JPH03218846A - 液体噴射記録装置 - 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１ 本発明はインク等記録用液体の吐出口を有する記録ヘッ
ドを備えた液体噴射記録装置（以下インクジェット記録
装置という）に関し、特にこの種記録装置のインク不吐
出の防止を目的とする制御システムの改良を図ったもの
である。

［従来の技術１ プリンタやファクシミリなどの記録装置の一型式として
インクジェット記録装置が知られている。

この種インクジェット記録装置は、インク吐出口を有す
る記録ヘッドを使用し、ホストコンピュータからの記録
情報に基づいて所望の吐出口からインクを吐出させ液滴
を形成して記録を行うよう構成されている。

このようなインクジェット記録装置の記録ヘッドに配設
されて飛翔液滴を形成する手段として、吐出口内方に設
けられた発熱体に電気信号を供給して発熱させ、インク
で満たされた吐出内に気泡を発生させることにより、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よ
うにしたものがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この種の記録装置では、大量の配録情報を記
録した場合、飛翔的液滴を形成するために発生された気
泡が完全には消滅しないで少しずつ蓄積され、それがあ
る大きさ以上になると飛翔液滴が形成できず、インクの
吐出不良を生じる場合があった。

本発明の目的は、このような問題点を解決し、長時間大
量の記録情報を記録する状態が続いた場合にも、インク
の吐出不良の発生を効果的に防止しつるインクジェット
記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段ｊ そのために、本発明は、記録用の液体を吐出するだめの
吐出口を有する記録ヘッドと、吐出口から液体を排出さ
せて吐出状態の回復を行う手段と、記録に際して記録ヘ
ッドのうち使用された吐出口数を計数する計数手段と、
当該計数値に応じて回復手段を動作させる制御手段とを
具えたことを特徴とする。

［作　用１ 本発明は、吐出口の駆動回数を計数し、その数値が所定
の数値を越えると回復手段を動作させ、吐出口に蓄積さ
れた気泡をインクと共に排出することにより、蓄積され
た気泡による吐出不良を未然に防止することができる。

［実施例ｌ１ 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図には本発明を適用したインクジェット記録装置の
一実施例を示す。

第１図において、符号１で示すものは記録ヘツドであり
、インクの供給源から供給されたインクの貯蔵部と、貯
蔵されたインクを噴射する流路及びその先端に形成され
たオリフィス（吐出口）群を有し、各オリフィスに対応
してインクを噴射させるためのエネルギを発生する手段
として、電気熱変換体の１つである発熱抵抗体等から成
るエネルギ変換体を備えている。

この配録ヘッドｌは単色記録の場合には１個であるが、
カラー記録あるいは階調記録を行う場合にはインクの色
や濃度等に応じた個数、例えば４個設けられる。

これら記録ヘッド１はキャリッジ２上に搭載されており
、キャリッジ２は２本のガイド軸１８に沿って摺動自在
に設けられている。

記録ヘッド１とキャリッジ２との間はフレキシブルケー
ブル６，によって接続されており、記録ヘッド１に対す
る制御信号が送られる。また、キャリッジ２には図示を
省略したが装置本体からの信号入力を行うための配線が
接続されている。

キャリッジ２はエンドレスのベルト１４の途中に固定さ
れており、モータｌ６によってベルトｌ４を走行させる
ことによりキャリッジ２を往復移動させている。

ガイド軸１８と平行に上下１組ずつローラ１０，　１０
および１２．　１２がキャリッジ２と対向して設けられ
ており、それぞれのローラ間に挟まれた状態で紙等の記
録媒体（以下記録紙という）Ｐが導かれている。ローラ
１０の一端には紙送りモータ８が固定されており、記録
紙Ｐを送る。

１００は本例に係る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であり、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）　１００−１、
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）　１００−２、不図示のホストコ
ンピュータから受け取った印字情報や各部制御手順で使
用される変数を格納するためのランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）　１００−３、記録ヘッド１，モータ１６，
モータ８，およびモータ２５を駆動するための駆動回路
１００−４　．光センサ２１の出力およびスイッチ３０
．　３１の状態を得るための入力ボート１００−５など
から構成される。

一方、符号Ｈで示すホームポジションには吸引回復装置
２０が設けられている。

第２図および第３図は吸引装置２０の実施例を示す。

吸引回復装置２０は、基板２０ａ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ビ
ニオンギャ２５ａはギャ２５ｂと噛合しており、ギャ２
５ｂと一体の図示していないピニオンギャはギャ２５ｃ
と噛合している。ギャ２５ｃの回転軸に固定されたピニ
オンギャ２５ｄはギャ２４ｂと噛合している。

このギャ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とギャ２４ｂとの間には第
２のカム板１９がギャ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をもっ
て離隔させて台形状のカム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通気
開閉部を構成するカム部２４ｄが突設されている。さら
に、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はマイクロスイッチ等から
成る検出スイッチ３０によって検出される。

一方、符号２９で示すものはボンブレバーであり、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。ボンブレバー２９の一
端は第１のカム板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を介してボンブ２６のピストン２６ａと接し
ている。

このピストン２６ａはボンブ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２４ｃ側を常に第１のカム板２４上に接している。

一方、符号２ｌで示すものはキャップホルダであり、こ
のキャップホルダ２１にはゴム等の弾性部材から構成さ
れた複数のキャップ２２ａ〜２２ｄが固定されている。

それぞれのキャップ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を介してボンブ２６に個別に接続
されている。キャップホルダ２１は基板２０ａ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
ってボンブ２６から遠ざかる方向へ常時押圧されている
。

また、キャップホルダ２ｌの下側にはギャ２３が回転自
在に軸承されている。このギャ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２ｌ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２ｌがギャ２３の回転に伴って
カム２３ａの突出部によりボンブ２６側へ押し戻される
動作を繰返す。そしてキャップホルダ２１の位置はスイ
ッチ３ｌによって検出される。

一方、キャップ２２ａ〜２２ｄはインク吸引用のチュー
ブ２７ａ〜２７ｄの他に通気チェーブ２８ａ〜２８ｄを
有する。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２ｌと一体で、かつ第１
のカム板２４との間に位置する支持枠２ｌｂにゴム栓３
２を介して固定されている。また、支持枠２ｌｂの上端
には軸３６を介して回動レバー３５の上端に回動自在に
軸承されている。

回動レバー３５の下端は第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は復帰板３５ａにより第１の
カム板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側に押圧されており、ストッパ
３３ｂにより移動限を規定されている。

次に、以上のように構成された本実施例の動作について
第５図のタイミングチャートとともに説明する。

第５図（Ａ）〜（Ｊ）はそれぞれスイッチおよびカムそ
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
録ヘッドのオリフィス部分から離れて記録可能な状態か
ら第１および第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。

すなわち、ギャ２４ｂと一体の第１および第２のカム板
が１回転する間にギャ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３ｌは叶Ｆの状態にある。

そして、カム部２４ａが回動レバー３５に接しない状態
、すなわちチューブ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）に示すように通気閉、すなわちカ
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ボンブレバー２９のローラ２９
ｃがカム２４ａ上の乗り上げ、ボンブレバー２９が第２
図中反時計方向に回動され、第１回目のボンブ２６によ
り吸引動作が行われる。第５図（Ｄ）はこの状態を示す
ものである。

やがて、カム部２４ａが回動レバー３５から離れ、通知
チューブ２８ａ〜２８ｄが通気開の状態になると、ボン
ブレバー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を行われる。こ
れはいわゆる空吸引であり、キャップ２２ａ〜２２ｄ内
に吸引された過剰インクを通気チューブ２８ａ〜２８ｄ
の空気と共にポンプ側に吸引するものである。

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。

また、空吸引動作時において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およびオリフィスの先
端に付着しているインクも同時にボンブ側に吸引される
。

なお、第５図（Ｃ）に示す通常のキャップ閉動作は、オ
リフィス部の乾燥およびゴム付着防止のため、一定時間
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、その後記録指令により第５図（Ｇ）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、この時
にはキャップ内のインク量が過剰となり、オリフィスの
先端にインクが付着して吐出不安定となったり、キャッ
プを開いた時の過剰インクの記録紙の滴下による汚れが
生じつる。そこでこれを防止するために前述したような
通気状態での空吸引を制御装置からの指令により行い、
インクの吐出の安定を図る。

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オリフ
ィス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（｝Ｉ）に
示す動作ｒＩＪである。

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

すなわち、密閉ポジションＡと通気閉の状態の適当な位
置Ｂとの間においても、モータ２５を正転，逆転を繰返
すように、ボンブレバー２９を複数回動かし、ポンプ２
６を複数回作動させれば大量の吸引動作が行われる。

第６図は記録ヘッドｌで駆動された吐出口数を計数する
ための回路例を示す。

ここで、ハードカウンタ２００は複数個（本実施例では
ｌ２８）の吐出口を有する記録ヘッド１のうち、駆動さ
れた吐出口数を計数する。論理積回路２０１は、記録デ
ータＳ２と記録データｓ２を記録ヘッド１に転送するた
めの転送クロックｓ１との論理積を演算し、ハードカウ
ンタ２００のカウントアップ信号Ｓ３を生成する。１−
１は１２８ビットのシフトレジスタであり、記録データ
を保持する。

１−２は各吐出口を駆動する駆動回路である。ハードカ
ウンタ２００および論理積回路２０１は記録ヘッド１の
数だけ用意される。なお、第７図はｓｏ〜Ｓ４の各信号
線のタイムチャートを示すものである。

第８図は本例に係る記録動作手順の一例を示す。

ホストコンピュータ等のデータ供給源（不図示）から記
録情報を受信した後、記録命令を受信すると、第８図の
記録動作手順に従って記録動作が開始される。まずステ
ップＦ１で駆動吐出口数を計数するハードカウンタ２０
０をリセットし、次のキャリッジ２を第１図中Ｆ方向（
左から右）、あるいはＢ方向（右から左）に移動させる
（ステップＦ２）。次に、受信した記録情報を記録ヘッ
ド１に転送し、（ステップＦ３）、記録ヘッドｌを記録
情報に基づいて駆動する（ステップＦ４）。

次いで、ハードカウンタ２００の値、すなわち記録ヘッ
ド１で駆動された吐出口数を読み取る（ステップＦ５）
。そして、このステップＦ５で読み取った値をＲＡＭＩ
ＯＯ−３内の変数ｎに加算する（ステップＦ６）。但し
、この変数ｎは電源投入時および回復動作終了時には“
Ｏ゜゜に初期化されるものとする。次にステップＦ７で
記録終了か否かを判定し、記録終了でなければステップ
Ｆ２に戻り、ステップＦ２〜Ｆ７の手順を繰り返す。

一方、記録終了と判定されれば次のステップＦ８に進み
、変数ｎの値が所定の値ａ０より大きいか否かを判断す
る。大であればステップＦ９に進み、キャリッジ２をホ
ームポジションＨに退避させ、第２図示の回復装置を用
い、第９図に示す回復手順に従って回復動作を行わせる
（ステップＦ１０）。

この後ステップＦｉｌで変数ｎを“Ｏ”に初期化して記
録動作手順を終了する。なお、ステップＦ８で否定判定
された場合は、そこで記録動作手順が終了する。

第９図は第８図のステップＦＩＯにおける回復動作手順
の一例を示し、本図と第５図のタイミングチャートとを
参照して回復動作を説明する。

記録動作手順のステップＦＩＯで回復動作が呼び出され
ると本手順が開始され、まずステップＦ２１にて、チュ
ーブ２８ａ〜２８ｄが通気状態でキャップがオリフィス
部分に覆着された状態、すなわち第５図の通気ポジショ
ンであるか否かを判断する。

肯定判定であればステップＦ２２へ進み、モータ２５を
正方向へＳＷ３１が叶ＦからＯＮになるまで回転させる
（ステップＦ２２〜Ｆ２４）。この処理の後、またはス
テップＦ２１で否定判断された場合にはステップＦ２５
へ進み、モータ２５を正方向へＳＷ３　１０ＦＦからＯ
Ｎになるまで回転させる（ステップＦ２５〜Ｆ２７）。

以上のように、本実施例によれば、駆動された吐出口の
数に応じて回復処理を行うようにしたので、大量の情報
を記録するような場合適切に回復処理が起動され、従っ
て吐出口内に蓄積される気泡による吐出不良が未然に防
止できるようになった。

［実施例２］ 装置全体を制御しているＭＰＵＩＯＯ−１に時間的余裕
があり、かつＲＡＭＩＯＯ−３に空間的余裕がある場合
には、それらを利用して記録ヘッドｌの駆動吐出口数を
計数するようにすることができる。

第ｌＯ図は駆動吐出口計数手順の一例を示す。

本手順では１アドレスに１バイト（　８　ｂｉｔ）の記
録データが割りつけられ、ｌ　ｂｉｔを１個の吐出口に
対応させている。従って、１２８個の吐出口を有する記
録ヘッドであれば１個あたり１６バイトの記録データに
対応した領域が設けられる。そして、各ｂｉｔに対応し
た吐出口は、それが“１”なら駆動され、“０゜゛なら
駆動されないものとする。

本手順が起動されると、まず駆動吐出口数を計数する変
数Ｄｎをクリアする（ステップＦ３１）、次にステップ
Ｆ３２で記録データが格納されているアドレスを指定す
るアドレスカウンタＡｎの初期化を行う。

次にステップＦ３３で回転回数を計数する回転カウンタ
Ｓｎをクリアし、ステップＦ３４にてアドレスカウンタ
Ａｎが指す記録データを演算レジスタＡｒに１バイト転
送する。次にステップＦ３５で演算レジスタＡｒの内容
を右に１ビット回転する。

すなわちビット０　（ｂｏ）のデータはキャリービット
に転送されると共にｂ７にも転送され、同時に他のビッ
トｂｎはｂｎ−１に転送される。

ステップＦ３６ではキャリーピットが“ｌ”か否かを判
断し、“１”なら次のステップＦ３７でＤｎに１を加算
する。一方、ステップＦ３６で否定判断された場合はス
テップＦ３７をスキップしてステップＦ３８に進む。

ステップＦ３８は回転回数を計数するカウンタＲｎに１
を加算し、ステップＦ３９でその結果が゜゛８”より小
さいか否かを判断する。そして小さければステップＦ３
５に戻り、ステップＦ３５〜Ｆ３９を繰り返す。一方、
ステップＦ３９で否定判断された場合はステップＦ４０
に進み、演算レジスタＡｒの内容を記録ヘッド１に転送
する。このときのレジスタＡｒの内容はステップＦ３４
でのレジスタＡｒの内容と等しくなっている。

次にステップＦ４１でアドレスカウンタＡｎに１を加算
する。そして、ステップＦ４２でその結果が゜゜ｌ６”
より小さい場合はステップＦ３３に戻りステップＦ３３
〜Ｆ４２を繰り返す。ステップＦ４２で否と判断される
と、本手順は終了し、そのときのＤｎの値が記録ヘッド
１で駆動される吐出口の数に等しい。

そして、この値に基づいて（実施例ｌ）を同様に吐出回
復処理を起動することができる。

［実施例３］ 装置全体を制御しているＭＰＵＩＯＯ−１に駆動吐出口
を直接計数するほど時間的余裕がなく、かつ駆動吐出口
を計数するための回路を設けないで、記録走査の回数を
計数することより凝次的に駆動吐畠口数を算定すること
もできる。すなわち、１走査で駆動できる最大値は装置
固有の値であるので、本例ではそれに走査回数を乗算す
ることにより算定するようにする。また、実際の駆動吐
出口数との誤差を少なくするため、１走査で駆動する吐
出口数の平均値を採用することもできる。

第１１図は走査回数を計数することにより駆動吐出口数
を算出するための動作手順の一例を示す。

まず、最初のステップＦ５１で、キャリツジ２をＦ方向
（左から右）、あるいはＢ方向（右から左）に移動する
。次に、受信した記録情報を記録ヘッド１に転送（ステ
ップＦ５２）Ｌ、記録ヘッド１を記録情報に基づいて駆
動する（ステップＦ５３）。次いでステップＦ５４にて
記録終了か否かを判断し、記録終了でなければステップ
Ｆ５１に戻り、ステップＦ５１〜Ｆ５４の手順を繰り返
す。

ステップＦ５４で記録終了と判定されれば次のステップ
Ｆ５５に進み、記録動作（走査）回数を計数する変数Ｐ
ｎに１を加算する。そして、ステップＦ５４でその変数
Ｐｎが所定の値より大きいか否かを判断し、否であれば
、本手順は終了する。

方、大であれば次のステップＦ５７へ進み、キャリッジ
２をホームポジションＨに退避させる。そして回復装置
２０により、第９図に示した回復手順に従って回復動作
を行う（ステップＦ５８）。そしてこの後、次のステッ
プＦ５９で変数Ｐｎをリセットして本手順を終了する。

なお、以上の説明では、シリアルタイプのインクジェッ
ト記録装置に本発明を適用した場合について述べたが、
ラインプリンタ形態の装置にも本発明は極めて有効かつ
容易に適用できるのは勿論である。

また、回復手段の形態も上述のように吸引によるものに
限られることな《、例えば記録ヘッドへのインク供給路
を加圧してインクを排出させるようにしたもの等、適宜
の形態を適用できるのは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば駆動された吐出口
の数に応じて吐出回復処理が行われるようにしたので、
記録ヘッドの吐出口に蓄積した気泡によるインク不吐出
を効果的に防止しつるインクジェット記録装置が実現で
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット記録装
置の構成の一例を示す斜視図、第２図，第３図および第
４図は第１図における回復装置の構成例を示す機構図、 第５図はその回復装置の動作を説明するためのタイミン
グチャート、 第６図は駆動吐出口数を計数する手段の構成例を示すブ
ロック図、 第７図は第６図の構成の動作を説明するためのタイミン
グチャート、 第８図は本実施例における記録動作手順の一例を示すフ
ローチャート、 第９図は回復動作手順の一例を示すフローチャート、 第ｌＯ図は本発明の他の実施例に係る駆動吐出口を計数
する手順の一例を示すフローチャート、第１１図は本発
明のさらに他の実施例に係る記録動作手順の一例を示す
フローチャートである。 ■・・・記録ヘッド、 ２・・・キャリッジ、 １００・・・制御部、 １００−１・・・ＭＰＵ　． １００−２・・・ＲＯＭ、 １００−３・・・ＲＡＭ、 ２０・・・回復装置。 第２図 ａ５『７プ ち補暑〜，ド１ ハーμか７ノηのりｔ＝ｙｌト（ＳＯ）」シ一一一一 第 ７ 図 弔 ９ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録用の液体を吐出するための吐出口を有する記録ヘッ
   ドと、 前記吐出口から液体を排出させて吐出状態の回復を行う
   手段と、 記録に際して前記記録ヘッドのうち使用された吐出口数
   を計数する計数手段と、 当該計数値に応じて前記回復手段を動作させる制御手段
   と を具えたことを特徴とする液体噴射記録装置。