JP2838894B2

JP2838894B2 - 液体噴射記録装置

Info

Publication number: JP2838894B2
Application number: JP1013279A
Authority: JP
Inventors: 美彦高橋; 誠高宮; 秀次郎門脇; 健土井; 雅文綿谷; 俊之谷中; 恒介山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: EP0380056A2; EP0380056A3; JPH02194967A; DE69007809D1; ES2054109T3; EP0380056B1; US5530462A; DE69007809T2

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は液体噴射記録装置に関し、特に記録ヘッドの
目詰まり防止または目詰まり解消のための空吐出動作を
合理的に行うことのできる液体噴射記録装置に関する。

［従来の技術］記録ヘッドから紙やプラスチックシート等の被記録材
に対し記録液を吐出してドットマトリックスにより文字
や画像等の記録を行う液体噴射記録装置は、他の記録装
置に比して動作時の騒音が小さく、更に基本的に機械的
構造が簡単で廉価であるという利点があり、コンピュー
タ、ワードプロセッサ等の記録出力装置として各方面で
採用されている。

この液体噴射記録装置では一般的に記録液（インク）
を記録ヘッドの吐出口から直接吐出させて記録を行なう
ので、インクを常に吐出可能な状態に保つために他の方
式の記録装置には見られない特別な配慮が必要とされ
る。

すなわち、インクは非記録時においても記録ヘッドの
吐出口中に残留するので、この吐出口内のインクの乾燥
ないし、蒸発による粘度増加などの変質を防止する措置
が必要であり、このために、非記録時に記録ヘッドのオ
リフィスを蓋で覆って、インクの乾燥や、蒸発を防止す
るいわゆるキャッピング手段を設けた装置が知られてい
る。

ところが、低湿度の環境下、あるいは長期休止時など
の場合には上述のような乾燥防止手段のみではインクの
粘度増加は避けられないので、上述のキャッピング手段
とともに記録ヘッドを覆うキャップ内の空気を吸引して
オリフィスから負圧を与え、ヘッドの吐出口内に滞って
いるインクを吸い出したり、あるいはポンプなどを用い
て吐出口内に圧力を与え、オリフィスから変質したイン
クを排出させるという回復機構が用いられてきた。

しかし、このような回復機構は、電源投入時などに自
動的に駆動され、一般に記録動作中は、よほどの吐出異
常がないかぎり、駆動されないために、記録動作中に吐
出口の不使用によるインクの変質が生じるおそれがあ
る。すなわち、記録ヘッドの吐出口が複数設けられてい
る装置では、記録データの統計的性質によってほとんど
記録に使用されないオリフィスがあり、このため吐出イ
ンターバルが非常に長くなるというように、吐出口の吐
出駆動にバラツキがある。従って、吐出回数が少ない、
または吐出間隔が長い場合の吐出口内のインクは、湿度
や、温度などの雰囲気の条件によっては乾燥による粘度
上昇が生じ、吐出口のインク吐出が不安定になったり、
また、吐出不能になったりする問題があった。

そこで、このような問題点を解決するために、非記録
位置に記録ヘッドを移動し、インクの吐出動作を行なわ
せる、いわゆる、空吐出動作による目詰まり防止方が提
案されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の液体噴射記録装置では前記空吐
出動作は、一定インターバルで常に全吐出口について予
め定められた回数行っていた。このため、正常な吐出状
態の吐出口についても限定回数の空吐出を行うので、イ
ンク消費量が増大するという難点があった。

また、この様にインク消費量が多くなることから、前
記空吐出の回数をそれほど多くすることが出来ず、目詰
まり解消が充分行われず、不完全吐出状態のまま残る吐
出口があった。

また、この不完全吐出状態の吐出口が残っていること
が検知できないため、知らずに記録動作を行ってしま
い、記録面に欠けや濃度ムラ等の画質劣化を生じるとい
う問題があった。

［課題を解決するための手段］本発明は、上述した課題を解決するための手段とし
て、ライン状に配列された複数の吐出口を有する記録ヘッ
ドにより被記録材に記録液を吐出して記録を行う液体噴
射記録装置において、前記記録ヘッドの吐出状態を回復させるため、前記複
数の吐出口から前記記録液の吐出動作を押を行わせる空
吐出手段と、前記空吐出手段による前記記録液の吐出動作時に、前
記複数の吐出口から前記記録液が吐出されたか否かを、
前記複数の吐出口がそれぞれについて検出可能な検出手
段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記記録液が吐
出されなかった吐出口に関する情報を記録する記憶手段
と、前記空吐出手段により前記複数の吐出口すべてから前
記記録液を吐出させて前記検出手段により検出を行い、
前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記複
数の吐出口のうち前記記録液が吐出されなかった吐出口
を選択して前記空吐出手段による吐出動作を行い、前記
検出手段により検出を行なわせる制御手段と、を有する
ことを特徴とする液体噴射記録装置、を提供するもので
ある。

また、前記記録ヘッドは、熱エネルギーを用いて記録
液を吐出することを特徴とする液体噴射記録装置でもあ
る。

［実施例］以下図面を参照しながら本発明の一実施例を説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図である。

図において、1a〜1dはそれぞれ、ライン型記録ヘッド
であり、これらはホルダー２によりＸ方向に所定の間隔
を持って互いに平行に固定支持されている。各記録ヘッ
ド1a〜1dの下面にはＹ方向に沿って、１列に16吐出口/m
mの間隔で3456個の吐出口が下向きに設けられており、
これにより216mm幅の記録が可能となっている。

これらの記録ヘッド1a〜1dは熱エネルギーを用いて記
録液を吐出する方式のものであり、ヘッドドライバー20
によって吐出制御をされている。

なお、前記記録ヘッド1a〜1d及びホルダー２を含めて
ヘッドユニットが構成され、該ヘッドユニットはヘッド
移動手段24により、上下方向に移動せしめられる様にな
っている。

また、3a〜3dはそれぞれ、前記記録ヘッド1a〜1dに対
応してその下部に隣接して配置されたヘッドキャップで
ある。各キャップは内部にスポンジ等のインク吸収部材
を有する。

なお、前記キャップは不図示のホルダーにより固定支
持されており、該ホルダー及びキャップ3a〜3dを含んで
キャップユニットが構成され、該キャップユニットはキ
ャップ移動手段25によりＸ方向に移動せしめられる様に
なっている。

前記記録ヘッド1a〜1dにはそれぞれ、インクタンク4a
〜4dからインク供給チューブ5a〜5dを通じてシアン、マ
ゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクが供給さ
れ、カラー記録を可能としている。

また、このインク供給はヘッド吐出口の毛細管現像を
利用しており、各インクタンクの液面は吐出口位置より
一定距離だけ低く設定されている。

６は被記録材である記録紙27を搬送するための帯電可
能なシームレスベルトである。

該ベルト６は駆動ローラ７、アイドルローラ９、9a及
びテンションローラ10により所定の経路に引きまわされ
ており、前記駆動ローラ７に接続され、モータードライ
バー21により駆動されるベルト駆動モーター８により、
走行せしめられる。

また、該ベルト６は吐出口1a〜1dの直下においてｘ方
向に走行し、ここでは固定支持部材26により、下側への
ブレを抑制されている。

17はベルト６の表面に付着している紙粉等を除去する
クリーニングユニットである。

12は前記ベルト６を帯電させる帯電器であり、帯電器
ドライバー22によりON、OFFされ、この帯電による静電
的吸着力により、記録紙をベルト６に吸着する。

帯電器12の前後には前記アイドルローラ９、9aと協働
して搬送記録紙27をベルト６に押し付けるためのピンチ
ローラ11、11aが配置されている。

32は給紙カセットであり、該カセット内の記録紙27は
モータドライバー23により、駆動される給紙ローラ16の
回転により１枚ずつ送り出され、同ドライバー23により
駆動される搬送ローラ14及びピンチローラ15によりＸ方
向に山形ガイド13へと搬送せしめられる。

該ガイドは記録紙のたわみを許容する山形のスペース
を有する。

18は記録の終了した記録紙が排出される排紙トレイで
ある。

前記ヘッドドライバー20、ヘッド移動手段24、キャッ
プ移動手段25、モータドライバー21、23、及び帯電器ド
ライバー22は全て制御回路19により制御される。

第２図は本実施例におけるヘッド及びキャップの部分
を示す断面図である。

図示される様に、記録ヘッド1aでは下向き吐出口34が
多数、Ｙ方向に一定間隔で配列されている。

また、キャップ3aの上部開口部周辺には前記記録ヘッ
ド1aの下部と当接するキャップゴム35が取り付けられて
いる。該キャップ3a内には前記記録ヘッド1aの吐出口34
から空吐出されたインク滴36を吸収するスポンジ状吸収
部材33が配置されている。28は該吸収部材を通過した排
インクを不図示の排インクタンクへと導く為のチューブ
である。

レーザーダイオード29はLD発光回路により駆動され、
該回路は制御回路により制御される。また、フォトダイ
オード30は受光回路により駆動され、該回路もまた前記
制御回路に接続されている。

空吐出動作時には、前記レーザーダイオード29及びフ
ォトダイオード30が駆動され、レーザダイオード29から
のレーザービームがフォトダイオード30に入射する。そ
して、このレーザービームを空吐出インク滴36が横切る
と、該レーザービームが散乱されて、受光回路の出力が
変動し、これにより、インク滴が検出される。

以上、記録ヘッド1a及びキャップ3aに関して説明した
が、記録ヘッド1b〜1d及びキャップ3b〜3dに関しても同
様である。

なお、光学的にインク的を検出する手段としては、レ
ーザーダイオードとフォトダイオードに限ることはな
く、それぞれ、LED、フォトトランジスタ等の組合せを
用いても良い。

また、発光素子、受光素子はキャップ内に取り付けな
いで、各記録ヘッドの両端近傍の適当な位置に取り付け
ても同様の効果が得られる。

次に本実施例の動作を説明する。尚、第４図および第
４図はこの動作を示すフローチャートである。

第５図（ａ）〜（ｄ）は本実施例におけるヘッド1a〜
1d及びキャプ3a〜3dの部分の各動作時の状態を示す側面
図である。

第５図（ａ）は電源OFFの時の状態を示し、各記録ヘ
ッド1a〜1dが第１図の状態から上方に移動した位置にあ
り、且つ、各キャップ3a〜3dが第１図の状態からヘッド
の下方へのＸ方向に移動した位置にある。そして、各ヘ
ッドにはキャップ3a〜3dが冠着されており、これによ
り、ヘッドの吐出口先端からのインクの蒸発が防止され
ている。

この状態で、電源ONされると、第５図（ｂ）に示され
る様に、ヘッド移動手段24により、ヘッドユニットが1m
m程度上方に持ち上げられる（第２図の様な配置とな
る。）。

そして、この状態で空吐出信号がある場合には、全吐
出口から目詰まり防止、又は目詰まり解消のための空吐
出を所定の回数行う。

第４図は本実施例における空吐出の動作を示すもので
ある。

空吐出スタート後、前記インク滴検出手段をONとす
る。そして、端の吐出口から順次インクを吐出させる。

ここで、インクの吐出スピードは標準的には、8m/s程
度であるので、吐出口先端からレーザービームまでの距
離を5mmとすると、標準的には吐出の625μｓ後にインク
的が検出されることになる。

この時間を標準遅延時間とする。

インク吐出スピードのバラツキは通常１割程度あるの
で、標準遅延時間の120％の時間、つまり、750μｓを限
度とみなし、この時間内にインク滴が検出されない場合
には吐出不完全とみなし、該吐出口の番号は記憶され
る。

各吐出口からの１回ずつのインク吐出終了後、全吐出
口が完全に正常吐出である場合には、続いて、インク滴
検出手段をOFFとし、空吐出を終了する。

前記空吐出で不完全吐出の吐出口があった場合は前記
記憶された番号の吐出口についてのみ再度インクの空吐
出動作を正常となるまで繰返す。

通常は200回程度以内のインク空吐出で正常となるの
で、200回の吐出でも正常とならない場合には、ヘッド
の清掃を促す警告表示（NG）がなされ、しかる後に、イ
ンク滴検出手段をOFFとし、空吐出を終了する。

なお、吐出されたインクはキャップ内の吸収部材33に
より吸収される。

次に第５図（ｃ）に示される様にキャップ移動手段25
により、キャップユニットがＸ方向と反対方向に所定位
置へと退避せしめられ、次いで、第４図（ｄ）に示され
る様に、ヘッド移動手段24により、ヘッドユニットが下
方へと記録のための所定の位置（即ち、ベルト６の上方
1mm程度の位置）まで下降せしめられる。

次に、モータードライバー23により給紙モーターをON
とし、給紙ローラ16及び搬送ローラ14を駆動して、給紙
カセット32内の記録紙27を１枚、給紙搬送する。該記録
紙の先端は山形ガイド13内を通過し、さらに、ピンチロ
ーラ11aの位置に到達し、該ピンチローラ11aとアイドル
ローラ9a上のベルト６との結合部に突き当てられて、記
録紙先端の姿勢がＸ方向と直交する様に調整される。即
ち、前記ピンチローラ部はレジスト部といて作用し、該
レジスト時には搬送ローラ14により、余分に送られた記
録紙部分は、たわんだ状態で前記山形ガイド13のスペー
ス内に収容される。

記録紙先端が前記山形ガイド13を通過して所定の時間
が経過した後には、前記レジスト動作が終了しているの
で、給紙モーターをOFFする。

次に、モータードライバー21により、ベルトモーター
８を駆動して駆動ローラ７の回転を開始し、更に帯電器
ドライバー22により、帯電器12をONとする。これによ
り、前記レジスト終了後の記録紙27が帯電器12により、
帯電されたベルト６に吸着され、Ｘ方向に搬送される。

そして、記録紙27の先端が各ヘッド1a〜1dの直下に到
達した時点からヘッドドライバー20により当該ヘッドに
よる記録液吐出が行われ、１枚の記録紙27に対して各ヘ
ッドのランイン順次走査によるカラー印字（記録）が実
行される。

記録紙27の先端はやがて、駆動ローラ７の位置に到達
し、ここで、曲率分離により、排紙トレイ18上へと排出
される。

排紙終了後に、前記ベルトモーター８及び帯電器12が
OFFとされる。

以上により、１枚の記録紙27に対する記録が終了した
ことになる。

ここで一連の全ての情報の記録が終了した場合には、
ヘッドユニットアップ→キャップユニットセット（即
ち、各キャップを各ヘッドの直下に位置せしめる。）→
ヘッドユニットダウンと前記第４図に関し説明したのと
は逆の動作を行い、しかる後に電源をOFFとし、全ての
動作を終了する。

他方、１枚の記録紙に対する記録が終了した時点で、
全情報の記録が終了していない場合には、続いて空吐出
信号の有無を判定し、信号無しの場合には前記給紙モー
ターON以下のステップを行い、信号有りの場合にはヘッ
ドユニットアップ→キャップユニットセット→空吐出実
行→キャップユニット退避→ヘッドユニット記録位置へ
ダウンのステップを行い、しかる後に前記給紙モーター
ON以下のステップを行い、再び、次の記録が行われる。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明によれば、各吐出口からの
記録液の吐出状況を正確に検知することが出来るので、
吐出不完全の吐出口のみを集中的に必要回数だけ空吐出
動作を行うことが出来る。そのため、少ないインク消費
量で効率的に目詰まりを解消することが出来る。

また、空吐出動作で目詰まりが解消しない場合にも、
その情報を得ることができるので、必要に応じてヘッド
の清掃を行うことができ、高品質の記録画像を容易に得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図。第２図は本発明の一実施例における空吐出動作時のヘッ
ドとキャップの側面断面図。第３図は本発明の一実施例の動作を示すフローチャー
ト。第４図は本発明の一実施例の空吐出動作を示すフローチ
ャート。第５図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例におけるヘッ
ド及びキャップの各動作時の状態を示す図。 1a〜1d……ライン型記録ヘッド２……ホルダー 3a〜3d……キャップ 4a〜4d……インクタンク 5a〜5d……インク供給チューブ６……ベルト７……ベルト駆動ローラ８……モータ９、9a……アイドルローラ 10……テンションローラ 11,11a……ピンチローラ 12……帯電器 13……ガイド（山形ガイド） 14……搬送ローラ 15……ピンチローラ 16……給紙ローラ 17……クリーニングユニット 18……排紙トレイ 26……ベルト支持部材 27……記録紙 29……レーザーダイオード 30……フォトダイオード 32……給紙カセット 33……インク吸収部材 34……吐出口 35……キャップゴム 36……インク滴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土井健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)発明者綿谷雅文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)発明者谷中俊之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)発明者山本恒介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 (56)参考文献特開昭57−12660（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−47267（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/165

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ライン状に配列された複数の吐出口を有す
る記録ヘッドにより被記録材に記録液を吐出して記録を
行う液体噴射記録装置において、前記記録ヘッドの吐出状態を回復させるため、前記複数
の吐出口から前記記録液の吐出動作を行わせる空吐出手
段と、前記空吐出手段による前記記録液の吐出動作時に、前記
複数の吐出口から前記記録液が吐出されたか否かを、前
記複数の吐出口それぞれについて検出可能な検出手段
と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記記録液が吐出
されなかった吐出口に関する情報を記憶する記憶手段
と、前記空吐出手段により前記複数の吐出口すべてから前記
記録液を吐出させて前記検出手段により検出を行い、前
記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記複数
の吐出口のうち前記記録液が吐出されなかった吐出口を
選択して前記空吐出手段による吐出動作を行い、前記検
出手段により検出を行なわせる制御手段と、を有することを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項２】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを用いて
記録液を吐出することを特徴とする請求項１に記載の液
体噴射記録装置。