JPH058400A - インクジエツト記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッド吐出口部からのインクだれやヘッド吐
出口部内への空気の浸入を防止する。 【構成】 ヘッドキャップ２９は、印字ヘッド部のイン
ク滴吐出口部１６に着脱自在に密着し、該インク滴吐出
口部１６を密閉する。メインインクタンク２１からのイ
ンクは、インク供給ポンプ２５によりインク供給口１４
を介してサブインクタンク１２に供給される。ヘッドキ
ャップ２９とインク供給系とは連通管によって連通され
る。このことによりキャップ内とヘッド吐出口部とで温
度変化等による圧力差が発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、インクジェット記録装置に関
し、より詳細には、ヘッドキャップによるキャッピング
手段を有するインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来技術】インクジェット記録装置におけるキャッピ
ング手段の機能としては、ヘッドキャップにより非印写
時にインク滴吐出部を密閉し、該ヘッドキャップ内を一
定の湿度状態を維持することで、インク滴吐出口内の乾
燥を防止することがあげられる。このため、前記ヘッド
キャップ内の空気は高湿度状態で密閉されているが、完
全密閉における場合、キャッピング動作開始の初期密閉
の状態に対して温度変化があると、該ヘッドキャップ内
の空気は収縮あるいは膨張する。そのためこの空気の収
縮あるいは膨張にともない、インク滴吐出口部内のイン
クは、外方へのインクだれや吐出口部内への空気の浸入
が生じる。したがって、この点を防止するためには、ヘ
ッドキャップ内は必要最小限の大気開放状態とすること
が必要である。しかし、大気開放状態を与えることは、
前述の乾燥防止機能が低下することになり、この２つは
相反することになる。

【０００３】

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、ヘッド吐出部からのインクだれやヘッド吐出部
内への空気の浸入を防ぐようにしたインクジェット記録
装置を提供することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
印字ヘッド部のインク滴吐出口部に着脱自在に密着し、
非印写時にヘッドキャップにより該インク滴吐出口部を
密閉するキャッピング手段を有するインクジェット記録
装置において、前記印字ヘッド部にインク供給するイン
ク供給手段とキャップとが連通管によって接続され、該
連通管内を空気状態とするようにして前記キャッピング
手段の実行時に連通すること、更には、（２）前記キャ
ップに接続する連通管がインク供給系におけるサブタン
ク部に配置した空気溜部によって連通すること、更に
は、（３）前記キャップに接続する連通管がインク供給
系におけるメインタンク部に配置した空気溜部によって
連通すること、或いは、（４）印字ヘッド部のインク滴
吐出部に着脱自在に密着し、非印写時に複数のヘッドキ
ャップにより該インク滴吐出部を密閉するキャッピング
手段を有するインクジェット記録装置において、前記複
数のヘッドキャップより連通する連通管が互いに接続さ
れているとともに共通の大気開放孔を有し、キャッピン
グ手段の実行時に前記複数のヘッドキャップ内は前記大
気開放孔のみで大気と連通することを特徴としたもので
ある。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００５】まず、図４は、本発明が適用されるインク
ジェット記録装置の一実施例を説明するための構成図
で、図中、１はヘッドキャリッジ、２はインク供給ユニ
ット（メインインクタンク）、３は記録紙、４は紙送り
ローラ、４ａ,４ｂは紙ガイド、５ａ,５ｂはキャリッジ
ガイド棒、６はモータプーリ、７はキャリッジ駆動モー
タ、８はキャリッジ駆動ヘッドである。キャリッジ駆動
モータ７にてヘッドキャリッジ１を矢印Ａ方向に往復駆
動させるとともに、記録紙３を矢印Ｂ方向に搬送し、ヘ
ッドキャリッジ１の走査中に該ヘッドキャリッジ１に搭
載されたノズルよりインク滴を飛翔させて記録紙３上に
印字を行うものである。上述のごときインクジェット記
録装置においては、インクの噴射を精度よく行なうため
に、記録ヘッド内のインク流路内に気泡が混入すること
を防止するようにしなければならない。また、ノズル内
のインクの乾燥や紙粉等により、インク内に固化物を生
じ、ノズルの目詰りを生じさせるおそれがあり、これら
の不純物の除去あるいは発生を防止する必要がある。

【０００６】図１（ａ）,（ｂ）は、本発明によるイン
クジェット記録装置を構成するヘッドキャリッジとイン
ク供給ユニットの一実施例を説明するための構成図で、
図中、１０はキャリッジ基台、１１は印字ヘッド部、１
２はサブインクタンク、１３はインク保持部、１４はイ
ンク供給口、１５は大気開放口、１６はインク滴吐出口
部、１７はフィルタ、２０はインクカートリッジ、２１
はメインインクタンク、２２は廃液溜、２３，２４は大
気連通孔、２５はインク供給ポンプ、２６はインク排出
ポンプ、２７はインク供給接続部、２８は大気開放接続
部、２９はヘッドキャップ、３０はバルブ機構、３１は
切換弁である。なお、図（ａ）と図（ｂ）とのちがい
は、図（ｂ）にはバルブ機構３０とヘッドキャップ２９
とに連通管が設けられていない点である。

【０００７】図１においては、ヘッドキャリッジ１がイ
ンク供給ユニット２の位置に移動した状態を示す。この
構成においては、キャリッジ駆動モータ７の駆動によっ
てヘッドキャリッジ１は矢印Ａ方向に往復走査され、該
ヘッドキャリッジ１に配設されている印字ヘッド部１１
より記録紙に向けて記録画像信号に応じてインク滴を吐
出し、記録を行なう。このとき吐出したインク滴相当の
インクの供給はサブインクタンク１２よりすみやかに行
なわれる。サブインクタンク１２内のインク量が規定量
以下となると（インク残量センサ、印字または紙送りカ
ウンター等により設定）、インク供給ユニット２の動作
によりインクカートリッジ２０のメインインクタンク２
１よりヘッドキャリッジ１のサブインクタンク１２への
インク供給がおこなわれる。このインクの供給はヘッド
キャリッジ１がインク供給ユニット２が配置されている
インク供給位置に移動して実行される。インク供給ユニ
ット２は、メインインクタンク２１及び廃液溜２２を保
持したインクカートリッジ２０、インク供給ポンプ２
５、インク排出ポンプ２６、ヘッドキャップ２９、イン
ク供給接続部２７、大気開放接続部２８、バルブ機構３
０、切換弁３１等より構成されている。

【０００８】メインインクタンク２１はインクカートリ
ッジ２０のケースを使用し、その一部に大気連通孔２４
を有する構造としたり、メインインクタンク２１内に多
孔質体を配設したり、或いは、インク袋を使用して該イ
ンク袋の中にインクを保有するようにしてもよい。廃液
溜２２は、例えば、インク吸収体を使用しており、イン
ク供給ポンプ２５、インク排出ポンプ２６は、チュービ
ングポンプ、ピストンポンプ、ダイアフラムポンプ等が
使用できる。ヘッドキャップ２９、インク供給接続部２
７、大気開放接続部２８は、それぞれシリコンゴム等の
軟性ゴムで形成され、バネ部材（図示せず）等により、
印字ヘッド１１、サブインクタンク１２へ押圧され、必
要に応じてソレノイド等により離間することができる。
なお、電源ＯＦＦ時は、ヘッドキャリッジ１はインク供
給位置にあって、ヘッドキャップ２９、インク供給接続
部２７、大気開放接続部２８等はヘッドキャリッジ１に
押圧されている。

【０００９】一方、ヘッドキャリッジ１はキャリッジ基
台１０、印字ヘッド部１１、サブインクタンク１２より
構成されている。キャリッジ基台１０は、キャリッジガ
イド棒５ａ,５ｂをスライドして、ヘッドキャリッジ１
をキャリッジ駆動モータ７の駆動により往復走査させ
る。印字ヘッド部１１はノズルを有し、通常は印字駆動
ユニットが複数個配置されたマルチ構成となっている。
サブインクタンク１２は、インク溜部内に、例えば、多
孔質体によりなるインク保持部１３を有する構造とした
り、後述する図２に示すように、フィルム体３２（フィ
ルム体３２は変形して、インク溜の容積を変化させる）
を配設し、該フィルム体３２によってインクを保有する
ようにする。

【００１０】前記インク保持部１３はヘッドキャリッジ
１の移動走査により、サブインクタンク１２内で発生す
るインク部（供給インク）の圧力変動を防止することが
できる。該サブインクタンク１２には、さらに、印字ヘ
ッド部１１側へのインクを供給する排出口部にフィルタ
１７が設置されている。また、インク供給口１４、大気
開放口１５はインク供給接続部２７、大気開放接続部２
８と対応するようにテーパー状となっている。なお、イ
ンク供給口１４部内に逆止弁機能を設けてもよい（図示
せず）。

【００１１】次に、以上の構成におけるインクの供給に
ついて説明する。ヘッドキャリッジ１がインク供給位置
に移動完了したことをセンサ（図示せず）が検出する
と、ヘッドキャップ２９、インク供給接続部２７、大気
開放接続部２８を移動させるソレノイドの動作がＯＦＦ
となり、バネ部材の働きにより、それぞれヘッドキャリ
ッジ１側のノズル１６、インク供給口１４、大気開放口
１５へ押圧され、インク供給系路が接続される（この押
圧動作によってインク供給口１４に設置した弁機能が開
くようにしてもよい）。インク供給系路が接続される
と、インク供給ポンプ２５が動作し、メインインクタン
ク２１内のインクを一定量、あるいはサブインクタング
１２に設けられたセンサが満杯になったことを検出する
まで供給する。このとき、バルブ機構３１はメインイン
クタンク２１とインク供給ポンプ２５間で開き、大気側
で閉となり、バルブ機構３０は廃液溜２２側に開となっ
ている。供給されたインクは、インク保持部１３又はフ
ィルム体３２に保持される。また、このとき一部のイン
クは大気開放口１５と大気開放接続部２８を介してオー
バーフローし、廃液溜２２に廃棄されてもよい。インク
の供給が終わるとインク供給ポンプ２５の動作が停止す
る。

【００１２】図２（ａ）,（ｂ）は、本発明によるイン
クジェット記録装置を構成するヘッドキャリッジとイン
ク供給ユニットの他の実施例を説明するための構成図
で、図中、３２はフィルム体、３３，３４はチューブ
で、その他、図１と同じ作用をする部分は同一の符号を
付してある。なお、図（ａ）と図（ｂ）のちがいは、図
（ｂ）にはバルブ機構３０とキャップ２９とに連通管が
設けられていない点である。この実施例は、供給接続部
を、チューブ３３，３４を用いて常時接続するようにし
たもので、機能、動作は、図１に示した実施例と同様で
ある。しかし、この実施例によると、ヘッドキャリッジ
１はインク供給位置に移動する必要がなく、即時にイン
クを供給することができる。

【００１３】次に、インク供給系路内における気泡、異
物等の除去について説明する。今、気泡、異物の除去動
作の実行指令が出されると、インク供給時と同様、ヘッ
ドキャリッジ１がインク供給位置に移動し、所定位置に
移動したことがセンサによって検出されると、ヘッドキ
ャップ２９、インク供給接続部２７、大気開放接続部２
８が順次ヘッドキャリッジ１側に押され（ただし、図２
に示した実施例の場合はヘッドキャップ２９のみ）、イ
ンク供給、排出系路が完成されるとともに、ヘッドキャ
ップ２９の押圧により印字ヘッドのインク滴吐出部が密
閉される。斯様にして、インク供給系路が接続される
と、バルブ機構３０，３１が作動して、バルブ３０が
閉、バルブ３１が大気側で閉となり、インク供給ポンプ
２５、インク排出（吸引）ポンプ２６が作動する。ただ
し、この時、望ましくは、インク排出ポンプ２６が動作
を開始した後に、インク供給ポンプ２５の動作を開始す
るようにし、これによって、インク滴吐出口（ノズル）
１６から排出したインクがヘッドキャップ２９から洩れ
ることなく、廃液溜２２に吸収される。

【００１４】インク供給ポンプ２５、インク排出ポンプ
２６が動作すると、インクには、インク供給ポンプ２５
による正圧分と、インク排出ポンプ２６による負圧分と
の圧力差分が与えられるので、ヘッド部の耐圧は、イン
ク供給ポンプ２５単独によって必要圧力差を得る場合に
比べて、強度的に弱くてもよく、これによりインク流に
よる動圧が十分に得られ、気泡、異物の除去が可能とな
る。気泡、異物の排出に十分なように設定された一定時
間、または一定のインク流出量の検出がされると、除去
動作の終了が指令され、インク供給ポンプ２５の動作が
停止し、バルブ３１が切換えられ、大気側が開、メイン
インクタンク２５側が閉となる。

【００１５】これによって、インク滴吐出口１６からの
インクの排出は、インク排出ポンプ２６による吸引のみ
となる。この吸引動作終了後に、ヘッドキャップ２９、
インク供給接続部２７、大気開放接続部２８のヘッドキ
ャリッジ１からの難問動作が行われ（ただし、図２に示
した実施例においてはヘッドキャップ２９のみ）、更
に、ヘッドキャップ２９内の排インクがインク排出ポン
プ２６によって吸引排出された後に、該インク排出ポン
プ２６の動作を停止して一連の気泡及び異物除去動作が
終了する。なお、この一連の動作停止のタイミングは、
インク滴吐出口１６から排出され、ヘッドキャップ２９
内に溜まったインクを、確実にインク排出ポンプ２６内
に吸収させるので、印字ヘッド廻りおよび記録装置をイ
ンクによって汚すことを防ぐことができて非常に有用で
ある。

【００１６】印字ヘッド部は印字停止時あるいは電源Ｏ
ＦＦ時は、キャッピング手段によるキャップ動作をおこ
なう。ヘッドキャリッジ１がインク供給位置に移動完了
したことをセンサ（図示せず）が検出すると、ヘッドキ
ャップ２９、インク供給接続部２７、大気開放接続部２
８を移動させるソレノイドノ動作がＯＦＦとなり、バネ
部材の働きにより、それぞれヘッドキャリッジ１側のノ
ズル１６、インク供給口１４、大気開放口１５へ押圧さ
れ、インク供給系路が接続される。このときキャップ部
に連通する連通管は、バルブ機構３０、大気開放接続部
２８、大気開放口１５を介してサブタンクと連通してい
る（バルブ機構３０は廃液溜２２側で閉で、ヘッドキャ
ップ２９、大気開放接続部２８側が開である）。また、
図２では、同様にして、キャップ部に連通する連通管は
バルブ機構３０、チューブ３３，３４を介してサブタン
グ部に連通している（チューブ３３はサブタンク部分の
空気溜部である）。

【００１７】図３は、本発明のインクジェット記録装置
を構成するヘッドキャリッジとインク供給ユニットの更
に他の実施例を説明するための構成図で、図中、３５は
バルブ、３６は連通管で、その他、図２と同じ作用をす
る部分は同一の符号を付してある。図３は、キャップ部
に連通する連通管３６、バルブ３５を介してメインイン
クタンクの空気溜部に連通している。このとき、インク
排出ポンプ２６内では、廃液溜２２側で閉状態となるよ
うな実質的なバルブ動作をしている。

【００１８】以上のように、キャッピング手段の実行
時、印字ヘッド部に関しては、キャップ部とインク供給
系部が連通しているので、インク滴吐出口部に関して、
環境温度の変化によって圧力バランスがくずれることが
ない。また、キャピングの系としては、大気開放状態と
なっていないので乾燥防止が有効に機能する。図５
（ａ）,（ｂ）は、キャップの構成図で、図中、２９ａ
は枠体、２９ｂはインク排出ポンプとの接続口、２９ｃ
は供給系側との連通用の接続口、２９ｄは湿潤保持用の
吸収体である。

【００１９】図６、図７は、本発明のインクジェット記
録装置を構成するヘッドキャリッジとインク供給ユニッ
トの更に他の実施例を説明するための構成図で、３７は
バルブである。ここでは、印字ヘッド部が４個ある場合
について模式的に示してあり（キャリッジ基台１０、キ
ャリッジガイド５ａ,５ｂ等は、１つのものを共有して
いるが、ここでは、４つに分解して示されている）、基
本的構成は図１と同じである。ヘッドキャリッジ１がイ
ンク供給位置に移動完了したことをセンサ（図示せず）
が検出すると、ヘッドキャップ２９、インク供給接続部
２７、大気開放接続部２８を移動させるソレノイドの動
作がＯＦＦとなり、バネ部材の働きにより、それぞれヘ
ッドキャリッジ１側のノズル１６、インク供給口１４、
大気開放口１５へ押圧され、インク供給系路が接続され
る。

【００２０】図６では、ヘッドキャップより大気開放用
の連通管３５を介し、おのおののヘッドキャップはバル
ブ３７を介し、共通の大気開放孔３６で大気開放してい
る（バルブ３７はこのとき開で、通常は閉である）。ま
た、ポンプ２６は、該ポンプ内で閉状態となるような実
質的なバルブ動作をしている。図７は、ポンプ２６内で
連通状態となって、おのおののヘッドキャップ２９から
連通管３５を介し、共通の大気開放孔３６で大気開放し
ている。大気開放孔３６の形状としては断面が直径数１
０μｍ、長さが数１００μｍ程度のものが望ましい。

【００２１】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 （１）印字ヘッド部について、キャップ部と供給系部が
連通しているので、非印写時におけるキャッピング手段
の実行時に、キャップ内とヘッド吐出口部とで、温度変
化等による圧力差が発生することがないので、ヘッド吐
出口部からのインクだれやヘッド吐出部内への空気の浸
入がない。 （２）また、キャップ部と供給系部が連通していので、
非印写時におけるキャッピング手段の実行時に、キャッ
プ内は、常に湿潤状態が保たれる。大気開放口がなく素
材を透過することによる大気・水分の出入りしかないの
で、吐出口部内でのインク乾燥固化等の発生が防止でき
る。 （３）複数のヘッドキャップより連通する連通管が互い
に接続し、大気開放手段としての大気開放孔を１つとし
て共有化したので、必要最小限の大気開放状態とするこ
とがより有利に簡易におこなえるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるインクジェット記録装置のヘッ
ドキャリッジとインク供給ユニットの一実施例を説明す
るための構成図である。

【図２】 本発明によるインクジェット記録装置のヘッ
ドキャリッジとインク供給ユニットの他の実施例を示す
図である。

【図３】 本発明によるインクジェット記録装置のヘッ
ドキャリッジとインク供給ユニットの更に他の実施例を
示す図である。

【図４】 本発明が適用されるインクジェット記録装置
を示す図である。

【図５】 キャップの構成を示す図である。

【図６】 本発明によるインクジェット記録装置のヘッ
ドキャリッジとインク供給ユニットの更に他の実施例を
示す図である。

【図７】 本発明によるインクジェット記録装置のヘッ
ドキャリッジとインク供給ユニットの更に他の実施例を
示す図である。

【符号の説明】

１０…キャリッジ基台、１１…印字ヘッド部、１２…サ
ブインクタンク、１３…インク保持部、１４…インク供
給口、１５…大気開放口、１６…インク滴吐出口部、２
０…インクカートリッジ、２１…メインインクタンク、
２２…廃液溜、２３，２４…大気連通孔、２５…インク
供給ポンプ、２６…インク排出ポンプ、２７…インク供
給接続部、２８…大気開放接続部、２９…ヘッドキャッ
プ、３０…バルブ機構、３１…切換弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ヘッド部のインク滴吐出口部に着脱
   自在に密着し、非印写時にヘッドキャップにより該イン
   ク滴吐出口部を密閉するキャッピング手段を有するイン
   クジェット記録装置において、前記印字ヘッド部にイン
   ク供給するインク供給手段とキャップとが連通管によっ
   て接続され、該連通管内を空気状態とするようにして前
   記キャッピング手段の実行時に連通することを特徴とす
   るインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記キャップに接続する連通管がインク
   供給系におけるサブタンク部に配置した空気溜部によっ
   て連通することを特徴とする請求項１記載のインクジェ
   ット記録装置。
3. 【請求項３】 前記キャップに接続する連通管がインク
   供給系におけるメインタンク部に配置した空気溜部によ
   って連通することを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェット記録装置。
4. 【請求項４】 印字ヘッド部のインク滴吐出部に着脱自
   在に密着し、非印写時に複数のヘッドキャップにより該
   インク滴吐出部を密閉するキャッピング手段を有するイ
   ンクジェット記録装置において、前記複数のヘッドキャ
   ップより連通する連通管が互いに接続されているととも
   に共通の大気開放孔を有し、キャッピング手段の実行時
   に前記複数のヘッドキャップ内は前記大気開放孔のみで
   大気と連通することを特徴とするインクジェット記録装
   置。