JP2006076130A

JP2006076130A - インク吐出不良回復方法、及び、インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2006076130A
Application number: JP2004262579A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Takada; 昭彦高田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】インク流路に混入した気泡を確実に除去して、気泡混入による吐出不良を回復するためのインク吐出不良回復方法、及び、このインク吐出不良回復方法を実施するインクジェット記録装置、を得る。
【解決手段】インク排出回復動作時には、キャップ７０をインクジェット記録ヘッド１１２に取り付ける。そして、三方バルブ６１を、インクタンク６４側が閉鎖され、ＣＯ₂タンク６６側が開放されるように切換え、吸引ポンプ９０の運転を開始する。これにより、インクと共にインクに混在していた気泡もキャップ空間２０２側へ排出させることができる。また、インクジェット記録ヘッド１１２へはＣＯ₂が充填される。インクの泡沫が除去された後、インクが再充填される。

【選択図】図３

Description

本発明は、インク吐出不良を回復するためのインク吐出不良回復方法、及び、このインク吐出不良回復方法を実施する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おいては、インク吐出のためのノズルの詰まりやノズル周囲へのゴミの付着などにより吐出不良が生じる。この吐出不良を回復させるために、様々な回復方法が提案されている。例えば、特許文献１では、インクジェットヘッドに吸引キャップを取り付けて吸引することによりノズルの回復を図っている。

ところで、インクジェットヘッド内のインク流路へは、インクカートリッジの脱着、用紙ジャム、などの、様々な要因により気泡が混入してしまうことがある。インク流路への気泡の混入は、吐出不良の原因になるため気泡を取り除く必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、単に吸引するだけなので、インクの粘度やインク流路構造によっては、気泡が排出されない場合がある。また、吸引動作自体が気泡混入の原因になる場合もある。

また、特許文献２、及び特許文献３には、インクジェットヘッドにインクを初期充填する際にＣＯ₂をあらかじめ充填しておく技術が開示されているが、吐出不良を回復させるための構成は示されていない。
特開平１０−２９６９８７号公報特開２０００−２１１１６０号公報特開２００３−１２７４２５号公報

本発明は、上記事実を考慮し、インク流路に混入した気泡を確実に除去して、気泡混入による吐出不良を回復するためのインク吐出不良回復方法、及び、このインク吐出不良回復方法を実施するインクジェット記録装置、を得ることを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載のインク吐出不良回復方法は、インク吐出ノズルを含むインク流路へのインクの供給を停止し、前記インク流路に充填されたインクを排出させ、前記インク流路に前記インクへの溶解度の大きい溶解性気体を供給し、前記インク流路への溶解性気体の供給を停止し、前記溶解性気体の充填されたインク流路へ再度インクを供給する、ものである。

上記のインク吐出不良回復方法では、まず、インク吐出ノズルを含んで構成されるインク流路へのインクの供給が停止される。そして、インク流路に充填されたインクを排出させ、インク流路に溶解性気体を供給する。溶解性気体の供給は、インクの排出後でもよいし、インクを排出しながらインクを溶解性気体で置換するように供給してもよい。これにより、インク流路内のインクに混入していた気泡はインクと共に排出され、インク流路に溶解性気体が充填される。

ここで、溶解性気体とは、インクへの溶解度の大きい気体をいい、例えば、二酸化炭素、アンモニアガス、塩化水素ガス、亜硫酸ガス、などの、空気と比較して５倍以上の溶解度をもつ気体をいう。

インク流路に溶解性気体が充填された後、インク流路への溶解性気体の供給を停止する。そして、再びインク流路へインクを供給する。

このとき、インク流路には溶解性気体が充填されているので、再供給されたインクへ空気が入り込むことはなく、インク吐出ノズルに気泡が発生するのを防止することができる。なお、インクには溶解性気体が混入することもあるが、溶解性気体はインクへの溶解度が高いため、気泡にならずインクに溶け込む。したがって、インク流路に気泡が混入している場合のように、吐出不良を生じさせることはない。

このように、請求項１の発明によれば、インク流路に混入した気泡を確実に除去することができるので、気泡混入による吐出不良を回復することができる。

請求項２に記載のインクジェット記録装置は、インク吐出ノズルを含むインク流路と、前記インク流路へインクを供給するインク供給手段と、前記インク供給手段から前記インク流路へのインクの供給を停止するインク供給停止手段と、前記インク流路に充填されたインクを排出させる排出手段と、前記インク流路に前記インクへの溶解度の大きい溶解性気体を供給する気体供給手段と、前記気体供給手段から前記インク流路への溶解性気体の供給を停止する気体供給停止手段と、を含んで構成されている。

上記構成のインクジェット記録装置での気泡除去動作は、まず、インク供給停止手段でインク供給手段からのインクの供給を停止する。そして、排出手段によってインク流路に充填されたインクを排出し、気体供給手段でインク流路に溶解性気体を供給する。これにより、インク流路のインクに混入していた気泡はインクと共に排出され、インク流路に溶解性気体が充填される。

インク流路に溶解性気体が充填された後、気体供給停止手段でインク流路への溶解性気体の供給を停止する。そして、インク供給手段で再びインク流路へインクを供給する。このとき、インク流路には溶解性気体が充填されているので、再供給されたインクへ空気が入り込むことはなく、インク流路に気泡が発生するのを防止することができる。なお、インクには溶解性気体が混入することもあるが、溶解性気体はインクへの溶解度が高いため、気泡にならずインクに溶け込む。したがって、インク流路に気泡が混入している場合のように、吐出不良を生じさせることはない。

このように、請求項２の発明によれば、インク流路に混入した気泡を確実に除去することができるので、気泡混入による吐出不良を回復することができる。

なお、請求項２の発明の排出手段は、請求項３に記載のように、前記インク吐出ノズルとの間に密閉空間を構成するキャップと、このキャップに接続されて前記インク流路に充填されたインクを吸引する吸引ポンプと、を含んで構成することができる。

上記構成のキャップ及び吸引ポンプとしては、通常の吸引による回復動作に用いるキャップ及び吸引ポンプを流用することができ、部品点数の増加を防止することができる。

本発明は上記構成としたので、、インク流路に混入した気泡を確実に除去して、気泡混入による吐出不良を回復することができる。

図１に示すように、インクジェット記録装置１０２は、ヘッドケース５２を搭載するキャリッジ１０４、キャリッジ１０４を主走査方向Ｍに走査する為の主走査機構１０６、記録媒体としての記録紙Ｐを副走査方向Ｓに走査する為の副走査機構１０８、及びメンテナンスステーション１１０等を含んで構成されている。

尚、図２以降の図には、判りやすくする為、キャリッジ１０４は図示せず省略している。

ヘッドケース５２には、インク吐出ノズル１０が形成されたインクジェット記録ヘッド１１２（図２参照）が備えられている。ヘッドケース５２は、インクジェット記録ヘッド１１２のノズル面１０Ａが記録用紙Ｐと対向するようにキャリッジ１０４上に搭載されており、主走査機構１０６によって主走査方向Ｍに移動されながら記録用紙Ｐに対してインク滴を吐出することにより、一定のバンド領域ＢＥに対して画像の記録を行う。主走査方向への１回の移動が終了すると、副走査機構１０８によって記録用紙Ｐが副走査方向Ｓに搬送され、再びキャリッジ１０４を主走査方向Ｍに移動させながら次のバンド領域ＢＥを記録する。こうした動作を複数回繰り返すことにより、記録用紙Ｐの全面にわたって画像の記録を行うことができる。

メンテナンスステーション１１０はインクジェット記録ヘッド１１２の印字範囲外に設けられている。

また、メンテナンスステーション１１０には、図示しないダミージェット受け部、クリーニングブレード、後述するインク吸引装置５０のキャップ７０等を備えており、ダミージェット動作、クリーニング動作、インクの吸引動作等のメンテナンス動作を行う。

尚、インクの吸引動作とは、インク吐出ノズル１０から吐出するインク滴の吐出特性が悪化したり、不吐出が発生したりした場合等に、インクジェット記録ヘッド１１２のノズル面１０Ａにキャップ７０を密着させ、インク吐出ノズル１０からインクを吸引することで吐出特性を回復する動作のことをいう。

図２に示すように、インク吸引装置５０は、浅底の箱形状をしたキャップ７０、底面にインク吸収体１５２が備えられた廃インクタンク１５０、バルブ９０、ポンプ９２を有している。

キャップ７０の中央部にはインク吸引口７４が開けられており、インク吸引口７４にはインク吸引チューブ７６Ａが接続されている。

インク吸引チューブ７６Ａは、廃インクタンク１５０の上壁に接続され密閉された中空部１５６と連通し、この中空部１５６を介して吸引チューブ７６Ｂと連通している。さらに、インク吸引チューブ７６Ｂは、分岐点Ｙでインク吸引チューブ８０Ａ、８０Ｂに分岐し、バルブ９０とポンプ９２とに繋がっている。そして、このバルブ９０とポンプ９２とで後述するキャップ空間２０２を減圧、或いは、大気と同気圧にすることができる。

図３に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２にはインク供給口５８が形成され、インク供給口５８には、インクチューブ６０が接続されている。インクジェット記録ヘッド１１２へは、インク供給口５８からインクの供給が行なわれる。

インクチューブ６０は、三方バルブ６１を介して、インクを貯留するインクタンク６４、及びＣＯ₂タンク６６に接続されている。ＣＯ₂タンク６６と三方バルブ６１との間には圧力調整器６８が設けられ、ＣＯ₂タンク６６から供給されるＣＯ₂の圧力は大気と同じ圧力に調整されている。三方バルブ６１は、通常の画像記録時には、インクタンク６４側が開放され、ＣＯ₂タンク６６側が閉鎖されている。

図３に示すように、キャップ７０は図示しない昇降機構によってインクジェット記録ヘッド１１２に密着し、ノズル面１０Ａとキャップ７０との間に密閉されたキャップ空間２０２を構成する。

図４に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２には、インク滴を吐出するインク吐出ノズル１０、インクに加圧してインク吐出ノズル１０からインク滴を吐出させる圧力室１２、インク吐出ノズル１０と圧力室１２とを連通するノズル連通室１６、共通インク流路１４、共通インク流路１４と圧力室１２とを連通するインク供給路１８が構成されている。共通インク流路１４は、インクチューブ６０に繋がっている。圧力室１２の上面には振動板３４が接着され、振動板３４の上面には、圧電素子３６が接着されている。

次に、上記のように構成されたインクジェット記録ヘッド１１２の回復動作について説明する。図５には、インクジェット記録ヘッド１１２内のインク流路における気泡の排出について説明するための模式図が示されている。

図５（Ａ）に示すように、インクチューブ６０から供給されるインクは、共通インク流路１４、インク供給路１８、圧力室１２、ノズル連通室１６、を経てインク吐出ノズル１０から吐出される（インク供給路１８、圧力室１２、ノズル連通室１６、インク吐出ノズル１０をまとめて「個別インク流路１５」という）。共通インク流路１４、個別インク流路１５内のインクの圧力はほぼ大気圧と同じであり、圧電素子３６の駆動によりインクの吐出が制御されている。しかしながら、共通インク流路１４内及び個別インク流路１５内で一旦気泡Ｂが発生すると、インクの吐出は気泡Ｂの発生していないインク流路を構成するインク吐出ノズル１０でのみ行なわれ、気泡Ｂの発生しているインク流路ではインクの吐出が行なわれなくなる。また、一旦気泡Ｂが発生すると、通常のインク吸引動作を行なっても、毛細管現象（インクの表面張力＞キャップ空間２０２の負圧でインクを排出させる力）により、気泡を排出させるのが難しい。

そこで、本実施形態では、図６及び図７に示す手順でインク排出回復動作を行なう。

まず、ステップＳ１０で、キャップ７０をインクジェット記録ヘッド１１２に取り付け、ノズル面１０Ａとキャップ７０との間に密閉されたキャップ空間２０２を形成する。次に、ステップＳ１２で、三方バルブ６１を、インクタンク６４側が閉鎖され、ＣＯ₂タンク６６側が開放されるように切換える。ステップＳ１４で、吸引ポンプ９０の運転を開始する。このときの吸引ポンプ９２の運転は低圧でおこなう。これにより、図７に示すように、キャップ空間２０２は徐々に減圧され、図５（Ｂ）に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２内の共通インク流路１４及び個別インク流路１５内に充填されていたインクは、キャップ空間２０２側へ排出される。一方、インクチューブ６０からはＣＯ₂が流入される。このとき、キャップ空間２０２内の気体部分には、インクの流出により並列に負圧がかかり、インクを排出させる力が、個別インク流路１５内のインクの表面張力よりも大きくなる。これにより、個別インク流路１５内の気泡がインクと共にインク吐出ノズル１０から排出される。キャップ空間２０２側へ排出されたインクは、廃インクタンク１５０へと運ばれて、インク吸収体１５２に吸収される。

ステップＳ１６で、所定時間経過するまで待機する。ここでの所定時間は、インクが個別インク流路１５からすべて流出するまでに要する時間である。ここでは、所定時間の経過によりインクが個別インク流路１５からすべて流出したと判断しているが、センサを用いてインクがすべて流出したことを確認してもよい。所定時間経過したら、ステップＳ１８で、吸引ポンプ９２を高圧運転に切換える。これにより、図７に示すように、キャップ空間２０２内の気圧がさらに減圧される。このように、減圧を行なうのは、インクの流出後に個別インク流路１５に残留している泡沫を取り除くためである。

ステップＳ２０で、さらに所定時間経過するまで待機する。ここでの所定時間は、インクの泡沫が個別インク流路１５からすべて流出するまでに要する時間である。ここでも、センサを用いてインクの泡沫がすべて流出したことを確認してもよい。インクの泡沫がすべて流出されることにより、共通インク流路１４及び個別インク流路１５内のインクのＣＯ₂への置換が完了する。

所定時間経過したら、ステップＳ２２で、吸引ポンプ９２を低圧運転に切換える。これにより、図７に示すように、キャップ空間２０２内の気圧は、徐々に上昇する。

そして、ステップＳ２４で、三方バルブ６１を、ＣＯ₂タンク６６側が閉鎖され、インクタンク６４側が開放されるように切換える。これにより、インクが再びインクジェット記録ヘッド１１２へ供給され、共通インク流路１４及び個別インク流路１５にインクが充填される。

ステップＳ２６で、さらに所定時間経過するまで待機する。ここでの所定時間は、インクが共通インク流路１４及び個別インク流路１５に充填されるまでに要する時間である。ここでも、センサを用いてインクが充填されたことを確認してもよい。

所定時間経過したら、ステップＳ２８で吸引ポンプ９２を停止する。そして、ステップＳ３０でバルブ９０を開放してキャップ空間２０２を大気圧にし、ステップＳ３２でキャップ７０をインクジェット記録ヘッド１１２から取り外す。

上記インク排出回復動作によれば、共通インク流路１４及び個別インク流路１５から一旦すべてのインクを排出させるので、共通インク流路１４及び個別インク流路１５内のインクに混入していた気泡も排出させることができる。また、インクを再び充填する際には、共通インク流路１４及び個別インク流路１５内にはインクへの溶解度の大きいＣＯ₂が充填されているので、インク中にＣＯ₂は溶け、気泡が発生するのを防止することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置を示す図である。本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドとインク吸引装置を模式的に示す図である。本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにインク吸引装置が取り付けられている状態を示す図である。本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの要部を示す断面図である。本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド内のインク流路を模式的に表した図である。本発明の実施形態に係るインク排出回復動作の手順を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係るインク排出回復動作の手順を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０インク吐出ノズル
１４共通インク流路（インク流路）
１５個別インク流路（インク流路）
５０インク吸引装置（排出手段）
６１三方バルブ（インク供給停止手段、気体供給停止手段）
６４インクタンク（インク供給手段）
６６ＣＯ₂タンク（気体供給手段）
７０キャップ（排出手段）
９０吸引ポンプ
９２ポンプ
９２吸引ポンプ
１０２インクジェット記録装置
２０２キャップ空間（密閉空間）

Claims

インク吐出ノズルを含むインク流路へのインクの供給を停止し、
前記インク流路に充填されたインクを排出させ、
前記インク流路に前記インクへの溶解度の大きい溶解性気体を供給し、
前記インク流路への溶解性気体の供給を停止し、
前記溶解性気体の充填されたインク流路へ再度インクを供給する、
インク吐出不良回復方法。
インク吐出ノズルを含むインク流路と、
前記インク流路へインクを供給するインク供給手段と、
前記インク供給手段から前記インク流路へのインクの供給を停止するインク供給停止手段と、
前記インク流路に充填されたインクを排出させる排出手段と、
前記インク流路に前記インクへの溶解度の大きい溶解性気体を供給する気体供給手段と、
前記気体供給手段から前記インク流路への溶解性気体の供給を停止する気体供給停止手段と、
を備えたインクジェット記録装置。
前記排出手段は、前記インク吐出ノズルとの間に密閉空間を構成するキャップと、このキャップに接続されて前記インク流路に充填されたインクを吸引する吸引ポンプと、を含んで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。