JP2004025702A - インクジェットヘッドの気泡抜き装置及び気泡抜き方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インク貯留部とインクジェットヘッドとの間のインク流路からの空気抜きを簡単な構造により行う。
【解決手段】一端がインク貯留部１に接続されたインク流路パイプ２の他端側にＴ字形状をなすように下向きに延出した第２インク流路パイプ６と上向きに延出した気泡抜きパイプ７とを接続し、気泡抜きパイプ７の途中に開閉駆動されるバルブ１０を設け、インク貯留部１内のインクをインク流路パイプ２と第２インク流路パイプ６とを通してインクジェットヘッド５側へ給送する駆動部３を設ける。バルブ１０を閉じた状態で駆動部３を駆動し、インク流路パイプ２内の気泡を一旦インクと共に第２インク流路パイプ６内へ送り込み、その後、駆動部３の駆動を停止させてバルブ１０を開放し、インク中の気泡を第２インク流路パイプ６から気泡抜きパイプ７へと上昇させ、気泡抜きを行う。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドの気泡抜き装置及び気泡抜き方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置に設けられているインクジェットヘッドにおいては、インク貯留部に貯留されたインクがインク流路を通して供給され、そのインクがインクジェットヘッドに形成されているインク吐出口からインク滴として吐出される。そして、吐出されたインク滴が記録紙に付着することにより画像形成が行われる。このようなインクジェットヘッドにおいては、インク流路内に気泡が入り込むと、その気泡によりインクの流れが阻害され、画像形成が困難になり、又は、行えなくなる。
【０００３】
そこで、インク貯留部からインクジェットヘッドに至るインク流路内に入り込んだ気泡を除去するための様々な気泡抜き装置の発明が提案されており、例えば、特開平０４−７０３５２号公報、特開２００１−１５５４公報、特開２００１−２５３０９３公報等に記載された発明が知られている。
【０００４】
特開平４−７０３５２号公報に記載された発明は、加圧ポンプを駆動してインク貯留部内のインクをインク流路を通してインクジェットヘッドに給送するとともに、インクジェットヘッドのインク吐出口を覆うように配置したキャップに接続した吸引ポンプを駆動し、気泡を除去するようにしている。
【０００５】
特開２００１−１５５４公報、特開２００１−２５３０９３公報に記載された発明は、インクカートリッジと記録ヘッドとの間のインク供給路の途中にバルブを設け、インクジェットヘッドのインク吐出口を覆うように配置したキャップに吸引ポンプを接続し、吸引ポンプを駆動するときに同時にバルブを制御することにより気泡の除去を促進させている。
【０００６】
なお、インク流路内から気泡を除去する動作を行う必要がある場合としては、インクカートリッジを交換した場合、電源をオンにしてインクジェット記録装置を立ち上げた場合、気泡の入り込みが原因と思われる画像不良状態が発生した場合等である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各公報に記載された気泡抜き装置によれば、インクジェットヘッドのインク吐出口を覆うキャップ、そのキャップに接続された吸引ポンプ、さらには、インク貯留部内のインクを加圧してインクジェットヘッド側へ給送する加圧ポンプを必要とし、気泡抜き装置の構造が複雑になるとともにコスト高になる。
【０００８】
本発明の目的は、インク貯留部とインクジェットヘッドとの間のインク流路からの空気抜きを簡単な構造により行うことができるインクジェットヘッドの気泡抜き装置及び気泡抜き方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェットヘッドの気泡抜き装置は、多数のインク吐出口が配列されたインクジェットヘッドと、一端がインクを貯留したインク貯留部に接続されたインク流路パイプと、前記インク流路パイプの他端側にＴ字形状をなすように接続され、下向きに延出してその先端部が前記インクジェットヘッドに接続された第２インク流路パイプと、上向きに延出してその先端部が大気中に開放された気泡抜きパイプと、前記気泡抜きパイプの途中に設けられてこの気泡抜きパイプを開閉するように駆動されるバルブと、前記インク貯留部内のインクを前記インク流路パイプと前記第２インク流路パイプとを通して前記インクジェットヘッド側へ給送するように駆動される駆動部と、を有する。
【００１０】
ここで、バルブを開放して駆動部を駆動させることにより、インク貯留部内のインクがインク流路パイプと第２インク流路パイプとを通ってインクジェットヘッド側へ給送され、インク流路パイプ内の気泡はインクに押されながらインクジェットヘッド側へ送られる。インクジェットヘッド側へ給送されたインクは、まず第２インク流路パイプ内に入り込み、第２インク流路パイプを満たした後に第２インク流路パイプの上方に位置している気泡抜きパイプ内に入り込む。そこで、インクが気泡抜きパイプに入り込んだ後にバルブを閉止して引き続き駆動部を所定時間駆動させ、所定時間経過後に駆動部を停止させる。この所定時間とは、インクジェットヘッド内の圧力上昇によりインク吐出口からのインクの垂れ落ちが開始される程度の時間であり、このインクの垂れ落ちの発生は、インクジェットヘッド内がインクに満たされたことを意味する。そして、駆動部を停止させた後にバルブを所定時間開放することにより、インクにより押されてインク流路パイプ内から第２インク流路パイプ内に入り込んだ気泡は、第２インク流路パイプ内を上昇するとともに第２インク流路パイプの上方に位置する気泡抜きパイプ内に入り込み、これにより、インク流路パイプ及び第２インク流路パイプ内からの重力を利用した気泡除去が行われる。所定時間経過後にバルブを閉止することにより、気泡除去の作業が終了する。尚、この気泡除去の作業に際しては、インクジェットヘッドのインク吐出口を下向き（重力方向向き）にして行うことにより、インクジェットヘッド内のインク吐出口の近傍の気泡が第２インク流路パイプ内に移動し易くなるので、好適である。
【００１１】
気泡除去が終了した後は、インク貯留部内の圧力を大気圧と同じに維持することにより、画像形成に伴うインク消費に応じたインク貯留部からインクジェットヘッドへのインクの供給を、インク流路パイプと第２インク流路パイプとを通して行える。
【００１２】
したがって、一端がインク貯留部に接続されたインク流路パイプの他端側にＴ字形状をなすように下向きに延出した第２インク流路パイプと上向きに延出した気泡抜きパイプとを接続し、気泡抜きパイプの途中に開閉駆動されるバルブを設け、さらに、インク貯留部内のインクをインク流路パイプと第２インク流路パイプとを通してインクジェットヘッド側へ給送する駆動部を設け、駆動部を必要なタイミングで駆動させるとともにバルブを必要なタイミングで開閉することにより、インク流路パイプ及び第２インク流路パイプ内からの気泡抜きを行うことができる。しかも、インク流路パイプと第２インク流路パイプとは、通常の画像形成時においてインク貯留部からインクジェットヘッドへインクを供給するために使用される部品として兼用できるものであるので、気泡抜きのために使用する専用部品が少なくなり、簡単な構造とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はインクジェット記録装置の一部であるインクジェットヘッドの気泡抜き装置を示す概略図である。インクジェット記録装置には、インクを貯留したインク貯留部であるインクタンク１が設けられており、このインクタンク１にはインク流路パイプ２の一端が接続されている。インク流路パイプ２の一端はインクタンク１内の底部に近接して開口されている。さらに、インクタンク１には、このインクタンク１内の圧力を加圧することによりインクタンク１のインクを後述するインクジェットヘッド側へ給送する駆動部である加圧ポンプ３が接続されている。加圧ポンプ３の加圧力は、使用するインクの種類や環境条件に応じて０．１ｋＰａ〜１０ｋＰａの範囲で調整される。なお、加圧ポンプ３が駆動されないときには、インクタンク１内の圧力は大気圧と同じに維持される。
【００１４】
インク流路パイプ２の他端にはＴ型継手４が接続されている。このＴ型継手４には、下向きに延出してその先端部にインクジェットヘッド５が接続された第２インク流路パイプ６と、上方向きに延出してその先端部が大気中に開放された気泡抜きパイプ７とが接続されている。インクジェットヘッド５には、多数のインク吐出口（図示せず）が配列されている。
【００１５】
第２インク流路パイプ６の途中には、下部バルブ８とその下側に位置するユニットフィルタ９とが設けられている。下部バルブ８は、第２インク流路パイプ６内をインクが流れることを断続するバルブであり、インクジェットヘッド５の交換時等に閉止され、通常は開放状態に維持されている。ユニットフィルタ９はインク内のゴミや大きなインクの固まりを除去するためのフィルタであり、１０μｍ以上のゴミやインクの固まりを除去できる構成とされている。
【００１６】
気泡抜きパイプ７の途中にはバルブである上部バルブ１０が設けられ、気泡抜きパイプ７の上端部にはエアーフィルタ１１が設けられている。上部バルブ１０は気泡抜きパイプ７を開閉するバルブであり、通常時には閉止され、気泡抜き動作時に開放される。エアーフィルタ１１は大気中のゴミが気泡抜きパイプ７内に入り込むことを防止するためのフィルタであり、０．１μｍ以上のゴミを除去できる構成とされている。
【００１７】
さらに、このインクジェット記録装置には、下部バルブ８と加圧ポンプ３とをタイマの計測結果を利用して駆動させ、気泡抜きを行わせるマイクロコンピュータ構成の制御部（図示せず）が設けられている。
【００１８】
図２は制御部により行われる気泡抜きの動作を説明するフローチャートである。制御部においては操作パネル上に設けられている気泡抜きスタートキー（図示せず）が押されたか否かが常時監視され（ステップＳ１）、気泡抜きスタートキーが押された場合には（ステップＳ１のＹ）、上部バルブ１０が開放され（ステップＳ２）、加圧ポンプ３が駆動される（ステップＳ３）。なお、下部バルブ８はこのときすでに開放状態とされている。加圧ポンプ３の駆動により、インクタンク１内のインクがインク流路パイプ２と第２インク流路パイプ６とを通してインクジェットヘッド５側へ給送される。このときの加圧ポンプ３の加圧力は、インクの種類や環境条件に応じて、０．１ｋＰａ〜１０ｋＰａの範囲で調整される。
【００１９】
ステップＳ３において加圧ポンプ３の駆動が開始された後、所定時間経過したか否かが判断され（ステップＳ４）、所定時間経過後に上部バルブ１０が閉止される（ステップＳ５）。ステップＳ４の所定時間とは、加圧ポンプ３の駆動によりインクタンク１からインクジェットヘッド５側へ給送されたインクが第２インク流路パイプ６を満たし、さらに、インクの一部が気泡抜きパイプ７内に入り込むのに要する時間である。なお、加圧ポンプ３が駆動される前にインク流路パイプ２内に入り込んでいるインクの量にはバラツキがあるので、気泡抜きパイプ７の容積は、そのインク量にバラツキがあっても加圧ポンプ３の駆動時に気泡抜きパイプ７の先端部からインクの漏れ出しが生じないように設定されている。
【００２０】
ステップＳ５において上部バルブ１０が閉止された後、所定時間が経過したか否かが判断され（ステップＳ６）、所定時間経過後に加圧ポンプ３の駆動が停止される（ステップＳ７）。ステップＳ６の所定時間とは、上部バルブ１０を閉止した状態で加圧ポンプ３を駆動させることによりインクジェットヘッド５内の圧力を上昇させ、その圧力上昇によりインク吐出口からのインクの垂れ落ちが生じるまでに要する時間である。このインクの垂れ落ちが発生することにより、インクジェットヘッド５内がインクに満たされたことを確認することができる。
【００２１】
ステップＳ７において加圧ポンプ３の駆動が停止された後、上部バルブ８が開放され（ステップＳ８）、その開放状態が所定時間継続され（ステップＳ９）、所定時間経過後に上部バルブ８が閉止される（ステップＳ１０）。ステップＳ９の所定時間とは、例えば１分程度の時間であり、この時間内において、加圧ポンプ３の駆動によりインクジェットヘッド５側へ給送されたインクにより押されてインク流路パイプ２内から第２インク流路パイプ６内に入り込んだ気泡が、第２インク流路パイプ６内を気泡抜きパイプ７内まで上昇するのに要する時間であり、これにより、インク流路パイプ２及び第２インク流路パイプ６内からの気泡除去が行われる。
【００２２】
ステップＳ１０において上部バルブ１０が閉止された後、加圧ポンプ３が所定時間駆動される（ステップＳ１１）。この所定時間、及び、加圧ポンプ３の加圧力は、インクの種類や環境条件に応じて調整され、例えば、時間は１分間程度、加圧力は０．５ｋＰａ〜１０ｋＰａの範囲である。この加圧ポンプ３の駆動によりインクジェットヘッド５のインク吐出口からインクが垂れ落ち、このとき、インクの送り方向に沿ったフィルタユニット９より下流側に位置するインク内に残留している気泡がインクと共にインク吐出口から排出される。
【００２３】
その後、加圧ポンプ３の駆動が停止され（ステップＳ１２）、気泡除去に関連する一連の動作が終了する。
【００２４】
このような構成において、インク流路パイプ２から気泡を除去する必要が生じた場合には、操作パネル上に設けられている気泡抜きスタートキーを押すことにより、図２に示したような気泡抜きの動作が開始される。
【００２５】
ここで、インク流路パイプ２と第２インク流路パイプ６とは、インクタンク１内のインクをインクジェットヘッド５に供給するために従来から設けられている部品に相当するものであり、これらの部品に対し、気泡抜きパイプ７と上部バルブ１０、及び、加圧ポンプ３を追加するという簡単な構造により、インク流路パイプ２及び第２インク流路パイプ６からの気泡抜きを行える。
【００２６】
なお、本実施の形態では、インクタンク１からインクジェットヘッド５側へインクを給送する駆動部としてインクタンク１内の圧力を加圧する加圧ポンプ３を例に挙げて説明したが、インク流路パイプ２の途中に設けられてインクタンク１内のインクをインクジェットヘッド５側へ給送する流体ポンプを駆動部として使用することも可能である。
【００２７】
また、図２において説明した気泡抜きの動作においては、タイマによる計測結果に基づいて制御する場合を例に挙げて説明したが、センサによる検知結果に基づいて制御するようにしてもよい。例えば、ステップＳ４の箇所では、インクが気泡抜きパイプ７の所定位置まで上昇したことをセンサで検知するようにしてもよく、ステップＳ６の箇所ではインク吐出口からのインクの垂れ落ちが始まったことをセンサで検知するようにしてもよい。
【００２８】
また、本実施の形態では、制御部により加圧ポンプ３や上部バルブ１０を駆動して気泡抜きを自動的に行う方法について説明したが、加圧ポンプ３の駆動や上部バルブ１０の駆動を手動操作で行うことにより気泡抜きを行うようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、一端がインク貯留部に接続されたインク流路パイプの他端側にＴ字形状をなすように下向きに延出した第２インク流路パイプと上向きに延出した気泡抜きパイプとを接続し、気泡抜きパイプの途中に開閉駆動されるバルブを設け、さらに、インク貯留部内のインクをインク流路パイプと第２インク流路パイプとを通してインクジェットヘッド側へ給送する駆動部を設け、駆動部を必要なタイミングで駆動させるとともにバルブを必要なタイミングで開閉することにより、インク流路パイプ及び第２インク流路パイプ内からの気泡抜きを行うことができ、しかも、インク流路パイプと第２インク流路パイプとは、通常の画像形成時においてインク貯留部からインクジェットヘッドへインクを供給するために使用される部品として兼用できるものであるので、気泡抜きのために使用する専用部品が少なくなり、簡単な構造とすることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置の一部であるインクジェットヘッドの気泡抜き装置を示す概略図である。
【図２】制御部により行われる気泡抜きの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１…インク貯留部、２…インク流路パイプ、３…駆動部、５…インクジェットヘッド、６…第２インク流路パイプ、７…気泡抜きパイプ、１０…バルブ

Claims (2)

1. 多数のインク吐出口が配列されたインクジェットヘッドと、
   一端がインクを貯留したインク貯留部に接続されたインク流路パイプと、
   前記インク流路パイプの他端側にＴ字形状をなすように接続され、下向きに延出してその先端部が前記インクジェットヘッドに接続された第２インク流路パイプと、上向きに延出してその先端部が大気中に開放された気泡抜きパイプと、
   前記気泡抜きパイプの途中に設けられてこの気泡抜きパイプを開閉するように駆動されるバルブと、
   前記インク貯留部内のインクを前記インク流路パイプと前記第２インク流路パイプとを通して前記インクジェットヘッド側へ給送するように駆動される駆動部と、
   を有するインクジェットヘッドの気泡抜き装置。
2. 多数のインク吐出口が配列されたインクジェットヘッドと、一端がインクを貯留したインク貯留部に接続されたインク流路パイプと、前記インク流路パイプの他端側にＴ字形状をなすように接続され、下向きに延出してその先端部が前記インクジェットヘッドに接続された第２インク流路パイプと、上向きに延出してその先端部が大気中に開放された気泡抜きパイプと、前記気泡抜きパイプの途中に設けられてこの気泡抜きパイプを開閉するように駆動されるバルブと、前記インク貯留部内のインクを前記インク流路パイプと前記第２インク流路パイプとを通して前記インクジェットヘッド側へ給送するように駆動される駆動部と、を有するインクジェットヘッドを用い、
   前記バルブを開放する工程と、
   前記バルブを開放した後に前記駆動部を駆動させることにより前記インク貯留部内のインクを前記インク流路パイプと前記第２インク流路とを通して前記インクジェットヘッド側へ給送する工程と、
   前記インクジェットヘッド側へ給送されたインクが前記第２インク流路パイプを満たして前記気泡抜きパイプ内に入り込んだ後に前記バルブを閉止する工程と、
   前記バルブを閉止して引き続き前記駆動部を駆動させることにより前記インク吐出口からインクが垂れ落ちた後に前記駆動部を停止させる工程と、
   前記駆動部を停止させた後に前記バルブを所定時間開放する工程と、
   所定時間経過後に前記バルブを閉止する工程と、
   を有するインクジェットヘッドの気泡抜き方法。

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