JP2001010087A

JP2001010087A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2001010087A
Application number: JP18903599A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yokouchi; 博横内; Tsutomu Yamazaki; 勉山崎; Kazuhiko Sato; 和彦佐藤; Yasushi Matsuno; 靖史松野; Toshio Nakada; 敏雄中田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2001-01-16

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】想定インク残量１４１と実インク残量１４
２の差からインクの希釈量１４３を求め、揮発量相当分
を希釈液ポンプから希釈液を注入し、インクの粘度調整
を行う。これにより、インク粘度増加による印刷品質の
低下防止とインクの全てを印刷に使用できるインクジェ
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を通じ、
プリントヘッドまではインクと空気は接することがない
為、インクの溶剤が蒸発し、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
の為の吸引口では空気とインクが接し、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
が有する圧力発生手段は微量のインクを吐出するように
調整されているが、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。回収
したインクは、溶剤の一部が蒸発し、粘度が変化してし
まう為、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、ラインヘッドのようにノズル数が
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、インク保持手段内のインクの残
量と初期のインク量の差からインクの減少量を算出し、
さらに印刷のため吐出したドット数からインクの使用量
を算出し、インクの減少量と比較することによりインク
の揮発量を求め、揮発量に応じたインクを補充すること
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６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
般的のもであり、本発明の趣旨に影響無い為説明は省略
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、紙幅いっぱい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１
０３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
あるインクチューブ１０８を通してインクが供給され
る。プリントヘッド１２０はインクを吐出する為の圧力
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
いる為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有り、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１０１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。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
粘度調整手段による希釈量の決定方法を図６を用いて説
明する。インクカートリッジ内のインクの初期インク総
量１４０とインク実残量１４２はインクセンサ１１５に
よって測定され、コントローラ１１６へ通知される。コ
ントローラ１１６は印刷したドット数より印刷に使用し
たインク量を計測し記憶するインク使用量記憶手段を含
み、インク使用量と実インク残量１４２を比較し、コン
トローラ１１６は希釈液ポンプ１１４を駆動し、揮発量
相当分量１４３を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１
１５はインクの液面から残量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
インクの残量が増加しないため、希釈液エンドの検出も
可能である。なお、インクセンサ１１５のインク残量測
定方法は、本実施例においてはインクの液面を測定する
としたが、インクの電気抵抗を測定するようなセンサを
用いても可能である。

【００１３】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。

【００１４】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のインク回集口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の押さえが無くなる為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が係合している為インクカ
ートリッジホルダ１０４が矢印Ｂ方向に移動し、針１０
８ａ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のセッ
トした後、インクカートリッジレバー１０５を矢印Ａの
逆方向の回転させると、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。カートリッジレバー１
０３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。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
回集口１０１及びフィルタ１０１ｃ、インクセンサ１１
５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１０７
を操作することによって簡単に交換することができる。

【００１５】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は上下動性可
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１２０に密着してプリントヘッド
１２０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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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収する。インク回集ポ
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。

【００１９】紙送りローラー１３２が回転し、プリント
ヘッド１２０の下まで記録し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れる。
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。

【００２０】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
ンクが混入される為、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内のインクの残量を測定し、インクの使用量と
減少量の差が高い場合には、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
ンクが無くなるまで良好な印刷品質を維持することがで
きる。

【００２１】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
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こ事は言うま
でもない。

【００２２】

【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。

【図６】本発明のインク希釈液補充図。

【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１４０初期インク総量１４１想定インク残量１４２実インク残量１４３インク希釈液補充量

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)発明者松野靖史長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者中田敏雄長野県諏訪市大和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 EB51 EB59 EC19 EC44 FA10 JA13 JC20 KB15

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
給するインク供給流路と前記プリントヘッドから前記イ
ンク保持手段にインクを回収する第一のインク回収流路
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期インク保持手段へインクを戻
すインク回収手段と、インクの揮発成分を補充する、イ
ンク粘度調整手段を有し、インク使用量記憶手段とイン
ク残量検出手段とを有し初期のインク残量と現在のイン
ク残量の差から求めたインク減少量と前記インク使用量
記憶手段によるインク使用量の差から、インク粘度調整
手段によるインク揮発成分の補充量を決定する事を特徴
とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】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。