JPH07195711A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体の圧入等によることなく、記録ヘッドか
ら従来のような吸引回復動作で確実に滞留気泡の排出が
可能なインクジェット記録装置を提供する。 【構成】 インク吐出エネルギーを発生する電気熱変換
体（６）を記録ヘッド（１０）内に有し、インク吐出口
（４）から負圧発生手段により滞留気泡の排出が可能な
インクジェット記録装置（ＩＪＲＡ）において、別の熱
発生手段（７）を設け、滞留気泡排出時に熱発生手段
（７）の付勢により発生させた気泡を滞留気泡と合体さ
せて排出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関し、特にその記録ヘッドの吐出機能回復系として
インク吐出面にキャッピングして吸引が行われる形態の
インクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録ヘッド
に供給されるインクを複数のインク吐出口から選択的に
インク滴として吐出させ、インク滴を被記録材上に着弾
させてドット記録を行うものであり、例えばバブルジェ
ット式のインクジェット記録装置の場合、インク吐出口
に連らなる各液路に吐出エネルギー発生手段として電気
熱変換素子（以下で第１ヒータと呼ぶ）が配設されてい
る。そして、これらの第１ヒータに吐出信号を供給する
ことにより発熱させてインク中に発泡を生じさせ、その
圧力変化を利用して、インクを液滴として吐出させるこ
とができる。

【０００３】このような従来のインクジェット記録装置
では、上記のようにしてインク滴の吐出が行われるが、
その発泡の繰返しによって記録ヘッド内に各部に微小な
残留気泡が蓄積され、また、記録ヘッドに供給されるイ
ンク中に混入している気泡が蓄積されることもある。そ
こで、このような気泡の蓄積が増大すると、インク吐出
口からのインク吐出が増大した気泡によって妨げられ、
そのためにインク吐出不良が発生する。

【０００４】すなわち、正常にインク吐出が行われない
ために、着弾したインク滴によって形成されるドットマ
トリックスの画像にドット配置の乱れが生じ、形成画像
に曲がりがでたり、空白の連続により白すじが発生し、
画像の品位を低下させる。回復動作はこのようなインク
吐出不良の発生を防止するために行われるもので、記録
ヘッドのインク吐出口形成面にキャッピングを施し、吐
出口からインクを吸引する吸引動作を行うことで上述の
ように蓄積された気泡を記録ヘッドから排出するように
している。なお、このような気泡の除去については、先
に本願人が特開昭６２−１０９６４８号，特開昭６２−
１０９６４９号，特開昭６２−１０９６５０号，特開昭
６２−１０９６５１号で提案したが、これらはインク吐
出口から記録ヘッド内に気体を導入し、その気体と共に
インクを排出するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単にイ
ンク吐出口からインクと共に気泡を吸い出すようにする
のが難しいことはいうまでもないが、上述した提案のよ
うに記録ヘッド内に一旦気泡を導入して気泡の増大を図
った上、気泡をインクと共に排出するには気体を圧入す
るための気体加圧手段が必要であり、インク吐出口背後
の液路はインクが充填された状態に保たれているので気
体の圧入が容易でない。そのため、装置が複雑となり、
大型化する上、圧入する気体量も安定せずばらつきがあ
って気泡排出に対し信頼性に欠けるという点があった。

【０００６】本発明の目的は、上記従来の問題の解決を
図り、記録ヘッドに対し気体の圧入等によることなく、
従来の吸引回復動作により確実に滞留気泡を排出するこ
とが可能なインクジェット記録装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、インクを発泡させてインク吐出口から
インク滴として吐出させるための電気熱変換体を記録ヘ
ッド内に有し、前記インク吐出口から負圧発生手段によ
り前記記録ヘッド内の少なくとも滞留気泡の吸引排出が
可能なインクジェット記録装置において、前記記録ヘッ
ド内に前記電気熱変換体とは別に熱発生手段を設け、前
記負圧発生手段による前記滞留気泡の吸引排出時に、前
記熱発生手段の付勢により発生させた気泡を前記滞留気
泡と合体し、吸引排出させるようにしたことを特徴とす
るものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば電気熱変換体とは別に設けた熱
発生手段の付勢により気泡を発生させて、滞留気泡と合
体し、これを負圧発生手段によりインク吐出口から吸引
排出するもので、気泡を大きく結集させることにより、
気泡を残留させることなく容易かつ確実に排出させるこ
とができる。

【０００９】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細にかつ具体的に説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例による記録ヘッド
の構成を示す。ここで、１は基板、２は公知の方法で感
光性樹脂系材料などにより基板１上に形成された周囲な
らびに仕切壁、３および４はこれらの周囲ならびに仕切
壁２の形成時に同時に形成される平行した複数の液路お
よびインク吐出口、５は各液路３に共通な液室である。
６は各液路３に配設されている電気熱変換体（第１ヒー
タ）、７は共通液室５に配設した本発明にかかる第２ヒ
ータであり、複数の第２ヒータ７がそれぞれ各液路３の
入口近傍に対応して設けられている。

【００１１】８は例えばガラスなどの材料で形成される
天板であり、５Ａは本例の場合天板８の裏面側、すなわ
ち、基板１上の周囲ならびに仕切壁２と接合される側に
エッチングなどの工法により形成された共通液室部であ
る。なお、共通液室部５Ａと基板１側の共通液室５とは
ほぼ同形に形成され、双方の接合状態で１つの共通液室
５として機能する。また、９は天板８の共通液室部５Ａ
の中央部分に穿設したインク供給口であり、このインク
供給口９には不図示のインク供給路が接続され、インク
タンクからインク供給口９を介して共通液室５にインク
が供給される。

【００１２】図２は図１に示した形態のインクジェット
記録ヘッド１０とインクタンクとが一体形のインクジェ
ットカートリッジＩＪＣをキャリッジＨＣに搭載し、キ
ャリッジＨＣが案内軸５００３およびリードスクリュー
５００４に沿って移動する間に記録ヘッド１０から被記
録材Ｐに向けてインクが吐出され、記録が行われるイン
クジェット記録装置ＩＪＲＡの一例を示す。ここで、リ
ードスクリュー５００４はギア５００９，５０１１の噛
合を介して駆動モータ５０１３により所定のタイミング
で駆動回転されるものである。５０２２は記録ヘッド１
０のインク吐出面に冠着されるキャップ部材、５０１５
はキャップ部材５０２２を介して記録ヘッド１０からイ
ンクと共に気泡を吸引する吸引ポンプである。

【００１３】インクジェット記録装置ＩＪＲＡではキャ
リッジＨＣのＡ方向の移動中にインクジェット記録ヘッ
ド１０から被記録材Ｐに向けてインクが吐出され、一走
査分の記録がなされるたびにキャリッジＨＣがＢ方向に
戻される。そしてその間に被記録材Ｐのシート送りがな
されるが、例えば記録量もしくは経過時間等によって、
インクジェット記録ヘッド１０内に気泡の蓄積が進んだ
と判断した場合は、ホームポジション近傍に戻されたキ
ャリッジＨＣ上のインクジェット記録ヘッド１０に対
し、そのインク吐出面にキャップ部材５０２２によるキ
ャッピングが行われ、記録ヘッド１０内に貯留された気
泡除去のための回復動作が行われる。

【００１４】以下、その気泡除去にかかわる動作を図３
に従って説明する。

【００１５】図３の（Ａ）は記録のためのインク吐出動
作に伴う第１ヒータ６の加熱の繰返しおよびインク供給
口９からのインクの補給によって残留気泡および補給時
にインク１１中に混入していた気泡２０が蓄積され、天
板８の共通液室部５Ａの一隅に張り付いた状態を示す。
そして、これらの気泡２０は、記録の進行と共に徐々に
合体して大きくなり、ついには（Ｂ）に示す蓄積気泡３
０のように液路３の入口側を閉塞するにいたる。この
（Ｂ）に示すような状態になるともはや正常なインク吐
出は行われず、被記録材上の画像品位が損われるので、
少なくともこのような状態となる前に気泡の除去が行わ
れなければならない。

【００１６】そこで好ましくは、図３の（Ａ）ないし
（Ｂ）直前の状態で第２ヒータ７を加熱し、第２ヒータ
７上に気泡を発泡生長させるようにする。図３の（Ｃ）
はこのようにしてヒータ７上に生長した泡４０が近傍の
蓄積気泡３０と合体し、インク１１中に大きく結集され
て拡大気泡５０となった状態を示す。このような拡大気
泡５０はインク吐出口４からインクと共に容易に排出す
ることが可能である。従って、これまでに行われてきた
と同様の吸引動作を行うことによりインクジェット記録
ヘッド１０内の気泡を簡単かつ確実に排除することがで
きる。

【００１７】図４は本発明の第２の実施例による記録ヘ
ッドの構成を示す。本例は、長手方向に連続させた第２
ヒータ７を共通液室５内の液路３入口近傍に沿って配設
したもので、本例では、２列としたが、列の数は２列で
なくてもよい。また、その形状も本例のように長方形に
限らず、例えば線状、格子状あるいは蛇行状等、各液路
３の入口近傍に滞留する蓄積気泡３０や生長気泡４０と
合体し易いように気泡を発生する形態であれば、どのよ
うな形態のものでもよい。

【００１８】図５は長手方向に連続させた第２ヒータ７
を天板８の液路３入口近傍に沿った共通液室部５Ａに設
けた第３の実施例、また、図６は瀘網式あるいは瀘網と
兼用の第２ヒータ１７を天板８のインク供給口９に設け
た第４の実施例をそれぞれ示す。第４の実施例によれば
共通液室部５Ａに滞留する気泡ばかりでなく、インク中
に混入している気泡がインク供給口９を介して共通液室
に持込まれるのをとどめ、また、第２ヒータ１７に蓄積
される気泡を第２ヒータ１７の加熱により同時に除去す
ることができる。

【００１９】なお、以上に述べた実施例では第２ヒータ
を設置する位置が異なる各例を示したが、液路３の入口
近傍に滞留しがちな気泡を合体させて排除し易い拡大気
泡とすることが本発明の要旨であり、上記実施例による
各第２ヒータ配置位置を組合せて構成してもよいことは
いうまでもない。

【００２０】特に、本発明は、インクジェット記録方式
の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネ
ルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱変
換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギによりイン
クの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置
において優れた効果をもたらすものである。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。

【００２１】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１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１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
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。

【００２２】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
の組合せ構成（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４４
５９６００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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
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５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。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うことができるようになるからであ
る。

【００２３】さらに、記録装置が記録できる被記録材の
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合せによっ
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。

【００２４】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。

【００２５】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、または混色
によるフルカラーの各記録モード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。

【００２６】さらに加えて、本発明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
合せた複写装置、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。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、インクを発泡させてインクを吐出口からインク滴と
して吐出させるための電気熱変換体を記録ヘッド内に有
し、前記インク吐出口から負圧発生手段により前記記録
ヘッド内の少なくとも滞留気泡の吸引排出が可能なイン
クジェット記録装置において、前記記録ヘッド内に前記
電気熱変換体とは別に熱発生手段を設け、前記負圧発生
手段による前記滞留気泡の吸引排出時に、前記熱発生手
段の付勢により発生させた気泡を前記滞留気泡と合体
し、吸引排出させるようにしたので、確実に共通液室内
に蓄積された気泡を取除くことができ、また、その気泡
排除のために格別の手段を設けなくてすむ。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかるインクジェット記
録ヘッドの構成を分解して示す斜視図である。

【図２】本発明の構成の一例を示す斜視図である。

【図３】本発明にかかる記録ヘッド内の気泡の滞留状態
および気泡排除時の状態をそれぞれ（Ａ），（Ｂ）およ
び（Ｃ）として図１のＡ−Ａ線断面で示す説明図であ
る。

【図４】本発明の第２実施例にかかるインクジェット記
録ヘッドの構成を分解して示す斜視図である。

【図５】本発明の第３実施例にかかるインクジェット記
録ヘッドの構成を分解して示す斜視図である。

【図６】本発明の第４実施例にかかるインクジェット記
録ヘッドの構成を分解して示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 基板 ３ 液路 ４ インク吐出口 ５ 共通液室 ５Ａ 共通液室部 ６ 第１ヒータ（電気熱変換体） ７，１７ 第２ヒータ ８ 天板 ９ インク供給口 １０ インクジェット記録ヘッド ＩＪＲＡ インクジェット記録装置 ２０，３０，４０，５０ 気泡 ５０１２ 吸引ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを発泡させてインク吐出口からイ
   ンク滴として吐出させるための電気熱変換体を記録ヘッ
   ド内に有し、前記インク吐出口から負圧発生手段により
   前記記録ヘッド内の少なくとも滞留気泡の吸引排出が可
   能なインクジェット記録装置において、 前記記録ヘッド内に前記電気熱変換体とは別に熱発生手
   段を設け、前記負圧発生手段による前記滞留気泡の吸引
   排出時に、前記熱発生手段の付勢により発生させた気泡
   を前記滞留気泡と合体し、吸引排出させるようにしたこ
   とを特徴とするインクジェット記録装置。