JP2821927B2 - インクジェット記録装置のインクミスト除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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おけるインクミスト除去方
法に関する。

〔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ッ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、ワイヤドット式、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、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有して
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５図は、吐出口付近の吐出口面11にインクミスト15
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５図において、液路６が開口する吐出口面11の吐出
口付近にインクミスト15が付着すると、該インクミスト
15によって、吐出口から吐出する液滴14の飛翔方向が曲
がったり、場合によっては、吐出口からの液滴吐出を不
能にする所謂タ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54−101322号）、積
極的に吸着させる部材を併設する方法（特開昭57−2070
66号）、フェ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。

〔発明か解決しようとする技術的課題〕

しかし、これらの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２〜3mm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、本発明の目的は、簡易な方法で、吐出を行った
吐出口の周囲などのインクミストを除去すべき領域を、
記録情報によって左右されることなく高い信頼性のイン
クミスト除去を行うことができ、加えて、吐出口面に付
着したインクミストを確実に短時間のうちに除去するこ
とができ、常に記録画像の品位を良好に維持することが
できるインクジェット記録装置のインクミスト除去方法
を提供することである。

〔課題解決のための手段〕

請求項１の発明は、記録ヘッドの吐出口面に配された
複数の吐出口のそれぞれに対応して設けられた圧力発生
手段を記録信号に応じて吐出用駆動することにより、対
応する吐出口からインクを滴として吐出して記録を行う
インクジェット記録装置における、前記吐出口面に付着
したインクミストを除去するためのインクミスト除去方
法であって、前記吐出用駆動とは異なる駆動であって、
吐出口のメニスカスが前記吐出口面から外へ張り出し、
該張り出したインクが滴として吐出しないまま該吐出口
の近傍の領域を一時的に覆う程度の駆動を圧力発生手段
に行わせ、張り出したインクに前記吐出口面に付着した
インクミストを合体させ、該吐出口に引き込むことによ
り、インクミストを除去する構成とすることにより、上
記目的を達成するものである。

請求項４の発明は、記録ヘッドの吐出口面に配された
複数の記録用吐出口のそれぞれに対応して設けられた圧
力発生手段と、記録用のインクを吐出しない前記吐出口
面に配されたダミー吐出口に対応して設けられた圧力発
生手段と、を有し、前記記録用吐出口に対応する圧力発
生手段を記録信号に応じて駆動することにより、対応す
る記録用吐出口からインクを滴として吐出して記録を行
うインクジェット記録装置における、前記吐出口面に付
着したインクミストを除去するためのインクミスト除去
方法であって、ダミー吐出口のメニスカスが前記吐出口
面から外へ張り出し、該張り出したインクが滴として吐
出しないまま該ダミー吐出口の近傍の領域を一時的に覆
う程度の駆動を該ダミー吐出口に対応する圧力発生手段
に行わせ、張り出したインクに前記吐出口面に付着した
インクミストを合体させ、該ダミー吐出口に引き込むこ
とにより、インクミストを除去する構成とすることによ
り、上記目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下、第１図〜第４図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明に係るインクミスト除去方法を実施す
るのに好適なインクジェット記録装置の記録ヘッド10の
分解斜視図であり、第２図は第１図中の線II−IIに沿っ
た断面図である。

第１図および第２図において、ベースプレート1Aに接
合された基板１上には感光性樹脂により液路壁２が形成
されており、吐出口板３には記録用吐出口４およびダミ
ー吐出口５が形成されている。

各記録用吐出口４は、それぞれ、対応する液路６に連
通しており、各ダミー吐出口５は、それぞれ、対応する
液路７に連通している。

複数の前記吐出口４は、記録信号により選択的に駆動
されて記録るためのインク滴（液滴）を吐出するもので
あり、前記ダミー吐出口５は、記録のためのインク滴を
吐出せず、後述するようにメニスカス13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。

第２図において、前記各ダミー吐出口５の開口角α
は、吐出口板３の材質に対する接触角をθとすると、 π−２θ≦α を満足するように設定することが望ましい。

前記ダミー吐出口５の開口角αを上記のように設定す
ることにより、該吐出口５のメニスカス13が吐出口面
（フェイス面）11から外へ張り出し、かつ張り出したイ
ンクが該吐出口近傍を一時的に覆う振幅量の振動を生じ
易い吐出口形状が得られる。

前記基板１には、記録のための液滴（インク滴）を吐
出させる圧力発生手段としての発熱素子８と、前記ダミ
ー吐出口５のメニスカス13を前述のように振動させる圧
力発生手段としての発熱素子９が配置されている。

これらの発熱素子８、９は、それぞれ、記録用の吐出
口４およびダミー吐出口５に対向する位置に設置されて
いる。

特に、各ダミー吐出口５に対向する発熱素子９は、記
録ヘッド10の記録待機時に、液路７内のインクを加熱保
温するために使用され、さらに、ダミー吐出口５に形成
されるメニスカス13を吐出口外へ張り出させ、かつその
インクを液滴として分離飛翔させない程度のエネルギー
を発生するように設定されている。

なお、第２図中の12は記録用吐出口４のメニスカスを
示す。

第３図および第４図は、それぞれ、以上説明したイン
クジェット記録ヘッド10におけるインクミスト除去方法
の動作を示す模式図であり、第３図は第１図中の線III
−IIIに沿った断面図であり、第４図は第１図中の線IV
−IVに沿った断面図である。

第３図において、記録信号が電圧パルスとして印加さ
れ、発熱素子８上に蒸気泡が発生し、（ａ）のように吐
出口４のメニスカス12が該吐出口４から張り出す。

インク液滴が吐出口４から分離飛翔する直前にかけ
て、（ｂ）に示すようにダミー吐出口５に形成されたメ
ニスカス13は、発熱素子９の駆動により、吐出口５外
（吐出口面11上）へ張り出す。

第３図の（ｃ）に示すような吐出口４から分離した液
滴14が吐出飛翔する状態を経て、第３図の（ｄ）に示す
ように、ダミー吐出口５のメニスカス13は最大張り出し
状態に至り、吐出口面11の吐出口４、５付近がインク
（記録液）で覆われ、該吐出口面11に付着したインクミ
スト15はこの張り出したインク内に合体される。

その後、ダミー吐出口５の液路７内の圧力低下に伴な
い、吐出口面11上のインクはダミー吐出口５より液路７
内へ吸収され、第３図の（ｅ）の状態に至り、再び、各
吐出口４、５に通常時のメニスカス12、13が形成され
る。

以上第３図について説明した過程を、記録のためのイ
ンクジェット記録ヘッド10の駆動条件に応じて繰り返す
ことにより、該インクジェット記録ヘッド10の吐出口面
11上に付着したインクミスト15を除去することができ
る。

こうして、メニスカス13が吐出口面11から外へ張り出
し、かつ張り出したインクが該吐出口近傍を一時的に覆
う振幅量の振動をなすように、前述のダミー吐出口５を
駆動することにより、該吐出口面11上に付着したインク
ミストを確実に除去し得るインクジェット記録装置のイ
ンクミスト除去方法が得られた。

なお、前述のインクミスト15の除去効果を高めるため
には、記録のための電圧パルスによる発熱素子８の駆動
開始から、次の記録のための電圧パルスが発熱素子８に
印加されるまでの間に、前記ダミー吐出口５の発熱素子
９の駆動を開始するとともに、前述のインクミスト15の
吸収除去過程を終了させるように、該発熱素子９の駆動
タイミングを設定することが好ましい。

以上の実施例では、ダミー吐出口５の圧力発生手段９
を駆動することによりインクミスト15を除去する場合を
説明したが、本発明によるインクミスト15の除去は、記
録用吐出口４の圧力発生手段８を駆動することにより行
なうことも可能である。

第４図は、この記録用吐出口４の圧力発生手段８を駆
動することによりインクミスト15を除去する場合の動作
を、第１図中の線IV−IVに沿った断面で模式的に示す図
である。

第４図において、２つの吐出口４、４はいずれも記録
用の吐出口であり、第４図の（ｇ）に示すごとく記録の
ための液滴14を吐出することができる。

第４図の（ａ）〜（ｅ）は、一方（右側）の吐出口４
は通常の記録のための液滴を吐出し、他方（左側）の吐
出口４では、その圧力発生手段８は、インク滴14として
吐出飛翔まではしないが、前述のダミー吐出口５の場合
のようにメニスカスを外へ張り出させて吐出口４の近傍
を一時的に覆うことにより、吐出口面11上のインクミス
ト15を吸収合体する程度に駆動される。

第４図の（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、インクミスト
15を吸収する左側の吐出口４の発熱素子８は、記録用の
インク滴14を吐出する吐出口４の発熱素子８の駆動タイ
ミングよりもやや遅れるか、早くとも同時に駆動され
る。

この場合、左側の発熱素子８は、吐出口４のメニスカ
ス12が液滴として分離飛翔まではせず、メニスカスを
（ｂ）および（ｃ）に示すように吐出口面11上へ張り出
さす程度のエネルギーをインクに与えるように駆動され
る。

これにより、吐出口面11上のインクミスト15は、
（ｂ）および（ｃ）に示すように、左側の吐出口４の周
辺を覆うインク内に吸収合体され、除去される。

その後、第４図の（ｄ）および（ｅ）に示すように、
インクミスト15を合体した左側のメニスカス12は、記録
用のインク滴14を吐出した右側のメニスカス12よりも早
く、第４図の（ｄ）に示すような毛細管力、インク背
圧、および大気圧の平衡点（通常のメニスカス状態）に
復帰する。

したがって、この左側の吐出口４は、その圧力発生手
段（発熱素子）８に次のサイクルの記録信号が印加され
ると、第４図の（ｆ）に示すように、引続き記録のため
に駆動される右側の吐出口４に遅れることなく、同時に
駆動され、第４図の（ｇ）に示すごとく、同時に、イン
ク滴を吐出飛翔させることができる。

こうして、各吐出口４で正常な液滴吐出（記録）を行
ないながら用紙等の被記録材に記録を行なっている最中
でも、１サイクルだけでもインク滴吐出を休止する吐出
口４を利用し、これを該吐出口のメニスカス12が吐出口
面11から外へ張り出し、かつ張り出したインクが該吐出
口近傍を一時的に覆う振幅量の振動をなすように駆動す
ることにより、吐出口面11上のインクミスト除去動作を
行なうことができインクジェット記録ヘッドが得られ
た。

以上説明した実施例によれば、簡単な構造で、記録装
置の大型化を生じることなく、メニスカス12、13の振動
を利用して極めて短時間内に、インクジェット記録ヘッ
ド10の吐出口面11の吐出口４付近に付着した浮遊インク
ミスト15を除去することができ、常に良好な記録画像の
品位を確保し得るインクジェット記録装置が得られた。

すなわち、インクミスト15を除去すべき吐出口４に対
応して設けられている圧力発生手段８、９の駆動を制御
できることから、吐出を行った吐出口４の周囲などのイ
ンクミスト15を除去すべき領域を、記録情報によって左
右されることなく高い信頼性のインクミスト除去を行う
ことができ、加えて、吐出用駆動とは異なり、吐出口
４、５のインクのメニスカス12、13を外へ張り出させて
吐出口の近傍を一時的に覆う程度のエネルギーで圧力発
生手段８、９を駆動させることから、吐出口面11に付着
したインクミスト15を確実に短時間のうちに除去するこ
とが可能になり、もって、簡易なやり方で常に記録画像
の品位を良好に維持することができるインクジェット記
録装置のインクミスト除去方法が提供される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明かなごとく、請求項１の発明によれ
ば、記録ヘッドの吐出口面に配された複数の吐出口のそ
れぞれに対応して設けられた圧力発生手段を記録信号に
応じて吐出用駆動することにより、対応する吐出口から
インクを滴として吐出して記録を行うインクジェット記
録装置における、前記吐出口面に付着したインクミスト
を除去するためのインクミスト除去方法であって、前記
吐出用駆動とは異なる駆動であって、吐出口のメニスカ
スが前記吐出口面から外へ張り出し、該張り出したイク
が滴として吐出しないまま該吐出口の近傍の領域を一時
的に覆う程度の駆動を圧力発生手段に行わせ、張り出し
たインクに前記吐出口面に付着したインクミストを合体
させ、該吐出口に引き込むことにより、インクミストを
除去する構成としたので、インクミストを除去すべき吐
出口に対応して設けられている圧力発生手段の駆動を制
御できることから、吐出を行った吐出口の周囲などのイ
ンクミストを除去すべき領域を、記録情報によって左右
されることなく高い信頼性のインクミスト除去を行うこ
とができ、加えて、吐出用駆動とは異なり、吐出口のイ
ンクのメニスカスを外へ張り出させて吐出口の近傍を一
時的に覆う程度のエネルギーで圧力発生手段を駆動させ
ることから、吐出口面に付着したインクミストを確実に
短時間のうちに除去することが可能になり、もって、簡
易なやり方で常に記録画像の品位を良好に維持すること
ができるインクジェット記録装置のインクミスト除去方
法が提供される。

請求項４の発明によれば、記録ヘッドの吐出口面に配
された複数の記録用吐出口のそれぞれに対応して設けら
れた圧力発生手段と、記録用のインクを吐出しない前記
吐出口面に配されたダミー吐出口に対応して設けられた
圧力発生手段と、を有し、前記記録用吐出口に対応する
圧力発生手段を記録信号に応じて駆動することにより、
対応する記録用吐出口からインクを滴として吐出して記
録を行うインクジェット記録装置における、前記吐出口
面に付着したインクミストを除去するためのインクミス
ト除去方法であって、ダミー吐出口のメニスカスが前記
吐出口面から外へ張り出し、該張り出したインクが滴と
して吐出しないまま該ダミー吐出口の近傍の領域を一時
的に覆う程度の駆動を該ダミー吐出口に対応する圧力発
生手段に行わせ、張り出したインクに前記吐出口面に付
着したインクミストを合体させ、該ダミー吐出口に引き
込むことにより、インクミストを除去する構成としたの
で、インクミストを除去すべき吐出口に対応して設けら
れている圧力発生手段の駆動を制御できることから、吐
出を行った吐出口の周囲などのインクミストを除去すべ
き領域を、記録情報によって左右されることなく高い信
頼性のインクミスト除去を行うことができ、加えて、吐
出用駆動とは異なり、吐出口のインクのメニスカスを外
へ張り出させて吐出口の近傍を一時的に覆う程度のエネ
ルギーで圧力発生手段を駆動させることから、吐出口面
に付着したインクミストを確実に短時間のうちに除去す
ることが可能になり、もって、簡易なやり方で常に記録
画像の品位を良好に維持することができるインクジェッ
ト記録装置のインクミスト除去方法が提案される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクミスト除去方法を実施する
のに好適なインクジェット記録装置の記録ヘッドの分解
斜視図、第２図は第１図中の線II−IIに沿った断面図、
第３図の（ａ）〜（ｅ）は第１図中の線III−IIIに沿っ
た断面図を利用してダミー吐出口のインクミスト除去動
作を示す図、第４図の（ａ）〜（ｇ）は第１図中の線IV
−IVに沿った断面図を利用して記録用吐出口によるイン
クミスト除去造作を示す図、第５図は吐出口面に付着し
たインクミストがインク滴の吐出飛翔状態に及ぼす影響
を示す模式図である。 ４…記録用の吐出口、５…ダミー吐出口、６、７…液
路、８、９…圧力発生手段（発熱素子）、10…インクジ
ェット記録ヘッド、11…吐出口面、12、13…メニスカ
ス、14…インク滴（記録液滴）、15…インクミスト。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録ヘッドの吐出口面に配された複数の吐
   出口のそれぞれに対応して設けられた圧力発生手段を記
   録信号に応じて吐出用駆動することにより、対応する吐
   出口からインクを滴として吐出して記録を行うインクジ
   ェット記録装置における、前記吐出口面に付着したイン
   クミストを除去するためのインクミスト除去方法であっ
   て、 前記吐出用駆動とは異なる駆動であって、吐出口のメニ
   スカスが前記吐出口面から外へ張り出し、該張り出した
   イクが滴として吐出しないまま該吐出口の近傍の領域を
   一時的に覆う程度の駆動を圧力発生手段に行わせ、張り
   出したインクに前記吐出口面に付着したインクミストを
   合体させ、該吐出口に引き込むことにより、インクミス
   トを除去することを特徴とするインクジェット記録装置
   のインクミスト除去方法。
2. 【請求項２】前記吐出口の近傍の領域を一時的に覆う程
   度の駆動は、前記吐出用駆動を休止しているタイミング
   を利用して行う請求項１に記載のインクジェット記録装
   置のインクミスト除去方法。
3. 【請求項３】前記圧力発生手段は発熱素子である請求項
   １に記載のインクジェット記録装置のインクミスト除去
   方法。
4. 【請求項４】記録ヘッドの吐出口面に配された複数の記
   録用吐出口のそれぞれに対応して設けられた圧力発生手
   段と、記録用のインクを吐出しない前記吐出口面に配さ
   れたダミー吐出口に対応して設けられた圧力発生手段
   と、を有し、前記記録用吐出口に対応する圧力発生手段
   を記録信号に応じて駆動することにより、対応する記録
   用吐出口からインクを滴として吐出して記録を行うイン
   クジェット記録装置における、前記吐出口面に付着した
   インクミストを除去するためのインクミスト除去方法で
   あって、 ダミー吐出口のメニスカスが前記吐出口面から外へ張り
   出し、該張り出したインクが滴として吐出しないまま該
   ダミー吐出口の近傍の領域を一時的に覆う程度の駆動を
   該ダミー吐出口に対応する圧力発生手段に行わせ、張り
   出したインクに前記吐出口面に付着したインクミストを
   合体させ、該ダミー吐出口に引き込むことにより、イン
   クミストを除去することを特徴とするインクジェット記
   録装置のインクミスト除去方法。
5. 【請求項５】前記ダミー吐出口の近傍の領域を一時的に
   覆う程度の駆動は、前記記録用吐出口が駆動を休止して
   いるタイミングを利用して行う請求項４に記載のインク
   ジェット記録装置のインクミスト除去方法。
6. 【請求項６】前記圧力発生手段は発熱素子である請求項
   ４に記載のインクジェット記録装置のインクミスト除去
   方法。
7. 【請求項７】前記ダミー吐出口の開口角をα、前記吐出
   口面に対するインクの接触角をθとすると、 π−２θ≦α を満足する請求項４に記載のインクジェット記録装置の
   インクミスト除去方法。