JP2698681B2 - 複数記録ヘッドを有する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、ファクシミリ、複写機、プリンター等の機
能を有するインクジェット記録装置及びそれ等機能を備
える複合機、ワークステーション等の出力機器として用
いられるインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ ノンイクパクト記録法は、記録時に於ける騒音の発生
が無視しうる程度に極めて小さいという点に於いて、最
近関心を集めている。その中で高速記録の可能性が有
り、而も所謂普通紙に特定の定着処理を必要とせずに記
録の行えるインクジェット記録法は極めて有力な記録法
である。

インクジェット記録装置に適用される記録ヘッドは、
一般に微細な液体吐出口（オリフィス）、液路及びこの
液路の一部に設けられるエネルギー作用部と、該作用部
にある液体に作用させる液滴形成エネルギーを発生する
エネルギー発生手段を具えている。

このようなエネルギーを発生するエネルギー発生手段
としてはピエゾ素子等の電気機械変換体を用いた記録方
法、レーザー等の電磁波を照射して、そこにある液体に
吸収させて発熱させ、該発熱による作用で液滴を吐出，
飛翔させるエネルギー発生手段を用いた記録方法、或い
は発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体によっ
て液体を加熱して液体を吐出させるエネルギー発生手段
を用いた記録方法等がある。その中でも熱エネルギーに
よって液体を吐出させるインクジェット記録方法に用い
られる記録ヘッドは、記録用の液滴を吐出して飛翔用液
滴を形成する為の液体吐出口（オリフィス）を高密度に
配列することができるために高解像力の記録をすること
が可能である。その中でも電気熱変換体を熱エネルギー
発生手段として用いた記録ヘッドは、記録ヘッドとして
全体的なコンパクト化も容易で且つ、最近の半導体分野
における技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術やマ
イクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、長尺化及び
面状化（２次元化）が容易であること等からマルチノズ
ル化、高密度実装化が容易で、しかも大量に生産性良
く、製造コストも安価なインクジェット記録用ヘッド及
び該ヘッドを有する装置を提供する事が可能である。

このようにエネルギー発生手段に電気熱変換体を用
い、半導体製造プロセスを経て製造されたインクジェッ
ト用記録ヘッドは、一般には各オリフィスに対応した液
路を設け、該液路毎に該液路を満たす液体に熱エネルギ
ーを作用させて、対応するオリフィスより液体を吐出し
て飛翔用液滴を形成する手段としての電気熱変換体が設
けられている。又、それ等の液路には、各液路に連通し
ている共通液室より液体が供給される構造となってい
る。

第10図はこの様なインクジェット記録ヘッドの概略構
成図であり、エッチング・蒸着・スパッタリング等の半
導体製造プロセス工程を経て、基板1102上に成膜形成さ
れた電気熱変換体1103、電極1104、液路壁1105、天板11
06から構成されているインクジェット記録ヘッドが示さ
れている。記録用液体1112は図示していない液体貯蔵室
から液体供給管1107を通して記録ヘッド1101の共通液室
1108内に供給される。図中1109は液体供給管用コネクタ
である。共通液室1108内に供給された液体1112は所謂毛
管現象により液路1110内に供給され、液路先端の吐出口
面（オリフィス面）でメニスカスを形成することにより
安定に保持される。ここで電気熱変換体1103に通電する
ことにより、電気熱変換体面上の液体が急峻に加熱さ
れ、液路中に気泡が生起され、その気泡の膨張・収縮に
より吐出口1111から液体を吐出し液滴が形成される。上
述したような構成により、吐出口密度16ノズル/mmとい
った高密度の吐出口配列で128吐出口或いは256吐出口と
いう、更には、記録幅内全域にわたって吐出口が配置さ
れたマルチノズルのインクジェット記録ヘッドが形成で
きる。

第11図は上記したインクジェット記録ヘッドが実際に
記録装置に配置されているインクジェット記録装置の構
成例を示す模式的斜視図である。同図においては、前述
した記録ヘッドと同様の記録ヘッド1101はモータ1216の
駆動によりレール1213a上を往復動されるキャリッジ121
4と一体的に構成されている。図において、1217は軸、1
218a,1218bはプーリ、1219はベルトである。インクタン
ク1222Y,1222M,1222C,1222B内に収容されたインクはポ
ンプ1223Y,1223M,1223C,1223Bにより、パイプ1221B,122
1C,1221Mおよび1221Yを経て記録ヘッド1101内に供給さ
れる。被記録部材（記録紙）はプラテンローラ1212に沿
って搬送され一時停止する。そして、記録ヘッド1101は
レール1213a,1213bに沿って往動しながらインクを吐出
して画像記録を行う。所定紙幅分の画像記録を行うと再
び記録ヘッド1101はレール1213a,1213bに沿って復動し
ホームポジションへ戻るが、この間に記録紙はプラテン
ローラ1212により所望量搬送され再び停止する。そし
て、このような動作を繰り返し画像記録は行われる。

このように停止している記録紙に対し記録ヘッドを往
復動させつつ印字を行う記録方式を以後シリアルスキャ
ン方式と呼ぶ。

［発明が解決しようとする課題］ 複数の記録ヘッドを一体的に保持する場合、従来で
は、各記録ヘッド間の間隔が大きく、結果的にレジスト
を大きくとることになっていたが、記録速度を低下させ
るだけでなく、レジスト誤差を多大にする危険も多かっ
た。そのため複数記録ヘッド間隔をできるだけ小さく
し、ほんど無または小さい間隔とすることを本発明者ら
は設計指針とした。

ところが、この記録ヘッド間隔を他の小さなゴミやイ
ンクミストが進入したりすることがあり、何らかの影響
で記録ヘッド端部汚れや、紙等のゴミのつまりによって
隣接記録ヘッド自体にインク溜まりや固型物の発生が見
られた。本発明者らは、この間隔において、大気側との
連通により、ゴミの進入や、記録領域内からのインクミ
ストやゴミが積極的に間隔内へ誘導されてしまうことが
原因であると推定した。

また、記録ヘッドを下向きに印字する場合は、上方へ
の気体流れがこの間隔内に発生し易いことや、記録ヘッ
ドに熱エネルギーを用いた場合の熱対流の影響からもこ
のような傾向が増加するものと思われ、加えて、記録時
による熱上昇と待機中の熱放散や温調レベルとの差分が
複数記録ヘッド間においてまた、キャップと複数記録ヘ
ッド一体保持部材間において多大な影響を与えるものと
推定した。

本発明は、上記推定により多くの試作を行った後に完
成したものであって、上述の問題を結果的に解決できる
インクジェット記録装置を提供することを主たる目的と
する。

特に、記録ヘッドをマルチオリフィス化し、記録紙と
ほぼ同一幅に長尺化した場合、従来のシリアルスキャン
方式とは全く異なった記録方式となるため、従来のシリ
アルスキャン方式の記録装置とは異なる様々な課題が生
ずることとなる。中でも、画像品質及び信頼性，耐久
性、寿命等に大きく影響を及ぼすヘッドの回復動作（回
復系）に関しては、特に長尺化されたマルチノズルタイ
プでは、吐出口の絶対数量が増加するために全吐出口か
らの安定吐出，不吐出防止、特に、ヘッド吐出面での乾
燥防止，吐出面から他の部分、例えば電気回路上、ある
いは記録紙等へのインクのもれ，侵入、また、多色画像
時の混色防止等が重要になる。

したがって本発明は、特にマルチノズル化し、記録紙
幅を覆う程度に長尺化された記録ヘッドを用いたインク
ジェット記録装置を構成する際に回復系・ヘッドの性能
に影響を与える課題をも解決でき、高画像品質を長期間
に亘って得ることのできる信頼性の高いインクジェット
記録装置を提供することを他の目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するためになされたもの
で、主たる特徴として、それぞれインクを吐出するため
の吐出部を有する複数の記録ヘッドを用いて記録可能な
インクジェット記録装置において、前記複数の記録ヘッ
ドを一体的に保持するための保持部材であって、前記複
数の記録ヘッド間に設けられた第１のシール部材を備え
た保持部材と、該保持部材と係合することにより前記複
数の記録ヘッドの前記吐出部の各々に対して密閉空間を
形成するための覆い部材であって、該覆い部材と前記保
持部材との係合部に設けられた第２のシール部材を備え
た覆い部材と、を有し、前記保持部材と前記覆い部材と
のいずれか一方に、前記第２のシール部材の外側に前記
保持部材と前記覆い部材との係合域をシールするための
第３のシール部材が設けられていることを特徴とするイ
ンクジェット記録装置である。

ここで、好ましくは、覆い部材は、内部に前記複数の
記録ヘッドと夫々個別に対応する回復機構を有し、保持
部材は凸部を有し、第３のシール部材は保持部材の凸部
に対して組み合わされる凹部を有し、該第３のシール部
材は前記覆い部材に設けられている。

さらに、本発明は、主たる特徴として、それぞれイン
クを吐出するための吐出部を有する複数の記録ヘッドを
用い記録可能なインクジェット記録装置において、前記
複数の記録ヘッドを一体に保持するための保持部材であ
って、前記複数の記録ヘッド間に設けられた第１のシー
ル部材を備えた保持部材と、該保持部材と係合すること
により前記複数の記録ヘッドの前記吐出部の各々に対し
て密閉空間を形成するための覆い部材であって、前記保
持部材と前記覆い部材との係合部に設けられた第２のシ
ール部材を備えた覆い部材と、を有することを特徴とす
るインクジェット記録装置である。

［作 用］ 本発明は、複数記録ヘッド間の微小間隙を、また複数
記録ヘッド保持部材と各記録ヘッド間の間にシール部材
を設けて、微小記録間隙内からの不要な大気連通部を無
くすことで、記録時に発生する上記不都合が解決され
た。

また、本発明は、上記構成を利用して記録ヘッドの待
機時の保湿性向上と乾燥防止効果を向上できる。

本発明実施例の１つに係るマルチオリフィスタイプの
長尺ヘッドを有するインクジェット記録装置について説
明すると以下にまとめられる。電気回路部へのインクの
侵入を防止する第１のインクシール部材と、乾燥および
混色防止のための第２のインクシール部材と、ヘッド支
持部材と回復系間に設けられた乾燥防止を兼ねた第３の
シール部材とを有するよう構成されたものである。従っ
て記録ヘッドの吐出口近傍がキャッピング状態時、すな
わち、休止中、スタンバイ中に、常に適度な湿潤状態が
保たれるような気密状態となっており、記録ヘッドの致
命的な性能劣化である不吐出，乾燥を防止することがで
きると同時に、ヘッド吐出面近傍に附着してしまったイ
ンクが、ヘッド上方部分の電気回路部分への侵入をする
ことをも防止し、ヘッドの故障、不良等を防止すること
ができる。

上記各間隔（ヘッド間，ヘッド保持部材間）が、5mm
以下好ましくは3mm以下に対し、本発明は格別の効果を
発揮する。

［実施例］ 以下、図面に基づいて、本発明の実施例について説明
する。

第１図は本発明の一実施例を説明するためのインクジ
ェット記録装置の概略断面図である。第１図を用いてま
ず本実施例のインクジェット記録装置の概略について説
明する。図において、301は原稿を読み取りそれを電気
信号に変換するスキャナー部である。そこで変換された
信号に基づいた信号がプリンタ部302の記録ヘッド部305
にドライブ信号として与えられる。給紙部303に収納さ
れた被記録部材の一つとしての記録紙は、必要時一枚ず
つベルト搬送部304へ向って送り出される。記録紙は前
記ベルト搬送部304を通過する際、前記記録ヘッド部305
により画像記録がなされ、定着排出部307を経てトレイ4
20へ送り出される。なお、306は回復キャップ部であ
り、前記記録ヘッド部305が常時印字可能な状態を維持
させるための機能をもつ。なお、本図において、記録ヘ
ッド部305および回復キャップ部306は記録動作時の状態
を示し、回復動作時の状態はそれぞれ305′および306と
して破線で描かれている。図中10はヘッドユニットの支
持板、10a,10bはその切欠部、14a,14bは切欠部10a,10b
に係合したガイドレールであって、支持板10を紙面と垂
直方向に出入するために設けられている。401は原稿、4
02は円筒状レンズアレイ403,読取りセンサー404および
照明ランプ405を含む光学系である。411は記録紙カセッ
ト、412,413,414,415はそれぞれ記録紙搬送用ローラで
あり、417,418および419はそれぞれ搬送用ガイドであ
る。213は排紙センサー、214は排紙ローラーである。以
下、各部の構成について詳細に説明する。

まず本実施例に用いられているフルライン化された長
尺記録ヘッドへのインク供給について第９図を用いて説
明する。第９図はその長尺記録ヘッドとインクの供給手
段との構成を模式的に示す説明図であり、1601はその記
録ヘッド、1652は記録ヘッド1601内の共通液室、1653は
記録液吐出面1654に配された液体吐出用の吐出口であ
る。しかして本実施例の吐出口1653は、対象とされる被
記録材の記録可能幅いっぱいにその数が配されており、
その個々の吐出口1653に通じる不図示の液路に設けられ
た発熱素子を選択的に駆動させることによって記録液を
吐出させ、ヘッド自体の移動走査なしに記録を実施する
ことが可能である。

1655は記録液を記録ヘッド1601に供給する記録液供給
タンク、1656供給タンク1655に記録液を補充するための
メインタンクであり、供給タンク1655から供給管1657に
より記録液を記録ヘッド1601の共通液室1652に供給し、
また、記録液補充のときにはメインタンク1656から一方
通行の補充用整流弁1658を介して回復用ポンプ1659によ
り供給タンク1655に記録液を補充可能である。また、16
60は記録ヘッド1601の吐出機能回復のためになされる回
復動作時に試用される一方通行の回復用整流弁、1661は
回復整流弁1660が介装されている循環用管、更にまた、
1662は先に述べた第１の供給管1657に介装されている電
磁弁、1663は供給タンク用空気抜弁である。

このように構成された記録ヘッド1601とその記録供給
系および回復系においては、記録実施時、電磁弁1662は
開の状態に保たれており、供給タンク1655から液の自重
により記録液が共通液室1652に補給され、液室1652から
不図示の液路を介して吐出口1653に導かれる。また、共
通液室1652や供給系に残留する気泡の除去と共に記録ヘ
ッド1601を冷却するために実施される回復動作時には、
回復ポンプ1659を駆動して記録液を、循環管1661により
共通液室1652に送り込み、供給液室1652から第１供給管
1657により記録液を供給タンク1655に戻して循環させる
ことができる。更にまた、液路等の初期充填時には電磁
弁1662を閉成した状態でポンプ1659により循環管1661を
経て記録液を共通液室1652に圧送し、気泡の排出と共に
記録液を吐出口1653から吐出させることができる。

こうした記録ヘッドは通常の場合非記録時にはインク
の吐出口の内部にインクを残したまま放置される。記録
ヘッドの吐出口面あるいは吐出口面側に接合可能なキャ
ップを有するキャッピング手段を設け、非記録時には前
記キャップと記録ヘッドとの接合を行うことにより、い
わば記録ヘッドに蓋をかぶせた状態で周囲の雰囲気から
密封し、かつ接合部分の空気層をインクの蒸気で満たし
てキャップと記録ヘッドとで形成される空間をインクの
飽和蒸気圧にすることによって液路内のインク液の蒸発
およびそれにともなう粘度の増加や液路内のインクの乾
燥を防止する。しかしながら、低湿環境下や長期間記録
を休止するような場合には、上記の如きキャッピングを
行って液路内のインク液の蒸発防止を図ってもインクの
粘度の増加が発生する場合があり、記録休止期間後の記
録に際して吐出口からのインクの不吐出や不安定吐出を
防止することができない場合がある。本発明では、休止
後最初にインクが吐出するかしないかの問題を以下「発
一問題」と呼ぶ。この発一問題に対しては前記した如く
回復ポンプ1659を駆動してインクを循環加圧し、記録ヘ
ッドの全吐出口からインクを排出させるようにしたイン
ク循環加圧手段をも併用して行っている。また上記の不
吐出の状態が軽微なものに対してはヘッドの全エネルギ
ー発生手段を駆動し、用紙等に記録を行うのと同様なイ
ンク吐出動作を行う。これは画像記録を行うための吐出
ではないため本発明では以下「空吐出」と称する。

以上述べたように長時間の非記録放置状態によりイン
クが乾燥し粘度が増加して吐出口及び／又は液路内が固
着している場合にはインクの加圧循環により、また非記
録状態が比較的短時間で、それ等の固着状態が軽微なも
のは空吐出動作により印字記録可能な状態にヘッドを回
復するようにしている。

第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は、夫々本発明に係る
インクジェット記録装置におけるプリンター部302の模
式的要部断面図である。第２図（ａ）を用いて記録ヘッ
ドの回復動作時の状態について説明する。1C,1M,1Y,1Bk
は、それぞれ、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラック
の各色のインクが供給されるインクジェット記録ヘッド
である。各々のヘッドは、ヘッドブロック６に対して、
精度良く固定され、各々のヘッドの平行度、ヘッド間距
離等が所望の精度内に保障されている。これら各色のヘ
ッド1C,1M,1Y,1Bkの吐出口附近には、各ヘッドの吐出口
に夫々対応してインクを吸収するためのインク吸収体、
3C,3M,3Y,3Bkが配設されている。インク吸収体、3C,3M,
3Y,3Bkは、記録ヘッド1C,1M,1Y,1Bkの吐出面に対して、
接離可能に吸収体ガイド７によって支持されている。第
２図（ａ）におけるインク吸収体3C及び3Yは、記録ヘッ
ド1C及び1Yの吐出面から離脱されたところを示してい
る。また、インク吸収体3M,3Bkは、記録ヘッド1M及び1B
kの吐出面に当接されたところを示している。インク吸
収体どうしの間にはインク仕切板８が備えられている。
各々のインク吸収体近傍には、インク絞り部材５が設け
られており、不図示のレバーにより、インク吸収体3C,3
M,3Y,3Bkに吸収されたインクを絞り出して落下させるこ
とが可能になっている。第２図（ａ）においてはイエロ
ーヘッド1Yのインク吸収体3YDが絞られている状態が示
されている。７は吸収体ガイドである。

記録ヘッド1C,1M,1Y,1Bkが固定されているヘッドブロ
ック６は、ブロックステイ９にレール15を介して挿脱自
在に挿入されている。又、このブロックステイ９は回転
中心Ｎを軸として、ヘッドブロック６及び各色ヘッドと
一体となって回転可能である。回復系容器２は、不図示
の移動機構により第２図（ａ）における回復動作状態か
ら、２点鎖線で示された退避位置への移動が可能であ
る。又、回復系容器２の底部には、排インク口13が設け
られており、記録ヘッド1C,1M,1Y,1Bkより吐出され、イ
ンク吸収体3C,3M,3Y,3Bkにより吸収され、回収されたイ
ンクを不図示の排インクタンクへ排インクホース（不図
示）を介して導くようになっている。

第２図（ｂ）は、記録ヘッドの画像記録時の状態を示
す模式的要部断面図である。第２図（ａ）の状態より、
回復系容器２が退避位置へ移動後（第２図（ａ）におけ
る２点鎖線の部分に移動した後）、記録ヘッドが第２図
（ｂ）のように、水平位置へ回動した状態である。この
状態において、各ヘッドの画像記録信号に基づいてイン
クの吐出が行われ、記録ヘッドの吐出面から所望距離を
保って搬送される記録紙上に画像を形成する。4,11およ
び12はそれぞれ本発明に係るインクシール部材であっ
て、後に詳しく説明される。

第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は、夫々記録ヘッド位
置決め固定部分を説明するための模式的説明図であり、
第３図（ａ）は模式的上面図、第３図（ｂ）は模式的側
面図である。第３図（ａ）において、20,21はヘッド固
定部であり、ヘッド１の両端部の突当部1aが、固定部材
20,21の突当部に挿入されることにより第３図（ａ）の
矢印Ａ及び矢印Ｂの方向の位置が、また上下方向（第３
図（ｂ）の矢印Ｃ方向）の位置は、位置決め軸18,19に
よって決められる。ヘッド１は押当てピン16およびばね
17によって、キャップ方向に付勢されている。また、22
は押当てピンであり、ヘッド固定部材20,21に挿入され
たヘッドを突当部20a,21aにばね23の反発力により押当
てピン22を介して当接させることによって、位置決め固
定が成される。また、24は調整ねじであり、第３図
（ａ）において矢印Ａ方向、すなわち紙送り方向に対し
て垂直方向（以降「レフトマシーン」という）の各ヘッ
ドの位置調整を行うことができる。25はヘッド傾き方向
調整用の偏心コマである。第３図（ａ）においてコマ25
を回転することによって生ずる偏心量によってヘッド突
当部1aを移動させることにより矢印Ｂ方向への各ヘッド
の位置を移動するものであり、各々ヘッド独立の調整が
可能である。以上の調整機構によって、各ヘッドの取付
位置の調整を容易に行なうことができる。従って各色で
描かれた画像のずれを補正し、より高品位の画像記録を
行なうことが容易である。

第４図は記録ヘッドとヘッドブロック間の第１のシー
ル部材を説明するための模式的説明図である。各ヘッド
1C〜1Bkの吐出面近傍には、それぞれ前面プレート1aC〜
1aBkとよばれる吐出面保護及び強度アップのための部材
が設けられている。前面プレート1aC〜1aBkは、それぞ
れヘッド1C〜1Bkに接着により固定されている。各色の
ヘッド1C,1M,1Y,1Bkはヘッドブロック６の長穴部6C〜6B
kに各々の前面プレート部分が係合されるように成され
ている。また、各ヘッドの前面プレート1ac〜1aBkに
は、全周にわたり、それぞれ溝部1bが形成されており、
この溝部には、第１のシール部材であるシールリング11
がはまり込むようになっている。シールリング11は、本
実施例においては、Ｏリング形状を成しており、各ヘッ
ドの溝部にはめ込まれ、また、これに対応するヘッドブ
ロック６の長穴部の溝部分に挿入されることにより、本
図に示されたように、ヘッドが位置決めされた時に、最
適な押圧力が加わるように配置され、これにより、ヘッ
ド〜ヘッドブロック間のインクシール、すなわち吐出面
から吐出されるインクが、ヘッド上部へ侵入すること
を、ヘッド〜シールリング間及びシールリング〜ヘッド
ブロック間各々の接触点によって阻止している。

各ヘッドは前述したように上部部分には、ヘッドを駆
動するための精密な電気回路が配置されているため、そ
の部分へのゴミやホコリ，インクの付着，侵入はヘッド
への悪影響を及ぼし、故障，不良の原因となる。特に、
本装置に用いる記録インクは、粘性の低い液体であり、
又、導電性であるために、そのインクの電気回路部分へ
の侵入は、特にヘッドにとって致命的である。従ってこ
のインク侵入防止シールは特に重要であり、前述したよ
うなＯリング状のシール部材を使用することによって、
吐出面〜ヘッドブロック間で各ヘッド個々にシールを行
うことによって、インクシール性を高めているものであ
る。

第５図（ａ）〜（ｄ）は、ヘッドブロック６のヘッド
挿入部分の他実施例断面詳細図である。

第５図（ａ）は、ヘッドブロック６の溝部分の断面を
全周にわたり、スリバチ形状にしたものである。本実施
例においても前例と同様にヘッドが位置決め固定される
とシールリングに対して最適な押圧力が加わり、これに
より、ヘッド〜ヘッドブロック間のインクシール、すな
わち、吐出面から吐出されるインクがヘッド上部へ侵入
することを、ヘッド〜シールリング間及びシールリング
〜ヘッドブロックスリバチ部分間各々の接点によって阻
止している。

第５図（ｂ）〜（ｄ）は、同様にしてインクシール効
果を得るためのその他の例であり、第５図（ｂ）は、溝
の角部を面取りしたしたもの、同図（ｃ）は溝の壁面の
一部に突出部を設けたもの、同図（ｄ）は溝の壁面に段
差部を設けたものである。これらも前述した同図（ａ）
と同様、各々、ヘッド〜シールリング間及びシールリン
グ〜ヘッドブロック間各々の接触点においてインクの侵
入を阻止しているものである。

次に、ヘッドと回復系間の各記録ヘッド間に設けられ
た第２のインクシール部材について本実施例の回復系に
よる回復動作についての説明を行ないながら説明する。

回復動作を便宜上、キャッピング、予備（空）吐
出、インク排出の３つに分け、これらの動作を順に説
明する。

まず、第１にキャッピング動作について説明を行な
う。第６図は、記録ヘッドのキャッピング状態を示す模
式図である。本図において、ヘッドブロック６内に並置
された記録ヘッド1C,1M,1Y,1Bkは吐出回復手段としての
回復・キャップ部306に対し係合される。回復系容器２
には本発明の第２のシール部材であるインクシール4,仕
切板8,インク吸収体3C,3M,3Y,3Bkが配設されており、こ
れらインク吸収体は、通常ヘッド吐出面から一定の間隙
をもっている。インクシール４は本図に示されたように
キャッピング状態においては各ヘッド間及びヘッドブロ
ック６のインク吐出面全体すなわち、記録紙通過面に対
して、ヘッド吐出部を除いた全面に亘って配置されてお
り、その材質は、例えばネオプレンスポンジの様なシー
ル材を用いる。この材質の選定に際しては、その性質
上、使用しているインクに侵されない材料を選ぶことは
言うまでもない。

これにより、記録ヘッド1C,1M,1Y,1Bkの吐出口近傍
は、インクシール4,仕切板8,インク吸収体3C,3M,3Y,3Bk
に囲まれ、適度な湿潤状態を保ち、ヘッド吐出口の乾燥
を防止することができる。以上のように、スキャッピン
グによって記録ヘッド休止中、及びスタンバイ中等のイ
ンク不吐出を予防するとともに、吐出口を保護し吐出口
近傍へのゴミ等の附着，侵入を防止する。

次に、予備（空）吐出動作について説明を行う。第
７図は空吐出動作を示す模式図である。上述したキャッ
ピング動作と同様に、キャッピング状態の記録ヘッド吐
出面から、一定の間隙をもって保持されているインク吸
収体3C,3M,3Y,3Bkに対して記録ヘッド1C,1M,1Y,1Bkの全
ヘッドの吐出エネルギー発生手段にインク吐出パルスを
任意のパルス数だけ与える。このようにして全ての吐出
口に対して、インク固着による不吐出の防止、粘度の変
化したインク等による吐出不良や画像の乱れを防止でき
る。通常、空吐出動作はコピーON時に行われるように設
定する。

この時には、各ヘッドの吐出面から吐出された各色の
インクが隣接するヘッド部への飛散が問題となるが、上
述した第２のシール部材４が、ヘッドブロック６と回復
系との間で密着されていることにより、隣接するヘッド
への他色インクの飛散・侵入を防止し画像品質への影響
となる混色を防止することができる。

次に、インク排出動作について説明を行なう。第８
図（１）〜（４）はインク排出動作としてインク供給系
におけるインク加圧循環動作を行なう際の回復・キャッ
プ部306における動作を示す模式図である。回復・キャ
ップ部306における動作には、（１）通常のキャッピン
グ、（２）インク加圧循環、（３）吸収体絞り・払拭、
（４）吸収体当接、の（１）〜（４）のサイクルがあ
る。第８図の（１）〜（４）はこれらに対応している。

まず、（１）キャッピングについては、前述したキ
ャッピングのことであり、通常のスタンバイ状態、ある
いは休止状態である。この状態において、インク加圧循
環のモードが例えば使用者やホストコンピューターのコ
マンドにより選択されると、第８図（２）に示された状
態になる。すなわち、一定の間隙をもって保持されてい
た各インク吸収体3C,3M,3Y,3Bkを、記録ヘッド1C,1M,1
Y,1Bk各々に当接する。この状態によって、対応するイ
ンク吸収体とヘッド吐出面同士が接合したことになる。
この状態で、各記録ヘッド3C,3M,3Y,3Bk内に各々不図示
のインク供給ポンプを駆動し、強制的にインク供給圧を
上げる。このことにより、ヘッド内を介してインク供給
系をインクが循環し内部の気泡が除去されるとともに、
吐出口からも加圧されたインクが排出してくる。これに
より、吐出面に附着したゴミ等も排出インクとともに除
去され、吐出口近傍が洗浄される。ヘッド吐出口から排
出されたインクは、上述したように、吐出面に当接され
たインク吸収体3C,3M,3Y,3Bkにより他部分に漏出するこ
となく吸収され、更に吸収体における最大飽和量を越え
たインクは、インクの自重によって該吸収体を伝わって
回復容器２内に落下し、排インク口13を通って排インク
ホース（不図示）によって排インクタンク内（不図示）
に導かれる。この時の加圧循環時間、すなわち供給ポン
プの加圧時間は固着インクの除去や気泡除去の効率から
通常0.5秒〜数秒程度であることが好ましい。

次に（３）吸収体絞り、払拭について説明する。

（２）加圧循環が終了すると、ヘッド吐出面に当接さ
れていたインク吸収体は再び吐出面より離脱される。そ
して、この状態において、このインク吸収体にほぼ飽和
状態にあるインクを絞り部材５によって絞り出す。絞ら
れたインクは、その自重によって吸収体ガイド７、仕切
板８を伝わり回復容器２内に落下し、排インク口13を通
って排インクホースによって排インクタンク内に導かれ
る。これと同時に、すなわちインク吸収体がヘッド吐出
面より離脱され、該吸収体が絞られると同時に吐出面払
拭用ブレード88が駆動され、ヘッド吐出面に残留してい
る吐出インク及びゴミ、付着物ち等を払拭することがで
きる。払拭されたインク等は、インク吸収体上に落下す
るが、これと同時に上述した絞り動作が行われているた
め、これらの落下物も絞り出されるインクとともに、回
復容器２内に落下し、更に排インクタンクと導かれる。
すなわち、インク吸収体を吐出面より離脱すると同時
に、インク吐出面の付着残留物をブレード88にて除去す
るとともに、これらの付着物をインク吸収体中の余剰イ
ンクとともに絞り出してしまうというものである。

これが、前述した（３）吸収体絞り・払拭の動作であ
る。インク吸収体3C〜3Bkは絞り部材５によって絞られ
ることにより、その吸収能力が復活し、次のインク吸収
に備える。このインク吸収体3C〜3Bkには、例えば高吸
水性スポンジであるPVF樹脂等が好適であり、繰り返し
の使用に耐えうるものが望ましい。本例では例えばカネ
ボウ社のベルイータ（商品名）を使用した。吸収したイ
ンクを絞り落とした吸収体は、次に、再びヘッドの吐出
面に当接する。これが（４）吸収体当接である。（２）
の段階においては、吸収体がほぼ飽和状態であったため
にヘッド吐出面から完全に吸収しきれなかったインク
を、この段階においては、絞ることによって、吸収能力
が復活された、きれいになった吸収体の当接によって、
完全に清浄するものである。

これら一連の（１）〜（４）の動作時に排出されるイ
ンクも前述した空吐出時と同様に隣接するヘッドへの
インク侵入，混色が問題となるが、この時にも同様に、
第２のシール部材であるインクシール４によって、各ヘ
ッドからの排出インクは、混色・侵入を防止し、画像品
質への影響を防止している。

これら一連の（１）〜（４）の動作を行った後には、
再び（１）のキャッピング、すなわちスタンバイ状態と
なり、清浄されたヘッドが良好に保たれる。通常、これ
らの加圧循環動作は、本体電源投入時や長時間待機後等
に行うものである。

以上のようにキャップ、空吐出、インク加圧循
環の回復動作を行うことによって、インク吐出、すなわ
ち、画像形成時の吐出不良による記録画像の乱れを防止
（回復）するとともに各ヘッド間の混色防止，インク侵
入防止を行なうことができる。

次にヘッド支持部材と回復系間に設けられた第３のシ
ール部材について説明を行なう。第２図，第６図および
第７図において、回復系容器２の上述した第２のシール
部材の更に外側に、第３のシール部材であるシールゴム
12が設けられている。第７図に示されているように、シ
ールゴム12の断面形状は凹形形状をなしており、それに
対し、ヘッドブロック６の外周部分はそれに対して好適
に嵌合されるような凸形形状をなしている。互いがキャ
ッピング状態に接触されると、インク吐出面はこのシー
ルゴム12とヘッドブロック６との間で密着されるように
構成されている。この構成により、記録ヘッド1C,1M,1
Y,1Bkの吐出口近傍は、前述したシール部材４で湿潤状
態を保たれた更に外側で該シールゴム12のシールによっ
て更に湿潤状態を保つことができ、吐出面の乾燥防止，
ゴミ等の侵入防止効果を更に高めることが可能となる。

以上に述べたように、記録ヘッドと記録ヘッド支持部
材間に設けられたインク侵入防止のための第１のシール
部材と、記録ヘッドと回復系との間の各ヘッド間及びそ
の周囲に設けられた乾燥防止及び混色防止のための第２
のシール部材と、更にその外側に設けられた乾燥防止用
の第３のシール部材のこれら３つのシール部材を設ける
ことによのより、記録ヘッドの吐出口近傍がキャッピン
グ状態時、すなわち、休止中、スタンバイ中に、常に適
度な湿潤状態が保たれるような気密状態となっており、
記録ヘッドの致命的な性能劣化である不吐出，乾燥を防
止することができると同時に、ヘッド吐出面近傍に附着
してしまったインクが、ヘッド上方部分の電気回路部分
への侵入をすることをも防止し、ヘッドの故障，不良等
を防止することができる。

さらに、このような構成になっているので、プリンタ
ー部の記録装置に取付け、または取りはずし操作などに
際しても、インクを完全にシールすることができる。

以上説明したように、本発明に係るマルチオリフィス
タイプの長尺ヘッドを有するインクジェット記録装置に
おいて、記録を行なうヘッド部とヘッドを支持するため
のヘッド支持部材間に設けられた第１のインクシール部
材と、ヘッドと回復系間の各ヘッド間に設けられた第２
のインクシール部材と、ヘッド支持部材と回復系間に設
けられた第３のシール部材とを設けたことによって、記
録ヘッド吐出面近傍の乾燥防止、及び各色インクの混色
防止，電気回路部へのインク侵入防止等が容易に成さ
れ、ヘッドの不吐出，故障等を防止することが可能とな
る等、幾多の効果を奏する。

［発明の効果］ 本発明は、上述した原因不明の種々の問題を、記録装
置の好ましい形態になるための原因として追及し、結果
的にこれらの問題を解決して、装置内汚れや記録不良を
防止するだけでなく、覆い部材による保護構成をとる場
合の上述の本発明第２発明によってその乾燥防止効果を
より確実なものにもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるインクジェット記録装
置の概略断面図、 第２図（ａ），（ｂ）は夫々第１図におけるヘッド回復
系部分の要部断面図、 第３図は記録ヘッドの位置決め固定部分の説明図、 第４図は、本発明第１のシール部材の説明図、 第５図（ａ）〜（ｄ）は本発明第１のシール部材の他実
施例を示す説明図、 第６図は本発明第2,第３のシール部材を説明するための
キャップ状態の断面図、 第７図は本発明第2,第３のシール部材を説明するための
空吐出動作を示す断面図、 第８図は本発明第2,第３のシール部材を説明するための
インク加圧循環動作を示す状態図、 第９図は長尺記録ヘッドとインクの供給手段との構成を
模式的に示す説明図、 第10図は従来のインクジェット記録ヘッドの概略構成
図、 第11図は従来の記録ヘッドを配置したインクジェット記
録装置の構成図である。 1C,1M,1Y,1Bk……記録ヘッド、 ２……回復系容器、 3C,3M,3Y,3Bk……インク吸収体、 4,11,12……インクシール部材、 ６……ヘッドブロック、 302……プリンタ部、 305……記録ヘッド部、 306……回復キャップ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一方井 雅俊 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 内田 節 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 三富 達夫 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 根村 雅晴 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 (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれインクを吐出するための吐出部を
   有する複数の記録ヘッドを用いて記録可能なインクジェ
   ット記録装置において、 前記複数の記録ヘッドを一体的に保持するための保持部
   材であって、前記複数の記録ヘッド間に設けられた第１
   のシール部材を備えた保持部材と、 該保持部材と係合することにより前記複数の記録ヘッド
   の前記吐出部の各々に対して密閉空間を形成するための
   覆い部材であって、該覆い部材と前記保持部材との係合
   部に設けられた第２のシール部材を備えた覆い部材と、
   を有し、 前記保持部材と前記覆い部材とのいずれか一方に、前記
   第２のシール部材の外側に前記保持部材と前記覆い部材
   との係合域をシールするための第３のシール部材が設け
   られ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】前記覆い部材は、内部に前記複数の記録ヘ
   ッドと夫々個別に対応する回復機構を有している請求項
   １に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】前記保持部材は凸部を有し、前記第３のシ
   ール部材は前記保持部材の凸部に対して組み合わされる
   凹部を有し、該第３のシール部材は前記覆い部材に設け
   られている請求項１または２に記載のインクジェット記
   録装置。
4. 【請求項４】前記記録ヘッドは、複数の吐出口と該吐出
   口に対応する電気熱変換素子を有し、前記インクジェッ
   ト記録装置は、記録媒体搬送手段と、インクに膜沸騰を
   生じせしめる熱エネルギーが発生できる駆動信号を前記
   電気熱変換素子に対して与える駆動手段と、を有してい
   る請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット
   記録装置。
5. 【請求項５】前記記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向に
   関しての記録可能幅に対して記録できるフルライン型記
   録ヘッドで、該記録媒体に向かって下向きにインクを吐
   出する構成を有し、前記複数の記録ヘッドは、互いに異
   なる色のインクを吐出する請求項４に記載のインクジェ
   ット記録装置。
6. 【請求項６】前記覆い部材内に設けられた前記回復機構
   はインクを吸収保持できる部材を有し、前記密閉空間内
   の湿潤空気を保つ請求項２に記載のインクジェット記録
   装置。
7. 【請求項７】それぞれインクを吐出するための吐出部を
   有する複数の記録ヘッドを用いて記録可能なインクジェ
   ット記録装置において、 前記複数の記録ヘッドを一体に保持するための保持部材
   であって、前記複数の記録ヘッド間に設けられた第１の
   シール部材を備えた保持部材と、 該保持部材と係合することにより前記複数の記録ヘッド
   の前記吐出部の各々に対して密閉空間を形成するための
   覆い部材であって、前記保持部材と前記覆い部材との係
   合部に設けられた第２のシール部材を備えた覆い部材
   と、 を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】前記記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向に
   関しての記録可能幅に対して記録できるフルライン型記
   録ヘッドで、該記録媒体に向かって下向きにインクを吐
   出する構成を有し、前記複数の記録ヘッドは、互いに異
   なる色のインクを吐出する請求項７に記載のインクジェ
   ット記録装置。
9. 【請求項９】前記記録ヘッドは、複数の吐出口と該吐出
   口に対応する電気熱変換素子を有し、前記インクジェッ
   ト記録装置は、記録媒体搬送手段と、インクに膜沸騰を
   生じせしめる熱エネルギーが発生できる駆動信号を前記
   電気熱変換素子に対して与える駆動手段と、を有してい
   る請求項７または８に記載のインクジェット記録装置。