JP3161145B2 - インクジェット記録装置の吐出性能回復方法及びその装置 - Google Patents

インクジェット記録装置の吐出性能回復方法及びその装置

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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
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    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/1652—Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、インクの初期充填時
やメインテナンス時において用いられるインクジェット
記録装置の吐出性能回復方法及びその装置に係り、特
に、インクジェットヘッド側から排出された排インクの
回収性能を向上させた新規な吐出性能回復方法及びその
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、インクジェット記録装置のイン
ク吐出性能を維持するために吐出性能回復装置が設けら
れる。これは、インクジェットヘッド内にインクを初期
充填したり、メインテナンス時にインクインクジェット
ヘッド側の塵埃、乾燥インク、気泡等を除去するための
ものであり、例えばインクジェットヘッドのノズル面を
覆うキャップと、このキャップのインク排出口に接続チ
ューブを介して連通接続される負圧吸引ポンプと、この
負圧吸引ポンプに連通接続され、吸引された排インクを
回収する排インクタンクとを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような吐出性能回
復装置は、インクジェットヘッドのノズル面をキャップ
にて被覆した後に、負圧吸引ポンプを作動させてインク
ジェットヘッドのノズル面に負圧吸引力を作用させ、イ
ンクジェットヘッド側から排インクを回収するようにな
っている。ところが、このような吐出性能回復処理にあ
っては、接続チューブ内にインクが残留し、インク詰ま
り等を起こすという技術的課題が見い出された。そこ
で、この種の技術的課題を解決する上で、例えば特開昭
６０−７１２５９号や特開昭６０−１５９０５８号公報
所載の技術を応用し、吐出性能回復処理を行なった後
に、インクジェットヘッドからキャップを離間させ、こ
の状態で、負圧吸引ポンプによる空吸引動作（吐出性能
回復処理時と同レベルの吸引動作）を行い、接続チュー
ブ内の残留排インクを積極的に回収しようとしたが、接
続チューブ内の残留排インクを確実に回収することはで
きず、接続チューブ内に残留排インクが残存するという
技術的課題が依然として未解決のままであった。
【０００４】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ために為されたものであって、負圧吸引ポンプによる空
吸引動作を様々な条件下で行い、負圧吸引ポンプによる
空吸引動作と負圧吸引ポンプへの排インク流路中の残留
排インクの動きとの相関関係を見い出し、負圧吸引ポン
プへの排インク流路中の残留排インクを確実に回収でき
るようにしたインクジェット記録装置の吐出性能回復方
法及びその装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、インクジェットヘッド１のノズル１
ａ面をキャップ２で被覆した後に、当該キャップ２に連
通部材４を介して連通接続される可変負圧吸引ポンプ５
を通常吸引速度ｖ1で吸引駆動させることによりインク
ジェットヘッド１のノズル１ａ面を負圧吸引し、しかる
後、上記キャップ２をインクジェットヘッド１のノズル
１ａ面から離間させた状態で、可変負圧吸引ポンプ５を
通常吸引速度ｖ1よりも遅い速度ｖ2で空吸引駆動させる
ようにしたことを特徴とする。
【０００６】このような方法発明を具現化するための装
置発明は、図１に示すように、インクジェットヘッド１
のノズル１ａ面が覆われる大きさを有するキャップ２
と、このキャップ２をインクジェットヘッド１に対して
相対移動させることによりキャップ２にてインクジェッ
トヘッド１のノズル１ａ面を選択的に開閉するキャップ
開閉駆動手段３と、このキャップ２に連通部材４を介し
て連通接続される可変負圧吸引ポンプ５と、この可変負
圧吸引ポンプ５に連通接続されて吸引された排インクを
回収する排インクタンク６と、キャップ開閉駆動手段３
にてインクジェットヘッド１のノズル１ａ面をキャップ
２で被覆した状態で、可変負圧吸引ポンプ５を通常吸引
速度ｖ1で吸引駆動させる吐出性能回復基本制御手段７
と、キャップ開閉駆動手段３にて上記キャップ２をイン
クジェットヘッド１のノズル１ａ面から離間させた状態
で、可変負圧吸引ポンプ５を通常吸引速度ｖ1よりも遅
い速度ｖ2で空吸引駆動させる吐出性能回復補助制御手
段８とを備えたことを特徴とする。
【０００７】このような技術的手段において、上記可変
負圧吸引ポンプ５としては、少なくとも吸引速度を変化
させることができるものであれば、適宜選定することが
できる。この場合において、吐出性能回復基本制御手段
７による負圧吸引ポンプ５の吸引速度については、イン
クジェットヘッド１のノズル１ａ面に所定レベルの負圧
力を作用させることができ、しかも、インク消費を少な
くするという観点からすれば、単位時間当たりのポンプ
吸引量（ポンプ吸引速度）は多い方が好ましく、一方、
吐出性能回復補助制御手段８による負圧吸引ポンプ５の
吸引速度については、連通部材４内の残留排インクを確
実に移動させることができる範囲で選定することが必要
である。
【０００８】また、吐出性能回復補助制御手段８の動作
タイミングについては、吐出性能回復基本制御手段７の
動作タイミングに連動させて動作させるようにしてもよ
いし、あるいは、吐出性能回復基本制御手段７の動作タ
イミングと無関係に任意の時点、例えば印字動作中に行
なうようにしてもよい。更に、吐出性能回復処理時間の
短縮化を図るという観点からすれば、上記可変負圧吸引
ポンプ５としてピストン戻り速度をも可変設定し得るも
のを選定し、吐出性能回復補助制御手段８が可変負圧吸
引ポンプ５の下死点から上死点までのピストン戻り速度
を吐出性能回復基本制御手段７による通常のピストン戻
り速度よりも速くする方が好ましい。
【０００９】
【作用】上述したような技術的手段によれば、吐出性能
回復基本制御手段７は、キャップ開閉駆動手段３にてイ
ンクジェットヘッド１のノズル１ａ面をキャップ２で被
覆した状態で、可変負圧吸引ポンプ５を通常吸引速度ｖ
1で吸引駆動させる。このとき、インクジェットヘッド
１のノズル１ａには所定レベルの負圧吸引力が作用し、
インクジェットヘッド１から吸引排出された排インクが
キャップ２、連通部材４、可変負圧吸引ポンプ５を介し
て排インクタンク６に回収される。また、吐出性能回復
補助制御手段８は、キャップ開閉駆動手段３にて上記キ
ャップ２をインクジェットヘッド１のノズル１ａ面から
離間させた状態で、可変負圧吸引ポンプ５を通常吸引速
度ｖ1よりも遅い速度ｖ2で空吸引駆動させる。このと
き、連通部材４内に残留している排インクは可変負圧吸
引ポンプ５側へゆっくり且つ確実に移動していき、可変
負圧吸引ポンプ４を介して排インクタンク５へ回収され
る。
【００１０】
【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。図２及び図３はこの発明が適用
されたインクジェット記録装置の吐出性能回復装置の一
実施例を示す。同図において、符号Ｋはインクジェット
カートリッジであり、インクジェットヘッド１０及びイ
ンクタンク２０からなる。上記インクジェットヘッド１
０は、例えばインクを吐出するノズル１１ａが画素密度
毎に形成され且つ各ノズル１１ａ内には画像信号に応じ
てインク吐出用の熱エネルギが印加される発熱抵抗体を
内蔵させたヘッド本体１１と、このヘッド本体１１を位
置決め固定すると共にヘッド本体１１の余熱を放出する
ヒートインク１２と、このヒートシンク１２に取り付け
られてインクタンク２０を収納保持するタンク受けケー
ス１３と、ヘッド本体１１内にインクを均一に供給する
マニホールド１４とを備え、ヘッド本体１１の各発熱抵
抗体には図示外のプリント制御基板からの駆動信号が図
示外のコネクタを介して供給されるようになっている。
また、この実施例において、上記マニホールド１４には
円筒形ジョイント１５が突出形成されており、インクタ
ンク２０の後述するジョイント開口２２に挿入結合さ
れ、また、マニホールド１４及びヒートシンク１２がヘ
ッド本体１１のノズル１１ａ面を取り囲み、後述するキ
ャップ４０の当接面を構成している。
【００１１】一方、この実施例におけるインクタンク２
０は、毛管力によりインクを保持するフェルト部材２１
を内蔵するもので、底壁にジョイント開口２２を有する
と共に、このジョイント開口２２の周縁にはインクタン
ク２０内側に突出するフランジ２３部を形成し、円筒形
ジョイント１５を挿入案内するようになっている。そし
て、ジョイント開口２２に円筒形ジョイント１５が挿入
された場合には、フェルト部材２１と円筒形ジョイント
１５とが流体結合される。
【００１２】また、同図において、符号３０は容積変化
型の負圧吸引ポンプであり、シリンジ３１、上下するピ
ストン３２、吸引時にのみ負圧吸引ポンプ３０の吸引口
を開放する一方向弁３３及びピストン３２戻し動作時に
のみに廃液タンク３９側への連通口を開放する一方向弁
３４からなる。そして、ピストン３２はリンク３５、３
６を介して駆動モータ３７に接続され、駆動モータ３７
の回転によって上下動する。特に、この実施例では、コ
ントローラ６０が吐出性能回復用の基本制御モード（以
下、この実施例ではＡモードという）及び吐出性能回復
用の補助制御モード（以下、この実施例ではＢモードと
いう）に応じてモータドライバ３８を制御し、駆動モー
タ３７の吸引駆動速度（ポンプの吸引速度に相当）を可
変設定している。具体的には、上記負圧吸引ポンプ３０
の上死点から下死点までの容積変化量が約０．４ｃｃで
あり、例えばＡモード選択時には駆動モータ３７の吸引
駆動速度を０．２ｃｃ／ｓｅｃ．とし、Ｂモード選択時
には駆動モータ３７の吸引駆動速度を０．１ｃｃ／ｓｅ
ｃ．とした。そして更に、この実施例では、Ｂモード時
には駆動モータ３７の戻し駆動速度（ピストン３２の戻
り速度に相当）をＡモード時の通常のもの（例えば０．
２ｃｃ／ｓｅｃ．）よりも速く０．４ｃｃ／ｓｅｃ．に
設定した。
【００１３】また、上記負圧吸引ポンプ３０には連通管
５０を介してキャップ４０が連通接続されている。この
キャップ４０は、例えばゴム製素材にて少なくともイン
クジェットヘッド１０のノズル１１ａ面を覆う大きさに
形成されると共に、その底部に上記連通管５０に通ずる
インク排出口４１を有するものであり、例えばカムや電
磁石等で進退動するキャップ進退駆動機構４２にて支持
される。この実施例では、上記キャップ進退駆動機構４
２は上記コントローラ６０によって制御されるようにな
っており、Ａモード選択時にはキャップ４０を進出させ
てインクジェットヘッド１０のノズル１１ａ面周囲に当
接し、当該ノズル１１ａ面を密閉する（キャッピング動
作）一方、Ｂモード選択時にはキャップ４０を後退さ
せ、インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ面から離
間させる。
【００１４】また、この実施例では、上記連通管５０は
例えば内径が１ｍｍのシリコンチューブで構成され、そ
の一部には大気解放バルブ５５に分岐する管路５１が形
成されており、キャップ４０のキャッピング動作開始時
においてコントローラ６０からの信号に基づいて大気解
放バルブ５５が大気解放を行うようになっている。これ
は、キャッピング動作時においてキャップ４０内が正圧
になり、ノズル１１ａ内のインクを押し込んでしまう事
態を回避するためのものである。
【００１５】次に、この実施例に係るインクジェット記
録装置の吐出性能回復装置の作動について説明する。先
ず、吐出性能回復の基本制御動作を行なわせる場合に
は、コントローラ６０にＡモード選択信号を与えるよう
にすればよい。この場合、コントローラ６０は、大気解
放バルブ５５を解放した状態でキャップ４０のキャッピ
ング動作を行なわせる。そして、キャップ４０のキャッ
ピング動作が完了した時点で、コントローラ６０は大気
解放バルブ５５を閉じた後、モータドライバ３８を介し
て負圧吸引ポンプ３０を通常の吸引速度（この実施例で
は０．２ｃｃ／ｓｅｃ．）で作動させる。すると、イン
クジェットヘッド１０のノズル１１ａ面に所定の負圧吸
引力が作用し、インクジェットヘッド１０からの排イン
クがキャップ４０、連通管５０を介して負圧吸引ポンプ
３０内に吸引され、負圧吸引ポンプ３０のピストン３２
の戻り動作に応じて、負圧吸引ポンプ３０内の排インク
は廃液タンク３９へ回収される。この動作状態において
は、連通管５０内に残留排インクがまた残存しているこ
とが確認される。
【００１６】この連通管５０内の残留排インクを清掃す
るには、コントローラ６０にＢモード選択信号を与え、
吐出性能回復の補助制御動作を行なわせるようにすれば
よい。この場合、コントローラ６０は、キャップ４０の
キャッピング動作を解除（インクジェットヘッド１０の
ノズル１１ａ面からキャップ４０を離間）した後に、モ
ータドライバ３８を介して負圧吸引ポンプ３０を通常の
吸引速度（この実施例では０．２ｃｃ／ｓｅｃ．）より
も遅い吸引速度（この実施例では０．１ｃｃ／ｓｅ
ｃ．）で空吸引作動させる。すると、連通管５０内の残
留排インクはゆっくり且つ確実に負圧吸引ポンプ３０側
へ移動していき、負圧吸引ポンプ３０のピストン３２の
戻り動作に応じて、負圧吸引ポンプ３０内の排インクは
廃液タンク３９へ回収される。特に、この実施例では、
負圧吸引ポンプ３０の吸引速度は遅いが、その戻し駆動
速度は通常の戻し駆動速度よりも速く設定しているの
で、処理時間が不必要に嵩む懸念はない。
【００１７】また、この実施例においては、上記負圧吸
引ポンプ３０の吸引速度をＡモードとＢモードとで相違
させているが、その数値の選定については例えば以下の
ような実験結果に基づいている。すなわち、図４に示す
ような測定流路を用い、キャップ７１と１ｃｃシリンジ
の負圧吸引ポンプ７２との間を内径１ｍｍのシリコンチ
ューブ７３で連通接続し、負圧吸引ポンプ７２の吸引速
度（ポンプの単位時間当たりの吸引量）、ピストンスト
ロークの変化量（ポンプ吸引量）及びシリコンチューブ
７３内のインク移動量の相関関係を調べた。尚、流路内
の容積は約０．８１ｃｃとした。結果を図５、図６に示
す。
【００１８】図５はポンプ吸引速度とインク移動量との
関係を示し、また、図６はポンプ吸引量とインク移動量
との関係をポンプ吸引速度をパラメータとして示す。図
５によれば、シリコンチューブ７３内のインク柱の移動
量がポンプの吸引速度に反比例することが把握され、ま
た、図６によれば、シリコンチューブ７３内のインク柱
の移動量がポンプ吸引量に比例することが把握される。
従って、ポンプの吸引量を考慮しながら、ポンプの吸引
速度を適宜選定するようにすればよく、この実施例では
上述した値が選定された。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１又は２記載
の発明によれば、吐出性能回復処理に関し、吐出性能回
復装置の流路中の残留排インクを回収する上で最適な空
吸引動作を行ない、残留排インクを確実に回収するよう
にしたので、吐出性能回復装置の流路中に排インクが残
留する事態を確実に回避することが可能になり、その
分、インク詰まり事故等を未然に防止することができ
る。また、この発明にあっては、吐出性能回復装置の流
路中の残留排インク回収処理を印字動作と無関係に任意
の時点で実行することが可能であるため、印字速度に影
響を与えることなく、吐出性能回復装置側の残留排イン
ク回収処理を行なうことができる。
【００２０】特に、請求項３記載の発明によれば、負圧
吸引ポンプの戻り動作を工夫することにより、吐出性能
回復装置側の流路中の残留排インクの回収処理時間を短
縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係るインクジェット記録装置の吐
出性能回復方法及びその装置の構成を示す説明図であ
る。
【図２】 この発明が適用されたインクジェット記録装
置の吐出性能回復装置の一実施例を示す説明図である。
【図３】 図２の斜視説明図である。
【図４】 実施例に係る吐出性能回復装置のポンプ吸引
速度を選定する上で用いられた測定流路を示す説明図で
ある。
【図５】 図４の測定流路から得られたポンプ吸引速度
とインク移動量との関係を示すグラフ図である。
【図６】 図４の測定流路から得られたポンプ吸引量と
インク移動量との関係をポンプ吸引速度をパラメータと
して示すグラフ図である。
【符号の説明】
１…インクジェットヘッド，１ａ…ノズル，２…キャッ
プ，３…キャップ開閉駆動手段，４…連通部材，５…可
変負圧吸引ポンプ，６…排インクタンク，７…吐出性能
回復基本制御手段，８…吐出性能回復補助制御手段

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクジェットヘッド（１）のノズル
    （１ａ）面をキャップ（２）で被覆した後に、当該キャ
    ップ（２）に連通部材（４）を介して連通接続される可
    変負圧吸引ポンプ（５）を通常吸引速度（ｖ1）で吸引
    駆動させることによりインクジェットヘッド（１）のノ
    ズル（１ａ）面を負圧吸引し、しかる後、上記キャップ
    （２）をインクジェットヘッド（１）のノズル（１ａ）
    面から離間させた状態で、可変負圧吸引ポンプ（５）を
    通常吸引速度（ｖ1）よりも遅い速度（ｖ2）で空吸引駆
    動させるようにしたことを特徴とするインクジェット記
    録装置の吐出性能回復方法。
  2. 【請求項２】 インクジェットヘッド（１）のノズル
    （１ａ）面が覆われる大きさを有するキャップ（２）
    と、このキャップ（２）をインクジェットヘッド（１）
    に対して相対移動させることによりキャップ（２）にて
    インクジェットヘッド（１）のノズル（１ａ）面を選択
    的に開閉するキャップ開閉駆動手段（３）と、このキャ
    ップ（２）に連通部材（４）を介して連通接続される可
    変負圧吸引ポンプ（５）と、この可変負圧吸引ポンプ
    （５）に連通接続されて吸引された排インクを回収する
    排インクタンク（６）と、キャップ開閉駆動手段（３）
    にてインクジェットヘッド（１）のノズル（１ａ）面を
    キャップ（２）で被覆した状態で、可変負圧吸引ポンプ
    （５）を通常吸引速度（ｖ1）で吸引駆動させる吐出性
    能回復基本制御手段（７）と、キャップ開閉駆動手段
    （３）にて上記キャップ（２）をインクジェットヘッド
    （１）のノズル（１ａ）面から離間させた状態で、可変
    負圧吸引ポンプ（５）を通常吸引速度（ｖ1）よりも遅
    い速度（ｖ2）で空吸引駆動させる吐出性能回復補助制
    御手段（８）とを備えたことを特徴とするインクジェッ
    ト記録装置の吐出性能回復装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載のものにおいて、吐出性能
    回復補助制御手段（８）は可変負圧吸引ポンプ（５）の
    下死点から上死点までのピストン戻り速度を吐出性能回
    復基本制御手段（７）による通常のピストン戻り速度よ
    りも速くするものであることを特徴とするインクジェッ
    ト記録装置の吐出性能回復装置。
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