JPH0428559A - 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、記録ヘッドから被記録材へインクを吐出させ
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、画像
情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の被記録材上
にドツ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、
ワイヤドツト式、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ェット式（インク
ジェット記録装置）は、被記録材にインクを吐出させて
記録を行なうように構成されている。

インクジェット記録装置は、ノンインパクト方式である
ため騒音が少なく、多色のインクを使用してカラー画像
を記録するのが容易であるなどの利点を有している。

しかし、インクジェット記録装置では、記録ヘッドの微
細な吐出口からインクを直接吐出させて記録を行なうの
で、吐出口が紙粉やゴミ等により塞がれ、吐出不良にな
ったり、さらには、回復困難な不吐出に至ってしまうこ
とがある。

従来、吐出口のゴミ詰まりによる不吐出等を防止する対
策として、吐出口の径を大きくしたり、あるいは、イン
ク供給経路にメツシュフィルターを設けるなどの対策が
採られていた。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかしながら、
吐出口の径を大きくする方法は、その分記録密度が粗く
なるので、本質的な対策とはなり得ない。

また、インク供給経路にメンシュフィルター等を設ける
方法では、内部からの異物進入は防止できても、吐出口
外部から異物が進入した場合には、その除去が益々困難
になるという技術的課題があった・ 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、吐出口内にゴミ等の異物が詰まった場合、これ
を迅速かつ確実に除去することができ、吐出口詰まりを
効率良く回復させ得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。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、記録ヘッドから被記録材へインクを吐出させ
て記録を行なうインクジェット記録装置において、所定
のタイミングで記録ヘッドの吐出口から記録ヘッド内へ
流体を注入する流体注入手段を有する構成とすることに
より、吐出口内にゴミ等の異物が詰まった場合、これを
迅速かつ確実に除去することができ、吐出口詰まりを効
率良く回復させ得るインクジェット記録装置を提供する
ものである。

上記構成において、前記流体注入手段の他に、記録ヘッ
ド内を通してインクを循環させるインク循環手段を設け
れば、記録ヘッド内へ押し出した異物を迅速に排除する
ことができる。

上記構成において、前記流体を注入した後に、吐出駆動
パルスを印加して空吐出を行なえば、記録ヘッド内へ押
し出した異物を吐出口から迅速に排出することができる
。

〔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３図は、本発明を適用したインクジェット記録装置の
要部構成を例示する模式的斜視図である。

第３図において、ｌはキャリッジ３に搭載されたヘッド
ユニットであり、該ヘッドユニット１は、複数個（図示
の例では、４個）の記録ヘッド２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２Ｄ
を有している。

各記録ヘッド２Ａ〜２Ｄの吐出口面には吐出口（通常、
複数個）が形成されており、各記録へラド２Ａ〜２Ｄか
らは色の異なるインクが吐出される。

例えば、カラーインクシエンド記録装置の場合、各記録
ヘッド２Ａ〜２Ｄは、例えば、イエローマインク、シア
ン、ブラックのインク色に対応させることができる。

第３図において、前記ヘッドユニット１を搭載したキャ
リッジ３は、ガイドレール４に沿って移動可能に支持さ
れ、キャリッジ駆動モータ６によりタイミングベルト５
を介して往復駆動される。

用紙やプラスチック薄板等から成る被記録材７は、搬送
モータ８で駆動される搬送ローラ対９およびこれと協働
する保持ローラ対１０により、所定の経路に沿って、所
定のタイミングおよび所定のピッチで搬送（紙送り）さ
れる。

この被記録材７が記録ヘッド２Ａ〜２Ｄと対面する記録
位置で平坦に保持されている間に、前記記録へラド２Ａ
〜２Ｄで主走査しながら記録を行ない、１行分の記録が
終了すると、被記録材７が矢印ｆ方向にピッチ送りされ
、次の行の記録が行なわれる。

なお、キャリッジ３には、各記録ヘッド２Ａ〜２Ｄに対
応する色のインクを供給するためのインク供給タンク１
３Ａ〜１３Ｄが交換可能に装着されている。

また、キャリッジ３の移動範囲内であって、記録領域外
の所定位置にホームポジションＨが設定され、該ホーム
ポジションＨには、記録ヘッド２Ａ〜２Ｄと対面する不
吐出回復装置１４が配設されている。

第４図は、前記キャリッジ３上に搭載された前記複数個
の記録へラド２Ａ〜２Ｄを模式的に示す斜視図である。

第３図および第４図において、各記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ
と対応するインク供給タンク１３Ａ〜１３Ｄとの間には
、記録ヘッドへインクを供給するためのインク供給管１
１並びにインク供給タンクへインクを戻すためのインク
戻し管１２が、それぞれに、接続されている。

前記不吐出回復袋Ｎ１４は前後に移動可能であり、キャ
リッジ３がホームポジションＨに来た時、前進して各記
録へラド２Ａ〜２Ｄの吐出口面を密封（キャッピング）
し、各記録ヘッドの吐出口内へ流体を注入（加圧供給）
したり、必要に応じて吐出口からインクを吸引排出した
り、あるいは、吐出口面密封位置または吐出口面開放位
置で吐出口からの空吐出インクを受は取るように構成さ
れている。

実施例Ｉ： 第１図は、本発明によるインクジェット記録装置の実施
例Ｉの不吐出回復系の概略構成を示す模式図である。

第１図は、ホームポジションＨにある記録ヘッド２Ａ〜
２Ｄの吐出口面を前記不吐出回復装置１４の密封部材で
密封し、記録ヘッド２Ａ〜２Ｄの吐出口３１を密閉した
状態を示す。

なお、第１図中の記録ヘッド２およびインク供給タンク
１３は、前記記録ヘッド２Ａ〜２Ｄおよび前記インク供
給タンク１３Ａ−１３Ｄのうちの任意の１つを表示する
ものであり、以下、任意の記録ヘッドおよび任意のイン
ク供給タンクをそれぞれ２および１３と呼ぶことにする
。

第１図において、インク供給タンク１３と記録ヘッド２
の液室３０とは、前記インク供給管１１およびインク戻
し管１２で接続され、該インク供給管１１の途中にイン
ク圧送手段としての回復ポンプ２４が設けられている。

記録へラド２の吐出口面（フェイス面）には複数の吐出
口３１が形成され、各吐出口３１はそれぞれの液路３３
を通して前記液室３０に連通している。

各吐出口３１の内部、すなわち、各液路３３にはその壁
面に沿って、電気熱変換体（発熱素子）３２が配設され
ている。

この電気熱変換体３２は、吐出駆動パルス（パルス電圧
）が印加された時に発熱し、インクに吐出エネルギー付
与するためのものである。

すなわち、記録ヘッド２は、各吐出口３１内の液路３３
に沿って配設された発熱素子等の電気熱変換体３２に、
画像情報に応じたパルス電圧（吐出駆動パルス）を印加
することにより、該電気熱変換体から発生する熱エネル
ギーでインクを膜沸騰させ、その時の圧力でインクを吐
出させるように構成されている。

したがって、前記各記録へラド２Ａ〜２Ｄは、熱エネル
ギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録ヘ
ッドであって、熱エネルギーを発生するための電気熱変
換体３２が各吐出口３１へ通じる液路３３内に配設され
たものである。

また、前記各記録へラド２Ａ〜２Ｄは、前記電気熱変換
体３２によって印加される熱エネルギーにより生じる膜
沸騰による気泡の成長によって、吐出口３１よりインク
を吐出させ、記録を行なうものである。

前記不吐出回復装置１４の前面には、記録ヘッド２の吐
出口面（吐出口３１が形成された面）の周囲に密着する
密封部材１６が設けられ、その内部にキャンプ（凹部）
１７が形成されている。

このキャップ１７の内部には、第１図に示すような密着
状態で、各吐出口３１から記録ヘッド２内へ流体を所定
の圧力で注入するための流体排出口１日が設けられてい
る。

この吐出口３１から加圧注入する（押し込む）流体とし
ては、例えば、空気、クリアインク（記録用以外の所望
の液体）、あるいはインク等が使用される。

こうして、記録へラド２から被記録材７ヘインクを吐出
させて記録を行なうインクジェット記録装置において、
所定のタイミングで記録ヘッド２の吐出口３１から記録
へラド２内へ流体（本実施例では空気）を注入する流体
注入手段と、前記記録へラド２内を通してインクを循環
させるインク循環手段と、を有するインクジェット記録
装置が構成されている。

次に、本実施例による不吐出回復動作（吐出口３１の詰
まり解消のための動作）を説明する。

記録ヘッド２が不吐出回復装置１４と対面する位置にあ
る時、該不吐出回復装置を吐出口面に圧接した後、前記
空気排出口１８から強力な圧縮空気を噴射し、該空気を
吐出口３１から記録ヘッド２内へ進入するように注入す
る。

前記空気の注入は、図示のように、吐出口３１に対して
平行または平行に近い注入角度で行なわれ、該空気の注
入によって、吐出口３１および液路３３内に詰まった異
物は液室３０の方へ押し戻される。

この注入される流体は、前記空気の他、所望の液体（ク
リアインクなど）やインク（記録用のインク）などでも
良い。

空気を加圧注入した後、インク圧送手段２４を動作させ
ることにより、インク供給タンク１３→インク供給管１
１→液室３０→インク戻し管１２→インク供給タンク１
３の経路に沿って、インク循環を行なう。

このインク循環により、記録へラド２（液室３０）内へ
押し戻された異物は、液路３３等に詰まっていた時と異
なる角度で吐出口３１からインクとともに排出されるか
、あるいは、インク戻し管１２を通して排出される。

なお、場合によっては、前述の空気注入後のインク循環
を省略し、空気等の流体注入だけで不吐出回復動作を終
了させることもできる。

以上説明した実施例によれば、記録ヘッド２の目詰まり
で不吐出等が発生した場合、吐出口３１の外部から液路
３３に沿って記録ヘッド内部へ空気等の流体を加圧注入
することにより、液路３３等に詰まった異物を液室３０
等の記録へラド２内部へ押し戻し、その後、記録へラド
２内部を通してインク循環を行なって前記異物を排出す
るので、従来の負圧吸引回復動作や空吐出回復動作では
回復函館な目詰まりで不吐出等が生じた場合でも、これ
を容品にしかも確実に回復させ得るインクジェット記録
装置が得られた。

実施例■： 第２図は、本発明によるインクジェット記録装置の実施
例Ｈの不吐出回復系を示す模式図である。

第２図において、インク戻し管１２の途中に分岐路１９
が接続され、該分岐路１９の他端は廃インクタンク３６
に接続されている。

前記インク戻し管１２の前記分岐路１９接続部の下流側
に循環路パルプ３４が設けられ、前記分岐路１９の入口
近くに分岐路バルブ３５が設けられている。

第２図の構成は、以上の点で第１図の構成と相違してお
り、その他の部分は第１図の場合と実質上同じであり、
対応する部分をそれぞれ同じ符号で表示し、それらの詳
細説明は省略する。

実施例■では、吐出口３１がら空気を注入し、その後イ
ンク供給タンク１３との間でインク循環を行なったが、
本実施例では、インク戻し管１２の途中に廃インクタン
ク３６への経路１９を設けることにより、インク循環時
に該廃インクタンク３６へ異物を排出して処理するよう
に構成されている。

すなわち、第２図において、不吐出回復装置１４を記録
ヘッド２に密着させ、吐出口３１から記録へラド２内へ
空気（流体）を注入した後、インク戻し管１２の途中の
循環路バルブ３４を閉じるとともに、前記分岐路バルブ
３５を開き、インク循環時に異物をインクとともに廃イ
ンクタンク３６へ流出することにより、異物処理が行な
われる。

不吐出回復動作が終了すると、前記分岐路バルブ３５を
閉じ、前記循環路バルブ３４を開いて元の状態に戻す。

本実施例によっても、実施例Ｉの場合と同様、記録へラ
ド２の目詰まりで不吐出等が発生した場合、吐出口３１
の外部から液路３３に沿って記録ヘッド内部へ空気等の
流体を加圧注入することにより、液路３３等に詰まった
異物を液室３０等の記録ヘッド２内部へ押し戻し、その
後、記録ヘッド２内部を通してインク循環を行なって前
記異物を排出するので、従来の負圧吸引回復動作や空吐
出回復動作では回復困難な目詰まりで不吐出等が生じた
場合でも、これを容易にしかも確実に回復させ得るイン
クジェット記録装置が得られた。

実施例■： 前述の実施例■および実施例■ではインク循環によって
異物を排出させたが、このインク循環に代えて、記録領
域外で吐出駆動を行なう空吐出によって異物を排出させ
ることもできる。

そこで、本実施例は、前述と同様に吐出口３１から液室
３０内へ空気（流体）を圧力注入した後、インク循環に
代えて空吐出を行なうことにより、異物を排出するよう
に構成される。

このような構成によれば、吐出口３１または液路３３に
詰まっていたゴミ等の異物がまず注入空気（圧力流体）
で液室３０内へ戻され、その後、空吐出を行なうことに
より、異物は、状態の変化すなわち形状や角度の変化を
生じて、インクとともに吐出口３１から外部へ排出され
る。

本実施例によっても、実施例Ｉおよび実施例■の場合と
同様、従来の負圧吸引回復動作や空吐出回復動作では回
復困難な目詰まりでも、これを容易にしかも確実に回復
させることができた。

なお、以上の各実施例では、吐出口３１から記録へラド
２内へ注入する流体として、主に空気を使用する場合を
説明したが、この注入流体としては、所望の液体（クリ
アインク等）やインク（記録用）の他、空気以外の所望
の気体など、種々の流体を使用することができる。

なお、以上の実施例では、本発明を、記録ヘッド２がキ
中リッジ３に搭載されたシリアルスキャン型のインクジ
ェット記録装置に適用する場合を例に挙げて説明したが
、本発明は、被記録材の紙幅方向記録領域をカバーする
ライン型の記録ヘッドを用いるライン型のインクジェッ
ト記録装置なと、他の記録方式のインクジェット記録装
置に対しても同様に適用でき、同様の作用効果を達成し
得るものである。

また、以上の実施例では、４個の記録へラド２を使用す
るカラーインクジェット記録装置の場合を説明したが、
本発明は、１個の記録ヘッドを使用する単色記録用、あ
るいは色彩が同じで濃度が異なる複数の記録ヘッドを使
用する！Ｉｍ記録用のインクジェット記録装置など、記
録ヘッドの個数にも関係無く同様に適用でき、同様の作
用効果を達成し得るものである。

本発明は、特に、インクジェット記録方式の中でも、キ
ャノン（株）が提唱するバブルジェット方式のインクジ
ェット記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置にお
いて、優れた効果をもたらすものである。

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なうのが好
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
少なくとも一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ーを発生せしめ、記録ヘッドの
熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対
一対応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効
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、少なくとも一つの滴を形成する
。

この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の
成長収縮が行なわれるので、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４３４５２６２号明細書に記載されている
ようなものが適している。

尚、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、更に優れた記録を行なうことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ
構成（直線状液流路又は直角液流路）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４５５８３３３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年第１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を
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年第１３８４６１号公報に基づいた構成としても
本発明は有効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッ
ドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体
的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれ
でも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮
することができる。

加えて、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。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘ
ッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので好ましいも
のである。

これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、キ
ャンピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段
、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの
組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行
なう予備吐出モードを行なうことも安定した記録を行な
うためにを効である。

更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色の
みの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構
成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異な
る色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なく
とも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

以上説明した本発明実施例においては、インクを液体と
して説明しているが、室温やそれ以下で固化するインク
であって、室温で軟化もしくは液体、あるいは上述のイ
ンクジェットではインク自体を３０゛Ｃ以上７０℃以下
の範囲で温度調整を行なってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。

加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固
形状態から液体状態への態度化のエネルギーとして使用
することで防止するか、または、インクの蒸発防止を目
的として放置状態で固化するインクを用いるかして、い
ずれにしても、熱エネルギーの記録信号に応じた付与に
よってインクが液化してインク液状として吐出するもの
や、被記録材に到達する時点で既に固化し始めるもの等
のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質の
インク使用も本発明には適用可能である。

このような場合、インクは、特開昭５４−５６８４７号
公報のように、多孔質シートの凹部または貫通孔に液状
または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に
対して対向するような形態としてもよい。

本発明においては、上述したインクに対して最も有効な
ものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、記録
ヘッドから被記録材へインクを吐出させて記録を行なう
インクジェット記録装置において、所定のタイミングで
記録ヘッドの吐出口から記録ヘッド内へ流体を注入する
流体注入手段を有する構成としたので、吐出口内にゴミ
等の異物が詰まった場合、該異物を記録ヘッド内へ押し
戻すことにより、これを迅速かつ確実に除去することが
でき、吐出口詰まりを効率良く回復させ得るインクジェ
ット記録装置が提供される。

また、上記構成に加えて、前記流体注入手段の他に、記
録ヘッド内を通してインクを循環させるインクＶＩｉ環
手段を設ける構成、あるいは、前記流体を注入した後に
、吐出駆動パルスを印加して空吐出を行なう構成とすれ
ば、記録ヘッド内へ押し戻した異物を一層迅速かつ確実
に排除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一実施
例の要部構成を示す模式図、第２回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要部構成を示す模式
図、第３図は本発明を適用したインクジェット記録装置
の模式的斜視図、第４図は第３図中の記録ヘッドの配置
を模式的に示す斜視図である。 以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。 １−・・−ヘッドユニット、２　（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ。 ２Ｄ）−・・・−・記録ヘッド、３−・−・・キャリッ
ジ、６・−キャリッジ駆動モータ、？−−−−−−・被
記録材、８−・・−被記録材搬送モータ、１１−−−−
インク供給管、Ｉ２・−・・−インク戻し管、１３（１
３Ａ、１３８１１３ｃ、１３Ｄ）・−−−−−−インク
供給タンク、１４不吐出回復装置、１７−−−−−・キ
ャップ、】８−・・−流体排出口、１９−・−分岐路、
３１・−・−吐出口、３２−−一電気熱変換体、３３−
・−液路、３４−・・・・−循環路バルブ、３５−・・
−・分岐路バルブ、３６−・・廃インクタンク、Ｈ−・
−・−ホームポジション。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドから被記録材へインクを吐出させて記
   録を行なうインクジェット記録装置において、所定のタ
   イミングで記録ヘッドの吐出口から記録ヘッド内へ流体
   を注入する流体注入手段を有することを特徴とするイン
   クジェット記録装置。
2. （２）記録ヘッド内を通してインクを循環させるインク
   循環手段を有す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。
3. （３）記録ヘッド内を循環したインクがインク供給タン
   クとは別の廃インクタンクへ導かれることを特徴とする
   請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. （４）流体を注入した後に、吐出駆動パルスを印加して
   空吐出を行なう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。
5. （５）前記流体が空気、インクまたは所望の液体である
   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。
6. （６）前記記録ヘッドが、熱エネルギーを利用してイン
   クを吐出する記録ヘッドであって、熱エネルギーを発生
   するための電気熱変換体を備えているインクジェット記
   録ヘッドであることを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット記録装置。
7. （７）前記記録ヘッドが、前記電気熱変換体によって印
   加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の
   成長によって、吐出口よりインクを吐出させることを特
   徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。