JP2005349668A - インクジェット記録装置へのインク充填方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェット記録装置へのインクの初期充填時において、共通液室内に気泡が残留することを確実に防止する。
【解決手段】 インク滴が吐出されるインク吐出口７を備えた複数の圧力室５とこれらの圧力室５に連通された共通液室６とを備えたインクジェットヘッド２と、共通液室６に接続されたインク流路９と、インク流路９内に設けられたフィルタ１０とを有するインクジェット記録装置１へのインクの初期充填時に、インク吐出口７を閉止した状態でインク流路９内のフィルタ１０より上流側の圧力を高めておき、その圧力が目標値まで上昇した後にインク吐出口７を開放する。これにより、圧力が上昇したインクがフィルタ１０を通過して共通液室６内に一気に流入するので、共通液室６内の空気は全てが圧力室５内に押し込まれ、押し込まれた空気は各圧力室５のインク吐出口７から排出され、共通液室６内に気泡が残留しない。
【選択図】 図３

Description

本発明は、インクジェットヘッド記録装置へのインク充填方法及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置に用いられているインクジェットヘッドは、インク滴が吐出されるインク吐出口を備えた複数の圧力室と、これらの圧力室に連通された共通液室とを備えている。インクジェット記録装置へのインクの初期充填時には、圧力室と共通液室とには空気が満たされているため、この空気を追い出しながらインクが充填される。

しかし、このインク充填時に共通液室内に空気が気泡となって残留すると、インク吐出口からインク滴を吐出させて画像形成を行うときに、気泡が各圧力室へのインクの流れを妨げ、圧力室内のインク量が不足ぎみとなって所望する量のインク滴を吐出させることができず、形成される画像が薄くなる等の問題が発生する。

そこで、インクジェット記録装置へのインクの初期充填時に共通液室に気泡が残留しないようにした発明が提案されており、例えば特許文献１に記載されたものがある。

この特許文献１に記載された発明では、各圧力室に連通された共通液室（インク室）は、圧力室と同一平面上で全圧力室を取り囲むように環状に配置され、その内周部から絞り部を介して各圧力室に連通されている。そして、インクタンクからのインクを供給する供給パイプが共通液室に連通され、この供給パイプは、インク室の上方側左右中央の位置で共通液室に連通されている。供給パイプから共通液室内に流入したインクが左右方向に分かれて共通液室内を流れ、共通液室の下方中央箇所で合流する。この合流点で共通液室内の空気が気泡となり、その気泡はインクの浮力により上昇して圧力室へ流れ込み、インク吐出口から排出される。

特開平３−２６８９４７号公報

しかし、特許文献１に記載された発明では、共通液室内に流入したインクが共通液室の下方中央箇所で合流したときに発生する気泡は、全てが圧力室内に流入してインク吐出口から排出されるとは限らず、共通液室の内周面に沿って上昇し、共通液室内の上方位置に残留する場合がある。

本発明の目的は、インクジェット記録装置へのインクの初期充填時において、共通液室内に気泡が残留することを確実に防止することである。

本発明は、インク滴が吐出されるインク吐出口を備えた複数の圧力室とこれらの圧力室に連通された共通液室とを備えたインクジェットヘッドと、前記共通液室に接続されてこの共通液室に向けてインクが供給されるインク流路と、前記インク流路内に設けられたフィルタと、前記インク流路のインク供給方向に沿った前記フィルタより上流側に位置付けられた排気弁とを有するインクジェット記録装置へのインク充填方法において、その第１の工程において、前記インク吐出口を閉止して前記排気弁を開弁した状態で前記インク流路内にインクを供給し、前記インク流路内の前記フィルタより上流側の空気を前記排気弁から排気させて前記インク流路内の前記フィルタより上流側にインクを充填する。その第２の工程において、前記排気弁を閉止して前記インク流路内へのインクの供給を継続し、前記インク流路内の前記フィルタより上流側のインク圧力を高める。その第３の工程において、前記インク流路内の前記フィルタより上流側のインク圧力が目標とする圧力まで上昇した後に前記インク吐出口を開放し、前記インク流路内のインクを前記フィルタを通過させて前記インクジェットヘッド内に流入させる。これにより、インクジェット記録装置へのインクの初期充填時には、目標とするインク圧力まで上昇したインクが共通液室内に一気に流入するので、共通液室内の空気は全てが圧力室内に押し込まれ、押し込まれた空気は各圧力室のインク吐出口から排出される。

本発明によれば、インクジェット記録装置へのインクの初期充填時に共通液室内に気泡が残留することを確実に防止することができ、インク吐出口からインク滴を吐出させて画像形成を行うときに残留した気泡が各圧力室へのインクの流れを妨げることがなく、良好な画像形成を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１はインクジェット記録装置の全体構造を示す概略図、図２はインクジェット記録装置が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図、図３はインクジェット記録装置へのインクの初期充填時のインク充填工程を説明する工程図である。

このインクジェット記録装置１は、図１に示すように、インクジェットヘッド２、インクジェットヘッド２に供給するインクを貯溜するインクタンク３、図示しないインク容器からインクタンク３内へインクを供給するポンプ４、画像形成が行われる記録媒体を搬送する記録媒体搬送部（図示せず）等を備えている。インク容器はインクタンク３に供給するインクを収容してインクジェット記録装置１に着脱可能に取り付けられており、収容しているインクが無くなった場合には新しいものに交換される。

インクジェットヘッド２は、複数の圧力室５とこれらの圧力室５に連通された共通液室６とを有し、各圧力室５の先端部にはインク滴を吐出させるインク吐出口７が形成されている。インク吐出口７は横一列に配列されており、これらのインク吐出口７はインクジェット記録装置１に最初にインクが充填される時（初期充填時）までは、閉止部材であるシール８（図３参照）が貼り付けられて閉止されている。このシール８は、後述するようにインクジェット記録装置１へのインクの初期充填時に剥がされる。各圧力室５には、各圧力室５内のインクをインク滴としてインク吐出口７から吐出させる駆動手段（図示せず）が設けられている。この駆動手段としては、圧力室５を電気信号で拡大、収縮させる電気機械変換器である圧電体、圧力室５内に気泡を発生させる発熱体等を用いることができる。

共通液室６とインクタンク３との間はインク流路９により連通され、インクタンク３内のインクはこのインク流路９を通って共通液室６内に供給される。インク流路９内における共通液室６との接続部分の近傍にはフィルタ１０が設けられ、このフィルタ１０は共通液室６内に供給されるインクを濾過してインク中に含まれる異物を除去する。

インク流路９におけるインクの供給方向に沿ったフィルタ１０より上流側部分には上方向きに延出した分岐路１１が接続され、この分岐路１１には開閉切替可能な排気弁１２が設けられている。

インクタンク３には、インクジェットヘッド２に向けてインクを供給するためのインク流路９と、ポンプ４によりインク容器からインクが供給されるインク供給路１３と、インクタンク３内を大気中に開放する開放路１４とが連通されている。開放路１４には、開閉切替可能な圧力調整弁１５が設けられている。

図２のブロック図に示すように、インクジェット記録装置１は各部を制御するためのコントローラ１６を有し、このコントローラ１６は、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１７、ＣＰＵ１７が実行する各種プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１８、ＣＰＵ１７のワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）１９等をバスライン２０で接続することにより構成されている。また、ＣＰＵ１７には、インクジェットヘッド制御部２１を介したインクジェットヘッド２、ポンプ制御部２２を介したポンプ４、弁制御部２３を介した排気弁５及び圧力調整弁１５、入出力装置制御部２４を介した操作パネルやＬＣＤ等から構成された入出力装置２５、搬送御部（図示せず）を介した記録媒体搬送部等が接続されている。また、ＣＰＵ１７には、通信インターフェース（図示せず）を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置（図示せず）が接続されている。

このような構成において、インクジェット記録装置１へのインクの初期充填時には、まず、第１の工程として、シール８を貼り付けた状態に維持することにより全てのインク吐出口７を閉止し、排気弁１２を開弁し、圧力調整弁１５を閉弁した状態でポンプ４を駆動させる（図３（ａ）参照）。ポンプ４の駆動によりインク容器内のインクがインクタンク３に供給され、インクタンク３内に一定量のインクが溜まることによりインクタンク３内の圧力が上昇するので、インクタンク３内のインクがインク流路９内に供給されてインクジェットヘッド２に向けて流れる。

インクがインク流路９内に供給されると、インク流路９内におけるインクの流れ方向に沿ったフィルタ１０より上流側部分の空気はインクに押され、分岐路１１を通って大気中に排気される（図３（ｂ）参照）。なお、インク流路９内に供給されたインクは、フィルタ１０のメッシュとインクとで形成されるメニスカスの保持力によりフィルタ１０を通過せず、インク流路９内のフィルタ１０より上流側部分、及び、分岐路１１内に溜まる。

インク流路９内のフィルタ１０より上流側部分の空気が全て排気された後に、第２の工程として、排気弁１２が閉弁され、及び、引き続きポンプ４が駆動されてインク流路９内へのインクの供給が継続され、インク流路９内のフィルタ１０より上流側部分のインク圧力が次第に高くなる（図３（ｃ）参照）。ここで、インク流路９内のフィルタ１０より上流側部分の空気が全て排気されたことの検出は、分岐路１１に設けたインクのフローを検出するフローセンサーの検知結果に基づいて、又は、単位時間当りのポンプ４による供給量と供給時間とを乗算する演算等に基づいて行うことができる。なお、インク吐出口７がシール８により閉止され、インクジェットヘッド２内（共通液室６及び圧力室５内）の空気は逃げ道がないので、この空気の圧力により、インク流路９に供給されたインクはフィルタ１０を通過してインクジェットヘッド２内に入り込むことが阻止される。排気弁１２を閉弁してポンプ４の駆動を継続することによりインク流路９内におけるフィルタ１０より上流側部分のインク圧力が次第に高くなり、やがて目標とする圧力まで上昇し、ここに、ＣＰＵ１７の機能の１つであるインク圧力上昇手段が実行される。インク流路９におけるフィルタ１０より上流側部分のインク圧力が目標とする圧力に上昇したことの検出は、インクタンク１０内の圧力を検出する圧力センサーの検出結果等に基づいて行うことができる。

インク流路９内のフィルタ１０より上流側のインク圧力が目標とする圧力まで上昇した後、ポンプ４の駆動が停止され、ポンプ４の駆動が停止されたことが入出力装置２５の表示部に表示される。この表示が行われた後、第３の工程として、この表示を確認したユーザーによりシール８が剥がされてインク吐出口７が開放される（図３（ｄ）参照）。シール８が剥がされてインク吐出口７が開放されると、インクジェットヘッド２内の空気の逃げ道ができるので、インク流路９におけるフィルタ１０より上流側部分に溜まっていた加圧されたインクは、フィルタ１０を通過して一気に共通液室６内に流入する。フィルタ１０を通過したインクは共通液室６内に一気に勢い良く流入するので、その勢いによって共通液室６内の空気は全てが圧力室５内に押し込まれ、押し込まれた空気は各圧力室５のインク吐出口７から排出される。

これにより、インクジェット記録装置１へのインクの初期充填時において共通液室６内に気泡が残留することを確実に防止することができる。このため、インク吐出口７からインク滴を吐出させて画像形成を行うときに、残留した気泡が共通液室６から各圧力室５へのインクの流れを妨げることがなく、良好な画像形成を行うことができる。

また、本実施の形態では、インクジェット記録装置１へのインクの初期充填時に共通液室６内への気泡残留を防止するための新たな機構を追加する必要がなく、また、インク吐出口７を閉止する閉止部材としてのシール８はインク吐出口７を保護するために従来から使用されている部材をそのまま使用することができるので、インクジェット記録装置１の複雑化、大型化、コストアップを回避することができる。

本発明の第２の実施の形態を図４ないし図６に基づいて説明する。なお、図１ないし図３において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。本実施の形態では、インク吐出口７を閉止する閉止部材として、シール８に変えてキャッピング部材２６を設けたものである。このキャッピング部材２６は駆動モータ２７に連結され、インク吐出口７を閉止する閉止位置（図４において実線で示す位置）と、インク吐出口７を開放する開放位置（図４において仮想線で示す位置）とに移動可能とされている。駆動モータ２７は、図５のブロック図に示すように、駆動モータ制御部２８を介してＣＰＵ１７に接続されている。

このような構成において、インクジェット記録装置１へのインクの初期充填時の動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。インクジェット記録装置１へのインクの初期充填を開始すると、排気弁１２が開弁され（ステップＳ１）、圧力調整弁１５が閉弁され（ステップＳ２）、キャッピング部材２６が閉止位置に移動する（ステップＳ３）。ついで、ポンプ４が駆動され（ステップＳ４）、インク容器内のインクがインクタンク３内に供給される。インクタンク３内に一定量のインクが溜まることによりインクタンク３内の圧力が上昇するので、インクタンク３内のインクがインク流路９内に供給されてインクジェットヘッド２に向けて流れる。

ポンプ４の駆動が開始された後、インク流路９内のフィルタ１０より上流側部分の空気が全て排気されたか否かが判断される（ステップＳ５）。この判断は、第１の実施の形態で説明したように、分岐路１１に設けたフローセンサーの検知結果に基づいて、又は、単位時間当りのポンプ４による供給量と供給時間とを乗算する演算等に基づいて行われる。

インク流路９内のフィルタ１０より上流側部分の空気が全て排気された場合には（ステップＳ５のＹ）、排気弁１２が閉弁される（ステップＳ６）。

排気弁１２が閉弁された後も引き続きポンプ４は駆動され、インク流路９へのインクの供給が継続される。このとき、インク吐出口７がキャッピング部材２６により閉止され、インクジェットヘッド２内（共通液室６及び圧力室５内）の空気は逃げ道がないので、この空気の圧力により、インク流路９に供給されたインクはフィルタ１０を通過してインクジェットヘッド２内に入り込むことが阻止され、インク流路９におけるフィルタ１０より上流側部分のインク圧力が次第に高くなる。そして、インク流路９内のフィルタ１０より上流側部分のインク圧力が目標とする圧力まで上昇したか否かが判断される（ステップＳ７）。そして、インク流路９内のフィルタ１０より上流側部分のインク圧力が目標とする圧力まで上昇した場合には（ステップＳ７のＹ）、ＣＰＵ１７の機能の１つであるインク圧力上昇手段が実行されたことになり、キャッピング部材２６が開放位置に移動され（ステップＳ８）、ポンプ４の駆動が停止される（ステップＳ９）。

キャッピング部材２６が開放位置に移動してインク吐出口７を開放されると、インクジェットヘッド２内の空気の逃げ道ができるので、インク流路９におけるフィルタ１０より上流側部分に溜まっていた加圧されたインクは、フィルタ１０を通過して一気に共通液室６内に流入する。フィルタ１０を通過したインクは共通液室６内に一気に勢い良く流入するので、その勢いによって共通液室６内の空気は全てが圧力室５内に押し込まれ、押し込まれた空気は各圧力室５のインク吐出口７から排出される。

これにより、インクジェット記録装置１へのインクの初期充填時に共通液室６内に気泡が残留することを確実に防止することができる。このため、インク吐出口７からインク滴を吐出させて画像形成を行うときに、残留した気泡が共通液室６から各圧力室５へのインクの流れを妨げることがなく、良好な画像形成を行うことができる。

なお、本実施の形態では、閉止部材としてキャッピング部材２６を用いたので、このキャッピング部材２６をインクジェット記録装置１へのインクの初期充填時のみではなく、他の用途にも兼用することができる。例えば、画像形成作業の終了時にキャッピング部材２６を閉止位置に移動させることにより、インク吐出口７からのインクの蒸発防止や、乾燥に伴うインク吐出口７の周辺へのインク成分の固着を防止することができる。また、本実施の形態のキャッピング部材２６は、インクジェット記録装置１へのインクの初期充填時のみでなく、何らかの理由でインクジェット記録装置１にインクの再充填を行う場合においても、共通液室６内への気泡の残留発生を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態のインクジェット記録装置の全体構造を示す概略図である。 インクジェット記録装置が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。 インクジェット記録装置へのインクの初期充填時のインク充填工程を説明する工程図である。 本発明の第２の実施の形態のインクジェット記録装置の全体構造を示す概略図である。 インクジェット記録装置が備える各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。 インクジェット記録装置へのインクの初期充填時の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

２ インクジェットヘッド
５ 圧力室
６ 共通液室
７ インク吐出口
８ シール、閉止部材
９ インク流路
１０ フィルタ
１２ 排気弁
２６ キャッピング部材、閉止部材

Claims (6)

1. インク滴が吐出されるインク吐出口を備えた複数の圧力室とこれらの圧力室に連通された共通液室とを備えたインクジェットヘッドと、前記共通液室に接続されてこの共通液室に向けてインクが供給されるインク流路と、前記インク流路内に設けられたフィルタと、前記インク流路のインク供給方向に沿った前記フィルタより上流側に位置付けられた排気弁とを有するインクジェット記録装置へのインク充填方法において、
   前記インク吐出口を閉止して前記排気弁を開弁した状態で前記インク流路内にインクを供給し、前記インク流路内の前記フィルタより上流側の空気を前記排気弁から排気させて前記インク流路内の前記フィルタより上流側にインクを充填する第１の工程と、
   前記排気弁を閉止して前記インク流路内へのインクの供給を継続し、前記インク流路内の前記フィルタより上流側のインク圧力を高める第２の工程と、
   前記インク流路内の前記フィルタより上流側のインク圧力が目標とする圧力まで上昇した後に前記インク吐出口を開放し、前記インク流路内のインクを前記フィルタを通過させて前記インクジェットヘッド内に流入させる第３の工程と、
   を具備することを特徴とするインクジェット記録装置へのインク充填方法。
2. 前記インク吐出口はシールが貼り付けられることにより閉止され、前記シールを剥がすことにより前記インク吐出口が開放されることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置へのインク充填方法。
3. 前記インク吐出口はキャッピング部材を閉止位置に移動させることにより閉止され、前記キャッピング部材を前記インク吐出口から離反する開放位置に移動させることにより前記インク吐出口が開放されることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置へのインク充填方法。
4. インク滴が吐出されるインク吐出口を備えた複数の圧力室とこれらの圧力室に連通された共通液室とを備えたインクジェットヘッドと、
   前記共通液室に接続されてこの共通液室に向けてインクが供給されるインク流路と、
   前記インク流路内に設けられたフィルタと、
   前記インク吐出口を開放可能に閉止する閉止部材と、
   前記閉止部材により前記インク吐出口を閉止した状態で前記インク流路内の前記フィルタより上流側部分にインクを供給して目標とするインク圧力まで上昇させるインク圧力上昇手段と、
   を有するインクジェット記録装置。
5. 前記閉止部材は、前記インク吐出口を閉止する位置に取り外し可能に貼り付けられたシールである請求項４記載のインクジェット記録装置。
6. 前記閉止部材は、前記インク吐出口を閉止する閉止位置と前記インク吐出口を開放する開放位置とに移動可能に設けられたキャッピング部材である請求項４記載のインクジェット記録装置。
   
   

Images