JPH0452219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電卓やコンピユータの端末機器等に
用いられるプリンタに於て、特にインクジエツト
ヘツドを搭載したプリンタのインクの乾きや目詰
まり、汚れ等を防止する手段に関するものであ
る。

従来よりインクジエツトヘツドを搭載したプリ
ンタは、数多く商品化されているが、高い信頼性
を確保するために、高度な技術を擁して複雑な機
構になつている。特にインクジエツトヘツドは、
インクの乾き、目詰り、ノズルの折れ、ノズル内
への気泡混入等独特の問題点をかかえており、こ
の問題点解決がプリンタの信頼性を決めていると
いつてもよい。すでに商品化されているもので
は、インクの種類やインクジエツトヘツドの構
造、ノズルキヤツプ等に工夫をこらしているもの
の、複雑な機構となつている。

従来のインクジエツトプリンタでは、上記問題
を解決するために、例えば、特開昭52−21832や
特開昭52−104926、特開昭54−48238、特開昭55
−101463のようにジエチレングリコール、トリエ
チレングリコール、グリセリン等の高沸点溶剤を
ノズルの乾き等を防止する湿潤剤として用いてい
る。しかしこれらの溶剤は、蒸発しにくいという
ものの、65℃以上の高温においては、わずかずつ
蒸発していく。そのためこれらの溶剤は、定期的
に補充していかねばならない。また貯蔵タンク等
有して、わずかずつ補充していく場合でも、機構
が複雑になり、大きなスペースも必要とし多くの
欠点を有していた。

本発明はこのような課題を解決するもので、そ
の目的とするところは、ノズル部でのインクの乾
燥・固化に起因する目詰まりを防止するインクジ
エツトプリンタのノズル乾燥防止方法を提供する
ことにある。

以下に本発明の実施例を図面に従つて説明す
る。

第１図は本発明のプリンタ１の全体を示す部分
断面の平面図である。２は印刷手段で２色の印刷
を行なう一対のインクジエクトヘツド３に、タン
ク４，５が搭載されている。印刷手段２は、印刷
紙６に平行に往復運動し、一行づつ印刷してい
く。７は印刷手段２を往復運動させる駆動源とし
てのモータであり、紙送りドラム８の内側に位置
している。９はモータ７のモータ軸１０に取りつ
けられた歯車であり、１１はモータ歯車９から力
を受けて回転する歯車で軸１２に支持されてい
る。歯車１１には外周に溝１１ａがあり、一部を
固定してロープ１３が巻かれ、さらにロープ１３
は、フレーム１４の底部裏側に配置されるプーリ
１５，１６，１７に巻かれて張られる。さらにロ
ープ１３の一部は印刷手段２に固定されている。
紙送りドラム８の一端内周８ａにはモータ１８の
力を伝達されて回転する回転軸１９が挿入され、
両者の間にはコイルバネ２０が配置されている。
また回転軸１９には、ノズルキヤツプ２１が挿入
され、両者の間にはコイルバネ２２が配置されて
いる。ノズルキヤツプ２１は円筒状の回転部材
で、枠２３に弾力性を有する部材２４が挿入され
た構造になつている。印刷手段２には、板バネ２
６が固定され、さらに板バネ２６に永久磁石２７
が固定される。永久磁石２７は、印刷手段２が図
左端Ａに位置した時（二点鎖線）フレーム１４の
端面１４ａに吸着するか、その１４ａには電磁石
２８が配置される。

以上簡単にプリンタ１の構造を述べできたが、
この動作について詳しく説明する。

印刷手段２は、主としてインクジエツトヘツド
３（第３図に示す）とタンク４，５から構成され
る。第３図に示すインクジエツトヘツド３は、イ
ンクオンデマンド型インクジエツトヘツドで、圧
電素子２９に高電圧を印加することにより、ノズ
ル３ａよりインクを噴射させて印刷を行なう。イ
ンクはタンク４または５に貯蔵されている。印刷
手段２は、モータ７の駆動によつて、歯車９、１
１、ロープ１３を介して、印刷紙６と平行に移動
する。モータ７は、パルス入力によつてステツプ
状の回転運動するパルスモータで、印刷手段２
も、モータ７に同期して往復運動を行なう。

次に第１図、第２図を用いて紙送りについて説
明する。紙送りドラム８は、外周にゴムリング３
１，３２を挿着し、紙押え板３３（第２図に示
す）との間に印刷紙６を挿入して紙送りを行な
う。紙送りドラム８の一端内周８ａには、モータ
１８の力を伝達されて回転する回転軸１８が挿入
され、両者の間にはコイルバネ２０が配置されて
いる。第２図は紙送り動作を示す側面図である。
回転軸１９とコイルバネ２０は密着状態にあり、
コイルバネ２０の一端２０ａは、紙送りドラム８
の切り欠き部８ｂに係合している。モータ１８の
回転により、回転軸１９は、矢印Ａの方向に回転
する。コイルバネ２０はバネクラツチの働きを
し、回転軸１９に巻きつけられて、コイルバネ２
０の２０ａが紙送りドラム８の切り欠き部８ｂを
引つかけて、矢印Ｂ方向に回転させる。それによ
つて印刷紙６所定の量だけ矢印Ｃ方向に送られ
る。モータ１８は前記モータ７と同様なパルスモ
ータである。モータ１８が第２図と逆に時計方向
回転した場合、回転軸１９とコイルバネ２０との
密着がゆるみ、両者の間で滑りを生ずる。よつ
て、モータ１８の回転は、紙送りドラム８に伝達
されない。同様に印刷紙６を第２図矢印Ｃ方向に
引き出す場合も、コイルバネ２０と回転軸１９の
間に滑りを生じモータ１８に力を伝達させること
なく、軽い力で引き出すことができる。

次にノズルキヤツプについて第１図、第３図、
第４図、第５図を用いて説明する。第５図の斜視
図に示すようにノズルキヤツプ２１は円筒状の回
転部材で枠２３に弾力性を有する部材２４が挿入
されている。前述の紙送り機構同様、回転軸１９
とコイルバネ２２は密着状態にあり、コイルバネ
２２の一端２２ａは、枠２３の切り欠き部２３ａ
に係合している。モータ１８の回転により回転軸
１９は、第３図矢印Ｄのように時計方向に回転す
る。コイルバネ２２はバネクラツチの働きをし、
回転軸１９に巻きつけられ、コイルバネ２２の端
部２２ａが枠２３の切り欠き部２３ａを引つかけ
て、矢印Ｅ方向に回転させる。それによつてノズ
ルキヤツプ２１は矢印Ｆ方向に回転する。また紙
送り時は、第２図のように反時計方向に回転する
が、この場合、回転軸１９とコイルバネ２２との
密着が緩み、両者の間で滑りを生ずる。よつて回
転軸１９の回転はノズルキヤツプ２１に伝達され
ない。

部材２４の外周にはクラーナ２４ａと凹部２４
ｂがある。印刷手段２がＡの位置（第１図に示
す）にあるとき、ノズルキヤツプ２１の矢印Ｆ方
向への回転によつて、クリーナ２４ａがインクジ
エツトヘツド３のノズル３ａ，３ｂの先端面をこ
すつてクリーニングする。次に、ノズルからノズ
ルキヤツプ２１の凹部２４ｂにインクを噴射し、
凹部２４ｂにインクを噴射し、凹部２４ｂにイン
クを保持した状態にしておく。凹部２４ｂはノズ
ル３ａ，３ｂを保温できる程度の量のインクを保
持する容積を有す。本実施例では約1.5μ1の容積
となつている。次に第４図に示すように、ノズル
キヤツプ２１を、凹部２４ｂにインクを保持した
状態でヘツド３のノズル形成面と圧接させる。従
つて凹部２４ｂに保持されたインクでノズル３
ａ，３ｂを加湿でき、乾燥によるノズルの目詰ま
りを防止することが可能となる。本実施例で用い
たインクの組成は、 染 料 ……2wt％ 界面活性剤 ……0.5wt％ グリセリン ……12wt％ エチレングリコール ……28wt％ 水 ……57wt％ からなる。弾力性を有する部材２４は、ガス透過
率及び吸水率が小さく、また硬度がシヨアA15〜
30で非常に柔らかく、50ｇ以上の押圧で、空隙部
は外気と全く遮断される。

第５図は、ノズルキヤツプ２１の斜視図であ
る。

凹部２４ｂは第１図に示す如く、２色の印刷を行
なう一対のインクジエツトヘツド３のぞれぞれに
対応するように２つの凹部からなる。そのため第
４図のように、インクジエツトヘツド３のノズル
３ａ，３ｂとノズルキヤツプ２１との押圧状態に
おいては、一対のインクジエツトヘツド３のイン
クがそれぞれ混り合うことはない。

次に第６図及び第７図、第８図で、クリーニン
グについて説明する。インクジエツトヘツド３と
ノズルキヤツプ２１との押圧が解除され、第６図
に示す如く、ノズルキヤツプ２１が矢印Ｇの方向
に回転する。クリーナ２４ａはインクジエツトヘ
ツド３のノズル３ａ，３ｂの先端面をこすつてク
リーニングする。この時第３図に示す圧電素子２
９ａに高電圧を印加してノズル３ｂよりインクを
噴射させる。この噴射方法としては、印刷用のノ
ズルと同様にインク粒として噴射させる方法、印
刷用のノズルより大きなインク粒として噴射させ
る方法、インク粒というよりも、ノズルより流さ
れるようにする方法等があるが、本実施例では３
番目のインクが流れ出る方法にした。この時の条
件は、縦５mm、横10mm、厚さ0.2mmの圧電素子２
９ａに、約50Vの電圧を1ms印加、1msオフを繰
り返すよう制御する。またノズル３ｂの先端面
は、１辺が0.2mmの正方形である。

これによりノズル３ｂより噴射さるたインク
は、第７図の如く、ノズル３ｂの先端面にたま
る。矢印Ｇ方向に回転するノズルキヤツプ２１の
クリーナ２４ａは、インクを押し流しながら、ノ
ズル３ａの先端面をクリーニングしていく。ノズ
ル３ｂからは、さらに新しいインクが流れ出され
るためクリーニングを繰返すことによつて、ノズ
ル３ａの先端面に付着した粘土の高いインク、乾
燥したインク、ゴミ、ほこり等が完全にクリーニ
ングされ、インクジエツトヘツド３の適正な性能
が確保されるようになる。この時、ノズル３ｂの
かわりに印刷用のノズル３ａからインクを噴射し
ながらクリーニングを行なつてもよい。

次にインクジエツトエツド３の内部に万一気泡
が発生した場合とか、ノズル３ａのインクの粘度
が上がつた場合は、ノズル３ａ及びノズル３ｂの
両者からインクを噴射させながらクリーニングを
行なう。これは、わずかずつノズル３ａからにじ
み出るインクが、クリーナ２４ａですき取られ、
噴射とクリーニングを繰り返すことによつて、イ
ンクジエツトヘツド３の内部の気泡や粘度の上が
つたインク等が出され、完全に印字可能な状態に
回復されるからである。ノズル端面をつたつて落
ちるインクは流路３ｃを通じて廃液タンク（図示
せず）へ集める。またノズルキヤツプ２１に付着
したインク、汚物等は、多孔質部材２５によつて
取り除かれる。

この多孔質部材２５は、第８図に示す如く、タ
ンク４，５と一体に組み込まれており、タンク
４，５の交換と同時に交換されるため、交換の毎
に新しくなり、ノズルキヤツプ２１に付着した汚
物を確実に取り除くとこができる。また一対にな
つたインクジエツトヘツド３のそれぞれに多孔質
部材２５が設けられているため、たとえ２色印刷
を行なう場合でも、それぞれのインクが混色する
ことはない。ノズルキヤツプ２１の外径は30mm、
回転数は100〜500r.p.m.である。

次に第９図、第１０図を用いて、ノズルキヤツ
プ２１とインクジエツトヘツド３との押圧機構に
ついて説明する。ノズルキヤツプあるいはクリー
ニングするために印刷手段２は、第１図における
Ａの位置まで移動してくる。この時、フレーム１
４の１４ａに取り付けられた電磁石２８に、永久
磁石２７によつて形成される磁界とは逆の磁界が
発生するように通電させる。印刷手段２の板バネ
２６の一端２６ａに固定された永久磁石２７はフ
レーム１４の１４ａに吸着されることはなく第９
図のような状態を維持する。電磁石２８の通電を
切ると、永久磁石２７は第１０図の如く透磁性の
フレーム１４の１４ａに吸着する。その時の吸引
力は200〜300ｇである。印刷手段２は板バネ２６
を介して、軸３４の中心に回転する。インクジエ
ツトヘツド３のノズル３ａの先端面は、ノズルキ
ヤツプ２１に押圧される。インクジエツトヘツド
３のノズル３ａの先端面の表面あらさは、2μｍ
以下であり、部材２４は弾性を有し、硬さがシヨ
アA15〜30のため、50ｇ以上の押圧により、両者
は確実に密着される。

次にノズルキヤツプ２１とインクジエツトヘツ
ド３の押圧を解除させるには、前述同様、電磁石
２８に通電し、フレーム１４の１４ａに永久磁石
２７と逆の磁界を形成させてやることにより、永
久磁石２７を引き離す。印刷手段２は板バネ２６
の２６ｂにおけるバネ力によつて、軸３５に確実
にガイドされるまで回転し、第９図に示す状態に
なる。印刷手段２が、第１図のＡの位置から離れ
ると、電磁石２８の通電を切つても第９図のよう
な状態を維持し続ける。

以上、各機構の動作について説明してきたが、
プリンタ１の全体の動作を説明する。まず印刷は
モータ７に通電して、印刷手段２を移動させる。
印刷のタイミングは、モータ７へのパルス信号と
同期させながら行なう。紙送りは印刷終了後、モ
ータ１８に通電して所定量送る。印刷終了後、長
時間印刷を行なわない場合、あるいはプリンタの
電源を切る場合には、印刷手段がＡの待機位置ま
で移動する。この時、電磁石２８に通電し、印刷
手段２に搭載される永久磁石２７とは逆の磁界を
かけ、永久磁石２７がフレーム１４の１４ａに吸
着されないようにする。印刷手段２が確実にＡの
待機位置にきた時、電磁石２８の通電を切る。永
久磁石２７はフレーム１４の１４ａに吸着し、第
１０図のようにキヤツピングされる。次に印刷を
開始したい場合は、電磁石２８に通電し、印刷手
段２を第９図に示す状態にし、モータ１８を紙送
り時とは反対方向に回転させる。そしてノズルキ
ヤツプ２１を回転させて、圧電素子２９に高電圧
を印加して、ノズル３ａよりインクを射出しなが
らクリーナ２４ａでインクジエツトヘツド３のノ
ズル３ａ端面をクリーニングし、その後、印刷手
段２をモータ７に通電して移動させ、印刷を開始
する。印刷手段２がＡの位置を離れたら電磁石２
８及びモータ１８の通電を切る。後の動作は前記
の通りである。また印刷の途中でインクジエツト
ヘツド３のノズル３ａにゴミ等付着した場合、印
刷手段２をＡの待機位置に移動させて、電磁石２
８とモータ１８を通電し、インクジエツトヘツド
３よりインクを射出しながら、クリーニングする
ことができる。

本実施例では、円筒状の回転するノズルキヤツ
プ２１であるが、ベルト状に回転させても、また
板状のノズルキヤツプを往復運動させるノズルキ
ヤツプでも容易に可能である。

以上述べたように本発明は、ノズルからインク
滴を噴射して印刷を行うヘツドと、該ヘツドの待
機位置で前記ヘツドの前記ノズル形成面を覆い前
記ノズルと対向する部分に凹部を有するノズルキ
ヤツプとを備えたインクジエツトプリンタのノズ
ル乾燥防止方法において、前記ノズルから前記ノ
ズルキヤツプの前記凹部にインクを噴射する工程
と、前記ノズルキヤツプを前記凹部にインクを保
持した状態で前記ヘツドの前記ノズル形成面と圧
接させ、前記凹部のインクで前記ノズルの乾燥を
防止する工程と、を有することを特徴とする。従
つて、凹部に保持されたインクでノズルを加湿で
き、乾燥によるノズルの目詰まりを防止すること
が可能となる。また、ノズルキヤツプでヘツドの
ノズル形成面を覆つてからインクを噴射しそのイ
ンクでノズルの保湿を行う場合は、キヤツプの内
璧で跳ね返つたインクが、噴射直後でインクのメ
ニスカスが後退した状態のノズル面に付着し、空
気をノズル内に閉じ込め、インク吐出不良の原因
をつくるという問題があるが、本発明によれば、
ノズルキヤツプの凹部にインクを噴射してからノ
ズルキヤツプをヘツドのノズル形成面と圧接させ
そのインクでノズルの加湿を行うため、ノズル内
に空気を押し込まずにノズル部の湿潤状態を保持
でき、キヤツプをはずした際ドツト抜けのない正
常な印刷を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図であ
る。第２図は紙送り機構を示す側面図、第３図、
第４図はインクジエツトヘツドのキヤツピングを
示す側断面図で、第５図がノズルキヤツプの斜視
図、第６図がノズルキヤツプのクリーニングを示
す側断面図であり、第７図はノズル付近の詳細図
である。第８図はタンクの斜視図である。第９
図、第１０図はキヤツピングの動作機構を示す側
断面図である。 １……プリンタ、２……印刷手段、３……イン
クジエツトヘツド、３ａ，３ｂ……ノズル、４，
５……タンク、６……印刷紙、１４……フレー
ム、２１……ノズルキヤツプ、２４……（弾力性
を有する）部材、２４ａ……クリーナ、２４ｂ…
凹部（空隙）、２５……多孔質部材、２７……永
久磁石、２８……電磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ノズルからインク滴を噴射して印刷を行うヘ
   ツドと、該ヘツドの待機位置で前記ヘツドの前記
   ノズル形成面を覆い前記ノズルと対向する部分に
   凹部を有するノズルキヤツプとを備えたインクジ
   エツトプリンタのノズル乾燥防止方法において、 前記ノズルから前記ノズルキヤツプの前記凹部
   にインクを噴射する工程と、 前記ノズルキヤツプを前記凹部にインクを保持
   した状態で前記ヘツドの前記ノズル形成面と圧接
   させ、前記凹部のインクで前記ノズルの乾燥を防
   止する工程と、 を有することを特徴とするインクジエツトプリン
   タのノズル乾燥防止方法。