画像形成装置およびヘッドクリーニング方法
【課題】印刷後の余熱によるヘッド温度の上昇を抑制し、ヘッド面でのインクの固着を防止可能にした画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、装置内温度を測定する装置内温度センサと、ヘッドを清掃するためのクリーニングウエブを移動させるクリーニング部とを有する。さらに、画像形成装置は、クリーニングウエブの移動速度を変更可能な変速部と、クリーニングウエブをヘッドに接触させるか否かを切り替える脱着部と、制御部とを有する。制御部は、ヘッドによる記録動作が終了した後、クリーニングウエブをヘッドに接触させるために脱着部を制御する。また、制御部は、ヘッドの温度または装置内温度が高いほどクリーニングウエブの移動速度が大きくなるように変速部を制御する。
【解決手段】画像形成装置は、インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、装置内温度を測定する装置内温度センサと、ヘッドを清掃するためのクリーニングウエブを移動させるクリーニング部とを有する。さらに、画像形成装置は、クリーニングウエブの移動速度を変更可能な変速部と、クリーニングウエブをヘッドに接触させるか否かを切り替える脱着部と、制御部とを有する。制御部は、ヘッドによる記録動作が終了した後、クリーニングウエブをヘッドに接触させるために脱着部を制御する。また、制御部は、ヘッドの温度または装置内温度が高いほどクリーニングウエブの移動速度が大きくなるように変速部を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に記録するための画像形成装置およびヘッドクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の一種であるインクジェットプリンタでは、インクヘッド（以下では、単に「ヘッド」と称する）の昇温を抑制するための対策が施されている。これは、ヘッドの昇温によりノズルが熱膨張する結果、ノズルに歪みが生じ、用紙へのインクの着弾位置がずれてしまうことを防ぐためである。特許文献１では、ファンによる空気の流れで、ヘッドを冷却する空冷方式が提案されている。また、特許文献２では、ヘッドにノズル詰まりがあることを印刷前に検出すると、ノズルからインクを吸引した後、冷却剤を吹き付けたシートでヘッドのインク吐出面を清掃することが開示されている。インク吐出面をシートで清掃することで、ヘッドが冷却される。
【０００３】
画像形成装置は、吐出したインクを用紙上に定着させることにより、画像形成を行う。インクの定着には、自然乾燥による方法、紫外線のような光反応を用いる方法、および、熱源を用いる方法などがある。熱源を用いる方法は、加熱によりインクを固化させて熱定着させるものであり、耐擦過性および耐候性に優れている。近年、インクジェットプリンタでは、例えば、ラテックスのような熱硬化性の樹脂を分散させたインクを用いて、ヘッドから用紙上にインクを吐出させ、インクを用紙に熱定着させるものが提案されている。以下では、熱硬化性の樹脂を含むインクを熱定着性インクと称する。
【０００４】
このような熱定着型のインクジェットプリンタには、ヘッドが主走査動作する領域の近傍にヒータが設けられている。熱定着型のインクジェットプリンタでは、印刷前にヒータの電源をオンし、印刷後にヒータの電源をオフするヒータ制御を行う。このヒータ制御により、熱定着を確実に行うとともに、余分な熱発生および電力消費を抑制している。また、熱定着型のインクジェットプリンタでは、余分な熱硬化性樹脂が印刷後にヘッド面に残ることを防ぐため、ヘラ状のワイピングブレードや布状のクリーニングウエブによってヘッド面を清掃するヘッド清掃制御も行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１６６１７３号公報（第２図）
【特許文献２】特開２００８−１５５１１４号公報（第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のヒータ制御またはヘッド清掃制御を行っても、ヒータの余熱によって印刷後のヘッド面の温度が上昇し、その温度上昇に伴ってヘッド面でインクの固化が発生してしまうという問題がある。以下では、ヘッドの温度をヘッド温度と称し、ヘッド温度の上昇による問題を詳しく説明する。
【０００７】
図１８は、関連する画像形成装置における、印刷後の装置内温度およびヘッド温度の変化を示すグラフである。図１８に示すグラフの横軸は、時間であり、単位は「秒」である。図１８に示すグラフの縦軸は、温度であり、単位は℃である。
【０００８】
曲線３１０は、画像形成装置の装置内の温度の変化を表している。曲線３２０は、ヘッド温度の変化を表している。図１８に示すように、印刷後、ヒータの電源をすぐにオフしても、ヒータの余熱によって装置内温度はすぐに低下せず、主走査動作を停止したヘッドにヒータの余熱が伝達し、ヘッド温度が上昇する。ヘッド温度は、約７０℃まで上昇した後、装置内温度の低下に伴って低くなっていく。しかし、ヘッド温度および昇温している時間が、インクを定着させる温度および時間を越えれば、ヘッド面およびノズル内でインクが固化してしまう。
【０００９】
このように、印刷後のヘッド温度の上昇は、ヘッド面に熱定着性インクの固着を誘発する。ヘッド面での熱定着性インクの固着は、次の印刷時にノズルからインクを吐出できなくさせ、画像異常という問題を発生させる。
【００１０】
本発明は上述したような技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、印刷後の余熱によるヘッド温度の上昇を抑制し、ヘッド面でのインクの固着を防止可能にした画像形成装置およびヘッドクリーニング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、
前記ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、
装置内温度を測定する装置内温度センサと、
前記ヘッドを清掃するためのクリーニングウエブを移動させるクリーニング部と、
前記クリーニングウエブの移動速度を変更可能な変速部と、
前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させるか否かを切り替える脱着部と、
前記ヘッドによる記録動作が終了した後、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させるために前記脱着部を制御し、前記ヘッドの温度または前記装置内温度が高いほど前記クリーニングウエブの移動速度が大きくなるように前記変速部を制御する制御部と、
を有する構成である。
【００１２】
また、本発明のヘッドクリーニング方法は、インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、該ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、装置内温度を測定する装置内温度センサと、クリーニングウエブを移動させるクリーニング部と、を有する画像形成装置によるヘッドクリーニング方法であって、
前記ヘッドによる記録動作が終了した後、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させ、
前記ヘッド温度センサから前記ヘッドの温度の情報を受信し、前記装置内温度センサから前記装置内温度の情報を受信すると、該ヘッドの温度または該装置内温度が高いほど前記クリーニングウエブの移動速度を大きくするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、印刷後の熱源の余熱によるヘッド面の温度の上昇を抑制し、ヘッド面でのインクの固着を防止でき、画像形成を安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態における画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態における画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態の画像形成装置の印刷時の状態を示す側面図である。
【図６】第１の実施形態の画像形成装置において、ヘッドの清掃時および冷却時の状態を示す側面図である。
【図７】第１の実施形態の画像形成装置において、ヘッドの冷却後の状態を示す側面図である。
【図８】第１の実施形態のヘッドクリーニング方法における、クリーニングウエブの移動速度を決めるための表である。
【図９】第１の実施形態における、ヘッドのクリーニング制御方法を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態の画像形成装置における、印刷後の装置内温度およびヘッド温度の変化を示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態における画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１２】第２の実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【図１４】第２の実施形態の画像形成装置の印刷時の状態を示す側面図である。
【図１５】第２の実施形態の画像形成装置において、ヘッドの清掃時および冷却時の状態を示す側面図である。
【図１６】第２の実施形態の画像形成装置において、ヘッドの冷却後の状態を示す側面図である。
【図１７】第２の実施形態における、ヘッドのクリーニング制御方法を示すフローチャートである。
【図１８】関連する画像形成装置における、印刷後の装置内温度およびヘッド温度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本実施形態の画像形成装置を、図を参照して説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の外観を示す斜視図である。図１では、外観に現われていない構成を破線で示している。
【００１６】
図１に示す画像形成装置１００１は、大判印刷用のインクジェットプリンタである。画像形成装置１００１は、制御部１００２と、記録媒体に記録を行う印刷手段として機能するヘッド１００３とを有する。ヘッド１００３は、縦方向（主走査方向に垂直方向）に並ぶ１２８０本のノズルを有する。各ノズルは、用紙の送り方向に対して１２００ｄｐｉの解像度を有する。用紙が記録媒体に相当し、ヘッド１００３が用紙に記録動作を行うことで、用紙に画像が形成される。
【００１７】
また、画像形成装置１００１は、ロール紙給紙ユニット１００４と、画像形成装置１００１に各種指示をユーザが入力するための操作部１００６と、ヒータ１００７と、クリーニングウエブ部１００８とを有する。ロール紙給紙ユニット１００４は給紙手段の一例であり、ヒータ１００７は定着熱源の一例であり、クリーニングウエブ部１００８はヘッド清掃手段の一例である。ヘッド１００３で印刷されたロール紙は、図に示さないカッターによってカットされ、カットされた部分が排紙部１００５に送られる。
【００１８】
図に示していないが、画像形成装置１００１には、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）部として機能するネットワーク接続ユニットが設けられている。図１に示すように、画像形成装置１００１は、ネットワーク１００９としてＬＡＮ（Local Area Network）を介して、ホストＰＣ（Personal Computer）１０１０と接続されている。
【００１９】
なお、本実施形態では、画像形成装置が大判プリンタである場合で説明するが、カセット給紙もしくは手差し給紙のデスクトップ型プリンタ、複数の給紙段を有するプリンタ、または、スキャナと組み合わされた複合機であってもよい。また、本実施形態の画像形成装置がネットワーク接続ユニット（不図示）を有する場合で説明しているが、ネットワーク接続ユニットは、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ｅＳ−ＡＴＡ等で通信可能な外部Ｉ／Ｆ部であればよい。
【００２０】
図２は本実施形態の画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示した画像形成装置１００１は、図２に示すように、画像形成装置１００１を制御する制御部１００２を有する。制御部１００２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２００２と、画像処理回路２００６と、メモリとを有する。メモリとして、ＲＡＭ（Random Access Memory）２００４、ＲＯＭ（Read Only Memory）２００３、および不揮発性メモリ２００５が設けられている。ＣＰＵ２００２がＲＯＭ２００３から読み出したプログラムを実行することで、画像形成装置１００１の制御が行われる。
【００２１】
ＲＡＭ２００４は、ホストＰＣ１０１０から受信する印刷ジョブデータおよびホストＰＣ１０１０のプリンタコントローラから受信する画像データを格納するためのデータメモリ領域と、制御部１００２がプログラムを実行するためのワークメモリ領域とを有する。データの種類に対応して、データがＲＡＭ２００４内のメモリ領域に分類されて保存される。不揮発性メモリ２００５は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）で構成される。不揮発性メモリ２００５には、画像形成装置１００１に設定されている印刷媒体の種類などの設定値の情報が格納される。不揮発性メモリ２００５は、電力が供給されなくても、設定値の情報を保持し続ける。画像処理回路２００６は、ホストＰＣ１０１０のプリンタコントローラから受信する画像データの各画素データに対して所定の処理を行って、処理後の画像データを含むヘッドデータ信号を印刷制御部２０１１に送信する。
【００２２】
図２に示すように、ストレージ２００７が制御部１００２のＣＰＵ２００２に信号線を介して接続されている。外部Ｉ／Ｆ部２００８、操作部１００６、メカ制御部２０１０、および印刷制御部２０１１のそれぞれがＣＰＵ２００２に信号線を介して接続されている。また、クリーニング部２０１６、装置内温度センサ２０１５、ヒータ部２０１４、およびメインファン２０１９のそれぞれがＣＰＵ２００２に信号線を介して接続されている。ストレージ２００７は、ホストＰＣ１０１０から外部Ｉ／Ｆ部２００８およびＣＰＵ２００２を介して受信する印刷ジョブデータをファイルとして保存する。
【００２３】
外部Ｉ／Ｆ部２００８は、ＩＰ（Internet Protocol）のようなネットワーク接続プロトコルにしたがってデータを送受信する。操作部１００６は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）およびＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイなどの表示装置（不図示）と、キー入力装置（不図示）とを有する。操作部１００６は、ＣＰＵ２００２から受信するメッセージを表示装置に表示させ、ユーザがキー入力装置に入力する指示に基づく信号をＣＰＵ２００２に送信する。メカ制御部２０１０は、図に示さない給紙駆動部、カッター駆動部および排紙駆動部と接続され、これらの制御部を制御することで、用紙の搬送制御を行う。
【００２４】
印刷制御部２０１１は、インクヘッド回路２０１２と、図に示さないインク供給部およびキャリッジ駆動部と接続されている。印刷制御部２０１１は、印刷ジョブデータおよびヘッドデータ信号にしたがって、インクヘッド回路２０１２、インク供給部およびキャリッジ駆動部を制御することで、ヘッド１００３を駆動し、メカ制御部２０１０と同期して、用紙への印刷を実行する。インクヘッド回路２０１２は、ヘッドデータ信号に基づく制御信号を印刷制御部２０１１から受信すると、制御信号にしたがってヘッド１００３のノズルからインクの吐出を行う。
【００２５】
インクヘッド回路２０１２には、ヘッド温度センサ２０１３が接続されている。ヘッド温度センサ２０１３は、本実施形態ではダイオードセンサで構成され、ヘッド１００３と一体化して設けられている。ヘッド温度センサ２０１３は、ヘッド温度の情報を、インクヘッド回路２０１２を介してＣＰＵ２００２に送信する。ヘッド温度センサ２０１３の位置は、インクの吐出口となるノズルの温度を測定するために、ノズルが設けられたヘッド面に近い方が望ましい。
【００２６】
ヒータ部２０１４は、図１に示したヒータ１００７を制御する。装置内温度センサ２０１５は、ヘッド１００３が主走査を行う装置内の空間の温度を検知し、装置内温度の情報をＣＰＵ２００２に送信する。クリーニング部２０１６は、ヘッド清掃手段の一例であり、脱着部２０１７および変速部２０１８と接続されている。クリーニング部２０１６の構成については、後で詳しく説明する。メインファン２０１９は、外気と装置内の空気を攪拌し、装置内部が高温になるのを防ぐ。
【００２７】
変速部２０１８は、第１の歯車が取り付けられた回転軸と、第１の歯車と噛み合う第２の歯車が取り付けられたモーターとを有する駆動手段である。変速部２０１８は、回転速度を指示するための制御信号を制御部１００２から受信すると、制御信号にしたがって回転軸の回転速度を変更する。このように、変速部２０１８はクリーニングウエブの移動速度を変更可能に構成されている。なお、回転軸の回転速度の制御を、制御部１００２が変速部２０１８のモーターに供給する電力を変更することで行ってもよい。
【００２８】
次に、クリーニング部２０１６の構成を詳しく説明する。図３および図４は本実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【００２９】
図３はヘッドのクリーニングを行っている状態を示す図である。図３において、図面に垂直な方向をＸ軸方向とし、図の左右方向をＹ軸方向とし、図の上下方向をＺ軸方向とする。なお、これらの軸の方向は、図４から図７についても図３と同様であるものとし、その説明を省略する。
【００３０】
図３に示すように、クリーニング部２０１６は、第１の駆動ローラ３００１および第２の駆動ローラ３００２を有する。第１の駆動ローラ３００１と第２の駆動ローラ３００２の間に、クリーニングウエブ３００５が張られている。２つの駆動ローラ間に張られたクリーニングウエブ３００５は、待機位置に相当するホームポジションにおけるヘッド１００３のＺ軸の負の方向に位置している。
【００３１】
ここでは、初期状態として、クリーニングウエブ３００５が第２の駆動ローラに予め巻きつけられているものとし、クリーニングウエブ３００５の一端が第１の駆動ローラ３００１に取り付けられている。第１の駆動ローラ３００１に、変速部２０１８に含まれる回転軸が接続されている。
【００３２】
第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２のそれぞれが反時計回りに回転することで、クリーニングウエブ３００５は、第２の駆動ローラ３００２からＹ軸の負の方向に移動し、第１の駆動ローラ３００１に巻き取られる。変速部２０１８は、制御部１００２からの制御信号にしたがって、クリーニングウエブ３００５の移動速度を第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２に設定する。
【００３３】
また、２つの駆動ローラ間にまたがるクリーニングウエブ３００５のＺ軸の負の方向には脱着部２０１７が設けられている。脱着部２０１７は、Ｚ軸方向に移動可能に構成され、クリーニングウエブ３００５をヘッド１００３に接触させるか否かを選択可能に動作する。図３は、脱着部２０１７がＺ軸の正の方向に移動し、その位置を維持している状態を示す。この状態では、脱着部２０１７は、ヘッド１００３に接近し、クリーニングウエブ３００５をヘッド１００３に接触させている。また、図３では、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２が両方とも回転している。
【００３４】
本実施形態におけるクリーニング部は、図３に示すように、クリーニングウエブをヘッドに接触させた状態でウエブを巻き取ることで、ヘッド面の余分なインクを除去し、ヘッド面を清掃することができる。本実施形態におけるクリーニングウエブに、ポリエチレングリコールのような不揮発性の高分子潤滑剤が予め浸潤されていてもよい。
【００３５】
図４はヘッドのクリーニングを行っていない状態を示す図である。図４に示す状態は、図３に示した状態と比較すると、２つの駆動ローラの回転状態と、脱着部の状態が異なる。以下に、詳しく説明する。
【００３６】
図４は、脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動し、その位置を維持している状態を示す。脱着部２０１７がヘッド１００３から離脱することで、クリーニングウエブ３００５が弛んでヘッド１００３から離れ、ヘッド１００３と非接触になる。また、図４は、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２は両方とも回転が停止している状態である。第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２の回転が停止しているため、クリーニングウエブ３００５の巻き取りは行われない。
【００３７】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１が印刷時に画像形成を行う際のクリーニング部の状態を説明する。図５は本実施形態の画像形成装置の印刷時の状態を示す側面図である。図５は、ヘッド１００３の主走査方向から見た側面図であり、Ｙ軸の正の方向が給紙側であり、Ｙ軸の負の方向が排紙側に相当する。主走査方向はＸ軸方向と一致している。
【００３８】
図５に示すヘッド１００３は、Ｘ軸方向に主走査することで画像形成を行う。具体的には、ヘッド１００３は、図面に垂直方向に手前側から奥側へ走査し、また、奥側から手前側へ走査するとき、ヘッド面からインクを用紙５００１に吐出することで、画像を用紙５００１に形成する。用紙５００１は、ロール紙給紙ユニット１００４から、用紙支持体となるプラテン板５００２上を搬送される。図５にヒータ１００７の断面を示す。図５は、ヒータ１００７の電源をオンにして、用紙５００１に形成された画像のインクを加熱することを表している。
【００３９】
図５において、ヘッド１００３の主走査のホームポジションはＸ軸方向で最も手前側にあり、図３および図４を参照して説明したクリーニング部２０１６と同様な構成のクリーニング部がホームポジションに設けられている。図５に示すクリーニング部は、図４で説明した状態と同様に、クリーニングウエブの巻き取りが停止しており、クリーニングウエブはヘッド１００３から離れた状態である。つまり、画像形成中においては、クリーニングウエブは停止し、かつ、ヘッド１００３と非接触の状態にある。
【００４０】
なお、図５に示すクリーニング部は、大部分がプラテン５００２よりもＺ軸の負の方向に配置され、かつ、Ｘ軸方向ではホームポジション側にある。そのため、クリーニング部は、ヒータ１００７からの熱を受けにくい位置にあり、ヘッド１００３よりは温度が低くなっている。
【００４１】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１が印刷を終了した直後に、ヘッド１００３に対して清掃および冷却を行う方法を説明する。図６は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドの清掃時および冷却時の状態を示す側面図である。図６は、図５に示した側面図と、同じ方向から装置の側面を見た図である。図６では、ロール紙給紙ユニット１００４を図に示すことを省略している。
【００４２】
ヘッド１００３の清掃および冷却を行う際、制御部１００２は、ヒータ１００７の電源をオフにする。ヘッド１００３がホームポジションに移動することで、脱着部２０１７は、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２にまたがるクリーニングウエブを介してヘッド１００３と対向する。そして、図６に示すように、図３を参照して説明した状態と同様に、クリーニングウエブがヘッド１００３と接触した状態で、クリーニングウエブの巻き取りが行われる。つまり、ヒータ１００７の電源がオフになった後、制御部１００２は、ヘッド１００３に対して、クリーニングウエブによるクリーニング動作を行う。
【００４３】
ここでは、脱着部２０１７およびクリーニングウエブの動作によってヘッドに対してクリーニングが行われることを説明したが、後で説明するように、クリーニングウエブの巻き取り速度を段階的に下げることで、ヘッド温度の上昇を防ぐようにしてもよい。
【００４４】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１において、ヘッド１００３の冷却終了後の状態を説明する。図７は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドの冷却後の状態を示す側面図である。
【００４５】
図７は、図５および図６に示した側面図と、同じ方向から装置の側面を見た図である。図７では、ロール紙給紙ユニット１００４を図に示すことを省略している。図７に示すクリーニング部は、図４を参照して説明した状態と同様に、クリーニングウエブの巻き取りが停止しており、クリーニングウエブはヘッド１００３から離れた状態である。つまり、ヘッドの冷却後においては、クリーニングウエブは停止し、かつ、ヘッド１００３と非接触の状態にある。
【００４６】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１において、装置内温度およびヘッド温度に対する、クリーニングウエブの巻き取り制御方法を説明する。図８は、装置内温度およびヘッド温度に基づいてクリーニングウエブの巻き取り速度を決めるための表である。
【００４７】
ヘッド温度は、ヘッド温度センサ２０１３が検知する温度であり、ヘッド温度センサ２０１３からインクヘッド回路２０１２を介して制御部１００２に通知される。装置内温度は、装置内温度センサ２０１５が検知する温度であり、装置内温度センサ２０１５から制御部１００２に通知される。図８に示す表は、横方向にヘッド温度の範囲が複数に分割され、縦方向に装置内温度の範囲が複数に分割されている。縦の列毎にヘッド温度の範囲が異なり、横の行毎に装置内温度の範囲が異なっている。図８に示すように、この表には、ヘッド温度と装置内温度の組み合わせによって設定される、クリーニングウエブの巻き取り速度が登録されている。この表に示す、クリーニングウエブの巻き取り速度を、設定速度と称する。
【００４８】
ヘッド温度に注目すると、装置内温度が７０℃以上の場合を除いて、ヘッド温度が６０℃以上のときよりも、ヘッド温度が６０℃未満のときの方がクリーニングウエブの巻き取り速度が遅くなっている。また、装置内温度に注目すると、ヘッド温度と同様に、温度が低いほど、クリーニングウエブの巻き取り速度が遅くなる傾向がある。図８に示す表から、ヘッド温度または装置内温度が低いほど、クリーニングウエブの巻き取り速度が遅く設定されているのが分かる。
【００４９】
図８に示す、温度とクリーニングウエブの巻き取り速度との組み合わせの表は、制御部１００２の不揮発性メモリ２００５にデータとして予め格納されている。ＣＰＵ２００２は、図８の表を参照し、ヘッド温度センサ２０１３から受け取るヘッド温度と装置内温度センサ２０１５から受け取る装置内温度とから、クリーニングウエブの巻き取り速度を決定する。そして、ＣＰＵ２００２は、決定した巻き取り速度を指示するための制御信号をクリーニング部２０１６に送信する。クリーニング部２０１６は、ＣＰＵ２００２から受信する制御信号にしたがって移動速度を変速部２０１８に設定し、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２の回転速度を制御する。
【００５０】
図８の表を見ると、ヘッド温度または装置内温度が高いほど、クリーニングウエブの移動速度が大きくなっている。これは、ヘッド温度または装置内温度が高いほど、単位時間あたりにヘッドからクリーニングウエブに伝導する熱量が多くなるので、ヘッドから高温の熱が伝導したウエブを速やかに移動させて、温度の低いウエブをヘッドに接触させるためである。ヘッド温度または装置内温度が高温であるほど、クリーニングウエブの新しい部分を次々とヘッドに接触させることで、ヘッドの冷却効率が向上する。
【００５１】
図８に示す表に基づいてクリーニングウエブの移動速度を制御することで、クリーニングウエブとヘッドとの温度差による熱伝導に応じて、ヘッド面をより効率よく冷却することが可能となる。また、ヘッド面の温度が上昇することを抑制するだけでなく、ヘッド温度または装置内温度が低いほど、クリーニングウエブの移動速度を小さくすることで、クリーニングウエブを無駄に消費することを防げる。
【００５２】
図８には、ヘッド温度および装置内温度の両方が６０℃未満である場合、クリーニングウエブの移動を停止させることが記述されている。図８に示す表の場合、ヘッド温度および装置内温度の両方が６０℃未満になることがヘッド１００３に対する冷却の停止条件となる。そして、６０℃という温度が、ヘッド１００３に対して冷却が必要か否かを判定するための基準値となっている。
【００５３】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１において、ヘッド１００３に対するクリーニングの制御方法を、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドのクリーニング制御方法を示すフローチャートである。
【００５４】
図９に示す制御フローは、画像形成装置１００１を制御するプログラムのうち一部のルーチンとして、制御部１００２によって実行されるプログラムの内容を表している。画像形成装置１００１が印刷処理を行った後、制御部１００２は、図９に示す手順を開始する前に、脱着部２０１７をヘッド１００３に接近させてクリーニングウエブをヘッド１００３に接触させる。また、制御部１００２は、予め決められた初期速度でクリーニングウエブを移動させるように変速部２０１８に設定する。初期速度は、例えば、１．０ｍｍ／ｓである。
【００５５】
制御部１００２は、ヘッド温度センサ２０１３からヘッド温度の情報を受信し、装置内温度センサ２０１５から装置内温度の情報を受信すると、これらの温度がヘッドの冷却停止条件を満たしているか否かを判定する（ステップ１０１）。そして、制御部１００２は、ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしていない場合、ステップ１０２の処理に進み、ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしている場合、ステップ１０４の処理に進む。
【００５６】
ステップ１０２において、制御部１００２は、図８に示した表を参照して、ヘッド温度および装置内温度で決まる設定速度を読み出し、設定速度を変速部２０１８に設定してクリーニングウエブを設定速度で２つの駆動ローラ間を移動させる。これにより、クリーニングウエブはヘッド１００３に接触しながら設定速度で第２の駆動ローラ３００２から第１の駆動ローラ３００１に移動する。続いて、ステップ１０３において、制御部１００２はタイマーイベントを発行する。ここでは、タイマーイベントの時間を１００ｍｓとする。この１００ｍｓの間も、ステップ１０２で決められた設定速度で移動するクリーニングウエブによるヘッドのクリーニングは続けられる。
【００５７】
ステップ１０３のタイマーイベントによって、制御部１００２は、１００ｍｓ後にステップ１０１の処理に戻る。ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たすまで、制御部１００２がステップ１０２の処理を行うことで、ヘッド温度および装置内温度の温度変化に対応してクリーニングウエブの移動速度が設定される。
【００５８】
一方、制御部１００２は、ステップ１０１の判定の結果、ステップ１０４に進むと、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２の駆動を変速部２０１８に停止させる。これにより、クリーニングウエブの移動が停止する。続いて、制御部１００２が脱着部２０１７に対してヘッド１００３から離す制御を行うことで、クリーニングウエブがヘッド１００３と非接触状態になる（ステップ１０５）。
【００５９】
なお、本実施形態では、タイマーイベントとして、１００ｍｓ間隔のタイマーを用いる場合で説明したが、間隔は１００ｍｓに限らない。
【００６０】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１における、ヘッドクリーニングによる冷却効果を説明する。
【００６１】
図１０は、本実施形態の画像形成装置における、印刷後の装置内温度およびヘッド温度の変化を示すグラフである。図１０に示すグラフの横軸は、時間であり、単位は「秒」である。図１０に示すグラフの縦軸は、温度であり、単位は℃である。
【００６２】
図１０に示す曲線３０１は、画像形成装置１００１の装置内温度の変化を表している。また、曲線３０２はヘッド温度の変化を表している。装置内温度について、図１０に示す曲線３０１と図１８に示した曲線３１０とを比較すると、時間経過に対する変化はほぼ同じである。曲線３０１および曲線３１０が示す装置内温度は、印刷直後の７０℃以上の温度から時間経過に伴って少しずつ低くなるが、１８０秒経過しても６０℃以上である。
【００６３】
ヘッド温度について、図１８と図１０を比較してみる。図１８に示した曲線３２０は、印刷後から約５０秒経過するまでの間に７０℃まで上昇した後、曲線３１０に寄り添うように変化し、１８０秒経過しても６０℃以上である。これに対して、図１０に示す曲線３０２は、印刷後から１８０秒経過するまでの間、最大でも約６０℃にしか達しておらず、装置内温度の変化を示す曲線３０１とは全く異なっている。
【００６４】
図１０に示す曲線３０２から、ヘッドクリーニングがヘッド１００３に作用する冷却効果によって、印刷後のヘッド温度の上昇が抑制されることがわかる。そのため、ヘッド面におけるインクの固着を抑制することが可能となる。
【００６５】
本実施形態の画像形成装置は、印刷後、清掃用のクリーニングウエブを移動させながらヘッドに接触させ、ヘッド温度または装置内温度が高いほど、クリーニングウエブの移動速度を大きくしている。このようにクリーニングウエブの移動速度を制御することで、クリーニングウエブとヘッドとの温度差による熱伝導に応じて、ヘッドを効率よく冷却することが可能となる。そのため、印刷後の熱源の余熱によるヘッド面の温度の上昇が抑制され、ヘッド面でのインクの固着を防止できる。その結果、画像形成を安定して行うことが可能となる。
【００６６】
また、ヘッド温度または装置内温度が低いほど、クリーニングウエブの移動速度が小さくなるので、クリーニングウエブを無駄に消費することを防げる。
【００６７】
また、本実施形態では、ヘッド１００３に対してクリーニングウエブを接触させるか否かを、２つの駆動ローラを含むクリーニング部２０１６を上下に移動させるのではなく、脱着部２０１７のみを上下に移動させることで実現している。そのため、クリーニング部全体を上下に移動可能にするための空間を装置内に確保する必要がなく、装置をコンパクトにすることができる。
【００６８】
また、クリーニングウエブとして、不揮発性の潤滑剤を予め浸潤させたものを使用すれば、クリーニングウエブおよび潤滑剤がヘッド１００３から熱を奪い、ヘッド１００３への冷却効率が向上する。さらに、クリーニングウエブに冷却剤を吹き付けるためのユニットを画像形成装置に設ける必要がないため、画像形成装置のコストを低減することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
本実施形態の画像形成装置を、図を参照して説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同様な構成についての詳細な説明を省略する。また、本実施形態の画像形成装置の外観は、図１に示した画像形成装置１００１と同様なため、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
図１１は本実施形態の画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置は、図２を参照して説明した画像形成装置に、ヘッド１００３に接触する前のクリーニングウエブを冷却する冷却ファン５０１が追加された構成である。冷却ファン５０１は、クリーニング部２０１６のクリーニングウエブに外気を当て、クリーニングウエブ自体を冷却することで、ヘッド１００３への冷却効率を向上させるものである。
【００７１】
図１１に示すように、冷却ファン５０１は信号線を介してＣＰＵ２００２と接続されている。ＣＰＵ２００２がプログラムを実行することで、制御部１００２が冷却ファン５０１のオン／オフを制御する。
【００７２】
次に、本実施形態におけるクリーニング部２０１６の構成を詳しく説明する。図１２および図１３は本実施形態におけるクリーニング部の構成を説明するための図である。
【００７３】
図１２はクリーニングウエブに対して冷却動作を行っている場合を示し、図１３はクリーニングウエブに対して冷却動作を行っていない場合を示す。図１２において、図面に垂直な方向をＸ軸方向とし、図の左右方向をＹ軸方向とし、図の上下方向をＺ軸方向とする。なお、これらの軸の方向は、図１３から図１６についても図１２と同様であるものとし、その説明を省略する。
【００７４】
本実施形態のクリーニング部は、図３に示した構成と比較して説明すると、クリーニングウエブ３００５、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２の他に、中継ローラ３００３が設けられている。図１２に示すように、中継ローラ３００３は、図３に示した第２の駆動ローラ３００２の位置に配置されている。そして、本実施形態では、第２の駆動ローラ３００２は、中継ローラ３００３よりもＺ軸の負の方向に配置されている。具体的には、第２の駆動ローラ３００２は、ホームポジションにあるヘッド１００３から離れる方向で、中継ローラ３００３と一定の距離を空けた位置に配置されている。
【００７５】
クリーニングウエブ３００５は第２の駆動ローラ３００２に予め巻きつけられており、その一端が第２の駆動ローラ３００２から中継ローラ３００３を経由して第１の駆動ローラ３００１に取り付けられている。
【００７６】
本実施形態の画像形成装置には、図１２に示すように、クリーニングウエブ３００５の冷却機構となる冷却ファン５０１が設けられている。冷却ファン５０１は、中継ローラ３００３および第２の駆動ローラ３００２の間であって、これら２つのローラにまたがるクリーニングウエブ３００５よりも装置の外側に近い位置に配置されている。この位置に冷却ファン５０１を配置することで、冷却ファン５０１がＹ軸の正の方向（装置の外側）から導入した外気をＹ軸の負の方向（装置内）にあるクリーニングウエブ３００５に送りやすくなる。そのため、外気とほとんど同じ温度の空気にクリーニングウエブ３００５をさらすことが可能となる。
【００７７】
図１２は、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２および中継ローラ３００３のいずれも反時計回りに回転している状態を示す。図１２は、脱着部２０１７がＺ軸の正の方向に移動し、クリーニングウエブ３００５をヘッド１００３に接触させている状態を示す。また、図１２は、冷却ファン５０１の電源がオンの状態で、冷却ファン５０１が外気をクリーニングウエブに吹き付けている状態を表している。
【００７８】
図１３は、図１２を参照して説明したクリーニング部において、クリーニングウエブに対して冷却動作を行っていない場合を示す図である。図１３は、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２および中継ローラ３００３のいずれも回転を停止している状態を示す。図１３は、脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動し、クリーニングウエブ３００５がヘッド１００３と接触していない状態を示す。また、図１３は、冷却ファン５０１の電源がオフの状態で、冷却ファン５０１のフィンの回転が停止している状態を表している。なお、後で説明するが、画像形成時に冷却ファン５０１の電源をオンにしていてもよい。
【００７９】
本実施形態における画像形成装置では、クリーニング部を図１２および図１３に示すような構成にすることで、ヘッドに接触する前のクリーニングウエブを外気で冷却することができる。
【００８０】
次に、本実施形態の画像形成装置が印刷時に画像形成を行う際のクリーニング部の状態を説明する。図１４は本実施形態の画像形成装置の印刷時の状態を示す側面図である。ここでは、図５を参照して説明した第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８１】
画像形成時は、図１４に示すように、３つの駆動ローラの回転が停止しており、脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動し、その位置を維持している。脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動しているため、中継ローラ３００３および第１の駆動ローラ３００１にまたがるクリーニングウエブが弛んだ状態になっている。このとき、ヘッド１００３はホームポジションに位置していないが、図１４を見てわかるように、たとえホームポジションの位置にあっても、クリーニングウエブと接触しない。
【００８２】
図１４では、図１３の場合とは異なり、冷却ファン５０１の電源をオンの状態にしている。このように、制御部１００２は、画像形成時に冷却ファン５０１の電源をオンにし、外気を装置内に導入してクリーニングウエブを冷却してもよい。画像形成中にクリーニングウエブに外気をあてることで、電源がオンしたヒータ１００７からクリーニングウエブに伝達される熱と冷却ファン５０１によりクリーニングウエブから奪われる熱とが相殺され、クリーニングウエブに対する冷却効果が向上する。
【００８３】
次に、本実施形態の画像形成装置が印刷を終了した直後に、ヘッド１００３に対して清掃および冷却を行う方法を説明する。図１５は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドの清掃時および冷却時の状態を示す側面図である。
【００８４】
図１５は、図１４に示した側面図と、同じ方向から装置の側面を見た図である。図１５では、ロール紙給紙ユニット１００４を図に示すことを省略している。ここでは、図６を参照して説明した第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８５】
ヘッド１００３の清掃および冷却を行う際、ヘッド１００３がホームポジションに移動した後、脱着部２０１７がＺ軸の正の方向に移動することで、クリーニングウエブがヘッド１００３に接触している。また、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２ならびに中継ローラ３００３のそれぞれが反時計回りに回転する。制御部１００２は、冷却ファン５０１の電源をオンした状態を維持する。
【００８６】
図１５に示すように、第２の駆動ローラ３００２から送り出されるクリーニングウエブは、冷却ファン５０１が装置の外から導入した空気によって冷却される。冷却後のクリーニングウエブは、中継ローラ３００３を経由して、ヘッド１００３と接触した後、第１の駆動ローラ３００１に巻き取られる。その際、第１の実施形態と同様に、制御部１００２は、装置内温度またはヘッド温度に対応して、クリーニングウエブの巻き取り速度を段階的に下げる制御を行ってもよい。
【００８７】
次に、本実施形態の画像形成装置において、ヘッド１００３の冷却終了後の状態を説明する。図１６は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドの冷却後の状態を示す側面図である。
【００８８】
図１６は、図１４および図１５に示した側面図と、同じ方向から装置の側面を見た図であり、ロール紙給紙ユニット１００４を図に示すことを省略している。ここでは、図７を参照して説明した第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８９】
３つの駆動ローラの回転が停止し、脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動する。そのため、図１６に示すように、中継ローラ３００３および第１の駆動ローラ３００１にまたがるクリーニングウエブが弛んだ状態になっている。また、制御部１００２が冷却ファン５０１の電源をオフにすることで、冷却ファン５０１のフィンの回転が停止する。
【００９０】
次に、本実施形態の画像形成装置において、ヘッド１００３に対するクリーニングの制御方法を、図１７を参照して説明する。図１７は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドのクリーニング制御方法を示すフローチャートである。
【００９１】
図１７に示す制御フローは、本実施形態の画像形成装置を制御するプログラムのうち一部のルーチンとして、制御部１００２によって実行されるプログラムの内容を表している。本実施形態の画像形成装置が印刷処理を行った後、制御部１００２は、図１７に示す手順を開始する前に、脱着部２０１７をヘッド１００３に接近させてクリーニングウエブをヘッド１００３に接触させる。また、制御部１００２は、予め決められた初期速度でクリーニングウエブを移動させるように変速部２０１８に設定する。初期速度は、例えば、１．０ｍｍ／ｓである。さらに、制御部１００２は冷却ファン５０１の電源をオンにする。
【００９２】
本実施形態においても、制御部１００２は、第１の実施形態で説明した図８を参照し、クリーニングウエブの移動速度を装置内温度およびヘッド温度に基づいて決定する。図１７に示すステップ２０１〜２０４および２０６のそれぞれの処理は図９に示したステップ１０１〜１０５のそれぞれと対応しており、説明の重複を避けるため、同様な処理についての詳細な説明を省略する。
【００９３】
制御部１００２は、受信したヘッド温度と装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしているか否かを判定する（ステップ２０１）。そして、制御部１００２は、ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしていない場合、ステップ２０２の処理に進み、ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしている場合、ステップ２０４の処理に進む。
【００９４】
ステップ２０２において、制御部１００２は、冷却ファン５０１の電源をオンにした状態を維持し、図８に示した表を参照して、ヘッド温度および装置内温度で決まる設定速度を読み出し、設定速度を変速部２０１８に設定する。続いて、ステップ２０３において、制御部１００２はタイマーイベントを発行する。ここでは、タイマーイベントの時間を１００ｍｓとするが、第１の実施形態と同様に、その時間は１００ｍｓ以外であってもよい。制御部１００２は、タイマーイベントを発行してから１００ｍｓ後にステップ１０１の処理に戻る。
【００９５】
一方、制御部１００２は、ステップ２０１の判定の結果、ステップ２０４に進むと、変速部２０１８を制御して、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２ならびに中継ローラ３００３の駆動を停止させる。これにより、クリーニングウエブの移動が停止する。続いて、制御部１００２は、冷却ファン５０１の電源をオフにする（ステップ２０５）。さらに、制御部１００２が脱着部２０１７に対してヘッド１００３から離す制御を行うことで、クリーニングウエブがヘッド１００３と非接触状態になる（ステップ２０６）。
【００９６】
本実施形態の画像形成装置における、ヘッドクリーニングによる冷却効果は、図１０を参照して説明した結果と同様なため、その詳細な説明を省略する。
【００９７】
本実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態と同様に、クリーニングウエブを用いた冷却作用によって、印刷後のヘッド面の温度上昇が抑制され、ヘッド面におけるインクの固着を抑制することができる。また、本実施形態の画像形成装置は、ヘッドに接触する前のクリーニングウエブを冷却する冷却ファンを有しているため、ヘッドの冷却効率を向上させる効果がある。
【００９８】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、クリーニングウエブとして、不揮発性の潤滑剤を予め浸潤させたものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１００１ 画像形成装置
１００２ 制御部
２０１３ ヘッド温度センサ
２０１５ 装置内温度センサ
２０１６ クリーニング部
２０１７ 脱着部
２０１８ 変速部
５０１ 冷却ファン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に記録するための画像形成装置およびヘッドクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の一種であるインクジェットプリンタでは、インクヘッド（以下では、単に「ヘッド」と称する）の昇温を抑制するための対策が施されている。これは、ヘッドの昇温によりノズルが熱膨張する結果、ノズルに歪みが生じ、用紙へのインクの着弾位置がずれてしまうことを防ぐためである。特許文献１では、ファンによる空気の流れで、ヘッドを冷却する空冷方式が提案されている。また、特許文献２では、ヘッドにノズル詰まりがあることを印刷前に検出すると、ノズルからインクを吸引した後、冷却剤を吹き付けたシートでヘッドのインク吐出面を清掃することが開示されている。インク吐出面をシートで清掃することで、ヘッドが冷却される。
【０００３】
画像形成装置は、吐出したインクを用紙上に定着させることにより、画像形成を行う。インクの定着には、自然乾燥による方法、紫外線のような光反応を用いる方法、および、熱源を用いる方法などがある。熱源を用いる方法は、加熱によりインクを固化させて熱定着させるものであり、耐擦過性および耐候性に優れている。近年、インクジェットプリンタでは、例えば、ラテックスのような熱硬化性の樹脂を分散させたインクを用いて、ヘッドから用紙上にインクを吐出させ、インクを用紙に熱定着させるものが提案されている。以下では、熱硬化性の樹脂を含むインクを熱定着性インクと称する。
【０００４】
このような熱定着型のインクジェットプリンタには、ヘッドが主走査動作する領域の近傍にヒータが設けられている。熱定着型のインクジェットプリンタでは、印刷前にヒータの電源をオンし、印刷後にヒータの電源をオフするヒータ制御を行う。このヒータ制御により、熱定着を確実に行うとともに、余分な熱発生および電力消費を抑制している。また、熱定着型のインクジェットプリンタでは、余分な熱硬化性樹脂が印刷後にヘッド面に残ることを防ぐため、ヘラ状のワイピングブレードや布状のクリーニングウエブによってヘッド面を清掃するヘッド清掃制御も行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１６６１７３号公報（第２図）
【特許文献２】特開２００８−１５５１１４号公報（第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のヒータ制御またはヘッド清掃制御を行っても、ヒータの余熱によって印刷後のヘッド面の温度が上昇し、その温度上昇に伴ってヘッド面でインクの固化が発生してしまうという問題がある。以下では、ヘッドの温度をヘッド温度と称し、ヘッド温度の上昇による問題を詳しく説明する。
【０００７】
図１８は、関連する画像形成装置における、印刷後の装置内温度およびヘッド温度の変化を示すグラフである。図１８に示すグラフの横軸は、時間であり、単位は「秒」である。図１８に示すグラフの縦軸は、温度であり、単位は℃である。
【０００８】
曲線３１０は、画像形成装置の装置内の温度の変化を表している。曲線３２０は、ヘッド温度の変化を表している。図１８に示すように、印刷後、ヒータの電源をすぐにオフしても、ヒータの余熱によって装置内温度はすぐに低下せず、主走査動作を停止したヘッドにヒータの余熱が伝達し、ヘッド温度が上昇する。ヘッド温度は、約７０℃まで上昇した後、装置内温度の低下に伴って低くなっていく。しかし、ヘッド温度および昇温している時間が、インクを定着させる温度および時間を越えれば、ヘッド面およびノズル内でインクが固化してしまう。
【０００９】
このように、印刷後のヘッド温度の上昇は、ヘッド面に熱定着性インクの固着を誘発する。ヘッド面での熱定着性インクの固着は、次の印刷時にノズルからインクを吐出できなくさせ、画像異常という問題を発生させる。
【００１０】
本発明は上述したような技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、印刷後の余熱によるヘッド温度の上昇を抑制し、ヘッド面でのインクの固着を防止可能にした画像形成装置およびヘッドクリーニング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、
前記ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、
装置内温度を測定する装置内温度センサと、
前記ヘッドを清掃するためのクリーニングウエブを移動させるクリーニング部と、
前記クリーニングウエブの移動速度を変更可能な変速部と、
前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させるか否かを切り替える脱着部と、
前記ヘッドによる記録動作が終了した後、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させるために前記脱着部を制御し、前記ヘッドの温度または前記装置内温度が高いほど前記クリーニングウエブの移動速度が大きくなるように前記変速部を制御する制御部と、
を有する構成である。
【００１２】
また、本発明のヘッドクリーニング方法は、インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、該ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、装置内温度を測定する装置内温度センサと、クリーニングウエブを移動させるクリーニング部と、を有する画像形成装置によるヘッドクリーニング方法であって、
前記ヘッドによる記録動作が終了した後、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させ、
前記ヘッド温度センサから前記ヘッドの温度の情報を受信し、前記装置内温度センサから前記装置内温度の情報を受信すると、該ヘッドの温度または該装置内温度が高いほど前記クリーニングウエブの移動速度を大きくするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、印刷後の熱源の余熱によるヘッド面の温度の上昇を抑制し、ヘッド面でのインクの固着を防止でき、画像形成を安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態における画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態における画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態の画像形成装置の印刷時の状態を示す側面図である。
【図６】第１の実施形態の画像形成装置において、ヘッドの清掃時および冷却時の状態を示す側面図である。
【図７】第１の実施形態の画像形成装置において、ヘッドの冷却後の状態を示す側面図である。
【図８】第１の実施形態のヘッドクリーニング方法における、クリーニングウエブの移動速度を決めるための表である。
【図９】第１の実施形態における、ヘッドのクリーニング制御方法を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態の画像形成装置における、印刷後の装置内温度およびヘッド温度の変化を示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態における画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１２】第２の実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【図１４】第２の実施形態の画像形成装置の印刷時の状態を示す側面図である。
【図１５】第２の実施形態の画像形成装置において、ヘッドの清掃時および冷却時の状態を示す側面図である。
【図１６】第２の実施形態の画像形成装置において、ヘッドの冷却後の状態を示す側面図である。
【図１７】第２の実施形態における、ヘッドのクリーニング制御方法を示すフローチャートである。
【図１８】関連する画像形成装置における、印刷後の装置内温度およびヘッド温度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本実施形態の画像形成装置を、図を参照して説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の外観を示す斜視図である。図１では、外観に現われていない構成を破線で示している。
【００１６】
図１に示す画像形成装置１００１は、大判印刷用のインクジェットプリンタである。画像形成装置１００１は、制御部１００２と、記録媒体に記録を行う印刷手段として機能するヘッド１００３とを有する。ヘッド１００３は、縦方向（主走査方向に垂直方向）に並ぶ１２８０本のノズルを有する。各ノズルは、用紙の送り方向に対して１２００ｄｐｉの解像度を有する。用紙が記録媒体に相当し、ヘッド１００３が用紙に記録動作を行うことで、用紙に画像が形成される。
【００１７】
また、画像形成装置１００１は、ロール紙給紙ユニット１００４と、画像形成装置１００１に各種指示をユーザが入力するための操作部１００６と、ヒータ１００７と、クリーニングウエブ部１００８とを有する。ロール紙給紙ユニット１００４は給紙手段の一例であり、ヒータ１００７は定着熱源の一例であり、クリーニングウエブ部１００８はヘッド清掃手段の一例である。ヘッド１００３で印刷されたロール紙は、図に示さないカッターによってカットされ、カットされた部分が排紙部１００５に送られる。
【００１８】
図に示していないが、画像形成装置１００１には、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）部として機能するネットワーク接続ユニットが設けられている。図１に示すように、画像形成装置１００１は、ネットワーク１００９としてＬＡＮ（Local Area Network）を介して、ホストＰＣ（Personal Computer）１０１０と接続されている。
【００１９】
なお、本実施形態では、画像形成装置が大判プリンタである場合で説明するが、カセット給紙もしくは手差し給紙のデスクトップ型プリンタ、複数の給紙段を有するプリンタ、または、スキャナと組み合わされた複合機であってもよい。また、本実施形態の画像形成装置がネットワーク接続ユニット（不図示）を有する場合で説明しているが、ネットワーク接続ユニットは、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ｅＳ−ＡＴＡ等で通信可能な外部Ｉ／Ｆ部であればよい。
【００２０】
図２は本実施形態の画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示した画像形成装置１００１は、図２に示すように、画像形成装置１００１を制御する制御部１００２を有する。制御部１００２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２００２と、画像処理回路２００６と、メモリとを有する。メモリとして、ＲＡＭ（Random Access Memory）２００４、ＲＯＭ（Read Only Memory）２００３、および不揮発性メモリ２００５が設けられている。ＣＰＵ２００２がＲＯＭ２００３から読み出したプログラムを実行することで、画像形成装置１００１の制御が行われる。
【００２１】
ＲＡＭ２００４は、ホストＰＣ１０１０から受信する印刷ジョブデータおよびホストＰＣ１０１０のプリンタコントローラから受信する画像データを格納するためのデータメモリ領域と、制御部１００２がプログラムを実行するためのワークメモリ領域とを有する。データの種類に対応して、データがＲＡＭ２００４内のメモリ領域に分類されて保存される。不揮発性メモリ２００５は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）で構成される。不揮発性メモリ２００５には、画像形成装置１００１に設定されている印刷媒体の種類などの設定値の情報が格納される。不揮発性メモリ２００５は、電力が供給されなくても、設定値の情報を保持し続ける。画像処理回路２００６は、ホストＰＣ１０１０のプリンタコントローラから受信する画像データの各画素データに対して所定の処理を行って、処理後の画像データを含むヘッドデータ信号を印刷制御部２０１１に送信する。
【００２２】
図２に示すように、ストレージ２００７が制御部１００２のＣＰＵ２００２に信号線を介して接続されている。外部Ｉ／Ｆ部２００８、操作部１００６、メカ制御部２０１０、および印刷制御部２０１１のそれぞれがＣＰＵ２００２に信号線を介して接続されている。また、クリーニング部２０１６、装置内温度センサ２０１５、ヒータ部２０１４、およびメインファン２０１９のそれぞれがＣＰＵ２００２に信号線を介して接続されている。ストレージ２００７は、ホストＰＣ１０１０から外部Ｉ／Ｆ部２００８およびＣＰＵ２００２を介して受信する印刷ジョブデータをファイルとして保存する。
【００２３】
外部Ｉ／Ｆ部２００８は、ＩＰ（Internet Protocol）のようなネットワーク接続プロトコルにしたがってデータを送受信する。操作部１００６は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）およびＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイなどの表示装置（不図示）と、キー入力装置（不図示）とを有する。操作部１００６は、ＣＰＵ２００２から受信するメッセージを表示装置に表示させ、ユーザがキー入力装置に入力する指示に基づく信号をＣＰＵ２００２に送信する。メカ制御部２０１０は、図に示さない給紙駆動部、カッター駆動部および排紙駆動部と接続され、これらの制御部を制御することで、用紙の搬送制御を行う。
【００２４】
印刷制御部２０１１は、インクヘッド回路２０１２と、図に示さないインク供給部およびキャリッジ駆動部と接続されている。印刷制御部２０１１は、印刷ジョブデータおよびヘッドデータ信号にしたがって、インクヘッド回路２０１２、インク供給部およびキャリッジ駆動部を制御することで、ヘッド１００３を駆動し、メカ制御部２０１０と同期して、用紙への印刷を実行する。インクヘッド回路２０１２は、ヘッドデータ信号に基づく制御信号を印刷制御部２０１１から受信すると、制御信号にしたがってヘッド１００３のノズルからインクの吐出を行う。
【００２５】
インクヘッド回路２０１２には、ヘッド温度センサ２０１３が接続されている。ヘッド温度センサ２０１３は、本実施形態ではダイオードセンサで構成され、ヘッド１００３と一体化して設けられている。ヘッド温度センサ２０１３は、ヘッド温度の情報を、インクヘッド回路２０１２を介してＣＰＵ２００２に送信する。ヘッド温度センサ２０１３の位置は、インクの吐出口となるノズルの温度を測定するために、ノズルが設けられたヘッド面に近い方が望ましい。
【００２６】
ヒータ部２０１４は、図１に示したヒータ１００７を制御する。装置内温度センサ２０１５は、ヘッド１００３が主走査を行う装置内の空間の温度を検知し、装置内温度の情報をＣＰＵ２００２に送信する。クリーニング部２０１６は、ヘッド清掃手段の一例であり、脱着部２０１７および変速部２０１８と接続されている。クリーニング部２０１６の構成については、後で詳しく説明する。メインファン２０１９は、外気と装置内の空気を攪拌し、装置内部が高温になるのを防ぐ。
【００２７】
変速部２０１８は、第１の歯車が取り付けられた回転軸と、第１の歯車と噛み合う第２の歯車が取り付けられたモーターとを有する駆動手段である。変速部２０１８は、回転速度を指示するための制御信号を制御部１００２から受信すると、制御信号にしたがって回転軸の回転速度を変更する。このように、変速部２０１８はクリーニングウエブの移動速度を変更可能に構成されている。なお、回転軸の回転速度の制御を、制御部１００２が変速部２０１８のモーターに供給する電力を変更することで行ってもよい。
【００２８】
次に、クリーニング部２０１６の構成を詳しく説明する。図３および図４は本実施形態におけるクリーニング部を説明するための図である。
【００２９】
図３はヘッドのクリーニングを行っている状態を示す図である。図３において、図面に垂直な方向をＸ軸方向とし、図の左右方向をＹ軸方向とし、図の上下方向をＺ軸方向とする。なお、これらの軸の方向は、図４から図７についても図３と同様であるものとし、その説明を省略する。
【００３０】
図３に示すように、クリーニング部２０１６は、第１の駆動ローラ３００１および第２の駆動ローラ３００２を有する。第１の駆動ローラ３００１と第２の駆動ローラ３００２の間に、クリーニングウエブ３００５が張られている。２つの駆動ローラ間に張られたクリーニングウエブ３００５は、待機位置に相当するホームポジションにおけるヘッド１００３のＺ軸の負の方向に位置している。
【００３１】
ここでは、初期状態として、クリーニングウエブ３００５が第２の駆動ローラに予め巻きつけられているものとし、クリーニングウエブ３００５の一端が第１の駆動ローラ３００１に取り付けられている。第１の駆動ローラ３００１に、変速部２０１８に含まれる回転軸が接続されている。
【００３２】
第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２のそれぞれが反時計回りに回転することで、クリーニングウエブ３００５は、第２の駆動ローラ３００２からＹ軸の負の方向に移動し、第１の駆動ローラ３００１に巻き取られる。変速部２０１８は、制御部１００２からの制御信号にしたがって、クリーニングウエブ３００５の移動速度を第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２に設定する。
【００３３】
また、２つの駆動ローラ間にまたがるクリーニングウエブ３００５のＺ軸の負の方向には脱着部２０１７が設けられている。脱着部２０１７は、Ｚ軸方向に移動可能に構成され、クリーニングウエブ３００５をヘッド１００３に接触させるか否かを選択可能に動作する。図３は、脱着部２０１７がＺ軸の正の方向に移動し、その位置を維持している状態を示す。この状態では、脱着部２０１７は、ヘッド１００３に接近し、クリーニングウエブ３００５をヘッド１００３に接触させている。また、図３では、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２が両方とも回転している。
【００３４】
本実施形態におけるクリーニング部は、図３に示すように、クリーニングウエブをヘッドに接触させた状態でウエブを巻き取ることで、ヘッド面の余分なインクを除去し、ヘッド面を清掃することができる。本実施形態におけるクリーニングウエブに、ポリエチレングリコールのような不揮発性の高分子潤滑剤が予め浸潤されていてもよい。
【００３５】
図４はヘッドのクリーニングを行っていない状態を示す図である。図４に示す状態は、図３に示した状態と比較すると、２つの駆動ローラの回転状態と、脱着部の状態が異なる。以下に、詳しく説明する。
【００３６】
図４は、脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動し、その位置を維持している状態を示す。脱着部２０１７がヘッド１００３から離脱することで、クリーニングウエブ３００５が弛んでヘッド１００３から離れ、ヘッド１００３と非接触になる。また、図４は、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２は両方とも回転が停止している状態である。第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２の回転が停止しているため、クリーニングウエブ３００５の巻き取りは行われない。
【００３７】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１が印刷時に画像形成を行う際のクリーニング部の状態を説明する。図５は本実施形態の画像形成装置の印刷時の状態を示す側面図である。図５は、ヘッド１００３の主走査方向から見た側面図であり、Ｙ軸の正の方向が給紙側であり、Ｙ軸の負の方向が排紙側に相当する。主走査方向はＸ軸方向と一致している。
【００３８】
図５に示すヘッド１００３は、Ｘ軸方向に主走査することで画像形成を行う。具体的には、ヘッド１００３は、図面に垂直方向に手前側から奥側へ走査し、また、奥側から手前側へ走査するとき、ヘッド面からインクを用紙５００１に吐出することで、画像を用紙５００１に形成する。用紙５００１は、ロール紙給紙ユニット１００４から、用紙支持体となるプラテン板５００２上を搬送される。図５にヒータ１００７の断面を示す。図５は、ヒータ１００７の電源をオンにして、用紙５００１に形成された画像のインクを加熱することを表している。
【００３９】
図５において、ヘッド１００３の主走査のホームポジションはＸ軸方向で最も手前側にあり、図３および図４を参照して説明したクリーニング部２０１６と同様な構成のクリーニング部がホームポジションに設けられている。図５に示すクリーニング部は、図４で説明した状態と同様に、クリーニングウエブの巻き取りが停止しており、クリーニングウエブはヘッド１００３から離れた状態である。つまり、画像形成中においては、クリーニングウエブは停止し、かつ、ヘッド１００３と非接触の状態にある。
【００４０】
なお、図５に示すクリーニング部は、大部分がプラテン５００２よりもＺ軸の負の方向に配置され、かつ、Ｘ軸方向ではホームポジション側にある。そのため、クリーニング部は、ヒータ１００７からの熱を受けにくい位置にあり、ヘッド１００３よりは温度が低くなっている。
【００４１】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１が印刷を終了した直後に、ヘッド１００３に対して清掃および冷却を行う方法を説明する。図６は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドの清掃時および冷却時の状態を示す側面図である。図６は、図５に示した側面図と、同じ方向から装置の側面を見た図である。図６では、ロール紙給紙ユニット１００４を図に示すことを省略している。
【００４２】
ヘッド１００３の清掃および冷却を行う際、制御部１００２は、ヒータ１００７の電源をオフにする。ヘッド１００３がホームポジションに移動することで、脱着部２０１７は、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２にまたがるクリーニングウエブを介してヘッド１００３と対向する。そして、図６に示すように、図３を参照して説明した状態と同様に、クリーニングウエブがヘッド１００３と接触した状態で、クリーニングウエブの巻き取りが行われる。つまり、ヒータ１００７の電源がオフになった後、制御部１００２は、ヘッド１００３に対して、クリーニングウエブによるクリーニング動作を行う。
【００４３】
ここでは、脱着部２０１７およびクリーニングウエブの動作によってヘッドに対してクリーニングが行われることを説明したが、後で説明するように、クリーニングウエブの巻き取り速度を段階的に下げることで、ヘッド温度の上昇を防ぐようにしてもよい。
【００４４】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１において、ヘッド１００３の冷却終了後の状態を説明する。図７は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドの冷却後の状態を示す側面図である。
【００４５】
図７は、図５および図６に示した側面図と、同じ方向から装置の側面を見た図である。図７では、ロール紙給紙ユニット１００４を図に示すことを省略している。図７に示すクリーニング部は、図４を参照して説明した状態と同様に、クリーニングウエブの巻き取りが停止しており、クリーニングウエブはヘッド１００３から離れた状態である。つまり、ヘッドの冷却後においては、クリーニングウエブは停止し、かつ、ヘッド１００３と非接触の状態にある。
【００４６】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１において、装置内温度およびヘッド温度に対する、クリーニングウエブの巻き取り制御方法を説明する。図８は、装置内温度およびヘッド温度に基づいてクリーニングウエブの巻き取り速度を決めるための表である。
【００４７】
ヘッド温度は、ヘッド温度センサ２０１３が検知する温度であり、ヘッド温度センサ２０１３からインクヘッド回路２０１２を介して制御部１００２に通知される。装置内温度は、装置内温度センサ２０１５が検知する温度であり、装置内温度センサ２０１５から制御部１００２に通知される。図８に示す表は、横方向にヘッド温度の範囲が複数に分割され、縦方向に装置内温度の範囲が複数に分割されている。縦の列毎にヘッド温度の範囲が異なり、横の行毎に装置内温度の範囲が異なっている。図８に示すように、この表には、ヘッド温度と装置内温度の組み合わせによって設定される、クリーニングウエブの巻き取り速度が登録されている。この表に示す、クリーニングウエブの巻き取り速度を、設定速度と称する。
【００４８】
ヘッド温度に注目すると、装置内温度が７０℃以上の場合を除いて、ヘッド温度が６０℃以上のときよりも、ヘッド温度が６０℃未満のときの方がクリーニングウエブの巻き取り速度が遅くなっている。また、装置内温度に注目すると、ヘッド温度と同様に、温度が低いほど、クリーニングウエブの巻き取り速度が遅くなる傾向がある。図８に示す表から、ヘッド温度または装置内温度が低いほど、クリーニングウエブの巻き取り速度が遅く設定されているのが分かる。
【００４９】
図８に示す、温度とクリーニングウエブの巻き取り速度との組み合わせの表は、制御部１００２の不揮発性メモリ２００５にデータとして予め格納されている。ＣＰＵ２００２は、図８の表を参照し、ヘッド温度センサ２０１３から受け取るヘッド温度と装置内温度センサ２０１５から受け取る装置内温度とから、クリーニングウエブの巻き取り速度を決定する。そして、ＣＰＵ２００２は、決定した巻き取り速度を指示するための制御信号をクリーニング部２０１６に送信する。クリーニング部２０１６は、ＣＰＵ２００２から受信する制御信号にしたがって移動速度を変速部２０１８に設定し、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２の回転速度を制御する。
【００５０】
図８の表を見ると、ヘッド温度または装置内温度が高いほど、クリーニングウエブの移動速度が大きくなっている。これは、ヘッド温度または装置内温度が高いほど、単位時間あたりにヘッドからクリーニングウエブに伝導する熱量が多くなるので、ヘッドから高温の熱が伝導したウエブを速やかに移動させて、温度の低いウエブをヘッドに接触させるためである。ヘッド温度または装置内温度が高温であるほど、クリーニングウエブの新しい部分を次々とヘッドに接触させることで、ヘッドの冷却効率が向上する。
【００５１】
図８に示す表に基づいてクリーニングウエブの移動速度を制御することで、クリーニングウエブとヘッドとの温度差による熱伝導に応じて、ヘッド面をより効率よく冷却することが可能となる。また、ヘッド面の温度が上昇することを抑制するだけでなく、ヘッド温度または装置内温度が低いほど、クリーニングウエブの移動速度を小さくすることで、クリーニングウエブを無駄に消費することを防げる。
【００５２】
図８には、ヘッド温度および装置内温度の両方が６０℃未満である場合、クリーニングウエブの移動を停止させることが記述されている。図８に示す表の場合、ヘッド温度および装置内温度の両方が６０℃未満になることがヘッド１００３に対する冷却の停止条件となる。そして、６０℃という温度が、ヘッド１００３に対して冷却が必要か否かを判定するための基準値となっている。
【００５３】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１において、ヘッド１００３に対するクリーニングの制御方法を、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドのクリーニング制御方法を示すフローチャートである。
【００５４】
図９に示す制御フローは、画像形成装置１００１を制御するプログラムのうち一部のルーチンとして、制御部１００２によって実行されるプログラムの内容を表している。画像形成装置１００１が印刷処理を行った後、制御部１００２は、図９に示す手順を開始する前に、脱着部２０１７をヘッド１００３に接近させてクリーニングウエブをヘッド１００３に接触させる。また、制御部１００２は、予め決められた初期速度でクリーニングウエブを移動させるように変速部２０１８に設定する。初期速度は、例えば、１．０ｍｍ／ｓである。
【００５５】
制御部１００２は、ヘッド温度センサ２０１３からヘッド温度の情報を受信し、装置内温度センサ２０１５から装置内温度の情報を受信すると、これらの温度がヘッドの冷却停止条件を満たしているか否かを判定する（ステップ１０１）。そして、制御部１００２は、ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしていない場合、ステップ１０２の処理に進み、ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしている場合、ステップ１０４の処理に進む。
【００５６】
ステップ１０２において、制御部１００２は、図８に示した表を参照して、ヘッド温度および装置内温度で決まる設定速度を読み出し、設定速度を変速部２０１８に設定してクリーニングウエブを設定速度で２つの駆動ローラ間を移動させる。これにより、クリーニングウエブはヘッド１００３に接触しながら設定速度で第２の駆動ローラ３００２から第１の駆動ローラ３００１に移動する。続いて、ステップ１０３において、制御部１００２はタイマーイベントを発行する。ここでは、タイマーイベントの時間を１００ｍｓとする。この１００ｍｓの間も、ステップ１０２で決められた設定速度で移動するクリーニングウエブによるヘッドのクリーニングは続けられる。
【００５７】
ステップ１０３のタイマーイベントによって、制御部１００２は、１００ｍｓ後にステップ１０１の処理に戻る。ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たすまで、制御部１００２がステップ１０２の処理を行うことで、ヘッド温度および装置内温度の温度変化に対応してクリーニングウエブの移動速度が設定される。
【００５８】
一方、制御部１００２は、ステップ１０１の判定の結果、ステップ１０４に進むと、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２の駆動を変速部２０１８に停止させる。これにより、クリーニングウエブの移動が停止する。続いて、制御部１００２が脱着部２０１７に対してヘッド１００３から離す制御を行うことで、クリーニングウエブがヘッド１００３と非接触状態になる（ステップ１０５）。
【００５９】
なお、本実施形態では、タイマーイベントとして、１００ｍｓ間隔のタイマーを用いる場合で説明したが、間隔は１００ｍｓに限らない。
【００６０】
次に、本実施形態の画像形成装置１００１における、ヘッドクリーニングによる冷却効果を説明する。
【００６１】
図１０は、本実施形態の画像形成装置における、印刷後の装置内温度およびヘッド温度の変化を示すグラフである。図１０に示すグラフの横軸は、時間であり、単位は「秒」である。図１０に示すグラフの縦軸は、温度であり、単位は℃である。
【００６２】
図１０に示す曲線３０１は、画像形成装置１００１の装置内温度の変化を表している。また、曲線３０２はヘッド温度の変化を表している。装置内温度について、図１０に示す曲線３０１と図１８に示した曲線３１０とを比較すると、時間経過に対する変化はほぼ同じである。曲線３０１および曲線３１０が示す装置内温度は、印刷直後の７０℃以上の温度から時間経過に伴って少しずつ低くなるが、１８０秒経過しても６０℃以上である。
【００６３】
ヘッド温度について、図１８と図１０を比較してみる。図１８に示した曲線３２０は、印刷後から約５０秒経過するまでの間に７０℃まで上昇した後、曲線３１０に寄り添うように変化し、１８０秒経過しても６０℃以上である。これに対して、図１０に示す曲線３０２は、印刷後から１８０秒経過するまでの間、最大でも約６０℃にしか達しておらず、装置内温度の変化を示す曲線３０１とは全く異なっている。
【００６４】
図１０に示す曲線３０２から、ヘッドクリーニングがヘッド１００３に作用する冷却効果によって、印刷後のヘッド温度の上昇が抑制されることがわかる。そのため、ヘッド面におけるインクの固着を抑制することが可能となる。
【００６５】
本実施形態の画像形成装置は、印刷後、清掃用のクリーニングウエブを移動させながらヘッドに接触させ、ヘッド温度または装置内温度が高いほど、クリーニングウエブの移動速度を大きくしている。このようにクリーニングウエブの移動速度を制御することで、クリーニングウエブとヘッドとの温度差による熱伝導に応じて、ヘッドを効率よく冷却することが可能となる。そのため、印刷後の熱源の余熱によるヘッド面の温度の上昇が抑制され、ヘッド面でのインクの固着を防止できる。その結果、画像形成を安定して行うことが可能となる。
【００６６】
また、ヘッド温度または装置内温度が低いほど、クリーニングウエブの移動速度が小さくなるので、クリーニングウエブを無駄に消費することを防げる。
【００６７】
また、本実施形態では、ヘッド１００３に対してクリーニングウエブを接触させるか否かを、２つの駆動ローラを含むクリーニング部２０１６を上下に移動させるのではなく、脱着部２０１７のみを上下に移動させることで実現している。そのため、クリーニング部全体を上下に移動可能にするための空間を装置内に確保する必要がなく、装置をコンパクトにすることができる。
【００６８】
また、クリーニングウエブとして、不揮発性の潤滑剤を予め浸潤させたものを使用すれば、クリーニングウエブおよび潤滑剤がヘッド１００３から熱を奪い、ヘッド１００３への冷却効率が向上する。さらに、クリーニングウエブに冷却剤を吹き付けるためのユニットを画像形成装置に設ける必要がないため、画像形成装置のコストを低減することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
本実施形態の画像形成装置を、図を参照して説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同様な構成についての詳細な説明を省略する。また、本実施形態の画像形成装置の外観は、図１に示した画像形成装置１００１と同様なため、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
図１１は本実施形態の画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置は、図２を参照して説明した画像形成装置に、ヘッド１００３に接触する前のクリーニングウエブを冷却する冷却ファン５０１が追加された構成である。冷却ファン５０１は、クリーニング部２０１６のクリーニングウエブに外気を当て、クリーニングウエブ自体を冷却することで、ヘッド１００３への冷却効率を向上させるものである。
【００７１】
図１１に示すように、冷却ファン５０１は信号線を介してＣＰＵ２００２と接続されている。ＣＰＵ２００２がプログラムを実行することで、制御部１００２が冷却ファン５０１のオン／オフを制御する。
【００７２】
次に、本実施形態におけるクリーニング部２０１６の構成を詳しく説明する。図１２および図１３は本実施形態におけるクリーニング部の構成を説明するための図である。
【００７３】
図１２はクリーニングウエブに対して冷却動作を行っている場合を示し、図１３はクリーニングウエブに対して冷却動作を行っていない場合を示す。図１２において、図面に垂直な方向をＸ軸方向とし、図の左右方向をＹ軸方向とし、図の上下方向をＺ軸方向とする。なお、これらの軸の方向は、図１３から図１６についても図１２と同様であるものとし、その説明を省略する。
【００７４】
本実施形態のクリーニング部は、図３に示した構成と比較して説明すると、クリーニングウエブ３００５、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２の他に、中継ローラ３００３が設けられている。図１２に示すように、中継ローラ３００３は、図３に示した第２の駆動ローラ３００２の位置に配置されている。そして、本実施形態では、第２の駆動ローラ３００２は、中継ローラ３００３よりもＺ軸の負の方向に配置されている。具体的には、第２の駆動ローラ３００２は、ホームポジションにあるヘッド１００３から離れる方向で、中継ローラ３００３と一定の距離を空けた位置に配置されている。
【００７５】
クリーニングウエブ３００５は第２の駆動ローラ３００２に予め巻きつけられており、その一端が第２の駆動ローラ３００２から中継ローラ３００３を経由して第１の駆動ローラ３００１に取り付けられている。
【００７６】
本実施形態の画像形成装置には、図１２に示すように、クリーニングウエブ３００５の冷却機構となる冷却ファン５０１が設けられている。冷却ファン５０１は、中継ローラ３００３および第２の駆動ローラ３００２の間であって、これら２つのローラにまたがるクリーニングウエブ３００５よりも装置の外側に近い位置に配置されている。この位置に冷却ファン５０１を配置することで、冷却ファン５０１がＹ軸の正の方向（装置の外側）から導入した外気をＹ軸の負の方向（装置内）にあるクリーニングウエブ３００５に送りやすくなる。そのため、外気とほとんど同じ温度の空気にクリーニングウエブ３００５をさらすことが可能となる。
【００７７】
図１２は、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２および中継ローラ３００３のいずれも反時計回りに回転している状態を示す。図１２は、脱着部２０１７がＺ軸の正の方向に移動し、クリーニングウエブ３００５をヘッド１００３に接触させている状態を示す。また、図１２は、冷却ファン５０１の電源がオンの状態で、冷却ファン５０１が外気をクリーニングウエブに吹き付けている状態を表している。
【００７８】
図１３は、図１２を参照して説明したクリーニング部において、クリーニングウエブに対して冷却動作を行っていない場合を示す図である。図１３は、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２および中継ローラ３００３のいずれも回転を停止している状態を示す。図１３は、脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動し、クリーニングウエブ３００５がヘッド１００３と接触していない状態を示す。また、図１３は、冷却ファン５０１の電源がオフの状態で、冷却ファン５０１のフィンの回転が停止している状態を表している。なお、後で説明するが、画像形成時に冷却ファン５０１の電源をオンにしていてもよい。
【００７９】
本実施形態における画像形成装置では、クリーニング部を図１２および図１３に示すような構成にすることで、ヘッドに接触する前のクリーニングウエブを外気で冷却することができる。
【００８０】
次に、本実施形態の画像形成装置が印刷時に画像形成を行う際のクリーニング部の状態を説明する。図１４は本実施形態の画像形成装置の印刷時の状態を示す側面図である。ここでは、図５を参照して説明した第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８１】
画像形成時は、図１４に示すように、３つの駆動ローラの回転が停止しており、脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動し、その位置を維持している。脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動しているため、中継ローラ３００３および第１の駆動ローラ３００１にまたがるクリーニングウエブが弛んだ状態になっている。このとき、ヘッド１００３はホームポジションに位置していないが、図１４を見てわかるように、たとえホームポジションの位置にあっても、クリーニングウエブと接触しない。
【００８２】
図１４では、図１３の場合とは異なり、冷却ファン５０１の電源をオンの状態にしている。このように、制御部１００２は、画像形成時に冷却ファン５０１の電源をオンにし、外気を装置内に導入してクリーニングウエブを冷却してもよい。画像形成中にクリーニングウエブに外気をあてることで、電源がオンしたヒータ１００７からクリーニングウエブに伝達される熱と冷却ファン５０１によりクリーニングウエブから奪われる熱とが相殺され、クリーニングウエブに対する冷却効果が向上する。
【００８３】
次に、本実施形態の画像形成装置が印刷を終了した直後に、ヘッド１００３に対して清掃および冷却を行う方法を説明する。図１５は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドの清掃時および冷却時の状態を示す側面図である。
【００８４】
図１５は、図１４に示した側面図と、同じ方向から装置の側面を見た図である。図１５では、ロール紙給紙ユニット１００４を図に示すことを省略している。ここでは、図６を参照して説明した第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８５】
ヘッド１００３の清掃および冷却を行う際、ヘッド１００３がホームポジションに移動した後、脱着部２０１７がＺ軸の正の方向に移動することで、クリーニングウエブがヘッド１００３に接触している。また、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２ならびに中継ローラ３００３のそれぞれが反時計回りに回転する。制御部１００２は、冷却ファン５０１の電源をオンした状態を維持する。
【００８６】
図１５に示すように、第２の駆動ローラ３００２から送り出されるクリーニングウエブは、冷却ファン５０１が装置の外から導入した空気によって冷却される。冷却後のクリーニングウエブは、中継ローラ３００３を経由して、ヘッド１００３と接触した後、第１の駆動ローラ３００１に巻き取られる。その際、第１の実施形態と同様に、制御部１００２は、装置内温度またはヘッド温度に対応して、クリーニングウエブの巻き取り速度を段階的に下げる制御を行ってもよい。
【００８７】
次に、本実施形態の画像形成装置において、ヘッド１００３の冷却終了後の状態を説明する。図１６は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドの冷却後の状態を示す側面図である。
【００８８】
図１６は、図１４および図１５に示した側面図と、同じ方向から装置の側面を見た図であり、ロール紙給紙ユニット１００４を図に示すことを省略している。ここでは、図７を参照して説明した第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８９】
３つの駆動ローラの回転が停止し、脱着部２０１７がＺ軸の負の方向に移動する。そのため、図１６に示すように、中継ローラ３００３および第１の駆動ローラ３００１にまたがるクリーニングウエブが弛んだ状態になっている。また、制御部１００２が冷却ファン５０１の電源をオフにすることで、冷却ファン５０１のフィンの回転が停止する。
【００９０】
次に、本実施形態の画像形成装置において、ヘッド１００３に対するクリーニングの制御方法を、図１７を参照して説明する。図１７は、本実施形態の画像形成装置における、ヘッドのクリーニング制御方法を示すフローチャートである。
【００９１】
図１７に示す制御フローは、本実施形態の画像形成装置を制御するプログラムのうち一部のルーチンとして、制御部１００２によって実行されるプログラムの内容を表している。本実施形態の画像形成装置が印刷処理を行った後、制御部１００２は、図１７に示す手順を開始する前に、脱着部２０１７をヘッド１００３に接近させてクリーニングウエブをヘッド１００３に接触させる。また、制御部１００２は、予め決められた初期速度でクリーニングウエブを移動させるように変速部２０１８に設定する。初期速度は、例えば、１．０ｍｍ／ｓである。さらに、制御部１００２は冷却ファン５０１の電源をオンにする。
【００９２】
本実施形態においても、制御部１００２は、第１の実施形態で説明した図８を参照し、クリーニングウエブの移動速度を装置内温度およびヘッド温度に基づいて決定する。図１７に示すステップ２０１〜２０４および２０６のそれぞれの処理は図９に示したステップ１０１〜１０５のそれぞれと対応しており、説明の重複を避けるため、同様な処理についての詳細な説明を省略する。
【００９３】
制御部１００２は、受信したヘッド温度と装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしているか否かを判定する（ステップ２０１）。そして、制御部１００２は、ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしていない場合、ステップ２０２の処理に進み、ヘッド温度および装置内温度がヘッドの冷却停止条件を満たしている場合、ステップ２０４の処理に進む。
【００９４】
ステップ２０２において、制御部１００２は、冷却ファン５０１の電源をオンにした状態を維持し、図８に示した表を参照して、ヘッド温度および装置内温度で決まる設定速度を読み出し、設定速度を変速部２０１８に設定する。続いて、ステップ２０３において、制御部１００２はタイマーイベントを発行する。ここでは、タイマーイベントの時間を１００ｍｓとするが、第１の実施形態と同様に、その時間は１００ｍｓ以外であってもよい。制御部１００２は、タイマーイベントを発行してから１００ｍｓ後にステップ１０１の処理に戻る。
【００９５】
一方、制御部１００２は、ステップ２０１の判定の結果、ステップ２０４に進むと、変速部２０１８を制御して、第１および第２の駆動ローラ３００１、３００２ならびに中継ローラ３００３の駆動を停止させる。これにより、クリーニングウエブの移動が停止する。続いて、制御部１００２は、冷却ファン５０１の電源をオフにする（ステップ２０５）。さらに、制御部１００２が脱着部２０１７に対してヘッド１００３から離す制御を行うことで、クリーニングウエブがヘッド１００３と非接触状態になる（ステップ２０６）。
【００９６】
本実施形態の画像形成装置における、ヘッドクリーニングによる冷却効果は、図１０を参照して説明した結果と同様なため、その詳細な説明を省略する。
【００９７】
本実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態と同様に、クリーニングウエブを用いた冷却作用によって、印刷後のヘッド面の温度上昇が抑制され、ヘッド面におけるインクの固着を抑制することができる。また、本実施形態の画像形成装置は、ヘッドに接触する前のクリーニングウエブを冷却する冷却ファンを有しているため、ヘッドの冷却効率を向上させる効果がある。
【００９８】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、クリーニングウエブとして、不揮発性の潤滑剤を予め浸潤させたものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１００１ 画像形成装置
１００２ 制御部
２０１３ ヘッド温度センサ
２０１５ 装置内温度センサ
２０１６ クリーニング部
２０１７ 脱着部
２０１８ 変速部
５０１ 冷却ファン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、
前記ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、
装置内温度を測定する装置内温度センサと、
前記ヘッドを清掃するためのクリーニングウエブを移動させるクリーニング部と、
前記クリーニングウエブの移動速度を変更可能な変速部と、
前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させるか否かを切り替える脱着部と、
前記ヘッドによる記録動作が終了した後、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させるために前記脱着部を制御し、前記ヘッドの温度または前記装置内温度が高いほど前記クリーニングウエブの移動速度が大きくなるように前記変速部を制御する制御部と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ヘッドの温度および前記装置内温度が予め設定された基準値よりも小さい場合、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させないように前記脱着部を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニング部は、
前記クリーニングウエブを巻き取る第１の駆動ローラと、
予め巻きつけられた前記クリーニングウエブを前記第１の駆動ローラに送り出す第２の駆動ローラと、を有し、
前記脱着部は、前記記録動作を終了して待機位置に移動した後の前記ヘッドと、前記第１および前記第２の駆動ローラにまたがる前記クリーニングウエブを介して、対向する位置に配置されている請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ヘッドに接触する前の前記クリーニングウエブを冷却する冷却ファンをさらに有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニングウエブに予め不揮発性の潤滑剤が浸潤されている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、該ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、装置内温度を測定する装置内温度センサと、クリーニングウエブを移動させるクリーニング部と、を有する画像形成装置によるヘッドクリーニング方法であって、
前記ヘッドによる記録動作が終了した後、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させ、
前記ヘッド温度センサから前記ヘッドの温度の情報を受信し、前記装置内温度センサから前記装置内温度の情報を受信すると、該ヘッドの温度または該装置内温度が高いほど前記クリーニングウエブの移動速度を大きくする、ヘッドクリーニング方法。
【請求項１】
インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、
前記ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、
装置内温度を測定する装置内温度センサと、
前記ヘッドを清掃するためのクリーニングウエブを移動させるクリーニング部と、
前記クリーニングウエブの移動速度を変更可能な変速部と、
前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させるか否かを切り替える脱着部と、
前記ヘッドによる記録動作が終了した後、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させるために前記脱着部を制御し、前記ヘッドの温度または前記装置内温度が高いほど前記クリーニングウエブの移動速度が大きくなるように前記変速部を制御する制御部と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ヘッドの温度および前記装置内温度が予め設定された基準値よりも小さい場合、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させないように前記脱着部を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニング部は、
前記クリーニングウエブを巻き取る第１の駆動ローラと、
予め巻きつけられた前記クリーニングウエブを前記第１の駆動ローラに送り出す第２の駆動ローラと、を有し、
前記脱着部は、前記記録動作を終了して待機位置に移動した後の前記ヘッドと、前記第１および前記第２の駆動ローラにまたがる前記クリーニングウエブを介して、対向する位置に配置されている請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ヘッドに接触する前の前記クリーニングウエブを冷却する冷却ファンをさらに有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニングウエブに予め不揮発性の潤滑剤が浸潤されている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
インクを吐出して記録媒体に画像を記録するヘッドと、該ヘッドの温度を測定するヘッド温度センサと、装置内温度を測定する装置内温度センサと、クリーニングウエブを移動させるクリーニング部と、を有する画像形成装置によるヘッドクリーニング方法であって、
前記ヘッドによる記録動作が終了した後、前記クリーニングウエブを前記ヘッドに接触させ、
前記ヘッド温度センサから前記ヘッドの温度の情報を受信し、前記装置内温度センサから前記装置内温度の情報を受信すると、該ヘッドの温度または該装置内温度が高いほど前記クリーニングウエブの移動速度を大きくする、ヘッドクリーニング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−６３０６（Ｐ２０１３−６３０６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３９３６８（Ｐ２０１１−１３９３６８）
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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