JP2700341B2 - 液体噴射記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録液を吐出する吐出口を複数有する記録
ヘッドを用いて画像記録を行なう液体噴射記録装置に関
し、特に、吐出口詰まり等に起因する吐出不良を解消す
るための回復手段を有する当該液体噴射記録装置に関す
る。

〔従来の技術〕

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、転
送されてくる画像情報に基づいて、記録ヘッドのエネル
ギー発生体を駆動することにより、紙やプラスチック薄
板等の被記録材上のドットパターンから成る画像を記録
していくように構成されている。

前記記録装置は、記録方式により、液体噴射式、ワイ
ヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分ける
ことができ、そのうちの液体噴射式（液体噴射記録装
置）は、記録ヘッドの吐出口から記録液（インク等の液
体）を吐出飛翔させ、これを被記録材（通常、要旨やプ
ラスチック薄板等の記録シートが使用される）に付着さ
せて記録するように構成されている。

この種の液体噴射記録装置は、低騒音であり、高密度
記録やカラー記録を容易に行ない得るなどの数々の特徴
を有しており、近年急速に普及しつつある。

その中でも、通常発熱抵抗体（電気熱変換体）に電気
パルスを印加し、記録液を加熱沸騰させ、その時で圧力
で記録液を吐出させる気泡噴射方式（バブルジェット方
式）の記録ヘッドは、例えば密度400DPI程度の高密度
で、しかも、非常に多くの吐出口（例えば、前記密度で
定型A3サイズの縦幅に相当する4736個程度）を並置させ
ることができる。

このため、上記記録ヘッドを使用するバブルジェット
方式の液体噴射記録装置は、特に注目されている。

しかし、液体噴射記録装置、特に画像信号に合わせて
記録液吐出のオン・オフを制御するオンデコマンド型の
液体噴射記録装置では、長期にわたって記録液の吐出が
無い吐出口が有る場合、該吐出口から記録液の溶剤が蒸
発し（水系記録液の場合多くは水が蒸発する）、記録液
の粘度が上昇して吐出が不安定になり、遂には吐出しな
くなるという固有の問題点がある。

そのため、多くの液体噴射記録装置は、吐出口内の増
粘した記録液を何らかの方法で除去し、増粘していない
フレッシュな記録液を吐出口内に充填するいわゆる回復
系を備えている。

なお、回復系としては、吐出口（または該吐出口に通
じる流路）に詰まったゴミ等の異物あるいは吐出口面に
付着したゴミや記録液等を取り除くという機能を合わせ
持つ構成のものが多く使用されている。

第５図は、従来の回復系の構成を例示する模式図であ
る。

第５図において、61は記録ヘッド（液体噴射ヘッ
ド）、62は液路、63は共通液室、64は吐出口を示し、さ
らに、65は記録ヘッド61の吐出口面を密封するためのキ
ャップ、66は廃液チューブ、67は吸引ポンプ、68は廃液
タンクを示す。

吸引ポンプ67の吸引力によって吐出口64内の増粘記録
液が吸い出され、廃液タンク68へ送られる。

吸い出された増粘記録液の後には、共通液室63から、
増粘していないフレッシュな記録液が充填されることに
なる。

（発明が解決しようとしている課題） しかしながら、上記従来例のように全ての吐出口から
記録液を吸い出す全体吸引による回復方法では、マルチ
ヘッドなど吐出口の数が多い場合、流れ抵抗が大きくな
り、これに対抗して吸引回復を行なうためには大きな吸
引力が必要になる。

また、一部の吐出口に詰まりがある場合でも、全ての
吐出口からこの一部の詰まりが解消するまで記録液が排
出されるので、記録液の無駄な消費が多いという技術的
課題もある。

そこで、多数の吐出口を一定数以下の吐出口ごとに区
分けし、各エリアごとに順次吸引する部分吸引方法が提
案されている。

しかし、この部分吸引方法では、充分な吸引力を得る
ことはできるが、マルチヘッド全域にわたって吐出口内
の記録液のリフレッシュが必要な場合に、エリアごとに
吸引することになり、回復に要する時間が多大となって
しまう。

一方、吸引とは逆に、循環加圧法など吐出口内の記録
液を加圧して排出する回復方法も行われている。

この場合は、全ての吐出口を同時に加圧する全体加圧
方法では、ほとんどの吐出口内の記録液を短時間でリフ
レッシュできるという利点はあるが、一部の吐出口のみ
詰まっている場合には、回復力が小さく、記録液の無駄
な消費も多くなる。

また、この場合も、各エリアごとに部分加圧する方法
があるが、この部分加圧では、前述の部分吸引の場合と
同じような課題があるのに加えて、回復系の構成が複雑
になるという問題がある。

最近のマルチヘッド化された液体噴射型記録ヘッドで
は、例えば吐出口の数が4736個というような非常に多く
の吐出口を有する場合があり、上記技術的課題の早急な
解決が望まれている。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたも
のであり、確実に回復を短時間で行い得る回復装置を備
えた液体噴射記録装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、まず全体加圧によって殆どの吐出口の記録
液のリフレッシュを短時間で行ない、吐出不良のある一
部の吐出口においてのみ部分吸引を行なうことにより、
確実な回復を短時間で行なうことを可能にするものであ
る。

すなわち、本発明の液体噴射記録装置は、記録液を吐
出する吐出口を複数有する記録ヘッドと、該記録ヘッド
内の記録液を加圧して前記吐出口から記録液を排出させ
る加圧手段と、記録ヘッドの複数の吐出口からの記録液
の吐出状態を検知する検知手段と、前記複数の吐出口の
うち吐出不良が検出された吐出口を含む一部の吐出口を
部分キャップで覆う部分キャッピング手段と、該部分キ
ャップ手段を通じて前記一部の吐出口から記録液を吸引
する部分吸引手段と、を具備する構成により、上記目的
を達成するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明を適用した回復系の模式図である。

第１図において、１は記録ヘッドを示し、該記録ヘッ
ドは、例えば、400DPI（ドット／インチ）の密度で合計
4736個の吐出口が形成され、したがって、定型A3サイズ
の縦幅を一度に記録し得るような高密度で広幅のマルチ
ヘッドで構成されている。

第１図において、52は記録ヘッド１内の共通液室、53
は記録液吐出面（吐出口面）54に配列された記録液滴吐
出用の吐出口である。

前記吐出口53は、対象とされる被記録材（用紙やプラ
スチック薄板等）の記録可能幅いっぱいに所定の密度で
配列されている。

共通液室52から個々の吐出口53に通じる各流路（不図
示）には、吐出エネルギーを発生する発熱素子が設けら
れており、該発熱素子を記録情報に基づいて選択的に駆
動することにより、記録液滴を吐出飛翔させて被記録材
上に画像を記録していく。

この場合、記録ヘッド１自体の主走査無しに記録する
ことができる。

第１図において、55は記録液を記録ヘッド１に供給す
るための記録液供給タンク、56は供給タンク55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55内
の記録液が供給管57を通して記録ヘッド１の共通液室52
へ供給される。

また、供給タンク55への記録液の補充は、メインタン
ク56から一方通行の補充用整流弁58を介して、回復用ポ
ンプ59によって行なわれる。

60は、記録ヘッド１の吐出機能回復のための回復動作
時に使用される一方通行の回復用整流弁を示し、61は、
該回復整流弁60が介装されている循環管を示す。

さらに、62は、前記供給管57に介装されている電磁弁
を示し、63は、供給タンク55の空気抜き弁を示す。

このように構成された記録ヘッドとその記録液供給系
および回復系においては、記録を行なう時、電磁弁62の
開の状態に保たれており、供給タンク55内の記録液はそ
の自重により共通液室52に補給され、該共通液室52内の
記録液は液路（不図示）を通して吐出口53へ導かれる。

また、共通液室52や供給系に残留する気泡等の異物を
除去するとともに、記録ヘッド１を冷却するために実施
される回復動作時には、吐出口面54をキャップ（不図
示）で覆うことにより全ての吐出口53を密封し、回復用
整流弁60を開いて回復ポンプ59を駆動することにより、
循環管61→共通液室52→供給管57→供給タンク55の流路
を通して記録液を加圧循環させる。

この加圧循環の際に、記録液の一部が吐出口53から排
出され、吐出不良の原因となる気泡、増粘記録液、埃等
の異物が排出除去される。

さらに、吐出口53内（液路等）へ記録液を初期充填す
る際は、電磁弁62を閉じた状態にしてポンプ59を駆動
し、循環管61を通して共通液室52内へ記録液を圧送し、
吐出口53から記録液とともに気泡等を吐出させる。

回復動作時には、前述のような記録液の加圧循環を実
施して全ての吐出口53から記録液を吐出した後、以下に
説明するように、上記加圧循環時の吐出不良が吐出口53
を検知し、吐出不良が検出された吐出口を含む一部の領
域の吐出口53から記録液の吸引動作を実施する。

第２図は、本発明による液体噴記録装置の一実施例の
模式的側面図であり、（Ａ）は記録時の状態を示し、
（Ｂ）は吸引回復動作時の状態を示す。

なお、第２図の記録装置には、第１図の記録ヘッド１
と実質上同じ構造の記録ヘッドが４個装着されており、
これらの記録ヘッドは、第２図中ではフルカラーの場合
のシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックを想定して、
1C、1M、1Y、1Bkで表示されている。

また、第１図を参照して説明した前述の循環加圧（加
圧の一種）による回復動作、並びに、以下に説明する吸
引による回復動作は、それぞれ、各記録ヘッド１ごとに
行なわれる。

第２図において、６は記録ヘッド１の吐出口面54に圧
接されて該吐出口面54を密封するキャップ、７は各吐出
口53から前記キャップ６内に吸い出された記録液を取り
出すための伸縮自在な廃液チューブ、８は吸引ポンプ、
９は廃液タンク、をそれぞれ示す。

こうして、吸引ポンプ８の吸引力によって、記録ヘッ
ド１の吐出口内の増粘記録液や詰まったゴミ等を吸出
し、前記廃液タンク９へ排出する吸引回復系が構成され
ている。

前記キャップ６は、モータ12により、記録ヘッド１の
幅方向（紙面と直角の方向）に、ガイドレール10に沿っ
て移動可能に構成されている。

また、キャップ６は、例えば、吐出口53の数十本から
数百本程度をカバーする移動方向の幅寸法を有し、吐出
口面53の各エリアごとに、その範囲内の吐出口53から記
録液を部分吸引しながら、吐出口面54全域を移動し得る
ように構成されている。

第２図において、21は以上説明したポンプ吸引で記録
ヘッド１の回復を行なう回復ユニット（吸引式回復系）
を示し、22は４個の記録ヘッド1C、1M、1Y、1Bkを収納
するヘッドユニットを示す。

また、被記録材の搬送経路の前記ヘッドユニット22の
下流側（排出側）には、光源41と光学センサから成る吐
出不安定の吐出口53を検知するための吐出状態検知手段
が設けられている。

前記光学センサ42は、被記録材からの反射光によっ
て、付着ドットの有無、大きさ、濃度等に基づいて、該
当する吐出口からの記録液吐出が正常か否かを検知でき
るように構成されており、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィル
タを持ったCCD等が使用される。

第２図の（Ａ）において、カセット23から給紙された
被記録材は、ガイドに沿って送り込まれた後搬送ベルト
24上に静電吸着され、ピッチ送りされながら、プラテン
25上で各記録ヘッド1C、1M、1Y、1Bkにより、画像信号
に応じて記録される。

記録された被記録材は、排紙トレイ26に排出される。

第２図において、例えば、一定時間ごと、一定記録枚
数ごと、あるいはユーザー操作などに基づいて、回復動
作が開始されると、まず、不図示のパターン発生部にお
いて、例えば、第３図に示すようなテスト用のパターン
が発生され、記録ヘッド１によりテストパターンが記録
される。

このテストパターンは、上記光源41および光学センサ
42から成る吐出状態検知手段（吐出不安定吐出口検知
部）によって読み取られ、ドット形成の有無、ドット軽
成位置、ドットの面積、ドットの色等から、吐出が不安
定な吐出口53の位置（どの記録ヘッドか、および、当該
記録ヘッドのどの位置（何番目）の吐出口か）が検出さ
れる。

次いで、ユニッドヘッド22は、不図示のユニットヘッ
ド移動モータによって、第２図の（Ｂ）に示すような上
方の所定位置まで移動される。

そこで、吸引回復ユニット21が、回復ユニット移動モ
ータ（不図示）によって左方へ移動され、キャップ６が
記録ヘッド１の吐出口面53に当接する位置にセットされ
る。

こうして、キャップ６で所定の記録ヘッド１の所定の
エリアを密封した後、吸引ポンプ８が作動し、部分吸引
による回復動作が開始されるが、この場合、吸引回復動
作は吐出不安定の吐出口を含むエリア（区域）ごとに、
部分的にかつ選択的に行なわれる。

すなわち、各記録ヘッド１には、前述のごとく、4736
個のような非常に多くの吐出口53が設けられており、前
記キャップ６による吸引動作は、予め区分された数十ま
たは数百の吐出口53から成るエリアごとに、該キャップ
６を移動させながら行なうことができる。

したがって、回復ユニット21の左方への移動量、並び
にキャップ６の吐出口配列方向（紙面に垂直の方向）の
移動量は、前記吐出不安定吐出口検知部（吐出状態検知
手段）41、42の検出信号に基づいて制御され、吐出不安
定の吐出口53を含むエリア（複数エリアの場合もある）
のみで吸引ポンプ８による吸引回復が行なわれる。

以上第２図を参照して説明した部分吸引による回復動
作は、全ての吐出口53（全ての記録ヘッド１の全ての吐
出口53）に対して第１図で説明したような加圧回復動作
を実施した後で実施される。

こうして、本発明による液体噴射記録装置、すなわ
ち、記録液を吐出する吐出口53を複数有する記録ヘッド
１または1C、1M、1Y、1Bkと、該記録ヘッド１内の記録
液を加圧して前記吐出口53から記録液を排出させる加圧
手段（第１図中の59→60→61→52→57→62→55→59から
成る加圧循環系）と、記録ヘッド１の複数の吐出口53か
らの記録液の吐出状態を検知する検知手段41、42と、前
記複数の吐出口53のうち吐出不良が検出された吐出口を
含む一部の吐出口を部分キャップ６で覆う部分キャッピ
ング手段６、10、12と、該部分キャップ手段を通じて前
記一部の吐出口から記録液を吸引する部分吸引手段７、
８と、を具備することを特徴とする液体噴射記録装置が
構成されている。

第４図は、以上説明した液体噴射記録装置の回復動作
のフローチャートである。

第４図において、回復動作指令がしると、ステップS1
で記録ヘッド１を記録位置から充分にさせ、ステップS2
において、加圧回復用のキャップ（不図示）を吐出口面
54に圧接して全吐出口53を密封した後、ステップS3にお
いて、ポンプ59（第１図）を駆動して記録液を加圧循環
させ、全吐出口53から記録液を排出させて加圧回復を実
施する。

この全体加圧回復において、殆どの吐出口53の内部
（流路等）の記録液のリフレッシュを短時間で行なう。

所定時間または所定量の加圧循環を行なって加圧回復
を終了すると、ステップS4で加圧回復用キャップ（不図
示）を退避させ、ステップS5で記録ヘッド１をヘッドダ
ウンし、ステップS6において、第３図に示すようなパタ
ーンでテストパターン記録を行なう。

次いで、ステップS7で、この記録した被記録材のドッ
トパターンを読み取りながら、光学的吐出状態検知手段
41、42により、吐出不安定吐出口の有無および位置を検
出する。

ステップS8で吐出不安定吐出口が有る場合は、ステッ
プS9でヘッドアップし、ステップS10において、第２図
に示すような吸引回復ユニット21を、前記吐出不安定吐
出口53の位置に合わせて移動させて、該当するエリアの
吐出口53を部分的に密封し、ステップS11において、吸
引ポンプ８を作動させ、不吐出ヘッド１の吐出口53の部
分吸引回復動作を実施する。

こうして、吐出不良である一部の吐出口53のみ部分吸
収行なうことにより、短時間のうちに確実に、吐出不良
の吐出口を回復させることができる。

部分吸収による回復動作が終わると、ステップS12で
回復ユニット21を退避させ、ステップS13でヘッドダウ
ンし、ステップS14で記録待機状態に入る。

以上説明した実施例によれば、まず全体加圧しておい
て殆どの吐出口内の記録液のリフレッシュを短時間で行
ない、吐出不良である一部の吐出口のみ部分吸収を行な
うというシーケンスで回復動作を実施するので、確実な
回復を短時間に行なうことができる液体噴射記録装置が
得られた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明の液体噴射記
録装置によれば、記録液を吐出する吐出口を複数有する
記録ヘッドと、該記録ヘッド内の記録液を加圧して前記
吐出口から記録液を排出させる加圧手段と、記録ヘッド
の複数の吐出口からの記録液の吐出状態を検知する検知
手段と、前記複数の吐出口のうち吐出不良が検出された
吐出口を含む一部の吐出口を部分キャップで覆う部分キ
ャッピング手段と、該部分キャップ手段を通じて前記一
部の吐出口から記録液を吸引する部分吸引手段と、を具
備する構成としたので、まず全体加圧によって殆どの吐
出口内の記録液のリフレッシュを短時間で行ない、吐出
不良のある一部の吐出口においてのみ部分吸引を行なう
ことにより、確実な回復を短時間で行ない得る液体噴射
記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液体噴射記録装置に使用される加
圧回復装置の構成を例示する模式図、第２図は本発明を
実施した液体噴射記録装置の模式的側面図であり、
（Ａ）は記録状態を、（Ｂ）は吸引回復状態を示す図、
第３図は本発明を実施する際のテストパターンを例示す
る模式図、第４図は本発明による液体噴射記録装置の回
復動作のフローチャート、第５図は従来の液体噴射記録
装置の回復系の模式図である。 １、1C、1M、1Y、1Bk……記録ヘッド、６……キャップ
（吸引回復用）、８……吸引ポンプ、21……吸引回復ユ
ニット、22……ヘッドユニット、41……光源（吐出状態
検知用）、42……光学センサ（吐出状態検知用）、52…
…共通液室、53……吐出口、55……記録液供給タンク、
59……加圧回復ポンプ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録液を吐出する吐出口を複数有する記録
   ヘッドと、該記録ヘッド内の記録液を加圧して前記吐出
   口から記録液を排出させる加圧手段と、記録ヘッドの複
   数の吐出口からの記録液の吐出状態を検知する検知手段
   と、前記複数の吐出口のうち吐出不良が検出された吐出
   口を含む一部の吐出口を部分キャップで覆う部分キャッ
   ピング手段と、該部分キャップ手段を通じて前記一部の
   吐出口から記録液を吸引する部分吸引手段と、を具備す
   ることを特徴とする液体噴射記録装置。