(57)【要約】【課題】  大液室構造ヘッドにおいて、液室内の液面レベルを吸引回復をせずに上昇させる事を目的とした。【解決手段】  液室内加熱工程→予備吐出工程→冷却工程を繰り返し、徐々に液面レベルを上昇させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する吐出口と、吐出口に連結されたインク液室を有する記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置において、液室内を加熱する手段と、加熱手段と並行して使用可能な吐出手段と、液室内の気泡を大気と連通させる手段と、液室を冷却する手段を繰り返し動作させることにより、液室内の液面を調整する手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インクを吐出する吐出口と、吐出口に連結されたインク液室を有する記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置において、液室内を加熱する工程と、加熱工程と並行した吐出工程と、液室内の気泡部分を大気と連通させる工程と、液室を冷却する工程を繰り返し行うことにより液室内の液面を調整することを特徴とするインクジェット記録装置の液面調整方法。
【請求項３】
液室の加熱工程と吐出工程においてインク供給弁を閉じ、冷却工程においては供給弁を開放することを特徴とする請求項２内のインクジェット記録装置の液面調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置の吐出を安定化させるための液面調整方法に関するものであり、詳細には、吸引回復によらない液面調整方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の情報処理システムにおいて、文字、画像等の情報を被記録材上に記録するための記録装置および記録方法に関する。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（印刷、印字、画像形成、プリント、染色等）を含むもので、本発明は情報処理分野のみならず、布、糸、紙、シート材等のインク付与を受けるインク支持体を用いるアパレル産業等の幅広い産業分野において適用可能なものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録紙ともいう）に対して記録を行なうインクジェット記録装置は、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。
【０００４】
一般にインクジェット記録装置は、記録手段（記録ヘッド）およびインクタンクと搭載するキャリッジと、記録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紙を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。
【０００５】
このようなインクジェット記録装置では、吐出するインク滴の乱れを防止し安定した画像形成を維持するためにさまざまな回復手段が設けられる。非印字時の吐出口の乾燥を防止するための予備吐出手段、吐出口近傍に付着したインク、紙粉なおどの異物を除去するためのワイピング手段、ノズル内あるいはインク供給路内に溜まった気泡を除去するための吸引手段などがその代表的な物である。
【０００６】
この中でも、吸引手段は負圧発生手段と吐出口を覆うキャッピング手段からなり、吐出口をキャッピング手段で覆った後、負圧を発生させ吐出口からインクとともに気泡を排出させるものである。このような吸引手段はノズル内の泡を抜くだけでなく、ノズルに連結している液室へのインク供給を促し、液室内のインク量を調整する役割もある。
【０００７】
図３に、記録ヘッド、供給チューブ、インクタンクからなるインクジェット記録装置の供給系の概略図を示す。図中４は記録ヘッド、２はインクタンク３からのインクを記録ヘッドに供給するための供給チューブ、４は供給チューブの途中に設けられた供給弁を示している。インクタンク３には大気連通孔３１が設けられており中にはインクAが充填されている。記録ヘッド１はフィルター１２により、サブタンク１１と液室１３に大きく分けられ、液室１３の下方には先端に吐出口が形成されたノズル１４と吐出口からインクを吐出させるための駆動ユニット１４が配置されている。このようなインク供給系におけるインクの充填は以下のように行われる。供給弁４を開き、吸引用キャップを吐出口１４を塞ぐように配置し、吸引用キャップにつながれた負圧発生手段を稼動させ負圧を発生する。負圧によりインクタンクから供給チューブを経由してインクがサブタンク１１、液室１２、に流れ込み吐出口からからインクが排出され駆動ユニット１４、ノズル１５にインクが充填される。図４に、このときサブタンクに充填されたインクをA、液室に充填されたインクをBと表示する。このように充填されたインクは、吐出口から印字などにり消費されると液室内のインクBの液面レベルが下がり負圧が上昇するためフィルターを通してサブタンクの充填インクBからインクが供給され、その順次インクタンクからサブタンクにインクが供給される。
【０００８】
このような供給系においては、液室、サブタンクの液面レベル（すなわち充填量）を管理することを重要であり、特に液室内のインクは直接吐出に使用されるため十分な量を常に確保しておく必要がある。しかし、液室内のインク充填量は、供給チューブ内に発生する気泡がサブタンク内に入ることによるサブタンク内の液面低下により減少するため、一定期間ごとに吸引手段により充填インクA,Bおよび記録ヘッド内の気泡を除去してやり、初期の充填状態の戻す必要がある。このような目的で行われる吸引を特に液面調整吸引と呼ぶ。
【０００９】
この液面調整吸引は効果的な液面調整方法であるが、充填インクA,Bを消費し、複数の記録ヘッドを一緒に吸引する機構の場合には消費しなくて良いインクも消費するため、吸引で多くのインクを消費し、廃インク容器の大型化を招いていた。これを防止するためには、液室の液面を調整するために液室を直接吸引する手段を設けたり、記録ヘッド毎に吸引手段を設ける必要があるがいずれも装置を複雑化、大型化し装置のコストアップにつながっていた。
【特許文献１】特開平１０−６５２１号公報
【特許文献２】特開平１１−１２３８３３号公報
【特許文献３】特開平１１−１８８８９０号公報
【特許文献４】特開平１１−１９２７２０号公報
【特許文献５】特開２０００−２０３０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のように、従来のインクジェット記録装置の供給系においては、ノズルに連結する液室の液面レベルを調整する簡素、小型で安価な方法が無かった。
本発明は上記課題を解決し、記録装置の構造の簡素化、サイズのコンパクト化等が可能となるとともに、製造コストおよび販売コストを下げることが可能となる、液室の液面調整手段を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１記載のインクジェット記録装置では、液室内を加熱する工程と、加熱工程と並行した吐出工程と、液室内の気泡部分を大気と連通させる工程と、液室を冷却する工程を繰り返し行うことにより液室内の液面を調整することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載のインクジェット記録装置では請求項１記載のインクジェット記録装置において、液室の加熱工程において供給弁、吐出工程を閉じ、冷却工程においては供給弁を開放することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように液室内を加熱する工程と、加熱工程と並行した吐出工程と、液室内の気泡部分を大気と連通させる工程と、液室を冷却する工程を繰り返し行うことにより液室内の液面を調整することにより、記録装置の構造の簡素化、サイズのコンパクト化等が可能となるとともに、製造コストおよび販売コストを下げることが可能となる、液室の液面調整手段を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明インクジェット記録装置における実施例１の液面調整方法を説明するブロック図である。また図２は本実施例で使用する記録ヘッドの駆動ユニットとノズル部分の概略構成図。
【００１６】
図２において、１４は図３に示す駆動ユニットの一部を拡大したもので、１5は図３に示すノズルを拡大したものであり、図３においては図２に示す駆動ユニット、ノズルが紙面上逆さに連結している状態にある。図２において駆動ユニット１４には吐出ヒータ１４１が配置され、ノズル１５内のインクをパルス的に加熱し、吐出ヒータの付近のインクの小部分が蒸発しバブルを発生し、インクは吐出口１５１からインク滴となり吐出する。インク吐出後は駆動ユニットに形成された液室１３と連結する供給孔１４２から毛管力によれいインクがノズル内に最充填される。このようないわゆるバブルジェット（登録商標）方式の記録ヘッドを使用したときの実施例を説明する。
【００１７】
図１に示すように、液面調整開始の命令が与えられる（１００）と、不図示の吐出ヒータ駆動回路により吐出ヒータが駆動される。このとき、駆動パルスを前記バブルが発生しない程度の条件に駆動パルスを小さく設定しておくと吐出はせずに駆動ユニット、ノズルを急速に加熱し、これに接する液室１３を加熱される（１０１）。液室内が吐出を開始する温度に達するまで加熱を継続した後（１０２）、吐出を開始する（１０３）し、所定回数吐出するまで吐出を繰り返す（１０４）。所定回数の吐出を行った後吐出を終了し吐出ヒータの駆動を停止し液室内を冷却する（１０５）。この操作を所定回数繰り返し（１０６）、所定回数終了した時点で液面調整を終了する（１０７）。
【００１８】
このような方法において液面が調整される機構は明確にはわかっていないが以下のように考えられる。液室内が加熱されると液室内の気泡が膨張して液室内の内発が上昇して液面レベルが下がる。液面が十分下がった時にと吐出を行うと更に液面が下がるがこのとき最も液面レベルが低い液室に対応したノズル部分ではインク供給が間に合わなくなり大気とノズルが連通し、液室内の気泡と大気が連通する。大気連通したノズル近傍には吐出口から大気への気泡の流れが生まれそれに引き込まれてインクがノズルに供給され連通が停止する。この大気連通の間に、液室内の気泡は一部が大気に放出されるため、その後の冷却過程で液室内の気泡が冷却されるとその体積は当初の体積よりも減少しており、その分液面が上昇することになる。この工程を繰り返し行うことにより液室内の液面を上昇させ調整することが可能となる。
【実施例２】
【００１９】
図５は本発明インクジェット記録装置における実施例２の液面調整方法を説明するブロック図である。本実施例においても駆動ユニット、ノズルは第１実施例で説刑したバブルジェット（登録商標）方式の記録ヘッドを使用することを前提に説明する。
【００２０】
図５に示すように、液面調整開始の命令が与えられる（１００）と、図３に示した供給弁４が閉じられ（A)、不図示の吐出ヒータ駆動回路により吐出ヒータが駆動される。このとき、駆動パルスを前記バブルが発生しない程度の条件に駆動パルスを小さく設定しておくと吐出はせずに駆動ユニット、ノズルを急速に加熱し、これに接する液室１３を加熱される（１０１）。液室内が吐出を開始する温度に達するまで加熱を継続した後（１０２）、吐出を開始する（１０３）し、所定回数吐出するまで吐出を繰り返す（１０４）。所定回数の吐出を行った後吐出を終了し吐出ヒータの駆動を停止し、供給弁４を開放した後（B)、液室内を冷却する（１０５）。この操作を所定回数繰り返し（１０６）、所定回数終了した時点で液面調整を終了する（１０７）。
【００２１】
このように供給弁の制御を併用すると、加熱工程においては供給弁を閉じているため、液室内の気泡膨張によるサブタンク内のインク移動を抑制するため、短期間で液室内の液面を下げることが可能となる。また、吐出工程においては大気と連通するノズルが想定より多くなり、それが広がり全ノズルが大気と連通するようなインクの挙動を抑制するため、安定した気泡の排出が可能となる。よって、供給弁の制御を併用することにより、短時間で、安定した液面調整が可能となる。
【実施例３】
【００２２】
図６は本発明インクジェット記録装置における実施例３の液面調整方法に適用される記録ヘッドの概略図である。図６において、駆動ユニット１４の液室側には液室内加熱用ヒータが配置され、これを駆動することで効率的に液室内を加熱する。
【００２３】
このようなL記録ヘッドを使用した場合の液面調整方法は前述した２つの実施例と同様であるが、吐出工程においても液室内加熱用ヒータを駆動して液室内を加熱し続けられるため、吐出ヒータの駆動の自由度が増し条件設定が容易になるという特徴がる。また、バブルジェット（登録商標）方式の記録ヘッドでなくとも本発明の液面調整方法を実行することが可能となるというメリットがある。
【００２４】
本実施例では記録ヘッド１個の制御に関してのみ説明したが、カラープリンタのように記録ヘッド、供給系が複数ある場合にも同様の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明インクジェット記録装置の実施形態１のブロック図
【図２】本発明インクジェット記録装置の実施形態１の駆動ユニット、ノズルの拡大概略図
【図３】本発明インクジェット記録装置の実施形態１の供給系概略側面図
【図４】本発明インクジェット記録装置の実施形態１の供給系概略側面図
【図５】本発明インクジェット記録装置の実施形態2のブロック図
【図６】本発明インクジェット記録装置の実施形態2の記録ヘッドの概略側面図
【符号の説明】
【００２６】
１  記録ヘッド
２  供給チューブ
３  インクタンク
４  供給弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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