JPH0632924B2 - 回復機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、記録ヘッドのインク吐出状態を回復あるいは
維持する回復機構に関し、特に排出されたインクを回収
して体積が増大するインク回収部材を利用してインクの
貯留部材の満杯状態を検知してインクの排出動作を規制
する回復機構に関する。

［従来技術］ 記録ヘッドのインク吐出状態を回復あるいは維持する排
出回復機構を備えた記録装置として例えばインクジェッ
トプリンタが挙げられる。インクジェットプリンタにお
いては記録ヘッドに設けられたノズルからインク滴を吐
出し、記録紙に付着させて記録を行なっている。このた
め温度，湿度等の使用環境によるノズル先端部のインク
の増粘，記録紙の紙カス等のゴミによるノズルの目づま
り，ノズル内への気泡の侵入等によりノズルのインク吐
出不良，不吐出が生じると記録が適正に行なわれない。

従って、インクジェットプリンタではインクの吐出不
良，不吐出の状態を正常に回復するために吐出回復機構
が設けられている場合が多い。このような吐出回復機構
は通常ノズル内のインクを高圧により吸引するか、また
は押し出すかして増粘したインク，ゴミ，気泡等をイン
クとともにノズル外に排出することにより、正常な吐出
状態を回復している。

具体的な構成としては例えばノズルに対して負圧を作用
させる吸引ポンプに連結された吸引用キャップを吐出不
良のノズル先端に押着し、ポンプを駆動させた結果発生
した負圧によりインクを吸引してノズル内のインクを排
出する構成等が知られている。

この場合に排出されたインクは装置内の所望の場所に設
けられたインクを回収し溜める部材（以下廃インク溜め
と呼ぶ）に導かれ、それに貯蔵される。この廃インク溜
めは記録用の新しいインクの交換時必要に応じて交換さ
れる。

ところが記録用液体（インク）の補給あるいはインクカ
セットの交換等のきまった時点に廃インクを処理するタ
イミングでは、ノズルからのインク滴の吐出不良、不吐
出が多発し、回復動作が多数回行なわれ、廃インク溜め
の容量より多量のインクが排出された場合には、廃イン
ク溜めからインクが溢れ出してしまう場合もあった。こ
の場合装置内に排出インクが漏れ出しインクによって汚
されるばかりでなく、インクが導電性であれば装置内の
電気回路がそのインクに浸漬されることで、ショート
し、電気回路が損傷する恐れもある。

特に最近は装置全体の小型化のために廃インク溜めの容
量も小さく設定される事が多いので上記の不都合が生じ
る可能性が大きいという問題を有していた。

上記の事はインクジェットプリンタの場合に限らず、記
録動作とは無関係に記録ヘッドからインクを排出させる
排出手段と、前記排出されたインクを回収貯留する貯留
部材とを備え、前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復
あるいは維持する回復機構を備えた記録装置にあてはま
る。

［目 的］ 本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
記録動作とは無関係に記録ヘッドからインクを排出させ
る排出手段と、前記排出されたインクを回収貯留する貯
留部材とを備え、前記記録ヘッドのインク吐出状態を回
復あるいは維持する回復機構において、前記貯留部材か
らインクが溢れ出る前に貯留部材の満杯状態を検出し、
記録ヘッドからのインクの排出を停止するために前記排
出手段の動作を停止させ、記録装置内がインクで汚れる
ことや電気回路が漏れ出たインクによって損傷してしま
うことを確実に防止できる回復機構を提供することを目
的としている。

［実施例］ 以下、図に示した実施例に基づいて本発明の詳細を説明
する。なおここでは本発明装置を適用したインクジェッ
トプリンタを実施例としている。

［第１実施例］ 第１図は本発明の第１実施例によるインクジェットプリ
ンタのインク供給系および吐出回復機構の構成を示すも
のである。同図において符号１で示すものは記録用のイ
ンクを貯蔵したメインタンクであり、同タンク内のイン
クはチューブ２を介して、インクジェットヘッドに設け
られたサブタンク３内に供給される。サブタンク３に
は、同タンク内のインク４を吸い込みインク滴として吐
出して記録を行なうノズル５が設けられている。

また同図において符号６で示すものは吸引用のキャップ
でチューブ７を介してポンプ８に連結されており、吐出
回復時には同図に示すようにノズル５の先端に嵌着され
る。吐出回復時にはポンプ８の駆動による負圧でキャッ
プ６，チューブ７を介してノズル５内のインクがポンプ
８に吸引される。吸引されたインクはポンプ８からチュ
ーブ９を介して廃インク溜め１０に導かれ、そこに貯蔵
される。

この廃インク溜め１０の構造は第２図に示した様になっ
ている。同図に示すように廃インク溜め１０は全体が略
直方体のタンク状に形成されており、その内部に略直方
体形状のインク吸収体１１が収容されている。インク吸
収体１１は廃インク溜め１０内の貯蔵インクの揺動を防
止してインク漏れをなくすとともに、後述するようにイ
ンクを吸収して体積が増大（膨潤）する特性を有してお
り、この特性を利用して排インクのオーバーフローを防
止するため、高さおよび幅寸法がそれぞれ廃インク溜め
１０の内側の高さおよび幅寸法のそれぞれよりも所定量
だけ小さく形成されている。このような材料としては、
例えば化粧用に使用されるパフ材、写真用フィルムの水
分を拭う場合に使用される多孔質スポンジ体（酢酸セル
ロース発泡体、酢酸ビニル発泡体）、フェルト材、高吸
収性樹脂（例えば商品名サンウエット、三洋化成工業社
製）などが具体的に挙げられる。また廃インク溜め１０
の一方の側面には先述のチューブ９の先端部が挿し込ま
れている。

また廃インク溜め１０の内側の天井面と底面には廃イン
ク溜め１０内のインク吸収体１１がインクを吸収したこ
とによる膨潤状態が所定量に達したか否かを検出するた
めの電極である接触子１２ａ，１２ｂがそれぞれ固定さ
れている。この両接触子１２ａ，１２ｂはそれぞれ廃イ
ンク溜めの側面に導かれた信号先ｌ１，ｌ２に接続され
ている。

また以上の構成においてポンプ８が自動ポンプである場
合、ポンプ８およびその駆動糸は例えば第３図に示すよ
うに構成されている。同図に示すようにシリンダー状の
ポンプ８内にはピストン１３が上下に摺動自在に設けら
れており、このピストン１３の軸１３ａには略Ｌ字状の
ポンプレバー１４が一体に形成されている。このポンプ
レバー１４の屈曲した先端部の外側にはラック１４ａが
形成されており、このラック１４ａには駆動源であるモ
ータ１５の駆動軸に連結されたギヤ１６が噛合してい
る。

この構成において、モータ１５が正転，逆転駆動するこ
とにより、ギヤ１６が正転，逆転し、それに噛合したポ
ンプレバー１４が上下動してピストン１３を上下動させ
ることにより、負圧が生じ、チューブ７，キャップ６を
介してノズル５からインクが吸引される。

以上の構成のモータ１５と先述の廃インク溜め１０の信
号先ｌ１，ｌ２とは第４図に示す制御回路に接続されて
いる。この制御回路により、廃インク溜め１０内のイン
ク吸収体１１の膨潤状態の検出と、検出結果に基づくモ
ータ１５の駆動制御が行なわれる。

同図に示す制御回路において、先述の廃インク溜め１０
の接触子１２ａに接続された信号先ｌ１はインジェット
プリンタ全体の制御を行なうＣＰＵ（中央処理装置）１
７に接続されており、また抵抗Ｒ１を介して電源Ｖｃｃ
に接続されている。また接触子１２ｂに接続された信号
線ｌ２の他端は接地されている。

ここでＣＰＵ１７は信号線ｌ１の信号レベルを監視し、
そのレベルと同じレベルの信号を信号線ｌ３に出力する
ように構成されている。

信号線ｌ３は２個のアンドゲート１８ａ，１８ｂのそれ
ぞれの一方の入力に接続されている。このアンドゲート
１８ａ，１８ｂのそれぞれの他方の入力はＣＰＵ１７の
モータ駆動信号を導く信号線ｌ４，ｌ５に接続されてお
り、出力はモータ１５を駆動するモータドライバ１９に
接続されている。

次に以上の構成からなる本実施例のインク排出時の動作
につき説明する。

第１図に示す吐出回復機構の回復動作により排出され、
廃インク溜め１０に導かれたインクの量がまだ少ない場
合、廃インク溜め１０内のインク吸収体１１の外形はあ
まり膨潤することなく、第２図に実線で示す程度の形状
に留まっている。従って同図にに示すようにインク吸収
体１１の上面と接触子１２ａの間には隙間があるため、
接触子１２ａ，１２ｂ間は電気的に遮断されている。こ
のためＣＰＵ１７に接続されている信号線ｌ１の信号レ
ベルはハイレベルとなっており、これを受けてＣＰＵ１
７は信号線ｌ３への出力レベルをハイレベルに保ってい
るため、アンドゲート１８ａ，１８ｂは開放されてい
る。

従ってこの状態で操作者が吐出回復動作を行なわせるべ
く不図示の操作部を操作し、それにより、ＣＰＵ１７か
らモータ１５の駆動信号が信号線ｌ４，ｌ５に発せられ
た場合、駆動信号はアンドゲート１８ａ，１８ｂを介し
てモータドライバ１９に導かれ、それによりモータ１５
が駆動され、吸引動作が行なわれる。

次に吐出回復機構の動作の繰り返しに伴って、インクが
廃インク溜め１０に導かれインク吸収体１１に吸収され
たインク量が増加すると、インク吸収体１１は全体に膨
潤する。従ってインク吸収体１１の外形は周囲の四方向
と上方向に体積の増大を示す。そして排インクが十分に
インク吸収体１１に吸収され、インク吸収体１１の体積
が廃インク溜め１０の満杯に近い所望状態に達すると、
インク吸収体１１の外形は第２図に点線で示す如くに膨
潤し、その上面が接触子１２ａと接触する。

このためインク吸収体１１に吸収されたインクを介して
接触子１２ａ，１２ｂ間が導通し、信号線ｌ１が接触子
１２ａ，１２ｂと信号線ｌ２を介して接地され、ＣＰＵ
１７に対する信号線ｌ１の信号レベルはハイレベルから
ローレベルへと変化する。

これを受けてＣＰＵ１７は信号線ｌ３への出力信号をハ
イレベルからローレベルへと変化させるため、アンドゲ
ート１８ａ，１８ｂは閉じられる。

従ってこの状態で、吐出回復動作を行なわせるべくＣＰ
Ｕ１７から信号線ｌ４，ｌ５に導かれていたモータ１５
の駆動信号はアンドゲート１８ａ，１８ｂで遮断される
ため、モータ１５は停止させられ、回復動作は停止す
る。

以後再び吐出回復動作を行なわせるべくＣＰＵ１７から
再び駆動信号が導かれても同信号はアンドゲート１８
ａ，１８ｂで遮断されるため、回復動作は禁止状態とな
り行なわれない。

以上の動作によれあ廃インク溜め１０内のインク吸収体
１１が廃インクを吸収体のインク吸収能力の満杯に近い
所定量を吸収したことで、吐出回復動作は禁止されるの
で、廃インク溜め１０に対してそれ以上の廃インクが排
出されることがない。従って廃インク溜め１０から廃イ
ンクの溢れ出ることが確実に防止される。また吐出回復
動作が禁止されることで操作者は廃インク溜め１０が満
杯に近いことを報知されるので、廃インク溜め１０を交
換する時期を知ることができる。

［第２実施例］ 次に上記構成においてポンプとして手動ポンプを用いた
本発明の第２実施例の構成を第５図および第６図に従っ
て説明する。この場合ポンプと先述の制御回路の構成の
みが異なる。図中第３図および第４図と同一または相当
する部分は同一符号または同一符号にダッシュを付して
示してある。

ポンプは手動である場合例えば第５図（Ａ）に示すよう
に構成されている。同図に示すようにポンプ８′のピス
トン１３′を駆動させるポンプレバー１４′は先端で支
点１４′ａに回動自在に軸承されており、手動で図中矢
印下方向に回動されることにより、略中央部に設けられ
た押圧部１４′ｂがピストン１３′の軸１３′ａの先端
に当接し、押圧してピストン１３′を下降させ、吸引が
行なわれる。ポンプレバー１４′の後端部の下側にはス
トッパ１４′ｃが設けられており、その下側に臨でスト
ップレバー２０が配置されている。

このクランク状に屈曲して形成されたストップレバー２
０は、中央部で軸２１に回動自在に軸承されており、こ
の軸２１とストッパ２２を介してストップレバー２０に
弾装されたバネ２３の付勢力によって図中時計方向に付
勢されている。またストップレバー２０の後端部はプラ
ンジャ２４の駆動軸に連結されている。

第５図（Ａ）はプランジャ２４のコイルが励磁されてい
ない状態を示し、ストップレバー２０はバネ２３の付勢
力によってプランジャ２４の駆動軸を引き出して時計方
向に回動し、先端部の外側がストップ２５に当接して停
止した位置にある。ここでストップレバー２０の先端は
ポンプレバー１４′のストッパ１４′ｃの回動領域から
外れており、ポンプレバー１４′は手動で上下させるこ
とができ、吸引動作を行なえる。

プランジャ２４のコイルが励磁されると、その駆動軸が
プランジャ２４内に引きこまれることにより、ストップ
レバー２０の後端部が図中右方向に引かれ、ストップレ
バーはバネ２３の付勢力に抗して反時計方向に回転し、
第５図（Ｂ）に示すように変位する。

同図に示す位置ではストップレバー２０の先端がポンプ
レバー１４′のストッパ１４′ｃと対向しているので、
ポンプレバー１４′を手動により押下しようとしても、
ストッパ１４′ｃがストップレバー２０の先端に当接し
て阻止され、それ以上ポンプレバー１４′を下降させる
ことはできず、吸引動作は禁止され行なわれない。

上記構成のプランジャ２４のコイル２４ａは第６図に示
す制御回路に接続されている。同図に符号１７′で示す
ＣＰＵは前述の実施例のＣＰＵと同様の機能を有してい
るが、この場合廃インク溜め１０の接触子１２ａに同様
に接続された信号線ｌ１の信号レベルを監視し、この信
号レベルと反対のレベルの信号を信号線ｌ６に出力す
る。

信号線ｌ６はインバータ２６と抵抗Ｒ２の直列接続を介
してスイッチング用のトランジスタ２７のベースに接続
されている。このベースはバイアス用の抵抗Ｒ３を介し
て電源Ｖｃｃに接続されている。またトランジスタ２７
のエミッタも電源に接続されている。またトランジスタ
２７のコレクタには先述のプランジャ２４のコイル２４
ａとスパイク防止用のダイオード２８との並列接続が接
続されており、この並列接続の一端は接地されている。

次に上記の構成からなる本実施例の動作につき説明す
る。

先の実施例と同様に、廃インク溜め１０内の廃インク量
が少ない場合、インク吸収体１１はほとんど膨潤するこ
とがないため接触子１２ａ，１２ｂ間は遮断され、信号
線ｌ１の信号レベルはハイレベルになっている。これを
受けてＣＰＵ１７′の信号線ｌ６の出力信号レベルをロ
ーレベルに保っているため、インバータ２６の出力側は
ハイレベルとなっており、トランジスタ２７は遮断され
ている。従ってコイル２４ａに電流は流れないため、ス
トップレバー２０の位置は第５図（Ａ）に示す位置にあ
る。このためポンプレバー１４′の動作は規制されず、
これを上下方向に回動させてポンプ８′を駆動させ、吸
引動作を行なえる。

そして回復動作が繰り返されることで廃インク溜め１０
内のインク吸収体１１が廃インクをインク吸収能力の満
杯に近い所定量まで吸収することで、インク吸収体１１
が膨潤して接触子１２ａと接触し接触子１２ａ，１２ｂ
間が導通し、信号線ｌ１の信号レベルはローレベルとな
る。これを受けてＣＰＵ１７′は信号線ｌ６の出力をハ
イレベルへと変化させるので、インバータ２７の出力側
はローレベルに変化し、トランジスタ２７が導通する。
これによりプランジャ２４のコイル２４ａに電流が印加
され、プランジャが駆動される。このためストップレバ
ー２０が第５図（Ｂ）に示す位置に回動され、その先端
がポンプレバー１４′のストッパ１４′ｃと対向し、当
接するのでポンプレバー１４を押下することができず、
吸引動作は禁止される。

以上のように構成しても先の実施例と同様の効果が得ら
れる。

［第３実施例］ 上記の第１および第２実施例においては接触子を介して
廃インク溜め１０内のインク吸収体１１の膨潤状態を検
出したが他の検出手段によっても良い。第７図に光学的
検出手段によりインク吸収体の膨潤状態を検出する場合
の廃インク溜め及び光学的検出手段の構成を示す。

同図に示す構成においては廃インク溜め１０′は透光性
材料から略直方体のタンク状に形成されており、その内
部には廃インク溜め１０′と略相似の形状のインク吸収
体１１′が収容されている。廃インク溜め１０′の左端
部の上側と下側には、光学的検出手段の発光素子２９と
受光素子３０が対向して配置されている。

ここで発光素子２９は例えばＬＥＤから構成され、受光
素子３０は例えばホトトランジスタから構成される。

インク吸収体１１′は廃インクを吸収する前の初期状態
では図中実線に示す形状となしており、その左側面と廃
インク溜め１０′の左側の内壁面との間には隙間があ
り、この隙間を介して発光素子２９の照射光が受光素子
３０に受光され、受光素子３０は導通している。

インク吸収体１１′は廃インクを吸収するに従って膨潤
し、排インクの吸収量がインク吸収体１１′のインク吸
収能力の満杯に近くなるとその形状は図中点線で示す形
状となり、その左側面と廃インク溜め１０′の内壁面と
の間の隙間はなくなり、発光素子２９の照射光は遮断さ
れ、受光素子３０の導通は遮断される。

従って受光素子３０の出力信号のレベルの高低によって
廃インク溜め１０′内に収納されたインク吸収体１１′
がインク吸収能力に対して満杯に近い量のインクを吸収
し、所定の膨潤状態に達したか否かを検出できる。

上記構成の検出手段を先述の第１と第２の実施例の構成
と組み合わせても同様の効果が得られる。また光学的検
出手段の発光素子２９と受光素子３０のいずれか一方ま
たは両方を廃インク溜め１０′内に設けてもよい。

［効 果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、記録動
作とは無関係に記録ヘッドからインクを排出させる排出
手段と、前記排出されたインクを回収貯留する貯留部材
とを備え、前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復ある
いは維持する回復機構において、貯留部材に回収可能な
インク量を、インクの回収によって体積が増大するイン
ク吸収体を利用して検知し、それに基づいて記録ヘッド
からのインクの排出動作を禁止できるので、貯留部材か
らインクが溢れ出ることが防止でき、記録装置内の汚れ
や電気回路の損傷等の不都合が確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１の実施例を説明するもの
で、第１図は本発明を適用したインクジェットプリンタ
のインク供給系と吐出回復機構の概略構成図、第２図は
第１図中の廃インク溜めの縦側断面図、第３図は第１図
中のポンプとその駆動系の概略構成図、第４図は制御回
路のブロック回路図、第５図および第６図は本発明の第
２の実施例を説明するもので、第５図（Ａ）、（Ｂ）は
それぞれポンプとその制動機構の構成および動作を説明
する概略構成図、第６図は制御回路のブロック回路図、
第７図は本発明の第３の実施例による廃インク溜めと検
出手段の構成を示す縦断側面図である。 ８，８′……ポンプ １０，１０′……廃インク溜め １１，１１′……インク吸収体 １２ａ，１２ｂ……接触子 １４，１４′……ポンプレバー １５……モータ、１７，１７′……ＣＰＵ ２０……ストップレバー、２４……プランジャ ２９……発光素子、３０……受光素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録動作とは無関係に記録ヘッドからイン
   クを排出させる排出手段と、前記排出されたインクを回
   収貯留する貯留部材とを備え、前記記録ヘッドのインク
   吐出状態を回復あるいは維持する回復機構において、 前記排出されたインクを回収することで体積が増大する
   インク回収部材を前記貯留部材内に収納するとともに、
   前記インク回収部材が所定の体積にまで増大したことを
   検知する検知手段と、前記検知手段による検知信号を受
   けて前記排出手段のインク排出動作を禁止する制御を行
   う制御手段と、を備えたことを特徴とする回復機構。