JPH03278958A - 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、キャリッジに搭載された記録ヘッドからイン
クを吐出させて被記録材に記録するインクジェット記録
装置に関する。

〔従来の技術］ プリンタ、複写機、ファクシミリ等のδ６録装置は、画
像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の被記録材
上にドツ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。

近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の
○Ａ機器が広く普及しており、これらの機器で入力した
情報を出力する装置の一つとして、上記記録装置が使用
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、
ワイヤドツト式、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、被記録材にインクを吐出させて
記録を行なうように構成されている。

インクジェット記録装置は、高密度で高速記録が可能で
あるとともに、ノンインパクト方式であるため騒音が少
な（、さらに、多色のインクを使用してカラー画像を記
録するのが容易であるなどの利点を有している。

インクジェット記録装置にあっては、被記録材に付着さ
せたインク液滴の乾燥定着を促進させるため、被記録材
の後方に熱板を配置し、該熱板によって被記録材を温め
たり、あるいは、被記録材に熱風を吹き付けるなどの方
法により、早期乾燥定着の実現が図られている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかし、従来技
術では、用紙やプラスチック薄板等のシート状の被記録
材に付着したインク液滴を乾燥定着させるための熱風は
、記録ヘッドにも吹き付けられてしまい、次のような技
術的課題があった。

ｉ）熱風によって、吐出口近傍のインク中の水分が蒸発
し、インク粘度が上昇し、吐出不良が生じ易い。

１１）熱風によって、被記録材上に付着している塵や紙
粉等が撒き散らされ、吐出口面に付着し、吐出不良の原
因になる。

第６図は従来の熱風吹き出し装置付きインクジェット記
録装置を示す模式的斜視図である。

第２図において、熱風吹き出し装置１０から矢印Ｂ方向
に吹き出される熱風によって、被記録材１上に付着した
インク液滴（記録画像）の乾燥定着が促進される。

しかし、この熱風は、キャリッジ６上の記録ヘッド５に
も吹き付けられてしまうため、記録ヘッド５の吐出口も
強制的に乾燥させられてしまい、吐出不良が誘発される
。

記録ヘッド５には、通常、数十の吐出口が配列されてお
り、特に、吐出回数の少ない吐出口で吐出不良が生じ易
い。

また、用紙やプラスチック薄板等の被記録材上の表面に
は多数の塵や紙粉が付着しており、この塵や紙粉も熱風
の気流に乗って飛ばされる。

記録ヘッド５は、前記気流の中で往復運動しており、気
流に乗って飛ばされた塵や紙粉が吐出口面に付着して吐
出口を塞ぐ傾向が生じ、吐出不良を起こす頻度が極めて
高かった。

なお、第６図中、３および４は被記録材１を搬送するた
めの搬送ローラ対、９はキャリッジ６を案内支持するた
めのガイドシャフト、２３はキャリッジ６を移動させる
ためのキャリッジモーター８ａはキャリッジモーターで
回転駆動される駆動プーリ、である。

本発明は、上記従来の技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、乾燥定着を促進するための熱風が原因となって
生しる吐出不良を無くし得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。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、キャリッジ上に搭載した記録ヘッドからイン
クを吐出させて被記録材に画像を記録するインクジェッ
ト記録装置において、前記キャリッジの走査による記録
位置より走査方向後部に、熱風吹き出し装置の吹き付け
口を配設する構成とすることにより、乾燥定着を促進す
るための熱風が原因となって生じる吐出不良を無くし得
るインクジェット記録装置を提供するものである。

［作用］ 上記構成によれば、記録ヘッドの吐出口に直接熱風が吹
き付けられることが防止され、熱風による吐出口内のイ
ンク蒸発やインク粘度の上昇が防止され、また、熱風に
よって撒き散らされる塵や紙粉が吐出口面に付着する頻
度を低下させることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の一実施
例を示す模式的斜視図である。

第１図において、１は用紙またはプラスチック薄板等か
ら成るシート状の被記録材であり、カセット等に複数枚
積層された被記録材１が給送ローラ（不図示）によって
−枚づつ供給され、供給された被記録材１は、一定間隔
で配置された第１搬送ローラ対３および第２搬送ローラ
対４によって矢印Ａ方向に搬送される。

各搬送ローラ対３．４は搬送用モーター（ステッピング
モーター等）によって駆動される。

５は被記録材１に記録するためのインクジエ”７ト式の
記録ヘッドである。

記録ヘッド５からは、画像信号に応じてインク液滴が吐
出される。

前記記録ヘッド５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ヘッドであって、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、前記インクジェット記録ヘッド５は、前記電気熱
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によって、吐出口よりインクを吐
出させ、記録を行なうものである。

前記記録ヘッド５はキャリッジ６に搭載されており、８
亥キャリッジ６はガイドシャフト９に案内支持されてい
る。

前記キャリッジ６は、ベルト７およびプーリ８ａ、８ｂ
を介して、キャリッジモーター２３に連結されており、
該モーター２３の駆動により前記ガイドシャフト９に沿
って往復走査することができる。

以上の構成において、記録ヘッド５が矢印Ｂ方向に移動
しながら画像信号に応してインクを吐出することにより
、被記録材１上に画像が記録される。

一行分の記録が終了すると、記録ヘッド５をホームポジ
ションに戻して吐出回復装置１９により吐出口の目詰ま
りを解消するとともに、搬送ローラ対３．４を駆動して
被記録材１を矢印Ａ方向に一行分搬送する。

これを繰り返すことによって、被記録材１上に所定の記
録が行なわれる。

そこで、前記キャリッジ６上の記録ヘッド５の走査方向
前後に、熱風吹き出し装置１０ａ、１０ｂが装着されて
いる。

この熱風吹き出し装置１０ａ、１０ｂは、被記録材ｌに
付着したインク液滴（記録画像）を早期に乾燥定着させ
るためのものである。

前記熱風吹き出し装Ｎ　１０　ａ、１０ｂは、電気熱変
換体（例えば、ニクロム線等の抵抗体）およびファンな
どを有し、電気熱変換体に電気を流して発熱させるとと
もに、ファンを回転させて生じる気流を該電気熱変換体
に当てて熱風を作り、該熱風を吹き付け口から被記録材
１に向けて吹き出すように構成されている。

この場合、熱風吹き出し装置１０ａ、１０ｂの吹き付け
口は、前記キャリッジ６の走査による記録位置より走査
方向後部に配設されており、熱風は、記録ヘッド５に吹
き付けられることはなく、被記録材１の記録直後の領域
に対して吹き付けられる。

次に、上記インクジェット記録装置の各部を駆動するた
めの制御系について説明する。

第２図は第１図のインクジェット記録装置の制御系を示
すブロック図である。

第２図において、制御部２０には、例えば、マイクロプ
ロセッサ等のＣＰＵ２０ａ、該ＣＰＵ２０ａの制御プロ
グラムや各種データを格納しているＲＯＭ２０ｂ、ＣＰ
Ｕ２０ａのワークエリアとして使用されかつ各種データ
の一時保管等を行なうＲＡＭ２０　ｃなどが設けられて
いる。

前記制御部２０に対しては、インターフェイス２１を介
して、走査パネル２２からの各種情報（例えば、画像の
ピンチや画像の種類等）並びに外部装置からの画像信号
などが入力される。

前記制御部２０は、前記インターフェイス２１を介して
、各種モーター（キャリッジモーター２３、給紙モータ
ー２４、第１搬送モーター２５、第２搬送モーター２６
等）および熱風吹き出し装置１０　（１０ａ、１０ｂの
一部または全部を指す）を駆動するためのドライバ２７
にオン・オフ信号等を出力し、それらを制御する。

さらに、前記制御部２０は、インターフェイス２１を介
して、記録ヘッド５を駆動するためのドライバ２８に画
像信号等を出力し、記録ヘッド５を制御する。

なお、制御部２０に対しては、キャリッジの位置、キャ
リッジの走査方向、キャリッジのボームポジション、あ
るいは被記録材１の供給の有無等を検知するためのセン
サー類３２からの検知信号が入力される。

上記制御系によって、キャリッジ６上に搭載されている
熱風吹き出し装置１０ａ、１０ｂから熱風が吹き出され
るが、本実施例では、キャリッジ６の走査（移動）方向
に応して、吐出口近傍には熱風が吹き付けられず、被記
録材１のキャリ・７ジの走査による記録位置より走査方
向後部に対して熱風が吹き付けられるように、熱風吹き
出し装置１０ａ、１０ｂのオン・オフが切り換わるよう
に制御される。

キャリッジ６はキャリッジモーター２３によって駆動さ
れるので、該キャリッジモーターの回転方向を検知する
ことにより、キャリッジ６の走査方向を知ることができ
る。

キャリッジモーター２３が正転している時にキャリッジ
６が矢印Ｂ方向（第１図）に走査するとすれば、この正
転時には、熱風吹き出し装置１０ａ（第１図）がオンし
、熱風吹き出し装置１０ｂ（第１図）がオフになる。

一方、キャリッジモーター２３が逆転している時には、
熱風吹き出し装置１０ａがオフになり、熱風吹き出し装
！１０ｂがオンになる。

熱風吹き出し装置１０ａ、１０ｂをこのように制御する
ことにより、記録ヘッド５に熱風が直接吹きかかること
を防止できる。

第３図は第１図および第２図のインクジェット記録装置
の記録動作のフローチャートである。

第３図において、ステップＳ１で記録開始命令が入ると
、ステップＳ２でキャリッジモーター２３が正転してい
るか逆転しているかの検知を行なう。

正転であれば、ステップＳ３へ進み、熱風吹き出し装置
１０ａの方をオンにし、熱風吹き出し装置１０ｂをオフ
にする。

一方、逆転であれば、ステップＳ４へ進み、熱風吹き出
し装置１０ａをオフにし、熱風吹き出し装置１０ｂをオ
ンにする。

こうして、一方の熱風吹き出し装置１０ａまたは１０ｂ
により、被記録材ｌ上のインク液滴の乾燥定着を促進す
る。

次いで、ステップＳ５へ進んで記録終了か否かを判別し
、終了でないならばステップＳ２へ戻り、以上の動作を
繰り返す。

このように、キャリッジ６の走査方向に応して熱風吹き
出し装Ｗ　１０　ａ、１０ｂのオン・オフを制御するこ
とによって、記録ヘッド５の吐出口に熱風を直接吹き付
けることを防止してインクの吐出不良等を防ぐとともに
、熱風の気流を吐出口の方向に向けないことにより、塵
や紙粉等が吐出口面に付着する頻度を低減させることが
できた。

第４図は、本発明によるインクシエンド記録装置の熱風
吹き出し装置１０ａ、１０ｂの他の実施例を示す模式的
正面図である。

前述の実施例では、熱風吹き出し装置１０ａ、１０ｂの
オン・オフ切り換えを電気制御で行なったが、本実施例
では、熱風吹き出し装置１０ａ、１０ｂの切り換えが機
械的（メカ的）に行なわれる。

第４図において、キャリッジ６が矢印Ｂ方向（前述の正
転方向）に走査している時には、熱風吹き出し装置１０
ｂの吹き付け口を熱風キャンプ１１ｂで密閉することに
より、該熱風吹き出し装置１０ｂからの熱風が遮断され
、熱風吹き出し装置１０ａの吹き付け口のみから熱風が
吹き出される。

一方、キャリッジ６が矢印Ｂと逆の方向（前述の逆転方
向）に走査している時には、熱風吹き出し装置１０ａの
吹き付け口を熱風キャップｌｌａで密閉することにより
、該熱風吹き出し装置１゜ａからの熱風が遮断され、熱
風キャップｌｌｂを開放状態にし、熱風吹き出し装置１
０ｂの吹き付け口のみから熱風が吹き出される。

なお、第４図中の符号１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ
は、前記熱風キャップｌｌａ、ｌｌｂの開閉位置を規制
するためのストッパを示す。

以上のように、熱風吹き出し装置１０ａ、１゜ｂの切り
換えは、機械的に行なうこともできる。

本実施例のその他の部分の構成および作用は、前述の実
施例の場合と実質上同じであるので、対応する部分を同
一符号で表示し、それらの詳細説明は省略する。

第５図は、本発明によるインクジェット記録装置の熱風
吹き出し装Ｗ１０のさらに別の実施例を示す模式的平面
図である。

第５図において、本実施例の熱風吹き出し装置１０は、
キャリッジ６上に搭載されるものではなく、キャリッジ
６の背後に設置されている。

すなわち、キャリッジ６の移動経路の背後に設置された
熱風吹き出し装置１ｏには、キャリッジ移動方向に沿っ
た所定間隔の位置に複数の熱風吹き付け口１３が配設さ
れており、キャリッジ６のの走査位置を検出した検出結
果に応じて各熱風吹き付け口１３の開閉が制御され、も
って、キャリッジ６の走査による記録位置より走査方向
後部において、被記録材ｌに熱風を吹き付けるように構
成されている。

各熱風吹き付け口１３の近傍には、キャリッジ６の位置
を検知するためのフォトセンサー１４が配置されている
。

各フォトセンサー１４には、発光ダイオード（不図示）
が取り付けられており、その前面にキャリッジ６が走査
してきた時のみ発光ダイオードの光がキャリッジ６に反
射して不図示のフォトトランジスターに受光される。

この発光、非発光の情報からキャリッジ６の現在位置を
検知することができる。

第５図の構成においては、キャリッジ６の走査による記
録位置より走査方向後部において、全ての熱風吹き付け
口１３から熱風を吹き付けることができるが、場合によ
っては、記録位置より走査方向後部の特定の一部の熱風
吹き付け口１３から吹き付けるように制御することもで
きる。

本実施例の上記以外の構成および作用は、前述の各実施
例の場合と実質上同じであるので、対応する部分を同一
符号で表示し、それらの詳細説明は省略する。

本実施例（第５図）によれば、前述の各実施例の場合と
同様の効果が得られる他、キャリッジ６上に熱風吹き出
し装置を搭載せずに済むので、キャリッジモーター２３
の出力トルクが小さくても駆動できるという利点が得ら
れた。

また、被記録材１に熱風を吹き付ける時間を長く取れる
ので、インク液滴の乾燥定着を一層急速に行ない得ると
いう効果が得られた。

なお、本実施例では、熱風吹き出し装置１ｏをキャリッ
ジ６の背面に設置したが、これは、キャリッジ６の下面
または上面あるいは斜め上方または斜め下方に配置する
こともできる。

また、乾燥定着をさらに促進するために、これらを組み
合せて複合配置にすることもできる。

なお、以上の実施例では、本発明を、キャリッジ６に１
個の記録ヘッド５を搭載する場合を説明したが、本発明
は、カラー記録などのように、キャリッジに複数個の記
録ヘッドを搭載する場合にも同様に実施することができ
、同様の作用効果を達成し得るものである。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも膜沸騰
を用いたバブルジェット方式のインクジェット記録ヘッ
ドを用いる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、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）内の気泡を形成出来るので有効
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。

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４３１３１２４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も本発明に含まれるものである。

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さ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。

更に、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
録へン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れる、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
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、あるいは上述のイ
ンクジェットではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以
下の範囲で温度調整を行な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 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
す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、被記録材に到達する時点で既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
公報のように、多孔質シートの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、上述の
記録信号が与えられずに吐出しない範囲の加熱信号が供
給される電気熱変換体への加熱信号は、膜沸騰を生じな
い範囲がよく、好ましくは核沸騰を生じない範囲がよい
。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、キャ
リッジ上に搭載した記録ヘッドからインクを吐出させて
被記録材に画像を記録するインクジェット記録装置にお
いて、前記キャリッジの走査による記録位置より走査方
向後部に、熱風吹き出し装置の吹き付け口を配設する構
成としたので、乾燥定着を・促進するための熱風が記録
ヘッドに直接当たることを防止でき、インクの増粘や塵
および紙粉等によるインク吐出不良の発生を防止し得る
インクジェット記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の一実施
例を示す模式的斜視図、第２回は第１図のインクジェッ
ト記録装置の制御系を示すブロック図、第３図は第１図
のインクジェット記録装置の記録動作を示すフローチャ
ート、第４図は本発明によるインクジェット記録装置の
他の実施例の熱風吹き出し装置を示す部分正面図、第５
図は本発明によるインクジェット記録装置のさらに他の
実施例の熱風吹き出し装置を示す平面図、第６図は従来
のインクジェット記録装置を示す模式的斜視図である。 以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。 １−−−一被記録材、５・−・−記録ヘッド、６・・−
・−キャリッジ、９−・−・−ガイドシャフト、１０．
１０ａ、１０　ｂ−・−−−熱風吹き出し装置、ｌｌａ
、１１ｂ・・・・・・・−熱風キャップ、１３・−・−
熱風吹き付け口、１４−−−・−キャリッジ位置検出手
段（フォトセンサー）、２０−一一一・−制御部、２３
・−一−−−−キャリッジモーター

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャリッジ上に搭載した記録ヘッドからインクを
   吐出させて被記録材に画像を記録するインクジェット記
   録装置において、前記キャリッジの走査による記録位置
   より走査方向後部に、熱風吹き出し装置の吹き付け口を
   配設することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. （２）熱風吹き出し装置をキャリッジ上に搭載する搭載
   手段と、キャリッジの走査位置を検出する位置検出手段
   と、を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。
3. （３）キャリッジ上の記録ヘッドの走査方向前後に熱風
   吹き出し装置を搭載し、キャリッジの移動方向に応じて
   熱風吹き付け口の開閉を制御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. （４）キャリッジの走査方向に沿って複数の吹き付け口
   を有する熱風吹き出し装置を設置し、キャリッジの走査
   位置を検出した検出結果に応じて各吹き付け口の開閉を
   制御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。
5. （５）前記記録ヘッドが、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、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インクジェット記
   録ヘッドであ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。
6. （６）前記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によって、吐出
   口よりインクを吐出させることを特徴とする請求項５に
   記載のインクジェット記録装置。