(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを蓄える共通インク室と、該共通インク室に連通するインク供給口と、該インク供給口に連通する圧力発生室と、インクを吐出させて被記録材に記録を行う複数個のノズル開口部を有するオリフィスプレートとを備えた記録ヘッドであって、前記オリフィスプレートがインクを含浸可能な多孔質部材からなり、且つ前記オリフィスプレートのインク吐出口側の表面に撥インク処理を施したことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項２】
前記オリフィスプレートは、インクを吐出させる各ノズル開口部へインクを供給する共通インク室の一面を封止していることを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項３】
インクを蓄える共通インク室と、該共通インク室に連通するインク供給口と、該インク供給口に連通する圧力発生室と、インクを吐出させて被記録材に記録を行う複数個のノズル開口部を有するオリフィスプレートとを備えた記録ヘッドであって、前記オリフィスプレートがインクを含浸可能な多孔質部材からなり、前記オリフィスプレートの表面はインク透過性の無い表面処理が施されたことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】
共通インク室へのインク供給経路と前記オリフィスプレートへの保湿液またはインクを供給する第二の供給経路を備えていることを特徴とする請求項３記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項５】
前記第二の連通口の一端はオリフィスプレート、他端には吸引ポンプが接続されていることを特徴とする請求項４記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項６】
前記オリフィスプレートのインク室側表面は親インク処理され、インク吐出側の表面は、撥インク処理されることを特徴とする請求項３記載のインクジェット式記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はノズルよりインク滴を吐出して記録紙に記録を行うインクジェット記録装置における保全技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、インクジェット記録装置のヘッド周辺の一例を示す構成図である。印刷動作終了時、待機時等の印刷を行わない状態では、ノズルからのインク蒸発に起因する目詰まりを防止する為、ヘッド１には、キャッピング手段２によってキャップが施される。キャップによりヘッドが外気から遮断され、また、キャップ内部に設けられたスポンジ等のインク吸収体３が吸収したインクの蒸発による保湿効果によって、ノズル部インクの粘度増加が抑制され、目詰まりの進行も抑制される。
【０００３】
しかし、印刷中は、キャップはヘッドから外され開放状態になる。この為、乾燥状態になり易く、使用頻度の低いノズルの乾燥・固着を防ぐ為、一定間隔を以って、各記録ヘッドの全てのノズル開口部から所定数のインク滴を吐出させる回復動作としての吐出、すなわちリフレッシュ動作が行われる。このリフレッシュ動作は、目詰まり防止や目詰まり回復に効果的ではあるが、記録画像以外での余分なインクが消費される。
【０００４】
図２に、従来技術におけるインクジェット式記録ヘッドの断面図の一例を示す。１０はオリフィスプレート、２０はインクチャンバ、３０は固定部材、４０はインク供給チューブ、５０はインクカートリッジである。インクカートリッジ５０より供給チューブ４０、固定部材３０を介して、共通インク室２１にインク６０が供給される。共通インク室２１に保持されたインク６０は、インク供給口２２、圧力発生室２３、そして、インクの吐出口へと連通する連通口２４を経由して、オリフィスプレート１０に設けられたノズル開口部１１より、インク滴が噴射される。
【０００５】
インクジェットプリンタにおいて良好な画像を得るには、ノズルで適正なメニスカスが得られていることが重要である。通常、長期間印刷がなされない場合、ヘッドにはキャップが施され、インク中の水分、他の揮発分の蒸発によるメニスカスの粘度上昇を防いでいる。しかし、印刷時のヘッドは、常にインクが吐出されているわけではなく、印刷、非印刷が繰り返されている。特に、印刷用紙幅にライン上に並べられたヘッドの場合、比較的印刷負荷の低い領域が存在する。この為、非駆動ノズルでは、インク吐出口よりインク中の水分、揮発分の蒸発が進み、メニスカスの粘度は上昇する。更に、乾燥が進むとメニスカス表面でインク成分が膜状になり、印刷再開時の吐出不良やノズル詰りを招く。
【０００６】
そこで、良好な印刷を得る為、メニスカス表面でインク成分が膜になることを防ぐこと、または、形成された膜を破壊することを目的に、非駆動時にインクが吐出しない程度の振動をメニスカスに加えるインクの揺動や、粘度の高くなったメニスカス表面のインクを定期的にノズルから吐出して正常なメニスカスを得る、いわゆるリフレッシュが行われている。
【０００７】
しかしながら、ヘッド保全の為のリフレッシュを頻繁に行うことは、印刷速度の低下を招く。また、ヘッド保全の為のリフレッシュで吐出されるインクは印刷には用いられない。印刷以外で使われるインクの消費量を抑えるには、リフレッシュ回数を減らせば良いが、リフレッシュ回数が不足すれば、吐出不良やノズル詰りを招くことになる。
【０００８】
また、比較的速度が遅く、ヘッドが移動して印刷を行うシリアル方式では、頻繁なリフレッシュ動作も可能であるが、高速印刷が特徴のライン方式においては、印刷速度の低下を招くリフレッシュを頻繁に行うことは、印刷性能の低下を招く。
【０００９】
もう一方の保全動作である揺動については、インクの吐出までは到らないのでインクが消費されることは無い。しかしながら、揺動を頻繁に行うことは、印刷以外での時間を多くとることになり、やはり、印刷速度の低下を招くことになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの不都合を解決し、印刷速度の低下や保全での過剰なインク消費を招くことなく、且つ吐出不良が生じないインクジェット記録装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、インクを蓄える共通インク室と、該共通インク室に連通するインク供給口と、該インク供給口に連通する圧力発生室と、インクを吐出させて被記録材に記録を行う複数個のノズル開口部を有するオリフィスプレートとを備えた記録ヘッドであって、前記オリフィスプレートがインクを含浸可能な多孔質部材からなり、且つ前記オリフィスプレートのインク吐出口側の表面に撥インク処理を施したことを特徴とする。
【００１２】
また、前記オリフィスプレートは、インクを吐出させる各ノズル開口部へインクを供給する共通インク室の一面を封止していることを特徴とする。
【００１３】
また、インクを蓄える共通インク室と、該共通インク室に連通するインク供給口と、該インク供給口に連通する圧力発生室と、インクを吐出させて被記録材に記録を行う複数個のノズル開口部を有するオリフィスプレートとを備えた記録ヘッドであって、前記オリフィスプレートがインクを含浸可能な多孔質部材からなり、前記オリフィスプレートの表面はインク透過性の無い表面処理が施されたことを特徴とする。
【００１４】
また、共通インク室へのインク供給経路と前記オリフィスプレートへの保湿液またはインクを供給する第二の供給経路を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記第二の連通口の一端はオリフィスプレート、他端には吸引ポンプが接続されていることを特徴とする。
【００１６】
更に、前記オリフィスプレートのインク室側表面は親インク処理され、インク吐出側の表面は、撥インク処理されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を説明する。
【００１８】
図３は、本発明におけるインクジェット式記録ヘッドの第１例の構成を示す断面図である。また、図４は本発明の第１例のヘッドのノズル部を拡大した図である。
【００１９】
ここで、従来技術と異なる点は、ノズル開口部１１を構成するオリフィスプレート１０が、液体を含浸保持可能な多孔性の部材、例えば、焼結等で作られた金属、セラミック素材により形成されていることにある。
【００２０】
前記オリフィスプレート１０に多孔質材を用い、その性質を利用することで、インクがヘッド内に充填されると、共通インク室に接している面及びノズル開口部の周りから、前記オリフィスプレート１０内に、毛細管現象によりインクが浸透保持されることになる。
【００２１】
つまり、図４に示すメニスカス１７の周りが常に保湿された状態となり、キャップが開放された状態においてもインクの乾燥を極力抑えることが出来る。また、オリフィスプレート１０の吐出開口側表面に、撥インク膜１８なる表面処理が施されることによって、ノズル周り以外のオリフィスプレート１０表面へのインクの染み出しを防止する様に構成する。
【００２２】
更には、ノズル開口部周りのみが僅かに凹んだ形状であって、その部分は撥インク処理が施されていないことで、より効果的にメニスカスの保湿性を保つことが出来る。
【００２３】
図５に、本発明の第２例を示す。固定部材３０に設けられた第二の連通口４１が、オリフィスプレート１０に直接接続されている。前記第二の連通口４１には、インクと混合しても問題の無い保湿液（例えば、低粘度化したグリセリンなど）を供給し、オリフィスプレート１０内に浸透保持させる。
【００２４】
更に、前記オリフィスプレート１０の表面（吐出開口側の表面とは逆のインク室側の面も含む）には、インクを透過しない表面処理が施され、共通インク室にてインクと混合しない様になっている。
【００２５】
ここで、インクを透過しない表面処理とは、具体的には多項質部材表面への金属、樹脂、或いはこれらの複合による膜形成であり、特に、撥水膜としての機能を持たせた表面処理を示す。処理法としては、メッキ処理、真空蒸着法やスパッタ法による処理、または、磁気テープ等に一般的に用いられる塗布処理等が挙げられる。
【００２６】
また、オリフィスプレート１０のインク室側の表面は親インク処理され、吐出開口側の表面処理は撥インク処理がされていることが好ましい。その理由としては、オリフィスプレート１０のインク室側の表面は親インク処理されていることによりインクのプライミングが容易になり、吐出開口側の表面処理は撥インク処理がされていることにより、インク滴の直進性やクリーニング性向上等があるからである。
【００２７】
オリフィスプレート１０に含浸された保湿液の効果によって、ノズル近傍のメニスカス部での保湿性が保たれ、インクの乾燥を防止する。
【００２８】
また、図６に示す様に、第二の連通口の一端はオリフィスプレート、他端を吸引ポンプに接続するように構成されている。前記吸引ポンプによって吸引された負圧は、オリフィスプレートの多孔質に負圧を与えることになり、ノズル開口部近傍のインクを吸引することができる。ここで、印刷装置は、印刷が実行されている時でも、必ずといって良いほど印刷が行われない時が存在する。
【００２９】
例えば、カットシートであれば頁間の非印刷区間、連続紙であれば改頁などの改行時などは印刷を行わない。この時に、前記吸引ポンプを作動し、僅かに負圧を与える。この負圧によって、ノズル近傍、つまりメニスカスのインクを吸引する。この吸引を定期的に実施することで、前述した様なインクの乾燥によるメニスカス部でのインクの増粘を防止することが可能となる。
【００３０】
これは、従来例で実施しているような定期的なリフレッシュ動作とほぼ同様な効果を得ることが可能となる。つまり、印刷を中断すること無く、従来のリフレッシュ動作と同等の効果を得ることが可能となり、ひいては印刷装置の実行印刷速度の低下を防止する。
【００３１】
なお、本発明においては、オリフィスプレート１０への異物付着を防止する観点から、キャッピング手段は必要であるものの、従来に比べてキャップをする頻度は低くなりる。また、異物付着を防止する程度で良いため、比較的簡易なキャッピング手段が使用可能になる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メニスカスの周りが常に保湿された状態となり、キャッピング手段が開放された状態においても、インクの乾燥を極力抑えることができる。
【００３３】
また、多孔質のオリフィスプレートに負圧を与え、ノズル近傍、つまりメニスカスのインクを定期的に吸引することで、インクの乾燥によるメニスカス部でのインクの増粘を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  インクジェット記録装置のヘッド周辺の一例を示す構成図である。
【図２】  従来技術におけるインクジェット式記録ヘッドの断面図の例である。
【図３】  本発明におけるインクジェット式記録ヘッドの第１例の構成を示す断面図である。
【図４】  図３におけるノズル部の拡大図である。
【図５】  本発明におけるインクジェット式記録ヘッドの第２例を示す構成図である。
【図６】  本発明におけるインクジェット記録装置の例を示す模式図である。
【符号の説明】
１はヘッド、２はキャッピング手段、３はインク吸収体、４,５は吸引ポンプ、６は廃インクタンク、１０はオリフィスプレート、１１はノズル開口部、１７はメニスカス、１８は撥インク膜、２０はインクチャンバ、２１は共通インク室、２２はインク供給口、２３は圧力発生室、２４は連通口、３０は固定部材、４０はインク供給チューブ、４１は第二の連通口、４２はインク吸引チューブ、５０はインクカートリッジ、６０はインクである。
【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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