JP2676165B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録ヘッドからインクを吐出させて記録媒
体上に画像を形成するインクジェット記録装置に関し、
特に記録ヘッドの吐出口面に付着したインクをクリーニ
ングするクリーニング手段を備えたインクジェット記録
装置に関する。

〔従来の技術〕

プリンタ、ファクシミリ、複写機等の記録装置は、記
録情報に基づいて記録ヘッドのエネルギー発生手段を駆
動することにより、記録情報に対応した画像を記録媒体
上に形成していくように構成されており、記録ヘッドの
構造により、インクジェット式、ワイヤドット式、サー
マル式、レーザービーム式などに分けることができる。

これらの中で特にマルチ化およびカラー化等が容易に
可能なインクジェット式（インクジェット記録装置）
は、記録ヘッドに記録液（インク）を供給し、記録ヘッ
ドに設けた電気熱交換体や電気機械変換体等の記録液滴
（インク滴）吐出手段を駆動することにより吐出口より
インク滴を吐出させ、用紙やプラスチック薄板等の記録
媒体上に記録液滴（インク滴）を付着させて画像を形成
していくように構成されている。

記録ヘッドの前面（記録媒体と対向する面）には通常
複数のインク吐出口が配列されており、この吐出口面と
記録媒体との間には例えば0.5〜1.0mm程度の隙間が設け
られている。

このようなインクジェット記録装置においては、吐出
口より吐出された上記記録液滴以外の微細なインク滴や
そのサテライトインク滴等が吐出口面（ヘッド表面）に
付着すると、本来の記録機能が損なわれ、ある吐出口か
らの吐出が阻害されたり、本来吐出されるべき方向が変
更されてしまう（ヨレ現象）ことがある。

これらの現象を解消するために、吐出口面のインクを
ワイピングすることが考えられ、ソリッドゴムブレード
等を用いて前記吐出口面をワイピングすることが提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

しかしながら、従来のソリッドゴムを用いたワイピン
グブレードの場合、低温環境下でゴムが堅くなり、密着
性不充分のために記録ヘッド表面のインクを完全に拭き
取ることができないという技術的課題が生じてしまっ
た。

第８図はインク濡れが生じた記録ヘッド30の吐出口面
31を例示する模式図であり、第９図は低温環境下におい
てゴムブレード（加熱装置なし）で第８図の吐出口面31
をワイピングした場合の模式図である。

すなわち、第８図に示すような濡れ部分33を有する吐
出口面を、５℃の低温のもとで、ニトリルゴムやウレタ
ン等のゴムの弾性ブレード（例えば、厚み0.5mm、自由
長3mm、侵入量0.5〜1.0mmの条件）で吐出口34の列方向
に対してほぼ垂直にワイピングした結果が第９図に示さ
れている。

このように、インクの濡れ状態33がひどい場合は、完
全に拭き取れないばかりか、吐出口34を塞いでしまって
不吐出や吐出不良を起こしたりする場合があった。

特に、吐出口面31が一様な平面でなく、多少の段差や
曲面を呈している場合に、完全に拭き取れない頻度が高
かった。

また、ゴムに耐寒性を持たせることを目的に、軟化剤
や架橋剤などの配合比を変えることによって架橋密度を
変えるなどの対策をしているために、インクとの接液性
不良を引き起こすなどの問題も生じていた。このため、
ブレードの材質を選択する際の選択幅を狭くしたり、環
境温度の変化に対してラチチュードの広い設定をするな
どの対策を必要としていた。

ところで、一般に、弾性ゴムを用いたブレードによる
ワイピング条件は、ブレードの厚み、ブレードの自由
長、侵入量およびゴム弾性によって決まってくる。

ここで、ワイピング条件の一要因であるゴム弾性力は
絶対温度に比例して変化する。

そこで、安定した確実な吐出口面のワイピング（拭き
払い）を行なうためには、温度を一度に保つことにより
ゴムの弾性を一定に保つ必要がある。

本発明は、このような着想に基づいて上記従来の技術
的課題を解決しようとするものであり、インクジェット
記録装置にブレード等のクリーニング手段を所定温度に
維持する温度維持調整手段を設けることによって、記録
ヘッドの吐出口面に付着したインクを確実にしかも安定
的にクリーニングすることができ、インク吐出が常に適
正な状態に維持され、信頼性の高い記録が可能なインク
ジェット記録装置を提供することを目的とする。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、インク吐出口が形成された記録ヘッドの吐
出口面をクリーニングするクリーニング手段を備えたイ
ンクジェット記録装置において、前記クリーニング手段
は、所定温度に維持する温度維持調整手段を有している
構成とすることにより、インク吐出口面に付着したイン
クを確実にかつ安定的にクリーニングすることができ、
インク吐出を適正に維持することにより信頼性の高い記
録を行い得るインクジェット記録装置を提供するもので
ある。

請求項２の発明は、上記構成に加えて、前記温度維持
調整手段が、クリーニング手段の温度を検出する温度検
出手段と加熱温度制御手段とを備え、クリーニング手段
を所定の温度範囲に保持する構成により、さらに、クリ
ーニング手段の温度を常に最適の値に維持することが可
能で、非常に幅の広い材料選択を行い得るインクジェッ
ト記録装置を提供するものである。

請求項３の発明は、上記構成に加えて、前記記録ヘッ
ドとして、発熱抵抗素子を備え、該素子が発生する熱エ
ネルギーを利用してインクを吐出するタイプのヘッドを
使用することにより、加熱温度制御の効果を一層充分に
発揮し得るインクジェット記録装置を提供するものであ
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明を実施したインクジェット記録装置の
要部を示す模式的平面図である。

第１図においては、１はインクジェットヘッド（記録
ヘッド）であり、その前面にインク吐出口２が設けられ
ている。

この記録ヘッド１は、発熱抵抗素子を備え、該素子が
発生する熱エネルギーを利用してインクを吐出飛翔させ
るタイプのヘッドである。

この種の記録ヘッドとしては、例えば、吐出口に通じ
る液路内のインク（記録液）を加熱して気泡を生じさ
せ、該気泡の圧力によって吐出口からインク滴を吐出飛
翔させる方式のものがある。

前記記録ヘッド１はキャリッジ３上に搭載され、該キ
ャリッジ３はガイドシャフト４に沿って矢印Ａ、Ｂ方向
に往復動可能に支持されている。

５は円筒形の部材によって記録面を形成するプラテン
（図示の例ではプラテンローラ）であり、用紙やプラス
チック薄板等の記録媒体６は、前記プラテン５に巻き付
けられ、該プラテン５の回転によって搬送（シート送
り）される。

前記キャリッジ３は不図示のモータ駆動によりガイド
シャフト４に沿って移動し、該キャリッジ３に搭載され
た記録ヘッド１は、この移動と同期して、本体側からの
信号に基づいて前記吐出口面２のインク吐出口よりイン
ク滴を噴射するように駆動され、該インク滴を記録媒体
６に付着させることにより記録画像が形成される。

記録領域外に設けられたキャリッジ３のホームポジシ
ョンHPは、記録ヘッド１の吐出口面２に対向するよう
に、キャップ７が配置されている。

このキャップ７は記録ヘッド１に対向して矢印Ｃ、Ｄ
方向に進退移動可能である。

記録ヘッド１が使用されない場合は、ホームポジショ
ンHPで、キャップ７が矢印Ｃ方向に前進して記録ヘッド
１の吐出口面２を密閉し、インク吐出口（第８図の34）
の目詰まりが防止されている。

キャップ７の側部、すなわち、第１図中の右側には、
記録ヘッド１の吐出口面２を拭き払い等でクリーニング
（清掃）するためのクリーニング手段として、ブレード
８が設けられている。

このクリーニング用のブレード８は記録ヘッド１に対
向して矢印Ｅ、Ｆ方向に進退移動可能に支持されてい
る。

記録ヘッド１が記録媒体６上に記録した後ホームポジ
ションHP方向へ移動する時、すなわち、矢印Ｂ方向へ移
動する時、ブレード８は矢印Ｆ方向に後退して吐出口面
２と接触しないようになっている。

一方、記録ヘッド１がホームポジションHPから記録の
ために記録媒体６方向へ移動する時、すなわち、矢印方
向Ａ方向に移動する時、ブレード８は矢印Ｅ方向へ前進
し、記録ヘッド１の吐出口面２に対して所定の侵入量に
なる位置にセットされ、記録ヘッド１のスライド移動に
よる吐出口面２とブレード８との相対移動により、該吐
出口面２は該ブレード８によってクリーニング（清掃）
される。

クリーニング方向はこれに限られるものではないが、
この方向とすることにより、ブレードの復元力でインク
滴が記録領域に飛ぶことが防止されている。

前記ブレード８の材質としては、例えば、ニトリルゴ
ムやウレタン等のゴム状弾性材が使用される。

また、この弾性ブレード８の形状、寸法としては、例
えば、厚みが0.3〜0.8mm、好ましくは約0.5〜0.6mmで、
自由長（自由に弾性変形可能な部分の張出し長さ）が2.
0〜5.0mm、好ましくは約2.5〜3.5mmのほぼ長方形の板状
のものを使用することができる。

前記自由長があまり短いと侵入量のわずかな違いで当
接角度が大きく異なることになる。

したがって、上記自由長は、この当接角度すなわちブ
レード８と吐出口面２との接触角度の最適値あるいは装
置の小型化などを考慮して決めることが好ましい。

さらに、このブレード８の侵入量（吐出口面２との干
渉深さ）は、例えば、0.3〜1.5mm、好ましくは0.5〜1.0
mm程度に設定することができる。

この侵入量は、インク拭き残しがなるべく少なくなる
ような範囲、あるいは装置構成上の観点から設定するこ
とが好ましい。

第２図は第１図中のクリーニング用のブレード８およ
びその取付け部を示す部分拡大図である。

第１図および第２図において、ブレード８のいずれか
の面に近接した位置に発熱抵抗体９が設けられ、該ブレ
ード８を加熱し得るようになっている。

このブレード８の加熱時の温度は、ブレード材質や環
境温度にもよるが、例えば、25℃〜45℃。、好ましは約
30〜40℃程度に設定することができる。

10はブレード８および発熱抵抗体９を支持するための
ホルダーであり、ブレード８および発熱抵抗体９の一端
部に結合されている。

ブレード８のいずれかの面には、該ブレード８の温度
を検出するための温度検出器11が接合状態で取付けられ
ている。

この温度検出器11は、加熱手段（発熱抵抗体９）の影
響を直接受けることなく、クリーニングブレード８の温
度が測定されるような位置に設けることが好ましい。

また、クリーニング機能に直接影響を与える先端部側
を測定するように設けることが効果的である。

なお、この場合、温度検出手段11自身がクリーニング
に悪影響を及ぼさないように構成されることは言うまで
もない。

ブレード８の加熱手段に用いられる前記発熱抵抗体９
としては、ニクロム線ヒータやセラミックヒータ等を使
用することができる。

また、ブレード８は輻射加熱効果を高めるために、例
えば、黒色のものを使用するのがより効果的である。

第３図は本発明におけるブレード８加熱装置の発熱抵
抗体９の温度制御系を示すブロック図であり、同図にお
いて、ブレード８に当接または近接させた温度検出器11
によって該ブレード８の温度を検出し、温度制御回路12
により、フィードバック系を通して、ブレード加熱装置
の発熱抵抗体９を温度制御し、所定の温度に維持するよ
うに構成されている。

このようなブレード８の温度制御装置を設けたので、
該ブレード８の環境温度変化による硬度変化や弾性変化
等を極めて低くすることができ、所定の温度範囲で最適
なブレード材料を選定しておけば、常に安定して良好な
クリーニングを行なうことが可能になった。

なお、前記発熱抵抗体９としてPTC特性（Positive Te
mperature Coeffscsent）による自己温度制御機能を有
する抵抗体を使用すれば、第３図の温度制御系は省略す
ることができる。

以上説明した実施例によれば、一例として、厚みが0.
5mmのニトリルゴムで長方形のブレードを形成し、これ
を自由長が３、0mmで侵入量が0.5mmの状態にセットし、
低温（５℃）環境下において、ブレード８の温度を35℃
に設定して温度制御を行ない、A4サイズの画像１枚につ
き３回のワイピングを実行し、5000枚の耐久試験を行な
ったところ、印字品位および吐出口面２の状態とも室温
の場合と同様に良好であった。

また、クリーニング動作によってブレード８にインク
が付着するが、上記実施例では、ブレード８の加熱によ
ってインクが乾燥し易くなっているので、インクが乾燥
し難い環境下、例えば、高湿度の下で頻繁にクリーニン
グ（拭き払い）を行なう場合でも、安定した良好なクリ
ーニング特性が得られた。

第４図は本発明におけるブレード加熱装置の第２の構
成例を示す平面図であり、本実施例においては、ブレー
ド加熱手段である発熱抵抗体９はブレード８の側面に直
接接触した状態で設けられている。

この場合、ブレード８と発熱抵抗体９とは、接着され
ていても、あるいは、接着されずに自由に引き離し得る
状態であってもよい。

本実施例によれば、ブレード８と発熱抵抗体９が接触
しているので、加熱効率をさらに向上させることができ
た。

第５図は本発明におけるブレード加熱装置の第３の構
成例を示す平面図であり、本実施例においては、ブレー
ド過熱手段である発熱抵抗体９がブレード８の両側に近
接配置されており、ブレード８を一層素早く加熱できる
ように構成されている。

本実施例では、ブレード８と発熱抵抗体９とがクリー
ニング時に離間するが、クリーニング（拭き払い）に要
する時間はごく僅かであるので、低温環境下であっても
クリーニング時のブレード８の温度低下はほとんど生じ
ない。

第６図は本発明におけるブレード加熱装置の第４の構
成例を示す平面図であり、本実施例においては、ブレー
ド過熱手段である発熱抵抗体９をブレード８の内部に組
み込むことにより、発熱抵抗体９からの熱を無駄なくブ
レード８に伝達できるように構成されている。

したがって、本実施例によれば、さらに、熱効率を高
めて消費電力を節減し得るという効果が得られた。

第７図は本発明におけるブレード加熱装置の第５の構
成例を示す平面図であり、本実施例においては、ブレー
ド加熱手段である発熱抵抗体９はブレード８の周りに配
設されている。

この場合の発熱抵抗体９の形状は、図示のようなスパ
イラル状に限定されるものではなく、ブレード８を囲む
のに適した形状であれば、その他の種々の形状にするこ
とができる。

以上説明した第２の実施例、第３の実施例、第４の実
施例および第５の実施例のいずれによっても、厚みが0.
5mmのニトリルゴムで長方形のブレードを形成し、これ
を自由長が３、0mmで侵入量が0.5mmの状態にセットした
ワイピング手段を使用し、低温（５℃）環境の下でブレ
ード温度を35℃に設定し、A4サイズの画像１枚につき３
回のワイピングを行ないながら5000枚の耐久作動を実行
したところ、前述の第１の実施例の場合と同様、印字品
位および吐出口面２の状態とも室温で耐久作動した時と
同じく良好であった。

なお、前記温度検出手段11をクリーニング回数カウン
ト手段に兼用することもできる。

すなわち、クリーニング回数をカウントしてブレード
の寿命を考え、交換時期を知らせたり、一連の回復動作
シーケンス中で何回クリーニングするかを設定し、その
回数をフィードバックしてクリーニング回数の制御をす
る方法が考えられるが、このような制御を行なう場合
に、前記温度検出手段をクリーニング回数カウント手段
として利用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、イ
ンク吐出口が形成された記録ヘッドの吐出口面をクリー
ニングするクリーニング手段を備えたインクジェット記
録装置において、前記クリーニング手段は、所定温度に
維持する温度維持調整手段を有している構成としたの
で、クリーニング手段の温度を常に所定の温度範囲に設
定することが可能となり、環境温度が変化してもクリー
ニング手段の弾性や硬度を適正状態に保持することがで
き、もって、記録ヘッドの吐出口面を拭き残すことな
く、きれいにクリーニングすることができ、インクの不
吐出やヨレ等の無い安定したインク吐出を長期にわたっ
て維持することが可能となり、高品位でムラの無い画像
が得られるインクジェット記録装置を提供することがで
きる。

また、クリーニング手段の温度を常に最適の値に維持
できるため、該クリーニング手段の材質の選択範囲を格
段に拡げ得るという効果も得られる。

さらに、クリーニング手段を加熱することでクリーニ
ング手段自身に付着したインクの乾燥を促進できるた
め、クリーニング手段自身にインクが付着することによ
る拭き取り機能の低下を無くすことも可能になった。

請求項２の発明によれば、上記構成に加えて、前記温
度維持調整手段が、クリーニング手段の温度を検出する
温度検出手段と加熱温度制御手段とを備え、クリーニン
グ手段を所定の温度範囲に保持する構成としたので、一
層正確かつ容易にクリーニング手段の温度制御を行い得
るインクジェット記録装置が提供される。

請求項３の発明によれば、上記構成に加えて、前記記
録ヘッドとして、発熱抵抗素子を備え、該素子が発生す
る熱エネルギーを利用してインクを吐出するタイプのヘ
ッドを使用する構成としたので、加熱温度制御の効果を
一層充分に発揮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】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の第１の
実施例の要部を模式的に示す部分平面図、第２図は第１
図中のクリーニング手段の拡大平面図、第３図は第１図
中のブレードの温度制御系のブロック図、第４図〜第７
図はそれぞれ本発明によるインクジェット記録装置のク
リーニング手段の種々の構成例を模式的に示す平面図、
第８図はインク濡れが生じた記録ヘッドの吐出口面を例
示する模式図、第９図は低温環境下で従来のブレードで
第８図の吐出口面を吹き払いした結果を例示する模式図
である。 １……記録ヘッド、２……吐出口面、３……キャリッ
ジ、８……クリーニング手段（ブレード）、９……加熱
装置（発熱抵抗体）、11……温度検出手段、12……加熱
温度制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田鹿 博司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 青野 賢治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 平林 弘光 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 新井 篤 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インク吐出口が形成された記録ヘッドの吐
   出口面をクリーニングするクリーニング手段を備えたイ
   ンクジェット記録装置において、前記クリーニング手段
   は、所定温度に維持する温度維持調整手段を有している
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記温度維持調整手段は、クリーニング手
   段の温度を検出する温度検出手段と加熱温度制御手段と
   を備え、クリーニング手段を所定の温度範囲に保持する
   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。
3. 【請求項３】前記記録ヘッドは、発熱抵抗素子を備え、
   該素子が発生する熱エネルギーを利用してインクを吐出
   するタイプのヘッド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。