JP3217645B2 - インクジェット記録装置および該装置におけるインク吐出回復方法 - Google Patents

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
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置においては、記
録ヘッドの吐出口からインクを直接吐出させて記録を行
うので、インクを常に吐出可能な状態に保つ必要があ
り、そのために特別な配慮が必要となる。

【０００３】すなわち、インクは非記録時においても記
録ヘッド内の液路中に残留するので、この液路中のイン
クの乾燥あるいは蒸発による粘度増加などの変質を防止
する措置が必要であり、そのために、非記録時に記録ヘ
ッドの吐出口形成面（フェイス面）をキャップ（蓋）で
覆うことにより、インクの乾燥や蒸発を防止するキャッ
ピング手段が採用されている。

【０００４】しかし、低湿度の環境下あるいは長期休止
時などにおいては、前記キャッピング動作だけで吐出可
能な状態を維持することは困難である。

【０００５】そのため、キャッピング手段とともに、ポ
ンプなどにより、記録ヘッド内の液路に圧力を付与した
り、あるいは、逆にキャップ内の空気を吸引して液路中
に負圧を付与するなどして、液路内に滞って変質したイ
ンクを吐出口から排出するという回復機構が用いられて
きた。

【０００６】また、インクカートリッジを交換したり、
記録装置を長期間休止させたりする場合、記録ヘッド内
（例えば、共通液室など）や他のインク流路内に気泡が
滞留することがあり、この気泡が吐出口に達すると不吐
出や不完全吐出などの吐出不良が生じることになる。

【０００７】このため、ポンプ等により、インクタンク
からインク供給流路を通じ記録ヘッドへインクを供給
し、さらに、フェイス面にキャップを冠着した状態で
（キャッピング状態で）そのインクを吐出口からキャッ
プ内へ流出させ、排インクとして処理しつつ、残りのイ
ンクを回収流路からインクタンク内に循環回収すること
により、吐出口近傍の粘度が増加したインク（増粘イン
ク）を排出し、それとともに前記インク流路中の気泡を
インクと共にインクタンク内に回収することが行われて
いる。

【０００８】このとき、インク供給流路入口とインク回
収流路の出口は、インク循環時に、共通液室内でインク
が循環しやすいように、共通液室の両端部に設けられ
る。

【０００９】さらに、回復動作により排出したインクの
うちの一部がフェイス面に付着するが、このフェイス面
に付着したインクを除去するために、拭き払い部材（ワ
イピング部材）を押し当てて付着インクを拭き取った
り、あるいは、エアーノズルから空気を噴射して付着イ
ンクを吹き飛ばしたりする除去手段（ヘッドクリーニン
グ手段）も併用されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術の場合、増粘した吐出口近傍のインクを排イ
ンクとして排出する場合、インクを循環させながら吐出
口近傍のインクを排出するが、吐出口の断面積が非常に
小さいため流路抵抗は非常に大きい。しかし、それに比
べてインク排出流路は流路抵抗が小さい。従って、吐出
口より排出するインク量に比べて、インク回収流路内を
循環するインク量が極端に多くなってしまう。

【００１１】そのため、増粘インクを吐出口より排出す
るためには、吐出口より排出されるインクに比べて非常
に多くのインクを循環させる必要があり、ポンプを長時
間作動させなければならないという問題点があった。

【００１２】また、ポンプによりインクが供給される
が、共通液室内で圧力損失が発生するため、インク供給
流路に近い部分とインク供給流路から遠い部分（インク
回収流路に近い部分）では、インクにかかる圧力が異な
る。すなわち、インク供給流路に近い部分では、インク
には大きな圧力がかかるが、インク供給流路から遠い部
分（インク回収流路に近い部分）ではかかる圧力が小さ
くなる。

【００１３】したがって、インク供給流路に近い側の吐
出口では、排出されるインクの量が多く、インク供給流
路から遠い側の吐出口すなわちインク回収流路に近い側
の吐出口では、排出されるインクの量は少なくなる。

【００１４】このため、インク供給流路から遠い側の吐
出口の増粘インクを完全に排出するために必要なインク
量を排出するためにポンプを作動させると、インク供給
流路に近い側の吐出口からは、必要以上の排インクが出
てしまい、結果として、記録に用いられるインク量が減
ってしまうという問題点もあった。特に記録ヘッドのノ
ズルを増やしヘッドの記録幅を広げた場合には、その傾
向が顕著であった。

【００１５】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたものであって、その目的は、吐出口か
ら排出される排出インク量が少なくて済んでポンプの作
動時間を短くできる、小型かつ安価で、静寂な、インク
吐出の安定した高信頼性のインクジェット記録装置を提
供することにある。

【００１６】また、本発明の別の目的は、短時間で効率
の高いインクジェット記録装置の吐出回復方法を提供す
ることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被記録材にイ
ンクを吐出して記録を行う吐出口と、該吐出口と連通す
るインク液室とを備える記録ヘッドと、 前記インク液室
へ供給されるインクを収容するインクタンクと、 前記イ
ンク液室と前記インクタンクとを連絡する第一のインク
通路と、 前記第一のインク通路とは別に設けられ、前記
インク液室と前記インクタンクとを連絡する第二のイン
ク通路と、 前記第一のインク通路に設けられ、前記イン
クタンクから前記インク液室へインクを圧送するための
第一のポンプと、 前記第二のインク通路に設けられ、前
記インクタンクから前記インク液室へ向かう方向、また
は前記インク液室から前記インクタンクへ向かう方向の
いずれかにインクの送流方向を変えることが可能な第二
のポンプと、を有することを特徴とするインクジェット
記録装置を提供する。この場合、第二のポンプはチュー
ブポンプであってもよい。

【００１８】また本発明は、被記録材に対して走査する
記録ヘッドであって、前記被記録材にインクを吐出して
記録を行う吐出口と、該吐出口と連通するインク液室と
を備える記録ヘッドと、 前記インク液室へ供給されるイ
ンクを収容するインクタンクと、 前記インク液室と前記
インクタンクとを連絡する第一のインク通路と、 前記第
一のインク通路とは別に設けられ、前記インク液室と前
記インクタンクとを連絡する第二のインク通路と、 前記
第一のインク通路と前記第二のインク通路とを連絡する
第三のインク通路と、 前記第一のインク通路に設けら
れ、前記インクタンクから前記インク液室へインクを圧
送するためのポンプと、 前記第三のインク通路に設けら
れ、前記第三のインク通路の開閉を行う第一の通路開閉
手段と、 前記第二のインク通路と前記第三のインク通路
との連結部と前記インクタンクとの間の前記第二のイン
ク通路に設けられ、前記第二のインク通路の開閉を行う
第二の通路開閉手段と、を有し、 前記第一の通路開閉手
段および前記第二の通路開閉手段の少なくとも一方によ
る開閉を、前記記録ヘッドの走査に連動させて行うこと
を特徴とするインクジェット記録装置を提供する。 この
場合、第一の通路開閉手段および第二の通路開閉手段は
弁であってもよい。

【００１９】上記の本発明のインクジェット記録装置に
おいては、吐出口を密閉する吐出口密閉手段を備えてい
てもよい。

【００２０】さらに前記本発明のインクジェット記録装
置においては、第一のインク通路および第二のインク通
路にそれぞれゴミ除去用のフィルターが設けられていて
もよい。

【００２１】さらに前記本発明のインクジェット記録装
置においては、記録ヘッドは、インク吐出のために利用
されるエネルギーとしてインクに膜沸騰を生じさせる熱
エネルギーを発生する素子を有するものであってもよ
い。

【００２２】さらに本発明は、上記のインクジェット記
録装置のうち第一のポンプと第二のポンプとを有するイ
ンクジェット記録装置におけるインク吐出回復方法であ
って、前記第一のポンプにより前記第一のインク通路を
介して前記インクタンクから前記インク液室へインクを
供給するとともに、前記第二のポンプにより前記第二の
インク通路を介して前記インクタンクから前記インク液
室へインクを供給して、前記記録ヘッドの吐出口からイ
ンクを排出することを特徴とするインク吐出回復方法、
および、前記第一のポンプにより前記第一のインク通路
を介して前記インクタンクから前記インク液室へインク
を供給するとともに、前記第二のポンプにより前記第二
のインク通路を介して前記インク液室から前記インクタ
ンクへインクを供給し、前記第一のインク通路、前記イ
ンク液室、および前記第二のインク通路内のインクを循
環させることを特徴とするインク吐出回復方法を提供す
る。

【００２３】さらに本発明は、上記のインクジェット記
録装置のうち第一の通路開閉手段および第二の通路開閉
手段を有するインクジェット記録装置におけるインク吐
出回復方法であって、 前記第二の通路開閉手段を閉じて
インクの流れを遮断し、前記第一の通路開閉手段を開放
してインクが流れる状態として、前記ポンプを作動させ
て前記記録ヘッドの吐出口からインクを排出することを
特徴とするインク吐出回復方法、 および、前記第一の通
路開閉手段を閉じてインクの流れを遮断し、前記第二の
通路開閉手段を開放してインクが流れる状態として、前
記ポンプを作動させて第一のインク通路、記録ヘッド内
のインク液室および第二のインク通路内のインクを循環
させることを特徴とするインク吐出回復方法を提供す
る。

【００２４】

【実施例】（参考例）本発明の実施例を説明する前に 、本発明の参考例につい
て、図１〜図１２を参照しながら説明する。

【００２５】図１は、本発明の参考例であるフルライン
型インクジェット記録装置の１例の主要部斜視図であ
り、図２は、そのようなインクジェット記録装置のイン
クジェットヘッドおよびインク通路の構成を示す斜視図
である。図３は図１内のキャップの断面斜視図、図４は
図３のキャップの横断面図である。図５から図１０は、
インクジェットヘッドおよびキャップの動作を示す模式
的側面図である。図１１および図１２はインクジェット
ヘッド近傍におけるインクの流れを示すインクジェット
ヘッド、インク通路および弁の模式図である。

【００２６】図１に示したように、インクジェット記録
装置に着脱可能に備えられたカセット１に積載された被
記録材２は、給紙ローラ３が回転することにより一枚ず
つ給紙され、モータドライバ３４によって駆動される給
紙系モータが送給ローラ対５を回転させることで被記録
材搬送系４へ搬送される。

【００２７】被記録材搬送系４は、送り込まれてくる被
記録材２を搬送する無端搬送ベルト７と、無端搬送べル
ト７を張架するため所定の複数位置に配置されたアイド
ルローラ８と、アイドルローラ８に無端搬送ベルト７を
介して圧接されるピンチローラ１３Ａおよび１３Ｂ、前
記無端搬送ベルト７に所定の張力を付与するためのテン
ションローラ９、前記無端搬送ベルト７を駆動するため
のベルト駆動ローラ１０と、そのベルト駆動ローラ１０
を駆動するためのモータ１１と、前記モータ１１を駆動
するモータドライバ３１からなる。

【００２８】被記録材搬送系４へ搬送された被記録材２
は、先端がピンチローラ１３Ａと無端搬送ベルト７でで
きるニップ部に突き当たり、搬送ガイド６に沿ってルー
プ状にたわみ保持されることで、先端を搬送方向と直交
する方向に揃えるレジスト動作を行う。

【００２９】その後、被記録材２は、帯電器ドライバ３
３により駆動される帯電器１２によって帯電され、除電
されている搬送ベルト７との間に電位差が生じ、ピンチ
ローラ１３Ａおよび１３Ｂの圧接効果と電位差による静
電吸着効果により、ベルト搬送ローラ１０に接続された
モータ１１により駆動される搬送ベルト７に、しっかり
と密着された状態で矢印Ｘ方向に搬送される。

【００３０】この時、被記録材２の位置に合わせてイン
クジェットヘッド２０は順次タイミングを合わせなが
ら、インクジェットヘッド２０に対し選択的に記録信号
を供給するためのヘッドドライバ３２によりインクを吐
出して被記録材２に対する記録を行い、４個のインクジ
ェットヘッド２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄにより、
ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色によるフ
ルカラーの記録を完成させる。

【００３１】インクジェット記録装置は、高精細な画像
を高速で記録することができ、ノンインパクト方式であ
るため騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用して
カラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有し
ている。

【００３２】インクジェット記録方式における記録ヘッ
ドは、記録用のインク液を飛翔液滴として吐出噴射させ
るための液体吐出口と、その吐出口に連通する液体流
路、およびその液体流路の一部に設けられ、流路内のイ
ンク液を飛翔させるための吐出エネルギーを与える吐出
エネルギー発生手段とを備えている。そして画像信号に
応じて前記の吐出エネルギー発生手段を駆動し、インク
液滴を吐出して像を発生させるものである。

【００３３】前記吐出エネルギー発生手段としては、例
えばピエゾ素子等の電気機械変換体等の圧力エネルギー
発生手段を用いる方法、レーザー等の電磁波をインク液
に照射吸収させて飛翔液滴を発生させる電磁エネルギー
発生手段を用いる方法、あるいは発熱抵抗体を有する発
熱素子等の電気熱変換体によって液体を加熱して液体を
吐出させるエネルギー発生手段を用いる方法等がある。

【００３４】その中でも、熱エネルギーによって液体を
吐出させるインクジェット記録方式に用いられる記録ヘ
ッドは、記録用の液滴を吐出して吐出溶液滴を形成する
ための液体吐出口を高密度に配列することができるため
高解像度の記録をすることが可能である。

【００３５】さらにその中でも、電気熱変換体の熱エネ
ルギー発生手段として用いた記録ヘッドは、コンパクト
化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術の
進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工の
長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易で、製造
コストも安価なことから有利である。

【００３６】図２において、インクジェットヘッド２０
のアルミ製のヘッドベース４１上面には、ドライバー４
４とシリコン基板４２が接合され、シリコン基板４２の
上面には樹脂カバー４３が接合されている。

【００３７】前記シリコン基板４２の前記各液路４７の
部分には、吐出エネルギーを発生する発熱体（不図示）
が配列されている。

【００３８】前記ドライバー４４は前記シリコン基板４
２と電気的に接続され前記発熱体を駆動するための電気
回路で構成されている。

【００３９】前記樹脂カバー４３内には、インク共通液
室４５並びに各吐出口４６へ通じる液路４７が形成さ
れ、樹脂カバー４３が前記シリコン基板４２と密着する
ことによりインク共通液室４５並びに各吐出口へ通じる
液路４７を構成する。

【００４０】また、シリコン基板４２は非常に高価なた
め、面積をできるだけ小さくしてコストを下げる必要が
あるが、このため、樹脂カバー４３内に形成される共通
液室４５並びに各吐出口へ通じる液路４７も極力小さく
して樹脂カバー４３のシリコン基板４２との密着面積を
小さくすることが必要である。

【００４１】このため、他のインク流路に比べ共通液室
４５内での流路抵抗は高くなっている。

【００４２】共通液室４５の一端部には第一のインク通
路であるインク供給通路（チューブ）２８が接続され、
共通液室４５の他端部には第二のインク通路であるイン
ク回収通路（チューブ）３８が接続されている。この接
続部には金属のメッシュで構成されるフィルター４９が
設けられ、インクジェットヘッド２０を装置に取り付け
る時や、交換時においてインク供給チューブ２８やイン
ク排出チューブ３８を外した状態で、ゴミ等が共通液室
４５並びに各吐出口へ通じる液路４７に進入してインク
の流れを妨げないようになっている。

【００４３】前記インク供給チューブ２８とインク回収
チューブ３８は、第三のインク通路であるインクバイパ
スチューブ３９で接続されており、インクバイパスチュ
ーブ３９の途中には流路開閉手段として第一の電磁弁５
６が設けられ通路の開閉を制御できるようになってい
る。

【００４４】また、インク回収チューブ３８とインクバ
イパスチューブ３９の接続部よりもインクタンク側のイ
ンク排出チューブ３８Ａ部には流路開閉手段としての第
二の電磁弁５５が設けられ同様に通路の開閉を制御でき
るようになっている。

【００４５】以上、図２で説明したインクジェットヘッ
ド２０の構成は、図１のように複数のインクジェットヘ
ッド２０Ａ〜２０Ｄを有する記録装置の場合は、個々の
インクジェットヘッド（ヘッド単体）において、それぞ
れ、実質上同じ態様で実施されることになる。

【００４６】インクタンク２１は、各ヘッド単体２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに対応する色のインクを供
給する４個のタンク単体２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１
Ｄで構成されている。

【００４７】インク供給通路（チューブ）２８、インク
回収通路（チューブ）３８、インクバイパス通路（チュ
ーブ）３９およびインクポンプ２９は、それぞれ、４個
のインクジェットヘッド２０Ａ〜２０Ｄおよび４個のイ
ンクタンク２１Ａ〜２１Ｄに対応して、４本のインク供
給通路（チューブ）２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ；
４本のインク回収通路（チュープ）３８Ａ、３８Ｂ、３
８Ｃ、３８Ｄ；４本のインクバイパス通路（チューブ）
３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄ；および４本のインク
ポンプ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄで構成されてい
る。

【００４８】前記ポンプドライバ３５により駆動される
各インクタンク２１Ａ〜２１Ｄ内のインクは、対応する
インク供給チューブ２８Ａ〜２８Ｄを通じて、対応する
ヘッド単体２０Ａ〜２０Ｄへ供給されるが、ここで、各
インクタンク２１Ａ〜２１Ｄ内の水頭は、各ヘッド単体
２０Ａ〜２０Ｄの吐出口形成面（フェイス面）４８よ
り、所定高さだけ低く保たれており、記録時に吐出され
たインクはインク流路の毛細管現象を利用して各ヘッド
単体２０へ供給される。

【００４９】また、各インクタンク２１Ａ、２１Ｂ、２
１Ｃ、２１Ｄには、初期容積中の約２０％程度の空気溜
まりとその空気を流通させるための孔（通気孔）が設け
られている。

【００５０】４個のインクジェットヘッド２０Ａ，２０
Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを吐出口４６の被記録材搬送方向に
対する間隔（ピッチ）が一定になるように、ホルダー２
３で固定して構成されたヘッドユニット２４は、ヘッド
移動手段２５によって上下に移動可能になっている。

【００５１】非記録時にインクジェットヘッド２０の吐
出口形成面（フェイス面）４８に冠着されるキャップ２
２は、キャップ移動手段２６よって被記録材の搬送方向
（Ｘ方向）およびその逆方向に移動可能となっている。

【００５２】前記キャップ２２は、前記４個のインクジ
ェットヘッド（ヘッド単体２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２
０Ｄ）に対応して、４個のキャップ２２Ａ、２２Ｂ，２
２Ｃ，２２Ｄで構成されている。

【００５３】これら４個のキャップ２２Ａ、２２Ｂ，２
２Ｃ，２２Ｄの内部には、図３および図４に示すよう吐
出口４６から吐出（空吐出）させるインクを保有するた
めのスポンジ状のインク吸収部材５２が収納されてい
る。

【００５４】これらのキャップは前記ヘッド単体２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと同じ間隔で配列され、そ
れぞれのヘッド単体２０Ａ〜２０Ｄを同時に冠着し得る
ように固定支持されている。また、前記各キャップ２２
は図３および図４に示すように、中空体で構成され、上
面の中央部には、各ヘッド単体（インクジェットヘッ
ド）２０のフェイス面４８の吐出口４６をキャップ内部
へ開放させるための開口５１が形成され、内部には吐出
口４６から吐出（空吐出）させるインクを保有するため
のスポンジ状のインク吸収部材５２が収納されている。

【００５５】インクタンク２１内のインクは、前記イン
クポンプ２９を作動させることにより、前記インク供給
チューブ２８を通じインクをインクジェットヘッド内部
の共通液室４５へ供給することができる。

【００５６】図５は電源オフの状態を示し、インクジェ
ットヘッド（各ヘッド単体）２０のフェイス面４８は、
キャップ２２に密着されており、各吐出口４６からのイ
ンクの蒸発が防止されている。

【００５７】この状態から、電源がＯＮされると、まず
ヘッドユニット２４（インクジェットヘッド２０）がヘ
ッド移動手段２５（図１）により１ｍｍ程度持ち上げら
れ、図６の状態になる。

【００５８】この図６の状態で、共通液室内のインク循
環を行う場合には、キャップ移動手段２６によりキャッ
プ２２をＸ方向（被記録材搬送方向）と反対の方向へ図
３および図４中の距離Ｌだけ移動させて、図７に示すよ
うに、前記キャップの上面の前記開口から外れた位置
（図示の例では端縁部）に接合され前記フェイス面の吐
出口列の長さをカバーする密封部材５３と吐出口４６と
が一致する状態にセットする。

【００５９】この密封部材５３は、通常ゴム状弾性材で
作られ、各インクジェットヘッド２０のフェイス面４８
の吐出口列（全ての吐出口）を密閉する吐出口密閉手段
として使用されるものである。

【００６０】次に、インクジェットヘッド２０を押し下
げて吐出口列に密封部材５３を圧接することにより、１
ラインの全ての吐出口を密閉し図８の状態とした後、イ
ンクバイパスチューブ３９に設けられた第一の電磁弁５
６を閉じ、インク排出チューブ３８に設けられた第二の
電磁弁５５を開き、この状態でインクポンプ２９を作動
させ、図１１の矢印で示すようにインクタンク２１→イ
ンクポンプ２９→インク供給チューブ２８→共通液室４
５→インク回収チューブ３８→第二の電磁弁５５→イン
ク回収チューブ３８→インクタンク２１の順にインクを
循環させる。

【００６１】上記インク循環を所定の流速で所定の時間
行った後、インクジェットヘッド２９を持ち上げて図７
の状態にし、キャップ２２をＸ方向へ距離Ｌ（図４）だ
け移動させて図６のキャップセットの位置に戻す。

【００６２】このインク循環の動作は、共通液室内の気
泡の除去のみではなく、記録時に発生する熱エネルギー
によりインクおよびインクジェットヘッドが昇温し吐出
不良になった場合に行い、循環するインクによりインク
ジェットヘッドの冷却を行うこともできる。

【００６３】また、共通液室４５から各吐出口に通じる
液路４７内の増粘したインクや気泡を取り除く場合、こ
の図６の状態で、インクバイパスチューブ３９に設けら
れた第一の電磁弁５６を開放し、インク回収チューブ３
８に設けられた第二の電磁弁５５を閉じて、この状態で
インクポンプ２１を作動させ、インクを図１２の矢印で
示すようにインクタンク２１→インクポンプ２９→イン
ク供給チューブ２８→共通液室４５およびインクタンク
２１→インクポンプ２９→インク供給チューブ２８→イ
ンクバイパスチューブ３９→第一の電磁弁５６→インク
回収チューブ３８→共通液室４５という順路で供給す
る。

【００６４】このとき、インクバイパスチューブ３９か
らインク回収チューブ３８を通り共通液室４５までの流
路抵抗と、インクバイパスチューブ３８との接続部より
共通液室側４５のインク供給チューブ２８の流路抵抗が
同じであれば、インク供給チューブ２８から入るインク
量と、インクバイパスチューブ３９を通りインク回収チ
ューブ３８から共通液室４５に入るインク量は同一にな
る。この状態では、インクは、共通液室４５の両端から
同じ圧力で加圧、流入するため、共通液室４５並びに各
吐出口へ通じる液路４７内でのインク圧がほぼ均等にな
り、各吐出口への流路から同一量のインクが排出され、
増粘したインクや気泡をノズルの外へ押し出す。

【００６５】この増粘インクの加圧排出は、通常、電源
投入時および連続給紙で約１００枚程度の記録を行うご
とに行われる。

【００６６】また、この増粘インクの加圧排出は、記録
ムラ等が発生した場合にユーザーがボタン操作等により
信号を入力した時にも行われる。

【００６７】その後、キャップ移動手段２６によりキャ
ップ２２をＸ方向と反対の方向に移動させて、図９に示
すようなインクジェットヘッド２９から退避した状態す
なわち各インクジェットヘッド２０の間にキャップ２２
が納まり得る状態にする。

【００６８】そして、ヘッド移動手段２５でインクジェ
ットヘッド２９を下降させて、フェイス面４８と搬送ベ
ルト７の表面との間隔が約１ｍｍとなる位置、すなわち
図１０に示す記録位置にセットする。

【００６９】記録時には、まず給紙ローラ３を駆動し、
給紙カセット１内の被記録材（用紙などの記録シート）
２を１枚づつピックアップし、送給ローラ対５の間に導
き、送給ローラ対５により被記録材２の先端を、アイド
ルローラ８に圧接される無端搬送ベルト７とピンチロー
ラ１３Ａで構成されるニップ部に突き当て、その状態か
らさらに、被記録材２を送給し、山形の搬送ガイド６の
空間内でループを作り、被記録材２の腰により先端部全
域がニップ部に倣い、被記録材前縁と搬送方向の直交性
が確保される。

【００７０】次に、ベルトモータ１１および帯電器１２
がオンされ、被記録材２はピンチローラ１３Ａにより搬
送ベルト７に圧接された状態で帯電器１２の間へ導かれ
る。

【００７１】帯電器１２は、搬送ベルト７の上側が＋、
下側が−になっており、ピンチローラ１３Ａの直前で除
電されている搬送ベルト７と被記録材２との間で電位差
が生じ、被記録材２は静電気力により搬送ベルト７に吸
着される。

【００７２】この場合、帯電器１２を通過した後のピン
チローラ１３Ｂの圧接により、被記録材２の搬送ベルト
７表面への吸着は、より一層確実になる。

【００７３】このように、被記録材２の搬送が行われ、
ベルトモータ１１の起動と同期して被記録材２の搬送を
カウントしながら、被記録材２の先端がインクジェット
ヘッド２０に達した後、インクジェットヘッド２０から
インクを吐出して記録を行う。複数のインクジェットヘ
ッドを使用する場合は、その被記録材２の先端が各イン
クジェットヘッドに到達した後、各色の記録が順次行わ
れる。

【００７４】記録が終了した被記録材２は、搬送ベルト
７の後端部から曲率分離されて排紙トレー１５に排出さ
れる。

【００７５】被記録材２の排出（排紙）が終了すると、
ベルトモータ１１および帯電器１２がオフにされる。

【００７６】続いて、記録が行われる場合は、その後、
引き続き給紙ローラ３を駆動して上記の動作を行う。

【００７７】記録が終了する場合、ヘッドユニット２４
（インクジェットヘッド２０）をヘッド移動手段２５に
より上昇させ、図９の状態にした後、キャップ移動手段
２６によりキャップユニット２２をＸ方向に所定量移動
させて図６の状態に戻し、その後、ヘッドユニット２４
を押し下げて、各インクジェットヘッド単体のフェイス
面４５にキャップ２２を冠着させた図５の状態にする。

【００７８】このキャッピング状態では、ライン状に配
列された吐出口４６の全てが、キャップ２２の開口５１
を通じて、キャップ２２内の空間に開放されている。

【００７９】この状態で、電源をオフにして記録動作を
完了する。

【００８０】記録時において吐出によって消費されたイ
ンクの供給は、インク供給チューブ２８もしくはインク
回収チューブ３８のどちらか、あるいはその両方から行
われ、インク回収チューブ３８から行われる場合は、第
一の電磁弁５６もしくは第二の電磁弁５５のどちらか一
方あるいはその両方を開放した状態として、インクジェ
ットヘッド２０内の毛細管現象により行われる。

【００８１】なお、上記の例では、被記録材２の搬送手
段としてベルト７および静電吸着手段１２を使用した
が、これに替えて、ベルトによるエア吸着あるいはドラ
ムを使用する方式など、他の方式を使用することもで
き、同様の効果を達成することができる。

【００８２】また、吐出口４６を塞ぐ吐出口密閉手段と
して、キャップ２２に設けたゴム状の密封部材５３を使
用したが、これはキャップ２２とは別の独立した部材で
構成することもでき、また軟質プラスチック等、他の材
質の密封部材を使用することもできる。

【００８３】また、本例では、第一のインク通路である
インク供給チューブ２８と第二のインク通路であるイン
ク回収チューブ３８において、第三のインク通路である
インクバイパスチューブ３９との接合部よりも共通液室
側にゴミ除去用のフィルター４９をそれぞれ設けたが、
インクジェットヘッドを製造時から、もしくは組立や交
換時において、第一のインク通路と第二のインク通路の
それぞれ一部と、第三のインク通路をインクジェットヘ
ッドとを一体として扱うことのできる場合は、第一およ
び第二のインク通路と第三のインク通路との接合部より
もインクタンク側すなわち接合部に対して共通液室の反
対側にそれぞれフィルターを配置することも可能とな
る。

【００８４】以下に、本発明の実施例を説明する。 （実施例１） 本発明の実施例１を図１３〜図１６を用いて説明する。

【００８５】図１３は、本発明を実施したインクジェッ
ト記録装置の記録部の主要部断面図であり、図１４は、
本発明を実施したインクジェット記録装置のインクジェ
ットヘッドを搭載したヘッドキャリッジ部の斜視図であ
る。図１５と図１６は、回復動作時の状態を説明するた
め記録紙の搬送方向から記録部を見た記録部の主要部断
面図である。

【００８６】なお、本実施例における装置全体の構成
は、参考例で説明したものとほぼ同等であり、同一部分
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００８７】本実施例では、インクジェットヘッド６３
は、ヘッドキャリッジ６４に設けられ、ヘッドキャリッ
ジ６４が走査することで記録を行う、いわゆるシリアル
スキャン方式の画像記録を行うもので、インク供給チュ
ーブ２８、インク回収チューブ３８およびバイパスチュ
ーブ３９は、可塑性の材料（例えばシリコーン）で構成
され、バイパスチューブ３９部とインク回収チューブ３
８部には、チューブを潰すことでインクの流れを規制す
る弁６６および６７が、参考例と同様の位置に設けら
れ、キャリッジの移動により、弁のオン・オフを行うよ
うになっている。

【００８８】カセットから給紙、搬送された被記録材２
は、搬送ローラ対６０、６１により、プラテン６２上の
記録位置まで搬送される。

【００８９】この状態で、インクジェットヘッド６３を
装着したヘッドキャリッジ６４は被記録材の搬送方向に
対して直交する方向（図１３における紙面と直交する方
向、図１４から図１６での矢印Ｙ方向）へ、レール６５
に沿って走査され、被記録材２に対してインクを吐出し
て記録を行う。

【００９０】その後、搬送ローラ対６０、６１により記
録紙２を、インクジェットヘッド６３の記録幅だけ搬送
し、記録を繰り返して、記録紙２の全面に記録を行う。

【００９１】インクジェットヘッド６３に供給されるイ
ンクは、参考例と同様にインクタンク２１からインクポ
ンプ２９によりインク供給チューブ２８により供給さ
れ、また、インク回収チューブ３８を通じて循環させた
インクを、インクタンク２１に戻すよう構成されてい
る。

【００９２】インク供給チューブ２８およびインク回収
チューブ３８は、ヘッドキャリッジ６４に装着されたイ
ンクジェットヘッド６３とインクポンプ２９の間でイン
クを流通させるため、柔軟な材質のチューブをヘッドキ
ャリッジ６４の走査を妨げないように、図１５、１６で
示すようなＵ字型にヘッドキャリッジの走査方向（Ｙ方
向）に沿うように配置されている。

【００９３】また、インク供給チューブ２８の途中のヘ
ッドキャリッジ部には、インクを貯めておく密閉された
サブタンク６８が設けられている。

【００９４】共通液室４５内のインク循環を行う場合に
は、まず図１５で示すインクジェットヘッド６３のフェ
イス面の吐出口４６がキャップ２２に設けられた密封部
材５３に対向する位置にヘッドキャリッジ６４を移動さ
せる。この時、ヘッドキャリッジ６４に設けられた第一
の弁６６を構成する第一の封止部材６６ａが装置本体に
設けられた第一の斜面６６ｂによってインクバイパスチ
ューブ３９を潰し、インクの流れを停止させる。そし
て、この図１５の状態で図示しないキャップ駆動手段に
よってキャップ２２をヘッドの方向（Ｚ方向）に移動さ
せ、密封部材５３を吐出口列に圧接させ、１ライン全て
の吐出口を密閉する。

【００９５】この状態では、図１３で示す第一の弁６６
は、第一の封止部材６６ａにより、インクバイパスチュ
ーブ３９を潰した状態であるが、インク回収チューブ３
８部に設けられた第二の弁６７は、装置本体に設けられ
た第二の斜面６７ｂにより、第二の封止部材６７ａがイ
ンク回収チューブ３８を潰す状態にはなっていない。

【００９６】ここで、インクポンプ２９を作動させ、参
考例と同様にインクタンク２１→インクポンプ２９→イ
ンク供給チューブ２８→共通液室４５→インク回収チュ
ーブ３８→インクタンク２１の順にインクを循環させ
る。

【００９７】上記インク循環を所定の流速で所定の時間
行った後、キャップ２２を退避させてから、ヘッドキャ
リッジ６４を図１６に示すよう、吐出口列がキャップ２
２の開口部に対向する位置まで移動させ、キャップ２２
をインクジェットヘッド６３に対して押しつける方向
（Ｚ方向）に移動して参考例における図５のキャップセ
ットの位置に戻す。

【００９８】この図１６の状態においては、第二の弁６
７を構成する封止部材６７ａが装置本体に設けられてい
る第二の斜面６７ｂによりインク排出チューブ３８を潰
しインクの流れを停止させる。第一の弁６６は、第一の
封止部材６６ａが斜面６６ｂを通り過ぎているため、イ
ンクバイパスチューブ３９のインクの流れを妨げないよ
うになっている。

【００９９】共通液室４５から各吐出口へ通じる液路４
７内の増粘したインクや気泡を取り除く場合は、この図
１５（図６）の状態で、インクポンプ２１を作動させ、
インクを参考例における図１２の矢印で示すように、イ
ンクタンク２１→インクポンプ２９→インク供給チュー
ブ２８→共通液室４５およびインクタンク２１→インク
ポンプ２９→インク供給チューブ２８→インクバイパス
チューブ３９→インク回収チューブ３８→共通液室４５
という順路で供給する。

【０１００】このとき、インクバイパスチューブ３９か
らインク回収チューブ３８を通り共通液室４５までの流
路抵抗と、インクバイパスチューブ３８との接続部より
共通液室４５側のインク供給チューブ２８の流路抵抗が
同じであれば、インク供給チューブ２８から入るインク
量と、インクバイパスチューブ３９を通りインク回収チ
ューブ３８から共通液室４５に入るインク量は同一にな
る。この状態では、インクは、共通液室４５の両端から
同じ圧力で加圧流入するため、共通液室４５および各吐
出口へ通じる液路４７内でのインク圧がほぼ均等にな
り、各吐出口への流路から同一量のインクが押し出さ
れ、増粘したインクや気泡をノズルの外へ押し出す。

【０１０１】本実施例では、インクジェットヘッド６３
を１個だけヘッドキャリッジ６４に搭載したモノカラー
の画像記録を行うものを挙げたが、インクジェットヘッ
ドを４個備えてフルカラーの画像記録を行うこともでき
る。

【０１０２】また、参考例と実施例１の両方においてイ
ンクを共通液室内で循環させる場合に、密封部材により
吐出口列を密封し、ポンプによりインクを供給し、イン
ク回収チューブから排出させていたが、密封部材を用い
ずにインク回収チューブの途中にもポンプを設け、イン
ク供給チューブの上流に備えられたポンプとインク回収
チューブの途中に設けられたポンプを同時に作動させ、
インク供給チューブから共通液室に流送されるインクと
共通液室からポンプにより強制的にインク回収チューブ
から回収されるインクの量をほぼ同一とすることで、共
通液室内のインクの循環を行うことも可能である。

【０１０３】さらに、インク回収チューブの途中に設け
られたポンプを流れるインクの流量を、インク供給チュ
ーブの上流に設けられたポンプを流れるインクの流量に
対して少なく設定することにより、共通液室内のインク
の循環と、各吐出口への流路中にある増粘インクや気泡
をノズルの外部へ押し出すことを同時に行うことが可能
になる。

【０１０４】（実施例２） 第２の実施例を、図１７を用いて説明する。

【０１０５】図１７は、本実施例におけるインクタンク
からインクジェットヘッドの間までのインクの循環回り
の主要部構成図であり、その他の記録紙搬送機構等や動
作は、参考例で説明したものと同等であり、同一部分は
同一の符号を付して説明を省略する。

【０１０６】本実施例では、インク供給チューブとイン
クタンクの間にインクを共通液室に加圧する第一のポン
プと、インク回収チューブとインクタンクの間にインク
を共通液室に加圧ししかも共通液室のインクに負圧をか
けられる第二のポンプを備えている。

【０１０７】第二のポンプは、インクを２方向に送流す
ることが可能なポンプである必要があるため、本実施例
では、チューブをローラで潰しそのローラをチューブ上
で移動させることにより、チューブ内で体積変化を起こ
し圧力を変化させることでインクを送流する、いわゆ
る、チューブポンプを用い、ローラの回転方向を変える
ことで、インクの送流方向を変えるものである。

【０１０８】共通液室４５内のインクを循環させる場合
には、第一のインクポンプ２９によりインク供給チュー
ブ２８から共通液室４５に（矢印Ａ方向に）インクを供
給し、それと同時に、第二のインクポンプ７０を構成す
るローラ７１を保持するローラホルダー７２を図１７に
おける矢印Ｂ方向に回転させ、ローラ７１とチューブ保
持部７３によりインク回収チューブ３８を潰しながら回
転させることで体積変化を起こさせ、インクを共通液室
４５からインクタンク２１に排出する。ここで第一のイ
ンクポンプ２９と第二のインクポンプ７０の流量をほぼ
同一にすることで、インクジェットヘッド２０の共通液
室内のインクを循環させることが可能となる。

【０１０９】また、第二のインクポンプ７０と共通液室
４５の間のインク回収チューブ３８部には、ローラ７１
がチューブに当接・離脱するときに発生する圧力変化に
よるインクの脈動を軽減するため、密封された中に空気
を保持しダンピング効果を得る脈動軽減タンク７４を備
えている。

【０１１０】さらに、共通液室４５から各吐出口へ通じ
る液路４７（図２）内の増粘したインクや気泡を取り除
く場合は、第一のインクポンプ２９によりインクをイン
ク供給チューブ２８から共通液室４５に（矢印Ａ方向）
供給すると共に、第二のインクポンプ７０のローラホル
ダー７２を矢印Ｄ方向に回転させることでインク回収チ
ューブ３８内でインクを矢印Ｅ方向に送流させ、インク
タンク２１からインクを共通液室４５内に供給し、参考
例および実施例１と同様の効果を得ることができる。

【０１１１】本実施例において、インク循環時におい
て、第二のインクポンプの流量を、第一のインクポンプ
の流量に対して少なく設定すると、同時にインク循環と
液路内の増粘インクの排出を排出量を制御しつつ行うこ
とも可能となる。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、吐
出口から排出される排出インク量が少なく済んでポンプ
の作動時間を短くできる、小型かつ安価で、静寂な、イ
ンク吐出の安定した高信頼性のインクジェット記録装置
が得られ、短時間で効率の高いインクジェット記録装置
の吐出回復方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の構成例を示
す主要部斜視図である。

【図２】本発明のインクジェット記録装置におけるイン
クジェットヘッドおよびインク通路の構成例を示す斜視
図である。

【図３】本発明のインクジェット記録装置のキャップの
１例の断面斜視図である。

【図４】図３のキャップの横断面図である。

【図５】本発明のインクジェット記録装置のキャップの
動作のうち、電源オフの状態を示す模式的断面図であ
る。

【図６】本発明のインクジェット記録装置のキャップの
動作のうち、電源がＯＮされた状態を示す模式的断面図
である。

【図７】本発明のインクジェット記録装置のキャップの
動作のうち、所定の距離を隔てた吐出口と密封部材の位
置が一致した状態を示す模式的断面図である。

【図８】本発明のインクジェット記録装置のキャップの
動作のうち、吐出口と密封部材が圧接された状態を示す
模式的断面図である。

【図９】本発明のインクジェット記録装置のキャップの
動作のうち、キャップがインクジェットヘッドから退避
した状態を示す模式的断面図である。

【図１０】本発明のインクジェット記録装置のキャップ
の動作のうち、記録時の状態を示す模式的断面図であ
る。

【図１１】本発明のインクジェット記録装置における吐
出回復操作におけるインクの流れの１例を示す模式図で
ある。

【図１２】本発明のインクジェット記録装置における吐
出回復操作におけるインクの流れの別の例を示す模式図
である。

【図１３】本発明のインクジェット記録装置の記録部の
主要部断面図である。

【図１４】本発明のインクジェット記録装置のインクジ
ェットヘッドを搭載したヘッドキャリッジ部の斜視図で
ある。

【図１５】本発明のインクジェット記録装置における回
復動作時の状態を説明するための、記録紙の搬送方向か
ら見た記録部の断面図である。

【図１６】図１５の記録部の主要部断面図である。

【図１７】本発明のインクジェット記録装置におけるイ
ンクタンクからインクジェットヘッドの間までのインク
の循環回りの主要部構成図である。

【符号の説明】

２０、６３ インクジェットヘッド ２１ インクタンク ２２ キャップ ２８ インク供給チューブ ２９、７０ ポンプ ３８ インク回収チューブ ３９ インクバイパスチューブ ５５、５６、６６、６７ 弁

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/18 B41J 2/185

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被記録材にインクを吐出して記録を行う
   吐出口と、該吐出口と連通するインク液室とを備える記
   録ヘッドと、 前記インク液室へ供給されるインクを収容するインクタ
   ンクと、 前記インク液室と前記インクタンクとを連絡する第一の
   インク通路と、 前記第一のインク通路とは別に設けられ、前記インク液
   室と前記インクタンクとを連絡する第二のインク通路
   と、 前記第一のインク通路に設けられ、前記インクタンクか
   ら前記インク液室へインクを圧送するための第一のポン
   プと、 前記第二のインク通路に設けられ、前記インクタンクか
   ら前記インク液室へ向かう方向、または前記インク液室
   から前記インクタンクへ向かう方向のいずれかにインク
   の送流方向を変えることが可能な第二のポンプと、 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】 前記第二のポンプはチューブポンプであ
   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】 被記録材に対して走査する記録ヘッドで
   あって、前記被記録材にインクを吐出して記録を行う吐
   出口と、該吐出口と連通するインク液室とを備える記録
   ヘッドと、 前記インク液室へ供給されるインクを収容するインクタ
   ンクと、 前記インク液室と前記インクタンクとを連絡する第一の
   インク通路と、 前記第一のインク通路とは別に設けられ、前記インク液
   室と前記インクタンクとを連絡する第二のインク通路
   と、 前記第一のインク通路と前記第二のインク通路とを連絡
   する第三のインク通路と、 前記第一のインク通路に設けられ、前記インクタンクか
   ら前記インク液室へインクを圧送するためのポンプと、 前記第三のインク通路に設けられ、前記第三のインク通
   路の開閉を行う第一の通路開閉手段と、 前記第二のインク通路と前記第三のインク通路との連結
   部と前記インクタンクとの間の前記第二のインク通路に
   設けられ、前記第二のインク通路の開閉を行う第二の通
   路開閉手段と、を有し、 前記第一の通路開閉手段および前記第二の通路開閉手段
   の少なくとも一方による開閉を、前記記録ヘッドの走査
   に連動させて行うことを特徴とするインクジェット記録
   装置。
4. 【請求項４】 前記第一の通路開閉手段および前記第二
   の通路開閉手段が弁である、請求項３に記載のインクジ
   ェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記吐出口を密閉する吐出口密閉手段を
   備えた、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のイン
   クジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記第一のインク通路および前記第二の
   インク通路にそれぞれゴミ除去用のフィルターが設けら
   れている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のイ
   ンクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記記録ヘッドは、インク吐出のために
   利用されるエネルギーとして前記インクに膜沸騰を生じ
   させる熱エネルギーを発生する素子を有する、請求項１
   ないし６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１または２に記載のインクジェッ
   ト記録装置におけるインク吐出回復方法であって、 前記第一のポンプにより前記第一のインク通路を介して
   前記インクタンクから前記インク液室へインクを供給す
   るとともに、前記第二のポンプにより前記第二のインク
   通路を介して前記インクタンクから前記インク液室へイ
   ンクを供給して、前記記録ヘッドの吐出口からインクを
   排出することを特徴とするインク吐出回復方法。
9. 【請求項９】 請求項１または２に記載のインクジェッ
   ト記録装置におけるインク吐出回復方法であって、 前記第一のポンプにより前記第一のインク通路を介して
   前記インクタンクから前記インク液室へインクを供給す
   るとともに、前記第二のポンプにより前記第二のインク
   通路を介して前記インク液室から前記インクタンクへイ
   ンクを供給し、前記第一のインク通路、前記インク液
   室、および前記第二のインク通路内のインクを循環させ
   ることを特徴とするインク吐出回復方法。
10. 【請求項１０】 請求項３または４に記載のインクジェ
    ット記録装置におけるインク吐出回復方法であって、 前記第二の通路開閉手段を閉じてインクの流れを遮断
    し、前記第一の通路開閉手段を開放してインクが流れる
    状態として、前記ポンプを作動させて前記記録ヘッドの
    吐出口からインクを排出することを特徴とするインク吐
    出回復方法。
11. 【請求項１１】 請求項３または４に記載のインクジェ
    ット記録装置におけるインク吐出回復方法であって、前
    記第一の通路開閉手段を閉じてインクの流れを遮断し、
    前記第二の通路開閉手段を開放してインクが流れる状態
    として、前記ポンプを作動させて前記第一のインク通
    路、前記インク液室、および前記第二のインク通路内の
    インクを循環させることを特徴とするインク吐出回復方
    法。