JPH10166603A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク吸引時に気泡がインク液室内に吸込ま
れる。 【解決手段】 インクを記録ヘッドに吸引するときに
は、インク吸引動作及びワイピング動作を順次複数回繰
返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関し、特に記録ヘッドの吐出面をワイピングし、
キャッピングする手段を備えたインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置の記録ヘッドと
して用いるインクジェットヘッドは、電気機械変換素子
や電気熱変換素子などのエネルギー発生手段で発生した
エネルギーによってインク液室内のインクを加圧して吐
出口からインク滴を吐出するものであるため、記録ヘッ
ドの吐出面に紙カス、ホコリ、あるいはインクが付着す
るなどして吐出口が目詰まりを起こすと、インク滴を吐
出できなくなったり、吐出されたインク滴の方向が曲っ
てしまって画像品質が低下することになる。

【０００３】そこで、一般に、インクジェット記録装置
においては、記録ヘッドに付着した異物を除去したり、
目詰りを起こした記録ヘッドの動作を回復させるため
に、ヘッドの信頼性維持回復手段を備えるようにしてい
る（例えば、特公平７−５０２０４号公報、特開平７−
４７６７９号公報、特開平７−１０１０８５号公報、特
開平７−１３２０７号公報、特開平７−１３７２６８号
公報、特開平７−１７１９６号公報、特開平７−８１０
８５号公報等参照）。

【０００４】このようなヘッドの信頼性維持回復手段と
しては、記録ヘッドの吐出面をワイピングするワイピン
グ手段と、前記記録ヘッドをキャッピングするキャッピ
ング手段とを備えている。そして、記録ヘッドの乾燥や
目詰りを防止すると共に、記録ヘッドのインク液室内の
気泡やそれより上流側の気泡を排出するために、記録ヘ
ッドにキャップを被せて密封し、吸引ポンプによってキ
ャップ内を負圧にして記録ヘッドの吐出口からインクを
強制的に吸引し、また、記録ヘッドの吐出面をゴム等の
弾性材からなるブレードでワイピングして吐出面に付着
した異物を除去するものが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ット記録装置においては、通常、記録ヘッドにインクを
供給するために、記録ヘッドとは別体のインクカートリ
ッジや記録ヘッドと一体のインクタンクを用いる。これ
らのインクカートリッジやインクタンク（以下、両者を
併せて「インク供給体」と称する。）に多孔質体（フォ
ーム体）を内蔵してインクを充填している場合、上述し
たようにキャップを被せてインク供給体から記録ヘッド
を通してインクを吸引したとき、インク供給体のフォー
ム体の毛管力によって、記録ヘッドのインク液室内がイ
ンク供給体に対して負圧になる。

【０００６】一方、インク吸引によって記録ヘッドのイ
ンク液室からインクと共に排出した気泡はキャップ内に
残留することが多く、この場合、記録ヘッドが通常吐出
口を下方に向けて配置されてているために気泡は浮力に
よって吐出面に近傍に溜まることが多くなる。

【０００７】上述したような従来のヘッドの信頼性維持
回復機構においては、インク吸引後にキャップ内のイン
クを排出するために、キャップを開いたり、或いはキャ
ップに接続した大気解放口を開いて、キャップ内を大気
解放する。このとき、上述したようにインク液室内が負
圧になっていることによって、インク液室からインク供
給体側にインクの逆流が生じ、その結果、記録ヘッドの
吐出面に残留付着しているインクが吐出口からインク液
室内に吸い込まれ、そのインクに含まれている気泡もイ
ンク液室内に吸込まれる。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、インク吸引時における気泡の吸込みを低減するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のインクジェット記録装置は、記録ヘッド
の吐出面をワイピングするワイピング手段と、前記記録
ヘッドをキャッピングするキャッピング手段とを備え、
このキャッピング手段で前記記録ヘッドをキャッピング
した状態でインク吸引を行なうインクジェット記録装置
において、インク吸引を行なうときに、インク吸引動作
及びワイピング動作を順次複数回繰返す制御をする手段
を備えた構成とした。

【００１０】請求項２のインクジェット記録装置は、上
記請求項１のインクジェット記録装置において、この記
録装置は前記記録ヘッドにインクを供給するインクカー
トリッジを交換可能に装着でき、前記インクカートリッ
ジが装着されてインク吸引を行なうときにだけ前記イン
ク吸引動作及びワイピング動作を順次複数回繰返す制御
を行なう構成とした。

【００１１】請求項３のインクジェット記録装置は、上
記請求項１のインクジェット記録装置において、この記
録装置はインクを供給するインクタンクとヘッドとを一
体にした記録ヘッドを交換可能に装着でき、前記記録ヘ
ッドが装着されてインク吸引を行なうときにだけ前記イ
ンク吸引動作及びワイピング動作を順次複数回繰返す制
御を行なう構成とした。

【００１２】請求項４のインクジェット記録装置は、上
記請求項１乃至３のいずれかのインクジェット記録装置
において、前記インク吸引動作及びワイピング動作を順
次複数回繰返すときに、ワイピング動作後前記ワイピン
グ手段を清掃する構成とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明に係るインクジ
ェット記録装置の機構部の概略要部正面図、図２は同記
録装置のインクカートリッジと記録ヘッドの連結状態を
説明する要部拡大図、図３は同記録装置のキャップによ
る記録ヘッドのキャッピング状態を説明する要部拡大図
である。

【００１４】このインクジェット記録装置の機構部は、
両側の側板１，２間にガイドロッド３を横架すると共
に、図示しないガイド板を横架して、キャリッジ５の一
端部をガイドロッド３に摺動自在に嵌装保持し、他端部
を上記図示しないガイド板に摺動可能に載置して、キャ
リッジ５を主走査方向（図中の矢示方向）に移動可能と
している。

【００１５】このキャリッジ５の下面側には、それぞれ
イエロー（Ｙ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、シアン
（Ｃ）インク、ブラック（Ｂｋ）インクをそれぞれ吐出
するインクジェットヘッドからなる４個の記録ヘッド６
を、その吐出面（ノズル面）を下方に向けて搭載し、ま
たキャリッジ５の上面側には４個の記録ヘッド６に各々
インクを供給するための各色のインク供給体である４個
のインクカートリッジ７を交換可能に搭載している。

【００１６】このキャリッジ５は、図示しない主走査モ
ータで回転される駆動プーリ８と従動プーリ９との間に
張装したタイミングベルト１０に連結して、主走査モー
タを駆動制御することによってキャリッジ５、即ち４個
の記録ヘッド６が主走査方向（矢示方向）に移動される
ようにしている。

【００１７】また、側板１，２をつなぐ底板１１上にサ
ブフレーム１２，１３を立設し、このサブフレーム１
２，１３間に記録紙１４を副走査方向に送るためのプラ
テンローラ１５を回転自在に保持している。そして、サ
ブフレーム１３側方に副走査モータ１６を配設し、この
副走査モータ１６の回転をプラテンローラ１５に伝達す
るために、副走査モータ１６の回転軸に固定したギヤ１
７とプラテンローラ１５の軸に固定したギヤ１８とを備
えている。

【００１８】ここで、記録ヘッド６は、図２に示すよう
に液室形成部材２１によってインク液室２２とインク滴
を吐出する吐出口２３とを形成し、インク液室２２内の
インクを記録信号に応じて加圧するエネルギー発生素子
２４、例えば圧電素子等の電気機械変換素子や電気熱変
換素子などを配設したものであり、エネルギー発生素子
２４を駆動することによってインク液室２２内のインク
が加圧されて吐出口２３からインク滴が吐出される。こ
の記録ヘッド６にはインクカートリッジ７が交換可能に
装着でき、インクカートリッジ７からのインクを液室形
成部材２１で形成したインク供給路２５を介してインク
液室２２内に供給する。

【００１９】また、インクカートリッジ７は、同図に示
すように、カートリッジケース２６内にフォーム体２７
を内蔵して、このフォーム体２７にインクを充填したも
のであり、インク供給口２８からフィルタ２９を介して
記録ヘッド６にインクを供給する。

【００２０】図１に戻って、側板１とサブフレーム１２
との間には、記録ヘッド６の信頼性維持回復機構（以
下、「サブシステム」という。）３１を配置している。
このサブシステム３１は、各記録ヘッド６の吐出面をキ
ャッピングする４個のキャップ３２をホルダ３３で保持
し、このホルダ３３をリンク部材３４で揺動可能に保持
して、キャリッジ５の主走査方向の移動でホルダ３３に
設けた係合部３５にキャリッジ５が当接することで、ホ
ルダ３３がリフトアップしてキャップ３２で記録ヘッド
６をキャッピングするようにしている。

【００２１】ここで、キャップ３２には、図３に示すよ
うに底面には吸引孔を形成してそれぞれ吸引チューブ３
６を介して吸引ポンプ３７に接続すると共に、大気開放
口を形成して、大気開放チューブ３８及び大気開放バル
ブ３９を介して大気に連通している。なお、吸引ポンプ
３７は吸引した廃液をドレインチューブ等を介して図示
しない廃液貯留槽に排出する。

【００２２】さらに、このサブシステム３１は、記録ヘ
ッド６の吐出面をワイピングする繊維部材、発泡部材或
いはゴム等の弾性部材からなるワイピング手段であるワ
イパブレード４１を揺動可能に配設したブレード４２に
取付けている。このブレードアーム４２は図示しない駆
動手段によって揺動される。

【００２３】次に、このインクジェット記録装置におけ
るサブシステムの制御に係わる部分について図４を参照
して説明する。主制御部５１は、このインクジェット記
録装置全体の制御を司ると共に本発明に係るインク吸引
時の動作を制御する部分を兼ねており、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ及び入出力
ポート及びバッファ類で構成している。

【００２４】主走査モータ駆動回路５２は、主走査モー
タ５３を回転駆動してキャリッジ５を主走査させる。サ
ブシステム駆動回路５４は、吸引ポンプ３７を駆動する
例えばパルスモータ等のポンプ駆動手段５５を駆動して
吸引ポンプ３７を作動させ、大気開放バルブ３９を駆動
してインク吸引／大気開放を切替させ、ブレードアーム
駆動手段５６を駆動してワイパブレード４１をワイピン
グ位置へ移動／退避させる。

【００２５】また、主制御部５１は、インクカートリッ
ジ７が装着されたことを検知するインクカートリッジ装
着センサ５７からの検知信号を入力する。このインクカ
ートリッジ装着センサ５７は、例えばインクカートリッ
ジ７の有無を検知するマイクロスイッチ、或いは、イン
クカートリッジ７に一般に設けられるインクニアーエン
ド又はインクエンド検知用の電極を用いた検知回路で構
成することができる。

【００２６】次に、このように構成したインクジェット
記録装置の作用について図５以降も参照して説明する。
主制御部５１には、記録装置の電源が投入されたとき、
インクカートリッジ装着センサ５７の検知信号がインク
カートリッジ７非装着状態から装着状態になったとき
に、図５に示すようにインク吸引動作を含むシーケンス
の開始指示が与えられる。

【００２７】そこで、主制御部５１は主走査モータ５２
を駆動制御してキャリッジ５をサブシステム側に移動さ
せ、これによってキャリッジ５とキャップホルダ３３の
係合部３５が係合してキャップホルダ３３がリフトアッ
プし、図３に示すようにキャップ３２によって記録ヘッ
ド６の吐出面がキャッピングされる。

【００２８】その後、インク吸引動作を行って必要量の
インクを記録ヘッド６からキャップ３２内に吸引する。
このインク吸引動作では、大気開放バルブ３９を閉じ
て、ポンプ駆動手段５５を駆動制御して吸引ポンプ３７
を作動させることによって、図３に示すように記録ヘッ
ド６のインク液室２２から吐出口２３を介してインクが
キャップ３２内に吸引され、これに伴ってインクカート
リッジ７からインク供給路２５を通じてインクがインク
液室２２内に供給される。このとき、インク液室２２内
の気泡ＢはインクＩと共にキャップ３２内に吸引排出さ
れる。

【００２９】そして、大気開放バルブ３９を開いてキャ
ップ３２内を大気開放した後、吸引ポンプ３７を作動さ
せることによって、キャップ３２内に排出されたインク
Ｉは、気泡Ｂを伴って吸引ポンプ３７で吸引されて図示
しない廃液貯留層に排出される。

【００３０】このようなキャップ２２内からのインク排
出動作を行ったときでも、図６に示すように記録ヘッド
６の吐出面に付着しているインクＩには気泡Ｂが多数残
留している。このとき、記録ヘッド６の上流側のインク
カートリッジ７に内蔵したフォーム体２７の毛管力によ
って、インク液室２２がインクカートリッジ７に対して
負圧になるために、図６に示すようにインク供給路２５
を通じてインク液室２２内のインクがインクカートリッ
ジ７内に逆流することがある。

【００３１】このとき、インク液室２２内が負圧になる
ために、記録ヘッド６の吐出面に付着しているインクが
吐出口２３からインク液室２２内に吸い込まれて、それ
と共に気泡Ｂもインク液室２２内に逆戻りしてしまう。
このインクの逆流現象は吐出口２３にメニスカスが復帰
するまで継続して生じる。

【００３２】そこで、図５に戻って、インク吸引動作終
了後、キャリッジ５をワイピング位置へ移動して記録ヘ
ッド６の吐出面をワイピングして、吐出面に付着してい
る残存インクＩを除去する。このワイピング動作は、図
７にも示すようにブレードアーム４２を揺動させてワイ
パブレード４１をワイピング可能位置へ上昇させた状態
で、キャリッジ５を移動させることによって、ワイパブ
レード４１が記録ヘッド６の吐出面に接触して気泡Ｂを
含むインクＩを除去する。

【００３３】なお、この図５では、インク吸引動作から
ワイピング動作に移行している例で図示しているが、こ
のインク吸引動作からワイピング動作に移行する間に、
インク吸引動作終了後、キャップ内を大気開放し、キャ
ップ内のインクを吸引排出する動作を入れることもでき
る。

【００３４】このようなインク吸引動作及びワイピング
動作を順次所定回数行なった後、上述したと同様にし
て、インク吸引動作を行なって記録ヘッド６内にインク
を吸引し、次いでキャップ３２内のインクを吸引排出
し、更にワイピング動作を行なって印写準備完了状態に
する。

【００３５】この場合、２回目以降のインク吸引動作及
びワイピング動作によっても記録ヘッド６の吐出面に付
着したインクには気泡が含まれるが、インク吸引動作及
びワイピング動作を繰返すに従って気泡の数及び量は漸
次低減し、インク液室内に逆流する気泡が少なくなる。

【００３６】このように記録ヘッドからのインク吸引を
行なうときに、インク吸引動作及びワイピング動作を順
次複数回繰返すことによって、インク吸引動作に伴う記
録ヘッド吐出面の付着インクに含まれる気泡が少なくな
って、インクカートリッジに対してインク液室が負圧に
なることによって記録ヘッド内へ引き戻される気泡の量
が低減する。

【００３７】この場合、インク吸引を行なうときにイン
ク吸引動作及びワイピング動作を順次複数回繰返す動作
は常時行なっても良いが、インク内に気泡が混入するの
はインクカートリッジが初めて装着（初装填）されたと
き、インクカートリッジが交換されて新たなインクカー
トリッジが装着（再装填）されたときであるので、これ
らのときだけインク吸引動作及びワイピング動作を順次
複数回繰返す動作をすれば、気泡の逆流を低減しつつイ
ンク消費量を抑えることができる。

【００３８】次に、本発明の他の実施例について図８以
降を参照しても説明する。図８は同実施例の動作過程を
説明する要部拡大説明図、図９は図８に要部側面図、図
１０は同実施例の動作過程の異なる状態を説明する要部
拡大説明図、図１１は図１０の要部拡大側面図、図１２
は同実施例における主制御部が行なうインク吸引時の処
理を説明する概略フロー図である。

【００３９】この実施例においては、図８及び図９に示
すようにキャップホルダ３３にワイパブレード４１に接
触してワイパブレード４１を清掃する清掃ブレード６１
を配設し、ブレードアーム４２をブレード駆動手段６２
の回転軸６３に取付けている。

【００４０】そして、主制御部は図１２に示すようにイ
ンク吸引動作及びワイピング動作を行なった後、ブレー
ドアーム駆動手段６２を駆動制御してブレードアーム４
２を図９で矢示方向に揺動させて、図１０及び図１１に
示すようにワイパブレード４１に付着している記録ヘッ
ドの吐出面から拭取ったインクＩを清掃ブレード６１に
転移させる。なお、図１２のその他の部分は前述した図
５で説明したとおりである。

【００４１】このようにインク吸引動作及びワイピング
動作を順次複数回繰返すときに、各ワイピング動作後ワ
イピング手段を清掃する手段を備えることによって、ワ
イパブレードから記録ヘッドの吐出面に拭取ったインク
が再度転移されることを防止できる。したがって、ワイ
パブレードは常にクリーニングされて良好な清掃性能を
保持した状態で記録ヘッドのワイピングを行うことがで
き、清掃性が向上すると共に、特にカラーインクジェッ
ト記録装置の場合にはある色のインクが付着したワイパ
ブレードで他の色の記録ヘッドをワイピングすることを
防止できて、各色のインクの混色を回避することができ
る。

【００４２】なお、上記実施例においては、記録ヘッド
としてインクカートリッジを装着できるものを使用した
例で説明しているが、記録ヘッドとインクタンクを一体
にした記録ヘッド（所謂使い捨て型の記録ヘッド）を備
えることもあり、このような使い捨て型の記録ヘッドを
用いる場合でもヘッド交換時等にインク吸引を行なうと
きにインク吸引動作及びワイピング動作を順次複数回繰
返すようにすることができる。

【００４３】また、上記実施例ではワイピング手段をキ
ャッピング手段よりも主走査方向端部側に配設している
が、キャッピング手段をワイピング手段より主走査方向
端部側、前述した図１で言えばキャッピング手段の左側
にワイピング手段を配設した方が、キャリッジの主走査
領域を短くすることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のインク
ジェット記録装置は、インク吸引を行なうときに、イン
ク吸引動作及びワイピング動作を順次複数回繰返す制御
をする手段を備えたので、インク吸引時に記録ヘッド内
に引き込まれる気泡量を低減することができる。

【００４５】請求項２のインクジェット記録装置は、上
記請求項１のインクジェット記録装置において、この記
録装置は記録ヘッドにインクを供給するインクカートリ
ッジを交換可能に装着でき、インクカートリッジが装着
されてインク吸引を行なうときにだけインク吸引動作及
びワイピング動作を順次複数回繰返す制御を行なうの
で、インク吸引時に記録ヘッド内に引き込まれる気泡量
を低減することができると共に、インクの無駄な消費を
少なくすることができる。

【００４６】請求項３のインクジェット記録装置は、上
記請求項１のインクジェット記録装置において、この記
録装置はインクを供給するインクタンクとヘッドとを一
体にした記録ヘッドを交換可能に装着でき、記録ヘッド
が装着されてインク吸引を行なうときにだけインク吸引
動作及びワイピング動作を順次複数回繰返す制御を行な
うので、インク吸引時に記録ヘッド内に引き込まれる気
泡量を低減することができると共に、インクの無駄な消
費を少なくすることができる。

【００４７】請求項４のインクジェット記録装置は、上
記請求項１乃至３のいずれかのインクジェット記録装置
において、インク吸引動作及びワイピング動作を順次複
数回繰返すときに、ワイピング動作後ワイピング手段を
清掃する構成としたので、常に良好なワイピング性能を
維持できると共に、カラーインクジェット記録装置の場
合に混色を可及的に少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部
の概略要部正面図

【図２】同記録装置のインクカートリッジと記録ヘッド
の連結状態を説明する要部拡大図

【図３】同記録装置のキャップによる記録ヘッドのキャ
ッピング状態を説明する要部拡大図

【図４】同記録装置の制御部を示す要部ブロック

【図５】同制御部が行なうインク吸引時の処理を説明す
る概略フロー図

【図６】記録ヘッド吐出面の残留インクの引き込みを説
明する説明図

【図７】記録ヘッドのワイピンング動作を説明する説明
図

【図８】本発明の他の実施例の動作過程を説明する要部
拡大説明図

【図９】図８に要部側面図

【図１０】同実施例の動作過程の異なる状態を説明する
要部拡大説明図

【図１１】図１０の要部拡大側面図

【図１２】同実施例における主制御部が行なうインク吸
引時の処理を説明する概略フロー図

【符号の説明】

３…ガイドロッド、５…キャリッジ、６…記録ヘッド、
７…インクカートリッジ、２２…インク液室、２３…吐
出口、２７…フォーム体、３１…信頼性維持回復機構、
３２…キャップ、３７…吸引ポンプ、４１…ワイパブレ
ード。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドの吐出面をワイピングするワ
   イピング手段と、前記記録ヘッドをキャッピングするキ
   ャッピング手段とを備え、このキャッピング手段で前記
   記録ヘッドをキャッピングした状態でインク吸引を行な
   うインクジェット記録装置において、インク吸引を行な
   うときに、インク吸引動作及びワイピング動作を順次複
   数回繰返す制御をする手段を備えたことを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェット記録装
   置において、この記録装置は前記記録ヘッドにインクを
   供給するインクカートリッジを交換可能に装着でき、前
   記インクカートリッジが装着されてインク吸引を行なう
   ときにだけ前記インク吸引動作及びワイピング動作を順
   次複数回繰返す制御を行なうことを特徴とするインクジ
   ェット記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェット記録装
   置において、この記録装置はインクを供給するインクタ
   ンクとヘッドとを一体にした記録ヘッドを交換可能に装
   着でき、前記記録ヘッドが装着されてインク吸引を行な
   うときにだけ前記インク吸引動作及びワイピング動作を
   順次複数回繰返す制御を行なうことを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のイン
   クジェット記録装置において、前記インク吸引動作及び
   ワイピング動作を順次複数回繰返すときに、ワイピング
   動作後前記ワイピング手段を清掃することを特徴とする
   インクジェット記録装置。