JP2006159545A - Ink jet recorder and its print function recovery mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェット記録装置に関し、インクジェットヘッドの正常なインク吐出を行うために、ノズル内およびインク流路内の気泡や増粘インクを除去し、且つノズル面に付着したインク滴および増粘インクを除去する印字機能回復機構の構造に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and in order to perform normal ink ejection from an ink jet head, bubbles and thickened ink in nozzles and ink flow paths are removed, and ink droplets and thickened ink attached to the nozzle surface are removed. The present invention relates to the structure of a removed print function recovery mechanism.
インクジェット記録装置において、客先への着荷時あるいは使用形態で長時間放置された状態、あるいはインクカートリッジの交換時において、インクジェットヘッドのノズルおよびインクカートリッジからノズルへ至るインク流路の内部には、物流用のインクあるいは増粘したインク、あるいは気泡が内在し、ノズル表面には増粘、乾燥したインクおよび異物が付着していることがある。このような下ではノズルに正常なインクが供給されないため吐出がされなかったり、吐出はなされても紙面へのインク滴の大きさや着弾位置精度が大きく悪化し、形成した画像の品位を損なうことがある。 In an ink jet recording apparatus, when it arrives at a customer, in a state where it is left for a long time in a usage form, or when an ink cartridge is replaced, the nozzles of the ink jet head and the inside of the ink flow path from the ink cartridge to the nozzles are distributed. Ink for ink or thickened ink or bubbles may be present, and thickened and dried ink and foreign matter may adhere to the nozzle surface. Under such circumstances, normal ink is not supplied to the nozzles, so that the ink is not ejected, or even if ejected, the size of the ink droplets on the paper surface and the landing position accuracy are greatly deteriorated, and the quality of the formed image may be impaired. is there.
そのためインクジェット記録装置ではノズル面を密閉するキャップとそのキャップに連通した負圧発生手段によってフレッシュなインクを吸引することにより、物流インクから実使用インクへの置換あるいは流路内の増粘インクおよび気泡の排出、あるいはノズル面に付着した増粘インクの溶解促進を行い、その後、へら状のブレードをノズル面へ押し当て、ノズル列方向へ走査させることにより、ノズル面に残ったインク滴や増粘インクを掻掃して除去している。更にその後、ノズル内に残留した微小気泡の除去、あるいは単一キャップで複数の色ノズルを吸引した場合に起こるノズル内部での混色を解決するために吐出動作(予備吐出)を行っている。以下、このようなインク吸引動作およびノズル面清掃機構について説明する。 For this reason, in an ink jet recording apparatus, fresh ink is sucked by a cap that seals the nozzle surface and a negative pressure generating means that communicates with the cap, thereby replacing the distribution ink with the actually used ink or thickening ink and bubbles in the flow path. , Or promotes dissolution of thickened ink adhering to the nozzle surface, and then presses a spatula blade against the nozzle surface and scans in the direction of the nozzle row, so that ink drops remaining on the nozzle surface and thickened The ink is scraped and removed. Further, after that, a discharge operation (preliminary discharge) is performed in order to remove the fine bubbles remaining in the nozzle or to solve the color mixing inside the nozzle that occurs when a plurality of color nozzles are sucked with a single cap. Hereinafter, such an ink suction operation and a nozzle surface cleaning mechanism will be described.
図2にインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドの構成を示す。 FIG. 2 shows the configuration of the inkjet head in the inkjet recording apparatus.
同図においてインクカートリッジ接続口02から充填されたインクは流路部材03を経てノズルユニット04へ流れ、ノズルユニット04の供給口05から共通液室06を経て、複数のノズル08へ到達する。ノズル08内で急加熱により発生させた泡(バブル)やピエゾ素子の駆動などによる外力が加わるとノズル08内のインクは流抵抗の小さいノズル08外部へと押しやられ、インク滴となって紙面等の記録媒体へ着弾する。ノズル08内には共通液室06側から新たにインクが供給され次の吐出に備える。このプロセスの繰り返しにより印字を行う。
In the drawing, the ink filled from the ink
図3に従来のインクジェット記録装置の印字機能回復機構を示す。 FIG. 3 shows a printing function recovery mechanism of a conventional ink jet recording apparatus.
図2において、インクカートリッジ接続口02からノズル08に至るまでのインク流路内では、インクカートリッジ接続口02やノズル08からの空気の侵入、流路内インクの蒸発による泡だまり、インクの増粘、あるいはインク内に溶存する空気の顕在化等が発生する。これらの現象に対し、ノズル面08にキャップ11を密着し、キャップ11に連通している大気開放弁12を閉じた状態で吸引ポンプ13を駆動することにより、キャップ11で密封されたノズル全域に負圧をかけ、インクカートリッジ接続口02を経てインクカートリッジ01内のフレッシュなインクを吸引することで、インク流路内の気泡や増粘インクを排出させている。
In FIG. 2, in the ink flow path from the ink
吸引が完了すると、大気開放弁12を開け、キャップ11内を大気圧に戻した後、キャップ11をノズル08面から分離する。キャップ11内を常圧にしないと吸盤現象でノズル08面からキャップ11を分離することが困難であるためである。なお、特に独立した大気開放弁12を具備しない場合においても、例えば吸引ポンプ13内部で大気開放をおこなうといったことが必要である。
When the suction is completed, the
そしてこの大気開放時の衝撃により、キャップ11に密閉されたノズル07内では少なくともインクの逆流が発生し、ノズルによってはインクメニスカスが破れ空気が侵入したり、また、単一のキャップで複数の色のノズル群を吸引している場合はノズル群間で混色を引き起こす。また、ノズル面08にはインク滴が付着し、インク吐出を阻害する可能性がある。
The impact at the time of opening to the atmosphere causes at least a back flow of ink in the
そのため、キャップ11を分離した後にへら状のブレード20をノズル面08に押し当ててノズル列方向に走査させ、ノズル面08に付着したインク滴を掻掃している。ただし、単一のキャップで複数の色のノズル群を吸引している場合は、この掻掃動作によりインク滴がノズル面08の広範囲に拡げられ、一部はノズル07内に侵入して更に混色を促進してしまう。
Therefore, after the
このため、その後一定量の吐出動作を行い、ノズル07内に侵入した気泡や別色のインクを排出させている(予備吐出図5)。 For this reason, after that, a certain amount of ejection operation is performed to discharge the bubbles and other color inks that have entered the nozzle 07 (preliminary ejection diagram 5).
しかし、この吐出動作は気泡およびインクの排出機能を短時間で発揮させるために通常の印字における吐出動作より多くの吐出を行っており、このような吐出の下では吐出されたインク滴のミストがノズル面08に付着し易く、場合によってはノズル07近傍に付着して、印字動作時のインク滴着弾位置精度を著しく低下させたり、ノズル自体をミストがふさいでしまい不吐出になる危険性を孕んでいる。
However, this discharge operation discharges more than the discharge operation in normal printing in order to exhibit the bubble and ink discharge function in a short time. Under such discharge, the mist of the discharged ink droplets is generated. It easily adheres to the
上述のように、キャップでノズル列全域を密閉し吸引する機構においては、吸引動作の後、吸引動作によって生じるノズル面のインク滴付着の解決のためにブレードによる掻掃(ワイピング)機構を必要とする。そしてこのブレードによって掻き出されたインクはインクジェット装置内に飛散、付着し、ブレード近傍の機構のインク汚染、それによる動作不良を招く恐れがある。更にノズル内の気泡と混色を解決するために予備吐出が必要であり、予備吐出によるノズル面へのインクミスト付着による吐出への影響が懸念される。 As described above, the mechanism that seals and sucks the entire nozzle array with the cap requires a wiping mechanism using a blade to solve ink droplet adhesion on the nozzle surface caused by the suction operation after the suction operation. To do. Then, the ink scraped by the blade is scattered and attached in the ink jet apparatus, which may cause ink contamination of the mechanism in the vicinity of the blade, resulting in malfunction. Further, preliminary discharge is necessary to solve the bubbles and color mixing in the nozzle, and there is a concern about the influence on discharge due to ink mist adhering to the nozzle surface due to the preliminary discharge.
また、これら、キャップ吸引、ワイピング、予備吐出、はシリーズ動作となるため、印字機能回復のために要する時間は必要以上に長くなる。 In addition, since the cap suction, wiping, and preliminary discharge are performed in series, the time required for recovering the printing function becomes longer than necessary.
また、ノズル全域に負圧をかけるため、個々のノズルにかかる負圧は分散され弱いものとなる。個々のノズルには流抵抗に差があり、例えば異物でノズルが塞がれているような場合は正常なノズルより流抵抗が大きくなる。このような状態でノズル全域を均等な圧力で吸引を行った場合、流抵抗の少ないほうへインクが流れ易くなり、結果としてノズルを塞いだ異物を排出することが困難になってしまう。同様に、ノズル径の異なるノズルが同一液室に配置されている場合についても相対的に流抵抗の少ないノズル径の大きいノズルへインクが流れ易くなる。 In addition, since negative pressure is applied to the entire nozzle area, the negative pressure applied to each nozzle is dispersed and weakened. There is a difference in flow resistance between individual nozzles. For example, when the nozzle is blocked by foreign matter, the flow resistance is larger than that of a normal nozzle. In this state, when the entire nozzle area is sucked with a uniform pressure, it becomes easier for the ink to flow to the side where the flow resistance is smaller, and as a result, it becomes difficult to discharge the foreign matter blocking the nozzle. Similarly, in the case where nozzles having different nozzle diameters are arranged in the same liquid chamber, ink can easily flow to a nozzle having a relatively small nozzle resistance and a small nozzle diameter.
また、図6で示す通り、ノズルユニット04内のインク流路はインク供給口05から放射状に形成されることになるため、インク供給口05に近い部分は吸引時のインクの流れが層流になるのに対し、供給口05から遠い部分はインクの流れの少ない淀みとなり、インクの吸引、排出効率が低下する。
Further, as shown in FIG. 6, since the ink flow path in the
上述から明らかな通り、所定のインク排出機能を達成させるためにはより多くの(無駄な)インクを吸引する必要があり、インクカートリッジのインクの浪費と廃インクを受容する機構の負荷増大を招く。また多くの吸引時間を要することになる。吸引時間の短縮には吸引能力の向上が考えられるがインクジェット記録装置では負圧発生手段の能力を高めるにはスペース、コストの観点から限界があり、インク吸引能力の向上は困難である。 As is apparent from the above description, in order to achieve a predetermined ink discharge function, it is necessary to suck more (waste) ink, leading to waste of ink in the ink cartridge and an increase in load of a mechanism for receiving waste ink. . In addition, a lot of suction time is required. In order to shorten the suction time, it is conceivable to improve the suction ability. However, in the ink jet recording apparatus, there is a limit from the viewpoint of space and cost in order to improve the ability of the negative pressure generating means, and it is difficult to improve the ink suction ability.
これらの問題点を解決する手段として、特開2002−347260号広報で開示しているものがある。その広報に記載された印字機能回復機構では、所定のノズルを密閉する手段をノズル列方向に走査させることで、従来のノズル面全体を密閉して吸引する方式に比較して、吸引効率を向上させ吸引時間と吸引インク量を削減している。 As means for solving these problems, there is one disclosed in JP 2002-347260 A. The printing function recovery mechanism described in the public relations improves the suction efficiency compared to the conventional method of sealing and sucking the entire nozzle surface by scanning the means for sealing a predetermined nozzle in the nozzle row direction. The suction time and the amount of sucked ink are reduced.
しかしながら特開2002−347260号広報で開示している印字機能回復機構では、吸引効率向上は達成しているものの、吸引動作の他に大気開放動作、ノズル面の掻掃動作を必要とし、またそれらの機構が存在する。またノズル面掻掃動作後には前述した予備吐出動作も必要と考えられる。
本発明は特許文献1に記載されているような印字機能回復機構に対し更に改良を加えたものであり、予備吐出やワイピングを必要としない、なお且つインク吸引能力および吸引効率を向上させてインク消費量を抑制し、短時間での吸引動作を可能にする、インクジェット記録装置の印字機能回復機構を提供することを目的とする。 The present invention is a further improvement over the printing function recovery mechanism described in Patent Document 1, and does not require preliminary ejection or wiping, and further improves ink suction capability and suction efficiency and improves ink suction. An object of the present invention is to provide a printing function recovery mechanism of an ink jet recording apparatus that suppresses consumption and enables a suction operation in a short time.
上記目的を達成させるための本発明の印字機能回復機構は、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置における、インクジェットヘッドのインク流路内のインク吸引、およびヘッドのノズル面の清掃機能を有する機構において、所定のノズル群を密閉する手段と、この密閉手段の内部を負圧状態にする負圧発生手段と、密閉手段をノズル面に当接し、走査移動する手段を有し、さらに上記ノズル群を密閉する手段は上記走査移動手段で走査することによりノズル面の清掃機能を兼備する形状を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a printing function recovery mechanism of the present invention includes: an ink suction in an ink flow path of an ink jet head in an ink jet recording apparatus that performs printing on a recording medium by discharging ink from a nozzle of the ink jet head; In a mechanism having a cleaning function of the nozzle surface of the head, a means for sealing a predetermined nozzle group, a negative pressure generating means for bringing the inside of the sealing means into a negative pressure state, and the sealing means abut on the nozzle surface to perform scanning movement Further, the means for sealing the nozzle group has a shape having a function of cleaning the nozzle surface by scanning with the scanning moving means.
また、負圧発生手段の大気開放機構・動作を必要としないことを特徴とする
また、吸引と同時にノズル面の清掃を行うことにより、予備吐動作およびブレード機構を必要としない構成であることを特徴とする。
In addition, it is characterized in that it does not require an air release mechanism / operation of the negative pressure generating means. Also, by performing cleaning of the nozzle surface at the same time as suction, it is configured not to require a preliminary ejection operation and a blade mechanism. Features.
また、単一の吸引キャップで複数色のノズル群を相互の混色なく吸引できることを特徴とする。 Further, the nozzle group of a plurality of colors can be sucked with a single suction cap without mutual color mixture.
また、ノズル群を密閉する手段をノズル列方向に押し当て、走査する動作において、走査の速度を変化させることにより、必要に応じてノズル当たりの吸引時間(吸引量)を変化させることができることを特徴とする。 Further, in the scanning operation by pressing the means for sealing the nozzle group in the nozzle row direction, the suction time (suction amount) per nozzle can be changed as necessary by changing the scanning speed. Features.
以上説明したように、本発明の印字機能回復機構によれば、ノズル面を局部的に吸引する吸引キャップをノズル列に沿って走査させることにより、吸引効率の向上がなされるとともに、吸引キャップのノズル当接面の形状が従来機構にあるブレード機能を有することで、インク吸引とノズル面インク滴除去を同時に達成することができる。これにより、従来方式のようなブレード機構が不要になり、印字機能回復機構の構造が簡略になるという効果がある。 As described above, according to the printing function recovery mechanism of the present invention, the suction efficiency is improved by scanning the suction cap that locally sucks the nozzle surface along the nozzle row, and the suction cap is improved. Since the shape of the nozzle contact surface has a blade function as in the conventional mechanism, ink suction and nozzle surface ink drop removal can be achieved simultaneously. This eliminates the need for the blade mechanism as in the conventional method, and has the effect of simplifying the structure of the printing function recovery mechanism.
また、従来機構にあった、インク吸引動作→ブレード動作→予備吐動作という連続動作が、吸引キャップ走査動作のみとなり、印字機能回復までの時間を大幅に短縮することができる。 Further, the continuous operation of the ink suction operation → blade operation → preliminary ejection operation, which is in the conventional mechanism, becomes only the suction cap scanning operation, and the time until the recovery of the printing function can be greatly shortened.
また、吸引キャップの走査速度を可変とすることで、ノズル群ごとに吸引量の制御が可能となり、印字機能回復のための必要最低限のインク量での吸引を可能にする。これにより、インク消費量の低減、廃インク量の低減および廃インク受容機構の簡略化が可能となる。 Further, by making the scanning speed of the suction cap variable, the suction amount can be controlled for each nozzle group, and suction with the minimum ink amount necessary for recovering the printing function is enabled. As a result, it is possible to reduce the ink consumption, the amount of waste ink, and the waste ink receiving mechanism.
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3は従来の印字機能回復機構を示すものである。また図1−aは本発明の実施例に関わる印字機能回復機構を示すものである。吸引ポンプ13を駆動させた状態で、ノズル面07にゴム等の弾性体で形成された吸引キャップ30をバネ圧等の弾性荷重で当接する。そして吸引キャップ30をノズル列と並行に移動させる。これにより吸引されるノズル群が順次切り替わりながら吸引動作がなされる。本実施例によれば、特開2002−347260号広報に記載されている通り、従来のノズル面全面をキャップし吸引する方式に比べ、吸引面積が著しく減少するため、同一の吸引源であっても実質の吸引能力は向上する。
FIG. 3 shows a conventional print function recovery mechanism. FIG. 1A shows a printing function recovery mechanism according to the embodiment of the present invention. With the
また本実施形態においては、キャップのノズル面への接地面積が小さいために、吸引ポンプ13を駆動したままノズル面からキャップ30を分離することが可能で大気開放機能を必要としない。
In this embodiment, since the ground contact area of the cap to the nozzle surface is small, it is possible to separate the
また、吸引キャップ形状の実施例を図1−bおよび図8に示す。図8にある通り、ノズル面当接部はフラットな形状を有し、外側はノズル面に対して鋭角に対峙するスロープ形状、内側は垂直形状となっている。また、図1−bにある通り、ノズル列と直交する方向は、ノズル面全域を掻掃できる形状を有する。このような形状のキャップがノズル列方向に走査することで、ノズル群からの吸引動作と、従来機構(図4)におけるブレード20がノズル面を掻掃してインク滴を除去するのと同様の動作を同時におこなうことができる。
Examples of the shape of the suction cap are shown in FIGS. As shown in FIG. 8, the nozzle surface abutting portion has a flat shape, the outer side has a slope shape facing the acute angle with respect to the nozzle surface, and the inner side has a vertical shape. Further, as shown in FIG. 1B, the direction orthogonal to the nozzle row has a shape that can sweep the entire nozzle surface. When the cap having such a shape scans in the nozzle row direction, the suction operation from the nozzle group and the
図8の実施例の場合、ノズル外側のスロープの角度θは概ね45度以下が望ましく、また、ノズル当接部の巾Lは0.1〜0.3mm程度が適当である。 In the case of the embodiment of FIG. 8, the angle θ of the slope outside the nozzle is preferably approximately 45 degrees or less, and the width L of the nozzle contact portion is suitably about 0.1 to 0.3 mm.
また、図10に示す通り、吸引キャップのノズル走査方向のノズル当接部断面形状は前述した図8の実施例の他に、ノズル当接部をエッジ形状にしたもの(図10−a)、ノズル当接部をR形状にしたもの(図10−b)、ノズル当接部内側を鋭角形状にしたもの(図10−c)、等が考えられる。 Further, as shown in FIG. 10, the nozzle abutting section cross-sectional shape of the suction cap in the nozzle scanning direction is one in which the nozzle abutting part is an edge shape in addition to the embodiment of FIG. 8 described above (FIG. 10-a), A nozzle contact portion having an R shape (FIG. 10B), an inner side of the nozzle contact portion having an acute angle shape (FIG. 10C), and the like are conceivable.
上記吸引キャップ形状により、吸引キャップがノズル面を走査しインク吸引をすると同時に、ノズル面に付着した残留インクを掻掃、除去することができる。これにより従来機構では必要であった、ブレード機構、および予備吐動作を必要としないシンプルな印字機能回復機構が実現する。 With the suction cap shape, the suction cap scans the nozzle surface and sucks ink, and at the same time, the residual ink attached to the nozzle surface can be scraped and removed. This realizes a blade mechanism and a simple printing function recovery mechanism that does not require a preliminary ejection operation, which are necessary in the conventional mechanism.
図9は本発明における印字機能回復機構のインク吸引動作を示すものである。吸引キャップが走査する際の速度を可変にすることにより、ノズル群ごとに吸引量の制御をすることができる。例えば図9にあるように、吸引開始時はインクが到達するまでの間、しばらくキャップを静止したままで吸引し、その後インク供給口05から遠い位置にあるノズル群に対しては低速で走査し、供給口直下付近(ノズル列中心付近)では高速で走査し、ノズル端部近傍ではまた低速で走査し端部では静止して吸引するといった制御をおこなう。また、往復で走査する場合、複方向の走査を往方向とは異なる制御をすることで更に吸引効率、信頼性を向上させることが可能である。
FIG. 9 shows the ink suction operation of the printing function recovery mechanism in the present invention. By making the speed at which the suction cap scans variable, the suction amount can be controlled for each nozzle group. For example, as shown in FIG. 9, when the suction starts, the cap is kept stationary for a while until the ink reaches, and then the nozzle group far from the
また、大気開放動作を行わず常に吸引していることで、キャップ内にインクが滞留したり逆流することがないため、図7に示すような、複数の色のノズル列を単一のキャップで吸引した場合でも、色間で混色を引き起こすことはない。 In addition, since the suction is always performed without performing the air release operation, the ink does not stay in the cap or does not flow backward. Therefore, a plurality of color nozzle rows as shown in FIG. Even when sucked, no color mixing occurs between colors.
上記より従来機構にあった大気開機構12、ブレード機構20、予備吐動作(図5)を必要とせず、実質吸引能力の向上とともに印字機能回復機構の大幅な簡略化と回復動作時間の短縮、インク消費量の低減が可能である。
As described above, the
01 インクカートリッジ
02 インクカートリッジ接続口
03 インク流路部材
04 ノズルユニット
05 インク供給口
06 共通液室
07 ノズル面
08 ノズル
11 吸引キャップ
12 大気開放弁
13 吸引ポンプ
14 廃インク受容体
20 ブレード
30 吸引キャップ
01
Claims (8)
所定のノズル群を密閉する手段と、この密閉手段の内部を負圧状態にする負圧発生手段と、密閉手段をノズル面に当接し、走査移動する手段と、さらに上記ノズル群を密閉する手段は上記走査移動手段で走査することによりノズル面の清掃機能を兼備する形状を有することを特徴とする印字機能回復機構。 In a mechanism having an ink suction in an ink flow path of an ink jet head and a cleaning function of a nozzle surface of the head in an ink jet recording apparatus that discharges ink from a nozzle of the ink jet head and performs printing on a recording medium.
Means for sealing a predetermined nozzle group, negative pressure generating means for bringing the inside of the sealing means into a negative pressure state, means for bringing the sealing means into contact with the nozzle surface for scanning movement, and means for sealing the nozzle group Has a shape that also has a nozzle surface cleaning function by scanning with the scanning moving means.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080304 |