JPH03277555A

JPH03277555A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH03277555A
Application number: JP7706190A
Authority: JP
Inventors: Akio Suzuki; 章雄鈴木; Yoshihiro Takada; 吉宏高田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1991-12-09

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〕本発明は画像記録装置に関し、特にインクシェツト方式
を用いた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〕

インクジェット方式による記録は、カラー化が容易、直
接記録で騒音が少ない等の利点を有しているため、急速
に普及が進んでいる。

第６図はインクジェット方式を用いたカラー複写機の従
来例の概略構成を示す図である。

図中、４０】は読取部、４０２は記録部、４０３は原稿
台、４０４は光学系、４０５はＣＣＤ、４１９は読取り
キャリッジ、４０６はロール紙、４０７，４０８は給紙
ローラ、４０９は副走査ローラ、４１０はプラテン、４
１１はキャリッジ、４１２は記録ヘッド、４１３はイン
クタンク、４１４は加圧ポンプ、４１５はインクカート
リッジ、４１６，４１７は紙ガイド、４１８はカッター
である。

原稿は原稿台４０３の上におかれ、この内容を光学系４
０４とともに読取りキャリッジ４１９上に搭載されたＣ
ＣＤ４０５か、読取りキャリッジ４１９の移動に伴なっ
てシリアルスキャンして読取る。この読取られた内容を
示す信号は、図示しない画像処理部で処理された後、記
録部４０２に送られる。記録部４０２では、ロール紙４
０６が２個の給紙ローラ４０７，４０Ｂによフてプラテ
ン４１０に送られる。プラテン４１０上では記録ヘッド
４１２、インクタンク４１３、インクカートリッジ４１
５、加圧ポンプ４１４を”搭載するキャリッジ４１１に
よるシリアルスキャンが行なわれ、読取部４０１から送
られてくる信号に応じて言己録ヘッド４１２が駆動され
て画像記録が行なわれる。記録ヘッド４１２、インクタ
ンク４１３、インクカートリッジ４１５、加圧ポンプ４
１４はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色分
備えら打ており、フルカラー記録が行なわれる。１行分
の記録が終了すると、副走査ローラ４０９によって紙が
副走査された後、次の１行分の記録がくり返される。コ
ピー紙（ロール紙４１８）後端がカッター４１８の位置
までくると、カッター４１８により、ロール紙４１８か
カットされる。コピーは紙ガイド４１６，４１７を経て
外部へ排紙される。

第７図は記録部のキャリッジ上の構成図で、第２図と同
一番号を付したものは同一の構成要素を示す。

図中、５２１，５２２はインクチューブである。インク
チューブ５２１は記録ヘッド５１２とインクタンク５１
３を接続し、インクチューブ５２２は記録ヘッド５１２
とポンプ５１４を接続している。印字中はインクチュー
ブ５２１を通してインクが毛細管現象により供給される
。また、記録ヘッド５１２にゴミや泡が入ったり、ヘッ
ドノズル内のインクが乾燥してインク吐出が行なわれに
〈〈なったりした場合には、ポンプ５１４を駆動し、イ
ンクチューブ５２２を通してインクを強制的に流すこと
により、ゴミ、泡、乾燥インク等を取り除く。記録ヘッ
ド５１２と各インクチューブ５２１．５２２の接続部に
はフィルタ５２３ａ、５２３ｂかそれぞれ設けられでお
り、インク供給側から記録ヘッド５１２にゴミか侵入す
ることを防いでいる。

記録ヘッド５１２に設けられるノズル開口が２０μｍ程
度のものである場合には１０μｍ以下のフィルタを設け
ておけば、インク吐出を妨げるゴミの侵入を防ぐことか
できる。

各フィルタ５２３ａ、５２３ｂはゴミの侵入防止に大き
な効果があるが、次のような問題点があった。インクカ
ートリッジ５１５やインクタンク５１３の中のゴミを完
全にゼロにすることが困難であり、またインクカートリ
ン９５１５着脱時のゴミの侵入をゼロとすることも難し
い。また、ポンプ５１４の駆動時に、その可動部からゴ
ミが侵入することもある。これらのゴミは少しずつ各イ
ンクチューブ５２１，５２２を通して各フィルタ５２３
ａ、５２３ｂに捕えられる。そして、各フィルタ５２３
ａ、５２３ｂに捕えられたゴミの堆ＨＭか増すと圧力損
失が増し、十分なインクが記録ヘッド５１２内に供給さ
れなくなる。この結果、例えば印字チューティの高い画
像を印字するときにはインクの消費に供給が追いつかず
、不吐出をおこしてしまうことがあった。インク供給を
行なわれやすくするためには、インクの供給圧を増すの
か効果的である。第５図において、記録ヘッド５１２の
下端とインクタンク５１３内のインク面の高さの差りが
小さくなれば、負圧の絶対値が減少し、供給圧か増し、
インク供給か行なわわやすくなる。しかし、高さの差り
は、ある程度確保しておかないと多少の振動でインクが
ノズルから外にしみ出したりする等の問題かあるため、
各フィルタ５２３ａ、５２３ｂの抵抗が小さいときから
高さの差りを小さくしておくことはできながった。

〔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、フィルタに
堆積するゴミの量に応して、記録ヘッドに対するインク
の供給圧が変化してしまうため、ゴミが多く堆積してし
まい、圧力損失か高くなってしまった場合には不吐出が
生じてしまうという欠点がある。またこれを防止するた
めにインクの供給圧を予め高く設定した場合には、ゴミ
の堆積量が少ないときに多少の振動でインクがノズルよ
りしみ出してしまうという欠点がある。

本発明は上記従来技術が有する欠点に鑑みてなされたも
のであって、ゴミの堆積状態に関すに良好な印字動作を
行なうことの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。

〔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、記録ヘッドにフィルタを介してインクの供給が行なわれ
るインクジェット記録装置において、記録ヘッドに供給
されるインクの圧力を現在の印字状態に応じて制御する
圧力制御手段が設けられている。

〔作用〕

圧力制御手段により、記録ヘッドへのインク供給圧が印
字状態（印字枚数、印字時間、印字ドツト数等）に応じ
て制御される。このため、フィルタにゴミが多く堆積さ
れ、圧力損失が高いものとなることが考えられる印字状
態時には、インク供給圧が高いものとなるように制御を
行なうことにより上記圧力損失分を相殺することができ
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（ａ）は本発明のインクジェット記録装置の第１
の実施例の要部構成を示す側面図である。

本実施例は第５図に示したものと同様にカラー複写機に
用いられるものである。図中、１１２は記録ヘッド、１
１３はインクタンク、１１４はポンプ、１１５はインク
カートリッジ、１２１゜１２２はインクチューブ、１２
３ａ、１２３ｂはフィルタである。これらはインク供給
系を構成するものであり、第５図に示したインク供給系
と同線に構成されている。これらの他の部分は圧力制御
手段を構成するものである。１３１は制御装置、１３２
はインク供給系を上下させるための上下信号、１３６は
リセット信号、１５１２はレール、１５２２．１５３は
それぞれインク供給系の取付枠および取付台、１５４は
パルスモータ、１５５はカム、１５６は支持台、１５７
２はスリーブである。

レール１５１２およびパルスモータ１５４は支持台１５
６上に設けられている。インク供給系と接続する各取付
枠１５２２．取付台１５３は、レール１５１２に摺動可
能に取付けられているため、インク供給系はレール１５
１に沿って上下動可能とされている。このインク供給系
の高さは、パルスモータ１５４に取付けられたカム１５
５と当接する位置により決定されるものであり、パルス
モータ１５４の回転に応じて異なるものとされている。

第１図（ｂ）はインクタンク１１３の取付状態を示す部
分断面図であり、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）中の取付
具１５８の構成を示す斜視図である。

（１）インクタンク１１３の取付具１５８は第１図（Ｃ
）に示すように、下方に設けられた平板状の取付台１５
３と、上方に設けられた２つの取付枠１５２＋　、１５
２２とを有し、該２つの取付枠１５２＋　、１５２２は
、それぞれスリーブ１５７、とスリーブ１５７□により
取付台１５３と連結された構造を有する。そして、２つ
のスリーブ１５７．．１５７２はそれぞれ、すべり軸受
を介して支持台１５６［第１図（ｂ）参照］に立設され
たレール１５１２とレール１５１２に上下方向に慴動自
在に支持されている。

（２）取付具１５８の取付台１５３は第１図（ｂ）に示
すように、支持台１５６上に設けられているパルスモー
タ１５４により回転させられるカム１５５で支えられて
おり、該カム１５５か回転させられることにより、取付
台１５３は各レール１５１．，１５１□に案内されて上
下方向に移動させられる。これにより、取付具１５８に
取付けらねたインクタンク１１３が上下方向に移動され
、インク供給系の高さが変化することになる。

制御装置１３１は、コピー枚数をカウントし、該カウン
ト数に応じた上下信号１３２をパルスモータ１５４へ出
力するが、該カウント数は各フィルタ１２３ａ、１２３
ｂ交換時に装置内の他の部分より送出されるリセット信
号１３６によってリセットされる。

なお、このリセット信号１３６はフィルタが記録ヘッド
に設けうわているときには記録ヘッド交換時、インクチ
ューブに設けられているときはインクチューブ交換時、
フィルタが独立に交換可能なときにはフィルタの交換時
にそれぞれ出力されてもよい。

制御装置１１３１は、カウントされたコピー枚数に応し
てパルスモータ１５４を駆動し、カム１５５を回転させ
てインク供給系の高さを調整する。

制御装置１３１は、コピー紙のカウント枚数に応じて記
録へラド１１２の下端からインクタンク１１３内のイン
ク面までの高さの差ｈ　ｆｍｍＪを第２図に示すように
制御する。すなわち、各フィルタ１２３ａ、１２３ｂか
新品で、圧力損失が低く、インクの供給が十分行なわれ
るときには、インク供給系の位置を低くして負圧を大き
くしておく。

これは、負圧をある程度大きくしておくことで、振動な
どによって不必要なインクがノズルから外にしみ出した
りすることを防ぐためである。そしてカウント枚数が増
え、フィルタにゴミが詰まり出すと、インク供給系を上
昇させて負圧を小さなものとして、インク供給か行なわ
れやすくする。

このように構成することによって、各フィルタ１２３ａ
、１２３ｂの圧力損失が増しても、これに応じてインク
の供給圧力が増加されるため、インク供給を確実にし、
供給圧不足による不吐出を防ぐことができる。

第３図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す側面図
である。

本実施例はインクの強制流動を第１図に示したもののよ
うな加圧によって行なわれるものではなく、吸引によっ
て行なわれるものに本発明を応用したものである。

図中、３１２は記録ヘッド、３２１は記録ヘッド３工２
とインクタンク１１３とを接続するインクチューブ、３
２３は記録ヘッド３１２とインクチューブ３２１との間
に設けられるフィルタ、３４１はキャップ、３１４はポ
ンプ、３４２は廃インクタンクである。この他の構成は
第１図に示した実施例と同様のものであるため、第１図
と同一の番号を付し、説明は省略する。

キャップ３４１は例えば不吐出回復装置等のインクジェ
ット記録装置内の特定位置に設けられるものである。記
録ヘッド３１２は、強制流動時にキャップ３４１で密閉
される。この後、ポンプ３１４が駆動されることにより
、インクが記録ヘッド３１２のノズルから吸引される。

吸引されたインクは、廃インクタンク３４２に集められ
る。このような構成であフても、第１の実施例と同様に
、コピー枚数に応じてインクの供給圧が制御されて、フ
ィルタ３２３の圧力損失の増加がカバーされ、インク供
給を十分に行なうことができる。

第４図は本発明の機構を具えたインクジェット記録装置
ＩＪＲＡの一例を示す外銭斜視図である。図において、
２０はプラテン２４上に送紙されてきた記録紙の記録面
に対向してインク吐出を行なうノズル群を具えたインク
ジェットヘッドカートリッジＩＪＣである。１６は記録
ヘッド２０を保持するキャリッジＨＣてあり、駆動モー
タ１７の駆動力を伝達する駆動ベルト１８の一部と連結
し、互いに平行に配設された２本のガイドシャフト１９
Ａおよび１９Ｂと摺動可能とすることにより、記録ヘッ
ド２０の記録紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。

２６はヘッド回復装置であり、記録ヘッド２゜の移動経
路の一端、例えばホームポジションと対向する位置に配
設される。伝動機構２３を介したモータ２２の駆動力に
よって、ヘッド回復装置２６を動作せしめ、記録ヘッド
２ｏのキャッピングを行なう。このヘッド回復装置２６
のキャップ部２６Ａによる記録ヘッド２ｏへのキャッピ
ング゛に関連させて、ヘッド回復装置２６内に設けた適
宜の吸引手段によるインク吸引もしくは記録ヘツト２０
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、インクを吐出口より強制的に排出させ
ることによりノズル内の増粘インクを除去する等の吐出
回復処理を行なう。また、記録終了時等にキャッピング
を施すことにより記録ヘッドが保護される。

３１はヘッド回復装置２６の側面に配設され、シリコン
ゴムで形成されるワイピング部材としてのプレートであ
る。ブレード３１はプレート保持部材３１Ａにカンチレ
バー形態で保持され、ヘッド回復装置２６と同様、モー
タ２２および伝動機構２３によって動作し、記録ヘッド
２０の吐出面との保合が可能となる。これにより、記録
ヘッド２０の記録動作における適切なタイミングで、あ
るいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復処理後に、
ブレード３１を記録ヘッド２０の移動経路中に突出させ
、ヘッド２０の移動動作に伴なフてヘッド２０の吐出面
における結露、濡れあるいは塵埃等をふきとる。

また、記録ヘッド２０には、列状に設けられた複数個の
吐出口５１から記録液を吐出させるために、印加電圧か
供給されたときに熱エネルギーを発生させる電気熱変換
体５２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、電気熱変換体５１に熱エネルギ
ーを発生せしめて膜沸騰を生じさせ、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吐出口５
１からインク滴を吐出させる（第５図参照）。

なお、以上説明した各実施例においては、インク供給圧
を印字状態に応したものとするために、コピー枚数に応
じてインク供給圧を制御するものとして説明したが、こ
の他にも印字時間や印字パルス数をカウントしてインク
供給圧を制御してもよく、さらに、記録ヘッド内にイン
ク液圧を検出する圧力センサを設け、該インク液圧が一
定となるように制御してもよい。

また、インク供給圧の制御は、インク供給系の高さを変
化させて行なうものとして説明したが、インク供給圧制
御用のポンプをインク供給路中に設け、ポンプの駆動を
制御するようにしてもよいまた、以上の各実施例においては、カラー複写機を例に
とって説明したか、記録部のみのプリンターてあっても
よい。

また、カラー記録装置でなく、単色の記録装置でありで
も当然よい。

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、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キーを発生せしめ、
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
来るのて有効である。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なわれるのて、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。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４
３１３１２４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明細書、米国特許第４４５９６００号
明細書をｊいた構成も本発明に含まれるものである。加
。

て、複数の電気熱変換体に対して、共通する。

リットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開ブする特
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する構成を開示する特
開昭５９年第ｘ３ｓ４６ｘ４公報に基づいた構成として
も本発明は有効でｊる。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の−に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記おヘッドとしては
、上述した明細書に開示されてし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
的に形成された一倍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九る、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。こゎらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対
しての、キャビング手段、クリーニング手段、加圧或は
吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或は
こわらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の
吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した記
録を行な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
成するが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いは、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ょる昇温をインクの
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
よってインクか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ように構成することにより、以下
に記載するような効果を奏する。

現在の印字状態に応じてインク供給圧を制御する圧力制
御手段を設けたことにより、装置の使用につれてフィル
タにゴミが堆積し、フィルタが目づまりをおこして圧力
損失が増加した場合にも、該圧力損失分を相殺すること
ができ、十分なインク供給を確保することが可能となっ
た。

これにより、ゴミの堆積状態に関すに良好な印字を常に
行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の要部構成を示す
側面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）中のインクタンク
１１３の取付状態を示す部分断面図、第１図（Ｃ）は第
１図（ｂ）中の取付具１５８の構成を示す斜視図、第２
図は第１図中の制御装置１３１による制御動作を示す図
、第３図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す図、
第４図は本発明によるインクジェット記録装置の外観斜
視図、第５図は第４図中の記録ヘッド２０の構成を示す
図、第６図はインクジェット方式によるカラー複写機の
従来例の構成を示す図、第７図は第６図に示した従来例
のインク供給系の構成を示す図である。２０、　１１２．　３１２−・・記録ヘッド、５１・・
・吐出口、５２・・・電気軸変換体、１１３・・・インクタンク、１１４．３１４−・・ポンプ、１１５・・・インクカートリッジ、１２１．１２２，３２１−・・インクチューブ、１２３
ａ、１２３ｂ、３２３−−−フィルタ、１３１・・・制
御装置、１３２−・・上下信号、１３６・・・リセット信号、１５１・・・レール、１５２．１５３・・・取付部材、１５４−・・パルスモータ、１５５・・・カム、１５６・・・支持台、３４２・・・虎インクタンク。

Claims

【特許請求の範囲】１、記録ヘッドにフィルタを介してインクの供給が行な
われるインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドに供給されるインクの圧力を現在の印字
状態に応じて制御する圧力制御手段が設けられているこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。２、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項記載のインクジェット記録
装置。３、記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐
出するものであって、該熱エネルギーを発生するための
電気熱変換体を備えてい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。