JPH0768788A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャップをヘッドから離脱させる際にヘッド
に残るインクの量を少なくし、紙面や記録装置の機体を
汚すことのないインクジェット記録装置を提供する。 【構成】 インクジェット記録ヘッド１ｂのノズル面を
密閉するキャップ２は、キャッピング状態(b)から離脱
するとき、キャップ２の他端２ｂをノズル面に当接させ
たまま、一端２ａから側から徐々に離脱するようにす
る。最後に、他端２ｂが離脱するようにする(c)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関し、特に、非記録時にインクジェット記録ヘッド
を密閉してインクジェット記録ヘッドの性能を維持する
キャップ部材を有する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、印
字休止時にインクジェット記録ヘッドのノズル面が乾燥
することを防止し、ヘッドの性能を維持するために、ヘ
ッドのノズル面を密閉する必要がある。さらに、ヘッド
のノズルにゴミや空気が入り込んだ場合、印字不良が発
生するので、それを回復させるためにヘッド内のインク
を吸引する必要がある。このような要求を満たすため、
インクジェット記録装置には、印字中にはインクジェッ
ト記録ヘッドから離脱し、かつ印字休止時にはノズル面
を密閉する、移動可能なキャップ部材が備えられてい
る。また、インクジェット記録ヘッドのノズル面に付着
している残インクを取り除くために、ブレードを用いた
ワイピング動作が行なわれる。さらに、インクジェット
記録装置には、最適な印字を行なうために、ヘッドと記
録媒体（例えば、紙）との距離を調整するための機構が
備えられている。

【０００３】図９は、従来のキャップ機構の一例を示す
図である。インクジェットヘッド９１ｂを搭載するため
のキャリッジ９１が設けられており、このキャリッジ９
１は、印字動作のために、軸９１ａに沿って図示紙面に
垂直な方向に往復運動が可能である。図示された状態
は、ヘッド９１ｂのキャッピングのためにヘッド９１ｂ
がホームポジションに位置している状態である。さら
に、キャリッジ９１は、軸９１ａを中心に回転移動が可
能であり、図示しない調整機構により、ヘッド９１ｂの
前面と紙との距離が変えられるようになっている。

【０００４】ヘッド９１ｂを密閉するためのキャップ９
２は、キャップベース９３に取り付けられ、キャップホ
ルダ９５にバネ９４を介して傾斜自在に支持されてい
る。キャップ９２を駆動するための駆動カム９７が設け
られている。印字中には、キャップ９２はインクジェッ
ト記録ヘッド９１ｂから離脱しているが、印字休止時に
は、ヘッド９１ｂに向かって傾斜自在のまま、キャップ
９２はヘッド９１ｂを密閉している。印字を開始する際
には、キャップ９２はヘッド９１ｂから離脱するが、こ
のときヘッド９１ｂのノズル面に吸引したインクが残ら
ないようにするため、キャップ９２の一部を外部大気に
連通させ、キャップ９２内のインクを吸引する必要があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述した従来の
インクジェット記録装置では、インクジェット記録ヘッ
ドからキャップが離脱する際に、キャップ内の空気流路
近傍のインクは吸引されるものの、図８に示されるよう
にヘッド９１ｂとキャップ９２との当接部近傍に若干の
インク９０が残ってしまい、ヘッド９１ｂのノズル面周
辺全体にインク９０が付着したまま次の印字動作に移行
することになる。その結果、以下のような問題点が生じ
る。

【０００６】印字中つまりキャリッジの走査中に、残
インクが集まってヘッドから落ち易くなり、印字中の紙
面又はプラテン等を汚してしまう。

【０００７】ヘッド回復動作時のヘッドのワイピング
において、ブレードによるインクのかき取り量が多くな
り、ヘッドのノズル付近のワイピングが十分に行なわれ
なくなる。

【０００８】ブレードに付着したインクが、周辺の機
構を汚してしまう。

【０００９】本発明の目的は、キャップをヘッドから離
脱させる際にヘッドに残るインクの量を少なくし、紙面
や記録装置の機体を汚すことのないインクジェット記録
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクを飛翔させて画像形成を行なうイン
クジェット記録ヘッドと非記録時に前記インクジェット
記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材
とを備えたインクジェット記録装置において、キャッピ
ング状態にある前記キャップ部材を前記インクジェット
記録ヘッドから徐々に離脱させるキャップ部材駆動手段
を有する。

【００１１】

【作用】ヘッドキャッピングからのキャップ離脱時に、
強制的に所定の位置から徐々にキャップをノズル面から
離脱させるので、ノズル面へのインク残りが少なくな
り、紙面や機体を汚すことがなくなる。すなわち図７に
示すように、インクジェットヘッド８１ｂのノズル面か
らキャップ８２を離脱させるときに、キャップ８２の一
端８２ａをノズル面に当接させたまま、キャップ８２の
他端８２ｂからキャップ８２をノズル面から離脱させる
ようにする。そして、最後に一端８２ａがノズル面から
離脱するようにする。その結果、ごく少量のインク８０
が一端８２ａ側に残るのみでノズル面にはほとんどイン
クが残存しないようになる。

【００１２】ノズル面におけるインクの残存量をさらに
減少させるためには、重力方向に対して水平でない方向
にノズル面を配置し、重力方向に関してノズル面の最上
点側からキャップが離脱するようにすればよい。

【００１３】本発明においてインクジェット記録ヘッド
としては、例えば、インク吐出用の熱エネルギーを発生
するための電気熱変換体を備えているものを使用でき
る。このようなインクジェット記録ヘッドとして、例え
ば、電気熱変換体によって印加される熱エネルギーによ
り、インクに生ずる膜沸騰を利用して吐出口よりインク
を吐出させるものが挙げられる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。まず、本発明の一実施例のインクジェット
記録装置におけるキャッピング機構の構成を説明する。
図１は、キャッピング機構をキャリッジの移動方向側か
ら見た主要全体図であり、図２(a)はこのキャッピング
機構の詳細を説明する図、図２(b)は横方向から見たキ
ャッピング機構の詳細を説明する図である。

【００１５】インクジェット記録ヘッド１ｂを搭載する
ためのキャリッジ１は、印字動作のために、ガイドシャ
フト１ａに沿って図示紙面に垂直な方向に往復運動が可
能である。図示された状態は、ヘッド１ｂのキャッピン
グのために、ヘッド１ｂがホームポジションに位置して
いる状態である。さらに、キャリッジ１は、ガイドシャ
フト１ａを中心に回転移動が可能であり、図示しない調
整機構により、ヘッド１ｂの前面（ノズル面）と紙との
距離が変えられるようになっている。

【００１６】ヘッド１ｂを密閉するためのキャップ２
は、キャップベース３に取り付けられ、キャップホルダ
５にバネ４を介して傾斜自在に支持されている。キャッ
プ２を駆動するための駆動カム７が設けられている。

【００１７】キャップベース３の根元側すなわち駆動カ
ム７側は、２本の平行に延びる足部３ｂとなっており、
足部３ｂの先端部には、外側を向いた突起部３ａがそれ
ぞれ設けられている。一方、キャップホルダ５には、キ
ャップベース３の足部３ｂにそれぞれ対応する２つの突
出部５ａが設けられ、突出部５ａの側面はそれぞれ突起
部３ａと係合しうる溝部５ｅとなっている。突出部５ａ
の先端部は、溝部５ｅにつながる第１の斜面５ｃと、第
１の斜面５ｃと実質的に一体となっているが第１の斜面
５ｃより長い第２の斜面５ｄとによって、構成されてい
る。第２の斜面５ｄは、溝部５ｅとはつながっていな
い。

【００１８】本装置では、図示しない紙搬送機構で紙を
送り、ヘッド１ｂを搭載したキャリッジ１がガイドシャ
フト１ａに沿って往復運動しながら印字する。そして印
字の休止中にはキャリッジ１がホームポジションに移動
してヘッド１ｂのノズル面を密閉すべくキャップ機構が
動作する。なおノズル面は水平方向となっている。

【００１９】次に、キャップ機構の動作について説明す
る。

【００２０】キャリッジ１がホームポジションに移動す
ると、図示しない駆動モータの駆動によって駆動カム７
が回転する。駆動カム７の初期位置は図示しないリーフ
スイッチによって検出され、ここを基準に本体からのパ
ルスによって駆動カム７の位置が制御される。

【００２１】図３(a)は、キャッピング前つまり印字中
のキャップ２の状態を示している。キャップベース３
は、バネ４によって付勢され、キャップホルダ５から最
も突出した状態にある。キャップベース３は、キャップ
ホルダ５の溝部５ｅに沿って、上下方向に回転自在に移
動することができる。キャップベース３は、バネ４の付
勢によって図示右回り方向に回転し、キャップホルダ５
の壁５ｂに当接し、係止されている。この状態でキャッ
プホルダ５が上昇すると、キャップ２の一端２ａからヘ
ッドキャッピングが行なわれる。キャップホルダ５の上
昇に伴ってバネ４は圧縮され、キャップベース３の足部
ｂの突起部３ａは、キャップホルダ５の第１の斜面５ｃ
を乗り上げる。そして、キャップ３はヘッド１ｂのノズ
ル面に沿って均一に密着する。これによって特開平4-13
1249号公報で説明されている通り、気密性よくキャッピ
ングすることができる。

【００２２】図３(b)は、キャッピング終了時のキャッ
プ２の状態を示している。この時、キャップベース３の
突起部３ａはキャップホルダ５からはなれているので、
キャップ２は確実にノズル面に追従することができる。

【００２３】図３(c)は、キャッピング状態からキャッ
プ２を離脱する時のキャップ２の状態を示している。前
述とは逆に、キャップホルダ５は下降する。これに伴っ
てバネ４は伸長し、キャップベース３の突起部３ａがキ
ャップホルダ５の第２の斜面５ｄに沿って相対的に上昇
する。このとき、キャップ２は、突起部３ａの摺動によ
って反時計方向に回動しながらノズル面から離脱しよう
とする。ノズル面とキャップ２との当接面に残っている
インクは、徐々に離れていくヘッド１ｂとキャップ２と
の隙間の毛細管現象によって、キャップ２の最後に離脱
することになる他端２ｂに集められる。これによって、
ほとんどの残インクをキャップ２内の吸収体に吸わせる
ことができ、ヘッド１ｂのノズル面に残るインクは大幅
に減少する。

【００２４】次に、本発明の別の実施例について説明す
る。上述の実施例ではキャップとノズル面とはそれぞれ
重力方向に対してほぼ水平に配置していたが、インクが
重力方向に流れ易いことを利用することにより、さらに
残インクの量を減少させることができる。図４に示した
例は、インクジェット記録ヘッド１ｂのノズル面が重力
方向に平行すなわち鉛直になっている。そして、上述の
実施例と同様のキャッピング機構を備えることにより、
キャップ２がノズル面から離脱する際に、重力方向の最
下端である部分１２が最後に離脱するようになり、残イ
ンクは部分１２に集まり易くなる。これによって、より
効果的に残インクを回収することが可能となる。

【００２５】また、上述の各実施例では、キャッピング
動作においてキャップが最初にノズル面に当接する部分
と、ノズル面からキャップが離脱する際に最後に離脱す
る部分とが異なっていた。しかし、最初に当接する部分
と最後の離脱する部分とを同じにすることも可能であ
る。図５に示した例は、従来のものと同様のキャッピン
グ機構を有しているが、ノズル面を鉛直方向とし、キャ
ップ２２がノズル面に最初に当接する部分２２ａと最後
に離脱する部分２２ｂが、いずれもノズル面の最下端部
側となるように構成したものである。このように構成す
れば、従来のキャッピング機構を用いても本発明の効果
を得ることができる。

【００２６】次に、上述したようなキャッピング機構を
備えたインクジェット記録装置について、図６を用いて
説明する。

【００２７】プラテン２４上に送紙されてきた記録紙の
記録面に対向して、インク吐出を行なうノズル群を具え
たインクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）２０が
設けられている。インクジェットヘッドカートリッジ
は、インクジェット記録ヘッドとインクジェット記録ヘ
ッドから吐出すべきインクを保持するインクタンクとを
一体化したものである。ＩＪＣ２０は、インク吐出用の
熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えてお
り、電気熱変換体によって印加される熱エネルギーによ
ってインクに生ずる膜沸騰により、吐出口（ノズル）よ
りインクが吐出飛翔するように構成されている。ＩＪＣ
２０を保持するキャリッジ１６が設けられている。キャ
リッジ１６は、駆動モータ１７の駆動力を伝達する駆動
ベルト１８の一部と連結し、互いに平行に配設された２
本のガイドシャフト１９Ａおよび１１Ｂと摺動可能とな
っている。このように構成することにより、記録紙の全
幅にわたるＩＪＣ２０の往復移動が可能となる。

【００２８】ＩＪＣ２０の移動経路の一端、例えばホー
ムポジションと対向する位置に、ヘッド回復装置２６が
配設されている。このヘッド回復装置２６には、上述し
たようなキャッピング機構が備えられている。伝動機構
２３を介したモータ２２の駆動力によって、ヘッド回復
装置２６を動作せしめ、ＩＪＣ２０のキャッピングが行
なわれる。このヘッド回復装置２６のキャップ部２６Ａ
によるＩＪＣ２０へのキャッピングに関連させて、ヘッ
ド回復装置２６内に設けた適宜の吸引手段によるインク
吸引もしくはＩＪＣ２０へのインク供給経路に設けた適
宜の加圧手段によるインク圧送を行ない、インクを吐出
口より強制的に排出させることによりノズル内の増粘イ
ンクを除去するなどの吐出回復処理を行なう。また、記
録終了時や非印字時などにキャッピング部２６Ａによる
ＩＪＣ２０のノズル面のキャッピングを施すことにより
ＩＪＣ２０が保護される。

【００２９】ヘッド回復装置２６の側面には、シリコン
ゴムで形成されたワイピング部材としてのブレード３０
が配設されている。ブレード３０は、ブレード保持部材
３０Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置
２６と同様、モータ２２および伝動機構２３によって動
作し、ＩＪＣ２０の吐出面との係合が可能となる。これ
により、ＩＪＣ２０の記録動作における適切なタイミン
グで、あるいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復処
理後に、ブレード３０をＩＪＣ２０の移動経路中に突出
させて、ＩＪＣ２０の移動動作に伴ってＩＪＣ２０の吐
出面における結露、濡れあるいは塵埃などをふきとるこ
とが可能となる。

【００３０】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記
録を行うインクジェット記録方式の記録ヘッド、記録装
置において、優れた効果をもたらすものである。

【００３１】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4,723,129号明細書、同第4,740,796号明
細書に開示されており、本発明はこれらの基本的な原理
を用いて行うものが好ましい。この記録方式はいわゆる
オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用
可能である。

【００３２】この記録方式を簡単に説明すると、液体
（インク）が保持されているシートや液路に対応して配
置されている電気熱変換体に、記録情報に対応して液体
（インク）に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じるよ
うな急速な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆
動信号を印加することによって、熱エネルギーを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせる。こ
のように液体（インク）から電気熱変換体に付与する駆
動信号に一対一対応した気泡を形成できるため、特にオ
ンデマンド型の記録法には有効である。この気泡の成
長、収縮により吐出孔を介して液体（インク）を吐出さ
せて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号を
パルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行わ
れるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が
達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号と
しては、米国特許第4,463,359号明細書、同第4,345,262
号明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4,313,124号明細書に記載されている条件を採用する
と、さらに優れた記録を行うことができる。

【００３３】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出孔、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成（直線状液流路または直角液流
路）の他に、米国特許第4,558,333号明細書、米国特許
第4,459,600号明細書に開示されているように、熱作用
部が屈曲する領域に配置された構成を持つものも本発明
に含まれる。

【００３４】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出孔とする構成を開
示する特開昭59-123670号公報や熱エネルギーの圧力波
を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特
開昭59-138461号公報に基づいた構成においても本発明
は有効である。

【００３５】さらに、本発明が有効に利用される記録ヘ
ッドとしては、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅
に対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッドがあ
る。このフルラインヘッドは、上述した明細書に開示さ
れているような記録ヘッドを複数組み合わせることによ
ってフルライン構成にしたものや、一体的に形成された
一個のフルライン記録ヘッドであっても良い。

【００３６】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００３７】また、本発明の記録装置に、記録ヘッドに
対する回復手段や、予備的な補助手段等を付加すること
は、本発明の記録装置を一層安定にすることができるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子、あるいはこれらの組み合わせによ
る予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モー
ドを行う手段を付加することも安定した記録を行うため
に有効である。

【００３８】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録
ヘッドを一体的に構成したものか、複数個を組み合わせ
て構成したものかのいずれでも良いが、異なる色の複色
カラーまたは、混色によるフルカラーの少なくとも一つ
を備えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００３９】以上説明した本発明実施例においては、液
体インクを用いて説明しているが、本発明では室温で固
体状であるインクであっても、室温で軟化状態となるイ
ンクであっても用いることができる。上述のインクジェ
ット装置ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものであれば良い。

【００４０】加えて、熱エネルギーによるヘッドやイン
クの過剰な昇温をインクの固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に
防止するかまたは、インクの蒸発防止を目的として放置
状態で固化するインクを用いることもできる。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化してインク液状として吐出するものや記録媒
体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質を
持つインクの使用も本発明には適用可能である。

【００４１】このようなインクは、特開昭54-56847号公
報あるいは特開昭60-71260号公報に記載されるような、
多孔質シートの凹部または貫通孔に液状または固形物と
して保持された状態で、電気熱変換体に対して対向する
ような形態としても良い。

【００４２】本発明において、上述した各インクに対し
て最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するも
のである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ヘッドキ
ャッピングからのキャップ離脱時に所定の位置から徐々
に離脱させることにより、ヘッドのノズル面へのインク
残りを少なくすることができるので、以下の効果を有す
る。 キャリッジの走査中にヘッドから残ったインクが落ち
ることがなくなり、印字中の紙面又はプラテン等を汚す
ことがない。 ヘッドのワイピング時にブレードによるインクのかき
取り量が少なくなるので、ワイピングを有効に行なうこ
とができる。特に複数のヘッドを用いたカラープリンタ
においては異ヘッド間での混色が起こりにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインクジェット記録装置に
おけるキャッピング機構の構成を示す正面図である。

【図２】(a),(b)は、それぞれキャッピング機構の詳細
を説明する正面図、横面図である。

【図３】(a)〜(c)はそれぞれキャッピング機構の動作を
説明する図である。

【図４】本発明の別の実施例のインクジェット記録装置
におけるキャッピング機構を説明する図である。

【図５】本発明のさらに別の実施例のインクジェット記
録装置におけるキャッピング機構を説明する図である。

【図６】本発明によるインクジェット記録装置の一例を
示す斜視図である。

【図７】本発明の原理を説明する図である。

【図８】従来のインクジェット記録装置におけるノズル
面へのインク残りを説明する図である。

【図９】従来のインクジェット記録装置におけるキャッ
プ駆動機構を説明する図である。

【符号の説明】

１，１６ キャリッジ １ａ，１９Ａ，１９Ｂ ガイドシャフト １ｂ インクジェット記録ヘッド ２ キャップ ３ キャップベース ４ バネ ５ キャップホルダ ７ 駆動カム ３ａ 突起部 ３ｂ 足部 ５ａ 突出部 ５ｂ 壁 ５ｃ，５ｄ 斜面 ５ｅ 溝部 １７ 駆動モータ １８ 駆動ベルト ２０ インクジェットヘッドカートリッジ ２２ クリーニング用モータ ２３ 伝動機構 ２４ プラテン ２６ ヘッド回復装置 ２６Ａ キャップ部 ３０ ブレード ３０Ａ ブレード保持部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを飛翔させて画像形成を行なうイ
   ンクジェット記録ヘッドと非記録時に前記インクジェッ
   ト記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部
   材とを備えたインクジェット記録装置において、 キャッピング状態にある前記キャップ部材を前記インク
   ジェット記録ヘッドから徐々に離脱させるキャップ部材
   駆動手段を有す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】 前記キャップ部材駆動手段は、前記キャ
   ップの一端を前記ノズル面に当接させたまま、前記キャ
   ップの他端から前記キャップを前記ノズル面から離脱さ
   せ、最後に前記一端を前記ノズル面から離脱させるもの
   である請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記ノズル面が重力方向に対して水平で
   ない方向に配置され、前記他端が重力方向に関する前記
   ノズル面の最上点に対応している請求項２に記載のイン
   クジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記インクジェット記録ヘッドは、イン
   ク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体
   を備えている請求項１ないし３いずれか１項に記載のイ
   ンクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記インクジェット記録ヘッドは、前記
   電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより、
   インクに生ずる膜沸騰を利用して吐出口よりインクを吐
   出させるものである請求項４に記載のインクジェット記
   録装置。