JP2002361905A - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッド１のノズルから吸引除
去したインクを外部に排出するインク排出チューブ１５
において、インクの乾燥による目詰まりを防止し、もっ
てインクジェット式記録装置の性能および信頼性を向上
させる。 【解決手段】 インクジェットヘッド１の待機位置に、
ヘッド面を覆うキャップ１３と、キャップ１３に接続さ
れたインク排出チューブ１５とを設ける。インク排出チ
ューブ１５の排出口４０を閉鎖するキャップ弁１９と、
キャップ１３がインクジェットヘッド１のヘッド面を覆
っていないときに当該キャップ１３を塞ぐキャップ弁１
７とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリンタやファクシミリ等の
記録装置として、インクジェット式記録装置がよく用い
られている。インクジェット式記録装置は、多数のノズ
ルが形成されたインクジェットヘッドを備え、それらノ
ズルから吐出したインクを記録媒体に着弾させて多数の
ドットを形成し、これらドットによって文字や画像等を
形成するものである。

【０００３】インクジェット式記録装置に用いられるイ
ンクとしては、記録媒体上での滲みを少なくする観点か
ら、記録媒体に着弾してから速やかに乾燥するものが好
ましい。しかし、吐出前のインクはインクジェットヘッ
ドのノズル内において空気にさらされることになるの
で、乾燥しやすいインクの場合、ノズル内で粘度が上昇
し、ノズルの目詰まりを生じやすくなる。

【０００４】そこで、例えば特開昭５２−２４０４１号
公報に開示されているように、非記録時にノズル内のイ
ンクが空気にさらされないよう、インクジェットヘッド
のヘッド面をキャップで覆う技術が知られている。

【０００５】図１０に示すように、この種のインクジェ
ット式記録装置１００は、キャリッジ軸１０２上を往復
移動するインクジェットヘッド１０１を備え、このイン
クジェットヘッド１０１から記録紙１０３にインクを吐
出することにより記録を行う。インクを吐出しない非記
録時には、インクジェットヘッド１０１はキャリッジ軸
１０２の一方の端部（図１０における右側端部）、すな
わち待機位置に移動する。この待機位置には、インクジ
ェットヘッド１０１のヘッド面を覆うキャップ１０４が
設けられている。キャップ１０４には、キャップ１０４
内のインクを外部に排出するための排出チューブ１０５
が接続されている。排出チューブ１０５には、インクジ
ェットヘッド１０１から排出チューブ１０５にインクを
吸引するとともに、排出チューブ１０５から外部にイン
クを排出する吸引装置１０６が設けられている。

【０００６】非記録時には、待機位置に移動したインク
ジェットヘッド１０１のヘッド面にキャップ１０４が装
着され、吸引装置１０６が起動する。これにより、キャ
ップ１０４の内部は減圧され、キャップ１０４はインク
ジェットヘッド１０１のヘッド面に密着する。そして、
インクジェットヘッド１０１のヘッド面はキャップ１０
４によって気密に覆われる。また、インクジェットヘッ
ド１０１の各ノズルに残っていたインクは、キャップ１
０４内に吸い込まれる。これにより、各ノズルに残って
いた高粘度のインクは強制的に排出され、その代わりに
各ノズルには、ヘッド本体の内部から適正粘度のインク
が補給されることになる。その結果、ノズルの目詰まり
は防止される。一方、キャップ１０４内に吸い込まれた
インクは排出チューブ１０５に流れ込み、当該排出チュ
ーブ１０５を通って外部に排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置で
は、排出チューブ１０５内のインクおよびヘッド面を覆
っていないときのキャップ１０４内のインクは、常に空
気にさらされていた。そのため、長時間放置しておくと
これらのインクが乾燥して凝固し、排出チューブ１０５
およびキャップ１０４の内部において目詰まりを生じる
おそれがあった。

【０００８】近年、特開平１０−２１２４３９号公報等
に開示されているように、加水分解性のシラン化合物を
添加することによって耐水性を向上させた水性インクな
ど、従来よりも乾燥しやすい性質のインクもよく用いら
れるようになっている。このようなインクは、空気に触
れると比較的短い時間で凝固するため、上記目詰まりを
招きやすい。そこで、本発明者は、排出チューブ１０５
内およびキャップ１０４内におけるインクの目詰まりを
積極的に防止する新たな技術を提供することにより、イ
ンクジェット式記録装置の性能および信頼性を向上させ
ることに思い至った。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、インクジェットヘッ
ドのノズルから吸引除去したインクを外部に排出する排
出経路において、インクの乾燥による目詰まりを防止
し、もってインクジェット式記録装置の性能および信頼
性を向上させることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１のインクジェット式
記録装置は、非記録時に所定の待機位置に移動するイン
クジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドが上記
待機位置にあるときに該インクジェットヘッドのヘッド
面を覆う蓋部材と、上記蓋部材に接続され、該蓋部材の
内部空間と連続するインク排出通路を形成する通路形成
部材と、上記インクジェットヘッドが上記蓋部材に覆わ
れているときに該インクジェットヘッドから上記インク
排出通路にインクを吸引する吸引手段と、上記インク排
出通路の排出口に設けられた通路開閉手段とを備えてい
るものである。

【００１１】上記インクジェット式記録装置において
は、インクジェットヘッドが待機位置にあるときに、当
該ヘッドのヘッド面が蓋部材に覆われるので、ノズル内
のインクの乾燥は防止される。また、通路開閉手段がイ
ンク排出通路の排出口を閉鎖することにより、インク排
出通路の内部のインクは空気にさらされなくなる。した
がって、インク排出通路におけるインクの乾燥は防止さ
れ、インクの目詰まりは未然に防止される。

【００１２】吸引手段によってインクジェットヘッドか
らインク排出通路にインクを吸引することにより、ノズ
ル内に残っていたインクは強制的に除去され、ノズルに
は新しいインクが補給されることになる。したがって、
空気に触れることによって粘度の上昇したインクがノズ
ル内に残留していたとしても、そのインクは強制的に除
去されるので、ノズル内の目詰まりは防止される。

【００１３】第２のインクジェット式記録装置は、非記
録時に所定の待機位置に移動するインクジェットヘッド
と、上記インクジェットヘッドが上記待機位置にあると
きに該インクジェットヘッドのヘッド面を覆う蓋部材
と、上記蓋部材に接続され、該蓋部材の内部空間と連続
するインク排出通路を形成する通路形成部材と、上記イ
ンクジェットヘッドが上記蓋部材に覆われているときに
該インクジェットヘッドから上記インク排出通路にイン
クを吸引する吸引手段と、上記蓋部材が上記インクジェ
ットヘッドのヘッド面を覆っていないときに該蓋部材の
開口部を塞ぐ蓋部材閉鎖手段とを備えているものであ
る。

【００１４】上記インクジェット式記録装置において
も、第１のインクジェット式記録装置と同様に、ノズル
内のインクの目詰まりは防止される。また、蓋部材がイ
ンクジェットヘッドのヘッド面を覆っていないときに、
蓋部材の開口部は蓋部材閉鎖手段によって塞がれるの
で、蓋部材の内部およびインク排出通路の内部のインク
は空気に触れることがなく、それらインクの乾燥は未然
に防止される。したがって、インクの目詰まりは防止さ
れる。

【００１５】第３のインクジェット式記録装置は、第１
のインクジェット式記録装置において、蓋部材がインク
ジェットヘッドのヘッド面を覆っていないときに該蓋部
材の開口部を塞ぐ蓋部材閉鎖手段を備えているものであ
る。

【００１６】上記インクジェット式記録装置において
も、蓋部材およびインク排出通路の内部のインクは空気
に触れることがなく、インクの目詰まりは未然に防止さ
れる。

【００１７】第４のインクジェット式記録装置は、第１
または第３のインクジェット式記録装置において、通路
開閉手段は、蓋部材がインクジェットヘッドのヘッド面
を覆っているときにインク排出通路を閉鎖するものであ
る。

【００１８】第５のインクジェット式記録装置は、第３
のインクジェット式記録装置において、記録時には、蓋
部材閉鎖手段によって蓋部材の開口部を塞ぐとともに、
通路開閉手段によってインク排出通路の排出口を閉鎖す
るものである。

【００１９】上記インクジェット式記録装置では、記録
時にはインクジェットヘッドからインクを吸引除去する
ことがなく、蓋部材によってインクジェットヘッドのヘ
ッド面を覆う必要がないことに鑑み、蓋部材閉鎖手段に
よって蓋部材を覆うとともに、通路開閉手段によってイ
ンク排出通路を閉鎖する。そのため、蓋部材の内部およ
びインク排出通路の内部に残ったインクは、空気にさら
されることはない。したがって、インクの目詰まりは防
止される。

【００２０】第６のインクジェット式記録装置は、第１
または第３のインクジェット式記録装置において、イン
ク排出通路にインクが残留しているか否かを検知するイ
ンク残留検知手段を備え、インク排出通路内のインクを
排出するよう通路開閉手段によってインク排出通路の排
出口を開口させた後、上記インク残留検知手段によって
インク排出通路にインクが残留していないことを確認し
てから該インク排出通路の排出口を閉鎖するものであ
る。

【００２１】上記インクジェット式記録装置では、イン
ク排出通路にインクが残留していないことを確認してか
らインク排出通路を閉鎖するので、残留インクによる目
詰まりは、より確実に防止される。

【００２２】第７のインクジェット式記録装置は、第３
のインクジェット式記録装置において、インクジェット
ヘッドが記録を行っているときに蓋部材の開口部および
インク排出通路の排出口を開口させることによってイン
ク排出通路内のインクを排出する一方、インクの排出終
了後もインクジェットヘッドが記録を継続しているとき
には上記蓋部材の開口部および上記インク排出通路の排
出口を閉鎖するものである。

【００２３】上記インクジェット式記録装置では、非記
録時にインクジェットヘッドからインク排出通路にイン
クを吸引除去しておき、記録時に蓋部材を開口させると
ともにインク排出通路の排出口を開口させることによ
り、インク排出通路のインクを外部に排出する。そし
て、外部へのインクの排出が終了しても未だインクジェ
ットヘッドが記録を行っている場合には、蓋部材を閉鎖
するとともにインク排出通路の排出口を閉鎖する。この
ことにより、蓋部材およびインク排出通路の内部にイン
クが残っていた場合であっても、そのインクが空気にさ
らされることは防止され、インクの目詰まりは防止され
る。

【００２４】第８のインクジェット式記録装置は、第１
〜第７のインクジェット式記録装置において、インクジ
ェットヘッドには、水溶性色材と、保湿剤と、浸透剤
と、水と、この水がない状態で縮合反応する水溶性物質
とを含有するインクが充填されているものである。

【００２５】第９のインクジェット式記録装置は、第８
のインクジェット式記録装置において、水溶性色材が加
水分解性シラン化合物を含んでいるものである。

【００２６】上記インクでは、空気に触れることによっ
てインク中の水分が蒸発し、水溶性物質は水溶性色材の
分子を取り囲むように縮重合反応を行う。そのため、優
れた耐水性を発揮するものの、インクの目詰まりを生じ
やすい性質を有している。したがって、インクの目詰ま
りを防止するという上記第１〜第７の各インクジェット
式記録装置の効果は、顕著に発揮されることになる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インク
排出通路の排出口を閉鎖することによりインク排出通路
の内部を外気から遮断することができるので、インクの
乾燥を確実に防止することができる。また、蓋部材の開
口部を塞ぐ蓋部材閉鎖手段を備えることにより、蓋部材
がヘッド面を覆っていないときに蓋部材の内部を密閉す
ることが可能となるので、蓋部材ひいてはインク排出通
路のインクの乾燥を確実に防止することができる。イン
ク排出通路のインクを排出した後、インクが残留してい
ないことを確認してから排出口を閉鎖することにより、
インク排出通路内の目詰まりをより確実に防止すること
ができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２９】＜実施形態１＞ −インクジェット式記録装置− 図１に示すように、インクジェット式記録装置Ａは、上
部にインクカートリッジ３５が装着されたインクジェッ
トヘッド１を備えている。インクジェットヘッド１はキ
ャリッジ３１に支持固定され、このキャリッジ３１に
は、図示を省略するキャリッジモータが設けられてい
る。インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１は、こ
のキャリッジモータによって主走査方向（図１に示すＸ
方向）に延びるキャリッジ軸３２にガイドされ、これに
よりインクジェットヘッド１は主走査方向に往復動する
ようになっている。キャリッジ３１、キャリッジ軸３２
及び上記キャリッジモータにより、インクジェットヘッ
ド１と記録紙４１とを主走査方向に相対移動させる相対
移動手段が構成されている。

【００３０】上記記録紙４１は、図示を省略する搬送モ
ータによって回転駆動される２つの搬送ローラ４２，４
２に挟まれていて、上記搬送モータ及び各搬送ローラ４
２により、上記インクジェットヘッド１の下側において
上記主走査方向と垂直な副走査方向（図１に示すＹ方
向）に搬送されるようになっている。この搬送モータ及
び各搬送ローラ４２により、インクジェットヘッド１と
記録紙４１とを副走査方向に相対移動させる相対移動手
段が構成されている。

【００３１】図２に示すように（図１においては図示省
略）、キャリッジ軸３２の一方の端部（図２の右側の端
部）にはインク目詰まり防止機構２６が設けられ、他方
の端部（図２の左側の端部）にはインク貯留機構７０が
設けられている。記録紙４１の背面側には、記録紙４１
を支持するための支持部材４３が設けられている。イン
クジェットヘッド１にとって、この支持部材４３の上方
の位置は、記録紙４１に対して記録を行う位置（言い換
えると、記録紙４１にインクを吐出する位置）、すなわ
ち記録位置となる。一方、インク目詰まり防止機構２６
の上方の位置は、インクジェットヘッド１が記録を行わ
ない位置すなわち待機位置となる。

【００３２】インク目詰まり防止機構２６は、インクジ
ェットヘッド１のノズル１４（図４〜図６参照）内のイ
ンクの粘度上昇を抑制し、ひいてはノズル１４の目詰ま
りを防止するものである。インク目詰まり防止機構２６
は、インクジェットヘッド１のヘッド面を気密に覆うキ
ャップ１３と、キャップ１３に接続されたインク排出チ
ューブ１５と、インク排出チューブ１５に設けられたイ
ンク吸引機構１６とを備えている。インク排出チューブ
１５の内部は、インクジェットヘッド１からキャップ１
３に回収したインクを外部に排出するためのインク排出
通路１５ａとなっている。

【００３３】キャップ１３は、インク吸引機構１６によ
ってキャップ１３内部が減圧されたときにインクジェッ
トヘッド１に密着するよう、弾性体（例えばゴム）によ
って形成されている。本実施形態ではキャップ１３の形
状は椀状になっているが、インクジェットヘッド１のヘ
ッド面を覆うことができればその形状は特に限定される
ものではない。キャップ１３の内部には、インクジェッ
トヘッド１から吸引したインクの跳ね返りを防止するた
めのインク吸収体２７が設けられている。インク吸収体
２７はインクを吸収するものであればよく、例えばスポ
ンジ等を好適に用いることができる。キャップ１３は、
インクジェットヘッド１のヘッド面に着脱自在なよう
に、インクジェットヘッド１の方向（図２の上下方向）
に移動可能に構成されていることが好ましい。例えば、
特開平５２−２４０４１号公報に開示されているよう
に、電磁石を利用した移動機構等を設けてもよい。

【００３４】インク吸引機構１６は、キャップ１３内を
減圧することによって当該キャップ１３をインクジェッ
トヘッド１のヘッド面に密着させるとともに、インクジ
ェットヘッド１のノズル１４内のインクを吸引除去する
ものである。図３に示すように、本実施形態に係るイン
ク吸引機構１６は、いわゆる伸縮式ポンプによって構成
されており、インク排出チューブ１５に接続された蛇腹
状の密閉式中空部材３６と、当該中空部材３６の吸入口
に設けられた吸入弁３７と、当該中空部材３６の排出口
に設けられた排出弁３８とを備えている。この蛇腹状の
中空部材３６は、図示しない往復機構によって伸縮し、
この伸縮によって容積が変化するように構成されてい
る。吸入弁３７はインクを中空部材３６に吸引する方向
のみに開く一方向弁からなり、排出弁３８はインクを中
空部材３６から排出する方向のみに開く一方向弁によっ
て構成されている。

【００３５】図３（ａ）に示すように、中空部材３６が
延びると、吸入弁３７は開き、排出弁３８は閉鎖され、
上流側のインク排出通路から中空部材３６に対してイン
クが吸入される。一方、図３（ｂ）に示すように、中空
部材３６が縮むと、吸入弁３７は閉じ、排出弁３８は開
放され、中空部材３６から下流側のインク排出通路にイ
ンクが排出される。このような吸入動作および排出動作
を繰り返すことにより、インクジェットヘッド１からイ
ンクが連続的に吸引除去されることになる。

【００３６】図２に示すように、インク排出チューブ１
５の下方には、排出したインクを貯留するインク容器２
８が設けられている。インク容器２８にも、キャップ１
３と同様、排出されたインクの跳ね返りによる飛散を防
止するための吸収体２９が設けられている。

【００３７】キャップ１３には、その開口部を開閉する
キャップ弁１７が設けられている。キャップ弁１７の一
端はソレノイド１８に接続されており、このソレノイド
１８のＯＮ／ＯＦＦによって、キャップ弁１７はキャッ
プ１３を開放する開位置とキャップ１３を閉鎖する閉位
置との間を往復移動することになる。つまり、キャップ
弁１７は開閉自在に構成されている。

【００３８】インク排出チューブ１５の排出口４０に
も、キャップ弁１７と同様の構成を有するキャップ弁１
９が設けられている。すなわち、キャップ弁１９の一端
にはソレノイド３０が接続され、このソレノイド３０の
ＯＮ／ＯＦＦによってキャップ弁１９は排出口４０を開
閉する。

【００３９】インク貯留手段７０は、インク容器３３
と、ソレノイド３９によって往復移動自在に構成された
キャップ弁３６とを備えている。インク容器３３は、イ
ンクジェットヘッド１が一方の非記録位置（インクジェ
ットヘッド１が記録紙４１に対してインクを吐出しない
位置）にあるときに、当該インクジェットヘッド１から
排出されるインクを受け止めるものである。このインク
容器３３にも、インクの跳ね返りによる飛散を防止する
ための吸収体３４が設けられている。キャップ１３の吸
収体２７と同様、この吸収体３４にもスポンジ等を好適
に用いることができる。キャップ弁３６はキャップ弁１
７と同様の構成を有しており、キャップ弁３６の一端に
はソレノイド３９が接続されている。つまり、このキャ
ップ弁３６も開閉自在に構成されている。

【００４０】次に、インクジェットヘッド１の具体的構
成について説明する。図４〜図６に示すように、インク
ジェットヘッド１は、インクの供給口３ａ及び吐出口３
ｂを有する複数の圧力室４が形成されたヘッド本体２を
備えている。ヘッド本体２の各圧力室４の側壁部は、約
２００μｍ厚の感光性ガラス製の圧力室部品６で構成さ
れている。各圧力室４の底壁部は、この圧力室部品６の
下面に接着固定されかつ６枚のステンレス鋼薄板を積層
してなるインク流路部品７で構成されている。

【００４１】圧力室部品６には、各圧力室４を区画形成
するための複数の開口３が形成されている。各開口３
は、ヘッド本体２の上面に前記主走査方向（図５の紙面
表裏方向および図６の左右方向）に延びるように開口さ
れていて、互いに前記副走査方向（図５の左右方向およ
び図６の紙面表裏方向）に略等間隔をあけた状態で並設
されている。各開口３の全長は約１２５０μｍに、幅は
約１３０μｍにそれぞれ設定されている。尚、各開口３
の両端部は、略半円形状をなしている。

【００４２】インク流路部品７内には、供給口３ａをそ
れぞれ構成する複数のオリフィス８と、この各オリフィ
ス８に連続しかつ上記副走査方向に延びる１つの供給用
インク流路１１と、吐出口３ｂにそれぞれ連続する複数
の吐出用インク流路１２とが形成されている。

【００４３】各オリフィス８は、インク流路部品７を構
成する６枚のステンレス鋼薄板のうちで板厚が他よりも
小さい上から２番目のステンレス鋼薄板に形成されてお
り、その径は約３８μｍに設定されている。また、供給
用インク流路１１は前記インクカートリッジ３５と連通
しており、このインクカートリッジ３５から供給用イン
ク流路１１内にインクが供給されるようになっている。

【００４４】インク流路部品７の下面には、インク滴を
記録紙４１に向けて吐出するための複数のノズル１４が
形成されたステンレス鋼製のノズル板９が接着固定され
ている。このノズル板９の下面は、撥水膜９ａで被覆さ
れている。各ノズル１４は、吐出用インク流路１２に連
続しており、この吐出用インク流路１２を介して圧力室
４に連通している。ノズル１４は、インクジェットヘッ
ド１の下面において、上記副走査方向に列状に並ぶよう
に設けられている。尚、各ノズル１４は、ノズル径がノ
ズル先端側に向かって小さくなるテーパ部と、このテー
パ部のノズル先端側に設けられたストレート部とからな
り、このストレート部のノズル径は約２０μｍに設定さ
れている。

【００４５】ヘッド本体２の各開口３の上側には、圧電
アクチュエータ２１が設けられている。圧電アクチュエ
ータ２１は、ヘッド本体２の上面に接着固定された状態
でヘッド本体２の開口３を塞いでおり、当該開口３と共
に圧力室４を構成するＣｒ製振動板２２を有している。
振動板２２は、全ての圧力室４を覆う１枚の薄膜からな
っていて、後述する圧電素子２３の全てに共通する共通
電極としての役割をも果たしている。

【００４６】圧電アクチュエータ２１は、圧電素子２３
とＰｔ製の個別電極２４とを有している。圧電素子２３
はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなっており、振
動板２２の上側にＣｕ製の中間層２５を介してそれぞれ
設けられている。そして、各圧電素子２３は、振動板２
２の圧力室４と反対側の面（上面）において、圧力室４
に対応する部分（開口３に対向する部分）に位置してい
る。個別電極２４は、振動板２２と共に圧電素子２３に
電圧（駆動電圧）をそれぞれ印加するものである。

【００４７】上記振動板２２、圧電素子２３、個別電極
２４及び中間層２５は、全て薄膜で形成されており、振
動板２２の厚みは約６μｍに、圧電素子２３の厚みは８
μｍ以下（例えば約３μｍ）に、個別電極２４の厚みは
約０．２μｍに、中間層２５の厚みは約３μｍにそれぞ
れ設定されている。

【００４８】圧電アクチュエータ２１は、振動板２２な
いし中間層２５と個別電極２４とを介して圧電素子２３
に駆動電圧を印加し、振動板２２の圧力室４に対応する
部分を変形させる。これにより、圧力室４内のインクは
ノズル１４から吐出される。具体的には、振動板２２と
個別電極２４との間にパルス状の電圧が印加されるが、
そのパルス波形のうちの立ち上がり部分の波形の印加電
圧を受けると、圧電素子２３は圧電効果によってその厚
み方向と垂直な幅方向に収縮する。これに対し、振動板
２２、個別電極２４及び中間層２５は収縮しないので、
いわゆるバイメタル効果により、振動板２２の圧力室４
に対応する部分は圧力室４側へ凸状に撓んで変形する。
この撓み変形により圧力室４内には圧力が生じ、圧力室
４内のインクが吐出口３ｂ及び吐出用インク流路１２を
経由して、ノズル１４よりインク滴として記録紙４１へ
吐出される。ノズル１４から吐出されたインク滴は記録
紙４１に着弾し、当該記録紙４１上にインクドットを形
成する。そして、上記パルス電圧のうちの立ち下がり波
形の電圧を受けることによって、圧電素子２３は伸長
し、振動板２２の圧力室４に対応する部分は元の状態に
復帰する。このとき、圧力室４内には上記インクカート
リッジ３５から供給用インク流路１１及び供給口３ａを
通じてインクが充填される。なお、各圧電素子２３に印
加される駆動電圧は、上記のようないわゆる押し引きタ
イプのものでなくてもよく、例えば第１の電圧から該第
１の電圧よりも低い第２の電圧まで立ち下がった後に上
記第１の電圧まで立ち上がるいわゆる引き押しタイプ
等、他の波形を有する駆動電圧であってもよい。

【００４９】上記各圧電素子２３への駆動電圧の印加
は、インクジェットヘッド１の記録時に行われる。すな
わち、上記駆動電圧の印加は、インクジェットヘッド１
及びキャリッジ３１を主走査方向に略一定速度で移動さ
せているときに、所定時間（例えば５０μｓ程度：駆動
周波数２０ｋＨｚ）毎に行われる。そして、１走査分の
記録が終了すると、前記搬送モータ及び各搬送ローラ４
２によって記録紙４１を副走査方向に所定量搬送し、再
度、インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１を主走
査方向に移動させながらインク滴を吐出させ、新たな１
走査分の記録を行う。このような動作を繰り返すことに
よって、記録紙４１の全体に所望の画像を形成する。

【００５０】本インクジェット式記録装置Ａに用いられ
るインクは、水溶性色材と、保湿剤と、浸透剤と、水
と、この水がない状態で縮重合反応する水溶性物質とを
含有している。本実施形態では、縮重合反応する水溶性
物質として、加水分解性の有機ケイ素化合物（加水分解
性シラン）を用いている。また、水溶性色材としては、
水溶性染料または顔料等を好適に用いることができ、本
実施形態では、水溶性染料を使用している。

【００５１】加水分解性シラン化合物としては、例え
ば、アミノ基を有する有機基を含有するアルコキシシラ
ンとアミノ基を含有しないアルコキシシランとの加水分
解反応物や、アミノ基を含有する加水分解性シランに有
機モノエポキシ化合物を反応させた加水分解性シランと
窒素原子を含有しない加水分解性シランとを加水分解す
ることにより得られる有機ケイ素化合物、等を好適に用
いることができる。

【００５２】上記水溶性染料には、例えば、酸性染料や
直接染料等を好適に用いることができる。一般に、水溶
性染料は疎水基と親水基とを有しており、親水基は染料
の種類によって異なるが、例えば、−ＳＯ₃Ｈ、−ＳＯ₃
Ｍ、−ＯＳＯ₃Ｈ、−ＯＳＯ₃Ｍ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯ
Ｍ、−ＮＲ₃Ｘ、−ＯＨ、−ＮＨ₂、−ＮＨＣＯＮＨ₂、
−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_n（ただし、Ｍはアルカリ金属また
は−ＮＨ４、Ｒはアルキル基、Ｘはハロゲン）等が親水
基となり得る。

【００５３】上記保湿剤には、グリセリン等の多価アル
コールや、水溶性の窒素複素環化合物等を好適に用いる
ことができる。

【００５４】上記浸透剤には、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル等のような、多価アルコールのモノア
ルキルエーテル等を好適に用いることができる。なお、
多価アルコールのモノアルキルエーテルの含有量は、イ
ンク全体に対して、質量百分率で１〜５０％であること
が好ましい。これは、１％よりも少ないとインクを記録
紙４１へ浸透させる効果が十分に得られない一方、５０
％よりも多いと染料及びシラン化合物の水に対する溶解
性が悪化するからである。

【００５５】上記シラン化合物は、インクの耐水性を向
上させる働きをするものである。すなわち、インクジェ
ットヘッド１から吐出されたインク滴が記録紙４１に付
着すると、そのインク滴中の水が蒸発したり記録紙４１
内に浸透したりすることにより、インク滴中のシラン化
合物は縮重合反応を行い、このときに染料分子の一部ま
たは全部を取り囲む。このことにより、記録紙４１上の
画像が水に濡れたとしても、水中に染料が染み出すこと
は防止される。

【００５６】しかし、上記シラン化合物は水がない状態
で縮重合反応を行うため、上記インクが空気に触れる
と、インク中の水が蒸発し、一部のシラン化合物は縮重
合反応を行う。その結果、インクの粘度は上昇する。こ
のようにインクの粘度が高くなると、インクジェットヘ
ッド１の吐出性能は低下し、ひいてはノズル１４の目詰
まりを生じやすくなる。そこで、本インクジェット式記
録装置Ａは、ノズル１４内が常に適正粘度のインクで充
填されるように、以下に説明する吸引除去動作および吐
出除去動作を実行するように構成されている。

【００５７】−吸引除去動作− 吸引除去動作は、インクジェットヘッド１が記録を行わ
ない非記録時に行われるものである。インクジェットヘ
ッド１は、プリンタ本体側から記録データを受け取って
一連の印字または印画動作を実行した後、記録位置から
インク目詰まり防止機構２６側の待機位置に向かって移
動する。この際、記録時には閉じていたキャップ弁１７
が開位置（図２の右側の位置）に移動し、キャップ１３
の開口部は開放される。そして、インクジェットヘッド
１が上記待機位置に到達すると、この待機位置において
インクジェットヘッド１のヘッド面はキャップ１３に覆
われる。その後、インク吸引機構１６が起動し、キャッ
プ１３の内部は減圧される。これにより、キャップ１３
とインクジェットヘッド１のヘッド面とが密着するとと
もに、インクジェットヘッド１の各ノズル１４に残留し
ていたインクは、キャップ１３の内部に向かって吸引除
去される。したがって、たとえインクジェットヘッド１
のノズル１４内に高粘度のインクが残留していたとして
も、当該インクは強制的に除去され、その代わりにノズ
ル１４内には圧力室４から適正粘度のインクが補給され
ることになる。このようなインクの吸引除去動作は、所
定時間の間行われる。

【００５８】なお、上記吸引除去動作は、記録動作の合
間に限らず、インクジェット式記録装置Ａの電源が消去
されるときまたは電源投入直後に行ってもよく、非記録
時であれば、実行時期は特に限定されるものではない。

【００５９】上記吸引除去動作を終了した後、プリンタ
本体からインクジェットヘッド１に新たな記録データが
送られてくると、インクジェットヘッド１は上記待機位
置から記録位置に移動し、記録動作を再開する。この
際、キャップ弁１７は閉位置（図２における左側の位
置）に移動し、キャップ１３の開口部はキャップ弁１７
によって閉鎖される。

【００６０】インクジェットヘッド１から吸引除去され
たインクは、そのままではインク排出チューブ１５の内
部に蓄積されていく。そこで、インク排出チューブ１５
にインクが溜まると、キャップ１３のキャップ弁１７お
よびインク排出チューブ１５のキャップ弁１９を開放
し、その状態でインク吸引機構１６を起動する。これに
より、インク排出チューブ１５内のインクの一部または
全部は、速やかにインク容器２８に回収されることにな
る。このようにインク排出チューブ１５内のインクを一
定時間排出した後は、インク排出チューブ１５に残留し
たインクが空気に触れないようにキャップ弁１７および
キャップ弁１９を閉じ、インク排出チューブ１５内（す
なわちインク排出通路１５ａ）を密閉状態にする。

【００６１】−吐出除去動作− 一方、吐出除去動作は、インクジェットヘッド１が記録
動作を行っているときに行われる。インクジェットヘッ
ド１はキャリッジ軸３２に沿って往復移動しながら記録
を行うが、一往復する度にインク容器３３側の非記録位
置に移動する。記録紙４１に記録を行うときには、イン
クジェットヘッド１の所定のノズル１４からインクが吐
出され、インクが吐出された後のノズル１４には、圧力
室４からインクが補給される。しかし、印字または印画
データの内容によっては、専ら特定のノズルだけからイ
ンクを吐出し、それ以外のノズルからは、ある程度の時
間インクを吐出しない場合もある。つまり、数あるノズ
ルのなかには、所定時間インクを吐出しないノズルも存
在する。このようなノズル内のインクは、ある程度の時
間空気にさらされることになり、その結果、粘度が上昇
する。しかし、ノズル内のインクの粘度が上昇すると、
インク吐出時に所定の飛翔特性を有するインク滴を形成
することが難しくなり、良好な記録を行うことが困難に
なる。

【００６２】そこで、本インクジェット式記録装置Ａで
は、インクジェットヘッド１が上記非記録位置に来たと
きに、すべてのノズルからインクを強制的に吐出するよ
うにしている。これにより、インクの粘度が上昇してい
るノズルがあったとしても、そのインクは一定時間経過
後には確実に排出されるので、粘度の高いインクがノズ
ル内に長時間残留することは防止される。

【００６３】具体的には、記録時にはインク容器３３の
キャップ弁３６が開き、インクジェットヘッド１は、上
記非記録位置に来る度に全ノズルからインクを吐出す
る。吐出されたインクはインク容器３３に回収され、そ
の内部に設けられた吸収体３４に吸収される。記録動作
が終了すると、インク容器３３の吸収体３４のインクが
長時間空気に触れ続けないように、キャップ弁３６は閉
鎖される。

【００６４】なお、キャップ弁３６の開閉動作は、イン
クジェットヘッド１が上記非記録位置と記録位置とを移
動する度ごとに行ってもよい。また、このような吐出除
去動作は、インクジェットヘッド１が１往復する度ごと
に行ってもよいが、２または３以上の往復動作ごとに行
ってもよい。

【００６５】以上のように、本実施形態によれば、キャ
ップ１３がインクジェットヘッド１のヘッド面を覆って
いないときは、キャップ１３をキャップ弁１７によって
閉鎖し、キャップ１３の吸収体２７に吸収されているイ
ンクを空気に触れさせないようにしたので、吸収体２７
におけるインクの粘度上昇および乾燥を防止することが
できる。そのため、キャップ１３の内部におけるインク
の目詰まりを未然に防止することができる。

【００６６】また、インク排出チューブ１５からインク
を排出していないときには、インク排出チューブ１５の
排出口４０をキャップ弁１９で閉鎖することとしたの
で、インク排出チューブ１５内のインクが空気に触れる
ことを防止することができる。そのため、インク排出チ
ューブ１５内におけるインクの乾燥を回避することがで
き、インク排出チューブ１５の目詰まりを未然に防止す
ることができる。

【００６７】インク容器３３の吸収体３４のインクが長
時間空気に触れ続けると、インクの凝固によって吸収体
３４の表面側に膜が形成され、新たにインク容器３３に
回収されたインクは、この膜に邪魔されて吸収体３４の
内部にまで浸透しなくなる。そのため、インク容器３３
の吸収体３４に膜が形成されると、予定していた所定量
のインクを蓄えることができなくなり、インク容器３３
からインクがあふれ出すおそれがある。しかし、本実施
形態によれば、インク容器３３にキャップ弁３６を設
け、インク容器３３にインクを回収しないときには当該
キャップ弁３６によってインク容器３３を密閉すること
としたので、吸収体３４にインクの膜が形成されること
はなく、インク容器３３からのインクの溢れ出しは防止
される。

【００６８】−変形例− インク吸引機構は上記実施形態のインク吸引機構１６に
限定されるものではなく、他の形態の吸引機構であって
もよい。例えば、図７に示すようなインク吸引機構１６
ａを用いてもよい。このインク吸引機構１６ａは、イン
ク排出チューブ１５の片方の側面に固定された固定板４
４と、長円形の回転円板４５とを備えている。固定板４
４は、インク排出チューブ１５の長手方向（図７の上下
方向）に延びており、当該長手方向に直交する方向（図
７の左右方向）に膨出するように湾曲している。回転円
板４５は、インク排出チューブ１５の非固定部分を上側
から下側に（つまり、インク排出通路１５ａの下流側
に）送り出すように押さえつけながら回転するように構
成されている。したがって、このインク吸引機構１６ａ
では、回転円板４５の回転によってインク排出チューブ
１５のインクが下流側に押し流され、それによってイン
クの吸引除去が行われる。

【００６９】キャップ１３はインクジェットヘッド１の
ヘッド面を気密に覆うものであればよく、キャップ弁１
７はキャップ１３の開口部を開閉するものであればよ
く、それらの構成は特に限定されるわけではない。例え
ば、キャップ１３、キャップ弁１７およびソレノイド１
８の代わりに、図８に示すような以下の構成を用いても
よい。

【００７０】すなわち、図８に示すように本変形例は、
側面の一部に開口５２が形成された第１円筒部材４６
と、側面の一部に開口４８が形成された第２円筒部材４
７と、回転モータ４９とを備えている。両円筒部材４
６，４７は、一端が開口され、他端は閉鎖面５３によっ
て塞がれている。両円筒部材４６，４７は、互いの開口
端同士が対向するように配置され、第１円筒部材４６の
一部は第２円筒部材４７の内部にはめ込まれている。第
１円筒部材４６の閉鎖面５３側の側面には、回転モータ
４９の回転軸に固定された回転ローラ５０が設けられて
いる。この回転ローラ５０は第１円筒部材４６を回転さ
せるものであり、第１円筒部材４６の側面に接触してい
る。つまり、第１円筒部材４６は回転自在に構成されて
いる。

【００７１】第２円筒部材４７は、開口４８が上向きに
開口するような状態に固定されている。そして、回転ロ
ーラ４９および回転ローラ５０によって第１円筒部材４
６を回転させることにより、第１円筒部材４６の開口５
２と第２円筒部材４７の開口４８とが重なった開状態
と、それら開口４８，５２が重ならない閉状態とに切り
替えられる。したがって、回転モータ４９および回転ロ
ーラ５０は、円筒部材４６，４７の開口を開閉する開閉
手段を構成している。図示は省略するが、これら円筒部
材４６，４７の内部には、前述の吸収体２７と同様のイ
ンク吸収体が設けられている。円筒部材４７の閉鎖面５
３には、インク排出チューブ（図示せず）に接続された
インク排出口５１が形成されている。

【００７２】インクジェットヘッド１の吸引除去動作の
際には、円筒部材４６，４７が上記開状態に切り替えら
れる。そして、インクジェットヘッド１のヘッド面が開
口４８，５２に臨むような位置において、上記ヘッド面
は円筒部材４６，４７によって覆われる。そして、前述
した吸引除去動作が実行される。吸引除去動作を終了す
ると、円筒部材４６，４７は上記閉状態に切り替えられ
る。これにより、円筒部材４６，４７の内部は閉鎖さ
れ、インクの乾燥は防止される。

【００７３】＜実施形態２＞実施形態１では、インク排
出チューブ１５からインク容器２８へのインクの回収
を、予め定められた所定時間だけ行っていた。しかし、
インクジェットヘッド１からインク排出チューブ１５に
吸引除去されたインクの量が多いときには、回収動作を
所定時間行っただけでは、インク排出チューブ１５内の
すべてのインクを回収することができない場合も考えら
れる。そのため、インク排出チューブ１５の目詰まりを
より確実に防止するためには、インク排出チューブ１５
にインクが残留しているか否かを検知し、インクが残留
していないことを確認してから回収動作を終了すること
が好ましい。

【００７４】そこで、本実施形態のインクジェット式記
録装置では、インク排出チューブ１５を透明または半透
明の材料で形成し、図９に示すように、インク排出チュ
ーブ１５の先端側すなわち排出口４０の近傍に、インク
残留検知手段としてフォトカプラ５４を設けることとし
た。

【００７５】本実施形態では、インク排出チューブ１５
内のインクをインク容器２８に回収する際には、キャッ
プ１３のキャップ弁１７およびインク排出チューブ１５
のキャップ弁１９を開放した状態でインク吸引機構１６
を起動した後、フォトカプラ５４によってインク排出チ
ューブ１５の残留インクを検知する。そして、インク排
出チューブ１５内にインクが残留している限り、上記回
収動作を継続する。一方、インク排出チューブ１５内に
インクがなくなったことを検知すると、上記回収動作を
終了し、キャップ弁１７およびキャップ弁１９を閉鎖す
る。なお、インク排出チューブ１５にインクが残留して
いるか否かについては、例えば、排出口４０からインク
が排出されない状態が所定時間（例えば１分間）継続し
た場合に、インクがなくなったと判断するようにしても
よい。

【００７６】本実施形態によれば、回収動作の終了後に
インク排出チューブ１５内にインクが残留することはな
いので、回収動作を終了してから長期間にわたって装置
を使用しないような場合であっても、インク排出チュー
ブ１５の目詰まりを確実に防止することができる。

【００７７】なお、インク残留検知手段は上記フォトカ
プラ５４に限定されず、他の検知手段を用いることも勿
論可能である。

【００７８】

【実施例】先ず、以下の組成（各組成物の含有量は質量
百分率である）からなる５種類のインクジェット記録用
インクを作製した（実施例１〜５）。尚、各実施例にお
いては、保湿剤としてグリセリンを、浸透剤としてジエ
チレングリコールモノブチルエーテルをそれぞれ含有さ
せた。染料には、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２を用い
た。なお、説明は省略するが、イエロ、マゼンダ、シア
ン等の他の染料についても、同様の結果が得られる。

【００７９】有機ケイ素化合物は、以下の方法で作製し
たものを用いた。すなわち、まず、反応容器に入れた１
００ｇ（０．５６モル）のＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ
（ＯＣＨ₃）₃に、４９ｇ（０．６６モル）の２，３−エ
ポキシ−１−プロパノールを一滴一滴加えて、その全量
滴下後に８０℃で５時間攪拌することにより、アミノ基
とエポキシ基とを反応させた加水分解性シランを得た。
次いで、新たな反応容器に、１２０ｇ（６．６７モル）
の水と５０．６ｇ（０．２モル）の上記加水分解性シラ
ンと１５．２ｇ（０．１モル）のＳｉ（ＯＣＨ₃）₄とを
混合したものを一滴一滴加えて、その全量滴下後に６０
℃で１時間反応させることにより、各実施例にて用いる
有機ケイ素化合物を得た。

【００８０】 （実施例１） Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％ グリセリン …１０％ ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％ 有機ケイ素化合物 … ５％ 純水 …７０％ （実施例２） Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％ グリセリン …１０％ ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％ 有機ケイ素化合物 …１０％ 純水 …６５％ （実施例３） Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％ グリセリン …１０％ ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％ 有機ケイ素化合物 …２０％ 純水 …５５％ （実施例４） Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％ グリセリン …１０％ ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％ 有機ケイ素化合物 …４５％ 純水 …３０％ （実施例５） Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％ グリセリン …１０％ ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％ 有機ケイ素化合物 …７０％ 純水 … ５％ そして、上記各実施例のインクを用い、キャップ弁１７
およびキャップ弁１９を閉じた状態でインク排出チュー
ブ１５を７０℃の環境下で１年間放置し、その後にキャ
ップ弁１７およびキャップ弁１９を開いてインクの回収
を行った。その結果、いずれの実施例のインクも、イン
ク排出チューブ１５から問題なく回収することができ
た。これにより、本発明の効果を確認することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット式記録装置の要部の斜視図であ
る。

【図２】インクジェット式記録装置の要部の正面図であ
る。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、インク吸引機構の構成
図である。

【図４】インクジェットヘッドの部分底面図である。

【図５】図４のＩ−Ｉ線断面図である。

【図６】図４のII−II線断面図である。

【図７】インク吸引機構の変形例の構成図である。

【図８】キャップの変形例の斜視図である。

【図９】インクジェット式記録装置の要部の正面図であ
る。

【図１０】従来のインクジェット式記録装置の要部の正
面図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド １３ キャップ（蓋部材） １５ インク排出チューブ（通路形成部材） １５ａ インク排出通路 １６ インク吸引機構（吸引手段） １７ キャップ弁（蓋部材閉鎖手段） １９ キャップ弁（通路開閉手段） ２６ インク目詰まり防止機構 ２７ 吸収体 ３２ キャリッジ軸 ３３ インク容器 ４０ 排出口 ４１ 記録紙 ５４ フォトカプラ（インク残留検知手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒瀬 秀和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 立川 雅一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA17 EA27 JC08 JC13 JC20

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非記録時に所定の待機位置に移動するイ
   ンクジェットヘッドと、 上記インクジェットヘッドが上記待機位置にあるときに
   該インクジェットヘッドのヘッド面を覆う蓋部材と、 上記蓋部材に接続され、該蓋部材の内部空間と連続する
   インク排出通路を形成する通路形成部材と、 上記インクジェットヘッドが上記蓋部材に覆われている
   ときに該インクジェットヘッドから上記インク排出通路
   にインクを吸引する吸引手段と、 上記インク排出通路の排出口に設けられた通路開閉手段
   と、を備えているインクジェット式記録装置。
2. 【請求項２】 非記録時に所定の待機位置に移動するイ
   ンクジェットヘッドと、 上記インクジェットヘッドが上記待機位置にあるときに
   該インクジェットヘッドのヘッド面を覆う蓋部材と、 上記蓋部材に接続され、該蓋部材の内部空間と連続する
   インク排出通路を形成する通路形成部材と、 上記インクジェットヘッドが上記蓋部材に覆われている
   ときに該インクジェットヘッドから上記インク排出通路
   にインクを吸引する吸引手段と、 上記蓋部材が上記インクジェットヘッドのヘッド面を覆
   っていないときに該蓋部材の開口部を塞ぐ蓋部材閉鎖手
   段と、を備えているインクジェット式記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェット式記録
   装置であって、 蓋部材がインクジェットヘッドのヘッド面を覆っていな
   いときに該蓋部材の開口部を塞ぐ蓋部材閉鎖手段を備え
   ているインクジェット式記録装置。
4. 【請求項４】 請求項１または３に記載のインクジェッ
   ト式記録装置であって、 通路開閉手段は、蓋部材がインクジェットヘッドのヘッ
   ド面を覆っているときにインク排出通路を閉鎖するイン
   クジェット式記録装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載のインクジェット式記録
   装置であって、 記録時には、蓋部材閉鎖手段によって蓋部材の開口部を
   塞ぐとともに、通路開閉手段によってインク排出通路の
   排出口を閉鎖するインクジェット式記録装置。
6. 【請求項６】 請求項１または３に記載のインクジェッ
   ト式記録装置であって、 インク排出通路にインクが残留しているか否かを検知す
   るインク残留検知手段を備え、 インク排出通路内のインクを排出するよう通路開閉手段
   によってインク排出通路の排出口を開口させた後、上記
   インク残留検知手段によってインク排出通路にインクが
   残留していないことを確認してから該インク排出通路の
   排出口を閉鎖するインクジェット式記録装置。
7. 【請求項７】 請求項３に記載のインクジェット式記録
   装置であって、 インクジェットヘッドが記録を行っているときに蓋部材
   の開口部およびインク排出通路の排出口を開口させるこ
   とによってインク排出通路内のインクを排出する一方、
   インクの排出終了後もインクジェットヘッドが記録を継
   続しているときには上記蓋部材の開口部および上記イン
   ク排出通路の排出口を閉鎖するインクジェット式記録装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか一つに記載のイ
   ンクジェット式記録装置であって、 インクジェットヘッドには、水溶性色材と、保湿剤と、
   浸透剤と、水と、この水がない状態で縮合反応する水溶
   性物質とを含有するインクが充填されているインクジェ
   ット式記録装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のインクジェット式記録
   装置であって、 水溶性物質は、加水分解性シラン化合物を含んでいるイ
   ンクジェット式記録装置。