JP2000272144A

JP2000272144A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2000272144A
Application number: JP8033699A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nakada; 敏雄中田; Yasushi Matsuno; 靖史松野; Kazuhiko Sato; 和彦佐藤; Tsutomu Yamazaki; 勉山崎; Miyuki Nehashi; みゆき根橋; Hiroshi Yokouchi; 博横内
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】プリントヘッドから回収されたインクは粘度
が増加しているため、再使用すると印刷品質の低下を生
じたり、あるいは廃棄するためにインクの使用率が低
く、かつ廃インクを保持するためにプリンタが大型化し
てしまった。【解決手段】希釈液カートリッジ１０２、希釈液ポン
プ１１４、インクセンサ１１５等からなるインク粘度調
整手段でインクの粘度を調整しつつ使用することによっ
て、印刷品質の低下を招いたり、インクを廃棄すること
なく全てのインクを印刷に使用するインクジェットプリ
ンタを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力発生手段を有
し、インクを選択的に噴射する複数のノズルを有するプ
リントヘッドを被記録媒体に対して相対移動し、文字、
記号、画像等を印刷するインクジェットプリンタにおい
て、前記プリントヘッドのノズルから回収されたインク
をインク保持手段に回収・利用するインクジェットプリ
ンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットプリンタは、特開
平８−１３２６４０に開示されるようにプリントヘッド
から回収されたインクは利用せずに廃棄していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プリントヘッドから回
収されたインクを再利用せずに廃棄する場合、プリント
ヘッドが少数のノズルしか有さなければ廃インクの量が
少なく、廃インクは徐々に蒸発してゆく為、廃インク保
持手段も小型で大きな問題とはならないが、多数のノズ
ルを有するインクジェットプリンタでは廃インクの量が
多く、インクの無駄が多く、大型のインク保持手段が必
要であり、また廃インクが連続して回収できる大容量の
廃インク保持手段も必要となり、プリンタが大型化する
か、インク保持手段の交換頻度が高く使い難いプリンタ
となってしまった。

【０００４】また、廃インクをそのままインク保持手段
に回収して使用した場合には以下のような問題が生じ
る。

【０００５】インク保持手段からインク供給路、プリン
トヘッドまではインクと外気は接することがない為、イ
ンクの溶剤が蒸発して粘度が増加することはほとんどな
いが、プリントヘッドのノズルおよびインク回収の為の
キャップ手段では外気とインクが接し、インク中の溶剤
が蒸発し、インクの粘度が変化してしまう。

【０００６】インクジェットプリンタのプリントヘッド
が有するノズルは微量のインクを吐出するように調整さ
れている為、使用するインクの粘度が変化すると、吐出
するインクの量・速度が変化してしまう。プリントヘッ
ドから回収したインクは、溶剤の一部が蒸発し、粘度が
変化している為、インクの着弾位置がずれたり、カラー
インクを使用した場合には、複数の色のインクで濃度バ
ラツキが生じ、印刷結果の色が異なるなど印刷品質の低
下が著しかった。

【０００７】特に、インクがアルコール等の揮発性の溶
剤を含む場合はインクの粘度変化が大きく、問題が発生
しやすかった。また、ラインヘッドの様にノズル数が多
くインクと外気が接することが多い場合にも問題が発生
しやすかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のインクジェットプリンタは、インク保持手
段と、前記インク保持手段から前記プリントヘッドへイ
ンクを供給するインク供給手段と、前記プリントヘッド
をキャップするキャップ手段と、前記キャップ手段から
前記インク保持手段へインクを戻すインク回収手段と、
インク粘度調整手段を有し、回収したインクを粘度を調
整しつつ再利用することにより、廃インク保持手段が不
要で小型、かつインクの補充間隔が長く経済的であり、
インクの吐出速度・吐出量を一定で印刷品質が良く、揮
発性のインクが使用可能で速乾性の良いインクジェット
プリンタを実現できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１から図５を用い、本発明の一
実施例におけるインクジェットプリンタを説明する。な
お、紙送り機構、プリントヘッド内のノズルが有する圧
力発生機構等はインクジェットプリンタに用いられる一
般的なものであり、本発明の主旨に影響無いため説明は
省略する。

【００１０】図１は本発明の一実施例におけるインクジ
ェットプリンタの一部分解斜視図である。このインクジ
ェットプリンタは、紙幅一杯に印字可能なプリントヘッ
ド１２０を有し、プリントヘッド１２０が移動すること
はなく紙送りに合わせてプリントヘッド１２０からイン
ク吐出を行うことにより記録紙１３０上に文字や記号、
画像を印刷することが可能である。インク及び希釈液の
補充は、図２に図示するようにカートリッジカバー１０
３を開き、インクカートリッジ１０１及び希釈液カート
リッジ１０２の２つのカートリッジを個々に交換するこ
とによって補充することができる。

【００１１】図３はインクジェットプリンタのインク供
給システムを示す説明図である。

【００１２】インク保持手段であるインクカートリッジ
１０１からプリントヘッド１２０へはインク供給手段で
あるインク供給チューブ１０８を通してインクが供給さ
れる。

【００１３】プリントヘッド１２０はインクを吐出する
ための圧力発生機構（図示せず）を備えた複数のノズル
１２０ａを備えている。ノズル１２０ａ内のインクは外
気と接しているため揮発成分が蒸発しやすく、長時間の
休止後にインク吐出を行うとインクの粘度増加によって
印刷品質が低下してしまう。そのため印刷開始前にノズ
ル１２０ａ付近のインクの排出を行う必要があり、キャ
ップ手段であるキャップ１１２内へインクを吐出、ある
いはキャップ１１２をプリントヘッド１２０へ密着さ
せ、インク回収手段であるインク回収ポンプ１０９によ
って増粘インクの吸引を行う。回収されたインクはイン
ク回収チューブ１１０を通りインクカートリッジ１０１
に戻される。インクカートリッジ１０１内のインクは、
インクカートリッジ１０１を交換した時点ではインク吐
出に適した粘度であるがインクが長時間循環し、回収し
た増粘インクが増えるにつれ、インクカートリッジ１０
１内のインクも徐々に増粘してしまい、そのままではイ
ンク吐出が不安定となり、印刷品質が低下してしまう。
そのため本発明のインクジェットプリンタは以下のよう
なインク粘度調整手段を有する。

【００１４】インク粘度調整手段は、希釈液カートリッ
ジ１０２と希釈液ポンプ１１４、希釈液チューブ１１
１、インクセンサ１１５とによって構成される。インク
カートリッジ１０１内のインクの粘度はインクセンサ１
１５によって測定され、コントローラ１１６へ通知され
る。インクの粘度が規定値よりも大きい場合、コントロ
ーラ１１６は希釈液ポンプ１１４を駆動し、希釈液カー
トリッジ１０２から希釈液チューブ１１１を通してイン
クカートリッジ１０１へ希釈液を注入し、インクの粘度
を調整する。インクセンサ１１５はインクの電気抵抗か
ら粘度を測定する他にインクエンド検出も可能である。
また、希釈液カートリッジ１０２が空になった場合は、
希釈液ポンプ１１４を駆動してもインクの粘度が低下し
ないため、希釈液エンドの検出も可能である。なお、イ
ンクセンサ１１５のインク粘度測定方法は、本実施例に
おいてはインクの電気抵抗を測定するとしたが、インク
の比重を測定したり、インク中の染料濃度を光の透過率
から測定するようなセンサを用いても可能である。

【００１５】図４はインクカートリッジ１０１収容部の
断面図であり、インクカートリッジ１０１の断面も示し
ている。内部にインクを保持するインク保持手段である
インクカートリッジ１０１は、プリントヘッド１２０へ
インクを供給するためのインク供給口１０１ａと、キャ
ップ１１２及び希釈液カートリッジ１０２からのインク
または希釈液を取り込むインク回収口１０１ｂ、インク
回収口１０１ｂからインクカートリッジ１０１内へ戻る
インク内の異物を濾過するフィルタ１０１ｃを有してい
る。プリントヘッド１２０へのインクの供給はインク供
給口１０１ａに刺さった針１０８ａからインク供給チュ
ーブ１０８を通して行われる。流路連結レバー１１３は
インク回収チューブ１１０と希釈液チューブ１１１が接
続されインク回収口１０１ｂと前記２本のチューブを連
結している。

【００１６】インクカートリッジ１０１の交換は、図２
の様にカートリッジカバー１０３を上に開く。すると、
インクカートリッジ１０１のインク回収口１０１ｂに連
結していた流路連結レバー１１３がカートリッジカバー
１０３の押えが無くなるためインクカートリッジ１０１
から離れる。インクカートリッジレバー１０５を矢印Ａ
方向に回転させるとインクカートリッジレバー１０５に
固定された歯車１０５ａとインクカートリッジホルダ１
０４の底面のラック１０４ａが係合しているためインク
カートリッジホルダ１０４が矢印Ｂ方向に移動し、針１
０８ａがインク供給口１０１ａから抜け、インクカート
リッジ１０１を上に抜くことが可能となる。新しいイン
クカートリッジをインクカートリッジホルダ１０４にセ
ットした後、インクカートリッジレバー１０５を矢印Ａ
の逆方向に回転させると、上記の逆の動作でカートリッ
ジホルダ１０４が矢印Ｂの逆方向に移動し、針１０８ａ
がインク供給口１０１ａに刺さる。カートリッジカバー
１０３を閉じるとインク回収口１０１ｂと流路連結レバ
ー１１３が連結して、インクカートリッジ１０１の交換
が終了する。

【００１７】希釈液カートリッジ１０２の断面は、イン
クカートリッジ１０１の断面とほぼ同様であるが、イン
ク回収口１０１ｂ及びフィルタ１０１ｃ、インクセンサ
１１５は無い。希釈液カートリッジ１０２の交換も、イ
ンクカートリッジ１０１の交換と同様で、カートリッジ
カバー１０３を開けた後、希釈液カートリッジレバー１
０７を操作することによって簡単に交換することができ
る。

【００１８】図５はプリントヘッド１２０収容部付近で
の断面図である。プリントヘッド１２０は印刷可能幅に
複数のノズル１２０ａを有し、プリンタフレーム（図示
せず）に固定されている。キャップ１１２は上下動作が
可能であり（上下動作の機構の図示・説明は省略す
る）、印刷動作時には紙案内板１３１よりも下に引き込
まれ、記録紙１３０がプリントヘッド１２０の下を通過
可能とし、記録紙１３０が排紙された後の印刷休止時に
は上昇しプリントヘッドに密着してプリントヘッド１２
０内のインクの乾燥防止をおこなう。またプリントヘッ
ド１２０内の増粘インク回収を行う際にも上昇してプリ
ントヘッド１２０に密着しプリントヘッド１２０とイン
ク回収ポンプ１０９を連結する。

【００１９】インクジェットプリンタの印刷動作は以下
のようになる。

【００２０】印刷の行われていない休止時は、キャップ
１１２が上昇しプリントヘッド１２０に密着し、プリン
トヘッド１２０内のインクの乾燥を防止している。

【００２１】印刷を開始する際は、まずインク回収ポン
プ１０９が動作し、プリントヘッド１２０内のノズル１
２０ａ近傍の増粘したインクを吸引する。インク回収ポ
ンプ１０９の停止後、キャップ１１２は下降してプリン
トヘッド１２０から離れ、紙案内板１３１よりも低い位
置で停止する。その後、インク回収ポンプ１０９は再度
短時間運転しキャップ１１２内のインクもインクカート
リッジ１０１へ戻される。

【００２２】紙送りローラー１３２が回転し、プリント
ヘッド１２０の下まで記録紙１３０が挿入されるとプリ
ントヘッド１２０内に配列されたノズルの圧力発生機構
が選択的に駆動されてインクが吐出し印刷が行わる。記
録紙１３０が排紙ローラー１３３によってプリントヘッ
ド１２０の下を通過して印刷が終了する。その後、キャ
ップ１１２が上昇しプリントヘッド１２０と密着して停
止する。

【００２３】このように、インクカートリッジ１０１内
のインクは、キャップ１１２から回収された増粘したイ
ンクが混入されるため、インク内の揮発成分の少ない増
粘したインクとなってしまう。インクが増粘するとプリ
ントヘッド１２０のインク吐出能力が下がり、印刷品質
が低下してしまう。インクセンサ１１５はインクカート
リッジ１０１内のインクの粘度を測定し、インクの粘度
が高い場合には、インクの粘度を下げるために、希釈液
ポンプ１１４を駆動し、希釈液カートリッジ１０２から
インクカートリッジ１０１へと希釈液を追加する。この
ようなインク粘度調整手段を備えることにより印刷品質
の低下を防止し、インクカートリッジ内のインクがなく
なるまで良好な印刷品質を維持することができる。

【００２４】なお、上記実施例においてはプリントヘッ
ド固定のラインヘッドを用いたインクジェットプリンタ
を例にあげて説明したが、本発明はラインヘッドを用い
たインクジェットプリンタに限定される物ではなく、プ
リントヘッドが移動しつつ印刷するシリアルプリンタに
も適用される事は言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明のインクジェッ
トプリンタにおいては、プリントヘッドから排出された
インクも回収し、再利用される為、すべてのインクを印
刷に利用でき、インク補充間隔が長く経済的であり、廃
インク保持手段が不要で小型、かつプリントヘッドに供
給されるインクの粘度が一定となりプリントヘッドから
吐出されるインクの重量・速度が安定し、吐出不良の無
い奇麗な印刷が可能なインクジェットプリンタが実現で
きる。特にコンティニアス型のインクジェットプリンタ
とは異なり吐出エネルギーの小さなオンデマンド型のイ
ンクジェットプリンタにおいては、印字品質に対するイ
ンクの粘度の影響は大きく、インク粘度を一定に保つこ
とによる印字品質確保の効果は大きい。さらに揮発性の
溶剤を含む速乾性のインクを用いる場合は効果が大き
い。またノズル数の多いラインヘッドを用いたインクジ
ェットプリンタにおいては特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットプリンタの一部分解斜
視図。

【図２】本発明のインクジェットプリンタのカートリッ
ジ交換説明図。

【図３】本発明のインクジェットプリンタのインク供給
システム説明図。

【図４】本発明のインクジェットプリンタのインクカー
トリッジ収容部断面図。

【図５】本発明のインクジェットプリンタのプリントヘ
ッド収容部断面図。

【符号の説明】

１０１インクカートリッジ１０２希釈液カートリッジ１０３カートリッジカバー１０４インクカートリッジホルダー１０５インクカートリッジレバー１０６希釈液カートリッジホルダー１０７希釈液カートリッジレバー１０８インク供給チューブ１０９インク回収ポンプ１１０インク回収チューブ１１１希釈液供給チューブ１１２キャップ１１３流路連結レバー１１４希釈液ポンプ１１５インクセンサ１１６コントローラ１２０プリントヘッド１３０記録紙１３１紙案内板１３２紙送りローラー１３３排紙ローラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤和彦長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者山崎勉長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者根橋みゆき長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者横内博長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA27 EB20 EB32 EC44 FA13 JA01 JC06 JC20 JC23 KB16 KC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力発生手段を有し、インクを選択的に噴
射する複数のノズルを有するプリントヘッドを被記録媒
体に対して相対移動し、文字、記号、画像等を印刷する
インクジェットプリンタにおいて、インク保持手段と前
記インク保持手段から前記プリントヘッドへインクを供
給するインク供給手段と前記プリントヘッドをキャップ
するキャップ手段と前記キャップ手段から前記インク保
持手段へインクを戻すインク回収手段と、インク粘度調
整手段を有する事を特徴とするインクジェットプリン
タ。
【請求項２】揮発性の溶剤を含むインクを用いることを
特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】前記プリントヘッドは、前記被記録媒体の
印刷領域幅に印刷可能な数のノズルを有する事を特徴と
する請求項１及び請求項２記載のインクジェットプリン
タ。