JPH0435956A - 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、回復
動作の際、複数個の記録ヘッドより吸弓された廃インク
をインクカートリッジの廃インク溜に回収可能なインク
ジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の従来のインクジェット記録装置について、第６
図を参照して説明する。

符号３′は、図示しない駆動手段により一対のガイドシ
ャフト６ａ’　、６ｂ’に沿って往復走査されるキャリ
ッジを示しており、該キャリッジ３′には４個の記録ヘ
ッド２ａ’〜２ｄ’が並設されている。

ブラックインクカートリッジ１３′は、インクジェット
記録装置の本体（図示せず）の所定部位に着脱可能であ
って、記録ヘッド２ａ’に供給するためのブラックイン
クを貯溜するインク貯溜室１３ａ′と廃インク溜（室）
１３ｂ’を備えている。前記ブラックインクカートリッ
ジ１３′、のインク貯溜室１３ａ′は供給管１５′を介
して記録ヘッド２ａ’に連通されており、記録ヘッド２
ａ′により消費されたインク量と等しい量のインクがイ
ンク貯溜室１３８′より供給管１５′を通って記録ヘッ
ド２ａ′に供給される構成になっている。

カラーインクカートリッジ１４′は、シアン、マゼンタ
、イエローの各インクをそれぞれ貯溜する３つのインク
貯溜室１４ａ′、１４ｂ′１４０′を備えている。前記
３つのインク貯溜室１４ａ’　　　１４ｂ’、１４ｃ’
は、供給管１６ａ’　。

１６ｂ’　、１６ｃ’　を介して記録ヘッド２ｂ’２ｃ
’　、２ｄ’　にそれぞれ連通されている。

符号８′は、回復動作時に各記録ヘッド２ａ〜２ｄ’の
インク吐出面を密封するためのキャップ部材を示してお
り、該キャップ部材８′は、各記録ヘッド２ａ　〜２ｄ
’　にそれぞれ対応する４本の循環管、ポンプ１２’お
よび回収管１７′を介して前記ブラックインクカートリ
ッジ１３′の廃インク溜１３ｂ′に接続されている。前
記ポンプ１２′の吸込口はキャップ部材８′側に、吐出
口は廃インク溜１３ｂ′側にそれぞれ連通されている。

上述したインクジェット記録装置においては、回復動作
の際、キャリッジ３′は回復ポジションに移動され、各
記録ヘッド２ａ’〜２ｄ’はキャップ部材８′によりキ
ャッピング（密封）される。ついで、ポンプ１２′を起
動すると、各記録ヘッド２ａ’〜２ｄ’の吐出口より吸
引された廃インクは、対応する循環管、ポンプ１２′お
よび回収管１７′を順次通って前記ブラックインクカー
トリッジ１３′の廃インク溜１３ｂ′に流入する。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来のインクジェット記録装置は、ブラックイ
ンクカートリッジおよびカラーインクカートリッジの内
、ブラックインクカートリッジのみが廃インク溜を備え
、回復動作により各記録ヘットより吸引された廃インク
のすべてが１つの前記廃インク溜に流入する構造なので
、以下に記載するような問題点がある。

例えば、シアン、マゼンタ、イエローの３種のインクの
うち少なくとも１種のインク消黄量がブラックインクの
消費量よりも多く、カラーインクカートリッジの交換頻
度か高い場合には、ブラックインクカートリッジのイン
ク貯溜室のインク残留量が記録不能な残留量に達する前
、すなわちブラックインクカートリッジの交換必要時前
に廃インク溜が廃インつて充満されやすく、その結果、
廃インク溜の空気孔や廃インク溜と回収管の接続部等か
ら廃インクが流出し、装置が廃インクで汚れる。

本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなさ
れたものであり、特定のインクカートリッジの交換頻度
が高い場合においても、特定外のインクカートリッジの
廃インク溜から廃インクが流出せず、その結果、装置が
廃インクで汚れないインクジェット記録装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、インクを吐出する
ための複数個の記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給する
ためのインクを貯溜する複数個のインクカートリッジと
、 前記複数個の記録ヘッドをキャッピングするためのキャ
ップ部材と、 該キャップ部材に吸込口が連通された回復用のポンプと
を備えたインクジェット記録装置において、 前記複数個のインクカートリッジは廃インク溜をそれぞ
れ備え、各廃インク溜を回収管により前記ポンプの吐出
口に連通させたことを特徴とする。

また、複数個のインクカートリッジにおいて、廃インク
溜の容量が大きいものほど、廃インク溜に対応する回収
管の摩擦損失水頭を小さく設定すると効果的である。

さらに、記録ヘッドは、被記録媒体の記録幅の全幅にわ
たって吐出口が形成されたフルラインタイプのものや、
熱エネルギーを利用してインクを吐出するものであり、
前記熱エネルギーを発生させるための電気熱変換体を備
えているものとすることができる。

〔作　用〕

上記のとおり構成された請求項１に記載の発明において
は、記録ヘッドの回復動作時に、回復用のポンプにより
各記録ヘッドから吸引された廃インクは、複数の回収管
に分流されるため、複数の廃インク溜に廃インクが流入
することになる。その結果、特定のインクカートリッジ
の交換頻度が高い場合においても、特定外のインクカー
トリッジの廃インク溜が廃インクで充満されるまでの時
間は長くなる。

請求項２に記載の発明においては、インクカートリッジ
の廃インク溜の容量が大きいほど、廃インク溜に流入す
る廃インクの流量は大きくなり。

すなわち廃インク溜の容量に見合った流量で廃インクが
流入する。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

先ず、第１実施例の全体構成について、第１図を参照し
て説明する。

本実施例のインクジェット配録装置は、４個の記録ヘッ
ド２８〜２ｄが装着されたキャリッジ３が、駆動モータ
５の駆動力を伝達する駆動ベルト４の一部に連結されて
、互いに平行に配設された２本のガイドシャフト６ａ、
６ｂに対して摺動可能に取付けられており、前記駆動モ
ータ５の駆動力により、前記記録ヘッド２ａ〜２ｄが、
該記録ヘッド２８〜２ｄの吐出面に対向して配置された
プラテン７上に、不図示の媒体給送装置から給送される
記録紙（被記録媒体）の全幅にわたって往復運動して該
記録紙への記録を行なう構成となっている。

また、本実施例のインクジェット記録装置は、記録ヘッ
ド２ａ〜２ｄの記録動作における往復運動の範囲外で、
ヘッド回復動作の際に記録ヘッド２８〜２ｄが移動され
る位置（図中ガイドシャツ）６ａの左端、以下、回復ポ
ジションと称す。）において、該記録ヘッド２８〜２ｄ
の吐出面に対向して伝動機構１１を介したクリーニング
用モータ１０の駆動力によって駆動され、前記記録ヘッ
ド２ａ〜２ｄの吐出面をキャビングするキャップ部材８
ａを備えたヘッド回復装置８が設けられている。

このヘッド回復装置８は、ヘッド回復動作の際、キャッ
プ部材８ａによる記録ヘッド２ａ〜２ｄの各インク吐出
面のキャッピングに関連して、後述する適宜の吸引手段
によるインク吸引もしくは各記録ヘッド２８〜２ｄへの
インク供給経路に設けた適宜の加圧手段によるインク圧
送を行ない、インク吐出口より強制的に排出させて吐出
口内の増粘インクを除去する等のヘッド回復動作を行な
う。

さらに、ヘッド回復装置８の側面には、シリコンゴムで
形成されるワイピング部材としてのブレード９がブレー
ド保持部材９ａによってカンチレバー形態で保持され、
ヘッド回復装置８と同様、クリーニング用モータ１０お
よび伝動機構１１によって動作し、記録ヘッド２８〜２
ｄの吐出面との係合が可能となる。これにより、ヘッド
回復装置８を用いたヘッド回復動作後に、ブレード９を
記録ヘッド２８〜２ｄの移動経路中に突出させ、該記録
ヘッド２８〜２ｄの移動動作に伴なって記録ヘッド２８
〜２ｄのインク吐出面における結露、濡れあるいは塵埃
等をふきとる。

ここで、記録ヘッド２８〜２ｄの詳細について、１つの
記録ヘッド２ａを例に挙げて説明する。

第２図に示すように、記録ヘッド２ａには、列状に設け
られた複数個の吐出口１ｂから記録液を吐出させるため
に、印加電圧が供給される熱エネルギーを発生させる電
気熱変換体１ａが各液路毎に配設されている。そして駆
動信号を印加することによって、前記電気熱変換体１ａ
に熱エネルギーを発生せしめて膜沸騰を生じインク液路
内に気泡を形成する。そしてこの気泡の成長によって前
記吐出口１ｂからインク滴を吐出させる。

次に、本実施例の特徴とするところのインク循環系につ
いて、第３図を参照して説明する。

ブラックインクカートリッジ１３は従来のものと同一構
造を有するものであって、そのインク貯溜室１３ａは供
給管１５を介して記録ヘッド２ａに連通されている。

カラーインクカートリッジ１４は、シアン、マゼンタ、
イエローの各インクをそれぞれ貯溜するための３つのイ
ンク貯溜室１４ａ、１４ｂ、１４ｃと廃インク溜１４ｄ
を備えており、前記３つのインク貯溜室１４ａ、１４ｂ
、１４ｃはそれぞれ供給管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介
して記録ヘッド２ｂ、２ｃ、２ｄにそれぞれ連通されて
いる。

前記ブラックインクカートリッジ１３の廃インク溜１３
ｂには第１回収管１７ａの一端が連通されている一方、
カラーインクカートリッジ１４の廃インク溜１４ｄには
第２回収管１７ｂの一端が連通され、前記第１回収管１
７ａおよび第２回収管１７ｂの他端は継手（図示せず）
を介してポンプ１２の吐出口に接続されている。

カラーインクカートリッジ１４の３つのインク貯溜室１
４ａ、１４ｂ、１４ｃの容量は互いに等しく、インク貯
溜室１４ａとブラックインクカートリッジ１３のインク
貯溜室１３ａとの容量比は２：３となっている。また、
カラーインクカートリッジ１４の廃インク溜１４ｄとブ
ラックインクカートリッジ１３の廃インク溜１３ｂの容
量比も２：３となっており、さらに、第１回収管１７ａ
と第２回収管１７ｂの長さの比が２：３となっているた
め、第１回収管１７ａと第２回収管１７ｂの＃掠損失木
頭（管路抵抗）の比は２：３となっｌている。

また、２つの廃インク溜１３ｂ、１４ｄ内には、第４図
（ａ）に示すように、インク吸収体１８ａ、１８ｂがそ
れぞれ設けられており、インク吸収体１８ａ、１８ｂに
インクが吸収されていない初期状態において、第１およ
び第２回収管１７ａ、１７ｂの一端がインク吸収体１８
ａ。

１８ｂにそれぞれ当接しないよう、各インク吸収体１８
ａ、１８ｂの大きさ、形状が設定されている。その他の
構成は従来例と同一である。

次に、本実施例における回復動作について説明する。

第３図に示したように、キャリッジ３を回復ポジション
に移動させた後、キャップ部材８ａにより各記録ヘッド
２８〜２ｄのインク吐出面を密封する。ついで、ポンプ
１２を起動すると、各記録ヘット２８〜２ｄより吸引さ
れた廃インクは、第１および第２回収管１７ａ、１７ｂ
に分流され、該分流された廃インクはブラックインクカ
ートリッジ１３の廃インク溜１３ｂあるいはカラーイン
クカートリッジ１４の廃インク溜１４ｄ＆ｍｉ人して各
インク吸収体１８ａ、１８ｂにそれぞれ吸収される。

この際、前記廃インク溜１３ｂおよび前北廃インク溜１
４ｄにそれぞれ流入するインクの流量比はほぼ３：２で
あり、また、インク吸収体１８ａ。

１８ｂに吸収される廃インク量が多くなるにしたがい、
各インク吸収体１８ａ、１８ｂは湿潤して膨張するので
、第４図（ｂ）に示すように、第１および第２回収管１
７ａ、１７ｂの端が各インク吸収体１８ａ、１８ｂにそ
れぞれ突きささった状態となって塞がれる。その結果、
一方の廃インク溜が廃インクで充満されるにしたかい、
廃インクが流入しにくくなるため、その分他方の廃イン
ク溜に廃インクが流入しやすくなるので、廃インクで充
満されるまでの時間は双方の廃インク溜１３ｂ、１４ｄ
においてほぼ均一になる。

次に、第２実施例について説明する。

第５図に示すように、４個のインクヵートリッジ１９，
２０，２１．２２はブラック、シアン、マゼンタ、イエ
ローの各インクをそれぞれ貯溜するためのインク貯溜室
１９ａ、２０ａ、２１ａ。

２２ａと、廃インク溜１９ｂ、２０ｂ、２１ｂ。

２２ｂをそれぞれ備えている。

４つのインク貯溜室１９ａ、２０ａ、２１ａ。

２２ａは図示しない供給管により対応する記録ヘッドに
連通され、４つの廃インク溜１９ｂ。

２０ｂ、２１ｂ、２２ｂは、それぞれ第１、第２、第３
および第４回収管２３ａ〜２３ｄおよび維手２４を介し
て回復用のポンプ１２ａの吐出口に連通されている。前
記４つのインク貯溜室１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａ
の容量は等しく、また４つの廃インク溜１９ｂ、２９ｂ
、２１ｂ。

２２ｂの容量も等しくなっている。さらに、第１、第２
、第３および第４図回収管２３ａ〜２３ｄの長さひいて
は摩擦損失水頭も等しくなフている。その他の構成は第
１実施例のそれと同一である。

上記のとおり構成された第２実施例において、回復動作
時に、各廃インク溜１９ｂ、２０ｂ。

２１ｂ、２２ａに流入する廃インクの流量は等しい。

上記第１および第２実施例では、複数個のインクカート
リッジにおいて廃インク溜の容量が大きいものほど、廃
インク溜に対応する回収管の摩擦損失水頭を小さく設定
したが、これに限らず、各回収管の摩擦損失水頭の大小
関係を特に限定しなくてもよい。また、限定する場合に
は、回収管の長さのみならず、その内径や材質（管摩擦
係数）により、各回収管の摩擦損失水頭の大小関係を設
定してもよい。

さらに、上記第１および第２実施例において、４個の記
録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に本発明を適
用したものを示したが、これに限らず、他の複数個の記
録ヘッドを備えたインクジェット記録装置にも本発明を
適用できる。また、記録ヘッドとして、エネルギー発生
手段に電気熱変換体を用いたものを詳述したが、ピエゾ
素子等の電気熱変換体やレーザー等の電磁波を用いるも
のでもよい。さらに、被記録媒体の記録幅にわたりて吐
出口が形成されたフルラインタイプの記録ヘッドでもよ
い。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもキャノ
ン株式会社が提唱しているバブルジェット方式の記録ヘ
ッド、記録装置に於いて、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うものが好
ましい。この方式は所謂オンデマント型、コンティニュ
アス型のいずれにも通用可能であるが、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
与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによフ
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われるのて、特に応答性
に優れた液体（インク）の吐出が達成てき、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４
４６３３５９号明細書、同第４３４５２８２号明細書に
記載されているようなものが通している。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４３１３１
２４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に
優れた記録を行うことができる。

記録ヘットの構成としては、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）の他に熱作用部か
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
号明細書に記載された構成のものでもよい。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１
２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開
孔を吐出部に対応せる構成を開示する特開昭５９年第１
３８４６１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。

これを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、クリ
ーニング手段、電気熱交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
別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記
録を行うために有効である。

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或は、上述のインク
ジェットではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行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良い。

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
せしめることで防止するか又は、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
記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等
のような、熱エネルギーによって始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
報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載される
ような、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は固形物
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良い。本発明においては、上述し
た各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） 本発明は、以上説明したとおり構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。

請求項１に記載の発明においては、回復動作時に、ポン
プにより各記録ヘッドから吸引された廃インクは複数の
回収管に分流されることにより、複数の廃インク溜に廃
インクか流入するので、特定のインクカートリッジの変
換頻度か高い場合においても、特定外のインクカートリ
ッジの廃インク溜が廃インクで充満されるまての時間は
長くなる。その結果、前記特定外のインクカートリッジ
の交換必要時前にその廃インク溜が廃インクで充満され
に〈〈なって、廃インク溜より廃インクが流出せず、装
置が廃インクで汚わない。

請求項２に記載の発明においては、上記効果の他、廃イ
ンク溜の容量に見合った流量で廃インクが廃インク溜に
流入するので、廃インクにより廃インク溜か完全に充満
されるまでの時間は各インクカートリッジにおいて均一
になって、特定のインクカートリッジが前記充満されや
すいという傾向はさらに緩和どれ、その結果、前記流出
を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェット記録装置の第１実施例
の全体構成図、第２図は第１図に示した記録ヘッドの斜
視図、第３図は本実施例におけるインク循環系の斜視図
、第４図（ａ）　、　（ｂ）は第３図の要部断面図、第
５図は本発明の第２実施例におけるインク循環系の構成
図、第６図は従来のインクジェット記録装置のインク循
環系の斜視図である。 １ａ−−−電気熱変換体、１ｂ−吐出口、２８〜２ｂ・
・・記録ヘッド、３・−キャリッジ、４−・駆動ベルト
、５−・駆動モータ、６ａ〜６ｂ−・ガイドシャフト、
７・・・プラテン、８・・・ヘッド回復装置、８ａ−キ
ャップ部材、９−・ブレード、９　ａ−ブレード保持部
材、１０−・クリーニング用モータ、１１−・・伝動機
構、１２．１２ａ−・・ポンプ、１３・−ブラックイン
クカートリッジ、１３ａ、１４ａ、１４ｂ。 １４ｃ、１９ａ、２０ａ、２１ａ、２２ａ・−インク貯
溜室、１３ｂ、１４ｄ、１９ｂ、２０ｂ。 ２１ｂ、２２ｂ−・廃インク溜（室）、１４・−カラー
インクカートリッジ、１５，１６ａ、１６ｂ。 １６ｃｍ−供給管、１７　ａ−第１回収管、１７　ｂ　
−・・第２回収管、１８ａ、１８ｂ＝インク吸収体、１
９．２０，２１．２２−・・インクカートリッジ、２３
ａ・−第１回収管、２３ｂ・−第２回収管、２３ｃ−第
３回収管、２３　ｄ−・・第４回収管、２４・・・継手
。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インクを吐出するための複数個の記録ヘッドと、 該記録ヘッドに供給するためのインクを貯溜する複数個
   のインクカートリッジと、 前記複数個の記録ヘッドをキャッピングするためのキャ
   ップ部材と、 該キャップ部材に吸込口が連通された回復用のポンプと
   を備えたインクジェット記録装置において、 前記複数個のインクカートリッジは廃インク溜をそれぞ
   れ備え、各廃インク溜を回収管により前記ポンプの吐出
   口に連通させたことを特徴とするインクジェット記録装
   置。 ２、複数個のインクカートリッジにおいて、廃インク溜
   の容量が大きいものほど、廃インク溜に対応する回収管
   の摩擦損失水頭を小さく設定した請求項１に記載のイン
   クジェット記録装置。 ３、記録ヘッドは、被記録媒体の記録幅の全幅にわたっ
   て吐出口が形成されたフルラインタイプの記録ヘッドで
   ある請求項１または２に記載のインクジェット記録装置
   。 ４、記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐
   出するものであり、前記熱エネルギーを発生させるため
   の電気熱変換体を備えている請求項１、２または３に記
   載のインクジェット記録装置。