JPH04221644A - インクジェット記録ヘッドおよび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、駆動信号が印加される
ことによって熱エネルギーを発生する印字用電気熱変換
体を有し、前記熱エネルギーを利用して吐出口からイン
クを吐出するインクジェット記録ヘッド、および該イン
クジェット記録ヘッドが搭載可能な複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等としてのインクジェット記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録ヘッドにおい
て、吐出口のインクの目詰まりが発生した場合の対策と
しては、次の（イ），（ロ）および（ハ）のものが知ら
れている。

【０００３】（イ）図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、
インクジェット記録ヘッド３２の吐出口２２と吸引ポン
プ２５の吸引口２１とを対向、当接させ、前記吸引口２
１で前記吐出口２２からインクを強制的に吸引するもの
。

【０００４】（ロ）図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、
インクジェット記録ヘッド３２の吐出口２２の面をワイ
パブレード２６で拭き取るもの。

【０００５】（ハ）図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、
インクジェット記録ヘッド３２内に設けた印字用の電気
熱変換体２７によって記録に寄与しない吐出インク３３
を吐出口２２から吐出させる空吐出を行うもの。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術のうち
、（イ）のものは、インク以外の異物である印字用紙を
組成する繊維や不織布等の繊維の屑等（以下、「けば」
という。）３が吐出口２２に入り込んでいた場合、図５
（Ｂ）に示すように、吸引口２１でけば３を挟み、押え
てしまい、けば３を除去することが困難である。

【０００７】（ロ）のものは、図６（Ｂ）に示すように
、けば３の向きによっては、ワイパブレード２６でけば
３をインクジェット記録ヘッド３２内へ押し入れること
がある。

【０００８】（ハ）のものは、空吐出のための吐出エネ
ルギーが印字のための吐出エネルギーと同等なため、吐
出速度（発泡速度）が不足し、インクカス等の付着した
ものは除去されても、インク液の流れに対して抵抗の少
ないけば３は除去できないことがある。そして、印字用
の電気熱変換体２７への電力印加時間を長くして印加エ
ネルギーを増大させても、発泡速度は向上せず、けば３
を除去することは困難であり、また、ヒータの寿命を短
くすることもある。

【０００９】本発明は、上記従来の技術では除去するこ
とが困難であったインクジェット記録ヘッド内のけば等
の異物を容易に除去することができるインクジェット記
録ヘッド、および該インクジェット記録ヘッドが搭載可
能なインクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドは、駆動信号が印加されることによって熱エ
ネルギーを発生する記録用の電気熱変換体を有し、前記
熱エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出するイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、前記記録用の電気熱
変換体よりも大きな電力の駆動信号が印加可能な洗浄用
の電気熱変換体を、前記記録用の電気熱変換体よりも前
記吐出口から離れた位置に設けたことを特徴とする。

【００１１】また、本発明のインクジェット記録装置は
、インクジェット記録ヘッドが搭載可能なヘッド搭載部
を備え、該ヘッド搭載部には、記録用の電気熱変換体駆
動信号を供給する第１の駆動信号供給手段と、洗浄用の
電気熱変換体に駆動信号を供給する第２の駆動信号供給
手段とを設けたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】洗浄用の電気熱変換体を記録用の電気熱変換体
よりも大きな電力の駆動信号が印加可能なものとしたこ
とで、インクの吐出速度を高速にすることができる。ま
た、記録用の電気熱変換体よりも吐出口から離れた位置
に洗浄用の電気熱変換体を設けることで、インクの吐出
量を増加することができる。これらにより、洗浄力が増
加する。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。

【００１４】図１において、インクジェット記録ヘッド
１２が搭載されたヘッド搭載部であるキャリア１５は、
それぞれ水平に配設されて２本のキャリアガイドレール
１６に摺動可能に嵌合されており、前記記録ヘッド１２
がプラテンローラ１４上に給送された図示しない記録媒
体（印字用紙）の記録域全幅にわたり、矢印Ａ方向に往
復移動して前記記録媒体へ記録を行う構成となっている
。キャリア１５の一方の移動端（図１において左側の移
動端）の位置である待機位置においては、インクジェッ
ト記録ヘッド１２の吐出口面４（図１において上面、図
２参照）に対向して吸引ポンプ５が設けられており、こ
の吸引ポンプ５の前記インクジェット記録ヘッド１２の
吐出口面４と対向する面には該吐出口面４に当接するこ
とが可能な吸引口１が設けられている。この吸引ポンプ
１２は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すインクジェット記録
ヘッド１２の各吐出口２よりインクを強制的に吸引して
各吐出口２内の増粘インク等の異物を除去するものであ
る。

【００１５】また、吸引ポンプ５およびプラテンローラ
１４間にはワイパブレード６および拭取部材１７がそれ
ぞれ設けられている。ワイパブレード６は、ゴム等の弾
性体で板状に形成され、キャリア１５に搭載されたイン
クジェット記録ヘッド１２がキャリア１５とともに移動
する際、インクジェット記録ヘッド１２の吐出口面４（
図２（Ａ）参照）を摺擦してインク等の異物を拭き取る
ものである。拭取部材１７は、不織布等のインク吸収体
を素材としており、ワイパブレード６と同様にキャリア
１５に搭載されたインクジェット記録ヘッド１２がキャ
リア１５とともに移動する際、インクジェット記録ヘッ
ド１２の吐出口面４（図２（Ａ）参照）を摺擦してイン
ク等の異物を拭き取るものである。

【００１６】さらに、キャリア１５には、図示しないが
２種類のコネクタが設けられている。第１のコネクタは
図示しない制御部から送られてくる記録用の駆動信号を
後述する複数の印字用ヒータ７（図２（Ｂ）参照）にそ
れぞれ供給するものであり、第２のコネクタは前記図示
しない制御部から送られてくる洗浄用の駆動信号を後述
する複数の洗浄用ヒータ８（図２（Ｂ）参照）のそれぞ
れ供給するものである。すなわち、前記図示しない制御
部および第１のコネクタは第１の駆動信号供給手段を、
前記図示しない制御部および第２のコネクタは第２の駆
動信号供給手段をそれぞれ構成する。

【００１７】図２（Ｂ）は前記インクジェット記録ヘッ
ド１２を構成するセラミック基板１１およびガラスケー
ス９を示し、セラミック基板１１上には複数の電気熱変
換体がセラミック基板１１の長手方向に２列にそれぞれ
対をなして配設されている。前記２列の電気熱変換体の
うち、一方の列（以下、「前列」という。）に配設され
ている電気熱変換体である記録用の電気熱変換体（以下
、「印字用ヒータ７」という。）は、駆動信号が印加さ
れることによって、記録には十分であるが空吐出には十
分でない程度の量の熱エネルギーを発生するように構成
されている。また、他方の列（以下、「後列」という。 ）に配設されている電気熱変換体である洗浄用の電気熱
変換体（以下、「洗浄用ヒータ８」という。）は、空吐
出に十分なように、前記印字用ヒータ７より大きな電力
の駆動信号が印加されることによって、多量の熱エネル
ギーを発生するように構成されている。ガラスケース９
は、天板としてセラミック基板１１上に接合されるもの
で、印字用ヒータ７および洗浄用ヒータ８の対にそれぞ
れ対応して溝状のインク路２０が形成されている。 各インク路２０の前列方向の端部は開口部である吐出口
２をそれぞれ形成しており、また各インク路２０の後列
方向の端部はガラスケース９の長手方向に形成された共
通溝であるインク供給部１０に連結している。

【００１８】本実施例によれば、図３（Ａ），（Ｂ）に
示すように、洗浄用ヒータ８を印字用ヒータ７よりも吐
出口２から離れた位置に設けたので、印字用ヒータ７に
よる場合よりも多量の吐出インク１３を吐出することが
できる。また、洗浄用ヒータ８に大電力の駆動信号を印
加することにより、印字ヒータ７による場合に比較して
発泡速度を向上させ、急激に気泡１８を発生させて吐出
インク１３を吐出するようにしたので、吐出インク１３
の吐出速度を高速にすることができる。これにより、洗
浄力が増加され、けば３は吐出インク１３とともに吐出
口２から吐出され、除去される。また、印字用ヒータ７
および洗浄用ヒータ８を別体にしたので、洗浄（空吐出
）によって印字用ヒータ７の寿命を短くすることがない
。

【００１９】本発明は、印字用ヒータおよび洗浄用ヒー
タを電気的に互いに独立して構成することがそれぞれの
寿命を長くするために好ましいが、図４に示すように一
部を共通にしてもよい。図４に示す構成において、印字
を行うときは、洗浄用ドライブをオフにするとともに、
第１ないし第Ｎドライブのうち所定のものをオンにする
。このようにすると、オンにしたドライブに接続されて
いる対の印字用ヒータ７および洗浄用ヒータ８がともに
通電され、それら１対の合計電力はＶ２　／（Ｒ１＋Ｒ
２）となる。また、空吐出を行うときは、洗浄用ドライ
ブのみをオンとし、第１ないし第Ｎドット用ドライブは
すべてオフにする。このようにすると、各印字用ヒータ
７は通電されず、各洗浄用ヒータ８が通電され、１個の
洗浄用ヒータ８の電力はＶ２　／Ｒ１となり、印字の際
よりも大電力となる。

【００２０】図５に示す構成では、洗浄用ヒータ８が印
字および空吐出のいずれの際にも通電されるため、寿命
が短くなるが、構造が単純という利点がある。

【００２１】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でもキャノン株式会社が提唱している、バブルジェッ
ト方式の記録ヘッド、記録装置において、優れた効果を
もたらすものである。

【００２２】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４３４５２
６２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
特許第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。

【００２３】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号明細書にそれぞれ記載されたものでもよ
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。

【００２４】さらに、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。

【００２５】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。

【００２６】また、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、記録とは別の吐出を行う予備吐出モー
ドを行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００２７】さらに、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。

【００２８】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、インクジェットにおいて一般的に行わ
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。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、従来除去することが困難であったけば等を
容易に除去することができ、インクジェット記録ヘッド
の清掃または交換の頻度を減らすことができる。また、
通常のインクかす等の異物の清掃をするときも、洗浄用
の電気熱変換体を使用することにより、少ない吐出回数
で洗浄することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部平面図である。

【図２】インクジェット記録ヘッドを示し、（Ａ）は斜
視図、（Ｂ）はインクジェット記録ヘッドを構成するセ
ラミック基板およびガラスケースを示す分解図である。

【図３】本実施例の空吐出のようすを示し、（Ａ）はイ
ンク吐出直前のようすを示す説明図、（Ｂ）はインク吐
出直後のようすを示す説明図である。

【図４】印字用ヒータおよび洗浄用ヒータの電気的な構
成例を示す回路図である。

【図５】吸引ポンプによる従来例を示し、（Ａ）は吸引
前のようすを示す説明図、（Ｂ）は吸引中のようすを示
す説明図である。

【図６】ワイパブレードによる従来例を示し、（Ａ）は
拭き取り前のようすを示す説明図、（Ｂ）は拭き取り中
のようすを示す説明図である。

【図７】空吐出の従来例を示し、（Ａ）はインク吐出直
前のようすを示す説明図、（Ｂ）はインク吐出直後のよ
うすを示す説明図である。

【符号の説明】

１　　　　吸引口 ２　　　　吐出口 ３　　　　けば ４　　　　吐出口面 ５　　　　吸引ポンプ ６　　　　ワイパブレード ７　　　　印字用ヒータ ８　　　　洗浄用ヒータ ９　　　　ガラスケース １０　　　　インク供給部 １１　　　　セラミック基板 １２　　　　インクジェット記録ヘッド１３　　　　吐
出インク １４　　　　プラテンローラ １５　　　　キャリア １６　　　　キャリアガイドレール １７　　　　拭取部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　駆動信号が印加されることによって熱
   エネルギーを発生する記録用の電気熱変換体を有し、前
   記熱エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出する
   インクジェット記録ヘッドにおいて、前記記録用の電気
   熱変換体よりも大きな電力の駆動信号が印加可能な洗浄
   用の電気熱変換体を、前記記録用の電気熱変換体よりも
   前記吐出口から離れた位置に設けたことを特徴とするイ
   ンクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】　　記録媒体の記録域の全幅にわたって、
   複数の吐出口を備えているフルラインタイプである請求
   項１記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】　　請求項１または２記載のインクジェッ
   ト記録ヘッドが搭載可能なヘッド搭載部を備え、該ヘッ
   ド搭載部には、記録用の電気熱変換体に駆動信号を供給
   する第１の駆動信号供給手段と、洗浄用の電気熱変換体
   に駆動信号を供給する第２の駆動信号供給手段とを設け
   たことを特徴とするインクジェット記録装置。