JP2010089312A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】パージ圧力が低いノズルだけを選択的にプリカーサ又はフラッシングしてノズル内の増粘インクを低粘化又は吐出させることで各ノズルにかかるパージ圧力差に関わらず全ノズルから均等に増粘インクを排出する。
【解決手段】インク供給源から供給されたインクが選択的に吐出される複数のノズル４を有するインクジェットヘッド１において、インクジェットヘッド１のパージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、複数のノズル４の中から主インク流路から離れていることでパージ圧力が低いノズル４ａを選択的にプリカーサ又はフラッシングする。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット方式の画像形成装置に用いられるインクジェットヘッドに関する。

インクジェット方式の画像形成装置に用いられるインクジェットヘッドでは、前回印字動作から放置時間が長いと、インクが吐出されるノズル内の残存インクが空気と接触していることにより増粘し、増粘インクが原因となってインク吐出不能になったり、インクの吐出方向がずれたりすることがある。

通常、インクジェットヘッドの吐出を回復させるために、インク供給源から加圧インクを供給して各ノズル内の増粘インクを押し出すいわゆるパージ（加圧パージ）動作を行う。このようなパージ動作は、前回印字動作からの経過時間によって要・不要が判断される。なお、増粘インクは特定のノズルだけに生じるわけではなく、全てのノズルで一様に増粘する。

ところで、図３，４に示すように、インクジェットヘッド１１には、その内部の略中央に主インク流路２が設けられている。また、主インク流路２から分岐されて各インク流路３が設けられ、これらのインク流路３を介してインクが吐出される複数のノズル４が並んで設けられている。そのため、パージ動作中の加圧インクは、パージ圧力を保持したまま全ノズル４に均等に供給されることはなく、主インク流路２から離れたノズル４ほど長い距離を流れることからインク流路３の流路抵抗によって圧力損失が大きくなり、パージ圧力が低くなる。パージ圧力が低いと、例えば図４にインクジェットヘッド１１から排出されるインク液滴５の大小で示すように、パージ動作による回復を図っても、パージ圧力不足によりノズル４内の増粘インクを押し出すことができないことがあった。

このような不具合を解消するために、下記特許文献１には、パージ動作中にインクジェットヘッドの全ノズルを非吐出駆動（プリカーサ）することによりノズル内の増粘インクを再溶解し、再溶解したインクを排出させるメンテナンス方法が開示されている。

また、下記特許文献２には、インクジェットヘッドのパージ動作後に各ノズルを予備吐出駆動（フラッシング）することが開示されている。
特開２００６−３１５２００号公報 特開２００５−２２１６７号公報

図３，４に示すようなインクジェットヘッド１１を完全回復させるためにパージ圧力を高くしたり、パージ動作時間を長くしたりすることが考えられるが、これではインクジェットヘッド１１の発熱、パージ動作に使用するインク消費量の増加、消費電力の増加などの問題が発生してしまう。

また、上記特許文献１に開示されているメンテナンス方法では、パージ動作に使用するインク消費量は抑えられるものの、全ノズルをプリカーサすることはパージ圧力が足りてプリカーサが不要なノズルまで駆動することになり、消費電力は増加する。

さらに、上記特許文献２に開示されているような各ノズルのフラッシングは、ノズル内の圧力を適正値に戻すことを目的としており、ノズル内の増粘インクを除去することを直接の目的としたものではない。

そこで本発明は、上記問題点を解決するために、パージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、パージ圧力が低いノズルだけを選択的に駆動してこのノズル内のインクを低粘化又は吐出させることで各ノズルにかかるパージ圧力差に関わらずパージ動作によって全ノズルから均等に増粘インクを排出し、また、パージ圧力を高くしたり、パージ動作時間を長くしたりすることもないため、インクジェットヘッドの発熱、インク消費量及び消費電力を抑えるインクジェットヘッドを提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明による請求項１記載のインクジェットヘッドは、インク供給源から供給されたインクが選択的に吐出される複数のノズル４を有するインクジェットヘッド１において、
前記インクジェットヘッド１のパージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、前記複数のノズル４の中からパージ圧力が低いノズル４ａを選択的に駆動することを特徴としている。
なお、パージ動作とは、インクジェットヘッド１の全ノズル４に対して加圧又は吸引して増粘インクを排出させる回復動作のことである。

請求項２記載のインクジェットヘッドは、前記インク供給源から供給されたインクは主インク流路２を経由して前記複数のノズル４に通じる各インク流路３に分岐され、前記各インク流路３を流れるインクが流路抵抗によって圧力損失が大きくなるノズル４ａだけを駆動することを特徴としている。

請求項３記載のインクジェットヘッドは、前記ノズル４ａの駆動モードが、該ノズル４ａ内の増粘インクを攪拌して低粘化するプリカーサであることを特徴としている。

請求項４記載のインクジェットヘッドは、前記ノズル４ａの駆動モードが、該ノズル４ａ内の増粘インクを印字以外で吐出させるフラッシングであることを特徴としている。

本発明のインクジェットヘッドによれば、パージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、パージ圧力が低いノズルだけを選択的に駆動してこのノズル内の増粘インクを低粘化又は吐出させることで各ノズルにかかるパージ圧力差に関わらず通常のパージ動作によって全ノズルから増粘インクを排出することが可能となる。これにより、パージ圧力を高くしたり、パージ動作時間を長くしたりしなくても全ノズル内の増粘インクを均等に排出することができるようになり、この結果、インクジェットヘッドの発熱、インク消費量及び消費電力を抑えることができる。

また、複数のノズルのうち、主インク流路から離れたノズルだけを駆動することで簡単にパージ圧力が低いノズルから増粘インクを排出することができる。

さらに、パージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、ノズルをプリカーサすることでパージ圧力が低いノズル内の増粘インクを低粘化することができる。

また、パージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、ノズルをフラッシングすることでパージ圧力が低いノズル内の増粘インクを個別に吐出させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明によるインクジェットヘッドの模式的な断面図、図２は同インクジェットヘッドにおけるパージ動作中を示す説明図である。

このインクジェットヘッド１は、インクジェット方式の画像形成装置に用いられるものであり、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色ごとに印刷用紙の送り方向と直交する方向に沿って配列されたラインヘッド方式や、送り方向と直交する方向に移動するシリアルヘッド方式がある。
なお、以下の説明において、上述した図３に示すインクジェットヘッド１１と同等又は同一箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。

まず、インクジェットヘッド１の周辺各部について説明する。インクジェットヘッド１内の主インク流路２の上流には、図示しないが、インク供給源としてのインクタンクと、インクタンクから供給されるインクを加圧するポンプ及びこれらを流路接続するチューブなどのインク供給系が設けられている。また、インクジェットヘッド１内における各ノズル４付近には、ノズル４からインクを吐出させるための圧電素子が設けられている。

さらに、ノズル４（圧電素子）を駆動するための制御部の一部は、パージ動作のための制御機能を有している。このようなパージ動作制御機能は、例えば内蔵するバッテリーなどによって画像形成装置が電源ＯＦＦでも前回の印字動作から今回の印字動作開始までの経過時間を計測し、この経過時間が所定時間、すなわち、各ノズル４内のインクが増粘したと判断される時間を上回っている場合にパージ動作を開始する。

パージ動作では、インク供給系のポンプを駆動して主インク流路２に加圧インクを供給することで全ノズル４内から増粘インクを押し出して排出させることができる。このとき、図１に示すように、パージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、主インク流路２から離れて設けられているためにインク流路３の流路抵抗による圧力損失が大きく、パージ圧力が低いノズル４ａは、パージ圧力不足を補うように選択的に駆動する必要がある。

パージ圧力不足を補填するノズル４ａの駆動モードとして、印字中のノズル駆動電圧よりも低い電圧を印加してノズル４ａを駆動することによってノズル４ａ内の増粘インクを攪拌して低粘化するプリカーサがある。

また、他の駆動モードとして、印字中のノズル駆動電圧と同等の電圧を印加して実際にノズル４ａからインクを吐出させるフラッシングがある。なお、フラッシングとは、印字以外の目的でノズル４からインクを吐出させる動作のことをいう。

いずれにせよ、パージ圧力が低いノズル４ａだけを選択的に駆動するため、各ノズル４ごとにパージ圧力差があっても、図２に示すように、結果的には全ノズル４（４ａ）内の増粘インクは排出されるようになる。パージ動作の終了後にはインクジェットヘッド１におけるノズル形成面６をワイピングしてノズル４外に排出された増粘インクを除去する。

さらに、図示しないが、インクジェットヘッド１のノズル形成面６には、パージ動作、ノズル４ａのプリカーサ及びフラッシングなどを行うときはキャップが取り付けられる。このキャップは、画像形成装置の長期間の非印字状態のときにノズル４を封止してノズル４内に残存しているインクの増粘を抑えるものでもある。

上述した実施の形態によれば、パージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、パージ圧力が低いノズル４ａだけを選択的にプリカーサ又はフラッシングしてノズル４ａ内の増粘インクを低粘化又は吐出させることで各ノズル４にかかるパージ圧力差に関わらず通常のパージ動作によって全ノズル４から増粘インクを排出することが可能となる。これにより、パージ圧力を高くしたり、パージ動作時間を長くしたりしなくても全ノズル４内の増粘インクを均等に排出することができる。

また、複数のノズル４のうち、主インク流路２から離れたノズル４ａだけをプリカーサ又はフラッシングすることで簡単にパージ圧力が低いノズル４ａ内から増粘インクを排出することができる。

なお、上述した実施の形態では、パージ動作を、インクジェットヘッド１内に加圧インクを供給して各ノズル４から増粘インクを押し出す加圧パージ動作としているが、例えばキャップ側から吸引することでノズル４内の増粘インクを引き出す吸引パージ動作であってもよい。

本発明によるインクジェットヘッドを示す模式的な断面図である。 同インクジェットヘッドにおけるパージ動作中を示す説明図である。 従来のインクジェットヘッドを示す模式的な断面図である。 同インクジェットヘッドにおけるパージ動作中を示す説明図である。

符号の説明

１…インクジェットヘッド
２…主インク流路
３…インク流路
４，４ａ…ノズル

Claims (4)

1. インク供給源から供給されたインクが選択的に吐出される複数のノズルを有するインクジェットヘッドにおいて、
   前記インクジェットヘッドのパージ動作前又はパージ動作中の少なくともどちらかで、前記複数のノズルの中からパージ圧力が低いノズルを選択的に駆動することを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記インク供給源から供給されたインクは主インク流路を経由して前記複数のノズルに通じる各インク流路に分岐され、前記各インク流路を流れるインクが流路抵抗によって圧力損失が大きくなるノズルだけを駆動することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記ノズルの駆動モードが、該ノズル内の増粘インクを攪拌して低粘化するプリカーサであることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記ノズルの駆動モードが、該ノズル内の増粘インクを印字以外で吐出させるフラッシングであることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。

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