JPH10258525A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パージング後のフラッシングにおいて、気泡
を含んだ不良インクを確実に吐出してインクの吐出機能
を良好な状態に回復できるインクジェット記録装置を実
現する。 【解決手段】 ステップ１００でパージング指令の信号
が出されるとステップ１１０で記録ヘッドをパージング
ポジションへ移動し、ステップ１２０でパージングを行
う。パージングが完了するとステップ１３０で記録ヘッ
ドをフラッシングポジションへ移動し、ステップ１４０
で記録ヘッドのインク室内のインクの全部をノズルから
インク吸収パッドへ吐出する。これにより、パージング
の際にノズルから侵入したり、インク室に発生した気泡
を含む不良インクをノズルから確実に吐出できるため、
インクの吐出機能を良好な状態に回復できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク液滴を被記
録媒体へ吐出して記録を行うインクジェット記録装置で
あって、記録ヘッドのノズルからインクを吸引し、その
吸引の後にノズルからインクを予備吐出させることによ
り、ノズルのインク吐出機能を回復する機能を備えたイ
ンクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置では、記
録ヘッドに設けられたノズル付近のインクが乾燥した
り、インク中に気泡が発生すると、インクの吐出不良や
吐出不能になるため、ノズルから不良インクを吸引する
ことにより、ノズルのインク吐出機能を回復させるパー
ジングというメンテナンス動作が実行される。このパー
ジングは、タイマで計測した時間に基づいて、あるい
は、指示信号を受けたときに記録ヘッドをパージング装
置が設けられた箇所へ移動させて実行される。パージン
グ装置は、記録ヘッドのノズル形成面に被せる吸引キャ
ップと、このキャップ内を負圧にするポンプとを備えて
おり、記録ヘッドのノズル形成面に吸引キャップを被
せ、ノズルから不良インクを吸引する。

【０００３】そして、上記パージングが実行された後に
記録ヘッドのノズルからインクを所定の回数、たとえ
ば、５００回予備吐出させるフラッシングというメンテ
ナンス動作が実行される。このフラッシングは、記録ヘ
ッドを廃インク収容部が設けられた箇所へ移動させ、そ
の廃インク収容部へインクを吐出させることにより実行
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記パージ
ングを実行すると、吸引キャップ内には多くの気泡が発
生するため、吸引後に吸引キャップをノズル形成面から
離す際に吸引キャップ内の気泡がノズルから入り込む場
合がある。また、上記のように十分なパージング、フラ
ッシングを実行しても、なお吐出機能を回復させること
ができないことがある。これは、パージングを実行する
と、吸引による激しいインクの流れで発生した細かい気
泡が、インク室内の壁に付着していることがあるためと
判明した。しかし、上記従来のものでは、パージング後
のフラッシングは、パージングの際に吸引キャップか
ら、あるいは、ワイパ部材からインクがノズル付近に付
着したのを除く程度にインクの吐出回数を設定している
ため、その吐出回数のフラッシングによっては、ノズル
から入り込んだ気泡を含む不良インクを吐出できず、不
良インクが残る場合がある。また、インク室内の壁に付
着している細かい気泡を取り除くことができず、吐出機
能を回復させることができない。このため、ノズルのイ
ンク吐出不良が発生し、記録開始時にインク液滴が被記
録媒体に着弾しなかったり、着弾位置がずれたりするこ
とにより、記録品質が低下するという問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、インク吸引によりノズ
ルから入り込んだり、発生した気泡を確実に排出するこ
とにより、ノズルのインク吐出機能を良好な状態に回復
させ、記録品質を高めることができるインクジェット記
録装置を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、請求項１に記載の発明では、インクの供給
源から供給されたインクを収容するインク室を有し、そ
のインク室のインクを前記インク室に連通するノズルか
ら被記録媒体へ吐出して記録を行う記録ヘッドと、この
記録ヘッドの前記ノズルからインクを吸引してインクの
吐出状態を良好にするインク吸引手段と、このインク吸
引手段により前記インクの吸引が行われた後で、所定の
箇所に設けられた廃インク収容部へ前記インクを予備吐
出してインクの吐出状態を良好にするインク吸引後予備
吐出手段とが備えられたインクジェット記録装置におい
て、前記インク吸引後予備吐出手段は、前記インク吸引
手段により前記インクの吸引が行われた後で、前記イン
ク室内のインクの全部を前記廃インク収容部へ予備吐出
するものであるという技術的手段を採用する。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッド
には、前記インク室に収容されたインクを前記インク室
に連通するノズルから被記録媒体へ吐出して記録を行う
ヘッドが、インクの種類毎に複数設けられており、前記
インク吸引手段は、前記複数のヘッドのうち、所定のヘ
ッドのノズルからインクを吸引し、そのインクの吸引さ
れるヘッドのインクの吐出状態を良好にするものであ
り、前記インク吸引後予備吐出手段は、前記インク吸引
手段によりノズルからインクが吸引されたヘッドのイン
ク室内のインクの全部を、前記吸引が行われた後で、前
記廃インク収容部へ予備吐出させるものであるという技
術的手段を採用する。

【０００８】

【作用】請求項１または請求項２に記載の発明では、イ
ンク吸引手段により、記録ヘッドのノズルからインクが
吸引され、インクの吐出状態が良好にされる。そして、
その後で、インク吸引後予備吐出手段により、インク室
内のインクの全部が、所定の箇所に設けられた廃インク
収容部へ予備吐出される。したがって、たとえ、インク
吸引を実行した際にノズルから気泡が入り込み、気泡を
含んだ不良インクがインク室内に残っていたり、細かい
気泡が発生しても、インク室内のインクを全部予備吐出
することにより、その不良インクをノズルから排出する
ことができる。つまり、従来、インク吸引後に行う予備
吐出では、インクの予備吐出回数は、少ない回数に設定
されているため、インク室内の不良インクをノズルから
排出できない場合があったが、インク室内のインクを全
部予備吐出することにより、確実に不良インクや気泡を
ノズルから排出することができる。これにより、インク
液滴が被記録媒体に着弾しなかったり、着弾位置がずれ
たりすることを防止できる。

【０００９】また、請求項２に記載の発明では、記録ヘ
ッドが、インク室に収容されたインクをインク室に連通
するノズルから被記録媒体へ吐出して記録を行うヘッド
をインクの種類毎に複数設けたものである場合に、イン
ク吸引手段により、複数のヘッドのうち、所定のヘッド
のノズルからインクが吸引され、そのインクの吸引され
るヘッドのインクの吐出状態が良好にされる。そして、
インク吸引後予備吐出手段により、上記ノズルからイン
クが吸引されたヘッドのインク室内のインクの全部が、
廃インク収容部へ予備吐出される。したがって、記録ヘ
ッドがインクの種類毎の複数のヘッドからなる場合であ
っても、インクの吸引を実行したヘッドをその後で予備
吐出させる場合に、インク室内のインクの全部を予備吐
出させることにより、確実にインク室内の不良インクや
気泡をノズルから排出することができる。これにより、
インクの吸引を実行したヘッドから吐出されたインク液
滴が被記録媒体に着弾しなかったり、着弾位置がずれた
りすることを防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録装置の一実施形態について図を参照して説明する。図
１は、本実施形態のインクジェット記録装置の内部構造
の一部を取り出して示す説明図である。なお、本実施形
態では、インクジェット記録装置のうち、ドロップ・オ
ン・デマンド型のインクジェット記録装置として知られ
ている、圧電セラミックスを利用したせん断モード型の
インクジェット記録装置（以下、記録装置と略称する）
を代表に説明する。

【００１１】記録装置１０には、図中矢印Ｆ１で示す方
向から給紙された被記録媒体たる記録用紙１１を矢印Ｆ
２で示す方向へ紙送りするプラテンローラ１２が備えら
れている。このプラテンローラ１２の下方には、プラテ
ンローラ１２の軸線と平行にキャリッジ軸１３が設けら
れており、このキャリッジ軸１３には、記録ヘッド２０
が搭載されたキャリッジ２９が支持されている。キャリ
ッジ軸１３の左下にはキャリッジモータ１４が設けられ
ており、キャリッジ軸１３の右下にはプーリ１６が設け
られている。キャリッジモータ１４の回転軸には、プー
リ１５が取付けられており、このプーリ１５とプーリ１
６には、無端状のベルト１７が掛け渡されている。

【００１２】このベルト１７には、キャリッジ２９が取
付けられており、キャリッジ２９は、キャリッジモータ
１４の駆動により、キャリッジ軸１３上を矢印Ｆ７およ
びＦ８方向にスライドする。記録ヘッド２０には、ブラ
ックインクを吐出するブラック用ヘッド２１と、イエロ
ーインクを吐出するイエロー用ヘッド２２と、シアンイ
ンクを吐出するシアン用ヘッド２３と、マゼンタインク
を吐出するマゼンタ用ヘッド２４とが備えられている。
各ヘッド２１ないし２４には、各ヘッドへインクを供給
するインク供給源たるインクカートリッジ２５ないし２
８がそれぞれ設けられている。

【００１３】ここで、各ヘッド２１ないし２４の内部構
造について図２を参照して説明する。図２（Ａ）は、ヘ
ッドをインク室の長手方向に対し直角に断面にした説明
図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）に示すヘッドを長
手方向に断面にした説明図である。なお、各ヘッド２１
ないし２４は、共通の構造であるため、ここではブラッ
ク用ヘッド２１の構造を代表に説明する。

【００１４】図２（Ａ）に示すように、ブラック用ヘッ
ド２１には、カバープレート２０１が設けられており、
このカバープレート２０１と相対向してベースプレート
２０２が設けられている。カバープレート２０１とベー
スプレート２０２との間は、それぞれ上下方向に分極さ
れた２個の圧電セラミックスからなる複数のせん断モー
ドアクチュエータ壁２０３によって仕切られており、各
せん断モードアクチュエータ壁２０３の間には、インク
室２０５および空間２１２が交互に形成されている。各
せん断モードアクチュエータ壁２０３の両側面には膜状
の電極２０４，２１４が形成されている。

【００１５】また、図２（Ｂ）に示すように、せん断モ
ードアクチュエータ壁２０３の前端には、インク室２０
５に連通するノズル２０６が形成されたノズルプレート
２０７が取付けられており、後端には、インク流路２１
３内のインクが空間２１２に侵入するのを防止する目止
め部２０８を有するマニホールド部材２０９が設けられ
ている。マニホールド部材２０９は、インクタンク（イ
ンク供給源）からのインクを各インク室２０５に分配供
給するものである。各電極２０４，２１４は、インクと
絶縁するための絶縁層（図示省略）で覆われており、空
間２１２に面している電極２１４は、アース２１１に接
続されている。インク室２０５内に形成されている電極
２０４は、電極２０４，２１４にアクチュエータ駆動信
号を印加するヘッドドライバＩＣ２１０に接続されてい
る。なお、イエロー用ヘッド２２、シアン用ヘッド２３
およびマゼンタ用ヘッド２４の構造は、上記ブラック用
ヘッド２１と同じである。また、本実施形態では、イン
ク室２０５とは、図２（Ｂ）に示すように、ノズルプレ
ート２０７の内面２０５Ａから、目止め部２０８の内面
２０５Ｂに至るまでの部分である。

【００１６】そして、ヘッドドライバＩＣ２１０により
電極２０４，２１４にアクチュエータ駆動信号が印加さ
れると、その電極２０４，２１４により挟まれたせん断
モードアクチュエータ壁２０３が、圧電厚みすべり変形
し、その変形によりインク室２０５内の圧力が変化し、
この変化によりインク室２０５に連通するノズル２０６
からインク液滴が吐出され、記録用紙１１にインク液滴
が着弾する。

【００１７】記録用紙１１に対して記録範囲外となるプ
ラテンローラ１２の左側の所定箇所には、フラッシング
を実行する際に各ヘッド２１ないし２４から吐出される
インクを吸収する廃インク収容部たる多孔質材製のイン
ク吸収パッド３０が設けられている。そのフラッシング
には、パージング時の吸引キャップが外される際にノズ
ルから侵入した気泡を含む不良インクや気泡を排出する
目的で行う、本発明のインク吸引後予備吐出手段たるパ
ージング後フラッシングと、ノズルの乾きによるインク
の吐出不良を防止する目的で所定の時間置きに行われる
通常フラッシングとがある。

【００１８】記録範囲外となるプラテンローラ１２の右
側には、各ヘッド２１ないし２４の不吐出、または、吐
出不良を回復する本発明のインク吸引手段たるパージ装
置４０が配置されている。このパージ装置４０は、吸引
キャップ４１を備えており、その吸引キャップ４１をパ
ージングポジションに到達した記録ヘッド２０に向け
て、カム４２の回転により図中矢印Ｆ３で示す方向に進
出させ、各ヘッド２１ないし２４のノズル形成面を択一
的に覆う。そして、ポンプ４３が駆動し、このポンプ４
３により発生した負圧により、各ヘッド２１ないし２４
のインク室内の気泡を含んだ不良インクをノズルから吸
引して各ヘッドの吐出機能を回復させる。

【００１９】吸引キャップ４１の左側には、パージング
を行った各ヘッド２１ないし２４のノズル形成面に付着
したインクや異物を払拭するワイパ部材５０が設けられ
ている。このワイパ部材５０は、各ヘッドのパージング
が完了したタイミングで図中矢印Ｆ４で示す方向に進出
し、記録領域へ移動する各ヘッド２１ないし２４のノズ
ル形成面を払拭する。これにより、ノズル形成面のイン
クなどが払拭され、記録用紙１１の記録面が、余分なイ
ンクで汚れるのが防止される。

【００２０】吸引キャップ４１の右側には、ホームポジ
ションに復帰した記録ヘッド２０の各ヘッド２１ないし
２４のノズル形成面にキャップ６１により蓋をするキャ
ッピング装置６０が設けられている。キャップ６１は、
記録ヘッド２０がホームポジションに復帰した際に、図
中矢印Ｆ５で示す方向に進出し、各ヘッド２１ないし２
４のノズル形成面を覆う。これにより、記録装置１０を
使用していない間の各ヘッド２１ないし２４のインクの
乾きが防止される。

【００２１】次に、記録装置１０の主な制御系の構成に
ついて、それをブロックで示す図３を参照して説明す
る。図３に示すように、記録装置１０は、記録ヘッド２
０への記録動作指令およびフラッシング指令の出力、ま
たは、パージング装置４０へのパージング指令の出力を
行い、ならびにその他の上記各装置を制御するＣＰＵ７
０と、ホストコンピュータ７１から送信された記録デー
タをインターフェース７２を介して受信し、記録データ
の展開の制御を行うゲートアレイ７３とを備えている。
また、ＣＰＵ７０には、記録ヘッド２０がメンテナンス
を実行するタイミングを計測するタイマＴが内蔵されて
いる。ＣＰＵ７０とゲートアレイ７３との間には、作業
プログラムやフラッシング時の吐出回数などが記憶され
ているＲＯＭ７４、およびゲートアレイ７３がホストコ
ンピュータ７１から受信した上記記録データを一時的に
記憶するためのＲＡＭ７５とを備え、これらとの間で必
要なデータの入出力を行う。

【００２２】また、ＣＰＵ７０には、記録用紙１１の有
無を検出するペーパセンサ７６、記録ヘッド２０がホー
ムポジションにあることを検出する原点センサ７７、キ
ャリッジモータ１４を駆動するための第１のモータドラ
イバ７８、プラテンローラ１２回転用のラインフィード
モータ７９を駆動するための第２のモータドライバ８
０、各種の信号をＣＰＵ７０に与える操作パネル８１な
どが接続されている。また、ゲートアレイ７３には、ホ
ストコンピュータ７１から受信した記録データをイメー
ジデータとして一時的に記憶するイメージメモリ８２が
接続されている。ヘッドドライバＩＣ２１０は、ゲート
アレイ７３から出力された記録データ８４、転送クロッ
ク８５、および記録クロック８６に基づいて動作し、記
録ヘッド２０を駆動する。ゲートアレイ７３には、キャ
リッジ２９の移動速度を計測し、記録タイミングを決定
するエンコーダセンサ８７も接続されている。

【００２３】次に、パージングおよびパージング後フラ
ッシングを行うためにＣＰＵ７０により実行される制御
について、その制御内容を示す図４のフローチャートを
参照して説明する。パージングは、（１）記録動作を開
始する前に、その直前の不使用期間の長さ（ＣＰＵ７０
の一部において構成されるタイマＴで計測される時間の
長さ）に応じて適宜変更されたり、（２）インクカート
リッジを交換した後、記録ヘッドに新しいインクカート
リッジのインクをポンプ４３により吸引して導入するた
めに実行されたり、（３）吐出不良を発見したときに、
使用者によるキー操作などに基づいて実行される。上記
のように自動または任意にパージング指令の信号が出さ
れると（ステップ１００）、そのパージングが指示され
たヘッド２１ないし２４を、吸引キャップ４１と対向す
るパージングポジションへ移動させる（ステップ１１
０）。そして、パージング装置４０を駆動し、ヘッド２
１ないし２４のノズル形成面に吸引キャップ４１を被
せ、ポンプ４３を駆動してヘッド２１ないし２４のノズ
ルからインクを吸引する（ステップ１２０）。また、複
数のヘッドに対しパージングが指示されていれば、各ヘ
ッドに対し同様の動作を繰り返す。このパージングによ
り、各ヘッド２１ないし２４のインク室２０５内の気泡
を含んだ不良インクが吸引される。

【００２４】そして、各ヘッド２１ないし２４のパージ
ングが完了すると、ワイパ部材５０でノズル形成面を払
拭した後、記録ヘッド２０をフラッシングポジションへ
移動させ（ステップ１３０）、各ヘッド２１ないし２４
に形成されたインク室２０５内のインクの少なくとも全
部をインク吸収パッド３０に向けて吐出するフラッシン
グを行う（ステップ１４０）。このフラッシングによ
り、各ヘッド２１ないし２４のインク室内のインクを全
部吐出することができるため、たとえ、上記パージング
を行った際に気泡がインク室内に侵入していても、イン
クと共に確実にノズルから吐出することができる。

【００２５】インク室２０５内のインクを全部吐出する
ために必要なインク液滴の吐出回数は、インク室２０５
の容積およびインク液滴の体積により異なるが、たとえ
ば、インク室２０５の容積が、１４８ｎｌであり、１つ
のインク液滴の体積が、４０ｐｌである場合には、１４
８ｎｌ／４０ｐｌ＝３，７００となり、インク液滴を
３，７００回吐出することにより、インク室２０５内の
インクの全部をノズル２０６から吐出することができ
る。好ましくは、インク室２０５の容積の２ないし３倍
のインクを吐出することで、より確実にインク室から気
泡を除くことができる。

【００２６】以上のように、本実施形態の記録装置によ
れば、パージング後のフラッシングにおいて、各ヘッド
２１ないし２４のインク室２０５内のインクを少なくと
も全部吐出することができるため、インク室２０５内に
気泡を含んだ不良インクが残るのを防止できる。したが
って、上記フラッシングを行った後で記録を行う場合
に、インク液滴が記録用紙１１に着弾しなかったり、着
弾位置がずれたりすることがないため、記録開始時から
高い品質で記録を行うことができる。

【００２７】また、インク液滴の体積は、温度低下によ
りインクの粘性率が低くなると小さくなるため、記録装
置１０が置かれている環境の温度を検出する温度検出手
段を設け、その検出された温度に対応してパージング後
のフラッシングにおける吐出回数を制御するように構成
することもできる。この場合、検出される温度と吐出回
数とを対応付けたテーブルがＲＯＭ７４などに記憶され
る。

【００２８】なお、上記実施形態では、本発明の記録装
置として、圧電セラミックスを利用したせん断モード型
の記録装置を代表に説明したが、いわゆるカイザー型、
サーマルジェット式の記録装置などにも本発明を適用で
きることは勿論である。また、本インクジェット記録装
置は、データ作成部（いわゆるホストコンピュータ）
と、それに接続された記録部（いわゆるプリンタ）とで
構成し、そのデータ作成部のＣＰＵを含む制御手段にお
いて、本発明の制御の全部を実行することもできる。こ
の場合、データ作成部をそのように動作させるプログラ
ムは、コンピュータで読み取り可能な磁気などの記憶媒
体で提供される。ところで、上記ＣＰＵ７０により実行
されるステップ１００ないしステップ１２０が、本発明
のインク吸引手段として機能し、ステップ１３０および
ステップ１４０が、インク吸引後予備吐出手段として機
能する。

【００２９】

【発明の効果】以上記述したように本発明によれば、イ
ンク吸引によりノズルから入り込んだり、インク室に発
生した気泡を予備吐出により確実に排出することによ
り、ノズルのインク吐出機能を良好な状態に回復させ、
記録品質を高めることができる記録装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の記録装置の内部構造の一部を
を取り出して示す説明図である。

【図２】（Ａ）は、ヘッドをインク室の長手方向に対し
直角に断面にした説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示
すヘッドを長手方向に断面にした説明図である。

【図３】図１に示す記録装置の制御系を示すブロック図
である。

【図４】ＣＰＵ７０により実行されるパージングおよび
パージング後フラッシングの制御内容を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１０ 記録装置 １１ 記録用紙 １２ プラテンローラ ２０ 記録ヘッド ２１ ブラック用ヘッド ２２ イエロー用ヘッド ２３ マゼンタ用ヘッド ２４ シアン用ヘッド ２９ キャリッジ ３０ インク吸収パッド ４０ パージング機構 ４１ 吸引キャップ ５０ ワイパ部材 ６１ キャップ ７０ ＣＰＵ ２０３ せん断モードアクチュエータ壁 ２０５ インク室 ２０６ ノズル ２０７ ノズルプレート ２０８ 目止め部 ２０９ マニホールド ２１０ ヘッドドライバＩＣ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクの供給源から供給されたインクを
   収容するインク室を有し、そのインク室のインクを前記
   インク室に連通するノズルから被記録媒体へ吐出して記
   録を行う記録ヘッドと、 この記録ヘッドの前記ノズルからインクを吸引してイン
   クの吐出状態を良好にするインク吸引手段と、 このインク吸引手段により前記インクの吸引が行われた
   後で、所定の箇所に設けられた廃インク収容部へ前記イ
   ンクを予備吐出してインクの吐出状態を良好にするイン
   ク吸引後予備吐出手段とが備えられたインクジェット記
   録装置において、 前記インク吸引後予備吐出手段は、 前記インク吸引手段により前記インクの吸引が行われた
   後で、前記インク室内のインクの全部を前記廃インク収
   容部へ予備吐出するものであることを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記記録ヘッドには、 前記インク室に収容されたインクを前記インク室に連通
   するノズルから被記録媒体へ吐出して記録を行うヘッド
   が、インクの種類毎に複数設けられており、 前記インク吸引手段は、 前記複数のヘッドのうち、所定のヘッドのノズルからイ
   ンクを吸引し、そのインクの吸引されるヘッドのインク
   の吐出状態を良好にするものであり、 前記インク吸引後予備吐出手段は、 前記インク吸引手段によりノズルからインクが吸引され
   たヘッドのインク室内のインクの全部を、前記吸引が行
   われた後で、前記廃インク収容部へ予備吐出させるもの
   であ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。