JPH03213350A - インクジェット記録装置 - 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、インクジェット記録装置に関し、特にマルチ
ノズル型の記録ヘッドを具え、記録ヘッドに対し性能保
持のために記録液の循環および加圧が可能なインクジェ
ット記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種のインクジェット記録装置としては、例え
ば特開昭６０−２４７５６４号公報に開示されている本
願人の提案によるものなどがある。第５図によってこの
ような従来のインクジェット記録装置について説明する
が、本例では通常の記録動作を行うプリントモードの外
に、記録ヘッドにおける目詰りの除去処理を行うための
加圧モードと、インク供給系における気泡の除去処理を
行う循環モードとが設定できるようにインク供給システ
ムが構成されている。

第５図において、１０１は記録ヘッド、１０２および１
０３は記録へラド１０１へのインク供給路、１０４は第
１タンク、１０５は補充用の第２タンク、１０６はポン
プ、１０７および１０８はインク供給路１０２および１
０３に設けられた開閉弁、１０９は第１タンク１０４の
空気抜管１１０に設けられた通気弁、１１１は補給用の
一方交通弁である。なお、ここで、記録ヘッド１０１の
駆動系や被記録材の送給・排出手段等については汎用の
ものであり特に図示されていない。

第３表はこのように構成されたインクジェット記録装置
にあって設定されるインク供給系の各種モード時におけ
る弁１０７．１０８．１０９およびポンプ１０６の状態
を示す。

（以下余白） 第３表 第３表から明らかなように、本例のインク供給システム
においては、弁１０７．１０８．１０９およびポンプ１
０６の操作によって、プリントモード以外に循環、加圧
、保存モードに切換えて、それぞれのモードによる効果
を期待することができる。また、インク補充のときは、
弁１０８を閉成し、ポンプ１０６のＦ方向の駆動により
一方交通弁Ｉｌｌを介して第２タンク１０５から第１タ
ンク１０４にインクを送給することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のインクジェット記録装置
では、プリントモードの場合、記録ヘッド１０１にイン
クを供給する経路はインク供給路１０２の側のみである
ために、記録ヘッド１０１においてはその供給口に近い
方の不図示の吐出口からの吐出特性と、供給口から遠い
方に位置する不図示の吐出口からの吐出特性との間に差
異が生じ、例えばインクが吐出されてからそのあとの液
路が再充填されるまでの時間、再充填時間が第６図に示
すように違ってきて、供給口に近い側のノズルＡにおけ
る再充填時間ＴＩより供給口から遠い側のノズルＢにお
ける再充填時間Ｔ２が長くかかる。そこで、長くかかる
方の再充填時間Ｔ２により記録へラド１０１を駆動する
ときの最高駆動周波数が決ってしまい、記録速度がそれ
だけ制約されるという欠点があった。

本発明の目的は、上述したような従来の欠点を除去し、
記録ヘッドにおけるインク再充填時間の短縮を図り、高
周波駆動を実現できるインクジェット記録装置を提供す
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、インクの流通
が可能な複数のインク出入口を有するマルチノズル型の
記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するインクを貯留す
るインクタンクと、前記複数のインク出入口を介して前
記インクタンクから前記記録ヘッドに前記インクの供給
が可能なインク流通経路と、前記インクタンクからポン
プを介して前記複数のインク出入口の少な（とも１つに
前記インクを強制的に送給するインク送給経路と、前記
インク流通経路に設けられ、前記複数のインク出入口へ
の前記インクの供給を前記インク送給経路による強制送
給に切換可能な経路切換え手段とを有することを特徴と
するものである。

［作　用コ 本発明によれば、プリントモードのときは経路切換手段
の切換えにより、複数のインク出入口を供給口として、
記録ヘッドにインクを供給することができ、これにより
マルチノズルの肉供給口からかけ離れた液路に対しても
そのインク再充填時間の遅れを少な（することができる
と共に他のモードのときは経路切換手段を他方に切換え
ることにより記録ヘッドに強制的にインクを送り出すこ
とができ、記録ヘッドに対して循環および加圧動作を実
施することができる。

［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としてそのインク供給系の構
成を、また、第２図に本発明インクジェット記録装置の
全体的な構成を示す。まず、第２図において、１はバブ
ルジェット式の記録ヘッドであり、本例では複数の記録
ヘッド１のそれぞれに４００ｄｐｉの密度で４７３６個
のインク吐出口（不図示）が配列されている。また、個
々の記録ヘッドｌにはその吐出口と連通ずる液路に吐出
エネルギーを発生させるために発熱抵抗体が設けられて
いて、通電によりこれと接触を保つインク中に気泡を発
生させ、その圧力で吐出口からインクを吐出させる。２
は複数の記録ヘッドを保持している保持ブロック、３は
キャッピングユニットであり、記録待機時に保持ブロッ
ク２を一点鎖線の位置にまで引き上げた上、その吐出面
側をキャッピングユニット３でキャップする。また、循
環回復時には（後述する）回復ポンプによりインク供給
系を介してインクが記録ヘッド１に送り出され、吐出口
から排出された廃インクの受は皿となる。なお廃インク
は図示しない廃インクタンクに導かれる。

４は記録ヘッドｌの吐出面との間に所定の間隔を保って
対向配設されたエンドレスの帯電吸着ベルト、５は帯電
吸着ベルト４を介してヘッド１の対向位置に配設された
バックプラテンである。６は普通紙などの記録シート７
が収納されて本体に着脱自在に装着される給紙カセット
、８は最上面の記録シート７を一枚だけ送り出すピック
アップローラである。９はピックアップローラ８から送
り出された記録シート７を搬送路１０へ送り出す搬送ロ
ーラであり、１１は搬送路ｌＯの送出側に配設された搬
送ローラである。１３および１４は記録シート７の表面
に飛翔した液滴を熱風により乾燥定着させるヒータおよ
びファン、１５は定着の終了した記録シート７を装置外
に排出する排出ローラ、１６は排出された記録シート７
を順次ストックするトレイである。

次に、このようなインクジェット記録装置の動作につい
て説明する。

まず、記録動作について説明する。記録開始の操作が行
なわれると、指定されたサイズの記録シート７がピック
アップローラ８によって給紙カセット６から送り出され
る。送り出された記録シート７は、搬送ローラ９および
１１によって、予め帯電された状態で回転すると共にバ
ックプラテン５によって平坦に保持されている帯電吸着
ベルト４に乗せられる。そして、記録シート７の先端部
がヘッド１の下部に到着するのに運動して、不図示の記
録処理装置が動作し、ヘッド１のエネルギー発生体を駆
動して、この運動により、原稿情報に応じて液滴を吐出
口から記録シート７の表面に向けて飛翔させ、記録が行
なわれる。なお記録シート７の吸湿性の悪い場合は、表
面に付着した液滴が乾燥せず、擦られて印字汚れを生じ
るので、ヒータ１３およびファン１４によって強制乾燥
を行なって定着させる。定着の終了した記録シート７は
、排出ローラ１５によってトレイ１６へ排出される。

ついで、第１図に従って、本発明にかかるインク供給系
の構成について説明する。

マルチノズル式の記録ヘッド１は仕切壁２１で仕切られ
た複数の液路２２とこれらの液路２２に連通ずる共通液
室２３とを有し、個々の液路２２にはここでも図示はし
ないが先にも述べたように発熱抵抗体が設けられている
。２４および２５は共通液室２３のほぼ両端部に接続さ
れた第１および第２のインク通路、２６はインク通路２
４と２５とを結ぶ連通インク通路、２７は連通インク通
路２６に設けた弁（以下で連通弁という）である。２８
はインクタンク、２９は空気抜管３０に設けた通気弁、
３１はインクタンク２８から第１インク通路２４にイン
クを送り出すポンプ、３２は第２インク通路２５のタン
ク２８からの立上り部２５Ｂに設けた弁である。なお、
これらの弁２７．２９および３２は開閉の制御が容易な
ように例えば電磁弁とするのが好適である。

第１表にこのように構成したインク供給系における各モ
ードでの諸弁およびポンプの状態を示す。

第１表 ついで、第１表に従って各モードでのインク流通経路に
ついて説明する。

（１）プリントモード なお本実施例はオンデマンド方式のインクジェット記録
装置に適用した例を示すもので、従って、記録時に記録
ヘッド１に供給されるインクには圧力をかける必要はな
く、ポンプは停止されている。しかして、このモードの
場合、連通弁２７、弁３２および通気弁２９はいずれも
開弁されており、インクはインクタンク２８から第２イ
ンク通路２５および連通インク通路２６を経て、共通液
室２３の両側から通路２５と共に通路２４によって供給
される。このために第３図に示すように共通液室２３へ
の両側のインク出入口（供給口）２４Ａおよび２５Ａ近
傍の液路ＣおよびＤと、その中間部に位置する液路Ｅと
での再充填時間Ｔ１とＴ３の差が少なくてすむ。

（２）循環モード 記録ヘッド１にインクを循環させることによって記録装
置による記録開始前に記録ヘッド内およびインク供給系
内のイ・ツク中から気泡を除去すると共に、インク供給
系内のインクを新しいものに入れ替えるために使用され
るモードであり、特に記録装置が使用されずに長時間放
置されたような時に設定される。しかして、この循環モ
ードでは第１表に示すように連通弁２７を閉成すると共
に弁３２および通気弁２９を開弁させた状態でポンプ３
１を駆動することにより、インクタンク２８から第１イ
ンク通路２４によって記録ヘッド１の共通液室２４にイ
ンクを送り込み、第２インク通路２５を介してインクタ
ンク２８にインクを戻し、インクを循環させると共に、
その間に捕捉された気泡をインクタンク２８内で放出す
ることができる。

（３）加圧モード 記録ヘッド１の液路２２や吐出口に目詰りが生じたりし
たときにインクに圧力をかけて吐出口から強制的にイン
クを押出させ、詰っていた夾雑物を追い出すためのモー
ドである。しかして、この加圧モードのときは、第１表
に示すように第２インク通路の弁３２のみを閉成してポ
ンプ３１を駆動する。かくすることにより第１インク通
路２４を介してインクタンク２８から吸引されたインク
を連通インク通路２６を介して供給口２４Ａおよび２５
Ａの双方から共通液室２３に送り込むと共に圧力をかけ
ることができ、その液圧によって強制的にインクを吐出
口から排出させることができる。

第４図は本発明の第２の実施例によるインク供給系の構
成を示す。本例は、第１インク通路２４と第２インク通
路２５との間に連通路および連通弁を設ける代りに、第
１インク通路２４のポンプ３１上流側と下流側との間に
バイパス通路３６をバイパス通路３６にバイパス弁３７
を設けたものである。

第２表に本実施例のインク供給系における各モードでの
諸弁およびポンプの状態を示す。

第２表 なお、本実施例による各モードでの動作についてはその
説明を省略するが、特に本例の場合、ポンプ３１の運転
時に閉成されるバイパス弁３７を設けたことに特徴があ
り、このバイパス弁３７としては矢印方向の流れのみを
許可する一方交通の逆止弁で代替することができる。

なお、以上に述べた実施例では記録ヘッドへのインク通
路が２本の場合についてであったが、インク通路の数は
２本に限られるものではな（、マルチノズルの記録ヘッ
ドに対し３本以上のインク通路を具えたインクジェット
記録装置にも本発明を適用できることはいうまでもない
。また、インク通路に設けられる弁は電磁弁に限られる
ものではなく、開閉が適切に制御される弁であればどの
ような弁であってもよい。

なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
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
きるからであり、記録パターンによって一層定着の遅速
が生じることが予測されるからである。

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て液体（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ｆ＋３．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、複数の電気熱変換体に対し
て、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構
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。

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
ても本発明は特に有効に適用できる。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− また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対
応して複数個数設けられるものであってもよい。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
しては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末
として用いられるものの他、り一ダ等と組合せた複写装
置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態を採るものであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、インク流通
経路に設けた経路切換え手段を開の状態に保つことによ
り複数のインク出入口を介して記録ヘッドにインクを供
給することができ、これによってマルチノズル型記録ヘ
ッドの複数の液路への再充填時間が不均一になるのを抑
制することが可能となり、記録画像におけるドツトの径
が異なったり放置後のインク吐出時にその吐出特性が損
なわれたりするのを防止することができて、信頼生を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるインク供給系の構成
図、 第２図は本発明を適用したインクジェット記録装置の構
成図、 第３図は本発明によるインク再充填時間の特性曲線図、 第４図は本発明の第２実施例によるインク供給系の構成
図、 第５図は従来例によるインク供給系の構成図、第６図は
従来例よるインク再充填時間の特性曲糸泉図である。 １・・・記録ヘッド、 ２２・・・液路、 ２３・・・共通液室、 ２４、２５・・・インク通路、 ２４Ａ、２５Ａ・・・インク（供給口）２６・・・連通
インク通路、 ２７・・・連通弁、 ２８・・・インクタンク、 ２９・・・通気弁、 ３１・・・ポンプ、 ３２・・・弁、 ３６・・・バイパス通路、 ３７・・・バイパス弁。 出入口、 Ｅ 淑Ｙめ狼ｌ １く茫−月ＩＪおインフル１光角艮醒めＪ序セＥ佃群艮
し４第 図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクの流通が可能な複数のインク出入口を有する
   マルチノズル型の記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給す
   るインクを貯留するインクタンクと、 前記複数のインク出入口を介して前記インクタンクから
   前記記録ヘッドに前記インクの供給が可能なインク流通
   経路と、 前記インクタンクからポンプを介して前記複数のインク
   出入口の少なくとも１つに前記インクを強制的に送給す
   るインク送給経路と、 前記インク流通経路に設けられ、前記複数のインク出入
   口への前記インクの供給を前記インク送給経路による強
   制送給に切換可能な経路切換え手段と を有することを特徴とするインクジェット記録装置。