル面２４１ａと払拭布２８１との当接の保持（図７中の「待機」）を行わない従来通りのヘッドクリーニング動作であっても、後の印刷時に画像不良等の問題は発生しなかった。これに対し、接触面の温度低下が１０℃以上の場合に従来のヘッドクリーニング動作を行った結果では、後の印刷時に、許容できるレベルではあるが、射出曲がりに起因した軽微な画像ノイズが発生した。さらに、接触面の温度低下が３０℃以上である場合に従来のヘッドクリーニング動作を行った結果では、後の印刷時に、射出曲がりに起因した許容できない酷い画像ノイズが発生した。かかる結果に鑑みれば、「所定値」は、少なくとも３０℃よりも小さい値に設定することが好ましく、より好ましくは１０℃に設定するとよい。なお、上記の実験における実験条件等の詳細については後述する。

上記のように構成されたインクジェット画像形成装置１において、制御部４０により行われるノズル面２４１ａのヘッドクリーニング処理の一例について、図９を参照して説明する。図９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９に示すステップＳ１０～ステップＳ５０の処理は、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。

ステップＳ１０の処理に先立って、制御部４０は、ノズル面２４１ａの温度がインク吐出時の設定温度よりも高い温度、かつ、インクの重合温度よりも低い温度（例えば８０℃）となるように、ヒーター２４０１に電力を供給して、インクジェットヘッド２４１を加熱する。このような温度に制御することにより、ノズル面２４１ａのクリーニングに適した状態となる。この温度制御のための一具体例としては、制御部４０は、圧力室内の温度センサー２４０２（図３参照）およびノズル面２４１ａの近傍の温度センサー２４０３（図８参照）の各々の検知温度を監視しながら、ヒーター２４０１に電力を供給する。

そして、ステップＳ１０において、制御部４０は、インクジェットヘッド２４１（この例では複数のインクジェットヘッド２４１が収容されたヘッドユニット２４）を、クリーニング部２８が配置されたクリーニング位置に移動させる。

続いて、制御部４０は、クリーニング部２８に駆動信号を出力して、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに、払拭布２８１を介して弾性部材２８２を押し当てる（ステップＳ２０）。かかる動作により、ノズル面２４１ａに払拭布２８１（クリーニング部材）が当接して、払拭布２８１とノズル面２４１ａとが密着する。多くの場合、この動作によって、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａと払拭布２８１との接触面の温度が大幅に低下する（図７中の「当接」を参照）。

続いて、制御部４０は、かかるノズル面２４１ａの温度が、使用するインクの種類に応じて設定された閾値（例えば７５℃）に達したか否かを判定する（ステップＳ３０）。このとき、制御部４０は、ノズル面２４１ａの温度が閾値に達していない（ステップＳ３０、ＮＯ）と判定した場合、ヒーター２４０１に電力を供給する処理を続行して、ステップＳ３０の判定を繰り返し行う（図７中の「待機」の期間を参照）。そして、制御部４０は、ノズル面２４１ａの温度が閾値に達した（ステップＳ３０、ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ４０に移行する。

ステップＳ４０において、制御部４０は、上述したヘッドクリーニングの動作、すなわち、ノズル面２４１ａを払拭布２８１で払拭する動作を、予め定められた時間（例えば１秒間）実施する（図７中の「クリーニング中」の期間を参照）。

かかるヘッドクリーニング動作の終了後のステップＳ５０において、制御部４０は、クリーニング部２８に駆動信号を出力して、払拭布２８１とともに弾性部材２８２をノズル面２４１ａから離間させる（図７中の「離間」を参照）。

このような処理を行う本実施の形態によれば、払拭布２８１（クリーニング部材）の温度や雰囲気温度が変化しても、ヘッドクリーニングの性能低下を抑制することができる。

上記した実施形態では、クリーニング部材が払拭布２８１である場合について説明した。他方、クリーニング部材はこれに限られず、他にも例えば、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であってもよい。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に当接した状態でヘッドユニット２４と当該ブレードとがインクジェットヘッド２４１の長手方向に相対移動することで、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、粘度の変化により相転位する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（例えば水溶性のインク）を用いてもよい。

［実験例］
最後に、上記実施の形態の構成における効果を確認するための評価実験１，２について説明する。

（実験方法等）
まず、各実験に共通する事項について説明する。各実験では、クリーニング部材として、厚さ０．５ｍのナイロンとポリエステルからなる繊維を編み込んだ布状の払拭布２８１を用いた。使用したインクは、図４で前述した特性（すなわち２つの相転移温度Ｔ１、Ｔ２）を有するインクである。また、インクジェットヘッド２４１の加熱温度は、吐出安定性の観点から、ノズル面２４１ａに設置された温度センサー２４０３（図８参照）とインクジェットヘッド２４１を加熱するヒーター２４０１（図３参照）により、ノズル面２４１ａが８０℃に加熱されるように設定および制御した。

（比較例）
各評価実験に先立って、従来技術の問題点を確認するための比較実験を行った。具体的には、従来構成のインクジェット画像形成装置を用いて、インクジェット画像形成装置の置かれている環境温度を１０℃～３０℃以上の種々の温度に設定してインクジェットヘッド２４１のクリーニングを行い、当該クリーニング後に、記録媒体Ｐにテスト用の画像を印刷して、画像不良等の発生の有無を検査した。

比較実験において、環境温度を３０℃に設定した場合、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との当接時に、かかる接触面の温度が約７０℃に低下し、上記の制御温度（８０℃）からの温度低下（温度差）が１０℃未満に抑えられた。この場合、後の印刷時に画像ノイズ（射出曲り）は発生しなかった。加えて、環境温度を３０℃以上の種々に設定して同様の実験を行ったところ、同様に、後の印刷時に画像ノイズ（射出曲り）は発生しなかった。この結果、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との当接時における接触面の温度が制御温度に対して１０℃未満の範囲で低下している場合には、従来通りのヘッドクリーニング方法によりヘッドクリーニングが正常に行われることが確認された。

また、環境温度を２０℃に設定した場合、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との当接時における接触面の温度が約６０℃に低下して、制御温度（８０℃）からの温度低下が２０℃になった。この場合、後の印刷時に、射出曲りに起因した、許容出来る軽微な画像ノイズが発生した。加えて、環境温度を２０℃の前後の種々に設定して同様の実験を行ったところ、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との当接時における接触面の温度が制御温度に対して１０℃以上３０℃未満の範囲で低下している場合に、後の印刷時に、許容範囲内の画像ノイズ（射出曲がり）が発生することが判明した。かかる画像ノイズ（射出曲がり）は、接触面の温度低下によって、ノズル面２４１ａに付着しているインクの粘度が上昇し、払拭布２８１の払拭動作によるクリーニング性が低下したために発生したものと考えられる。

さらに、環境温度を１０℃に設定した場合、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との当接時における接触面の温度が約５０℃に低下して、制御温度（８０℃）からの温度低下が３０℃に達した。この場合、後の印刷時に、射出曲りに起因した、許容できない酷い画像ノイズが発生した。加えて、環境温度を１０℃未満の種々の値に設定して同様の実験を行ったところ、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との当接時における接触面の温度が制御温度に対して３０℃以上低下している場合には、後の印刷時に、許容範囲外となる画像ノイズ（射出曲がり）が発生することが確認された。かかる画像ノイズ（射出曲がり）は、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との接触面の温度が相転移点（図４に示す温度Ｔ２）を下回り、インクの粘度が急激に上昇したため、クリーニング性の低下により、あるいは払拭布２８１からの再付着により発生したものと考えられる。

以上の比較実験の結果を、図１０の表中の「比較例」欄に示す。図１０の表中、「○」は画像ノイズ（射出曲がり）が発生せず、高品質の画像が得られた場合、「△」は許容範囲内（規格上限まで）の画像ノイズ（射出曲がり）が発生した場合、「×」は許容範囲外（規格外）の画像ノイズ（射出曲がり）が発生した場合を示す。かかる「○」、「△」、「×」の評価は、後述する実施例および図１１の表でも同じである。

（評価実験１）
上述した実施の形態の効果を確認する評価実験１では、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との接触面の温度が、払拭布２８１の当接後、閾値となる所定温度（この例では７５℃）に達するまでは上述した払拭動作を行わずに待機し、７５℃に達した時点で払拭動作を行った。インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との接触面の温度は、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａに設置された温度センサー２４０３（図８参照）により測定した。上述した図７は、かかる測定結果の一例を示すものである。

評価実験１では、上記の待機および７５℃に達した時点での払拭動作を、上述した比較実験１で「△」や「×」の結果となった環境温度条件（３０℃未満～１０℃以下）において行った。かかる比較実験１では、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１の接触面の温度が、インク粘度が適切に保たれる温度である７５℃に達した後に払拭動作を開始するため、インクジェットヘッド２４１のノズル面２４１ａにあるインクが増粘せず、払拭布２８１で適切にクリーニングすることができた。また、評価実験１によれば、ヘッドクリーニング後の印刷時に画像ノイズ（射出曲り）は発生せず、高品質の画像が得られた。以上の結果を図１０の表の「実施例１」欄に示す。

（評価実験２）
評価実験２では、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との接触面の温度は、払拭布２８１がインクジェットヘッド２４１に当接してからの時間を計測し、インクジェット画像形成装置１が置かれている環境温度に対応した所定時間が経過したか否かにより、接触面の温度が所定温度（７５℃）に達したか否かを判断（推定）した。また、評価実験２では、誤差等を考慮して、インクジェットヘッド２４１と払拭布２８１との接触面の温度が、払拭布２８１の当接後、所定温度（７５℃）を上回ると推定されるタイミングまで払拭動作を行わなかった。評価実験２では、上記以外は比較実験１と同様の環境温度条件で実験した。

まず、評価実験２の前に、払拭布２８１がインクジェットヘッド２４１に当接してから上記接触面の温度が所定温度（７５℃）に達するまでの実際の時間を測定した。この結果、環境温度が２０℃の場合、インクジェットヘッド２４１に払拭布２８１が当接してから約１秒経過したときに、かかる接触面が所定温度（７５℃）に達した。また、環境温度が１０℃の場合、インクジェットヘッド２４１に払拭布２８１が当接してから約３秒経過したときに、かかる接触面が所定温度（７５℃）に達した。

この結果を踏まえて、評価実験２では、環境温度が２０℃の場合には２秒待機し、環境温度が１０℃の場合には４秒待機した後に払拭動作を開始したところ、後の印刷時に画像ノイズ（射出曲り）が発生することなく、高品質の画像が得られた。以上の結果を図１１の表に纏めて示す（「実施例２」欄参照）。

かくして、本実施の形態のヘッドクリーニングの手法によれば、払拭布２８１（クリーニング部材）の温度や雰囲気温度が変化しても、ヘッドクリーニングの性能を維持することができることが確認された。

なお、上述した待機時間等の数値は、払拭布２８１（クリーニング部材）の種類やインクの種類、あるいはクリーニング部２８の構成によっても、好適値が変わるものであり、上記の実施例の値に限定されるものではない。

その他、上記実施の形態および実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ インクジェット画像形成装置
１０ 給紙部
１２ 媒体供給部
２０ 画像形成部
２１ 搬送ドラム（搬送部）
２３ 媒体加熱部
２４ ヘッドユニット
２６ 定着部
２７ デリバリー部
２８ ヘッドクリーニング部
３０ 排紙部
４０ 制御部（判定部）
５１ 搬送駆動部
２４１ インクジェットヘッド
２４１ａ ノズル面
２８１ 払拭布（クリーニング部材）
２８２ 弾性部材
２４０１ ヒーター（加熱部）
２４０２～２４０４ 温度センサー
２４０３ 温度センサー（第１の温度検知部）
２４０４ 温度センサー（第２の温度検知部）
Ｐ 記録媒体

Claims (14)

1. インクジェットヘッドにおけるインクを吐出するノズル面に接触して該ノズル面をクリーニングするクリーニング動作を行うためのクリーニング部材と、
   前記クリーニング動作の制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   加熱された前記インクジェットヘッドの前記ノズル面と前記クリーニング部材とを当接させ、
   前記クリーニング部材が当接されることにより閾値未満の温度に低下した前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になるまで当該当接を保持し、
   前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になった後に、前記クリーニング動作の制御を行う、
   ヘッドクリーニング装置。
2. 前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になったか否かを判定する判定部を備え、
   前記制御部は、前記閾値以上の温度になったと判定された場合に前記クリーニング動作の制御を行う、
   請求項１に記載のヘッドクリーニング装置。
3. 前記判定部は、前記ノズル面の近傍に設けられた第１の温度検知部による検知結果に基づいて、前記閾値以上の温度になったか否かを判定する、
   請求項２に記載のヘッドクリーニング装置。
4. 前記判定部は、前記クリーニング部材を介して前記インクジェットヘッドの前記ノズル面と対向する位置に設けられた第２の温度検知部による検知結果に基づいて、前記閾値以上の温度になったか否かを判定する、
   請求項２に記載のヘッドクリーニング装置。
5. 前記判定部は、前記ノズル面の近傍に設けられた第１の温度検知部による検知結果、および前記クリーニング部材を介して前記インクジェットヘッドの表面と対向する位置に設けられた第２の温度検知部による検知結果に基づいて、前記閾値以上の温度になったか否かを判定する、
   請求項２に記載のヘッドクリーニング装置。
6. 前記判定部は、前記ノズル面と前記クリーニング部材とが当接する前の前記クリーニング部材の温度に基づいて、前記ノズル面と前記クリーニング部材との当接時から当該ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になるまでの時間を推定し、該推定された時間が経過したか否かにより前記閾値以上の温度になったか否かを判定する、
   請求項２に記載のヘッドクリーニング装置。
7. 前記判定部は、前記ノズル面と前記クリーニング部材とが当接する前の前記クリーニング部材の温度を、前記ヘッドクリーニング装置の周囲の温度から推定する、
   請求項６に記載のヘッドクリーニング装置。
8. 前記インクジェットヘッドは、前記ノズル面と前記クリーニング部材とが当接する際に、インク吐出時の設定温度よりも高く、かつ、前記インクの重合温度よりも低い温度に加熱されている、
   請求項１から７のいずれかに記載のヘッドクリーニング装置。
9. 前記制御部は、前記クリーニング部材と前記インクジェットヘッドの前記ノズル面とを当接させた場合の前記ノズル面の温度低下が所定値未満の場合、前記クリーニング部材により前記ノズル面をクリーニングする動作を直ちに実行するように制御する、
   請求項１から８のいずれかに記載のヘッドクリーニング装置。
10. 前記インクは、温度に応じて粘度が変化する、
    請求項１から９に記載のヘッドクリーニング装置。
11. 前記インクは、前記粘度の変化により相転位し、昇温時における相転移温度Ｔ１［℃］および降温時における相転位温度Ｔ２［℃］（Ｔ１＞Ｔ２）を有する、
    請求項１０に記載のヘッドクリーニング装置。
12. 前記制御部は、前記ノズル面と前記クリーニング部材とが当接する際に、前記インクジェットヘッドの前記ノズル面が前記相転移温度Ｔ１［℃］以上になるように制御する、
    請求項１１に記載のヘッドクリーニング装置。
13. 請求項１～１２のいずれかに記載のヘッドクリーニング装置と、
    記録媒体を前記インクジェットヘッドに対向させて搬送する搬送部と、を備える、
    インクジェット画像形成装置。
14. クリーニング部材をインクジェットヘッドのノズル面に接触させて該ノズル面をクリーニングする動作を行うクリーニング方法であって、
    加熱された前記インクジェットヘッドの前記ノズル面と前記クリーニング部材とを当接させ、
    前記クリーニング部材が当接されることにより閾値未満の温度に低下した前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になるまで当該当接を保持し、
    前記ノズル面の温度が前記閾値以上の温度になった後に、前記クリーニング部材により前記ノズル面をクリーニングする動作を行う、
    クリーニング方法。

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