JPH03266647A - 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、特に、熱エネルギー
によりインクを吐出させて記録を行なうインクジェット
記録装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、記録シートにインクを吐出させて記録を行なうイ
ンクジェット記録方式には種々のものがあるが、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出させる熱インクジェット
方式（たとえば、米国特許第４７２３１２９号明細書、
米国特許第４７４０７９６号明細書など）は、記録電気
信号に対する応答性が良く、吐出口（オリフィス）の高
密度マルチ化が容易、記録中の騒音が小さい、多色のイ
ンクを使用することによるカラー画像記録が容易などの
利点を有することから、他のインクジェット記録方式に
比べてその将来性が有望視されている。

しかし、この種のインクジェット記録装置においては、
インクの供給タンクから記録ヘッドにインクを供給する
際、該インク中に含まれている微細なごみや塵埃などの
異物が記録ヘッドに入り込みノズルまで達すると、該ノ
ズルが前記異物によりつまってしまい、インクが該ノズ
ルから吐出されなくなる。そこで、このようなインクの
不吐出を防ぐために、前記供給タンクと前記記録ヘッド
とを結ぶインク供給系の途中にメツシュフィルタを設け
て前記異物が前記記録ヘッドに入らないようにしている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来例では、前記メツシュフィルタの目よ
りも小さい異物は、該メツシュフィルタを通過して前記
記録ヘッドに入ってしまい、該通過した異物が複数個か
らみあって前記記録ヘッドのノズルをつまらせるために
、該記録ヘッドの吐出口からインクが吐出されなくなる
という欠点がある。

本発明の目的は、記録ヘッドのノズルに異物がつまって
吐出口からインクが吐出されなくなることのないインク
ジェット記録装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出口か
ら吐出させるための熱エネルギー発生手段である第１の
電気熱変換体を有する記録ヘッドを具備するものであり
、インクに熱エネルギーを与えて気泡を発生させる第２
の電気熱変換体が、前記記録ヘッドの前記吐出口と前記
第１の電気熱変換体との間に設けられている。

また、前記第２の電気熱変換体が、前記記録ヘッドの前
記吐出口のテーパ部近傍に設けられでいてもよい。

さらに、前記記録ヘッドは、記録シートの記録領域の全
幅にわたって吐出口が形成されているフルラインタイプ
であってもよい。

［作用コ 本発明のインクジェット記録装置では、インクに熱エネ
ルギーを与えて気泡を発生させる第２の電気熱変換体を
、記録ヘットの吐出口と第１の電気熱変換体との間に設
けることにより、前記吐出口に異物がつまってインクの
不吐出が生じても。

前記第２の電気熱変換体に通電して該第２の電気熱変換
体上のインクを発泡させ、該発泡による圧力で前記異物
を粉砕、排除することができるので、インクの不吐出を
防止することができる。

また、前記異物のほとんどは該テーパ部近傍においてつ
まるため、前記第２の電気熱変換体を前記記録ヘッドの
前記吐出口のテーパ部近傍に設けることにより、効率的
に該異物を粉砕、排除することができる。

［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
。

第１図は本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
示す斜視図、第２図は第１図に示した記録ヘッドのノズ
ル２０部の要部断面図である。

本実施例のインクジェット記録装置は、多色刷りのイン
クジェット記録装置であり、４つの記録ヘッドＩａ、　
Ｉｂ、　ｌｃ、　Ｉｄ　、該記録ヘッドｌａ、　ｌｂ、
　ｌｃ、　Ｉｄのそれぞれに供給されるインクを貯蔵す
るタンクとを有する記録ヘッドユニット１と、該記録ヘ
ッドユニット１が搭載されており、２本のガイドレール
４に沿って移動するキャリッジ３と、該キャリッジ３を
移動させるタイミングベルト５および駆動モータ６と、
記録シート７を図中下から上にシート送りする一対のシ
ート送りローラ９および該シート送りローラ９を駆動す
るシート送りモータ８と、前記記録シート７を記録位置
に保持する、前記シート送りローラ９と協動する一対の
保持ローラ１ｏと、ホームポジションＨへ導かれた前記
記録ヘッドユニット１と対向する位置に設けられた、前
記記録ヘッド１８〜１ｄの不吐出の回復を行なう不吐出
回復装置１４とを具備している。

なお、前記記録ヘッド１ａ＝１ｄと前記タンクとの間に
は、インクを該記録ヘッドＩａｚｌｄに供給する供給管
と、インクを該タンクに戻す戻し管とが設けられている
。

前記記録ヘッドｌａ〜１ｄはインクを吐出させる複数個
のノズル２０を有しており、該各ノズル２０に第２図に
示すようにインクを吐出口２１から吐出するための熱エ
ネルギー発生手段である第１の電気熱変換体２２を有す
る点については従来の記録ヘッドと同じである。しかし
、本発明の目的である前記吐出口２１につまった異物３
０を粉砕して除去するために、インクに熱エネルギーを
与えて気泡を発生させる第２の電気熱変換体２３が前記
吐出口２１のテーバ部近傍に設けられている点が、従来
のものと異なる。

次に、本実施例のインクジェット記録装置の動作につい
て説明する。

記録動作時には、キャリッジ３が駆動モータ６およびタ
イミングベルト５によって図中左から右に移動されどと
もに、記録ヘッドユニット１の４つの記録ヘッドＩａ〜
１ｄからシアン、マゼンタ。

イエロー、ブラックのインクがそれぞれ記録される画像
に応じて吐出されることにより、記録シート７に前記画
像が記録されていく、該記録シート７は、−行分の記録
が終了されるごとに、シート送りモータ８．シート送り
ローラ９によって図中下から上にシート送りされる。

一方、記録ヘッド１ａ〜１ｄのノズル２０（第２図参照
）に異物３０がつまって該記録ヘッドＩａ−１ｄの目づ
まりが生じたときに行なわれる記録ヘッドｌａ〜１ｄの
不吐出回復動作時には、記録ヘッドユニットｌが不吐出
回復装置１４に対向するように、キャリッジ３が駆動モ
ータ６およびタイミングベルト５によってホームポジシ
ョンＨに導かれる。前記記録ヘッドユニット１が前記不
吐出回復装置１４に対向すると、前記記録ヘッド１ａ−
１ｄは該不吐出回復装置１４によってキャッピングされ
るとともに、該記録ヘッド１８〜１ｄの各吐出口２１の
テーバ部近傍に設けられた第２の電気熱変換体２３が通
電されるため、該第２の電気熱変換体２３上のインクが
発泡し、その圧力によって前記異物３０を粉砕すると同
時に前記吐出口２１より吐出させて除去する。ここで、
異物３０による前記記録ヘッド１８〜ｌｄの目づまりの
発生を検出する方法としては、作業者が検出してもよい
し、前記記録シート７に記録されていく画像を電荷転送
デバイス（ＣＯＤ）から成るイメージセンサなとで監視
することにより自動的に検出してもよい。

また、前記不吐出回復動作は、記録シート７への一行分
の記録が終了し、記録ヘッドユニット１がホームポジシ
ョンＨに戻るたびに、または数回戻るたびごとに行なっ
てもよい、この場合には、前記不吐出回復動作が頻繁に
行なわれるため、不吐出の発生を最小限に抑えることが
できる。

さらに、前記不吐出回復動作は、まず第２の電気熱変換
体２３によるインクの発泡を行なって異物３０を粉砕も
しくはフリーにした後、第１の電気熱変換体２２による
インクの発泡、吐出を行なって前記粉砕もしくはフリー
にした異物３０を吐出口２１から吐出排除してもよい。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブル
ジェット方式の記録ヘッドを用いた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、たとえば、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もの
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
も一つの液滴な形成する。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。なお
、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許筒
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（直線状液路または直角液路）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号明細書および米国特許第４４５９６
００号明細書にそれぞれ記載のものを用いた構成のもの
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。

さらに、インクジェット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
うな複数個の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よいが、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。

また、本発明のインクジェット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
助手段など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。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、クリーニング手段
、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、記録とは別に吐出を行なう予備吐出モードを
行なうことも安定して記録を行なうために有効である。

さらに、インクジェット記録装置の記録モードとしては
、黒色など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となるもの、あるい
は、インクジェットで一般的に行われている温度調整の
温度範囲である３０℃以上７０℃以下の温度範囲内で軟
化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、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
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
のなどのような、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、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

インクに熱エネルギーを与えて気泡を発生させる第２の
電気熱変換体を、記録ヘッドの吐出口と第１の電気熱変
換体との間に設けることにより、該第２の電気熱変換体
を用いて前記吐出口につまった異物を粉砕、排除するこ
とができるので、インクの不吐出を防止することができ
るという効果がある。

また、前記第２の電気熱変換体を前記記録ヘッドの前記
吐出口のテーパ部近傍に設けることにより、はとんどが
該テーバ部近傍においてつまる前記異物を効率的に粉砕
５排除することができるという効果がある。

【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一実施例を
示す斜視図、第２図は第１図に示した記録ヘッドのノズ
ル２０部の側断面図である。 １・・・記録ヘッドユニット、 ｌａ、Ｉｂ、ｌｃ、Ｉｄ−−−記録ヘッド。 ３・・・キャリッジ、４・・・ガイドレール、５・・・
タイミングベルト、６・・・駆動モータ、７・・・ ９・・・ １０・・・ ２０・・・ ２２・・・ ２３・・・ ３ｏ・・・ 記録シート、８・・・シート送りモータ、シート送りロ
ーラ、 保持ローラ、１４・・・不吐出回復装置、ノズル、２１
・・・吐出口、 第１の電気熱変換体、 第２の電気熱変換体、 異物、Ｈ・・・ホームポジション。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インクを吐出口から吐出させるための熱エネルギー
   発生手段である第１の電気熱変換体を有する記録ヘッド
   を具備するインクジェット記録装置において、 インクに熱エネルギーを与えて気泡を発生させる第２の
   電気熱変換体が、前記記録ヘッドの前記吐出口と前記第
   １の電気熱変換体との間に設けられていることを特徴と
   するインクジェット記録装置。 ２、第２の電気熱変換体が、記録ヘッドの吐出口のテー
   パ部近傍に設けられていることを特徴とする請求項第１
   項記載のインクジェット記録装置。 ３、記録ヘッドは、記録シートの記録領域の全幅にわた
   って吐出口が形成されているフルラインタイプであるこ
   とを特徴とする請求項第１項または第２項記載のインク
   ジェット記録装置。