JPS6345307B2

JPS6345307B2 -

Info

Publication number: JPS6345307B2
Application number: JP56155210A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Kawamura
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1988-09-08
Also published as: JPS5856862A

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エツト記録装置に関する。

従来インクジエツト記録装置に関しては多くの
方式が考案されているがその中で必要時のみ選択
的にインクを噴射し記録を行う方式（特開昭51―
35231号等に記載されたもの等）は装置の簡略さ
等から注目すべき記録方式である。しかしながら
従来より多くの改良が試みられてきたにもかかわ
らず信頼性の面での不備が解消されず実用化の領
域に達していない。また一部実用化されているも
のも取り扱いの面で大きな制約があり満足すべき
ものとなつていない。この原因となつているのは
２つの大きな問題即ち気泡に関する問題及び目づ
まりについて決定的な解決策が見出されていない
点にある。気泡に関しては上記特開昭51―35231
号等に記載されている記録原理からも理解される
ようにインクの圧力を高める圧力室内に気泡が混
入すればインク噴射が正常に行なわれないのは明
らかでありまた目づまりに関しては本方式に限ら
ずインクジエツト記録全般に渡る問題であるが特
に本方式に於てはノズルの断面積が比較的小さい
ことから一層解決が困難である。従来これらの点
に関して試みられている対応策について説明する
とまず気泡に関しては、インクの初期充てん時あ
るいはインク交換時（カートリツジ式等）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ク循環によつて
気泡を取り除くもの（特開昭54―159227号及び同
54―160242号等）、インクの流路途中に気泡除去
装置（特開昭51―88224号）を設けたもの等があ
る。また内部発生的に生ずる気泡（主としてキヤ
ビテーシヨンによるもの）についての対策は特公
昭53―20882号にあるがほとんど考慮をはらわれ
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、万一の目づまりの場合の
強制解除手段（実開昭54―66853号）等が見られ
るが以下に述べる様にいづれも不満足であること
が判明した。

発明者は上記の２つの大きな問題を解決するた
めに記録装置がおかれあらゆる条件を設定し鋭意
解析を進めた結果、気泡の混入と目づまりに関し
て次の諸点についての対応がなされなければ完全
解決は不可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た通り外的要
因によるものの他に従来余り考慮されていないキ
ヤビテーシヨンによる内部発生的なものがあるが
このキヤビテーシヨ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た。一般にキヤビ
テーシヨンは高い負圧によつて起るが、微小気泡
が存在する場合その限界となる負圧は極端に低く
なる。従つてインクが噴射された直後の小さな負
圧によつても十分キヤビテーシヨンが起り得る状
態となつている。これはインクを噴射する記録ヘ
ツドの大小、形等により差異はあるものの必ず起
り得るものである。また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
して酸素及びチツ素）が大きな役割を果してい
る。即ち水性インクの場合20℃に於ては第１図に
示すように水中に1.6％の空気が溶け込んでおり
しかもこの溶解度は温度が高くなるほど小さくな
る。即ち記録中に温度が低温から高温へシフトす
ると溶解していた空気は微小気泡となつてインク
中に折出するのである。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タンクに回
収すれば微小気泡を生じさせるもととなつてしま
う。またそうでなくてもインクに振動等の刺激を
与えること自体が微小気泡発生のもととなる。ま
た前記の気泡除去装置は比較的大きな気泡は捕獲
できるものの直径数μmという微小気泡に対して
は余り効果がなく、またキヤビテーシヨン対策と
して前記の特公昭53―20882号に記載されたもの
はインク中の酸素を取り除いてしまうものである
が、依然としてチツ素はインク中に溶存し温度変
化によつて微小気泡を生じることは明らかである
（酸素のみを取り去つても体積比で2/3はチツ素が
溶け込んでいる。第１図参照。）従つて記録装置
がどのような条件におかれても安定した記録を行
なうためにはこの点についての考慮が必要であ
る。

次に目づまりについては蒸発しにくいインクの
改良等が行われているが、記録後の印次速乾性と
は矛盾する要素が強く解決されていない。またノ
ズル前面への湿式あるいは乾式のフタ等の改良が
あるがいずれも高温状態では常温に比し著しく効
果が済ちる。さらに注意すべきは記録ヘツドのノ
ズル部もさることながら、前記ヘツドへとインク
を導くインク導管は一方では記録ヘツドの移動に
つれて自在に動くフレキシビリテイが要求される
ため高分子材料で構成される。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れる塩化ビ
ニリデン系統の樹脂でも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れても、この導
管からの蒸発により結果的に目づまりを起してし
まう。

さらに１度目づまりを起したものは前記実開昭
54―66853号等の強制排除手段をもつてしても極
細のノズル部を完全回復させることは困難でイン
クの飛行の直線性等が損われる。さらには前記導
管の壁を通しての空気が透過し導管中インクを飽
和状態にするのでいずれ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。

本発明は上記問題点を解決しようとするもので
ありその目的とするところはａインクジエツトヘツドのインク導管から記録
ヘツドのノズル部におけるインクの目づまりを
確実に、しかも簡単な装置により防止し、ｂインク中の気泡の発生を防止できる品質に優
れたインクジエツト記録装置を提供しようとす
るところにある。

本発明によるインクジエツト記録装置は、前記インク導管の途中に設けられ一方は前記イ
ンクジエツトヘツドと連通し、他方はスライダー
を移動することにより前記インクタンク又は大気
へと選択的に接続する切換弁と、正逆回転が可能な回転動力源と、該回転動力源の回転力を受けて回動され、当接
部が形成された作動板と、一端が前記当接部と当接し他端が前記スライダ
ーと係合し、前記回転動力源の回転方向に応じて
前記スライダーを２方向へ移動させる切換弁作動
レバーと、前記回転動力源により駆動され前記回転動力源
の回転方向にかかわりなく一方向へ前記インク又
は空気を給送する吸入ポンプと、前記ノズルの前面に必要に応じて密着され前記
ノズルから前記インク又は空気を前記吸入ポンプ
の吸引力で吸入する吸入ふたとを有し、該吸入ふたを前記ノズルの前面に密着し、前記
回転動力源が一方の方向に回転された場合には前
記切換弁は大気へ連通され前記吸入ポンプにより
インクジエツトヘツド内のインクを抜き取り、前
記回転動力源が他方の方向に回転された場合には
前記切換弁は前記インクタンクへ連通され前記吸
入ポンプによりインクジエツトヘツド内に前記イ
ンクを充填することを特徴とするものである。以
下図面に基づいて本発明の説明する第２図は本発
明の記録装置の略構成例を示したものであり図に
於て１は記録ヘツド、２はインクタンク（カート
リツジ等）、３はインクタンク２から記録ヘツド
１へインクを導くインク導管である。このインク
導管３の途中には切換弁４が設けられ、一方は大
気５へ他はインクタンク２へと接続されている。
さらに記録ヘツド１前面には記録装置の適当な位
置に於てノズル部１０と係合する如く設けられた
空間部をもつたインク吸入ふた６が配置され導管
７を通じてポンプ８を介して廃液タンク９へと結
合されている。かかる構成の記録装置の動作を説
明するに先だち記録ヘツド１について詳しく述べ
る。

記録ヘツド１の構成は第３図ａに示す如くガラ
ス基板２１の両面にエツチングによつて複数の圧
力室２２、ノズル２３等の溝を形成し、これらの
圧力室２２にインクを導く比較的内容積の大きい
インクリザーバー部２４を介してパイプ１５から
インクが供給される構造である。このヘツドの構
造をもう少し詳しく述べると、両面に溝の形成さ
れたガラス基板２１と同一の厚みのガラス片２５
を第３図ｂに示すように並置し、この両側から振
動板（可撓壁）となる比較的薄いガラス板２６及
び２７を融着等の方法で接着する。このときガラ
ス基板２４とガラス片２５及びガラス板２６，２
７で作られる空間がリザーバー２４を形成する。
従つてこの空間はエツチングで作られた圧力室２
２、ノズル２３等の10〜数100μmの深さの溝部分
に比し、十分容積が大きい。尚リザーバー部の一
方は栓１６により閉じられる。さらにリザーバー
２４と圧力室２２の間にエツチングによるフイル
ター部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（図示せず）が配され電気パル
スに応じてインクがノズル２３から噴射される。
そしてインクの充填性を良くするために円形の圧
力室２２の前後にインクの流れを失印の如く壁面
に沿わせるような島状の突起２８を設けることも
できる。

次に第４図にて吸入ふた６が記録ヘツド１のノ
ズル部２３と係合する様子を示す。吸入ふた６は
空間部６ａを有した矢印方向に移動する構造とな
つており必要に応じノズル部２３に密着的に係合
し、さらにこの空間部は導管７と接続している。
また第５図に示す様にヘツド１を保護する目的で
設けられたヘツドカバー１１の前面に密着的に係
合する空間部６a′を有する吸入ふた６′も同様の
目的を達することができる。

以上第２図，第３図，第４図に基づいて本発明
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（記録ヘツド１へのインク初期充てんあ
るいはインクカートリツジ２交換時を含む）記録
ヘツド１は吸入ふた６が設置されている位置に移
動し、空間部６ａがノズル部２３周囲に密着係合
する。

しかる後切換弁４を記録ヘツド１とインクタン
ク２が接続される如く切換えて、ポンプ８を作動
させる。導管７を通じて空間部６ａは負圧となり
インクタンク２からインクを吸入し始めやがて記
録ヘツド１のインクリザーバー部２４、圧力室２
２、ノズル２３がインクで満される。気泡を除き
完全な充てんを期すため少し余分にインクを吸入
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からインクを吸入する方法はイ
ンクタンク２を加圧しノズル部２３よりインクを
押し出す方法に比べ、インクリザーバー２４、圧
力室２２内にインクが滞留しにくく、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。
なおノズル２３部より余分に消費されるインクは
１c.c.以下でよくほとんど無駄にならない。このよ
うに記録ヘツド１内が完全充てんされた後記録ヘ
ツドは図示しないキヤリツジ等で記録位置へと導
かれ記録を開始する。さて記録が終了すると記録
ヘツドは再び吸入ふた部に移動し、切換弁を大気
側５に切換える。ここでポンプ８を作動させ、導
管３―２を通じて記録ヘツド１へと空気を吸い込
む。この動作で導管３―２及び記録ヘツド１内の
インクは吸入キヤツプ６から導管７、ポンプ８を
通つて廃液タンク９に廃棄され、記録ヘツド１及
び導管３―１内にはインクが全く存在しない状態
となる。以上の動作で記録ヘツド１内には全くイ
ンクが残つていないためどのような環境条件下に
おかれても目づまりの心配は全くなく、ノズル２
３付近にも染料のカス等微小ゴミが付着せず、常
に安定したインクの飛行を保障できる。

上記に於て切換弁４はインクタンク２と記録ヘ
ツド１を接続するインク導管３の途中に設けら
れ、インク導管３を導管３―１及び３―２に分割
しているが、これはインク導管３―２部分は記録
ヘツド１の動きに追従してフルキシブルに動く必
要があり従つて高分子材料で構成されるため、こ
の部分からのインク蒸発及び空気流入はさけられ
ない。故に記録ヘツド１のみならずこの導管３―
２部分からもインクを抜き取ることが好ましいた
めである。なお導管３―１部分は動く必要がない
ためステンレス等の金属で構成できるため、蒸発
等の心配は全くない。この排出動作で消費される
インク量は導管３―２部分が内径１mm、長さ500
mmとして約0.4c.c.記録ヘツド１内部（リザーバー
部＋圧力室＋ノズル部）が約0.1c.c.合計で約0.5c.c.
でありほとんど無駄にならないと言える。ここで
再び記録を開始しようとする時は弁４が切り変わ
つて前記のインク充てん動作を行なう。

以上のようなインク排出・吸入充てん動作によ
り目づまりは全くなくすことができる。また気泡
に関しても初期充てん時インクタンク交換時、あ
るいは不意の衝撃等により、ノズル２３から入り
込んだ気泡等に関しては、吸入動作により気泡の
追い出しが確実にできる。しかしながらインク中
に溶存している空気に関してはなお別の配慮が必
要である。即ち前にも説明した様にインク中の空
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。従つて第
２図のインクタンク２は外気に対して遮断されて
いなければならない。このため本発明では第６図
に示された様なアルミ箔を他の高分子フイルム
（ポリエチレン、ナイロン等）とラミネートした
袋３１に導管３―１先端に設けられた針状パイプ
３２と接続可能なゴム等の部材３３が設けられた
インクカートリツジを使用している。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
ビニリデン樹脂が知られこれを用いた積層フイル
ムが実用化されており、これらの材料を用いたイ
ンクカートリツジを構成している従来例がある。
しかしこれ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
気体透過係数ＰはＰ＝P₀sxp（―Ｅ／RT）（Ｅ：
活性化エネルギー、Ｔ：絶対温度、Ｒ：気体定
数）の如く温度依存性があり、温度が高くなるほ
ど大きくなる傾向がある。一例として塩化ビニリ
デン樹脂を用いた複合フイルムの中で商品名“サ
ラネツクス＃26”（(株)旭ダウ製、約60μm厚）を例
にとると、例えば酸素透過量は７c.c.／m²．
24hr.1atm（常温）であり、第５図に示した形状
（例えば表面積200cm²、内容積200c.c.の水性インク）
に於て約40日程度でインクは完全に飽和状態とな
る。これが高温（65℃）になると数倍〜10数倍さ
らに透過率が大きくなり長期保存に耐えない。そ
こで本発明では数μmのアルミ箔をラミネートし
た袋を用いた。アルミ箔は数100Åの蒸着膜程度
でもかなり透過係数を低下させることができるが
ピンホールの存在などから数μm程度の薄膜がよ
り望ましい。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
され長期保存に耐える。たゞし数μmのアルミ箔
は袋とした場合剛性が高くなるので第６図に示し
た様な表面積の比較的大きい偏平な密閉袋を構成
する必要がある。即ちインク消費に伴つて袋が無
理なく徐々につぶれ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をとり得ない。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（カートリツジ）の構成が必要不可欠
である。

次に本発明をより具体的に説明するため第７図
に上述の本発明の構成をシリアルプリンターに応
用した実施例を示す。３４はプラテン３５はヘツ
ド、３６はキヤリツジでヘツド３５を支持し、２
本の案内軸３７，３８に沿つてプラテン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
駆動される。プラテン３４に記録紙を装着し、キ
ヤリツジ３６を上述の如く駆動しながら印字を行
うと前述のヘツドは24ノズルを有しているので縦
24ドツト構成の文字、画像の記録が行われる。こ
のようにキヤリツジ３６がプラテン３４に対向し
て駆動される範囲３９を記録ポジシヨンとすれ
ば、前述したようにヘツド３５へのインク充填、
インク抜きを行う位置４０としてホームポジシヨ
ンが設けられている。ホームポジシヨン４０では
このような色々な動作を行うための装置に配され
ている。即ち、必要に応じてヘツド３５のノズル
面をクリーニングするためのブラシ４１、これ
は、ノズル面に紙粉等のホコリが付着したときヘ
ツド３５をホームポジシヨン４０のブラシ４１部
に到らせこのブラシ４１を回転させノズル面のホ
コリを取去する。４２は第２図，第４図で示した
と同様の吸引キヤツプであり、ヘツド３５がこの
吸引キヤツプ４２の位置にきたとき、必要に応じ
てノズルへのキヤツプの着脱ができるようになつ
ている。４３は第２図で示した切換弁４、ポンプ
８及びそれらの駆動機動をまとめたインク系ブロ
ツクである。このインク系ブロツク４３の詳細は
後述するので、ここでは図の如く立方体のブロツ
クで示す。吸引キヤツプ４２とインク系ブロツク
４３間はインク又は空気の吸入のための導管４４
が設けられている。第２図からも理解されるであ
ろうがこの導管４４はインク系ブロツク４３内の
ポンプに接続されている、４５はインクタンクで
ある。ここでのインクタンク４５は第２図のイン
クタンクと廃液タンクが一体で構成されている。
又このインクタンク４５からは第２図で示したと
同様インク系ブロツク４３の切換弁、ポンプへの
導管、さらにはインク系ブロツク４３からヘツド
３５への導管などが配設されているが、ここでは
このような細部の構成は省略した。

次にこのシリアルプリンターの動作を説明する
と、休止中はキヤリツジ３６はホームポジシヨン
４０にありヘツド３５のノズル面は吸引キヤツプ
４２でキヤツプされヘツド３５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、前述したようにインク系ブロツク４３が動
作してヘツド３５にインクを充填し、印字指令を
待ち、印字指令とともにキヤリツジ３６は印字ポ
ジシヨン３９へ移動し指令に従つて記録を行う。
プリンターの電源が切られると、キヤリツジ３６
は、ホームポジシヨン４０に移動し吸引キヤツプ
４２でヘツド３５のノズル面をキヤツプする。こ
こで引き続いてヘツド３５内のインクを抜き取つ
ても良いのであるが、インク抜き→インク充填の
動作を１回行うと消費するインク量は約１〜２c.c.
であり１日１回程度であればそえ程問題となる量
ではないが、１日に頻繁に電源をON―OFFする
場合はやはり無視できない消費量になる。そこで
ここではインクによるノズル目づまりにいたる条
件を検討し、目づまりする危険性が認められた時
点で始めてインク抜きを行う方式を採つた。この
動作の詳細については後述するが、その概要は、プリンターの電源OFF後、又は印字動作終
了後、ある一定時間経過した場合と、ある温度以上の高温プリンターがさらされた
場合と、ある温度以下の低温にさらされた場合の少く
とも１つの条件にいたつた場合にインク抜きを行うものである。その理由は当然
長期間放置されるとインクの水分が蒸発しノズル
に目づまりを引き起すので上記の条件が必要
で、具体的な時間としては、非常に安全を見込ん
で１日〜１週間位に設定すれば良い。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はないので実用
上差しつかえない。次にインクの蒸発は常温下で
はインク内の湿潤などの効果で蒸発は非常に少く
押えられるが、高温下では、これが大きく加速さ
れる。そこで上記の条件として50〜60℃以上の
高温下でインク抜きをする。上記の条件は，
と違つてインクの凍結温度以下になると、ヘツ
ドその他に充填されているインクが凍結して、ヘ
ツドや導管等の破壊の恐れがでてくる。従つてイ
ンク凍結温度以下になる恐れのあるときにはイン
ク抜きを行つて安全を期すのである。

以上述べてきたような動作を確実に行うには、
キヤリツジ３６が確実にホームポジシヨン４０の
所定の位置になければならないので、これを検出
するセンサーが必要である。これは第６図では図
示しないが市販のリードスイツチや、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図で示したインク系
ブロツク４３の詳細を、さらに第１０図，第１１
図に切換弁、ポンプの詳細を示す。第８図はイン
ク系ブロツクの側面図であり、４６は直流モータ
ーで切換弁、ポンプの動力源である。作動時間が
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
転軸に取りつけられた歯車で直流モーター４６の
回転を以下の歯車列４８，４９により減速して作
動車５０に伝達される。

この作動車５０の一方の面には切換弁５５を作
動させるためのピン５１が、又他方の面にはポン
プ６０を作動させるためのピン５８が取りつけら
れている（第８図参照）。作動板が回転するとピ
ン５１は一点鎖線６１を中心に動き、切換弁作動
レバー５２と係合する。この切換弁作動レバー５
２はその中心に回転可能になつているが、切換弁
作動レバー５２の他端に取りつけられた引張りバ
ネ５４によりその静止位置が規制され図の如く、
ピン５１との係合部が作動車５０の中心軸位置に
なつている。又切換弁作動レバー５２の他端には
ピン５９が取りつけられていて、このピン５９は
切換弁５５のスライダー５６に設けられた開口５
７に係合する。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の動きによつて流
路の切換えができるようになつている。ここで直
流モーター４６が作動し、作動板５０が失印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、これを矢印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端面を押しスラ
イダー５６を矢印６４の方向に移動せしめ切換弁
５５の流路切換えを行う。又モーター４６を逆転
させ作動板５０を矢印６２と逆方向に回転させる
とスライダー５６は矢印６４と逆方向に移動し切
換弁５５の流路を元の状態に切換えられる。こう
して直流モーター４６を作動させ、その回転方向
により切換弁５５の切換えを行う。なお作動板５
０が回転を続けるとき最初の１回転でピン５１に
より切換弁作動レバー５２を通じてスライダー５
０を移動させるがスライダー５６は外力がなけれ
ばその位置を保持するので、次の回転からは切換
弁作動レバー５２のみを作動させるだけである。
ピン５１とレバー５２の係合を断つとバネ５４に
より図のようにレバー５２は中心位置にもどされ
るがピン５９と開口５７間には逃げがありスライ
ダーが戻されることはない。

作動板５０はポンプ６０も作動させるが、第８
図と逆の側面になるので、ポンプ作動部のみを第
９図に示す。作動板５０にはピン５８が取付けら
れ、このピン５８はピストン軸６６に固着された
ピンフオロワー６５の溝６７と係合している。こ
の溝６７は図の如くピストン軸６６の軸方向と直
角方向に形成されていて、作動板５０の回転によ
つてピン５８は一点鎖線６８に沿つて動きピンフ
オロワー６５を作動させピストン軸６６を矢印６
９のように往復運動させる。ポンプ６０はその内
部構造を第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つて
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６６を駆動することはいう迄もな
い。

上述のように本実施例では一個のDCモーター
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、これによつてヘツドのインク充填
とインク抜きの方法について説明する。インク充
填を行う場合は切換弁５５はヘツドとインクタン
クを接続する方向になければならない。この方向
を第８図で、切換弁５５のスライダー５６が矢印
６４と反対方向に押された状態であるとすれば、
DCモーター４５を作動板５０が、矢印６２と反
対方向に回転する方向に作動させる。すると、作
動板の最初の一回転でスライダー５６が矢印６４
と反対方向へ移動せしめられ、ヘツドとインクタ
ンクの導管を接続し、引き続く作動板５０の回転
でポンプ６０が駆動され、インクタンク内のイン
クをヘツドへ吸引して充填を行う。

次にインク抜きを行う場合はDCモーター４６
を上と逆方向へ回転せしめ、作動板５０を矢印６
２の方向に回転させ、スライダー５６を矢印６４
の方向に移動しヘツドの導管を大気と接続し、引
き続く作動板５０の回転でポンプ６０を作動させ
大気中の空気をヘツドに吸引してヘツド内のイン
クを空気と置換してインクを抜き取る。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
理解されよう。

第１０図は切換弁の内部構造を示す断面図であ
る。７０はゴムで成型されたパツキンでパツキン
ホルダー７１に保持され、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７２が入つていてパツキン７０
を切換弁５５本体の内壁に押しつけられている。

この内壁にはヘツドへの導管に接続される流路
孔７３、タンクへの導管に接続される流路孔７
４、さらに大気へつながる流路孔７５が設けられ
ている。さらにこれらの流路孔７３〜７５はスラ
イダー５６の移動方向に直線状に配置され、流路
孔７３と流路孔７４との間隔と流路孔７３と流路
孔７４との間隔がほゞ等しくなつている。又パツ
キン７０にはくぼみ７６が形成されており、スラ
イダー５６が図の如く最右端にあるときパツキン
７０のくぼみ７６が流路孔７３と流路孔７４を接
続する如き大きさ及び配置になつている。スライ
ダー７５が図で左側へ移動されるとパツキン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を接続するように切換えられ
る。従つてスライダー５６の移動量を相隣る流路
孔の間隔にとり、スライダー５６を右側へ移動す
れば流路孔９３と流路孔７４が接続し、ヘツドと
タンクの導管が接続され、左側へ移動すれば、流
路孔７３と流路孔７５が接続され、ヘツドへの導
管が大気へ接続される。従つて前述した切換弁の
機能が発揮される。なお大気への流路孔７５の外
壁側にエアーフイルター７７を設けることによつ
て大気中のホコリやゴミをヘツドへ導入する危険
を避けることができる。

第１１図はボンプ６０の内部構造を示す断面図
であり、ポンプ６０の内部はシリンダーになつて
いて、ピストン７８がピストン軸６６に固着され
シリンダー内部を摺動する。従つてピストン軸６
６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、減圧が繰返される。７９，８０に
は夫々互に逆方向の方向弁装着されており、７９
はシリンダー内部８１が減圧されたとき外部から
内部８１へ通ずる一方向弁であり、８０はシリン
ダー内部８１が加圧されたとき、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
ゴムやホールなどを利用したものが一般によく知
られているので、ここでは省略する。このポンプ
６０はピストン軸６０を上下に往復運動させシリ
ンダー内部８１を加圧、減圧を繰返し一方向弁７
９の外部口８２から吸入し、一方向弁８０の外部
口８３へ排出する動作を行いポンプ機能を発揮す
る。従つて、外部口８２を第７図の吸引キヤツプ
４２に導管を介して接続し、外部口８３を廃液タ
ンクに導管を介して接続すれば前述の機能をもた
せることができる。

次に第１２図は第７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ツク図であり、８
５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
用電源を電源に作動する。通常一般のプリンター
は以上の構成のみで成り立つているが、本実施例
では、前述の如く、電源OFF後にヘツドのイン
ク抜きを行うなどインク系ブロツクの動作を行う
ために８７で示すインク系回路を設け、充電可能
な電池８８で動作させる。電気回路８６はここで
説明する必要はないので以下第１２図〜第１４図
にもとづきインク系回路８７を詳説する。

第１３図はインク系ブロツクの動作のフローチ
ヤートで第１３図Ａはインク排出時、第１３図Ｂ
はインク充填時である。第１３図Ａ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
イツチがOFFになるとインク系回路のタイマー
がスタートするとともにキヤリツジがホームポジ
シヨンになければキヤリツジモーターを駆動し、
ホームポジシヨンに戻し、ヘツドノズル面に吸引
キヤツプでキヤツプして待期する。そしてタイマ
ーが50時間経過するか、気温が許容温度範囲外
（ここではｔ＜−10℃ or ｔ＞60℃）になるかど
うかを監視し、この条件になつたときインク抜き
動作に入るが、安全のため再びキヤツプがホーム
ポジシヨンにあるかどうかを見て、ホームポジシ
ヨンにない場合はキヤリツジモーターを作動さ
せ、ホームポジシヨンに劣し、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１３図Ｂの作動は、電源スイツチがON又は
印字不良時に操作されるPurgeスイツチがONに
なつたとき、切換弁が大気側か、タンク側かを見
て夫々によつてタイマーの設定時間を変え、作動
板が右回転するように直流モーターを前記タイマ
ー設定時間だけ駆動する。この意味は切換弁が大
気側にあるときはヘツド内はインク抜きがされて
いるし、切換弁がタンク側にあるときはインク抜
きがされていないため、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、ヘツド内のインクは抜きとられて
いないので若干リフレツシユすれば良い。そのた
め直流モーターは２〜５秒と短時間のみ駆動され
る。その後吸引キヤツプを解除して直流モーター
をOFFにしキヤリツジを印字位置に移動させる。

第１３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８６に含まれ
るので、以下第１３図Ａを実現するための回路構
成を第１４図で説明する。図において９０は発振
器と分周器とで構成されたタイマーで、分周段選
択端子９１がHighのとき100時間周期の出力が得
られ、Lowのとき30秒周期の出力が得られるよ
うに設定されている。９２は温度検出端子で、そ
のセンサーとして、フエライトのキユリー温度を
利用した感温磁性材料とリードスイツチを組合せ
たサーマルリードスイツチで２点温度設定型を用
い、−10℃以下と60℃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。９３は直流モーター駆
動端子で、ここで駆動され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
まれている。９４はキヤリツジのホームポジシヨ
ン検出端子で、ホームポジシヨンに到るとブレー
クになる。９５はキヤリツジモーター駆動端子
で、キヤリツジをホームポジシヨンに移動させる
目的である。９６は電源スイツチの検出部で、電
源ONのときは12Vが印加されOFFのときは12V
がダウンする。９７は電池のスイツチ回路であ
る。電池は充電可能な二次電池でプリンタの電源
が入つているときは充電され、電源がOFFにな
るとこの電池を電源に以下の動作を行う。12Vが
印加されているときはタイマー、FF１，FF４は
リセツトされていてタイマー９０は作動せず電池
スイツチ回路９７はONになつている。１２がダ
ウンすると、タイマーがスタートする。又キヤリ
ツジがホームポジシヨンにないとき端子９４はメ
ークでFF５のがLowとなり端子９５即ちキヤ
リツジが駆動される。50時間経過しタイマー９０
の出力がLowからHighになるとFF１がセツトさ
れタイマー９０は30秒出力に切換る。端子９２が
メーク状態になつたときも同様FF１がセツトさ
れタイマー９０は30秒出力に切換わる。（第１５
図タイミングチヤート参照）タイマー９０出力の
次の立上りでFF２がセツトされ、もしキヤリツ
ジがホームにないときはFF２によりFF５がセツ
トされキヤリツジをホームに戻す。タイマー９０
の出力の次の立上り時点即ちFF３がセツトされ
た時点でキヤリツジがホームにないときは（30秒
間キヤリツジモーターを駆動してホームにこない
とき）FF６がリセツトされFF４がセツトされ回
路はパワーダウンモードとなりインク抜きは行わ
ない。キヤリツジがホームにあるときは、FF６
はリセツトされず、FF―３セツトされてが
Lowの間直流モーターが駆動される。次のタイ
マー９０の出力の立下りでFF３はリセツトされ
て直流モーターはOFFとなり同時にFF４がセツ
トされるためそのがLowとなり電池スイツチ
回路９７がOFFとなる。上述の如く第１４図の
回路は第１３図Ａのフローチヤートの作動を行
う。なおタイマーの作動は外部的にも行うことが
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エツトヘツドへの応用など本
発明の主旨を逸脱しない範囲で改良、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。

以上詳述した様に、本発明は、内部にインクが
充填されたインクタンクとインクジエツトヘツド
とを連通するインク導管の途中に一方がインクジ
エツトヘツドと連通し、他方はインクタンク又は
大気へと選択的に接続する切換弁を設け、ノズル
の前面に必要に応じて密着し吸入ポンプによりイ
ンクジエツトヘツド内のインク又は空気を吸入す
る吸入ふたを有し、切換弁の切換動作を、吸入ポ
ンプを駆動する回転動力源の動力を用いその回転
方向の正逆により切換弁の連通経路を切換える構
成をとるので、以下に述べる顕著な効果を有す
る。

ａ長時間放置された場合には、吸入ふたよりイ
ンクジエツトヘツド内のインク又は空気を吸引
することにより、インクジエツトヘツド内及び
切換弁からインクジエツトヘツドまでのインク
導管中のインクを排出し、さらに再使用時には
回転動力源を逆転させ切換弁の経路を切換え、
インクタンク中の新しいインクを吸入ポンプに
より強制的にインクジエツトヘツド及び導管中
を流動させる事により、これらの内部に長期間
インクが残留して変質、固化する事を防止する
とともに、たとえ経路中にインクの固形物及び
異物が残留している場合においても強制的に流
動されるインク流でこれらを洗い流すことがで
きる。この様に不使用時にはインクジエツトヘ
ツド等の内部のインクを抜き空気を充填し、残
留したインクの固化による目づまりを防止し、
さらに使用時には新しいインクを強制的に流動
させるのでたとえインクの固形物等が残つてい
ても洗い流されインクの流動経路は常に目づま
りのない状態に保たれ、新鮮なインクが安定し
て噴出され、明瞭で品質に優れた文字、図形を
形成する事ができる。

ｂインク又は空気の吸引と切換弁の切換動作を
同一の回転動力源により行ない、単に回転動力
源を逆回転させるのみで切換弁の経路がメカ機
構により切換えられるので、ソレノイドバルブ
等を用いた機構において発生が懸念される回路
動作不良等による弁の誤動作によるトラブルは
生じ得ず、弁の切換動作が確実で信頼性に優
れ、さらに、切換弁を制御する回路、切換弁の
駆動電源、ソレノイド等の駆動装置が不安であ
るので、簡単な構成で低コスト、低消費電流の
インクジエツド記録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は水に溶解する空気の量を温度をパラメ
ータとして示した図である。第２図は本発明の一
実施例の記録装置の略構成例を示す。第３図は本
発明に用いられた記録ヘツドの構造を示す。第４
図，第５図は本発明の実施例となる吸入キヤツプ
を示す。第６図は本発明のインクタンクの一実施
例を示す。第７図は本発明をシリアルプリンター
に応用した実施例を示す。第８図，第９図は本発
明のインク条ブロツクの一実施例を示す。第１０
図は本発明の切換弁の実施例を示す。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ツク図である。第１３図は
本発明の実施例のインク条ブロツクの動作フロー
チヤートを示す。第１４図は本発明の実施例のイ
ンク条回路図を示し第１５図はそのタイミングチ
ヤート図である。１…インクジエツトヘツド、２…インクタン
ク、３…インク導管、４…切換弁、８…吸入ポン
プ、３１…袋、３２…パイプ、３３…ゴム部材、
３５…ヘツド、３６…キヤリツジ、４２…吸引キ
ヤツプ、４３…インク条ブロツク、４５…インク
タンク、４６…直流モーター、５０…作動板、５
５…切換弁、６０…ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】１インクタンク内部に充填されたインクをイン
ク導管で導きインクジエツトヘツドのノズルより
噴出させて記録紙上に文字あるいは図形を形成す
るインクジエツト記録装置において、前記インク導管の途中に設けられ一方は前記イ
ンクジエツトヘツドと連通し、他方はスライダー
を移動することにより前記インクタンク又は大気
へと選択的に接続する切換弁と、正逆回転が可能な回転動力源と、該回転動力源の回転力を受けて回動され、当接
部が形成された作動板と、一端が前記当接部と当接し他端が前記スライダ
ーと係合し、前記回転動力源の回転方向に応じて
前記スライダーを２方向へ移動させる切換弁作動
レバーと、前記回転動力源により駆動され前記回転動力源
の回転方向にかかわりなく一方向へ前記インク又
は空気を給送する吸入ポンプと、前記ノズルの前面に必要に応じて密着され前記
ノズルから前記インク又は空気を前記吸入ポンプ
の吸引力で吸入する吸入ふたとを有し、該吸入ふたを前記ノズルの前面に密着し、前記
回転動力源が一方の方向に回転された場合には前
記切換弁は大気へ連通され前記吸入ポンプにより
インクジエツトヘツド内のインクを抜き取り、前
記回転動力源が他方の方向に回転された場合には
前記切換弁は前記インクタンクへ連通され前記吸
入ポンプによりインクジエツトヘツド内に前記イ
ンクを充填することを特徴とするインクジエツト
記録装置。