JPH04214358A - インクジェット記録手段および該記録手段を用いる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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吐出口から被記録材へ
インクを吐出させて記録を行なうインクジェット記録手
段および該記録手段を用いるインクジェット記録装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピューターやワードプロセッサ等と
併用されたり、あるいは単独に使用されるプリンタ、複
写機、ファクシミリ等の記録装置は、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に画像を形成し
ていくように構成されている。

【０００３】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る。そのうち、インクジェ
ット式（インクジェット記録装置）は、記録手段から被
記録材にインクを吐出させて記録を行なうものであり、
高精細な画像を高速で記録することができ、ノンインパ
クト方式であるため騒音が少なく、しかも、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。

【０００４】特に、インク吐出エネルギーとして熱を利
用するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、
エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロ
セスを経て、基板上に製膜された電気熱変換体、電極、
液路壁、天板などを形成することにより、高密度の液路
配置（吐出口配置）を有するものを容易に製造すること
ができる。

【０００５】上記インクジェット記録手段およびインク
ジェット記録装置においては、吐出口面の吐出口回りに
付着したインクが膨れ上がり、これが被記録材に接触し
て記録面の汚れを生じたり、あるいは、長時間使用しな
い場合に上記インクがそのまま糊着して吐出不良の原因
になったりすることがある。

【０００６】このような不具合を防ぐために、記録手段
の吐出口面を撥水剤で被膜処理し、定期的にポンプで付
着インクを吸引したり、吸水性の部材（インク吸収体）
を接触させて付着インクを拭き取ったり、さらには、溶
剤噴射によって洗浄するなどの方法が採られていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の方法においても、時間経過または使用回数による撥
水処理面の劣化によって、糊着し乾燥したインクを完全
に拭き取ることがなきなくなり、特に、吐出口回りのイ
ンク糊着量が時間経過によって増大すると、吐出口が塞
がれて目詰まりの原因となり、定期的なオーバーホール
または記録ヘッド自体の交換が必要となり、メインテナ
ンスの手間とコストが嵩むという課題があった。

【０００８】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、吐出口面を常に撥
水効果を有する状態に維持することができ、吐出口の目
詰まりを容易に防止し得るインクジェット記録手段およ
び該記録手段を用いるインクジェット記録装置を提供す
ることである。

【０００９】

【課題解決のための手段】本発明は、吐出口から被記録
材へインクを吐出させて記録を行なうインクジェット記
録手段において、吐出口面に、吐出口と同一ピッチの孔
を有するフイルム状の撥水性マイラーを、接着剤を介し
て複数枚重ねて装着する構成とすることにより、吐出口
面を常に撥水効果を有する状態に維持することができ、
吐出口の目詰まりを容易に防止し得るインクジェット記
録手段を提供するものである。

【００１０】別の本発明は、記録手段から被記録材へイ
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
において、前記記録手段の吐出口面に、吐出口と同一ピ
ッチの孔を有するフイルム状の撥水性マイラーを、接着
剤を介して複数枚重ねて装着する構成とすることにより
、吐出口面を常に撥水効果を有する状態に維持すること
ができ、吐出口の目詰まりを容易に防止し得るインクジ
ェット記録装置を提供するものである。

【００１１】

【実施例】図５は本発明によるインクジェット記録装置
の一実施例の構成を示す模式的斜視図であり、同図にお
いて、ホストコンピューター１から送り出された画像デ
ータは、インターフェイス２を介して記録装置のＣＰＵ
３へ送り込まれ、画像データ等を格納するためのＲＡＭ
５に格納される。このＣＰＵ３は記録装置全体を制御す
るためのものである。また、このＣＰＵ３には、制御プ
ログラムや固定データ等を格納するためのＲＯＭ４が設
けられている。

【００１２】次に、ホストコンピューター１からＣＰＵ
３に対して記録起動命令が転送されると、該ＣＰＵ３は
、キャリッジモータ１０を駆動することによりキャリッ
ジ９を駆動し、同時に該キャリッジ９上の記録手段（記
録ヘッド）６へ前記画像データを転送しかつ記録エネル
ギーを付加することにより、被記録材８に画像を記録す
る。ＣＰＵ３は、記録したデータ量をカウントするか、
または該ＣＰＵに内蔵されたタイマにより連続記録時間
を計測し、一定量または一定時間の記録を終了した後、
記録ヘッド６を回復装置２０の位置へ移動させ、該回復
装置のキャップ７を記録ヘッド６へ圧接することにより
吐出口面３１を密閉する。

【００１３】そこで、回復装置２０のポンプ１３を作動
させることにより、前記キャップ７を通して、吐出口面
３１に付着したインクを吸引除去することができる。な
お、図５において、１１は前記キャップ７を作動させる
ためのアクチュエータ、１２は該アクチュエータ１１を
作動させるためのモータを示す。また、前記被記録材８
は、搬送モータ２２で駆動される搬送ローラ２１によっ
て、前記記録ヘッド６による１行分の記録を終了するご
とに、所定の送りピッチで矢印Ｆ方向に搬送される。ま
た、記録手段６を搭載するキャリッジ９は、ガイドシャ
フト２３に沿って移動可能に案内支持されており、前記
キャリッジモータ１０により、プーリ２４、２５および
タイミングベルト２６を介して往復駆動される。

【００１４】図１は図５中の記録手段（記録ヘッド）６
の構造を模式的に示す部分分解斜視図であり、図２は図
１の記録手段６の吐出口配列部に沿った部分縦断面図で
あり、図３は図２中の線３−３に沿った平面断面図であ
る。

【００１５】前記記録手段（記録ヘッド）６は、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出する記録手段であって、
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、前記記録手段６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、収縮によって生じる圧力変化を利用し
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。

【００１６】図１は前記記録手段（記録ヘッド）６のイ
ンク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視図であり、図
２は図１の記録手段６の吐出口列に沿った部分縦断面図
であり、図３は図２中の線３−３に沿った部分平面断面
図である。

【００１７】図１〜図３において、被記録材に所定の隙
間（例えば、約０．５〜２．０ミリ程度）をおいて対面
する吐出口面３１には、所定のピッチで複数の吐出口３
２が形成され、共通液室３３と各吐出口３２とを連通す
る各液路３４の壁面に沿ってインク吐出用のエネルギー
を発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体など）３５
が配設されている。図５に示すインクジェット記録装置
では、記録手段（記録ヘッド）６は、前記吐出口３２が
キャリッジ９の走査方向（移動方向）と交叉する方向に
並ぶような位置関係で、該キャリッジ９に搭載されてい
る。こうして、画像信号または吐出信号に基づいて対応
する電気熱変換体３５を駆動（通電）して、液路３４内
のインクを膜沸騰させ、その時に発生する圧力によって
吐出口３２からインクを吐出させる記録手段（記録ヘッ
ド）６が構成されている。

【００１８】図１〜図３において、前記吐出口面３１に
は、複数枚（図示の例では３枚）のフイルム状の撥水性
マイラー３６が重ね合わせ状態で装着されている。各撥
水性マイラー３６には吐出口３２と同一ピッチの孔（開
口）３７が形成されており、各孔３７はインク吐出を妨
げない形状および大きさを有している。また、各撥水性
マイラー３６は、裏面に塗布された剥離可能な接着剤（
または粘着剤）によって、各吐出口３２と各孔３７が整
合するように重ね合わせ状態（層状態）で、吐出口面３
１上に固着されている。

【００１９】また、各撥水性マイラー３６の所定位置に
は外方へ突出するタブ（耳部）３８が形成されている。 このタブ３８は各撥水性マイラー３６を１枚づつ剥離す
る時にピンセット等で摘むためのものであり、各撥水性
マイラー３６はそのタブ３８の部分では接着されていな
い。

【００２０】図４は、前記撥水性マイラ３６を有する記
録手段６の吐出回復の状態を模式的に示す動作図であり
、以下、図１〜図４を参照して本発明の記録手段におけ
る回復操作を説明する。

【００２１】従来の技術の項で説明したような従来の方
法でも吐出口面のクリーニング効果はあるが、時間経過
または使用回数が増大すると、吐出口面３１を撥水処理
した場合でも、その撥水効果が低下し、図４の（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、吐出口面３１の吐出口３２周辺に
は、インク滴４１を吐出飛翔させる際のインク付着４２
を繰り返すうちに、インク糊着４３が生じる。このイン
ク糊着４３が成長すると、最終的には吐出口３２を塞い
で回復不能または回復困難になってしまう。

【００２２】そこで、本発明によれば、回復不能または
回復困難になった時またはその前に、図４の（Ｄ）およ
び（Ｅ）に示すように、最上層の撥水性マイラー３６の
タブ３８をピンセット等で摘んで引っ張ることにより、
該撥水性マイラー３６は２層目の撥水性マイラー３６の
表面から剥離される。このような操作によって、上記最
上層の撥水性マイラー３６が剥離される時に吐出口３２
を塞いでいたインク糊着４３も該撥水性マイラーととも
にに除去され、これと同時に、次の新しい撥水性マイラ
ー３６の表面が露出され、インク吐出部は正常な状態に
回復される。

【００２３】前記撥水性マイラー３６の剥離動作は、例
えば、記録装置のマイラー取り替えスイッチまたはホス
トコンピューター１からのマイラー交換命令に基づき、
キャリッジ９を移動させて記録手段６をマイラー交換の
ための所定位置へ移動させ、、そこで、キャップ７等に
搭載されたマイラー交換用ピンチレバーを作動させるこ
とにより、最上層のマイラー３６のタブ３８を摘んで引
っ張り、インク糊着４３を生じたマイラー３６を剥離し
て新しいマイラー３６を露出させるという手順で行なわ
れる。なお、同時に剥離する撥水性マイラー３６の枚数
は、必ずしも１枚に限られるものではなく、場合によっ
ては複数枚を同時に剥離させることもできる。

【００２４】また、以上の実施例では、撥水性マイラー
３６の剥離手段を手動としたが、インク吸い取り用のキ
ャップモータ等を利用して撥水性マイラー３６を自動的
に交換する剥離手段を設けることも可能である。さらに
、撥水性マイラー３６のタブ３８の位置および形状につ
いても、適宜変更することができる。

【００２５】以上説明した実施例によれば、撥水性マイ
ラー３６を多段重ね状態で記録手段６の吐出口面３１に
装着したので、該撥水性マイラーを１枚づつめくること
により、吐出口３２の目詰まりインクが除去されるとと
もに、吐出口面３１が常に新しい撥水面になり、サービ
スマンによる定期的保守の必要性を無くてオペレータが
簡単に目詰まりを解消することが可能となる。また、記
録手段６の寿命原因の一つである撥水性の低下を防止す
る上でも効果があり、製品寿命を長くすることが可能と
なった。

【００２６】なお、本発明は、１個の記録手段（記録ヘ
ッド）６で記録するインクジェット記録装置の他、異な
る色で記録する複数の記録手段（記録ヘッド）を備えた
カラーインクジェット記録装置、あるいは色彩が同じで
濃度が異なる複数の記録手段を使用する諧調記録用のイ
ンクジェット記録装置など、記録手段の個数に関係無く
同様に適用でき、同様の作用効果を達成し得るものであ
る。また、本発明は、被記録材８に沿って移動するキャ
リッジ９上に記録手段（記録ヘッド）６を搭載するシリ
アル記録方式のインクジェット記録装置の他、被記録材
の幅方向記録領域の全体または一部に対応する長さのラ
イン記録手段を用いるライン型のインクジェット記録装
置など、記録方式の種類に関係なく、同様に適用するこ
とができ、同様の効果を達成し得るものである。

【００２７】さらに、以上の実施例における記録手段（
記録ヘッド）としては、記録ヘッドとインクタンクを一
体にした交換可能なカートリッジタイプの記録手段、あ
るいは、記録ヘッドとインクタンクを別体とし、例えば
、カプラーおよびチューブを介して結合する構造の記録
手段など、種々の構造の記録手段を使用することができ
る。

【００２８】なお、本発明は、インクジェット記録装置
であれば、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を
用いる記録手段（記録ヘッド）を使用するものに適用で
きるが、中でも、キヤノン株式会社によって提唱されて
いるバブルジェット方式の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。かかる方式によ
れば、記録の高密度化、高精細化が達成できるからであ
る。

【００２９】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４７４０
７９６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膜沸騰を越える
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、記録手段（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。

【００３０】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４
４６３３５９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４３１３１
２４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。

【００３１】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４
４５９６００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。すなわち、記録ヘッ
ドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば
、記録を確実に効率よく行なうことができるようになる
からである。

【００３２】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても、本発明は有効に適用できる。そのよ
うな記録ヘッドとしては、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
１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００３３】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
体的にインクタンクが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。

【００３４】また、本発明に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。

【００３５】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば、単色のインクに対応して１個
のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複
数のインクに対応して複数個数設けられるものであって
もよい。すなわち、例えば、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
よるか、いずれでもよいが、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。

【００３６】さらに加えて、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
くは液化するもの、あるいは、インクジェット方式では
、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よい。

【００３７】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状態変化のエネル
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、液状インク
が吐出されるものや、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を使用する場合も本発明は
適用可能である。

【００３８】このような場合のインクは、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。

【００３９】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。

【００４０】さらに加えて、本発明によるインクジェッ
ト記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理
機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ
等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有す
るファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい
。

【００４１】

【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、吐出口から被記録材へインクを吐出させて記
録を行なうインクジェット記録手段において、吐出口面
に、吐出口と同一ピッチの孔を有するフイルム状の撥水
性マイラーを、接着剤を介して複数枚重ねて装着する構
成としたので、吐出口面を常に撥水効果を有する状態に
維持することができ、吐出口の目詰まりを容易に防止す
ることができ、製品寿命を長くすることが可能なインク
ジェット記録手段が提供される。

【００４２】別の本発明によれば、記録手段から被記録
材へインクを吐出させて記録を行なうインクジェット記
録装置において、前記記録手段の吐出口面に、吐出口と
同一ピッチの孔を有するフイルム状の撥水性マイラーを
、接着剤を介して複数枚重ねて装着する構成としたので
、吐出口面を常に撥水効果を有する状態に維持すること
ができ、吐出口の目詰まりを容易に防止することができ
、製品寿命を長くすることが可能なインクジェット記録
装置が提供される。

【００４３】

【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手段の一実施
例の模式的部分斜視図である。

【図２】図１の吐出口列に沿った部分縦断面図である。

【図３】図２中の線３−３に沿った部分平面断面図であ
る。

【図４】図１の記録手段の吐出口の回復操作手順を示す
模式図である。

【図５】本発明によるインクジェット記録装置の一実施
例の模式的斜視図である。

【符号の説明】

６　　　　　　記録手段（記録ヘッド）８　　　　　　
被記録材（記録用紙） ９　　　　　　キャリッジ ２０　　　　回復装置 ２１　　　　搬送ローラ（紙送りローラ）３１　　　　
吐出口面 ３２　　　　吐出口 ３５　　　　電気熱変換体 ３６　　　　撥水性マイラー ３７　　　　孔 ３８　　　　タブ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　吐出口から被記録材へインクを吐
   出させて記録を行なうインクジェット記録手段において
   、吐出口面に、吐出口と同一ピッチの孔を有するフイル
   ム状の撥水性マイラーを、接着剤を介して複数枚重ねて
   装着することを特徴とするインクジェット記録手段。
2. 【請求項２】　　　　熱エネルギーを発生するための電
   気熱変換体を備え、該熱エネルギーを利用してインクを
   吐出することを特徴とする請求項１のインクジェット記
   録手段。
3. 【請求項３】　　　　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
   によって生じる状態変化を利用して、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２のインクジェッ
   ト記録手段。
4. 【請求項４】　　　　記録手段から被記録材へインクを
   吐出させて記録を行なうインクジェット記録装置におい
   て、前記記録手段の吐出口面に、吐出口と同一ピッチの
   孔を有するフイルム状の撥水性マイラーを、接着剤を介
   して複数枚重ねて装着することを特徴とするインクジェ
   ット記録装置。
5. 【請求項５】　　　　前記記録手段が、熱エネルギーを
   利用してインクを吐出する記録手段であって、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
   ジェット記録手段であることを特徴とする請求項４のイ
   ンクジェット記録装置。
6. 【請求項６】　　　　前記記録手段が、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生じる状態変化を利用して、
   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のインクジェット記録装置。