JPS5871170A - 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】

本発明はインクジェット記録＠黄に関し、特に明射ヘッ
ドのノズル目詰り防止万茫に関する。 従来からヘッドのノズル目詰り防止１ｄ、インクジェッ
ト技術の要用化を左右する重点狙項として植々の考案、
改良の提案がなされてきてｂる。そ＝１− の１はインクの改良で蒸発しＫ（いインク又は油性で全
（蒸発しなめインクなどの提案があるが、水性インクで
は蒸発を皆無にすることは不＠靜で、長期間放置で必ず
染料などの固形物が析出して目詰りを起こす。たソそれ
程極端でｌ（常温で１〜２ケ月放置に耐えらすれば実用
上十分とする見解で作られたインクもあるが、この工う
彦インクげ配録紙に印字したときの乾燥時間が遅かった
り、配録紙ににじんで印字品質が劣化するという欠陥が
ある。又油性インクは粘囲が高くヘッドや駆動方法に制
約があること、表面張力が小さくどのような記録紙にも
にじんで印字品質が悪因とＡう欠陥を持って論る。 目詰り防止の第２の方法として、非印字時はノズルをキ
ャップして、ノズルからの蒸発を防止し目詰りを防ぐ方
法があるか、完全なキャップでなければ意味７′＋（な
いこと父、ヘッドと４ンクタンク間にプラス千ツク千ユ
ーブを用りたとキ、プラスチックチューブからインクが
蒸発し、最終的にはヘッド円のインクも蒸発してしまＡ
１最も狭イ部２− 分であるノズルに固形物が残留して目詰りしてしまう。 第３の方法として非印字Ｉ５はヘッド内のインクを蒸発
しても固形物の残らな因液体と置換する方法（＄開昭５
Ｏ−８７８４０）。この方法は確かに目詰りを避けるこ
とがで六るが、インクと液体の置便に際してはインクを
完全に洗論流してしまう必要があるので大量の液体とそ
の排液処理が必要であり、印字開始前には逆に液体とイ
ンクを置換するｆｃ検チューブやヘッドの内壁に付着し
た液体をインクで十分洗い流してやる必要がある。なぜ
なら内壁付着液でインクが薄められるからで、そのため
無駄なインクの消費とやはり大損りな排液処理を侵す。 さらに他の万εとして、非印字時にはヘッド内のインク
を抜いてし１９方法が考えられるが、本発面者らの火験
では、完全にインクを抜Ａてしまえば当然、目詰りの装
置であるインクが無く目詰りは皆無であるし、インクを
抜く方法も具体１しできることが判っている。しかし、
これを商品化す３− るにけ、大量の與品を常に確実に抜（という非常に信頼
性の高い装置にしなければならない。 この点で実用化にむづかしい方法である。 本発明は上述の如（従来例ではヘッドのノズル目詰りを
完全に解消することが困難であるのに対し、目詰りを完
全に回避できるしかも量産性のある装置を提供するもの
で以下、その実施例を図面に基づめで詳説する。 第１図は本発明の一実施例を示す原理構成図であるｎｌ
はインク噴射ヘッドで２はそのノズル面、ヘット−１け
インクタンク６からのインクの供給ヲ受けて記録を行う
が、そのためのインク供給路として図の如（、ヘッド１
−インク導管３−切換弁４−インク導管５−インクタン
ク６の順に配管すれている。切換弁４から分岐した導管
７からは洗浄液を内蔵するタンク８へつながってｂる。 ９は切換弁４からのさらに他の分岐導管で大気に開口Ｉ
−でいる。切４１Ｐ４けへラド１へのインク４管３と■
タンクへの導管５．■洗浄液タンクへの導管７、■天気
への導管９の■又け■との結合を任意４− に切換える切換弁である。１（＋は吸引キャップで、ノ
ズル面２へ着脱可能になってｂる。１１け吸引キャップ
Ｈ１と吸引ポンプ１２の吸引側とを連結する導管で、吸
引ポンプ１２の排出側は導管１２を経て排液タンク１４
に到る。以上の工うな構成になっているが次に動作を説
明すると、印字状態ではヘッド］は吸引ギャップ１０と
解放状態にあり、切換弁４はインク導管３とインクタン
ク６への導管５と接続する状態にあってインクタンク６
からイン〃の供給を受けて所定の記録紙（図示せず）と
対向して印字を行い、非印字時は図のようにヘッド１の
ノズル面２に吸引キャップｌＯが密着される。続いて切
換弁４はインク導管３と大気への導管９と接続するよう
に切換るとともに吸引ポンプ１２が作動する。吸引キャ
ップ１０けノズル面２のノズルと対向して空間部を持っ
ており吸引ポンプ１２が作動すると導管１１を経て吸引
キャップｌ（＋内が負圧となりヘッド１円のインクを吸
い出すとともに導管９がら空気を吸い込む。こうしてイ
ンク導管３とヘッド１円のインクは空気と置換されイン
クは排液タン５− り１４に導びかれる。こうして空気と置換され７′２−
後、切換弁４け洗浄液タンク８への導管７をインク導管
３と接続するよ、うに切換え引き続論て吸引ポンプＩ２
が作動する。この状態では洗浄液タンク８円）洗浄液が
インク導管３からヘッド１へ導ヒカれる。この状態で再
び切換弁４け大気への導管９をインク導管３へ接続する
工うに切換りさらに吸引ボン７”１２ヲ作動してヘッド
１．インク導管３１７］の洗浄液も空気を置換する。即
ち洗浄液を排液タンク１４に排出する。この状態で次の
印字開始迄保持される。 ここでインクと洗浄液について説明しておく。 インクジェット用として適したインクとして本出願人が
提案しているＴ１の如き成分を主成分とするインクをこ
の実施例でも用いて論る。 ・水 ・染料 ・湿潤剤（グリセリン＋エチレングリコール）・　ＫＯ
Ｈ ・尿素 ６− −キレート ・防腐剤 このインクは湿潤剤の作用で水分の蒸発を押え目詰りし
に（（シているとともにＫＯＨ，尿素で印字後の乾燥時
間を速めている。父キレート、防腐剤は沈澱、変色、変
質を押える為の成分である。 又この条件のインクは低粘ｉで表面張力は水に近めもの
が得られるので噴射特性が艮〈又印字品質もにじみがな
（良好でインクジェット用（’して全ての点、で夢求を
満たすものである。しかしながら水分の蒸発、即ち目づ
まりにつ２て云えば、加〜３０℃（常温）以下では湿潤
剤の作用で十分押えられるが、関℃〜ω℃の高温雰囲気
では湿潤剤も蒸発し、水分の蒸発を押えることはできず
、このような雰囲気に長時間放置さｎると上記成分中染
料が固形物として析出し目詰りが起こる。換言すれば上
記成分中染料が含まれていなければ蒸発後固形物は残留
することはなく目詰りも起こらなり０従ってこの染料を
抜いた液を前述の洗浄液とすることができる。 ７− 前述の第１図の動作にもどると、非印字時、先ずインク
導管３とヘッド１内のインクを空気と買換してインクを
排出するが、ここでインフラ完壁に排出で文ればこれだ
けで目詰ｎけ解消できるが、前にも述べたようにし産を
考えると不安が欠きめ。 十４＋時間をかけて排出動作を行えば確実になるが短時
間の空気との置換の場合は、第２図にノズル部の鉱害を
示すが、吸引ポンプ１２を作動して排出動作中は第２図
のＣα）の如（、空気がノズル１５から噴出してその中
には殆んどインクはないが、排出されたインクの一部が
ノズル面２上にインク層１６となって付着している。こ
の状態で吸引ポンプ１２を停止するとこのノズル面２の
インク層１６のインクの一部が毛細管現象によってノズ
ル１５内に逆流する（第２図１ｂ＋１７）、この状態で
特に高温下で放置されるとこのノズル内インク１７の液
体部が蒸発して染料が固形物として残留して目詰りを起
こす。 従って本実施例ではインクを空気と置換するだけで済捷
せず、上述の如（洗浄液をヘッドへ注入してさらにこの
洗浄液をも排出するようにしたが、８− こうすることによって、インクを排出Ｌｆｆ後、第２図
で示した如くノズル内にインク１７が残留しても続いて
洗浄液が注入され、この液によってインクが排出される
ので目詰りの要因となる染料外が排除さｊる。但し、イ
ンク導管３やヘッド１内壁に付着したインク分を完全に
除くにけ多蕾の洗浄液が必要になるが、ここではそれ程
完全を期す必ｖｌはない。引き続すてこの洗浄液をも排
出するからである。この洗浄液を排出する場合において
も、第２図で示したように、この洗浄液を完全に排出す
ることは不可能でノズル内に洗浄液が残留することがあ
る。しかし、この残留洗浄液が蒸発しても染料が析出し
て目詰りを起こすことはない、又この残留洗浄液が蒸発
しても染料が析出して目づまりを起こすことはない。又
この残留洗浄液に内壁に付着してｒたインクが混入した
としても非常にわずかな楡であってその染料の計もイン
クに比して１／１（１〜１／Ｚｏｏ位になって、この相
開の染料がたとえ析出しても目詰りに到る量ではない。 又、洗浄液を排出したことによって次の印字開始蒔、９
− 切換弁４をインク導ｖ３とインクタンク６への導管５と
を接続して吸引ポンプ１２を性別１してヘッド１内へイ
ンクを注入中るが、インク導管３及ヒヘツト°１内は殆
Ｘ７ど空の所へ注入するので−通わ充填することに工っ
て印字を開始することがで＾る。 洗浄液を排しなりでインクを充填すると洗浄液とインク
を完全に置換するには、かなりの普のインクを排出しな
ければならず無駄なインクの消費になる。洗浄液を排出
してお（ことはこのようなインクの浪費を避けるＣとが
できる。さらに洗浄液を前述の如（インクの成分７Ｄ）
ら染料を除ｂ７如（インクと似た液であるので相互の置
伊に際して互に悪影響がでない点灯都合である。この工
りｌ第１図の動ｆ’Ｅけ単純にインクのみを排出する万
疹に比し初雑であるがインクを完全に排出するＶＣは吸
引ポンプを１分間以上作動さぜる必要があるが、本実施
例の動作は夫々の置換に５秒以下で十分でトータルでも
１５秒（らいで済む。 なお上の動作で、インクを排出しに後、洗浄液を注入す
るとしたが、インクを排出せず直接洗浄液を注入してし
〃λる債これを排出する動作に代えＩＯ− ても、安全Ｉｆ′け前者が勝るがそｈ相差は生じなり１
切換弁の構造父は制御を簡略化できる点有利である。 上述の実施例でインクを洗浄液と置換、排出する動作を
駅録装置の印字停止時に行うということでＮＦｒ８口し
て餐たが、必ずしも印字停止ｍに行う必要はなめ。む１
．ろ１日に何ツも印字−印字停止を行う場合なＦ全（無
駄な動作となるば〃）すでなくインク、洗浄液の浪費に
なるので、目詰りが予測さｊる少し前に上の動作を行う
工うにした方が好ましい。この工つな条件設定−例につ
いて以下に述べる。 巨細りが起こる条件としては、［Ｆ］常幅では、長期放
置、■異常高温では１０数時間放置があり、その他の条
件としてインクの凍結を考慮して■インク凝固点以下の
異常低篇放曾か問題となるのでこね、ら■、０．０を考
慮して、印字停止後一定時間経過後、又は異常昼碍、異
常低温に達したときに、インクの洗浄液との一侯、排出
動作を行うことが好ましい。具体例として、印字停止後
５０時間後又は（イ）℃以上、−１＋１℃以下という工
つな条件設定かで＾る。もちろんインクの性質、即ち蒸
発のし易さ、凝固点などでこの工つな設定値を変えるべ
きである。この工うカ条件設定を行うと、印字停止後、
数１０時間後に動作するため、配録装置の電源が遮断さ
れて

【Ａる場合がある。従ってこの１１作を乾市池や、
Ｎｉ−Ｃｄなどの二次電池を内蔵しこれを電源として条
件の検出、置換排出動作全行う工うな構成にするｒとが
好せしい。 本発明は上述の第１図で示した基本構成を具体化すれば
艮（、構成部材の具体（５）構造について制約を受ける
ものではない。しかしながら第１図の構成では、切換弁
が具体化するのに最も困難な部材と考えられるのでこの
切換弁の具体例につき以下説明する。 第３図に切換弁の一実施例であり、（ａｌは断面図、ｆ
ｂｌは正面図である。１８は切換弁国体、１９け出入口
＆、　２０ｆｌ弁パツキンホルダー、２１ｕ：７−ムｆ
ｆ　）弁パツキン、２２はバネであり図のように弁パツ
キンホルダー２（ｌは弁パツキン２１を保持して弁国体
１８内に装着されバネ２２で弁パツキン２１と出入口＆
１９が押圧された状態で組みＶっ千ｒる。出入ロイル１
９には、その中心にヘッドへインク導管を介して接続さ
れる開ロバ、その周縁に同様にインクタンクへの開口２
４．１包への開口す、２７、洗浄液タンクへの開口２６
が設けられており、弁パツキン２１には図の如（中心の
開口ｚ３と周縁の開口２５　、２６　、、２７の１つと
を接続するガ路溝四が設けられてｂる。 図の状態ではへ′ソドへの開口おとインクタンクへの開
口調が接Ｕ「され左状態にあｌ’ｌ　（ｌｉ２の開口５
，２６．２７１７Ｂ’？Ｉうｉでいる。弁ハラシンホル
ダー加の尾部四を師」転すると、流路溝あの位置が変わ
り、その回転の９０°毎にヘット”への開口ｎと接続す
る開口が開口２４から開口δへさらに回転すると開口２
６へ１．さらに開口ｎそして元の開口２４と１１１次Ｗ
ｊ続する開口が変化する。従って印字時は図の位置で保
持しインクタンクからのインクをヘッドへ供給できる。 【うにし、洗浄液との齢を排出に際しては、先ス弁パツ
キンホルダー２０を９０°回転してヘット内のインクを
排出（−統Ａで９０°回転して洗浄液を注入してさらに
９０°回転１．て洗浄液を排出する。 この状態で次の即字開始着で保持する。そして印字開始
直前にはさらに９０°回転してインクをヘッド内に充填
して印字を開始する。この工うに第３図の切換弁は第１
図の構成に適用することができ−Ｉ；う− る。 第４図は切換弁の他の妻施例であってその（α）は構造
図、ｌｂｌ　、　Ｉｃｌｉｊ作動図である。第３図の切
換弁ｂロータ１１一式であったのに対してこの切換弁は
スライド式であって弁国体３０内をスライＪ’　−３１
カスライドすることによって切換を行う。 ３２　Ｈ弁パツキンホルダーでゴム製の弁バ・ンキン３
３を保持しているバネ讃で弁国体加の内面に弁／＜・ン
キン３３を押圧する工うにスライダー３１内に装着され
ている。弁国体加にはヘッド、インクタンク。 洗浄液への開口として夫々開口３５　、３６　、３９が
スライダー３１のスライド方向と平行に直線上に並んで
設けられている。国体加の内側のみへの開口３７は開口
３６と開口３９の間に設けられ、国体３０の内側に湾曲
する溝３８で開口３５に流路としてつながってｂる、弁
パツキン３３には夫りの開口３５　、３６　、３７　、
　：３９の接続を変える流、路溝４０が設けられ、図１
ａ＋の如くスライダー３１が右端にあるとき開口；３６
と開口３７が接続されている、この状態はヘッドとイン
クタンクが接続してＩ八るので印字状態にある、スライ
ダ１４− −３】が左方へ移動子るに従論順次接続する開口が変化
するがこの模徒を図（ｂ）、　ｆｃｌで飲明する。図１
ｂ１は弁パラギン３３が左方へ移動し、開口３７と開口
３９を接続し、開口３６は閉じられた状態であり、この
状態で吸引ポンプを作動させることに工っで洗浄液ヲヘ
ッドへ注入することに１ってインクとｆｊＨＪできる、
さらに弁パツキン３３が左方へ移動すると流路溝４０ｉ
ｊ開口３９のみと対向する位置になり、開口３５の国体
３０円が弁パツキン３３から解除される、即ちヘッドへ
つながる開口３５は火気に開放されるので、洗浄液を空
気で排出することができる。従ってこの状態で印字開始
まで保持し、印字開始直前にはスライダー３１を右婦ま
で移動して図ｆｃＬ）にもどしてインクをヘット−に注
入して引き続いて印字ヲ行う。この弁の場合、インクの
洗浄液とノ置換と排出１ｒ＋作を行うと＾、スライダー
を′＃動させ図１ｂ１の位置で止め続すで移動して図（
Ｃ）で停止する工うに弁制御を行ってもよいが、吸引ポ
ンプを作動させながらスライダーをゆつ（り図１ｃｌの
位置まで移動す力、ばその中間のＩｈ）位置では洗浄液
がヘッドへ供給されるので所期の目的を達成ｆ％る。、
この場合は、図１ｂ１の位＄”で止めるための位置検出
器が不要になり、弁制御も節単になる点有利である。 第５図は本発明の佃の実施例と【、″″ｒｒ複数ッドを
有するカラー記録装置に適用した構成図である。４７　
、４２　、４３１１−ｒイン〃噴射ヘッドで、夫々イエ
ロー、シアン、マゼン汐のインクを内蔵するインクタン
ク伺、　４５　、４６からのインクの供給を受けてカラ
ーａｅ録を行うものであるが、夫々のヘッド４１、４２
　、４３へのインク導管４７　、４８　、４９ｉｊ切換
弁５１を経て夫々のインクタンク４４　、４５　、４６
へ接続されて力る。切換弁５０はインク導管４７　、４
８　、４９をインクタンク伺、　４５　、４６へ接続す
るか洗浄液５２への導管５１へ接続するか、大気への導
管５３へ接続するかを切換える弁である。５４．５５．
５６は夫々ヘッド４］　、　４２　、４３のノズル面と
任意に着脱できる吸引ギャップでこれらの吸引キャップ
５４．５５゜５６は導管５７から吸引ポンプを経て排液
タンク５９に接続されている。第１図と比較【２ても判
る工うに各部材σ第１図のものと目１じ機Ｈヒを持って
おり動作も第１図とほぼ同様である。但し３個のヘッド
の為に第１図の装置を３倍持つ必要けな（吸引ポンプ５
８、排液タング５９、洗浄液５２は３個のヘッド共通に
使えるし切換弁も例えば第４図の弁をスライダー内に３
組の弁パツキン、開口を持つ型式に政令することに工っ
て１つの動作ＴＪ３組の流路を切換えることがで＾るの
で３個のヘッドを持つとけ論え置換及び排出のための装
置は非常に簡略化できる。 以上、、実施例にもとすき詳説して六だが本発明は実施
例で述べたものに限定されるものでは′ｆｘ（。 ヘッドの種類、切換弁、吸引ポンプの具体例について限
定されるものではないし、インク、洗浄液酵換、排出条
件につめても前述の例に限定されない。 本発明はあらかじめ設定した条件に達したときヘット内
のインクを洗浄液と＃を換しさらにこの洗浄液を排出す
ることに１ってヘッドノズルの目詰りを１００％完壁に
解消することに成功したもので、これに工りインクジェ
ットの持つ信頼性にか１７− かわる最大の欠点を解決し、その要用化にとって非常に
有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す目詰り防止機構の構成
−、第２図はヘッドノズル部の拡大図、第３図、第４図
は第１図に用い・る切換弁の例を示す図、第５図は本発
明の他の実施例を示す図である。 １・・ヘッド　　　　４　ｍ　ｍ切換弁６・参インクタ
ンク　８−−洗浄ｉタンクｌＯ・・吸引キャップ　１２
・・吸引ボンア１４・・排液タンク 以　　　上 出願人　信州稍器株式会社 株式会社諏訪精工舎 代理人　弁理士最　上　　務 １８− （０） （ｂ） 第２図 ９ （０１ ５ （ｂ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インクジェットヘット°のノズルエリインクを噴射して
   記録を行なうインクジェット配録装置において、あらか
   じめ設立した条件に達したとき、前記インクジェットヘ
   ッド内に記録用インクに代えて洗浄液と置換し％　Ｍｍ
   て前Ｐインクジェットヘッド内に火気中の空気を流し込
   んで前記インクジェットヘッド内の洗浄液を排出するこ
   とを特徴と−ｔ−ルインクジェット記録装置。