JPH0732599A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のキャップの内、このキャップ数より少
ないキャップにのみ吸引機構を設けることにより、イン
クの消費量を少なくし駆動負荷を軽減し、ユニットを小
型化してコストダウンを図る。 【構成】 インクジェット記録装置の回復手段３の、記
録手段１のインク吐出口を保護するための複数のキャッ
プにおいて、キャップの数より少ない数のキャップ３１
−ａにのみ、記録手段のインク吐出口からインクを吸引
する機構が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
のヘッドの回復機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は液体インクを
ヘッドから吐出し、紙に印字するプリンタである。図８
に示すように、印字ヘッド５と、インクタンクまたはイ
ンク供給チューブを搭載したキャリッジ１が印字走査方
向に移動しながら紙に印字する。

【０００３】従来、インクジェット記録装置では印字休
止時には印字ヘッドの乾燥を防止し、かつ印字ヘッドか
らのインク漏れを防止するためにヘッドのノズル面を密
閉するキャップが設けられている。また、印字ヘッドの
ノズルにゴミが詰まったり空気が入り込んだりした場合
印字不良が発生するので、これを回復させるためにキャ
ップには連通してインクを吸引するポンプが設けられて
いるのが一般的である。

【０００４】また、最近においては複数色のインクと複
数のヘッドを搭載してカラー印字を可能とした装置が普
及し始めている。フルカラー印字を行うためにはシア
ン、マゼンタ、イエローの３色が最低限必要であり、さ
らにブラックを加えた４色のインクを搭載したプリンタ
が主流となっている。それにともない各ヘッドに対して
複数のキャップが設けられるようになり、カラープリン
タには４個のキャップが設けてある。

【０００５】インクジェット記録装置の概要図を図８に
示す。１はキャリッジ、２は紙搬送系ユニットを含む本
体、３は印字ヘッドを回復する回復機構、５は印字ヘッ
ドである。キャリッジ１はガイド軸１１に沿って移動可
能でキャリッジモータ１５からベルト１４で伝達されて
駆動する。本体が印字データを受け取ると、図示しない
紙搬送ユニットによって送られる紙に印字するべく、ガ
イド軸１１に沿って走査する。キャリッジ近傍にはキャ
リッジの絶対位置を検出するためのエンコーダフィルム
１３が備えられ、キャリッジに搭載されたエンコーダで
キャリッジの絶対位置を検出する。これにより、キャリ
ッジのホームポジションが設定される。

【０００６】従来の回復機構の斜視図を図９に示す。３
１はキャップ、３２はキャップを保持するキャップホル
ダ、３５はポンプ、３６はポンプを動作させるレバーで
ある。また、図１０に図９のＡ’−Ａ’断面を示す。３
７はレバーを動作させるカムギア、３９はカムギア３７
を動作させるモータである。印字が終了するとキャリッ
ジ１は前記エンコーダフィルム１３のホームポジション
にしたがって回復機構に対面して静止する。ここで、回
復モータ３９を正回転させると、ウォームギアを介して
カムギア３７が回転する。カムギア側面のカム溝にした
がってキャップホルダー３２が上昇し、キャップホルダ
ーに可動自在に保持されたキャップ３１がヘッド５に密
着する。この状態で印字していないときにはキャッピン
グによってヘッドの乾燥を防止し、ヘッドの性能を維持
することが可能となる。また、回復モータ３９を逆回転
させると、カムギア３７が回転してレバー３６を介して
ポンプ３５のピストン５１を動作させポンプ内に吸引負
圧を発生させる。吸引負圧はポンプ３５とキャップを連
通させる吸引チューブ３４を通してキャップ内に連通
し、キャップ３１に密着したヘッドのノズルからインク
を吸引し、ヘッドの印字性能を回復することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の装置では４個のキャップに各々ポンプを設定し、イ
ンク吸引時には４個のポンプを同時に動作させて吸引さ
せたり、各々のポンプを独立して動作させていた。この
ため、前者の場合ではインク吸引の必要ないヘッドに対
してもインク吸引動作が入り無駄にインクを消費すると
いった弊害や駆動負荷が大きいことから大きなモータが
必要になるといった弊害があった。また、後者の場合で
はポンプを独立して動作させるための駆動機構が複雑に
なるといった弊害があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、複数の液体インクを記録媒体に記録する記
録手段と、前記記録手段を保持し印字方向に移動する移
動手段と、前記記録手段の性能を回復させる回復手段と
を有するインクジェット記録装置において、前記回復手
段が、前記記録手段のインク吐出口を保護するための複
数のキャップ手段からなり、前記キャップ手段が、前記
インク吐出口からインクを吸引するための、前記キャッ
プ手段より少ない数のインク吸引キャップ手段を含んで
いる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明のインクジェット記録装置のヘ
ッドの回復機構の一実施例の斜視図である。３１−ａは
吸引キャップ、３１−ｂは保護キャップ、３２はキャッ
プを保持するキャップホルダー、３５はポンプ、３６は
ポンプを動作させるレバーである。図２は図１の実施例
のＡ−Ａ断面図である、３７はレバーを動作させるカム
ギア、３９はカムギアを動作させるモータである。

【００１０】回復機構３は紙搬送ユニットの側面に隣接
して取り付けられている。印字終了時に、キャリッジ１
のホームポジションとして４個のヘッドが回復機構の４
個のキャップに対面して静止可能な位置に設定されてい
る。回復機構３には、印字ヘッド５のノズル面をキャッ
ピングするためのキャップ３１−ａ，３１−ｂが設けら
れている。キャップはキャップホルダー３２にバネ３３
を介して係止され、ヘッドに当接する際にキャップホル
ダーに対して自在に可動である。これによりキャッピン
グ時にヘッドに対して最適な姿勢でキャップすることが
できる。ここでは４個のキャップの中で最も紙搬送系ユ
ニットに近い位置に配置された吸引キャップ３１−ａに
のみ吸引チューブ３４が接続されポンプ３５に連通して
いる。

【００１１】また、キャップホルダー３２はカムギア３
７のカム溝３７−ａ上を摺動し上下運動が可能になって
いる。さらに、カムギア３７にはレバー３６と連動する
カム３７−ｂも有し、レバー３６を回転往復運動させる
ことでポンプ３５のピストン５１を往復運動させ、ヘッ
ドのノズルからインクを吸引することができる。

【００１２】次に回復機構動作について説明する。印字
中にはキャップ３１−ａはヘッドキャッピング位置から
退避してキャップオープン状態にある。そのカム位置を
図３に示す。印字が終了するとキャリッジ１は前述のホ
ームポジション（回復機構に対面した位置）に静止す
る。ここで、本体のシステムからの信号で回復機構に設
けられたモータ３９が正回転するとカムギア３７は矢印
ａ方向に回転し、キャップホルダー３２をカム溝３７−
ａに沿って上昇させる。このとき、ピストン５１は動作
しない。つまり、吸引動作のないキャッピング動作が行
われる。このキャッピングした状態を図４に示す。ま
た、このときのカムリフトは図７のｘの区間で示す領域
を使用する。ａがキャップオープン位置、ｂがキャッピ
ング位置である。この動作によって、印字していないと
きのヘッドの乾燥を防止し、ヘッドの性能を維持するこ
とが可能となる。

【００１３】印字中の状態からインクの不吐出等の発生
で回復動作を行う場合、キャリッジは回復しようとする
ヘッド５をインク吸引キャップ３１−ａに対向させるべ
く停止させる。例えば、イエローヘッド５−Ｙを回復さ
せるためには図５のようにイエローヘッドと吸引キャッ
プ３１−ａを一致させてキャリッジを停止させる。この
状態において、モータ３９が逆回転するとカムギア３７
は矢印ｂ方向に回転し、キャップホルダーが上昇すると
共にギア側面に設定されたカム溝３７−ｂに連動してレ
バー３６は往復動作しポンプによりヘッドからのインク
吸引動作を行い、ヘッドの性能回復が可能となる。この
ときのカムリフトは図７のｙの区間で示す領域を使用す
る。ｄで反転してａに戻れば、１回のインク吸引と空吸
引（キャップをオープンしながらのインク吸引でヘッド
面の残りインクを除去する）が行われ、不吐出が発生し
たヘッドは回復される。また、ｃ〜ｄを繰り返せば連続
吸引ができる。このとき、他のヘッドのインクは吸引さ
れないので無駄にインクを消費することはない。

【００１４】さらに、吸引キャップが紙搬送系ユニット
に最も近い位置にあるのでキャリッジの移動距離は小さ
くなる。例えばイエローヘッドを回復させる場合、図６
の距離Ｌの移動が短縮され、回復時間のスピードアップ
が計れる。

【００１５】一方、同じ吸引キャップを使用するキャッ
プ内には４色のインクが混合されるが、図２で示すよう
に吸引キャップの配置位置にブラックヘッド５−Ｂｋを
配置することで保護キャッピング時にブラックヘッドの
ノズル内に吸引インクが混色しても印字への影響が最も
少なくなる。なお、カラーインクがシアン、マゼンタ、
イエローの３色の場合にはシアンヘッドを配置すれば同
様の効果が得られる。本発明は、特にインクジェット記
録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形
成し、記録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記
録装置において、優れた効果をもたらすものである。

【００１６】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
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
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、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。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。

【００１７】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９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。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００１８】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（直線状液流路または直角液流路）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４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。

【００１９】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５９−１２３６７０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５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
においても本発明は有効である。

【００２０】加えて、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。

【００２１】また、本発明の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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるい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う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００２２】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを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ってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
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。

【００２３】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、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述の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。

【００２４】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、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
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の使用も本発明では適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７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。

【００２５】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
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
ものであってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、複数のキャップの内、こ
のキャップの数より少ないキャップのみにインクを吸引
するポンプ機構を設けたので簡単な機構で無駄の少ない
インク吸引動作が可能となる。

【００２７】そして、駆動負荷も低減するのでモータの
小型化もでき、ユニットの小型化、コストダウンが可能
になる。さらに、インク吸引キャップを印字領域に最も
近い位置に配置することで回復動作を短時間で行うこと
が可能になる。また、カラーインクの場合、ブラックの
位置のヘッドに対して配置することで混色の少ない高品
位な印字が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の斜視図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図４】図３のインクを吸引しないキャッピング時の
図。

【図５】図３のインクを吸引するキャッピング時の図。

【図６】図２のイエローインクを吸引するためのキャリ
ッジ停止状態の図。

【図７】本発明のギアカムのリフト図。

【図８】記録装置の概要図。

【図９】従来の記録装置の斜視図。

【図１０】図９のＡ’−Ａ’線断面図。

【符号の説明】

１ キャリッジ ３ 回復機構 ５ 印字ヘッド ３１−ａ 吸引キャップ ３１−ｂ 保護キャップ ３５ ポンプ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の液体インクを記録媒体に記録する
   記録手段と、前記記録手段を保持し印字方向に移動する
   移動手段と、前記記録手段の性能を回復させる回復手段
   とを有するインクジェット記録装置において、 前記回復手段が、前記記録手段のインク吐出口を保護す
   るための複数のキャップ手段からなり、前記キャップ手
   段が、前記インク吐出口からインクを吸引するための、
   前記キャップ手段より少ない数のインク吸引キャップ手
   段を含むことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 インク吸引キャップ手段が１個であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装
   置。
3. 【請求項３】 インク吸引キャップ手段が他のキャップ
   手段より記録媒体に近い位置に配置することを特徴とす
   る請求項２記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 液体インクがカラーインクであることを
   特徴とする請求項１，２または３記載のインクジェット
   記録装置。
5. 【請求項５】 液体インクがブラック、シアン、マゼン
   タ、イエローのカラーインクであり、インク吸引キャッ
   プ手段がブラックインクの記録手段に対して配置するこ
   とを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装
   置。
6. 【請求項６】 記録装置は、記録手段がインク吐出用の
   熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えてい
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載
   のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 記録手段は、電気熱変換体によって印加
   される熱エネルギーにより、インクに生ずる膜沸騰を利
   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６に記載のインクジェット記録装置。