JPH0138674B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、インクジエツトプリンタに関し、特
にインクジエツトプリンタの性能を改良するのに
使用される保守装置に関する。

背景技術の説明 マルチ（複数）ノズルや単一ノズルの印刷ヘツ
ドを、記録面上の読取可能なデータを印刷するの
に使用する非衝撃式プリンタは従来から良く知ら
れている。このようなプリンタはオン・デマンド
型のプリンタと連続流型のプリンタとに分けられ
る。オン・デマンド型のプリンタでは、印刷用流
体の滴が、必要なときに印刷ヘツドや滴発生器か
ら発生される。連続流型のプリンタでは、インク
の連続流が滴発生器から射出される。そして振動
する結晶体がインクを振動させてその連続流が規
則的な間隔で且つ一定の大きさの滴に***され
る。これらの滴が記録面に選択的に印刷を生じさ
せるのに使用される。本発明はいずれの型のイン
クジエツトプリンタでも使用されるが、特に連続
流型のプリンタで好適に作用するので、以下では
連続流型のプリンタに沿つて本発明を説明する。

連続流型のインクジエツトプリンタは従来から
種々のものがあるが、一般には１個の印刷ヘツド
を有している。この印刷ヘツドは、記録媒体上に
記録するのに使用されるインク滴を発生する。こ
の印刷ヘツドは加圧下のインク（磁気的なインク
でも導電性のインクでも良い）が圧入されるイン
ク室を有する。その加圧されたインクと流体的に
連結されたインク射出用のノズルが１個若しくは
複数個配設されている。

ノズルから射出されたインクが一連のインク滴
に***されるよう、振動する結晶体がそのインク
室を協働していてそれを付勢する。複数個のイン
ク滴はその後電気的手段や磁気的手段の作用を受
けてそのうちの幾つかが記録面にデータを印刷す
るのに使用される。印刷に必要のないインク滴は
ガター構成体に集められ、再使用の為インク供給
系に戻されて再循環される。米国特許第3848118
号や同第3924974号はそのような従来技法の例で
ある。

この従来技法のインクジエツトプリンタで生じ
る困難な問題の１つとして、そのインクジエツト
流を制御しきれず帯電電極や偏向電極などの部品
がインクで汚されるという問題がある。特にその
プリンタの始動時や停止時にその問題が大きくな
る。始動期間中や停止期間中のインク流の挙動は
不安定で狂いがちであり、その結果各部品を濡ら
すことが避けられない。

インク流がおかしな挙動をしたりそのインク流
の方向が狂つたりする原因として下記の１つ若し
くは幾つかの要素があると信じられている。

(a) インクジエツトヘツド中に外界の不要な物質
が入り込むこと、 (b) インクジエツトヘツド中でのインクの運動を
制御できないこと、 (c) インクジエツトヘツド中に空気が入り込むこ
と、 (d) インクジエツトヘツドのコンプライアンスが
割合高いこと。

インクジエツトヘツドの中に外界の物質や入り
込んで引掛かると、ノズルをインクが通る際の障
害となつてヘツドの信頼性を著しく低下させる。
一般に微小な粒子がノズルを通るが、これらの粒
子はインク流の***特性を変化させがちであり、
滴の軌跡に悪影響を及ぼしがちである。大きな粒
子は固体の場合もあれば、固体でなく気体即ちガ
ス状の物質の場合もある。固体粒子はノズルの開
口を部分的に閉ざしがちである。こうなるとノズ
ルを流れるインクの流量が少なくなり、流れが分
裂するまでの距離が短かくなつて、流れの方向が
狂うことすらあり得る。固体でない粒子はノズル
を封止してインクの流れを止めるような小球を作
りがちである。この小球は通常は気泡を形成し、
これがノズルを封止してインクの流れを止めてし
まう。長期間かかつて、これらの気泡は部分的に
溶解して行き、ついにはノズルを通り抜けられる
ほどに小さくなる。しかし気泡がノズルから出る
とき、それらは破裂して、近くの部品にとびはね
を生じさせる。

このガス状の気泡はシヨツクアブソーバ（衝撃
吸収体）としても働らく。このために、これらは
インク圧が増すにつれて圧縮し、インク圧が減る
につれて膨張する。このガスの挙動はインクジエ
ツトヘツドのコンプライアンス特性を増大させ
る。インクジエツトプリンタのヘツド中でのイン
クの動きを制御することは特に始動時や停止時乃
至閉止時に大変重要である。通常の動作中、ヘツ
ドが加圧される。閉止時にはヘツドの圧力が正の
値から周囲の圧力即ち大気圧と全く同じか或いは
ほぼ同じにされる。理想的には圧力の変化は大気
圧を超えることなく瞬時的になされるべきであ
る。しかしヘツドを元の圧力に戻すには該ヘツド
からインクを除去する必要がある。該ヘツドから
インクを引出すのにノズルが使用される場合、ヘ
ツドの圧力は指数関数的に減衰する。指数関数的
な減衰の結果生じる現象の１つは、インク流が通
常の軌跡から外れて変化することである。インク
流がそのように変化するとき、重力がそのインク
流に作用する主要な力となる。重力が物体を下方
に引こうとするので、インクは一般にノズルから
滲み出し、下方の部品を濡らしてしまう。減衰が
長くなればなるほど問題は大きくなる。

始動時即ちオンに切換えたときのヘツド中の圧
力の理想の変化状態は、大気圧と同じ圧力から正
の動作圧力に瞬時的に上昇するのである。しかし
夫々のインクジエツトヘツドがそれ自身のコンプ
ライアンス特性を有しており、これが圧力を指数
関数的に上昇させる。指数関数的に圧力が下がる
場合と同様、指数関数的に圧力が上がる場合もイ
ンク流を不安定にし、その結果装置の構成部品に
汚れを生じる。上昇時間が長くかかるほど悪影響
を及ぼす。インクジエツトヘツド中の空気圧もヘ
ツドの性能を低下させる別の要因である。この空
気は泡を生じ、シヨツクアブソーバとして作用す
る。これらのシヨツクアブソーバはヘツドのコン
プライアンスに影響を及ぼす。コンプライアンス
という語はヘツドの受容性を定義するのに使用さ
れる語である。コンプライアンスはヘツドの応答
時間のことを云い、ヘツドをオン又はオフに切換
えるのに要する時間である。インク流が正しく方
向付けられ且つ支持媒体上に記録を行なおうとす
るときヘツドはオンに切換えられる。ヘツドをオ
ン又はオフに切換えるのに要する時間が短かくな
ればなるほど、ヘツドのコンプライアンスは改善
されていく。従つて利用者はヘツドから空気を排
出する必要がある。熱サイクルと呼ばれる現象に
より空気がヘツドに入るかもしれない。熱サイク
ルはヘツドに関する温度の変動を説明するのに使
用される語である。その温度の変動はヘツド中の
インクの容積を変化させようとする。温度が下が
れば、インクの容積は減り、空気がヘツドの中に
引込まれる。温度が上がれば、インクの容積は増
え、インクの容積が増し、過量のインクがノズル
からしたたり落ち、近くの構成部品を汚してしま
う。

米国特許第3805276号はインクジエツト記録装
置から空気を取除く装置を開示している。この装
置は、補助的なインク保持器（タンク）と弁とを
含む。この弁の入口側にはノズルへインクを供給
する導管が結合される。この弁の出口端にはイン
ク保持器が結合される。印刷が行なわれていない
期間中、この弁は開かれ、その導管からタンクの
中に空気が逃げ出す。

特開昭53−45238号公報には、インクの射出を
停止した時に、ノズルからのインク切れを良くす
るためのインク供給用通路及びインク排出用通路
と切換弁構成を開示しているが、本発明の構成ほ
ど効果的に空気の侵入を防止する構成を開示して
はいない。

発明の概要 従つて本発明の目的は、従来の装置よりも効率
の良いインクジエツト記録装置を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、インクジエツト記録装置
の印刷ヘツドの中に空気が入り込まないようにす
る装置を提供することにある。

本発明のインクジエツトプリンタは、印刷ヘツ
ドの流体の空洞部に弁構造を介して結合される補
助的な流体系を含む。この構成は、オフへの切換
え時刻に、その補助的な流体系が印刷ヘツドと流
体的につながる。これが迅速に、しかし制御され
た割合でヘツドの正圧を元に戻す（高圧を解除す
る）。その補助的な流体系は、ヘツド中の圧力
（Ph）が周囲の圧力即ち大気圧（Pa）以上（Ph
≧Pa）になることを確保する。その圧力差が空
気をヘツドに入れないようにする。

この補助的な流体系は、入口端を如上の弁構造
に結合させた圧力調整器、特に高速の高圧解除調
整器を含む。この調整器はヘツド圧が大気圧より
も下らないようにする。インク溜めは膨張兼収縮
室として働らく。ヘツド圧が大気圧よりも大きい
ので、ヘツドには空気が入り込まない。温度が高
くなると、過量のインクがヘツドの空洞部からイ
ンク溜めの中に流れ込む。温度が下がると、その
空洞部の中にインクが引込まれる。

本発明の実施例の１つの特徴は、インク溜めが
ほぼ垂直な面内で印刷ヘツド及びその対応するノ
ズルの真下に位置付けられていることである。毛
細管現象による力が各ノズルに或る容積のインク
を確立するまでは、ヘツドからインクが引込まれ
る。夫々のインクの容積に対応するメニスカスは
通常は凹面状であり、インクがノズルからしたた
り落ちないようにする。各ノズル中のインクが或
る容積をもつことにより空気が入り込まないよう
にする。インク溜めの圧力は、インク溜めから大
気圧に対し抜け孔を設けることによつて制御され
る。

本発明の実施例を他の視点から見れば、インク
溜め中の液面の高さは、インク溜めをインクジエ
ツトプリンタのガター構成体に結合する管によつ
て制御される。

空気や他の外界の不要物質がヘツドに入り込ん
だ場合、本発明ではヘツドを清掃し水通しするた
めのフラツシユ手順を行なう。このフラツシユ手
順はインクジエツトプリンタに新しいヘツドが最
初に取付けられるときそのヘツドを高圧洗浄即ち
フラツシユしたり水通ししたりするのに特に有用
である。このフラツシユ手順は、ヘツド中に低圧
を維持し乍ら、ノズルに加圧流体を吹込む段階を
含む。ノズルから追い出された空気を含む外界の
不要物質は、ヘツドの下流に位置付けられたフラ
ツシユ孔から押し出される。インクを予じめフイ
ルタにかけ且つヘツドの入口端にフイルタを据付
けておくことによつて、外界の余計な物質や空気
がヘツドに入らないようにする。フイルタにより
捉えられた空気はフイルタの近くにフラツシユ孔
即ち開口を作つておくことにより引出せる。

実施例の説明 従来のインクジエツトプリンタの性能は、空気
が印刷ヘツドに入り込まないようにする本発明の
補助的な流体系即ち補助インク装置を取付けるこ
とによつて改良される。この補助インク装置は、
閉止期間に特に有効である。補助インク装置は、
インクジエツトヘツドのフラツシユ孔に結合され
た圧力調整器、特に高速の圧力解除調整器を含
む。この高速の圧力解除調整器の出口孔は、抜き
孔付きのインク溜めに管でつながつている。閉止
時にヘツドにインクを供給していた導管が閉じ、
フラツシユ孔が開く。インクジエツトヘツド中の
圧力が下るにつれ、ヘツドから高速の圧力解除調
整器を介して抜き孔付インク溜めの方へインクが
逃げて行く。

ヘツドからインクを引出す際には、ヘツド中の
最終圧力が大気圧Pa以上になるよう高速の圧力
解除調整器によつてその引出しが制御される。そ
の圧力差が、ヘツドに空気が入り込まないことを
保証する。抜き孔付きのインク溜めが、インクジ
エツトヘツドに残るインクの容積を制御する。毛
細管現象によりノズルに僅かな容積のインクが残
るのを確保するまでヘツドからインクが引出され
る。ノズル中にヘツドが存在するので空気がヘツ
ドに入り込まない。下記で熱サイクルと呼ぶ温度
変化が生じる場合、ヘツドから上記のインク溜め
の中に或いはその逆にインクが引かれる。インク
の流れる方向は温度が上がるか下がるかに応じて
変わる。

本実施例は、ちりや気泡等がヘツドから取除か
れるようインクジエツトヘツドをフラツシユする
方法も開示している。このフラツシユ手順はイン
クジエツトプリンタに最初にヘツドが据付けられ
るとき特に有効である。この場合、入口孔とフラ
ツシユ孔とをインクジエツトヘツドの一方の側に
設ける必要がある。入口孔はヘツドの底部に配設
するのが好ましい。この場合インクがヘツドの底
部から勢い良く入るので、ヘツド中の気泡やちり
が上部に追いやられ、フラツシユ孔を通して逃げ
る。小孔即ちノズル中のちりを取除くには、ノズ
ルの前部に加圧流体を供給し且つ流体をノズルを
経てヘツドの空洞部に流せば良い。この後者の手
順はヘツドのバツクフラツシユと呼ばれる。

第１図には、インクジエツト印刷ヘツド及び補
助インク装置の断面が図示される。このインクジ
エツトヘツド１０は筐体１２を含む。この筐体１
２はインク供給用空洞部１４を取囲む。結晶体１
６はインク供給用空洞部１４中に配設される。ノ
ズル板１８が筐体１２に剛体的に装着される。複
数個の小孔がノズル板１８上に横並びの一直線上
に配設されているが、小孔の１つを図では参照番
号２０で示す。この各小孔は連結用通路によりイ
ンク供給用空洞部１４に結合されている。第１図
で、連結用の通路を参照番号２２で示す。

第１図で、ヘツドの筐体１２には弁構成体２４
が結合されている。弁構成体２４の機能は、イン
ク２６がインク供給用空洞部１４に出入りするの
を制御することである。本発明の好適な実施例に
よる弁構成体２４は入口孔３０と出口孔即ちフラ
ツシユ孔３２とを含む自動的に動作する弁構成体
である。一対の孔を閉じる為の一対の弁３４及び
３６が弁筐体３８に枢着される。調整室４０が弁
筐体３８及びヘツドの筐体１２で取囲まれてい
る。従来知られているフイルタ部材４２が安定化
室（settling chamber）４０中に置かれる。フイ
ルタ４２が、弁筐体３８の向いあつた壁部に対し
て両側が固着されるよう位置付けられる。抜き孔
４１が弁筐体３８中に形成される。この抜き孔４
１はフイルタ４２の入口側に配設される。この役
割は気泡等がインクから逃げられるようにするこ
とである。フイルタ部材４１の上流に抜き孔４１
を位置付けることによつて、ヘツドをフラツシユ
し且つ気泡を除去するのに要する時間がはるかに
短かくなる。

安定化室４０及びインク供給用空洞部１４は、
相互結合用の通路４４によつて結合される。参照
数字４６で示す管は、主インク供給系即ち主イン
ク供給装置２８を安定化室４０に相互結合する。
主インク供給装置２８はインクジエツトプリンタ
で使用される従来どおりのインク循環系である。
従つて、その系の詳細は説明しない。主インク供
給装置２８が、加圧されたインク２６をインクジ
エツトヘツド１０のインク供給用空洞部１４に供
給するポンプ（図示せず）を含むということだけ
説明すれば十分であろう。主インク供給装置２８
にはまた入口孔（図示せず）が設けられ、その入
口孔を通して新しいインクや再循環されるインク
が入つて来る。

動作に際し、自動弁が出口孔３２を閉じ入口孔
３０が開く。インクが管４６を経て安定化室４０
の中に一気に流入する。フイルタ４２によつてイ
ンクが濾過される。如上の通り、インク中の任意
の余計なものがフイルタ４２によつて分離され
る。濾過されたインクは相互結合用の通路４４を
経てインク供給用空洞部１４の中に送られる。結
晶体１６が、従来から知られた電気回路（図示せ
ず）によつて付勢されるとき、小孔２０から引出
されるインクは、複数個の一定の大きさで、規側
的な間隔のインク滴に***させられる。細いイン
ク流から滴に***するとき帯電電極４８によつて
それらの滴が選択的に帯電される。帯電電極４８
の下流には偏向板５０がある。帯電された滴は媒
体５１に印刷するため偏向される。ガター５２か
らガター構成体５４に入る印刷不使用滴は、管８
８を介して主インク供給装置２８へ再使用のため
再循環される。

更に第１図で、高速圧力解除調整器５６が管５
８によつて自動的な弁構成体２４の出口孔３２に
結合される。前述のとおり、通常の動作中は、弁
３６によつて出口孔３２が閉じられる。第１図は
動作停止中のヘツドの状態を示している。インク
ジエツトヘツドに供給される加圧インク２６が、
該ヘツド中に圧力をかける。しかし、閉止時には
入口孔３０が弁３４で閉じられる。インクが出口
孔３２を介して逃げるにつれてヘツド中の圧力は
下がる。この場合、高速の圧力解除調整器５６
は、ヘツド内のインク圧Phが大気圧Pa以上にな
るようヘツドから逃げるインクの速度を制御する
働らきがある。この圧力差があれば、ヘツドに空
気が入り込むことはない。

この高速の圧力解除調整器５６は細長い筐体６
０を含む。この筐体６０には中央の空洞部６２が
設けられる。本発明の好適な実施例では、その筐
体６０は円筒状である。筐体６０は入口孔６４と
出口孔６６とを含む。この高速の圧力解除調整器
５６は、その入口孔６４が高圧を解除されるべき
高圧系に結合されるようそのインクジエツト系に
適合される。実施例及び第１図によれば、その高
圧系はインクジエツトヘツドである。この高速の
圧力解除調整器が任意の高圧系の圧力を解除する
のに使用され得ることに留意されたい。

調整可能なストツパ６８が筐体６０の壁部に設
けられている。調整可能なストツパ６８は、空洞
部６２へ出入りする方向に調整可能である。本発
明の好適な実施例では、その調整可能なストツパ
６８はネジであり、空洞部６２へ出入りするよう
に回すことができる。空洞部６２の中へ球７０が
設けられている。球７０の外表面と空洞部６２の
側壁との間隔が、空洞部６２中でのインクの流れ
る速度を制御する。同様に、調整可能なストツパ
６８は、矢印７２の方向にインクが流れるのにつ
れて球７０が上昇するが、その球の位置を制御す
る。高速の圧力解除調整器５６によれば、高圧さ
れていたインクジエツトヘツド１０が非常な高速
で、大気圧を超えずに圧力解除される。この高圧
下のヘツドは、高速の圧力解除調整器５６を介し
て圧力を下げられる。従つて弁構成体２４の入口
孔３０が閉じ且つ出口孔３２が開くとき、ヘツド
中のインクが高速の圧力解除調整器５６の中へ一
気に流れ込む。インクが高速の圧力解除調整器５
６の空洞に入るとき、球７０が矢印７２の方向に
押し上げられる。インクは球７０の外表面及び空
洞部６２の側壁の辺りを高速で移動する。しかし
球７０が該調整器の空洞部６２の上部に、達する
や否や、球７０が出口孔６６を経るインクの流れ
を制限し始める。斯してヘツド中の圧力は大気圧
以上の値に維持される。該空洞部６２の上部での
球７０の位置は、調整可能なストツパ６８が空洞
中に突き出ている量により設定される。出口孔３
２が閉じてヘツドがオンに切換れられると直ぐ球
７０は空洞部６２の底部のホーム位置に戻る。

この高速の圧力解除調整器５６の代替例ではス
トツパ６８が、固定されている上部壁７４に置換
される。この固定上部壁は筐体６０の一体部分で
ある。その実施例では調整可能なストツパ６８が
空洞部６２中にないことは云うまでもない。この
場合球７０が空洞部６２の底部から矢印７２で示
す方向に動き、壁部７４の下面７３で停止する。

更に第１図の説明を続ける。管７６は高速の圧
力解除調整器５６の出口孔６６を（弁構成体２４
から排出されたインクを最終的に吐出するため
の）抜き孔付きのインク溜め７８に連結する。こ
の抜き孔付きインク溜め７８の役割はヘツドから
引出されたインクを貯蔵することにある。これは
ヘツドがオフに切換えられているときの期間中に
特に有用である。このオフの期間中、ヘツドには
空気が入り込み易い。この空気の侵入は、云わゆ
る熱サイクル現象の結果生じる。この熱サイクル
現象は、インクジエツトヘツドが動作する環境に
よつて決まる高速の温度変動のことである。もし
も温度が上れば、ヘツド中のインクの容積は膨張
しようとする。この抜き孔付きインク溜め７８が
なければ、ノズルの前面にインクがしたたり落ち
てノズルの下部にある部品を濡らす。温度が下れ
ば、インク容積は減りがちであり、空気がヘツド
の中に引込まれる。しかし、この抜き孔付インク
溜め７８を補助インク循環系内に設けることによ
つてもしもインク供給用空洞部１４中のインクの
容積が増しても、連結用の管７６及び高速の圧力
解除調整器５６を介して抜き孔付インク溜め７８
へインクが引出される。ヘツド中のインクの容積
が減ると、インクはその抜き孔付インク溜め７８
からヘツドの中へ引込まれる。この目的から、抜
き孔付インク溜め７８は、ヘツドをオフに切換え
る期間中、インクの容積を制御するための膨張兼
収縮室として機能する。

本発明の好適な実施例では、抜き孔付インク溜
め７８は、管７６を流れて来るインクを受入れる
よう配設されたインク貯蔵容器である。管７６は
抜き孔付インク溜め７８中の液面の下に抜け口が
ある。抜き孔付インク溜め７８の上部の蓋部８２
に抜き孔８０が配設される。抜き孔付インク溜め
７８中の圧力が高くならないようにする。この抜
き孔付インク溜め７８がインクジエツトヘツドよ
りも少し低く装着されているのが望ましい。この
ように位置付けることによつて、インク供給用空
洞部１４から重力の作用下でインクが引かれる。
そして毛細管現象による力が各ノズル即ち各小孔
２０にメニスカス（図示せず）を形成するように
なるとインクは最早引かれなくなる。各小孔２０
にメニスカスがあれば、ヘツド中に空気が入るの
を防ぐことができる。

前述のとおり、管７６は高速の圧力解除調整器
５６に抜け口を与える。その管７６の一端は、抜
き孔付インク溜め７８中の液面の下方にある。こ
の結果、管７６からヘツドに空気が入り込むこと
がないよう確保する。抜き孔付インク溜め７８中
のインクの液面は、それが参照番号８４で示す高
さに保持されるよう制御される。ガター構成体５
４中に配設されたインク溜め８８に抜き孔付イン
ク溜め７８の底部を結合するため連通管８６が設
けられる。斯してガター構成体５４が抜き孔付イ
ンク溜め７８の液面の高さを自動的に制御するよ
う働らく。フイルタ８７がインク溜め８８中に位
置付けられる。このフイルタ８７はガター構成体
を経て補助インク装置に入るインクを濾過する。
前述のとおり、ガター構成体５４の機能は、印刷
に使用されなかつたインクを集めてそれを再使用
の為主インク供給装置２８へ再循環させることで
ある。吸引戻し管８８はインク溜め８８の液面８
４の高さを越えるインクを主インク供給装置２８
へ戻す。インク溜め８８中のインクは、不使用イ
ンク滴から部分的に供給される。インク溜め中の
インクの液面が高さ８４よりも下になつたとすれ
ば、その高さがその所定の高さ８４に戻るまで管
８６を介して抜き孔付インク溜め７８からインク
が引かれる。同様に、インクの液面が上記の高さ
８４を越えると、過量のインクが吸圧によつて管
８８を経て主インク供給装置２８の方へ引かれ
る。

出口孔３２がヘツド用のフラツシユ孔としても
働らくことに留意されたい。この為に従来技法の
任意の結合手段（図示せず）が管５８を弁構成体
２４に結合する様使用される。この場合、補助イ
ンク装置はヘツドとの結合を外され、そして出口
孔３２を通してヘツドがフラツシユされても良
い。代りに出口孔に補助インク装置が結合された
状態でフラツシユされても良い。また第１図の連
結用の種々の管は可撓性であつても剛体であつて
も良い。

第２図には、第１図のインクジエツトプリンタ
で使用できるよう適用されたインクジエツトヘツ
ドの図式図を示す。実際にも第２図のインクジエ
ツトヘツドは任意のインクジエツトプリンタで使
用できる。このインクジエツトヘツドはヘツドの
筐体９０を含む。結晶体９２が筐体９０中に製造
されている。ノズル板９４がヘツドの筐体９０に
結合される。ノズル板９４は複数個の小孔９６を
含む。このノズル板９４はヘツドの筐体９０及び
結晶体９２と共にインク供給用空洞部９８を形造
る。インク供給用空洞部９８は任意の形状をとり
得るが、好適な実施例では長方形である。この特
定の形状の場合、インクが空洞部に導かれると
き、該空洞部の側壁にくつつくちりや気泡がこの
系から簡単にフラツシユされる。フラツシユ孔１
００がヘツドの一方の側面に配設される。このフ
ラツシユ孔１００には、従来から知られた弁構成
体１０２が嵌められる。下記で説明するように、
ヘツドがインクジエツト印刷装置に最初に結合さ
れるとき該ヘツドからちりをフラツシユするのに
使用される。一旦ヘツドがフラツシユされれば、
そのフラツシユ孔１００が閉じられてからそのヘ
ツドで通常の印刷が行なわれる。入口弁構成体１
０４がヘツドの筐体９０と共に安定化タンク即ち
流入するインクを安定化するためのインク溜めを
形成する。この入口弁構成体１０４は、ヘツドの
底部に配設された入口孔１０８と、ヘツドの上部
に配設されたフイルタフラツシユ孔１１０とを含
む。１対の従来からある弁構成体１１２及び１１
４が、インク入口孔１０８に配設された弁座とフ
ラツシユ孔１１０に配設された弁座とに配設され
る。この弁構成体１１２及び１１４は独立に若し
くは単体として制御されても良い。

安定化タンク１０６の形状は、ヘツドをフラツ
シユし易くするよう設計され得る。このヘツドが
インクジエツトプリンタ中に結合される場合、入
口孔１０８が主インク供給装置に結合される。従
つて、インクは安定化タンク１０６の底部を経て
ヘツド中に入る。このことはインクの流れと重力
とが全てのガスやちりを安定化タンク１０６の上
部に押し上げるよう確保する。そこでちりはヘツ
ドからフイルタフラツシユ孔１１０を通してフラ
ツシユされる。フイルタ１１６が安定化タンク１
０６中に配設される。前述のとおり、このフイル
タ１１６がこのインク中の不要の物質をインク供
給用空洞部９８の中に入れないようにする。連絡
用通路１１８が安定化タンク１０６をインク供給
用空洞部９８に相互結合する。第２図のインクジ
エツトヘツドは単に図式的に示しただけであるこ
とに留意されたい。従つて、図ではヘツドの筐
体、入口弁構成体１０４及びノズル板９４のよう
な各部品が離隔しているように示されているが、
実際はこれらの部品はヘツドの筐体にしつかりと
結合されていてヘツドから流体が漏れないように
なつている。第２図の構成で重要なことは、イン
クがヘツド中へその底部から入れられ、該ヘツド
の両側に２個のフラツシユ孔１００，１１０があ
ることである。一方はヘツドの入口側にあり、他
方はヘツドの下流側にある。従つてインクはヘツ
ドの底部から安定化タンクの中に勢いよく入る。
ちりや気泡は上部に追いやられ、ヘツドからフラ
ツシユ孔やノズルを介してフラツシユされ得る。
ノズルの内側のちりやガスはヘツドからフイルタ
フラツシユ孔１１０を通して除去され、一方でフ
イルタ１１６の外側のちりや気泡はヘツドからフ
ラツシユ孔１００やノズル板９４の小孔９６を通
してフラツシユされる。

一旦新しいヘツドがインクジエツトプリンタ中
に置かれると、ヘツドがその後の記録動作に使用
できるようヘツドに通水する必要があることに留
意されたい。この通水手順は、製造過程中にヘツ
ド内に生じたちりやヘツド中の気泡を除去するよ
うヘツドをフラツシユすることを含む。ヘツドに
通水されてしまえば、それは第１図に示す構成に
結合される。補助インク装置は空気がヘツドに入
り込まないようにする。

フラツシユ動作は下記の手順に従つて行なえば
一層効果的である。

(a) フラツシユ１１０及び１００を開く。ヘツド
がフラツシユ孔を１個しかもたない場合はそれ
を開く。

(b) 入口孔１０８に結合されたインク供給装置に
約50PSIのインク圧を与える。この加圧された
インクはヘツドから全ての遊離した不要物をフ
ラツシユする。

(c) フイルタ・フラツシユ孔１１０を閉じる。第
２図に示すように、このフイルタ・フラツシユ
孔はヘツドの内側にある。

(d) インク圧を約3PSIに下げる。

(e) このインク圧が下がると、ヘツド中の内圧も
下がる。加圧した蒸留水や他の液体をノズルの
前面から小孔を通して吹き付けてノズルをバツ
クフラツシユする。これによつてノズル中の任
意の不要物を追出しそれらをインク供給用タン
ク溜め９８の中に押し込む。ヘツド中の低圧
が、追出された不要物をフラツシユ孔１００に
向つて流すよう確保する。

(f) インク圧を約50PSIまで増す。

(g) ヘツドから射出する全ての流れが正しい方向
を向くまで(c)乃至(f)の手順を繰返す。全ての流
れが正しい方向を向くと、フラツシユ孔が閉
じ、通常の印刷が行なわれる。ヘツドをフラツ
シユする手順を第２図の印刷ヘツドに従つて説
明したが、印刷ヘツドのインク供給用空洞部に
インクを送るための入口孔と、ヘツドをフラツ
シユできるようにするためのフラツシユ孔とを
有する任意の印刷ヘツドに上記の手順が適用で
きることに留意されたい。尚、フラツシユ孔は
ヘツドの上流側若しくは下流側に位置付けられ
ても良い。

上記で教示することは下記のとおりである。即
ちインクジエツトヘツドの圧力が大気圧よりも下
ることがあつてはならない。さもないとヘツド中
に空気が入り込み、ヘツドの性能を著しく低下さ
せることになる。性能が低下するというのは、始
動が遅くなつたり、滴の発生が効果的でなかつた
り、インク流の方向が狂つたり、停止乃至閉止が
遅くなつたりする形で現われる。本発明によれば
インクジエツト印刷装置で汚れのない始動や停止
が得られる。

動作時に、新しいヘツドがインクジエツトプリ
ンタに嵌め込まれると、上述の手順に従つてヘツ
ドがフラツシユされる。この手順はちりや空気が
ヘツドから除去されることを確保する。そこで上
述の補助インク装置にヘツドが結合される。この
装置は空気がヘツドに入り込まないような仕組み
になつている。停止時即ち閉止時に、弁３４（第
１図）が閉じると直ぐインクジエツトヘツド中の
圧力が急激に下る。この圧力が低下する速度は、
ノズル及び抜き孔３２（第１図）の寸法によつて
決まる。抜き孔３２を流れるインクは高速圧力解
除調整器の球７０を押し上げる。球７０が一番上
に達した後、ヘツド中の圧力は周囲の圧力即ち大
気圧よりも高い状態である。インクは球７０と空
洞部６２の壁部との間を強いて流れようとする。
このことは内側のヘツド圧が大気圧よりも僅かに
高くなつて空気がノズルに入り込まないよう確保
する。インクの動きが止つた後、球７０はその底
部に戻り、次のオフ切換えサイクルの為待機す
る。

抜き孔付きインク溜め７８がヘツドの高さより
もほんの少し低く装着されているので、重力によ
つてヘツドからその抜き孔付きインク溜め７８へ
インクが引出されて行き、最後には毛細管現象に
よる力のため各ノズル中に微少量のインクが残つ
てインクはそれ以上引出されなくなる。各ノズル
毎に微少量のインクでできた界面すなわちメニス
カスが、空気をヘツドに侵入させないようにす
る。温度が低くなると、抜き孔付インク溜め７８
からインクが引出されてインクの減つた分を補な
う。温度が高くなると、インク中の重力の効果に
より、ヘツドからインクの余剰分が引出される。
抜き孔付インク溜め７８中の抜き孔８０が該イン
ク溜め７８中の空気圧を高くならないようにして
いる。該インク溜め７８中の液面の高さは、ガタ
ー構成体５４中のインク溜め８８に抜き孔付イン
ク溜め７８を連通させている連通管８６によつ
て、その安全な限界内に維持されている。インク
ジエツトヘツドがオンに切換えられる度毎に、ガ
ター構成体５４は抜き孔付インク溜め７８中のイ
ンクを、参照番号８４で図示した高さまで補給す
る。その高さ８４を超えたインクは主インク供給
装置２８へ戻される。逆に抜き孔付インク溜め７
８の液面の高さ８４が高くなり過ぎると、ガター
構成体５４中のインク溜め８８の液面もそれに対
応して高くなり、主インク供給装置２８への戻し
管へあふれ出て再使用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の教示するところによるイン
クジエツト記録装置の図式図である。第２図は、
効果的なフラツシユのためのインクジエツトヘツ
ドの好適な構成を示す図式図である。 １０……インクジエツトヘツド、１２……（ヘ
ツドの）筐体、１４……インク供給用空洞部、１
６……結晶体、１８……ノズル板、２０……小
孔、２４……弁構成体、２６……（加圧された）
インク、２８……主インク供給装置、３２……出
口孔若しくはフラツシユ孔、３４，３６……栓、
４２……フイルタ、５４……ガター構成体、５６
……（高速の解圧縮）調整器、６０……（調整器
の）筐体、６２……空洞部、７０……球、７８…
…（抜き孔付き）インク溜め、８４……液面高
さ、８６……連通管、８８……インク溜め。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給室及び安定化室を有する印刷ヘツド空洞
   部に加圧されたインクが供給され、該供給室の１
   個又は複数個の小孔を経てインクが記録面への記
   号の印刷のため射出されるインクジエツト印刷装
   置に於て、 上記安定化室に設けられた入口孔及び出口孔
   と、 上記加圧インクを上記空洞部に供給するよう上
   記入口孔を開くため且つ上記空洞部から加圧イン
   クを抜くよう上記出口孔を開くための弁構成体
   と、 上記安定化室の上記出口孔に連結された下方の
   入口孔と、上方の出口孔と、該上下の入口孔及び
   出口孔間を移動し得る球と、上記球の上昇を上記
   出口孔付近で止める手段とを含む圧力解除調整手
   段であつて、上記空洞部から加圧インクを抜く
   際、上記出口孔付近に重力で下つていた上記球を
   該抜けていく加圧インクが押し上げるようにして
   得られる広い流路のため初めは高速で、その後上
   記球が上記出口孔付近に達してからは上記球及び
   上記出口孔間の狭い流路のため低速で上記加圧イ
   ンクを抜くよう制御して、上記空洞部のインクの
   圧力を解除するための上記圧力解除調整手段と、 上記圧力解除調整手段の出口孔に連結されたイ
   ンク溜めであつて、上記弁構成体が上記安定化室
   の入口孔を閉じ上記安定化室の出口孔を開いて上
   記空洞部からのインクを抜くときの少なくとも終
   りの段階では重力の作用でインクを抜くが、上記
   供給室の小孔中に毛細管現象でインクのメニスカ
   スが形成される程度に上記小孔の高さレベルより
   低い液面レベルを有し、該液面レベルが大気圧に
   通じる空気抜き孔を有する上記インク溜めとを具
   備するインクジエツト印刷装置。