JP3750808B2

JP3750808B2 - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP3750808B2
Application number: JP2002217548A
Authority: JP
Inventors: 雅彦佐々
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: JP2004058348A; CN1473708A; CN2792766Y; CN100376403C; US6991313B2; US20040196326A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに関し、特にエアポンプで発生させた加圧エアをインクカートリッジの空気室に供給した状態でメンテンナス処理を実行するようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、多数のインクジェットノズルを複数列形成した印字ヘッドにより、インカートリッジから供給されるインクを微小量ずつ噴出させて、用紙上にカラーの印字を行うようにした種々のインクジェットプリンタが実用化されている。この場合、プリンタ側に、ヘッドキャップやクリーニング用のブレード等を有するメンテナンス機構、吸引ポンプ等が設けられている。そして、インクジェットノズル内の気泡除去やノズルの目詰まりが発生して、吸引パージを行う場合、ノズルにヘッドキャップを装着し、作動させた吸引ポンプからの負圧でもって複数のノズルを吸引するようにし、これら混入した気泡やノズルの目詰まりを解消するようにしている。
【０００３】
ところで、加圧パージを行う場合、各インクカートリッジには、インク収容室と、このインク収容室のインクに空気圧を作用させる空気室が設けられているので、印字に際して、或いはインクジェットノズルのメンテナンスを行うに際して、エアポンプからの加圧エアをエア供給管を介して各空気室に導き、空気室により押圧されたインク収容室のインクが複数のノズルに供給されてパージ処理するようになっている。
【０００４】
例えば、特許第２７０３６４７号公報に記載のインクジェットプリンタにおいては、キャリッジに、カラー印字用のヘッドと、これに接続された複数のインクタンク及びバッファタンク等が設けられ、プリンタ側には、加圧ポンプ、廃液タンク、ヘッドキャップやクリーニング用のブレード等を有するメンテナンス機構等が設けられている。そして、加圧ポンプで発生させた加圧エアをリリーフ弁を介してインクタンクに送給することで、バッファタンク及びヘッドのインク流路内のインクを加圧するようにしてある。
【０００５】
また、特開平１０−１３８５０６号公報に記載のインクジェット記録装置においては、キャリッジに記録ヘッド及びサブタンクユニットが設けられ、プリンタ側には、ヘッドに供給チューブを介して接続されたインクカートリッジ、このインクカートリッジに加圧エアを供給する空気ポンプと、圧力レギュレータと、切換えバルブ等が設けられている。そして、サブタンクのインク残量が少なくなった場合、切換えバルブが切換えられて空気ポンプとインクカートリッジのインク袋とが連通するため、空気ポンプの加圧エアが圧力レギュレータと切換えバルブを介してインク袋に供給され、インク袋のインクを記録ヘッドやサブタンクに送給するようにしてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、吸引パージを行う場合、ノズルにヘッドキャップを密着状に装着してからノズルを吸引するため、吸引パージ終了後においてもヘッドキャップ内が負圧になっているにも関わらず、密着状のヘッドキャップを取り外すので、ヘッドキャップ内の負圧が急激に解消されて大気圧となるのに伴って、吸引されていたノズル内のインクがその反動でノズル内に入り込むようになる。このとき、ノズルの回りに付着していた他のインクやエアが混入するようになり、次回の印字時に混色や色抜けが発生するという問題がある。
【０００７】
一方、特許第２７０３６４７号に記載のインクジェットプリンタや特開平１０−１３８５０６号に記載のインクジェット記録装置においては、リリーフ弁や圧力レギュレータを、加圧ポンプ（空気ポンプ）とインクタンク（インクカートリッジ）の間に配置し、加圧ポンプ（空気ポンプ）からインクタンク（インクカートリッジ）に供給される加圧エアのエア圧調整をリリーフ弁や圧力レギュレータで行うようにしてあるため、これら大型のリリーフ弁や圧力レギュレータを設置するスペースを必要とし、インクジェットプリンタが大型化するだけでなく、生産コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、パージ処理後の印字時に混色や色抜けを確実に防止できるようにすること、インクカートリッジに供給する加圧エアの圧力調整を簡単に且つ低コストにて行えるようにすること、等である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１のインクジェットプリンタは、多数のインクジェットノズルを複数列形成した印字ヘッドと、この印字ヘッドに供給するインクを収容したインクカートリッジと、そのインクカートリッジを印字ヘッドに接続するインク供給チューブを備えたインクジェットプリンタにおいて、インクカートリッジは、少なくともその一部が変形可能な壁面で形成されているインク収容室と、このインク収容室のインクに壁面を介して空気圧を作用させる空気室とを備え、各インクジェットノズルの先端部のインクの状態をその先端から膨らんだ凸形状に変化せしめるための加圧エアを発生させるエアポンプと、このエアポンプで発生させた加圧エアをインクカートリッジの空気室に導くエア供給管と、印字ヘッドのヘッド面を空間をあけて覆うキャップ手段を含むメンテナンス手段とを備え、加圧エアをインクカートリッジの空気室に供給することにより前記凸形状のインクが前記インクジェットノズルの先端から膨らんだ状態であって、且つ前記キャップ手段の前記空間内圧力が負圧でない状態で、メンテナンス手段によりキャップ手段の開放を行うものである。
【００１０】
インクカートリッジの少なくとも一部に変形可能な壁面で形成されたインク収容室のインクは、インク供給チューブを介して印字ヘッドに複数列に形成された多数のインクジェットノズルの各々に供給される。ところで、メンテナンスに際してエアポンプが作動し、このエアポンプで発生した加圧エアがエア供給管を介してインクカートリッジの空気室に導入されるので、インクカートリッジ内のインク収容室が空気圧を受ける。
【００１１】
その結果、インク収容室のインクがインク供給チューブを介して印字ヘッドに供給されるので、各インクジェットノズルの先端部のインクの状態が凸形状に膨らむように変化し、この状態でパージが行われる。このパージが行われるに際しては、印字ヘッドのヘッド面がキャップ手段で所定の空間をあけて覆われているが、キャップ手段内の圧力が負圧でない状態でキャップ手段の開放が行われるので、インクジェットノズルの回りに付着していた他色インクやゴミ、更にはエアが混入することがなく、次回のカラー印字における混色や色抜けを確実に防止することができる。
【００１２】
ここで、前記メンテナンス手段は印字ヘッドのヘッド面を拭う拭取手段を更に備え、エアポンプは、キャップ手段の開放の所定時間前から拭取手段によるヘッド面の拭き取り完了までの間、加圧エアをインクカートリッジの空気室に供給する場合（請求項１に従属の請求項２）には、キャップ手段を開放する場合にキャップ手段内の圧力が負圧でない状態となり、しかも拭取手段によりヘッド面を拭き取る場合にも加圧状態が継続しているため、インクジェットノズルの回りに付着していた他色のインクやゴミ、更にはエアが混入することがなく、次回のカラー印字における混色や色抜けを確実に防止することができる。
【００１３】
ここで、前記インクカートリッジは、複数色のインクを夫々収容した複数のインクカートリッジからなり、各インクカートリッジは、エア供給管に対して水平面において並列に接続されている場合（請求項１又は２に従属の請求項３）には、複数のインクカートリッジを水平面に並列状に配置しているため、複数のインクカートリッジの設置スペースを小型化できる。
【００１４】
ここで、エア供給管のエアポンプ側の端部付近に加圧エアを排気させるオリフィスを設けた場合（請求項１〜３の何れかに従属の請求項４）には、エア供給管のエアポンプ側の端部付近に設けたオリフィスにより、エアポンプからの加圧エアが排気されて圧力調整される。
【００１５】
ここで、前記インクカートリッジは、エア供給管のエアポンプ側と反対側の端部付近に加圧エアを排気させるオリフィスを設けた場合（請求項１〜３の何れかに従属の請求項５）には、エア供給管のエアポンプ側と反対側の端部付近に設けたオリフィスにより、エアポンプからの加圧エアが排気されて圧力調整される。
【００１６】
ここで、前記複数のインクカートリッジは、インク粘度の高いもの程、エアポンプからオリフィスへの加圧エアの流れにおける上流側に配置した場合（請求項４に従属の請求項６）には、加圧エアの流れにおける上流側、即ち、エアポンプからの加圧エアのエア圧が大きい側にインク粘度の高いインクカートリッジを配置するため、インク粘度の高いインク程大きなエア圧を受けるようになり、インク粘度の低いインクと同様のインク噴射が可能となるため、インクジェットノズルに作用する加圧エアの圧力差を容易に解消することができる。
【００１７】
ここで、前記エア供給管の内径は、エアポンプからオリフィスに向かって細く構成されている場合（請求項４に従属の請求項７）には、だんだん細くなるエア供給管によりエア供給管内のエア圧を徐々に減圧させることができ、エアポンプ側と反対側の端部付近に設けたオリフィスを小型化することができる。また、減圧度合いが大きい場合には、オリフィスを省略することもできる。
【００１８】
ここで、前記印字ヘッドはインクカートリッジよりも所定高さだけ高い位置に配設されることにより、印字ヘッドの各インクジェットノズルに負圧が作用し、各インクジェットノズルの先端部に凹形状のインクのメニスカスが形成される場合（請求項１〜６の何れかに従属の請求項８）には、これら印字ヘッドとインクカートリッジの高さ位置の違いから生じる水頭差により、印字ヘッドの各インクジェットノズルには負圧が作用し、各インクジェットノズルの先端部に凹形状のインクの適正なメニスカスが形成され、印字品質を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基いて説明する。
本実施の形態は、プリンタ機能と、コピー機能と、スキャナ機能と、ファクシミリ機能に加えて、電話機能等を備えた多機能装置に本発明を適用した場合のものである。
図１に示すように、多機能装置１には、後端部に給紙装置２が設けられ、その給紙装置２の前側の上側にコピー機能とファクシミリ機能のための原稿読み取り装置３が設けられ、その原稿読み取り装置３の下側全体にプリンタ機能を実現するインクジェットプリンタ４が設けられている。インクジェットプリンタ４の前側には、印字した用紙の排紙用テーブル５が設けられている。
【００２０】
原稿読み取り装置３は、図示しないが、後端部において水平軸により上下揺動可能に構成され、上部カバー３ａを上側に開けると、原稿を載置する載置用ガラスが設けられ、その載置用ガラスの下側に原稿読み取り用のイメージスキャナ装置が設けられている。その原稿読み取り装置３を手で上側に開けて、インクジェットプリンタ４のインクカートリッジ４０〜４３を交換したり、印字機構部１０のメンテナンスを行えるようになっている。即ち、図２に示すように、給紙装置２の前側に、インクジェットプリンタ４が設けられている。
【００２１】
次に、インクジェットプリンタ４について、図２〜図５に基づいて説明する。このインクジェットプリンタ４は、給紙装置２から供給された用紙（例えば、Ａ４版の用紙）に印字ヘッド２３Ｐによるインク噴射により印字する印字機構部１０と、印字ヘッド２３Ｐのメンテナンス処理を行うメンテナンス機構部１１と、印字機構部１０にインクカートリッジ４０〜４３からのインクを供給するインク供給部１２と、これらインクカートリッジ４０〜４３に加圧エアを供給するエア供給部１３等からなっている。先ず、印字機構部１０について説明する。
【００２２】
印字機構部１０は、図２，図４に示すように、上部を略楕円状に解放した箱状の印字ユニットフレーム２０内にコンパクトに収容されている。印字ユニットフレーム２０内に左右方向向きに配設された後側のガイド軸２１と前側のガイドレール２２の左右両端部が右側壁２０ａと左側壁２０ｂとに夫々固定され、キャリッジ２３がこれらガイド軸２１とガイドレール２２とで支持され、前方向きに配設されたキャリッジ駆動モータ２４により図示外のワイヤを介して、ガイド軸２１及びガイドレール２２に沿って左右方向に往復移動可能になっている。ところで、このキャリッジ２３自体が印字ヘッド２３Ｐを兼ねた構成になっている。
【００２３】
即ち、その印字ヘッド２３Ｐの下面には、図２，図４に示すように、多数のインクジェットノズル（以下、単にノズルという）２３ａ〜２３ｄが、４色のインク色に合わせて、前後方向に４列状に形成されている。但し、左側から、ブラック用の１列状のノズル列２３ａとシアン用の１列状のノズル列２３ｂとが接近して形成され、マゼンタ用の１列状のノズル列２３ｃとイエロー用の１列状のノズル列２３ｄとが接近して形成されている。そして、各ノズル２３ａ〜２３ｄには圧電素子（図示略）が設けられているため、その圧電素子に通電されたノズル２３ａ〜２３ｄから微小量のインクが用紙に向けて噴出される。
【００２４】
ガイド軸２１の下側にメインの搬送ローラ（所謂、レジストローラ）２５が配設され、右側壁２０ａと左側壁２０ｂとに夫々回転可能に枢支され、左側壁２０ｂに設けた用紙送りモータ２６によりギヤ機構２７を介して所定回転方向に回転され、給紙装置２から給紙された用紙を、印字ヘッド２３Ｐの直ぐ下側を略水平状に移動させながら前方の給紙方向に搬送し、排紙テーブル５に排紙する。
次に、メンテナンス機構部１１について説明するが、これは一般的なものと同様であるため、簡単に説明するものとする。
【００２５】
図４に示すように、印字ユニットフレーム２０内の右端部に設けられたメンテナンスケース３０内に、薄板状のワイパーブレード３１（これが拭取手段に相当する）が上下向きに配設されるとともに、その右側に１対のゴム製のヘッドキャップ３２（これがキャップ手段に相当する）が上向きに配設されている。この場合、メンテナンスケース３０の後側に取付けられたメンテナンスモータ３３の正回転により図示外のブレード昇降機構を介してワイパーブレード３１が上下動し、メンテナンスモータ３３の逆回転により図示外のキャップ昇降機構を介してヘッドキャップ３２が上下動するように構成されている。
【００２６】
次に、インク供給部１２について説明する。
インク供給部１２の前側には、左側からブラックのインクカートリッジ４０と、シアンのインクカートリッジ４１と、マゼンタのインクカートリッジ４２と、イエローのインクカートリッジ４３とが順次水平面において並列状に配設されている。それ故、インクカートリッジ４０〜４３の設置スペースが小型化されている。図３に示すように、イエローインクカートリッジ４３のカートリッジケース内にはその略全域に可撓性を有する膜材４３ａ（これが変形可能な壁面に相当する）が張られ、この膜材４３ａにより下側のインク収容室４３ｂと上側の空気室４３ｃとに区分けされている。
【００２７】
インク収容室４３ｂにはイエローインクＹＩが収容され、空気室４３ｃには大気が連通している。他の３つのインクカートリッジ４０〜４２についても同様に構成され、可撓性の膜材４０ａ〜４２ａにより下側のインク収容室４０ｂ〜４２ｂと、上側の空気室４０ｃ〜４２ｃとに夫々区分けされ、ブラックインクカートリッジ４０のインク収容室４０ｂにはブラックインクＢＩが収容され、シアンインクカートリッジ４１のインク収容室４１ｂにはシアンインクＣＩが収容され、更にマゼンタインクカートリッジ４２のインク収容室４２ｂにはマゼンタインクＭＩが収容されている。
【００２８】
これらインクカートリッジ４０〜４３の装着部の奥側には、図２，図３，図５に示すように、前方向きのインク針４４が前方に突出させて夫々設けられている。各インク針４４の基端部は、専用のインク供給チューブ４５〜４８を介して印字ヘッド２３Ｐに接続されている。この場合、ブラックとシアンのインク供給チューブ４５，４６はその途中部から上下に重なるように束ねられ、マゼンタとイエローのインク供給チューブ４７，４８もその途中部から上下に重なるように束ねられている。
【００２９】
ここで、図３に示すように、印字ヘッド２３Ｐは、インクカートリッジ４０〜４３よりも水頭差Ｈだけ高い位置に配設されている。即ち、インク針４４と印字ヘッド２３Ｐの各ノズル２３ａ〜２３ｄとの高さの差が水頭差Ｈに相当する。そして、インクカートリッジ４０〜４３を夫々所定の装着位置に装着した場合、インク針４４の先端部が膜材４０ａ〜４３ａ後端部を挿通してインク収容室４０ｂ〜４３ｂに到達し、インク収容室４０ｂ〜４３ｂのインクＢＩ，ＣＩ，ＭＩ，ＹＩが夫々専用のインク供給チューブ４５〜４８を経て印字ヘッド２３Ｐに供給される。
【００３０】
それ故、印字ヘッド２３Ｐの各ノズル２３ａ〜２３ｄには、供給されたインクＢＩ，ＣＩ，ＭＩ，ＹＩが充填されるとともに、図７（ａ）に示すように、水頭差Ｈに応じて負圧が生じ、各ノズル２３ａ〜２３ｄの先端部に、内側に凹形状に湾曲する印字に適切なメニスカスが形成されている。但し、図７にはブラック用のノズル２３ａと隣接するシアン用のノズル２３ｂを図示してある。
【００３１】
次に、エア供給部１３について説明する。
図２，図５に示すように、ブラックインクカートリッジ４０の装置部の左側には、ポンプモータ５０が下向きに設けられ、このポンプモータ５０の下側に、底壁付きの円筒状ギヤ５１が枢支軸５２により回転可能に枢支されている。この円筒状ギヤ５１には、円筒部の内側にギヤが形成されている。そして、このポンプモータ５０の駆動軸に固着された駆動ギヤ５３が円筒状ギヤ５１のギヤに内側から噛合している。この円筒状ギヤ５１の上端にはその外周よりも外側に広がるとともに、その一部にスリットがある板状の鍔部５１ａが一体的に形成されるとともに、円筒状ギヤ５１の下側には円柱状の偏心カム５１ｂが一体的に形成されている。
【００３２】
円筒状ギヤ５１の偏心カム５１ｂにはコンロッド５４の左端部が摺動自在に外嵌され、そのコンロッド５４の右端部は、エアポンプ５５の内部に設けられたダイヤフラム５６に連結されている。このエアポンプ５５には、図示しないが、排気弁と吸気弁とが設けられるとともに、可撓性を有するエア供給管５７の左端部が連結されている。このエア供給管５７にはＴ字状の４つの分岐部材５８が略所定間隔おきに取付けられ、各分岐部材５８の分岐端部には、図６に示すように、コイルバネ５９で弾性付勢された圧着パッド６０が夫々取付けられている。
【００３３】
エア供給管５７のエアポンプ５５側の端部付近に、分岐部材５８を介してオリフィス６１が固着されている。ここで、エア供給管５７の内径は約１mmである。そして、オリフィス６１は、エア供給管５７の内径よりも小さい内径 (例えば、約0.5mm)の通路を有するものであり、その通路を介して常に大気に連通している。それ故、インクカートリッジ４０〜４３を夫々所定の装着位置に装着した場合、エアポンプ５５からの加圧エアは、エア供給管５７と弾性付勢された圧着パッド６０を介して、インクカートリッジ４０〜４３の各空気室４０ｃ〜４３ｃに供給されるようになっている。
【００３４】
即ち、エアポンプ５５が作動していない場合には、各空気室４０ｃ〜４３ｃには、エア供給管５７及びオリフィス６１を介して大気圧が作用するようになっている。ところで、メンテナンス処理に際して、ポンプモータ５０が駆動された場合、駆動ギヤ５３と円筒状ギヤ５１及び偏心カム５１ｂを介してダイヤフラム５６が左右に往復運動するので、エアポンプ５５が作動し、約100 mmAqに加圧された加圧エアが発生し、各空気室４０ｃ〜４３ｃに作用する。この加圧エアは、水頭差Ｈ分の負圧を上回る圧力である。
【００３５】
このとき、オリフィス６１はエアポンプ５５で発生した加圧エアを排気して圧力調整を行う。但し、この圧力調整された加圧エアが各空気室４０ｃ〜４３ｃに均等な空気圧として作用する。ここで、円筒状ギヤ５１の上端には外側に広がるとともに、その一部にスリットがある板状の鍔部５１ａが一体的に形成されている。この鍔部５１ａを検出するフォトインタラプタからなるエンコーダ６２が設けられ、ポンプモータ５０が４回転する毎にエアポンプ５５が１往復動作し、エアポンプ５５が１往復動作する毎にエンコーダ６２から１つの検出パルス信号が出力される。
【００３６】
次に、このように構成されたインクジェットプリンタ４の作用及び効果について説明する。４つのインクカートリッジ４０〜４３が図２に示す所定の位置に夫々装着された場合、前述したように、インク針４４の先端部が膜材４０ａ〜４３ａの後端部を挿通してインク収容室４０ｂ〜４３ｂに到達し、インク収容室４０ｂ〜４３ｂのインクＢＩ，ＣＩ，ＭＩ，ＹＩが専用のインク供給チューブ４５〜４８を経て印字ヘッド２３Ｐに供給され、印字ヘッド２３Ｐの各ノズル２３ａ〜２３ｄに充填される。
【００３７】
この場合、図７（ａ）に示すように、水頭差Ｈに応じて発生する負圧により、各ノズル２３ａ〜２３ｄの先端部には、ノズル内側に凹形状に湾曲する印字に適切なメニスカスが夫々形成されている。但し、図７においては、ブラックノズル２３ａとシアンノズル２３ｂだけを図示し、図７（ｂ）と図７（ｃ）には、ノズル２３ａ，２３ｂの近傍の印字ヘッド２３Ｐの表面には、多色のインクやゴミ等が付着している。
【００３８】
そして、印字開始に際してパージ処理を行う場合には、印字ヘッド２３Ｐを図２に示すメンテンナス位置に移動させた後、図７（ｂ）に示すように、メンテナンスモータ３３を逆回転させてヘッドキャップ３２を作用位置まで上昇させて印字ヘッド２３Ｐに密着状に且つ所定の空間をあけてキャップする。次にこの状態でポンプモータ５０を駆動する。
【００３９】
その結果、前述したようにエアポンプ５５が作動し、このエアポンプ５５から約100 mmAqに加圧された加圧エアのエア圧ｐがエア供給管５７を介して各インクカートリッジ４３〜４３の空気室４０ｃ〜４３ｃに作用する。その後、所定時間（例えば、約５秒間）が経過したときには、その加圧エアのエア圧ｐにより何れのインク収容室４０ｂ〜４３ｂも十分に押圧され、各ノズル２３ａ〜２３ｄ内のインクＢＩ，ＣＩ，ＭＩ，ＹＩがノズル２３ａ〜２３ｄの先端から凸形状に形成される状態、つまり加圧パージ処理の完了状態となる。
【００４０】
このとき、前述したように、エアポンプ５５で発生した加圧エアはオリフィス６１により排気されて圧力調整される。このようにして加圧パージ処理が完了するとともに、ヘッドキャップ３２内の前記所定の空間内の圧力が負圧でない状態となっている。そして、図７（ｃ）に示すように、所定時間が経過したときにメンテナンスモータ３３を正回転させて、密着状のヘッドキャップ３２を印字ヘッド２３Ｐから外すとともに、ワイパーブレード３１を作用位置まで上昇させる。
【００４１】
このとき、ヘッドキャップ３２内においては、前述したように、加圧エアのエア圧ｐがインクＢＩ，ＣＩ，ＭＩ，ＹＩを介して各ノズル２３ａ〜２３ｄの先端からインクが凸形状に膨らんだ状態、つまり加圧状態であって、負圧でないため、ノズル２３ａ〜２３ｄの回りに付着していた他色のインクＢＩ，ＣＩ，ＭＩ，ＹＩやゴミ、更にはエアが各ノズル２３ａ〜２３ｄに混入することがない。
【００４２】
更に、この状態で、図７（ｄ）に示すように、印字ヘッド２３Ｐを左方へ移動させて、ワイパーブレード３１により、印字ヘッド２３Ｐの印字面の拭き取りが行われる。そして、最終的に、メンテナンスモータ３３を駆動させてワイパーブレード３１を元の待機位置に下降するのと同時にポンプモータ５０の駆動が停止される。このワイパーブレード３１による拭き取りに際しても、加圧エアのエア圧ｐが作用した状態なので、拭き取ったインクＢＩ，ＣＩ，ＭＩ，ＹＩやゴミ、更にはエアが何れのノズル２３ａ〜２３ｄ内に入り込むこともない。
【００４３】
また、エアポンプ５５の作動停止により各ノズル２３ａ〜２３ｄに作用していたエア圧ｐが解消された場合、図７（ｅ）に示すように、各ノズル２３ａ〜２３ｄには、前述した水頭差Ｈによる負圧により、ノズル先端部には凹形状に湾曲する印字に適切なメニスカスが夫々形成されている。そして、このようにメンテナンス処理が終了してから、印字データに基づく印字処理が実行され、給紙装置２から給紙された用紙にカラー画像が綺麗に印字される。ここで、メンテナンス機構部１１がメンテナンス手段に相当する。
【００４４】
このように、メンテナンス処理に際して、エアポンプ５５で発生した加圧エアのエア圧ｐを各ノズル２３ａ〜２３ｄに作用した状態で、ヘッドキャップ３２を用いた加圧パージ処理及びワイパーブレード３１による拭き取り処理を行うので、加圧パージ処理後の印字時に混色や色抜けを確実に防止することができる。更に、エアポンプ５５で発生した加圧エアをオリフィス６１で排気してエア圧調整を行うので、インクカートリッジ４０〜４３に供給する加圧エアのエア圧調整を、簡単に且つ低コストにて行うことができる。
【００４５】
次に、前記実施形態の変更形態について説明する。但し、変更以外の部品については同符号を付す。
１〕前記インクカートリッジ４０〜４３内にインク収容室と空気室とを区分けして設ける可撓性を有する膜材に代えて、空気室に作用したエア圧をインク収容室のインクに付与できるような変形可能な壁面として構成できるものであれば、どのような膜材又は壁材を用いてもよい。
【００４６】
２〕図８に示すように、オリフィス６１Ａをエア供給管５７のエアポンプ５５と反対側の端部に設けるようにしてもよい。この場合にも、エアポンプ５５からの加圧エアが排気されて圧力調整され、この圧力調整された加圧エアが各空気室４０ｃ〜４３ｃに作用する。
【００４７】
但し、この場合には、インクカートリッジ４０〜４３の各空気室４０ｃ〜４３ｃに作用するエア圧は、エアポンプ５５に近い程大きく、エアポンプ５５から遠ざかるにつれて、若干ずつではあるが小さくなる。そのため、インク粘度として、ブラックインクＢＩ＞シアンインクＣＩ＞マゼンタインクＭＩ＞イエローインクＹＩに設定する。そして、加圧エアの流れにおける上流側、即ち、エアポンプ５５からの加圧エアのエア圧ｐが大きい左側にインク粘度の高いブラックインクカートリッジ４０を装着する。
【００４８】
そして、その次にインク粘度の高いシアンインクカートリッジ４１を装着し、その次にインク粘度の高いマゼンタインクカートリッジ４２を装着し、右端には、一番インク粘度の低いイエローインクカートリッジ３２を装着する。そのため、ブラックインクＢＩがブラック用ノズル２３ａに作用する圧力と、その他のインク粘度の低いシアンインクＣＩ、マゼンタインクＭＩ及びイエローインクＹＩがこれ専用のノズル２３ｂ〜２３ｄに作用する圧力とが略同様となるため、加圧エアの圧力差を解消することができる。
【００４９】
３〕エア供給管５７の内径を、エアポンプ５５からオリフィス６１Ａに向かってだんだん細くなるように構成してもよい。この場合、徐々に細くなるエア供給管５７によりエア供給管５７内の圧力を徐々に減圧させることができ、エアポンプ５５側と反対側の端部付近に設けたオリフィス６１Ａを小型化することができる。また、減圧度合いが大きい場合には、オリフィス６１Ａを省略することもできる。
４〕エアポンプ５５はダイヤフラムを用いたものに限るものではなく、各種の小型エアポンプであってもよい。
【００５０】
５〕各インクカートリッジ４０〜４３のインク収容室４０ｂ〜４２ｂに作用する負圧を、印字ヘッド２３Ｐとインクカートリッジ４０〜４３の異なる高さから生じる水頭差Ｈで作用させるのではなく、インク収容室４０ｂ〜４２ｂを何らかの部材で強制的に膨らませる等して、種々の負圧発生手段により実現させるようにしてもよい。
５〕本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加し、種々のインクジェットプリンタに本発明を適用することが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、印字ヘッドとインクカートリッジとインク供給チューブとを備え、インクカートリッジは、少なくともその一部が閉経可能な壁面で形成されているインク収容室と、このインク収容室のインクに壁面を介して空気圧を作用させる空気室とを備え、各インクジェットノズルの先端部のインクの状態をその先端から膨らんだ凸形状に変化せしめるための加圧エアを発生させるエアポンプと、このエアポンプで発生させた加圧エアをインクカートリッジの空気室に導くエア供給管と、印字ヘッドのヘッド面を空間をあけて覆うキャップ手段を含むメンテナンス手段とを備え、加圧エアをインクカートリッジの空気室に供給することにより前記凸形状のインクが前記インクジェットノズルの先端から膨らんだ状態であって、且つ前記キャップ手段の前記空間内圧力が負圧でない状態で、メンテナンス手段によりキャップ手段の開放を行うので、インクカートリッジの少なくとも一部に変形可能な壁面で形成されたインク収容室のインクはインク供給チューブを介して印字ヘッドの各インクジェットノズルに供給される。
【００５２】
そして、メンテナンスに際して、エアポンプで発生した加圧エアがエア供給管を介してインクカートリッジの空気室に導入されて、インクカートリッジ内のインク収容室が空気圧を受けるため、インク収容室のインクがインク供給チューブを介して印字ヘッドに供給され、各インクジェットノズルの先端部のインクの状態が凸形状に膨らむように変化し、この状態でパージを行うことができる。但し、このパージの後キャップ手段の空間内のエア圧は負圧でない状態でキャップ手段の開放が行われるので、各インクジェットノズルの回りに付着していた他色インクやゴミ、更にはエアが混入することがなく、次回のカラー印字における混色や色抜けを確実に防止することができる。
【００５３】
請求項２の発明によれば、前記メンテナンス手段は印字ヘッドのヘッド面を拭う拭取手段を更に備え、エアポンプは、キャップ手段の開放の所定時間前から拭取手段によるヘッド面の拭き取り完了までの間、加圧エアをインクカートリッジの空気室に供給するので、キャップ手段を開放する場合にキャップ手段内の圧力が負圧でない状態となり、しかも拭取手段によりヘッド面を拭き取る場合にも加圧状態が継続しているため、インクジェットノズルの回りに付着していた他色のインクやゴミ、更にはエアが混入することがなく、次回のカラー印字における混色や色抜けを確実に防止することができる。その他、請求項１と同様の効果を奏する。
【００５４】
請求項３の発明によれば、前記インクカートリッジは、複数色のインクを夫々収容した複数のインクカートリッジからなり、各インクカートリッジは、エア供給管に対して水平面において並列に接続されているので、複数のインクカートリッジを水平面に並列状に配置しているため、複数のインクカートリッジの設置スペースを小型化できる。その他、請求項１又は２と同様の効果を奏する。
【００５５】
請求項４の発明によれば、エア供給管のエアポンプ側の端部付近に加圧エアを排気させるオリフィスを設けたので、エア供給管のエアポンプ側の端部付近に設けたオリフィスにより、エアポンプからの加圧エアが排気されて圧力調整される。その他、請求項１〜３の何れかと同様の効果を奏する。
【００５６】
請求項５の発明によれば、エア供給管のエアポンプ側と反対側の端部付近から加圧エアを排気させるオリフィスを設けたので、エア供給管のエアポンプ側と反対側の端部付近に設けたオリフィスにより、エアポンプからの加圧エアが排気されて圧力調整される。その他、請求項１〜３の何れかと同様の効果を奏する。
【００５７】
請求項６の発明によれば、前記複数のインクカートリッジは、インク粘度の高いもの程、エアポンプからオリフィスへの加圧エアの流れにおける上流側に配置したので、加圧エアの流れにおける上流側、即ち、エアポンプからの加圧エアのエア圧が大きい側にインク粘度の高いインクカートリッジを配置するため、インク粘度の高いインク程大きいエア圧を受けるようになり、インク粘度の低いインクと同様のインク噴射が可能となるため、インクジェットノズルに作用する加圧エアの圧力差を容易に解消することができる。その他、請求項４と同様の効果を奏する。
【００５８】
請求項７の発明によれば、前記エア供給管の内径は、前記エアポンプからオリフィスに向かって細く構成されているので、だんだん細くなるエア供給管によりエア供給管内のエア圧を徐々に減圧させることができ、エアポンプ側と反対側の端部付近に設けたオリフィスを小型化することができる。また、減圧度合いが大きい場合には、オリフィスを省略することもできる。その他、請求項４と同様の効果を奏する。
【００５９】
請求項８の発明によれば、前記印字ヘッドがインクカートリッジよりも所定高さだけ高い位置に配設されて印字ヘッドの各インクジェットノズルに負圧が付与されることにより、各インクジェットノズルの先端部に凹形状のインクのメニスカスが形成されるので、これら印字ヘッドとインクカートリッジの高さ位置の違いから生じる水頭差により、印字ヘッドの各インクジェットノズルには負圧が作用し、各インクジェットノズルの先端部に凹形状のインクの適正なメニスカスが形成され、印字品質を向上させることができる。その他、請求項１〜６の何れかと同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る多機能装置の斜視図である。
【図２】インクジェットプリンタの内部機構を示す平面図である。
【図３】印字機構部の側面図と図２のＣ−Ｃ線縦断側面図である。
【図４】印字機構部の平面図である。
【図５】図２のＥ−Ｅ線縦断正面図である。
【図６】インク供給部とエア供給部を説明する説明図である。
【図７】インクジェットノズルに加圧エアを供給してメンテナンス処理を行う説明図であり、（ａ）は印字可能状態を示す説明図であり、（ｂ）は加圧状態でヘッドキャップを作動させた加圧パージの説明図であり、（ｃ）は加圧状態にてブレードによる拭き取り開始状態の説明図であり、（ｄ）はブレードによる拭き取り完了状態の説明図であり、（ｅ）はメンテナンス完了状態の説明図である。
【図８】変更形態に係る図６相当図である。
【符号の説明】
１多機能装置
４インクジェットプリンタ
１１メンテナンス機構部
２３ａ〜２３ｄインクジェットノズル
２３Ｐ印字ヘッド
３１ワイパーブレード
３２ヘッドキャップ
４０ブラックインクカートリッジ
４１シアンインクカートリッジ
４２マゼンタインクカートリッジ
４３イエローインクカートリッジ
４５〜４８インク供給チューブ
４０ｂ〜４３ｂインク収容室
４０ｃ〜４３ｃ空気室
５５エアポンプ
５７エア供給管
６１，６１Ａオリフィス
ｐ加圧エアのエア圧

Claims

多数のインクジェットノズルを複数列形成した印字ヘッドと、この印字ヘッドに供給するインクを収容したインクカートリッジと、そのインクカートリッジを印字ヘッドに接続するインク供給チューブを備えたインクジェットプリンタにおいて、
前記インクカートリッジは、少なくともその一部が変形可能な壁面で形成されているインク収容室と、このインク収容室のインクに前記壁面を介して空気圧を作用させる空気室とを備え、
各インクジェットノズルの先端部のインクの状態をその先端から膨らんだ凸形状に変化せしめるための加圧エアを発生させるエアポンプと、
このエアポンプで発生させた加圧エアをインクカートリッジの空気室に導くエア供給管と、
前記印字ヘッドのヘッド面を空間をあけて覆うキャップ手段を含むメンテナンス手段と、を備え、
前記加圧エアをインクカートリッジの空気室に供給することにより前記凸形状のインクが前記インクジェットノズルの先端から膨らんだ状態であって、且つ前記キャップ手段の前記空間内圧力が負圧でない状態で、前記メンテナンス手段によりキャップ手段の開放を行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記メンテナンス手段は前記印字ヘッドのヘッド面を拭う拭取手段を更に備え、前記エアポンプは、前記キャップ手段の開放の所定時間前から前記拭取手段によるヘッド面の拭き取り完了までの間、前記加圧エアをインクカートリッジの空気室に供給することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
前記インクカートリッジは、複数色のインクを夫々収容した複数のインクカートリッジからなり、各インクカートリッジは、前記エア供給管に対して水平面において並列に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
前記エア供給管のエアポンプ側の端部付近に加圧エアを排気させるオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
前記エア供給管のエアポンプ側と反対側の端部付近に加圧エアを排気させるオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記複数のインクカートリッジは、インク粘度の高いもの程、前記エアポンプから前記オリフィスへの加圧エアの流れにおける上流側に配置したことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
前記エア供給管の内径は、前記エアポンプから前記オリフィスに向かって細く構成されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
前記印字ヘッドは前記インクカートリッジよりも所定高さだけ高い位置に配設されることにより、前記印字ヘッドの各インクジェットノズルに負圧が作用し、各インクジェットノズルの先端部に凹形状のインクのメニスカスが形成されることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインクジェットプリンタ。