JP2944767B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録手段から被記録材
へインクを吐出させて記録を行なうインクジェット記録
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピューターやワードプロセッサ等と
併用されたり、あるいは単独に使用されるプリンタ、複
写機、ファクシミリ等の記録装置は、用紙やプラスチッ
ク薄板等の被記録材に対し、画像情報に基づいて、記録
手段により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、インクジェット式、
ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分
けることができる。

【０００３】そのうち、インクジェット式（インクジェ
ット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から被記録
材にインクを吐出して記録を行なうものであり、高精細
な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処
理を必要とせずに記録することができ、ノンインパクト
方式であるため騒音が少なく、しかも、多色のインクを
使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利
点を有している。中でも、紙幅方向に多数の吐出口を配
列したラインタイプの記録手段を使用するライン型の装
置は、記録の一層の高速化が可能である。特に、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するインクジェット式の
記録手段（記録ヘッド）は、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を経て、基板上に製膜
された電気熱変換体、電極、液路壁、天板などを形成す
ることにより、高密度の液路配置（吐出口配置）を有す
るものを容易に製造することができる。

【０００４】上記インクジェット記録装置においては、
記録手段（記録ヘッド）への空気の混入、該記録手段の
吐出口近傍への紙粉やホコリまたは増粘インクなどの付
着、あるいは吐出口近傍へのインク溜まりなどによっ
て、インクの不吐出や吐出方向のズレなどの吐出不良が
生じることがあった。そこで、これらの吐出不良の原因
となる異物を除去するための手段を設けるなどの解決策
が講じられてきた。

【０００５】また、インクジェット記録装置において
は、インク溶剤の蒸発によるインク増粘、あるいはゴミ
の付着や気泡発生などによる吐出口の目詰まりを防止す
るものとしては、例えば、米国特許第４０４５８０２号
や米国特許第４６００９３１号に記載されているよう
な、記録ヘッドのインク吐出口面をキャップで覆い、外
気と遮断して吐出口を良好な状態に保つ構成や、ポンプ
等によりインクを排出させる吐出回復装置を設ける構成
がある。このようなキャップ動作および吐出回復動作
は、通常、キャリッジがホームポジションにある時に行
なわれる。

【０００６】また、吐出口付近のインクやゴミを上記す
る構成としては、まず、米国特許第４１１２４３５号、
米国特許第４３６４０６５号あるいは特開昭５８−９４
４７２号に記載されているように、クリーニング手段と
して、ゴム等から成る可撓性のブレードで記録ヘッド前
面（吐出口周囲）を拭き払う構成（以下、先行例１とい
う）のものがある。クリーニング手段としては、他に
も、例えば、米国特許第４３０６２４５号に記載されて
いるように、ブラシとインク吸収体とを吐出口周囲にお
いて摺動させる構成のもの（以下、先行例２という）が
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行例１および２による技術では、場合によっては、
インクの吐出不良の回復が十分になされず、改善する必
要性があることが本発明者らによる数多くの実験によっ
て判明した。

【０００８】すなわち、先行例１の場合には、吸引等に
よる吐出回復操作により、吐出口周囲に付着したインク
滴や、装置内の湿度の上昇により生じる吐出口周囲への
結露など、比較的粘度の低い液滴については除去可能で
ある。しかし、記録を長時間休止または停止していた後
に記録を再開しようとすると、吐出回復装置により不吐
出の発生はなくなるが、インクの飛翔方向のズレまでは
解消されず、被記録材表面の正確な位置にインク滴を付
着させることができず、画像が乱れることがあった。

【０００９】また、先行例２の場合には、ホームポジシ
ョンにおいて繰り返しクリーニングを行なうため、イン
ク吸収体の耐久性に起因する表面汚れやケバ立ちなどに
よって吐出口周囲に異物が付着し、インクの吐出不良を
招くことがあった。

【００１０】そこで、本発明者らは、更なる実験とし
て、記録ヘッドの吐出口周囲を観察しながらあらゆる条
件での記録試験を行ない、インクの吐出不良が発生する
原因を深く追求した。その結果、記録ヘッドの吐出口面
の様子を示す図２の（ａ）〜（ｄ）に示すように、吐出
口ＯＦの周囲に付着したインクの状態変化に起因するこ
とが判明した。すなわち、図２の（ａ）および（ｂ）に
示すように、インクの結露等によってインク液滴ＩＤが
記録ヘッド５の吐出口ＯＦの周囲に付着すると、これが
乾燥して、図２の（ｃ）および（ｄ）に示すように、吐
出口ＯＦの周囲に極めて薄い固着状態のインク膜Ｉｄが
生じる。このようなインクの被膜Ｉｄは、記録が行なわ
れない状態が長く続いた場合に多く発生した。

【００１１】長時間の記録休止状態を経て記録を再開し
た場合に吐出不良が生じることは従来から判っていた
が、その原因はインクの粘度増加または空気の混入に因
るものとされていた。確かに吐出不良の原因の大部分は
インクの粘度増加による目詰まりおよび空気の混入であ
るが、インクの吐出方向のズレの原因が上記インク被膜
Ｉｄに因るものであることは判っていなかった。さら
に、このようなインク被膜Ｉｄは、吐出口面の撥インク
性を低下させ、インク滴が付着しやすい状態をも生じさ
せていた。

【００１２】本発明者らは、前述の事実に鑑み、吐出不
良の原因を最も効果的に取り除くことにより良好な記録
画像を得るインクジェット記録装置の構成とはどのよう
なものかについて、数多くの実験を繰り返し行なって検
討してきた。その結果、インクジェット記録装置の吐出
口面のクリーニング手段としては、拭き取り効果や耐久
性の観点から、やはり、前記可撓性のブレードで吐出口
近傍のインク滴、インク溜まりおよび結露を除去するこ
とが好ましいことも判明した。

【００１３】しかし、インク滴やインク溜まりが長時間
付着し、これが乾燥して吐出口周囲に極薄い固着状態の
インク被膜が形成されると、一見インク溜まりが無くな
っても、このインク被膜によって、吐出方向が不安定に
なるのに加えて、吐出口面の撥インク性が低下してイン
ク溜まりが生じやすくなり、吐出ヨレが生じやすくな
る。このようなインク被膜は、前述したブレードによる
クリーニングでは十分に除去することができないもので
ある。

【００１４】本発明者等は、前述の技術的課題を改善せ
んものと鋭意研究を重ねた結果、所定のタイミングで吐
出口面をブレード以外の摺擦部材によって圧接摺動する
ことにより、付着異物を良好に除去することができると
の知見を得た。特に、異物の付着状態とヘッド温度およ
び画像形成桁数との間に所定の関係を見い出し、この両
者によって選択される所定のタイミングで圧接摺動させ
ることにより、良好な吐出口クリーニングを行なうこと
ができる。

【００１５】本発明は以上のような技術的課題に鑑みて
なされたものであり、本発明の目的は、吐出口近傍に付
着したインク滴、水滴、ゴミ等を除去するとともに、付
着インクに因るインク被膜を除去することも可能であ
り、吐出不良の原因となるインク被膜の剥がれ強度が増
大することを事前に防止することが可能であり、さら
に、ユーザーが意識することなしにインク吐出の安定化
を図ることができるインクジェット記録装置を提供する
ことである。

【００１６】別の本発明の目的は、複数の記録手段を有
するインクジェット記録装置において、吐出口近傍に付
着したインク滴や水滴に因る被膜を特定の記録手段ごと
に除去することが可能であり、吐出不良の原因となるイ
ンク被膜の剥がれ強度が増大することを特定の記録手段
ごとに事前に防止することが可能であり、ユーザーが意
識することなしに効率的に各記録手段の吐出安定を図る
ことができ、さらに、記録手段が複数であるために生じ
る擦り動作回数の増大を防止することが可能なインクジ
ェット記録装置を提供することである。

【００１７】本発明（請求項１）は、インクジェットヘ
ッドにインクを供給するインクカートリッジを交換可能
に装填するとともに、前記インクジェットヘッドのイン
ク吐出口が配された吐出口面を清掃するための板状ブレ
ードと、該板状ブレードより大きな接触面で前記吐出口
面を摺擦する擦り部材と、を備えたインクジェット記録
装置において、前記インクカートリッジの交換がなされ
たことに応じて前記擦り部材による前記吐出口面の摺擦
清掃がなされる構成とすることにより、上記目的を達成
するものである。別の本発明（請求項２）は、カラー記
録を可能に複数のインクジェットヘッドを備えるととも
に、前記複数のインクジェットヘッド夫々毎に対応して
複数のインクカートリッジを交換可能に装填するととも
に、前記インクジェットヘッドのインク吐出口が配され
た吐出口面を清掃するための板状ブレードと、該板状ブ
レードより大きな接触面で前記吐出口面を摺擦する擦り
部材と、を備えたインクジェット記録装置において、前
記複数のインクカートリッジのうち交換がなされたイン
クカートリッジによってインクが供給されていた前記イ
ンクジェットヘッドの吐出口面のみが前記擦り部材によ
って摺擦清掃される構成とすることにより、上記目的を
達成するものである。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
するが、本発明は以下に述べる各実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に含まれる構成であれば、
種々の構造を含むものである。図１の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は本発明によるインクジェット記録装置の要部構
成を模式的に示す図であり、（ａ）はインクジェット記
録装置の部分平面図であり、（ｂ）は（ａ）中の弾性ブ
レードによるワイピング状態を示す斜視図であり、
（ｃ）は（ａ）中の擦り部材が圧接摺動する状態を示す
斜視図である。

【００１９】図１の（ａ）において、プラテン１にバッ
クアップされた紙やプラスチック薄板などの被記録材２
の前方にガイドシャフト３が設置されており、該ガイド
シャフト３に沿って移動するキャリッジ４に記録手段
（記録ヘッド）５が搭載されている。この記録手段５と
しては、インクタンクを一体的に有するカートリッジタ
イプのものであってもよく、あるいは、被記録材２の幅
方向の全域または一部をカバーする長さを有するライン
タイプの記録手段であってもよい。

【００２０】前記記録手段（記録ヘッド）５は、インク
を吐出するために利用される熱エネルギーを発生する電
気熱変換体を備えているものである。また、前記記録手
段５は、前記電気熱変換体が発生する熱エネルギーによ
ってインクに生じる膜沸騰による気泡の生成を含むイン
クの状態変化に基づいて前記吐出口からインクを吐出す
るものである。

【００２１】図３は前記記録手段（記録ヘッド）５のイ
ンク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視図である。図
３において、前記被記録材２と所定の隙間（例えば、約
０．５〜１．５ミリ程度）をおいて対面する吐出口面５
１には、所定のピッチで複数の吐出口５２が形成され、
共通液室５３と各吐出口５２とを連通する各液路５４の
壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発生するため
の電気熱変換体（発熱抵抗体など）５５が配設されてい
る。図１に示すインクジェット記録装置では、記録手段
（記録ヘッド）５は、前記複数の吐出口５２がキャリッ
ジ４の主走査方向（移動方向）と交叉する方向に並ぶよ
うな位置関係で、該キャリッジ４に搭載されている。こ
うして、画像信号または吐出信号に基づいて対応する電
気熱変換体５５を駆動（通電）して、液路５４内のイン
クを膜沸騰させ、その時に発生する圧力によって吐出口
５２からインクを吐出する記録手段（記録ヘッド）５が
構成されている。

【００２２】図２において、前述した記録手段５の吐出
口面５１は、例えば、撥インク性の表面処理が施されて
いる。キャリッジ４のホームポジションＨＰには、記録
ヘッド５の吐出回復装置（図示の例では、ポンプ吸引
式）６が配設されている。図４はこの吐出回復装置６の
斜視図である。図１および図４において、吐出回復装置
６は、記録ヘッド５に対し進退駆動可能に配設されてお
り、前進位置で記録ヘッド５の吐出口面５１を密閉し得
るキャップ１７を有するキャッピング手段７と、該キャ
ッピング手段７を通して記録ヘッド５の吐出口５２から
インクを吸引するためのポンプ９とを備えている。吐出
回復装置６の動作は、自動的に行なわれるが、ユーザー
のスイッチ操作によって行なうこともできる。

【００２３】図１および図４において、吐出回復装置６
の側部には、記録ヘッド５の吐出口近傍（通常、吐出口
面）を拭き払うための可撓性の弾性ブレード１０が装着
されている。また、キャッピング手段７の側部には、該
キャッピング手段とともに一体的に前進後退する擦り部
材１１が設けられている。この擦り部材１１は、記録ヘ
ッド５の吐出口５２の近傍（吐出口面５１）を擦る部材
であり、前記弾性ブレード１０よりも大きな接触面積で
吐出口面５１に圧接摺動するように構成されている。な
お、本発明における“ブレード”とは、吐出口面５１に
対して実質的に線接触状態で摺動するもの、すなわち、
図１の（ｂ）に示す接触面積ＣＡが小さいものを指す。
一方、本発明における“擦り部材”とは、図１の（ｃ）
に示すように、吐出口面５１に対して大きな接触面積Ｃ
Ａで圧接摺動するものを指す。

【００２４】キャリッジ４の移動を制御することによ
り、記録ヘッド５が図１の（ａ）におけるホームポジシ
ョンＨＰから外れて鎖線Ａで示す位置にきた時に、キャ
ッピング手段７とともに擦り部材１１を前進させて図１
の（ｃ）に示すように該擦り部材１１を吐出口面５１に
圧接させ、キャリッジ４をさらに図１の（ａ）中の右方
向へ一定距離移動させることにより、前記擦り部材１１
で吐出口面５１を擦るように構成されている。すなわ
ち、前記擦り部材１１の擦り動作は、キャッピング動作
とキャリッジ動作を利用して行なうように構成されてい
る。

【００２５】前記擦り部材１１は、記録ヘッド５の吐出
口面５１を損傷することなく、付着したインク滴ＩＤや
固着したインク被膜Ｉｄを擦り取るためのものであり、
例えば、多孔質体、繊維組織あるいは不織布で構成され
ている。また、前記擦り部材１１の擦り動作（圧接摺
動）は記録装置の所定の動作ごとに行なうように構成さ
れている。この記録装置の所定の動作としては、吐出不
良の原因となるインク被膜Ｉｄの剥がれ強度が増大する
ことを事前に防止できるタイミング、およびユーザーが
意識することなしにインク吐出の安定化を図ることがで
きるタイミングで行なわれる動作が選定され、例えば、
インクタンクの交換時、タイマーで管理される設定時
間、電源投入時などが選定される。

【００２６】図５は、本発明によるインクジェット記録
装置の擦り動作の制御系の構成を示すブロック図であ
る。図５において、記録装置の制御回路２０に対して
は、電源オン・オフ検出手段２１からの電源オン・オフ
信号、インクカートリッジ（インクタンク）内のインク
残量を検出する手段２２からの残量検出信号、インクカ
ートリッジの有無を検出する手段２３からのインクカー
トリッジ検出信号、記録装置の電源投入からの通電時間
を検出するタイマー２４からの通電時間カウント信号、
被記録材２の記録枚数検出手段２５からの記録枚数カウ
ント信号、記録手段（記録ヘッド）５の温度検出手段２
６からのヘッド温度信号、記録装置の電源オフ後の経過
時間を検出するパワーオフカウントタイマーからのオフ
時間カウント信号、のそれぞれが入力される。

【００２７】なお、上記電源のオン・オフの検出は、電
源が投入されると制御回路２０によって電圧レベルの上
昇を検知し、電源がオフされると電圧レベルが低下する
ことを検知することにより行なうことができ、また、こ
れに基づいて各種のタイマーのセット・リセットも行な
うことができる。さらに、パワーオフカウントタイマー
２７は、電源オフの経過時間を検出するためのものであ
り、例えば、リチウム電池等の別電源によって動作され
る。一方、前記制御回路２０は、上記各入力信号に基づ
いて、キャリッジモータードライバー２８および回復装
置ドライバー２９へ制御信号を出力し、キャリッジ４お
よび擦り部材１１（キャッピング手段７と連動）の動き
から成る擦り手段３０（擦り部材１１）による吐出口面
５１の擦り動作が制御される。以上の構成の制御系によ
って、擦り部材１１によるクリーニング動作を適宜実行
するための各種のシーケンスが自動的に選択され、常に
安定したインク吐出が容易にかつ確実に得られるような
制御が行なわれる。以下に、擦り部材１１による前記擦
り動作の各種のシーケンスについて説明する。

【００２８】図６は、インクカートリッジ交換時に擦り
動作を行なう場合のシーケンスを示すフローチャートで
ある。図６において、ステップＳ１の待機状態からステ
ップＳ２へ進んで記録命令の有無を判別し、記録命令が
有ればステップＳ３へ進んで記録を行ない、記録終了後
にステップＳ４でインク残量検出信号に基づいてインク
の有無を判別する。ステップＳ２で記録命令が無い場
合、あるいはステップＳ４でインク有りの場合はステッ
プＳ１の待機状態に戻す。ステップＳ４でインク無しの
場合は、ステップＳ５へ進んでインクカートリッジを交
換したか否かを判別する。インクカートリッジの交換が
無い場合には待機状態に止まり、インクカートリッジの
交換が有ればステップＳ６へ進んで前述のような擦り部
材１１による吐出口近傍の擦り動作を自動的に行なう。
このシーケンスによれば、インク消費量に合わせて、事
前に吐出口５２の近傍をクリーニングし、安定したイン
ク吐出を維持することができる。

【００２９】参考構成として、図７は、ユーザーが電源
をオンにしたままで使用する場合などに、電源オン（通
電）の時間経過に応じて擦り動作を行なう場合のシーケ
ンスを示すフローチャートである。図７において、ステ
ップＳ１１の電源オンでの記録または待機の通常動作か
ら、ステップＳ１２へ進んで通電時間が設定値Ｔ₁ を経
過したか否かを判別する。設定時間を経過した場合に
は、ステップＳ１３へ進んで前述の擦り動作を行ない、
然る後ステップＳ１１の通常動作へ戻る。一方、設定時
間に達しない場合には、そのままステップＳ１１の通常
動作へ戻る。このシーケンスは、通電時間（電源オンの
経過時間）が設定時間を経過すると自動的に擦り部材１
１で吐出口近傍をクリーニングするものであり、ユーザ
ーが記録装置を使用する際に電源をオンにしたままとす
る場合に有効である。

【００３０】参考構成として、図８は、パワーオフから
パワーオンまでの経過時間が長期に渡る場合のシーケン
スを示すフローチャートである。図８において、ステッ
プＳ２１でパワーオンを検出すると、ステップＳ２２へ
進み、それまでのパワーオフの時間が設定時間Ｔ₂ を経
過していたか否かを判別する。この判別は、リチウム電
池等の別電源で動作するパワーオフカウントタイマー２
７（図５）のカウント値に基づいて行なわれる。設定時
間を越えている場合には、ステップＳ２３で吐出口近傍
の擦り動作を行ない、ステップＳ２４でパワーオフタイ
マー２７をリセットした後、ステップＳ２２へ戻って通
常の記録または待機状態となる。一方、ステップＳ２２
で設定時間を越えていない場合には、ステップＳ２５へ
進んで通常のパワーオン時の記録または待機状態に入
る。ステップＳ２６でパワーオフか否かを判別し、パワ
ーオフが検出されれば、ステップＳ２７でパワーオフタ
イマー２７をセットし、次のパワーオン時に備える。

【００３１】このシーケンスによれば、パワーオン動作
が繰り返し行なわれてもむやみに擦り動作を行なうこと
がなく、長期の不使用時以外では記録装置を直ちに待機
状態にすることができ、長期の不使用後だけ擦り動作を
行なうように自動的に制御できるので、効率よく擦り動
作を行なうことができ、クリーニング機構の耐久性を向
上させることができる。例えば、パワーオン状態で放置
され、１日経過後の記録スタート時に擦り動作がなされ
るように設定してもよく、あるいは、パワーオン状態で
３日経過に自動的に擦り動作を行なうように設定しても
よい。

【００３２】以上図１〜図８について説明したインクジ
ェット記録装置によれば、弾性ブレード１０の他に擦り
部材１１を設け、該擦り部材１１によって吐出口近傍の
インク被膜Ｉｄ等によって生じる吐出不良や記録ヨレを
事前に自動的に防止することが可能となった。また、非
使用時間の長い状態においても、効果的に吐出不良や記
録ヨレを事前に自動的に防止することが可能となった。
さらに、擦り動作のタイミングをタイマー管理すること
により、通電状態で長期間使用する場合にも、吐出口近
傍のインクにより吐出口面５１の撥水層が変質してイン
ク被膜が生じることを効果的に防止することが可能とな
った。さらにまた、インクタンク（インクカートリッ
ジ）交換時を検出して自動的に擦り動作を行なうことも
可能となった。

【００３３】さらなる参考構成として、図９は、画像形
成のために駆動される記録ヘッドの温度に鑑みて行なわ
れる擦り動作を示すフローチャートである。本例は、１
走査ごとに記録ヘッドの温度を検出し、その温度に対応
した係数αを導びき、１走査の印字桁数ｐと係数αから
擦り動作のタイミングを決定するものである。表１は記
録ヘッドの温度（１走査記録終了時の温度）に対する係
数αを示す表である。 表１ 記録ヘッド温度 係数α ４５℃〜 １．０ ４０℃〜４５℃ １／１．５ 〜４０℃ １／２．５

【００３４】図９において、記録が開始されると、ステ
ップＳ５１で記録ヘッドの１走査で印字される桁数から
カウントされる。このカウントをｐとする。続いて、ス
テップＳ５２において、表１に示される変換テーブルか
ら得られる係数αを求め、ステップＳ５１の桁数を積算
し、ｐ×α＝Ｐを求める。すなわち、この係数αは、記
録ヘッドが１走査終了することで、何度を示しているか
を検出することにより得られるものである。そして、ス
テップＳ５３において、１枚の被記録材の終了ごとに所
定のカウント量Ｃと前述のＰの加算値ΣＰとを比較す
る。

【００３５】ΣＰがＣより小さい場合には、つづいて記
録を行なう。また、ΣＰがＣより大きい場合には、ステ
ップＳ５４で擦り動作に入る。その擦り動作が終了する
と、ステップＳ５５でカウントΣＰをリセットする。な
お、カウント量ＣとΣＰとの比較は、１行の印字終了ご
とに行なうようにしてもよい。前記カウント量Ｃは、例
えば、１１４桁×８０行×４枚＝３６４８０桁に設定す
ることができる。このカウント量Ｃは、使用されるイン
ク特性や記録ヘッドの材質等の特性によって変化するも
のである。すなわち、このカウント量Ｃの値は、記録ヘ
ッドの印字によって吐出口面にインクの堆積がどの程度
生じるかによって設定する必要があり、堆積しやすいも
のは桁数を小さく、堆積しにくいものは桁数を大きく設
定できる。さらに、より信頼性の向上を目指す場合に
は、桁数を小さく設定するようにしてもよい。

【００３６】図１０は別の本発明によるインクジェット
記録装置の一実施例の要部構成を示す斜視図である。図
１０において、キャリッジ４には複数の記録手段（記録
ヘッド）５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが搭載されており、フ
ルカラー記録の場合には、これらの記録ヘッドはブラッ
ク、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクを吐出
して記録を行なう。記録領域外（図示の例ではプラテン
１の左側）の所定位置にはホームポジションＨＰが設け
られている。このホームポジションＨＰには、前記キャ
リッジ４がホームポジションＨＰにきた時に、前記記録
ヘッド５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの吐出口面５１を密閉し
得るキャッピング手段７を備えた吐出回復装置６が配設
されている。このキャッピング手段７には、図示のよう
に、４個の記録ヘッド５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの吐出口
面５１を同時に密閉し得る構造のキャップ１７が設けら
れている。また、この吐出回復装置６には、４個の記録
ヘッド５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの吐出口面５１の一つづ
つに圧接摺動可能な擦り部材１１が装着されている。な
お、この擦り部材１１も、図４の場合と同様、前記キャ
ッピング手段７と連動して前進後退し得るように装着さ
れている。

【００３７】図１０のインクジェット記録装置は、前述
のように４個の記録ヘッド５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを有
し、これに対応して４個または４種類のキャップ１７お
よびインクカートリッジを有する点で図１のインクジェ
ット記録装置と相違しているが、その他の部分では実質
上同じ構成を有している。図１１は図１０の記録装置の
全体を示す外観斜視図である。図１１において、記録装
置の前部には、前記各記録ヘッド５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄに対応する各色のインクを供給するための４個のイン
クカートリッジ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが装着
されており、また、記録装置の表示パネル部には、各色
のインクカートリッジ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ
ごとのエンプティ表示部、すなわち、どのインク色のイ
ンク残量が設定量以下になったかを示す表示部（例え
ば、液晶表示部）１３が設けられている。なお、以下の
説明では、前記複数個の記録手段（記録ヘッド）５ａ、
５ｂ、５ｃ、５ｄおよび前記複数個のインクカートリッ
ジ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの全体または任意の
一つを指す場合には、単に、記録手段（記録ヘッド）５
およびインクカートリッジ１２で示すことにする。

【００３８】そこで、図１０および図１１の複数の記録
手段を有するインクジェット記録装置では、特定の記録
手段５ごとに予め設定された擦り動作を行なう状態にな
ったか否かを判別し、かつ、特定の記録手段５ごとに、
その吐出口近傍（吐出口面５１）に擦り部材１１を圧接
摺動させるように構成されている。この場合の擦り部材
１１の圧接摺動（擦り動作）は、例えば、インクカート
リッジ（インクタンク）のインク残量検出と連動させる
方法、あるいは記録手段５の温度管理および記録枚数に
応じて行なう方法などによって、自動的に行なわれる。
このような擦り動作の制御は、図５に示した制御系によ
って行なわれる。

【００３９】図１２は、図１０および図１１で説明した
インクジェット記録装置の擦り動作の制御系の要部構成
を示すブロック図である。図１２において、各インクタ
ンク１２には、インク残量を検出するためのインクセン
サー２２と該インクタンク１２の有無（装着か否か）を
検出するためのインクタンクセンサー２３が設けられて
いる。前記インクセンサー２２は、例えば、ダイヤフラ
ム等の圧力検知方式のものを使用することができ、該イ
ンクセンサー２２で検出されたインクの消費状態は、制
御回路２０によって、各インクタンク１２ごとに前記表
示部１３（図１１）に表示される。この表示部１３にイ
ンクエンプティ表示されたインクタンク（インクカート
リッジ）１２は、インクが満たされた新しいインクタン
クと交換される。そこで、インクタンク１２が交換され
ると、これをインクカートリッジセンサー２３が検出
し、制御回路２０によって擦り動作の駆動源１４が作動
し、該当する記録手段すなわち特定の記録手段５の吐出
口面５１に対する擦り動作が実行される。この駆動源１
４は、キャリッジモーターおよび回復装置駆動モーター
などで形成されている。

【００４０】参考構成として、図１３は前記インク残量
検出に基づく擦り動作のシーケンスを示すフローチャー
トである。図１３において、ステップＳ３１の待機状態
で、ステップＳ３２の記録命令の有無を判別し、記録命
令があるとステップＳ３３で記録を行ない、ステップＳ
３４で各インクタンク１２ごとの（各色ごとの）インク
残量検出を行なう。インク残量が設定量以下（無い）の
場合には、ステップＳ３５へ進んで該当する（特定の）
インクタンク（インクカートリッジ）１２が交換された
か否かを判別する。インクタンク１２が交換された場合
には、ステップＳ３６において、該当する（特定の）記
録手段５の吐出口面５１に対する擦り動作を実行する。
なお、記録命令が無い場合およびインク残量有りの場合
には、通常の待機状態に戻る。

【００４１】カラー用など、複数の記録ヘッド５を備え
たインクジェット記録装置では、各記録ヘッド５ごとに
任意に吐出駆動されるので、特定の記録ヘッド５のデュ
ーティが高い場合が生じ、吐出口５２の周囲のインク被
膜Ｉｄの発生にもバラツキが生じる。過度に駆動される
記録ヘッドでは高温になりやすく、インク被膜Ｉｄの発
生頻度が高くなる。そこで、本発明によれば、サーミス
タ等のヘッド温度検出手段２６（図５、図１２）によっ
て各記録ヘッド５ごとの温度を検出し、所定温度より高
い状態で所定枚数以上の記録を行った場合には、該当す
る記録ヘッド５の吐出口面５１に対する擦り動作を行な
うことにより、事前に吐出不良が防止される。

【００４２】参考構成として、図１４は前述の各記録ヘ
ッド５の温度に基づく記録ヘッドごとの擦り動作の制御
動作のシーケンスを示すフローチャートである。図１４
において、ステップＳ４１で記録命令の有無を判別し、
記録命令が有ればステップＳ４２で各記録ヘッド５ごと
に所定温度以上か否かを判別する。所定温度以上であれ
ば、ステップＳ４３へ進んで所定枚数記録したか否かを
判別する。記録ヘッド５の温度が所定値以上であり、所
定枚数以上の記録を行った場合には、制御回路２０によ
って、該当する記録ヘッド５、すなわち、特定の記録ヘ
ッド５に対する擦り動作を実行する。なお、記録ヘッド
５の温度が所定温度に達していない場合、あるいは記録
枚数が所定枚数に達していない場合には、通常の待機状
態に戻る。

【００４３】図１０において、各記録手段（記録ヘッ
ド）ごとの擦り動作、すなわち、カラー記録用の場合の
各インク色ごとの擦り動作は、キャリッジ４をパルスモ
ーター等のキャリッジモーターで駆動し、特定の（該当
する）記録ヘッド５を擦り部材１１に対向する位置へ移
動させてセットした後、該擦り部材１１を前進させて吐
出口面５１に圧接し、次いで、キャリッジ４を一定量移
動（往復移動でもよい）させて擦り動作を実行する。擦
り動作が終了すると、擦り部材１１を後退させた後、予
備吐出あるいは通常の回復動作を行なう。以上図１０〜
図１４について説明したインクジェット記録装置によれ
ば、カラー記録用など、複数の記録手段（記録ヘッド）
５を搭載した記録装置においても、特定の記録手段５に
対する擦り動作を自動的に効率良く行なうことができ、
事前にインク吐出安定のためのクリーニング処理をタイ
ミングよく実行することが可能であり、また、擦り動作
の頻度の低減および擦り動作時間の短縮を図ることが可
能となり、さらに、擦り部材の寿命の向上を図ることが
可能なインクジェット記録装置が得られた。

【００４４】なお、以上の各実施例では、キャリッジ４
に１個または複数個の記録手段（記録ヘッド）５を搭載
する場合を説明したが、本発明は、被記録材の幅方向記
録領域の全体または一部に対応する長さのライン記録手
段を用いるライン型のインクジェット記録装置など、走
査方式の種類に関係なく、同様に適用することができ、
同様の効果を達成し得るものである。また、以上の実施
例では、複数の記録ヘッドを有するインクジェット記録
装置として、異なる色で記録するカラーインクジェット
記録装置の場合を例に挙げて説明したが、本発明は、色
彩が同じで濃度が異なる複数の記録手段を使用する諧調
記録用のインクジェット記録装置など、記録手段の個数
に関係無く同様に適用でき、同様の作用効果を達成し得
るものである。

【００４５】また、以上の実施例における記録手段（記
録ヘッド）としては、記録ヘッドとインクタンクを一体
にした交換可能なカートリッジタイプの記録手段、ある
いは、記録ヘッドとインクタンクを別体とし、例えば、
カプラーおよびチューブを介して結合する構造の記録手
段など、種々の構造の記録手段を使用することができ
る。

【００４６】なお、本発明は、インクジェット記録装置
であれば、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を
用いる記録手段（記録ヘッド）を使用するものに適用で
きるが、中でも、熱エネルギーを利用してインクを吐出
する方式のインクジェット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。

【００４７】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４７４０
７９６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、記録手段（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。

【００４８】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４
４６３３５９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４３１３１
２４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。

【００４９】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４
４５９６００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させる構成を
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。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なうことができるようにな
るからである。

【００５０】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
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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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ー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ーとして使用せしめ
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、熱エネルギー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、熱エネルギー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。

【００５４】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
に液状また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。

【００５５】

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
（請求項１）によれば、インクジェットヘッドにインク
を供給するインクカートリッジを交換可能に装填すると
ともに、前記インクジェットヘッドのインク吐出口が配
された吐出口面を清掃するための板状ブレードと、該板
状ブレードより大きな接触面で前記吐出口面を摺擦する
擦り部材と、を備えたインクジェット記録装置におい
て、前記インクカートリッジの交換がなされたことに応
じて前記擦り部材による前記吐出口面の摺擦清掃がなさ
れる構成としたので、吐出口近傍に付着したインク滴、
水滴、ゴミ等を除去するとともに、固着インクに因るイ
ンク被膜を除去することも可能であり、吐出不良の原因
となるインク被膜の剥がれ強度が増大することを事前に
防止することが可能であり、ユーザーが意識することな
しにインク吐出の安定化を図ることができるインクジェ
ット記録装置が提供される。また、より一層信頼性の高
いクリーニング（回復）動作を達成でき、高印字品位を
達成できるインクジェット記録装置が提供される。

【００５７】また、別の本発明（請求項２）によれば、
カラー記録を可能に複数のインクジェットヘッドを備え
るとともに、前記複数のインクジェットヘッド夫々毎に
対応して複数のインクカートリッジを交換可能に装填す
るとともに、前記インクジェットヘッドのインク吐出口
が配された吐出口面を清掃するための板状ブレードと、
該板状ブレードより大きな接触面で前記吐出口面を摺擦
する擦り部材と、を備えたインクジェット記録装置にお
いて、前記複数のインクカートリッジのうち交換がなさ
れたインクカートリッジによってインクが供給されてい
た前記インクジェットヘッドの吐出口面のみが前記擦り
部材によって摺擦清掃される構成としたので、上記効果
に加えて、複数のインクジェットヘッドを有する場合で
も、吐出口近傍に付着したインク滴や水滴や固着インク
に因るインク被膜をインクカートリッジの交換に応じた
特定のインクジェットヘッドごとに除去することが可能
であり、吐出不良の原因となるインク被膜の剥がれ強度
が増大することを特定のインクジェットヘッドごとに事
前に防止することが可能であり、ユーザーが意識するこ
となしに効率的に各インクジェットヘッドの吐出安定を
図ることができ、さらに、インクジェットヘッドが複数
であるために生じる擦り動作回数の増大を防止すること
が可能なインクジェット記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインクジェット記録装置の一実施
例の要部構成を模式的に示す部分平面図と該記録装置中
の弾性ブレードのクリーニング動作を示す部分拡大斜視
図と該記録装置中の擦り部材のクリーニング動作を示す
部分拡大斜視図とを含む図である。

【図２】インクジェット記録装置の記録手段の吐出口面
におけるインク滴の付着状態および該付着インクが乾燥
してインク膜となった状態を示す側面図および正面図を
含む図である。

【図３】図１中の記録手段のインク吐出部の構造を模式
的に示す部分斜視図である。

【図４】図１中の吐出回復装置を示す斜視図である。

【図５】本発明によるインクジェット記録装置の擦り動
作の制御系の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明によるインクジェット記録装置の第１の
擦り動作のシーケンスを示すフローチャートである。

【図７】本発明によるインクジェット記録装置の第２の
擦り動作のシーケンスを示すフローチャートである。

【図８】本発明によるインクジェット記録装置の第３の
擦り動作のシーケンスを示すフローチャートである。

【図９】本発明によるインクジェット記録装置において
画像形成のために駆動される記録ヘッドの温度に応じて
行なわれる擦り動作のフローチャートである。

【図１０】本発明による複数の記録手段を備えたインク
ジェット記録装置の一実施例の要部構成を示す斜視図で
ある。

【図１１】図１０のインクジェット記録装置の外観斜視
図である。

【図１２】図１０のインクジェット記録装置の第１の擦
り動作を制御する制御系の要部構成を示すブロック図で
ある。

【図１３】図１０のインクジェット記録装置の第１の擦
り動作のシーケンスを示すフローチャートである。

【図１４】図１０のインクジェット記録装置の第２の擦
り動作のシーケンスを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ プラテン ２ 被記録材 ４ キャリッジ ５ 記録手段（記録ヘッド） ６ 吐出回復装置 ７ キャッピング手段 １０ 弾性ブレード １１ 擦り部材 １２ インクタンク（インクカートリッジ） １３ 表示部 １４ 擦り部材の駆動源 １７ キャップ ２０ 制御回路 ２１ 電源オン・オフ検出手段 ２２ インク残量検出手段 ２３ インクタンク検出手段 ２４ 通電時間カウント用のタイマー ２５ 記録枚数検出手段 ２６ 記録手段の温度検出手段 ２７ パワーオフ時間カウントタイマー ３０ 擦り手段（擦り部材およびキャリッジ） ＨＰ ホームポジション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 篤 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 平２−518（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−202452（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/165 801 B41J 2/125 800

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットヘッドにインクを供給
   するインクカートリッジを交換可能に装填するととも
   に、前記インクジェットヘッドのインク吐出口が配され
   た吐出口面を清掃するための板状ブレードと、該板状ブ
   レードより大きな接触面で前記吐出口面を摺擦する擦り
   部材と、を備えたインクジェット記録装置において、 前記インクカートリッジの交換がなされたことに応じて
   前記擦り部材による前記吐出口面の摺擦清掃がなされる
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 カラー記録を可能に複数のインクジェ
   ットヘッドを備えるとともに、前記複数のインクジェッ
   トヘッド夫々毎に対応して複数のインクカートリッジを
   交換可能に装填するとともに、前記インクジェットヘッ
   ドのインク吐出口が配された吐出口面を清掃するための
   板状ブレードと、該板状ブレードより大きな接触面で前
   記吐出口面を摺擦する擦り部材と、を備えたインクジェ
   ット記録装置において、 前記複数のインクカートリッジのうち交換がなされたイ
   ンクカートリッジによってインクが供給されていた前記
   インクジェットヘッドの吐出口面のみが前記擦り部材に
   よって摺擦清掃されることを特徴とするインクジェット
   記録装置。
3. 【請求項３】 前記擦り部材が多孔質体、繊維組織あ
   るいは不織布で構成されていることを特徴とする請求項
   １又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記インクジェット記録ヘッドは、イ
   ンクを吐出するための熱エネルギーを発生するための電
   気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項１〜３
   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】 前記インクジェット記録ヘッドは、前
   記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより
   生じる膜沸騰を利用して、インク吐出口からインクを吐
   出させることを特徴とする請求項４に記載のインクジェ
   ット記録装置。