JPH04197757A - 画像出力装置 - 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］ 本発明はインクを被記録材に吐出することで画像記録を
行なう画像出力装置に関する。

〔従来の技術１ 従来、この種の画像出力装置はインクを吐出する記録ヘ
ッドの記録能力を維持するための吐出面回復手段または
吐出口回復手段もしくはヘッド保存手段が記録位置の一
端のみに設けられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の画像出力装置は、吐出面回復手段または
吐出口回復手段もしくはヘッド保存手段が記録位置の片
方のみに設けられているので下記のような問題点がある
。

１）吐出面回復手段の場合。

記録ヘッドの保守のために、定期的に空吐出を行なうが
吐出面にインク液滴が残留し、そのまま印字等を行なう
と吐出不良を起したり、被記録材に不要なインク液滴付
着を生じる。このような吐出面の残留物をとりのぞくた
めに、吐出面回復手段により吐出面の回復を行なう。

しかしながら従来例では、たとえば印字等を行うための
データが印字ライン分そろうまで、吐出面回復手段の無
い側の記録位置で待機していた場合に、上記の空吐出の
時期になると、いったん（印字しないで）記録ヘッドを
吐出面回復手段の有る側に移動し、空吐出と吐出面の回
復を行なった後、ふたたび記録ヘッドを吐出面回復手段
の無い側にもどさなくてはならない。この往復動作のた
め、印字スピードが落ちたり、記録紙づまりの発生する
確率が上ったりする。

２）吐出口回復手段の場合。

吐出面回復手段の場合と同様に、記録ヘッドが吐出口回
復手段の無い側の記録位置で待機していた場合に、上記
の保守時期になると、しＡつたん（印字しないで）記録
ヘッドを吐出口回復手段の有る側に移動し、回復処理を
行った後ふたたび吐出口回復手段の無い側にもどさなく
てはならない。したがって、吐出面回復手段の場合と同
様の不都合が生ずる。

３）ヘッド保存手段の場合。

記録ヘッドの走査中に、異物の混入や記録紙づまりなど
の原因により、記録ヘッドがヘッド保存手段側にもどれ
ない時、記録へ・ソトの保存が不可能となり、記録ヘッ
ドが乾燥し、インク液滴の吐出口が使用不可能となって
しまっていた。

本発明は上記問題点のない画像出力装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段１ 本発明の画像出力装置は、インクを被記録材に吐出する
記録ヘッドと、前記記録ヘッドを記録位置および前記記
録ヘッドの回復位置に移動する手段とを具備する画像出
力装置であって、前記記録ヘッドの回復を行なう回復手
段が前記記録位置の両端に設けられており、 好ましくは回復手段が、記録ヘッドの吐出面の回復を行
なうための吐出面回復手段であり、あるいは、回復手段
が、記録ヘッドの吐出口の回復を行なうための吐出口回
復手段であり、さらに好ましくは、回復手段が、記録ヘ
ッドの保存処理を行なうためのヘッド保存手段であり、
あるいは、回復手段の一方が、吐出面回復手段であり、
他方がヘッド保存手段であり、あるいは、回復手段の一
方が、吐出面回復手段であり、他方が吐出口回復手段で
あり、あるいは、回復手段の一方が、吐出口回復手段で
あり、他方がヘッド保存手段であり、あるいは、記録ヘ
ッドは、熱エネルギーを利用して吐出口からインクを吐
出させるもので、熱エネルギーを発生する手段として電
気熱変換体を有している。

〔作　用１ 記録位置の両端のいずれ側においても記録記録ヘッドは
、吐出面回復手段または吐出回復手段もしくはヘッド保
存手段により、記録機能の回復または維持が行なわれる
。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の画像出力装置の第１の実施例を示す構
成図、第２図は第１図の記録ヘッド１０１の吐出口部分
の拡大図、第３図は第１図の実施例を示すブロック図で
ある。

１０１は記録ヘッド、１０２は記録ヘッド１０１を移動
させる搬送ワイヤ、１０３はモーター、１０４は記録ヘ
ッドの位置検出を行なうロータリーエンコーダ、１０５
は記録紙、１０６及び１０７は記録ヘッドの乾燥を防ぐ
保存キャップ、１０８及び１０９は記録ヘッドの吐出面
に付着したゴミを取り除くワイパー、１１０及び１１１
は記録ヘッドの空吐出時にインクをキャップより吸い出
すポンプである。記録ヘッド１０１は位置１１２から位
置１１３の間をモーター１０３によって移動される。１
１４はカムであり、記録ヘッド１０１が位置１０２に来
ると、てこの作用で保存キャップ１０６を記録ヘッドに
押し当てる。１１５もカムであり、ヘッド１０１が位置
１１３に来ると、てこの作用で保存キャップ１０７を記
録ヘッドに押し当てる。

２０１．２０２．〜，２０９は着色インクの吐出口、２
１０は赤外線発光素子、２１１は赤外線受光素子、２１
２は発光素子２１０より発した光ビームの進行方向、２
１３は吐出口２０３より吐出したインク液滴、２１４は
保存キャップ１０６の中を負圧にしてインクを排出する
ポンプにつながるパイプである。本実施例では吐出口は
一列に並んでおり、その並びは記録ヘッドの移動方向と
垂直に配しである。したがって、記録ヘッドを移動しな
がら吐出口２０１〜２０９よりインクを吐出することで
、９ライン分の印刷が出来る。保存キャップ１０７は保
存キャップ１０６と同じ構成である。

３０１は全体の制御を行なう制御装置、３０２は保存キ
ャップ１０６の前記赤外線発光素子／受光素子で構成さ
れる吐出インク検出装置Ａであり、３０３は保存キャッ
プ１０７の前記赤外線発光素子／受光素子で構成される
吐出インク検出装置Ｂである。３０４はコード／画像パ
ターン変換機能を持つキャラクタ発生装置、３０５は外
部から人力されるキャラクタコード信号、３０６は記録
紙搬送装置、３０７は空吐出タイマーである。

次に本装置の印字動作（ここでいう印字とは文字のみに
限定されるものでわない）について、概要を第４図のフ
ローチャートを参照しながら説明する。

まず初めに空吐出タイマーをスタートさせる（ステップ
４００）。空吐出とは、記録ヘッド（以降、ヘッドと略
記する）の吐出口保守のために、一定時間間隔ごとに全
吐出口のインク液滴の吐出を行なうことであり、空吐出
タイマーはその時間間隔を計測している。空吐出タイマ
ーは本装置が待機中でも動作する。本画像出力装置はヘ
ッドの移動で９ラインずつ印字するので９ラインを１行
とし、１行分のデータを外部の制御装置より受は取った
か判断する（ステップ４０１）、ヘッドは初め第１図の
位置１１２に居り、１行分のデータが揃ったと判断した
場合、ヘッドを位置１１２から位置１１３の方向へ移動
しながら印字する（ステップ４０２）。ヘッドの移動中
の位置及び移動状況はロータリーエンコーダー１０４で
監視してヘッドが１１３の位置に達したかどうか判断し
くステップ４０４）、移動できない場合は移動方向を逆
転して１１２の位置へ戻り（ステップ４０７）、動作を
終了する。１行の印字を行ないステップ４０３でヘッド
が１１３の位置にきたと判断されると、制御部は空吐出
タイマー３０７から空吐出時間になったかどうかを判断
する（ステップ４０５）、空吐出時間になっているとき
は、空吐出の処理を行なう（ステップ４０６）。

空吐出の詳細な説明は後に述べる。空吐出の時間ではな
い場合、および空吐出が終わった後、制御部は外部装置
よりデータエンド信号を受は取ったかどうかを判断しく
ステップ４０８）、データエンド信号を受は取ったなら
ば画像出力動作を終了する。データエンド信号を受は取
っていないならば次の１行分のデータが揃ったかどうか
判断しくステップ４０９）、１行分のデータが揃ったら
、ヘッドを第１図の位置１１３から位置１１２の方向に
移動しながら印字する（ステップ４１Ｏ）。ヘッドの移
動中にヘッドが位置１１２に到達したかどうか判断する
（ステップ４１１．）とともに移動中に異物もしくは紙
ずまりの原因によりヘッドが位置１１３から位置１１２
の方向に移動出来ないかどうか判断しくステップ４１２
）、移動出来ない時にはヘッドを位置１１３に戻して（
ステップ４１５）終了する。１行の印字の終わりにヘッ
ドが位置１１２に来たか判断しくステップ４１１）、来
た場合には、制御部は空吐出タイマーにより空吐出時間
になったかどうかを判断する（ステップ４１３）。そし
て空吐出の時間になっているときは、空吐出の処理を行
なう（ステップ４１４）。空吐出の詳細な説明は後で述
べる。空吐出の時間ではない場合、および空吐出が終わ
った後、制御部は外部装置よりデータエンド信号を受は
取ったかどうかを判断する（ステップ４１６）。データ
エンド信号を受は取ったならば画像出力信号を終了する
、データエンド信号を受は取っていないならば、前述の
ステップ４０１に戻る。

次に、ヘッド１０１が位置１１２，１１３に来る時と来
た方向に戻る時の詳細な動作について第５図、第６図を
参照して説明する。ただし、位置１１２の動作と位置１
１３の動作とは左右対称な動作となるので、ここでは位
置１１２における動作についてのみ説明する。

第５図はヘッド１０１が位置１１２に向う方向で、矢印
６０１で示される方向に移動している状態を示している
。位置１１２に近づくと、まずワイパー１０８がヘッド
１０１の吐出面に接触する。更にヘッド１０１が移動し
ていくと、ちょうどワイパー１０８がヘッド１０１の表
面をぬぐうことになる。したがってワイパー１０８によ
り、印字中にヘッド１０１の吐出面に付いたごみやイン
クかすが取り除かれ吐出面の保守が行われる。

そして更にヘッド１０１が移動して位置１１２に来ると
、カム１４を押すにのカム１１４を押した状態の位置に
来たことをロータリーエンコーダ１０４から制御部が検
知してヘッドの移動を停止する。保存キャップ１０６は
、ヘッド１０１が位ｆｉｌ１２にない時は、ヘッド１０
１の吐出面より低い位置にある。そして、ヘッドが位置
１１２に来ると、カム１１４がヘッド１０１に押され、
そのてこの作用で保存キャップ１０６が押し上げられ、
ヘッド１０１に押し当てられる。第６図は保存キャップ
１０６がヘッド１０１に押し当てられた状態を示してい
る。ヘッド１０１は、印字しない状態で長時間外気中に
放置しておくと吐出口のインクが乾燥し吐出口のめづま
りを起こすため、印字しない状態では第６図の状態で待
機している（以後、保存状態と記す）。ヘッドが保存状
態になると、制御部は空吐出タイマーを監視し、空吐出
時間であれば空吐出を行ない、空吐出時間でなければそ
のまま保存状態で次の印字が始まるまで待機する。

空吐出の動作を第８図のフローチャートを参照して説明
する。

まず初めに制御部はポンプを動作させ（ステップ５０１
）　、保存キャップ内を負圧にする。次に保存キャップ
に備えである赤外線発光素子（第２図の２１０参照）を
動作させる（ステップ５０２）、赤外線発光素子２１０
より発光した赤外線は、吐出口より吐出する液滴の経路
を横切り赤外線受光素子２１１に入射する。そして吐出
口２０１よりインク液滴（以降、液滴と略記する）の吐
出を行なう（ステップ５０３）、次に、液滴の吐出が正
常に行なわれているか判断する（ステップ５０４）。吐
出口２０１より液滴が吐出すると、上記赤外線を横切る
。この時、液滴に含まれる水分は赤外線を吸収するため
、赤外線受光素子に入射する赤外線が減少する。インク
の目づまりなどの原因により、液滴の吐出がなければ赤
外線の受光量は変化しない。したがって制御部はインク
吐出時の赤外線受光素子の受光量を監視していれば、吐
出口が正常か否かの判断が出来る。保存キャップ内に吐
出したインクはバイブ２１４を介してポンプにより外部
に吸い出される。受光量の変化により、液滴の検出を行
ない、液滴が検出できない時には、ステップ５０３に戻
ることにより液滴の検出ができるまで吐出を繰り返して
、吐出口の再生を行なう。保存キャップ内はポンプによ
って負圧にしであるので目づまりした吐出口の再生を容
易にしている。液滴が検出した時には、つづいて吐出口
２０２について上記の動作を繰り返す。

こうして吐出口２０１から吐出口２０９について上記の
動作を繰り返し、全ての吐出口が正常となったら、赤外
線の発光を止め（ステップ５０５）、ポンプの動作を止
め（ステップ５０６）、空吐出の動作を終了し待機状態
に戻る。

次の１行分の印字データが揃うと待機していたヘッド１
０１は位置１１３の方向に移動する（第７図の矢印８０
１の方向）。ヘッド１０１が動きだすと、まず初めにカ
ム１１４がもとの位置に戻り、保護キャップ１０６が下
にさがる、そしてヘッド１０１が矢印８０１の方向に進
むと、ワイパー１０８がヘッドの吐出面に接触し、更に
進むとちょうどワイパー１０８がヘッド１０１の吐出面
をぬぐうことになる。こうして空吐出時にヘッド１０１
の吐出面に付いたインクかすをワイパー１０−８がぬぐ
い、吐出面の保守を行なう。そして１行分の印字を行な
う。

次に本発明の第２の実施例について第９図を参照して説
明する。

９０１は記録ヘッド（以降、ヘッドと略記する）、９０
２と９０３はフェルトシート、９０４と９０５はゴムシ
ート、９０６は記録紙、９０７はヘッド９０１を移動さ
せる搬送ワイヤである。

ヘッド９０１は通常は位置９１０もしくは位置９１１で
待機し、１行分のデータが揃ったら、反対側の位置９１
１もしくは位置９１０に移動しながら印字する。ヘッド
９０１が位置９１０及び９１１で待機している時は、吐
出面にゴムシート９０４．９０５が接触しており、吐出
口を保護している。上記ゴムシートの位置にヘッドが来
る時と、来た方向に戻っていく時に、ヘッドの吐出面は
フェルト９０２もしくはフェルト９０３に接触し、吐出
面をぬぐい、ゴミを取りさり、吐出面の回復を行なう。

吐出口の回復を行なう時は、ヘッド９０１を位置９０８
もしくは位置９０９で停止させておく。

するとフェルト９０２もしくはフェルト９０３の吸収効
果で、吐出口の回復ができる。

さらに本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
キャノン■が提唱している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。

第１０図はバブルジェット方式の記録ヘッドを示す構成
図である。

記録ヘッドＩＡには、列状に設けられた複数個の吐出口
３０から記録液を吐出させるために、印加電圧が供給さ
れる熱エネルギーを発生させる電気熱変換体４ｏが各液
路毎に配設されている。そして駆動信号を印加すること
によって、前記電気熱変換体４０に熱エネルギーを発生
せしめて膜沸騰を生じインク液路内に気泡を形成する。

そしてこの気泡の成長によって前記吐出口３０からイン
ク液滴を吐出させる。

バブルジェット方式の記録ヘッドを用いた記録装置の代
表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７
２３１２９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なうものが好まし
い。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュアン
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
える少なくともひつと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ーを発生せしめ、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
出口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも
一つの液滴を形成する。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なわれるので、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。尚、
上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４
３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用する
と、更に優れた記録を行なうことができる。

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
（直線状液路又は直角流路）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４５５
８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書
にそれぞれ記載の構成でもよい。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５９年第１２３６７０号
公報や熱エネルギー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年第１３８４６１
号公報に基づいた構成としても本発明は有効である。

加えて、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。

更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色の
みの記録モードだけではなく、記録へ２ツドを一体的に
構成するか複数個の組合せによってでもよいが、異なる
色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なくと
も一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

以上説明した本発明の実施例においては、インクを液体
として説明しているが、室温やそれ以下で固化するイン
クであって、室温で軟化もしくは液体となるもの、或は
、インクジェットにおいて一般的に行なわれている温度
調整の温度範囲である３０”Ｃ以上７０℃以下の温度範
囲で軟化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
良い。加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をイン
クの固形状態から液体状態への態度化のエネルギーとし
て使用せしめることで防止するか又は、インクの蒸発防
止を目的として放置状態で固化するインクを用いるかし
て、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付
与によってインクが液化して液状のインクとして吐出す
るものや記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始め
るもの等のような熱エネルギーによって始めて液化する
性質のインク使用も本発明には適用可能である。このよ
うな場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報ある
いは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような
、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は固形物として
保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するよう
な状態としても良い。本発明においては、上述した各イ
ンクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を
実行するものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、吐出面回復手段または吐
出口回復手段もしくはヘッド保存手段を記録位置の両端
にそれぞれ設けたことにより、記録位置の両端のいずれ
側でも記録ヘッドの記録機能の回復及び維持が可能とな
り、ひいては余計なヘッド移動が不要になり、印字スピ
ードが上がり、かつ記録紙づまりの確率が下がるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像出力装置の第１の実施例を示す構
成図、第２図は第１図の記録ヘッド１０１の吐出口部分
の拡大図、第３図は第１図の実施例を示すブロック図、
第４図は第１図の実施例の印字動作を示すフローチャー
ト、第５図。 第６図、第７図は位置１１２における記録ヘッド１０１
の動作を示す説明図、第８図は第１図の実施例の空吐出
の動作を示す説明図、第９図は本発明の第２の実施例を
示す構成図、第１０図はバブルジェット方式の記録ヘッ
ドを示す構成図である。 １０１．９０１・・・ヘッド、 １０２・・・搬送ワイヤ、 １０３・・・モーター、 １０４・・・ロータリーエンコーダ、 １０６．１０７・・・保存キャップ、 １０８、ｌ○９・・・ワイパー、 １１０．１１１・・・ポンプ、 １１４．１１５・・・カム、 ２１０・・・赤外線発光素子、 ２１１・・・赤外線受光素子、 ９０２．９０３−・・フェルト、 ９０４．９０５・・・ゴムシート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インクを被記録材に吐出する記録ヘッドと、前記記
   録ヘッドを記録位置および前記記録ヘッドの回復位置に
   移動する手段とを具備する画像出力装置であって、前記
   記録ヘッドの回復を行なう回復手段が前記記録位置の両
   端に設けられていることを特徴とする画像出力装置。 ２、回復手段が、記録ヘッドの吐出面の回復を行なうた
   めの吐出面回復手段である請求項１に記載の画像出力装
   置。 ３、回復手段が、記録ヘッドの吐出口の回復を行なうた
   めの吐出口回復手段である請求項１に記載の画像出力装
   置。 ４、回復手段が、記録ヘッドの保存処理を行なうための
   ヘッド保存手段である請求項１に記載の画像出力装置。 ５、回復手段の一方が、吐出面回復手段であり、他方が
   ヘッド保存手段である請求項１に記載の画像出力装置。 ６、回復手段の一方が、吐出面回復手段であり、他方が
   吐出口回復手段である請求項１に記載の画像出力装置。 ７、回復手段の一方が、吐出口回復手段であり、他方が
   ヘッド保存手段である請求項１に記載の画像出力装置。 ８、記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して吐出口から
   インクを吐出させるもので、熱エネルギーを発生する手
   段として電気熱変換体を有している請求項１ないし請求
   項７のいずれか１項に記載の画像出力装置。