JPH0825652A - インクジェット記録装置および情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要以上の吸引動作によりインクを消費を多
くすること無しに、常に液室バッファ内の気体量を規定
量以下にすることが可能で、さらにつねに高品位かつ安
定した画像の形成が可能なインクジェット記録装置及び
情報処理システムを提供する。 【構成】 本発明のインクジェット記録装置は、複数の
ノズル、圧力バッファ室、及び気体透過部が形成された
記録手段を搭載するキャリッジと、吸引手段と、上記圧
力バッファ室に存在する気体体積に応じて、上記吸引手
段の吸引動作を制御するための制御手段とを有する。

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
置および該装置を出力手段とした情報処理システムに関
するもので、特にバブルジェット方式のインクジェット
記録ヘッドを用い、また装置形態として、コンピュータ
等の情報処理システム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、あるいは布地
に絵柄を直接プリントする捺染システム等のシステム化
されたプリント装置等の形態をとるインクジェット記録
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、布、プラスチックシート、Ｏ
ＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録用紙ともい
う）に対して記録を行なう記録装置は、種々の記録方式
による記録ヘッドを搭載した形態で提案されており、こ
のような記録ヘッドには、ワイヤードット方式、感熱方
式、熱転写方式、インクジェット方式によるものなどが
知られている。

【０００３】そのような記録装置のなかで、低騒音なノ
ンインパクト記録として、記録素子上に配置した吐出口
（ノズル）からインクを吐出させて記録用紙上に記録を
行うインクジェット方式の記録ヘッドを具備した記録装
置は、高密度かつ高速な記録動作が可能であることか
ら、情報処理システムの出力手段、例えば複写機、ファ
クシミリ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワー
クステーション等の出力端末としてのプリンタ、あるい
はパーソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光デ
ィスク装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたは
ポータブルプリンタとして利用され、かつ商品化されて
いる。この場合、インクジェット記録装置は、これら装
置固有の機能、使用形態等に対応した構成をとる。一般
にインクジェット記録装置は、記録ヘッドおよび該記録
ヘッドにインクを供給するインクタンクを搭載するキャ
リッジと、記録用紙を搬送する搬送手段と、これらを制
御するための制御手段とを具備する。そして、複数の吐
出口からインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録用紙の
搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）
にシリアルスキャンさせ、一方で非記録時に記録用紙を
記録幅に等しい量で間欠搬送するものである。この記録
方法は、記録信号に応じてインクを記録用紙上に吐出さ
せて記録を行うものであり、ランニングコストが安く、
静かな記録方式として広く用いられている。また、イン
クを吐出する多数のノズルが副走査方向に直線上に配置
された記録ヘッドを用いることにより、記録ヘッドが記
録用紙上を一回走査することでノズル数に対応した幅の
記録がなされる。そのため、記録動作の高速化を達成す
ることが可能である。

【０００４】近年のインクジェット記録装置、とりわけ
記録ヘッドにあっては、その製造が、半導体デバイスに
おける成膜技術やマイクロ加工技術によって行なわれる
ようになり、より小型でかつ廉価な記録ヘッドが実現さ
れつつある。これに伴い、記録装置および該装置を備え
た情報処理システム装置自体の構成も小型かつ簡潔なも
のとされる。

【０００５】さらに、カラー対応のインクジェット記録
装置の場合、複数色の記録ヘッドにより吐出されるイン
ク液滴の重ね合わせることによりカラー画像を形成す
る。一般に、カラー記録を行う場合、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の３原色またはこれ
ら３原色にブラック（Ｂ）を含めた４色に対応する４種
類の記録ヘッドおよびインクカートリッジが必要とされ
る。

【０００６】図１０および図１１は従来のインクジェッ
ト記録装置の一例であるプリンタの構成例を示すもので
ある。本図において、ＩＪＨは熱エネルギーにより発生
するバブルを使用してインクを記録紙に吐出する方式の
インクジェットヘッド（記録ヘッド）、ＩＪＣ（１０２
１）はインクジェットヘッドＩＪＨ（１０２０）と一体
でこれへインクを供給するタンクＩＴ（１０１０）を備
えた装着自由なインクジェットカートリッジ、およびＩ
ＪＲＡはインクジェット記録装置本体である。本例での
インクジェットカートリッジＩＪＣは、図１０の斜視図
でわかるように、インクタンクＩＴの前方面よりもわず
かにインクジェットヘッドＩＪＨの先端部が吐出した形
状である。このインクジェットヘッドカートリッジＩＪ
Ｃは、後述するインクジェット記録装置本体ＩＪＲＡに
載置されているキャリッジＨＣに固定支持されると共
に、このキャリッジＨＣに対して着脱可能なディスポー
ザブルタイプのものである。

【０００７】インクジェットヘッドＩＪＨに供給される
インクを貯留したインクタンクＩＴ（１０１０）は、イ
ンク吸収体と、このインク吸収体を挿入するための容器
と、これを封止する蓋部材（いずれも不図示）とで構成
されている。このインクタンクＩＴ（１０１０）内に
は、インクが充填されており、インクの吐出に応じて順
次インクジェットヘッド側にインクを供給している。

【０００８】以上のように構成されたインクジェットカ
ートリッジＩＪＣは、以下説明するインクジェット記録
装置ＩＪＲＡのキャリッジＨＣに所定の方法で着脱自在
に搭載されて、所定の記録信号の入力によって、キャリ
ッジＨＣと被記録部材との相対的な移動を制御して所望
の記録画像が形成される。

【０００９】図１１は上記処理のための機構を具えたイ
ンクジェット記録装置ＩＪＲＡの一例を示す外観斜視図
である。

【００１０】本図において、参照符号１０２０はプラテ
ン１０２４上に送紙されてきた記録紙の記録面に対向し
てインク吐出を行うノズル群を具えたインクジェットヘ
ッドカートリッジＩＪＣのインクジェットヘッド（記録
ヘッド）である。参照符号１０１６は記録ヘッド１０２
０を保持するキャリッジＨＣであり、駆動モータ１０１
７の駆動力を伝達する駆動ベルト１０１８の一部と連結
し、互いに平行に配設された２本のガイドシャフト１０
１９Ａおよび１０１９Ｂと摺動可能とすることにより、
記録ヘッド１０２０の記録紙の全幅にわたる往復移動が
可能となる。この往復移動中に記録ヘッド１０２０は受
信データに応じた画像を記録紙上に記録する。この１主
走査終了毎に記録紙は所定量搬送され副走査が行われ
る。

【００１１】参照符号１０２６はヘッド回復装置であ
り、記録ヘッド１０２０の移動経路の一端、例えばホー
ムポジションと対向する位置に配設される。伝動機構１
０２３を介したモータ１０２２の駆動力によって、ヘッ
ド回復装置１０２６を動作せしめ、記録ヘッド１０２０
のキャッピングを行う。このヘッド回復装置１０２６の
キャップ部１０２６Ａによる記録ヘッド１０２０へのキ
ャッピング部に関連させて、ヘッド回復装置１０２６内
に設けた適宜の吸引手段（例えば、吸引ポンプ）による
インク吸収（吸引回復）を行い、これによりインクを吐
出口から強制的に排出させることにより吐出口内の増粘
インクを除去する等の吐出回復処理を行う。また、記録
終了時等にキャッピングを施すことにより記録ヘッドが
保護される。このような吐出回復処理は電源投入時、記
録ヘッド交換時、一定時間以上記録動作が行われない時
等に行われるものである。

【００１２】参照符号１０３１はヘッド回復装置１０２
６の側面に配設され、シリコンゴムで形成されるワイピ
ング部材としてのブレードである。ブレード１０３１は
ブレード保持部材１０３１Ａにカンチレバー形態で保持
され、ヘッド回復装置１０２６と同様、モータ１０２２
および伝動機構１０２３によって動作し、記録ヘッド１
０２０の吐出面との係合が可能となる。これにより、記
録ヘッド１０２０の記録動作における適切なタイミング
で、あるいはヘッド回復装置１０２６を用いた吐出回復
処理後に、ブレード１０３１を記録ヘッド１０２０の移
動経路中に突出させ、ヘッド１０２０の移動動作に伴な
ってヘッド１０２０の吐出面における結露，濡れあるい
は塵埃等をふきとる。

【００１３】上記構成からなる従来のインクジェット記
録装置は、ユーザーが求める記録装置の要件、すなわち
高速記録、高解像度、高画像品質、低騒音などの要求に
応えるものであり、また非接触で印字が可能でありこの
ため非常に安定した記録画像を得ることができる。

【００１４】しかし、インクジェット記録方式では流体
であるインクを取り扱う為に記録ヘッドの限界印字スピ
ード以上または近傍で使用すると流体力学的な種々の不
都合な現象が発生する。また、インクは液体であるため
にその粘性や表面張力等の物理的状態が環境温度やイン
クの放置時間によって常に大きく変動する。したがっ
て、ある状態で印字可能であっても環境温度やインクタ
ンクのインク残量の低下による負圧の増加等により印字
が困難になってしまう場合がある。

【００１５】そこで、従来例においては縦罫線を出来る
だけ直線状に印字可能となように、複数あるノズル全体
から出来るだけ短時間にインクを吐出させてしまう試み
がなされている。そのために、数十あるノズルを、数ノ
ズルから１０ノズル程度にまとめて同時に吐出し、吐出
時間を相対的に短時間化する。しかし、限界吐出周期付
近で使用している場合に、インクのノズルへのリフィル
（再充填）が間に合わなくなることがある。その結果、
リフィルされる前に次の吐出が始まってしまい吐出不良
が生じたり、吐出量が極端に低下したりする。特に短時
間に多数のノズルからインク吐出を行うと一時的に共通
液室内の負圧のレベルが非常に高くなりリフィルが間に
合わなくなってしまう。また、このような場合に、共振
によりより大きな振動が生じてノズル面よりインクが盛
り上がった状態で次の吐出が始まってしまうため、スプ
ラッシュ状の吐出となったり、あるいは従来系では種々
の振動問題を起こすことが多かった。

【００１６】この液体振動問題を解決するためにいくつ
かの提案がすでになされている。その一つに記録ヘッド
内の共通液室やインク流路内に気泡を存在させる方法が
ある。その気泡の振動吸収効果に流体振動問題を解決し
ようとするものである。基本的に振動発生源である吐出
ノズルの近傍に気泡を配置するのが最も効果的である。
タンク側に行くほどその効果は薄れ吐出で発生する高い
周波数の振動の抑制効果はほとんど無くなっていく。よ
って気泡を共通液室等に入れてこの振動抑制効果を得よ
うとするのが一般的である。しかし、これらの方法に於
いてはその気泡の存在の永続性に大きな問題がある。即
ち、単純に共通液室内などに気泡を導入させる方法に於
いてはポンプによる吸引動作で気泡が抜けてしまった
り、泡が共通液室内でノズル近傍に移動して吐出不良を
起こす。また、単に気泡溜まりを設けても減圧やヒート
サイクルや放置姿勢、濡れ性の変化等により気泡がイン
クに置換してしまう欠点を有する。

【００１７】そこで、インクの振動エネルギーが伝わる
部分に気体空間からなる圧力バッファー部分を設けるこ
とによって圧力波を吸収する構造を、インクジェット記
録ヘッドに設ける試みがなされた。さらに、圧力バッフ
ァー内に常に気体が存在するように圧力バッファー室内
に外部より気体を導入するための部分を設け、経時的に
インクに圧力バッファー室内が置換されて気体が無くな
ってしまうようなことが無いようにした自己復帰方式圧
力バッファが考案された。具体的には圧力バッファー室
の一番奥側の所にガス透過性の高い材料、構造等を用い
ることにより記録ヘッド内部の負圧等を利用して長期間
の保管等で徐々に外部より気体が透過し、圧力バッファ
ー室内に進入したインクを押し出すようにし、圧力バッ
ファー室内に常に気体が存在するようにしたものであ
る。

【００１８】図１２は、自己復帰方式圧力バッファを適
用したインクジェット記録ヘッドの一例を示すものであ
る。参照符号１はアルミからなるベースプレート、２は
ヒーターボード、３は２のヒーターボードであるシリコ
ン基板上に半導体プロセスを用いて形成した吐出用ヒー
ター、４は溝付き天板でありノズル８１や共通液室９等
をモールド成形で一体的に形成したものである。材料的
には耐薬品性が高く、耐熱性が高く、さらに硬度が比較
的高い材料ということでポリサルフォン等の成形材料を
用いるのが一般的である。また、参照符号５はノズル
口、６は吐出用ヒーター３により膜沸騰を起こし形成さ
れた気泡、７は共通液室９の後方にあるインクタンクか
らインクを供給するためのチップタンクであり、そして
８はその流路である。さらに、参照符号１０はインクタ
ンク内の微細な塵が微細なノズル８１に詰まらない様に
するためのフィルター、そして１３は気体を保持するた
めのバッファー室である。構造としては２のヒーターボ
ードに近い部分において溝付き天板４との間に開口部を
形成し、共通液室９内のインクに連通する構造を有して
いる。さらにまた、参照符号１１はバッファー室１３に
形成された穴、そして１２はその１１の穴を封止するた
めのある程度のガス透過性を有する封止材である。

【００１９】図１３は、図１２で示したインクジェット
記録ヘッドとインクタンクとが一体化された使い捨てタ
イプのインクジェットカートリッジである。

【００２０】参照符号２０はスポンジ、２１はインクタ
ンク、そして２２はプリンター等との電気接点を持つプ
リント基板である。この基板の電気接点を通して記録ヘ
ッド内の３のヒーターに指定されたパルス等が与えられ
吐出が行われる。

【００２１】次に図１４に従って順に記録動作制御系を
説明する。参照符号１００のインターフェースに印字信
号が入ると、ゲートアレイ１０４と超小型演算処理装置
ＭＰＵ１０１との間で信号がプリント用の信号に変換さ
れ、さらにモータドライバー１０６やモータドライバー
１０７が駆動される。その結果、ヘッドドライバー１０
５に送られた信号に従って記録ヘッドが駆動され印字が
行われる。その際ヘッド側は図１５に示すようにダイオ
ードマトリックスになっている為にコモン信号ＣＯＭ．
とセグメント信号ＳＥＧ．が一致したところの吐出用ヒ
ータ（例えば、Ｈ１〜Ｈ６４）にパルス電流が流れイン
クが加熱され吐出する。

【００２２】この際、図１５のヒータＨ１〜６４の様に
コモン側とセグメント側が８ビットづつに結線されてい
るものでセグメント信号ＳＥＧ．が同時に立ち上がるも
のにあっては図１６（A)および（B)に示す様なタイミン
グチャート（後述する）となり、ＣＯＭ．１が立ち上が
りＳＥＧ．信号が立ち上がったノズルが吐出を開始する
ことになる。それがＣＯＭ．２、ＣＯＭ．３からＣＯ
Ｍ．８まで短時間に繰り返され６４ノズルの吐出が完了
することになる。

【００２３】図１７は上述した記録ヘッド（図１２）の
バッファー室１３の部分を拡大したものである。この状
態に於いてはバッファー室１３内は気体で満たされてお
り正常な圧力波吸収動作が可能な状態になっている。

【００２４】図１８は圧力バッファー室１３内の気体が
かなりインクに置換されてしまった状態を示す。このよ
うな状態でも取りあえず機能は保たれる状態である。

【００２５】図１９は圧力バッファー室１３内の気体が
ほとんどインクに置換されてしまい残された気泡１４の
みになっている状態を示す。このような状態に於いては
もはや共通液室９内の圧力波を吸収できるレベルではな
い。

【００２６】圧力バッファー室は上記構成のみに限定さ
れず、いろいろな変形例をとることが可能である。

【００２７】図２０は、記録ヘッド内の吐出反動圧力に
よる振動の発生を説明するための図である。参照符号８
５は吐出されたインク液滴、８７は吐出により発生した
吐出反動圧力、８８は次の瞬間に吐出した後のノズルに
リフィルの為に流れ込もうとするための共通液室内での
インク流、そして９０はチップタンク７からリフィルの
為に流れ込んでくるインク流を示すものである。

【００２８】図２１は吐出におけるメニスカスの状態を
示すもので、（Ａ）は正常なメニスカス８４ａの形状、
（Ｂ）は吐出タイミング直前に於いてメニスカス８４ａ
の位置が吐出口８３ａから大きく後退してしまっている
様子、および（Ｃ）は逆に振動によりメニスカス８４c
が出張っている様子を示す。図２１の（Ｂ），（Ｃ）共
に過度になると良好な吐出は得られない。

【００２９】〈自己復帰方式圧力バッファ付き記録ヘッ
ドの効果〉共通液室内の振動の発生原理は３通りのもの
がある。一つは共通液室内で主に発生しているノズル単
体のリフィル運動による振動と、もう一つはノズル間で
ブロック駆動による吐出反動圧力波の位相差で発生する
ノズル間のクロストークによる高い周波数領域での振
動。さらにその上に供給経路やタンク内までを含めた大
きな慣性系での周波数の低い領域での振動である。実際
にはこの３つの振動が重なりあった状態で相互作用を示
しながらノズルに作用しメニスカス位置の最終振動現象
として現れる。

【００３０】まず共通液室内での振動についてはノズル
のリフィル特性で決定される。これはノズル内にインク
がリフィルされるときの慣性力で決定される振動であり
ノズル部と共通液室内のインクの間で実際にはインクの
移動により振動するものである。もう一つの共通液室内
での振動はブロック駆動により発生するものである。ブ
ロック駆動を行うとその際の吐出反動圧力波により共通
液室内が一時的に正圧状態になる。最終ブロックまで吐
出を行うと今度は一挙に負圧レベルが高くなり実際には
各ノズルのリフィル速度が遅くなる影響が出てくる。実
際にはブロック駆動の前半で吐出したノズルは最終ブロ
ックが吐出する前にリフィルがかなりなされているため
にリフィル速度は遅くなりにくいがブロックの後半で吐
出を完了したノズルは前述の急激な負圧の上昇により大
きな影響を受けてしまう。要するに共通液室内へのイン
クの供給がインク流路やインクタンク系の慣性力により
間に合わないためにリフィルが阻害されてしまういわゆ
る２ドット目ショボと言われる現象が起きる。数ミリ秒
後はインクタンクからの供給がインクの慣性力に打ち勝
って完全に間に合うようになるためにこの現象は緩和さ
れていく。しかし、今度は逆に急に印字信号がスペース
となり吐出が停止されるとタンク系のインクの前方への
移動しようとする慣性力によりノズルに正圧がかかりメ
ニスカスが飛び出した状態になる。このときに次の吐出
信号が入るとスプラッシュ上の印字になってしまう。さ
らにもう少しスペースが長くなり、タンク系の減衰振動
周期と周期的な繰り返しパターンを印字した場合、吐出
のパターンによる吐出反動圧力波の振動周期がタンク系
の減衰振動周期とあってしまい、いわゆる共振現象を起
こし壊滅的な圧力振動波が発生し吐出不良に至ってしま
うことがある。

【００３１】このような共振現象を一番有効に吸収する
ために従来から行われているのは記録ヘッドの共通液室
にダミーノズルを設けてこの振動を吸収してしまおうと
いう方法がある。しかし現状ではこの方法は低い周波数
でかつ振幅の小さいものしか応答性が確保されない。な
ぜなら基本的にノズルの応答周波数しか得られないから
である。更に別の方法として共通液室に通ずる流路に泡
溜まりを設けて振動を吸収しようとするものがある。こ
の方法に於いてはタンク系の振動は吸収出来ても共通液
室内で生じている高い周波数の振動に対しては泡溜まり
の位置までの距離が離れているためにインピーダンスが
高くなってしまい応答性が悪くなってしまう。そのため
に結果的には振動が吸収されず共通液室内でインピーダ
ンスの低いノズル間クロストークとなってしまう。更に
永続性にも問題があり一度インクに置換されてしまうと
完全に復帰させることが特別な回復操作を本体側で施さ
ない限り難しかった。また共通液室に気泡を発生させて
ノズルの振動をノズルに一番近い共通液室で吸収してし
まおうというものが提案されている。この方式に於いて
は振動吸収効果は各周波数帯域に対して完全なものとな
るが永続性に問題があった。即ち気泡が本体の吸引動作
で抜けてしまったり、あるべき所がインクに置換されて
しまったりして機能が失われてしまう欠点を有してい
た。そのために本体装置側で気泡を発生させるシーケン
ス等を組み込んでやる必要があった。これはバッテリー
やヒーターに非常な負荷がかかり問題があった。また不
特定の場所に気泡が出来てしまうと気泡がノズル付近に
移動して泡不吐出等の問題を起こすことがあった。その
ために自己復帰方式圧力バッファ付き記録ヘッドでは、
気泡の位置が固定するようにし、かつ永続的に気泡が共
通液室近傍に存在するようにしたものである。具体的に
は気泡が必要な部分に外部から気体を透過させて必ず存
在するようにしたものである。

【００３２】〈自己復帰方式圧力バッファの特性〉自己
復帰方式圧力バッファ付き記録ヘッドは、すでに述べた
ように、共通液室の後ろの部分の最も振動が伝わり易い
部分にバッファー室１３を設けた形状の構成とし、更に
そのバッファー室の一番奥に１１の穴を開け１２の気体
透過性の封止材で封止したものである（図１２参照）。
基本設計としてはこの封止材の気体透過速度をコントロ
ールすることにより実用的な特性を得ることが重要であ
る。一般的に物質の気体透過性は対象となる気体との親
和性が高く、分子構造が粗であるものほど高くなる。ま
た分子構造的に変形しやすいものであったり配向性や結
晶性がなく更に変形し易いものが一般的に気体透過性が
高い。よって酸素や二酸化炭素や窒素等の分子や逆に水
蒸気のような極性の強さに差のあるものでは別々の特性
を示すものである。しかし本発明では空気に対してどの
ガスが選択的に透過されたかは別にして空気との接触に
おいてどの程度の気体の体積が透過するかが重要なパラ
メータであるので空気に対する特性が検討されている。
以下にその気体透過量をコントロールするためのパラメ
ータについてテストした結果を述べる。

【００３３】図２２は、シリコンシーラントの気体透過
量の温度依存性を、５℃環境下でポリサルフォンの気体
透過量の値を１として表したものである。横軸に温度、
縦軸に気体透過量を対数軸で表している。この図から判
るように気体透過量は環境温度により加速度的に変化し
ていく。更に絶対量についても数百倍から数千倍の差が
あることが判る。

【００３４】図２３は、気体透過層である封止材の厚み
と気体透過量の関係をしめしたものである。テストした
範囲程度の幅でほぼ厚みに反比例している。

【００３５】図２４は、気体透過層前後の差圧と気体透
過量の関係を示したものである。ここでもやはりテスト
した範囲では差圧に比例して気体透過量が増加すること
がわかる。

【００３６】図２５は、気体透過部の断面積と気体透過
量の関係である。

【００３７】この様な結果により、従来のインクジェッ
ト記録装置に適用される自己復帰方式圧力バッファ付き
記録ヘッドは、設計的にはバッファー室１３の大きさと
空気の透過性のバランスにより決定されることになる。
例えば、このバッファー室１３の体積を０．３８ミリメ
ートル二乗とし気体の透過度を０．０１ミリメートル二
乗／日（５℃）とする。これにより低音時でも約３８日
で１３のバッファー室のインクを排除可能となる。常温
時で約５日でインクが排除される。通常はどんな試験を
行っても一度にインクが１３のバッファー室から排除さ
れてしまうようなことはない。通常の試験で変化を一番
急に起こし易いのは減圧試験である。急激に減圧を行う
と１３のバッファー室の空気が膨張し１３のバッファー
室から溢れるようになる。その状態から逆に収縮すると
きに通常は試験的には航空機での輸送等を考慮して０．
５〜０．７気圧ぐらいを想定して行われる。よって通常
はこの程度の透過速度があれば十分機能は保証可能であ
る。

【００３８】この透過速度をコントロールするパラメー
ターは他にも穴１１の径や長さ等によっても当然コント
ロール可能であり、実施にはこの様な条件を全て組み合
わせると何通りかの組み合わせが可能である。また製造
行程上も例えば気体透過性部材と元々記録ヘッドの各部
を封止するための材料を同じ部材にしてやることにより
全体の封止と気体透過性をコントロールする部材を同時
に作り込むことも可能である。また気体透過部の厚みや
面積等をコントロールするために気体透過性材料が１１
の穴の上に一定量が溜まる様に堤防状の形状等を設けて
やることが望ましい。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に、従来の自己復帰型液室バッファは共通液室より負圧
がかかっているために常に大気透過口から気体が供給さ
れ、長期間放置するとブッファの気体が共通液室にまで
侵入し、吐出ノズルへのインクの供給を絶つことにな
る。そのために、記録装置本体が定期的に記録ヘッドの
吸引回復を行い、常に液室バッファ内の気体量を規定量
以下にする必要が生じる。また、記録装置本体が定期的
に記録ヘッドの吸引回復をタイマ制御で行う方式は、従
来のインクジェット記録装置においても実施されてい
る。これは長期放置による吐出口及びノズルにおけるイ
ンクの固着を防止するために、吸引動作が一定時間以上
行われない場合に自動的に吸引回復動作を行うシーケン
スである。しかしながら、液室バッファ内の気体量の増
加速度はヘッド共通液室にかかる負圧およびその他の大
気通過口における透過率のパラメータによって変動す
る。そのため従来のタイマ制御方式では効果的なタイマ
制御ができない。例えば、吸引動作の時間間隔をむやみ
に短くしてしまうと、インク消費量を多くすることにな
るという問題が起きる。また逆に吸引動作の時間間隔を
長くしてしまうと長期放置による問題が発生する。

【００４０】そこで本発明は、上記問題点を解決し、必
要以上の吸引動作によりインクを消費を多くすること無
しに、常に液室バッファ内の気体量を規定量以下にする
ことが可能なインクジェット記録装置を提供することを
目的とする。

【００４１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明にもとづくインクジェット記録装置は、被記録
媒体上にインク滴を吐出することによって入力画像情報
を記録するためのインクジェット記録装置において、上
記インク滴を吐出するための複数のノズル、上記インク
滴吐出時に圧力波が伝搬する上記ノズルと連通する所定
部分に気体空間を存在させるための圧力バッファ室、お
よび上記圧力バッファ室と外部大気とを連通させる気体
透過部が形成された記録手段を着脱自在または固定して
搭載するキャリッジと、上記複数のノズルに対して吸引
動作を行うための吸引手段と、上記圧力バッファ室に存
在する気体体積に応じて、上記吸引手段の吸引動作を制
御するための制御手段とが設けられていることを特徴と
する。

【００４２】好ましくは、上記制御手段は、所定の動作
開始後の経過時間にもとづいて気体体積の変化量を判断
するノズル固着対策用タイマを用いる。

【００４３】好ましくは、上記所定の動作は、上記吸引
手段による前回の吸引動作である。好ましくは、上記制
御手段は、上記気体体積を求める際に、単位時間あたり
の気体透過量を変動させる要因により補正を加える。

【００４４】好ましくは、上記要因は、上記記録手段に
インクを供給するインクタンクの水筒圧であるか、上記
記録手段の温度であるか、あるいは上記気体透過部の厚
さである。

【００４５】好ましくは、上記記録手段は、カラー記録
対応のものである。

【００４６】好ましくは、上記記録手段は、インクジェ
ット記録ヘッドからなるもので、該ヘッドはインクを吐
出するために利用されるエネルギーを発生する素子とし
て、上記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを発
生する電気熱変換体を有する。

【００４７】つぎに、本発明にもとづく情報処理システ
ムは、上記構成からなるインクジェット記録装置を出力
手段として用いたことを特徴とする。

【００４８】

【作用】制御手段によって、上記圧力バッファ室に存在
する気体体積に応じて、上記吸引手段による吸引動作を
実施し、記録手段の吐出不良等を防ぐ。また、所定の動
作開始後の経過時間にもとづいて気体体積の変化量を判
断するノズル固着対策用タイマを利用して、さらにヘッ
ドタンクインク残量を検知による補正量を上記タイマに
加えることで、大気通過口の透過率変動要因であるヘッ
ドタンクインク残量に対応した自己復帰型液室バッファ
の気体量過剰の対策が可能となる。

【００４９】さらに、搭載される記録ヘッドの種類ない
し個数については、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、例えば画像形成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
つを備えた装置としてもよい。さらに加えて、本発明の
インクジェット記録装置の記録ヘッドは、インクを吐出
するために利用されるエネルギーを発生する素子として
記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを発生する
電気熱変換体（発熱素子）を有する。すなわち、インク
中に膜沸騰を起こさせ、その際発生する気泡の圧力によ
りインクを吐出するものである。したがって、本発明の
インクジェット記録装置は、画像記録される被記録媒体
の種類を選ばないことなどから応用性と適用性がきわめ
て広い。

【００５０】本発明の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。あるいは、布地に絵柄
を直接プリントする捺染システム等のシステム化された
プリント装置としても実用可能である。

【００５１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００５２】（第１実施例）本発明のインクジェット記
録装置の概略的構成は、図１０および図１１に示した従
来の記録装置と、以下説明する点を除いて同一構成をと
るものであり、従来よりあるノズル固着対策のための自
動吸引動作のタイマ制御を、自己復帰型液室バッファの
気体量過剰の対策に対応させたことを特徴としている。
なお、本実施例の記録ヘッドは、熱エネルギーを利用し
てインクを吐出するインクジェット記録手段であって、
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、これらのヘッドは、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り
気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、
吐出口よりインクを吐出させ、印字を行なうものであ
る。したがって、インク滴吐出口を高密度に配列するこ
とができるために高解像度の記録をすることが可能であ
る。例えば、本実施例の記録ヘッドのノズル数は２５
６、記録密度は４００ドット／インチで、副走査方向の
印字幅は１６．２５６ミリである。すなわち、１６．２
５６ミリずつの画像記録を繰り返し行うシリアルスキャ
ンによって１枚の画像出力を行う。

【００５３】ここで、このようなヘッドで行われるバブ
ルジェット方式のインク滴形成過程について簡単に説明
する。

【００５４】まず、発熱抵抗体（ヒータ）が所定の温度
に達するとヒータ面を覆うような膜気泡が生ずる。この
気泡の内部圧力は非常に高く、ノズル内のインクを押し
出す。インクはこの押し出しによる慣性力でノズルの外
およびその反対方向にある共通液室内に向かって移動す
る。インクの移動が進むと気泡の内部圧力は負圧にな
り、また流路抵抗も加わってノズル内部のインクの速度
は遅くなる。ノズル口（吐出口、オリフィスともいう）
から外へ吐出されたインクは、ノズル内部に比べて速い
ため、慣性力と流路抵抗、気泡の収縮、インク表面張力
のバラスでくびれが生じ、分離・液滴化する。そして、
気泡の収縮と同時に、毛管力によりノズル内に共通液室
よりインクが供給され次のパルスを待つ。

【００５５】このように、電気熱変換素子をエネルギー
発生手段として用いた記録ヘッドは、駆動電気パルス信
号により一体一の対応で液路のインク内に気泡を発生さ
せることができ、また即時かつ適切に気泡の成長・収縮
を行わせることができるので、特に応答性のすぐれたイ
ンク滴吐出が達成できる。また、記録ヘッドのコンパク
ト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における技術
の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工
技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易
で、製造コストも安価なことから有利である。

【００５６】図１を用いてノズル固着対策のための自動
吸引動作のタイマ制御のシーケンスについて説明する。

【００５７】記録装置の電源投入時に、吸引チェックが
開始される（Ｓ２１００）。前回の吸引動作からの経過
時間ｔが、ある決められた時間Ｔk を過ぎているかどう
かを判断する（Ｓ２１０１）。この時間Ｔk の値は、ノ
ズルが最も固着しやすい環境条件下において記録装置の
ホームポジションで放置され、最もインクを吐出しにく
い条件下において記録ヘッドの吐出力でインクを正常に
吐出させることが可能である、限界の放置時間である。
一般のインクジェット記録装置で使用されるインクは、
湿度が低いほどと固着しやすく温度が低いほど吐出しに
くい。すなわちステップＳ２１０１における時間Ｔ_k を
過ぎているかどうかの判断は、印字開始時にインクを正
常に吐出できるかどうかの判断である。時間Ｔ_k を過ぎ
ていた場合にはノズル固着の可能性があるため、ステッ
プＳ２１０２に進み、吸引回復動作のシーケンスを行
う。終了後、タイマをリセットとして上記経過時間をゼ
ロ（ｔ＝０）とする（Ｓ２１０３) 。

【００５８】つぎに図２および図３を用いて、本実施例
による大気通過口における透過率を変動させる要因を考
慮して、上述のタイマ制御を自己復帰型液室バッファ付
き記録ヘッドに対応可能としたタイマ回復シーケンスに
ついて説明する。

【００５９】本実施例は大気通過口における外気圧と液
室バッファ内圧との差圧による気体透過量の変化を考慮
したシーケンスである。上記の差圧は共通液室にかかる
負圧と等しく、インクタンクの吸収体により発生するも
のである。そのため上記吸収体に含まれるインク量でこ
の負圧は決定し、インクタンク内のインク残量と負圧の
関係は図４のグラフに示されるように、インク残量が減
少するにつれてタンク負圧も直線的に減少していく関係
をとる。したがって、これによりインク残量を検知する
ことで負圧を知ることができる。

【００６０】インク残量の検知方法としては幾種類か考
案されている、ここではその一例をあげておく。図５に
示すように記録ヘッドインクタンクのインク吸収体２６
の両端の面を金属板２４，２５で挟み込み、この金属板
間に電圧をかけてその電気容量を測定する。吸収体のイ
ンク含有量により上記電気容量は変動する。よってこの
電気容量を測定することでインクタンク内のインク残量
の値を得ることができる。

【００６１】この大気通過口の透過率変動要因を次に示
すシーケンスで対応する。記録装置の電源投入時に、吸
引チェックが開始される（Ｓ２１００）。まず図２のス
テップＳ１００１でバッファの気体量をタイマの補正量
に対応させるシーケンス（図３）に入る。図３のステッ
プＳ２２０１ではタイマ時間ｔと前回タイマチェックを
行ったタイマ時間ｔ_c より前回のチェックからの経過時
間ｔ−ｔ_c を求める。次に前述したヘッドタンクのイン
ク残量検知（Ｓ２２０２）によりインク残量値Ｖを得
る。この値から次に説明するタイマ補正量ｔ_b を求め
る。図６に各インク残量時の大気通過口の累積気体透過
量と時間の関係を示す。まず基準となるインク残量をイ
ンクタンクが最大量充填されているときＶ_max とする。
次に前期経過時間ｔ−ｔ_c をいまＴ₁ として、残量検知
によりインク残量がＶ_a だとすると図６より時間Ｔ₁ の
間の累積気体透過量はＱ_a とわかる。この累積気体透過
量Ｑ_aと同量をインク残量がＶ_max 得る時間は図６より
明らかな様にＴ₁ ′となる。この様に検知時のインク残
量による累積気体透過量を基準となるインク残量時の場
合の経過時間に変換する。そして元の経過時間と変換し
た経過時間との差をΔｔとする（Ｖ＝Ｖ_a ，ｔ−ｔ_c ＝
Ｔ₁ のときΔ ｔ＝Ｔ₁ −Ｔ₁ ′）。つぎにステップＳ
２２０４でタイマー補正量ｔ_b を前回チェック時におけ
る補正量に上記のΔｔを加える（ｔ_b ＝ｔ_b ＋Δｔ）。
ステップＳ２２０５でタイマー時間より現在の時間を記
憶しておく（ｔ_c ＝ｔ）。そしてステップＳ２２０６で
回復動作のタイマー制御のシーケンス（図２）に戻る。
このシーケンスでは、まず従来通りのノズル固着のチェ
ックＳ１００２を行い、次に自己復帰型液室バッファの
気体量のチェックＳ１００３を行う。バッファの気体量
は基準インク残量時に時間がｔ＋Δｔだけ経過したとき
の累積気体透過量に等しいように計算処理しているた
め、基準インク残量時でバッファの気体量の許容限界値
に達する経過時間をＴ_kkとして、ｔ＋ΔｔがＴ_kkを越え
ているかどうかを判断することで自己復帰型液室バッフ
ァの気体量過剰かどうか判断できる。自己復帰型液室バ
ッファが気体量過剰の場合は吸引動作のステップＳ１０
０４に移る。吸引動作を行った場合タイマ時間ｔのリセ
ット（Ｓ１００５）、タイマ補正量ｔ_b のリセット（Ｓ
１００６）、およびタイマチェック時間ｔ_c のリセット
（Ｓ１００７）を行う。

【００６２】上述したように、ノズル固着対策用のタイ
マを利用して、さらにヘッドタンクインク残量を検知に
よる補正量を上記タイマに加えることで、大気通過口の
透過率変動要因であるヘッドタンクインク残量に対応し
た自己復帰型液室バッファの気体量過剰の対策が可能と
なる。

【００６３】（第２実施例）本発明にもとづくインクジ
ェット記録装置の第２の実施例について図７を用いて説
明する。この装置では、自己復帰型液室バッファの気体
量過剰になる時間のスパンが数日オーダになるように設
計されている。そのため温度による大気通過口の透過率
の変動は日常の気温の変動による程度であまり大きな変
化はない、また印字に伴う記録ヘッドの昇温に伴う変動
に対してもその昇温している時間が分オーダなのでバッ
ファの気体量を求める場合あまり大きな誤差は生じな
い。

【００６４】しかし記録の際にインク吐出量を安定させ
るために記録ヘッドを室温よりも高い温度に保温する記
録装置の場合、温度による大気通過口の透過率の変動が
無視できないものになる。

【００６５】本実施例は回復動作のタイマ制御を上述の
記録ヘッド保温型の記録装置に対応させたことを特徴と
する。電源投入時と印字待機中すなわち記録ヘッド保温
中の一定時間ごとに吸引チェックのシーケンス（図２，
Ｓ１００１）にはいる。この際に電源投入時におけるタ
イマ補正関数またはテーブルの変わりに、保温温度に対
応したタイマ補正関数またはテーブルを使用する。すな
わち、前回チェックからの経過時間を演算（Ｓ２３０
１）する一方で、ヘッド温度認知（Ｓ２３０２）および
ヘッドタンクインク残量検知（Ｓ２３０３）を行う。つ
づいて、ヘッド温度に対応して気体透過量を補正時間に
変換する（Ｓ２３０４）。そして、タイマ補正時間の変
更（Ｓ２３０５）およびタイマ時間の記憶（Ｓ２３０
６）を行った後、ステップＳ２３２７でもとのシーケン
ス（図２）に戻る。

【００６６】このように電源投入時と印字待機時とで、
それぞれの記録ヘッド温度に対応するタイマ補正関数ま
たはテーブルを使用することで、自己復帰型液室バッフ
ァ付き記録ヘッドの吸引動作のタイマ制御を記録ヘッド
保温型の記録装置に対応することが可能となる。

【００６７】（第３実施例）つぎに、第３の実施例につ
いて図８および図９を用いて説明する。

【００６８】前述した様に大気通過口の透過率変動要因
に大気通過口の封止材の厚みがある。この変動要因は記
録ヘッド製造工程で厳密に管理を行えば問題ない。しか
し交換式記録ヘッドの場合などでは消耗品として扱われ
る為その低コストが要求され、工程で上記封止材の厚み
の規格によって不良として製品からはずされるものをな
るべく無くすことが望まれる。

【００６９】本実施例では上記の問題を解決することを
特徴とする。本実施例では製造工程で大気通過口に封止
材を付着し、その後の工程でその厚みを測定する。今
日、厚み等の測定は各種センサによって高精度に行うこ
とは容易である。たとえばレーザを測定物にあてその反
射口によって上記測定物の位置を測定するセンサを用い
て、図９に示すように自己復帰型液室バッファの天井部
と大気通過口における封止材部分をレーザ測定器ＬＰ
１，ＬＰ２で測定し、その差より厚みを求めることがで
きる。この厚みを記録装置本体で解読対応可能なように
記録ヘッドに記憶しておく。記録方法は従来よりいろい
ろな方法が考案されているが、記録ヘッドの情報を記録
しておく最も一般的なものとして、記録ヘッドの駆動電
圧および信号をおくるコネクト部基盤に封止材の厚さに
１対１で対応した抵抗値をもつ抵抗を装着させ、その抵
抗値を読む為のコネクタを新たに追加する方法である。
この抵抗値を記録装置本体で読みとることで本体側は対
象としている封止材の厚みを得ることができる。

【００７０】タイマ制御による回復動作を封止材の厚み
による大気通過口の透過率変動に対応させるシーケンス
を次に説明する。封止材の厚みによる大気通過口の透過
率変動も独立のパラメータとして扱える。そのため上記
の実施例における残量インクによりタイマ補正を加える
ステップＳ２４０３において、この補正を行う比較関数
またはテーブルを基準となる封止材の厚みとして考え
る。さらに使用している記録ヘッドの厚みを上記の方法
より記録装置本体で読みとり（Ｓ２４０４）、その封止
材の厚みを基準となる封止材の場合として取扱いできる
様に関数またはテーブルを使用して変換を行うステップ
Ｓ２４０５を加えることで、大気通過口の封止材の厚み
の変動に対応することが可能である。

【００７１】このように記録装置本体で大気通過口の封
止材の厚みの変動に対応することが可能になり、自己復
帰型液室バッファ付きの記録ヘッドの製造の効率をあげ
ることも可能となる。

【００７２】上記実施例１〜３は、単色の画像記録を対
象としたものであるが、もちろん本発明はそれに限定さ
れることなく、カラー記録対応のインクジェット記録装
置とすることもできる。この場合、記録ヘッドユニット
は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４
色のヘッドからなる。したがって、キャリッジにはイエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のヘッドが搭
載され、これに４色のインクタンクが配置される。

【００７３】（その他）すでに述べたように、本発明
は、特に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、上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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
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。

【００７７】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。

【００７８】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復処理機構、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を用いて加熱を行う予備加熱
手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げる
ことができる。

【００７９】さらに、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
化するものを用いてもよく、あるいはインクジェット方
式ではインク自体を３ ０℃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を用いてもよい。加
えて、熱エネルギによる昇温を、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として使用せしめるこ
とで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止
するため、放置状態で固化し加熱によって液化するイン
クを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの記録信
号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが
吐出されるものや、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、熱エネルギの付与によっ
て初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明
は適用可能である。このような場合のインクは、特開昭
５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６
０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または
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。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、被記録
媒体上にインク滴を吐出することによって入力画像情報
を記録するためのインクジェット記録装置において、上
記インク滴を吐出するための複数のノズル、上記インク
滴吐出時に圧力波が伝搬する上記ノズルと連通する所定
部分に気体空間を存在させるための圧力バッファ室、及
び上記圧力バッファ室と外部大気とを連通させる気体透
過部が形成された記録手段を着脱自在または固定して搭
載するキャリッジと、上記複数のノズルに対して吸引動
作を行うための吸引手段と、上記圧力バッファ室に存在
する気体体積に応じて、上記吸引手段の吸引動作を制御
するための制御手段とを設けるようにしたことを特徴と
する。したがって、必要以上の吸引動作によりインクを
消費を多くすること無しに、常に液室バッファ内の気体
量を規定量以下にすることが可能となり、さらにつねに
高品位かつ安定した画像の形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづくインクジェット記録装置にお
けるノズル固着対策のための自動吸引動作のタイマ制御
のシーケンスについて説明するためのフローチャートで
ある。

【図２】本発明にもとづくインクジェット記録装置にお
けるノズル固着対策のための自動吸引動作のタイマ制御
を自己復帰型液室バッファ付き記録ヘッドに対応可能と
したタイマ回復シーケンスについて説明するためのフロ
ーチャートである。

【図３】本発明にもとづくインクジェット記録装置にお
けるノズル固着対策のための自動吸引動作のタイマ制御
を自己復帰型液室バッファ付き記録ヘッドに対応可能と
したタイマ回復シーケンスについて説明するためのフロ
ーチャートである。

【図４】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用可能なインクタンクのタンク負圧とインク残量との関
係を示すグラフである。

【図５】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用されるインクジェット記録ヘッドとインクタンクとが
一体化された使い捨てタイプのインクジェットカートリ
ッジの断面図である。

【図６】本発明にもとづくインクジェット記録装置にお
ける各インク残量時の大気通過口の累積気体透過量と時
間の関係を示すグラフである。

【図７】本発明にもとづくインクジェット記録装置にお
けるノズル固着対策のための自動吸引動作のタイマ制御
を自己復帰型液室バッファ付き記録ヘッドに対応可能と
したタイマ回復シーケンスについて説明するためのフロ
ーチャートである。

【図８】本発明にもとづくインクジェット記録装置にお
けるノズル固着対策のための自動吸引動作のタイマ制御
を自己復帰型液室バッファ付き記録ヘッドに対応可能と
したタイマ回復シーケンスについて説明するためのフロ
ーチャートである。

【図９】本発明にもとづくインクジェット記録装置に適
用される自己復帰型液室バッファの天井部と大気通過口
における封止材部分をレーザ測定器で測定する場合の構
成を説明するための断面図である。

【図１０】従来のインクジェット記録装置に搭載される
記録ヘッドの概略的構成を説明するための斜視図であ
る。

【図１１】従来のインクジェット記録装置の一例である
プリンタの構成例を示す斜視図である。

【図１２】従来のインクジェット記録装置に搭載され、
かつ自己復帰方式圧力バッファを適用したインクジェッ
ト記録ヘッドの一例の概略的構成を説明するための断面
図である。

【図１３】従来のインクジェット記録装置に適用される
インクジェット記録ヘッドとインクタンクとが一体化さ
れた使い捨てタイプのインクジェットカートリッジの断
面図である。

【図１４】従来のインクジェット記録装置に適用される
制御系のブロック図である。

【図１５】従来のインクジェット記録装置に適用される
制御系のブロック図である。

【図１６】従来のインクジェット記録装置に適用される
制御系にもとづく記録動作のタイミングチャートを示す
もので、（Ａ）は駆動周期、（Ｂ）は許容できるメニス
カスの後退量を説明するためのものである。

【図１７】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッドのバッファー室部分を拡大したもので、気体
で満たされて正常な圧力波吸収動作が可能な状態となっ
た場合の断面図である。

【図１８】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッドのバッファー室部分を拡大したもので、気体
がかなりインクに置換された状態となった場合の断面図
である。

【図１９】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッドのバッファー室部分を拡大したもので、気体
がほとんどインクに置換されてしまい残された気泡のみ
になっている状態を示す断面図である。

【図２０】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッド内の吐出反動圧力による振動の発生を説明す
るための模式図である。

【図２１】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッドのインク吐出におけるメニスカスの状態を示
すもので、（Ａ）は正常なメニスカス形状、（Ｂ）は吐
出タイミング直前に於いてメニスカスの位置が吐出口か
ら大きく後退してしまっている様子、および（Ｃ）は逆
に振動によりメニスカスが出張っている様子を示す模式
図である。

【図２２】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッド内の気体透過部における気体透過量の温度依
存性を示すグラフである。

【図２３】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッド内の気体透過部における気体透過層である封
止材の厚みと気体透過量の関係を示すグラフである。

【図２４】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッド内の気体透過部における差圧と気体透過量の
関係を示すグラフである。

【図２５】従来のインクジェット記録装置に適用される
記録ヘッド内の気体透過部穴の断面積と気体透過量の関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ベースプレート ２ ヒーターボード ３ 吐出用ヒータ ４ 天板 ５ 吐出口 ６ 気泡 ７ チップタンク ８ 流路 ９ 共通液室 １０ フィルター １１ 穴 １２ 封止材 ２０ スポンジ ２１ インクタンク ２２ 電気接点 ８１ ノズル １００ インターフェイス １０１ ＭＰＵ １０２ ＲＯＭ １０３ ＤＲＯＭ １０４ ゲートアレイ １０５ ヘッドドライバ １０６ モータドライバ １０７ モータドライバ １０８ 記録ヘッド １０９ 搬送モータ １１０ キャリアモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/175 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０１ Ｚ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０２ Ｚ (72)発明者 矢野 健太郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 高橋 喜一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 錦織 均 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被記録媒体上にインク滴を吐出すること
   によって入力画像情報を記録するためのインクジェット
   記録装置において、 前記インク滴を吐出するための複数のノズル、前記イン
   ク滴吐出時に圧力波が伝搬する前記ノズルと連通する所
   定部分に気体空間を存在させるための圧力バッファ室、
   および前記圧力バッファ室と外部大気とを連通させる気
   体透過部が形成された記録手段を着脱自在または固定し
   て搭載するキャリッジと、 前記複数のノズルに対して吸引動作を行うための吸引手
   段と、 前記圧力バッファ室に存在する気体体積に応じて、前記
   吸引手段の吸引動作を制御するための制御手段とが設け
   られていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、所定の動作開始後の経
   過時間にもとづいて気体体積の変化量を判断するノズル
   固着対策用タイマを用いることを特徴とする請求項１記
   載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記所定の動作は、前記吸引手段による
   前回の吸引動作であることを特徴とする請求項２記載の
   インクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記気体体積を求める
   際に、単位時間あたりの気体透過量を変動させる要因に
   より補正を加えることを特徴とする請求項２または３に
   記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記要因は、前記記録手段にインクを供
   給するインクタンクの水筒圧であることを請求項４記載
   のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記要因は、前記記録手段の温度である
   ことを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装
   置。
7. 【請求項７】 前記要因は、前記気体透過部の厚さであ
   ることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録
   装置。
8. 【請求項８】 前記記録手段は、カラー記録対応のもの
   であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一
   項記載のインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 前記記録手段は、インクジェット記録
   ヘッドからなるもので、該ヘッドはインクを吐出するた
   めに利用されるエネルギーを発生する素子として、前記
   インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを発生する電
   気熱変換体を有することを特徴とする請求項１ないし８
   のいずれか一項記載のインクジェット記録装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれか一項記載
    のインクジェット記録装置を出力手段として用いたこと
    を特徴とする情報処理システム。