JP2005125653A - Inkjet head, inkjet recorder, and device and method of cleaning inkjet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェットヘッド、インクジェット記録装置、インクジェットヘッド洗浄装置及び洗浄方法に関し、さらに詳しくは、インクジェットヘッド内のインクが流れる流路中に異物を捕獲するためのフィルタを装備する必要がなく、洗浄装置によって容易に異物を取り除くことができるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置、及びこれらを洗浄するためのインクジェットヘッド洗浄装置、洗浄方法に関する。 The present invention relates to an ink jet head, an ink jet recording apparatus, an ink jet head cleaning apparatus, and a cleaning method. More specifically, it is not necessary to equip a flow path through which ink flows in an ink jet head with a filter for capturing foreign matter. The present invention relates to an inkjet head, an inkjet recording apparatus, an inkjet head cleaning apparatus and a cleaning method for cleaning them.
一般に、インクジェット記録装置においては、複数の部材を接着剤により接合し、インクジェットヘッドが構成されている。特に、インク流路を形成する振動板、流路板、ノズル板及び共通液室を有するフレームの接合はクリーンルーム内で行われており、インク流路内への異物の侵入を極力押さえるようにしているが、製造上において流路が形成される以前にインクジェットヘッド内に異物が侵入することがないとはいえない。また、各部材に異物が付着している場合もあるため、組上がったインクジェットヘッド内に異物が存在する場合があることは避けられない。
したがって、組上がったインクジェットヘッドを洗浄し、内部に存在する異物を取り除くことが必要となり、そのために次に示すような種々の洗浄装置や洗浄方法が提案されている。
In general, in an ink jet recording apparatus, an ink jet head is configured by joining a plurality of members with an adhesive. In particular, the diaphragm having the ink flow path, the flow path plate, the nozzle plate, and the frame having the common liquid chamber are joined in a clean room so as to suppress the entry of foreign matter into the ink flow path as much as possible. However, it cannot be said that foreign matter does not enter the ink jet head before the flow path is formed in manufacturing. Further, since foreign matters may adhere to each member, it is inevitable that foreign matters may exist in the assembled inkjet head.
Therefore, it is necessary to clean the assembled ink jet head and remove foreign substances present therein, and therefore various cleaning apparatuses and cleaning methods as described below have been proposed.
特許文献1に記載されたインクジェットヘッドの洗浄装置及び洗浄方法は圧電素子加工後の洗浄方式であり、アスペクト比の高い溝内の洗浄方法である。
特許文献2に記載されたインクジェットヘッドのゴミ除去方法は、インク排出用の連通路を複数列設けて、排出口よりゴミ、異物の除去を実施している。
特許文献3に記載されたインクジェット記録装置の洗浄装置及び洗浄方法は、インクジェットヘッドのインク流路に封止可能な洗浄液排出口を設け、洗浄液排出口に洗浄液吸引手段を接続し洗浄液を吸引排出して行うものである。
特許文献4に記載されたインクジェットヘッドの洗浄方法は、インクジェットヘッドのノズル面を超音波洗浄槽に浸け、洗浄槽内の洗浄液を吸引することにより洗浄し、異物を除去している。
特許文献5に記載されたインクジェットヘッドの洗浄方法及びその装置は、ノズル孔に対して洗浄液を高圧で噴射するノズルを正対させて、個別液室内の異物を除去している。
In the inkjet head dust removal method described in
The cleaning apparatus and cleaning method for an inkjet recording apparatus described in
In the method for cleaning an ink jet head described in Patent Document 4, the nozzle surface of the ink jet head is immersed in an ultrasonic cleaning tank, and cleaning is performed by sucking a cleaning liquid in the cleaning tank to remove foreign matters.
In the inkjet head cleaning method and apparatus described in Patent Document 5, a nozzle that injects a cleaning liquid at a high pressure is directly opposed to a nozzle hole to remove foreign matter in the individual liquid chamber.
近年のインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドは、より微細なインク滴を形成するため多ノズル化、高精細化に向けて開発が進められており、ノズル孔が微小化している。このことから、インクジェットヘッド内の異物が、ノズル孔及び流体抵抗部に詰まり、インク不吐出の原因となることが顕在化している。
特許文献2、3に記載された発明によれば、インクジェットヘッドに洗浄液排出口を設け、洗浄液排出口から洗浄液を吸引排出しているが、洗浄液排出口を設けることで洗浄液排出口の封止が必要となり製造工数増加の原因となり、また金型が複雑化しイニシャルコスト増加の原因となる。
また、特許文献4に記載されたインクジェットヘッドの洗浄方法は、インクジェットヘッドのノズル面を超音波洗浄槽に浸け、洗浄槽内の洗浄液を吸引することにより異物除去を行っているが、ノズル孔が流体抵抗となり流量を大きくして効率的に異物除去を行うことはできない。
流量を大きくする提案としては特許文献5に記載されたように、ノズル孔に対して洗浄液を高圧で噴射するノズルを正対させて、個別液室内の異物を除去するものがあるが、ノズル孔の微小化により狙い打ちが難しくなる。また、個別に異物を除去するため、中央部近傍の異物は端部に移動する可能性もある。
Ink jet heads used in recent ink jet recording apparatuses are being developed to increase the number of nozzles and increase the definition in order to form finer ink droplets, and the nozzle holes are miniaturized. For this reason, it has become apparent that foreign matter in the ink jet head clogs the nozzle holes and the fluid resistance portion, causing ink ejection failure.
According to the inventions described in
In addition, the inkjet head cleaning method described in Patent Document 4 removes foreign matter by immersing the nozzle surface of the inkjet head in an ultrasonic cleaning tank and sucking the cleaning liquid in the cleaning tank. It becomes a fluid resistance and the flow rate is increased so that the foreign matter cannot be efficiently removed.
As described in Patent Document 5, as a proposal for increasing the flow rate, there is a method in which a nozzle for injecting a cleaning liquid at a high pressure is directly opposed to a nozzle hole to remove foreign matters in the individual liquid chamber. Targeting becomes difficult due to miniaturization. Further, since the foreign matters are individually removed, the foreign matters in the vicinity of the central portion may move to the end portions.
本発明は、このような従来例が有する問題点に鑑み、ノズル孔、インク流路、及び流体抵抗部に詰まった異物を除去するのが容易なインクジェットヘッドを提案し、さらにこのようなインクジェットヘッド内に存在する異物を除去する改良された洗浄装置及び洗浄方法を提案することを目的とする。 In view of the problems of the conventional example, the present invention proposes an ink jet head that can easily remove foreign matters clogged in the nozzle holes, the ink flow paths, and the fluid resistance portion, and such an ink jet head. It is an object of the present invention to propose an improved cleaning apparatus and cleaning method for removing foreign substances present in the interior.
請求項1の発明は、インクジェットヘッド中のインクが流れる各部の流路でノズル孔の断面積を最小とし、かつフィルタを搭載しなくても良い構成とすることにより、インクジェットヘッド内に異物を残留させない構成とするとともに、インクが流れる流路の洗浄が容易に行え、インク供給部の形状に制約を設けないインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
請求項2の発明は、流体抵抗部を形成する壁面の角部を曲面によって形成することにより、角部に異物が引っ掛かり難くすることを目的とする。
According to the first aspect of the present invention, the foreign matter remains in the ink jet head by minimizing the cross-sectional area of the nozzle hole in each flow path of the ink flowing through the ink jet head and eliminating the need to mount a filter. It is an object of the present invention to provide an ink jet head that is configured so that the flow path through which ink flows can be easily cleaned and the shape of the ink supply section is not restricted.
A second object of the present invention is to make it difficult for foreign matter to be caught at the corners by forming the corners of the wall surface forming the fluid resistance portion by a curved surface.
請求項3の発明は、請求項1または2のインクジェットヘッドを用いてインクジェット記録装置を形成することにより、インクジェットヘッドの内部から異物を除去することが容易で、高い画像品質と信頼性を両立したインクジェット記録装置を得ることを目的とする。
According to the invention of
請求項4の発明は、請求項1または2のインクジェットヘッドに使用され、インクジェットヘッド内に洗浄液を注入して、インクジェットヘッド内に存在する異物を容易・確実に除去するインクジェットヘッド洗浄装置を提供することを目的とする。
請求項5の発明は、請求項4のインクジェットヘッド洗浄装置において、ノズル面から注入する洗浄液の注入圧力を高くすることにより、確実に異物を除去するインクジェットヘッド洗浄装置を提供することを目的とする。
請求項6の発明は、請求項4または5のインクジェットヘッド洗浄装置において、ノズル面からの洗浄液注入に加え、インクジェットヘッドのインク供給部側から洗浄液吸引を行い、洗浄液に脈動を発生させて異物を除去するインクジェットヘッド洗浄装置を提供することを目的とする。
請求項7の発明は、請求項4〜6のインクジェットヘッド洗浄装置において、流体抵抗部に引っ掛かった異物を取り外すため、インク供給部側から圧力を加えて異物を除去するインクジェットヘッド洗浄装置を提供することを目的とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head cleaning apparatus which is used in the ink jet head according to the first or second aspect and injects a cleaning liquid into the ink jet head to easily and surely remove foreign substances present in the ink jet head. For the purpose.
A fifth aspect of the present invention is to provide an ink jet head cleaning apparatus according to the fourth aspect of the present invention, which reliably removes foreign matter by increasing the injection pressure of the cleaning liquid injected from the nozzle surface. .
According to a sixth aspect of the present invention, in the ink jet head cleaning device according to the fourth or fifth aspect, in addition to the cleaning liquid injection from the nozzle surface, the cleaning liquid is sucked from the ink supply part side of the ink jet head to generate pulsation in the cleaning liquid to remove foreign matter. An object of the present invention is to provide an inkjet head cleaning device for removal.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an ink jet head cleaning apparatus according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein the foreign matter caught on the fluid resistance portion is removed to remove the foreign matter by applying pressure from the ink supply portion side. For the purpose.
請求項8の発明は、請求項4〜7のインクジェットヘッド洗浄装置を用い、インク流路内壁との濡れ性改善及び浸透性を上げて、洗浄に適した液によって異物を除去するインクジェットヘッド洗浄方法を提供することを目的とする。
請求項9の発明は、請求項8のインクジェットヘッド洗浄方法において、洗浄液にエアーを混合させ気泡を発生させることで異物を除去するインクジェットヘッド洗浄方法を提供することを目的とする。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head cleaning method using the ink jet head cleaning device according to any one of the fourth to seventh aspects of the present invention to improve the wettability with the inner wall of the ink flow path and increase the permeability and remove foreign matters with a liquid suitable for cleaning. The purpose is to provide.
A ninth aspect of the present invention is to provide an ink jet head cleaning method according to the eighth aspect of the present invention, wherein foreign matter is removed by mixing air with a cleaning liquid to generate bubbles.
請求項1の発明は、流体抵抗部を有する複数の加圧液室、該加圧液室に連通するノズル、及び前記加圧液室に対応する圧力発生素子を有するインクジェットヘッドにおいて、該インクジェットヘッド内のインクが流れる流路中で前記ノズルの断面積が最小で、前記流路中にフィルタを装備しないことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記流体抵抗部を形成する壁面の角部は曲面に形成されていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an inkjet head having a plurality of pressurized liquid chambers having a fluid resistance portion, a nozzle communicating with the pressurized liquid chamber, and a pressure generating element corresponding to the pressurized liquid chamber. The cross-sectional area of the nozzle is minimum in the flow path through which the ink flows, and no filter is provided in the flow path.
According to a second aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first aspect, corners of the wall surface forming the fluid resistance portion are formed in a curved surface.
請求項3の発明は、加圧液室に対応する圧力発生素子が発生する駆動エネルギーによってノズルからインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置において、請求項1または2に記載のインクジェットヘッドを少なくとも1つ具備することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus for forming an image on a recording medium by ejecting ink droplets from a nozzle by driving energy generated by a pressure generating element corresponding to a pressurized liquid chamber. At least one of the ink jet heads described above is provided.
請求項4の発明は、請求項1または2に記載のインクジェットヘッド内から異物を除去するインクジェットヘッド洗浄装置において、前記インクジェットヘッド内のノズル面側から洗浄液注入装置によって洗浄液を注入し、前記ノズル及び加圧液室を洗浄することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項4に記載のインクジェットヘッド洗浄装置において、前記洗浄液注入装置の洗浄液注入圧力は0.1〜0.5Mpaであることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項4または5に記載のインクジェットヘッド洗浄装置において、前記インクジェットヘッドのインク供給部から洗浄液を吸引する真空吸引装置を付加することを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項4乃至6いずれかに記載のインクジェットヘッド洗浄装置において、インクジェットヘッドの流体抵抗部に引っ掛かった異物を取り外すために前記インクジェットヘッドのインク供給部より洗浄液を逆流させることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the inkjet head cleaning apparatus for removing foreign matter from the inkjet head according to the first or second aspect, a cleaning liquid is injected from a nozzle surface side in the inkjet head by a cleaning liquid injection apparatus, and the nozzle and The pressurized liquid chamber is washed.
According to a fifth aspect of the present invention, in the inkjet head cleaning apparatus according to the fourth aspect, the cleaning liquid injection pressure of the cleaning liquid injection apparatus is 0.1 to 0.5 Mpa.
According to a sixth aspect of the present invention, in the ink jet head cleaning device according to the fourth or fifth aspect, a vacuum suction device for sucking a cleaning liquid from an ink supply unit of the ink jet head is added.
According to a seventh aspect of the present invention, in the ink jet head cleaning apparatus according to any one of the fourth to sixth aspects, the cleaning liquid is caused to flow backward from the ink supply portion of the ink jet head in order to remove the foreign matter caught on the fluid resistance portion of the ink jet head. It is characterized by.
請求項8の発明は、請求項4乃至7いずれかに記載のインクジェットヘッド洗浄装置を用いたインクジェットヘッド洗浄方法において、前記洗浄液は界面活性剤及び浸透剤を含むことを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項8に記載のインクジェットヘッド洗浄方法において、洗浄液注入後にエアーを吸引することで泡を発生させ、インクが流れる流路中の壁面に付着した異物を除去することを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the inkjet head cleaning method using the inkjet head cleaning device according to any one of the fourth to seventh aspects, the cleaning liquid includes a surfactant and a penetrating agent.
According to a ninth aspect of the present invention, in the ink jet head cleaning method according to the eighth aspect of the invention, bubbles are generated by sucking air after the cleaning liquid is injected, and foreign matters attached to the wall surface in the flow path through which the ink flows are removed. Features.
請求項1の発明は、インクジェットヘッド中のインクが流れる流路の中でノズル孔の断面積が最小であることにより、インク流路中に異物を捕獲するフィルタを搭載する必要がなく、インク流路を洗浄することが容易で、異物の排出性が良く、インク供給部の形状をフィルタの制約無しに形成することができる。
請求項2の発明は、流体抵抗部を形成する壁面の角部が円弧等の曲面によって形成されていることにより、異物が流体抵抗部に引っ掛かることを防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the cross-sectional area of the nozzle hole is the smallest in the flow path for the ink in the ink jet head, it is not necessary to mount a filter for capturing foreign matter in the ink flow path. The path can be easily cleaned, the foreign matter can be easily discharged, and the shape of the ink supply unit can be formed without any filter restriction.
According to the second aspect of the invention, the corner of the wall surface forming the fluid resistance portion is formed by a curved surface such as an arc, so that foreign matter can be prevented from being caught by the fluid resistance portion.
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のインクジェットヘッドを少なくとも1つ具備した記録装置であることにより、インクジェットヘッドの内部から異物を除去することが容易で、高い画像品質と信頼性を両立したインクジェット記録装置を提供することができる。
The invention of
請求項4の発明は、洗浄液注入装置によってノズル孔側からインクジェットヘッド内に洗浄液を注入することにより、異物を容易に除去するインクジェットヘッド洗浄装置を提供することができる。
請求項5の発明は、洗浄液注入圧力を高くすることにより、異物除去効果を向上するインクジェットヘッド洗浄装置を提供することができる。
請求項6の発明は、ノズル面からの洗浄液注入だけではなく、インク供給部から洗浄液を吸引することにより、インク供給路内に脈動を発生させ、異物を確実に除去するインクジェットヘッド洗浄装置を提供することができる。
請求項7の発明は、インク供給部より洗浄液を戻すことにより、流体抵抗部に引っ掛かった異物を確実に除去するインクジェットヘッド洗浄装置を提供することができる。
The invention according to claim 4 can provide an ink jet head cleaning device that easily removes foreign matter by injecting the cleaning liquid into the ink jet head from the nozzle hole side by the cleaning liquid injection device.
The invention of claim 5 can provide an ink jet head cleaning device that improves the foreign matter removal effect by increasing the cleaning liquid injection pressure.
The invention according to
The seventh aspect of the invention can provide an ink jet head cleaning device that reliably removes foreign matter caught on the fluid resistance portion by returning the cleaning liquid from the ink supply portion.
請求項8の発明は、界面活性剤及び浸透剤が含有された洗浄液を使用することにより、ノズルからの洗浄液侵入を容易にし、かつ粘性のある異物を除去するインクジェットヘッド洗浄方法を提供することができる。
請求項9の発明は、洗浄液とエアーを使用し気泡を発生させることにより、加圧液室、共通液室及びインク供給部に存在する異物を確実に除去するインクジェットヘッド洗浄方法を提供することができる。
The invention according to
The invention of
本発明は、ノズル孔及び流体抵抗部に詰まった異物を除去するのが容易なインクジェットヘッドを提案し、さらにこのようなインクジェットヘッド内に存在する異物を除去する改良された洗浄装置及び洗浄方法を提案することを目的とし、流体抵抗部を有する複数の加圧液室、該加圧液室に連通するノズル、及び前記加圧液室に対応する圧力発生素子を有するインクジェットヘッドにおいて、該インクジェットヘッド内のインクが流れる流路中で前記ノズルの断面積を最小とし、前記流路中にフィルタを装備しないことを特徴とする。また、インクジェットヘッド洗浄装置は、洗浄液注入装置によって前記インクジェットヘッドのノズル面側よりインクが流れる流路中から洗浄液を注入し、前記ノズル及び加圧液室を洗浄して異物を除去することを特徴とする。 The present invention proposes an ink jet head that can easily remove foreign substances clogged in nozzle holes and fluid resistance parts, and further provides an improved cleaning apparatus and cleaning method for removing foreign substances present in such an ink jet head. An inkjet head having a plurality of pressurized liquid chambers having a fluid resistance portion, a nozzle communicating with the pressurized liquid chamber, and a pressure generating element corresponding to the pressurized liquid chamber. The cross-sectional area of the nozzle is minimized in the flow path through which the ink flows, and no filter is provided in the flow path. Further, the inkjet head cleaning device is characterized in that the cleaning liquid is injected from the flow path through which the ink flows from the nozzle surface side of the inkjet head by the cleaning liquid injection device, and the nozzle and the pressurized liquid chamber are cleaned to remove foreign matters. And
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図8は、本発明のインクジェットヘッドを適用したインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図、図9は、同構成の側断面図である。
本発明のインクジェット記録装置は、記録装置本体31の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ43、キャリッジ43に搭載したインクジェットヘッド44からなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ45等で構成される印字機構部32を収納し、記録装置本体31の下方部には前方側から多数枚の用紙33を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい)34を抜き差し自在に装着することができ、また用紙33を手差しで給紙するための手差しトレイ35を開倒することができ、給紙カセット34或いは手差しトレイ35から給送される用紙33を取り込み、印字機構部32によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ36に排紙する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 8 is a perspective view showing a main configuration of an ink jet recording apparatus to which the ink jet head of the present invention is applied, and FIG. 9 is a side sectional view of the same configuration.
The ink jet recording apparatus of the present invention includes a
印字機構部32は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド41と従ガイドロッド42とでキャリッジ43を主走査方向(図9で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、キャリッジ43にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッド44からなる記録ヘッドを複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ43には記録ヘッドに各色のインクを供給するための各インクカートリッジ45を交換可能に装着している。インクカートリッジ45は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド44へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッド44へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
The
また、インクジェットヘッド44として、ここでは各色のインクジェットヘッド44を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のインクジェットヘッドでもよい。さらに、記録ヘッドとして用いるインクジェットヘッド44は、圧電素子等の電気機械変換素子で液室壁面を形成する振動板を介してインクを加圧するピエゾ型、或いは発熱抵抗体により気泡を生じさせてインクを加圧するバブル型、若しくはインク流路壁面を形成する振動板とこれに対向する電極との間の静電力で振動板を変位させてインクを加圧する静電型等を使用することができるが、本実施例ではピエゾ型インクジェットヘッドを用いている。
Moreover, although the
ここで、キャリッジ43は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド41に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド42に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ43を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ47で回転駆動される駆動プーリ48と従動プーリ49との間にタイミングベルト50を張装し、このタイミングベルト50をキャリッジ43に固定しており、主走査モータ47の正逆回転によりキャリッジ43が往復駆動される。
Here, the
一方、給紙カセット34にセットした用紙33をインクジェットヘッド44の下方側に搬送するために、給紙カセット34から用紙33を分離給送する給紙ローラ51及びフリクションパッド52と、用紙33を案内するガイド部材53と、給紙された用紙33を反転させて搬送する搬送ローラ54と、この搬送ローラ54の周面に押し付けられる搬送コロ55及び搬送ローラ54からの用紙33の送り出し角度を規定する先端コロ56とを設けている。搬送ローラ54は副走査モータ57によってギヤ列を介して回転駆動される。
On the other hand, in order to convey the
そして、キャリッジ43の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ54から送り出された用紙33をインクジェットヘッド44の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材59を設けている。この印写受け部材59の用紙搬送方向下流側には、用紙33を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ61、拍車62を設け、さらに用紙33を排紙トレイ36に送り出す排紙ローラ63及び拍車64と、排紙経路を形成するガイド部材65,66とを配設している。
A printing receiving member 59 is provided as a paper guide member that guides the
記録時には、キャリッジ43を移動させながら画像信号に応じてインクジェットヘッド44を駆動することにより、停止している用紙33にインクを吐出して1行分を記録し、用紙33を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙33の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙33を排紙する。
During recording, the
また、キャリッジ43の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェットヘッド44の吐出不良を回復するための回復装置67を配置している。回復装置67はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ43は印字待機中にはこの回復装置67側に移動されてキャッピング手段でインクジェットヘッド44をキャッピングされ、ノズル口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中等に記録と関係しないインクを吐出することにより、全てのノズル口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
Further, a recovery device 67 for recovering the ejection failure of the
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインクジェットヘッド44のノズル口を密封し、チューブを通して吸引手段でノズル口からインクとともに気泡等を吸い出し、ノズル面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
When a discharge failure occurs, the nozzle port of the
本発明のインクジェットヘッドについて説明する。
図1は、本発明を適用したインクジェットヘッドを示す断面図、図2は、図1に示すインクジェットヘッドを分解して示す斜視図である。
インクジェットヘッド44は、シリコン基板等から形成され複数の連通孔2とインク流路となる各個別の液室3を形成した流路板1と、この流路板1の上面にはNi電鋳等で複数のノズル孔6を形成したノズル板5を接合し、流路板1の下面にはNi電鋳等で形成した振動板7を接合し、液室部を構成している。流路板1の液室3にはくびれ部分を設け流体抵抗部4としている。振動板7の下面には金属で形成したベース部材8上に積層型の圧電素子9を2列設けたアクチュエータ部を接合している。圧電素子9の両外側には共通インク流路11を形成したフレーム部材10を振動板7と接合し、各個別液室へインクを供給する。
The ink jet head of the present invention will be described.
FIG. 1 is a sectional view showing an ink jet head to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing the ink jet head shown in FIG.
The
このように構成したインクジェットヘッド44は、圧電素子9に駆動電圧を印加することにより圧電素子9の積層方向(図1の上下方向)に変位が生じ、振動板7が各個別の液室側へ変形変位して液室3の容積が減少し、液室内圧が上昇して連通孔2を通じてノズル板5のノズル孔6よりインク滴が吐出される。
インク滴が不吐出となる原因として、ノズル孔6への異物詰まり及び流体抵抗部4への異物詰まりがある。
The
Causes of ink ejection failure include foreign matter clogging in the nozzle holes 6 and foreign matter clogging in the fluid resistance portion 4.
図3は、フレーム部材をインク流路部で切断して示す断面図で、図3(A)は本発明のフレーム部材を示し、図3(B)は従来例のフレーム部材を示す。
本発明のインクジェットヘッド44で用いられるフレーム部材10は、図3(A)に示すように、共通インク流路11のインク供給口12にフィルタを装備しない構成である。これに対し、従来例のインクジェットヘッドで用いられるフレーム部材10は、図3(B)に示すように、インク流路11のインク供給口12にフィルタ取付部12aを形成し、フィルタを装備する構成である。
これにより、本発明のインクジェットヘッドは、インク流路11のインク供給口12の形状がフィルタの大きさに制約されず、異物排出に適したインク流路11を形成することが可能となる。また、本発明のインクジェットヘッドはインクジェットヘッドの全流路中にフィルタを装備しない構成であることにより、ノズル板5に形成するノズル孔6の断面積を全流路において最も小さくすることが可能となる。
3A and 3B are cross-sectional views showing the frame member cut along the ink flow path, FIG. 3A shows the frame member of the present invention, and FIG. 3B shows a conventional frame member.
As shown in FIG. 3A, the
Thus, the ink jet head of the present invention can form the
図4は、流路板に形成された複数の連通孔とインク流路となる液室を示す平面図で、図4(A)は本発明の連通孔と液室を示し、図4(B)は従来例の連通孔と液室を示す。
従来例のインクジェットヘッドで用いられる流路板に形成される液室3の流体抵抗部4の入り口形状は、壁面の角部が図4(B)に示すように角型形状4bとなっているのが通常であるが、本発明のインクジェットヘッド44で用いられる流路板1に形成される液室3の流体抵抗部4の入り口形状は、壁面の交わり部である角部が落とされてR形状のような曲面形状4aに形成されている。
液室3の流体抵抗部4の入り口形状を円弧のような曲面形状4aとすることで、液の流れを阻害することがなく、また異物が引っ掛かり難い形状とすることができ、液が不吐出となることを防止することができる。
FIG. 4 is a plan view showing a plurality of communication holes formed in the flow path plate and a liquid chamber serving as an ink flow path. FIG. 4A shows the communication holes and the liquid chamber of the present invention, and FIG. ) Shows a communication hole and a liquid chamber of a conventional example.
As for the entrance shape of the fluid resistance portion 4 of the
By making the inlet shape of the fluid resistance portion 4 of the liquid chamber 3 a
図5は、インクジェットヘッドのノズル面に洗浄装置の扇形状のキャップを密着させ、ノズル孔へ洗浄液を注入する様子を示す図である。
図5に示すように、インクジェットヘッド44のノズル孔、液室及び流体抵抗部へ侵入した異物を除去するため、フレーム部材10のインク供給口12をフィルタ取り付け部が形成されていない異物排出に適した構造とし、インクジェットヘッド44のノズル面に洗浄装置21の扇形状のキャップ23を密着させ、その状態で注入ポンプ22によってノズル孔6へ洗浄液を注入する。
インクジェットヘッドのノズル面から均一に圧力を加える際の、各液室及び流体抵抗部に対する洗浄液の注入圧力は、0.1〜0.5Mpaが望ましい。
0.1Mpa以下では異物除去能力が低く、0.5Mpa以上ではインクジェットヘッドを破壊する恐れがある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a fan-shaped cap of the cleaning device is brought into close contact with the nozzle surface of the ink jet head and the cleaning liquid is injected into the nozzle hole.
As shown in FIG. 5, the
When the pressure is uniformly applied from the nozzle surface of the inkjet head, the injection pressure of the cleaning liquid into each liquid chamber and the fluid resistance portion is preferably 0.1 to 0.5 Mpa.
If it is 0.1 Mpa or less, the foreign matter removing ability is low, and if it is 0.5 Mpa or more, the inkjet head may be destroyed.
図6は、インクジェットヘッドのノズル面側からの洗浄液注入に加え、インク供給口側から真空吸引して、インクジェットヘッド内への洗浄液充填性を向上させる様子を示す図である。
図6に示すように、インクジェットヘッド44のノズル面側からの洗浄液を注入するのに加え、インクジェットヘッド44のフレーム部材10に形成されたインク供給口12側に真空吸引装置を接続し、インク供給口12に接続した吸引パイプ26を介し吸引ポンプ25によって洗浄液を吸引し、インクジェットヘッド内を流れる洗浄液の流速を変化させ、脈動を発生させて、インクジェットヘッド内への洗浄液充填性を向上させる。
FIG. 6 is a view showing a state in which the cleaning liquid filling into the inkjet head is improved by vacuum suction from the ink supply port side in addition to the cleaning liquid injection from the nozzle surface side of the inkjet head.
As shown in FIG. 6, in addition to injecting cleaning liquid from the nozzle surface side of the
図7は、流路板に形成された複数の連通孔とインク流路となる液室を示す平面図で、インク流路に異物が引っ掛かっている様子を示す図である。
流路板1に形成された液室3からなるインク流路に異物28が引っ掛かった状態で、インク供給口12側からの真空吸引装置による吸引を一旦停止し、0.5〜2.0秒間の逆加圧を加えることにより、図7に示すように流体抵抗部4に引っ掛かっている異物28を外して再度吸引を行い異物28を除去することができる。
FIG. 7 is a plan view showing a plurality of communication holes formed in the flow path plate and a liquid chamber serving as an ink flow path, and shows a state in which foreign matter is caught in the ink flow path.
In a state where the
インクジェットヘッド内の異物28を除去する洗浄液は純水でもよいが、インク流路の内壁との濡れ性及び粘性の異物を排除するために、純水中に活性剤を0.1〜3.0wt%、浸透剤を0.1〜3.0wt%を混合し使用することが望ましい。
また、洗浄液だけではなく、洗浄液とエアーを混合し気泡を発生させることにより異物除去効果がさらに向上することが確認されている。
The cleaning liquid for removing the
Moreover, it has been confirmed that not only the cleaning liquid but also the cleaning liquid and air are mixed to generate bubbles to further improve the foreign matter removing effect.
1…流路板、2…連通孔、3…液室、4…流体抵抗部、5…ノズル板、6…ノズル孔、7…振動板、8…ベース部材、9…圧電素子、10…フレーム部材、11…インク流路、12…インク供給口、12a…フィルタ取付部、21…洗浄装置、22…注入ポンプ、23…キャップ、25…吸引ポンプ、26…吸引パイプ、28…異物、31…記録装置本体、32…印字機構部、33…用紙、34…給紙カセット、35…手差しトレイ、36…排紙トレイ、41…主ガイドロッド、42…従ガイドロッド、43…キャリッジ、44…インクジェットヘッド、45…インクカートリッジ、47…主走査モータ、48…駆動プーリ、49…従動プーリ、50…タイミングベルト、51…給紙ローラ、52…フリクションパッド、53…ガイド部材、54…搬送ローラ、55…搬送コロ、56…先端コロ、57…副走査モータ、59…印写受け部材、61…搬送コロ、62…拍車、63…排紙ローラ、64…拍車、65,66…ガイド部材、67…回復装置。
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