JPS63168363A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ノズルよりインク滴を噴射して記録媒体に文
字等の記録を行なうインクジェット記録装置にかかり、
特に印字ヘッドへのインク供給に関する。

【従来の技術〕

従来のインクジェット記録装置の印字動作は印字ヘッド
内に設置しである各ノズルに通じるインク室のインクに
電気歪振動子にエリ圧力変動を与える事でおこなわれた
。この圧力変動やインク流路の形状のため、キャビテー
ション現象等によりインク室やインク流路内にインク中
のガスが気泡となって発生し次。インク室やインク流路
内に存在する気泡は電気歪振動子より与えられる圧力変
動を吸収するためノズルエリインク滴が噴射できなくな
った。そのため印字安定性を高めるためにインク中のガ
ス含有量が無い完全脱気インクを使用することが多かっ
た。しかし印字ヘッドやインク供給経路の材質に、空気
などのガスが透過する特性があると、インク供給経路お
よび印字ヘッド内に一定時間以上滞留したインクのガス
含有量が増加し印字安定性を悪くした。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前述の従来技術では、インク供給経路および印
字ヘッド内でガス含有量が増加し次インクがそのまま印
字ヘッドに供給され、印字安定性を欠くという問題点を
有する。そこで本発明はこのような問題点を解決するも
ので、その目的とするところは、インク供給経路および
印字ヘッド内：（停滞し２てガス含有量が増加したイン
クを吸引手段によりインク供給経路および印字ヘッド内
から抜き取り、インク供給タンク内の完全脱気インクを
インク供給経路および印字ヘッドに供給し、印字安定性
が高いインクジェット記録装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のインクジェット記録装置は、インク供給経路お
よび印字ヘッド内にインクが停滞した時間をタイマー手
段により監視し、インクの停滞し九時間が一定時間は上
経過し几ら、インク供給経路および印字ヘッド内に停滞
してガス含有量が増加したインク分インク吸引手段によ
りインク供給経路および印字ヘッド内から抜き取り、イ
ンク供給タンク内の完全脱気インクをインク供給経路お
よび印字ヘッドに供給する手段を具備し念ことを特徴と
する。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例におけるインクジェット記
録装置の構成の一部を示す図である。第１図にもとづい
て本発明の詳細な説明する。インク供給タンク１は後述
する廃インクタンク１６と共に後述するインクカートリ
ッジ１７に収納すれ固定されている。インクカートリッ
ジ１７はインクジェット記録Ｈａｔに着脱でき、インク
ジェット記録装置に装着時はインクジェット記録装置に
固定される構造になっている。インク供給経路２ｖ−ｉ
インク供給タンク１と後述する印字ヘッド３を連結しイ
ンクを供給する配管である。印字ヘッド５はキャリッジ
１０に固定され、矢印Ａの双方向に移動する。インク吸
引装置４は印字ヘッド３が印字範囲外に移動した時に（
図の左側）印字ヘッド３　ノ／　スｋ　３　ａに連結で
きる様にプラテン１４と並置されている。廃インク経路
１５にインク吸引装置４と廃インクタンク１６を連結す
る様に配管されている。２本の案内軸１１．１２は印字
ヘッド５とキャリッジ１０を支持し、プラテン１４に沿
って平行に図示していないモーターおよび駆動ベルトに
より駆動できる様に設置しである。

次に動作を簡単に説明する。印字動作は、プラテン１４
を矢印ＯＫ回転させて記録紙を巻っけ、印字ヘッド６と
キャリッジ１０をプラテン１４に沿って平行に（区内の
矢印Ａ方向）図示していないモーターおよび駆動ベルト
により移動しながら印字信号に従ってノズルよりインク
滴を噴射することで行なわれる。インクの吸引動作は、
印字ヘッド３とキャリッジ１０をインク吸引装置４と対
向する位置（図の左側）に移動し、インク吸引装７１４
　ｋ矢印Ｂに動かしインク吸引装置４を印字ヘッド３に
圧着させる。

第２図に印字ヘッド６とインク吸引装置４が圧着した時
の断面の概略を示す。印字ヘッド３とインク吸引装置４
が圧着すると、ノズル３ａとキャップ４ａが密着し、印
字ヘッド３とインク吸引装置４のインク流路は気密的に
連結される。第２図における各構成を説明するニインク
吸引装置４は図示していないモーターにより図中の矢印
りのように印字ヘッド３に対して脱着する動作を行なう
。

インク吸引装置４とインク吸引ポンプ５の流入側はイン
ク管１５ａで配管されている。インク吸引ポンプ５の流
出側は廃インク経路１５に接続されている。印字ヘッド
５からのインク吸引動作を説明する。インク吸引ポンプ
５の連結ｔ４５ｄが図示していないモーターにより矢印
Ｅのように上下に往復運動するとジャバラ５Ｃが伸縮し
、ジャバラ５Ｃ内の容積が増減する。連結＄　５　（ｌ
が上死点から下死点に動くときは、ジャバラ５ｃｌｉ縮
んだ状態から伸た状態になりジャバラ５Ｃ内の容積は増
加する。ジャバラ５Ｃ内の容積が増加するとジャバラ内
の圧力はボイルの法則から減少し、すると流出弁５ｂは
閉じ、流入弁５ａが開きインク管１Ｓａ内インクが図中
の矢印１１のごとく流れジヤバラ５Ｃ内に流入する。イ
ンク管１５ａ内のインクが矢印１１のごとく流れるとイ
ンク供給経路２、印字ヘッド３およびインク吸引装置４
内のインクは流体の連続性によりインク管１５ａに流れ
込む連結棒５ｄが下死点から上死点に動くときは、ジャ
バラ５ｃは伸た状態から縮んだ状態になりジャバラ５Ｃ
内の容積は減少する。ジャバラ５Ｃ内の容積が減少する
とジャバラ内の圧力は増加し、すると流入弁５ａは閉じ
、流出弁５ｂが開きジャバラ内のインクが図中の矢印１
２のごとく流れ廃インク貨へ流出する。以上の動作を繰
り返すことによりインク供給経路２および印字ヘッド３
のインクの吸引が行なわれる。

インク供給タンク１とインク供給経路２についてさらに
説明する。インク供給タンク１は脱気インクの脱気塵を
長期間維持し、インク消費に伴ってつぶれやすい事が必
要である。そのため脱気塵を維持する念めにアルミ箔を
、つぶれやすさのために袋構造を採用して、インク供給
タンク１は数ミクロンのアルミ箔を高分子フィルム（ポ
リエチレン、ナイロン等）とラミネートした袋にしであ
る。インク供給経ｗＩ２は、印字ヘッド３の動きに追従
してフレキシブルに動く必要がある部分インク管２ａと
、インクジェット記録装置本体に固定されている部分イ
ンク管２Ｃと、インク管２ａとインク管２０ｉ結合しイ
ンク中のゴミを排除するためのフィルタ部２ｂの３部分
から成っている。

インク管２Ｃは動くことが無いのでインクに腐食されな
いで、ガス透過性がないステンレス等の金属で構成でき
る。インク管２ａはフレキシブル性が必要なため高分子
材料で構成される。そのためこの部分からの空気などの
ガス透過によるインクへのガス流入は避けられない。高
分子材料にはインクに腐食されない対インク性とガス透
過が少ない材質が望ましいが、この両方の特性を同時に
満たす材質は無い。その几めインク管２ａはたとえば第
３図に示す様に内側の材質に耐インク性に優れたポリエ
チレンとし、外側の材質にガス透過が少ないナイロンと
した重構造にする方法を・採用し友。しかしこの二重構
造をもってしても後述するようにインクの脱気塵を長期
間維持することはまだ不十分である。

次に本発明の特徴であるタイマー手段について説明する
。インク管２ａに停滞したインクは一定時間経過すると
インクのガス含有量が印字安定性に必要な基準範囲を越
える。そこでインク管２ａにインクが停滞する時間をタ
イマー手段で計測しタイマーが一定時間を越えた場合ま
次は電源投入時すでに起えている場合はインク管２ａか
らインク吸引手段でインクを吸引しインク供給タンクエ
り脱気インクを供給するリフレッシュ動作を行ない基準
値以下の脱気インクを常に印字ヘッドに供“　　給でき
るようにして印字安定性を高める。第４図、・に本発明
のタイマー手段を用いた一実癩例の回路のブロック図を
、第５図にタイマー手段によるリフレッシュ動作のフロ
ーチャート図を示す。第４図の回路のブロック図を説明
する。制御回路４０はインク吸引駆動回路４１やタイマ
ー回路４２やその他図示してない各回路を制御する。イ
ンク吸引駆動回路４１は制御回路４０から信号を受けあ
らかじめ決められ念動作項序でインク吸引装置４３を駆
動させる。タイマー回路４２Ｆ１制御回路４０からリセ
ット信号を受は取り、計測している時間ｉ　１１セツト
値にした後計測を実行する。またタイマー回路４２の計
測している時間を制御回路４０が読み込むことができる
。またタイマー回路４２の電源は本体の電源回路（図示
していない）と独立であるように構成することにより、
インクジェット記録装置本体の電源がＯ’Ｆ　Ｆであつ
次りプラグが商用電源のコンセントに接続されていなく
てもタイマーが作動する様になっている。そのためいか
なる状態でインクジェット記録装置が保管や放置されて
も、その間タイマーは動作してインクの停滞時間に積算
される。

タイマーによるリフレシュ動作に関する１番目の実施例
を第５ａ図に示すフロチャートで説明する。このフロチ
ャートについてはタイマーが一定時間以上を経過し友か
は電源投入後に一度だけ読み込み判断される。その後は
印字数とリフレッシュボタンの手動操作によってタイマ
ーのリセットが行なわれる。フロチャートの最後で電源
ＯＦＦでフロチャートはｅｎｄになるが、電源ＯＦＦで
もタイマーは作勤続ける。リフレッシュ動作を行なうの
は次の２つの場合のいずれかである。

（１）　　電源投入時にタイマーが一定時間μ上を経過
している時。

＋２１１７７レツシユボタンが手動操作さし念時。

また、タイマーがリセットされるのは次の２つの場合の
いずれかである。

（３）リフレッシュ動作が行なわれ念時。

（４）　　印字数または印字ドツト数が一定数以上を越
した時。

ここで（４）の意味するところは、ある一定数の印字を
行なうと上述し次インク貨２ａの中のインクは印字とし
て消費されるということである。つまりリフレッシュ動
作を行なつ念時と同様にインク供給タンクの脱気インク
がインク管２ａＶｃ供給され九のと同じ状態になる。印
字数ｆ　ＩＪ上セツトるのは次の３つの場合のいずれか
である。

（５）　　電源投入時。

（６１一定数字ま九は一定ドット数頃上印字を行なつ定
時。

（７）　　リフレッシュボタンが手動でＯＮ操作された
時。

（６）が意味するところは、印字数ま念は印字ドツト数
をカウントすることで、タイマー手段による上記（４）
の意味で述べたように必要以上のリフレッシュ動作を少
なくすることができインクの消費量を少なくすることが
できる。

次にリフレッシュ動作に関する２番目の実施例を第５図
（１））により説明する。第５図（ａ）のフロチャート
で０１の判断の電源ＯＮの行き先を印字持ちとし、印字
指令があつ定径に（２）のタイマーリードとして、（３
）判断のＮＯの行き先きを（７）の印字８印字数のカウ
ントにする。このフロチャート図を第５図（ｂ）に示す
。第５図（ｂ）でのタイマーの読み込みは次の２つの場
合のいずれかである。

ａａ　を源投入時 αυ　印字を行なう直前 αυの場合であると印字を行なう直前にタイマーを読み
込み、タイマーが一定時間以上経過していないか判断す
る。この場合は電源を入れた状態で放置された時でもタ
イマーによるリフレッシュ動作が行なわれる。

さらに、リフレッシュ動作に関する３番目の他の実施例
を第５図（Ｃ）の７０チヤ一ト図に示す。

第１．第２の方法で印字数をカウントし、印字数が一定
量を越え念かを判断していた部分を、第５の方法は、印
字によりインク管２Ｉ！Ｌのインクが流動し次発をタイ
マーを逆転させる方法である。

上述以外の方法として下記する第４の方法が考えられる
。制御回路がタイマーの計測時間を読み込む事はせずに
、タイマーが一定時を計測し念時点で制御回路に割込み
信号を発生させてリフレッシュ動作を行なう方法である
。

第６図にタイマー回路の一実施例を示す。図において端
子６０．６１は第５図の制御回路と接続されている。端
子６０はタイマーの出力信号の出力端子であシ、端子６
１は制御回路からのリセット信号の入力端子である。タ
イマーのリセット動作は、入力端子６１のリセット信号
がＬＯｗＫなシトランジスタロ２のペースの電圧がさが
り、エミッターからコネクターに電流が流れ、コンデン
サ６５に電流が蓄えられ、次にリセット信号がＨｌＧＨ
Ｋなり、リセット動作が完了する。コンデンサ６３に蓄
えられた電流は時間とともに放電する。コンパレータ６
４　Ｆｉ、ＴＩ）とコンデンサ６３の放電電圧ＶＣを比
較し、ＶＤ　（ＶＣならば出力端子６０にＨｌＧＨを、
ＶＤ　）　Ｖ（３ならば出力端子６ｏにＬＯＷを出力す
る。つまりコンデンサ６３の放を電圧ＴＯが一定時間が
経過してｖＩ）より小さくなるとコン／＜レータ−の出
力がＬＯＷになることによりタイマーとして作動する。

このタイマーの設定値は回路のコンデンサの容量や抵抗
などの構成により自由に設定することが可能である。タ
イマーの設定時間は後述するがインク管２ａ内のインク
にガスが溶は込む速度によって設定される。

上述のタイマー回路の実施例では、コンデンサとコンパ
レータの組合せによる構成を示し九が、タイマーの機能
を備えている回路構成であれば本実施例の回路と置き換
えることができる。たとえば発振回路で構成されるタイ
マーでもよく、また機械式のタイマーでもよい。

第７図はインク管２ａ内の初期値ａｐｐｍのインクにガ
スが溶は込む速度を温度によって示し次回である。イン
クのガス含有量の特性として、低温はど飽和ガス含有量
が高く、温度が高くなるほど飽和ガス含有量が低下する
傾向がある。ま次インク管２ａの材質の特性として、低
温はどガス透過率が低く、温度が高くなるほどガス透過
率が増加する傾向にある。上記し次インクとインク管２
ａの材質の特性からインク管２ａを透過してインクにガ
スが含有量する上昇速度は図のごとく低温ではインクの
ガス含有量の上昇速度は小さく高温はどインクのガス含
有量の上昇速度は犬′＠（なり、飽和状態にい次る時間
は低温では長い時間がかかり高いほど早くなる。

次に第７図に基づいて、タイマーの時間設定の方法につ
いて説明する。第７図の曲線において、高温及び低温は
、インクジェット記録装の動作及び保管に関する最高温
度（例えば４０℃）及び最低温度（例えば０℃）を意味
する。

ガス含有量に関する限界値は、キャビテーション現象ま
危は最高温度におけるガス飽和値によって決められる。

第７図にあるように、キャビテーションを抑える次めの
限界値が？。ｐｐｒｎであるとき、この限界値ｔｏ　Ｐ
ｐｆｆｌを最も早く越える曲線は、図の場合は常温の曲
線である。この場合の２゜ｐｐｍを越える時間はＴ。時
間である。つまり７０時間以内であれば、ガス含有ｔＶ
ｉｔ。ｐｐｒｎｕ下であるからキャビテーションを抑え
られる。しかし上述の場合に常温状態から高温状態に温
度が上昇すると高温状態においてインク中のガス含有量
は過飽和状態になり非常にインクから気泡が発生しやす
い状態となる。従って図の様に限界値？。よりも低い飽
和ガス含有量の状態（図の場合は高温の曲線）が存在す
る場合は、低い飽和ガス量を限界ガス量として、この限
界ガスｔｒｔを越えないようにタイマーの時間を設定す
る。すなわち限界ガス量ｆ＋Ｐｐｍｔ？最も早く越える
のは常温の曲線で、時間は７１時間であり、７３時間以
上インクが放置されれば上述したリフレッシュ動作が働
くように設定する。

次に他の場合として、キャビテーションを抑える限界値
が図示の破線の如（ｆｔ　１）１）ｆｆ＋であるときは
、限界ガスｆｉをｆｔＴ）ｐｒｎとし、’ｔｐＰＩ１１
と最も早く交わる曲線は図の例では高温の曲線であり、
交点の時間Ｔ、を経過すれば、または電源投入時にＴ１
時間以上経過していれば、上述のリフレッシュ動作を行
なうようタイマーの時間を設定する。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、印字ヘッドとインク
供給経路内のインクを吸引するインク吸引手段とインク
供給経路内のインクのガス含有量が印字安定性に欠かせ
ない基準値を越える時間を計測するタイマー手段どを具
備し、電源オフ時や印字動作停止時にインクが前記イン
ク供給経路内に一定時以上経過して停滞し九ら、前記イ
ンク吸引手段により前記インク供給経路からインクを吸
引し、インク供給タンクより基準値μ下の脱気インクを
供給することにより、常に高い印字安定性が得られると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるインクジェット記録
装置の構成の一部を示し次回である、第２図は本発明の
実施例である吸引動作中のノズル、キャップ、インク吸
引ポンプの断面図である。第３図はインク管２ａの断面
図である。第４図は本発明の実施例における電気回路の
一部の構成を示し九ブロック図である、第５図（ａ）　
（ｂ）（ｃりはタイマーを用いたりフレッシュ動作に関
するフロチャート図である。第６図は本発明の一実施例
のタイマーの電気回路図である。第７図はインク管２ａ
内のインクのガス含有量の速度を温度について示し次回
である。 １・・・インク供給タンク ２・・・インク供給経路 ３・・・印ヘッド ４・・・インク吸引ｔｕｉ ５・・・ポンプ 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 第２図 第３図 第４図 （Ｃ） 第５図 ６２：トランジス７ 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノズルよりインク滴を噴射して記録媒体に文字等の記録
   を行なうインクジェット記録装置において、インク供給
   タンクと、印字ヘッドと、前記印字ヘッドに前記インク
   供給タンクからインクを供給するインク供給経路と、タ
   イマー手段と、前記印字ヘッドを通して該印字ヘッドお
   よび前記インク供給経路からインクを吸引し、前記タイ
   マー手段により一定時間以上が経過したら前記印字ヘッ
   ドおよび前記インク供給経路内のインクを抜き取るイン
   ク吸引手段と、前記インク供給タンクのインクを供給す
   る手段を具備したことを特徴とするインクジェット記録
   装置。