JP3907708B2

JP3907708B2 - インクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法

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Publication number: JP3907708B2
Application number: JP06500594A
Authority: JP
Inventors: 正男三谷
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: JPH07266570A; US5670996A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インク液滴を記録媒体に向けて飛翔させる形式のインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法に関し、詳しくは、本発明は、記録ヘッドのクリーニングおよび保管方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＡ機器の普及に伴い、小型、低価格の記録装置が数多く開発されている。中でもサーマルインクジェット記録装置の進展は目覚ましく、その大きな成長が見込まれている。しかしこの方式にも欠点が無い訳ではなく、その最大のものは印刷スピードの遅さである。特願平０５−９０１２３号公報等はこの遅い印刷スピードを桁違いに向上させる方法を提供するものであり、その主な改善点はヘッド当りの吐出ドット数を飛躍的に増大させる容易な方法を発明したことにある。勿論カラー化も容易であり、大規模、高密度カラーヘッドも一体構造で実現できるようになった。
【０００３】
一方、サーマルインクジェット記録装置に特有の信頼性、即ち、良好な印字品質の確保にヘッドクリーニングが非常に重要な要素であることは良く知られている。そしてこの信頼性はヘッド当りの吐出ドット数を増やせば増やす程、また、カラー化をすることによってなお一層厳しくなることは明らかな事実である。本発明は、このヘッドクリーニング並びにヘッドの保管法に関するものであるが、ここではまず、従来技術の現状について説明する。
【０００４】
先ず、記録休止時、オリフィス近傍のノズル内インクが乾燥して増粘しないよう、ヘッド面を密閉（キャッピング）することが不可欠である。しかし、この休止が長期にわたる場合などにはどうしても表面近傍のインクの増粘が発生する場合があり、記録動作を開始する前にこれを排出させることが必要となる。また、記録動作時、オリフィス面に付着したインクや異物をワイパ部材で掃引除去する時に、これらをオリフィス内に押し込む可能性もある。そこでこれら異物等を排除する目的で、キャップしたままキャップ内を減圧してインクを吸引する方法、あるいはインクを加圧しながらワイピングする方法が提案されている（特開昭５７−９５４７１号、特開昭５７−９６８６６号）。しかしこれらの方法は全てのノズルのインクに同じ圧力が加わるためにインクの消耗が多く、しかも目的とする排除効果が必ずしも大きいとは言えないようである。
【０００５】
これと類似の方法であるが、インクを吐出させながらワイピングする方法（特開平０２−９５８６２号）も提案されているが、ワイパでオリフィスが塞がれている時の吐出動作はインクの大きな逆流をもたらし、必ずしも有効とは言えないであろう。結局、最も簡単なワイピング後のダミー吐出（特開昭６１−２３０９５０号）が最も有効であり、実用化例の多くがこの方法を採用している。そしてワイピングによって汚れたワイパを清掃することが、オリフィス面の再汚染防止のためには有効となる（特開昭５９−１４９６３号）。以上はモノクロ用ヘッドを対象としたクリーニング方法であり、いずれもヘッドを記録紙幅一杯に走査させながら印字し、クリーニング時には記録紙端を越えて走行するヘッド面にワイパを突き出してワイピングし、これに続いてダミー吐出させる方法がとられている。
【０００６】
一方、カラー用ヘッドのクリーニングについても基本的には上記モノクロ用ヘッドと同一方法が適用されている。特に最近では１つのワイパで複数色のカラーヘッドを順次ワイピングする方法が提案されている（特開昭６４−６９３５２号、特開平０３−１３０１６０号、図８参照）。これは、モノクロ用ヘッドの場合と同じ「ワイピング後のダミー吐出」という従来方法のクリーニング動作によって、ワイピング後に混色したオリフィス近傍のインクを排出させ、混色をも自動的に解消させようというものである。しかし１つのワイパ４６で各色のヘッド４１を順次ワイピングするため、ワイパ４６に付着するインクの色の数と量が次第に増加し、後にクリーニングされるヘッド程混色が激しくなり、多量のダミー吐出で混色インクを排出させることが必要となる。このダミー吐出量を少なくするため、明度の高いインクのヘッドから順にクリーニングすることで混色を目立ち難くする方法（特願平０３−２４８８５０号）も提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術によって作られるサーマルインクジェット記録ヘッドは種々の制約から大規模高集積化することが難しく、単一基板から作られるヘッドでは通常、６４コの吐出ノズルを３００〜４００ｄｐｉで作り込むことが一般的であり、最高でも２５６ノズル程度となっている。フルカラー化はこのヘッドを４コ組立実装することによって達成されていることは図８に示した通りである。しかし本発明者による発明（特願平０５−９０１２３号）はこの制約を完全に解消し、例えば、８mm×１０５mmの単一基板上に３６０ｄｐｉのノズル配列密度で１５１２ノズル／列×４列＝６０４８ノズルのフルカラーヘッドを作ることができるようになり、このヘッドを２本、同一フレーム上に直線的に実装することでＡ４サイズのフルカラーインクヘッドも作られるようになった。
【０００８】
一方、この大規模高集積化ヘッドの信頼性の確保は、従来技術に比してその規模が１０倍以上大きくなるために飛躍的に難しくなる。即ち、休止時におけるオリフィス近傍のインクの乾燥は従来に比して大幅に遅くさせなければならず、増粘インクとか気泡を排出させる圧力とインクの流速を大きくしてこれらを排出する能力を高める必要がある。また、ワイピング時の混色量を最小にして直ちにダミー吐出させ、これによって吐出ヒータ位置まで混色することを防止するなど、高度な配慮が不可欠となる。本発明の目的は、これらを安価に実現できる方法を提供し、しかも高い印字信頼性を確保できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、前記記録ヘッドがラインヘッドであり、ヘッドクリーニング時、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、このワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは０．１秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させることによって達成される。
【００１０】
また、前記ワイパ部材は、シリコーン樹脂またはＰＴＦＥ樹脂からなり、前記オリフィス面の前記ワイピングは、前記ワイパ部材をたわんだ状態で前記記録ヘッドに当接させて行われ、さらに、ワイピング終了後に、前記ワイパ部材を含む前記クリーニングユニットを前記記録ヘッド端部を越えた位置まで走査して前記ワイパ部材のたわみを急激に解放する工程を含むこと、さらに、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記クリーニングユニットの走査によって、前記ワイパ部材が前記記録ヘッドの端面で自動的にワイピング清掃される工程を含むこと、さらに、前記ヘッドクリーニング終了後に、前記記録ヘッドの前記オリフィス面に密着させることによって各オリフィス列のそれぞれを、独立に、かつ同時に密閉する工程を含むこと、前記各オリフィス列の密閉は、前記各オリフィス列を密閉できる波型形状のシリコーンゴムからなるキャッピング手段によって行われ、前記キャッピング手段によるキャッピング解除後に、前記シリコーンゴム表面を掃引清浄して前記キャッピング手段を密閉保管する工程を含むこと、前記インクジェット記録ヘッドは、パルス加熱面と垂直またはほぼ垂直方向にインク滴を吐出する前記オリフィス列が下向きに少なくとも一列以上並べられたサーマルインクジェット記録ヘッドであること、さらに、前記ヘッドクリーニング終了後、前記クリーニングユニットの保管場所において、前記インク溜および前記ワイパ部材を密閉保管する前記クリーニングユニット用キャップを前記クリーニングユニットに被せる工程、および、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記保管場所から前記クリーニングユニットを移動すると共に、前記クリーニングユニット用キャップを前記クリーニングユニットから開く工程を含むこと、によっても達成される。
また、上記目的は、インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するシリコーン樹脂またはＰＴＦＥ樹脂からなるワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、前記記録ヘッドがラインヘッドであり、ヘッドクリーニング時、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを、前記ワイパ部材をたわんだ状態で前記記録ヘッドに当接させて、前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、ワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは０．１秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させる工程と、ワイピング終了後に、前記ワイパ部材を含む前記クリーニングユニットを前記記録ヘッド端部を越えた位置まで走査して前記ワイパ部材のたわみを急激に解放する工程を含むことによっても達成される。
この目的は、さらに、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記クリーニングユニットの走査によって、前記ワイパ部材が前記記録ヘッドの端面で自動的にワイピング清掃される工程を含むことによっても達成される。
さらに、上記目的は、インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、前記記録ヘッドがラインヘッドであり、目づまりノズルの概略位置を指示することによって、その位置に目づまり回復手段を搬送してセットし、数１０ノズル分のオリフィス面領域を真空吸引しながらダミー吐出を行なわせる工程と、この目づまり回復工程終了後のヘッドクリーニング時に、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、このワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは０．１秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させる工程と、を含むことによっても達成される。
【００１１】
【作用】
上記のように構成された例えばフルカラーの記録ヘッドとクリーニングユニットは、一つのワイパでワイピングするとは言え、各色別に並ぶオリフィス列に沿ってワイピングするため、ワイピングによって集められたインクは自重によってワイパ面を流れ落ち、横への拡がりが少なくヘッド面での混色が非常に少なくなる。これによって、従来技術が図８に示すように完全に混色させながらワイピングするのに比べ、ノズル内への他色のインク混入量は数分の一に低減される。ワイピングによって集められたインクを速やかにワイパ面から流れ落とすために撥水性の良いワイパ材料を使い、同時にオリフィス面にも撥水処理を行なうことでその効果は倍化される。以上の動作を円滑に行なわせるには、ヘッドの吐出面は少なくともクリーニング時には下向きとなっていることが不可欠であり、かつ、オリフィス列に沿ってクリーニングユニットがヘッド面を走査する構成となっていなければならない。
【００１２】
ワイピングによって集められてワイパ面を流れ落ちたインクはワイパ部材の両側に一体的に設けられたインク溜の一方に溜められ、この他方のインク溜にはワイピング直後のノズルから１〜数滴のダミー吐出インクが吐出される。既に述べたように、本方式のワイピングでは混色が少なく、しかもワイピング直後のダミー吐出なので一回のダミー吐出で混色は完全に解消できる。しかし異物などによるインク流れの悪化の解消などには数回のダミー吐出が必要となる場合もある。このクリーニングユニットはその走査方向に対して左右対称になっており、そのクリーニング走査も左右均等に行なうことがワイパの長寿命化とヘッドのノズル先端部に与える影響の低減という両面から有効である。尚、このクリーニングユニットのインク溜の走査方向の長さを例えば５mmとし、この走査速度を２１０mm／２秒、ワイパのたわみを考慮したダミー吐出可能なインク溜の長さを３mmとすると、ダミー吐出可能回数は２０回以上（吐出繰り返し周波数を１ＫＨＺと低く仮定している）となる。即ち、ワイパの位置検出誤差が±０.５mmと悪く、しかも小型のクリーニングユニットを用いることを前提としても裕度の大きなダミー吐出が可能なのである。
【００１３】
さて、ワイピングによってインクに濡れたワイパのクリーニングは、別のクリーナを用いてもそのクリーニングが更に必要となるので有効とはならない。そこで本発明では、ヘッド端を越えてワイパを走査させ、ワイパのたわみが急激に解放されることによるインクの振り切りを行なってワイパ面のインクを清掃する方法を採用している。そしてこの清掃効率はワイパ部材の撥水性能に関連しており、本発明で採用したシリコーンゴム又はＰＴＦＥ樹脂が最適となる。そしてこの方法でも残るわずかなインクを乾燥させないよう、クリーニングユニットを密閉保管することが有効となる。この密閉されたクリーニングユニットのインク溜には、密閉直前にダミー吐出インクとかワイピングで集めたインクを充分溜めているので、長期保管の場合でもその密閉空間のインク蒸気圧は高く、ワイパ面のインクの乾燥を完全に防止することが可能となる。このように、最少にしてかつフレッシュなインクが付着したワイパを次のクリーニングに使えるので、乾燥したインクとか増粘インクによって汚染されたワイパを使う従来技術に比して信頼性の高いクリーニングを実現できるようになる。またこれに加え、クリーニング動作に入る直前に自動的にヘッド端でワイピング面を掃引クリーニングすることも有効であることは言うまでもない。
【００１４】
また、クリーニングされたヘッドのオリフィス面の各オリフィス毎に、例えばシリコーンゴムで完全に密閉することでオリフィス内のインクの乾燥を完全に防止することができ、またこのシリコーンゴムの撥水性はキャッピング解除後のシリコーンゴム表面についてくるインク付着量を最少とする。このシリコーンゴム表面の清掃と密閉保管が再キャッピング時の再汚染防止に有効なのは説明するまでもないであろう。
【００１５】
ヘッドのインク通路内に気泡とか異物が混入してインクの吐出が不能とか不安定となった場合、キャップでヘッド面を密閉して吸引する方法が従来技術では採用されていた。しかし、ノズル数の非常に多い本発明が対象とする大規模高集積ヘッドでは、大型キャップで密閉吸引することは正常ノズルからのインクの無駄な流出が多く、しかもこのために目づまりノズルに有効な圧力差が加わり難く、目づまり解消の有効な方法とはならない。これに対し、目づまりノズルだけ真空吸引しながらダミー吐出させる方法は最も有効な目づまり解消法となるが、正確な位置合わせが必要でコスト高となる。そこで、目づまりノズルの概略位置をマニュアルで指示することで、その付近の数１０ノズルから真空吸引しながらダミー吐出させる方法が最も安く簡便な方法となる。勿論、カラーの場合、目づまりしているのが何色かは分るので、ダミー吐出させるのはその色のみで良いことは言うまでもない。
【００１６】
以上述べた種々の対策によって、信頼性の高い大規模高集積ヘッドとプリンタが実現できるのであるが、その具体例を実施例にて説明する。
【００１７】
【実施例】
図１は、本発明による例えばＡ４フルカラー高速インクジェットプリンタの印字動作中を示す断面図である。ここで、記録紙２０は先ず加熱効率の良いベルト式プリヒータ２７によって加熱され、吸着搬送器２８によってフルカラーラインヘッド１の直下を一定速度で搬送される。この時、４列に並べられたノズル列から４色のインクを吐出するフルカラーラインヘッド１によって印刷されるが、あらかじめ充分加熱されていた記録紙上のインクの乾燥速度は速く、従来のフルカラーインクジェットプリンタの１０〜２０倍という高速印刷時においても用紙のハンドリングが可能となることは本発明者の特許出願発明（特願平０５−９０１２３号）に述べた通りである。そしてこの方法は、今迄のインクジェットプリンタに見られたヒゲ状にじみを大幅に低減して印字品質が大幅に向上するという大きな効果ももたらせたのである。
【００１８】
フルカラーラインヘッド１とヘッド実装フレーム２の拡大断面図を図６に、また、一つのノズル列近傍の詳細断面図を図７に示す。図６に示されているように、外部（不図示）から供給された４色のインクはそれぞれフレーム２のインク供給口６４に導かれ、フレーム内共通インク溝６３、シリコン基板に間歇的にあけられている連結穴６２、シリコン基板内共通インク溝６１を経由して各吐出ノズル５９より吐出される。各吐出ノズル５９は図６の紙面の垂直方向に例えば７０μｍピッチ（３６０ドット／インチ）で１５１２ノズル並んでおり、１５１２ノズル×４列＝６０４８ノズルが１基板で構成されているヘッド１に含まれている。Ａ４フルカラーラインヘッドとしては、この６０４８ノズルから構成されている相互に対称型のヘッド１を２基板、同一フレーム２上に中央部で直線的に突き合わせる型でダイボンディングして作られている。この中央部で突き合わされる部分の一つのノズル列近傍の詳細断面図を示したのが図７である。
【００１９】
図７において、保護層が被覆されていないＣｒ−Ｓｉ−ＳｉＯ合金薄膜発熱抵抗体５２は４２μｍ×４２μｍのサイズであり、この抵抗体が収容されているインク吐出室は５０μｍ×５０μｍの大きさとなっている。感光性フィルムレジストで作られている隔壁の高さはこの場合２５μｍとした。４０μｍφの吐出ノズル５９は、突き合わせ面６５の方向に約６°傾斜させてあり、オリフィスプレート５８から１.２mm離れた記録紙２０上での印字ドット密度がラインヘッド中央部（ヘッド突き合わせ部）で均一となるように配慮されている（本発明者の特許出願発明、特願平０５−３１８２７２号参照）。
【００２０】
個別薄膜配線導体５３、共通薄膜配線導体５４、ドライバＩＣデバイス部５６を駆動する信号配線導体５５はいずれも２μｍ厚さのＮｉ薄膜を用いており、いずれも保護層を被覆していない。これら抵抗体材料と導体材料が何らの被覆をすることなく水性インク中での稼動に充分な信頼性を有することは本発明者の特許出願発明（特願平０４−１３８４９８号、特願平０５−２７２４５２号）に述べた通りである。尚、共通薄膜配線導体５４の抵抗値を小さくするよう、共通インク溝６１とドライバＩＣデバイス部５６の外周を配線領域として利用している。こうすることによって、抵抗体５２の抵抗値４００Ωに対し、配線抵抗を２０Ω以下とすることができ、抵抗体５２の抵抗値バラツキを含めても同一印加電圧に対する発熱抵抗体５２の発熱量を±１０％以内に抑えることが可能となっている。
【００２１】
ドライバＩＣデバイス部５６はシフトレジスタとドライバ回路から構成されており、ラインヘッド１の両端から入力される駆動信号によって駆動される。図４に示されているように、ラインヘッド１の両端での外部回路との接続は、６本／列×４列＝２４本からなるテープキャリア６６で一括ボンディングし、フレーム２内を通してその裏側に出してある。そしてシリコン基板５１上のテープキャリアボンディング部６７とテープキャリア引き出し溝６８は樹脂にて埋め込み、ヘッド１とフレーム２との表面が平坦となるように研磨されている。
【００２２】
さて、このような構造のＡ４フルカラー用ラインヘッド１を図１に示す構成のプリンタとしてフルカラー印刷に利用するのであるが、このヘッドの吐出面クリーニング方法、吐出ノズルの目づまり解消法、ヘッド保管法、ワイパの清掃と保管法、キャップの保管法、等について順次説明する。
【００２３】
図２にヘッドの吐出面クリーニング方法の具体的な一例を示す。ヘッドクリーニング時には先ず吸着搬送器２８をヘッド面から遠ざける。そしてクリーニングユニット１１をラインヘッド１の右端又は左端の外側の所定の保管場所から移動を開始させる。後で説明するが、クリーニングユニット１１は図５に示されているようにあらかじめクリーニングユニット用キャップ３０によって密閉保管されており、ワイパ９にわずかに付着するインクはこの密閉保管中のインクの飽和蒸気によって乾燥していない。そしてクリーニングユニット１１がこの保管場所から移動を始めると同時にキャップ３０が開き、ワイパ９のヘッド摺動面はフレーム２の端面で摺動清掃され、ヘッド吐出面のワイピングを開始する。尚、クリーニングユニット１１の保管場所はラインヘッド１の両端に設け、このキャッピング機構も両側に設ける方がワイパの寿命等から優れているが、片側だけに設ける方法でも良いことは言うまでもない。
【００２４】
ヘッド吐出面のワイピング時の様子を示したのが図４である。ヘッド１の吐出面に付着した４色のインクをワイパ９で摺動清掃すると、ワイパ９の摺動面側に４色のインクが集められ、ワイパ９に沿って流れ落ち、インク溜１０に溜められる。この時、４色のインク吐出口列は各々約２mm程度離れているが、ワイパ９で集められてワイピングする過程で若干の混色が発生し、インク吐出口付近のインクがわずかではあるが混色することは避けられない。しかしこの混色インクが拡散して個別インク通路６０（図７）付近までその範囲が拡がる前にダミー吐出させることができれば混色を完全に解消させることが可能である。と言うのは、一回の吐出で薄膜発熱抵抗体５２の上部にあるインクは全て吐出することが確認できているからである。本発明に採用しているワイピング方法でワイピング後、どれだけの時間放置すると個別インク通路６０付近まで混色が拡がるかを評価したところ、０.１秒以上の時間となることが分った。このように充分長い拡散時間がとれる理由は、本発明のワイピング方法が混色量を大幅に低減できる方法であることを示している。そして本発明でのワイピングスピードの典型例は２１０mm／２〜３秒としているので、図４に示すワイピングによる混色開始からダミー吐出までの時間は０.０１〜０.０２秒となり、ワイピング直後の１回のダミー吐出で完全に混色を解消させることができるのである。そしてこのクリーニングユニット１１の掃引中の位置を±０.５mm程度の誤差で制御するのは容易であり、これによってダミー吐出を遅らせなければならない時間は０.０１秒であるので、準備すべきインク溜１０の大きさも小さなもので良いことが分かる。
【００２５】
図４に示すように、クリーニングユニット１１はラインヘッド１の実装フレーム２端を越えて走行するので、この時にワイパ９のたわみが急激に解放され、これによってワイパ９の摺動面に付着しているインクがほとんど除去される。また、ワイパ９がＰＴＦＥとかシリコーンゴム等の撥水性の良い材料で作られているので、付着インクの排除が効率良く実行できるのである。また、フレーム２の外側表面をＰＴＦＥとかシリコーンゴムコートすることによって、この表面にインクが付着することを低減させ、ワイパ９などの再汚染を低減させている。
【００２６】
このようにしてクリーニング動作が完了したクリーニングユニット１１は、図５に示すようにヘッド端の所定の保管場所でキャップ３０をかぶせられて密閉状態のまま保管される。この直前までのヘッドクリーニングによってインク溜１０内には新しいダミー吐出インク等が溜められており、この新しいインクの蒸気圧がワイパ９の表面にわずかに残るインクの乾燥を防ぐのである。
【００２７】
上記したヘッドクリーニング動作とクリーニングユニット１１の保管が完了すると、図３に示すようにヘッドの各ノズル列を波型形状のシリコーンゴムキャップ６でキャッピングを行なう。この色別キャッピングによって全てのノズルはその吐出口面で密閉されるので、ノズル内のインク表面が曝される空気量はその窪んだメニスカス程度という極少量となるので、インクの乾燥はもはや問題とはならない。そしてキャップ材の撥水性はキャッピング解除時のキャップ表面のインクの濡れを最少とし、簡単なワイピングでこのキャップの表面を清掃した後キャップ用蓋４で密閉保管しておくのでキャップ表面が塵埃等で汚染されることもない（図１参照）。また波型形状のシリコーンゴムキャップ６を用いているのでキャッピングによる混色は発生しない。
【００２８】
さて、インクの交換に伴う気泡とか塵埃の混入によってインク通路内のインクの流れが阻害されて吐出不良ノズルが発生する場合がある。このような場合、数１０ノズル〜２５６ノズル／ヘッドという従来技術では、インクを加圧してゆっくりとノズルから流出させる方法、あるいはキャップ内を減圧してインクを吸引する方法によって不良ノズルの回復が実行されていた。しかし本発明のような大規模、高集積ヘッドでは１回の回復作業での不良ノズル数／正常ノズル数の比率が従来技術に比べて数１０分の１と小さく、インクの加圧又は減圧による異物排出効果が非常に小さくなって有効でないことが分った。一方、この加圧又は減圧作業と同時に目づまりノズルからインクをダミー吐出させるとそのインク通路のインクの流速が大幅に増加し、異物排出効果が非常に大きくなることが分った。そこでこの目づまり回復作業を安価に効率的に行なうために、不良ノズルの概略位置をマニュアルで入力し、それによって指定されたその近傍の数１０ノズル（幅にして数mm）を吸引しながら同時にダミー吐出させるのが最も有効な目づまり回復工程となることが分った。これによって不良ノズル以外からのインクの吐出量を最少に抑え、かつ完全な目づまり回復能力を発揮させることも可能となった。これに用いる吸引ノズルも数１０ノズル分の面積をカバーするだけなので非常に小さくでき、その位置決め機構も比較的簡単なのは言うまでもない。
【００２９】
以上に述べた具体的実施例は、フルカラーのフルラインヘッドの場合であるが、マルチカラーの場合でも、全く同様のクリーニング方法とか目詰まり回復方法等を採用すればプリンタとしての信頼性が非常に高く維持できることは明らかである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、各色別に並ぶインク吐出ノズル列方向にワイピングすることによってワイピング時の混色量を大幅に低減させることができ、しかもこのワイピング直後の１回のダミー吐出でこの混色も完全に解消させることができる。そしてワイパと、ワイピングによって集められたインクとダミー吐出インクを受けるインク溜を一体構造の小型クリーニングユニットとすることによって、小型で効率の良いヘッドクリーニング機構とすることができ、また効率の良いワイパのクリーニングも実現することができた。また、ヘッドのインク吐出面を各色別に直接密閉する方法はノズル内のインクの乾燥を完全に防ぐことができ、更に、概略指定による目づまりノズル周辺の数１０ノズルをダミー吐出させながらインクをノズルから吸引する目づまり回復工程などは、前記ヘッド吐出面クリーニング方法と共に本発明のサーマルインクジェットプリンタの信頼性を大幅に向上させた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるプリンタの一実施例の印字動作中を示す断面図である。
【図２】図１に示すプリンタのヘッドクリーニング中を示す断面図である。
【図３】図１に示すプリンタのヘッドキャッピング後を示す断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】クリーニングユニットの保管場所におけるキャッピング動作中を示す断面図である。
【図６】図１に示すプリンタのヘッドとフレームの拡大断面図である。
【図７】図６の一つのノズル列近傍で、且つラインヘッドの中央接続部付近を示す詳細断面図である。
【図８】従来技術の一例を示す図である。
【符号の説明】
１はモノリシックＬＳＩサーマルインクジェット記録ヘッド、１はヘッド実装フレーム、３は構造体、４はキャップ用蓋、５はキャップフレーム、６はキャッピングゴム、７はキャップ、８はキャップ稼働アーム、９はワイパ、１０はインク溜、１１はクリーニングユニット、１２はクリーニングユニット走行アーム、１３はガイドシャフト、１４は搬送ベルト吸着台、１５は吸引穴、１６は吸引ダクト、１７は穴開き搬送ベルト、１８はドライブローラ、１９はコントロールローラ、２０は記録紙、２１はＰＴＣヒータ、２２は断熱構造体、２３はフレーム、２４はポリイミドヘッド、２５はドライブローラ、２６は加圧ローラ、２７はプリヒータ、２８は吸着搬送器、２９はダミー吐出インク滴、３０はクリーニングユニット用キャップ、３１はキャッピングアーム、３２はバネ１、３３はバネ２、３４は構造材、４１はヘッド、４２はインクタンク、４３はキャリッジ、４４は回復装置、４５キャップ、４６ワイパ、４７インク溜、４８記録紙、５１はシリコン基板、５２は薄膜発熱抵抗体、５３は個別薄膜配線導体、５４は共通薄膜配線導体、５５は信号配線導体、５６はドライバＩＣデバイス部、５７は隔壁、５８はオリフィスプレート、５９は吐出ノズル、６０は個別インク通路、６１はＳｉ基板内共通インク溝、６２は連結穴、６３はフレーム内共通インク溝、６４はインク供給口、６５は突合せ面、６６はテープキャリア、６７はテープキャリアボンディング部、６８はテープキャリア引出し溝、６９は埋込樹脂である。

Claims

インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、
前記記録ヘッドがラインヘッドであり、
ヘッドクリーニング時、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、このワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは０．１秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させることを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
請求項１に記載の記録ヘッドの保守方法であって、
前記ワイパ部材は、シリコーン樹脂またはＰＴＦＥ樹脂からなり、
前記オリフィス面の前記ワイピングは、前記ワイパ部材をたわんだ状態で前記記録ヘッドに当接させて行われ、
さらに、ワイピング終了後に、前記ワイパ部材を含む前記クリーニングユニットを前記記録ヘッド端部を越えた位置まで走査して前記ワイパ部材のたわみを急激に解放する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
請求項１または２に記載の記録ヘッドの保守方法であって、
さらに、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記クリーニングユニットの走査によって、前記ワイパ部材が前記記録ヘッドの端面で自動的にワイピング清掃される工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の記録ヘッドの保守方法であって、
さらに、前記ヘッドクリーニング終了後に、前記記録ヘッドの前記オリフィス面に密着させることによって各オリフィス列のそれぞれを、独立に、かつ同時に密閉する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
前記各オリフィス列の密閉は、前記各オリフィス列を密閉できる波型形状のシリコーンゴムからなるキャッピング手段によって行われ、
前記キャッピング手段によるキャッピング解除後に、前記シリコーンゴム表面を掃引清浄して前記キャッピング手段を密閉保管する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
前記インクジェット記録ヘッドは、パルス加熱面と垂直またはほぼ垂直方向にインク滴を吐出する前記オリフィス列が下向きに少なくとも一列以上並べられたサーマルインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
請求項１〜６のいずれかに記載の記録ヘッドの保守方法であって、
さらに、前記ヘッドクリーニング終了後、前記クリーニングユニットの保管場所において、前記インク溜および前記ワイパ部材を密閉保管する前記クリーニングユニット用キャップを前記クリーニングユニットに被せる工程、
および、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記保管場所から前記クリーニングユニットを移動すると共に、前記クリーニングユニット用キャップを前記クリーニングユニットから開く工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するシリコーン樹脂またはＰＴＦＥ樹脂からなるワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、
前記記録ヘッドがラインヘッドであり、
ヘッドクリーニング時、
前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを、前記ワイパ部材をたわんだ状態で前記記録ヘッドに当接させて、前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、ワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは０．１秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させる工程と、
ワイピング終了後に、
前記ワイパ部材を含む前記クリーニングユニットを前記記録ヘッド端部を越えた位置まで走査して前記ワイパ部材のたわみを急激に解放する工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
請求項８に記載の記録ヘッドの保守方法であって、
さらに、前記ヘッドクリーニング開始時に、前記クリーニングユニットの走査によって、前記ワイパ部材が前記記録ヘッドの端面で自動的にワイピング清掃される工程を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。
インク滴を吐出するオリフィス列が少なくとも一列以上並べられたインクジェット記録ヘッドとこの記録ヘッドのオリフィス面を摺動するワイパ部材とを有するインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法であって、
前記記録ヘッドがラインヘッドであり、
目づまりノズルの概略位置を指示することによって、その位置に目づまり回復手段を搬送してセットし、数１０ノズル分のオリフィス面領域を真空吸引しながらダミー吐出を行なわせる工程と、
この目づまり回復工程終了後のヘッドクリーニング時に、前記オリフィス列が下に向いた状態で、前記ワイパ部材とインクを受けるためのインク溜とが一体的に設けられたクリーニングユニットを前記記録ヘッドのオリフィス列に平行な方向に走査させて前記ワイパ部材で前記オリフィス面をワイピングするとともに、このワイピング後、各オリフィスにインクを供給する個別インク通路の発熱抵抗体上部まで混色インクが拡散するまでの時間以内もしくは０．１秒未満の時間以内にオリフィスから前記インク溜に向かってインクをダミー吐出させる工程と、を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の記録ヘッドの保守方法。