JPH03234539A - 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】 ｆ産業上の利用分野］ 本発明は、インクを吐出して被記録材に記録を行なうイ
ンクジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

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上
にドツトパターンから成る画像を記録していくように構
成されている。

前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、
ワイヤピント弐、サーマル式、レーザービーム式等に分
けることができ、そのうちのインクジェット式（インク
ジェット記録装置）は、記録ヘッドの吐出口から記録液
（インク）の小滴を吐出飛翔させ、これを被記録材に付
着させて記録するように構成されている。

このインクジェット記録装置は、ノンインパクト方式の
ため騒音が低く、多色のインクを使用するカラー画像の
記録が容易であるなどの特徴を有している。

ただし、インクジェット記録装置では、記録液（インク
）を微細な吐出口から直接吐出させて記録を行なうので
、常に吐出口からインクを吐出し得る状態に保つ必要が
あり、そのために、他の方式の記録装置では見られない
特別な配慮が必要となる。

例えば、記録中に発生するインクミストや紙ケバ等の微
細な異物が、記録ヘッドと被記録材との間を浮遊するな
どして吐出口面に付着し、付着物によって吐出口が塞が
れて吐出不良（不吐出を含む）になる場合あり、この吐
出不良を解消するために、吐出口面を拭き取るワイパー
ブレードなどの清掃手段を設けることが行なわれている
。

〔発明が解決しようとする技術的課題］しかしながら、
従来のインクジェット記録装置では、吐出口面に付着し
た後の異物を接触方式で清掃する方法が採られていたの
で、異物が付着した時点から清掃する時点までの間で吐
出不良が生じてしまうことがあった。

本発明は上記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、吐出時に発生するインクミストや紙ケ
バ等の異物が記録ヘッドの吐出口面に付着することを防
止し得るインクジェット記録装置を提供することである
。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出し、こ
れを被記録材に付着させて記録するインクジェット記録
装置において、前記記録ヘッドと前記被記録材との間に
空気流を生じさせる空気流発生手段を有する構成とする
ことにより、吐出時に発生するインクミストや祇ケバ等
の異物が記録ヘッドの吐出口面に付着することを防止し
得るインクジェット記録装置を提供するものである。

請求項２の発明は、上記構成において、前記空気流発生
手段が、空気を送る送風手段または空気を吸引する吸引
手段である構成とすることにより、前述の目的を達成す
るものである。

請求項３の発明は、上記構成において、前記記録へノド
および前記被記録材の近傍に湿度検出手段を設け、その
信号に基づいて、前記送風手段または前記吸引手段を制
御する構成とすることにより、より効率的に前述の目的
を達成するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は、本発明によるインクジェット記録装置の一実
施例を示す模式的側面図である。

本実施例は、多色記録用の複数のフルマルチインクジェ
ット記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に、本
発明を適用した場合を示す。

第１図において、１は、紙幅にわたる複数のフルマルチ
ヘッドＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，ＩＤから成る記録ヘッドであ
り、各フルマルチヘッドＩＡ〜ＩＤからは、それぞれ色
の異なる（例えば、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラン
ク）液滴（インク滴）が吐出される。

各フルマルチヘッドＩＡ−１０には複数の吐出口が設け
られ、各吐出口の内部（液体流路）には印加電圧により
吐出用熱エネルギーを発生する電気熱変換体（発熱素子
等）が配設されている。

前記フルマルチヘッドＩＡ−ＬＤは、熱エネルギーを利
用してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであ
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、これらのインクジェット記録へラドＩＡ〜ＩＤは
、前記電気熱変換体によって印加される熱工ぶルギーに
より生しる膜沸騰による気泡の成長によって、吐出口よ
りインクを吐出させ、記録２は、前記フルマルチヘッド
ＩＡ〜ＩＤを固定するためのヘッド取り付は枠、３は、
用紙やプラスチック薄板等の被記録材を吸着し搬送する
ための搬送ヘルド、４は、送給ローラ６によって矢印Ｆ
方向に送られてきた被記録材を前記搬送ベルト３に静電
吸着させるための吸着帯電器、５は、各フルマルチヘッ
ドＩＡ−ＩＤに対応する色のインクを供給するための４
個のインクミストリンジ、をそれぞれ示す。

前記搬送ヘルド３は、エンドレスヘルドであり、矢印Ｈ
方向に駆動される。

前記フルマルチへラド１で記録された被記録材は、前記
搬送ベルト３により、矢印Ｓ方向へ排出される。

また、７は記録ヘッド（フルマルチヘッド）１と記録さ
れる被記録材との間に矢印Ｔ方向の空気流を生じさせる
送風ファン、８は湿度検出手段、９は記録ヘッド１と記
録される被記録材との間から空気を吸引して矢印Ｔ方向
の空気流を生じさせる吸引ファン、をそれぞれ示す。

前記送風ファン７および前記吸引ファン９は、それぞれ
で、または両方で、記録ヘッド１と被記録材との間に空
気流を生しさせる空気流発生手段を構成するものである
。

図示の例では、前記送風ファン（空気流発生手段）７は
被記録材搬送方向で記録ヘッド１の上流側に配設され、
前記吸引ファン（空気流発生手段）９は記録へラド１の
下流側に配設されている。

前記湿度検出手段８は、記録ヘッド１および被記録材の
近傍に配設されており、該記録ヘッドＩと該被記録材と
の間の隙間内の相対湿度を検出する湿度センサで構成さ
れている。

次に、以上の構成を存するインクジェット記録装置の動
作について説明する。

インクジェット記録装置では、インク液滴を吐出した時
のインクミストが吐出口面に結露したり、浮遊ミストが
吐出口面に付着し、それらの表面張力等の影響でインク
吐出不良（不吐出を含む）に至ってしまう場合がある。

そこで、記録時には、前記送風ファン（空気流発生手段
）７を作動させて、フルマルチヘッドｌと搬送ヘルド３
上の被記録材との間に矢印Ｔ方向の空気流を生しさせる
。

図示の例では、送風ファン７で、矢印Ｔ方向、すなわち
、被記録材搬送方向と同方向の空気流を発生させること
により、記録ヘッド（フルマルチヘッド）Ｉと被記録材
との間の相対湿度を下げ、ミストの結露や浮遊ミストの
付着が防止される。

なお、前記吸引ファン（もう一つの空気流発生手段）９
を同時に作動させても良く、また、上記送風ファン７に
替えてこの吸引ファン９のみを作動させても良く、実質
上同じ作用効果が得られる。

第２図は、第１図のインクジェット記録装置において、
フルマルチヘッドの異物付着防止を行なう時の一動作例
を示すフローチャートである。

第２図において、ステップ３１０１で電源を投入して記
録装置を起動し、ステップ５１０２で記録信号が送られ
てきたか否かを判別する。

記録信号が送られてきて記録動作を開始すると、ステッ
プ５１０３で送風ファン７を作動させる。

記録信号が送られてこなければ、そのままとする。

次に、ステップ５１０４において、送風ファン７をオン
にした状態で記録信号の有無を判別し、記録信号があれ
ばそのまま送風ファン７の運転を継続し、記録信号の無
い非記録状態になれば、ステップ５１０５で送風ファン
７を停止させた後、ステップ５１０２へ戻り、以上の動
作を繰り返す。

第３図は第２図のシーケンスにおける記録動作および送
風動作の関係を示すタイミングチャートであり、上記ス
テップ５１０４で記録信号が無くなって非記録状態にな
れば、第３図中に矢印で示すように次の記録動作が開始
されるまで送風動作を停止させる。

前記送風ファン７の送風方向は、第１図にも示すように
、記録ヘッドｌからのインク滴吐出方向と直角に近けれ
ば近いほど良い。

その理由は、送風方向が第１図中上向きの場合、すなわ
ち、記録ヘッド１に向かう成分がある場合には、吐出口
内に空気が押し込められたり、インクミストを吐出口面
に付着させて吐出不良を助長する傾向が生し、一方、送
風方向が下向きの場合、すなわち、被記録材に向かう成
分がある場合には、該被記録材にインクミストを付着さ
せて汚してしまう傾向が生しるからである。

また、送風ファン７の送風量については、吐出口密度が
４００ｄｐ　ｉで吐出口数が２５６のハブルジェットヘ
ソドを使用し、記録速度１５０ｍ／秒で実際に記録した
場合、風量０．３９イ／秒で充分な効果が得られた。

以上説明したように、空気流発生手段により、記録ヘッ
ドｌと被記録材との間に強制的に空気流を生じさせるこ
とにより、記録中におけるインクミストや紙粉等による
吐出不良を効果的に防止することができた。

なお、送風方向と被記録材搬送方向との関係については
、上記実施例のように同し方向にする他、逆向き（第１
図中で右向き）にしても同様の好結果が得られた。

また、前述の動作例では、送風ファン７のみを作動させ
てか、これは、吸引ファン９のみ、あるいは送風ファン
７と吸引ファン９の両方を作動させて空気流を生じさせ
ても良く、同様の効果が得られた。

次に、第１図のインクジェット記録装置において吐出口
面の異物付着防止を行なう時の他の動作例、すなわち、
前記湿度検出手段（センサ）８を使用して異物付着防止
を行なう場合について説明する。

本実施例は、インクミストの量が増えるなどして相対湿
度が高くなると、吐出口面に該インクミストや紙粉等の
他の異物が付着し易くなるが、相対湿度が低い場合には
異物が付着しないか、付着してもその量が微小であるこ
とに鑑み、相対湿度が一定値を越えた時に前記空気流発
生手段を作動させるものである。

第４図は湿度検出センサ８の特性を例示するグラフであ
り、同図において、センサ抵抗値は、相対湿度に対して
略放物線状に増加している。

異物付着防止動作においては、相対湿度が設定湿度を越
えた時、例えば、相対湿度が９５％に達し温度検出セン
サ８から高湿度信号Ｓ、が生した時に、送風ファン７を
オンにして相対湿度を低下させるように制御される。

第５図は、この湿度検出センサ８を使用する場合の動作
を示すフローチャートである。

第５図において、ステップＳ２０１で電源をオンにして
記録装置を起動した後、記録状態または非記録状態に係
わらず、ステップ５２０１で相対湿度が設定値より高い
か低いかを判別する。

そこで、設定値より高い場合には、ステップ５２０３で
送風ファン７をオンにし、記録ヘッド１および被記録材
の近傍の相対湿度を低下させる。

一方、ステップ５２０３で相対湿度が設定値より低い場
合は、そのままとし、送風ファン７は作動させない。

次に、ステップ５２０４で相対湿度が設定値より低くな
ったことが確認されたら、ステップ５２０５へ進んで送
風ファン７を停止させ、ステップ５２０２へ戻り、以上
の動作を繰り返す。

本実施例においても、上記動作例では送風ファン７のみ
を作動させてか、これは、吸引ファン９のみ、あるいは
送風ファン７と吸引ファン９の両方を作動させて空気流
を生じさせても良く、同様の効果が得られた。

以上の各実施例では、第１図にも示すように、送風ファ
ン７または吸引ファン９によって、被記録材の搬送方向
と同方向（矢印Ｔ）に空気流を発生させたが、この空気
流の方向は該被記録材の搬送方向と逆の向きに発生させ
ることもできる。

すなわち、送風ファン７および／または吸引ファン９を
、記録ヘッド１に対して、第１図とは反対側に配置して
、被記録材搬送方向の空気流を発生させ得るように構成
することができる。

さらに、前記空気流は、被記録材搬送方向を横切る方向
（例えば、略直角の方向）に発生させることもできる。

この場合は、前記送風ファン７および／または吸引ファ
ン９は被記録材の両側または片側に配置されることにな
る。

以上説明した各実施例および代替構造例によれば、記録
へノド１の吐出口面と被記録材との間に送風ファン７お
よび／または吸引ファン９で強制的に空気流を発生させ
る空気流発生手段を配設したので、インク吐出時に発生
するインクミストや紙粉等の異物が吐出口面に付着する
ことを効果的に防止でき、記録ヘッドｌの該付着による
吐出不良を効果的に防止することができた。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブル
ジェット方式の記録装置において、優れた効果をもたら
すものである。

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４７４０７９６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
のいずれにも通用可能であるが、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
液路に対して配置されている電気熱変換体に、記録情報
に対応じ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
熱作用面に膜沸膣させて、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。

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。

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４３１３１２４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。

記録へ、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ｉ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。

加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリン
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。

更に、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
でも良いが、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。

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。

又、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
ャンピング手段、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。

更に、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、記録へノドを一体的に構
成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異な
る色の復色カラー又は、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。

〔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、記録
へノドの吐出口からインクを吐出し、これを被記録材に
付着させて記録するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドと前記被記録材との間に空気流を生しさ
せる空気流発生手段を有する構成としたので、吐出時に
発生するインクミストや祇ケバ等の異物が記録へノドの
吐出口面に付着することを防止し得るインクジェット記
録装置が提供される。

請求項２の発明によれば、上記構成において、前記空気
流発生手段が、空気を送る送風手段または空気を吸引す
る吸引手段である構成としたので、前述と同様の効果を
達成し得るインクジェット記録装置が提供される。

請求項３の発明によれば、上記構成において、前記記録
へノドおよび前記被記録材の近傍に湿度検出手段を設け
、その信号に基づいて、前記送風手段または前記吸引手
段を制御する構成としたので、より効率的に前述と同様
の効果を達成し得るインクジェット記録装置が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の一実施
例を模式的に示す側面図、第２図は本発明によるインク
ジェット記録装置の一動作例を示すフローチャート、第
３図は第２図の動作における記録動作および送風ファン
駆動のタイミングチャート、第４図は第１図中の湿度検
出手段の特性を例示するグラフ、第５図は本発明による
インクジェット記録装置の他の動作例を示すフローチャ
ートである。 以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。 Ｌ　　ＩＡ、ＩＢ、Ｉ　Ｃ，Ｌ　Ｄ−−−−−−・記録
ヘッド、３−−−−被記録材搬送手段〔吸着搬送ヘルド
〕、５・−インクカートリッジ、７・−−一−−・送風
ファン（空気流発生手段）、８−・・−湿度検出手段（
センサ）、９−−−−一吸引フアン（空気流発生手段）
。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドの吐出口からインクを吐出し、これを
   被記録材に付着させて記録するインクジェット記録装置
   において、前記記録ヘッドと前記被記録材との間に空気
   流を生じさせる空気流発生手段を有することを特徴とす
   るインクジェット記録装置。
2. （２）前記空気流発生手段が、空気を送る送風手段また
   は空気を吸引する吸引手段であることを特徴とする請求
   項１に記載のインクジェット記録装置。
3. （３）前記記録ヘッドおよび前記被記録材の近傍に湿度
   検出手段を設け、その信号に基づいて、前記送風手段ま
   たは前記吸引手段を制御することを特徴とする請求項２
   に記載のインクジェット記録装置。
4. （４）前記記録ヘッドと前記被記録材との間に空気流を
   発生させる方向が、主走査方向または副走査方向である
   ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録
   装置。
5. （５）前記送風手段または前記吸引手段を、画像信号に
   応じて制御することを特徴とする請求項２に記載のイン
   クジェット記録装置。
6. （６）前記記録ヘッドが、熱エネルギーを利用してイン
   クを吐出する記録ヘッドであって、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
   録ヘッドであることを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット記録装置。
7. （７）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、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３に
   記載のインクジェット記録装置。