JPH03219959A - 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】 （卒業上の利用分野〕 本発明は、記録情報に基づいて、記録ヘッドの吐出口の
それぞれに設けられた圧力発生手段を駆動することによ
り、吐出口からインク滴を吐出飛翔させて記録を行なう
インクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、転送
されてくる画像情報に基づいて、記録ヘッドのエネルギ
ー発生体を駆動することにより、紙やプラスチック薄板
等の被記録材上にド、７トパターンから成る画像を記録
していくように構成されている。

前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、
ワイヤドツト代、サーマル式、レーザービーム式等に分
けることができ、そのうちのインクジエツト式（インク
ジェット記録袋Ｗ）は、記録ヘッドの吐出口からインク
（記録液）滴を吐出飛翔させて、これを用紙等の被記録
材に付着させて記録するように構成されている。

前記インクジェット記録装置は、インクを微小な液滴に
して吐出飛翔させるので、他の記録装置に比べ、高精細
な画像を高速で記録できるという優れた利点ををしてい
る。

しかし、吐出口の高密度化に伴い、吐出口からの液滴吐
出や液滴の被記録材への着弾などの際に発生するインク
ミストの影響が増大している。

すなわち、記録ヘッドの吐出口面の単位面積当たりの吐
出口数が増加した結果、記録ヘッドと被記録材（用紙や
プラスチック薄板等の記録媒体）の間、並びにその周囲
空間に浮遊するインクミストが、記録ヘッドの吐出口付
近の吐出口面に付着する頻度が高くなっている。

第９図は、記録吐出口３１付近の吐出口面３２にインク
ミスト３３が付着した時のインク滴飛翔状態を示す模式
図である。

第９図において、液路３４が開口する吐出口面３２の記
録吐出口３１付近にインクミスト３３が付着すると、該
インクミスト３３によって、記録吐出口３１から吐出す
る液滴３５の飛翔方向が曲がったり、場合によっては、
記録吐出口３１からの液滴吐出を不能にする所謂ヌレ不
吐出現象が生じ、記録画像の品位を低下させる原因とな
っている。

特に、高精細画像を得るために液滴体積を小さく設定し
た場合には、その傾向が顕著である。

そこで、従来、浮遊インクミストの吐出口面への付着を
防止または除去する方法がいくつか提案されている。

例えば、記録ヘッドと被記録材との間にインクミスト付
着防止部材を設ける方法（特開昭５４１０１３２２号）
、積極的に吸着させる部材を併設する方法（特開昭５７
−２０７０６６号）、ファン等で空気流を作り、浮遊イ
ンクミストを除去する方法（特開昭５７−８４８５７号
）などが知られている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかし、これら
の従来方法を採用すると記録装置が大型になるという技
術的課題があった。

さらに、インクジェット記録ヘッドの吐出口面と被記録
材との間隔は通常２〜３ｍ以下と狭いため、インクミス
トの密度の大きいこれらの場所に上記のインクミスト除
去または防止部材を設けることは非常に困難であった。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、余分のスペースを必要とせず、吐出口面に浮遊
インクミストが付着しても、これを短時間で除去するこ
とができ、常に記録画像の品位を良好に維持し得るイン
クジエ”／ト記録装置を提供することを目的とする。

［課題解決のための手段〕 請求項１の発明は、インクジェット記録ヘッドの被記録
材へ液滴を吐出する記録吐出口の近傍に、吐出口にメニ
スカスを保持できる大きさを有し、かつ記録のための液
滴を吐出しないダミー吐出口を配置したインクジェット
記録装置において、前記ダミー吐出口の少なくとも一部
が、前記記録吐出口と連通ずる液室とは異なる液室に連
通している構成により、前記ダミー吐出口に形成された
メニスカスを記録吐出口の液滴吐出とは独立に振動させ
、吐出口面の記録吐出口付近に付着したインクミストを
容易に除去できるインクジェット記録装置を提供するも
のである。

請求項２の発明は、上記構成に加えて、前記ダミー吐出
口へ通じる液路、前記ダミー吐出口の液路のみが連通ず
る前記液室、および咳液室へインクを供給する供給路の
少なくとも１つに圧力発生手段が配置されており、記録
吐出口から液滴を吐出する時に、前記圧力発生手段によ
り、ダミー吐出口に形成されたメニスカスが吐出口外へ
張り出し、インクが吐出口面の記録吐出口近傍を一時的
に覆う振幅量を持つ振動をなすための圧力を前記ダミー
吐出口の液路内のインクに与える構成により、装置の大
型化を生じることなく、吐出口面に浮遊インクミストが
付着しても、これを短時間で除去することができ、常に
記録画像の品位を良好に維持し得るインクジェット記録
装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例によるインクジェット記録装
置の記録ヘッドの分解斜視図であり、第２図は第１図中
の線■−■に沿った断面口であり、第３図は第１図中の
線１［［−［［１に沿った断面口である。

第１図〜第３図において、基板１の両面（上下面）には
感光性樹脂により液路壁２が形成されており、該基板ｌ
の両面から天板部材３およびペースプレート部材４を接
合することにより、用紙等の記録媒体に対面する前面（
フェイス面）に吐出口面５を有し、かつ内部に後述する
ような液路および液室を備えた記録ヘッドが構成される
。

この記録ヘッドにおいては、前記基板１の上面には、記
録のための複数の記録液路６とその両側１個づつのダミ
ー液路７が形成されており、これら上面側の液路６．７
のそれぞれには、液滴を吐出するための圧力発生手段と
しての発熱素子８が設けられている。

前記記録液路６のそれぞれは、前記吐出口面５に開口す
る記録吐出口９に連通しており、前記ダミー液路７のそ
れぞれは、前記吐出口面５に開口するダミー吐出口１０
に連通している。

前記記録吐出口９は記録のための液滴を吐出するが、前
記ダミー吐出口ｌＯは記録のための液滴を吐出しないも
のである。

また、上面側には液室１１が形成され、前記上側の液路
６．７は全て該液室１１に連通している。

一方、前記基板ｌの下側には複数のダミー液路１２が形
成されており、これらのダミー液路１２のそれぞれは、
前記吐出口面５に開口するダミー吐出口１３に連通して
いる。

前記基板ｌの下側には液室１４が形成されており、下側
のダミー液路１２は全て該液室１４に連通している。

また、下側の液室１４には、電歪素子１５が設けられて
いる。

前記ダミー吐出口１３も記録のための液滴を吐出しない
ものである。

前記各液室１１．１４に対しては、メインインクタンク
（不図示）から供給管（不図示）を通してインクが供給
される。

なお、第２図中の１６は記録吐出口９のメニスカスを示
し、第３図中の１７はダミー吐出口１３のメニスカスを
示す。

上記構成において、基板ｌの上側に形成された前述のダ
ミー液路７およびダミー吐出口１０は、一つには、イン
クジェット記録ヘッドの製造上の簡便さから設けられる
ものであるが、機能上からは、上側の液室１１のエア抜
きのために設けられるものであり、特公昭５９＝１３９
８９号や特開昭６１−３５９６６号に記載されたものと
同じ作用をなす。

記録時には、記録信号に基づいて記録液路６内の発熱素
子８を駆動することにより、その表面に蒸気泡を発生さ
せ、その圧力によって記録吐出口９から液滴を吐出させ
、画像が記録される。

液滴の吐出に伴って、液室１１から記録液路６内へ毛細
管力によりインクが供給される。

一方、下側のダミー液路１２およびダミー吐出口１３に
おいては、記録時に前記記録液路６内の圧力状態とは独
立に、前記電歪素子１５によってダミー液路１２内のイ
ンクに所定の圧力が印加される。

前記電歪素子１５による駆動圧力は、予め、ダミー吐出
口１３に形成されたメニスカス１７が吐出口外へ張出し
、そのインクが記録吐出口９の周辺を一時的に覆うよう
に、ダミー液路１２内のインクを振動させることができ
るように設定されている。

第４図の（Ａ）〜（Ｅ）は第１図〜第３図について説明
した記録ヘッドの駆動状態を説明するための吐出口部分
の模式的継断面図である。

第４図において、記録信号により記録液路６の吐出口９
からメニスカス１６が吐出口９外へ張出しくＡの状態）
、記録液滴１８として分離飛翔する直前（Ｂの状態）に
かけて、ダミー液路１２のダミー吐出口１３に形成され
たメニスカス１７は、前記電歪素子１５の駆動によるイ
ンク加圧のためダミー吐出口１３外へ張出す。

このダミー吐出口１３のメニスカス１７は、前記記録吐
出口９からの液滴１８の分離飛翔時（Ｃの状態）を経て
、最大張出し状態（Ｄの状Ｌ！ｉ）に至る。

このダミー吐出口１３のメニスカス１７の張出しによっ
て、吐出口面５の記録吐出口９付近が張出したインクで
覆われ、該吐出口面５上に付着したインクミスト１９は
（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように該インクの中に合体される
。

その後、ダミー液路１２内の圧力低下に伴い、吐出口面
５上へ張出したインクはダミー吐出口１３よりダミー液
路１２内へ吸収されて（Ｅ）の状態に至り、ダミー吐出
口１３のメニスカス１６は再び元の状態に復帰する。

なお、記録液滴１８の分離吐出は、図示の例では（Ｃ）
に示すように、ダミー吐出口１３のメニスカス１７が吐
出口面５上のインクミスト１９を吸収合体した直後に行
なわれる。

インクジェット記録へンドの記録のための駆動条件に応
して、液滴１８の望ましい飛翔状態に影響しないように
前記液室１４内の電歪素子１５の駆動周波数を設定し、
以上第４図で説明した動作過程を繰り返すことにより、
インクジェット記録ヘッドの吐出口面５に付着したイン
クミスト１９を除去することができる。

第５図は本発明によるインクジェット記録装置の他の実
施例の記録ヘッド２０を示す分解斜視図であり、第６図
は第５図中の線Ｖｌ−Ｖｌに沿った断面図であり、第７
図は第５図の記録ヘッド２０のインク供給系を示す模式
的構成図であり、第８図は第５図の記録ヘッドを備えた
インクジェット記録装置の模式的斜視図である。

なお、第５図〜第８図の実施例においても、第１図〜第
４図の実施例中の各部に対応する部分は同じ番号で表示
されている。

第５図および第６図において、ベースプレート部材４に
接合された基板ｌ上には感光性樹脂により液路壁２が形
成されており、該基板１に接合される吐出口板２１には
、中央部に配置された複数の記録吐出口９と、該記録吐
出口９０両端に１個づつ配置されたダミー吐出口ＩＯと
、前記記録吐出口９の両側に１列づつ配置されたダミー
吐出口１３とが形成されている。

前記吐出口板２１の上面は吐出口面５を形成している。

各記録吐出口９は、それぞれ、対応する記録液路６に連
通しており、各記録液路６内には記録用の圧力発生手段
としての発熱素子８が設けられている。

前記両端のダミー吐出口１０はそれぞれ両端のダミー液
路７に連通しており、該ダミー液路７内には発熱素子８
Ａが設けられている。

前記両側２列に形成されたダミー吐出口１３はそれぞれ
ダミー液路１２に連通している。

前記記録液路６および前記ダミー液路７と前記ダミー液
路１２との間は、前記液路壁２によって隔てられている
。

前記記録吐出口９は記録のための液滴を吐出するが、前
記ダミー吐出口１０および前記ダミー吐出口１３は記録
のための液滴を吐出しないものである。

また、記録ヘッド２０内には互いに仕切られた液室１１
．１４が形成され、前記記録吐出口９および前記ダミー
吐出口１０は全て液室１１の方に連通しており、前記両
側２列のダミー吐出口１３は全て液室１４の方に連通し
ている。

なお、上記構成において、前記記録吐出口９の両端に設
けた前記ダミー吐出口１０は、一つには、インクジェッ
ト記録ヘッドの製造上の簡便さから設けられるものであ
るが、機能上からは、各記録吐出口９が連通する液室１
１のエア抜きのために設けられるものであり、特公昭５
９−１３９８９号や特開昭６１−３５９６６号に記載さ
れたものと同じ作用をなす。

また、第６図中で、１６は前記記録吐出口９のメニスカ
スを示し、１７は前記ダミー吐出口１３のメニスカスを
示している。

第７図において、前記記録へ／ド２０は、用紙等の記録
媒体（第８図）に沿って往復移動するキャリッジ２２上
に搭載されている。

第８閲は、第７図の記録へ・ノド２０を備えたインクジ
ェット記録装置の模式的全体斜視図であり、同図におい
て、前記記録へノド２０を搭載したキャリッジ２２は、
記録媒体２７の前で左右に延びるように設置されたガイ
ドシャフト２８に沿って往復移動するように構成されて
いる。

また、インクジェット記録装置の装置本体側には、前記
キャリッジ２２上の記録ヘッド２０にインクを供給する
ためのメインインクタンク２５が配置されている。

第７図において、記録ヘッド２０内の前記液室１１およ
び１４は、それぞれ、エチレン酢酸ビニール樹脂から成
るインク供給チューブ２３および２４を介して、記録装
置本体側のメインインクタンク２５に接続されている。

ところで、第７回に示すようなインクジェット記録装置
においては、記録時には、キャリッジ２２が移動する際
に前記インク供給チューブ２３．２４が屈曲するため、
これらのチューブ２３．２４を通して供給されるインク
圧は大きく変動することになる。

しかし、一方のインク供給チューブ２３の途中にはエア
バッファ効果を有するサブタンク２６が接続されている
ので、該チューブ２３の屈曲によるインク圧変動は該サ
ブタンク２６で吸収されることになる。

このため、記録ヘッド２０内の一方の液室１１に連通ず
る記録吐出口９からは、安定した液滴吐出を行なうこと
ができる。

他方の液室１４に対しては、インク供給チューブ２４の
屈曲によるインク圧変動が直接的に作用するため、前記
ダミー吐出口１３のメニスカス１７ではメニスカス振動
が発生することになる。

そこで、このインク圧変動の大きさに応じて、液室１４
の容積およびダミー吐出口１３の形状等を適切に決める
ことによって、ダミー吐出口１３のメニスカス１７が次
のように振動するように設定することができる。

すなわち、このメニスカス振動によって、該メニスカス
１７がダミー吐出口１３から外へ張出し、そのインクが
記録吐出口９の周辺を一時的に覆うような振幅量を持つ
ように設定することができる。

メニスカス１７の振動をこのように設定することにより
、第４図で説明したインクミスト除去動作と実質上回し
動作によって、吐出口板２１の吐出口面（上面）５の記
録吐出口９の周囲に付着したインクミスト１９（第４図
）を張出したインク中に合体させ除去することができる
。

すなわち、記録時には、記録信号に基づいて記録液路６
内の発熱素子８を駆動することにより、その表面に蒸気
泡を発生させ、その圧力によって記録吐出口９から液滴
を吐出させ、画像が記録される。

液滴の吐出に伴って、液室１１から記録液路６内へ毛細
管力によりインクが供給される。

一方、ダミー液路１２内のインクに対しては、記録時に
、前記記録液路６内の圧力状態とは独立に、前記キャリ
ッジ２２の移動に基づく前記液室１４内の圧力変動によ
って所定の圧力が印加される。

このキャリッジ２２の移動によるダミー液路１２の駆動
圧力は、予め、ダミー吐出口１３に形成されたメニスカ
ス１７が吐出口外へ張出し、そのインクが記録吐出口９
の周辺を一時的に覆うように、ダミー液路１２内のイン
クを振動させることができるように設定されている。

複数の前記記録吐出口９は、記録信号により選択的に駆
動されて記録のためのインク滴（液滴）を吐出するもの
であり、前記ダミー吐出口１３は、記録のためのインク
滴を吐出せず、前述したようにメニスカス１７を吐出口
外へ張り出させて吐出口面１１に付着したインクミスト
を除去するためのものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、請求項１の発明によれ
ば、インクジェット記録ヘッドの被記録材へ′ａ滴を吐
出する記録吐出口の近傍に、吐出口にメニスカスを保持
できる大きさを有し、かつ記録のための液滴を吐出しな
いダミー吐出口を配置したインクジェット記録装置にお
いて、前記ダミー吐出口の少なくとも一部が、前記記録
吐出口と連通ずる液室とは異なる液室に連通している構
成としたので、前記ダミー吐出口に形成されたメニスカ
スを記録吐出口の液滴吐出とは独立に振動させることに
より、吐出口面の記録吐出口付近に付着したインクミス
トを容易に除去でき、安定した高品位の画像を記録し得
るインクジェット記録装置が提供される。

請求項２の発明は、上記構成に加えて、前記ダミー吐出
口へ通じる液路、前記ダミー吐出口の液路のみが連通ず
る前記液室、および咳液室へインクを供給する供給路の
少なくとも１つに圧力発生手段が配置されており、記録
吐出口から液滴を吐出する時に、前記圧力発生手段によ
り、ダミー吐出口に形成されたメニスカスが吐出口外へ
張り出し、インクが吐出口面の記録吐出口近傍を一時的
に覆う振幅量を持つ振動をなすための圧力を前記ダミー
吐出口の液路内のインクに与えるように構成したので、
さらに、装置の大型化を生しることなく、吐出口面に浮
遊インクミストが付着しても、これを短時間で除去する
ことができ、常に記録画像の品位を良好に維持し得るイ
ンクジェット記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドの−★施例を示す分解斜視図、第２図は第１図中の
線■−■に沿った部分断面図、第３図は第１図中の線■
−■に沿った部分断面図、第４図の（Ａ）〜（Ｅ）は第
１図の記録ヘッドの駆動動作を説明するための模式的断
面図、第５図は本発明によるインクジェット記録装置の
記録ヘッドの別の実施例を示す分解斜視図、第６図は第
５中の線■−■に沿った断面図、第７図は第５図の記録
ヘッドにインクを供給するためのインク供給系の構成を
示す模式図、第８図は第５図の記録ヘッドを搭載したキ
ャリッジを備えたインクジェット記録装置の概略斜視図
、第９図は吐出口面にインクミストが付着した記録ヘッ
ドから液滴が吐出飛翔される状態を模式的に示す縦断面
口である。 １−−−−一基板、２−−−−一液路壁、５−−−一吐
出口面、６−・−・記録液路、７．１２−−−ダミー液
路、８発熱素子、９−−−一記録吐出口、１０’−−−
−−−ダミー吐出口、１１−・−液室、ｌ　２−−−−
ダミー液路、１３−・−ダミー吐出口、１４−−−−一
液室、１５−−−−−−電歪素子、１６．１７−・−メ
ニスカス、１　Ｂ−−−−一液滴、１９−−−−−イン
クミスト、２０−−−一記録ヘノド、２１−−−一吐出
口板、２２−−−−−キャリッジ、２３．２４−−−−
インク供給チューブ、２５−−−−−メインインクタン
ク、２６−・・−サブタンク、２７−−−−−記録媒体
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクジェット記録ヘッドの被記録材へ液滴を吐
   出する記録吐出口の近傍に、吐出口にメニスカスを保持
   できる大きさを有し、かつ記録のための液滴を吐出しな
   いダミー吐出口を配置したインクジェット記録装置にお
   いて、前記ダミー吐出口の少なくとも一部が、前記記録
   吐出口と連通する液室とは異なる液室に連通しているこ
   とを特徴とするインクジェット記録装置。
2. （２）前記ダミー吐出口へ通じる液路、前記ダミー吐出
   口の液路のみが連通する前記液室、および該液室へイン
   クを供給する供給路の少なくとも１つに圧力発生手段が
   配置されており、記録吐出口から液滴を吐出する時に、
   前記圧力発生手段により、ダミー吐出口に形成されたメ
   ニスカスが吐出口外へ張り出し、インクが吐出口面の記
   録吐出口近傍を一時的に覆う振幅量を持つ振動をなすた
   めの圧力を前記ダミー吐出口の液路内のインクに与える
   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。