JP2693257B2 - 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］ 本発明はインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来、紙,OHP用シートなどの記録媒体（以下記録紙ま
たは単に紙ともいう）に対して記録を行う記録装置は、
種々の記録方式による記録ヘッドを搭載した形態で提案
されている。この記録ヘッドには、ワイヤードット方
式，感熱方式，熱転写方式，インクジェット方式による
ものなどがある。

この中でも、特にインクジェット方式は、記録用紙に
直接インクを噴射するものであり、ランニングコストが
安く、記録動作が静かである等の利点を有した記録方式
として注目されている。

また、近年のインクジェット記録装置、とりわけ記録
ヘッドにあっては、その製造が、半導体ディバイスにお
ける成膜技術やマイクロ加工技術によって行われるよう
になり、より小型でかつ廉価な記録ヘッドが実現されつ
つある。これにより、例えばインクタンクを一体とした
使い捨てタイプの記録ヘッドも提案されており、これに
伴ない、装置自体の構成も小型かつ簡潔なものとされ
る。

以上述べたような数々の利点を有するインクジェット
記録装置は、電子タイプライタ，ワードプロセッサ，フ
ァクシミリ，複写機等、種々の装置の記録装置として広
範囲に用いられつつある。この場合、インクジェット記
録装置は、これら装置固有の機能，使用態様等に対応し
た構成を具えなければならない。

また、電子タイプライタ，ワードプロセッサ等では、
小型かつ軽量で携帯可能なものが、その傾向の１つとし
てあり、この見地からも、これら装置に用いられるイン
クジェット記録装置の小型かつ簡潔なものが提供されつ
つある。

以上のように、インクジェット記録装置は多様な使用
環境の中で用いられることが多く、このことによるいく
つかの問題が派生する場合がある。

例えば、この装置を用いるユーザーによってその使用
頻度が著るしく異なることによる問題が考えられる。あ
るユーザーは毎日、ほぼ定時間使用し、また、他のユー
ザーは１ヶ月以上も放置したまま使用しない場合などが
ある。このような場合、記録ヘッドの吐出口近傍や液路
内のインクが増粘したり、また、液路内に発生した微小
気泡が成長することによって不吐出に至ることがあり、
これらの現象は不使用期間が長期化する程、顕著にな
る。

これに対して、従来は、例えば電源をオンする毎に、
あるいは電源オン時に前回の吸引動作等による回復動作
（いわゆる大回復）からの時間をみて、所定の時間が経
過している場合には所定回数の同様の回復動作を行なっ
ていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、設定する時間間隔および回復動作回数
が一定であるため例えば１ヶ月以上の長期間放置した場
合には上記所定回数の回復動作によっては充分に不吐出
が回復されず、また、例えば26時間程度の放置の場合に
も、上記所定回数の回復動作を行うのでは、かえって過
大な回復動作となり、インク吸引等によって無駄にイン
クを消費してしまうことになる。

また、従来のように電源オンをした時に回復動作を行
ない、その後電源オンのまま記録動作を行わずに放置し
ている場合には、通常の記録の間の回復動作も行われず
不吐出となる可能性がある。さらに従来のように、前回
の回復処理からの時間を考慮せずに電源オン毎に回復動
作を行う制御にあっては、短時間の間隔で電源のオン／
オフを繰り返えすような場合に電源オン毎に回復動作が
行われ、不必要な回復動作となってしまうという不都合
が生じる。

本発明は上述の問題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吐出回動作を適切な内容および
タイミングで行ない、常に良好な記録を行うことが可能
なインクジェット記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明では、インクを吐出する記録ヘッド
を用いて記録を行うインクジェット記録装置において、
該記録ヘッドの吐出回復動作を行うための回復手段と、
当該インクジェット記録装置に係る時間を計時する計時
手段と、該計時手段のバックアップ用バッテリと、該計
時手段が前回の吐出回復動作時点から当該インクジェッ
ト記録装置の電源投入時までに計時する経過時間に応じ
て前記吐出回復動作の内容および／または回数を変化さ
せて前記回復手段に吐出回復動作を行わせる制御手段
と、を具え、前記制御手段は、前記前回の吐出動作時点
から前記電源投入時までの経過時間を調べる前に、前記
バックアップ用バッテリが異常か否かを判断し、異常で
あるときは、吐出回復動作を行わせることを特徴とす
る。

［作用］ 以上の構成によれば、前回の吐出回復時点から電源挿
入時点までの経過時間に応じて吐出回復動作の内容等を
変化させる制御を行う場合において、その経過時間を調
べる前に、装置のバックアップ電源が異常か否かを調べ
異常であるときには吐出回復動作を行うよう制御するの
で、仮にバックアップ電源が故障し上記経過時間が不明
となる場合でも、念のための吐出回復動作を行うことが
できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明を適用可能な装置
として電子タイプライタの外観構成例を示す。

ここで、１はキーボード部であり、文字，数字等キャ
ラクタ入力用のキーやコントロールキー等のキー群２が
配列され、非使用時にはヒンジ３を中心に回動させるこ
とにより第１図（Ｂ）に示すように折りたためるように
なっている。４は装置内部のプリンタ部にシート状記録
媒体を送給するための給紙トレーであり、同じく非使用
時には同図（Ｂ）に示すようにプリンタ部を覆って収納
される。５は手動にて記録媒体のセットや排出を行うた
めの送りノブ、６は入力した文章等を表示するための表
示器、７は本例に係る装置を運搬する際に用いられる把
手である。

また、８は本例電子タイプライタのカバーをなし表示
器６に隣接してタイプライタ上部に設けられる窓であ
り、後述されるように格納されるインクジェットプリン
タおよび記録紙を視ることができる。

第２図は本例に係るプリンタ部の構成例を示す。

ここで９はインクジェット記録ヘッドを有したヘッド
カートリッジ、11はこれを搭載して図中Ｓ方向に走査す
るためのキャリッジである。13はヘッドカートリッジ９
をキャリッジ11に取付けるためのフック、15はフック13
を操作するためのレバーである。このレバー15には、後
述するカバーに設けられた目盛を指示してヘッドカート
リッジの記録ヘッドによる印字位置や設定位置等を読取
り可能とするためのマーカ17が設けられている。19はヘ
ッドカートリッジ９に対する電気接続部を支持する支持
板である。21はその電気接続部と本体制御部とを接続す
るためのフレキシブルケーブルである。

23は、キャリッジ11をＳ方向に案内するためのガイド
軸であり、キャリッジ11の軸受25に挿通されている。27
はキャリッジ11が固着され、これをＳ方向に移動させる
ための動力を伝達するタイミングベルトであり、装置両
側部に配置されたプーリ29A,29Bに張架されている。一
方のプーリ29Bには、ギヤ等の伝動機構を介してキャリ
ッジモータ31より駆動力が伝達される。

33は紙等の記録媒体（以下記録紙ともいう）の被記録
面を規制するとともに記録等に際してこれを搬送するた
めの搬送ローラであり、搬送モータ35によって駆動され
る。37は記録媒体を給紙トレー４側より記録位置に導く
ためのペーパーパン、39は記録媒体の送給経路途中に配
設されて記録媒体を搬送ローラ33に向けて押圧し、これ
を搬送するためのフィードローラである。34はヘッドカ
ートリッジ９の吐出口に対向し記録媒体の記録面を規制
するためのプラテンである。41は記録媒体搬送方向上、
記録位置より下流側に配置され、記録媒体を不図示の排
紙口へ向けて排紙するための排紙ローラである。42は排
紙ローラ41に対応して設けられる拍車であり、記録媒体
を介してローラ41を押圧し、排紙ローラ41による記録媒
体の搬送力を生じさせる。43は記録媒体のセット等に際
してフィードローラ39,押え板45,拍車42それぞれの付勢
を解除するための解除レバーである。

45は記録位置近傍において記録媒体の浮上り等を抑制
し、搬送ローラ33に対する密着状態を確保するための押
え板である。本例においては、記録ヘッドとしてインク
吐出を行うことにより記録を行うインクジェット記録ヘ
ッドを採用している。従って記録ヘッドのインク吐出口
形成面と記録媒体の被記録面との距離は比較的微少であ
り、かつ記録媒体と吐出口形成面との接触を避けるべく
その間隔が厳しく管理されなければならないので、押え
板45の配設が有効である。47は押え板45に設けた目盛、
49はこの目盛に対応してキャリッジ11に設けられたマー
カであり、これらによっても記録ヘッドの印字位置や設
定位置が読取り可能である。

51はホームポジションにおいて記録ヘッドのインク吐
出口形成面と対向するゴム等の弾性材料で形成したキャ
ップであり、記録ヘッドに対し当接／離脱が可能に支持
されている。このキャップ51は、非記録時等の記録ヘッ
ドの保護や、記録ヘッドの本発明に係る吐出回復処理に
際して用いられる。吐出回復処理とは、キャップ51を吐
出口形成面に対向させ、インク吐出口内方に設けられて
インク吐出のために利用されるエネルギ発生素子を駆動
することにより全吐出口からインクを吐出させ（予備吐
出）、これによって気泡や塵埃，増粘して記録に適さな
くなったインク等の吐出不良要因を除去する処理予備吐
出）や、これとは別に吐出口形成面とキャップ51で覆っ
た状態で吐出口よりインクを強制的に排出させることに
より吐出不良要因を除去する処理である。

53はインクの上記強制排出のために吸引力を作用する
（吸引）とともに、かかる強制排出による吐出回復処理
や予備吐出による吐出回復処理に際してキャップ51に受
容されたインクを吸引（空吸引）するために用いられる
ポンプである。55はこのポンプ53によって吸引された廃
インクを貯留するための廃インクタンク、57はポンプ53
と廃インクタンク55とを連通するチューブである。

59は記録ヘッドの吐出口形成面のワイピングを行うた
めのブレードであり、記録ヘッド側に突出してヘッド移
動の過程でワイピングを行うための位置と、吐出口形成
面に係合しない後退位置とに移動可能に支持されてい
る。61はモータ、63はモータ61から動力の伝達を受けて
ポンプ53の駆動およびキャップ51やブレード59の移動を
それぞれ行わせるためのカム装置である。

なお、以下、本例における吐出回復動作とは、吸引，
キャップオープン，予備吐出，空吸引およびワイピング
の一連の動作をいい、１回の吐出回復動作とは、これら
一連の動作の１サイクルをいう。

第３図は、第５図，第６図にて後述する制御等を実行
するための制御構成を示すブロック図である。

キャリッジ11のキャップ位置や移動位置は、回復系ホ
ームセンサ65やキャリッジホームセンサ67の検出に基づ
いて知ることができる。また、指示位置への移動や指示
位置設定入力等は、キーボード１に設けられたスペース
キーや所定のキーを用いて行う。本例に係る吐出回復動
作はモータドライバ61Aを介して回復モータ61を動作さ
せることにより、インク吸引やキャップの開閉等を行
う。さらに、同図において1000は上記制御手順を実行す
るMPU,1001は、第５図，第６図に示される制御手順等を
格納するROM,1002は、キャリッジ11の現在位置を記憶し
たり、上記制御実行におけるワークエリアとして用いら
れるRAMである。また、1003は、本例にかかる吐出回復
動作の間隔等を計測するタイマである。本例においてこ
のタイマの動作はバッテリによってバックアップされて
いる。

第４図は本例における吐出回復動作の制御を説明する
ための図である。同図に示すように、電源オン時に前回
の吐出回復動作からの経過時間を調べ、これが26時間未
満であれば吐出回復を行わず、26時間以上１ヶ月未満で
あれば１回の吐出回復動作を行ない、１ヶ月以上であれ
ば３回の吐出回復動作を行う。また、タイマをバックア
ップするためのバッテリが切れていることが判明した場
合は、経過時間が不確実であるためとりあえず１回の吐
出回復を行うようにする。

また、キャップオープン直前、すなわち記録開始時に
も前回の吐出回復動作からの経過時間を調べ、この時間
が34時間未満のときは吐出回復動作を行わず、34時間以
上１ヶ月未満のときは１回の吐出回復動作を行ない、１
ヶ月以上のときは３回の吐出回復動作を行う。

以上のような吐出回復動作の制御態様において、例え
ば、ある日の朝９時の仕事開始時に電源をオンしたと
き、吐出回復が行なわれた場合、次の日の朝９時の仕事
開始時の電源オン時には26時間経過していないために吐
出回復動作が行われず、その日は電源を入れたまま記録
動作を行わないで10時間以上経過した残業時間等に記録
を開始しようとすると34時間以上経過したとして１回の
吐出回復動作を行う。

第５図は第４図にて説明した電源オン時の吐出回復動
作の制御手順を示すフローチャートである。この処理が
起動されると、まずステツプS51で電源オフ時等にタイ
マ1003をバックアップしているバッテリが切れている等
の異常か否かを判断する。このバッテリチェックは公知
の方法で行うことができる。ここで、バッテリが正常の
場合、ステツプS52へ進みタイマ1003が計数する時間に
基づいて前回の吐出回復動作からの経過時間を知り、こ
の時間が所定の時間T2（本例では１ヶ月）以上か否かを
判断する。この判断で、経過時間が１ヶ月未満と判断さ
れたときはステツプS53へ進み、この経過時間が第２の
所定時間T1（本例では26時間）以上か否かを判断し、こ
こで、経過時間が26時間未満の場合は吐出回復動作を行
わず本処理手順を終了する。

ステツプS53で経過時間が26時間以上と判断された場
合にはステツプS58で吐出回復動作を１回行ない、次い
でステツプS59で経過時間タイマをリセットして本処理
手順を終了する。また、ステツプS52で経過時間が１ヶ
月以上と判断された場合はステップS56で吐出回復動作
を３回行ない、次いでステップS57でタイマをリセット
する。さらに、ステップS51でバッテリ切れ等の異常で
あると判断された場合には、電源オフの経過時間が不確
かであるため、念のためにステップS54で吐出回復動作
を１回行ない、次いでステップS55でタイマをリセット
し本処理手順を終了する。

第６図は、記録開始時、すなわち非記録時の記録ヘッ
ドに対するキャッピングを解いて記録動作に移る直前に
実行される吐出回復処理のフローチャートである。

キャップ閉状態で記録命令が知りされるとこの処理が
起動され、ステップS61でバッテリ異常がチェックされ
る。タイマバックアップ用バッテリが正常の場合は、ス
テップS62でタイマの計時データに基づいて、前回の回
復動作からの経過時間が所定時間T4（本例の場合１ヶ
月）以上か否かを判断する。経過時間が１ヶ月未満と判
断された場合にはステップS63で経過時間が所定時間T3
（本例では34時間）以上か否かを判断する。ここで、経
過時間が34時間未満の場合は吐出回復動作を行わず本処
理手順を終了する。

ステップS63で34時間以上と判断された場合は、ステ
ップS64で回復動作を１回行ない、次いでステップS65で
タイマをリセットし本処理手順を終了する。また、ステ
ップS62で１ヶ月以上経過していると判断された場合に
は、ステップS66で吐出回復動作を３回行ない、次いで
ステップS67でタイマをリセットして本処理手順を終了
する。さらに、ステップA61でバッテリ異常と判断され
た場合には吐出回復動作は行わず本処理手順を終了す
る。なお、本処理手順において吐出回復動作を行う場合
には、キャップが閉状態のまま直ちに吸引動作以降の一
連の吐出回復動作に移る。

なお、上記実施例では、経過時間に応じて回復動作の
回数を変えるようにしたが、その内容を変えるようにし
てもよい。例えば経過時間が短時間であれば吸引動作を
行わず予備吐出のみとすることもできる。これは、記録
ヘッドの仕様およびその使用環境等に応じて適切に定め
ることができる。

また、上記実施例における経過時間判断のための基準
となる設定時間，吐出回復動作の回数は、これらに限ら
れないことは勿論である。

さらに、経過時間の計時開始時点としては、上例のよ
うな前回の回復動作時に限られず、例えば、前回の記録
動作終了時，電源オフ時とすることも可能である。

（その他） なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中で
もバルブジェット方式の記録ヘッド、記録装置において
優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば
記録の高密度化，高精細化が達成できるからである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特
許第4723129号明細書，同第4740796号明細書に開示され
ている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この
方式は所謂オンデマンド型，コンティニュアス型のいず
れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合
には、液体（インク）が保持されているシートや液路に
対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対
応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少な
くとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱
変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用
面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対
一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので
有効である。この気泡の成長，収縮により吐出用開口を
介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの
滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即
時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に
優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第44
63359号明細書，同第4345262号明細書に記載されている
ようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上
昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載
されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行う
ことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示さ
れているような吐出口，液路，電気熱変換体の組合せ構
成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が
屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許
第4558333号明細書，米国特許第4459600号明細書を用い
た構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の
電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換
体の吐出部とする構成を開示する特開昭59-123670号公
報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応
させる構成を開示する特開昭59-138461号公報に基いた
構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記
録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明に
よれば記録を確実に効率よく行うことができるようにな
るからである。

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対
応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対
しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッ
ドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さ
を満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッド
としての構成のいずれでもよい。

加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装
置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装
着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体か
らのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプ
の記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にイン
クタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッド
を用いた場合にも本発明は有効である。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記
録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付
加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ま
しいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッ
ドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加
圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素
子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録と
は別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定
した記録を行なうために有効である。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数につい
ても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けら
れたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに
対応して複数個数設けられるものであってもよい。すな
わち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主
流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体
的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでも
よいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフル
カラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極め
て有効である。

さらに加えて、以上説明した本発明実施例において
は、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以
下で固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化
するもの、あるいはインクジェット方式ではインク自体
を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインク
の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが
一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状
をなすものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギ
による昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変
化のエネルギとして使用せしめることで防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギの記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではす
でに固化し始めるもの等のような、熱エネルギによって
初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は
適用可能である。このような場合のインクは、特開昭54
-56847号公報あるいは特開昭60-71260号公報に記載され
るような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固
形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対
向するような形態としてもよい。本発明においては、上
述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜
沸騰方式を実行するものである。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態
としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端
末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写
装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の
形態を採るもの等であってもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前
回の吐出回復時点から電源挿入時点までの経過時間に応
じて吐出回復動作の内容等を変化させる制御を行う場合
において、その経過時間を調べる前に、装置のバックア
ップ電源が異常か否かを調べ異常であるときには吐出回
復動作を行なうよう制御するので、仮にバックアップ電
源が故障し上記経過時間が不明となる場合でも、念のた
めの吐出回復動作を行うことができる。

この結果、常に適切な吐出回復動作を行ない、記録ヘ
ッドの吐出状態を良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施例にかか
る装置としての電子タイプライタの使用時および収納時
の外観斜視図、 第２図は、本発明に適用可能なプリンタの一構成例を示
す斜視図、 第３図は、第２図に示したプリンタの制御構成を示すブ
ロック図、 第４図は、本発明の一実施例にかかる吐出回復動作の態
様を示す説明図、 第５図および第６図は、それぞれ第４図に示した吐出回
復動作の処理手順を示すフローチャートである。 ９……ヘッドカートリッジ、51……キャップ、53……ポ
ンプ、59……ブレード、61……回復系モータ、100……M
PU、1001……ROM、1002……RAM、1003……タイマ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを吐出する記録ヘッドを用いて記録
   を行うインクジェット記録装置において、 該記録ヘッドの吐出回復動作を行うための回復手段と、 当該インクジェット記録装置に係る時間を計時する計時
   手段と、 該計時手段のバックアップ用バッテリと、 該計時手段が前回の吐出回復動作時点から当該インクジ
   ェット記録装置の電源投入時までに計時する経過時間に
   応じて前記吐出回復動作の内容および／または回数を変
   化させて前記回復手段に吐出回復動作を行わせる制御手
   段と、 を具え、前記制御手段は、前記前回の吐出回復動作時点
   から前記電源投入時までの経過時間を調べる前に、前記
   バックアップ用バッテリが異常か否かを判断し、異常で
   あるときは、吐出回復動作を行わ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】前記記録ヘッドは、インクを吐出するため
   の熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生体を備える
   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。