JPH06183024A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インク循環経路内のインクの中の異物により
引き起こされる記録ヘッドのインク吐出不良を防止した
インクジェット記録装置を提供すること。 【構成】 画像信号に応じてインクを吐出口から吐出さ
せて画像記録を行なう記録ヘッドを備えたインクジェッ
ト記録装置において、記録ヘッドにインクを供給するた
めのインク供給タンクと、該インク供給タンクと記録ヘ
ッドの吐出口と連通する共通液室との間でインクを循環
させるためのインク圧送手段を有するインク循環経路と
を具備し、該インク循環経路と併列に画像記録時には閉
鎖される第２のインク循環経路を設け、該第２のインク
循環経路中の少なくとも１箇所にインクの中の異物を溜
める手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号に応じて記録
ヘッドの吐出口からインクを吐出させ、これを被記録媒
体に付着させて画像記録を行なうインクジェット記録装
置に関し、中でも前記記録ヘッドにインクを供給するイ
ンク供給系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置におい
て、記録ヘッドには吐出口に連通して共通液室が設けら
れており、インクはその共通液室から吐出口へ供給され
る。この記録ヘッドの共通液室にインクを供給するイン
ク供給系はつぎのように構成されている。

【０００３】インク供給タンクと記録ヘッドの共通液室
とを連通する第１インク経路、該記録ヘッドの共通液
室、該記録ヘッドの共通液室と前記インク供給タンクと
を連通する第２インク経路および前記インク供給タンク
からなるインク循環経路と、前記インク供給タンクと記
録ヘッドとの間でインクを循環させて前記記録ヘッドの
吐出口から増粘インク、気泡、微細な塵埃等を排出させ
て前記記録ヘッドのインク吐出機能を回復させるため
の、前記インク循環経路の途中の適宜部位に介装された
インク圧送手段である回復ポンプと、前記インク循環経
路内のインクが減少したときにインクを補充するため
の、前記インク循環経路に連通したメインタンクとから
構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のインクジェ
ット記録装置において、製造後しばらくの間、例えば回
復ポンプのギア等から削りかすが発生するなどしてイン
ク循環経路内でインク循環経路を構成する部品自体から
異物が発生したり、また、インク循環経路を構成する記
録ヘッド、他の部品等の交換作業時、インク循環経路内
に異物が侵入してしまうことがある。

【０００５】これらの異物はインク循環経路内のインク
の中に混入し、画像記録中のインクの移動または回復ポ
ンプによるインクの循環により、記録ヘッドの共通液室
に達し、その共通液室またはその共通液室と吐出口とを
連通する液路等の壁面に付着して気泡溜まりの核となっ
たり、吐出口を目詰まりさせたりして記録ヘッドのイン
ク吐出不良を引き起こしてしまうという問題点がある。

【０００６】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、インク循環経路内のイン
クの中の異物により引き起こされる記録ヘッドのインク
吐出不良を防止したインクジェット記録装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のインクジェット記録装置は、画像信号に応じ
てインクを吐出口から吐出させて画像記録を行なう記録
ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、前記
記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給タンク
と、該インク供給タンクと前記記録ヘッドの吐出口と連
通する共通液室と間でのインクを循環させるためのイン
ク圧送手段を有するインク循環経路とを具備し、該イン
ク循環経路と併列に前記画像記録時には閉鎖される第２
のインク循環経路を設け、該第２のインク循環経路中の
少なくとも１箇所にインクの中の異物を溜める手段を設
けたことを特徴とするものである。

【０００８】また、インクの中の異物を溜める手段が、
第２のインク循環経路内のインクを廃棄するための廃棄
手段であるものや、インク循環経路から第２のインク循
環経路を閉鎖する手段は、前記インク循環経路から第２
のインク循環経路への分岐部にそれぞれ設けられた経路
切換手段であるものである。

【０００９】前記記録ヘッドは、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たものとしたり、ま
た、被記録媒体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とすることもできる。

【００１０】

【作用】上記のように構成された本発明のインクジェッ
ト記録装置において、第２のインク循環経路内のインク
の中に異物が混入している場合に、前記インクは、イン
ク圧送手段により強制的に循環され、第２のインク循環
経路の少なくとも１箇所に設けられたインクの中の異物
を溜める手段（以下、単に「溜める手段」という。）を
連通し、前記インクの中に混入していた異物が前記溜め
る手段によりそこに溜められる。その後、第２のインク
循環経路を閉鎖したインク循環経路が構成されたとき
は、前記異物が記録ヘッドの吐出口に連通する共通液室
に達することはない。

【００１１】廃棄手段を第２の循環経路に設けた構成の
ものでは、第２のインク循環経路内のインクは、インク
圧送手段により強制的に移動されてインクの中に混入し
ている異物と共に廃棄される。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１３】まず、第１実施例について説明する。

【００１４】図１において、記録ヘッド１には複数個の
並列して形成された吐出口３のそれぞれに連通した共通
液室２が設けられており、前記共通液室２は第１循環管
１１および第２循環管１２のそれぞれによりインク供給
タンク５と連通されている。

【００１５】前記第１循環管１１と第２循環管１２との
適宜部位は、インクの中の異物を溜める手段である１個
のフィルタ１４が交換可能に介装された第３循環管１３
により連通されており、第１循環管１１から第３循環管
１３への分岐部および第２循環管１２から第３循環管１
３への分岐部には経路切換手段である第１経路切換弁１
５および第２経路切換弁１６がそれぞれ設けられてい
る。また、前記第２経路切換弁１６には更に廃インクタ
ンク７に連通した排出管７ａが接続されている。

【００１６】前記第１経路切換弁１５は、ａとｂとを結
びｃから遮断した実線矢印で示すａ−ｂ経路およびａと
ｃとを結びｂから遮断した破線矢印で示すａ−ｃ経路を
自在に切換えできるものである。前記第２経路切換弁１
６は、ｅとｆとを結びｄおよびｇから遮断した実線矢印
で示すｅ−ｆ経路並びにｄとｆとを結びｅおよびｇから
遮断した破線矢印で示すｄ−ｆ経路を自在に切換えでき
るものであり、また、前記ｅ−ｆ経路並びにｄ−ｆ経路
のいずれに切換えているときにも、ｅ−ｆ経路もしくは
ｄ−ｆ経路と前記排出管７ａとを連通することができる
廃棄手段である開閉自在な排出弁（不図示）を有するも
のである。

【００１７】前記第１循環管１１は、そのインク供給タ
ンク５寄りの適宜部位にインク圧送手段である回復ポン
プ９が介装されており、また、その回復ポンプ９と第１
経路切換弁１５との間の適宜部位に補充用整流弁８を介
装した補充管１７が接続されて該補充管１７によりメイ
ンタンク６と連通されている。

【００１８】第１のインク循環経路は、第１経路切換弁
１５がａ−ｂ経路に切換えられ、第２経路切換弁１６が
ｅ−ｆ経路に切換えられて、第１循環管１１、記録ヘッ
ド１の共通液室２、第２循環管１２およびインク供給タ
ンク５により構成される。第２のインク循環経路は、第
１経路切換弁１５がａ−ｃ経路に切換えられ、第２経路
切換弁１６がｄ−ｆ経路に切換えられて、第１循環管１
１、第３循環管１３、第２循環管１２およびインク供給
タンク５により構成される。

【００１９】つぎに、本実施例の動作について説明す
る。

【００２０】記録ヘッド１の吐出口３から通常のインク
吐出が行なわれる場合には、第１および第２経路切換弁
１５，１６がそれぞれ切換えられて上述した第１のイン
ク循環経路が構成される。インク供給タンク５に貯えら
れたインクは、該インク供給タンク５からｅ−ｆ経路に
切換えられている第２循環管１２を通って共通液室２へ
達し、吐出口３から吐出される。インク供給タンク５を
含む第１のインク循環経路内へのインクの補充はメイン
タンク６に貯えられたインクが補充管１７を通って第１
のインク循環経路内へ供給されることにより行なわれ
る。通常のインク吐出の場合に限らず必要なときには、
随時、メインタンク６から第１または第２のインク循環
経路内へインクの補充が行なわれる。

【００２１】記録ヘッド１の吐出口３から増粘インク、
気泡、微細な塵埃等を排出させて記録ヘッド１のインク
吐出機能を回復させる場合には、通常のインク吐出の場
合と同様に第１のインク循環経路が構成され、その第１
のインク循環経路内のインクは回復ポンプ９を起動する
ことにより強制的に循環させられる。インク供給タンク
５に貯えられたインクは、第１循環管１１から吸収さ
れ、回復ポンプ９、第１経路切換弁１５を順に通過して
共通液室２へ達し、強制的に循環されているときのイン
クの圧力の増加により一部のインクは吐出口３から外へ
増粘インク、気泡、微細な塵埃と共に排出され、残りの
インクは第２循環管１２を通ってインク供給タンク５に
戻される。

【００２２】製造後しばらくの間、例えば回復ポンプの
ギア等から削りかすが発生するなどの第２のインク循環
経路内でその第２のインク循環経路を構成する部品自体
から異物が発生する場合、第２のインク循環経路を構成
する部品の交換作業時にその第２のインク循環経路内に
異物が侵入した場合など、何らかの原因により第２のイ
ンク循環経路内のインクの中に異物が混入した場合に
は、第１および第２経路切換弁１５，１６がそれぞれ切
換えられて第２のインク循環経路が構成される。この第
２のインク循環経路内のインクは、回復ポンプ９が起動
することによりインクの中に混入した異物と共に強制的
に循環させられ、第３循環管１３のフィルタ１４を第１
経路切換弁１５から第２経路切換弁１６の方向へ通過
し、前記フィルタ１４により濾過される。このインクの
循環はそのインクが十分濾過されるまで続けられる。

【００２３】前記フィルタ１４の濾過機能が損なわれた
ときには第２のインク循環経路が構成された状態で新し
いものと交換される。

【００２４】前記フィルタ１４の濾過能力に係わるが、
前記フィルタ１４により濾過されてもまだ記録ヘッド１
のインク吐出機能を損なう恐れのある異物がインクの中
に混入している場合には、回復ポンプ９による強制的な
循環が続けられたまま第２経路切換弁１６の排出弁が開
かれ、前記異物が混入しているインクが排出管７ａへ廃
棄されて廃インクタンク７に収容される。

【００２５】第２のインク循環経路内のインクが十分浄
化された後に第１および第２経路切換弁１５，１６がそ
れぞれ切換えられて第１のインク循環経路が構成される
と、インクの中に混入していた異物はフィルタ１４から
浮遊しても第３循環管１３内に封じ込まれているので第
１のインク循環経路内に侵入することはない。

【００２６】第１および第２経路切換弁１５，１６は、
手動、電気的駆動などにより、それぞれ切換えられる構
成のものであるが、互いに連動してａ−ｂ経路とｅ−ｆ
経路とに同時に切換わったり、ａ−ｃ経路とｄ−ｆ経路
とに同時に切換わったりするように構成してもよい。

【００２７】また、第１および第２経路切換弁１５，１
６の位置は、なるべく多くのインクを浄化することがで
きるように記録ヘッド１の共通液室２に近いところに設
けるのが好ましい。

【００２８】つぎに、第２実施例について説明する。

【００２９】図２において、第１経路切換弁３５、第２
経路切換弁３６およびフィルタ３４が介装された第３循
環管３３は、記録ヘッド２１に一体的に設けられてお
り、記録ヘッド２１を交換するときに共に交換される構
成となっている。また、第１実施例で示した廃インクタ
ンク７、排出管７ａおよび第２経路切換弁１６の排出弁
は本実施例では設けられていない。本実施例のその他の
点は第１実施例と同様の構成なのでその説明は省略す
る。

【００３０】前記フィルタ３４は、記録ヘッド２１が持
つ寿命の間だけその機能を有すれば良いので、第３循環
管３３から交換可能な構成とする必要はなく、記録ヘッ
ド２１の交換をするごとに新しいフィルタの機能が得ら
れる。

【００３１】つぎに、第３実施例について説明する。

【００３２】図３において、第３循環管５３にはインク
を溜める手段であるフィルタは設けられていない。本実
施例のその他の点は第１実施例と同様の構成なのでその
説明は省略する。

【００３３】第２のインク循環経路内のインクの中に異
物が混入している場合には、第２のインク循環経路内の
インクは、第１実施例と同様に、回復ポンプ４９の起動
により第１経路切換弁５５から第２経路切換弁５６の方
向に循環させられ、第２経路切換弁５６の排出弁（不図
示）から排出管４７ａへ廃棄されて廃インクタンク４７
に収容される。

【００３４】本実施例の効果は、第１実施例で示したフ
ィルタ１４にかかわる効果以外は、第１実施例と同様で
ある。

【００３５】ここで前述各実施例に使用する記録ヘッド
の一例について説明する。記録ヘッド６０には、列状に
設けられた複数個の吐出口６３からインクを吐出させる
ために、印加電圧が供給される熱エネルギーを発生させ
る電気熱変換体６２が各液路ごとに配設されている。そ
して駆動信号を印加することによって、前記電気熱変換
体６２に熱エネルギーを発生せしめて膜沸騰を生じ液路
内に気泡を形成する。そしてこの気泡の成長によって前
記各吐出口６３からインクを吐出させる。

【００３６】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッドを用いて記録
を行う記録装置において優れた効果をもたらすものであ
る。

【００３７】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。この方式はいわゆるオンデマンド
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を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（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。

【００３８】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
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うことができる。

【００３９】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（直線状液流路または直角液流路）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。

【００４０】さらに、記録装置が記録できる最大被記録
材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１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。

【００４１】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。

【００４２】また、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。

【００４３】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを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を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。

【００４４】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、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述の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。

【００４５】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、液状インクとし
て吐出するものや、被記録材に到達する時点では既に固
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の使用も本発明には適用可能で
ある。

【００４６】さらに加えて、本発明に係る液体噴射装置
を適用した記録装置の形態としては、ワードプロセッサ
やコンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として
一体または別体に設けられるものの他、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であっても良い。

【００４７】

【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、以下に記載するような効果を奏する。

【００４８】第２のインク循環経路内のインクの中に異
物が混入してしまっても、前記異物はインクの中の異物
を溜める手段により第２のインク循環経路内に溜めら
れ、前記第２のインク循環経路が画像記録時には閉鎖さ
れるので、前記異物が記録ヘッドの吐出口に連通する共
通液室に達することはなく、記録ヘッドのインク吐出不
良を防止することができる。

【００４９】また、第２のインク循環経路内のインクを
廃棄するための廃棄手段を設けた構成のものでは、イン
クの中の異物をインクと共に廃棄するので、前記異物に
よる記録ヘッドの吐出不良は確実に防止できる。

【００５０】さらに、インク循環経路から第２のインク
循環経路を閉鎖する手段をそれぞれ経路切換弁とした構
成のものでは、記録ヘッドの交換作業時など、第２の循
環経路を構成して行なえば、第２のインク循環経路内の
インクを異物の侵入から保護した状態で交換作業を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の第２実施例の構成を示す模式図であ
る。

【図３】本発明の第３実施例の構成を示す模式図であ
る。

【図４】本発明の各実施例に使用する記録ヘッドの一例
を示す要部斜視図である。

【符号の説明】

１，２１，４１，６０ 記録ヘッド ２，２２，４２ 共通液室 ３，２３，４３，６３ 吐出口 ５，２５，４５ インク供給タンク ６，２６，４６ メインタンク ７，２７，４７ 廃インクタンク ７ａ，２７ａ，４７ａ 排出管 ８，２８，４８ 補充用整流弁 ９，２９，４９ 回復ポンプ １０，３０，５０ 空気抜弁 １１，３１，５１ 第１循環管 １２，３２，５２ 第２循環管 １３，３３，５３ 第３循環管 １４，３４ フィルタ １５，３５，５５ 第１経路切換弁 １６，３６，５６ 第２経路切換弁 １７，３７，５７ 補充管 ６２ 電気熱変換体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号に応じてインクを吐出口から
   吐出させて画像記録を行なう記録ヘッドを備えたインク
   ジェット記録装置において、 前記記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給タ
   ンクと、該インク供給タンクと前記記録ヘッドの吐出口
   と連通する共通液室との間でインクを循環させるための
   インク圧送手段を有するインク循環経路とを具備し、 該インク循環経路と併列に前記画像記録時には閉鎖され
   る第２のインク循環経路を設け、 該第２のインク循環経路中の少なくとも１箇所にインク
   の中の異物を溜める手段を設けたことを特徴とするイン
   クジェット記録装置。
2. 【請求項２】 インクの中の異物を溜める手段が、第２
   のインク循環経路内のインクを廃棄するための廃棄手段
   である請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 インク循環経路から第２のインク循環経
   路を閉鎖する手段は、前記インク循環経路から第２のイ
   ンク循環経路への分岐部にそれぞれ設けられた経路切換
   手段である請求項１または２に記載のインクジェット記
   録装置。
4. 【請求項４】 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たものとした請求項１な
   いし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 記録ヘッドは、被記録媒体の記録領域の
   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
   プである請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジ
   ェット記録装置。