JPH02188260A - インクジェット記録装置および該装置における吐出口面のワイピング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくはイン
ク吐出口面をワイピングするためのワイピング機構を有
したインクジェット記録装置および該装置における吐出
口面のワイピング方法に関する。

［従来の技術］ この種のインクジェット記録装置の記録ヘッドとしては
、従来よりその吐出方式によって種々のものが知られて
いる。

なかでも、熱エネルギーをインクに付与してインク中に
気泡を発生させ、この気泡の状態変化によってインク吐
出を行う方式の記録ヘッドは、熱エネルギー発生素子や
この素子を駆動するための機能素子等を半導体デイバイ
スと同様の過程で製造することができ、また、インクを
吐出するための吐出口、この吐出口に連通ずる熱エネル
ギー作用室としてのインク液室等はマイクロ加工技術に
よって製造することもできる。

この結果、記録される画像の画質を向上させたり、記録
速度を増したりする等の要請に応じて、例えば記録ヘッ
ドにおける吐出口密度を高くするといったことも可能と
なりつつある。

ところが、上述のような高密度な記録ヘッドにあっては
、吐出口等を均一かつ精度よく製造することが必要であ
り、これら精度等が確保されない場合には、吐出方向の
偏向が生じ記録画像の画質劣化を引き起すことになる。

そこで、吐出性能を左右する吐出口形状の精度等を容易
に得る方法として、インク液室に連通する開口が配され
た開口面に、いわゆるオリフィス（吐出口）の形成され
たオリフィスプレート（吐出口形成部材）を貼り合わせ
、これを吐出口および吐出口面とする方法が提案されて
きた。

すなわち、オリフィスプレートにおけるオリフィスの形
成は、例えばエキシマレーザ−光の照射やフォトエツチ
ング工程によって精度よく行うことができ、これにより
精度の高い吐出口形状を得ることができる。

また、オリフィスプレートは、吐出口面が複数の部材で
構成され、これら部材間の濡れ性の違いによって生じる
吐出方向の偏向を防止する意味でも用いられるものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、オリフィスプレートの厚みは、一般に吐
出特性を考慮して数ｌＯμｍ程度でなければならず、極
めて薄いものとなる。このため、オリフィスプレートを
開口面に密着させた状態に保つには種々の困難を伴う。

例えば、接着剤を用いオリフィスプレートを開口面に貼
り合わせようとする場合、開口付近の接着剤が毛細管現
象でインク液室内に浸入し、吐出口を暴ぐことがある。

これを回避する構成として、開口付近には接着剤を用い
ず、押え板等でオリフィスプレートを開口面一に密着さ
せる構成を採る。

一方、インクジェット記録装置では、空気中に散乱した
吐出インク滴の一部やサテライト、あるいは記録媒体か
らのインクのはね返り等によって吐出口面に濡れが生じ
る場合があり、さらには記録画像の定着促進のために記
録媒体から蒸発させられた水分が吐出口面に結露して同
様に濡れを生じる場合がある。この吐出口面の濡れは吐
出方向の偏向等、吐出性能を損なうものであり、−数的
には、ワイピングによってこの濡れを除去する構成が採
られる。

ところが、上記オリフィスプレートによって吐出口面を
形成した記録ヘッドにあっては、ワイピングを行う場合
種々の問題点が生起する場合がある。すなわち、ワイピ
ングによる機械的な力がオリフィスプレートに繰り返し
て作用しオリフィスプレートを開口面から剥離させたり
、また、ワイピングによって除去されるインクが押え部
材とオリフィスプレートとの間にインク溜りを形成し、
ひいてはオリフィスを塞いだりする場合がある。

本発明は、特に、押え板を用いてオリフィスプレートを
密着させる構成の記録ヘッドにおいて、オリフィスプレ
ートの押え部材に覆われない部分を、この部分における
オフイリスの位置、または押え部材の段差の有無に応じ
た方向のワイピングを行うことにより、除去されるイン
ク等によってオリフィスが塞がれるのを防止したインク
ジェット記録装置および該装置における吐出口面のワイ
ピング方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明ではインクを吐出するためのエネルギ
ーを発生する吐出エネルギー発生素子が配設されたイン
ク液室と、インク液室に連通する開口が配された開口面
と、開口面に接合し、開口に対応して配設される吐出口
を有した吐出口形成部材と、吐出口形成部材の接合を保
持するため、吐出口形成部材の少なくとも吐出口が配設
された部位を除いた部位を覆う押え部材とを有した記録
ヘッドと、記録ヘッドとの相対Ｂ動により吐出口形成部
材の表面をワイピングするワイピング部材とを具えたイ
ンクジェット記録装置において、吐出口形成部材の押え
部材によって覆われない部分の、吐出口の配設位置によ
って区画される狭い部分側から広い部分側ヘワイピング
を行うことを特徴とする。

または、押え部材が吐出口形成部材を覆うことによって
生じ得る段差の無い方向ヘワイピングを行うことを特徴
とする。

［作　用］ 以上の構成によれば吐出口の位置または押え部材による
段差の有無に応じてワイピングの方向が定められ、これ
によりワイピングによって除かれず取り残されたインク
や塵埃等によって吐出口を塞ぐ等の弊害を防止できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る図であり
、第１図（八）および（Ｂ）はインクジェット記録ヘッ
ド本体のそれぞれ正面図および側断面図を示す。

第１図（八）および（Ｂ）において、ｌは記録ヘッド本
体のベース板であり、ＡＩｌにより形成されている。基
板１上にはＳｉ等で形成される基板（ヒータボード）２
が接着されている。ヒータボード２にはその表面には熱
エネルギー発生素子としての電気熱変換体（不図示）や
この電気熱変換体を駆動するための機能素子としてのダ
イオード等が形成されている。３はオフイリスプレート
（吐出口形成部材）であり、ここでは、インク液室を形
成するための溝を設けた天板３Ａと一体成形されている
。

４はフィルタであり、チップタンク５から共通液室６に
至るインク供給口に゛設けられる。フィルタ４は図中矢
印のごとく流れてくるインクの不純物やゴミなどを取り
除く。フィルタ４を通過したインクは共通液室６に流れ
込み、この液室に連通ずる複数のインク液室７の各々に
その吐出に応じて供給される。９はオリフィスプレート
３をその弾性力等で押え、開口面（ここでは特にヒータ
ボード２の端面）に対して密着させる押え部材である。

本例では押え部材９としてＳＯ５を用いている。

以上の構成において、インクタンク（不図示）からチュ
ーブ等何らかの供給部材によりチップタンク５にインク
を供給し、その後図示した矢印のごとくインクが流れる
。まず、フィルタ４を通過することでインク中のゴミや
不純物を除去し、共通液室６に至りそこからインク液室
７に導かれる。インク液室７内に配設された電気熱変換
体を駆動することによりインク中に気泡を発生させ、こ
の気泡の状態変化によってオリフィス（吐出口）８を介
してインクを吐出する。オリフィスの形状等は精度よく
形成されているため、インク滴は吐出口面に対して垂直
に偏向なく吐出される。

ところで、オリフィスプレートの厚みは、吐出されるイ
ンク滴の速度、インク滴の量およびリフィル周波数を適
当な値として設定するため、さらには熱エネルギー発生
素子とオリフィスとの距離を考慮して数ｌθμＩ程度で
なければならない。

このため、上述した理由で押え部材９によりオリフィス
プレート３を押えヒータボード２の端面に密着させる。

以上説明した構成によれば、第１図（八）および（Ｂ）
に示すように、オリフィス８付近は押え部材９に覆われ
ず、従って、オリフィスプレート面と押え部材との間に
段差部が形成される。しかも密着させる等の関係から、
オリフィス配列からこの配列の長手方向に平行な段差部
までの距離は、図中ａで示すように、一方が狭く、同様
すで示すように他方が広くなるといったオリフィス配列
に対して非対称な構成となっている。なお、押え部材の
機能としては、前述したオリフィスプレートを押えるた
めだけでなく、その表面の平滑性により、キャッピング
の際の密着性を上げるという別の意味があり、ノズルの
目詰りを起こしにくくする。

このような構成の吐出口面をワイピングする場合、本例
では以下のように行う。

第２図（Ａ）は本例に係るワイピングの態様を示すイン
クジェット記録装置の一部を示す斜視図である。

図中、１０はヘッド回復装置２６に隣接して配設され、
記録ヘッド本体１１の吐出口面のワイピングを行うブレ
ードであり、ヘッド回復装置２６と同様、適切な駆動機
構の駆動により図中ｄ方向に移動し、ヘッド本体１１の
吐出口面と係合または離脱を行うことができる。すなわ
ち、記録ヘッド１１の往復動作における適切なタイミン
グおよび所定の方向でブレードｌＯを記録ヘッド１１の
移動経路中に突出させ、ヘッド１１の往復動作に関連さ
せてヘッド＋１の吐出口面をワイピングする。

なお、図中１６は記録ヘッド本体１１を搭載するキャリ
ッジ、１８はキャリッジ１６とその一部を接続しキャリ
ッジ１６を移動させるためのベルトである。ベルト１８
は不図示のキャリッジモータの回転によって駆動される
。また、１９はキャリッジ１６と摺動可能に係合し、キ
ャリッジ１６の移動方向を定めるガイドシャフトである
。

第２図（Ｂ）はブレード１０がワイピングを行うときの
詳細を示す側断面図であり、同図に示すように、オフイ
リスから段差部までの距離が狭い方から広い方にワイピ
ングする。すなわち、吐出口配列がオリフィスプレート
において偏倚した方向にワイピングする。こうすること
で、オリフィス近傍が濡れたり、塵埃等が付着しても、
ワイピングによってきれいな吐出口面が再現して良好な
吐出状態を保つことが可能となる。

逆に、オリフィスから段差部までの距離が広い方から狭
い方にワイピングした場合、狭い方の段差部に、除去し
きれず残ったインクや塵埃が溜り、この結果距離が近い
ためオリフィスを塞いでしまう可能性があるため好まし
くない。

従来例の場合、第７図に示すように吐出口面の濡れが少
なく、ワイピングするインク量が少ない場合なら、従来
のワイピング方法でインクを完全にふき取ることができ
るが、第８図に示すようにインク量が多い場合、ブレー
ドｌＯからインクがすり抜けてしまい、インクを完全に
除去しきれない、また、塵埃は段差部に溜るため、ワイ
ピングが繰り返される間には、オフイリスの位置にまで
これらインクや塵埃等が溜ってくる場合があり、オリフ
ィスを塞いでしまう。

しかし、本実施例のように段差部までの距離が狭い方か
ら広い方にワイピングすれば、最悪の場合でも第６図に
示すようにインクや塵埃がオリフィスの位置には至らな
い状態となるためオリフィスに影響を与えることなく、
安定な吐出を行うことが可能となる。

第４図は本発明の他の実施例に係る記録ヘッド本体の断
面図であり、第３図の図中Ｃで示すようにオリフィスプ
レート３の厚みが大きい方、すなわち先の実施例におい
てオリフィスから段差部までの距離が広い方の段差を無
くした実施例を示し、この場合ワイピングの方向は段差
のある方からない方へ行う。

これにより、ワイピング動作の下流側は段差がないため
、塵埃やインク等も溜ることなく、吐出は安定なものと
なる。また、ワイピング動作の下流側の段差がないこと
から、ブレードがワイピング時に段差部でひっかかるこ
ともなく、ブレードの耐久性も格段に良くなる。

なお、上記第１の実施例と組合わせた形態、すなわち段
差の無い方向で、かつ段差の狭い方向からワイピングを
行うようにすれば、より好ましい本例の効果が得られる
。

また、ワイピング部材として、ゴム等のブレードでなく
、吸収体を用いてもよく、この場合も、ワイピングの方
向は同様に段差部のある方からない方に向かって行う。

ここで吸収体は、例えばルビセル（東洋ポリマー製のウ
レタンの連続気泡体）のようなものであり、ブレード状
あるいはコロのような円柱状の形状とし、従動あるいは
摺動するような構成とする。吸収体はホルダーに支持さ
れており、装置本体からの信号あるいは機械的な駆動に
よりて、ヘッドに当接したり離間したりする。

このような構成にすることで、例えば、Ｃ，Ｍ、Ｙ。

８にの４個のヘッドを持つフルカラープリンタにおいて
も１つの吸収体で全てのヘッドの吐出口面をぎれいにワ
イピングすることが可能である。

また、第５図に示すように段差部をアール状とすること
でワイピング部材の耐久性を上げるこ゛とができる。特
に、ルビセルのような軟質の部材を用いた場合、ワイピ
ング部材の機械的な耐久性の低さをこのアール形状によ
り補うことができる。

実際に４つの記録ヘッドを用いたプリンタで、へ４サイ
ズの記録を行い、Ａ４全面の記録中に３回のワイピング
を行った結果、３万枚の記録を行っても、ワイピング部
材はほとんど摩耗もなく、また不吐出等もなく、記録の
品位も良好なものであった。

また、特にインクの濡れだけを取り除くのであれば、コ
ロ状の吸収体を用いると非常に良いワイピング性能を発
揮し、ざらにコロ状のため段差による耐久性も非常に良
好であった。

なお、オリフィスプレートに撥水処理が施されていれば
さらによいことは言うまでもない。

また、上側では、熱エネルギー発生素子を用いた記録ヘ
ットで説明をしてきたが、他の方式においても、吐出口
面にこのような段差構成を持つインクジェット記録ヘッ
ドならば同様の効果を有することは明らかである。

第９図〜第１２図はワイピング動作に関するいくつかの
実施例を示す。前述したように、ワイピング部材による
ワイピング方法は、ノズルに対して露出した吐出口面の
オリフィス位置に関して狭い方から広い方ヘワイピング
する。その際、ブレード、キャップおよび記録範囲の位
置関係により４つのワイピング動作が考えられる。

１つは、第９図に示すように、記録する直前にワイピン
グする。この方式の場合、複数のヘッドを持った装置の
場合においては、ワイピング後に混色防止のための空吐
出を行う必要があり、この空吐出のためにヘッド１１は
記録範囲の直前、あるいはキャップの位置に戻らなけれ
ばならない。

２つ目は、第１０図に示すように、記録を終えた後のバ
ックスキャン時にワイピングするもので、複数ヘッドの
装置の場合でもキャップ中に空吐出を行うことが可能と
なり、装置本体の幅を小さくでき、また、記録時間を短
縮することが可能となる。

３つ目は、第１１図に示すように、記録範囲を挟んでキ
ャップ２６とは反対側にブレードｌＯを取り付けたもの
で、記録のためのスキャン後にワイピングを行い、ブレ
ードｌＯに対して離れた位置で必要な空吐出を行うこと
が可能となる。あるいは、バックスキャン時に記録を行
わないならば、キャップ２６側に戻ってキャップ中に空
吐出を行うことも可能となる。

４つ目は、第１２図に示すようにバックスキャン時にワ
イピングするものであり、この方式では色の異なる複数
のヘッドを用いた場合は混色を妨げない場合がある。

なお、上記各実施例では、オリフィスプレートを密着さ
せる息味において押え部材を用いたが、本発明に係るワ
イピングは吐出口が形成された部材の上に何等の目的で
他の部材が設けられ、この開口領域をワイピングする場
合に適用され得ることは明らかである。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、吐出
口の位置または押え部材による段差の有無に応じてワイ
ピングの方向が定められ、これによりワイピングによっ
て除去しきれず取り残されたインクや塵埃等によって吐
出口を塞ぐ等の弊害を防止できる。

この結果、ワイピングにより不吐出や吐出方向の偏向な
どが生ぜず安定した記録を行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一実施例に係るイ
ンクジェット記録ヘッド本体のそれぞれ正面図および側
断面図、 第２図（Ａ）および（Ｂ）は第１図に示した記録ヘッド
におけるワイピング動作を示すそれぞれ斜視図および拡
大側断面図、 第３図は本発明の他の実施例に係るオリフィスプレート
を示す斜視図、 第４図および第５図は本発明の他の実施例に係る記録ヘ
ッド本体の側断面図、 第６図は本発明の実施例によるワイピング後の吐出口面
を示す平面図、 第７図および第８図はブレードを用いたワイピングによ
るインク除去の様子を示す模式的側面図、 第９図〜第１２図はそれぞれインクジェット記録装置に
おけるワイピング動作の態様を示す模式的上面図である
。 ７・・・インクｌ夜室、 ８・・・オリフィス（吐出口）、 ９・・・押え部材、 １１・・・インクジェット記録ヘッド本体。 １・・・ベース板、 ２・・・ヒータボード（基板）、 ３・・・オリフィスプレート（吐出口形成部材）、６・
・・共通液室、 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 １Ｏ図 第 ｉｔ図 容 第 １２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出
   エネルギー発生素子が配設されたインク液室と、該イン
   ク液室に連通する開口が配された開口面と、該開口面に
   接合し、前記開口に対応して配設される吐出口を有した
   吐出口形成部材と、該吐出口形成部材の前記接合を保持
   するため、前記吐出口形成部材の少なくとも前記吐出口
   が配設された部位を除いた部位を覆う押え部材とを有し
   た記録ヘッドと、 該記録ヘッドとの相対移動により前記吐出口形成部材の
   表面をワイピングするワイピング部材と を具えたインクジェット記録装置において、前記吐出口
   形成部材の前記押え部材によって覆われない部分の、前
   記吐出口の配設位置によって区画される狭い部分側から
   広い部分側へ前記ワイピングを行うことを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。 ２）インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出
   エネルギー発生素子が配設されたインク液室と、該イン
   ク液室に連通する開口が配された開口面と、該開口面に
   接合し、前記開口に対応して配設される吐出口を有した
   吐出口形成部材と、該吐出口形成部材の前記接合を保持
   するため、前記吐出口形成部材の少なくとも前記吐出口
   が配設された部位を除いた部位を覆う押え部材とを有し
   た記録ヘッドと、 該記録ヘッドとの相対移動により前記吐出口形成部材の
   表面をワイピングするワイピング部材と を具えたインクジェット記録装置において、前記押え部
   材が前記吐出口形成部材を覆うことによって生じ得る段
   差の無い方向へ前記ワイピングを行うことを特徴とする
   インクジェット記録装置。 ３）インクを吐出するための吐出口を有する吐出口形成
   部材と、前記吐出口からインクを吐出するためのエネル
   ギーを発生する吐出エネルギー発生素子と、前記吐出口
   を囲む領域に開口領域を有し、前記吐出口形成部材上に
   設けられた押え部材と、を有する記録ヘッドと、 該記録ヘッドとの相対移動により前記吐出口形成部材の
   表面をワイピングするワイピング部材と を具えたインクジェット記録装置において、前記開口領
   域の、前記吐出口の配設位置によって区画される狭い部
   分側から広い部分側へ前記ワイピングを行うことを特徴
   とするインクジェット記録装置。 ４）前記ワイピングの方向は、前記吐出口の配列が前記
   開口領域に関して、偏倚する方向であることを特徴とす
   る請求項３に記載のインクジェット記録装置。 ５）前記ワイピングの方向は、前記開口領域において前
   記押え部材と前記吐出口形成部材との間に生じ得る段差
   の無い方向であることを特徴とする請求項３に記載のイ
   ンクジェット記録装置。 ６）前記吐出エネルギー発生素子は熱エネルギー発生素
   子であることを特徴とする請求項１ないし５に記載のイ
   ンクジェット記録装置。 ７）インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出
   エネルギー発生素子が配設されたインク液室と、該イン
   ク液室に連通する開口が配された開口面と、該開口面に
   接合し、前記開口に対応して配設される吐出口を有した
   吐出口形成部材と、該吐出口形成部材の前記接合を保持
   するため、前記吐出口形成部材の少なくとも前記吐出口
   が配設された部位を除いた部位を覆う押え部材とを有し
   た記録ヘッドと、該記録ヘッドとの相対移動により前記
   吐出口形成部材の表面をワイピングするワイピング部材
   とを具えたインクジェット記録装置におけるワイピング
   方法において、 前記吐出口形成部材の前記押え部材によって覆われない
   部分の、前記吐出口の配設位置によって区画される狭い
   部分側から広い部分側へ前記ワイピングを行うことを特
   徴とするインクジェット記録装置における吐出口面のワ
   イピング方法。 ８）インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出
   エネルギー発生素子が配設されたインク液室と、該イン
   ク液室に連通する開口が配された開口面と、該開口面に
   接合し、前記開口に対応して配設される吐出口を有した
   吐出口形成部材と、該吐出口形成部材の前記接合を保持
   するため、前記吐出口形成部材の少なくとも前記吐出口
   が配設された部位を除いた部位を覆う押え部材とを有し
   た記録ヘッドと、該記録ヘッドとの相対移動により前記
   吐出口形成部材の表面をワイピングするワイピング部材
   とを具えたインクジェット記録装置のワイピング方法に
   おいて、 前記押え部材が前記吐出口形成部材を覆うことによって
   生じ得る段差の無い方向へ前記ワイピングを行うことを
   特徴とするインクジェット記録装置における吐出口面の
   ワイピング方法。 ９）インクを吐出するための吐出口を有する吐出口形成
   部材と、前記吐出口からインクを吐出するためのエネル
   ギーを発生する吐出エネルギー発生素子と、前記吐出口
   を囲む領域に開口領域を有し、前記吐出口形成部材上に
   設けられた押え部材と、を有する記録ヘッドと、該記録
   ヘッドとの相対移動により前記吐出口形成部材の表面を
   ワイピングするワイピング部材と を具えたインクジェット記録装置のワイピング方法にお
   いて、 前記開口領域の、前記吐出口の配設位置によって区画さ
   れる狭い部分側から広い部分側へ前記ワイピングを行う
   ことを特徴とするインクジェット記録装置における吐出
   口面のワイピング方法。 １０）前記吐出エネルギー発生素子は熱エネルギー発生
   素子であることを特徴とする請求項７ないし８のいずれ
   かに記載のインクジェット記録装置における吐出口面の
   ワイピング方法。 １１）前記熱エネルギー発生素子は電気熱変換体である
   ことを特徴とする請求項６または１０に記載のインクジ
   ェット記録装置および該装置における吐出口面のワイピ
   ング方法。 １２）前記吐出口形成部材および／または前記押え部材
   は表面に撥インク処理が施されていることを特徴とする
   請求項１ないし１１のいずれかに記載のインクジェット
   記録装置および該装置における吐出口面のワイピング方
   法。