JP2001277546A

JP2001277546A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2001277546A
Application number: JP2000093460A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Sugiyama; 敏郎杉山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】吸引回復時の廃インクを蓄積するに際し、装置
本体に大容量の廃インク蓄積手段を設けなくて済ますこ
とができ、記録装置の小型化、薄型化及び軽量化を容易
に実現できるインクジェット記録装置を提供する。【構成】交換式のインクカートリッジ４０にインク貯留
部４１の他に廃インク貯留部４２を設けるとともに、吸
引ポンプ９を廃インク貯留部に断続させるための断続手
段（可動式廃ジョイント２１）を設け、吸引回復時に、
断続手段により吸引ポンプを廃インク貯留部に接続する
ことにより吸引した廃インクを廃インク貯留部に蓄積さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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（記録情報）に基づいて紙、布、プラスチックシー
ト、ＯＨＰ用シート等の被記録材（被記録媒体）に画像
（文字や記号等を含む）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（紙送り方向、副走査
方向）と交叉する方向に主走査しながら記録するシリア
ルタイプの記録装置においては、被記録材に沿って主走
査方向に移動するキャリッジ上に搭載した記録手段（記
録ヘッド）によって画像を形成（記録）し、１行分の画
像形成を終了した後に所定量の紙送り（副走査としての
ピッチ搬送）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（記録用紙等）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】そのうち、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、記録ヘッド（記録手
段）から被記録材へインクを吐出して記録を行うもので
あり、記録ヘッド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、多種類のインク（例えばカラーインク）を
使用してカラー画像を形成するのが容易であるなどの利
点を有している。

【０００５】インクジェット記録ヘッドの吐出口からイ
ンクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する
エネルギー発生素子としては、ピエゾ素子等の電気機械
変換体を用いるもの、レーザー等の電磁波を照射して発
熱させ、この発熱作用によってインク滴を吐出させるも
の、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換体によって
液体を加熱するものなどがある。その中でも、熱エネル
ギーを利用してインクを滴として吐出するインクジェッ
ト式の記録ヘッドは、吐出口を高密度に配列することが
できるため高解像度の記録をすることが可能である。特
に、その中でも、電気熱変換体素子をエネルギー発生素
子として用いる記録ヘッドは、小型化が容易であり、か
つ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上
性が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十分に
活用でき、高密度実装化が容易で製造コストも安価なこ
とから、有利である。

【０００６】また、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、これらの要求に対する開発が
進み、通常の被記録材である紙（薄紙や加工紙を含む）
や樹脂薄板（ＯＨＰ等）などの他に、布、皮革、不織
布、さらには金属等を被記録材として用いる記録装置も
使用されるようになっている。

【０００７】前記インクジェット記録装置の記録手段
（記録ヘッド）では、一般にインク吐出部が複数の微細
な吐出口で構成されており、このような複数の吐出口を
有する記録手段では以下のような原因によりインク吐出
不良を生じることがある。すなわち、第１に、長期間使
用されなかった吐出口からインクが蒸発することに起因
する吐出口内のインクの増粘又は固着。第２に、低温環
境使用下における吐出口内のインクの増粘（粘度上
昇）。第３に、長期間使用されなかった記録ヘッド内部
のインク中に発生した気泡のたまり。第４に、熱による
インク内の発泡を利用する記録ヘッドにおいて、インク
の温度上昇に伴うインク内の気体溶解度の低下に起因し
て発生するインク中の泡たまり。第５に、インクタンク
交換式のインクジェット記録装置において、インクタン
ク交換時に記録ヘッド内に侵入する空気に起因するイン
ク流路内の気泡。

【０００８】これらの原因によるインクの吐出不良を回
避する手段として、記録手段（記録ヘッド）にキャップ
を密着させて吐出口部分を密閉するとともに該キャップ
に接続された吸引力発生手段（負圧発生手段）を作動さ
せることにより、吐出口から強制的にインクを吸い出す
処理を行う吸引回復手段が知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たインクジェット記録装置においては、吸引回復時に記
録手段から吸引された廃インクを装置本体に配設した廃
インク吸収体に全て蓄積するように構成されるので、廃
インク吸収体として、装置本体の寿命に相当する分の廃
インクを貯留するだけの容量（容積）が必要となり、そ
のため、装置本体が大型になり、携帯性が重視される場
合などにおける小型化、薄型化及び軽量化の妨げになる
という解決すべき課題があった。

【００１０】本発明はこのような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、吸引回復時の廃イ
ンクを蓄積するに際し、装置本体に大容量の廃インク蓄
積手段を設けなくて済ますことができ、記録装置の小型
化、薄型化及び軽量化を容易に実現できるインクジェッ
ト記録装置を提供することである。

【００１１】

【課題解決のための手段】本発明（請求項１）は、上記
目的を達成するため、記録手段からインクを吐出して被
記録材に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記記録手段の吐出口を密閉するためのキャップと、該
キャップを通して吐出口からインクを吸引する吸引力発
生手段と、該吸引力発生手段と廃インク貯留部とを離接
させるための、前記キャップとは別の離接手段と、を有
し、前記離接手段によって前記吸引力発生手段と前記廃
インク貯留部とを接続し、吐出口から吸引したインクを
前記廃インク貯留部に蓄積させることを特徴とする。

【００１２】請求項２〜７の発明は、上記請求項１の構
成に加えて、前記記録手段にインクを供給するためのイ
ンク貯留部を有する交換式のインクカートリッジを備
え、該インクカートリッジの一部に廃インク貯留部を設
ける構成、前記記録手段及び前記インクカートリッジが
主走査方向に往復移動する構成、前記記録手段及び前記
インクカートリッジが主走査方向に往復移動するキャリ
ッジに装着される構成、前記記録手段と前記インクカー
トリッジは別体である構成、前記インクカートリッジが
前記記録手段と一体に設けられている構成、あるいは、
前記インクカートリッジと前記記録手段は個別に交換可
能である構成とすることにより、上記目的を達成するも
のである。

【００１３】請求項８の発明は、上記請求項４の構成に
加えて、主走査方向に往復移動するキャリッジに前記イ
ンクカートリッジを装着したとき、前記廃インク貯留部
が前記インクカートリッジから分離されて装置本体側の
固定位置に保持される構成とすることにより、さらに、
キャリッジを使用して往復移動させる重量を減らして記
録時の消費電力を節減し得るインクジェット記録装置を
提供するものである。

【００１４】

【作用】上記のように構成されたインクジェット記録装
置にあっては、吸引回復時の廃インクは交換式のインク
カートリッジ内に蓄積され、インクカートリッジの交換
と同時にそれまで蓄積された廃インクがなくなるので、
装置本体の寿命に相当するような大容量の廃インク蓄積
手段を設ける必要がなく、その分、記録装置の小型化、
薄型化及び軽量化を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。なお、全ての図面を通して同一符
号は同一又は対応部分を示している。図１は本発明を適
用したインクジェット記録装置の第１実施例の模式的平
面図であり、図２は図１中の線２−２から見た模式的正
面断面図である。なお、図１は後述するキャップ７及び
吸引ポンプ９の配置を示すべくキャリッジ１が記録領域
にある場合を示し、図２はキャリッジ１がキャップ１と
密着可能なホームポジションにある場合を示す。図１及
び図２において、キャリッジ１は、主走査モータ２を駆
動源とし、一対のプーリ３、３に巻装されたベルト４を
介して伝達される駆動力により、両矢印Ｐ方向に往復移
動させられる。前記ベルト４は、キャリッジ１のベルト
固定部５に連結されている。その際、前記キャリッジ１
は、装置本体に取り付けられたメインレール３８とサブ
レール３９に案内支持されて往復移動する。

【００１６】前記キャリッジ１には記録手段（記録ヘッ
ド）６及びインクカートリッジ４０が交換可能に装着さ
れている。図１１はキャリッジ１に搭載される記録ヘッ
ド６及びインクカートリッジ４０を示す斜視図である。
図１１において、先ずキャリッジ１に対して記録ヘッド
６が装着され、該記録ヘッド６に対してインクカートリ
ッジ４０が装着されるように構成されている。インクカ
ートリッジ４０は、記録ヘッド６へインクを供給するた
めのインク貯留部４１と記録ヘッド６からの廃インクを
蓄積するための廃インク貯留部４２を備えている。そし
て、インク貯留部４１及び廃インク貯留部４２のそれぞ
れには、インク吸収体が挿入（充填）されている。ま
た、インク貯留部４１にはインク供給孔４０ａが設けら
れ、廃インク貯留部４２には廃インク導入孔４０ｂが設
けられている。

【００１７】記録ヘッド（記録手段）６にはインクカー
トリッジ４０を装着するためのカートリッジ固定部６ａ
が設けられ、該カートリッジ固定部６ａの内部には、イ
ンクカートリッジ４０のインク供給孔４０ａを接続する
ためのインク開口部６ｂ、並びに、後述する廃ジョイン
ト２１（図６〜図１０参照）を前記廃インク導入孔４０
ｂに接続させるための廃インク開口部６ｃが設けられて
いる。インクカートリッジ４０を記録ヘッド６のカート
リッジ固定部６ａに装着すると、インク貯留部４１のイ
ンク供給孔４０ａは前記インク開口部６ｂを通して記録
ヘッド６のインク室（各吐出口へ通じる共通液室）へ接
続され、廃インク貯留部４２の廃インク導入孔４０ｂは
前記廃インク開口部６ｃから下方へ突出する（図６〜図
１０参照）。

【００１８】前記記録手段（記録ヘッド）６は、記録信
号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐
出口からインクを選択的に吐出して記録するインクジェ
ット記録ヘッドである。また、この記録ヘッド６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。さらに、前記記録ヘッド
６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。前記電気熱変換体は各吐
出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて
対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによ
って対応する吐出口からインクを吐出するものである。

【００１９】図１７は、記録手段（記録ヘッド、ヘッド
カートリッジ）６のインク吐出部（一つの吐出口列）の
構造を模式的に示す部分斜視図である。図１７におい
て、記録媒体（記録用紙等の被記録材）と所定の隙間
（例えば、約０．３〜２．０ミリ程度）をおいて対面す
る吐出口面８１には、所定のピッチで複数の吐出口８２
が形成され、液室（共通液室）８３と各吐出口８２とを
連通する各液路８４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）８５が配設されている。

【００２０】本実施例においては、記録ヘッド６は、前
記吐出口８２が主走査移動方向（キャリッジ１の移動方
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１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８５を駆動（パ
ルス電圧を印加）して、液路８４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８２からイン
ク滴を吐出させる記録手段（記録ヘッド）６が構成され
ている。

【００２１】図３は図２においてキャリッジ１が線３−
３より図示左側へ移動した場合でかつ被記録材（記録用
紙）１５を挿入した場合の縦断面図である。図３におい
て、記録用紙１５は図示左側から矢印Ｒ方向に挿入（給
紙）され、図示右側から矢印Ｓ方向に排出される。記録
用紙１５を矢印Ｒ方向から挿入すると、記録用紙１５
は、先ず手差しローラ１７と手差し従動ローラ１６の間
に挟まれ、これらのローラ１７、１６により矢印Ｔ方向
に搬送される。この記録用紙１５は、次いでプラテン３
５上を通り、搬送ローラ（紙送りローラ）１９と搬送従
動ローラ（紙送り従動ローラ）１８の間に挟まれて矢印
Ｔ方向へ搬送され、排紙口２２から排出される。そし
て、記録用紙１５がプラテン３５上に存在する時に、キ
ャリッジ１に装着された記録ヘッド６からインクを吐出
することで該記録用紙１５上に画像が形成（記録）され
る。

【００２２】上記インクジェット記録装置においては、
記録ヘッド６内のインク中の微細なごみや気泡の影響に
より、あるいは、吐出口からのインク蒸発によって該吐
出口付近のインク粘度が高くなることなどにより、吐出
不良（不吐出を含む）を生じることがあり、これに対処
するための回復処理手段として、吸引ポンプ（吸引力発
生手段）によって記録ヘッド６の吐出口８２からインク
を吸引する吸引回復手段が装着されている。次に、この
吸引回復手段について説明する。

【００２３】図４は本発明を適用したインクジェット記
録装置の第１実施例（図１の記録装置）における吸引回
復手段の構成を示す模式的斜視図であり、図５は本発明
を適用したインクジェット記録装置の第１実施例の回復
機構（キャリッジ無し）を示す部分平面図であり、図６
は本発明を適用したインクジェット記録装置の第１実施
例の吸引回復時の状態を示す部分正面断面図であり、図
７は図６の第１実施例のキャップ開放時の状態を示す部
分正面断面図であり、図８は図６の第１実施例のキャッ
ピング時の状態を示す部分正面断面図であり、図９は図
６の第１実施例の吸引力発生手段と廃インク貯留部とを
接続した状態を示す部分側面断面図であり、図１０は図
６の第１実施例のキャップ開放時の状態を示す部分側面
断面図であり、図１２は図４の吸引ポンプ９の動作を説
明するために各段階の状態を順次示す模式的縦断面図で
ある。

【００２４】回復機構は、図１、図２及び図４に示すよ
うに、記録ヘッド６の吐出口を密閉するためのキャップ
７と該キャップ７に接続された吸引ポンプ９とを備えて
いる。そして、本実施例では、前記吸引ポンプ（吸引力
発生手段）９に、後述するように吸引回復時に該吸引ポ
ンプ９の内部を前記廃インク貯留部４２に接続させるた
めの断続手段としての廃ジョイント２１が設けられてい
る。図４において、７は塩素化ブチルゴム等のゴム状弾
性材で形成されたキャップ、１０はキャップ７を保持す
るキャップホルダー、９は記録ヘッド６の吐出口からイ
ンクを吸引するための負圧を発生させる吸引力発生手段
としての吸引ポンプ、２０は廃ジョイント２１を保持す
る廃ジョイントホルダーである。そして、図６〜図１０
及び図１２に示すように、前記キャップ７と前記吸引ポ
ンプ９の内部とは吸引チューブ６１を通して接続されて
おり、前記廃ジョイント２１と前記吸引ポンプ９の内部
とは廃インクチューブ６２を通して接続されている。

【００２５】図４において、前記吸引ポンプ９の本体は
シリンダ状をしており、その表面には支持部９ａと腕部
９ｂと支持９ｃが一体に形成されている。前記支持部９
ａは前記キャップホルダー１０を支持するためのもので
ある。また、前記腕部９ｂには、後述するキャップギア
１３に形成されたキャップカム部１３ａに当接されたカ
ムフォロア９ｄが設けられている。さらに、前記支持部
９ｃは前記廃ジョイントホルダー２０を支持するための
ものである。こうして、前記キャップカム部１３ａの回
動位置に応じて吸引ポンプ９を揺動させ、キャップ７と
記録ヘッド６との当接（キャッピング）並びに廃ジョイ
ント２１と廃インク貯留部４２の当接（接続）を制御す
るように構成されている。

【００２６】図４において、１１はキャップ７を記録ヘ
ッド６に押圧する弾性力を発生させるための押圧バネ、
１２は吸引ポンプ９の後述するピストン３０を軸方向に
移動させて該吸引ポンプを作動（動作）させるためのポ
ンプギアである。吸引ポンプ９は、前記ポンプギア１２
を回動駆動することによりポンプ本体（シリンダ）内の
ピストン（図１２中のピストン３０を参照）を軸方向に
移動させることで、該吸引ポンプ９内に負圧吸引力
（０．１〜０．５気圧程度の負圧）を発生させてインク
を吸引したり、吸引したインクを送り出したりするよう
に構成されている。前記ポンプギア１２は平行に配設さ
れたキャップギア１３の外周ギア部１３ｂと噛み合って
いる。このキャップギア１３には、前記キャップ７及び
前記廃ジョイント２１を昇降させるためのキャップカム
部１３ａが形成されている。前記キャップギア１３は不
図示の駆動モータの駆動ギアに連結されている。

【００２７】こうして、前記駆動モータを作動させるこ
とにより、前記キャップギア１３及びポンプギア１２が
回動駆動され、キャップ７の昇降動作と吸引ポンプ９の
動作（吸引力発生等）と廃ジョイント２１の昇降動作が
所定のタイミングで行われるように制御される。図４〜
図１２に示すように、廃ジョイント２１を保持した廃ジ
ョイントホルダー２０は、キャップホルダー１０の場合
と同様、吸引ポンプ９の支持部９ｃにより該吸引ポンプ
の本体とともに回動しかつ前記廃インク導入孔４０ｂと
密着するように支持（首振り可能に）されている。ま
た、廃ジョイント２１は、キャップ７と同様、ゴムなど
のゴム状弾性材の成形品で形成されており、廃インクチ
ューブ６２を通して吸引ポンプ９に接続されている。

【００２８】こうして、本発明によるインクジェット記
録装置、すなわち、記録手段６から被記録材１５へイン
クを吐出して記録を行うインクジェット記録装置におい
て、前記記録手段の吐出口８２を密閉するためのキャッ
プ７と、該キャップを通して吐出口からインクを吸引す
る吸引力発生手段（吸引ポンプ９等）と、記録手段にイ
ンクを供給するためのインク貯留部４１を有する交換式
のインクカートリッジ４０とを備え、前記インクカート
リッジの一部に廃インク貯留部４２を設けるとともに、
前記吸引力発生手段を前記廃インク貯留部に断続させる
ための断続手段（廃ジョイント２１等）を設け、吸引回
復時に、前記断続手段により前記吸引力発生手段を前記
廃インク貯留部に接続することにより、吐出口から吸引
したインクを前記廃インク貯留部に蓄積させることを特
徴とするインクジェット記録装置が構成されている。

【００２９】次に、図４〜図１２を参照して、本発明を
適用したインクジェット記録装置の第１実施例の要部構
成及びその動作をさらに具体的に説明する。吸引回復を
行うためにキャリッジ１がキャップ７と対向する位置
（ホームポジション）に移動してくると、不図示の駆動
モータが作動されてキャップギア１３が回動駆動され、
キャップカム部１３ａに沿って吸引ポンプの腕部９ｂが
動かされることで吸引ポンプ９及びキャップ７が図８中
の矢印Ｈ方向に回動し、キャップ７が上昇して記録ヘッ
ド６に接触する。このキャップ７は、さらに押圧バネ１
１の作用により記録ヘッド６に密着するように押圧され
る。廃ジョイント２１は、同様に吸引ポンプ９とともに
矢印Ｈ方向に回動し、下方向に下がる。

【００３０】前記キャップ７を記録ヘッド６に密着させ
るまでの間は、ポンプギア１２も同時に回動して吸引ポ
ンプ９内のピストン３０（図１２）を軸方向に移動させ
るが、キャップ７は未だ記録ヘッド６に密着せずに大気
に開放されているため、吸引ポンプ９による吸引力は発
生しない。

【００３１】そして、前記駆動モータを継続して作動さ
せると、ポンプギア１２がさらに回動して吸引ポンプ９
内のピストン３０がさらに軸方向に移動することによ
り、該吸引ポンプ９内に負圧が発生し、大気圧と該負圧
との差圧（負圧）が記録ヘッド６の吐出口部に作用する
ことで、吐出口内のインクがキャップ７内へ吸い出され
る。この際、キャップ７は記録ヘッド６に密着させら
れ、前記ポンプギア１２の回動とともに前記キャップギ
ア１３も回動するが、その間、前記キャップ７と記録ヘ
ッド６との密着は前記キャップカム部１３ａの形状によ
り一定に保たれ、吐出口部に対して所定の時間にわたっ
て所定の吸引力を作用させて所定の吸引回復動作を行う
ように構成されている。

【００３２】次に、ここまでの吸引ポンプ９の動作を図
１２を参照して具体的に説明する。図１２において、吸
引ポンプ９のピストン３０の一端部にはポンプギア１２
の内径ネジ部とネジ係合するネジ部（雄ネジ部）３０ａ
が形成されており、該ピストン３０の中間部にはＯリン
グから成るピストン摺動部３１を保持する（押さえる）
ためのつば部３０ｂが設けられている。そして、前記ネ
ジ部３０ａとかみ合うポンプギア１２が回動することに
より、前記ピストン３０は軸方向に（一方向に）に移動
する。Ｏリングから成る前記ピストン摺動部３１は、前
記ピストン３０のつば部３０ｂにより該ピストン３０に
固定されている。吸引ポンプ９の本体にはシリンダ内部
をキャップ７へ接続する通路（吸引チューブ６１）との
連通口６３が形成されており、該連通口６３は前記ピス
トン３０の軸方向移動（位置）により前記ピストン摺動
部３１により開閉制御される。

【００３３】また、吸引ポンプ９のシリンダ部（本体の
内部）にはピストン３０の外周面を摺動可能に密封する
ためのＯリングから成るシール部材３２が固定されてい
る。これらのＯリング３１、３２はゴム等のゴム状弾性
材で形成されており、吸引ポンプ９のシリンダの内径や
ピストン３０の外周面に密着してシールしている。３３
はゴム等のゴム状弾性部材で形成された逆止弁である。
この逆止弁３３は、図１２の（ａ）の拡大図に示すごと
く、吸引ポンプ９のシリンダ部から廃ジョイント２１へ
至る通路（廃インクチューブ６２）との連通口６４を閉
じたり（実線）、開いたり（破線）する。

【００３４】このような構成において、通常の記録動作
の際の待機時には、図１２の（ａ）に示すごとく、吸引
ポンプ９のキャップ７への開口部６３はピストン摺動部
３１により閉じられている。そして、この状態から、キ
ャップ７を記録ヘッド６に押し当てるためにキャップギ
ア１３を回動駆動すると、ポンプギア１２も回動し、ピ
ストン３０は矢印Ｊ方向に移動する。このピストン３０
に伴ってピストン摺動部３１も矢印Ｊ方向に移動し、吸
引ポンプ９のキャップ７への開口部６３が開かれ、図１
２の（ｂ）の状態になる。これに伴い、前記キャップカ
ム部１３ａ（図４）のカム形状によりキャップ７が記録
ヘッド６へ向けて移動（上昇）し、さらに前記押圧バネ
１１の作用等により記録ヘッド６に密着する。

【００３５】この時、前記キャップカム部１３ａのカム
形状は、キャップ７が記録ヘッド６に密着した後でも、
このピストン３０の矢印Ｊ方向の移動をさらに所定時間
継続させるように選定されており、そのため、ピストン
３０の移動に応じてピストン摺動部３１とシール部材３
２との間のシリンダ内部空間に負圧が発生する。この
時、逆止弁３３は上記空間の負圧により閉じられてお
り、廃ジョイント２１との接続は遮断されている。従っ
て、吸引チューブ６１を介して大気圧と負圧との差（負
圧）が記録ヘッド６の吐出口８２に作用し、該吐出口内
のインクがキャップ７内へ強制的に吸い出され、該イン
ク（廃インク）はさらに吸引チューブ６１を通して吸引
ポンプ９の前記負圧空間内へ導入蓄積される。

【００３６】そして、この状態にて所定時間待機するこ
とにより、吸引ポンプ９内及びキャップ７内が大気圧に
戻る。その後、前記駆動モータ（不図示）を逆転させて
キャップギア１３及びポンプギア１２を上記と逆の方向
に回動させると、図１２（ｂ）の状態からピストン３０
の移動方向が反転され、該ピストン３０は矢印Ｋ方向に
移動し、ピストン摺動部３１も矢印Ｋ方向に移動する。
これと同時に、キャップカム部１３ａの形状により吸引
ポンプ９も対応方向に回動され、キャップ７及び廃ジョ
イント２１は図８中の矢印Ｌ方向に回動する。そのた
め、キャップ７が記録ヘッド６から離れることでその間
の密着が開放され、廃ジョイント２１の方は上昇してイ
ンクカートリッジ４０の廃インク導入孔４０ｂに当接
し、図９に示す状態になる。廃ジョイント２１は、ゴム
状弾性材で形成されているため、前記廃インク導入孔４
０ｂに接触して変形することにより密封状態で押圧され
る。こうして、吸引ポンプ９の内部は、廃インクチュー
ブ６２を介して、キャリッジ１上のインクカートリッジ
４０の廃インク貯留部４２と連通状態で接続されること
になる。

【００３７】この状態で、不図示の駆動モータの逆転を
続けると、ピストン３０が矢印Ｋ方向に移動し、図１２
の（ｃ）に示すように、ピストン摺動部３１が開口部６
３を通過し、そして、該ピストン摺動部３１とシール部
材３２との間のシリンダ内空間に正圧が加わることにな
る。そのため、連通口６４を閉じていた逆止弁３３が開
かれ、シリンダ内空間に導入されていた廃インク（記録
ヘッド６から吸引したインク）は、吸引ポンプ９から押
し出され、廃インクチューブ６２及び廃ジョイント２１
を通して前記廃インク貯留部４２内へ導入され、該廃イ
ンク貯留部４２内に吸収、蓄積される。この時の状態は
図１２の（ｄ）及び図９に示す通りである。

【００３８】図１１を参照して前述したように、キャリ
ッジ１に装着されて記録ヘッド６にインクを供給するた
めの交換式のインクカートリッジ４０には、記録ヘッド
６に供給される本来のインクが貯留されたインク貯留部
４１の他に、吸引回復操作により記録ヘッド６から吸引
ポンプ９へ吸引された廃インクを蓄積するための廃イン
ク貯留部４２が設けられている。記録ヘッド６及びイン
クカートリッジ４０をキャリッジ１に装着した状態で
は、該インクカートリッジ４０の廃インク貯留部４２内
のインク吸収体は、インクを吸収するとある程度の圧力
が加わらない限り、インクを保持するため、廃インク貯
留部４２の廃インク導入孔４０ｂが開放されているとき
でも、廃インクが漏れ出すことはない。また、廃インク
貯留部４２の容量は、インク貯留部４１内のインクを使
用し切るまでの吸引量に匹敵するように予め設定されて
おり、例えば通常の記録装置の場合、約２０％が廃イン
クとなることから、インク貯留部４１の容量の約２０％
程度に設定される。

【００３９】そして、吸引ポンプ９から廃インク貯留部
４２への廃インク押し出しが終了すると、前記駆動モー
タ（不図示）を正転させることにより、ピストン３０の
移動方向を反転させ、図１２の（ｄ）に示すようにピス
トン摺動部３１を矢印Ｊ方向へ移動させ、図１２の
（ａ）に示すような当初の状態に戻す。この時、廃ジョ
イント２１は、キャップギア１３の回動に伴うキャップ
カム部１３ａの作用により、インクカートリッジ４０の
廃インク貯留部４２から離隔され、その間の接続が遮断
（又は開放）される。こうして、図７及び図１０に示す
ように、キャップ７及び廃ジョイント２１は、いずれ
も、相手との当接を開放された釈放位置（退避位置）に
止められる。この図７及び図１０の状態で吸引ポンプ９
が図１２の（ａ）の状態になるように、ポンプギア１２
とピストン３０のネジ部３０ａとキャップギア１３のキ
ャップカム部１３ａとの間の位相関係は予め設定されて
いる。この状態では、キャリッジ１は自由状態（往復移
動可能な状態）となり、次の動作（例えば、記録ヘッド
６の吐出口面８１のワイピング動作など）を行うことが
可能となる。

【００４０】また、図１及び図２に示すように、キャッ
プ７の横には、ゴム板等の板状のゴム状弾性材で作られ
たワイパーブレード（ワイピング部材）８が取り付けら
れている。このワイパーブレード８は、記録ヘッド６に
より記録用紙１５に記録した後や、前述のような吸引回
復動作の後に、記録ヘッド６の吐出口面に付着したイン
ク等の異物を拭き取るためのものである。前記ワイパー
ブレード８は、不図示の昇降手段により記録ヘッド６の
吐出口面の移動領域に対して進入離脱するように制御さ
れ、ワイピング（クリーニング）動作時のみ進入位置に
保持して吐出口面を拭き取り清掃するように装着されて
いる。また、記録ヘッド６の吐出口のインクのメニスカ
スを一定に保つ目的で、記録を実行する前に記録ヘッド
６からインクを吐出させる予備吐出操作が行われるが、
この予備吐出操作で吐出されるインクをキャップ７内に
受け止めるように構成されることもある。

【００４１】以上、図１〜図１２で説明した第１実施例
によれば、吸引回復時の廃インクを蓄積するに際し、装
置本体に大容量の廃インク蓄積手段を設けなくて済ます
ことができ、記録装置の小型化、薄型化及び軽量化を図
る上できわめて好適な構成が得られる。

【００４２】図１３は本発明を適用したインクジェット
記録装置の第２実施例の要部構成の廃インク貯留部分離
前の状態を示す部分正面断面図であり、図１４は図１３
の第２実施例の要部構成の廃インク貯留部分離後の状態
を示す部分正面断面図であり、図１５は図１３中のイン
クカートリッジにおいて廃インク貯留部を分離結合する
ための構造及び動作を説明するための図１６中の矢印Ｖ
方向から見た部分平面図であり、図１６は図１３中のキ
ャリッジに搭載される前の記録手段及びインクカートリ
ッジのそれぞれを単独で示す模式的斜視図である。

【００４３】図１３〜図１６の第２実施例は、キャリッ
ジ１にインクカートリッジ４０を装着したとき、廃イン
ク貯留部４２がインクカートリッジ４０から分離されて
装置本体側の固定位置に保持されるように構成されてお
り、本実施例はこの点で図１〜図１２で説明した第１実
施例と相違しており、その他の点では実質的に同じ構成
を有している。つまり、本実施例は、インクカートリッ
ジ４０を記録装置に装着したときのキャリッジの重量を
減らし、記録時の移動質量を減少させることにより消費
電力を節減しようとするものである。本実施例は、以下
に説明するインクカートリッジの分離機構を有する点で
図１〜図１２の第１実施例と相違し、吸引回復機構を含
むその他の部分では同じ構成を有し同じ動作をするもの
であり、それぞれ対応する部分を同じ符号で示し、それ
らの詳細説明は省略する。

【００４４】図１３〜図１６を参照して、第２実施例の
インクカートリッジ４０の分離機構及び動作について説
明する。インクカートリッジ４０は、図１６に示すよう
に、記録ヘッド６へインクを供給するためのインク貯留
部４１に対して廃インク貯留部４２が着脱可能（分離可
能）に連結され、記録ヘッド（記録手段）６のカートリ
ッジ固定部６ａに対してはインク貯留部４１を固定する
ように構成されている。そのため、記録ヘッド６のカー
トリッジ固定部６ａには、インク貯留部４１のインク供
給孔４０ａが接続するためのインク開口部６ｂは設けら
れているが、廃ジョイント２１を廃インク導入孔４０ｂ
に接続させるための廃インク開口部６ｃ（図１１）は設
けられていない。

【００４５】図１６において、インクカートリッジ４０
の背面（又は正面）には、両インク貯留部４１、４２を
分離可能に結合するための爪部４０ｃとそれに対向する
位置に係合可能に形成された段付き凹部４０ｄがそれぞ
れ数カ所に設けられている。図示の例では、インク貯留
部４１に爪部４０ｃが設けられ、廃インク貯留部４２に
段付き凹部４０ｄが設けられている。前記爪部４０ｃ
は、図１５の（ｂ）に示すような所定方向の力を受ける
と弾性変位して前記段付き凹部４０ｄから離脱し、イン
ク貯留部４１と廃インク貯留部４２を押圧すると段付き
部を乗り越えて段付き凹部４０ｄと係合するような、弾
性力によりワンタッチで結合離脱可能ないわゆるパッチ
ン構造になっている。

【００４６】インクカートリッジ４０単独の状態、ある
いはキャリッジ１に装着しただけで該キャリッジが未だ
主走査移動していない状態では、図１３及び図１６に示
すように、爪部４０ｃと段付き凹部４０ｄが互いに係合
して、インク貯留部４１と廃インク貯留部４２は結合さ
れている。また、図１５及び図１６に示すように、廃イ
ンク貯留部４２の側面（図示右側面）にはマグネット吸
着板４０ｅが一体的に取り付けられており、装置本体
（シャーシ等）の側面部材にはマグネット５１が一体的
に取り付けられており、さらに、装置本体の側面部材に
は前記爪部４０ｃに接触可能なピン５０が設けられてい
る。

【００４７】この状態で、インクカートリッジ４０をキ
ャリッジ１上に装着すると（図１３の状態）、該キャリ
ッジ１が図１３又は図１５の（ａ）の状態から図示右方
向（矢印Ｗ方向）へ移動する。そうすると、図１５の
（ｂ）に示すように、ピン５０が爪部４０ｃと接触する
ことで、該爪部４０は弾性変形させられて段付き凹部４
０ｄから離脱する。その時、マグネット吸着板４０ｅ
が、装置本体側に設けられたマグネット５１に磁気吸引
力で吸着される（図１５の（ｂ））。次いで、そのまま
の状態でキャリッジ１の移動方向を反転させて図１５の
（ｂ）中の矢印Ｘ方向へ移動させると、廃インク貯留部
４２が前記磁気吸引力により装置本体側に吸着状態で固
定されたままとなる。つまり、カートリッジ４０が分離
され、キャリッジ１上にはインク貯留部４１のみが残さ
れることになる。

【００４８】前記廃インク貯留部４２が装置本体側に固
定される位置は、前述の第１実施例で説明した廃ジョイ
ント２１が上昇して廃インク導入孔４０ｂに密着接続可
能な対向位置に予め設定されているため、前述の第１実
施例の場合と同様な吸引回復動作を行うことができ、前
記吸引回復動作によって、記録ヘッド６から吸引ポンプ
９内に吸引された廃インクは、第１実施例の場合と同様
に廃ジョイント２１を通して廃インク貯留部４２内へ導
入され、該廃インク貯留部４２内に吸収、蓄積される。

【００４９】次に、インクカートリッジ４０を交換する
時など、該インクカートリッジを記録装置から取り外す
時の動作を説明する。図１４もしくは図１５の（ｃ）の
状態から、先ず、装置本体側のピン５０を不図示の機構
により図１５中の矢印Ｙ方向に移動（退避）させる。そ
して、キャリッジ１を図１５中の矢印Ｗ方向へ移動させ
ると、図１５の（ｄ）に示すように、爪部４０ｃと段付
き凹部４０ｄが係合することでインク貯留部４１と廃イ
ンク貯留部４２が再び結合される。この時、ピン５０は
退避しているので、爪部４０ｃと接触することはない。

【００５０】図１５の（ｄ）の状態から、そのままキャ
リッジ１を図１５中の矢印Ｘ方向に移動させると、爪部
４０ｃと溝部４０ｄが係合しているため、マグネット５
１とマグネット吸着板４０ｅの磁気吸着力に打ち勝って
廃インク貯留部４２が装置本体から離脱させられ、イン
クカートリッジ４０は、インク貯留部４１と廃インク貯
留部４２が結合して一体になったままキャリッジ１とと
もに図１５中の矢印Ｘ方向へ移動する。こうして、イン
ク貯留部４１と廃インク貯留部４２を結合させた状態
で、インクカートリッジ４０をキャリッジ１（又はキャ
リッジ１に装着された記録ヘッド６）から外して交換す
ることが可能になる。

【００５１】以上図１３〜図１６で説明した第２実施例
によれば、吸引回復時の廃インクを蓄積するに際し、装
置本体に大容量の廃インク蓄積手段を設けなくて済ます
ことができ、記録装置の小型化、薄型化及び軽量化を図
る上できわめて好適な構成が得られることに加え、イン
クカートリッジを記録装置に装着したときのキャリッジ
の重量が減少することから、記録時の移動質量を減少さ
せることにより消費電力を節減できるという効果が得ら
れる。

【００５２】なお、前述の第２実施例では、インクカー
トリッジ４０の結合手段として爪部４０ｃと段付き凹部
４０ｄから成るいわゆるパッチン方式を採用したが、こ
の結合手段としては、インク貯留部４１と廃インク貯留
部４２を結合離脱できるものであれば、その他の構成の
ものを適宜採用することができる。また、前述の第２実
施例では、廃インク貯留部４２を装置本体側に保持する
固定手段として、マグネット方式を採用したが、この固
定手段も、廃インク貯留部４２を離脱可能に保持固定で
きるものであれば、前記構成に限定されることなく、そ
の他の構成のものを適宜採用してもよい。さらに、前述
の実施例では、往復移動するキャリッジ１に記録ヘッド
６を搭載する場合を説明したが、これは記録ヘッドを直
接往復移動させるような構成にしてもよい。

【００５３】前述の実施例では、記録ヘッド６とインク
カートリッジ４０を分離できる構成について説明した
が、本発明は、インクカートリッジ一体型の記録ヘッド
（記録手段）に対しても同様に適用することができ、同
様の作用効果を得ることができるものである。また、本
発明は、複数色のインクを貯留するインクカートリッジ
についても同様に適用することができ、同様の作用効果
が得られるものである。さらに、前述の実施例では、吸
引回復手段で用いる吸引力発生手段（吸引ポンプ９）が
シリンダ・ピストンポンプである場合を説明したが、こ
れは、例えば、キャップに接続された可撓性チューブを
押し潰す（しごく）などしてチューブ内容物を押し出す
ことにより、該チューブ内に負圧吸引力を発生させるい
わゆるチューブポンプなど、他のタイプの吸引力発生手
段を使用してもよい。

【００５４】なお、以上の実施例では記録手段（記録ヘ
ッド）６を記録用紙等の被記録材に対して相対移動させ
ながら記録するシリアル記録方式を例に挙げて説明した
が、本発明は、被記録材の全幅または一部をカバーする
長さのラインタイプの記録手段を用いて副走査のみで記
録するライン記録方式など、記録方式の種類に関わらず
種々のインクジェット記録装置に適用可能なものであ
り、同様の効果を達成し得るものである。

【００５５】また、本発明は、１個の記録手段（記録ヘ
ッド）を用いて記録するインクジェット記録装置の他、
異なる色のインクで記録するカラー記録装置、あるいは
同一色彩で異なる濃度で記録する階調記録装置、さらに
は、これらを組み合わせた記録装置のように複数の異な
るインクを用いて記録するインクジェット記録装置の場
合にも、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。さらに、本発明は、記録ヘッドとイ
ンクタンクを一体化した交換可能なインクジェットカー
トリッジ（ヘッドカートリッジ）を用いる構成、記録ヘ
ッドとインクタンクを別体にし、その間をインク供給用
のチューブ等で接続する構成など、記録ヘッドとインク
タンクの配置構成がどのような場合にも同様に適用する
ことができ、同様の効果が得られるものである。

【００５６】また、本発明は、インクジェット記録装置
が、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体など、他の
エネルギーを用いる記録手段を使用するものである場合
にも適用することができ、同様の効果が得られるもので
ある。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
（請求項１）によれば、記録手段からインクを吐出して
被記録材に記録を行うインクジェット記録装置におい
て、前記記録手段の吐出口を密閉するためのキャップ
と、該キャップを通して吐出口からインクを吸引する吸
引力発生手段と、該吸引力発生手段と廃インク貯留部と
を離接させるための、前記キャップとは別の離接手段
と、を有し、前記離接手段によって前記吸引力発生手段
と前記廃インク貯留部とを接続し、吐出口から吸引した
インクを前記廃インク貯留部に蓄積させる構成としたの
で、吸引回復時の廃インクを蓄積するに際し、装置本体
に大容量の廃インク蓄積手段を設けなくて済ますことが
でき、記録装置の小型化、薄型化及び軽量化を容易に実
現できるインクジェット記録装置が提供される。

【００５８】請求項２〜７の発明によれば、上記請求項
１の構成に加えて、前記記録手段にインクを供給するた
めのインク貯留部を有する交換式のインクカートリッジ
を備え、該インクカートリッジの一部に廃インク貯留部
を設ける構成、前記記録手段及び前記インクカートリッ
ジが主走査方向に往復移動する構成、前記記録手段及び
前記インクカートリッジが主走査方向に往復移動するキ
ャリッジに装着される構成、前記記録手段と前記インク
カートリッジは別体である構成、前記インクカートリッ
ジが前記記録手段と一体に設けられている構成、あるい
は、前記インクカートリッジと前記記録手段は個別に交
換可能である構成としたので、吸引回復時の廃インクを
蓄積するに際し、装置本体に大容量の廃インク蓄積手段
を設けなくて済ますことができ、記録装置の小型化、薄
型化及び軽量化を容易に実現できるインクジェット記録
装置が提供される。

【００５９】請求項８の発明によれば、請求項４の構成
に加えて、主走査方向に往復移動するキャリッジに前記
インクカートリッジを装着したとき、前記廃インク貯留
部が前記インクカートリッジから分離されて装置本体側
の固定位置に保持される構成としたので、さらに、キャ
リッジを使用して往復移動させる重量を減らして記録時
の消費電力を節減し得る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第
１実施例の模式的平面図である。

【図２】図１中の線２−２に沿って見た模式的断面正面
図である。

【図３】図２中の線３−３に沿って見た模式的縦断面図
である。

【図４】本発明を適用したインクジェット記録装置の第
１実施例の回復機構の吸引力発生手段の構成を示す模式
的斜視図である。

【図５】本発明を適用したインクジェット記録装置の第
１実施例の回復機構をキャリッジが到達していない状態
で示す部分平面図である。

【図６】本発明を適用したインクジェット記録装置の第
１実施例の吸引回復時の状態を示す部分正面断面図であ
る。

【図７】図６の第１実施例でキャップ及び廃ジョイント
を開放した時の状態を示す部分正面断面図である。

【図８】図６の第１実施例でキャップを記録ヘッドに密
着させた時の状態を示す部分正面断面図である。

【図９】図６の第１実施例で吸引力発生手段と廃インク
貯留部とを接続した時の状態を示す部分側面断面図であ
る。

【図１０】図６の第１実施例でキャップ及び廃ジョイン
トを開放した時の状態を示す部分側面断面図である。

【図１１】本発明を適用したインクジェット記録装置の
第１実施例の記録手段及びインクカートリッジを示す模
式的斜視図である。

【図１２】本発明を適用したインクジェット記録装置の
第１実施例の吸引回復機構の吸引力発生手段の動作手順
を示す模式的縦断面図である。

【図１３】本発明を適用したインクジェット記録装置の
第２実施例で廃インク貯留部が分離されていない状態を
模式的に示す部分正面断面図である。

【図１４】図１３の第２実施例で廃インク貯留部が分離
されている状態を模式的に示す部分正面断面図である。

【図１５】本発明を適用したインクジェット記録装置の
第２実施例でインクカートリッジを分離結合するための
構成及び動作を模式的に示す部分平面図である。

【図１６】本発明を適用したインクジェット記録装置の
第２実施例の記録手段及びインクカートリッジを示す模
式的斜視図である。

【図１７】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。

【符号の説明】

１キャリッジ２主走査モータ４キャリッジ駆動用のベルト６記録手段（記録ヘッド）６ａカートリッジ固定部６ｂインク開口部６ｃ廃インク開口部７キャップ９吸引力発生手段（吸引ポンプ）９ａ支持部９ｂ腕部９ｃ支持部９ｄカムフォロア１０キャップホルダー１１押圧バネ１２ポンプギア１３キャップギア１３ａキャップカム部１３ｂ外周ギア部１５被記録材（記録用紙）１７手差しローラ１９搬送ローラ（紙送りローラ）２０廃ジョイントホルダー２１廃ジョイント３０ピストン３１ピストン摺動部３２シール部材３３逆止弁３５プラテン３８メインレール３９サブレール４０インクカートリッジ４０ａインク供給孔４０ｂ廃インク導入孔４０ｃ爪部４０ｄ段付き凹部４０ｅマグネット吸着板４１インク貯留部４２廃インク貯留部５０ピン５１マグネット６１吸引チューブ６２廃インクチューブ６３連通口（開口部）６４連通口８１吐出口面８２吐出口８４液路８５電気熱変換体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録手段からインクを吐出して被記録
材に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録手段の吐出口を密閉するためのキャップと、該
キャップを通して吐出口からインクを吸引する吸引力発
生手段と、該吸引力発生手段と廃インク貯留部とを離接
させるための、前記キャップとは別の離接手段と、を有
し、前記離接手段によって前記吸引力発生手段と前記廃
インク貯留部とを接続し、吐出口から吸引したインクを
前記廃インク貯留部に蓄積させることを特徴とするイン
クジェット記録装置。
【請求項２】前記記録手段にインクを供給するため
のインク貯留部を有する交換式のインクカートリッジを
備え、該インクカートリッジの一部に廃インク貯留部を
設け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】前記記録手段及び前記インクカートリ
ッジが主走査方向に往復移動することを特徴とする請求
項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記記録手段及び前記インクカートリ
ッジが主走査方向に往復移動するキャリッジに装着され
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。
【請求項５】前記記録手段と前記インクカートリッ
ジは別体であることを特徴とする請求項２〜４のいずれ
かに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記インクカートリッジが前記記録手
段と一体に設けられていることを特徴とする請求項２〜
４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記インクカートリッジと前記記録手
段は個別に交換可能であることを特徴とする請求項２〜
５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】主走査方向に往復移動するキャリッジ
に前記インクカートリッジを装着したとき、前記廃イン
ク貯留部が前記インクカートリッジから分離されて装置
本体側の固定位置に保持されることを特徴とする請求項
４〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記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１〜８のいずれかに記載のインクジェット記録
装置。
【請求項１０】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９に記載のインクジェット記録装置。