JP2821941B2 - インクジェットプリンタのパージ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 インクジェットプリンタのヘッドのノズル目詰まりを
復旧させるためのパージ機構に関し、 ノズル目詰まりの確実な復旧を図るとともに印刷に使
用されない無駄なインクの消費を減らすことを目的と
し、 ヘッドのノズル目詰まりを復旧させるためのポンプを
含むパージ機構を持ったインクジェットプリンタにおい
て、前記ポンプを、シリンダと、該シリンダ内に設けら
れて該シリンダ内を動作側圧力室と非動作側圧力室とに
仕切る可動仕切り部材と、該可動仕切りを進退させる駆
動手段とで構成するとともに、前記非動作側圧力室に、
開度調整可能な空気弁を取り付け、前記動作側圧力室の
体積の増加または減少を利用して、ノズルから、気泡や
増粘したインクを吸い出すかまたは押し出すようにした
構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、インクジェットプリンタのヘッドのノズル
目詰まりを復旧させるためのパージ機構に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

インクジェットプリンタは、印刷媒体（記録紙）に非
接触なヘッドからインクの微小な粒子を直接印刷媒体に
吹き付ける方式であるため、印刷媒体に対する制限が少
ない，カラー印刷が容易に実現できる，高速印字ができ
る，印字騒音がほとんど無いといった特徴を持ってお
り、既にいくつかの製品が出荷されている。しかし液体
を取り扱うため、ノズルに目詰まりが生じてドット欠け
になりやすいという欠点を持っており、目詰まりを復旧
させるパージ機構が必須である。

パージ機構は、目詰まりの原因であるノズル内に入っ
た気泡や増粘したインク等をノズル側から吸い出す吸い
口を備え、該吸い口からのインク吸い出しは、駆動系に
より駆動されるポンプにより行われる。また、駆動系に
より駆動されるポンプにより、気泡や増粘インク等をノ
ズルから押し出す形式のパージ機構も用いられている。

また、パージ機構の動作に対しては、動作の開始直後
には、目詰まりの原因を取り除くためにノズル内外の圧
力差をできるだけ大きくする必要があり（最初の条
件）、目詰まり解消後には、印刷開始までの待ち時間を
短縮し廃棄インク量を減らすためすみやかにノズル内外
の圧力差がなくなること（次の条件）が望まれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のインクジェットプリンタのパージ機構は、最初
の条件については強力なポンプを用意することによって
満足しているが、次の条件を満たすために、複雑な大気
圧開放弁を用意する方式を採用している。この方式で
は、装置の信頼性が下がり価格も高くなってしまう。そ
のため、この次の条件を無視することが多く、廃棄イン
ク量が多く動作時間も長くなってしまうといった問題を
生じていた。さらに、部品精度の影響を受け、パージ機
構の性能が個々にばらつき、それを補正する手段が無い
という問題もあった。

本発明は、ノズルの目詰まりの確実な復旧を図るとと
もに印刷に使用されない無駄なインクの消費を減らすこ
とのできるインクジェットプリンタのパージ機構を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明では、ヘッドのノ
ズル目詰まりを復旧させるためのポンプを含むパージ機
構を持ったインクジェットプリンタにおいて、前記ポン
プを、シリンダと、該シリンダ内に設けられて該シリン
ダ内を動作側圧力室と非動作側圧力室とに仕切る可動仕
切り部材と、該可動仕切り部材を進退させる駆動手段と
で構成し、かつ、印字領域外で前記ヘッドのノズルに密
着可能に配置された吸い口を設けて該吸い口を前記ポン
プの動作側圧力室に接続するとともに、前記非動作側圧
力室に、開度調整可能な空気弁を取り付けて成る構成
（前者の構成）とする。

また、上記インクジェットプリンタにおいて、ポンプ
を、シリンダと、該シリンダ内に設けられて該シリンダ
内を動作側圧力室と非動作側圧力室とに仕切る可動仕切
り部材と、該可動仕切り部材を進退させる駆動手段とで
構成して、該ポンプを、ヘッドにインクを供給するイン
ク供給路に動作側圧力室を切り替え可能に接続して配置
するとともに、前記非動作側圧力室に、開度調整可能な
空気弁を取り付けて成る構成（後者の構成）としても良
い。

〔作 用〕

前者の構成の場合； ヘッドのパージ動作を行うには、まずヘッドをパージ
機構の吸い口との対向部（パージ位置）に移動させ、次
に吸い口をノズルに密着させる。この状態で駆動手段を
作動させてポンプを駆動し、可動仕切り部材を非動作側
圧力室の側に変位（前進）させる。これにより、動作側
圧力室の体積が増加して負圧が発生し、ノズル内部の気
泡や増粘インク等を吸い出す。ポンプ停止後、動作側圧
力室内部の気圧は、ヘッドからのインク流入と可動仕切
り部材の上述と逆方向の変位（後退）により徐々に上昇
して大気圧に近づくが、この動作仕切り部材の後退速度
は、空気弁の開度を調整することにより制御することが
できる。その後、ノズル内外の圧力が等しくなるとイン
クの流れは止まり、パージ動作は終了する。なお、この
とき圧力室内部に残ったインクは、吸い口をノズルから
離した後に駆動手段を作動させ動作側圧力室の体積を減
少させて排出すれば良い。

後者の構成の場合； パージを行う際には、ポンプの動作室がノズルに接続
するように接続を切り替え、駆動手段を作動させて可動
仕切り部材を前者の構成の場合と逆方向に後退させる。
これにより、動作側圧力室の体積が減少して高圧が発生
し、ノズル内の気泡や増粘インク等は押し出される。ポ
ンプ停止後、動作側圧力室内部の気圧は、可動仕切り部
材の前進により徐々に減少して大気圧に近づくが、この
可動仕切り部材の前進速度は、空気弁の開度を調整する
ことにより制御できる。その後、ノズル内外の圧力が等
しくなるとインクの流れは止まり、パージ動作は終了す
る。

なお、このパージ動作は、実際上は前者の構成の場合
と同様のパージ位置で行う。これは、該パージ位置には
ヘッド端面を清掃するクリーニング手段等が設けられて
いるためである。

また、可動仕切り部材としては、ピストンやベローズ
等を用いることができ、駆動手段としては、手動式のレ
バー機構，電磁石機構，電動式ピニオン・ラック機構等
を用いることができる。いずれの場合も上部作用を実現
することができる。

〔実施例〕

以下、図面に関連して本発明の実施例を説明する。

第１図及び第２図に第１の実施例を示す。

第１図は本例のインクジェットプリンタの要部構造を
示す斜視図で、図中、１はキャリッジ、２はヘッド、３
はプラテン、４はパージ機構、５は廃インク溜、100は
プラテン３を巻回する印刷媒体である。

キヤリッジ１はガイドバー６に案内されて矢印Ａ方向
にプラテン３に沿って移動可能で、ノズル７を備えたヘ
ッド２はこのキヤリッジ１に搭載されている。

パージ機構４は、吸い口８と、ポンプ９とを備えてい
る。吸い口８は、印字領域外でヘッド２のノズル７に密
着可能に配置される。ポンプ９は、吸い口８に接続して
ノズル７の目詰まり復旧のための吸引動作を行うもので
ある。ポンプ９の構造詳細を第２図により説明すると次
の通りである。

ポンプ９は、シリンダ10と、ピストン（可動仕切り部
材）11と、レバー（駆動手段）12とを備えている。ピス
トン11は、シリンダ10内に設けられ、該シリンダ10内
を、動作側圧力室10aと非動作側圧力室10bとに仕切って
いる。シリンダ10の動作側圧力室10a側は、逆止弁13を
介し吸い口８に、逆止弁14を介し廃インク溜５にそれぞ
れ連絡している。また、シリンダ10の非動作側圧力室10
b側には開度調整可能な空気弁15が取り付けられてい
る。レバー12は、シリンダ10側に支軸16を支点として回
動自在に設けられ、一端12aは非動作側圧力室10b側でピ
ストン11に連結されている。

本例のパージ機構４は以上のように構成されるが、次
にその作用について説明する。

ヘッド２のパージを行う際には、まずヘッド２をパー
ジ機構４の吸い口８との対向位置に移動させ、吸い口８
をノズル７に密着させる。なお、詳細図示を省略した
が、パージ機構４は進退可能となっており、該パージ機
構４を前進させることにより上記密着は実現される。こ
の状態で、レバー12を第２図の時計方向に回動させる
と、ピストン11が第２図の左方に前進し、圧力室10aの
体積が増加して負圧が発生する。これにより、ノズル内
部の気泡や粘着したインク等が吸い出され、逆止弁13を
通り圧力室10aに入る。このとき逆止弁14は閉じてい
る。その後レバー12の動きを止め、ピストン11をある程
度の力で支えてやると、圧力室10a内の圧力は吸い口８
からのインク流入とピストン11の後退によって少しずつ
上昇するが、この速度が高すぎると、ノズル７から気泡
や増粘したインクを充分に取り除けなかったり、ノズル
７内に再び気泡を混入させてしまったりして良好なパー
ジ動作が行われない。また速度が低すぎると、ノズル７
からシリンダ10内に流入するインク量が多くなり、印字
に使われるインクが減ってしまう。従来、この調節は困
難であり、また部品のばらつき等の影響を受けるため無
調整のままでは適当な速度にならない。しかし、本発明
では、空気ダンパになる非動作側圧力室10bに開度調整
可能な空気弁15が取り付けられており、空気ダンパのダ
ンピング性能を空気弁15の開度によって自由に調節でき
るため、上調調節を簡単に行うことができ、また部品の
ばらつきの影響を吸収することができる。

なお、パージ動作完了時に圧力室10a内に残ったイン
クは、吸い口８をノズル７から離した後にレバー12を反
時計方向に回動させて圧力室10aの体積を減少させるこ
とによって、逆止弁14を通り廃インク溜５に排出され
る。この排出時には逆止弁13は閉じている。

上述の説明では駆動手段としてレバー12を用いる例に
ついて述べたが、レバー12の代わりに、電磁石機構を用
いるか、またはモータの回転運動を直線運動に変換する
ラック，ピニオン機構等を駆動手段として用いても良
い。

第３図に第２の実施例を示す。

第３図は本例のポンプ21の構造、作用説明図である。

本例の場合は、可動仕切り部材として、ピストンの代
わりにベローズ22を用いた点が前例と異なっている。

この場合も、前例と同様の作用，効果が得られる。

第４図の第３の実施例を示す。

第４図は本例のポンプ31の構造，作用説明図である。

本例の場合は、第２図の空気弁15に、開度をピストン
11に同期して自動的に調節する弁調節機構32を付加した
ものである。この場合の弁の動きのタイムチャートを第
５図に示す。

第５図に明らかなように、圧力室10aの体積を広げる
ようにピストン11が動くときには、空気弁15の開度が大
きく空気ダンパの効果が小さいため、ピストン11は素早
く動くことができ、圧力室10aの体積が小さくなるとき
は、空気弁15の開度が小さく、空気ダンパの効果が働い
て最適な速度でピストン11を動かすことができる。

第６図に第４の実施例を示す。

上述の各実施例では、ノズルと対向する側にポンプが
設けられる吸引タイプの例について述べたが、本例は押
し出しタイプのもので、ポンプは加圧ポンプとして使用
される。

第６図は本例のインクジェットプリンタのパージ機構
の概要説明図で、ポンプ９のシリンダ10の動作側圧力室
10aは、ヘッド２とインク貯蔵器41とを接続するインク
供給路42に切り替え可能に接続している。43は接続用バ
イパス、44,45は切り替え用の弁である。

通常は、弁45は閉じられて弁44が開かれており、ヘッ
ド２へのインク供給が可能である。

パージを行う際には、弁44を閉じて弁45を開き、駆動
手段によりピストン11を第６図の左方に移動（後退）さ
せる。これにより、動作側圧力室10aの体積が減少して
高圧が発生し、ノズル内の気泡や増粘インク等は外部に
押し出される。ポンプ停止後、圧力室10a内の圧力はピ
ストン11の前進により徐々に減少して大気圧に近づく
が、このピストン11の前進速度は、空気弁15の開度を調
整することにより制御できる。その後、ノズル内外の圧
力が等しくなるとインクの流れは止まり、パージ動作は
終了する。

このパージ動作は、前の実施例と同様のパージ位置で
行うことになる。

本例の場合も前例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、ポンプのシリン
ダの非動作側の圧力室に取り付けた空気弁の開度を調節
することによって、ノズル内の気泡や増粘したインクを
確実に排出するとともに、パージ動作で廃棄されて無駄
になってしまうインクの量を最小限に減すことが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の、インクジェットプリ
タの要部構造を示す斜視図、 第２図は同、ポンプの構造，作用説明図、 第３図は本発明の第２の実施例のポンプの構造，作用説
明図、 第４図は本発明の第３の実施例の、ポンプの構造，作用
説明図、 第５図は同、弁の動きのタイムチャート、 第６図は本発明の第４の実施例のインクジェットプリン
タのパージ機構の概要説明図で、図中、 ２はヘッド、 ４はパージ機構、 ７はノズル、 ８は吸い口、 9,21,31はポンプ、 10はシリンダ、 11はピストン（可動仕切り部材）、 12はレバー（駆動手段）、 15は空気弁、 22はベローズ（可動仕切り部材）、 32は弁調整機構である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 昇 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/175 - 2/185

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドのノズル目詰まりを復旧させるため
   のポンプを含むパージ機構を持ったインクジェットプリ
   ンタにおいて、 前記ポンプを、シリンダと、該シリンダ内に設けられて
   該シリンダ内を動作側圧力室と非動作側圧力室とに仕切
   る可動仕切り部材と、該可動仕切り部材を進退させる駆
   動手段とで構成し、 かつ、印字領域外で前記ヘッドのノズルに密着可能に配
   置された吸い口を設けて、該吸い口を前記ポンプの動作
   側圧力室に接続するとともに、 前記非動作側圧力室に、開度調整可能な空気弁を取り付
   けて成ることを特徴とするインクジェットプリンタのパ
   ージ機構。
2. 【請求項２】ヘッドのノズル目詰まりを復旧させるため
   のポンプを含むパージ機構を持ったインクジェットプリ
   ンタにおいて、 前記ポンプを、シリンダと、該シリンダ内に設けられて
   該シリンダ内を動作側圧力室と非動作側圧力室とに仕切
   る可動仕切り部材と、該可動仕切り部材を進退させる駆
   動手段とで構成して、該ポンプを、前記ヘッドにインク
   を供給するインク供給路に動作側圧力室を切り替え可能
   に接続して配置するとともに、 前記非動作側圧力室に、開度調整可能な空気弁を取付け
   て成ることを特徴とするインクジェットプリンタのパー
   ジ機構。