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JP3255528B2 - インクジェット装置 - Google Patents

インクジェット装置

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Publication number
JP3255528B2
JP3255528B2 JP35450293A JP35450293A JP3255528B2 JP 3255528 B2 JP3255528 B2 JP 3255528B2 JP 35450293 A JP35450293 A JP 35450293A JP 35450293 A JP35450293 A JP 35450293A JP 3255528 B2 JP3255528 B2 JP 3255528B2
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JP
Japan
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ink
ink jet
ejection
cap means
discharge port
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JP35450293A
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JPH07195712A (ja
Inventor
西城  泰嗣
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH07195712A publication Critical patent/JPH07195712A/ja
Priority to US08/926,483 priority patent/US6017109A/en
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Publication of JP3255528B2 publication Critical patent/JP3255528B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16505Caps, spittoons or covers for cleaning or preventing drying out
    • B41J2/16508Caps, spittoons or covers for cleaning or preventing drying out connected with the printer frame

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  • Ink Jet (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット装置に
関するものである。なお、ここで、記録とは、布、糸、
紙、シート材等のインク付与を受けるインク支持体全て
へのインク付与等(プリント)を含むもので、記録装置
は、各種情報処理装置全てあるいはその出力器としての
プリンタを含むもので、本発明はこれらへの用途が可能
なものである。
【0002】
【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機
能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワードプ
ロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーション
の出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基
づいて用紙やプラスチック薄板等の被記録材(記録媒
体)に画像を記録するように構成されている。このよう
な記録装置には、高速、高画質の記録が可能なインクジ
ェット記録方式が採用されている。
【0003】一般に、インクジェット装置は、一列に配
列され先端部が全体でオリフィス面を構成する複数の吐
出口と、このすべての吐出口と連通しかつ上記吐出口に
インクを供給する共通インク室と、この共通インク室に
インクを供給するためのインク供給口を有するタンク部
とを含むインクジェットヘッドを有している。
【0004】このような記録ヘッドを有する記録装置に
おいては、非記録時に、乾燥などにより吐出口からイン
ク中の成分が蒸発してインクが増粘化し吐出不良または
吐出不能となることがある。この場合には、そのノズル
からインクが吐出しにくくなるため、画像の品位が低下
する不都合が生じる。
【0005】この不都合を解消するため、従来より、記
録ヘッドに対して非記録時、あるいは記録中でも定期的
に吐出回復処理を施している。この処理には、記録ヘッ
ドの吐出口で構成されるオリフィス面に密着してオリフ
ィス面を含む密閉空間を形成するキャップ部材と、この
キャップ部材に取り付けられ、かつ、上記密閉空間を負
圧にする吸引ポンプと、この吸引ポンプの吸引力により
密閉空間内に吐出されるインクを排出するためのインク
排出口とからなる吐出回復処理手段が用いられている。
【0006】ここで、図12および13を参照して従来
のインクジェット装置における記録ヘッドと吐出回復処
理手段の構成およびその作用を説明する。
【0007】図12は、記録ヘッドとキャップ装置が離
間したキャップ開放状態を示す要部断面図であり、図1
3はキャップ装置が記録ヘッドに密着したキャップ当接
状態を示す要部断面図である。まず、図12において記
録ヘッド1は不図示の移動機構および保持機構により図
面に直交する方向に沿って移動可能に保持されている。
記録ヘッド1のタンク部1aには、インクIkが不図示
の機構により適当に与えられて保持されている。
【0008】記録ヘッド1のタンク部1aの下壁中央部
には、後述の共通インク室とタンク部1aとを連通させ
るインク供給口1bが設けられている。タンク部1aの
さらに下方には共通インク室1cが設けられている。共
通インク室1cはタンク部1a中のインクIkをインク
供給口1bを介して全吐出口へ供給するためのインク貯
蔵部である。図1において1dは全吐出口により構成さ
れるオリフィス面を示し、1eはインク供給口1bの近
傍であって吐出口全体からみて中央部分に位置するノズ
ル群を示し、1fおよび1gはインク供給口1bから離
れ、かつ、吐出口全体からみて端縁部分に位置するノズ
ル群を示している。
【0009】キャップ手段としてのキャップ2の上面2
aの周縁部には、キャップが後出の可動機構により上昇
して記録ヘッド1のオリフィス面1dに密着した後に、
記録ヘッド1のオリフィス面1dの縁部を全周にわたっ
て押圧する周壁部2bが形成されている。このキャップ
のうち、少なくとも記録ヘッド1に当接する周壁部2b
については記録ヘッドとの当接時の衝撃に吸収およびそ
の当接後の密着性の向上等の条件を考慮してゴム等の弾
性部材から形成されている。
【0010】キャップ2の上面2aの中央部分には、イ
ンク排出口2cが形成されており、このインク排出口2
cを含む排出パイプ2dが垂下して形成されている。排
出パイプ2dの下端部はチューブ3を介して吸引ポンプ
4に接続されている。
【0011】上記キャップ2は、図示しない可動機構に
より上下動可能であるホルダ5によって保持されてい
る。この可動機構により、キャップ2は記録ヘッド1の
オリフィス面1dへの密着またはオリフィス面1dから
の離脱が可能である。
【0012】なお、キャップ2の上面2aの上には、イ
ンクIkを吸収するインク吸収部材6が収容されてい
る。
【0013】次に、従来のインクジェット装置における
吸引回復動作について説明する。
【0014】まず、図12に示すように記録ヘッド1を
図示略の駆動機構によりホームポジションに移動させ、
記録ヘッド1のオリフィス面1dをキャップ2の上面2
aに対向させる。次いで、図示略の可動機構により、ホ
ルダ5を上方移動させ、ホルダ5上のキャップ2の周壁
部2bを記録ヘッド1のオリフィス面1dの周縁部に適
当な加圧力をもって当接させることによってオリフィス
面1dの前方の空間を密閉空間とする。ここで、吸引ポ
ンプ4を作動させると、上記密閉空間が負圧となるか
ら、各吐出口を通してインクIkが吸引され、各吐出口
内または共通インク室1c内の増粘インクや気泡が上記
密閉空間内へ除去され、同時に共通インク室1cから各
吐出口内へ適正状態のインクIkが充填される。上記密
閉空間内へ導かれてきたインクIkは、インク吸収部材
6に吸収される。インク吸収部材6の中をインクIkは
下方へ移動し、最終的には、排出パイプ2dおよびチュ
ーブ3を介して図示しないタンクに集められる。
【0015】次に、キャップ2に形成された図示しない
開閉弁等の負圧解除機構により上記密閉空間の負圧を解
除したのち、吸引ポンプ4を停止し、ホルダ5を下降さ
せて記録ヘッド1のオリフィス面1dからキャップ2を
離間させることにより、一連の吸引回復動作を終了す
る。なお、図13では吸引回復動作等の説明の便宜上、
インク吸収部材の図示が省略されている。
【0016】しかしながら、上記従来のインクジェット
装置では、記録ヘッド1のインク供給口1bとキャップ
2のインク排出口2cとが上下間で対向しているため、
両者が対向する吐出口列の中央部分とその周辺部分とで
は各ノズル中を流れるインクの流れ方が異なり、ノズル
の位置によって吸引回復状態に差が出て良好な画像品位
を維持できないという欠点を有していた。
【0017】すなわち、図13に示すように吐出口群の
中央付近のノズル群1e近傍におけるインクは、インク
供給口1bとインク排出口2cとを結ぶ線上付近である
ため、大きな吸引力を受けることができ、その間にイン
ク吸収部材6の介在による圧力損失もわずかであること
から、その流れ(図中矢印Pで示す)は非常にスムーズ
で流速も大きく、ノズル群1eの各ノズル内の増粘イン
クや気泡の排除を効率的に行うことができる。これに対
し、吐出口群の端縁部分のノズル群1fおよび1g近傍
におけるインクは、インク供給口1bとインク排出口2
cとを結ぶ線から離れているため、大きな吸引力を受け
ることができず、さらにインク吸収部材6の介在による
圧力損失も相対的に大きくなることから、その流れ(図
中矢印QおよびRで示す)は緩やかで流速も小さく、ノ
ズル群1fおよび1gの各ノズル内の増粘インクや気泡
の排除を十分に行うことができない。
【0018】このように従来のインクジェット装置で
は、吐出口群に対して吐出回復処理を施こしても、ノズ
ル群全体均一の吐出特性を回復させることができず、
このため記録濃度のバラツキやインク吐出不良を引き起
こし、高品位記録の水準を維持することは困難であっ
た。特に、上記不都合は、ノズル数が増加するに従って
顕著となる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、吐出
回復処理後に全ノズルに対し均一な吐出特性を回復させ
得る構造を有するインクジェット装置を提供することに
ある
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、インクを下向きに吐出する
複数の吐出口と、該複数の吐出口の上方に位置し該複数
の吐出口と連通し該複数の吐出口にインクを供給すると
共に、インクタンクからのインクの供給をインク供給口
を介して受ける共通インク室と、を含むインクジェット
ヘッドと、該インクジェットヘッドの前記複数の吐出口
のキャッピングを行うキャップ手段と、該キャップ手段
が前記キャッピングを行っているとき該キャップ手段の
インク排出口を介して前記複数の吐出口から吸引を行う
吸引手段と、を有するインクジェット装置であって、前
記インク排出口は前記インク供給口と対向する位置から
離れた位置に設けられたことを特徴とする。
【0021】また、請求項2記載の発明は、インクを
向きに吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口の上方
に位置し該複数の吐出口と連通し該複数の吐出口にイン
クを供給すると共に、インクタンクからのインクの供給
インク供給口を介して受ける共通インク室と、を含む
インクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドの前
記複数の吐出口のキャッピングを行うキャップ手段と、
該キャップ手段が前記キャッピングを行っているとき該
キャップ手段のインク排出口を介して前記複数の吐出口
から吸引を行う吸引手段と、を有するインクジェット装
であって、前記インク排出口は前記インク供給口との
結線が前記各吐出口からインク吐出方向の延長線の略全
数と交差する位置に設けられたことを特徴とする。
【0022】ここで、請求項3記載の発明は、請求項1
または2に記載のインクジェット装置において、前記キ
ャップ手段には、前記インク排出口からの距離が小さく
なるにつれてインクの流抵抗を下げる流れ規制手段が設
けられたものでもよい。
【0023】請求項4記載の発明は、請求項1または2
に記載のインクジェット装置において、前記キャップ手
段には、インクを吸収するインク吸収部材が設けられた
ものでもよい。ここで、請求項5記載の発明は、請求項
4記載のインクジェット装置において、前記インク吸収
部材は、前記インク排出口からの距離が小さくなるにつ
れて粗度が大きくなるものでもよい。
【0024】請求項6記載の発明は、インクを下向きに
吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口の上方に位置
該複数の吐出口と連通し該複数の吐出口にインクを供
給すると共に、インクタンクからのインクの供給をイン
供給口を介して受けるための共通インク室と、を含む
インクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドの前
記複数の吐出口のキャッピングを行うキャップ手段と、
該キャップ手段が前記キャッピングを行っているとき該
キャップ手段のインク排出口を介して前記複数の吐出口
から吸引を行う吸引手段と、を有するインクジェット装
であって、前記インク排出口は前記インク供給口と対
向する位置に設けられ、かつ、前記キャップ手段には、
前記インク排出口からの距離が大きくなるにつれてイン
クの流抵抗を下げる流れ規制手段が設けられたものでも
よい。
【0025】請求項7記載の発明は、インクを下向きに
吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口の上方に位置
該複数の吐出口と連通し該複数の吐出口にインクを供
給すると共に、インクタンクからのインクの供給をイン
供給口を介して受ける共通インク室と、を含むインク
ジェットヘッドと、該インクジェットヘッドの前記複数
の吐出口のキャッピングを行うキャップ手段と、該キャ
ップ手段が前記キャッピングを行っているとき該キャッ
プ手段のインク排出口を介して前記複数の吐出口から吸
引を行う吸引手段と、を有するインクジェット装置であ
って、前記インク排出口は、前記インク供給口と対向す
る位置に設けられ、かつ前記キャップ手段には、前記イ
ンク排出口からの距離が大きくなるにつれて粗度が大き
くなるインク吸収部材が設けられたものでもよい。
【0026】請求項8記載の発明は、請求項1〜7のい
ずれかの項に記載のインクジェット装置において、前記
インクジェットヘッドには、前記吐出口からインクを吐
出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギ
発生体が設けられたものでもよい。
【0027】請求項9記載の発明は、請求項8記載のイ
ンクジェット装置において、前記エネルギ発生体は、イ
ンクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱
変換体であってもよい。
【0028】請求項10記載の発明は、請求項1〜9の
いずれかの項に記載のインクジェット装置において、前
記複数の吐出口は該複数の吐出口から吐出されたインク
が付与されるインク支持体の全幅にわたって設けられた
ものでもよい。
【0029】
【作用】本発明によれば、インク排出口とインク供給口
とが対向せず、ずれているため、又は、流れ規制手段が
設けられているため、あるいは、密度の異なる吸収部材
が設けられているため、吐出口全体に均一に吸引力を加
えることができるので、各ノズルを通過するインクの流
れを均一にすることが可能である。従って、ノズル列方
向全域にわたり、十分な回復状態とすることができるこ
とから、良好な画像品位の維持を確保できる。
【0030】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳し
く説明する。
【0031】[実施例1]図1は、本発明のインクジェ
ット装置の第1の実施例における記録ヘッドとキャップ
手段の構成の要部を示す断面図である。なお、図12お
よび図13に示した従来のインクジェット装置における
記録ヘッドとキャップ手段の構成と同一の構成について
は、同一符号を付し、その部分の説明を省略する。
【0032】本実施例の特徴は、インク供給口1bが中
央部分に対向する吐出口群の両端部側のノズル群1fお
よび1gに対向する位置に2つのインク排出口が設けら
れた点にある。すなわち、図1においてキャップ12
は、少なくとも周壁部12aが弾性部材から形成され、
上面12bには第1および第2のインク排出口12cお
よび12dが設けられている。これらインク排出口12
cおよび12dは、それぞれ第1および第2の排出パイ
プ12eおよび12fの上端の口部であり、これら排出
パイプ12eおよび12fはそれぞれ第1および第2の
チューブ13aおよび13bを介して後述のポンプユニ
ット中の吸引ポンプに接続されている。なお、両チュー
ブ13aおよび13bは集約チューブ13cで一本化さ
れて吸引ポンプにつながっている。ホルダ14は、上記
キャップ12を保持し、かつ、不図示の可動機構により
上下動可能である。
【0033】次に、このような構成のインクジェットヘ
ッド1とキャップ12との吸引回復処理時の動作および
インク吐出回復特性について説明する。
【0034】図1に示したキャップ12が記録ヘッド1
のオリフィス面1に適当な加圧力で密着した状態か
ら、不図示の吸引ポンプを作動させるとオリフィス面1
dとキャップ12との間の密閉空間に負圧が発生し、各
ノズルからインクIkを吸引する。この時、インク供給
口1bから中央部のノズル1eまでの距離は従来例に
較べて変わらないが、第1および第2のインク排出口
12cおよび12dまでの距離が長くなる。そのかわり
にインク供給口1bから両端部のノズル1fおよび1g
近傍までの距離は従来例に較べて変わらないが、イン
ク排出口12cおよび12dがおのおのノズル1fおよ
び1gにすぐ近くに配置されているため、結果的には、
インクの流れの差が中央部ノズル1eの近傍と両端部
ノズル1fおよび1g近傍とにおいて縮小され、その結
果増粘インクや気泡の排除がノズル全体で均一化する
で、十分な吐出回復状態を得ることができ、良好な画像
品位の維持を確保できる。
【0035】次に、上記のような構成を有するインクジ
ェットヘッドとキャップを例えば図14に示すインクジ
ェット装置に組み込んで適用することができる。
【0036】この装置は上記の交換可能な記録ヘッドを
黒(Bk),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー
(Y)4色のインクに対応して備えたフルカラーシリア
ルタイプのプリンタである。本プリンタに使用したヘッ
ドは、解像度400dpi,駆動周波数4KHzで、1
28個の吐出口を有している。
【0037】図14において、HCはY,M,C,Bk
の各インクに対応した4個の記録ヘッドカートリッジで
あり、記録ヘッドとこれに供給されるインクを貯留した
インクタンクとが一体に形成されている。各記録ヘッド
カートリッジHCはキャリッジに対して不図示の構成に
よって着脱自在に装着される。キャリッジ2は、ガイド
軸11に沿って摺動可能に係合し、また、不図示の主走
査モータによって移動する駆動ベルト52の一部と接続
する。これにより、記録ヘッドカートリッジHCはガイ
ド軸11に沿った走査のための移動が可能となる。1
5,16および17,18は記録ヘッドカートリッジ
の走査による記録領域の図中奥側および手前側におい
てガイド軸11とほぼ平行に延在する搬送ローラであ
る。搬送ローラ15,16および17,18は不図示の
副走査モータによって駆動され記録媒体Pを搬送する。
この搬送された記録媒体Pは記録ヘッドカートリッジ
の吐出口面が配設された面に対向し記録面を構成す
る。
【0038】記録ヘッドカートリッジHCによる記録領
域に隣接する当該カートリッジHCの移動可能領を臨
む位置に前述の回復系ユニットが設けられる。ここでの
回復系ユニットにおいて、300は記録ヘッドを有する
複数のカートリッジHCにそれぞれ対応して設けたキャ
ップユニットであり、図示しない移動機構によりキャリ
ッジ2の移動に伴なって図中左右方向にスライド可能で
あるとともに、上下方向に昇降可能である。そしてキャ
リッジ2がホームポジションにあるときには、キャップ
ユニット300は記録ヘッド部と接合してこれをキャッ
ピンクする。
【0039】さらに、500はキャップユニット300
を介して記録ヘッドの吐出口およびその近傍からインク
等を吸収するためのポンプユニットである。
【0040】[実施例2]図2は、本発明のインクジェ
ット装置の第2の実施例における記録ヘッドとキャップ
手段の構成の要部を示す断面図である。
【0041】本実施例の特徴は、図12および図13に
示した従来のキャップ2に、特定位置に2つのインク供
給口を有する記録ヘッドを組み合わせた構成にある。す
なわち、本実施例における記録ヘッド20には、実施例
1とほぼ同様のタンク部1aを有するが、タンク部1a
の下壁部のうち、吐出口群の端縁付近のノズル群1fお
よび1gに共通インク室1cを介してそれぞれ対向する
位置に第1および第2のインク供給口20aおよび20
bが設けられている。
【0042】このような構成の記録ヘッド20に対して
上記キャップ2を用いて吐出回復処理を行った場合にお
けるインクの流れについて以下説明する。
【0043】両端のノズル群1fおよび1g近傍は、イ
ンク供給口20aおよび20bからの距離は短く、イン
ク排出口2cまでの距離は長い。一方、中央のノズル群
1e近傍はその反対にインク供給口20aおよび20b
からの距離は長く、インク排出口2cまでの距離は短
い。この結果、両端のノズル群1fおよび1g近傍と中
央のノズル群1e近傍とにおけるインクの流れが均一化
される。
【0044】従って、本実施例においても、記録ヘッド
20の吐出口群全体で各ノズル内の増粘インクや気泡の
排除を確実にかつ均一に行うことができるので、十分な
吐出回復状態を得ることができ、良好な画像品位の維持
を確保できる。
【0045】上記のような構成の記録ヘッド20とキャ
ップ2を例えば図14に示したインクジェット装置に組
み込んで、実施例1のように適用することができる。
【0046】[実施例3]図3は、本発明のインクジェ
ット装置の第3の実施例における記録ヘッドとキャップ
手段の構成の要部を示す断面図である。
【0047】本実施例の特徴は、記録ヘッドのインク供
給口の位置とキャップ手段のインク排出口の位置を遠く
離した点にある。すなわち、本実施例の記録ヘッド21
には、タンク部1aの下壁部のうち、吐出口群の一端の
ノズル群1gに対向する位置にインク供給口21aが設
けられている。一方、キャップ22は少なくとも周壁部
22aが弾性部材から形成されており、上面22bに
は、吐出口群の他端のノズル群1fに対向する位置にイ
ンク排出口22cが設けられている。インク排出口22
cは、キャップ22から垂下する排出パイプ22dの上
端の口部であり、排出パイプ22dはチューブ3を介し
て図示しない吸引ポンプに接続されている。
【0048】このような構成の記録ヘッド21に対して
キャップ22を用いて吐出回復処理を行った場合におけ
るインクの流れについて以下説明する。
【0049】図3に向って右側のノズル1g近傍はイン
ク供給口21aからの距離が短く、インク排出口22c
までの距離が長い。また、左側のノズル1f近傍はイン
ク供給口21aからの距離が長く、インク排出口22c
までの距離が短い。中央のノズル群1eはその中間的な
位置関係にある。この結果、右端ノズル1g、中央ノズ
ル1e、左端ノズル1fそれぞれの近傍でインクの流れ
が均一化される。
【0050】従って、本実施例においても、記録ヘッド
21の吐出口群全体で各ノズル内の増粘インクや気泡の
排除を確実にかつ均一に行うことができるので、十分な
吐出回復状態を得ることができ、良好な画像品位の維持
を確保できる。
【0051】また、上記実施例1〜3において、記録ヘ
ッドのノズル数がさらに増え、それに伴なってインク供
給口も3、4個と多数化した場合にも本発明を盛り込
み、キャップ内の各インク供給口のノズル列方向略中間
位置および必要ならば両端部にもインク排出口を複数個
設けた構成とすることにより、ノズル群全体でインクの
流れが均一化され得る。
【0052】上記のような構成の記録ヘッド21とキャ
ップ22を例えば図14に示したインクジェット装置に
組み込んで、実施例1のように適用することができる。
【0053】[実施例4]図4は、本発明のインクジェ
ット装置の第4の実施例における記録ヘッドとキャップ
手段の構成の要部を示す断面図であり、図5は、図4に
示したキャップ手段を図4の矢印A方向から見た平面図
であって、記録ヘッドの吐出口の配置構成をオーバーラ
ップさせたものである。
【0054】本実施例の特徴は、図1に示した第1の実
施例の構成を有し、かつ、キャップ12の上面12b上
にノズルから吸引されたインクの流れを規制する流れ規
制部材25が配設されている点である。
【0055】流れ規制部材25は略ひし形状の板体であ
り、幅方向に広い中央部25aと、この中央部25aを
中心とした対称位置に共に幅方向に狭い第1および第2
の端部25bおよび25cとから概略構成されている。
両端部25bおよび25cと中央部25aとの間は、中
央部25aから漸次幅が狭くなっていく形状となってい
る。
【0056】また、流れ規制部材25は、図4に示すよ
うにキャップ12の上面12b上に形成された複数の突
起群12上に載置され、これにより流れ規制部材25
とキャップ12との間にインク流路として使用可能な空
間を設けることができる。
【0057】このような構成の流れ規制部材25を有す
るキャップ12を用いて記録ヘッド1に対して吐出回復
処理を行った場合におけるインクの流れについて以下説
明する。
【0058】実施例1で説明したのと同様に、各ノズル
とインク供給口1bと、インク排出口12cおよび12
dとの位置関係により各ノズルのインクの流れは均一化
する方向に向かう。本実施例では特に流れ規制部材25
を加えることにより、さらに均一化を図るものである。
すなわち、図5に示すように流れ規制部材25は、イン
ク供給口1bに対向した中央部25aではキャップ内壁
である周壁部12aとのギャップが狭く、インク排出口
12cおよび12dに対向し、両端部25bおよび25
cにそれぞれ向かうにつれて徐々にそのギャップが広く
なる形状をしている。従って、中央ノズル1e近傍では
流抵抗が大きく、インクの流れを抑制し、端部ノズル1
gおよび1f近傍では流抵抗が小さいためインクの流れ
を妨げないように作用し、結果としてインクの流れをさ
らに均一化できる。本実施例は記録ヘッドが多ノズル化
した時に特に有効である。
【0059】上記のような構成の記録ヘッド1とキャッ
プ12を例えば図14に示したインクジェット装置に組
み込んで、実施例1のように適用することができる。
【0060】[実施例5]図6は、本発明のインクジェ
ット装置の第5の実施例における記録ヘッドとキャップ
の構成の要部を示す断面図である。
【0061】本実施例の特徴は、図3に示した第3の実
施例の構成を有し、かつ、キャップ22の上面22b上
の複数の突起群22e上に特定構成のインク吸収部材2
6が配設されている点にある。
【0062】インク吸収部材26は、図6に示すように
密度の漸次異なる第1,第2および第3の吸収部26
a,26bおよび26cから構成され、これら各吸収部
は一体成形されている。本実施例においては、インク供
給口21bに対向する第1吸収部26aの密度が最も細
かく、第2吸収部26b、第3吸収部26cの順で密度
が粗くなっていくように配置されている。
【0063】このような構成のインク吸収部材26を有
するキャップ22を用いて記録ヘッド21に対して吐出
回復処理を行った場合におけるインクの流れについて以
下説明する。
【0064】右端のノズル群1g近傍では密度の細かい
第1吸収部26aにより流抵抗が大きくインクの流れを
抑制し、左端ノズル1f近傍では密度の粗い第3吸収部
26cにより流抵抗が小さくインクの流れを妨げないよ
うに作用し、実施例3の構成による作用効果であるイン
クの流れの均一化に加え、全体のインクの流れをさらに
均一化できる。
【0065】なお、上記実施例では、インク吸収部材2
6として密度の異なる吸収部材を一体的に成形したもの
を用いたが、密度の異なる別個の吸収部材を順次配設し
ても良い。本実施例は記録ヘッドが多ノズル化した時に
特に有効である。
【0066】上記のような構成の記録ヘッド21とキャ
ップ22を例えば図14に示したインクジェット装置に
組み込んで、実施例1のように適用することができる。
【0067】[実施例6]図7は、本発明のインクジェ
ット装置の第6の実施例における記録ヘッドとキャップ
手段の構成の要部を示す断面図であり、図8は、図7に
示したキャップ手段を図7に示した矢印B方向から見た
平面図であって、記録ヘッドの吐出口の配置構成をオー
バーラップさせたものである。
【0068】本実施例の特徴は、図12および図13に
示した従来の構成を有し、かつ、キャップ2の上面2a
上の複数の突起群2e上に図4および図に示した実施例
4における流れ規制部材25が載置されている点にあ
る。
【0069】この場合、流れ規制部材25により、中央
ノズル1e近傍からインク排出口2cに向かう流抵抗を
大きくし、インクの流れを抑制することができ、また端
部ノズル1fおよび1g近傍からインク排出口2cに向
かう流抵抗を小さくし、インクの流れを妨げないように
することができる。従って、結果としてインクの流れを
均一化する方向となる。
【0070】上記のような構成の記録ヘッド1とキャッ
プ2を例えば図14に示したインクジェット装置に組み
込んで、実施例1のように適用することができる。
【0071】[実施例7]図9は、本発明のインクジェ
ット装置の第7の実施例における記録ヘッドとキャップ
手段の構成の要部を示す断面図であり、図10は、図9
に示したキャップ手段を図7に示した矢印C方向から見
た平面図である。
【0072】本実施例の特徴は、実施例6の構成から流
れ規制部材25を図10に示す特定形状の流れ規制部材
27に代えた点にある。
【0073】流れ規制部材27は、図10に示すように
略矩形状の平面形状を有する板体である。この流れ規制
部材27の周縁部とキャップ2の周壁部2bとのギャッ
プは全周にわたって同一である。流れ規制部材27の中
央部分には、1群の小径の孔27aが形成され、両端部
分には孔27aよりも大径の1群の孔27bが形成さ
れ、孔27aと孔27bとの間の部分にはそれぞれ孔2
7aと孔27bとの間の径を有する1群の孔27cが形
成されている。最小径の孔27aは広い間隔で形成さ
れ、最大径の孔27bは狭い間隔で形成され、中間径の
孔27cは孔27aと孔27bの形成間隔で中間寸法の
間隔で形成されている。
【0074】本実施例においては、このような構成の流
れ規制部材27により、中央ノズル1e近傍からのイン
ク排出口2cに向かう流抵抗を大きくし、インクの流れ
を抑制し、端部ノズル1fおよび1g近傍からインク排
出口2cに向かう流抵抗を小さくし、インクの流れを妨
げないように作用し、結果としてインクの流れを均一化
することができる。
【0075】上記のような構成の記録ヘッド1とキャッ
プ2を例えば図14に示したインクジェット装置に組み
込んで、実施例1のように適用することができる。
【0076】[実施例8]図11は、本発明のインクジ
ェット装置の第8の実施例における記録ヘッドとキャッ
プの構成の要部を示す断面図である。
【0077】本実施例の特徴は、図12および図13に
示した従来の構成を有し、かつ、キャップ2の上面2a
上の突起群2e上に密度の異なる3種類のインク吸収部
を含むインク吸収部材28が載置されている点にある。
【0078】本実施例のインク吸収部材28は、一体成
形されてなるものであって、吐出口の中央付近のノズル
群1eと対向する位置およびその周辺に配された密度が
最も細かい第1吸収部28aと、両端付近のノズル群1
fおよび1gとそれぞれ対向する位置に配された発泡密
度の最も粗い第2吸収部28bと、これら両吸収部28
aと28bの間に両吸収部の中間の密度を有する第3吸
収部28cとから概略構成されている。
【0079】本実施例においては、インク吸収部材28
により、インク供給口1bからインク排出口2cに向か
う流抵抗を大きくし、インクの流れを抑制し、両端部に
向かうに従って流抵抗を小さくし、インクの流れを妨げ
ないようにすることができ、結果としてインクの流れを
均一化できる。
【0080】本実施例においては、インク吸収部材28
として密度の異なる吸収部材を一体的に成形したものを
用いたが、密度の異なる別個の吸収部材を順次配設した
構成としてもよい。
【0081】上記のような構成の記録ヘッド1とキャッ
プ2を例えば図14に示したインクジェット装置に組み
込んで、実施例1のように適用することができる。
【0082】上記実施例1−8では、記録ヘッドとして
ノズル部と共通インク室から成る吐出エレメントとイン
クタンク部の一体形のものを用いたが、吐出エレメント
とインクタンク部とを別体とし、着脱自在とする構成で
あってもよい。
【0083】(その他)なお、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、前記熱エ
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。
【0084】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。
【0085】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。
【0086】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。
【0087】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。
【0088】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。
【0089】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、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
えた装置にも本発明は極めて有効である。
【0090】さらに加えて、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30℃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60−7
1260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。
【0091】さらに加えて、本発明インクジェット装置
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。
【0092】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インク排出口とインク供給口とが対向せず、ずれている
ため、またはインクジェットヘッドのインク供給口と先
のキャップ手段のインク排出口を結んだ線が各ノズルの
吐出方向延長線のほぼ全数と交差する位置にキャップ手
段のインク排出口を設けたため、またはインク供給口近
傍の流抵抗に対してインク排出口近傍の流抵抗を下げる
ための流れ規制手段をキャップ手段内に設けたので、吸
引回復時の負圧印加時に各ノズルを通過するインクの流
れを均一にしてノズル列方向全域にわたり、十分な回復
状態を得ることができ、良好な画像品位が確保できると
いう効果がある。
【0093】また、キャップ手段内にインク吸引部材を
有する場合には、インク供給口近傍のインク吸収部材の
密度に対してインク排出口近傍の密度を下げることによ
インク供給口とインク排出口が対向位置にある場合
でも、インク排出口からの距離が大きくなるにつれてイ
ンクの流抵抗を下げるようにしたので、吸引回復時の負
圧印加時に各ノズルを通過するインクの流れを均一にし
てノズル列方向全域にわたり、十分な回復状態を得るこ
とができ、良好な画像品位が確保できるという効果があ
る。
【0094】また、本発明においては、流れの悪いノズ
ル部を回復させるために必要以上の吸引圧力やインク吸
引量を設定しなくても済むのでポンプ性能を落とすこと
ができ装置の小型化が図れると共に廃インク量が削減で
きるという効果もある。
【0095】また、記録ヘッドのインク供給口から各ノ
ズルへの流抵抗を減らすために共通インク室の体積を多
くとる必要もなくなるので、記録ヘッドが小型化でき、
装置全体を小型化できると共に、吸引回復時のインク吸
引量も削減できるので廃インク量が削減できるという効
果もある。また、これらの効果は記録ヘッドが多ノズル
化し、長尺化した時に著しいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット装置の第1の実施例に
おける記録ヘッドとキャップ手段の構成の要部を示す断
面図である。
【図2】本発明のインクジェット装置の第2の実施例に
おける記録ヘッドとキャップ手段の構成の要部を示す断
面図である。
【図3】本発明のインクジェット装置の第3の実施例に
おける記録ヘッドとキャップ手段の構成の要部を示す断
面図である。
【図4】本発明のインクジェット装置の第4の実施例に
おける記録ヘッドとキャップ手段の構成の要部を示す断
面図である。
【図5】図4に示したキャップ手段を図4の矢印A方向
から見た平面図であって、記録ヘッドの吐出口の配置構
成をオーバーラップさせたものである。
【図6】本発明のインクジェット装置の第5の実施例に
おける記録ヘッドとキャップの構成の要部を示す断面図
である。
【図7】本発明のインクジェット装置の第6の実施例に
おける記録ヘッドとキャップ手段の構成の要部を示す断
面図である。
【図8】図7に示したキャップ手段を図7に示した矢印
B方向から見た平面図であって、記録ヘッドの吐出口の
配置構成をオーバーラップさせたものである。
【図9】本発明のインクジェット装置の第7の実施例に
おける記録ヘッドとキャップ手段の構成の要部を示す断
面図である。
【図10】図9に示したキャップ手段を図7に示した矢
印C方向から見た平面図である。
【図11】本発明のインクジェット装置の第8の実施例
における記録ヘッドとキャップの構成の要部を示す断面
図である。
【図12】記録ヘッドとキャップ装置が離間したキャッ
プ開放状態を示す要部断面図である。
【図13】キャップ装置が記録ヘッドに密着したキャッ
プ当接状態を示す要部断面図である。
【図14】本発明のインクジェット装置の一実施例の構
成を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ik インク 1 記録ヘッド 1a タンク部 1b インク供給口 1c 共通インク室 1d オリフィス面 1e 中央吐出口群 1f,1g 端縁吐出口群 2 キャップ(キャップ手段) 2a 上面 2b 周壁部 2c インク排出口 2d 排出パイプ 3 チューブ 4 吸引ポンプ 5 ホルダ 6 インク吸収部材 12 キャップ(キャップ手段) 12a 周壁部 12b 上面 12c 第1インク排出口 12d 第2インク排出口 12e 第1排出パイプ 12f 第2排出パイプ 13a 第1チューブ 13b 第2チューブ 13c 集約チューブ 14 ホルダ 20 記録ヘッド 20a 第1インク供給口 20b 第2インク供給口 22 キャップ(ギャップ手段) 22a 周壁部 22b 上面 22c インク排出口 22d 排出パイプ 25 流れ規制部材 25a 中央部 25b 第1端部 25c 第2端部 26 インク吸収部材 26a 第1吸収部 26b 第2吸収部 26c 第3吸収部 27 流れ規制部材 27a 小径部 27b 大径部 27c 中径部 28 インク吸収部材 28a 第1吸収部 28b 第2吸収部 28c 第3吸収部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/18 B41J 2/165 B41J 2/175 B41J 2/185

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを下向きに吐出する複数の吐出口
    と、該複数の吐出口の上方に位置し該複数の吐出口と連
    通し該複数の吐出口にインクを供給すると共に、インク
    タンクからのインクの供給をインク供給口を介して受け
    る共通インク室と、を含むインクジェットヘッドと、 該インクジェットヘッドの前記複数の吐出口のキャッピ
    ングを行うキャップ手段と、 該キャップ手段が前記キャッピングを行っているとき該
    キャップ手段のインク排出口を介して前記複数の吐出口
    から吸引を行う吸引手段と、を有するインクジェット装
    であって、 前記インク排出口は前記インク供給口と対向する対向
    置から離れた離隔位置に設けられ、前記対向位置と前記
    離隔位置との一方または両方は前記複数の吐出口の配列
    方向に関する中央部を中心として対称であることを特徴
    とするインクジェット装置。
  2. 【請求項2】 インクを下向きに吐出する複数の吐出口
    と、該複数の吐出口の上方に位置し該複数の吐出口と連
    通し該複数の吐出口にインクを供給すると共に、インク
    タンクからのインクの供給をインク供給口を介して受け
    る共通インク室と、を含むインクジェットヘッドと、 該インクジェットヘッドの前記複数の吐出口のキャッピ
    ングを行うキャップ手段と、 該キャップ手段が前記キャッピングを行っているとき該
    キャップ手段のインク排出口を介して前記複数の吐出口
    から吸引を行う吸引手段と、を有するインクジェット装
    であって、 前記インク排出口は前記インク供給口との結線が前記各
    吐出口からインク吐出方向の延長線の略全数と交差する
    位置に設けられたことを特徴とするインクジェット装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載のインクジェッ
    ト装置において、前記キャップ手段には、前記インク排
    出口からの距離が小さくなるにつれてインクの流抵抗を
    下げる流れ規制手段が設けられたことを特徴とするイン
    クジェット装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載のインクジェッ
    ト装置において、前記キャップ手段には、インクを吸収
    するインク吸収部材が設けられたことを特徴とするイン
    クジェット装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のインクジェット装置にお
    いて、前記インク吸収部材は、前記インク排出口からの
    距離が小さくなるにつれて粗度が大きくなることを特徴
    とするインクジェット装置。
  6. 【請求項6】 インクを下向きに吐出する複数の吐出口
    と、該複数の吐出口の上方に位置し該複数の吐出口と連
    通し該複数の吐出口にインクを供給すると共に、インク
    タンクからのインクの供給をインク供給口を介して受け
    るための共通インク室と、を含むインクジェットヘッド
    と、 該インクジェットヘッドの前記複数の吐出口のキャッピ
    ングを行うキャップ手段と、 該キャップ手段が前記キャッピングを行っているとき該
    キャップ手段のインク排出口を介して前記複数の吐出口
    から吸引を行う吸引手段と、を有するインクジェット装
    であって、 前記インク排出口は前記インク供給口と対向する位置に
    設けられ、かつ、前記キャップ手段には、前記インク排
    出口からの距離が大きくなるにつれてインクの流抵抗を
    下げる流れ規制手段が設けられたことを特徴とするイン
    クジェット装置。
  7. 【請求項7】 インクを下向きに吐出する複数の吐出口
    と、該複数の吐出口の上方に位置し該複数の吐出口と連
    通し該複数の吐出口にインクを供給すると共に、インク
    タンクからのインクの供給をインク供給口を介して受け
    る共通インク室と、を含むインクジェットヘッドと、 該インクジェットヘッドの前記複数の吐出口のキャッピ
    ングを行うキャップ手段と、 該キャップ手段が前記キャッピングを行っているとき該
    キャップ手段のインク排出口を介して前記複数の吐出口
    から吸引を行う吸引手段と、を有するインクジェット装
    であって、 前記インク排出口は、前記インク供給口と対向する位置
    に設けられ、かつ前記キャップ手段には、前記インク排
    出口からの距離が大きくなるにつれて粗度が大きくなる
    インク吸収部材が設けられたことを特徴とするインクジ
    ェット装置。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかの項に記載のイ
    ンクジェット装置において、前記インクジェットヘッド
    には、前記吐出口から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エネルギ発生体が設けられたこ
    とを特徴とするインクジェット装置。
  9. 【請求項9】 請求項8記載のインクジェット装置にお
    いて、前記エネルギ発生体は、インクに膜沸騰を生じさ
    せる熱エネルギを発生する電気熱変換体であることを特
    徴とするインクジェット装置。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかの項に記載の
    インクジェット装置において、前記複数の吐出口は該複
    数の吐出口から吐出されたインクが付与されるインク支
    持体の全幅にわたって設けられたことを特徴とするイン
    クジェット装置。
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