JPH03184872A - 液体噴射記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ、
コンピュータの出力用プリンタ、ビデオプリンタ等に用
いられる液体噴射記録装置に関し、詳しくは、吐出口詰
まり等に起因する吐出不良を解消するための回復手段を
設けた当該液体噴射記録装置に関する。

〔従来の技術］ プリンタ、複写機、ファクタごり等の記録装置は、転送
されてくる画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板
等の記録媒体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、液体噴射式、ワイヤ
ドツト式、サーマル式、レーザービーム式等に分けるこ
とができ、そのうちの液体噴射式（液体噴射記録装置）
は、記録ヘッドの吐出口からインク等の液体（記録液）
を吐出飛翔させ、これを記録媒体（通常、用紙やプラス
チック薄板等の記録シートが使用される）に付着させて
記録するように構成されている。

この液体噴射記録装置においては、液体噴射記録時にお
ける記録ヘッドの吐出口詰まりやインク増粘による吐出
不良が問題になる。

そこで、その対策として、吸引法や加圧循環法によりイ
ンクを排出する回復手段が考えられ、既に公知となって
いる。

〔発明が解決しようとする技術的課題］しかしながら、
従来の吸引法による回復手段にあっては、機構が複雑で
あり、回復動作の能率および能力の面で問題があった。

特に、高速を狙った多数の吐出口式記録ヘッドを用いた
液体噴射記録の場合、該多数の吐出口を一気に吸引して
も、主に詰まっていない吐出口から液体が流出するため
に、回復能力が低下してしまう。そこで、このような課
題を解決しようとすると、機構が複雑になってしまう。

一方、加圧循環法による回復手段の場合、加圧力の強化
が容易であり、多数の吐出口を有する記録ヘッドの回復
にも適しているが、その反面、インク消費量が多いとい
う課題があった。

また、回復効果向上のために圧力を上げると、バブルジ
ェット式など、吐出エネルギー発生手段を有する液路の
少なくとも一部を薄膜成形法で作るような場合、薄膜構
造が損傷し易く記録ヘッドの寿命を縮めてしまうという
耐久性に問題を生しる恐れがあった。

本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたものであり
、簡単な機構で、回復時の無駄なインク消費を最少限に
抑えることができるとともに、回復動作に要する時間を
短縮することができ、しかも、記録ヘッドの寿命を向上
させることができる液体噴射記録装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、記録ヘッドとインクタンクを結ぶ供給路中に
インク加圧用ポンプとバルブを有する循環供給手段と、
該バルブの開閉を制御する手段とを具備し、該記録ヘッ
ドの吐出口より液滴を吐出飛翔させ、これを記録媒体に
付着させて画像を形成する液体噴射記録装置において、
装置の状態を検知する手段を備え、該状態に応じて、イ
ンク循環時、該インク加圧用ポンプとバルブの作動タイ
ごングを制御することにより、加圧力を制御する構成に
より、簡単な機構で、回復時の無駄なインク消費を最小
限に抑えることができるとともに、回復動作に要する時
間を短縮することができ、しかも、記録ヘッドの寿命を
向上させ得る液体噴射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、請求項Ｉに記載
の状態が記録装置の放置時間である構成とすることによ
り、さらに効率よく回復動作に要する時間の短縮および
記録ヘッドの寿命の向上を図り得る液体噴射記録装置を
提供するものである。

請求項３の発明は、上記構成において、請求項１に記載
の装置の状態が記録ヘッドの温度である構成とすること
により、さらに効率よく回復動作に要する時間の短縮お
よび記録ヘッドの寿命の向上を図り得る液体噴射記録装
置を提供するものである。

〔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図は本発明による液体噴射記録装置の記録ヘッドへ
の液体の供給および循環系の構成を示す模式図である。

第１図において、メインタンク１と記録ヘッド２とは循
環管３を通して接続されており、該循環管３の所定位置
には回復用弁４および補充用弁５が接続されている。

また、循環管３の回復用弁４と補充用弁５との間には、
一端が前記記録ヘッド２に接続された供給管６の他端が
接続されている。

この供給管６の所定位置には、電磁弁７、液体タンク９
および回復ポンプ１０が接続されている。

前記液体タンク９には、液面上の空間に開口した空気抜
き弁８が設けられている。

前記記録ヘッド２には、多数の吐出口２ａおよび共通液
室２ｂが設けられ、各吐出口２ａは液路を通して前記共
通液室２ｂに連通されている。

前記多数の吐出口２ａは、記録ヘッド２の前面（吐出口
面）２ｃに所定の配列を威して形成されている。

通常の記録時には、回復用弁４および補充用弁５を閉し
、電磁弁７を開き、液体タンク９からの液体を記録ヘッ
ド２（共通液室２ｂ）に供給し、各吐出口２ａの吐出エ
ネルギー発生体を駆動して液滴を吐出飛翔させて画像を
記録する。

液体タンク９内のレベルが基準以下に低下すると、補充
用弁５を開いてポンプ１０を作動させ、メインタンク内
の液体を液体タンク内に補充する。

回復動作時には、補充用弁５を閉した状態で回復用弁４
および電磁弁７を開き、回復用ポンプ１０を作動させる
ことにより、液体タンク９内の液体を、供給管６→記録
ヘツド２（共通液室２ｂ）→循環管３→ポンプ１０−＋
液体タンク９を通して加圧循環させる。

この加圧循環の時には、液体の殆どは循環管３から液体
タンク９へ戻されるが、一部は記録ヘッド２の吐出口２
ａからも流出する。

この吐出口２ａからの液体流出によって、該吐出口２ａ
内（液路内）に詰まった異物や増粘インクが吐出口２ａ
から押し出され、記録ヘッド２が清掃されることにより
最適な記録状態が維持される。

第２図は、第１図の液体の供給および循環系の動作のフ
ローチャートであり、第３図は第２図の動作中で行なわ
れる３種類の循環回復モードＡ、Ｂ、Ｃのシーケンスを
例示するタイムチャートである。

第２図において、電源が投入されると、ステップ３１で
モードＡの循環回復を開始し、ステップＳ２において、
記録ヘッド２をキャンピングして吐出口面２ｃを密封し
、各吐出口２ａを密閉空間内の液体吸収体に吸収された
液体に所定時間浸すことにより、固着物を溶解する。

ステップＳ３で前記固着物溶解時間が設定値に達したか
否かを判別し、設定時間経過した後ステップＳ４でコピ
ースタート（Ｃｏｐｙ　５ｔａｒｔ）を行ない、ステッ
プＳ５へ進んで空吐出を行なう。

次いで、ステップＳ６で記録ヘッド２を記録位置にセッ
ト（ヘッドダウン）し、ステップＳ７において記録を行
なう。

記録動作中でも、ステップＳ８において、回復動作を実
行するために設定した所定の時間間隔が経過したか否か
の記録装置の状態を検知し、所定の時間が経過した状態
にある場合は、ステップＳ９で記録ヘッド２をヘッドア
ップし、ステップＳ１０において、モードＢの循環回復
動作を実行する。

このモードＢの回復動作の後、前記ステップＳ５へ戻り
、前記記録動作を再開する。

ステップＳ８において、記録装置の状態が未だ回復時間
に達していない状態であると判別されると、ステップ３
１１へ進んでコピーエンド（ＣｏｐｙＥｎｄ）か否かを
判別する。

コピーエンドでなければ、前記ステップＳ７へ戻って記
録を継続し、コピーエンドであれば、ステップ３１２へ
進んで回復スイッチがオンであるかオフであるかを判別
する。

回復スイッチがオンであれば、ステップＳ１３でヘッド
アップした後、ステップ３１４へ進んでモードＣの循環
回復動作を実行し、この回復動作を終了した後、ステッ
プＳ２へ戻って前述の各ステップの動作を繰り返し実行
する。

一方、ステップＳＬ２で回復スイッチがオフであれば、
ステップＳ１５へ進んでコピースタートを行ない、ステ
ップＳ７へ戻って前記記録を継続する。

本発明の液体噴射記録装置においては、記録装置の状態
、すなわち、記録装置の放置時間や記録ヘッドの温度な
どを検知し、その状態に応じて、インク循環時、前記イ
ンク加圧用ポンプ１０とバルブ（電磁弁）７の作動タイ
ミングを制御することにより、インク加圧力（例えば、
前記吐出口２ａに作用する加圧力）を制御するように構
成されている。

すなわち、記録装置の放置時間や記録ヘッドの温度など
の記録装置の状態に応じて、所望のシーケンスで前述の
モードＡ、Ｂ、Ｃの３種類の循環回復動作を適宜実行し
得るように構成されている。

ここで、前述の３つの循環回復動作モードＡ、Ｂ、Ｃに
ついて説明する。

第３図の（Ａ）はモードへの回復ポンプ１ｏおよび電磁
弁７の動作のタイムチャートである。

モードＡは、電源オンの時に動作するモードであり、こ
のモードはかなりの頻度で行なわれる。

そこで、モードＡにおいては、液体消費量が重要となり
、液体循環をあまり長い時間行なうわけにはいかない。

しかし、長期放置などで液体固着等が生しる場合も有り
得るので、後述のモードＢと同程度の時間であっても、
その内容まで同しでは回復能力が不足することになる。

そこで、第３図の（Ａ）のタイムチャートに示すように
、循環時間は同し０．５秒であるが、そのうちの０．３
秒間は電磁弁７を閉めておき、吐出口２ａに作用する加
圧力をモードＢより上昇させる。

すなわち、ポンプ１０の駆動時間および電磁弁１ ７の開閉時間、すなわち、インク加圧用ポンプ１０と循
環流量調節用の電磁弁７の作動タイミングを制御するこ
とにより、液体を記録ヘッド２へ加圧供給する時の加圧
力および加圧時間が制御されている。

第３図の（Ｂ）はモードＢの回復ポンプ１０および電磁
弁７の動作のタイムチャートである。

このモードＢは、連続記録中に液滴吐出が行なわれない
吐出口が液体の粘度増加等により不吐出となることを防
止するためのシーケンスであるので、迅速に動作し、液
体消費量も他の比べ最も少ないことが望まれる。

また、モードＢは、他のモードに比べ、高頻度であるこ
とが予想されるので、記録ヘッド２の寿命を考慮すれば
、循環圧力（加圧力）を低くして記録ヘッド２にかかる
負担をなるべく軽減することが望まれる。

以上の条件から、モードＢは、図示の例では、循環時間
を０．　５秒に設定し、回復ポンプ１０の作動前に電磁
弁７を開いておくシーケンスになっ２ ている。

このモードＢにおいても、ポンプ１ｏの駆動時間および
電磁弁７の開閉時間を制御することにより、液体を記録
ヘッド２へ加圧供給する時の加圧力および加圧時間が制
御されている。

第３図の（Ｃ）はモードＣの回復ポンプ１ｏおよび電磁
弁７の動作のタイムチャートである。

このモードＣは、通常では行なわれないモードである。

液体噴射記録装置では、吐出口詰まり（液体の粘度増加
、異物詰まり、吐出口面の濡れなどによる吐出不良）は
避は難い問題であり、これに対処せねばならない。

そこで用意されたのが、このモードＣの循環回復動作で
ある。

このモードＣは、出力画像〈各吐出口の吐出頻度〉に応
して、不吐出や液滴着弾誤差の大きな吐出口が生じた時
に動作されるものであり、動作の頻度はかなり低い。

したがって、使用目的から、モードＣでは、液体消費量
や動作時間の長さよりも、回復能力が重視される。

そこで、図示の例では、モードＣは、循環時間が１．５
秒で、そのうち０．　５秒間は電磁弁７を閉ざすシーケ
ンスで作動タイミングが制御される。

このモードＣの場合も、ポンプ１０の駆動時間および電
磁弁７の開閉時間を制御することにより、液体を記録ヘ
ッド２へ加圧供給する時の加圧力および加圧時間が制御
されている。

なお、液体の循環圧は、モードＡ１モードＢ。

モードＣとも、２．Ｉｃｅ／ｓｅｃに設定され、循環す
る液体の約１０％が吐出口２ａより排出される。

前記３つの回復動作モードＡ、、Ｂ、Ｃは、第２図の記
録動作において、全てを実行する必要は無く、記録装置
の状態等に応して適宜選択して実行することができる。

液体（インク等の記録液）を循環することによって得ら
れる効果は、前述の吐出口の清浄化に限られるものでは
なく、記録ヘッド２の温度ｔｅ１節手段としても利用す
ることができる。

例えば、記録ヘッド２を温度調節して一定温度に維持し
ている記録装置の場合、ヒータ（加熱器）やファン（送
風機）とともに、液体循環によっても温度調節の効果が
得られる。

その場合は、温度検知手段によって記録ヘッド２の温度
を検知して記録装置の状態を判別し、その状態に応して
、インク循環時に、インク加圧用ポンプ１０と前記電磁
弁７の作動タイミングが制御され、かかる制御によって
、液体を記録ヘッド２へ加圧供給する時の加圧力および
加圧時間が制御される。

以下、上記記録ヘッドの温度によるインク加圧力の制御
動作の実施例として、記録ヘッド２を安定吐出ム二適し
た５０℃に温度調節する場合を例に挙げて、温度調節の
ための液体循環動作のシーケンスについて説明する。

対象とする記録装置は、Ａ４長尺幅の記録ヘッドを有し
ており、該記録ヘッドの温度調節手段としてヒータおよ
びファン−ｔ−備えている。

しかし、高濃度記録を連続して行なうと、ファ５ ン冷却のみでは温度が過度に上昇してしまう場合がある
。

そこで、記録ヘッド２の温度が設定値を越えた場合には
、ファン送風のりならず、液体循環を行なうことにより
記録ヘッド２を冷却する。

本記録装置の場合、室温において、記録ヘッド２の温度
をＩ　’Ｃ下降させるのに、約０．５秒の循環で充分な
能力を発揮する。

また、その時、高温となった記録ヘッド２に室温の液体
（インク等の記録液）が急激に流入するので、吐出口２
ａの負担をなるべく軽減するため、電磁弁７（第１図）
は開けておく方が望ましい。

本実施例において、５０°Ｃ温度調節を行なう際に、５
１“Ｃでファン冷却のみを駆動開始する方法だと最高５
５°Ｃまで上昇する系では、５２°Ｃで０゜５秒の室温
液体の循環を併用することにより、最高温度を５３°Ｃ
に抑えることができた。

こうして、液体循環を温度制御することにより、加圧中
の記録ヘッド２の温度を制御することができる。

６ 第４図は、本発明を実施するのに好適なキャップ２０で
記録ヘッド２をキャッピングした状態を示す断面図であ
る。

第４図中の記録ヘッド２は、フルカラー記録ヘッド等、
複数（図示の例では４個）の記録ヘッドをキャンピング
する場合を示す。

第４図において、記録ヘッド２は各色ごとに専用の多孔
質吸収材１１とシール材１２により密閉状態にキャンピ
ングされており、吐出口面２ｃの前面に形成された密閉
空間を液体（記録液）の蒸気圧で満たすことにより、吐
出口面２ｃでの液体（インク）の固着が防止されている
。

しかし、数カ月以上にわたる長期間放置の場合、液体が
固着し、通常の回復モードでは能力不足となるか、ある
いは通常の回復モードがスペックオーバーとなることが
ある。

そこで、記録装置にタイマを取付け、１か月〜半年の場
合、半年以上の場合、１か月以内の場合の３つの場合に
対応して、３つの循環回復モードが設けられた。

７ 第５図は、前記３つの循環回復モードのタイムチャート
である。

第５図において、（ａ）は１か月以内の場合に作動させ
るモードＩを示し、（ｂ）は１か月〜６か月間放置した
場合に作動させるモード■を示し、（ｃ）は６か月以上
放置した場合に作動させるモード■を示す。

第５図のモードＩは、第３図のモードＢと同じである。

第５図のモード■は、前記モードＩの循環時間を１．５
倍の０．７５秒にしたものである。

また、６か月以上放置した場合に使用する第５図のモー
ド■では、第４図中の多孔質吸収体１１の水分が乾燥し
たり汚れたりする可能性がある。

そこで、予め、１度目の液体循環で多孔質吸収体を濡ら
し、できるだけ液体（記録液）を使用して異物を流失さ
せる。

一般に、多孔質吸収体は、乾燥すると、水分吸収能力が
低下するとともに硬度が増すことから、乾燥状態で吐出
口面２ｃ（第１図）を拭き擦りす８ ると、かえって、記録ヘッド２に傷を付ける原因になる
場合がある。

そこで、長期保々時には、充分に液体循環を行ない、多
孔質吸収体１１に液体を吸収させてから、再度、通常の
回復動作を行なうことにより、記録状態回復効果の向上
が図られている。

以上説明した実施例においては、第３図および第５図の
タイムチャートに示すように、液体循環時のポンプＩＯ
駆動時間と電磁弁７の開閉を制御することによって、液
体を記録ヘッド２に加圧供給する時の加圧力および加圧
時間が制御されている。

また、ヒータやファン等の従来の温度調節手段と併用し
たり、あるいは単独で、液体の加圧循環を温度制御する
ことにより、記録ヘッド２の温度が制御されている。

こうして、記録装置の制御動作の中に、第２図に示すよ
うに、モードＡ、モードＢ、モードＣの３つの循環回復
モードを取入れるとともに、各循環回復モードのシーケ
ンスを、吐出回復の目的、９ あるいは回復動作直前の液体噴射記録ヘッドの状態や環
境温湿度など応して、液体を記録ヘッド２に加圧（ハ給
する時の加圧力および加圧時間並びに加圧中の記録ヘッ
ド２の温度の少なくとも１つを制御できるように構成し
たので、回復動作時の無駄な液体消費量を低減するとと
もに、回復時間の短縮を図るなど効率の良い回復動作を
行なうことができ、しかも記録ヘッドの寿命を向上させ
得る液体噴射記録装置が得られた。

〔発明の効果］ 以上の説明から明らかなごとく、請求項１の発明によれ
ば、記録ヘッドとインクタンクを結ぶ供給路中にインク
加圧用ポンプとバルブを有する循環供給手段と、該バル
ブの開閉を制御する手段とを具備し、該記録ヘッドの吐
出口より液滴を吐出飛翔させ、これを記録媒体に付着さ
せて画像を形成する液体噴射記録装置において、装置の
状態を検知する手段を備え、該状態に応して、インク循
環時、該インク加圧用ポンプとバルブの作動タイミング
を制御することにより、加圧力を制御する０ 構成としたので、簡単な機構で、回復時の無駄なインク
消費を最小限に抑えることができるとともに、回復動作
に要する時間を短縮することができ、しかも、記録ヘッ
ドの寿命を向上させ得る液体噴射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、請求項１
に記載の状態が記録装置の放置時間である構成としたの
で、さらに効率よく回復動作に要する時間の短縮および
記録ヘッドの寿命の向上を図り得る液体噴射記録装置が
提供される。

請求項３の発明によれば、上記構成において、請求項１
に記載の装置の状態が記録ヘッドの温度である構成とし
たので、さらに効率よく回復動作に要する時間の短縮お
よび記録ヘッドの寿命の向上を図り得る液体噴射記録装
置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液体噴射記録装置の液体の供給お
よび循環用の装置を示す模式図、第２図は第１図の装置
の動作を示すフローチャート、第３図は第２図中の各循
環回復モードのシーケンス１ を例示するタイムチャート、第４図は第１図〜第３図の
液体噴射記録装置の記録ヘッドのキャッピング手段とし
て好適を構造を示す縦断面図、第５図は本発明による液
体噴射記録装置における長期放置後の循環回復のシーケ
ンスの３例を示すタイムチャートである。 ２・・・・・・・・・記録ヘッド、　　２ａ・・・・・
・・・・吐出口、３・・・・・・・・・循環管、　　　
６・・・・・・・・・供給管、７・・・・・・・・・電
磁弁、　　９・・・・・・・・・液体タンク、１０・・
・・・・・・・回復ポンプ、２０・・・・・・キャッピ
ング手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録ヘッドとインクタンクを結ぶ供給路中にイン
   ク加圧用ポンプとバルブを有する循環供給手段と、該バ
   ルブの開閉を制御する手段とを具備し、該記録ヘッドの
   吐出口より液滴を吐出飛翔させ、これを記録媒体に付着
   させて画像を形成する液体噴射記録装置において、装置
   の状態を検知する手段を備え、該状態に応じて、インク
   循環時、該インク加圧用ポンプとバルブの作動タイミン
   グを制御することにより、加圧力を制御することを特徴
   とする液体噴射記録装置。
2. （２）請求項１に記載の状態が記録装置の放置時間であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録装置
   。
3. （３）請求項１に記載の装置の状態が記録ヘッドの温度
   であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録
   装置。