(57)【要約】【課題】十分なワイピング能力を長期にわたって維持できるとともに、装置の簡素化およびサイズのコンパクト化を実現し、製造コストを削減することが可能なインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】異なるインクを吐出する吐出口を複数有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するブレードとを具え、前記記録ヘッドとブレードとが相対的に移動することによって、前記記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するインクジェット記録装置であって、前記複数の吐出口から吐出される複数のインクのうち、前記記録ヘッドの吐出口から吐出されるインクと該インクの吐出口面との間の接触角がもっとも小さいインクの吐出口面から、前記接触角が大きくなるインクの順に、前記ブレードは前記吐出口面をしゅう擦する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるインクを吐出する吐出口を複数有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するワイピング手段とを具え、前記記録ヘッドと前記ワイピング手段とが相対的に移動することによって、前記記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するインクジェット記録装置であって、
前記複数の吐出口から吐出される複数のインクのうち、前記記録ヘッドの吐出口から吐出されるインクと該インクの吐出口面との間の接触角がもっとも小さいインクの吐出口面から、前記接触角が大きくなるインクの順に、前記ワイピング手段は前記吐出口面をしゅう擦することを特徴とするインクジェット記録装置。
【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関し、詳しくは、記録ヘッドのノズル面をワイピングする手段を具えたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰシート等の記録媒体（以下、「記録紙」とも言う）に対して、記録ヘッドに設けられた複数のノズルからインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることから、複写機、ファクシミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークステーション等の出力端子としてのプリンタ、あるいはパーソナルコンピュータ、光ディスク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポータブルプリンタとして利用され、かつ商品化されている。
【０００３】
一般に家庭などで普及しているインクジェット記録装置は、比較的小型化が容易なシリアルタイプのものであり、これは、前記記録ヘッドとインクタンクとを搭載するキャリッジを所定方向（以下、「主走査方向」と言う）に走査し、この走査の際に記録ヘッドよりインクを吐出する記録動作と、前記主走査方向に直交する方向（以下、「副走査方向」と言う）に記録媒体を所定量だけ搬送する搬送動作とを交互に繰り返すことにより、記録媒体全体に画像を形成するものである。この機構はランニングコストが安く、静かな記録方式として広く用いられている。また、インクを吐出する多数のノズルが副走査方向に配列された記録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記録媒体上を一回走査することでノズル数に対応した幅の記録がなされる。そのため、ノズル数を増やすことにより、記録動作の高速化を達成することができる。
【０００４】
このように、記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うので、記録ヘッドのノズル面が汚れていると、適切な方向にインクが吐出できないなどの吐出不良を引き起こすことになる。したがって、吐出するインク滴の乱れを防止し、安定した画像形成を維持するために、様々な回復手段が設けられている。その一例として記録開始直前や所定量の記録毎に、記録領域以外のところでインクを吐出してノズル内の増粘インク等を除去する予備吐出や、定期的にノズル面を弾性ゴム等の柔軟性のあるブレードでしゅう擦してノズル面に付着した余分なインクや紙粉、塵埃などを除去するワイピングなどが挙げられる。この中でもワイピングは、インクの物性、フェイス面の物性によって除去度合いが影響されやすく、安定した除去能力を発揮させるためには、インクの物性などを考慮して設計しなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、顔料着色材を使用したインク（以下、「顔料インク」と言う）を使ったインクジェット記録装置が多数開発されている。この顔料インクの物性は、従来の染料着色材を使用したインク（以下、「染料インク」と言う）と比較して多様である。例えば、顔料の違いによって、インクの濡れ性が大きく異なる。
【０００６】
図７はインクドットの側面図である。固体面Ｆにインクが接触し、このインクと固体面Ｆとで成す角α（以下、この角度を「接触角」と言う）が鋭角であるほど、インクの濡れ性は大きく、鈍角であるほど濡れ性は小さいと言える。ここで濡れ性が大きいとは即ち撥水性が小さいので、ワイピングで除去しにくい。一方、濡れ性が小さいと撥水性は大きいので、ワイピングで除去し易い。したがって、濡れ性が異なる複数のインクを全て同一のワイピング条件で、十分に除去することは困難な場合が多い。
【０００７】
また、ブレードにインクや埃などが付着しているほど、除去能力は低下していく傾向にあるので、一つのブレードで複数のノズル列の全てをワイピングする場合、進行方向前半のノズル列は十分に除去できても、後半のノズル列は、ブレードに付着したインクや埃が障害となって、十分な除去が出来ない場合もある。
【０００８】
そこで、顔料インクを用いた記録装置では、一つのブレードで全てのノズル面をワイピングするのではなく、インク色ごとに異なるブレードを用意して、それぞれのインクに適したワイピング条件で、ワイピングを行う形態が多い。
【０００９】
しかしながら、インク色毎にワイピング部材を設け、それぞれに応じて条件を変えて制御を行う形態では、装置の大型化及び複雑化を招き、さらにコストアップの要因となる。前述の個別にワイピング部材を設ける形態は、十分な除去能力を確保できる一方で、装置の小型化、低価格化を実現する上での障害となる。
【００１０】
そこで、本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、十分なワイピング能力を長期にわたって維持できるとともに、装置の簡素化およびサイズのコンパクト化を実現し、製造コストを削減す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を目的とする。
【００１１】
【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、異なるインクを吐出する吐出口を複数有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するワイピング手段とを具え、前記記録ヘッドと前記ワイピング手段とが相対的に移動することによって、前記記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するインクジェット記録装置であって、前記複数の吐出口から吐出される複数のインクのうち、前記記録ヘッドの吐出口から吐出されるインクと該インクの吐出口面との間の接触角がもっとも小さいインクの吐出口面から、前記接触角が大きくなるインクの順に、前記ワイピング手段は前記吐出口面をしゅう擦することを特徴とする。
【００１２】
以上の構成によれば、前記ワイピング手段は除去性能が良好な状態で前記接触角がもっとも小さいインク、即ち除去性の低いインクの吐出口面をワイピングし、該吐出口面をワイピングした後に、順次、除去性の高いインクの吐出口面をワイピングしていくので、いずれの吐出口面に対しても良好にノズル面をワイピングすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態は、シリアルタイプのインクジェット記録装置である。以下に実施例を挙げ、図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は、本発明の実施形態であるインクジェット記録装置を示す、破断斜視図である。
【００１５】
１は、記録ヘッドとインクタンクとが一体的に構成されたヘッドカートリッジであり、インク色毎に１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと４個設けられている。２はキャリッジであり、これら記録ヘッド１を搭載し、ガイドレール３に沿って、記録媒体上を走査する。４はキャリッジ駆動モータであり、プーリ５，６に渡されたベルト７を介してキャリッジ２に駆動力を伝え、キャリッジ２はこのキャリッジ駆動モータ４の回転によって走査する。
【００１６】
９，１０，１１，１２は搬送ロ―ラであり、記録媒体８をキャリッジ２の走査方向と直交する方向に所定量単位で搬送する。
【００１７】
キャリッジ２が記録媒体８上を走査する際に、記録ヘッドから記録媒体８に対し、インクが吐出される。キャリッジ２が記録媒体８の一方端まで移動すると、搬送ロ―ラ９，１０，１１，１２は回転し、記録媒体８を所定量だけ搬送する。このように、記録ヘッドによる記録と、搬送ローラによる紙送りとを交互に繰り返すことにより、記録媒体８全体に画像が形成される。
【００１８】
インク色別に設けられた記録ヘッドのそれぞれは、記録媒体と対峙する面に複数のノズルを配列している。ノズルは、キャリッジの走査方向に直交する方向に配列されている。なお、ノズル列の並びの詳細は後述する。各ノズルに対応して電気熱変換体が設けられている。インク吐出時は、この電気熱変換体を発熱させてインク中に気泡を発生させ、この気泡の生成圧力によって所定量のインクを滴として吐出する。このように、本実施例ではインク吐出方法としてバブルジェット（Ｒ）方式を用いているが、本発明はこれに限らず、ピエゾ方式など他のインク吐出方法を用いてもよい。
【００１９】
さらに、インクジェット記録装置は、記録ヘッドのノズル面を常に良好に保つための回復機構１４を備えている。１５は吸引キャップであり、非記録時に記録ヘッド１のノズル面をキャッピングするとともに、吸引ポンプ１６からの吸引力によって、ノズル内に溜まった増粘インクなどを吸い出す。１８はブレードであり、ブレード先端でノズル面をしゅう擦して、表面に付着したインクや塵埃などを除去する。本実施形態では、記録ヘッドごとにブレードを設けるのではなく、１つのブレードで全ての記録ヘッド１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのワイピングを行う。このワイピングは、記録動作の途中に行われ、キャリッジ２が定期的にブレード１８上を移動することによって、ブレードがノズル面をしゅう擦する。
【００２０】
このような構成のインクジェット記録装置における、ワイピングの詳細について説明する。
【００２１】
図２は、記録ヘッドとブレードとを示す模式図である。
【００２２】
ヘッドカートリッジ（記録ヘッド）１のインク色別の並び順は次のようになっている。
【００２３】
上述したように、インクは含有する顔料によって物性が異なる。本発明ではこれら物性のうち、インクの「濡れ性」に着目し、図中、向かって左から、濡れ性の大きい順にインクが並ぶように各ヘッドカートリッジを配置する。
【００２４】
同図が示すように、ワイピングの際、記録ヘッド１は矢印の方向に進行するので、ブレード１８に最初に接触するのは記録ヘッド１Ａである。そこで、搭載する４色のインクのうち、もっとも接触角が小さいもの、即ち濡れ性がもっとも大きいものを１Ａに配置する。記録ヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄも接触角の小さいものから順に配置し、１Ｄが４色のうちで接触角がもっとも大きいものとなる。
【００２５】
なお、接触角は記録ヘッドのフェイス面（ノズル面）とインクとの間の接触角を使用する。
【００２６】
図３は各記録ヘッドのノズル列の並びを示す図である。
【００２７】
インク色毎に、キャリッジの移動方向に直交する方向にノズルが２列構成で配列されている。
【００２８】
キャリッジの移動速度は、もっとも濡れ性が大きいものに対して十分にしゅう擦できる程度のものとする。
【００２９】
ヘッドカートリッジが矢印の方向に移動すると、ブレード１８が所定の角度で所定の侵入量を持って当接する。そして、記録ヘッドが移動するのに伴ってノズル面をしゅう擦していく。このとき、最初にブレード１８がしゅう擦するのはもっとも濡れ性の大きいインクのノズル面である。つまり、ブレードにインクが付着していない除去性能がよい状態で、除去性の低い、接触角が小さなインクのノズル面をワイピングする。加えて、このインクに適した速度でしゅう擦するので、十分にインクを除去することができる。そして、ワイピングが進行すると、１Ｃ、１Ｄの記録ヘッドのノズル面にブレード１８が到達する。この時点では、ブレード１８は前の記録ヘッド１Ａ，１Ｂのノズル面をしゅう擦した後であるので、ブレード面はしゅう擦したインクで汚れているが、１Ｃ，１Ｄのインクは除去性の高い、接触角が大きなインクであるので、ブレードの除去性能が低下していても十分にインクを除去することができる。
【００３０】
このように、ヘッドカートリッジの配列順を、インクの濡れ性、即ちワイピング時の除去しやすさに着目して、もっとも除去性の低いものから順にしゅう擦するように配置し、さらに、移動速度などその他のワイピング条件をもっとも除去性の低いものに最適な条件で設定することにより、１つのブレードで全ての記録ヘッドをワイピングする構成であっても、記録ヘッド毎にブレードを設けた構成と遜色ない良好なインク除去結果を得ることができる。
【００３１】
（実施例２）
実施例１では、記録ヘッドの形態をインク色別に個別に着脱可能なヘッドカートリッジとしたが、比較的小型のインクジェット記録装置では、全てが一体成形となった記録ヘッドユニットが用いられる場合がある。そこで、本実施例ではこのような一体成形タイプの記録ヘッドにおけるワイピングを説明する。
【００３２】
図４は、記録ヘッドとブレードを示す模式図である。
【００３３】
本実施例の記録ヘッドユニット１は全てのノズル列が一体的に成形されており、インク色毎に着脱できるものではない。ブレード１８は、実施例１と同様にノズル面に当接する位置関係に配置されている。
【００３４】
図５はノズル面を示す模式図である。
【００３５】
ノズルの並びはブレードの移動方向と同一であり、インク色ごとに長手方向の中心軸を挟んで２列に配置されている。実施例１と同様に、接触角がもっとも小さいインクを吐出するノズル列１１１，１１２から順に接触角がもっとも大きいインクを吐出するノズル列１４１、１４２まで、インクの接触角に応じて配列されている。
【００３６】
ブレードはノズル列２列の並び幅よりも十分に長い長さをもっており、２列を同時にしゅう擦できるようになっている。記録ヘッドが矢印の方向に移動すると、ブレードが所定の角度で所定の侵入量を持って当接する。そして、記録ヘッドが移動するのに伴って２列のノズル列のノズル面を同時にしゅう擦していく。最初にもっとも濡れ性の大きいインクのノズル面をしゅう擦することになるが、実施例１でも述べたように、このもっとも除去性の低いインクに対しては、このインクに合わせたワイピング条件で、かつ、ブレードにインクが付着していないもっとも除去性能の良好な状態でワイピングを行うことになるので、十分にインクを除去することができる。また、ワイピングが進行してノズル列１４１，１４２のブレードが到達したとき、ブレードにはそれまでのノズルから除去したインク等が付着し、除去性能は低下している。しかしながら、ノズル列１４１，１４２のインクは４色の中でもっとも除去性の高いインクなので、除去性能の低下したブレードであっても十分に除去することができる。
【００３７】
このように、一体成形の記録ヘッドであっても、吐出するインクの濡れ性に着目してノズル列を配置することにより、１つのブレードで全てのノズルをワイピングする構成であっても、良好な除去成果をあげることができる。
【００３８】
（実施例３）
実施例１，２ともに、しゅう擦速度などワイピング条件をもっとも濡れ性の大きいインクに合わせたものにしている。しゅう擦速度は遅いほど除去率はよくなるため、実施例１，２とも、比較的遅いしゅう擦速度でワイピングを行うことになる。しかしながら、しゅう擦速度が遅いほど一回のワイピングに要する時間は長くなり、スループットは低下することになる。そこで、本実施例では、濡れ性の大きいインクのノズル列部分と濡れ性の小さいインクのノズル列部分とでしゅう擦速度を変えることにより、スループットの低下を防止する。
【００３９】
本実施例は、実施例１と同様の構成のインクジェット記録装置を用いる。
【００４０】
図６は、ブレード位置としゅう擦速度との関係を示すグラフである。
【００４１】
実線は本実施例におけるしゅう擦速度変化を示し、点線は実施例１，２におけるしゅう擦速度変化を示す。図から分かるように、実施例１，２ではしゅう擦速度が一定である一方、本実施例では徐々に速度を増すようにしている。
【００４２】
ワイピングを開始してすぐ、濡れ性が大きいインクの記録ヘッド１Ａにブレードがあるときは、しゅう擦速度を遅くして、十分にインクを除去する。一方、ブレードの位置が記録ヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと進むに従い、インクの濡れ性は低くなり除去しやすくなるので、しゅう擦速度を増していっても十分にインクを除去することができる。したがって、全ノズルをワイピングするのに要するトータル時間は、実施例１，２の場合に比べて短縮されることになる。
【００４３】
このようにしてワイピング時間が短縮されると、記録中にワイピングするときにはスループットの低下を防止することができるのはもちろん、ワイピングによって記録が中断される時間を短くするので、インクの打ち込み時間差による画像の乱れを防止することができる。
【００４４】
また、このような制御を行うことにより、記録中のキャリッジのランプアップ時にワイピング動作を行うことが可能であり、更なるスループットの向上を図ることができる。
【００４５】
なお、実施例１，２，３を通じて、インクの接触角は、記録ヘッドの初期状態、あるいは使用状態、または使用終了状態のいずれかの時に測定されたノズルのフェイス面とインクとの接触角を使用する。顔料インクを使用した場合、初期状態ではインクごとの接触角にほとんど差がないが、使用状態、使用終了状態ではインクごとに大きく異なる場合があり、この場合、特にワイピングによる拭き性を重視したい状態での接触角を採用すると良い。
【００４６】
本発明の実施態様について、以下に列挙する。
【００４７】
［実施態様１］  異なるインクを吐出する吐出口を複数有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するワイピング手段とを具え、前記記録ヘッドと前記ワイピング手段とが相対的に移動することによって、前記記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するインクジェット記録装置であって、
前記複数の吐出口から吐出される複数のインクのうち、前記記録ヘッドの吐出口から吐出されるインクと該インクの吐出口面との間の接触角がもっとも小さいインクの吐出口面から、前記接触角が大きくなるインクの順に、前記ワイピング手段は前記吐出口面をしゅう擦することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００４８】
［実施態様２］  前記記録ヘッドは吐出するインクごとに吐出口列を形成し、前記ワイピング時に、ワイピング手段と最初に当接する位置に、前記複接触角がもっとも小さいインクの吐出口列を配し、さらにワイピング手段の移動方向に向かって前記接触角が小さいインクの吐出口列から順に接触角が大きくなるインクの順に前記吐出口列を配することを特徴とする実施態様１に記載のインクジェット記録装置。
【００４９】
［実施態様３］  前記ワイピング手段は移動速度を前記接触角が小さいインクのの吐出口から前記接触角が大きいインクと吐出口へ移動する方向において、漸次増速するように制御することを特徴とする実施態様１または２に記載のインクジェット記録装置。
【００５０】
［実施態様４］  異なるインクを吐出する吐出口を複数有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するブレードとを具え、前記記録ヘッドと前記ブレードとが相対的に移動することによって、前記記録ヘッドの吐出口面をしゅう擦するインクジェット記録装置を用いたワイピング方法であって、
前記複数の吐出口から吐出される複数のインクのうち、前記記録ヘッドの吐出口から吐出されるインクと該インクの吐出口面との間の接触角がもっとも小さいインクの吐出口面から、前記接触角が大きくなるインクの順に、前記ブレードは前記吐出口面をしゅう擦することを特徴とするワイピング方法。
【００５１】
［実施態様５］  前記ブレードは移動速度を前記接触角が小さいインクの吐出口から前記接触角が大きいインクと吐出口へ移動する方向において、漸次増速するように制御することを特徴とする実施態様４に記載のワイピング方法。
【００５２】
［実施態様６］  前記ブレードは、前記接触角がもっとも小さいインクの吐出口をしゅう擦する際、該吐出口面をしゅう擦する上で最適な速度で移動されることを特徴とする実施態様５に記載のワイピング方法。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明を用いることにより、濡れ性の大きいインクのノズル面から順にブレードでしゅう擦するので、ブレードの除去性能が良好な段階で濡れ性の大きいインクのノズル面を拭くことができ、十分に余分なインク等を除去することができる。さらに、ワイピング順序の後半に比較的濡れ性の小さいインクのノズルを配置することにより、ブレードの除去性能が低下した状態でも十分にインクを除去することができる。したがって、インク色別にブレードを設けた形態と遜色のないワイピング結果を得ることができるので、本発明を用いることでインクジェット記録装置の簡素化およびサイズのコンパクト化を実現し、製造コストを削減することができる。
【００５４】
さらに、ワイピング速度を濡れ性の大きいインクのノズル面と濡れ性の小さいインクのノズル面とで異ならせることにより、ワイピングに要する時間を短縮し、スループットの低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるインクジェット記録装置の破断斜視図である。
【図２】記録ヘッドとブレードとを示す模式図である。
【図３】図２の記録ヘッドのノズル列の並びを示す図である。
【図４】記録ヘッドとブレードを示す模式図である。
【図５】図４の記録ヘッドのノズル面を示す模式図である。
【図６】ブレード位置としゅう擦速度との関係を示すグラフである。
【図７】インクドットの接触角を示す模式図である。
【符号の説明】
１    ヘッドカートリッジ（記録ヘッド）
２    キャリッジ
３    ガイドレール
４    キャリッジ駆動モータ
５    プーリ
６    プーリ
７    ベルト
８    記録媒体
１４    回復機構
１６    吸引ポンプ
１８    ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004209893.tif 000007
【図６】
2004209893.tif 000008
【図７】
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