JPS5856862A - インクジエツト記録装置 - 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】 零賢明は紀鋒媒体に直接的にインクを噴射し記録を行な
うインクジェット記録装置に関する。

従来インクジェット記録装置ｔＫ関しては多くの方式が
考案されているがその中で必豐時のみ退部的にインクを
噴射し記録を行う方式（特開昭５１−５５２５１号等に
記載されたもの等）は装置の簡略さ等から注目すべき紀
＃力式である。しかしながら従来より多くの改良が試み
られてきたにもかかわらず信頼性の面での不備が解消さ
れず実用化の領域に達していない、ｔた一部実用化され
ているものも取り扱いの面で大きな制約があり満足すべ
きものとなっていない、この原因となっているのは２つ
の大きな問題即ち気泡ＫＩＩする問題及び目づまりにつ
いて決定的な解決策が見出されていない点にある。気泡
に関しては上記特開昭５１−５５２５１号等に記載され
ている記ｌｓ原理からも理解されるようにインクの圧力
を高める圧力室内に気泡が混入すればインク噴射が正常
に行なわれないのは明らかでありまた目づまりに関して
は本方式に限らずインクジェット記録全般に渡る間賄で
あるが１％に本方式に於てはノズルの断面積が比較的小
さいことから一層解決が困難である。従来これらの点に
関して試みられている対応ｆｌＬＫついて説明するとま
ず気泡ＫＨしては、インクの初期光てん時あるいはイン
ク交換時（カートリッジ式等）等外部から混入する気泡
の除去については比較的多くの改良がある０代嵌的なも
のはインク循墳によって気泡を取り除くものく％開昭５
４−１５９２２７号及び−５４−１６０２４２号等）。

インクの流路途中に気泡除去装置（％開昭５１−８８２
２４号）を設けたもの等がある。また内部発生的に生ず
る気泡（主としてキャビテーションによるもの）につい
ての対策は特公昭５５−２０８８２号に−ｆるがほとん
ど考１１１ｆはられねていない、ｔた目づまりに関して
Ｆｉ、インクの改良。

ノズル部へのふた。万一の目づま抄の場合の強制解除手
段（実開昭５４−６６８５Ｓ号）等が見られるが以下に
述べる様にいづれ４不満足であることが判明した。

賢明者は上記の２つの大きな間餉を解決するために記録
装置がおかれあらゆる条件を設定し鋭意解析を進め九結
果、気泡の混入と目づまりに関して次の賭点についての
対応がなされなければ完全解決は不Ｗ能であるという結
論に達した。即ち気泡が混入する原因として先にも述べ
た通り外的費因によるものの他に従来余シ考慮されてい
ないキャビテーションによる内部発生的なものがあるが
このキャビテーションに関してはインク中の微小気泡が
問題であることが判明し喪、一般にキャビテーションは
高い負圧によって起るが、微小気泡が存在する場合その
限界となる負圧は極端に低くなる。従ってインクが噴射
された直後の小さな負圧によっても十分キャビテーショ
／が起り得る状態となっている。これはインクを噴射す
る記録ヘッドの大小、形等によシ差Ｊｌ！！はあるもの
の必ず起や得るものである。またこの微小気泡が存在す
る原因としてはインク中に溶解している９気（主として
酸素及びチッ素）が大きな役割を果している。

即ち水性インクの場合、２０℃に於ては１に１ｍに示す
ように氷中Ｋ　１．６　％の９気が溶は込んでお〕しか
もこの溶解電は温度が高くなるほど小さくなる。

即ち記録中に温度が低温から高温ヘシフトすると溶解し
てい九９気は微小気泡となってインク中に析出するので
ある。前述のインク循ｌｌＫよる方法はインク交換時等
の大きな気泡については効果はあるものの気泡混じりの
インク管タンクに回収すれば微小気泡を生じさせるもと
となってしまう。

またそうでなくてもインクに振動等の刺激を与えること
自体が微小気泡発生のもととなる。また前記の気泡除去
装置は比較的大きな気泡は捕獲できるものの直径数μ帽
という微小気泡に対しては余り効果がなく、またキャビ
テーション射策として前記の叫公昭５５−２０８５１２
号に記載されたものはインク中の！！！！素を取シ除い
てしまうものであるが、依然としてチッ素はインク中に
溶存し温度変化によって微小気泡を生じることは明らか
である（酸素のみを噂り去っても体積比で％はチッ素が
溶は込んでいる。第１図参照、）従って記録−置がどの
ような条件におかれても安定し喪記録を行なうためには
この点についての考慮が会費である。

次に目づまりについては蒸発しにくいインクＯ改良等が
行われているが、記録後の印次速乾性とは矛盾する費索
が強く解決されていない、またノズル前面への湿式ある
いは乾式のフタ等の改良があるがいずれも゛高温状態で
は常温に比し著しく効果が済ちる。さらに注意すべきは
記録ヘッドのノズル部もさることなから、前記ヘッドへ
とインタを導くイ／り導管は一方では記録ヘッドの移動
につれて自在に動くフレキシビリティが費求されるため
高分子材料で構成される。ところがこれらの高分子材狙
はもつとも性能が良いとされる塩什ビニリデン系統の樹
脂でも必ず＃面を通してのインクの蒸発が起り得る０％
に高温状態では着しく。

例えノズル部からの蒸発が押えられて亀、この導管から
の蒸′ｖ＃によシ結果的に目づまシを起してしまう。

さらに１ｗＬ目づまりを起したものは帥記爽開昭５４−
６６８５５号轡の強制解除手段をもってしても極細のノ
ズル部を完全回復させることは困難でインクの飛行の直
線性等が損われる。さらには前記導管の１を通しての９
気が透過し導管中インクを飽和状！！１にするのでいず
れにしても初期状態での記録は安定しないことがあり得
る。

以上に述べてきた様に従来の改良ではまだまだ不満足な
点が多く本発明はとれらの欠点をすべて解決すべくなさ
れたものであり、以下図面に基づいて本発明の説明する
１１１２図は本発明の記録装置の略欅成−１を示しなも
のであり図に於て１は記録ヘッド、２はインクタンク（
カートリッジ等）。

Ｓはインクタンク２から記−ヘッド１ヘインタを導くイ
ンク導管である。このインク導管Ｓの途中には切換弁４
が設けられ、一方は大気５へ他はインクタンク２へと接
続されている。さらに記録ヘッド１内面ＫＦｉ紀録装置
の適当な位置に於てノズル部１０と係合する如く設けら
れた９間部管もったインク吸入ふた６が配置され導管７
を通じてポンプＢを介して廃液タンク９へと結合されて
いる。

かかる＃Ｉ成の記録装置の動作を説明するに先だち記録
ヘッドＩＫついて詳しく述べる。

記録ヘッド１の構成はＩ［５図（ａ）　Ｋ示す如くガフ
、ＸＪｌｉｌＱ２１の両面にエツチングによって複数の
圧力室２２．ノズル２５等の溝を形成し、これらの圧力
室２２にインクを導く比ＩＩＲ−的内容積の大きいイン
クリザーバ一部２４ｆ介してパイプ唱５からインクが供
給される構造である。このヘッドの構造をもう少し詳し
く述べると１両ＦＩＢＫ溝の形成されたガラス基１１２
１と（ロ）−の厚みのガラス片２ｓを第５図（ｂ）　Ｋ
示すように並置し、こＯ画情から揚動榎（可撓＊）とな
る比較的薄いガラス１＃２６及び２７を融着等の方法で
接着する。このときガラス基板２４とガラス片２５及び
ガラス＠２６゜２７で作られる９間がリザーバー２４を
形成する。

従ってこの？闇はエツチングで作られた圧力室２２、ノ
ズル２５等の１０〜数１００μ慴の深さの溝部分に比し
、十分容積が大負い、同リザーバ一部の一方は栓１６に
より閉じられる。さらにリザーバー２４と圧力室２２の
１ｓｆｌＫエツチングｆよるフィルタ一部２９も一時ｆ
ｆ％Ｉ’成することもできる。振動登２６及び２７の上
刃（圧力室２２に対応する部分）ＫＪＩ′ｉ圧電素子（
図示せず）が配され電気パルスに応じてインクがノズル
２５から噴射される。そしてインクの充填性を良くする
ために円形の圧力室２２の前後にインクの流れを矢印の
如く壁面に沿わせるような島状の突起２８を設けること
もできる。

次に第４図にて吸入ふた６が記録ヘッド１のノズル部２
５と保合する様子を示す、吸入ふた６は空間部６！Ｌを
有した矢印方向に棧動する構造となっており必ｌ！に応
じノズル部２５に密着的に保合【、さらにこの９間部は
導管７と接続している。

ｔた第５図に示す様にヘッド１を保護する目的で設けら
れたヘッドカバー１１の前面に密着的に係合する９間部
６１Ｌ’を有する吸入ふた６Ｉも同機の目的管達するこ
とができる。

以上第２図−第５図、第４図に基づいて本賢明の記録装
置の動作を説−する、記録を開始しようとする時（１鑓
ヘッド１へのインク初期光てんあるいはインクカートリ
ッジ２交換時管含む）記録ヘッド１は吸入ふた６が設置
されている位置に移動し、　！ＰｎＪ１部６ａがノズル
部２５周囲に密薄係合する。

しかる後切換弁４を記録ヘッド嘔とインクタンク２が接
続される如く切換えて、ポンプ８會作動させる。導管７
を通じて空間ｓ６ａは負圧となシインクタンク２からイ
ンクを吸入し始めやがて記録ヘッド１のインクリザーバ
一部２４．圧力室２２、ノズ）Ｌ２５がインクで満され
る。気泡を除き完全な充てんを期すため少し余分にイン
クを吸入し廃液タンク９へと廃棄する。このような負圧
によりノズル部２５からインクを吸入する方法はインク
タンク２個を加圧しノズル部２５よりインクを押し出す
方法に比べ、インクリザーバー２４゜圧力室２２内にイ
ンクが滞−留しに〈＜、スムースな充てんが可鰭であり
気泡も効率良く排出できる。

なおノズル２５部より余分に消費されるインクはＩｏｅ
ＪＪ下でよくほとんど無駄にならない、このように記録
ヘッド１内が完全光てん・された後記録ヘッドは図示し
ないキャリッジ等で記録位駿へと導かれ記録１−開始す
る。さて記録が終了すると記録ヘッドは再び吸入ふた部
に移動し、切換弁を大気４１１１５　Ｋ切換える。ここ
でポンプ８を作動させ。

導管５−２を通じて記録ヘッド１へと９気を吸い込む、
この動作で導管５−２及び記録ヘッド１内のインクは吸
入キャップ６から導管７．ポンプ８を通って廃液タンク
９に廃棄され、記録ヘッド１及び導管５−１内にはイン
クが全く存在しない状態となる０以上の動作で記−ヘッ
ド１内には全くインクが残っていないためどのよりな墳
境条件下におかれても目づｔｂの心配は全くなく、ノズ
ル２ｓ付近にも染料のカス等微小ゴミが付着せず。

常に安定したインクの飛行を保障できる。

上記に於て切換弁４はインクタンク２と記録ヘッド１管
接軟するインク導管Ｓの途中に設けられ。

インク導管ｓｌ導管５−１及び５−２に分割しているが
、これはインク導管５−２部分は記録ヘッド１の動きに
追従してフレキシブルＫｔａＪ＜必要がＴｏシ従って高
分子材料で構成される虎め、この部分からのインク蒸発
及び９気流入はさけられない。

故に記録ヘッド１のみならずこの導管Ｓ−２部分からも
インクを抜き取ることが好ましいためである。なお導管
５−１部分は動く必要かないためステンレス轡の金属で
構成できるため、蒸発等の心配は全くない、この排出動
作で消費されるインク普は導管５−２部分が内径１−１
長さ５００■と１２て約α４Ｑｅ記録ヘッド１内部（リ
ザーバ一部十王力室＋ノズル部）が約１１００合計で約
ａ５ＣＱで＃）シはとんど無駄にならないと盲える。こ
こで再び記録を開始しようとする時は弁４が切〕費わっ
て前記のインク充てん動作を行なう。

以十のようなインク排出・吸入光てん動作によシ目づま
りけ全くなくすことができる。ま九気泡に関しても初期
光てん時インクタンク交換時、あるいは不意の衝撃環に
より、ノズル２５から入り込んだ気泡等に関してＦｉ、
　＠入動作により気泡の追い出しが確１１にできる。し
かしながらインク中に溶存している９気に関してはなお
別の配慮が必要である。即ち前にも説明した様にインク
中の空気を完全に嘔り除いてンく必要があり、このため
にはインクを完全脱気状ｆ１４にする必要がありかつこ
の状態を長時間保持する必要がある。従って第２図のイ
ンクタンク２Ｆｉ外気に対して遮断されていなければな
らない、このため本賢明ではｆＭ６図に示された機なア
ルミ箔を他の高分子フィルム（ポリエチレン、ナイロン
等）とラミネートした袋５１に導管５−１先端に般はら
れた針状パイプＳ２と接続可能なゴム轡の部材５５が設
けられたインクカートリッジを使用している。一般に＃
発冷あるいは空気透過率の極く低い材料として塩化ビニ
リデン樹脂が知られこれを甲いた種層フィルムが実用化
されており、これらの材料を甲いたインクカートリッジ
を１１１５！している従来−がある。

しかしこれらの材料に於ても勢に高温状−では９類透過
保数が著しく上昇してしまう、理論的にも勿体透過係数
ＰはＰ　−”？　＠　仰（−里／１’ｌ？　）　（Ｉｅ
　：活性什エネルギー、Ｔ：絶対温讐、Ｐ：気体定数）
の如く温度依存性がＴｏ＃）、温度が高くなる＃１ど大
きくなる傾向がおる。−例として塩化ビニリテ／樹脂を
用いた複合フィルムの中で商品名“サラネツクス参２６
＃（■旭ダウ製、約６０μ蕾厚）１−−ＩＫとると、　
ｆｌｌえば酸素透過量は７ＣＯ／慴１゜２４ｈｒ、１ａ
ｔｍ　　（常温）であり、第５図に示したヤ状（例えけ
表面積２００♂、内容積２００　ｏｃの水性インク）Ｋ
於て約４０日程度でインクは完全に飽和状態となる。こ
れが高温（６５℃）になると数倍〜１０数倍さらに透過
率が大きくなり長期保存に耐えない、そこで本発明では
数μ嘗のアルミ箔をラミネートした駿を用いた。アルミ
箔は数１００１の蒸着膜鴨度でもかなり透過係数を低下
させることができるがピンホールの存在などかち数μ悔
程摩の薄膜がより望ましい、数μ慴程度のアルミ箔では
透過係数及び蒸発率（水蒸り透過率）ＦｉはとんどＯと
みなされ長期保存に耐える。

たソし数μ嘗のアルミ箔は袋とした場合剛性が高くなる
ので第６図に示した様な表面積の比較的大きい（Ｍ平な
密閉袋を構成する必要がある。即ちインク消費に伴って
袋が無理なく徐々につぶれていくことが必要であるから
自在に変形できるような形管とり得ない、＃述したイン
ク按き、充てんシステムと共にこの様なインクタンク（
カートリッジ）のｌｌ１１成が必要不可欠である。

次に本賢明をより具体的に説明するため第７図に上述の
本賢−の＊ａをシリアルプリンターに応用した実施例を
示す、５４けプラナ１５５はヘッド、５６はキャリッジ
でヘッド５５を支持し、２塞の案内軸５７．５８に沿っ
てプラテン５４に平行に図示しないモーターおよび駆動
ベルトにより駆動される。プラテン５４に記鏝紙を装着
し、キャリッジ５６′？上述の如く駆動しながら印字を
行うと前述のヘッドは２４ノズルを有しているので縦２
４ドツト−成の文字、ｍ俸の記録が行われる。

このように−ヤリッジ５６がプラテン５４ｆｆ対向して
駆動されるＶ囲５！を紀−ポジシ１ンとすれば、前述し
たようにヘッドＳ５へのインク充＊。

インク抜きを行う位置４０としてホームポジションが設
けられている。ホームポジション４０ではこのような色
々な動作を行うための装置に配されている。即ち、必９
に応じてヘッドＳ５のノズル面をクリーニングするため
のブラシ４１、これ轄。

ノズル面に紙粉等のホコリが付着したときヘッド５５′
ｆホームポジシヨン４０のブラシ４１部に到らせこのブ
ラシ４１を回転させノズに面のホコリを堆去する。４２
は第２図、餌４図で示し喪と一様の吸引キャップでアシ
、ヘッド５５がこの吸引キャップ４２０位＠にきたとき
、必ｖＩＫ応じてノズルへのキャップの着脱ができるよ
うになっている＊ａｓ＃ｉ第２図で示した切換弁４．ポ
ンプ８及びそれらの駆動機動をまとめたインク系ブロッ
クである。このインク系ブロック４５の詳細は後述する
ので、ここでは関の如く立方体のブロックで示す、吸引
キャップ４２とインク系ブロック４５間はインク又＃ｉ
？気の吸入のための導管４４が設けられている。第２図
からも理解されるであろうが仁の導管４４けインク系ブ
ロック４５内のポンプに接続されている。４５けインク
タンクである。

ここでのインクタンク１５は第２図のインクタンクと廃
液タンクが一体で構成されている。父このインクタンク
４５からは第２図で示したと同様インク系ブロック４５
の切換弁、ポンプへの導管。

さらにはインク系ブロック４５からヘッドＳ５への導管
などが配設されているが、ここではこのような細部の＊
或は省略した− 次にこのシリアルプリンターの動作を説明すると、休止
中はキャリッジＳ６はホームポジション４０Ｋｉｌ）？
）ヘッド５５のノズル１１１ｉ′ｉＦｉ吸引キヤツプ４
２でキャップされヘッド５５内のインクは抜き堰られた
状ＩＩＩＫある。プリンターの電源を投入すると、前述
し次ようにインク系ブロック４５が動作してヘッド５５
にインクを充填し、印字指令を待ち偽印字指令とともに
キャリッジＳ６け印字ポジション５９へ移動し指令に従
って記録を行う。

プリンターの電源が切られると、キャリッジ５６Ｖｉ、
ホームポジション４０に移動し吸引キャップ４２でヘッ
ドＳ５のノズルｔｎｔキャップする。ζこで引キ続いて
ヘッド５５内のインク′を抹き砲っても良いのであるが
、インク抜き→インク充填の動作を１回行うと消費する
インク量は約１〜２　ｃｃであり１日１回程度であれば
そえ程間撃となる量ではないが、１日に頻繁に電源ｆＯ
Ｍ−ＯＦＦする場合はやはり無視できない消費量になる
。そζでここではインクによるノズル目づまりにいたる
条件全検討し、目づ首シする危険性が認められた時点で
始めてインク扱きを行う方式を採った。この動作の詳細
については後述するが、その歓ｌ！は。

■　プリンターの電源０ＦＩＦ後、又は印字動作終了後
、ある一定時間経過した場合と。

■　あるｍ度以上の高温プリンターがさらされた場合と
。

■　ある温度以下の低ｆｊ４にさらされた場合の少くと
も１つの条件にいたった場合 にインク抜きを行うものである。その理由は当然長期間
放置されるとインクの水分が蒸発しノズルに目づまりを
引き起すので上記■の条件が必要で。

具体的な時間としては、非常に安全？見込んで１日〜１
週間位に設定すれば良い、、ｆＩｌえば１日に設？して
も毎日プリンターを作動させる場合にはインク抜きによ
るインクのロスはないので集用上差しつかえない０次に
インクの蒸発は常温下ではインク内の湿潤などの効果で
蒸発は非常に少く押えられるが、高温下でＦｉ、これが
大きく加速される。

そζで上記■の条件として５０〜６０℃以上の高温下で
インク抜きをする。上記■の条件は■、■と違ってイン
クの凍結温度以下になると、ヘッドその他に充填されて
いるインクが凍結して、ヘッドや導管等の破壊の恐れが
でてくる。従ってインク凍結温度以下になる恐れのある
ときにはインク抜きを行って安全を期すのである。

９上述べてきたような動作を確実に行うには。

キャリッジ５６が確実にホームポジション４０の所定の
位置になければならないので、これを検出するセンサー
が必要である。これは雛６Ｍでは図示しないが市販のリ
ードスイッチや、光電変換などで実現できる。さらにタ
イマー、ｍｔ’センサーも必要となるが、後述する。

次に第８図、第９図に第７図で示したインク条ブｐツク
４５の詳細を、さらに第１０図、第１１図に切換弁、ポ
ンプの詳細管示す、第８図はインク条ブロックのｌ＃１
１面図でＴｏＬ４４は直流モーターで切換弁、ポンプの
動力源である０作動時間が短く、耐久性など問題になら
ないから安価なモーターで十分である＠４７ｔ′ｉｌｌ
モーター４６０回転軸に取９つけられた歯車で直流モー
ター４６０回転を以下の歯車列４８．４９により減速し
て作動車５０に伝達される。

この作動車５０の一力の面には切換弁５５を作動させる
ためのビン５１が、又他力の面にはポンプ６０を作動さ
せるためのビン５８が取９つけられている（＠８図参照
）０作動板が回転するとビン５１は一点鎖線６１を中心
に動真、切換弁作動レバー５２と係合する。この切換弁
作動レバー５２けその中心に回転可能になっているが、
切換弁作動レバー５２の他端に砲シっけられた引張シバ
ネ５４によりその静止位置が規制され図の如く、ビン５
１との保合部が作動車５ｏの中心軸位置になっている。

又切換弁作動レバー５２の他端ｆはビン５９が取りつけ
られていて、このピン５９Ｆｉ切換弁５５のスライダー
５６に設けられた開口５７に係合する。切換弁５５の詳
細な構造Ｆｉ第９図で説明するか、スライダー５６の動
′＃にょって流路の切換えができるようになっている。

ここで盲導モーター４６が作動し１作動板５ｏが矢印６
２の方向に回転するとビン５１が切換弁作動レバー５２
と保合し、これを矢印６５の方向に回転する。

この切換弁作動レバー５２の回転はビン５９によりスラ
イダー５６の開目５フ鍮 ー５６を矢印６４の方向に移動せしめ切換弁５５のｆ＃
路切換えを行う．父モーター４６を逆転させ作動板５０
を矢印６２と逆方向に回転させるとスライダー５６ｆｆ
矢印６４と逆方向Ｋ１４動じ切換弁５５０流路を元の状
Ｌ！ｌＫ切換えられる．こうして直流モーター４６を作
動させ，その回転方向により切換弁５５の切換えを行う
．なお作動榎５０が回（を紳けると負最初の１回転でビ
ン５１により切換弁作動レバー５２を通じてスライダー
５０を移動させるがスライダー５６は外力がなければそ
の位置を保持するので１次の回転からは切換弁作動レバ
ー５２のみを作動させるだけである．ビン５１とレバー
５２の係合を断つとバネ５４により図のようにレバー５
２は中心位１ｌｌｔＫもどされるがビン５９を開口５７
Ｋｄ逃げがありスライダーが戻されることはない。

作動鈑５０はポンプ６０も作動させるが、第８図と逆の
１１１面になるので，ポンプ作動部のみを第９図に示す
０作動＠ＳＯにはビン５８が取付けられ，このビン５８
はピストン軸６６に固着されたピンフォロワー６５の渦
６７と係合している．この溝６７は図の如くピストン軸
６６の軸方向と直角方向Ｋｖ成されていて５作動板５０
０回転によってビン５８は一点鎖線６８に沿って動きビ
ンフォロワー６５を作動させピストン軸６６を矢印６９
のように往復運動させる．ポンプ６０はその内部ｐｍを
第１１図に示すが．このピストン軸の杆復運動によりポ
ンプ機卵管腎揮するようになっている．なお作動＠５０
はその回転方向にかかわらずピストン軸６６を駆動する
ことはいう迄亀ない。

上述のように本爽施例では一個のＤｏモモ−ー４６によ
り切換弁５５とポンプ６０の作動を行うものであるが，
これによってヘッドのインク充填とインク抜きの方法に
ついて説明する．インク充填を行う場合は切換弁５５け
ヘッドとインクタンクを接続する方向になければならな
い．この方向？躯８図で，切換弁５５のスライダー５６
が矢印６４と反対方向に押された状態であるとすれば・
ＤＯモモ−ー４５を作動＠ＳＯが．矢印６２と反対方向
に回転する方向に作動させる．すると１作動板の最初の
一回転でスライダー５６が矢印６４と反対力向へ移動せ
しめられ，ヘッドとインクタンクの導管を接続し，引き
続く作動板５００回転でポンプ６０が駆動され、インク
タンク内のインクをヘッドへ吸引して充填を行う。

次にインク抜きを行う場合はｎｏモモ−−４６管上と逆
方向へ回転せしめ１作動＠ＳＯを矢印６２の方向に回転
ばせ、スライダー５６を矢印６４０方向に移動しヘッド
の導管を大気と接続し。

引き綬〈作動板５０の回転でポンプ６０を作動させ大気
中０９気をヘッドＫｌｋ引してヘッド内のインクを９気
と着換してインクを抜き象る０以上の如く第２図で示し
たと−じ機能が発揮できることが理解されよう。

第１ｏ（＠Ｆｉ切換弁の内部構造を示す断面図である。

７０けゴムで５！シされたパツキンでパツキンホルダー
７１に保持され、スライダ−５６内？ｒ装着されている
が、スライダー５６とパツキンホルダー７１間にバネ７
２が入っていてパツキン７０を切換弁５５本体の内壁に
押しつけられている。

この内ｗＫはヘッドへの導管に接続される流路孔７５．
タンクへの導管ｆｆ１ｌ綬されるｆＩｔ路孔７４゜さら
に大気へつながる波路孔７５が設けられてｉる。さらに
これらのｆｌｔＷＩＴ孔７５〜７５はスライダー５６の
移動方向に直線状に配質され、ｆｆ路孔７５と流路孔７
４との間隔と流路孔７ｓと流路孔７４との間隔が＃′＋
！輩等しくなっている。又パツキン７０にはくぼみ７６
が形成されてお＃）、スライダー５６が図の如く最右端
にあるときパツキン７０のくぼみ７６が流路孔７５と波
路孔７４を接続する如き大きさ及び配＃ドなっている。

スライダー７５が図で左仲へ移動されるとパツキン７０
も同様に左−へ移動し、その〈埋み７６Ｆｉ流路孔７Ｓ
と波路孔７５を接続するように切換えられる。

従ってスライダー５６の移動量を相隣る流路孔の間隔に
とり、スライダー５６を右−へ移動すれば波路孔９５と
波路孔７４が接続し、ヘッドとタンクの導管が接続され
、左４１１＋へ移動すれば、＊路孔７５と流路孔７５が
接続され、ヘッドへの導管が大気へ接続される。従って
前述した切換弁の機能が発揮される。なお大気への流路
孔７５の外Ｉｉ側にエアーフィルター７７１−設けるこ
とによって大気中のホコリやゴミをヘッドへ導入する危
険を避けることができる。

第１１図はポンプ６０の内部−造を示す断面図で＃）り
、ポンプ６０の内部はシリンダーになっていて、ピスト
ン７８がピストン軸６６に固着されシリンダー内部を摺
動する。従ってピストン軸６６が上下に往復運動するこ
とｆよりシリンダー内部８唱は加圧、減圧が繰返される
。７９．８０には夫々互に逆方向の方向弁装着されてお
り。

７９Ｆｉシリンダ一内部８唱が減圧されたとき外部から
内部８１へ通ずる一方向弁であ６．ｇｏはシリンダー内
部８１が加圧されたとき、内部ｓ１から外部へ通ずる一
方向弁である。一方向弁の具体か！はゴムやボールなど
を利用したものが一般によく知られているので、ここで
は省略する。このポンプ６０はピストン軸６０を上下に
往復運動させシリンダー内部８１を加圧、減圧を繰返し
一方向弁７９の外部口８２から吸入し、一方向弁８０の
外部口８５へ鋳出する動作を行いポンプ機能１−１！揮
する。従って、外部口８２を＠７図の吸引キャップ４２
に導管を介して接続し、外部口ａｓｈ廃静タンクに導管
を介して接続すれば前述駆動し。

ホームポジションに戻し、ヘッドノズル１ｌｆｆ吸引キ
ヤツプでキャップして待期する。そしてタイマーが５０
時間経過するか、気温が許容温度範囲外（ここでけｔ（
−１０℃　ｏｒｔ）４０℃）　になるかどうかを監視し
、この条件になったときインク抜き動作に入るが、安全
のため再びキャップがホームポジションにあるかどうか
を見て、ホームポジションにない場合はキャリッジモー
ターを作動させ、ホームポジションに劣し、直諸モータ
ーを作動板が左回転するようＫＳＱ秒間作動させる。こ
の最後の５０秒間の直流モーターの作動で切換弁とポン
プを駆動してインク抜きを行うことけ前述の説明で明ら
かであろう。

第１５の（Ｂ）の動作は、ミツスイッチがＯＮ又は印字
不良時に操作されるＰｕｒｇｅスイッチがＯＮになった
とき、切換弁が大気俳か、タンク−かを見て夫々によっ
てタイマーの設定時間を変え１作動板が右回転するよう
に直流モーターを前記タイマー設定時間だけ駆動する。

この意味は切換弁が大気’ＩＡＫあるときはヘッド自社
インク抜きがされているし、切換弁がタンクＩＩＫ＃す
るときはインク＃ｉｌｔ！がされていないため、前者の
場合は最初から再充填する必要があシ直ｆＩ１４−ター
を２０秒駆動し、後者の場合は、ヘッド内のインク紘抹
きとられていないので若干リフレッシュすれば良い、そ
のため＊＊モーターは２〜５秒と短時間のみ駆動される
。その後吸引キャップを解除して直流モーターをＯＦ　
Ｆｆｆしキャリッジを印字位−に移動させる。

＄１５図（鴫のインク充填の動作は電源がＯＮのときで
Ｔｏ）第１２図のプリンタ回路８６に含まれるので、以
下ｌ［１５図（４）管実現するための回路−成をＩ［１
４図で説明する６図において９０ｔｉ賢振器と分局器と
で構成されたタイマーで１分周段選択端子！１がＨｌｇ
ｈのとｔｋ１００時間周期の出力が得られ＊　　ＬＯＷ
　のとき５０秒周期の出力が得られるように設定されて
いる。９２は温変検出端子で、そのセンサーとして、フ
ェライトのキエリー温＊？利用した感温磁性材料とリー
ドスイッチを組合せたサーマルリードスイッチで２点温
度設定型を用い、−１０℃以下と６０℃以上でメーク。

それ以外でブレークのいわゆるメーク・ブレーク・メー
ク型のセンサーを用いている。９５は直流モーター駆動
端子で、ここで駆動される場合は作動飯が左回転するイ
ンク抜き動作のみである。インク充填の大めの駆動回路
はメインのプリンタ回路に組み込まれている。９４はキ
ャリッジのホームポジション検出端子で、ホームポジシ
ョンに到るとブレークになる。９５はキャリッジモータ
ー駆動端子で、キャリッジをホームポジションに移動さ
せる目的である。９６は電源スィッチの検出部で、電源
ＯＭのときは１２Ｖが印加されＯＦＦのときは１２７が
ダウンする。９７は電池のスイッチ回路である。電池は
充電可能な二次電池でプリンタの電鍵が入っているとき
は充電され、電源が０ＦＩＦＫなるとこの電池を電源に
以下の動作を行う、１２ｖが印加されているときはタイ
マー。

ＦＩＦＳｂ　ｙｙ４はリセットされていてタイマー９０
は作動せず電池スイッチ回路９７はＯＭＫなっている。

１２がダウンすると、タイマーがスタートする。父キャ
リッジがホームポジションにないとき端子９４ｉｊメー
クでＦＦ５）Ｑ−ｂＸＬｏｗ　　トなり端子９５即ちキ
ャリッジが駆動される。５０時間経過しタイマー９００
出力がＬｏｗ　　から１１１１ｇｈｆｆなるとＦＦＩが
セットされタイマ−９０ｔｌｊ５０秒出力に切換る。端
子９２がメーク状ＩＩＫなったときもＩＷｌ様ＦＩＦＩ
がセットされタイマー９０は５０秒出力に切換わる。（
第１５図タイミングチャート参照）タイマ−９０出力の
次の立上シでＦＦ２がセットされ、もしキャリッジがホ
ームにないときはＦＦ２によシ１１５がセットされキャ
リッジをホームに戻す、タイマー９０の出力の次の立上
シ時点即ちＦＦ５がセットされた時点で中ヤリツジがホ
ームにないときは（５０秒間キャリッジモーターを駆動
してホームにこないとき）ＦＦ＆がリセットされＩＦ１
４がセットされ回路はパワーダウンモ°−ドとなりイン
クａｍは行わない。

キャリッジがホームＫＴｏるときは、ＦＦ６はリセット
されず、ＦＦ−５セツトされて互がＬｏｗの間直流モー
ターが駆動される１次のタイマー！０出力の立下シでＦ
ＩＦ５はリセットされて直流モーターＦｉｏｙｙとなシ
一時ＫＦＦ４がセットされるためそのＱがＬｏｗとなシ
ミ池スイッチ回路！７がｏｙｙとなる。上述の如く第１
４図の回路は第１５図（Ａ）のフローチャートの作動を
行う、なおタイマーの作動は外部的に４行うととが可能
で、電源遮断時以外にもスタートさせることで、例えば
印字を停止したときにスタートさせて印字停止から（電
鍵が投入されていても）５０時間後にインク抜きを行な
うことができる。

以上本発明の実施例について述べてきたが本発明はここ
で述べた実施例に限定されるものではなく例１えはシリ
アルプリンター以外への応用、ポンプ、切換弁の変形、
インク抜き設定条件の変更。

他の型式のインクジェットヘッドへの応用など本発明の
主旨を逸脱しない範囲で改良、変形は全て本分−の範囲
に含まれることは首うまでもない。

以上説明してきえ如く本分明はインクジェットヘッドと
インクタンク間の導管の途中に切換え手段を設け、この
切換手Ｗ＆はヘッドへの導管と一方はインクタンクへの
導管き、他７５は大気へと選劉的Ｋ１１Ｊ＊えるもので
あ〉、又ヘッドのノズル面に必要ニ応じて密着する吸引
キャップ及び吸引キャップに接続された吸引手段とから
構成され、必要に応じてヘッド内のインタｔａき去るこ
とＫよりインクによるノズル目づｔりｔ回避するという
インクジェット最大の間醜点を解決するとともＫ。

次の印字に際してインクの再充填も非常に容易Ｋかつ確
＊に行うことができる。父、前記切換手段と吸引手段と
を（ロ）じ駆動源によシ駆動することＫよ少非常ＫＷｐ
略な装置にできる。さらにフルオラミネートフイルム製
のインクカートリッジＫＭ気インクを封入したインクタ
ンクを上記４１１成と組合せることによってインクジェ
ットの気泡問題をも解決でき、あらゆる条件下で使用で
きる記録装置とかりその価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は水に溶解する９気の量を温ｔｔパツメー声とし
て示した図である。Ｉｉ！２図は本賢明の一実施−の記
録装置の略＊成例を示す、ｌ［５図は本賢明に用いられ
た記録ヘッドの構造を示す、第４図、！５図は本＊ｐの
実施例となる吸入キャップを示す、第６図は本発明のイ
ンクタンクの一実施例を示す、！７図は本賢明をシリア
ルプリンターに応用した実施ｆ１を示す、第Ｂ図、第９
図は本賢明のインク条プｐツクの一実鞄例を示す、第１
０図は本Ｗｆ１の切換弁の実施ｆ１１を示す、ｌ［１１
図は本賢明のポンプの実施例を示す、雛１２図は本発明
の実施例の＃１１成ブロック図である。第１ｓ図は本賢
明の実施例のインク条ブロックの動作フローチャートを
示す、第１４図は本賢明の実施例のインク東回ｗ１図を
示し１に１５図はそのタイミングチャート関である。 １・・・・・・インクジェットヘッド ２−・・・・インクタンク ５・・・・・・インク導管 ４・・・・・・切換弁 ８・・・−１を吸入ポンプ ５唯・・・・ご・袋 ！Ｓ　２−−−−−パイプ Ｓ　Ｓ　−−−−−−ゴム部材 Ｓ　Ｓ　−−−−ヘッド ５４−−−−−・キャリッジ ４２・・・・・・吸引キャップ ４　Ｓ　−−−−−・インク条ブロック４５−・・・・
・インクタンク ４６・・・・・・直流モーター ５０・・・・・・作動板 ５５・・・・・・切換弁 ６０・・・・・・ポンプ 以上 場オ（０Ｃ） 市１馬 第２因 ） ３−１ ｊＩ６図 第８図 θ３１９２ 第１１図 ６ 第１２因 （Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 インクジェットヘッドと吸引ポンプを配備し。 この吸引ポンプが前１１ｔＦヘツド内のインク抜き動作
   を、＃虻ヘッド内へのインクの再充填動作を兼ねること
   を％徴とするインクジェット記録装置。