JP2812491B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録ヘッドのインク吐出口における目詰ま
り、インク吐出不良等を防止するため吐出口面を拭う
（ワイピング）ためのクリーニングワイパーを備えたイ
ンクジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

記録情報に基づいて、インクジェット記録ヘッドの複
数のインク吐出口からインク液滴を記録用紙等の被記録
媒体に吐出して記録を行なうインクジェット方式の記録
装置は、動作音の静粛性に優れプリンタやファクシミリ
等広範な用途がある。また、記録ヘッドを複数色のイン
クに対応して複数個用いることにより、フルカラー記録
も可能となり、カラー複写機等にも用いられている。

さらに、インクジェット方式の記録装置は高速，高精
細な記録・大画面記録をも可能とする。

第９図は、クリーニングワイパーによる記録ヘッド表
面の液滴や異物等を除去する手段を備えたシリアルプリ
ント型式のカラーインクジェット記録装置の要部構成の
一従来例を示す概略斜視図である。

同図において、イエロー（Ｙ）のインクを吐出する記
録ヘッド12Y、マゼンタ（Ｍ）のインクを吐出する記録
ヘッド12M、シアン（Ｃ）のインクを吐出する記録ヘッ
ド12Cおよびブラック（Ｋ）の色インクを吐出する記録
ヘッド12Kはキャリッジ13上に配設され、キャリッジ13
はガイドシャフト14に沿って記録装置の左右に移動す
る。記録紙15は、記録装置の上下に配設される搬送ロー
ラ16により搬送され、またこれらローラにより記録ヘッ
ドのインク吐出口面に対向する記録面が形成される。

記録紙上に画素を構成する上では、キャリッジ13の移
動に伴なってイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの
順にインクを重ねることが可能であり、これらインクの
組合わせによって多色カラー画像を記録することができ
る。各色インクの吐出タイミングはエンコーダ17の読み
取り信号に基づいて定められる。

キャリッジのホーム位置に設けられたキャップ18は、
非通気性弾性体で形成され、非記録時には記録ヘッドの
吐出口を外部に対して密閉し、インク水分蒸発によるイ
ンク固着，増粘あるいはゴミ付着などを防止し、インク
の吐出状態を良好に保つようにする。また、このキャッ
プ位置で、記録ヘッドにおいて使用頻度の少ない吐出口
の目詰まり等を防止するため、記録中に所定間隔で行な
われる空吐出、あるいはキャップをした状態でのポンプ
19によるインク吸引などの吐出回復動作を行なうことも
できる。

キャップ18に隣接して配設されるクリーニングワイパ
ー21はウレタンゴム等の板状の弾性体からなり、ホルダ
ー20によって支持される。クリーニングワイパー21はイ
ンク吐出口近傍の面に固着あるいは付着したインク，結
露，あるいはゴミ等の異物をインク吐出口面から取り除
くために用いられるものであり、ホルダー20を介して不
図示の駆動手段により前後に移動することができる。こ
れにより、必要に応じ、キャリッジ13の移動に伴なって
吐出口面にクリーニングワイパー21を当接させ、クリー
ニング動作を行なうことができる。

第10図は、インクを吐出した直後の記録ヘッドの吐出
口形成面の拡大図を示すものである。

ここで示す記録ヘッドは、吐出エネルギー発生素子と
して発熱体（電気熱変換体）を設け、この発熱体に電気
信号を印加することによりインクを局所的に加熱し、こ
の熱エネルギーを利用して気泡を発生させ、この気泡の
状態変化に伴なってインクを吐出口から吐出する方式の
ものである。

同図において、２は天板、３は接着層、４は吐出口、
５は隔壁、６は電気熱変換体が配設されるヒーター基
板、７は基板をそれぞれ示す。

なお、記録ヘッドの構成はこれらに限られず、例えば
インクを吐出するために利用されるエネルギーとしては
機械的な圧力やレーザー等を用いたものであってもよ
い。

インクジェット記録装置による記録の場合は、記録に
不要な小さなインク滴液（インクミスト）や記録画像か
らのインクはねかえり等により、記録ヘッドの吐出口面
にインク液滴10が付着することがある。また、特に熱エ
ネルギーを利用してインクを吐出するタイプの記録装置
では、インクが高温になり、インクやこのインクが付着
した記録紙等から発生する水蒸気により吐出口面に結露
を生じる場合もあり、これら要因によってインク液滴10
は比較的大きくなる。

このような場合、キャリッジ移動の振動などにより大
きく成長したインク液滴10が図中11で示すように吐出口
を閉じてしまうことがあり、インクを吐出させることが
できなくなったり、吐出方向が偏向する吐出不良を起こ
す原因となる。

そのために、毎走査記録時にキャリッジをホーム位置
方向にリターンさせながらクリーニングワイパー21によ
るワイピング動作を行ない吐出口面に存在するインク液
滴を取り除き吐出不良を防止していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来例では、記録幅がわずかであったり、記録量
が少なく吐出口面に液滴がほとんど付着していない時で
も例えば走査毎にワイピング動作が行なわれていた。

このため、クリーニングワイパーや記録ヘッドの吐出
口面の摩耗がはげしく、クリーニング不良を起こした
り、あるいは記録ヘッドの吐出口面が劣化し吐出不良と
なるといった問題点があった。

また、走査毎にクリーニングワイパーを前後に移動さ
せるとこのための時間を要し、結果として記録速度が低
下するという問題点もあった。

本発明は上述の課題を解決するためになされたもので
ある。本発明者は、インクの吐出不良の原因となるイン
ク液滴10は、画像記録幅が大きな場合や、画像記録量が
多いほどその成長が速いことに着目したもので、記録量
を検知する手段を設け、検知した記録量に応じてクリー
ニングワイパーによる吐出口面の液滴，異物等の除去を
行なうタイミングを制御することによって記録量が少な
い場合の不要なワイピング動作を無くし、クリーニング
ワイパーの摩耗防止，記録ヘッドの劣化防止、さらには
記録速度の向上が可能となるインクジェット記録装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために、本発明では、インクを吐出する複数の吐
出口を有した記録ヘッドを用い、該記録ヘッドを被記録
媒体に対して走査させながらインクを吐出し記録を行う
インクジェット記録装置において、ワイパーを有し、記
録ヘッドの複数の吐出口が配列された吐出口面を前記ワ
イパーで拭い当該吐出口面を清掃するためのクリーニン
グ手段と、記録ヘッドの１回の走査毎に、当該走査にお
いて最初にインクを吐出して記録を開始したから最後に
インクを吐出して記録を終了するまでの記録ヘッドの移
動量を検知する検知手段と、該検知手段が検知する移動
量に基づき、当該走査における記録実行の後に前記クリ
ーニング手段による清掃を行うか否かを判定する手段で
あって、前記移動量が所定量以上のとき当該走査の後に
前記クリーニング手段による清掃を行うことを定める判
定手段と、該判定手段が前記クリーニング手段による清
掃を行うことを定めたとき、当該走査の後に前記クリー
ニング手段により清掃を行わせる制御手段と、を具えた
ことを特徴とする。

〔作 用〕

以上の構成によれば、記録ヘッドの１回の走査毎にそ
の走査において最初にインクを吐出して記録を開始して
から最後にインクを吐出して記録を終了するまでの記録
ヘッドの移動量を検知し、この検知した移動量に基づい
てその走査の後にワイパーによるクリーニングを行うか
否かを制御するので、検知した移動量が少ないときはイ
ンク吐出量が少なく、吐出口面に付着するインク滴等も
それだけ少ないと判断できるため、その走査の後のクリ
ーニングを行わないよう制御することが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例におけるインクジェット記
録装置制御系の一構成例を示すブロック図である。ここ
で、100は装置各部を制御する制御回路であり、後述す
る処理手順等を実行するCPU、その処理手順に対応した
プログラムその他の固定データを格納したROM、および
演算等作業用のRAMを有している。

101は被記録媒体15を副走査方向に搬送するためのモ
ータ等よりなる搬送部、102はキャリッジ13を走査駆動
するためのキャリッジ駆動回路、103は記録ヘッド12の
電気熱変換素子を駆動するためのヘッドドライバ、104
は記録ヘッドの回復操作に用いられるポンプ19を駆動す
るためのポンプ駆動回路、105はキャップ18を移動させ
て記録ヘッド12に対し接合／離脱を行なわせるキャップ
駆動回路、106はホルダー20を介してクリーニングワイ
パー21を移動させて記録ヘッド12に対し接触／離脱を行
なわせるクリーニングワイパー駆動回路、107は記録量
を検知する検知回路である。

第２図は本発明の一実施例にかかるインクジェット記
録装置のクリーニングワイパーによる記録ヘッド表面の
液滴および異物除去のシーケンスの一例を示すフローチ
ャートである。ここでは最大記録幅が500mmである装置
の場合について示してある。

まず、ステップS201で記録信号が送られたか否かを判
定する。記録信号が受信されたならばステップS202でイ
ンク吸引による回復動作を行なった後、キャップ18を記
録ヘッド12から離脱させ、キャリッジ13を移動させなが
ら記録ヘッドの吐出口面に付着したインク液滴をクリー
ニングワイパー21により除去する（以下、ワイピングと
いう）ステップS203で１走査分の記録を行ない、ステッ
プS204でこのときの記録幅を検知する。ここで、記録幅
とは、記録を行なう場合に関してキャリッジが移動した
量である。すなわち、一般にグラフィックプリンタ等の
記録装置にあっては、１走査の記録データによっては全
幅500mmを移動せず途中まで記録を行ない、それ以降の
記録データが“0"であればそこでキャリッジをリターン
するよう構成される場合が多く、このリターンするまで
の移動量を記録幅とする。この記録幅の検知は、インク
吐出位置制御のためにもうけられた前述のエンコーダで
読み取られるカウント量から検知を行なう。

ステップS205で記録幅が125mm以上であるか判別し、
もし125mm以上であった場合は、ステップS206でキャリ
ッジ13をホーム位置へ移動させ、ステップS207でこの移
動に伴なってワイピングを行ない、ホーム位置で停止す
る。次にステップS208で、ワイピングによる混色防止お
よび未使用ノズルのインク固着防止等のため空吐出を行
なう。ステップS205で記録幅が125mm未満であると判断
された場合はステップS212でキャリッジ13をホーム位置
へ戻した後ステップS208で空吐出のみが行なわれる。

ステップS209では、記録終了か否かを判別し、記録終
了の場合はステップS210で記録ヘッドのインク固着を防
止するためキャップがクローズされ、次の記録信号の受
信まで待期する。記録終了でない場合はステップS203へ
戻り記録を続行する。

第３図は、クリーニングワイパーによるワイピング動
作の別のシーケンスを示すフローチャートである。な
お、ここでは最大記録幅が500mmである装置の場合につ
いて示してある。

この処理では、まずステップS301で記録装置内部の例
えばRAMに構成されるカウンタをリセットし、ステップS
302で記録信号が送られたと判断すると、ステップS303
で前述の処理と同様にインク吸引による回復動作および
ワイピング動作を行ない、ステップS304で１走査分の記
録を行なった後、ステップS305で前述と同様にエンコー
ダで読み取られるカウント量から画像記録幅の検知を行
なう。

次に、ステップS306で記録幅が125mm記録されたか否
かを判別し、肯定判断の場合は続いてステップS307で記
録幅が250mm記録された否かを判別する。ステップS307
で250mm以上記録されたと判断されると、ステップS308
でのキャリッジリターンの後、ステップS309でワイピン
グ動作を行ない、ステップS310の空吐出、ステップS311
のカウンタリセットの後、ステップS312へ進む。

ステップS306で125mm記録されていないと判断した場
合は、ステップS318でカウンタ１を加算し、ステップS3
19でカウンタが４か否かを判断する。カウンタが４とな
るとステップS308へ進み、カウンタが４未満の場合はス
テップS320へ進み、ワイピング動作は行なわずにキャリ
ッジをリターンし、ステップS330で空吐出のみを行ない
ステップS312へ進む。

ステップS307で250mm記録されていないと判断される
とステップS314でカウンタに１が加算され、ステップS3
15でカウンタが２か否かを判断する。カウンタが２とな
るとステップS308へ進み、カウンタが２未満の場合はス
テップS316へ進み、ワイピング動作は行なわずにキャリ
ッジのリターンをした後、ステップS317で空吐出のみを
行ないステップS312へ進む。

本実施例では、記録幅が125mm未満の場合、４回の走
査ごとにワイピング動作が行なわれ、記録幅が125mm以
上250mm未満の場合、２回の走査ごとにワイピング動作
を行ない、記録幅が250mm以上の場合には毎走査時にワ
イピング動作を行なう。

前記２つの実施例では記録量を検知する手段としてキ
ャリッジが記録に関して移動する量を用いたが、ホスト
コンピュータから画像信号の前に装置へ送信する制御コ
マンド信号に示される記録データの量を用いて記録量を
検知することもできる。

例えば制御コマンドは以下のように設定される。

ここで、ESCγは、これから送信する信号がカラービ
ットイメージ信号であることを示す設定コマンドであ
る。また、DATA LENGTHは３バイトのパラメータで、１
ライン分の、イメージデータの総バイト数を示し、最大
記録幅が500mmで1mmあたり16ドット記録する装置で最大
幅記録する場合のDATA LENGTHは（OOH），（OFH），（A
OH）となり、この場合4000バイトであることを示す。

CRは１ライン分のイメージデータを送信したことを示
し、次のラインのイメージデータを続けて送ることがで
きる。記録装置は１走査分のデータを受信すると記録を
行なう。ENDは信号送信終了を示す信号である。

第４図に本実施例におけるインクジェット記録装置の
クリーニングワイパーによるワイピング動作のシーケン
スのフローチャートを示す。

ステップS401で記録信号が受信されると、ステップS4
02で回復動作を行なった後、キャップをオープンし、吐
出口面に付着したインク液滴をクリーニングワイパーに
より除去する。ステップS403で先に述べた“DATA LENGT
H"が2000バイト以上かを判別し、もしDATA LENGTHが200
0バイト以上ならばステップS404で１走査分の画像を記
録し、ステップS405でキャリッジをリターンさせた後、
ステップS406でクリーニングワイパーによりワイピング
を行ない、ステップS407で空吐出を行なう。ステップS4
08で記録終了と判別されるまでは、ステップS404〜S407
がくりかえされる。

ステップS403で“DATA LENGTH"が2000バイト未満であ
る場合には、ステップS410で記録装置のカウンターをリ
セットし、ステップS411で１走査分の記録を行ない、ス
テップS412でキャリッジがリターンさせた後ステップS4
13でカウンターに１が加算される。

ステップS414でカウンターが２か否かを判別し、２で
あると判別されると、ステップS415でワイピングを行な
い、ステップS416で空吐出を行ない、ステップS417で記
録終了か否かを判断する。カウンターが２以外の場合に
は、ワイピング，空吐出を行なわずにステップS411へ戻
り次の画像記録を行なう。

本実施例においては、“DATA LENGTH"が2000バイト以
上の場合には、毎走査時にワイピング，空吐出を行なう
が、“DATA LENGTH"が2000バイト未満の場合には２走査
ごとにワイピング，空吐出を行なう。

他の実施例として、記録量を検知する手段として記録
ヘッドの温度を用いることもでき、第５図はこの場合の
記録ヘッドの構成を示す。

同図において、４は吐出口、３は接着層、５は隔壁、
２は天板、６は電気熱変換体を配設する層、７は基板、
８はサーミスタをそれぞれ示し、記録ヘッドの温度はサ
ーミスタ８によって検知する。

第６図は記録量と記録ヘッドの温度の関係を示す線図
であり、同図に示すように、曲線1aはいわゆるベタ記録
を行なった場合を示し、記録ヘッドの温度はただちに飽
和状態となる。曲線1bは単位面積あたりドットの打たれ
る割合を30％とした場合を示し、複数行の走査記録を行
なった後でも記録ヘッドの温度は飽和状態とならない。
これにより、記録ヘッドの温度を検知することで記録量
を知る手段とすることができる。

なお、第６図に示す記録ヘッドの温度は、同一ドット
記録密度の画像を記録した場合の変化を示したものであ
り、曲線1bの状態でもベタ画像部になれば記録ヘッド温
度は急激に上昇し、曲線1aの状態でもほとんどドットを
打たない画像部では温度は低下する。

第７図は、上述した実施例のインクジェット記録装置
のクリーニングワイパーによるワイピング動作のシーケ
ンスを示すフローチャートである。

ステップS701で記録信号が受信されると、ステップS7
02でキャップのオープンおよび回復動作が行なわれ、ス
テップS703で１走査分の記録が行なわれる。ステップS7
04で第５図に示したサーミスタ８により温度を検知し、
ステップS705で検知温度T_Hが第６図に示すT_O（本例では
45℃）以上である場合には、ステップS706におけるキャ
リッジリターン後、ステップS707でワイピング動作が行
なわれる。

記録ドット密度が低く記録ヘッド温度がT_O未満の場
合、あるいは記録ドット密度が低下した画像領域で記録
ヘッド温度がT_Oより下がった場合には、ステップS720で
キャリッジをリターンした後、ステップS708へ進む。

さらに他の実施例として、記録量を検知する手段とし
て記録信号量を用いることもでき、この場合のワイピン
グ動作のシーケンスを第８図に示す。

ここでは、最大記録幅が500mmで1mmあたり16個のドッ
トを記録し記録ヘッドの吐出口の数が16個である装置に
ついて説明する。

記録信号からヘッドのドライバ回路に送られる信号を
利用し、ステップS803で記録するドット数をカウントす
る。カウンタは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シ
アン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の信号が別々にカウントで
きるようにカウンタを４つ有する。最大記録幅が500mm
でベタ画像を記録した場合のドット数は、１色あたり12
8000個となる。これによりステップS805でドット数が64
000個以上である記録ヘッドが１つでも存在した場合に
は、ステップS807でワイピング動作を行なう。

ドット数が全色、64000個以下である場合にはワイピ
ング動作は行なわない。

さらに、上述した計算量の検知手段の他、記録された
記録紙の所定範囲の反射率をセンサにより検知すること
で高い反射率が得られたときには記録量が多いと判断す
ることができる。この制御に基づいても前述のワイピン
グのタイミングの制御を行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、記録ヘッドの１
回の走査毎にその走査において最初にインクを吐出して
記録を開始してから最後にインクを吐出して記録を終了
するまでの記録ヘッドの移動量を検知し、この検知した
移動量に基づいてその走査の後にワイパーによるクリー
ニングを行うか否かを制御するので、検知した移動量が
少ないときはインク吐出量が少なく、吐出口面に付着す
るインク滴等もそれだけ少ないと判断できため、その走
査の後のクリーニングを行わないよう制御することが可
能となる。

この結果、不必要なワイピング動作をできる限り少な
くして、ワイパーの摩耗防止、記録ヘッドの吐出口面の
劣化防止、さらにはスループットの向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のインクジェット記録装置に
おける制御系の一構成を示すブロック図、 第２図および第３図は本発明の一実施例にかかるインク
ジェット記録装置のクリーニングワイパーによるワイピ
ング動作のシーケンスを示すフローチャート、 第４図は本発明の一実施例にかかるインクジェット記録
装置のクリーニングワイパーによるワイピング動作の他
の実施例によるシーケンスを示すフローチャート、 第５図は本発明のさらに他の実施例に用いる温度センサ
を備えた記録ヘッドの要部構成を示す概略斜視図、 第６図は記録量と記録ヘッド温度の関係を示す線図、 第７図および第８図はそれぞれ本発明の一実施例にかか
るインクジェット記録装置のクリーニングワイパーによ
るワイピング動作のさらに他の実施例によるシーケンス
を示すフローチャート、 第９図は、クリーニングワイパーによる記録ヘッド表面
の液滴および異物除去手段を備えたシリアルプリント型
式のカラーインクジェット記録装置の要部構成を示す概
略斜視図、 第10図はクリーニングワイパーによる液滴および異物除
去を行なわない場合の記録ヘッドの吐出口面の状態を示
す模式的正面図である。 ２……天板、 ３……接着層、 ４……吐出口、 ５……隔壁、 ６……電気熱変換体配設層、 ７……基板、 ８……サーミスタ、 12……記録ヘッド、 13……キャリッジ、 14……ガイドシャフト、 15……記録紙、 16……搬送ローラ、 17……エンコーダ、 18……キャップ部材、 19……ポンプ、 20……ホルダー、 21……クリーニングワイパー、 100……制御回路、 102……キャリッジ駆動回路、 103……ヘッドドライバ、 104……ポンプ駆動部、 105……キャップ駆動回路、 106……クリーニングワイパー駆動回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを吐出する複数の吐出口を有した記
   録ヘッドを用い、該記録ヘッドを被記録媒体に対して走
   査させながらインクを吐出し記録を行うインクジェット
   記録装置において、 ワイパーを有し、記録ヘッドの複数の吐出口が配列され
   た吐出口面を前記ワイパーで拭い当該吐出口面を清掃す
   るためのクリーニング手段と、 記録ヘッドの１回の走査毎に、当該走査において最初に
   インクを吐出して記録を開始してから最後にインクを吐
   出して記録を終了するまでの記録ヘッドの移動量を検知
   する検知手段と、 該検知手段が検知する移動量に基づき、当該走査におけ
   る記録実行の後に前記クリーニング手段による清掃を行
   うか否かを判定する手段であって、前記移動量が所定量
   以上のとき当該走査の後に前記クリーニング手段による
   清掃を行うことを定める判定手段と、 該判定手段が前記クリーニング手段による清掃を行うこ
   とを定めたとき、当該走査の後に前記クリーニング手段
   により清掃を行わせる制御手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記記録ヘッドは、インクを吐出するため
   に利用されるエネルギーとして熱エネルギーを用いるこ
   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。