JPH04197758A - 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、インク吐出口からインクを吐出して被記録材
上に記録を行うインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のインクジェット記録装置には、インクを
吐出する記録ヘッドの吐出面に付着したインク滴や、ご
み等を除去して安定した印字や画像記録を得るために、
ゴム製等のワイパー部材を設け、例えば回復動作の前後
に必要に応じて記録ヘッドのインク吐出面を掃拭するよ
うに構成されたものが多く使用されている。

殊に記録ヘッドをシート送り方向とは直角の方向に走査
して記録を行う形態のシリアルプリンタでは、被記録材
を保持するプラテンの端部近傍に配置したワイパー部材
を掃拭時に移動してくるヘッドの側に向けて突出させ、
キャリッジの移動速度を利用してヘッドのインク吐出面
を拭き取るようにした方式のものが、廉価で信頼性の高
いことから広（用いられてきた。例えば、特開昭５８−
９４４７２号公報には記録ヘッドに対して前進・後退す
る掃拭（ワイパー）部材を備えるとともに記録ヘッドが
掃拭位置に導かれてい（ときのキャリッジ速度を減速さ
せることで記録ヘッドとクリーナとの当接速度を減速さ
せたものが開示されており、このようにキャリッジ移動
速度を適切に減速させることで、ワイパー部材と記録ヘ
ッドとの当接状態を確保することを可能としている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、ワイパー部材による記
録ヘッド掃拭のとき双方の当接状態は変化せず相対速度
のみが変化するだけであるので、その掃拭動作の最終段
階でワイパー部材がヘッドのインク吐出面から外れると
きに、ワイパー部材の先端から拭き取ったインクが飛沫
となって周囲にはね飛ばされ、その飛沫によって記録シ
ートや装置を汚してしまう虞があった。

本発明の目的は、上述したような従来の問題点に着目し
、その解決を図るべく、ワイパー部材によるヘッドの掃
拭時にインクの飛沫が飛散するのを抑制することのでき
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］ かかる目的を達成するために、本発明は、インク吐出口
から被記録材に向けてインクを吐出し記録を行う記録ヘ
ッドと、該記録ヘッドの前記インク吐出口が配列された
インク吐出面に先端部を接触させて掃拭する弾性体のワ
イパー部材と、前記記録ヘッドおよび／またはワイパー
部材を個別に回動させる回動手段とを有し、該回動手段
の駆動により前記ワイパー部材先端部を前記インク吐出
面に摺接させて掃拭が行われるようにしたインクジェッ
ト記録装置において、前記インク吐出面に摺接する前記
ワイパー部材先端部の前記インク吐出面とかかわり合う
量を前記掃拭中に可変する制御手段を設けたことを特徴
とする。

［作　用］ 本発明によれば、ワイパー部材によるインク吐出面の掃
拭動作中、その摺接させるためにワイパー部材先端部が
インク吐出面とかかわり合う量（以下で進入量という）
を制御手段により変化させ、ワイパー部材がインク吐出
面から離面する少なくとも直前にその進入量を減少させ
るようにするもので、これによって、ワイパー部材がイ
ンク吐出面から離面するときに、ワイパー部材の弾性に
よる反動でインクを周囲に放散させ、被記録材や周囲機
器を汚すのを防止することができる。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細かつ具体
的に説明する。

第１図は一実施例として本発明を適用したファクシミリ
装置の例を示す。本実施例によるファクシミリ装置をこ
の図の上で大別すると、２点鎖線で囲んで示すように原
稿搬送系Ａ、光学系Ｂ、電源部Ｃ９電気回路基板り、記
録紙搬送系Ｅ、デカール系Ｆ、供給系Ｇおよび回復系Ｈ
によって構成される。しかしてここで、原稿搬送系Ａお
よび光学系Ｂは原稿】から原稿像を読み取る原稿読取部
を構成しており、ファクシミリ装置の基本動作として、
送信あるいは複写に際して、原稿搬送系Ａの原稿送り台
２に原稿１がセットされると、該原稿１は不図示の駆動
手段より駆動されるローラ列（ローラＲ１・Ｒ２・Ｒ３
Ｒ４）によって矢印方向に搬送されていく。しかして、
その搬送途中の所定の原稿読取ライン（主走査ライン）
位置で原稿１から原稿情報が光学系Ｂ（ランプＬ１、ミ
ラーＭｌ、Ｍ２）の反射光路を介して集光レンズＬｅに
よりラインＣＣＤ３に伝達され、ラインＣＣＤ３により
電気信号に変換されて読み取られる。

なお、受信あるいは複写にあっては、シート搬送系Ｅに
おいて、ロール形状に巻かれた記録シート４が不図示の
駆動手段によって駆動されるローラ列により太線で示す
経路に従って逐次搬送されるもので、その搬送経路の途
中に決め、られた記録ラインで原稿情報に基づいてヘッ
ドユニット５の吐出口からインクが吐出され、記録が行
われる。

このヘッドユニット５からのインクの吐出は、不図示の
電気熱変換体の発生する熱を利用してインク中に気泡を
発生させ、その気泡の圧力変化によってインクを吐出さ
せる、いわゆるバブルジェット方式によって行われるも
のである。

また、電源部Ｃでは外部からＡＣ電源の人力を得て必要
箇所に電力を供給する。電気回路基板りにはマイクロコ
ンピュータシステムを中心に、本装置の各部の機能・動
作を制御するための後述するような回路が構成されてお
り、更に送信回線との接続・解放や、画像情報信号の入
出力用回路を具えている。供給系Ｇはヘッドユニット５
にインクを供給するためのインクカセ・ソト６を有し、
また回復系Ｈはヘッドユニット５に安定した吐８を行わ
せるために必要なりリーニング手段およびキャッピング
手段を具えている。

ついで、本実施例による回復系Ｈおよびデカール系Ｆの
回復動作にかかわる部分の構成を第１図および第２図に
従って説明する。ここで、へ・ンドユニット５は記録シ
ート４の記録幅全幅にわたってインク吐出口が配置され
た、いわゆるフルラインヘッドであり、紙面と鉛直方向
に細長く形成されていてその全体がヘッド軸５Ｂの回り
に回動可能に支持される。また、第１図で７はヘッド軸
５Ｂの周りにヘッドユニット５を回動させるためのステ
ッピングモータ、８はその駆動用のベルトである。

また、上述のヘッドユニット５に対し、１０は回復系Ｈ
に設けられ、ヘッドユニット５に対し、キャッピングお
よび掃拭動作を行うキャップユニットである。キャップ
ユニット１０にはヘッドユニット５のインク吐出面５Ａ
を覆蓋するに足るだけの長さを有するキャップ部材１１
．ワイパー部材１２が第２図に示すような位置に設けら
れていて、キャップユニットｌＯの一端に取り付けられ
たフレーム軸１３により揺動可能に支持される。

なお、キャップユニット１０の揺動動作はフレーム軸１
３に関連して設けられた不図示のステッピングモータに
よって行われるもので、先に述べたヘッドユニット５回
動用のステッピングモータ７とキャップユニット１０の
駆動用ステッピングモータとは共に後述する制御手段に
よりその駆動タイミングと共に速度が制御される。

第３図は本発明にかかるインクジェット記録装置の制御
系を示す。２１はその中央演算処理装置（ＣＰＵ）であ
り、タイマ等を具え、ＣＰＵ２１により原稿読取および
ヘッドユニット５による記録がなされると共に上述した
回復系Ｈによる諸動作が制御される。すなわち、２２は
装置の各モードによる制御手順等が格納されているＲＯ
Ｍ　、　２３は原稿１からの読出しや記録データの格納
に使用されるＲＡＭである。そこで、ＣＰＵ２１では不
図示の操作盤等から入力される指示に従って、原稿搬送
系Ａやシート搬送系Ｅを駆動すると共に原稿読取部（光
学系）Ｂによって原稿１を読取らせ、また、読取られた
情報に基づいてヘッドドライバ２４を駆動し、ヘッドユ
ニット５からインクを吐出させて記録を行う。

また、記録を終えて、ヘッドユニット５にキャッピング
を行うときや、ヘッドユニット５に回復のための動作を
行うときは後述する手順でドライバ２５を介してヘッド
軸駆動モータ（ステッピングモータ）７を駆動し、更に
ドライバ２６を介してフレーム軸駆動モータ２７を駆動
制御する。

以下にそのときの制御動作を手順と共に第２図および第
５図を参照しながら第４図に従って説明する。

まず、ヘッドユニット５の使用されない非記録時のキャ
ッピング状態は、これらの図に図示されていないがヘッ
ドユニット５は第２図の（Ａ）で示す位置にあり、これ
に対してキャップ部材１１がヘッドユニット５のインク
吐出面５Ａを覆蓋した状態に保っている。しかして、例
えば回復動作としてインクをインク吐出面５Ａに設けら
れているインク吐出口から気泡と共に強制的に排出させ
る操作が行われると、そのあとインク吐８面５Ａに残留
付着したインクを掃拭する必要があるので、以下のよう
にしてワイパー部材１２による掃拭動作が行われる。

まず第２図において、（Ａ）はキャップユニット１０の
退避動作を示す。その矢印方向の回動はフレーム軸駆動
用のモータ（ステッピングモータ）２７によって行われ
るもので、一連の回復動作または掃拭動作の指令がＣＰ
Ｕ２１に入力されるとＣＰＵ２１では第４図に示す手順
に従い、まずステップＳ１でキャップユニット１０を駆
動してキャップ部材１１をヘッドユニット５のインク吐
出面５Ａから引き離す。

次にステップＳ２でステッピングモータ７を駆動し、第
２図の（Ｂ）で示すように、ワイパー部材１２による掃
拭位置にヘッドユニット５を導くと共にステップＳ３で
キャップユニットｌＯを矢印方向すなわち（Ａ）に示す
位置からワイパー部材１２をヘッドユニット５のインク
吐出面５Ａに近接させる方向に駆動し、ステップＳ４で
ワイパー部材１２がヘッドユニット５のインク吐出面５
Ａに接触するのを待つ。

そして、ステップＳ５で掃拭を行うが、例えばＣＰＵ２
１の保有するタイマにより、（Ｂ）の状態が確認され、
さらに第５図の（Ａ）および第２図の（Ｃ）のようにし
て不図示のインク吐出口列の掃拭がなされた状態が確認
されたところで、ステップＳ６に進む。そしてここで、
ワイパー部材１２先端部のインク吐出面５Ａにかかわり
合う量（進入量）３０が少なくなるような半退避位置（
第５図（Ｂ））にキャップユニット１０をヘッドユニッ
ト５に対して相対的に移動させる。

すなわち、これにより第５図の（Ｂ）で示すようにワイ
パー部材１２のインク吐出面５Ａに摺接させるために突
出させている進入量３０が少なくなり、ワイパー部材１
２がインク吐出面５Ａから離れるときにワイパー部材１
２の急激な跳ねかえりによってインクの飛沫が周囲に飛
び散るのを防止することができる。殊に本実施例ではワ
イパー部材１２が記録シート４から離れた位置にあり、
しかもその上、掃拭方向をヘッドユニット５による記録
方向と一致させることによってワイパー部材１２の跳ね
かえり方向が記録シート４の保持されている側とは反対
側となり、しかもヘッドユニット５がキャップ部材１１
側から記録領域側に移動されるもので、記録シート４が
汚される虞がない上に周辺の部材を汚染する心配をなく
すことができる。

ついで、掃拭が終了したなら、第２図のＦＤ）で示すよ
うにキャップユニット１０を退避位置に回動（ステップ
Ｓ７）させ、さらに、ステップＳ８で不図示のセンサ等
によりヘッドユニット５が記録位置に導かれたことが確
認されたならば、ステップＳ９でヘッドユニット５の回
動を停止させ、一連の掃拭動作が終了する。

なお、以上の説明ではインク吐出面からインクを強制的
に吐出させる回動動作後、引続き行う掃拭動作について
述べたが、かかる掃拭動作は記録開始直前や、記録の途
中においてもインクミストの付着によるインク吐出面の
濡れや偶発的に付着するごみの除去等のためにも行われ
るもので、そのときの動作手順については上述したとこ
ろと変わらず、その説明を省略する。

なお、以上に述べた実施例のように、インク吐出面５Ａ
の掃拭をヘッドユニット５が、キヤ・ツブ位置から上方
に向って回動して記録位置に達する途中で行っているの
で、ワイパー部材１２が吐出面５Ａからはなれる時の角
度が小さく抵抗が少ないことで、仮に、わずかばかりの
インク滴がインク吐出面５Ａに残留したとしても、ヘッ
ドユニット５が記録位置に移動したときに吐出口よりも
下流側に残留インク滴が位置することになるため例えイ
ンク滴が流れたとしても吐８０部分からはなれる方向と
なるため記録に悪影響を及ぼすことがない。

また、以上に述べた実施例ではキャップユニットを回動
させるにあたり、その回動位置を制御したが、キャップ
ユニットを途中で所定の掃拭位置にとどめておいて、ヘ
ッドユニットの方に対応する動作を行わせ、相対的な位
置制御動作を行わせるようにすることも可能である。更
にまた、本発明の適用はフルライン型のインクジェット
記録ヘッドが使用される場合に限られるものではなく、
記録ヘッドまたはワイパーを回動させることにより掃拭
動作を行うように構成されたものであれば、記録ヘッド
をキャリッジに搭載してその走行により記録が行われる
シリアル型の記録装置にも広く適用できることはいうま
でもない。

以上のように、本発明は、特にインクチエ１．ト記録方
式の中でもバブルジェット方式の記録へ・ンド、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１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、本発明によれば記録を確実に効率
よく行うことができるようになるからである。

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、一体間に形
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、シリアルタイプのものでも、装置本体に固定さ
れた記録ヘッド、あるいは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インクタンクが設け
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、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、記録ヘッド
に対してのキャッピング手段、クリーニング手段の他に
、加圧或は吸引手段、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等を
有し、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行な
うことも安定した記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。すなわ
ち、例えば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、記録ヘッドを一体的
に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよ
ぃが、異なる色の複色カラー、また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。

さらに加えて、以上説明した本発明実施例においては、
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化する
もの、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３
０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインク
の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが
一般的であるから、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よい。加えて、積極的に熱エネルギ
による昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変
化のエネルギとして使用せしめることで防止するか、ま
た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の記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、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、熱エネルギによって
初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は
適用可能である。このような場合のインクは、特開昭５
４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０
号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫
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形態としてもよい。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。

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、リー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
態を採るもの等であってもよい。

［発明の効果コ 以上説明してきたように、本発明によれば、記録ヘッド
および／またはワイパー部材を個別に回動させる回動手
段によりワイパー部材をヘッドのインク吐出面に摺接さ
せて掃拭がなされるようにしたインクジェット記録装置
において、掃拭動作中ワイパー部材先端部をヘッドのイ
ンク吐出面に摺接させるためのかかわり合う量を、掃拭
中に可変する制御手段を設けたので、ワイパー部材がイ
ンク吐出面から離れる少なくとも直前にそのかかわり合
う量を少なくするように制御することによって、インク
がワイパー部材から飛散して周囲を汚すのを防止するこ
とができ、装置の電気配線や読取光学系に支障をきたし
たり、被記録材を汚すような事故が防止される。

また、駆動速度を高速に保ったまま、インクの飛散の少
ない掃拭が可能となるので、掃拭のために全体速度を低
下させるようなことがなく、特にファクシミリ装置のよ
うに通信方式の規格化によって掃拭動作のために要する
時間が制約されるものに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したファクシミリ装置の構成の一
例を示す断面図、 第２図は本発明による掃拭動作の説明図、第３図は本発
明にかかる制御用回路の構成を示すブロック図。 第４図は本発明による掃拭時の制御動作の手順を示すフ
ローチャート、 第５図は本発明によるインク吐出面への進入量可変動作
の説明図である。 ４・・・記録シート、 ５・・・ヘッドユニット、 ５Ａ・・・インク吐出面、 ５Ｂ・・・ヘッド軸、 ７・・・（ヘッド軸駆動用） ステッピングモータ、 ｌＯ・・・キャップユニット、 １１・・・キャップ部材、 １２・・・ワイパー部材、 ２１・・・ｃｐｕ　。 ２２・・・ＲＯＭ、 ２３・・・ＲＡＭ　　、 ２４〜２６・・・ドライバー、 ２７・・・（キャップユニット駆動用）ステッピングモ
ータ、 ３０・・・進入量（ワイパー部材のインク吐出面とかか
わり合う量）。 本１６明１ｚ巾〜かる牛’Ｉ’ｍ回路の７′ロック囚第
３図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インク吐出口から被記録材に向けてインクを吐出し
   記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドの前記インク吐
   出口が配列されたインク吐出面を掃拭するワイパー部材
   と、前記記録ヘッドおよび／またはワイパー部材を個別
   に移動させる移動手段とを有し、該移動手段の駆動によ
   り前記ワイパー部材を前記インク吐出面に摺接させて掃
   拭が行われるようにしたインクジェット記録装置であっ
   て、 前記インク吐出面に摺接する前記ワイパー部材の前記イ
   ンク吐出面とかかわり合う量を前記掃拭中に可変する制
   御手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装
   置。 ２）前記制御手段は前記ワイパー部材が吐出面から離面
   する少なくとも直前に前記インク吐出面とかかわり合う
   量を少なくするように制御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）前記記録ヘッドは、インクに状態変化を生起させる
   ことで吐出口からのインクの吐出を行なわせるために利
   用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有する
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかの項に記
   載のインクジェット記録装置。