JP2001212990A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プライミング等による廃インクを簡便な機構で
能率的に回収して再利用でき、長尺印字ヘッドを用いる
ラインプリンタ等に好適なインクジェットプリンタを提
供することである。 【解決手段】(a) 印字時においてはガイド板３４の開口
部３５はプラテン板５５により閉鎖され、(b) プライミ
ングのときはプラテン板５５が図外退避位置に移動し
て、４色のインク５７が一括してキャップユニット３６
内に吐出され目詰まりが解消される。(c) 水平姿勢のク
リーニングブレード５４がガイド板３４右端下方のホー
ムポジションから作業領域に進入し、９０度回転して垂
直姿勢となり、(d) このクリーニングブレード５４が左
端部へと摺動し、その上端部でヘッドユニット３０のイ
ンク吐出面５６を摺擦して清掃し、下端部でキャップユ
ニット３６底面を摺擦してプライミングされたインクの
インク溜り５７−１を回収パイプ３９の配設部へ掻き寄
せ、このプライミングインクは回収パイプ３９を介して
回収ポンプにより吸引され、リサイクルインクタンクに
送入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プライミング等に
用いた廃インクを簡便な機構で能率的に回収して再利用
できて長尺印字ヘッドを用いるラインプリンタ等に好適
なインクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット方式のプリン
タが主流となって広く用いられている。このインクジェ
ット方式によるプリンタには、インクを加熱し気泡を発
生させてその圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット
方式や、ピエゾ抵抗素子（圧電素子）の変形によってイ
ンク滴を飛ばすピエゾジェット方式等がある。これら
は、記録材たるインクをインク滴にして印字ヘッドのノ
ズルから噴射させて、そのインク滴を紙、布などの被記
録材に吸収させて文字や画像等の記録（印字、印刷）を
行なうものであり、騒音の発生が少なく、特別な定着処
理を要することもなく、インクの無駄の無い印字方法で
ある。

【０００３】また、従来は専らモノクロ印字のプリンタ
だけであったが、現在では、むしろフルカラー印字のプ
リンタが主流となっている。フルカラー印字は、通常、
減法混色の三原色であるイエロー（黄色）、マゼンタ
（赤色染料名）及びシアン（緑味のある青色）の３色の
インクを用い、ものによっては、文字や画像の黒色部分
に専用されるブラック（黒）を加えた４色のインクを用
いて行なわれる。

【０００４】図１１(a) は、そのような印字を行うイン
クジェットプリンタに搭載されて印字を実行するモノク
ロ用のインクジェットプリンタヘッド（以下、単に印字
ヘッドという）を模式的に示す図であり、同図(b) は、
４色フルカラー用の印字ヘッドを示す図、同図(c) は、
同図(a) のＡ−Ａ′断面矢視図または同図(b) のＢ−
Ｂ′断面矢視図であり、同図(d) は、同図(a) 又は同図
(b) に示す印字ヘッドが製造されるシリコンウエハを示
す図である。尚、同図(a),(b) 示す印字ヘッドは、いず
れも印字される用紙側から見た面、つまりインク吐出面
を示している。

【０００５】図１１(a) に示す印字ヘッド１は、チップ
基板２のインク吐出面にオリフィスプレート３を積層さ
れ、そのオリフィスプレート３には多数の吐出ノズル４
が縦一列に配置されて、一列のノズル列５を形成してい
る。チップ基板２の上記ノズル列５方向の一方の端部
（図では上端部）には、共通給電端子６と駆動回路端子
７が形成されている。同図(b) に示す印字ヘッド１０
は、より大きなチップ基板９上に、同図(a) の印字ヘッ
ド１の構成をモノリシックに４列並べて形成したもので
ある。

【０００６】これらの印字ヘッド１（又は１０、以下同
様）は、いずれも同図(d) に示す直径が４×２５．４ｍ
ｍ或は６×２５．４ｍｍ等の大きさのシリコンウエハ１
１の上に多数（例えば９０個以上）区画されたチップ基
板２又は９上に形成される。

【０００７】これらの内部構造を簡単に説明すると、同
図(c) に示すように、チップ基板２（又は９、以下同
様）の表層部（図では下部層）の所定の位置に、ＬＳＩ
形成処理技術による駆動回路１２が形成されている。

【０００８】更に、チップ基板２の表面（図では下面）
には、複数の発熱抵抗体１３、この発熱抵抗体１３と駆
動回路１２のドライバとを接続する個別配線電極１４、
発熱抵抗体１３に駆動電圧を供給する共通電極１５、及
び同図(a) に示す共通給電端子６と駆動回路端子７が形
成されている。

【０００９】また、上記個別配線電極１４、発熱抵抗体
１３及び共通電極１５を挟んで駆動回路１２の反対側に
は、発熱抵抗体１３にインクを供給する共通インク供給
溝１６が基板表面側に発熱抵抗体１３の並設方向（図１
１(c) では紙面垂直方向）に細長く延在して形成され、
この共通インク供給溝１６に連通し、外部からのインク
を供給するための適宜数のインク供給孔１７が基板裏面
（図では上面）に貫通して形成されている。

【００１０】これらの上に、内部を外部から封止するシ
ール隔壁１８−１、１８−２、各発熱抵抗体１３を個別
に仕切ってインク加圧室１９を形成する仕切隔壁１８−
３から成る隔壁１８が積層され、これらの隔壁１８の上
に上述したオリフィスプレート３が積層されている。こ
のオリフィスプレート３に覆われて、隔壁１８の高さに
対応するおよそ１０μｍの高さのインク流路２１がイン
ク加圧室１９と共通インク溝１６間に形成される。そし
て、上記のオリフィスプレート３には、発熱抵抗体１３
に対向する位置に、直径およそ２０〜３０μｍの上記の
吐出ノズル４がおよそ４２μｍの配設ピッチで形成され
ている。

【００１１】この後、ダイシングソーなどを用いてシリ
コンウエハ１１をチップ基板１毎にカッティングして個
々に採取し、その採取したチップ基板１の背面を例えば
アルミニウム材等の放熱板を兼ねる親基板にダイボンデ
ングし、ワイヤボンディングにより端子接続し、更に樹
脂保護層を形成して、実用単位の印字ヘッドが完成す
る。

【００１２】このような、印字ヘッド１は、最大で１５
×２０ｍｍ程度の大きさのチップからなり、特には図示
しないが、通常は、シリアルプリンタのキャリッジにイ
ンクカートリッジと共に取り付けられ、副走査方向に間
欠搬送される用紙の面に下向きに近接して主走査方向に
往復移動しながら、吐出ノズル４からインクを吐出して
印字を実行する。

【００１３】このようなシリアルプリンタは、印字ヘッ
ド１のノズル列５が長い程、主走査方向への一度の移動
で印字できる副走査方向の幅（印字縦幅）が広くなるか
ら印字速度が速くなる。しかし、そのように印字ヘッド
１のノズル列５を余り長くすると、つまり印字ヘッド１
を大きくすると、印字ヘッド１が移動する際の負荷が大
きくなって走行異常による印字品質の劣化が起る。ま
た、これを防止するためにはフレームの強化が必要とな
る。更に、走行スペースを確保するために装置が大型化
するなどの厄介な問題が種々発生する。

【００１４】したがって、近年では、印字ヘッドのノズ
ル列を主走査方向の印字領域一杯に長く配置して長尺化
した印字ヘッドを用い、その長尺印字ヘッドをプリンタ
本体側に固定して配置し、用紙のみを副走査方向に移動
させるラインプリンタが提案されている。

【００１５】これであると、印字ヘッドが固定で、用紙
のみの搬送であるから機械的な負荷も小さく、したがっ
て消費電力が少なくて経済的であり、また、その構成方
式自体が高速性に対応しており、近年のように印字処理
の速度をより高速にしたいという要望に応えるために
は、このラインプリンタが今後の開発の中心となってく
るものと考えられる。

【００１６】図１２(a),(b) は、それぞれ上記長尺印字
ヘッドの外観を模式的に示す平面図である。同図(a) に
示す矢印ｘは、この長尺印字ヘッド２２の用紙の主走査
方向の有効印字幅に対応するノズル列２３の長さを示し
ている。この長尺印字ヘッド２２は、図１１(a) に示し
た印字ヘッド１を、そのまま長くような形状をしてい
る。

【００１７】但し、図１１(a) に示した印字ヘッド１を
そのまま長くしたのでは、最大でも図１１(d) に示した
シリコンウェハ１１の直径とほぼ同じ程度の長さまでに
しか形成することができないから、用紙の幅に対応する
ラインプリンタの印字ヘッドを構成することができな
い。つまり、図１２(a) の長尺印字ヘッド２２は、図１
１(a) に示した印字ヘッド１を長手方向に接続した場合
の形状を示している。

【００１８】しかし、ノズル列２３を構成する吐出ノズ
ル２４の配設ピッチは上述したようにおよそ４２μｍで
あるから、隣接する印字ヘッド１の接続部位のチップ基
板の端部は、最端部の吐出ノズル４から２１μｍ程度の
長さの継ぎ目用余白しかなく、実際には図１１(a) の印
字ヘッド１を複数個接続して図１２(a) の長尺印字ヘッ
ド２２のように長尺化することは現在のところ技術的に
困難である。

【００１９】したがって、現在時点では、印字ヘッドを
長尺化する場合は、図１２(b) に示すように、図１１
(a) に示した印字ヘッド１（図１１(b) に示した印字ヘ
ッド１０でも可能であるが、ここでは説明を簡明にする
ため、図１１(a) の印字ヘッド１を取り上げている）
を、親基板２５の長手方向に２列にして千鳥足状に交互
にずらしながら配列して形成した長尺印字ヘッド２６の
ような提案が主流となっている。

【００２０】この図１２(b) に示す長尺印字ヘッド２６
のノズル列２７は、見た目には２列であるが、この印字
ヘッド２６も同図(a) に示す印字ヘッド２２と同様に１
色のインクを吐出するための構成であり、４色のインク
を吐出するカラー印字を行うプリンタでは、印字ヘッド
２２又は印字ヘッド２６を横に（図では上下に）４本並
べてヘッドユニットを構成することになるから、以下の
説明では、印字ヘッド２６の見た目に２列のノズル列２
７を、同図(a) の印字ヘッド２２のノズル列２３と同様
に「１列のノズル列」として説明する。

【００２１】ところで、インクジェットプリンタヘッド
では、通常、プリンタ本体が使用休止されていた後の電
源投入時や、使用中においても吐出ノズルによっては長
く吐出を休止するものがあることから、多数の吐出ノズ
ルの中に目詰まりを起こすものがある。したがって、こ
の目詰まりの発生を予防或いは発生した目詰まりを解消
するために、つまり吐出ノズルの吐出機能維持のため
に、プライミングと呼ばれる印字には直接関係のないイ
ンクの吐出と、ワイピングと呼ばれる吐出口の拭き取り
清掃を、しばしば行う必要がある。また、印字ヘッドの
非使用時には、極力、インクの乾燥による吐出ノズルの
目詰まりが起きないように、印字ヘッドに対し乾燥防止
のためのキャッピング機構を設ける必要がある。

【００２２】ところが、キャッピング機構を設けるのは
当然のこととして、上記のプライミングは、直接の印字
とは無関係にインクを吐出するのであるから、シリアル
プリンタの印字ヘッドのように小型であれば問題ない
が、ラインプリンタの長尺印字ヘッドのように大型で、
吐出ノズル数が多数ある印字ヘッドの場合、プライミン
グに費やされるインクの量が膨大となって不経済であ
る。

【００２３】このため、プライミングで吐出されたイン
クの回収・再利用が求められており、中でも、カラープ
リンタ用の長尺印字ヘッドでは、各色を個別に回収再利
用することが提案されている。この回収に関しては、例
えばインクの各色毎に対応して別々の吸引ポンプを設
け、プライミング時に吐出するインクの量を通常よりも
多くし、ノズル列毎に吐出口の直下から回収容器を介し
て吸引して色別に回収する提案がなされている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構成は、回収容器内のインクを吸引ポンプで引き込むだ
けの構成であり、回収容器の隅部等にインクが滴状にな
って残留するため回収効率が良くないという問題を有し
ている。またいずれにしても、インクを色別に個別に回
収する構成は、機構が複雑化し装置が大型化するという
問題を有していた。

【００２５】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
廃インクを簡便な機構で能率的に回収して再利用できて
長尺印字ヘッドを用いるラインプリンタ等に好適なイン
クジェットプリンタを提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
プリンタは、インクを吐出する複数の吐出ノズルの吐出
口が所定方向に並設されて成る吐出ノズル列をインク吐
出面に備え、該インク吐出面の上記吐出口からインクを
吐出して印字を行なう長尺印字ヘッドと、該長尺印字ヘ
ッドにインクを供給するインク供給手段と、上記長尺印
字ヘッドの上記インク吐出面に、上記吐出口を覆って着
脱自在に被装可能なキャップと、該キャップ内に上記吐
出ノズルにより吐出されたインクを上記キャップ内の所
定部位に収集するインク移送手段と、該インク移送手段
により収集された上記インクを上記インク供給手段に返
送するインク返送手段と、を有して構成される。

【００２７】上記インク移送手投は、例えば請求項２記
載のように、上記キャップ内に該キャプの長手方向の略
全域に亙り延在させて収納されたスクリューシャフトで
構成され、また、例えば請求項３記載のように、上記キ
ャップの底面を摺擦するブレードで構成される。そし
て、上記ブレードは、例えば請求項４記載のように、上
記キャップの底面を摺擦する端部とは反対側の端部が上
記印字ヘッドの上記インク吐出面を摺擦すべく設置され
ることが好ましく、また、例えば請求項５記載のよう
に、回転可能に支持され、支持される姿勢を回転により
上記インク吐出面に対し略垂直な姿勢と略平行な姿勢と
に変更するように構成しても良い。

【００２８】また、例えば請求項６記載のように、上記
長尺印字ヘッドは、所定の色のインクと回収インクを夫
々吐出する少なくとも２列の上記吐出ノズル列を備え、
上記インク供給手段は、上記所定の色のインクと上記回
収インクとを夫々対応する上記吐出ノズル列に供給する
少なくとも２個のインク供給器を備え、上記インク返送
手段は、上記回収インクを回収インク用のインク供給器
に返送するように構成してもよく、また、例えば請求項
７記載のように、上記長尺印字ヘッドは、各上記吐出ノ
ズル列が夫々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック及
び回収インクを吐出する少なくとも５列の上記吐出ノズ
ル列を備えるカラー印字ヘッドであり、上記インク供給
手段は、各上記吐出ノズル列に対応するインクを夫々供
給する少なくとも５個のインク供給器を備え、上記返送
手段は、上記回収インクを回収インク用のインク供給器
に返送するように構成しても良い。

【００２９】更に、例えば請求項８記載のように、上記
長尺印字ヘッドは、各上記吐出ノズル列が夫々イエロ
ー、マゼンタ、シアン及びブラックのインクを吐出する
少なくとも４列の上記吐出ノズル列を備えるカラー印字
ヘッドであり、上記インク供給手段は、上記吐出ノズル
列に対応するインクを夫々供給する少なくとも４個のイ
ンク供給器を備え、上記返送手段は、上記回収インクを
ブラックインクの上記インク供給器に返送するように構
成しても良い。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に
おけるインクジェットプリンタの主要部の構成を示す模
式的斜視図である。図１において、ヘッドユニット３０
は、ラインプリンタ用の長尺印字ヘッドを４本並設して
なり、その下部に、図１では陰になって見えないが、各
長尺印字ヘッドに対応して夫々の吐出ノズル列が４列に
並んだインク吐出面を下向きに備えている。このヘッド
ユニット３０の一方の側面に密着して、リサイクルイン
クヘッドユニット２９が設けられている。

【００３１】ヘッドユニット３０の用紙３２の搬送方向
Ｃに対して上流側（図１の右斜め上方向）には給紙ロー
ラ対３１が配置される。給紙ローラ対３１は、不図示の
給紙部から給送される用紙３２を図の矢印Ｃで示すよう
にヘッドユニット３０の下方つまり印字部へ搬送する。

【００３２】ヘッドユニット３０の用紙搬送方向Ｃに対
して下流側（図１の左斜め下方向）には排紙ローラ対３
３が配置される。排紙ローラ対３３は、上記印字部で画
像を印字（印刷）されて排出される用紙３２の搬送を引
き継ぎ、印字済みとなった用紙３２を不図示の排紙口方
向へ搬送する。

【００３３】上記の用紙３２は、ガイド板３４に沿って
搬送される。ガイド板３４には、ヘッドユニット３０の
インク吐出面と対向する部分が切り欠かれて開口部３５
が形成されている。その開口部３５に対応する位置に、
キャップユニット３６が不図示の駆動機構により上下に
移動自在に配置されている。このキャップユニット３６
はプリンタ本体が稼動休止又は印字を中断している時は
上に移動してヘッドユニット３０のインク吐出面をキャ
ッピングして外部に対し封止する。これにより、インク
吐出面の乾燥が防止される。そして、プリンタ本体が稼
動され、印字が開始されるときは、下方に移動して図１
に示す印字時位置に停止する。

【００３４】上記のヘッドユニット３０、ガイド板３４
及びキャップユニット３６の側方に、インクタンク３７
−１、３７−２、３７−３、３７−４、及びリサイクル
インクタンク３８が設けられている。インクタンク３７
−１、３７−２、３７−３及び３７−４にはイエローイ
ンクＹ、マゼンタインクＭ、シアンインクＣ及びブラッ
クインクＢｋがそれぞれ収容されている。また、リサイ
クルインクタンク３８には、インクユニット３０からプ
ライミングによってキャップユニット３６に吐出された
インクが回収されて収容される。

【００３５】上記のキャップユニット３６には、屈曲自
在な柔軟なチューブで構成された回収パイプ３９が連結
され、回収パイプ３９の他端は回収ポンプ４０に連結さ
れ、回収ポンプ４０とリサイクルインクタンク３８との
間に送出パイプ４１が連結されている。

【００３６】これにより、インクユニット３０からプラ
イミングによってキャップユニット３６に吐出された上
記のインクは、回収ポンプ４０により回収パイプ３９を
介して回収され、送出パイプ４１を介してリサイクルイ
ンクタンク３８に収容されるようになっている。

【００３７】また、他のインクタンク３７（３７−１、
３７−２、３７−３、３７−４）には、それぞれ供給ポ
ンプ４２、供給パイプ４３及び循環パイプ４４が配設さ
れている。これにより、各インクタンク３７に収容され
ているイエローインクＹ、マゼンタインクＭ、シアンイ
ンクＣ及びブラックインクＢｋの各インクは、夫々の供
給ポンプ４２により各インクタンク３７から送り出さ
れ、各供給パイプ４３を介してヘッドユニット３０の各
長尺印字ヘッドにそれぞれ供給される。

【００３８】そして、供給されたインクの一部が印字又
はプライミングによって不図示の吐出ノズルから吐出さ
れて消費され、残りの未使用分が循環パイプ４４を介し
て各インクタンク３７−１〜３７−４に回収される。こ
れにより、インクが滞留することなく常に新鮮な状態で
ヘッドユニット３０内を流通するようにしている。

【００３９】また、同様にリサイクルインクタンク３８
にも供給ポンプ４５、供給パイプ４６及び循環パイプ４
７が配設されている。これにより、上記同様にリサイク
ルインクタンク３８に収容されている廃インクつまりプ
ライミング等により吐出されて回収されたインクが供給
ポンプ４５により供給パイプ４６に送り出され、リサイ
クルインクを吐出するヘッドユニット２９に供給され
て、簡易印字(エコノミーモード印字)や黒インク切れ等
の非常時において、印字に適宜使用される。

【００４０】図２は、上記のキャップユニット３６及び
プライミングの吐出インクを回収する吐出インク回収機
構の構成を分かりやすく示すため、図１のインクジェッ
トプリンタの主要部の構成から給紙ローラ対３１、用紙
３２、排紙ローラ対３３及びガイド板３４を取り除いて
示す斜視図である。

【００４１】図２に示すように、キャップユニット３６
の用紙搬送方向Ｅに対して下流側やや上方には、リード
スクリュウシャフト４８がキャップユニット３６の長手
方向に平行して配置されている。リードスクリュウシャ
フト４８のスクリュー溝４９には、スライドナット５１
が滑動自在に係合しており、スライドナット５１は、図
の両方向矢印Ｄで示すようにリードスクリュウシャフト
４８に沿って往復移動する。

【００４２】このスライドナット５１には、クラッチ部
５２及び支持シャフト５３を介してクリーニングブレー
ド５４が取り付けられている。このクリーニングブレー
ド５４は、詳しくは後述するように、係合部材とクラッ
チ部５２とにより９０度毎に一方の方向にのみ回転する
ように設置され、ヘッドユニット３０のインク吐出面を
インク汚れを摺擦して拭き取り清掃すると共に、キャッ
プユニット３６内のヘッドユニット３０から吐出された
インクを、回収パイプ３９が連結されている側に掻き寄
せる。

【００４３】図３(a),(b),(c),(d) 及び図４(a),(b),
(c),(d) は、上記吐出インク回収機構の動作を各段階毎
に説明する図である。尚、図３及び図４は、図２の矢印
Ｅで示す方向に見たキャップユニット３６の断面図であ
る。先ず、図３(a) に示す印字動作中では、ガイド板３
４の開口部３５にはプラテン板５５が緩やかに嵌入して
開口部３５を略閉鎖している。

【００４４】クリーニングブレード５４は、ガイド板３
４の右端下方のホームポジションにあり、ヘッドユニッ
ト３０のインク吐出面５６に対し略平行な姿勢を保って
待機している。図１に示した用紙３２は、このプラテン
板５５に摺接しながらヘッドユニット３０のインク吐出
面５６に近接してその直下を通過する。

【００４５】ヘッドユニット３０がプライミングを行う
ときは、図３(a) のプラテン板５５が図外の退避位置に
移動して、同図(b) に示すように、ガイド板３４の開口
部３５を開放する。ヘッドユニット３０は、そのインク
吐出面５６の全ての吐出ノズルから、各色のインクを、
色毎に分別することなく一括して、１つのキャップ部材
として構成されたキャップユニット３６内に吐出する。

【００４６】これにより、発生していた吐出ノズルのイ
ンク目詰まりが解消されると共に新たな目詰まりの発生
が抑制され、キャップユニット３６内の底部一面に、吐
出されたインク５７が滞留しインク溜り５７−１が形成
される。

【００４７】この後、クリーニングブレード５４がヘッ
ドユニット３０とキャップユニット３６の間の右端部に
移動し、同図(c) に示すように、破線で示したインク吐
出面５６に対し略平行な姿勢から図の矢印Ｆで示すよう
に反時計回り方向に９０度回転し、実線で示した姿勢よ
りも更にやや回転してインク吐出面５６に対し略垂直な
姿勢となる。

【００４８】そして、同図(d) の矢印Ｇで示すように、
更には図４(a) の矢印Ｈで示すように、クリーニングブ
レード５４がヘッドユニット３０とキャップユニット３
６の間において左端部へと摺動していく。これにより、
一方ではクリーニングブレード５４の上端部がヘッドユ
ニット３０のインク吐出面５６を摺擦して、そのインク
汚れを拭き取り清掃し、他方ではクリーニングブレード
５４の下端部がキャップユニット３６の内部底面を摺擦
して、底部一面のインク溜り５７−１を、キャップユニ
ット３６の回収パイプ３９が配設されている端部へ掻き
寄せていく。

【００４９】掻き寄せられて４色のインクが混色しなが
ら端部に集まった混合インクは、回収ポンプ４０(図２
参照)により回収パイプ３９を介して図４(a) の矢印Ｉ
で示すように吸引され、送出パイプ４１を介してリサイ
クルインクタンク３８に送出される。これにより、キャ
ップユニット３６に吐出されてインク溜り５７−１を形
成していたインク５７（図３(b) 参照）は、略全て回収
され、色の区別無く一括してリサイクルインクタンク３
８に収容される。

【００５０】上記のインク溜り５７−１の掻き寄せを終
了して、図４(b) の破線で示す最端部まできたクリーニ
ングブレード５４は、図の矢印Ｊで示すように再び反時
計回り方向に９０度だけ回転してヘッドユニット３０の
インク吐出面５６に対し略平行な姿勢に戻り、同図(c)
の矢印Ｋで示すように、ヘッドユニット３０とキャップ
ユニット３６の間を右端部へと移動し、図４(d) に示す
ように、ホームポジションで停止し、他方でプラテン板
５５が図外の退避位置から印字位置に移動して、ガイド
板３４の開口部３５を閉鎖して、図３(a) の初期状態に
戻る。

【００５１】上記のようにしてリサイクルインクタンク
３８内に送入された回収インクは、図１に示したよう
に、リサイクルインクタンク３８から供給ポンプ４５に
より供給パイプ４６を介してリサイクルインク専用のリ
サイクルインクヘッドユニット２９に送られ貯溜され、
混合ブラックインクとして、エコノミー印刷時やブラッ
クインクが無くなった緊急時等に再利用される。

【００５２】本発明では、上記のように、プライミング
によって吐出されるインク５７を回収してブラックイン
クとして再利用するために、プライミング時におけるイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の各吐出イ
ンク量は、混色されてより純粋なブラックインクに近い
色となるように制御されている。

【００５３】図５(a) 〜(d) は、上記クリーニングブレ
ード５４の９０度毎の回転動作を時系列順に各段階毎に
模式的に示す図であり、いずれも図の右側に上述したク
リーニングブレード５４、支持軸５３、クラッチ部５
２、及びクラッチ部５２内のワンウエイクラッチ５８を
示し、左側に、このワンウエイクラッチ５８の後部に結
合する右側の図では陰になって見えない回転部材５９及
びこの回転部材５９に係わる機構部及び係合部の構成を
模式的に示している。尚、他のヘッドユニット３０、キ
ャップユニット３６、スライドナット５１、リードスク
リュウシャフト４８等の部材は図示を省略している。

【００５４】先ず、同図(a) は、クリーニングブレード
５４がヘッドユニット３０のインク吐出面５６に対し略
平行な姿勢を保っているときの状態を示している。ワン
ウエイクラッチ５８の後部に結合している回転部材５９
は、中心角で９０度の方向に離れて配設された第１の突
起６１及び第２の突起６２を備え、更にこれらの中間に
伸び出す第３の突起６３を備えている。この第３の突起
６３の先端にはトーションバネ６４の一端が係合してい
る。トーションバネ６４の他端はクラッチ部５２の支点
５２−１に係止している。この状態で回転部材５９は、
トーションバネ６４によって図の矢印Ｍで示す時計回り
方向に付勢されて回転を停止している。

【００５５】この回転部材５９の左側近傍の上方にプリ
ンタ本体側フレーム６５から下向きに突設された規制部
材６６が配置され、下方に螺旋バネ６７により上向きに
付勢され支持軸６８を支点にして上下に揺動する規制部
材６９が配置されている。

【００５６】ここで、クリーニングブレード５４が図３
(c) に示したように、左方への移動を開始すると、つま
り、図５(b) に示すように、回転部材５９が図の矢印Ｘ
で示す左方への移動を開始すると、回転部材５９の第２
の突起６２が、下方の規制部材６９に当接し、そのまま
回転部材５９の左方への移動が継続することにより、規
制部材６９によって移動を規制された第２の突起６２が
上方に押し上げられ、これにより、トーションバネト６
４の付勢力に抗して、回転部材５９が、つまりクリーニ
ングブレード５４が、図の矢印Ｎで示すように反時計回
り方向に回転する。

【００５７】そして、回転部材５９の第３の突起６３と
トーションバネト６４との係合部がトーションバネト６
４のクラッチ部５２による支点５２−１よりも上方に行
くと、同図(c) に示すように、トーションバネト６４の
付勢力が今度は図の矢印Ｐで示すように反時計回り方向
に働いて、その反時計回り方向に回転部材５９が瞬時に
回転し、回転開始した同図(a) の位置から９０度回転し
た位置、つまりクリーニングブレード５４がヘッドユニ
ット３０のインク吐出面５６に対し略垂直な姿勢となる
位置で停止する。

【００５８】この後、クリーニングブレード５４が左方
への移動を継続することにより、同図(c) に示すよう
に、上記の９０度の回転で上方に位置移動した第１の突
起６１が上方の規制部材６６に当接する。この規制部材
６６との当接により、それ以上の移動を規制された第１
の突起６１は、同図(d) に示すように、トーションバネ
ト６４の付勢力に抗して、移動方向とは反対側、すなわ
ち右方に押し戻され、回転部材５９が、図の矢印Ｑで示
すように時計回り方向に回転する。

【００５９】そして、回転部材５９の第３の突起６３と
トーションバネト６４との係合部がトーションバネト６
４のクラッチ部５２による支点５２−１よりも下方に下
がると、トーションバネト６４の付勢力が図の斜め左下
方向に働いて、回転部材５９が時計回り方向に瞬時に回
転して、同図(a) に示す最初の位置に停止する。

【００６０】このとき、ワンウエイクラッチ５８が有る
ことにより、クリーニングブレード５４は回転せず、同
図(d) に示すように、同図(c) に示した垂直の姿勢を維
持している。

【００６１】更にクリーニングブレード５４が図３(d)
及び図４(a) に示したように左方への移動を継続して、
インク吐出面５６のワイピングと吐出されたインク５７
によるインク溜り５７−１の掻き寄せを行い、左端に達
すると、再びプリンタ本体のフレーム側に配設されてい
る上記規制部材６９及び規制部材６６と同様の他の下方
の規制部材及び他の上方の規制部材に、回転部材５９の
第２の突起６２及び第１の突起６１が順次係合して移動
を規制される。

【００６２】これにより、この場合は、各突起６２及び
６１が規制部材との係合前に略垂直の姿勢であったクリ
ーニングブレード５４が、各突起６２及び６１が規制部
材との順次係合を終了した時点では略水平な姿勢になっ
て、図４(b) 〜(d) に示すように右方のホームポジショ
ンに戻って来る。このとき、回転部材５９は、左端の規
制部材配設部及び右端の規制部材６６及び６９の配設部
を順次通過するが、図５(a) に示すように、上方の第１
の突起６１は規制部材６６との当接位置には無く、下方
の第２の突起６２は、その先端が規制部材６９の傾斜面
に摺接し、螺旋バネ６７の付勢力に抗して規制部材６９
を押し下げながら回転すること無く通過する。

【００６３】尚、支持シャフト５３に支持されるクリー
ニングブレード５４は、一枚のクリーニングブレードの
中央を、中割れの支持シャフトで挟持するように構成し
てもよく、また、２枚のクリーニングブレードを１本の
支持シャフトに軸対称に取り付けるように構成してもよ
い。

【００６４】また、キャップユニット３６から回収した
吐出インクを専用のリサイクルインクタンク３８に収容
して、特別な場合に使用するようにしているが、リサイ
クルインクタンク３８を廃止して、回収した吐出インク
をブラックインクＢｋのインクタンク３７−４に収容し
てそのままブラックインクＢｋとして使用するようにし
てもよい。

【００６５】図６(a),(b),(c) 、図７(a),(b),(c) 、及
び図８(a),(b),(c) は、第２の実施の形態におけるイン
クジェットプリンタの吐出インク回収機構の動作状態を
説明する図である。尚、図６〜図８において、ヘッドユ
ニット３０、ガイド板３４、プラテン板５５、支持シャ
フト５３の構成は、これらに対応する図１〜図３に示し
た各部の構成と同一であるので図１〜図３と同一の番号
で示している。

【００６６】図６(a) に示す構成においては、支持シャ
フト５３は、図２のクラッチ部５２を介さずに直接スラ
イドナット５１に固着されている。したがって、クリー
ニングブレード７１は、常に垂直の姿勢に維持されたま
ま、図２のリードスクリュウシャフト４８の正逆の回転
により図６(a) の左右方向に往復移動する。また、キャ
ップユニット７２は、不図示の駆動機構により図６(a)
に示す印字時位置と、印字時位置よりも上方のキャッピ
ング位置と、印字時位置よりも下方の一時退避位置の上
中下に移動するように構成されている。

【００６７】先ず、この場合も、ヘッドユニット３０が
プライミングを行うときは、図６(a) のプラテン板５５
が図外の退避位置に移動して、同図(b) に示すように、
ガイド板３４の開口部３５を開放する。ヘッドユニット
３０は、そのインク吐出面５６から各色のインク５７
を、色毎に分別することなく一括してキャップユニット
７２内に吐出する。これにより、キャップユニット７２
内底部にインク溜り５７−１が形成される。

【００６８】次に、図６(c) に示すように、キャップユ
ニット７２が、破線で示す基準位置から実線で示す一時
退避位置まで、矢印Ｒで示すように下降して、ヘッドユ
ニット３０のインク吐出面５６との間にクリーニングブ
レード７１が進入できるだけの間隙を形成する。その間
隙の右端部に、クリーニングブレード７１が、破線で示
す待機位置から進入して停止する。これにより、クリー
ニングブレード７１の上端が屈曲してヘッドユニット３
０のインク吐出面５６に圧接する。

【００６９】続いて、図７(a) に示すように、キャップ
ユニット７２が破線で示す一時退避位置から実線で示す
基準位置まで、矢印Ｓで示すように上昇する。これによ
り、クリーニングブレード７１の下端が屈曲してキャッ
プユニット７２の底面に圧接する。

【００７０】上記に続いてクリーニングブレード７１が
矢印Ｔで示すように左方に摺動を開始し、図３(d) 及び
図４(a) の場合と全く同様に、図７(b) 及び同図(c) に
示すように、インク溜り５７−１を回収パイプ７３が連
結されている左端部へと掻き寄せる。これにより、この
場合も、ヘッドユニット３０からキャップユニット７２
に吐出されたインック５７が、回収パイプ７３を介し
て、図１及び図２に示すリサイクルインクタンク３８に
回収される。

【００７１】この後、図８(a) に示すように、キャップ
ユニット７２が再び一時退避位置に下降して所定の間隙
を形成し、クリーニングブレード７１が間隙から左方外
部に一旦脱出する。これにより、ヘッドユニット３０の
インク吐出面５６に圧接して屈曲していたクリーニング
ブレード７１の上端が、圧接から開放されて屈曲が解除
され垂直状態に復元する。

【００７２】続いて、図８(b) に示すように、クリーニ
ングブレード７１が復路を右方へ摺動する。これによ
り、クリーニングブレード７１の上端が、今度は図７
(a) 〜(c) とは逆方向に屈曲して、ヘッドユニット３０
のインク吐出面５６を押圧し、摺接する。

【００７３】そして、図８(c) に示すように、クリーニ
ングブレード７１がホームポジションに復帰して停止
し、プラテン板５５が図外の退避位置から印字位置に移
動してガイド板３４の開口部３５を閉鎖して、図６(a)
の初期状態に戻る。このように図５(a) 〜(d) に示した
ワンウエイクラッチ、回転部材、これらとの係合部等の
回転機構部を削除して上記のようにキャップユニットを
上下させるように構成しても、図２の構成の場合と同様
に、キャップユニットに吐出されたインクを略全量、リ
サイクルインクタンクに回収することができる。

【００７４】尚、例えば図８(a) に示すキャップユニッ
ト７２が再び一時退避位置に下降して所定の間隙を形成
するときに、ヘッドユニット３０も上方に移動させるよ
うにして、同図(b) に示すクリーニングブレード７１の
復路の移動時には、その上端が、ヘッドユニット３０の
既に拭き取り清掃済みのインク吐出面５６を摺擦しない
ように構成してもよい。

【００７５】図９は、第３の実施の形態におけるインク
ジェットプリンタの主要部の構成にける吐出インク回収
機構の構成を示す斜視図である。尚、同図には、図１と
同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示して
おり、また、図１に示した給紙ローラ対３１、用紙３
２、排紙ローラ対３３、ガイド板３４、開口部３５等の
構成部分は図示を省略している。本例では、図１に示し
た、リサイクルインクタンク３８、供給ポンプ４５、供
給パイプ４６及び循環パイプ４７が設けられていない。

【００７６】本実施の形態においては、図９に示すよう
に、回収ポンプ４０により回収パイプ３９を介してキャ
ップユニット３６′から回収されたインクは、送出パイ
プ４１′を介してブラックインクＢｋのインクタンク３
７−４に収容される。また、キャップユニット３６′の
内部には、不図示の駆動機構により駆動されて所定方向
に回転するスクリューシャフト７４が配設されている。
上記キャップユニット３６′の内面及びスクリューシャ
フト７４の表面は、プライミングによって吐出されたイ
ンクが付着しにくくなるように撥水性の材料で被覆され
ているか又は撥水性の加工が施されている。

【００７７】図１０(a),(b),(c) は、上記インクジェッ
トプリンタの吐出インク回収機構の動作状態を説明する
図である。同図(a) は、印刷中の状態を示す図である。
同図(a) に示すように、印字中は、キャップユニット３
６′は下方の印字時位置に退避しており、ヘッドユニッ
ト３０の直下にはプラテン板５５が位置して、この上を
不図示の用紙が搬送され、ヘッドユニット３０から吐出
されたインクによって印字（印刷）が行われる。このと
き、スクリューシャフト７４は回転を停止している。

【００７８】同図(b) は、プライミング時の状態を示す
図である。プライミング時には、同図(a) のプラテン板
５５が図外に移動し、用紙は搬送待ち又は排出されてお
り、同図(b) に示すようにヘッドユニット３０の下方が
開放され、ヘッドユニット３０から４色のインク５７が
一括してキャップユニット３６′内に吐出される。この
インク吐出時には、スクリューシャフト７４が回転し
て、プライミングによって吐出されたインク５７を、回
収パイプ３９が連結されているキャップユニット３６′
右端部まで搬送する。

【００７９】これと同時に、回収ポンプ４０によりイン
ク５７が吸引され、吸引されたインク５７は４色一体に
混色された状態で、送出パイプ４１′を介してブラック
インクＢｋのインクタンク３７−４に給送される。これ
により、吐出インクがブラックインクＢｋとして再利用
される。

【００８０】同図(c) は、印刷休止時の状態を示す図で
ある。印刷休止時には、スクリューシャフト７４は回転
を停止し、キャップユニット７４が上昇、又はヘッドユ
ニット３０が下降する。これにより、キャップユニット
７４がヘッドユニット３０のインク吐出面５６に密着し
て、インク吐出面が外部から封止される。

【００８１】尚、上記第１〜第３の実施の形態におい
て、いずれの場合も、ヘッドユニットのインク吐出面の
吐出ノズルに目詰まりが生じた場合には、ヘッドユニッ
ト３０にキャップユニット３６（又は３６′又は７４）
を密着させた状態で、回収ポンプ４０を動作させ、吐出
ノズルから強制的にインク５７を吸引して、目詰まりを
解消することもできる。

【００８２】また、上記第１〜第３の実施の形態では、
いずれもラインプリンタ用の長尺の印字ヘッドを用いた
場合におけるヘッドユニットのプライミングの際の吐出
インクの回収機構として説明しているが、用いられる印
字ヘッドはこれに限ることなく、用紙幅方向に往復移動
するシリアルプリンタ用の印字ヘッドの場合にも上述し
た吐出インクの回収機構を適用できることは勿論であ
る。

【００８３】また、カラープリンタの備え付けインクの
色を４色としているが、図１の構成からブラックインク
Ｂｋのインクタンク３７−１を取り除いた３色備え付け
のカラープリンタに適用することもできる。このように
すれば、黒色印字を行う場合に回収インクを使用するこ
とにより、３色のカラーインクを塗り重ねて黒印字を構
成する手数を省くことができる。

【００８４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、キャップユニット内にプライミングされたインク
を移送手段により回収パイプ口に掻き寄せてプライミン
グインクの略全量を回収し、インク供給手段に返送する
ので、廃インク用フェルト部材等の特別なインク吸収部
材を用いることなくプライミングされたインクを短時間
で効率よく回収して再利用することができる。

【００８５】また、移送手段としてインク吐出面の拭き
取り清掃を行うクリーニングブレードを兼用することに
より、インク吐出面の拭き取り清掃と吐出インクの回収
を同時に行うことができ、これにより、吐出面のクリー
ニングと廃インクの回収を行うメンテナンス機構が簡素
化され、装置価格の上昇を抑止することができる。

【００８６】更に、４色のインクを一括してプライミン
グし、これを混色したまま回収してブラックインクとし
て再利用するので、従来は廃棄されていたプライミング
による廃インクの発生が無く、インクの利用効率が向上
して経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるインクジェットプリ
ンタの主要部の構成を示す模式的斜視図である。

【図２】第１の実施の形態におけるインクジェットプリ
ンタの主要部の構成から給紙ローラ対、用紙、排紙ロー
ラ対及びガイド板を取り除いて吐出インク回収機構の構
成を示す斜視図である。

【図３】(a),(b),(c),(d) は第１の実施の形態における
インクジェットプリンタの吐出インク回収機構の動作状
態を説明する図（その１）である。

【図４】(a),(b),(c),(d) は第１の実施の形態における
インクジェットプリンタの吐出インク回収機構の動作状
態を説明する図（その２）である。

【図５】(a) 〜(d) は第１の実施の形態におけるインク
ジェットプリンタのクリーニングプレードの９０度毎の
回転動作の状態を模式的に示す図である。

【図６】(a),(b),(c) は第２の実施の形態におけるイン
クジェットプリンタの吐出インク回収機構の動作状態を
説明する図（その１）である。

【図７】(a),(b),(c) は第２の実施の形態におけるイン
クジェットプリンタの吐出インク回収機構の動作状態を
説明する図（その２）である。

【図８】(a),(b),(c) は第２の実施の形態におけるイン
クジェットプリンタの吐出インク回収機構の動作状態を
説明する図（その３）である。

【図９】第３の実施の形態におけるインクジェットプリ
ンタの主要部の構成から給紙ローラ対、用紙、排紙ロー
ラ対、ガイド板等を取り除いて吐出インク回収機構の構
成を示す斜視図である。

【図１０】(a),(b),(c) は第３の実施の形態におけるイ
ンクジェットプリンタの吐出インク回収機構の動作状態
を説明する図である。

【図１１】(a) は従来のインクジェットプリンタに搭載
されるモノクロ用印字ヘッドを模式的に示す図、(b) は
４色フルカラー用印字ヘッドを示す図、(c) は(a) のＡ
−Ａ′断面矢視図または(b) のＢ−Ｂ′断面矢視図、
(d) は(a) 又は(b) の印字ヘッドが製造されるシリコン
ウエハを示す図である。

【図１２】(a),(b) はそれぞれ長尺化されたモノクロ用
印字ヘッドの外観を模式的に示す平面図である。

【符号の説明】

１、１０ 印字ヘッド ２、９ チップ基板 ３ オリフィスプレート ４ 吐出ノズル ５ ノズル列 ６ 共通給電端子 ７ 駆動回路端子 ８ チップ基板 １１ シリコンウエハ １２ 駆動回路 １３ 発熱抵抗体 １４ 個別配線電極 １５ 共通電極 １６ 共通インク供給溝 １７ インク供給孔 １８ 隔壁 １８−１、１８−２ シール隔壁 １８−３ 仕切隔壁 １９ インク加圧室 ２１ インク流路 ２２ 長尺印字ヘッド ２３ ノズル列 ２４ 吐出ノズル ２５ 親基板 ２６ 長尺印字ヘッド ２７ ノズル列 ２９ リサイクルインクヘッドユニット ３０ ヘッドユニット ３１ 給紙ローラ対 ３２ 用紙 ３３ 排紙ローラ対 ３４ ガイド板 ３５ 開口部 ３６、３６′ キャップユニット ３７（３７−１、３７−２、３７−３、３７−４） イ
ンクタンク ３８ リサイクルインクタンク ３９ 回収パイプ ４０ 回収ポンプ ４１、４１′ 送出パイプ ４２、４５ 供給ポンプ ４３、４６ 供給パイプ ４４、４７ 循環パイプ ４８ リードスクリュウシャフト ４９ スクリュー溝 ５１ スライドナット ５２ クラッチ部 ５３ 支持シャフト ５４ クリーニングブレード ５５ プラテン板 ５６ インク吐出面 ５７ インク ５８ ワンウエイクラッチ ５９ 回転部材 ６１ 第１の突起 ６２ 第２の突起 ６３ 第３の突起 ６４ トーションバネ ６５ プリンタ本体側フレーム ６６ 規制部材 ６７ 螺旋バネ ６８ 支持軸 ６９ 規制部材 ７１ クリーニングブレード ７２ キャップユニット ７３ 回収パイプ ７４ スクリューシャフト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出する複数の吐出ノズルの吐
   出口が所定方向に並設されて成る吐出ノズル列をインク
   吐出面に備え、該インク吐出面の前記吐出口からインク
   を吐出して印字を行なう長尺印字ヘッドと、 該長尺印字ヘッドにインクを供給するインク供給手段
   と、 前記長尺印字ヘッドの前記インク吐出面に、前記吐出口
   を覆って着脱自在に被装可能なキャップと、 該キャップ内に前記吐出ノズルにより吐出されたインク
   を前記キャップ内の所定部位に収集するインク移送手段
   と、 該インク移送手段により収集された前記インクを前記イ
   ンク供給手段に返送するインク返送手段と、を有するこ
   とを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】 前記インク移送手投は、前記キャップ内
   に該キャップの長手方向の略全域に亙り延在させて収納
   されたスクリューシャフトであることを特徴とする請求
   項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 【請求項３】 前記インク移送手段は、前記キャップの
   底面を摺擦するブレードであることを特徴とする請求項
   １記載のインクジェットプリンタ。
4. 【請求項４】 前記ブレードは、前記キャップの底面を
   摺擦する端部とは反対側の端部が前記印字ヘッドの前記
   インク吐出面を摺擦すべく設置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プリンタ。
5. 【請求項５】 前記ブレードは、回転可能に支持され、
   支持される姿勢を回転により前記インク吐出面に対し略
   垂直な姿勢と略平行な姿勢とに変更することを特徴とす
   る請求項４記載のインクジェットプリンタ。
6. 【請求項６】 前記長尺印字ヘッドは、所定の色のイン
   クと回収インクを夫々吐出する少なくとも２列の前記吐
   出ノズル列を備え、前記インク供給手段は前記所定の色
   のインクと前記回収インクとを夫々対応する前記吐出ノ
   ズル列に供給する少なくとも２個のインク供給器を備
   え、前記インク返送手段は、前記回収インクを回収イン
   ク用のインク供給器に返送することを特徴とする請求項
   １記載のインクジェットプリンタ。
7. 【請求項７】 前記長尺印字ヘッドは、各前記吐出ノズ
   ル列が夫々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック及び
   回収インクを吐出する少なくとも５列の前記吐出ノズル
   列を備えるカラー印字ヘッドであり、前記インク供給手
   段は、各前記吐出ノズル列に対応するインクを夫々供給
   する少なくとも５個のインク供給器を備え、前記返送手
   段は、前記回収インクを回収インク用のインク供給器に
   返送することを特徴とする請求項１記載のインクジェッ
   トプリンタ。
8. 【請求項８】 前記長尺印字ヘッドは、各前記吐出ノズ
   ル列が夫々イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの
   インクを吐出する少なくとも４列の前記吐出ノズル列を
   備えるカラー印字ヘッドであり、前記インク供給手段
   は、前記吐出ノズル列に対応するインクを夫々供給する
   少なくとも４個のインク供給器を備え、前記返送手段
   は、前記回収インクをブラックインクの前記インク供給
   器に返送することを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェットプリンタ。