JP2002361906A

JP2002361906A - インクジェット式記録装置

Info

Publication number: JP2002361906A
Application number: JP2001178484A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Matsuo; 浩之松尾; Sanemori Soga; 眞守曽我; Hidekazu Arase; 秀和荒瀬; Masaichiro Tachikawa; 雅一郎立川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットヘッド１から回収したインク
のインク容器３３からの溢れ出しを防止する。【解決手段】キャリッジ軸３２の一端側に、インクの
吸収体３４が充填されたインク容器３３と、インク容器
３３のキャップ弁３６と、このキャップ弁３６を開閉さ
せるソレノイド３９とを備えている。インクジェットヘ
ッド１がインク容器３３にインクを吐出しないときは、
吸収体３４中のインクが空気に触れないようにキャップ
弁３６を閉じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリンタやファクシミリ等の
記録装置として、インクジェット式記録装置がよく用い
られている。インクジェット式記録装置は、多数のノズ
ルが形成されたインクジェットヘッドを備え、それらノ
ズルから吐出したインクを記録媒体に着弾させて多数の
ドットを形成し、これらドットによって文字や画像等を
形成するものである。

【０００３】インクジェット式記録装置に用いられるイ
ンクとしては、記録媒体上での滲みを少なくする観点か
ら、記録媒体に着弾してから速やかに乾燥するものが好
ましい。しかし、吐出前のインクはインクジェットヘッ
ドのノズル内において空気にさらされることになるの
で、乾燥しやすいインクの場合、ノズル内で粘度が上昇
し、吐出不良やノズルの目詰まりを生じやすくなる。

【０００４】ところで、印字または印画データの内容に
よっては、専ら特定のノズルだけからインクを吐出し、
それ以外のノズルからは、ある程度の時間インクを吐出
しない場合もある。つまり、数あるノズルのなかには、
所定時間インクを吐出しないノズルも存在する。しか
し、このようなノズル内のインクは、ある程度の時間空
気にさらされることになるため、乾燥しやすい。したが
って、吐出不良やノズルの目詰まりを生じやすかった。

【０００５】そこで、乾燥したインクをノズル内に残し
たまま記録動作を行わないように、インクジェットヘッ
ドを記録を行わない非記録位置に移動させ、当該位置に
おいてすべてのノズルから強制的にインクを排出させる
技術が提案されている。

【０００６】例えば図８に示すように、この種のインク
ジェット式記録装置１００は、キャリッジ軸１０２上を
往復移動するインクジェットヘッド１０１を備え、この
インクジェットヘッド１０１から記録紙１０３にインク
を吐出することにより記録を行う。キャリッジ軸１０２
の一方の端部（図８における左側端部）の下方には、イ
ンク容器１０４が設けられている。インク容器１０４の
内部には、スポンジ等からなるインク吸収体１０５が設
けられている。

【０００７】ノズル内インクの強制排出の際には、イン
クジェットヘッド１０１は上記インク容器１０４の上方
の位置に移動し、すべてのノズルからインクを強制的に
吐出する。これにより、ノズル内に残っていた高粘度の
インクは強制的に除去され、その代わりに、各ノズルに
は適正粘度のインクが補給されることになる。なお、強
制排出されたインクはインク容器１０４に回収され、イ
ンク吸収体１０５に吸収される。

【０００８】このように、インクジェットヘッド１０１
の全ノズルからインクを強制的に排出することにより、
乾燥したインクが長時間にわたってノズル内に残留する
ことは防止され、吐出不良および目詰まりを防止するこ
とができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記装置で
は、インク容器１０４のインク吸収体１０５は常に空気
にさらされていた。そのため、インク吸収体１０５中の
インクが乾燥して凝固し、インク吸収体１０５の内部ま
たは表面に膜を形成することがあった。その結果、イン
クジェットヘッド１０１から回収したインクの浸透が上
記膜によって妨げられ、回収したインクはインク吸収体
１０５の下部に向かって浸透しにくくなるといった問題
があった。このようにインクがインク吸収体１０５の下
部に浸透しなくなると、インクはインク吸収体１０５の
上部に溜まることになる。したがって、インク容器１０
４からインクが溢れ、インク容器１０４に所定量のイン
クを貯留することができなくなるおそれがあった。

【００１０】近年、特開平１０−２１２４３９号公報等
に開示されているように、加水分解性のシラン化合物を
添加することによって耐水性を向上させた水性インクな
ど、乾燥しやすい性質のインクもよく用いられるように
なっている。このようなインクは空気に触れると比較的
短い時間で凝固するため、上記課題の克服が従来以上に
切望されている。

【００１１】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ノズル内インクの強
制排出によって回収したインクの溢れ出しを防止するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るインクジェット式記録装置は、複数の
ノズルを有し、記録媒体に記録を行わない非記録位置に
あるときに上記ノズルの一部または全部からノズル内イ
ンクの強制排出のためのインク吐出を行うように構成さ
れたインクジェットヘッドと、上記強制排出のためのイ
ンク吐出によって吐出されたインクを回収しかつ貯留す
るインク貯留手段とを備え、上記インク貯留手段は、密
閉自在に構成されているものである。

【００１３】上記インクジェット式記録装置では、イン
クジェットヘッドのノズル内インクを強制排出するとき
には、インク貯留手段を開放することにより、吐出され
たインクを当該インク貯留手段に回収する。一方、イン
クジェットヘッドが通常のインク吐出動作を行っている
とき等、インク貯留手段がインクを回収しないときに
は、インク貯留手段を密閉することにより、インク貯留
手段内のインクの乾燥を防止する。

【００１４】前記インク貯留手段は、インク容器と、該
インク容器の蓋部材と、該インク容器を開閉自在なよう
に該蓋部材を駆動する駆動手段とを備えていてもよい。

【００１５】このことにより、蓋部材によってインク容
器を覆うことにより、インク容器を密閉することができ
る。駆動手段により蓋部材を移動させることによって、
インク容器を自由に開放または密閉することができる。

【００１６】前記インク貯留手段の内部にインク吸収体
が設けられていてもよい。

【００１７】この場合、回収されたインクがインク吸収
体の内部または表面において膜を形成することはなく、
インク貯留手段からのインクの溢れ出しは防止される。

【００１８】前記インク貯留手段は、一端が開口すると
ともに側面に第１インク回収口が形成された第１円筒部
材と、一端が開口するとともに側面に第２インク回収口
が形成され、開口端同士が対向するように上記第１円筒
部材の内部にはめ込まれた第２円筒部材と、上記第１イ
ンク回収口と上記第２インク回収口とが重なる開状態と
該第１インク回収口と該第２インク回収口とが重ならな
い閉状態とを切り替え自在なように、上記第１円筒部材
および上記第２円筒部材のいずれか一方または両方を回
転させる回転駆動手段とを備えているものである。

【００１９】このことにより、回転駆動手段によって第
１または第２円筒部材を回転させ、第１円筒部材の第１
インク回収口と第２円筒部材の第２インク回収口とを重
なった状態にすることにより、両円筒部材の内部を開放
することができる。両円筒部材をこのような開状態に設
定することにより、インクジェットヘッドのノズル内イ
ンクの強制排出のために吐出したインクを、当該両円筒
部材の内部に回収および貯留することができる。一方、
回転駆動手段によって第１または第２円筒部材を回転さ
せ、第１円筒部材の第１インク回収口と第２円筒部材の
第２インク回収口とが重ならない状態（閉状態）にする
ことにより、両円筒部材の内部を密閉することができ
る。

【００２０】なお、第２円筒部材の内部にインク吸収体
が設けられていてもよい。

【００２１】インクジェットヘッドの各ノズルには、水
溶性色材と、保湿剤と、浸透剤と、水と、この水がない
状態で縮重合反応する水溶性物質とを含有するインクが
充填されていてもよい。

【００２２】上記水溶性物質は、加水分解性シラン化合
物を含んでいてもよい。

【００２３】上記インクでは、空気に触れることによっ
てインク中の水分が蒸発し、水溶性物質は水溶性色材の
分子を取り囲むように縮重合反応を行う。そのため、優
れた耐水性を発揮するものの、ノズル内におけるインク
の目詰まりや、インク貯留手段からの溢れ出しを招きや
すい性質を有している。したがって、インクの目詰まり
を防止し、インク貯留手段からのインクの溢れ出しを防
止するという上記効果は、顕著に発揮されることにな
る。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インク
ジェットヘッドからインク貯留手段にインクを回収しな
いときには、インク貯留手段を密閉することにより、イ
ンク貯留手段内のインクの乾燥を防止することができ
る。インク貯留手段内にインク吸収体が設けられている
場合、インク吸収体の表面側におけるインク膜の形成は
防止され、インク貯留手段に回収されたインクをインク
吸収体の内部に円滑に浸透させることができる。その結
果、インク貯留手段にその容量に応じた所定量のインク
を貯留することができ、インクがインク貯留手段から溢
れ出すことを防止することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２６】−インクジェット式記録装置− 図１に示すように、インクジェット式記録装置Ａは、上
部にインクカートリッジ３５が装着されたインクジェッ
トヘッド１を備えている。インクジェットヘッド１はキ
ャリッジ３１に支持固定され、このキャリッジ３１に
は、図示を省略するキャリッジモータが設けられてい
る。インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１は、こ
のキャリッジモータによって主走査方向（図１に示すＸ
方向）に延びるキャリッジ軸３２にガイドされ、これに
よりインクジェットヘッド１は主走査方向に往復動する
ようになっている。キャリッジ３１、キャリッジ軸３２
及び上記キャリッジモータにより、インクジェットヘッ
ド１と記録紙４１とを主走査方向に相対移動させる相対
移動手段が構成されている。

【００２７】上記記録紙４１は、図示を省略する搬送モ
ータによって回転駆動される２つの搬送ローラ４２，４
２に挟まれていて、上記搬送モータ及び各搬送ローラ４
２により、上記インクジェットヘッド１の下側において
上記主走査方向と垂直な副走査方向（図１に示すＹ方
向）に搬送されるようになっている。この搬送モータ及
び各搬送ローラ４２により、インクジェットヘッド１と
記録紙４１とを副走査方向に相対移動させる相対移動手
段が構成されている。

【００２８】図２に示すように（図１においては図示省
略）、キャリッジ軸３２の一方の端部（図２の右側の端
部）にはインク目詰まり防止機構２６が設けられ、他方
の端部（図２の左側の端部）にはインク貯留手段７０が
設けられている。記録紙４１の背面側には、記録紙４１
を支持するための支持部材４３が設けられている。イン
クジェットヘッド１にとって、この支持部材４３の上方
の位置は、記録紙４１に対して記録を行う位置（言い換
えると、記録紙４１にインクを吐出する位置）、すなわ
ち記録位置となる。一方、インク目詰まり防止機構２６
の上方の位置は、インクジェットヘッド１の待機位置と
なる。インク貯留手段７０の上方の位置は、インクジェ
ットヘッド１が記録を行わない非記録位置となる。

【００２９】インク目詰まり防止機構２６は、インクジ
ェットヘッド１のノズル１４（図４〜図６参照）内のイ
ンクの粘度上昇を抑制し、ひいてはノズル１４の目詰ま
りを防止するものである。インク目詰まり防止機構２６
は、インクジェットヘッド１のヘッド面を気密に覆うキ
ャップ１３と、キャップ１３に接続されたインク排出チ
ューブ１５と、インク排出チューブ１５に設けられたイ
ンク吸引機構１６とを備えている。インク排出チューブ
１５の内部は、インクジェットヘッド１からキャップ１
３に回収したインクを外部に排出するためのインク排出
通路１５ａとなっている。

【００３０】キャップ１３は、インク吸引機構１６によ
ってキャップ１３内部が減圧されたときにインクジェッ
トヘッド１に密着するよう、弾性体（例えばゴム）によ
って形成されている。本実施形態ではキャップ１３の形
状は椀状になっているが、インクジェットヘッド１のヘ
ッド面を覆うことができればその形状は特に限定される
ものではない。キャップ１３の内部には、インクジェッ
トヘッド１から吸引したインクの跳ね返りを防止するた
めのインク吸収体２７が設けられている。インク吸収体
２７はインクを吸収するものであればよく、例えばスポ
ンジ等を好適に用いることができる。キャップ１３は、
インクジェットヘッド１のヘッド面に着脱自在なよう
に、インクジェットヘッド１の方向（図２の上下方向）
に移動可能に構成されていることが好ましい。例えば、
特開平５２−２４０４１号公報に開示されているよう
に、電磁石を利用した移動機構等を設けてもよい。

【００３１】インク吸引機構１６は、キャップ１３内を
減圧することによって当該キャップ１３をインクジェッ
トヘッド１のヘッド面に密着させるとともに、インクジ
ェットヘッド１のノズル１４内のインクを吸引除去する
ものである。図３に示すように、本実施形態に係るイン
ク吸引機構１６は、いわゆる伸縮式ポンプによって構成
されており、インク排出チューブ１５に接続された蛇腹
状の密閉式中空部材３６と、当該中空部材３６の吸入口
に設けられた吸入弁３７と、当該中空部材３６の排出口
に設けられた排出弁３８とを備えている。この蛇腹状の
中空部材３６は、図示しない往復機構によって伸縮し、
この伸縮によって容積が変化するように構成されてい
る。吸入弁３７はインクを中空部材３６に吸引する方向
のみに開く一方向弁からなり、排出弁３８はインクを中
空部材３６から排出する方向のみに開く一方向弁によっ
て構成されている。

【００３２】図３（ａ）に示すように、中空部材３６が
延びると、吸入弁３７は開き、排出弁３８は閉鎖され、
上流側のインク排出通路から中空部材３６に対してイン
クが吸入される。一方、図３（ｂ）に示すように、中空
部材３６が縮むと、吸入弁３７は閉じ、排出弁３８は開
放され、中空部材３６から下流側のインク排出通路にイ
ンクが排出される。このような吸入動作および排出動作
を繰り返すことにより、インクジェットヘッド１からイ
ンクが連続的に吸引除去されることになる。

【００３３】図２に示すように、インク排出チューブ１
５の下方には、排出したインクを貯留するインク容器２
８が設けられている。インク容器２８にも、キャップ１
３と同様、排出されたインクの跳ね返りによる飛散を防
止するための吸収体２９が設けられている。

【００３４】キャップ１３には、その開口部を開閉する
キャップ弁１７が設けられている。キャップ弁１７の一
端はソレノイド１８に接続されており、このソレノイド
１８のＯＮ／ＯＦＦによって、キャップ弁１７はキャッ
プ１３を開放する開位置とキャップ１３を閉鎖する閉位
置との間を往復移動することになる。つまり、キャップ
弁１７は開閉自在に構成されている。

【００３５】インク排出チューブ１５の排出口４０に
も、キャップ弁１７と同様の構成を有するキャップ弁１
９が設けられている。すなわち、キャップ弁１９の一端
にはソレノイド３０が接続され、このソレノイド３０の
ＯＮ／ＯＦＦによってキャップ弁１９は排出口４０を開
閉する。

【００３６】インク貯留手段７０は、インク容器３３
と、ソレノイド３９によって往復移動自在に構成された
キャップ弁３６とを備えている。インク容器３３は、イ
ンクジェットヘッド１が一方の非記録位置（インクジェ
ットヘッド１が記録紙４１に対してインクを吐出しない
位置）にあるときに、当該インクジェットヘッド１から
強制的に排出されるインクを受け止めるものである。こ
のインク容器３３にも、インクの跳ね返りによる飛散を
防止するための吸収体３４が設けられている。キャップ
１３の吸収体２７と同様、この吸収体３４にもスポンジ
等を好適に用いることができる。キャップ弁３６はキャ
ップ弁１７と同様の構成を有しており、キャップ弁３６
の一端にはソレノイド３９が接続されている。つまり、
このキャップ弁３６も開閉自在に構成されている。

【００３７】次に、インクジェットヘッド１の具体的構
成について説明する。図４〜図６に示すように、インク
ジェットヘッド１は、インクの供給口３ａ及び吐出口３
ｂを有する複数の圧力室４が形成されたヘッド本体２を
備えている。ヘッド本体２の各圧力室４の側壁部は、約
２００μｍ厚の感光性ガラス製の圧力室部品６で構成さ
れている。各圧力室４の底壁部は、この圧力室部品６の
下面に接着固定されかつ６枚のステンレス鋼薄板を積層
してなるインク流路部品７で構成されている。

【００３８】圧力室部品６には、各圧力室４を区画形成
するための複数の開口３が形成されている。各開口３
は、ヘッド本体２の上面に前記主走査方向（図５の紙面
表裏方向および図６の左右方向）に延びるように開口さ
れていて、互いに前記副走査方向（図５の左右方向およ
び図６の紙面表裏方向）に略等間隔をあけた状態で並設
されている。各開口３の全長は約１２５０μｍに、幅は
約１３０μｍにそれぞれ設定されている。尚、各開口３
の両端部は、略半円形状をなしている。

【００３９】インク流路部品７内には、供給口３ａをそ
れぞれ構成する複数のオリフィス８と、この各オリフィ
ス８に連続しかつ上記副走査方向に延びる１つの供給用
インク流路１１と、吐出口３ｂにそれぞれ連続する複数
の吐出用インク流路１２とが形成されている。

【００４０】各オリフィス８は、インク流路部品７を構
成する６枚のステンレス鋼薄板のうちで板厚が他よりも
小さい上から２番目のステンレス鋼薄板に形成されてお
り、その径は約３８μｍに設定されている。また、供給
用インク流路１１は前記インクカートリッジ３５と連通
しており、このインクカートリッジ３５から供給用イン
ク流路１１内にインクが供給されるようになっている。

【００４１】インク流路部品７の下面には、インク滴を
記録紙４１に向けて吐出するための複数のノズル１４が
形成されたステンレス鋼製のノズル板９が接着固定され
ている。このノズル板９の下面は、撥水膜９ａで被覆さ
れている。各ノズル１４は、吐出用インク流路１２に連
続しており、この吐出用インク流路１２を介して圧力室
４に連通している。ノズル１４は、インクジェットヘッ
ド１の下面において、上記副走査方向に列状に並ぶよう
に設けられている。尚、各ノズル１４は、ノズル径がノ
ズル先端側に向かって小さくなるテーパ部と、このテー
パ部のノズル先端側に設けられたストレート部とからな
り、このストレート部のノズル径は約２０μｍに設定さ
れている。

【００４２】ヘッド本体２の各開口３の上側には、圧電
アクチュエータ２１が設けられている。圧電アクチュエ
ータ２１は、ヘッド本体２の上面に接着固定された状態
でヘッド本体２の開口３を塞いでおり、当該開口３と共
に圧力室４を構成するＣｒ製振動板２２を有している。
振動板２２は、全ての圧力室４を覆う１枚の薄膜からな
っていて、後述する圧電素子２３の全てに共通する共通
電極としての役割をも果たしている。

【００４３】圧電アクチュエータ２１は、圧電素子２３
とＰｔ製の個別電極２４とを有している。圧電素子２３
はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなっており、振
動板２２の上側にＣｕ製の中間層２５を介してそれぞれ
設けられている。そして、各圧電素子２３は、振動板２
２の圧力室４と反対側の面（上面）において、圧力室４
に対応する部分（開口３に対向する部分）に位置してい
る。個別電極２４は、振動板２２と共に圧電素子２３に
電圧（駆動電圧）をそれぞれ印加するものである。

【００４４】上記振動板２２、圧電素子２３、個別電極
２４及び中間層２５は、全て薄膜で形成されており、振
動板２２の厚みは約６μｍに、圧電素子２３の厚みは８
μｍ以下（例えば約３μｍ）に、個別電極２４の厚みは
約０．２μｍに、中間層２５の厚みは約３μｍにそれぞ
れ設定されている。

【００４５】圧電アクチュエータ２１は、振動板２２な
いし中間層２５と個別電極２４とを介して圧電素子２３
に駆動電圧を印加し、振動板２２の圧力室４に対応する
部分を変形させる。これにより、圧力室４内のインクは
ノズル１４から吐出される。具体的には、振動板２２と
個別電極２４との間にパルス状の電圧が印加されるが、
そのパルス波形のうちの立ち上がり部分の波形の印加電
圧を受けると、圧電素子２３は圧電効果によってその厚
み方向と垂直な幅方向に収縮する。これに対し、振動板
２２、個別電極２４及び中間層２５は収縮しないので、
いわゆるバイメタル効果により、振動板２２の圧力室４
に対応する部分は圧力室４側へ凸状に撓んで変形する。
この撓み変形により圧力室４内には圧力が生じ、圧力室
４内のインクが吐出口３ｂ及び吐出用インク流路１２を
経由して、ノズル１４よりインク滴として記録紙４１へ
吐出される。ノズル１４から吐出されたインク滴は記録
紙４１に着弾し、当該記録紙４１上にインクドットを形
成する。そして、上記パルス電圧のうちの立ち下がり波
形の電圧を受けることによって、圧電素子２３は伸長
し、振動板２２の圧力室４に対応する部分は元の状態に
復帰する。このとき、圧力室４内には上記インクカート
リッジ３５から供給用インク流路１１及び供給口３ａを
通じてインクが充填される。なお、各圧電素子２３に印
加される駆動電圧は、上記のようないわゆる押し引きタ
イプのものでなくてもよく、例えば第１の電圧から該第
１の電圧よりも低い第２の電圧まで立ち下がった後に上
記第１の電圧まで立ち上がるいわゆる引き押しタイプ
等、他の波形を有する駆動電圧であってもよい。

【００４６】上記各圧電素子２３への駆動電圧の印加
は、インクジェットヘッド１の記録時に行われる。すな
わち、上記駆動電圧の印加は、インクジェットヘッド１
及びキャリッジ３１を主走査方向に略一定速度で移動さ
せているときに、所定時間（例えば５０μｓ程度：駆動
周波数２０ｋＨｚ）毎に行われる。そして、１走査分の
記録が終了すると、前記搬送モータ及び各搬送ローラ４
２によって記録紙４１を副走査方向に所定量搬送し、再
度、インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１を主走
査方向に移動させながらインク滴を吐出させ、新たな１
走査分の記録を行う。このような動作を繰り返すことに
よって、記録紙４１の全体に所望の画像を形成する。

【００４７】本インクジェット式記録装置Ａに用いられ
るインクは、水溶性色材と、保湿剤と、浸透剤と、水
と、この水がない状態で縮重合反応する水溶性物質とを
含有している。本実施形態では、縮重合反応する水溶性
物質として、加水分解性の有機ケイ素化合物（加水分解
性シラン）を用いている。水溶性色材としては、水溶性
染料または顔料等を好適に用いることができ、本実施形
態では、水溶性染料を用いている。

【００４８】加水分解性シラン化合物としては、例え
ば、アミノ基を有する有機基を含有するアルコキシシラ
ンとアミノ基を含有しないアルコキシシランとの加水分
解反応物や、アミノ基を含有する加水分解性シランに有
機モノエポキシ化合物を反応させた加水分解性シランと
窒素原子を含有しない加水分解性シランとを加水分解す
ることにより得られる有機ケイ素化合物、等を好適に用
いることができる。

【００４９】上記水溶性染料には、例えば、酸性染料や
直接染料等を好適に用いることができる。一般に、水溶
性染料は疎水基と親水基とを有しており、親水基は染料
の種類によって異なるが、例えば、−ＳＯ₃Ｈ、−ＳＯ₃
Ｍ、−ＯＳＯ₃Ｈ、−ＯＳＯ₃Ｍ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯ
Ｍ、−ＮＲ₃Ｘ、−ＯＨ、−ＮＨ₂、−ＮＨＣＯＮＨ₂、
−（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_n（ただし、Ｍはアルカリ金属また
は−ＮＨ４、Ｒはアルキル基、Ｘはハロゲン）等が親水
基となり得る。

【００５０】上記保湿剤には、グリセリン等の多価アル
コールや、水溶性の窒素複素環化合物等を好適に用いる
ことができる。

【００５１】上記浸透剤には、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル等のような、多価アルコールのモノア
ルキルエーテル等を好適に用いることができる。なお、
多価アルコールのモノアルキルエーテルの含有量は、イ
ンク全体に対して、質量百分率で１〜５０％であること
が好ましい。これは、１％よりも少ないと、インクを記
録紙４１へ浸透させる効果が十分に得られない一方、５
０％よりも多いと、染料及びシラン化合物の水に対する
溶解性が悪化するからである。

【００５２】上記シラン化合物は、インクの耐水性を向
上させる働きをするものである。すなわち、インクジェ
ットヘッド１から吐出されたインク滴が記録紙４１に付
着すると、そのインク滴中の水が蒸発したり記録紙４１
内に浸透したりすることにより、インク滴中のシラン化
合物は縮重合反応を行い、このときに染料分子の一部ま
たは全部を取り囲む。このことにより、記録紙４１上の
画像が水に濡れたとしても、水中に染料が染み出すこと
は防止される。

【００５３】しかし、上記シラン化合物は水がない状態
で縮重合反応を行うため、上記インクが空気に触れる
と、インク中の水が蒸発し、一部のシラン化合物は縮重
合反応を行う。その結果、インクの粘度は上昇する。こ
のようにインクの粘度が高くなると、インクジェットヘ
ッド１の吐出性能は低下する。また、ノズル１４の目詰
まりを生じやすくなる。そこで、本インクジェット式記
録装置Ａは、ノズル１４内が常に適正粘度のインクで充
填されるように、以下に説明する吸引除去動作および吐
出除去動作を実行するように構成されている。

【００５４】−吸引除去動作− 吸引除去動作は、インクジェットヘッド１が記録を行わ
ない非記録時に行われるものである。インクジェットヘ
ッド１は、プリンタ本体側から記録データを受け取って
一連の印字または印画動作を実行した後、記録位置から
インク目詰まり防止機構２６側の待機位置に向かって移
動する。この際、記録時には閉じていたキャップ弁１７
が開位置（図２の右側の位置）に移動し、キャップ１３
の開口部は開放される。そして、インクジェットヘッド
１が上記待機位置に到達すると、この待機位置において
インクジェットヘッド１のヘッド面はキャップ１３に覆
われる。その後、インク吸引機構１６が起動し、キャッ
プ１３の内部は減圧される。これにより、キャップ１３
とインクジェットヘッド１のヘッド面とが密着するとと
もに、インクジェットヘッド１の各ノズル１４に残留し
ていたインクは、キャップ１３の内部に向かって吸引除
去される。したがって、たとえインクジェットヘッド１
のノズル１４内に高粘度のインクが残留していたとして
も、当該インクは強制的に除去され、その代わりにノズ
ル１４内には圧力室４から適正粘度のインクが補給され
ることになる。このようなインクの吸引除去動作は、所
定時間の間行われる。

【００５５】なお、上記吸引除去動作は、記録動作の合
間に限らず、インクジェット式記録装置Ａの電源が消去
されるときまたは電源投入直後に行ってもよく、実行時
期は特に限定されるものではない。

【００５６】上記吸引除去動作を終了した後、プリンタ
本体からインクジェットヘッド１に新たな記録データが
送られてくると、インクジェットヘッド１は上記待機位
置から記録位置に移動し、記録動作を再開する。この
際、キャップ弁１７は閉位置（図２における左側の位
置）に移動し、キャップ１３の開口部はキャップ弁１７
によって閉鎖される。

【００５７】インクジェットヘッド１から吸引除去され
たインクは、そのままではインク排出チューブ１５の内
部に蓄積されていく。そこで、インク排出チューブ１５
にインクが溜まると、キャップ１３のキャップ弁１７お
よびインク排出チューブ１５のキャップ弁１９を開放
し、その状態でインク吸引機構１６を起動する。これに
より、インク排出チューブ１５内のインクの一部または
全部は、速やかにインク容器２８に回収されることにな
る。このようにインク排出チューブ１５内のインクを一
定時間排出した後は、インク排出チューブ１５に残留し
たインクが空気に触れないようにキャップ弁１７および
キャップ弁１９を閉じ、インク排出チューブ１５内（す
なわちインク排出通路１５ａ）を密閉状態にする。

【００５８】−吐出除去動作− 一方、吐出除去動作は、インクジェットヘッド１が記録
動作を行っているときに行われる。インクジェットヘッ
ド１はキャリッジ軸３２に沿って往復移動しながら記録
を行うが、一往復する度にインク容器３３側の非記録位
置に移動する。記録紙４１に記録を行うときには、イン
クジェットヘッド１の所定のノズル１４からインクが吐
出され、インクが吐出された後のノズル１４には、圧力
室４からインクが補給される。しかし、印字または印画
データの内容によっては、専ら特定のノズルだけからイ
ンクを吐出し、それ以外のノズルからは、ある程度の時
間インクを吐出しない場合もある。つまり、数あるノズ
ルのなかには、所定時間インクを吐出しないノズルも存
在する。このようなノズル内のインクは、ある程度の時
間空気にさらされることになり、その結果、粘度が上昇
する。しかし、ノズル内のインクの粘度が上昇すると、
インク吐出時に所定の飛翔特性を有するインク滴を形成
することが難しくなり、良好な記録を行うことが困難に
なる。

【００５９】そこで、本インクジェット式記録装置Ａで
は、インクジェットヘッド１が非記録位置に来たとき
に、すべてのノズルからインクを強制的に吐出するよう
にしている（ノズル内インクの強制排出）。これによ
り、インクの粘度が上昇しているノズルがあったとして
も、そのインクは一定時間経過後には確実に排出される
ので、粘度の高いインクがノズル内に長時間残留するこ
とは防止される。

【００６０】具体的には、記録時にはインク容器３３の
キャップ弁３６が開き、インクジェットヘッド１は、上
記非記録位置に来る度に全ノズルからインクを吐出す
る。吐出されたインクはインク容器３３に回収され、そ
の内部に設けられた吸収体３４に吸収される。記録動作
が終了すると、インク容器３３の吸収体３４のインクが
長時間空気に触れ続けないように、キャップ弁３６は閉
鎖される。

【００６１】なお、キャップ弁３６の開閉動作は、イン
クジェットヘッド１が上記非記録位置と記録位置との間
を移動する度ごとに行ってもよい。また、このような吐
出除去動作は、インクジェットヘッド１が１往復する度
ごとに行ってもよいが、２または３以上の往復動作ごと
に行ってもよい。

【００６２】以上のように、本実施形態によれば、キャ
ップ１３がインクジェットヘッド１のヘッド面を覆って
いないときは、キャップ１３をキャップ弁１７によって
閉鎖し、キャップ１３の吸収体２７に吸収されているイ
ンクを空気に触れさせないようにしたので、吸収体２７
におけるインクの粘度上昇および乾燥を防止することが
できる。そのため、キャップ１３の内部におけるインク
の目詰まりを未然に防止することができる。

【００６３】また、インク排出チューブ１５からインク
を排出していないときには、インク排出チューブ１５の
排出口４０をキャップ弁１９で閉鎖することとしたの
で、インク排出チューブ１５内のインクが空気に触れる
ことを防止することができる。そのため、インク排出チ
ューブ１５内におけるインクの乾燥を回避することがで
き、インク排出チューブ１５の目詰まりを未然に防止す
ることができる。

【００６４】インク容器３３の吸収体３４のインクが長
時間空気に触れ続けると、インクの凝固によって吸収体
３４の表面側に膜が形成され、新たにインク容器３３に
回収されたインクは、この膜に邪魔されて吸収体３４の
内部にまで浸透しなくなる。そのため、インク容器３３
の吸収体３４に膜が形成されると、予定していた所定量
のインクを蓄えることができなくなり、インク容器３３
からインクがあふれ出すおそれがある。しかし、本実施
形態によれば、インク容器３３にキャップ弁３６を設
け、インク容器３３にインクを回収しないときには当該
キャップ弁３６によってインク容器３３を密閉すること
としたので、吸収体３４にインクの膜が形成されること
はなく、インク容器３３からのインクの溢れ出しは防止
される。

【００６５】−変形例− インク貯留手段は、上記実施形態のインク貯留手段７０
に限定されず、他の形態のものを用いることも可能であ
る。例えば、図７に示すようなインク貯留手段６０を用
いてもよい。

【００６６】すなわち、図７に示すように、インク貯留
手段６０は、側面の一部に開口６４が形成された第１円
筒部材６１と、側面の一部に開口６３が形成された第２
円筒部材６２と、回転モータ６６とを備えている。両円
筒部材６１，６２は、一端が開口され、他端は閉鎖面６
５によって塞がれている。

【００６７】両円筒部材６１，６２は、互いの開口端同
士が対向するように配置され、第１円筒部材６１の一部
は第２円筒部材６２の内部にはめ込まれている。第１円
筒部材６１の閉鎖面６５側の側面には、回転モータ６６
の回転軸に連結された回転ローラ６７が設けられてい
る。この回転ローラ６７は第１円筒部材６１を回転させ
るものであり、第１円筒部材６１の側面に接触してい
る。つまり、第１円筒部材６１は回転自在に構成されて
いる。

【００６８】第２円筒部材６２は、開口６３が上向きに
開口するような状態に固定されている。そして、回転モ
ータ６６および回転ローラ６７によって第１円筒部材６
１を回転させることにより、第１円筒部材６１の開口６
４と第２円筒部材６２の開口６３とが重なった開状態
と、それら開口６３，６４が重ならない閉状態とに切り
替えられる。したがって、回転モータ６６および回転ロ
ーラ６７は、円筒部材６１，６２の開口を開閉する開閉
手段を構成している。図示は省略するが、これら円筒部
材６１，６２の内部には、前述の吸収体２７と同様のイ
ンク吸収体が設けられている。

【００６９】インクジェットヘッド１の吐出除去動作の
際には、円筒部材６１，６２が上記開状態に切り替えら
れる。そして、インクジェットヘッド１の全ノズルから
インクが強制的に吐出され、吐出されたインクは開口６
３，６４を通じて円筒部材６１，６２の内部に回収され
る。吐出除去動作を終了すると、円筒部材６１，６２は
上記閉状態に切り替えられ、円筒部材６１，６２の内部
は密閉状態に保たれる。したがって、円筒部材６１，６
２内におけるインクの乾燥は防止される。

【００７０】

【実施例】先ず、以下の組成（各組成物の含有量は質量
百分率である）からなる５種類のインクジェット記録用
インクを作製した（実施例１〜５）。尚、各実施例にお
いては、保湿剤としてグリセリンを、浸透剤としてジエ
チレングリコールモノブチルエーテルをそれぞれ含有さ
せた。染料には、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２を用い
た。なお、説明は省略するが、イエロ、マゼンダ、シア
ン等の他の染料についても、同様の結果が得られる。

【００７１】有機ケイ素化合物は、以下の方法で作製し
たものを用いた。すなわち、まず、反応容器に入れた１
００ｇ（０．５６モル）のＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ
（ＯＣＨ₃）₃に、４９ｇ（０．６６モル）の２，３−エ
ポキシ−１−プロパノールを一滴一滴加えて、その全量
滴下後に８０℃で５時間攪拌することにより、アミノ基
とエポキシ基とを反応させた加水分解性シランを得た。
次いで、新たな反応容器に、１２０ｇ（６．６７モル）
の水と５０．６ｇ（０．２モル）の上記加水分解性シラ
ンと１５．２ｇ（０．１モル）のＳｉ（ＯＣＨ₃）₄とを
混合したものを一滴一滴加えて、その全量滴下後に６０
℃で１時間反応させることにより、各実施例にて用いる
有機ケイ素化合物を得た。

【００７２】（実施例１）Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％グリセリン …１０％ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％有機ケイ素化合物 … ５％純水 …７０％（実施例２）Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％グリセリン …１０％ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％有機ケイ素化合物 …１０％純水 …６５％（実施例３）Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％グリセリン …１０％ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％有機ケイ素化合物 …２０％純水 …５５％（実施例４）Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％グリセリン …１０％ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％有機ケイ素化合物 …４５％純水 …３０％（実施例５）Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ … ５％グリセリン …１０％ジエチレングリコールモノブチルエーテル …１０％有機ケイ素化合物 …７０％純水 … ５％そして、上記各実施例のインクを用い、吸収体３４にイ
ンクを吸収させたインク容器３３を、キャップ弁３６を
閉じた状態で７０℃の環境下で１年間放置し、その後に
キャップ弁３６を開いて、吸収体３４の表面側のインク
の状態を観察した。その結果、いずれの実施例のインク
であっても、吸収体３４の表面側にインクの膜は見られ
なかった。これにより、本発明の効果を確認することが
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット式記録装置の要部の斜視図であ
る。

【図２】インクジェット式記録装置の要部の正面図であ
る。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、インク吸引機構の構成
図である。

【図４】インクジェットヘッドの部分底面図である。

【図５】図４のＩ−Ｉ線断面図である。

【図６】図４のII−II線断面図である。

【図７】インク貯留手段の変形例の斜視図である。

【図８】従来のインクジェット式記録装置の要部の正面
図である。

【符号の説明】

１インクジェットヘッド１３キャップ１５インク排出チューブ１６インク吸引機構２６インク目詰まり防止機構３３インク容器３４吸収体（インク吸収体）３６キャップ弁（蓋部材）３９ソレノイド（駆動手段）４１記録紙（記録媒体）６０，７０インク貯留手段６１第１円筒部材６２第２円筒部材６３第１開口（第１インク回収口）６４第２開口（第２インク回収口）６６回転モータ（回転駆動手段）６７回転ローラ

フロントページの続き (72)発明者荒瀬秀和大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者立川雅一郎大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA27 EC54 EC57 FA10 HA55 JA13 JC05 JC06 JC10 JC13 2H086 BA02 BA52 BA53 BA56 BA59

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノズルを有し、記録媒体に記録を
行わない非記録位置にあるときに上記ノズルの一部また
は全部からノズル内インクの強制排出のためのインク吐
出を行うように構成されたインクジェットヘッドと、上記強制排出のためのインク吐出によって吐出されたイ
ンクを回収しかつ貯留するインク貯留手段とを備え、上記インク貯留手段は、密閉自在に構成されているイン
クジェット式記録装置。
【請求項２】請求項１に記載のインクジェット式記録
装置であって、インク貯留手段は、インク容器と、該インク容器の蓋部
材と、該インク容器を開閉自在なように該蓋部材を駆動
する駆動手段とを備えているインクジェット式記録装
置。
【請求項３】請求項１または２に記載のインクジェッ
ト式記録装置であって、インク貯留手段の内部にインク吸収体が設けられている
インクジェット式記録装置。
【請求項４】請求項１に記載のインクジェット式記録
装置であって、インク貯留手段は、一端が開口するとともに側面に第１インク回収口が形成
された第１円筒部材と、一端が開口するとともに側面に第２インク回収口が形成
され、開口端同士が対向するように上記第１円筒部材の
内部にはめ込まれた第２円筒部材と、上記第１インク回収口と上記第２インク回収口とが重な
る開状態と該第１インク回収口と該第２インク回収口と
が重ならない閉状態とを切り替え自在なように、上記第
１円筒部材および上記第２円筒部材のいずれか一方また
は両方を回転させる回転駆動手段と、を備えているイン
クジェット式記録装置。
【請求項５】請求項４に記載のインクジェット式記録
装置であって、第２円筒部材の内部にインク吸収体が設けられているイ
ンクジェット式記録装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一つに記載のイ
ンクジェット式記録装置であって、インクジェットヘッドの各ノズルには、水溶性色材と、
保湿剤と、浸透剤と、水と、この水がない状態で縮重合
反応する水溶性物質とを含有するインクが充填されてい
るインクジェット式記録装置。
【請求項７】請求項６に記載のインクジェット式記録
装置であって、水溶性物質は、加水分解性シラン化合物を含んでいるイ
ンクジェット式記録装置。