JP4033195B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置及びその制御方法に関する。
【従来の技術】
【0002】
インクジェット方式の画像形成装置、例えばインクジェットプリンタは、ランニングコストが低く、プリント画像のカラー化、装置の小型化が容易である等の点から広く普及している。このインクジェットプリンタは、プリントヘッドのインク吐出面に設けられた微小なインク吐出孔から微量なインクを吐出させて画像記録を行うようになっており、長時間続けて印刷動作を行わず、プリントヘッドのインク吐出孔からインクを吐出させていない場合には、前回の印刷動作によりインク吐出面のインク吐出孔付近に付着したインクが蒸発乾燥して増粘、固化してしまうことがあり、正常なインク吐出が困難となる。
【0003】
このようなインクジェットプリンタにおいては、記録媒体上に印刷をするために、あるインク吐出孔からインクを吐出し、その後数秒から数十秒間、そのインク吐出孔から次のインクが吐出されないと、該インク吐出孔付近に付着したインクが蒸発乾燥して増粘、固化してしまうことが知られている。このため、それ以前の印刷動作によって、インク吐出面のインク吐出孔付近に付着したインクが蒸発乾燥して増粘、固化してしまわないように、印刷動作を行わない時間においても、インク吐出孔からインクを予備吐出するようにしている。
【0004】
また、インク吐出孔からの予備吐出動作においては、記録媒体のサイズにかかわらず、全てのインク吐出孔で一定の予備吐出量で予備吐出を行うようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このような従来の技術では、インクジェットプリンタの予備吐出の動作において、インク吐出孔から直前に吐出されたインクの吐出量や、画像データ、吐出インクの色に応じて該インク吐出孔からのインクの予備吐出量、予備吐出するインクの色などが制御されておらず、予備吐出によるインクの消費量が多くなっていた。
このような従来の技術では、インクジェットプリンタの予備吐出の動作において、任意のインク吐出孔の予備吐出動作前における印刷動作時のインク吐出位置に応じて、該インク吐出孔からの予備吐出量を制御し、又はインク吐出孔を選択しておらず、予備吐出動作によるインクの消費量が多くなっていた。また、従来の予備吐出動作においては、記録媒体の大きさにかかわらず、全てのインク吐出孔において一定の予備吐出量で予備吐出を行っていたため、例えば、記録媒体上に印刷されないスペースがある場合であっても、インク吐出孔からの予備吐出が行われており、インクの予備吐出量に無駄が生じていた。
【0006】
このような予備吐出によるインクの消費量が増大しないように、ブレードを使用して、インク吐出孔をクリーニングする方法も考えられるが、かかるブレードによるワイピングだけでは依然としてインク吐出孔付近にインクが残ってしまうことが多く、十分なクリーニングができなかった。
【0007】
なお、複数のブレードを回転軸に取り付けて回転させた場合でも、上記と同様、インク吐出面を傷つけてしまう場合があるとともに、ワイピング効果にのみ頼らざるを得ないため、インク吐出孔付近にインクが残ってしまうという問題点があった。
【0008】
本発明の目的は、上述したような従来のインクジェットプリンタが有する
問題点を解消することができる新規な画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図る画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係る画像形成装置は、上述した目的を達成すべく、複数のインク吐出孔が記録媒体に対する記録幅に対応してライン状に設けられたインク吐出面を有するプリントヘッドを備え、インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置であって、インク吐出面のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段を備える。この吐出制御手段は、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置に応じて、該インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御する。
【0011】
本発明に係る他の画像形成装置は、上述した課題を解決すべく、複数のインク吐出孔が記録媒体に対する記録幅に対応してライン状に設けられたインク吐出面を有するプリントヘッドを備え、インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置であって、インク吐出面のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段を備える。この吐出制御手段は、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置及び入力した画像信号に応じて、該インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御する。
【0014】
本発明に係るさらに他の画像形成装置の制御方法は、上述した課題を解決すべく、複数のインク吐出孔が記録媒体に対する記録幅に対応してライン状に設けられたインク吐出面を有するプリントヘッドと、インク吐出面のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段とを備え、インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置の制御方法であって、吐出制御手段は、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置に応じて、該インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御するようにした。
【0015】
本発明に係るさらに他の画像形成装置の制御方法は、上述した課題を解決すべく、複数 のインク吐出孔が記録媒体に対する記録幅に対応してライン状に設けられたインク吐出面を有するプリントヘッドと、インク吐出面のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段とを備え、インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置の制御方法であって、吐出制御手段は、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置及び入力した画像信号に応じて、該インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御するようにした。
【0018】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。
【発明の実施の形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0020】
図1は本発明に係る画像形成装置の一例としてのインクジェットプリンタを示す斜視図である。このインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド1が独立した形態を有してプリンタ本体2に直接装着される形式のものを示しており、インクジェットヘッド1を図中矢印H方向に収納してプリンタ本体2に固定状態でセットするように構成されている。
【0021】
インクジェットヘッド1は、液体インクを例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙(記録媒体)上にインクドットを吹き付けるもので、図1及び図2に示すように、インクカートリッジ3と、プリントヘッド4と、ヘッドキャップ5とを備えてなる。
【0022】
インクカートリッジ3は、内部に1色又は複数色のインクを収容するもので、その筐体が図1に示すプリンタ本体2の幅方向、すなわち記録紙の幅方向に全幅にわたって細長く伸びている。筐体の内部には、図示は省略したが、例えば4つに分かれたインク室があり、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの4色のインクが充填されている。なお、インクカートリッジ3は、硬質樹脂等で形成されている。
【0023】
インクカートリッジ3の底面部には、図2(図1に示すインクジェットヘッド1の拡大横断面図)に示すように、プリントヘッド4が設けられている。このプリントヘッド4は、インクカートリッジ3から供給されるインクを微細に粒子化して吐出させるもので、微小な孔からなるインク吐出孔がインクカートリッジ3の長手方向に沿って記録紙の全幅に対応して設けられたインク吐出面6を有している。このインク吐出面6は、例えばニッケル及びニッケルを含む材質でニッケル電鋳法により薄いシート状に形成され、インクカートリッジ3の長手方向に伸び、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの4色のインク吐出孔の列がそれぞれ設けられており、4色一体型のラインヘッドとされている。
【0024】
なお、図示は省略したが、インク吐出面6のY、M、C、Kの各色のインク吐出孔の列のある部分と、該インク吐出孔を挟む両側にてヘッド電極を樹脂で覆った凸部が形成された部分とは、波打ち面状に形成されている。
【0025】
インクカートリッジ3の底面側には、ヘッドキャップ5が取り付けられている。このヘッドキャップ5は、後述のクリーニングローラ7を内部に収容すると共に、プリントヘッド4のインク吐出面6を覆いインク吐出孔の乾燥と目詰まりを防ぐために保護するキャップ部材となるもので、インクカートリッジ3の筐体と同じ長さで細長く伸び、上面が開口した浅い箱状に形成されており、該プリントヘッド4に対し相対的に移動し且つ着脱可能に装着されている。そして、ヘッドキャップ5は、プリントヘッド4のインク吐出面6の長手方向に直交する方向に図中矢印A方向又は矢印B方向にモータ等の移動手段により移動され、矢印A方向に移動した状態でインクカートリッジ3から外され、矢印B方向に戻った状態で再びインクカートリッジ3に装着される。なお、ヘッドキャップ5は、硬質樹脂等で形成されている。
【0026】
ヘッドキャップ5の内部には、クリーニングローラ7が設けられている。このクリーニングローラ7は、プリントヘッド4のインク吐出面6をクリーニングするクリーニング部材となるもので、弾性を有する材料で円柱状に形成されており、ヘッドキャップ5内の一側部にて該ヘッドキャップ5の長手方向に取り付けられている。したがって、プリントヘッド4のインク吐出面6の長手方向と平行となる。クリーニングローラ7は、ヘッドキャップ5と共に矢印A方向に移動してプリントヘッド4のインク吐出面6をクリーニングするようになっている。
【0027】
同じくヘッドキャップ5の内側には、インク受部8が設けられている。このインク受部8は、プリントヘッド4のインク吐出孔からの予備吐出インクを受けるもので、浅い箱状のヘッドキャップ5の底面の一部又は全体で予備吐出されたインクを受けるように構成されている。
【0028】
次に、ヘッドキャップ5及びクリーニングローラ7の具体例について、図3〜図5を参照して説明する。まず、図4において、ヘッドキャップ5は、図1に示すインクカートリッジ3の幅と長さに合わせて細長状に形成され、図3に示すように、下部に底面を有し全周囲に側壁が立ち上部が開口した浅い箱状に形成されている。前述のように、ヘッドキャップ5はプリントヘッド4のインク吐出面6の長手方向に直交する方向に図2中矢印A方向又は矢印B方向に移動されるが、矢印B方向に戻った状態で再びインクカートリッジ3に装着される際の位置決め手段として、図3に示すように、クリーニングローラ7と反対側の側壁の上端部に位置決め爪12が設けられている。この位置決め爪12がインクカートリッジ3の下部側縁部に係止してヘッドキャップ5を位置決めするようになっている。
【0029】
ヘッドキャップ5のプリントヘッド4側にて長手方向の一側の側壁近傍には、プリントヘッド4のインク吐出面6の全長にわたって接触する円柱状に形成されたクリーニングローラ7が着脱可能に保持されている。すなわち、クリーニングローラ7の両端部には、図4に示すようにピン9が突出して設けられ、このピン9が図3に示すように略U字状の形状で立ち上がる保持部材10で保持されている。この保持部材10の上部のピン受入れ部は弾性的に開閉可能とされており、ピン9を上方からピン受入れ部に押し付けることにより該ピン受入れ部が開いてピン9を受け入れ、その後閉じて保持する。逆に、ピン9を上方に持ち上げることにより、該ピン受入れ部が開いてピン9を取り外すことができるようになっている。
【0030】
なお、クリーニングローラ7の円柱状の形状は、図4及び図5に示すように、その長手方向の中央部分が緩やかに太くなったいわゆるクラウン形状に形成されている。これは、クリーニングローラ7が長手方向の中央部分で下方に撓むことがあるので、その撓みによりインク吐出面6と非接触になることを防止するためである。
【0031】
クリーニングローラ7のインク吐出面6に接触する部分は、弾性を有するゴム等の材質で形成されている。すなわち、クリーニングローラ7の芯材は、例えば金属や硬質樹脂等で形成されているが、その芯材より外側の周面部分はゴム等の弾性部材で形成されている。なお、クリーニングローラ7の全体がゴム等の弾性部材で形成されていてもよい。
【0032】
クリーニングローラ7をヘッドキャップ5に保持する部分には、図3に示すように、フローティングスプリング11が介在されている。このフローティングスプリング11は、クリーニングローラ7をプリントヘッド4のインク吐出面6側に付勢する手段となるもので、例えば側面視で略U字状に形成された板バネから成り、保持部材10の近傍にてピン9の下方に挿入されている。そして、フローティングスプリング11の付勢力が両端部のピン9に働くことにより、クリーニングローラ7をプリントヘッド4のインク吐出面6に略均一な力で押圧する。これにより、図2に示すように、インクカートリッジ3の底面側にヘッドキャップ5が取り付けられた状態で、フローティングスプリング11の付勢力と、クリーニングローラ7の弾性力と、クラウン形状とで、クリーニングローラ7は、プリントヘッド4のインク吐出面6の全長にわたって接触するようになる。なお、フローティングスプリング11は、略U字状の板バネに限られず、コイルスプリングであってもよい。
【0033】
また、クリーニングローラ7は、プリントヘッド4のインク吐出面6との接触により従動回転する。したがって、図2に示すように、ヘッドキャップ5が矢印A方向に移動することにより、クリーニングローラ7はプリントヘッド4のインク吐出面6の全長にわたって適度な圧力で密着しながら回転し、その回転移動によりインク吐出面6に付着しているインクをクリーニングする。
【0034】
ここで、クリーニングローラ7によるプリントヘッド4のインク吐出面6のクリーニング作用について、図6A〜図6Cを参照して説明する。なお、図6A〜図6Cでは、説明を分かり易くするため、インク吐出面6とインク吐出孔13とクリーニングローラ7とを拡大した断面図で示している。まず、図6A〜図6Cにおいて、クリーニングローラ7は、図2に示すヘッドキャップ5と共に矢印A方向に移動しながら、インク吐出面6との接触により矢印C方向に従動回転する。そして、クリーニングローラ7が、図2に示すプリントヘッド4のインク吐出面6の或る列のインク吐出孔13の位置を通過するとする。
【0035】
図6Aは、矢印C方向に従動回転しながら矢印A方向に移動してきたクリーニングローラ7が、或る列のインク吐出孔13の位置に差しかかった状態を示している。このとき、インク吐出孔13の部位には、インク室14からのインク15が充満されており、該インク吐出孔13の内部にはインク15の表面の界面張力により凹状曲面のメニスカス16が形成されている。図6Aに示すように、クリーニングローラ7が矢印C方向に従動回転しながら矢印A方向に移動することにより、インク吐出孔13を一方側縁部から他方側縁部に向けて塞いで行き、その間にインク吐出孔13内の空気が他方側縁部の隙間から矢印Dのように押し出されて行く。
【0036】
次に、図6Bに示すように、クリーニングローラ7が更に矢印C方向に従動回転しながら矢印A方向に移動して、丁度インク吐出孔13の位置に来ると、該インク吐出孔13を完全に塞いだ状態になる。このとき、クリーニングローラ7はインク吐出面6に押圧して接触されているので、微視的には、クリーニングローラ7の表面の一部がその弾性によりインク吐出孔13の一方側縁部と他方側縁部との間でインク吐出孔13内に少し入り込み、その分だけインク吐出孔13内の空気を押し出した状態でインク吐出孔13の入口を塞ぎ、内部を密封している。
【0037】
その後、図6Cに示すように、クリーニングローラ7が更に矢印C方向に従動回転しながら矢印A方向に移動して、インク吐出孔13の他方側縁部を塞いだ状態で一方側縁部だけを開いて行く。このとき、微視的には、インク吐出孔13内に少し入り込んだクリーニングローラ7の表面の一部がインク吐出孔13の一方側縁部から離れる際に、インク吐出孔13内の密封された空気が引かれて一方側縁部の隙間から矢印E方向に吸引される。
【0038】
すなわち、図6Bに示すようにインク吐出孔13内の空気が少し押し出されて密封された状態(正圧)から、図6Cに示すようにインク吐出孔13内の空気が引き出された際(負圧)のインク吐出孔13内の圧力変化により、インク吐出孔13内のインクが吸引されるようになる。これにより、インク吐出孔13内に残ったインクが図2においてプリントヘッド4の外側に引っ張られる吸引力が作用し、インク吐出孔13内のインクを吸引して確実に除去することができる。
【0039】
この場合、ゴム等の弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラ7をインク吐出面6上で移動させるので、該インク吐出面6のヘッド電極を樹脂で覆った状態の保護層を損傷させることなく、インク吐出面6のクリーニングを行うことができる。
【0040】
なお、クリーニングローラ7は、以上の説明ではプリントヘッド4のインク吐出面6との接触により従動回転するものとしたが、インク吐出面6との接触状態で回転しないように固定されていてもよい。例えば、図3において、クリーニングローラ7の両端部にピン9を上下方向に2本設け、この2本のピン9を保持部材10の略U字状の溝内に挿入することにより、クリーニングローラ7は回転しないようにされる。この場合は、クリーニングローラ7でインク吐出面6を擦りつつ移動するので、インク吐出面6に付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。
【0041】
クリーニングローラ7は、ブレーキ機構により回転を制限してプリントヘッド4のインク吐出面6を擦りつつ回転するようにしたものでもよい。このブレーキ機構は、例えば図3において、クリーニングローラ7の両端部のピン9を保持部材10で保持する部分に、適宜の弾性体を介在させ、その弾性体に開けられた孔にピン9を圧入したり、クリーニングローラ7の両端面を弾性体の側面に圧接する機構になっており、クリーニングローラ7の回転時に適度なブレーキ力が発生するようになる。この場合は、クリーニングローラ7がインク吐出面6を擦りつつ少し回転するので、インク吐出面6を損傷させることなく、付着している液状インクは勿論のこと、固化してこびり付いたインクもクリーニングできる。
【0042】
ヘッドキャップ5の内側のインク受部8には、図3〜図5に示すように、その底面である受面にインク吸収部材8aが敷設されている。このインク吸収部材8aは、プリントヘッド4から予備吐出されたインクの跳ね返りを防止する手段となるもので、例えばスポンジ、ポリウレタン、発泡ポリウレタン等の多孔質の高分子物質からなり、図4に示すように、インク受部8の受面の略全面にわたって敷かれている。なお、図5に示されるように、クラウン形状に形成されたクリーニングローラ7の中央部の太径部分を逃げるために、その下方部分には敷設されていない。
【0043】
上述のようにインク吸収部材8aを敷設した場合は、図2に示すプリントヘッド4から予備吐出されたインクの跳ね返りを防止すると共に、そのインクがインク受部8に溜まらないように吸収することができる。したがって、予備吐出インクがインク受部8で跳ね返ってインク吐出面6に再付着するのが防止される。また、適宜の期間使用して、予備吐出されたインクを吸収したインク吸収部材8aをインク受部8から外して廃棄し、新しいインク吸収部材8aを敷設することにより、予備吐出インクの清掃を簡単に行うことができる。
【0044】
なお、図3〜図5に示す例では、ヘッドキャップ5の底面の全体をインク受部8とした例を示したが、本発明はこれに限らず、底面の一部をインク受部8としてもよい。例えば、図2において、クリーニングローラ7を少し中央部寄りに移して、ヘッドキャップ5のクリーニングローラ7側の側壁と該クリーニングローラ7との間に仕切り板を設け、この仕切り板と側壁とで囲まれた室をインク受部8としてもよい。この場合は、プリントヘッド4のインク吐出孔からの予備吐出インクを受ける場所を、ヘッドキャップ5の特定位置に限定することができる。
【0045】
次に、プリントヘッド4のインク吐出孔からのインクの予備吐出について説明する。インクの予備吐出は、前述のようにインク吐出孔内のインクが蒸発乾燥して粘度大又は固化して、正常なインク吐出が困難となるのを防止するために、印字、印画を行う前にインク吐出孔内のインクを例えば吸引して排出するものである。このインクの予備吐出は、クリーニングローラ7によるインク吐出面6のクリーニングの実施後に、インク吐出孔からヘッドキャップ5のインク受部8に向けて行うようになっている。例えば、プリントヘッド4のインク吐出孔から10kHz程度の周波数でインク滴を吐出し、これを数回繰り返して予備吐出を行う。
【0046】
図2において、各色のインク吐出面6を一つのクリーニングローラ7でクリーニングすることによる混色を避けるために、各色のインク吐出面6のクリーニングの実施後にインクの予備吐出を実行する場合は、インクを予備吐出するタイミングを制御する必要がある。
【0047】
そのために、図7に示すように、ヘッドキャップ5に、該ヘッドキャップ5がプリントヘッド4に対し相対的に移動する際にプリントヘッド4のインク吐出孔からの予備吐出のタイミングを検出する手段が設けられている。なお、図7においては、ヘッドキャップ5の移動方向を図2とは反対側に動くものとして示している。
【0048】
予備吐出のタイミングを検出する手段は、図7において、ヘッドキャップ5の下面側に設けられた位置検出シート17と、この位置検出シート17に対向して図1に示すプリンタ本体2内に設けられた光電スイッチ18とからなる。位置検出シート17は、ヘッドキャップ5が矢印A方向に移動して行くときのプリントヘッド4の各色のインク吐出面6との対応位置を調べるためのもので、例えばY、M、C、Kのインク吐出面6の配列ピッチに合わせて明暗のパターンが形成され、そのパターンの配列はインク吐出面6の各色Y、M、C、Kの順とは逆方向とされている。また、ヘッドキャップ5の移動の初期状態では、位置検出シート17側のパターン配列が、矢印A方向に対して後方へずれている。
【0049】
光電スイッチ18は、ヘッドキャップ5と共に移動する位置検出シート17の明暗のパターンを検出するもので、例えば発光ダイオード(LED)からなる発光部18aと、フォトダイオードからなる受光検出部18bとを一体的に組み合わせてなる。位置検出シート17の明暗のパターンは、発光部18aから射出される光の波長に対して反射率が変化するものであり、受光検出部18bもその反射光の波長に対して敏感なものとされている。
【0050】
このような構成により、ヘッドキャップ5が図7中矢印A方向に移動して行くとき、ヘッドキャップ5の下面の位置検出シート17が光電スイッチ18の前を通過する際に、位置検出シート17の明暗パターンを検出してY、M、C、Kのインク吐出面6との対応位置を調べることができる。これにより、ヘッドキャップ5と共に移動するクリーニングローラ7の位置を知って、該クリーニングローラ7による各色のインク吐出面6のクリーニングの実施直後に、順次各インク吐出孔からインクの予備吐出を実行するようにタイミングを制御する。このとき、予備吐出されたインクは、確実にインク受部8内に受け取られる。
【0051】
図8A及び図8Bは、クリーニングローラ7の他の例を示す概略説明図である。この例は、クリーニングローラ7を回転駆動機構により正方向或いは逆方向に回転するようにしたものである。すなわち、図2において、クリーニングローラ7のピン9に、プリンタ本体2内に設けられたモータ(図示省略)の回転軸を適宜の減速比の歯車機構を介して結合し、クリーニングローラ7を積極的に回転駆動するように構成されている。
【0052】
モータによるクリーニングローラ7の回転は、図8Aに示すように、図7に示すヘッドキャップ5の矢印Aの移動方向と同じ方向に回転されると共に、ヘッドキャップ5の移動速度v1よりもクリーニングローラ7の外周速度v2の方が大となるような回転数で回転される。この場合、プリントヘッド4のインク吐出面6とクリーニングローラ7の外周面との間の速度差に基づく擦りが生じ、該インク吐出面6が確実にクリーニングされる。また、ヘッドキャップ5の移動速度v1の方を、クリーニングローラ7の外周速度v2よりも大となるような回転数でモータを回転させる場合も、上記と同様にインク吐出面6とクリーニングローラ7の外周面との間に擦りが生じ、インク吐出面6が確実にクリーニングされる。
【0053】
或いは、図8Bに示すように、クリーニングローラ7を図7に示すヘッドキャップ5の矢印Aの移動方向とは逆方向に回転させてもよい。この場合は、プリントヘッド4のインク吐出面6とクリーニングローラ7の外周面との間の移動方向の相違による擦りが生じ、該インク吐出面6が確実にクリーニングされる。このように、図8A及び図8Bに示す例の場合は、プリントヘッド4のインク吐出面6は、クリーニングローラ7の積極的な回転により次々と繰り出される新たな外周面によりクリーニングされる。
【0054】
図9は、以上のように構成された画像形成装置の制御を行う制御装置部40の構成及び動作を説明するためのブロック図である。この制御装置部40は、クリーニングローラ7を内部に収容したヘッドキャップ5を移動させる移動手段の駆動を制御したり、プリントヘッド4のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御したりするもので、制御部41と、メカ駆動部42と、ヘッド駆動部43とを備えてなる。
【0055】
制御部41は、ヘッドキャップ5を開閉させる後述のキャップ開閉モータ46の駆動を制御する駆動制御手段、及びインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段を構成するもので、その内部には各種の情報や制御プログラムを格納しておくROM44と、このROM44から読み出した制御プログラムに基づいて各種制御指令を送出するCPU45とを有し、後述のメカ駆動部42及びヘッド駆動部43の制御を司るようになっている。
【0056】
この制御部41は、インク吐出孔に対応する画素の色を示す信号、又はインクの吐出量を示す信号、又はインク吐出孔を選択する信号が含まれた画像信号としてのプリント信号が入力されると、該プリント信号のうち、例えば直前に吐出された各インク吐出孔からのインク吐出量、画像信号、吐出インクの色の情報を検知する検知手段を有しており、この検知手段はこれらの情報をもとに各インク吐出孔からの予備吐出量、予備吐出するインクの色、即ち予備吐出するインク吐出孔を判断する。この制御部41は、インクを充填する各インクタンク内の各色の電気熱変換手段48〜51を駆動してインク吐出を制御するための吐出制御手段を備えており、この吐出制御手段は検知手段の判断に応じた信号を後述のヘッド駆動部43に送信する。
【0057】
メカ駆動部42は、ヘッドキャップ5を開閉させるためのキャップ開閉モータ46及び記録媒体としての紙を供給、排紙するための給排紙モータ47を駆動させるものである。なお、キャップ開閉モータ46は、クリーニングローラ7の外周面とプリントヘッド4のインク吐出面6とを接触させた状態で該両者を相対的に移動させる移動手段となる。
【0058】
さらに、ヘッド駆動部43は、前記プリントヘッド4のインク吐出面6に設けられたインク吐出孔からインクを吐出する素子部を駆動するもので、例えば発熱抵抗体で構成されるイエロー用電気熱変換手段48と、マゼンタ用電気熱変換手段49と、シアン用電気熱変換手段50と、ブラック用電気熱変換手段51とにそれぞれ駆動信号を送出する。
【0059】
このように構成された制御装置部40は、制御部41が外部からの画像形成の動作を示すプリント信号を取り込むと共に、図7に示す光電スイッチ18からの各色のインク吐出面6との対応位置の検出信号を入力して、メカ駆動部42及びヘッド駆動部43に駆動信号を送り、クリーニングローラ7がインク吐出面6上の通過した色のインク吐出孔の列から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順でインクを前記ヘッドキャップ5内に予備吐出させるように制御する。
【0060】
図10は、以上のように構成された画像形成装置の制御方法を示すフローチャートであり、主としてプリントヘッド4のインク吐出孔からインクを予備吐出する動作の制御を示している。なお、この制御は、図9に示す制御部41内のROM44に格納された制御プログラムに基づいて、CPU45からの指示により実行される。
【0061】
まず、図10のジョブがスタートし、ステップS1において、図9に示す制御部41に画像形成の動作開始を示すプリント信号が入力すると、ステップS2において、該制御部41はヘッド駆動部43に各色の電気熱変換手段48〜51を駆動するための吐出トリガー信号を送出して、該ヘッド駆動部43が各色の電気熱変換手段48〜51に電気信号を送出することによりインクの予備吐出動作を行う。なお、ステップS2は、プリント動作の開始前に予備吐出を行うためのものであり、省略してもよい。
【0062】
ここで、インクの予備吐出は、前述のように、インク吐出孔内のインクが高粘度に増粘及び固化するのを防ぐために重要な働きをしている。すなわち、インクがインク吐出孔内に溜まり、そのインクが高粘度に増粘及び固化すると印刷時にスムースなインク吐出ができなくなり、その度合いが大きいときには、インク詰まりとなる。そのため、インクの予備吐出によるインク吐出孔内部のクリーニングは、図6に示すクリーニングローラ7によるインク吐出孔付近をクリーニングすると共に、インク詰まりを起こさないようにする役割を果たすものである。
【0063】
図9に示す制御装置部40において、画像形成の動作開始を示すプリント信号が制御部41に入力した後、インク吐出孔からインクが予備吐出されることにより、前回までに使用したインク吐出孔付近に残った高粘度に増粘したインク増粘部、又は固化したインク固化部をインク吐出孔から外へ吹き飛ばす。この吹き飛ばす動作がインク吐出孔のクリーニングとなり、高粘度に増粘又は固化したインクによりインク吐出孔が詰まることを防ぎ、その後スムースにインク吐出孔からインクを吐出することができる。これにより、その後のプリント動作、即ちインク吐出を効率良く行うことができる。
【0064】
次に、図10に示すステップS2に示すインクの予備吐出動作が行われた後、ステップS3において、プリント動作、すなわち、インク吐出孔からのインク吐出動作が行われ、ステップS4に進む。図9に示す光電スイッチ18がプリント動作終了信号を検知するまでは、ステップS4は“No”側に進み、各インク吐出孔はプリント信号に基づいてインク吐出動作を続ける。ここで、図9に示す光電スイッチ18がプリント動作終了信号を検知すると、ステップS4は“Yes”側に進み、光電スイッチ18から制御部41にプリント終了信号が送出される。
【0065】
そして、図10に示すステップS5において、制御部41に備えられたインクの予備吐出量を計算する手段、又はインクを予備吐出するインク吐出孔を決定する手段によって、プリント信号により各インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御し、又はプリント信号により予備吐出するインク吐出孔を選択し、この選択されたインク吐出孔に、各インクの予備吐出量を示す信号を送信し、各インク吐出孔が予備吐出動作を行う。ステップS5において、インクの予備吐出動作が終了すると、ジョブが終了する。
【0066】
以上の説明において、プリント信号は制御部41で検知されるものとして説明したが、本発明はこれに限られず、ヘッド駆動部43において検知してもよい。この場合、ヘッド駆動部43は、プリント信号により予備吐出量を計算する手段、又は該プリント信号により予備吐出するインク吐出孔を決定する手段を備えており、これらの手段は、プリント信号により各インク吐出孔の予備吐出量を制御し、又はプリント信号により予備吐出するインク吐出孔を選択し、この選択されたインク吐出孔に、各インクの予備吐出量を示す信号を送信し、各インク吐出孔が予備吐出を行うようになっている。
【0067】
また、プリント信号にインクの吐出量やインクの色を識別できる識別子を設けることができる。この場合、プリント信号には、インク吐出孔に対応する画素の色を示す信号、又はインクの吐出量を示す信号、又はインク吐出孔を選択する信号が含まれている。これにより、図10のステップS5において、プリント信号により予備吐出量を制御して、あるいはプリント信号により予備吐出孔を選択して予備吐出動作を行うことができる。
【0068】
以上の説明において、図10に示すステップS5は、インク吐出孔の予備吐出の直前に出力されるプリント信号について記載されているが、本発明はこれに限られず、過去のプリント動作のときに吐出したインクの吐出量に応じて、次に開始されるインク吐出孔からの予備吐出量を制御することもできる。このような画像形成装置及びその制御方法によれば、例えば、過去数回のプリント動作又はインク吐出動作によりインク吐出孔から吐出された各色のインク吐出総量が検出できるため、各色のインク吐出総量に基づいて計算された各色のインク吐出孔からの予備吐出量を決定し、この決定された各色のインク吐出孔の予備吐出量を示す信号を、図9に示す制御部41又はヘッド駆動部43に備えられた吐出制御手段に送信することができる。この制御部41に送信された各色インク吐出孔の予備吐出量を示す信号は、ヘッド駆動部43へ送信される。各色インク吐出孔の予備吐出量を示す信号は、ヘッド駆動部43から各色の電気熱変換手段48〜51に送信され、過去数回のインク吐出孔から吐出された各色のインク吐出総量に基づいた予備吐出量で予備吐出が行われる。
【0069】
また、図10に示すステップS5において、図9に示す制御部41内の吐出制御手段となるCPU45から出力される予備吐出用の信号は、直前に吐出してからの時間に応じて設定されてもよい。この場合、制御部41に備えられた時間信号検知手段が直前に入力された画像信号のうち、最後に吐出された各色の電気熱変換手段48〜51への電気パルス送信時間を示す信号を検知する。時間信号検知手段は、最も現在に近い時間に各インク吐出孔が印刷のため吐出された時間を検知し、それと現在の時間との差を算出し、現在との時間差が大きいインク吐出孔ほど予備吐出時間を長く、又は予備吐出量を多く設定する。これにより、最近、使用されない時間が長かったインク吐出孔ほど、吐出したインクが高粘度に増粘したインク増粘部又は固化したインク固化部が残っている可能性が高く、効率よく予備吐出をして、インク増粘部又は固化部を吹き飛ばすことができる。
【0070】
さらに、図10に示すステップS5において、予備吐出動作におけるインクの予備吐出量の制御は、インクを充填するインクタンク内の電気熱変換手段に流す電気パルスの回数により決定することができる。この電気パルスは、例えば、図9に示す制御部41に備えられた電気パルス発生手段により発生し、ヘッド駆動部43に送信され、各色インク予備吐出のための各色の電気熱変換手段48〜51に送出される。電気パルス発生手段は、予備吐出だけのためということではなく、プリント動作時にインクの吐出を行うために用いられる電気パルス発生手段と同一のものであってもよい。これにより、電気パルス発生手段を印刷のための吐出用と予備吐出用の二つを備える必要がなくなり、集積回路部の面積の効率化を図ることができる。
【0071】
さらにまた、図10に示すステップS5において、図1に示すインクジェットヘッド1は、そのインク吐出面のインク吐出孔からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを含む各色のインクをそれぞれ吐出するものであって、前述の吐出制御手段は、インク吐出孔から吐出されるインクの色に応じて予備吐出量を制御するものとしてもよい。これにより、乾燥性のよいインクと乾燥性のわるいインクに応じて予備吐出量、又は予備吐出時間を可変することができ、効率的に予備吐出をして、インク増粘部又は固化部を吹き飛ばすことができる。
【0072】
特に、このときの予備吐出量は、ブラックのインクが他のインクより多く予備吐出されるように設定することが好ましい。ブラックのインクは、他の色のイエロー、マゼンタ、シアンなどのカラーインクに比べ、添加する染料の量が多く、更に、染料の分子量が大きく、粘度が高くなるという性質をもつ。このため、ブラックのインク吐出孔の予備吐出量を多く、又は予備吐出時間を長くとらなければならないからである。なお、予備吐出時間が長いほど、予備吐出量が多くなることはいうまでもない。また、イエロー、マゼンタ、シアンなどのカラーインクにおいて、染料の含有量及び染料の分子量によって、乾燥特性に違いがあり、予備吐出量又は予備吐出時間について、乾燥特性を考慮すれば、効率的な予備吐出動作を行うことができる。
【0073】
本発明による画像形成装置は、図2に示す弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラ7を内部に収容すると供にプリントヘッド4のインク吐出面6を保護するヘッドキャップ5を設け、このクリーニングローラ7とプリントヘッド4とを相対的に移動させる移動手段となるメカ駆動部42(図9参照)を備えたものでもよい。これにより、ヘッドキャップ5でクリーニングローラ7を内部に収容すると供に、プリントヘッド4のインク吐出面を保護し、該ヘッドキャップ5の開く動作によりクリーニングローラ7とインク吐出面とを相対的に移動させることができる。この移動する際のクリーニングローラ7の弾性変形によりインク吐出孔内の増粘したインクを吸引して除去することができる。
【0074】
このとき、クリーニングローラ7によるインク吐出孔のクリーニングは、インクの予備吐出動作の前又は後に行われるように設定されている。特に、クリーニングローラ7によるインク吐出孔のクリーニングがインク予備吐出動作の直後に行われるように設定されていれば、予備吐出によりインク吐出孔付近に残ったインクを該クリーニングローラ7によってクリーニングできるため、効率よくインク吐出面6をクリーニングできる。クリーニングローラ7によるインク吐出孔のクリーニングがインク予備吐出動作の直前に行われるように設定されていれば、インク吐出孔内に残っていたインク増粘部又は固化部がクリーニングされ、その後の予備吐出を円滑に行うことができる。
【0075】
そして、図10に示すステップS5において、クリーニングローラ7によるクリーニングを図9に示す光電スイッチ18が検知し、この光電スイッチ18から制御部41に検知したことを示す信号が送信された場合、制御部41に備えられた吐出制御手段が、送信された信号のうち、クリーニングローラ7によってクリーニングされた時間と、入力したプリント信号により各インク吐出孔が直前又は過去に吐出した時間とを考慮して、インクの予備吐出量又はインクの予備吐出時間を制御し、又は予備吐出するインク吐出孔を選択することができる。例えば、ステップS5において、インクの予備吐出動作の直前ではない過去にクリーニングローラ7によるクリーニングをした時間が現在の時刻に近い場合には、各インク吐出孔からの予備吐出量を少なくしたり、あるいは予備吐出時間を短く設定したりすることができる。これらにより、効率よく予備吐出をすることが可能である。
【0076】
以上の説明において、クリーニングローラ7によるクリーニング動作は、プリントヘッド4のインク吐出面6のクリーニングの実施後にインクの予備吐出動作を行うものとしたが、インク吐出面6に接触するクリーニングローラ7による混色の虞がない場合は、クリーニングローラ7によるインク吐出面6のクリーニングの実施前にインクの予備吐出を行ってもよい。この場合は、図9に示す光電スイッチ18等によるY、M、C、Kの各色のインク吐出孔からの予備吐出のタイミングを制御する必要はない。
【0077】
次に、以上のように構成された画像形成装置による一連のクリーニング動作について、図11A〜図11Hを参照して説明する。ここでは、図2に示すインクジェットヘッド1において、矢印A方向にヘッドキャップ5が移動し、プリントヘッド4のインク吐出面6のクリーニングを行い、その実施後にインクの予備吐出を行うものとする。
【0078】
まず、図11Aは、インクカートリッジ3に対してヘッドキャップ5が閉じた初期状態を示している。そして、この状態で図1において、インクジェットヘッド1はプリンタ本体2に収納されてセットされる。次に、プリンタ本体2にセットされた状態で、ヘッドキャップ開信号により、図11Bに示すように、ヘッドキャップ5がインクカートリッジ3に対して相対的に矢印A方向に移動される。すると、インクカートリッジ3に対してヘッドキャップ5と共にクリーニングローラ7が矢印A方向に移動し、プリントヘッド4のインク吐出面6に押圧接触した状態で該インク吐出面6との接触状態で従動回転し、或いは固定又はブレーキ機構により回転が制限され、又はモータにより正方向或いは逆方向に回転されて移動する。
【0079】
この状態で、図2において、プリントヘッド4のインク吐出面6のうち、イエローYのインク吐出面6がクリーニングされたとする。すると、ヘッドキャップ5の下面側に設けられた位置検出シート17(図7参照)のイエローYに対応する部分が光電スイッチ18の検出位置に移動してきて、イエローYのインク吐出面6のクリーニングが終了したことを検出する。これにより、図9に示す制御部41からヘッド駆動部43に対し予備吐出開始信号が送出される。すなわち、イエローYのインク吐出面6のインク吐出孔の列(イエロー用電気熱変換手段48)に対し予備吐出開始信号が送出される。
【0080】
次に、図11Cに示すように、イエローYのインク吐出面6のインク吐出孔から予備吐出インク52が噴射される。その後、イエローYのインク吐出面6のインク吐出孔に対し予備吐出停止信号が送られ、予備吐出インク52の噴射が停止される。以後同様にして、図2において、順次M、C、Kのインク吐出面6のクリーニングローラ7によるクリーニングが終わる都度、当該インク吐出面6のクリーニング終了を光電スイッチ18で検出して、制御部41からそれぞれのインク吐出孔の列に対し予備吐出開始信号及び予備吐出停止信号が送られる。これにより、図11D、図11E、図11Fに示すように、各色のインク吐出孔の列からの予備吐出のタイミングが制御され、M、C、Kの順で予備吐出インク52の噴射が順次実行される。
【0081】
このようにして、各色のインク吐出面6のクリーニングと予備吐出が終了すると、図11Gに示すように、ヘッドキャップ5は、矢印A方向に一杯に移動してやや上方に移り、退避位置に収まる。この状態で、記録紙に印字、印画を行う。
【0082】
次に、所要の頁数の印字、印画が終了すると、ヘッドキャップ閉信号が送られ、ヘッドキャップ5は上記の退避位置から、図11Hに示すように、インクカートリッジ3に対して相対的に矢印B方向に移動される。すると、インクカートリッジ3に対してヘッドキャップ5と共にクリーニングローラ7が矢印B方向に移動して閉じた状態となり初期状態に戻る。なお、このクリーニングローラ7が矢印B方向に戻る際は、クリーニングローラ7はインク吐出面6には接触せず、そのインク吐出面6のクリーニングは行わない。その後、次の印字、印画の指示を待つ。
【0083】
なお、図11A〜図11Hに示す動作の説明では、ヘッドキャップ5が矢印A方向に移動する際にクリーニングローラ7がインク吐出面6に接触して該インク吐出面6のクリーニングを行い、ヘッドキャップ5が矢印B方向に戻る際にはクリーニングローラ7はインク吐出面6に接触しないものとしたが、本発明はこれに限らず、クリーニングローラ7がインク吐出面6に接触しない状態でヘッドキャップ5が矢印A、B方向に移動する場合もある。この場合は、クリーニングローラ7でインク吐出面6のクリーニングを行わず、ヘッドキャップ5内に向けてインクの予備吐出だけを行う。このとき、図11Gに示すヘッドキャップ5の退避位置から、図11Hに示す位置に戻ったところでインクの予備吐出を行い、再び図11Gに示す位置に退避するシーケンスもある。
【0084】
また、図11Gに示すヘッドキャップ5が退避位置にある状態でヘッドキャップ5の開閉動作に関係なく、したがってクリーニングローラ7によるインク吐出面6のクリーニングを行わずに、インクの予備吐出を行う場合もある。
【0085】
次に、以上説明した画像形成装置、例えばインクジェットプリンタの全体構成及びその動作について、図1及び図12〜図18を参照して説明する。このインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドからインクを微細に粒子化して吐出し、記録紙上にインクドットを吹き付けて印刷するもので、図1に示すように、インクジェットヘッド1と、プリンタ本体2と、ヘッド着脱機構19と、ヘッドキャップ開閉機構20とを備えてなる。なお、このインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド1をプリンタ本体2に直接装着する形式のものを示している。
【0086】
インクジェットヘッド1は、液体インクを例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙上にインクドットを吹き付けるもので、前述の図1〜図11において説明したものと同様に構成されている。
【0087】
プリンタ本体2は、インクジェットヘッド1を所定箇所に装着してインクジェットプリンタとしての機能を発揮するためのもので、記録紙トレイ、記録紙の搬送系、動作駆動系、全体の制御回路部等を備えている。なお、図1において、符号21は、記録紙を供給する給紙カートリッジ及び印刷後に排紙される排紙受けを示している。
【0088】
ヘッド着脱機構19は、インクジェットヘッド1をプリンタ本体2の所定箇所に装着して固定すると共にその固定を解除するもので、例えばプリンタ本体2の中央部に設けられた凹所からなる所定箇所にインクジェットヘッド1を挿入してその上面部を押さえるように構成された横長のバー部材からなる。すなわち、プリンタ本体2の全幅方向に伸び、例えば垂直方向と水平方向とに起倒するように構成されている。そして、図1に示すようにバー部材が垂直方向に起立した状態でインクジェットヘッド1を矢印H方向に収納して装着し、図12に示すようにバー部材が水平方向に倒された状態でインクジェットヘッド1を所定箇所に固定するように構成されている。
【0089】
ヘッドキャップ開閉機構20は、インクジェットヘッド1がプリンタ本体2の所定箇所に固定される状態でヘッドキャップ5をプリントヘッド4(図2参照)に対して相対的に移動しインク吐出面6(図2参照)を解放すると共に、印刷終了後にヘッドキャップ5を閉じるもので、例えばプリンタ本体2の側面に設けられたラック22と、ピニオン23との噛み合わせからなる。なお、ラック22の内側の側面にはピン状の突起があり、これがヘッドキャップ5の対応する外側面に形成された凹部に嵌合している。
【0090】
そして、図12に示すように、インクジェットヘッド1をヘッド着脱機構19でプリンタ本体2の所定箇所に固定した状態で、ピニオン23を図示省略のモータで所定方向に回転することにより、図13に示すようにラック22が矢印A方向に移動し、これと共に図1に示すヘッドキャップ5を矢印A方向に移動して開き、退避位置に収めるようになっている。
【0091】
なお、ヘッドキャップ開閉機構20は、上述のラック22とピニオン23との噛み合わせに限られず、例えばゴムローラをヘッドキャップ5の両側面に押し当て、このゴムローラの回転軸にモータを結合し、該モータを回転してゴムローラの摩擦によりヘッドキャップ5を矢印A方向に移動して開くようにしてもよい。
【0092】
次に、図1に示すプリンタ本体2の所定箇所にインクジェットヘッド1を固定してヘッドキャップ5をプリントヘッド4(図2参照)に対して相対的に移動しインク吐出面6(図2参照)を解放する具体的な機構と動作について、図14〜図18を参照して説明する。
【0093】
まず、図14は、図1においてインクジェットヘッド1をプリンタ本体2の所定箇所に矢印H方向に挿入して収納した状態を示す。この状態では、インクジェットヘッド1内でその両側端部に設けられたキャップロックフック24の下端部が、つる巻きバネ25の弾性力によりヘッドキャップ5の両側部の係止片部26に係合している。これにより、ヘッドキャップ5はインクカートリッジ3に対して一体的に装着されている。
【0094】
この状態で、図14において、ヘッド着脱機構19を矢印J方向に押し下げて固定する。すると、ヘッド着脱機構19の下辺部に設けられたキャップロック解除片27でキャップロックフック24の上端部28を押し下げて回動させ、図15に示すように、キャップロックフック24の下端部を持ち上げ、ヘッドキャップ5の両側部の係止片部26との係合を解除する。これにより、図12に示すように、インクジェットヘッド1がヘッド着脱機構19でプリンタ本体2の所定箇所に固定されると共に、ヘッドキャップ5が移動可能となる。
【0095】
次に、図12に示すヘッドキャップ開閉機構20を動作させ、ピニオン23を図示省略のモータで回転させてラック22を矢印A方向に移動させる。すると、図16に示すように、インクカートリッジ3の底面側に装着されたヘッドキャップ5がラック22と共に矢印A方向に移動して開く。そして、図2に示すようにインクカートリッジ3の底面に設けられたプリントヘッド4のインク吐出面6を、フローティングスプリング11で付勢されたクリーニングローラ7でクリーニングを開始する。なお、図16において、符号Pはヘッドキャップ5の移動の軌跡を示す。
【0096】
その後、ヘッドキャップ5は、図17に示すように、移動軌跡Pに従って矢印A方向に順次移動する。このとき、ヘッドキャップ5に取り付けられたクリーニングローラ7により、図2に示すY、M、C、Kの各色のインク吐出面6を順次クリーニングすると共に、そのクリーニングの実施後にインクの予備吐出を行う。
【0097】
各色のインク吐出面6のクリーニングと予備吐出が終了すると、図18に示すように、ヘッドキャップ5は、移動軌跡Pに従って矢印A方向に一杯に移動してやや上方に移り、図13に示すように退避位置に収まる。この状態で、記録紙に印字、印画を行う。このとき、ヘッドキャップ5は、図18に示すようにやや上方に移ることから、その収納時のスペースを小さくすることができる。また、図18において、インクカートリッジ3の底面に設けられたプリントヘッド4の下方を記録紙が通過するが、ヘッドキャップ5の下面で記録紙の通過の案内をしてもよい。この場合、ヘッドキャップ5の下面側には、記録紙の案内のためのリブを設けてもよい。また、記録紙に印刷された状態のインクが付かないように撥水処理をしてもよい。
【0098】
この状態で、所要の頁数の印字、印画が終了すると、ヘッドキャップ5は、図18に示す退避位置から上記の逆順の動作により矢印B方向に移動し、図15に示すように、ヘッドキャップ5がインクカートリッジ3の底面側に戻った初期状態となる。
【0099】
そして、図14において、ヘッド着脱機構19を矢印Jと反対方向に開くことにより、キャップロックフック24がつる巻きバネ25の弾性力によりヘッドキャップ5の両側部の係止片部26に係合し、ヘッドキャップ5がインクカートリッジ3に対して一体的に装着される。この状態で、図1に示すように、インクジェットヘッド1をプリンタ本体2から取り外すことができる。
【0100】
なお、ヘッドキャップ5が図18に示す退避位置にある状態で、何らかの原因でプリンタの電源を遮断した場合は、ヘッドキャップ5は上述した退避位置に残ったままの状態となる。この状態で、図14に示すように、ヘッド着脱機構19を矢印Jと反対方向に開くと、ヘッドキャップ5を上記の退避位置に残したままインクカートリッジ3だけを取り外してしまうこととなる。そこで、これを防止するため、何らかの原因でプリンタの電源が遮断された場合は退避位置にあるヘッドキャップ5が図14に示す初期状態の位置に自動的に戻るようにする、或いは、ヘッドキャップ5が図14に示す初期状態の位置に戻っていない場合はヘッド着脱機構19を矢印Jと反対方向に開くことができないようにする、というインターロック機構を設けてもよい。
【0101】
以上の図1及び図12〜図18で説明したインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド1をプリンタ本体2に直接装着する形式のものを示したが、本発明はこれに限らず、インクジェットヘッド1をトレイを介してプリンタ本体2に装着する形式のものにも同様に適用できる。以下、他の形式のインクジェットプリンタの概要について、図19A及び図19Bを参照して説明する。
【0102】
まず、図19Aに示すように、インクカートリッジ3にヘッドキャップ5が一体的に装着されたインクジェットヘッド1を、プリンタ本体2に対し進退可能に設けられたトレイ29の内側の所定位置に矢印Qのように装着する。その後、トレイ29を矢印R方向に移動させてプリンタ本体2内にセットする。このとき、図19Bに示すように、ヘッドキャップ5はトレイ29の矢印R方向の移動の途中で、プリンタ本体2内に設けられた適宜の係止手段に係止されて停止する。なお、トレイ29は、インクジェットヘッド1をプリンタ本体2内にセットしたり、交換したりするためのものである。
【0103】
その後、トレイ29は矢印R方向にそのまま移動することにより、インクカートリッジ3がヘッドキャップ5に対して相対的に矢印R方向に移動し、その結果、ヘッドキャップ5が開く。それと同時に、インクカートリッジ3に対してヘッドキャップ5が相対的に矢印Rと反対方向に移動する際に、図11で示すと同様の動作により、プリントヘッド4のインク吐出面6をクリーニングすると共に、インクの予備吐出が行われる。その後、記録紙に対し印字、印画が行われる。なお、図19A及び図19Bにおいて、符号30は記録紙トレイを示し、符号31は記録紙を示し、符号32は送りローラを示し、符号33は送りベルトを示し、符号34は排紙トレイを示し、符号Sは記録紙の排紙方向を示している。
【0104】
なお、以上の説明では、画像形成装置として例えばラインヘッド型のインクジェットプリンタに適用したものとしたが、本発明はこれに限らず、シリアル型のインクジェットプリンタに適用することも可能である。また、インクジェットプリンタに限らず、記録方式がインクジェット方式のファクシミリ装置や複写機等の画像形成装置としても実施可能である。
【0105】
以上のように本発明の他の例によれば、プリントヘッドのインク吐出面に設けられたインク吐出孔からインクを吐出する動作を制御する吐出制御手段によって、入力した画像信号に応じて一又は複数のインク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御することができる。
【0106】
したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0107】
また、プリントヘッドのインク吐出面に設けられたインク吐出孔からインクを吐出する動作を制御する吐出制御手段によって、入力した画像信号に応じてインクを予備吐出する一又は複数のインク吐出孔を選択することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0108】
ここで、プリントヘッドのインク吐出面に設けられたインク吐出孔に対応する画素の色を示す信号、又はインクの吐出量を示す信号、又はインク吐出孔を選択する信号が含まれている画像信号によって、インクの予備吐出量を制御して、あるいは画像信号により予備吐出孔を選択して予備吐出動作を行うことができる。
【0109】
また、インク吐出孔から直前に吐出されたインクの吐出量に応じて予備吐出を制御する画像信号によって、予備吐出動作を制御することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0110】
さらに、インクを予備吐出する量を直前にインクを吐出してからの経過時間に応じて設定することができる。これにより、最近、使用されない時間が長かったインク吐出孔ほど、効率よく予備吐出をして、インク固化部を吹き飛ばすことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0111】
さらにまた、インクを予備吐出する量を、インクを充填するインクタンク内の電気熱変換手段に流す電気パルスの回数によって制御することができる。これにより、乾燥性のよいインクと乾燥性のわるいインクに応じてインクを予備吐出する量、又はインクを予備吐出する時間を可変することができ、効率的に予備吐出をして、インク固化部を吹き飛ばすことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0112】
また、インク吐出面のインク吐出孔からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを含む各色のインクを吐出するプリントヘッドにおいて、インク吐出孔から吐出されるインクの色に応じてインクを予備吐出する量を制御することができる。これにより、乾燥性のよいインクと乾燥性のわるいインクに応じて予備吐出量、又は予備吐出時間を可変することができ、効率的にインクを予備吐出して、インク固化部を吹き飛ばすことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0113】
さらに、インクを予備吐出する量をブラックのインクが他のインクより多く吐出されるようにすることができる。これにより、染料の含有量及び染料の分子量による乾燥特性に違いを考慮して、予備吐出量又は予備吐出時間を制御し、効率的な予備吐出動作を行うことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0114】
さらにまた、弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材を内部に収容すると供にプリントヘッドのインク吐出面を保護するキャップ部材を設け、このクリーニング部材とプリントヘッドとを相対的に移動させる移動手段を備えたものでもよい。これにより、キャップ部材でクリーニング部材を内部に収容すると供にプリントヘッドのインク吐出面を保護し、該キャップ部材の開く動作によりクリーニング部材とインク吐出面とを相対的に移動させることができる。この移動する際のクリーニング部材の弾性変形によりインク吐出孔内のインクを吸引して除去することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0115】
そして、クリーニング部材によるインク吐出孔のクリーニングは、インクの予備吐出動作の前又は後に行うことができる。これにより、クリーニング部材によるインク吐出孔のクリーニングがインク予備吐出動作の直後に行われるときには、予備吐出によりインク吐出孔付近に残ったインクをクリーニング部材によってクリーニングできるため、効率よくインク吐出面をクリーニングできる。また、クリーニング部材によるインク吐出孔のクリーニングがインク予備吐出動作の直前に行われるときには、インク吐出孔内に残っていたインク固化部がクリーニングされ、その後の予備吐出を円滑に行うことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0116】
続いて、図20及び図21を用いて他の実施形態による画像形成装置の制御を行う制御装置部の構成及び制御動作について説明する。なお、図20中上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して説明は省略する。また、図20に示す構成及び図21に示す制御動作以外の構成及び動作は上述した実施形態と同一であり、説明は省略する。
図20に示す制御部41は、後述の用紙サイズ検知部53から出力される記録媒体の大きさを示す信号を入力し、この信号を基にインクの予備吐出動作を行うようになっている。
【0117】
この用紙サイズ検知部53は、例えば印刷用紙やシール紙などの記録媒体の大きさを検知する記録媒体検知手段となるもので、図示省略したが、例えば図1に示すプリンタ本体2側又は給紙カートリッジ21側に設けられている。そして、給紙カートリッジ21に所定の大きさの印刷用紙がセットされると、用紙サイズ検知部53でその大きさを検知し、この検知信号を制御部41に出力するようになっている。
【0118】
図20は、上記のように構成された画像形成装置の制御方法を示すフローチャートであり、主としてプリントヘッド4のインク吐出孔からインクを予備吐出する動作の制御を示している。なお、この制御は、図20に示す制御部41内のROM44に格納された制御プログラムに基づいて、CPU45からの指示により実行される。
【0119】
まず、図20のジョブがスタートし、ステップS101において、図20に示す制御部41に画像形成の動作開始を示すプリント信号が入力すると、ステップS102において、制御部41はヘッド駆動部43に各色の電気熱変換手段48〜51を駆動するための吐出トリガー信号を送出して、ヘッド駆動部43が各色の電気熱変換手段48〜51に電気信号を送出することによりインクの予備吐出動作を行う。なお、ステップS102は、プリント動作の開始前に予備吐出を行うためのものであり省略してもよい。
【0120】
ここで、インクの予備吐出は、前述のように、インク吐出孔内のインクが高粘度に増粘又は固化するのを防ぐために重要な働きをしている。すなわち、インクがインク吐出孔内に溜まり、そのインクが高粘度に増粘又は固化すると印刷時にスムースなインク吐出ができなくなり、その度合いが大きいときには、インク詰まりとなる。そのため、インクの予備吐出によるインク吐出孔内部のクリーニングは、図6に示すクリーニングローラ7によるインク吐出孔付近をクリーニングすると共に、インク詰まりを起こさないようにする役割を果たすものである。
【0121】
図20に示す制御装置部40において、画像形成の動作開始を示すプリント信号が制御部41に入力した後、インク吐出孔からインクが予備吐出されることにより、前回までに使用したインク吐出孔付近に残った高粘度に増粘したインク増粘部、又は固化したインク固化部をインク吐出孔から外へ吹き飛ばす。この吹き飛ばす動作がインク吐出孔のクリーニングとなり、高粘度に増粘又は固化したインクによりインク吐出孔が詰まることを防ぎ、その後スムースにインク吐出孔からインクを吐出することができる。これにより、その後のプリント動作、即ちインク吐出を効率良く行うことができる。
【0122】
次に、図21に示すステップS102に示すインクの予備吐出動作が行われた後、ステップS103において、プリント動作、すなわち、インク吐出孔からのインク吐出動作が行われ、ステップS104に進む。図20に示す光電スイッチ18がプリント動作終了信号を検知するまでは、ステップS104は“No”側に進み、各インク吐出孔はプリント信号に基づいてインク吐出動作を続ける。ここで、図20に示す光電スイッチ18がプリント動作終了信号を検知すると、ステップS104は“Yes”側に進み、光電スイッチ18から制御部41にプリント終了信号が送出される。
【0123】
そして、図21に示すステップS105において、制御部41に備えられたインク吐出位置を検知する手段、又は予備吐出するインク吐出孔を決定する手段によって、任意のインク吐出孔が予備吐出する動作の前のプリント動作時(ステップS104)におけるインク吐出位置を検知し、その検知した結果に応じて該インク吐出孔からの予備吐出量が制御され、又は、一又は複数のインク吐出孔が選択される。次に、ステップS106において、この選択されたインク吐出孔に各インクの予備吐出量を示す信号を送信し、各インク吐出孔がインクの予備吐出動作を行う。
【0124】
このステップS106において、インクの予備吐出動作が終了すると、ジョブが終了する。
【0125】
ここで、記録媒体となる印刷用紙のサイズとしては通常、例えばA3、B4、A4、B5などが使用される。かかる印刷用紙のサイズに応じて、図1に示す画像形成装置の給紙カートリッジ21に予め印刷用紙をセットしておく。この給紙カートリッジ21は、例えば、右寄せ、左寄せなどの片側基準や両側基準などの形状があり、印刷用紙を印刷するために、インク吐出孔が吐出しながら動作する範囲まで自動的に該印刷用紙が送られる位置に設置される。これにより、印刷用紙のサイズ、又は給紙カートリッジ21の形状が図20に示す用紙サイズ検知部53で検知される。
【0126】
また、制御部41にプリント信号が入力すると、インク吐出孔を備えたインク面の動作する範囲が設定され、かかるインク面の動作範囲に対して、プリント信号が送られるインク吐出孔と送られないインク吐出孔が決定される。このプリント信号が送られないインク吐出孔に対応するスペースは、印刷がされない印刷用紙上のスペースに相当し、かかるスペースがプリント信号に含まれている場合は、そのスペース内には各色のインク吐出孔からインクが吐出されず、その各色のインク吐出孔は乾きやすい状態となる。
【0127】
このような場合に、プリント動作終了の信号を検知した後における各色のインク吐出孔からの予備吐出量を多く設定しておけば、インク吐出孔に残ったインクの固化部が効率的に除去することができる。すなわち、印刷用紙のサイズ、又は給紙カートリッジ21の形状により、各色のインク予備吐出量やインク吐出孔を設定すれば、無駄な予備吐出をすることなくすることができる。
【0128】
以上の説明において、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置は、図20に示す制御部41で検知されるものとして説明したが、本発明はこれに限られず、ヘッド駆動部43において検知されるものでもよい。この場合、ヘッド駆動部43は、吐出したインク吐出位置を検知する手段、又は予備吐出するインク吐出孔を決定する手段を備えており、これらの手段は、任意のインク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時におけるインク吐出位置を検知して、前記インク吐出孔の予備吐出量を制御し、あるいは、一又は複数のインク吐出孔を選択し、この選択されたインク吐出孔に各インクの予備吐出量を示す信号を送信し、各インク吐出孔が予備吐出を行うようになっている。また、任意のインク吐出孔が予備吐出動作を行う前の印刷動作における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置を識別できる識別子をプリント信号に設けることができる。
【0129】
以上の説明において、図21に示すステップS105は、インク吐出孔の予備吐出の直前に出力されるプリント信号について記載されているが、本発明はこれに限られず、過去のプリント動作のときに吐出した記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置に応じて、次に開始されるインク吐出孔からの予備吐出量を制御することもできる。このような画像形成装置及びその制御方法によれば、例えば、過去数回のプリント動作又はインク吐出動作によりインク吐出孔から吐出した記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置を検出し、各色のインク吐出総量が検出できるため、各色のインク吐出総量に基づいて計算された各色のインク吐出孔からの予備吐出量を決定し、この決定された各色のインク吐出孔の予備吐出量を示す信号を、図20に示す制御部41又はヘッド駆動部43に備えられた吐出制御手段に送信することができる。
【0130】
この制御部41に送信された各色インク吐出孔の予備吐出量を示す信号は、ヘッド駆動部43へ送信される。そして、各色インク吐出孔の予備吐出量を示す信号は、ヘッド駆動部43から各色の電気熱変換手段48〜51に送信され、過去数回のインク吐出孔から吐出された各色のインク吐出総量に基づいた予備吐出量で予備吐出が行われる。
【0131】
図21に示すステップS105において、図20に示す制御部41内の吐出制御手段となるCPU45から出力される予備吐出用の信号は、直前に吐出してからの時間に応じて設定されてもよい。この場合、制御部41に備えられた時間信号検知手段が直前に入力された画像信号のうち、最後に吐出された各色の電気熱変換手段48〜51への電気パルス送信時間を示す信号を検知する。時間信号検知手段は、最も現在に近い時間に各インク吐出孔が印刷のため吐出された時間を検知し、それと現在の時間との差を算出し、現在との時間差が大きいインク吐出孔ほど予備吐出時間を長く、又は予備吐出量を多く設定する。
これにより、最近、使用されない時間が長かったインク吐出孔ほど、吐出したインクが高粘度に増粘したインク増粘部、又は固化したインク固化部が残っている可能性が高く、効率よく予備吐出をして、インク増粘部又は固化部を吹き飛ばすことができる。
【0132】
さらに、図21に示すステップS105において、予備吐出動作におけるインクの予備吐出量の制御は、インクを充填するインクタンク内の電気熱変換手段に流す電気パルスの回数により決定することができる。この電気パルスは、例えば、図20に示す制御部41に備えられた電気パルス発生手段により発生し、ヘッド駆動部43に送信され、各色インク予備吐出のための各色の電気熱変換手段48〜51に送出される。電気パルス発生手段は、予備吐出だけのためということではなく、プリント動作時にインクの吐出を行うために用いられる電気パルス発生手段と同一のものであってもよい。これにより、電気パルス発生手段を印刷のための吐出用と予備吐出用の二つを備える必要がなくなり、集積回路部の面積の効率化を図ることができる。
【0133】
さらにまた、図21に示すステップS105において、図1に示すインクジェットヘッド1は、そのインク吐出面のインク吐出孔からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを含む各色のインクをそれぞれ吐出するものであって、前述の吐出制御手段は、インク吐出孔から吐出されるインクの色に応じて予備吐出量を制御するものとしてもよい。これにより、乾燥性のよいインクと乾燥性のわるいインクに応じて予備吐出量、又は予備吐出時間を可変することができ、効率的に予備吐出をして、インク増粘部又は固化部を吹き飛ばすことができる。
【0134】
特に、このときの予備吐出量は、ブラックのインクが他のインクより多く予備吐出されるように設定することが好ましい。ブラックのインクは、他の色のイエロー、マゼンタ、シアンなどのカラーインクに比べ、添加する染料の量が多く、更に、染料の分子量が大きく、粘度が高くなるという性質をもつ。このため、ブラックのインク吐出孔の予備吐出量を多く、又は予備吐出時間を長くとらなければならないからである。なお、予備吐出時間が長いほど、予備吐出量が多くなることはいうまでもない。また、イエロー、マゼンタ、シアンなどのカラーインクにおいて、染料の含有量及び染料の分子量によって、乾燥特性に違いがあり、予備吐出量又は予備吐出時間について、乾燥特性を考慮すれば、効率的な予備吐出動作を行うことができる。
【0135】
また、本発明による画像形成装置は、図2に示す弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニングローラ7を内部に収容すると供にプリントヘッド4のインク吐出面6を保護するヘッドキャップ5を設け、このクリーニングローラ7とプリントヘッド4とを相対的に移動させる移動手段となるメカ駆動部42(図9参照)を備えたものでもよい。これにより、ヘッドキャップ5でクリーニングローラ7を内部に収容すると供に、プリントヘッド4のインク吐出面を保護し、該ヘッドキャップ5の開く動作によりクリーニングローラ7とインク吐出面とを相対的に移動させることができる。この移動する際のクリーニングローラ7の弾性変形によりインク吐出孔内の増粘したインクを吸引して除去することができる。
【0136】
このとき、クリーニングローラ7によるインク吐出孔のクリーニングは、インクの予備吐出動作の前又は後に行われるように設定されている。特に、クリーニングローラ7によるインク吐出孔のクリーニングがインク予備吐出動作の直後に行われるように設定されていれば、予備吐出によりインク吐出孔付近に残ったインクをクリーニングローラ7によってクリーニングできるため、効率よくインク吐出面6をクリーニングできる。
【0137】
また、クリーニングローラ7によるインク吐出孔のクリーニングがインク予備吐出動作の直前に行われるように設定されていれば、インク吐出孔内に残っていたインク増粘部又は固化部がクリーニングされ、その後の予備吐出を円滑に行うことができる。
【0138】
そして、図21に示すステップS105において、クリーニングローラ7によるクリーニングを図20に示す光電スイッチ18が検知し、この光電スイッチ18から制御部41に検知したことを示す信号が送信された場合、制御部41に備えられた吐出制御手段が、送信された信号のうち、クリーニングローラ7によってクリーニングされた時間と、入力したプリント信号により各インク吐出孔が直前又は過去に吐出した時間とを考慮して、インクの予備吐出量又はインクの予備吐出時間を制御し、又は予備吐出するインク吐出孔を選択することができる。
【0139】
例えば、ステップS105において、インクの予備吐出動作の直前ではない過去にクリーニングローラ7によるクリーニングをした時間が現在の時刻に近い場合には、各インク吐出孔からの予備吐出量を少なくしたり、あるいは予備吐出時間を短く設定したりすることができる。これらにより、効率よく予備吐出をすることが可能である。
【0140】
以上の説明において、クリーニングローラ7によるクリーニング動作は、プリントヘッド4のインク吐出面6のクリーニングの実施後にインクの予備吐出動作を行うものとしたが、インク吐出面6に接触するクリーニングローラ7による混色の虞がない場合は、クリーニングローラ7によるインク吐出面6のクリーニングの実施前にインクの予備吐出を行ってもよい。この場合は、図20に示す光電スイッチ18等によるY、M、C、Kの各色のインク吐出孔からの予備吐出のタイミングを制御する必要はない。
【0141】
以上のように本発明によれば、プリントヘッドのインク吐出面に設けられたインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段によって、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置に応じて、インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0142】
また、プリントヘッドのインク吐出面に設けられたインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段によって、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置及び入力した画像信号に応じて、インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0143】
さらに、プリントヘッドのインク吐出面に設けられたインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段によって、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置に応じて、一又は複数のインク吐出孔を選択することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0144】
さらにまた、本発明に係る画像形成装置によれば、プリントヘッドのインク吐出面に設けられたインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段によって、インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置及び入力した画像信号に応じて、一又は複数のインク吐出孔を選択することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0145】
ここで、インク吐出孔から直前に吐出されたインクの吐出量に応じて予備吐出を制御する画像信号によって、予備吐出動作を制御することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0146】
また、インクを予備吐出する量を、直前にインクを吐出してからの経過時間に応じて設定することができる。これにより、最近、使用されない時間が長かったインク吐出孔ほど、効率よく予備吐出をして、インク増粘部又は固化部を吹き飛ばすことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0147】
さらにまた、インクを予備吐出する量を、インクを充填するインクタンク内の電気熱変換手段に流す電気パルスの回数によって制御することができる。これにより、乾燥性のよいインクと乾燥性のわるいインクに応じて予備吐出量、又は予備吐出時間を可変することができ、効率的に予備吐出をして、インク固化部を吹き飛ばすことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0148】
インク吐出面のインク吐出孔からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを含む各色のインクを吐出するプリントヘッドにおいて、インク吐出孔から吐出されるインクの色に応じてインクを予備吐出する量を制御することができる。これにより、乾燥性のよいインクと乾燥性のわるいインクに応じて予備吐出量、又は予備吐出時間を可変することができ、効率的に予備吐出をして、インク増粘部又は固化部を吹き飛ばすことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0149】
さらに、インクを予備吐出する量を、ブラックのインクが他のインクより多く吐出されるようにすることができる。これにより、染料の含有量及び染料の分子量による乾燥特性に違いを考慮して、予備吐出量又は予備吐出時間を制御し、効率的な予備吐出動作を行うことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0150】
さらにまた、弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材を内部に収容すると供にプリントヘッドのインク吐出面を保護するキャップ部材を設け、このクリーニング部材とプリントヘッドとを相対的に移動させる移動手段を備えたものでもよい。これにより、キャップ部材でクリーニング部材を内部に収容すると供にプリントヘッドのインク吐出面を保護し、該キャップ部材の開く動作によりクリーニング部材とインク吐出面とを相対的に移動させることができる。この移動する際のクリーニング部材の弾性変形によりインク吐出孔内のインクを吸引して除去することができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0151】
そして、クリーニング部材によるインク吐出孔のクリーニングは、インクの予備吐出動作の前又は後に行うことができる。これにより、クリーニング部材によるインク吐出孔のクリーニングがインク予備吐出動作の直後に行われるときには、予備吐出によりインク吐出孔付近に残ったインクをクリーニング部材によってクリーニングできるため、効率よくインク吐出面をクリーニングできる。また、クリーニング部材によるインク吐出孔のクリーニングがインク予備吐出動作の直前に行われるときには、インク吐出孔内に残っていたインク増粘部又は固化部がクリーニングされ、その後の予備吐出を円滑に行うことができる。したがって、インク吐出面を傷つけずに、無駄なインク吐出量を低減し、インク吐出孔付近のクリーニング効果を図ることができる。
【0152】
なお、本発明は、上述の例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。
【発明の効果】
【0153】
本発明に係る画像形成装置及びその制御方法は、ランニングコストが低く、プリント画像のカラー化、装置の小型化が容易である等の点から広く普及されているインクジェットプリンタ等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0154】
【図1】図1は、本発明に係る画像形成装置の一例としてのインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図2】図2は、図1に示すインクジェットヘッドの拡大横断面図である。
【図3】図3は、図2に示すヘッドキャップ及びクリーニングローラ並びにインク受部の具体例を示す側面図である。
【図4】図4は、ヘッドキャップ及びクリーニングローラ並びにインク受部の具体例を示す平面図である。
【図5】図5は、図4のV−V線断面図である。
【図6】図6A〜図6Cは、クリーニングローラによるプリントヘッドのインク吐出面のクリーニング作用を説明するための拡大断面図である。
【図7】図7は、ヘッドキャップがプリントヘッドに対し相対的に移動する際に行われるインク吐出孔からの予備吐出のタイミングを検出する手段を示す説明図である。
【図8】図8A及び図8Bは、クリーニングローラの他の実施形態を示す概略説明図である。
【図9】図9は、本発明に係る画像形成装置の制御を行う制御装置部の構成及び動作を説明するためのブロック図である。
【図10】図10は、本発明に係る画像形成装置の制御方法を示すフローチャートであり、主としてインクを予備吐出する動作の制御を示している。
【図11】図11A〜図11Hは、インクジェットヘッドのヘッドキャップ及びクリーニングローラによるクリーニング動作を示す説明図である。
【図12】図12は、本発明に係る画像形成装置の一例としてのインクジェットプリンタを示す斜視図であり、インクジェットヘッドを装着した状態を示す図である。
【図13】図13は、インクジェットプリンタを示す斜視図であり、ヘッドキャップを開いた状態を示す図である。
【図14】図14は、図1においてインクジェットヘッドをプリンタ本体の所定箇所に矢印H方向に挿入して収納した具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図15】図15は、インクジェットヘッドがヘッド着脱機構でプリンタ本体の所定箇所に固定されると共に、ヘッドキャップが移動可能となった具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図16】図16は、インクカートリッジの底面側に装着されたヘッドキャップが矢印A方向に移動して開いた状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図17】図17は、ヘッドキャップが移動軌跡Pに従って矢印A方向に順次移動する状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図18】図18は、ヘッドキャップが移動軌跡Pに従って矢印A方向に一杯に移動して退避位置に収まった状態の具体的な機構と動作を示す説明図である。
【図19】図19A及び図19Bは、インクジェットヘッドをトレイを介してプリンタ本体に装着する他の形式のインクジェットプリンタを示す概略説明図である。
【図20】図20は、本発明に係る他の例の画像形成装置の制御を行う制御装置部の構成及び動作を説明するためのブロック図である。
【図21】図21は、本発明の他の例の画像形成装置の制御方法を示すフローチャートであり、主としてインクを予備吐出する動作の制御を示している。
【符号の説明】
【0155】
1 インクジェットヘッド、 3 インクカートリッジ、 4 プリントヘッド、 6インク吐出面、 7 クリーニングローラ、 13 インク吐出孔、 41 制御部、 43 ヘッド駆動部、 45 CPU
Claims (22)
- 複数のインク吐出孔が記録媒体に対する記録幅に対応してライン状に設けられたインク吐出面を有するプリントヘッドを備え、上記インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置であって、
上記インク吐出面のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段を備え、
上記吐出制御手段は、上記インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置に応じて、該インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 複数のインク吐出孔が記録媒体に対する記録幅に対応してライン状に設けられたインク吐出面を有するプリントヘッドを備え、上記インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置であって、
上記インク吐出面のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段を備え、
上記吐出制御手段は、上記インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置及び入力した画像信号に応じて、該インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 上記記録媒体の大きさを示す信号は、上記吐出制御手段に入力する画像信号に含まれていることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 上記記録媒体の大きさを示す信号は、上記吐出制御手段に入力する記録媒体検知手段からの検知信号に含まれていることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 上記画像信号は、上記インク吐出孔から直前に吐出されたインクの吐出量に応じて予備吐出を制御するものであることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 上記インクを予備吐出する量は、直前にインクを吐出してからの経過時間に応じて設定されることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 上記インクを予備吐出する量は、インクを充填するインクタンク内の電気熱変換手段に流す電気パルスの回数によって制御されることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 上記プリントヘッドは、そのインク吐出面のインク吐出孔からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを含む各色のインクを吐出するものであって、
上記吐出制御手段は、上記インク吐出孔から吐出されるインクの色に応じてインクを予備吐出する量を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。 - 上記インクを予備吐出する量は、ブラックのインクが他のインクより多く吐出されるようにしたことを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
- 弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材を内部に収容すると供に上記プリントヘッドのインク吐出面を保護するキャップ部材を設け、このクリーニング部材と上記プリントヘッドとを相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 上記クリーニング部材によるインク吐出孔のクリーニングは、インクの予備吐出動作の前又は後に行われるようにしたことを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
- 複数のインク吐出孔が記録媒体に対する記録幅に対応してライン状に設けられたインク吐出面を有するプリントヘッドと、上記インク吐出面のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段とを備え、上記インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置の制御方法であって、
上記吐出制御手段は、上記インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置に応じて、該インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 複数のインク吐出孔が記録媒体に対する記録幅に対応してライン状に設けられたインク吐出面を有するプリントヘッドと、上記インク吐出面のインク吐出孔からのインクの吐出動作を制御する吐出制御手段とを備え、上記インク吐出孔からインクを吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置の制御方法であって、
上記吐出制御手段は、上記インク吐出孔の予備吐出動作前の印刷動作時における記録媒体の大きさに対応するインク吐出位置及び入力した画像信号に応じて、該インク吐出孔からインクを予備吐出する量を制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 上記記録媒体の大きさを示す信号は、上記吐出制御手段に入力する画像信号に含まれていることを特徴とする請求項12又は13記載の画像形成装置の制御方法。
- 上記記録媒体の大きさを示す信号は、上記吐出制御手段に入力する記録媒体検知手段からの検知信号に含まれていることを特徴とする請求項12又は13記載の画像形成装置の制御方法。
- 上記画像信号は、上記インク吐出孔から直前に吐出されたインクの吐出量に応じて予備吐出を制御するものであることを特徴とする請求項12又は13記載の画像形成装置の制御方法。
- 上記インクを予備吐出する量は、直前にインクを吐出してからの経過時間に応じて設定されることを特徴とする請求項12又は13記載の画像形成装置の制御方法。
- 上記インクを予備吐出する量は、インクを充填するインクタンク内の電気熱変換手段に流す電気パルスの回数によって制御されることを特徴とする請求項12又は13記載の画像形成装置の制御方法。
- 上記プリントヘッドは、そのインク吐出面のインク吐出孔からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを含む各色のインクを吐出するものであって、
上記吐出制御手段は、上記インク吐出孔から吐出されるインクの色に応じてインクを予備吐出する量を制御することを特徴とする請求項12又は13記載の画像形成装置の制御方法。 - 上記インクを予備吐出する量は、ブラックのインクが他のインクより多く吐出されるようにしたことを特徴とする請求項19記載の画像形成装置の制御方法。
- 弾性を有する材料で円柱状に形成されたクリーニング部材を内部に収容すると供に上記プリントヘッドのインク吐出面を保護するキャップ部材を設け、このクリーニング部材と上記プリントヘッドとを相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項12又は13記載の画像形成装置の制御方法。
- 上記クリーニング部材によるインク吐出孔のクリーニングは、インクの予備吐出動作の前又は後に行われるようにしたことを特徴とする請求項21記載の画像形成装置の制御方法。
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