JPH11268304A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電気力を利用してインク滴を吐出させるイ
ンクジェット記録装置において記録ヘッドの目詰まりを
迅速に除去することができる構成を提供する。 【解決手段】 本発明のインクジェト記録装置は、記録
ヘッド１０、記録ヘッド１０に対向し記録紙２６を保持
する円筒状の対向電極２５に加えて、パージングヘッド
４０を備えている。パージングヘッド４０は、対向電極
２５に隣接して配置される。記録ヘッド１０は、支持軸
１６に沿って移動することができる。記録ヘッド１０の
パージング動作の際、記録ヘッド１０をパージングヘッ
ド４０に対向する位置まで移動し、記録ヘッド１０とパ
ージングヘッド４０の間に、印刷時よりも強い電界を発
生させる。これによって、記録ヘッド１０からインク滴
１２を吐出させて、記録ヘッド１０の目詰まりを取り除
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に係り、特に、溶媒中に色材成分を分散させたイ
ンクを用い、色材成分を含むインク滴を記録媒体上に飛
翔させて記録を行うインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液状のインクを小さな液滴（以下、「イ
ンク滴」と呼ぶ）にして記録紙などの記録媒体の上に吹
きつけて、記録ドットを形成することにより画像を記録
する装置は、インクジェットプリンタとして実用化され
ている。インクジェットプリンタは、他の記録方法に基
づくプリンタ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
して広く使用される様になりつつある。

【０００３】インクジェットプリンタの方式は、現在ま
でに数多く提案されている。特に、（ａ）発熱体を用い
て加熱により発生する蒸気の圧力によってインク滴を飛
翔させる方式（例えば、特公昭５６−９４２９号公報、
特公昭６１−５９９１１号公報など）、あるいは、
（ｂ）圧電素子を用いて機械的な圧力パルスによってイ
ンク滴を飛翔させる方式（例えば、特公昭５３−１２１
３８号公報など）が代表的なものである。

【０００４】インクジェットプリンタに使用される記録
ヘッドとして、キャリッジに搭載され、記録紙の搬送方
向（以下、「副走査方向」と呼ぶ）に対して直交する方
向（以下、「主走査方向」と呼ぶ）に移動しながら記録
を行う、シリアル走査型ヘッドが実用化されている。こ
のシリアル走査型ヘッドでは、記録速度の高速化は困難
である。そこで、記録ヘッドの長さを記録紙の幅と同一
にした長尺ヘッドを用いて高速化したライン走査型プリ
ンタも提案されているが、この様なライン走査型ヘッド
を実用化することは、次の理由により容易なことではな
い。

【０００５】記録ヘッドには、解像度に対応して個別の
細かいノズルが多数設けられているが、本質的に、溶媒
の蒸発によって局部的なインクの濃縮が生じ易く、これ
がノズルの目詰まりの原因となっている。特に、インク
ジェットの形成に蒸気の圧力を用いる方式では、インク
の熱的あるいは化学的反応によって形成された不溶性物
質が、ノズルの内面に付着して目詰まりを引き起こす、
また、圧電素子の圧力を用いる方式では、インク流路等
の複雑な構造が、更に目詰まりを引き起こし易くしてい
る。

【０００６】シリアル走査型ヘッドでは、数十から百数
十個程度のノズルが使用されているが、ライン走査型ヘ
ッドでは、更に多い数千にも昇る多数のノズルが使用さ
れている。このため、ライン走査型ヘッドでは、確率的
にかなり高い頻度で目詰まりが発生し、実用上の信頼性
を欠くという問題がある。

【０００７】更に、蒸気の圧力を用いる方法では、記録
紙上で直径５０数μｍの記録ドットに相当する直径２０
μｍ以下の粒径のインク粒を生成するのが難しいので、
解像度の高いヘッドを製造するのが困難である。また、
圧電素子の圧力を用いる方式では、記録ヘッドが複雑な
構造になるので、加工技術上の問題で、解像度の高いヘ
ッドを製造することが困難である。このため、従来のイ
ンクジェット記録方式においては、いずれの方式であっ
ても、解像度の向上について限界があった。

【０００８】これらの問題を解決するため、記録ヘッド
基板上に薄膜によって形成された複数の個別電極を配列
して電極アレイを形成し、これらの個別電極に電圧を印
加することにより、静電気力を利用して、インク液面か
ら記録紙に向けてインク滴を飛翔させるインクジェット
記録方式が提案されている。具体的には、静電的引力を
用いてインク滴を飛翔させる方式（例えば、特開昭４９
−６２０２４号公報、特開昭５６−４４６７号公報な
ど）や、溶媒中に帯電性の色材成分を分散させたインク
を使用して、色材成分が濃度されたインク滴を飛翔させ
る方式（特表平７−５０２２１８号公報）などが提案さ
れている。

【０００９】これらの方式では、記録ヘッドの構成が、
個別の記録ドット毎のノズルを必要としないスリット状
ノズル構造、あるいは、個別の記録ドット毎のインク流
路の隔壁を必要としないノズルレス構造であるので、目
詰まり防止あるいはその復旧に対しては有効である。ま
た、後者は、非常に小さい径のインク粒を安定に生成し
飛翔させることができるので、高解像度化にも適してい
る。

【００１０】しかし、静電気力を用いたインクジェット
記録装置において、記録ギャップ（前記個別電極から記
録媒体までの距離）を広げるためには、電界の強さを高
める必要がある。そのためには、インク滴が吐出される
部分（飛翔開始点）を凸状に突き出た形状にする方が有
利である。また、画像の高精細化を実現するためには、
微小な記録ドットを形成しなければばらず、従って、上
記部分の幅あるいは径を小さくする必要がある。その結
果、インクの流路が狭くなり、例えノズルレス構造であ
っても、インクを保持した状態のまま放置されれば、イ
ンクが固まって目詰まりが発生し易くなる。この様な目
詰まりは、形成される記録ドットの寸法を変動させ、あ
るいは記録ドットの欠損を生じ、形成される画像の質を
損なう主要な要因となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、静電気
力を利用してインク滴を吐出させる方式に基づくインク
ジェット記録装置において、記録ヘッドの目詰まりを、
迅速に取り除くことが可能な構造を提供することにあ
る。

【００１２】

【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、表面に記録媒体が保持される対向電極と、
対向基板に対向する位置に配置され、対向電極との間に
電圧を印加することによって、静電気力でインク滴を記
録媒体に向けて吐出させる記録ヘッドと、対向電極に隣
接する位置に配置されたパージングヘッドと、記録ヘッ
ドをパージングヘッドに対向する位置に移動する移動手
段と、を備え、前記記録ヘッドを前記パージングヘッド
に対向させた状態で、前記パージングヘッドとの間に電
圧を印加することによって、静電気力でインク滴を前記
パージングヘッドに向けて吐出させ、前記記録ヘッドの
インク吐出部に付着した付着物を除去することを特徴と
する。

【００１３】本発明のインクジェット記録装置によれ
ば、付着物（インク中の色材成分が凝縮した粒子あるい
は飛来した塵などの異物）が記録ヘッドのインク吐出部
に付着して、記録ヘッドに目詰まりが発生した際、以下
の様に記録ヘッドのパージング作業を行うことができ
る。即ち、記録ヘッドを対向電極の前面から移動してパ
ージングヘッドに対向させ、この状態で、記録ヘッドと
パージングヘッドの間に、記録ドットの形成の際よりも
強い電界を発生させる。これによって、より強い静電気
力でインク滴をパージングヘッドに向けて吐出させて、
記録ヘッドのインク吐出部に付着した前記付着物を取り
除く。なお、上記のパージング作業を周期的に実施すれ
ば、記録ヘッドの目詰まりを未然に防止することができ
る。

【００１４】好ましくは、前記記録ヘッドを、前記対向
電極に対向し、中央付近にそれぞれ開口部を有し、二次
元的に配列された複数の制御電極、制御電極の後方に設
けられ、溶媒中に色材成分を分散させたインクを収容す
るたインク室、及び前記開口部の中心付近を貫通し、先
端部が制御電極の前面から前記対向電極側に突出し、突
出方向に沿ってインク室内から先端部まで至るスリット
を有するインクガイドなどから構成し、前記インクガイ
ドの先端部からインク滴を吐出させる。

【００１５】好ましくは、前記パージングヘッドを、前
記記録ヘッドに対向する電極板とインクの吸収材とで構
成し、インクの吸収材を電極板に接触する様に配置す
る。

【００１６】更に、好ましくは、前記電極板に複数の貫
通孔を形成し、前記吸収材をこの電極板の裏面側に配置
する。

【００１７】なお、この場合、前記電極板の表面に、前
記複数の貫通孔と交差する複数の溝が形成すれば、電極
板の表面に吹き付けられたインクをこの溝を介して貫通
孔に導くことができる。

【００１８】また、前記パージングヘッドに、前記記録
ヘッドに対向し、導電性で且つインクの吸収性を備えた
多孔質材からなる電極部材を装着することによって、こ
の電極部材自体に前記吸収材の機能を兼ねさせることが
できる。

【００１９】なお、前記対向電極に前記パージングヘッ
ドの機能を兼ねさせることもできる。この場合には、前
記対向電極の表面に付着したインクを回収するために、
クリーニングローラを備える必要がある。

【００２０】更に、前記記録ヘッドのインク吐出部に付
着した付着物の状態を検出する検出手段を設ければ、こ
の検出手段から情報に基づいて記録ヘッドのパージング
作業を自動的に行わせることができる。即ち、必要な時
にだけ、パージング作業を行わせることができる。

【００２１】あるいは、上記の方法に代えて、前記記録
媒体上に形成された記録ドットの状態を監視する画像認
識手段を設ければ、この画像認識手段から情報に基づい
て記録ヘッドのパージング作業を自動的に行わせること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明に基くインクジェッ
ト記録装置の各種の例について、図面を用いて説明す
る。

【００２３】（例１）図１に本発明に基くインクジェト
記録装置の一例を示す。この図は、インクジェット記録
装置の主要部の断面図である。

【００２４】このインクジェト記録装置は、静電気力を
利用してインク滴を吐出させる記録ヘッド１０、記録ヘ
ッド１０に対向する円筒状の対向電極２５、及び、記録
ヘッド１０のパージングを行う際に使用されるパージン
グヘッド４０、などから構成される。対向電極２５の外
周には記録紙２６が巻き付けられて保持される。記録ヘ
ッド１０には、インク供給路１８を介してインク供給タ
ンク１７が接続されている。

【００２５】記録ヘッド１０は、支持軸１６の上に支持
され、支持軸１６に沿って副走査方向（対向電極２５の
中心軸方向に対して直角方向、図１で左右方向）に移動
することができる。パージングヘッド４０は、対向電極
２５に隣接し、対向電極２５に対して平行に配置され
る。記録ヘッド１０のパージング動作の際、記録ヘッド
１０は対向電極２５の前方からパージングヘッド４０に
対向する位置まで移動される。

【００２６】図２に、記録ヘッドの断面図を示す。図３
に、記録ヘッドの前面（対向電極に対向する面）の平面
図（部分）を示す。

【００２７】この記録ヘッド１０は、ライン走査タイプ
のヘッドであり、主走査方向（図２で左右方向）に多数
の制御電極２０が配列されている。各制御電極２０は、
対向電極２５に対向し、中央付近にそれぞれ開口部２１
が形成されている。制御電極２０の後方にはインク室２
４が設けられている。インクガイド２２は、開口部２１
の中心付近を貫通し、先端部が制御電極２０の前方（対
向電極２５側）に突出し、軸方向に（即ち、突出方向に
沿って）インク室２４内から先端部まで至るスリット２
３が形成されている。

【００２８】インクは、プラス帯電性の色材成分を帯電
制御剤やバインダー等とともに、絶縁性の溶媒中にコロ
イド状に分散させ浮遊させたものが使用される。インク
は、インク供給タンク１７（図１）からインク供給路１
８（図１）を介してインク室２４内に供給される。イン
ク室２４内のインク１１は、インクガイド２２の中央に
形成されたスリット２３を通って、毛管現象によりイン
クガイド２２の先端部に到達する。

【００２９】なお、上記の制御電極２０は、絶縁性基板
３４の上に形成され、絶縁性基板３４には上記の前記開
口部２１に対応する貫通孔３６が設けられている。これ
らの貫通孔３６の数は、一時に形成される記録ドットの
数に対応している。この例では、絶縁性基板３４は厚さ
２５μｍのポリイミドからなり、制御電極２０は厚さ１
８μｍの銅箔からなる。開口部２１の内径は、形成され
る記録ドットの寸法により設定され、通常、１５０〜３
００μｍ程度である。

【００３０】また、インクガイド２２は、絶縁性部材か
らなるインクガイドブロック３３の表面に形成された微
細な突起であり、厚さ１００μｍ、幅１５０μｍ、高さ
３５０μｍ程度で、幅方向の中央に幅２０〜６０μｍ程
度のスリット２３が形成され、先端部が三角状（あるい
は台形状）に加工されている。上記の絶縁性基板３４及
びインクガイドブロック３３は、共にヘッドブロック３
１の上に固定されている。

【００３１】図４に、パージングヘッドの概要（斜視
図）を示す。

【００３２】パージングヘッド４０は、記録ヘッド１０
（図１）に対して対向する面が電極板４１（以下、「パ
ージング電極」と呼ぶ）で構成され、このパージング電
極４１には、多数の貫通孔４２が形成されている。パー
ジング電極４１の裏面側に接してインクの吸収性を備え
た吸収材４３が配置されている。パージング電極４１
は、ケーシング４４の前面に取り付けられ、吸収材４３
は、ケーシング４４の中に収容されている。パージング
電極４１はアースに接続されている。

【００３３】次に、このインクジェット記録装置の動作
について説明する。

【００３４】先ず、記録紙２６の上に記録ドットを形成
する際の動作について説明する。記録ドットの形成は、
図１及び図２に示す様に、記録ヘッド１０を対向電極２
５に対向させた状態で行われ、記録紙２６は対向電極２
５の外周面に保持される。

【００３５】制御電極２０には、常時、バイアス電圧源
３８からバイアス電圧（例えば、ＤＣ１．５ｋＶ）が供
給され、一方、対向電極２５はアースに接続される。記
録ドットを形成する際には、制御電極２０に、信号電圧
源３９から画像信号に応じたパルス状の信号電圧（例え
ば、５００Ｖ）が供給され、先のバイアス電圧に重畳さ
れる。

【００３６】制御電極２０に、バイアス電圧に加えて信
号電圧が供給されると、制御電極２０と対向電極２５と
の間に形成された電界が強まり、この電界に基く静電気
力を受けて、インクガイド２２の先端部から、インク滴
１２が吐出される。インク滴１２は、記録紙２６に向か
って飛翔し、記録紙２６上に到達して記録ドットを形成
する。

【００３７】次に、記録ヘッド１０のパージングを行う
際の動作について説明する。記録ヘッド１０のパージン
グは、記録ヘッド１０をパージングヘッド４０に対向さ
せた状態で行われる。従って、先ず、記録ヘッド１０
を、図１に示す状態からパージングヘッド４０の直下ま
で支持軸１６に沿って移動する。

【００３８】この状態で、記録ヘッド１０の制御電極２
０に、バイアス電圧に加えてパルス状の信号電圧を供給
すると、制御電極２０とパージング電極４１との間に電
界が形成される。この電界に基く静電気力を受けて、イ
ンクガイド２２の先端部から、インク滴１２が吐出され
る。インク滴１２は、パージング電極４１に向かって飛
翔し、パージング電極４１の表面に付着し、その一部は
貫通孔４２に直接トラップされる。パージング電極４１
の表面に付着したインクは、毛管現象により貫通孔４２
を通って裏面側の吸収材４３に吸収される。

【００３９】その後、記録ヘッド１０は、図１に示す記
録動作位置まで戻り、記録ヘッド１０のパージング動作
が終了する。以上のパージング動作は、一定条件毎（例
えば、一定時間毎、一定枚数印刷後、一定休止時間経過
後など）に自動的に実施され、あるいは、オペレータか
らの指示によって実施される。

【００４０】なお、インクガイド２２の先端付近に付着
した付着物（インク中の色材成分が凝縮した粒子あるい
は飛来した塵などの異物）を除去するためには、インク
ガイド２２の先端のインクに対して、記録ドットを形成
する際よりも強い電界力を作用させる必要がある。従っ
て、パージング動作の際は、記録ドット形成の際と比べ
て、信号パルス電圧のパルス幅を長く設定するか、その
振幅を大きく設定するか、あるいは記録ヘッド１０とパ
ージングヘッド４０の間の距離を狭く設定する必要があ
る。

【００４１】以上の様に、本発明のインクジェット記録
装置によれば、電極板（パージング電極）を備えたパー
ジングヘッドを設けることによって、記録ヘッドのパー
ジング動作を行うことができる。これにより、記録ヘッ
ドのインク吐出部に付着したトナー粒子やゴミを迅速に
除去することができ、形成される画像の質を良好な状態
で維持することができる。

【００４２】（例２）図５に、本発明に基くインクジェ
ット記録装置に使用されるパージングヘッドの他の例を
示す。この図は、パージングヘッドを前面側（パージン
グ電極側）から見た平面図である。

【００４３】この例は、先に図４に示したパージングヘ
ッドを一部、変形したものである。パージング電極４１
には、多数の貫通孔４２が形成されるとともに、その表
面に各貫通孔４２と交差する様に溝４５が形成されてい
る。溝４５の断面形状は、付着したインクに対して毛管
引力が有効に作用する様に矩形状となっている。パージ
ング電極４１の裏面側には、先の例と同様に、吸収材４
３（図４）が配置され、パージング電極４１はアースに
接続されている。

【００４４】パージング動作時に、記録ヘッド１０から
吐出されたインクのうち、貫通孔４２に直接トラップさ
れたインク及び貫通孔４２の周囲に付着したインクは、
裏面側の吸収材４３（図４）の中に吸収される。しか
し、貫通孔４２の密度や配置パターンによっては、パー
ジング電極４１の表面に付着したインクの一部が、貫通
孔４２まで流れ込まずに、パージング電極４１の表面に
残留する可能性もある。この例は、この様な場合に対処
するものである。即ち、貫通孔４２から離れた位置に到
達したインクは、溝４５を介して作用する毛管引力によ
り、貫通孔４２へ導かれ吸収材４３（図４）に吸収され
る。

【００４５】（例３）図６に、本発明に基くインクジェ
ット記録装置の他の例を示す。この図は、パージング動
作時における、記録ヘッド１０及びパージングヘッド４
０の主走査方向（記録紙の幅方向）の断面図（部分）で
ある。

【００４６】この例では、記録ヘッド１０及びパージン
グヘッド４０の構造自体は、第一の例（図２）と同様で
あるが、パージングヘッド４０側のパージング電極４１
にパルス電圧が印加され、記録ヘッド１０側の制御電極
２０が接地される点で異なっている。即ち、第一の例で
は、パージング動作時においても、記録ドット形成の際
と同様に、制御電極２０にパルス電圧を印加してインク
滴を吐出させているが、この例では、制御電極２０側を
接地し、パージング電極４１側にマイナスのバイアス電
圧及び負極性のパルス電圧を重畳させて印加すること
で、制御電極２０とパージング電極４１の間に電界を形
成している。

【００４７】この様に、パージング動作の際、パージン
グ電極４１にパルス電圧を印加する様に構成することに
よって、記録ドット形成時の電圧条件とは無関係に、パ
ージング動作時の電圧条件を設定することが可能にな
る。従って、制御電極２０側の電圧条件についての制約
条件が緩和され、記録ドットの形成を制御する駆動回路
の構成を簡略化することができる。同時に、パージング
動作の際、より効果的な電圧条件を設定することができ
る。

【００４８】（例４）図７に、本発明に基くインクジェ
ット記録装置に使用されるパージングヘッドの他の例を
示す。この図は、パージングヘッドの断面図である。

【００４９】パージングヘッド４０は、記録ヘッド１０
（図１）に対して対向する面にパージング電極４１が配
置され、このパージング電極４１には多数の貫通孔４２
が形成されている。パージング電極４１の裏面側に接し
て吸収材４３が配置され、更に、吸収材４３の後方に
は、電極板４６（以下、「インク吸引電極」と呼ぶ）が
配置されている。即ち、パージング電極４１及びインク
吸引電極４６との間に吸収材４３が挟まれる様に構成さ
れている。パージング電極４１は、ケーシング４４の前
面に取り付けられ、吸収材４３及びインク吸引電極４６
は、ケーシング４４の中に収容されている。パージング
電極４１はアースに接続され、インク吸引電極４６は直
流電圧源４７に接続されている。その他の構成は、第一
の例と同様である。

【００５０】通常、パージングヘッド４０は下向きに設
置されるが、この様な場合には、吸引されたインクは重
力の影響で吸収材４３中の下寄りの位置に溜まり易い。
このため、パージング電極４１に隣接する部分において
吸収材４３の吸収能力が低下する。また、インク中に含
まれるトナー粒子等が吸収材４３に付着した場合にも、
吸収能力が低下する。そこで、パージングヘッド４０の
内部に更にインク吸引電極４６を設けることによって、
パージング電極４１との間に電界（図中の矢印）を形成
し、吸収材４３に吸収されたインクをインク吸引電極４
６側に移動させる。この様にして、パージング電極４１
に隣接する部分における吸収材４３の吸収能力を高める
ことができる。

【００５１】（例５）図８に、本発明に基くインクジェ
ット記録装置に使用されるパージングヘッドの他の例を
示す。この図は、パージングヘッドを前面側（パージン
グ電極側）から見た斜視図である。

【００５２】この例では、平板状のパージング電極５１
（電極板）が使用され、このパージング電極５１はケー
シング５４の下面に、傾斜した姿勢で下向きに取付られ
ている。吸収材５３は、パージング電極５１に隣接して
ケーシング５４内に収容され、傾斜したパージング電極
５１の低い側の一辺に接している。パージング電極５１
の前記低い側の一辺を除く周囲三辺では、ケーシング５
４の縁がパージング電極５１よりも少し前方に突き出て
おり、仕切り枠５５を兼ねている。

【００５３】次に、上記のパージングヘッドを用いた記
録ヘッドのパージング動作について説明する。図９に、
パージング動作の際の、記録ヘッド１０に対するパージ
ングヘッド４０の配置を示す。

【００５４】パージング動作を行う場合、記録ヘッド１
０をパージング電極５１の傾斜面の直下に移動して、イ
ンクガイド２２の先端をパージング電極５１に近付け
る。次に、パージング電極５１と記録ヘッド１０側の制
御電極２０との間で電界を形成し、インク滴を吐出させ
る。吐出されたインクは、パージング電極５１に到達し
た後、その傾斜面に沿って流れ、吸収材５３の中に吸収
される。即ち、パージング電極５１を傾斜させることに
よりインクを吸収材５３に導くことができるので、パー
ジング電極５１の表面にインクが残留しにくくなる。な
お、仕切り枠５５は、インクがパージング電極５１の周
囲へ散逸することを防止している。

【００５５】パージング電極５１及び吸収材５３を、上
記の様に配置することによって、パージング電極５１に
貫通孔（４２；図４）を設ける必要がなくなる。従っ
て、パージング電極５１の製作が容易になるとともに、
貫通孔が形成電界に及ぼす影響についての考慮が不要に
なる。

【００５６】更に、記録ヘッド１０の移動方向の位置
（即ち、水平方向の位置）を操作することによって、制
御電極２０とパージング電極５１の間の距離を調整する
ことができる。これによって、両電極間で形成される電
界強度を変化させることが可能になり、簡易な手段で、
最適なパージング条件を設定することができる。

【００５７】（例６）図１０に、本発明に基くインクジ
ェット記録装置に使用されるパージングヘッドの他の例
を示す。この図は、パージングヘッドを前面側（パージ
ング電極側）から見た斜視図である。

【００５８】この例は、先に図８に示したパージングヘ
ッドを一部、変形したものである。先の例と同様に、平
板状のパージング電極５１（電極板）が使用され、この
パージング電極５１はケーシング５４の下面に、傾斜し
た姿勢で下向きに取付られている。この例においては、
パージング電極５１の表面に傾斜方向に沿って複数の誘
導板５６が取り付けられている。誘導板５６は矩形の断
面を備えている。他の構成は、先の例と同様である。

【００５９】上記の様に、パージング電極５１の表面に
誘導板５６を取り付けることによって、パージング電極
５１の表面に付着したインクが、パージング電極５１の
表面と誘導板５６の側面とが接する隅部に集まり、更に
誘導板５６の側面に沿って流れる。従って、インクを効
率良く吸収材５３へ導き、パージング電極５１上に残留
するインクを減少させることができる。

【００６０】（例７）図１１に、本発明に基くインクジ
ェット記録装置に使用されるパージングヘッドの他の例
を示す。この図は、パージングヘッドの斜視図である。

【００６１】この例では、パージングヘッド４０は、導
電性で且つインクの吸収性を備えた多孔質体からなる電
極部材６１及びそれを収容するケーシング６４から構成
される。ケーシング６４は、一方の面（パージング動作
時に記録ヘッド１０に対向する面）が開口部６６となっ
ていて、この開口部６６の中に電極部材６１が取付られ
ている。電極部材６１は、先の各例における電極板及び
吸収材の機能を兼ね備えている。電極部材６１はアース
に接続されている。

【００６２】パージング動作の際、上記の電極部材６１
と記録ヘッド側の制御電極（２０；図２）との間に電界
を発生させて、記録ヘッドからインク滴を吐出させる。
電極部材６１上に到達したインクは、そのまま電極部材
６１に吸収される。この様に、インクが噴射される電極
面を、インクの吸収機能を備えた材料で構成することに
よって、極めて簡易な構造で、確実にインクを捕捉する
ことができる。

【００６３】（例８）図１２に本発明に基くインクジェ
ト記録装置の他の例を示す。この図は、インクジェット
記録装置の主要部の断面図である。この装置は、先に例
１（図１）に示した構成に、更に、残留インク吸収部７
１を付け加えたもので、その他の構成は、図１に示した
ものと同一である。

【００６４】残留インク吸収部７１は、支持軸１６を間
に挟んで、パージングヘッド４０に対向する位置に配置
されている。残留インク吸収部７１は、インクの吸収性
が高い吸収材７３（スポンジ等）をケーシング７４の中
に収容したもので、吸収材７３の先端は、ケーシング７
４の縁からやや高い位置に突出しており、主走査方向
（図１２で紙面に対し垂直な方向）にパージングヘッド
４０以上の幅を備えている。一方、パージングヘッド４
０は、図中の矢印で示す様に、上下方向に移動可能とな
っている。

【００６５】先に示した例１の場合には、パージングヘ
ッド４０の表面に噴射されたインクは、貫通孔４２（図
４）を介して、パージング電極４１の裏面側に配置され
た吸収材４３に吸収されるが、例えば、貫通孔４２の配
置の密度や大きさに制限がある場合などには、全てのイ
ンクを吸収材４３側に吸収できないケースも考えられ
る。図１２に示した構成は、この様に吸収材４３だけで
は吸収しきれないインクを、残留インク吸収部７１を用
いて除去しようとするものである。

【００６６】次に、残留インク吸収部７１の機能につい
て説明する。

【００６７】記録ヘッド１０のパージング動作の終了時
に、記録ヘッド１０を記録位置（図１２の位置）に復帰
させ、その状態で、パージングヘッド４０を降下させ
て、残留インク吸収部７１に接触させる。これによっ
て、パージング電極４１の表面に付着していたインク
は、インク吸収材７２により吸収され、残留インク吸収
部７１の内部に回収される。その後、パージングヘッド
４０は上昇して所定位置まで戻り、待機状態となる。

【００６８】この様に、パージング電極４１の表面に残
ったインクを除去する手段を、別途、設けることによっ
て、パージング電極４１の表面を常に清浄な状態に保つ
ことができる。従って、パージング電極４１の表面で固
まったインクが、次回のパージング動作の際に、インク
の流れを妨げ、吸収材４３への吸収効率を低下させる問
題を解消することができる。

【００６９】なお、残留インク吸収部７１の幅を、必ず
しも、上記の例の様にパージングヘッド４０の幅以上に
する必要はない。例えば、残留インク吸収部７１を、パ
ージングヘッド４０の幅方向（主走査方向）に移動でき
る様に構成すれば、より幅の狭い残留インク吸収部７１
を用いて、パージング電極４１の表面の残留インクを取
り除くことができる。また、残留インク吸収部７１を副
走査方向（図１２で左右方向）に移動できる様に構成す
れば、より奥行き（副走査方向の寸法）が小さな残留イ
ンク吸収部７１を用いて、残留インクを取り除くことが
できる。なお、この様に、残留インク吸収部７１を、パ
ージング電極４１の表面に接触した状態で移動させるこ
とにより、インクの吸収効率を向上させることもでき
る。

【００７０】（例９）図１３に本発明に基くインクジェ
ト記録装置の他の例を示す。この図は、インクジェット
記録装置の主要部の断面図である。この例では、パージ
ングヘッドは一対のローラ８１、８２から構成される。
その他の構成は、先に例１において図２及び図３で示し
たもの同一である。

【００７１】このインクジェット記録装置では、対向電
極２５に隣接する位置に、パージングローラ８１（第一
のローラ）及びバックアップローラ８２（第二のロー
ラ）が、対向電極２５に対して平行に配置されている。
パージングローラ８１及びバックアップローラ８２は、
対向電極２５と同等以上の幅（主走査方向の寸法；図１
３で紙面に垂直方向の寸法）を備えている。パージング
ローラ８１とバックアップローラ８２とは互いに接触し
ている。パージングローラ８１は、導電性部材からな
り、アース（図示せず）に接続されている。一方、バッ
クアップローラ８２は、軸と、軸の回りに巻き付けられ
たインクの吸収性が高い多孔質材とで構成されている。

【００７２】次に、このインクジェット記録装置におい
て、記録ヘッド１０のパージングを行う際の動作につい
て説明する。

【００７３】記録ヘッド１０を、図１３に示された位置
から副走査方向（図１３で左方向）に後退させ、第一ク
リーニングヘッド８１の直下に移動する。次いで、パー
ジングローラ８１及びバックアップローラ８２を回転さ
せながら、記録ヘッド１０とパージングローラ８１との
間に、記録ドット形成の際と比べて強い電界を形成し、
記録ヘッド１０からインク滴を吐出させる。吐出された
インクは、パージングローラ８１の表面に付着し、更
に、パージングローラ８１の回転に伴ってバックアップ
ローラ８２との接触位置まで運ばれ、バックアップロー
ラ８２の外周面を構成する吸収材によって吸収される。

【００７４】なお、両ローラ８１、８２の回転方向は、
同方向でも異方向でも構わないが、両ローラ８１、８２
の周速に差を設け、接触部で摩擦力が働く様に設定すれ
ば、第一クリーニング８１からバックアップローラ８２
へのインクの移送を効率良く行わせることができる。

【００７５】この様に、記録ヘッド１０から吐出された
インクを、随時、バックアップローラ８２側に移送する
ことによって、パージングローラ８１の表面に到達した
インクが集まって、液だれを起こす恐れがなくなる。ま
た、簡易な構成で、記録ヘッド１０から吐出されたイン
クを効率良く回収することができる。

【００７６】なお、この例においては、パージングロー
ラ８１からバックアップローラ８２へのインクの移動
を、ローラの接触だけ行わせているが。更に、両ローラ
間に電界を形成しながら行えば、両ローラ間のインクの
移動効率を向上させることができる。

【００７７】（例１０）図１４に本発明に基くインクジ
ェト記録装置の他の例を示す。この図は、インクジェッ
ト記録装置の主要部の断面図である。この例では、専用
のパージングヘッドを設けずに、以下で説明する様に、
対向電極２５にパージング用の電極の機能を兼ねさせて
いる。なお、記録ヘッド１０の構成は、先に例１におい
て図２及び図３で示したもの同一である。

【００７８】この例では、対向電極２５に隣接する位置
にクリーニングローラ９１が設けられる。クリーニング
ローラ９１は、副走査方向（図１４で左右方向）に移動
可能であり、記録ドットの形成の際には待機位置まで後
退して対向電極２５から離れ、パージング動作時には前
進して対向電極２５の外周面に接触する。

【００７９】次に、このインクジェット記録装置におい
て、記録ヘッド１０のパージングを行う際の動作につい
て説明する。

【００８０】パージング動作の際には、対向電極２５へ
の記録紙（２６；図１）の供給が中断され、クリーニン
グローラ９１が前進して、図１４に示す様に、対向電極
２５の外周面に接触する。次いで、記録ヘッド１０と対
向電極２５との間に、記録ドット形成時と比べて強い電
界を発生させ、記録ヘッド１０から対向電極２５に向け
てインクを吐出させる。対向電極２５に付着したインク
は、対向電極２５の回転に伴いクリーニングローラ９１
との接触位置まで移動し、クリーニングローラ９１に吸
収される。パージング動作が終了すると、クリーニング
ローラ９１は、対向電極２５から離れて待機位置まで後
退し、記録紙の供給中断の状態が解除される。

【００８１】この例の様に、対向電極２５にパージング
用の電極の機能を兼ねさせることによって、装置構成が
簡略化され、装置の小型化を図るができる。

【００８２】（例１１）図１５に本発明に基くインクジ
ェト記録装置の他の例を示す。この図は、インクジェッ
ト記録装置の主要部の断面図である。この装置は、先に
例１（図１）に示した構成に、更に、記録ヘッド１０の
インクガイド２２の監視機構１０１〜１０３を付け加え
たもので、その他の構成は、図１に示したものと同一で
ある。

【００８３】インクガイド２２の監視機構は、インクガ
イド２２先端部の目詰まりを光学的に検出するものであ
って、発光部１０１（検出手段）、受光部１０２（検出
手段）及びデータ処理部１０３（制御装置）などから構
成される。発光部１０１及び受光部１０２は、インクガ
イド２２先端部のスリット（２３；図２）を間に挟む様
に配置される。インクガイド２２先端部にトナー粒子の
付着等によって目詰まりが生じると、特にスリット２２
の内部でインクの濃度が高まるので、光学濃度をモニタ
することにより、目詰まりの発生を検知することができ
る。受光部１０２からの信号は、データ処理部１０３内
でデータ処理され、目詰まりの有無が判定される。イン
クガイド２２先端部の目詰まりが検出された場合には、
印刷動作が中断され、自動的にパージング動作が行われ
る。

【００８４】この例の様に、インクガイド２２先端部の
目詰まりを監視する機構を設けることによって、目詰ま
りが生じた場合にのみパージング動作を行うことができ
るので、装置の実稼動時間を増大させることができる。
また、自己診断によって、常にインクガイド２２先端を
付着物の無い状態に維持することができるので、ユーザ
によるメインテナンスの手間が軽減される。更に、上記
の監視機構からの情報に基づいてパージング動作時の電
界条件を切り替えることによって、最適なパージング条
件を自動的に設定することも可能である。

【００８５】なお、発光部１０１及び受光部１０２を各
インクガイド２２毎に個別に設けても良いし、発光部１
０１及び受光部１０２をインクガイド２２の配列方向を
スキャンすることによって、一対で複数のインクガイド
２２を監視する様に構成しても良い。

【００８６】また、この例では、発光部１０１と受光部
１０２とを分離し、透過光を用いて目詰まりの検知を行
っているが、これに代って、発光部１０１と受光部１０
２とを一体化して、反射光を用いて目詰まりの検知を行
うこともできる。

【００８７】（例１２）図１６に本発明に基くインクジ
ェト記録装置の他の例を示す。この図は、インクジェッ
ト記録装置の主要部の断面図である。この装置は、先に
例１（図１）に示した構成に、更に、記録紙２６上に形
成された画像の状態を監視する監視機構１１１、１１２
を付け加えたもので、その他の構成は、図１に示したも
のと同一である。

【００８８】監視機構は、記録ドラム１０に近接して配
置された画像モニタ部１１１（画像認識手段）及びデー
タ処理部１１３（制御装置）などから構成される。画像
モニタ部１１１は、発光部及び受光部が一体となってお
り、その出力信号はデータ処理部１１３へ送られる。

【００８９】記録ヘッド１０のインクガイド２２先端部
にトナー粒子の付着等によって目詰まりが生じると、記
録紙２６の上に形成される記録ドットの寸法が小さくな
り、時には記録ドットが形成されなくなる。従って、記
録紙２６上にテストパターンを印刷して、このテストパ
ターンを監視することによって、記録ヘッド１０の目詰
まりの状態を判断することができる。なお、テストパタ
ーンとしては、例えば、矩形のベタのパターンが適して
いる。

【００９０】テストパターンの画像は、画像モニタ部１
１１からデータ処理部１１３へ送られ、処理される。テ
ストパターンの濃度が所定の閾値以下である場合に、目
詰まりが生じているものと判定される。目詰まりと判定
された場合には、印刷動作が中断され、自動的にパージ
ング動作が行われる。

【００９１】なお、画像モニタ部１１１は、前の例と同
様に、発光部と受光部とを別個に備えたものでもよく、
また、全インクガイド２２に対応したライン型の構成、
あるいはシリアル構造で全インクガイドによる形成ドッ
トをモニタするようにして良い。この様に、記録紙２６
上に印刷された画像の状態に基づいてパージング動作を
行う様に構成した場合には、記録ヘッドの目詰まりを高
い確率で判別することができるので、パージング動作の
頻度を適切に保つことができる。

【００９２】

【発明の効果】本発明に基づくインクジェット記録装置
によれば、静電気力を利用してインク滴の吐出を行うタ
イプの装置において、記録ヘッドの目詰まりを速やかに
除去することができるので、印刷される画像の品質を常
に良好な状態で維持することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくインクジェット記録装置の第一
の例を示す概略構成図。

【図２】図１のインクジェット記録装置を構成する記録
ヘッド部分の拡大断面図。

【図３】図２の記録ヘッドのインク吐出部の拡大平面
図。

【図４】図１のインクジェット記録装置を構成するパー
ジングヘッドの斜視図。

【図５】本発明に基づくインクジェット記録装置の第二
の例において使用されるパージングヘッドの正面図。

【図６】本発明に基づくインクジェット記録装置の第三
の例におけるパージング動作について説明する図。

【図７】本発明に基づくインクジェット記録装置の第四
の例において使用されるパージングヘッドの断面図。

【図８】本発明に基づくインクジェット記録装置の第五
の例において使用されるパージングヘッドの斜視図。

【図９】図８のパージングヘッドを用いたパージング動
作について説明する図。

【図１０】本発明に基づくインクジェット記録装置の第
六の例において使用されるパージングヘッドの斜視図。

【図１１】本発明に基づくインクジェット記録装置の第
七の例において使用されるパージングヘッドの斜視図。

【図１２】本発明に基づくインクジェット記録装置の第
八の例を示す概略構成図。

【図１３】本発明に基づくインクジェット記録装置の第
九の例を示す概略構成図。

【図１４】本発明に基づくインクジェット記録装置の第
十の例を示す概略構成図。

【図１５】本発明に基づくインクジェット記録装置の第
１１の例を示す概略構成図。

【図１６】本発明に基づくインクジェット記録装置の第
１２の例を示す概略構成図。

【符号の説明】

１０・・・記録ヘッド、１１・・・インク、１２・・・
インク滴、１１・・・支持軸、１７・・・インク供給タ
ンク、１８・・・インク供給路、２０・・・制御電極、
２１・・・開口部、２２・・・インクガイド、２３・・
・スリット、２４・・・インク室、２５・・・対向電
極、２６・・・記録紙、３１・・・ヘッドブロック、３
３・・・インクガイドブロック、３４・・・絶縁性基
板、３６・・・貫通孔、３８・・・バイアス電圧源、３
９・・・信号電圧源、４０・・・パージングヘッド、４
１・・・パージング電極（電極板）、４２・・・貫通
孔、４３・・・吸収材、４５・・・溝、４６・・・イン
ク吸引電極、４７・・・直流電圧源、５１・・・パージ
ング電極（電極板）、５３・・・吸収材、５４・・・ケ
ーシング、５５・・・仕切部、５６・・・誘導板、６１
・・・電極部材（インク吸収性の多孔質体）、６４・・
・ケーシング、７１・・・残留インク吸収部、７３・・
・吸収材、７４・・・ケーシング、８１・・・パージン
グローラ（第一のローラ）、８２・・・バックアップロ
ーラ（第二のローラ）、９１・・・クリーニングロー
ラ、１０１・・・発光部（検出手段）、１０２・・・受
光部（検出手段）、１０３・・・データ処理部（制御装
置）、１１１・・・画像モニタ部（画像認識手段）、１
１３・・・データ処理部（制御装置）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保坂 靖夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 永戸 一志 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 樋口 和彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 中尾 英之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に記録媒体が保持される対向電極
   と、 対向基板に対向する位置に配置され、対向電極との間に
   電圧を印加することによって、静電気力でインク滴を記
   録媒体に向けて吐出させる記録ヘッドと、 対向電極に隣接する位置に配置されたパージングヘッド
   と、 記録ヘッドをパージングヘッドに対向する位置に移動す
   る移動手段と、 を備え、 前記記録ヘッドを前記パージングヘッドに対向させた状
   態で、前記パージングヘッドとの間に電圧を印加するこ
   とによって、静電気力でインク滴を前記パージングヘッ
   ドに向けて吐出させ、前記記録ヘッドのインク吐出部に
   付着した付着物を除去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】 前記記録ヘッドは、 前記対向電極に対向し、中央付近にそれぞれ開口部を有
   し、二次元的に配列された複数の制御電極と、 制御電極の後方に設けられ、溶媒中に色材成分を分散さ
   せたインクを収容するたインク室と、 前記開口部の中心付近を貫通し、先端部が制御電極の前
   面から前記対向電極側に突出し、突出方向に沿ってイン
   ク室内から先端部まで至るスリットを有するインクガイ
   ドと、 を備え、前記インクガイドの先端部から前記インク滴を
   吐出させ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。
3. 【請求項３】 前記パージングヘッドは、 前記記録ヘッドに対向する電極板と、 この電極板に接触する様に配置されたインクの吸収材
   と、 を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記電極板には複数の貫通孔が形成さ
   れ、前記インクの吸収材は、前記電極板の裏面側に配置
   されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェッ
   ト記録装置。
5. 【請求項５】 前記電極板は、その表面に前記複数の貫
   通孔と交差する複数の溝が形成されていることを特徴と
   する請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記パージングヘッドは、前記記録ヘッ
   ドに対向し、導電性で且つインクの吸収性を備えた多孔
   質材からなる電極部材を備えたことを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記パージングヘッドは、 前記記録ヘッドに対向し、導電性の部材からなる円筒状
   の第一のローラと、 第一のローラの外周に接触し、外周部がインクの吸収性
   を備えた多孔質材で構成された円筒状の第二のローラ
   と、 を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載のインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 前記記録ヘッドのインク吐出部に付着し
   た付着物の状態を検出する検出手段と、 この検出手段から情報に基づいて、前記記録ヘッドを前
   記パージングヘッドに対向する位置に移動して、前記記
   録ヘッドから前記パージングヘッドに向けてインク滴を
   吐出させる制御装置と、 を更に備えた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。
9. 【請求項９】 前記インクガイドの先端部に付着した付
   着物の状態を検出する検出手段と、 この検出手段から情報に基づいて、前記記録ヘッドを前
   記パージングヘッドに対向する位置に移動して、前記イ
   ンクガイドの先端部から前記パージングヘッドに向けて
   インク滴を吐出させる制御装置と、 を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載のインク
   ジェット記録装置。
10. 【請求項１０】 前記記録媒体上に形成された記録ドッ
    トの状態を監視する画像認識手段と、 この画像認識手段から情報に基づいて、前記記録ヘッド
    を前記パージングヘッドに対向する位置に移動して、前
    記記録ヘッドから前記パージングヘッドに向けてインク
    滴を吐出させる制御装置と、 を更に備えたことを特徴とする請求項１または請求項２
    に記載のインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 表面に記録媒体が保持される対向電極
    と、 対向基板に対向する位置に配置され、対向電極との間に
    電圧を印加することによって、静電気力でインク滴を記
    録媒体に向けて吐出させる記録ヘッドと、 対向電極に隣接する位置に移動可能に配置され、外周部
    がインクの吸収性を備えた多孔質材で構成されたクリー
    ニングローラと、 クリーニングローラを移動して対向電極の表面に接触さ
    せる駆動機構と、 を備え、 前記クリーニングローラを前記対向電極の表面に接触さ
    せた状態で、前記記録ヘッドと前記対向電極との間に画
    像記録時と比べて強い電界を発生させることによって、
    静電気力でインク滴を前記対向電極に向けて吐出させる
    とともに、前記対向電極の表面に付着したインクを前記
    クリーニングローラで回収し、これによって、前記記録
    ヘッドのインク吐出部に付着した付着物を除去すること
    を特徴とするインクジェット記録装置。