JP3597346B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、より詳細には、液体噴射記録ヘッドの信頼性維持に関するものであり、とりわけ複数のノズルを有し、広い印写幅で印写を行い、ノズルにおけるインク乾燥，異物付着等に起因する目詰まり等の信頼性の低下を生じやすい、いわゆるマルチノズルインクジェットヘッドを用いる記録装置の信頼性維持に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ノンインパクト記録法は、記録時における騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点において、最近関心を集めている。その中で高速記録が可能であり、しかもいわゆる普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録を行うことができるいわゆるインクジェット記録法は極めて有力な記録法であって、これまでも様々な方式が提案され、改良が加えられ商品化されたものもあれば、現在もなお実用化への努力が続けられているものもある。
【０００３】
このようなインクジェット記録法は、いわゆるインクと称される記録液体の小滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ、記録部材に付着させて記録を行うものであって、例えば、本出願人による先行出願として、特公昭５６−９４２９号公報に提案されている。この公報のものは、液室内のインクを加熱して気泡を発生させてインクに圧力上昇を生じさせ、微細な毛細管ノズルからインクを飛び出させて記録するものである。
他の原理のものとしては、例えば、特開平６−２９７７０９号公報に記載されているような圧電素子に電圧を印加し、インク室の容積を変化させ、ノズルからインクを吐出させて記録するものもある。
【０００４】
いずれにしろこれらのインクジェット記録装置は、１０〜数１０μｍのサイズのノズルからインクを噴射，吐出するものであり、このような微細なノズルからインクを飛翔させる記録装置の宿命として、ノズルの目詰まりという課題を常に抱えている。例えば、ノズル部におけるインク乾燥による染料付着固化、空気中に浮遊するゴミ，紙粉等の不純物のノズル部への付着、インク中に存在する不純物の析出、あるいはインクとそれに接する部材との化学反応による異物の析出等によって、ノズルが詰まって閉塞したり、あるいは完全に閉塞しなくとも部分的に上述したような事態が生じるだけでインクの噴射特性は悪化し、良好な印写品質が得られなくなる。
【０００５】
近年では、インクの改良が進み、またヘッドにキャップをする等の対策をとることにより、ノズル数が６４〜２５６個程度のショートアレイタイプのものは、ほぼ実用的になってきて、各種商品化され市場に出ている。
しかしながら、ノズル数が数百〜数千個にもなり、その印写幅も紙幅にまでおよぶようないわゆるラージアレイタイプのものは、依然としてその信頼性が確保できていないのが実状である。また、その記録ヘッドも単に黒インク用だけではなく、イエローインク用，マゼンタインク用，シアンインク用、さらにそれらのカラーインクの濃度を変えて微妙な銀塩写真調の記録を行えるような記録装置となると、記録ヘッドの数も８〜１０個にもなり、記録装置全体の全ノズルの数は、数万個になり、目詰まり対策は必須となる。
【０００６】
このような点に鑑み、例えば、特公昭６３−３１３９０号公報では、ラージアレイタイプの記録ヘッド全体にキャップを被せて洗浄する手段を提案している。しかしながら、この手段を用いた洗浄方法では、ノズルの外側表面の清浄化は確保できるが、ノズルの内部，インク流路までは清浄化できない。また、ノズルの内部で生じるインク中に存在する不純物の析出、あるいはインクとそれに接する部分との化学反応による異物の析出等の問題は依然として残る。
【０００７】
図７は、ラージアレイタイプのインクジェットヘッドの一例を示す斜視図で、図中、８０はヘッド、８１はノズル、８２は電極、８３はインク導入口、８４は流路・液室板、８５は発熱体基板である。ヘッド８０には紙幅全域をカバーできるようにノズル８１が配列されている。例えばＡ４サイズの紙の横幅をカバーできるインクジェットヘッドの例では、４００ｄｐｉの配列密度で、３０００個のノズルが並んでいる（印写幅は約１９０ｍｍ）。インクジェットの方式としては、圧電素子を用いる方法、あるいは膜沸騰気泡を用いるバブルジェット方式などがあるが、ここでは高密度配列が可能なバブルジェット方式の例により説明する。
【０００８】
図８は、バブルジェット方式のインク滴噴射原理を説明するための概念図で、インク滴の噴射動作を時系列で図８（Ａ）〜図８（Ｇ）に順に示すものである。図８において、９１はインク、９２は気泡、９３はノズル、９４は流路、９５は発熱体基板、９６は発熱体、９７は第１電極（制御電極）、９８は第２電極（アース電極）、９９はインク滴である。
まず発熱体９６に画像情報に応じて信号パルスが入力され、該信号パルスに応じてインク中で気泡９２が発生し、該気泡の作用力により、流路９４のインク１の一部がノズル９３よりインク滴９９として噴射され、被記録体（例えば、紙）に記録する。
【０００９】
ここで、信号パルスの継続時間は、数μｓ〜１０数μｓが望ましく、長くても３０μｓまでとされる。これは、いったん発熱体９６上に気泡９２が発生すると、その後は発熱体９６の熱を気泡９２がブロックしてしまうため、気泡９２の大きさはほとんど変化することがなく、不必要に長時間通電しても、無駄になるだけでなく、発熱体９６を破損せしめるからである。通電を止めた後は、気泡９２は発熱体基板９５および周囲のインク９１により、熱を奪われ収縮して消減する。この説明から明らかなように、バブルジェットのインク噴射に作用する気泡９２は、非常に短時間の間に急激に加熱されることによって得られる気泡であり、伝熱工学の分野で、いわゆる膜沸騰と呼ばれている現象の気泡であって、発生〜消滅の繰り返し再現性が非常に良く、それによるインク噴射も安定して、再現性に優れているので、近年、６４〜２５６個程度の比較的ノズル数の少ないショートアレイ（スモールアレイ）タイプのヘッドを搭載したインクジェットプリンタが急速に普及し始めた。
【００１０】
しかしながら、前述のようにノズル数が、数百〜数千個にもなり、その印写幅も紙幅におよぶようないわゆるラージアレイタイプのものは、ノズルの目詰まり、あるいは完全な目詰まりを生じなくても部分的な目詰まりによるインク噴射特性の劣化等、いわゆるインク噴射の信頼性に関わる問題については、ノズルの数が多いだけにその問題発生確率が急激に高くなり依然として解決されていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、
請求項１の発明は、ノズル数が千個以上にもおよぶ、いわゆるラージアレイタイプのインクジェット記録ヘッドを使用する記録装置の信頼性を確保できるような構成を提供し、この信頼性の維持，確保をより完全に行えるようにすること、
請求項２の発明は、信頼性の維持，確保をヘッド構成を複雑にすることなく実現すること、
請求項３の発明は、信頼性の維持，確保を効率よく行えるようにすること、
請求項４の発明は、カラー記録装置で信頼性の維持，確保を効率よく行えるようにすること、
請求項５の発明は、信頼性の維持，確保をさらに完全に行えるようにすること、
請求項６の発明は、信頼性の維持，確保のために使用する液体として洗浄効率が高く、インクと不要の化学反応を起こさない安定した組成の液体を提案すること、
請求項７の発明は、信頼性の維持，確保のために使用する液体として、置換を効率よく行うことができる液体を用いることにより、より短時間で信頼性の維持，確保のための作業を行えるようにすること、
を目的としてなされたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インク液を噴射させるための複数個のノズルを形成するノズル部，該ノズルに連通する流路，及び該流路に連通する液室を有するヘッドと、前記液室にインクを導入するインク導入手段とを有するインクジェット記録装置において、該インク導入手段により導入されるインクとは別の液体を前記液室に導入する別液体導入手段を設け、前記インク導入手段または前記別液体導入手段を作動させることにより、前記ヘッド内の前記インクまたは前記別の液体のいずれかの液体を他方の液体に置換できるようにするとともに、前記ノズルのインク噴射口を覆い、前記ノズル部に着脱可能なキャップ部と、前記キャップ部を前記ノズル部に装着した状態で前記ノズルに連通する前記キャップ部内を減圧する減圧手段と、前記キャップ部を前記ノズル部に装着した状態で該キャップ部内を加圧する加圧手段とを設け、前記ヘッド内の液体を置換するに際し、前記減圧手段と前記加圧手段とを切り替えて作動させるようにしたことを特徴とし、もって、ノズル内部，流路，液室内を清浄に保つことが可能となり、ノズル数が従来より桁違いに多い、ラージアレイタイプのインクジェットの記録ヘッドであっても、ノズル部におけるインクの乾燥による染料付着固化，ゴミ，紙粉等の空気中に浮遊する不純物のノズル部への付着、インク中に存在する不純物の析出、あるいはインクとそれに接する部材との化学反応による異物の析出等によって、ノズルが詰まったり、インクの噴射特性が悪化し、良好な印写品質が得られなくなる信頼性の低下が皆無となるようにしたものである。
さらに、請求項１の発明は、前記ヘッド内の液体を置換するに際し、前記減圧手段を作動させるようにしたので、置換作業をすみやかに行うことができる。またこのような置換作業時には液室内に空気が混入しやすく、たとえば、インクを液室に導入する置換作業を行った際に液室内に空気が混入した状態にあるとその後のインク吐出が不可能となる（吐出のための信号を送っても、空打ち状態になる）が、ノズルを外から減圧することにより、このような液室内の空気を吸い出すことができるので、空打ち状態になることなく、安定してインク噴射を行うことができるようにしたものである。
さらに、請求項１の発明は、減圧および加圧を交互に繰り返すことにより、液室内の空気の吸い出しをより完全にできるようになり、また、このように減圧および加圧を交互に繰り返すことにより、インクあるいはインクとは別の液体の流れを作ることができ、ノズル部へ付着した異物、不純物の析出物、あるいはインクの乾燥固化物等、ノズル部の目詰まり要因を除去することが可能となり安定してインク噴射を行うことができるようにしたものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記インクを導入するために前記液室に設けられるインク導入口と、前記別の液体を導入するために前記液室に設けられる別液体導入口とを共通の導入口として有し、前記インク液室に導入する前記インクまたは前記別の液体を選択して切り替える切り替え手段を設けることを特徴とし、もって、ヘッド構成を複雑にすることなく、信頼性の維持，確保を実現することができるようにしたものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記インクを導入するために前記液室に設けられるインク導入口と、前記別の液体を導入するために前記液室に設けられる別液体導入口とを個別に有することを特徴とし、もって、導入のため流路及び導入口の大きさを個別に設定でき、インクとは別の液体とインクの置換が短時間でできるようになり、信頼性の維持，確保が効率よく行うことができるようにしたものである。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１の発明において、前記キャップ部は、前記複数のノズルのうち同一色のインクを用いるノズル群毎に設けられ、前記減圧手段及び前記加圧手段は、共通の減圧源及び共通の加圧源を用いて前記同一色のインクを用いるノズル群毎に減圧及び加圧を行うことができるように構成されることを特徴とし、もって、減圧あるいは加圧供給源であるポンプ、あるいはコンプレッサ等を大容量とする必要がなく、１色分の能力でよいため、減圧あるいは加圧供給源のコンパクト化がはかれるとともに、低コストで構成することができ、記録装置全体も、コンパクトとなって、低コストで構成できるようにしたものである。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１の発明において、前記ノズル部に装着し前記ノズルのインク噴射口を密閉可能な保管用キャップを備え、インク噴射動作を行わないときに、前記キャップ部を前記ノズル部から離脱させた状態で該保管用キャップを前記ノズル部に装着するようにしたことを特徴とし、もって、より効果的にノズル部を密閉することができるようになり、信頼性の維持，確保をさらに完全に行うことができるようにしたものである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれか１の発明において、前記別液体導入手段に導入される前記インクとは別の液体として、前記インク導入手段により導入されるインク液の組成から着色剤を除いてなる組成を有する液体を用いるようにしたことを特徴とし、もって、不要な析出物を生じたりすることなく、スムーズに支障なく置換ができるようになり、さらに、ノズル部に付着した乾燥固化したインク染料等を容易に溶かすことができ、高い洗浄性能が得られるようにしたものである。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれか１の発明において、前記別液体導入手段に導入される前記インクとは別の液体として、前記インク導入手段により導入されるインクより低粘度の液体を用いるようにしたことを特徴とし、もって、ヘッドの液体を置換する際に、非常にスムーズに置換でき、置換及び洗浄作業を短時間に行うことができるようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明によるインクジェットヘッドの実施例を添付された図面を参照して具体的に説明する。なお、実施例を説明するための全図において同様の機能を有する部分には同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（請求項１ないし３の発明）
本発明は、夜間等、あるいは長期に使用されない時、つまり非印写時にヘッド内のインクを洗浄液等の別の液体に置換して保管しようというものである。いわゆる目詰まりと呼ばれるインクジェットの不良の多くは、主にインクの組成物である染料がノズル出口近傍において、乾燥，固化することによって発生することが多いからである。もちろん、この他に空気中のゴミ，紙粉等がノズル出口近傍に付着することによって発生する目詰まりもある。
【００２３】
図１は、本発明によるインクジェット記録装置の一実施例を説明するための構成概念図であり、図中、１０は（インクジェット）ヘッド、２０はインク容器、３０は洗浄液容器、Ｖｉはインク用のバルブ、Ｖｃは洗浄液用のバルブである。図１はインクとは別の液体として洗浄液をインクジェットヘッド１０に導入できるようにした例を示す。図９は、図１に示す概念図の理解を助けるための従来のインクジェットヘッドの構成と動作の例を概念的に示す図である。図９において、ｉはインク滴、１０ｎはノズル面である。
作用を簡単に説明する。まず、従来の図９に示すものでは、インクジェットヘッド１０の共通液室に設けられたインク導入口と、インクが入ったインク容器２０とが、例えば、ここでは連結チューブによって連結され、ヘッド１０のインク消費に応じて液室内にインクが供給される。なお、ここでは連結チューブによって連結されると説明しているが、必ずしもチューブが使われる必要はなく、両者が液路としてつながる構造になっていれば良いことはいうまでもない。
【００２４】
図１は、本発明の特徴的な構造を示しており、図１の構成の連結部（連結チューブ）の一部に分岐路（分岐チューブ）を設け、インクと洗浄液は、それぞれバルブＶｉ，Ｖｃを切り替えることにより、両液ともにインクジェットヘッド１０の液室内に供給できる構成としたものである。
このような構成とすることにより、非印写時には、染料等の乾燥，固化が生じない、あるいは、不純物等が析出しない洗浄液にヘッド内のインクを置換して、ヘッドを保管することができるので、長期間印写を行わないような場合には、良好な状態で保管することができる。その後、再び印写を行う場合には、インクから洗浄液への置換と逆の順序で、ヘッド内に充填されている洗浄液をインクに置換することによって印写可能状態とすることができる。
【００２５】
図２は、本発明によるインクジェットヘッドの他の実施例を説明するための構成概念図である。図１に示した例ではインクジェットヘッド１０の液室へインクあるいは洗浄液を導入する導入口は１つであり、連結チューブ（供給路，導入路）に分岐路を設けてバルブの切り替えによって、インクと洗浄液を液室内に導入していたが、図２に示す例では、インクあるいは洗浄液の導入口および連結チューブ（供給路，導入路）をそれぞれ別々に設けている。そして、さらに洗浄液の導入口および連結チューブ（供給路，導入路）を太くし断面積を大きくしている。このような構成とすることにより、洗浄液が流れやすくなりインクから洗浄液に置換する際に、迅速な置換が可能となる。
【００２６】
図３は、本発明によるインクジェット記録装置の更に他の実施例を説明するための構成概念図で、図中、４０はキャップ部、５０はバキュームポンプである。この例は、図２の構成のものにさらにインクジェットヘッドのノズル部を覆うキャップ部４０を付け加えた構成を有しており、さらにそのキャップ部４０は、ノズル部を覆って密閉構造とするだけではなく、キャップ部４０の内部を減圧できるように減圧手段（吸引手段）を持たせた構造となっている。この減圧手段による減圧は、図示するようなバキュームポンプ５０によって行ってもよいし、吸引力は劣るけれどもより単純な構造として、ファンによる吸引作用を利用してもよい。また、このキャップ部４０の装着動作ならびにその後の減圧手段による減圧動作においては、バルブＶｉ，Ｖｃの開閉を行う必要がある。動作モードを例としてあげる。
（１）．インク噴射停止後、長期にヘッドを保存する場合
印写を終了→ノズル部をキャップ部４０で覆う→バルブＶｉを閉じる→バルブＶｃを開く→減圧動作開始→ヘッド内のインクを洗浄液に置換→減圧動作停止→バルブＶｃを閉じる→保管
（２）．長期にヘッドを保存した後、インク噴射を開始（印写を再開する）場合
上記（１）の保管状態→バルブＶｉを開く→減圧動作開始→ヘッド内の洗浄液をインクに置換→減圧動作停止→ノズル部からキャップ部４０を取り外す→印写再開
本発明では、このような減圧動作を行っているのでインクから洗浄液、あるいはその逆に洗浄液からインクへの置換を迅速に行うことができる。また、減圧時にノズル部に対して使用するキャップ部４０は、保管時にもそのまま使用する（密閉状態を保つ）ので、洗浄液の乾燥およびそれにともなう洗浄液組成物の析出による目詰まりや、あるいは空気中に浮遊しているゴミ，紙粉等の異物がノズル部近傍に付着して引き起こす目詰まりを回避できるという利点がある。
なお、上記の説明では減圧されて吸引されたヘッド内のインク、あるいは洗浄液について言及しなかったが、キャップ部とバキュームポンプ５０との間の吸引路に設けられた、図示しない分岐路およびバルブによってそれらの液は廃棄される。
また、上記の説明では、図２に示す本発明の構成例に対してキャップ部及び減圧手段を付加した例として説明したが、図１の構成例にキャップ部及び減圧手段を付加してもよいことはいうまでもない。
【００２７】
図４は、本発明によるインクジェット記録装置の更に他の実施例を説明するための構成概念図で、図中、６０は加圧ポンプである。上述した図３に示すものの構成は、ヘッド１０に装着したキャップ部４０及びバキュームポンプ５０等の減圧手段（吸引手段）によってノズル部に減圧状態を作り、液の置換を迅速に行うようにしたものであったが、この例は、図３の構成に、キャップ部４０をヘッド１０に装着した後ノズル部に加圧状態を作るための加圧手段を付加したものである。
前述の減圧手段であるバキュームポンプ５０を作動させることによってインクあるいは洗浄液をノズル部から吸引し、その後、加圧ポンプ６０による加圧手段を作動させることによってノズル部を加圧する。そして、この減圧動作と加圧動作を繰り返すことによって液置換時に洗浄作用を生じさせる。具体的には、ノズル部においてインクあるいは洗浄液を吸引あるいはその逆に押し戻す動作を繰り返すことによって、微少なノズル部でインクあるいは洗浄液の流れを作り、ノズル部に付着しているゴミ等の異物あるいは乾燥固化した染料を洗い流すことが可能となる。
加圧状態を作る加圧手段としては、図示する加圧ポンプ６０によって行ってもよいし、加圧力は劣るけれども、より単純な構造として、ファンによる加圧作用を利用してもよい。それぞれの減圧手段，加圧手段は、キャップ部４０との接続部分（一例として接続チューブとしておく）にそれぞれバルブＶｖ，Ｖｐを設け、それらを互いに協働させた切り替え動作によって減圧，加圧を行う。
また、減圧手段及び加圧手段と、キャップ部４０との接続形態は、図４（Ａ）のようにキャップ部４０の異なる２ヶ所に接続チューブを接続するようにしても良いし、図４（Ｂ）のように接続チューブに分岐路を設けた構成とし、キャップ部４０と接続チューブとが１ヶ所で接続されるようにしても良い。
なお、これらのバルブＶｖ，Ｖｐおよびそれぞれの減圧手段，加圧手段は、前述のバルブＶｉ，Ｖｃと連動して動作させることによって、ヘッド１０の液室内へのインクあるいは洗浄液の導入を行う。
【００２８】
（請求項４の発明）
図５は、本発明によるインクジェット記録装置の更に他の実施例を説明するための構成概念図であり、カラー印写可能なインクジェットヘッドの構成例である。
一般にカラー記録を行うためには、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の３色分のインクジェットヘッド、あるいはイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂ）の４色分のインクジェットヘッド、さらに時としてもっと多くのインクジェットヘッドを具備し、より高画質を狙う場合もある。
いずれにしろ単色の場合と違って、カラーヘッドユニットそのものが大きくなるため、そのキャップ部も大きくなる。よって単純に考えるとその容量が大きくなるために、減圧手段（吸引手段）及び加圧手段も大容量のものが必要になる。
本発明では、この点に鑑み、図５に示すように、キャップ部４０をその内部容積が単色のヘッドの場合とほぼ同じになるように、色毎に独立した構成としている。そして、それぞれのキャップ部４０とバキュームポンプ５０及び加圧ポンプ６０との接続部分には、バルブＶｓを設け、それぞれのバルブＶｓを切り替えて、単色毎にヘッド部の減圧あるいは加圧を行うことにより、容量がコンパクトな単色分程度の能力の減圧手段及び加圧手段でこと足りるという利点がある。
【００２９】
（請求項５の発明）
図６は、本発明の更に他の実施例を説明するための構成概念図で、図中、７０は保管用キャップである。この発明は、前述した各発明によってインクを洗浄液に置換した後に、液置換時に使用した減圧手段あるいは加圧手段が接続されたキャップ部４０とは別に、ノズル部を完全密閉できる保管用キャップ７０を装着し、長期保存の安定性をより確実にしようというものである。この保管用キャップ７０の特徴は、一般にフラットなノズル面あるいはノズルプレート面との間に空間ができないように密着して、ノズル部を完全密閉するようにしたことである。
【００３０】
（請求項６の発明）
以下に、本発明によるインクジェットヘッド記録装置で使用するインクとは別の液体としての洗浄液について説明する。本願の各発明では、インクと、洗浄液等のインクとは別の液体とを交互に置換することを特徴としている。従って、両液の間で化学反応が起きたり、不要な析出物などを生じないことが必須の条件である。本発明では、この点に注目して、洗浄液の組成を基本的にはインクとほぼ同じとするようにした。具体的には、例えば、インク成分から着色剤である染料あるいは顔料を除去した組成としている。以下に具体的なインク組成と本発明の洗浄液の一例を示す。
（１）イエローインク組成
グリセリン：１８.０wt%，エチルアルコール：４.９wt%，水：７５.０wt%，
アシッドイエロー１７（染料）：２.１wt%
（２）マゼンタインク組成
グリセリン：１８.０wt%，エチルアルコール：４.７wt%，水：７５.０wt%，
アシッドレッド３５（染料）：２.３wt%
（３）シアンインク組成
グリセリン：１８.０wt%，エチルアルコール：４.８wt%，水：７５.０wt%，
アシッドブルー２９（染料）：２.２wt%
（４）ブラックインク組成
グリセリン：１８.０wt%，エチルアルコール：４.８wt%，水：７５.０wt%，
ダイレクトブラック１５４（染料）：２.２wt%
（５）洗浄液組成
グリセリン：１８.０wt%，エチルアルコール：５.０wt%，水：７７.０wt%
この例で示したように、本発明の洗浄液は、インクから染料を除去した分、わずかの組成比率の違いはあるものの、ほとんどインクと同組成となるようにしている。このような洗浄液組成とすることにより、インクと洗浄液は、容易に相互に溶解するので、両液の置換時に不必要な化学反応を起こしたり、不要な析出物を生じたりすることがないので、スムーズに支障なく置換ができるようになる。また、この洗浄液はインク溶媒と同じなので、ノズル部に付着した乾燥固化したインク染料等も、容易に溶かすことができ、その洗浄能力は非常に高い。
【００３１】
（請求項７の発明）
以下に、本発明によるインクジェット記録装置で使用するインクとは別の液体としての洗浄液の他の例について説明する。本願の各発明では、前述のようにインクと洗浄液等のインクとは別の液体とを交互に置換することを特徴としている。その際、短時間にスムーズに置換できることも重要なポイントとなる。
このような観点から、前述の請求項３の発明では、導入口を個別に設けて、洗浄液の導入口面積を大きくしたり、請求項４の発明では、減圧状態を作り出し、液の流れを促進させたりしたが、ここでは洗浄液の観点からスムーズな置換適性を検討したものである。
具体的には、洗浄液の流れをスムーズにするには、低粘度の液体にすればよい。前述のように本発明に好適に利用できる洗浄液組成は、インクから着色剤成分を除去したグリセリン：１８.０wt%，エチルアルコール：５.０wt%，水：７７.０wt%という組成であり、着色剤成分以外は、ほぼインクと同じ組成である。ここで洗浄液の粘度に大きく寄与しているのはグリセリンである。そこで一例として、グリセリンの重量を減らして、その分、水を多くしたグリセリン：５.０wt%，エチルアルコール：５.０wt%，水：９０.０wt%という組成の粘度を下げた洗浄液を調合し、インクとの置換を行ったところ、非常に短時間で置換を行うことが可能となった。また、この新たに調合した低粘度洗浄液も、基本的には水をベースとした洗浄液であり、インクも同じように水をベースとして調合されているので、両者は容易に相互に容解でき、両液の置換時に不必要な化学反応を起こしたり、不要な析出物を生じたりすることもなかった。また、ノズル部に付着した乾燥固化したインク染料等も、この低粘度洗浄液によって容易に溶かすことができた。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、インク液を噴射させるための複数個のノズルを形成するノズル部，該ノズルに連通する流路，及び該流路に連通する液室を有するヘッドと、前記液室にインクを導入するインク導入手段とを有するインクジェット記録装置において、該インク導入手段により導入されるインクとは別の液体を前記液室に導入する別液体導入手段を設け、前記インク導入手段または前記別液体導入手段を作動させることにより、前記ヘッド内の前記インクまたは前記別の液体のいずれかの液体を他方の液体に置換できるようにするとともに、前記ノズルのインク噴射口を覆い、前記ノズル部に着脱可能なキャップ部と、前記キャップ部を前記ノズル部に装着した状態で前記ノズルに連通する前記キャップ部内を減圧する減圧手段と、前記キャップ部を前記ノズル部に装着した状態で該キャップ部内を加圧する加圧手段とを設け、前記ヘッド内の液体を置換するに際し、前記減圧手段と前記加圧手段とを切り替えて作動させるようにしたので、ノズル内部，流路，液室内を清浄に保つことが可能となり、ノズル数が従来より桁違いに多い、ラージアレイタイプのインクジェットの記録ヘッドであっても、ノズル部におけるインクの乾燥による染料付着固化，ゴミ，紙粉等の空気中に浮遊する不純物のノズル部への付着、インク中に存在する不純物の析出、あるいはインクとそれに接する部材との化学反応による異物の析出等によって、ノズルが詰まったり、インクの噴射特性が悪化し、良好な印写品質が得られなくなる信頼性の低下が皆無となる。
また、前記ヘッド内の液体を置換するに際し、前記減圧手段を作動させるようにしたので、置換作業をすみやかに行うことができる。またこのような置換作業時には液室内に空気が混入しやすく、たとえば、インクを液室に導入する置換作業を行った際に液室内に空気が混入した状態にあるとその後のインク吐出が不可能となる（吐出のための信号を送っても、空打ち状態になる）が、ノズルを外から減圧することにより、このような液室内の空気を吸い出すことができるので、空打ち状態になることなく、安定してインク噴射を行うことができる。
さらに、減圧および加圧を交互に繰り返すことにより、液室内の空気の吸い出しをより完全にできるようになり、また、このように減圧および加圧を交互に繰り返すことにより、インクあるいはインクとは別の液体の流れを作ることができ、ノズル部へ付着した異物、不純物の析出物、あるいはインクの乾燥固化物等、ノズル部の目詰まり要因を除去することが可能となり安定してインク噴射を行うことができる。
【００３３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記インクを導入するために前記液室に設けられるインク導入口と、前記別の液体を導入するために前記液室に設けられる別液体導入口とを共通の導入口として有し、前記インク液室に導入する前記インクまたは前記別の液体を選択して切り替える切り替え手段を設けたので、ヘッド構成を複雑にすることなく、信頼性の維持，確保を実現することができる。
【００３４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記インクを導入するために前記液室に設けられるインク導入口と、前記別の液体を導入するために前記液室に設けられる別液体導入口とを個別に有するので、導入のため流路及び導入口の大きさを個別に設定でき、インクとは別の液体とインクの置換が短時間でできるようになり、信頼性の維持，確保が効率よく行うことができる。
【００３７】
請求項４の発明は、請求項１ないし３いずれか１の発明において、前記ノズルのインク噴射口を覆い、前記ノズル部に着脱可能なキャップ部、及び該キャップ部を前記ノズル部に装着した状態で前記ノズルに連通する前記キャップ部内を減圧する減圧手段及び前記キャップ部を前記ノズル部に装着した状態で前記ノズルに連通する前記キャップ部内を加圧する加圧手段を有し、前記キャップ部は、前記複数のノズルのうち同一色のインクを用いるノズル群毎に設けられ、前記減圧手段及び前記加圧手段は、共通の減圧源及び共通の加圧源を用いて前記同一色のインクを用いるノズル群毎に減圧及び加圧を行うことができるように構成されるので、減圧あるいは加圧供給源であるポンプ、あるいはコンプレッサ等を大容量とする必要がなく、１色分の能力でよいため、減圧あるいは加圧供給源のコンパクト化がはかれるとともに、低コストで構成することができ、記録装置全体も、コンパクトとなって、低コストで構成できる。
【００３８】
請求項５の発明は、請求項１ないし４いずれか１の発明において、前記ノズル部に装着し前記ノズルのインク噴射口を密閉可能な保管用キャップを備え、インク噴射動作を行わないときに、前記キャップ部を前記ノズル部から離脱させた状態で該保管用キャップを前記ノズル部に装着するようにしたので、より効果的にノズル部を密閉することができるようになり、信頼性の維持，確保をさらに完全に行うことができる。
【００３９】
請求項６の発明は、請求項１ないし５いずれか１の発明において、前記別液体導入手段に導入される前記インクとは別の液体として、前記インク導入手段により導入されるインク液の組成から着色剤を除いてなる組成を有する液体を用いるようにしたので、不要な析出物を生じたりすることなく、スムーズに支障なく置換ができるようになり、さらに、ノズル部に付着した乾燥固化したインク染料等を容易に溶かすことができ、高い洗浄性能が得られる。
【００４０】
請求項７の発明は、請求項１ないし６いずれか１の発明において、前記別液体導入手段に導入される前記インクとは別の液体として、前記インク導入手段により導入されるインクより低粘度の液体を用いるようにしたので、ヘッド部の液体を置換する際に、非常にスムーズに置換でき、置換及び洗浄作業を短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクジェット記録装置の一実施例を説明するための構成概念図である。
【図２】本発明によるインクジェット記録装置の他の実施例を説明するための構成概念図である。
【図３】本発明によるインクジェット記録装置の更に他の実施例を説明するための構成概念図である。
【図４】本発明によるインクジェット記録装置の更に他の実施例を説明するための構成概念図である。
【図５】本発明によるインクジェット記録装置の更に他の実施例を説明するための構成概念図である。
【図６】本発明によるインクジェット記録装置の更にに他の実施例を説明するための構成概念図である。
【図７】ラージアレイタイプのインクジェットヘッドの一例を示す斜視図である。
【図８】バブルジェット方式のインク滴噴射原理を説明するための概念図である。
【図９】従来のインクジェット記録装置の一例を説明するための構成概念図である。
【符号の説明】
１０…（インクジェット）ヘッド、１０ｎ…ノズル面、２０…インク容器、３０…洗浄液容器、４０…キャップ部、５０…バキュームポンプ、６０…加圧ポンプ、７０…保管用キャップ、８０…ヘッド、８１…ノズル、８２…電極、８３…インク導入口、８４…流路・液室板、８５…発熱体基板、９１…インク、９２…気泡、９３…ノズル、９４…流路、９５…発熱体基板、９６…発熱体、９７…第１電極（制御電極）、９８…第２電極（アース電極）、９９…インク滴、ｉ…インク滴、Ｖｃ，Ｖｉ，Ｖｓ，Ｖｐ，Ｖｖ…バルブ。

Claims (7)

1. インク液を噴射させるための複数個のノズルを形成するノズル部，該ノズルに連通する流路，及び該流路に連通する液室を有するヘッドと、前記液室にインクを導入するインク導入手段とを有するインクジェット記録装置において、該インク導入手段により導入されるインクとは別の液体を前記液室に導入する別液体導入手段を設け、前記インク導入手段または前記別液体導入手段を作動させることにより、前記ヘッド内の前記インクまたは前記別の液体のいずれかの液体を他方の液体に置換できるようにするとともに、前記ノズルのインク噴射口を覆い、前記ノズル部に着脱可能なキャップ部と、前記キャップ部を前記ノズル部に装着した状態で前記ノズルに連通する前記キャップ部内を減圧する減圧手段と、前記キャップ部を前記ノズル部に装着した状態で該キャップ部内を加圧する加圧手段とを設け、前記ヘッド内の液体を置換するに際し、前記減圧手段と前記加圧手段とを切り替えて作動させるようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記インクを導入するために前記液室に設けられるインク導入口と、前記別の液体を導入するために前記液室に設けられる別液体導入口とを共通の導入口として有し、前記インク液室に導入する前記インクまたは前記別の液体を選択して切り替える切り替え手段を設け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. 前記インクを導入するために前記液室に設けられるインク導入口と、前記別の液体を導入するために前記液室に設けられる別液体導入口とを個別に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。
4. 前記キャップ部は、前記複数のノズルのうち同一色のインクを用いるノズル群毎に設けられ、前記減圧手段及び前記加圧手段は、共通の減圧源及び共通の加圧源を用いて前記同一色のインクを用いるノズル群毎に減圧及び加圧を行うことができるように構成されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記ノズル部に装着し前記ノズルのインク噴射口を密閉可能な保管用キャップを備え、インク噴射動作を行わないときに、前記キャップ部を前記ノズル部から離脱させた状態で該保管用キャップを前記ノズル部に装着するようにしたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記別液体導入手段に導入される前記インクとは別の液体として、前記インク導入手段により導入されるインク液の組成から着色剤を除いてなる組成を有する液体を用いるようにしたことを特徴とする請求項１ないし５いずれか１に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記別液体導入手段に導入される前記インクとは別の液体として、前記インク導入手段により導入されるインクより低粘度の液体を用いるようにしたことを特徴とする請求項１ないし６いずれか１に記載のインクジェット記録装置。

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