JPH06320753A

JPH06320753A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH06320753A
Application number: JP11309393A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Suzuki; 哲夫鈴木; Soichi Hiramatsu; 壮一平松; Satoshi Saikawa; 悟志才川; Haruyuki Yanagi; 治幸柳; Hiroyuki Saito; 広行斉藤; Takashi Nojima; 隆司野島; Hiroyuki Kinoshita; 啓之木下; Hideaki Kawakami; 英明川上; Masahiro Taniguro; 昌宏谷黒
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】排インク容器を小形化できるインクジェット
記録装置。【構成】記録ヘッドから被記録材にインクを吐出して
記録を行うインクジェット記録装置であって、記録開始
前の記録ヘッド回復動作により生ずる排インクを吸収す
る排インク吸収体１９を収納した排インク容器１８を備
え、排インク容器１８のカバー１８Ａには排インク取り
入れ口１８Ｃと蒸発用開口１８Ｂを有し、排インク容器
１８のカバー１８Ａの内面に設けた縦リブ１８ｄにより
排インク吸収体１９の表面との間に空間を形成し排イン
ク取り入れ口１８Ｃから蒸発用開口１８Ｂに通ずるイン
ク蒸発経路を形成したインクジェット記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録手段から被記録材
へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファシクミリ等の機
能を有する記録装置、或はコンピュータやワードプロセ
ッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションの出
力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づい
て用紙やプラスチック薄板等の被記録材に画像を形成記
録していくように構成されている。

【０００３】前記記録装置は、記録方式によりインクジ
ェット方式、ワイヤドット方式、サーマル方式、レーザ
ービーム方式等に分類することができる。

【０００４】インクジェット方式の記録装置、即ち、イ
ンクジェット記録装置は、記録ヘッドから被記録材にイ
ンクを吐出して記録を行うものであり、記録装置のコン
パクト化が容易であり、精細な画像を高速で記録するこ
とができ、普通の用紙に前もって特別の処理を必要とせ
ずに記録することができ、ランニングコストが安く、ノ
ンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも多色
のインクを使用してカラー画像を記録することが容易で
あるなどの利点を有している。特に紙幅方向に多数のイ
ンク吐出口を配列したラインタイプの記録ヘッドを備え
たライン型のインクジェット記録装置は、記録の一層の
高速化が可能である。

【０００５】インクジェット記録装置においては、記録
ヘッドのインク吐出部に、紙粉やゴミ等の異物が付着し
たり、吐出部分のインクが乾燥して粘度が増す或は固着
すると吐出不良、更には吐出不能事態が発生する恐れが
ある。そのため、これら不良事態を防止する手段とし
て、非記録時にインク吐出部を、ゴム状の弾性部材で形
成されたキャップにより密閉する構成が採られている。
しかし、非記録時にはインク吐出部を密閉するキャッピ
ング状態での対処だけでは、長時間キャッピング状態で
放置したときはインク吐出部の表面層のインクが増粘し
初めの数回はインクを完全に吐出させることができな
い。

【０００６】そのため、記録命令が入ったとき、記録前
にまず数回の吐出をし、インク吐出部表面層のインクの
状態を正常状態に復帰させる予備吐出動作や、更に、前
記予備吐出動作でインク吐出部表面層のインク状態が正
常に復帰しない場合にはポンプ等によって強制的にイン
ク吐出部表面層のインクを吸引あるいは加圧することに
より前記キャッピンク状態でインクを排出させてインク
吐出部のインクを正常に復帰させるポンピング動作を行
うようになっている。

【０００７】上記の予備吐出動作、或はポンピング動作
により排出されたインク（以下、排インクという）を収
納するために記録装置内には排インクを吸収する排イン
ク吸収体を収めた排インク容器が設けられている。

【０００８】この排インク吸収体には吸収能力があり、
保水性の高い材料、例えば高分子吸収体、多孔質体等が
用いられており、排インク容器は輸送による衝撃、振動
が加わっても吸収したインクが飛び散らないように、排
インク吸収体全体をカバーで覆うようになっている。

【０００９】しかしながら、記録装置内に排インク容器
を収納した場合、記録装置本体の寿命期間中の全排イン
ク容量を持つ容器スペースが必要となり装置の大型化、
コスト上昇につながることになる。そのため排インク容
器の交換方式も考えられるが、この方式では排インク量
を検出するためのセンサーが必要となるためにコスト上
昇し、加えてユーザーに毎回交換させる操作を強制し、
排インク容器という消耗品が必要といった問題がある。

【００１０】上記状況の下で、従来のインクジェット記
録装置では、予備吐出動作の量、回数、ポンピング動作
の頻度等を考慮し、かつ排インク吸収体に吸収されたイ
ンクの蒸発を見込んで、排インク容器の容量を決めて、
装置本体内に組み込んだ構成となっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、輸送時の衝撃、振動によりインクの
飛び散りがないように排インク取り入れ口から離れた位
置、即ち、取り入れ口の反対側に蒸発用の開口部を設
け、かつ容器内の体積を最大有効利用するために、そし
て保水性を上げるために、排インク吸収体を数パーセン
ト圧縮した状態で排インク容器内に収納した構成となっ
ている。

【００１２】そのため、排インク取り入れ口付近に吸収
されたインクは、排インク吸収体を通って蒸発用開口部
から蒸発発散となるために、蒸発は非常にしにくくなっ
ていた。従って、蒸発困難を見込んで排インク容器の容
量を決定しなければならず、記録装置の大型化、コスト
アップにつながってしまう。また、一定の大きさに記録
装置を限定した場合には、排インク容器の容量で記録装
置本体の寿命が決定されてしまう等という重大な問題を
招くことになる。

【００１３】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解消するためになされたものであり、排インク吸収体
に吸収されたインクの蒸発を、排インク吸収体自体に阻
害されることなく円滑に行えるようにすることにより、
排インク容器を小型化でき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ものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
インクジェット記録装置は、記録ヘッドから被記録材に
インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置で
あって、記録開始前の記録ヘッド回復動作により生ずる
排インクを吸収する排インク吸収体を収納した排インク
容器を備え、排インク容器には排インク取り入れ口と蒸
発用開口を有し、排インク容器の内面と排インク吸収体
の表面との間に空間を有し前記排インク取り入れ口から
蒸発用開口に通ずるインク蒸発経路を形成したことを特
徴とする構成によって、前記の目的を達成しようとする
ものである。

【００１５】

【作用】記録開始前に行う予備吐出動作あるいはポンピ
ング動作により記録ヘッドのインク吐出口からインクを
吐出させ記録ヘッドを良好な状態とする記録ヘッド回復
動作により生ずる排インクは、排インク容器の排インク
取り入れ口から排インク容器内に収納されている排イン
ク吸収体に吸収させることができる。

【００１６】排インク吸収体に吸収された排インクの水
分は、排インク容器の内面と排インク吸収体の表面との
間に形成してある空間に蒸発し、蒸発水分は排インク取
り入れ口から蒸発用開口に通ずるインク蒸発経路を通り
排インク容器に備えた蒸発用開口から外部に排気するこ
とができ、排インクは含んだ水分を円滑に効率よく蒸発
排出し、排インク吸収体には大量の排インクを吸収させ
ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１はインクジェット記録装置の構成を示す斜視
図である。

【００１８】図１において、記録手段である１はキャリ
ッジ２に搭載されており、キャリッジ２は装置本体に設
置された２本のガイドレール３によって往復移動可能に
案内支持されている。装置本体の一端部にはキャリッジ
２を移動させるためのキャリッジモータ４が装着されて
おり、他端部にはアイドラプーリ５が配列されている。
そして、キャリッジモータ４とアイドラプーリ５との間
には前記ガイドレール３と平行なタイミングベルト６が
張架されており、タイミングベルト６の一部はキャリッ
ジ２に連結さている。また、タイミンクベルト６は、ア
イドラプーリ５の部分に設けられたテンションバネ７に
よって所定の張力が付与されている。そして、キャリッ
ジモータ４の正転および逆転によってキャリッジ２を往
復移動させるとともに、キャリッジモータ４の回転量に
よってキャリッジ２の位置、即ち記録ヘッド１の位置を
制御するように構成されている。

【００１９】記録ヘッド１のインク吐出部と対向する位
置には、略々被記録材の幅をカバーする長さのプラテン
８がガイドレール３と平行に設けられている。このプラ
テン８は、記録位置における被記録材の位置（インク吐
出部との間隙など）を規制するためのものである。プラ
テン８の通紙上流側には、前記ガイドレール３と平行に
フィードローラ（不図示）が配列されている。このフィ
ードローラには、ピンチローラガイド９により支持され
たピンチローラ１０が圧接され、自動給紙装置１５から
送り出された被記録材をフィードローラとピンチローラ
１０によって記録部のプラテン８上へ配送するように構
成されている。

【００２０】プラテン８の通紙下流側には、記録部を通
過した被記録材を排出するための排出ローラ１１および
拍車（不図示）が設けられており、ここでも、排出ロー
ラ１１と拍車との間の摩擦搬送力により、被記録材を送
り出すように構成されている。プラテン８の右側の記録
領域外の位置には、回復装置１６が配設されている。こ
の回復装置１６には記録ヘッド１のインク吐出部を密閉
し得るキャップ１７が設けられている。回復装置１６
は、インク吐出部を密閉した状態で吸引ポンプ等によっ
てキャップ１７内に負圧を発生させ、記録ヘッド１の吐
出口内の増粘インクや固着インク等を吸い出すことによ
り、記録ヘッド１のインク吐出性能を回復させるように
構成されている。

【００２１】キャップ１７は、記録ヘッド１の上記回復
動作における負圧室として使用される他、吐出口内のイ
ンク乾燥防止のために使用されるものである。即ち、非
記録時や輸送時などには、記録ヘッド１を搭載したキャ
リッジ２を図１中の右端部（キャップ１７と対向する位
置）へ移動させ、キャップ１７を記録ヘッド１へ向けて
前進させることにより、記録ヘッド１の吐出口形成面を
密閉（キャッピング）するように構成されている。自動
給紙装置１５、前記フィードローラ（不図示）、排紙ロ
ーラ１１および回復装置１６などの駆動は、ＬＦモータ
１２を駆動源とし、ギヤ列１３，１４および不図示のク
ラッチ等からなる伝動機構を介して行われる。

【００２２】記録ヘッド１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手段であって、熱
エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたもの
である。また、記録ヘッド１は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、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口
よりインクを吐出させ、記録を行うものである。

【００２３】図２は、記録ヘッド１のインク吐出部の構
造を模式的に示す部分斜視図である。

【００２４】図２において、被記録材と所定の隙間、例
えば約０．５〜２．０ミリ程度をおいて対面する吐出口
形成面５１には、所定のピッチで複数の吐出口５２が形
成され、共通液室５３と各吐出口５２とを連通する各液
路５４の壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発生
するための電気熱変換体（発熱低抗体など）５５が配設
されている。本例においては、記録ヘッド１は、前記吐
出口５２がキャリッジ２の走査方向と交叉する方向に並
ぶような位置関係で、キャリッジ２に搭載されている、
そして、画像信号または吐出信号に基づいて対応する電
気熱変換体５５を駆動（通電）して、液路５４内のイン
クを膜沸騰しさせ、その時に発生する圧力によって吐出
口５２からインクを吐出させる記録ヘッド１の構成とな
っている。

【００２５】（第１実施例）図３は、第１実施例の排イ
ンク容器構成を示す斜視図である。

【００２６】１８は、排インク容器であり、前記回復装
置１６によって記録ヘッド１のインク吐出口内から吸い
出されたインクを収納するための容器であり、記録装置
を支持しているベース２０に設置されている。排インク
容器１８の設置位置としては回復装置１６内のポンプの
排出圧だけでなく、インクの自然落下のためにも回復装
置１６の下方にあることが望ましい。

【００２７】ベース２０には、排インク容器本体を形成
するために、四方を壁で仕切った収納部２０Ｂが設けて
あり、排インク吸収体１９、排インクカバー１８Ａを収
め固定爪２０Ａにより保持して排インク容器１８を形成
するようになっている。

【００２８】排インクカバー１８Ａには、回復装置１６
の排出口に対向する位置に、排インク取り入れ口１８Ｃ
があり、排インク取り入れ口１８の反対側には、蒸発用
開口部１８Ｂが設けられている。

【００２９】排インクカバー１８Ａの内面には、排イン
ク取り入れ口１８Ｃ側から蒸発用開口部１８Ｂにかけて
縦リブ１８ｄを有し、そのため排インク吸収体１９と排
インクカバー１８Ａの内面間には、縦リブ１８ｄにより
空気層が形成され、排インク取り入れ口１８Ｃから蒸発
用開口部１８Ｂに通ずるインク蒸発経路が形成されてい
る。上記構成によって、排インク取り入れ口１８Ｃ側か
ら吸収されたインクは前記インク蒸発経路を通り、蒸発
用開口部１８Ｂから円滑に蒸発し発散していくので、排
インクの吸収量を大きく増すことができる。

【００３０】排インク吸収体１９としては、高分子吸収
体、多孔質体、積層紙等、吸収能力があり保水性のある
ものであればいずれのものでも良い。また、この実施例
においては、排インクカバー１８Ａをベース２０に固定
爪２０Ａにより保持する構成であるがベース２０へ排イ
ンクカバー１８Ａを溶着あるいは接着しても良い。

【００３１】蒸発用の空気層を形成するために、排イン
クカバー１８Ａの内面に縦リブ１８ｄを形成してある
が、リブに相当する別部材を排インクカバー１８Ａと排
インク吸収体１９の間に装着しても同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。

【００３２】（第２実施例）図４は第２実施例の排イン
ク容器の構成を示す要部斜視図である。

【００３３】排インクカバー１８Ａ内に収納された排イ
ンク吸収体１９には、排インクカバー１８Ａの内面に接
する側に縦リブ１９Ａが形成してあることによって、排
インクカバー１８Ａと排インク吸収体１９間に空気層を
形成し、排インク取り入れ口１８Ｃから蒸発用開口部へ
（不図示）のインク蒸発経路を形成した構成となってい
る。

【００３４】上記、排インク容器の構成により、前記第
１実施例と同様の効果を発揮することができる。

【００３５】（第３実施例）図５は、第３実施例の排イ
ンク容器の構成を示す断面図である。

【００３６】排インクカバー１８Ａの断面形状と排イン
ク吸収体１９の断面形状を互いに異なる形状にして、排
インクカバー１８Ａの内面と排インク吸収体１９の間に
空間を作り、インク蒸発経路としての空気層を形成した
構成となっている。

【００３７】上記構成により、前記実施例と同様の効果
が得られる。

【００３８】本発明は、特にインクジェット記録装置の
中でも、熱エネルギーを利用して飛翔的液的を形成し、
記録を行うインク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。

【００３９】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４７４０
７９６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。この方式はいわゆるオンデマンド
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。

【００４０】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。な
お、前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。

【００４１】記録ヘッドの構成としては、前述の各明細
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（直線状液路または直角液流路）のほ
か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としてもよい。

【００４２】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５９−１２３６７０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５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
とすることもできる。

【００４３】さらに、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ブの記録
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１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。

【００４４】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インクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

【００４５】また、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ッピング手段、加
圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別
の加熱素子あるい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。

【００４６】さらに、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、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置とすることもで
きる。

【００４７】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、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
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よい。

【００４８】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状態変化のエネル
ギーとして使用せしめ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、液状インクとし
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初め
て液化する性質のインクの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５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されているような、多孔質シート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。

【００４９】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、前述のようなワードプロセッサやコンピュ
ータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または
別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複
写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置
の形態をとるものであってもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録開始前に行う予備吐出動作あるいはポンピング動作
により記録ヘッドのインク吐出口からインクを吐出させ
記録ヘッドを良好な状態とする記録ヘッド回復動作によ
り生ずる排インクは、排インク容器の排インク取り入れ
口から排インク容器内に収納されている排インク吸収体
に吸収させることができる。

【００５１】排インク吸収体に吸収された排インクの水
分は、排インク容器の内面と排インク吸収体の表面との
間に形成してある空間に蒸発し、蒸発水分は排インク取
り入れ口から蒸発用開口に通ずるインク蒸発経路を通り
排インク容器に備えた蒸発用開口から外部に排気するこ
とができ、排インクは含んだ水分を円滑に効率よく蒸発
排出し、排インク吸収体には大量の排インクを吸収させ
ることができる。

【００５２】そして、上記の効果により排インク容器の
容量は大きくする必要はなくまた排インク容器本体の一
部は装置本体のベース部分で形成する等、記録装置の小
型化、コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成を示す斜視図である。

【図２】記録ヘッドの部分斜視図である。

【図３】第１実施例の排インク容器の構成を示す斜視
図である。

【図４】第２実施例の排インク容器の構成を示す要部
斜視図である。

【図５】第３実施例の排インク容器の断面図である。

【符号の説明】

１記録ヘッド２キャリッジ１６回復装置１７キャップ１８排インク容器１８Ａ排インクカバー１８Ｂ蒸発用開口部１８Ｃ排インク取り入れ口１８ｄ縦リブ１９排インク吸収体１９Ａ縦リブ２０ベース２０Ａ固定爪２０Ｂ収納部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳治幸東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者斉藤広行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者野島隆司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者木下啓之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者川上英明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者谷黒昌宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドから被記録材にインクを吐出
して記録を行うインクジェット記録装置であって、記録
開始前の記録ヘッド回復動作により生ずる排インクを吸
収する排インク吸収体を収納した排インク容器を備え、
排インク容器には排インク取り入れ口と蒸発用開口を有
し、排インク容器の内面と排インク吸収体の表面との間
に空間を有し前記排インク取り入れ口から蒸発用開口に
通ずるインク蒸発経路を形成したことを特徴とするイン
クジェット記録装置。
【請求項２】排インク容器のカバー部分の内面に設け
たリブにより排インク容器の内面と排インク吸収体の表
面との間に空間を形成したことを特徴とする請求項１記
載のインクジェット記録装置。
【請求項３】記録装置のベース部材によって排インク
容器の本体部分を形成したことを特徴とする請求項１ま
たは２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して
インクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与える
熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備
えているインクジェット記録ヘッドである請求項１ない
し３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。