(57)【要約】【課題】  吐出不良からの確実な回復性能を有するとともに、回復動作に伴う廃インク量を低減する。【解決手段】  スリットが刻まれた弾性体を記録ヘッドの吐出面に当接し、弾性体の変形によりスリット幅を伸縮させ、吐出口からインクの引き出しと押し込みを行い、吐出口近傍に滞留する気泡の排除や増粘インクのリフレッシュを行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための吐出口と吐出エネルギーを発生する記録素子を複数配列してインクを吐出する記録ヘッドを用い、記録媒体に対して記録を行うためのインクジェット記録装置であって、
１つの面にスリットが設けられた弾性体からなる回復手段を有する事を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドの前記吐出口が形成されたオリフィスプレートの吐出口形成面に、前記回復手段のスリットが設けられた面を当接した状態で前記弾性体を変形させる事により、
前記スリットの形状を変形させて前記記録ヘッド内のインクに対して圧力変動を与え、
前記吐出口からインクの引き出しと押し込みを行う事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】
前記回復手段を前記記録ヘッドへ当接するために前記記録ヘッドと相対的に上下動しうる昇降機構を備え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４】
前記回復手段を前記記録ヘッドの任意の位置へ当接するために前記記録ヘッドの吐出口形成面と相対的に平行移動しうる機構を備え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５】
前記回復手段における弾性体において、
記録ヘッドと接触する面が、接触前は平板状である事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６】
前記回復手段における弾性体において、
記録ヘッドと接触する面が、接触前は円弧状である事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７】
前記回復手段を変形させるための弾性体伸縮機構を備える事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。
【請求項８】
前記回復手段を前記記録ヘッドの吐出口形成面へ当接する際の進入量、あるいは当接圧により、円弧状の弾性体を変形させる事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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関し、詳しくは、記録ヘッドのインク吐出不良回復処理でのインク消費を抑制する吐出回復機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやワードプロセッサ，ファクシミリ，複写機などの機器が広く普及しており、これらの機器に用いられる記録装置も様々な記録方式を採るものが数多く開発されている。中でも、インクジェット記録装置は、他の記録方式と比べて高精細化が容易であり、しかも高速記録性および静粛性に優れ、かつ廉価であるという優れた特徴を有している。
【０００３】
インクジェット記録装置は、複数の微細な吐出口が設けられた記録ヘッドよりインクの小滴を飛翔させ、これを紙等の記録媒体に付着させて文字や画像等の記録を行うものである。この種の装置においては、種々の要因で吐出口からの吐出が行えなくなる吐出不良が生じる場合がある。
【０００４】
これらの吐出不良のうち、何らかの原因でノズル内の吐出口近傍に吐出口径と同等の大きさの気泡が滞留すると吐出不良を起こすという問題がある。また他の不良要因として、ある一定時間使用されなかった吐出口のインクが溶媒の揮発により増粘して吐出不良を起こす場合がある。
【０００５】
これらの吐出不良を回復するため従来のインクジェット記録装置においては、気泡や増粘したインクをノズルより除去し、フレッシュなインクをノズルに再導入するための回復手段が実行されている。
【０００６】
回復手段の一つの具体例として、インクを記録に影響しない位置において故意に複数回吐出させてノズル内をリフレッシュさせる予備吐出の方法がある。
【０００７】
また、予備吐出による回復が不能な場合であれば、記録ヘッドの吐出口面をキャップで覆い、前記キャップをポンプに接続してノズル内のインクを強制的に排出させる方法が採用されている。
【０００８】
上記の例として、下記特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平６−２５５１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら，上記に示した方法においては、以下に示す問題点があった。
まず、複数回の予備吐出による回復は増粘したインクの除去には有効であるが、気泡の排出は困難であり、温湿度などの環境条件等にもよるが1つの吐出ノズルに対して多くの吐出パルスを加える必要がある。また最も普及している安価な記録装置では吐出不良が生じたノズルを正確に特定する手段を備えていない為、全ノズルに共通の吐出パルスを印加する処理となる。そのため正常なノズルからもインク消費が行われ、ノズル数が増加するほどに無駄なインクの消費が増えることとなる。
【００１０】
また、吸引キャップによってインクを強制的に排出させる方法は、増粘インクと気泡の除去法としては有効である。しかしながら記録ヘッドの全ノズルからインクを排出させるためには、強い圧力により大量にインクを吸引する必要がある。よって一部のノズルの吐出不良であるにも係わらず、全ノズルからインクを大量に消費してしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による第1の実施例は、スリットが刻まれた弾性体を記録ヘッドの吐出面に当接し、弾性体の変形によりスリット幅を伸縮させ、吐出口からインクの引き出しと押し込みを行い、吐出口近傍に滞留する気泡の排除や増粘インクのリフレッシュを行う。
【００１２】
また本発明の第2の実施例は、スリットが刻まれたループ状の弾性体をヘッドの吐出面に当接し、ループの変形によるスリット幅の伸縮で吐出口からインクの引き出しと押し込みを行い、吐出口近傍に滞留する気泡の排除や増粘インクのリフレッシュを行う。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明に係わるインクジェット記録装置では、簡便な機構で微量のインクの吸引と押し込みを行う事で吐出不良を回復させることが出来る。
【００１４】
消費されるインク量は、ほぼ、弾性体に設けられたスリットが最も開いた時の体積程度であり非常に少ない。
【００１５】
以上により、インク消費量を抑えつつ安定して高い印字品位を実現するインクジェット記録装置を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１７】
次に、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
なお、各図面を通して同一符号は、同一又は対応する部分を示す。
【００１９】
図１は本発明を適用したインクジェット記録装置の要部構成を示す模式的斜視図である。図１において、不図示のオートシートフィーダ（自動給紙機構）より分離、給送された記録媒体としての記録紙３は、不図示の紙送りモータから伝達される駆動力によって回転駆動される搬送ローラ（送紙ローラ）１及びこれに圧接されるピンチローラ２から成る第１の搬送ローラ対、並びに排紙ローラ１７及び拍車１８から成る第２の搬送ローラ対によって、プラテン４上に沿って搬送される。
【００２０】
搬送ローラ１と排紙ローラ１７との間には、キャリッジ５に搭載された記録手段としての記録ヘッド７による記録領域（主走査範囲）が形成されている。すなわち、キャリッジ５は、不図示のキャリッジモータの駆動力がベルト（不図示）を介して伝達されることにより、ガイド軸６に沿って案内されながら、記録紙３の送り方向と交差する主走査方向に往復移動する。そして、このキャリッジ５の移動の間に、記録ヘッド７の各色インクごとの吐出口（列）から記録データに応じて図示下向きにインクを吐出することにより、文字や画像など（以下では全てを含めて単に画像と呼ぶ）を記録していく。なお、本実施形態における記録ヘッド７は、その１つの吐出口面に、ブラックインク吐出口列、イエローインク吐出口列、マゼンタインク吐出口列およびシアンインク吐出口列が記録ヘッド７の走査方向に並列状態で一体的に形成されている。
【００２１】
詳しくは、キャリッジ５には、各色インクごとの複数の吐出口列（各吐出口列は所定ピッチで配列された複数の吐出口から成る）が一体に形成された吐出口面を有する記録ヘッド７が搭載されている。また、キャリッジ５の記録ヘッド７の上方には、それぞれの吐出口列にインクを供給するための複数のインクタンク、すなわちブラック（Ｂｋ）インクのインクタンク８、イエロー（Ｙ）インクのインクタンク９、マゼンタ（Ｍ）インクのインクタンク１０、シアン（Ｃ）インクのインクタンク１１が搭載されている。本実施形態における記録ヘッド７は、電気熱変換体を用いたヒータが発生する熱エネルギーによってインクに気泡を生じさせ、この気泡の圧力によってインクを吐出する方式が採られている。すなわち、記録手段としての記録ヘッド７は、熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ、該気泡の圧力によってインクを吐出するインクジェット記録手段である。
【００２２】
記録ヘッド７の移動範囲であって記録のための走査範囲外に、回復ユニット１９が配設されている。回復系（回復ユニット）１９には、従来技術の説明で前述したように、キャップ２２や該キャップを介してインク吸引を行うためのポンプなどが設けられている。
【００２３】
また、回復ユニット１９には、ゴム状弾性体のブレード等から成るワイパー２１をワイパーホルダ２０に取り付け、該ワイパーホルダ２０を往復駆動することで記録ヘッド７の吐出口面を拭き取り清掃するワイピング機構が設けられている。
【００２４】
さらに、回復ユニット１９には、記録ヘッド７の吐出口に対して微量の圧力変動を与えるための、軽回復機構３０が設けられている。軽回復機構３０には、ゴム状弾性体等から成る弾性部材３１が含まれ、弾性部材３１の記録ヘッドに対向する面にスリット３２が設けられている。
【００２５】
図２は軽回復機構３０と記録ヘッド７の斜視図である。
【００２６】
スリット３２はヘッド７のノズルＨ３が配列された領域に渡って略等間隔に配置される。
【００２７】
スリット３２の長さはヘッド７のノズルＨ３が配置された領域よりも長いものとする。
【００２８】
図３（ａ）〜図３（ｃ）は軽回復機構３０の基本的な動作を説明するための断面図である。図３（ａ）において記録ヘッド７は回復ユニット１９のあるホームポジションへ移動し、さらに回復ユニット１９上では軽回復機構３０が、記録ヘッド７に相対する位置に移動する。
【００２９】
図３（ｂ）において、軽回復ユニット３０は不図示の昇降機構により記録ヘッド７のインク吐出面に当接するまで上昇する。
【００３０】
図３（ｃ）において、軽回復ユニット３０に仕込まれた回転カム３３が回転し、弾性体３１が伸張される。
【００３１】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は軽回復機構３０の作動をさらに詳しく説明するための断面図であり、記録ヘッド７と軽回復機構３０の当接部を拡大して示したものである。
【００３２】
図４において、記録ヘッド７に実装されている記録素子基板Ｈ１上にはインクを吐出するための不図示の記録素子が複数配置されている。個々の記録素子に対応して、インク供給ノズルＨ３とインクを吐出するための吐出口Ｈ２が形成され、インクＩ１で満たされている。また吐出不良状態の一例として、インク供給ノズルＨ３内に気泡Ｂ１が混入した状態を図示する。
【００３３】
図４（ｂ）は記録ヘッド７の吐出口Ｈ２が形成された面に弾性体３１が当接した状態を示したものである。この時、記録ヘッド７と弾性体３１の隙間に生じる毛管力で吐出口Ｈ２からインクＩ１と、長期の不使用等により増粘した増粘インクＩ２とが引き出され、薄いインク層Ｉ３が形成される。
【００３４】
図４（ｃ）は弾性体３１が伸張された状態を示したものである。この時、弾性体３１に形成されたスリット３２が開き、インク層Ｉ３を通じて吐出口Ｈ２よりインクＩ１が引き出され、インクと共に気泡Ｂ１も排除される。
【００３５】
図５は軽回復機構３０と記録ヘッド７の斜視図であり、図２における相対的位置を９０度回転させた例であるが、これまで述べてきた効果については同様である。
【００３６】
以上の説明では、弾性体３１を記録ヘッド７に当接し、伸張させるという１回の動作について述べたが、もちろんこれらを複数回行うことで、気泡Ｂ１などの吐出不良要因の排除をより確実に行う事ができるものである。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明に係わる画像形成装置の第二実施形態について、図6を用いて説明する。
【００３８】
図6は、本発明に係わる軽回復機構の第二実施形態における軽回復動作を説明するための断面図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図６（ａ）〜図６（ｄ）は軽回復機構３０の基本的な動作を説明するための断面図である。軽回復機構３０上にループ状の弾性体３１が設置されている。
【００４０】
図６（ａ）において記録ヘッド７は回復ユニット１９のあるホームポジションへ移動し、さらに回復ユニット１９上では軽回復機構３０が、記録ヘッド７に相対する位置に移動する。
【００４１】
図６（ｂ）において、軽回復ユニット３０は不図示の昇降機構により上昇して記録ヘッド７のインク吐出面に当接し、ループ状の弾性体３１がつぶれるように変形する。
【００４２】
図６（ｃ）において、軽回復ユニット３０は不図示の昇降機構により下降して、再度弾性体３１のループ形状が復元される。
【００４３】
図６（ｄ）において、軽回復ユニット３０は再度不図示の昇降機構により上昇して記録ヘッド７のインク吐出面に当接し、ループ状の弾性体３１がつぶれるように変形する。
【００４４】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は軽回復機構３０の作動をさらに詳しく説明するための断面図であり、記録ヘッド７と軽回復機構３０の当接部を拡大して示したものである。
【００４５】
図７（ａ）は互いに接触する前の記録ヘッド７と弾性体３１を示すものである。弾性体３１はループ状に屈曲されており、スリット３２は開いた状態である。
【００４６】
図７（ｂ）は記録ヘッド７の吐出口Ｈ２が形成された面に弾性体３１が当接した状態を示したものである。この時、記録ヘッド７と弾性体３１の隙間に生じる毛管力で吐出口Ｈ２からインクＩ１と、長期の不使用等により増粘した増粘インクＩ２とが引き出され、薄いインク層Ｉ３が形成される。またループ形状がつぶれる事によりスリット３２は閉じる。
【００４７】
図７（ｃ）は弾性体３１のループ形状が復元されるまで、軽回復機構３０が下降した状態であり、図５（ｂ）で引き出されたインクＩ４がスリット３２に保持されている。
【００４８】
図７（ｄ）は再度、軽回復機構３０が上昇し、記録ヘッド７と弾性体３１が当接した状態を示す。この時スリット３２に保持されていたインクＩ４はスリット３２の閉口によって吐出口Ｈ２から押し込まれる。この時に生じるインクの流れにより、気泡Ｂ１は記録ヘッド７内のインク経路におけるインクタンク側に押し戻される。つまりは吐出口近傍に存在することで吐出に影響を与えていた気泡はこの近傍より排除されるので、吐出不良から回復される事となる。
【００４９】
以上の説明では、弾性体３１を記録ヘッド７に２回当接させる動作について述べたが、もちろんこれらの回数を増すことで、気泡Ｂ１などの吐出不良要因の排除をより確実に行う事ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の記録装置を説明する模式的斜視図。
【図２】本発明の記録装置を説明する模式的斜視図。
【図３】本発明の第１の実施形態における回復動作を説明するための断面図。
【図４】図２における回復動作を、より詳細に説明するための断面図。
【図５】本発明の記録装置を説明する模式的斜視図。
【図６】本発明の第２の実施形態における回復動作を説明するための断面図。
【図７】図４における回復動作を、より詳細に説明するための断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１  搬送ローラ（送紙ローラ）
２  ピンチローラ
３  記録紙
４  プラテン
５  キャリッジ
６  ガイド軸
７  記録ヘッド
８  ブラック（Ｂｋ）インクのインクタンク
９  イエロー（Ｙ）インクのインクタンク
１０  マゼンタ（Ｍ）インクのインクタンク
１１  シアン（Ｃ）インクのインクタンク
１７  排紙ローラ
１８  拍車
１９  回復ユニット
２０  ワイパーホルダ
２１  ワイパー
２２  キャップ
３０  軽回復ユニット
３１  弾性体
３２  スリット
３３  カム
Ｈ１  記録素子基板
Ｈ２  インク吐出口
Ｈ３  インク供給ノズル
Ｉ１  インク
Ｉ２  増粘インク
Ｉ３  インク層
Ｉ４  インク
Ｂ１  気泡
【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】
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【図６】
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【図７】
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