JP2818015B2 - 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、インク吐出口からインクを吐出して被記録
材上に記録を行うインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のインクジェット記録装置には、インク
を吐出する記録ヘッドの吐出面に付着したインク滴や、
ごみ等を除去して安定した印字や画像記録を得るため
に、ゴム製等のワイパー部材を設け、例えば回復動作の
前後に必要に応じて記録ヘッドのインク吐出面を掃拭す
るように構成されたものが多く使用されている。

殊に記録ヘッドをシール送り方向とは直角の方向に走
査して記録を行う形態のシリアルプリンタでは、被記録
材を保持するプラテンの端部近傍に配置したワイパー部
材に掃拭時に移動してくるヘッドの側に向けて突出さ
せ、キャリッジの移動速度を利用してヘッドのインク吐
出面を拭き取るようにした方式のものが、廉価で信頼性
の高いことから広く用いられてきた。例えば、特開昭58
−94472号公報に記録ヘッドに対して前進・後退するク
リーニング（ワイパー）部材を備えるとともに記録ヘッ
ドがクリーナ位置に入っていくときの速度を減速させる
ことで記録ヘッドとクリーナとの当接速度を減速させた
ものがある。このように高速記録時のキャリッジ移動速
度を順次減速させることで、ワイパー部材と記録ヘッド
との当接状態を確保することを可能としている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、ワイパー部材による
記録ヘッド掃拭のとき双方の当接状態は変化せず相対速
度のみが変化するだけであるので、その掃拭動作の最終
段階でワイパー部材がヘッドのインク吐出面から外れる
ときに、ワイパー部材の先端から拭き取ったインクが飛
沫となって周囲にはね飛ばされ、その飛沫によって記録
シートや装置を汚してしまう虞があった。

本発明の目的は、上述したような従来の問題点に着目
し、その解決を図るべく、ワイパー部材によるヘッドの
掃拭時にインクの飛沫が飛散するのを抑制することので
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］ かかる目的を達成するために、本発明は、記録ヘッド
のインク吐出口から被記録材に向けてインクを吐出する
ことによって前記被記録材に画像を記録し、前記インク
吐出口が配列された前記記録ヘッドのインク吐出面と弾
性のワイパー部材の先端部とを摺接させることによっ
て、前記インク吐出面の掃拭動作がなされるようにした
インクジェット記録装置において、前記記録ヘッドのイ
ンク吐出面と前記ワイパー部材の先端部との摺接の速度
を前記掃拭動作の経過にしたがって減速させるように制
御することを特徴とする。

［作 用］ 本発明によれば、記録ヘッドのインク吐出面と弾性の
ワイパー部材の先端部とを摺接させる掃拭動作におい
て、それらの摺接の速度を掃拭動作の経過にしたがって
減速させることにより、ワイパー部材がインク吐出面か
ら離れるときにワイパー部材がその弾性によって元の姿
勢に戻ろうとする復元力を弱めインクを飛散させるのを
防止することができる。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細かつ具
体的に説明する。

第１図は一実施例として本発明を適用したファクシミ
リ装置の例を示す。本実施例によるファクシミリ装置を
この図の上で大別すると、２点鎖線で囲んで示すように
原稿搬送系A,光学系B,電源部C,電気回路基板D,記録紙搬
送系E,デカール系F,供給系Ｇおよび回復系Ｈによって構
成される。しかしてここで、原稿搬送系Ａおよび光学系
Ｂは原稿１から原稿像を読み取る原稿読取部を構成して
おり、ファクシミリ装置の基本動作として、送信あるい
は複写に際して、原稿搬送系Ａの原稿送り台２に原稿１
がセットされると、該原稿１は不図示の駆動手段より駆
動されるローラ列（ローラR1・R2・R3・R4）によって矢
印方向に搬送されていく。しかして、その搬送途中の所
定の原稿読取ライン（主走査ライン）位置で原稿１から
原稿情報が光学系Ｂ（ランプL1、ミラーM1,M2）の反射
光路を介して集光レンズLeによりラインCCD3に伝達さ
れ、ラインCCD3により電気信号に変換されて読み取られ
る。

なお、受信あるいは複写にあっては、シート搬送系Ｅ
において、ロール形状に巻かれた記録シート４が不図示
の駆動手段によって駆動されるローラ列により太線で示
す経路に従って逐次搬送されるもので、その搬送経路の
途中に決められた記録ラインで原稿情報に基づいてヘッ
ドユニット５の吐出口からインクが吐出され、記録が行
われる。このヘッドユニット５からのインクの吐出は、
不図示の電気熱変換体の発生する熱を利用してインク中
に気泡を発生させ、その気泡の圧力変化によってインク
を吐出させる、いわゆるバブルジェット方式によって行
われるものである。

また、電源部Ｃでは外部からAC電源の入力を得て必要
箇所に電力を供給する。電気回路基板Ｄにはマイクロコ
ンピュータシステムを中心に、本装置の各部の機能・動
作を制御するための後述するような回路が構成されてお
り、更に送信回線との接続・解放や、画像情報信号の入
出力用回路を具えている。供給系Ｇはヘッドユニット５
にインクを供給するためのインクカセット６を有し、ま
た回復系Ｈはヘッドユニット５に安定した吐出を行わせ
るために必要なクリーニング手段およびキャッピング手
段を具えている。

ついで、本発明による回復系Ｈおよびデカール系Ｆの
回復動作にかかわる部分の構成を第１図および第２図に
従って説明する。ここで、ヘッドユニット５は記録シー
ト４の記録全幅にわたってインク吐出口が配置された、
いわゆるフルラインヘッドであり、紙面と鉛直方向に細
長く形成されていてその全体がヘッド軸5Bの回りに回動
可能に支持される。また、第１図で７はヘッド軸5Bの周
りにヘッドユニット５を回動させるためのステッピング
モータ、８はその駆動用のベルトである。

また、上述のヘッドユニット５に対し、10は回復系Ｈ
に設けられ、ヘッドユニット５に対し、キャッピングお
よび掃拭動作を行うキャップユニットである。キャップ
ユニット10にはヘッドユニット５のインク吐出面5Aを覆
蓋するに足るだけの長さを有するキャップ部材11,ワイ
パー部材12が第２図に示すような位置に設けられてい
て、キャップユニット10の一端に取り付けられたフレー
ム軸13により揺動可能に支持される。

なお、キャップユニット10の揺動動作はフレーム軸13
に関連して設けられた不図示のステッピングモータによ
って行われるもので、先に述べたヘッドユニット５回動
用のステッピングモータ７とキャップユニット10の駆動
用ステッピングモータとは共に後述する制御手段により
その駆動タイミングと共に速度が制御される。

第３図は本発明にかかるインクジェット記録装置の制
御系を示す。21はその中央演算処理装置（CPU）であ
り、CPU21により原稿読取およびヘッドユニット５によ
る記録がなされると共に上述した回復系Ｈによる諸動作
が制御される。すなわち、22は装置の各モードによる制
御手順等が格納されているROM、23は原稿１からの読出
しや記録データの格納に使用されるRAMである。そこ
で、CPU21では不図示の操作盤等から入力される指示に
従って、原稿搬送系Ａやシート搬送系Ｅを駆動すると共
に原稿読取部（光学系）Ｂによって原稿１を読取らせ、
また、読取られた情報に基づいてヘッドドライバ24を駆
動し、ヘッドユニット５からインクを吐出させて記録を
行う。

また、記録を終えて、ヘッドユニット５にキャッピン
グを行うときや、ヘッドユニット５に回復のための動作
を行うときは後述する手順でドライバ25を介してヘッド
軸駆動モータ７を駆動し、更にドライバ26を介してフレ
ーム軸駆動モータ27を駆動制御する。以下にそのときの
制御動作を手順と共に第２図を参照しながら第４図に従
って説明する。

まず、ヘッドユニット５の使用されない非記録時のキ
ャッピング状態は、これらの図に図示されていないがヘ
ッドユニット５は第２図の（Ａ）で示す位置にあり、こ
れに対してキャップ部材11がヘッドユニット５のインク
吐出面5Aを覆蓋した状態に保っている。しかして、例え
ば回復動作としてインクをインク吐出面5Aに設けられて
いるインク吐出口から気泡と共に強制的に排出させる操
作が行われると、そのあとインク吐出面5Aに残留付着し
たインクを掃拭する必要があるので、以下のようにして
ワイパー部材12による掃拭動作が行われる。

第２図の（Ａ）はキャップユニット10の退避動作を示
す。その矢印方向の回動はフレーム軸駆動用のモータ
（ステッピングモータ）27によって行われるもので、一
連の回復動作かあるいは掃拭動作の指令がCPU21に入力
されるとCPU21では第４図に示す手順に従い、まず、ス
テップS1でキャップユニット10を駆動してキャップ部材
11をヘッドユニット５のインク吐出面5Aから引離す。

次にステップS2でドライバ25に比較的高速の第１速度
を指示してステッピングモータ７を駆動し、第２図の
（Ｂ）で示すようなワイパー部材12による掃拭位置にヘ
ッドユニット５を導くと共にステップS3でキャップユニ
ット10を矢印方向すなわち、キャップ部材11側位置から
記録領域側へ向かう方向に駆動し、ステップS4でワイパ
ー部材12がヘッドユニット５のインク吐出面5Aに接触す
るのを待つ。そして、ステップS5で掃拭を行うが、例え
ばCPU21の保有するタイヤにより、（Ｂ）の状態が確認
され、更に第２図の（Ｃ）のようにインク吐出口列の掃
拭がなされた状態が確認されたところで、CPU21はドラ
イバ24に速度を落とした第２速度を指示し、ヘッドユニ
ット５の回動速度を落としながら掃拭する（ステップS
6）。

すなわち、これによりワイパー部材12による掃拭速度
が抑制され、ワイパー部材12がインク吐出面5Aから離れ
るときにワイパー部材12の急激な跳ねかえりによってイ
ンクの飛沫が周囲に飛び散るのを防止することができ
る。殊に本実施例ではワイパー部材12が記録シート４か
ら離れた位置にあり、その上、クリーニング方向をワイ
パー部材12による跳ねかえりの方向が記録シート４の保
持されている側とは反対側となるようにヘッドをキャッ
プ部材側から記録領域側への方向に移動させているた
め、記録シート４が汚される虞があない上に周辺の部材
を汚染する心配をなくすことができる。

ついで、掃拭が終了したならば、第２図の（Ｄ）で示
すようにキャップユニット10を退避位置に回動（ステッ
プS7）させ、更にステップS8でヘッドユニット５の回動
速度を再び高速の第１速度に戻し、できるだけ速やかに
記録位置にセットされるようにする。かくして、ステッ
プS9で不図示のセンサ等によりヘッドユニット５が記録
位置に導かれたことが確認されたならば、ステップS10
でヘッドユニット５の回動を停止させ、一連の掃拭動作
が終了する。

なお、以上の説明ではインク吐出面からインクを強制
的に吐出させる回動動作後、引続き行う掃拭動作につい
て述べたが、かかる掃拭動作は記録開始直前や、記録の
途中においてもインクミストの付着によるインク吐出面
の濡れや偶発的に付着するごみの除去等のためにも行わ
れるもので、そのときの動作手順については上述したと
ころと変わらず、その説明を省略する。

また、以上に述べた実施例ではヘッドユニットを回動
させるにあたり、その回動速度を調速したが、ヘッドユ
ニットを所定の掃拭位置にとどめておいて、ワイパーの
方に第１実施例に対応する動作を行わせ、相対的な掃拭
速度を調速するようにすることも可能である。更にま
た、本発明の適用はフルライン型のインクジェット記録
ヘッドが使用される場合に限られるものではなく、記録
ヘッドまたはワイパーを回動させることにより掃拭動作
を行うように構成されたものであれば、記録ヘッドをキ
ャリッジに搭載してその走行により記録が行われるシリ
アル型の記録装置にも広く適用できることはいうまでも
ない。

以上のように、本発明は、特にインクジェット記録方
式の中でもバブル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交換体に、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
交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，液路電気熱交換体の組合せ構成
（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
気熱交換体に対して、共通するスリットを電気熱交換体
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、電気熱交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、電気熱交換体に対して
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］ 以上説明したように、本発明によれば、記録ヘッドの
インク吐出口から被記録材に向けてインクを吐出するこ
とによって前記被記録材に画像を記録し、前記インク吐
出口が配列された前記記録ヘッドのインク吐出面と弾性
のワイパー部材の先端部とを摺接させることによって、
前記インク吐出面の掃拭動作がなされるようにしたイン
クジェット記録装置において、前記記録ヘッドのインク
吐出面と前記ワイパー部材の先端部との摺接の速度を前
記掃拭動作の経過にしたがって減速させるように制御す
るので、ワイパー部材がインク吐出面から離れる直前の
引外し速度を緩めることによって、インクがワイパー部
材から飛散して周囲を汚すのを防止することができ、装
置の電気配線や読取光学系に支障をきたしたり、被記録
材を汚すような事故が防止される。また、その他の時点
では、駆動速度を高速に保つことができるので、掃拭の
ために全体速度を低下させるようなことがなく、特にフ
ァクシミリ装置のように通信方式の規格化によって掃拭
動作のために要する時間が制約されるものに好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したファクシミリ装置の構成の一
例を示す断面図、 第２図は本発明による掃拭動作の説明図、 第３図は本発明にかかる制御用回路の構成を示すブロッ
ク図、 第４図は本発明による掃拭時の制御動作の手順を示すフ
ローチャートである。 ４……記録シート、 ５……ヘッドユニット、 5A……インク吐出面、 5B……ヘッド軸、 ７……（ヘッド軸駆動用）ステッピングモータ、 10……キャップユニット、 11……キャップ部材、 12……ワイパー部材、 21……CPU、 22……ROM、 23……RAM、 24〜26……ドライバー、 27……（キャップユニット駆動用）ステッピングモー
タ。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/165,2/175

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録ヘッドのインク吐出口から被記録材に
   向けてインクを吐出することによって前記被記録材に画
   像を記録し、前記インク吐出口が配列された前記記録ヘ
   ッドのインク吐出面と弾性のワイパー部材の先端部とを
   摺接させることによって、前記インク吐出面の掃拭動作
   がなされるようにしたインクジェット記録装置におい
   て、 前記記録ヘッドのインク吐出面と前記ワイパー部材の先
   端部との摺接の速度を前記掃拭動作の経過にしたがって
   減速させるように制御す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】前記制御は、前記インク吐出口が前記ワイ
   パー部材によって掃拭されたことを確認してから、前記
   摺接の速度を減速させ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。