JP2004106304A

JP2004106304A - Ink jet recording device

Info

Publication number: JP2004106304A
Application number: JP2002270901A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Sakurai; 櫻井　久喜
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording device which can discharge ink without being obstructed by pressure absorption of bubbles in the ink and can prevent jetting failures by making a jetting pressure of the ink at the time of a flushing operation higher than at the time of printing. <P>SOLUTION: When a maintenance process is started, a purging operation (S1 and S2) and a wiping operation (S3 and S4) are carried out. Then, the flushing operation is carried out (S5 and S6). After the purging operation, the ink remaining in a suction cap is drawn into an ink jet head from a jetting nozzle by a back pressure from an ink cartridge. The ink includes many of bubbles generated by an intense flow of the ink at the time of the purging operation. The ink including bubbles can be discharged without being obstructed by the pressure absorption of the bubbles by carrying out the flushing operation with the higher ink jetting pressure than at the time of printing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳細には、記録品質の回復のために、噴射ノズルからインクを吸引するパージ動作の後に行われるフラッシング動作に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙等の被記録媒体にインクを噴射して印刷等の記録を行うインクジェット記録装置として、例えばインクジェットプリンタが知られている。このインクジェットプリンタでは、インクを収容するインクカートリッジを、インクジェットヘッドを備えたヘッドユニットに対して交換可能に設け、交換したインクカートリッジからインクをインクジェットヘッドに供給し、各噴射ノズルよりインクを噴射して記録を行っている。
【０００３】
また、インクジェットプリンタでは、気泡や異物等がインクの流路内に残留していると、インクの噴射の際に、インクの噴射を阻害して記録品質が低下するという問題点があった。このため、初期導入時やインクカートリッジの交換時、あるいは使用の途中などにおいて、例えば使用者のスイッチ操作によって、または所定の条件が満たされた場合に自動的に、噴射ノズルの先端側、すなわち噴射ノズルが開口するノズル面からインクを吸引する、いわゆるパージ動作が行われている。このパージ動作とは、ノズル面に吸引キャップをかぶせて、吸引ポンプにより吸引キャップ内に負圧をかけることによって、吸引キャップを介してインクジェットヘッドの噴射ノズル内からインクを吸引して外部に排出する処理である。
【０００４】
そして、パージ動作間にフラッシング動作を挿入して、始めのパージ動作では吸引しきれなかった気泡や異物等をインクジェットヘッド内から排出させやすくしている。例えば、特許文献１に示すように、小玉波形および大玉波形の２種類のパルス波形を用いてフラッシング動作を行って、チャンネル（圧力室）やマニホールド（共通インク室）内に変化の激しいインクの流れを生じさせることで気泡の排出を行いやすくさせ、再度パージ動作を行うことで気泡を排出し、噴射ノズルからのインクの噴射を正常な状態に戻して記録品質を回復させている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３６５９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パージ動作によって小さい噴射ノズルから吸引キャップ内にインクが放出される際に泡立つ、つまり多量の気泡がインクに含まれる。一方、インクジェットヘッドに接続されたインクカートリッジには多孔質材にインクが含浸されており、その毛細管力によって生じた背圧で、インクを噴射ノズルより引き込む力が作用している。このため、パージ動作直後に、吸引キャップ内の多量に気泡を含んだインクが噴射ノズルからインクジェットヘッド内に引き込まれる。インクカートリッジの開封後数日経過程度のインクであれば、インクの脱気度が高いので、発生した気泡がすぐにインク中に溶け込みあまり問題とならないが、例えば１ヶ月ほど経過したインクであった場合、インクの脱気度が落ちているため、発生した気泡はインク中に溶けずに残り、パージ動作後に行うフラッシング動作の際には噴射圧力をこれらの気泡が吸収してしまい、印刷時と同じ噴射圧力でフラッシング動作を行った場合、インクが噴射されないか、十分には噴射されず、その結果、インクと一緒に十分な気泡の排出が行われず、その後の初回の印刷時に噴射不良が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、パージ動作の後に行われるフラッシング動作時のインクの噴射圧力を印刷時の噴射圧力より高くすることで、気泡の圧力吸収に妨げられることなくその気泡を含むインクを排出させ、噴射不良を防ぐことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のインクジェット記録装置は、被記録媒体にインクを噴射して記録を行うインクジェットヘッドに対して、前記インクの噴射状態を改善するために、前記インクジェットヘッドの噴射側から当該インクジェットヘッド内のインクを吸引するパージ動作と、当該パージ動作の後に行われる前記インクジェットヘッドの内のインクの噴射を行うフラッシング動作とを行うインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドを駆動させ前記インクを噴射させるための駆動信号を前記インクジェットヘッドに印加する制御手段を備え、前記制御手段は、前記フラッシング動作を行う際の前記インクジェットヘッドからインクを噴射する圧力が、前記被記録媒体に記録を行う際の前記インクジェットヘッドからインクを噴射する圧力よりも高くなるように、前記駆動信号の印加を行うことを特徴とする。
【０００９】
この構成のインクジェット記録装置では、パージ動作によってインクジェットヘッドから排出されたインクに気泡が混入され、パージ動作後にインク供給源側からの背圧によってその気泡を含むインクがインクジェットヘッド内部に引き込まれた場合でも、フラッシング動作において、被記録媒体への記録の際よりも高い圧力でインクが噴射されるので、気泡の圧力吸収に妨げられることなくインクを噴射することができ、インクジェットヘッド内部からその気泡を含むインクを排出することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明のインクジェット記録装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記制御手段は、前記フラッシング動作時に前記インクジェットヘッドに印加する駆動電圧が、前記被記録媒体への記録時に前記インクジェットヘッドに印加する駆動電圧よりも高い駆動電圧となるように、前記駆動電圧の印加を行うことを特徴とする。
【００１１】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１に係る発明の作用に加え、パージ動作によってインクジェットヘッドから排出されたインクに気泡が混入され、パージ動作後にインク供給源側からの背圧によってその気泡を含むインクがインクジェットヘッド内部に引き込まれた場合でも、被記録媒体への記録時よりも電圧より、例えば１０〜１５％高い電圧、あるいは２〜３Ｖ高い電圧をフラッシング動作時にインクジェットヘッドに印加することで、そのフラッシング動作において、被記録媒体への記録の際よりも高い圧力でインクが噴射されるので、気泡の圧力吸収に妨げられることなくインクを噴射することができ、インクジェットヘッド内部からその気泡を含むインクを排出することができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明のインクジェット記録装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記制御手段は、前記フラッシング動作時に前記インクジェットヘッドから噴射される１噴射分のインクの量が、前記被記録媒体への記録時に前記インクジェットヘッドから噴射される１噴射分のインクの量よりも多くなるように、前記インクジェットヘッドに印加する駆動信号の印加を行うことを特徴とする。
【００１３】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１に係る発明の作用に加え、パージ動作によってインクジェットヘッドから排出されたインクに気泡が混入され、パージ動作後にインク供給源側からの背圧によってその気泡を含むインクがインクジェットヘッド内部に引き込まれた場合でも、被記録媒体への記録時より量の多い１噴射分のインクをフラッシング動作時にインクジェットヘッドから噴射させることで、そのフラッシング動作において、被記録媒体への記録の際よりも高い圧力でインクが噴射されるので、気泡の圧力吸収に妨げられることなくインクを噴射することができ、インクジェットヘッド内部からその気泡を含むインクを排出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したインクジェット記録装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１，図２を参照して、本実施の形態のインクジェット記録装置の一例であるインクジェットプリンタ１００の全体の構成について説明する。図１は、インクジェットプリンタ１００の斜視図である。図２は、メンテナンス装置６７の拡大図である。
【００１５】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填されるインクカートリッジ６１と、図中矢印Ａ方向に搬送される用紙６２に印刷するための圧電式のインクジェットヘッド６を備えたヘッドユニット６３と、インクカートリッジ６１およびヘッドユニット６３が搭載されるキャリッジ６４と、このキャリッジ６４を用紙６２の搬送方向と直交する方向に往復移動させる駆動ユニット６５と、キャリッジ６４の往復移動方向に延び、インクジェットヘッド６と対向配置されるプラテンローラ６６と、メンテナンス装置６７とを備えている。
【００１６】
駆動ユニット６５は、キャリッジ６４の下端部に配置されたプラテンローラ６６と平行に延びるキャリッジ軸７１と、キャリッジ６４の上端部に配置されキャリッジ軸７１と平行に延びるガイド板７２と、そのキャリッジ軸７１とガイド板７２との間であって、キャリッジ軸７１の両端部に配置される２つのプーリ７３，７４と、これらプーリ７３，７４の間に掛け渡されるエンドレスベルト７５とを備えている。一方のプーリ７３が、キャリッジモータ７６の駆動により正逆回転されると、そのプーリ７３の正逆回転に伴って、エンドレスベルト７５に接合されているキャリッジ６４が、キャリッジ軸７１およびガイド板７２に沿って、直線方向に往復移動されるようになっている。
【００１７】
インクジェットヘッド６は、４色のインクそれぞれに対応して４つ設けられており、印刷の際には、インクジェットプリンタ１００の側方に設けられた給紙カセット（図示外）から給紙された用紙６２が、そのインクジェットヘッド６と、プラテンローラ６６との間に導入されて、インクジェットヘッド６からそれぞれ噴射されるインクにより所定の印刷が行われた後、排紙される。尚、図１において、用紙６２の給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００１８】
また、図１，図２に示すように、インクジェットプリンタ１００内の左下部（図１における）には、インクジェットヘッド６のメンテナンス処理を行うメンテナンス装置６７が設けられている。このメンテナンス装置６７は、インクジェットヘッド６の使用中に、インクが乾燥したり、その内部に気泡が発生したり、噴射ノズル１５（図４参照）のノズル面１１ｃにインクが付着したりする等の原因で発生する噴射不良を解消するための吸引手段５１と、インクジェットプリンタ１００の不使用時にインクの乾燥を防止する保護キャップ５８と、ノズル面１１ｃを払拭するワイパ部材５３とを備える。
【００１９】
また、吸引手段５１には、ノズル面１１ｃに対して密着・離脱可能な吸引キャップ５２が設けられている。さらに、吸引手段５１は、その吸引キャップ５２がインクジェットヘッド６に密着しているときに、吸引キャップ５２を介してインクを吸引する吸引ポンプ５４を有し、カム部材５５およびカム駆動モータ５７により、吸引キャップ５２およびワイパ部材５３をインクジェットヘッド６に向けて進退駆動（図中矢印方向）するとともに、吸引ポンプ５４を駆動し吸引キャップ５２を介して吸引動作（パージ動作）を行う。尚、パージ動作によって回収された排インクは、例えばフェルト等のインクの吸湿性の高い材質から構成されたインク貯留部５６に溜められる。
【００２０】
さらに、図１に示すように、筐体２内の右端部（図１における）には、インクジェットヘッド６から噴射されるインクを受けるフラッシング受部材７が設けられている。フラッシング受部材７も同様に、インクの吸湿性の高い材質から構成されている。
【００２１】
次に、図３〜図７参照して、インクジェットヘッド６の構造について説明する。図３は、インクジェットヘッド６の分解斜視図である。図４は、図３に示す１点鎖線Ｂ−Ｂ’における矢視方向から見たインクジェットヘッド６の側方断面図である。図５は、図３に示す圧電アクチュエータ２０のＣ部近傍を拡大した分解斜視図である。図６は、キャビティプレート１０の分解斜視図である。図７は、図３に示す１点鎖線Ｂ−Ｂ’におけるキャビティプレート１０の要部を拡大した分解斜視図である。尚、４つのインクジェットヘッド６は、それぞれほぼ同一の構造であるので、ここでは、そのうちの１つのインクジェットヘッド６の構造について説明する。
【００２２】
図３，図４に示すように、インクジェットヘッド６は、複数枚の積層型のキャビティプレート１０と、キャビティプレート１０に対して接着剤または接着シートを介して接着・積層されるプレート型の圧電アクチュエータ２０と、その上面に、制御部９９（図８参照）とインクジェットヘッド６との電気的接続を行うためのフレキシブル配線基板４０とが接着剤にて重ね接合されて構成されており、最下層のキャビティプレート１０の下面側に開口された噴射ノズル１５から下向きにインクが噴射されるようになっている。
【００２３】
図５に示すように、圧電アクチュエータ２０は、二枚の圧電シート２１，２２と、一枚の絶縁シート２３とを積層した構造である。最下段の圧電シート２１の上面には、キャビティプレート１０における各圧力室１６（図３参照）毎に対応した細幅の複数の駆動電極２４が、千鳥状配列で設けられている。また、各駆動電極２４の一端部２４ａは、圧電アクチュエータ２０の表裏面２０ａ，２０ｂと直交する左右側面２０ｃに露出するように形成されている。
【００２４】
次段の圧電シート２２の上面には、複数の圧力室１６に対して共通のコモン電極２５が設けられている。コモン電極２５の一端部２５ａも、各駆動電極２４の一端部２４ａと同様、左右側面２０ｃに露出するように形成されている。各駆動電極２４とコモン電極２５とに挟まれる圧電シート２２におけるそれぞれの領域は、各圧力室１６毎に対応した圧力発生部となる。最上段の絶縁シート２３の上面には、各駆動電極２４の各々に対する表面電極２６と、コモン電極２５に対する表面電極２７とが、左右側面２０ｃに沿って並ぶように設けられている。
【００２５】
また、左右側面２０ｃには、各駆動電極２４の一端部２４ａに第１の凹み溝３０が、コモン電極２５の一端部２５ａに第２の凹み溝３１が、それぞれ積層方向に延びるように設けられている。各第１の凹み溝３０内には、図４に示すように、各駆動電極２４と各表面電極２６とを電気的に接続する側面電極３２が、また、第２の凹み溝３１内には、コモン電極２５と表面電極２７とを電気的に接続する側面電極３３が、それぞれ形成されている。尚、電極２８，２９は、捨てパターンの電極である。
【００２６】
次に、図６に示すように、キャビティプレート１０は、ノズルプレート１１と、二枚のマニホールドプレート１２と、スペーサプレート１３と、ベースプレート１４との五枚の薄い金属板をそれぞれ接着剤にて重ね積層した構造となっている。本実施の形態では、これらの各プレート１１〜１４は、４２％ニッケル合金鋼板（４２合金）製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有している。
【００２７】
図７に示すように、ベースプレート１４には、長手方向の中心線１４ａ，１４ｂに対して直交する方向に延びる細幅の複数の圧力室１６が２列の千鳥状配列で穿設されている。また、各圧力室１６に対応して、それぞれの圧力室１６よりもベースプレート１４の短手方向の両端側の位置にインク供給孔１６ｂがそれぞれ穿設されており、その間に凹設された絞り部１６ｄによって、各圧力室１６と各インク供給孔１６ｂとがそれぞれ接続されている。各インク供給孔１６ｂは、スペーサプレート１３の短手方向における左右両側部位に穿設された各インク供給孔１８を介して、マニホールドプレート１２の共通インク室１２ａ，１２ｂに連通している。ここで、各絞り部１６ｄにおけるインクが流れる方向と直交する方向の断面積は、各圧力室１６における同方向の断面積より小さい構造となっている。これは、絞り部１６ｄの断面積を小さくすることにより、流路抵抗を増すためである。また、各圧力室１６の一端部１６ａは、ノズルプレート１１における千鳥状配列の噴射ノズル１５に、スペーサプレート１３および二枚のマニホールドプレート１２に、同じく千鳥状配列で穿設されている微小径の貫通孔１７を介して連通している。
【００２８】
図６に示すように、ノズルプレート１１には、微小径（本実施例では、２５μｍ程度）の複数のインク噴射用の噴射ノズル１５が、ノズルプレート１１における長手方向の中心線１１ａ，１１ｂに沿って、微小ピッチＰの間隔で千鳥状配列で穿設されている。
【００２９】
そして、ベースプレート１４およびスペーサプレート１３には、インクカートリッジ６１からインクをマニホールドプレート１２における共通インク室１２ａ，１２ｂに供給するためのインク供給口１９ａ，１９ｂが、それぞれ穿設されている。
【００３０】
また、２枚のマニホールドプレート１２には、ノズルプレート１１における複数の噴射ノズル１５に連通する貫通孔１７のなす列を挟んでその列とほぼ平行に、共通インク室１２ａ，１２ｂが２つ設けられている。共通インク室１２ａ，１２ｂは各マニホールドプレート１２をそれぞれ貫通して形成されており、一方の共通インク室１２ａは、２列の圧力室１６のうち１列の圧力室１６にスペーサプレート１３のインク供給孔１８を介して連通し、他方の共通インク室１２ｂは、同様に、他方の列の圧力室１６にインク供給孔１８を介して連通している。この共通インク室１２ａ，１２ｂは、ベースプレート１４における複数の圧力室１６がなす面と平行な面内に位置し、かつ、この複数の圧力室１６よりも、ノズルプレート１１側に位置している。この共通インク室１２ａ，１２ｂは、２枚のマニホールドプレート１２に対するノズルプレート１１およびスペーサプレート１３の積層により密閉される構造になっている。
【００３１】
次に、図８を参照して、本実施の形態のインクジェットプリンタ１００の電気的構成について説明する。図８は、インクジェットプリンタ１００の電気的構成を示すブロック図である。尚、駆動ＩＣ９１は４つのインクジェットヘッド６のそれぞれに１つずつ設けられ、それぞれが制御部９９の制御回路８７に接続されているが、それらはほぼ同一の構造であるため、ここでは制御部９９に接続された１つのインクジェットヘッド６および１つの駆動ＩＣ９１について説明する。
【００３２】
図８に示すように、インクジェットプリンタ１００の制御部９９には、インクジェットプリンタ１００全体の制御を司る１チップ構成のＣＰＵ８０が設けられ、ＣＰＵ８０には、バス９２を介して、データを一時的に記憶するＲＡＭ８１と、各種の制御プログラムを記憶したＲＯＭ８２とが接続されている。また、ＣＰＵ８０には、各種の指令を入力する操作パネル８３が接続されている。さらに、ＣＰＵ８０には、駆動回路８４を介し、キャリッジ６４を往復駆動するキャリッジモータ７６と、駆動回路８５を介し、メンテナンス装置６７のカム部材５５を駆動するカム駆動モータ５７とが接続されている。さらに、ＣＰＵ８０には駆動回路８６が接続され、その他の駆動装置、例えばプラテンローラ６６等を回動させる搬送モータ（図示外）等が接続されている。また、ＣＰＵ８０は、電源手段９８に接続され、電源手段９８が駆動ＩＣ９１に供給する電圧を制御している。
【００３３】
また、ＣＰＵ８０には、バス９２を介し、ゲートアレイから構成された制御回路８７が接続されており、この制御回路８７には、印刷データを展開するイメージメモリ８８と、パーソナルコンピュータ９０を接続するインタフェース８９とが接続されている。さらに、制御回路８７は、フレキシブル配線基板４０上に配設された駆動ＩＣ９１に接続され、制御回路８７からの噴射制御信号が駆動ＩＣ９１に入力される。これら噴射制御信号は、略５Ｖの低電圧の信号である。
【００３４】
さらに、この駆動ＩＣ９１はインクジェットヘッド６に接続されている。駆動ＩＣ９１は、電源手段９８から供給される略２０Ｖの電圧を利用して、インクジェットヘッド６を駆動するための駆動電圧を生成して前記各駆動電極２４に印加する。
【００３５】
上記構成のインクジェットプリンタ１００における印刷の際には、図８に示すように、パーソナルコンピュータ９０等の外部機器から印刷データが伝達されると、制御回路８７は、イメージメモリ８８の所定の記憶エリアに記憶させる。ＣＰＵ８０は、ＲＯＭ８２に記憶されたプログラムに従い印刷制御信号を生成して制御回路８７に伝達する。制御回路８７はこの印刷制御信号に従い、イメージメモリ８８に記憶されているデータに基づいて、インクジェットヘッド６を駆動する。
【００３６】
一方、図４に示すように、インクは、インクカートリッジ６１（図１参照）からインクジェットヘッド６のインク供給口１９ａ，１９ｂ（図３参照）を介し、共通インク室１２ａ，１２ｂ内に流入し、共通インク室１２ａから各インク供給孔１８、各インク供給孔１６ｂ、絞り部１６ｄを通って各圧力室１６に分配される。そして、圧電アクチュエータ２０の各駆動電極２４のうち任意の駆動電極２４と、グランドに接続されたコモン電極２５との間に駆動電圧が印加され、その駆動電極２４に対応した圧力発生部に、圧電による積層方向の歪が発生する。この歪による圧力によって、各駆動電極２４に対応する圧力室１６の内容積が縮小されることにより、この圧力室１６内のインクが噴射ノズル１５から液滴状に噴射され、用紙６２への所定の印刷が行われる。
【００３７】
次に、本実施の形態のインクジェットプリンタ１００のメンテナンス処理について、図１および図８〜図１２を参照して説明する。図９は、インクジェットプリンタ１００のメンテナンス処理を示すフローチャートである。図１０は、パージ動作時のインクジェットヘッド６の要部拡大断面図である。図１１は、パージ動作時のインクジェットヘッド６の要部拡大断面図である。図１２は、フラッシング動作時のインクジェットヘッド６の要部拡大断面図である。以下、フローチャート中の各ステップについては「Ｓ」と略記する。尚、図９に示すメンテナンス処理のプログラムは、図８に示すＲＯＭ８２に記憶されており、ＣＰＵ８０により実行される。
【００３８】
インクジェットプリンタ１００では、インクカートリッジ６１の交換後には、初期導入時のメンテナンス処理（イニシャルパージ）が行われる。また、使用者が、印刷結果に画素抜け等を発見した場合にも、操作パネル８３に設けられているパージボタン（図示外）やパーソナルコンピュータ９０上で実行されるドライバソフトを操作してメンテナンス処理が行われる。さらに、前回のメンテナンス処理から所定時間が経過したとき、あるいは所定回数の印刷が行われたときには、自動的にメンテナンス処理が行われる。後述するＳ１〜Ｓ６の各処理は、ヘッドユニット６３の有する４つのインクジェットヘッド６のうちの１つに対してのメンテナンス処理であるが、残りのインクジェットヘッド６に対するメンテナンス処理の際にも同様にＳ１〜Ｓ６の処理が行われるので、ここでは１つのインクジェットヘッド６に対するパージ動作の一例について説明する。
【００３９】
図９に示すように、メンテナンス処理が開始されると、まず、ＣＰＵ８０は、キャリッジモータ７６を駆動させて「インクジェットヘッド６をパージ位置に移動」させる（Ｓ１）。すなわち、ＣＰＵ８０は、４つのインクジェットヘッド６のうちのメンテナンス処理を行うインクジェットヘッド６が、吸引手段５１に対向する位置（図２中２点鎖線で示す）にキャリッジ６４を移動させる。
【００４０】
次いで、ＣＰＵ８０は、「メンテナンス装置６７のカム駆動モータ５７を始動」させ（Ｓ２）、以下に説明するように吸引キャップ５２の上昇からワイパ部材５３の下降までの動作をカム部材５５の１回転で行う。その動作においてまず、吸引キャップ５２をインクジェットヘッド６に向かって上昇させ、その「ノズル面１１ｃを吸引キャップ５２で覆う」（図１０参照）。
【００４１】
そして、ＣＰＵ８０はさらにカム部材５５を所定量回転させて、「吸引ポンプ５４を作動」させ、噴射ノズル１５からインクの吸引を行う。このパージ動作において、図１０に示すように、インクは、吸引ポンプ５４の吸引力によって圧力室１６から図中矢印方向に高速に吸引され、ノズル面１１ｃと吸引キャップ５２とから構成される吸引室５２ａ内を満たす。しかし吸引されたインクが噴射ノズル１５からこの吸引室５２ａ内に吹き出す際に、インクは、吸引室５２ａ内で空気と混合され泡立ってしまう。この気泡を含むインクは、吸引ポンプ５４によって吸引室５２ａから排出される。
【００４２】
ＣＰＵ８０は、さらにカム部材５５を所定量回転させ「ノズル面１１ｃから吸引キャップ５２を離脱」させるとともに吸引ポンプ５４による吸引を停止する。すると、図１１に示すように、吸引室５２内のインクが、圧力室１６の方向（図中矢印方向）に引き込まれる。これは、インクカートリッジ６１からの背圧が共通インク室１２ｂ、圧力室１６を介して吸引室５２ａにかかるためである。前記背圧は、公知のようにインクカートリッジ６１内でインクを含浸した多孔質材の毛細管力に起因して発生される。
【００４３】
上記のように引き込まれるインクとともに、気泡も噴射ノズル１５から引き込まれ、また、ノズル面１１ｃに付着した気泡も引き込まれる。その結果、吸引直後の噴射ノズル１５付近、すなわち貫通孔１７内のインク中には多量の気泡が含まれることになる。
【００４４】
その後ＣＰＵ８０は、さらにカム部材５５を所定量回転させて、ノズル面１１ｃの移動軌跡に向けて「ワイパ部材５３を上昇」させる。一方、キャリッジモータ７６を駆動させ、「インクジェットヘッド６をワイプ位置に移動」させる（Ｓ３）。すなわち、ＣＰＵ８０は、インクジェットヘッド６をワイパ部材５３に向けて移動させることで、ノズル面１１ｃをワイパ部材５３で払拭する。そしてＣＰＵ８０は「ワイパ部材５３を下降」させ、カム部材５５が初期位置に戻ったときに「メンテナンス装置６７のカム駆動モータ５７を停止」する（Ｓ４）。
【００４５】
次いで、ＣＰＵ８０は、「インクジェットヘッド６をフラッシング位置に移動」させる（Ｓ５）。すなわちＣＰＵ８０は、キャリッジモータ７６を駆動させ、インクジェットヘッド６がフラッシング受部材７（図１参照）と対向する位置にヘッドユニット６３を移動させる。
【００４６】
そして、ＣＰＵ８０は、「フラッシング動作」を行う（Ｓ６）。図８に示すように、ＣＰＵ８０は、フラッシング動作を行うため、電源手段９８に制御信号を伝達し、電源手段９８が駆動ＩＣ９１に供給する電圧を、略２０Ｖより１０〜１５％高い電圧、すなわち２２〜２３Ｖに昇圧させる。一方、ＣＰＵ８０は、制御回路８７に、インクジェットヘッド６からインクを噴射させるためのフラッシング制御信号を伝達する。制御回路８７はこのフラッシング制御信号に従って、フラッシング動作を行うための噴射制御信号を生成して駆動ＩＣ９１に伝達する。駆動ＩＣ９１は、噴射制御信号に従って生成した略２２〜２３Ｖの駆動電圧をインクジェットヘッド６の各駆動電極２４に対して印加する。
【００４７】
図１２に示すように、圧電アクチュエータ２０の各駆動電極２４と、コモン電極２５との間に前記略２２〜２３Ｖの駆動電圧が印加されると、前述と同様に、圧力発生部に積層方向の歪が発生する。印刷時より大きな駆動電圧によって印刷時より大きな歪が発生されてインクに大きな圧力波が発生され、印刷時に圧力室１６から押し出される１噴射分のインク液量よりも多い量のインクが貫通孔１７に押し出され、噴射ノズル１５からフラッシング受部材７に対して噴射される。このとき、貫通孔１７内のインクが多量に含む気泡は、インクを噴射ノズル１５から噴射するための圧力波の一部を吸収してしまう。しかし、このフラッシング動作時に発生される圧力は印刷時よりも大きな圧力であり、この圧力が気泡の圧力吸収に妨げられることなくその気泡を含むインクを押圧するので、貫通孔１７内のインクは、その含む気泡ごと、噴射ノズル１５より噴射されるのである。
【００４８】
このフラッシング動作では複数回のインクの噴射が行われ、パージ動作によって多量に気泡を含んだインクは、このフラッシング動作によってインクジェットヘッド６内から排出される。また、前記払拭動作の際にワイパ部材５３によってノズル面１１ｃ上から噴射ノズル１５内に押し込められたインクも同時に排出される。そして、ＣＰＵ８０は、メンテナンス処理を終了する（図９参照）。
【００４９】
その後にインクジェットプリンタ１００で印刷が行われた場合、貫通孔１７内に充填されているインクには多量の気泡が含まれないので、メンテナンス処理後の初回のインクの噴射時にも、噴射されるインクの量が少なかったり、あるいは噴射されなかったりなどの噴射不良が発生しない。
【００５０】
以上説明したように、パージ動作によって、インクジェットヘッド６内のインクが高速に吸引されることで気泡が吸引キャップ５２内に発生し、インクの吸引が終了すると、その気泡を含むインクが、インクジェットヘッド６内に噴射ノズル１５より引き込まれる。しかし、フラッシング動作において、印刷時より高い駆動電圧が印加される駆動電極２４は大きな圧力波を発生することができ、その圧力波の一部を気泡が吸収しても、その気泡を含むインクを噴射ノズル１５から排出することができる。
【００５１】
尚、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、フラッシング動作時に駆動電極２４に印加する駆動電圧は、その一例として印刷時より１０〜１５％高い駆動電圧としたが、例えば５〜１０％高い駆動電圧でも、あるいは２０％以上の高い駆動電圧でも良く、パージ動作においてインクに混入された気泡の圧力吸収に妨げられることのない圧力を発生させられる駆動電圧であればよい。また、フラッシング動作時に駆動電極２４に印加する駆動電圧を印刷時の駆動電圧と同じとして、その印加電圧のパルス波の波形を調整して、フラッシング時に噴射される１噴射分のインクの容量および圧力が、印刷時の容量および圧力よりも大きくなるようにしてもよい。また、インクジェットプリンタ１００では、印刷中にもインクジェットヘッド６のインクの噴射品質維持のためフラッシング動作を行うが、前記メンテナンス処理中のフラッシング動作と同様に、この印刷中のフラッシング動作においても印刷時より高い駆動電圧を駆動電極２４に印加してもよい。また、前記実施の形態では、インクジェットプリンタについて説明したが、それ以外のファックス等の各種の記録装置に適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のインクジェット記録装置では、パージ動作によってインクジェットヘッドから排出されたインクに気泡が混入され、パージ動作後にインク供給源側からの背圧によってその気泡を含むインクがインクジェットヘッド内部に引き込まれた場合でも、フラッシング動作において、被記録媒体への記録の際よりも高い圧力でインクが噴射されるので、気泡の圧力吸収に妨げられることなくインクを噴射することができ、インクジェットヘッド内部からその気泡を含むインクを排出することができる。従って、パージ終了後のインクジェットヘッドからのインクの噴射不良を防ぐことができる。
【００５３】
また、請求項２に係る発明のインクジェット記録装置では、請求項１に係る発明の効果に加え、パージ動作によってインクジェットヘッドから排出されたインクに気泡が混入され、パージ動作後にインク供給源側からの背圧によってその気泡を含むインクがインクジェットヘッド内部に引き込まれた場合でも、被記録媒体への記録時よりも電圧より、例えば１０〜１５％高い電圧、あるいは２〜３Ｖ高い電圧をフラッシング動作時にインクジェットヘッドに印加することで、そのフラッシング動作において、被記録媒体への記録の際よりも高い圧力でインクが噴射されるので、気泡の圧力吸収に妨げられることなくインクを噴射することができ、インクジェットヘッド内部からその気泡を含むインクを排出することができる。従って、パージ終了後のインクジェットヘッドからのインクの噴射不良を防ぐことができる。
【００５４】
また、請求項３に係る発明のインクジェット記録装置では、請求項１に係る発明の効果に加え、パージ動作によってインクジェットヘッドから排出されたインクに気泡が混入され、パージ動作後にインク供給源側からの背圧によってその気泡を含むインクがインクジェットヘッド内部に引き込まれた場合でも、被記録媒体への記録時より量の多い１噴射分のインクをフラッシング動作時にインクジェットヘッドから噴射させることで、そのフラッシング動作において、被記録媒体への記録の際よりも高い圧力でインクが噴射されるので、気泡の圧力吸収に妨げられることなくインクを噴射することができ、インクジェットヘッド内部からその気泡を含むインクを排出することができる。従って、パージ終了後のインクジェットヘッドからのインクの噴射不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、インクジェットプリンタ１００の斜視図である。
【図２】図２は、メンテナンス装置６７の拡大図である。
【図３】図３は、インクジェットヘッド６の分解斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す１点鎖線Ｂ−Ｂ’における矢視方向から見たインクジェットヘッド６の側方断面図である。
【図５】図５は、図３に示す圧電アクチュエータ２０のＣ部近傍を拡大した分解斜視図である。
【図６】図６は、キャビティプレート１０の分解斜視図である。
【図７】図７は、図３に示す１点鎖線Ｂ−Ｂ’におけるキャビティプレート１０の要部を拡大した分解斜視図である。
【図８】図８は、インクジェットプリンタ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、インクジェットプリンタ１００のメンテナンス処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、パージ動作時のインクジェットヘッド６の要部拡大断面図である。
【図１１】図１１は、パージ動作時のインクジェットヘッド６の要部拡大断面図である。
【図１２】図１２は、フラッシング動作時のインクジェットヘッド６の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
６　　　インクジェットヘッド
６２　　　用紙
９９　　　制御部
１００　　　インクジェットプリンタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet recording apparatus, and more particularly, to a flushing operation performed after a purge operation of sucking ink from ejection nozzles to recover recording quality.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an ink jet printer is known as an ink jet recording apparatus that performs recording such as printing by ejecting ink onto a recording medium such as paper. In this ink jet printer, an ink cartridge containing ink is provided so as to be replaceable with respect to a head unit having an ink jet head, ink is supplied from the replaced ink cartridge to the ink jet head, and ink is jetted from each jet nozzle. We are recording.
[0003]
In addition, the ink jet printer has a problem in that if air bubbles, foreign matter, and the like remain in the ink flow path, the ink jetting is hindered at the time of ink jetting, and the recording quality deteriorates. For this reason, at the time of initial introduction, replacement of an ink cartridge, or during use, for example, by a user's switch operation or automatically when a predetermined condition is satisfied, the tip side of the ejection nozzle, A so-called purge operation is performed in which ink is sucked from the nozzle surface where the nozzle opens. This purging operation is to cover the nozzle surface with a suction cap and apply a negative pressure to the suction cap with a suction pump, thereby sucking ink from the ejection nozzle of the inkjet head through the suction cap and discharging the ink to the outside. Processing.
[0004]
Then, a flushing operation is inserted between the purge operations to make it easier to discharge air bubbles, foreign matter, and the like that could not be sucked in the first purge operation from the inside of the inkjet head. For example, as shown in Patent Literature 1, a flushing operation is performed using two types of pulse waveforms, a small ball waveform and a large ball waveform, to cause a rapidly changing ink flow in a channel (pressure chamber) or a manifold (common ink chamber). Is caused to facilitate the discharge of air bubbles, and the purge operation is performed again to discharge the air bubbles, thereby returning the ink ejection from the ejection nozzles to a normal state to recover the recording quality.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-36594
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ink is discharged from the small ejection nozzle into the suction cap by the purge operation, bubbles are generated, that is, a large amount of bubbles are included in the ink. On the other hand, a porous material is impregnated with ink in the ink cartridge connected to the ink jet head, and the back pressure generated by the capillary force acts to draw the ink from the ejection nozzle. Therefore, immediately after the purge operation, the ink containing a large amount of air bubbles in the suction cap is drawn into the inkjet head from the ejection nozzle. If the ink is about several days after opening the ink cartridge, since the degree of deaeration of the ink is high, the generated bubbles quickly dissolve into the ink and cause no problem, but for example, the ink is about one month old. In this case, since the degree of deaeration of the ink has decreased, the generated bubbles remain without dissolving in the ink, and during the flushing operation performed after the purge operation, these bubbles absorb the ejection pressure, which is different from that during printing. If the flushing operation is performed at the same ejection pressure, the ink will not be ejected or will not be ejected sufficiently, and as a result, sufficient air bubbles will not be discharged together with the ink, and a defective ejection will occur during the first printing after that There was a problem of doing.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and it is possible to prevent the pressure from being absorbed by bubbles by increasing the ejection pressure of ink during a flushing operation performed after a purge operation to be higher than the ejection pressure during printing. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus capable of discharging ink containing the bubbles without causing the jetting failure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an ink jet recording apparatus according to the invention according to claim 1, wherein an ink jet head for performing recording by jetting ink on a recording medium is provided in order to improve a jet state of the ink. An inkjet recording apparatus, comprising: a purge operation for sucking ink in the inkjet head from an ejection side of the inkjet head; and a flushing operation for ejecting ink in the inkjet head performed after the purge operation. Control means for applying a drive signal for driving the ink jet head to eject the ink to the ink jet head, wherein the control means controls a pressure at which the ink jet is ejected from the ink jet head when the flushing operation is performed. The ink jet for recording on a medium Ink to be higher than the pressure for injecting the Ttoheddo, and performs the application of the drive signal.
[0009]
In the ink jet recording apparatus having this configuration, when air bubbles are mixed into the ink discharged from the ink jet head by the purge operation, and the ink containing the air bubbles is drawn into the ink jet head by the back pressure from the ink supply source side after the purge operation However, in the flushing operation, the ink is ejected at a higher pressure than when recording on the recording medium, so that the ink can be ejected without being hindered by the pressure absorption of the bubbles, and the bubbles are ejected from the inside of the inkjet head. Containing ink can be discharged.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, the control unit controls the drive voltage applied to the inkjet head during the flushing operation to the recording medium. The driving voltage is applied such that the driving voltage is higher than the driving voltage applied to the ink jet head at the time of recording.
[0011]
In the ink jet recording apparatus having this configuration, in addition to the operation of the invention according to claim 1, air bubbles are mixed in the ink discharged from the ink jet head by the purge operation, and the air bubbles are removed by the back pressure from the ink supply source side after the purge operation. Even when the ink containing ink is drawn into the ink jet head, a voltage higher than the voltage at the time of recording on the recording medium, for example, 10 to 15% higher, or a voltage higher by 2 to 3 V, is applied to the ink jet head during the flushing operation. In the flushing operation, the ink is ejected at a higher pressure than when recording on the recording medium, so that the ink can be ejected without being hindered by the pressure absorption of the bubbles, and the bubbles are ejected from the inside of the inkjet head. Containing ink can be discharged.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, the control unit determines that an amount of ink for one ejection ejected from the inkjet head during the flushing operation. A drive signal applied to the inkjet head is applied so that the amount of ink for one ejection ejected from the inkjet head at the time of recording on the recording medium is increased.
[0013]
In the ink jet recording apparatus having this configuration, in addition to the operation of the invention according to claim 1, air bubbles are mixed in the ink discharged from the ink jet head by the purge operation, and the air bubbles are removed by the back pressure from the ink supply source side after the purge operation. Even when the ink containing ink is drawn into the inside of the ink jet head, the ink jet head ejects a larger amount of ink for one ejection than during recording on the recording medium at the time of the flushing operation. Since the ink is ejected at a higher pressure than during the recording, the ink can be ejected without being hindered by the pressure absorption of the bubbles, and the ink containing the bubbles can be discharged from the inside of the inkjet head.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an ink jet recording apparatus embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, an overall configuration of an inkjet printer 100, which is an example of an inkjet recording apparatus according to the present embodiment, will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of the inkjet printer 100. FIG. 2 is an enlarged view of the maintenance device 67.
[0015]
As shown in FIG. 1, the inkjet printer 100 prints on an ink cartridge 61 filled with, for example, four color inks of cyan, magenta, yellow, and black, and a sheet 62 conveyed in the direction of arrow A in the figure. Unit provided with a piezoelectric ink jet head 6 for carrying out the operation, a carriage 64 on which the ink cartridge 61 and the head unit 63 are mounted, and a drive for reciprocating the carriage 64 in a direction perpendicular to the direction in which the paper 62 is transported. A unit 65, a platen roller 66 extending in the reciprocating movement direction of the carriage 64 and arranged to face the inkjet head 6, and a maintenance device 67 are provided.
[0016]
The drive unit 65 includes a carriage shaft 71 extending parallel to a platen roller 66 disposed at a lower end of the carriage 64, a guide plate 72 disposed at an upper end of the carriage 64 and extending parallel to the carriage shaft 71, and a carriage shaft 71. The pulley 73 includes two pulleys 73 and 74 disposed between the guide shaft 72 and the guide shaft 72 at both ends of the carriage shaft 71, and an endless belt 75 stretched between the pulleys 73 and 74. When one of the pulleys 73 is rotated forward and reverse by the drive of the carriage motor 76, the carriage 64 joined to the endless belt 75 is moved to the carriage shaft 71 and the guide plate 72 by the forward and reverse rotation of the pulley 73. , And reciprocate in a linear direction.
[0017]
Four ink jet heads 6 are provided corresponding to the four color inks, respectively. When printing, a sheet fed from a sheet cassette (not shown) provided on the side of the ink jet printer 100 is used. 62 is introduced between the inkjet head 6 and the platen roller 66, and after a predetermined printing is performed by the ink ejected from the inkjet head 6, the paper is discharged. In FIG. 1, illustration of a paper feed mechanism and a paper discharge mechanism for the paper 62 is omitted.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, a maintenance device 67 for performing a maintenance process of the inkjet head 6 is provided at a lower left portion (in FIG. 1) of the inkjet printer 100. The maintenance device 67 prevents the ink from drying during use of the ink-jet head 6, generating air bubbles inside the ink-jet head 6, and causing ink to adhere to the nozzle surface 11c of the ejection nozzle 15 (see FIG. 4). The ink jet printer includes a suction unit 51 for eliminating jetting failure caused by the cause, a protective cap 58 for preventing ink from drying when the ink jet printer 100 is not used, and a wiper member 53 for wiping the nozzle surface 11c.
[0019]
Further, the suction means 51 is provided with a suction cap 52 which can be brought into close contact with and detached from the nozzle surface 11c. Further, the suction means 51 has a suction pump 54 for sucking ink through the suction cap 52 when the suction cap 52 is in close contact with the ink jet head 6. The suction cap 52 and the wiper member 53 are driven to move forward and backward (in the direction of the arrow in the drawing) toward the inkjet head 6, and the suction pump 54 is driven to perform a suction operation (purge operation) via the suction cap 52. The discharged ink collected by the purging operation is stored in an ink storage section 56 made of a material having a high hygroscopicity such as felt, for example.
[0020]
Further, as shown in FIG. 1, a flushing receiving member 7 that receives ink ejected from the inkjet head 6 is provided at a right end (in FIG. 1) inside the housing 2. Similarly, the flushing receiving member 7 is made of a material having a high hygroscopicity of the ink.
[0021]
Next, the structure of the inkjet head 6 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an exploded perspective view of the inkjet head 6. FIG. 4 is a side cross-sectional view of the inkjet head 6 as viewed from the direction of the dashed line BB ′ shown in FIG. FIG. 5 is an exploded perspective view in which the vicinity of the portion C of the piezoelectric actuator 20 shown in FIG. 3 is enlarged. FIG. 6 is an exploded perspective view of the cavity plate 10. FIG. 7 is an enlarged exploded perspective view of a main part of the cavity plate 10 taken along a one-dot chain line BB ′ shown in FIG. Since the four ink jet heads 6 have substantially the same structure, the structure of one of them will be described here.
[0022]
As shown in FIGS. 3 and 4, the inkjet head 6 includes a plurality of stacked cavity plates 10, and a plate-type piezoelectric actuator adhered and laminated to the cavity plates 10 via an adhesive or an adhesive sheet. 20 and a flexible wiring board 40 for making electrical connection between the control unit 99 (see FIG. 8) and the ink jet head 6 on the upper surface thereof by an adhesive, and are formed by joining. Ink is ejected downward from ejection nozzles 15 opened on the lower surface side of the cavity plate 10.
[0023]
As shown in FIG. 5, the piezoelectric actuator 20 has a structure in which two piezoelectric sheets 21 and 22 and one insulating sheet 23 are stacked. On the upper surface of the lowermost piezoelectric sheet 21, a plurality of narrow drive electrodes 24 corresponding to each pressure chamber 16 (see FIG. 3) in the cavity plate 10 are provided in a staggered arrangement. One end 24a of each drive electrode 24 is formed so as to be exposed on left and right side surfaces 20c orthogonal to the front and back surfaces 20a and 20b of the piezoelectric actuator 20.
[0024]
A common electrode 25 common to the plurality of pressure chambers 16 is provided on the upper surface of the next piezoelectric sheet 22. Like the one end 24a of each drive electrode 24, one end 25a of the common electrode 25 is also formed to be exposed on the left and right side surfaces 20c. Each area of the piezoelectric sheet 22 sandwiched between each drive electrode 24 and the common electrode 25 becomes a pressure generating unit corresponding to each pressure chamber 16. On the upper surface of the uppermost insulating sheet 23, a surface electrode 26 for each of the drive electrodes 24 and a surface electrode 27 for the common electrode 25 are provided so as to be arranged along the left and right side surfaces 20c.
[0025]
In the left and right side surfaces 20c, a first concave groove 30 is provided at one end 24a of each drive electrode 24, and a second concave groove 31 is provided at one end 25a of the common electrode 25 so as to extend in the laminating direction. ing. As shown in FIG. 4, side electrodes 32 for electrically connecting each drive electrode 24 and each surface electrode 26 are provided in each first recessed groove 30, and each side electrode 32 is provided in each second recessed groove 31. A side electrode 33 for electrically connecting the common electrode 25 and the surface electrode 27 is formed. The electrodes 28 and 29 are discarded pattern electrodes.
[0026]
Next, as shown in FIG. 6, the cavity plate 10 is formed by laminating five thin metal plates of a nozzle plate 11, two manifold plates 12, a spacer plate 13, and a base plate 14 with an adhesive. It has a laminated structure. In the present embodiment, each of these plates 11 to 14 is made of a 42% nickel alloy steel plate (42 alloy) and has a thickness of about 50 μm to 150 μm.
[0027]
As shown in FIG. 7, the base plate 14 is provided with a plurality of narrow pressure chambers 16 extending in a direction perpendicular to the longitudinal center lines 14a and 14b in a two-row staggered arrangement. Further, corresponding to each pressure chamber 16, ink supply holes 16b are respectively formed at positions on both ends in the short direction of the base plate 14 with respect to the respective pressure chambers 16, and a throttle portion recessed therebetween is provided. Each pressure chamber 16 and each ink supply hole 16b are connected by 16d. Each of the ink supply holes 16b communicates with the common ink chambers 12a and 12b of the manifold plate 12 through each of the ink supply holes 18 formed on both right and left sides of the spacer plate 13 in the lateral direction. Here, the cross-sectional area in the direction orthogonal to the direction in which the ink flows in each of the constricted portions 16d has a structure smaller than the cross-sectional area in the same direction in each of the pressure chambers 16. This is because the flow path resistance is increased by reducing the cross-sectional area of the throttle portion 16d. One end portion 16a of each pressure chamber 16 has a small diameter formed in the staggered arrangement of the injection nozzles 15 in the nozzle plate 11, the spacer plate 13 and the two manifold plates 12 in the staggered arrangement. It communicates through the through hole 17.
[0028]
As shown in FIG. 6, the nozzle plate 11 has a plurality of ejection nozzles 15 for ejecting ink having a small diameter (about 25 μm in this embodiment) along the longitudinal center lines 11a and 11b of the nozzle plate 11. The holes are formed in a staggered arrangement at intervals of a minute pitch P.
[0029]
The base plate 14 and the spacer plate 13 are provided with ink supply ports 19a and 19b for supplying ink from the ink cartridge 61 to the common ink chambers 12a and 12b in the manifold plate 12, respectively.
[0030]
The two manifold plates 12 are provided with two common ink chambers 12a and 12b substantially in parallel with the rows formed by the through holes 17 communicating with the plurality of ejection nozzles 15 in the nozzle plate 11. ing. The common ink chambers 12a and 12b are formed through the respective manifold plates 12, and one of the common ink chambers 12a supplies the ink of the spacer plate 13 to one of the two rows of pressure chambers 16. The other common ink chamber 12b communicates with the other row of pressure chambers 16 via the ink supply hole 18 in the same manner. The common ink chambers 12a and 12b are located in a plane parallel to a plane formed by the plurality of pressure chambers 16 of the base plate 14, and are located closer to the nozzle plate 11 than the plurality of pressure chambers 16 are. The common ink chambers 12a and 12b are configured to be sealed by laminating the nozzle plate 11 and the spacer plate 13 on the two manifold plates 12.
[0031]
Next, an electrical configuration of the inkjet printer 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the inkjet printer 100. Note that one drive IC 91 is provided for each of the four inkjet heads 6 and is connected to the control circuit 87 of the control unit 99. However, since they have almost the same structure, the control unit 99 is used here. One ink jet head 6 and one drive IC 91 connected to are described.
[0032]
As shown in FIG. 8, the control unit 99 of the inkjet printer 100 is provided with a one-chip CPU 80 that controls the entire inkjet printer 100, and the CPU 80 temporarily stores data via a bus 92. And a ROM 82 storing various control programs. An operation panel 83 for inputting various commands is connected to the CPU 80. Further, the CPU 80 is connected with a carriage motor 76 for driving the carriage 64 back and forth via a drive circuit 84 and a cam drive motor 57 for driving the cam member 55 of the maintenance device 67 via a drive circuit 85. Further, a drive circuit 86 is connected to the CPU 80, and other drive devices such as a transport motor (not shown) for rotating the platen roller 66 and the like are connected thereto. Further, the CPU 80 is connected to the power supply unit 98, and controls the voltage supplied from the power supply unit 98 to the drive IC 91.
[0033]
Also, a control circuit 87 composed of a gate array is connected to the CPU 80 via a bus 92. The control circuit 87 has an image memory 88 for developing print data and an interface for connecting a personal computer 90. 89 is connected. Further, the control circuit 87 is connected to a drive IC 91 provided on the flexible wiring board 40, and an ejection control signal from the control circuit 87 is input to the drive IC 91. These injection control signals are low voltage signals of approximately 5V.
[0034]
Further, the driving IC 91 is connected to the ink jet head 6. The drive IC 91 generates a drive voltage for driving the inkjet head 6 using a voltage of about 20 V supplied from the power supply means 98 and applies the drive voltage to each of the drive electrodes 24.
[0035]
At the time of printing in the inkjet printer 100 having the above configuration, as shown in FIG. 8, when print data is transmitted from an external device such as a personal computer 90, the control circuit 87 stores the print data in a predetermined storage area of the image memory 88. Remember. The CPU 80 generates a print control signal according to the program stored in the ROM 82 and transmits the print control signal to the control circuit 87. The control circuit 87 drives the ink jet head 6 based on the data stored in the image memory 88 in accordance with the print control signal.
[0036]
On the other hand, as shown in FIG. 4, the ink flows from the ink cartridge 61 (see FIG. 1) into the common ink chambers 12a and 12b via the ink supply ports 19a and 19b (see FIG. 3) of the inkjet head 6, and The ink is distributed from the common ink chamber 12a to the pressure chambers 16 through the respective ink supply holes 18, the respective ink supply holes 16b, and the throttles 16d. Then, a driving voltage is applied between any one of the driving electrodes 24 of the piezoelectric actuator 20 and a common electrode 25 connected to the ground, and a piezoelectric element is applied to a pressure generating portion corresponding to the driving electrode 24. Causes strain in the stacking direction. Due to the pressure due to the distortion, the internal volume of the pressure chamber 16 corresponding to each drive electrode 24 is reduced, so that the ink in the pressure chamber 16 is ejected from the ejection nozzle 15 in the form of droplets, and Is printed.
[0037]
Next, a maintenance process of the inkjet printer 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 and FIGS. FIG. 9 is a flowchart illustrating a maintenance process of the inkjet printer 100. FIG. 10 is an enlarged sectional view of a main part of the inkjet head 6 during a purge operation. FIG. 11 is an enlarged sectional view of a main part of the inkjet head 6 during a purge operation. FIG. 12 is an enlarged sectional view of a main part of the inkjet head 6 during a flushing operation. Hereinafter, each step in the flowchart is abbreviated as “S”. The maintenance processing program shown in FIG. 9 is stored in the ROM 82 shown in FIG.
[0038]
In the inkjet printer 100, after replacing the ink cartridge 61, a maintenance process (initial purge) at the time of initial introduction is performed. Also, when the user finds a missing pixel or the like in the print result, the maintenance process is performed by operating the purge button (not shown) provided on the operation panel 83 or the driver software executed on the personal computer 90. Is performed. Further, when a predetermined time has elapsed from the previous maintenance processing, or when printing has been performed a predetermined number of times, the maintenance processing is automatically performed. Each of the processes S1 to S6 described below is a maintenance process for one of the four inkjet heads 6 included in the head unit 63, but the same applies to the maintenance process for the remaining inkjet heads 6. Since steps S6 to S6 are performed, an example of a purge operation for one inkjet head 6 will be described here.
[0039]
As shown in FIG. 9, when the maintenance process is started, first, the CPU 80 drives the carriage motor 76 to “move the inkjet head 6 to the purge position” (S1). That is, the CPU 80 moves the carriage 64 to a position (indicated by a two-dot chain line in FIG. 2) of the four inkjet heads 6 where the inkjet head 6 performing the maintenance process faces the suction unit 51.
[0040]
Next, the CPU 80 “starts the cam drive motor 57 of the maintenance device 67” (S2), and performs the operation from the raising of the suction cap 52 to the lowering of the wiper member 53 by one rotation of the cam member 55 as described below. Do. In the operation, first, the suction cap 52 is raised toward the ink jet head 6, and "the nozzle face 11c is covered with the suction cap 52" (see FIG. 10).
[0041]
Then, the CPU 80 further rotates the cam member 55 by a predetermined amount to “actuate the suction pump 54” to suck ink from the ejection nozzle 15. In this purging operation, as shown in FIG. 10, the ink is sucked from the pressure chamber 16 at high speed by the suction force of the suction pump 54 in the direction of the arrow in the drawing, and the suction chamber constituted by the nozzle surface 11c and the suction cap 52 is provided. 52a is satisfied. However, when the sucked ink blows out from the ejection nozzle 15 into the suction chamber 52a, the ink is mixed with air in the suction chamber 52a and foams. The ink containing the bubbles is discharged from the suction chamber 52a by the suction pump 54.
[0042]
The CPU 80 further rotates the cam member 55 by a predetermined amount to “remove the suction cap 52 from the nozzle surface 11c” and stops the suction by the suction pump 54. Then, as shown in FIG. 11, the ink in the suction chamber 52 is drawn in the direction of the pressure chamber 16 (the direction of the arrow in the figure). This is because the back pressure from the ink cartridge 61 is applied to the suction chamber 52a via the common ink chamber 12b and the pressure chamber 16. The back pressure is generated due to the capillary force of a porous material impregnated with ink in the ink cartridge 61 as is known.
[0043]
Along with the ink drawn in as described above, bubbles are also drawn in from the ejection nozzle 15, and bubbles attached to the nozzle surface 11c are also drawn in. As a result, a large amount of bubbles are included in the ink near the ejection nozzle 15 immediately after the suction, that is, in the ink in the through hole 17.
[0044]
After that, the CPU 80 further rotates the cam member 55 by a predetermined amount to “lift the wiper member 53” toward the movement trajectory of the nozzle surface 11c. On the other hand, the carriage motor 76 is driven to "move the inkjet head 6 to the wipe position" (S3). That is, the CPU 80 wipes the nozzle surface 11 c with the wiper member 53 by moving the inkjet head 6 toward the wiper member 53. Then, the CPU 80 "downs the wiper member 53" and "stops the cam drive motor 57 of the maintenance device 67" when the cam member 55 returns to the initial position (S4).
[0045]
Next, the CPU 80 “moves the inkjet head 6 to the flushing position” (S5). That is, the CPU 80 drives the carriage motor 76 to move the head unit 63 to a position where the inkjet head 6 faces the flushing receiving member 7 (see FIG. 1).
[0046]
Then, the CPU 80 performs a “flushing operation” (S6). As shown in FIG. 8, in order to perform the flushing operation, the CPU 80 transmits a control signal to the power supply means 98, and raises the voltage supplied from the power supply means 98 to the drive IC 91 by a voltage 10 to 15% higher than approximately 20 V, that is, 22 Increase the voltage to ２３23V. On the other hand, the CPU 80 transmits a flushing control signal for ejecting ink from the ink jet head 6 to the control circuit 87. The control circuit 87 generates an injection control signal for performing a flushing operation in accordance with the flushing control signal, and transmits it to the drive IC 91. The drive IC 91 applies a drive voltage of approximately 22 to 23 V generated according to the ejection control signal to each drive electrode 24 of the inkjet head 6.
[0047]
As shown in FIG. 12, when the drive voltage of about 22 to 23 V is applied between each drive electrode 24 of the piezoelectric actuator 20 and the common electrode 25, as described above, the pressure generating unit Distortion occurs. A larger drive voltage than during printing causes a larger distortion than during printing, and a large pressure wave is generated in the ink. At the time of printing, a larger amount of ink than the amount of ink liquid for one jet pushed out from the pressure chamber 16 is supplied to the through hole 17. And is ejected from the ejection nozzle 15 to the flushing receiving member 7. At this time, the bubbles containing a large amount of ink in the through holes 17 absorb a part of the pressure wave for ejecting the ink from the ejection nozzle 15. However, the pressure generated at the time of the flushing operation is larger than that at the time of printing, and this pressure presses the ink containing the air bubbles without being hindered by the pressure absorption of the air bubbles. The air bubbles are injected from the injection nozzle 15 together with the air bubbles.
[0048]
In this flushing operation, ink is ejected a plurality of times, and the ink containing a large amount of air bubbles is discharged from the ink jet head 6 by the flushing operation. In addition, the ink pushed into the ejection nozzle 15 from the nozzle surface 11c by the wiper member 53 at the time of the wiping operation is simultaneously discharged. Then, the CPU 80 ends the maintenance process (see FIG. 9).
[0049]
Thereafter, when printing is performed by the inkjet printer 100, the ink filled in the through holes 17 does not contain a large amount of air bubbles. Insufficient injection such as a small amount or no injection occurs.
[0050]
As described above, by the purge operation, the ink in the inkjet head 6 is sucked at a high speed to generate bubbles in the suction cap 52. When the suction of the ink is completed, the ink containing the bubbles is removed from the inkjet head 6. 6 is drawn from the injection nozzle 15. However, in the flushing operation, the drive electrode 24 to which a drive voltage higher than that at the time of printing is applied can generate a large pressure wave, and even if a part of the pressure wave is absorbed by the bubbles, the ink containing the bubbles is discharged. It can be discharged from the injection nozzle 15.
[0051]
It goes without saying that the present invention can be variously modified. For example, the driving voltage applied to the driving electrode 24 at the time of the flushing operation is, for example, a driving voltage higher by 10 to 15% than at the time of printing. However, for example, a driving voltage higher by 5 to 10% or higher by 20% or more is used. Alternatively, any drive voltage that can generate a pressure that is not hindered by the pressure absorption of bubbles mixed into the ink in the purge operation may be used. Further, the drive voltage applied to the drive electrode 24 during the flushing operation is set to be the same as the drive voltage during printing, and the waveform of the pulse wave of the applied voltage is adjusted to adjust the volume and pressure of the ink for one ejection ejected during the flushing. May be larger than the capacity and pressure at the time of printing. In addition, in the inkjet printer 100, a flushing operation is performed during printing to maintain the ejection quality of the ink of the inkjet head 6. However, similar to the flushing operation during the maintenance process, the flushing operation during printing is performed more than during printing. A high drive voltage may be applied to the drive electrode 24. Further, in the above-described embodiment, the ink jet printer has been described. However, the present invention can be applied to various recording apparatuses such as a facsimile.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect of the invention, bubbles are mixed into the ink discharged from the ink jet head by the purge operation, and the bubbles are included by the back pressure from the ink supply source side after the purge operation. Even when the ink is drawn into the ink jet head, the ink is ejected at a higher pressure during the flushing operation than when recording on the recording medium, so that the ink is ejected without being hindered by the pressure absorption of bubbles. The ink containing the bubbles can be discharged from the inside of the inkjet head. Therefore, it is possible to prevent the ejection failure of the ink from the inkjet head after the completion of the purge.
[0053]
In the ink jet recording apparatus according to the second aspect of the invention, in addition to the effects of the first aspect, air bubbles are mixed into the ink discharged from the ink jet head by the purge operation, and after the purge operation, the ink from the ink supply source side. Even when the ink containing the bubbles is drawn into the ink jet head by the back pressure, a voltage higher than the voltage at the time of recording on the recording medium, for example, a voltage higher by 10 to 15%, or a voltage higher by 2 to 3 V during the flushing operation. By applying the ink to the head, in the flushing operation, the ink is ejected at a higher pressure than when recording on the recording medium, so that the ink can be ejected without being hindered by the pressure absorption of bubbles, and The ink containing the bubbles can be discharged from the inside of the head. Therefore, it is possible to prevent the ejection failure of the ink from the inkjet head after the completion of the purge.
[0054]
Further, in the ink jet recording apparatus according to the third aspect of the invention, in addition to the effects of the first aspect, bubbles are mixed into the ink discharged from the ink jet head by the purge operation, and the ink supplied from the ink supply source side after the purge operation. Even when the ink containing the air bubbles is drawn into the ink jet head due to the back pressure, the ink jet head ejects a larger amount of ink for one jet than during recording on the recording medium during the flushing operation, thereby performing the flushing operation. In this case, since the ink is ejected at a higher pressure than when recording on the recording medium, the ink can be ejected without being hindered by the pressure absorption of the bubbles, and the ink containing the bubbles is discharged from the inside of the inkjet head. can do. Therefore, it is possible to prevent the ejection failure of the ink from the inkjet head after the completion of the purge.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an inkjet printer 100. FIG.
FIG. 2 is an enlarged view of a maintenance device 67.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the inkjet head 6. FIG.
FIG. 4 is a side cross-sectional view of the ink jet head 6 as viewed from the direction of the dashed line BB 'shown in FIG.
5 is an exploded perspective view in which the vicinity of a portion C of the piezoelectric actuator 20 shown in FIG. 3 is enlarged.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the cavity plate 10;
FIG. 7 is an exploded perspective view showing an enlarged main part of the cavity plate 10 taken along a one-dot chain line BB ′ shown in FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the inkjet printer 100.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a maintenance process of the inkjet printer 100.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the inkjet head 6 during a purge operation.
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the inkjet head 6 during a purge operation.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the inkjet head 6 during a flushing operation.
[Explanation of symbols]
6 inkjet head
62 paper
99 Control unit
100 inkjet printer

Claims

For an inkjet head that performs recording by ejecting ink on a recording medium, a purging operation of sucking ink in the inkjet head from the ejection side of the inkjet head to improve the ejection state of the ink, In an inkjet recording apparatus performing a flushing operation of ejecting ink in the inkjet head performed after the purge operation,
Control means for applying a drive signal for driving the inkjet head to eject the ink to the inkjet head,
The control unit is configured such that a pressure at which ink is ejected from the inkjet head when performing the flushing operation is higher than a pressure at which ink is ejected from the inkjet head when recording is performed on the recording medium. An ink jet recording apparatus for applying a drive signal.

The control unit applies the drive voltage so that a drive voltage applied to the inkjet head during the flushing operation is higher than a drive voltage applied to the inkjet head during recording on the recording medium. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein:

The control unit may be configured such that an amount of ink for one ejection ejected from the inkjet head during the flushing operation is larger than an amount of ink for one ejection ejected from the inkjet head during recording on the recording medium. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a drive signal applied to the ink jet head is applied.