JPH0421454A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインクジェット記録装置に係り、特に印字ヘッ
ドのインク充填後の保護キャップ内の負圧解除に関する
ものである。

従来のインクジェット記録装置においては、印字ヘッド
の保護装置として、印字ヘッドのインク噴射ノズル部を
カバーする保護キャップと、この保護キャップに接続さ
れ、印字不良等の回復のため、前記噴射ノズル部よりイ
ンクを吸引するための吸引ポンプと、前記保護キャップ
に接続された弁手段が設けられており、パージ動作等の
インク吸引後、前記弁を開放し、前記保護キャップと前
記弁手段を接続する弁チューブ内に形成された狭路によ
る空気流動抵抗により圧力変化速度を制御し、前記保護
キャップ内に発生した負圧を解除していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の技術によるパージ動作等のインク吸引後
の保護キャップ内の負圧解除の方法では、前屈保護キャ
ップと弁間の空気流路抵抗が小さすぎる場合、非常に急
激な圧力変化を生じさせてしまう。通常、印字ヘッドの
インク噴射ノズル部において、流体であるインクば−メ
ニスカスを形成し、一定の保持力により保持され静止し
ている。しかし、インク噴射ノズル部前面に前記のごと
く急激な圧力変化があり、前記保持力以上の外力が与え
られ場合は、インク噴射ノズル部より印字ヘッド内に空
気を押し込んでしまい、インク滴が正常に噴射できない
と云う不良が発生する。しかも、前記メニスカスの保持
力を支配するインク物性値である表面張力が４０（ｍＮ
／ｍ）以下と云った低い値を示すインクに関しては、メ
ニスカスの保持力は非常に小さく、前記不良に対して益
々、不利となる。又、緩やかな圧力変化を得るために、
単に前記保護キャップと弁間の空気流路抵抗を大きくし
たのでは、次のような不具合が生じる。パージ動作の最
終段階及びその他の動作において、保護キャップ内、も
しくは印字ノズル近傍に残留するインクを排除するため
に、保護キャップを閉じ、弁手段を開放した状態で吸引
ポンプを作動する。

この状態は保護キャップ内が前記の弁チューブ内の狭路
を介して大気と連通しており、弁手段、保護キャップ、
吸引ポンプの経路の空気流動により、保護キャップ内及
び印字ノズル近傍の残留インクが排出されるものである
。しかし、この時、保護キャップ内には狭路による空気
抵抗分の負圧が発生するが、前記のごとく保護キャップ
と弁間の空気流路抵抗を大きくすればするほどこの抵抗
は無視できなくなり、保護キャップ内の残留インクを除
去する動作を行っても、残留インクを発生させることと
なってしまう。そのため、前記保護キャップと弁間の空
気流路抵抗を、ただ単に大きくしたのではパージ動作終
了後に、インク噴射ノズル部近傍は残留インクだらけと
なり、不良印字を招いてしまう。そこで、本発明はこの
ような課題を解決するものであって、その目的は、パー
ジ動作等において、表面張力が低くメニスカスの保持力
が低いインクでさえも、短時間で、且つ確実なインク充
填とインク噴射ノズル部近傍の残留インクの確実な除去
を両立させることにより、信頼性の高いインクジェット
記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、本発明のインクジェット記
録装置は、インク噴射ノズルを持つ印字ヘッドに対向し
て前記インク噴射ノズルをカバーする保護キャップに対
し、径内に半径ｒ、長さＬの比率がＬ　／　ｒ　＞　５
０となり得る狭路を形成する第１の弁チューブと、前記
保護キャップに対し径内に狭路を形成しない第２の弁チ
ューブとを接続されて構成されたキャップを有すること
を特徴とする。

［作用］ 本発明のインクジェット記録装置に於て、パージ動作等
で保護キャップ内に発生した負圧を解除する際、吸引ポ
ンプを駆動しながら第１の弁チューブに接続された第１
の弁手段を開放することにより、大きな空気流動抵抗を
介させ、緩やかな圧力変化勾配で保護キャップ内を大気
圧に戻し、続いて第２の弁チューブに接続された第２の
弁手段を開放することにより、保護キャップ内と大気間
の空気流動抵抗を削除し、保護キャップ内の余剰インク
を除去する。このことにより、表面張力の低いインクで
さえも、急激な圧力変化を与えることなくキップ内の負
圧を解除できる。且つ、インク噴射ノズル部近傍の残留
インクを、確実に除去できる。

［実施例］ 本発明の実施例を図面にもとづき説明する。第１図はイ
ンクジェット記録装置の一実施例を示す斜視閏である。

図中符号１はガイド部材８に案内されてプラテン９の軸
方向に移動する印字ヘッドで、インクはインクカートリ
ッジ１０がらインク供給チューブ１１、フィルター装置
１２を経て供給される。２は保護キャップで、印字ヘッ
ド１のホームポジションに配設されて印字ヘッド１の前
面に気密的に当接する。そして、インクの充填動作や気
泡排除のためのパージ動作は、吸引ポンプ３によって印
字ヘッド１のノズル部より保護キャップ２を通じて、強
制的にインクを流動させて実施され、オーバーフローし
たインクはインクカートリッジ１０又は別に設けた廃イ
ンク溜に収容される。

第２図は本発明の実施例を示す要部の概略図である。１
はインク噴射ノズルを持つ印字ヘッド、２は印字ヘッド
１のインク噴射ノズルをカバーするための、ゴム等の弾
性部材よりなる保護キャップである。３は保護キャブ２
に接続された、印字ヘッド１よりインクを吸引するため
の吸引ポンプ、４は保護キャップ２と吸引ポンプ３とを
接続するポンプチューブである。５ａは保護キャップ２
に接続され保護キャップ２内と大気とを連通、又は遮断
するためゐ第１の弁手段、５ｂは第２の弁手段である。

６ａは保護キャップ２と弁手段５ａとを接続し、径内に
Ｌ／ｒ＞５０（Ｌ：狭路部、ｒ：狭路半径）の狭路を形
成する第１の弁チューブ、６ｂは保護キャップ２と弁手
段５ｂを接続する第２の弁手段（径内に狭路は形成しな
い）である。

７は弁チューブ６ａ内に挿入固定され、保護キャップ２
と弁手段５の間の空気の流れを抑制するためのバルブチ
ューブである。

第３図は前記バルブチューブ７及びその固定構造の詳細
図である。バルブチューブ７は、保護キャップ２に圧入
接続された弁チューブ６ａ内部にゴム等の弾性部材から
なるバルブチューブ固定部材１３により圧入固定、もし
くは　シリコン樹脂等により固着されている。バルブチ
ューブ固定部材１３は弁チューブ６ａの内周面及びバル
ブチューブ７の外周面をシールする構造となっている。

又、バルブチューブ７の半径ｒ、長さＬの比率Ｌ／ｒは
Ｌ　／　ｒ　＞　５０となる寸法形状となっている。

この構造により弁手段５ａと保護キャップ２間の空気流
動はバルブチューブ７の内径内空間を介することとなり
、弁チューブ６ａ内にＬ　／　ｒ　＞　５０の狭路を形
成するができる。

次に、前記狭路を形成するための第２の実施例を第４図
に示す。ゴム等の弾性部材から成る管状の狭路部材１４
が、保護キャップ２に圧入接続された弁チューブ６ａの
内周面に圧入状態で挿入固定しである。また、前記狭路
部材１４の半径ｒ、長さＬの比率Ｌ　／　ｒはＬ　／　
ｒ　＞　５０と成る寸法形状となっており、弁チューブ
６ａ内にＬ　／　ｒ　＞　５０の狭路を形成することが
できる。　尚、これらの実施例で示した狭路形成のため
のバルブチューブ７、及び狭路部材１４の挿入固定位置
は第３図及び第４図で示した弁チューブ６ａと保護キャ
ップ２の接続側端面だけでなく、弁チューブ６ａの弁手
段５ａとの接続側端面でも有効である。又、ここでの狭
路形状の半径ｒは Ｒ＝８７７１／ｙｒｒ’　　−−−（１）Ｒ：流路抵抗 η：流体の粘度 の流路抵抗の理論式（１）からもわかるように流路抵抗
に対して４剰の逆数で起丙しており、大きすぎては本来
の効果を引き出せない。そのため本実施例のインクジェ
ット記録装置におけるポンプ関係の流路系に関しては、
実験的、経験的にｒ＝０．２ｍｍ以下とした。又、第２
の弁チューブ６ｂに於いては空気抵抗を極力抑えること
が要求され、管路半径が小さすぎれば本来の役割を果た
せない。そのため、本実施例のインクジェット記録装置
においては、第２の弁チューブ６ｂの管路半径は実験的
、経験的に０．６ｍｍ以上とした。

これらの寸法形状を適用したポンプ関係の流路系におい
ては、弁チューブ６ａ内の狭路形状Ｌ／ｒ　（Ｌ：狭路
部、ｒ：狭路半径）をＬ／ｒ＞５０にすることで、弁手
段５ａを開放した時に、表面張力４０（ｍＮ／ｍ）以下
のインクに於いても、インク噴射ノズル部に形成される
メニスカスを破壊することの無い、緩やかな圧力変化速
度を得ることが出来る。尚、この値が大きいほど圧力変
化勾配はより緩やかなものとなる。

次に、本発明の構成に於ける、その他の実施例を第５図
、第６図に示す。第５図の実施例は弁チューブ６ａの代
わりに、バルブチューブ７で直接保護キャップ２と弁手
段５ａとを接続したものである。この実施例は、弁チュ
ーブ６ａ及びバルブチューブ固定部材１３等の部品の削
減となる。又、第６図に示した実施例は弁チューブ６ａ
と弁チューブ６ｂを、保護キャップ２に至る前で接続し
、且つ、狭路を形成するバルブチューブ７は、弁手段５
ａ側に装着されている。この構造に於ては、保護キャッ
プ２に接続されゐチューブは、ポンプチューブ４と弁チ
ューブ５ａ（あるいは５ｂ）の２本だけである。そのた
め、保護キャップ２の小型化が計れる。

これらの本発明の構造において、負圧解除時に吸引ポン
プを駆動した状態で、まず第１の弁手段を開放すると、
保護キャップ２内と大気とはバルブチューブ７、あるい
は狭路部材１４で形成される狭路を介して連通する。そ
のため、保護キャップ２内の負圧は緩やかな圧力変化勾
配で大気圧にもどる。そして、第２の弁手段５ｂを開放
すると、保護キャップ２内と大気との空気流動は、狭路
がなく流動抵抗のほとんどない弁チューブ６ｂに集中す
る。ゆえに、狭路による流動抵抗から発生する負圧の影
響がないため、保護キャップ２内の余剰インクは確実に
排出できる。

次に、本発明に係るパージ動作に関するタイミングチャ
ート、及び保護キャップ内の圧力状態のタイミングチャ
ートを第７図（ａ）に示す。保護キャップ２が印字ヘッ
ド１から離れた状態（以後、キャップ開）から、印字ヘ
ッド１に密着する状態（以後、キャップ閉）に成ると、
同時に吸引ポンプ３は作動（以後、ポンプＯＮ）し始め
る。その後、第１の弁手段５ａ（バルブａ）、及び第２
の弁手段５ｂ（バルブｂ）が、同時に大気に連通した状
態（以後、バルブａ開、バルブｂ開）から大気を遮断す
る状態（以後、バルブａ閉、バルブｂ閉）に成る。こと
により、図中の保護キャップ内圧力に示すように、保護
キャップ２内の圧力状態は大気圧から急激に降下し始め
、そのポンプ系により発生し得る最大負圧で平衡状態に
達する。この状態に於て、インク噴射ノズルからインク
は吸引ポンプ３に強制的に排出されている。そして−定
時間経過後、バルブａ開を行い、インク吸引状態から抜
ける。この時に保護キャップ内の圧力状態は前記の最大
負圧から大気圧へともどる。この負圧解除のスピード、
即ち圧力変化速度（圧力変化勾配）が従来技術のような
、弁チューブ内の空気流動抵抗の小さな場合は、−点鎖
線工に示すように非常に急激に立ち上がり、インダンと
スカスの破壊につながる大きな要因となる。しかし、本
発明の圧力変化速度は、弁チューブ６ａ内に形成した狭
路による大きな空気流動抵抗により、実線ＩＩに示すよ
うに非常に緩やかに立ち上がり、メニスカスを破壊する
ことはない。但し、この状態では、保護キャップ２内は
残留インクで充満されており、大気解放された状態でポ
ンプ○Ｎを続は残留インクを除去しなければならない。

しかし、弁チューブ６ａ内の大きな空気流動抵抗により
弁手段５ａを開放しているにも係わらず、前記の空気流
動抵抗分の負圧が発生する。そのため、保護キャップ内
の残留インクを除去する動作で残留インクを発生させる
こととなってしまい、余剰インクの除去は不可能となる
。そこで、本実施例に於いては、バルブａ開で保護キャ
ップ２内が大気圧に戻った後、バルブｂ開を行う。する
と、空気流動の主経路は、空気流動抵抗のほとんどない
第２の弁手段５ｂ、弁チューブ６ｂ、保護キャップ２、
ポンプチューブ４、吸引ポンプ３の経路に切り替わり、
保護キャップ２内に不必要な負圧を発生させる事なく残
留インクを排出できる。その後、キャップ開、ポンプＯ
ＦＦを行い一連のパージ動作は終了する。

次に、本発明に係るパージ動作に関するタイミングチャ
ートのその他の実施例を第７図（ｂ）に示す。これは、
第７図（ａ）で示した実施例とほぼ同様のシーケンスで
はあるが、バルブａ開の後、バルブｂ開を行うが、それ
と同時にバルブａ閉とし、その状態でその他のシーケン
スを継続するものである。この実施例は、大気解放後の
保護キャップ２内の残留インク除去の動作に於て、バル
ブａを閉じる事により、弁チューブ６ｂの径路を独立さ
せ、確実な空気の流動を確保するものである。

続いて、本発明に係るパージ動作に関するタイミングチ
ャートのその他の実施例を第８図（ａ）（ｂ）に示す。

これらのシーケンスはパージ動作中、及びその後も保護
キャップ２は印字ヘッド１に密着状態で当設されたもの
であり、ポンプＯＦ２時には第１の弁手段５ａ、第２の
弁手段５ｂ共閉じられた状態となっている。これはパー
ジ動作終了時に、確実に保護キャップ２が閉じられた状
態を達成しておくものである。これは保護キャップ２が
開いた状態でプリンタの電源を切られ、インク噴射ノズ
ルが大気にさらされたままの状態で放置され、インク噴
射ノズルが目詰まってしまうと言った危険性を極力抑え
る事を目的とするものである。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば表面張力が低く、メニ
スカスの保持力の非常に弱いインクにおいても、パージ
動作等における負圧解除時の圧力変化速度を低減する事
と、ノズル部近傍の残留インクを確実に排除することを
両立させることができる。そのために、インク噴射ノズ
ル内へ引き込まれた気泡やノズル部近傍の残留インクの
影響による負圧解除後の不安定印字、あるいはドツト抜
は等の不良印字を確実に防止でき、極めて信頼性の高い
インクジェット配録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
示す斜視図。第２図は第１図の主要部を示す部分切断側
面図。第３図及び第４図は第２図の弁チューブ内狭路部
の詳細断面図。第５図及び第６図は第２図同様、本発明
に係る主要部を示す部分切断側面図。第７図（ａ）は本
発明のパージ動作のタイミングチャートと保護キャップ
内圧力状態図。第７図（ｂ）、第８図（ａ）及び第８図
（ｂ）は同様に、本発明に係るパージ動作のタイミング
チャート図。 １・・・印字ヘッド ２・・・保護キャップ ３・・・吸引ポンプ ４・・・ポンプチューブ ５ａ・・・第１の弁手段 ５ｂ・・・第２の弁手段 ６ａ・−・第１の弁チューブ ６ｂ・・・第２の弁チューブ ７・・・バルブチューブ ８・・・ガイド部材 ９・・・プラテン １０・・・インクカートリッジ ・インク供給チューブ ・フィルター装置 ・バルブチューブ固定部材 ・狭路部材 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部　他１名 ′：：Ｊ１図 １ム 銹？でｔ４１’１才 第３図 竿７１・Ａ （ａ） 第７図 （ｂ） 第８ｔ’ｆｉ（ａ） 第８図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インク噴射ノズルを持つ印字ヘッドと、この印字ヘッド
   に対向して前記インク噴射ノズルをカバーする保護キャ
   ップと、この保護キャップに接続された吸引ポンプと前
   記保護キャップ内圧力を制御するための弁手段を有する
   インクジェット記録装置において、前記保護キャップに
   対し、径内に狭路を有する第１の弁チューブと、前記保
   護キャップに対し径内に狭路を有しない第２の弁チュー
   ブとを接続されて構成されたことを特徴とするインクジ
   ェット記録装置。