JPS62116153A - 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］ 本発明は記録装置に係り、さらに詳細には液体の記録材
料を記録ヘッドから吐出して記録を行なう記録装置に関
する。

［従来の技術］ 液体の記録材料を噴射して用いる記録装置としてインク
ジェットプリンタが広く知られている。

この種の装置の記録材は主として紙、プラスチックシー
トなどであり、特に他の記録方式に比して動作騒音が小
さく、基本的な機械的構造が簡単安価に済む利点があり
、コンピュータ、ワードプロセッサなどの記録出力装置
として採用されることが多い。

この種の装置では液体インク（以下中にインクという）
を直接記録ヘッドのノズルから吐出させて記録を行なう
ため、インクをつねに吐出可能な状Ｆ、におくため他の
方式の記録装置には見られない配慮が必要とされる。

たとえば、インクは非記録時においても記録ヘッドのノ
ズル中に残留するため、このノズル内のインクの乾燥な
いし蒸発による粘度増加などの変質を防止する措置が必
要である。このため、従来では非記録時に記録ヘッドの
オリフィスを蓋で覆い、インクの乾燥、蒸発を防止する
キャッピング手段を設けた装置が知られている。

ところが、低湿度の環境下、あるいは長期休止時などの
場合には上記のような乾燥防止手段のみではインクの粘
度増加は避けられず、上記のギヤッピンブ手段とともに
、記録ヘッドを覆うキャンプ内の空気を吸引してオリフ
ィスから負圧を与え、ヘッドのノズル内のインクを吸い
出したり、手動制御によりポンプなどを用いてノズル内
に圧力を与え、オリフィスから変質したインクを排出さ
せる回復機構も知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような回復機構は、電源投入時などに自動的に駆動
され、一般に記録動作中はよほどの吐出異常がないかぎ
り駆動されない。ところが、記録動作中にもノズルの不
使用によるインクの変質が生じ得る問題がある。

すなわち、記録ヘッドのノズルが複数設けられる装置で
は、記録データの統計的性質によっては記録しないドツ
トがあり、このためあるノズルは同一記録期間中に多数
回駆動されるが、あるノズルは全く駆動されなかったり
、吐出インターバルが非常に長くなるというふうに、各
ノズルの吐出駆動にはバラツキがある。したがって、吐
出回数が少ない、ないし吐出間隔が長いノズル内のイン
クは、湿度、湿度などの雰囲気の条件によっては乾燥に
よる粘度上昇が生じ、ノズルのインク吐出が不安定にな
ったり、吐出不能になったりする問題があった。この現
象はＡｌ、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２などの大きなサイズの記録
媒体を用いる場合に生じやすい。

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために、本発明においては液体
の記録材料を記録ヘッドから吐出して記録を行なう記録
装置において、装置の設置された雰囲気の条件に応じて
前記記録ヘッドに記録領域外で液体記録材料の吐出動作
を行なう空吐出動作を行なわせる制御手段を設けた構成
を採用した。

［作用］ 以」二の構成によれば、記録ヘッド内のインクの品質に
大きく影響する雰囲気の条件により空吐出制御が行なわ
れる。したがって、インクが乾燥しやすい雰囲気条件に
おいても記録ヘッド内のインクは常に新鮮なものに交換
され、乾燥による粘度、上昇などのインクの変質による
吐出条件の変化を生じることなく、常に一定の品質で記
録動作が可能となり、装置の信頼性を向上させることが
できる。

［実施例］ 以丁、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明による記録装置の一実施例における構成
を概略図示した模式図で、図において符号ｌはインクを
収納したインクタンクである。このインクタンクｌには
インク補給を容易に行なうため、着脱自在に設けられた
インクカートリッジが接続される。インクカートリッジ
３のインク供給口は図示のようにインクタンクｌ内に下
方に伸び、いわゆるチキンフィード方式によって消費さ
れた分だけインクカートリッジから液面低下に応じた量
がインクタンク１内に供給される。このようにインク液
面が常に一定に保たれることはインク吐出を安定にする
ため重要である。インクタンク１内のインク２の液面は
常に記録へラド７よりも低くなるように設定され、記録
ヘッド７のノズル内のインクには若干の負圧がかかるよ
うにしてあり、これにより非駆動時に記録へラド７のオ
リフィスからインクがしみ出すのが防止される。

インクタンクｌ内のインクは２木のパイプ５ないし６を
介して記録へラド７に供給される。このうちパイプ５の
途中にはダイヤプラムポンプなどから成るポンプ４が接
続されている。このポンプ４はインクタンク１よりも下
方に設けられ、パイプ５内に空気が混入しにくいよう配
置されている。

パイプ５．６の機能を大きく分ければ、バイブロは記録
ヘッド７に対して常時毛細管現象により消費された分だ
けインクを補給するのに用いられ、パイプ５は記録ヘッ
ド７内のインク粘度が上ｙノした際にインクタンクｌか
らインクを圧送して記録ヘッド７内のインクをオリフィ
スから排出させるのに用いられる。詳細には、記録動作
時にはパイプ５もバイブロの１木のみでは不足しがちな
インク供給を受は持つ。バイブロのみのインク供給では
記録密度が高い場合にはインク供給が追いつかない場合
も考えられるからである。逆にパイプ５にポンプ４を設
けるということは、パイプ５の流路の抵抗が増加するの
で、バイブロ側がパイプ５側のインク供給をおぎなって
いると考えることもできる。すなわち、ポンプ４のよう
な圧送手段を設ける場合には図示のように２本以上の供
給系を設けるのが好ましい。

記録へラド７は公知のキャリッジ、プラテンローラなど
から成る記録走査系に取り付けられ、記録媒体に対して
記録走査を行なうことができるよう構成される。記録ヘ
ッド７は熱エネルギーにより液体を吐出する方式、ある
いは機械エネルギーによりインクを吐出する方式など各
種のインクジェット記録方式に基づいて構成されたもの
であるが、本実施例においてはさらにヘッド内部にポジ
スタ、ヒータなどがから成る加温手段８とともに、記録
へラド７の温度を検出するためのサーミスタ９が取り付
けられている。

記録へラド７の走査範囲内で、しかも記録媒体より外側
、すなわち記録領域外には記録へラド７の回復動作のた
めにキャッピング手段１０が配置されている。キャッピ
ング手段１０は周知のように、気密性のよいキャップ内
に多孔質材料から成る清掃手段１１を収納して成り、不
図示のソレノイドなどの駆動手段により記録へラド７の
オリフィス面に密接できるように構成されている。また
、前記ポンプ４を作動させると、記録ヘッド内のインク
がオリフィスから排出され、この排出されたインクはキ
ャッピング手段１０内部から不図示の回収系に捨てられ
る。また、清掃手段１１は不図示のモータや上記吸引時
のインク流などによ−り回転駆動され、記録へッド７正
面に付着したインクやゴミなどの異物を除去する。

記録ヘッドの吐出駆動およびサーミスタ９を用いた加温
手段８の駆動、上述のキャッピング手段１０の回復動作
と、記録動作の全体（後述の走査系をも含む）は制御部
１２によって制御される。

制御部１２はタイマー、ゲート回路などの論理回路、あ
るいはマイクロコンピュータと制御プログラムを格納し
たＲＯＭ、ＲＡＭなどにより構成されたものである。

さらに本実施例においては制御部１２に湿度センサ３１
が接続されており、装置のおかれた雰囲気の湿度を検出
し、この湿度に基づいて後述するように吐出制御が行な
われる。湿度センサ３１は公知のセラミック材料Ｆｅ２
０３−に２０．ＺｎＯＬ　ｉ　２０５．　Ｍｇ　Ｃｒ２
０４など）など吸湿性と導電性を有する材料から構成さ
れた素子で、素子の導通度を検出することにより湿度検
出が行なわれる。

第２図は第１図の構成をカラーインクジェットプリンタ
に適用する場合の装置の構成をより詳細に示したもので
ある。ここではキャリッジ１４、プラテンローラ１５、
モータ１６などから成る記録走査系が示されている。プ
ラテンローラ１５は不図示のモータなどの駆動手段によ
り回転駆動され、記録媒体を搬送するとともに記録台と
して機能する。

プラテンローラ１５には平行に２木のガイド軸１３ａ、
１３ｂが配置されており、これらのガイドに摺動自在に
支持されたキャリッジ１４に前記記録へラド７が搭載さ
れる。キャリッジ１４にはプーリ１８ａ、１８ｂに張架
されたベルト１９の両端が接続されており、プーリ１８
ａをモータ１６により回転させることによりギヤリッジ
１４に搭載された記録へラド７の記録走査が行なわれる
。

第２図においては、記録へラド７はシアン（Ｃ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の４色の
記録のために各色のインクを収納したインクタンクＩＹ
、ＩＭ、Ｉｃ、ＩＢに接続される。各タンクには３Ｙ、
３Ｍ、３Ｂ、３Ｃで示したインクカートリッジが接続さ
れる。

記録へラド７と各インクタンクの間はポンプと２本のパ
イプにより接続されるが、各パイプ、ポンプは第１図の
符号４．５．６にそれぞれ上記の色の符号を付した符号
で示しである。ただし、ここではブラックおよびイエロ
ーの供給系のみが図示され、簡略化のため他のパイプ、
ポンプは省略しである。

第２図にはキャッピング手段１０の図示が省略されてい
るが、キャッピング手段ｌＯはプラテンローラ１５上の
記録領域から外れた位置に設けられる。この位置は以下
ホームポジションとして扱う（記録領域上のホームポジ
ションとは異なる）。

次に第３図を参照して以上の構成における動作につき説
明する。

第３図は制御部１２の制御を示したタイミングチャート
図である。

電源投入前には記録ヘッド７はホームポジションにあり
、キャッピング手段１０がオリフィス面に圧接されてお
り、オリフィス面は気密状態に保持されている。

図中符号Ａのタイミングで装との電源が投入されると、
初期動作として次のような動作を行なう。

まず、制御部１２は加温手段８をオンとし、サーミスタ
９で記録へラド７の温度を監視しながら所定の温度まで
記録へラド７を加温する。記録へラド７の温度が所定温
度に達した後は第３図２段目に示すように加温手段８が
サーミスタ９で検出した記録へラド７の温度に基づいて
間欠的に駆動され、記録へラド７の温度が所定値に保た
れる。

次に符号Ｂのタイミングで、ポンプ４を一定時間作動さ
せ、記録へラド７にインクを圧送する。

このとき記録ヘッド７から吐出されたインクは不図示の
回収系に捨てられる。

さらに、符号Ｃの期間ではキャッピング手段１０がヘッ
ドから離されるとともに清掃手段１１が回転駆動され、
記録へラド７のオリフィス面に付着した不要のインク、
ゴミが拭われる。

清掃動作が終了したら、再度キャッピング手段１０が記
録へラド７にかぶせられ、Ｄのタイミングで記録へラド
７を吐出駆動し、全ノズルから数滴〜数十滴のインクを
空吐出させる。この空吐出はポンプ４によるものと異な
り、記録時と同様の条件であり、記録ヘッドのオリフィ
ス面が濡れることがないので上記清掃動作は必要ない、
空吐出が終了したら、符号Ｅのタイミングでキャッピン
グ手段１０が記録へラド７から離間され、初期設定はす
べて終了し、ホスト装置ないし装置のキーボードなどか
ら記録命令が入力されるのを待つレディ状態に移る。

ここですぐに記録命令が入力された場合には、直ちに記
録動作に移るが、待ち時間が長かった場合には上記の全
ノズルの空吐出を再度行なってから符号Ｆのタイミング
で記録動作に移る。

符号ＦからＧで示された期間では記録ヘッド７はモータ
１６によりプラテンローラ１５上の所望位置に移動する
よう走査され、与えられた記録データに基づいてドツト
記録を行なう。

上記の記録期間では、符号にで示すように記録ヘッド７
が所定時間、または所定記録行数の記録ごとにホームポ
ジションに戻され、キャッピング手段ｌＯを密着させて
記録へラド７の全ノズルを駆動する前記の空吐出駆動を
行なう。この空吐出のインターバルを用いるインクの性
質に応じて設定しておけばよいが、通常２〜２０分ごと
、ないしこの時間に相当する記録行数ごとに空吐出を行
なえばよい。

また、符号Ｆ−Ｇの記録期間では、制御部１２によって
常時第４図に示すような判定ルーチンが実行され、湿度
に応じた空吐出制御が行なわれる。記録ヘッド７内のイ
ンクの乾燥による粘度増加の度合は温度、湿度などの雰
囲気の条件により変動するので、湿度センサ３１により
検出した湿度条件により空吐出を行なって記録へッド７
内のインクを新鮮なものに換え、インクの吐出条件を一
定に制御する。

すなわち、第４図のステップＳｌでは湿度センサ３１の
導通度を検出することにより雰囲気の湿度が検出され、
この湿度が所定値以下であるかどうかが判定される。こ
の所定値はたとえば湿度２０〜３０％ＲＨ以下に設定し
ておく。

湿度が２０〜３０％以下の場合にはステップＳ２に移り
、記録へラド７をホームポジションに戻し、キャッピン
グ手段１ｏを密着させて前記と同様に第３図のに゛のタ
イミングで（第４図ステップＳ３）空吐出を行なう、湿
度が充分ある場合には元の記録制御ルーチンに戻り、所
定記録行数ないし所定時間ごとに空吐出を行ないつつ記
録を行なう。

さらに符号Ｈのタイミングではホームポジションに記録
へラド７が移動され、キャッピング手段１０で密閉され
る。続いてわずかの時間をおいて符号Ｉのタイミングで
空吐出を行ない、そのままレディ状態に移行する。

符号Ｊのタイミングで電源がオフとなった場合にはキャ
ッピング手段ｌＯはそのまま記録へラド７に密閉された
ままの状態で全電源が遮断される。

以上のように、本実施例によれば、所定時間、ないし所
定記録量ごとに全ノズルが記録領域外で吐出駆動される
、いわゆる空吐出駆動が行なわれるので、記録データの
性質により駆動されないノズルがあってもこのノズル内
のインクのみが粘度上昇を起すことがなく、常に記録ヘ
ッド７内のインクの吐出条件を一定に保つことができる
。

さらに本実施例によれば、雰囲気の湿度に応じても空吐
出が行なわれるので、低湿度状態など所定時間、所定記
録量ごとの空吐出で制御しきれないインク粘度の上昇を
も抑えることができる。インクの乾燥に関する雰囲気条
件は、主として温度と湿度であるが、本実施例によれば
、第３図２段目に示すように記録ヘッド７の温度は一定
に制御されているので、空吐出を決定づける条件は雰囲
気の条件のうち湿度のみを用いている。

つけ加えれば、加温手段８による記録へラド７の温度制
御は、乾燥による成分変化がない条件でも温度によって
インクの粘度が変化するために行なっているものである
。一般にインクジェット記録用のインクは、少なくとも
１５℃以上で２５℃〜５５°Ｃ１高速記録においては３
０℃〜５０℃の温度範囲で用いるのが好ましい、したが
って、第３の符号Ａのタイミングでは記録速度、インク
の性質などに予め応じて定めた上記温度内の所望温度ま
で記録へラド７の温度を上昇させる。

」−記から理解されるように、インクの乾燥を制御する
ために行なう空吐出は実施例に示したように湿度条件を
検出して行なうだけでなく、加温手段８による強制的な
記録へラド７の温度制御手段を設けない装置などでは温
度の条件に応じて行なってもよいことになる。たとえば
、検出温度のみの条件によって空吐出制御を行なっても
よいし、あるいは温度、湿度の両方を検出して空吐出制
御を行なうこともできる。

なお、雰囲気条件に応じた空吐出は、データ記録中でも
強制的にボームポジションにヘッドを戻して行なうのが
望ましい。したがって画像読み取り装置やコンピュータ
装置など記録データを送信するホスト装置とともに用い
る場合には記録データを保存するバッファメモリを設け
ておき、ここに一旦データを転送してしまうようにする
のがホスト側の負担を軽減する上で望ましい。

また、前記実施例では、キャッピング手段がヘッドにか
ぶせられるレディ状態（第３図のタイミングＩ以降など
）においても所定時間（たとえば１時間程度）おきにギ
ヤッピング手段内に空吐出を行なうようにしてもよい。

これにより乾燥が生じやすいレディ期間中のインク粘度
上昇を防止するとともに、記録命令が入力された際、空
吐出を行なわなくても直ちに記録動作に移ることができ
る。このレディ状態における空吐出も湿度ないし温度条
件により制御してもよい。たとえば湿度３０％以下では
、数時間おきに空吐出を行ない、それ以上の湿度ではレ
ディ状態の空吐出を省略するなどの制御が考えられる。

また、空吐出は上記実施例ではヘッド駆動により行なっ
ているが、キャッピング手段１０を用いた吸引、あるい
はポンプ４による圧送により行なってもよい。

［効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば液体の
記録材料を記録ヘッドから吐出して記録を行なう記録装
置において、装置の設訂された雰囲気の条件に応じて前
記記録ヘッドに記録領域外で液体記録材料の吐出動作を
行なう空吐出動作を行なわせる制御手段を設けた構成を
採用しているため、インクの乾燥による変質などの吐出
条件の変化の影響を受けることなく、また記録データの
統計的性質とも無関係に常に一定の高品質な記録結果を
得ることができる優れた記録装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用したインクジェット記録装置の概
略構成を示した模式図、第２図は第１図の装置の構成の
一例をより詳細に示した斜視図、第３図は本発明による
記録制御を説明するタイミングチャート図、第４図は本
発明による空吐出制御の一部の手順を示したフローチャ
ート図である。 ｌ・・・インクタンク　　２・・・インク３・・・イン
クカートリッジ ４・・・ポンプ　　　　　５．６・・・パイプ７・・・
記録へラド　　　８・・・加温手段９・・・サーミスタ
　　１０・・・キャッピング手段１１・・・清掃手段　
　１２・・・制御部３１・・・湿度センサ 訂必装置ｆ′）榎へ口 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体の記録材料を記録ヘッドから吐出して記録を行
   なう記録装置において、装置の設置された雰囲気の条件
   に応じて前記記録ヘッドに記録領域外で液体記録材料の
   吐出動作を行なう空吐出動作を行なわせる制御手段を設
   けたことを特徴とする記録装置。 ２）雰囲気湿度を検出する手段を設け、この手段により
   検出された湿度に応じて前記空吐出動作を行なわせるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の記録装置
   。 ３）雰囲気温度を検出する手段を設け、この手段により
   検出された温度に応じて前記空吐出動作を行なわせるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の記録装置。 ４）前記記録ヘッドに加温手段が設けられ、記録ヘッド
   の温度が一定に制御されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の記録
   装置。