JPH09290505A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記録中にノズルの目詰まりが発生しないように
することによって、印字欠陥のない高速，高信頼性のイ
ンクジェット記録装置を提供することを目的とする。 【解決手段】記録時にインクを吐出しないドットの圧電
振動子１７に高周波数の交番電界を印加して振動させる
ことによって、インク室内のインクを振動させてインク
室内にインクの流れを形成してインクの乾燥を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に係り、ノズルの目詰まり防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年パーソナルコンピュータの急激な普
及に伴い、インクジェット記録装置がパーソナルコンピ
ュータ用出力機器の主力になりつつある。インクジェッ
ト記録装置は、液体インクを記録媒体に飛翔させてドッ
トを形成し画像の記録を行うもので、種々の方式が提案
され実用化されている。インクジェット記録方式には、
圧電振動子の電界を印加することにより変形する特性を
利用して、インク室の体積を変化させてインクをノズル
から吐出させる方式等がある。インクジェット記録装置
に使用される液体インクに必要な特性は、用紙上に吐出
された後にすぐに乾燥し定着することである。このこと
から、インクジェット記録装置ではアルコール系の溶媒
に染料または顔料等の色剤を分散させた低粘度のインク
が使用される。このインクを使用した場合、用紙上です
ぐ定着しやすい反面、長時間空気中にさらされるとイン
ク中の溶媒が蒸発して色剤成分が固化し、記録ヘッドの
ノズル内で目詰まりを起こしやすい問題点を有してい
る。

【０００３】この問題を解決するために、従来は特開平
7−195701 号に開示されるように、インクジェットヘッ
ドを記録に使用するインクと同種類のインクを備える保
守ステーションに移動して、保守ステーション内のイン
クに浸漬させることによって、インクジェットヘッドの
洗浄とインクの乾燥を防止している。また、特開平7−2
66580号では記録ヘッドを印刷領域外に退避させて空吐
出を行うことによって、目詰まりが発生しても復帰が可
能であると説明されている。これらの従来技術は、複数
個のノズルを有する記録ヘッドをキャリッジによって通
紙方向と垂直方向に往復移動させ記録を行う方式であ
り、記録ヘッドを印刷領域外に退避させて、インクの乾
燥防止または目詰まりの除去を行うことが出来る。しか
しながら、ノズルを印字領域全域に多数アレイ状に配列
した記録ヘッドは、固定されているのでキャリッジ方式
のように記録ヘッドを印刷領域外に退避させて目詰まり
防止策を施すことは出来ない。また、キャリッジ方式の
場合記録ヘッドが移動して画像記録を行うため、目詰ま
りが発生しても他のノズルからインクを吐出して印字の
代行を行うことが出来る。一方、アレイヘッドの場合は
目詰まりが発生したノズルに対応する位置には印字を行
うことが出来ない。したがって、詰まったノズルの位置
に対応するところは白抜けの画像になる。この問題を解
決するために、目詰まりを除去する方法が考えられる
が、アレイヘッドの場合ノズルが数千個と多数配列され
ているため、目詰まりの頻度が多く目詰まり箇所の検出
が難しいことから目詰まりの除去する方法を実施するこ
とは困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題に
鑑み、記録中にノズルの目詰まりが発生しないようにす
ることによって、印字欠陥の無い高速，高信頼性のイン
クジェット記録装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、記録時に各ドットの圧電振動子に対して
インクを吐出しないドットの圧電振動子には高周波数の
交番電界を印加して振動させることによって、インク室
内のインクを振動させてインク室内にインクの流れを形
成してインクの乾燥を防止する。また、非記録時には記
録ヘッドのノズル群をクリーニング部材で被うことによ
ってインクの乾燥を防止することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て説明する。

【０００７】図１は本発明を適用したインクジェット記
録装置の基本構成を示す。パーソナルコンピュータ等の
ホストコンピュータ１から印刷命令信号がインターフェ
ース２を介して制御回路３に送られると、制御回路３は
モータドライバ４を駆動させて搬送モータ５によって給
紙トレイ６から記録用紙７を印刷開始位置まで搬送す
る。ホストコンピュータ１から記録信号が送られて来る
と、記録信号は制御回路３の内部で印字を行う記録デー
タに変換される。そして、制御回路３によってモータド
ライバ４が駆動されるとともにヘッドドライバ８を介し
てアレイヘッド９を駆動しノズルからインクを吐出して
画像記録を行う。画像記録が終了すると記録用紙７は排
紙トレイ１０に排出される。クリーニング部材１１はノ
ズル面にとび散ったインクを拭きとるもので、記録時の
用紙間または非記録時にアレイヘッド９の下面に上昇し
清掃を行う。

【０００８】図２には本発明のインクジェット記録装置
の、アレイヘッド９の外観及びノズルの配列を示してい
る。図２（ａ）のようにアレイヘッド９上部には、イエ
ロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４色の独立したイ
ンクカートリッジ１２を備える。インクがなくなったと
きには各色個別に交換可能な構成である。図２（ｂ）に
示すようにアレイヘッド９下面には多数のノズル群を有
し、各ノズルの開口部の直径は数十μｍで、２５０μｍ
のピッチで等間隔に並んでいる。この１列のノズル群の
解像度は１００dot／inch 相当で、図のようにノズル群
４列を千鳥状に配列することで４００dot／inch 相当の
解像度を得ることが出来る。このノズル群を各４色につ
いて配列する。また、ノズル間のピッチ及び列数を変え
ることで任意の解像度を得ることが可能である。

【０００９】図３はアレイヘッド９内部の構造を示した
ものである。ノズル穴１３を開けた金属製のオリフィス
プレート１４上に、隣接するノズルとの区分けをするた
めに電気鋳造法等によってニッケル等の金属の隔壁１５
を形成し、その上に全ノズルに対して共通の金属製の共
通電極１６を設けインク室を形成する。各インク室に対
し個別にＰＺＴ等の圧電振動子１７を共通電極１６上に
貼り付け、圧電振動子１７上には金等の個別電極１８が
印刷法等によって設けられる。図１に示す制御回路３内
部の圧電振動子駆動電源からヘッドドライバ８を介し
て、記録データに対応したドットの圧電振動子１７の個
別電極１８に約３０ｖ，２００μｓのパルス電圧が印加
される。個別電極１８に電圧を印加することによって、
個別電極１８と共通電極１６の間に電界が発生し、この
電界によって圧電振動子１７は図示するＡ方向に縮みＢ
方向には伸びる。この圧電振動子１７の変形によって共
通電極１６は下側にたわんでインク室内の体積が小さく
なる。これによって、インク室内のインクが押し出され
ノズル１３からドロップレットとなって吐出される。

【００１０】アレイヘッド９は印字領域全幅を記録ドッ
トに分割しただけのノズル１３を有するため、画像によ
っては長期にわたってインクの吐出を行わないノズル１
３がある。長時間インクの吐出を行わないと、ノズル１
３の部分においてインクが空気にさらされてインク中の
溶媒成分が蒸発する。インク室内のインクには循環する
ような流れが無いので空気にさらされている部分のイン
クが固化し、ノズル１３をふさいで目詰まりとなる。目
詰まりを起こしたノズル１３に対応する印刷位置には画
像が記録されず目詰まり発生以降の画像は全て欠陥画像
となる。

【００１１】この問題を解決するために、本発明では図
１に示すように、記録時において制御回路３内部のタイ
マー回路によって各ドットに対してインクを吐出してか
らの時間を計測し、規定時間以上になったドットに対し
てはヘッドドライバ８を介して制御回路３内部の高周波
交流電源から圧電振動子１７にｐ−ｐ約１０ｖ，数百Ｈ
ｚの高周波交流電圧を印加する。

【００１２】図４に圧電振動子１７に印加する電圧のタ
イミングチャートを示す。ある一個のドットの圧電振動
子に印加される電圧について説明すると、制御回路３か
ら記録データに対応したドットの圧電振動子１７に圧電
振動子駆動電源からヘッドドライバ８を介してパルス状
の駆動電圧が印加される。この時点を基点にして、制御
回路３内部のタイマー回路によってある一定時間を計測
する。この規定時間は、ノズル１３からインクを吐出し
てからのノズル面を空気中にさらしておいたときの目詰
まりが発生するまでの時間の約半分値である。この時間
はインクの種類によって異なるので、任意に設定できる
構成とする。タイマー回路によって計測した時間がある
一定の規定時間に達すると、圧電振動子１７には高周波
交流電圧が印加される。再びインクの吐出を行うときに
は高周波交流電圧を切り、駆動電圧を印加する。この
時、タイマー回路の時間計測はリセットされて再び時間
計測を開始する。また、記録を待機している時等には、
圧電振動子１７に印加されている高周波交流電圧を切
る。このように、インクの吐出を長時間行わないドット
の圧電振動子１７に高周波の交番電界を印加し、圧電振
動子１７を微弱振動させることによって、インク室内の
インクが振動するのでノズル部分１３においてインクが
固化して目詰まりが発生することがない。また、この時
印加される電圧が小さいので、圧電振動子１７は微弱に
振動しインク室内からインクが吐出されることはない。
また、インクを吐出しない全てのドットの圧電振動子１
７に常に高周波交番電界を印加するのではなく、時間を
計測して選択的に高周波交番電界の印加を行うので、消
費電力を低減できる。

【００１３】記録待機時及び装置の主電源未投入時等の
非記録時においては、図１に示すクリーニング部材１１
がアレイヘッド９下面まで上昇してノズル１３を被い、
インクの乾燥を防止するので無駄な電力を消費すること
がない。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、記録時に長時間インク
の吐出を行わないドットの圧電振動子に高周波の交番電
界を印加することによってインク室内のインクを振動さ
せてインクの目詰まりを防止し、印字欠陥のない高速，
高信頼性のインクジェット記録装置を提供することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置のブ
ロック図。

【図２】本発明を適用したインクジェットアレイヘッド
の説明図。

【図３】本発明を適用したインクジェットアレイヘッド
の内部構造の説明図。

【図４】本発明の圧電振動子に印加する電圧のタイミン
グチャート。

【符号の説明】

１３…ノズル、１４…オリフィスプレート、１５…隔
壁、１６…共通電極、１７…圧電振動子、１８…個別電
極。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電振動子に電界を印加することによって
   圧電振動子を変形させ、その変形を利用してインク室内
   のインクをノズルから吐出させて記録を行うインクジェ
   ット記録装置において、記録時にインクの吐出を行わな
   いドットの圧電振動子に交番電界を印加することを特徴
   とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】記録中に規定時間以上インクの吐出を行わ
   ないドットの圧電振動子に交番電界を印加することを特
   徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。