JPS6079961A - インクジエツトプリンタの気泡排出装置 - 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】 本発明は例えばオンデマンド型印字ヘッドを用いたイン
クジェットプリンタの気泡排出装置ｉｆに関するもので
ある。

オンデマンド型の印字ヘッドの弱点ｔま、印字ヘッド内
に気泡が発生または混入すると、ｒＭ、φ素子を駆動し
てインク室を加圧しても、気泡のためにその圧力が減衰
して、正常なインク粒子が発生しないことである。この
様子を第１図及び第２図を用いて説明する。

例えばシリコンからなるダイヤフラム板１に／／、“１
部を設け、例えばガラスからなる基板２と貼り合せるこ
とにより、イック室３、ノズル４、導出油路５、共通イ
ンク室６及びインク導入孔７のインク流路を形成する。

インク室３をωうダイヤフラム板１の薄板部がダイヤフ
ラム８で、この上部に接着剤９によって電歪素子１ｏが
接合されている。

上記のような横進の印字ヘッドは、インク導入孔７、共
通インク室６を介して、複数個のインク室３にインクが
満される。今、図示されていない手段により、電歪素子
１０に、第２図の矢印方向に収縮ｒるような駆動電圧を
加えると、ダイヤフラム８は下側に凸となる変形を行い
、インク室３の体積を急激に減少させる。この時に発生
するインク圧は、導出流路５で増幅されて、ノズル４よ
リインク粒子１１を噴出させる。

ところが、インク室３、ノズル４及び導出流路５に気泡
が入っていると、気泡によって・インク圧は減衰させら
れ、インク粒子１１の噴出速度がいちじるしく減少した
り、全くインク粒子１１を噴出しなくなる。従って印刷
品質が悪化したり、印刷が不能になったりする不都合を
生ずる。

印字ヘッド内に気泡が入る原因は次のように考えられる
。

（１）インク導入孔７かも供給されるインクに気泡が混
入している。

（２）印字ヘッド内のインク内に溶存している空気が、
温度の変化や振動によって気泡に変る。

（３）長時間放置したり、振動などにより、ノズル４か
ら気泡が混入する。

（１）の場合には、エアトラップを設けて印字ヘッドに
気泡が入るのを防止できる。（２）の場合には、インク
に溶存している空気をできるだけ除去することによって
発生頻度を低くすることはできるが、完全ではない。（
３）の場合には、プリンタを長期間使用しなかったり、
移設時印字ヘッドに振動を与えたりすることは、あり得
ることなので、気泡混入は避けられないと考えねばなら
ぬ。一旦混入した気泡を排出する方法は種々提案されて
いる。すなわち、インク導入孔７より加圧されたインク
を供給し、インクと一緒に気泡をノズル４から流し出し
たり、あるいはノズル４部を負圧にし気泡を吸い出す方
法があるが、後者の方法が気泡を容易に排出できると経
験的に言われている。負圧にするためには、自動または
手動の真空発生装置が必要である。しかし、自動のもの
は高価である。手動のものはその都度真空発生装置を操
作する面倒があるし、または印刷品質が悪化した時、は
じめて真空発生装置をやむなく操作することに彦るので
、常時良好な印刷品質が得られない。

従って、安価な自動の真空発生装置を用いて、自動的に
気泡を排出する方法が必要であった。またオンデマ／ド
型の印字ヘッドのもう一つの弱点社、ノズル端面でのイ
ンク乾きによるノズル目詰りである。インクの改良やイ
ンク乾き防止装置によりノズル目詰抄は防止できるよう
になってはいるが、ノズル端面に湿った蒸気を意図的に
供給することをしていないので、完全とけ言えない。確
実なノズル目詰り防止装置がオンデマンド型インクジェ
ットプリンタを実用化するためには必要であった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、安
価、簡便な真空発生装置を用いて自動的に気泡を排出し
、印刷品質及び信頼性の向上を実現するものである。

本発明は、真空発生装置を、キャリッジがホー／、ゼＳ
ンシ、ンｖｒ臣ス曲の齢作惨ヂ１１田１イｈ劇１嘘訃て
負圧を作り、ソレノイドバルプをＩＩＩいて一定時間前
記負圧を印字ヘッドに加えて気泡を排出できるように工
夫したものである。。

以下実権側図面を参照して本発明を説明する。

印字ヘッド２０はキャリッジ２３に搭載さ１１ている。

図はキャリッジ２３がホームボジショノに停止している
ものとする。キャリッジ２３はサイドプレート１９に支
持されたガイドシャフト２１．２２を摺動して、第３図
では左右に往復運動をする。連続して印刷している時は
キャリッジ２３１１用紙３４の左端を少し過ぎた位置で
停止し、右方に方向を変える。印刷を終了すると、キャ
リッジ２３は図で示すようにホームポジシηノに来て停
止する。キャリッジ２３はベルト支持部で歯付ベルト２
４と連結されている。歯付ベルト２４　ｉｉ図示しない
駆動装置と連結しており、キャリッジ２３を左右に駆動
する。プーリ２５１−ｔプーリシャフト２６で支持され
、歯付ベルト２４に適度なデフジョンを与えている。ノ
ズル４の端面に対向してキャップ２７が配置されている
。キャップ２７と印字ヘッド２０の合せ面は気密を保持
できるように、圧縮バネ３１でキャップ２７を印字ヘッ
ド２０に押し付けている。キャップ２７はピン２８のま
わりに回動する。ソレノイド３ｏを駆動すると、キャッ
プ２７は印字ヘッド２ｏがら離れる。

キャップ２７にはチューブコネクタ２９が取り付けられ
ている。キャップ２７の内容ＭＲヲＶａで表わす。プラ
テン３２はプラテンシャフト３３で支持され、該シャフ
ト３３は図示し々い駆動装置で駆動され、プラテン３２
を矢印方向に回転させる。

用紙３４はプラテン３２に巻き付き、ピンチローラ３５
により押されて矢印方向に送られる。３６はピンチロー
ラシャフト、３７はピンチローラ３５をプラテン３２に
押し付けるスプリングである。図示し外いベースプレー
トには真空発生装置５０が取り付けられ、キャリッジ２
３の底から下方に延びた押し板２３Ｐが、キャリッジ２
３がホームポジシロンに来る少し前から真空発生装置５
０のピスト／ロッド５６を押すようになっている。

真空発生装置５０の構造を第５図、第６図で説明する。

シリンダ５１内を０リング５３を介してピストン５２が
摺動する。ビストノ５２には孔５２Ｉ（が設けられてお
り、鎖孔５２ＨＩＩよシート５４で覆われている。該シ
ート５４はピン５５によってピスト１５２０頭部に取り
付けられている。

シート５４は復帰バネ６２との干渉を避けるだめに溝部
５２Ｇ内に入っている。シリンダ５１にはキャップ５８
が気密を保つように接合されている。

キャップ５８には孔５８Ｈが設けられ、チューブコネク
タ６０が取り付けられている。シート５９は孔５８Ｈを
覆うように図示しないピンでキャップ５８に取り付けら
れている　ピストン５２と一体のピストンロッド５６は
Ｏリング６１を介してキャップ５８を貫通している。ス
プリングケース６３には復帰バネ６２が入り、ピストン
５２を常に右方に押している。ストップリング５７はピ
ストン５２が右に寄りすぎるのを防止するためにピスト
ンロッド５６に設けられている。スプリングケース６３
はネジ６５によってシリンダ５１に装着され、その下方
にはチューブコネクタ６４が取りＵけられている。

第７図に部品相互の接続を示す。ボトル７１の中には湿
潤液７２が入っており上部は湿った蒸気で満されている
。チューブ７３の端は大気に通じ、下端は湿飼液７２の
中に入っている。チューブ７４はポル）７１の上部から
２位置３方弁であるソレノイドパルプ７０に至る。図は
ソレノイドパルプ７０を駆動していない状態を示す。チ
ューブ７４はソレノイドパルプ７０を経てチューブ７５
に通じ、チューブ７５はキャップ２７のコネクタ２９と
接続されている。一方ソレノイドパルプ７０のもう一つ
の接続口にはチューブ７６が接続され、真空発生装置５
０のチューブコネクタ６０に至る。一方チューブコネク
タ６４にはチューブ７７が接続され、チューブ７７の他
端はドレンバッフ８に至る。７９は廃液で自然蒸発する
かまたはドレン７８から捨てられる。

第８図、第９図を参照して動作の説明をする。

す、ソレノイド３０が駆動されてキャンプ２７を印字ヘ
ッド２０から自１！す。次いで図示しないキャリッジモ
ータが動作してキャリッジ２３を右方向に約１（１ｗ＃
’Ｊど移動さ亡、停止して左方向に、浮動する。この間
にピスト１５２（ま復帰バネ６２により右側に戻ってい
る。ホームポジシロンの手前５〜６−のところから押し
板２３ＰがＪ′１−空発生’Ａ　！Ｐｉ’５０のビスト
ノロッド５６を押し始め、ピストン５２の右側の容積Ｖ
ｏにインクが満されていれば、ピストン５２が左側に寄
ると右側の増えた容４ｊｔ　Ｖｐ（ＶＲ＞　ＶＯ）は水
柱Ｊ　Ｏｍ、　（１気圧）近い真空にすることができる
。ｌ真空によってピスト１５２が４１方に吸引される力
と復帰バネ６２の力と摩擦力とを加えた力がキャリッジ
２３を駆動すＺ・キャリッジモータの力より小さく設計
されていることは勿論である。

キャリッジ２３がホームポジシロンに来て１５−市する
と、キャップソレノイド３０の励磁を切り、圧縮バネ３
１によってキャップ２７を印字ヘノ１゛９　ｎ　Ｖｆｉ
ｌｌ　ｌ　Ｉ＋　１ｒＦＬ　’　？　＞でゾ１ノノイＬ
−ノ：　ｎ、　’７’　７　／１をＴｐ時間動作させて
から励磁を切る。このＴＰ時間内に次のことが行われる
。すなわちキャップ２７の容積Ｖｏのために真空発生装
置５０とキャップ２７がソレノイドパルプ７０の動作に
よってつながると、ｖＲとＶＣとの差によって、キャッ
プ２７内の負圧は水柱２〜３ｍとなり、との負圧によっ
て印字ヘッド２０内の気泡を排出できる。

１０秒＆Ｉｆｆで印字ヘッド２０内の気泡は全て確実に
排出されることは実験的に確められている。従って、Ｔ
Ｐは約１０秒に設定される。ソレノイドパルプ７０の励
磁が切られるとキャップ２７内はボトル７１を介して大
気圧に戻りプリンタを準備光状態とし、何時までも印刷
動作をさせることができる。ＰＲＩＮＴＳＷを押せば、
キャップ２７はソレノイド３０により印字ヘッド２０か
ら離され、ブリ／りは印刷に入る。キャリッジ２３が右
方に＄動すると、ビストノ５２は復帰バネ６２によって
右方に押し戻される。そしてピストン５２の右方に吸い
とられたインクは孔５２Ｈからピストン５２の左方に出
て、スプリングケース６３内に貯る。次にキャリッジ２
３がホームポジションに来た時ビストノ５２によってス
プリングケース６３内のインクはチューブコネクタ６４
から排出され、ドレンパン７８に落ちる。上述したよう
に連続１１１１＋作している時は圧力発生装置５０を動
作させない。

次に目詰り防止の動作を述べる。印刷を終了するために
ＰＲＩＮＴＳＷを押す。キャリッジモータはキャリッジ
２３を左方向に移動させ、ホームボジショ／手前５〜６
Ｗ＋のところから押し板２３Ｐが真空発装置５０のピス
トンロンド５６を押し、キャリッジ２３をボームポジシ
ー４ノに停止させる。

そしてキャップンレノイド３０の励磁を切って、キャッ
プ２７を印字ヘッド２０に押し付け、ソレノイドパルプ
７０をＴｖ時間動作させる。Ｔｖはギャップ２７内を負
圧にするだけの短時間すなわち１秒程度である。Ｔｖ後
ソレノイドパルプ７０の励磁を切ると、キャップ２７は
ソレノイドパルプ７０を介してポ］・ルア１と通ずる。

キャップ２７は負圧になっているので、ボトル７１内の
湿っ／辷湿潤液７２の蒸気を吸い込み、ノズル４の端面
を乾かないように保護する。このまま長時間放置してお
いてもノズル４の端面のインクが乾いて目詰りを発生す
ることはない。

上記実施例においては電源ＯＮ時に気泡を排出するもの
として説明したが、長時間印字動作をしている間に印字
ヘッド内圧気泡が発生する恐れがある場合には、所定時
間ごとにキャリッジをホームポジションに戻して気泡を
排出するようにしてもよく、この場合には印字品質及び
信頼性の向上に有効である。

本発明によれば、次のような効果を秦することがでへる
。

ｉｌｌ　を源ＯＮ時や、ホームポジションから印刷を開
始する時、または一定時間経過した後、自動的に印字ヘ
ッド内の気泡を排出できる。

＋２１　７ｊ：空発生装置をキャリッジの動作で作動さ
せているから、特別な動力源は不要であるし、気泡排出
を自動化できる。

＋３１　＊空発生装置とキャップは所定時間だけ連通シ
４１　七−＋、イカ糾、仏頂もａ　ｌｔｊ＋が片餉ＥＶ
セｈイ気泡を排出しているので、インクが無駄にすに−
（られることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はオ／デマノド型印字−・ノドの構成
を示す平面図及びｕ−ｕ　肪断面図である。 第３図〜第９図は本発明の一実施例を丞すもので第３図
及び第４図は機構部の構成を示す平１１１図及びＩＶ−
ＩＶ線断面図、第５図及び第６図は真空発生装置の構造
を示す断面図及びピスト／部の側面図、第７図は部品相
互の接続図、第８図及び第９図は電源ＯＮ時及び印刷終
了時の各部品の動作を示−Ｊタイムチャートである。 特ｌ「出願人の名称　日ｖ」二機株式会１１ｆ＋図 第２図 才３図 中ｌ凹 才５図 牙乙図 十７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 インクを噴出するノズルを有する印字ヘッドを搭載した
   キャリッジを印字行に沿って往復走行させ、この往復走
   行時に前記ノズルからインクを噴出させて印字するイン
   クジェットプリンタにおいて、 キャリッジに設けられた押し板と、ホームポジション近
   傍に設けられ、そのビストノが、キャリッジがホームポ
   ジションに到達する前から前記押し板に押されてその中
   に負圧を発生する真空発生装置と、前記キャリッジがホ
   ームポジシロンに到達した時に前記ノズルを覆う如く設
   けられたキャップと、前記キャリッジがホームポジショ
   ンに到達した時に所定時間駆動され、前記キャップ内と
   真空発生装置内とを連通させるパルプとを備え、前記キ
   ャリッジがホームポジションに到達する都度真空発生装
   置内で発生する負圧によって甲子ヘッド内の気泡をイン
   クと共に排出させることを特徴とした気泡排出装置。