JPH03132357A

JPH03132357A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH03132357A
Application number: JP27106089A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiro Nitta; 哲弘新田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1991-06-05

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〕本発明は複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ、ビ
デオ出力プリンタ、ホストコンピューターの出力用プリ
ンタ等に用いられるインクジェット記録装置に関する。

（従来の技術）例えば西独特許公開公報ＤＥ３６１１３３３に示されて
いるような従来のインクジェット記録装置（インクジェ
ットプリンタ）のインクの供給回復方法はインク吐出口
がある複数のインクジェット記録ヘッドに対して吐出口
を覆うようにヘッドの夫々にキャップを密着させキャッ
プ内の圧力を吸引ポンプにより減圧する事でインクタン
クから該ヘッドにインクを供給充填して良好な印字が可
能な状態となすものであった。

このようなイミ成によりヘッドの液路内でのインクの固
着や吐出口面の異物をインクと共に除去して印字を安定
させることができる。

その他にもインクジェット記録装置の吐出回復方法とし
ては吸引後キャップ内にたまったインクをフィルターと
しての効果もある吸収体に吸収させその後空吸引を行う
ことでキャップを開放した時のインクの漏れ出しを防止
するものがある。

更に他には、インクの固着や異物を除去するために予備
吐出や吐出口面をブレードでふくものもある。

更に他にはＰｏｗｅｒ　　ｏｆｆ時はヘッド保護のため
にキャップにより吐出口を密閉するものもある。

〔発明が解決しようとしている技術課題〕しかしながら
従来の構成は以下のような解決すべき技術課題を内在す
るものであった。ヘッドからキャップを介してインクを
吸引する場合、ヘッドに密着させたキャップ内の発生負
圧量によりインクの吸引量が決まってくるのでインクが
無い状態のヘッドへインク供給充填する時にはその後の
安定吐出を得るために高い負圧が必要となる。これに対
し液路としてのノズルや吐出口のインクによる固着や気
泡混入による不良印字の場合に行う通常の回復操作には
無駄なインク消費を避ける為に充填時程多くのインク吸
引量を必要としない。

又、予備吐出をキャップ内に行いキャップ内の吸収体の
保水能力が満量近くなると予備吐出によるインクが吐出
口面にはね返り混色の原因となる。このキャップをＰｏ
ｗｅｒ　　Ｏｎ後に直ちに開放すると、運搬時の圧力変
化等でキャップ内にたまっていたインクがあふれ、汚れ
の原因となる。ざらに又、ノズル面のゴミやインク滴を
除去するためにブレードを行うがノズル面が乾燥してい
ると確実な効果が得られない。

本発明者が以上のようないくつかの従来の回復方法をイ
ンクジェット記録装置に適用する実験を数多く行った。

その結果、いかなる条件下においても良好なインク吐出
により記録を続ける為には、上述した回復方法の夫々を
改善すると共にそれらの全組み合わせの中から、最良の
組み合わせを見い出してシーケンス制御を行う必要があ
ることを見い出した。なぜならこの組み合わせをあやま
ると、各回復方法がその効果を発揮しなくなるばかりか
、逆に新たな不都合をも生み出しかねないものであるこ
とが判明したからである。

（目的）本発明は上述した技術課題に鑑みなされたものであり、
良好な記録を安定して行うことのできるインクジェット
記録装置を提供することを第１の目的とする。

本発明の別の目的は、回復動作に関わるインクの消費量
を低減させランニングコストを低くおさえることが可能
なインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、回復動作に用いたインクによる記
録への悪影響を防止することのできるインクジェット記
録装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、回復装置が小型化され且つそ
の回復機能が高められたインクジェット記録装置を提供
することにある。

本発明の目的は、インクを吐出する為の吐出口を有する
記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する為のインクを
収容するインクタンクと、前記記録ヘッドと前記インク
タンクとに連通ずる供給路と、連通状態を遮断／開放す
る開閉手段と、前記吐出口を覆う為のキャップと、前記
キャップ内に連通ずる吸引手段と、前記開閉手段と前記
吸引手段との動作を実行する実行手段と、を有し、前記
実行手段が、前記開閉手段の動作状態の異なる少なくと
も２つの回復動作を実行することを特徴とするインクジ
ェット記録装置により達成される。

〔実施例）以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施例につい
て詳細に説明する。

第１図は本発明による吸引装置の一例を示す撲式的斜製
図、第２図は、本発明の適用可能なインクジェット記録
装置の１例を示す模式的斜視図である。

第２図（Ａ）において符号１で示すものは記録ヘッドで
インクの供給源（インクタンク）から供給されたインク
の貯蔵部（液室）と、貯蔵されたインクを噴射する液路
（ノズル）及びその先端に形成された吐出口（オリフィ
ス）を有し、インクを吐出させるための吐出エネルギー
を発生する手段として電気熱変換体の１つである発熱抵
抗体等から成るエネルギー変換体を備えている。このほ
か、例えば電気機械変換体の１つである圧電素子であっ
てもよいが電気熱変換体を用いた構成の方があらゆる面
で優れており、本発明の適用により、その優れた点をい
かんなく発揮できる。

第２図（Ｂ）はインクの供給回復系を示す。

２２はキャップ、３７はキャップ２２内に設けられてい
る吸収体２６はポンプ、５０が開閉弁であり、袋状のイ
ンク収容部９０より開閉弁５０を介してヘッド１にイン
クが供給され、回復時にはキャップ２２を介してポンプ
２６により記録へラド１よりインクおよび／または空気
を吸引する。

吸引排出されたインクは廃インク溜め９１に収容される
よう構成されている。９２はキャップ内を通気する為の
通気弁であり、チューブ２８を介してキャップに接続さ
れており、ポンプに連通ずるチューブ２７の連通位置と
は別の位置でキャップに接続されている。

この記録ヘッドは単色記録の場合には１個であるが、こ
こではカラー記録の場合にはインクの色に応じて４個が
別々に設けられている。或いは４個が一体的に設けられ
ていてもよい。

記録ヘッド１はキャリッジｚ上に搭載されており、キャ
リッジ２は２木のガイド軸１８に沿って１と動自在に設
けられている。

符−４−１１で示すホームポジションには吸引回復装置
２０が設けられている。

この吸引回復装置の装置構成を示す図が、第１図、第３
図及び第４図である。即ち、吸引回復装置２０は基板２
０ａを基準として組立てられており、その一部には正逆
回転可能なモータ２５が固定されている。このモータ２
５の出力軸に固定されたピニオンギヤ２５ａはギヤ２５
ｂと噛合しており、ギヤ２５ｂと一体の図示していない
ピニオンギヤはギヤ２５ｃと噛合している。ギヤ２５ｃ
の回転軸に固定されたピニオンギヤ２５ｄはギヤ２５ｂ
と噛合している。このギヤ２４ｂと一体に第１のカム板
２４が固定されてお゛す、この第１のカム板２４とギヤ
２４ｂとの間には第２のカム板！９がギヤ２４ｂと同軸
に固定されている。第１のカム板２４の上面には円周方
向に台形状のカム２４ａと２４ａ′が２個突設されてい
る。また、第１のカム板２４の周面には通気開閉部を構
成するカム部２４ｄが突設されている。また、第２のカ
ム板１９の周面にもカム部２４ｃが突設されており、こ
のカム部２４ｃはマイクロスイッチ等から成る検出スイ
ッチ３０によって検出される。また、ギヤ２４ｂの上面
には内面カム＋９ａが形成されており、この内面カム１
９ａにはキャップホルダ２１の端から突設された軸２１
ａが接している。このギャップホルダ２１は基板２Ｏａ
上に摺動自在に設けられており、図示していないスプリ
ングによってポンプ２６から遠ざかる方向へ常時押圧さ
れている。そしてキャップホルダ２１がギヤ２４ｂの回
転に伴って内面カム１９ａの突出部によりポンプ２６側
へ押し戻される。キャップホルダ２１の位置はスイッチ
３１によって検出される。また、ギヤ２４ｂの下方にあ
る第３のカム板３４の周面にもカム部３４ａが突設され
ており押し棒２３の端と接している。この押し棒２３は
基板２０ａ上に摺動自在に設けられており、スプリング
２３ａによってカム部３４ａに押圧されている。従って
押し棒２３はギヤ２４ｂの回転に伴ないカム部３４ａの
突出部によりヘッド側に押し出される。

この押し棒の摺動により後説するインク供給の制御（連
通弁の開閉）を行う。

また、カム板３４の上面範は円周方向に台形状のカム３
４ｂが突設されている。

方、符号２９で示すものはポンプレバーで、基板上に突
設された支持枠２９ａに軸２９ｂを介してその途中を回
動自在に軸承されている。ポンプレバー２９の一部は前
記第１のカム板２４上に突設されたカム２４ａと２４ａ
′上に乗り上げるためのローラ２９ｃが設けられており
、他端には突起２９ｄを介しでポンプ２６のピストン２
６ａと接している。このピストン２６ａはポンプ内に設
けられたスプリングにより常時突出する方向への力を与
えられており、ローラは常に第１カム板２４上に接して
いる。

また、第４図の４０で示すものは押し上げレバ・−で基
板２０ａ上に突設された支持枠４０ａにφｌｊ　４０　
ｂを介して片持ちとし回転自在に軸承されている、押し
上げレバー４０の途中には前記第３のカム板３４上に突
設されたカム３４ｂの上に乗り上げるためのローラ４０
ｃが設けられており他端は前記ピストン２８ａの下端か
らポンプ２６外に突出した軸２６ａ　　と接している。

従って押し上げレバー４０はカム３４ｂの突出により上
下方向に摺動しピストン２６ａを押し上げる動作をする
。

キャップ部は以下の様に構成されている。

キャップホルダ２１にはゴム等の弾性部材から構成され
た複数個のキャップ２２ａ〜２２ｄが固定されている。

夫々のキャップ２２ａ〜２２ｄはその内側の下方にイン
クの吸収体３７が設けられており、各キャップはチュー
ブ２７ａ〜２７ｄを介して前記ポンプ２６に別個に接続
されている。

一方、各キャップ２２ａ〜２２ｄはインク吸収用のチュ
ーブ２７ａ〜２７ｄの他にキャップ内を通気する為の通
気チューブ２８ａ〜２８ｄを有する。また、支持枠２１
ｂの上端には軸３６を介して回動レバー３５の上端に回
動自在に軸承されキャップ内を通気する様構成されてい
る。

第５．６図はインク供給の制御を行う為の開閉手段とし
ての連通弁まわりの構成を示す。記録ヘッドの共通液室
ＩＡに連通ずるヘッドに連通ずるインク供給路５９とイ
ンクタンクに連通ずるインク供給路６０の間に連通弁５
０を設ける。弁５０はビンジヨイント５１．ジヨイント
バルブ５２の弾性部材、弁ホルダ−５３、弁軸５４、ス
プリング５５、板バネ５６、固定板５７．５８により構
成されている。板バネ５６を図中上方に持ち上げるとス
プリング５５が押し上げられジヨイントバルブ５２には
め込まれた弁軸５４を持ち上げ供給路５９ａを遮断する
（第６図）、板バネ５６の押し上げは前記押し棒２３が
突出して行う。押し棒２３が引っ込むと板バネ５６は復
帰しこれと共に弁軸５４が復帰し供給路５９ａは開放状
、態となる。

この吸引回復装置と供給路開閉手段のタイミングチャー
トが第７図である。第７図（Ａ）〜（Ｊ）は夫々のスイ
ッチ及びカムその他の動作タイミングを説明するもので
キャップ開の状態、即ちキャップ２２ａ〜２２ｄが図示
していない記録ヘッドのオリフィス部分から離れて記録
可能な状態から第１、第２及び第３のカム板２４，１９
゜３４が１回転する間に全ての制御動作が行われる。

まずキャップＳＷ％密閉ＳＷが共にＯＮの状態からギヤ
２４ｂが正回転（反時計方向）すると不図示のブレード
がヘッド側に前進する。

次にキャップＳＷがＯＦＦでキャリッジ２が右に移動し
ヘッドのノズル面をワイピングする。キャリッジ２がホ
ームポジションＨに復帰する時はブレードは後進してワ
イピングしなようになっている。

そして、カム部２．４ａが回動レバー３５に接しない状
態、即ちチューブ２８ａ〜２８ｄが通気状態でキャップ
がオリフィス部分にｙ１着され吐出口を保護する。（Ｏ
°〜９０°）そして、通気間、即ちカム部２４ｄが回動レバー３５を
押した状態で押し棒２３がカム部３４ａにより突出し中
途弁５０を閉じ即ち供給路５９を閉Ｓｒ１する。

そして、いったん、押し上げレバー４０がカム部３４ｂ
により押されピストン２６ａの軸２６ａ′を押し上げ上
死点に確実に復帰させる。

そしてポンプレバー２９のローラ２９ｃがカム２４　ａ
　上に乗り上げポンプレバー２９のローラ２９ｃがカム
２４ａに乗り上げポンプ２６による吸引動作が行われる
。（９０°〜１８０°）この時は連通弁５０が閉じられ
ている為、インクタンクよりヘッドのインク流れはない
。この状態が（１）に示す初期充填モードの吸引である
。次にカム部３４ａが押し棒２３から離れ開閉弁により
供給路を連通させる。ここでインクが流れるのである。

再びポンプが駆動され吸引を行う。（Ｊの吸引）やがて
、カム部２４ａが回動レバー３５から目１れ、通気チュ
ーブ２８ａ〜２８ｄが通気間の状態になるとキャップ内
の負圧を解消する為空気が流れ込む。この時はいわゆる
Ｊの空吸引であり、吸引によりキャップ２２ａ〜２２ｄ
内に存在している過剰インクを通気チューブ２８ａ〜２
８ｄの空気と共にポンプ側に吸引する。

吸引動作を供給路を開としたまま多数回行っても第８図
の様に共通液室ＩＡ内のインク液面は低液面ＩＢとなり
ノズルＩＤのわずか上面にしか位置せず、空気層の熱膨
張、気泡の発生等によりノズルが空気にさらされ易く吐
出マージンがない。

この状態で供給路を閉じたままポンプ動作により吸引動
作を繰り返せば共通液室の残留空気ＩＦは１度液面ＩＥ
まで減圧降下するが、この状態で供給路を開放すれば低
液面ＩＢの上部の空気も減圧状態である為インク供給路
に通じるほぼ大気圧であるインクタンク（図示せず）か
ら減圧部に流れ込みインク液面は高液面ＩＣとなり安定
吐出のマージンが増大する。勿論ノズルからキャップ側
へもインクは流れる。共通液室内のある程度の空気層は
吐出による液の補充、キャリッジの加減速の加速度に対
しバッファー効果をもつ、記録ヘッドのセット等の複数
ヘッドの共通液室内への初期インク充填を一定にする為
にまず低液面ＩＢ程度までインクを吸引し、その後供給
路を閉じ高液面ＩＣまでにする為にポンプ動作に対し任
意に供給路を開閉できる事が、充填の確実性、充填時間
の短縮にとって望ましい。供給路の開閉を任意に制御で
きれば共通液室の負圧の制御できる。通常のノズル先端
のインクの増粘、ノズルのわずかな気泡等の通常の吐出
不良の回復はわずかにノズルからインクを吸引すればよ
いわけであり吸引動作を１〜２回行えばよい。つまり第
７図においてＩによる吸引を行わず、Ｊによる吸引を行
えばよい。

これが通常の吸引モードである。それに対しインク供給
路、共通液室等へのインク初期充填つまりインクカート
リッジ及びヘッド交換時には、不用の空気、増粘したイ
ンク等を負圧源側へ排出させる為多量のインク及び／又
は空気を吸引する必要がある。従って第７図において■
による吸引を行ってからＪによる吸引を行う、これが初
期充填モードである０本発明のもっとも特徴的な構成の
一つがこの両モードの選択をカム構造によって実行可能
とした点であり、通常回復では第７図のタイミングチャ
ートのＸＹ線のほぼ右半分を使い、初期充填では左半分
をも使う、カムは正逆回転をし、キャップＳＷ、密閉Ｓ
Ｗにより動作位置が決められる。一方、カムを第７図Ｊ
に示すように正逆回転する事により空吸引を独立させて
行う事ができる。これが空吸引モードである。連続印字
においてノズルの目詰りによる吐出不良及び不吐出を防
止するためにホームポジションＨにおいてキャップ２２
ａ〜２２ｄ内に記録に用いられないインクを吐出エネル
ギー発生体の駆動により吐出させる予備吐出を行う。吐
出されたインクは吸収体３７に吸収されるが吸収体の保
水量限界近くになると吸収体表面に液面を形成し予備吐
出によりノズル面にインクがはね返りインクの吐出不良
や混色の原因となる。そこで連続印字においては一定ラ
インごとにホームポジションＨにおいて空吸引を行うモ
ードを設けている。また運搬中のインクもれ及びヘッド
の保護のためパワーオフ時においてはキャップ２２ａ〜
２２ｄを各々のヘッドに密着させている。この時は中途
弁５０、及び通気チューブ２８ａ〜２８ｄも閉じヘッド
液室内ＩＡを密閉系にしている。外圧変化（減圧）にお
いて、ヘッド液室内ＩＡのインクはキャップ２２ａ〜２
２ｄ内に流れてしまう、ここでパワーオン時にキャップ
２２ａ〜２２ｄとヘッドを離してしまうとキャップ２２
ａ〜２２ｄ内のインクは外にあふれノズルにあふれたイ
ンクを付着させたままの印字は、不吐、不良印字、印字
面及び図示していない紙押し板バネへのインク付着によ
る汚れ等の原因となる。その防止としてＰｏｗｅｒ　　
ｏｎ後にキャップ２２ａ〜２２ｄをヘッドから離す前に
空吸引を行うモードを設はキャップ内の余分なインクを
吸引するようにした。

一方、吐出口面に着いたゴミ、紙粉、インク滴等を除去
するため吐出口面をシリコーンゴム等の弾性体からなる
板状のブレードによりワイピングしふき取る。ここでは
吸引又は予備吐出を行う事により吐出口面を一旦濡らし
てからブレードを行っている。いわゆる湿式ブレードで
ある。これはゴミ、紙ケバを必ずインクと共に除去する
ためノズル面を濡らさない乾式ブレードに比べてふき取
り効果が高い。

以上の様に本例では実行手段としてカム面を利用した機
械的構成で開閉弁とポンプとをの駆動を制御し少なくと
も２つの回復モードによる回復動作を実行する。

〔他の実施例〕

ここでは他の実施例について述べる。

前記実施例において印字汚れ防止のために連続印字にお
いて一定量ごとにキャリッジ２の位置がホームポジショ
ンＨで空吸引を行っているが、これは必ずしもホームポ
ジションＨである必要はない。そこでキャリッジ移動中
（ホームポジションＨの位置にない状態）でもボンピン
グする事でいつでも空吸引が行え前述したインクはね返
りに対して効果があり、その度毎のキャッピングも必要
ないため無駄な時間を費やさずにすむ、一方、空吸引モ
ードを独立して使用すると密着させたキャップ２２ａ〜
２２ｄ内の圧力変化は小さく、瞬時である（はぼ大気圧
と一定）、そこでインクを供給路から密着させたキャッ
プ２２ａ〜２２ｄ内に吸引する事なくキャップ２２ａ〜
２２ｄ内の負圧を高め空吸引を行うと空吸引の効果は高
まる。第７図でのタイミングチャートでは初期充填モー
ド（１）で吸引を行い負圧を高めても（Ｊ）の空吸引モ
ードの前に吸引モードが入ってしまいインクを吸ってし
まう。そこで（Ｃ）通気において通気チューブ２８ａ〜
２８ｄの開閉をカムに連動させずソレノイドで任意に行
える様にしたのが第９図のタイミングチャートである。

インク供給の場合はソレノイドＯＦＦでＣ’　−Ｄ’　
の吸引を行ってからソレノイドＯＮでＣ’　−Ｄ’　の
空吸引を行う。また、空吸引を独立させる場合は常にソ
レノイドＯＮの状態により中途弁５０を閉じて負圧を高
めてもインクを吸引する事なくＣ’−Ｄ’　の空吸引が
行える。

第１θ図はソレノイドによる回転レバーの開閉を示した
図である。ソレノイド７０が印加され鉄芯７０Ａが吸引
されると回転レバーは開く。これはソレノイド７０が印
加され、回転レバーが閉じる機構でもかまわない。一方
、前記実施例での駆動モータはＤＣそ一夕に限るわけで
なくパルスモータで正逆回転させれば検出用スイッチを
減らすことができる。

そのほか、実行手段としては開閉弁とポンプとがそれぞ
れ別の駆動源を有しそれぞれの駆動を電気回路で制御す
ることも出来る。

（発明の効果）以上の説明から明らかな様にインクの供給路に弁を設け
かつ弁の開閉及び／又は吸引回数等が可変な複数のイン
ク吸引モードをもつ構成により小型ポンプにおいてイン
クのヘッドへの充填を確実にし安定な印字ができ、無駄
なインク消費を抑えることに効果がある。

【図面の簡単な説明】

模式鉤４畔昧図、工第３図は吸引回復装置の模式的平面図、第４図は吸引回
復装置の榎式的斜視図、第５図は供給路開閉手段面図、第６図は供給路開閉手段面図、（中途弁）の模式的断（中途弁）の模式的断第９図は他の実施例の動作を説明するタイミングチャー
ト、第１０図は他の実施例の通気チューブ開閉機構を示す模
式図である。Ｈ・・・ホームポジション、１・・・記録ヘッド、２・
・・キャリッジ、１８・・・ガイド軸、１９・・・第２
のカム板、１９ａ・・・内面カム、２０・・・吸上回復
装置、２０ａ・・・基板、２１・・・キャップホルダ、
２１ａ・・・軸、２２ａ〜２２ｄ・・・キャップ、２３
・・・押し棒、２３ａ・・・スプリング、２４・・・第
１のカム板、２４ａ・２４８′・・・カム、２４ｂ・・
・ギヤ、２４ｃ・２４ｄ・・・カム、２５・・・モータ
、２５ａ・・・ピニオンギヤ、２５ｂ・２５ｃ・・・ギ
ヤ、２６・・・ポンプ、２６ａ・・・ピストン、２６ａ
　　・・・軸、２７ａ〜２７ｄ・・・チューブ、２８ａ
〜２８ｄ・・・通気チューブ、２９・・・ポンプレバー
　３２・・・ゴム栓、３４・・・第３のカム板、３４ａ
・３４ｂ・・・カム、３５・・・回転レバー　３６・・
・軸、３７・・・吸収体、４０・・・押し上げレバー　
４０ａ・・・支持枠、４０ｂ・・・軸、４０ｃ・・・ロ
ーラ、５０・・・供給路制御手段（中途弁）、５１・・
・ビンジヨイント、５２・・・ジヨイントバルブ、５３
・・・弁ホルダ−５４・・・弁軸、５５・・・スプリン
グ、５６・・・板バネ、５７・５８・・・固定板、５９
・・・ヘッドに連通するインク供給路、５９ａ・・・供
給路、ａ　Ｏ−・・インクタンクに連通ずるインク供給
路、７０・・・ソレノイド、７０ａ・・・鉄芯、ＩＡ・
・・共通液室、ＩＢ・・・低液面、ＩＣ・・・高液面、
ＩＤ・・・ノズル、ＩＥ・・・液面、ＩＦ・・・残留空
気第図畷引回攬ｖＣ５ａｙ劇才気２％第２回（Ａ）記録長！Ｑβ尾図吸引回信盟う１の犀＝ａ図２６オご一フ′ ／／４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インクを吐出する為の吐出口を有する記録ヘッド
と、前記記録ヘッドに供給する為のインクを収容するイ
ンクタンクと、前記記録ヘッドと前記インクタンクとに
連通する供給路と、連通状態を遮断／開放する開閉手段
と、前記吐出口を覆う為のキャップと、前記キャップ内
に連通する吸引手段と、前記開閉手段と前記吸引手段と
の動作を実行する実行手段と、を有し、前記実行手段が、前記開閉手段の動作状態の異なる少な
くとも２つの回復動作を実行することを特徴とするイン
クジェット記録装置。