JP2010167732A

JP2010167732A - 液滴吐出装置

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Publication number: JP2010167732A
Application number: JP2009013900A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Murakami; 敦村上; Masaki Kataoka; 雅樹片岡; Masato Katada; 真人片田; Tetsuzo Kadomatsu; 哲三門松
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2029-01-26
Also published as: US8308263B2; US20100188453A1; JP5199138B2

Abstract

【課題】液滴吐出部が複数設けられた構成における任意の液滴吐出部のメンテナンスを、他の液滴吐出部への液体の回り込みを防止しつつ簡易な構成で実現する。
【解決手段】特定のインク滴吐出モジュール40のメンテナンスにあたり、供給側共通管46と回収側共通管54を連通する連通管64の途中に設けられた連通バルブ66を閉鎖した状態で、メンテナンス対象のモジュール40の供給口40Aに接続された供給バルブ52のみを開放し(他のモジュール40の供給バルブ52は閉鎖)、回収側ポンプ62によって回収側共通管54に正圧を与えて全ての一方向弁56を閉鎖した後に連通バルブ66を開放し、メンテナンス対象のモジュール40のみにインクを供給し、当該モジュール40内のインクをノズルから排出させる。
【選択図】図２

Description

本発明は液滴吐出装置に関する。

インクジェット方式の記録装置では、インク滴を吐出するノズル内に滞留しているインクが空気と接することで劣化するので、ノズルからインク滴を吐出(排出)させることで、ノズル内に滞留しているインクやノズルが形成された記録ヘッド内に滞留しているインクを入れ替えるメンテナンスを定期的に行う必要がある。上記に関連して特許文献１には、主室(4)、インク往路(2)、ノズルヘッド(1)内のマニホールド(12)、インク復路(3)、副室(5)、連通路(7)から成るインク循環路内でインクを循環させると共に、インク復路(3)の途中にインクの逆流を防止する一方向弁(6)を設けた構成が開示されている。

また特許文献２には、インクを吐出可能な複数のノズルで構成されるノズルブロックが複数設けられて記録ヘッドが構成される場合に、インクの供給をノズルブロック単位で切り替え可能とし、複数のノズルブロックのうち回復処理を必要とするノズルブロックに対してのみインクを供給することで、回復処理時のインク消費量を抑制する技術が開示されている。
特開２０００−１０８３６３号公報特開２００５−０５３０４７号公報

本発明は、液滴吐出部が複数設けられた構成における一部の液滴吐出部のメンテナンスを、他の液滴吐出部への液体の回り込みを防止しつつ簡易な構成で実現することが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る液滴吐出装置は、液体を供給するための供給口及び液体を排出するための排出口が各々設けられ、供給された前記液体を液滴として吐出する吐出機構を各々備えた複数の液滴吐出部と、複数の前記液滴吐出部の前記供給口を供給側共通流路と各々接続する複数の供給側個別流路と、複数の供給側個別流路に各々設けられた複数の開閉機構と、複数の前記液滴吐出部の前記排出口を排出側共通流路と各々接続する複数の排出側個別流路と、複数の排出側個別流路に各々設けられ、前記排出側共通流路から個々の前記液滴吐出部の前記排出口への前記液体の流れを遮断する一方向弁と、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側が各々高圧となるように圧力を与えることが可能な圧力付与手段と、特定の前記液滴吐出部のメンテナンスを行う場合に、前記圧力付与手段により、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側が各々高圧となるように圧力を与えると共に、複数の前記開閉機構のうち特定の前記液滴吐出部に対応する前記開閉機構のみを開放させる制御手段と、を含んで構成されている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記供給側共通流路と前記排出側共通流路を連通する連通流路と、前記連通流路に設けられた連通流路開閉機構と、を更に備え、前記制御手段は、前記連通流路開閉機構を閉鎖させた状態で、前記圧力付与手段により、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側が各々高圧となるように圧力を与えると共に、複数の前記開閉機構のうち前記特定の前記液滴吐出部に対応する前記開閉機構のみを開放させた後に、前記前記連通流路開閉機構を開放させる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記圧力付与手段は、前記排出側共通流路内に正圧を与えることで、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側を各々高圧にすると共に、前記排出側共通流路内と独立して前記供給側共通流路内に圧力を与えることも可能とされ、前記制御手段は、前記圧力付与手段により、前記排出側共通流路内に正圧を与えることで、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側を各々高圧にすると共に、複数の前記開閉機構を各々閉鎖させた状態で、前記圧力付与手段によって前記供給側共通流路内に正圧を与えた後に、複数の前記開閉機構のうち前記特定の前記液滴吐出部に対応する前記開閉機構のみを開放させる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の発明において、前記圧力付与手段は、前記排出側共通流路内に正圧を与えることで、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側を各々高圧にすると共に、前記排出側共通流路内と独立して前記供給側共通流路内に圧力を与えることも可能とされ、前記制御手段は、前記液滴吐出部のメンテナンスを行わない場合に、複数の前記開閉機構を各々開放させると共に、前記圧力付与手段によって前記供給側共通流路内に正圧を与え、前記供給側共通流路から個々の前記供給側個別流路、個々の前記液滴吐出部、個々の前記排出側個別流路を通って前記排出側共通流路に至る流路に沿って前記液体を循環させる。

請求項１記載の発明は、液滴吐出部が複数設けられた構成における一部の液滴吐出部のメンテナンスを、他の液滴吐出部への液体の回り込みを防止しつつ簡易な構成で実現できる、という効果を有する。

請求項２記載の発明は、排出側共通流路内に与えた正圧によって一方向弁の閉鎖と特定の液滴吐出部への液体の供給を実現でき、本構成を有しない場合と比較して電力消費を低減できる、という効果を有する。

請求項３記載の発明は、本構成を有しない場合と比較して、構成をより簡単にすることができる、という効果を有する。

請求項４記載の発明は、本構成を有しない場合と比較して、個々の液滴吐出部内に滞留している液体の清浄度を向上させることが可能となる、という効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１には本実施形態に係るインクジェット記録装置１０が示されている。インクジェット記録装置１０は、インク滴を吐出して記録媒体に画像を記録するものであり、本発明に係るインクジェット記録装置に対応している。図１に示すように、インクジェット記録装置１０は、用紙等の記録媒体Ｐが収容される記録媒体収容部１２、記録媒体Ｐに画像を記録する画像記録部１４、記録媒体収容部１２から画像記録部１４へ記録媒体Ｐを搬送する搬送手段１６、及び、画像記録部１４によって画像が記録された記録媒体Ｐを排出する記録媒体排出部１８を備えている。

画像記録部１４はインクジェット記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えている。インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋは、記録媒体Ｐの搬送方向に沿って順に配置されており、互いに異なる色(Ｙ(イエロー)、Ｍ(マゼンダ)、Ｃ(シアン)及びＫ(黒))のインクを、インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋに内蔵されている吐出機構により、圧電方式によって複数のノズルから液滴(インク滴)として各々吐出することで、記録媒体Ｐにカラー画像を記録することが可能とされている。なお、インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋの吐出機構は、圧電方式以外の方式(例えばサーマル方式等)でインク滴を吐出させる構成であってもよい。

インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋのノズル(図示省略)は、インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋのうち記録媒体Ｐと対向する面(ノズル面２２Ｙ〜２２Ｋ)に形成されており、個々のインクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋのノズル面２２Ｙ〜２２Ｋは、記録媒体Ｐの幅方向に沿った個々のインクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋの記録可能領域の長さが、インクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録媒体Ｐの最大幅と同程度か、又はそれ以上となるように形成されている。

搬送手段１６は、記録媒体収容部１２内に収容されている記録媒体Ｐを１枚ずつ取り出す取出ドラム２４と、画像記録部１４のインクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋのノズル面２２Ｙ〜２２Ｋと対向する位置へ記録媒体Ｐを搬送する搬送ドラム２６と、画像記録部１４によって画像が記録された記録媒体Ｐを記録媒体排出部１８へ送り出す送出ドラム２８を備えている。取出ドラム２４、搬送ドラム２６、送出ドラム２８は、それぞれ静電的吸着手段、或いは吸引や粘着などの非静電的吸着手段によってその周面に記録媒体Ｐが保持されるように構成されている。

また取出ドラム２４、搬送ドラム２６、送出ドラム２８には、その周面に凹部２４Ａ、２６Ａ、２８Ａが２個ずつ形成されている。各ドラム２４、２６、２８の凹部２４Ａ、２６Ａ、２８Ａ内の所定位置には、各ドラム２４、２６、２８の回転軸３２と平行に回転軸３４が各々軸架されており、個々の回転軸３４には、その軸方向に間隔を隔てて（例えば等間隔に）複数のグリッパー３０が固定されている。回転軸３４は図示しないアクチュエーターによって正逆両方向に回転され、この回転軸３４の正逆両方向への回転に伴い、回転軸３４に固定されたグリッパー３０は、先端部がドラムの周面から突出してドラムの周面に接触する第１の位置と、グリッパー３０全体が凹部内におよそ収納される第２の位置の間で回転される。これにより、グリッパー３０は記録媒体Ｐの搬送方向下流側端部を挟んで保持したり、離したりすることが可能とされており、各ドラム２４、２６、２８は、グリッパー３０により、その周面に記録媒体Ｐを２枚まで保持可能とされていると共に、各ドラム２４、２６、２８の間で記録媒体Ｐを受け渡すことも可能とされている。

すなわち、例えば取出ドラム２４から搬送ドラム２６への記録媒体Ｐの受け渡しについて説明すると、搬送ドラム２６側のグリッパー３０が、第１の位置から第２の位置側へ若干回転した位置(グリッパー３０の先端部と搬送ドラム２６の周面に隙間が形成される位置)に位置している状態で、取出ドラム２４によって搬送される記録媒体Ｐの先端部が、取出ドラム２４の周面と搬送ドラム２６の周面とが対面する受渡位置３６に到達し、それまで記録媒体Ｐの先端部を保持していた取出ドラム２４側のグリッパー３０が第２の位置へ回転すると、記録媒体Ｐの先端部はグリッパー３０の先端部と搬送ドラム２６の周面との隙間に入り込む。この状態でグリッパー３０が第１の位置に回転されると、記録媒体Ｐの先端部はグリッパー３０の先端部と搬送ドラム２６の周面とに挟み込まれて保持されることになる。これにより、取出ドラム２４から搬送ドラム２６への記録媒体Ｐの受け渡しが完了する。

記録媒体Ｐへの画像記録時、記録媒体収容部１２に収容されている記録媒体Ｐは、取出ドラム２４のグリッパー３０により記録媒体収容部１２から１枚ずつ取り出されて保持され、取出ドラム２４の周面に保持されながら搬送され、受渡位置３６において、取出ドラム２４のグリッパー３０から搬送ドラム２６のグリッパー３０へ受け渡される。搬送ドラム２６のグリッパー３０により保持された記録媒体Ｐは、搬送ドラム２６の周面に保持されながらインクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋによる画像記録位置まで搬送され、インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋから吐出されるインク滴により、記録面に画像が記録される。記録面に画像が記録された記録媒体Ｐは、受渡位置３８において、搬送ドラム２６のグリッパー３０から送出ドラム２８のグリッパー３０へ受け渡される。そして、送出ドラム２８のグリッパー３０により保持された記録媒体Ｐは、送出ドラム２８の周面に保持されながら搬送され、記録媒体排出部１８へ排出される。

次に、画像記録部１４のインクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋへインクを供給するインク供給系の構成について説明する。なお、個々のインクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋに対応するインク供給系は互いに同一の構成であるので、以下ではインクジェット記録ヘッド２０Ｙに対応するインク供給系を例に、その構成を説明する。

図２には、インクジェット記録ヘッド２０Ｙに対応するインク供給系４２が示されている。図２に示すように、インクジェット記録ヘッド２０Ｙは複数個のインク滴吐出モジュール４０から構成されており(インクジェット記録ヘッド２０Ｍ〜２０Ｋも同様)、個々のインク滴吐出モジュール４０には、液体の一例としてのインクをインク滴吐出モジュール４０に供給するための供給口４０Ａ、及び、インク滴吐出モジュール４０からインクを排出するための排出口４０Ｂが設けられている。なお、インク滴吐出モジュール４０は本発明に係る液滴吐出部に対応している。

一方、インク供給系４２は液体としてのインク(図２に示すインク供給系４２はインクジェット記録ヘッド２０Ｙに対応しているので、より詳しくはＹ色のインク)を貯留するインクタンク４４を備えている。なお、インクタンク４４に貯留するインクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、各種インクが使用可能である。インクタンク４４には供給側共通管４６の一端が接続されている。供給側共通管４６は例えばチューブ状とされ、管内をインクが流通可能とされている。なお、供給側共通管４６の管内は本発明に係る供給側共通流路に対応している。

また、供給側共通管４６の途中には供給側ポンプ４８が配設されている。供給側ポンプ４８は正転及び逆転が可能とされており、供給側ポンプ４８が正転された場合は供給側共通管４６の管内に圧力(正圧)が与えられ、インクタンク４４に貯留されているインクが供給側共通管４６の管内をインク滴吐出モジュール４０側へ送給される。また、供給側ポンプ４８は、供給側共通管４６の管内に圧力が与えられている状態で短時間だけ逆転されることがあり、この場合、供給側共通管４６の管内に与えられていた圧力が開放され、インクの送給が停止される。

また、供給側共通管４６のうちの互いに異なる複数の位置には、複数の供給側個別管５０のうちの互いに異なる供給側個別管５０の一端が各々接続されており、個々の供給側個別管５０の他端は、複数のインク滴吐出モジュール４０のうちの互いに異なるインク滴吐出モジュール４０の供給口４０Ａに各々接続されている。供給側個別管５０も供給側共通管４６と同様にチューブ状とされ、管内をインクが流通可能とされている。これにより、供給側ポンプ４８が正転されることで、供給側共通管４６の管内をインク滴吐出モジュール４０側へ送給されたインクは、個々の供給側個別管５０の管内を流通し、個々のインク滴吐出モジュール４０の供給口４０Ａを介して個々のインク滴吐出モジュール４０に供給される。なお、供給側個別管５０の管内は本発明に係る供給側個別流路に対応している。

また、個々の供給側個別管５０の途中には、開閉可能なバルブから成る供給側バルブ５２が各々配設されている。この供給側バルブ５２が開放状態の場合、供給側個別管５０の管内はインクが流通可能であるが、供給側バルブ５２が閉鎖状態に切り替わると供給側個別管５０の管内のインクの流通が遮断され、対応するインク滴吐出モジュール４０へのインクの供給も停止される。なお、供給側バルブ５２としては、例えばソレノイドで発生した力によってバルブを開閉するソレノイドバルブが好適であるが、モータの駆動力によってバルブを開閉する構成等、他の構成であってもよい。供給側バルブ５２は本発明に係る開閉機構に対応している。また、供給側バルブ５２の配設位置は供給側個別管５０の途中に限られるものではなく、インク滴吐出モジュール４０の供給口４０Ａに設け、供給口４０Ａを開閉する構成としてもよい。

また、インクタンク４４には回収側共通管５４の一端も接続されている。回収側共通管５４もチューブ状とされ、管内をインクが流通可能とされている。なお、回収側共通管５４の管内は本発明に係る排出側共通流路に対応している。また、回収側共通管５４のうちの互いに異なる複数の位置には、複数の回収側個別管５５のうちの互いに異なる回収側個別管５５の一端が各々接続されており、個々の回収側個別管５５の他端は、複数のインク滴吐出モジュール４０のうちの互いに異なるインク滴吐出モジュール４０の排出口４０Ｂに各々接続されている。回収側個別管５５もチューブ状とされ、管内をインクが流通可能とされている。なお、回収側個別管５５の管内は本発明に係る排出側個別流路に対応している。上記の回収側個別管５５及び回収側共通管５４は、個々の複数のインク滴吐出モジュール４０の排出口４０Ｂから排出したインクをインクタンク４４へ案内するための排出側流路を構成している。

また、個々の回収側個別管５５の途中には、インク滴吐出モジュール４０側から回収側共通管５４側へ向かう方向へのインクの流通は許容する一方、回収側共通管５４側からインク滴吐出モジュール４０側へ向かう方向へのインクの流通は遮断する一方向弁５６が配設されている。本第１実施形態に係る一方向弁５６は、図３に示すように停止部材５８と弁体６０を含んで構成されている。停止部材５８は円柱状で軸線に沿って貫通孔５８Ａが設けられ、貫通孔５８Ａをインクが流通可能とされている。また弁体６０は、撓み易い材質から成り、およそ扁平で貫通孔５８Ａの開口をその全面に亘って覆うことが可能な形状の部材であり、一端部(基部)が停止部材５８の一端面に固定されていると共に、他端部(先端部)が停止部材５８の一端面と所定間隔を隔てた開放位置に位置するように中間部が折り曲げられている(図３(Ｂ),(Ｃ)も参照)。

これにより、回収側個別管５５の管内をインクが流通していない場合や、一方向弁５６を挟んでインク滴吐出モジュール４０側と回収側共通管５４側との圧力差が無い場合、弁体６０は、図３(Ｃ)に示すように弁体６０の先端部が停止部材５８の一端面から離れている開放位置に位置し、回収側個別管５５の管内をインク滴吐出モジュール４０側から回収側共通管５４側へインクが流通する場合にも、図３(Ｂ)に示すように開放位置に位置している状態で維持される。一方、回収側個別管５５の管内を回収側共通管５４側からインク滴吐出モジュール４０側へインクが流通する場合には、回収側共通管５４側から一方向弁５６内へ流入したインクによって弁体６０がインク滴吐出モジュール４０側へ押圧され、図３(Ａ)に示すように弁体６０の先端部が停止部材５８の一端面と接する閉鎖位置へ移動するように弁体６０が変位されることで、回収側個別管５５の管内における回収側共通管５４側からインク滴吐出モジュール４０側へのインクの流通が遮断される。

また、回収側共通管５４の途中には回収側ポンプ６２が配設されている。回収側ポンプ６２も正転及び逆転が可能とされており、回収側ポンプ６２が正転された場合は供給側共通管４６及び個々の回収側個別管５５の管内に圧力(正圧)が与えられ、個々の回収側個別管５５に設けられた一方向弁５６が各々閉鎖状態(図３(Ａ)参照)となる。また、回収側ポンプ６２は、回収側共通管４６及び個々の回収側個別管５５の管内に圧力が与えられている状態で短時間だけ逆転されることがあり、この場合、供給側共通管４６及び個々の回収側個別管５５の管内に与えられていた圧力が開放され、個々の回収側個別管５５に設けられた一方向弁５６が各々開放状態(図３(Ｂ),(Ｃ)参照)に復帰する。なお、本第１実施形態において、回収側ポンプ６２は本発明に係る圧力付与手段に対応している。

上述したように、本第１実施形態に係るインク供給系４２では、インクタンク４４、供給側共通管４６、個々の供給側個別管５０、インクジェット記録ヘッド２０Ｙの個々のインク滴吐出モジュール４０、個々の回収側個別管５５、回収側共通管５４により、インクを循環させるための循環経路が形成されており、後述する制御部７０は、後述するメンテナンスを行っていない期間(例えば記録媒体Ｐへの画像記録を行っている画像記録期間や、画像記録を行っていない待機期間)に供給側ポンプ４８及び回収側ポンプ６２を作動させ、前記循環経路に沿ってインクを循環させる圧力を発生させる。これにより、前記循環経路に沿ってインクが循環し、前記循環経路内に滞留しているインクの清浄度が維持される。

また供給側共通管４６のうちインクタンク４４に接続されている側と反対側の端部と、回収側共通管５４のうちインクタンク４４に接続されている側と反対側の端部は、連通管６４を介して接続されている。連通管６４もチューブ状とされ、管内をインクが流通可能とされている。なお、連通管６４の管内は請求項２に記載の連通流路に対応している。また、連通管６４の途中には開閉可能なバルブから成る連通バルブ６６が配設されている。連通バルブ６６が開放状態の場合、連通管６４の管内はインクが流通可能であるが、連通バルブ６６が閉鎖状態に切り替わると連通管６４の管内、すなわち供給側共通管４６と回収側共通管５４との間のインクの流通が遮断される。なお、連通バルブ６６としてもソレノイドバルブが好適であるが、他の構成であってもよい。連通バルブ６６は請求項２に記載の連通流路開閉機構に対応している。

また、インク供給系４２は制御部７０を備えている。制御部７０はＣＰＵ７０Ａ、メモリ７０Ｂ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等から成る不揮発性の記憶部７０Ｃを備えており、記憶部７０Ｃには、ＣＰＵ７０Ａで後述するメンテナンス処理を行うためのメンテナンス・プログラムが記憶されている。なお、制御部７０は本発明に係る制御手段に対応しており、より詳しくは、本第１実施形態に係る制御部７０は請求項２,４,５に記載の制御手段に対応している。供給側ポンプ４８はポンプ駆動回路７２を介して、回収側ポンプ６２はポンプ駆動回路７４を介して制御部７０に各々接続されており、供給側ポンプ４８及び回収側ポンプ６２の作動は制御部７０によって制御される。また、個々の供給側バルブ５２はバルブ駆動回路７６を介して、連通バルブ６６はバルブ駆動回路７８を介して制御部７０に各々接続されており、個々の供給側バルブ５２及び連通バルブ６６の開閉も制御部７０によって制御される。

また、インク供給系４２は、個々のインク滴吐出モジュール４０のメンテナンスを行う際に使用されるメンテナンスユニット(図示省略)を備えている。メンテナンスユニットは、インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋのインク滴吐出モジュール４０のノズル面を覆うキャップ、予備吐出(空吐出)されたインク滴を受ける受け部材、ノズル面を清掃する清掃部材、ノズル内のインクを吸引するための吸引装置等を有しており、インク滴吐出モジュール４０に対向する対向位置に移動可能とされている。メンテナンスユニットも制御部７０に接続されており(図示省略)、制御部７０からの指示に従い前記対向位置へ移動し、各種のメンテナンス処理を行う。

また、図示は省略するが、制御部７０はインクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋ(の個々のインク滴吐出モジュール４０)に内蔵されている吐出機構とも接続されており、画像信号に応じてインク滴を吐出させるノズル、及び、当該ノズルからのインク滴の吐出タイミングを決定し、インク滴を吐出させるノズルに対応する吐出機構に、決定した吐出タイミングに応じたタイミングで駆動信号を供給するインク滴吐出制御処理も行う。なお、制御部７０でインクジェット記録装置１０全体の動作を制御する処理も行うようにしてもよい。

次に本第１実施形態の作用として、インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋのうちの何れかの記録ヘッド２０の何れかのインク滴吐出モジュール４０のメンテナンスを行う場合に、ＣＰＵ７０Ａによってメンテナンス・プログラムが実行されることで制御部７０で行われるメンテナンス処理について、図４を参照して説明する。

このメンテナンス処理では、まずステップ１００において、バルブ駆動回路７８を介して連通バルブ６６を閉鎖させる。これにより、供給側共通管４６と回収側共通管５４との間のインクの流通が遮断される。次のステップ１０２では、バルブ駆動回路７６を介し、個々の供給側個別管５０に設けられている供給側バルブ５２を全て閉鎖させる。また、次のステップ１０４では、バルブ駆動回路７６を介し、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対応する供給側バルブ５２のみを開放する。これにより、個々のインク滴吐出モジュール４０のうちメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対してのみインクが供給可能な状態となる。

ステップ１０６ではポンプ駆動回路７４を介して回収側ポンプ６２を正転させる。この回収側ポンプ６２の正転に伴い、回収側共通管５４の管内(回収側共通流路)及び個々の回収側個別管５５の管内(回収側個別流路)に圧力(正圧)が与えられ、個々の回収側個別管５５に設けられた一方向弁５６は、弁体６０がインクによって押圧されることで各々閉鎖状態(図３(Ａ)参照)となる。このように、回収側個別流路を開閉する開閉機構として一方向弁５６を用いることで、既存の回収側ポンプ６２を正転させるのみで回収側個別流路を閉鎖させることができ、開閉機構を能動的に開閉させる構成が不要となる。

そしてステップ１０８ではバルブ駆動回路７８を介して連通バルブ６６を開放させる。これにより、供給側共通管４６(及び個々の回収側個別管５５)の管内に与えられた圧力(正圧)が、連通管６４及び連通バルブ６６を経由して供給側共通管４６の管内(供給側共通流路)にも伝わり、供給側共通流路も正圧となるが、このとき開放状態となっている供給側バルブ５２はメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対応する供給側バルブ５２のみであるので、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０にのみインクが供給される。

また、ステップ１０８において、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対応する一方向弁５６を含めた全ての一方向弁５６は、回収側個別流路に与えられている圧力(正圧)によって閉鎖状態を維持しているので、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０内に滞留していたインク(劣化度合いが比較的大きいインク)は、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０のノズルからインク滴として全て吐出(排出)され、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０内のインクがメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０へ新たに供給された清浄度の高いインクに入れ替わることになる。また、一方向弁５６が閉鎖されていることで、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０の排出口４０Ｂから排出されたインクが他のインク滴吐出モジュール４０に回り込むことも防止される。

また、ステップ１０８において、制御部７０はメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対するメンテナンス処理をメンテナンスユニットによって行わせる。これにより、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０のノズルから吐出(排出)されたインク滴はメンテナンスユニットの受け部材に付着し、インク滴が飛散することが防止されると共に、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０のノズル面がメンテナンスユニットの清掃部材によって清掃されることで、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０は、吐出機構への駆動信号の供給に伴い、供給された駆動信号に正確に対応するインク滴を吐出できる状態に復帰する。

上記のようにして、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対するメンテナンスが完了すると、次のステップ１１０でポンプ駆動回路７４を介して回収側ポンプ６２を所定の短時間逆転させ、ステップ１１２ではバルブ駆動回路７８を介して連通バルブ６６を閉鎖させる。これにより、回収側共通管５４の管内(回収側共通流路)や、個々の回収側個別管５５の管内(回収側個別流路)、供給側共通管４６の管内(供給側共通流路)に与えられていた圧力(正圧)が開放され、個々の回収側個別管５５に設けられた一方向弁５６が各々開放状態(図３(Ｂ),(Ｃ)参照)に復帰する。またメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０へのインクの供給も停止される。

次のステップ１１４では、メンテナンスを予定している他のインク滴吐出モジュール４０が有るか否か判定する。判定が肯定された場合はステップ１０２に戻り、ステップ１１４の判定が否定される迄ステップ１０２〜ステップ１１４を繰り返す。これにより、メンテナンスを予定していたインク滴吐出モジュール４０をメンテナンス対象として、ステップ１０２〜ステップ１１４の処理が各々行われる。また、メンテナンスを予定していた全てのインク滴吐出モジュール４０に対するメンテナンスを完了すると、ステップ１１４の判定が肯定されてステップ１１６へ移行し、バルブ駆動回路７６を介して全ての供給側バルブ５２を開放させ、メンテナンス処理を終了する。

〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図５には本第２実施形態に係るインク供給系８０が示されている。第２実施形態に係るインク供給系８０は、連通管６４、連通バルブ６６及びバルブ駆動回路７８が省略されている点で第１実施形態で説明したインク供給系４２と相違している。なお、本第２実施形態において、供給側ポンプ４８及び回収側ポンプ６２は本発明に係る圧力付与手段(より詳しくは請求項３,４に記載の圧力付与手段)に対応しており、本第２実施形態に係る制御部７０は、より詳しくは請求項３,４,５に記載の制御手段に対応している。

次に本第２実施形態の作用として、本第２実施形態に係るメンテナンス処理について、図６を参照して説明する。第２実施形態に係るメンテナンス処理では、まずステップ１２０において、ポンプ駆動回路７４を介して回収側ポンプ６２を正転させる。この回収側ポンプ６２の正転に伴い、回収側共通管５４の管内(回収側共通流路)及び個々の回収側個別管５５の管内(回収側個別流路)に圧力(正圧)が与えられ、個々の回収側個別管５５に設けられた一方向弁５６は、弁体６０がインクによって押圧されることで各々閉鎖状態(図３(Ａ)参照)となる。次のステップ１２２では、バルブ駆動回路７６を介し、個々の供給側個別管５０に設けられている供給側バルブ５２を全て閉鎖させる。またステップ１２４では、ポンプ駆動回路７２を介して供給側ポンプ４８も正転させる。この供給側ポンプ４８の正転に伴い、供給側共通管４６の管内(供給側共通流路)にも圧力(正圧)が与えられる。

次のステップ１２６では、バルブ駆動回路７６を介し、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対応する供給側バルブ５２のみを開放する。このとき開放状態となっている供給側バルブ５２はメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対応する供給側バルブ５２のみであるので、供給側共通管４６からメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０にのみインクが供給される。

また、ステップ１２６において、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０の全ノズルからインク滴が吐出されるが、このとき、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対応する一方向弁５６を含めた全ての一方向弁５６は、回収側個別流路に与えられている圧力(正圧)によって閉鎖状態を維持しているので、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０内に滞留していたインク(劣化度合いが比較的大きいインク)は、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０のノズルからインク滴として全て排出され、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０内のインクがメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０へ新たに供給された清浄度の高いインクに入れ替わる。

また、ステップ１２６において、制御部７０はメンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対するメンテナンス処理をメンテナンスユニットによって行わせる。これにより、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０のノズルから排出されたインク滴はメンテナンスユニットの受け部材に付着し、インク滴が飛散することが防止されると共に、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０のノズル面がメンテナンスユニットの清掃部材によって清掃され、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０は、吐出機構への駆動信号の供給に伴い、供給された駆動信号に正確に対応するインク滴を吐出できる状態に復帰する。

上記のようにして、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０に対するメンテナンスが完了すると、次のステップ１２８では、メンテナンスを予定している他のインク滴吐出モジュール４０が有るか否か判定する。判定が肯定された場合はステップ１２２に戻り、ステップ１２８の判定が否定される迄ステップ１２２〜ステップ１２８を繰り返す。これにより、メンテナンスを予定していた個々のインク滴吐出モジュール４０をメンテナンス対象として、ステップ１２２〜ステップ１２８の処理が各々行われる。

また、メンテナンスを予定していた全てのインク滴吐出モジュール４０に対するメンテナンスを完了すると、ステップ１２８の判定が肯定されてステップ１３０へ移行し、ポンプ駆動回路７２を介して供給側ポンプ４８を所定の短時間逆転させる。これにより、供給側共通管４６の管内(回収側共通流路)や、個々の供給側個別管５０の管内(供給側個別流路)に与えられていた圧力(正圧)が開放され、メンテナンス対象のインク滴吐出モジュール４０へのインクの供給も停止される。また、ステップ１３２ではポンプ駆動回路７４を介して回収側ポンプ６２を所定の短時間逆転させる。これにより、回収側共通管５４の管内(回収側共通流路)や、個々の回収側個別管５５の管内(回収側個別流路)に与えられていた圧力(正圧)も開放され、個々の回収側個別管５５に設けられた一方向弁５６が各々開放状態(図３(Ｂ),(Ｃ)参照)に復帰する。そしてステップ１３４では、バルブ駆動回路７６を介して全ての供給側バルブ５２を開放させ、メンテナンス処理を終了する。

なお、上記では本発明に係る一方向弁として図３に示す構成を説明したが、本発明に係る一方向弁は図３に示す構成に限られるものではなく、例えば図７に示す構成であってもよい。図７に示す一方向弁は、弁体６０の中間部が折り曲げられていない点で図３に示す一方向弁と相違しており、供給側共通管４６の管内(回収側共通流路)や個々の供給側個別管５０の管内(供給側個別流路)に圧力(正圧)が与えられている場合に加え、回収側個別管５５の管内をインクが流通していない場合や、一方向弁を挟んでインク滴吐出モジュール４０側と回収側共通管５４側との圧力差が無い場合にも、図７(Ａ)に示すように、弁体６０の先端部が停止部材５８の一端面と接している閉鎖状態で維持される。一方、回収側個別管５５の管内をインク滴吐出モジュール４０側から回収側共通管５４側へインクが流通する場合には、インク滴吐出モジュール４０側から一方向弁内に流入したインクによって弁体６０が回収側共通管５４側へ押圧され、図７(Ｂ)に示すように弁体６０の先端部が停止部材５８の一端面から離れる開放位置へ変位することで、インク滴吐出モジュール４０側から回収側共通管５４側へインクが流通することになる。なお、一方向弁として図７に示す構成を適用した場合、インク滴吐出モジュール４０側から回収側共通管５４側へのインクの流通に対して一方向弁(弁体６０)が抵抗となるので、図３に示す構成がより望ましい。

また、本発明に係る一方向弁は図８に示す構成であってもよい。図８に示す一方向弁は、インク等の液体よりも比重の大きな材質から成る球状の弁体８４と、弁体８４を収容する収容部８６から構成されている。収容部８６は円柱状で軸線に沿って貫通孔８６Ａが設けられており、軸線が鉛直方向に沿うように配置されている。また貫通孔８６Ａは直径が弁体８４よりも小さくされているが、貫通孔８６Ａには、鉛直方向に沿った収容部８６の中間部より上方にかけて徐々に直径が大きくされ円錐の一部に相当する形状の傾斜部８６Ｂが形成されており、傾斜部８６Ｂの上方には直径が弁体８４よりも大きくされた収容部８６Ｃが形成されている。

図８に示す一方向弁では、供給側共通管４６の管内(回収側共通流路)や個々の供給側個別管５０の管内(供給側個別流路)に圧力(正圧)が与えられている場合や、回収側個別管５５の管内をインクが流通していない場合、更に、一方向弁を挟んでインク滴吐出モジュール４０側と回収側共通管５４側との圧力差が無い場合に、図８(Ａ)に示すように、弁体８４に作用する重力によって弁体８４が傾斜部８６Ｂと接触し、一方弁内の流路(貫通孔８６Ａ)を閉鎖している状態で維持される。一方、回収側個別管５５の管内をインク滴吐出モジュール４０側から回収側共通管５４側へインクが流通する場合には、インク滴吐出モジュール４０側から一方向弁内に流入したインクによって弁体８４が回収側共通管５４側へ押圧され、図８(Ｂ)に示すように弁体８４が傾斜部８６Ｂの傾斜面に沿って斜め上方へ移動することで、インク滴吐出モジュール４０側から回収側共通管５４側へインクが流通することになる。なお、一方向弁として図８に示す構成を適用した場合にも、インク滴吐出モジュール４０側から回収側共通管５４側へのインクの流通に対して一方向弁(弁体８４)が抵抗となるので、図３に示す構成がより望ましい。

また、上記では本発明に係る圧力付与手段として、回収側共通管５４の管内(回収側共通流路)に正圧を与えることで、個々の一方向弁を挟んで回収側共通管５４側を各々高圧にし、個々の一方向弁を各々閉鎖状態にする構成(請求項３,４に記載の圧力付与手段に相当する構成)を説明したが、本発明に係る圧力付与手段は上記構成に限られるものではなく、個々の一方向弁を挟んでインク滴吐出モジュール４０側に負圧を与えることで、個々の一方向弁を挟んで回収側共通管５４側を各々高圧にし、個々の一方向弁を各々閉鎖状態にする構成を採用することも可能である。

更に、上記では本発明に係る液滴吐出装置としてインクジェット記録装置を例に説明したが、本発明に係る液滴吐出装置はこれに限定されるものではなく、例えばフィルムやガラス上にインク等を吐出してカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出してＥＬディスプレイパネルを形成する装置、溶解状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成する装置、金属を含む液体を吐出して配線パターンを形成する装置及び液滴を吐出して膜を形成する各種の成膜装置であってもよく、液滴を吐出する装置であれば本発明を適用可能である。

本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。第１実施形態に係るインク供給系の概略構成図である。一方向弁の構成の一例を示す概略図である。第１実施形態に係るメンテナンス処理の内容を示すフローチャートである。第２実施形態に係るインク供給系の概略構成図である。第２実施形態に係るメンテナンス処理の内容を示すフローチャートである。一方向弁の構成の他の例を示す概略図である。一方向弁の構成の他の例を示す概略図である。

１０インクジェット記録装置
２０記録ヘッド
４０インク滴吐出モジュール
４０Ａ供給口
４０Ｂ排出口
４２インク供給系
４６回収側共通管
４６供給側共通管
４８供給側ポンプ
５０供給側個別管
５２供給側バルブ
５４回収側共通管
５５回収側個別管
５６一方向弁
６２回収側ポンプ
６４連通管
６６連通バルブ
７０制御部
８０インク供給系

Claims

液体を供給するための供給口及び液体を排出するための排出口が各々設けられ、供給された前記液体を液滴として吐出する吐出機構を各々備えた複数の液滴吐出部と、
複数の前記液滴吐出部の前記供給口を供給側共通流路と各々接続する複数の供給側個別流路と、
複数の供給側個別流路に各々設けられた複数の開閉機構と、
複数の前記液滴吐出部の前記排出口を排出側共通流路と各々接続する複数の排出側個別流路と、
複数の排出側個別流路に各々設けられ、前記排出側共通流路から個々の前記液滴吐出部の前記排出口への前記液体の流れを遮断する一方向弁と、
個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側が各々高圧となるように圧力を与えることが可能な圧力付与手段と、
特定の前記液滴吐出部のメンテナンスを行う場合に、前記圧力付与手段により、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側が各々高圧となるように圧力を与えると共に、複数の前記開閉機構のうち特定の前記液滴吐出部に対応する前記開閉機構のみを開放させる制御手段と、
を含む液滴吐出装置。
前記供給側共通流路と前記排出側共通流路を連通する連通流路と、
前記連通流路に設けられた連通流路開閉機構と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記連通流路開閉機構を閉鎖させた状態で、前記圧力付与手段により、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側が各々高圧となるように圧力を与えると共に、複数の前記開閉機構のうち前記特定の前記液滴吐出部に対応する前記開閉機構のみを開放させた後に、前記前記連通流路開閉機構を開放させる請求項１記載の液滴吐出装置。
前記圧力付与手段は、前記排出側共通流路内に正圧を与えることで、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側を各々高圧にすると共に、前記排出側共通流路内と独立して前記供給側共通流路内に圧力を与えることも可能とされ、
前記制御手段は、前記圧力付与手段により、前記排出側共通流路内に正圧を与えることで、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側を各々高圧にすると共に、複数の前記開閉機構を各々閉鎖させた状態で、前記圧力付与手段によって前記供給側共通流路内に正圧を与えた後に、複数の前記開閉機構のうち前記特定の前記液滴吐出部に対応する前記開閉機構のみを開放させる請求項１記載の液滴吐出装置。
前記圧力付与手段は、前記排出側共通流路内に正圧を与えることで、個々の前記一方向弁を挟んで前記排出側共通流路側を各々高圧にすると共に、前記排出側共通流路内と独立して前記供給側共通流路内に圧力を与えることも可能とされ、
前記制御手段は、前記液滴吐出部のメンテナンスを行わない場合に、複数の前記開閉機構を各々開放させると共に、前記圧力付与手段によって前記供給側共通流路内に正圧を与え、前記供給側共通流路から個々の前記供給側個別流路、個々の前記液滴吐出部、個々の前記排出側個別流路を通って前記排出側共通流路に至る流路に沿って前記液体を循環させる請求項１〜請求項３の何れか１項記載の液滴吐出装置。