JP2008194981A - ヘッドメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの無駄を招くことなく良好なスループットを維持しつつ高品質な印字を可能とするヘッドメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａにヘッドキャップ６３を密着させて吸引することによりインクノズルからインクを吸引し、その後、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａをワイパ５１によって払拭するクリーニング処理を行うヘッドメンテナンス方法であって、クリーニング処理とは別に、ノズル形成面２１ａをワイパ５１によって払拭するワイピング処理を行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、インクジェットプリンタの印字ヘッドのノズル形成面を、ワイパを用いてクリーニングするヘッドメンテナンス方法に関するものである。

一般に、インクジェットプリンタは、往復移動可能なキャリッジに装填された印字ヘッドが複数のノズルからインク液滴を所望の位置に噴射することによって印字を行うように構成されている。
ところで、印字ヘッドのノズル形成面には、印字の際にインクやごみ等の異物が付着することがあるため、適宜メンテナンスのため、印字ヘッドを印字領域外でクリーニングする必要がある。

そこで、インクジェットプリンタにおいては、印字ヘッドによる印字領域から外れたメンテナンス領域に印字ヘッドの保守動作を行うヘッドメンテナンス機構を配置し、このヘッドメンテナンス機構によって、印字ヘッドに対してクリーニング処理を行うようになっている。
このメンテナンス機構には、印字ヘッドのノズル形成面を払拭するワイパ、印字ヘッドのノズル形成面に密着してインクノズルから吐出するインクを受け止めるヘッドキャップ及びヘッドキャップ内を吸引する吸引ポンプなどを備えている。
このメンテナンス機構によるクリーニングでは、印字ヘッドのノズル形成面にヘッドキャップを密着させて内部を吸引してインクノズルから増粘状態のインクを吸引するインク吸引処理及び印字ヘッドのノズル形成面の汚れをワイパによって払拭するワイピング処理が行われる。
また、上記メンテナンス機構を備えたインクジェットプリンタでは、印字ヘッドのインクノズルでのインクのメニスカスを形成するために、印字開始前などにてインクノズルから所定量のインクをヘッドキャップ内に吐出するフラッシング処理や、インクノズルの詰まりを防止するために印字休止後にて印字ヘッドのノズル形成面にヘッドキャップを密着させて保護するキャッピング処理も行うようにしている。
特開平５−１６９６６８号公報

ところで、ノズル形成面にインクが付着した状態にて、印字終了後のキャッピング処理が繰り返されると、ノズル形成面とヘッドキャップとが離間する際に、これらの接触箇所にてインクが飛散し、この飛散したインクによって周辺が汚れたり、あるいはノズル形成面に飛散したインクがインクノズルに付着し、インクの吐出不良が生じ、印字品質の低下を招くという問題があった。
この場合、前述したクリーニングを頻繁に行うことにより、このクリーニングでのワイピング処理によってノズル形成面に付着したインクを払拭すれば良いが、クリーニングは、インク吸引処理などの他の処理も行われるため、スループットに影響を与えてしまう。また、クリーニングを頻繁に行うと、インク吸引処理によってインクが必要以上に吸引されて排出されてしまい、インクコストの無駄を招いてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コストの無駄を招くことなく良好なスループットを維持しつつ高品質な印字を可能とするヘッドメンテナンス方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のヘッドメンテナンス方法は、印字ヘッドのノズル形成面にヘッドキャップを密着させて吸引することにより前記インクノズルからインクを吸引し、その後、前記印字ヘッドの前記ノズル形成面をワイパによって払拭するクリーニング処理を行うヘッドメンテナンス方法であって、前記クリーニング処理とは別に、前記ノズル形成面を前記ワイパによって払拭するワイピング処理を行うことを特徴とする。

このヘッドメンテナンス方法によれば、クリーニング処理とは別に、ノズル形成面をワイパによって払拭するワイピング処理を行うので、インク吸引を行うことなくノズル形成面を払拭することができる。これにより、必要以上にインクを排出することによるインクコストの無駄を招くことなく、良好なスループットを維持しつつ、ノズル形成面に付着したインクを払拭して高品質に印字を行うことができる。

また、前記ヘッドキャップ内に印字ヘッドのインクノズルからインクを吐出させるフラッシング処理によって前記ヘッドキャップ内に貯留した排インクを前記ヘッドキャップから排除する排液処理時に、前記ワイピング処理を行うことが好ましい。

このヘッドメンテナンス方法によれば、フラッシング処理によって溜まった排インクの排液時にワイピング処理を行うので、良好なスループットを維持しつつ高品質な印字性能を得ることができる。

また、前記印字ヘッドの前記ノズル形成面に前記ヘッドキャップを密着させる休止動作時にて行われる前記排液処理時に、前記ワイピング処理を行うことが好ましい。

このヘッドメンテナンス方法によれば、休止動作にて行われる排液処理時にワイピング処理を行うので、良好なスループットを維持しつつ高品質な印字性能を得ることができる。

また、前記ヘッドキャップ内の排インク量が所定量以上である場合に、前記ワイピング処理を伴う前記排液処理が行われるのが好ましい。

このヘッドメンテナンス方法によれば、排インク量が所定量以上である場合に、ワイピング処理が行われるので、ワイピング処理を伴う排液処理を必要最小限に抑えることができ、スループットをさらに良好に維持しつつ高品質な印字性能を得ることができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係るヘッドメンテナンス方法を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係るヘッドメンテナンス方法を適用したインクジェットプリンタの外観斜視図、図２は図１に示したインクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図、図３は図２に示したヘッドメンテナンス機構の全体斜視図、図４は図２に示したヘッドメンテナンス機構の分解斜視図、図５及び図６は図２に示したヘッドメンテナンス機構の要部斜視図である。

本実施形態のインクジェットプリンタ１は、複数種のカラーインク液を使用してロール紙にカラー印刷するものであり、図１に示すように、プリンタ本体を覆うプリンタケース２の前面には、ロール紙カバー５及びインクカートリッジカバー７が開閉自在に装備されている。更に、プリンタケース２の前面には、電源スイッチ３と共にフィードスイッチやインジケータ等も配置されている。

ロール紙カバー５を開くと、印刷用紙であるロール紙１１を収容した用紙収容部１３が開放状態になって、用紙の交換が可能になる。
また、インクカートリッジカバー７を開くと、カートリッジ装着部１５が開放状態になり、このカートリッジ装着部１５へのインクカートリッジ１７の着脱が可能になる。

インクカートリッジ１７は、カートリッジケース内に複数個のカラーインクパックを収容したものである。本実施形態のインクジェットプリンタ１の場合は、インクカートリッジカバー７を開く動作に連動して、カートリッジ装着部１５の前方にインクカートリッジ１７が所定距離だけ引き出される構成になっている。

インクカートリッジ１７内の各インクパックは、インクカートリッジ１７をカートリッジ装着部１５に装着した際に、カートリッジ装着部１５側に装備されたインク供給針がインクパックのインク供給口に差込接続される。カートリッジ装着部１５のインク供給針には、プリンタケース２内に固定されたインク流路３１が接続され、このインク流路３１には、可撓性のインク供給チューブ３３の一端が接続されている。
インク供給チューブ３３の他端は、キャリッジ２３上に装備されたダンパユニット３４に接続されている。このダンパユニット３４は、インクジェット印字ヘッド２１に接続された背圧調整ユニット３５に接続されている。

プリンタケース２内の用紙収容部１３の上方には、図２に示すように、印字ヘッド２１を搭載したキャリッジ２３が装備される。キャリッジ２３は、ロール紙１１の幅方向に沿って延在するガイド部材２５によって用紙幅方向に移動自在に支持されると共に、ロール紙１１の幅方向に延在する無端ベルト２６ａとこの無端ベルト２６ａを駆動するキャリッジモータ２６ｂとによって、印字領域であるプラテン２８の上方をロール紙１１の幅方向に往復移動可能になっている。

図示のように、印字領域から外れたカートリッジ装着部１５の上方が、往復移動するキャリッジ２３の待機位置（メンテナンス領域）となっている。そして、この待機位置の下方には、キャリッジ２３の下面に露出する印字ヘッド２１の保守動作を行うヘッドメンテナンス機構４０が配置されている。

本実施形態のヘッドメンテナンス機構４０は、図３〜図６に示すように、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａを封止するためのヘッドキャップ機構６０と、このノズル形成面２１ａを払拭するためのワイパ機構５０と、後述する捕捉部材２４に付着している付着物を吸収する吸収部材１００と、ヘッドキャップ機構６０から残留インクを吸引するためのインク吸引機構７０とを備えている。

吸収部材１００は、図６に示すように、ヘッドキャップ機構６０におけるヘッドキャップ６３の側方に設けられ、このヘッドキャップ機構６０と伴にキャッピング位置に移動して上端縁１０１ａが捕捉部材２４に接触する略矩形板状の第１の吸収部材１０１と、ヘッドキャップ機構６０の下方に設けられ、このヘッドキャップ機構６０と伴にキャッピング位置から退避する退避位置に移動した第１の吸収部材１０１の当接部１０１ｂに接触可能な第２の吸収部材１０２と、を備えている。

また、これらヘッドキャップ機構６０、ワイパ機構５０、第１の吸収部材１０１及びインク吸引機構７０は、動力伝達機構８０を介してポンプモータ８１により駆動される。これらの各部分は、プリンタ本体に着脱可能なハウジング４１に取り付けられている。

図４に示すように、ワイパ機構５０及びヘッドキャップ機構６０と第１の吸収部材１０１は、キャリッジ２３の往復動方向（図４中左右方向）に併設されており、インク吸引機構７０は、ヘッドキャップ機構６０のプリンタ後方側（図４中手前側）に併設されている。
そして、ヘッドキャップ機構６０とワイパ機構５０と第１の吸収部材１０１とインク吸引機構７０とが連動可能なように動力伝達機構８０が配設されている。

即ち、動力伝達機構８０は、複数の歯車からなる歯車列で構成され、ポンプモータ８１からの駆動力によりヘッドキャップ機構６０及び第１の吸収部材１０１とワイパ機構５０を印字ヘッド２１の往復動方向に対して直交する方向（図４中上下方向）に進退動させると共に、インク吸引機構７０を動作させるように構成されている。

インク吸引機構７０は、チューブ７２の一端がヘッドキャップ機構６０と接続され、他端がインクカートリッジ１７の廃インク導入部に接続されたチューブポンプであり、このインク吸引機構７０が駆動されると、ヘッドキャップ機構６０を介して印字ヘッド２１のノズルからインクを吸引し、インクカートリッジ１７の廃インク貯留室に排出される。

動力伝達機構８０を構成する歯車列の最終段（ワイパ５１及びヘッドキャップ６３側）には、円筒カム８２が接続されている。
円筒カム８２は、ハウジング４１に垂設された支軸４３に、下部カムホイール８３及び上部カムホイール８４と、間欠歯車８５と、摩擦歯車８６とを嵌装することにより構成されている。

下部カムホイール８３及び上部カムホイール８４は、組み合わせ結合してなる外周面に、ワイパ機構５０をスライドさせる為のカム溝と、ヘッドキャップ機構６０をスライドさせる為のカム溝とが、それぞれ位相をずらして形成されている。
下部カムホイール８３の底面には、ハウジング４１の底面に形成された所定長さの円弧溝に係合する係合突起が突設されており、この下部カムホイール８３を有限回転させる。
上部カムホイール８４の上面には、間欠歯車８５に形成された所定長さの円弧溝に係合する係合突起が突設されており、この上部カムホイール８４を間欠歯車８５に追従回転させる。
間欠歯車８５の上方には、この間欠歯車８５の上面に摩擦係合する摩擦歯車８６が配置されており、この摩擦歯車８６はコイルばね８８により間欠歯車８５側へ押圧付勢されている。

ヘッドキャップ機構６０のスライダ６４には、円筒カム８２のカム溝と係合するカムフォロア６６が設けられ、ワイパ機構５０のスライダ５２には、円筒カム８２のカム溝と係合するカムフォロア５４が設けられている。
これにより、円筒カム８２が回転することに伴い、ヘッドキャップ機構６０のスライダ６４とワイパ機構５０のスライダ５２は、それぞれ対応するカム溝に従ってスライドするようになっている。

ヘッドキャップ機構６０は、図３〜６に示すように、スライダ６４と、キャップホルダ６２に固定されたヘッドキャップ６３とを備えている。スライダ６４は、ケース状に形成されたもので、ガイド部材２５と直交する方向、すなわち、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａに対して接近又は離間する方向にスライドするように、嵌挿部６５がハウジング４１に垂設されたガイド軸４２に支持されている。

スライダ６４の上端凹部には、先端部分にヘッドキャップ６３が固定されたキャップホルダ６２がスライダ６４に対し進退移動できるように保持されている。このヘッドキャップ６３は、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａを封止可能な大きさの開口を有する箱型状のゴムで形成されたもので、その開口部分には、多層構造の吸収材が取付けられている。

ワイパ機構５０は、図３〜６に示すように、スライダ５２と、ワイパ５１とを備えている。スライダ５２は、箱型状に形成されたもので、ヘッドキャップ機構６０のスライダ６４と同じ方向にスライドするように、スライド部５３がハウジング４１に設けられたガイド部４４に支持案内されている。スライダ５２の先端部分には、弾性材であるゴム製の板材からなるワイパ５１が埋め込まれている。

そして、スライダ５２は、最もワイパ５１がメンテナンス機構４０の内側に引っ込んだ位置（退避位置）と、ワイパ５１によってノズル形成面２１ａの汚れを払拭する処理を行うためのワイピング位置との間を移動できるようになっている。図７に示すように、ワイピング位置は、ワイパ５１の先端がノズル形成面２１ａからはみ出し量ｓ分印字ヘッド２１側に移動した位置であり、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａに対し接触して擦れるようになっている。これにより、ワイパ５１はノズル形成面２１ａに付着しているインク等の異物を払拭することができる。尚、インクの種類によっては、ワイパ５１を軟質のプラスチック等により形成しても良い。

更に、図８に示すように、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａよりもメンテナンス領域側（図８中右側）には、印字ヘッド２１が印字領域側に移動する際にワイパ機構５０のワイパ５１に対して接触し、このワイパ５１に付着している付着物を掻き取る捕捉部材２４が設けられている。

この捕捉部材２４は、薄板状に形成されたものであり、先端部分にはワイパ５１のヘッドキャップ機構６０側の側面に当接可能な掻取部２４ａが突設されている。また、捕捉部材２４の先端は、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａよりも若干後退した位置に配置されている。これにより、捕捉部材２４は、キャリッジ２３が印字領域を移動する場合に、プラテン２８上にあるロール紙１１に接触しないようになっている。

そして、上記インクジェットプリンタ１では、メンテナンス機構４０によって印字ヘッド２１のクリーニングが行われる。なお、このクリーニングは、予め設定された所定のタイミングあるいはユーザの操作時に行われるもので、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａにヘッドキャップ６３を密着させてインク吸引機構７０によって内部を吸引して印字ヘッド２１のインクノズルから増粘状態のインクを吸引するインク吸引処理及び印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａの汚れをワイパ５１によって払拭するワイピング処理が行われる。

また、上記メンテナンス機構４０を備えたインクジェットプリンタ１では、印字ヘッド２１のインクノズルでのインクのメニスカスを形成するために、印字開始前あるいは定期的に印字ヘッド２１のインクノズルから所定量のインクをヘッドキャップ６３内に吐出するフラッシング処理、インクノズルの詰まりを防止するために印字休止後にて印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａにヘッドキャップ６３を密着させて保護するキャッピング処理を行う。

また、メンテナンス機構４０では、前述したフラッシング処理によってヘッドキャップ６３内に溜まった排インクをインク吸引機構７０によって吸引して排出するための空吸引処理（排液処理）が行われる。この空吸引処理は、インクジェットプリンタ１の起動時、定期的に行われる定期フラッシング処理時あるいは印字ヘッド２１による印字を休止させる休止動作時に行われる。

次に、上記インクジェットプリンタ１における印字ヘッド２１の印字の休止動作について、図９に示すフローチャートに沿って説明する。
印字ヘッド２１による印字の終了後あるいはロール紙１１を自動的にカットする図示しないオートカット機構の作動後、所定時間が経過すると、休止動作が開始される。

この休止動作が開始されると、フラッシング処理によってヘッドキャップ６３内に貯留された排インクの量であるヘッドキャップ内フラッシング量が予め設定された所定値以上であるかが判断される（ステップＳ０１）。なお、フラッシング量は、１回のフラッシング処理による排インクの量とフラッシング処理の回数から算出される。また、所定値は、ヘッドキャップ６３内における排インクの許容貯留量から定められる。

そして、このヘッドキャップ内フラッシング量が所定値以上と判断された場合は、空吸引処理が行われる（ステップＳ０２）。

空吸引処理後、フラッシング処理が行われ（ステップＳ０３）、その後、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａにヘッドキャップ６３を密着させてノズル形成面２１ａを密閉して保護するキャッピングが行われる（ステップＳ０４）。
なお、ヘッドキャップ内フラッシング量が所定値未満と判断された場合は、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａにヘッドキャップ６３を密着させてノズル形成面２１ａを密閉して保護するキャッピングが行われる（ステップＳ０４）。

次に、空吸引処理について、図１０に示すフローチャートに沿って説明する。
インクジェットプリンタ１の電源を入れた際の初期化時、定期的に行われるフラッシング処理時あるいは前述した休止動作時に、空吸引処理が開始される。
この空吸引処理が開始されると、この空吸引処理が前述の休止動作により開始されたものであるかが判断される（ステップＳ１１）。

そして、この空吸引処理が休止動作により開始されたと判断された場合は、ワイピング処理（ステップＳ１２〜Ｓ１６）が行われる。
なお、空吸引処理が休止動作以外により開始されたと判断された場合は、空吸引動作（ステップＳ１７，Ｓ１８）へ移行する。

ワイピング処理では、まず、印字ヘッド２１を搭載したキャリッジ２３がホームポジションへ移動される（ステップＳ１２）。
次いで、退避位置のワイパ５１を上昇させ、図７に示すように、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａからはみ出し量ｓ分だけ印字ヘッド２１側に移動したワイピング位置まで移動させる（ステップＳ１３）。

次に、印字ヘッド２１を印字領域側（図７における左側）へ向かって移動させ、印字ヘッド２１を移動方向前方側端部にワイパ５１が接触するワイピング開始位置へ配置させる（ステップＳ１４）。
ワイピング開始位置にて印字ヘッド２１を一旦停止させた後、印字ヘッド２１を、印字ヘッド２１の移動後方側端部がワイパ５１を通過するワイピング終了位置まで印字領域に向かって移動させる（ステップＳ１５）。

このようにすると、ワイパ５１は、図８に示すように、印字ヘッド２１のノズル形成面２１ａ上をはみ出し量ｓに応じた撓み量をもって摺動し、ノズル形成面２１ａ上に付着したインクをワイパ５１自体に転移させることによって払拭する。
ワイピング終了位置まで印字ヘッド２１を移動させたら、ワイピング位置のワイパ５１を退避位置まで下降させる（ステップＳ１６）。

その後、さらに、印字ヘッド２１を印字領域側へ移動させたら、空吸引動作を開始させる（ステップＳ１７）。
具体的には、インク吸引機構７０を駆動させ、ヘッドキャップ６３内に貯留した排インクを吸引し、インクカートリッジ１７の廃インク貯留室に排出させ、ヘッドキャップ６３内を空にする（ステップＳ１８）。

このように、上記実施形態に係るヘッドメンテナンス方法によれば、クリーニング処理とは別に、ノズル形成面２１ａをワイパ５１によって払拭するワイピング処理を行うので、インク吸引を行うことなくノズル形成面２１ａを払拭することができる。これにより、必要以上にインクを排出することによるインクコストの無駄を招くことなく、良好なスループットを維持しつつ、ノズル形成面２１ａに付着したインクを払拭して高品質に印字を行うことができる。

特に、休止動作時にて、フラッシング処理によって溜まった排インク量が所定量以上である場合に行われる空吸引処理時にワイピング処理を行うので、良好なスループットを維持しつつ高品質な印字性能を得ることができる。
しかも、空吸引処理時における空吸引動作（ステップＳ１８）では、貯留したインクを吸引して排出するヘッドキャップ６３との干渉を避けるために印字ヘッド２１を印字領域へ移動させるが、この印字領域への移動の際にワイピング処理を行うので、ワイピング処理のために印字ヘッド２１を移動させるような別の動作を付加する必要もなくすことができる。

尚、上記実施形態では、ワイパ５１を印字ヘッド２１に対して近接離間方向へ移動させてワイピングを行う構成としたが、印字ヘッド２１をワイパ５１に対して近接離間方向へ移動させても良い。
また、上記ヘッドメンテナンス機構４０に係るワイパ、捕捉部材、吸収部材、ヘッドキャップ等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは勿論である。

本発明の実施形態に係るヘッドメンテナンス方法を適用したインクジェットプリンタの外観斜視図である。 インクジェットプリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の全体斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の分解斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の要部斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の要部斜視図である。 ヘッドメンテナンス機構の動作を説明する要部正面図である。 ヘッドメンテナンス機構の動作を説明する要部正面図である。 休止動作を説明するフローチャートである。 空吸引処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ、２１…印字ヘッド、２１ａ…ノズル形成面、５１…ワイパ、６３…ヘッドキャップ。

Claims (4)

1. 印字ヘッドのノズル形成面にヘッドキャップを密着させて吸引することにより前記インクノズルからインクを吸引し、その後、前記印字ヘッドの前記ノズル形成面をワイパによって払拭するクリーニング処理を行うヘッドメンテナンス方法であって、
   前記クリーニング処理とは別に、前記ノズル形成面を前記ワイパによって払拭するワイピング処理を行うことを特徴とするヘッドメンテナンス方法。
2. 前記ヘッドキャップ内に印字ヘッドのインクノズルからインクを吐出させるフラッシング処理によって前記ヘッドキャップ内に貯留した排インクを前記ヘッドキャップから排除する排液処理時に、前記ワイピング処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のヘッドメンテナンス方法。
3. 前記印字ヘッドの前記ノズル形成面に前記ヘッドキャップを密着させる休止動作時にて行われる前記排液処理時に、前記ワイピング処理を行うことを特徴とする請求項２に記載のヘッドメンテナンス方法。
4. 前記ヘッドキャップ内の排インク量が所定量以上である場合に、前記ワイピング処理を伴う前記排液処理が行われることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のヘッドメンテナンス方法。

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