JP3249167B2 - カラー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、カラーインクジェット
記録装置に関し、特に複数色のインクが噴射される吐出
オリフィスの清掃後の処理を工夫して高品質印写を可能
にすることができるカラーインクジェット記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ノンインパクト記録方法は、記録
時における騒音が無視し得る程度に小さいという点にお
いて関心を集めており、その中でも、高速印字が可能
で、しかもいわゆる普通紙に特別な定着処理を施さずに
記録が行えるインクジェット記録（液体噴射記録）法
は、極めて有力な記録方法であって、近時ではカラーイ
ンクを用いたカラー印写方式も種々提案され、また、改
良が加えられている。

【０００３】従来のこの種のカラー印写方式は、複数色
のインクの小滴（droplet)を飛翔させ、記録部材に付着
させて記録を行うものがあり、例えば特公昭６３−３７
５０号公報に記載されたようなものがあり、図16のよう
に示される。図16において、カラーインクジェットヘッ
ドユニット１は、発熱抵抗体を有する発熱体基板２と、
複数色のインクＡ、Ｂ、Ｃをそれぞれ交互に供給可能
で、同一面に配列された液体供給溝が形成されている溝
付きプレート３と、複数色のインクＡ、Ｂ、Ｃを液体供
給溝に供給するためのブロック４Ａ、４Ｂ、４Ｃおよび
供給管５Ａ、５Ｂ、５Ｃと、画像信号印加用のプリント
基板６と、からなり、多色インク用の吐出オリフィス７
が高密度に配列されたマルチオリフィスアレーを構成し
ている。

【０００４】このような構成を有するカラーインクジェ
ットヘッドユニット１にあっては、供給ブロック４Ａ、
４Ｂ、４Ｃを通して液体供給溝に３原色のインクＡ、
Ｂ、Ｃが供給されており、選択的に駆動される電気熱変
換体により所定位置の吐出オリフィス７から所定の色の
インクの小滴を噴射することにより、このインクを記録
部材に付着するようになっている。

【０００５】一方、このようなカラーインクジェットヘ
ッドユニット１にあっては、駆動されている印写時間中
はヘッド１の吐出オリフィス７からインクＡ、Ｂ、Ｃが
連続的に吐出されているので、吐出オリフィス７が目詰
りすることはないが、ヘッド１が駆動していない印写停
止時には吐出オリフィス７からインクＡ、Ｂ、Ｃが噴射
されないので、外気との接触部位で吐出オリフィス７に
残留したインクＡ、Ｂ、Ｃの溶剤が蒸発して粘度が高く
なり、目詰りを起こしたり、また、外気中のごみ等の異
物の混入による目詰り生じたりしてインクＡ、Ｂ、Ｃの
噴射不調が生じてしまう。

【０００６】このため、この吐出オリフィス７面をクリ
ーニング部材で清浄化して噴射不調が発生するのを防止
する必要があり、例えば、特開昭６２−９０３０号公報
に記載されたようなクリーニング部材によって吐出オリ
フィス７面を清浄化することが考えられる。このクリー
ニング部材は、回転部材の外周部にブラシ状立毛群およ
び液体吸収部材を有し、クリーニング部材を吐出オリフ
ィス７に接触させることにより、吐出オリフィス７面を
清浄化するものである。このため、このクリーニング部
材によってヘッド１の吐出オリフィス７面を清浄化する
には、クリーニング部材をヘッド１の吐出オリフィス７
の配列方向一端側から他端側に向かい、吐出オリフィス
７面をクリーニング部材に順次接触させることにより、
清浄化することが考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たカラーインクジェットヘッドユニット１にあっては、
吐出オリフィス７から３色のインクＡ、Ｂ、Ｃが配列方
向一端側から他端側に向かってＡ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃというような順序で噴射するように配列
されているため、この吐出オリフィス７面に上述したク
リーニング部材を接触させた場合には、クリーニング部
材によって拭き取られたインクが隣接する吐出オリフィ
スのインクと混じってしまうという問題が発生してしま
った。

【０００８】このため、クリーニング部材によって拭き
取った後の最初の数滴のインクによって噴射成形された
紙面上の画素が、本来のインクＡ（あるいはインクＢあ
るいインクＣ）の色の画素にならず、インクＢあるいは
インクＣが少し混じった汚れた画素が形成されてしま
い、画質が悪化してしまうという問題が発生してしまっ
た。

【０００９】そこで本発明は、常に本来の色のインクの
画素を紙面上に形成することができ、高画質印写を行な
うことができるカラーインクジェット記録装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、複数色のインクを各色毎に
噴射する複数個の吐出オリフィスが１枚のノズルプレー
トに設けられた開口であるとともに、記録紙に対して所
定方向に移動可能なカラーインクジェットヘッドユニッ
トが使用され、該ヘッドユニットとの相対移動を利用し
てクリーニング部材を吐出オリフィス近傍に接触させる
ことにより、該吐出オリフィス近傍を清浄化するカラー
インクジェット記録装置において、前記ヘッドユニット
は、前記複数個の吐出オリフィスが吐出するインクの色
毎に列をなして平行に配列されるとともに前記相対移動
の方向が前記吐出オリフィスの色毎の配列方向と同じで
はないように配列され、かつ前記吐出オリフィス列は、
前記相対移動の方向に平行移動させると、各色の吐出オ
リフィスの位置が一致するように配列されたヘッドユニ
ットであって、前記クリーニング部材により吐出オリフ
ィス近傍を清浄化した後、非印写のためのインク噴射を
行なうことを特徴としている。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るために、複数色のインクを各色毎に噴射する複数個の
吐出オリフィスが１枚のノズルプレートに設けられた開
口であるとともに、記録紙に対して所定方向に移動可能
なカラーインクジェットヘッドユニットが使用され、該
ヘッドユニットとの相対移動を利用してクリーニング部
材を吐出オリフィス近傍に接触させることにより、該吐
出オリフィス近傍を清浄化するカラーインクジェット記
録装置において、前記ヘッドユニットは、前記複数個の
吐出オリフィスが吐出するインクの色毎に列をなして平
行に配列されるとともに前記相対移動の方向が前記吐出
オリフィスの色毎の配列方向と同じではないように配列
され、かつ前記吐出オリフィス列は、前記相対移動の方
向に平行移動させると、各色の吐出オリフィスの位置が
一致するように配列されたヘッドユニットであって、前
記カラーインクジェットヘッドユニットは、複数色のイ
ンクを噴射する吐出オリフィス部を覆うとともにインク
吸引を行う１つの共通のキャップ機構を有し、インク吸
引動作を行なった後に前記クリーニング部材によりノズ
ルプレート表面を清浄化した後、非印写のためのインク
噴射を行なうことを特徴としている。請求項３記載の発
明は、上記課題を解決するために、複数色のインクを各
色毎に噴射する複数個の吐出オリフィスが１枚のノズル
プレートに設けられた開口であるとともに、記録紙に対
して所定方向に移動可能なカラーインクジェットヘッド
ユニットが使用され、該ヘッドユニットとの相対移動を
利用してクリーニング部材を吐出オリフィス近傍に接触
させることにより、該吐出オリフィス近傍を清浄化した
後、複数色のインクを噴射して印写するカラーインクジ
ェット記録装置において、前記ヘッドユニットは、前記
複数個の吐出オリフィスが吐出するインクの色毎に列を
なして平行に配列されるとともに前記相対移動の方向が
前記吐出オリフィスの色毎の配列方向と同じではないよ
うに配列され、かつ前記吐出オリフィス列は、前記相対
移動の方向に平行移動させると、各色の吐出オリフィス
の位置が一致するように配列されたヘッドユニットであ
って、前記クリーニング部材により吐出オリフィス近傍
を清浄化した後、カラーインクジェットヘッドユニット
が記録紙に印写を始める前に、非印写のためのインク噴
射を行なうことを特 徴としている。 請求項４記載の発明
は、上記課題を解決するために、複数色のインクを各色
毎に噴射する複数個の吐出オリフィスが１枚のノズルプ
レートに設けられた開口であるとともに、記録紙に対し
て所定方向に移動可能なカラーインクジェットヘッドユ
ニットが使用され、該ヘッドユニットとの相対移動を利
用してクリーニング部材をノズルプレート表面に接触さ
せることにより、該ノズルプレート表面を清浄化した
後、複数色のインクを噴射して印写するカラーインクジ
ェット記録装置において、前記ヘッドユニットは、前記
複数個の吐出オリフィスが吐出するインクの色毎に列を
なして平行に配列されるとともに前記相対移動の方向が
前記吐出オリフィスの色毎の配列方向と同じではないよ
うに配列され、かつ前記吐出オリフィス列は、前記相対
移動の方向に平行移動させると、各色の吐出オリフィス
の位置が一致するように配列されたヘッドユニットであ
って、前記カラーインクジェットヘッドユニットは複数
色のインクを噴射する吐出オリフィス部を覆うとともに
インク吸引を行う１つの共通のギャップ機構を有し、イ
ンク吸引動作を行った後に前記クリーニング部材により
ノズルプレート表面を清浄化し、カラーインクジェット
ヘッドユニットが記録紙に印写を始める前に、非印写の
ためのインク噴射を行なうことを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明では、クリーニングによっ
て吐出オリフィス部で異なる色のカラーインクが混じっ
ても、非印写のためのインク噴射を行なって混じったイ
ンクを排出するので、インクが混じることによる不具
合、すなわち異なる種類のインクが化学的に反応して吐
出オリフィス部に不要な析出物を形成することが防止で
き、目詰まりを起こすことを防止できる。

【００１３】請求項２記載の発明では、クリーニングに
よって吐出オリフィス部で異なる色のカラーインクが混
じっても、非印写のためのインク噴射を行なって混じっ
たインクを排出するので、インクが混じることによる不
具合、すなわち異なる種類のインクが化学的に反応して
吐出オリフィス部に不要な析出物を形成することが防止
でき、目詰まりを起こすことを防止できる。

【００１４】請求項３記載の発明では、クリーニング部
材により吐出オリフィス近傍が清浄化された後、カラー
インクジェットヘッドユニットが記録紙に印写を始める
前に、非印写のためのインク噴射が行なわれる。したが
って、吐出オリフィスがクリーニング部材によって清浄
化された後、吐出オリフィスから色の混じったインクが
捨てられ、記録紙にインクが実印写されたときに異なる
色のインクが混じることがない。このため、記録紙面上
に色が混じったインクの画素が形成されることがなく、
本来の色のインクのみで色の濁りのない画素が形成さ
れ、高画質な印写が行なわれる。

【００１５】請求項４記載の発明では、カラーインクジ
ェットヘッドユニットは複数色のインクを噴射する吐出
オリフィス部を覆うとともにインク吸引を行う１つの共
通のキャップ機構を有しているため、インクジェットヘ
ッドの信頼性をより高いものにすることができる一方、
本発明のような一枚のノズルプレートに複数個の吐出オ
リフィスを設けるような構成のカラーインクジェットに
おいてはノズルプレート面がよりいっそう各色のインク
が混じりあうので、紙面上ににごった画素が形成され
る。そこで、インク吸引動作を行った後に前記クリーニ
ング部材によりノズルプレート表面を清浄化し、カラー
インクジェットヘッドユニットが記録紙に印写を始める
前に、非印写のためのインク噴射を行なうようにした。
このため、インクジェットヘッドの信頼性をより高いも
のにすることができ、かつ、オリフィスプレートの表面
を伝わって異なる色のインクが混じることがなく、本来
の色のインクのみで色の濁りのない画素が形成され、高
画質な印写が行なわれる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】最初に図８を参照しながらバブルジェット
によるインク噴射について説明する。 (ａ）は定常状態であり、オリフィス面でインク26の表
面張力と外圧とが平衡状態にある。 (ｂ）はヒータ25が加熱されて、ヒータ25の表面温度が
急上昇し隣接インク層26に沸騰現象が起きるまで加熱さ
れ、微小な気泡27が点在している状態にある。

【００１９】(ｃ）は、ヒータ25の全面で急激に加熱さ
れた隣接インク層26が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、こ
の気泡27が生長した状態である。この時、ノズル内の圧
力は、気泡の生長した分だけ上昇し、オリフィス面での
外圧とのバランスがくずれ、オリフィスよりインク柱が
生長し始める。 （ｄ）は気泡27が最大に生長した状態であり、オリフィ
ス面より気泡の体積に相当する分のインク26が押し出さ
れる。この時、ヒータ25は電流が流れていない状態にあ
り、ヒータ25の表面温度は降下しつつある。気泡27の体
積の最大値は電気パルス印加のタイミングからやや遅れ
る。

【００２０】（ｅ）は気泡27がインクなどにより冷却さ
れて収縮を開始し始めた状態を示す。インク柱の先端部
では押し出された速度を保ちつつ前進し、後端部では気
泡の収縮に伴ってノズル内圧の減少によりオリフィス面
からノズル内へインクが逆流してインク柱にくびれが生
じている。 （ｆ）はさらに気泡27が収縮し、ヒータ25面に隣接イン
ク層26が接し、ヒータ25面がさらに急速に冷却される状
態にある。オリフィス面では、外圧がノズル内圧より高
い状態になるため、メニスカスが大きくノズル内に入り
込んで来ている。インク柱の先端部はインク滴28になり
記録紙の方向へ５〜10ｍ／ｓｅｃの速度で飛翔してい
る。

【００２１】（ｇ）はオリフィスにインク26が毛細管現
象により再び供給（リフィル）されて (ａ）の状態にも
どる過程で、気泡27は完全に消滅している。図12は上述
したバブルジェットヘッドの要部構成を説明するための
典型例を示す図であり、図12(ａ)はバブルジェットヘッ
ドのオリフィス側から見た正面詳細部分図、図12(ｂ)は
一点鎖線ＡーＡで切断した場合の切断面部分図である。

【００２２】これらの図に示されたバブルジェットヘッ
ド41は、その裏面に電気熱変換体42が設けられている基
板43上に、所定の線密度で所定の幅と深さの溝が所定数
設けられている溝付き板44をを該基板43を覆うように接
合することによって、液体を飛翔させるためのオリフィ
ス45を含む液吐出部46が形成された構造を有している。

【００２３】液吐出部46は、オリフィス45と電気熱変換
体42より発生される熱エネルギーが液体に作用して気泡
を発生させ、その体積の膨張と収縮による急激な状態変
化を引き起こすところである熱作用部47とを有する。熱
作用部47は、電気熱変換体42の熱発生部48の上部に位置
し、熱発生部48の液体と接触する面としての熱作用面49
をその低面としている。

【００２４】熱発生部48は、基板43上に設けられた下部
層50、該下部層50上に設けられた発熱抵抗層51、該発熱
抵抗層51上に設けられた上部層52とで構成される。発熱
抵抗装置51には、熱を発生させるために該層51に通電す
るための電極53、54がその表面に設けられており、これ
らの電極間の発熱抵抗層によって熱発生部48が形成され
ている。

【００２５】電極53は、各液吐出部の熱発生部に共通の
電極であり、電極54は、各液吐出部の熱発生部を選択し
て発熱させるための選択電極であって、液吐出部の液流
路に沿って設けられている。保護層52は、熱発生部48に
おいては発熱抵抗層51を、使用する液体から化学的、物
理的に保護するために発熱抵抗層51と液吐出部46の液流
路を満たしている液体とを隔絶すると共に、液体を通じ
て電極53、54間が短絡するのを防止し、さらに隣接する
電極間における電気的リークを防止する役目を有してい
る。

【００２６】各液吐出部に設けられている液流路は、各
吐出部の上流において、液流路の一部を構成する共通液
室（図示略）を介して連通されている。各液吐出部に設
けられた電気熱変換体42に接続されている電極53、54は
その設計上の都合により、前記上部層に保護されて熱作
用部の上流側において前記共通液室下を通るように設け
られている。

【００２７】図13は、発熱抵抗体を用いる気泡発生手段
の構造を説明するための図で、図中61は発熱抵抗体、62
は電極、63は保護層、64は電源装置を示し、発熱抵抗体
61を構成する材料として、有用なものには、例えば、タ
ンタル−ＳｉＯ2 の混合物、窒化タンタル、ニクロム、
銀−パラジウム合金、シリコン半導体、あるいはハフニ
ウム、ランタン、ジルコニウム、チタン、タンタル、タ
ングステン、モリブデン、ニオブ、クロム、バナジウム
等の金属の硼化物があげられる。

【００２８】これらの発熱抵抗体61を構成する材料の
中、殊に金属硼化物が優れたものとして挙げることがで
き、その中でも最も特性の優れているのが、硼化ハフニ
ウムであり、次いで、硼化ジルコニウム、硼化ランタ
ン、硼化タンタル、硼化バナジウム、硼化ニオブの順と
なっている。発熱抵抗体61、上記の材料を用いて、電子
ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成する
ことができる。発熱抵抗体61の膜厚は、単位時間当たり
の発熱量が所望通りとなるように、その面積、材質及び
熱作用部分の形状及び大きさ、更には実際面での消費電
力等に従って決定されるものであるが、通常の場合、0.
001 〜５μｍ、好適には0.01〜１μｍとされる。

【００２９】電極62を構成する材料としては、通常使用
されている電極材料の多くのものが有効に使用され、具
体的には、例えばＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ等があ
げられ、これらを使用して蒸着等の手法で所定位置に、
所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。保護層63に要
求される特性は、発熱抵抗体61で発生された熱を記録液
体に効果的に伝達することを妨げずに、記録液体より発
熱抵抗体61を保護するということである。保護層63を構
成する材料として有用なものには、例えば酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウ
ム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等があげられ、こ
れらは、電子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用
いて形成することができる。保護層63の膜厚は、通常は
0.01〜10μｍ、好適には0.1 〜５μｍ、最適には0.1 〜
３μｍとされるのが望ましい。

【００３０】図14、15は、本発明に適用されるインクジ
ェットヘッドの他の例を示す図であり、図14(ａ)(ｂ)は
その原理図、図15はマルチオリフィスヘッドの例であ
る。図14、15において、71はピエゾ素子、72はインク圧
力室、73は吐出オリフィス、74は共同インク室、75はバ
ルブ、76はインクフィルタ、77はインクジェットヘッ
ド、78はプリント面、79はインク滴である。

【００３１】この方式では、前述した方式のインクジェ
ットヘッドとは異なり、吐出オリフィス73とインク供給
源（共同インク室74）の途中にエネルギー作動部として
電歪振動子を構成するピエゾ素子71を設け、このピエゾ
素子71にパルス状の信号電圧を印加し、ピエゾ素子71を
歪ませてインク圧力室72の容積を減少させて圧力波を発
生させることによって吐出オリフィス73からインク滴79
を吐出するようになっている。図15は図14に示したピエ
ゾ素子71を複数個配列することによってマルチオリフィ
スアレイを構成している。

【００３２】図１は、本発明に係るカラー印写方法を達
成するためのカラーインクジェット記録装置の第１実施
例を示す図であり、カラーインクジェットヘッドユニッ
トを示している。図１は、図９に示したヘッドを４個積
層することにより、４色のインク、具体的にはブラック
（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー
（Ｙ）を各色毎に噴射する複数個の吐出オリフィス81
Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙが略同一平面に配列されるように
して配列されたものであり、吐出オリフィス81Ｂ、82
Ｃ、83Ｍ、84Ｙが設けられた一対の蓋基板85〜88および
発熱体基板89〜92からなる記録ヘッド93〜96が集積化さ
れたバブルジェット式のカラーインクジェットヘッドユ
ニット97が示されている。

【００３３】なお、このヘッドユニット97は図14に示し
たようなピエゾ素子を用いたインクジェットヘッドを適
用することもできる。図２は上述したヘッドユニット97
が装着されたカラーインクジェット記録装置の主要部を
示す。同図において、97はキャリッジ101に搭載した図
１に示すカラーインクジェットヘッドユニットであり、
インク供給源から供給されたインクを貯留する貯留部
と、その貯留されたインクを噴射する吐出オリフィス81
Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙを設けた記録ヘッド93〜96と、を
有する。

【００３４】キャリッジ102には、後述するインク供給
源としてのカートリッジタンクを取付け可能とする。10
2はヘッドユニット97によるインク吐出を制御するプリ
ント配線板、103はそのプリント配線板102とヘッドユニ
ット97とを接続するフレキシブルケーブルであり、プリ
ント配線板102とフレキシブルケーブル103とをコネクタ
を介して接続する。

【００３５】104は紙送りモータであり、この紙送りモ
ータ104の駆動に応じて、記録紙Ｐはローラ105により図
中ｆ方向に搬送される。106は、ローラ105と協動して記
録紙Ｐを平坦に規制し、ヘッドユニット97に対する記録
面を形成するローラである。107はキャリッジ101に連結
されたキャリッジ駆動用のベルト、108はそのベルト107
を図中Ｓ方向に駆動するモータ、109はキャリッジ101の
ガイドレールである。

【００３６】キャリッジ101はモータ108の駆動に応じて
ガイドレール109に沿って記録紙Ｐの所定の方向である
図中Ｓ方向に移動し、記録面に対する記録を行なうこと
ができる。110は信頼性維持機構であり、キャリッジ101
のホームポジション位置に設けられている。この維持機
構110は、本体111と、本体111に開口し、印写に使用し
ないインク噴射を行なったとき（以後、この印写を非印
写ともいう）この不要インクを回収する回収口112と、
吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ面のインク汚
れ、あるいは紙屑、ごみ等の汚れを除去するために設け
られ、弾性部材から構成されたクリーニング部材として
のブレード113と、本体111に開口し、印写停止時に吐出
オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙに蓋をするキャップ
機構114と、から構成されている。

【００３７】ブレード113は本体111に固定されており、
その固定位置はキャリッジ101の移動によりヘッドユニ
ット97がブレード113の前を通過する際に吐出オリフィ
ス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙに接触するように設定されて
いる。このため、ブレード113とキャリッジ101の相対的
な移動に伴い吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ面
はブレード113に接触してこすられ、この接触によって
吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙの汚れ等が拭き
取られる。

【００３８】キャップ機構114は、印写停止時あるいは
吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ内への気泡混
入、こみ付着、インク乾燥等によって印写が正常に行な
われなくなることから印写機能を回復するためにキャリ
ッジ101がホームポジション位置にきたとき、図示しな
いスライド機構によって矢印Ａ方向にスライドして吐出
オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ面に密着して蓋をす
るようになっている。

【００３９】このキャップ機構114は各インクの吐出オ
リフィス81〜84に応じて独立して４個設けられている
が、独立させずに吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84
Ｙの覆うように共通したものであっても良い。また、こ
のキャップ機構114は単に吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、8
3Ｍ、84Ｙを蓋するのみでなく、詳細は図示しないが、
吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙを蓋した後、バ
キュームポンプによって吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83
Ｍ、84Ｙ内のインク、あるいは気泡、ごみ等をインクと
共に吸引するような構成であっても良い。

【００４０】次に、本発明によるカラーインクの印写方
法について説明する。まず、最初にキャリッジ101はホ
ームポジション位置にあるため、吐出オリフィス81Ｂ、
82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ面はキャップ機構114によって蓋をさ
れ、密閉状態に保たれている。次いで、維持機構110が
矢印Ａ方向と逆方向に待避されると、キャリッジ101が
図２中右方向に移動する。この際、吐出オリフィス81
Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ面がブレード113に接触するた
め、４色のヘッド93〜96の吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、
83Ｍ、84Ｙ面がブレード113によって清浄される。

【００４１】次いで、ブレード113に隣接する回収口112
の前をヘッドユニット97が通過する際に、各ヘッド93〜
96の吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙから少なく
とも１回以上のインク噴射を行なう。このとき噴射され
た不要なインクは回収口112に向かって噴射されて回収
される。その後、キャリッジ101は記録紙Ｐの前に移動
して印写を開始する。

【００４２】このように本実施例では、ブレード113に
より吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ近傍を清浄
化した後、ヘッドユニット97が記録紙Ｐの前面を通過す
る前に、非印写のためのインク噴射を少なくとも１回以
上行なっている。このような噴射をする理由は、キャリ
ッジ101の移動に応じてブレード113によって各色の吐出
オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ面を清浄化していく
と、２つ目以降のヘッド、例えば１つ目に清浄化される
ヘッドがブラックＢのヘッド93で２つ目のヘッドがシア
ンＣのヘッド94であったとすると、ヘッド94の吐出オリ
フィス82Ｃにはヘッド93に付着していたごみやブラック
Ｂのインク等が付着してしまい、この後、３つ目、４つ
目の吐出オリフィス83Ｍ、84Ｙにも順次伝達してしまう
ことになる。

【００４３】このため、異なる色のインクが混じった
り、あるいは吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙが
汚れたりして、清浄後に直ちに印写を行なうと、記録紙
Ｐに混色インクによる画素が形成されたり、あるいはご
み等によってインクの飛翔方向が乱れて記録紙Ｐ面の画
素位置精度が非常に悪くなってしまうからである。本実
施例では、記録紙Ｐの前を通過する前に非印写を行なう
ことにより、ヘッドユニット97の吐出オリフィス81Ｂ、
82Ｃ、83Ｍ、84Ｙがブレード113によって清浄化された
後、吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙから色の混
じったインクが捨てられ、記録紙Ｐにインクが実印写さ
れたときに異なる色のインクが混じるのを防止すること
ができる。この結果、記録紙Ｐ面上に色が混じったイン
クの画素が形成されるのを防止することができ、本来の
色のインクのみで画素を形成して、高画質な印写を行な
うことができる。

【００４４】表１は、本実施例によるカラー印写による
具体的な効果をシリアルタイプのカラープリンタを用
い、全ての吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙから
非印写のインクの噴射を行なったときの実験結果であ
る。本実施例では、非印写のインク噴射を３回以上行な
ったときに濁りのない画素を転写紙Ｐに形成することが
できた。

【００４５】

【表１】

【００４６】図３は本発明に係るカラー印写方法を達成
するためのカラーインクジェット記録装置の第２実施例
を示す図である。なお、本実施例では、それぞれの吐出
オリフィスにオリフィスプレートを設けた例を示してお
り、第１実施例と同様の構成には同一番号を付して説明
を省略し、各ヘッド93〜96共に共通の構成であるため、
ヘッド93を用いて説明する。

【００４７】第１実施例で示したヘッド93は図11の流路
31の先端がそのまま吐出オリフィス81Ｂを構成するもの
であるが、この吐出オリフィス81側のヘッド93に吐出オ
リフィス81Ｂに対応する複数の孔121ａが形成されたオ
リフィスプレート121を取付け、この孔121ａを介して吐
出オリフィス81（すなわち、図11における流路31の先端
部に相当）を連通するようにしたものであり、このプレ
ート121は各ヘッド93〜96にそれぞれ独立して設けられ
ている。

【００４８】このプレート121は例えば、フォトエッチ
ング、フォトエレクトロフォーミング等の技術によって
形成することができ、例えば、Ｎｉフォトエレクトロフ
ォーミングによってオリフィスプレート121を製造する
方法は特開昭５４−８７５２９号公報に記載されるよう
な技術を用いることができる。このようにプレート121
が取付けられたヘッド93は、オリフィスプレート121が
取付けられていないものに比べて吐出オリフィスの形状
の対称性が優れているため、安定したインク噴射（とり
わけ噴射方向の安定性）を行なうことができる。

【００４９】図４は本発明に係るカラー印写方法を達成
するためのカラーインクジェット記録装置の第３実施例
を示す図であり、本実施例では、吐出オリフィス81Ｂ、
82Ｃ、83Ｍ、84Ｙに１枚のオリフィスプレートを設けた
例を示している。なお、第１実施例と同様の構成には同
一番号を付して説明を省略する。本実施例では、吐出オ
リフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ側のヘッド93〜96に81
Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙに対応する複数の孔131ａが形成
されたオリフィスプレート131を１枚を取付け、この孔1
31ａを介して吐出オリフィス81〜84（すなわち、図11の
流路31の先端部に相当）を連通するようにしたものであ
る。

【００５０】本実施例では、１枚のオリフィスプレート
131を設けているため、第２実施例に記載されたものに
比べてカラーインクジェットヘッドユニット97の製造コ
ストを低減することができる。一方、このように１枚の
共通のプレート131を設けた場合には、隣接する色の異
なるインクがオリフィスプレート131面上で混じり合っ
てしまう。このことは、図１に記載されたヘッドユニッ
ト97あるいは図３に記載したようなヘッド93を積層した
ヘッドユニットでは、吐出オリフィス面が各色で一応独
立しているのに対し、本実施例のように吐出オリフィス
81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙに共通のオリフィスプレート13
1を設けたものは、このプレート131の表面を伝わって異
なる色のインクが接触し易いのである。

【００５１】ところが、本実施例では、ブレード113に
より吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙの孔131ａ
近傍を清浄化した後、ヘッドユニット97が記録紙Ｐの前
面を通過する前に、非印写のためのインク噴射を少なく
とも１回以上行なっているため、吐出オリフィス81Ｂ、
82Ｃ、83Ｍ、84Ｙの各色の混じったインクを捨てること
ができ、実印写時に濁り（混じり）のないインクによっ
転写紙Ｐに画像を形成することができる。

【００５２】表２は、本実施例によるカラー印写による
具体的な効果をシリアルタイプのカラープリンタを用
い、全ての吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙから
非印写のインクの噴射を行なったときの実験結果であ
る。本実施例では、非印写のインク噴射を２回以上行な
ったときに濁りのない画素を転写紙Ｐに形成することが
でき、第１実施例に記載されたものに比べて効果的にや
や優れていることが分った。

【００５３】

【表２】

【００５４】図５〜７は各色の吐出オリフィス配列とブ
レードの相対移動Ｘの関係を示したものである。まず、
図５に示すように複数個の各色毎の吐出オリフィス81
Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙを記録紙に対して移動する所定方
向と平行に配列した場合には、同一色の吐出オリフィス
81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙが順次ブレード113に接触する
ため、異なる色が混じる確率は極めて少ない。

【００５５】このような配列の吐出オリフィス81Ｂ、82
Ｃ、83Ｍ、84Ｙによって第１、３実施例と同様の実験を
行なった。この場合は、ブレード113によって吐出オリ
フィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙを清浄化してもしなくて
も画素に色の濁りが生じなかった。ところが、図６、７
に示すように、複数個の各色毎の吐出オリフィス81Ｂ、
82Ｃ、83Ｍ、84Ｙが記録紙に対して移動する所定方向と
平行に配列されていない場合には、最初の色の列のイン
クがブレード113に付着し、そのインクが付着したブレ
ード113によって次の色の吐出オリフィス列がクリーニ
ングされるため、吐出オリフィスでインクが混じってし
まう。

【００５６】このため、その吐出オリフィス81Ｂ、82
Ｃ、83Ｍ、84Ｙから直ちに実印写を行なうと、本来の色
の画素を記録紙上に形成することができず、混色の画素
が形成されてしまう。ところが、本実施例では、ブレー
ド113により吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ近
傍を清浄化した後、ヘッドユニットがカラーインクジ記
録紙Ｐの前面を通過する前に、非印写のためのインク噴
射を少なくとも１回以上行なっているため、吐出オリフ
ィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙの各色の混じったインクを
捨てることができ、実印写時に濁り（混じり）のないイ
ンクによって転写紙Ｐに画像を形成することができる。

【００５７】表３は、図７に示した配列の吐出オリフィ
スによって第１、３実施例と同様の実験を行なったとき
の結果である。図７では、図１および図４に示したもの
と違って吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙに傾き
を持たせたのは、記録紙面上で画素密度を向上させるた
めである。本実施例では、非印写を１回以上行なったと
きに濁りのない画素を転写紙Ｐに形成することができ
た。

【００５８】

【表３】

【００５９】以上の各実験結果より、ブレード113によ
り吐出オリフィス81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ近傍を清浄化
した後、カラーインクジェットヘッドユニットが記録紙
の前面を通過する前に、非印写のためのインク噴射を少
なくとも１回以上行なうと、記録紙面上に色が混じった
インクの画素が形成されるを防止することができ、本来
の色のインクのみで画素を形成して高画質な印写を行な
うことができる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、クリーニング
によって吐出オリフィス部で異なる色のカラーインクが
混じっても、非印写のためのインク噴射を行なって混じ
ったインクを排出するので、インクが混じることによる
不具合、すなわち異なる種類のインクが化学的に反応し
て吐出オリフィス部に不要な析出物を形成することが防
止でき、析出物によりノズルが目詰まりを起こすことを
回避できる。 請求項２記載の発明では、クリーニングに
よって吐出オリフィス部で異なる色のカラーインクが混
じっても、非印写のためのインク噴射を行なって混じっ
たインクを排出するので、インクが混じることによる不
具合、すなわち異なる種類のインクが化学的に反応して
吐出オリフィス部に不要な析出物を形成することが防止
でき、析出物によりノズルが目詰まりを起こすことを回
避できる。 請求項３記載の発明では、クリーニング部材
により吐出オリフィス近傍が清浄化された後、カラーイ
ンクジェットヘッドユニットが記録紙に印写を始める前
に、非印写のためのインク噴射が行なわれる。したがっ
て、吐出オリフィスがクリーニング部材によって清浄化
された後、吐出オリフィスから色の混じったインクが捨
てられ、記録紙にインクが実印写されたときに異なる色
のインクが混じることがない。このため、記録紙面上に
色が混じったインクの画素が形成されることがなく、本
来の色のインクのみで色の濁りのない画素が形成され、
高画質な印写が行なわれる。

【００６１】請求項４記載の発明では、カラーインクジ
ェットヘッドユニットは複数色のインクを噴射する吐出
オリフィス部を覆うとともにインク吸引を行う１つの共
通のキャップ機構を有しているため、インクジェットヘ
ッドの信頼性をより高いものにすることができる。一
方、本発明のような一枚のノズルプレートに複数個の吐
出オリフィスを設けるような構成のカラーインクジェッ
トにおいては、共通のキャップ機構でインク吸引動作を
行なうと、ノズルプレート面がよりいっそう各色のイン
クが混じりあってしまうので、紙面上ににごった画素が
形成される。そこで、インク吸引動作を行った後に前記
クリーニング部材によりノズルプレート表面を清浄化
し、カラーインクジェットヘッドユニットが記録紙に印
写を始める前に、非印写のためのインク噴射を行なうよ
うにした。このため、インクジェットヘッドの信頼性を
より高いものにすることができ、かつ、オリフィスプレ
ートの表面を伝わって異なる色のインクが混じることが
なく、本来の色のインクのみで色の濁りのない画素が形
成され、高画質な印写が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー印写方法を達成するための
カラーインクジェット記録装置の第１実施例を示す図で
あり、そのカラーインクジェットヘッドユニットの斜視
図である。

【図２】第１実施例のインクジェットプリンタの主要部
を示す図である。

【図３】本発明に係るカラー印写方法を達成するための
カラーインクジェット記録装置の第２実施例を示す図で
あり、(ａ)はヘッドとオリフィスプレートの分解斜視
図、(ｂ)は吐出オリフィスにオリフィスプレートが取付
けられたヘッドの斜視図である。

【図４】本発明に係るカラー印写方法を達成するための
カラーインクジェット記録装置の第３実施例を示す図で
あり、(ａ)はヘッドプレートとヘッドユニットの分解斜
視図、(ｂ)は吐出オリフィスにオリフィスプレートが取
付けられたヘッドユニットの斜視図である。

【図５】吐出オリフィスがヘッドユニットの移動方向Ｘ
と平行に配設されたものを示す図である。

【図６】吐出オリフィスがヘッドユニットの移動方向Ｘ
と平行に配設されていないものを示す図である。

【図７】吐出オリフィスがヘッドユニットの移動方向Ｘ
と平行に配設されていないものを示す図である。

【図８】バブルジェットによるインク噴射の原理説明図
である。

【図９】バブルジェットヘッドの一例を示す斜視図であ
る。

【図10】(ａ)は図９に示したバブルジェットヘッドを構
成する蓋基板の斜視図であり、(ｂ)は図９に示した発熱
体基板の斜視図である。

【図11】図10(ａ)に示した蓋基板を裏側から見た斜視図
である。

【図12】(ａ)はバブルジェットヘッドをオリフィス側か
ら見た正面詳細部分図、(ｂ)は一点鎖線ＡーＡで切断し
た場合の切断面部分図である。

【図13】発熱抵抗体を用いる気泡発生手段の構造を示す
図である。

【図14】インクジェットヘッドの他の例を示す図であ
る。

【図15】マルチオリフィスヘッドを示す図である。

【図16】従来のカラーインクジェットヘッドユニットの
構成図である。

【符号の説明】

81Ｂ、82Ｃ、83Ｍ、84Ｙ 吐出オリフィス 97 カラーインクジェットヘッドユニット 101 キャリッジ 113 ブレード（クリーニング部材） 121、131 オリフィスプレート Ｐ 記録紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−248850（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−10948（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−238943（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−8059（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−80345（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/21 B41J 2/165 B41J 2/175

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数色のインクを各色毎に噴射する複数個
   の吐出オリフィスが１枚のノズルプレートに設けられた
   開口であるとともに、記録紙に対して所定方向に移動可
   能なカラーインクジェットヘッドユニットが使用され、
   該ヘッドユニットとの相対移動を利用してクリーニング
   部材を吐出オリフィス近傍に接触させることにより、該
   吐出オリフィス近傍を清浄化するカラーインクジェット
   記録装置において、前記ヘッドユニットは、前記複数個
   の吐出オリフィスが吐出するインクの色毎に列をなして
   平行に配列されるとともに前記相対移動の方向が前記吐
   出オリフィスの色毎の配列方向と同じではないように配
   列され、かつ前記吐出オリフィス列は、前記相対移動の
   方向に平行移動させると、各色の吐出オリフィスの位置
   が一致するように配列されたヘッドユニットであって、
   前記クリーニング部材により吐出オリフィス近傍を清浄
   化した後、非印写のためのインク噴射を行なうことを特
   徴とするカラーインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】複数色のインクを各色毎に噴射する複数個
   の吐出オリフィスが１枚のノズルプレートに設けられた
   開口であるとともに、記録紙に対して所定方向に移動可
   能なカラーインクジェットヘッドユニットが使用され、
   該ヘッドユニットとの相対移動を利用してクリーニング
   部材を吐出オリフィス近傍に接触させることにより、該
   吐出オリフィス近傍を清浄化するカラーインクジェット
   記録装置において、前記ヘッドユニットは、前記複数個
   の吐出オリフィスが吐出するインクの色毎に列をなして
   平行に配列されるとともに前記相対移動の方向が前記吐
   出オリフィスの色毎の配列方向と同じではないように配
   列され、かつ前記吐出オリフィス列は、前記相対移動の
   方向に平行移動させると、各色の吐出オリフィスの位置
   が一致するように配列されたヘッドユニットであって、
   前記カラーインクジェットヘッドユニットは、複数色の
   インクを噴射する吐出オリフィス部を覆うとともにイン
   ク吸引を行う１つの共通のキャップ機構を有し、インク
   吸引動作を行なった後に前記クリーニング部材によりノ
   ズルプレート表面を清浄化した後、非印写のためのイン
   ク噴射を行なうことを特徴とするカラーインクジェット
   記録装置。
3. 【請求項３】複数色のインクを各色毎に噴射する複数個
   の吐出オリフィスが１枚のノズルプレートに設けられた
   開口であるとともに、記録紙に対して所定方向に移動可
   能なカラーインクジェットヘッドユニットが使用され、
   該ヘッドユニットとの相対移動を利用してクリーニング
   部材を吐出オリフィス近傍に接触させることにより、該
   吐出オリフィス近傍を清浄化した後、複数色のインクを
   噴射して印写するカラーインクジェット記録装置におい
   て、前記ヘッドユニットは、前記複数個の吐出オリフィ
   スが吐出するインクの色毎に列をなして平行に配列され
   るとともに前記相対移動の方向が前記吐出オリフィスの
   色毎の配列方向と同じではないように配列され、かつ前
   記吐出オリフィス列は、前記相対移動の方向に平行移動
   させると、各色の吐出オリフィスの位置が一致するよう
   に配列されたヘッドユニットであって、前記クリーニン
   グ部材により吐出オリフィス近傍を清浄化した後、カラ
   ーインクジェットヘッドユニットが記録紙に印写を始め
   る前に、非印写のためのインク噴射を行なうことを特徴
   とするカラーインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】複数色のインクを各色毎に噴射する複数個
   の吐出オリフィスが１枚のノズルプレートに設けられた
   開口であるとともに、記録紙に対して所定方向に移動可
   能なカラーインクジェットヘッドユニットが使用され、
   該ヘッドユニットとの相対移動を利用してクリーニング
   部材をノズルプレート表面に接触させることにより、該
   ノズルプレート表面を清浄化した後、複数色のインクを
   噴射して印写するカラーインクジェット記録装置におい
   て、前記ヘッドユニットは、前記複数個の吐出オリフィ
   スが吐出するインクの色毎に列をなして平行に配列され
   るとともに前記相対移動の方向が前記吐出オリフィスの
   色毎の配列方向と同じではないように配列され、かつ前
   記吐出オリフィス列は、前記相対移動の方向に平行移動
   させると、各色の吐出オリフィスの位置が一致するよう
   に配列されたヘッドユニットであって、前記カラーイン
   クジェットヘッドユニットは複数色のインクを噴射する
   吐出オリフィス部を覆うとともにインク吸引を行う１つ
   の共通のギャップ機構を有し、インク吸引動作を行った
   後に前記クリーニング部材によりノズルプレート表面を
   清浄化し、カラーインクジェットヘッドユニットが記録
   紙に印写を始める前に、非印写のためのインク噴射を行
   なうことを特徴とするインクジェット記録装置。