JP2003136746A - インクジェット方式画像形成装置及び印字ヘッド交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】印字ヘッドを交換する際の廃インクの量を削減
したインクジェット方式画像形成装置を提供する。 【解決手段】印字ヘッド１４を交換するときは、キャリ
ッジ１２をクリーニングユニットの上方に移動させてキ
ャップ２６でインク吐出孔１４ａを塞ぐ。続いて大気連
通弁３４を開放する。この開放により、インク供給チュ
ーブ３０のうち大気連通弁３４よりもインクタンク５０
の側の部分に存在するインクは、インクタンク５０内の
液面との差に起因して発生する負圧によって、インクタ
ンク５０の方へ移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクタンクから
印字ヘッドにインクを供給しながら印字ヘッドからイン
クを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット
方式画像形成装置、及び、印字ヘッドを交換する印字ヘ
ッド交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやワークステーションの出
力装置として、所定の搬送方向に搬送される記録紙など
の記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジ
ェット方式画像形成装置が知られている。このインクジ
ェット方式画像形成装置は、通常、インクを吐出する複
数のインク吐出孔が形成された印字ヘッドや、この印字
ヘッドを搭載して所定の主走査方向に往復動するキャリ
ッジなどを備えている。

【０００３】記録紙に画像を形成する際は、搬送中の記
録紙を一時的に停止させ、キャリッジを上記の所定方向
に往復動させながら、画像情報を担持した画像信号に基
づいてインク吐出孔からインクを吐出し、記録紙のう
ち、インク吐出孔に向き合う画像形成領域に位置する部
分に１バンド分の画像を形成する。その後、紙を１バン
ド分の幅だけ搬送して停止させ、再び、キャリッジを前
記した所定方向に往復動させながら、画像信号に基づい
てインク吐出孔からインクを吐出し、記録紙のうち、画
像形成領域に新たに位置する部分に画像を形成する。こ
のような動作を繰り返すことにより、記録紙の全面に画
像を形成する。

【０００４】ところで、印字ヘッド内のインクは、イン
ク吐出孔からインクが吐出する度に消費される（減少す
る）。そこで、インクジェット方式画像形成装置は、印
字ヘッドにインクを供給（補充）できるように構成され
ている。このように印字ヘッドにインクを供給するイン
ク供給方式として、例えば、下記のチユービング方式が
知られている。

【０００５】このチュービング方式とは、印字ヘッドに
供給するインクが溜められたインクタンクを印字ヘッド
とは別の位置に配置しておくと共に、このインクタンク
と印字ヘッドをインク供給チューブなどで接続したまま
にしておき、インクタンクから印字ヘッドにインクを供
給する方式である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したチュービング
方式では、印字ヘッドを新品のものに交換する際にイン
クでユーザや装置が汚れることを防止するために、イン
ク供給チューブ内及び印字ヘッドに残留しているインク
を排出して廃棄している。このため、印字ヘッドを交換
する度に大量のインク（廃インク）を排出して廃棄する
こととなる。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、印字ヘッドを
交換する際の廃インクの量を削減したインクジェット方
式画像形成装置、及び印字ヘッド交換方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のインクジェット方式画像形成装置は、インク
を溜めるインクタンクと、インクを吐出する印字ヘッド
と、前記インクタンクから前記印字ヘッドにインクを供
給するインク供給手段とを備え、該インク供給手段によ
って前記インクタンクから前記印字ヘッドにインクを供
給しながら、前記印字ヘッドからインクを吐出して記録
媒体に画像を形成するインクジェット方式画像形成装置
において、（１）前記インク供給手段を大気に連通させ
る大気連通弁を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】ここで、（２）前記インクタンクは、前記
印字ヘッドから離れた位置に配置されたものであり、
（３）インク供給手段は、前記インクタンクから前記印
字ヘッドまでをつなぐ、インクがその内部を通るインク
供給チューブであり、（４）前記大気連通弁は、前記イ
ンク供給チューブに取り付けられたものであってもよ
い。

【００１０】さらに、（５）前記インクタンクは、その
内部に溜められるインクの液面が、印字ヘッドに形成さ
れたインク吐出孔のインク液面よりも低い位置に位置す
るものであってもよい。

【００１１】さらにまた、（６）前記大気連通弁は、所
定のタイミングで開閉するものであってもよい。

【００１２】さらにまた、インクジェット方式画像形成
装置は、（７）インク供給チューブのうち大気連通弁よ
りもインクタンク側の部分に取り付けられた、前記印字
ヘッドから前記インクタンクに向かう方向にインクが流
れることを防止する逆流防止弁を備えてもよい。

【００１３】さらにまた、（８）前記逆流防止弁は、前
記大気連通弁が開いたときに閉じ、前記大気連通弁が閉
じたときに開くものであってもよい。

【００１４】また、上記目的を達成するための本発明の
印字ヘッド交換方法は、インクを溜めるインクタンク
と、インクを吐出する印字ヘッドと、前記インクタンク
及び前記印字ヘッドを接続して該インクタンクから該印
字ヘッドにインクを供給するためのインク供給チューブ
とを備え、前記インクタンクから前記インク供給チュー
ブを通して前記印字ヘッドにインクを供給しながら、前
記印字ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を形
成するインクジェット方式画像形成装置における、前記
印字ヘッドを新しい印字ヘッドに交換する印字ヘッド交
換方法において、（９）前記インク供給チューブを前記
印字ヘッドから取り外すに先立って、前記インク供給チ
ューブのうち前記インクタンクと前記印字ヘッドとの間
の部分を大気に連通させることを特徴とするものであ
る。

【００１５】ここで、前記インク供給チューブのうち前
記インクタンクと前記印字ヘッドとの間の部分を大気に
連通させると共に、この部分よりも前記インクタンク側
のインクが前記インクタンクに流れることを防止しても
よい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１７】図１を参照して、本発明の一実施形態であ
るプロッタの概略構成を説明する。

【００１８】図１は、プロッタの概略構成を模式的に示
す正面図である。

【００１９】プロッタ１０は、矢印Ａ方向（主走査方
向）に往復動するキャリッジ１２を備えている。このキ
ャリッジ１２には、インクを吐出するインク吐出孔１４
ａが形成された印字ヘッド１４が着脱自在に装着されて
いる。この印字ヘッド１４には、後述するインク供給チ
ューブ３０がチューブジョイント３２を介して接続され
ており、このインク供給チューブ３０を通してインクタ
ンク５０から印字ヘッド１４にインクが供給される。な
お、インク供給チューブ３０の一部はチューブ保持部材
３４に保持されている。

【００２０】キャリッジ１２は、キャリッジ駆動モータ
（図示せず）に掛設されたワイヤ（図示せず）に固定さ
れており、このワイヤは、キャリッジ駆動モータの正逆
回転によって矢印Ａ方向に往復動する。ワイヤが矢印Ａ
方向に往復動するに伴って、キャリッジ１２も走査レー
ル（案内レール）１６に案内されて矢印Ａ方向に往復動
する。

【００２１】記録紙２０は、プラテン２２上を矢印Ａ方
向に直交する副走査方向（図１の紙面に垂直な方向）に
搬送ローラ１８によって断続的に搬送される。記録紙２
０に画像を形成するときは、記録紙２０を一時的に停止
させ、キャリッジ１２を矢印Ａ方向に往復動させなが
ら、記録紙２０のうち画像形成領域（印字ヘッドの下方
の領域）に位置する部分に印字ヘッド１４のインク吐出
孔１４ａからインクを吐出する。その後、搬送ローラ１
８を回転させて所定長さだけ記録紙２０を搬送して画像
形成領域に位置する新たな部分に次のバンド分の画像を
形成する。この動作を記録紙２０の全長に亘って繰り返
す。これにより、記録紙２０に画像が形成される。画像
が形成された記録紙２０は搬送ローラ１８に挟持されな
がら排出される.

【００２２】上記したインクタンク５０は、その内部に
溜められたインクの液面がインク吐出孔１４ａよりも低
い位置に位置するように、プロッタ１０の本体に装着さ
れている。これにより、インク吐出孔１４ａのインク液
面（メニスカス）が負圧で保持される。インク吐出孔１
４ａからインクが吐出されることにより、印字ヘッド１
４内に負圧が発生し、インクタンク５０からインク供給
チューブ３０を通ってインクが吸い上げられて印字ヘッ
ド１４に供給される。

【００２３】なお、上記した画像形成領域以外の領域に
は、インク吐出孔１４ａなどを清掃するクリーニングユ
ニットが配置されている。このクリーニングユニットに
は、インク吐出孔１４ａからインクを吸引するバキュー
ムポンプ２４（図２参照）などが備えられている。印字
ヘッド１４は所定のタイミングでこのクリーニングユニ
ットの上方に移動し、バキュームポンプ２４によってイ
ンク吐出孔１４ａからインクが吸引されるなどの回復動
作が行われる。

【００２４】図２、図３、及び図４を参照して、印字ヘ
ッド１４の交換作業などについて説明する。

【００２５】図２は、インク供給チューブや印字ヘッド
等を示す模式図である。図３（ａ）は、閉じている大気
連通弁を示す模式図であり、（ｂ）は、開いている大気
連通弁を示す模式図である。図４は、印字ヘッドを交換
する手順を示すフロー図である。これらの図では、図１
に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が
付されている。

【００２６】印字ヘッド１４には、上述したように、イ
ンク供給チューブ３０がチューブジョイント３２を介し
て接続されている。インク供給チューブ３０のうちチュ
ーブジョイント３２の近傍部分には、インク供給チュー
ブ３０を大気に連通させる大気連通弁３４が取り付けら
れている。この大気連通弁３４は、プロッタ１０（図１
参照）が画像形成中は、図３（ａ）に示すように、閉じ
ている。一方、印字ヘッド１４を交換するときには、図
３（ｂ）に示すように、大気連通弁３４が開く。このよ
うに大気連通弁３４は所定のタイミングで開閉するよう
に構成されている。なお、大気連通弁３４はキャリッジ
１２に固定されている。

【００２７】印字ヘッド１４を交換する手順について説
明する。

【００２８】印字ヘッド１４を交換するときは、図２に
示すように、キャリッジ１２をクリーニングユニットの
上方に移動させてキャップ２６でインク吐出孔１４ａを
塞ぐ。続いて大気連通弁３４を開放する（図４のＳ４０
１）。この開放により、インク供給チューブ３０のうち
大気連通弁３４よりもインクタンク５０（図１参照）の
側の部分に存在するインクは、インクタンク５０内の液
面との差に起因して発生する負圧によって、インクタン
ク５０の方へ移動する。これと同時に、バキュームポン
プ２４を作動させて印字ヘッド１４内部に残ったインク
を吸引し（Ｓ４０２）、吸引したインク（廃インク）を
廃インクタンク２８に廃棄する。

【００２９】廃インクを廃インクタンク２８に廃棄した
後、キャリッジ１２をヘッド交換位置（図示せず）に移
動させる。続いて、チューブジョイント３２を印字ヘッ
ド１４から取り外して、印字ヘッド１４をキャリッジ１
２から取り外す（Ｓ４０３）。続いて、新しい印字ヘッ
ドをキャリッジ１２に装着する（Ｓ４０４）。この装着
後、大気連通弁３４を閉じて、キャリッジ１２をクリー
ニングユニットの上方に再び移動させる。この移動の
後、キャップ２６でインク吐出孔１４ａを塞いでバキュ
ームポンプ２４を作動させ、インク供給チューブ３０及
び印字ヘッド１４にインクを充填させる（Ｓ４０５）。
以上で、印字ヘッド１４の交換作業が完了する。

【００３０】上記のように印字ヘッド１４を交換するの
で、インク供給チューブ３０のうち大気連通弁３４より
も印字ヘッド１４側の部分に存在するインクが廃棄され
る。一方、インク供給チューブ３０のうちインクタンク
５０側の部分に存在するインクはインクタンク５０に戻
されるので、廃棄されずに再び使用される。従って、印
字ヘッド１４を交換する際に廃インクの量を削減でき
る。また、インクタンク５０を着脱する必要がないの
で、この着脱の手間を省ける。

【００３１】なお、大気連通弁３４の位置はキャリッジ
１２上に限定するものではないが、この位置が印字ヘッ
ド１４に近い位置の方が廃インクの量をいっそう削減で
きる。

【００３２】上記したインク供給チューブ３０に逆流防
止弁を取り付けてもよい。この例を、図５、図６、及び
図７を参照して説明する。

【００３３】図５は、逆流防止弁やインク供給チューブ
等を示す模式図である。図６（ａ）は、閉じている逆流
防止弁を示す模式図であり、（ｂ）は、開いている逆流
防止弁を示す模式図である。図７は、印字ヘッドを交換
する手順を示すフロー図である。これらの図では、図２
に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が
付されている。

【００３４】印字ヘッド１４には、上述したように、イ
ンク供給チューブ３０がチューブジョイント３２を介し
て接続されている。インク供給チューブ３０のうち大気
連通弁３４よりもインクタンク５０側の部分には、逆流
防止弁３６が取り付けられている。逆流防止弁３６は、
印字ヘッド１４からインクタンク５０に向かう方向（矢
印Ｂ方向）にインクが流れることを防止するものであ
る。この逆流防止弁３６は、大気連通弁３４が開いてい
るときには、図６（ａ）に示すように、閉じており、こ
の逆に、大気連通弁３４が閉じているときには、図６
（ｂ）に示すように、逆流防止弁３６が開いている。こ
のように逆流防止弁３６は所定のタイミングで開閉する
ように構成されている。

【００３５】印字ヘッド１４を交換する手順について説
明する。

【００３６】印字ヘッド１４を交換するときは、図５に
示すように、キャリッジ１２をクリーニングユニットの
上方に移動させてキャップ２６でインク吐出孔１４ａを
塞ぐ。続いて大気連通弁３４を開放すると共に逆流防止
弁３６を閉じる（図７のＳ４０１）。これにより、イン
ク供給チューブ３０のうち逆流防止弁３６よりもインク
タンク５０（図１参照）の側の部分に存在するインクは
インクタンク５０に向けて移動せずにインク供給チュー
ブ３０の内部に停止したままである。

【００３７】続いて、バキュームポンプ２４を作動させ
て、大気連通弁３４よりも印字ヘッド１４側のインクを
吸引し（Ｓ７０２）、吸引したインク（廃インク）を廃
インクタンク２８に廃棄する。廃インクを廃インクタン
ク２８に廃棄した後、キャリッジ１２をヘッド交換位置
（図示せず）に移動させる。続いて、チューブジョイン
ト３２を印字ヘッド１４から取り外して、印字ヘッド１
４をキャリッジ１２から取り外す（Ｓ７０３）。続い
て、新しい印字ヘッドをキャリッジ１２に装着する（Ｓ
７０４）。この装着後、大気連通弁３４を閉じると共に
逆流防止弁３６を開いて、キャリッジ１２をクリーニン
グユニットの上方に再び移動させる。この移動の後、キ
ャップ２６でインク吐出孔１４ａを塞いでバキュームポ
ンプ２４を作動させ、インク供給チューブ３０のうち印
字ヘッド１４側の部分及び印字ヘッド１４にインクを充
填させる（Ｓ７０５）。以上で、印字ヘッド１４の交換
作業が完了する。

【００３８】上記のように印字ヘッド１４を交換するの
で、インク供給チューブ３０のうち逆流防止弁３６より
もインクタンク５０側の部分にはインクが存在したまま
であり、この部分にインクを充填させる必要が無い。従
って、印字ヘッド１４を交換する際には、廃インクの量
を削減できるだけでなく、インクを充填する時間を短縮
できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ット方式画像形成装置では、印字ヘッドを交換する際に
大気連通弁を開いて、インク供給手段のうち大気連通弁
よりもインクタンク側の部分に存在するインクをインク
タンクに戻す。これにより、このインクタンク側の部分
に存在するインクは廃棄されずに、インク供給手段のう
ち大気連通弁よりも印字ヘッド側の部分に存在するイン
クが廃棄される。従って、印字ヘッドを交換する際の廃
インクの量を削減できる。

【００４０】ここで、前記インクタンクは、前記印字ヘ
ッドから離れた位置に配置されたものであり、インク供
給手段は、前記インクタンクから前記印字ヘッドまでを
つなぐ、インクがその内部を通るインク供給チューブで
あり、前記大気連通弁は、前記インク供給チューブに取
り付けられたものである場合は、印字ヘッドを交換する
際に大気連通弁を開いて、インク供給チューブのうち大
気連通弁よりもインクタンク側の部分に存在するインク
をインクタンクに戻す。これにより、このインクタンク
側の部分に存在するインクは廃棄されずに、インク供給
チューブのうち大気連通弁よりも印字ヘッド側の部分に
存在するインクが廃棄される。従って、印字ヘッドを交
換する際の廃インクの量を容易に削減できる。

【００４１】さらに、前記インクタンクは、その内部に
溜められるインクの液面が、印字ヘッドに形成されたイ
ンク吐出孔のインク液面よりも低い位置に位置するもの
である場合は、インク供給チューブのうち大気連通弁よ
りもインクタンク側の部分に存在するインクがいっそう
確実にインクタンクに戻る。

【００４２】さらにまた、前記大気連通弁は、所定のタ
イミングで開閉するものである場合は、印字ヘッドを交
換し始めるタイミングで大気連通弁が開き、印字ヘッド
を交換し終えたタイミングで大気連通弁を閉じるように
しておくことにより、大気連通弁が容易に自動操作され
る。

【００４３】さらにまた、インク供給チューブのうち大
気連通弁よりもインクタンク側の部分に取り付けられ
た、前記印字ヘッドから前記インクタンクに向かう方向
にインクが流れることを防止する逆流防止弁を備えた場
合は、印字ヘッドを交換する際に大気連通弁を開いて逆
流防止弁を閉じておくことにより、インク供給チューブ
内のインクがインクタンクに移動しないので、新しい印
字ヘッドを装着した後にインクを再充填のための時間を
短縮できる。

【００４４】さらにまた、前記逆流防止弁は、前記大気
連通弁が開いたときに閉じ、前記大気連通弁が閉じたと
きに開くものである場合は、逆流防止弁が大気連通弁に
連動するので、操作が容易である。

【００４５】また、本発明の印字ヘッド交換方法によれ
ば、インク供給チューブのうち大気に連通した部分より
もインクタンク側の部分に存在するインクがインクタン
クに戻る。これにより、このインクタンク側の部分に存
在するインクは廃棄されずに、大気に連通した部分より
も印字ヘッド側の部分に存在するインクが廃棄される。
従って、印字ヘッドを交換する際の廃インクの量を削減
できる。

【００４６】ここで、前記インク供給チューブのうち前
記インクタンクと前記印字ヘッドとの間の部分を大気に
連通させると共に、この部分よりも前記インクタンク側
のインクが前記インクタンクに流れることを防止する場
合は、インク供給チューブ内のインクの一部がインクタ
ンクに移動せずにインク供給チューブに残るので、新し
い印字ヘッドを装着した後にインクを再充填のための時
間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プロッタの概略構成を模式的に示す正面図であ
る。

【図２】インク供給チューブや印字ヘッド等を示す模式
図である。

【図３】（ａ）は、閉じている大気連通弁を示す模式図
であり、（ｂ）は、開いている大気連通弁を示す模式図
である。

【図４】印字ヘッドを交換する手順を示すフロー図であ
る。

【図５】逆流防止弁やインク供給チューブ等を示す模式
図である。

【図６】（ａ）は、閉じている逆流防止弁を示す模式図
であり、（ｂ）は、開いている逆流防止弁を示す模式図
である。

【図７】印字ヘッドを交換する手順を示すフロー図であ
る。

【符号の説明】

１０ プロッタ １４ 印字ヘッド １４ａ インク吐出孔 ３０ インク供給チューブ ３４ 大気連通弁 ３６ 逆流防止弁

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを溜めるインクタンクと、インク
   を吐出する印字ヘッドと、前記インクタンクから前記印
   字ヘッドにインクを供給するインク供給手段とを備え、
   該インク供給手段によって前記インクタンクから前記印
   字ヘッドにインクを供給しながら、前記印字ヘッドから
   インクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェ
   ット方式画像形成装置において、 前記インク供給手段を大気に連通させる大気連通弁を備
   えたことを特徴とするインクジェット方式画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記インクタンクは、 前記印字ヘッドから離れた位置に配置されたものであ
   り、 インク供給手段は、 前記インクタンクから前記印字ヘッドまでをつなぐ、イ
   ンクがその内部を通るインク供給チューブであり、 前記大気連通弁は、 前記インク供給チューブに取り付けられたものであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のインクジェット方式画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 前記インクタンクは、 その内部に溜められるインクの液面が、印字ヘッドに形
   成されたインク吐出孔のインク液面よりも低い位置に位
   置するものであることを特徴とする請求項１又は２に記
   載のインクジェット方式画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記大気連通弁は、 所定のタイミングで開閉するものであることを特徴とす
   る請求項１，２，又は３に記載のインクジェット方式画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 インク供給チューブのうち大気連通弁よ
   りもインクタンク側の部分に取り付けられた、前記印字
   ヘッドから前記インクタンクに向かう方向にインクが流
   れることを防止する逆流防止弁を備えたことを特徴とす
   る請求項２，３，又は４に記載のインクジェット方式画
   像形成装置。
6. 【請求項６】 前記逆流防止弁は、 前記大気連通弁が開いたときに閉じ、前記大気連通弁が
   閉じたときに開くものであることを特徴とする請求項５
   に記載のインクジェット方式画像形成装置。
7. 【請求項７】 インクを溜めるインクタンクと、インク
   を吐出する印字ヘッドと、前記インクタンク及び前記印
   字ヘッドを接続して該インクタンクから該印字ヘッドに
   インクを供給するためのインク供給チューブとを備え、
   前記インクタンクから前記インク供給チューブを通して
   前記印字ヘッドにインクを供給しながら、前記印字ヘッ
   ドからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するイン
   クジェット方式画像形成装置における、前記印字ヘッド
   を新しい印字ヘッドに交換する印字ヘッド交換方法にお
   いて、 前記インク供給チューブを前記印字ヘッドから取り外す
   に先立って、前記インク供給チューブのうち前記インク
   タンクと前記印字ヘッドとの間の部分を大気に連通させ
   ることを特徴とする印字ヘッド交換方法。
8. 【請求項８】 前記インク供給チューブのうち前記イン
   クタンクと前記印字ヘッドとの間の部分を大気に連通さ
   せると共に、この部分よりも前記インクタンク側のイン
   クが前記インクタンクに流れることを防止することを特
   徴とする請求項７に記載の印字ヘッド交換方法。