JP2008238750A - 液滴吐出装置、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】流路内の気泡やゴミを捕獲するフィルタから気泡やゴミを効率よく取り除くこと。
【解決手段】液滴吐出装置において、液体タンクと、ノズルと圧力室と液体供給口を備えるイジェクタが複数設けられ、共通流路が設けられる吐出ヘッドと、共通流路の一端に連通する第1液体流路と、共通流路の他端に連通する第2液体流路と、第1液体流路および共通流路および第2液体流路内に液体を流すための送液手段と、第1液体流路に設けられる第1回収手段と、第2液体流路に設けられる第2回収手段と、吐出ヘッドが吐出動作をする時の第1液体流路および第2液体流路内の液体の流れ方向を順方向とし順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時には送液手段により逆方向に液体を流すことができる制御手段と、を有し、第1液体流路および第2液体流路は液体タンクに連通する。
【選択図】図1
【解決手段】液滴吐出装置において、液体タンクと、ノズルと圧力室と液体供給口を備えるイジェクタが複数設けられ、共通流路が設けられる吐出ヘッドと、共通流路の一端に連通する第1液体流路と、共通流路の他端に連通する第2液体流路と、第1液体流路および共通流路および第2液体流路内に液体を流すための送液手段と、第1液体流路に設けられる第1回収手段と、第2液体流路に設けられる第2回収手段と、吐出ヘッドが吐出動作をする時の第1液体流路および第2液体流路内の液体の流れ方向を順方向とし順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時には送液手段により逆方向に液体を流すことができる制御手段と、を有し、第1液体流路および第2液体流路は液体タンクに連通する。
【選択図】図1
Description
本発明は液滴吐出装置、画像形成装置に係り、特にインクジェット式の記録ヘッドに使用される液滴吐出装置、画像形成装置に関する。
特許文献1には、インクジェットプリンタにおいて、各ヘッドユニットの供給路の途中にフィルタを設けている発明が開示されている。そして、インクが循環往路から各ヘッドユニットに循環するのに先立って、フィルタを通り、インクのみが通過して気泡や固形物などの不要物は除去されるとしている。
また、特許文献2には、記録ヘッドの共通液室とポンプを接続する第1供給路、第2供給路に第1、第2フィルタと制御弁を設けており、また、記録ヘッドのノズルから吐出されるインクを受けるためのキャップが設けられている。そして、第1、第2フィルタにより記録ヘッドへ不純物が侵入することを阻止している。また、第2フィルタにより、循環経路で加圧した時に記録ヘッドから出てくる気泡や不純物を取り記録ヘッドに逆流させないとしている。
特開2005−349843号公報
特開2006−68904号公報
しかし、特許文献1、2では、インク内の気泡や固形物などの不要物を除去するフィルタには気泡やゴミが溜まり続け、この気泡やゴミを除去する手法は開示されていない。ここで、フィルタに気泡やゴミが溜まると、インクが通過できる面積が減り流路抵抗が上がってしまい、吐出中におけるインク供給が追いつかなくなってしまう。また、パージ動作を実行する場合にインク流速を上げることが出来ず、記録ヘッドを経由してサブタンクへインクを流すことができない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、流路内の気泡やゴミを捕獲するフィルタから気泡やゴミを効率よく取り除くことができる液滴吐出装置、画像形成装置を提供すること、を目的とする。
前記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、液滴吐出装置において、液体を貯留する液体タンクと、前記液体の吐出口であるノズルと前記ノズルに連通する圧力室と前記圧力室に連通する液体供給口とを備えるイジェクタが複数設けられ、複数の前記イジェクタと前記液体供給口を介して連通する共通流路が設けられる吐出ヘッドと、前記共通流路の一端に連通する第1液体流路と、前記共通流路の他端に連通する第2液体流路と、前記第1液体流路および前記共通流路および前記第2液体流路内に液体を流すための送液手段と、前記第1液体流路に設けられる第1回収手段と、前記第2液体流路に設けられる第2回収手段と、前記吐出ヘッドが吐出動作をする時の前記第1液体流路および前記第2液体流路内の液体の流れ方向を順方向とし前記順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時には前記送液手段により前記逆方向に液体を流すことができる制御手段と、を有し、前記第1液体流路および前記第2液体流路は前記液体タンクに連通すること、を特徴とする。
本発明によれば、メンテナンス時に送液手段により逆方向に液体を流すので、第1回収手段の付着物を第2回収手段まで移動させることができる。
前記目的を達成するために、請求項2に係る発明は、請求項1の液滴吐出装置において、一端が前記液体タンクと前記第1回収手段の間の第1接続部分で前記第1液体流路に連通し、他端が前記第2回収手段と前記吐出ヘッドの間の第2接続部分で前記第2液体流路に連通する第1バイパス流路と、前記第1バイパス流路に設けられたバルブを有し、前記制御手段は、メンテナンス時には、前記第1回収手段の付着物が前記第1接続部分よりも前記液体タンク側の前記第1液体流路に移動するために必要な時間だけ前記バルブを閉じた状態で前記送液手段により前記逆方向に液体を流し、移動させた前記付着物が前記第2回収手段に移動するために必要な時間だけ前記バルブを開けた状態で前記送液手段により前記順方向に液体を流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、第1回収手段の付着物が第1接続部分よりも液体タンク側の第1液体流路に移動するために必要な時間だけバルブを閉じた状態で送液手段により逆方向に液体を流すので、逆方向に液体を流す時間が短くなる。
また、移動させた前記付着物が第2回収手段に移動するために必要な時間だけバルブを開けた状態で送液手段により順方向に液体を流すので、付着物を第2回収手段に移動することができる。
前記目的を達成するために、請求項3に係る発明は、液滴吐出装置において、液体を貯留する液体タンクと、前記液体の吐出口であるノズルと前記ノズルに連通する圧力室と前記圧力室に連通する液体供給口とを備えるイジェクタが複数設けられ、複数の前記イジェクタと前記液体供給口を介して連通する共通流路が設けられる吐出ヘッドと、前記共通流路の一端に連通する第1液体流路と、前記共通流路の他端に連通する第2液体流路と、前記第1液体流路および前記共通流路および前記第2液体流路内に液体を流すための送液手段と、前記第1液体流路に設けられる第1回収手段と、前記第2液体流路に設けられる第2回収手段と、前記吐出ヘッドが吐出動作をする時の前記第1液体流路および前記第2液体流路内の液体の流れ方向を順方向とし前記順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時には前記送液手段により前記逆方向に液体を流すことができる制御手段と、を有し、前記第1液体流路は前記液体タンクに連通し、前記第2液体流路は前記液体タンクと前記第1回収手段の間で前記第1液体流路に連通すること、を特徴とする。
本発明によれば、第2液体流路は一端が液体タンクと第1回収手段の間で第1液体流路に連通するので、第1回収手段の付着物を液体タンクを経由することなく第2回収手段まで移動させることができる。
前記目的を達成するために、請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記ノズルと前記第2液体流路とを連通する液体循環路を有し、前記制御手段は、前記吐出ヘッドの吐出動作時に、前記ノズルから液体が吐出していない不吐出イジェクタについて前記送液手段により前記圧力室から前記液体循環路を経由して前記第2液体流路に液体を流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、ノズルと第2液体流路とを連通する液体循環路を有し、制御手段は、吐出ヘッドの吐出動作時に、ノズルから液体が吐出していない不吐出イジェクタについて送液手段により圧力室から液体循環路を経由して第2液体流路に液体を流すので、不吐出イジェクタにおいてノズル付近の増粘した液体を取り除くことができ、吐出不良が起こらない。
また、液体循環路を使って液体を逆方向に流すことができる。
前記目的を達成するために、請求項5に係る発明は、請求項4の液滴吐出装置において、前記制御手段は、液体を前記逆方向に流す体積流量をV1、液体を前記順方向に流す体積流量をV2とするとき、V1<V2の条件のもと、前記送液手段により液体を前記逆方向に流した後に液体を前記順方向に流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、制御手段は、液体を逆方向に流す体積流量をV1、液体を順方向に流す体積流量をV2とするとき、V1<V2の条件のもと、送液手段により液体を逆方向に流した後に液体を順方向に流すので、圧力室内は新たに入れ換えたフレッシュな状態の液体を充填させることができ、ノズルからの液体の吐出状態が良好となる。
前記目的を達成するために、請求項6に係る発明は、請求項5の液滴吐出装置において、前記第2回収手段の両側の前記第2液体流路をバイパスする第2バイパス流路を有し、前記制御手段は、前記送液手段により液体を前記順方向に流す時には前記第2バイパス流路に流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、第2回収手段の両側の第2液体流路をバイパスする第2バイパス流路を有し、制御手段は、送液手段により液体を順方向に流す時には第2バイパス流路に流すので、第2回収手段の付着物が第1回収手段へ移動しない。そのため、液体を逆方向に流した後に液体を順方向に流しても、一旦第1回収手段から第2回収手段に移動した付着物が第1回収手段に再び移動しない。
前記目的を達成するために、請求項7に係る発明は、請求項4の液滴吐出装置において、前記制御手段は、液体を前記順方向に流す体積流量をV3、液体を前記逆方向に流す体積流量をV4とするとき、V3>V4の条件のもと、前記送液手段により液体を前記順方向に流した後に液体を前記逆方向に流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、制御手段は、液体を前記順方向に流す体積流量をV3、液体を前記逆方向に流す体積流量をV4とするとき、V3>V4の条件のもと、前記送液手段により液体を前記順方向に流した後に液体を前記逆方向に流すので、第1回収手段から第2回収手段に移動した付着物が第1回収手段に再び移動しない。
前記目的を達成するために、請求項8に係る発明は、請求項4乃至7のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記液体循環路と前記第2液体流路との間に液体を回収する回収タンクを有し、前記液体タンクと前記回収タンクとの間の水頭差により前記圧力室から前記液体循環路と前記回収タンクを経由して前記第2液体流路へ液体を流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、液体循環路と第2液体流路との間に液体を回収する回収タンクを有し、液体タンクと回収タンクとの間の水頭差により圧力室から液体循環路と回収タンクを経由して第2液体流路へ液体を流すので、液体の流れをゆっくりさせることができる。
前記目的を達成するために、請求項9に係る発明は、請求項4乃至8のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記吐出ヘッドの吐出動作時に、前記不吐出イジェクタでは液体が前記ノズルから吐出しない程度に駆動させる予備波形の駆動信号をアクチュエータに与えて前記圧力室内および前記ノズル内の液体を攪拌すること、を特徴とする。
本発明によれば、制御手段は、吐出ヘッドの吐出動作時に、不吐出イジェクタでは液体がノズルから吐出しない程度に駆動させる予備波形の駆動信号をイジェクタに備わるアクチュエータに与えて圧力室内およびノズル内の液体を攪拌するので、不吐出イジェクタにおけるノズル内の液体の粘度を低下させることができる。
前記目的を達成するために、請求項10に係る発明は、請求項4乃至9のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記制御手段は、メンテナンス時は前記予備波形の駆動信号をアクチュエータに与えないこと、を特徴とする。
本発明によれば、制御手段は、メンテナンス時は予備波形の駆動信号をアクチュエータに与えないので、不要な液体の増粘を回避することができる。
前記目的を達成するために、請求項11に係る発明は、請求項4乃至7のいずれか1つの液滴吐出装置において、液体として水性インクを用いること、を特徴とする。
本発明によれば、増粘が生じやすい水性インクであっても増粘を防止することができる。
前記目的を達成するために、請求項12に係る発明は、請求項4乃至11のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記送液手段により液体を前記逆方向に流して、前記第1液体流路内および前記第2液体流路内の液体を前記液体タンク内の液体と入れ換えること、を特徴とする。
本発明によれば、液体を逆方向に流して、第1液体流路内および前記第2液体流路内の液体を液体タンク内の液体と入れ換えるので、液体の粘度を抑制させることができる。
前記目的を達成するために、請求項13に係る発明は、請求項4乃至12のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記イジェクタと前記第2回収手段の間の前記第2液体流路に液体の粘度を調整する液体粘度調整機構を有し、前記制御手段は、前記送液手段により液体を前記順方向に流した後、前記逆方向に流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、イジェクタと第2回収手段の間の第2液体流路に液体の粘度を調整する液体粘度調整機構を有し、制御手段は、送液手段により液体を前記順方向に流した後、逆方向に流すので、液体流路内の液体を全てフレッシュな状態にした後に第1回収手段の付着物を第2回収手段へ移動させることができる。
前記目的を達成するために、請求項14に係る発明は、請求項13の液滴吐出装置において、前記液体供給口を介して前記圧力室に連通する共通流路を有し、前記第1回収手段は、前記液体供給口内に配置され前記共通流路に突出していないこと、を特徴とする。
本発明によれば、液体供給口を介して圧力室に連通する共通流路を有し、第1回収手段は、液体供給口内に配置され共通流路に突出していないので、共通流路内の液体の流れを妨げない。
前記目的を達成するために、請求項15に係る発明は、請求項1乃至14のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記第2回収手段は前記吐出ヘッドの外部にあって交換可能であること、を特徴とする。
前記目的を達成するために、請求項16に係る発明は、請求項1乃至15のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記第2回収手段は前記第1回収手段よりも目のサイズが小さいこと、を特徴とする。
本発明によれば、第2回収手段は第1回収手段よりも目のサイズが小さいので、第2回収手段は第1回収手段よりもサイズの小さいものを捕獲でき、第1回収手段の付着物を確実に第2回収手段で回収することができる。
前記目的を達成するために、請求項17に係る発明は、請求項1乃至16のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記制御手段は、Pminを前記ノズル部分の液体メニスカスが破れて空気を内側に引き込む圧力とし、Pmaxを前記ノズル部分の液体メニスカスが破れて液体が垂れる圧力としたときに、前記ノズル部分の圧力Pnが、Pmin < Pn < Pmaxを満たすように、前記送液手段により液体を流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、制御手段は、Pminをノズル部分の液体メニスカスが破れて空気を内側に引き込む圧力とし、Pmaxをノズル部分の液体メニスカスが破れて液体が垂れる圧力としたときに、ノズル部分の圧力Pnが、Pmin < Pn < Pmaxを満たすように、送液手段により液体を流すので、ノズル部分の液体のメニスカスが破れないことから、ノズルから空気を吸い込まない。また、ノズルから液体が垂れることもない。
前記目的を達成するために、請求項18に係る発明は、請求項1乃至17のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記液体タンクの圧力を調整する圧力調整手段を有し、前記制御手段は、前記圧力調整手段により前記液体タンクの圧力を調整して前記ノズル部分の液体メニスカスを維持しつつ、前記送液手段により液体を流すこと、を特徴とする。
本発明によれば、液体タンクの圧力を調整する圧力調整手段を有し、制御手段は、圧力調整手段により液体タンクの圧力を調整してノズル部分の液体メニスカスを維持しつつ、送液手段により液体を流すので、液体の流速を上げることができる。また、メンテナンスの時間を短くすることができる。
前記目的を達成するために、請求項19に係る発明は、請求項1乃至18のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記液体タンクに設けられた大気開放弁を有し、前記制御手段は、前記送液手段により液体を流す時に前記大気開放弁を閉じること、を特徴とする。
本発明によれば、液体タンクに設けられた大気開放弁を有し、制御手段は、送液手段により液体を流す時に大気開放弁を閉じるので、ノズル部分の圧力を考慮することなく送液手段により液体を流すことができる。
また、ノズル以外に空気が侵入するところが無いので、液体が垂れるおそれはなく、空気も侵入しない。
前記目的を達成するために、請求項20に係る発明は、請求項1乃至19のいずれか1つの液滴吐出装置において、前記送液手段は、前記第2回収手段が前記付着物の回収する面側の前記第2液体流路に設けられること、を特徴とする。
本発明によれば、送液手段は、第2回収手段が付着物の回収する面側の第2液体流路に設けられるので、第2回収手段に移動した第1回収手段の付着物が、吐出ヘッドの吐出動作時にイジェクタ側に移動することがない。
前記目的を達成するために、請求項21に係る発明は、画像形成装置において、請求項1乃至20のいずれか1つの液滴吐出装置を有すること、を特徴とする。
本発明によれば、流路内の気泡やゴミを捕獲するフィルタから気泡やゴミを効率よく取り除くことができる。
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
〔第1実施形態〕
<基本例>
まず、本発明の液滴吐出装置について第1実施形態の基本例の構成と作用について説明する。
<基本例>
まず、本発明の液滴吐出装置について第1実施形態の基本例の構成と作用について説明する。
図1は、本発明の液滴吐出装置の第1実施形態の基本例のイメージ構成図であり、図2は第1実施形態の基本例のメンテナンス時における作用についてのフローチャート図である。
図1に示すように、第1実施形態の液滴吐出装置1は、複数のインク室ユニット11(イジェクタ)を備える吐出ヘッドである記録ヘッド50(以下、ヘッドという)、インクタンク12(液体タンク)、インク流量ポンプ13(送液手段)、第1フィルタ14(第1回収手段)、第2フィルタ16(第2回収手段)、第1インク流路17(第1液体流路)、第2インク流路18(第2液体流路)などを備えている。インク室ユニット11には、インク供給口21(液体供給口)、圧力室22、ノズル23などが備えられている。複数あるインク室ユニット11のインク供給口21は共通流路20により連通している。インク室ユニット11の詳細については、後述する。インクタンク12には圧力調整ポンプ24や大気開放弁26が備えられている。
第1インク流路17は、一端がインクタンク12に連通し他端がヘッド50内の共通流路20に連通する。そして、第1インク流路17には第1フィルタ14が設けられている。一方、第2インク流路18は、一端がインクタンク12を介して第1フィルタ14よりインクタンク12側の第1インク流路17に連通し、他端がヘッド50内の共通流路20を介して第1フィルタ14よりヘッド50側の第1インク流路17と連通する。そして、第2インク流路18には第2フィルタ16が設けられている。また、インク流量ポンプ13は、第2フィルタ16のインクタンク12側の第2インク流路18に設けられている。このインク流量ポンプ13は、第1インク流路17と第2インク流路18内にインクを流すものである。
図1では、液滴吐出装置1を用いて印字を行う際に、インクをインクタンク12から第1インク流路17を介してインク室ユニット11まで矢印Bの方向(順方向)に流した結果、第1フィルタ14のインクタンク12側の側面に気泡やゴミ(黒丸で示すもの)が付着している状態を示している。
図2をもとに、第1実施形態の液滴吐出装置1のメンテナンス時の作用について説明する。メンテナンスをスタートさせる(ステップS2−1)と、ノズル23をキャップ機構(不図示)によりキャッピングする(ステップS2−2)。
次に、インク流量ポンプ13を駆動して、ヘッド50が吐出動作をする時の第1インク流路17および第2インク流路18内インクの流れ方向である矢印Bの方向(順方向)とは反対にインクを逆流させて、図1の矢印Aの方向(逆方向)にインクを流す(ステップS2−3)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Ta1が経過するまでインクを流し続ける(ステップS2−4)。これにより、第1フィルタ14のインクタンク12側の側面の付着物である気泡やゴミが、第2フィルタ16まで移動する。
ここで、ステップS2−4の所定時間Ta1は、第1フィルタ14についた気泡やゴミがインクタンク12を経由して、第2フィルタ16まで達するのに必要な時間とする。そこで、この所定時間Ta1において流し続けるインクの総体積流量Vについて説明する。
ステップS2−3、S2−4において流し続けるインクの総体積流量Vは、インクタンク12と第1フィルタ14との間の流路内のインクの体積をV1、インクタンク12と第2フィルタ16との間の流路内のインクの体積をV2とするとき、以下の数式で表される。
[数1]
V>(V1+V2)
なお、メンテナンスの時間を短くするため、インクの総体積流量Vは可能な限り少ないほうがよい。そこで、第1インク流路17と第2インク流路18について、図3に示すような流路構造とする。図3は、インクタンク12内の第1インク流路17と第2インク流路18の拡大図である。図3に示すように、第1インク流路17と第2インク流路18の端部(17a、18a)が互いに向き合う状態で接近している。
V>(V1+V2)
なお、メンテナンスの時間を短くするため、インクの総体積流量Vは可能な限り少ないほうがよい。そこで、第1インク流路17と第2インク流路18について、図3に示すような流路構造とする。図3は、インクタンク12内の第1インク流路17と第2インク流路18の拡大図である。図3に示すように、第1インク流路17と第2インク流路18の端部(17a、18a)が互いに向き合う状態で接近している。
これにより、第1フィルタ14から第1インク流路17を流れてくるインクがインクタンク12内に拡がりにくくなり、そのまま第2インク流路18に流れやすくなる。そのため、インクの総体積流量Vを可能な限り体積(V1+V2)に近づけて少なくすることができる。また、第1インク流路や第2インク流路を短くすることにより体積V1と体積V2を減らすことでも、インクの総体積流量Vを減らすことができる。
以上がステップS2−4の所定時間Ta1に関する説明である。
次に、所定時間Ta1が経過すると、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS2−5)、ノズル23をキャップ機構により吸引する(ステップS2−6)。その後、ノズル23からキャップ機構を外してキャッピングを解除し(ステップS2−7)、ノズル23の吐出面のワイピングを行い(ステップS2−8)、メンテナンスが終了する(ステップS2−9)。
続いて、ノズル23部分のインクの圧力調整について、説明する。
図2のステップS2−3,S2−4においてインク流量ポンプ13を駆動して矢印Aの方向にインクを流す時には、ノズル23部分のインクメニスカスが破れないように、ノズル23部分のインクの圧力を調整することが望ましい。
具体的には、ノズル23部分のインクの圧力をPn、大気圧をPo、インクメニスカスが破れて空気を内側に引き込む時のインクの圧力Pmin=(Po−P)、インクメニスカスが破れてインクがノズルから垂れる時のインクの圧力Pmax=(Po+P)とすると、以下の条件を満たすことが望ましい。
[数2]
Pmin< Pn <Pmax
これを書き直すと、
[数3]
(Po−P)< Pn <(Po+P)
なお、ノズル径やインク表面張力によって値は多少変化するが、一般的なインクジェット式の記録ヘッドでは、P=3000[Pa]程度となる。
Pmin< Pn <Pmax
これを書き直すと、
[数3]
(Po−P)< Pn <(Po+P)
なお、ノズル径やインク表面張力によって値は多少変化するが、一般的なインクジェット式の記録ヘッドでは、P=3000[Pa]程度となる。
ところで、図1において、インクタンク12内のインクの圧力をPt、矢印Aの方向にインクを流す時のインクの流速(単位時間当たりの流量)をU、第1フィルタ14の流路抵抗をR1としたとき、ノズル23部分のインクの圧力Pnは、Pn=Pt+U×R1、と表すことができる。そのため、数式3は以下のように書き直すことができる。
[数4]
(Po−P)<(Pt+U×R1)<(Po+P)
そのため、ノズル23部分のインクの圧力Pnは、流速Uが一定のもと、インクタンク12内のインクの圧力Ptにより制御することができる。
(Po−P)<(Pt+U×R1)<(Po+P)
そのため、ノズル23部分のインクの圧力Pnは、流速Uが一定のもと、インクタンク12内のインクの圧力Ptにより制御することができる。
そこで、インクタンク12内のインクの圧力Ptについて、インクタンク12に設けられた大気開放弁26を開けてPt=Poとする場合と、大気開放弁26を閉めてPtを調整する場合とで、流速Uを比較する。
まず、大気開放弁26を開けてPt=Poとする場合、数式4は以下のように表すことができる。
[数5]
−P<(U×R1)<P
U>0、R1>0であるので、数式5は以下のように書き直すことができる。
−P<(U×R1)<P
U>0、R1>0であるので、数式5は以下のように書き直すことができる。
[数6]
0<(U×R1)<P
さらに、整理をして数式6は以下のように書き直すことができる。
0<(U×R1)<P
さらに、整理をして数式6は以下のように書き直すことができる。
[数7]
U<{P/(R1)}
ここで、例えば、R1=1×109[Ns/m5]とすると、前記のようにP=3000[Pa]=3000[N/m2]より、U<3×10−6[m3/s]となる。
U<{P/(R1)}
ここで、例えば、R1=1×109[Ns/m5]とすると、前記のようにP=3000[Pa]=3000[N/m2]より、U<3×10−6[m3/s]となる。
一方、大気開放弁26を閉めて圧力調整ポンプ24にてPtを調整する場合、数式4を整理すると、以下のように書き直すことができる。
[数8]
{(Po−P−Pt)/R1}<U<{(Po+P−Pt)/R1}
そこで、流速Uの上限値を比較すると、大気開放弁26を開けてPt=Poとする場合はUmax_0={P/(R1)}であり、大気開放弁26を閉めて圧力調整ポンプ24にてPtを調整する場合はUmax_1={(Po+P−Pt)/R1}である。そのため、その差は△Umax=(Umax_1−Umax_0)={(Po−Pt)/R1}となる。
{(Po−P−Pt)/R1}<U<{(Po+P−Pt)/R1}
そこで、流速Uの上限値を比較すると、大気開放弁26を開けてPt=Poとする場合はUmax_0={P/(R1)}であり、大気開放弁26を閉めて圧力調整ポンプ24にてPtを調整する場合はUmax_1={(Po+P−Pt)/R1}である。そのため、その差は△Umax=(Umax_1−Umax_0)={(Po−Pt)/R1}となる。
したがって、大気開放弁26を閉めて圧力調整ポンプ24にてPtを大気圧Poよりも低い負圧の状態(Po>Pt)にする場合のほうが、大気開放弁26を開けてPt=Poとする場合よりも大きな流速Uを実現することができる。流速Uが大きいほど、流路内の気泡やゴミを除去しやすい点で有効である。
以上より、大気開放弁26を閉めて圧力調整ポンプ24にてPtを負圧の状態で調整することにより、ノズル23部分のインクメニスカスが破れないように、ノズル23部分のインクの圧力を調整することが望ましい。
なお、インク流量ポンプ13を駆動して矢印Aの方向にインクを流す前にインクタンク12の圧力Ptを減少させると、ノズル23部分の圧力Pnがインクメニスカスが破れて空気を内側に引き込む時のインクの圧力Pmin未満となり、ノズル23部分のインクメニスカスが破れるおそれがある。そこで、インク流量ポンプ13を駆動して矢印Aの方向に流すインクの単位時間当たりの流量Uを少しずつ増やしながら、インクタンク12の圧力Ptを減少させることが望ましい。また、インクタンク12の圧力Ptを調整する方法として、前記のように圧力調整ポンプ24により調整する方法以外にも、例えば、水頭差により調整する方法がある。
続いて、第2フィルタ16について説明する。第2フィルタ16は、インク室ユニット11を備える記録ヘッドの外部に配置して、取り外しによる交換やクリーニングが容易であることが望ましい。特に、第1フィルタ14が記録ヘッド内(例えば、インク室ユニット11のインク供給口21内)にある場合には、第1フィルタ14を簡単に交換することはできないため有効である。
また、第2フィルタ16は第1フィルタ14よりも目のサイズが小さいことが望ましい。これにより、第2フィルタ16が捕獲できる気泡やゴミの最小サイズは、第1フィルタ14が捕獲できるゴミや気泡の最小サイズよりも小さくなる。そのため、第1フィルタ14から第2フィルタ16側に移動させた気泡やゴミが、第2フィルタ16を通過することなく圧力室22側に気泡やゴミが侵入しない。なお、第2フィルタ16が捕獲できる気泡やゴミの最小サイズは、ノズルサイズ(約20μm)よりも小さい事が望ましい。
続いて、インク流量ポンプ13の位置について説明する。インク流量ポンプ13の位置は図1に示したように第2フィルタ16のインクタンク12側に限らず、別の位置であってもよい。しかし、バルブとしても代用できるメリットを考慮すれば、インク流量ポンプ13の位置は、図1に示したように第2フィルタ16のインクタンク12側の位置であることが望ましい。これにより、メンテナンス終了後において、インク流量ポンプ13をバルブとして使用して第2インク流路18の流路を遮断することにより、第2フィルタ16のインクタンク12側にたまった気泡やゴミが、インクタンク12側に戻ってしまうことを防ぐことができる。
インク流量ポンプ13は、通常用いられるチューブポンプを使用することが考えられる。ポンプとして使用していないときは、バルブとして代用し流路を遮断することで、第2フィルタ16に付着した気泡やゴミがインクタンク12側に進入しないようにできるからである。
また、図4のように、インクタンク12にはインク内に溶けている気体を取り除くインク脱気機構27を設けることが望ましい。これにより、第1フィルタ14から逆流してきた気泡をすぐに除去することができる。
その他、インク流量ポンプ13の代わりに、図5に示す送液手段を用いてもよい。図5(a)において、まず、第2フィルタ16に繋がる側の流路について大気開放弁26を閉め、圧力調整ポンプ24によりインクタンク12内の壁28で仕切られた左半分の領域を加圧する。すると、図1において矢印Aの方向にインクが流れる。
そして、図5(b)に示すように、インクタンク12内の壁28で仕切られた右半分の領域のインク量が所定量増加したら、圧力調整ポンプ24による加圧を一旦止め、大気開放弁26を開けて大気解放を行う。
その後、図5(c)に示すように、インクタンク12内の壁28を開けて右半分と左半分の両領域のインク量を等しくする。以上の作用を繰り返えすことにより、インクを流すことができる。
<変形例1>
図6は、本発明の液滴吐出装置の第1実施形態の変形例1のイメージ構成図であり、図7は第1実施形態の変形例1の液滴吐出装置1Aのメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図6は、本発明の液滴吐出装置の第1実施形態の変形例1のイメージ構成図であり、図7は第1実施形態の変形例1の液滴吐出装置1Aのメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図6に示すように、基本例の液滴吐出装置1と異なる点として、バイパス流路29が設けられている点と、バイパス流路29にバルブ31が設けられている。バイパス流路29は、一端がインクタンク12と第1フィルタ14の間にある接続部分17bで第1インク流路17に連通し、他端が第2フィルタ16とヘッド50の間の接続部分18bで第2インク流路18に連通している。
また、基本例の液滴吐出装置1と異なる点として、インク流量ポンプ13が第2フィルタ16の吐出ヘッド50側の第2インク流路18に配置されている。
その他の構成は、図1に示す基本例の液滴吐出装置1と共通する。
変形例1の液滴吐出装置1Aのメンテナンス時の作用を、図7を用いて説明する。メンテナンスをスタートさせる(ステップS7−1)と、ノズル23をキャップ機構(不図示)によりキャッピングする(ステップS7−2)。
次に、インク流量ポンプ13を駆動して矢印Aの方向にインクを流す(ステップS7−3)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Ta1が経過するまでインクを流し続ける(ステップS7−4)。所定時間Ta1は、第1フィルタ14の付着物である気泡やゴミがインクタンク12と第1フィルタ14の間のバイパス流路29との接続部分17bよりもインクタンク12側の第1インク流路17に移動するために必要な時間とする。
次に、所定時間Ta1が経過すると、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS7−5)、バルブ31を開ける(ステップS7−6)。そして、インク流量ポンプ13を逆方向に駆動し矢印Bの方向にインクを流す(ステップS7−7)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Tb1経過するまでインクを流し続ける(ステップS7−8)。所定時間Tb1は、移動させた気泡やゴミがバイパス流路29を経由して、第2フィルタ16まで達するのに必要な時間とする。
次に、所定時間Tb1が経過すると、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS7−9)、バルブ31を閉じて(ステップS7−10)、ノズル23をキャップ機構により吸引する(ステップS7−11)。その後、ノズル23からキャップ機構を外してキャッピングを解除し(ステップS7−12)、ノズル23の吐出面のワイピングを行い(ステップS7−13)、メンテナンスが終了する(ステップS7−14)。
以上のように、所定時間Ta1だけインクを矢印Aの方向に流し、その後、所定時間Tb1だけインクを矢印Bの方向に流すことにより、第1フィルタ14の付着物である気泡やゴミが第2フィルタ16の圧力室22側に移動する。
なお、インク流量ポンプ13は第2フィルタ16のインク室ユニット11側に設けられていることが望ましい。メンテナンス時以外においては、インク流量ポンプ13をバルブとして代用し第2インク流路18の流路を閉じておくことで、第2フィルタ16の圧力室22側についた気泡やゴミがインク室ユニット11に流れ込まないようにできるからである。
また、インクを矢印Bの方向に流す時、第1フィルタ14の流路抵抗により、インクはインク室ユニット11側の第1インク流路17には流れ難く、大半がバイパス流路29のバルブ31を通って第2フィルタへ流れる。なお、インク室ユニット11側へのインクの流れを完全に止めたい場合には、接続部分17bよりインクユニット11側の第1インク流路17に別のバルブを設けてもよい。
<変形例2>
図8は、本発明の液滴吐出装置の第1実施形態の変形例2のイメージ構成図である。第1実施形態の変形例2の液滴吐出装置1Bが基本例の液滴吐出装置1と異なる点として、第2インク流路18の一端(第2フィルタ16のインクタンク12側の端部)がインクタンク12と第1フィルタ14の間の接続部分17cで第1インク流路17と連通している。
図8は、本発明の液滴吐出装置の第1実施形態の変形例2のイメージ構成図である。第1実施形態の変形例2の液滴吐出装置1Bが基本例の液滴吐出装置1と異なる点として、第2インク流路18の一端(第2フィルタ16のインクタンク12側の端部)がインクタンク12と第1フィルタ14の間の接続部分17cで第1インク流路17と連通している。
そのため、インクが矢印Aの方向に流れ第1フィルタ14から第2フィルタ16に流れる際に、インクタンク12を経由しないことになる。従って、第1フィルタ14から第2フィルタ16の間のインク流量体積を小さくすることができ、メンテナンス時間を短くすることができる。
その他の構成は、図1に示す基本例の液滴吐出装置1と共通する。
なお、図9に示すように、第1実施形態において、インク流量ポンプ13、圧力調整ポンプ24、大気開放弁26、インク脱気機構27、バルブ31の動作については、液滴吐出装置内に備わる制御部51で制御する。ここで、バルブ31は変形例1の特有の構成要素である。
以上のような第1実施形態により、以下の効果が得られる。
本実施形態では、液滴吐出装置(1,1A)において、インクを貯留するインクタンク12と、インクの吐出口であるノズル23とノズル23に連通する圧力室22と圧力室22に連通するインク供給口21とを備えるインク室ユニット11が複数設けられ、複数のインク室ユニット11とインク供給口21を介して連通する共通流路20が設けられるヘッド50と、共通流路20の一端に連通する第1インク流路17と、共通流路20の他端に連通する第2インク流路18と、第1インク流路17および共通流路20および第2インク流路18内にインクを流すためのインク流量ポンプ13と、第1インク流路17に設けられる第1フィルタ14と、第2インク流路18に設けられる第2フィルタ16と、ヘッド50が吐出動作をする時の第1インク流路17および第2インク流路18内のインクの流れ方向を順方向とし順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時にはインク流量ポンプ13により逆方向にインクを流すことができる制御部51と、を有し、第1インク流路17および第2インク流路18はインクタンク12に連通する。
そのため、第1フィルタ14の気泡やゴミを第2フィルタ16まで移動させることができる。
また、本実施形態では、一端がインクタンク12と第1フィルタ14の間の第1接続部分17bで第1インク流路17に連通し、他端が第2フィルタ16と吐出ヘッド50の間の接続部分18bで第2インク流路18に連通するバイパス流路29と、バイパス流路29に設けられたバルブ31を有し、制御部51は、メンテナンス時には、第1フィルタ14の気泡やゴミが接続部分17bよりもインクタンク12側の第1インク流路17に移動するために必要な時間Ta1だけバルブ31を閉じた状態でインク流量ポンプ13により矢印Aの方向にインクを流し、移動させた気泡やゴミが第2フィルタ16に移動するために必要な時間Tb1だけバルブ31を開けた状態でインク流量ポンプ13により矢印Bの方向にインクを流すことにより、矢印Aの方向にインクを流す時間を短くしつつ、気泡やゴミを第2フィルタ16に移動することができる。
また、本実施形態では、液滴吐出装置1Bにおいて、インクを貯留するインクタンク12と、インクの吐出口であるノズル23とノズル23に連通する圧力室22と圧力室22に連通するインク供給口21とを備えるインク室ユニット11が複数設けられ、複数のインク室ユニット11とインク供給口21を介して連通する共通流路20が設けられるヘッド50と、共通流路20の一端に連通する第1インク流路17と、共通流路20の他端に連通する第2インク流路18と、第1インク流路17および共通流路20および第2インク流路18内にインクを流すためのインク流量ポンプ13と、第1インク流路17に設けられる第1フィルタ14と、第2インク流路18に設けられる第2フィルタ16と、ヘッド50が吐出動作をする時の第1インク流路17および第2インク流路18内のインクの流れ方向を順方向とし順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時にはインク流量ポンプ13により逆方向にインクを流すことができる制御部51と、を有し、第1インク流路17はインクタンク12に連通し、第2インク流路18はインクタンク12と第1フィルタ14の間で第1インク流路17に連通するので、第1フィルタ14の気泡やゴミをインクタンク12を経由することなく第2フィルタ16まで移動させることができる。
〔第2実施形態〕
図10は、本発明の液滴吐出装置の第2実施形態のイメージ構成図である。
図10は、本発明の液滴吐出装置の第2実施形態のイメージ構成図である。
図10に示すように、第2実施形態の液滴吐出装置2は、第1実施形態の基本例の液滴吐出装置1と異なる点として、インク室ユニット11と第2インク流路18の間にインク循環路37を設けている。
また、第2実施形態の液滴吐出装置2は、第1実施形態の基本例の液滴吐出装置1と異なる点として、インクタンク12にインク粘度調節装置34、インク脱気装置36を設けている。
その他の構成は、図1に示す第1実施形態の基本例の液滴吐出装置1と共通する。
吐出していないインク室ユニット11においては、ノズル23の吐出口23Aからインクの溶媒が蒸発してインク粘度が上がることが生じうる。このように、ノズル23内部のインクが増粘すると、吐出速度が低下し画質が悪化する。増粘がさらに進むとインクが吐出できなくなる。これに対し、増粘したインクをノズル23から吸引で取り除けば再び吐出することができるが、メンテナンスのためには印刷を停止しなければならず、装置稼働時間が減り印刷コストが増加することになる。
そこで、第2実施形態の液滴吐出装置2では、ヘッド50が吐出動作をする時(例えば、画像形成装置に備える液滴吐出装置においては画像形成時)に、吐出していないインク室ユニット11内にインクを循環させてインク増粘を防ごうとしている。
図11は、インク室ユニット11の拡大図である。図11に示すように、圧力室22とノズル23の間のノズル連通路38に連通するインク循環路37を設けている。図11に示されていないが、このインク循環路37は第2インク流路18に連通している。
そして、ヘッド50が吐出動作をする時には、吐出していないインク室ユニット11について、インク流量ポンプ13により圧力室22からインク循環路37を経由して第2インク流路18にインクを流している。これにより、吐出していないインク室ユニット11においてノズル23付近の増粘したインクを取り除くことができ、吐出不良が起こらない。特に、インク増粘が生じやすい水性インクを使用する際には有効である。
なお、ヘッド50が吐出動作をする時には、吐出していないインク室ユニット11について、インクがノズル23から吐出しない程度に駆動させる予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えて圧力室22内およびノズル23内のインクを攪拌させてもよい。このように、インクメニスカスを揺らすこと(メニスカス揺らし)により、吐出していないインク室ユニット11におけるノズル23内のインクの粘度を低下させることができる。具体的には、アクチュエータ58にピエゾ素子を使ったインク室ユニット11の場合、吐出時にかける電圧の1/2〜1/10程度印加すればよい。ただし、メンテナンス時は予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えないほうが望ましい。不要なインクの増粘を回避することができるからである。
また、図12のように、インク循環路37と第2インク流路18との間に回収タンク32を設けてもよい。図12の例では、インクタンク12と回収タンク32の間の水頭差により、矢印Bの方向にインクを循環させて、インクタンク12から第1インク流路17、共通流路20、インク供給口21、圧力室22、ノズル循環路37、回収タンク32を経由して、第2インク流路18へインクを流す。このように水頭差によりインクを流すことにより、インクの流れをゆっくりさせることができ、また、ポンプによりインクを流すときに生じるような脈動の影響は受けないメリットがある。
なお、第1フィルタ14の気泡やゴミを第2フィルタ16に移動させる時には、回収タンク32の大気開放弁33を閉じた後、インク流量ポンプ13を駆動してインクを矢印Aの方向に循環させる。
また、ノズル23付近を通過したインクの粘度は上昇する。増粘したインクはインクタンク12に戻り十分な量のインクと混ざり薄められるが、インクの循環量が増えていくと全体としてインクの粘度が増えていってしまう。そこでインクタンク12には、所定時間経過後に水分を追加するなどしてインク粘度を調整する、インク粘度調節装置34を設けることが望ましい。
また、1度ノズル23付近を通過したインクは、そのインクに溶けこんでいる気体の量が増えている。インク中の気体濃度が増えてくると、吐出時などにおいて気泡が発生してしまう可能性がある。そこでインクタンク12には、安定した吐出状態を維持するために、インク脱気装置36を設けることが望ましい。
なお、図13に示すように、第2実施形態において、インク流量ポンプ13、圧力調整ポンプ24、大気開放弁(26,33)、インク粘度調節装置34、インク脱気装置36の動作については、液滴吐出装置内に備わる制御部51で制御する。
また、第2実施形態において、第2インク流路18は、図8に示すように一端がインクタンク12と第1フィルタ14の間の接続部分17cで第1インク流路17と連通することにしてもよい。
また、第2実施形態において、図6に示すようなバイパス流路29を設け、図7に示すフローチャートの作用をさせてもよい。
以上のような第2実施形態により、以下の効果が得られる。
本実施形態では、液滴吐出装置2において、インクを貯留するインクタンク12と、インクの吐出口であるノズル23とノズル23に連通する圧力室22と圧力室22に連通するインク供給口21とを備えるインク室ユニット11が複数設けられ、複数のインク室ユニット11とインク供給口21を介して連通する共通流路20が設けられるヘッド50と、共通流路20の一端に連通する第1インク流路17と、共通流路20の他端に連通する第2インク流路18と、第1インク流路17および共通流路20および第2インク流路18内にインクを流すためのインク流量ポンプ13と、第1インク流路17に設けられる第1フィルタ14と、第2インク流路18に設けられる第2フィルタ16と、ヘッド50が吐出動作をする時の第1インク流路17および第2インク流路18内のインクの流れ方向を順方向とし順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時にはインク流量ポンプ13により逆方向にインクを流すことができる制御部51と、を有し、第1インク流路17および第2インク流路18はインクタンク12に連通する。
そのため、第1フィルタ14の気泡やゴミを第2フィルタ16まで移動させることができる。
また、本実施形態では、ノズル23と第2インク流路18とを連通するインク循環路37を有し、制御部51は、記録ヘッド50の吐出動作時に、ノズル23からインクが吐出していない不吐出のインク室ユニット11についてインク流量ポンプ13により圧力室22からインク循環路37を経由して第2インク流路18にインクを流すことにより、不吐出のインク室ユニット11においてノズル23付近の増粘したインクを取り除くことができ、吐出不良が起こらない。
また、本実施形態では、インク循環路37と第2インク流路18との間にインクを回収する回収タンク32を有し、インクタンク12と回収タンク32との間の水頭差により圧力室22からインク循環路37と回収タンク32を経由して第2インク流路18へインクを流すことにより、インクの流れをゆっくりさせることができる。
また、本実施形態では、制御部51が、記録ヘッド50の吐出動作時に、不吐出のインク室ユニット11ではインクがノズル23から吐出しない程度に駆動させる予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えて圧力室22内およびノズル23内の液体を攪拌することにより、不吐出のインク室ユニット11におけるノズル23内のインクの粘度を低下させることができる。
また、本実施形態では、制御部51が、メンテナンス時は予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えないことにより、不要なインクの増粘を回避することができる。
また、本実施形態では、増粘が生じやすい水性インクであっても増粘を防止することができる。
〔第3実施形態〕
<基本例>
図14は、本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の基本例のイメージ構成図であり、図15は第3実施形態の基本例のメンテナンス時における作用についてのフローチャート図であり、図16は圧力室22内のインクの逆流についての説明図である。
<基本例>
図14は、本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の基本例のイメージ構成図であり、図15は第3実施形態の基本例のメンテナンス時における作用についてのフローチャート図であり、図16は圧力室22内のインクの逆流についての説明図である。
図14に示すように、第3実施形態の基本例の液滴吐出装置3は、第2実施形態の液滴吐出装置2と異なる点として、バイパス流路39、バルブ(40,41)を設けている。
また、第2実施形態の液滴吐出装置2と異なる点として、インク流量ポンプ13が第2フィルタ16の吐出ヘッド50側の第2インク流路18に配置されている。
その他の構成は、図10に示す第2実施形態の液滴吐出装置2と共通する。
図16に示すように、インク循環のため1度圧力室22からノズル連通路38を経由してインク循環路37へ移動させたインクを逆流させて再び圧力室22内に移動させた後、さらに圧力室22からノズル連通路38を経由してインク循環路37へのインクの循環を再開すると、フレッシュな状態のインクに比べて粘度の高いインクが再度ノズル23付近を通過することになる。そのため、ノズル23からのインクの吐出に影響を与えるおそれがある。
そこで、図14に示すように液滴吐出装置3では、第1実施形態の液滴吐出装置1と異なる点として、第2フィルタ16のインクタンク12側の第2インク流路18にバルブ40を設け、また、第2フィルタ16の部分にバイパス流路39(第2バイパス流路)を設けている。具体的には、バイパス流路39は、一端がインクタンク12と第2フィルタ16の間の接続部分18cにて、他端が第2フィルタ16とヘッド50の間の接続部分18dにて第2インク流路18に連通する。そして、バイパス流路39にはバルブ41が設けられている。
これにより、第2フィルタ16にゴミや気泡を集めた後、矢印Bの方向にインクを流す時はバイパス流路39を経由することにより、フレッシュなインクをノズル23部分まで進めることができることを特徴とする。
そこで、図15をもとに、本発明の液滴吐出装置3のメンテナンス時の作用について説明する。メンテナンスをスタートさせる(ステップS15−1)と、ノズル23をキャップ機構(不図示)によりキャッピングする(ステップS15−2)。
次に、バルブ40を開けて、バルブ41を閉める(ステップS15−3)。次に、インク流量ポンプ13を駆動して、ヘッド50が吐出動作をする時の第1インク流路17および第2インク流路18内インクの流れ方向である矢印Bの方向(順方向)とは反対にインクを逆流させて、図14の矢印Aの方向(逆方向)にインクを流す(ステップS15−4)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Ta2が経過するまでインクを流し続ける(ステップS15−5)。
次に、所定時間Ta2経過後、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS15−6)、バルブ40を閉めてバルブ41を開ける(ステップS15−7)。そして、インク流量ポンプ13を駆動して、図14の矢印Bの方向にインクを流す(ステップS15−8)。この時、インクはバイパス流路39を流れ、第2フィルタ16には流れない。そのため、第2フィルタ16の気泡やゴミが第1フィルタ14へ移動しない。したがって、インクを矢印Aの方向に流した後に矢印Bの方向に流しても、一旦第1フィルタ14から第2フィルタ16に移動した気泡やゴミが第1フィルタ14に再び移動しない。
次に、インクを流した時間をカウントし、所定時間Tb2が経過するまでインクを流し続ける(ステップS15−9)。
ここで、ステップS15−5、S15−9においては、以下の条件を設定する。
[数9]
(時間Ta2の間に矢印A方向に流すインクの体積流量V1)<(時間Tb2の間に矢印B方向に流すインクの体積流量V2)
時間Ta2は、第1フィルタ14についたゴミや気泡を、第2フィルタ16に移動させるのに十分な時間とする。時間Tb2は、圧力室22内のインクをフレッシュな状態にするのに十分な時間とする。そして、体積流量V1,V2は、インク流量ポンプ13で調整する。このように、数式9の条件を満たすことにより、圧力室22内は新たに入れ換えたフレッシュな状態のインクを充填させることができる。そして、ノズル23からのインクの吐出状態が良好となる。
(時間Ta2の間に矢印A方向に流すインクの体積流量V1)<(時間Tb2の間に矢印B方向に流すインクの体積流量V2)
時間Ta2は、第1フィルタ14についたゴミや気泡を、第2フィルタ16に移動させるのに十分な時間とする。時間Tb2は、圧力室22内のインクをフレッシュな状態にするのに十分な時間とする。そして、体積流量V1,V2は、インク流量ポンプ13で調整する。このように、数式9の条件を満たすことにより、圧力室22内は新たに入れ換えたフレッシュな状態のインクを充填させることができる。そして、ノズル23からのインクの吐出状態が良好となる。
次に、所定時間Tb2が経過すると、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS15−10)、バルブ31を開けてバルブ41を閉め(ステップS15−11)、ノズル23をキャップ機構により吸引する(ステップS15−12)。その後、ノズル23からキャップ機構を外してキャッピングを解除し(ステップS15−13)、ノズル23の吐出面のワイピングを行い(ステップS15−14)、メンテナンスが終了する(ステップS15−15)。
なお、メンテナンス時は、ノズル23からインクが出ない程度の勢いでインクメニスカスを揺らすこと(メニスカス揺らし)、はしないことが望ましい。不要なインクの増粘を避けるためである。
<変形例1>
図17は本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の変形例1のイメージ構成図であり、図18は第3実施形態の変形例1のメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図17は本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の変形例1のイメージ構成図であり、図18は第3実施形態の変形例1のメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図17に示すように、第3実施形態の変形例1の液滴吐出装置3Aは、第3実施形態の基本例の液滴吐出装置3と異なる点として、バイパス流路39、バルブ(40,41)を設けていない。
また、第3実施形態の基本例の液滴吐出装置3と異なる点として、インク流量ポンプ13が第2フィルタ16のインクタンク12側の第2インク流路18に配置されている。
その他の構成は、図14に示す第3実施形態の基本例の液滴吐出装置3と共通する。
液滴吐出装置3Aでは、予め矢印Bの方向にインクを流した後に、矢印Aの方向にインクを逆流させることが特徴である。図18をもとに、変形例1の液滴吐出装置3Aのメンテナンス時の作用について説明する。メンテナンスをスタートさせる(ステップS18−1)と、ノズル23をキャップ機構(不図示)によりキャッピングする(ステップS18−2)。
次に、インク流量ポンプ13を駆動して、図17の矢印Bの方向にインクを流す(ステップS18−3)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Tb3が経過するまでインクを流す(ステップS18−4)。これにより、予めフレッシュなインクを矢印Bの方向に所定時間Tb3だけ循環させておくことになる。
次に、所定時間Tb3が経過すると、インク流量ポンプ13を駆動してインクを逆流させて、図17の矢印Aの方向にインクを流す(ステップS18−5)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Ta3が経過するまでインクを流す(ステップS18−6)。
なお、ステップS18−4、S18−6においては、所定時間を以下の条件に設定する。
[数10]
(時間Ta3の間に矢印A方向に流すインクの体積流量V4)<(時間Tb3の間に矢印B方向に流すインクの体積流量V3)
時間Ta3は、第1フィルタ14についたゴミや気泡を、第2フィルタ16に移動させるのに十分な時間とする。時間Tb3は、圧力室22内のインクをフレッシュな状態にするのに十分な時間とする。そして、体積流量V3,V4は、インク流量ポンプ13で調整する。
(時間Ta3の間に矢印A方向に流すインクの体積流量V4)<(時間Tb3の間に矢印B方向に流すインクの体積流量V3)
時間Ta3は、第1フィルタ14についたゴミや気泡を、第2フィルタ16に移動させるのに十分な時間とする。時間Tb3は、圧力室22内のインクをフレッシュな状態にするのに十分な時間とする。そして、体積流量V3,V4は、インク流量ポンプ13で調整する。
次に、所定時間Ta3が経過すると、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS18−7)、ノズル23をキャップ機構により吸引する(ステップS18−8)。その後、ノズル23からキャップ機構を外してキャッピングを解除し(ステップS18−9)、ノズル23の吐出面のワイピングを行い(ステップS18−10)、メンテナンスが終了する(ステップS18−11)。
本実施例では、インクを矢印Bの方向に流した後にインクを矢印Aの方向に流すので、第1フィルタ14から第2フィルタ16に移動した気泡やゴミが第1フィルタ14に再び移動することがない。
なお、第2フィルタ16に付いた気泡やゴミが剥がれることを防止するため、基本例と同様に、図19のように、バイパス流路39を設けてもよい。
<変形例2>
図20は、本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の変形例2のイメージ構成図である。
図20は、本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の変形例2のイメージ構成図である。
図20に示すように、第3実施形態の変形例2の液滴吐出装置3Bは、第3実施形態の基本例の液滴吐出装置3と異なる点として、第1フィルタ14の代わりにインク供給口21に個別フィルタ43(第1回収手段)が設けられている。
また、第3実施形態の基本例の液滴吐出装置3と異なる点として、バイパス流路39、バルブ(40,41)を設けておらず、また、インク流量ポンプ13が第2フィルタ16のインクタンク12側の第2インク流路18に配置されている。
その他の構成は、図14に示す第3実施形態の基本例の液滴吐出装置3と共通する。
図20に示すように、液滴吐出装置3Bでは各圧力室22のインク供給口21に個別に個別フィルタ43(第1フィルタ)を設けている。個別フィルタ43は、多孔質部材や編み込みのものが考えられる。このように、個別フィルタ43を設けることにより、フィルタと圧力室22の間の距離が短くすることができ、この間で発生する気泡やゴミが少なくなる。
なお、個別フィルタ43の配置位置の詳細として、図21に示すように、共通流路20側に突出させずに、共通流路20から圧力室22側に入り込んだインク供給口21内に配置することが考えられる。これにより、個別フィルタ43が共通流路20のインクの流れを遮ることを避けることができる。通常の場合は、個別フィルタ43が共通流路20の内側に入っている場合、気泡やゴミを剥がすことは困難であるが、本発明を利用すれば、インクを逆流させることにより、気泡やゴミを取り除くことができる。
また、ヘッド50として図22に示すようなサーマル方式のヘッドを用いる場合には、ヒータ53を備える発泡室52と共通流路20の間に設けられる柱46を、個別フィルタ43の代わりに利用することが考えられる。
<変形例3>
図23は本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の変形例3のイメージ構成図であり、図24は第3実施形態の変形例3のメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図23は本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の変形例3のイメージ構成図であり、図24は第3実施形態の変形例3のメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図23に示すように、第3実施形態の変形例3の液滴吐出装置3Cは、第3実施形態の変形例2の液滴吐出装置3Bと異なる点として、共通流路20と第2インク流路18の間にバイパス流路49が配置され、このバイパス流路49にはバルブ47が設けられている。
その他の構成は、図20に示す第3実施形態の変形例2の液滴吐出装置3Bと共通する。
図24をもとに、第3実施形態の変形例3の液滴吐出装置3Cのメンテナンス時の作用について説明する。メンテナンスをスタートさせる(ステップS24−1)と、ノズル23をキャップ機構(不図示)によりキャッピングする(ステップS24−2)。
次に、バルブ47を閉じ(ステップS24−3)、インク流量ポンプ13を駆動して図23の矢印Bの方向にインクを流す(ステップS24−4)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Tb4が経過するまでインクを流し続ける(ステップS24−5)。
次に、所定時間Tb4が経過すると、インク流量ポンプ13を駆動してインクを逆流させて、図23の矢印Aの方向にインクを流す(ステップS24−6)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Ta4が経過するまでインクを流し続ける(ステップS24−7)。これにより、個別フィルタ43についた気泡やゴミを共通流路20に移動させることができる。
次に、所定時間Ta4が経過すると、バルブ47を開ける(ステップS24−8)。そして、再びインク流量ポンプ13を駆動して、図23の矢印Bの方向にインクを流す(ステップS24−9)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Tb5が経過するまでインクを流し続ける(ステップS24−10)。所定時間Tb5は、共通流路20内のゴミや気泡を、第2フィルタ16に移動させるために必要な時間である。
これにより、個別フィルタ43から共通流路20に移動していた気泡やゴミを第2フィルタ16に移動させることができる。
次に、所定時間Tb5が経過すると、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS24−11)、バルブ47を閉じて(ステップS24−12)、ノズル23をキャップ機構により吸引する(ステップS24−13)。その後、ノズル23からキャップ機構を外してキャッピングを解除し(ステップS24−14)、ノズル23の吐出面のワイピングを行い(ステップS24−15)、メンテナンスが終了する(ステップS24−16)。
このような本実施例によれば、個別フィルタ43から共通流路20側に剥がれた気泡やゴミがバイパス流路49を通って排出できる。
<変形例4>
図25は、本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の変形例4のイメージ構成図である。
図25は、本発明の液滴吐出装置の第3実施形態の変形例4のイメージ構成図である。
図25に示すように、第3実施形態の変形例4の液滴吐出装置3Dは、第3実施形態の変形例3の液滴吐出装置3Cと異なる点として、インク循環路37と第2インク流路18との間に回収タンク32を設けている。
その他の構成は、図20に示す第3実施形態の変形例2の液滴吐出装置3Bと共通する。
液滴吐出装置3Dでは、インクの吐出中においてインクタンク12と回収タンク32との間の水頭差によりノズル23付近をインク循環して回収タンク32にインクがある程度溜まった時に、インク流量ポンプ13によりインクタンク12側へインクを移動する。これにより、インク流量ポンプ13の駆動時間を短くでき、ポンプの脈動による影響を減らすことができる。水頭差は弱い圧力をかけることができるようになるので、循環量を少なくすることができる。
なお、図26に示すように、第3実施形態において、インク流量ポンプ13、圧力調整ポンプ24、大気開放弁(26,33)、インク粘度調整装置34、インク脱気装置36、バルブ(40,41,47)の動作については、液滴吐出装置内に備わる制御部51で制御する。ここで、バルブ47は変形例4の特有の構成要素である。
また、第3実施形態において、第2インク流路18は、図8に示すように一端がインクタンク12と第1フィルタ14の間の接続部分17cで第1インク流路17と連通することにしてもよい。
また、第3実施形態において、図6に示すようなバイパス流路29を設け、図7に示すフローチャートの作用をさせてもよい。
以上のような第3実施形態により、以下の効果が得られる。
本実施形態では、液滴吐出装置(3,3A,3B,3C,3D)において、インクを貯留するインクタンク12と、インクの吐出口であるノズル23とノズル23に連通する圧力室22と圧力室22に連通するインク供給口21とを備えるインク室ユニット11が複数設けられ、複数のインク室ユニット11とインク供給口21を介して連通する共通流路20が設けられるヘッド50と、共通流路20の一端に連通する第1インク流路17と、共通流路20の他端に連通する第2インク流路18と、第1インク流路17および共通流路20および第2インク流路18内にインクを流すためのインク流量ポンプ13と、第1インク流路17に設けられる第1フィルタ14と、第2インク流路18に設けられる第2フィルタ16と、ヘッド50が吐出動作をする時の第1インク流路17および第2インク流路18内のインクの流れ方向を順方向とし順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時にはインク流量ポンプ13により逆方向にインクを流すことができる制御部51と、を有し、第1インク流路17および第2インク流路18はインクタンク12に連通する。
そのため、第1フィルタ14の気泡やゴミを第2フィルタ16まで移動させることができる。
また、本実施形態では、制御部51が、インクを矢印Aの方向に流す体積流量をV1、インクを矢印Bの方向に流す体積流量をV2とするとき、V1<V2の条件のもと、インク流量ポンプ13によりインクを矢印Aの方向に流した後にインクを矢印Bの方向に流すことにより、圧力室22内は新たに入れ換えたフレッシュな状態のインクを充填させることができ、ノズル23からのインクの吐出状態が良好となる。
また、本実施形態では、第2フィルタ16の両側の第2インク流路18をバイパスするバイパス流路39を有し、制御部51が、インク流量ポンプ13によりインクを矢印Bの方向に流す時にはバイパス流路39に流すことにより、第2フィルタ16の気泡やゴミが第1フィルタ14へ移動しない。そのため、インクを矢印Aの方向に流した後にインクを矢印Bの方向に流しても、一旦第1フィルタ14から第2フィルタ16に移動した気泡やゴミが第1フィルタ14に再び移動しない。
また、本実施形態では、制御部51が、インクを矢印Bの方向に流す体積流量をV3(Tb3の間に進む体積流量)、液体を矢印Aの方向に流す体積流量をV4(Ta3の間に進む体積流量)とするとき、V3>V4の条件のもと、インク流量ポンプ13によりインクを矢印Bの方向に流した後に液体を矢印Aの方向に流すことにより、まず、Tb3の段階で増粘していないフレッシュなインクをノズルの前方向に移動させる。そして、Ta3の間にインクを逆流させるが、この式が成立していれば、増粘したインク(画像形成中にノズル付近を通過したインク)が逆流して圧力室に再び戻ることはない。また、画像形成中は、図23の矢印Bの方向にゆっくりした流れを作っているために(ノズル付近のインク増粘防止のため)、第1フィルタ14から第2フィルタ16に移動した気泡やゴミが第1フィルタ14に再び移動しない。
また、本実施形態では、インク循環路37と第2インク流路18との間にインクを回収する回収タンク32を有し、インクタンク12と回収タンク32との間の水頭差により圧力室22からインク循環路37と回収タンク32を経由して第2インク流路18へインクを流すことにより、インクの流れをゆっくりさせることができる。
また、本実施形態では、制御部51が、記録ヘッド50の吐出動作時に、不吐出のインク室ユニット11ではインクがノズル23から吐出しない程度に駆動させる予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えて圧力室22内およびノズル23内の液体を攪拌することにより、不吐出のインク室ユニット11におけるノズル23内のインクの粘度を低下させることができる。
また、本実施形態では、制御部51が、メンテナンス時は予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えないことにより、不要なインクの増粘を回避することができる。
また、本実施形態では、増粘が生じやすい水性インクであっても増粘を防止することができる。
また、本実施形態では、インク供給口21を介して圧力室22に連通する共通流路20を有し、第1フィルタ14は、インク供給口21内に配置され共通流路20に突出していないことにより、共通流路20内のインクの流れを妨げない。
〔第4実施形態〕
図27は、本発明の液滴吐出装置の第4実施形態のイメージ構成図であり、図28は第4実施形態のメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図27は、本発明の液滴吐出装置の第4実施形態のイメージ構成図であり、図28は第4実施形態のメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図27に示すように、第4実施形態の液滴吐出装置4の構成は、第3実施形態の変形例2の液滴吐出装置3Bと共通する。
図28をもとに、第4実施形態の液滴吐出装置4のメンテナンス時の作用について説明する。メンテナンスをスタートさせる(ステップS28−1)と、ノズル23をキャップ機構(不図示)によりキャッピングする(ステップS28−2)。
次に、インク流量ポンプ13を駆動して、図27の矢印Aの方向にインクを流す(ステップS28−3)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Ta5が経過するまでインクを流し続ける(ステップS28−4)。これにより、第1インク流路17および第2インク流路18内のインクをインクタンク12内のインクで置き換えて、インクの粘度を抑制させることができる。また、個別フィルタ43に付着していた気泡やゴミを第2フィルタ16に移動させることができる。
次に、所定時間Ta5が経過すると、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS28−5)、ノズル23をキャップ機構により吸引する(ステップS28−6)。その後、ノズル23からキャップ機構を外してキャッピングを解除し(ステップS28−7)、ノズル23の吐出面のワイピングを行い(ステップS28−8)、メンテナンスが終了する(ステップS9)。
なお、メンテナンス終了後、インク流量ポンプ13で第2インク流路18を遮断することにより、第2フィルタ16についた気泡やゴミをインクタンク12側に流れないようにすることができる。
また、第4実施形態において、第2インク流路18は、図8に示すように一端がインクタンク12と第1フィルタ14の間の接続部分17cで第1インク流路17と連通することにしてもよい。
また、第4実施形態において、図6に示すようなバイパス流路29を設け、図7に示すフローチャートの作用をさせてもよい。
また、第4実施形態において、図15または図18に示すフローチャートの作用をさせてもよい。
また、第4実施形態において、図14に示すような第2フィルタ16の両側の第2インク流路18をバイパスするバイパス流路39を有し、制御部51が、インク流量ポンプ13によりインクを矢印Bの方向に流す時にはバイパス流路39に流すこととしてもよい。
また、第4実施形態において、図25に示すようなインク循環路37と第2インク流路18との間にインクを回収する回収タンク32を有し、インクタンク12と回収タンク32との間の水頭差により圧力室22からインク循環路37と回収タンク32を経由して第2インク流路18へインクを流すこととしてもよい。
また、第4実施形態において、制御部51が、記録ヘッド50の吐出動作時に、不吐出のインク室ユニット11ではインクがノズル23から吐出しない程度に駆動させる予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えて圧力室22内およびノズル23内の液体を攪拌することとしてもよい。
また、第4実施形態において、制御部51が、メンテナンス時は予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えないこととしてもよい。
また、第4実施形態において、水性インクを用いてもよい。
以上のような第4実施形態により、以下の効果が得られる。
本実施形態では、液滴吐出装置4において、インクを貯留するインクタンク12と、インクの吐出口であるノズル23とノズル23に連通する圧力室22と圧力室22に連通するインク供給口21とを備えるインク室ユニット11が複数設けられ、複数のインク室ユニット11とインク供給口21を介して連通する共通流路20が設けられるヘッド50と、共通流路20の一端に連通する第1インク流路17と、共通流路20の他端に連通する第2インク流路18と、第1インク流路17および共通流路20および第2インク流路18内にインクを流すためのインク流量ポンプ13と、第1インク流路17に設けられる第1フィルタ14と、第2インク流路18に設けられる第2フィルタ16と、ヘッド50が吐出動作をする時の第1インク流路17および第2インク流路18内のインクの流れ方向を順方向とし順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時にはインク流量ポンプ13により逆方向にインクを流すことができる制御部51と、を有し、第1インク流路17および第2インク流路18はインクタンク12に連通する。
そのため、第1フィルタ14の気泡やゴミを第2フィルタ16まで移動させることができる。
また、本実施形態では、インク流量ポンプ13によりインクを矢印Aの方向に流して、第1インク流路17内および第2インク流路18内のインクをインクタンク12内のインクと入れ換えることにより、インクの粘度を抑制させることができる。
また、本実施形態では、インク供給口21を介して圧力室22に連通する共通流路20を有し、第1フィルタ14は、インク供給口21内に配置され共通流路20に突出していないことにより、共通流路20内のインクの流れを妨げない。
〔第5実施形態〕
図29は、本発明の液滴吐出装置の第5実施形態のイメージ構成図であり、図30は第5実施形態のメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図29は、本発明の液滴吐出装置の第5実施形態のイメージ構成図であり、図30は第5実施形態のメンテナンス時の作用についてのフローチャート図である。
図29に示すように、第5実施形態の液滴吐出装置5は、第3実施形態の変形例4の液滴吐出装置3Dと異なる点として、回収タンク32にインク粘度調整装置48を設けている。
その他の構成は、図25に示す第3実施形態の変形例4の液滴吐出装置3Dと共通する。
図30をもとに、第5実施形態の液滴吐出装置5のメンテナンス時の作用について説明する。メンテナンスをスタートさせる(ステップS30−1)と、ノズル23をキャップ機構(不図示)によりキャッピングする(ステップS30−2)。
次に、インク流量ポンプ13を駆動して、図29の矢印Bの方向にインクを流す(ステップS30−3)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Tb6が経過するまでインクを流し続ける(ステップS30−4)。これにより、メンテナンス直前はノズル23から回収タンク32間のインクが増粘した状態になっている場合であっても、インク粘度調整装置48により第1インク流路17および第2インク流路18内のインクを全てフレッシュな状態にすることができる。なお、Tb6は、インク粘度調整装置48により第1インク流路17および第2インク流路18内のインクを全てフレッシュな状態にするために十分な時間とする。
次に、所定時間Tb6が経過すると、インク流量ポンプ13を駆動してインクを逆流させて、図29の矢印Aの方向にインクを流す(ステップS30−5)。そして、インクを流した時間をカウントし、所定時間Ta6が経過するまでインクを流し続ける(ステップS30−6)。これにより、第1インク流路17および第2インク流路18内のインクを全てフレッシュな状態にした後に、個別フィルタ43についた気泡やゴミを第2フィルタ16に移動させることができる。なお、Ta6は、個別フィルタに付いたゴミや気泡を第2フィルタ16に移動させるのに十分な時間とする。
次に、所定時間Ta6が経過すると、インク流量ポンプ13を停止し(ステップS30−7)、ノズル23をキャップ機構により吸引する(ステップS30−8)。その後、ノズル23からキャップ機構を外してキャッピングを解除し(ステップS30−9)、ノズル23の吐出面のワイピングを行い(ステップS30−10)、メンテナンスが終了する(ステップS30−11)。
なお、メンテナンス終了後、インク流量ポンプ13で第2インク流路18を遮断することにより、第2フィルタ16についた気泡やゴミをインクタンク12側に流れないようにすることができる。
また、第3実施形態と同様に、各圧力室22のインク供給口21に個別に個別フィルタ43を設けている。このように、個別フィルタ43を設けることにより、フィルタと圧力室22の間の距離が短くすることができ、この間で発生する気泡やゴミが少なくなる。
また、第5実施形態において、第2インク流路18は、図8に示すように一端がインクタンク12と第1フィルタ14の間の接続部分17cで第1インク流路17と連通することにしてもよい。
また、第5実施形態において、図6に示すようなバイパス流路29を設け、図7に示すフローチャートの作用をさせてもよい。
また、第5実施形態において、図15または図18に示すフローチャートの作用をさせてもよい。
また、第5実施形態において、図14に示すような第2フィルタ16の両側の第2インク流路18をバイパスするバイパス流路39を有し、制御部51が、インク流量ポンプ13によりインクを矢印Bの方向に流す時にはバイパス流路39に流すこととしてもよい。
また、第5実施形態において、図25に示すようなインク循環路37と第2インク流路18との間にインクを回収する回収タンク32を有し、インクタンク12と回収タンク32との間の水頭差により圧力室22からインク循環路37と回収タンク32を経由して第2インク流路18へインクを流すこととしてもよい。
また、第5実施形態において、制御部51が、記録ヘッド50の吐出動作時に、不吐出のインク室ユニット11ではインクがノズル23から吐出しない程度に駆動させる予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えて圧力室22内およびノズル23内の液体を攪拌することとしてもよい。
また、第5実施形態において、制御部51が、メンテナンス時は予備波形の駆動信号をアクチュエータ58に与えないこととしてもよい。
また、第5実施形態において、水性インクを用いてもよい。
また、第5実施形態において、インク流量ポンプ13によりインクを矢印Aの方向に流して、第1インク流路17内および第2インク流路18内のインクをインクタンク12内のインクと入れ換えることとしてもよい。
以上のような第5実施形態により、以下の効果が得られる。
本実施形態では、液滴吐出装置5において、インクを貯留するインクタンク12と、インクの吐出口であるノズル23とノズル23に連通する圧力室22と圧力室22に連通するインク供給口21とを備えるインク室ユニット11が複数設けられ、複数のインク室ユニット11とインク供給口21を介して連通する共通流路20が設けられるヘッド50と、共通流路20の一端に連通する第1インク流路17と、共通流路20の他端に連通する第2インク流路18と、第1インク流路17および共通流路20および第2インク流路18内にインクを流すためのインク流量ポンプ13と、第1インク流路17に設けられる第1フィルタ14と、第2インク流路18に設けられる第2フィルタ16と、ヘッド50が吐出動作をする時の第1インク流路17および第2インク流路18内のインクの流れ方向を順方向とし順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時にはインク流量ポンプ13により逆方向にインクを流すことができる制御部51と、を有し、第1インク流路17および第2インク流路18はインクタンク12に連通する。
そのため、第1フィルタ14の気泡やゴミを第2フィルタ16まで移動させることができる。
また、本実施形態では、インク室ユニット11と第2フィルタ16の間の第2インク流路18にインクの粘度を調整するインク粘度調整装置48を有し、制御部51が、インク流量ポンプ13によりインクを矢印Bの方向に流した後、矢印Aの方向に流すことにより、第1インク流路17および第2インク流路18内のインクを全てフレッシュな状態にした後に第1フィルタ14の気泡やゴミを第2フィルタ16へ移動させることができる。
また、本実施形態では、インク供給口21を介して圧力室22に連通する共通流路20を有し、第1フィルタ14は、インク供給口21内に配置され共通流路20に突出していないことにより、共通流路20内のインクの流れを妨げない。
〔共通実施形態〕
また、第1実施形態〜第5実施形態の共通実施形態について、以下に説明する。
また、第1実施形態〜第5実施形態の共通実施形態について、以下に説明する。
第2フィルタ16は記録ヘッド50の外部にあって交換可能であることが望ましい。
また、第2フィルタ16について第1フィルタ14よりも目のサイズを小さくすることにより、第2フィルタ16は第1フィルタ14よりもサイズの小さい気泡やゴミを捕獲でき、第1フィルタ14の気泡やゴミを確実に第2フィルタ16で回収することができる。
また、制御部51が、Pminをノズル23部分のインクメニスカスが破れて空気を内側に引き込む圧力とし、Pmaxをノズル23部分のインクメニスカスが破れてインクが垂れる圧力としたときに、ノズル23部分の圧力Pnが、Pmin < Pn < Pmaxを満たすように、インク流量ポンプ13によりインクを流すことにより、ノズル23部分のインクのメニスカスが破れないことから、ノズル23から空気を吸い込まない。また、ノズル23からインクが垂れることもない。
また、インクタンク12の圧力を調整する圧力調整ポンプ24を有し、制御部51は、圧力調整ポンプ24によりインクタンク12の圧力を調整してノズル23部分のインクメニスカスを維持しつつ、インク流量ポンプ13によりインクを流すことにより、インクの流速を上げることができる。また、メンテナンスの時間を短くすることができる。
また、インクタンク12に設けられた大気開放弁26を有し、制御部51は、インク流量ポンプ13によりインクを流す時に大気開放弁26を閉じることにより、ノズル23部分の圧力を考慮することなくインク流量ポンプ13によりインクを流すことができる。また、ノズル23以外に空気が侵入するところが無いので、インクが垂れるおそれはなく、空気も侵入しない。
また、インク流量ポンプ13は、第2フィルタ16が気泡やゴミの回収する面側の第2インク流路18に設けられることにより、第2フィルタ16に移動した第1フィルタ14の気泡やゴミが、記録ヘッド50の吐出動作時にインク室ユニット11側に移動することがない。
〔インクジェット記録装置の構成〕
次に、前記の液体吐出装置を備えた画像形成装置の具体的な適用例としてのインクジェット記録装置について説明する。
次に、前記の液体吐出装置を備えた画像形成装置の具体的な適用例としてのインクジェット記録装置について説明する。
図31は、インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置110は、ブラック(Bk),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)の各インクに対応して設けられた複数のヘッド50K,50C,50M,50Yを有する印字部112と、各ヘッド50K,50C,50M,50Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部114と、被記録媒体たる記録紙116を供給する給紙部118と、記録紙116のカールを除去するデカール処理部120と、前記印字部112のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙116の平面性を保持しながら記録紙116を搬送するベルト搬送部122と、印字部112による印字結果を読み取る印字検出部124と、記録済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部126とを備えている。
印字部112とインク貯蔵/装填部114に相当する部分が、前記の液体吐出装置に含まれる。
インク貯蔵/装填部114は、各ヘッド50K,50C,50M,50Yに対応する色のインクを貯蔵するインクタンク12を有し、各タンクは第1インク流路17と第2インク流路18を介してヘッド50K,50C,50M,50Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部114は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
図31では、給紙部118の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
給紙部118から送り出される記録紙116はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部120においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム130で記録紙116に熱を与える。
ロール紙を使用する装置構成の場合、図31のように、裁断用のカッター(第1のカッター)128が設けられており、該カッター128によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター128は不要である。
ロール紙を使用する装置構成の場合、図31のように、裁断用のカッター(第1のカッター)128が設けられており、該カッター128によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター128は不要である。
デカール処理後、カットされた記録紙116は、ベルト搬送部122へと送られる。ベルト搬送部122は、ローラ131、132間に無端状のベルト133が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部112のノズル面及び印字検出部124のセンサ面に対向する部分が水平面(フラット面)をなすように構成されている。
ベルト133は、記録紙116の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴(不図示)が形成されている。図31に示したとおり、ローラ131、132間に掛け渡されたベルト133の内側において印字部112のノズル面及び印字検出部124のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ134が設けられており、この吸着チャンバ134をファン135で吸引して負圧にすることによって記録紙116がベルト133上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。
ベルト133が巻かれているローラ131、132の少なくとも一方にモータ(図36中符号88)の動力が伝達されることにより、ベルト133は図31上の時計回り方向に駆動され、ベルト133上に保持された記録紙116は図32の左から右へと搬送される。
縁無しプリント等を印字するとベルト133上にもインクが付着するので、ベルト133の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部136が設けられている。
ベルト搬送部122により形成される用紙搬送路上において印字部112の上流側には、加熱ファン140が設けられている。加熱ファン140は、印字前の記録紙116に加熱空気を吹き付け、記録紙116を加熱する。印字直前に記録紙116を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
印字部112の各ヘッド50K,50C,50M,50Yは、当該インクジェット記録装置110が対象とする記録紙116の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの被記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ(描画可能範囲の全幅)にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。
ヘッド50K,50C,50M,50Yは、記録紙116の送り方向に沿って上流側から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の色順に配置され、それぞれのヘッド50K,50C,50M,50Yが記録紙116の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
ベルト搬送部122により記録紙116を搬送しつつ各ヘッド50K,50C,50M,50Yからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙116上にカラー画像を形成し得る。
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド50K,50C,50M,50Yを色別に設ける構成によれば、紙送り方向(副走査方向)について記録紙116と印字部112を相対的に移動させる動作を1回行うだけで(すなわち1回の副走査で)、記録紙116の全面に画像を記録することができる。これにより、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
図32に示した印字検出部124は、印字部112の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ又はエリアセンサ)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。
本例の印字検出部124には、受光面に複数の受光素子(光電変換素子)が2次元配列されてなるCCDエリアセンサを好適に用いることができる。エリアセンサは、少なくとも各ヘッド50K,50C,50M,50Yによるインク吐出幅(画像記録幅)の全域を撮像できる撮像範囲を有しているものとする。
また、エリアセンサに代えてラインセンサを用いることも可能である。この場合、ラインセンサは、少なくとも各ヘッド50K,50C,50M,50Yによるインク吐出幅(画像記録幅)よりも幅の広い受光素子列(光電変換素子列)を有する構成が好ましい。各色のヘッド50K,50C,50M,50Yにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部124により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。
印字検出部124の後段には後乾燥部142が設けられている。後乾燥部142は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。
後乾燥部142の後段には、加熱・加圧部144が設けられている。加熱・加圧部144は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ145で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
こうして生成されたプリント物は排紙部126から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置110では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部126A、126Bへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)148によってテスト印字の部分を切り離す。
〔ヘッドの構造〕
次に、インク室ユニット11を備えるヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド50K,50C,50M,50Yの構造は共通しているので、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
次に、インク室ユニット11を備えるヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド50K,50C,50M,50Yの構造は共通しているので、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
図33(a)はヘッド50の構造例を示す平面透視図であり、図33(b)はその一部の拡大図である。また、図33(c)はヘッド50の他の構造例を示す平面透視図、図34は1つの液滴吐出素子(1つのノズル23に対応したインク室ユニット)の立体的構成を示す断面図(図33(a)中の34−34線に沿う断面図)である。
記録紙116上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド50におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド50は、図33(a),(b)に示したように、インク吐出口であるノズル23と、各ノズル23に対応する圧力室22等からなる複数のインク室ユニット11を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙送り方向と直交する方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
記録紙116の送り方向と略直交する方向に記録紙116の全幅に対応する長さにわたり1列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図33(a)の構成に代えて、図33(c)に示すように、複数のノズル23が2次元に配列された短尺のヘッドモジュール50’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙116の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。
各ノズル23に対応して設けられている圧力室22は、その平面形状が概略正方形となっており(図33(a),(b)参照)、対角線上の両隅部の一方にノズル23への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口であるインク供給口21が設けられている。なお、圧力室22の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
インク室ユニット11は、インク供給口21、圧力室22、ノズル23、加圧板56、個別電極57、アクチュエータ58などから構成される。そして、複数のインク室ユニット11の各圧力室22は共通流路20に連通する。図34に示したように、各圧力室22はインク供給口21を介して共通流路20と連通されている。共通流路20はインク供給源たるインクタンク12と連通しており、インクタンク12から供給されるインクは共通流路20を介して各圧力室22に分配供給される。
圧力室22の一部の面(図34において天面)を構成している加圧板(共通電極と兼用される振動板)56には個別電極57を備えたアクチュエータ58が接合されている。個別電極57と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ58が変形して圧力室22の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル23からインクが吐出される。なお、アクチュエータ58には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ58の変位が元に戻る際に、共通流路20からインク供給口21を通って新しいインクが圧力室22に再充填される。
上述した構造を有するインク室ユニット11を図35に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット11を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチPはd× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル23が一定のピッチPで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が1インチ当たり2400個(2400ノズル/インチ)におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、(1)全ノズルを同時に駆動する、(2)ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、(3)ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向(用紙の搬送方向と直交する方向)に1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
特に、図35に示すようなマトリクス状に配置されたノズル23を駆動する場合は、上記(3)のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル23-11 、23-12 、23-13 、23-14 、23-15 、23-16 を1つのブロックとし(他にはノズル23-21 、…、23-26 を1つのブロック、ノズル23-31 、…、23-36 を1つのブロック、…として)、記録紙116の搬送速度に応じてノズル23-11 、23-12 、…、23-16 を順次駆動することで記録紙116の幅方向に1ラインを印字する。
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。
そして、上述の主走査によって記録される1ライン(或いは帯状領域の長手方向)の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙116の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子(圧電素子)に代表されるアクチュエータ58の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。
〔制御系の説明〕
図36は、インクジェット記録装置110のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置110は、通信インターフェース170、システムコントローラ172、画像メモリ174、ROM175、モータドライバ176、ヒータドライバ178、プリント制御部180、画像バッファメモリ182、ヘッドドライバ184等を備えている。
図36は、インクジェット記録装置110のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置110は、通信インターフェース170、システムコントローラ172、画像メモリ174、ROM175、モータドライバ176、ヒータドライバ178、プリント制御部180、画像バッファメモリ182、ヘッドドライバ184等を備えている。
通信インターフェース170は、ホストコンピュータ186から送られてくる画像データを受信する画像入力手段として機能するインターフェース部(画像入力部)である。通信インターフェース170にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
ホストコンピュータ186から送出された画像データは通信インターフェース170を介してインクジェット記録装置110に取り込まれ、一旦画像メモリ174に記憶される。画像メモリ174は、通信インターフェース170を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ172を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ174は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
システムコントローラ172は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置110の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ172は、通信インターフェース170、画像メモリ174、モータドライバ176、ヒータドライバ178等の各部を制御し、ホストコンピュータ186との間の通信制御、画像メモリ174及びROM175の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ188やヒータ189を制御する制御信号を生成する。
ROM175には、システムコントローラ172のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ROM175は、書換不能な記憶手段であってもよいし、EEPROMのような書換可能な記憶手段であってもよい。
画像メモリ174は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。
モータドライバ176は、システムコントローラ172からの指示に従って搬送系のモータ188を駆動するドライバ(駆動回路)である。ヒータドライバ178は、システムコントローラ172からの指示に従って後乾燥部142等のヒータ189を駆動するドライバである。
プリント制御部180は、システムコントローラ172の制御に従い、画像メモリ174内の画像データ(多値の入力画像のデータ) から打滴制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データをヘッドドライバ184に供給してヘッド50の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。
プリント制御部180には画像バッファメモリ182が備えられており、プリント制御部180における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ182に一時的に格納される。なお、図36において画像バッファメモリ182はプリント制御部180に付随する態様で示されているが、画像メモリ174と兼用することも可能である。また、プリント制御部180とシステムコントローラ172とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース170を介して外部から入力され、画像メモリ174に蓄えられる。この段階では、例えば、RGBの多値の画像データが画像メモリ174に記憶される。
プリント制御部180は、入力されたRGB画像データをK,C,M,Yの4色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部180で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ182に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド50のノズルからインクを吐出するためのCMYK打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。
ヘッドドライバ184は、プリント制御部180から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてヘッド50の各ノズル23に対応するアクチュエータ58を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ184にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
こうして、ヘッドドライバ184から出力された駆動信号がヘッド50に加えられることによって、該当するノズル23からインクが吐出される。記録紙116の搬送速度に同期してヘッド50からのインク吐出を制御することにより、記録紙116上に画像が形成される。
上記のように、プリント制御部180における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ184を介して各ノズルからのインク液滴の記録量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
印字検出部124は、図31で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙116に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など)を検出し、その検出結果をプリント制御部180及びシステムコントローラ172に提供する。
プリント制御部180は、必要に応じて印字検出部124から得られる情報に基づいてヘッド50に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作(ノズル回復動作)を実施する制御を行う。
以上、本発明の液滴吐出装置、画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
1,1A,1B…液滴吐出装置(第1実施形態)、2…液滴吐出装置(第2実施形態)、3,3A,3B,3C,3D…液滴吐出装置(第3実施形態)、4…液滴吐出装置(第4実施形態)、5…液滴吐出装置(第5実施形態)、11…インク室ユニット、12…インクタンク、13…インク流量ポンプ、14…第1フィルタ、16…第2フィルタ、17…第1インク流路、18…第2インク流路、21…インク供給口、22…圧力室、23…ノズル、50…ヘッド、58…アクチュエータ
Claims (21)
- 液体を貯留する液体タンクと、
前記液体の吐出口であるノズルと前記ノズルに連通する圧力室と前記圧力室に連通する液体供給口とを備えるイジェクタが複数設けられ、複数の前記イジェクタと前記液体供給口を介して連通する共通流路が設けられる吐出ヘッドと、
前記共通流路の一端に連通する第1液体流路と、
前記共通流路の他端に連通する第2液体流路と、
前記第1液体流路および前記共通流路および前記第2液体流路内に液体を流すための送液手段と、
前記第1液体流路に設けられる第1回収手段と、
前記第2液体流路に設けられる第2回収手段と、
前記吐出ヘッドが吐出動作をする時の前記第1液体流路および前記第2液体流路内の液体の流れ方向を順方向とし前記順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時には前記送液手段により前記逆方向に液体を流すことができる制御手段と、を有し、
前記第1液体流路および前記第2液体流路は前記液体タンクに連通すること、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1の液滴吐出装置において、
一端が前記液体タンクと前記第1回収手段の間の第1接続部分で前記第1液体流路に連通し、他端が前記第2回収手段と前記吐出ヘッドの間の第2接続部分で前記第2液体流路に連通する第1バイパス流路と、
前記第1バイパス流路に設けられたバルブを有し、
前記制御手段は、メンテナンス時には、前記第1回収手段の付着物が前記第1接続部分よりも前記液体タンク側の前記第1液体流路に移動するために必要な時間だけ前記バルブを閉じた状態で前記送液手段により前記逆方向に液体を流し、移動させた前記付着物が前記第2回収手段に移動するために必要な時間だけ前記バルブを開けた状態で前記送液手段により前記順方向に液体を流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 液体を貯留する液体タンクと、
前記液体の吐出口であるノズルと前記ノズルに連通する圧力室と前記圧力室に連通する液体供給口とを備えるイジェクタが複数設けられ、複数の前記イジェクタと前記液体供給口を介して連通する共通流路が設けられる吐出ヘッドと、
前記共通流路の一端に連通する第1液体流路と、
前記共通流路の他端に連通する第2液体流路と、
前記第1液体流路および前記共通流路および前記第2液体流路内に液体を流すための送液手段と、
前記第1液体流路に設けられる第1回収手段と、
前記第2液体流路に設けられる第2回収手段と、
前記吐出ヘッドが吐出動作をする時の前記第1液体流路および前記第2液体流路内の液体の流れ方向を順方向とし前記順方向と逆の流れ方向を逆方向とするときに、メンテナンス時には前記送液手段により前記逆方向に液体を流すことができる制御手段と、を有し、
前記第1液体流路は前記液体タンクに連通し、前記第2液体流路は前記液体タンクと前記第1回収手段の間で前記第1液体流路に連通すること、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記ノズルと前記第2液体流路とを連通する液体循環路を有し、
前記制御手段は、前記吐出ヘッドの吐出動作時に、前記ノズルから液体が吐出していない不吐出イジェクタについて前記送液手段により前記圧力室から前記液体循環路を経由して前記第2液体流路に液体を流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4の液滴吐出装置において、
前記制御手段は、液体を前記逆方向に流す体積流量をV1、液体を前記順方向に流す体積流量をV2とするとき、V1<V2の条件のもと、前記送液手段により液体を前記逆方向に流した後に液体を前記順方向に流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項5の液滴吐出装置において、
前記第2回収手段の両側の前記第2液体流路をバイパスする第2バイパス流路を有し、
前記制御手段は、前記送液手段により液体を前記順方向に流す時には前記第2バイパス流路に流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4の液滴吐出装置において、
前記制御手段は、液体を前記順方向に流す体積流量をV3、液体を前記逆方向に流す体積流量をV4とするとき、V3>V4の条件のもと、前記送液手段により液体を前記順方向に流した後に液体を前記逆方向に流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4乃至7のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記液体循環路と前記第2液体流路との間に液体を回収する回収タンクを有し、
前記液体タンクと前記回収タンクとの間の水頭差により前記圧力室から前記液体循環路と前記回収タンクを経由して前記第2液体流路へ液体を流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4乃至8のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記制御手段は、前記吐出ヘッドの吐出動作時に、前記不吐出イジェクタでは液体が前記ノズルから吐出しない程度に駆動させる予備波形の駆動信号を前記イジェクタに備わるアクチュエータに与えて前記圧力室内および前記ノズル内の液体を攪拌すること、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4乃至9のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記制御手段は、メンテナンス時は前記予備波形の駆動信号を前記アクチュエータに与えないこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4乃至10のいずれか1つの液滴吐出装置において、
液体として水性インクを用いること、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4乃至11のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記送液手段により液体を前記逆方向に流して、前記第1液体流路内および前記第2液体流路内の液体を前記液体タンク内の液体と入れ換えること、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4乃至12のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記イジェクタと前記第2回収手段の間の前記第2液体流路に液体の粘度を調整する液体粘度調整機構を有し、
前記制御手段は、前記送液手段により液体を前記順方向に流した後、前記逆方向に流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項13の液滴吐出装置において、
前記液体供給口を介して前記圧力室に連通する共通流路を有し、
前記第1回収手段は、前記液体供給口内に配置され前記共通流路に突出していないこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1乃至14のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記第2回収手段は前記吐出ヘッドの外部にあって交換可能であること、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1乃至15のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記第2回収手段は前記第1回収手段よりも目のサイズが小さいこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1乃至16のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記制御手段は、Pminを前記ノズル部分の液体メニスカスが破れて空気を内側に引き込む圧力とし、Pmaxを前記ノズル部分の液体メニスカスが破れて液体が垂れる圧力としたときに、前記ノズル部分の圧力Pnが、Pmin < Pn < Pmaxを満たすように、前記送液手段により液体を流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1乃至17のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記液体タンクの圧力を調整する圧力調整手段を有し、
前記制御手段は、前記圧力調整手段により前記液体タンクの圧力を調整して前記ノズル部分の液体メニスカスを維持しつつ、前記送液手段により液体を流すこと、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1乃至18のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記液体タンクに設けられた大気開放弁を有し、
前記制御手段は、前記送液手段により液体を流す時に前記大気開放弁を閉じること、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1乃至19のいずれか1つの液滴吐出装置において、
前記送液手段は、前記第2回収手段が前記付着物の回収する面側の前記第2液体流路に設けられること、
を特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1乃至20のいずれか1つの液滴吐出装置を有すること、を特徴とする画像形成装置。
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