JPS62113560A - 液体噴射記録装置の目詰り防止装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非印字時に記録ヘッド部に蓋部材を冠着して
記録ヘッド部の目詰りを防止する液体噴射記録装置の目
詰り防１１−装置に関する。

〔従来の技術〕

一般の液体噴射記録装置においては、その記録装置のイ
ンク滴を吐出させる記録ヘッド部のノズル孔を大気中に
放置すると、ノズルに充填されているインクが乾燥して
、固形化したりインクの濃度が高くなってインク粘度が
増大し、いわゆる目詰りが発生し、インク滴の吐出が不
可能となる問題があった。そこで、記録開始前や記録終
了後のような非記録時に記録ヘッドのオリフィス面が外
部空気に接触するのを防ぐために冠着部材をオリフィス
面に密着させる装置が提案されている。

しかしながら、液体噴射記録装置に使用されるインクに
は水性のものと油性のものとがあり、これらのインク粘
度を増大させる要因としては、上記したような、インク
中の揮発成分の蒸発および乾燥による場合以外に、イン
ク温度の低下によるインク粘度の増加があり、記録ヘッ
ドのノズル内のインクの乾燥防止のために冠着部材で記
録ヘッドのオリフィス面を密閉していても、記録ヘッド
のオリフィス面がキャップ部材によって冷却されてしま
った場合にはやはりインク粘度増大によるインク滴の不
吐出が発生する。すなわち、一般に、インク粘度の温度
依存性はインクを構成する溶剤や、インクに含まれる染
料濃度等によりその特性曲線が異なるが、水性、油性の
いづれの場合でもインク温度が低下すると粘度が増大す
る。

従って、インク温度が低下し、インク粘度が増大しすぎ
るとインクジェット記録ヘッドからの吐出パワーが足り
なくなる。

第６図は水性インクの場合のインク粘度とインク温度と
の関係を示し、ここで斜線を施した部分はインクが一応
適正に吐出される限界を示す。このように低温環境では
記録ヘッドの温度Ｔ）ｌがインク吐出下限温度Ｔ）１１
より十分高い温度の場合であっても、冠着部材の温度Ｔ
ＣＬがインク吐出下限温度ＴＨ１よりも低温になってい
る場合には、記録ヘッドのノズル内のインクが冷却され
てしまい、インク吐出下限温度ＴＨ１よりもノズル内の
インク温度ＴＮが低くなってインク滴の吐出が不可能に
なってしまう。

また逆に、インク温度が上昇しすぎてしまい、吐出上限
温度ＴＨ！１を越すとインク粘度が低下し過ぎることに
より、記録ヘッドのオリフィスから吐出される際に安定
した吐出状態が得られず、例えば多数のサテライト（綱
線）が発生するというような問題が起るので、インク温
度を例えばＴＨ誌のように温度ＴＨ１とＴＨ２との間に
保つ必要がある。

すなわち、単に冠着部材を記録ヘッドのオリフィス面に
圧接して密封したり、記録ヘッドの温度を制御するのみ
では、記録ヘッド部の目詰りは完全には解消されず、冠
着部材によって密封された状ｆＱにあっても常にノズル
内のインクが適切な温度範囲に制御され、かつその粘度
が適切な状態に保たれる必要があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上述の点に鑑み、記録ヘッドにおいて
、ノズル内インクの揮発成分の蒸発・乾燥が防止されか
つ、低温増粘し易い低温環境に於いてもインク不吐出の
発生しない液体噴射記録装置の目詰り防止装置を提供す
ることにある。

〔問題点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、記録用液体の
液滴をノズル孔から吐出させて記録を行う記録ヘッドの
ノズル孔に冠着部材をｒｇ蓋可能にした液体噴射記録装
置の目詰り防止装置において、記録ヘッドを加熱する手
段と、記録ヘッドの温度を検知する手段と、冠着部材を
加熱する手段と、冠着部材の温度を検知する手段と、冠
着部材のノズル孔に隣接して配設され、記録用液体中の
揮発性成分溶液を保有する手段と、記録ヘッドの温度検
知手段および冠着部材の温度検知手段からの情報に基づ
き、記録ヘッドの加熱手段および冠着部材の加熱手段を
介して、記録ヘッドおよび冠着部材の温度を所定の温度
条件に制御する手段とを具えたことを特徴とするもので
ある。

〔作　用〕

このように構成した目詰り防止装置においては、冠着部
材にインク中の揮発成分を含浸させた液体保持部材を装
填したことによってノズル内のインクの揮発成分の蒸発
による増粘のために発生する目詰りが防止されると共に
、冠着部材をその加熱手段により適切に加熱制御するこ
とによって、低温増粘による目詰りの発生を防止するこ
とができる。

〔実施例〕

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、ここで１は記録ヘッ
ド２を搭載したキャリッジ、３はキャリッジｌを移動自
在に保持しているがイドレールである。キャリッジｌに
はエンドレスベルト４の両端が接続されており、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、８Ａおよび
８Ｂは案内ローラ、９は紙送り用のモータである。

一方、記録ヘッド２には記録紙６に向けてインク滴を吐
出させる複数のノズルｌＯが縦一列に設けられており、
ノズル１０にはインクタンク！ｌから供給チューブ１２
を介してノズル１０にインク１３が供給され、更にフレ
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。更にまた、記録ヘッド２にはヘッド加
熱手段Ｃ以下でヘッドヒータという）１４とへラド２の
温度を検知する手段１５とが設けてあり、温度検知手段
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２８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は非記録時に記録へラド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１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の冠着側に取伺けられ
ている弾性体、２０は冠着部材１８用の加熱手段（以下
でキャップヒータという）、２１は加熱のための７ｆｆ
源、２２はスイフチである。更に２３は温度検出素子で
あり、ここでも、温度検出素子２３からの検出信号を制
御回路２８に入力させることにより、ドライバ３２を介
してスイッチ２２をオン・オフさせ冠着部材１８の温度
を適切に制御することができる。

しかして、本例では冠着部材１８を第２Ｂ図のように構
成する。すなわち、２４はインク中の揮発成分の溶液で
あり、冠着部材１８にはその密閉される容器型空間２５
に溶液２４す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、かくすることにより溶液２４の
揮発蒸気を空間２５に充満させて、記録ヘッドノズルｌ
Ｏの先端オリフィスＩＯＡからインク１３の揮発成分が
Ｘ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にするものである。

このことは、この容器型空間２５に、第２Ａ図に示すよ
うになんら溶液２４や液体保持部材２６を収容しない場
合にあって、冠着部材１８の温度Ｔｃを記録、ラド２の
温度ＴＨより高くした状態に保ちながらノズル１０を密
閉したとすると、空間２５に向けてノズル１０内のイン
ク１３の揮発成分の蒸発が促進され、本図に示したよう
にノズルｌＯ内のインク１３に濃度勾配が生じる。

そこで、正常なインクにおける揮発成分の全体に対する
容量比率がａ％であるとすると、オリフィスＩＯＡに近
接するに従ってａ　／　２％、８７４％、ａ　／　８％
というようにその比率が減少し、その結果、ノズルｌＯ
の先端部すなわちオリフィスＩＯＡ近傍では蒸発による
粘度増加によって、インク吐出限界粘度ρＭ１（第４図
参照）より粘度が高くなり、インク滴の吐出が不可能と
なる虞がある。これに対して、第２Ｂ図に示したような
構成とすることにより揮発成分の濃度勾配を発生させる
ことなく安定した吐出が得られるようにノズルｌＯ内の
インク１３の粘度を良好な状態に維持することができる
。

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に含まれている
染料を含まない溶液、また水性インクの場合は蒸留水等
が有効であり、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。

ついでこのように構成した液体噴射記録装置とその目詰
り防１ｈ装鐙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に記録ヘッド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１０に対面した記録紙６の
斜線を施した謂走査方向の記録幅部分Ｐにインク滴が付
着することにより、ドツトマトリクスパターンで記録が
行なわれる。かくして−性分の記録が終了すると、キャ
リッジｌ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が前述の記録幅部分Ｐの幅の分だ
け矢印Ｃ方向に紙送りされ、再び上述の動作が縁り返さ
れる。

これに対し、非記録時には、キャリッジｌ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１
８と対向する位置にまで移動されると、図示していない
駆動手段によって冠着部材１８が矢印り方向に変位され
て、第２Ｂ図に示すように記録ヘッド２のオリフィス面
に部材１８が圧接され、キャッピングが行なわれる。な
おこの場合、オリフィス面に冠着部材１８の弾性体１８
が密着することにより、空間２５が密封限界され、個々
のオリフィスＩＯＡはこの限界された空間２５内の溶液
蒸気と直接に接した状態に保たれる。

そこで、この場合前述したように冠着部材１８の温度が
インク吐出限界である下限温度Ｔ）＋１　　よりも低く
なっていると密封した時にノズルｌＯ先端のインク１３
が冷却され、低温増粘の結果吐出不可能となってしまう
ので記録ヘッド２に装着されているヘッドヒータ１４を
ヘッド温度検知手段１５からの信号に基づいて制御し、
更に冠：ｔｉ部材１８に取付けたキャップヒータ２０を
その温度検出素子２３からの信号にス（づいて制御する
。

その制御動作の一例を第３図によって説明する。まず、
ステップＳｌで電源１６および２１の図示しないキース
イッチを゛オン°°の状態にしてステップＳ２で目詰り
防１Ｆ装置が作動状態にあることが確認されたならば、
ステップＳ３に進み、ここで記録へラド２の温度ＴＨが
所定のインク吐出下限温度ＴＨより高いか否かが判断さ
れ、温度ＴＨが下限温度ＴＨ１より高くなければステッ
プＳ４でスイッチ１７を付勢してヘッドヒータ１４を“
オン°°の状態となし、記録ヘッドの温度ＴＨが下限温
度Ｔ）１１以上となるようにする。

ついで、ステップＳ５に進み、記録へラド２の温度ＴＨ
がインク吐出の上限温度ＴＨ！ｌより低いか否かが判断
され、上限温度ＴＨＱを越えた場合にはステップＳ６で
スイッチ１７を消勢してヘッドヒータ１４を°“オブ°
の状態にする。続いて、ステップＳ７に進み、冠着部材
１８の温度Ｔｃが記録ヘッド２の温度Ｔｓ以上に保たれ
ているか否かが判断され、ヘッド温度Ｔ）１以上に保た
れていないと判断されればステップＳ８でスイッチ２２
を付勢してキャップヒータ２０を“オンパの状態にする
。

ステップＳ７で温度Ｔｃがヘッド温度Ｔｎ以上に保たれ
ていればステップＳ９に進み、ここで冠着部材温度Ｔｃ
がインク吐出上限温度ＴＯよりは低く、ヘッド温度Ｔ）
ｌよりはα℃（α＝Ｏ℃〜３０°Ｃ）高い温度範囲にあ
るか否かが判断され、ここでキャップ温度Ｔｃが温度（
Ｔ　Ｈ＋α）より低くなければステー、ブ５１０でギャ
ップヒータ２０を°“オフ′°の状態とする。

また、ステップＳ９でキャップ温度Ｔｃが温度ＴＨ＋α
以下に保たれていないと判断されれば更にステップＳｌ
ｌに進み、継続して目詰り防止装置を作動状態のままと
するか否かが判断され、継続であればステップＳ３に戻
って、同様な動作が繰返され、継続でなければステップ
５１２で電源を“オフ″とする。

なお以上の述べた制御でキャップ温度Ｔｃを。

インク吐出上限温度Ｔ　ｓ　Ｑ、　　よりは低くかつヘ
ッド温度ＴＨとこのヘッド温度ＴＨより３０℃高い温度
との間に制御するようにしたのは、インクジェット記録
装置の目詰りを防止するにあたり、好適な条件として本
願発明者が実験的に確認したものである。

第５Ａ図は上述したようなシーケンス動作手順によって
温度制御がなされる場合の温度変化の状態を一例として
示したもので、まずヘッド温度Ｔ）Ｉを吐出下限温度Ｔ
Ｈと同上限温度ＴＨ！Ｌとの間に保つように制御しなが
らキャップ塩１ｆＴＣをヘッド温度ＴＨよりは高く、し
かも温度ＴＯよりは３０℃を超えない程度で上限温Ｉｆ
　Ｔ　Ｈｚよりは低い温度に保たれるように制御される
ことによって、斜線を施して示したようなインク吐出に
好適な温度域に冠着部材１８の温度を保持させることが
できる。

ついで、第４図により本発明目詰り防止装置による制御
動作の他の実施例について説明する。本例においても、
ステップ３１からステップＳ１２にいたるまでの動作手
順は変わらないが、本例の場合はステップ５７〜５１０
において、キャップ温度Ｔｃの制限される限界幅を狭く
保たせるように制御するもので、キャップ温度Ｔｃをヘ
ッド温度Ｔ）ｌよりβ（β＝θ℃〜３０℃）高い温度（
ＴＨ＋β）に対して（γ＝θ℃〜５℃）のＬ下幅を持た
せるように制御するものである。

第５Ｂ図はこのような温度制御がなされる場合の温度変
化の状態を一例として示したもので、本例の場合キャッ
プ温度Ｔｃを、下限温度ＴＨと上限温度ＴＨユとの間に
保たれるヘッド温度ＴＨに対して、この温度よりは高い
レベルの（Ｔ　ｏ＋β）の温度保持線を中心に上下にγ
の温度幅を持たせた範囲に保たせることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように１本発明液体噴射記録装
置の目詰り防止装置によれば、記録ヘッドの冠着部材に
容器的空間を持たせ、その空間にインク中の揮発成分溶
液と、その揮発成分溶液を含浸させた液体保持部材を収
納し、さらに記録ヘッドおよび冠着部材に個別に加熱手
段と温度を検知する手段とを設け、冠着部材の温度を記
録ヘッドの温度より適切に高くなるように温度制御する
ことにより、記録ヘッドのノズル内インクが冠着部材に
よって低められてしまうのを防止すると共に冠着部材内
の溶液の飽和蒸気によっての蒸発番乾燥し易い環境やノ
ズル内インクの増粘し易い低温環境においてもインク不
吐出が発生せず、安定した吐出を維持することが可能な
液体噴射記録装置の目詰り防止装置を提供することが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明液体噴射記録装置の目詰り防止装置の構
成の一例を示す斜視図、 第２Ａ図はその冠着部材にインク中の揮発性成分溶液を
保有させないときにノズル内に発生するインク濃度の変
化を模式に示す説明図、 第２Ｂ図は本発明に従って揮発性成分溶液を保有させた
冠着部材をノズル先端に装着した状態を示す説明図、 第３図および第４図は本発明装置における動作の手順を
それぞれ示す流れ図、 第５Ａ図および第５Ｂ図は第３図および第４図に示す動
作手順によって制御されるときの冠着部材の温度の変化
の状態をそれぞれ示す温度曲線図、第６図はその液体噴
射記録装鐙におけるインク温度とその粘度との関係を示
す特性曲線図である。 ｌ・・・キャリッジ・ ２・・・記録ヘッド、 ３・・・ガイドレール、 ４・・・エンドレスベルト、 ５・・・駆動モータ、 ６・・・記録紙、 ７・・・ローラ、 ８Ａ　、８Ｂ・・・案内ローラ。 ９・・・紙送りモータ、 ｌＯ・・・ノズル、 １０Ａ・・・オリフィス、 １１・・・インクタンク、 １２・・・供斥合チューブ、 １２Ａ・・・フレキシブルケーブル、 １３・・・インク、 １４．２０・・・加熱手段、 １５・・・温度検知手段、 １６・・・電源、 １７．２２・・・スイッチ、 １８・・・冠着部材、 １９・・・りｂ柱体。 ２１・・・電源、 ２３・・・温度検出素子、 ２４・・・溶液、 ２５・・・空間、 ２Ｇ・・・液体保持部材、 ２日・・・制御回路、 ３０．３２・・・ドライバ。 第１図 第２Ｂ図 第５Ａ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録用液体の液滴をノズル孔から吐出させて記録を
   行う記録ヘッドの前記ノズル孔に冠着部材を覆蓋可能に
   した液体噴射記録装置の目詰り防止装置において、 前記記録ヘッドを加熱する手段と、 前記記録ヘッドの温度を検知する手段と、 前記冠着部材を加熱する手段と、 前記冠着部材の温度を検知する手段と、 前記冠着部材の前記ノズル孔に隣接して配設され、前記
   記録用液体中の揮発性成分溶液を保有する手段と、 前記記録ヘッドの温度検知手段および前記冠着部材の温
   度検知手段からの情報に基づき、前記記録ヘッドの加熱
   手段および前記冠着部材の加熱手段を介して、前記記録
   ヘッドおよび前記冠着部材の温度を所定の温度条件に制
   御する手段とを具えたことを特徴とする液体噴射記録装
   置の目詰り防止装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の液体噴射記録装置の
   目詰り防止装置において、前記所定の温度条件は、前記
   記録ヘッドの温度をＴ＿Ｈ、前記冠着部材の温度をＴ＿
   Ｃ、前記記録用液体の液滴吐出限界上限温度および下限
   温度をＴ＿Ｈ＿１およびＴ＿Ｈ＿２としたときに、 Ｔ＿Ｈ＿１＜Ｔ＿Ｈ≦Ｔ＿Ｃ＜Ｔ＿Ｈ＿２ であることを特徴とする液体噴射記録装置の目詰り防止
   装置。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の液体噴
   射記録装置の目詰り防止装置において、前記所定の温度
   条件は、 Ｔ＿Ｈ＿１＜Ｔ＿Ｈ≦Ｔ＿Ｃ＝Ｔ＿Ｈ＋α＜Ｔ＿Ｈ＿２
   （αは０℃〜３０℃の範囲内の設定値） であることを特徴とする液体噴射記録装置の目詰り防止
   装置。 ４）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の液体噴
   射記録装置の目詰り防止装置において、前記所定の温度
   条件は、 Ｔ＿Ｈ＜Ｔ＿Ｈ≦Ｔ＿Ｃ≠Ｔ＿Ｈ＋β＜Ｔ＿Ｈ｜Ｔ＿Ｃ
   −（Ｔ＿Ｈ＋β）｜≦γ 但し、βは０℃〜３０℃の範囲内の設定値。 γは０℃〜５℃の範囲 であることを特徴とする液体噴射記録装置の目詰り防止
   装置。