JPH03142250A - インクジェット記録装置 - 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、インクの不吐出または吐出不良を防止するた
めの回復制御系を備えたインクジェット記録装置に関す
る。

〔従来の技術〕

プリンタ、ファクシ稟りあるいは複写機等の記録装置は
、記録情報に基づいて、記録ヘッドの画像形成素子のエ
ネルギー発生部を駆動することにより、用紙やプラスチ
ックシート等の記録媒体に画像を記録していくように構
成されている。

このような記録装置の一形式として、インクジェット記
録装置が知られている。

インクジェット記録装置は、インク吐出口が設けられた
記録ヘッドを使用し、ホストコンピュータからの記録情
報に基づいて、所定の吐出口からインクを吐出させ、飛
翔的インク滴を記録媒体に付着させて記録するよう構成
されている。

前記飛翔的インク滴を形成する手段として、各吐出口（
具体的には各吐出口へ通じる液路の部分）に設けられた
発熱体を電気信号（記録情報）によって加熱し、インク
で満たされた吐出口内部に気泡を発生させ、該気泡の体
積に相当する分のインクを吐出口から押し出す方法が用
いられている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕ところが、この
種の記録装置にあっては、大量の記録情報を記録した場
合に記録ヘッドの温度が上昇し、飛翔的液滴を形成する
ために発生させた気泡が１回のインク吐出毎には完全に
は消滅せず、少しづつ蓄積されることがある。

こうして蓄積される気泡がある大きさ以上になると、前
記飛翔的液滴を形成することが困難または不可能になり
、インクの吐出不良または不吐出が発生するという技術
的課題があった。

本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされ
たものであり、吐出口に気泡が蓄積される場合でも、該
気泡によるインクの不吐出または吐出不良を未然に防止
し得るインクジェット記録装置を提供することを目的と
する。

〔課題解決のための手段〕 本発明は、記録ヘッドのインクで満たされた吐出口内に
気泡を発生させて飛翔的インク滴を形成し、該インク滴
を記録媒体に付着させて記録するインクジェット記録装
置において、吐出口からインクを吸引するための吸引手
段と、記録ヘッドの温度を検出する温度検出手段と、記
録ヘッドが第１の所定温度ｔ１になった時前記吸引手段
により吐出口からインクを吸引し、記録ヘッドが第２の
所定温度ｔｚになるまで記録を停止させるように制御す
る制御手段と、を有する構成とすることにより、大量の
記録情報を記録する場合など、記録ヘッドの温度が上昇
して吐出口に気泡が蓄積される場合でも、該気泡による
インクの不吐出または吐出不良を未然に防止し得るイン
クシエンド記録装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。

第１図は、本発明を実施するのに好適なインクジェット
記録装置を模式的に示す斜視図である。

第１図において、符号１で示すものは記録へラド（イン
クジェットヘッド）であり、該記録ヘッド１には、イン
ク供給源から供給されたインクを貯蔵する貯蔵部と、貯
蔵されたインクを噴射するための流路及びその先端に形
成された吐出口と、インクを噴射させるためのエネルギ
ーを発生するエネルギー発生手段とが設けられている。

このエネルギー発生手段は、例えば、電気信号を機械的
変位に変換する圧電素子あるいは電気信号を熱に変換す
る発熱抵抗体からなるエネルギー変換体で構成されてお
り、通常、前記貯蔵部から前記吐出口へ通しる前記流路
に添って配置されている。

この記録へラド１は単色記録の場合には１個であるが、
カラー記録や濃淡記録の場合には、図示のように、イン
ク色に応じて例えば４個の記録ヘンドで構成される。

各記録へラド１には、温度を検出するため、サーミスタ
等の温度検出手段１４が設けられている。

これら記録へラド１はキャリッジ２上に搭載されており
、該キャリッジ２は２本のガイド軸３．３に沿って摺動
自在に支持されている。

前記キャリッジ２には、不図示の装置本体からの信号人
力を行うための配線４が接続されている。

また、記録へラド１とキャリッジ２とはフレキシブルケ
ーブル５によって接続されており、該フレキシブルケー
ブル５を通して記録ヘッド１へ制御信号が送られる。

キャリッジ２はエンドレスのベルト６の途中に固定され
ており、キャリッジモータ７によってベルト６を走行さ
せることによりキャリッジ２は往復移動する。

キャリッジ２と対向する位置に、上下ＩＩづつのローラ
対８および９がガイド軸３．３と平行に設けられており
、用紙またはプラスチックシート等の記録媒体ｌｊは、
上下２箇所で各ローラ対８および９の間に挟まれて案内
された状態で搬送（シート送り）される。

上側のローラ対８の一端にシート送りモータ１１が連結
されており、該モータ１１を駆動することにより記録媒
体１０の搬送が行なわれる。

一方、符号Ｈで示すキャリッジ２のホームポジションに
は吸引回復装置（吸引手段）１２が設けられている。

また、ホームポジションＨには、キャリフジ２が吸引回
復位置に到達したことを検知するための光センサ１３が
設けられている。

本インクジェット記録装置の各部を制御するための制御
部（制御手段）１００は、各種の命令を実行処理するた
めのマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１０１と、各部の制
御手順を記したプログラムを格納するリードオンリメモ
リ（ＲＯＭ）１．０２と、不図示のホストコンピュータ
から受は取った記録情報や各部の制御手順で使用される
変数等を格納するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）１０３と、記録ヘッド１、キャリッジモータ７、シ
ート送りモータ１１および吸引回復装置１２のモータ２
５（第２図）などを駆動するための駆動回路１０４と、
光センサ−１３の出力や記録ヘッド１の温度検出手段１
４の出力、さらには各種スイッチ類（例えば、第２図中
の検出スイッチ３０．３１）の状態の信号などが入力さ
れる人力ボート１０５とを備えている。

第２図は前記吸引回復装置（吸引手段）１２の斜視図で
あり、第３図は第２図の平面図である。

吸引回復装置１２は台板２０を基準として組立てられて
おり、その一部には正逆回転可能な吸引回復装置（吸引
手段）１２用のモータ２５が固定されている。

このモータ２５の出力軸に固定されたピニオンギア２５
ａはギヤ２５ｂと噛合しており、ギヤ２５ｂと一体の図
示していないピニオンギアはギヤ２５ｃと噛合っている
。

ギヤ２５ｃの回転軸に固定されたピニオンギア２５ｄは
、ギヤ２４ｂと噛み合っている。

このギヤ２４ｂと一体に第１のカム板２４が固定されて
おり、この第１のカム板２４とギヤ２４ｂとの間には第
２のカム板１９がギヤ２４ｂと同軸に固定されている。

第１のカム板２４の上面には円周方向に所定角度間隔離
して台形状のカム２４ａが２個突設されている。

また、第１のカム板２４の周面には対称な状態で電気開
閉部を構成するカム部２４ｄが突設されている。

また、第２のカム板１９の周面にもカム部２４ｃが突設
されており、このカム部２４ｃはマイクロスインチ等か
ら成る検出スイッチ３０によって検出される。

一方、符号２９で示すものはポンプレバーで、基板上に
突設された支持枠２９ａに軸２９ｂを介してその途中を
回動自在に軸承されている。

ポンプレバー２９の一端には前記第１カム仮２４上に突
設されたカム２４ａ上に乗り上げるためのローラ２９ｃ
が設けられており、他端は突起２９ｄを介してポンプ２
６のピストン２６ａと接している。

このピストン２６ａはポンプ内に設けられたスプリング
により常時突出する方向への力を与えられており、ロー
ラ２９ｃ側を常に第１のカム板２４上に当節させている
。

一方、符号２１で示すものはキャップホルダで、このキ
ャップホルダ２１にはゴム等の弾性材から構成された複
数個のキャップ２２ａ〜２２ｄが固定されている。

夫々のキャップ２２ａ〜２２ｄはその内側の下方にイン
クの吸収体３７が設けられており、各キャップはチュー
ブ２７ａ〜２７ｄを介して前記ポンプ２６に個別に接続
されている。

このキャップホルダ２１は基板２０上に摺動自在に設け
られており、図示していないスプリングによってポンプ
２６から遠ざかる方向へ常時押圧されている。

また、キャンプホルダ２１の下側にはギヤ２３が回転自
在に軸承されている。

このギヤ２３の上面には内面カム２３ａが形成されてお
り、この内面カム２３ａにはキャップホルダ２１の下側
から突設された軸２１ａがローラを介して接している。

従って、キャップホルダ２１は、ギヤ２３の回転に伴っ
てカム２３ａの突出部により、ポンプ２６側へ押し戻さ
れる動作を繰返す。

キャップホルダ２１の位置はスイッチ３１によって検出
される。

一方、各キャップ２２ａ〜２２ｄはインク吸引用のチュ
ーブ２７ａ〜２７ｄの他に通気チューブ２８ａ〜２８ｄ
を有する。

第４図は前記キャップホルダ２１と前記第１のカム板２
４との間に設けられた通気開閉機構の側面図である。

通気チューブ２８ａ〜２８ｄの他端は、第４図に示すよ
うに、キャップホルダ２１と一体でかつ第１のカム板２
４との間に位置する支持枠２１ｂに、ゴム栓３２を介し
て固定されている。

また、支持枠２１ｂの上端には、軸３６を介して、回動
レバー３５上端が回動自在に軸承されている。

回動レバー３５下端は第１のカム板２４と対向する位置
にあり、かつ前記ゴム栓３２と対向する位置に栓３３を
有する。

回動レバー３５は復帰ばね３５ａにより第１カム仮２４
方向へ押圧されており、栓３３はスプリング３３ａによ
りゴム栓３２側へ押圧されるとともにストッパ３３ｂに
より移動限を規制されている。

第５図は以上説明した実施例の動作のタイミングチャー
トであり、次に、このタイミングチャートを参照して上
記記録装置の動作を説明する。

第５図（Ａ）〜（Ｊ）は夫々のスイッチ及びカムその他
の動作タイミングを説明するもので、キャップ開の状態
、即ちキャップ２２ａ〜２２ｄが図示していない記録ヘ
ッドのインク吐出口面から離れて記録可能な状態から第
１及び第２のカム板２４．１９が１回転する間に全ての
制御動作が行われる。

即ち、ギヤ２４ｂと一体の第１及び第２のカム板２４．
１９が１回転する間にギヤ２３も１回転し、その間のほ
とんどの間第５図（Ａ）に示すようにキャップは閉の状
態となり、同図（Ｅ）に示すようにキャップの開閉を検
出するスイッチ３１はＯＦＦの状態にある。

そして、カム部２４ｄが回動レバー３５に接しない状態
、即ちチューブ２８ａ〜２８ｄが通気状態でキャップが
オリフィス部分に覆着される。

そして、第５図（Ｃ）に示すように通気量、即ちカム部
２４ｄが回動レバー３５を押し栓３３によりゴム栓３２
が閉じられた状態でポンプレバー２９のローラ２９ｃが
カム２４ａに乗り上げ、ポンプレバー２９が第２図中反
時計方向に回動され、第１回目のポンプ２６による吸引
動作が行われる。この状態を第５図（Ｄ）に示す。

やがて、カム部２４ｄが回動レバー３５から離れ、通気
チューブ２８ａ〜２８ｄが通気量の状態になるとポンプ
レバー２９のローラ２９ｃがもう１つのカム２４ａ上に
乗り上げ、第２回目のポンプ吸引動作が行われる。

この時はいわゆる空吸引であり、キャップ２２ａ〜２２
ｄ内に吸引された過剰インクを通気チューブ２８ａ〜２
８ｄの空気と共にポンプ側に吸引する。

なお、第５図（Ｂ）に示すように廃インクの排出口（第
２図に符号３４で示す）は吸引動作中は排出可能な状態
となっている。

なお、空吸引動作時には、キャップ内のインクの吸収体
３７に保持されているインク及び吐出口面に付着してい
るインクも同時にポンプ側に吸引される。

な択第５図（Ｇ）に示す通常のキャップ閉動作は、吐出
口面の乾燥及びゴミ付着防止のため、一定期間記録が行
われない場合には通気ポジションにおいて実行される。

そして、その後の記録指令により第５図（Ｃ，）に点線
で示すように移動し、キャップ開となり記録状態となる
。

一方、通常使用時においても、非記録状態が一定時間経
過した後には、インクの適正な吐出状態を得るために予
備的にキャップ内にインクを吐出する場合があるが、こ
の場合には、キャップ内のインク量が過剰となってイン
ク吐出口面にインクが付着して吐出不安定となったり、
あるいは、キャンプを開いた時の過剰インクの滴下によ
る記録紙の汚れを防止する必要がある。

これらを防止するため、前述したように、制御装置から
の指令により、通気状態での空吸引を行ってインク吐出
の安定化を図る動作が行なわれる。

また、キャップの開閉が常に通気状態で行われるため、
キャッピング動作時における空気圧の上昇による吐出口
のメニスカスの後退を防止することができる。

上述したような通常の吸引回復動作が第５図（Ｈ）に示
す吸引動作「Ｉ」である。

一方、インク充填初期における多量吸引動作は第５図（
Ｊ）に示す吸引動作「■」となる。

即ち密閉ボジシッンＡと通気閉の状態の適当な位置Ｂと
の間において、モータ２５の正転および逆転を繰返して
ポンプレバー２９を複数回動かし、ポンプ２６を複数回
作動さセれば、多量の吸引動作が行える。

以上の構成によって、本発明のインクジェット記録装置
、すなわち、記録ヘッド１のインクで満たされた吐出口
内に気泡を発生させて飛翔的インク滴を形威し、該イン
ク滴を記録媒体１０に付着させて記録するインクジェッ
ト記録装置において、吐出口からインクを吸引するため
の吸引手段１２と、記録へラドｌの温度を検出する温度
検出手段１４と、記録へラドｌが第１の所定温度ｔ、に
なった時前記吸引手段１２により吐出口からインクを吸
引し、記録へラド１が第２の所定温度１．になるまで記
録を停止させるように制御する制御手段１００と、を有
する構成のインクジェット記録装置が提供される。

第６図は前記温度検出手段１４の構成例を示すブロック
図である。

第６図において、温度係数の小さい基準抵抗１５はサー
ミスタ１６と組み合わせてＶｒｅｆを分圧するように接
続されている。

前記サーミスタ１６は温度が上昇するとともにその抵抗
値が小さくなる特性を有し、該サーミスタ１６は各記録
へ７ド１に取付けられている。

基準抵抗１５とサーミスタ１６で分圧された信号は、前
記第１の所定温度１．に相当するＶｒｅｆｈと比較され
、それより小さいと比較器１７は高電圧値を出力し、記
録ヘッド１が第１の所定温度１．より高いことを表す。

一方、比較器１８に人力された信号は、第２の所定温度
Ｌ２に相当するＶ　ｒｅｆ　ｌと比較され、それより大
きいと比較器１８は低電圧を出力する。これは、記録ヘ
ッド１の温度が第２の所定温度Ｌ２より低いことを表す
。

これら比較器１７の出力ｖｈと比較器１日の出力Ｖｌは
、制御部１００の人力ボート１０５に接続されている。

第７図は本発明によるインクジェット記録装置の記録動
作手順を示すフローチャートであり、以下、第７図を参
照して記録動作を説明する。

第７図において、まずステップ５７０１でホストコンピ
ュータ（不図示）から記録情報および記録命令を受信す
ると、ステップ５７０２へ進んでキャリフジ２を右方向
（または左方向）へ１ステツプ進める。

ステップ５７０３で前記記録情報が記録ヘッドｌへ転送
され、ステップ５７０４において、転送された記録情報
に従って記録ヘッド１が駆動され、そのインク吐出口か
らインクを吐出させて記録媒体ｌＯ上に記録していく。

ステップ５７０５で１行分の記録が終了したか否かを判
別し、終了していなければ、ステップ５７０２へ戻りス
テップ５７０５までの処理を繰り返す。

１行分の記録が終了すれば、ステップ５７０６へ進んで
記録へラド１の温度を確認する。

この時記録へラドｌの温度が第１の所定温度ｔ１より低
ければ、ステップｓ　７０１へ戻り次の記録情報と記録
命令を待つ。

もし、記録ヘッド１の温度が第１の所定温度し、より高
ければ、ステップ５７０７でキャリフジ２をホームポジ
ションＨに退避させる。

そこで、ステップ３７０８において、第８図に示すよう
な吸引動作手順にしたがって、インクを吐出口から強制
的に吸引する吸引動作を行なう。

次いで、ステップ５７０９で記録ヘッドｌの温度が第２
の所定温度ｔつより低くなるまで待機し、記録ヘッドｌ
の温度が第２の所定温度Ｌ２より低くなると再びステッ
プ５７０１へ戻り、以上の記録動作を繰り返す。

第８図は吸引動作手順を示すフローチャートであり、以
下この第８図と第５図のタイミングチャートを参照して
吸引動作を説明する。

前述の記録動作手順で吸引動作が呼び出されると、第８
図の手順が開始される。

最初のステップ５８０１でキャップホルダ２１が第５図
中の通気位置にあるか否かを６ｉ認する。

通気位置にあれば、ステップ５８０２で吸引回復用のモ
ータ２５を正方向に回転させ、ステップ５８０３で検出
スイッチ３１（第２図）がｏｆｆからＯｎに変化したか
否かを確認しながら、変化するまで回転させる。

ｏｆｆからｏｎに変化すると、ステップ５８０４でモー
タ２５が停止する。

そして、再びステップ５８０５〜ステツプ５８０７ｃ；
おいて、モータ２５を、正方向に、スイッチ３１がｏｒ
ｆからｏｎに変化するまで回転させる。

ステップ５８０１でＮｏの場合、すなわちくキャップホ
ルダ２１が第５図中の密閉位置にある場合は、ステップ
５８０５ヘジヤンプして進み、モータ２５を、正方向に
、スイッチ３１がｏｆｆからＯｎに変化するまで回転さ
せる（ステップ８８０５〜ステツプ５８０７まで）。

以上の手順を踏むことにより、前記吸引動作と空吸引動
作の両方の手順を実行することができ、記録ヘッドｌの
吐出口からインクが強制的に吸引され、キャップ２２内
に溜まったインクもポンプ２６側へ強制的に吸引される
。

以上説明した実施例によれば、記録ヘッド１のインクで
満たされた吐出口内に気泡を発生させて飛翔的インク滴
を形威し、該インク滴を記録媒体１０に付着させて記録
するインクジェット記録装置において、吐出口からイン
クを吸引するための吸引回復装置１２を設けるとともに
、各記録ヘッドｌにヘッド温度検出用の温度検出手段１
４を設けておき、制御部１００によって、記録へラドｌ
の温度が第１の所定温度１＋（例えば、５５°Ｃ以上）
になった時前記吸引回復装置１２により吐出口からイン
クを吸引し、記録へラドｌの温度が第２の所定温度ｔｇ
（例えば、３０°Ｃ以下）になるまで記録を停止させる
ように制御する構成としたので、前記第１の所定温度Ｌ
１および第２の所定温度ｔ２を所定値に設定することに
より、大量の記録情報を記録する場合など、記録ヘッド
ｌの温度が上昇して吐出口に気泡が蓄積される場合でも
、発熱した記録ヘッド１内のインクを吸い出すと同時に
新しい（冷たい）インクを記録ヘッド１内に充填しなが
ら、該記録ヘッドを急速に冷却することができ、したが
って、前記気泡を的確に消滅させ、インクの不吐出また
は吐出不良を未然に防止することが可能になった。

〔他の実施例〕

記録へラドｌが第２の所定温度ｔ２になるまで記録を停
止する手段としては、該所定温度ｔ！に達するまでの時
間が予め予測できる場合は、前述の温度検出に替えて、
その時間が経過するまで記録を停止させる方法を採るこ
ともできる。

第９図はこのような時間経過を利用して記録動作を制御
するのに好適な本発明の他の実施例に係わるインクジェ
ット記録装置の模式的斜視図であり、第１０図はこの時
間経過を用いた記録動作手順を示すフローチャートであ
る。

第９図の記録装置の構成は、第１図の構成にタイマ１５
を追加しただけのものである。

また、第９図の構成を使用すれば、第６図の温度検出手
段においては、第２の所定温度ｔ２を検出するための比
較器１８を省略することができる。

第１０図の記録動作手順においては、最初のステップ５
９０１〜ステツプ３９０８の吸引動作までは、前述の第
７図のステップ８７０１〜ステツプ５７０８の吸引動作
までの処理と実質上同じ処理を行なう。

ステップ５９０８で吸引動作を行なった後、予め決めら
れた時間をタイマ１５（第９図）に設定し、ステップ５
９０９で該タイマ１５を起動する。

そこで、ステップ５９１０において、該タイマ１５に設
定された時間だけ待機し、該設定時間経過後間びステッ
プ５９０１に戻り、同様の処理を繰り返しながら記録動
作を開始する。

以上第９図および第１０図で説明した実施例によっても
、前述の実施例の場合と同様、大量の記録情報を記録す
る場合など、記録ヘッド１の温度が上昇して吐出口に気
泡が蓄積される場合でも、発熱した記録ヘッド１内のイ
ンクを吸い出すと同時に新しい（冷たい）インクを記録
ヘッド１内に充填しながら、該記録ヘッドを急速に冷却
することができ、したがって、前記気泡を的確に消滅さ
せ、インクの不吐出または吐出不良を未然に防止するこ
とができた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、記録
ヘッドのインクで満たされた吐出口内に気泡を発生させ
て飛翔的インク滴を形成し、該インク滴を記録媒体に付
着させて記録するインクジェット記録装置において、吐
出口からインクを吸引するための吸引手段と、記録ヘッ
ドの温度を検出する温度検出手段と、記録ヘッドが第１
の所定温度し、になった時前記吸引手段により吐出口か
らインクを吸引し、記録ヘッドが第２の所定温度りにな
るまで記録を停止させるように制御する制御手段と、を
有する構成としたので、大量の記録情報を記録する場合
など、記録へノドの温度が上昇して吐出口に気泡が蓄積
される場合でも、該気泡によるインクの不吐出または吐
出不良を未然に防止し得る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】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の一実施
例の模式的斜視図、第２図は第１図中の吸引回復装置の
詳細構造を示す斜視図、第３図は第２図の吸引回復装置
の平面図、第４図は第２図中のキャップ内部の通気開閉
機構を示す部分側面図、第５図は第１図〜第４図のイン
クジェット記録装置の動作を説明するタイミングチャー
ト、第６図は本発明によるインクジェット記録装置の温
度検出手段の要部構成を示すプロンク図、第７図は本発
明によるインクジェット記録装置の記録動作手順を示す
フローチャート、第８図は第７図中の吸引動作手順作を
示すフローチャート、第９図は本発明の他の実施例によ
るインクジェット記録Ｊｊ装置の模式的斜視図、第１Ｏ
図は第９図のインクジェット記録装置の記録動作手順を
示すフローチャートである。 １・−−−−・記録ヘッド、ＩＯ−・−−−−一記録媒
体、Ｉ２・・−・吸引手段（吸引回復装置）、１４〜−
一一一−−温度検出手段、１５・−−一−−タイマ、２
：’−・−キャップ（キャッピング手段）、２５・・・
・−吸引回復用の駆動モータ、３１−・−・検出スイン
チ、１００−−−一制御手段（制御部）。 第３ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドのインクで満たされた吐出口内に気泡
   を発生させて飛翔的インク滴を形成し、該インク滴を記
   録媒体に付着させて記録するインクジェット記録装置に
   おいて、吐出口からインクを吸引するための吸引手段と
   、記録ヘッドの温度を検出する温度検出手段と、記録ヘ
   ッドが第１の所定温度ｔ＿１になった時前記吸引手段に
   より吐出口からインクを吸引し、記録ヘッドが第２の所
   定温度ｔ＿２になるまで記録を停止させるように制御す
   る制御手段と、を有することを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。