JPH03227647A - 液体噴射記録装置及びそれに用いられる掃拭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、掃拭装置を有する液体噴射記録装置に関し、
詳しくは、記録液を吐出させる記録ヘッドの吐出口近傍
に付着した記録液滴やごみを掃拭して除去する液体噴射
記録装置及びそれに用いられる掃拭装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の液体噴射記録装置では液路に設けられた
吐出エネルギー発生手段により液路中の記録液（以下で
インクという）に吐出エネルギーが付与されて、吐出口
からインク滴を吐出させることにより被記録材上に記録
がなされるが、記録が行われないときは、吐出口からイ
ンク中の水分が蒸発するので、これを防止するために、
記録領域外で記録ヘッドのインク吐出面を覆蓋するキャ
ップ部材を設けたものが知られている。

また、インクを吐出させるときに、被記録材から跳ね返
った小液滴やその他の原因でインク吐出面にインク滴が
付着形成されるので、このようなインクによる濡れを掃
拭すべく、掃拭装置として弾性のある板材を設けたもの
、あるいはインク吸収体を設けたもの、更にはインク吸
収体と弾性板材との双方を別々に具えたもの等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のようにキャップ部材を設けただけ
では記録動作中吐出面に付着したインクが吐出口の周り
に蓄積されて吐出口が塞がれ不吐出を起こしたり、正し
い吐出が得られな（なって飛翔方向が曲げられ液滴の着
弾位置にずれが生じたりする。そこで、上述のように掃
拭装置を設けるようにしているが、走査ごとあるいは１
枚の記録が終るたびごとにゴム板等で掃拭を行うのでは
、ゴム板の寸法にかかわる公差や環境の変動により、安
定した掃拭機能が発揮されず、拭き残しによるインクの
蓄積のためにやはり従来同様の不吐出や不正吐出が生じ
る。

すた−　２個ＬＪトの言２鏝へ、ソドの並言０番こより
異なる色のインクを使用してカラー画像記録を行うよう
にしたものでは最初の掃拭でゴム板上に転移されたイン
クが次のヘッドの掃拭時にそのヘッドのインクとの間で
混色を発生させる虞があった。そこで、インクを吸収し
てしまう吸収体で掃拭するようにしたものがあるが、耐
久性に乏しく、長期使用中には逆に吸収体によってイン
ク吐出面が汚されてしまう。

更にまた上述の吸収体とゴム板との双方を具えればよい
が、掃拭の手順が複雑化する上、装置の大型化とコスト
の上昇を招く。

本発明の目的は、上述した従来の諸問題に着目し、その
解決を図るべ（，１つの掃拭部材によって、複数の記録
ヘッドに対しても混色等を起こすことな（容易に掃拭が
可能であるコンパクトでしかも廉価で得られる液体噴射
記録装置及びそれに用いられる掃拭部材を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる目的を達成するために、本発明は、吐出エネルギ
ー発生素子を有し液体を噴射−する記録ヘッドの液体吐
出面を掃拭する掃拭部材を有する液体噴射記録装置にお
いて、前記掃拭部材を弾性のある液体吸収体で構成し、
該液体吸収体の記録ヘッド掃拭にかかわる表面の少なく
とも一部を撥水性にしたことを特徴とするものである。

また、液体噴射記録装置に用いられる記録ヘッドの液体
吐出面に対して作用する掃拭部材であって、少なくとも
吐出面に対して最初に接する部位に液体撥水性部署を有
し掃拭部材本体が液体吸収体であることを特徴とするも
のである。

［作用］ 本発明によれば記録ヘッドのインク吐出面を掃拭する部
材を弾性のあるインク吸収体で構成すると共に、その掃
拭にかかわる面の少なくとも一部を撥水性にしたことに
よって、掃拭とインク吸収との双方の機能を１つの部材
で持たせることができる他、相剰作用によって、掃拭効
果の持続が向上でき、従来のような拭き残しが防止され
る。ま対 た、本発明を複数色記録ヘッドに付して用いることで、
混色を防止することもできる。

本発明のさらなる効果は特に第２図および第５図に代表
される実施例が好ましいが、その詳細は以下の説明から
理解されよう。

〔実施例〕

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す。ここで、ＬＡ、　Ｉ
Ｂ、　１ｃおよびＩＤはそれぞれ、シアン、マゼンタ、
イエローおよびブラックのインクを吐出して記録を行う
記録ヘッドであり、これらの記録ヘッド１は不図示のキ
ャリッジに搭載されていて、例えば矢印Ｘの方向に移動
し、その移動中にそれぞれの吐出面２に設けられたイン
ク吐出口３から上述した色のインクを不図示の被記録材
上に吐出する。これらの記録ヘッドの吐出面は予め撥水
処理がなされている。つまり、クリーニングされる表面
は撥水処理面である。４はキャップホルダ５上に記録ヘ
ッドＩＡ〜ＩＤと同一の間隔を保って取り付けられたキ
ャップ部材であり、キャリッジがホームポジションに戻
ってきて、記録が行われないときに、キャップホルダ５
を上方に移動させて各記録ヘッド１の吐出面２に対応し
たキャップ部材４をそれぞれ当接させ、それぞれのイン
ク吐出口３のまわりを密封状態に保ち、要すればインク
を吸引して回復動作を行うことができる。

６は本発明にがかる掃拭装置であり、インクに対して耐
蝕性があり、かつ吸収性の強いほぼ方形をなすインク吸
収体７と、このインク吸収体７を保持する吸収体ホルダ
８とで構成され、不図示の上下駆動機構により矢印で示
すＹおよびＹ′方向に移動させられる。なお、掃拭装置
６は、キャップ部材４とは少し離れた記録領域外の位置
に立設されており、キャリッジがＸ方向に移動する際に
上昇して、吸収体７を第２図に示すように各記録ヘッド
１のインク吐出面２と接触させるように保たれる。９は
インク吸収体７の一方の面、すなわち、記録ヘッド１側
の面に撥水処理等によって予め形成した撥水層であり、
第２図のようにして掃拭装置６による掃拭が行われると
きに、吐出面２上のインク滴１０が吸収体７に直接吸収
されず、との撥水層９が吸収体７と共働してゴムの掃拭
板のような役目をなし、インク滴ｌＯを拭き集めるよう
に作用する。

ところで、一般に、記録ヘッド１では先にも述べたよう
にその吐出面に微小なインク滴１０によるいわゆる濡れ
状態が発生する。第３Ａ図はキャップ部材４によるキャ
ッピングから解放された直後の吐出面２の状態を示すも
ので、この場合は、キャップ部材４の周囲部４Ａの形状
に対応してインク跡１０Ａが付着する。また、第３Ｂ図
は記録中に発生した吐出面２の濡れ状態を示す。この場
合、インク滴１０の大きさもまちまちで、記録によるべ
た部の占める割合が高いほど濡れ易いが、一般に小さい
ものは数μｍ、また大きいものは数百μｍにもなる。更
にインク滴ｌＯの高さの方もインクの種類や吐出面２の
オリフィスプレート部２Ａの状態によって異なるが、撥
水処理がなされている場合は小さいもので約１μｍ、大
きいもので十数μｍ程度である。

次に、このように構成した掃拭装置６による掃拭動作を
第１図および第２図を参照しながら説明する。

先にも述べたように、掃拭装置６は掃拭動作が必要なと
きにのみ、矢印Ｙ方向にせり上がり、記録ヘッドＩＡ−
ＩＤに対して一連の掃拭動作が終ると、矢印Ｙ′方向に
降下して待機状態を保つ。そこで、まず、記録開始時に
キャップ部材４が記録ヘッド１の吐出面２から引離され
て、不図示のキャリッジがホームポジションから矢印Ｘ
方向に移動をすると、待機状態からせり上がった掃拭装
置６の吸収体７に記録ヘッド１が次々と接触する。そし
て、第３Ａ図のようにキャップ部材４の周囲部４Ａが当
接して部分に付着したインク跡１０Ａを第２図に示すよ
うに吸収体７の撥水層９で掃拭していく。かくして、第
３Ｃ図に示すような掃拭された状態で個々の記録ヘッド
ＩＡ〜Ｉｎから次々とインクを吐出して記録が行われる
。

また、配設動作中にインク吐出口３の周囲部に付着した
第３Ｂ図に示すようなインク滴１ｏは、例えば記録ヘッ
ド１が所定量あるいは所定期間記録を行った時点で記録
ヘッド１をいったんホームポジションに戻した後、再度
Ｘ方向に移動させるようなシーケンスをホスト装置の制
御部に組込んでお（ことにより上述したと同様にして掃
拭することができる。

このように、本実施例によれば、吸収体７の片方の側に
設けた撥水層が従来のゴムの掃拭板のよすな働きをする
ので、インク滴１０のみならず、付着したごみまで掃拭
することができ、更に従来のゴム掃拭板では拭い取れな
かったような微量な拭き残しのインク層を吸収体７に吸
収させて、インク残りのない効果的なワイピングを実施
することができた。また、吸収体７自体に吸収されるイ
ンク量が少なくてすむために、従来のようにインクを吸
収し切れず逆にインクを吐出面に塗り付ける結果を生じ
るようなことがなくなり、その耐久使用時間の延命を図
ることができた。

本実施例は、記録ヘッドの摺擦面が撥水処理を予め行っ
たものであるので、ワイピング時の摩擦抵抗は減じられ
、相方の耐久性を向上できる利点もある。この場合、相
方の撥水剤は、同種または同一の材質が好ましい。

加えて、本例では、面全体に撥水剤があることによって
液体吸収体表面のインク漏れやインク保持性の低下を防
止し、撥水処理面がその吸収体との境界に作る毛管作用
域によってインク吸収力が増加されるという相剰効果が
ある。

なお、本実施例を行った時の諸条件を以下に示す。

吸収体： 厚さ　　　　５．Ｏｍｍ±０．１ 幅　　　　　　１５．Ｏｍｍ　　ｔＯ，１自由長　　　
８．Ｏｍｍ±０．１ 侵入量　　　２．Ｏｍｍ±０．３ 撥水処理・・・・・・片側のみ、撥水層の厚さ２０μｍ 当接角度：９０゜ ワイピング凍ａ　：　ｌｎ１１ｍｍ／ｃａｐ　＋　９１
１使用記録ヘッド：　４００ｄｐｉ　１２ｇノズル掃拭
のシーケンス＝８行記録毎 （Ａ４１枚に対し４回） なお撥水剤にはシリコン系のものを使用したが、これに
限らず、フッ素糸等疎水性の効果があるものであればよ
い。ただし、その形成にあたって吸収体に浸透しにくい
ものが好ましい。

また、ワイピング速度については、その速度が速くなる
ほど特にすりぬけなどによって掃拭効果が低下する傾向
が生じるが、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下ならば問題がない
ことを確認した。

上述の条件で記録比率１００％のべた黒記録により濡れ
量を最大にしてＡ４サイズのシート３万枚に対して耐久
試験を行った結果、その後期で吐出面にやや微小なイン
クの残りが見られたが、よれや−時不吐出などのように
吐出への影響を及ぼすほどのことは無かった。また、同
一条件の下で環境試験を実施したが、高温／高湿（３２
，５℃７９０％）から低温／低湿（１５，０℃７１０％
）までの実験においても瀾♀できる結果が得られた。

ついで、第２の実施例について説明する。

本例は第４図に示すように吸収体７の両面に撥水層９を
形成したものである。すなわち、本例によればキャリッ
ジの往復移動に際して双方の方向に掃拭が可能であり、
第１実施例ではホームポジションからＸ方向への移動時
にしか掃拭出来なかったものが、本実施例では、Ｘ方向
への移動時にキャッピングによるインク跡１０Ａの掃拭
を行い、更に所定量の記録を行ってホームポジションに
戻るときに、吸収体７のいま一方の面に形成した撥水層
により掃拭動作を実施する゛ことができる。

従って、回復動作として従来から行われてきた空吐出動
作もこのときに行えばよ（、従来のように空吐出のため
にわざわざキャリッジをＸ方向に移動させて掃拭部材６
による掃拭動作を行わせる必要がな（なり、それだけ全
体的な記録速度を高めることができるのみならず、キャ
リッジの往復動による２度拭きも可能であり、掃拭効果
を一層高めることができる。

第５図は本溌明の第３の実施例を示す。本例は吸収体７
の掃拭する側の面の一部に撥水処理等で撥水層９を形成
したもので、この図で工で示す部分が撥水層９の形成部
である。更にここで、ψは記録ヘッド１がＸ方向に移動
するときにこの撥水層形成部■が記録ヘッド１の吐出面
２となす角度を示す。また、本例では好適例として吐出
面２に撥水処理が施されて撥水処理面２Ｂが形成されて
いるが、このような撥水処理面２Ｂの形成されない記録
ヘッドであってもよいことは勿論である。

このように構成した掃拭装置は吐出面２の濡れによるイ
ンクの量が多いような場合にも効果的に作用できるもの
で、例えば本例のように吐出面２に撥水処理が施されて
いる場合は、その表面のインク滴１０が比較的溜り難い
。しかし、本例は濡れが多い場合にも効果的なもので、
本例では溜り過ぎたインクが矢印Ａで示すように撥水層
形成部Ｉを乗越えるほどになると、撥水層が形成されて
いない部分（以下でインク吸収部という）■で吸収され
るようにしである。勿論、それとは別に濡れが多い場合
は矢印Ｂで示すようにその残留したインクを吸収体７の
底面から吸収することができる。

この作用を一層向上するためには、撥水層の高さを５μ
ｍないし１００μｍ程度、実用面では、３０μｍないし
５０００μｍの範囲内に設計すれば良い。

本実施例によれば、２通りの吸収経路が得られるために
、例えば異なる色を吐出させるために複数の記録ヘッド
が設けられるような場合であっても、十分にインクを吸
収掃拭できる。すなわち、最初の記録ヘッドＩＡについ
て掃拭し次々と掃拭する場合、撥水層形成部１に溜るイ
ンク量が僅かなために、混色を発生させるようなことが
ない。なお、本例では吸収体７の一方の面に撥水層形成
部■を設けたが、第２の実施例に準じて、双方の面の端
縁近傍にそれぞれ撥水層形成部工を設けるようにするこ
ともできる。

また、以上に述べてきた吸収体に撥水層を形成するにあ
たっては、個々にではな（、吸収体のブロックに撥水処
理等によって撥水層を形成しておき、それを截断して複
数のものとすることが可能である。また、その撥水層も
、撥水剤の塗布等の代わりに弾性のある疎水性の膜体を
貼設するようにして形成してもよい。更にまた、本発明
にかかる吸収体から必要に応じて吸引手段あるいは抑圧
手段によりインクを絞り出すように構成したり、吸収体
内にヒータを設けてインクの乾燥を図るようにすること
もできる。また、掃拭手段による掃拭もヘッドの移動方
向に対して斜めに拭（ようにしてもよい。

本発明は、特に液体噴射記録方式の中でもバブルジェッ
ト方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をも
たらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化
、高精細化が達成できるからである。その理由は、バブ
ル発生による吐出特性がクリーニング不良によって大き
く損われ、また熱的影響によって吐出面に固着物の発生
がある場合が見られるが、本発明のクリーニング効果に
よってこれらの問題をも特に解決できるからである。

その代表的な構成や原理については、〜例えば、米国特
許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明
細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが
好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニ
ュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデ
マンド型の場合には、液体（インク）が保持されている
シートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に
、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上
昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することに
よって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録
ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの
駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を
形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮によ
り吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少
なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形
状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので
、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき
、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては；
”米国特許第４４６３３５９−号明細書、同第４３４５
２６２号明細書に記載されているようなものが適してい
る。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米
国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件
を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述のような構成（直線状
液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領
域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８
３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を
用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複
数の吐出エネルギー発生手段に対して、共通するスリッ
トを吐出エネルギー発生手段の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、記録を確実に効率よ
（行いつるからである。

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
ても本発明は有効に適用できる。

そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合
せによってその長さを満たす構成や、一体向に形成され
た１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。加
えて、上側のようなシリアルタイプのものでも装置本体
に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置
本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップ
タイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的
に設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた
場合にも本発明は有効である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、記録ヘッド
のインク吐出面を掃拭する部材を弾性のあるインク吸収
体で構成し、そのインク吸収体の掃拭にかかわる面の少
なくとも一部を撥水性にしたので、従来のインク吸収体
のみで構成された掃拭装置では持たされなかったブレー
ドによるような掃拭機能をインク吸収機能と共に１つの
部材で兼ね具えさせることができ、インク吐出面のイン
ク濡れや汚れによる不吐出や記録のよれ、あるいはイン
クの固形化による不吐出を効果的に防止することができ
る。また、複数の液体噴射記録ヘッドを用いたカラー記
録装置の場合のインクの混色を防止することができる上
に掃拭装置自体の簡易化、小型化、低廉化に貢献できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す斜視図、 第２図は第１図の掃拭部材による掃拭動作の説明図、 第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｃ図は記録ヘッド吐出面
のインク汚れの状態および清掃後の状態を示す正面図、 第４図は本発明の第２の実施例による吸収体の構成図、 第５図′Ｃ士本発明の第３の実施例による掃拭動作の説
明図である。 １　、　ＬＡ、　ＩＢ、　ＩＣ，ＩＤ・・・記録ヘラ２
・・・吐出面、 ３・・・インク吐出口、 ４・・・キャップ部材、 ４Ａ・・・周囲部、 ５・・・キャップホルダ、 ６・・・掃拭装置、 ７・・・吸収体、 ８・・・吸収体ホールダ、 ９・・・撥水層、 １０・・・インク滴、 １０Ａ・・・・インク跡、 ■・・・撥水層形成部、 ■・・・インク吸収部。 ド、 第１凶の神Ｊ式音Ｍ才してよう掃Ｉ式！加）の状Ｐ月囚
第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吐出エネルギー発生素子を有し液体を噴射する記録
   ヘッドの液体吐出面を掃拭する掃拭部材を有する液体噴
   射記録装置において、 前記掃拭部材を弾性のある液体吸収体で構成し、該液体
   吸収体の記録ヘッド掃拭にかかわる表面の少なくとも一
   部を撥水性にしたことを特徴とする液体噴射記録装置。 ２）前記液体噴射記録装置は複数の記録ヘッドを有し、
   前記掃拭部材は前記複数の記録ヘッドに対して掃拭を行
   うことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録装置
   。 ３）前記液体吸収体の掃拭にかかわる面の少なくとも一
   部を撥水剤の塗布によって撥水性とすることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の液体噴射記録装置。 ４）前記液体噴射記録装置が上記記録ヘッドとして、吐
   出面が予め撥水処理され、熱エネルギーを液体または固
   体のインクに与えて膜沸騰を生じせしめる電気熱変換体
   を有する熱記録ヘッドを具備している請求項１ないし３
   のいずれかに記載の液体噴射記録装置。 ５）液体噴射記録装置に用いられる記録ヘッドの液体吐
   出面に対して作用する掃拭部材であって、少なくとも吐
   出面に対して最初に接する部位に液体撥水性部署を有し
   掃拭部材本体が液体吸収体であることを特徴とする掃拭
   部材。 ６）上記撥水性部署は、該掃拭部材本体の一側面全体で
   ある請求項５記載の掃拭部材。 ７）上記掃拭部材は、上記記録ヘッドが吐出面が予め撥
   水処理され、熱エネルギーを液体または固体のインクに
   与えて膜沸騰を生じせしめる電気熱変換体を有する熱記
   録ヘッドである請求項５または６に記載の掃拭部材。