JP2011183765A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル面42と、ノズル面に開口する複数のノズル40と、ノズルに液体(インク)を供給する液体室(個別インク室43)と、ノズルにノズルの開口41を介して液体室からの液体を吐出させる吐出動作を行わせるアクチュエーター(圧電素子46)と、ノズルの開口を封止するキャップ部材60と、キャップ部材に接続されてキャップ部材で封止されたノズルの開口から液体を吸引する吸引手段(吸引ポンプ61)と、ノズルの吐出動作の良否を判定し、キャップ部材で封止されたノズルの開口から吸引手段を駆動して液体を吸引する際に、吐出動作良のノズル(正常ノズル40B)から液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を吐出動作不良(不良ノズル40A)のノズルの流路抵抗よりも大きく設定する制御手段とを備えた。
【選択図】図4
Description
プリンターでは、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留部からインクがヘッド内のインク室に供給され、ヘッドに設けられた圧電素子等のアクチュエーターを駆動してインク室内のインクの圧力を高めることにより、インク室のインクがインク室と連通したノズルの開口を介して吐出(噴射)される。
このようなプリンターでは、電源断時や非吐出時間が所定時間経過すると、ノズル内のインクの溶媒がノズルの開口を介して蒸発することにより、ノズル内のインクの粘度が上昇し、増粘したインクがノズル内に詰まって、吐出不良を生じる可能性がある。
そこで、プリンターでは、ノズルからインクを吐出させるフラッシング動作、強制的にノズルからインクを吸引する吸引クリーニング動作、ノズルの開口が設けられるノズル面に付着したインクを除去する払拭クリーニング動作等のクリーニング処理を行うようにしている。また、ノズルからインクを吐出させる動作を行っていない時(電源断時や非吐出時)には、ノズル面をキャッピング手段のキャップ部材で覆ってノズル内のインクの溶媒の蒸発を抑制するようにしている。
吸引クリーニング動作の際には、ノズル面に開口するノズルの開口を取り囲むようにキャップ部材の壁状の封止部をノズル面と接触させてノズル面とキャップ部材とで区画された内側空間を密閉状態としてから、当該内側空間を吸引ポンプで吸引して当該内側空間に負圧を発生させることにより、強制的に全部のノズルからインクを吸引する。
しかしながら、強制的に全部のノズルからインクを吸引していたので、インクの消費量が多くなってしまうという問題点があった。
そこで、ノズル列毎に吸引クリーニングを行う方法(特許文献1など参照)等が知られている。
また、ノズル列毎に吸引クリーニングを行う場合、ノズル列毎に封止する構造のキャップ部材が必要となるとともに、キャップ部材と吸引ポンプとを連通させる複数の吸引路が必要となり、しかも、複数の吸引路毎に吸引路を開閉する開閉弁が必要となるので、構成部品の変更及び追加が必要となってしまうという問題点もあった。
前記制御手段は、前記吐出動作良のノズルの前記アクチュエーターに前記液体を前記液体室側に引込ませる信号を出力することにより、前記吐出動作良のノズルから液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を前記吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定するので、前記アクチュエーターを制御することで、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングの際のインクの消費量を低減できるようになる。
図1に基づいて、実施形態1のプリンターの全体構成を説明する。プリンター1は、印刷手段2と、被記録媒体給排手段3と、クリーニング手段4と、制御手段5とを備える。
尚、本明細書において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の方向は、図1の状態にプリンター1を置いて矢印Aで示す前側から見た場合に特定される方向である。
振動板38の他方の面において個別インク室43に対応する部位には、圧電素子46の一端と接合されるアイランド部47が形成されている。
そして、個別インク室43を区画する振動板38が、圧電素子46の駆動に応じて弾性変形する。
振動板38の他方の面とヘッドケース31とが連結板48を介して互いに接合され、振動板38と内部流路34の終端との間には、共通インク室44内の圧力変化を小さくするためのコンプライアンス部49が形成されている。
そして、圧電素子46に駆動信号が印加されると、圧電素子46が伸縮し、振動板38がノズル基板36に接近する方向及びノズル基板36から離れる方向に変形する。これにより、個別インク室43の容積が変化し、インク室43内のインクの圧力が変動する。このインクの圧力の変動によって、インクがノズル40の開口41から吐出される。
キャッピング手段59は、キャップ部材60と、キャップ部材60を移動させるキャップ部材駆動機構(不図示)とにより構成される。
図4に示すように、キャップ部材60は、例えば、略直方体で上部が開口した有底筐体形状に形成される。キャップ部材60は、少なくともノズル面42と接触する有底筐体部63の開口縁部64がノズル面42に対して密着性に優れた材料、例えば、シリコンゴムなどの絶縁体により形成される。
キャップ部材60の底面70には、吸引用の貫通孔71と大気開放用の貫通孔(不図示)とが設けられる。
吸引用の貫通孔71と吸引ポンプ61の吸引側とがチューブのような吸引管72により連通可能に接続される。よって、キャッピング手段59と、吸引ポンプ61と、これらを駆動制御する制御手段5とにより、吸引クリーニング手段が構成される。
また、大気開放路(不図示)が大気開放用の貫通孔と連通可能に接続され、大気開放路には大気開放路を開閉する大気開放弁(不図示)を備える。
キャップ部材60の開口縁部64がノズル面42のすべてのノズル40,40…の開口41,41…を取り囲むようにノズル面42に接触することにより、キャップ部材60の内面とノズル面42とで囲まれて全ノズル40,40…を外部と遮断する密閉空間が形成されて、全てのノズル40,40…が封止される。そして、大気開放弁を閉じた状態で吸引ポンプ61を駆動すると密閉空間内が負圧となってノズル40内のインクが強制的に吸引される。このように、定期的にノズル40内のインクを強制的に吸引することにより、ノズル詰まり等によるノズル40の吐出不良を解消させる吸引クリーニングが行われる。なお、吸引ポンプ61で吸引されたインクは、吸引ポンプ61の吐出側に接続された排出管73を介して廃液タンク(不図示)内に排出され、廃液タンク内に設置された廃液吸収材(不図示)によって吸収される。
キャッピング手段59によるノズル40の封止を解除するときには吸引ポンプ61を停止して大気開放弁を開いた後に、キャップ部材駆動機構を駆動して、キャップ部材60をノズル面42から離れるように移動させる。
ノズル面払拭手段62は、例えばゴム板等の弾性部材や繊維部材により形成された払拭体66(図1参照)と、払拭体66が固定された基台(不図示)と、払拭体66を移動させる払拭体駆動機構(不図示)とを備える。
図1,5に示すように、制御手段5と駆動信号生成回路81とがメイン基板82上に形成され、メイン基板82は例えば装置筐体14に取付けられている。
駆動信号生成回路81は、例えば、クロック信号に基づいて駆動信号としてのアナログ電圧波形を生成するD/Aコンバーターにより構成される。
メイン基板82上の制御手段5と駆動信号生成回路81とがメイン基板82上の形成された信号線(不図示)により接続され、ヘッド11に設けられた圧電素子制御基板(不図示)と駆動信号生成回路81とが信号線24を介して接続される。そして、制御手段5は、ホストコンピューター100から送られてくる印刷データに基づいてキャリッジ6、ヘッド11の圧電素子46、被記録媒体給排手段3等を制御し、被記録媒体Sに印刷を行う。
即ち、圧電素子制御手段86は、吸引クリーニングの際に、不良ノズル40Aの圧電素子46に、例えば、通常の非印刷時においてノズル40のメニスカスを維持させるのに必要な信号を不良ノズル用信号81Aとして印加するとともに、正常ノズル40Bの圧電素子46に、正常ノズル40B内のインクを個別インク室43側に引き込むような動作をさせる正常ノズル用信号81Bを圧電素子46に印加する。また、制御手段は、キャップ部材60を駆動することによりキャップ部材60で全てのノズル40が封止された後、吸引ポンプ61を駆動して吸引クリーニングを行う。
このような正常ノズル用信号81Bが正常ノズル40Bの圧電素子46に印加された場合、正常ノズル40B内のインクは、個別インク室43側に引き込まれるように動くので、吸引ポンプ61で正常ノズル40Bを吸引する場合の正常ノズル40Bの流路抵抗が大となるため、正常ノズル40Bからのインク吸引量を少なくできる。
尚、理想的には、不良ノズル40A内のインクのみを吸引できるように、吸引ポンプ61による吸引力と正常ノズル40B内のインクを個別インク室43側に引き込む力とを釣り合わせることで、吸引クリーニング時において正常ノズル40Bから吸引するインク量(インク消費量)を0にできる。
また、従来のように、キャップ部材の構成を変更したり、キャップ部材と吸引ポンプとの吸引路を追加したり、複数の吸引路毎に開閉弁を追加する必要がないので、構成部品を変更及び追加することなく吸引クリーニングにおけるインクの消費量を低減できるようになる。
吸引クリーニングにおいて、不良ノズル40Aの圧電素子46に、例えば、図6に示す通常の印刷動作時に印加されるような駆動電圧波形信号を不良ノズル用信号81Aとして印加してもよい。
このような不良ノズル用信号81Aが不良ノズル40Aの圧電素子46に印加された場合、まず、圧電素子46に中間電位81aが与えられて圧電素子46が収縮した待機状態となり、そして、圧電素子46に充電されて圧電素子46が更に収縮すると個別インク室43の圧力が下がり、共通インク室44のインクが各インク供給通路45を経由して個別インク室43内に供給される。そして、圧電素子46に充電された電圧が放電されて圧電素子46が伸張すると個別インク室43内の圧力が上がり、個別インク室43のインクがノズル40を介して吐出され、放電後に圧電素子46に中間電位81aが与えられて圧電素子46が収縮した待機状態となる。このような中間電位81a、充電、放電、中間電位81aを付与する不良ノズル用信号81Aを圧電素子46に繰り返し印加することによって、不良ノズル40Aがインクの吐出動作を行う。
吸引クリーニング時において、正常ノズル40Bの圧電素子46に、例えば、通常の非印刷時においてノズル40のメニスカスを維持させるのに必要な信号を正常ノズル用信号81Bとして印加するとともに、不良ノズル40Aの圧電素子46に、例えば、図6に示す通常の印刷動作時に印加されるような駆動電圧波形信号を不良ノズル用信号81Aとして印加し、かつ、実施形態1;2と比べて吸引ポンプ61の吸引量を減らして駆動する制御手段5を備えることにより、不良ノズル40Aの吐出不良を解消させることができるとともに、正常ノズル40Bから吸引するインクの量を低減できるように構成されたプリンター1としてもよい。
40B 正常ノズル、41 ノズルの開口、42 ノズル面、
43 個別インク室(液体室)、46 圧電素子(アクチュエーター)、
61 吸引ポンプ(吸引手段)。
Claims (2)
- ノズル面と、
前記ノズル面に開口する複数のノズルと、
前記ノズルに液体を供給する液体室と、
前記ノズルに前記ノズルの開口を介して前記液体室からの液体を吐出させる吐出動作を行わせるアクチュエーターと、
前記ノズルの開口を封止するキャップ部材と、
前記キャップ部材に接続されて前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から前記液体を吸引する吸引手段と、
前記ノズルの吐出動作の良否を判定し、前記キャップ部材で封止された前記ノズルの開口から前記吸引手段を駆動して前記液体を吸引する際に、吐出動作良のノズルから前記液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定する制御手段と、
を備えた液体噴射装置。 - 前記制御手段は、前記吐出動作良のノズルの前記アクチュエーターに前記液体を前記液体室側に引込ませる信号を出力することにより、前記吐出動作良のノズルから前記液体を吸引する際のノズルの流路抵抗を前記吐出動作不良のノズルの流路抵抗よりも大きく設定することを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
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