JPS5945161A

JPS5945161A - インクジェットプリンタのノズル乾燥防止方法

Info

Publication number: JPS5945161A
Application number: JP15610082A
Authority: JP
Inventors: Takao Kobayashi; 隆男小林
Original assignee: Seiko Epson Corp; Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp; Epson Corp
Priority date: 1982-09-08
Filing date: 1982-09-08
Publication date: 1984-03-13
Also published as: JPH0452219B2

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、電卓やコンピュータの端末機器等に用いられ
るプリンタに於いて、特にインクジェットヘッドを搭載
したプリンタのインクの乾きゃ目詰り、汚れ等を防止す
る手段に関するものである。

従来よりインクジェットヘッドを搭載したプリンタは、
数多く商品化されているが、高い信頼性を確保するため
に、高度な技術を擁して複雑な機構になっている。特に
インクジェットヘッドは、インクの乾き、目詰り、ノズ
ルの汚れ、ノズル内への気泡混入等独特の問題点をかが
えており、この問題点解決がプリンタの信頼性を決めて
いるといってもよい。すでに商品化されているものでは
、インクの種類やインクジェットヘッドの構造、ノズル
キャップ等に工夫をこらしているものの、複雑な機構と
なっている。

従来のインクジェットプリンタでは、上記問題を解決す
るために、例えば、特開昭５２−２１８３２や特開昭５
２−１０４９２６、特開昭５４−４８２３８、特開昭５
５−１０１４６３のようにジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、グリセリン等の高沸点溶剤をノズ
ルの乾き等を防止する湿潤剤として用いている。しがし
これらの溶剤は、蒸発しにくいというものの、６５℃以
上の高温においては、わずかずつ蒸発していく。

そのためこれらの溶剤は、定期的に補充していがねばな
らない。また貯蔵タンク専有して、わずかずつ補充して
いく場合でも、機構が複雑になり、大きなスペースも必
要とし多くの欠点を有していた。

本発明は、これらの欠点を除去するため、ノズルキャン
プとインタジェットヘッドのノズル先端面を一部空隙を
設けて圧接し、その空隙にインクジェットヘッドより噴
射されたインクを満し、さらにノズルキャップ解除後、
ノズル先端面をクリーニングすることを特徴とする。

その目的は、ノズルでのインクの乾き、目詰り、気泡混
入等を防止するために、特別の湿潤剤を用いるかわりに
、インクを用いることによって、機構を簡単にし、高信
頼性のプリンタを提供することである。

以下に本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明のプリンタ１の全体を示す部分断面の平
面図である。２は印刷手段で２色の印刷を行なう一対の
インクジェットヘッド３に、タンク４，５が搭載されて
いる。印刷手段２は、印刷紙乙に平行に往復運動し、−
行づつ印刷していく。

７は印刷手段２を往復運動させる駆動源としてのモータ
であり、紙送りドラム８の内側に位置している。９はモ
ータ７のモータ軸１０に取りつけられた歯車であり、１
１はモータ歯車９がら力を受けて回転する歯車で軸１２
に支持されている。歯車１１には外周に溝１１ａがあり
、一部を固定して０−７’１３が巻かれ、さらにロープ
１３は、フレーム１４の底部裏側に配置されるプーリ１
５゜１６．１７に巻かれて張られる。さらにロープ１６
の一部は印刷手段２に固定されている。紙送りドラム８
の一端内周８αにはモータ１８の力を伝達されて回転す
る回転軸１９が挿入され、両者の間にはコイルバネ２０
が配置されている。また回転軸１９には、ノズルキャゝ
ツブ２１が挿入され、両者の間にはコイルバネ２２が配
置されている。ノズルキャップ２１は円筒状の回転部材
で、枠２３に弾力性を有する部材２４が挿入された構造
になっている。印刷手段２には、板バネ２６が固定され
、さらに板バネ２６に永久磁石２７が固定される。永久
磁石２７は、印刷手段２が図左端Ａに位置した時二点鎖
線フレーム１４の端面１４αに吸着するが、その１４α
には電磁石２８が配置される。

以上簡単にプリンタ１の構造を述べてきたが、この動作
について詳しく説明する。

印刷手段２は、主としてインクジェットへラド３（第３
図に示す）とタンク４，５から構成される。

第３図に示すインクジェットヘッド３は、インクオンデ
マンド型インクジェットヘッドで、圧電素子２９に高電
圧を印加することにより、ノズル３ａよりインクを噴射
させて印刷を行なう。インクはタンク４または５に貯蔵
されている。印刷手段２は、モータ７の駆動によって、
歯車９，１１、ｐ−プ１３を介して、印刷紙６と平行に
移動する。

モータ７は、パルス入力によってステップ状の回転運動
するパルスモータで、印刷手段２も、モータ７に同期し
て往復運動を行なう・次に第１図、第２図を用いて紙送りについて説明する。

紙送りドラム８は、外周にゴムリング３１．３２を挿着
し、紙押え板３６（第２図に示す）との間に印刷紙６を
挿入して紙送りを行なう。

紙送りドラム８の一端内周８αには、モータ１８の力を
伝達されて回転する回転軸１９が挿入され、両者の間に
はコイルバネ２０が配置されている。

第２図は紙送り動作を示す側面図である。回転軸１９と
コイルバネ２０は密着状態にあり、コイルバネ２０の一
端２０αは、紙送りドラム８の切り欠き部８ｂに係合し
ている。モータ１８の回転により、回転軸１９は、矢印
Ａの方向に回転する。

コイルバネ２０はバネクラッチの働きをし、回転軸１９
に巻きつけられ、コイルバネ２０の２０ａが紙送りドラ
ム８の切り欠き部８ｂを引っかけて、矢印Ｂ方向に回転
させる。それによって印刷紙６は所定の量だけ矢印Ｑ方
向に送られる。モータ１８は前記士−夕７と同様なパル
スモータである。

モータ１８が第２図と逆に時相方向回転した場合、回転
軸１９とコイルバネ２０との密着がゆるみ、両者の間で
滑りを生ずる。よって、モータ１８の回転は、紙送りド
ラム８に伝達されない。同様に印刷紙６を第２図矢印Ｃ
方向に引き出す場合も、コイルバネ２０と回転軸１９の
間に滑りを生じモータ１８に力を伝達させることなく、
軽い力で引き出すことができる。

次にノズルキャップについて第１図、第３図。

第４図、第５図を用いて説明する。第５図の斜視図に示
すようにノズルキャップ２１は円筒状の回転部材で枠２
３に弾力性を有する部材２４が挿入されている。前述の
紙送り機構同様、回転軸１９とコイルバネ２２は密着状
態にあり、コイルバネ２２の一端２２αは、枠２３の切
り欠き部２６αに係合している。モータ１８の回転によ
り回転軸１９は、第３図矢印りのように時計方向に回転
する。コイルバネ２２はバネクラッチの働きをし、回転
軸１９に巻きつけられ、コイルバネ２２の端部２２αが
枠２３の切り欠き部２５ａを引っかけて、矢印Ｅ方向に
回転させる。それによってノズルキャップ２１は矢印Ｆ
方向に回転する。また紙送り時は、第２図のように反時
計方向に回転するが、この場合、回転軸１９とコイルバ
ネ２２との密着が緩み、両者の間で滑りを生ずる。よっ
て回転軸１９の回転はノズルキャップ２１に伝達されな
い。

部材２４の外周にはクリーナ２４αと凹部２４ｂがある
。印刷手段２がＡの位置（第１図に示す）にあるとき、
ノズルキャップ２１の矢印？　方向への回転によって、
クリーナ２４αがインクジェットヘッド３のノズル６ａ
、３ｂの先端面をこすってクリーニングする。次にイン
クジェットヘッド３のノズル３α、３ｂの先端面が、ノ
ズルキャップ２１に押圧された状態を第４図に示す。ノ
ズル３α、３ｂの先端面は、ノズルキャップ２１の四部
２４ｂによって一部空隙を保ぢながら押圧される。空隙
は、約１５μｔの容積で、インクジェットヘッド６のノ
ズル３αまたは３ｂより噴射されたインク３０が満され
ている。このインクの組成は、染料　　　　　　　　　・・・・・・　２　　ｗｔ％界
面活性剤　　　　　　・・・・・・　０．５　ｗｔ％グ
リセリン　　　　　　・・・・・・１２ｗｔ％エチレン
グリコール　　・・・・・・２８ｗｔ％水　　　　　　
　　　　　　　　　・・・・・・５７ｗｔ％からなる。

弾力性を有する部材２４は、ガス透過率及び吸水率が小
さく、また硬度がショアＡ、　１５〜３０で非常に柔ら
かく、５０１以上の押圧で、空隙部は外気と全く遮断さ
れる。

第５図は、ノズルキャップ２１の斜視図である。

四部２４ｂは第１図に示す如く、２色の印刷を行なう一
対のインクジェットヘッド乙のそれぞれに対応するよう
２つの四部からなる。そのため第４図のように、インク
ジェットヘッド６のノズル３α、３１＋とノズルキャッ
プ２１との抑圧状態においては、一対のインクジェット
ヘッド乙のインクがそれぞれ混り合うことはない。

次に第６図及び第７図、第８図で、クリーニングについ
て説明する。インクジェットヘッド３とノズルキャップ
２１との押圧が解除され、第６図に示す如く、ノズルキ
ャップ２１が矢印Ｇの方向に回転する。クリーナ２４α
はインクジェットヘッド６のノズル３α、３Ｆ）の先端
面をこすってクリーニングする。この時第３図に示す圧
電素子２９αに高電圧を印加してノズル６ｂよりインク
を噴射させる。この噴射方法としては、印刷用のノズル
と同様にインク粒として噴射させる方法、印刷用のノズ
ルより大きなインク粒として噴射させる方法、インク粒
というよりも、ノズルより流れるようにする方法等があ
るが、本実施例では３番目のインクが流れ出る方法にし
た。この時の条件は、縦５語、横１０語、厚さ０．２ｇ
の圧電素子２９αに、約５０’Ｖの電圧を１包８印加、
１　ｒｎｓオフを繰り返すよう制御する。またノズル３
ｂの先端断面は、１辺が０．２１１３の正方形である。

これによりノズル３ｂより噴射されたインクは、＠７図
の如く、ノズル３ｂの先端面にたまる。矢印Ｇ方向に回
転するノズルギャップ２１のクリーナ２４αは、インク
を押し流しながら、ノズル３ａの先端面をクリーニング
していく。ノズル３ｂからは、さらに新しいインクが流
れ出されるためクリーニングを繰返すことによって、ノ
ズル３ａの先端面に付着した粘度の高いインク、乾燥し
たインク、ゴミ、はこり等が完全にクリーニングされ、
インクジェットヘッド３の適正な性能が確保されるよう
になる。この時、ノズル３ｂのがわりに印刷用のノズル
３αからインクを噴射しながらクリーニングを行なって
もよい。

次にインクジェットヘッド３の内部に万一気泡が発生し
た場合とか、ノズル３αのインクの粘度が上がった場合
は、ノズル３α及びノズル３　ｂノ両者からインクを噴
射させながらクリーニングを行なう。これは、わずかず
つノズル３αからにじみ出るインクが、クリーナ２４α
ですき取られ、噴射とクリーニングを繰り返すことによ
って、インクジェットヘッド３の内部の気泡や粘度の上
がったインク等が出され、完全に印字可能な状態に回復
されるからである。ノズル端面をったって落ちるインク
は流路３ｃを通じて廃液タンク（図示せず）へ集める。

またノズルキャップ２１に付着したインク、汚物等は、
多孔質部材２５によって取り除かれる。

この多孔質部材２５は、第８図に示す如く、タンク４，
５と一体に組み込まれており、タンク４゜５の交換と同
時に交換されるため、交換の毎に新しくなり、ノズルキ
ャップ２１に付着した汚物を確実に取り除くことができ
る。また一対になったインクジェットヘッド３のそれぞ
れに多孔質部材２５が設けられているため、たとえ２色
印刷を行なう場合でも、それぞれのインクが混色するこ
とはない。ノズルキャップ２１の外径は６０鵬、回転数
は１００〜５００　ｒ、ｐ、ｍ、である。

次に第９図、第１０図を用いて、ノズルギャップ２１と
インクジェットヘッド３との押圧機構について説明する
。ノズルキャップあるいはクリーニングするために印刷
手段２は、第１図におけるＡの位置まで移動してくる。

この時、フレーム１４の１４ａに取り付けられた電磁石
２８に、永久磁石２７によって形成される磁界とは逆の
磁界が発生するように通電させる。印刷手段２の板バネ
２６の一端２６αに固定された永久磁石２７はフレーム
１４の１４αに吸着されることはなく第９図のような状
態を維持する。電磁石２８の通電を切ると、永久磁石２
７は第１０図の如く透磁性のフレーム１４の１４αに吸
着する゛。その時の吸引力は２００〜３００２である。

印刷手段２は板バネ２６を介して、軸３４を中心に回転
する。インクジェットヘッド３のノズル３αの先端面は
、ノズルキャップ２１に押圧される。インクジェットヘ
ッド６のノズル３αの先端面の表面あらさば、２μｍ以
下であり、部材２４は弾性を有し、硬さがショアＡ１５
〜６０のため、５０２以上の押圧により、両者は確実に
密着される。

次にノズルキャップ２１とインクジェットヘッド３の押
圧を解除させるには、前述同様、電磁石２８に通電し、
フレーム１４の１４αに永久磁石２７と逆の磁界を形成
させてやることにより、永久磁石２７を引き離す。印刷
手段２は板バネ２６の２６　、ｂにおけるバネ力によっ
て、軸３５に確実にガイドされるまで回転し、第９図に
示す状態になる。印刷手段２が、第１図のＡの位置から
離れると、電磁石２日の通電を切っても第９図のような
状態を維持し続ける。

以上、各機構の動作について説明してきたが、プリンタ
１の全体の動作を説明する。まず印刷はモータ７に通電
して、印刷手段２を移動させる。

印刷のタイミングは、モータ７へのパルス信号と同期さ
せながら行なう。紙送りは印刷終了後、モータ１Ｂに通
電して所定量送る。印刷終了後、長時間印刷を行なわな
い場合、あるいはプリンタの電源を切る場合には、印刷
手段がＡの待機位置まで移動する。この時、電磁石２８
に通電し、印刷手段２に搭載される永久磁石２７とは逆
の磁界をかけ、永久磁石２７がフレーム１４の１４αに
吸着されないようにする。印刷手段２が確実にＡの待機
位置にきた時、電磁石２８の通電を切る。永久磁石２７
はフレーム１４の１４αに吸着し、第１０図のようにキ
ャッピングされる。次に印刷を開始したい場合は、電磁
石２日に通電し、印刷手段２を第９図に示す状態にし、
モータ１８を紙送り時とは反対方向に回転させる。そし
てノズルキャップ２１を回転させて、圧電素子２９に高
電圧を印加して、ノズル６αよりインクを射出しながら
クリーナ２４αでインクジェットヘッド６のノズル３ａ
端面をクリーニングし、その後、印刷手段２をモータ７
に通電して移動させ、印刷を開始する。印刷手段２がＡ
の位置を離れたら電磁石２８及びモータ１８の通電を切
る。後の動作は前記の通りである。また印刷の途中でイ
ンクジェットヘッド３のノズル３αにゴミ等付着した場
合、印刷手段２をＡの待機位置に移動させて、電磁石２
８とモータ１８を通電し、インクジェットヘッド３より
インクを射出しながら、クリーニングすることができる
。

本実施例では、円筒状の回転するノズルキャップ２１で
あるが、ベルト状に回転させても、また板状のノズルキ
ャップを往復運動させるノズルキャップでも容易に可能
である。

以上、本発明の実施例について詳しく説明してきたが、
本発明のプリンタの特徴はノズルキャップとインクジェ
ットヘッドのノズル先端面を一部空隙を設けて圧接し、
その空隙にインクジェットヘッドより噴射されたインク
を満し、さらにノズルキャップ解除後、ノズル先端面を
クリーニングすることである。

従来使用されている溶剤、湿潤剤等は、蒸発しにくいと
いうものの、６５℃以上の高温では、わずかずつ蒸発し
ていくために、定期的に補充していかねばならず、その
ための貯蔵タンク等が必要となり機構が複雑であった。

本実施例の如く、インクジェットヘッドより噴射するイ
ンクを湿潤剤として使用することにより、湿潤剤の貯蔵
タンク等を設ける必要もなく、またキャッピング毎に空
隙部に新しいインクを供給することにより、常に粘度が
一定に保たれる効果がある。

さらに、ノズル先端面を直接押圧するのでなく空隙部を
設けることによって、ノズル先端面を保護し、ノズルの
流路に傷をつけたり、汚物を付着させたり、薄膜等を形
成したりすることがない。

さらにノズル先端面のクリーニングをすることにより、
湿潤剤の役目をしたインクが排除され、インクジェット
ヘッドの適正な性能が確保され、信頼性が上がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図である。第２図は紙送り機構を示す側面図、第３図、第４図はイ
ンクジェットヘッドのキャッピングを示す側断面図で、
第５図がノズルキャップの斜視図、第６図がノズルキャ
ップのクリーニングを示す側断面図であり、第７図はノ
ズル付近の詳細図である。第８図はタンクの斜視図であ
る。第９図、第１０図はキャッピングの動作機構を示す
側断面図である。１・・プリンタ　　　　　２・・・印刷手段６・・・イ
ンクジェットヘッド３α、３ｂ・・・ノズル４．５・・・タンク　　　　６・・・印刷紙１４・・・
フレーム２１・・・ノズルキャップ２４・・・（弾力性を有する）部材２４α・・・クリーナ２４ｂ・・・四部（空隙）２５・・・多孔質部材２７・・・永久磁石　　　　２８・・・電磁君恩　　上出願人　　エプソン株式会社代理人　　弁理士最上　務第２図第４日ツム第５図マ第６図第７日第８図第９図第１０因

Claims

【特許請求の範囲】

インク滴を噴射して印刷を行なうインクジェットプリン
タにおいて、ノズルの形成されたヘッドの待機位置近傍
に配され前記ノズルと対向する部分に空隙を有しノズル
端面に選択的に圧接するノズルキャップを有し、前記ノ
ズルからインクを噴射し前記空隙内にインクを満たした
後、前記ノズルキャップを前記ノズル端面に圧接し、前
記空隙内のインクによって前記ノズルを覆うことを特徴
とするインクジェットプリンタのノズルキャッピング方
法。