知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-22
(45)【発行日】2022-03-30
(54)【発明の名称】液体を吐出する装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/165 20060101AFI20220323BHJP
【ＦＩ】
B41J2/165
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2018124402
(22)【出願日】2018-06-29
(65)【公開番号】P2020001321
(43)【公開日】2020-01-09
【審査請求日】2021-02-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100090527
【弁理士】
【氏名又は名称】舘野 千惠子
(72)【発明者】
【氏名】川端 陽一
【審査官】長田 守夫
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０４６９４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００７／００８５８７３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１９３５３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０６１７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２５５３８６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
記録媒体に液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを搭載して水平方向に移動するとともに垂直方向に移動可能なキャリッジと、
前記液体吐出ヘッドの維持回復を行い、前記垂直方向に移動可能なメンテナンス部と、
前記キャリッジおよび前記メンテナンス部の移動を制御する制御手段と、
前記キャリッジに搭載され、前記キャリッジと前記記録媒体との前記垂直方向における距離である第一距離、および、前記キャリッジと前記メンテナンス部との前記垂直方向における距離である第二距離を検出する検出器と、を備え、
前記制御手段は、前記キャリッジを前記検出器が前記記録媒体の上方に位置するように移動させ、前記検出器が検出した前記第一距離を用いて、前記キャリッジを前記垂直方向に移動させた後に、前記キャリッジを前記検出器が前記メンテナンス部の上方に位置するように移動させ、前記検出器が検出した前記第二距離を用いて、前記メンテナンス部を前記垂直方向に移動させ、複数の異なる厚さの記録媒体について、前記第一距離と前記第二距離との複数の組み合わせを検出し、前記第一距離に対する前記第二距離の近似式を求め、前記メンテナンス部の前記垂直方向の移動時の駆動パラメータを補正することを特徴とする液体を吐出する装置。
【請求項2】
前記制御手段は、前記キャリッジと前記記録媒体との前記垂直方向における距離が第一所望値となるように、前記キャリッジを前記垂直方向に移動させ、前記キャリッジと前記メンテナンス部との前記垂直方向における距離が第二所望値となるように、前記メンテナンス部を前記垂直方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記キャリッジを移動させる第一駆動部を、前記第一距離を用いて制御し、前記第一駆動部とは異なる第二駆動部を、前記第二距離を用いて制御して前記メンテナンス部を移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の液体を吐出する装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記メンテナンス部の取り付け時および交換時に、前記近似式を求めることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液体を吐出する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
フラットベッド機のような大型機械の液体を吐出する装置では、画像形成をより効率よく行うために、キャリッジだけでなくメンテナンス部も昇降機能を有する。
ここで、厚みのある記録媒体に画像形成を行うときには、液体を吐出する装置は記録媒体の厚さに応じてキャリッジを上昇させる。このとき、キャリッジの上昇に伴って、メンテナンス部も上昇させる必要がある。
例えば、特許文献１には、キャリッジに搭載されたセンサーで、キャリッジのノズル面とメンテナンス部間との距離を測定し、それに基づきキャリッジの昇降を行い、距離を調節する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１では、メンテナンス部が昇降機能を有する技術を開示するものではない。また、キャリッジとメンテナンス部とを昇降させるときに、制御手段がキャリッジおよびメンテナンス部の両方に、記録媒体の厚さに基づいて上昇させる距離（例えば、数ミリメートル）を指示したとしても、寸法誤差等によりキャリッジとメンテナンス部の位置が必ずしも一致しないという問題があった。
ここで、厚みのある記録媒体に画像形成を行うときには、液体を吐出する装置は記録媒体の厚さに応じてキャリッジを上昇させる。このとき、キャリッジの上昇に伴って、メンテナンス部も上昇させる必要がある。
例えば、特許文献１には、キャリッジに搭載されたセンサーで、キャリッジのノズル面とメンテナンス部間との距離を測定し、それに基づきキャリッジの昇降を行い、距離を調節する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１では、メンテナンス部が昇降機能を有する技術を開示するものではない。また、キャリッジとメンテナンス部とを昇降させるときに、制御手段がキャリッジおよびメンテナンス部の両方に、記録媒体の厚さに基づいて上昇させる距離（例えば、数ミリメートル）を指示したとしても、寸法誤差等によりキャリッジとメンテナンス部の位置が必ずしも一致しないという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、キャリッジとメンテナンス部とが個別に昇降可能な液体を吐出する装置において、記録媒体の厚さに基づいて、キャリッジおよびメンテナンス部を調節する精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上述した課題を解決するために、本発明の液体を吐出する装置は、記録媒体に液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを搭載して水平方向に移動するとともに垂直方向に移動可能なキャリッジと、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行い、前記垂直方向に移動可能なメンテナンス部と、前記キャリッジおよび前記メンテナンス部の移動を制御する制御手段と、前記キャリッジに搭載され、前記キャリッジと前記記録媒体との前記垂直方向における距離である第一距離、および、前記キャリッジと前記メンテナンス部との前記垂直方向における距離である第二距離を検出する検出器と、を備え、前記制御手段は、前記キャリッジを前記検出器が前記記録媒体の上方に位置するように移動させ、前記検出器が検出した前記第一距離を用いて、前記キャリッジを前記垂直方向に移動させた後に、前記キャリッジを前記検出器が前記メンテナンス部の上方に位置するように移動させ、前記検出器が検出した前記第二距離を用いて、前記メンテナンス部を前記垂直方向に移動させ、複数の異なる厚さの記録媒体について、前記第一距離と前記第二距離との複数の組み合わせを検出し、前記第一距離に対する前記第二距離の近似式を求め、前記メンテナンス部の前記垂直方向の移動時の駆動パラメータを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【0005】
本発明によれば、キャリッジとメンテナンス部とが個別に昇降可能な液体を吐出する装置において、記録媒体の厚さに基づいて、キャリッジおよびメンテナンス部を調節する精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】一実施形態の液体を吐出する装置の一例としてのインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図であり、（Ａ）は装置前面側から見た斜視図、（Ｂ）は装置背面側から見た斜視図である。
【図2】一実施形態のキャリッジと維持回復機構とを説明する模式図である。
【図3】一実施形態のキャリッジと維持回復機構とを説明する他の模式図である。
【図4】一実施形態の制御手段の構成例を説明するブロック図である。
【図5】記録媒体への液体吐出を模式的に示す説明図である。
【図6】記録媒体への液体吐出を模式的に示す他の説明図である。
【図7】一実施形態の制御手段が維持回復機構を駆動させるときの駆動パラメータを説明する図である。
【図8】一実施形態の液体を吐出する装置の一例として画像形成装置の他の構成例を説明する図である。
【図9】記録ヘッドの構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明に係る液体を吐出する装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。説明の明確化のため、以下の記載および図面は、適宜、省略または簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【0008】
図１は、一実施形態の液体を吐出する装置の一例としてのインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図であり、（Ａ）は装置前面側から見た斜視図、（Ｂ）は装置背面側から見た斜視図である。
【0009】
インクジェット記録装置１０は、キャリッジ１２と、記録媒体を載置するステージ１３と、を備える。キャリッジ１２は、複数のノズルが設けられた複数の記録ヘッド（「液体吐出ヘッド」とも称する）１１を備えたインクジェット方式のキャリッジであり、液体を記録ヘッド１１のノズルから吐出することによってドットを記録する。ノズルは、ステージ１３との対向面に設けられている。なお、本実施形態では、液体は、一例として、紫外線硬化性を有する。
【0010】
また、キャリッジ１２のステージ１３との対向面には、紫外線を照射する光源である照射部３３が設けられている。照射部３３は、ノズルから吐出された液体を硬化させる波長の光を照射する。
【0011】
左右の側板１８ａ、１８ｂにはガイドロッド１９が架け渡されており、ガイドロッド１９は、キャリッジ１２をＸ方向（主走査方向）に移動可能に保持している。また、キャリッジ１２、ガイドロッド１９、および側板１８ａ、１８ｂは一体となって、ステージ１３の下部に設けられたガイドレール２９に沿ってＹ方向（副走査方向）に移動可能となっている。さらに、キャリッジ１２は、Ｚ方向（垂直方向、上下方向）に移動可能に保持されている。
【0012】
すなわち、インクジェット記録装置１０のキャリッジ１２は、Ｘ方向およびＹ方向への走査が可能であるとともに、垂直方向への昇降が可能となっている。
【0013】
次に、図２、３を参照して一実施形態のキャリッジと維持回復機構とについて説明する。
キャリッジ１２は、記録ヘッド１１ａ、１１ｂ（二つを区別しないときは「記録ヘッド１１」という）と検出器１６とを搭載して水平方向に移動するとともに垂直方向に移動する。
維持回復機構２０は、ワイパ部２１ａ、２１ｂ（二つを区別しないときは「ワイパ部２１」という）、キャップ部２２ａ、２２ｂ（二つを区別しないときは「キャップ部２２」という）、基準面２４、および、これらを搭載する維持回復機構筐体２５を少なくとも備える。
図２は、キャリッジ１２と記録媒体１４との垂直方向における距離を検出する状態を説明する図であり、図３は、キャリッジ１２とメンテナンス部２３との垂直方向における距離を検出する状態を説明する図である。
キャリッジ１２は、記録ヘッド１１ａ、１１ｂ（二つを区別しないときは「記録ヘッド１１」という）と検出器１６とを搭載して水平方向に移動するとともに垂直方向に移動する。
維持回復機構２０は、ワイパ部２１ａ、２１ｂ（二つを区別しないときは「ワイパ部２１」という）、キャップ部２２ａ、２２ｂ（二つを区別しないときは「キャップ部２２」という）、基準面２４、および、これらを搭載する維持回復機構筐体２５を少なくとも備える。
図２は、キャリッジ１２と記録媒体１４との垂直方向における距離を検出する状態を説明する図であり、図３は、キャリッジ１２とメンテナンス部２３との垂直方向における距離を検出する状態を説明する図である。
【0014】
記録ヘッド１１は、記録媒体１４に液体を吐出する液体吐出ヘッドである。
検出器１６は、対象物までの距離を測定するセンサーであり、測定したセンサー情報を出力する。検出器１６は、例えば、キャリッジ１２と記録媒体１４との垂直方向における距離である第一距離および、キャリッジ１２とメンテナンス部２３との垂直方向における距離である第二距離を検出する。
検出器１６は、対象物までの距離を測定するセンサーであり、測定したセンサー情報を出力する。検出器１６は、例えば、キャリッジ１２と記録媒体１４との垂直方向における距離である第一距離および、キャリッジ１２とメンテナンス部２３との垂直方向における距離である第二距離を検出する。
【0015】
ワイパ部２１は、記録ヘッド１１のノズル面を払拭する。
キャップ部２２は、記録ヘッド１１のノズル面をキャピングする。
メンテナンス部２３は、記録ヘッド１１の維持回復を行うものであり、図２、３の構成例では、ワイパ部２１とキャップ部２２とを有する例を示している。
基準面２４は、検出器１６がキャリッジ１２とメンテナンス部２３との垂直方向の距離を検出するときに基準とする面である。基準面２４は、キャリッジ１２に対向する表面を基準とする面とし、ワイパ部２１またはキャップ部２２と同じ高さとなる面により形成される。基準面２４は、ワイパ部２１またはキャップ部２２の任意の面を用いてもよく、基準面２４の設置を省略してもよい。
キャップ部２２は、記録ヘッド１１のノズル面をキャピングする。
メンテナンス部２３は、記録ヘッド１１の維持回復を行うものであり、図２、３の構成例では、ワイパ部２１とキャップ部２２とを有する例を示している。
基準面２４は、検出器１６がキャリッジ１２とメンテナンス部２３との垂直方向の距離を検出するときに基準とする面である。基準面２４は、キャリッジ１２に対向する表面を基準とする面とし、ワイパ部２１またはキャップ部２２と同じ高さとなる面により形成される。基準面２４は、ワイパ部２１またはキャップ部２２の任意の面を用いてもよく、基準面２４の設置を省略してもよい。
【0016】
一実施形態の液体を吐出する装置は、次の手順により、記録媒体１４の厚さに応じて、キャリッジ１２およびメンテナンス部２３の高さ（垂直方向の位置）を調整する。
（１）まず、キャリッジ１２に搭載された検出器１６で、検出器１６と記録媒体１４との間の距離（第一距離）を測定し、測定した第一距離を用いてキャリッジ高さを調節する。
（２）次に、キャリッジ１２がメンテナンス部２３の上方に移動し、キャリッジ１２に搭載された検出器１６で、キャリッジ１２とメンテナンス部２３との間の距離（第二距離）を測定し、第二距離を用いてメンテナンス部２３を調節する。
（１）まず、キャリッジ１２に搭載された検出器１６で、検出器１６と記録媒体１４との間の距離（第一距離）を測定し、測定した第一距離を用いてキャリッジ高さを調節する。
（２）次に、キャリッジ１２がメンテナンス部２３の上方に移動し、キャリッジ１２に搭載された検出器１６で、キャリッジ１２とメンテナンス部２３との間の距離（第二距離）を測定し、第二距離を用いてメンテナンス部２３を調節する。
【0017】
一実施形態の液体を吐出する装置は、キャリッジ１２とメンテナンス部２３との移動、および検出器１６を制御して、上述した手順を実行させる制御手段を備える。
図４は制御手段１００の構成例を説明するブロック図である。
図４に示すように、制御手段１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、ＨＤＤ１０４、第一制御部１０５、第二制御部１０６、およびＩ／Ｏ（Input/Output）部１０７を有して構成されている。
図４は制御手段１００の構成例を説明するブロック図である。
図４に示すように、制御手段１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、ＨＤＤ１０４、第一制御部１０５、第二制御部１０６、およびＩ／Ｏ（Input/Output）部１０７を有して構成されている。
【0018】
制御手段１００は、例えば、その一部または全部をプログラムにより実現する場合には、記憶媒体（ＲＯＭ１０３またはＨＤＤ１０４など）に格納したプログラムをＲＡＭ１０２に読み出し、ＣＰＵ１０１にプログラムの命令群を実行させる。また、制御手段は、その一部あるいは全部をハードウェアにより構成してもよい。例えば、組み込みシステムのように、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実現してもよく、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアのいずれか、あるいは、これらの二つ以上の組合せで構成してもよい。
【0019】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１は、制御手段１００の全体的な動作制御を司る制御機構である。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３に記憶されている制御用のプログラム等を読み出して実行することにより、制御手段１００全体の動作を制御する。
【0020】
ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２は、ＣＰＵ１０１が実行する制御用のプログラムの実行時の作業領域として用いられる記憶媒体である。ＲＡＭ１０２は、例えば、画像データ等を一時格納する。
【0021】
ＲＯＭ１０３およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４は、ＣＰＵ３０１が実行するプログラム等を記憶する記憶媒体である。ＲＯＭ１０３は、例えば、上記制御用のプログラム、本実施形態において使用する閾値、その他の固定データを格納する。
【0022】
第一制御部１０５は、第一駆動部１５を制御する。第一駆動部１５は、キャリッジを水平方向および垂直方向に移動させる駆動機構であり、例えばモータを用いる。
第二制御部１０６は、第二駆動部２６を制御する。第二駆動部２６は、メンテナンス部を備える維持回復機構２０を垂直方向に移動させる駆動機構であり、例えばモータを用いる。第二駆動部２６は、第一駆動部１５と異なる駆動機構とする。
Ｉ／Ｏ部１０７は、検出器１６が測定したセンサー情報を受け取る。
第二制御部１０６は、第二駆動部２６を制御する。第二駆動部２６は、メンテナンス部を備える維持回復機構２０を垂直方向に移動させる駆動機構であり、例えばモータを用いる。第二駆動部２６は、第一駆動部１５と異なる駆動機構とする。
Ｉ／Ｏ部１０７は、検出器１６が測定したセンサー情報を受け取る。
【0023】
制御手段１００は、例えば次の処理を実行する。
第一制御部１０５は、第一駆動部１５にキャリッジ１２を検出器１６が記録媒体１４の上方に位置するように移動させ、検出器１６に第一距離を検出させる。検出器１６は、検出器１６から記録媒体１４の表面までの垂直方向の長さを第一距離として測定する。第一制御部１０５は、検出器１６が検出した第一距離をＩ／Ｏ部１０７を介して取得し、第一距離を用いて、検出器１６と記録媒体１４との垂直方向における距離が第一所望値となるように、第一駆動部１５にキャリッジ１２を垂直方向に昇降させる。
第一制御部１０５は、第一駆動部１５にキャリッジ１２を検出器１６が記録媒体１４の上方に位置するように移動させ、検出器１６に第一距離を検出させる。検出器１６は、検出器１６から記録媒体１４の表面までの垂直方向の長さを第一距離として測定する。第一制御部１０５は、検出器１６が検出した第一距離をＩ／Ｏ部１０７を介して取得し、第一距離を用いて、検出器１６と記録媒体１４との垂直方向における距離が第一所望値となるように、第一駆動部１５にキャリッジ１２を垂直方向に昇降させる。
【0024】
その後、第一制御部１０５は、第一駆動部１５にキャリッジ１２を維持回復機構２０に設けられた高さ検出面としての基準面２４の上方に移動させ、検出器１６に第二距離を検出させる。検出器１６は、キャリッジ１２と基準面２４の表面までの垂直方向の長さを第二距離として測定する。第二制御部１０６は、検出器１６が検出した第二距離をＩ／Ｏ部１０７を介して取得し、第二距離を用いて、検出器１６とメンテナンス部２３との垂直方向における距離が第二所望値となるように、第二駆動部２６にメンテナンス部２３を配置した維持回復機構２０を垂直方向に昇降させる。
【0025】
ここで、第一所望値および第二所望値は、予め設定される数値であり、制御手段１００が参照可能な記憶領域（例えば、ＲＯＭ１０３）に保持されている。第一所望値は、キャリッジ１２と記録媒体１４（記録媒体１４がキャリッジ１２に対向する表面）と間の垂直方向における距離の所望値である。第二所望値は、キャリッジ１２と維持回復機構の基準面２４との垂直方向における距離の所望値である。
【0026】
なお、制御手段１００の構成や形態は特に限定されない。例えば、ワイパ部２１およびキャリッジ１２の位置を読み取り可能とするために、例えばエンコーダーセンサとエンコーダースリットを搭載することができる。また、液体を吐出する装置に必要な情報の入力受付及び表示を行なうための操作／表示部を備え、Ｉ／Ｏ部を介して外部と情報の入出力を行ってもよい。
【0027】
本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【0028】
「液体を吐出する装置」として、例えば、インクを吐出させて記録媒体（用紙）に画像を形成する装置である画像形成装置（インクジェット記録装置）等がある。
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。
【0029】
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。「液体が付着可能なもの」としては、例えば、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどが挙げられる。特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものであってもよい。「液体が付着可能なもの」の材質としては、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能なものが挙げられる。
【0030】
「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。「液体」としては、例えば、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどが挙げられる。これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
【0031】
本実施形態の液体を吐出する装置において吐出される液体は、刺激硬化性を有する。刺激は、例えば、光（紫外線、赤外線など）、熱、電気などである。例えば、光によって硬化する液体が挙げられ、具体的には、光照射により硬化する光硬化型インクが挙げられる。また、液体を光によって硬化させる手段の一例としてＵＶ光源（図１に示す照射部３３）が挙げられる。
【0032】
「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが挙げられる。
【0033】
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
【0034】
「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品単体である。また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。液体を吐出するエネルギー発生源として、例えば、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが挙げられる。
【0035】
また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
【0036】
以下、一実施形態の液体を吐出する装置の一例として、光硬化型インクを吐出するインクジェット記録装置について説明する。ここでは、上述した制御手段１００による、キャリッジ１２と維持回復機構２０の高さ調整が必要であることを説明する。
【0037】
インクジェット記録装置における記録技術は、記録媒体に非接触な状態で画像記録を行うことができるという特徴がある。非接触印字により、紙やフィルムなどの平滑な媒体のみならず、表面に凹凸のある媒体や厚みのある媒体であっても画像記録することができるため、近年では多様な産業分野においてインクジェット記録装置が導入されている。
【0038】
非接触印字を可能としたのは、インク滴を液体吐出ヘッド（記録ヘッド）から吐出する技術である。吐出する原理としては、電気的または熱エネルギーにより記録ヘッド内の液室を押圧することにより、任意のインク滴をマイクロスケールのノズル口から飛翔させるものである。上述の各部材が関連性を持ってインク滴の吐出が行われるため、いずれかに不具合が生じた場合は狙いの画像が得られない。また、インク滴の吐出が行われても、記録媒体へ正確に着弾しなければ狙いの画像は得られない。
記録媒体へのインク滴の着弾に関し、特に重要な要因として記録ヘッド（液体吐出ヘッド）と記録媒体との距離（ギャップ）が挙げられる。このギャップが乱れることによって記録画像に不具合が生じるという問題の対策について、図５、６に基づき説明する。
記録媒体へのインク滴の着弾に関し、特に重要な要因として記録ヘッド（液体吐出ヘッド）と記録媒体との距離（ギャップ）が挙げられる。このギャップが乱れることによって記録画像に不具合が生じるという問題の対策について、図５、６に基づき説明する。
【0039】
図５、６は、記録媒体への液体吐出を説明する模式図である。
図５では、液体を吐出する装置の側面図であり、ステージ１３上に記録媒体１４が載置され、記録媒体１４に対して記録ヘッド１１からインク滴４１が矢印４１ａで示す方向に吐出されている状態を模式的に示したものである。
記録ヘッド１１から記録媒体１４までのギャップは、常に一定にすることが好ましい。記録ヘッド１１から記録媒体１４までのギャップは、適用するインクや記録ヘッド１１の特性値により最適な値が決まっているため、装置に応じた最適なギャップをユーザが変更することは難しい。
図５では、液体を吐出する装置の側面図であり、ステージ１３上に記録媒体１４が載置され、記録媒体１４に対して記録ヘッド１１からインク滴４１が矢印４１ａで示す方向に吐出されている状態を模式的に示したものである。
記録ヘッド１１から記録媒体１４までのギャップは、常に一定にすることが好ましい。記録ヘッド１１から記録媒体１４までのギャップは、適用するインクや記録ヘッド１１の特性値により最適な値が決まっているため、装置に応じた最適なギャップをユーザが変更することは難しい。
【0040】
記録ヘッド１１から記録媒体１４までのギャップは、記録媒体１４の厚みｔによって変化するため、この厚みｔに応じてキャリッジ１２が昇降するシステムを備えることが好ましい。
例えば、図５（Ａ）に示す厚みｔ１が１ｍｍの記録媒体１４を印刷する場合のキャリッジ１２の高さを基準とする。このとき、図５（Ｂ）に示す厚みｔ２が、例えば３０ｍｍの記録媒体１４を印刷する場合には、キャリッジ１２の高さを図５（Ａ）よりも２９ｍｍ上昇（矢印Ｄ２の方向へ移動）させることでギャップを一定に維持し、同品質の画像を得ることができる。
例えば、図５（Ａ）に示す厚みｔ１が１ｍｍの記録媒体１４を印刷する場合のキャリッジ１２の高さを基準とする。このとき、図５（Ｂ）に示す厚みｔ２が、例えば３０ｍｍの記録媒体１４を印刷する場合には、キャリッジ１２の高さを図５（Ａ）よりも２９ｍｍ上昇（矢印Ｄ２の方向へ移動）させることでギャップを一定に維持し、同品質の画像を得ることができる。
【0041】
このようにギャップを一定にするために、液体が吐出される記録媒体１４の厚みを検出する検出手段（例えば、図２、３の検出器１６）を備え、該検出手段の検出結果に応じてキャリッジ１２の昇降距離が調節されることが好ましい。検出手段を備える例を図６に示す。
【0042】
図６は、図５と同様に液体を吐出する装置の側面図であり、ステージ１３上に記録媒体１４が載置され、記録媒体１４に対して記録ヘッド１１からインク滴４１が吐出されている状態を模式的に示したものである。
図６（Ａ）は、記録媒体１４の厚みｔ１（例えば、１ｍｍ）に対して過剰に高い位置にキャリッジ１２が位置している例である。ギャップを調整することなく記録ヘッド１１のノズルからインク滴４１を矢印４１ａに示す方向に吐出した場合、インク滴４１は記録媒体１４に着弾する前に空気中でインクミスト４２となり、画像形成には関係しないものとなる。
空気中でインクミスト４２となったインク滴４１は、装置内の不特定部位に付着して照射光により硬化し定着する。記録媒体１４に付着した場合に画像の品質低下を招き、装置の部材に付着した場合は故障の原因となる可能性がある。
図６（Ａ）は、記録媒体１４の厚みｔ１（例えば、１ｍｍ）に対して過剰に高い位置にキャリッジ１２が位置している例である。ギャップを調整することなく記録ヘッド１１のノズルからインク滴４１を矢印４１ａに示す方向に吐出した場合、インク滴４１は記録媒体１４に着弾する前に空気中でインクミスト４２となり、画像形成には関係しないものとなる。
空気中でインクミスト４２となったインク滴４１は、装置内の不特定部位に付着して照射光により硬化し定着する。記録媒体１４に付着した場合に画像の品質低下を招き、装置の部材に付着した場合は故障の原因となる可能性がある。
【0043】
これに対し図６（Ｂ）は、記録媒体１４の厚みｔ１を検出する検出手段１７の検出結果（例えば上述した第一距離）に応じて、キャリッジ１２をＤ２で示す方向に降下させ、ギャップを調整した状態を示している。
図６（Ｂ）の例では、最適なギャップとなるようにキャリッジの位置を調整することにより、所望の品質の画像を形成することができる。
図６（Ｂ）の例では、最適なギャップとなるようにキャリッジの位置を調整することにより、所望の品質の画像を形成することができる。
【0044】
検出手段１７としては、例えば、レーザー光を照射し、物体から反射した反射光により距離が算出される装置を用いることができる。なお、本実施態様ではレーザー反射光を用いる検出手段１７を搭載しているが、記録媒体１４の厚みを検出可能な手段であれば特に限定されず、例えば、記録媒体１４に接触する検出部位を備え、物理的な戻り量で記録媒体１４の厚さを計測するような検出装置であってもよい。
【0045】
一実施形態の液体を吐出する装置においては、キャリッジ１２が昇降した距離と同じ距離を維持回復機構２０が昇降することが好ましい。記録媒体１４の厚さに合わせてキャリッジ１２の昇降がなされ、鮮明な画像を形成できたとしても、維持回復機構２０が同じ高さになければノズル面に対する払拭を実施できないためである。維持回復機構２０の高さが変動しない場合、画像記録毎にキャリッジ１２が当初の位置まで戻る必要が生じ、動作の無駄が多くなる。
【0046】
一実施形態では、図３を参照して説明したように、維持回復機構２０の位置を調整するときにも、検出器１６が検出した検出結果（第二距離）を用いて維持回復機構２０の位置を調整する。これにより、記録媒体１４の厚さに応じて、維持回復機構２０を適切な位置に調整することが可能になる。
【0047】
また、以下に説明するように、制御手段１００は、複数の異なる記録媒体１４の厚さに対応する維持回復機構２０の高さの近似式を求め、維持回復機構２０の高さを調整するときに用いる駆動パラメータを算出する手法をとることも可能である。図２、３を参照して説明する。
【0048】
上述した図２、３を参照して説明した液体を吐出する装置は、例えば、厚さが大きい記録媒体１４に記録するために、記録ヘッド１１を担架したキャリッジ１２に設けられた検出器１６が記録媒体１４の厚さを検知して、昇降可能なキャリッジ１２を有する。液体を吐出する装置は、複数の異なる厚さの記録媒体１４の高さに対する維持回復機構２０の高さを検出して、記録媒体１４の厚さに対する維持回復機構２０の検出高さの近似式を求めて維持回復機構２０の昇降時の駆動パラメータを補正することができる。このような液体を吐出する装置として、例えば、インクジェット方式を用いたフラットベッド式の画像形成装置がある。
【0049】
維持回復機構２０において、基準となる高さ（基準面２４の高さ）およびモータ駆動（第二駆動部２６の駆動機構の一例）による昇降時の高さは、部品の公差や精度によって同じモータ駆動量でも高さにばらつきが生じる。
このため、厚さの大きい記録媒体１４を設置した状態で維持回復機構２０のメンテナンス部２３によるメンテナンスを実施した場合に、昇降時の駆動パラメータに対して実際の昇降量がばらついてメンテナンス動作に支障が出る可能性がある。
このため、厚さの大きい記録媒体１４を設置した状態で維持回復機構２０のメンテナンス部２３によるメンテナンスを実施した場合に、昇降時の駆動パラメータに対して実際の昇降量がばらついてメンテナンス動作に支障が出る可能性がある。
【0050】
一実施形態では、制御手段１００は、記録ヘッド１１を担架したキャリッジ１２に設けられた検出器１６を用いて、複数の厚さの記録媒体１４に対して印刷する時の維持回復機構２０の基準面２４の高さから、記録媒体１４の厚さに対する維持回復機構の検出高さに基づく近似式を求める。近似式に基づいて、維持回復機構２０の昇降時の駆動パラメータを補正することで、維持回復機構２０の昇降量を維持回復機構のユニット毎に最適化できる。
【0051】
例えば、制御手段１００は、複数の異なる厚さの記録媒体について、第一距離と第二距離との複数の組み合わせを検出し、複数の異なる厚さの記録媒体に対応する第二距離の近似式、または第一距離に対応する第二距離の近似式を求め、メンテナンス部２３の垂直方向の移動時の駆動パラメータを補正する。駆動パラメータは、例えば、第二制御部１０６から第二駆動部２６へ指示するパラメータとなる。
これにより、記録媒体１４の厚さに対する維持回復機構２０の検出高さの近似式を求め、維持回復機構２０の昇降時の駆動パラメータを補正することで、維持回復機構２０の昇降量をユニット毎に最適化できる。
これにより、記録媒体１４の厚さに対する維持回復機構２０の検出高さの近似式を求め、維持回復機構２０の昇降時の駆動パラメータを補正することで、維持回復機構２０の昇降量をユニット毎に最適化できる。
【0052】
図７は、一実施形態の制御手段が維持回復機構を駆動させるときの駆動パラメータを説明する図である。維持回復機構２０のユニット設計値に基づいて、記録媒体１４の厚さと維持回復機構２０の高さとを対応づけている。図７では、維持回復機構２０のユニット設計値と、二つのユニットＡ、Ｂの近似式とを示している。
【0053】
詳細には、制御手段１００は、維持回復機構２０のユニットの設計値を用いて、次の手順により近似式を求める。
（イ）記録媒体１４または計測用部材に対してキャリッジ１２に備えられた感圧式の検知機構（例えば、検出器１６）で検知を行い、キャリッジ１２の高さを記憶する。計測用部材は、例えば、キャリッジ１２の高さを検知するために基準となる部材である。
（ロ）（イ）で検知したキャリッジ１２の高さに対して、キャリッジ１２の検出器１６が検知するまで維持回復機構２０を上昇させる。
（ハ）キャリッジ１２の検出器１６が維持回復機構２０を検知したところで、（イ）で記録したキャリッジ１２の高さの値を元に、維持回復機構２０の基準面２４からの高さを求めて記憶する。
（ニ）（イ）から（ハ）の手順を厚さの異なる２種類以上の記録媒体１４または計測用部材で検出し、２点以上の値から近似式を導出して、維持回復機構２０の昇降パラメータに適用する。
上記手順により、キャリッジ１２の高さに応じて維持回復機構２０を正確に昇降させることが可能となる。
（イ）記録媒体１４または計測用部材に対してキャリッジ１２に備えられた感圧式の検知機構（例えば、検出器１６）で検知を行い、キャリッジ１２の高さを記憶する。計測用部材は、例えば、キャリッジ１２の高さを検知するために基準となる部材である。
（ロ）（イ）で検知したキャリッジ１２の高さに対して、キャリッジ１２の検出器１６が検知するまで維持回復機構２０を上昇させる。
（ハ）キャリッジ１２の検出器１６が維持回復機構２０を検知したところで、（イ）で記録したキャリッジ１２の高さの値を元に、維持回復機構２０の基準面２４からの高さを求めて記憶する。
（ニ）（イ）から（ハ）の手順を厚さの異なる２種類以上の記録媒体１４または計測用部材で検出し、２点以上の値から近似式を導出して、維持回復機構２０の昇降パラメータに適用する。
上記手順により、キャリッジ１２の高さに応じて維持回復機構２０を正確に昇降させることが可能となる。
【0054】
また、制御手段１００は、メンテナンス部を備える維持回復機構２０のユニット交換後に基準面２４の高さを検出器１６によって再検出上述した近似式を求めることが好ましい。
維持回復機構２０の基準面２４の高さ及びモータ駆動による昇降時の高さは部品の公差や精度によって同じモータ駆動量でも高さにばらつきが生じる。
そこで、維持回復機構２０のユニット交換を行った後に、制御手段は、検出器１６によって基準面２４の高さを再検出して維持回復機構２０の検出高さの近似式を求め、維持回復機構２０の昇降時の駆動パラメータを補正し直す。これにより、異なる特性のユニットに交換した後に維持回復機構２０の昇降量を最適化できる。
維持回復機構２０の基準面２４の高さ及びモータ駆動による昇降時の高さは部品の公差や精度によって同じモータ駆動量でも高さにばらつきが生じる。
そこで、維持回復機構２０のユニット交換を行った後に、制御手段は、検出器１６によって基準面２４の高さを再検出して維持回復機構２０の検出高さの近似式を求め、維持回復機構２０の昇降時の駆動パラメータを補正し直す。これにより、異なる特性のユニットに交換した後に維持回復機構２０の昇降量を最適化できる。
【0055】
次に、一実施形態の画像形成装置の記録ヘッドの詳細およびインクの供給に関して説明する。
図８は、一実施形態の画像形成装置の他の構成例を説明する図である。図９は、記録ヘッドの構成例を説明する図である。
画像形成装置１０Ａは、往路方向Ｄ２１及び復路方向Ｄ２２に往復移動（双方向走査）するキャリッジ９２と、記録媒体９４を搬送する搬送ステージ９３とを備えている。キャリッジ９２には、インク滴を吐出する複数の吐出ヘッドを有する記録ヘッド５０ｋ、５０ｃ、５０ｍ、５０ｙ（色を区別しないときは「記録ヘッド５０」という）を備え、記録媒体９４の搬送方向に対して直交する方向に走査して画像を形成する。
図８は、一実施形態の画像形成装置の他の構成例を説明する図である。図９は、記録ヘッドの構成例を説明する図である。
画像形成装置１０Ａは、往路方向Ｄ２１及び復路方向Ｄ２２に往復移動（双方向走査）するキャリッジ９２と、記録媒体９４を搬送する搬送ステージ９３とを備えている。キャリッジ９２には、インク滴を吐出する複数の吐出ヘッドを有する記録ヘッド５０ｋ、５０ｃ、５０ｍ、５０ｙ（色を区別しないときは「記録ヘッド５０」という）を備え、記録媒体９４の搬送方向に対して直交する方向に走査して画像を形成する。
【0056】
さらに、画像形成装置１０Ａの本体前面の一端部側には、記録に使用するインクを装填するためのメインタンク装填部６０を備える。メインタンク装填部６０には色の異なる記録液（インク）、例えばブラック（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の随時交換可能な記録液のメインタンクであるメインタンク６１ｋ、６１ｃ、６１ｍ、６１ｙ（色を区別しないときは「メインタンク６１」という）を装填可能とする。
【0057】
キャリッジ９２は主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって符号Ｄ２１、Ｄ２２の矢印方向（キャリッジ主走査方向）に往復移動走査する。
キャリッジ９２は、前述したようにイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド５０ｋ、５０ｃ、５０ｍ、５０ｙを複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
キャリッジ９２は、前述したようにイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド５０ｋ、５０ｃ、５０ｍ、５０ｙを複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【0058】
図９に示す記録ヘッド５０を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
記録ヘッド５０は、ドライバＩＣを搭載し、図示しない制御手段（例えば、図４の制御手段１００）との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）を介して接続している。
記録ヘッド５０は、ドライバＩＣを搭載し、図示しない制御手段（例えば、図４の制御手段１００）との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）を介して接続している。
【0059】
また、記録ヘッド５０は、フレーム部５１の両側部に設けられた２つのインクポート５２ａ、５２ｂとインクポート５２ａ、５２ｂに連通した共通液室５３を備え、共通液室５３の下部には圧力発生手段としてアクチュエータ５４を備え、個別液室５５（図９の符号５５ａ、５５ｂ、５５ｃ・・・）に対してアクチュエータ５４で圧力を発生させることで、個別液室５５内部の記録液（インク）をノズル５６（図９の符号５６ａ、５６ｂ、５６ｃ・・・）から吐出させる。
【0060】
キャリッジ９２には、記録ヘッド５０に各色のインクを供給するための各色のサブタンク７１ｋ、７１ｃ、７１ｍ、７１ｙ（色を区別しないときは「サブタンク７１」という）を搭載している。
各色のサブタンク７１には各色のインク供給チューブ７２ｋ、７２ｃ、７２ｍ、７２ｙ（色を区別しないときは「インク供給チューブ７２」という）を介して、前述したようにメインタンク装填部６０に装着された各色のメインタンク６１から各色のインクが補充供給される。
各色のサブタンク７１には各色のインク供給チューブ７２ｋ、７２ｃ、７２ｍ、７２ｙ（色を区別しないときは「インク供給チューブ７２」という）を介して、前述したようにメインタンク装填部６０に装着された各色のメインタンク６１から各色のインクが補充供給される。
【0061】
サブタンク７１上部には、サブタンク内部の圧力を負圧に保つことで、吐出安定性を確保するための負圧形成手段として、エアポンプユニット７３ｋ、７３ｃ、７３ｍ、７３ｙ（色を区別しないときは「エアポンプ７３」という）が設けられている。
なお、このメインタンク装填部６０にはメインタンク６１内のインクを送液するための供給ポンプユニット６２ｋ、６２ｃ、６２ｍ、６２ｙ（色を区別しないときは「供給ポンプ６２」という）が設けられる。
なお、このメインタンク装填部６０にはメインタンク６１内のインクを送液するための供給ポンプユニット６２ｋ、６２ｃ、６２ｍ、６２ｙ（色を区別しないときは「供給ポンプ６２」という）が設けられる。
【0062】
キャリッジ９２の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド５０の吐出安定状態を維持、回復するための維持回復機構８０を配置している。
この維持回復機構８０には、記録ヘッド５０の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という）８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ（区別しないときは「キャップ８１」という）を備えている。
この維持回復機構８０には、記録ヘッド５０の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という）８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ（区別しないときは「キャップ８１」という）を備えている。
【0063】
キャップ８１は、記録ヘッド５０にキャッピングさせた状態で、ポンプを駆動させてキャップ８１内部に負圧を発生し、記録ヘッド５０のノズル５６からインクを吸引することで、記録ヘッド５０の吐出状態を回復させるための吸引ポンプ８２を備えている。
なお、図８の画像形成装置１０Ａの構成例では、吸引ポンプ８２は１つのポンプを使用して、４つの記録ヘッド５０を順次吸引するため、吸引可能なキャップはキャップ８１ｋのみで、キャップ８１ｃ、８１ｍ、８１ｙは非印字時に記録ヘッド５０のノズル５６の乾燥や異物の付着を防止するための保護キャップとして機能する構成であるが、各色の記録ヘッドの数だけ吸引ポンプを備えた構成でも良い。
そして、この維持回復機構８０による維持回復動作で生じた、キャップ８１から排出されたインクは、廃液収容ユニットである廃液タンク８３に排出されて収容される。
なお、図８の画像形成装置１０Ａの構成例では、吸引ポンプ８２は１つのポンプを使用して、４つの記録ヘッド５０を順次吸引するため、吸引可能なキャップはキャップ８１ｋのみで、キャップ８１ｃ、８１ｍ、８１ｙは非印字時に記録ヘッド５０のノズル５６の乾燥や異物の付着を防止するための保護キャップとして機能する構成であるが、各色の記録ヘッドの数だけ吸引ポンプを備えた構成でも良い。
そして、この維持回復機構８０による維持回復動作で生じた、キャップ８１から排出されたインクは、廃液収容ユニットである廃液タンク８３に排出されて収容される。
【0064】
以上説明したように、本発明に係る好適な実施形態によれば、キャリッジの高さおよびメンテナンス部の高さを、同じ検出器が計測し、実際に計測した値に基づいて、キャリッジおよびメンテナンス部を昇降することができる。
【符号の説明】
【0065】
１０ インクジェット記録装置
１１、１１ａ、１１ｂ、５０ｋ、５０ｃ、５０ｍ、５０ｙ 記録ヘッド
１２、９２ キャリッジ
１３、９３ ステージ
１４、９４ 記録媒体
１５ 第一駆動部
１６ 検出器
１７ 検出手段
２０、８０ 維持回復機構
２１、２１ａ、２１ｂ ワイパ部
２２、２２ａ、２２ｂ、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ キャップ部
２４ 基準面
２５ 維持回復機構筐体
２６ 第二駆動部
１００ 制御手段
１０５ 第１制御部
１０６ 第２制御部
１１、１１ａ、１１ｂ、５０ｋ、５０ｃ、５０ｍ、５０ｙ 記録ヘッド
１２、９２ キャリッジ
１３、９３ ステージ
１４、９４ 記録媒体
１５ 第一駆動部
１６ 検出器
１７ 検出手段
２０、８０ 維持回復機構
２１、２１ａ、２１ｂ ワイパ部
２２、２２ａ、２２ｂ、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ キャップ部
２４ 基準面
２５ 維持回復機構筐体
２６ 第二駆動部
１００ 制御手段
１０５ 第１制御部
１０６ 第２制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【0066】
【文献】特開２０１０－０００４３９号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】