(57)【要約】【課題】  簡単な構成で記録ヘッドを効率良く回復させることが可能な回復手段を備えたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  記録ヘッド１４に設けられたノズル８からインクを吐出させて記録動作を行うと共に、記録ヘッド１４のノズル８から増粘インクまたは異物を引き出し除去する回復手段を備える。この回復手段は、記録ヘッド１４のノズル８より大なる毛管力を発生させる毛管力発生部３と、ノズル８に対し毛管力発生部３を相対的に進退させることにより毛管力発生部３をノズル８に対して接離させる移動手段と、を備える。そして、毛管力発生部３は、ノズル８から離間する方向において毛管力が増大する構造を有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドに設けられたノズルからインクを吐出させて記録動作を行うと共に、前記記録ヘッドのノズルから増粘インクまたは異物を引き出し除去する回復手段を備えたインクジェット記録装置において、
前記回復手段は、
前記記録ヘッドのノズルより大なる毛管力を発生させてインクを吸引するインク吸引部と、
前記ノズルと前記毛管力発生部材とを相対的に移動させることにより前記毛管力発生部を前記ノズルとを接離させる移動手段と、を備え、
前記インク吸引部は、前記ノズルから離間する方向において毛管力が増大する構造を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インク吸引部は、前記ノズルとの接触時において前記ノズルから離間する方向に沿って順次密度が増大する構造を有す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。
【請求項３】
前記インク吸引部は、前記ノズルとの接触状態において前記ノズルから離間する方向に重合する複数の毛管力発生部材によって構成され、前記複数の毛管力発生部材は、前記ノズルとの接触状態において前記ノズルからの距離間隔が大なる位置にあるものほど大きな毛管力を有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記インク吸引部は、前記ノズルとの接触状態において前記ノズルから離間する方向に沿って重合する複数の毛管力発生部材によって構成され、前記複数の毛管力発生部材は、前記ノズルからの距離間隔が最も大なる位置にあるものが最大の厚さを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記毛管力発生部材は、前記記録ヘッドのノズル径より小さい間隙を有する多孔質部材からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記インク吸引部は、異なる密度を有する多孔質部材を重合させてなり、各多孔質部材は、ノズルからの距離が大なるものほど高密度に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記毛管力発生部材は、前記記録ヘッドのノズル径より小さい開口径を有する細管からなることを特徴とする請求項１ないし３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記インク吸引部は、前記細管を集合させた細管集合体からなり、各細管の口径を、ノズルとの接触状態においてノズルから離間する方向に縮径させてなることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記毛管力発生部材は、繊維を縦横に編成してなるインク吸収体からなり、各繊維間にノズル径より小さい間隙を形成してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記インク吸引部は、インク吸収体を複数枚重合させてなり、各インク吸収体の各繊維間の間隙を、ノズルとの接触状態において、ノズルから離間する方向に沿って順次縮小させるようにしてなることを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記毛管力発生部材は、一定方向に沿って延出する多数本の線材を集成した線材集成体よりなり、各線材の間に形成される微小間隙をノズルの径より狭小に形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記インク吸引部は、前記線材集成体の各線材の間に形成される微小間隙を、ノズルとの接触状態において、ノズルから離間する方向に沿って順次縮小させることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記インク吸引部は、鉛直方向に沿って毛管力を発生させることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】
インクジェット記録装置に用いる記録ヘッドのノズルから増粘インクまたは異物を引き出し除去する回復装置において、
前記記録ヘッドのノズルより大なる毛管力を発生させる毛管力発生部材と、
前記ノズルと前記毛管力発生部材とを相対的に移動させることにより前記毛管力発生部材を前記ノズルとを接離させる移動手段と、を備え、
前記毛管力発生部材は、前記ノズルから離間する方向において毛管力が増大する構造を有することを特徴とする回復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドのノズルから増粘インクまたは異物を引き出し除去する回復手段を備えたインクジェット記録装置および回復装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置はインク液滴を記録ヘッドから吐出させ記録を行うという方法を採ることから、記録ヘッドのノズルが大気に暴露された場合、インクの水分が蒸発し粘度が増してしまうこと（以下、増粘という）や、記録ヘッド内に紙粉などの異物が混入することにより、記録を開始した時にインクが吐出しにくくなるとか、完全に吐出不能状態に陥るなどの現象が発生して画像に欠陥を生じることがある。
【０００３】
このような場合、インクジェット記録装置では、ノズル内部の吐出に適さないインクや異物を除去し、ノズル内部をフレッシュなインクに置換して適正な記録動作を可能とする回復処理が一般に行われている。  
従来、この回復処理としては、必要時にノズルにインクキャップを被せて（以下、この動作をキャッピングという）、キャップ内部を吸引することでノズル内の増粘したインクや異物をノズルから吸い出すことにより、再び記録ヘッドを記録可能な状態にする吸引回復動作や、記録ヘッドへのインク供給流路において上流部からインクを加圧して強制的にノズルから増粘したインクや異物を排出して、記録ヘッドを記録可能な状態にする加圧回復動作等が行われていた。
【０００４】
しかし、回復処理を実行すべき記録ヘッドが、記録媒体の記録領域全幅に亘ってノズルを配列してなる長尺なフルラインヘッドである場合、上記のような吸引回復動作では、キャッピングを記録ヘッドに対して精度良く行えないという問題があった。
【０００５】
また、フルラインヘッドに対して加圧回復動作を行った場合には、全てのノズルからインクを排出させることとなるため、回復処理が不要な状態にある多数のノズルからもインクの排出が行われることとなり、回復処理において吐出されるインク量が必要以上に多くなるという問題がある。
【０００６】
もっとも、この問題については、排出されたインクをフィルタを介してインクタンクに戻すようなインク・リサイクルシステムを採ることでインクの消費量が増大することを回避するという対策が講じられているが、こうしたインク・リサイクルシステムでは、システムを構成する各ユニットを結ぶインク流路が複雑になるという問題に加え、インク流路を加圧手段にて加圧しているために各流路におけるユニット間の結合部が緩み易く、場合によってはインクが結合部より漏れてしまうといった新たな問題が発生している。
【０００７】
そこで吸引回復処理や加圧回復処理などよりも簡単で効率的なフルラインヘッドの回復処理として、毛管力発生部材をノズルに押圧したり、あるいはノズル内に挿入したりするだけで、その部材の発生する毛管力により前記記録ヘッドのノズル内の増粘インク、気泡及び紙粉などの異物を引き出し除去して回復を行うことが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−３３６０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献に開示された回復装置による回復処理、つまり単一の毛管力発生部材を記録ヘッドのノズルに押圧したり、あるいはノズル内に挿入することだけでは、記録ヘッドにおけるノズル内の増粘インク、気泡及び紙粉などの異物を完全に引き出し除去することが行えず、効率的な回復動作を実現するには至っていないのが現状である。
【００１０】
そこで、この毛管力発生部材を用いた回復処理において、効率の良い回復動作を行うために、キャッピング機構に配置された毛管力発生部材をノズルに押圧または挿入した上で、ノズルを比較的小さい力で吸引又は加圧し回復動作を行う方法も考えられているが、これでは結局のところ、吸引または加圧のための装置が必要であり、前述のような問題を解消することにはならず、インクジェット記録装置本体の大型化、及び製造コストの増大を回避することはできない。
【００１１】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡単な構成で記録ヘッドを効率良く回復させることが可能な回復手段を備えたインクジェット記録装置および回復装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成すべく、本発明は以下の構成を有するものとなっている。  
すなわち、本発明は、記録ヘッドに設けられたノズルからインクを吐出させて記録動作を行うと共に、前記記録ヘッドのノズルから増粘インクまたは異物を引き出し除去する回復手段を備えたインクジェット記録装置において、前記回復手段は、前記記録ヘッドのノズルより大なる毛管力を発生させてインクを吸引するインク吸引部と、前記ノズルに対し前記毛管力発生部材を相対的に移動させることにより前記毛管力発生部を前記ノズルに対して接離させる移動手段と、を備え、前記インク吸引部は、前記ノズルから離間する方向において毛管力が増大する構造を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように、本発明においては、前記毛管力発生部材を、前記ノズルから離間する方向において毛管力が増大する構造を有するものとしたため、ノズルの内部のインクを円滑かつ連続的に引き出すことが可能となる。このため、従来用いられていた複雑な構造の吸引装置または加圧装置が不要となり、本体装置の小型化、及びコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。  
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。  
まず、本発明の実施形態の係るインクジェット記録装置、及びこれに適用するフルライン型記録ヘッドについて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の一部を透視して示す説明斜視図である。  
図１において、インクジェット記録装置３０は、記録装置本体２１内に、主として４個の記録ヘッド１４〜１７と、記録媒体としての記録用紙１８を供給する供給ユニット２０と、この供給ユニット２０から繰り出された記録用紙１８を記録ヘッド１４〜１７との対向位置へと搬送するユニット１９と、各記録ヘッド１４〜１７におけるインクの吐出を安定化させるための回復装置と、装置全体を制御する制御装置とを有する構成となっている。
【００１６】
ここで、前記供給ユニット２０は、ロール状の記録用紙１８を保持しており、この記録用紙１８を前記搬送ユニット１９が記録ヘッド１４〜１７及びその後方へと連続的に搬送する。そして、各記録ヘッド１４〜１７は、記録用紙の基準位置が下方に移動した際にそれぞれインクを吐出する。この実施形態では、ブラックの記録ヘッド１４、シアンの記録ヘッド１５、マゼンダの記録ヘッド１６、イエローの記録ヘッド１７が記録用紙搬送方向に沿って順次配設されており、記録媒体には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順でインクが吐出され、これによってカラー画像が形成されて行く。
【００１７】
なお、図中、２２は前記記録装置本体２１内に設けられているインクカートリッジの交換作業等において内部構造を露出させるための開閉扉である。
【００１８】
図２は本実施形態に使用した記録ヘッド１４〜１７の内部構造を説明するための模式図である。なお、各記録ヘッドは同様の内部構造を有するものとなっているため、以下の説明においては、一つの記録ヘッド１４を例にとり説明する。
【００１９】
記録ヘッド１４の各ノズル１２には、それぞれ対応した発熱体１４（ヒータ）が設けられており、ヘッド駆動回路によりヒータ１４に所定のエネルギーが供給されることにより、ヒータ１４が加熱しインク内に気泡を発生させ、その気泡の発生エネルギー（圧力）によってインク吐出口８ａからインク液滴を吐出する。なお、ヒータ１４はシリコン基板７の上に半導体製造プロセスと同様の手法で形成される。また、９は各ノズル１２を構成するノズル隔壁、１１は各ノズル１２にインクを供給するための共通液室、１３は天板である。
【００２０】
上記のような内部構造を有する記録ヘッド１４は、使用する記録媒体の最大幅以上の幅に亘って上記ノズル１２が形成された長尺なフルラインヘッドとなっている。そして、各記録ヘッドは、その長手方向（ノズルの配列方向）が、図１に示すように記録媒体１８の搬送方向と直交する方向に沿って配列されている。
【００２１】
図３は、上記フルラインヘッドに対し、各ノズル内に残留する増粘インクや、紙粉及び塵埃などの異物を除去するための回復手段としての回復装置の概略構成を示す縦断側面図である。
【００２２】
ここに示す回復装置１は、インク浸透性を有しない容器状の回復装置部材２と、この回復装置部材２の内部に収納されるインク吸収部３とからなり、前記インク吸収部３は前記各記録ヘッド１４の吐出口８ａとの対向位置に設けられている。
【００２３】
また、前記回復装置部材２は、図外の昇降機構によって昇降可能に設けられており、上昇時には、図３（ｂ）に示すように、インク吸収部３が記録ヘッド１４の下端に形成されているノズル８に接触し、下降時には、前記記録ヘッド１４から離間しその間の空間に記録媒体１８が移動し得るようになっている。
【００２４】
なお、前記このインク吸収部３は、回復装置部材２の中に各記録ヘッド１４に対応して設けても良いが、各記録ヘッド１４毎に回復装置部材２を設け、各記録ヘッド１４に対して各別に昇降可能な構成を採ることも可能である。
【００２５】
また、この実施形態における前記インク吸収部３は、記録ヘッド１４のノズル８に接触する毛管力発生部材としての上側多孔質部材３ａと、この上側多孔質部材３ａに対して鉛直方向において重合する毛管力発生部材としての下側多孔質体３ｂとにより２層構造をなしている。上側多孔質部材３ａは、記録ヘッド１４のノズル８に設けられたインク吐出口８ａより小径の細孔が形成されたものとなっており、比較的薄肉に形成されている。下側多孔質体３ｂは、上側多孔質部材３ａよりもさらに微小な昇降が形成された高密度な多孔質体となっており、上側多孔質部材３ａより厚肉に形成されている。
【００２６】
ここで、上側多孔質部材３ａとしては、例えば、口径０．２μｍ程度の細孔が全体積の約３５％に形成されているポリプロピレン製多孔質フィルムなどがあり、また、下側多孔質体３ｂとしては、繊維系２ディオールのポリプロピレン繊維の塊（密度：０．０２５ｇ／ｃ）などが適用可能である。
【００２７】
次に上記構成を有する回復装置の作用を説明する。  
フルラインヘッド４を回復する場合、フルラインヘッド４のノズル５に押圧することで、インク吸収部３の上側多孔質部材３ａがノズル８に押圧又は挿入される。
【００２８】
記録ヘッド１４に対して、ノズル８内に残留している増粘したインクなどを排出させる場合には、図外の昇降機構によって回復装置部材２と共にインク吸収部３を上昇させる。これにより、インク吸収部３は、図１（ａ）に示す待機状態から、図１（ｂ）に示す回復状態へと上昇し、記録ヘッド１４のノズル８に接触する。
【００２９】
周知のように、毛管力は毛管半径が小さいほど大きくなるため、前述のようにノズル径より十分小さい小孔が形成されたインク吸収部３をノズル８に接触させると、インクの表面張力による毛管力より大なる毛管力を発生するインク吸収部３の作用により、ノズル８の内部のインクは、インク吸収部３の上方に配置された上側多孔質部材３ａによってまず引き込まれる。
【００３０】
次に、ノズル８から引き出されたインクは毛管力発生部材としての上側多孔質部材３ａに一旦は吸収されるが、インク自身に重力が作用すると共に、上側多孔質部材３ａが薄く密度が小さいためにインクを保持しきれないことから、インクは上側多孔質部材３ａの直下に配置された下側多孔質体３ｂの底面部に達する。下側多孔質体３ｂは上側多孔質部材３ａより高密度に形成されており、より大きな毛管力を発生するため、下側多孔質体３ｂに達したインクは、下側多孔質体３ｂ内へと円滑に移動して行き、最終的に下側多孔質体３ｂを保持する回復装置部材２の底面部に達する。この後、底面部に達したインクは、底面部に沿って側部に形成されたインク排出口６に集液され、ここから不図示のタンクへとインクの自重によって運ばれ、回収される。
【００３１】
なお、図３においては、回復装置部材２の底面部を水平に形成した場合を示したが、引き出したインクの集液効果を高めるために、回復装置部材２の底面部の形状をインク排出口へと導くようにスロープ状に構成しても良く、また、インク排出口の位置を回復装置部材の底面部の重心位置に配置し、そのインク排出口に向けて回復装置部材の底面部の形状をロート状にすることも有効である。
【００３２】
以上のように、この実施形態では、ノズル８に対しこれより大きな毛管力を発生する上側多孔質部材３ａの直下にさらに大きな毛管力を発生させる下側多孔質部材３ｂを設け、この下側多孔質部材３ｂを厚肉に形成して大きなインク受容量を確保するようにしたため、上側多孔質部材３ａで一旦吸引したインクをさらに円滑に下側多孔質部材３ｂへと移動させるという一連の吸引、排出動作によって、ノズル８内の増粘したインクを円滑かつ連続的に引き出すことができ、ノズル８に対し優れたインク排出能力を得ることができる。このため、従来用いられていた複雑な構成の吸引回復機構あるいは加圧回復機構が不要となり、インクジェット記録装置の低コスト化が可能となる。
【００３３】
ところで、上記実施形態においては、インク吸収部３を、毛管力の異なる２種類の多孔質体３ａ，３ｂによって２層構造をなすよう構成したが、３種類以上の多孔質体を順次下方へ向けて重合させることにより、多層構造をなすよう構成することも可能である。この場合も、各多孔質体は、毛管力の低いものから順次下方に向けて重合させることが必要である。
【００３４】
また、インク吸収部は、多孔質部材に限らず、その他の部材によって構成することも可能であり、要はノズルとの接触状態において、ノズルから離間する方向に沿って毛管力が段階的あるいは連続的に増大するように構成すれば良い。
【００３５】
例えば、インク吸収部を、ノズル径よりも小径の細管（毛管力発生部材）を集合させてなる細管集合体によって構成し、その細管の口径を、ノズルとの接触状態においてノズルから離間する方向に縮径させるようにしても良い。
【００３６】
この場合、インク吸収部をノズル側へと移動させた際に、細管をノズル内に挿入させることが可能となり、より確実にノズル内の増粘インクを除去することが可能となり、しかも、その細管の延出方向を重力方向と一致させれば、インクを毛管力と重力とによって排出方向へと導くことが可能となり、より高いインク排出能力を得ることができる。
【００３７】
また、繊維方向を縦・横に組み合わせて編成することにより、記録ヘッドのノズル径より小さい微小間隙を形成したインク吸収体（毛管力発生部材）を複数枚重合させ、各インク吸収体の毛管力を、ノズルから離間する方向に沿って順次増大させるようにしてインク吸収部を構成することも可能であり、この場合には、インクは鉛直方向だけではなく、水平方向へも移動するため、インク吐出口への集液効果を高めることができる。
【００３８】
さらにまた、一定方向に沿って延出する多数本の線材を集成してなる線材集成体を毛管力発生部材として構成し、この線材集成体の各線材間に形成される微小間隙をノズルの径より狭小に形成し、かつその微小間隙がノズルから離間する方向に沿って縮小するように構成すれば、これをインク吸引部として使用することも可能である。  
この場合においても、線材の延出方向を重力方向に沿って配置すれば、インクの自重によってより円滑にインクの排出を行うことが可能となる。
【００３９】
また、上記実施形態においては、ノズルからインク吸収部によって吸引したインクを液体の状態で回復装置部材の排出口から排出させるようにしたが、インク吸収部の下方に位置する部分（ノズルから離間した部分）の表面を大気中に露出させるよう構成し、インク成分の殆どを占める水分をこの最下部にて蒸発させるようにすれば、インクを液状ではなく、少量の凝結した状態で保持させることも可能となる。
【００４０】
なお、上記実施形態においては、長尺なフルラインヘッドを用いたインクジェット記録装置を例にとり説明したが、短尺な記録ヘッドが記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動しつつ記録動作を行ういわゆるシリアル型のインクジェット記録装置においても本発明は適用可能である。この場合、記録ヘッドが記録領域から外れた位置に、記録ヘッドに対応した長さの回復装置部材及びインク吸収部を設け、記録ヘッドと回復装置部材との接触、離間動作は、周知の記録ヘッド昇降機構、あるいは回復部材の昇降機構を用いることによって実現可能である。
【００４１】
また、本発明は、ノズルからインクを吐出させるためのエネルギー発生素子としてヒータを設けた記録ヘッドを用いるものに限らず、その他のエネルギー発生素子、例えばピエゾなどをエネルギー発生素子を設けた記録ヘッドを用いるものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の一部を透視して示す説明斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における記録ヘッドの内部構成を示す一部切欠斜視図である。
【図３】本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の回復装置を示す縦断側面図であり、（ａ）は回復動作前の状態を、（ｂ）は回復動作を行うために毛管力発生部をノズルに押圧している状態をそれぞれ示している。
【図４】本発明の実施形態における回復装置に設けられた毛管力発生部を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  回復装置
２  回復装置部材
３  毛管力発生部
３ａ  上側多孔質部材
３ｂ  下側多孔質部材
７  シリコン基板
８  ノズル
８ａ  インク吐出口
９  ノズル隔壁
１３  天板
１４  ブラックの記録ヘッド
１５  シアンの記録ヘッド
１６  マゼンダの記録ヘッド
１７  イエローの記録ヘッド
１８  記録媒体
１９  搬出ユニット
２０  供給ユニット
２１  記録装置本体
【図１】
2005041190.tif 000003
【図２】
2005041190.tif 000004
【図３】
2005041190.tif 000005
【図４】
2005041190.tif 000006