JP3288243B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を飛翔さ
せて画像を形成するインクジェット記録装置に係り、特
に先端の尖ったインクガイドから静電力によりインクが
吐出するタイプのインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、他の方式の
記録装置と比べて騒音が少なく、現像や定着などの処理
が不要であるという利点を有しており、特に普通紙に記
録できる技術として注目されている。インクジェット記
録装置は、現在までに数多く提案されており、その代表
的なものとしては、（ａ）発熱体の熱により発生する蒸
気の圧力でインク滴を飛翔させる方式（例えば特公昭５
６−９４２９、特公昭６１−５９９１１など）や、
（ｂ）圧電素子によって発生される機械的な圧力パルス
によりインク滴を飛翔させる方式（例えば特公昭５３−
１２１３８など）がある。

【０００３】インクジェット記録装置に使用されるヘッ
ドとしては、キャリッジに搭載されて記録紙の搬送方向
（副走査方向）に対し直行する方向（主走査方向）に移
動しながら記録を行なうシリアル走査型ヘッドが実用化
されている。このシリアル走査型ヘッドは、主走査方向
に物理的に反覆往復動により移動させなければならない
ため、記録スピードを速くすることが難しい。そこで、
記録ヘッドを記録紙の幅と同じサイズの長尺ヘッドによ
り構成して記録スピードを上げることができるいわゆる
ライン走査型ヘッドも考えられているが、このようなラ
イン走査型ヘッドを実現することは、次の理由から簡単
ではない。

【０００４】ライン走査型ヘッドを用いるインクジェッ
ト記録装置は、解像度を向上させるために細かい個別ノ
ズルを多数配列させているが、溶媒の蒸発や揮発によっ
て局部的なインクの濃縮が本質的に発生し易く、このイ
ンク濃縮が解像度に対応した個別の細いノズルにおける
目詰まりの原因となる。さらに、蒸気の圧力を用いてイ
ンクジェットを形成する方式においては、インクとの熱
的あるいは化学的な反応等に起因する不溶物質の付着が
発生し、また、圧電素子による圧力を用いてインクジェ
ットを形成する方式においては、インク流路等の複雑な
構造が必要となりこれらが複合的に絡み合ってさらに目
詰まりを誘起しやすくなっている。数十から百数十程度
のノズルを使用するシリアル走査型ヘッドよりもさらに
多い数千もの多数のノズルを必要とするライン走査型ヘ
ッドでは、確率的にかなり高い頻度で目詰まりが発生
し、信頼性の点で大きな問題となっている。

【０００５】さらに、従来のインクジェット記録装置は
解像度の向上には適していないという問題点もある。つ
まり、インクジェットの形成に蒸気の圧力を用いる方式
においては、直径２０μｍ（これは記録紙上に直径５０
数μｍくらいの記録ドットに相当する）以下の粒径のイ
ンク粒を生成するのが難しく、また圧電素子が発生させ
る圧力を用いる方式においては、記録ヘッドの構造が複
雑になるために加工技術上の問題から解像度の高いヘッ
ドを製造し難いからである。

【０００６】これらの欠点を克服するために、基板上に
薄膜からなる複数の個別電極を配列した電極アレイに電
圧を印加し、静電力を用いてインク液面からインクある
いはその中の色材成分をインク滴として飛翔させるイン
クジェット記録方式が提案されている。具体的には、静
電的引力を使ってインク滴を飛翔させる方式（特開昭４
９−６２０２４、特開昭５６−４４６７など）や、帯電
した色剤成分を含むインクを用い色剤の濃度を高めてイ
ンク滴を飛翔させる方式（ＷＯ９３／１１８６６：ＰＣ
Ｔ／ＡＵ９２／００６６５）等であり、これらの方式に
おいては、記録ヘッドの構成を個別のドット毎のノズル
を必要としないスリット状ノズル構成としたり、あるい
は個別のドット毎のインク流路の隔壁を必要としないノ
ズルレス構成であったりするために、ライン走査型記録
ヘッドを実現する上で大きな障害であった目詰まりの防
止と復旧に対して有効である。また、後者は非常に小さ
い径のインク粒を安定に生成し飛翔させることができる
ため、高解像度化にも適している。

【０００７】しかし、上述した静電力により色剤成分を
インク滴として飛翔させる方式のインクジェット記録装
置においては、インク滴を飛翔させる力として静電力を
用いているので、記録媒体と記録電極とをある程度接近
させた距離に配置しないと、隣の電極との間の電界コン
トラストが小さくなってしまうために、安定した画像を
記録できない。また、飛翔されるインク滴を理論的に小
さくできたとしても、現実に形成することが可能な電極
ピッチの細かさには限界があり、所望径のインク滴に対
応する高解像度ヘッドの製造が困難であった。実用的に
は、１ｍｍにつき２電極程度が限界であり、これより高
解像度にする場合には、記録媒体との距離を数１００μ
ｍまで小さくしなければならなくなってしまう。

【０００８】上記問題に対して、本発明者達は、図１６
に示すようなノズルを備えるインクジェット記録装置を
提案している。すなわち、図１６（ａ）のヘッド平面
図、図１６（ｂ）のヘッド横断面図および図１７のヘッ
ド縦断面図において、インクヘッドは多数の個別ノズル
１を備えており、この個別ノズル１は制御基板２に穿設
された吐出孔３と、この吐出孔３の外周を囲むように制
御基板２の上面に貼着された制御電極４と、前記吐出孔
３より先端が突出して記録紙方向へのインクの飛翔を案
内するインクガイド１０と、を備えている。

【０００９】上記インクガイド１０は、例えば一列分の
個別ノズルの配列に合わせてその長さ分にわたって設け
られる長尺な基部１１と、前記吐出孔３が穿設されてい
るピッチと同一のピッチで突出する突出部１２とを備え
た絶縁性の樹脂等により構成されており、突出部１２の
上端にはインクガイド１０の長さ方向で、かつ、突出部
１２の両外側に立ち下がる傾斜面１３が形成され、中央
の先端部から基部方向にはインクの吸い上げを促進する
ための溝１４が形成されている。

【００１０】上記制御基板２の下面側には図１６に示す
ように断面コ字状の樋状体５が固定されており、この樋
状体５と制御基板２とにより前記突出孔３以外の部分が
密閉されたインク室６が形成されている。このインク室
６には図示されないインク供給機構よりインクが供給さ
れると共に、図示されないインク還流機構により記録中
および記録待機中は常時インクが循環されている。

【００１１】前記インクガイド１０は絶縁性の樹脂から
構成されると共に、制御基板２に形成された吐出孔３と
同じピッチの突出部１２が基部１１により一列につなが
った状態で形成されているので、この様な構造のヘッド
でインクを吐出させたい制御電極４に記録電圧を印加す
ると、インクガイド１０を上昇していたインクが、制御
電極４と対向電極（図示されず）との間の電界によって
飛び出し、記録紙上に画像を形成することができる。イ
ンクガイド１０が突出部１２を備えることにより、イン
ク吐出点が安定するので、綺麗な安定した画像を記録で
きる。更に特徴的なことは、平面上に上記構成の個別ノ
ズル１を多数展開することができるため複数列の個別ノ
ズルの各列のノズルを交互に配置して千鳥状とすること
などにより、ヘッドの高解像度化を容易に実現できるよ
うにしていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のイ
ンクジェット記録装置においても、改良前のノズルと比
較すると大きな突出孔であるとはいえ、再び孔３よりイ
ンクを吐出させる構造となってしまったため、長時間使
用しない場合などには孔の周辺よりインクを完全に抜き
取ってしまわない限り、孔詰まりが発生してしまうこと
がある。この孔詰まりに対しては、インクジェット特有
の問題として、解決するための方策が長い間考えられて
きた。目詰まりの問題に対しては、乾燥によるインクの
固化を防止するキャッピングや固まったインクを除去す
るワイピング、或いはインクを吸引することなどが、従
来から提案されており、これらの方式によって、目詰ま
りが非常に少なくなっている。

【００１３】ところが、上述したような細かな柔らかい
樹脂の突起を持った構造の場合には突起を傷つけてしま
うため、これらの目詰まり対策が行なえなくなってしま
う。特にヘッド表面を擦るワイピングに関しては、全く
不可能である。また、長く記録していると、突起に色剤
の付着が生じ、インクの吐出特性が変化する場合もあ
る。また、突起が一旦乾いてしまうと、次にインクを飛
ばそうとしても、インクが先端まで上らない問題が生じ
てしまう。更に、紙ジャムが発生しヘッド付近で紙の折
れ曲がったり、ヘッドに衝突したりした場合にも、突起
を傷つける場合がある。

【００１４】本発明は、吐出孔に対応する突出部を備え
るインクガイドをインク室の内部に収納可能とすること
により、突出孔の目詰まりがなく、またワイピングを行
なったり紙ジャムが発生したりした場合にも突出部を傷
めることなくインクヘッドを保護することが可能となる
インクジェット記録装置を提供することを目的としてい
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るインクジェット記録装置は、複数のイ
ンク吐出孔が列状に穿設された制御基板と、前記インク
吐出孔のそれぞれを囲むように設けられた個別の制御電
極と、前記制御基板に対向する板状の基部およびこの基
部の前記インク吐出孔に対応する位置からインク飛翔方
向に突出してその先端からインクを吐出させる突出部よ
りなるインクガイドと、前記制御基板の前記基部が配置
されている面側に設けられたインク室と、を備えるイン
クジェット記録装置において、前記インクガイドは、前
記基部を前記制御基板に対して接近・離隔する方向に相
対的に移動させるインクガイド移動機構を備えることを
特徴としている。

【００１６】また、請求項２に係るインクジェット記録
装置は、請求項１の記録装置において、前記制御電極お
よびインク吐出孔のそれぞれと前記インクガイドの個々
の突出部とにより個別ノズルが形成されると共に、この
個別ノズル毎の個別の制御電極は、溶媒中に色材成分を
分散させたインクにその制御電極毎の静電力を作用させ
て、少なくともこの色材成分を含むインク滴をその個別
ノズル毎に記録媒体に向けて飛翔させることを特徴とし
ている。

【００１７】また、請求項３に係るインクジェット記録
装置は、請求項２の記録装置において、列状に配列され
た前記複数の個別ノズルは、その列毎にインク室を備え
ると共に、該インク室に対して色剤成分を分散させたイ
ンクを供給するインク供給機構と、前記インクをこのイ
ンク室内で循環させるインク循環機構とを備えることを
特徴としている。

【００１８】また、請求項４に係るインクジェット記録
装置は、請求項１の記録装置において、前記インクガイ
ド移動機構が、記録時においては前記突出部を前記イン
ク吐出孔より突出させると共に、待機時においては前記
突出部を前記インク室内に収納させるように前記インク
ガイドを移動させることを特徴としている。

【００１９】また、請求項５に係るインクジェット記録
装置は、請求項４の記録装置において、少なくとも画像
記録時には、インクガイド先端と記録媒体との距離が、
個別電極あるいはインク面と記録媒体との間の距離より
も小さくなり、インクガイド収納時にはインクガイド先
端と記録媒体との距離が、個別電極あるいはインク面と
記録媒体との間の距離よりも大きくなるように、インク
ガイドの移動量が設定されていることを特徴としてい
る。

【００２０】また、請求項６に係るインクジェット記録
装置は、請求項４の記録装置において、インクガイド収
納時にはインクガイドがインク中あるいはインクを含浸
された繊維ないしは多孔体中に浸っていることを特徴と
している。

【００２１】また、請求項７に係るインクジェット記録
装置は、請求項１の記録装置において、前記インクガイ
ドの基部は、前記インク吐出孔の一方向側の配列方向に
沿って延長される長尺な板より成り、この長尺な基部の
一面側で前記インク吐出孔に対応する所定間隔ずつ離間
する位置に複数の突出部が突出形成されると共に、この
長尺な基部の他面側には前記インクガイド移動機構が設
けられていることを特徴としている。

【００２２】また、請求項８に係るインクジェット記録
装置は、請求項７の記録装置において、前記長尺な板よ
り成るインクガイドは、複数列のインク吐出孔に対応し
て複数枚設けられると共に、個々のインクガイドに設け
られたインクガイド移動機構はそれぞれ同期して移動す
ることを特徴としている。

【００２３】また、請求項９に係るインクジェット記録
装置は、請求項１の記録装置において、前記インクガイ
ドの基部は、前記インク吐出孔および制御電極が設けら
れている面積に対応する面積を有する１枚の板状部材よ
り構成され、前記インクガイドの突出部は前記インクガ
イドの基部の一面側より突出形成されていると共に、他
面側には前記インクガイド移動機構が設けられているこ
とを特徴としている。

【００２４】また、請求項１０に係るインクジェット記
録装置は、請求項１の記録装置において、前記インクガ
イド移動機構は、前記インクガイドの基部の前記突出部
が形成されている側の反対側の面に一端が固定され他端
が前記インク室の内側に固定された圧電素子より構成さ
れていることを特徴としている。

【００２５】さらに、請求項１１に係るインクジェット
記録装置は、請求項１の記録装置において、前記インク
ガイド移動機構は、前記インクガイドの基部の前記突出
部が形成されている側の反対側の面にその先端が固定さ
れたプランジャと、このプランジャの基端側を進退動自
在に保持すると共にその基端が前記インク室の内側に固
定された電磁コイルと、を備えるソレノイドにより構成
されていることを特徴としている。

【００２６】より具体的には、本発明に係るインクジェ
ット記録装置は、制御基板に設けられた個別電極のイン
ク吐出孔より突出する突起を備えるインクガイドをライ
ンヘッド本体とは別に自由に動けるような構造にするこ
とである。前述した従来例を例に説明すると、突起をイ
ンク吐出孔に対して上下できるような構造にしておい
て、突起を吐出孔より上に出したり、或いは制御電極よ
りも下に下げたりすることにより、突起先端をインク室
内に浸しておくことができるようにすることを特徴とし
ている。

【００２７】このように突起を移動可能にしたことによ
り、記録に必要ないときは、突起をインク室内において
あるので、例えば目詰まり防止のワイピングを行なうこ
とが可能となり、キャッピングや吸引装置を使用して
も、突起の先端に注意することなく扱うことが可能とな
る。長時間使用して、色剤が突起に付着してきた場合に
も、インク室の中に沈めることで、綺麗な状態を簡単に
復元できる。記録するまでは、インク室に沈めておける
ので、記録開始時に突起を出すと常に一定に濡れた状態
になっているので、安定して記録を開始することができ
る。更に紙ジャムが検出された場合には、直ちに突起を
インク室内に沈めることで、突起が傷つくのを防止する
ことが可能である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインクジェッ
ト記録装置の好適な実施形態について添付図面を参照し
ながら詳細に説明する。

【００２９】まず、図１ないし図５を用いて本発明の第
１実施形態に係るインクジェット記録装置について説明
する。図１は図１６および図１７に示したものと同様な
構造のインクジェット記録装置の主要部を示したもの
で、図１６（ｂ）と同様に正面から見た断面図である。
なお、図１において図１６および図１７と同一符号を付
したものは従来のインクジェット記録装置と同一または
相当する構成要素を示している。

【００３０】図１（ａ）（ｂ）および図２（ａ）（ｂ）
において、制御基板２上に制御電極４が形成されてお
り、制御基板２と制御電極４にはインクが通過できるよ
うにインク吐出孔３が形成されている。この吐出孔３を
通して、絶縁された樹脂により形成され、かつ、突出部
１２を備えるインクガイド１０が制御電極４の上面か
ら、インクの吐出してゆく方向に突出している。インク
ガイド１０は、図１６に示される従来のインクジェット
記録装置と同様に、基部１１と突出部１２とを備えてお
り、該突出部１２は前記制御基板２に所定間隔で穿設さ
れたインク突出孔３に対応する間隔で形成されている。
前記インクガイド１０の基部１１の底面には同一列の突
出部１２を同時に吐出孔３より突出・収容させるための
インクガイド移動機構１５が取り付けられている。この
インクガイド移動機構１５は、この第１実施形態におい
ては圧電素子１６により構成されている。

【００３１】制御電極４にはバイアス電圧源より常時バ
イアス電圧Ｖｂが印加されており、記録を行なう際には
記録画像に対応する信号電圧Ｖｐが信号電圧源８より供
給されてバイアス電圧Ｖｂに重畳されるようになってい
る。インク室６内の液体インク９は、バイアス電圧Ｖｂ
が印加された状態では、インクガイド１０の表面を薄く
濡らして溝１４内を伝いながら、インクガイド１２を這
い上がっており、ここに信号電圧Ｖｐが印加されるとイ
ンクガイド１２の先端から、対向して置かれている記録
紙に向かって飛翔して記録紙上に画点を形成することに
なる。

【００３２】本発明の特徴は、上記インクガイド移動機
構１５を設けたことにあり、この移動機構１５により図
１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、記録を行なわ
ないときにはインクガイド１０全体を、液体インク９の
中に浸してしまうことができる。インクガイド１０の突
出部１２の長さは、最大でも３００μｍ程度であり、制
御基板２の厚さは約１００μｍである。インクガイド１
０を少なくとも５００μｍ程度動かせるような装置であ
れば、インクを吐出させる必要のある記録時には図１
（ａ）および図２（ａ）に示すようにインクガイド１０
の突出部１２を液体インク面よりも上方に突出させるこ
とができ、また非記録時には図１（ｂ）および図２
（ｂ）に示すように液体インク中に保持しておくことが
可能になる。

【００３３】制御基板２に穿設されているインク吐出孔
３の直径は、数１００μｍであるので、ノズルの目詰ま
りは一般のインクジェットプリンタと比較すると少ない
が、それでも長期に渡って使用しないでいると、インク
の目詰まりを生じてしまう。一般のインクジェットプリ
ンタでは、インクを吸い取ったり、付着したインクを擦
り取るなどの物理的な方法で対応できるが、図１（ａ）
に示すように、突出部１２が吐出孔３より突出している
状態においては、インクガイド１０が柔らかな樹脂でで
きているために、このようなワイピング等の物理的な手
法によってインクの目詰まりを防止することが困難であ
る。

【００３４】このような従来のインクジェット記録装置
に対して、図１（ｂ）に示した本発明の実施形態のよう
に、インクガイド１０を移動・収納させて制御電極４の
レベルよりも低くできる場合には、インクガイド１０の
突出部１２を傷つけることが無いので、ワイピング等の
物理的な目詰まり対策を行なうことができるようにな
る。

【００３５】次に、図２（ａ）および（ｂ）を参照しな
がら、インクガイド１０の具体的な移動方法について説
明する。インク吐出孔３に対応する多数の突出部１２が
形成されたインクガイド１０の基部１１の底面は、上下
方向に長さが変化する移動機構１５としての圧電素子１
６に接着されており、更に圧電素子１６はインク室６の
内壁にも接着されている。圧電素子２０は最低でも２０
０μｍ程度のストロークが必要となるので、積層タイプ
の圧電素子が望ましい。圧電素子からは、図には示して
ないが、圧電素子１６に電圧を印加するための電極が出
ており、インク室６の外側まで出てきている。図２
（ａ）に示すように、通常電圧が印加されていない場合
には、圧電体が短い状態になっているので、インクガイ
ド１２はインク室６の中に入った状態となっている。電
圧が圧電体に印加されると、圧電体が伸びてインクガイ
ド１２が、制御基板２のと吐出孔３から外側に飛び出し
て、図２（ｂ）に示すような状態となり、記録を行なえ
るようになる。

【００３６】圧電素子１６への印加電圧をオフにする
と、インクガイド１０の突出部１２は再びインク室６の
中に収納されて待機状態になる。なお、インクガイド１
０の突出部１２はこの実施形態のように、使用されてい
ない状態ではインク中に浸っており、必要な時だけ飛び
出すような構造になっていることが望ましい。図２に示
されるように、樋状体５より成るヘッドカートリッジ全
体を装置から取り外したり、再度取り付けたりする場合
や、更にヘッドカートリッジを新しいものと交換する場
合などに、インクガイド１０の突出部１２が飛び出して
いると傷つけてしまう危険性もある。従って、装置が止
まっている場合や、電源がオフの状態、更にヘッドカー
トリッジが本体から外されている場合などでは、常にイ
ンクガイド１０の突出部１２がインク９中にあるのが望
ましい。

【００３７】本発明に係るインクジェット記録装置にお
いては、上記のような構成を有する個別ノズル１が任意
の個数の配列により複数列並べられた構成を備えてい
る。この第１実施形態においては、例えば図３に示すよ
うな配列により個別ノズル１が並べられている。すなわ
ち奇数番目の列のインクガイド１０の突出部１２の位置
と、偶数番目の列のインクガイド１０の突出部１２の位
置とが半ピッチずつ位置ずれして千鳥状に配置されてい
る。このような千鳥状の配列は、個々のノズル１が隣接
する全てのノズルと均一に離間しているので、インクを
吐出させて画点を形成する際に均一な画点形成が可能と
なる。

【００３８】図４は、図３のインクジェット記録装置に
おけるインクガイド１０のみを示す斜視図であり、イン
クガイド１０の基部１１の底面にはインクガイド移動機
構１５としての圧電素子が取り付けられている。

【００３９】次に、図５の簡単なフローチャートを用い
て、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装
置の一連の記録動作を説明する。記録開始の信号を受け
取ると、記録装置においてはまずステップST１によりイ
ンクの中に保存されていたインクガイド１０を上昇させ
て、突出部１２の先端を制御電極４の表面から規定の長
さだけ飛び出させる。次に、ステップST２において、記
録動作に充分な程度にインクガイド１０が所定量移動し
ているか否かが判断される。所定量移動していない場合
には、再度ステップST１に戻ってインクガイド移動機構
１５を再起動して所定量の長さ分だけ突出部１２を孔３
より突出させる。ステップST２においてインクガイド１
０が所定量突出しているもの吐判断された場合には、記
録の準備が整ったものとして記録動作を開始する（ステ
ップST３）。

【００４０】この時点で、図１（ａ）および図２（ａ）
に示されるような状態となって記録できる状態となる。
この後、ステップST３において記録動作を開始し、続け
て記録動作を行なって（ステップST４）から、全部の記
録が終了した( ステップST５) 時点で、ステップST６に
より今度はインクガイドを下降させ、図１（ｂ）および
図２（ｂ）に示すようにインク９中にインクガイド１０
を沈めた状態にし、一連の記録動作を終了する。このま
まインクの中にインクガイドを浸した状態で、次に使用
するまでの間インクガイドを保管しておく。なお、一連
の記録動作が終了し、インクガイドがインク中に浸され
た状態で長期間次の記録信号が受信されない場合には、
制御基板表面をブレードなどでワイピングして清掃し、
キャッピングを行ない長期間での保存によるインク乾燥
を防止することが必要である。また、長期間使用してな
かった場合には、インクガイドを上昇させて飛び出させ
る前に、ポンプなどでインクを吸い出して、完全に穴の
目詰まりを取り除くことも必要である。

【００４１】なお図１（ａ）では、制御電極にバイアス
電圧Ｖｂに信号電圧Ｖｐを重畳させて印加する例を示し
てあるが、逆バイアス電圧−Ｖｂを記録紙側に印加し、
制御電極には信号電圧Ｖａを印加するだけでも同じ効果
がある。記録紙側に逆バイアス電圧−Ｖｂを印加する方
法としては、記録紙の裏側に−Ｖｂの電圧を印加した電
極を設けるか、記録紙の裏に帯電器で−Ｖｂに帯電され
た絶縁体を設けるなどの方法で実現できる。

【００４２】またインク室１３の中には、インクだけが
存在するような図を示してあるが、インク室の中は繊維
や多孔体などで満たされていても構わない。インクだけ
の場合には、インク面を常に一定に維持するための機構
が必要となるが、多孔体や繊維が中に入っている場合に
は、毛管力によってインクが使用された分だけ供給され
るために、液面の維持機構が無くてもインク吐出の状態
を常に一定に維持できる。

【００４３】インクガイドの突出部をインク中に浸す
と、突起に付着したインク色剤が、再び溶媒の中に浸る
ことになるために、色剤が溶媒に溶けてインクガイドの
先端がクリーニングされる。この方法では自然に付着し
た色剤が溶けるのを待っているのであるが、もっとも積
極的に色剤を溶媒中に溶け込ませる方法もある。インク
ガイド１２は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すよう
に、圧電素子１６の上に取り付けられているので、細か
な振動を与えることにより付着色剤を一層取り除き易く
することができる。この際の振動周波数は、数Ｈｚから
数ＭＨｚの超音波を用いるようにしても良い。また、イ
ンク室６内に別の圧電素子１６を設けておき、数Ｈｚ〜
数１０ＭＨｚの周波数で振動させても同様の効果がえら
れる。さらに、液体インクが通常の液体現像方式に使用
される液体現像用トナーのように、色剤が帯電している
場合には、電気的な制御によってもインクガイドに付着
した色剤を取り除くことが可能である。例えば付着した
色剤がプラスに帯電している場合を考えると、インクガ
イドの下側に更に電極を設け、この電極にマイナスの電
圧を印加することで、付着したインクを電極側に引き付
け、ガイドから色剤を剥がすことができる。なおこの電
圧に関しては、直流ばかりでなく、数Ｈｚの交流電圧や
交流電圧と直流を重畳した電圧でも構わない。

【００４４】次に、本発明の第２実施形態に係るインク
ジェット記録装置について、図１ないし図４に図６をも
加えて、説明する。インクガイド１０の表面には、イン
ク色剤が付着する問題もある。インクが吐出する際に、
インクガイド１０の表面を移動するのであるが、全ての
インクが吐出するのではなく色剤の一部はインクガイド
の表面の細かな凹凸などに付着して、そのままインクガ
イドに残ってしまう場合がある。インクガイドに一度色
剤が付着し始めると、この付着色剤を核として、次から
次へと新たな色剤の付着を生じてしまう。このような状
態では、実質的にインクガイドの形状が変化したのと同
等であり、更に個々のインクガイドの突出部により、色
剤の付着状態も変化してしまう。そのため、記録される
画点の記録状態が経時的に変化してしまったり、突起に
よって異なってしまったりする様な状態となってしま
う。この様な場合には、何らかの方法でインクガイドの
突起先端に付着した色剤を取り除く必要がある。色剤の
突起への付着は、特に記録量が多い場合や、連続的に何
枚も記録し続けている場合に生ずる問題である。

【００４５】インクガイドは樹脂で形成されており、突
出部１２は１００〜２００μｍ程度の小さなものである
ために柔らかく、何かに擦って付着色剤を取り除こうと
しても、突起を傷つけてしまうため不可能である。しか
し図１（ｂ）に示した様に、色剤が付着した突起をイン
クの中に沈めてしまうことにより、付着した色剤の周辺
が大量の溶媒で満たされることになるので、突起から付
着色剤を取り除くことができる。それでも、付着した色
剤の量が大量になってしまうと、ただインクの中に突起
を浸しただけでは取り除けなくなるので、付着色剤の量
を測定しある程度の量になったら、インクガイドをイン
ク中に浸して付着色剤の除去を行なう必要がある。付着
色剤の測定方法としては、センサで突起先端の濃度を測
定する方法でも良いが、困難な場合には記録量から推定
する方法でも良い。

【００４６】図６は、記録信号から色剤の付着量を推定
し色剤除去を行なう第２実施形態に係るインクジェット
記録装置の動作についてのフローチャートを示してい
る。記録が開始されると、まず記録量つまり印刷量を測
定する装置が初期状態にリセットされる（ステップST1
1）。記録量の測定については幾つかの方法が考えられ
るが、１つの方法としては記録した画点の数を数える方
法がある。記録が１ライン終了する（ステップST12）毎
に、記録した画点の数を積算して（ステップST13）数え
てゆく方式である。それぞれの電極毎の記録画点の数を
数えてゆく方法でも良いが、簡単な方法としては記録し
た全データ量を１ライン毎に加算してゆく方法でも推定
できる。この場合には記録量を測定する装置としては、
記録画点の数を数えるカウンタになる。

【００４７】記録が開始すると、この記録量測定カウン
タがまずリセットされ、１ラインのデータが記録される
と、記録量測定カウンタの値が増加するようになってい
る。次に、ステップST14において、この記録量測定カウ
ンタの値を、あらかじめ設定されている既定値と比較す
る。当然最初は既定値よりも小さくなっているので、ス
テップST14では「ＮＯ」と判定され、ステップST15にお
いて、印刷が終了したか否かが判定される。このステッ
プST15でも「ＮＯ」と判定されると、ステップST12に戻
って、さらに次のラインの記録動作を行なうことにな
る。このような状態で何ラインも記録を続けてゆくうち
に、記録量測定カウンタの値は規定量を超過することに
なる。つまり、多くのデータを記録し続けたために、イ
ンクガイドの突起先端に、色剤の付着が発生する危険が
生じたことになる。このような場合には、ステップST14
において、印刷量が規定値を超えたものと判断されて、
ステップST16に移り、次のラインの記録動作に移る前
に、突起先端に付着した色剤を取り除き、突起先端の状
態を初期状態に回復する動作を行なう必要がある。突起
先端の回復動作としては、前述した様に、一旦突起を制
御電極の下まで下げて、先端をインクの中に浸した後、
もう一度突起を記録位置まで上昇させることである。こ
の様にすることで、突起先端に付着した色剤は取り除か
れ、綺麗な状態で記録モードの所定位置にセットされ
る。

【００４８】突起の状態が復帰したところで、再び続き
の印刷を行なう。この場合には、まず印刷量測定カウン
タの値をリセットしてから、記録動作を行なうことにな
る。この様な過程を、全印刷が終了するまで繰り返すこ
とにより、突起に付着した色剤をクリーニングしながら
記録を行なうことができるため、安定した画像を連続的
に記録できるようになる。

【００４９】なお、図６の記録を始める前に全記録の終
了後には、図５で説明したように、突起を上昇させて記
録できる状態に準備する動作や、突起を沈めて保存状態
にする動作が当然のことながら行なわれる。

【００５０】次に、本発明の第３実施形態に係るインク
ジェット記録装置の動作について、図７のフローチャー
トを用いて説明する。この第３実施形態に係るインクジ
ェット記録装置は、記録動作の途中において紙ジャムが
発生した場合のインクガイドの保護に関連する動作に関
するものである。記録が開始されると、通常のプリンタ
においては、設定された時間内に紙が通過することをセ
ンサにより確認して、紙ジャムの発生を検出している。
所定間隔で配置されたセンサ（図示されず）の１つを通
過してから一定時間経っても次のセンサまで紙が送られ
て来ない場合、紙がその間でジャムを生じていることが
検出できる。ジャムが発生すると、記録紙は皺になった
り、曲がったりするため、ヘッド付近でジャムが発生す
るとインクガイドの先端に紙が触れて、インクガイドを
破壊してしまう危険が生ずる。更に詰まった紙を取り除
く作業を行なっている場合にも、記録紙がインクガイド
の先端に当たり、先端を破壊してしまう危険もある。

【００５１】このような問題に対しては、図７に示した
ように、紙ジャムが発生したら直ちにプリンタの紙送り
を停止すると同時に、この紙ジャムインクガイドを引っ
込めて、インクの中にインクガイドを浸してしまうこと
で退避させ、インクガイドの先端が傷付けられるのを防
止することができる。具体的には、図７に示されるよう
に、ステップST21において紙ジャムが発生したか否かが
判断され、ここで紙ジャムが発生しているものと判断さ
れた場合には、ステップST22においてインクガイドの突
出部１２をインク室６内に退避させた後、ステップST23
において印刷を停止させる。前記ステップST21におい
て、紙ジャムが発生していないものと判断された場合に
は、ステップST24において印刷を終了させるか否かが判
断され、まだ印刷を行なう必要性がある場合には、再び
ステップST21以下の動作を繰り返すことになる。ステッ
プST24において、全ての印刷動作が終了したものと判断
された場合には、印刷を終了させることになる。

【００５２】このように制御することにより、詰まった
紙を取り除こうとして、紙や手がインクガイドに触れ
て、突起を破壊してしまう事態を防止することができ
る。なお当然のことではあるが、ジャムの検出およびそ
れによるインクガイドの上下は独立したものでなく、第
１実施形態および第２実施形態に係るインクジェット記
録装置と組み合わせて用いている。したがって、ステッ
プST23において印刷を停止させている間に、第１実施形
態の装置のようにインクガイド１０の突出部１２をイン
ク室６内に収納しておいてから、作業者が詰まった紙を
手や器具等を用いて除去して再び復旧させても良いし、
軽微な紙ジャムであればインクガイドの突出部を数回往
復動させるだけでも詰まった紙屑等を除去でき、その後
再び印刷を開始するようにしても良い。

【００５３】図５に示された第１実施形態に係るインク
ジェット記録装置の動作において、長時間のヘッドの不
使用に対するキャッピングを行なう第４実施形態に係る
インクジェット記録装置の動作について図８に従い説明
する。図８において、ステップST１ないしST６の処理動
作は図５の第１実施形態の動作と同じであるので、重複
説明を省略する。ステップST６において、インクガイド
１０の突出部１２をインク９中に浸潤させて待機状態と
なった後、ステップST７において所定時間が経過したか
否かが判断される。

【００５４】所定時間経過前に再度印刷命令等が入力さ
れると、再びステップST１に戻り、ステップST１ないし
ステップST６の動作を繰り返すことになるが、所定時間
が経過しても再び印刷動作に入らない場合には、ステッ
プST８においてヘッド表面が乾燥して次の印刷命令が発
せられた際の印刷不良を防止するためキャッピング動作
が行なわれる。このようにして、本第４実施形態におい
ては、長時間ヘッドを使用しない場合には、タイマ等の
機能を用いてヘッド表面の乾燥を防止するようにしてい
る。

【００５５】なお、上述した第１ないし第３実施形態に
係るインクジェット記録装置においては、インクガイド
移動機構１５として圧電素子１６を用いるものとして説
明したが本発明はこれに限定されず、所定量の往復運動
によりインクガイド１０を移動させることのできる機構
であれば如何なる構成のものであっても良い。例えば、
図９ないし図１１に示す第５実施形態に係るインクジェ
ット記録装置のように、プランジャ２１と電磁コイル２
２とを有するソレノイド２０によりインクガイド移動機
構１５を構成するようにしても良い。

【００５６】図９および図１０において、インクガイド
１０およびソレノイド２０のみ正面図で示し、制御基板
２、個別電極４および樋状体５等は図１および図２と同
様に断面にて図示されている。図９ないし図１１におい
て、プランジャ２１はソレノイド２０の可動鉄心であ
り、円筒内に設けられた電磁コイル２２を直流または交
流で励磁することにより可動鉄心としてのプランジャ２
１がコイル２２の中央に吸引される。この電磁力による
吸引動作によってプランジャ２１の先端にその底面が固
定されたインクガイド１０の基部１１がインク室６の内
部に引き込まれ、基部１１に所定間隔で設けられている
突出部１２の先端を吐出孔３を介して完全にインク室内
に収納することができる。

【００５７】なお、インクガイド移動機構１５として
は、この他にも取りはず自在な樋状体５の端部側の内壁
に係止部を設け、インクを漏出させることなくインク室
６の外方よりマニュアル操作によりインクガイド１０を
インクの吐出方向に沿ってインク室側に移動させるよう
にしても良い。また、インク室両側にカム等の偏心回動
機構を取り付けておいて外側よりこのカム等を回動させ
てインクガイドを突出させたり引き込ませたりしても良
い。また、インクガイドの基部の両側にラックを固定し
ておきインク室内に設けたピニオンギアと係合させてお
いて、インク室の外方より操作してピニオンギアを回動
させることにより、インクガイドの突出と収納とを行な
うようにしても良い。

【００５８】また、上記第１ないし第５実施形態におい
ては、個別ノズルの配列は何れも各列毎に千鳥状とする
ものとして説明したが、本発明はこのような構成に限定
されず、種々の配列が考えられる。例えば、図１２に示
す第６実施形態に係るインクジェット記録装置のよう
に、制御基板２の両縁より個別電極４のリードを接続し
てそれぞれ２列ずつ穿設された吐出孔３の周囲に個別電
極４を形成する。インクガイド１０はこの吐出孔３より
突出部１２が突出可能なように設けられ、図１１におい
ては図示されない移動機構により制御基板２に対して接
近したり離れたりする方向で移動可能に構成されてい
る。この第５実施形態に係るインクジェット記録装置に
おいては、隣接する個別ノズルの離間距離が緻密になっ
ているので、解像度の高い画点の形成が可能となるとい
う特有の効果を奏する。

【００５９】また、図１３に示す第７実施形態に係るイ
ンクジェット記録装置のように、制御基板２の両縁より
それぞれ３列分の個別ノズル用の制御電極４のリードを
引いて対応するそれぞれ３列分の吐出孔３を形成し、更
にこの吐出孔３にそれぞれ対応させて突出部１２が突出
収納可能に設けられている。このように、吐出ノズルの
配列は図１２および図１３に示す第６および第７実施形
態に係るインクジェット記録装置のように構成しても良
い。

【００６０】上記第１および第５実施形態に係るインク
ジェット記録装置においては、何れもインクガイド１０
の構造を棒状の基部１１の所定箇所に突出部１２を一列
毎に形成するものとして説明したが、本発明はこのよう
な構成に限定されず、図１４および図１５に示す第８お
よび第９実施形態に係るインクジェット記録装置のよう
に、基部１１を１枚の板により構成して、この板状の基
部１１の所定箇所に複数列の突出部１２を図示のように
配列するようにしても本発明を実施することが可能であ
る。

【００６１】図１４に示す第８実施形態に係るインクジ
ェット記録装置においては、インクガイド１０の板状の
基部１１の底面の所定箇所には圧電素子１６により構成
されるインクガイド移動機構１５が一対取り付けられ、
この一対の移動機構１５はインクガイドの突出部１２を
インク中に引き込める必要が生じた場合には下降するこ
とによりインクガイド１０の突出部１２の先端をヘッド
の個別電極４のレベルよりも内側に収納することができ
る。

【００６２】また、図１５に示す第９実施形態に係るイ
ンクジェット記録装置においては、１枚の板状の基部１
１の底面の所定箇所にソレノイド２０より成るインクガ
イド移動機構１５が取り付けられている。ソレノイド２
０の構成は、第５実施形態におけるソレノイドの構成と
同じであり、可動鉄心としてのプランジャ２１とこのプ
ランジャ２１を吸引して筒内に収納可能な励磁コイル２
２とを備えている。この第９実施形態に係るインクジェ
ット記録装置においては、インクガイド移動機構１５と
してのソレノイド２０を４箇所に設け、同時に励磁電流
を供給することにより基部１１を制御基板２（図１５に
は図示されず）と常時平行を保ちながら上昇および下降
させることができ、インク吐出孔３を出入りする際の突
出部１２の損傷等を防止することもできる。

【００６３】なお、第８および第９実施形態のような１
枚の基部１１を備えるインクガイド１０においても圧電
素子１６やソレノイド２０等の自動移動機構ではなく、
上述したラックおよびピニオンや、偏心カム等のマニュ
アル操作による移動機構を設けるようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記
録装置の要部である可動式のインクガイドを示す横断面
図。

【図２】同じく可動式のインクガイドを示す縦断面図。

【図３】第１実施形態に係るインクジェット記録装置の
インク吐出ノズルの配列を示す平面図。

【図４】第１実施形態に係るインクジェット記録装置の
インクガイドの全体構成を示す斜視図。

【図５】第１実施形態に係るインクジェット記録装置の
インクガイドを上下動動作を説明するためのっしけいた
いタイミングチャート。

【図６】本発明の第２実施形態に係るインクジェット記
録装置のインクガイドのクリーニング動作を説明するた
めのタイミングチャート。

【図７】本発明の第３実施形態に係るインクジェット記
録装置のジャム発生時のインクガイドの退避動作を説明
するためのタイミングチャート。

【図８】本発明の第４実施形態に係るインクジェット記
録装置のタイピング動作を行なう場合の動作を説明する
タイミングチャート。

【図９】本発明の第５実施形態に係るインクジェット記
録装置の要部であるインクガイドを一部正面で示す横断
面図。

【図１０】第５実施形態に係るインクジェット記録装置
を示す縦断面図。

【図１１】第５実施形態に係るインクジェット記録装置
におけるインクガイドの全体を示す斜視図。

【図１２】本発明の第６実施形態に係るインクジェット
記録装置の吐出ノズルの配列を示す平面図。

【図１３】本発明の第７実施形態に係るインクジェット
記録装置の吐出ノズルの配列を示す平面図。

【図１４】本発明の第８実施形態に係るインクジェット
記録装置の要部としてのインクガイドを示す斜視図。

【図１５】本発明の第９実施形態に係るインクジェット
記録装置の要部としてのインクガイドを示す斜視図。

【図１６】従来のインクジェット記録装置の一例を示す
（ａ）平面図および（ｂ）横断面図。

【図１７】図１６に示す従来のインクジェット記録装置
の一例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 個別ノズル ２ 制御基板 ３ インク吐出孔 ４ 制御電極 ６ インク室 １０ インクガイド １１ 基部 １２ 突出部 １５ インクガイド移動機構 １６ 圧電素子 ２０ ソレノイド ２１ プランジャ（可動鉄心） ２２ 電磁コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保 坂 靖 夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 中 尾 英 之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 石 井 浩 一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 野 村 裕 子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平10−119289（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/06 - 2/065 B41J 2/385

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のインク吐出孔が列状に穿設された制
   御基板と、前記インク吐出孔のそれぞれを囲むように設
   けられた個別の制御電極と、前記制御基板に対向する板
   状の基部およびこの基部の前記インク吐出孔に対応する
   位置からインク飛翔方向に突出してその先端からインク
   を吐出させる突出部よりなるインクガイドと、前記制御
   基板の前記基部が配置されている面側に設けられたイン
   ク室と、を備えるインクジェット記録装置において、 前記インクガイドは、前記基部を前記制御基板に対して
   接近・離隔する方向に相対的に移動させるインクガイド
   移動機構を備え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】前記制御電極およびインク吐出孔のそれぞ
   れと前記インクガイドの個々の突出部とにより個別ノズ
   ルが形成されると共に、この個別ノズル毎の個別の制御
   電極は、溶媒中に色材成分を分散させたインクにその制
   御電極毎の静電力を作用させて、少なくともこの色材成
   分を含むインク滴をその個別ノズル毎に記録媒体に向け
   て飛翔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。
3. 【請求項３】列状に配列された前記複数の個別ノズル
   は、その列毎にインク室を備えると共に、該インク室に
   対して色材成分を分散させたインクを供給するインク供
   給機構と、前記インクをこのインク室内で循環させるイ
   ンク循環機構とを備えることを特徴とする請求項２に記
   載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】前記インクガイド移動機構は、記録時にお
   いては前記突出部を前記インク吐出孔より突出させると
   共に、待機時においては前記突出部を前記インク室内に
   収納させるように前記インクガイドを移動させることを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】少なくとも画像記録時には、インクガイド
   先端と記録媒体との距離が、個別電極あるいはインク面
   と記録媒体との間の距離よりも小さくなり、インクガイ
   ド収納時にはインクガイド先端と記録媒体との距離が、
   個別電極あるいはインク面と記録媒体との間の距離より
   も大きくなるように、インクガイドの移動量が設定され
   てい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。
6. 【請求項６】インクガイド収納時にはインクガイドがイ
   ンク中あるいはインクを含浸された繊維ないしは多孔体
   中に浸ってい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。
7. 【請求項７】前記インクガイドの基部は、前記インク吐
   出孔の一方向側の配列方向に沿って延長される長尺な板
   より成り、この長尺な基部の一面側で前記インク吐出孔
   に対応する所定間隔ずつ離間する位置に複数の突出部が
   突出形成されると共に、この長尺な基部の他面側には前
   記インクガイド移動機構が設けら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。
8. 【請求項８】前記長尺な板より成るインクガイドは、複
   数列のインク吐出孔に対応して複数枚設けられると共
   に、個々のインクガイドに設けられたインクガイド移動
   機構はそれぞれ同期して移動することを特徴とする請求
   項７に記載のインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】前記インクガイドの基部は、前記インク吐
   出孔および制御電極が設けられている面積に対応する面
   積を有する１枚の板状部材より構成され、前記インクガ
   イドの突出部は前記インクガイドの基部の一面側より突
   出形成されていると共に、他面側には前記インクガイド
   移動機構が設けら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。
10. 【請求項１０】前記インクガイド移動機構は、前記イン
    クガイドの基部の前記突出部が形成されている側の反対
    側の面に一端が固定され他端が前記インク室の内側に固
    定された圧電素子より構成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。
11. 【請求項１１】前記インクガイド移動機構は、前記イン
    クガイドの基部の前記突出部が形成されている側の反対
    側の面にその先端が固定されたプランジャと、このプラ
    ンジャの基端側を進退動自在に保持すると共にその基端
    が前記インク室の内側に固定された電磁コイルと、によ
    り構成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。