JP4063027B2

JP4063027B2 - インクジェット記録装置の吸引回復装置

Info

Publication number: JP4063027B2
Application number: JP2002278688A
Authority: JP
Inventors: 清治早川
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2004114399A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に記録ヘッドの噴射ノズル開口面に吸引キャップを当接させて噴射ノズルからインクを吸引する吸引回復装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置において、記録ヘッドにインクを導入したり、記録ヘッドの噴射不良を改善するために、記録ヘッドの噴射ノズル開口面に吸引キャップを当接させてポンプにより噴射ノズルからインクを吸引することが行われる。この構成において、吸引キャップが噴射ノズル開口面に当接する際、吸引キャップ内の空気が噴射ノズル内に押し込められ、噴射ノズルからの噴射動作を不能にしてしまうことがある。これを回避するために、吸引キャップ内の空間を大気に開放した状態で、吸引キャップを噴射ノズル開口面に当接させ、その後、密閉して吸引動作を開始することが行われる（特許文献参照）。
【０００３】
【特許文献】
特開昭６１−１２１９４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３は、本発明者が先に考えた構成であり、吸引キャップとポンプの間の流路に配置した弁装置２００を示す。弁装置は、Ｔ字形の筒状の筐体２１０と、弁体２２０とからなる。筐体２１０は、吸引キャップと接続する第１の流路２１１と、ポンプへ接続する第２の流路２１２とを、中心軸線方向に連続して設け、その側面から円筒状に突出した部分２１４に両流路と接続した開口部２１３を形成している。
【０００５】
弁体２２０は、常態ではバネ２２１の作用で開口部２１３を開放した状態にある。吸引キャップを噴射ノズル開口面に当接させる際、吸引キャップ内で圧縮した空気を、開放した開口部２１３から大気へ逃がすことで、その空気が噴射ノズルに入ることを防止している。その後、電磁石２２２を駆動して流路を密閉し、ポンプを駆動して噴射ノズルからインクを吸引する。
【０００６】
噴射ノズルからのインクの吸引の後、吸引キャップを噴射ノズル開口面から離してさらにポンプによる吸引を継続することで、吸引キャップおよび流路内に残留するインクを排出するが、完全には排出することが難しく、わずかに残留してしまう。この残留したインクは、図３に示すように、吸引キャップから落ちてきて第１の流路２１１で膜２３０を形成する。このインクの膜２３０は、気圧変化、温度変化にもとづく空気圧により流路内を移動し、開口部２１３に達すると、開口部２１３から外部に漏れ、記録装置内を汚したり、弁体２２０の当接面で固化すると、弁体２２０と開口部２１３との密着性を悪くし、吸引回復性を悪くすることがあった。
【０００７】
本発明は、上記のように吸引キャップや流路内にインクが残留しても、弁装置からインクが漏れることのないようにするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この目的を達成するために、請求項１記載のインクジェット記録装置の吸引回復装置は、インク滴を噴射する記録ヘッドの噴射ノズル開口面に当接する吸引キャップと、その吸引キャップを通して前記噴射ノズル内のインクを吸引するポンプと、前記吸引キャップとポンプとを接続する流路に設けられ、該流路を大気に開放あるいは大気に対して遮蔽する弁装置とを備え、前記弁装置は、前記吸引キャップに接続される第１の流路、前記ポンプに接続される第２の流路、および大気に開口する開口部を相互に接続させて有する筐体と、前記開口部を開閉する弁体とからなり、前記第２の流路はほぼ重力方向に延び、前記開口部は、前記第２の流路の上端からほぼ重力方向と反対方向に開口しており、前記第２の流路の軸線方向と直交する直径を前記第１の流路および前記開口部の各軸線方向と直交する直径よりも大きく構成した。
【０００９】
この構成により、吸引キャップが記録ヘッドの噴射ノズル開口面に当接する際、弁体が開口部を開放しておくことで、吸引キャップ内で圧縮した空気を、開口部から大気へ逃がすことができ、その空気が噴射ノズルに入って噴射ノズルを噴射不能にすることを回避することができる。また、噴射ノズルからのインクの吸引動作の後、吸引キャップや流路内にインクが残留し、第１の流路内にインクの膜をつくったとしても、第２の流路の直径を第１の流路の直径よりも大きくしているので、気圧変化や温度変化で生じた空気の圧力でインクの膜が移動したとき、膜としての状態を維持できなくなり膜が切れ、第２の流路に接続している開口部からインクを押し出すことがなくなる。また、直径の大きい第２の流路が重力方向に延び、開口部が重力方向と反対方向に開口していることで、残留インクが膜を形成して流路内にとどまっていることがなく、さらにインクが重力に抗して開口部を上昇することが少なくなる。したがって、従来のように記録装置内を汚したり、固化したインクが弁体と開口部との密着性を悪くすることがなく、吸引回復性を維持することができる。
【００１０】
請求項２に記載のインクジェット記録装置の吸引回復装置は、請求項１に記載の構成おいて、前記第２の流路が、前記第１の流路と接続する端部から前記筐体から開口する端部まで、ストレートに延びた構成としている。これにより、筐体内に直径の大きい部分を、一方に開放して形成でき、筐体を容易に製作することができる。
【００１１】
請求項３のインクジェット記録装置の吸引回復装置は、請求項１または２に記載の構成において、前記開口部を、前記第２の流路の延長方向に形成し、前記第１の流路を前記第２の流路と直交するする方向に形成している。これにより、筐体内の第１の流路、第２の流路および開口部の配置を簡素にでき、筐体を容易に製作することができる。
【００１２】
請求項４のインクジェット記録装置の吸引回復装置は、請求項３に記載の構成において、前記筐体は、一方の辺に前記第１の流路、他方の辺に前記第２の流路を有するＬ字形外形をなし、両流路の交差部分に前記開口部を有する。これにより、第１の流路、第２の流路および開口部の配置を簡素に配置でき、筐体を容易に製作することができる。
【００１３】
請求項５のインクジェット記録装置の吸引回復装置は、請求項４に記載の構成において、前記第２の流路の直径は、前記第１の流路および前記開口部の各直径よりも約２倍以上大きい構成としている。これにより、前記第１の流路から第２の流路へ移動したインク膜を破断させることができる。
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。図１はインクジェット記録装置におけるインク流路の概略構成を示す。この構成は、特開２００１−２６０３８８号公報に開示したものと同様で、インク供給源としての大容量のインクカートリッジ１０は、可撓性のチューブ１１を介してサブタンク１２に接続され、ポンプ１３によってインクがサブタンク１２に供給される。サブタンク１２の上部はチューブ１５を介して大気に連通している。サブタンク１２内のインクは可撓性のチューブ１４を介してバッファタンク２０に供給され、バッファタンク２０内のインクはマニホールド３０を介して記録ヘッド４０の複数のインク噴射チャンネルに分配される。バッファタンク２０の天井壁には気泡除去のための可撓性のチューブ５０が接続され、ポンプ５１によってその気泡が排出される。チューブ５０から気泡とともに排出されるインクは、廃インク溜（図示せず）に排出してもよいが、サブタンク１２に回収することもできる。
【００１６】
記録ヘッド４０は、下面に噴射ノズルを開口し、下方にインク滴を噴射する。記録ヘッド４０は公知のように圧電材料の変形により噴射チャンネルのインクを噴射するもの、ヒータによりインクを沸騰させて噴射するもの等使用することができる。インク噴射動作中を含む通常時には、ポンプ５１はチューブ５０内の通路を閉塞して、バッファタンク２０内を密閉した状態にし、記録ヘッド４０とサブタンク１２との高さの差により、記録ヘッド４０に作用するインク圧力を負圧に維持している。
【００１７】
記録ヘッド４０にインクを充填したり噴射機能回復のための、吸引回復装置６０は、吸引キャップ６１とポンプ６２と弁装置６３からなる。吸引キャップ６１は公知のように、記録ヘッド４０の噴射ノズルを囲む空間を内部に備え、その噴射ノズル開口面に密着する位置と離隔する位置とに図示しない公知の駆動手段により移動することができる。ポンプ６２は、公知のピストン式またはチューブ式などの構成が用いられ、噴射ノズル内のインクを吸引するための負圧を吸引キャップ６１内に発生させる。
【００１８】
弁装置６３は、吸引キャップ６１とポンプ６２との間の流路に接続される。弁装置６３は、Ｌ字形の円筒状の筐体６３１と弁体６３２とからなる。筐体６３１は、Ｌ字形外形の一方の辺に、その中心軸線方向に延びる第１の流路６３１ａを有し、他方の辺に、その中心軸線方向に延びる第２の流路６３１ｂを有する。また、その両流路の交差部分から上方に突出する筒状突出部６３１ｄに、その中心軸線方向に延びる開口部６３１ｃを有する。第２の流路６３１ｂの直径Ｄｐは、第１の流路６３１ａの直径Ｄｃおよび開口部６３１ｃの直径Ｄｖよりも大きい、つまり第２の流路６３１ｂは、第１の流路６３１ａおよび開口部６３１ｃよりも大きい断面積を有している。
【００１９】
第１の流路６３１ａの直径Ｄｃおよびそれに接続するチューブ３４の直径、開口部６３１ｃの直径Ｄｖは、ポンプによる吸引力を有効に使用するために、その内部の空間をできるだけ小さくするように設定される。また、開口部６３１ｃの直径Ｄｖは、弁体６３２による遮蔽性をあげるためにもできるだけ小さいことが好ましい。それらの直径Ｄｃおよび直径Ｄｖは約２ｍｍ以下、第２の流路６３１ｂの直径Ｄｐは約４ｍｍ以上であることが好ましい。第２の流路６３１ｂの直径Ｄｐを第１の流路６３１ａの直径Ｄｃの約２倍以上に設定することで、図３で説明したように第１の流路６３１ａ内に張ったインクの膜が例えば厚さ２ｍｍであったとしても、第２の流路６３１ｂの断面積が第１の流路６３１ａの断面積が４倍以上になるために、第１の流路６３１ａから第２の流路６３１ｂへ移動したインク膜の厚さは０．５ｍｍ以下になり、インクの表面張力により膜を破断させることができる。
【００２０】
第２の流路６３１ｂは、その大きい断面積でほぼストレートに延び、筐体６３１の下端に開口している。開口部６３１ｃは、第２の流路６３１ｂの延長軸線上に位置している。第１の流路６３１ａは、第２の流路６３１ｂと開口部６３１ｃから見てその側面から直角に接続していることになる。筐体６３１は、上記形状であることで、樹脂材料により一体に成型することが容易にできる。
【００２１】
吸引キャップ６１は、第１の流路６３１ａを有する筐体の筒状部分に嵌合するチューブ６４によりその第１の流路６３１ａと接続され、ポンプ６２は、第２の流路６３１ｂを有する筐体の筒状部分に嵌合するチューブ６５によりその第２の流路６３１ａと接続される。筐体６３１は、第２の流路６３１ｂが重力方向に延びるように配置され、そのとき開口部６３１ｃは、上端を上方に開口し下端を大径の第２の流路６３１ｂに連通する。
【００２２】
弁体６３２は、開口部６３１ｃの上端と対向する位置に筐体６３１と共通のフレーム（図示せず）に支持され、常態ではバネ６３３により開口部６３１ｃと離れた位置、すなわち開口部６３１ｃを大気に開放する位置に保持されている。そして、ポンプ６２が駆動されるとき、電磁石６３４により開口部６３１ｃを閉鎖する位置に移動される。
【００２３】
記録ヘッド４０は、図示しない記録媒体と、吸引キャップ６１とに選択的に対向するようにそれらと相対移動可能に設けられている。具体的には記録ヘッド４０は、図示しない公知のキャリッジに搭載され、記録媒体に対向する位置と、吸引キャップ６１に対向する位置とに移動可能に設けられている。
【００２４】
ポンプ１３、５１、６２および電磁石６３３は、公知のＣＰＵなどからなる制御手段７０により制御される。
【００２５】
サブタンク１２からバッファタンク２０へのインクの新規導入はポンプ５１によりバッファタンク２０内を負圧にすることにより行うことができる。バッファタンク２０から記録ヘッド４０内へのインクの充填は、吸引キャップ６１を記録ヘッド４０の噴射ノズル開口面に当接し、ポンプ６２で吸引キャップ６１内を負圧にすることで行う。
【００２６】
インク噴射動作を含む通常時には、ポンプ５１はチューブ５０内の通路を閉塞しており、記録ヘッド４０からインクを消費した分はバッファタンク２０内の圧力の減少によりサブタンク１２からチューブ１４を介して補給される。バッファタンク２０内でインク中から分離した気泡は、適宜の時間間隔でポンプ５１を駆動することによりチューブ５０から排出される。
【００２７】
記録ヘッド４０の噴射チャンネル内に気泡や異物が蓄積して噴射チャンネルを閉塞することを防ぐための、吸引回復動作は、まず吸引キャップ６１を記録ヘッド４０の噴射ノズル開口面に当接させる。このとき、弁体６３２は開口部６３１ｃから離れて、開口部６３１ｃを大気に開放しており、吸引キャップ６１が記録ヘッドの噴射ノズル開口面に当接する際、吸引キャップ内で圧縮した空気を、開口部６３１ｃから大気へ逃がす。このため、その空気が噴射ノズルに入って噴射ノズルを噴射不能にすることを回避することができる。
【００２８】
その後、電磁石６３３を駆動して弁体６３２を開口部６３１ｃに当接させ、第１および第２の流路６３１ａ，６３１ｂを大気から遮断し、ポンプ６２を駆動することで、記録ヘッドの噴射ノズル内のインクを吸引する。吸引したインクは、廃インク溜（図示せず）に排出される。
【００２９】
上記吸引回復動作の後、吸引キャップ６１を噴射ノズル開口面から離した後もさらにポンプ６２による吸引を継続することで、吸引キャップ６１や流路６３１ａ，６３１ｂ内に残留するインクを排出する（いわゆる空パージを行う）。この空パージの終了後も、吸引キャップ６１や流路６３１ａ，６３１ｂ内にインクが残留することがある。しかし吸引キャップ６１内の残留インクが、図３で説明したように、第１の流路６３１ａ内に落ちてきて、その流路６３１ａ内にインクの膜をつくったとしても、気圧変化や温度変化で生じた空気の圧力でインクの膜が、断面積の大きい第２の流路６３１ｂに移動したとき、膜としての状態を維持できなくなり切れるので、その空気の圧力でインクが開口部６３１ｃから押し出されることがなくなる。したがって、従来のように漏れたインクによって記録装置内を汚したり、固化したインクが弁体６３２と開口部６３１ｃとの密着性を悪くすることがなく、吸引回復性を良好に維持することができる。
【００３０】
上記実施の形態のように、断面積の大きい第２の流路６３１ｂが重力方向に延び、開口部６３１ｃが重力方向と反対方向に開口していることで、残留インクが膜を形成して流路内にとどまっていることがなく、また、インクが重力に抗して開口部６３１ｃを上昇することが少なくなる。したがって、インクが開口部６３１ｃから外部へ漏れることが一層なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置のインク流路の概略構成図である。
【図２】図１の吸引回復装置の弁装置部分の拡大断面図である。
【図３】発明者が先に考えた弁装置部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
４０記録ヘッド
６０吸引回復装置
６１吸引キャップ
６２ポンプ
６３弁装置
６３１筐体
６３１ａ第１の流路
６３１ｂ第２の流路
６３１ｃ開口部
６３２弁体

Claims

インク滴を噴射する記録ヘッドの噴射ノズル開口面に当接する吸引キャップと、
その吸引キャップを通して前記噴射ノズル内のインクを吸引するポンプと、
前記吸引キャップとポンプとを接続する流路に設けられ、該流路を大気に開放あるいは大気に対して遮蔽する弁装置とを備え、
前記弁装置は、前記吸引キャップに接続される第１の流路、前記ポンプに接続される第２の流路、および大気に開口する開口部を相互に接続させて有する筐体と、前記開口部を開閉する弁体とからなり、前記第２の流路はほぼ重力方向に延び、前記開口部は、前記第２の流路の上端からほぼ重力方向と反対方向に開口しており、前記第２の流路の軸線方向と直交する直径を前記第１の流路および前記開口部の各軸線方向と直交する直径よりも大きく構成したインクジェット記録装置の吸引回復装置。
請求項１に記載のインクジェット記録装置の吸引回復装置おいて、前記第２の流路が、前記第１の流路と接続する端部から前記筐体から開口する端部まで、ストレートに延びているインクジェット記録装置の吸引回復装置。
請求項１または２に記載のインクジェット記録装置の吸引回復装置において、前記開口部を、前記第２の流路の延長方向に形成し、前記第１の流路を前記第２の流路と直交するする方向に形成したインクジェット記録装置の吸引回復装置。
請求項３に記載のインクジェット記録装置の吸引回復装置おいて、前記筐体は、一方の辺に前記第１の流路、他方の辺に前記第２の流路を有するＬ字形外形をなし、両流路の交差部分に前記開口部を有するインクジェット記録装置の吸引回復装置。
請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置の吸引回復装置において、前記第２の流路の直径は、前記第１の流路および前記開口部の各直径よりも約２倍以上大きいインクジェット記録装置の吸引回復装置。