(57)【要約】【課題】ノズルクリーニング時のインクの飛散を抑制防止して、インク飛散に係る諸問題を解決する。【解決手段】キャップ３の上端部に設けられたシール部材６を印字ヘッド３４のノズル面に密着させることによりキャップ３内を気密状態とし、その状態で、チューブポンプ４によってキャップ３内を負圧状態とすることでノズル５からインクを吸引吐出してクリーニングを行う。キャップ３内には、吸引によって吐出するインクが当たる部位にインク受け部材７が設けられており、インクが当たるインク受け面８をインク吐出方向に対して傾斜させることにより、インクの飛散を抑制防止する。インク吐出方向とインク受け面８とのなす角度は５°以上４５°以下とするのがよい。また、インク受け部材７から滴下するインクをインク吸収部材９で吸収するが、インクが滴下する部位には窪み１０を形成することにより、インクの浸透・吸収を促進する。【選択図】      図６
2006205429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットノズルからインクを吸引するインク吸引装置であって、ノズルの周辺を覆うキャップ本体と、前記キャップ本体に取付けられて、ノズルとの間を気密状態にするシール部材と、前記キャップ本体及びシール部材によってノズルとの間が気密状態にあるときに当該キャップ本体の内部を負圧にする負圧発生装置と、前記キャップ本体の内部に設けられて、当該ノズルから吸引によって吐出するインクが当たるインク受け部材と、前記インク受け部材に当たったインクを吸収するインク吸収部材とを備え、前記インク受け部材のインクが当たる面を、吸引によって吐出するインクの吐出方向に対して斜めに傾斜したことを特徴とするインクジェットノズル用インク吸引装置。
【請求項２】
前記インク受け部材のインクが当たる面と、吸引によって吐出するインクの吐出方向とのなす角度を５°以上４５°以下としたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットノズル用インク吸引装置。
【請求項３】
前記インク受け部材のインクが当たる面の大きさを、少なくともノズル孔の大きさの１０倍以上とした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ノズル用インク吸引装置。
【請求項４】
前記ノズルが複数配列されている場合、前記インク受け部材のノズル配列方向と直行方向の寸法を、少なくともノズル孔径の１０倍以上としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のインクジェットノズル用インク吸引装置。
【請求項５】
前記インク吸収部材のうち、インク受け部材に当たったインクが到達する部分に窪みを形成し、その窪みの深さを、インク吸収部材の厚さの１／５〜２／３としたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のインクジェットノズル用インク吸引装置。
【請求項６】
前記インク吸収部材の体積を、負圧発生装置によって吸引される１ノズルあたりの最大インク量とノズル総数との積値以上としたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のインクジェットノズル用インク吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複数色の液体インクの微粒子（ドット）を印刷用紙（記録材）上に吐出出力して所定の文字や画像を描画するようにしたインクジェットプリンタ等のインクジェットノズル用インク吸引装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このようなインクジェットプリンタは、一般に、インクカートリッジと印字ヘッドとが一体的に備えられたキャリッジなどと称される移動体が印刷媒体（記録紙）上をその紙送り方向の左右に往復しながらその印字ヘッドのノズルから液体インクの微粒子を吐出（噴射）出力することで、記録紙上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成するようになっている。そして、このキャリッジに黒色（ブラック）を含めた４色（イエロー、マゼンタ、シアン）のインクカートリッジと各色毎の印字ヘッドを備えることで、モノクロ印刷のみならず、各色を組み合わせたフルカラー印刷も容易に行えるようになっている（更に、これらの各色に、ライトシアンやライトマゼンタなどを加えた６色や７色、或いは８色のものも実用化されている）。
【０００３】
ところで、この種のインクジェットプリンタでは、記録紙上のインクのにじみを防止するために、乾燥し易いインク又はインク成分を採用している。その結果、印字していないときにはインクジェットヘッドのノズルからインクの溶媒成分（水、溶剤、油など）が蒸発してノズル部のインク粘度が上昇し、インク滴の吐出出力に支障を来すことがある。これを防止するために、インクジェットヘッドのノズル面に密着するキャップを設け、印字していないときにはインクジェットヘッドをキャップ位置に移動し、キャップノズル面にキャップを密着させて所謂キャッピングすることで、インク溶媒成分の乾燥防止を行っている。
【０００４】
また、インクジェットヘッドのキャビティ（インク収容部）などに気泡が混入したり、ゴミや紙粉などがノズル面に付着したりした場合には、キャップ内部に連通したチューブポンプなどの負圧発生装置によってノズルからインクを吸引することで回復を図っている。この回復動作をクリーニングという。従って、インクジェットヘッドのノズル面に密着すること、乾燥防止のためにインクを或る程度保持すること、などがキャップに要求される。こうした要求に応えるべく、以下の特許文献１にあげる構造がある。この特許文献１では、乾燥防止のためのインク吸収部材をキャップの内部に２枚重ねて収納し、押さえ板とピンによってインク吸収部材の膨潤を抑制している。また、キャップ底部のパイプと負圧発生装置とを連通しており、インクそのものも吸引できるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−６２２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したクリーニングの工程は、以下の通りである。
１）インクジェットヘッドをクリーニング位置に移動する。
２）キャップを上昇させて、キャッピングする（キャップをノズル面に密着する）。
３）負圧発生装置で負圧を発生させて、インクを規定圧力で吸引する。
４）一定時間吸引後、負圧発生装置を停止し、キャップに設けられた圧力開放弁で当該キャップ内の圧力を開放し、その圧力が大気圧相当又は大気圧にほぼ等しくなった時点で、キャップを下降させる。
【０００６】
５）ノズル面に付着しているインクを除去して、ノズル部のメニスカス（インクの表面張力状態）を整えるために、弾性変形可能なワイピング部材をノズル面に当接し、ヘッドとワイパとを相対移動させてワイピング部材でノズル面をなでる。
６）インク色の異なるノズル列が複数配列しているとインクが混色するので、対向しているキャップにインク滴を出力する（以下、非印字で、インク滴を出力することをフラッシングと示す）。
【０００７】
これらの工程のうち、３）のインク吸引時、ノズルからインクが吸引される様子を流体解析によって解析すると、まずキャップ内の圧力が減少してノズル直下のインクがインクの表面張力で丸く膨らみ、或る程度の大きさになってからインク玉が次第に下降する。そして、先端のインク玉がインク吸収部材に衝突すると、インクが周辺に飛散し、一部がノズル面に付着するという問題が生じる。
【０００８】
また、４）のキャップ内の圧力開放時、飛散したインクの一部が圧力開放バルブの近傍にインク泡として付着していると、キャップ内の圧力が滑らかに変化せず、多孔質体のインク吸収部材に吸収されているインクが泡状になって逆流することがある。この泡状のインクがノズルに付着すると、気泡としてノズル内に混入するという問題が生じる。つまり、クリーニングによって回復すべきものが、逆に気泡を混入してしまうという不具合になる。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、クリーニングでのインク吸引時のインクの飛散を防止することによって、前述した種々の問題を解決することが可能なインクジェットノズル用インク吸引装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［発明１］上記課題を解決するために、発明１のインクジェットノズル用インク吸引装置は、インクジェットノズルからインクを吸引するインク吸引装置であって、ノズルの周辺を覆うキャップ本体と、前記キャップ本体に取付けられて、ノズルとの間を気密状態にするシール部材と、前記キャップ本体及びシール部材によってノズルとの間が気密状態にあるときに当該キャップ本体の内部を負圧にする負圧発生装置と、前記キャップ本体の内部に設けられて、当該ノズルから吸引によって吐出するインクが当たるインク受け部材と、前記インク受け部材に当たったインクを吸収するインク吸収部材とを備え、前記インク受け部材のインクが当たる面を、吸引によって吐出するインクの吐出方向に対して斜めに傾斜したことを特徴とするものである。
【００１１】
この発明に言うインクジェットノズルとは、例えばインクジェットプリンタに用いられるインク出力用ノズルを示し、周知の静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰インクジェット方式などにより、微粒子のインクを記録用紙に吐出出力して丸いインクドットを形成するものの総称として扱う。
この発明１に係るインクジェットノズル用インク吸引装置によれば、キャップ本体及びシール部材によってノズルとの間が気密状態にあるときに負圧発生装置で当該キャップ本体の内部を負圧にすると、ノズルから吸引によって吐出するインクがインク受け部材に当たり、そのインク受け部材に当たったインクを吸収部材で吸収するようにすると共に、インク受け部材のインクが当たる面を、吸引によって吐出するインクの吐出方向に対して斜めに傾斜したことにより、クリーニング時のインクの飛散を抑制防止して、インク飛散に係る諸問題を回避することが可能となる。特に、ワイピングやフラッシングが不要になる場合があるので、そのような場合にはクリーニングの所要時間を短縮することができる。また、ノズル直下にインク受け部材があるので、インク吸収部材に一旦吸収されたインクが、キャップ内の圧力変動などによってノズルに再び付着するのを抑制防止することもできる。
【００１２】
［発明２］発明２のインクジェットノズル用インク吸引装置は、前記発明１のインクジェットノズル用インク吸引装置において、前記インク受け部材のインクが当たる面と、吸引によって吐出するインクの吐出方向とのなす角度を５°以上４５°以下としたことを特徴とするものである。
この発明２に係るインクジェットノズル用インク吸引装置によれば、インク受け部材のインクが当たる面と、吸引によって吐出するインクの吐出方向とのなす角度を５°以上４５°以下としたことにより、クリーニング時のインクの飛散を確実に抑制防止することができる。ちなみに、インク受け部材のインクが当たる面と、吸引によって吐出するインクの吐出方向とのなす角度が５°未満であると、インクがインク受け部材に確実に当たらない。また、インク受け部材のインクが当たる面と、吸引によって吐出するインクの吐出方向とのなす角度が４５°より大きいと、インク受け部材に当たったインクが飛散する。
【００１３】
［発明３］発明３のインクジェットノズル用インク吸引装置は、前記発明１又は２のインクジェットノズル用インク吸引装置において、前記インク受け部材のインクが当たる面の大きさを、少なくともノズル孔の大きさの１０倍以上としたことを特徴とするものである。
この発明３に係るインクジェットノズル用インク吸引装置によれば、インク受け部材のインクが当たる面の大きさを、少なくともノズル孔の大きさの１０倍以上としたことにより、吸引によって吐出するインクはインク受け部材に確実に当たり、これによりインクの飛散を確実に抑制防止することができる。
【００１４】
［発明４］発明４のインクジェットノズル用インク吸引装置は、前記発明１乃至３の何れかのインクジェットノズル用インク吸引装置において、前記ノズルが複数配列されている場合、前記インク受け部材のノズル配列方向と直行方向の寸法を、少なくともノズル孔径の１０倍以上としたことを特徴とするものである。
この発明４に係るインクジェットノズル用インク吸引装置によれば、ノズルが複数配列されている場合、前記インク受け部材のノズル配列方向と直行方向の寸法を、少なくともノズル孔径の１０倍以上としたことにより、吸引によって吐出するインクはインク受け部材に確実に当たり、これによりインクの飛散を確実に抑制防止することができる。
【００１５】
［発明５］発明５のインクジェットノズル用インク吸引装置は、前記発明１乃至４の何れかのインクジェットノズル用インク吸引装置において、前記インク吸収部材のうち、インク受け部材に当たったインクが到達する部分に窪みを形成し、その窪みの深さを、インク吸収部材の厚さの１／５〜２／３としたことを特徴とするものである。
この発明５に係るインクジェットノズル用インク吸引装置によれば、インク受け部材に当たったインクが到達する部分のインク吸収部材に窪みを形成したことにより、インクがインク吸収部材に速やかに浸透し、十分な保湿能力を発揮でき、ノズルの乾燥防止効果が高まる。特に、顔料系のインクの場合、インクの顔料成分がインク吸収対のインク到達部分に積層されて次第にインクの吸収が妨げられるようになるが、窪みがあると、顔料成分は窪みの底部に積層し、窪みの側部からインク溶媒成分が浸透するので、インク吸収能力の低下を防止することができる。また、窪みの深さを、インク吸収部材の厚さの１／５〜２／３としたことにより、インク吸収能力を適切な状態に保持することができる。ちなみに、窪みの深さが、インク吸収部材の厚さの１／５未満であると、前述した窪みの効果が得られず、インク吸収部材の厚さの２／３より大きいと、インクがインク吸収部材を透過してしまってインク吸収部材に浸透しなくなる。
【００１６】
［発明６］発明６のインクジェットノズル用インク吸引装置は、前記発明１乃至５の何れかのインクジェットノズル用インク吸引装置において、前記インク吸収部材の体積を、負圧発生装置によって吸引される１ノズルあたりの最大インク量とノズル総数との積値以上としたことを特徴とするものである。
この発明６のインクジェットノズル用インク吸引装置によれば、インク吸収部材の体積を、負圧発生装置によって吸引される１ノズルあたりの最大インク量とノズル総数との積値以上としたことにより、吸引によって吐出するインクを全てインク吸収部材に吸収させることができ、インクがキャップからあふれるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明のインクジェットノズル用インク吸引装置の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ２とそれを駆動するためのホストコンピュータ１と表している。ホストコンピュータ１は、パーソナルコンピュータを始め、あらゆるコンピュータシステムが適用可能である。インクジェットプリンタ２内には、自身を駆動するためのデバイスドライバが構築されており、このデバイスドライバを、適宜アプリケーションソフトウエアによって駆動することで、インクジェットプリンタ２を駆動する、つまり印刷を行う。
【００１８】
図２には、インクジェットプリンタ２の概略構成を示す。本実施形態のインクジェットプリンタ２は、インクカートリッジと印字ヘッドとが一体的に備えられたキャリッジ２１を記録紙２２の幅方向、図の左右方向に往復移動し且つ当該記録紙２２を長手方向、図の上下方向に紙送りしながら、印字ヘッドのノズルから液体インクの微粒子を吐出出力することで、記録紙２２上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成する。キャリッジ２１の往復移動方向を主走査方向、記録紙２２の紙送り方向を副走査方向とも言う。
【００１９】
図２の符号２２は、キャリッジ２１を主走査方向に往復移動させるアクチュエータとしてのモータ、符号２３は、モータ２２の駆動力を伝達するための駆動プーリ、符号２４は、記録紙２２を挟んで駆動プーリ２３の反対側に配置された従動プーリ、符号２５は、駆動プーリ２３と従動プーリ２４とに巻回され且つキャリッジ２１に連結された歯付きベルト、符号２６は、主走査方向に往復移動するキャリッジ２１のガイド、符号２７は、キャリッジ２１の主走査方向に沿って配設されたリニアスケール、符号２８は、リニアスケール２７を読み取って現在のキャリッジ２１の位置を検出するエンコーダ、符号２９は、キャリッジ２１と本体とを連結するケーブルである。また、符号３は、キャリッジ２１に搭載される印字ヘッドのノズルをクリーニングするキャップ、符号３０は、ノズルのメニスカスを整えるためにノズルをなでるワイパである。キャリッジ２１は、図１の制御部がモータの回転状態を制御することによって、加速・一定速度・減速・反転・加速・一定速度・減速・反転して主走査方向に往復移動され、印字ヘッドの印字アクチュエータを制御することによって、キャリッジ２１が一定速度で移動しているときに記録紙上にインクドットを出力する。
【００２０】
印字ヘッド３４には、例えば図６に示すように、ブラック（Ｋ）インクを専用に吐出するノズル５、同じくイエロー（Ｙ）インクを専用に吐出するノズル５、同じくマゼンタ（Ｍ）インクを専用に吐出するノズル５、同じくシアン（Ｃ）インクを専用に吐出するノズル５を同図の紙面と垂直な方向に配置し、前記デバイスドライバからの指令信号に従って、印字ヘッド３４の各ノズル５から液体インクを吐出出力しながら、キャリッジ２１を主走査方向に移動し且つ記録紙２２を紙送り方向に移動することで、記録紙２２上に例えばカラー画像データを印刷することが可能となる。
【００２１】
印字ヘッドの各ノズルからインクを吐出出力する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰インクジェット方式などがある。静電方式は、アクチュエータである静電ギャップに駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。ピエゾ方式は、アクチュエータであるピエゾ素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。膜沸騰インクジェット方式は、キャビティ内に微小ヒータがあり、瞬間的に３００℃以上に加熱されてインクが膜沸騰状態となって気泡が生成し、その圧力変化によってインク滴がノズルから吐出出力されるというものである。本発明は、何れのインク出力方法も適用可能である。
【００２２】
図１に戻って、前記デバイスドライバは、ソフトウエアによって構成される。このデバイスドライバを作動させるためにインクジェットプリンタ２の制御部３１内には、演算処理装置としてのコンピュータシステムが内装されている。従って、制御部３１は、各種制御や演算処理を担う中央演算処理装置であるＣＰＵ３２と、主記憶装置を構成するＲＡＭや読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ等のメモリ３３を備えている。デバイスドライバは、キャリッジ２１に搭載された印字ヘッド３４を駆動するための印字ヘッドドライバ３５、前記キャリッジ２１の主走査方向への往復移動用モータ２２を駆動するためのキャリッジドライバ３６、エンコーダ２８で検出されたリニアスケール２７の値からキャリッジ２１の位置を検出するキャリッジ位置検出回路３７、記録紙２２の副走査方向への紙送り用モータ３８を駆動するための紙送りドライバ３９、キャップ３によるクリーニング時に使用されるクリーニングモータ４０を駆動するためのクリーニングドライバ４１などを備えて構成される。そして、制御部３１は、インターフェース４２を介してホストコンピュータ１に接続されており、操作パネル４３の操作状態及びホストコンピュータ１で演算処理されるアプリケーションソフトウエアの指令に従って印刷を行う。なお、前記デバイスドライバを駆動するためのアプリケーションソフトウエアも、インクジェットプリンタ内に設けられているプリンタ制御部内で実行するようにしてもよいし、全く個別のコンピュータシステム内で実行するようにしてもよい。また、デバイスドライバ、アプリケーションソフトウエアと同等の機能をハードウエアによって構成してもよい。
【００２３】
図３には、ワイパ３０によるワイピングの様子を示す。ワイパ３０は、弾性変形可能な適度な柔らかさを持つゴムでできており、保持部材５１に保持されている。保持部材５１は、図示しない昇降装置に取付けられており、印字ヘッド３４をワイピングする場合には、昇降装置で保持部材５１ごとワイパ３０を上昇し、印字ヘッド３４でワイパ３０を弾性変形させながら当該印字ヘッド３４を図３の矢印方向に移動する。その際、ワイパ３０の上端部が印字ヘッド３４の下面、即ちノズル面をなで、ノズル面に付着しているインクや浮遊していたゴミ・紙粉などをぬぐい去る。これにより、ノズルのメニスカスが整う。
【００２４】
図４には、キャップ３に連結された負圧発生装置としてのチューブポンプ４及び廃インクタンク５２を示す。キャップ３は筐体５３内に収納され、筐体５３は、図示しない昇降装置によって、図の矢印方向、つまり上下方向に昇降する。筐体５３とキャップ３との間にはスプリング５４が介装されており、キャップ３が印字ヘッド３４のノズル面にスムーズに密着できるようにしている。チューブポンプ４は、比較的簡易な構造で負圧を発生させることができる。チューブポンプ４では、回転するローラ５５が、その周囲に配設されている可撓性チューブ５６を押しつぶして内部の流体を移動させることで負圧を発生する。キャップ３内に溜まったインクはチューブポンプ４によって吸引され、廃インクタンク５２に蓄えられる。
【００２５】
図５には、キャップ３の概略構成を示す。図５ａは平面図、図５ｂは図５ａのＡ−Ａ断面図、図５ｃは図５ａのＢ−Ｂ断面図である。このキャップ３は、樹脂或いは金属製の略長方形の有底筐体であり、負圧に耐えるように内部に梯子状に補強部材６１が設けられている。キャップ３の周壁上端部には、印字ヘッド３４のノズル面に気密に密着するシール部材６が取付けられている。シール部材６としては、適度な弾性があり、インクに接触しても劣化しにくい材料が適しており、例えばシリコンゴム、フッ素系ゴムなどが挙げられる。
【００２６】
印字ヘッド３４のノズル５の直下には、樹脂又は金属製のインク受け部材７が設けられている。このインク受け部材７は、後述するように、負圧発生装置であるチューブポンプ４でキャップ３内を負圧にしたとき、ノズル５から吸引によって吐出するインクが当たるものであり、そのインクが当たるインク受け面８は、インクの吐出方向に対して傾斜している。本実施形態では、例えば図６に示すノズル５の数に合わせて、２本のインク受け部材７をキャップ３の長手方向に沿って平行に配設し、それらインク受け部材７の対向面をインク受け面８として、図５ｂの断面図で、対向面間の隙間が下すぼまりになるようにインク受け面８を傾斜した。なお、キャップ３の底面には、負圧発生装置であるチューブポンプ４に連通するための連通路６２及び図示しない圧力開放バルブに連通するための連通路６３が設けられている。
【００２７】
また、キャップ３内の補強部材６１及びインク受け部材７の下方には、インク吸収部材９が設けられている。このインク吸収部材９は、前記インク受け部材７のインク受け面８に当たってから滴下するインクを吸収するためのものである。インク吸収部材９には、インク溶媒を吸収し易い材料で、しかもインクを吸収し易くするように多孔質材料が適しており、例えば水系インクの場合にはポリビニルアルコール系の材料が挙げられる。このインク吸収部材９のうち、前記インク受け部材７のインク受け面８の直下部分、即ちインク受け部材７のインク受け面８に当たってから滴下して到達する部分に、窪み１０が形成されている。この窪み１０は、滴下するインクを速やかにインク吸収部材９に浸透させるためのものであり、その結果、キャップ３内の保湿効果を十分に発揮して、ノズルの乾燥防止効果を高めることができる。また、特に顔料系のインクの場合には、吸引したインクの顔料成分がインク吸収部材９に積層して次第にインクの吸収が妨げられるようになるが、窪み１０を設けることにより、顔料成分は窪み１０の底部に積層し、窪み１０の側部からインク溶剤が浸透するので、インク吸収能力の低下を防止することができる。
【００２８】
この窪み１０の深さは、インク吸収部材９の厚さの１／５〜２／３が好ましい。窪み１０の深さがインク吸収部材９の厚さの１／５未満であると、前述したインク吸収効果が得られない。また、窪み１０の深さがインク吸収部材９の厚さの２／３より大きいと、インクがインク吸収部材９を透過してしまってインク吸収部材に浸透しなくなる。また、インク吸収部材９の体積は、負圧発生装置であるチューブポンプ４によって吸引される１ノズルあたりの最大インク量とノズル総数との積値以上とする必要がある。即ち、インク吸収部材９の体積が、それより小さいと、吸引によって吐出するインクを全てインク吸収部材に吸収させることができず、インクがキャップからあふれてしまう。
【００２９】
図６は、印字ヘッド３４のノズル面に、シール部材６を介してキャップ３を気密状態に密着し、チューブポンプ４でキャップ３内に負圧を発生させて、印字ヘッド３４のノズル５からインクを吸引している状態を模式的に表したものである。また、図７は、吸引によってノズル５から吐出するインクの吐出方向とインク受け部材７のインク受け面８とのなす角度を５°としたときのインク吐出状態の解析結果、図８は、同じくインクの吐出方向とインク受け部材７のインク受け面８とのなす角度を４５°としたときのインク吐出状態の解析結果であり、何れも分図番号ａ、ｂ…の順に経時している。これらの図から明らかなように、キャップ３内の圧力が低下すると、ノズル５からインクが出てきて、最初はインクの表面張力によって丸くなり、その大きさが次第に大きくなる。インク先端の重量が表面張力の限界を超えると、インク玉が下降し、ノズル５の直下にあるインク受け部材７のインク受け面８に当たる。インク受け部材７のインク受け面８に当たったインクは、当該インク受け面８からインク吸収部材９の窪み１０に滴下し、前述したように、インク吸収部材９に浸透・吸収される。
【００３０】
このとき、本実施形態では、吸引によってノズル５から吐出するインクの吐出方向に対してインク受け部材７のインク受け面８を傾斜させているので、インクが飛散しない。インクが飛散しないと、前述した諸問題が発生しないばかりでなく、例えば飛散したインクがノズル面に付着することがないので、場合によってはワイピングやフラッシングといった工程が不要になり、クリーニング時間を短縮することができる。また、インク受け部材７がノズル５の直下にあるため、インク吸収部材９に一旦吸収したインクの泡が、キャップ３内の圧力変動などによって逆流してノズル５に付着することがなく、ノズル５から気泡が入り込んでインク滴の出力不良を引き起こすこともない。
【００３１】
吸引によってノズル５から吐出するインクの吐出方向とインク受け部材７のインク受け面８とのなす角度が５°である図７、同じくインクの吐出方向とインク受け部材７のインク受け面８とのなす角度が４５°である図８の何れも、インクが飛散していない。しかしながら、吸引によるインクの吐出方向とインク受け部材７のインク受け面８とのなす角度が４５°より大きいと、インクが飛散してしまう。また、同図から明らかなように、インク玉は揺らぎながら下降しているので、吸引によるインクの吐出方向とインク受け部材７のインク受け面８とのなす角度が５°未満であると、インク受け面８にインク玉が確実に当たらない。よって、吸引によってノズル５から吐出するインクの吐出方向とインク受け部材７のインク受け面８とのなす角度は５°以上４５°以下とする。また、インク受け部材７のインク受け面８の大きさにも注意すべきである。前述のように、吸引によって吐出するインク玉は揺らぎながら下降するので、例えばノズル５が１つである場合には、インク受け部材７のインク受け面８の大きさを、少なくともノズル５の吐出孔の大きさの１０倍以上、好ましくは５０〜２００倍とすることにより、吸引によって吐出するインクはインク受け部材７のインク受け面８に確実に当たり、これによりインクの飛散を確実に抑制防止することができる。また、ノズル５が複数配列されている場合、インク受け部材７のノズル配列方向と直行方向の寸法を、少なくともノズル５の吐出孔径の１０倍以上、好ましくは５０〜２００倍とすることにより、吸引によって吐出するインクはインク受け部材７のインク受け面８に確実に当たり、これによりインクの飛散を確実に抑制防止することができる。
【００３２】
図９、図１０は、前記特許文献１に記載される従来のインクジェットノズル用インク吸引装置を示す。図９は、本発明の第１実施形態と同様に、印字ヘッド３４のノズル面に、シール部材６を介してキャップ３を気密状態に密着し、チューブポンプ４でキャップ３内に負圧を発生させて、印字ヘッド３４のノズル５からインクを吸引している状態を模式的に表したものである（一部、符号を共用する）。また、図１０は、吸引によってノズル５から吐出するインクの吐出状態の解析結果であり、分図番号ａ、ｂ…の順に経時している。キャップ３内には、シート状のインク吸収部材Ｓが２枚積層され、インクを吸収して膨潤したインク吸収部材Ｓが印字ヘッド３４のノズル面にと右折するのを防止するために、押さえ板ＬとピンＰでインク吸収部材Ｓを押さえつけている。図１０から明らかなように、この従来のインクジェットノズル用インク吸引装置では、インクがインク吸収部材Ｓに当たった後、インクが飛散し、一部がノズル面に付着する。また、まれではあるが、飛散したインクが泡となって圧力開放バルブに付着していると、キャップ内の圧力が滑らかに変化せず、多孔質体のインク吸収部材に吸収されているインクが泡状になって逆流することがある。この泡状のインクがノズルに付着すると、気泡としてノズル内に混入するという問題が生じる。
【００３３】
図１１は、本発明のインクジェットノズル用インク吸引装置の第２実施形態を示すものであり、キャップの内部構造の詳細図である。この実施形態では、図に左右に並んでいるノズル５から個別にインクを吸引するために、キャップ３の図示中央部に間仕切り６４を設け、その上端部にインク受け部材７を配設し、その両側面をインク受け面８としている。また、２つのノズル５からインクを個別に吸引するために、前記インク受け部材７の上端部にもシール部材６を取付け、２つのノズル５がシール部材６によって仕切られるようにしている。前記間仕切り６４によって仕切られたキャップ３内部には、夫々、インク吸収部材９を配設し、インク受け部材７のインク受け面８の直下に窪み１０を形成している。また、前記間仕切り６４によって仕切られたキャップ３の底部には、夫々、独立した連通口６２を形成し、夫々を負圧発生装置であるチューブポンプ４に接続する。
【００３４】
この実施形態のインクジェットノズル用インク吸引装置によれば、前記第１実施形態のインクジェットノズル用インク吸引装置の効果に加えて、併設されているノズル５からインクを個別に吸引吐出させることができ、例えばそれらのインクの色が異なる場合に、それらを個別に回収することが可能となる。
図１２ａは、本発明のインクジェットノズル用インク吸引装置の第３実施形態を示す概略構成図であり、図１２ｂは、印字ヘッド３４のノズル面の説明図である。この実施形態では、前述したインク色ＹＭＣＫ毎に、副走査方向に複数のノズル５を並べてノズル列とし、そのノズル列を、個々のノズルが千鳥状になるように、主走査方向に２列並べたものである。副走査方向にノズル列とするのは、主走査方向１パスで印字できる領域を広げるためであり、２列のノズル列を、個々のノズルが千鳥状になるように主走査方向に並べるのは解像度を向上するためである。なお、ノズル列の長さを、記録紙の幅と同様又はそれ以上とすると、主走査方向に記録紙を紙送りするだけで印刷が完了する、所謂ラインヘッドノズルとすることも可能である。
【００３５】
本実施形態では、前記第２実施形態の図１１のキャップ３をＹＭＣＫ各色毎に配設して４色のノズル５から同時にクリーニングができるようにした。これにより、前記第１及び第２実施形態の効果に加えて、更にクリーニングの所要時間を短縮することが可能となる。
なお、前記各実施形態では、所謂マルチパス型インクジェットプリンタを対象として本発明のインクジェットノズル用インク吸引装置を適用した例について飲み詳述したが、本発明のインクジェットノズル用インク吸引装置は、ラインヘッド型プリンタを始めとして、あらゆるタイプのインクジェットプリンタを対象として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のインクジェットノズル用インク吸引装置の第１実施形態を示す印刷システム構成図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図３】図２のインクジェットプリンタに設けられたワイパの説明図である。
【図４】図２のインクジェットプリンタに設けられたキャップのシステム構成図である。
【図５】図４のキャップの概略構成図である。
【図６】図５のキャップでインクを吸引している状態の詳細図である。
【図７】図６のキャップでインクを吸引したときのインク吐出状態の説明図である。
【図８】図６のキャップでインクを吸引したときのインク吐出状態の説明図である。
【図９】従来のインクジェットノズル用インク吸引装置の構成図である。
【図１０】図９のキャップでインクを吸引したときのインク吐出状態の説明図である。
【図１１】本発明のインクジェットノズル用インク吸引装置の第２実施形態を示すキャップの詳細図である。
【図１２】本発明のインクジェットノズル用インク吸引装置の第３実施形態を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１はホストコンピュータ、２はインクジェットプリンタ、３はキャップ、４はチューブポンプ（負圧発生装置）、５はノズル、６はシール部材、７はインク受け部材、８はインク受け面、９はインク吸収部材、１０は窪み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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