JPH0237868B2 - Inkutekifunshasochiniokerumezumariboshekihaishutsuhoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジエツトプリンタの要部を司ど
るインク滴噴射装置に於ける目詰まり防止液排出
方法に関する。

インク滴噴射装置に於ける最大欠点はインク滴
が噴射せしめられるオリフイスの目詰まりにある
ことは広く知られている。特にオリフイス近傍の
インクに微小な圧力変化を加えることによつてイ
ンク滴を噴射せしめるオンデマンド型のインク滴
噴射装置にあつては、インク滴の噴射が微小な加
圧力によるために上記目詰まりが発生すると、該
目詰まりを容易に自己復帰することはできず、従
つて非印写動作時の目詰まりを予め防止せざるを
得ない。

第１図はオンデマンド型インク滴噴射装置の印
写動作時の断面図を示し、同図に於いて、１はオ
ンデマンド型のインク滴噴射装置で、該噴射装置
１は、画信号に応答して湾曲振動する圧電振動板
２と、該圧電振動板２を長径側の開口に配したホ
ーン状の圧力室３と、該圧力室３の短径側に振動
自在に設けられた薄板状の振動子４と、該振動子
４の前面にインクを保持するインク室５と、該イ
ンク室５を挾んで上記振動子４と対峙する前面板
６と、該前面板６に於ける振動子４の振動中心対
向箇所に穿たれた微小径の第１オリフイス７と、
を有し、更に上記第１のオリフイス７の前方に設
けられた空気層８と、該空気層８から開孔し上記
第１のオリフイス７から噴射せしめられたインク
滴９…が通過する第１のオリフイス７より開孔径
が２倍以上大きい第２のオリフイス１０と、を具
備している。１１は上記インク滴噴射装置１のイ
ンク室５にインクを供給するインク槽で、空気の
透過率が低い高分子フイルム等の袋に数100c.c.の
インクが収容されている。１２は上記インク槽１
１とインク室５とを連絡するインク供給管、１３
は該インク供給管１２の途中に配挿せしめられた
インクカツプラで、このインクカツプラ１３に対
しインク槽１１から延在した上記インク供給管１
２は装着自在でインクの補充をインク槽１１毎の
交換で行なわしめている。１４は上記インク滴噴
射装置１の空気層８及びインク槽１１に空気供給
管１５を介して矢印で示す如き空気流１６を適宜
付加せしめるエアポンプ、１７は該エアポンプ１
４と空気槽８との間の空気供給管１５に設けられ
た弁装置で、例えば三方電磁弁から成り印写動作
時上記エアポンプ１４と空気層８とを連通状態に
している。１８は上記インク滴噴射装置１の第２
のオリフイス１０前面に僅小距離を隔てて配置さ
れた記録媒体で、回転するドラム１９に巻回され
回転方向に主走査される。

而して、インク滴噴射装置１の圧電振動板２に
画信号が印加されると該圧電振動板２はその厚み
方向に急激に湾曲振動し圧力室３を加圧する。こ
の加圧は圧力室３のホーン形状も相俟つて圧力増
幅され振動子４に伝播せしめられて該振動子４を
大きく撓ませる。即ち、斯る圧電振動板２、圧力
室３及び振動子４はインク室５のインクに対して
急激に圧力変化を与える圧力変化手段として作用
する。従つて、振動子４からの急激な圧力変化を
受けたインク室５のインクは第１のオリフイス７
から押し出され、インク滴９となり空気流１６に
よつて包まれながら同軸上の第２オリフイス１０
から吐出される。尚、斯る空気流１６によるイン
ク滴９の吐出については特開昭51−37541号に更
に詳しい説明が為されているので、ここでの説明
は割愛する。このインク滴９は最終的にはドラム
１９によつて回転走査せしめられている記録媒体
１８に付着して文字・図形等の画像を印写する。

この様にインク滴９を噴射する第１のオリフイ
ス７が直接外部に露出していないインク滴噴射装
置１は上記第１のオリフイス７の目詰まりを防止
することを目的として非印写動作時蓋をすること
ができず、その結果目詰まりを防止することはで
きなかつた。

そこで本願出願人は斯る空気層８を挾んで同軸
的に配置された第１・第２のオリフイス７，１０
を具えたインク滴噴射装置１に於ける目詰まり防
止方法を特願昭56−112727号等として出願するに
及んでいる。第２図は上記特願昭56−112727号に
開示された非印写動作時の状態を示し、インク滴
噴射装置１の第２のオリフイス１０はゴム等の弾
性体から成る蓋体２０によつて覆蓋されている。
この非印写動作時には第１のオリフイス７は空気
層８に供給されたインクによつて被覆状態にあ
る。即ち、空気層８内は目詰まり防止液としての
インクが充填されることによつて第１のオリフイ
ス７に於ける乾燥並びに塵埃の付着を主因とする
目詰まりは防止される。

斯る目詰まり防止液としてインクの充填につい
て今しばらく説明を加えると、印写動作終了後イ
ンク滴噴射装置１は第３図に示す如くプリントポ
ジシヨン（PP）からスタンバイポジシヨン
（SP）を通過しホームポジシヨン（HP）に復帰
する復帰後第２のオリフイス１０は蓋体２０によ
つて覆蓋され空気層８が外部と遮断状態となる。
次いで、上記空気層８にインクをインク槽１１か
ら第１のオリフイス７と至るインク系を介して供
給すべく、弁装置１７を切替え空気層８を外気と
連通せしめる。この弁装置１７の切替えで空気層
８とエアポンプ１４とは閉状態となる。この状態
でエアポンプ１７を稼動せしめると、空気流１６
はインク槽１１に向つて流れ該インク槽１１内の
インクを加圧する。このインク槽１１内のインク
の圧力上昇はインク供給管１２、インクカツプラ
１３、更にインク供給管１２を伝播しインク室５
のインクを加圧することになる。従つて、第１の
オリフイス７近傍のインク室５のインクの圧力は
空気層８の圧力に比べ序々に上昇する。この圧力
差が第１のオリフイス７に於けるインクの平衡状
態を打ち破ぶる閾値に到達すれば、該第１のオリ
フイス７から空気層８にインクが流れ出す。この
インクの流れ出しを補助する為に圧電振動板２に
電気信号を印加し振動子４を連続的に湾曲振動せ
しめると、インクの平衡は直ちに崩れ第１のオリ
フイス７から空気層８にインクが流れ初める。一
旦インクが流れ出すと、圧電振動板２への電気信
号の印加を停止しても空気層８の圧力（空気圧）
はインク室５のインク圧に比べ低圧であるので上
記インクの供給は継続される。この様にして第１
のオリフイス７は空気層８内に供給されたインク
で覆われる。このインクの供給は空気層８若しく
は該空気層８近傍の空気供給管１５に設けられた
適当な検出手段２１の検出出力により制御され
る。

上記検出手段２１により空気層８へのインクの
充填終了が検出されると、エアポンプ１４の稼動
は停止しインク槽１１の圧力は序々に低下する。
一方、空気層８は空気供給管１５を介して外気と
連通状態にあり、この状態で上述の如くインク槽
１１の圧力が低下すると、空気層８に供給され充
填されたインクはインク槽１１に向つて逆流する
為に、弁装置１７を閉じる。従つて、空気層８及
び空気供給管１５の系は閉状態となり、インクの
逆流は所謂トリチエツリ（Torricelli）の原理に
よつて阻止される。

この様にホームポジシヨン（HP）に於いて空
気層８内にインクが供給され第１のオリフイス７
の目詰まりが防止されていたインク滴噴射装置１
は印写動作に先立ち上記インクを排出する必要が
ある。そこで従来に於いてはインク滴噴射装置１
をスタンバイポジシヨン（SP）に移動せしめガ
ター２２と対向せしめた状態で弁装置１７を操作
し、エアポンプ１４と空気層８とを連通せしめる
と同時に上記エアポンプ１４を稼動せしめてい
た。すると、空気層８内に充填されていたインク
は空気流１６によつて外周方向から加圧され、そ
の中心で開孔している第２のオリフイス１０から
排出され、対向配置されたガター２２に捕獲され
る。

一方、インク滴噴射装置１の印写動作時空気層
８に供給される空気流１６は第２のオリフイス１
０から噴射する際、第１のオリフイス７直前の空
気圧Pa₁を減圧するために、該第１のオリフイス
７のインク圧Piが高圧となり圧電振動板２が湾曲
振動していないのにも拘らずインクが自然流出す
る危惧を有していた。そこで通常はインク槽１１
をインク滴噴射装置１に較べ例えば50〜100mm程
度低位置に設置し、上記インク槽１１並びに空気
層８にエアポンプ１４から同圧Pa₀の空気流を付
与せしめた状態で、斯る両者の高低差ｈにより第
１のオリフイス７のインク圧Piを上記減圧空気圧
Pa₁と略等しくすることによつて上記インクの自
然流出を防いでいる。

然し乍ら、印写動作時のインクの自然流出を防
ぐためにインク槽１１を低位置に設置せしめた状
態で、上述の如く印写動作に先立つて空気層８か
らインクを排出せしめると、該空気層８のインク
はインク槽１１のインク圧Piが空気層８の空気圧
Pa₀に較べ両者の高低差分だけ低圧であるので、
第４図に示す如く第２のオリフイス１０から排出
せしめられると同時に、第１のオリフイス７並び
にインク室５を介してインク槽１１に逆流する。
そして、インクの排出が更に進行して第５図の如
く最終インクが第２のオリフイス１０内に留ま
り、恰も該第２のオリフイス１０を覆蓋せしめた
状態が発生すると、空気流１６は第１のオリフイ
ス７からインク室５に侵入する事故が発生する。
斯る空気流侵入事故は微小な加圧力によつてイン
ク滴を噴射せしめるオンデマンド型のインク滴噴
射装置にあつては空気流侵入により発生した気泡
が微小な加圧力を吸収するためにインク滴の噴射
が行なわれなくなる。

本発明は斯る点に鑑みて為されたものであつ
て、上記インク滴噴射装置１に於いて目詰まり防
止液を空気流侵入事故を招くことなく確実に排出
する方法を提供するものである。

第６図は本発明方法を実現するシステムの概略
図である。即ち本発明はエアポンプ１４からイン
ク滴噴射装置１の空気層８へ至る空気供給管１５
にエアポンプ１４側から第１の電磁バルブＶ１及
び並列結合された第２の電磁バルブＶ２と第１の
絞り部材Ｒ１が配挿され、更に空気層８を外部に
開放する空気層開放管２３に第３の電磁バルブＶ
３と第２の絞り部材Ｒ２が設けられている。他の
構成については従来と同様につき同番号を付し説
明を省略する。

第７図Ａ，Ｂは第６図に示した本発明方法を実
現するシステムのインク充填時に於ける第１及び
第３電磁バルブＶ１，Ｖ３の開閉動作を示すタイ
ミングチヤートである。即ちインク充填時に於い
て第１の電磁バルブＶ１は閉状態に、また第３の
電磁バルブＶ３は開状態にあるので、従来と同様
インク滴噴射装置１の空気層８は空気層開放管２
３を介して外部に開放される。その結果、空気層
８に対するインクの充填はスムーズに行なわれ
る。

次いで第８図Ａ，Ｂ，Ｃのタイミングチヤート
を参照して本発明の特徴である目詰まり防止液と
してのインクの排出方法を説明する。

排出動作時第１・第３の電磁バルブＶ１，Ｖ３
は開状態となり第２の電磁バルブＶ２は閉状態と
なる。この状態でエアポンプ１４からインク滴噴
射装置１の空気層８には第１の絞り部材Ｒ１を通
過した空気流１６が供給されると共に、この通過
した空気流１６の一部は第３の電磁バルブＶ３並
びに第２の絞り部材Ｒ２を介して外部にリークす
る。その結果空気層８に供給される空気流１６の
空気圧Pa₂はエアポンプ１４を出た直前の圧力
Pa₀に較べ減少しPa₀＞Pa₂の関係にある。特に斯
る空気圧Pa₂は第１の絞り部材Ｒ１の絞り比によ
り決定される。

一方、インク槽１１は従来と同様にインク滴噴
射装置１より高低差ｈ（50〜100mm程度）を持つて
低位置に設置せしめられ、エアポンプ１４から空
気圧Pa₀の空気流１６が付加せしめられている。

従つて、空気層８に供給される空気流１６の空
気圧Pa₂はインク槽１１にも供給される空気流１
６のそれPa₀よりも低圧となり、前記空気層８の
空気圧Pa₂とインク槽１１のインク圧Piとの圧力
差は従来と較べ減圧した分だけ高低差ｈによる圧
力差から接近する。即ち空気層８の減圧力Pa₀―
Pa₂がインクの比重を１とすると、Pa₀―Pa₂＝ｈ
の関係になるべく、第１の絞り部材Ｒ１の絞り比
及び高低差ｈを設定すればインク槽１１のインク
圧Piと空気層８の空気圧Pa₂とが等しくなる。こ
の様にインク圧Piと空気圧Pa₂とが等しくなると
空気層８内のインクは第１のオリフイス７からイ
ンク室５の逆流することはなく第２のオリフイス
１０から排出されるようになる。

排出が終了すると印写動作に移るが、第１、第
２、第３の電磁バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３が排出動
作時のまま開、閉、開の状態にあると、空気層８
の空気圧Pa₂は低圧でありこの状態では空気流１
６の供給のみでインク滴９が自然流出しインク滴
噴射装置１とインク槽１１との間に高低差ｈを設
けた意味がなくなる。そこで、第２・第３の電磁
バルブＶ２，Ｖ３を夫々閉から開へ、開から閉へ
と反転せしめ第１・第２の絞り部材Ｒ１，Ｒ２の
機能を停止せしめる。その結果、エアポンプ１４
から出発した空気流１６は第１・第２の電磁バル
ブＶ１，Ｖ２を通過して減圧することなく空気層
８に到達し第１のオリフイス７近傍の空気圧Pa₁
と高低差ｈにより僅かに減圧しているインク圧Pi
とを平衡状態に保つ。

本発明は以上の説明から明らかな如く、インク
滴噴射装置をインクの供給を受けるインク槽より
高位置に設置したにも拘らず、印写動作に先立つ
目詰まり防止液の排出動作時に、インク槽に付与
される空気流よりインク滴噴射装置とインク槽の
高低差による圧力差に略一致するだけの低圧の空
気流を、空気層の外周から付与するので、目詰ま
り防止液が第１のオリフイスへ逆流して遂には空
気流が進入する事故を、確実に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はインク滴噴射装置の印写動作時の断面
図、第２図はインク滴噴射装置の非印写動作時の
断面図、第３図はインク滴噴射装置のポジシヨン
を動作別に示す模式図、第４図及び第５図は従来
の目詰まり防止液排出方法を説明する為の断面
図、第６図は本発明目詰まり防止液排出方法を説
明する為の断面図、第７図Ａ，Ｂは本発明に於け
る目詰まり防止液の充填動作時のタイミングチヤ
ート、第８図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明に於ける目詰ま
り防止液の排出動作時のタイミングチヤート、を
夫々示している。 １…インク滴噴射装置、７…第１のオリフイ
ス、８…空気層、１０…第２のオリフイス、１１
…インク槽、１４…エアポンプ、１６…空気流、
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…第１・第２・第３の電磁バル
ブ、Ｒ１，Ｒ２…第１・第２の絞り部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気層を挾んで同軸的に配置された第１・第
   ２のオリフイスを具え、印写動作時上記第１のオ
   リフイスから噴射されたインク滴を空気流を介し
   て第２のオリフイスから飛翔せしめると共に、非
   印写動作時は上記空気層内に目詰まり防止液を充
   填し第１のオリフイスの目詰まりを防止せしめる
   インク的噴射装置を、これにインクを供給するイ
   ンク槽より高位置に配したインク滴噴射装置に於
   ける目詰まり防止液排出方法に於いて、空気流を
   上記インク槽に付与すると共に、上記インク槽に
   付与される空気流より上記インク滴噴射装置とイ
   ンク槽の高低差による圧力差に略一致するだけ低
   圧の空気流を、空気層の外周から付与することに
   よつて上記目詰まり防止液を加圧することによ
   り、印写動作に先立つて上記空気層内に充填され
   た目詰まり防止液を第２のオリフイスから排出す
   ることを特徴としたインク滴噴射装置に於ける目
   詰まり防止液排出方法。