JP2010194867A - Fluid jetting apparatus and maintenance method for fluid jetting apparatus - Google Patents

Fluid jetting apparatus and maintenance method for fluid jetting apparatus Download PDF

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聖也 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid jetting apparatus and a maintenance method for a fluid jetting apparatus in which useless consumption of ink can be prevented. <P>SOLUTION: The fluid jetting apparatus PRT includes a fluid jetting head 11 which has a plurality of nozzles 13 to jet the fluid to a medium M, and a pressure generating unit which alternately generates a positive pressure and a negative pressure near the nozzles 13. The pressure generating unit generates the positive pressure to push the fluid into the nozzles 13 while generating the negative pressure to draw the fluid outside keeping the fluid from being jetted from within the nozzles 13. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、流体噴射装置および流体噴射装置のメンテナンス方法に関するものである。   The present invention relates to a fluid ejecting apparatus and a maintenance method for the fluid ejecting apparatus.

流体噴射装置として、記録ヘッド(流体噴射ヘッド)のノズルより記録媒体にインク(流体)を噴射するインクジェット式記録装置が知られている。このようなインクジェット式記録装置では、時間の経過に伴ってノズルからのインクの吐出速度や吐出量が変化し、インクの吐出状態(噴射状態)が変化する。このため、インクの吐出速度や吐出量を所望の範囲に維持するために、定期的に記録ヘッドのメンテナンスが行われる。   As a fluid ejecting apparatus, an ink jet recording apparatus that ejects ink (fluid) onto a recording medium from a nozzle of a recording head (fluid ejecting head) is known. In such an ink jet recording apparatus, the ejection speed and ejection amount of ink from the nozzles change with the passage of time, and the ejection state (ejection state) of the ink changes. For this reason, in order to maintain the discharge speed and discharge amount of ink within a desired range, the print head is regularly maintained.

記録ヘッドの内部では時間の経過に伴ってインクが増粘すると色ムラや目詰まりが生じるおそれがある。そこで、キャッピング装置を用いた吸引動作を定期的に行うことでノズルのメンテナンスが行われている(例えば、特許文献1参照)。   If the ink thickens with time in the recording head, color unevenness or clogging may occur. Therefore, nozzle maintenance is performed by periodically performing a suction operation using a capping device (see, for example, Patent Document 1).

特開2001−219567号公報JP 2001-219567 A

しかしながら、通常、キャッピング装置を用いたメンテナンスでは全ノズルからインクが排出されてしまうため、増粘が生じていないノズルからもインクが吸引されてしまう。そのため、インクが無駄に消費されてしまうという問題があった。   However, normally, in maintenance using a capping device, ink is discharged from all nozzles, so that ink is also sucked from nozzles that are not thickened. Therefore, there has been a problem that ink is wasted.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、インクの無駄な消費を防止することができる、流体噴射装置および流体噴射装置のメンテナンス方法を提供することを目的としている。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fluid ejecting apparatus and a fluid ejecting apparatus maintenance method capable of preventing wasteful consumption of ink.

上記課題を解決するために、本発明の流体噴射装置は、媒体に流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドと、前記ノズルの近傍に正圧及び負圧を交互に発生させる圧力発生ユニットと、を備え、前記圧力発生ユニットは、前記流体を前記ノズル内から噴射させることなく外部に引き出すように前記負圧を発生させつつ、前記流体を前記ノズル内に押し込むように前記正圧を発生させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a fluid ejecting apparatus of the present invention includes a fluid ejecting head having a plurality of nozzles that eject a fluid onto a medium, and a pressure generating unit that alternately generates positive pressure and negative pressure in the vicinity of the nozzles. The pressure generation unit generates the positive pressure so as to push the fluid into the nozzle while generating the negative pressure so as to draw the fluid outside without ejecting the fluid from within the nozzle. It is characterized by making it.

本発明の流体噴射装置によれば、圧力発生ユニットにより流体がノズルから出し入れされるようになる。よって、流体噴射ヘッド内部にて流体を攪拌させることができ、従来の吸引動作を行うことなく、色ムラや目詰まりの発生を防止することができる。また、吸引動作のようにノズルから流体を排出させる必要が無いので、流体の消費を抑えるとともに安定した流体の噴射特性を得ることができる。   According to the fluid ejecting apparatus of the present invention, the fluid can be taken in and out of the nozzle by the pressure generating unit. Therefore, the fluid can be stirred inside the fluid ejecting head, and the occurrence of color unevenness and clogging can be prevented without performing the conventional suction operation. Further, since it is not necessary to discharge the fluid from the nozzle as in the suction operation, it is possible to suppress the consumption of the fluid and obtain a stable fluid ejection characteristic.

また、上記流体噴射装置においては、前記流体噴射ヘッドは、前記ノズルが連通する圧力室と、前記圧力室の容積を変化させる圧電素子とを有し、前記圧力発生ユニットは、前記圧電素子が前記圧力室の容積を増加させる動作と同期して前記負圧を発生させつつ、前記圧電素子が前記圧力室の容積を減少させる動作と同期して前記正圧を発生させるのが好ましい。
この構成によれば、圧力室の容積が増加した際にノズル内から流体が引き出され、圧力室の容積が減少した際にノズル内に流体が押し込まれるので、圧力室及びノズル内における流体の流動量が増加し、流体を良好に攪拌することができる。
In the fluid ejecting apparatus, the fluid ejecting head includes a pressure chamber that communicates with the nozzle and a piezoelectric element that changes a volume of the pressure chamber, and the pressure generating unit includes the piezoelectric element that includes the piezoelectric element. It is preferable that the negative pressure is generated in synchronization with an operation of increasing the volume of the pressure chamber, and the positive pressure is generated in synchronization with an operation of decreasing the volume of the pressure chamber.
According to this configuration, the fluid is drawn out from the nozzle when the volume of the pressure chamber increases, and the fluid is pushed into the nozzle when the volume of the pressure chamber decreases. The amount increases and the fluid can be well stirred.

また、上記流体噴射装置においては、前記圧力発生ユニットは、前記ノズル内の前記流体のメニスカスを破壊しない強さで前記正圧及び前記負圧を発生するのが好ましい。
この構成によれば、ノズル内のメニスカスが破壊されることが防止されるので、圧力発生ユニットによるメンテナンスの終了後、メニスカスを調整するためのフラッシング動作を省略することができる。
In the fluid ejecting apparatus, it is preferable that the pressure generating unit generates the positive pressure and the negative pressure with a strength that does not destroy the meniscus of the fluid in the nozzle.
According to this configuration, since the meniscus in the nozzle is prevented from being destroyed, the flushing operation for adjusting the meniscus can be omitted after the maintenance by the pressure generating unit is completed.

また、上記流体噴射装置においては、前記流体噴射ヘッドの前記ノズルの各々における前記流体の噴射状況を検出する検出装置を有し、前記圧力発生ユニットは、前記複数のノズルのうち、前記検出装置により前記流体の噴射不良が生じていると検出された不良ノズルの近傍に前記正圧及び前記負圧を発生させるのが好ましい。
この構成によれば、選択的に不良ノズル内の流体を攪拌することでメンテナンスに要する時間を短縮できる。
In the fluid ejecting apparatus, the fluid ejecting apparatus includes a detecting device that detects a state of ejection of the fluid in each of the nozzles of the fluid ejecting head, and the pressure generating unit is configured to It is preferable that the positive pressure and the negative pressure are generated in the vicinity of a defective nozzle that is detected as having a fluid ejection failure.
According to this configuration, the time required for maintenance can be shortened by selectively stirring the fluid in the defective nozzle.

また、上記流体噴射装置においては、前記圧力発生ユニットは、一部の前記ノズルに対応する大きさの凹部が形成された本体部と、前記凹部内を加圧或いは減圧可能な加減圧装置とを備えるのが好ましい。
この構成によれば、一部のノズル毎に流体の攪拌を行うことができる。よって、例えば本体部が流体噴射ヘッドに対して非接触状態とされる場合、加減圧装置の駆動力を抑えることができ、装置の小型化を図ることができる。
Further, in the fluid ejecting apparatus, the pressure generating unit includes a main body portion having a recess having a size corresponding to a part of the nozzles, and a pressurizing / depressurizing device capable of pressurizing or depressurizing the inside of the recess. It is preferable to provide.
According to this configuration, the fluid can be stirred for each of the nozzles. Therefore, for example, when the main body is in a non-contact state with respect to the fluid ejecting head, the driving force of the pressure increasing / decreasing device can be suppressed, and the device can be downsized.

本発明の流体噴射装置のメンテナンス方法は、媒体へ流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを備える流体噴射装置のメンテナンス方法において、前記ノズルの近傍に負圧を発生させて前記流体を当該ノズルから噴射させることなく外部に引き出す負圧発生工程と、前記ノズルの近傍に正圧を発生させて前記流体を当該ノズル内に押し込む正圧発生工程とを備え、前記負圧発生工程及び前記正圧発生工程が交互に繰り返されることを特徴とする。   The maintenance method for a fluid ejecting apparatus according to the present invention is a maintenance method for a fluid ejecting apparatus including a fluid ejecting head having a plurality of nozzles for ejecting a fluid to a medium, and generating a negative pressure near the nozzle to cause the fluid to flow. A negative pressure generating step of drawing outside without ejecting from the nozzle, and a positive pressure generating step of generating a positive pressure in the vicinity of the nozzle and pushing the fluid into the nozzle, the negative pressure generating step and the positive pressure generating step The pressure generation process is alternately repeated.

本発明の流体噴射装置のメンテナンス方法によれば、負圧発生工程及び正圧発生工程により流体がノズルから出し入れされるようになる。よって、流体噴射ヘッド内部にて流体を攪拌させることができ、従来の吸引動作を行うことなく、色ムラや目詰まりの発生を防止することができる。また、吸引動作のようにノズルから流体を排出させる必要が無いので、流体の消費を抑えるとともに安定した流体の噴射特性を得ることができる。   According to the maintenance method of the fluid ejecting apparatus of the present invention, the fluid is taken in and out of the nozzle by the negative pressure generating step and the positive pressure generating step. Therefore, the fluid can be stirred inside the fluid ejecting head, and the occurrence of color unevenness and clogging can be prevented without performing the conventional suction operation. Further, since it is not necessary to discharge the fluid from the nozzle as in the suction operation, it is possible to suppress the consumption of the fluid and obtain a stable fluid ejection characteristic.

また、上記流体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記負圧発生工程においては、前記流体噴射ヘッドの圧電素子が前記ノズルの連通する圧力室の容積を増加させる動作に同期して前記ノズルの近傍に前記負圧を発生させ、前記正圧発生工程においては、前記圧電素子が前記圧力室の容積を減少させる動作に同期して前記ノズルの近傍に前記正圧を発生させるのが好ましい。
この構成によれば、圧力室の容積が増加した際にノズル内から流体が引き出され、圧力室の容積が減少した際にノズル内に流体が押し込まれるので、圧力室及びノズル内における流体の流動量が増加し、流体を良好に攪拌することができる。
In the maintenance method of the fluid ejecting apparatus, in the negative pressure generating step, the piezoelectric element of the fluid ejecting head is placed in the vicinity of the nozzle in synchronization with an operation of increasing the volume of the pressure chamber communicating with the nozzle. Preferably, the negative pressure is generated, and in the positive pressure generating step, the positive pressure is generated in the vicinity of the nozzle in synchronism with an operation in which the piezoelectric element reduces the volume of the pressure chamber.
According to this configuration, the fluid is drawn out from the nozzle when the volume of the pressure chamber increases, and the fluid is pushed into the nozzle when the volume of the pressure chamber decreases. The amount increases and the fluid can be well stirred.

また、上記流体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記負圧発生工程及び前記正圧発生工程においては、前記ノズル内のメニスカスを破壊しない強さで前記正圧及び前記負圧を発生させるのが好ましい。
この構成によれば、ノズル内のメニスカスが破壊されることが防止されるので、メンテナンス終了後、ノズルから流体を良好に噴射することができる。
In the maintenance method of the fluid ejecting apparatus, it is preferable that the positive pressure and the negative pressure are generated with a strength that does not destroy the meniscus in the nozzle in the negative pressure generation step and the positive pressure generation step. .
According to this configuration, since the meniscus in the nozzle is prevented from being destroyed, the fluid can be ejected from the nozzle satisfactorily after the maintenance is completed.

また、上記流体噴射装置のメンテナンス方法においては、前記流体噴射ヘッドの前記ノズルの各々における前記流体の噴射状況を検出する検出工程を有し、前記検出工程により前記流体の噴射不良が生じていると検出された不良ノズルに対して前記負圧発生工程及び前記正圧発生工程を交互に繰り返すのが好ましい。
この構成によれば、選択的に不良ノズル内の流体を攪拌できるので、メンテナンスに要する時間を短縮できる。
In the maintenance method for the fluid ejecting apparatus, the fluid ejecting head includes a detecting step for detecting the fluid ejecting state in each of the nozzles, and the fluid ejecting failure is caused by the detecting step. It is preferable that the negative pressure generation step and the positive pressure generation step are alternately repeated for the detected defective nozzle.
According to this configuration, since the fluid in the defective nozzle can be selectively stirred, the time required for maintenance can be shortened.

本発明の実施の形態に係るプリンタ装置の構成を示す概略図。1 is a schematic diagram showing a configuration of a printer apparatus according to an embodiment of the present invention. 噴射ヘッド周辺の要部平面図。FIG. 3 is a plan view of a main part around an ejection head. 噴射ヘッドのノズル開口形成面を示す平面図。The top view which shows the nozzle opening formation surface of an ejection head. 噴射ヘッドの断面構成を示す図。The figure which shows the cross-sectional structure of an ejection head. メンテナンス機構の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of a maintenance mechanism. 負圧発生ユニットの本体部の平面構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the planar structure of the main-body part of a negative pressure generation unit. インク滴センサーの構成を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of an ink droplet sensor. インク滴センサーの検出原理を示す図。The figure which shows the detection principle of an ink drop sensor. インク滴センサーによって検出される電圧波形を示すグラフ。The graph which shows the voltage waveform detected by an ink drop sensor. プリンタ装置の構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a printer apparatus. プリンタ装置の動作の様子を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an operation state of a printer apparatus. プリンタ装置の動作の様子を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an operation state of a printer apparatus. プリンタ装置の変形例に係る構成を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration according to a modified example of the printer apparatus.

以下、図面をもとにして、本発明に係る流体噴射装置の実施の形態を説明する。流体噴射装置の各部材を認識可能な大きさとするため、以下の説明に用いる各図面には、縮尺が適宜変更された状態で各部材が示されている。本実施形態では、流体噴射装置としてインクジェット式のプリンタ装置を例に挙げて説明する。   Hereinafter, an embodiment of a fluid ejecting apparatus according to the invention will be described with reference to the drawings. In order to make each member of the fluid ejecting apparatus have a recognizable size, each drawing used in the following description shows each member in a state where the scale is appropriately changed. In the present embodiment, an ink jet printer apparatus will be described as an example of the fluid ejecting apparatus.

図1は、本実施形態のインクジェット式プリンタ(以下、プリンタ装置PRTと称す)の概略構成図である。図2は、噴射ヘッド周辺の要部平面図である。図3は、噴射ヘッドのノズル開口形成面を示す平面図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ink jet printer (hereinafter referred to as a printer apparatus PRT) according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of a main part around the ejection head. FIG. 3 is a plan view showing a nozzle opening forming surface of the ejection head.

図1においては、XYZ直交座標系を設定し、XYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する場合がある。この場合においては、図中左右方向をX方向とし、図中紙面の奥行き方向をY方向とし、X方向及びY方向のそれぞれと直交する方向(すなわち図中上下方向)をZ方向とする。   In FIG. 1, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member may be described with reference to the XYZ orthogonal coordinate system. In this case, the left-right direction in the figure is the X direction, the depth direction of the paper surface in the figure is the Y direction, and the direction orthogonal to each of the X direction and the Y direction (that is, the vertical direction in the figure) is the Z direction.

これらの図に示すように、プリンタ装置PRTは、記録媒体Mに画像や文字などを記録する装置である。記録媒体Mとしては、例えば紙やプラスチックなどが用いられる。プリンタ装置PRTは、インク噴射機構IJ、搬送機構CR、メンテナンス機構MN及び制御装置CONTを有している。   As shown in these drawings, the printer device PRT is a device that records images, characters, and the like on a recording medium M. As the recording medium M, for example, paper or plastic is used. The printer device PRT has an ink ejection mechanism IJ, a transport mechanism CR, a maintenance mechanism MN, and a control device CONT.

インク噴射機構IJは、記録媒体Mにインク滴(流体)を噴射する部分である。インク噴射機構IJは、噴射ヘッド(流体噴射ヘッド)11及びインク供給部12を有している。本実施形態で用いるインクは、染料や顔料、これを溶解または分散する溶媒を基本的成分とし、必要に応じて各種添加剤が添加された液状体を用いる。   The ink ejecting mechanism IJ is a part that ejects ink droplets (fluid) onto the recording medium M. The ink ejection mechanism IJ includes an ejection head (fluid ejection head) 11 and an ink supply unit 12. The ink used in the present embodiment uses a liquid in which dyes and pigments and a solvent for dissolving or dispersing them are basic components and various additives are added as necessary.

噴射ヘッド11は、記録媒体Mに複数色のインク滴を噴射可能なヘッドである。噴射ヘッド11は、例えば図2に示すように、プリンタ装置PRTが対象とする最大サイズの記録媒体Mの少なくとも一辺を越える長さ(最大記録紙幅W)に亘って噴射領域15を有するライン型の噴射ヘッドである。噴射ヘッド11は、例えばZ方向上に移動可能に設けられている。噴射ヘッド11は、ノズル13及び共通インク室14を有している。   The ejection head 11 is a head that can eject ink droplets of a plurality of colors onto the recording medium M. For example, as shown in FIG. 2, the ejection head 11 is a line type having an ejection area 15 over a length (maximum recording paper width W) exceeding at least one side of the maximum size recording medium M targeted by the printer apparatus PRT. It is an ejection head. The ejection head 11 is provided so as to be movable in the Z direction, for example. The ejection head 11 has a nozzle 13 and a common ink chamber 14.

共通インク室14は、例えば4色(イエロー:Y、マゼンタ:M、シアン:C、ブラック:K)に対応するインクを保持する(共通インク室14Y、14M、14C、14K)。噴射領域15は、上記各色の共通インク室14に対応して設けられている(噴射領域15Y、15M、15C、15K)。   The common ink chamber 14 holds ink corresponding to, for example, four colors (yellow: Y, magenta: M, cyan: C, black: K) (common ink chambers 14Y, 14M, 14C, 14K). The ejection area 15 is provided corresponding to the common ink chamber 14 of each color (ejection areas 15Y, 15M, 15C, 15K).

ノズル13は、噴射ヘッド11の噴射領域15Y、15M、15C、15K内にそれぞれ複数設けられ、例えば上記4色のインク滴を吐出する開口部である。ノズル13は、例えば図3に示すようにY方向に4列配列されている(ノズル列L)。ノズル列Lは、各色の噴射領域15Y、15M、15C、15Kについて、1列又は複数列設けられる。ノズル13の数やノズル列Lの数は、適宜設定される。噴射ヘッド11のうちノズル13が設けられる面が噴射面11Aとなる。噴射面11Aは、噴射ヘッド11の−Z側に設けられる。噴射ヘッド11は、−Z側へインク滴を噴射するようになっている。   A plurality of nozzles 13 are provided in each of the ejection regions 15Y, 15M, 15C, and 15K of the ejection head 11, and are, for example, openings that eject the four color ink droplets. For example, as shown in FIG. 3, four rows of nozzles 13 are arranged in the Y direction (nozzle row L). One or a plurality of nozzle rows L are provided for the ejection regions 15Y, 15M, 15C, and 15K of the respective colors. The number of nozzles 13 and the number of nozzle rows L are set as appropriate. A surface of the ejection head 11 on which the nozzles 13 are provided is an ejection surface 11A. The ejection surface 11 </ b> A is provided on the −Z side of the ejection head 11. The ejection head 11 ejects ink droplets toward the −Z side.

図4は、噴射ヘッド11の構成を示す断面図である。
同図に示すように、噴射ヘッド11は、ヘッド本体18と、ヘッド本体18に接続された流路形成ユニット22とを備えている。流路形成ユニット22は、振動板19と、流路基板20と、ノズル基板21とを備えている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the ejection head 11.
As shown in the figure, the ejection head 11 includes a head main body 18 and a flow path forming unit 22 connected to the head main body 18. The flow path forming unit 22 includes a vibration plate 19, a flow path substrate 20, and a nozzle substrate 21.

ヘッド本体18は、合成樹脂からなる箱形の部材である。ヘッド本体18には、駆動ユニット24を収容する収容室23と、外部から供給されたインクを流路形成ユニット22に案内する内部流路28とが形成されている。   The head body 18 is a box-shaped member made of synthetic resin. The head body 18 is formed with a storage chamber 23 for storing the drive unit 24 and an internal flow path 28 for guiding ink supplied from the outside to the flow path forming unit 22.

収容室23内に配置された駆動ユニット24は、複数の圧電素子25と、複数の圧電素子25の上端を支持する固定部材26と、駆動信号を圧電素子25に供給する柔軟なケーブル27とを備えている。圧電素子25は、複数のノズル13のそれぞれに対応して設けられている。   The drive unit 24 disposed in the accommodation chamber 23 includes a plurality of piezoelectric elements 25, a fixing member 26 that supports the upper ends of the plurality of piezoelectric elements 25, and a flexible cable 27 that supplies a drive signal to the piezoelectric elements 25. I have. The piezoelectric element 25 is provided corresponding to each of the plurality of nozzles 13.

内部流路28は、ヘッド本体18を図4上下方向に貫通して形成されている。内部流路28は、図中上端部がインク供給部12及び加圧機構38に接続されている。内部流路28は、インク供給部12から供給されてくるインクを図示下端側の開口端を介して流路形成ユニット22へ流通させるインクの流路である。   The internal flow path 28 is formed so as to penetrate the head body 18 in the vertical direction in FIG. The upper end of the internal channel 28 is connected to the ink supply unit 12 and the pressure mechanism 38 in the drawing. The internal flow path 28 is an ink flow path for allowing the ink supplied from the ink supply unit 12 to flow to the flow path forming unit 22 through the opening end on the lower end side in the figure.

流路形成ユニット22は、振動板19、流路基板20、及びノズル基板21を積層し、接着剤等で接合一体化された構成になっている。流路形成ユニット22には、ヘッド本体18の内部流路28に接続された共通インク室14と、共通インク室14に接続されたインク供給口30と、インク供給口30に接続された圧力室31とを備えている。圧力室31は、各々のノズル13に対応して設けられている。各々の圧力室31は、共通インク室14と反対側の端部においてノズル13に接続されている。   The flow path forming unit 22 has a configuration in which the diaphragm 19, the flow path substrate 20, and the nozzle substrate 21 are stacked and joined and integrated with an adhesive or the like. The flow path forming unit 22 includes a common ink chamber 14 connected to the internal flow path 28 of the head body 18, an ink supply port 30 connected to the common ink chamber 14, and a pressure chamber connected to the ink supply port 30. 31. The pressure chamber 31 is provided corresponding to each nozzle 13. Each pressure chamber 31 is connected to the nozzle 13 at the end opposite to the common ink chamber 14.

振動板19は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムがラミネート加工された構成になっている。振動板19のうち圧力室31に対応する部分には島部32が形成されている。島部32は、例えばエッチングなどにより支持板を環状に除去することで、圧電素子25の下端に接合されている。   The diaphragm 19 has a configuration in which an elastic film is laminated on a metal support plate such as stainless steel. An island portion 32 is formed in a portion of the diaphragm 19 corresponding to the pressure chamber 31. The island portion 32 is joined to the lower end of the piezoelectric element 25 by removing the support plate in an annular shape by etching or the like, for example.

島部32はダイヤフラム部として機能する。振動板19は、圧力室31上において、島部32の周囲の弾性フィルムの部分が圧電素子25の駆動に応じて弾性変形し、島部32が上下動するようになっている。振動板19と内部流路28の下端近傍との間にも、支持板の一部を除去して弾性フィルムのみとした部分が設けられており、この部分が共通インク室14内の圧力変動を吸収するコンプライアンス部33となっている。   The island part 32 functions as a diaphragm part. In the diaphragm 19, the elastic film portion around the island portion 32 is elastically deformed according to the driving of the piezoelectric element 25 on the pressure chamber 31, and the island portion 32 moves up and down. Between the vibration plate 19 and the vicinity of the lower end of the internal flow path 28, a portion in which a part of the support plate is removed to make only an elastic film is provided, and this portion reduces the pressure fluctuation in the common ink chamber 14. It becomes the compliance part 33 to absorb.

流路基板20は、内部流路28の下端とノズル13とを接続する共通インク室14、インク供給口30、及び圧力室31などのインク流通室を形成するための凹部を有する。これらの凹部は、流路基板20の基材となるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることで形成されている。   The flow path substrate 20 has a recess for forming an ink circulation chamber such as a common ink chamber 14 that connects the lower end of the internal flow path 28 and the nozzle 13, an ink supply port 30, and a pressure chamber 31. These recesses are formed by anisotropically etching a silicon single crystal substrate that is a base material of the flow path substrate 20.

ノズル基板21は、所定方向に所定間隔(ピッチ)で形成された複数のノズル13を有する。本実施形態のノズル基板21は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された板状の部材である。ノズル基板21の外面が噴射面11Aである。   The nozzle substrate 21 has a plurality of nozzles 13 formed at a predetermined interval (pitch) in a predetermined direction. The nozzle substrate 21 of the present embodiment is a plate-like member formed of a metal such as stainless steel. The outer surface of the nozzle substrate 21 is the ejection surface 11A.

このように構成された噴射ヘッド11は、ケーブル27を介して圧電素子25に駆動信号が入力されることで、圧電素子25が伸縮するようになっている。圧電素子25の伸縮は、振動板19の変形(キャビティに接近する方向及び離れる方向への変形)として伝達されるようになっている。振動板19の変形により、圧力室31の容積が変化し、インクを収容した圧力室31の圧力が変動するようになっている。この圧力の変動によって、ノズル13から、インクが噴射されるようになっている。   The ejection head 11 configured in this manner is configured such that the piezoelectric element 25 expands and contracts when a drive signal is input to the piezoelectric element 25 via the cable 27. The expansion and contraction of the piezoelectric element 25 is transmitted as deformation of the diaphragm 19 (deformation in a direction approaching and leaving the cavity). Due to the deformation of the vibration plate 19, the volume of the pressure chamber 31 changes, and the pressure of the pressure chamber 31 containing ink fluctuates. Ink is ejected from the nozzle 13 due to the fluctuation of the pressure.

図1に戻って、インク供給部12は、インク噴射機構IJの一側に配置され、噴射ヘッド11の各共通インク室14Y、14M、14C、14Kに接続されている。このインク供給部12は、上記4色のインクを貯蔵するインクタンク12Y、12M、12C、12Kを有している。インク供給部12は、不図示のインク供給機構を有しており、当該インク供給機構を用いてインクを噴射ヘッド11へと供給するようになっている。   Returning to FIG. 1, the ink supply unit 12 is disposed on one side of the ink ejection mechanism IJ, and is connected to the common ink chambers 14 </ b> Y, 14 </ b> M, 14 </ b> C, and 14 </ b> K of the ejection head 11. The ink supply unit 12 includes ink tanks 12Y, 12M, 12C, and 12K that store the four colors of ink. The ink supply unit 12 has an ink supply mechanism (not shown), and supplies ink to the ejection head 11 using the ink supply mechanism.

搬送機構CRは、紙送りローラ35、排出ローラ36などを有している。紙送りローラ35、排出ローラ36は、不図示のモータ機構によって回転駆動されるようになっている。搬送機構CRは、インク噴射機構IJによるインク滴の噴射動作に連動させて記録媒体Mを搬送経路MRに沿って搬送するようになっている。   The transport mechanism CR includes a paper feed roller 35, a discharge roller 36, and the like. The paper feed roller 35 and the discharge roller 36 are rotationally driven by a motor mechanism (not shown). The transport mechanism CR transports the recording medium M along the transport path MR in conjunction with the ink droplet ejecting operation by the ink ejecting mechanism IJ.

図5はメンテナンス機構MNの概略構成を示す模式的に示す図である。
上記メンテナンス機構MNは、フラッシングユニット40と、圧力発生ユニット50とを含むものである。フラッシングユニット40は、図5に示されるようにインク受け部材41と、インク吸収体42と、を備えている。インク受け部材41は、上面が開放されたトレイ状の部材であり、内側に上記インク吸収体42が収容されている。フラッシングユニット40は、ノズル13の噴射特性を維持するためのフラッシング動作時に用いられるものである。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a schematic configuration of the maintenance mechanism MN.
The maintenance mechanism MN includes a flushing unit 40 and a pressure generation unit 50. The flushing unit 40 includes an ink receiving member 41 and an ink absorber 42 as shown in FIG. The ink receiving member 41 is a tray-like member having an open upper surface, and the ink absorber 42 is accommodated inside. The flushing unit 40 is used during a flushing operation for maintaining the ejection characteristics of the nozzle 13.

上記インク吸収体42は、インクを保持可能(吸収可能)なスポンジ状部材、あるいは多孔部材等で形成されている。本実施形態においては、インク吸収体42は、フェルトなどの不織布で形成されている。   The ink absorber 42 is formed of a sponge-like member capable of holding (absorbing) ink or a porous member. In the present embodiment, the ink absorber 42 is formed of a nonwoven fabric such as felt.

なお、インク受け部材41の内側に設けられたインク吸収体42の上方には、電極部材45が配設されている。電極部材45は、例えばステンレス鋼等の金属のメッシュ部材で形成されている。電極部材45上に着弾したインク滴は、格子状の電極部材45の隙間を通過して下側に配置されたインク吸収体42に保持(吸収)されるようになっている。なお、インク滴が通過できれば、電極部材45はメッシュ部材でなくてもよい。   An electrode member 45 is disposed above the ink absorber 42 provided inside the ink receiving member 41. The electrode member 45 is formed of a metal mesh member such as stainless steel. The ink droplets that have landed on the electrode member 45 pass through the gaps in the grid-like electrode member 45 and are held (absorbed) by the ink absorber 42 disposed on the lower side. Note that the electrode member 45 may not be a mesh member as long as ink droplets can pass through.

圧力発生ユニット50は、凹部51aが形成された本体部51と、凹部51aにチューブ52を介して接続されるポンプ(加減圧装置)53とを備えている。ポンプ53としては、凹部51a内を加圧或いは減圧可能なものを用いた。   The pressure generating unit 50 includes a main body 51 in which a recess 51 a is formed, and a pump (pressurization / decompression device) 53 connected to the recess 51 a via a tube 52. As the pump 53, a pump that can pressurize or depressurize the recess 51a is used.

図6は圧力発生ユニット50の本体部51の平面構成を模式的に示す図である。
本体部51に形成される凹部51aは、図6に示されるように、平面視した状態で、噴射ヘッド11における一部のノズル13に対応する大きさに形成されている。具体的に本実施形態では、例えば直線状に配置される3個のノズル13を含む大きさの凹部51aを形成した。
圧力発生ユニット50は、詳細は後述するように噴射ヘッド11の噴射面11Aに非接触状態で駆動されるようになっている。本実施形態では、上述のように凹部51aが3個のノズル13を含む大きさに形成されているため、凹部51aに対向するノズル13の近傍に正圧或いは負圧を発生させる際のポンプ53の駆動力が抑えられたものとなっている。よって、ポンプ53として小型なものを用いることができる。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a planar configuration of the main body 51 of the pressure generating unit 50.
As shown in FIG. 6, the recess 51 a formed in the main body 51 is formed in a size corresponding to a part of the nozzles 13 in the ejection head 11 in a plan view. Specifically, in the present embodiment, the concave portion 51a having a size including, for example, three nozzles 13 arranged in a straight line is formed.
The pressure generating unit 50 is driven in a non-contact state with the ejection surface 11A of the ejection head 11 as will be described in detail later. In the present embodiment, since the concave portion 51a is formed in a size including the three nozzles 13 as described above, the pump 53 for generating positive pressure or negative pressure in the vicinity of the nozzle 13 facing the concave portion 51a. The driving force is reduced. Therefore, a small pump 53 can be used.

また、図5に示したように、チューブ52の内部と凹部51aとは、接続部51bを介して連通しており、チューブ52の他端側は大気開放状態となっている。これにより、ポンプ53は、凹部51a内に正圧及び負圧を発生させることができるようになっている。
さらに、圧力発生ユニット50は、不図示の駆動機構を備えており、この駆動機構により上記本体部51が噴射ヘッド11の噴射面11Aにおける所定の位置に移動可能となっている。
Moreover, as shown in FIG. 5, the inside of the tube 52 and the recessed part 51a are connected via the connection part 51b, and the other end side of the tube 52 is an air | atmosphere release state. Thereby, the pump 53 can generate a positive pressure and a negative pressure in the recess 51a.
Further, the pressure generating unit 50 includes a drive mechanism (not shown), and the main body 51 can be moved to a predetermined position on the ejection surface 11A of the ejection head 11 by this drive mechanism.

図7はプリンタ装置に搭載されるインク滴センサーの概略構成を示す図である。
本実施形態のプリンタ装置PRTは、各ノズル13におけるインクの噴射状況を検出可能なインク滴センサー(検出部)60を備えている。インク滴センサー60は、図7に示すように噴射ヘッド11のノズル基板21に電圧を印加する電圧印加装置71と、噴射ヘッド11から噴射されたインクを受ける上記電極部材45と、電極部材45の電圧を検出する電圧検出器73と、電圧検出器73の検出結果を処理する処理装置74とを有している。
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an ink droplet sensor mounted on the printer apparatus.
The printer device PRT of the present embodiment includes an ink droplet sensor (detection unit) 60 that can detect the ink ejection status of each nozzle 13. As shown in FIG. 7, the ink droplet sensor 60 includes a voltage application device 71 that applies a voltage to the nozzle substrate 21 of the ejection head 11, the electrode member 45 that receives ink ejected from the ejection head 11, and the electrode member 45. A voltage detector 73 that detects the voltage and a processing device 74 that processes the detection result of the voltage detector 73 are included.

インク滴センサー60は、噴射ヘッド11の噴射面11Aと電極部材45との間に電界を与え、ノズル13から電極部材45にインクが移動するときの静電誘導に基づく電圧値の時間的変化を検出波形として処理装置74に出力する。処理装置74は、インク滴センサー60から出力された検出波形に基づいて、インクの重量に関する情報(すなわち、各ノズル13のインクの噴射状況)を取得可能となっている。当該重量に関する情報は、例えば制御装置CONTに送信されるようになっている。   The ink droplet sensor 60 applies an electric field between the ejection surface 11 </ b> A of the ejection head 11 and the electrode member 45, and changes the voltage value over time based on electrostatic induction when the ink moves from the nozzle 13 to the electrode member 45. The detected waveform is output to the processing device 74. Based on the detection waveform output from the ink droplet sensor 60, the processing device 74 can acquire information related to the ink weight (that is, the ink ejection status of each nozzle 13). Information on the weight is transmitted to the control device CONT, for example.

続いて、インク滴センサー60の原理、すなわち静電誘導によって誘導電圧が生じる原理について図面を参照しながら説明する。図8は、静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明する模式図である。図中矢印の上側は、インク滴が吐出された直後の状態を示し、矢印の下側はインクLQが電極部材45に着弾した状態を示している。   Next, the principle of the ink droplet sensor 60, that is, the principle that an induced voltage is generated by electrostatic induction will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the principle that an induced voltage is generated by electrostatic induction. In the drawing, the upper side of the arrow indicates a state immediately after the ink droplet is ejected, and the lower side of the arrow indicates a state where the ink LQ has landed on the electrode member 45.

図8は、インク滴センサー60から出力される検出信号(インク1滴分)の波形の一例を示す図である。ノズル基板21(負極側)と電極部材45(正極側)との間に電圧を印加した状態で、吐出パルスを用いて圧電素子25を駆動させて、任意の一つノズル13からインクLQを吐出させるときの波形を示している。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a waveform of a detection signal (for one drop of ink) output from the ink drop sensor 60. In a state where a voltage is applied between the nozzle substrate 21 (negative electrode side) and the electrode member 45 (positive electrode side), the piezoelectric element 25 is driven using an ejection pulse, and ink LQ is ejected from any one nozzle 13. The waveform when it is made to show is shown.

インクLQが吐出されるとき、ノズル基板21は負極となっているため、ノズル基板21の一部の負電荷がインクLQに移動し、吐出されたインクLQは負に帯電する。負に帯電したインクLQが電極部材45に対して近づくに連れ、静電誘導によって電極部材45の表面では正電荷が増加する。ノズル基板21と電極部材45との間の電圧は、静電誘導によって生じる誘導電圧により、インクLQを吐出しない状態における当初の電圧値よりも高くなる。   When the ink LQ is ejected, since the nozzle substrate 21 is a negative electrode, a part of the negative charge of the nozzle substrate 21 moves to the ink LQ, and the ejected ink LQ is negatively charged. As the negatively charged ink LQ approaches the electrode member 45, the positive charge increases on the surface of the electrode member 45 due to electrostatic induction. The voltage between the nozzle substrate 21 and the electrode member 45 is higher than the initial voltage value in a state where the ink LQ is not ejected due to the induced voltage generated by electrostatic induction.

インクLQが電極部材45に着弾すると、インクLQの負電荷により電極部材45の正電荷が中和される。このため、ノズル基板21と電極部材45との間の電圧は当初の電圧値を下回る。その後、ノズル基板21と電極部材45との間の電圧は当初の電圧値に戻る。   When the ink LQ lands on the electrode member 45, the positive charge of the electrode member 45 is neutralized by the negative charge of the ink LQ. For this reason, the voltage between the nozzle substrate 21 and the electrode member 45 is lower than the initial voltage value. Thereafter, the voltage between the nozzle substrate 21 and the electrode member 45 returns to the initial voltage value.

したがって、図9に示すように、インク滴センサー60から出力される検出波形は、一旦電圧が上昇した後に、当初の電圧値を下回るまで下降し、その後当初の電圧値に戻る波形となる。このようにして、インク滴センサー60により各ノズル13からインクLQを吐出した際の電圧変化が検出される。   Therefore, as shown in FIG. 9, the detected waveform output from the ink droplet sensor 60 is a waveform that once rises, then falls to below the initial voltage value, and then returns to the original voltage value. In this way, the ink droplet sensor 60 detects a voltage change when the ink LQ is ejected from each nozzle 13.

図10はプリンタ装置PRTの電気的な構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるプリンタ装置PRTは、全体の動作を制御する制御装置CONTを備えている。制御装置CONTには、プリンタ装置PRTの動作に関する各種情報を入力する入力装置69と、プリンタ装置PRTの動作に関する各種情報を記憶した記憶装置80とが接続されている。
FIG. 10 is a block diagram showing an electrical configuration of the printer apparatus PRT.
The printer device PRT in the present embodiment includes a control device CONT that controls the overall operation. Connected to the control device CONT are an input device 69 for inputting various information relating to the operation of the printer device PRT, and a storage device 80 storing various information relating to the operation of the printer device PRT.

制御装置CONTには、インク噴射機構IJ、搬送機構CR、メンテナンス機構MN、インク滴センサー60など、プリンタ装置PRTの各部が接続されている。プリンタ装置PRTは、圧電素子25を含む駆動ユニットに入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器82を備えている。駆動信号発生器82は、制御装置CONTに接続されている。   Each part of the printer device PRT, such as the ink ejection mechanism IJ, the transport mechanism CR, the maintenance mechanism MN, and the ink droplet sensor 60, is connected to the control device CONT. The printer apparatus PRT includes a drive signal generator 82 that generates a drive signal to be input to a drive unit including the piezoelectric element 25. The drive signal generator 82 is connected to the control device CONT.

駆動信号発生器82には、噴射ヘッド11の圧電素子25に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器62は、入力されたデータ及びタイミング信号に基づいて吐出パルス等の駆動信号を発生する。   The drive signal generator 82 receives data indicating the amount of change in the voltage value of the ejection pulse input to the piezoelectric element 25 of the ejection head 11 and a timing signal that defines the timing for changing the voltage of the ejection pulse. The drive signal generator 62 generates a drive signal such as an ejection pulse based on the input data and timing signal.

次に、上記のように構成されたプリンタ装置PRTの動作を説明する。以下の説明では、プリンタ装置PRTの特徴であるメンテナンス方法について述べる。
まず、昇降機構(不図示)によって噴射ヘッド11の下方にインク受け部材41を位置させ、噴射ヘッド11の噴射面11Aとインク受け部材41の内側に設けられた電極部材45とを非接触状態で対向させる。これにより、インク滴センサー60が待機状態とされる。
Next, the operation of the printer apparatus PRT configured as described above will be described. In the following description, a maintenance method that is a feature of the printer apparatus PRT will be described.
First, the ink receiving member 41 is positioned below the ejection head 11 by an elevating mechanism (not shown), and the ejection surface 11A of the ejection head 11 and the electrode member 45 provided inside the ink receiving member 41 are in a non-contact state. Make them face each other. Thereby, the ink droplet sensor 60 is set in a standby state.

そして、電圧印加装置71によって、噴射ヘッド11の噴射面11Aと電極部材45との間に電圧を印加する。これにより、インク滴センサー60がON状態となる。このようにインク滴センサー60を駆動した状態で、吐出パルスを用いて圧電素子25を駆動し、各ノズル13から順次インク滴を吐出する。インク滴センサー60は、インク滴が電極部材45に着弾した際の静電誘導に基づく電圧変化によってノズル13の噴射状況、すなわちインクの増粘が生じているノズル13或いは目詰まりを生じているノズル13の検出を行うことができる。そして、インク滴センサー60は、上述の検出結果を処理装置74により制御装置CONTへと送信する。これにより制御装置CONTは、噴射ヘッド11の全ノズル13のうち、いずれのものに増粘或いは目詰まりが生じているかを把握することができる。以下、増粘或いは目詰まりが生じているノズル13を不良ノズルと称する。   Then, a voltage is applied between the ejection surface 11 </ b> A of the ejection head 11 and the electrode member 45 by the voltage application device 71. As a result, the ink droplet sensor 60 is turned on. In a state where the ink droplet sensor 60 is driven as described above, the piezoelectric element 25 is driven using an ejection pulse, and ink droplets are sequentially ejected from each nozzle 13. The ink droplet sensor 60 has a nozzle 13 jetting state, that is, a nozzle 13 in which ink thickening occurs or a nozzle that is clogged due to a voltage change based on electrostatic induction when the ink droplet lands on the electrode member 45. 13 detections can be performed. Then, the ink droplet sensor 60 transmits the detection result described above to the control device CONT by the processing device 74. Thereby, the control device CONT can grasp which of all the nozzles 13 of the ejection head 11 is thickened or clogged. Hereinafter, the nozzle 13 in which thickening or clogging has occurred is referred to as a defective nozzle.

続いて、制御装置CONTは、図11に示すように駆動機構(不図示)を用い、圧力発生ユニット50の本体部51を不良ノズルの下方に移動させる。このとき、平面視した状態で、本体部51の凹部51a内に3個のノズル13が位置している(図6参照)。なお、3個のノズルは少なくともいずれかが不良ノズル(吐出不良ノズル)13aであればよい。また、本体部51はノズル基板21に対して微小な隙間dを隔てて対向配置されており、非接触状態となっている。   Subsequently, the control device CONT uses a drive mechanism (not shown) as shown in FIG. 11 to move the main body 51 of the pressure generating unit 50 below the defective nozzle. At this time, the three nozzles 13 are located in the concave portion 51a of the main body 51 in a plan view (see FIG. 6). Note that at least one of the three nozzles may be a defective nozzle (discharge failure nozzle) 13a. The main body 51 is disposed to face the nozzle substrate 21 with a minute gap d therebetween, and is in a non-contact state.

そして、制御装置CONTはポンプ53を駆動する。これにより、圧力発生ユニット50は、凹部51a内を加圧することで不良ノズル13aの近傍に負圧を発生させる負圧発生工程と、凹部51a内を減圧することで不良ノズル13aの近傍に負圧を発生させる負圧発生工程とを不良ノズル13aに対して交互に繰り返す。   Then, the control device CONT drives the pump 53. Thereby, the pressure generating unit 50 generates a negative pressure in the vicinity of the defective nozzle 13a by pressurizing the recess 51a, and a negative pressure in the vicinity of the defective nozzle 13a by reducing the pressure in the recess 51a. The negative pressure generating step for generating the above is alternately repeated for the defective nozzle 13a.

ここで、本体部51とノズル基板21との隙間dは非常に微小であるため、ポンプ53によって凹部51aに対向する不良ノズル13a近傍に負圧或いは正圧を発生させることができる。なお、制御装置CONTは、不良ノズル13a内のインクのメニスカスが破壊しない強さの正圧或いは負圧を発生するようにポンプ53を駆動している。   Here, since the gap d between the main body 51 and the nozzle substrate 21 is very small, a negative pressure or a positive pressure can be generated in the vicinity of the defective nozzle 13 a facing the recess 51 a by the pump 53. The control device CONT drives the pump 53 so as to generate a positive pressure or a negative pressure that does not destroy the ink meniscus in the defective nozzle 13a.

ここで、本体部51はノズル基板21(噴射面11A)との間に微小な隙間dが生じているものの、凹部51aが一個のノズル13に対応する大きさとなっているため、不良ノズル13aの近傍に負圧を発生させる際のポンプ53の駆動力を抑えることができる。   Here, although the main body 51 has a minute gap d between the nozzle substrate 21 (the ejection surface 11A), the recess 51a has a size corresponding to one nozzle 13, so that the defective nozzle 13a The driving force of the pump 53 when generating negative pressure in the vicinity can be suppressed.

また、制御装置CONTは上記負圧発生工程において、噴射ヘッド11の圧電素子25が圧力室31の容積を増加させる動作に同期してポンプ53を駆動し、不良ノズル13aの近傍に負圧を発生させるようにしている。これにより、圧力室31の容量が増加した際に不良ノズル13a内からインクが引き出されるようになる。すなわち、図12(a)に示されるようにインクLQは、共通インク室14からインク供給口30を介して容積が拡大した圧力室31内へと送り込まれるとともに不良ノズル13aから噴射されない程度に引き出された状態となる。   Further, in the negative pressure generating step, the control device CONT drives the pump 53 in synchronization with an operation in which the piezoelectric element 25 of the ejection head 11 increases the volume of the pressure chamber 31, and generates a negative pressure near the defective nozzle 13a. I try to let them. As a result, when the capacity of the pressure chamber 31 increases, ink is drawn out from the defective nozzle 13a. That is, as shown in FIG. 12A, the ink LQ is sent from the common ink chamber 14 through the ink supply port 30 into the pressure chamber 31 having an enlarged volume and is not ejected from the defective nozzle 13a. It will be in the state.

また、制御装置CONTは上記正圧発生工程において、噴射ヘッド11の圧電素子25が圧力室31の容積を減少させる動作に同期してポンプ53を駆動し、不良ノズル13aの近傍に正圧を発生させるようにしている。これにより、圧力室31の容積が減少した際に不良ノズル13a内にインクが押し込まれるようになる。すなわち、図12(b)に示されるようにインクLQは、不良ノズル13a内に引き込まれるとともにインク供給口30を介して容積が減少した圧力室31から共通インク室14側へと送り込まれる。   Further, in the positive pressure generation process, the control device CONT drives the pump 53 in synchronization with the operation of the piezoelectric element 25 of the ejection head 11 decreasing the volume of the pressure chamber 31, and generates a positive pressure near the defective nozzle 13a. I try to let them. As a result, when the volume of the pressure chamber 31 decreases, ink is pushed into the defective nozzle 13a. That is, as shown in FIG. 12B, the ink LQ is drawn into the defective nozzle 13 a and is sent to the common ink chamber 14 side from the pressure chamber 31 whose volume is reduced through the ink supply port 30.

本実施形態では、上記負圧発生工程と正圧発生工程とが繰り返されるため、不良ノズル13a、圧力室31、インク供給口30、及び共通インク室14により構成されるインク供給経路内においてインクLQを攪拌させることができる。よって、インクLQの増粘を防止することができ、結果的に色ムラや目詰まりの発生を防止することができる。また、従来のキャッピング装置による吸引動作と異なり、不良ノズル13aからインクが排出されないため、インクの消費量を抑えることができる。また、不良ノズル13aからインクが排出されないので、噴射ヘッド11の噴射面11Aにノズル13から排出されたインクが付着することを防止できる。   In the present embodiment, since the negative pressure generation step and the positive pressure generation step are repeated, the ink LQ is formed in the ink supply path including the defective nozzle 13a, the pressure chamber 31, the ink supply port 30, and the common ink chamber 14. Can be stirred. Therefore, thickening of the ink LQ can be prevented, and as a result, occurrence of color unevenness and clogging can be prevented. Further, unlike the conventional suction operation by the capping device, ink is not discharged from the defective nozzle 13a, so that the ink consumption can be suppressed. Further, since the ink is not discharged from the defective nozzle 13a, it is possible to prevent the ink discharged from the nozzle 13 from adhering to the ejection surface 11A of the ejection head 11.

なお、凹部51a内に配置されたノズル13に吐出不良が生じていない正常なノズルが含まれる場合、この正常なノズルに対しても上述のようなインクの攪拌が行われる。この場合においても、上述のように正圧及び負圧発生工程ではインクのメニスカスが破壊されることが防止されるので、正常ノズルに悪影響が及ぶことはない。   In addition, when the nozzle 13 arrange | positioned in the recessed part 51a contains the normal nozzle in which the discharge defect does not arise, the above-mentioned ink stirring is performed also to this normal nozzle. Even in this case, as described above, the ink meniscus is prevented from being destroyed in the positive pressure and negative pressure generation process, so that the normal nozzle is not adversely affected.

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、本体部51の凹部51aが平面視した状態で噴射ヘッド11の複数個(3個)を含む大きさとなっている場合について説明したが、凹部の形状はこれに限定されない。例えば、図13(a)に示すように、本体部151として、平面視した状態で噴射ヘッド11の一つのノズル列Lを構成する全ノズル13を含む大きさの凹部151aが形成されたものを用いることができる。この構成によれば、ポンプ53の容量が多少大きくなるものの、ノズル列、すなわち同色インクを吐出するノズル13における不良ノズルに対するメンテナンスを行うことができる。また、メンテナンス時にノズル13からインクが排出されないため、ノズル13内でインクが混色するといった不具合の発生が防止される。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where the concave portion 51a of the main body portion 51 is a size including a plurality (three) of the ejection heads 11 in a plan view is described, but the shape of the concave portion is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 13A, the main body 151 is formed with a recess 151 a having a size including all the nozzles 13 constituting one nozzle row L of the ejection head 11 in a plan view. Can be used. According to this configuration, although the capacity of the pump 53 is somewhat increased, it is possible to perform maintenance on defective nozzles in the nozzle row, that is, the nozzles 13 that discharge the same color ink. Further, since ink is not discharged from the nozzle 13 during maintenance, the occurrence of a problem such as ink mixing in the nozzle 13 is prevented.

或いは、図13(b)に示すように、本体部251として、平面視した状態で噴射ヘッド11の一つのノズル13を含む大きさの凹部251aが形成されたものを用いることができる。この構成によれば、一つの不良ノズル13aの近傍に正圧或いは負圧を発生させればよいので、ポンプ53の容量が抑えられ、より小型なものを用いることができ、メンテナンス機構MN、およびこれを備えたプリンタ装置PRT自体を小型化できる。   Alternatively, as shown in FIG. 13B, a main body 251 having a recess 251 a having a size including one nozzle 13 of the ejection head 11 in a plan view can be used. According to this configuration, it is only necessary to generate a positive pressure or a negative pressure in the vicinity of one defective nozzle 13a, so that the capacity of the pump 53 can be suppressed, and a smaller one can be used. The printer device PRT itself provided with this can be miniaturized.

また、上記実施形態ではライン型の噴射ヘッドを備えたプリンタ装置PRTについて説明したが、本発明はシリアル型の噴射ヘッドを備えたプリンタ装置についても適用可能である。
また、上記実施形態では、圧力発生ユニット50のみを搭載したプリンタ装置PRTについて説明したが、圧力発生ユニット50とともに従来のキャップ装置を搭載していても良い。圧力発生ユニット50およびキャップ装置を用途に応じて使い分けることで、メンテナンス時におけるインクの無駄を極力抑えるとともに安定したインクの吐出特性を備えた信頼性の高いプリンタ装置を提供できる。
In the above embodiment, the printer apparatus PRT having the line type ejection head has been described. However, the present invention can also be applied to a printer apparatus having a serial type ejection head.
In the above embodiment, the printer apparatus PRT having only the pressure generating unit 50 is described. However, a conventional cap apparatus may be mounted together with the pressure generating unit 50. By properly using the pressure generating unit 50 and the cap device according to the application, it is possible to provide a highly reliable printer device that minimizes ink waste during maintenance and has stable ink ejection characteristics.

上記実施例は、インクジェット式のプリンタと、インクカートリッジが採用されているが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器を採用しても良い。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であれ良い。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施例の形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置および液体容器に本発明を適用することができる。   In the above embodiment, an ink jet printer and an ink cartridge are employed. However, a liquid ejecting apparatus that ejects or discharges liquid other than ink and a liquid container containing the liquid are employed. Also good. The present invention can be used for various liquid ejecting apparatuses including a liquid ejecting head that ejects a minute amount of liquid droplets. In addition, a droplet means the state of the liquid discharged from the said liquid ejecting apparatus, and shall also include what pulls a tail in granular shape, tear shape, and thread shape. The liquid here may be a material that can be ejected by the liquid ejecting apparatus. For example, it may be in the state when the substance is in a liquid phase, and may be in a liquid state with high or low viscosity, sol, gel water, other inorganic solvents, organic solvents, solutions, liquid resins, liquid metals (metal melts) ) And a liquid as one state of the substance, as well as particles in which functional material particles made of solid materials such as pigments and metal particles are dissolved, dispersed or mixed in a solvent. In addition, typical examples of the liquid include ink and liquid crystal as described in the above embodiments. Here, the ink includes general water-based inks and oil-based inks, and various liquid compositions such as gel inks and hot-melt inks. As a specific example of the liquid ejecting apparatus, for example, a liquid containing a material such as an electrode material or a coloring material used for manufacturing a liquid crystal display, an EL (electroluminescence) display, a surface emitting display, a color filter, or the like in a dispersed or dissolved state. It may be a liquid ejecting apparatus for ejecting, a liquid ejecting apparatus for ejecting a bio-organic material used for biochip manufacturing, a liquid ejecting apparatus for ejecting a liquid as a sample used as a precision pipette, a textile printing apparatus, a microdispenser, or the like. In addition, transparent resin liquids such as UV curable resin to form liquid injection devices that pinpoint lubricant oil onto precision machines such as watches and cameras, and micro hemispherical lenses (optical lenses) used in optical communication elements. A liquid ejecting apparatus that ejects a liquid onto the substrate or a liquid ejecting apparatus that ejects an etching solution such as an acid or an alkali to etch the substrate may be employed. The present invention can be applied to any one of these ejecting apparatuses and liquid containers.

PRT…プリンタ装置(流体噴射装置)、M…記録媒体(媒体)、CONT…制御装置(制御部)、11…噴射ヘッド(流体噴射ヘッド)、13…ノズル、13a…不良ノズル、25…圧電素子、31…圧力室、50…負圧発生ユニット、51…本体部、51a…凹部、60…インク滴センサー(検出部)、151…本体部、151a…凹部、251…本体部、251a…凹部 PRT: printer device (fluid ejecting device), M: recording medium (medium), CONT ... control device (control unit), 11 ... ejecting head (fluid ejecting head), 13 ... nozzle, 13a ... defective nozzle, 25 ... piezoelectric element , 31 ... Pressure chamber, 50 ... Negative pressure generating unit, 51 ... Body part, 51a ... Recess, 60 ... Ink drop sensor (detection part), 151 ... Body part, 151a ... Recess, 251 ... Body part, 251a ... Recess

Claims (9)

媒体に流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドと、
前記ノズルの近傍に正圧及び負圧を交互に発生させる圧力発生ユニットと、を備え、
前記圧力発生ユニットは、前記流体を前記ノズル内から噴射させることなく外部に引き出すように前記負圧を発生させつつ、前記流体を前記ノズル内に押し込むように前記正圧を発生させることを特徴とする流体噴射装置。
A fluid ejecting head having a plurality of nozzles for ejecting fluid onto a medium;
A pressure generating unit that alternately generates positive pressure and negative pressure in the vicinity of the nozzle, and
The pressure generating unit generates the positive pressure so as to push the fluid into the nozzle while generating the negative pressure so as to draw the fluid outside without ejecting the fluid from the nozzle. Fluid ejecting apparatus.
前記流体噴射ヘッドは、前記ノズルが連通する圧力室と、前記圧力室の容積を変化させる圧電素子とを有し、
前記圧力発生ユニットは、前記圧電素子が前記圧力室の容積を増加させる動作と同期して前記負圧を発生させつつ、前記圧電素子が前記圧力室の容積を減少させる動作と同期して前記正圧を発生させることを特徴とする請求項1に記載の流体噴射装置。
The fluid ejecting head includes a pressure chamber that communicates with the nozzle, and a piezoelectric element that changes a volume of the pressure chamber,
The pressure generating unit is configured to generate the negative pressure in synchronization with an operation in which the piezoelectric element increases the volume of the pressure chamber, and to synchronize with the operation in which the piezoelectric element decreases a volume of the pressure chamber. The fluid ejecting apparatus according to claim 1, wherein pressure is generated.
前記圧力発生ユニットは、前記ノズル内の前記流体のメニスカスを破壊しない強さで前記正圧及び前記負圧を発生することを特徴とする請求項1又は2に記載の流体噴射装置。   3. The fluid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the pressure generating unit generates the positive pressure and the negative pressure with a strength that does not destroy a meniscus of the fluid in the nozzle. 前記流体噴射ヘッドの前記ノズルの各々における前記流体の噴射状況を検出する検出装置を有し、
前記圧力発生ユニットは、前記複数のノズルのうち、前記検出装置により前記流体の噴射不良が生じていると検出された不良ノズルの近傍に前記正圧及び前記負圧を発生させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の流体噴射装置。
A detection device that detects a state of ejection of the fluid in each of the nozzles of the fluid ejection head;
The pressure generating unit generates the positive pressure and the negative pressure in the vicinity of a defective nozzle that is detected by the detection device as having failed to eject the fluid among the plurality of nozzles. The fluid ejection device according to claim 1.
前記圧力発生ユニットは、一部の前記ノズルに対応する大きさの凹部が形成された本体部と、前記凹部内を加圧或いは減圧可能な加減圧装置とを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の流体噴射装置。   2. The pressure generating unit includes a main body having a recess having a size corresponding to a part of the nozzles, and a pressure increasing / decreasing device capable of pressurizing or depressurizing the recess. The fluid ejecting apparatus according to claim 1. 媒体へ流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを備える流体噴射装置のメンテナンス方法において、
前記ノズルの近傍に負圧を発生させて前記流体を当該ノズルから噴射させることなく外部に引き出す負圧発生工程と、前記ノズルの近傍に正圧を発生させて前記流体を当該ノズル内に押し込む正圧発生工程とを備え、
前記負圧発生工程及び前記正圧発生工程が交互に繰り返されることを特徴とする流体噴射装置のメンテナンス方法。
In a maintenance method of a fluid ejecting apparatus including a fluid ejecting head having a plurality of nozzles that eject a fluid to a medium,
A negative pressure generating step of generating a negative pressure in the vicinity of the nozzle and drawing the fluid to the outside without ejecting the fluid from the nozzle; and a positive pressure of generating a positive pressure in the vicinity of the nozzle and pushing the fluid into the nozzle A pressure generating process,
A maintenance method for a fluid ejecting apparatus, wherein the negative pressure generation step and the positive pressure generation step are alternately repeated.
前記負圧発生工程においては、前記流体噴射ヘッドの圧電素子が前記ノズルの連通する圧力室の容積を増加させる動作に同期して前記ノズルの近傍に前記負圧を発生させ、
前記正圧発生工程においては、前記圧電素子が前記圧力室の容積を減少させる動作に同期して前記ノズルの近傍に前記正圧を発生させることを特徴とする請求項6に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
In the negative pressure generating step, the negative pressure is generated in the vicinity of the nozzle in synchronization with an operation in which the piezoelectric element of the fluid ejecting head increases the volume of the pressure chamber communicating with the nozzle,
The fluid ejecting apparatus according to claim 6, wherein, in the positive pressure generating step, the piezoelectric element generates the positive pressure in the vicinity of the nozzle in synchronization with an operation of decreasing the volume of the pressure chamber. Maintenance method.
前記負圧発生工程及び前記正圧発生工程においては、前記ノズル内のメニスカスを破壊しない強さで前記正圧及び前記負圧を発生させることを特徴とする請求項6又は7に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。   8. The fluid ejection according to claim 6, wherein, in the negative pressure generation step and the positive pressure generation step, the positive pressure and the negative pressure are generated with a strength that does not destroy a meniscus in the nozzle. How to maintain the equipment. 前記流体噴射ヘッドの前記ノズルの各々における前記流体の噴射状況を検出する検出工程を有し、
前記検出工程により前記流体の噴射不良が生じていると検出された不良ノズルに対して前記負圧発生工程及び前記正圧発生工程を交互に繰り返すことを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
A detection step of detecting a state of ejection of the fluid in each of the nozzles of the fluid ejection head;
9. The negative pressure generation step and the positive pressure generation step are alternately repeated with respect to a defective nozzle that is detected as having failed in the fluid ejection in the detection step. The maintenance method of the fluid ejecting apparatus according to one item.
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JP2012111174A (en) * 2010-11-26 2012-06-14 Brother Industries Ltd Recorder and method of recovering discharge performance

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