JP3159232B2 - Ink jet recording device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ノズル開口から吐出し
たインクを記録用紙で受けたり、また一旦、中間媒体で
受けて画像を形成し、インクが或程度乾燥した時点で記
録用紙に転写する転写型等のインクジェット式記録装
置、より詳細には記録ヘッドの目詰まり防止のためのク
リーニング技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for receiving an ink ejected from a nozzle opening on a recording sheet, or receiving the ink once on an intermediate medium to form an image, and transferring the ink to the recording sheet when the ink has dried to some extent. The present invention relates to an ink jet recording apparatus such as a transfer type, and more particularly to a cleaning technique for preventing clogging of a recording head.
【0002】[0002]
【従来の技術】圧力発生室と、これに連通するノズル
と、圧力発生室に圧力変化を誘起させる圧力発生素子と
を組みとし、これらを複数組み配置してなる記録ヘッド
を用い、圧力発生素子に印刷データを供給してインク滴
を発生させ、これを記録用紙に飛翔させて印刷を行うイ
ンクジェット式プリンタは、ワイヤインパクト式のプリ
ンタに比較して可動部が少ないため、騒音が低く、しか
も小型軽量であるという特徴を有する反面、液体である
インクを用いて記録用紙に画像を形成するため、記録用
紙の紙質によっては滲みが生じて印刷品質の低下を招く
という不都合を抱えている。このような問題を解消する
ため、例えば米国特許第4538156号明細書に示さ
れたようにインクジェット式記録ヘッドからのインク滴
を一旦ドラム状や帯状に形成された中間媒体で受け、こ
こで或程度インク溶媒を揮散させてから記録用紙に転写
するように構成した転写式インクジェットプリンタも提
案されている。このような転写方式を用いればインクや
記録用紙の紙質に関りなく滲みの発生を防止できて、高
い品質の印刷物を得ることができるという特徴がある。2. Description of the Related Art A pressure generating chamber, a nozzle communicating with the pressure generating chamber, and a pressure generating element for inducing a pressure change in the pressure generating chamber are assembled. Ink-jet printers, which supply print data to generate ink droplets and fly them on recording paper to perform printing, have less moving parts than wire-impact printers, so they have lower noise and are smaller. Although it has the feature of being lightweight, it has an inconvenience that, since an image is formed on recording paper using ink that is a liquid, bleeding occurs depending on the paper quality of the recording paper, leading to a decrease in print quality. In order to solve such a problem, for example, as shown in U.S. Pat. No. 4,538,156, ink droplets from an ink jet type recording head are once received by an intermediate medium formed in a drum shape or a band shape, and to a certain extent here. There has also been proposed a transfer-type inkjet printer configured to transfer an ink solvent to recording paper after volatilizing the ink solvent. The use of such a transfer method is characterized in that the occurrence of bleeding can be prevented irrespective of the quality of ink or recording paper, and a high-quality printed matter can be obtained.
【0003】ところで、このような中間媒体に形成され
たインク像を記録用紙に確実に転写するものにあって
は、1頁分の印刷データを短時間に印刷する必要上、記
録用紙方向に長く構成された記録ヘッドが用いられてい
るため、ノズル開口の乾燥を防止するためのキャッピン
グ手段もまた長くなる。しかしながら、サイズの大きな
キャッピング手段を確実に記録ヘッドに装着するには駆
動機構が複雑化するという問題がある。[0003] In such an apparatus that reliably transfers an ink image formed on such an intermediate medium to recording paper, it is necessary to print one page of print data in a short time, and it is necessary to print the data in a lengthwise direction in the recording paper. Since the configured recording head is used, the capping means for preventing drying of the nozzle openings also becomes longer. However, there is a problem that a drive mechanism becomes complicated to securely attach a large-sized capping means to the recording head.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、キャピング手段を必要とすることなく、ノズルの
インク乾燥を防止することができる新規なインクジェッ
ト式記録装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to prevent ink from drying in nozzles without the need for capping means. It is to provide a new ink jet recording apparatus capable of performing the above.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、ノズル開口に連通するとと
もに造膜可能なインクを収容する圧力発生室と、該圧力
発生室にインク滴を飛翔させる圧力変化を与える圧力発
生手段とを有するインクジェット式記録ヘッドと、印刷
に適した速度でインク滴を発生させるように前記圧力発
生手段を駆動するヘッド駆動手段と、非インク滴吐出時
に前記ノズルプレートのノズル開口近傍を常温以上で、
かつ前記インクに膜を形成させるに足る温度に加熱する
加熱手段と、を備えるようにした。According to the present invention, there is provided a pressure generating chamber which communicates with a nozzle opening and contains ink capable of forming a film, and an ink droplet is supplied to the pressure generating chamber. An ink jet recording head having pressure generating means for giving a change in pressure to fly, a head driving means for driving the pressure generating means so as to generate ink droplets at a speed suitable for printing, and the nozzle for discharging non-ink droplets In the vicinity of the nozzle opening of the plate at room temperature or higher,
And it was so and a heating means for heating to a temperature sufficient to form a film on the ink.
【0006】[0006]
【作用】ノズルプレートが極めて薄く、かつノズル開口
の面積も小さいため、加熱手段によりノズル開口のメニ
スカスが急速に加熱される。これによってノズル開口近
傍のインクが極めて薄い膜を形成し、圧力発生室側のイ
ンク溶媒の蒸発を阻止することになる。膜が形成されて
いる状態で圧力発生手段を作動させると、圧力発生室か
らの圧力を受けて膜がインク滴と共に吹き飛ばされ、ノ
ズル開口が全開して印刷に必要なインク滴吐出のための
メニスカスを形成する。The meniscus of the nozzle opening is rapidly heated by the heating means because the nozzle plate is extremely thin and the area of the nozzle opening is small. As a result, the ink near the nozzle opening forms an extremely thin film, and the evaporation of the ink solvent on the pressure generating chamber side is prevented. When the pressure generating means is operated in a state where the film is formed, the film is blown off together with the ink droplets under the pressure from the pressure generating chamber, the nozzle opening is fully opened, and the meniscus for discharging the ink droplets necessary for printing is formed. To form
【0007】[0007]
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例を示すも
のであって、図中符号1は、インク滴を後述する中間媒
体に向けて噴射する記録ヘッドで、記録用紙の紙幅方向
に複数のノズル開口を配設して、1度のインク滴噴射動
作により、記録用紙の幅方向に複数のドットを形成でき
るよう、長尺状に構成されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a recording head for ejecting ink droplets toward an intermediate medium to be described later, and a plurality of nozzle openings are arranged in the width direction of the recording paper. The recording paper is formed in a long shape so that a plurality of dots can be formed in the width direction of the recording paper by one ink droplet ejection operation.
【0008】すなわち、図2は前述した記録ヘッド1の
一実施例を示すものであって、図中符号11は、ノズル
プレートで、最大サイズの記録用紙の横幅の領域をカバ
ーできる程度に、ノズル開口12を2000個程度、直
線状や上下方向にずらせて千鳥状に配置されている。な
お、行方向に複数ドット分のピッチ、例えば5ドット分
の間隔でノズルを複数、例えば400個配列し、後述す
る転写ドラム3の1回転毎に記録ヘッドを1ドット分ず
つ移動させて複数、例えば5回転で1頁分の画像形成が
可能となる記録ヘッドを利用することもできる。That is, FIG. 2 shows an embodiment of the recording head 1 described above. Reference numeral 11 in the figure denotes a nozzle plate, which is a nozzle plate having a width sufficient to cover the area of the maximum width of the recording paper. Approximately 2,000 openings 12 are arranged in a zigzag shape while being shifted in a straight line or vertically. A plurality of nozzles, for example, 400 nozzles are arranged in a row direction at a pitch of a plurality of dots, for example, at an interval of 5 dots, and the recording head is moved by one dot for each rotation of the transfer drum 3, which will be described later. For example, a recording head capable of forming an image for one page by five rotations can be used.
【0009】13は、スペーサで、隣接するノズル開口
を隔てるように、プリンタにセットされた時、水平方向
に等間隔で並ぶ圧力発生室14、14、14‥‥を形成
するように通孔を穿設して構成されている。15は、振
動板で、圧力発生室14に対向する部分を薄肉部として
形成され、インク供給部材16に支持されている。17
は、圧電振動子で、可及的に低い駆動電圧で縦振動モー
ドでの振動を発生するように電極と圧電振動材料をサン
ドイッチ状に形成して構成され、ノズル開口12、1
2、12‥‥の数と同数のものを基台18に固定して、
先端が振動板15に当接するように配置されている。こ
の圧電振動子17は、駆動信号を受けると、インク滴を
転写ドラム3の表面に6m/s以上程度の速度で衝突さ
せる程度のエネルギを供給できるモードと、ノズル開口
に形成された膜とともにインク滴を噴射することができ
る程度のエネルギを供給できるモードを備えている。こ
のモードは前記モードと同一の場合もある。Numeral 13 is a spacer which has through holes so as to form pressure generating chambers 14, 14, 14 # arranged at equal intervals in the horizontal direction when set in the printer so as to separate adjacent nozzle openings. It is constructed by drilling. Reference numeral 15 denotes a vibration plate, a portion facing the pressure generating chamber 14 being formed as a thin portion, and supported by an ink supply member 16. 17
Is a piezoelectric vibrator formed by forming electrodes and a piezoelectric vibration material in a sandwich shape so as to generate vibration in a longitudinal vibration mode at a drive voltage as low as possible.
The same number as that of 2, 12 mm is fixed to the base 18,
The tip is arranged so as to contact the diaphragm 15. When the piezoelectric vibrator 17 receives a driving signal, the piezoelectric vibrator 17 can supply an energy enough to cause the ink droplet to collide with the surface of the transfer drum 3 at a speed of about 6 m / s or more. A mode is provided in which energy can be supplied to the extent that droplets can be ejected. This mode may be the same as the above mode.
【0010】このよう長尺状の記録ヘッド1の全体にイ
ンクをスムースに供給するために、チューブ等のインク
流路4、5によりインクタンク6に接続されていて、開
閉弁7やポンプ8によりインクタンク6から循環的にイ
ンクの供給を受け、インク供給路19、19を介して圧
力発生室14にインクを供給するように構成されてい
る。また記録ヘッド1が長尺状に構成されている関係
上、記録ヘッド1は保持部材9に搭載されていて、駆動
手段20が図中符号C方向に回転することにより、他端
に設けられたバネ21と協同して図中符号G、Fで示す
方向、つまり紙幅方向に微小量往復移動し、インク滴の
吐出位置を変更できるように構成されている。In order to smoothly supply ink to the entirety of the long recording head 1, the recording head 1 is connected to an ink tank 6 by ink passages 4 and 5 such as tubes, and is controlled by an on-off valve 7 and a pump 8. The ink is supplied from the ink tank 6 in a circulating manner, and the ink is supplied to the pressure generating chamber 14 via the ink supply paths 19, 19. In addition, since the recording head 1 is configured to be long, the recording head 1 is mounted on the holding member 9 and provided at the other end by rotating the driving means 20 in the direction C in the drawing. It is configured to reciprocate in a small amount in the directions indicated by reference symbols G and F in the drawing, that is, in the paper width direction in cooperation with the spring 21 to change the ejection position of the ink droplet.
【0011】3は、前述の記録ヘッド1からのインク滴
を受ける中間媒体で、この実施例では記録ヘッドからの
インク滴を受け止めることができる程度の長さを有する
ドラムとして構成され、表面には形成されたインク像を
記録用紙に容易に転写できるように、シリコンゴムの層
が設けられている。また伝導機構22、23を介してモ
ータ24に接続され、図中矢印Hの方向にインク滴の噴
射タイミングに合わせて一定速度で回転するように構成
されている。25は、押圧ローラで、中間媒体3の上方
に軸受けに支持されて転写媒体3に接離可能に配置さ
れ、中間媒体3にインク像が形成された時点で記録用紙
26をバネ27、27の反発力により図中符号Iで示す
方向に押圧するように構成されている。Reference numeral 3 denotes an intermediate medium for receiving the ink droplets from the above-described recording head 1. In this embodiment, the intermediate medium is formed as a drum having a length enough to receive the ink droplets from the recording head. A silicone rubber layer is provided so that the formed ink image can be easily transferred to recording paper. Further, it is connected to a motor 24 via transmission mechanisms 22 and 23, and is configured to rotate at a constant speed in the direction of arrow H in FIG. Reference numeral 25 denotes a pressing roller, which is supported by a bearing above the intermediate medium 3 and is disposed so as to be capable of coming into contact with and separating from the transfer medium 3. When an ink image is formed on the intermediate medium 3, the recording paper 26 is moved by springs 27, 27. It is configured to press in the direction indicated by the symbol I in the drawing by the repulsive force.
【0012】ところで、記録ヘッド1の近傍には図3に
示したように加熱装置30がノズル開口に対向する位置
に昇降可能に配置されている。この加熱装置30は、記
録ヘッド1のノズル開口12を、インクが造膜する程度
の温度、この実施例では40乃至80°C程度に昇温さ
せる能力を備えている。なお、図中符号60は、パルス
モータ61により駆動されてガイド部材62に沿って記
録ヘッド1のノズル開口をクリーニングするクリーニン
グ装置を示す。By the way, as shown in FIG. 3, a heating device 30 is arranged near the recording head 1 so as to be able to move up and down to a position facing the nozzle opening. The heating device 30 has a capability of raising the temperature of the nozzle openings 12 of the recording head 1 to a temperature at which ink forms a film, in this embodiment, approximately 40 to 80 ° C. Reference numeral 60 in the figure denotes a cleaning device that is driven by the pulse motor 61 and cleans the nozzle openings of the recording head 1 along the guide member 62.
【0013】図3は、前述の加熱装置を中心に示すもの
であって、図中符号30は、前述の加熱装置で、内部に
発熱線を収容して放射熱によりノズルプレートのノズル
開口近傍を急速加熱するように構成されている。これの
下端は昇降機構32に取り付けられていて記録ヘッド1
のノズル開口に対向する位置と、インク滴が中間媒体に
到達するのを阻害しない位置に移動可能に設置されてい
る。FIG. 3 mainly shows the above-mentioned heating device. In the drawing, reference numeral 30 denotes the above-mentioned heating device, which accommodates a heating wire therein and radiates heat to the vicinity of the nozzle opening of the nozzle plate. It is configured for rapid heating. The lower end of the recording head 1 is attached to the lifting mechanism 32,
And a position that does not hinder the ink droplets from reaching the intermediate medium.
【0014】34は、休止判定手段で、制御装置35か
らの信号により印刷動作が休止状態になった時点を判定
して後述する温度制御手段36、及び昇降手段37に信
号を出力するものである。温度制御手段36は、ノズル
開口近傍の温度をインクの造膜に適した温度となるよう
にヒータの温度を調整するものであり、また昇降制御手
段37は、休止判定手段34からの信号により加熱装置
30をノズル開口に対向する位置まで昇降させ、膜が形
成された時点で加熱装置30をノズル開口から待避させ
るものである。なお、図中符号38は、記録ヘッド1か
らインク滴を発生させる信号を出力するヘッド駆動手段
を示す。Numeral 34 denotes a halt determining means for determining a point in time when the printing operation is brought into a halt state by a signal from the control device 35 and outputting a signal to a temperature control means 36 and a raising / lowering means 37 which will be described later. . The temperature control means 36 adjusts the temperature of the heater so that the temperature in the vicinity of the nozzle opening becomes a temperature suitable for ink film formation, and the elevation control means 37 controls heating by a signal from the pause determination means 34. The device 30 is moved up and down to a position facing the nozzle opening, and when the film is formed, the heating device 30 is retracted from the nozzle opening. Reference numeral 38 in the drawing denotes a head driving unit that outputs a signal for causing the recording head 1 to generate ink droplets.
【0015】この実施例において、外部装置から印字指
令が入力すると、モータ24により転写ドラム3を図中
符号H方向に回転駆動する。転写ドラム3が定常速度に
到達した段階で、印刷データに一致して対応する圧電振
動子17に印刷のためのインク滴を発生させるに十分な
駆動信号がヘッド駆動手段38から供給される。これに
より記録ヘッド1からインク滴が噴射され、印刷すべき
画像と鏡像関係にあるインク像が転写ドラム3に形成さ
れる。このようにして転写ドラム3が1回転すると駆動
手段20に信号が出力され、記録ヘッド1が紙幅方向、
例えば図中符号F方向に所定距離移動して前述と同様に
して印刷データに対応した位置にインク像が形成され
る。In this embodiment, when a print command is input from an external device, the transfer drum 3 is rotationally driven by the motor 24 in the direction indicated by the symbol H in the drawing. When the transfer drum 3 reaches the steady speed, a drive signal sufficient to generate ink droplets for printing on the corresponding piezoelectric vibrator 17 in accordance with the print data is supplied from the head drive means 38. As a result, ink droplets are ejected from the recording head 1, and an ink image having a mirror image relationship with an image to be printed is formed on the transfer drum 3. When the transfer drum 3 makes one rotation in this way, a signal is output to the driving means 20 and the recording head 1 is moved in the paper width direction.
For example, an ink image is formed at a position corresponding to the print data by moving a predetermined distance in the direction F in FIG.
【0016】印刷データに対応するインク像が転写ドラ
ム3に形成された段階で、図示しない給紙カセットから
記録用紙26が転写領域、つまり押圧ローラ25の下部
に供給され、ついで押圧ローラ25がバネ27、27に
より記録用紙26を転写ドラム3に押圧する。これによ
り転写ドラム3表面で半乾燥状態になったインク像の移
動速度に一致して記録用紙26が送り出されるから、イ
ンク像がその粘着力で記録用紙26に転写される。At the stage when the ink image corresponding to the print data is formed on the transfer drum 3, the recording paper 26 is supplied from a paper cassette (not shown) to a transfer area, that is, below the pressing roller 25. The recording paper 26 is pressed against the transfer drum 3 by 27 and 27. As a result, the recording paper 26 is sent out at the moving speed of the ink image that has become semi-dry on the surface of the transfer drum 3, and the ink image is transferred onto the recording paper 26 by its adhesive force.
【0017】このようにして所定の印刷データの印刷が
終了すると、休止判定手段34から信号が出力するた
め、昇降制御手段37により加熱装置30が記録ヘッド
1のノズル開口に対向する位置(図3において点線によ
り示す位置)に移動させられ、同時に温度制御手段36
により電力が供給される。このようにして所定温度に発
熱した加熱装置30がノズル開口に対向すると、ノズル
プレート11が加熱装置30からの放射熱を受ける。も
とよりノズルプレート11は、厚さ50乃至100μm
という極めて薄い金属板で構成されているから、加熱装
置30とほぼ同一の温度まで急速に昇温する(図4
I)。そして、ノズル開口12の直径が30乃至60μ
m程度と極めて小さいため、ここに形成されているメニ
スカスがノズルプレートからの伝導熱と、正面の加熱装
置からの放射熱とを受けて急激に温度が上昇する。この
ため、例えばインクが 顔料 1.5wt% 糖分 20wt% 樹脂エマルジョン 15wt% 界面活性剤 3wt% ジエチレングリコール 6wt% 水 残部 なる組成で構成されている場合には、メニスカスの表面
のインク溶媒が急速に蒸発してエマルジョンが最初に膜
化し、この中に糖分を取り込むようにして膜を形成す
る。この結果、極めて緻密な膜が形成されることになる
(図4 II)。When the printing of the predetermined print data is completed, a signal is output from the pause determination means 34, and the elevation control means 37 causes the heating device 30 to face the nozzle opening of the recording head 1 (FIG. 3). At the position indicated by the dotted line in FIG.
Supplies power. When the heating device 30 that has generated heat to a predetermined temperature in this way faces the nozzle opening, the nozzle plate 11 receives the radiant heat from the heating device 30. Needless to say, the nozzle plate 11 has a thickness of 50 to 100 μm.
4, the temperature rises rapidly to almost the same temperature as the heating device 30 (FIG. 4).
I). The diameter of the nozzle opening 12 is 30 to 60 μm.
Since the temperature is extremely small, such as about m, the temperature of the meniscus formed here rises rapidly due to the conduction heat from the nozzle plate and the radiant heat from the front heating device. For this reason, for example, when the ink is composed of a pigment 1.5 wt%, a sugar content 20 wt%, a resin emulsion 15 wt%, a surfactant 3 wt%, a diethylene glycol 6 wt% water and the remainder, the ink solvent on the surface of the meniscus evaporates rapidly. The emulsion is first formed into a film, and a film is formed by incorporating sugar into the emulsion. As a result, an extremely dense film is formed (II in FIG. 4).
【0018】すなわち、図5に示したように例えば加熱
装置30の温度を80°Cに設定すると、瞬時にノズル
プレート11の表面の温度は、この温度とほぼ同じとな
るが、圧力発生室側は、印刷動作時と同程度の低温に維
持されている。そして加熱初期には圧力発生室側ヘの距
離に対する温度勾配が極めて大きく、時間とともに温度
勾配がなだらかになる。ノズルプレート11の表面温度
が40°Cになるように加熱装置30の温度を設定する
と、距離に対する温度勾配が小さくなる。そしてノズル
プレート11の表面温度が高い程、距離に対する温度勾
配が大きくなる。That is, as shown in FIG. 5, for example, when the temperature of the heating device 30 is set to 80 ° C., the temperature of the surface of the nozzle plate 11 becomes almost the same as this temperature instantaneously. Is maintained at the same low temperature as during the printing operation. In the initial stage of the heating, the temperature gradient with respect to the distance to the pressure generating chamber side is extremely large, and the temperature gradient becomes gentle with time. When the temperature of the heating device 30 is set so that the surface temperature of the nozzle plate 11 becomes 40 ° C., the temperature gradient with respect to the distance becomes small. Then, the higher the surface temperature of the nozzle plate 11, the greater the temperature gradient with respect to the distance.
【0019】このため、ノズルプレート11の温度を或
程度高く、好ましくは環境温度より10乃至15°C程
度高い温度、つまりノズルプレート表面と裏面との間に
温度勾配が生じる程度に加熱装置30の温度を設定する
と、ノズル開口近傍だけが短時間に極めて高い温度に昇
温しすることになるから、薄い膜が形成されることにな
る。そして膜が或程度(数10μm程度)の厚みまで成
長すると、膜によりインク溶媒の蒸発が阻止される。そ
して温度上昇の領域が圧力発生室側に進行しても膜厚は
殆ど変化しないことが確認された。For this reason, the temperature of the nozzle plate 11 is raised to a certain degree, preferably about 10 to 15 ° C. higher than the ambient temperature, that is, to such an extent that a temperature gradient is generated between the front and back surfaces of the nozzle plate 11. When the temperature is set, only the vicinity of the nozzle opening is heated to an extremely high temperature in a short time, so that a thin film is formed. When the film grows to a certain thickness (several tens of μm), the film prevents evaporation of the ink solvent. Then, it was confirmed that the film thickness hardly changed even when the temperature rise region proceeded to the pressure generating chamber side.
【0020】このようにして所定時間が経過すると、昇
降制御手段37は加熱装置30を降下させて記録ヘッド
1と対向する位置から加熱装置30を待避させ、また温
度制御手段36は電力を断つ。この膜41は、インクを
構成しているエマルジョン、及び糖分が膜化したもので
あるため、気密性が高く膜41より圧力発生室側に存在
するインクの溶媒の蒸発を阻止する(図4 III)。
この状態で放置すると、膜41がインクの蒸発を阻止す
るととともに、たとえ微小量のインク溶媒が蒸発して膜
41近傍Bのインク濃度が上昇すると、拡散により溶媒
が供給されるため、膜よりも内側のインクは、濃度が一
定に維持されることになる。したがって特にキャップを
装着することなく、放置してもノズル開口からインクが
蒸発するのを防止することができる。After the predetermined time has elapsed, the elevation control means 37 lowers the heating device 30 to evacuate the heating device 30 from a position facing the recording head 1, and the temperature control means 36 cuts off the electric power. Since the film 41 is a film in which the emulsion and the sugar constituting the ink are formed into a film, the film 41 is highly airtight and prevents evaporation of the solvent of the ink present on the pressure generating chamber side from the film 41 (FIG. 4 III). ).
If left in this state, the film 41 prevents the evaporation of the ink, and even if a very small amount of the ink solvent evaporates and the ink concentration near the film 41 increases, the solvent is supplied by diffusion. The density of the ink inside is kept constant. Therefore, it is possible to prevent the ink from evaporating from the nozzle openings even when the ink cartridge is left without any particular cap.
【0021】次に印刷を行うべく圧電振動子17にイン
ク吐出が可能な程度の信号を印加すると、印刷動作時と
同様にして圧力発生室14にインク吐出を吐出させるに
足る圧力が発生する。そして前述したようにノズル開口
12に形成されている膜41は、極めて薄いため、ノズ
ルプレート11との粘着力が極めて小さく、また自身の
引っ張り強度や、硬度が大きいため、圧力発生室14か
らの圧力に抗することができず、吐出したインク滴42
とともに膜41全体が吹き飛ばされる(図4IV)。これ
によりノズル開口12は全開し、インク滴吐出後にメニ
スカス40の形成できるため、造膜前と同様に以後印刷
が可能となる。Next, when a signal to the extent that ink can be ejected is applied to the piezoelectric vibrator 17 for printing, a pressure sufficient to eject ink to the pressure generating chamber 14 is generated as in the printing operation. As described above, since the film 41 formed in the nozzle opening 12 is extremely thin, the adhesive force with the nozzle plate 11 is extremely small, and the tensile strength and hardness of the film 41 are large. Ink droplets 42 that cannot withstand pressure and are ejected
At the same time, the entire film 41 is blown off (FIG. 4IV). As a result, the nozzle opening 12 is fully opened, and the meniscus 40 can be formed after the ejection of the ink droplets, so that subsequent printing can be performed as before the film formation.
【0022】一方、上記のように加熱装置を用いない場
合には、前述した温度勾配が形成されず、インク溶媒が
徐々に蒸発するため形成される膜の膜厚が厚くなり、し
かも膜自体の溶媒含有率が高いため、ノズル開口に対し
て大きな粘着力を有する。このため印刷のために圧電振
動子に供給するエネルギ程度ではノズル開口からインク
と共に膜を吐出させることが不可能であった。この状態
を解消するためにはいわゆるクリーニング手段などによ
り機械的手段を適用して除去しなければならなかった。On the other hand, when the heating device is not used as described above, the above-mentioned temperature gradient is not formed, and the ink solvent gradually evaporates, so that the formed film becomes thicker. Since the solvent content is high, it has a large adhesive force to the nozzle opening. For this reason, it was not possible to discharge the film together with the ink from the nozzle openings with the energy supplied to the piezoelectric vibrator for printing. In order to eliminate this state, it has been necessary to remove by applying mechanical means such as so-called cleaning means.
【0023】このことからもノズルプレートを室温以上
に加熱して積極的にインクを造膜させることは、キャッ
ピング手段の代用となるばかりでなく、目詰り防止にも
極めて有効な手段となることが確認できた。From this, it can be seen that heating the nozzle plate to a temperature higher than room temperature to actively form an ink film is not only a substitute for the capping means but also an extremely effective means for preventing clogging. It could be confirmed.
【0024】なお、上述の実施例においては造膜させる
ための加熱手段を別に設けたが、転写型インクジェット
プリンタのように転写ドラム3に形成されたインク像の
乾燥を促進するため、例えば図6に示したように転写ド
ラム3にヒータ50を内蔵したり、また転写ドラムの近
傍にヒータを有する場合にはこれら既設のヒータを造膜
のための加熱手段として用い、温度制御手段52により
ノズルプレートの温度が造膜に必要な温度となるように
制御するようにしても同様の作用を奏することは明らか
である。In the above embodiment, a heating means for forming a film is provided separately. However, in order to promote drying of an ink image formed on the transfer drum 3 as in a transfer type ink jet printer, for example, FIG. In the case where the transfer drum 3 has a built-in heater 50 as shown in FIG. 3 or a heater is provided in the vicinity of the transfer drum, these existing heaters are used as heating means for forming a film. It is apparent that the same operation is obtained even if the temperature is controlled so as to be a temperature necessary for film formation.
【0025】さらに、この実施例においては転写型イン
クジェット式記録装置に例を採って説明したが、記録用
紙にインクを直接噴射する形式の記録装置にも適用でき
ることは明らかであり、また記録ヘッドを記録用紙の幅
方向に走査しながら印刷するシリアルプリンタの記録ヘ
ッドに適用しても同様の作用を奏することは明らかであ
る。さらにまたこの実施例においてはインク滴形成の圧
力を圧電振動子により発生させているが、インクを瞬間
的に気化させ、その時に衝撃圧力でインク滴を発生させ
るいわゆるバブルジェット式インクジェット記録装置に
適用しても同様の作用を奏することは明らかである。In this embodiment, the transfer type ink jet recording apparatus has been described as an example. However, it is apparent that the present invention can be applied to a recording apparatus of a type in which ink is directly ejected onto recording paper. Obviously, the same effect can be obtained even when applied to a recording head of a serial printer that performs printing while scanning in the width direction of the recording paper. Further, in this embodiment, the pressure for forming the ink droplets is generated by the piezoelectric vibrator. However, the present invention is applied to a so-called bubble jet type ink jet recording apparatus which instantaneously vaporizes the ink and generates ink droplets at the time of impact pressure. Obviously, the same effect is obtained even when the above-mentioned operation is performed.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、ノズル開口に連通するとともに造膜可能なインクを
収容する圧力発生室と、圧力発生室にインク滴を飛翔さ
せる圧力変化を与える圧力発生手段とを有するインクジ
ェット式記録ヘッドと、印刷に適した速度でインク滴を
発生させるように圧力発生手段を駆動するヘッド駆動手
段と、非インク滴吐出時にノズルプレートのノズル開口
近傍を常温以上で、かつインクに膜を形成させるに足る
温度に加熱する加熱手段とを備えたので、休止時に加熱
手段によりノズル開口を加熱すると、ノズル開口近傍の
インクが極めて薄く固化して膜を形成し、圧力発生室側
のインク溶媒の蒸発を阻止するキャップ手段を構成し、
また膜が形成されている状態で圧力発生手段を作動させ
ると、圧力発生室からの圧力を受けて膜がインク滴と共
に吹き飛ばされてキャップを外した状態となり、キャッ
プ手段及びこれの着脱手段を不要とすることができる。
そして、このように強制的に形成した膜は、印刷時と同
程度のエネルギによりノズル開口から除去できるため、
目詰り防止手段としても利用することができる。As described above, according to the present invention, a pressure generating chamber which communicates with a nozzle opening and stores ink capable of forming a film, and a pressure generating chamber which applies a pressure change which causes an ink droplet to fly into the pressure generating chamber. Means, an ink jet recording head having means, a head driving means for driving a pressure generating means so as to generate ink droplets at a speed suitable for printing, and the vicinity of the nozzle opening of the nozzle plate at the time of non-ink droplet ejection at room temperature or higher, And heating means for heating the ink to a temperature sufficient to form a film on the ink, so that when the nozzle opening is heated by the heating means at rest, the ink near the nozzle opening solidifies extremely thinly to form a film and generate pressure. Constituting cap means for preventing evaporation of the ink solvent on the chamber side,
Further, when the pressure generating means is operated in a state where the film is formed, the pressure is applied from the pressure generating chamber, the film is blown off together with the ink droplets and the cap is removed, so that the cap means and the attaching / detaching means for the cap means are unnecessary. It can be.
Then, the film forcibly formed in this manner can be removed from the nozzle opening with the same energy as that at the time of printing.
It can also be used as a means for preventing clogging.
【図1】本発明の一実施例を示す装置の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus showing one embodiment of the present invention.
【図2】同上装置に使用するインクジェット式記録ヘッ
ドの一実施例を示す図である。FIG. 2 is a view showing one embodiment of an ink jet recording head used in the above apparatus.
【図3】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
【図4】図(I)乃至(IV)はそれぞれ同上装置の動作
を示す説明図である。FIGS. 4A to 4C are explanatory diagrams showing the operation of the above device.
【図5】ノズル開口近傍の温度分布を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a temperature distribution near a nozzle opening;
【図6】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
1 インクジェット式記録ヘッド 3 転写ドラム 11 ノズルプレート 12 ノズル開口 14 圧力発生室 25 押圧ローラ 30 加熱装置 40 メニスカス 41 インク膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink jet recording head 3 Transfer drum 11 Nozzle plate 12 Nozzle opening 14 Pressure generating chamber 25 Press roller 30 Heating device 40 Meniscus 41 Ink film
Claims (8)
なインクを収容する圧力発生室と、該圧力発生室にイン
ク滴を飛翔させる圧力変化を与える圧力発生手段とを有
するインクジェット式記録ヘッドと、 印刷に適した速度でインク滴を発生させるように前記圧
力発生手段を駆動するヘッド駆動手段と、 非インク滴吐出時に前記ノズルプレートのノズル開口近
傍を常温以上で、かつ前記インクに膜を形成させるに足
る温度に加熱する加熱手段と、 を備えてなるインクジェット式記録装置。An ink jet recording head having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening and containing ink capable of forming a film, and a pressure generating means for applying a pressure change for causing an ink droplet to fly into the pressure generating chamber; a head drive means for driving the pressure generating means to generate ink droplets at a speed suitable for printing, the nozzle opening near the nozzle plate to an ink non-ejection at normal temperature or higher, and to form a film on the ink an ink jet recording device including a heating means for heating to a temperature, a sufficient to.
可能に設けられている請求項1のインクジェット式記録
装置。2. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said heating means is provided so as to be able to advance and retreat in an ink droplet ejection path.
なインクを収容する圧力発生室と、該圧力発生室にイン
ク滴を飛翔させる圧力変化を与える圧力発生手段とを記
録用紙の幅方向に複数配設してなるインクジェット式記
録ヘッドと、 該インクジェット式記録ヘッドからのインク滴を受ける
転写媒体と、 該転写媒体に記録用紙を圧接する押圧手段と、 印刷に適した速度でインク滴を発生させるように前記圧
力発生手段を駆動するヘッド駆動手段と、 非インク滴吐出時に前記ノズルプレートのノズル開口近
傍を常温以上で、かつ前記インクに膜を形成させるに足
る温度に加熱する加熱手段と、 を備えてなるインクジェット式記録装置。3. A plurality of pressure generating chambers communicating with the nozzle openings and containing ink capable of forming a film, and pressure generating means for applying a pressure change for causing ink droplets to fly in the pressure generating chambers are provided in the width direction of the recording paper. An ink-jet recording head disposed , a transfer medium for receiving ink droplets from the ink-jet recording head, pressing means for pressing recording paper against the transfer medium, and generating ink droplets at a speed suitable for printing a head drive means for driving the pressure generating means as a heating means for heating to a temperature sufficient to the nozzle opening near the nozzle plate to an ink non-ejection at normal temperature or higher, and to form a film on the ink, the An ink jet recording apparatus provided.
可能に設けられている請求項3のインクジェット式記録
装置。4. An ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein said heating means is provided so as to advance and retreat in an ink droplet ejection path.
れている請求項3のインクジェット式記録装置。5. The ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein said heating means is contained in said transfer medium.
ョンと糖分を含有してなることを特徴とする請求項1ま
たは請求項3のインクジェット式記録装置。6. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink capable of forming a film contains a resin emulsion and a sugar.
り形成されていることを特徴とする請求項1または請求
項3記載のインクジェット式記録装置。7. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the film is formed of a resin emulsion and a sugar.
ズル開口から除去可能であることを特徴とする請求項1
または請求項3記載のインクジェット式記録装置。8. The apparatus according to claim 1, wherein the rubber can be removed from the nozzle opening by driving the pressure generating means.
Or the ink jet recording apparatus according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32308593A JP3159232B2 (en) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Ink jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32308593A JP3159232B2 (en) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Ink jet recording device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07148941A JPH07148941A (en) | 1995-06-13 |
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ID=18150915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP32308593A Expired - Lifetime JP3159232B2 (en) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Ink jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6776770B2 (en) * | 2016-09-29 | 2020-10-28 | セイコーエプソン株式会社 | Inkjet recording method, control method of inkjet recorder |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP32308593A patent/JP3159232B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07148941A (en) | 1995-06-13 |
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