JPS63260450A - インクジエツト記録装置の目詰り防止方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うイ
ンクジェット記録装置の目詰り防止方法に関する。

〔従来技術〕 液体の記録剤（インク）を噴射して記録する記録装置と
してインクジェットプリンタが広く知られている。この
種の装置の記録媒法は主とし１紙、プラスチックシート
などであり、特に他の記録方式に比して動作騒音が小さ
く、基本的な機械的構造が簡単安価に済む利点があり、
コンピューター、ワードプロセッサなどの記録出力装置
として採用されることが多い。

この種の装置ではインクを記録ヘッドのノズルに連通ず
る吐出口から直接吐出させて記録を行う。

従って、インクをつねに吐出可能な状態に保っておくた
め他の方式の記録装置には見られない配慮が必要とされ
る。

たとえ□ば、インクは非記録時においても記録へラドの
ノズル中存在するので、このノズル内のインクの乾燥な
いし蒸発による粘度増加などの変質を防止する措置が必
要である。このため、従来では非記録時に記録ヘッドの
吐出口を蓋で覆い、インクの乾燥、蒸発を防止するキャ
ッピング手段を設けた装置が知られている。

ところが、低温度の環境下、あるいは長期休止時などの
場合には上記のような乾燥防止手段のみではインクの粘
度増加は避けられず、上記のキャンピング手段とともに
、記録ヘッドを覆うキャンプ内の空気を吸引して吐出口
から負圧を与え、ヘッドのノズル内のインクを吸い出し
たり、手動制御によりポンプなどを用いてノズル内に圧
力を与え、吐出口から変質したインクを排出させる回復
機構も知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような回復機構は、電源投入時などに自動的に駆動
され、一般に記録動作中はよほどの吐出異常がないかぎ
り駆動されない、ところが、記録動作中にも記録情報が
与えられないノズルは非駆動状態が続くのでノズルの不
使用によるインクの変質が生じ得る問題がある。

すなわち、記録ヘッドのノズルが複数設けられる装置で
は、記録データによっては記録動作を行なわないノズル
があり、吐出インターバルが非常に長くなったり、記録
動作を行なうノズルもあるというように、ノズルの吐出
駆動にはバラツキがある。したがって、吐出回数が少な
いかあるいは吐出間隔が長い場合、ノズル内のインクは
、温度や湿度などの雰囲気条件によっては乾燥に劣る粘
度上昇が生じ、ノズルのインク吐出が不安定になったり
吐出不能になったりする問題があった。

このような問題を解決する為に、装置の設置された雰囲
気の条件に応じて前記記録ヘッドに記録領域外でインク
の吐出動作を行う空吐出動作を行わせる方法が提案され
ている。

ところが、実際には記録ヘッドの不吐出の発生する条件
は、装置の設置雰囲気のみならず記録ヘッドの温度状態
にも強く依存しているので、上述の空吐出動作を行う必
要がある場合の条件は一定ではない、したがって、常に
同じ空吐出条件で空吐出動作を行う事はインクの無駄な
消費量を増加させランニングコストの増大になる。

〔目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決でき、記録
ヘッドが記録領域外でインクを吐出させる空吐出動作の
動作内容を環境に応じて変化させ、もって、インクの不
吐出を防止するとともにインクの使用量の効率向上を図
りうるインクジェソト記録装置の目詰り防止方法を提供
することである。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

インクジェット記録用のインクは、それを構成する溶剤
やインクに含まれる染料の濃度等により特性が変化する
が、水性および油性のいずれの場合でもインク温度及び
インク中の揮発成分残存率によりインクの粘度が変化す
る。

つまり、インクの温度が低下した場合或いはインク中の
揮発成分残存率が著しく低下した場合等は、インクの粘
度が増加し、ある程度以上迄インク粘度が増大し過ぎる
とインクジェット記録ヘッドからのインクの吐出が不可
能となってしまう。

第２図および第３図は水性インクの場合のインク温度変
化およびインク中の水分蒸発量変化によるインク粘度変
化の様子を示したグラフであり、インク温度Ｔを吐出限
界インク温度ＴＫよりも常に高＜　（Ｔ＞ＴＫ）かつイ
ンク中の水分蒸発量Ｖを吐出限界水分蒸発量Ｋ（％）よ
りも常に低く　（Ｖ＜Ｋ）保つことができれば、インク
の不吐出が防止される事を示している。

ところが、ノズルが複数個ある記録ヘッドでインク液を
吐出し記録を行う場合に、記録データの性質によっては
長時間記録を行わず大気に開放されたままになっている
ノズルが存在する場合がある。このようなノズル内イン
クは、インク温度、ノズル開放部の大気の温度、湿度等
の雰囲気の条件によって徐々にインク温度が低下したり
インク中の揮発成分が蒸発したりするため、徐々にイン
ク温度が低下したりインク中の揮発成分が蒸発したりす
るため、徐々にインク粘度が増加し始め、ついにはイン
ク粘度がインク吐出限界粘度ｐｋより大きくなってしま
う。

第４図は温度ＴＬ　（ＴＬ５ＴＫ）の大気中に記録ヘッ
ドを放置した場合の記録ヘッドノズル内インクの冷却に
よる温度低下の様子を示したグラフであり、このグラフ
かられかるように、記録ヘッドの温度ＴがＴ１、Ｔ２、
Ｔ３　（Ｔｌ＜Ｔ２＜Ｔ３）の場合、ノズル内インクが
冷却されてイ′ンク粘度ρがインク吐出限界粘度ρＫに
なるインク吐出限界温度ＴＫに達する放置時間ｔ１、ｔ
２、ｔ３はｔｌ＜ｔ２＜ｔ３となり、記録ヘッド温度に
依存して変化する。

また、第５図はインク温度がＴ３　（Ｔ３＞ＴＫ）の記
録ヘッドを大気環境温度ｗ１、ｗ２、ｗ３、Ｗ４　（Ｗ
ｌ＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４）の環境中に放置した場合のノズ
ル内インクの揮発成分の蒸発の様子を示したグラフであ
り、環境温度が高い場合（Ｗｌ）には問題ないが、環境
温度がｗ２、ｗ３、ｗ４　（Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４）とある
程度迄低下すると記録ヘッドノズル内インクの蒸発によ
るインク粘度の増大が進み、インク粘度ρがインク吐出
限界粘度ρＫになるインク吐出限界水分蒸発量Ｋ（％）
まで水分が蒸発してしまう時間ｔ２、ｔ３、ｔ４はｔ２
＜ｔ３＜ｔ４と大気環境湿度にも依存して変化する。

本発明は上記したような記録ヘッドの置かれた大気環境
温度および大気環境湿度の違いによるインク吐出限界放
置時間の差を利用するものである。

第１図は本発明方法を実施するのに好適なインクジェッ
ト記録装置の一実施例の概略構成図である。

第１図において、ｌは記録へソド２を搭載したキャリッ
ジ、３はキャリッジｌを移動自在に保持しているガイド
レールである。キャリッジ１にはエンドレスベルト４の
両端が接続されており、該キャリッジは駆動モータ５に
よって駆動され、記録紙６の記録面に沿って移動する。

７は記録紙６を紙送りするローラであり、８Ａおよび８
Ｂは案内ローラであり、９は紙送りのモータである。

一方、記録ヘッド２には記録紙６に向けてインク滴を吐
出させるノズル１０が設けられており、ノズルｌＯには
インクタンク１１から供給チューブ１２を介してインク
１３が供給声れ、またノズルＩＯに設けられた吐出エネ
ルギー発生手段にはフレキシブルケーブル１２Ａを介し
てインク吐出信号が選択的に供給される。更に、記録ヘ
ンド２にはヘッド加熱手段（ヘンドヒータ）１４とヘシ
ド２の温度を検知する手￥Ｉｔ１５とが設けてあり、温
度ネ★知手段１５からの検知信号をマイクロプロセッサ
を有する制御回路２日に入力させることにより、ドライ
バ３０を介して電源１６に接続されたスイッチ１７をオ
ン・オフし、ヘッドヒータ１４による加熱を制御するこ
とができる。

１８は非記録時に記録ヘッド２のオリフィス面に冠着さ
れる冠着部材であり、非記録時にはキャリッジｌが矢印
Ｂ方向に移動されてそのオリフィス面に冠着部材１８が
圧接される。１９は冠着部材１８の冠着側に取付けられ
ている記録ヘッド密閉用の弾性体である。

また、冠着部材１８には大気環境温度検知手段２３と大
気環境湿度検知手段２０が装着され、記録へソド２の記
録環境を監視するようにしである。

冠着部材１８にはその密閉される容器型空間２５にイン
ク中の揮発成分溶液２４を収容すると共に溶液２４が含
浸される液体保持部材２６を内装し、溶液２４の揮発蒸
気を空間２５に充満させて記録ヘッドノズルｌＯの先端
オリフィスからインク１３の揮発成分が蒸発するのを防
止し、ノズル１０内におけるインク１３の揮発成分の比
率が変化しないよう構成されている。

なお、ここで用いるインク中の揮発成分溶液２４として
はインク１３自体かあるいはインクから染料を除去した
成分の溶液が有効であり、また水性インクの場合は蒸留
水等が有効である。液体保持部材２６としてはスポンジ
状多孔質部材あるいはプラスチック焼結体等が有効であ
る。

次に、このように構成したインクジェット記録装置の動
作について述べる。

第１図において、まず記録時にはキャリッジ１が駆動さ
れ図示の記録開始位置から矢印Ａ方向に走行するととも
記録ヘッド２の各ノズル１０が選択的に駆動され、各ノ
ズル１０からインク滴が吐出され、各ノズルに対面した
記録紙６の斜線を施した主走査方向の記録小部分Ｐにイ
ンク滴が付着することにより、ドントマトリクスパター
ンで記録が行われる。かくして−行分の記録が終了する
と、キャリッジ１は矢印Ｂ方向に駆動されて図示の位置
に復帰するとともに、記録紙６が前述の記録小部分Ｐの
巾の分だけ矢印Ｃ方向に紙送りされ、再び上述の動作が
繰り返される。　以上のような記録動作が数行分行われ
た後、制御回路２８によリモータドライバが駆動され、
キャリフジ１が図示の位置から矢印Ｂ方向に駆動され、
記録ヘッド２が冠着部材１８と対向する位置にまで移動
される。そこで、図示していない駆動手段によって冠着
部材１８が矢印り方向に移動し、記録ヘッド２のオリフ
ィス面に部材１８が圧接され、キャッピングが行われた
状態で記録ヘッドドライバ２１に制御回路２８がら空吐
出信号が送られ、記録ヘッド２からインク滴が吐出され
る。次に、記録ヘッドの空吐出動作が終了した後、冠着
部材１８は矢印Ｅの方向に後退し、キャリッジ１は再び
矢印Ａ方向に走行し、次の記録を再開する。

上述した空吐出動作は、大気温度検知手段２０と大気湿
度検知手段２３および記録ヘッド温度検知手段１５から
得られた温度および湿度情報に基づき、制御回路２Ｂに
より記録ヘッドドライバ２１およびモータドライバ２２
を制御する事により実行される。

つまり第４図および第５図に示したように、記録ヘッド
２の各ノズル内のインクの粘度がインク吐出限界粘度ρ
Ｋまで変化する時間は、記録ヘッド２の温度ＴＡ　（ｔ
）　、大気環境温度ＴＢ　（ｔ）、および大気環境湿度
Ｗ（％）に依存して変化する為、記録ヘッド２を搭載し
たキャリッジ１が往復移動して記録動作を複数行行った
後に行われる空吐出動作の動作間隔をインクの粘度が吐
出限界粘度ρＫに達する時間差を利用して、上述した記
録ヘッド温度ＴＡ、大気環境温度ＴＢおよび大気環境湿
度Ｗに基づいて変化させる。

第６図は空吐出動作の動作間隔の制御方法のモデルを示
したもので、記録ヘッド温度ＴＡ　（’Ｃ）大気環境温
度ＴＢ　（”Ｃ）および大気環境湿度Ｗ（％）に応じて
、空吐出動作の動作間隔がｎｔｔ行毎、ｎ１２行毎、１
１３行毎、ｎ１４行毎、ｎ２１行毎、−−−−−−−ｍ
　１１行毎、−−−−＝−ｊｌ　１１行毎、・・・−・
−・・と空吐出動作がキャリフジ１の往復移動の行数毎
に切換えるように、制御回路２８によりモ−クドライバ
２２および記録ヘッドドライバ２１を制御する。

第７図は発熱抵抗体などの電気熱変換体による熱エネル
ギーで記録を行うマルチノズルインクジェット記録ヘッ
ドと第２図に示した水性の記録インクを用いて、キャリ
ッジｌｌＪ＜Ａ４サイズ長手中（約３００ｍ５＋）を往
復印字した際のインク不吐出限界時間に応じた、空吐出
動作の動作間隔の実測値を示す。

これらの空吐出動作間隔を決定する条件は、インクジェ
ット記録方法、記録用ヘッドの構成および記録用インク
の特性等により異なるため、これらの差に応じて最適な
条件を与えればよい。

なお、本実施例においてはマルチノズルのインクジェッ
ト記録ヘッドを用いてシリアルスキャンにより記録を行
うインクジェット記録装置に関してのみ説明しているが
、例えばシングルノズル記録へノドを用いたインクジェ
ット記録装置に対しても、或いは、Ａ４サイズ長手中（
２９７ｍｍ）に１合って全ノズルを有するフルマルチ記
録ヘッドを用いたインクシエンド記録装置に対しても、
本発明の目詰り防止方法は有効であった。

（発明の効果ン 以上、説明したように、本発明によれば、記録ヘッドか
らインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置
において、装置の設置された大気環境温度、大気環境湿
度および記録ヘッド温度に基づいて記録領域外で記録へ
ノドからインクを吐出させる空吐出動作の動作間隔を変
化させるので、インクの不吐出発生をな（すとともに、
インクを無駄に必要以上に空吐出により消耗することの
ないインクジェット記録装置の目詰り防止方法が堤供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するのに好適なインクジェッ
ト記録装置の模式的斜視図、第２図および第３図はそれ
ぞれ水性インクの場合のインク温度変化およびインク中
水分蒸発量変化によるインク粘度変化の様子を示したグ
ラフ、第４図および第５図はそれぞれ記録ヘッドを放置
した場合のノズル内インクの温度低下および水分蒸発量
の継時変化の様子を示したグラフ、第６図は本発明方法
による空吐出動作の動作間隔の制御内容を例示した図表
、第７図は熱エネルギーを用いた記録ヘッドと水分イン
クとを使用して本発明方法を実施した時の空吐出動作の
動作間隔の実測値を示す図表である。 ２−・−・−・−・−・記録ヘッド、５・−−−−−−
−−−−−ｉｉ動モータ、６・−・−〜−−−・−記録
紙、ｉｏ−・−−−−−・−ノズル、１１・−・−−−
−−−インクタンク、１３−・−・−・・−・インク、
ｔｓ−−−−・・−−−−−一温度検知手段、２０−・
−−−−−−−−一大気環境湿度検出手段、２３−・・
・−・−・−大気環境温度検出手段、２８・−一−−−
−−−−−・制御回路。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 第１図 第２図 インク温ｊｉ（”Ｃ） 第３図 イシク中水２谷蕉倹？齋：■（〆） 放ｘＦｆｆ＃１（今） 第６図 第７図 １）　−（区−”　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　ｉｉ）　　Ｔ１≦ＴＡ（Ｔ２由ンＴ２Ｓ
丁＾

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うイン
   クジェット記録装置において、記録領域外で前記記録ヘ
   ッドからインクを吐出させる空吐出動作の動作間隔を雰
   囲気条件に応じて制御することを特徴とするインクジェ
   ット記録装置の目詰り防止方法。
2. （２）前記雰囲気条件として大気環境温度を検出する手
   段を設け、該手段により検出された温度に応じて前記空
   吐出動作の動作時間の間隔を制御することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録装置の
   目詰り防止方法。
3. （３）前記雰囲気条件として大気環境湿度を検出する手
   段を設け、該手段により検出された湿度に応じて前記空
   吐出動作の動作時間の間隔を制御することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録装置の
   目詰り防止方法。
4. （４）前記雰囲気条件として記録ヘッドの温度を検出す
   る手段を設け、該手段により検出された温度に応じて前
   記空吐出動作の動作時間の間隔を制御することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録装
   置の目詰り防止方法。
5. （５）前記雰囲気条件として大気環境温度を検出する手
   段および大気環境湿度を検出する手段を設け、これらの
   手段により検出された温度および湿度に応じて前記空吐
   出動作の動作時間の間隔を制御することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録装置の目
   詰り防止方法。
6. （６）前記雰囲気条件として大気環境温度を検出する手
   段および記録ヘッドの温度を検出する手段を設け、これ
   らの手段により検出された温度に応じて前記空吐出動作
   の動作時間の間隔を制御することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のインクジェット記録装置の目詰り防
   止方法。
7. （７）前記雰囲気条件として大気環境湿度を検出する手
   段および記録ヘッドの温度を検出する手段を設け、これ
   らの手段により検出された湿度および温度に応じて前記
   空吐出動作の動作時間の間隔を制御することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のインクジェット記録装置
   の目詰り防止方法。
8. （８）前記雰囲気条件として大気環境温度を検出する手
   段、大気環境湿度を検出する手段、および記録ヘッドの
   温度を検出する手段を設け、これらの手段により検出さ
   れた温度および湿度に応じて前記空吐出動作の動作時間
   の間隔を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のインクジェット記録装置の目詰り防止方法。