JP2001058419A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸引開始から出来る限り短時間でキャップ部
材を離脱させることが出来るように構成したインクジェ
ットプリンタを提供すること。 【解決手段】 停止位置にあるヘッドのヘッド面をキャ
ップ部材で覆い、前記ヘッド面と前記キャップ部材との
間に形成される空間部を吸引手段により負圧となすとと
もに、前記負圧動作の継続中に、前記キャップ部材と前
記吸引手段とを連結しているパイプ通路を遮断手段によ
り遮断するように構成した事を特徴とするインクジェッ
トプリンタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタに関し、特に、インク吐出口や、当該インク吐出口
に繋がるインク供給路内の異物あるいは気泡等を除去す
る構成に特徴を有するインクジェットプリンタに係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】インク吐出口が負圧となるように、イン
ク貯留槽とプリンタヘッド（以下、単にヘッドという）
とを関連配設するとともに、両者をフレキシブルパイプ
（チューブ）で連結せしめ、前記ヘッドを往復走行させ
ながら、記録紙を前記ヘッドの移動方向と直交する方向
にタイミングを取って移動させることにより、記録紙上
に順次記録を行うように構成したインクジェットプリン
タはよく知られている。

【０００３】斯様なインクジェットプリンタにおける前
記ヘッドのインク吐出口や、当該インク吐出口に繋がる
インク供給路内には、長時間の使用により、塵埃や気泡
等が進入することがあり、そのために、正常なインク滴
の吐出を行い得ない場合がある。

【０００４】または、インク吐出口周りのヘッド面がイ
ンクで汚れ、このインクが吐出口周りで固まったりし
て、結果的に、インクの吐出を悪くさせることがある。

【０００５】従って、前記インク吐出口や前記インク供
給路を、適宜方法を以て、時々、清掃しないと、高画質
の画像形成が保証できなくなる。

【０００６】このため、例えば、インクジェットプリン
タに組み込まれた清掃部材によりヘッド面を清掃した
り、あるいは、前記ヘッドをホームポジション等の停止
位置に停止せしめた後、前記インク吐出口から強制的に
インクを吐出させ、インク供給路内を自動的に清掃する
ようにしている。

【０００７】強制的なインクの吐出については、前記ヘ
ッドを停止位置に位置づけた後、前記ヘッド面をキャッ
プ部材で覆い、吸引ポンプにより前記インク供給路内の
インクを吸引し、インク供給路内の気泡やゴミ等をイン
クとともに吸い出すことにより行う構成が考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、インク
を強制的に吸引することによりインク供給路内を清掃す
る構成は、操作性がよく、極めて有用なものである。

【０００９】しかしながら、図５に模式的に示すよう
に、従来装置における清掃のための構成は、ヘッド１の
ヘッド面（インク吐出口を有する面）１００を覆うキャ
ップ部材２と吸引ポンプＰとをパイプ通路（チューブ）
１５０で連結しているので、清掃のための吸引開始か
ら、前記キャップ部材２をヘッド１から離脱（分離）せ
しめるまでに要する時間が長くなってしまう。

【００１０】これは、前記吸引ポンプＰの作動に伴い、
インク供給路（図示せず）から吐出するインクが、ヘッ
ド面１００とキャップ部材との間に形成される空間部の
容積および前記パイプ通路１５０の容積を埋め尽くし、
前記ヘッド面近傍が大気圧と等しくなるまでに長い時間
がかかることに起因する。

【００１１】上記のようの不具合を解消するために、前
記キャップに小孔を設けて、リーク弁となし、圧力を戻
す時間を短縮させる提案もされているが、リーク弁は孔
の大きさを正確にしないと圧力回復までの時間にバラツ
キが生じてしまうので、結果として、生産性あるいは取
り扱い勝手が悪い。

【００１２】本発明は上記点に鑑みなされたもので、主
たる目的は、吸引開始から出来る限り短時間でキャップ
部材を離脱させることが出来るように構成したインクジ
ェットプリンタを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成により達成することができる。

【００１４】（１）停止位置にあるヘッドのヘッド面を
キャップ部材で覆い、前記ヘッド面と前記キャップ部材
との間に形成される空間部を吸引手段により負圧となす
とともに、前記負圧動作の継続中に、前記キャップ部材
と前記吸引手段とを連結しているパイプ通路を遮断手段
により遮断するように構成した、事を特徴とするインク
ジェットプリンタ。

【００１５】（２）前記吸引手段は吸引ポンプである事
を特徴とする前記（１）に記載のインクジェットプリン
タ。

【００１６】（３）前記遮断手段は電磁弁である事を特
徴とする前記（１）に記載のインクジェットプリンタ。

【００１７】（４）前記遮断手段は、前記パイプを挟圧
する挟圧部材または前記パイプを屈曲する屈曲部材であ
る事を特徴とする前記（１）に記載のインクジェットプ
リンタ。

【００１８】（５）前記キャップ部材はゴムである事を
特徴とする前記（１）に記載のインクジェットプリン
タ。

【００１９】（６）ヘッドと、前記ヘッドの停止位置に
おいて、ヘッド面を覆うように設けたキャップ部材と、
前記キャップ部材とパイプを介して接続する吸引ポンプ
と、前記キャップ部材と前記吸引ポンプとの間に設けた
電磁弁と、を有し、前記ヘッド面をキャップ部材で覆う
とともに、前記電磁弁を開いた状態で前記吸引手段を作
動せしめ、前記吸引手段の作動により、前記ヘッド面と
前記キャップ部材との間に形成される空間部を負圧とな
すとともに、前記吸引手段の動作中に、前記電磁弁を閉
じるように構成した、事を特徴とするインクジェットプ
リンタ。

【００２０】（７）前記キャップ部材はゴムである事を
特徴とする前記（６）に記載のインクジェットプリン
タ。

【００２１】（８）停止位置にあるヘッドのヘッド面を
キャップ部材で覆い、前記ヘッド面と前記キャップ部材
との間に形成される空間部を、パイプ通路を介して、吸
引手段により負圧となすとともに、前記負圧動作の継続
中に、前記パイプ通路を遮断手段により遮断し、かつ、
前記ヘッド面から前記キャップ部材を離間させるととも
に、前記パイプ通路を再度開放するように構成した、事
を特徴とするインクジェットプリンタ。

【００２２】（９）前記遮断手段は電磁弁である事を特
徴とする前記（８）に記載のインクジェットプリンタ。

【００２３】（１０）前記遮断手段は、前記パイプを挟
圧する挟圧部材または前記パイプを屈曲する屈曲部材で
ある事を特徴とする前記（８）に記載のインクジェット
プリンタ。

【００２４】（１１）前記キャップ部材はゴムである事
を特徴とする前記（８）に記載のインクジェットプリン
タ。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図面
に基づいて説明する。

【００２６】図１は、インクジェットプリンタの主要部
を示す斜視図である。

【００２７】図において、１はヘッドでキャリッジ５に
収納されており、フレキシブルケーブル６を介して、制
御基板７に接続されている。

【００２８】８はキャリッジ駆動機構であり、前記キャ
リッジ５を矢印Ｘで示した主走査方向に往復移動するも
ので、可逆回転可能なモータ８ａ、プーリ８ｂ、歯付き
ベルト８ｃ、ガイドレール８ｄ等から構成してある。

【００２９】前記キャリッジ５は、前記歯付きベルト８
ｃに固設してある。

【００３０】前記ガイドレール８ｄは、互いに平行な２
本の丸棒からなり、前記キャリッジ５に設けてある挿通
穴（参照記号なし）を貫通している。

【００３１】上記構成により、前記キャリッジ５は、前
記ガイドレール８ｄ上を滑走し、一直線上を往復移動す
る。

【００３２】前記フレキシブルケーブル６は、制御基板
７からの画像信号を前記ヘッド１に伝達する伝達手段
で、可撓性フィルムに配線パターンをプリントしたこと
からなる。

【００３３】９はエンコーダで、透明樹脂フィルム上に
所定間隔で目盛りを付けたことからなる。

【００３４】前記エンコーダ９の目盛りは、前記キャリ
ッジ５に設けた光センサを介して検出され、その検知出
力は、前記キャリッジ５の移動速度を一定に制御するよ
うに使用される。

【００３５】１０は紙搬送機構であり、矢印Ｙで示した
副走査方向に記録紙９０を搬送させる。

【００３６】前記紙搬送機構１０は、搬送モータ１０
ａ、搬送ローラ対１０ｂ、１０ｃを含んで構成される。

【００３７】前記搬送モータ１０ａは、前記搬送ローラ
対１０ｂの一方のローラ軸に直結してあり、このローラ
対１０ｂを回転駆動させることにより、前記記録紙９０
を矢印Ｙで示す副走査方向に一定速度で搬送する。

【００３８】前記キャリッジ５に納められた前述のヘッ
ド１は、前記ローラ対１０ｂ、１０ｃの間で前記記録紙
９０と対向するように関係づけてある。

【００３９】前記ヘッド１には複数のインク吐出口が設
けてあり、記録時、前記制御基板７からの画像信号に従
ったインク滴を前記インク吐出口から前記記録紙９０に
向けて飛翔せしめ、当該記録紙９０上に画像を形成する
ことになる。

【００４０】尚、前記インク吐出口と、当該インク吐出
口と繋がっているインク貯留槽とは、前記インク吐出口
部の圧力が負圧になるように関係づけて配置してある。

【００４１】また、前記ヘッドは、前記インク吐出口、
インク供給路、インク溜まり等を備え、かつ、当該イン
ク溜まりと前記インク貯留槽とはフレキシブルなパイプ
（チューブ）で繋がっている構成を有するが、この構成
はよく知られているので、図示は割愛してある。

【００４２】図２は、前記ヘッド１の移動領域が区分さ
れていることを示し、かつ、本発明に係わる清掃のため
の構成を示す平面図である。

【００４３】図において、前記した部材（手段）と同一
部材または同一の機能を示すものについては同一の参照
番号を付してある。

【００４４】前記ヘッド１の移動領域は、非記録時に前
記ヘッド１を収納するホームポジションと、記録開始直
前または記録処理終了後にヘッド面を機械的に清掃する
清掃領域と、画像記録のための画像形成領域に区分され
る。

【００４５】前記ホームポジションにおいては、インク
吐出口近傍におけるインクの乾燥を防止するために、キ
ャップ部材２でヘッド面１００を覆うようになってい
る。

【００４６】また、前記ホームポジションは、本発明に
係わる清掃（インクの強制的吐出）を行うための場所で
もある。

【００４７】図中、インク吐出口は参照記号１１０で示
してある。

【００４８】本実施の形態においては、前記インク吐出
口１１０をフッ素樹脂からなる薄板で形成してあり、当
該薄板を前記ヘッド１を主体的に構成するブロックに張
り付けてヘッド１の１外面（この面をヘッド面という）
を形成している。

【００４９】但し、前記のように薄板を用いることな
く、前記ブロックに前記インク吐出口１１０を直接に形
成しても良いことは勿論である。

【００５０】その際、インク吐出口はインク供給路の一
端により形成されることになるが、当該インク吐出口の
終端となるヘッド面には、撥水処理を施しておくことが
好ましい。

【００５１】前記キャップ部材２はゴムで作製してあ
り、フレキシブルなパイプ通路（チューブ）１５０を介
してチューブポンプからなる吸引ポンプ（吸引手段）Ｐ
に繋がっている。

【００５２】前記キャップ部材２は、前記ヘッド面１０
０を覆う（実質的に、前記インク吐出口１１０が存在す
る領域を囲む態様にあることを意味する）、例えば、矩
形外形部（ヘッド面と接触する外形部）２００を有す
る。

【００５３】また、前記矩形外形部２００は所定の長さ
（立ち上がり）を有し、前記ヘッド面１００との接触状
態において、前記インク吐出口との間に所定容積の空間
部２０３を形成するようになっている。

【００５４】前記キャップ部材２と吸引ポンプとの間に
設けてあるのは電磁弁１１５であり、当該電磁弁１１５
は、前記パイプからなる通路（パイプ通路）を開閉する
手段であるが、特に、本発明においては、前記パイプ通
路を遮断する遮断手段としての使われ方に特徴があると
いえる。

【００５５】３０は清掃領域に設けた清掃機構で、クリ
ーニングブレードからなる清掃手段３００および前記ク
リーニングブレードを清掃するための固めの発泡部材か
らなるブレード清掃材３３０を主要素とする。

【００５６】図示２点鎖線位置は、前記清掃手段３００
が待避した位置を示し、実線位置は当該清掃手段が前記
ヘッド面１００を清掃しうる位置を示す。

【００５７】前記ブレードクリーニング３００は回転軸
３１０に一体的に取り付けてあり、前記２つの位置間に
おける回動時に前記ブレード清掃材に衝突することによ
り、清掃される。

【００５８】上記構成において、ヘッド１は、例えば、
記録動作開始に先立って、ホームポジションで強制的に
インクを吐出させられる第１の清掃処理を受けた後、清
掃領域において、清掃手段３００によりヘッド面１００
をクリーニングされ、しかる後、画像形成領域内を移動
しながら、前述のように、記録紙Ｐ上に画像を形成する
ように制御される。

【００５９】ところで、前記インク吐出口１１０を介し
ての強制的インク吐出による清掃は次のように行う。

【００６０】ホームポジションに位置するヘッド１のヘ
ッド面１００に対して、キャップ部材２の矩形外形部２
００が所定圧力（後記の状態において、インク漏れしな
い程度の圧力）接触している状態において、前記電磁弁
１１５を開き状態とする。

【００６１】前記電磁弁１１５の開放により、前記ヘッ
ド面１００の周りに形成されている空間部２０３と吸引
ポンプＰとの間のパイプ通路１５０が連通する。

【００６２】次に、前記吸引ポンプＰを作動させてパイ
プ通路内および前記空間部２０３内の空気を吸引させる
と、前記空間部２０３の圧力は徐々に負圧となる。

【００６３】負圧の増大に伴い、ヘッド内のインク供給
路（図示せず）内にあるインクが、前記インク吐出口１
１０を介して前記空間部２０３内に流れ出る。

【００６４】適宜の時間経過後、前記電磁弁１１５を介
して前記パイプ通路１５０を遮断させる。

【００６５】即ち、前記吸引ポンプＰが作動している最
中に、前記電磁弁１１５を閉じ、前記空間部２０３およ
び当該空間部から前記電磁弁１１５までのパイプ通路１
５０と、前記電磁弁から前記吸引ポンプＰまでのパイプ
通路との連通状態を非連通状態とする。

【００６６】前記において、吸引ポンプＰを停止した後
に電磁弁１１５を閉じるようにしてもよい。

【００６７】前記電磁弁１１５の閉動作のタイミング
は、閉動作後に、前記空間部２０３と前記電磁弁までの
パイプ通路１５０の容積が吐出したインクにより充満
し、ヘッド面付近での気圧差を略等しくする事ができる
タイミングである。

【００６８】前記電磁弁１１５の閉のタイミングは、前
記ヘッド面１００に対する前記吸引ポンプＰの差圧、空
間部２０３および前記したパイプ通路の容積等の諸条件
により決定されるものである。

【００６９】例えば、実験を介して最適な条件を決定す
ることができる。

【００７０】前記電磁弁１１５がパイプ通路を遮断した
後であって、前記キャップ２が前記ヘッド面１００から
離脱出来るようになってから、前記キャップを前記ヘッ
ド１から引き離す。

【００７１】しかる後、前記電磁弁１１５を再び開い
て、前記キャップ部材２側に収容してある吐出インク
を、前記吸引ポンプＰと前記電磁弁１１５との間の負圧
で同側のパイプ通路に引き込み、別途用意した廃インク
用容器（図示せず）に排出する等、適宜の処理を施し、
その後、電磁弁も閉じる。

【００７２】前記吸引ポンプを非作動とするタイミング
は、前記電磁弁の閉動作と同時でもよい。

【００７３】なお、キャップ部材２をヘッド１から引き
離したとき、キャップ部材内に収容したインクが漏れな
い構成とするは当然であり、例えば、図３において二点
鎖線で示すように、ホームポジションにおいて前記ヘッ
ド１を回動し、当該ヘッドを最下位置或いはその途中の
位置で固定停止させるとともに、キャップ部材２を上昇
下降のように往復移動させるようにすれば、機構も簡単
で済むので好ましいが、他の構成でもよい事は勿論であ
る。

【００７４】上述したように、簡単な構成で、操作開始
から終了までのインク吐出による清掃時間を短縮する事
が出来、また、キャップ内に収容したインクの後処理も
容易に行うことができる。

【００７５】なお、前記パイプ通路を遮断するための構
成も設計の自由度は広く、例えば、ローラ状あるいは角
状の押圧手段等により押圧してパイプを一時的に潰す構
成でも、あるいは、前記ヘッド面と前記キャップ部材と
の緊密な接触状態に悪影響を与えないように、前記パイ
プ通路を一時的に折り曲げることによりパイプ通路を遮
断する構成としてもよい。

【００７６】前記キャップ部材と前記パイプ通路を遮断
制御できる遮断手段との距離は近ければ近いほどよく、
また、キャップ部材の空間部およびパイプ通路の容積も
小さいほど圧力回復が早くなるので、出来る限り小さく
することが望ましい。

【００７７】実施の形態においては、 ヘッドに対する吸引ポンプの差圧 ΔＰ＝７．６×１０⁴Ｎ／ｍ² パイプ内径 ２ｍｍ キャップの空間部容積約 １００ｍｍ² キャップ部材と電磁弁間の距離 １０ｍｍ 電磁弁と吸引ポンプとの距離 １５０ｍｍ として、インク吐出によるインク供給路の清掃を行った
後の記録画像を観察したところ、常に良好な画像が得ら
れていることが解った。

【００７８】同時に、電磁弁の如く遮蔽手段を用いない
場合の、吸引開始からキャップ部材の離脱までに費やし
ていた清掃時間６０秒に比して、本実施の形態では、約
２０秒の時間で清掃を終了することができ、清掃時間の
短縮を図ることが出来た。

【００７９】図４は実施の形態におけるヘッドの構成を
模式的に示す図である。

【００８０】図において、前記した部材（手段）と同一
の部材については同一の参照記号を付してある。

【００８１】図中、ヘッド面１００を形成する薄板１０
１には多数のインク吐出口１１０を設けてあり、当該薄
板１０１は、ヘッド本体側の接合面１７０に接合され
る。

【００８２】１７５は前記ヘッド本体側に設けたインク
供給路１７５であり、前記インク吐出口と連通する。

【００８３】本実施の形態において、前記インク供給路
１７５は１２８個、前記インク吐出口１１０は６４個形
成してある。

【００８４】換言すれば、ヘッドの組立完了時に、１つ
おきのインク供給路１７５に対して、前記インク吐出口
１１０が整合（連通）するように構成する。

【００８５】このように構成したのは下記理由による。

【００８６】例えば、記録データに従って、あるピエゾ
からなる圧電素子５００に所定の電圧が印加された場合
を想定すると、電圧印加された圧電素子は図において左
右方向一方向に撓み、隣接する圧電素子とにより仕切ら
れたインク溜り（インク室）の容積を減少させる。

【００８７】前記容積変化に伴って、前記インク溜まり
に連通するインク供給路１７５、インク吐出口１１０を
介して、インク滴が飛翔（飛び出し）する。

【００８８】斯様に、圧電素子５００の左右方向変位に
起因してインク滴を飛び出させるが、その圧電素子から
みて反対側のインク溜まりは圧電素子の変位量分だけ容
積が大きくなり、記録のためのインク滴を安定して飛翔
させる制御が極めて困難であるために、１つおきに使用
するようにしてある。

【００８９】前記各圧電素子５００には各回路導線５１
０が接続しており、その他端側は、前記フレキシブルケ
ーブル６に結合している。

【００９０】なお、本実施の形態の構成においては、イ
ンク吐出によるヘッド清掃をホームポジションにおいて
行うようにしてあるが、記録動作に関係しない領域であ
ればどこでもよく、また、清掃のタイミングも、適宜時
期に割り込みで行えるようにしてもよい。

【００９１】

【発明の効果】キャップ部材と吸引手段との間に遮断手
段を設けるとともに、吸引手段の吸引動作途中でパイプ
通路を遮断させ、吐出するインクで埋められる容積を小
さくする事により、結果として、キャップ部材内の圧力
を早く回復でき、清掃を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットプリンタの主要部を示す斜視図
である。

【図２】ヘッドの移動領域が区分されていることを示
し、かつ、本発明に係わる清掃のための構成を示す平面
図である。

【図３】ヘッドを回動し、当該ヘッドを最下位置或いは
その途中の位置で固定停止させるとともに、キャップ部
材２を上昇下降のように往復移動させる構成を示す概略
図である。

【図４】実施の形態におけるヘッドの構成を模式的に示
す図である。

【図５】従来装置における清掃のための構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ヘッド ２ キャップ部材 ５ キャリッジ ６ フレキシブルケーブル ７ 制御基板 ８ 駆動機構 ９ エンコーダ １０ 紙搬送機構 ９０ 記録紙 １００ ヘッド面 １１０ インク吐出口 １１５ 電磁弁 １５０ パイプ通路（チューブ） １７５ インク供給路 ２０３ 空間部 ５００ 圧電素子 ５１０ 回路導線 Ｐ 吸引ポンプ（吸引手段）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 停止位置にあるヘッドのヘッド面をキャ
   ップ部材で覆い、 前記ヘッド面と前記キャップ部材との間に形成される空
   間部を吸引手段により負圧となすとともに、 前記負圧動作の継続中に、 前記キャップ部材と前記吸引手段とを連結しているパイ
   プ通路を遮断手段により遮断するように構成した、 事を特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】 前記吸引手段は吸引ポンプである事を特
   徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 【請求項３】 前記遮断手段は電磁弁である事を特徴と
   する請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
4. 【請求項４】 前記遮断手段は、前記パイプを挟圧する
   挟圧部材または前記パイプを屈曲する屈曲部材である事
   を特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリン
   タ。
5. 【請求項５】 前記キャップ部材はゴムである事を特徴
   とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
6. 【請求項６】 ヘッドと、 前記ヘッドの停止位置において、ヘッド面を覆うように
   設けたキャップ部材と、 前記キャップ部材とパイプを介して接続する吸引ポンプ
   と、 前記キャップ部材と前記吸引ポンプとの間に設けた電磁
   弁と、を有し、 前記ヘッド面をキャップ部材で覆うとともに、 前記電磁弁を開いた状態で前記吸引手段を作動せしめ、 前記吸引手段の作動により、前記ヘッド面と前記キャッ
   プ部材との間に形成される空間部を負圧となすととも
   に、 前記吸引手段の動作中に、前記電磁弁を閉じるように構
   成した、 事を特徴とするインクジェットプリンタ。
7. 【請求項７】 前記キャップ部材はゴムである事を特徴
   とする請求項６に記載のインクジェットプリンタ。
8. 【請求項８】 停止位置にあるヘッドのヘッド面をキャ
   ップ部材で覆い、 前記ヘッド面と前記キャップ部材との間に形成される空
   間部を、パイプ通路を介して、吸引手段により負圧とな
   すとともに、 前記負圧動作の継続中に、前記パイプ通路を遮断手段に
   より遮断し、かつ、 前記ヘッド面から前記キャップ部材を離間させるととも
   に、 前記パイプ通路を再度開放するように構成した、 事を特徴とするインクジェットプリンタ。
9. 【請求項９】 前記遮断手段は電磁弁である事を特徴と
   する請求項８に記載のインクジェットプリンタ。
10. 【請求項１０】 前記遮断手段は、前記パイプを挟圧す
    る挟圧部材または前記パイプを屈曲する屈曲部材である
    事を特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリン
    タ。
11. 【請求項１１】 前記キャップ部材はゴムである事を特
    徴とする請求項８に記載のインクジェットプリンタ。