JP3110151B2

JP3110151B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP3110151B2
Application number: JP04120132A
Authority: JP
Inventors: 小瀧　　靖夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 2000-11-20
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH05286145A; US5724078A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録手段から被記録材へ
インクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機
能を有する記録装置、あるいはコンピューターやワード
プロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーショ
ンなどの出力機器として用いられる記録装置は、画像情
報（文字情報等を含む）に基づいて用紙やプラスチック
薄板等の被記録材（記録媒体）に画像（文字等を含む）
を記録していくように構成されている。前記記録装置
は、記録方式により、インクジェット式、ワイヤドット
式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることがで
きる。

【０００３】被記録材の搬送方向（副走査方向）と交叉
する方向に主走査するシリアルスキャン方式を採るシリ
アルタイプの記録装置においては、被記録材を所定の記
録位置にセットした後、被記録材に沿って移動するキャ
リッジ上に搭載した記録手段）によって画像を記録（主
走査）し、１行分の記録を終了した後に所定量の紙送り
（被記録材搬送）を行い、その後に再び停止した被記録
材に対して、次の行の画像を記録（主走査）するという
動作を繰り返すことにより、被記録材全体の記録が行わ
れる。一方、被記録材の搬送方向の副走査のみで記録す
るラインタイプの記録装置においては、被記録材を所定
の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を行った
後、所定量の紙送り（ピッチ送り）を行い、さらに、次
の行の記録を一括して行うという動作を繰り返すことに
より、被記録材全体の記録が行われる。

【０００４】上記記録装置のうち、インクジェット式の
記録装置（インクジェット記録装置）は、記録手段（記
録ヘッド）から被記録材にインクを吐出して記録を行う
ものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高
精細な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別
の処理を必要とせずに記録することができ、ランニング
コストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少
なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記
録するのが容易であるなどの利点を有している。中で
も、紙幅方向に多数の吐出口を配列したフルマルチタイ
プの記録手段を用いるライン型のものは、記録の一層の
高速化が可能である。

【０００５】特に、熱エネルギーを利用してインクを吐
出するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、
エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロ
セスを経て、基板上に製膜された電気熱変換体、電極、
液路壁、天板などを形成することにより、高密度の液路
配置（吐出口配置）を有するものを容易に製造すること
ができ、一層のコンパクト化を図ることができる。一
方、被記録材の材質に対する要求も様々なものがあり、
近年では、通常の被記録材である紙や樹脂薄板（ＯＨＰ
等）などの他に、薄紙や加工紙（ファイリング用のバン
チ孔付き紙やミシン目付き紙、任意な形状の紙など）な
どを使用することが要求されるようになってきた。

【０００６】上記インクジェット記録装置は記録ヘッド
の吐出口から被記録材へインクドロップレットを飛翔さ
せて記録を行なうものであり、かかる記録装置において
は、吐出口の周縁部にインクや紙粉等の被記録材から発
生する異物が付着すると、ドロップレットの吐出方向が
正規の軌道から外れてしまうことがあり、その結果、ド
ロップレットの着弾位置が画像形成最適位置から外れ、
画像品位が低下することがある。図７は正規の軌道に吐
出されたドロップレット７０と異物７１の付着により正
規の軌道から外れて吐出されたドロップレット７２、７
３を例示する模式的斜視図である。図７においては、記
録ヘッド７４の被記録材（不図示）と対向する面（吐出
口形成面）７５に所定の配列を成して複数の吐出口７６
が形成されており、吐出口形成面７５の一部に前記異物
７１が付着している。なお、図７において、符号７７は
正規の軌道に吐出されつつあるドロップレットを示し、
符号７２Ａおよび７３Ａは前記ドロップレット７２およ
び７３が予定されていた正規の軌道に沿って飛翔する仮
想状態を鎖線で示すものである。

【０００７】そこで、従来のインクジェット記録装置に
おいては、前述した異物７１のような画像品位低下の原
因となる付着物を除去するために、吐出口形成面７５を
清浄化するためのクリーニング部材やワイピング部材
と、吐出口７６を密封するとともにインクの吸引回復の
ためのキャップ部材と、を備えた回復装置が使用されて
いる。図８は従来の回復装置のクリーニング部材７８の
動作を示す模式図であり、同図中の（Ａ）は記録ヘッド
７４がクリーニング部材７８に向かって（矢印Ａ方向
に）移動している状態を示し、同図中の（Ｂ）は記録ヘ
ッド７４とクリーニング部材７８が接触している状態を
示す。

【０００８】図８において、記録ヘッド７４とクリーニ
ング部材７８が未だ接触せず接近中の状態（Ａ）では、
吐出口形成面７５とクリーニング部材７８の先端部はラ
ップ量Ｌだけ重なり合う位置関係にある。そして、記録
ヘッド７４がクリーニング部材７８を通過する時には、
状態（Ｂ）に示すように、吐出口形成面７５がクリーニ
ング部材７８に接触し、該吐出口形成面７５の清浄化が
行なわれる。この時、クリーニング部材７８による清浄
効果は、ラップ量Ｌに応じて規定されるクリーニング部
材７８の接触圧（接触時の荷重）によって左右される。

【０００９】図９は従来の回復装置のクリーニング部材
７８の別の構成および動作を示す模式図であり、同図中
の（Ａ）は記録ヘッド７４がクリーニング部材７８に向
かって移動している状態を示し、同図中の（Ｂ）は記録
ヘッド７４とクリーニング部材７８が接触している状態
を示す。図９の構成では、クリーニング部材７８は、そ
の後端をバネ７９で押圧された状態でホルダー８０に保
持されており、吐出口形成面７５との接触圧により後退
可能になっている。すなわち、図８の構成ではクリーニ
ング部材７８が固定されていたのに対し、図９の構成で
は、記録ヘッド７４とクリーニング部材７８の接触時の
荷重をバネ７９の弾性によって緩和し得るようになって
いる。

【００１０】図９の構成によれば、上記バネ７９の効果
によりクリーニング部材７８に作用する衝撃が低下し、
クリーニング部材７８の組織表面の痛みを軽減すること
ができ、その耐久性を向上させることができる。しか
し、一方では、図８の構成に比べ、吐出口形成面７５の
清浄作用は低下する。以上図８および図９で説明したよ
うに、従来の回復装置におけるクリーニング部材７８の
吐出口形成面７５との接触時の荷重は、吐出口形成面７
５の清浄効果とクリーニング部材７８の耐久性を比較考
慮した上で設定されていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図１０は前述のような
従来のクリーニング部材７８を使用する場合の不都合を
示すための吐出口７６周縁部の状態を例示する模式的斜
視図であり、図１１は図１０中の線１１−１１に沿った
断面におけるドロップレット形成の状態変化を示す模式
的断面図である。図１０および図１１において、上記従
来の回復装置のクリーニング部材７８では、長期にわた
って記録装置を使用した場合、回復動作により吐出口７
６周縁に付着しかつ完全に除去されなかったインクが増
粘し、これが吐出口７６周縁部に薄膜状に固着する。

【００１２】この薄膜層８１により吐出口７６の周縁部
と吐出口７６近傍のインク８２との接触角に変化が生
じ、吐出時にドロップレット８３が薄膜層８１側へ引き
寄せられる形となり、吐出方向が初期状態から変化する
ことになる。そのため、ドロップレット８３の吐出方向
が正規の吐出方向から角度θを成す方向へ変化してしま
い、記録品位の低下を招くことになる。

【００１３】また、上記薄膜層８１が形成された時に回
復動作を行ったとしても、クリーニング部材７８には長
期にわたる多数回のインクとの接触により増粘したイン
クが付着しているため、使用初期の回復動作と比べ吐出
口７６周縁部を浄化する能力が低下しており、前述の増
粘インクにより形成された薄膜層８１を除去することが
できない状態となっていた。

【００１４】一方、吐出口７６周縁部に形成された増粘
インクによる薄膜層８１は、回復動作時におけるクリー
ニング部材７８と吐出口形成面７５との接触時の荷重
（接触圧）を上げて摺擦させれば、除去することが可能
である。しかし、使用初期からこのような高い接触荷重
で摺擦させると、クリーニング部材７８の組織表面の痛
みが激しくなり、クリーニング部材７８の交換を頻繁に
行わねばならなくなるという不都合が生じる。

【００１５】本発明はこのような従来の技術的課題に鑑
みてなされたものであり、本発明の目的は、長期にわた
り記録を行った場合でも吐出口周縁部の増粘インクの薄
膜層の発生を抑えることができ、吐出口周縁部に異物が
付着して記録品位が低下した場合には、この異物を除去
して偶発的な記録品位の低下も確実に防止することが可
能なインクジェット記録装置を提供することである。

【００１６】

【課題解決のための手段】本発明（請求項１）のインク
ジェット記録装置は、上記目的を達成するため、弾性変
形可能で、ヘッド吐出口面に対する接触域を増減できる
クリーニング部材と、該クリーニング部材のヘッド吐出
口面に対する接触圧を増減するための加圧手段と、を有
し、上記クリーニング部材による定期クリーニング時よ
りも、上記接触域を増加するとともに、上記接触圧を増
加して、上記ヘッド吐出口面をクリーニングする回復モ
ードを有することを特徴とする。また、請求項２の発明
は、上記構成に加えて、前記定期クリーニングは一定の
記録枚数あるいは一定の吐出信号ごとのタイミングであ
り、前記回復モードは画像品位低下が認められたタイミ
ングである構成とすることにより、一層効率よく上記目
的を達成するものである。

【００１７】すなわち、本発明によれば、接触域を増加
するとともに、接触圧を増加しているので、クリーニン
グ効果が高く、ヘッド吐出面に残留する薄い膜状の付着
物を確実にクリーニングできる回復モードを定期クリー
ニング時以外に有しているので、ヘッドの耐久性を維持
しつつ、必要なクリーニングをコンパクトに行なうこと
ができる。特に、一定枚数の記録あるいは一定回数の吐
出信号ごとに定期的なタイミングでクリーニング動作を
行なうだけでなく、記録品位の低下が認められたタイミ
ングでのみ、接触域を増加するとともに、接触圧を増加
しているクリーニングを行なう回復モードを有している
ので、ヘッドの耐久性を維持しつつ、必要な時にのみ回
復のためのクリーニングを実行することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図１〜図６を参照して本発明の実施例
を説明する。図１は本発明を適用したインクジェット記
録装置の一実施例の要部構成を示す模式的斜視図であ
る。図１において、記録手段（記録ヘッド）１はキャリ
ッジ２上に搭載されており、このキャリッジ２は２本の
ガイドレール３、４に沿って往復移動可能に案内支持さ
れている。被記録材５は、キャリッジ２の移動範囲内の
記録領域を通して該キャリッジの移動方向（記録ヘッド
１の移動方向）と交叉する方向に搬送（紙送り）され
る。また、記録領域においては、記録ヘッド１の前面
（吐出口形成面）と被記録材５の記録面との間に所定の
隙間（例えば０．５〜１．５ｍｍのドロップレット飛翔
距離）が設定されている。

【００１９】キャリッジ２の往復移動は、キャリッジモ
ーター（主走査モーター）６を正逆回転駆動することに
より、タイミングベルト７を介して行なわれる。一方、
被記録材５の搬送（紙送り）は、不図示の搬送ローラに
より行なわれる。また、記録領域での被記録材５の保持
は、裏面をプラテン（不図示）で案内支持したり、搬送
方向の上流側および下流側に配置された搬送ローラ対で
所定の張力を付与することにより行なわれる。

【００２０】記録動作時には、記録領域に供給された被
記録材５が停止している間に、記録ヘッド１の移動（主
走査）に同期して、画像信号に応じて所定の吐出口から
インクを吐出して１ライン分の記録を行ない、１ライン
の記録終了後に被記録材５の１ライン分の搬送（紙送り
＝副走査）を行ない、次いで、再び記録ヘッド１を移動
（主走査）させながら次のラインの記録を行ない、以下
同様に副走査および主走査を交互に繰り返すことにより
被記録材５に所望の画像を形成する。

【００２１】キャリッジ２の移動範囲内であって、記録
領域から外れた所定の位置には、記録ヘッド１の吐出性
能を維持回復するための回復装置８が設けられている。
この回復装置８は、記録ヘッド１の吐出口を密封するた
めのキャップ部材９、記録ヘッド１の吐出口形成面に接
触してこれを清浄化するためのクリーニング部材１０、
記録ヘッド１の吐出口形成面に摺擦してインク等の付着
物を拭き取るためのワイピング部材１１、前記キャップ
部材８に接続され密封された吐出口に負圧吸引力を作用
させて吸引回復動作を行なうための吸引ポンプ（不図
示）などを備えている。

【００２２】前記記録ヘッド（記録手段）１は、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録
手段であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変
換体を備えたものである。また、前記記録ヘッド１は、
前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーによ
り生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる
圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記
録を行なうものである。

【００２３】図２は、記録ヘッド１のインク吐出部の構
造を模式的に示す部分斜視図である。図２において、被
記録材５と所定の隙間（例えば、約０．５〜２．０ミリ
程度）をおいて対面する吐出口形成面５１には、所定の
ピッチで複数の吐出口５２が形成され、共通液室５３と
各吐出口５２とを連通する各液路５４の壁面に沿ってイ
ンク吐出用のエネルギーを発生するための電気熱変換体
（発熱抵抗体など）５５が配設されている。記録ヘッド
１は、前記吐出口５２がキャリッジ２の移動方向（主走
査方向）と交叉する方向に並ぶような位置関係で、該キ
ャリッジ２に搭載されている。こうして、画像信号また
は吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体５５を駆動
（通電）して、液路５４内のインクを膜沸騰させ、その
時に発生する圧力によって吐出口５２からインクを吐出
させる記録手段（記録ヘッド）１が構成されている。

【００２４】図３は本発明を適用したインクジェット記
録装置の回復装置のクリーニング手段の第１実施例の構
成および動作を模式的に示す部分平面図である。図３に
おいて、ゴム状弾性材から成るクリーニング部材１０の
後端は剛体のホルダー１２に固定されており、該ホルダ
ー１２の後面は回転カム１３の周面（カム面）に当接し
ている。そして、カム１３の回転位置を制御することに
より、クリーニング部材１０と記録ヘッド１（吐出口形
成面５１）とのラップ量Ｌを制御し、もって、クリーニ
ング時における両者間の接触圧（接触荷重）を制御し得
るように構成されている。

【００２５】図３において、状態（Ａ）は、被記録材５
に対する記録枚数が一定値に達した時、あるいは吐出口
５２からドロップレットを吐出させる吐出信号の数が一
定値に達した時に、自動的に吐出口形成面５１のクリー
ニング動作を行なうべく、記録ヘッド１がクリーニング
部材１０に向けて接近していく状態を示すものであり、
この状態では吐出口形成面５１とクリーニング部材１０
の先端部とのラップ量（重なり量）は最小値（小さな
値）Ｌ₁に設定されている。そして、状態（Ｂ）におい
て、上記最小のラップ量Ｌ₁で吐出口形成面５１とクリ
ーニング部材１０が接触し、該吐出口形成面５１の清浄
化が行なわれる。

【００２６】また、吐出口形成面５１に異物（図７中の
異物７１など）が付着して偶発的に記録品位の低下が生
じた場合には、状態（Ｃ）に示すように、吐出口形成面
５１がクリーニング部材１０と接触する前に、カム１３
を回転させることによりクリーニング部材１０を前進さ
せてラップ量をＬ₁からＬ₂へ増大させる。ここから記
録ヘッド１を移動させ、状態（Ｄ）に示すように吐出口
形成面５１をクリーニング部材１０に接触させながらク
リーニング動作を行なう。

【００２７】ここで、状態（Ｄ）に比べ、状態（Ｂ）で
は、クリーニング部材１０のラップ量が小さいために該
クリーニング部材の接触荷重も小さく、接触時の衝撃も
低下しており、したがって、一定の記録枚数あるいは一
定の吐出信号数ごとに自動的にクリーニング動作を行っ
たとしても、クリーニング部材１０の耐久性が低下する
ことはない。また、クリーニング動作の回数を従来より
増加させたとしても、クリーニング部材１０の寿命への
影響は無い。

【００２８】以上図３で説明した実施例によれば、クリ
ーニング部材１０の吐出口形成面５１に対する接触圧を
可変にしたので、長期にわたる記録により吐出口５２周
縁に発生しようとする増粘インクの薄膜層（図１０中の
薄膜層８１）の発生を防止することが可能となり、ま
た、通常回復動作の回数を減らすことができることか
ら、クリーニング部材１０の耐久性を格段に向上させる
ことが可能となった。

【００２９】図４は本発明を適用したインクジェット記
録装置の回復装置のクリーニング手段の第２実施例の構
成および動作を模式的に示す部分平面図である。図４に
おいて、ゴム状弾性材から成るクリーニング部材１０の
後端は剛体のホルダー１２に固定されており、該ホルダ
ー１２はソレノイド１４により揺動駆動されるアーム１
５に結合されている。すなわち、図３の回転カムに代
え、ソレノイド１４のオン・オフを制御することにより
クリーニング部材１０と吐出口形成面５１とのラップ量
Ｌを制御し、もってクリーニング時における両者間の接
触圧（接触荷重）を制御し得るように構成されている。

【００３０】図４において、状態（Ａ）および状態
（Ｂ）は、一定枚数の被記録材５に対する記録あるいは
一定数の吐出信号の度に自動的に行なわれるクリーニン
グ動作を示す。この自動的なクリーニング動作の時に
は、ソレノイド１４は通電されないオフの位置にあり、
クリーニング部材１０と吐出口形成面５１とのラップ量
（重なり量）Ｌは小さな値Ｌ₁に設定されている。な
お、状態（Ａ）は記録ヘッド１がクリーニング部材１０
に接近していく時を示し、状態（Ｂ）は両者が接触して
吐出口形成面５１を清浄化している時を示す。

【００３１】図４において、状態（Ｃ）および状態
（Ｄ）は、吐出口形成面５１に異物（図７中の異物７１
など）が付着して偶発的に記録品位の低下が生じた場合
の動作を示す。この場合には、ソレノイド１４は通電さ
れてオンの位置となり、アーム１５の位置変化によりク
リーニング部材１０が前進し、該クリーニング部材１０
と吐出口形成面５１とのラップ量Ｌは大きな値Ｌ₂に設
定されている。したがって、クリーニング部材１０によ
る吐出口形成面５１のクリーニング動作（清浄化）は、
前記自動的に行なわれるクリーニング動作時よりも大き
な接触圧のもとで行なわれる。なお、状態（Ｃ）は記録
ヘッド１がクリーニング部材１０に接近していく時を、
状態（Ｄ）は両者が接触して吐出口形成面５１を清浄化
している時を、それぞれ示している。

【００３２】図４の第２実施例においても、状態（Ｄ）
に比べ、状態（Ｂ）では、クリーニング部材１０のラッ
プ量が小さいために接触荷重が小さく、かつ接触時の衝
撃も小さいので、一定の記録枚数あるいは一定の吐出信
号数ごとに自動的にクリーニング動作を行ったとして
も、クリーニング部材１０の耐久性が低下することはな
い。また、クリーニング動作の回数を従来より増加させ
たとしても、クリーニング部材１０の寿命への影響は無
い。したがって、図４の第２実施例によっても、図３の
実施例の場合と同様の効果が得られる。

【００３３】図５は本発明を適用したインクジェット記
録装置の回復装置のクリーニング手段の第３実施例の構
成および動作を模式的に示す部分平面図である。図５に
おいて、ゴム状弾性材から成るクリーニング部材１０の
後端は剛体のホルダー１２に固定されており、該ホルダ
ー１２は形状記憶合金１６に当接している。そして、こ
の形状記憶合金１６を、通電によりオン・オフされる熱
源１７によって加熱し得るように構成されている。すな
わち、図３の回転カムに代え、熱源１７が発生する熱に
より形状変化する形状記憶合金１６の動きによってクリ
ーニング部材１０の前後位置を制御し、それにより、ク
リーニング部材１０と吐出口形成面５１とのラップ量Ｌ
を制御してクリーニング時における両者間の接触圧（接
触荷重）を制御するように構成されている。

【００３４】図５において、状態（Ａ）および状態
（Ｂ）は、一定枚数の被記録材５に対する記録あるいは
一定数の吐出信号の度に自動的に行なわれるクリーニン
グ動作を示す。この自動的なクリーニング動作の時に
は、熱源１７は通電されない状態にあり、形状記憶合金
１６は形状変化をせず、クリーニング部材１０と吐出口
形成面５１とのラップ量（重なり量）Ｌは小さな値Ｌ₁
に設定されている。なお、状態（Ａ）は記録ヘッド１が
クリーニング部材１０に接近していく時を示し、状態
（Ｂ）は両者が接触して吐出口形成面５１を清浄化して
いる時を示す。

【００３５】図５において、状態（Ｃ）および状態
（Ｄ）は、吐出口形成面５１に異物（図７中の異物７１
など）が付着して偶発的に記録品位の低下が生じた場合
の動作を示す。この場合には、熱源１７に通電され、該
熱源が発生する熱により形状記憶合金１６は予め記憶さ
れた側へ形状変化を起こし、その動きによりクリーニン
グ部材１０が前進し、該クリーニング部材１０と吐出口
形成面５１とのラップ量Ｌは大きな値Ｌ₂に設定され
る。このため、クリーニング部材１０による吐出口形成
面５１のクリーニング動作（清浄化）は、前記自動的に
行なわれるクリーニング動作時よりも大きな接触圧のも
とで行なわれる。なお、状態（Ｃ）は記録ヘッド１がク
リーニング部材１０に接近していく状態を、状態（Ｄ）
は両者が接触して吐出口形成面５１を清浄化している時
の状態を、それぞれ示している。

【００３６】図５の第３実施例においても、状態（Ｄ）
に比べ、状態（Ｂ）では、クリーニング部材１０のラッ
プ量が小さいために接触荷重が小さく、かつ接触時の衝
撃も小さいので、一定の記録枚数あるいは一定の吐出信
号数ごとに自動的にクリーニング動作を行ったとして
も、クリーニング部材１０の耐久性が低下することはな
い。また、クリーニング動作の回数を従来より増加させ
たとしても、クリーニング部材１０の寿命への影響は無
い。したがって、図５の第３実施例によっても、図３の
実施例の場合と同様の効果が得られる。なお、以上の各
実施例では、クリーニング部材１０を定位置に設置し記
録ヘッド１を移動させてクリーニング動作を行う場合を
示したが、これとは逆にクリーニング部材の方を移動さ
せてクリーニング動作を行ってもよい。

【００３７】図６は、以上説明した第１実施例〜第３実
施例により回復動作を行ないながら記録し続けた場合
と、従来技術を適用した回復動作（比較例）を行ないな
がら記録し続けた場合の、記録品位についての具体的な
試験結果を示す図表である。この試験は記録枚数による
記録品位の変化を判定したものであり、この試験におけ
る記録パターンとしては、Ａ４サイズのカット紙に１５
００個のキャラクター（文字）を記録し、カット紙１枚
当たり一つの吐出口から平均１．０×１０⁴個のドロッ
プレットを吐出させるパターンを採用した。

【００３８】なお、図６中において、『接触回数Ｎ』は
クリーニング部材１０と吐出口形成面５１の接触回数
（クリーニング回数）の合計を示し、『低荷重回数
Ｎ₁』は一定記録枚数毎に自動的に低い接触圧でクリー
ニングした接触回数を示し、『通常回数Ｎ₂』は吐出口
形成面に異物が付着したと思われる場合に比較的高い接
触圧でクリーニングした回数を示す。

【００３９】また、図６中において、『〇』、『△』、
『×』は、任意の５０人による記録品位の判定結果を示
し、『〇』は記録品位良好との判定を示し、『△』は、
記録品位低下の傾向があり、吐出方向が正規の方向から
少し外れているとの判定を示し、『×』は、記録品位が
明らかに低下しており、吐出方向が正規の方向からかな
り外れていると判定され、キャラクターに読み取り不能
なものが発生していることを示す。また、これらの判定
記号の右下に添えた数字は、その旨判定した人の数（合
計は５０人）を示す。

【００４０】図６中の第１実施例（図３）においては、
通常回復動作時よりも低い接触荷重による自動的なクリ
ーニング動作を、Ａ４サイズのカット紙を１００枚記録
する毎に１回の割合で行ない、その回数Ｎ₁は３００回
であった。また、吐出口形成面に異物が付着したために
記録品位が低下したと思われる場合には、比較的高い接
触圧（接触荷重）によるクリーニング動作（通常回復動
作）を行ない、その回数Ｎ₂は１５回であった。

【００４１】図６中の第２実施例（図４）においては、
記録装置を使用するための電源オンの度に、通常回復動
作時よりも低い荷重による自動的なクリーニング動作を
行ない、その回数Ｎ₁は６００回であった。また、吐出
口形成面に異物が付着したために記録品位が低下したと
思われる場合には、比較的高い接触圧（接触荷重）によ
るクリーニング動作（通常回復動作）を行ない、その回
数Ｎ₂は５回であった。

【００４２】図６中の第３実施例（図５）においては、
通常回復動作時よりも低い接触荷重による自動的なクリ
ーニング動作を、Ａ４サイズのカット紙を１枚記録する
毎に１回の割合で行ない、その回数Ｎ₁は３００００回
であった。また、吐出口形成面に異物が付着したために
記録品位が低下したと思われる場合には、比較的高い接
触圧（接触荷重）によるクリーニング動作（通常回復動
作）を行ない、その回数Ｎ₂は１回であった。

【００４３】図６中の比較例においては、従来技術とし
て、吐出口形成面に異物が付着したために記録品位が低
下したと思われる時にのみ、比較的高い接触圧（接触荷
重）によるクリーニング動作（すなわち、通常回復動
作）を行なった。その回数Ｎ₂は１００回であった。

【００４４】図６は、前述のように実施例１〜実施例３
および従来技術（比較例）を適用してクリーニング動作
を行ないながら、Ａ４サイズのカット紙に１枚当たり１
５００個のキャラクター（文字）を記録し続け、総計３
００００枚まで記録した時の記録品位の判定結果を示す
ものである。そして、記録品位の判定は、図６にも示す
ように５０００枚目毎の記録物を抜き取り、任意の５０
人へのパネルテストという型式で行った。その結果、図
６からも明らかなごとく、本発明を適用した第１実施例
〜第３実施例においては記録品位の低下が認められず、
また、第３実施例においては、比較的高い接触圧による
通常回復動作時のクリーニング動作を１回行ない、これ
に加えて通常回復動作時よりも低い接触荷重にて３００
００回のクリーニング動作を行ったにも関わらず、クリ
ーニング部材の組織表面の痛みは認められなかった。ま
た、比較的高い接触荷重による通常回復動作時のクリー
ニング動作の回数は、従来技術の比較例に比べ、１００
分の１に減らすことができた。

【００４５】なお、前述の実施例では、記録手段１をキ
ャリッジ２に搭載するなどして、被記録材５に沿って移
動（主走査）させるシリアルタイプのインクジェット記
録装置の場合を例に挙げて説明したが、本発明は、被記
録材の記録領域の全幅または部分幅にわたって吐出口が
形成された１個または複数個のライン記録手段を用いて
副走査のみで記録を行なうラインタイプのインクジェッ
ト記録装置に対しても同様に適用することができ、同様
の効果を達成し得るものである。

【００４６】また、前述の実施例では、１個の記録手段
で記録するインクジェット記録装置の場合を例示した
が、本発明は、異なる色で記録する複数の記録手段を備
えたカラーインクジェット記録装置、あるいは色彩が同
じで濃度が異なるインクで記録する複数の記録手段を用
いる階調記録用のインクジェット記録装置など、記録手
段（記録ヘッド）の数や組み合わせにも関係なく、同様
に適用することができ、同様の作用効果を達成し得るも
のである。さらに、本発明は、記録ヘッドとインクタン
クを別々に設けてこれらをインク供給管等で接続する構
成の他、記録ヘッドとインクタンクを一体化した交換可
能なカートリッジタイプの記録手段を使用する構成な
ど、記録ヘッドおよびインクタンクの構成形態にも関係
なく、種々のインクジェット記録装置に対して同様に適
用することができ、同様の効果が得られるものである。

【００４７】なお、本発明は、インクジェット記録装置
であれば、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を
用いる記録手段（記録ヘッド）を使用するものに適用で
きるが、中でも、熱エネルギーを利用してインクを吐出
する方式の記録手段を使用するインクジェット記録装置
において優れた効果をもたらすものである。かかる方式
によれば、記録の高密度化、高精細化が達成できるから
である。

【００４８】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行なうのが好ましい。この方式は、所謂オンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録手段（記録ヘッド）の熱作用面に膜
沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一対応し液体
（インク）内の気泡を形成出来るので有効である。

【００４９】この気泡の成長、収縮により吐出用開口を
介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの
滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即
時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性
に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４
４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に
記載されているようなものが適している。尚、上記熱作
用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１
２４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に
優れた記録を行なうことができる。

【００５０】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他
に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示
する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４
４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれる
ものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた
構成としても本発明は有効である。すなわち、記録ヘッ
ドの形態がどのようなものであっても、本発明によれ
ば、記録を確実に効率よく行なうことができるようにな
るからである。

【００５１】さらに、フルラインタイプの記録ヘッドと
しては、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての
構成の他に、複数記録ヘッドの組み合わせによってその
長さを満たす構成でもよい。加えて、シリアルタイプの
ものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは
装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続
や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在の
チップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に
一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプ
の記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００５２】また、本発明に記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリーニン
グ手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは
別の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なう
ことも安定した記録を行なうために有効である。

【００５３】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、前述のごとく、単色のインクに対応し
て１個のみが設けられたもの、記録色や濃度を異にする
複数のインクに対応して複数個数設けられるものであっ
てもよく、また、記録装置の記録モードとしては、黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか、い
ずれでもよいが、異なる色の複色カラー又は、混色によ
るフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明
は極めて有効である。

【００５４】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するもの、あるいは、インクジェット方式で
は、インク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度
調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように
温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付
与時にインクが液状をなすものであればよい。加えて、
積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態か
ら液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめ
ることで防止するか、または、インクの蒸発防止を目的
として放置状態で固化するインクを用いるかして、いず
れにしても、熱エネルギーの記録信号に応じた付与によ
ってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、
記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等
のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。

【００５５】このような場合のインクは、特開昭５４−
５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公
報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔
に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変
換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明
においては、上述した各インクに対して最も有効なもの
は、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

【００５６】さらに加えて、本発明によるインクジェッ
ト記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理
機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ
等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有す
るファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよ
い。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
によれば、弾性変形可能で、ヘッド吐出口面に対する接
触域を増減できるクリーニング部材と、該クリーニング
部材のヘッド吐出口面に対する接触圧を増減するための
加圧手段と、を有し、上記クリーニング部材による定期
クリーニング時よりも、上記接触域を増加するととも
に、上記接触圧を増加して、上記ヘッド吐出口面をクリ
ーニングする回復モードを有する構成としたので、クリ
ーニング効果が高く、ヘッド吐出面に残留する薄い膜状
の付着物を確実にクリーニングできるとともに、偶発的
な記録品位の低下も確実に防止することが可能で、ヘッ
ドの耐久性を維持しつつ、必要なクリーニングをコンパ
クトに行なうことができるインクジェット記録装置が提
供される。

【００５８】また、本発明によれば、一定枚数の記録あ
るいは一定回数の吐出信号ごとに定期的なタイミングで
クリーニング動作を行なうだけでなく、記録品位の低下
が認められたタイミングでのみ、接触域を増加するとと
もに、接触圧を増加しているクリーニングを行なう回復
モードを有しているので、ヘッドの耐久性を維持しつ
つ、必要な時にのみ回復のためのクリーニングを実行で
き、一層効率よく、長期にわたり記録を行なった場合で
も吐出口周縁部の増粘インクの薄膜層の発生を抑えるこ
とができ、吐出口周縁部に異物が付着して記録品位が低
下した場合には、この異物を除去して偶発的な記録品位
の低下も確実に防止することが可能なインクジェット記
録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置の要
部構成を模式的に示す斜視図である。

【図２】図１中の記録手段のインク吐出部の構造を模式
的に示す部分斜視図である。

【図３】本発明を適用したインクジェット記録装置にお
ける回復装置のクリーニング手段の第１実施例の構成お
よび動作を示す模式図である。

【図４】本発明を適用したインクジェット記録装置にお
ける回復装置のクリーニング手段の第２実施例の構成お
よび動作を示す模式図である。

【図５】本発明を適用したインクジェット記録装置にお
ける回復装置のクリーニング手段の第３実施例の構成お
よび動作を示す模式図である。

【図６】本発明を適用したクリーニング手段の各実施例
と従来技術によるクリーニング手段とでクリーニング動
作を行ないながら記録した場合の記録品位の状態を比較
して示す図表である。

【図７】記録手段の吐出口形成面に異物が付着した時の
吐出方向の変化を模式的に示す部分斜視図である。

【図８】従来のインクジェット記録装置における回復装
置のクリーニング手段の構成例およびその動作を示す模
式図である。

【図９】従来のインクジェット記録装置における回復装
置のクリーニング手段の他の構成例およびその動作を示
す模式図である。

【図１０】記録手段の吐出口周縁部に形成された増粘イ
ンクの薄膜層および該薄膜層によりドロップレットの吐
出方向が外れる状態を模式的に示す部分斜視図である。

【図１１】図１０中の線１１−１１に沿ってドロップレ
ット吐出方向の外れが生じるメカニズムを模式的に示す
部分断面図である。

【符号の説明】

１記録手段（記録ヘッド）２キャリッジ５被記録材６キャリッジモーター８回復装置９キャップ部材１０クリーニング部材１１ワイピング部材１２ホルダー１３回転カム１４ソレノイド１５アーム１６形状記憶合金１７熱源５１吐出口形成面５２吐出口５５電気熱変換体７０正規の軌道に吐出されたドロップレット７１吐出口形成面に付着した異物７２正規の軌道から外れて吐出されたドロップレッ
ト７３正規の軌道から外れて吐出されたドロップレッ
ト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/165 B41J 2/05 B41J 29/17

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性変形可能で、ヘッド吐出口面に対
する接触域を増減できるクリーニング部材と、該クリー
ニング部材のヘッド吐出口面に対する接触圧を増減する
ための加圧手段と、を有し、上記クリーニング部材による定期クリーニング時より
も、上記接触域を増加するとともに、上記接触圧を増加
して、上記ヘッド吐出口面をクリーニングする回復モー
ドを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記定期クリーニングは一定の記録枚
数あるいは一定の吐出信号ごとのタイミングであり、前
記回復モードは画像品位低下が認められたタイミングで
あることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット
記録装置。
【請求項３】記録手段が、インクを吐出するために
利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備え
ているインクジェット記録手段であることを特徴とする
請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記記録手段が、前記電気熱変換体が
発生する熱エネルギーによりインクに生じる膜沸騰を利
用して、吐出口よりインクを吐出させることを特徴とす
る請求項３に記載のインクジェット記録装置。