JPH06328700A - カラーインクジェットプリンタ印字回復装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各色に対応したノズルの間隔を狭くして印字
品質を向上させ、かつ各色毎インクを吸引することで流
速を早めて、良好な印字回復を図り、さらに簡単な流路
開閉機構で印字回復装置を提供することにある。 【構成】 各色に対応したノズルを複数有する記録ヘッ
ド１と前記記録ヘッド１の前面を封止する単一のキャッ
ピング部材８と前記キャッピング部材８に連通する定量
吸引型ポンピング手段を備え、インクカートリッジ４と
記録ヘッド１を連通する流路に開閉弁手段を備えるよう
にした。 【効果】 各色間のノズル開口の位置ズレを抑制できる
ので、記録媒体上の色ズレが少なく、良好な印字品質を
得ることができる効果がある。また流路を開閉する弁手
段を備えることで、各色毎記録ヘッドよりインクを吸引
できるため、各色同時にインク吸引するよりも、記録ヘ
ッド側のインク流速を早める事ができるので印字回復性
を高めることができるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力発生手段によりイ
ンク室のインクに圧力をかけてノズル開口からインク滴
を発生させて印刷を行なう記録ヘッドを複数有するカラ
ーインクジェットプリンタがインク吐出不良に陥ったと
きにその印字を回復させるための装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットヘッドは、インクタンク
とノズル開口の間に圧電素子やバブル発生手段を配置し
てインクに瞬間的に圧力をかけてノズル開口からインク
を液滴として記録媒体に飛翔させてドットを形成するよ
うに構成されている。

【０００３】解像度の向上を図るためにノズルの口径
は、例えば数十μｍというように極めて小さいため、塵
埃がノズル開口に付着したり、インク成分の蒸発による
インク粘度の増加により印字品質が低下する。またイン
クタンクとノズル開口の間のインク供給流路に気泡が存
在するとインクに瞬間的に圧力をかける際に正常に圧力
伝達しない。さらに気泡が多く存在すると、ノズル開口
よりインクを液滴として飛翔した後、同量のインクがノ
ズル開口部に供給される際、インク供給路の気泡が抵抗
となり迅速な供給が困難になり、ノズル開口より飛翔す
るインクの液滴が不安定になり印字品質が極端に低下す
る。

【０００４】このため、通常は一定時間連続して印刷を
行なわせた際には、印字動作を一時中断させ、記録ヘッ
ドの前面にキャッピング手段を被せて負圧を作用させて
インクを強制的にノズル開口より吐出させる印字回復操
作が行われている。

【０００５】あるいは印字品質の低下を使用者が判断し
て、信号を印加することで前述同様に印字回復操作が行
われている。

【０００６】カラーインクジェットプリンタは特開平３
−１５１２４４号公報に見られるように各色に対応した
前記インクジェットヘッドを有し、各色に独立して対応
したキャッピング手段を備え、それぞれのキャップから
のインク吸引をチューブを介して一台のポンプで行い印
字回復操作が行われていた。さらに、それぞれのキャッ
プに接続しているチューブ毎に電磁弁を設け、それを選
択的に開閉し、吸引することで、ヘッドを自由に選択し
て印字回復操作が行われていた。

【０００７】

【発明が解決しょうとする課題】従来のカラーインクジ
ェットプリンタにおける印字回復装置は各色に独立して
対応したキャッピング手段を備えているため、記録ヘッ
ドの前面をキャッピング手段で封止する際の位置ズレと
キャッピング間の肉厚を必要とする事から、各色のノズ
ルの間隔を短くする事が困難で、各色のノズルの間隔が
大きい事により、記録ヘッドをキャリッジに取り付ける
際の傾きによって各色に対応したノズル開口部の位置ズ
レが大きく、印字品質の低下を招くという問題があっ
た。

【０００８】さらに、各色に対応した、それぞれのキャ
ップからのインク吸引をチューブを介して、一台のポン
プで行い印字回復操作が行われているため、定量吸引型
ポンプで吸引したインクの体積速度について比較する
と、複数の記録ヘッドの数の逆数になり、各色が増える
程に流速が低下する。しかしノズル開口に付着した塵埃
やノズル開口の粘度増加したインク、あるいはインクタ
ンクとノズル開口の間のインク供給流路に存在する気泡
を排除するためには、流速を上げることで、気泡に対す
る坑力を大きくし、除去する手段が有効であるため、流
速が低下したことで、印字回復が十分でなく印字品質が
低下するという問題があった。

【０００９】さらにまた、キャップとポンプの間をチュ
ーブを介して各々電磁弁を設け、それを選択的に自由に
開閉し、記録ヘッドからインク吸引する印字回復装置で
あるため、接続部が多く、かつキャップを記録ヘッドか
ら離し印字状態に戻るとき、キャップ内が負圧になり、
ノズル開口部のインクメニスカスを破壊し、記録ヘッド
内に気泡が流入し、良好な印字品質が得られないという
問題がある。それを防止するためにはキャップ内を大気
に開放することで、ノズル開口部のインクメニスカスの
破壊を防止する必要がある。ここで各色ノズルに共通し
た大気開放の開閉手段を用いると選択的なインク吸引が
不可能で、各色ごとに大気開放手段を必要とた。ゆえに
キャップとポンプの間に流路の開閉手段があるため複雑
な機構を必要としていた。

【００１０】したがって本発明の技術的課題は、各色に
対応したノズルの間隔を狭くして印字品質を向上させ、
かつ各色毎インクを吸引することで流速を早めて、良好
な印字回復を図り、さらに簡単な流路開閉機構で印字回
復装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を課題を
解決するため、本発明は各色に対応したノズルを複数有
する記録ヘッドと、その記録ヘッドの前面を封止する単
一のキャッピング部材と、そのキャッピング部材に連通
する定量吸引型ポンピング手段を備え、インクカートリ
ッジと記録ヘッドを連通する流路に開閉手段を備えるよ
うにした。

【００１２】また、インクを収容するインクカートリッ
ジの大気開放部に開閉手段を備えるようにした。

【００１３】さらに、インク吸引動作実行時に各色ごと
に独立して順次吸引する選択手段を備えた。

【００１４】あるいはまた、弾性を有する流路とカム回
転手段とからなる選択開閉手段を流路に備えた。

【００１５】

【作用】各色に対応したノズルを複数有する記録ヘッド
と前記記録ヘッドの前面を封止する単一のキャッピング
部材を備えることで、各色毎独立したキャッピングが必
要なキャッピング間の壁が不要になり、各色のノズルの
間隔を狭めることができることによって、記録ヘッドを
プリンタ本体に取り付けた場合の、取り付け傾きによっ
て生ずる各色間のノズル開口の位置ズレを抑制できるの
で、記録媒体上の色ズレが少なく、良好な印字品質を得
ることができ、しかも前記キャッピング部材に連通する
定量吸引型ポンピング手段を備え、前記記録ヘッド側の
各色に対応したインクカートリッジと記録ヘッドを連通
する流路に開閉手段を備えることで、大気開放が容易な
単一なキャッピングでありながらも、かつ選択的な記録
ヘッドよりの吸引を可能にしたことで、簡単な印字回復
装置で、良好な印字品質が得られる。

【００１６】またインクを収容するインクカートリッジ
の大気開放部に開閉手段を備えるようにしたことで、開
閉手段が直接インクに触れず、開閉手段の隙間からのイ
ンク漏れがなく、さらに開閉の際に生ずるインクへの圧
力変動がなく、ノズル開口部のインクメニスカスを破壊
する事がなく、安定性の高い印字回復動作が行なえる。

【００１７】さらに、インク吸引動作実行時に各色ごと
に独立して順次吸引する選択手段を備えたことで、各色
同時にインク吸引するよりも、記録ヘッド側のインク流
速を早める事ができるので印字回復性を高めることがで
きる。さらにまた、キャッピングと記録ヘッドの空間で
の各色の混色がなく、色再現性の高い良好な印字品質が
得られる。

【００１８】あるいはまた、弾性を有する流路とカム回
転手段とからなる選択開閉手段をインクカートリッジと
記録ヘッドを連通する流路に備えたことで、開閉による
動作によるインク漏れの心配がなく、その対策機構が不
要になるので、非常に簡単な機構で済むという効果があ
る

【００１９】

【実施例】以下本発明のカラーインクジェットプリンタ
における印字回復装置の構造及び特徴を図面にしたがっ
て説明する。

【００２０】図１は本発明が適用されるカラーインクジ
ェットプリンタの印字回復動作に必要な機構を示すもの
であって、各色に対応したノズルを複数有する記録ヘッ
ドとして、一体型カラーインクジェット記録ヘッド１、
一体型カラーインクジェット記録ヘッド１は記録ヘッド
１Ｃ、記録ヘッド１Ｍ、記録ヘッド１Ｙ、記録ヘッド１
ＢＫから構成され、記録ヘッド１Ｃはシアンのインクを
飛翔し、記録ヘッド１Ｍはマゼンタのインクを飛翔し、
記録ヘッド１Ｙはイエローのインクを飛翔し、記録ヘッ
ド１ＢＫはブラックのインクを飛翔する。前記の各記録
ヘッドは圧電素子や発熱素子等に記録データに対応した
信号を印加することによりノズル開口からインクを液滴
として飛翔させるように構成されていて、プラテンロー
ラー軸に一致する軸Ｐ−Ｐ線に沿って移動可能なキャリ
ッジ２に搭載されている。

【００２１】インクカートリッジと記録ヘッドを連通す
る流路として、チューブ３、記録ヘッド１Ｙはチューブ
３の一色であるチューブ３Ｙによりインクカートリッジ
４Ｙに接続されて、インクの供給を受けるようになって
いる。他の記録ヘッドも同様に各色に対応したチューブ
３により、インクを収容するインクカートリッジとして
の、インクカートリッジ４に接続されている。インクカ
ートリッジ４は各色のインクごとに独立したインク室を
有し、インクカートリッジ４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４ＢＫか
ら構成されている。

【００２２】チューブ３には開閉手段としてのカム６０
が接するように配置され、カム６０は図２（ａ）に示し
たように回転体であり、チューブ３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３
ＢＫにそれぞれ対応した、カム６０の凹部である、カム
６０Ｃ、６０Ｙ、６０Ｍ、６０ＢＫ、からなり、回転位
置によりチューブ３を選択的に押しつぶすよう構成され
ている。図２（ａ）はインク供給路であるチューブ３を
カム６０によって押しつぶすことによって、弁手段とし
ている斜視図であり、特に図２（ｂ）乃至図２（ｄ）
は、チューブＢＫの開閉過程を説明した側面図である。
図２（ｂ）はカム６０ＢＫにより、チューブ３ＢＫとの
間に隙間が生じ、開いている状態である。図２（ｃ）は
図２（ｂ）からカム６０が反時計回転した状態で、カム
６０の円周面により、チューブ３ＢＫを押しつぶすこと
で、インクの流路を閉じている。図２（ｃ）ではカム６
０Ｙにより、チューブ３Ｙだけが開いていることにな
る。つまり１色だけインク吸引可能な状態になる。図２
（ｄ）は（ｂ）より時計回転した状態で、カム６０の円
筒上に設けられた平面部であるカム６０Ａによりチュー
ブ３ＢＫとの間に隙間が生じ、開いている。さらに他の
チューブも開いており、印字中のカム６０の位置でもあ
る。

【００２３】この構成によると弾性を有する流路とカム
回転手段とからなる選択開閉手段をインクカートリッジ
と記録ヘッドを連通する流路に備えることで、開閉によ
る動作によるインク漏れの心配がなく、その対策機構が
不要になるので、非常に簡単な機構で済むという効果が
ある。

【００２４】キャッピング部材としてのキャッピング部
材８は図５（ａ）に示すように単一で、一体型カラーイ
ンクジェット記録ヘッド１の前面を封止できるように円
周状にリブ８ａを有するため、図５（ｂ）の従来技術の
キャッピングのように各記録ヘッド毎独立させるための
キャップ間の壁８Ｑが不要であるため、記録ヘッド１
Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫの間隔を狭めることができる。
この結果、図６に示すキャリッジ２に一体型カラーイン
クジェット記録ヘッド１を搭載する際に生ずる傾き２θ
によって発生する、ノズルであるノズル開口１Ｎの位置
ずれ１Ｚを小さくでき良好な印字品質を提供できる。

【００２５】キャピング部材８は図３に示したように基
台９に軸１０ａにより回転運動可能に取り付けられたフ
レーム１０に中枠１１を介して取り付けられており、内
部にノズル開口部と一定の空間を形成できる程度のイン
ク吸収材１２を収容して構成されている。フレーム１０
の自由端には、軸１３ａにより、基台９に回動可能に取
り付けられ、バネ１４により常時付勢されたレバー１３
が接続されていて、キャッピング部材８を記録ヘッドの
移動軌跡上から、引き離すように付勢されている。

【００２６】また、キャッピング部材８には、２つの通
孔１５、１６が設けられていて、一方は、チューブ１８
を介して後述する定量吸引ポンプの吸い込み口に、また
他方の通孔はチューブ２０により弁２１に接続されてい
て、選択的に大気に連通されるようになっている。

【００２７】定量吸引型ポンピング手段としての、定量
吸引ポンプ２５で、この実施例では図４（ａ）に示した
ように枠により弾性チューブ２６を円弧状に形成して外
周面側を案内部材２７に固定し、これの内周面側を複数
のローラー２８でチューブ２６をしごく、ペリスタポン
プとして構成されている。図４（ｂ）に示すようにチュ
ーブ２６をしごくためのローラー２８は、伝達機構３０
を介してモーター２４に接続されている駆動板３２の中
心からの距離が徐々に変化する長溝３３とこれに対向す
る位置に配置された固定板３４に形成された同様のガイ
ド溝３５に保持されている。これにより、モーター２４
が長溝３３にとって中心からの距離が徐々長くなる方向
に回転すると、ローラー２８が駆動板３２の中心から遠
ざかった位置に固定されてチューブ２６に間欠的に弾接
し、またモーター２４が前記と逆方向に回転すると、ロ
ーラー２８が駆動板３２の中心側に移動してチューブ２
６から離れることになる。

【００２８】このように構成した装置の動作を以下に説
明する。

【００２９】たとえばインク供給流路であるチューブ３
の管内に気泡が多く存在すると、ノズル開口よりインク
を液滴として飛翔した後、同量のインクがノズル開口部
に供給される際、チューブ３の管内の気泡が抵抗となり
一体型カラーインクジェット記録ヘッド１への迅速なイ
ンク供給が困難になり、ノズル開口より飛翔するインク
の液滴が不安定になり印字品質が極端に低下するため、
印字回復動作が必要になる、印字回復動作開始信号が入
力されると図１に示した一体型カラーインクジェット記
録ヘッド１がキャッピング部材８側に移動し、キャリッ
ジ２の一部がフレーム１０を加圧することで、レバー１
３が揺動することで、キャッピング部材８が一体型カラ
ーインクジェット記録ヘッド１の前面を被せる。さらに
一体型カラーインクジェット記録ヘッド１が同じ方向に
移動すると、弁２１を動作させて閉じることで、キャッ
ピング部材８と一体型カラーインクジェット記録ヘッド
１の間の空間は大気開放状態から、大気を閉じる状態に
移る（印字回復のためのインク吸引を待機する状態）。

【００３０】つぎにカム６０が図２（ｄ）の印字状態か
ら回転することで図２（ｂ）の１色だけ吸引できる状態
に移り、さらに定量吸引ポンプ２５がモータ２４が回転
することで吸引を開始する。インク吸引を終了するとカ
ム６０が回転し、他の色を吸引する状態に移り、前述し
た動作と同様にインク吸引する。同様にくり返し一体型
カラーインクジェット記録ヘッド１を構成する各色に対
応した記録ヘッドから、順次インク吸引され、終了する
とカム６０が回転し、カム６０は図２（ｄ）の印字状態
へ戻る。

【００３１】この構成により順次各記録ヘッドから定量
吸引型ポンプで１色ごと吸引するため、複数の記録ヘッ
ドから同時にインク吸引するよりも、インクの体積速度
について比較すると速くなり、この結果、ノズル開口１
Ｎに付着した塵埃やノズル開口１Ｎの粘度増加したイン
ク、あるいはインクタンクとノズル開口の間のインク供
給流路であるチューブ３に存在する気泡を排除すること
に対し、坑力を大きくすることによって排除効果が向上
することで、印字回復性が良好になり、印字品質が向上
するという効果がある。さらに各色毎インク吸引するた
め、キャッピング部材８と一体型カラーインクジェット
記録ヘッド１の空間に吸引の際、満たされるインクが混
色することがなく、カラープリンタゆえに発生する混色
という問題を解決することができる。

【００３２】カム６０が図２（ｄ）の印字状態へ戻った
後、一体型カラーインクジェット記録ヘッド１が弁２１
から離れる方向にわずかに移動することで、弁２１が開
いて、キャッピング部材８と一体型カラーインクジェッ
ト記録ヘッド１の空間が大気に開放され、ノズル開口１
Ｎのインクメニスカスを破壊することない。

【００３３】さらに同じ方向に一体型カラーインクジェ
ット記録ヘッド１が移動することで、キャッピング部材
８は一体型カラーインクジェット記録ヘッド１から離
れ、印字回復動作が終了し、印字が可能な状態に戻る次
に本発明の第２実施例を図７を用いて説明する。

【００３４】基本構成は前述した実施例と同様であり、
異なる部分を主に述べる。

【００３５】一体型カラーインクジェット記録ヘッド１
のインク流路１Ｒは先端に針１Ｈが形成されて、インク
カートリッジ４と着脱できるように構成されている。Ｏ
リング７１は針１Ｈとインクカートリッジ４とに挟まれ
ることで、インクのシール手段となっており、インク漏
れを防止している。多孔質体７０はインクカートリッジ
４に装着され、インクを保持している。インクカートリ
ッジの大気開放部としての大気開放孔４Ｔにより、多孔
質体７０に保持しているインクが減った体積に応じて大
気開放孔４Ｔより外気が流入することでインクカートリ
ッジ４の内部の圧力を一定に保っている。

【００３６】レバー８０はＬ型で、軸８１により回動
し、バネ８４によって、レバー８０は常時カム８３に接
している。カム８３が回転することで、レバー８０の先
端が変位する。Ｏリング８２はレバー８０の先端に固定
され、インクカートリッジ４の大気開放孔４Ｔと対向し
ている。

【００３７】前記構成は各色ごと同様に構成されてい
る。

【００３８】印字回復動作の時、カム８３が回転して、
カム８３の突起８３Ｔがレバー８０に接すると、連動し
てＯリング８２がインクカートリッジ４の大気開放孔４
Ｔを圧接し、大気開放孔４Ｔを閉じる。これにより記録
ヘッドにおけるインク流路は閉じ、ポンプで吸引しても
記録ヘッドからのインク吐出はない。これにより前述し
たインク供給路であるチューブ３の流路を閉じ、インク
吸引したのと同様の効果があり、さらにインクを収容す
るインクカートリッジの大気開放部に開閉手段を備える
ようにしたことで、開閉手段が直接インクに触れず、開
閉手段の隙間からのインク漏れがない。さらに開閉の際
に生ずるインクへの圧力変動がないため、ノズル開口部
のインクメニスカスを破壊する事がなく、これによって
安定性の高い印字回復動作が行なえる効果がある。

【００３９】

【発明の効果】各色に対応したノズルを複数有する記録
ヘッドと前記記録ヘッドの前面を封止する単一のキャッ
ピング部材を備えることで、各色毎独立したキャッピン
グが必要なキャッピング間の壁が不要になり、各色のノ
ズルの間隔を狭めることができることによって、記録ヘ
ッドをプリンタ本体に取り付けた場合の、取り付け傾き
によって生ずる各色間のノズル開口の位置ズレを抑制で
きるので、記録媒体上の色ズレが少なく、良好な印字品
質を得ることができ、しかも前記キャッピング部材に連
通する定量吸引型ポンピング手段を備え、前記記録ヘッ
ド側の各色に対応したインクカートリッジと記録ヘッド
を連通する流路に開閉手段を備えることで、大気開放が
容易な単一なキャッピングでありながらも、かつ選択的
な記録ヘッドよりの吸引を可能にしたことで、簡単な印
字回復装置で、良好な印字品質が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印字回復装置が適用されるカラーイン
クジェットプリンタにおける回復動作を実現する機構を
示す斜視図。

【図２】印字回復装置に使用する流路を開閉する弁の構
成を示す斜視図と動作説明図。

【図３】印字回復装置に使用するキャッピング部材の一
実施例を示す斜視図。

【図４】印字回復装置に使用するポンプの実施例を示す
断面図とローラー駆動部の構成を示す斜視図。

【図５】本発明の印字回復装置に使用するキャッピング
部と一体型カラーインクジェット記録ヘッドの封止状態
の断面図と従来技術の断面図。

【図６】本発明の一実施例の効果を説明する概念図。

【図７】本発明の第２実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１ 一体型カラーインクジェット記録ヘッド １Ｎ ノズル開口 ２ キャリッジ ３ チューブ ４ インクカートリッジ ４ａ 大気開放孔 ８ キャッピング部材 ２５ 定量吸引ポンプ ６０ カム ８０ レバー ８３ カム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/185 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０２ Ｒ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各色に対応したノズルを複数有する記録
   ヘッドと、該記録ヘッドの前面を封止する単一のキャッ
   ピング部材と、該キャッピング部材に連通する定量吸引
   型ポンピング手段を備え、インクカートリッジと記録ヘ
   ッドを連通する流路に開閉手段を備えていることを特徴
   とするカラーインクジェットプリンタ印字回復装置。
2. 【請求項２】 インク吸引動作実行時、各色毎独立して
   順次吸引する選択手段を備えていることを特徴とする請
   求項１記載のカラーインクジェットプリンタ印字回復装
   置。
3. 【請求項３】 弾性を有する流路とカム回転手段とから
   なる選択開閉手段を流路に備えていることを特徴とする
   請求項１記載のカラーインクジェットプリンタ印字回復
   装置。
4. 【請求項４】 各色に対応したノズルを複数有する記録
   ヘッドと、該記録ヘッドの前面を封止する単一のキャッ
   ピング部材と、該キャッピング部材に連通する定量吸引
   型ポンピング手段を備え、前記記録ヘッド側にそれぞれ
   連通する、インクを収容するインクカートッリッジの大
   気開放部に開閉手段を備えていることを特徴とするカラ
   ーインクジェットプリンタ印字回復装置。