JP2010000647A - Inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置に関し、特に吐出量の制御がなされるインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that forms an image by ejecting ink, and more particularly, to an ink jet recording apparatus in which a discharge amount is controlled.
従来、インクジェット記録装置の記録方式として、圧電素子を用いた方式や熱エネルギーを利用した方式が提案されている。圧電素子を用いた方式は、圧電素子の機械的な変形により液流路の容積を変化させることで液流路内に圧力変化を発生させて吐出口より液滴を吐出させて記録する方式である。熱エネルギーを利用する方式は、液流路内に配設した電気熱変換体を急激に発熱させることによって瞬時的に気泡を生ぜしめ、その気泡の発生によって生ずる吐出力により吐出口より液滴を吐出させて記録する方式である。 Conventionally, as a recording method of an ink jet recording apparatus, a method using a piezoelectric element or a method using thermal energy has been proposed. The method using a piezoelectric element is a method of recording by causing a change in pressure in the liquid flow path by changing the volume of the liquid flow path by mechanical deformation of the piezoelectric element and discharging a droplet from the discharge port. is there. In the method using thermal energy, bubbles are instantaneously generated by abruptly generating heat from the electrothermal converter disposed in the liquid flow path, and droplets are discharged from the discharge port by the discharge force generated by the generation of the bubbles. This is a method of recording by discharging.
その中でも熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録方式のヘッドは、吐出口を高密度に配列することができるため、高解像度の記録が可能である。圧電素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、粘度の高いインクを吐出することやヘッド寿命の点が優れている。また、電気熱変換素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、小型化も容易である、かつ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用できる。このため、電気熱変換素子を用いた記録ヘッドは、高密度実装化が容易で製造コストも安価な点で有利である。 Among them, an inkjet recording system head that uses thermal energy to eject ink droplets can arrange discharge ports at high density, and therefore can perform high-resolution recording. A recording head using a piezoelectric element as an energy generating element is superior in terms of ejecting ink with high viscosity and head life. In addition, a recording head using an electrothermal transducer as an energy generating element can easily be miniaturized, and can sufficiently overcome the advantages of IC technology and micromachining technology that have made remarkable progress in technology and improved reliability in the recent semiconductor field. Can be used in two minutes. For this reason, a recording head using an electrothermal transducer is advantageous in that it can be easily mounted at high density and the manufacturing cost is low.
次に、従来のシリアルプリンタもしくはフルラインプリンタのインク供給構成ならび供給シーケンスの一例について図13を用いて説明する。 Next, an example of an ink supply configuration and supply sequence of a conventional serial printer or full line printer will be described with reference to FIG.
図13(a)に示すように従来の構成のインク供給系においては、サブタンク2203及びメインタンク2205を有し、これらサブタンク2203とメインタンク2205がそれぞれチューブを介して接続されている。サブタンク2203は、記録ヘッド2040ならび記録ヘッド2040にインクを供給し、ヘッドの負圧を一定にするためのインクタンクである。また、メインタンク2205は、サブタンク2203にインクを供給するためのインクタンクである。サブタンク2203はメインタンク2205よりもその液面高さが低くなっており、弁2301を開放するだけでメインタンク2205からサブタンク2203へとインクが流れるようになっている。
As shown in FIG. 13A, an ink supply system having a conventional configuration includes a
このような構成のインク供給系におけるインク供給の時系列的な流れを図13(b)に沿って説明する。 A time-series flow of ink supply in the ink supply system having such a configuration will be described with reference to FIG.
まずサブタンク2203内にインクを強制充填するため、電源OFF時は閉じている弁2301が開き、ポンプ2501が図13(a)の矢印方向に駆動される。サブタンク2203には4段階の高さに電極2401〜2404が設けられていることで、サブタンク2203内のインク液面高さを検知することができる。このような構成を有することで、サブタンク強制充填時において、液面高さを制御することができる。
First, in order to forcibly fill the
続いて、サブタンク2203から記録ヘッド2040へのインク初期充填について説明する。まず、サブタンク2203とメインタンク2205をつなぐチューブの間に配置されている弁2301ならびサブタンク2203の内部を大気と連通させている弁2304を閉じる。一方、電源OFF時には閉じている弁2302、2303を開放する。その後、ポンプ2501を図13(a)の矢印の方向(正転)に駆動することで、サブタンク1203内のインクが記録ヘッド2040に供給される。このようにポンプ2501を正転させることで基本的に記録ヘッド2040の内部にインクが充填される。
Next, the initial ink filling from the
記録ヘッド2040の内部にインクが充填された後は、記録動作が行われる。記録動作の際は、弁2302、弁2303を開放し、サブタンク2203よりインクがリフィルされるようにする。さらに弁2304を開放することでサブタンク2203内を大気と同じ圧力に設定する。基本的に弁2301は閉じているが、連続記録を行い、サブタンク2203内部のインク量が減少したときにおいては、弁2301を開放して、メインタンク2205よりサブタンク2203内にインクが充填されるようにする。
アクチュエータとして電気熱変換体を用いたインクジェット記録装置は、電気熱変換体の発熱に伴ってインクの沸騰を発生させてインクの吐出を行う。そのため、吐出を続けていくと電気熱変換体の発熱により記録素子基板が高温状態になる。また、高速記録を達成するために休止することなく連続的に記録動作を行う必要がある。そうすると、記録素子基板はさらに高温状態となってしまう。 An ink jet recording apparatus using an electrothermal transducer as an actuator discharges ink by generating boiling of ink as the electrothermal transducer generates heat. For this reason, when the ejection is continued, the recording element substrate becomes in a high temperature state due to the heat generated by the electrothermal transducer. Further, it is necessary to continuously perform the recording operation without pausing to achieve high-speed recording. As a result, the recording element substrate is in a higher temperature state.
一般に記録素子基板において温度分布が発生すると、各々のノズルから吐出されるインク滴の吐出量は温度に比例して増加する。その変動量は近年の記録ヘッドでは、インクの温度が1℃上昇するにつれて、吐出量は約1〜数%程度変動する傾向がある。そのため、例えばインク温度が1℃上昇したときの吐出量変動が1%とすると、連続記録により記録素子基板の温度が例えば30℃温度差が発生すると、吐出量は30%変化することとなる。このため、連続記録によって記録素子基板の温度が上昇しても吐出量の変動を少なくすることができる技術が必要となってきている。 In general, when a temperature distribution is generated in a recording element substrate, the ejection amount of ink droplets ejected from each nozzle increases in proportion to the temperature. The amount of change in a recent print head tends to vary by about 1 to several percent as the ink temperature increases by 1 ° C. Therefore, for example, assuming that the variation in the ejection amount when the ink temperature rises by 1 ° C. is 1%, the ejection amount changes by 30% when the temperature of the recording element substrate is, for example, 30 ° C. due to continuous recording. For this reason, there is a need for a technique capable of reducing fluctuations in the ejection amount even when the temperature of the recording element substrate rises due to continuous recording.
また、記録素子基板に配置されているアクチュエータが圧電素子であるときは、振動板の変位を積極的に制御することで、吐出量を変動させることができる。さらなる吐出量制御を行うためには、装置構成から見直す必要があるが、そうすると、装置のコストが上がってしまう。 Further, when the actuator disposed on the recording element substrate is a piezoelectric element, the ejection amount can be varied by positively controlling the displacement of the diaphragm. In order to perform further discharge amount control, it is necessary to review the configuration of the apparatus, but this increases the cost of the apparatus.
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、アクチュエータ以外による吐出制御が可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of controlling ejection by means other than an actuator.
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録装置は、吐出口からインクを吐出するためのアクチュエータが設けられた記録素子基板を有する記録ヘッドにより、インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置において、記録ヘッド内に負圧を発生させる負圧発生手段と、負圧発生手段により発生させる負圧の大きさを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。 To achieve the above object, an ink jet recording apparatus according to the present invention forms an image by ejecting ink by a recording head having a recording element substrate provided with an actuator for ejecting ink from an ejection port. The recording head includes a negative pressure generating means for generating a negative pressure in the recording head, and a control means for controlling the magnitude of the negative pressure generated by the negative pressure generating means.
本発明によれば、インクジェット記録装置において、アクチュエータ以外による吐出制御が可能となる。 According to the present invention, in an ink jet recording apparatus, it is possible to perform discharge control by means other than an actuator.
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
[インク供給系の構成]
図1に本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図及びインク供給シーケンス図を示す。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
[Configuration of ink supply system]
FIG. 1 shows a configuration diagram of an ink supply system and an ink supply sequence diagram of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment.
まず、本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成について図1(a)を用いて説明する。 First, the configuration of the ink supply system of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
インクジェット記録装置のインク供給系は、記録ヘッド40と、サブタンク203と、メインタンク205と、弁301〜304と、ポンプ501、502と、廃インクタンク206と、キャップ601と、制御部701と、高さ調節ステージ702と、を有する。
The ink supply system of the ink jet recording apparatus includes a
インク貯留部であるサブタンク203は、記録ヘッド40にインクを供給し、ヘッドの負圧を制御するためのタンクであり、サブタンク203の高さを調整する高さ調節ステージ702上に載置されている。また、サブタンク203は後述するように負圧発生手段として機能する。また、高さ調節ステージ702は、記録ヘッド40に対するサブタンク203の位置高さを調整するものである。
A
メインタンク205はサブタンク203にインクを供給するためのインクを貯留している。記録ヘッド40、サブタンク203及びメインタンク205はそれぞれチューブで接続されている。記録ヘッド40とサブタンク203とを接続するチューブには弁302が配置されている。サブタンク203とメインタンク205とを接続するチューブには弁301及びポンプ501が配置されている。弁301とポンプ501とを接続するチューブには、記録ヘッド40からのチューブが接続されており、この記録ヘッド40からのチューブには弁303が配置されている。サブタンク203の内部を大気と連通させている連通部には弁304が配置されている。記録ヘッド40をキャッピングするキャップ601に接続されたチューブには、ポンプ502が配置されており、このポンプ502により、廃インクが廃インクタンク206へと排出される。
The
また、サブタンク203には4段階の高さに電極401〜404が設けられており、電極401〜404によってサブタンク203内のインク液面高さが検知される。サブタンク203はメインタンク205よりもその液面高さが低くなっており、弁301を開放するだけでインクが流れるようになっている。
Also, the
記録ヘッド40を搭載する後述の記録素子基板27にはその温度を測定するための不図示の温度センサが設けられている。
A recording element substrate 27 (described later) on which the
制御手段である制御部701は、記録素子基板27の温度をモニタリングし、予め校正しておいたチップ温度−負圧制御直線に基づいて、連続記録時に高さ調節ステージ702の高さを調整する。また、制御部701は、弁301〜304の開閉、及びポンプ501、502の駆動制御も行う。
[インク供給系の負圧制御]
次に、本実施形態のインク供給系における負圧制御について図1(a)及び図1(b)を用いて説明する。
A
[Negative pressure control of ink supply system]
Next, negative pressure control in the ink supply system of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b).
まず、図2に、アクチュエータが発熱素子であり吐出量が2plの記録ヘッド40を用いて、100%ベタで200枚連続記録したときの記録素子基板27の温度の一例を示す。記録媒体に対してベタ画像の連続的な記録を行うと、図2に示すように記録初期と連続記録時(例えば200枚連続記録)において記録ヘッド40のチップ温度に差が生じる。図2では記録開始時と200枚連続記録時で約30℃の温度差が生じている。インクの温度が1℃上昇したときの吐出量変動が約1%の増加であると仮定して、このまま記録を継続すると、記録開始時と200枚連続記録時で約30%の吐出量の差が発生する。よって、記録開始時と200枚連続記録時で30℃の温度差が発生すると、2×1.3=2.6plとなり、記録開始時に対する200枚連続記録時の吐出量が大幅に増加しまうこととなる。
First, FIG. 2 shows an example of the temperature of the
一方、記録ヘッドにかかる負圧を変化させると、図3に示すように高記録デューティ時において、負圧の増加、すなわち、負圧が高くなるに伴い、画像濃度の低下が見られる。このことは、高記録デューティでは負圧が高くなることで吐出量が減少することを示している。すなわち、記録ヘッド40内の負圧を高めるため、この記録ヘッド40に連通するサブタンク203内の負圧を高くすることで吐出量を全体的に少なくすることができる。
On the other hand, when the negative pressure applied to the recording head is changed, as shown in FIG. 3, at a high recording duty, the negative pressure increases, that is, the image density decreases as the negative pressure increases. This indicates that the discharge amount decreases as the negative pressure increases at a high recording duty. That is, in order to increase the negative pressure in the
本実施形態では、この物理現象を用いて、記録素子基板27に配置されたアクチュエータが発熱素子であるときのヘッド昇温時の吐出量制御を行う。図4のように、連続記録を行うことで、チップ温度が上昇するに従い、吐出量も増加していく(図4中、「一定負圧時」で示す線)が、これに同期させてサブタンク203の負圧も高くしていく(図4中、破線)。このような制御を行うことで、連続記録時の吐出量の増加を抑制できる(図4中、「アクティブ負圧制御時」で示す線)。
In this embodiment, this physical phenomenon is used to control the discharge amount when the head is heated when the actuator disposed on the
以下、本実施形態の負圧制御についてより詳細に説明する。 Hereinafter, the negative pressure control of this embodiment will be described in more detail.
まず、サブタンク203内にインクを強制充填するため、電源OFF時は閉じている弁301が開き、ポンプ501が図1(a)の矢印方向に駆動される。
First, in order to forcibly fill the
続いて、サブタンク203から記録ヘッド40へのインク初期充填について説明する。
Next, the initial ink filling from the
まず、弁301、304を閉じる。そして、電源OFF時は閉じている弁302、303を開放する。その後に、ポンプ501を図1の矢印の方向(正転)に駆動することで、サブタンク203内のインクが記録ヘッド40に供給される。このようにポンプ501を正転することで基本的に記録ヘッド40内部にインクが充填される。
First, the
記録ヘッド内部にインクが充填された後、記録動作を行う。記録動作の際も、弁302、弁303を開放し、サブタンク203よりインクがリフィルされるようにし、さらに弁304を開放することでサブタンク203内を大気と同じ圧力に設定する。記録中は基本的に弁301は閉じているが、連続記録を行い、サブタンク内部のインク量が減少したときにおいては、弁301を開放して、メインタンク205よりサブタンク203内にインクが充填されるようにする(図1(b)中、記録1の状態)。
After the recording head is filled with ink, a recording operation is performed. Also during the recording operation, the
続いて、本実施形態におけるアクティブ負圧制御方法について説明する。 Next, an active negative pressure control method in this embodiment will be described.
連続記録により記録素子基板27の温度が高くなっていくときには、記録素子基板27の温度が初期記録時のときと比較してインク吐出量が増加する。そのため、均一の画像濃度で連続記録を行うためには、吐出量制御を行う必要がある。
When the temperature of the
そこで、制御部701が温度センサの測定結果に基づき記録素子基板27の温度が上昇したとが判断したときは、以下の制御を行う。制御部701は、高さ調節ステージ702を駆動してサブタンク203の高さを記録ヘッド40に対して低くしていき、記録ヘッド40にかかる負圧を高くする。すなわち、記録ヘッド40内のインク液面高さに対してサブタンク203内の液面高さをより低くして水頭差を大きくする。これにより、記録素子基板27温度上昇に伴う吐出量増加を抑制することができる。
Therefore, when the
一方、制御部701が温度センサの測定結果に基づき記録素子基板27の温度が低下したと判断したときには以下の制御を行う。制御部701は、高さ調節ステージ702を駆動してサブタンク203の高さを記録ヘッド40に対して高くしていくことで、記録ヘッド40にかかる負圧を低くして吐出量を制御する。
On the other hand, when the
このとき、サブタンク203内の液面高さを保つために、弁301を必要に応じて開閉し、サブタンク203内でのインク高さを保つようにする(図1(b)中、記録2の状態)。すなわち、サブタンク203の内部では一定量のインクが常に充填されているが、調節ステージ702の高さを制御することでアクティブ負圧制御が達成できる。また、サブタンク203内の圧力は、大気圧に保持されている。
At this time, in order to maintain the liquid level in the
以上のようにして、連続記録時における記録素子基板27の昇温に伴う吐出量の増加を防止することができる。
[記録ヘッドの構成]
次に、記録ヘッド40に設けられた電気熱変換体を有する記録素子基板27の一構成例について説明する。記録素子基板27の破断構造を図5に示し、そのA−A´断面構造を図6にそれぞれ示す。本実施形態における記録素子基板27は、厚さが0.5mm〜1mmのシリコン基板の上に成膜技術を用いて吐出エネルギー発生部、共通インク室31、インク流路33、吐出口25などを形成したものである。すなわち、記録素子基板27には、これを貫通する長孔状のインク供給口28が形成されている。
As described above, it is possible to prevent an increase in the discharge amount accompanying the temperature rise of the
[Configuration of recording head]
Next, a configuration example of the
このインク供給口28の両側には、記録媒体の搬送方向、つまりインク供給口28の長手方向に沿って所定間隔で2列に並ぶ複数の電気熱変換体29が相互に半ピッチずらした状態で形成されており、それぞれ吐出エネルギー発生部を構成している。記録素子基板27には、これら電気熱変換体29の他、電気熱変換体29と記録装置本体側との電気的接続を行うための電極端子30およびアルミニウムなどで形成される不図示の電気配線などが成膜技術によって形成されている。
On both sides of the ink supply port 28, a plurality of
記録素子基板27に形成された電極端子30に対して連結される不図示の電気配線基板は、記録素子基板27にインクを吐出するための電気信号を印加するためのものである。この電気配線基板は、記録素子基板27に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し、記録装置本体からの電気信号を受け取るためのコンタクト部とを有する。この電気配線基板を介して不図示の駆動ICから電気熱変換体29に対する駆動信号が与えられ、同時に駆動電力がこの電気熱変換体29に供給される。
An electric wiring board (not shown) connected to the
記録素子基板27上には、インク供給口28に連通する共通インク室31を介して電気熱変換体29とそれぞれ正対する複数の吐出口25を有する上板部材32が形成されている。すなわち、この上板部材32と記録素子基板27との間には、個々の吐出口25と共通インク室31とに連通するインク流路33が形成され、隣接するインク流路33の間には仕切り壁34が形成されている。これら共通インク室31、インク流路33および仕切り壁34などは、吐出口25と同様にフォトリソグラフィ技術により上板部材32と共に形成される。
On the
インク供給口28から各インク流路33内に供給される液体は、対応するインク流路33に臨む電気熱変換体29に駆動信号が与えられることにより、電気熱変換体29の発熱に伴って沸騰し、これにより発生する気泡の圧力によって吐出口25から吐出される。
The liquid supplied from the ink supply port 28 into each
本発明は、上述した電気熱変換体の他、記録素子基板に圧電素子を用いることもできる。このようなアクチュエータが圧電素子であるときの記録素子基板について説明する。 In the present invention, in addition to the electrothermal transducer described above, a piezoelectric element can also be used for the recording element substrate. A recording element substrate when such an actuator is a piezoelectric element will be described.
図7に示すように、圧電素子を用いた記録素子基板は、上面に共通電極1032が設けられた基板1012の上に、下面に個別電極1033が設けられた振動板1014が配置されている。さらに、振動板1014の上に、共通インク室1034、インク流路1016および吐出口1017を構成する天板1013が配置された構成となっている。共通電極1032と個別電極1033の間には適宜なギャップを有し、このギャップには強誘電性液晶1031が満たされている。個別電極1033と共通電極1032との間にパルス状の電圧の印加をすることにより、静電力により振動板1014が振動し、これによってインク流路1016の容積が変化し、吐出口1017からインクが吐出される。
[記録装置の構成例]
本発明の記録装置は、シリアルタイプ方式及びフルラインタイプ方式のいずれも適用可能である。シリアルタイプ方式とは、記録ヘッドが搭載されたキャリッジが往復動作を行うことで記録媒体に画像が形成される方式である。一方、フルラインタイプ方式とは、記録媒体の幅と同等あるいはそれ以上の幅を有する長尺インクジェットヘッドがプリンタ筐体に固定されており、この長尺インクジェットヘッドからインクを吐出することで記録媒体に画像が形成される方式である。
As shown in FIG. 7, in the recording element substrate using the piezoelectric element, a
[Configuration example of recording device]
Both the serial type method and the full line type method can be applied to the recording apparatus of the present invention. The serial type method is a method in which an image is formed on a recording medium by a reciprocating operation of a carriage on which a recording head is mounted. On the other hand, in the full line type system, a long inkjet head having a width equal to or larger than the width of the recording medium is fixed to the printer housing, and the recording medium is ejected from the long inkjet head. In this method, an image is formed.
まずシリアルタイプの構成について説明する。本実施形態におけるシリアルインクジェット記録装置の機構部分の外観を図8に示す。シリアルプリンタは記録ヘッド40が搭載されているキャリッジ231がタイミングベルト233に装着されている。タイミングベルト231はキャリッジモータ234の駆動により回転し、キャリッジ231がガイドシャフト232上を左右に往復運動することで記録媒体S上に記録を行う。また、紙送りのためには不図示の紙送りモータが記録装置本体に設けられている。
First, the serial type configuration will be described. FIG. 8 shows the external appearance of the mechanism portion of the serial inkjet recording apparatus according to this embodiment. In the serial printer, a
シリアル型の記録ヘッド40にはブラック、シアン、マゼンダ、イエローのそれぞれに対応したインクを吐出するための記録素子基板27が設けられている。さらには不図示のメインタンク205よりインク供給チューブ204a〜204dを介して、サブタンク203a〜203dへとインクが供給される。
The serial
次に、フルラインタイプのインクジェット記録装置の構成について図9を用いて説明する。一度の搬送動作で記録媒体に対して記録を行うことができるフルラインタイプは、シリアルタイプと比較し、圧倒的な高速記録が可能である。 Next, the configuration of a full-line type ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG. Compared with the serial type, the full line type capable of recording on the recording medium with a single transport operation enables overwhelming high-speed recording.
ブロック42には、記録ヘッド40Bk,40Y,40M,40C及び読取りヘッド41が設けられている。記録ヘッド40Bk,40Y,40M,40Cはそれぞれブラック,イエロー,マゼンタ,シアンのインク色に対応した記録ヘッドである。読取りヘッド41は、ブロック42には吐出,不吐出の吐出口の番号を検出するためのものである。
In the
キャッピングユニット43は、スタンバイ時等、非記録時にブロック42を引き上げることにより、キャッピングユニット43を記録ヘッド40C〜40Bkに対向させて封止する。また、キャッピングユニット43は、循環回復時には(不図示の)回復ポンプ、インク供給系より送り込まれ、吐出口から押し出された廃インクの受け皿となる。キャッピングユニット43に収集された廃インクは廃インクタンク206に導かれる。
The capping
帯電吸着ベルト44は、記録ヘッド40Bk,40Y,40M,40Cの各々に所定間隔を介して対向配設される記録媒体を搬送するためのエンドレスのベルトである。バックプラテン45は、帯電吸着ベルト44を介して各記録ヘッドに対向配設されている。給紙カセット46は普通紙などの記録シート47が収納され装置本体に着脱自在に装着されている。ピックアップローラ48は最上面の記録シート47を1枚だけ送り出して給送するものである。
The
搬送ローラ49はピックアップローラ48より送り出された記録シート47を搬送路50へ搬送するためのローラである。搬送ローラ51は搬送路50の出口側に配設されている。記録シート47に記録によって付着したインク液滴は、ヒータ53およびファン54からの熱風により乾燥定着させられる。排出ローラ55は定着の終了した記録シート47を装置外に排出するためのローラであり、排出された記録シート47はトレイ56に順次ストックされる。
The
次に、以上の構成によるフルラインタイプの記録装置の動作について説明する。 Next, the operation of the full line type recording apparatus having the above configuration will be described.
まず、記録動作について説明する。記録開始の操作が行われると、指定されたサイズの記録シート47がピックアップローラ48によって給紙カセット46から送り出される。送り出された記録シート47は、搬送ローラ49および51によって、予め帯電された状態で回転すると共にバックプラテン45によって平面形状とされている帯電吸着ベルト44に載せられる。記録シート47の先端部がヘッド40C,40M,40Y,40Bkの各々の下部に到着するのに連動して、各記録ヘッドの電気熱変換素子が画像データに応じて駆動される。この駆動により、画像情報に応じたインク液滴が吐出口から記録シート47の表面に向けて飛翔し、その着弾により記録が行われる。
First, the recording operation will be described. When a recording start operation is performed, a
記録シート47が吸湿性の悪い場合、表面に付着した液滴が乾燥せず、擦られて記録汚れを生じるので、ヒータ53およびファン54によって強制乾燥を行って定着させる。定着の終了した記録シート47は、排出ローラ55によってトレイ56へ排出される。
When the
以上のように、それぞれシアン,マゼンタ,イエロー,ブラックのインクに対応した記録ヘッドにそれぞれのヘッドに応じた記録信号を与えることにより通常のシリアルプリンタよりも高速にカラー画像が形成される。 As described above, a recording image corresponding to each of the cyan, magenta, yellow, and black inks is given to each recording head, whereby a color image is formed at a higher speed than a normal serial printer.
続いてフルラインタイプの記録ヘッド40の断面図を図10に示す。記録ヘッド40は、所定のインクが貯蔵されるタンク部107と、記録素子基板27と、記録素子基板27を支持している支持基板102と、個別式フィルタ105ならびフィルタプレート104とを有する。記録素子基板27は、タンク内インク106とタンク部107からのインクを吐出する複数のインク吐出口を有する。フルラインタイプの供給40は、記録素子基板27がヘッドの長手方向に沿って支持基板102上に、複数個千鳥状に配置されることで、記録媒体の幅を1回の紙搬送で記録できるヘッド幅を構成している。
(第2の実施形態)
図11に本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図及びインク供給シーケンス図を示す。なお、第1の実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a cross-sectional view of the full-line
(Second Embodiment)
FIG. 11 shows a configuration diagram of an ink supply system and an ink supply sequence diagram of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. In addition, about the part which overlaps with 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、連続記録中のサブタンク203のアクティブ負圧制御を行うために、廃インクタンク206を負圧制御タンクとして用いることを特徴としている。
In this embodiment, the
本実施形態では、廃インクタンク206と、サブタンク203及びメインタンク205とがチューブ603を介して接続されている。すなわち、チューブ603は、サブタンク203とメインタンク205とを接続するチューブに接続されている。このチューブ603には、弁306及び濾過フィルター307が設けられている。また、本実施形態では、廃インクタンク206とサブタンク203とを直接接続するチューブも設けられている。このチューブには弁305及びポンプ502が配置されている。
In this embodiment, the
また、加圧回復時に発生する廃インクを貯めるための廃インクタンク206と、キャップ601とは、チューブ602により連通している。チューブ602にはポンプ502が設けられている。
Further, a
廃インクタンク206に貯められたインクは、基本的にリサイクルして再利用される。すなわち、廃インクタンク206に貯められたインクは、濾過フィルター307により濾過された後、再度、ポンプ501によって、サブタンク203もしくはメインタンク205に充填される。
The ink stored in the
また、加圧回復時にキャップ601に貯留されたインクを廃インクタンク206に除去する場合、制御部701は、ポンプ502を駆動させる。
In addition, when the ink stored in the
次に、上述の構成の本実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給系の動作制御について図11(b)を用いて説明する。 Next, operation control of the ink supply system in the ink jet recording apparatus of the present embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
アクティブ負圧制御を行わないでサブタンク液面高さを一定に保ったまま記録を行うとき(図11(b)中、記録1の状態)は、制御部701は、電極401〜404の出力に応じて弁301を開放する。これにより、メインタンク205よりサブタンク203にインクを充填させる。
When recording is performed with the sub-tank liquid level being kept constant without performing active negative pressure control (the state of recording 1 in FIG. 11B), the
連続記録により記録素子基板27の温度が上昇したときは、制御部701は、アクティブ負圧制御を行う。すなわち、記録ヘッド40にかかる負圧を高くすることでインクの吐出量を抑制する。記録ヘッド40にかかる負圧を高くするためには、記録ヘッド40内のインクの液面高さに対してサブタンク203内のインクの液面高さを低くする必要がある。そこで、制御部701は、サブタンク203と廃インクタンク206の間のチューブ内にある弁305を開放し、ポンプ502を駆動させる。これにより、サブタンク203内のインクを廃インクタンク206へと移動させる。サブタンク203内のインクの液面高さは、廃インクタンク206へとインクが移動した分だけ下がるので、サブタンク203内のインクの液面高さが記録ヘッド40内のインクの液面高さに対して低くなる(図11(b)中、記録2の状態)。これにより、記録ヘッド40にかかる負圧を高くすることができる。
When the temperature of the
記録素子基板27の温度が低下したときにも、制御部701は、アクティブ負圧制御が行われる。この場合、記録ヘッド40にかかる負圧を低くすることでインクの吐出量を増加させる必要がある。そこで、制御部701は、弁306を開放し、弁301を閉じ、ポンプ501を正転させる。これにより、廃インクタンク206内のインクをサブタンク203内に移動させる。サブタンク203内のインクの液面高さは、廃インクタンク206からインクが移動してきた分だけ上昇するので、サブタンク203内のインクの液面高さが記録ヘッド40内のインクの液面高さに対して上昇する(図11(b)中、記録3の状態)。これにより、記録ヘッド40にかかる負圧を低く抑えることができる。なお、この動作は、記録中にサブタンク203内のインク量が少なくなってきたときにも行われる。
(第3の実施形態)
図12に本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給系の構成図を示す。なお、第1及び第2の実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
Even when the temperature of the
(Third embodiment)
FIG. 12 is a configuration diagram of an ink supply system of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. In addition, about the part which overlaps with 1st and 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
第1及び第2の実施形態では、記録ヘッド40内のインクの液面高さに対してサブタンク203のインクの液面高さを上下動させて水頭差を調整することで、記録ヘッド40にかかる負圧を制御する例を示した。これに対して、本実施形態では、サブタンク203の内圧を調整することにより記録ヘッド40にかかる負圧を制御するものである。
In the first and second embodiments, the head level difference is adjusted by moving the ink level in the
以下に本実施形態のサブタンク203の内圧の調整機構の概略について説明する。
The outline of the internal pressure adjusting mechanism of the
本実施形態では、サブタンク203内のインクは、可撓性のある素材の可撓性袋801内に貯留されている。また、この可撓性袋801には、弾性部材803が取り付けられている。さらに、弾性部材803は、制御部701の信号に基づいて駆動される駆動源802に接続されている。すなわち、本実施形態は、制御部701の信号に基づき駆動源802を駆動し、弾性部材803を介して可撓性袋801を膨張、収縮させることで可撓性袋801の内部圧力の制御を行う。具体的には、駆動源802が弾性部材803を引っ張ることで(図12中、矢印A方向)、可撓性袋801は膨張するので可撓性袋801の内部の圧力は低下する。一方、これとは逆に駆動源802が弾性部材803を押し込むことで(図12中、矢印B方向)、可撓性袋801は収縮するので可撓性袋801の内部の圧力は高くなる。
In the present embodiment, the ink in the
次に、以上の構成の本実施形態のインク供給系における負圧制御方法について説明する。 Next, a negative pressure control method in the ink supply system of the present embodiment having the above configuration will be described.
連続記録により記録素子基板27の温度が上昇したときは、制御部701は、記録ヘッド40にかかる負圧を高くすることでインクの吐出量を抑制する。記録ヘッド40にかかる負圧を高くするためには、可撓性袋801の内部の圧力を低くする必要がある。そこで、制御部701は、弾性部材803を引っ張るように駆動源802を駆動する。これにより、可撓性袋801が膨張して可撓性袋801の内部の圧力が低くなり、記録ヘッド40にかかる負圧が高くなるのでインクの吐出量を抑制することができる。
When the temperature of the
一方、これとは逆に、記録素子基板27の温度が低下したときは、制御部701は、記録ヘッド40にかかる負圧を低くすることでインクの吐出量を増加させる。記録ヘッド40にかかる負圧を低くするためには、可撓性袋801の内部の圧力を高くする必要がある。そこで、制御部701は、弾性部材803を押し込むように駆動源802を駆動する。これにより、可撓性袋801が収縮して可撓性袋801の内部の圧力が高くなり、記録ヘッド40にかかる負圧が低くなるのでインクの吐出量を抑制することができる。
On the other hand, when the temperature of the
なお、基本的なインク供給シーケンスは図1に示すシーケンスと同様である。
(第4の実施形態)
本実施形態では、上述した各実施形態におけるアクティブ負圧制御を用いて、吐出量制御を行うことが可能である点について説明する。
The basic ink supply sequence is the same as the sequence shown in FIG.
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, a description will be given of the point that the discharge amount control can be performed using the active negative pressure control in each of the above-described embodiments.
例えば、アクチュエータが圧電素子である場合、吐出量の制御は基本的には振動板1014を制御することで行われる。この基本制御に、本発明のアクティブ負圧制御を加えることで多様な吐出量制御が可能となる。
For example, when the actuator is a piezoelectric element, the discharge amount is basically controlled by controlling the
例えば、キャリッジ231が左右に移動して記録を行うシリアルタイプの記録装置において、1枚の印刷画像内の一部にベタのブラック画像があるとする。この場合、ベタのブラック画像の部位の記録を行うときに、本発明のアクティブ負圧制御により全体の吐出量を増加させるとキャリッジの左右往復回数を削減できるために、記録速度の高速化につながる。すなわち、ベタ画像部位など精細な画像が要求されない部位を記録するときにおいては、記録速度を優先するために記録ヘッド40にかかる負圧を低くすることで吐出量を通常時よりも大きくすることができる。
For example, in a serial type recording apparatus that performs recording by moving the
このように、本発明の制御部701は、アクチュエータが圧電素子のときだけでなく、発熱素子のときにおいても画像濃度データに応じて吐出量を制御する。
As described above, the
なお、上記各実施形態では、サブタンクとメインタンクを有する構成を例に説明したが、メインタンクのみの構成であっても適用可能である。この場合、インク貯留部であるメインタンクの位置高さを調整したり、メインタンク内のインク量を増減させたり、あるいはメインタンクが可撓性の袋を有する構成としてもよい。 In each of the above embodiments, the configuration having the sub tank and the main tank has been described as an example. However, the configuration can be applied to a configuration having only the main tank. In this case, it is possible to adjust the position height of the main tank that is the ink storage unit, increase or decrease the amount of ink in the main tank, or the main tank may have a flexible bag.
25 吐出口
29 電気熱変換体
40 記録ヘッド
203 サブタンク
701 制御部
25
Claims (13)
前記記録ヘッド内に負圧を発生させる負圧発生手段と、
前記負圧発生手段により発生させる負圧の大きさを制御する制御手段と、を有することを特徴とするインクジェット記録装置。 In an inkjet recording apparatus that forms an image by ejecting ink by a recording head having a recording element substrate provided with an actuator for ejecting ink from an ejection port.
Negative pressure generating means for generating a negative pressure in the recording head;
An ink jet recording apparatus comprising: control means for controlling the magnitude of the negative pressure generated by the negative pressure generating means.
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JP2008160308A JP2010000647A (en) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | Inkjet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008160308A JP2010000647A (en) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | Inkjet recording device |
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2008
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