JP2802150B2 - 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、複写機、ファクシミリ、コンピュータ、ワ
ードプロセッサあるいはこれらの複合機器等としてのイ
ンクジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

第７図は従来のインクジェット記録装置の記録ヘッド
およびキャリッジを示す。

第７図において、51はインクを吐出する複数の吐出口
51aを備えた記録ヘッドであり、該記録ヘッド51は、キ
ャリッジ52に搭載されて該キャリッジ52とともに矢印Ｓ
方向の主走査方向に往復移動しながらインクを吐出する
ことにより、記録を行なう。記録ヘッド51の吐出面（吐
出口51aを含む面）はキャリッジ52より突出している。

第８図は第７図に示す記録ヘッドおよびキャリッジと
クリーニング部材との関係を示す。

第８図において、53は、クリーニング部材として、記
録ヘッド51の吐出安定性を確保するために設けられたワ
イパーである。該ワイパー53は、例えば肉厚0.3mmのシ
リコンゴム板で構成され、記録ヘッド51に対して常時オ
ーバーラップ（オーバーラップ量Ｌは、例えば1.0mm）
するように固定されている。これにより、キャリッジ52
に搭載された記録ヘッド51がワイパー53の前を通過する
ときには、必ず記録ヘッド51の吐出面が拭き取られるの
で、吐出面に付着する紙粉、塵、インクかすなどが除去
される。

54は、別のクリーニング部材として、記録ヘッド51の
吐出安定性を確保するために設けられた擦り部材であ
る。該擦り部材54は、図示しない移動機構により矢印Ｃ
方向に移動可能に構成されており、記録ヘッド51のクリ
ーニング動作時に、記録ヘッド51に対してオーバーラッ
プするように移動する。前記記録ヘッド51のクリーニン
グ動作時、キャリッジ52に搭載された記録ヘッド51が擦
り部材54の前を通過すると、記録ヘッド51の吐出面が擦
り部材54によって擦られ、吐出面に付着していたイン
ク、固着物などが除去される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術では、次のような問題点がある。

記録ヘッドの吐出面が突出しているので、クリーニン
グ部材としてのワイパーや擦り部材は、前記突出してい
る記録ヘッドの吐出面と側面との接合するエッジ部（以
下、単に記録ヘッドの角という。）と衝突してから記録
ヘッドの吐出面をクリーニングする。記録速度の高速化
に伴ない、キャリッジの移動速度が高速になると、前記
記録ヘッドの角とクリーニング部材は高速で衝突し、そ
の際、クリーニング部材の摩耗や削れ等が生じ、損傷す
ることがある。また、記録画像の高画質化に伴ない、記
録ヘッドの吐出安定性が要求される結果、クリーニング
部材の使用頻度が高くなり、クリーニング部材の損傷が
生じることもある。

上記の原因によるクリーニング部材の損傷によって、
粉塵が生じて記録ヘッドの吐出口に混入して該吐出口を
詰まらせ、吐出不良の原因となったり、クリーニング部
材の端部がぎざぎざになり、記録ヘッドの吐出面と均一
に当たらず、クリーニングが不充分になる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、キャリッジの移動速度を高速化した
り、また、クリーニング部材の使用頻度を高くしても、
クリーニング部材の損傷が防止できるインクジェット記
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〕

本発明のインクジェット記録装置は、キャリッジに搭
載された記録ヘッドとの相対移動によって前記記録ヘッ
ドの吐出面をクリーニングするクリーニング部材を備え
たインクジェット記録装置において、 前記クリーニング部材が前記記録ヘッドの側面に直接
当接することを回避するとともに、前記記録ヘッドの吐
出面へ前記クリーニング部材をガイドする、前記吐出面
から反吐出面方向へ傾斜する傾斜面を有する前記記録ヘ
ッドの側面に隣接して配された保護部材を有したことを
特徴とする。

前記記録ヘッドの側面と、前記記録ヘッドの側面に隣
接して配された保護部材との間にインク吸収体を配する
と、より効果的である。

記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して吐出口からイ
ンクを吐出させるもので、熱エネルギーを発生させる手
段として電気熱変換体を有しているものとすることがで
きる。

〔作用〕

保護部材には、記録ヘッドの側面に隣接して吐出面か
ら反吐出面方向へ傾斜する傾斜面が形成されているの
で、クリーニング部材は、クリーニングをするとき、前
記傾斜面により記録ヘッドの吐出面へガイドされる。こ
のため、クリーニング部材は記録ヘッドの角と衝突せ
ず、従来の技術のようなクリーニング部材の損傷が防止
される。

また、保護部材の傾斜面は記録ヘッドの側面に隣接し
て吐出面から反吐出方向へ傾斜しているので、クリーニ
ング部材をガイドする際の衝撃が記録ヘッドに加わるこ
とを防止する。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明のインクジェット記録装置の第１の実
施例を示す斜視図であり、後述するキャリッジカバー15
（第２図参照）を取外した状態を示している。

第１図において、１は記録ヘッドであり、該記録ヘッ
ド１は、第６図に示すヘッド40から構成されている。該
ヘッド40には、列状に設けられた複数個の吐出口41から
記録液を吐出させるために、印加電圧が供給される熱エ
ネルギーを発生させる電気熱変換体42が各液路毎に配設
されている。そして駆動信号を印加することによって、
前記電気熱変換体42に熱エネルギーを発生せしめて膜沸
騰を生じインク液路内に気泡を形成する。そしてこの気
泡の成長によって前記吐出口41からインク滴を吐出させ
る。

記録ヘッド１は、キャリッジ軸３に摺動自在に支持さ
れたキャリッジ２に搭載されており、キャリッジモータ
（不図示）の駆動源により、キャリッジ２とともに矢印
Ｓ方向の主走査方向へ往復移動して記録媒体４への記録
を行なう。５はキャリッジ軸３と平行に配設された複数
のフィードローラであり、該フィードローラ５は、伝動
機構6aを介して伝えられるフィードモータ６の駆動力に
よって駆動され、記録媒体４を記録状況に応じて搬送す
る。これらフィードモータ６および伝動機構6aは、記録
ヘッド１およびキャリッジ２の記録動作における往復移
動の範囲外で、記録ヘッド１のクリーニング動作の際に
記録ヘッド１およびキャリッジ２が移動される位置にそ
れぞれ配置されている。また、フィードモータ６は、イ
ンクジェット記録装置に自動給紙装置（不図示）が取付
けられた場合、該自動給紙装置の駆動源としても用いら
れる。

７はキャップキャリッジであって、該キャップキャリ
ッジ７は、キャリッジ軸３と平行に配設されたガイド軸
８に摺動可能に取付けられており、ガイド軸８にガイド
されて記録ヘッド１およびキャリッジ２の移動方向と平
行方向に往復移動できる。キャップキャリッジ７にはア
ーム部7aが突設されており、該アーム部7aの先端部分に
は、キャリッジ２の図中左側に設けられた突起2aが嵌入
可能な穴7bが形成されている。この穴7bは、記録ヘッド
１およびキャリッジ２が図中左側に移動して突起2aが嵌
入したときに、キャリッジ２が上下方向に回動するのを
防止することにより、記録ヘッド１の吐出面のキャッピ
ング、加圧または吸引等を安定に行なうために形成され
たものである。

11は、クリーニング部材として、記録ヘッド１の吐出
安定性を確保するために設けられたワイパーであり、該
ワイパー11は、例えば肉厚0.3mmのシリコンゴム板で構
成され、記録ヘッド１に対して常時オーバーラップ（オ
ーバーラップ量Ｌは、例えば1.0mm）するように固定さ
れている（第３図参照）。これにより、キャリッジ２に
搭載された記録ヘッド１がワイパー11の前を通過すると
きには、必ず記録ヘッド１の吐出面が拭き取られるの
で、吐出面に付着する紙粉、塵、インクかすなどが除去
される。

12は、別のクリーニング部材として、記録ヘッド１の
吐出安定性を確保するために設けられた擦り部材であ
り、該擦り部材12は、図示しない移動機構により矢印Ｃ
方向（第３図参照）に移動可能に構成され、記録ヘッド
１のクリーニング動作時に、記録ヘッド１に対してオー
バーラップ（オーバーラップ量Ｌはワイパー11のものと
等しい。）するように移動する。前記記録ヘッド１のク
リーニング動作時、キャリッジ２に搭載された記録ヘッ
ド１が擦り部材12の前を通過すると、記録ヘッド１の吐
出面が擦り部材12によって擦られ、吐出面に付着してい
たインク、固着物などが除去される。

第２図は第１の実施例の記録ヘッド１およびキャリッ
ジ２の拡大斜視図、第３図は第１の実施例の記録ヘッド
１およびキャリッジ２とクリーニング部材との位置関係
を示す説明図である。

第２図に示すように、キャリッジ２に搭載された記録
ヘッド１は、その吐出面1fがキャリッジ２の同方向の面
であるキャリッジ面2fより突出した状態でキャリッジ２
に搭載されている。13,14はキャリッジ２に設けられた
２個の保護部材であって、該２個の保護部材13,14は、
第３図に示すように、ワイパー11および擦り部材12を記
録ヘッド１の吐出面1fへガイドするための、前記吐出面
1fから反吐出面方向へ傾斜する傾斜面が形成されてい
る。該傾斜面は、本実施例においてはワイパー11および
擦り部材12と記録ヘッド１とのオーバーラップ量Ｌより
大きな曲率半径Ｒの曲面で形成されている。キャリッジ
２に搭載された記録ヘッド１は、通常、該記録ヘッド１
の上面および左右の側面に圧接するキャリッジカバー15
で覆われており、十分強固にキャリッジ２に固定され
る。

次に、第１の実施例の動作について説明する。

ワイパー11は、上述したように、記録ヘッド１に対し
て常時オーバーラップするように固定されている。ま
た、擦り部材12は、記録ヘッド１のクリーニング動作
時、記録ヘッド１に対してオーバーラップするように移
動しており、この状態で、第２図、第３図に示すよう
に、キャリッジ２の搭載された記録ヘッド１が矢印Ｓ方
向に往復移動すると、まず、保護部材13または14の傾斜
面がワイパー11および擦り部材12に当接する。ワイパー
11および擦り部材12は、前記当接した保護部材13または
14の傾斜面により記録ヘッド１の吐出面1fへそれぞれガ
イドされるため、これらワイパー11および擦り部材12
は、記録ヘッド１の角と衝突することが防止され、損傷
することなく確実にクリーニングをすることが可能とな
る。本実施例では、前記傾斜面が前記曲率半径Ｒの曲面
であるため、ガイドがスムーズに行なわれる。

第４図は本発明の第２の実施例を示す。

第２の実施例では、第１の実施例の保護部材13,14に
代えて、傾斜面が平面である保護部材23,24が設けられ
ている。このため、傾斜面の加工が容易となり、加工費
用を削減できる。それ以外は第１の実施例と同様のた
め、説明を省略する。

第５図は本発明の第３の実施例を示す。

第３の実施例では、第１の実施例の保護部材13,14に
代えて、記録ヘッド１との間に間隙を有する保護部材3
3,34を備え、前記間隙にそれぞれインク吸収体35が設け
られている。各インク吸収体35は、ワイパー11や擦り部
材12に付着したインクを吸収し、クリーニングをより確
実にする。各インク吸収体35は、記録ヘッド１の吐出面
1fより突出せず、先端面が前記吐出面とほぼ同一水準で
あることが望ましい。また、各インク吸収体35の大きさ
については、インク吸収能力、クリーニング回数、間隔
等に応じて適宜定めればよい。

以上説明した各実施例では、クリーニング部材として
ワイパーおよび擦り部材を備えたものとしたが、いずれ
か一方を備えているものについても同様の効果を得るこ
とができる。

さらに、各実施例では、ワイパーおよび擦り部材のオ
ーバーラップ量が等しいものとしたが、第１および第３
の実施例において、いずれかのオーバーラップ量が大き
いときは、大きい方のオーバーラップ量に応じて保護部
材の曲率半径を定めればよい。

また、保護部材の先端が記録ヘッドの吐出面と同じ位
置のものについて説明してきたが、保護部材の先端が記
録ヘッドの吐出面より反吐出面方向（出張らない方向）
にずれていてもよい。この場合、記録ヘッド側にも傾斜
面を施す必要がある。

なお、保護部材を用いず、記録ヘッド本体のみに傾斜
面を設けることも有効であるが、クリーニング部材と衝
突する衝撃が直接記録ヘッドに加わるため、好ましくは
ない。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもキヤ
ノン（株）が提唱しているバブルジェット方式の記録ヘ
ッド、記録装置に於いて、優れた効果をもたらすもので
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なうものが好ましい。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
なくとも一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ーを発生せしめ、記録ヘッドの熱
作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一
対応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効で
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、少なくとも一つの滴を形
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なわれるので、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4463359
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。尚、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、更に優れた記録を行なうことが
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、電気熱変換体の組み合わ
せ構成（直線状液流路又は直角液流路）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号明細書にそ
れぞれ記載の構成でもよい。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年第123670号公報や熱エ
ネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応せる構
成を開示する特開昭59年第138461号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとして
は、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘ
ッドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一
体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいず
れでも良い。

加えて、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。

又、本発明の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、キャピング手段、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。

更に、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ってでもよいが、異
なる色の複色カラー又は、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。

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体となるもの、或い
は、インクジェットにおいて一般的に行なわれている温
度調整の温度範囲である30℃以上70℃以下の温度範囲で
軟化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、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良
い。加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインク
の固形状態から液体状態への態変化のエネルギーとして
使用せしめることで防止するか又は、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ーの記録信号に応じた付
与によってインクが液化してインク液状として吐出する
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、熱エネルギーによって初めて液化する
性質のインク使用も本発明には適用可能である。このよ
うな場合インクは、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
ト凹部又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
も良い。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。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、ガイド用の保護部材
を設けることにより、クリーニング部材の損傷を防止
し、高速化、高画質化を図ることができる効果がある。

また、クリーニング部材（特にワイパー）の動作をス
ムーズにするので、クリーニング部材でかきとったイン
クなどが飛び散る量を低減させる効果もある。

さらに、プラテンにて紙がしわになった時や、紙が折
れた場合など、保護部材の傾斜面でガイドされ、紙端等
が直接記録ヘッドの側面にぶつかることなく、また、キ
ャリッジの移動エラー等を引き起こすことなく、スムー
ズにキャリッジを動かすことができ、良好な印字を得る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェット記録装置の第１の実施
例を示す斜視図、第２図は第１の実施例の記録ヘッドお
よびキャリッジの拡大斜視図、第３図は第１の実施例の
記録ヘッドおよびキャリッジとクリーニング部材との位
置関係を示す説明図、第４図は第２の実施例を示す説明
図、第５図は第３の実施例を示す説明図、第６図はヘッ
ドを一部断して示す斜視図、第７図は従来のインクジェ
ット記録装置の記録ヘッドおよびキャリッジを示す斜視
図、第８図は第７図に示す記録ヘッドおよびキャリッジ
とクリーニング部材との位置関係を示す説明図である。 １……記録ヘッド、1f……吐出面、 ２……キャリッジ、2a……突起、 2f……キャリッジ面、３……ガイド軸、 ４……記録媒体、５……フィードローラ、 ６……パルスモータ、７……ポンプキャリッジ、 7a……アーム部、7b……穴、 ８……ガイド軸、９……戻しばね、 11……ワイパー、12……擦り部材、 13,14,23,24,33,34……保護部材 35……インク吸収体、40……ヘッド、 41……吐出口、42……電気熱変換体。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリッジに搭載された記録ヘッドとの相
   対移動によって前記記録ヘッドの吐出面をクリーニング
   するクリーニング部材を備えたインクジェット記録装置
   において、 前記クリーニング部材が前記記録ヘッドの側面に直接当
   接することを回避するとともに、前記記録ヘッドの吐出
   面へ前記クリーニング部材をガイドする、前記吐出面か
   ら反吐出面方向へ傾斜する傾斜面を有する前記記録ヘッ
   ドの側面に隣接して配された保護部材を有したことを特
   徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記記録ヘッドの側面と、前記記録ヘッド
   の側面に隣接して配された保護部材との間にインク吸収
   体が配されてい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。