インクジェット記録装置の回復装置およびインクジェット記録装置
【課題】インクジェット記録装置において、複数の記録ヘッドに対応して設けた複数のキャップ部材に対し、単一の負圧付与手段を用いて過不足なく負圧を付与することを可能とする。
【解決手段】インクジェット記録装置の回復装置には、複数の記録ヘッド１０２のそれぞれのインク吐出口を外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材２０１が設けられている。また、回復装置は、複数のキャップ部材２０１に連通すると共に負圧発生手段４０１に連通する共通圧力室４０７を備える。
【解決手段】インクジェット記録装置の回復装置には、複数の記録ヘッド１０２のそれぞれのインク吐出口を外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材２０１が設けられている。また、回復装置は、複数のキャップ部材２０１に連通すると共に負圧発生手段４０１に連通する共通圧力室４０７を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出し記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に関し、詳しくは、吐出口から強制的にインクを吸引して排出させることが可能な回復装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、インクを吐出可能な複数のノズルを高密度に配置した記録ヘッドを用いて高精細な画像を形成することができる。このインクジェット記録装置で用いられる記録ヘッドの吐出口面には、ノズル内のインク滴を吐出するための吐出口が複数個形成されている。この吐出口の大きさは数十μ程度である。このように微小な吐出口からインクを吐出するインクジェット記録装置では、インク吐出が行われない状態が継続すると、ノズル内のインクに増粘、あるいは固化することがある。インクの増粘や固化がノズル内に生じた場合、ノズルからの正常なインク吐出が阻害される可能性がある。
【０００３】
このような現象を防ぐため、インクが吐出されていない状態が一定時間以上継続した場合に、ノズル内の増粘あるいは固化したインクを吸い出すことによって、ノズル内のインクをリフレッシュさせることが行われている。このような処理は、一般的に吸引回復処理と呼ばれ、この処理を実施する装置を一般的に吸引回復装置と称している。
【０００４】
一般的なインクジェット記録装置の吸引回復装置は、吐出口が形成されている記録ヘッドの吐出口面に密接して吐出口の周囲を覆うキャップ部材と、キャップ部材と吐出口面とによって形成されている空間内に負圧を発生させる負圧発生手段とを備える。そして、複数の記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の中には、上記のようにキャップ部材と負圧発生手段とを備えた吸引回復装置が複数の記録ヘッドそれぞれに対応して設けられているものがある。この場合、吸引回復装置によってインクジェット記録装置全体が大型化するという問題があった。
【０００５】
そこで、一つのキャップ部材を設け、複数の記録ヘッドをキャリッジと共にこのキャップ部材へ順次移動させて吸引回復処理を行う方式を採るものもある。これによれば、吸引回復装置の小型化を図ることが可能である。しかしこの方式では、複数の記録ヘッドそれぞれに対して順次吸引回復処理を行うため、回復処理に多くの時間を要するという課題がある。
【０００６】
これに対し、複数のキャップ部材を複数の流路を介して一つの負圧発生手段に連結し、複数の記録ヘッドに対して一つの負圧発生手段で発生させた負圧を付与することで、複数の記録ヘッドの吸引回復を同時に行う構成も知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３４７６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の吸引回復装置には、次のような課題がある。すなわち、特許文献１に記載の吸引回復装置では、異なる位置に配置された複数のキャップが、一箇所に配置された負圧発生手段へと異なる流路を介して連結されており、各流路の長さが不均一になっている。このため、各流路における圧力損失に差による影響で、キャップ内に付与される負圧に差が生じる結果、目標とする負圧への到達時間が記録ヘッド毎に異なることとなり、記録ヘッドによって回復状態に差が生じるという課題がある。
【０００９】
これに対し、上記のような圧力損失の差に起因する回復状態の差を低減すべく、流路での圧力損失を見込んで記録ヘッドに付与する圧力を大きくしたり、吸引回復時間を長くすることで必要とされる回復状態を満たしたりすることは可能である。しかし、圧力を大きくした場合には、圧力損失が小さい流路では記録ヘッドに対して必要以上の圧力がかることになり、また逆に、クリーニング時間を長くした場合には、圧力損失が小さい流路については所定の圧力が必要時間以上かかることになる。従って、いずれの場合もクリーニングにより無駄なインクが消費されることになり、ランニングコストの観点から、クリーニングによるインク消費量は可能な限り少なくする必要がある。従って、上記の対策は十分な解決策にはならない。
【００１０】
本発明は、複数の記録ヘッドに対応して設けた複数のキャップ部材に対し、単一の負圧付与手段を用いて過不足なく負圧を付与することが可能なインクインクジェット記録装置および記録ヘッドの回復方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は以下の構成を有する。
【００１２】
すなわち、本発明の第１の形態は、インクジェット記録装置に用いられる複数の記録ヘッドの各々のインク吐出口に負圧を付与することによって前記インク吐出口から強制的にインクを吸引して排出させる回復装置であって、前記複数の記録ヘッドに対して密接・離間可能であり、密接時には前記インク吐出口をそれぞれ外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材と、前記インク吐出口に付与するための負圧を発生させる負圧発生手段と、前記複数のキャップ部材に連通すると共に前記負圧発生手段に連通する共通圧力室と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の形態は、複数の記録ヘッドのそれぞれに形成されたインク吐出口からインクを吐出させて記録媒体への記録を行うと共に、前記複数の記録ヘッドの各々のインク吐出口に負圧を付与することによって前記インク吐出口から強制的にインクを吸引して排出させる回復手段を備えたインクジェット記録装置であって、前記回復手段は、前記複数の記録ヘッドに対して密接、離間可能であり、密接時には前記インク吐出口をそれぞれ外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材と、前記インク吐出口に付与するための負圧を発生させる負圧発生手段と、前記複数のキャップ部材に連通すると共に前記負圧発生手段に連通する共通圧力室と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、負圧発生手段とキャップ部材との間に設けた共通圧力室から複数のキャップに同一の負圧を供給することができ、キャップ部材から記録ヘッドに付与すべき負圧が目標圧力に到達するまでの時間を同一にすることができる。このため、回復処理において過不足なくインクを排出させることができ、全ての記録ヘッドの吐出性能の適正化およびランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態におけるインクジェット記録装置を模式的に示す正面図である。
【図２】待機状態から記録動作に至る一連の動作を示す動作説明図である。
【図３】ワイピング回復処理時の一連の動作を示す動作説明図である。
【図４】第１の実施形態における回復装置の全体構成を示す模式図である。
【図５】第１の実施形態における回復ユニットを長手方向断面図である。
【図６】第１の実施形態における回復ユニットを幅方向に切断したものの斜視図である。
【図７】第１の実施形態における回復処理の一連の工程を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態における回復ユニットの長手方向断面図である。
【図９】第２の実施形態における回復処理の一連の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合も表すものとする。
【００１８】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００１９】
さらに、「インク」とは、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、あるいはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるインクジェット記録装置（以下、単に記録装置と称す）を模式的に示す正面図である。
【００２１】
本実施形態における記録装置１００には、画像情報を送るホストＰＣ（パーソナルコンピータ）１０１が接続されている。記録装置１００には、４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙはラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に沿って複数のノズルが配列されている。これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙにおいてノズルが配列されている長さは、記録装置１００で記録可能な記録媒体の最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙは、画像形成中は定位置に保持されて移動しない。なお、本実施形態で用いられる記録ヘッドは、各ノズルに設けた電気熱変換素子（ヒータ）の熱エネルギによってインクに気泡を発生させ、その気泡発生時の圧力によってインクを吐出するものとなっている。
【００２２】
４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙから初期状態の適正な吐出性能を維持できるように、記録装置１００には回復装置が組み込まれている。この回復装置は、記録ヘッドのノズル内の増粘インクなどを強制的に吸引する吸引回復処理と、前記記録ヘッドの吐出口面１０３Ｋ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｙに付着したインクを払拭するワイピング動作とを行う。この回復装置によって記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙにおけるノズルのインク吐出状態を初期の適正なインク吐出状態に回復させることができる。回復装置は、後述のキャップユニットおよびブレードなどを備える回復ユニット１０５と、吸引動作を行うためにキャップに負圧を発生させる負圧発生手段とから構成されている。また、回復装置１０５は装置からワンタッチで脱着可能な構成となっており、サービスマンあるいはユーザが所定のタイミングで交換できるようになっている。なお、以下の説明において、４つの記録ヘッドを特に区別する必要がない場合には、４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙをまとめて記録ヘッド１０２と記載する。また、吐出口面１０３Ｋ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｙも同様に、これらをまとめて吐出口面１０３と記載する場合もある。
【００２３】
回復ユニット１０５には、キャッピング機構１０４が備えられている。このキャッピング機構１０４は、回復処理を行う際に４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙのインク吐出口面に形成された吐出口の周囲に密着して吐出口を外気から遮断することができるように構成されている。キャッピング機構１０４は各記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙに独立して設けられている。
【００２４】
ロ−ル紙Ｐはロール紙供給ユニット１０６から供給され、記録装置１００に組み込まれた搬送機構１０７によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構１０７は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト１０８と、この搬送ベルト１０８を巡回移動させる搬送モータ１０９と、搬送ベルト１０８に張力を与えるローラ１１０などから構成されている。
ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの記録ヘッド１０２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて記録ヘッド１０２Ｋに配置された複数のノズルからブラックインクを選択的に吐出する。同様に記録ヘッド１０２Ｃ、記録ヘッド１０２Ｍ、記録ヘッド１０２Ｙが、順次、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。記録装置１００には、上記の部品・部材の他、各記録ヘッド１０２に供給されるインクが貯留されたメインタンク１１１Ｋ、１１１Ｃ、１１１Ｍ、１１１Ｙや、記録ヘッドへのインクの供給および回復処理を行うための各種ポンプ（図４等参照）などが備えられている。
【００２５】
次に図２（ａ），（ｂ），（ｃ）および図３（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して、本実施形態によって実施される一連の回復処理を詳細に説明する。
【００２６】
図２（ａ）は、待機状態の記録ヘッド１０２と回復装置１０５との位置関係を示したものであり、キャップユニット２０１が記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に密着し吐出口部が外気から遮断された状態にある。
【００２７】
この状態にて、ホストＰＣより印刷開始の指示がくると、図２（ｂ）に示すように、記録装置に設けられた不図示の制御手段がモータなどの駆動手段（図示せず）を駆動し、記録ヘッド１０２をＣ方向に移動させる。この後、制御手段は記録装置１００に固定されているモータ２０４を駆動し、ギア群２０６を介して記録装置１００に固定されているタイミングベルト２０３を移動させ、回復ユニット１０５を図２（ｃ）に示すＥ方向へと移動させて行く。回復ユニット１０５が記録ヘッド１０２と対向しない所定の退避位置まで移動するとセンサ２０５からの検出信号に基づいて制御手段はモータ２０４の駆動を停止させる。回復ユニット１０５が退避位置に保持されると、制御手段は図外のモータを駆動して不図示のヘッド移動機構を移動させ、記録ヘッド１０２をＤ方向へと移動させ、不図示の記録媒体の近傍で停止させる。この後、記録ヘッド１０２による印刷動作が開始される。
【００２８】
記録動作が終了すると、制御手段はヘッド移動機構を作動させ、記録ヘッド１０２をＣ方向に移動させた後、モータ２０４を駆動して回復ニット１０５をＦ方向に移動させる。これにより、記録ヘッド１０２と回復ユニット１０５は図２（ｃ）に示すように所定の間隙を介して互いに対向する状態となる。その後、制御手段はヘッド移動機構を作動させ、記録ヘッド１０２をＤ方向へと移動させることにより、図２（ａ）に示すように回復ユニット１０５を記録ヘッド１０２の吐出口面に密着させる。
【００２９】
次に、図３を参照して、記録ヘッド１０３の吐出口面に付着したインクを除去するために行うワイピング回復について説明する。
【００３０】
ワイピング回復とは、画像不良の原因となる記録ヘッドの吐出口面に付着したインクや紙粉等の異物を除去する目的で行われるもので、弾性体のブレードを吐出口面に所定の進入量で押し当てながら移動させてインクや紙粉を払拭・除去する動作である。
【００３１】
図３（ａ）の待機状態にて、ホストＰＣ１０１よりワイプ回復の実施を指示する指令が入力されてくると制御手段は、次のような制御を行う。まず、制御手段は、不図示のヘッド移動機構を駆動し、記録ヘッド１０２を図３（ｂ）に示すようにＣ方向に移動させ、ブレード３０１から離間させる。次に、制御手段は、モータ２０４を駆動して回復ユニット１０５をＥ方向に移動させることにより、回復ユニット１０５の端部に設けられているブレード３０１を記録ヘッド１０２の吐出口面と対向しない位置に保持する。次に制御手段は、記録ヘッド１０２の吐出口面に対してブレード３０１を所定の進入量をもって接触させ得る位置まで記録ヘッドをＤ方向へと移動させる。この後、制御手段は、モータ２０４を駆動させて回復ユニット１０５をＦ方向へと移動させる。この移動によって回復ユニット１０５に設けられているブレード３０１は、図３（ｃ）に示すように、記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に対して所定の進入量で接触しながら移動し、各記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に付着したインクや異物を払拭して除去する。この払拭動作が終了すると、制御手段は、ヘッド移動機構を駆動して記録ヘッド１０２をさらにＤ方向へと移動させることにより、図３（ａ）に示すように吐出口面を回復ユニット１０５のキャップ部材２０１に密接させる。以上によりワイピング動作は終了する。なお、本実施形態では回復ユニット１０５の移動方向に沿って２枚のブレードを並設した構成となっているが、吐出口面に付着したインクや異物を十分に除去可能であれば、ブレードの枚数は特に限定されない。
【００３２】
次に、本実施形態における回復装置を図４ないし図６を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図４は、前述の回復ユニット１０５と、回復ユニット１０５に連結された負圧発生装置（負圧供給手段）５００とを備える回復装置の全体構成を示す模式図である。図４において、負圧発生装置５００は、記録ヘッド１０２の回復処理を行う際に、記録ヘッドに付与する負圧を発生させるものである。この負圧発生装置５００は、負圧発生手段４０１と、この負圧発生手段４０１に連結され負圧発生手段４０１の負圧を一時的に蓄積可能な圧力調整室４０３と、この圧力調整室４０３と回復ユニット１０５との間に連結された流路開閉手段４０４と、を備える。なお、これらの各部の間は可撓性を有するインクチューブ４０２によって連結されている。この負圧発生装置５００では、圧力調整室４０３と回復ユニット１０５との連通を流路開閉手段４０４によって遮断した状態で圧力調整室４０３内に負圧を蓄積しておき、流路開閉手段４０４を開放することによって瞬時に回復ユニット１０５に付与する。なお、負圧発生手段４０１としては、比較的単純に構成でき、かつ待機時においても流路を遮断することが可能なチューブポンプ等が一般的に使用されるが、特にこれに限定されるものではなく、負圧が発生可能なものであれば他の構成を採ることも可能である。
【００３４】
一方、回復ユニット１０５は、前述の負圧発生手段に連結される共通圧力室４０７が形成された単一のフレーム部材４０５を備える。さらに、回復ユニット１０５は、フレーム部材４０５に保持された４個の筒状の弾性ジョイント（連結部材）４０６Ｋ，４０６Ｃ，４０６Ｍ，４０６Ｙと、各弾性ジョイントに連結されたキャップ部材２０１Ｋ，２０１Ｃ，２０１Ｍ，２０１Ｙとを備える。なお、以下の説明において、４つの弾性ジョイントおよびキャップ部材を特に区別する必要がない場合には、４つの弾性ジョイントを４０６、キャップ部材を２０１と記載する。
【００３５】
各キャップ部材２０１は、記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に設けられた吐出口の周囲に密接・離間可能であり、密接時には吐出口面との間に外気から遮断された空間を形成可能な弾性体によって構成されており、その底部には流路２０１ａが形成されている。
【００３６】
また、キャップ部材２０１は、自身が変形可能な蛇腹形状の弾性ジョイント部材４０６に連結されており、その内部空間はキャップ部材２０１の流路２０１ａと、単一の共通圧力室４０７の上面部４０７ｃに設けた４つの流路４０７ｂに連通している。従って、共通圧力室４０７と各キャップ部材２０１は、弾性ジョイント部材４０６を介して連通した状態にある。上記のように、弾性ジョイント部材４０６を蛇腹形状に構成したため、キャップ部材２０１が多少移動したとしても、キャップ部材２０１の流路２０１ａとフレーム部材４０５の流路４０８ａは常に連通した状態を維持することが可能である。また、共通圧力室４０７からキャップ部材に至る流路長は、全て均一な流路長となっている。なお、本実施形態では、前記流路２０１ａと４０８ａとを連結する弾性ジョイントを蛇腹形状とした。しかし、弾性ジョイントはこれに限定されるものではなく、キャップ部材２０１の移動に追従しつつ、フレーム部材４０５の流路４０７ｂとキャップ部材２０１の流路２０１ａとの連結を維持し得るものであれば他の構成を有する部材を用いることも可能である。
【００３７】
フレーム部材４０５に形成された共通圧力室４０７は、４個のキャップ部材２０１それぞれに設けられた流路２０１ａの直下に形成されている。また、本実施形態のフレーム部材４０５に設けられる流路４０７ａは、約３ｍｍの径を有する流路となっており、これらの流路４０７ａを介して弾性ジョイント４０６と共通圧力室４０７とが接続されている。また、共通圧力室４０７には外側ジョイント４０９（図６参照）が設けられており、この外側ジョイント４０９には、負圧供給手段５００の流路開閉手段４０４に連結されたチューブ４０２が連結されている。
【００３８】
従って、本実施形態における回復装置によれば、キャップ部材２０１を吐出口面に密接させることで、各ノズル内のインクの乾燥、増粘を抑えることが可能となる一方、負圧発生手段４０１で発生させた負圧を記録ヘッド１０２に付与することが可能になる。
【００３９】
ここで、図５および図６を参照して回復ユニット１０５の構成をより詳細に説明する。
【００４０】
図５は、フレーム部材４０５に、弾性ジョイント４０６を介してキャップユニット２０１が取り付けられた状態を示す長手方向断面図である。弾性ジョイント４０６の一端部は、固定部材５０１とフレーム部材４０５との間に挟持・固定されている。また、固定部材５０１とキャップユニット２０１との間には弾性部材５０２が弾装されている。本実施形態では、弾性部材５０２として圧縮ばねを用いている。この弾性部材５０２は、キャップユニット２０１を記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に押し当てる際の押し当て力を付与し、キャップユニット２０１による記録ヘッド１０２への密閉力を付与する。また、弾性部材５０２は、弾性ジョイント４０６が圧縮された状態で長時間放置されて永久歪の影響で元の形状に戻りづらくなった場合に、弾性ジョイント４０６およびキャップ部材２０１を所定の位置へと復帰させるための補助としての役割を果たす。さらに弾性部材５０２は、記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に押し当てられた際に生じる圧縮力（弾性力）によって固定部材５０１を押圧し、固定部材５０１によって弾性ジョイント４０６をより強力に保持して弾性ジョイントのずれを防止する役割も果たす。
【００４１】
一方、共通圧力室４０７は、前述のようにキャップ部材２０１の直下に配置されており、フレーム部材４０５に突設された壁部４０５ａ（図６参照）と、その端面に固定される共通圧力室カバー５０３とからなる。そして、この共通圧力室４０７の内部には外気から遮断された密閉された空間が形成されている。なお、図６は、共通圧力室カバー５０３を外した状態となっており、共通圧力室４０７は、外側ジョイント４０９に連通する流路４０７ａが形成されている。
【００４２】
次に、負圧発生装置にて負圧を発生させ、記録ヘッドに対して負圧を付与してノズルからインクを強制的に吸引する吸引回復処理に関する一連の工程を説明する。
【００４３】
図７は本実施形態における制御部で実施する吸引回復処理の一連の工程を示すフローチャートである。
【００４４】
図７において、ホストＰＣ１０１より記録装置１００の制御手段に対して吸引回復処理の指令が入力されると、制御手段は以下の回復処理を開始する(Ｓ７０１)。まず、制御手段は流路開閉手段４０４を遮断させることよって圧力調整室４０３と共通圧力室４０７との連通を遮断する（Ｓ７０２）。次いで、制御手段は負圧発生手段４０１の動作を開始させる（Ｓ７０３）。制御手段は所定時間経過後（Ｓ７０４）、負圧発生手段４０１の動作を停止させ（Ｓ７０５）、流路開閉手段４０４を開放させる（Ｓ７０６）。これにより圧力調整室４０３内に蓄積された負圧は、瞬時にキャップユニット２０１を介して全ての記録ヘッド１０２に付与される。すなわち、記録ヘッド１０２に付与される負圧は、まず、共通圧力室４０７に到達し、その後、共通圧力室４０７から各記録ヘッド１０２に対応するキャップ部材２０１に達する。前述のように、共通圧力室４０７から各キャップ部材２０１に至る流路は、いずれも同一の流路長および断面積を有しており、同一の流路抵抗を有している。このため共通圧力室４０７から各流路を介して記録ヘッド１０２に付与される負圧の大きさや、その負圧が一定の値に到達するまでの時間にばらつきが生じることはない。従って、全ての記録ヘッドから同時に必要最低限のインクを排出させることで、全ての記録ヘッド１０２における回復処理を適正に行うことができる。この後、制御手段は負圧を付与してから所定時間が経過するまで待機し（Ｓ７０７）、記録ヘッド１０２を、キャップユニット２０１から離れる方向に移動させる。このことにより、キャップユニット２０１内は大気に開放される（Ｓ７０８）。次いで、制御手段は前述したワイピング回復処理を実行させる（Ｓ７０９）。このようにして、吸引回復処理は終了となる（Ｓ７１０）。
【００４５】
以上、本実施形態の回復装置を用いることにより、負圧発生手段４０１で発生させた負圧を、各記録ヘッド１０２に対して同時に付与することができ、しかも、共通圧力室４０７内の圧力を瞬時に記録ヘッド１０２に付与することができる。また、キャップ部材２０１の直下に共通圧力室４０７を設けた構造となっているため、共通圧力室４０７からキャップ部材２０１に至る流路の長さを最小限に留めることができ、構造の単純化を図ることができると共に、流路抵抗の設定も容易になる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る回復装置の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態も上記第１の実施形態と同様に図１ないし図４に示す構成を有しているため、以下の説明では本実施形態の特徴的な部分のみを説明し、上記第１の実施形態との重複説明は省略する。
【００４７】
この第２の実施形態は、上記第１の実施形態で説明した構成に加え、キャップ部材２０１により記録ヘッド１０２に付与されている負圧を瞬時に大気圧に戻す大気開放手段を備えた構成となっており、この点が上記第１の実施形態と相違する。
【００４８】
以下、図８を参照してこの第２の実施形態の特徴的な部分である大気開放手段について説明する。図８に示すように、この第２の実施形態における大気開放手段は、大気開放弁８０１（切換手段）と、この大気開放弁８０１と連通する大気開放圧力室と、大気開放圧力室とキャップ部材２０１とを連結させる連結機構とを備える。
【００４９】
大気開放弁８０１は、フレーム４０５の長手方向の一端部に設けられており、キャップユニット２０１直下に設けられた大気開放用共通圧力室８０２と、大気との連通、遮断を切換える切換手段としての機能を有する。大気開放用共通圧力室８０２は、フレーム部材４０５に作られた壁部４０５ａと、大気開放用共通圧力室カバー８０３により構成されている。キャップユニット２０１とクリーニングフレーム４０５とを連結する連結機構は、前述した弾性ジョイント４０６、固定部材５０１、弾性部材５０２により構成されている。なお、その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。
【００５０】
次に、この第２の実施形態における吸引回復処理に関する一連の動作を図９のフローチャートおよび、図４および図８を参照しつつ説明する。
【００５１】
図９において、ホストＰＣ１０１より記録装置の制御手段に対して吸引回復処理の指令が入力されると制御手段は以下の回復処理を開始する（Ｓ９０１）。まず、制御手段は図４に示す流路開閉手段４０４を遮断させると共に（Ｓ９０２）、図９に示す大気開放弁８０１を遮断させる（Ｓ９０３）。次いで、制御手段は負圧発生手段４０１の動作を開始させる（Ｓ９０４）。制御手段は所定時間経過後（Ｓ９０５）、負圧発生手段４０１の動作を停止させ（Ｓ９０６）、流路開閉手段４０４を開放させる（Ｓ９０７）。これにより、圧力調整室４０３内に蓄積された負圧は、瞬時にキャップユニット２０１を介して全ての記録ヘッド１０２に付与される。このとき記録ヘッドに付与される負圧は、共通圧力室４０７に到達した後、同長の流路を介して各記録ヘッド１０２に付与されるため、各記録ヘッド１０２の負圧の大きさや、一定の負圧に達するまでの時間にばらつきは生じない。この後、制御手段は所定時間経過すると（Ｓ９０８）、大気開放弁８０１を開放させる（Ｓ９０９）。これにより、各記録ヘッド１０２に付与されている負圧を瞬時に大気圧に戻すことができる。なお、大気開放用共通圧力室８０２から各キャップ部材２０１に至る流路の長さおよび断面積は全て同一であり、各流路に生じている流抵抗は同一となっている。このため、大気開放手段８０１で大気開放した際に外気が全ての記録ヘッド１０２に同じタイミングで供給されることになる。その後、制御手段は前述したワイピング回復を実行させる（Ｓ９１０）。このようにして、吸引回復処理は終了となる（Ｓ９１１）。
【００５２】
以上、この第２の実施形態における回復装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、負圧発生手段で発生させた圧力を、複数のキャップ部材２０１に均一に付与することが可能となる。しかも、回復処理後には、第１の実施形態のように記録ヘッドを移動させることなく、弁を開くことによって瞬時に大気圧に戻すことが可能となる。このため、回復処理後の与圧によってインクが必要以上に排出されるのを回避することが可能となる。従って、第１の実施形態に比べさらに、インクの無駄な排出を削減することが可能になり、より効率的に回復処理を実施することができる。また、この第２の実施形態では、共通圧力室４０７と大気開放用共通圧力室８０２とを設け、両圧力室とキャップ部材２０１との間にそれぞれ弾性部材を配置し、２箇所でキャップ部材を支持する構成とした。このため、１箇所でキャップ部材２０１を支持する上記第１の実施形態に比べ、キャップ部材２０１を安定して支持することが可能になると共に、前述の弾性部材による効果も高まる。
【００５３】
（他の実施形態）
上記第２実施形態では、共通圧力室の他に大気開放用共通圧力室を設け、この大気開放用共通圧力室に設けた大気開放弁を開くことによってキャップ部材２０１と記録ヘッド１０２との間に形成される空間内の圧力を瞬時に大気圧に戻す構成となっている。しかし、共通圧力室に大気開放弁（切換手段）を設け、その大気開放弁を開いて共通圧力室を大気に開放せることにより、キャップ部材２０１と記録ヘッドとの間に形成される空間を瞬時に大気圧に戻すようにすることも可能である。
【００５４】
さらに、上記各実施形態では、ノズルからインクを吐出するためのエネルギを発生させるエネルギ発生素子として発熱素子を備えた記録ヘッドに対して回復処理を行う場合を例に採り説明した。しかし、本発明に係る回復装置は他のエネルギ発生素子（例えば圧電素子）を備えたインクジェット記録ヘッドにも適用可能であることは明らかである。
【００５５】
また、本発明は、上記実施形態のようなフルライン型のインクジェット記録装置への適用に限らず、記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動させて記録を行ういわゆるシリアル型のインクジェット記録装置にも、本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１００ インクジェット記録装置
１０２ 記録ヘッド
１０３ 吐出口面
１０５ 回復ユニット
２０１ キャップ部材
３０１ ブレード
４０１ 負圧発生手段
４０２ インクチューブ
４０３ 圧力調整室
４０４ 流路開閉手段
４０５ フレーム部材
４０６ 弾性ジョイント
４０７ 共通圧力室
５０１ 固定部材
５０２ 弾性部材
８０１ 大気開放弁
８０２ 大気開放用共通圧力室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出し記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に関し、詳しくは、吐出口から強制的にインクを吸引して排出させることが可能な回復装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、インクを吐出可能な複数のノズルを高密度に配置した記録ヘッドを用いて高精細な画像を形成することができる。このインクジェット記録装置で用いられる記録ヘッドの吐出口面には、ノズル内のインク滴を吐出するための吐出口が複数個形成されている。この吐出口の大きさは数十μ程度である。このように微小な吐出口からインクを吐出するインクジェット記録装置では、インク吐出が行われない状態が継続すると、ノズル内のインクに増粘、あるいは固化することがある。インクの増粘や固化がノズル内に生じた場合、ノズルからの正常なインク吐出が阻害される可能性がある。
【０００３】
このような現象を防ぐため、インクが吐出されていない状態が一定時間以上継続した場合に、ノズル内の増粘あるいは固化したインクを吸い出すことによって、ノズル内のインクをリフレッシュさせることが行われている。このような処理は、一般的に吸引回復処理と呼ばれ、この処理を実施する装置を一般的に吸引回復装置と称している。
【０００４】
一般的なインクジェット記録装置の吸引回復装置は、吐出口が形成されている記録ヘッドの吐出口面に密接して吐出口の周囲を覆うキャップ部材と、キャップ部材と吐出口面とによって形成されている空間内に負圧を発生させる負圧発生手段とを備える。そして、複数の記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の中には、上記のようにキャップ部材と負圧発生手段とを備えた吸引回復装置が複数の記録ヘッドそれぞれに対応して設けられているものがある。この場合、吸引回復装置によってインクジェット記録装置全体が大型化するという問題があった。
【０００５】
そこで、一つのキャップ部材を設け、複数の記録ヘッドをキャリッジと共にこのキャップ部材へ順次移動させて吸引回復処理を行う方式を採るものもある。これによれば、吸引回復装置の小型化を図ることが可能である。しかしこの方式では、複数の記録ヘッドそれぞれに対して順次吸引回復処理を行うため、回復処理に多くの時間を要するという課題がある。
【０００６】
これに対し、複数のキャップ部材を複数の流路を介して一つの負圧発生手段に連結し、複数の記録ヘッドに対して一つの負圧発生手段で発生させた負圧を付与することで、複数の記録ヘッドの吸引回復を同時に行う構成も知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３４７６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の吸引回復装置には、次のような課題がある。すなわち、特許文献１に記載の吸引回復装置では、異なる位置に配置された複数のキャップが、一箇所に配置された負圧発生手段へと異なる流路を介して連結されており、各流路の長さが不均一になっている。このため、各流路における圧力損失に差による影響で、キャップ内に付与される負圧に差が生じる結果、目標とする負圧への到達時間が記録ヘッド毎に異なることとなり、記録ヘッドによって回復状態に差が生じるという課題がある。
【０００９】
これに対し、上記のような圧力損失の差に起因する回復状態の差を低減すべく、流路での圧力損失を見込んで記録ヘッドに付与する圧力を大きくしたり、吸引回復時間を長くすることで必要とされる回復状態を満たしたりすることは可能である。しかし、圧力を大きくした場合には、圧力損失が小さい流路では記録ヘッドに対して必要以上の圧力がかることになり、また逆に、クリーニング時間を長くした場合には、圧力損失が小さい流路については所定の圧力が必要時間以上かかることになる。従って、いずれの場合もクリーニングにより無駄なインクが消費されることになり、ランニングコストの観点から、クリーニングによるインク消費量は可能な限り少なくする必要がある。従って、上記の対策は十分な解決策にはならない。
【００１０】
本発明は、複数の記録ヘッドに対応して設けた複数のキャップ部材に対し、単一の負圧付与手段を用いて過不足なく負圧を付与することが可能なインクインクジェット記録装置および記録ヘッドの回復方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は以下の構成を有する。
【００１２】
すなわち、本発明の第１の形態は、インクジェット記録装置に用いられる複数の記録ヘッドの各々のインク吐出口に負圧を付与することによって前記インク吐出口から強制的にインクを吸引して排出させる回復装置であって、前記複数の記録ヘッドに対して密接・離間可能であり、密接時には前記インク吐出口をそれぞれ外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材と、前記インク吐出口に付与するための負圧を発生させる負圧発生手段と、前記複数のキャップ部材に連通すると共に前記負圧発生手段に連通する共通圧力室と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の形態は、複数の記録ヘッドのそれぞれに形成されたインク吐出口からインクを吐出させて記録媒体への記録を行うと共に、前記複数の記録ヘッドの各々のインク吐出口に負圧を付与することによって前記インク吐出口から強制的にインクを吸引して排出させる回復手段を備えたインクジェット記録装置であって、前記回復手段は、前記複数の記録ヘッドに対して密接、離間可能であり、密接時には前記インク吐出口をそれぞれ外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材と、前記インク吐出口に付与するための負圧を発生させる負圧発生手段と、前記複数のキャップ部材に連通すると共に前記負圧発生手段に連通する共通圧力室と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、負圧発生手段とキャップ部材との間に設けた共通圧力室から複数のキャップに同一の負圧を供給することができ、キャップ部材から記録ヘッドに付与すべき負圧が目標圧力に到達するまでの時間を同一にすることができる。このため、回復処理において過不足なくインクを排出させることができ、全ての記録ヘッドの吐出性能の適正化およびランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態におけるインクジェット記録装置を模式的に示す正面図である。
【図２】待機状態から記録動作に至る一連の動作を示す動作説明図である。
【図３】ワイピング回復処理時の一連の動作を示す動作説明図である。
【図４】第１の実施形態における回復装置の全体構成を示す模式図である。
【図５】第１の実施形態における回復ユニットを長手方向断面図である。
【図６】第１の実施形態における回復ユニットを幅方向に切断したものの斜視図である。
【図７】第１の実施形態における回復処理の一連の工程を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態における回復ユニットの長手方向断面図である。
【図９】第２の実施形態における回復処理の一連の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合も表すものとする。
【００１８】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００１９】
さらに、「インク」とは、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、あるいはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるインクジェット記録装置（以下、単に記録装置と称す）を模式的に示す正面図である。
【００２１】
本実施形態における記録装置１００には、画像情報を送るホストＰＣ（パーソナルコンピータ）１０１が接続されている。記録装置１００には、４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙはラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に沿って複数のノズルが配列されている。これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙにおいてノズルが配列されている長さは、記録装置１００で記録可能な記録媒体の最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙは、画像形成中は定位置に保持されて移動しない。なお、本実施形態で用いられる記録ヘッドは、各ノズルに設けた電気熱変換素子（ヒータ）の熱エネルギによってインクに気泡を発生させ、その気泡発生時の圧力によってインクを吐出するものとなっている。
【００２２】
４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙから初期状態の適正な吐出性能を維持できるように、記録装置１００には回復装置が組み込まれている。この回復装置は、記録ヘッドのノズル内の増粘インクなどを強制的に吸引する吸引回復処理と、前記記録ヘッドの吐出口面１０３Ｋ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｙに付着したインクを払拭するワイピング動作とを行う。この回復装置によって記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙにおけるノズルのインク吐出状態を初期の適正なインク吐出状態に回復させることができる。回復装置は、後述のキャップユニットおよびブレードなどを備える回復ユニット１０５と、吸引動作を行うためにキャップに負圧を発生させる負圧発生手段とから構成されている。また、回復装置１０５は装置からワンタッチで脱着可能な構成となっており、サービスマンあるいはユーザが所定のタイミングで交換できるようになっている。なお、以下の説明において、４つの記録ヘッドを特に区別する必要がない場合には、４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙをまとめて記録ヘッド１０２と記載する。また、吐出口面１０３Ｋ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｙも同様に、これらをまとめて吐出口面１０３と記載する場合もある。
【００２３】
回復ユニット１０５には、キャッピング機構１０４が備えられている。このキャッピング機構１０４は、回復処理を行う際に４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙのインク吐出口面に形成された吐出口の周囲に密着して吐出口を外気から遮断することができるように構成されている。キャッピング機構１０４は各記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙに独立して設けられている。
【００２４】
ロ−ル紙Ｐはロール紙供給ユニット１０６から供給され、記録装置１００に組み込まれた搬送機構１０７によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構１０７は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト１０８と、この搬送ベルト１０８を巡回移動させる搬送モータ１０９と、搬送ベルト１０８に張力を与えるローラ１１０などから構成されている。
ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの記録ヘッド１０２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて記録ヘッド１０２Ｋに配置された複数のノズルからブラックインクを選択的に吐出する。同様に記録ヘッド１０２Ｃ、記録ヘッド１０２Ｍ、記録ヘッド１０２Ｙが、順次、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。記録装置１００には、上記の部品・部材の他、各記録ヘッド１０２に供給されるインクが貯留されたメインタンク１１１Ｋ、１１１Ｃ、１１１Ｍ、１１１Ｙや、記録ヘッドへのインクの供給および回復処理を行うための各種ポンプ（図４等参照）などが備えられている。
【００２５】
次に図２（ａ），（ｂ），（ｃ）および図３（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して、本実施形態によって実施される一連の回復処理を詳細に説明する。
【００２６】
図２（ａ）は、待機状態の記録ヘッド１０２と回復装置１０５との位置関係を示したものであり、キャップユニット２０１が記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に密着し吐出口部が外気から遮断された状態にある。
【００２７】
この状態にて、ホストＰＣより印刷開始の指示がくると、図２（ｂ）に示すように、記録装置に設けられた不図示の制御手段がモータなどの駆動手段（図示せず）を駆動し、記録ヘッド１０２をＣ方向に移動させる。この後、制御手段は記録装置１００に固定されているモータ２０４を駆動し、ギア群２０６を介して記録装置１００に固定されているタイミングベルト２０３を移動させ、回復ユニット１０５を図２（ｃ）に示すＥ方向へと移動させて行く。回復ユニット１０５が記録ヘッド１０２と対向しない所定の退避位置まで移動するとセンサ２０５からの検出信号に基づいて制御手段はモータ２０４の駆動を停止させる。回復ユニット１０５が退避位置に保持されると、制御手段は図外のモータを駆動して不図示のヘッド移動機構を移動させ、記録ヘッド１０２をＤ方向へと移動させ、不図示の記録媒体の近傍で停止させる。この後、記録ヘッド１０２による印刷動作が開始される。
【００２８】
記録動作が終了すると、制御手段はヘッド移動機構を作動させ、記録ヘッド１０２をＣ方向に移動させた後、モータ２０４を駆動して回復ニット１０５をＦ方向に移動させる。これにより、記録ヘッド１０２と回復ユニット１０５は図２（ｃ）に示すように所定の間隙を介して互いに対向する状態となる。その後、制御手段はヘッド移動機構を作動させ、記録ヘッド１０２をＤ方向へと移動させることにより、図２（ａ）に示すように回復ユニット１０５を記録ヘッド１０２の吐出口面に密着させる。
【００２９】
次に、図３を参照して、記録ヘッド１０３の吐出口面に付着したインクを除去するために行うワイピング回復について説明する。
【００３０】
ワイピング回復とは、画像不良の原因となる記録ヘッドの吐出口面に付着したインクや紙粉等の異物を除去する目的で行われるもので、弾性体のブレードを吐出口面に所定の進入量で押し当てながら移動させてインクや紙粉を払拭・除去する動作である。
【００３１】
図３（ａ）の待機状態にて、ホストＰＣ１０１よりワイプ回復の実施を指示する指令が入力されてくると制御手段は、次のような制御を行う。まず、制御手段は、不図示のヘッド移動機構を駆動し、記録ヘッド１０２を図３（ｂ）に示すようにＣ方向に移動させ、ブレード３０１から離間させる。次に、制御手段は、モータ２０４を駆動して回復ユニット１０５をＥ方向に移動させることにより、回復ユニット１０５の端部に設けられているブレード３０１を記録ヘッド１０２の吐出口面と対向しない位置に保持する。次に制御手段は、記録ヘッド１０２の吐出口面に対してブレード３０１を所定の進入量をもって接触させ得る位置まで記録ヘッドをＤ方向へと移動させる。この後、制御手段は、モータ２０４を駆動させて回復ユニット１０５をＦ方向へと移動させる。この移動によって回復ユニット１０５に設けられているブレード３０１は、図３（ｃ）に示すように、記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に対して所定の進入量で接触しながら移動し、各記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に付着したインクや異物を払拭して除去する。この払拭動作が終了すると、制御手段は、ヘッド移動機構を駆動して記録ヘッド１０２をさらにＤ方向へと移動させることにより、図３（ａ）に示すように吐出口面を回復ユニット１０５のキャップ部材２０１に密接させる。以上によりワイピング動作は終了する。なお、本実施形態では回復ユニット１０５の移動方向に沿って２枚のブレードを並設した構成となっているが、吐出口面に付着したインクや異物を十分に除去可能であれば、ブレードの枚数は特に限定されない。
【００３２】
次に、本実施形態における回復装置を図４ないし図６を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図４は、前述の回復ユニット１０５と、回復ユニット１０５に連結された負圧発生装置（負圧供給手段）５００とを備える回復装置の全体構成を示す模式図である。図４において、負圧発生装置５００は、記録ヘッド１０２の回復処理を行う際に、記録ヘッドに付与する負圧を発生させるものである。この負圧発生装置５００は、負圧発生手段４０１と、この負圧発生手段４０１に連結され負圧発生手段４０１の負圧を一時的に蓄積可能な圧力調整室４０３と、この圧力調整室４０３と回復ユニット１０５との間に連結された流路開閉手段４０４と、を備える。なお、これらの各部の間は可撓性を有するインクチューブ４０２によって連結されている。この負圧発生装置５００では、圧力調整室４０３と回復ユニット１０５との連通を流路開閉手段４０４によって遮断した状態で圧力調整室４０３内に負圧を蓄積しておき、流路開閉手段４０４を開放することによって瞬時に回復ユニット１０５に付与する。なお、負圧発生手段４０１としては、比較的単純に構成でき、かつ待機時においても流路を遮断することが可能なチューブポンプ等が一般的に使用されるが、特にこれに限定されるものではなく、負圧が発生可能なものであれば他の構成を採ることも可能である。
【００３４】
一方、回復ユニット１０５は、前述の負圧発生手段に連結される共通圧力室４０７が形成された単一のフレーム部材４０５を備える。さらに、回復ユニット１０５は、フレーム部材４０５に保持された４個の筒状の弾性ジョイント（連結部材）４０６Ｋ，４０６Ｃ，４０６Ｍ，４０６Ｙと、各弾性ジョイントに連結されたキャップ部材２０１Ｋ，２０１Ｃ，２０１Ｍ，２０１Ｙとを備える。なお、以下の説明において、４つの弾性ジョイントおよびキャップ部材を特に区別する必要がない場合には、４つの弾性ジョイントを４０６、キャップ部材を２０１と記載する。
【００３５】
各キャップ部材２０１は、記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に設けられた吐出口の周囲に密接・離間可能であり、密接時には吐出口面との間に外気から遮断された空間を形成可能な弾性体によって構成されており、その底部には流路２０１ａが形成されている。
【００３６】
また、キャップ部材２０１は、自身が変形可能な蛇腹形状の弾性ジョイント部材４０６に連結されており、その内部空間はキャップ部材２０１の流路２０１ａと、単一の共通圧力室４０７の上面部４０７ｃに設けた４つの流路４０７ｂに連通している。従って、共通圧力室４０７と各キャップ部材２０１は、弾性ジョイント部材４０６を介して連通した状態にある。上記のように、弾性ジョイント部材４０６を蛇腹形状に構成したため、キャップ部材２０１が多少移動したとしても、キャップ部材２０１の流路２０１ａとフレーム部材４０５の流路４０８ａは常に連通した状態を維持することが可能である。また、共通圧力室４０７からキャップ部材に至る流路長は、全て均一な流路長となっている。なお、本実施形態では、前記流路２０１ａと４０８ａとを連結する弾性ジョイントを蛇腹形状とした。しかし、弾性ジョイントはこれに限定されるものではなく、キャップ部材２０１の移動に追従しつつ、フレーム部材４０５の流路４０７ｂとキャップ部材２０１の流路２０１ａとの連結を維持し得るものであれば他の構成を有する部材を用いることも可能である。
【００３７】
フレーム部材４０５に形成された共通圧力室４０７は、４個のキャップ部材２０１それぞれに設けられた流路２０１ａの直下に形成されている。また、本実施形態のフレーム部材４０５に設けられる流路４０７ａは、約３ｍｍの径を有する流路となっており、これらの流路４０７ａを介して弾性ジョイント４０６と共通圧力室４０７とが接続されている。また、共通圧力室４０７には外側ジョイント４０９（図６参照）が設けられており、この外側ジョイント４０９には、負圧供給手段５００の流路開閉手段４０４に連結されたチューブ４０２が連結されている。
【００３８】
従って、本実施形態における回復装置によれば、キャップ部材２０１を吐出口面に密接させることで、各ノズル内のインクの乾燥、増粘を抑えることが可能となる一方、負圧発生手段４０１で発生させた負圧を記録ヘッド１０２に付与することが可能になる。
【００３９】
ここで、図５および図６を参照して回復ユニット１０５の構成をより詳細に説明する。
【００４０】
図５は、フレーム部材４０５に、弾性ジョイント４０６を介してキャップユニット２０１が取り付けられた状態を示す長手方向断面図である。弾性ジョイント４０６の一端部は、固定部材５０１とフレーム部材４０５との間に挟持・固定されている。また、固定部材５０１とキャップユニット２０１との間には弾性部材５０２が弾装されている。本実施形態では、弾性部材５０２として圧縮ばねを用いている。この弾性部材５０２は、キャップユニット２０１を記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に押し当てる際の押し当て力を付与し、キャップユニット２０１による記録ヘッド１０２への密閉力を付与する。また、弾性部材５０２は、弾性ジョイント４０６が圧縮された状態で長時間放置されて永久歪の影響で元の形状に戻りづらくなった場合に、弾性ジョイント４０６およびキャップ部材２０１を所定の位置へと復帰させるための補助としての役割を果たす。さらに弾性部材５０２は、記録ヘッド１０２の吐出口面１０３に押し当てられた際に生じる圧縮力（弾性力）によって固定部材５０１を押圧し、固定部材５０１によって弾性ジョイント４０６をより強力に保持して弾性ジョイントのずれを防止する役割も果たす。
【００４１】
一方、共通圧力室４０７は、前述のようにキャップ部材２０１の直下に配置されており、フレーム部材４０５に突設された壁部４０５ａ（図６参照）と、その端面に固定される共通圧力室カバー５０３とからなる。そして、この共通圧力室４０７の内部には外気から遮断された密閉された空間が形成されている。なお、図６は、共通圧力室カバー５０３を外した状態となっており、共通圧力室４０７は、外側ジョイント４０９に連通する流路４０７ａが形成されている。
【００４２】
次に、負圧発生装置にて負圧を発生させ、記録ヘッドに対して負圧を付与してノズルからインクを強制的に吸引する吸引回復処理に関する一連の工程を説明する。
【００４３】
図７は本実施形態における制御部で実施する吸引回復処理の一連の工程を示すフローチャートである。
【００４４】
図７において、ホストＰＣ１０１より記録装置１００の制御手段に対して吸引回復処理の指令が入力されると、制御手段は以下の回復処理を開始する(Ｓ７０１)。まず、制御手段は流路開閉手段４０４を遮断させることよって圧力調整室４０３と共通圧力室４０７との連通を遮断する（Ｓ７０２）。次いで、制御手段は負圧発生手段４０１の動作を開始させる（Ｓ７０３）。制御手段は所定時間経過後（Ｓ７０４）、負圧発生手段４０１の動作を停止させ（Ｓ７０５）、流路開閉手段４０４を開放させる（Ｓ７０６）。これにより圧力調整室４０３内に蓄積された負圧は、瞬時にキャップユニット２０１を介して全ての記録ヘッド１０２に付与される。すなわち、記録ヘッド１０２に付与される負圧は、まず、共通圧力室４０７に到達し、その後、共通圧力室４０７から各記録ヘッド１０２に対応するキャップ部材２０１に達する。前述のように、共通圧力室４０７から各キャップ部材２０１に至る流路は、いずれも同一の流路長および断面積を有しており、同一の流路抵抗を有している。このため共通圧力室４０７から各流路を介して記録ヘッド１０２に付与される負圧の大きさや、その負圧が一定の値に到達するまでの時間にばらつきが生じることはない。従って、全ての記録ヘッドから同時に必要最低限のインクを排出させることで、全ての記録ヘッド１０２における回復処理を適正に行うことができる。この後、制御手段は負圧を付与してから所定時間が経過するまで待機し（Ｓ７０７）、記録ヘッド１０２を、キャップユニット２０１から離れる方向に移動させる。このことにより、キャップユニット２０１内は大気に開放される（Ｓ７０８）。次いで、制御手段は前述したワイピング回復処理を実行させる（Ｓ７０９）。このようにして、吸引回復処理は終了となる（Ｓ７１０）。
【００４５】
以上、本実施形態の回復装置を用いることにより、負圧発生手段４０１で発生させた負圧を、各記録ヘッド１０２に対して同時に付与することができ、しかも、共通圧力室４０７内の圧力を瞬時に記録ヘッド１０２に付与することができる。また、キャップ部材２０１の直下に共通圧力室４０７を設けた構造となっているため、共通圧力室４０７からキャップ部材２０１に至る流路の長さを最小限に留めることができ、構造の単純化を図ることができると共に、流路抵抗の設定も容易になる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る回復装置の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態も上記第１の実施形態と同様に図１ないし図４に示す構成を有しているため、以下の説明では本実施形態の特徴的な部分のみを説明し、上記第１の実施形態との重複説明は省略する。
【００４７】
この第２の実施形態は、上記第１の実施形態で説明した構成に加え、キャップ部材２０１により記録ヘッド１０２に付与されている負圧を瞬時に大気圧に戻す大気開放手段を備えた構成となっており、この点が上記第１の実施形態と相違する。
【００４８】
以下、図８を参照してこの第２の実施形態の特徴的な部分である大気開放手段について説明する。図８に示すように、この第２の実施形態における大気開放手段は、大気開放弁８０１（切換手段）と、この大気開放弁８０１と連通する大気開放圧力室と、大気開放圧力室とキャップ部材２０１とを連結させる連結機構とを備える。
【００４９】
大気開放弁８０１は、フレーム４０５の長手方向の一端部に設けられており、キャップユニット２０１直下に設けられた大気開放用共通圧力室８０２と、大気との連通、遮断を切換える切換手段としての機能を有する。大気開放用共通圧力室８０２は、フレーム部材４０５に作られた壁部４０５ａと、大気開放用共通圧力室カバー８０３により構成されている。キャップユニット２０１とクリーニングフレーム４０５とを連結する連結機構は、前述した弾性ジョイント４０６、固定部材５０１、弾性部材５０２により構成されている。なお、その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。
【００５０】
次に、この第２の実施形態における吸引回復処理に関する一連の動作を図９のフローチャートおよび、図４および図８を参照しつつ説明する。
【００５１】
図９において、ホストＰＣ１０１より記録装置の制御手段に対して吸引回復処理の指令が入力されると制御手段は以下の回復処理を開始する（Ｓ９０１）。まず、制御手段は図４に示す流路開閉手段４０４を遮断させると共に（Ｓ９０２）、図９に示す大気開放弁８０１を遮断させる（Ｓ９０３）。次いで、制御手段は負圧発生手段４０１の動作を開始させる（Ｓ９０４）。制御手段は所定時間経過後（Ｓ９０５）、負圧発生手段４０１の動作を停止させ（Ｓ９０６）、流路開閉手段４０４を開放させる（Ｓ９０７）。これにより、圧力調整室４０３内に蓄積された負圧は、瞬時にキャップユニット２０１を介して全ての記録ヘッド１０２に付与される。このとき記録ヘッドに付与される負圧は、共通圧力室４０７に到達した後、同長の流路を介して各記録ヘッド１０２に付与されるため、各記録ヘッド１０２の負圧の大きさや、一定の負圧に達するまでの時間にばらつきは生じない。この後、制御手段は所定時間経過すると（Ｓ９０８）、大気開放弁８０１を開放させる（Ｓ９０９）。これにより、各記録ヘッド１０２に付与されている負圧を瞬時に大気圧に戻すことができる。なお、大気開放用共通圧力室８０２から各キャップ部材２０１に至る流路の長さおよび断面積は全て同一であり、各流路に生じている流抵抗は同一となっている。このため、大気開放手段８０１で大気開放した際に外気が全ての記録ヘッド１０２に同じタイミングで供給されることになる。その後、制御手段は前述したワイピング回復を実行させる（Ｓ９１０）。このようにして、吸引回復処理は終了となる（Ｓ９１１）。
【００５２】
以上、この第２の実施形態における回復装置によれば、上記第１の実施形態と同様に、負圧発生手段で発生させた圧力を、複数のキャップ部材２０１に均一に付与することが可能となる。しかも、回復処理後には、第１の実施形態のように記録ヘッドを移動させることなく、弁を開くことによって瞬時に大気圧に戻すことが可能となる。このため、回復処理後の与圧によってインクが必要以上に排出されるのを回避することが可能となる。従って、第１の実施形態に比べさらに、インクの無駄な排出を削減することが可能になり、より効率的に回復処理を実施することができる。また、この第２の実施形態では、共通圧力室４０７と大気開放用共通圧力室８０２とを設け、両圧力室とキャップ部材２０１との間にそれぞれ弾性部材を配置し、２箇所でキャップ部材を支持する構成とした。このため、１箇所でキャップ部材２０１を支持する上記第１の実施形態に比べ、キャップ部材２０１を安定して支持することが可能になると共に、前述の弾性部材による効果も高まる。
【００５３】
（他の実施形態）
上記第２実施形態では、共通圧力室の他に大気開放用共通圧力室を設け、この大気開放用共通圧力室に設けた大気開放弁を開くことによってキャップ部材２０１と記録ヘッド１０２との間に形成される空間内の圧力を瞬時に大気圧に戻す構成となっている。しかし、共通圧力室に大気開放弁（切換手段）を設け、その大気開放弁を開いて共通圧力室を大気に開放せることにより、キャップ部材２０１と記録ヘッドとの間に形成される空間を瞬時に大気圧に戻すようにすることも可能である。
【００５４】
さらに、上記各実施形態では、ノズルからインクを吐出するためのエネルギを発生させるエネルギ発生素子として発熱素子を備えた記録ヘッドに対して回復処理を行う場合を例に採り説明した。しかし、本発明に係る回復装置は他のエネルギ発生素子（例えば圧電素子）を備えたインクジェット記録ヘッドにも適用可能であることは明らかである。
【００５５】
また、本発明は、上記実施形態のようなフルライン型のインクジェット記録装置への適用に限らず、記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動させて記録を行ういわゆるシリアル型のインクジェット記録装置にも、本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１００ インクジェット記録装置
１０２ 記録ヘッド
１０３ 吐出口面
１０５ 回復ユニット
２０１ キャップ部材
３０１ ブレード
４０１ 負圧発生手段
４０２ インクチューブ
４０３ 圧力調整室
４０４ 流路開閉手段
４０５ フレーム部材
４０６ 弾性ジョイント
４０７ 共通圧力室
５０１ 固定部材
５０２ 弾性部材
８０１ 大気開放弁
８０２ 大気開放用共通圧力室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録装置に用いられる複数の記録ヘッドの各々のインク吐出口に負圧を付与することによって前記インク吐出口から強制的にインクを吸引して排出させる回復装置であって、
前記複数の記録ヘッドに対して密接・離間可能であり、密接時には前記インク吐出口をそれぞれ外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材と、
前記インク吐出口に付与するための負圧を発生させるの負圧発生手段と、
前記複数のキャップ部材に連通すると共に前記負圧発生手段に連通する共通圧力室と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項２】
前記共通圧力室は、前記複数のキャップ部材を保持するフレーム部材に形成され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の回復装置。
【請求項３】
前記フレーム部材は、前記複数のキャップ部材のそれぞれに対応して設けられた複数の連結機構を介してキャップ部材を保持し、
前記共通圧力室は、前記複数の連結機構を介して前記キャップ部材に連通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の回復装置。
【請求項４】
前記連結機構は、前記キャップ部材と前記共通圧力室とを連通させる流路を形成する変形可能な筒状の連結部材を備え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の回復装置。
【請求項５】
前記連結部材は、蛇腹形状をなすことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項６】
前記連結機構は、前記キャップ部材を支持する弾性部材を備えることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項７】
前記連結部材は、前記弾性部材の弾性力によって押圧される固定部材と前記フレーム部材との間に挟持されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項８】
前記共通圧力室と大気との連通、遮断を切換える手段を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項９】
前記複数のキャップ部材に連通する大気開放用共通圧力室と、
前記大気開放用共通圧力室と大気との連通、遮断を切換える手段を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項１０】
前記共通圧力室と前記負圧発生手段との間に、前記負圧発生手段で発生させた負圧を蓄積可能な圧力調整室と、該圧力調整室と前記共通圧力室とを連通させる流路を開閉する流路開閉手段と、が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項１１】
複数の記録ヘッドのそれぞれに形成されたインク吐出口からインクを吐出させて記録媒体への記録を行うと共に、前記複数の記録ヘッドの各々のインク吐出口に負圧を付与することによって前記インク吐出口から強制的にインクを吸引して排出させる回復手段を備えたインクジェット記録装置であって、
前記回復手段は、
前記複数の記録ヘッドに対して密接、離間可能であり、密接時には前記インク吐出口をそれぞれ外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材と、
前記インク吐出口に付与するための負圧を発生させる単一の負圧発生手段と、
前記複数のキャップ部材に連通すると共に前記負圧発生手段に連通する共通圧力室と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１】
インクジェット記録装置に用いられる複数の記録ヘッドの各々のインク吐出口に負圧を付与することによって前記インク吐出口から強制的にインクを吸引して排出させる回復装置であって、
前記複数の記録ヘッドに対して密接・離間可能であり、密接時には前記インク吐出口をそれぞれ外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材と、
前記インク吐出口に付与するための負圧を発生させるの負圧発生手段と、
前記複数のキャップ部材に連通すると共に前記負圧発生手段に連通する共通圧力室と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項２】
前記共通圧力室は、前記複数のキャップ部材を保持するフレーム部材に形成され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の回復装置。
【請求項３】
前記フレーム部材は、前記複数のキャップ部材のそれぞれに対応して設けられた複数の連結機構を介してキャップ部材を保持し、
前記共通圧力室は、前記複数の連結機構を介して前記キャップ部材に連通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の回復装置。
【請求項４】
前記連結機構は、前記キャップ部材と前記共通圧力室とを連通させる流路を形成する変形可能な筒状の連結部材を備え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の回復装置。
【請求項５】
前記連結部材は、蛇腹形状をなすことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項６】
前記連結機構は、前記キャップ部材を支持する弾性部材を備えることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項７】
前記連結部材は、前記弾性部材の弾性力によって押圧される固定部材と前記フレーム部材との間に挟持されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項８】
前記共通圧力室と大気との連通、遮断を切換える手段を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項９】
前記複数のキャップ部材に連通する大気開放用共通圧力室と、
前記大気開放用共通圧力室と大気との連通、遮断を切換える手段を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項１０】
前記共通圧力室と前記負圧発生手段との間に、前記負圧発生手段で発生させた負圧を蓄積可能な圧力調整室と、該圧力調整室と前記共通圧力室とを連通させる流路を開閉する流路開閉手段と、が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置の回復装置。
【請求項１１】
複数の記録ヘッドのそれぞれに形成されたインク吐出口からインクを吐出させて記録媒体への記録を行うと共に、前記複数の記録ヘッドの各々のインク吐出口に負圧を付与することによって前記インク吐出口から強制的にインクを吸引して排出させる回復手段を備えたインクジェット記録装置であって、
前記回復手段は、
前記複数の記録ヘッドに対して密接、離間可能であり、密接時には前記インク吐出口をそれぞれ外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材と、
前記インク吐出口に付与するための負圧を発生させる単一の負圧発生手段と、
前記複数のキャップ部材に連通すると共に前記負圧発生手段に連通する共通圧力室と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３５４２４（Ｐ２０１２−３５４２４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４７９６（Ｐ２０１０−１７４７９６）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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