JP2011161716A - Liquid ejecting apparatus, and cleaning method in liquid ejecting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばインクジェット式プリンターなどの液体噴射装置、及び液体噴射装置におけるクリーニング方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet printer, and a cleaning method in the liquid ejecting apparatus.
従来から、液体をターゲットに対して噴射させる液体噴射装置として、インクジェット式プリンターが広く知られている。このプリンターは、記録ヘッド(液体噴射ヘッド)に供給されるインク(液体)を記録ヘッドに形成されたノズルから噴射することによりターゲットに印刷(画像形成)を施すようになっている。 Conventionally, ink jet printers are widely known as liquid ejecting apparatuses that eject liquid onto a target. This printer performs printing (image formation) on a target by ejecting ink (liquid) supplied to a recording head (liquid ejecting head) from a nozzle formed on the recording head.
このようなプリンターでは、気泡の混入やメニスカスの上昇、インクの増粘などが生じると、良好なインクの噴射ができなくなって印刷品質を低下させてしまう。そのため、こうしたプリンターでは、例えば特許文献1に記載のように、インクを収容するインクカートリッジ側となる上流側から記録ヘッド側となる下流側へインクを加圧供給し、ノズルからインクを排出させることで、クリーニング(加圧クリーニング)を行うようになっている。 In such a printer, if air bubbles are mixed in, the meniscus is increased, or the ink is thickened, the ink cannot be ejected satisfactorily and the print quality is deteriorated. Therefore, in such a printer, as described in Patent Document 1, for example, the ink is pressurized and supplied from the upstream side, which is the ink cartridge side that contains ink, to the downstream side, which is the recording head side, and the ink is discharged from the nozzles. Therefore, cleaning (pressure cleaning) is performed.
また、このようなプリンターでは、インクに背圧を付与してインクのメニスカスをノズル開口付近に位置させている。そして、インクに背圧を付与する構成としては、一般に、下流側が減圧された場合に、上流側から下流側へのインクの通過を許容する一方向弁が用いられている。すなわち、一方向弁は、下流側の圧力変化に応じて容積が変化する圧力室を有し、下流側が減圧されると圧力室が収縮して開弁するのに対し、上流側からインクが加圧供給されても閉弁状態を維持するようになっている。 In such a printer, back pressure is applied to the ink so that the ink meniscus is positioned near the nozzle opening. As a configuration for applying a back pressure to ink, generally, a one-way valve that allows passage of ink from the upstream side to the downstream side when the downstream side is depressurized is used. In other words, the one-way valve has a pressure chamber whose volume changes in response to a change in pressure on the downstream side, and when the pressure on the downstream side is reduced, the pressure chamber contracts and opens, whereas ink is applied from the upstream side. Even if pressure is supplied, the valve closed state is maintained.
そのため、特許文献1のプリンターのように、カートリッジ側からインクを加圧供給してノズル側に供給する場合には、一方向弁よりも下流側においてインクを加圧していた。 Therefore, in the case where the ink is pressurized and supplied from the cartridge side to the nozzle side as in the printer of Patent Document 1, the ink is pressurized on the downstream side of the one-way valve.
ところで、一方向弁よりも下流側においてインクを加圧した場合には、一方向弁側にも加圧力が伝わるため、圧力室が膨張して加圧力を蓄圧してしまう。そのため、特許文献1のプリンターのように、一方向弁よりも下流側でインクを加圧してクリーニングを行う場合には、一方向弁によってインクの背圧を調整することができず、さらには圧力室に蓄圧された加圧力がノズル側へ伝達されてしまう。すなわち、クリーニング終了後においてもノズルからインクが溢れ出し、クリーニングに伴って多くのインクが無駄に消費されてしまう虞がある。 By the way, when the ink is pressurized downstream of the one-way valve, the pressure is transmitted to the one-way valve, so that the pressure chamber expands and accumulates the pressure. For this reason, when performing cleaning by pressurizing the ink downstream of the one-way valve as in the printer of Patent Document 1, the back pressure of the ink cannot be adjusted by the one-way valve. The applied pressure accumulated in the chamber is transmitted to the nozzle side. In other words, even after the cleaning is completed, the ink overflows from the nozzles, and a lot of ink may be wasted due to the cleaning.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリーニング終了後における液体の消費を抑制してクリーニングを行うことができる液体噴射装置、及び液体噴射装置におけるクリーニング方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a liquid ejecting apparatus capable of performing cleaning while suppressing consumption of liquid after completion of cleaning, and a cleaning method in the liquid ejecting apparatus. There is to do.
上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、液体を噴射するノズルと、液体供給源側となる上流側から前記ノズル側となる下流側へ向けて前記液体を供給する液体供給流路と、該液体供給流路における第1の位置から該液体供給流路内の前記液体を吸引可能であると共に前記第1の位置から前記液体供給流路内に前記液体を吐出可能なポンプと、前記液体供給流路における前記第1の位置よりも上流側となる第2の位置に設けられ、下流側の圧力変化に応じて容積が変化する圧力室が下流側の減圧に応じて収縮した場合に開弁して上流側から下流側への前記液体の通過を許容する一方向弁と、前記ポンプの駆動を制御してクリーニング処理を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ポンプを吐出駆動することにより該ポンプに前記液体供給流路における前記第1の位置から前記液体供給流路内へ前記液体を吐出させた後、前記ポンプを吸引駆動することにより該ポンプに前記液体供給流路における前記第1の位置から前記液体を吸引させる。 In order to achieve the above object, a liquid ejecting apparatus of the present invention includes a nozzle that ejects liquid, and a liquid supply flow that supplies the liquid from an upstream side that is a liquid supply source side to a downstream side that is the nozzle side. A pump capable of sucking the liquid in the liquid supply flow channel from a first position in the liquid supply flow channel and discharging the liquid from the first position into the liquid supply flow channel The pressure chamber that is provided at the second position upstream of the first position in the liquid supply flow path and whose volume changes according to the pressure change at the downstream side contracts according to the pressure reduction at the downstream side. A one-way valve that allows the liquid to pass from the upstream side to the downstream side, and a control unit that controls the driving of the pump to perform a cleaning process, and the control unit includes the pump The pump is driven by discharging After the liquid is discharged from the first position in the liquid supply channel into the liquid supply channel, the pump is sucked to drive the pump from the first position in the liquid supply channel. The liquid is aspirated.
この構成によれば、ポンプを吐出駆動することにより、液体供給流路を介してノズル側へ液体を供給し、該ノズルから液体を排出させるクリーニング処理を行うことができる。このとき、ポンプは第1の位置において液体流路内へ液体を吐出するため、第2の位置に設けられた一方向弁の圧力室にも吐出圧が作用する。すると、一方向弁は、閉弁状態を維持したまま圧力室が膨張して加圧力を蓄圧する。しかし、ポンプは、吐出駆動した後に吸引駆動するため、液体供給流路内の液体を吸引して圧力室を収縮させることにより、ノズル側への加圧力の伝達を抑制することができる。したがって、クリーニング終了後における液体の消費を抑制してクリーニングを行うことができる。 According to this configuration, it is possible to perform a cleaning process in which the liquid is supplied to the nozzle side via the liquid supply channel and the liquid is discharged from the nozzle by driving the pump to discharge. At this time, since the pump discharges the liquid into the liquid flow path at the first position, the discharge pressure also acts on the pressure chamber of the one-way valve provided at the second position. The one-way valve then accumulates the applied pressure by expanding the pressure chamber while maintaining the closed state. However, since the pump is driven to perform suction after being driven to discharge, it is possible to suppress the transmission of the applied pressure to the nozzle side by sucking the liquid in the liquid supply channel and contracting the pressure chamber. Therefore, the cleaning can be performed while suppressing the consumption of the liquid after the cleaning is completed.
本発明の液体噴射装置において、前記ポンプは、前記液体供給流路内と連通する容積可変の液体室と、気体を収容する容積可変の気体室と、前記液体室と前記気体室の容積を変更する容積変更手段とを有し、前記制御手段は、前記容積変更手段を制御することにより、前記気体室の容積を減少させて圧縮した前記気体の圧力を、前記液体室内の前記液体に対して作用させることにより前記ポンプを吐出駆動させる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the pump may change the volume of the variable volume liquid chamber that communicates with the inside of the liquid supply flow path, the volume variable gas chamber that stores gas, and the volume of the liquid chamber and the gas chamber. A volume changing unit that controls the volume changing unit to reduce the volume of the gas chamber to reduce the compressed pressure of the gas with respect to the liquid in the liquid chamber. By operating, the pump is driven to discharge.
液体の粘度が上昇した場合や、液体内に気泡が混入した場合には、液体の流動性が低下する。その点、この構成によれば、気体室内の気体を圧縮すると共に圧縮された気体の圧力を液体室内の液体に対して付与することにより、液体を勢いよく液体供給流路内へ吐出することができる。すなわち、液体供給流路に弁などのポンプの加圧力を蓄圧する構成を設ける必要がないため、部品点数の増加を抑制して液体の流速を速めることができる。 When the viscosity of the liquid is increased or when bubbles are mixed in the liquid, the fluidity of the liquid is lowered. In that respect, according to this configuration, by compressing the gas in the gas chamber and applying the pressure of the compressed gas to the liquid in the liquid chamber, the liquid can be ejected vigorously into the liquid supply channel. it can. That is, since it is not necessary to provide a configuration for accumulating the pressure of a pump such as a valve in the liquid supply flow path, an increase in the number of parts can be suppressed and the liquid flow rate can be increased.
本発明の液体噴射装置において、前記ポンプが吸引駆動に伴って吸引可能な液体の量は、前記圧力室の容積の変化量よりも多い。
この構成によれば、ポンプの吐出駆動に伴って膨張した圧力室を、ポンプの吸引駆動によって最小容積となるように収縮させることができるため、ノズル側への加圧力の伝達を抑制することができる。また、ポンプが圧力室の変化量以上の液体を吸引した場合には、圧力室内が減圧されるため、一方向弁が開弁して上流側から圧力室内へ液体が供給される。そのため、クリーニング後の液体の消費を抑制すると共に、液体供給流路における一方向弁よりも下流側の圧力を調整することができる。
In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the amount of the liquid that can be sucked by the pump with suction driving is larger than the change amount of the volume of the pressure chamber.
According to this configuration, the pressure chamber that has expanded along with the pump discharge drive can be contracted to the minimum volume by the pump suction drive, so that the transmission of the applied pressure to the nozzle side can be suppressed. it can. Further, when the pump sucks liquid that exceeds the amount of change in the pressure chamber, the pressure chamber is depressurized, so that the one-way valve is opened and the liquid is supplied from the upstream side into the pressure chamber. Therefore, consumption of the liquid after cleaning can be suppressed and the pressure on the downstream side of the one-way valve in the liquid supply channel can be adjusted.
本発明の液体噴射装置におけるクリーニング方法は、液体を噴射するノズルと、液体供給源側となる上流側から前記ノズル側となる下流側へ前記液体を供給する液体供給流路と、該液体供給流路における第1の位置から該液体供給流路内の前記液体を吸引可能であると共に前記第1の位置から前記液体供給流路内に前記液体を吐出可能なポンプと、前記液体供給流路における前記第1の位置よりも上流側となる第2の位置に設けられ、下流側の圧力変化に応じて容積が変化する圧力室が下流側の減圧に応じて収縮した場合に開弁して上流側から下流側への前記液体の通過を許容する一方向弁とを備える液体噴射装置におけるクリーニング方法において、前記ポンプを吸引駆動して前記液体供給流路における前記第1の位置から前記液体供給流路内の前記液体を吸引する第1の吸引段階と、前記ポンプを吐出駆動して前記液体供給流路における前記第1の位置から前記液体供給流路内へ前記第1の吸引段階において吸引した前記液体を吐出する吐出段階と、該吐出段階において前記液体を吐出した後に前記ポンプを吸引駆動して前記液体供給流路内の前記液体を吸引する第2の吸引段階とを備える。 The cleaning method in the liquid ejecting apparatus of the present invention includes a nozzle that ejects liquid, a liquid supply channel that supplies the liquid from an upstream side that is the liquid supply source side to a downstream side that is the nozzle side, and the liquid supply flow A pump capable of sucking the liquid in the liquid supply channel from a first position in the channel and capable of discharging the liquid from the first position into the liquid supply channel; and in the liquid supply channel Provided at a second position upstream of the first position, and opens when the pressure chamber whose volume changes in response to downstream pressure changes contracts in accordance with downstream pressure reduction. In a cleaning method in a liquid ejecting apparatus including a one-way valve that allows passage of the liquid from the side to the downstream side, the liquid supply flow from the first position in the liquid supply flow path by sucking and driving the pump A first suction stage that sucks the liquid in the first suction stage, and the pump is driven to discharge from the first position in the liquid supply flow path into the liquid supply flow path in the first suction stage. A discharge step of discharging the liquid; and a second suction step of sucking the liquid in the liquid supply channel by sucking the pump after discharging the liquid in the discharge step.
この構成によれば、上記液体噴射装置に係る発明と同様の作用効果を奏し得る。
本発明の液体噴射装置におけるクリーニング方法において、前記吐出段階は、前記第1の吸引段階と前記第2の吸引段階とにおいて吸引された液体を吐出する。
According to this configuration, the same function and effect as the invention relating to the liquid ejecting apparatus can be achieved.
In the cleaning method in the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the discharging step discharges the liquid sucked in the first suction step and the second suction step.
この構成によれば、前回のクリーニング時における第2の吸引段階で吸引した液体をクリーニングに利用することができる。すなわち、クリーニングを行う場合には、クリーニングに必要な量のインクを第1の吸引段階によって全て吸引する必要がないため、速やかにクリーニングを行うことができる。 According to this configuration, the liquid sucked in the second suction stage at the previous cleaning can be used for cleaning. In other words, when cleaning is performed, it is not necessary to suck all of the ink necessary for cleaning in the first suction step, so that cleaning can be performed quickly.
以下、本発明の流体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、「左右方向」、「上下方向」をいう場合は図1に矢印で示す左右方向、上下方向をそれぞれ示すものとする。また、「前後方向」をいう場合は、図1の紙面に直交する方向を示すものとする。 Hereinafter, an embodiment in which a fluid ejecting apparatus of the invention is embodied in an ink jet printer will be described with reference to the drawings. In the following description, “left-right direction” and “up-down direction” refer to the left-right direction and the up-down direction indicated by arrows in FIG. 1, respectively. Further, when referring to the “front-rear direction”, the direction orthogonal to the paper surface of FIG.
図1に示すように、液体噴射装置としてのインクジェット式プリンター(以下、「プリンター」ともいう。)11は、ターゲットとしての用紙12を搬送するための搬送ユニット13と、用紙12に印刷を施すための記録ヘッドユニット15とを備えている。
As shown in FIG. 1, an ink jet printer (hereinafter, also referred to as “printer”) 11 as a liquid ejecting apparatus prints the
搬送ユニット13は左右方向に長い矩形板状のプラテン17を備えている。プラテン17の右側には前後方向に延びる駆動ローラー18が駆動モーター19によって回転駆動可能に配置される一方、プラテン17の左側には前後方向に延びる従動ローラー20が回転可能に配置されている。さらに、プラテン17の下側には前後方向に延びるテンションローラー21が回転可能に配置されている。
The
駆動ローラー18、従動ローラー20、及びテンションローラー21には、プラテン17を囲むように、多数の貫通孔を有する無端状の搬送ベルト22が巻き回されている。この場合、テンションローラー21は、図示しないばね部材によって下側に向かって付勢されており、搬送ベルト22にテンションを付与することで該搬送ベルト22の弛みを抑制するようになっている。
An
そして、駆動ローラー18を前側から見て時計方向に回転駆動することで、搬送ベルト22が駆動ローラー18、テンションローラー21、及び従動ローラー20の外側を前側から見て時計方向に周回移動されるようになっている。また、用紙12は、プラテン17の上面と対向する位置にある場合、図示しない吸引手段によって搬送ベルト22越しにプラテン17側に吸引され、上流側である左側から下流側である右側に向かって搬送されるようになっている。
Then, when the driving
また、従動ローラー20の左斜め上側には、未印刷の複数の用紙12を1枚ずつ順次搬送ベルト22上に給紙するための上下1対の給紙ローラー23が設けられている。一方、駆動ローラー18の右斜め上側には、印刷後の用紙12を1枚ずつ搬送ベルト22上から排紙するための上下1対の排紙ローラー24が設けられている。
A pair of upper and lower
図1及び図2に示すように、記録ヘッドユニット15には、前後方向に延びる複数個(本実施形態では4個)の液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド26〜29が、左右方向に間隔を有して設けられている。なお、各記録ヘッド26〜29の下面となるノズル形成面26a〜29aには、多数のノズル30が前後方向に沿ったノズル列を形成するように、前後方向に所定間隔をおいて規則的に開口している。そして、このように構成された各ノズル30には、記録ヘッド26〜29毎に同じ種類のインク(液体)が供給され、ノズル30から噴射されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
すなわち、図2に示すように、第1の記録ヘッド26には、ブラックのインクが収容された液体供給源としてのインクカートリッジ31から、液体供給流路としてのインク流路32を介してブラックインクを供給するインク供給装置33が接続されている。また、同様に第2〜第4の記録ヘッド27〜29には、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクをそれぞれ収容したインクカートリッジ31からインクを供給するインク供給装置33が接続されている。
That is, as shown in FIG. 2, the
但し、各インクカートリッジ31から各記録ヘッド26〜29へインクを供給するインク供給装置33の構成は同じであるため、図2には第1の記録ヘッド26にインクを供給する一つのインク供給装置33のみを第1の記録ヘッド26とインクカートリッジ31と共に図示している。そして、以下においては、この図2に示す第1の記録ヘッド26と第1の記録ヘッド26にインクを供給するインク供給装置33を例にして説明することにする。
However, since the configuration of the
図2及び図3に示すように、第1の記録ヘッド26内には、インク流路32の下流側と連通するリザーバ36がノズル列に沿って前後方向に延びるように形成されると共に、そのリザーバ36の延設方向の複数位置から各ノズル30と個別に対応する複数の分岐流路35が分岐形成されている。なお、分岐流路35の分岐点となるリザーバ36における下流端位置は、分岐位置PBとなっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
分岐流路35は、ノズル30と連通するキャビティ37と、該キャビティ37とリザーバ36とを連通する連通流路38とにより構成されている。なお、インクが流れる方向と直交する方向(図3において紙面と直交する方向)において、連通流路38の断面積は、キャビティ37の流路断面積に比べて小さくなっている。
The
さらに、図3に示すように、キャビティ37に隣接する位置には、キャビティ37の一壁面を形成する振動板39を介して圧電素子40が配設されている。すなわち、圧電素子40が収縮及び伸張して振動板39を振動させることにより、キャビティ37の容積を変更してノズル30からインクを噴射させる。そして、噴射に伴ってキャビティ37内のインクが減少すると、連通流路38、リザーバ36、インク流路32を介してインクカートリッジ31側からインクが供給されるようになっている。したがって、分岐流路35、リザーバ36、インク流路32は、インクカートリッジ31側となる上流側からノズル30側となる下流側へインクを供給可能な液体供給流路として機能している。
Further, as shown in FIG. 3, a
また、ノズル30は、キャビティ37に接続された上流側から下流側に向かって徐々に断面積が小さくなるテーパ部42と、該テーパ部42と連通すると共にノズル形成面26aに開口する開口部43とから構成されている。そして、上流側からノズル30にインクが充填されると、ノズル30内であって且つノズル形成面26aに開口したノズル開口44の付近にメニスカスMが形成される。なお、メニスカスMとは、毛細管現象によってインクの中央部がノズル開口44から見て凹面形状をなすように盛り上がってできる曲面のことである。
The
また、図2に示すように、インクカートリッジ31は、インクを収容して可撓性を有するインクパック46がケース47に収容されている。そして、ケース47には、空気流路48を介して加圧ポンプ49が接続されていると共に、インクパック46には、インク流路32の上流端が接続されている。そのため、加圧ポンプ49が空気流路48を介してケース47内に空気を供給すると、インクパック46が押し潰されてインクパック46内のインクがインク流路32へ供給されるようになっている。
In addition, as shown in FIG. 2, the
そして、インク流路32において、第2の位置としての調圧位置PTには、下流側の減圧に伴って上流側から下流側へのインクの通過を許容し、インク流路32内の圧力を調整する一方向弁51が設けられている。すなわち、一方向弁51は、インクカートリッジ31から加圧供給されたインクを一次貯留する貯留室52と、貯留室52よりも下流側に位置する圧力室53とを有している。そして、貯留室52と圧力室53は、隔壁部54によって隔てられており、ばね55により閉弁方向に付勢されて隔壁部54に当接する弁体56が開弁方向へ移動することにより連通するようになっている。
Then, in the
そのため、ノズル30からインクが噴射されてインクが消費されると、圧力室53内が減圧され、圧力室53と大気との差圧に基づきフィルム57が圧力室53側へ撓み変形する。この撓み力がばね55の付勢力より大きくなると、弁体56が隔壁部54から離間する開弁位置に移動し、加圧された貯留室52内のインクが圧力室53側へ流入する。そして、圧力室53へインクが流入してその室圧が高まると、ばね55の付勢力が打ち勝って弁体56が再び隔壁部54と当接する閉弁位置に移動する。
Therefore, when ink is ejected from the
このように、一方向弁51は、弁体56よりも下流側の減圧によって開弁するのに対し、上流側が加圧された場合には、弁体56が閉じる方向に力を受けるため、開弁せずに閉弁状態を維持する。また、下流側が加圧された場合も同様に、フィルム57が圧力室53の容積を増大させる方向へ撓み変形するため、弁体56は、フィルム57から開弁方向への力を受けずに閉弁状態を維持する。さらに、上流側のインクは、加圧ポンプ49によって加圧されているため、弁体56よりも上流側が減圧されることはない。すなわち、一方向弁51は、下流側が減圧されたときにだけ開く弁である。
As described above, the one-
なお、圧力室53の一部は、可撓性材料(例えば合成樹脂やゴム等)よりなるフィルム57により構成されており、例えばフィルム57とともに変位可能な図示しない片持ちの金属片(例えば櫛歯状金属片の一片)を弁体56の当接箇所に配置している。
A part of the
また、調圧位置PTよりも下流側となる第1の位置としての変圧位置PHには、インク流路32内の圧力を変化させてインクを吸引及び吐出可能なポンプとしてのメンテナンスポンプ61が接続されている。
Also, a
このメンテナンスポンプ61は、記録ヘッド26内のインクを加圧可能なポンプである。すなわち、メンテナンスポンプ61とは別に加圧ポンプ49を設けているが、加圧ポンプ49による加圧は一方向弁51によりせき止められ、記録ヘッド26へ加圧力を伝達することはできない。そこで、記録ヘッド26のメンテナンスを行うためには、加圧ポンプ49とは別に記録ヘッド26内のインクを加圧可能なメンテナンスポンプ61が必要となる。
The
図4に示すように、メンテナンスポンプ61は、可撓性を有するチューブ62と、チューブ62を支持する枠体63と、チューブ62を押圧可能な押圧機構64とを有している。なお、チューブ62の基端部62aは、インク流路32に接続されているのに対し、チューブ62の先端部62bは閉塞されている。
As shown in FIG. 4, the
そして、枠体63は、チューブ62の基端部62aと先端部62b及び中間部62cをそれぞれ支持する基端支持部63aと先端支持部63b及び中間支持部63cを有している。枠体63における基端支持部63aと先端支持部63bは、チューブ62の基端部62aと先端部62bを挿通状態で支持するように筒状に形成されている。枠体63における中間支持部63cは、基端支持部63aと先端支持部63bとを連結する板状体であって、チューブ62の中間部62cを円弧状に湾曲させた状態で外周側から支持するように断面円弧状に曲げ形成されている。
The
また、枠体63の中間支持部63cにより円弧状に湾曲した状態で支持されたチューブ62の中間部62cの内側(内周側)位置には押圧機構64が配置されている。この押圧機構64は、駆動軸65を中心に回転可能な回転板66と、回転板66の径方向外側に突出する舌片部66aの先端部に回転可能に設けられた押圧ローラー67とを備えている。なお、押圧ローラー67は、チューブ62の中間部62cを内周側から枠体63の中間支持部63c側に向かって押圧することにより、中間支持部63cと協働してチューブ62を押し潰すように挟持可能に配置されている。
A
そのため、チューブ62(具体的には中間部62c)内は、押圧ローラー67及び枠体63の中間支持部63cによって押し潰された押圧点62dを境として、基端部62a側となる液体室としてのインク室69と、先端部62b側となる気体室70とに区画されている。すなわち、インク室69は、インク流路32と連通してインクが充填されている。一方、気体室70内には、気体(例えば空気)が収容されている。
Therefore, the inside of the tube 62 (specifically, the
そして、押圧モーター68(図2参照)の駆動に伴って駆動軸65が回転すると、押圧ローラー67は、回転板66と共に図4において白抜き矢印で示す方向(時計回り方向)に回転するようになっている。すなわち、押圧ローラー67が、チューブ62を押し潰した状態で回転移動すると、インク室69の容積が増大すると共に、気体室70の容積が減少する方向へ押圧点62dが移動する。したがって、押圧ローラー67は、インク室69と気体室70の容積を変更する容積変更手段として機能している。
When the
具体的には、図4に示すように、待機位置P1に位置する押圧ローラー67が、図5に示す吸引終了位置P2まで回転移動する際には、インク室69の容積が増大してインク流路32内からインクが吸引される。一方、気体室70の容積は減少し、収容された気体が圧縮される。
Specifically, as shown in FIG. 4, when the
そのため、吸引終了位置P2から押圧ローラー67がさらに回転移動して非挟持領域Aに位置すると、チューブ62の挟持状態が解除されて気体室70内に収容されて圧縮された気体の圧力がインク室69内のインクに作用する。そのため、インクは、気体に押されるように基端部62a側へ移動してインク流路32内に吐出される。すなわち、非挟持領域Aは、押圧ローラー67がチューブ62を介して中間支持部63cと非対向となる位置である。
Therefore, when the
なお、押圧ローラー67がさらに回転移動してチューブ62を中間支持部63cと共に挟持可能な挟持領域Bまで移動すると、図6に示すように、押圧ローラー67は、チューブ62を中間支持部63cに押し付けて挟持する。すなわち、挟持領域Bは、押圧ローラー67がチューブ62を介して中間支持部63cと対向する位置であって、チューブ62を中間支持部63c側に押し付けて挟持可能な位置である。そして、押圧ローラー67が図6に示す吸引開始位置P3からさらに回転移動することにより、インク流路32内のインクをインク室69内へ吸引する。
When the
したがって、メンテナンスポンプ61は、押圧モーター68が駆動軸65を回転駆動させることにより、吐出駆動及び吸引駆動するようになっている。なお、本実施形態では、吸引開始位置P3から待機位置P1の間となるチューブ62の容積が、フィルム57の変位に伴う圧力室53の容積変化量以上となるようにチューブ62の太さ及び長さが設定されている。
Accordingly, the
さらに、図2に示すように、プリンター11には、プリンター11の稼働状態を統括制御する制御手段としての制御部72が設けられている。そして、制御部72は、各記録ヘッド26〜29に設けられた圧電素子40、加圧ポンプ49、押圧モーター68を駆動制御して印刷及びクリーニング処理を行うようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, the
そこで次に、以上のように構成されたプリンター11における作用について、以下説明する。
さて、プリンター11において印刷が開始されると、制御部72は、印刷データに基づいて各々のノズル30毎にインクの噴射タイミングを作成すると共に、該噴射タイミングに基づいて圧電素子40を駆動する。すると、振動板39がキャビティ37の容積を減少させる方向に変位してノズル30からインクを噴射する。すなわち、各ノズル30から噴射されたインクが搬送ベルト22に支持されて搬送される用紙12に付着することにより、用紙12に印刷が施される。
Next, the operation of the
When printing is started in the
そして、ノズル30からインクが噴射されてインクが消費されると、インクの減少に伴う減圧がリザーバ36及びインク流路32を介して一方向弁51に伝達される。すると、弁体56がばね55の付勢力に抗して開弁位置に移動し、貯留室52内のインクが圧力室53側へ流入する。そして、圧力室53へインクが流入してその室圧が高まると、ばね55の付勢力が打ち勝って弁体56が再び閉弁位置に移動する。
When ink is ejected from the
したがって、一方向弁51は、下流側の減圧に応じて上流側から下流側へインクの通過を許容するようになっているため、消費された分のインクがインクカートリッジ側から供給される。したがって、印刷に伴ってノズルからインクを噴射しても、図3に示すようにメニスカスMの位置はノズル開口44付近に位置している。
Accordingly, the one-
ところで、印刷が実行されずにノズルからインクが噴射されない期間が長くなると、ノズル開口44からインクが蒸発してインクが増粘したり、メニスカスMの位置が上昇したりしてしまうことがある。なお、メニスカスMの位置の上昇は、インクの蒸発だけでなくプリンター11が衝撃を受けた場合や、用紙12の端がノズル開口44に接触した場合など他の場面でも生じることがある。
By the way, if the period during which printing is not executed and ink is not ejected from the nozzles becomes long, the ink may evaporate from the
そこで、制御部72は、例えばユーザーからクリーニング処理の実行指令を図示しない操作部から受信した場合や、前回のクリーニング処理から所定時間が経ったと判断した場合には、クリーニング処理を実行する。なお、非クリーニング処理時となる印刷時や待機時には、メンテナンスポンプ61の押圧ローラー67は挟持領域Bにおける待機位置P1に位置するものとする。
Therefore, the
さて、制御部72は、押圧モーター68を駆動させることにより、駆動軸65を中心に押圧ローラー67を1回転させる。すなわち、待機位置P1に位置する押圧ローラー67は、吸引終了位置P2側へ移動すると共に、非挟持領域A及び吸引開始位置P3を通過して待機位置P1へ戻るようになっている。
Now, the
具体的には、待機位置P1から吸引終了位置P2まで移動する間には、インク室69の容積が増大するため、メンテナンスポンプ61は吸引駆動し、インク流路32からインクを吸引する(第1の吸引段階)。
Specifically, since the volume of the
なお、メンテナンスポンプ61が吸引駆動されると、インク流路32において変圧位置PHよりも下流側では、ノズル30側からインクが吸引される。そのため、ノズル開口44付近に位置したメニスカスMは、図7に示すように位置が上昇すると共に、元々メニスカスMの位置が上昇していたノズル30では、さらに位置が上昇する。また、メンテナンスポンプ61の吸引駆動に伴う負圧は、変圧位置PHよりも上流側にも作用する。そのため、フィルム57が圧力室53の容積が減少する方向に変位して一方向弁51を開弁させ、インクカートリッジ31側からもインクが供給される。
When the
さて、押圧ローラー67が吸引終了位置P2からさらに回転移動して非挟持領域Aへ移動すると、メンテナンスポンプ61は吐出駆動する。すなわち、気体室70内の気体の圧力がインク室69内のインクに作用し、インク室69内のインクがインク流路32内へ吐出される(吐出段階)。
When the
ところで、インク流路32において変圧位置PHよりも上流側に設けられた一方向弁51は、下流側から減圧された際に開弁するのに対し、下流側から加圧された際には閉弁状態を維持する。そのため、メンテナンスポンプ61からインクが吐出されると、一方向弁51は閉弁しているため調圧位置PTよりも下流側となるノズル30側へ供給される。なお、メンテナンスポンプ61が吐出駆動に伴って吐出するインクは、押圧ローラー67が待機位置P1に位置する場合にインク室69内に充填されたインクと、第1の吸引駆動段階において吸引されたインクの合計である。さらに、吸引駆動時にインクカートリッジ31側からもインクを吸引するため、吐出駆動時にノズル30側へ供給されるインク量は、第1の吸引段階においてノズル30側から吸引したインク量よりも多い。
Meanwhile, the one-
したがって、メンテナンスポンプ61が吐出駆動すると、ノズル開口44付近で増粘したインクや気泡が混入したインクが、メンテナンスポンプ61側から供給されたインクと共に排出されて記録ヘッド26のクリーニングが行われる。ところで、クリーニングに伴ってノズル30からインクが排出されると、ノズル開口44付近のノズル形成面26aにインクが付着していることがある(図8参照)。
Therefore, when the
さらに、メンテナンスポンプ61の吐出駆動時には、メンテナンスポンプ61の吐出圧が圧力室53に作用し、フィルム57が大気圧側に撓み変形して圧力室53の容積を増大させる。そのため、容積が増大して加圧力を蓄圧した圧力室53ではインクに負圧を付与することができず、さらには蓄圧された加圧力がノズル30側へ伝達されてノズル30からのインクの排出が継続されてしまう虞もある。
Further, when the
しかし、押圧ローラー67は、非挟持領域Aを通過すると共に、吸引終了位置P2よりも基端部62a側となる吸引開始位置P3へ回転移動してチューブ62を押し潰す。さらに、制御部72は、押圧ローラー67が待機位置P1に位置するタイミングで押圧モーター68の駆動を停止させる。すなわち、押圧ローラー67が吸引開始位置P3から待機位置P1まで移動する間は、インク室69の容積が増大するため、メンテナンスポンプ61は吸引駆動し、インク流路32からインクを吸引する(第2の吸引段階)。
However, the pressing
すると、変圧位置PHよりも下流側では、ノズル30側からインクが吸引されるため、ノズル開口44付近に付着したインクがノズル30内へ吸引される。また、変圧位置PHよりも上流側では、圧力室53内のインクが吸引されるため、フィルム57が貯留室52側に撓み変形して加圧状態が解消される。ところで、本実施形態では、吸引開始位置P3から待機位置P1の間となるチューブ62の容積は、フィルム57の変位に伴う圧力室53の容積変化量以上に設定されている。そのため、メンテナンスポンプ61の吸引駆動に伴って圧力室53の容積変化量よりも多いインクが吸引された場合には、一方向弁51が開弁してインクカートリッジ31側からインクが供給される。したがって、図9に示すように、メニスカスMはノズル開口44付近に位置する。
Then, since the ink is sucked from the
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)メンテナンスポンプ61を吐出駆動することにより、インク流路32を介してノズル30側へインクを供給し、ノズル30からインクを排出させるクリーニング処理を行うことができる。このとき、メンテナンスポンプ61は変圧位置PHにおいてインク流路32内へインクを吐出するため、調圧位置PTに設けられた一方向弁51の圧力室53にも吐出圧が作用する。すると、一方向弁51は、閉弁状態を維持したまま圧力室53が膨張して加圧力を蓄圧する。しかし、メンテナンスポンプ61は、吐出駆動した後に吸引駆動するため、インク流路32内のインクを吸引して圧力室53を収縮させることにより、ノズル30側への加圧力の伝達を抑制することができる。したがって、クリーニング終了後におけるインクの消費を抑制してクリーニングを行うことができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By performing a discharge drive of the
(2)インクの粘度が上昇した場合や、インク内に気泡が混入した場合には、インクの流動性が低下する。その点、気体室70内の気体を圧縮すると共に圧縮された気体の圧力をインク室69内のインクに対して付与することにより、インクを勢いよくインク流路32内へ吐出することができる。すなわち、インク流路32に弁などのメンテナンスポンプ61の加圧力を蓄圧する構成を設ける必要がないため、部品点数の増加を抑制してインクの流速を速めることができる。
(2) When the viscosity of the ink is increased or when bubbles are mixed in the ink, the fluidity of the ink is lowered. In that respect, by compressing the gas in the
(3)メンテナンスポンプ61の吐出駆動に伴って膨張した圧力室53を、メンテナンスポンプ61の吸引駆動によって最小容積となるように収縮させることができるため、ノズル30側への加圧力の伝達を抑制することができる。また、メンテナンスポンプ61が圧力室53の変化量以上のインクを吸引した場合には、圧力室53内が減圧されるため、一方向弁51が開弁して上流側から圧力室53内へインクが供給される。そのため、クリーニング後のインクの消費を抑制すると共に、インク流路32における一方向弁51よりも下流側の圧力を調整することができる。
(3) Since the
(4)前回のクリーニング時において、押圧ローラー67が吸引開始位置P3から待機位置P1まで移動して吸引したインクをクリーニングに利用することができる。すなわち、クリーニングを行う場合には、クリーニングに必要な量のインクを全て吸引する必要がないため、速やかにクリーニングを行うことができる。
(4) At the time of the previous cleaning, the ink sucked by the pressing
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、非クリーニング時に押圧ローラー67を吸引終了位置P2に位置させ、クリーニング時には吸引終了位置P2から駆動軸65を中心に押圧ローラー67を1回転させてもよい。すなわち、メンテナンスポンプ61は、インク室69の容積が増大した状態であると共に、気体室70の容積が縮小して気体が圧縮された状態で待機させるようにしてもよい。この場合には、制御部72が押圧モーター68を駆動させると、押圧ローラー67が非挟持領域Aに移動してメンテナンスポンプ61が吐出駆動する。続いて押圧ローラー67は、挟持領域Bをチューブ62を押し潰した状態のまま移動するため、インク室69の容積が徐々に増大してインク流路32からインクが吸引される。すなわち、メンテナンスポンプ61を、吐出駆動後に吸引駆動させることにより、インク流路32内に残存する加圧力を回収することができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the pressing
・上記実施形態において、メンテナンスポンプ61では、吸引開始位置P3から吸引終了位置P2の間となるチューブ62の容積を、圧力室53のフィルム57の変位に伴う容積変化量以上となるように設定してもよい。また、メンテナンスポンプ61を停止する前の段階の吐出駆動時には、圧力室53内に蓄圧された加圧力を回収可能な程度にインクを吸引するのが好ましい。
In the above embodiment, in the
・上記実施形態において、メンテナンスポンプ61は、ピストンポンプや、ダイアフラムを変位させてインク室の容積を変更するダイアフラムポンプとしてもよい。そして、ピストンやダイアフラムの移動に伴ってインク室と気体室との容積を変更するようにしてもよい。また、メンテナンスポンプ61は、インク収容室を有するギヤポンプやベーンポンプとし、吸引駆動する場合にはインク流路32からインク収容室へインクを移動させ、吐出駆動する場合にはインク収容室からインク流路32へインクを移動させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、メンテナンスポンプ61は、押圧ローラー67と中間支持部63cとによってチューブ62の挟持状態を維持したまま押圧ローラー67を往復移動させることにより、吸引駆動及び吐出駆動を行うようにしてもよい。すなわち、制御部72は、押圧ローラー67を挟持領域Bにおいて往復移動させるように押圧モーター68を制御する。すると、メンテナンスポンプ61は、押圧ローラー67が吸引開始位置P3から吸引終了位置P2まで図4において時計回り方向に移動する場合には、吸引駆動するのに対し、吸引終了位置P2から吸引開始位置P3まで反時計回り方向に移動する場合には、吐出駆動する。なお、挟持領域Bにおいて押圧ローラー67を往復移動させる場合には、チューブ62の先端部62bが開放されて気体室70を有さない構成としてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、枠体63は、チューブ62を直線状に支持してもよく、チューブ62を押し潰した状態で押圧点62dを変更可能であれば挟持手段を任意に変更することができる。すなわち、例えば1対の押圧ローラーによってチューブ62を挟持するようにしてもよい。
-In above-mentioned embodiment, the
・上記実施形態において、押圧ローラー67を駆動軸65を中心として複数回転させてクリーニング処理を行うようにしてもよい。すなわち、例えばインクの増粘度合や、メニスカスMの位置の上昇度合が高い場合には、メンテナンスポンプ61の1回の吐出駆動では回復しない虞がある。その点、吐出駆動を複数回実行することによりノズル30の状態を回復させることができる。そして、メンテナンスポンプ61を複数回駆動させる場合であっても、吐出駆動の合間に吸引駆動を行うことにより、吸引駆動時においてノズル30からのインクの溢れ出しを抑制することができる。また、押圧ローラー67を待機位置P1で停止させることにより、メンテナンスポンプ61を吸引駆動させた後に停止させることができるため、クリーニング終了後においてもノズル30からのインクの溢れ出しを抑制することができる。
In the above embodiment, the cleaning process may be performed by rotating the pressing roller 67 a plurality of times around the
・上記実施形態において、メンテナンスポンプ61をリザーバ36に接続し、リザーバ36内のインクを吸引及び吐出するようにしてもよい。すなわち、メンテナンスポンプ61を接続する変圧位置PHは、調圧位置PTと分岐位置PBとの間において任意に設定することができる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンター11に具体化したが、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を採用してもよい。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ばよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、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、分散又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及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又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よい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the liquid ejecting apparatus is embodied in the
11…プリンター(液体噴射装置)、12…用紙(ターゲット)、30…ノズル、31…インクカートリッジ(液体供給源)、32…インク流路(液体供給流路)、35…分岐流路(液体供給流路)、36…リザーバ(液体供給流路)51…一方向弁、53…圧力室、61…メンテナンスポンプ(ポンプ)、67…押圧ローラー(容積変更手段)、69…インク室(液体室)、70…気体室、72…制御部(制御手段)、PH…変圧位置(第1の位置)、PT…調圧位置(第2の位置)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
液体供給源側となる上流側から前記ノズル側となる下流側へ向けて前記液体を供給する液体供給流路と、
該液体供給流路における第1の位置から該液体供給流路内の前記液体を吸引可能であると共に前記第1の位置から前記液体供給流路内に前記液体を吐出可能なポンプと、
前記液体供給流路における前記第1の位置よりも上流側となる第2の位置に設けられ、下流側の圧力変化に応じて容積が変化する圧力室が下流側の減圧に応じて収縮した場合に開弁して上流側から下流側への前記液体の通過を許容する一方向弁と、
前記ポンプの駆動を制御してクリーニング処理を行う制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記ポンプを吐出駆動することにより該ポンプに前記液体供給流路における前記第1の位置から前記液体供給流路内へ前記液体を吐出させた後、前記ポンプを吸引駆動することにより該ポンプに前記液体供給流路における前記第1の位置から前記液体を吸引させることを特徴とする液体噴射装置。 A nozzle for ejecting liquid;
A liquid supply flow path for supplying the liquid from an upstream side which is a liquid supply source side toward a downstream side which is the nozzle side;
A pump capable of sucking the liquid in the liquid supply channel from a first position in the liquid supply channel and capable of discharging the liquid from the first position into the liquid supply channel;
When a pressure chamber provided at a second position upstream of the first position in the liquid supply channel and whose volume changes in response to a pressure change on the downstream side contracts in response to a pressure reduction on the downstream side. A one-way valve that opens to allow the liquid to pass from the upstream side to the downstream side;
Control means for controlling the driving of the pump to perform a cleaning process,
The control means causes the pump to discharge-drive the pump after discharging the liquid from the first position in the liquid supply channel into the liquid supply channel by driving the pump to discharge. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid is sucked from the first position in the liquid supply flow path by the pump.
気体を収容する容積可変の気体室と、
前記液体室と前記気体室の容積を変更する容積変更手段と
を有し、
前記制御手段は、前記容積変更手段を制御することにより、前記気体室の容積を減少させて圧縮した前記気体の圧力を、前記液体室内の前記液体に対して作用させることにより前記ポンプを吐出駆動させることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。 The pump has a variable volume liquid chamber communicating with the liquid supply flow path,
A variable volume gas chamber for containing gas;
A volume changing means for changing the volume of the liquid chamber and the gas chamber;
The control means controls the volume changing means to drive the discharge of the pump by causing the pressure of the gas compressed by reducing the volume of the gas chamber to act on the liquid in the liquid chamber. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein:
液体供給源側となる上流側から前記ノズル側となる下流側へ前記液体を供給する液体供給流路と、
該液体供給流路における第1の位置から該液体供給流路内の前記液体を吸引可能であると共に前記第1の位置から前記液体供給流路内に前記液体を吐出可能なポンプと、
前記液体供給流路における前記第1の位置よりも上流側となる第2の位置に設けられ、下流側の圧力変化に応じて容積が変化する圧力室が下流側の減圧に応じて収縮した場合に開弁して上流側から下流側への前記液体の通過を許容する一方向弁と
を備える液体噴射装置におけるクリーニング方法において、
前記ポンプを吸引駆動して前記液体供給流路における前記第1の位置から前記液体供給流路内の前記液体を吸引する第1の吸引段階と、
前記ポンプを吐出駆動して前記液体供給流路における前記第1の位置から前記液体供給流路内へ前記第1の吸引段階において吸引した前記液体を吐出する吐出段階と、
該吐出段階において前記液体を吐出した後に前記ポンプを吸引駆動して前記液体供給流路内の前記液体を吸引する第2の吸引段階と
を備えることを特徴とする液体噴射装置におけるクリーニング方法。 A nozzle for ejecting liquid;
A liquid supply channel for supplying the liquid from an upstream side which is a liquid supply source side to a downstream side which is the nozzle side;
A pump capable of sucking the liquid in the liquid supply channel from a first position in the liquid supply channel and capable of discharging the liquid from the first position into the liquid supply channel;
When a pressure chamber provided at a second position upstream of the first position in the liquid supply channel and whose volume changes in response to a pressure change on the downstream side contracts in response to a pressure reduction on the downstream side. And a one-way valve that allows the liquid to pass from the upstream side to the downstream side in a cleaning method in a liquid ejecting apparatus,
A first suction stage for sucking the liquid in the liquid supply channel from the first position in the liquid supply channel by suction driving the pump;
A discharge stage that discharges the liquid sucked in the first suction stage from the first position in the liquid supply flow path into the liquid supply flow path by discharging the pump;
A cleaning method for a liquid ejecting apparatus, comprising: a second suction stage for sucking the liquid in the liquid supply channel by sucking and driving the pump after discharging the liquid in the discharge stage.
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