JPS5862059A - 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】 本発明は記録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＊ｆｌｌに関しては多くの方式が
考案さｎているがその中で必賛時のみ選択的にインクを
噴射し記＠を行う方式（荷開昭５１−５５２５１号等に
記載さｎたもの等）ｒｉ装鑵の簡略さ等から注目すべき
記録方式である。しかしながら従来ｌり多くの頃良が試
みら几て′ｆ！元にもかかわらず個順性の面での不備が
解消さｎ−ｆ冥用化の領域に達していない。また一部実
用化さｎているもの本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Ｆｉ２つの大きな問題即ち気泡に関する問題及び目づ
まりについて決デ的な解決策が見出式１ていない点にあ
る。気泡に関しては上記物開昭５ｌ−ｓ５２３を号等に
記載さ几ている記録原理からも理解さｎるようにインク
の圧力ｒ高める圧力室内に気泡が混入すｎはインク噴射
が正常に行なわｎないのは明らかでめりま比重づまシに
関しては不方式に限らずインクジェット記録全般に渡る
問題であるが轡に不方式に於てはノズルの断面積が比較
的に小さいことから−１−解決が困−である。

従来とｎらの点に関して試みらｎている対応策について
説明するとまず気泡に関しては、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
。代表的なものはイン゛り循環によって気泡を取り除く
もの（特開昭５４−１５９２２７号及び同５４−１６’
０２４２号等〕インクの流路途仲に気泡除去装（＃（％
開昭５１−８８２２４号）を設げたもの等がある。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）につりでの対策は特公昭５３−２０８８２号
にあるほとんど考イｔはられｎていない。また目づまり
に関しては、インクの改良、ノズル部へのふた、万一の
目づまりの４台の強制排除手段（実開昭５４−６６８５
５号ン等が見らｎるが以下に述べる様にいづｎも不満足
であることが判明した。

発明者は上記の２つの大きな問題ン解決する几めに配録
装置がおか！Ｌるあらゆる条件を設ボし鋭意解析を進め
た結果、気泡の混入と目つまりに関して次の諸点につい
ての対応がなざｆＬなけｎは完全解決は不ｅｉ１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
先にも述べ之辿り外的要因によるものの他に従来余り考
イさｆしていないキヤ・ビテーションによる内ｍ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友。一般にキャ
ビテーションは高い負圧によって起るが、４１Ｉ／、Ｉ
−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式ｎ７’２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ｎはインクを噴射する記録ヘッドの大小、形
等にエリ差異はあるものの必ず起・り得るものである。

ま之この微小気泡が存在する原因としてはインク中に溶
解している空気（主として酸素及びチッ素）が大きな役
割ｒ果している。即ち水性インクの４＠２０℃に於ては
ｉｌ１図に示すように水中に１．６％の空気が溶は込ん
−でおりしかもこの溶ＰｓＦＩＩｆｉ温（が關くなるほ
ど小さくなる。即ち記録中に温度が低温から高錫ヘシフ
トするとｆＪ解していた空気ＩＩ′ｉ微小気泡となって
インク中に析出するのである。前述のインク循環による
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を夕／りに回収すｆＬは微
小気泡を生じジせるもととなってし１う。またそうでな
くてもインクに撮動等の刺激會与えること自体が倣／Ｊ
％気泡発生の鴨ととなる。

また前−ピの気泡除去１膚は比較的大きな気泡は捕獲で
きる４のの直径嶺μｍという微小気泡に対しては余り効
果がなく、筐たキャビテーション対策として前記の特公
昭５５−２０８８２号に記載さｎたものはインク中の酸
素會取り除いてしまうものであるが一依然としてチッ素
はインク中に浴存し温度変化によって微小気泡ｒ生じる
ことは明らかである（酸素のみｔ取り去っても体積比て
杓はチッ素が浴げ込んでいる。第１図参照。λ従って記
録ｇｆｅ［がどのような条件におかれても安定した記録
を行うためにはこの点についての４４が必要である。

次に目づ′１りについては蒸発しＶＣ（いインクの改良
等が行わｎているが、紀＃後の印字速乾性とは矛盾する
要素が強く解決さｎていない。またノズル前面への湿式
あるいは乾式の７タ等の改良があるがいずｎも高感状態
では常崗に比し者しく効果が洛ちる。さらに注意すべ＠
Ｆｉｔｖ録ヘッドのノズル部もさることながら、配球ヘ
ッドへとインク　□’ｔ−４＜インク４宜は一万ではｄ
ビ祿ヘッドの移製につｎて自在に動くフレキシビリティ
が要求さｎるため高分子材料て構成上ｎる。ところがこ
れらの高分子材、料はもつとも性能が良いとさｎる塩化
ビニリデン系統の樹脂で４必ず壁面を通してのインクの
蒸発が起り得る。特に高温状態では著しく、例えノズル
部からの蒸発が押えらｎても、この導管からの蒸発によ
り結果的に目づ１り奮起してしまう。

さらに１度目づまり奮起したものＦｉＦＩＪ紀実開昭５
４−６６８５５号等の強制排除手段ｔ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ｉ！吻性号が損わｆＬる。さらには前記導管の璧を逼
しての空気が透過し導管中インク紮飽和状態にするので
いずｎ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
点が多く本発明はこれらの欠点？すべて解決すべくなさ
Ｉしたものであり、以下図面に基づいて不発明の説明す
／）第２図は本発明の配録装置の！＠構成例ｒ示したも
のてあり図に於てｌｉｄ記録ヘッド、２はインクタンク
（カートリッジ等）、５＃′ｉインクタンク２からｄｃ
’＃ヘッド１ヘインクを導くインク導管である。このイ
ンク導管３の途中ＩｃＦｉ切換弁４が設けらｎ、−力は
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＠ピ録ヘッド１前゛面には記録装置の適当な位宵に於
てノズル部１０と係上する如く設けらｎ７’（空間部ｔ
もったインク吸入ふ几６が配！ｉＩさｆＬ４１ｉ７’；
ｘ通じてポンプ８を介して廃液タンク９へと結合さｎて
いる。

かかるｍ成の記録会］瀘の動作を説明するに元だち配録
ヘッド１について詳しく述べる。

記録へラド１の構成はＡｓ図（→に示す如くガラスｌ１
１板２１の両面にエツチングによって複重の圧力室２２
　、　／　Ｘル２５　”ＪＱＤ＃ｌ１ｋｔｔｅｔｔ’ｔ
　Ｌ、こｎらの圧力室２２にインクに４＜比較的内谷横
の大きいインクリザーバ一部２Ａ’ｉ介してパイプ１５
からイ４ンクが供給さｎるｍａである。このヘッドの構
造を本う少し詳しく述べると、両［ＩＯＫ？＄１の形成
さ′ｆしたガラス基板２１と同一の厚みのガラス片２５
を第５図（ｂ）に示すように並−し、この両側から蚕び
２７會融着等の方法で接涜する。このと酋ガラス基板２
４とガラス片２５及びガラス板２６．２７で作らｎる空
間リザーバー２４葡形成する。従らてこの空間はエツチ
ングで作らｆ′Ｌ７を圧力室２２゜、ノズル２５等の１
０〜造１００μｍの深さの溝部分に比し、十分容積が大
食い。向リザーバ一部の一７３ｒｉ栓１６により閉じら
ｒＬる。さらにリザーバー２４と圧力室２２の闇にエツ
チングによるフィルタ一部２９も同時に形成することも
できる。振動板２６及び２７の上方（圧力室２２に対応
する部分）には圧電素子（凶ボせず）が配さｆｌｆｉ気
パルスに応じてインクがノズル２３がら噴射さｎｆ）。

そしてインクの充填性を艮くするために円形の圧力室２
２０罰後にインクの流ｎ’ｌ矢印の如く攪面Ｉｃ沿わせ
る工うな島状の突起２８７設けることもできる。

次に第八図にて吸入ふた６が記録ヘッド１のノズル部２
５と係上する様子を示す。吸入ふた６は空間部６ａ％を
有し矢印方向に移動する構造となっており必４ＰＫ応じ
ノズル部２３ンこ密層的に停台し、さらにこの空間部は
導管７と接続している。ま次第５図に示す様にヘッド１
を保護する目的で設汀らｆしたヘッドカバー１％の前回
に密４的に停台する空間部６ａ’ｆ肩する吸入ふた６′
も同様の目的を遍することができる。

以上＃！２図、第３図、第４図に基ついて本発明の記録
装置の動作を説明する。記録を開始しようとする時＜ｋ
ｍ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＃＃＃２含む）記録ヘッド１は吸入ふた６
が設″１櫂さｎている位４に移動し、空間部６ａがノズ
ル部２５＃囲に密層係合する。

しかる後切換弁４を記録ヘッド冨とインフタ／り２が接
続される如く切換えて、ポンプ８ｆｆｆ＝動させる。導
ｆ７忙遡じて空間部６ａは負圧とｌｖ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２’＊ａ：カ室２２９、ノズル２３がインクで
満ざｆＬる。気削ｒ除き完全な充てんを萌すため少し余
分にインクτ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２３がらインクを吸入する方法
はインクタンク２側を加圧しノズル部２３工りインク會
押し出す方法に比べ、インクリザーバー２４、圧力室２
２内にインクが滞留しにくり、スムースな充てんが可能
であり気泡も効率良く排出できる。

！ｈ）ノル２３部より余分に消費さｎるインクは１匡以
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償へと導かｎ記録を開始する。さて
記録が終了すると記録ヘッドは再び吸入ふた部に４動し
、切換弁會大気側５に切換える。ここでポンプ８を作動
させ、導＠　５−２を通じて記録ヘッド１へと空気ｔＬ
＆い込む０この動作で導管３−２及び記録ヘッド１内の
インクは吸入キャップ６がら導管７、ポンプ８′ｋ・町
って廃液タンク９に廃棄さ几、記録ヘッド１及び導ｆ５
−１ｔＦ３にはインクが全く存在しない状態・どなる。

以上の動作でＧロ゛録ヘッド１内には全くインクが残っ
ていないためどのような環境条件Ｆにおかｎても目づま
りの心配は全くなく、ノズル２５付近にも染料のカス等
微／Ｊ％ゴミが句４ゼす、常に安だしたインクの飛行ｒ
保障できる。上２に於て切換弁Ａｄインクタンク２と記
録ヘッド１を接続するインク導管３の途中に設σらｎｌ
　インク４管３を導管５−１及び５−２に分割している
が、これはインク導管３−２部分Ｆｉ記録ヘッド１の動
きに追従してフレキシブルに鯛く必要があり従って高分
子材料で構成さｎるため、この部分からのインク蒸発及
び空気流入はさけら′ｎない。故に記録ヘッド１のみな
らずこの導ｔｗ５−２部分からもインクを抜き収ること
が好ましいためである。なお導管５−１部分は動く必要
がないためステンレス等の金属で＃４成することによっ
て、蒸発尋の心配＃′ｉ、全くない。この排出１作で消
費さｆ′Ｌるインク量は導′１ｌｌｔ５−２部分が内径
ｔ　Ｗ％　長濱５　［１０ｍとして約α４ＱＣ紀録ヘッ
ド１内部（リザーノく一部十圧力室＋ノズルｓ）がｆＪ
ｌｌＬ１ｃｃＷ＃ｔで約Ｌ５匡でありほとんど無駄にな
らないとぎえる。ここで再び記録を開始しようとする時
は弁４か切り変わつて前記のインク充てん動作２行なう
。

以上のようなインク排出・吸入光てん動作により目づま
りは全くなくすことがで拳る。ま九気泡に関しても初期
光てん時インクタンク交換時、あるいは不意の輌撃等に
工９、ノズル２３から入り込んだ気泡等に関しては、吸
入動作に工り気泡の追い出しが確実にで歌る。しかしな
がらインク中に溶存している空気に関してＦｉなお別の
配慮が必要である。即ち前にも説明し友様にインク中の
空気を完全に取り除いておく必要があり、このためには
インクを完全脱気状態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。従つる１２図必インクタン
ク２は外気に対して遮断さｎていなけ１ばならない。こ
のため本発明では第６図に示さｆした様なアル、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３１に導管′５−１先端に設げらｆした
針状パイプ５２と接続可能なゴム等の部＠３３が設げら
几たインクカートリッジ會使用している。一般に蒸発率
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＃Ｂ口旨が知らｎこｒｔ２由いた檀１−フィルムが実
用化されており、こｎらの祠科ｒ柑いたインクカートリ
ッジｋｌｌ成している従来例がある。

しかしこ几らの材料に於ても特に高温状態では空気透過
係数が著しく上昇してしまう。理論的にも気体透過係ｌ
ｊ　Ｐ　ｔｒｉ　Ｐ　＝　ＰＱｓｘｐ　（−Ｂ／ＢＴ　
）（Ｋ　：活性化エネルギー、Ｔ：絶対温ｆ％Ｒ：気体
定安ヌ）の如く温暖依存性があり、温度が高くなるｔな
ど大きくなる傾向がある。−例として塩化ビニリデン樹
脂菅用いたり台フィルムの中で商品名１サラネツクス参
２６−（■旭ダウ製、約６０μｍ厚）１１−例にとると
、例えば酸素透過量に７ω／　ｎｔ’　ｅ　２４　ｈｒ
　１１ａｔｍ（常温）であり、第５図に示した形状（例
えば表面積２００　ｃｄｔ　ｏ内谷噴２００匡の水性イ
ンク）に於て約１０日程度でインクは児全ＶＣ，胞相状
態となる。こｎが高温（６５Ｃ）になると砂倍〜１０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
不発明では数μｍのアルミ箔ンラミネートした袋を用い
た。アルミ箔はＩｌｉ＋ａａＸの蒸着膜程度でもかなり
透湯係Ｏｔ低丁さゼゐことができるがピンホールの存在
などから数μｍ程度の薄膜がエリ望ましい。数μｍ程度
のアルミ箔では透過係数及び蒸発率（水蒸気透過率）は
ほとんど０とみなさｎ長期保存に耐える。たソし数μｍ
のアルミ箔は袋とした場合−ｊ性が高くなるので鷹６図
に示した様な表面積の比較的大食い偏平な密閉袋會構成
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ｎ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ｒとり得ない。前述したインク抜き、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
）の構成が必安不町欠である。

次に本発明ケより具体的に説明するｔめ第７図に上述の
不発明の構成τシリアルプリンターに応用した実施例ヶ
示す。３４はプラテン、３５はヘッド、３６はキャリッ
ジでヘッドＳ５ｆ支持し、２本の案内軸５７．５８に沿
ってプラテン３４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ｎる。ブラテ／３４に記録紙ｔ＠
着し、キャリッジ３６會上述の脣く駆動しながら印字ｔ
行うと前述のヘッドｒｉ２ａノズルｈｊ４ｔ、ているの
で縦２４ドツト構成の文字、１儂の記録が行わｎる、こ
のようにキャリッジ５６がプラテン５４に対向して、駆
動さｎる範囲′６９を記録ポジションとすｎば、前述し
たようにヘッド３５へのインク充填、インク抜きを行う
位１−ＡＯとしてホームポジションｊＯが設けらｎ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７ｔめの装置が配さｎている。即ち、心安に応じて
ヘッド６５のノズル面ｔクリーニングするためのブラシ
４１、こｎは、ノズル面に紙粉等のホコリが何重し之と
きヘッド３５ｔホームポジシヨン４０のブラシ４％部に
到らせ、このブラシａ１ｙｚ１ｇ転さげノズル面のホコ
リを取去る。４２は第２図、第４図で示し几と同様の吸
引キャップであり、ヘッド６５がこの吸引キャップ４２
の位置にきたとさ、心安に応じてノズルへのキャップの
増税かでさる工うになっている。４５は肩２図で示した
切換弁４、ポンプ８校びそ几らの駆動機構ｔ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４３のブ
ロックで示す。吸引キャップ４２とインク系ブロック１
５間はインク又は空気の吸入の九めの導管４４が設けら
ｎている。・勇２（２）からも理解さｎるであろうがこ
の４管４４はインク系ブロック４５内のポンプに接伏さ
ｎている。４５はインクタンクである。ここでのインク
タンクａ５Ｆｉ第２図のインクタンクと廃沿タンクが一
体で構成さｎている。又このインクタンク４５から＃：
１４ｇ２図で示し九と同様インク系ブロック４３の切換
弁とは全域の導管で接続式れているとともに、ポンプへ
の導管、さらにはインク系ブロック４３からヘッド３５
への導管などが配役ｄｆｉているが、ここではこのよう
な細部の１１Ｉ或は省略した０次にこのシリアルプリン
ターの動作１１−説明すると、休止中はキャリッジ５６
ＬｒｉホームポジシヨンＡＯにありヘッド５５のノズル
面は吸引キャップ４２でキャップさｆＬヘッド５５内の
インクは抜き−取られた状態にある。プリンターの電源
を投入すると、前述し友ようにインク系ブロック４３が
動作してヘッド３５にインクタンクし、印字指令を待ち
、印字指令とともにキャリッジ５６は印字ポジション３
９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ＩＬると、キャリッジ５６は、
ホームポジション４０に移動し吸引キャップ４２でヘッ
ド５５のノズル面ｔキャップする。ここで引き続いてヘ
ッド５５内のインクを抜き取っても良いのであるが、イ
ンク抜き→イック充填の動作ｅｌｌ！１行うと消費する
インクｉｔＩ／ｉ約１〜２孤であり１日Ｉ　Ｉｌｌ！１
Ｍ１１であｒｔＦｉそｆ’Ｌ６問題となる量ではないが
、１日に頻繁に電源’１ｌ−ＯＮ−ＯＦＦするｍ曾はや
はり無視できない消費型になる。そこでここではインク
によるノズル目づ１りにいたる条件ｒ検討し、ロウ−チ
リする危暎性が認めらＩした時点で始めてインク抜きｔ
行う方式を採った。この動作の詳細についてｒｉ後述す
るが、その峨要は■プリンターのｌｔ韓ＯＦＦ後、又は
印字動作終ｆ後、ある−足時間経過した場合と、（２）
ある感度以上の高温プリンターかさらｄ（また場名と、
Ｑ）ある温度以下の低温にさらさｆした場合の少くと＋
１つの条件にいたった場合にインク抜きｔ行うものであ
る。その理由は当然長期＋ｉＪｌ放璽されるとインクの
水分が蒸発しノズルに目づ１りを引き起すので上記■の
条件が必要で、具対的な時間としては、非常圧安全を見
込んで１８〜１週１＆ｔ１位に設定すｎハ良イ・例えば
１日に設定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＆：ｔ、２いので実用上
蓋しつかえない。次にインクの蒸発は常温下ではインク
内の湿潤剤などの効呆で蒸発は非常に少く押えら几るが
、高温下ではこｎが大会〈加速ζｎる。そこで上記■の
条件として５０〜６０℃以上の高温Ｆでインク抜′＠愛
する。上記■の条件ｄ（り、■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几ているインク
が凍結して、ヘッドや導管等のｄｌａの恐ｆＬがでてく
る。従ってインク凍結１度以下になる恐ｎのあるときに
はインク抜きに行って安全を期丁のである。

以上述べてきたような動作上確実に行うには、−Ｍ’ｌ
Ｊツジ３６が確実にホームポジション４ｏの所定の位置
になｔｒ７ｎばならないので、こｎ検出するセンサーが
必要である。こｆＬは４６図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、温度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図で示し定インク系ブロック
４Ｓの詳ｓａ　ｋ　ｓさらに４１０図Ｉｗ４Ｉ　１図に
切換弁、ポンプの詳ａｔ示す。第８図はインク系ブロッ
クの側面図でｍＦｔ、ａｂ＃ｉ直流モーターで切換弁、
ポンプの動力源である。作動時間か短く、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。４７は
直流モーター４６の回転軸に取りつけらｎた歯車で直流
モーター４６の（ロ）転を以下の一車列４ｆ３，４９に
より減速して作ＩＩＪｌ［５０に伝達さｎる。この作動
風５０の一万の面には°切換弁５５を作動させる定めの
ピン５１が又他方のＩｆｉＫはボンプロ０’（作動させ
るためのピ１５８が取りつけらｎている（ａ８図参照］
。作動板が回転するとピン５１は一点鎖−６１７中心に
動き、切換弁作動レバー５２と係合する。この可能にな
っているが、切換弁作動レバー５２の他端に取りつけら
ｎた引張りバネ５４によりその静止位置が規制さｎ図の
如く、ビ１５１との係合部が作動車５０の中心彎位璽に
なっている。又切換弁作動レバー５２の他端にはピン５
９が取りつげられていて、このピン５９は切換弁５５の
スライダー５６に設けらｆ′Ｌ７？：開口５７に係上す
る。切換弁５５の詳細な構造は第９図で説明するが、ス
ライダー５６の動きに工って流路の切換えができるよう
になっている。ここで直流モーター４６が作動し、作動
板５０が矢印６２の方向に回転するとピン５１が切換弁
作動レバー５２と係合し、こへヶ矢印６３の方向に回転
する。この切換弁作動レバー５２の回転はピン５９によ
りスライダー５６の開口５７端而を押しスライダー５６
會矢印６４の方向に移動せしめ切換弁５５０流路切換え
ｔ行う。又モーター４６Ｉｆ逆転させ作動板５０７に矢
印６２と逆方向に回転させるとスライダー５６は矢−６
４と逆方向に移動し切換−弁５５の流路ｒ元の状態に切
換えらする。こうして直流モーター４６を作動させ、そ
の（ロ）転万同により切換弁５５の切換えｔ行う。なお
作動板５０が回転を続けると咋最初の１回転でピン５１
により切換弁作動レバ−５２菅通じてスライダー５６１
１−移動させるが、スライダー５６は外力がなけｎばそ
の付備を保持するので次の回転２）＝らは切換弁作動レ
バー５２のみｔ作動させるだけである。ピン５１とレバ
ー５２の係＠を断つとバネ５４にエリ図のようにレバー
５２は中心位置にもどさｎるがピン５９と開口５１ＫＦ
ｉ、逃げがありスライダーが戻さｔ″Ｌることはない。

作動板５０はポンプ６０も作・助させるが、第８図と逆
の側面になるので、ポンプ作鯛部のみｔ第９図に示す。

作動板５０にはピン５８が取付けらｎｌこのビン５８ｄ
ピストン軸６６に固層ざＩした゛ビンフォロワー６５の
＃Ｉ４６７と係合している。このｓ６７は図の如くピス
トン＠６６の軸方向と直角方向に形成さＩしていて、作
動板５０の回転によってピ１５８は一点鎖ａ６８に沿っ
て蛸きビンフォロワー６５’を作動させピストン軸６６
ｊｔ矢印６９のように往復運＠式せる。ポンプ６０けそ
の内部構造上第１１図に示すが、このピストン軸の往・
復運動によりポンプ機能を発揮するようになっている。

なお作動板５０はその回転方向にかかわらずピストン軸
６６５駆動することはいう迄もないＯ 上述のように本実施例では一個のＤＣモータ−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ｎ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７行うｊ＃１４！ＩＦｉ切
換弁５５はヘッドとインクタンクを接続する方向になけ
１ばならない。この方向’ｆｆ１４８図で、切換弁５５
のスライダー５６が矢印６４と反対方向に押さ几た状態
であるとすｎば、ＤＣモーターａ６ｙ作動機５０が、矢
印６２と反対方向に回転する方向に作動音せる。すると
、作動板の最初の一回転でスライダー５６が矢印６４と
反対万博へ移動せしめら１、ヘッドとインクタンクの４
普忙接続し、引ｔ！を絖く作動板５０の回転でポンプ６
０が駆ａ七九、インクタンク内のインク暫ヘッドへ吸引
して充填ｒ行う。

次にインク抜きｔ行う場合はＤＣモータ−４６を上と逆
方向へ回転せしめ、作動板Ｓ　Ｏ’ｖ矢印６２の方向に
回転享せ、スライダー５６ｔ−矢印６４の方向に移動し
ヘッドの導ｆｋ大気と従硬し、引１！続く作動板５０の
回転でポンプｂｏｂ−作動させ大気中の空気會ヘッドに
吸引してヘッド内のインクを空気と置換してインクを抜
言取る。この時切換弁からヘッドにいたる導管内のイン
クも排出さｎる。以上の如く第２図で示したと同じ機能
が発揮できることが理解さｎよう。

ｌＩ４１Ｄ図は切換弁の内部ｍ造ｒ示す断面図である。

７０はゴムで成型さｆ′したパツキンでパツキンホルダ
ー７１に保持さｎ１スライダー５６内に装着されている
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ｎている。

この内部にはヘッドへの導管に接続さｎる流路孔７５、
タンクへの導管に接続□さｎる流路孔７４、　一式らに
大気へつながる流路孔７５が設けられている。さらにこ
ｎらの流路孔７３〜７５＃ｉスライダー５６の移動方向
に直線状に配ＩｊｌＩ嘘ｎ、流路孔７５と流路孔７４と
の間隔と流路孔７３と流路孔７４との間隔がはソ等しく
なっている。又パツキン７０にはくほみ７６が形成さ１
ており、スライダー５６が図の如く最右端にあると食パ
ツキン７０のくぼみ７６が流路孔７５と流路孔７ａ２接
続するａａ＠大倉さ及び配置になっている。スライダー
７５が図で左側へ移や≦１６とパツキン７０も同様に左
側へ移動し、そのくぼみ７６は流路孔７３と流路孔７５
會接続するように切換えらｎ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５６ｉ右側へ移動す１は流路孔７３と
流路孔７４が接続し、ヘッドとタンクの導管が接続さｎ
１左側へ移動す几げ、流路孔７３と流路孔７５が接続さ
几、ヘッドへの導管が大気へ接続さｎる。従って前述し
た切換弁の機能が発揮さする。なお大気への流路孔７５
の外壁側にエアーフィルター７７Ｑ設Ｖｆることによっ
て大槃中のホコリやゴミｔヘッドへ導入する危険を避け
ることができる。

ｗ４１１図はポンプ６０の内部摘造會示す断面図であり
、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７１　ｉ　ｒＬシリンダー
内内部槽摺動る。従ってピストン軸６６が上下に往復運
動することによりシリンダー内部８１は加圧、減圧が繰
返さｆＬゐ。７ｑ、８０には夫々互に逆方向の一方向弁
＠着さｎており、７９はシリンダー内部８１が減圧享ｎ
たとき外部から内部８１へ通ずる一刀向弁であり、８０
はシリンダー内部８１が加圧場ｆ′Ｌ′ｆｃとき、内部
８１から外部へ通ずる一方向弁である。一方向弁の具体
例はゴムやボールなどｔ利用したものが一般によく知ら
ｎ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６６’（上トに往復運動シせシリンダー内部８
１’７加圧、減圧ｔａ返し一力向弁７９の外部口８２か
ら吸入し、−力量９Ｐ８０の外部口８３へ排出する動作
を行いポンプ機ｈｔヲ発揮する。従って、外部口ａｚ２
ｙ４ｙ図の吸引キャップ１２に導管を介して接続し、外
部口８５を廃液タンクに導管を介して接続すれば前述の
機能ｒもたせることができる。

次に４ｍ２図はｙａ７図で示したシリアルプリンターの
電気回路を含む構成ブロック図であり、８５はプリンタ
ーメカニズムであり８６はプリンターメカニズム８５を
制御する電気回路であり、商用型＃を電源に作動する。

通常一般のプリンターは以上の構成のみで取り立ってい
るが、本実施例では、前述の如く、電ｆｉＯＦＦ後にヘ
ッドのインク抜ｔｖｒ行うなどインク系ブロックの動作
を行うために８７で示すインク系回路ｔＷ＆け、充電可
能な電池８８で動作させる。電気回路８６はここで説明
する必ｌｌＩはないので以下第１２図〜第１４図にもと
づきインク系回路８７會詳説する。

覇１５図はインク系ブロックの動作の７０−チャ−）　
テ第１ｓ　図（Ａ）ｎイｙｌｊＪ４出Ｑ、＠１４Ｓ図０
）はインク充填時である。第１３図（ト）の動作を簡単
に説明すると、印字停止又はプリンターの電源スィッチ
が０ＦＩＦになるとインク系（ロ）路のタイマーがスタ
ートするとともにキャリッジがホームポジションＫｅｆ
ｆｆＬはキャリッジモーターを駆動し、ホームポジショ
ンに戻し、ヘッドノズル面に吸引キャップでキャップし
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１１ｆｌＨ！！１外（ここではｔ（−１０℃　
ｏｒ　　ｔ）６０℃〉になるかどうかｔ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、
再びキャリッジがホームポジションにあるかどうかｔ見
て、ホームポジクＮ／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戻し、直流モーターを
作動板が左回転するように３０秒間作動させる。

この最後の３０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゛を行うことは前述の説明で
明らかであろう。

第１！ｓ図（匂の動イは、電源スィッチがＯＮ又は印字
不良＃に操作さｎるＰｕｒｇ・スイッチがＯＮＫなった
とき、切換弁が大気何か、タンク側かｔ見て夫々によっ
てタイ！−の設定時間を変え、作動板が右回転するよう
に直流モータＩＩ−前記タイマー側にあるおきはヘッド
内はインク抜きがさｎているし、切換弁がタンク側にあ
ると１！はインク抜きがされて−ないため、前者の場合
は最初から再充填する必要があり直流モーターを２０秒
駆動し、後者の場合は、ヘッド内のインクは抜きとられ
ていないので若干リフレッシュす几ば良い。そのため直
流モーターは２〜５秒と短時間のみ駆動さｎる。その後
吸引キャップを解除して直流モーター２ｏｙｙにしキャ
リッジを印字位置に移動させる。

＃！１易図（Ｂ）のインク充填の動作は電源がＯＮのと
きであり第１２図のプリンタ回路８４に含ｉれるので、
以下第１５図（Ａ）ｔ−実現するための回路構７Ｂ１Ｗ
４１４図で説明する。図において９０は発振器と分局器
とで構成さ九たタイマーで、分周段選択端子９１がＨｌ
ｇｈのと１１００時間局期の出力が傅らｆＬ、　　ＬＯ
Ｗのと！３０秒周期の出力が得らする工うに設定されて
いる。９２は１度検出端子でそのセンサーとして、フェ
ライトのキュリ一温度管利用した感１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ｍ度
設定Ｗｔ用い、−１０℃以下と６（Ｉｃ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ｎる場合は作動板が左回転するイ
ンク抜き動作のみである。インク充填のための駆動回路
はメインのプリンタ回路に組み込ｔｒｔ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ろ。９５は中ヤリッジモー
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
ＯＮのときＦｉ１２Ｖが印加さｆｉＯＦＦのときは１２
Ｖがダウンする。９７は電池のスイッチ回路である。電
池社充電可能な二次電池でプリンタの電源が入っていｇ
ときは充電され、電源が０ＩＰＦになるとこの電池を電
源に以下の動作ｒ行う。

１２Ｖが印加されているときはタイマー、ＦＦＩ。

ＦＩＦＡはリセットされていてタイマ９０は作動せ　□
ず電池スイッチ回路９７はＯＮ坪なっている。

１２Ｖがダウンすると、タイマーがスタートする。

又キャリッジがホームポジションにないとき端子９４は
メークでＦＦ５の可がＬｏｗとなり端子９５即ちキャリ
ッジが駆動さｎる。５０時間経過しタイマー９０の出力
がＬｏｔからＨｌｇｈになるとｙｙｔがセットさｎタイ
マー９０は３０秒出力に切換る。

膚子９２がメーク状態になったと書も同様ＦＦＭがセッ
トさＩＬｎタイマー９０３０秒出力に切換わる。（８１
５図タイミングチャート参照）タイマー９０出力の次の
立上りでＩＰＦ２がセットさｎｌもしキャリッジがホー
ムにないときはＦＦ２によりＦＦ５がセットさｎキャリ
ッジをホームに戻ｔ。

タイマ９０の出力の次の立上り時漬即ちＦＦ４ｓがセッ
トさｎた時点でキャリッジがホームにないときは（３０
秒間キャリッジモーターを駆動して本ホームに仁ないと
き）ＦＦ６かリセットさｎｙｙａがセットさｎ回路はパ
ワーダウンモードとな９インク抜きは行わない。キャリ
ッジがホームにあるときは、ＩＰ’Ｆ６Ｆ’ｉリセット
さｎず％ＦＦ−５＊−）トさｎて可がＬｏｗＯ間直流モ
ーターが駆動さｎる次のタイマ９０出力の立下りでＦＦ
Ｉはリーセットさｎて直流モーターはＯＦＦとなり同時
にＦＦ４がセットさｎるためその可がＬｏｗとなり電池
スイッチ回路９７がＯＦＦとなる。上述の如＜１１４１
４図の回路は第１３図（４）のフローチャートの作−ｗ
Ｊｔ行う、なおタイマーの作動は外部的に４行うことが
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
（電源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えばシリア
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じない範囲て改良
、変形は全て本発明の範囲に含まれることは言うまでも
ない。

以上説明してきた如く本発明は印字停止後あらかじめ設
電した条件に到したときヘッド内と高分子材料製のイン
ク導管内のインクを抜き去ることによりインクによるノ
ズル目づまりｖｌ−回避するというインクジェット最大
の問題点を解決するとともに、次の印字に際してインク
の再充填本非常に容易かつ確実に行なうことができ、そ
の価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は水に＃ｌ解する空気のｔを温度をパラメータと
して示した図である。ｗ４２図は本発明の一実施例の１
録装置の略１１！故例を示すｍ　ｍｓ図は本楯明に用い
らｔＮた記録ヘッドの構造を示す。第４図、第５図は本
発明の実施例となる吸入中ヤツプを示す。第６図は本発
明のインクタンクの一実施剰を示す。第７図は本発明ｒ
シリアルプリンターに応用し友実施例會示す、第８図ｅ
　ｍ＋’！　ｑ図は本発明のインク系ブロックの一実施
例を示す、第１０図は本発明の切換弁の実施例會示す。 第１１図は本発明のポンプの実施例を示す。第１２図は
本発明の実施例の構成ブロック図である。第１３図は本
発明の実施例のインク系ブロックの動作フローチャート
ｔ−示す。Ｈ４１４図は本発明の実施例のインク系回路
図を示し、第１５図はそのタイミングチャート図である
。 １・・・インクジェットヘッド　２・・・インクタンク
３・・・インク導管　４・・・切換弁　８・・・吸入ポ
ンプ５１・・・袋　５２・・・パイプ　５５・・・ゴム
部側５５・・・ヘッド　３６・・・中ヤリツジ１２・・
・吸引中ヤツプ　４５・・・インク系ブロック４５・・
・インクタンク　４６・・・１ｆｆｌｔモーター５０・
・・作動板　５５・・・切換弁　６０・・・ポンプ塩　
　　土 温度（０Ｃ） 第１図 第２図 第３図 第６図 第８図 第１１図 第１２図 第１３図 （ｂ） 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 印字停止後あらかじめ設定した条件に適したとき、少く
   ともヘッド内部と高分子＠科製のインク導管内のイ／り
   を排出することτ％伜とするインクジェット記録装置１
   ゜