JPH11268296A

JPH11268296A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH11268296A
Application number: JP7893698A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Tanuma; 千秋田沼
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】インクの乾燥等によるインク物性の変動を抑
え、インク滴吐出の安定化、ひいては画像品位の安定化
を実現すること。【解決手段】インク液７を保持するインク液保持室６
と、このインク液保持室６の上部に設けられ、インク液
７が吐出する開口部１０を有する蓋部８と、インク液７
と音響的に接続され、超音波を発生する超音波発生手段
２と、この超音波発生手段２上に設けられ、超音波発生
手段２から発生される超音波をインク液７の液面近傍に
集束させる超音波集束手段５と、開口部１０の中に挿入
され、移動可能な清掃子１１とを具備したことを特徴と
するインクジェット記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク液を液滴化
して被記録体上に飛翔させることで画像を記録するイン
クジェット記録装置に係わり、特に圧電素子により放射
される超音波ビームの圧力によりインク滴を吐出させて
被記録体上に飛翔させるインクジェット記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インク液を記録媒体上に飛翔
させて記録ドットを形成するインクジェットプリンタが
知られている。このインクジェットプリンタは、他の記
録方法と比べて騒音が少なく、現像や定着などの処理が
不要であるという利点を有し、普通紙記録技術として注
目されている。

【０００３】現在までに、数多くのインクジェットプリ
ンタの方式が考案されているが、特に発熱体の熱により
発生する蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方式（例え
ば、特公昭５６−９４２９号や特公昭６１−５９９１１
号公報参照。）、圧電体の変位による圧力パルスでイン
ク滴を飛翔させる方式（例えば、特公昭５３−１２１３
８号公報参照。）などが代表的なものである。

【０００４】しかし、これらの方式では溶媒の蒸発や揮
発によって局部的なインクの濃縮が生じやすく、それぞ
れの解像度に対応する個別のノズルが細かく目詰まりし
やすいという問題がある。特に、蒸気の圧力を使う方式
では、インクとの熱的あるいは化学的な反応などによる
不溶物の付着が、また圧電体の変位による圧力を使う方
式では、インク流路などでの複雑な構造が、さらに目詰
まりを誘起しやすくしている。数十から百数十のノズル
を使用しているシリアル走査型のヘッドでは、その目詰
まりの頻度を低く抑えることができるが、数千のノズル
を必要とするライン走査型のヘッドでは、確率的にかな
り高い頻度で目詰まりが発生し、信頼性の点で大きな課
題となっている。さらに、これらの方式は解像度を上げ
ることには適していないという欠点もある。

【０００５】これらの欠点を克服するために、薄膜の圧
電体から発生する超音波ビームの圧力を用いてインク液
面からインク滴を飛翔させる、超音波を用いる方式（Ｉ
ＢＭＴＤＢ，ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．４，ｐｐ．１１６８
（１９７３−１０）、ＵＳＰ−４３０８５４７（１９８
１）、特開昭６３−１６６５４８号、特開昭６３−３１
２１５７号、特開平２−１８４４４３号、特開昭６３−
１６２２５３号公報等を参照。）が提案されている。

【０００６】この方式は、個別のドットごとのノズルや
インク流路の隔壁を必要としないノズルレスの方式であ
るために、ラインヘッド化する上での大きな障害であっ
た目詰まりの防止と復旧に対して有効な構造を持ってい
る。また、非常に小さい径のインク滴を安定に飛翔させ
ることができるため、高解像度化にも適している。しか
しながら、ノズルレスの方式、特にスリットを用いた方
式であるためにインクの乾燥等が生じやすく、かかるイ
ンクの乾燥等によりインク物性が変動してしまい、その
結果、インク滴吐出が不安定になるという問題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ラ
インヘッド化において大きな障害であった目詰まりの防
止と復旧を解決し、かつ高解像度化に適した方法とし
て、超音波ビームの圧力によりインク滴を飛翔させる超
音波を用いる方式が提案されているが、インクの乾燥等
によるインク物性の変動に伴いインク滴吐出が不安定に
なるという問題があった。本発明は、かかる問題を解決
すべく提案されたものであり、インクの乾燥等によるイ
ンク物性の変動を抑え、インク滴吐出の安定化を図るこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した問題を解決する
ために、本発明は、インク液を保持するインク液保持室
と、このインク液保持室の上部に設けられ、前記インク
液が吐出する開口部を有する蓋部と、前記インク液と音
響的に接続され、超音波を発生する超音波発生手段と、
この超音波発生手段上に設けられ、該超音波発生手段か
ら発生される超音波を前記インク液の液面近傍に集束さ
せる超音波集束手段と、前記開口部の中に挿入され、移
動可能な清掃子とを具備したことを特徴とするインクジ
ェット記録装置を提供する。

【０００９】かかる本発明において以下の態様が好まし
い。（１）前記清掃子が弾性体もしくは多孔体で構成されて
いること。（２）前記清掃子の表面が弾性体もしくは多孔体で被覆
されていること（３）前記清掃子がブラシであること。

【００１０】（４）前記清掃子は、前記開口部の開口面
と平行な断面が円形であること。（５）前記清掃子は、前記開口部の開口面と平行な断面
が多角形であること。（６）前記清掃子は、前記開口部の開口面と平行な断面
が楔型であること。

【００１１】（７）前記清掃子の挿入方向の断面がイン
ク液側の幅が狭くなったテーパー状であること。（８）前記清掃子は、当該清掃子の挿入方向の断面の先
端に曲率０．０５ｍｍ以上の丸みがついていること。

【００１２】（９）前記清掃子の移動速度が0.05mm/sec
〜150mm/sec の範囲であること。（１０）前記清掃子が回転すること。（１１）前記清掃子が振動すること。

【００１３】（１２）前記清掃子の幅は、前記開口部の
幅をＷとしたときに０．９Ｗ〜１．１Ｗであること。（１３）前記清掃子の実効厚みが前記開口部の厚みより
も厚いこと。

【００１４】（１４）前記清掃子の先端が前記開口部の
底部より下に存在すること。（１５）前記清掃子は、前記開口部にあらかじめ挿入さ
れてなること。（１６）前記清掃子を移動させる移動手段を備えたこ
と。

【００１５】（１７）前記移動手段は、磁気的若しくは
静電的な力により前記清掃子を移動させるものであるこ
と。（１８）前記清掃子を前記開口部に挿入し、また挿入さ
れた前記清掃子を前記開口部からはずす着脱手段を備え
たこと。

【００１６】（１９）前記清掃子が複数存在すること。（２０）前記清掃子は、複数個別々に若しくは同時に前
記開口部に挿入されること。

【００１７】（２１）前記開口部はスリット形状である
こと。（２２）前記超音波発生手段は複数の圧電体素子からな
り、当該圧電体素子は主走査方向にアレイ状に配列され
ており、駆動回路からの電気的制御により駆動されるこ
と。

【００１８】（２３）前記圧電体素子の駆動において前
記圧電体素子から発生される超音波が前記インク液の液
面近傍に集束され、当該超音波の集束位置が主走査方向
に走査されること。

【００１９】（２４）前記清掃子は一方向に移動して清
掃を行うこと。（２５）前記開口部を塞ぐキャップ手段を備えたこと。（２６）前記清掃子による清掃の際に前記インク液の液
面を下げるインク液面制御手段を備えたこと。

【００２０】（２７）前記清掃子は前記開口部の内壁面
の清掃を行うこと。（２８）前記清掃子は前記開口部の周辺における前記蓋
部の外表面の清掃を行うこと。（２９）前記清掃子は、前記開口部に挿入される第１の
部分、及び前記開口部外に位置し前記第１の部分よりも
幅が広い第２の部分からなること。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるインクジェッ
ト記録装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に
説明する。図１は、本発明によるインクジェット記録装
置の構成を示す図である。図１（ａ）は、当該インクジ
ェット記録装置の斜視図、図１（ｂ）はその断面図であ
る。図１（ｂ）において左側の図は副走査方向（図１の
ｙ−ｚ面）での断面図、右側の図は主走査方向（図１の
ｘ−ｚ面）の断面図である。ここで、副走査方向とは被
記録媒体の移動方向と実質的に平行な方向を、主走査方
向とは被記録媒体の移動方向と実質的に垂直な方向をい
う。

【００２２】図１に示されるように、インクジェットヘ
ッド１は、大きく分けると、圧電素子２、超音波集束手
段５、インク保持手段６、スリット清掃子１１、ガラス
基板１２とからなる。ガラス基板１２上に圧電素子２、
超音波集束手段５が積層して形成され、その上にインク
保持手段６が設けられており、インク７がインク保持手
段６の内部に保持されている。インク保持手段６の頂部
には蓋部８が形成されており、この蓋部８には主走査方
向に沿って開口部（スリット）１０が設けられている。
さらに、開口部（スリット）１０にはスリット清掃子１
１が挿入されている。なお、９はガラス基板１２上に設
けられた駆動回路であり、圧電素子２を駆動するもので
ある。

【００２３】前記圧電素子２は、超音波を発生させるこ
とが可能な素子であれば特に制限されずに用いられる。
圧電体３の圧電材料としては、たとえば、ＺｎＯ、Ｐｂ
（ＺｒＴｉ）Ｏ₃ 、ＬｉＮｂＯ₃ 、水晶、あるいはフッ
化ビニリデンと三フッ化エチレンとの共重合体などの圧
電性高分子等がある。圧電体３の対向する両面には電極
４及び４´が形成される。このうち電極４は、後述する
ように主走査方向に配列された複数のアレイ状の電極群
４ａ乃至４ｋ等からなり、電極４´は一体形成されてい
る。かかる電極４及び４´は駆動回路９に接続されてお
り、前記圧電体３に対して外部から電圧を印加すること
が可能となっている。かかる電圧の印可により圧電体３
を共振させることができ、これにより圧電素子２から超
音波を発生させることが可能となっている。

【００２４】ここで、前記圧電体３に電極４を形成する
方法としては、チタン、ニッケル、アルミニウム、銅、
金などの金属材料を蒸着させる方法、これらの材料をス
パッタリングにより堆積させる方法、めっきにより成膜
する方法、銀ペーストをスクリーン印刷により塗布して
焼結する焼き付け法などがある。

【００２５】圧電素子２の種類、形状によって発生する
超音波の周波数が異なり、周波数の大きさによって飛翔
するインク滴（図示せず）の径が変化する。インク滴径
が小さいほど高解像度の画像が得られる。このため、高
画質の画像を得るためには、例えば、インク滴径を３〜
１５０μｍとすればよい。前述のインク滴径を得るため
には、圧電素子は、周波数が１０〜５００ＭＨｚ程度と
なるように材料や形状を選択すれば良い。

【００２６】また、圧電素子２上には超音波集束手段５
が設けられ、この超音波集束手段５により、圧電素子２
から発生された超音波は、副走査方向において、インク
７の液面近傍、即ち図１におけるインク保持手段６の開
口部（スリット）１０に相当する部分に集束するように
なっている。なお、インク７は圧電素子２と音響的に接
続されている。超音波集束手段５は、インク７の液面近
傍に超音波を集束させるものであれば特に制限されず、
図１に示すような音響レンズ５を用いることができる。
音響レンズ５は、図１のような凹面レンズの他に、フレ
ネル輪帯理論に基づく凹凸をつけたフレネルレンズでも
よい。このような音響レンズの材質としては、圧電素子
２の音響インピーダンスとインク７の音響インピーダン
スの中間のものを用いることにより超音波の減衰を低減
できる。また、超音波集束手段５は、凹面形状の圧電素
子２で兼用することもできる。

【００２７】一方、主走査方向における超音波の集束は
以下のようにして行われる。即ち、前述したように、電
極４は主走査方向に配列された複数のアレイ状の電極群
４ａ乃至４ｋ等からなっており、この電極群４ａ乃至４
ｋ等に対応する部分にそれぞれ複数の圧電素子２がアレ
イ状に位置するようになっている。このような記録装置
の場合、上述したようにｙ−ｚ平面（副走査方向）にお
いては図１（ｂ）に示すように音響レンズ５で超音波を
集束させるが、ｘ−ｚ平面（主走査方向）においては図
１（ｂ）に示す複数の連続した個別電極群（図では４ａ
乃至４ｅの５個の個別電極）に対する電圧印可の制御に
よって超音波を集束させる。即ち、４ａ乃至４ｅの５個
の個別電極に相当する各圧電素子２から発生される超音
波の位相がインク液面近傍の一点で同位相となるような
タイミングで当該圧電素子２を駆動することにより、イ
ンク滴をインク７の液面から飛翔させることができる。
この場合、電極群を複数組設定することによりインク滴
を同時にインク７液面の複数箇所から飛翔させることが
できる。

【００２８】このように、図１に示す複数の圧電素子２
をアレイ状に配置した場合、シングルヘッドに比べて次
のような利点がある。即ち、シングルヘッドを用いて二
次元の画像を形成する場合、通常被記録媒体の移動方向
に対して垂直方向にヘッド自体を機械的に移動させてい
る。この方法では、機械的な振動が生じたり、あるいは
画素密度を高める場合にはヘッドの移動に微細な調整や
複雑な制御が必要となり、装置の複雑化、大型化を招く
など様々な問題が生じる。これに対して、本実施形態の
装置のようにアレイ状に圧電素子２を配置した場合に
は、圧電素子２を電子制御することによりインク飛翔位
置を制御できるため、上述の問題を回避できる。

【００２９】例えば、インク７液面の所定の一点からイ
ンク滴を飛翔させるために、前記電極群（４ａ乃至４
ｅ）を電極４ｃ上の液面で超音波の位相が同位相となる
ようなタイミングで駆動させる。次に、電極４ｂ乃至４
ｆからなる電極群を電極４ｄ上の液面で超音波の位相が
同位相となるようなタイミングで駆動させれば、電極一
つ分インク滴の飛翔位置をシフトすることができる。

【００３０】ここでいうインク７の液面での集束は、イ
ンク液面での集束がインク滴が飛翔するために必要な程
度の集束であれば、集束手段の焦点がインク液面と異な
っていても構わない。具体的には、インク７の液面と超
音波集束手段５間の距離と焦点距離との差Δｄがインク
液中の超音波の波長λに対してλ≦Δｄ≦２０λの範囲
にあれば、実質的にインク液面に超音波が集束している
といえる。

【００３１】本発明に係るインク７は、インク液面に集
束された超音波ビームの圧力によってインク滴が吐出し
て、記録媒体上に画像を記録するものであれば特に制限
されずに用いられる。例えば、溶媒に水を用いた染料イ
ンク、顔料インクが使用できるが、耐水性、退色性に優
れた顔料インクを用いることが望ましい。

【００３２】インク保持手段６は、上述したようにイン
ク７を収納するものであり、超音波集束手段５の焦点位
置に、幅１．５ｍｍ以下の開口部１０が設けられてい
る。インク滴は、この開口部１０から吐出する。この開
口部１０が狭ければ、インクの供給が変化しても表面張
力によってインク７の液面を開口部１０の位置に保持す
ることが可能となる。開口部１０を狭くするほどインク
液面の保持力も大きくなるが、開口部１０の大きさを吐
出させるインク滴の大きさの１０倍の幅よりも大きくす
ることが望ましい。この理由は次の通りである。即ち、
集束した超音波はインク７の液面を盛り上げてメニスカ
スを形成し、当該メニスカスの頂点からインク滴が飛翔
する。開口部１０の大きさが上記幅よりも大きい場合に
は、上記したメニスカスの成長をスムーズに行わせるこ
とが可能となる。

【００３３】シングルヘッドの場合、インク保持手段内
のインク液の液面の一個所からインク滴を吐出させるた
めに、開口部として矩形の開口部を用いることが可能で
ある。また、当該開口部の短い方の幅が１．５ｍｍ以下
であれば、表面張力により十分な保持力を得ることがで
き、１ｍｍ以下であれば、より強力な保持力を得ること
ができる。

【００３４】また、図１に示すような超音波集束機構を
有する記録装置の場合、開口部１０を細長いスリット状
としてかかるスリット１０においてインク滴を複数箇所
から同時に吐出させることが可能である。開口部１０が
スリットの場合においても、スリットの幅が１．５ｍｍ
以下であれば、表面張力により十分な保持力を得ること
ができ、１ｍｍ以下であれば、より強力な保持力を得る
ことができる。スリットの長さは特に制限されないが、
通常３００ｍｍ以下のものが用いられる。

【００３５】本発明に係るインクジェット記録装置で
は、インク保持手段６上面の蓋部８の開口部（スリッ
ト）１０に移動可能な清掃子１１が挿入されたことが大
きな特徴となっている。この清掃子１１は、スリット１
０内部に挿入される幅が狭い部分とスリット１０の外表
面に接している幅が広い部分１１ｂとを有している。ス
リット１０に挿入して設けられた移動可能な清掃子１１
は、スリット１０の長手方向に沿って（主走査方向に沿
って）スリット１０の内壁面及び外表面を摺動して移動
することにより、当該スリット１０内に付着した高濃度
のインクや紙粉等を除去すると共に、スリット１０の外
表面に付着したインクを除去することが可能となる。こ
のように高濃度のインク、紙粉、付着インク等を除去す
ることにより、スリット１０からのインク滴の吐出を安
定化させることができる。上記したシングルヘッドの場
合においても、開口部が矩形の時はその長手方向に本発
明の清掃子を移動させることができ同様の効果を得るこ
とが可能である。

【００３６】なお、開口部（スリット）１０近傍の清掃
は、スリット１０の内壁面のみに対して実施することも
できるし、スリット１０の外表面のみに対して実施する
こともできる。この場合には、当該清掃を実施しやすい
ように適宜工夫して上記清掃子１１の形状等の設計を行
えば良い。

【００３７】清掃子１１表面の材質は、使用するインク
に含まれる溶剤などにより適宜選択され、インク吸収性
に優れた多孔質体を用いることが望ましい。具体的に
は、ウレタンの発泡体を用いると良い。また、ブラシ状
の清掃子を用いることも可能である。清掃子１１の形
は、様々な形を考慮することが可能であるが、開口部１
０に挿入することが容易であり、かつ開口部１０を十分
に払拭することができる幅であればよい。より具体的に
は、開口部の幅をＷとすると、０．９Ｗ以上１．１Ｗ以
下とすることが好ましい。表面が剛性の高い材料からな
る清掃子を用いる場合には、スリット幅よりも若干幅が
狭いものを用いることができる。この場合は、スリット
内壁面を損傷することなく上記した高濃度のインク、紙
粉、付着インク等を除去することが可能となる。また、
表面が弾性材料からなる清掃子を用いる場合は、弾性材
料の変形によりスリット幅よりも若干幅が広いものを用
いることも可能である。典型的には、0 〜0.3mm 程度広
いものが良い。なお、清掃子自体が多孔質体や弾性体等
であっても良いし、清掃子の表面をかかる多孔質体や弾
性体等で覆っても良い。

【００３８】開口部１０に清掃子１１を挿入してクリー
ニングを行う際には、インク保持室（インク保持手段）
６内のインクは、印字状態のときと比較してその液面を
下げ、清掃子１１にインクがあまり付着しない状態でク
リーニングを行うことが望ましい。また、クリーニング
は一方向のみからとすることが望ましく、清掃子１１を
移動する速度は0.05mm/sec〜150mm/sec が望ましい。

【００３９】また、上記したように清掃子の形状につい
ては様々な形状のものが考えられるが、例えば図２に示
すように水平方向の断面が円形のもの（図２（ａ）の２
１ａ）、矩形（一般の多角形でも良い。）のもの（図２
（ｂ）の２１ｂ）、菱形若しくは楔形のもの（図２
（ｃ）の２１ｃ）等が挙げられる。ここで、図２の各図
において上の図は清掃子の上面図、下の図はその断面図
である。

【００４０】図３は、清掃子の挿入方向（垂直方向）の
断面図である。図３に示すように、清掃子１１ａの実効
厚みを開口部の厚み（蓋部８の厚み）よりも厚く設定す
ることが清掃をより完全に行う上で好ましい。ここで、
図３（ａ）に示すように清掃子１１ａの底部を開口部底
部の端部（蓋部８の底面）と一致させても構わないし、
図３（ｂ）に示すように清掃子１１ａの底部を上記開口
部底部の端部よりもインク液側に位置させるようにして
も構わない。後者の場合にはより確実に清掃を行うこと
ができる。

【００４１】図４も、清掃子の挿入方向（垂直方向）の
断面図である。図４（ａ）に示すように、清掃子４１ａ
の底面の端部は丸まっていても良い。この場合には開口
部１０に対して清掃子を挿入しやすくなるという利点が
ある。特に、当該端部に曲率０．０５ｍｍ以上の丸みが
ついていることが好ましい。また、図４（ｂ）に示すよ
うに、清掃子４１ｂの断面形状をテーパー状としても良
く、清掃子を開口部に対してより挿入しやすくすること
が可能となる。

【００４２】また、清掃子に対して回転運動を付与して
も良く、例えば、インク液面と垂直な軸の周りに清掃子
を回転させることも可能である。この場合には、清掃子
の移動によるクリーニングの効果のほか、当該清掃子の
回転運動によるクリーニングの効果も加わり、一層効果
的に高濃度インク、紙粉、付着インク等を除去すること
が可能である。また、回転運動の代わりに清掃子を振動
させても良い。この場合にも、上記回転運動と同様な効
果を得ることが可能である。さらに、回転運動と振動を
組み合わせて清掃子によるクリーニングを行っても良
い。

【００４３】さらに、上記した清掃子は１つだけでなく
複数用いることも可能であり、例えば開口部（スリッ
ト）の両端にそれぞれ清掃子を設けておき、両側から開
口部（スリット）の清掃を行っても良い。この場合に
は、効率よく短時間で開口部の清掃を行うことができ
る。

【００４４】図５は、本発明におけるインクジェット記
録装置において、インクジェットヘッドのクリーニング
機構及びキャッピング機構の一実施形態の構成を示す断
面図である。

【００４５】図５に示すように、清掃子制御機構の構成
は、印刷装置本体あるいはシャシー５１上に支持部２１
が固定されており、この支持部２１に対してアーム５４
の一端が回転軸５３を介して取り付けられ、さらにアー
ム５４の他端に対してアーム５６の一端が回転軸５５を
介して取り付けられている。アーム５４、５６はそれぞ
れ、駆動モータ（図示せず）と案内機構（図示せず）に
より回転軸５３、５５の周りに回転可能であり、清掃子
格納位置（図５（ｂ）、図５（ｃ））及びクリーニング
位置（図５（ａ））へ移動制御される。

【００４６】また、アーム５６の他端には清掃子支持体
５８がガイドシャフト５７を介して取り付けられてお
り、清掃子支持体５８の一面には図１に示した清掃子１
１が設けられている。この清掃子１１は清掃子支持体５
８に固定されていても良いし、あるいは着脱可能であっ
ても良い。

【００４７】一方、キャッピング機構の構成は、印刷装
置本体あるいはシャシー５１上に支持部５９が固定され
ており、この支持部５９に対してアーム６１の一端が回
転軸６０を介して取り付けられ、さらにアーム６１の他
端にキャップ６２が取り付けられている。アーム６１は
駆動モータ（図示せず）と案内機構（図示せず）により
回転軸６０の周りに回転可能であり、キャップ待機位置
（図５（ａ）、図５（ｂ））からキャッピング位置（図
５（ｃ））へ移動制御される。

【００４８】次に、上記した清掃子制御機構及びキャッ
ピング機構の具体的な動作について説明する。まず、図
５（ａ）に示すように、移動機構（図示せず）によりイ
ンクジェットヘッド１をインクジェット記録装置中の中
位置（同図のＱ）に移動させた後、上記駆動モータと案
内機構により清掃子支持体５８をインクジェットヘッド
１のクリーニング位置へと移動させ、さらにインクジェ
ットヘッド１の開口部１０の中に清掃子支持体５８の清
掃子１１を挿入する。この挿入は、清掃子支持体５８を
微動調整しながらゆっくりと行う。次に、清掃子支持体
５８をガイドシャフト２７に沿って移動させることによ
り、清掃子１１を開口部１０に挿入した状態で主走査方
向に移動させる。この一連の動作により、開口部１０
内、及びその周辺の蓋部（スリット板）８外表面をクリ
ーニングする。この時、キャッピング機構はキャップ待
機位置に待機した状態となっている。

【００４９】次に、図５（ｂ）に示すように、上記駆動
モータと案内機構により清掃子支持体５８を清掃子格納
位置に移動させ、さらに上記移動機構によりインクジェ
ットヘッド１をインクジェット記録装置の印字位置（同
図のＰ）に移動させる。かかる移動が行われた後、記録
紙５０に対して印字を行う。記録紙５０は同図の矢印Ａ
の方向に移動しており、当該記録紙の片面に印刷が行わ
れる。この時も、キャッピング機構はキャップ待機位置
に待機した状態となっている。

【００５０】次に、図５（ｃ）に示すように、上記移動
機構によりインクジェットヘッド１をインクジェット記
録装置の印刷装置本体あるいはシャシー５１の表面位置
（同図のＲ）に移動させた後、上記駆動モータと案内機
構によりキャップ６２をインクジェットヘッド１のキャ
ッピング位置へと移動させ、さらにインクジェットヘッ
ド１の開口部１０の中にキャップ６２を挿入する。この
挿入は、キャップ６２を微動調整しながらゆっくりと行
う。このキャップ６２の挿入により、インク液がインク
ジェットヘッド１の開口部１０から蒸発等するのを防止
することができ、インクの乾燥等によるインク物性の変
動を抑制することが可能となる。ここで、キャップ６２
が開口部１０に挿入されている時にインク液の液面を下
げておくと、当該キャップ６２にインク液が付着せず、
キャップの保守整備上好ましい。なお、この時、清掃子
制御機構は清掃子格納位置に待機した状態となってい
る。

【００５１】なお、上記実施形態ではインクジェットヘ
ッドをクリーニングする際にその都度清掃子を開口部に
挿入する構成となっているが、清掃子を開口部にあらか
じめ挿入して、この清掃子を外力により開口部１０に挿
入した状態で移動させる構成を採用しても良い。この場
合には、開口部に清掃子を挿入したりあるいは開口部か
ら清掃子を抜いたりする動作を行わなくても良いため、
開口部に対する清掃子の出し入れによる開口部内壁等の
損傷を効果的に防止することが可能である。清掃子の外
力による移動には、様々な方法が考えられるが、例えば
磁石若しくは電磁石を備えた移動機構を用いて当該磁石
若しくは電磁石による磁力により清掃子を移動させるこ
とが可能である。他にも、静電気を用いる方法等により
清掃子の移動を行っても良い。また、清掃子を複数設置
する場合には、個別にあるいは同時にこれらの清掃子を
開口部に挿入することも可能である。

【００５２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１を参照し
て詳細に説明する。まず、本発明のインクジェット記録
装置の製造方法について述べる。圧電体３としては比誘
電率200 のＰｂＴｉＯ₃ 系圧電セラミックを用い、周波
数は５０ＭＨｚ（厚さ50μｍ）とした。まず、この圧電
体３の両面にTi／Au電極４、４´をスパッタリングによ
りそれぞれの厚さが0 ．05μm 、0 ．3 μm となるよう
に形成し、さらに2kV/mmの電界を印加して分極処理を行
った。

【００５３】次に、エッチングによりTi／Au電極４をパ
ターニングして、複数のアレイ状の電極群４ａ乃至４ｋ
等（個別電極）を形成した。この時、1 素子の幅は６５
μm、電極間隔は２０μm （個別電極の配列ピッチ８５
μm ）となるようにした。副走査方向の電極幅、即ち口
径は2mm とした。

【００５４】次に、バッキング材を兼ねた１．１ｍｍ厚
のガラス基板１２上に、ＥＢ蒸着法によりＴｉ／Ａｕ電
極を厚さが０．０５μｍ、０．３μｍとなるように形成
した後、エッチングにより前記Ｔｉ／Ａｕ電極を個別電
極にパターニングした。さらに、かかるガラス基板１２
上に上記した圧電素子２をエポキシ系接着剤で貼合わせ
た。複数のアレイ状の電極群４ａ乃至４ｋ等とガラス基
板１２上の個別電極とは対応するもの同士を導電性接着
剤により接続した。

【００５５】一方、圧電素子２のガラス基板１２と反対
側の面には、焦点距離が3.3mm になるように凹面に加工
したガラス製音響レンズ５を形成した。この素子にイン
ク液面の高さが3.3mm になるようにインク保持室6 を設
け、さらに圧電素子２と駆動回路9 とを接続してインク
ジェット記録ヘッドを完成させた。

【００５６】このインクジェット記録ヘッドの開口部
（スリット）１０に対して、本発明の清掃子１１を挿入
した。この清掃子１１の開口部１０へ挿入される部分
は、開口部１０の幅を0.30mmより0.05mm広い0.35mmと
し、またその長さを5mm とした。開口部１０へ挿入され
ず蓋部８の外表面をクリーニングする清掃子１１の部分
の大きさは、10mm×10mm×2mm とした。移動速度は50mm
/secとして一回のみクリーニング動作を行った。

【００５７】このクリーニング動作により、開口部のイ
ンク固まりが除去されると同時に、蓋部８の外表面に付
着していたインクが除去され、インク滴の付着位置精度
が理想位置に対して0.5 ドット程度に回復することが確
認された。一方、比較例として、クリーニング動作を行
わない従来例についてインク滴の付着位置精度を調べ
た。印字を１時間行った後、４８時間開口部に蓋をしな
いで放置して、再度印字を行った。開口部にインク固ま
りが存在すると同時に、蓋部８の外表面にはインクが付
着しており、インク滴の付着位置精度は理想位置に対し
て数ドットもずれてしまい、印字の精度が大幅に低下し
ていることが確認された。なお、本発明は上記した実施
例に限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施することが可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、イ
ンクの乾燥等によるインク物性の変動を抑え、開口部を
常に一定の表面状態に保つことができるため、インク滴
吐出の安定化、ひいては画像品位の安定化を実現したイ
ンクジェット記録装置を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインクジェット記録装置の一実
施形態の斜視図及び断面図。

【図２】本発明によるインクジェット記録装置の清掃
子の一実施形態の上面図及び断面図。

【図３】本発明によるインクジェット記録装置の清掃
子の開口部への挿入状態を示す断面図。

【図４】本発明によるインクジェット記録装置の清掃
子の他の実施形態の断面図。

【図５】本発明によるインクジェット記録装置の清掃
子制御機構及びキャッピング機構の概略図。

【符号の説明】

１…インクジェットヘッド２…圧電素子３…圧電体４、４´…電極５…音響レンズ６…インク保持室７…インク８…蓋部９…駆動回路１０…スリット１１…清掃子１１ｂ…清掃子のスリット１０に挿入された部分１２…ガラス基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク液を保持するインク液保持室と、
このインク液保持室の上部に設けられ、前記インク液が
吐出する開口部を有する蓋部と、前記インク液と音響的
に接続され、超音波を発生する超音波発生手段と、この
超音波発生手段上に設けられ、該超音波発生手段から発
生される超音波を前記インク液の液面近傍に集束させる
超音波集束手段と、前記開口部の中に挿入され、移動可
能な清掃子とを具備したことを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。
【請求項２】前記清掃子が弾性体もしくは多孔体で構
成されていることを特徴とする請求項１記載のインクジ
ェット記録装置。
【請求項３】前記清掃子の表面が弾性体もしくは多孔
体で被覆されていることを特徴とする請求項１又は２記
載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記清掃子がブラシであることを特徴と
する請求項１乃至３記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記清掃子は、前記開口部の開口面と平
行な断面が円形であることを特徴とする請求項１乃至４
記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記清掃子は、前記開口部の開口面と平
行な断面が多角形であることを特徴とする請求項１乃至
４記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記清掃子は、前記開口部の開口面と平
行な断面が楔型であることを特徴とする請求項１乃至４
記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記清掃子の挿入方向の断面がインク液
側の幅が狭くなったテーパー状であることを特徴とする
請求項１乃至７記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記清掃子は、当該清掃子の挿入方向の
断面の先端に曲率０．０５ｍｍ以上の丸みがついている
ことを特徴とする請求項１乃至８記載のインクジェット
記録装置。
【請求項１０】前記清掃子の移動速度が0.05mm/sec〜
150mm/sec の範囲であることを特徴とする請求項１乃至
９記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】前記清掃子が回転することを特徴とす
る請求項１乃至１０記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】前記清掃子が振動することを特徴とす
る請求項１乃至１１記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】前記清掃子の幅は、前記開口部の幅を
Ｗとしたときに０．９Ｗ〜１．１Ｗであることを特徴と
する請求項１乃至１２記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】前記清掃子の実効厚みが前記開口部の
厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至１３記載
のインクジェット記録装置。
【請求項１５】前記清掃子の先端が前記開口部の底部
より下に存在することを特徴とする請求項１乃至１４記
載のインクジェット記録装置。
【請求項１６】前記清掃子は、前記開口部にあらかじ
め挿入されてなることを特徴とする請求項１乃至１５記
載のインクジェット記録装置。
【請求項１７】前記清掃子を移動させる移動手段を備
えたことを特徴とする請求項１６記載のインクジェット
記録装置。
【請求項１８】前記移動手段は、磁気的若しくは静電
的な力により前記清掃子を移動させるものであることを
特徴とする請求項１７記載のインクジェット記録装置。
【請求項１９】前記清掃子を前記開口部に挿入し、ま
た挿入された前記清掃子を前記開口部からはずす着脱手
段を備えたことを特徴とする請求項１乃至１５記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項２０】前記清掃子が複数存在することを特徴
とする請求項１乃至１５記載のインクジェット記録装
置。
【請求項２１】前記清掃子は、複数個別々に若しくは
同時に前記開口部に挿入されることを特徴とする請求項
２０記載のインクジェット記録装置。
【請求項２２】前記開口部はスリット形状であること
を特徴とする請求項１乃至２１記載のインクジェット記
録装置。
【請求項２３】前記超音波発生手段は複数の圧電体素
子からなり、当該圧電体素子は主走査方向にアレイ状に
配列されており、駆動回路からの電気的制御により駆動
されることを特徴とする請求項１乃至２２記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項２４】前記圧電体素子の駆動において前記圧
電体素子から発生される超音波が前記インク液の液面近
傍に集束され、当該超音波の集束位置が主走査方向に走
査されることを特徴とする請求項２３記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項２５】前記清掃子は一方向に移動して清掃を
行うことを特徴とする請求項１乃至２４記載のインクジ
ェット記録装置。
【請求項２６】前記開口部を塞ぐキャップ手段を備え
たことを特徴とする請求項１乃至２５記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項２７】前記清掃子による清掃の際に前記イン
ク液の液面を下げるインク液面制御手段を備えたことを
特徴とする請求項１乃至２６記載のインクジェット記録
装置。
【請求項２８】前記清掃子は前記開口部の内壁面の清
掃を行うことを特徴とする請求項１乃至２７記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項２９】前記清掃子は前記開口部の周辺におけ
る前記蓋部の外表面の清掃を行うことを特徴とする請求
項１乃至２８記載のインクジェット記録装置。
【請求項３０】前記清掃子は、前記開口部に挿入され
る第１の部分、及び前記開口部外に位置し前記第１の部
分よりも幅が広い第２の部分からなることを特徴とする
請求項２９記載のインクジェット記録装置。