JP2003063034A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク経路に混入した気泡を印刷ヘッド５内
へ混入しづらくし、更に、気泡排除の為だけに実施する
パージ動作を極力減らしつつインク経路外へ除去できる
インクジェット記録装置を提供すること。 【解決手段】 インクジェット方式のプリンタにおい
て、サブボトルの上方部にダミーヘッドに繋がるインク
経路とインク経路より下方部には、印刷ヘッドに繋がる
インク経路を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出す
るノズルを有するインクジェット方式のプリンタにおい
て、ダミーヘッドから気泡を除去することで印刷ヘッド
への気泡混入を大幅に低減でき、更に、ダミーヘッドか
ら気泡を除去する時も、気泡除去するだけの為に実施す
るパージ動作を極力少なくする事が可能なインク供給装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタは、低価格で写
真高画質を出力できる点で、レーザープリンタ、熱転写
プリンタなどの他のプリンタに対して優位であり、パー
ソナルユースのみならず、ビジネスユースにまで需要が
ある。

【０００３】図４に従来のインクジェットプリンタの一
例の概略図を示す。なお、図の一部は説明のために断面
で示してある。

【０００４】１はインクボトル、２はインク、３は大気
開放孔、５は印刷ヘッド、８はインク供給路、９はキャ
ップ、１１は吸引ポンプ、１２はメディア、１３はイン
ク回収ボトルである。

【０００５】インクボトル１と印刷ヘッド５とはインク
供給路８で繋がっている。また、インクボトル１は、イ
ンク消費に従ってインクボトル１の内圧が下がりインク
２の供給ができなくなることを防止するため、大気開放
孔３が開いている。キャップ９はノズルからのインク乾
燥を防止するものである。また、キャップ９はインクを
印刷ヘッド５内に充填する時、また、以下で説明するよ
うに長期間使用しない時に発生するノズルでの高粘度化
したインクの廃棄を目的とするパージ動作の吸引キャッ
プも兼用している。

【０００６】パージ動作によって、キャップ９内のイン
クは吸引ポンプ１１でインク回収ボトル１３へインクを
回収し、一定量蓄積したら廃棄する。メディア１２は印
刷ヘッド５から所定量のギャップを介して配置され、印
刷ヘッド５より吐出されるインクを受け、画像を形成す
る。

【０００７】ところで、インクジェットプリンタの欠点
として、印刷中であっても数分の間で不吐出のノズルが
発生し、ノズル先端付近のインクが乾燥して粘度が高く
なり、インクの吐出不良を起こすことがある。

【０００８】その対策として、印刷中も記録ヘッド５を
非印刷領域に移動させて、全ノズルを駆動し高粘度化し
つつあるインクを廃棄するリフレッシュ動作が行なわれ
る。また、長時間印刷をしない場合は、印刷ヘッド５を
キャップ９位置に移動させ、ヘッド全体を覆うようにキ
ャッピングし、キャップ９内を保湿することで、ノズル
からの乾燥を防止している。しかし、このような対策を
採っても、長期間プリンタを使用しなかった場合などは
インクが乾燥してノズルでインクが固まってしまうこと
もあり、これを除去するためにはパージ動作を行なう。
これは、キャップ９を印刷ヘッド５に押し付けて吸引ポ
ンプ１１でインクを吸い出すことで、粘度の上がったイ
ンクを強制的に印刷ヘッド５内から排出させるものであ
る。

【０００９】更に、インクボトル１内のインク２が無く
なった時などにインクボトル１の交換を行なう際にイン
ク供給路８とインクボトル１の接続部から気泡が混入す
る。また、インク内にも気泡は溶け込んでおり、インク
を供給経路内を搬送している間に、供給経路の構成によ
っては経路内の圧力の変化で気泡が発生してくることも
ある。

【００１０】気泡が印刷ヘッド５内に混入すると、本来
インクをノズルから吐出させるために発生させた力を、
気泡の圧縮性の高さから、いわゆるダンパー効果として
発生力を吸収してしまい、結果としてインクを吐出させ
られなくなり、印刷不良となってしまう。この気泡を除
去するためにキャップ９と吸引ポンプ１１を用いて、パ
ージ動作により気泡排除を行なう。しかし、気泡は印刷
ヘッド５内の流露の細かさや複雑さによって抜けずらい
ため、この気泡を完全に除去するには、大量のインクを
パージしなければならない。このインクはインク回収ボ
トル１３へと送られ、印刷に寄与できない、いわゆる廃
インクとなってしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、インクが
充填された印刷ヘッド５内に気泡が混入すると、その気
泡を除去するために行なうパージ動作によって、印刷に
寄与しないインクを大量に使用しなければならないため
に、最初に印刷ヘッド５内にインクを充填させた後に、
気泡を極力混入させないことが重要である。そこで、本
発明の目的とするところは、インク経路に混入した気泡
を印刷ヘッド５内へ混入しづらくし、更に、気泡排除の
ためだけに実施するパージ動作を極力減らしつつインク
経路外へ排除できるインクジェット記録装置を提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明の第一の特徴は、インク滴を吐出するノズルを
有する印刷ヘッド、及びインク流路内に溜まった気泡を
除去するダミーノズルを有するダミーヘッドと、インク
ボトルから前記印刷ヘッド及びダミーヘッドにインクを
供給するインク経路途中に設けられたサブボトルと、前
記印刷ヘッドの保全を目的としたキャップ手段およびイ
ンクを吸引するパージ機構を有するインクジェットプリ
ンタにおいて、前記サブボトルの上方部に前記ダミーヘ
ッドに繋がるインク経路と該インク経路より下方部に
は、印刷ヘッドに繋がるインク経路を設置したことにあ
る。を特徴とするインクジェットプリンタ 更に、本発明の第二の特徴は、前記印刷ヘッド及びダミ
ーヘッドに繋がるインク経路には、流路を遮断する切換
え弁が各々設置されていることを特徴としたことであ
る。

【００１３】更に、本発明の第三の特徴は、気泡を除去
するために実施されるパージ動作において、乾燥により
増粘したインクをパージにより廃棄する時は前記弁を両
方ともに開放しパージ動作を行なうことである。

【００１４】更に、本発明の第四の特徴は、前記サブイ
ンクボトル内に溜まった気泡量を検出するために水位検
出手段を設置したことである。

【００１５】更に、本発明の第五の特徴は、前記サブボ
トル内に溜まった気泡が、前記水位検出手段により検出
された時は、印刷ヘッドへの供給路に設置された弁機構
を遮断しパージ動作を実施することである。

【００１６】更に、本発明の第六の特徴は、インク滴を
吐出するノズルを有する印刷ヘッドと、インクボトルか
ら前記印刷ヘッドにインクを供給するインク経路途中に
サブボトルと、前記印刷ヘッドの保全を目的としたキャ
ップ手段とインクを吸引するパージ機構を有するインク
ジェットプリンタにおいて、前記サブボトルの上方部に
は前記キャップを経由せずにダミーヘッド及びパージ吸
引機構へと繋がるインク経路と該インク経路より下方部
には、印刷ヘッドに繋がるインク経路を設置したことに
ある。更に、本発明の第七の特徴は、インク滴を吐出す
るノズルを有する印刷ヘッドと、インクボトルから前記
印刷ヘッドにインクを供給するインク経路途中にサブボ
トルと、前記印刷ヘッドの保全を目的としたキャップ手
段とインクを吸引するパージ機構を有するインクジェッ
トプリンタにおいて、前記サブボトルの上方部には前記
キャップを経由せずにダミーヘッド及びパージ吸引機構
を経て、インクボトル又はインクカートリッジへと戻る
経路を設置し、インク経路と該インク経路より下方部に
は、印刷ヘッドに繋がるインク経路を設置したことにあ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に本発明によるシリアル方式
のインクジェットプリンタの一例となる概略図を示す。
なお、図1は説明上一部分を断面で表示している。

【００１８】１はインクボトル（またはインクカートリ
ッジ）、２はインク、３は大気開放孔、４はサブボト
ル、５は印刷ヘッド、６はダミーヘッド、７は第２のイ
ンク供給路、８は第１のインク供給路、９はキャップ、
１０は第３のインク供給路、１１は吸引ポンプ、１２は
メディア、１３はインク回収ボトル、１５は第１の弁、
１６は水位検知センサ、１７は第２の弁である。

【００１９】まず、印刷ヘッド５内にインクが入ってい
ない初期状態からインク充填手順について説明する。な
お、本文中のＳ０１〜Ｓ３０は図５〜図７に示すプリン
タ動作のフローチャート図との関連を示している。

【００２０】プリンタの電源を入れた時、水位検知セン
サ１６が液面を検出しない（Ｓ０１）場合は、インクが
充填されていないか、サブボトル４内に気泡が大量に入
っているということである。この場合、まず印刷ヘッド
５及びダミーヘッド６にキャップ９を押し付け（Ｓ
１）、第１の弁１５は閉じ（Ｓ２）、第２の弁１７は開
けておく（Ｓ３）。この状態で吸引ポンプ１１を動作さ
せると（Ｓ４）、サブタンク４内にインクが溜まってい
く。更に、吸引を続けると、水位検知センサ１６に液面
が到達する。水位検知センサ１６がＯＮになった時（Ｓ
５）、サブタンク４内の残りの気泡量はわかるので、更
にこの気泡が吸引できるだけ、吸引ポンプ１１を駆動さ
せる。その後、第１の弁１５を開ける（Ｓ７）。する
と、今度は印刷ヘッド５及び印刷ヘッド５へインクを運
ぶ第１のインク供給路８にインクが充填される。印刷ヘ
ッド５内に気泡が残らないように、ｔ１時間（気泡が抜
けるのに十分な時間）インクを流して（Ｓ１４）、イン
クと共に印刷ヘッド５外へと排出させる。気泡を排除
後、吸引ポンプ１１を停止させ（Ｓ８）、キャップを開
放して（Ｓ９）、クリーニング動作（ワイピング）を実
施する（Ｓ１０）。これで、初期充填は完了である（Ｓ
０２）。

【００２１】初期充填がすでに完了している状態では、
第１の弁１５、第２の弁１７共に開けた状態で（Ｓ１
１、Ｓ１２）、キャップ９を印刷ヘッド５およびダミー
ヘッド６に押し付けて（Ｓ７）、吸引ポンプ１１を駆動
させることによって（Ｓ１３）、ノズル近くの高粘度化
したインクを排除する。その後、吸引ポンプ１１を停止
させ（Ｓ８）、キャップを開放して（Ｓ９）、クリーニ
ング動作（ワイピング）を実施する（Ｓ１０）ことで印
刷準備完了となる。

【００２２】初期充填後は、サブボトル４は画像を形成
する為にインクを吐出するノズルを備えた印刷ヘッド５
に通じる第１のインク供給路８が下方に、気泡を除去す
るためのノズルを備えたダミーヘッド６に通じる第２の
インク供給路７が上方に設置されているため、インク切
れでインクボトル１を交換する場合や、インクに溶けて
いる気泡がインク供給経路の断面積の拡大、縮小によっ
て圧力が変化した場合などで気泡が出てきた場合、サブ
ボトル４内に入ると、サブボトル４の上方に溜まってい
く。印刷ヘッド５へ通じる第１のインク供給路８はサブ
ボトル４の下方についているため、インク消費に伴って
混入する可能性が低くなる。

【００２３】しかし、サブボトル４内の気泡は除去しな
ければ気泡は溜まり続け、いずれサブボトル４の下方に
設置された第１のインク供給路８にも届いてしまう。そ
こで、この気泡をプリンタ外へ排除するために、印刷ヘ
ッド５とダミーヘッド６を一体化してひとつのキャップ
で覆えるようにする。こうすると、印刷ヘッド５のノズ
ルで高粘度化したインクを除去するなどの場合でパージ
動作が必要になった場合、第１の弁１５、第２の弁１７
を両方とも開けた状態でパージ動作を実施すると、ダミ
ーヘッド６から気泡が抜くことができる。

【００２４】パージ動作を行なう際には印刷ヘッド５キ
ャップ９で塞ぐため、印刷を止めなければならない。よ
って、気泡排除のためだけにパージを行なう必要が少な
くなり、それ故に印刷を止める時間も減らすことができ
る。

【００２５】また、万一、気泡が大量に混入して前述し
た高粘度化したインクを取り除くためのパージ動作だけ
では、気泡が抜けきらずサブボトル４内に気泡が溜まっ
た場合は、サブボトル４に設置された水位検出センサ１
６が液面低下を検知した時点で印刷を止める。そして、
気泡を抜くためにパージ動作を実施することで、サブボ
トル４内の気泡をなくすことができる。

【００２６】この場合の動作は、水位検出センサー１６
がある一定量以上の気泡混入を検出した場合（Ｓ０
４）、まず、印刷動作を止めて（Ｓ２１）、キャップ９
を印刷ヘッド５に押し当てて（Ｓ２２）、第１の弁１５
を閉じる（Ｓ２３）。この時、第２の弁１７は開いたま
まにしておく。この状態から、インク吸引ポンプ１１を
駆動させる（Ｓ２４）。水位検知センサ１６の水面検出
位置は一定であるから、吸引ポンプ１１の吸引量×吸引
時間がサブボトル４内の気泡量と等しくなるように、吸
引ポンプ１１を気泡を抜くのに十分なｔ１時間だけ駆動
させればサブボトル４内の気泡はダミーヘッド６から除
去する事が可能である（Ｓ２５）。その後、第１の弁１
５を開けて（Ｓ２６）、ノズルでの高粘度化したインク
を排除できるだけのｔ２時間だけ吸引ポンプ１１を駆動
してから（Ｓ２７）、キャップ９を印刷ヘッド５及びダ
ミーヘッド６から離して（Ｓ２９）、図示しないワイパ
ーで印刷ヘッド５の保全を行なった後に（Ｓ３０）、メ
ディア１２への印刷を続ける事ができる（Ｓ０３）。

【００２７】この一連の動作を行なった後になお、水位
検知センサ１６が水面を検出できない場合（Ｓ０５）は
インク切れであるので、インクボトルの交換を促すよう
にする（Ｓ０６）。

【００２８】この動作では、印刷ヘッド５に繋がる第１
のインク供給路８は第１の弁１５が閉じているためにイ
ンクが流れず、パージに使用されるインク量も抑えるこ
とができる。この動作で更に水位センサ１６が水面を検
知していない場合、インクボトル１にインク２が十分に
残っていないため、所定時間吸引パージを行なっても液
面が検知できないので、インクボトル1の交換又はイン
ク２の補充を実施することになる。

【００２９】図２は本発明を応用した一例を示す。第２
のインク供給路７を常時第２の吸引ポンプ２０１、第３
の弁２０２を介してインク回収ボトル１３に繋げておく
構成としている。

【００３０】この構成は、サブボトル４内に気泡が多く
混入しておらず通常印刷状態にある時は、第３の弁２０
２を閉じておく。サブボトル４内に混入した気泡がたま
ってきた場合、水位検知センサ１６がサブボトル４内の
液面低下を検出すると、印刷動作を停止させ、第１の弁
１５を閉じ、印刷ヘッド５からのインク逆流を防止し
て、第３の弁２０２を開けて第２の吸引ポンプ２０１を
駆動させる。水位検知センサ１６の水面検出位置は一定
であるから、第２の吸引ポンプ２０１の吸引量×吸引時
間がサブボトル４内の気泡量と等しくなるように、第２
の吸引ポンプ２０１を駆動させればサブボトル４内の気
泡は除去することが可能である。その後、第１の弁１５
を開けて、第３の弁２０２を閉じて、キャップ９を押し
上げて印刷ヘッド５に密着させて吸引ポンプ１１で吸引
を行なう、通常のパージ動作を行なわせれば、保全動作
は終了する。

【００３１】図３には、図２に示したものを更に応用し
てインクリサイクルができる構成とした場合の一例を示
す。

【００３２】これは、図２で説明した構成では、気泡除
去のために気泡とともに流れてきたインクをインク回収
ボトル１３に捨ててしまっているが、このインクは粘度
が大きく変化してしまったものやチリなどの不純物が混
入したものとは違い、インクボトル１内に入っているイ
ンク２とほぼ同等な状態なため、第２のインク供給路
７、第２の吸引ポンプ２０１、第３の弁２０２を介し
て、インクボトル１へ戻すことで、気泡除去に使用した
インクをリサイクルできる。

【００３３】この構成とすることによって、印刷に使用
しない無駄なインクを更に大きく減らす事ができる。

【００３４】なお、図２、図３も図１、図４と同様に説
明上、図の一部を断面表示している。また、図５〜図７
の動作フローチャートは図２、図３の構成をとっても、
ダミーヘッド６へのキャップ９を押し付ける動作が無く
なること以外は同じである。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、サブボトル内に混入し
た気泡はサブボトル上方に蓄積するので、パージ動作を
行なった場合、サブボトル上方のダミーヘッドへと繋が
るインク供給路から気泡が印刷ヘッドを通さずに外気へ
開放され、サブボトル下方から印刷ヘッドへと繋がるイ
ンク供給路へ気泡混入が大幅に低減されるために、気泡
混入によるインク吐出不良が発生しづらい。更に、通常
のパージ動作によって同時に気泡をサブボトルから除去
できる為、サブボトル内の気泡を抜き取る為の余計なパ
ージ動作回数を少なくする事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるインクジェットプリンタの一例
を示す概略図

【図２】 本発明によるインクジェットプリンタの他の
例を示す概略図

【図３】 本発明によるインクジェットプリンタの他の
例を示す概略図

【図４】 従来のインクジェットプリンタを示す概略図

【図５】 本発明によるインクジェットプリンタの動作
フローチャート

【図６】 本発明によるインクジェットプリンタの動作
フローチャート

【図７】 本発明によるインクジェットプリンタの動作
フローチャート

【符号の説明】

１はインクボトル、２はインク、４はサブボトル、５は
印刷ヘッド、６はダミーヘッド、７は第２のインク供給
路、８は第１のインク供給路、９はキャップ、１０は第
３のインク供給路、１１はインク吸引ポンプ、１５は第
１の弁、１６は水位検知センサ、１７は第２の弁であ
る。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インク滴を吐出するノズルを有する印刷ヘ
   ッド、及びインク流路内に溜まった気泡を除去するダミ
   ーノズルを有するダミーヘッドと、インクボトルから前
   記印刷ヘッド及びダミーヘッドにインクを供給するイン
   ク経路途中に設けられたサブボトルと、前記印刷ヘッド
   の保全を目的としたキャップ手段およびインクを吸引す
   るパージ機構を有するインクジェットプリンタにおい
   て、 前記サブボトルの上方部に前記ダミーヘッドに繋がるイ
   ンク経路と該インク経路より下方部には、印刷ヘッドに
   繋がるインク経路を設置したことを特徴とするインクジ
   ェットプリンタ。
2. 【請求項２】前記印刷ヘッド及びダミーヘッドに繋がる
   インク経路には、流路を遮断する切換え弁が各々設置さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のインクジェッ
   トプリンタ。
3. 【請求項３】請求項２記載のインクジェットプリンタに
   おいて、 気泡を除去するために実施されるパージ動作において、
   乾燥により高粘度化したインクをパージにより廃棄する
   時は前記弁を両方ともに開放し、パージ動作を行なうこ
   とを特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 【請求項４】前記サブボトル内に溜まった気泡量を検出
   するために水位検出手段を設置したことを特徴とする請
   求項１ないし３記載のインクジェットプリンタ。
5. 【請求項５】請求項４記載のインクジェットプリンタに
   おいて、 前記サブボトル内に溜まった気泡が、前記水位検出手段
   により検出された時は、印刷ヘッドへの供給路に設置さ
   れた弁機構を遮断し、パージ動作を実施することを特徴
   とするインクジェットプリンタ。
6. 【請求項６】インク滴を吐出するノズルを有する印刷ヘ
   ッドと、インクボトルから前記印刷ヘッドにインクを供
   給するインク経路途中にサブボトルと、前記印刷ヘッド
   の保全を目的としたキャップ手段とインクを吸引するパ
   ージ機構を有するインクジェットプリンタにおいて、 前記サブボトルの上方部には前記キャップを経由せずに
   ダミーヘッド及びパージ吸引機構へと繋がるインク経路
   と該インク経路より下方部には、印刷ヘッドに繋がるイ
   ンク経路を設置したことを特徴とするインクジェットプ
   リンタ。
7. 【請求項７】インク滴を吐出するノズルを有する印刷ヘ
   ッドと、インクボトルから前記印刷ヘッドにインクを供
   給するインク経路途中にサブボトルと、前記印刷ヘッド
   の保全を目的としたキャップ手段とインクを吸引するパ
   ージ機構を有するインクジェットプリンタにおいて、 前記サブボトルの上方部には前記キャップを経由せずに
   ダミーヘッド及びパージ吸引機構を経て、インクボトル
   又はインクカートリッジへと戻る経路を設置し、インク
   経路と該インク経路より下方部には、印刷ヘッドに繋が
   るインク経路を設置したことを特徴とするインクジェッ
   トプリンタ。