JPH03234543A - 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］ 本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは記録
ヘッドのキャッピング、空吐出、吸引を行なうための構
成を具えたインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ インクジェット記録装置には、記録液（インク）が空気
に接する部分である吐出口やその近傍におけるインク水
分蒸発によるインク増粘を防止したり、増粘したインク
を取り除くことによって、インク吐出を良好に保つため
の構成が種々具えられるのが一般的である。

特に、いわゆるバブルジェット方式の記録ヘッドにあっ
ては、吐出口およびこれに連通ずる液路等を極めて微細
かつ高密度に構成することができるため、相対的にイン
ク増粘による影響は太き（なる場合がある。

このため、これらのインクジェット記録装置では、イン
ク滴吐出を行わない非記録動作時等に記録ヘッドの吐出
口が設けられる面を密閉する（キャッピング）ことによ
り吐出口からのインク水分蒸発を防ぐためのキャッピン
グ機構が設けられている。また、より一層の安定なイン
ク吐出を行なうために記録動作中など定期的に所定の位
置で記録ヘッドの全吐出口がら、あるいは所望の吐出口
からインク吐出を行なうことにより、特に記録に関与し
ない吐出口のインクを更新するためのいわゆる空吐出を
行なったり、記録開始時や所望時間間隔ごと等に吐出口
およびその内部のインクを吸引することにより増粘した
インクを排出するためのインク吸引やインク加圧が行な
われている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらのインク安定吐出処理における問
題点として下記の２点が主に考えられる。

（１）インクの吸引や加圧、空吐出により、記録に用い
られないインクの消費量が増大し等測的に本来の記録の
ためのランニングコストが上昇する。

（２）吸引や加圧、空吐出といった動作が、追加される
ことにより本来の記録のため以外にも時間が消費され引
いては記録速度の低下という問題が生ずる。

常時安定した記録画像を得るためには、吸引や加圧、空
吐出、キャッピングといった動作を十分行う必要がある
が、一方では上記（１）、　（２）のような問題点が発
生することになり、常に二律背反の関係となっている。

本発明は、上述の観点に基づいてなされたものであり、
その目的とするところは、前回の空吐出からの時間、前
回の吸引してからの時間、キャッピング状態あるいはそ
の解消状態の時間の少なくともいずれかを計数すること
により、回復動作の処理内容を適切に選択し、不必要な
空吐出、吸引によるインクの消費や記録時間のロスを低
下せしめたインクジェット記録装置を提供することにあ
る。

また本発明の目的は、吐出安定化処理の履歴によって、
不要な吐出安定化処理を行なうことのないインクジェッ
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］ そのために本発明では、吐出されるインク滴によって記
録媒体に記録を行うためのインクジェット記録装置にお
いて、前記インクを吐出するための吐出口を配設した記
録ヘッドと、該記録ヘッドの前記吐出口が配設される面
の密閉を行うためのキャッピング手段と、前記記録ヘッ
ドの前記吐出口において吸引を行うための吸引手段と、
前記記録ヘッドによって前記記録媒体以外の所定の部位
にインク滴を吐出するための空吐出手段と、前記キャッ
ピング手段によるキャッピング動作またはキャッピング
の解除動作、前記吸引手段による吸引動作、および前記
空吐出手段による吐出動作または前記記録ヘッドによる
記録にかかる吐出動作からの経過時間のうち少なくとも
１つ以上の経過時間を保持する計時手段と、該計時手段
の内容を保持させるための当該装置の電源とは別の電源
手段と、前記空吐出手段および／または前記吸引手段に
よる動作からなる複数の吐出回復処理の中から、前記計
時手段の内容に応じて、吐出回復処理を選択する処理選
択手段と、該処理選択手段が選択する吐出回復処理を前
記空吐出手段および／または前記吸引手段に実行させる
吐出回復制御手段と、を具えたことを特徴とする。

また、インクを吐出するための吐出口を有する記録ヘッ
ドの吐出口面をキャッピング可能に設けられたキャップ
と、前記記録ヘッドに供給される電気信号を発生する駆
動回路と、前記キャップによるキャッピング動作を含み
、少なくとも記録ヘッドからの記録に係わらないインク
を吐出させるための空吐出、前記記録ヘッド内のインク
の吸引および／または加圧の一つの吐出安定化処理を行
なうための制御部と、前記吐出安定化処理の終了からの
経過時間を保持する計時手段と、前記計時手段の内容に
応じて吐出安定化処理を行なう処理選択手段と、を備え
たことを特徴とする。

［作　用］ 以上の構成によれば、最後のインク吐出やインク吸引か
らの経過時間、あるいはキャッピング状態またはその解
除状態での経過時間のうちの少なくとも１つ以上の経過
時間に応じて、空吐出やインク吸引からなる吐出安定化
処理の内容が選択される。

また、上記経過時間はインクジェット記録装置の電源が
投入されない場合にもその内容を保持することができる
ため、装置を使用しない間の記録ヘッドにおける吐出状
態の管理を行うことができる。

［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図は本発明の好適な一実施例に係るインクジェット
記録装置の模式的斜視図である。第１図において、Ｉｃ
、　ＩＭ、　ＩＹは記録ヘッドカートリッジであり、そ
れぞれから吐出されるインク色は、それぞれ順にＣ（シ
アン）９Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）に対応している
。ヘッドカートリッジＩＣ。

ＩＭ、　ＩＹは、それぞれのインクを貯留するインクタ
ンクとこれらインクを吐出するための記録ヘッドとが一
体で形成されている。これらヘッドカートリッジＩＣ，
ＩＭ、　ＩＹは、押さえ部材４１によりキャリッジ１５
の土に固定されており、これらはシャフ゛ト２１に沿っ
てその長手方向に往復動可能となっている。記録ヘッド
の吐出口より吐出されたインクは、吐出口と微少間隔を
おいて配設されるプラテン１９に記録面を規制された記
録媒体１８に到達し、記録媒体Ｉ８上に画像を形成する
。

記録ヘッドに設けられたインクを吐出するために利用さ
れるエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子とし
ての電気熱変換体（熱エネルギーを発生する）には、ケ
ーブル１６を介して供給される記録データに応じた吐出
信号が印加される。

１７はキャリッジ１５をシャフト２１に沿って往復移動
させるためのキャリッジモータ、２２はモータ１７の駆
動力をキャリッジ１５に伝達するワイヤである。また、
２０はプラテンローラ１９を回転駆動するためのフィー
ドモータであり、ギア列を介してプラテンローラ１９を
駆動する。これによりプラテンローラ１９は記録媒体１
８を装置上方に向けて搬送する。

５はヘッドカートリッジＩＣ，ＩＭ、　ＩＹの移動路の
うち記録のための移動路に隣接する移動路中にその一部
が突出して設けられるワイピングブレードである。ブレ
ード５は、ヘッドカートリッジＩＣ，ＩＭ。

ｔｙの後述されるキャッピング位置への往復移動に伴な
って記録ヘッドチップの吐出口が配設される面を相対的
に摺動し、この吐出口面に付着したインクやゴミ等を除
去する。これにより、吐出口から吐出されるインク滴の
吐出方向の偏向や吐出口面に付着したインク乾燥による
吐出口の固着等が未然に防止される。

２Ｇ、　２Ｍ、　２ＹはヘッドカートリッジＩｃ、　Ｉ
Ｍ、　ＩＹにそれぞれ対応してこれらカートリッジの移
動路端部に沿って設けられるキャップである。キャップ
２Ｃ。

２Ｍ、　２Ｙは第１図には図示されないそれぞれキャッ
プホルダ２ＣＨ，２ＹＨ，２ＹＨによって保持され、こ
れらキャップホルダは、フィードモータ２０の駆動力を
利用してヘッドカートリッジの移動路に対して進退移動
可能に設けられる。なお、この移動機構は図示されてい
ない。４２は、キャップ２Ｃ，２Ｍ、　２Ｙを介して記
録ヘッドの吐出口やその内部から強制的にインクを吸引
するためのチューブポンプであり、第２図にて詳細に説
明される。

これらキャップ２Ｃ，２Ｍ、　２Ｙが配設されるキャッ
ピング位置において、上述の空吐出、インク吸引および
キャッピングが行われる。

すなわち、空吐出はそれぞれのキャップの前面に設けら
れるインク受容体に向けて所望数のインク吐出を行うも
のであり、これにより例えば吐出頻度の低い吐出口近傍
のインクが更新され、また増粘インクの排出が行われ、
吐出口間での吐出特性が均一化される。

インク吸引は、キャップ２Ｃ，２Ｍ、　２Ｙを移動させ
て記録ヘッドの吐出口面を密閉し、この状態でチューブ
ポンプ４２により吐出口やその内部のインクを吸引する
ものである。これによって、例えば比較的長い時間記録
を行わなかったために生じる吐出口およびその内部の増
粘インクや固化インクが排出される。

キャッピングはキャップによって単に吐出口面を覆うも
のであり、これにより、非記録時等に吐出口近傍内のイ
ンクが乾燥することを防止する。

以上から明らかなように、吐出回復の効果は空吐出より
もインク吸引の方が大きく、それに伴なってインク消費
量も多くなる。

第２図は、キャッピングおよびインク吸引の詳細を示す
模式的平面図である。キャップ２Ｃ，２Ｍ、　２Ｙは、
ゴム等の可撓性部材よりなり、キャッピング時にはキャ
ップホルダ２ＣＨ，２ＹＨ，２ＹＨが不図示の手段によ
って記録ヘッド側に移動されることにより吐出口面を押
圧する。これによってキャップ２Ｇ。

２Ｍ、　２Ｙは吐出口近傍の空間を適切に密閉する。

キャップ２Ｃ，２Ｍ、　２Ｙの凹部はチューブを介して
廃インク吸収体４３と連通し、この間にチューブポンプ
４２が係合する。チューブポンプ４２は、モータ等不図
示の駆動手段によって回転するガイドローラ、これの一
部に設けられた加圧コロ４１、およびチューブの位置を
規制するためのチューブガイド４４とを具える。ガイド
ローラ４０の図中反時計方向の回転に伴なって加圧コロ
４１はチューブを順次位置を変えながら押圧し、これに
より、キャップ２Ｇ、　２Ｍ、　２Ｙの凹部における負
圧が形成され、また吸引されたインクが廃インク吸収体
方向へ搬送される。

第３図は、第１図に示したインクジェット記録装置の制
御構成を示すブロック図である。

第３図において、３０は本例装置全体の動作、処理にか
かる制御処理を実行する制御部であるＣＰＵ　、　３３
は上述のキャッピング位置センサであり、センサ３３は
キャップと固定関係にある部材、例えばキャップホルダ
の動きを検出する。３２はタイマＩＣであり、時間の基
準となる信号を出力する。３１はタイマＩＣから出力さ
れる信号に基づいた時間を記憶するための領域を有する
メモリである。ＣＰＵ３０は、センサ３３からの検出信
号や自身が実行する処理に基づいてメモリ３１が記憶す
る上記時間データのリセット等を行なう。すなわち、メ
モリ３１にはヘッドカートリッジの吐出口面がキャッピ
ングされている時間、および最後の吐出からの時間が記
憶される。メモリ３１およびタイマＩＣ３２は、通常の
場合本例装置とは別の電源によってバックアップされて
おり、これにより、装置の電源オフの間の上記キャッピ
ングの時間等を計数することができる。

３４は記録ヘッド駆動回路であり、ホスト装置からの記
録データおよびＣＰＵ３０からの制御信号に基づいて記
録ヘッドカートリッジＩＣ，ＬＭ、　ＩＹを駆動するこ
とによりインク吐出を行う。３６はモータドライバ回路
であり、ＣＰＵ３０からの制御信号に基づき上記チェー
ブボンブ４２のガイドローラ４０を駆動する。

第４図は、本発明の一実施例にかかる処理手順を示すフ
ローチャートであり、本処理は電源オン時に自動的に、
またはユーザーが本処理を指示する入力を行うことによ
って起動される。

なお、以下に述べるヘッド状態保持動作とは、キャッピ
ング、空吐出およびインク吸引（または加圧）のいずれ
かまたはこれらの組合わせからなる吐出安定化処理を意
味している。

本処理が起動されると、ステップＳｌでメモリ３１のキ
ャッピング時間等が格納される領域のデータを読み込む
。この領域に格納されるデータは、キャッピングがされ
ている状態での経過時間および記録ヘッドが最後に吐出
してからの（最も最近の吐出が終了してからの）経過時
間である。

次に、ステップＳ２では現在キャッピングがなされてい
るか否かを判断し、肯定判断であればステップＳ３へ進
み、ステップＳ１で読出したキャッピング状態での経過
時間によって、以降で行うヘッド状態保持動作を分岐さ
せる。すなわち、キャッピング状態が所望時間（例えば
１時間）以内ならばステップＳ５で空吐出のみを行う保
持動作ｌを行ない、またキャッピング状態が所望時間（
例えば１時間以上２４時間未満）ならばステップＳ６で
インク吸引を１回と空吐出を行なう保持動作２を行ない
、さらに、キャッピング状態が所望時間（例えば２４時
間）以上ならばステップＳ７でインク吸引を２回と空吐
出を行なう保持動作３を行う。

また、ステップＳ２で否定判断、すなわち現在キャッピ
ングがされていない場合はステップＳ４へ進み、記録ヘ
ッドによって最後に吐出がなされてからの経過時間によ
ってどの状態の保持動作を行うかを判断する。すなわち
、最後の吐出から２４時間未満放置してあればステップ
Ｓ８でインク吸引３回と空吐出を行なう保持動作４を行
ない、また、２４時間以上放置していた場合には、ステ
ップＳ９でインク吸引５回と空吐出を行なう保持動作５
を行なう。

なお、上記各保持動作でのインク吸引の回数は上記に限
られるものでなく、また保持動作の内容の組合わせも上
例に限られるものではない。すなわち、上記保持動作の
内容は、インク消費および保持動作のための時間が最小
にして、かつ良好な吐出回復を得ることができる内容が
、例えば個々の装置において適切に定められるべきもの
である。したがって経過期間の設定も上記した例示に限
られることはなく、インクジェットヘッドや装置夫々の
特性に応じて任意に設定可能である。

また、各状態保持動作での処理の分岐にあたって基準と
する各種経過時間は、上例に限られるものでなく、第５
図、第６図にて述べられるように、キャッピングされて
いない状態での経過時間を併用してもよいし、また、最
後の吸引からの経過時間を用いてもよい。

第５図は、第３図に示した制御構成の変形例を示すブロ
ック図である。

第３図に示した構成と異なるのはキャッピング位置セン
サも本例装置とは別途の電源によってバックアップされ
ていることである。これにより、例えば紙ジヤムの解除
処理や記録へッドチツブ交換等のため、装置の電源オフ
の間に記録ヘッドカートリッジがキャッピング位置から
はずれている場合にも、その間の時間を計数でき、上記
第４図に示した処理をより正確に行うことができる。

第６図（Ａ）および（Ｂ）は、第５図に示したメモリお
よび周辺回路３８内に構成されるラッチＩＣ５０のそれ
ぞれ詳細を示す回路ブロック図および信号のタイミング
チャートである。

タイマＩＣ３２からの出力ＢはラッチＩＣ５０のデータ
入力となり、この入力はセンサ３３からの出力Ａによっ
てゲートがかけられる。この結果、第６図ＣＢ）に示す
ように、例えばキャッピングがはずれた時刻り、、。、
がラッチされそのまま保持される。この後、再びキャッ
ピング状態になればラッチデータは更新される。

なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
バブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優
れた効果をもたらすものである。

かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が達成で
きるからである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好
ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュ
アス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマ
ンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシ
ートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、
記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇
を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによ
って、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆
動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形
成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により
吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少な
くとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状
とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、
特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、
より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米
国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２
号明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口、液路、電気熱変換体の組合せ構成
（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈
曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第
４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号
明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加
えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリット
を電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５
９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９
−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効
果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのよ
うなものであっても、記録を確実に効率よ（行いつるか
らである。

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
ても本発明は有効に適用することも可能である。そのよ
うな記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによ
ってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個
の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

加えて、上側のようなシリアルタイプのものでも装置本
体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装
置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチッ
プタイプの記録ヘッド、あるいは上記実施例のように記
録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプ
の記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

また、上記安定化処理以外に本発明に記録装置の構成と
して設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備
的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安
定できるので、好ましいものである。これらを具体的に
挙げれば、上記実施例で述べた以外に記録ヘッドに対し
てのクリーニング手段、加圧手段、電気熱変換体或はこ
れとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備
加熱手段を行なうことも安定した配録を行なうために有
効である。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対
応して複数個数設けられるものであってもよい。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
しては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末
として用いられるものの他、り一ダ等と組合せた複写装
置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態を採るものであってもよい。

［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、最後の
インク吐出やインク吸引からの経過時間、あるいはキャ
ッピング状態またはその解除状態での経過時間のうちの
少なくとも１つ以上の経過時間に応じて、空吐出やイン
ク吸引からなる吐出回復処理の内容が選択される。

また、上記経過時間はインクジェット記録装置の電源が
投入されない場合にもその内容を保持することができる
ため、装置を使用しない間の記録ヘッドにおける吐出状
態の管理を行うことができる。

この結果、インク吸引、空吐出からなる最適の回復処理
を行なうことができ、これにより回復処理による不要な
インク消費を低減できると共に、記録速度の低下をも防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に関するインクジェット記
録装置の模式的斜視図、 第２図は、第１図に示したキャップおよびチューブポン
プの詳細を示す模式的平面図、第３図は、第１図に示し
た装置の制御構成を示すブロック図、 第４図は、本発明の一実施例にかかる処理手順のフロー
チャート、 第５図は、第３図に示した制御構成の変形例を示すブロ
ック図、 第６図（Ａ）および（Ｂ）は、第５図に示したう・ソチ
ＩＣのそれぞれ回路ブロック図およびタイミングチャー
トである。 ３８・・・メモリーおよび周辺回路、 ４０・・・ガイドローラ、 ４１・・・加圧コロ、 ４２・・・チューブポンプ、 ５０・・・ラッチＩＣ。 ｌ・・・記録ヘッド、 ２・・・キャップ、 ５・・・ワイピングブレード、 １５・・・キャリッジ、 １８・・・記録媒体、 ３０・・・ｃｐｕ　。 ３１・・・メモリー ３２・・・タイマー ３３・・・キャッピング位置センサ、 ３７・・・吸引用モータ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吐出されるインク滴によって記録媒体に記録を行う
   ためのインクジェット記録装置において、 前記インクを吐出するための吐出口を配設した記録ヘッ
   ドと、 該記録ヘッドの前記吐出口が配設される面の密閉を行う
   ためのキャッピング手段と、 前記記録ヘッドの前記吐出口において吸引を行うための
   吸引手段と、 前記記録ヘッドによって前記記録媒体以外の所定の部位
   にインク滴を吐出するための空吐出手段と、 前記キャッピング手段によるキャッピング動作またはキ
   ャッピングの解除動作、前記吸引手段による吸引動作、
   および前記空吐出手段による吐出動作または前記記録ヘ
   ッドによる記録にかかる吐出動作からの経過時間のうち
   少なくとも１つ以上の経過時間を保持する計時手段と、 該計時手段の内容を保持させるための当該装置の電源と
   は別の電源手段と、 前記空吐出手段および／または前記吸引手段による動作
   からなる複数の吐出回復処理の中から、前記計時手段の
   内容に応じて、吐出回復処理を選択する処理選択手段と
   、 該処理選択手段が選択する吐出回復処理を前記空吐出手
   段および／または前記吸引手段に実行させる吐出回復制
   御手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）前記記録ヘッドは、電気熱変換体が発生する熱エネ
   ルギーによってインク中に膜沸騰を生じさせ該膜沸騰に
   よる気泡の成長に伴なって前記吐出口からインク滴を吐
   出す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）インクを吐出するための吐出口を有する記録ヘッド
   の吐出口面をキャッピング可能に設けられたキャップと
   、 前記記録ヘッドに供給される電気信号を発生する駆動回
   路と、 前記キャップによるキャッピング動作を含み、少なくと
   も記録ヘッドからの記録に係わらないインクを吐出させ
   るための空吐出、前記記録ヘッド内のインクの吸引およ
   び／または加圧の一つの吐出安定化処理を行なうための
   制御部と、 前記吐出安定化処理の終了からの経過時間を保持する計
   時手段と、 前記計時手段の内容に応じて吐出安定化処理を行なう処
   理選択手段と、 を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。