JP2807365B2 - インクジェットヘッドの回復装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズルからインクを用
紙に向けて噴射して印字を行なうインクジェットプリン
タに使用されるインクジェットヘッドに係り、特に、ノ
ズルの目詰まりを解消して良好な吐出を行うようにした
インクジェットヘッドのキャップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェットヘッドに送給さ
れるインクをそのノズルから噴出させることにより、用
紙上に所望の印字を行なうインクジェットプリンタが、
その静粛性などの理由により多用されている。

【０００３】図３はこのようなインクジェットプリンタ
の一般的なものの要部を示すものであり、円筒形をなす
プラテン１の前方には、プラテン１の軸方向と平行な方
向に延在する１対のキャリッジ軸２，２が配設されてお
り、これらのキャリッジ軸２に沿って往復動しうるキャ
リッジ３が配設されている。このキャリッジ３には、フ
ルカラーの印字を行いうるインクジェットヘッド４が搭
載されている。

【０００４】前記インクジェットヘッド４には、前記１
に対向するように、フルカラー用の４色のインクにそれ
ぞれ対応する４つのノズル集合体（図示せず）が配設さ
れており、各ノズル集合体は、前記プラテン１に対向す
るように縦方向に整列配置された複数のノズル（図示せ
ず）により構成されている。そして、これらのノズル集
合体は、前記キャリッジ３に支持されているヘッド取付
け台５に固定されている。

【０００５】前記各ノズル集合体の背部の前記キャリッ
ジ３上には、このノズル集合体を構成する各ノズルと連
通する補助タンク６を内蔵したインレット７が配設され
ており、各インレット７には、前記キャリッジ３に着脱
自在に搭載される対応する色のインクタンクたるインク
カートリッジ８が連通されるようになっている。

【０００６】前記プラテン１の一端の側方には、不使用
時に前記各ノズルを被覆してノズル内のインクの乾燥を
防止したり、ノズル内に形成された気泡やノズル内に詰
まった異物を除去するために使用されるキャップ装置９
が配設されている。このキャップ装置９は、前記キャリ
ッジ３側に開口１１が形成されているケーシング１０を
有しており、このケーシング１０の開口１１内には、前
記インクジェットヘッド４に接離する方向に可動とされ
ているキャップ本体１２が配設されている。このキャッ
プ本体１２は、前記インクジェットヘッド４の各ノズル
集合体に対応して、各ノズル集合体を被覆しうるように
縦長に形成された複数の開口部１３を有しており、各開
口部１３の内側には、ゴム製のライナ１４が張設され、
このライナ１４は、開口部１３の周縁の内側から外部に
突出して前記各ノズルの外周に気密に圧接しうるように
なっている。

【０００７】ところで、前記インクジェットヘッド４
は、図２に示すように、それぞれ縦方向に整列配置され
ている複数の流路１５からなる複数のノズル集合体１６
を有しており、各流路１５の先端にはノズル１７が形成
されている。また、各流路１５の外周には、各流路１５
の先端のノズル１７からインクを噴射するための圧電素
子たるピエゾ素子１８が配設されている。

【０００８】一方、キャップ装置９は、キャップ本体１
２の開口部１３内を負圧にして開口部１３内に残留した
インクを吸引するためのポンプのような吸引手段１９を
有しており、この吸引手段には、前記開口部１３内と連
通する吸引用通路２０が接続されている。

【０００９】さらに、キャップ装置９のキャップ本体１
２の上部の前面には、ほぼ半球状の突起２１が突設され
ており、この突起２１の頂部に連通している加圧用空気
通路２２がキャップ本体１２の背部にまで到達するよう
に形成され、この加圧用空気通路２２には、ポンプのよ
うな加圧手段２３が接続されている。また、前記キャッ
プ本体１２には、前記開口部１３内の上部と連通する大
気開放弁２４が配設されている。

【００１０】一方、ヘッド取付け台５の上部には、キャ
ップ装置９がインクジェットヘッド４を被覆したとき、
前記突起２１が嵌合することにより前記加圧用空気通路
２２と連通される加圧用空気通路２５が形成されてお
り、この加圧用空気通路２５は、インクカートリッジ８
の数に対応する４本の分岐通路２６に分岐しており、各
分岐通路２６の端部には、各インクカートリッジ８の上
部内と連通する空気パイプ２７が接続されている。

【００１１】前述したインクジェットプリンタによれ
ば、印字時には、キャップ装置９のキャップ本体１２を
退避させた状態において、インクジェットヘッド４を搭
載したキャリッジ３をプラテン１に沿って走行させつ
つ、所定の印字信号に基づいてインクジェットヘッド４
の印字に供されるノズル１７のピエゾ素子１８を動作さ
せて、インクカートリッジ８からインレット７を介して
流路１５に供給される所望の色のインクをノズル１７か
らプラテン１上の用紙に向けて噴射することにより、所
望の印字を行なうことができる。

【００１２】ところで、ノズル１７内に目詰まりや気泡
が生じると、この目詰まりや気泡が生じたノズル１７に
対応するピエゾ素子１８を駆動しても、ノズル１７から
適正にインクの吐出が行われなくなり、この結果、印字
品質が悪化する。

【００１３】このため、この印字後の用紙を点検して印
字品質の悪化を発見したら、まず、印字を終了する。つ
いで、インクジェットヘッド４を搭載しているキャリッ
ジ３はホームポジションに移動し、このホームポジショ
ンにおいてキャップ装置９のキャップ本体１２がインク
ジェットヘッド４の各ノズル１７を被覆し、この状態に
おいて、キャップ本体１２の大気開放弁２４を開放した
うえで加圧手段２３を駆動し、インクカートリッジ８内
を加圧する。すると、この加圧手段２３によるインクカ
ートリッジ８内の加圧により、インクカートリッジ８内
のインクは各流路１５の方向に流れ、各流路１５の先端
のノズル１７からキャップ装置９のキャップ本体１２内
に滴下し、ノズル１７内の目詰まりや気泡を除去するこ
とができる。

【００１４】なお、開口部１３の内側のライナ１４の下
面上に形成されている凹部２８内に貯留されたインク
は、吸引手段を駆動することによりキャップ本体１２内
から除去される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のものにおいては、印字を行わないとノズル１７
の不吐出を検出することができないため、ノズル１７の
不吐出が解消されていることに係わりなくある時間だけ
加圧状態を継続して回復動作を行っていたため、インク
の無駄な消費量が大きかったし、また、回復動作の時間
も長く掛かっていた。

【００１６】本発明は、前述した従来のものにおける問
題点を克服し、インクの無駄な消費量を少なくでき、し
かも、回復動作の時間も短縮しうるようにしたインクジ
ェットヘッドの回復装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドの回復装置は、キャップ手段により複数のインク
流路のそれぞれの先端のノズルを開閉自在に被覆される
とともに、各インク流路のいずれかに対応する複数の圧
電素子の選択的な駆動により各ノズルからインクを吐出
されるインクジェットヘッドにおいて、前記各ノズルか
らのインクの不吐出を各ノズルごとに検出し不吐出検出
信号を出力する不吐出検出手段と、前記インク流路内の
内圧を高める加圧手段と、前記不吐出検出手段からある
ノズルからの不吐出信号が出力されたときに前記加圧手
段を駆動して各インク流路の内圧を高めた状態において
少なくとも不吐出信号が出力されたノズルに対応する圧
電素子の駆動を不吐出検出信号が出力されている間の所
定時間ごとに行う制御手段とを設けたことを特徴として
いる。

【００１８】

【作用】本発明のインクジェットヘッドの回復装置によ
れば、制御手段に、不吐出検出手段からあるノズルから
の不吐出信号が出力されたときに、この制御手段が、加
圧手段を駆動して各インク流路の内圧を高めた状態にお
いて、不吐出信号が出力されたノズルに対応する圧電素
子のみあるいはすべてのノズルに対応する圧電素子の駆
動を不吐出検出信号が出力されている間の所定時間ごと
に行うので、不吐出検出信号が出力されなくなれば、そ
の時点で直ちに回復動作は停止されることになるし、ま
た、圧電素子の駆動によりノズルを振動させて回復動作
を行うので、早期回復が可能になるので、インクの消費
量を少なくすることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により説明
する。なお、本実施例の外観的構成は、図２および図３
において説明した一般的なインクジェットプリンタと同
様なので、実施例の説明においても両図を参照するとと
もに、同様の構成には同一の符号を付して説明する。

【００２０】図１は本発明の回復装置の実施例を示す概
略回路図である。

【００２１】インクジェットヘッド４の流路１５内にお
いてインクが流動することによりピエゾ素子１８には歪
みが生じるが、この歪みによりピエゾ素子１８の両側に
は電圧が発生する。そこで、本実施例のインクジェット
ヘッドの回復装置は、各ピエゾ素子１８の両端の電圧を
検出する電圧検出手段３０を有している。

【００２２】また、この電圧検出手段３０には、検出し
た電圧を出力する不吐出検出手段３１が接続されてい
る。そして、この不吐出検出手段３１は、特定のノズル
１７が目詰まりあるいは気泡などにより不吐出状態であ
るときに生ずるピエゾ素子１８の両端の電圧を検出した
前記電圧検出手段３０からの出力により特定のノズル１
７が不吐出状態である旨の不吐出信号をインクジェット
プリンタの種々の制御を行う制御手段３２に出力するよ
うになっている。

【００２３】前記制御手段３２は、前記不吐出検出手段
３１からの不吐出信号が入力されている間、インクタン
クたるインクカートリッジ８に圧力を付与するポンプの
ような加圧手段２３に駆動信号を出力するようになって
いる。この加圧手段２３には、図示しない圧力測定器が
接続されており、この圧力測定器によりインクカートリ
ッジ８内の内圧を測定し、インクカートリッジ８内の内
圧を設定圧に保持しうるようになっている。

【００２４】また、前記制御手段３２には、各ノズル１
７に対応するピエゾ素子１８が接続されており、前記不
吐出検出手段３１からの不吐出信号が入力されている
間、不吐出ノズル１７に対応するピエゾ素子１８を駆動
するようになっている。なお、この不吐出ノズル１７に
対応するピエゾ素子１８の駆動は、前記不吐出検出手段
３１からの不吐出信号が入力されて前記加圧手段２３の
作用によりインクカートリッジ８内が所定圧力となった
ときに一度駆動した後は、前記制御手段３２に内蔵され
ているタイマが、計測する所定時間ごとに行われるよう
になっている。

【００２５】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
作用について説明する。

【００２６】まず、インクジェットプリンタにおいて通
常の印字を行なう場合は、図２に示すプラテン１を回転
駆動して図示しない用紙を所定の印字位置に搬送し、こ
の状態において、前記キャリッジ３をキャリッジ軸２に
沿って移動させながら、所定の印字信号に基づいてイン
クジェットヘッド４のピエゾ素子１８を動作させること
により、前記８から供給される所望の色のインクを流路
１５のノズル１７から用紙に向けて噴射することによ
り、所望の印字を行うことができる。

【００２７】ところで、印字中には各ノズル１７に対応
する各ピエゾ素子１８の両端の電圧を電圧検出手段３０
が検出し、この電圧検出手段３０から不吐出検出手段３
１へ各ピエゾ素子１８の電圧が出力され、不吐出検出手
段３１において、いずれかのノズル１７が不吐出である
かの検出を行っている。そこで、印字中にインクジェッ
トヘッド４のある流路１５内に目詰まりや気泡が生じて
その流路１５のノズル１７からのインクの不吐出が生じ
ると、不吐出検出手段３１は、どのノズル１７が不吐出
であるかという不吐出信号を制御手段３２へ出力する。

【００２８】不吐出信号を入力された制御手段３２は、
印字の停止を行うとともに、キャリッジ３をホームポジ
ションに戻し、このホームポジションにおいてキャップ
本体１２の大気開放弁２４を開いたうえで、インクジェ
ットヘッド４にキャップ装置９のキャップ本体１２を被
着させる。その後、キャップ本体１２の大気開放弁２４
を開いた状態で、各インクカートリッジ８内の内圧が高
まる状態にしたうえで、加圧手段２３ならびに吸引手段
１９を動作させる。

【００２９】すると、これによりキャップ本体１２の加
圧用空気通路２２から４の加圧用空気通路２４を介して
各インクカートリッジ８に加圧空気を送給し、各流路１
５内のインクを加圧する。そして、この加圧により各イ
ンクカートリッジ８内の内圧が大気圧より０．３気圧高
い設定圧になったら、不吐出の生じているノズル１７に
対応するピエゾ素子１８を１パルス駆動し、このノズル
１７からインクを噴射する。このインクの噴射により振
動が生じるため、ノズル１７内の目詰まりや気泡は、容
易に排出されることになる。なお、前述した大気圧より
０．３気圧高い設定圧は、不吐出の解消を十分に行いう
る下限の気圧の一例である。

【００３０】前述した不吐出の生じているノズル１７に
対応するピエゾ素子１８の駆動によりこのノズル１７の
不吐出が解消されると、不吐出検出手段３１からは不吐
出信号が制御手段３２へ出力されなくなるので、このよ
うな状態になったら、加圧手段２３からの加圧経路に設
けられている図示しない加圧空気逃し弁を開放して、回
復動作が終了する。

【００３１】また、不吐出の生じているノズル１７に対
応するピエゾ素子１８を１パルス駆動し、このノズル１
７からインクを噴射することによっても、不吐出検出手
段３１から不吐出信号が制御手段３２へ継続して出力さ
れている場合には、前回ピエゾ素子１８を駆動してから
の時間を制御手段３２内のタイマ（図示せず）が計数し
て設定時間が経過したら、不吐出の生じているノズル１
７に対応するピエゾ素子１８を１パルス駆動し、このノ
ズル１７からインクを再度噴射する。このインクの噴射
によってこのノズル１７の不吐出が解消されたら、図示
しない加圧空気逃し弁を開放して、回復動作が終了す
る。一方、まだ不吐出が継続していたならば、所定時間
ごとに前述した回復動作を繰り返す。

【００３２】このように本実施例によれば、不吐出検出
手段３１から不吐出信号が出力されているときのみ回復
動作を行うので、回復動作に要する時間が短くて済む
し、また、回復動作のためのインクの消費量も少なくて
済む。

【００３３】なお、本発明は前述した実施例に限定され
るものではなく、必要に応じて種々の変更が可能がであ
る。例えば、前述した実施例においては、不吐出の生じ
ているノズルに対応する圧電素子のみを駆動するように
していたが、すべての圧電素子を同時に駆動して回復動
作を行うようにしてもよい。この場合、回復動作のため
のインクの消費量は増大するが、回復動作のために圧電
素子を駆動するための制御は前述した実施例よりも簡単
になる。また、不吐出検出手段は、実施例のものに限定
されない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ットヘッドの回復装置によれば、インクの無駄な消費量
を少なくでき、しかも、回復動作の時間も短縮できると
いう優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの回復装置
の実施例を示す概略回路図

【図２】一般的なインクジェットプリンタの斜視図

【図３】図２の縦断面図

【符号の説明】

１ プラテン ３ キャリッジ ４ インクジェットヘッド ８ インクカートリッジ ９ キャップ装置 １２ キャップ本体 １３ 開口部 １５ 流路 １６ ノズル集合体 １７ ノズル １８ ピエゾ素子 ２３ 加圧手段 ３１ 不吐出検出手段 ３２ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−244546（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−194967（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−184453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−118878（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/175 B41J 2/125 B41J 2/165

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャップ手段により複数のインク流路の
   それぞれの先端のノズルを開閉自在に被覆されるととも
   に、各インク流路のいずれかに対応する複数の圧電素子
   の選択的な駆動により各ノズルからインクを吐出される
   インクジェットヘッドにおいて、前記各ノズルからのイ
   ンクの不吐出を各ノズルごとに検出し不吐出検出信号を
   出力する不吐出検出手段と、前記インク流路内の内圧を
   高める加圧手段と、前記不吐出検出手段からあるノズル
   からの不吐出信号が出力されたときに前記加圧手段を駆
   動して各インク流路の内圧を高めた状態において少なく
   とも不吐出信号が出力されたノズルに対応する圧電素子
   の駆動を不吐出検出信号が出力されている間の所定時間
   ごとに行う制御手段とを設けたことを特徴とするインク
   ジェットヘッドの回復装置。