JP2003053986A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予備吐出受けの吸収体部分に顔料インクが堆
積されるのを防止するようにしたインクジェット記録装
置を提供する。 【解決手段】 顔料インクを吐出する顔料インク吐出手
段と染料インクを吐出する染料インク吐出手段とを有
し、記録データに基づき前記各インク吐出手段から記録
媒体上に前記各インクを吐出させて記録を行うと共に、
インク吸収体を有する所定のインク受け部に対して前記
各インク吐出手段から記録に寄与しないインク吐出であ
る予備吐出を行う。また、前記予備吐出を制御する予備
吐出制御手段が、顔料インク吐出手段にて予備吐出を行
う時には、その予備吐出に応じて染料インク吐出手段か
ら染料インクを予備吐出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、詳しくはインクを吐出して記録を行うプ
リンタやファクシミリなどに用いられるインクジェット
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パソコン端末、コピー、ファックス等の
出力装置として、熱転写方式、レーザビームプリンタ方
式、ドットインパクト方式およびインクジェット方式等
の記録装置が使用されている。

【０００３】インクジェット方式は、静粛性に優れる記
録方法として注目を浴びているが、なかでも加熱による
液体の発泡を利用した、いわゆるバブルジェット（登録
商標）方式を採るものは、高密度化が容易であり、静粛
性に優れ、カラー化が容易であり、かつ高速記録に耐え
得る等の様々な優れた特徴を有し、高品位で安価な記録
方法として知られている。

【０００４】インクジェット方式による記録装置におい
ては、例えば、記録用インクが充填されているインクタ
ンクと記録ヘッドが一体のカートリッジ型に構成される
インクジェットカートリッジをキャリッジに搭載し、記
録ヘッドに設けられている吐出口から記録液滴としてイ
ンクが記録媒体に向けて吐出され、記録が行われるよう
になっている。

【０００５】また、記録動作の高速化に伴い、複数の記
録素子を配列した記録ヘッド（以下マルチヘッドと呼
ぶ）を備えたものが一般化し、さらにカラー対応として
上記マルチヘッドを複数個備えたものも開発されてい
る。

【０００６】このようなインクジェット記録装置におい
ては、インクタンクから記録ヘッドに至るインク供給系
に塵埃や気泡が混入することがある。記録ヘッドに設け
られているインク吐出口やこれに連通する液路は一般に
内径が数ミクロンから数10ミクロン程度と小さいため
に、混入した塵埃や気泡が記録ヘッドの液路に導かれる
と液路内に付着してインクの流れを阻害し、インク吐出
効率を低下させたり、甚だしい場合には目詰まりを起こ
してインクの吐出不良を引き起こしたりすることがあ
る。

【０００７】また、記録ヘッドに配された多数の吐出口
の中には、記録に際して一定時間以上使用されないとい
う状態が発生することも有り得るが、かかる記録ヘッド
の吐出口にインクを充填したままで空気中に長時間晒さ
れる場合には、インクを構成する成分の沈殿や水分が蒸
発することによるインク固着が発生し、それによって、
インク供給系に塵埃や気泡が混入した場合と同様に、特
定吐出口からのインクの吐出に異常を来たすことがあ
る。

【０００８】さらに、記録に用いられないで長時間放置
されたノズル内の、ノズル先端におけるインクは溶剤、
水等に蒸発が起こり、粘度が上昇して、インク液滴の吐
出方向に誤差（ヨレ）が生じたり、不吐出等の記録不良
が発生したりする。そこで、これらの問題の解消を図る
には、記録ヘッドの各ノズルからのインク吐出を良好な
状態に維持させることが望ましく、そのための回復手段
が必要となる。この回復手段としては、従来より、ノズ
ル内のインクを加圧することにより、インクを強制的に
吐出させる加圧回復手段やノズル内のインクを負圧を発
生させることにより強制的に吸引する吸引回復手段等が
用いられる一方、記録中の回復動作として予備吐出など
も行われている。この予備吐出は、吐出不良の発生を避
けるために記録に関与しない位置で行われるインク吐出
動作であり、通常は、一定の間隔を介して定期的に行わ
れる。

【０００９】一般に、記録中の予備吐出は、記録ヘッド
の吐出面の乾燥を防ぐと共に前述の加圧／吸引回復を行
うときに吐出面を密閉するために設けられたキャップの
中で行われるか、専用に設けられた予備吐出されたイン
クの受け部に向けて行われる。キャップ内に予備吐出す
る場合には、記録ヘッドの吐出口と対向する位置でキャ
ップが吐出面から適当な距離間隔をもたせる構成や、キ
ャップ内に溜まった予備吐出インクを記録途中で排出さ
せ得るような構成を採る必要があるため、キャップの移
動機構が複雑になるという不都合が生じると共に、予備
吐出時にはインクの飛散などによってキャップ廻りに汚
れが生じるという不都合が発生する。このため、こうし
た不都合を考慮すると、予備吐出のインク受け部はキャ
ップだけでなく、特定のスペースに単に開口部を設けた
だけの構成とした方が、機構が簡略になる点で有利であ
ると言える。

【００１０】この場合、開口部内には吸収体などを設け
て、溜まった吐出インクを保持するよう構成することが
一般的である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な吸収体を設けた予備吐出受け部に対して、顔料インク
を吐出する場合、該予備吐出受け部の吸収体にカーボン
等のインク剤の蓄積による堆積物が発生することがあ
る。そして、予備吐出受け部に対し多くの堆積物が堆積
すると、記録ヘッドの吐出口形成面がキャリッジ走査時
に接触し、それが記録不良を起こす原因となることがあ
った。

【００１２】また、このような蓄積物を除去する技術が
特開平9-30004号公報に提案されている。この提案で
は、耐水インクよりも比較的再溶解し易い顔料インクで
は、顔料等を蓄積してから除去するものとなっている
が、これではこの制御によってインクを消費してしま
う、記録以外の時間がこの制御で費やされてしまう、
といったユーザにとってデメリットな事象が発生する。
つまり、廃インクを吸収体に吸収させるには十分な効率
が得られないという問題がある。

【００１３】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、予備吐出受
けの吸収体部分に顔料インクが堆積されるのを効率的に
防止し得るようにしたインクジェット記録装置の提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によるインク記録
装置は、顔料インクを吐出する顔料インク吐出手段と染
料インクを吐出する染料インク吐出手段とを有し、記録
データに基づき前記各インク吐出手段から記録媒体上に
前記各インクを吐出させて記録を行うと共に、インク吸
収体を有する所定のインク受け部に対して前記各インク
吐出手段から記録に寄与しないインク吐出である予備吐
出を行うようにしたインクジェット記録装置であって、
前記予備吐出を制御する予備吐出制御手段を有し、前記
予備吐出制御手段は、顔料インク吐出手段にて行う予備
吐出に応じて、染料インク吐出手段により染料インクを
吐出させることを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。

【００１６】（第１の実施例）図１はこの実施形態にお
けるインクジェット記録装置の概略構成を示す外観斜視
図、図２は側面図である。

【００１７】図１及び図２に示すように、ここに示すイ
ンクジェット記録装置１は、記録媒体Ｐを積載し、記録
の際に記録媒体Ｐを記録装置本体内や、給送する給紙機
構２、送給された記録媒体Ｐに対し画像形成に必要なイ
ンク液滴を吐出する記録ヘッド７、その記録ヘッド７を
着脱可能に保持するキャリッジ５０、そのキャリッジ５
０を主走査方向に沿って往復移動させるキャリッジ駆動
機構５、記録される記録媒体Ｐを主走査方向と直交する
副走査方向に移動させる搬送機構３、及び記録された記
録媒体Ｐを所定の位置に排出する排紙機構４などを備え
る。

【００１８】また、図７は、この実施形態における制御
系の概略構成を示すブロック図である。図において、２
００は、所定の演算、計数（カウント）、比較、判別、
及び制御などの動作を行うＣＰＵである。２０１はＣＰ
Ｕ２００にて実行すべき制御プログラムなどを格納して
なるＲＯＭ、２０２はホストコンピュータから送出され
るデータなどを格納するデータメモリ及びＣＰＵによっ
て演算処理を実行するためのワーキングメモリとして機
能するＲＡＭであり、これらはそれぞれＣＰＵ２００に
接続されており、各部の制御を行うものとなっている。

【００１９】すなわち、ＣＰＵ２００には、記録ヘッド
７内に設けられたヒータ７１を駆動するヒータドライバ
７１A、キャリッジ５０の駆動源であるキャリッジモー
タ３１のモータドライバ５１A、記録媒体の搬送駆動源
であるＰＦモータ２１のモータドライバ２１A等が接続
されている。

【００２０】そして、ＣＰＵ２００は、前記吐出用ヒー
タの駆動データ（画像データ）及び駆動制御信号（ヒー
トパルス信号）をヒータドライバ７１Aに供給すること
により記録ヘッド７からインク滴を吐出させる吐出制御
を行うようになっており、記録動作を制御する記録制御
手段として機能すると共に、後述の予備吐出動作を制御
する予備吐出制御手段等としても機能する。また、ＣＰ
Ｕ２００は、キャリッジ５０を主走査方向に駆動するた
めのキャリッジモータ３１をモータドライバ５１Aを介
して制御する一方、記録媒体Ｐを副走査方向に搬送する
ためのＰＦモータ２１もモータドライバ２１Aを介して
制御する。さらにまた、前記ＣＰＵ２００には、記録装
置１に記録媒体を送り込む給紙装置２が接続されてい
る。

【００２１】上記構成を有する記録装置１において、ホ
スト装置のプリンタドライバからインタフェースを介し
て記録命令を受け取ると、記録装置１は、給紙装置２に
より記録媒体Ｐを紙送り装置３へと送り込み、この紙送
り装置３により記録装置本体内に設けられたプラテンと
の対向位置まで記録媒体Ｐを副走査方向（Ｙ方向）へと
移動させる。

【００２２】次に、記録装置１は、記録位置まで記録媒
体Ｐに対向して上記記録ヘッド７をキャリッジ５０と共
に主走査方向（Ｘ方向）に移動させながら、選択された
ノズルよりインクを吐出させ、１ライン分の画像を形成
する。主走査方向への移動による１ライン分の画像形成
が終了すると副走査方向に記録記録媒体Ｐを移動し、次
の１ライン分の画像形成がなされる。この動作の繰り返
しにより所望の画像が形成され、画像形成終了時に排紙
装置４により記録装置外へと排出される。

【００２３】また、本実施形態では、上記記録装置１に
おいて使用する記録ヘッド７として、図４に示すように
複数のノズルｎ１からなるノズル列Ｎ１と、複数のノズ
ルｎ２からなる複数のノズル列Ｎ２とを直列に配した縦
並びヘッドを用いても良いし、図５に示すように、各ノ
ズル列Ｎ１，Ｎ２を各色並列に配した横並びヘッドを用
いても良い。なお、ｎ１は黒インクを吐出する黒インク
ノズル、ｎ２はカラーインクノズルである。また、ここ
で言うノズルとは、図６に示すように、共通液室７３か
ら供給されるインクを吐出させるインク吐出口が形成さ
れた液路７２と、この液路７２からインクを吐出させる
ためのヒータ７１とを含むものを意味する。そして、黒
インクには顔料インクを用い、カラーインクには染料イ
ンクを用いているため、前記黒インクノズルｎ１は顔料
インク吐出手段として機能し、カラーインクノズルｎ２
は染料インク吐出手段として機能することとなる。

【００２４】このように、この実施形態における記録ヘ
ッド７は、ヒータ７１に電気パルスを付加して発熱さ
せ、その熱エネルギーによってインクに気泡を発生さ
せ、その気泡の発生エネルギーによってインクを吐出口
から吐出させるようにしたいわゆるバブルジェット（登
録商標）記録ヘッドとなっている。

【００２５】また、このインクジェット記録ヘッド７で
は、ノズルｎ１，ｎ２が微細構造をなすため、共通液室
７３及び液路７２を介してノズルｎ内への気泡や塵埃の
混入、あるいはインク溶剤の蒸発に伴う増粘等が生じた
場合にインクの不吐出が発生することや、記録に適さな
い状態となることがある。このような場合、インクジェ
ット記録装置においては、インクの不吐出要因を除去す
る回復処理が回復処理部６（図１参照）で行われる。

【００２６】図３はこの回復処理部６を模式的に示す側
面図であり、この回復処理部６では、記録動作開始直前
に、後述のインク受け部に対して一定量のインク吐出を
行う予備吐出処理や、記録ヘッド７のノズル形成面をキ
ャップ６１にて覆い、キャップ６１に連通するポンプ６
０によって吸引力を作用させノズル内のインクを外部へ
と吸引する吸引回復処理などを行うようになっている。

【００２７】本実施形態で行う予備吐出としては、前述
の吸引回復処理の後に行う予備吐出と、インク増粘等を
防止するために一定時間毎に管理して行うタイマー予備
吐出とがある。吸引回復処理後の予備吐出はキャップ６
１内で行われ、タイマー予備吐出は、キャリッジの移動
経路の端部（記録媒体通過経路から外れた位置）に設け
られたインク受け部６２内のインク吸収体６２ａにイン
ク液滴を排出することによって行われる。

【００２８】なお、前記キャップ６１内には吸引ポンプ
６０が連結されており、予備吐後には、記録ヘッド７を
密閉しない状態ままでの吸引動作（空吸引動作）を実行
し、これによってキャップ６１内のインクを排出するよ
うになっているため、キャップ内にインクの堆積が発生
することはない。

【００２９】また、本実施形態では、黒インクには顔料
インクを、カラー各色には染料インクをそれぞれ使用し
ているため、タイマー予備吐出のパラメータ、つまりイ
ンク増粘によりノズルが詰って不吐出になるまでの時間
は、顔料インクと染料インクとで異なる。さらに、画像
を形成する上で、黒インクとカラーインクとでは吐出す
べきインク滴の重量を異ならせる必要があるため、記録
ヘッド７のノズルに不吐出が発生するまでの時間が黒イ
ンクとカラーインクとで相異する。例えばこの実施形態
において、黒インク滴の重量は30ng、カラーインク滴の
重量は10ngであり、不吐出になるまでの時間（閾値時
間）は、黒インク滴では２０秒、カラーインク滴では８
秒となっている。このため、本実施形態では、黒インク
のパラメータとカラーインクの予備吐出のタイミングと
を独立に制御するようになっている。但し、このタイマ
ー予備吐出において、インク受け部６２に配されたイン
ク吸収体６２ａに対し黒顔料インクだけを吐出させたと
すると、インク吸収体６２ａには長期にわたる使用によ
り顔料などのインク成分が堆積する可能性がある。そこ
で、本実施形態では顔料インクである黒インクをタイマ
ー予備吐出する際には、染料インクであるカラーインク
を共に予備吐出することで、インク吸収体６２ａへの黒
顔料インクの浸透を促進させ、長期にわたるインク成分
の堆積を未然に防ぐことが可能となった。

【００３０】すなわち、顔料インクと染料インクとを同
時に吐出させ、顔料インクと染料インクとを混合させる
ようにしたため、顔料インクのインク吸収体へのインク
浸透を促進させることができたため、常にインク成分の
堆積がない状態を得ることができた。さらにこの実施形
態では、インク吸収体として密度が疎であるメラミンフ
ォームやウレタンフォームなどを使用しているため、こ
れによってインク成分を吸収体上に堆積しにくくさせる
ことも可能となっている。

【００３１】以下、本実施例のタイマー予備吐出制御を
図８のフローチャートに基づき、より詳細に説明する。
まず、予め設定したタイマー予備吐出との閾値時間を設
定する。この閾値時間はカラーインク用の予備吐出と、
黒色インクのタイマー予備吐出とが設定されている。そ
して、ステップ２、ステップ１２でタイマーのカウント
を開始する。

【００３２】ここで、記録動作中にカラーのタイマー予
備吐出の閾値時間である8秒を超えた場合、キャリッジ
を移動して記録ヘッドをインク受け部に対向させ、各カ
ラーノズルで5発の予備吐出を実行し（ステップ４）、
実行後、カラーのタイマーカウントをリセットする。こ
のときの５発の予備吐出は、低湿度環境下での記録を保
障し得る値であり、本実施形態で使用した記録ヘッド７
と使用インクの特性上の最適値となっている。また、タ
イマー予備吐出の閾値時間の設定も同様にして設定され
る。

【００３３】次に、黒のタイマー予備吐出の閾値である
２０秒を超えた場合（ステップ１３）、カラーのタイマ
ー予備吐出と同様、キャリッジ５０の移動によって記録
ヘッド７をインク受け部６２の予備吐出受け口へとキャ
リッジ５０を移動し、黒インクの各ノズルｎ１にて５発
の予備吐出を実行する。このとき、カラーも同様に各ノ
ズルｎ２において５発の予備吐出を行う（ステップ１
４）。これにより、インク吸収体６２ａに吐出された黒
インクの浸透は促進され、インク成分が堆積するのを防
止することができる。

【００３４】（第２の実施形態）上記第１の実施形態で
は、閾値時間の設定を黒色とカラーとでそれぞれ独立に
設定し、それら閾値時間（８秒と２０秒）に基づき予備
吐出を異なるタイミングで行うようにしたが、この第２
の実施形態においては、処理を簡素化し、黒インクとカ
ラーインクの予備吐出を同時に行うようになっており、
その閾値時間は、上記第１の実施形態において設定した
閾値時間のうち、カラーの予備吐出用に設定した短い閾
値時間（８秒）となっている。なお、この第２の実施形
態においても第１の実施形態と同様に、図１ないし図３
に示す構成を有する。

【００３５】図９は、本実施形態のタイマー予備吐出の
制御動作を示すフローチャートである。図示のように、
予め定めたタイマー値を取得した後（ステップ２１）、
タイマーカウント値Ｔｃｎｔのカウントを開始する（ス
テップ２２）。黒色、カラーに関係なく、タイマー予備
吐出の閾値時間である８秒を超えたら（ステップ２
３）、キャリッジ５３を移動して記録ヘッド７をインク
受け部６２との対向位置へと移動する。そして、黒イン
ク、カラーインク共に各ノズルから５発の予備吐出を行
い（ステップ２４）、その後タイマーのカウント値をリ
セットする（ステップ２５）。

【００３６】（第３の実施形態）上記各実施形態では、
黒インクとカラーインクのそれぞれの予備吐出数を同数
としたが、この第３の本実施形態では、黒インクとカラ
ーインクの予備吐出数を異なる値に設定し、さらにカラ
ーインクの予備吐出数を黒の予備吐出数よりも多く設定
するようにしている。例えば、黒インクとカラーインク
の吐出を同時に行うに際し、黒インクの予備吐出数を５
発とするのに対し、カラーインクの予備吐出数を１０発
とする。このように、染料インク（カラーインク）の吐
出量を多くすることにより、インク吸収体に吐出された
顔料インク（黒色インク）の浸透を、一層促進させるこ
とができる。

【００３７】（その他）なお、上記各実施形態では、黒
インクのタイマー予備吐出を行う時に、これと同時に全
てのカラーインクを吐出させるようにしたが、吐出させ
るべきカラーインクの種類は、全種類に限らず１色以上
とすることも可能である。また、黒インクのタイマー予
備吐出において、カラーインクは必ずしも同時に吐出さ
せる必要はなく、異なるタイミングで吐出させることも
可能である。例えば、顔料インクの予備吐出に先立って
少なくとも一色以上の染料インクを予備吐出させたり、
顔料インクの予備吐出後に少なくとも一色以上の染料イ
ンクを予備吐出させたりすることも有効であり、本発明
は特に上記実施形態に限定されるものではない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、顔料イン
ク吐出手段と、染料インク吐出手段とを制御する予備吐
出制御手段を有し、この予備吐出制御手段が、前記顔料
インク吐出手段にて行う予備吐出に応じて染料インク吐
出手段から染料インクを吐出させるようにしたため、イ
ンク受け部に対する顔料インクの吸収性が向上し、イン
ク成分が堆積されるのを防止することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態におけるインクジェッ
ト記録装置を示す斜視図である。

【図２】図１に示したものの側面図である。

【図３】図１に示した回復処理部の概略構成を模式的に
示す側面図である。

【図４】図２に示したインクジェット記録装置における
縦並びヘッド及びインク吸収体のインク吸収状態などを
模式的に示す底面図である。

【図５】図２に示したインクジェット記録装置における
横並びヘッド及びインク吸収体のインク吸収状態などを
模式的に示す底面図である。

【図６】図４に示した縦並びヘッドを模式的に示す斜視
図である。

【図７】本発明の実施形態における制御系の構成を概略
的に示すブロック図である。

【図８】本発明の第１の実施形態におけるタイマー予備
吐出の制御動作を示すフローチャートである。

【図９】本発明の第２の実施形態におけるタイマー予備
吐出の制御動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ インクジェット記録装置 ７ 記録ヘッド ７１ ヒータ ｎ１ 顔料インクの吐出ノズル ｎ２ 染料インクの吐出ノズル ６２ インク受け部 ６２ａ インク吸収体 ２００ ＣＰＵ（予備吐出制御手段）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料インクを吐出する顔料インク吐出手
   段と染料インクを吐出する染料インク吐出手段とを有
   し、記録データに基づき前記各インク吐出手段から記録
   媒体上に前記各インクを吐出させて記録を行うと共に、
   インク吸収体を有する所定のインク受け部に対して前記
   各インク吐出手段から記録に寄与しないインク吐出であ
   る予備吐出を行うようにしたインクジェット記録装置で
   あって、 前記予備吐出を制御する予備吐出制御手段を有し、 前記予備吐出制御手段は、顔料インク吐出手段にて行う
   予備吐出に応じて、染料インク吐出手段により染料イン
   クを吐出させることを特徴とするインクジェット記録装
   置。
2. 【請求項２】 前記インク受け部は、多孔質体で形成さ
   れる廃インク吸収体を有する予備吐出口であることを特
   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】 前記インク受け部は、インク吐出部を保
   護するために着脱自在に設けられたキャップにより構成
   され、前記キャップ内には、多孔質体で形成されるイン
   ク吸収体を備え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。
4. 【請求項４】 前記予備吐出制御手段は、前記顔料イン
   クの予備吐出と同時に少なくとも一色以上の染料インク
   を予備吐出させることを特徴とする請求項１ないし３い
   ずれか記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記予備吐出制御手段は、顔料インクの
   予備吐出を行うに先立ち、少なくとも一色以上の染料イ
   ンクを予備吐出させることを特徴とする請求項１ないし
   ４いずれか記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記予備吐出制御手段は、顔料インクの
   予備吐出後に少なくとも一色以上の染料インクを予備吐
   出する予備吐出させることを特徴とする請求項１ないし
   ５いずれか記載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記廃インク吸収体を構成する多孔質体
   は、メラミンフォームであることを特徴とする請求項２
   または３記載のインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 前記廃インク吸収体を構成する多孔質体
   は、ウレタンフォームであることを特徴とする請求項２
   または３記載のインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 廃インク吸収体の多孔質体のセル数は20
   〜300個/25mmであることを特徴とする請求項２、３、７
   または８記載のインクジェット記録装置。