JPH10181043A - 液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 簡単な構成でランニングコストの低減を計る
とともに余分なスペースを必要としない信頼性の高い記
録装置の提供。 【解決手段】 液体噴射装置の構成として、インクを補
給するための交換形インクタンク７と、インクタンク７
が装着されているか否かを確認する装着センサ９と、イ
ンクタンク７からのインクを溜めるサブタンク３と、サ
ブタンク３に内蔵され、サブタンク３内のインクがある
量以下になったことを検知するインクレベルセンサ６
と、サブタンク３から記録ヘッド１へインクを供給する
インク供給系と、記録ヘッド１の予備吐出及び回復操作
による記録ヘッド１から出てくる記録に用いられないイ
ンクを受けるキャップ２と、キャップ２に溜まった記録
に用いられないインクを回収する回収機構と、を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録液体を吐出して記
録を行う液体噴射記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置（液体噴射記
録）は、記録時における騒音の発生が無視し得る程度に
極めて小さいという点、高速記録が可能であり、しかも
所謂普通紙に定着という特別な処理を必要とせずに記録
の行える点において最近関心を集めている。その中で、
例えば特開昭５４−５１８３７号公報、ドイツ公開（Ｄ
ＯＬＳ）第２８４３０６４号公報に記載されている液体
噴射記録法は、熱エネルギーを液体に作用させて、液滴
吐出のための原動力を得るという点において、他の液体
噴射記録法とは、異なる特徴を有している。

【０００３】即ち、上記の公報に開示されている記録法
は、熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体積の増
大を伴う状態変化を起こし、該状態変化に基づく作用力
によって、記録ヘッド部先端のオリフィスより液体が吐
出されて、飛翔的液滴が形成され、該液滴が被記録部材
に付着し記録が行われるという特徴がある。殊に、ＤＯ
ＬＳ２８４３０６４号公報に開示されている液体噴射記
録法は、所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ ｄｅｍａｎｄ（液滴オン
デマンド）記録法に極めて有効に適用されるばかりでな
く、記録ヘッド部ｆｕｌｌ ｌｉｎｅタイプで高密度マ
ルチオリフィス化された記録ヘッドが容易に具現化でき
るので、高解像度、高品質の画像を高速で得られるとい
う特徴を有している。

【０００４】ところで、上記記録ヘッドを用いた記録装
置において、ｄｒｏｐ−ｏｎ ｄｅｍａｎｄ記録法とし
て、不使用ノズルの使用再開時の吐出不良による記録物
の不良を防止するために、予備吐出をある時間おきに行
ったり、電源ＯＮ時に回復操作等を行って吐出不良を未
然に防止している。図３は従来例を示す図であり、図３
に示すように、従来装置では、上記予備吐出や回復操作
により、記録ヘッド１から排出されたインクは装置側に
設けられたキャップ２等で受け、回収ポンプ１９により
交換形インクタンク７に設けられている廃インクタンク
８へ直接排出されていた。なお、その他の構成は後述す
る本発明の実施例と同様であるので、その詳細な説明は
ここでは記載しない。したがって、本発明の実施例に関
連する後述の説明を参照されたい。また、記録ヘッド１
から排出されたインクは本体内部に備えられた廃インク
溜め用の吸収体に排出されるように構成されているもの
もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、記録ヘッドから排出された記録に用いられな
いインクを廃インクとして捨ててしまうことはインクを
無駄にしてしまうばかりである。技術の流れとして今後
は多ノズル化されたヘッド特にＦｕｌｌ Ｌｉｎｅ Ｈ
ｅａｄ等を用いた記録装置が主流となり得るが、この場
合、特に、多くのノズルの吐出信頼性を上げるために前
記予備吐出や回復操作が強化される。この場合、さらに
排出され、捨てられるインクが増え、記録にかかるコス
ト（ランニングコスト）の上昇とそれに合わせて装置内
に廃インクを吸収するための膨大なスペースが必要とな
ってしまう。

【０００６】したがって、本発明の目的は、簡単な構成
でランニングコストの低減を計るとともに余分なスペー
スを必要としない信頼性の高い記録装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、記録ヘッドにより液体を噴射して記録を
行う液体噴射装置において、インクを補給するための交
換形インクタンクと、該インクタンクが装着されている
か否かを確認する装着センサと、該インクタンクからの
インクを溜めるサブタンクと、該サブタンクに内蔵さ
れ、サブタンク内のインクがある量以下になったことを
検知するインクレベルセンサと、前記サブタンクから記
録ヘッドへインクを供給するインク供給系と、前記記録
ヘッドの予備吐出及び回復操作による記録ヘッドから出
てくる記録に用いられないインクを受けるキャップと、
該キャップに溜まった前記記録に用いられないインクを
回収する回収機構と、を有し、前記記録に用いられない
インクは前記回収機構によって、前記サブタンクもしく
は前記インクタンクに戻され、くり返し記録液として用
いられるとともに、前記サブタンクには前記インクタン
クに一体に設けられた廃インクタンクへと前記サブタン
ク内のインクを排出する排出機構を設けたことを特徴と
する液体噴射記録装置を採用するものである。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）図１において、１は記録ヘッドであり、複
数個のノズルを有し、図示していない駆動系から送られ
てくる駆動信号に応じて、ノズルから選択的にインクを
吐出して記録を行う。２はキャップであり、ヘッド１か
ら排出された記録に用いられないインクを受けるための
ものである。３はサブタンクであり、交換形インクタン
ク７のインク室７ａからくみ上げチューブ１４を介して
ポンプ１８を矢印Ｂの方向に動かすことによりインクを
くみ上げる（矢印ｂの方向）。なお、サブタンク３は、
サブタンク３とヘッド１の高さの差を利用してヘッド１
におけるオリフィス部のインクをある負圧に収める様な
位置に配置されている。

【０００９】くみ上げチューブ１４には途中にチェック
バルブ２７が配置されており、このチェックバルブ２７
は、サブタンク３からインクタンク７のインク室７ａに
インクが逆流するのを防止している。サブタンク３には
内部にインクのエンプティを検知するためのインクレベ
ルセンサ６が設けられており、ヘッド１からインクが吐
出されたりして、サブタンク３内の液面がある高さ以下
になるとインクタンク７からのインクくみ上げを行わせ
るための信号を出力する。４は大気連通孔であり、ヘッ
ド１からインクを吐出する際は、開放状態で、インクン
タンク７からのインクくみ上げを行う場合は閉じる様に
栓５を備えている。

【００１０】１３はリターンチューブであり、インクタ
ンク７からインクをくみ上げるとき、それに見合った空
気をサブタンク３からインクタンクのインク室７ａに戻
すためのものであり、又、インクくみ上げ量がサブタン
ク３内のリターンチューブ１３の取り付け位置を越えた
場合、空気に代えてインクが戻され、サブタンク３内の
インクの量は上限位置を越えないようにコントロールさ
れる。

【００１１】ポンプ１７、１８はサブタンク３からイン
クをヘッド１に初期供給したり、回復操作する際にはそ
れぞれ矢印Ｃ、Ａの方向に回転することでインクを矢印
ａ、ｃの方向へ流してインクの供給回復操作を行う。こ
の際、ポンプ１７、１８のバランスによりインクの量を
ａの方向の方がｃの方向よりも多くなる様に流すこと
で、ヘッド１のノズルからインクを吐出させるようにす
る。この吐出したインクをキャップ２で受け止める。

【００１２】又、キャップ２はヘッド１から吐出される
記録には用いない予備吐出等も受ける働きを兼ねてい
る。キャップ２に受けられたインクはそのままでは上記
回復予備吐出を繰り返すうちに溢れてしまうおそれがあ
るので、回収ポンプ１９を矢印Ｄの方向に動かすことに
より、インクをキャップ２から回収チューブ１５を介し
てサブタンク３に戻す。

【００１３】２６はサブタンク３からインクが逆流しな
い様に設けられたチェックバルブであり、回収ポンプ１
９とサブタンク３との間に設けても良い。ヘッド１が記
録を行うときは、ポンプ１７、１８をスルーにすること
でインクはチューブ１１、１２の中を矢印ｆ、ａの方向
に流れ、ヘッド１へ安定に供給される。チューブ１２内
にはチェックバルブ２８が配置されており、インクくみ
上げ時に矢印ａとは逆の流れが生じてしまうことを防止
し、確実にインクタンク７からサブタンク３へとインク
くみ上げができる様にしている。

【００１４】９は本体に設けられた装着センサであり、
インクタンク７に設けられた接点１０と接触することで
インクタンク７の装着を検知し、接点１０とはなれるこ
とでインクタンク７の非装着を検知する。これにより、
インクタンク７の非装着時にくみ上げポンプ１８を動作
させ、サブタンク３からインクをリターンチューブ１３
を介して針２０から本体内にこぼして本体を汚すことを
防止している。この装着センサは別にこの手法にこだわ
る必要はなく、単純な電気的スイッチや光のＯＮ／ＯＦ
Ｆを行う様なセンサ等を用いてもよい。

【００１５】８は廃インク室であり、インクタンク７に
一体に形成されていることが望ましいが別体でもかまわ
ない、。２０、２１、２２は針であり、インクタンク７
にある結合部２３、２４、２５を貫通してインクタンク
内部と各チューブを結合させるためのものである。この
様な構成の記録装置において、ヘッド１からインクを吐
出し記録を行い続けるとサブタンク３内のインクは消費
され、インクレベルセンサ６がインク液面があるレベル
以下に下がったことを検知すると、先に述べた様にイン
クタンク７からインクがくみ上げられる。又、不吐出が
発生した場合の回復操作や不吐出を防止するための予備
吐出や回復操作が行われると、インクはヘッド１から出
てきて、キャップ２に受けられ、先に述べた様に回収系
によりサブタンク３に戻される。このとき空気も一緒に
回収系によってサブタンクへ運ばれるのでサブタンク３
の連通孔４は開放にして空気を外に逃がす。

【００１６】ところで、キャップ２に受けられたインク
が全て回収されるわけではなく、一部はキャップ２内や
回収チューブ１５内等に残され、これらのインクは徐々
にではあるが、揮発し易い溶媒等が蒸発することによ
り、増粘インクとなる。この増粘したインクは次の回収
操作によりサブタンク３へと戻されることになる。つま
り、記録を行い回復操作等が入ると、上記プロセスを繰
り返すことになる。

【００１７】その結果、サブタンク３、ヘッド１、チュ
ーブ１１、１２内のインクは、初期に比べ増粘したイン
クへと、わずかづつではあるが、変わっていく。インク
は記録に用いられることとわずかな蒸発とにより消費さ
れ、最後にはインクタンク７内のインクが空になり、い
くらくみ上げ操作を行ってもサブタンク３内のインクレ
ベルセンサ６が液面が低いことを検知しつづけると、イ
ンクタンク７の交換をうながす指示が本体に出される。
ユーザがこの指示に従って新しいインクタンク７に交換
することで再び、記録装置を使用可能な状態へとするこ
とができる。

【００１８】この様な構成とすることで、今まで単に捨
てられていた回復操作や予備吐出によるインクがサブタ
ンク３に戻され、記録に用いられることにより、インク
の無駄な消費を防止し、ランニングコストを下げること
ができ、かつ、大量のインクを廃液として蓄えるスペー
スが不要になる効果が得られる。しかし、上述の様にキ
ャップ２から回収されるインクにより徐々にではある
が、系全体のインクの増粘がおこり、長い時間にわたっ
て使われた場合には、このインクの増粘が無視できない
レベルに達するおそれがある。

【００１９】そこで、サブタンクの底面から排出チュー
ブ１６を介して排出ポンプ３３により、インクタンク７
に設けられた廃タンク（廃インク室）８へと排出機構を
設けることにより、サブタンク３内のインク液面が低く
なりインクレベルセンサ６がインクのくみ上げを指示す
る信号を発生し、インクタンク７からインクのくみ上げ
動作を行ってもサブタンク３内のインク液面が上がらず
インクレベルセンサがインク液面が低いことを検知しつ
づけることにより、インクタンク７の交換をうながす指
示が本体から出されたことと、インクタンク７を交換す
ることにより、装着センサが新タンクの装着を検知した
という両方の情報が重なったとき、排出ポンプ３３を動
作させサブタンク３内に残ったインクを廃インク室８へ
と排出させる。このとき、チューブ１１、１２及びヘッ
ド１内のインクもポンプ１７、１８をＡ及びＣ方向に動
作させることにより、排出し廃インク室８へと導くこと
ができる。

【００２０】このあと、新しいインクをインク室７ａか
ら、先に述べた様に、サブタンク３へくみ上げ、ヘッド
１へと供給することで系全体のインクを入れ替えリフレ
ッシュすることができ、インクの増粘による不具合、例
えば、増粘による吐出不良や、インク染料濃度によるカ
ラーバランスの問題等を防止することができる。又サブ
タンク３内の液面が低いと判断するときのインク量を少
なく設定しておけば、捨てるインク量が少なくて済み、
インクタンク７の廃インク室８も小さくすることができ
る。先にも述べた様に、廃インク室８はタンクと一体で
なく本体内に別に設けても良い。

【００２１】又、インクタンクに廃インク室８を一体に
設ける場合は廃インク吸収量を１回に捨てられる廃イン
クの２倍以上とすることが望ましい。その理由は、廃イ
ンクを受け入れた空のインクタンク（新インクが空であ
る）を誤って再び装着してしまった場合、インクタンク
７の廃インク室８にはすでに廃インクが１回排出されて
いるので、２回分の廃インクを受けることになり、２倍
以上の容量を持つ場合には廃インクの溢れを防止できる
からである。

【００２２】（実施例２）図２に実施例２を示す。基本
的に図１で示すものと同様な構成または同様な機能を有
する部材は同じ番号で示してある。実施例１では、キャ
ップ２からの回収チューブ１５を回収ポンプ１９を介し
てサブタンク３につなげているが、実施例２では、図２
に示すように、キャップ２からの回収チューブ１５を回
収ポンプ１９を介してリターンチューブ１３へとつなげ
ている。又、リターンチューブ１３にはチェックバルブ
２９を設け、回収チューブ１５から回収されてきたイン
クがサブタンク３へ直接入らない様に構成されている。
又先にも述べた様に、回収系によりキャップ２から回収
されるインクには空気も含まれていることから、インク
タンク７には阻水膜３４を設け、タンク７内に入り込む
空気を外部へ逃がしている。なお、その他の構成は実施
例１と同様であるので、説明は省略する。

【００２３】実施例２の構成によれば、キャップ２から
回収されたやや蒸発を伴うインクはリターンチューブ１
３を経てインクタンク７のインク室７ａへと戻される。
よってインク室内のインクと、回収されたインクはイン
ク室内で混ぜ合わされ、サブタンク３へくみ上げられ、
ヘッド１へと供給され、記録に用いられることになる。

【００２４】記録装置を使用することにより、回復操作
や予備吐出によるヘッド１から出されるインクは上述の
様にインクタンク７のインク室７ａと戻されることを繰
り返し、やがてサブタンクへのくみ上げ操作を行っても
インクタンク７からインクを供給できない状態、すなわ
ち、インクタンク７が空になった状態となり、実施例１
と同様にインクタンク７の交換をうながす信号が発せら
れ、ユーザによりインクタンク７の交換が行われる。よ
って、先程と同様にインクタンク７の交換をうながす信
号と、インクタンク７を交換することにより装着センサ
が新タンクの装着を検知しことを表す信号の両方の信号
が重なったとき、排出ポンプ３３を動作させ、サブタン
ク内に残ったインクを廃インク室８へと排出させる。
又、先の例と同様にチューブ１１、１２及びヘッド１内
のインクも廃インク室８へと排出できる。この後は、新
しいインクを補給すれば良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体噴射記録装置は、インクを補給するための交換形イ
ンクタンクと、該インクタンクが装着されているか否か
を確認する装着センサと、該インクタンクからのインク
を溜めるサブタンクと、該サブタンクに内蔵され、イン
クがある量以下になると前記インクタンクからの補給を
うながすインクレベルセンサと、を有する。また、サブ
タンクから記録ヘッドへインクを供給するインク供給系
と、ヘッドの予備吐出及び回復操作によるヘッドから出
てくる記録に用いられないインクを受けるキャップと、
該キャップに溜まった前記記録に用いられないインクを
回収する回収機構とを備え、前記記録に用いられないイ
ンクは前記回収機構によって前記サブタンクもしくは前
記インクタンクに戻され、繰り返し記録液として用いら
れるとともに、前記サブタンクには前記インクタンクに
一体に設けられた廃インクタンクへと前記サブタンク内
のインクを排出する排出機構を設け、前記サブタンク内
に設けられたインクレベルセンサがインクタンクからの
補給操作にもかかわらず、インク量がある量以下である
と検知した検知情報と該情報によりインクタンクが空で
あると判断し、新しいインクタンクに交換されたとい
う、前記装着センサの情報が重なったとき、新しいイン
クタンクの廃インクタンクへ排出を行うことにより、吐
出不良発生時の回復操作や、吐出不良を防止するための
予備吐出や回復操作により記録を用いられずにヘッドか
ら出されるインクを回収し、再び記録を行うインクとし
て利用することが可能となる。また、回収インクによる
インクの増粘についてもインクタンクの交換時にインク
をリフレッシュすることで、インクの状態を安定に保
ち、捨てられるインクを最小限とすることが可能とな
り、捨てられるインクを受ける廃インク回収部を小さく
することが可能となる。よって、本発明によれば、特
に、多ノズルの例えばフルラインヘッドでの吐出信頼性
を上げるため、回復や予備吐出を強化しなければならな
い様な装置では、さらに大きな効果が得られる。この結
果、簡単な構成で信頼性の高い、かつランニングコスト
の低い液体噴射記録装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１の液体噴射記録装置
の全体の系を示す図である。

【図２】図２は、本発明の実施例２の液体噴射記録装置
の全体の系を示す図である。

【図３】図３は、従来例の液体噴射記録装置の全体の系
を示す図である。

【符号の説明】

１ ヘッド ２ キャップ ３ サブタンク ４ 大気連通孔 ６ インクレベルセンサ ７ インクタンク ８ 廃タンク ９ 装着センサ １１、１２ チューブ １３ リターンチューブ １４ くみ上げチューブ １５ 回収チューブ １６ 排出チューブ １７ ポンプ １８ くみ上げポンプ １９ 回収ポンプ ３３ 排出ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青野 清美 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 刈田 誠一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡崎 猛史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 久保田 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 但馬 裕基 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドにより液体を噴射して記録を
   行う液体噴射装置において、 インクを補給するための交換形インクタンクと、 該インクタンクが装着されているか否かを確認する装着
   センサと、 該インクタンクからのインクを溜めるサブタンクと、 該サブタンクに内蔵され、サブタンク内のインクがある
   量以下になったことを検知するインクレベルセンサと、 前記サブタンクから記録ヘッドへインクを供給するイン
   ク供給系と、 前記記録ヘッドの予備吐出及び回復操作による記録ヘッ
   ドから出てくる記録に用いられないインクを受けるキャ
   ップと、 該キャップに溜まった前記記録に用いられないインクを
   回収する回収機構と、を有し、 前記記録に用いられないインクは前記回収機構によっ
   て、前記サブタンクもしくは前記インクタンクに戻さ
   れ、くり返し記録液として用いられるとともに、前記サ
   ブタンクには前記インクタンクに一体に設けられた廃イ
   ンクタンクへと前記サブタンク内のインクを排出する排
   出機構を設けたことを特徴とする液体噴射記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液体噴射記録装置にお
   いて、前記サブタンク内のインクの廃インクタンクへの
   排出は、前記サブタンク内に設けられたインクレベルセ
   ンサがインクタンクの補給操作にもかかわらず、インク
   量がある量以下であると検知した情報と、該情報により
   インクタンクが空であると判断し、新しいインクタンク
   に交換されたという前記装着センサの情報が重なったと
   き、行われることを特徴とする液体噴射記録装置。