JPH08127137A - インクジェット装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 それぞれ液体を吐出させる複数の吐出口が形
成されたヘッドユニットを複数ユニット配列してなるラ
インヘッドのインクの吐出不良を効率良く低コストにて
解消し得るインクジェット装置を提供する。 【構成】 それぞれ液体を吐出させる複数の吐出口が形
成されたヘッドユニット１３を複数ユニット配列してな
るラインヘッド１２と、このラインヘッド１２の前面と
対向し得るヘッドキャップ１４と、このヘッドキャップ
１４に対して移動可能に保持されてヘッドユニット１３
に形成された吐出口からの液体の吐出不良を個々のヘッ
ドユニット１３毎に回復させ得る回復手段と、任意のヘ
ッドユニット１３と回復手段とが正対し得るようにヘッ
ドキャップ１４に対する回復手段の位置を識別するため
の位置決め手段とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、それぞれ液体を吐出さ
せる複数の吐出口が形成されたヘッドユニットを複数ユ
ニット配列してなるラインヘッドを具えたインクジェッ
ト装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等の情報処理機器の出力端
末や、リーダ等と組合せた複写装置、あるいは送受信機
能を有するファクシミリ装置の他に、捺染装置等にも適
用可能なインクジェット装置において、それぞれインク
や染料等の液体（以下、これらを一括してインクと記述
する）を吐出させる複数の吐出口が形成されたヘッドユ
ニットを複数ユニット配列してなるラインヘッドを具え
たものは、このラインヘッドが所定の印刷媒体の幅に対
応した印字幅を有しているため、記録紙や布地等の印刷
媒体の搬送のみによってその印刷領域に所望の印刷を行
うことが可能である。しかも、ラインヘッドが固定され
ていることから機構が簡単で、かつ可動部分を少なく構
成できるため、騒音や振動を少なくすることが可能な
上、一度に印刷幅分の印字ができるので、印刷に要する
時間を大幅に短縮させることができる。

【０００３】しかし、このような形式のインクジェット
装置においては、長尺のラインヘッドを高い信頼性でし
かも安価に製造することが困難なため、従来ではそれぞ
れインクを吐出させる複数の吐出口が形成されたヘッド
ユニットを複数ユニット上下にずらしながら配列した疑
似的なラインヘッドで代用している場合が多い。

【０００４】ところで、上述したインクジェット装置に
おいて、吐出口に気泡や塵埃が詰まったり、あるいは水
分の蒸発により高粘性となったインクが残留している
と、インクの吐出不良が発生する。このようなインクの
吐出不良を解消するためには、ラインヘッド全体を一括
して吸引回復させる方法と、ラインヘッドを構成する各
ヘッドユニット毎に独立した回復手段を設け、吐出不良
を起こしたヘッドユニットのみを選択的に吸引回復させ
る方法とが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】インクの吐出不良が発
生した場合、インクジェット装置のラインヘッド全体を
一括して回復させる方法では、全ての吐出口に回復作用
が働くため、多量のインクが無駄に消費されることとな
る。

【０００６】この点、ラインヘッドを構成する各ヘッド
ユニット毎に独立した回復手段を設け、吐出不良を起こ
したヘッドユニットのみを選択的に吸引回復させる方法
では、インクの消費を最小限に抑えることができるもの
の、ヘッドユニットの数に対応した数の回復手段を設け
る必要があり、部品点数の増大や設置スペース等の点で
機械的な制約が多く、製造コストが大幅に増大する。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、それぞれ液体を吐出さ
せる複数の吐出口が形成されたヘッドユニットを複数ユ
ニット配列してなるラインヘッドのインクの吐出不良を
効率良く低コストにて解消し得るインクジェット装置を
提供することにある。

【０００８】本発明の別な目的は、吐出不良を起こした
ヘッドユニットを容易に特定し得るインクジェット方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の形態は、
それぞれ液体を吐出させる複数の吐出口が形成されたヘ
ッドユニットを複数ユニット配列してなるラインヘッド
と、このラインヘッドの前面と対向し得るヘッドキャッ
プと、このヘッドキャップに対して移動可能に保持され
て前記ヘッドユニットに形成された吐出口からの液体の
吐出不良を個々の前記ヘッドユニット毎に回復させ得る
回復手段と、任意の前記ヘッドユニットと前記回復手段
とが正対し得るように前記ヘッドキャップに対する前記
回復手段の位置を識別するための位置決め手段とを具え
たことを特徴とするものである。

【００１０】本発明の第二の形態は、それぞれ液体を吐
出させる複数の吐出口が形成されたヘッドユニットを複
数ユニット配列してなるラインヘッドを具えたインクジ
ェット装置を用い、前記ラインヘッドのすべての前記吐
出口から液体が正常に吐出されることを確認するための
試験プリントの際に、個々の前記ヘッドユニットと対応
する識別符号を併せてプリントするようにしたことを特
徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明によると、ラインヘッドのすべての吐出
口から液体が正常に吐出されることを確認するための試
験プリントの際に、個々のヘッドユニットと対応する識
別符号を併せてプリントしているため、インクの吐出不
良となっているヘッドユニットがその識別符号によって
把握される。

【００１２】そして、この識別符号に基づいてヘッドキ
ャップに対する回復手段の位置を位置決め手段を利用し
て設定することにより、インクの吐出不良となっている
ヘッドユニットと回復手段とを正対させ、このヘッドユ
ニットの回復操作を行う。

【００１３】

【実施例】本発明をインクジェット記録装置に応用した
一実施例について、図１〜図５を参照しながら詳細に説
明する。

【００１４】本実施例によるインクジェット記録装置の
主要部の概略構造を表す図１およびそのラインヘッドと
ヘッドキャップとを抽出拡大した図２に示すように、筺
体１１内に組み込まれるラインヘッド１２は、前面にそ
れぞれ複数の吐出口を形成した複数ユニット（図示例で
は１４ユニット）のヘッドユニット１３にて主要部が構
成され、これらヘッドユニット１３は図示しない記録媒
体の幅方向にその全幅に対応した範囲に亙って上下に千
鳥状にずらして配列した状態となっている。

【００１５】このラインヘッド１２の前面と正対し得る
ヘッドキャップ１４は、記録媒体の幅方向に延びるキャ
ップブラケット１５に対してラインヘッド１２との対向
方向に往復動自在に保持され、これらヘッドキャップ１
４とキャップブラケット１５との間には、ヘッドキャッ
プ１４をラインヘッド１２との対向方向に移動させ得る
アクチュエータ１６が設けられている。つまり、このア
クチュエータ１６を作動させることにより、ラインヘッ
ド１２に対してヘッドキャップ１４を密着させたり、逆
にラインヘッド１２からヘッドキャップ１４を引き離す
ことができるようになっている。

【００１６】前記キャップブラケット１５は、その幅方
向一端部が筺体１１に設置されたキャップ昇降用モータ
１７の駆動によって連れ回るプーリ１８に巻き掛けられ
たワイヤ１９に連結され、図示しない案内装置を介して
ヘッドキャップ１４がラインヘッド１２の前面と正対す
る回復作業位置とその下方の図１に示す待機位置との間
を筺体１１に対して昇降するようになっている。

【００１７】なお、筺体１１とワイヤ１９との間には、
ワイヤ１９の張力を適切に保持するための張力調整部材
２０が設けられている。

【００１８】筺体１１の上端部には、ヘッドキャップ１
４の上昇端となる回復作業位置を設定するための一対の
ヘッドキャップ上昇端検出センサ２１, ２２が設けられ
ている。また、筺体１１の下端部には、インクジェット
記録装置の記録作業時において、この記録動作を阻害し
ないヘッドキャップ１４の下降端となる待機位置を設定
するためのヘッドキャップ下降端検出センサ２３が設け
られている。これらヘッドキャップ上昇端検出センサ２
１, ２２およびヘッドキャップ下降端検出センサ２３と
して、本実施例ではそれぞれフォトカプラを採用してい
るため、ヘッドキャップ１４の幅方向他端側には、ヘッ
ドキャップ１４の回復作業位置にてヘッドキャップ上昇
端検出センサ２１, ２２の光路を遮る一方、ヘッドキャ
ップ１４の待機位置にてヘッドキャップ下降端検出セン
サ２３の光路を遮る遮光用のドッグ板２４が装着されて
いる。

【００１９】図２および本実施例におけるヘッドキャッ
プ１４の分解構造を表す図３およびこのヘッドキャップ
１４のラインヘッド１２との対向面側の外観を表す図４
に示すように、本実施例におけるヘッドキャップ１４
は、記録媒体の幅方向に沿った長穴２５が形成された外
カバー２６と、この外カバー２６の長穴２５に沿って摺
動自在に係合し、オペレータによって操作される位置合
わせ用つまみ２７と、外カバー２６内に収納され、かつ
長穴２５に沿って所定間隔でヘッドユニット１３の数に
対応した接続口２８を形成した仕切り板２９と、この仕
切り板２９を挟んで外カバー２６に嵌着され、ラインヘ
ッド１２と対向し得る押さえ板３０とで主要部が構成さ
れる。

【００２０】前記位置合わせ用つまみ２７には、Ｏリン
グ３１を介して仕切り板２９に密着状態で摺接するスラ
イダ３２が連結されている。そして、仕切り板２９と対
向するＯリング３１で囲まれたスライダ３２の先端面に
は、位置合わせ用つまみ２７に連結された吸引管３３を
介して図示しない吸引ポンプに連通する図示しない開口
が形成されている。また、押さえ板３０の内側には、ラ
インヘッド１２のヘッドユニット１３と正対し得る吸引
口３４をそれぞれ有する複数（図示例では１４個）の吸
引ポケット３５が記録媒体の幅方向に沿って上下に千鳥
状にずらした状態で設けられ、各吸引ポケット３５と仕
切り板２９の接続口２８とは、連通管３６を介してそれ
ぞれ連通状態となっている。さらに、押さえ板３０の先
端面には、各吸引口３４を囲むシールパッキング３７が
突設されている。これらシールパッキング３７はゴムな
どの弾性伸縮材料にて形成され、ヘッドキャップ１４が
その回復作業位置にてラインヘッド１２側へ移動した時
に、各ヘッドユニット１３を囲むように圧縮変形してヘ
ッドユニット１３と吸引ポケット３５の吸引口３４とが
液密状態で連通するようになっている。

【００２１】一方、外カバー２６には、あらかじめ各ヘ
ッドユニット１３に付与した固有の番号と対応する識別
符号Ｒが設けられており、本実施例では図２中、左側か
ら順に１から１４までの番号をヘッドユニット１３に付
与している。そして、位置合わせ用つまみ２７に設けた
指針３８を各識別符号Ｒの標線Ｌに合致させた時、この
合致した識別符号Ｒに対応するヘッドユニット１３と正
対し得る吸引ポケット３５と、位置合わせ用つまみ２７
の吸引管３３とが連通するように、これら識別符号Ｒに
対応する標線Ｌの位置が設定されている。

【００２２】一方、ラインヘッド１２の正常吐出を確認
するための試験印刷を行う場合、筺体１１内の図示しな
いコントローラに予め組み込まれた手順に従って、例え
ば図５に示すような印刷パターン中に上述したヘッドユ
ニット１３の識別符号Ｒと対応する識別符号Ｒを併せて
印刷する。この印刷パターンとしては、各ヘッドユニッ
ト１３の全吐出口の正常吐出を確認できるものであれ
ば、どのようなパターンでも良い。本実施例では、各ヘ
ッドユニット１３の印刷パターンの上側にこれと対応す
る識別符号Ｒを図５中、右側から順に１から１４まで印
字している。

【００２３】なお、各ヘッドユニット１３の識別符号Ｒ
としては、本実施例のような数字以外の他の文字などを
採用することも当然可能である。

【００２４】このインクジェット記録装置の使用中に印
刷不良が発生した場合、図５に示す印刷パターンを試験
印刷する。そして、印刷不良がどの識別符号Ｒのヘッド
ユニット１３にて発生しているかを把握する。次に、キ
ャップ昇降用モータ１７を駆動し、ワイヤ１９を介して
ヘッドキャップ１４をキャップブラケット１５と共に待
機位置から回復作業位置へ上昇させる。そして、この回
復作業位置にてさらにアクチュエータ１６を駆動してヘ
ッドキャップ１４をラインヘッド１２側へ前進させ、各
ヘッドユニット１３と吸引ポケット３５の吸引口３４と
をシールパッキング３７を介して液密に連通させる。し
かる後、オペレータが印刷不良となっているヘッドユニ
ット１３の識別符号Ｒと対応した識別符号Ｒの標線Ｌに
位置合わせ用つまみ２７の指針３８を合致させ、図示し
ない吸引ポンプを駆動して印刷不良となっているヘッド
ユニット１３の吐出口からインクなどを吸引ポケット３
５の吸引口３４および連通管３６, 仕切り板２９の接続
口２８, Ｏリング３１, スライダ３２の開口, 連通管３
３を順に介して吸引排出し、ヘッドユニット１３の回復
処理を行う。

【００２５】このように、吐出不良が生じたヘッドユニ
ット１３からのみインクを吸引して不良要因を除去する
ようにしたので、使用する吸引ポンプが低能力のもので
も充分であり、しかも吐出不良となっていないヘッドユ
ニット１３からインクを徒らに浪費することを防止でき
る。

【００２６】この回復処理を完了した後は、再びアクチ
ュエータ１６を逆に駆動してヘッドキャップ１４をライ
ンヘッド１２から引き離し、さらにキャップ昇降用モー
タ１７を逆に駆動してヘッドキャップ１４を回復作業位
置から待機位置へ下降させる。

【００２７】なお、本発明は、特にインクジェット方式
の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネ
ルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば、電気熱
変換素子やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギにより
インクの状態変化を生起させる方式のインクジェットヘ
ッドや、インクジェット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プリントの高密度
化, 高精細化が達成できるからである。

【００２８】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４, ７２３, １２９号明細書や、同第
４, ７４０, ７９６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。この方式はいわゆる
オンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適
用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、イ
ンクが保持されているシートやインク路に対応して配置
されている電気熱変換素子に、プリント情報に対応して
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、電気熱変換素
子に熱エネルギを発生させ、インクジェットヘッドの熱
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。この気泡の成長および収縮により吐出用開口を
介してインクを吐出させ、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４, ４６３, ３５９号明
細書や、同第４, ３４５, ２６２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４, ３１３, １２４
号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優
れたプリントを行うことができる。

【００２９】インクジェット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とインク路
と電気熱変換素子との組合せ構成（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４, ５５８, ３３３
号明細書や、米国特許第４, ４５９, ６００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
数の電気熱変換素子に対し、共通するスリットを電気熱
変換素子の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１
２３６７０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した特開昭５９−１
３８４６１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、インクジェットヘッドの形態
がどのようなものであっても、本発明によればプリント
を確実に効率良く行うことができるようになるからであ
る。

【００３０】さらに、インクジェット装置がプリントで
きる被プリント媒体の最大幅に対応した長さを有するフ
ルラインタイプのインクジェットヘッドに対しても本発
明は有効に適用できる。そのようなインクジェットヘッ
ドとしては、複数のインクジェット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
のインクジェットヘッドとしての構成の何れでも良い。

【００３１】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定されたインクジェットヘッド、
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インクジェットヘッド、あるい
はインクジェット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インクジェットヘッド
を用いた場合にも本発明は有効である。

【００３２】また、本発明のインクジェット装置の構成
として、インクジェットヘッドの吐出回復手段や、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、インクジェットヘッドに対してのキャッピン
グ手段や、クリーニング手段, 加圧あるいは吸引手段,
電気熱変換素子やこれとは別の加熱素子あるいはこれら
の組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、プリン
トとは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることがで
きる。

【００３３】また、搭載されるインクジェットヘッドの
種類や個数についても、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、プリント色や濃度を異
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
であっても良い。すなわち、例えばインクジェット装置
のプリントモードとしては黒色等の主流色のみのプリン
トモードだけではなく、インクジェットヘッドを一体的
に構成するか、複数個の組み合わせによるか何れでも良
いが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフルカラ
ーの各プリントモード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。

【００３４】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
くは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃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、使用プ
リント信号付与時にインクが液状をなすものを用いても
良い。加えて、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さ
せることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いても良い。何れにしても熱エネルギのプ
リント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、被プリント媒体に到達する
時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネル
ギの付与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、電気熱変換素子に対して対向するような形態
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。

【００３５】さらに加えて、本発明にかかるインクジェ
ット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良い。

【００３６】

【発明の効果】本発明によると、ラインヘッドのすべて
の吐出口から液体が正常に吐出されることを確認するた
めの試験プリントの際に、個々のヘッドユニットと対応
する識別符号を併せてプリントするようにしたので、吐
出不良となっているヘッドユニットの位置を迅速に特定
することができる。

【００３７】また、ヘッドユニットに形成された吐出口
からの液体の吐出不良を個々のヘッドユニット毎に回復
させ得る回復手段をヘッドキャップに対して移動可能に
保持し、ヘッドキャップに対する回復手段の位置を識別
するための位置決め手段を設けたので、吐出不良となっ
ているヘッドユニットと回復手段とを正対させ、その吐
出不良を極めて容易かつ迅速に解消することができる。
しかも、回復手段に使用されるポンプを小能力のものに
することができ、正常なヘッドユニットから液体を吸引
しないので、液体の無駄な消費を抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をインクジェット記録装置に応用した一
実施例における主要部の外観を透視状態で表す斜視図で
ある。

【図２】図１に示した実施例におけるインクジェットヘ
ッドおよびヘッドキャップの部分を抽出拡大した斜視図
である。

【図３】図１および図２に示した実施例におけるヘッド
キャップの部分の分解斜視図である。

【図４】図１〜図３に示した実施例におけるヘッドキャ
ップを押さえ板側から見た外観の斜視図である。

【図５】本発明による試験プリントの印刷パターンの一
例を示す破断図である。

【符号の説明】

１１ 筺体 １２ ラインヘッド １３ ヘッドユニット １４ ヘッドキャップ １５ キャップブラケット １６ アクチュエータ １７ キャップ昇降用モータ １８ プーリ １９ ワイヤ ２０ 張力調整部材 ２１, ２２ ヘッドキャップ上昇端検出センサ ２３ ヘッドキャップ下降端検出センサ２３ ２４ ドッグ板 ２５ 長穴 ２６ 外カバー ２７ 位置合わせ用つまみ ２８ 接続口 ２９ 仕切り板 ３０ 押さえ板 ３１ Ｏリング ３２ スライダ ３３ 吸引管 ３４ 吸引口 ３５ 吸引ポケット ３６ 連通管 ３７ シールパッキング ３８ 指針 Ｌ 標線 Ｒ 識別符号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ液体を吐出させる複数の吐出口
   が形成されたヘッドユニットを複数ユニット配列してな
   るラインヘッドと、 このラインヘッドの前面と対向し得るヘッドキャップ
   と、 このヘッドキャップに対して移動可能に保持されて前記
   ヘッドユニットに形成された吐出口からの液体の吐出不
   良を個々の前記ヘッドユニット毎に回復させ得る回復手
   段と、 任意の前記ヘッドユニットと前記回復手段とが正対し得
   るように前記ヘッドキャップに対する前記回復手段の位
   置を識別するための位置決め手段とを具えたことを特徴
   とするインクジェット装置。
2. 【請求項２】 それぞれ液体を吐出させる複数の吐出口
   が形成されたヘッドユニットを複数ユニット配列してな
   るラインヘッドを具えたインクジェット装置を用い、 前記ラインヘッドのすべての前記吐出口から液体が正常
   に吐出されることを確認するための試験プリントの際
   に、 個々の前記ヘッドユニットと対応する識別符号を併せて
   プリントするようにしたことを特徴とするインクジェッ
   ト方法。