JP2002234194A

JP2002234194A - インクジェット記録装置およびその回復方法

Info

Publication number: JP2002234194A
Application number: JP2001033561A
Authority: JP
Inventors: Takeaki Shima; 丈明島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-08-20
Also published as: US6578948B2; US20020126175A1

Abstract

(57)【要約】【課題】構成および工程をあまり複雑にすることな
く、キャップ内部から吐出口面にインクが付着すること
を防止する。【解決手段】記録ヘッド３内部の液面の高さを回復す
るために、まず、カム６５およびキャップアームを利用
してキャップ手段５２で記録ヘッド３の吐出面３ａを覆
い、弁シャフトにより弁を閉じインクの供給路を閉じ
る。そこでチューブポンプ５９を作動させインクおよび
空気を吐出口から吸引する。次いで、弁を開いて供給路
を開放し、記録ヘッド３内にインクを流入する。そこ
で、第４のカム板６５ｄにより片開きアーム１１１を作
動させて、キャップベース６０の一端を押し下げ、キャ
ップ手段５２と吐出口面３ａとの間に隙間を形成する。
大気連通アームを作動させて大気連通弁７２を開き、キ
ャップ手段５２に外気を流入させ、キャップ手段５２で
吐出口面３ａを再び覆い、キャップ手段５２内部のイン
クをチューブに押し流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はヘッド回復手段を有
するインクジェット記録装置およびその回復方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の記録方式のうち、吐出口
（ノズル）からインクを吐出させて被記録材上に記録を
行うインクジェット記録方式は、低騒音のノンインパク
ト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が可能であるた
め、近年では広く採用されている。

【０００３】一般的なインクジェット記録装置は、記録
ヘッド（記録手段）を搭載するキャリアを駆動する駆動
手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御す
るための制御手段などを備えている。また、記録ヘッド
の吐出口からインクを吐出するためのエネルギーを発生
するために、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いて
インクに加圧するもの、レーザなどの電磁波を照射して
発熱させこの発熱により発泡させるもの、あるいは発熱
抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱さ
せ発泡させるものなどがある。その中でも熱エネルギー
を利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット
記録装置は、吐出口を高密度に配列させることができる
ため高解像度の記録をすることが可能である。特に電気
熱変換体素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘ
ッドは、小型化が容易であり、最近の半導体製造分野に
おいて技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマ
イクロ加工技術を応用して、その長所を十分に活用する
ことにより高密度実装化が容易でかつ製造コストを低く
できる。

【０００４】このようなインクジェット記録装置におい
ては、吐出口の目詰まりによる印字不良を防ぐために、
ヘッド回復手段が設けられている。このヘッド回復手段
の一つは、ヘッドをキャップにて覆った状態で、キャッ
プを介して吸引ポンプによってインクを吐出口から吸引
することにより、記録ヘッドおよびインク供給流路の内
部の高粘度インクや微細なごみやインク中の気泡をイン
クとともに吐出口先端より吸い出してしまうものであ
る。もう一つは、ヘッド表面を可撓性のワイパーブレー
ドで払拭することにより、ヘッド表面に付着した微細な
ごみや残余インクを取り除き、ヘッド表面をクリーンな
状態にするものである。さらにもう一つは、記録ヘッド
が記録を行う直前に少量のインクを吐出して、安定した
吐出を保つものである。

【０００５】また、これらキャリアに搭載された記録ヘ
ッドを往復動作させつつ印字するインクジェット記録装
置においては、インクタンク交換頻度を減らすためにイ
ンクタンクの大容量化が必要である、記録ヘッドとイン
クタンクとを一体的にキャリア上に搭載する簡便な構成
では、キャリア上に搭載されたインクタンクなどの慣性
が増大してしまうため、インクタンクをキャリア等の移
動部分とは別にして固定的に配置し、キャリア上の記録
ヘッドにチューブなどを接続してインクを供給する方法
が知られている。

【０００６】このようなインクジェット記録装置におい
ては、印字駆動時以外に記録ヘッドからインクが滴下し
ないように、大気圧に対し微少な負圧を常時かけること
により、印字のためのインク吐出と、無用のインク滴下
防止とを両立している。しかし、この状態で、印字駆動
時のキャリアの往復動の影響が加わると、接続チューブ
内のインクが流動して記録ヘッド内のインクを押し出し
たり、あるいは接続チューブ内にインクが引き込まれた
りして、吐出量変動を起こし印字ムラや不吐出が起き
る。

【０００７】この対策として、チューブと記録ヘッドと
の間の記録ヘッド近傍に空気溜りを設け、空気の弾性を
利用してチューブ内のインク流動による圧力変動を緩衝
し吐出を安定させる空気緩衝容器を配設する技術などが
知られている。この空気緩衝容器は、上部を空気溜り、
下部をインク溜りとして、空気が混入したチューブ内の
インクから空気を分離してインクのみを記録ヘッドに送
液する働きも併せ持っている。ただし、この空気緩衝容
器においては、キャリア往復動によるインク溜りの液面
の揺れによって空気溜りから記録ヘッド内へ空気が進入
することがないように、インク溜りの必要液面高さを確
保する必要がある。

【０００８】また、キャリアを走査せず記録媒体を搬送
して印字する方式においても、インク内に混入した空気
の分離のために前記したのと同様な空気緩衝容器を配設
する方法がある。この場合も、やはり空気緩衝容器内部
のインク溜りの必要液面高さを確保する必要がある。

【０００９】これらの空気緩衝容器のインク溜りの液面
高さは、チューブ壁面からの空気の透過進入やインク溶
存気体の脱泡により徐々に下がっていく傾向があるた
め、継続的に必要液面高さを維持する必要がある。例え
ば、１本のチューブによりインクを供給するインクジェ
ット記録装置における空気緩衝容器のインク溜りの必要
液面高さの維持方法としては、インク供給路に開閉手段
を設け、インク供給路を閉じて前記ヘッド回復手段のキ
ャップと吸引ポンプとを用いて記録ヘッド内のインクと
空気を吸引して記録ヘッド内に所定の負圧を発生させた
後、インク供給路を開きインクを充填するなどにより空
気緩衝容器内の減圧量を制御して、必要液面高さに復帰
させる方法がある。

【００１０】また、近年のカラーインクジェット記録装
置においては、多色インクを使用し各色に対応した吐出
口よりインクを吐出することにより、フルカラーの記録
が可能になっている。このようなカラーインクジェット
記録装置は、装置の小型化や、インクの記録紙に対する
着弾精度の向上や、キャリアの移動距離の短縮による記
録時間短縮などのため、各色に対応した各吐出口間の距
離を可能な限り縮め、複数色の吐出口を同一のキャップ
にて吸引回復を行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】複数色の吐出口を同一
のキャップで吸引回復した後、記録ヘッドからキャップ
を離すと、キャップ内で混色したインクが、記録ヘッド
の吐出口面に付着し、前述したインク滴下防止のための
微少な負圧により吐出口から記録ヘッド内に流入して混
色するため、記録品位を著しく低下させる。

【００１２】このような不都合を解決するには、記録ヘ
ッドの吐出口面にインクが付着することを抑える必要が
ある。そこで、例えば、特開昭６０−１５１０５９号に
開示されているように、キャップと空気取り入れ弁とを
チューブで接続し、この空気取り入れ弁を開いてキャッ
プ内を大気に連通させて、キャップ内に残留するインク
を吸引し、その後でキャップを離隔させる方法が採られ
ている。しかしながら、空気取り入れ弁を開くとキャッ
プ内は大気圧となり記録ヘッド内と圧力差が発生し、さ
らにキャップ内のインク量が多い場合には空気取り入れ
弁からの空気の流入によりインク面が上昇し吐出口面に
付着し混色が発生するおそれがあった。

【００１３】また、特開平６−１２６９４７号に開示さ
れているように、キャップをずらして隙間を作り、空吸
引を行った後、キャップの位置を変え、記録ヘッドの吐
出口面をキャップが完全にリークした状態で、さらに空
吸引を行う方法が採られている。これらの方法によれば
空気の流入によるインク面の上昇は発生しないが、二度
の空吸引が必要であり、その間に記録ヘッド内へのイン
クの流入および混色が発生するおそれがある。

【００１４】特に、前述したように空気緩衝容器内の液
面復帰動作が行われる時、同一のキャップにてインク吸
引が行われると、各色の空気緩衝容器内のインク量にば
らつきがある場合、記録ヘッド内の負圧のばらつきが発
生し、キャップ内で混色したインクが吐出口より逆流し
記録ヘッド内に流入するおそれがあった。

【００１５】そこで本発明の目的は、構成および工程を
あまり複雑にすることなく、キャップ内部から吐出口面
にインクが付着するおそれのないインクジェット記録装
置とその回復方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、記録手
段の吐出口面に設けられた吐出口からインクを吐出する
インクジェット記録装置において、吐出口面に密着して
吐出口を覆うキャップと、吐出口面に密着されたキャッ
プを介して吐出口から吸引を行なう吸引手段と、キャッ
プと吐出口面との間に部分的に隙間を生じさせる隙間形
成手段と、キャップ内部を大気に連通させる連通手段
と、を有するところにある。

【００１７】この構成によると、キャップ内のインクが
吐出口内へと逆流することや、吸引してキャップ内で混
ざったインクが再び吐出口面に付着することを防止、低
減することができる。さらに、吐出口面にインクが付着
しても吸引して除去するため、吐出口内のインクの混ざ
りを防止して高品位の記録品位を保つことができる。

【００１８】また、記録手段にインクを供給する供給路
を開閉する供給路開閉手段をさらに有することが好まし
い。

【００１９】隙間生成手段は、キャップの角度を補正す
る角度補正手段と、角度補正手段に作用してキャップの
一端側を吐出口面より隔離する隔離手段とを含んでいて
もよい。この構成では、吐出口面にキャップを密着させ
るために従来より設けられているキャップの角度補正手
段を用いているため、隙間生成手段として特別な機構を
設ける必要がない。

【００２０】記録手段は、複数の吐出口列が略平行に設
けられ、各吐出口列ごとに異なる色のインクを吐出する
ものであり、キャップが複数の吐出口列を共通に一括し
て覆うものであってもよい。

【００２１】キャップの吸引手段との連通部が、吐出口
列の長手方向に関して一方の端部側に設けられており、
キャップの連通手段との連通部と隙間形成手段によって
形成される隙間とが、吐出口列の長手方向に関して他方
の端部側に設けられることが好ましい。この構成による
と、インクの吸引と大気の流入によるキャップ内のイン
クの流れが、吐出口の長手方向に発生するため、インク
が各吐出口列を横断する方向に流れて混じることを抑え
ることができる。

【００２２】また、本発明のもう一つの特徴は、記録手
段の吐出口面に設けられた吐出口からインクを吐出する
インクジェット記録装置の回復方法において、キャップ
が吐出口面に密着した状態で、吸引手段が吐出口からイ
ンクを吸引する吸引工程と、キャップと吐出口面との間
に隙間を生じさせ、吸引手段によってキャップ内のイン
クを排出する第１の排出工程と、キャップ内部を大気に
連通させる連通手段を連通状態とし、キャップを吐出口
面に密着させ、吸引手段によってキャップ内のインクを
排出する第２の排出工程と、を有するところにある。こ
れによると、キャップ内のインクが吐出口内へと逆流す
ることや、吸引してキャップ内で混ざったインクが再び
吐出口面に付着することを防止、低減することができ
る。さらに、吐出口面にインクが付着しても吸引して除
去するため、吐出口内のインクの混ざりを防止して高品
位の記録品位を保つことができる。

【００２３】吸引工程は、キャップが吐出口面に密着し
記録手段へのインクの供給路を開閉する供給路開閉手段
が閉状態であるときに、吸引手段が吸引を行ない、しか
る後に供給路開閉手段を開状態とすることが好ましい。

【００２４】供給路開閉手段が開状態となるのと実質的
に同時に、吸引手段の吸引能力を下げることが好まし
い。この構成によると、記録手段内の負圧よりキャップ
内の負圧を常に大きくしてインクの吐出口内への逆流を
防止するとともに、吸引能力を低下させ記録手段内と大
気との圧力差を少なくすることにより、キャップと吐出
口面との間に隙間を生じさせた時、吐出口のメニスカス
の破壊を防ぎ吐出口からの逆流を防止し混ざりを防止で
きる。

【００２５】第１の排出工程において、隙間形成手段が
キャップと吐出口面との間に隙間を形成するのと実質的
に同時に、吸引手段の吸引能力を上げることが好まし
い。この構成によると、吸引時間を短縮できるとともに
吐出口面に付着した余分なインクも早急に吸引できるた
め吐出口内へのインクの混ざりを防止できる。

【００２６】

【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、各図面を通して同一の符号
は、同一または対応部分を示すものである。

【００２７】図１は、本発明の第１の実施形態のインク
ジェット装置を示す全体概略図である。図１に示すイン
クジェット記録装置１において、記録手段である記録ヘ
ッド３は、非記録材の一例である記録紙１１に対向した
面に、主走査方向と交差（略直交）する方向の複数の吐
出口列を持ち、各吐出口列ごとに異なる色のインクを吐
出する。記録ヘッド３には、各吐出口列に対して、各々
の供給チューブ５を介して、インクタンク４より各色の
インクがそれぞれ供給される。

【００２８】記録ヘッド３はキャリア２上に載置されて
おり、キャリア２は、フレーム６に両端部が固定され互
いに平行に配置されたガイドシャフト７とガイドレール
８に沿って摺動可能に支持されている。なお、このキャ
リア２は、不図示のベルト駆動装置およびモータにより
往復駆動される。

【００２９】キャリア２の移動範囲の近傍には、搬送ロ
ーラ９とこれに当接するピンチローラ（不図示）とが設
けられている。また、このインクジェット記録装置１の
前部には、フレーム６に着脱可能なカセット１０が取り
付けられている。記録紙１１は、カセット１０から供給
され、記録ヘッド３と対向する記録位置に至り、搬送ロ
ーラ９およびピンチローラに挟まれた状態でこの搬送ロ
ーラ９およびピンチローラの回転により、キャリア２の
移動方向（主走査方向）と実質的に直角方向（副走査方
向）に搬送され、記録終了後は排紙スタッカ１３に排出
される。

【００３０】キャリア２の移動範囲の一端部付近に設け
られたホームポジションには、記録ヘッド３と対向可能
な位置に、ヘッド回復手段５０が配設されている。ヘッ
ド回復手段５０は、待機中、記録動作前後もしくは一行
毎の記録の合間に作動し、記録ヘッド３の目詰まりを防
止するなど性能を保持するための、キャッピング、吸
引、ワイピングなどの動作を行う。次に、図２、３、４
を用いてこのヘッド回復手段５０について詳しく説明す
る。

【００３１】図２は、本実施形態のヘッド回復手段５０
とカム周辺の構成および動作を示す概略断面図であり、
本発明の説明に必要な要部のみを図示している。

【００３２】記録ヘッド３はインクを吐出する吐出口列
が設けられた吐出口面３ａを有しており、キャリア２と
一体的に、図３の紙面に直交する方向（主走査方向）に
走査される。ヘッド回復手段５０は、キャリア２がホー
ムポジションに移動したときに記録ヘッド３の吐出口面
３ａと対向する位置に設けられているキャップ手段５２
を有している。

【００３３】記録ヘッド３とキャップ手段５２の構成を
図３により説明する。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図で
あり、記録ヘッド３は、カラーインクジェット記録装置
における代表的な構成を有し、内部が、黒（Ｂｋ）、シ
アン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインク
室に分かれている。

【００３４】各インク室内には、吐出口を詰まらせない
ように異物の進入を防止するフィルタ３ｂが取り付けら
れており、フィルタ３ｂの上下の空間には、インク層と
空気層がそれぞれ形成される。

【００３５】シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）の吐出口列は、装置の小型化や、インクの記録紙
に対する着弾精度の向上や、キャリアの移動距離の短縮
による記録時間短縮のため、各吐出口間の距離を可能な
限り縮めてあり、黒（Ｂｋ）の吐出口列は他色の吐出口
列に比べて多少離れている。

【００３６】キャップ手段５２にはＢｋ用キャップ５２
ａとカラー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）用キャップ５２ｂとが形成さ
れており、後述する吸引選択により、使用頻度の違う吐
出口列を別々に吸引回復することにより排インク量を少
なくすることができる。キャップ手段５２はキャップベ
ース６０の上面に一体的に形成され、各キャップ５２
ａ，５２ｂの内部には吸収体１４が設けられている。キ
ャップベース６０には、取り付け穴のついた爪６０ａが
設けられており、キャップホルダ６１に設けられたボス
６１ａに取り付け穴が嵌合することにより揺動可能に取
り付けられ、キャップバネ１５により上方に付勢されて
いる。

【００３７】図２に示すように、記録ヘッド３の各イン
ク室にはインク供給口３ｃがあり、各色それぞれに供給
チューブ５とインクタンク４とが接続されている。

【００３８】インクタンク４は、印字駆動時以外に記録
インクが滴下しないよう記録ヘッド３に対し所定の水頭
差Ｈとなるように構成、配置されており、吐出や吸引で
記録ヘッド内のインクが減少すると、記録ヘッド３内の
負圧により供給チューブ５よりインクが自動的に供給さ
れる。供給チューブ５を含む供給路には弁１２等の供給
路開閉手段が設けられており、供給路の開閉が可能にな
っている。

【００３９】回復ベース５１は、記録ヘッド３や弁１２
などに対して、ヘッド回復手段５０の各部品を支持固定
するものである。

【００４０】キャップ手段５２のＢｋ用キャップ５２ａ
とカラー（Ｃ、Ｍ、Ｙ）用キャップ５２ｂには、吐出口
列の長手方向の中心より図２右側に離れた位置に連通手
段が設けられている。すなわち、この位置に、大気連通
チューブ７１が取り付けられており、その一端はそれぞ
れの大気連通弁７２に接続されている。

【００４１】また、キャップ５２ａ，５２ｂには、吐出
口列の長手方向の中心より図２左側に離れた位置に吸引
手段が設けられている。すなわち、この位置に、インク
等が流入可能な吸引チューブ５３が取り付けられてお
り、このチューブ５３が、チューブフレーム５４とポン
プフレーム５５との間を通って延びている。なお、図２
において、Ｂｋ用キャップ５２ａとカラー用キャップ５
２ｂの周囲の構成は、どちらも同じ断面図で示される。
ポンプフレーム５５にはポンプコロホルダ５６が軸支さ
れており、ポンプコロホルダ５６上には、外部へ突出す
るポンプコロ５７がＢｋ用とカラー用に２個設けられ、
ポンプフレーム回転軸５５ａを中心とした対称位置にも
同様にポンプコロ５７がＢｋ用とカラー用の２個設けら
れている。ポンプバネ５８は、ポンプコロ５７をそれぞ
れ外側（チューブフレーム５４側）へと圧接する方向に
付勢する。このチューブ５３、チューブフレーム５４、
ポンプフレーム５５、ポンプコロホルダ５６、ポンプコ
ロ５７により、チューブポンプ５９が構成されている。

【００４２】回復ベース５１の一方には、カム６５が回
転可能に軸支されている。カム６５には、ヘッド回復手
段５０の動作に必要な第１のカム板６５ａ、第２のカム
板６５ｂ、第３のカム板６５ｃ、第４のカム板６５ｄ
（図７参照）、第５のカム板（図示せず）が一体に形成
されている。なお、カム板の数は５個に限定されない。

【００４３】回復ベース５１に固定された軸７３には、
大気連通アーム７４がＢｋ用とカラー用として２個、キ
ャップアーム６２、片開きアーム１１１が軸支されてい
る。２個の大気連通アーム７４をそれぞれ反時計方向に
付勢するように、２個の大気連通バネ７５が設けられ、
Ｂｋ用とカラー用の大気連通弁７２をそれぞれ密封状態
に保つ。第１のカム板６５ａが回転すると、第１のカム
板６５ａの突起部６５ａａに追従して２個の大気連通ア
ーム７４が同時に揺動する。すると、大気連通アーム７
４の他端に形成された弁アーム７４ｂの動作により、２
個の大気連通弁７２の開閉が同時になされる。

【００４４】キャップホルダ６１は、回復ベース５１の
スライドリブ５１ａにそのガイド部６１ａが、スライド
軸５１ｂにガイド穴６１ｂがそれぞれ係合して、上下方
向に摺動可能に支持されている。キャップアーム６２
は、軸７３に揺動可能に支持されている。キャップアー
ム６２のカムフォロワ部６２ａと６２ｂは、第２のカム
板６５ｂと第３のカム板６５ｃの回転に倣い揺動する。
キャップアーム６２の他端にはキャップ駆動コロ部６２
ｃが形成されており、キャップホルダ６１の溝部６１ｃ
と係合し、キャップアーム６２の揺動に伴い上下方向に
スライドする。

【００４５】ワイパーブレード８１は、ウレタン等の可
暁性の材質でできており、ワイパーホルダ８２に固定さ
れ支持されている。ワイパーホルダ８２は、回復ベース
５１に対し不図示の部分で左右方向にスライド可能に支
持されている。ワイパクリーナ８３は、ワイパーブレー
ド８１の移動に従ってその先端部８１ａと接触すること
で、ワイパーブレード８１のクリーニングを行う。

【００４６】弁シャフト６６は、回復ベース５１に対し
不図示の部分で左右方向にスライド可能に支持されてお
り、不図示の第５のカム板により弁１２の開閉を行う。

【００４７】選択カム１０１には、カム部１０１ａ、１
０１ｂが設けられている。選択カム１０１は軸１０２を
中心に回動し、不図示の部分でバネにより反時計方向に
回転するように付勢されており、カム部１０１ａが回復
ベース５１に設けられたストッパー５１ｃと当接するこ
とにより止まっている。後述する選択動作により２個の
大気連通アーム７４を選択的に揺動させることにより、
Ｂｋ用とカラー用の大気連通弁７２の大気連通状態を選
択することができる。

【００４８】図４はヘッド回復手段５０の駆動部を表し
た図であり、図２の手前側から見た図である。図４に示
すように、ヘッド回復手段５０には、駆動源であるステ
ッピングモータ９１が取り付けられており、このステッ
ピングモータ９１のピニオン歯車９１ａは、減速歯車９
２を介して振り子状歯車伝達機構９３に連結されてい
る。この振り子状歯車伝達機構９３は、減速歯車９２と
連結されているベース歯車９３ａと、このベース歯車９
３ａに対し揺動可能に取り付けられている振り子アーム
９３ｂと、振り子アーム９３ｂの先端に取り付けられて
いる遊星歯車９３ｃとからなる。

【００４９】遊星歯車９３ｃは、図示するように図４右
側に位置している時は、カム歯車９４に噛み合ってい
る。カム歯車９４と、前述のカム６５とは一体的に回転
する。カム歯車９４の外周には、カム歯車フラグ９５が
設けられている。このカム歯車フラグ９５は、光学セン
サ９６からの光を遮光する遮光板であり、遮光されるか
否かを検知することによって光学センサ９６はカム歯車
９４の位相を知ることができる。

【００５０】ステッピングモータ９１が正転（図４の反
時計方向に回転）すると、減速歯車９２と、振り子状歯
車伝達機構９３のベース歯車９３ａが連動して回転し、
振り子アーム９３ｂは図示するように図４右側に傾き、
遊星歯車９３ｃがカム歯車９４に噛み合う。これによ
り、カム歯車９４が反時計周りに回転する。この時、カ
ム６５と一体の第１〜第５のカム板もカム歯車９４と一
体的に反時計回り方向に回転する。

【００５１】ステッピングモータ９１が逆転（図４の時
計方向に回転）すると、減速歯車９２およびベース歯車
９３ａが連動して回転し、振り子アーム９３ｂは図４左
側に傾き、遊星歯車９３ｃが選択ギア１０３に噛み合
い、一体に結合された選択カム１０１を回転させる。

【００５２】振り子状伝達機構９３は、ステッピングモ
ータ９１の正転時にはカム歯車９４を反時計回りに駆動
し、ステッピングモータ９１の逆転時には選択カム１０
１を時計回りに駆動する、ワンウェイ駆動伝達手段であ
る。

【００５３】ヘッド回復手段５０には、もう一つの駆動
源であるステッピングモータ９７が取り付けられてお
り、このステッピングモータ９７のピニオン歯車９７ａ
は減速歯車９８を介してポンプギア９９に連結されてい
る。前述のチューブポンプ５９は、ポンプギア９９と一
体的に回転する。

【００５４】ステッピングモータ９７が正転（図４の反
時計方向に回転）すると、減速歯車９８およびポンプギ
ア９９が連動して回転する。これにより、ポンプフレー
ム５５が反時計回りに回転すると、ポンプコロ５７が吸
引チューブ５３をチューブフレーム５４との間で押しつ
ぶしながら移動する。この動作により、キャップ手段５
２内が吸引されて内部の圧力が大気圧より低くなる。こ
れに伴って、記録ヘッド３の吐出口内の高粘度インクや
微細なごみやインク液中の気泡も吸い出され、目詰まり
等による印字不良を回避でき記録ヘッド３の印字性能を
回復できる。

【００５５】前述した図２は、記録動作中におけるヘッ
ド回復手段５０の状態を示す。キャップ手段５２は吐出
口面３ａに対し所定量離れた位置に待機し、記録ヘッド
３はキャップ手段５２上を自在に移動できる。安定した
吐出を保つため、記録ヘッド３は、記録を行う直前に少
量のインクをキャップ手段５２内に吐出する。キャップ
手段５２内に所定量のインクが溜まるとポンプを作動さ
せ、キャップ手段５２内のインクを排出してインクがあ
ふれることを防止している。また、記録ヘッド３の吐出
口からインクが吐出されると記録ヘッド３内のインクが
減少する。減少したインクは記録ヘッド３内の負圧によ
り供給チューブ５を介してインクタンク４から補充さ
れ、印字記録前の必要液面高さを維持する。

【００５６】以上説明した概略構成を有する本実施形態
のヘッド回復手段５０における、記録ヘッド３内のイン
ク液面高さ回復動作と本発明の目的であるインクの混色
防止について、図５〜図９を用いて説明する。

【００５７】図５は、記録ヘッド３内を所定の負圧にし
た状態を示す動作図である。低下した記録ヘッド３内の
インク液面を回復させるため、ステッピングモータ９１
を所定量正転させ、カム６５を回転させる。第２のカム
板６５ｂと第３のカム板６５ｃの回転に従い、カムフォ
ロワ部６２ａが第３のカム板６５ｃの斜面６５ｃａから
外周面６５ｃｂに倣い、キャップアーム６２が揺動する
と、キャップベース６１が上方向にスライドする。する
と、キャップ手段５２が記録ヘッド３に当接し、記録ヘ
ッド３の吐出口面３ａを密封状態とする。このとき、複
数のキャップバネ１５およびキャップベース６０等の作
用により、キャップ手段５２は角度が補正されて全体的
に記録ヘッド３の吐出口面３ａに密着する。このような
機構を角度補正手段と称する。

【００５８】また不図示の第５のカム板が、弁シャフト
６６を左方向に押し出して、弁１２を閉じ供給チューブ
５を閉状態にする。この閉状態でチューブポンプ５９を
動作させることで、記録ヘッド３の吐出口からインクを
吸い出し、さらに記録ヘッド３内に溜まっていた空気を
吐出口より吸い出すことにより記録ヘッド３内を所定負
圧にする。

【００５９】図６は、記録ヘッド３内のインク液面高さ
が回復した状態を示す。図５において記録ヘッド３内に
所定負圧を発生させた後、カム６５を所定量回転させる
と、弁シャフト６６は不図示の第５のカム板により引き
戻され、弁１２が開き、記録ヘッド３内の負圧分だけイ
ンクタンク４より供給チューブ５を通ってインクが充填
され、インク液面高さは回復する。

【００６０】弁１２が開くと実質的に同時に、チューブ
ポンプ５９の回転速度を低くしたり間欠回転させるなど
して吸引量を少なくする。これにより、キャップ５２内
に負圧を発生させ、吐出口からインクが逆流することを
防ぐとともに排インク量を抑えることができる。

【００６１】図７は、キャップの片開きと、その後大気
連通弁７２を開放した状態を示す動作図である。図６に
おいて、キャップ手段５２内には、吸引されたインクが
満ちている。特にカラー用キャップ５２ｂ内では各色が
混色しており、この状態で大気連通弁７２を開放する
と、大気連通チューブ７１を通って空気がキャップ手段
５２内に流入し、キャップ手段５２内においてインクは
吐出口面３ａに向かって噴出するため、吐出口内へイン
クが逆流し混色する。

【００６２】この対策として、キャップ手段５２の片側
を開放して隙間を形成する。カム６５を所定量回転させ
ると、第４のカム板６５ｄの回転に従い、片開きアーム
１１１のカムフォロワ部１１１ａが、第４のカム板６５
ｄの斜面６５ｄａから外周面６５ｄｂに倣い、片開きア
ーム１１１が軸７３を中心に揺動し、押し下げ部１１１
ｂがキャップベース６０の突き当て部６０ａに当接する
ので、キャップベース６０はキャップバネ１５を撓ませ
て時計方向に揺動する。この動作により、キャップ手段
５２の右側が記録ヘッド３の吐出口面３ａと離間する。
すなわち、片開きアーム１１１等が、キャップベース６
０やキャップバネ１５に作用し、キャップ手段５２の端
部を吐出口面３ａから隔離する。このような機構を隙間
形成手段と称する。

【００６３】キャップ片開き機構（隙間形成手段）はキ
ャップ手段５２と吐出口面３ａとを密着させるためのキ
ャップ角度補正手段を利用するため、キャップ手段５２
の周囲に特別な機構を設ける必要はなくコストアップを
抑えることができる。

【００６４】キャップ手段５２の片開きと実質的に同時
に、チューブポンプ５９の回転速度を上げる等により吸
引速度を上げる。キャップ手段５２内に満ちているイン
クは、矢印Ｂ方向より空気が流入することにより、吐出
口面３ａに吹きかかることなく、図７右側より、吐出口
面３ａに付着したインクとともに吸引される。

【００６５】キャップ片開きの後、さらにカム６５を回
転させると、第１のカム板６５ａが回転し、第１のカム
板６５ａの突起部６５ａａの斜面６５ａｂに倣い、大気
連通アーム７４が揺動する。第１のカム板６５ａの外周
面６５ａｃにカムフォロワ７４ａが当接する位相まで、
カム６５が回転すると、大気連通アーム７４の他端に形
成された弁アーム７４ｂが大気連通弁７２から離間し、
大気連通弁７２が開状態となる（図８参照）。

【００６６】図８は、空吸引状態を示す動作図である。
カム６５を所定量回転させると大気連通弁７２は開放状
態のまま片開きアーム１１１が反時計回りに回転し、キ
ャップ手段５２はキャップバネ１５の付勢力により吐出
口面３ａに再び密着する。この間チューブポンプ５９は
駆動し続けて、空気が大気連通弁７２から大気連通チュ
ーブ７１を通りキャップ手段５２内に流入するため、吸
引時に大気連通チューブ７１内に流れ込んだ少量のイン
クとキャップ内のインクとをきれいに吸引することがで
きる。また吐出口面３ａと吸収体１４の隙間が微少なた
めキャップ片開きで吸引しきれなかった吐出口面３ａに
付着したインクも吸引できる。また、前述したキャップ
の片開きと空吸引動作で、インク吸引と空気流入は吐出
口列の長手方向にインクの流れを形成するため、各色の
インクは他の吐出口列まで流れて行き難くなっている。

【００６７】図９は、記録ヘッド３のワイピングを示す
動作図である。第２のカム板６５ｂと第３のカム板６５
ｃの回転に従い、カムフォロワ部６２ｂがのカム板６５
ｂの斜面６５ｂａから外周面６５ｂｂに倣い、キャップ
アーム６２が揺動すると、キャップベース６１が図９下
方向にスライドする。次にこの状態で、不図示の駆動手
段によりワイパーブレード８１が図９左側へと移動す
る。この動作に従って、先端部８１ａが吐出口面３ａを
なぞり、記録ヘッド３のクリーニングを行う。この時、
図７に示したキャップ片開き動作と図８に示した空吸引
動作により吐出口面３ａに付着しているインクは少量の
ため、ワイピングによる混色を抑えることができる。ワ
イピング終了後、カム６５を回転させ、図２の状態にも
どる。

【００６８】以上がカム６５の１サイクルである。この
後、吐出口内で微少量混色したインクをキャップ５２内
に予備吐出することにより混色を防止できる。以上によ
り記録ヘッド３内のインク液面高さ回復動作は終了す
る。

【００６９】記録ヘッド３の通常の吸引回復を行う場合
は、図６の状態までカム６５を回転させ弁１２が開いた
状態からチューブポンプ５９を駆動した後、前述した図
７〜図９に示す動作を行う。これにより、通常の吸引回
復においても混色を防止できる。

【００７０】図１０と図１１に大気連通弁７２の開放選
択動作を示す。ヘッド回復手段５０が記録可能状態（図
２の状態）である時、図４を用いて説明したようにステ
ッピングモータ９１を逆回転させると、選択カム１０１
は時計方向に回転する。

【００７１】図１０はカラー用大気連通弁７４の大気開
放状態を示す。所定量回転するとカム部１０１ａが手前
の大気連通アーム７４（カラー用）のカムフォロア７４
ｃを押し上げカムフォロア７４ｃのツメ部を乗り越え
る。この後、インク液面高さ回復動作や通常回復動作を
するためステッピングモータ９１を正転させると、遊星
歯車９３ｃが時計方向に回転し、選択カム１０１と一体
的な選択ギア１０３は連動して反時計方向に回転する。
カム部１０１ａがカムフォロア７４ｃのツメ部に係合す
ると、選択ギア１０３は回転が止まるため、遊星ギア９
３ｃは選択ギア１０３から離脱してカム歯車９５と噛み
合い、回復動作を実行する。この時、手前の大気連通ア
ーム７４（カラー用）の弁アーム７４ｂは手前の大気連
通弁７２（カラー用）から離れ、大気連通状態となって
いるので、吸引動作中にカラー用キャップ５２ｂは空吸
引状態となり、Ｂｋ用キャップ５２ａのみ吸引すること
ができる。

【００７２】図１１は、Ｂｋ用大気連通弁７４の大気開
放状態を示す。前記したのと同様に選択カム１０１を回
転させ図１０よりさらに回転させると、カム部１０１ａ
はカラー用カムフォロア７４ｃから離れ、カラー用大気
連通アーム７４は大気連通バネ７５により反時計方向に
揺動し、カラー用弁アーム７４ｂがカラー用大気連通弁
７２を閉じる。さらに回転すると、カム部１０１ｂが奥
の大気連通アーム７４（Ｂｋ用）のカムフォロア７４ｃ
のツメ部を乗り越える。この後同様に回復動作を行うと
カラー用キャップ５２ｂのみ吸引することができる。

【００７３】以上説明したように、選択カム１０１の回
転でカム部１０１ａ、１０１ｂがカムフォロア７４ｃの
ツメ部と係合する状態より多少回転しすぎても、選択ギ
ア１０３がバネにより反時計方向に付勢されているた
め、回復動作に移る時に遊星歯車９３ｃはカム部１０１
ａ、１０１ｂがカムフォロア７４ｃのツメ部に係合する
まで選択ギア１０３から離脱できず、センサー等で位置
を検出しなくても確実に大気連通弁の開放を選択でき
る。

【００７４】また、吸引動作が終わった後、図７、図８
に示すように第１のカム板６５ａによりカムフォロア７
４ａを押し上げる大気連通動作により、カム部１０１
ａ、１０１ｂはカムフォロア７４ｃのツメ部との係合が
外れ、バネの付勢力によりカム部１０１ａがストッパー
５１ｃに突き当たる。すなわち大気連通弁の開放選択を
行っても回復動作が終わるたびに初期状態に戻すことが
できる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャップ内のインクが吐出口内へと逆流することや、吸
引してキャップ内で混ざったインクが再び吐出口面に付
着することを防止、低減することができる。さらに、吐
出口面にインクが付着しても吸引して除去するため、吐
出口内のインクの混ざりを防止して高品位の記録品位を
保つことができる。

【００７６】隙間生成手段が、キャップの角度を補正す
る角度補正手段と、角度補正手段に作用してキャップの
一端側を吐出口面より隔離する隔離手段とを含んでいる
と、吐出口面にキャップを密着させるために従来より設
けられているキャップの角度補正手段を用いることによ
り、隙間生成手段として特別な機構を設ける必要がな
く、構成が簡単である。

【００７７】キャップの吸引手段との連通部を、吐出口
列の長手方向に関して一方の端部側に設け、キャップの
連通手段との連通部と隙間形成手段によって形成される
隙間とを、吐出口列の長手方向に関して他方の端部側に
設けると、インクの吸引と大気の流入によるキャップ内
のインクの流れが、吐出口の長手方向に発生するため、
インクが各吐出口列を横断する方向に流れて混じること
を抑えることができる。

【００７８】供給路開閉手段が開状態となるのと実質的
に同時に、吸引手段の吸引能力を下げると、記録手段内
の負圧よりキャップ内の負圧を常に大きくしてインクの
吐出口内への逆流を防止するとともに、吸引能力を低下
させ記録手段内と大気との圧力差を少なくすることによ
り、キャップと吐出口面との間に隙間を生じさせた時、
吐出口のメニスカスの破壊を防ぎ吐出口からの逆流を防
止し混ざりを防止できる。

【００７９】第１の排出工程において、隙間形成手段が
キャップと吐出口面との間に隙間を形成するのと実質的
に同時に、吸引手段の吸引能力を上げると、吸引時間を
短縮できるとともに吐出口面に付着した余分なインクも
早急に吸引できるため吐出口内へのインクの混ざりを防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のインクジェット装置の全
体概略斜視図である。

【図２】図１に示すインクジェット記録装置のヘッド回
復手段とカムの周辺の構成および動作を示す概略断面図
である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】ヘッド回復手段の駆動部を表す概略図である。

【図５】記録ヘッド内を所定負圧にした状態を示す動作
図である。

【図６】記録ヘッド内のインク液面高さを回復させた状
態を示す動作図である。

【図７】キャップを片開きし、その後大気連通弁を開放
した状態を示す動作図である。

【図８】空吸引状態を示す動作図である。

【図９】ヘッドのワイピングを示す動作図である。

【図１０】カラー用大気連通弁の大気開放状態を示す動
作図である。

【図１１】ブラック用大気連通弁の大気開放状態を示す
動作図である。

【符号の説明】

１インクジェット記録装置２キャリア３記録ヘッド（記録手段）３ａ吐出口面４インクタンク５供給チューブ（供給路）６フレーム７ガイドシャフト８ガイドレール９搬送ローラ１０カセット１１記録紙（非記録材）１２弁（供給路開閉手段）１３排紙スタッカ１４吸収体１５キャップバネ（角度補正手段）５０ヘッド回復手段５１回復ベース５２キャップ手段５２ａブラック用キャップ５２ｂカラー用キャップ５３吸引チューブ（吸引手段）５４チューブフレーム５５ポンプフレーム５６ポンプコロホルダ５７ポンプコロ５８ポンプバネ５９チューブポンプ（吸引手段）６０キャップベース（角度補正手段）６１キャップホルダ６２キャップアーム６５カム６５ａ〜６５ｄカム板６６弁シャフト７１大気連通チューブ（連通手段）７２大気連通弁（連通手段）７３軸（連通手段）７４大気連通アーム（連通手段）８１ワイパーブレード８２ブレードホルダ８３ワイパークリーナ９１ステッピングモータ９２減速歯車９３振り子状歯車伝達機構９４カム歯車９５カム歯車フラグ９６光学センサ９７ステッピングモータ９８減速歯車９９ポンプギア１０１選択カム１０２軸１０３選択ギア１１１片開きアーム（隔離手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録手段の吐出口面に設けられた吐出口
からインクを吐出するインクジェット記録装置におい
て、前記吐出口面に密着して前記吐出口を覆うキャップと、前記吐出口面に密着された前記キャップを介して前記吐
出口から吸引を行なう吸引手段と、前記キャップと前記吐出口面との間に部分的に隙間を生
じさせる隙間形成手段と、前記キャップ内部を大気に連通させる連通手段と、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】前記隙間形成手段は、前記キャップが前
記吐出口面に密着された状態で前記吸引手段が前記吐出
口から吸引を行なった後に、前記キャップと前記吐出口
面との間に隙間を形成するものであり、前記連通手段は、前記隙間形成手段によって前記キャッ
プと前記吐出口面との間に隙間が形成された後に、連通
状態とされるもの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】前記記録手段にインクを供給する供給路
を開閉する供給路開閉手段をさらに有することを特徴と
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】前記キャップが前記吐出口面に密着し、
前記供給路開閉手段が閉状態であるときに、前記吸引手
段が吸引を行ない、しかる後に前記供給路開閉手段が開
状態とな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】前記吸引手段は、前記供給路開閉手段が
開状態となるのと実質的に同時に吸引能力を下げるもの
であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項６】前記吸引手段は、前記隙間形成手段が前
記キャップと前記吐出口面との間に隙間を形成するのと
実質的に同時に吸引能力を上げることを特徴とする請求
項４または５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記隙間生成手段は、前記キャップの角
度を補正する角度補正手段と、該角度補正手段に作用し
て前記キャップの一端側を前記吐出口面より隔離する隔
離手段とを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれ
か１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記記録手段は、複数の吐出口列が略平
行に設けられ、各吐出口列ごとに異なる色のインクを吐
出するものであり、前記キャップが前記複数の吐出口列
を共通に一括して覆うことを特徴とする請求項１〜７の
いずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記キャップの前記吸引手段との連通部
が、前記吐出口列の長手方向に関して一方の端部側に設
けられており、前記キャップの前記連通手段との連通部
と前記隙間形成手段によって形成される隙間とが、前記
吐出口列の長手方向に関して他方の端部側に設けられる
ことを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録
装置。
【請求項１０】前記キャップ内には吸収体が設けられ
ていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に
記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】前記記録手段には、前記吐出口からイ
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
る電気熱変換体が設けられていることを特徴とする請求
項１〜１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録
装置。
【請求項１２】記録手段の吐出口面に設けられた吐出
口からインクを吐出するインクジェット記録装置の回復
方法において、キャップが前記吐出口面に密着した状態で、吸引手段が
前記吐出口からインクを吸引する吸引工程と、前記キャップと前記吐出口面との間に隙間を生じさせ、
前記吸引手段によって前記キャップ内のインクを排出す
る第１の排出工程と、前記キャップ内部を大気に連通させる連通手段を連通状
態とし、前記キャップを前記吐出口面に密着させ、前記
吸引手段によって前記キャップ内のインクを排出する第
２の排出工程と、を有することを特徴とするインクジェット記録装置の回
復方法。
【請求項１３】前記第１の排出工程において、前記キ
ャップと前記吐出口面との間の隙間は部分的に形成され
ることを特徴とする請求項１２に記載のインクジェット
記録装置の回復方法。
【請求項１４】前記吸引工程は、前記キャップが前記
吐出口面に密着し前記記録手段へのインクの供給路を開
閉する供給路開閉手段が閉状態であるときに、前記吸引
手段が吸引を行ない、しかる後に前記供給路開閉手段を
開状態とすることを特徴とする請求項１２に記載のイン
クジェット記録装置の回復方法。
【請求項１５】前記供給路開閉手段が開状態となるの
と実質的に同時に、前記吸引手段の吸引能力を下げるこ
とを特徴とする請求項１４に記載のインクジェット記録
装置の回復方法。
【請求項１６】前記第１の排出工程において、前記隙
間形成手段が前記キャップと前記吐出口面との間に隙間
を形成するのと実質的に同時に、前記吸引手段の吸引能
力を上げることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれ
か１項に記載のインクジェット記録装置の回復方法。
【請求項１７】前記記録手段は、複数の吐出口列が略
平行に設けられ、各吐出口列ごとに異なる色のインクを
吐出するものであり、前記キャップが前記複数の吐出口
列を共通に一括して覆うことを特徴とする請求項１２〜
１６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置の
回復方法。