JP2012051277A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus provided with a recording head for discharging droplets.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. As an apparatus, an ink jet recording apparatus or the like is known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected onto a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). And a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head There are line type image forming apparatuses using
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を3次元的に造形して形成された像も含まれる。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. In addition, the “image” is not limited to a planar one, but includes an image given to a three-dimensionally formed image, and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
このような画像形成装置において、記録ヘッドにインクタンクからインクを初めて供給する初期充填を行うときに、記録ヘッド内部や供給路内の気泡を確実に排出する必要がある。特に、記録ヘッド内部に気泡が残っていると吐出口(ノズル)から正常な滴吐出を行えず、画像に白スジが発生するなど画像不良を生じることになる。 In such an image forming apparatus, it is necessary to surely discharge bubbles in the recording head or in the supply path when the initial filling for supplying ink from the ink tank to the recording head for the first time is performed. In particular, if bubbles remain in the recording head, normal droplet discharge cannot be performed from the discharge port (nozzle), and image defects such as white streaks appear in the image.
従来、インクカートリッジ(インクタンク)と記録ヘッド間のインク流路内部を負圧に形成した後、大気圧に開放して瞬間的なインクの流れを作って気泡を排出させることが知られている。この負圧形成と大気開放の繰り返しの方法としては、インク流路途中にバルブ(電磁弁など)を設けて、吸引ポンプによるインク流路内の負圧が蓄積された状態を作ってバルブを開弁制御し、このバルブの開弁によって生じる瞬間的なインクの速い流れによって気泡を排出させる方法や、吸引ポンプの吸引動作(駆動)を間欠的に行って瞬間的なインクの速い流れを作り出して気泡を排出させる方法などが知られている(特許文献1)。 Conventionally, it is known that after the inside of an ink flow path between an ink cartridge (ink tank) and a recording head is formed at a negative pressure, the pressure is released to atmospheric pressure to create an instantaneous ink flow to discharge bubbles. . As a method of repeating this negative pressure formation and release to the atmosphere, a valve (electromagnetic valve, etc.) is provided in the middle of the ink flow path to create a state where the negative pressure in the ink flow path by the suction pump is accumulated and the valve is opened. By controlling the valve and discharging bubbles by the instantaneous ink flow generated by opening the valve, or by intermittently performing the suction operation (drive) of the suction pump to create an instantaneous ink flow A method of discharging bubbles is known (Patent Document 1).
また、記録ヘッドの上流側に異物をろ過するフィルタを備える場合、フィルタ室には液体の移動方向にフィルタよりも上流側に位置するヘッドタンクに気泡を誘導する手段を設けたものがある(特許文献2)。 Further, when a filter for filtering foreign matter is provided on the upstream side of the recording head, there is a filter chamber provided with means for inducing bubbles in a head tank located upstream of the filter in the liquid moving direction (patent) Reference 2).
ところで、記録ヘッドの上流側にフィルタを配設する場合、特に高速印字のためにインク流量が増加したときにフィルタ部における圧力損失がインク供給に影響を与えないようにするため、フィルタの面積を大きくする必要が生じている。 By the way, when a filter is disposed on the upstream side of the recording head, in order to prevent the pressure loss in the filter portion from affecting the ink supply particularly when the ink flow rate is increased for high-speed printing, the area of the filter is reduced. There is a need to make it bigger.
ところが、フィルタの面積を大きくすると、初期充填時に、フィルタを通過するときにフィルタの上流側と下流側で液体の流速差が生じて、下流側に気泡が残存するという課題が生じる。 However, when the area of the filter is increased, there is a problem that, during initial filling, a flow rate difference of the liquid occurs between the upstream side and the downstream side of the filter when passing through the filter, and bubbles remain on the downstream side.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、初期充填時の気泡残留を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce residual bubbles during initial filling.
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給される液体をろ過するフィルタが内蔵されたフィルタ室を有するフィルタ部と、
前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材と、
前記キャップ部材に吸引経路を介して接続された負圧発生室と、
前記キャップ部材と前記負圧発生室との間の経路を開閉する開閉手段と、
前記負圧発生室内を負圧状態にする負圧発生用ポンプと、
前記開閉手段を閉じた状態で前記負圧発生用ポンプを作動させ、前記負圧発生室を負圧状態にした後に前記開閉手段を開く制御をして、前記記録ヘッドに対する液体の初期充填を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記フィルタ部の流路内に前記液体が充填されるまでの間は、前記フィルタ部から前記記録ヘッド内に前記液体を充填するときの第2の流速より遅い第1の流速で前記液体を充填させる第1の充填動作を行い、
前記第1の充填動作の終了後、第2の流速で前記記録ヘッドの流路内に前記液体を充填させる第2の充填動作を制御する
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
A recording head for discharging droplets;
A filter unit having a filter chamber in which a filter for filtering the liquid supplied to the recording head is built; and
A cap member for capping the nozzle surface of the recording head;
A negative pressure generating chamber connected to the cap member via a suction path;
Opening and closing means for opening and closing a path between the cap member and the negative pressure generating chamber;
A negative pressure generating pump for bringing the negative pressure generating chamber into a negative pressure state;
Control the initial filling of the recording head with the liquid by operating the negative pressure generating pump with the open / close means closed and controlling the opening / closing means to open after the negative pressure generating chamber is in a negative pressure state. Control means for
The control means includes
Until the liquid is filled in the flow path of the filter unit, the liquid is filled at a first flow rate that is slower than a second flow rate when the liquid is filled from the filter unit into the recording head. A first filling operation is performed,
After the completion of the first filling operation, the second filling operation for filling the liquid into the flow path of the recording head at a second flow rate is controlled.
ここで、前記液体を収容した、装置本体に着脱自在に装着されるメインタンクと、
前記メインタンクから液体供給経路を介して液体の補給を受けると共に、前記記録ヘッドに液体を供給するヘッドタンクと、を有し、
前記ヘッドタンクには大気に開放する大気開放手段が備えられ、
前記負圧発生室を負圧状態にし、前記開閉手段を開く前に前記大気開放手段で前記ヘッドタンク内を大気開放する
構成とできる。
Here, a main tank that contains the liquid and is detachably attached to the apparatus main body,
A head tank that receives liquid supply from the main tank via a liquid supply path and supplies liquid to the recording head;
The head tank is provided with air release means for opening to the atmosphere,
The negative pressure generating chamber is brought into a negative pressure state, and the inside of the head tank is opened to the atmosphere by the atmospheric release means before the opening / closing means is opened.
また、前記初期充填動作を行う前に前記開閉手段を閉じて前記負圧発生室を負圧状態にしておく構成とできる。 In addition, before performing the initial filling operation, the opening / closing means may be closed to place the negative pressure generating chamber in a negative pressure state.
本発明に係る画像形成装置によれば、初期充填時に、フィルタ部の流路内に液体が充填されるまでの間は、フィルタ部から記録ヘッド内に液体を充填するときの第2の流速より遅い第1の流速で液体を充填させる第1の充填動作を行い、第1の充填動作の終了後、第2の流速で記録ヘッドの流路内に液体を充填させる第2の充填動作を制御する構成としたので、初期充填時に、フィルタ下流側に気泡を残すことなく、フィルタ部内を充填することができ、初期充填時の気泡残留が低減して、安定した画像形成を行なうことができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, during the initial filling, until the liquid is filled in the flow path of the filter unit, the second flow rate when the liquid is filled into the recording head from the filter unit. A first filling operation for filling the liquid at a slow first flow rate is performed, and after the first filling operation is finished, a second filling operation for filling the liquid into the flow path of the recording head at the second flow rate is controlled. With this configuration, the inside of the filter portion can be filled without leaving bubbles on the downstream side of the filter at the time of initial filling, and the remaining bubbles at the time of initial filling can be reduced and stable image formation can be performed.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の機構部を説明する側面説明図、図2は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体1の左右の側板21A、21Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド31、32でキャリッジ33を主走査方向に摺動自在に保持し、後述する主走査モータによってタイミングベルトを介してキャリッジ主走査方向に移動走査する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an example of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory side view for explaining a mechanism part of the image forming apparatus, and FIG. 2 is an explanatory plan view of a main part of the apparatus.
This image forming apparatus is a serial type ink jet recording apparatus, and a
このキャリッジ33には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド34a、34b(区別しないときは「記録ヘッド34」という。)を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
The
記録ヘッド34は、それぞれ2つのノズル列を有し、記録ヘッド34aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、記録ヘッド34bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。
Each of the
また、キャリッジ33には、記録ヘッド34のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク35a、35b(区別しないときは「ヘッドタンク35」という。)を搭載している。このヘッドタンク35には、カートリッジ装填部4に着脱自在に装着される各色のメインタンクであるインクカートリッジ10y、10m、10c、10kから、供給ユニット24によって各色の供給チューブ36を介して、各色の記録液が補充供給される。
Further, the
一方、給紙トレイ2の用紙積載部(圧板)41上に積載した用紙42を給紙するための給紙部として、用紙積載部41から用紙42を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)43及び給紙コロ43に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド44を備え、この分離パッド44は給紙コロ43側に付勢されている。
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the
そして、この給紙部から給紙された用紙42を記録ヘッド34の下方側に送り込むために、用紙42を案内するガイド部材45と、カウンタローラ46と、搬送ガイド部材47と、先端加圧コロ49を有する押さえ部材48とを備えるとともに、給送された用紙42を静電吸着して記録ヘッド34に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト51を備えている。
In order to feed the
この搬送ベルト51は、無端状ベルトであり、搬送ローラ52とテンションローラ53との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。また、この搬送ベルト51の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ56を備えている。この帯電ローラ56は、搬送ベルト51の表層に接触し、搬送ベルト51の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト51は、後述する副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ52が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
The
さらに、記録ヘッド34で記録された用紙42を排紙するための排紙部として、搬送ベルト51から用紙42を分離するための分離爪61と、排紙ローラ62及び排紙コロである拍車63とを備え、排紙ローラ62の下方に排紙トレイ3を備えている。
Further, as a paper discharge unit for discharging the
また、装置本体1の背面部には両面ユニット71が着脱自在に装着されている。この両面ユニット71は搬送ベルト51の逆方向回転で戻される用紙42を取り込んで反転させて再度カウンタローラ46と搬送ベルト51との間に給紙する。また、この両面ユニット71の上面は手差しトレイ72としている。
A
さらに、キャリッジ33の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド34のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構81を配置している。この維持回復機構81には、記録ヘッド34の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)82a、82b(区別しないときは「キャップ82」という。)と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材(ワイパブレード)83と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け84と、キャリッジ33をロックするキャリッジロック87などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構81の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク100が装置本体に対して交換可能に装着される。
Further, a maintenance /
また、キャリッジ33の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け88を配置し、この空吐出受け88には記録ヘッド34のノズル列方向に沿った開口部89などを備えている。
Further, in the non-printing area on the other side of the
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ2から用紙42が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙42はガイド45で案内され、搬送ベルト51とカウンタローラ46との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド37で案内されて先端加圧コロ49で搬送ベルト51に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
In this image forming apparatus configured as described above, the
このとき、帯電ローラ56に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト51が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト51上に用紙42が給送されると、用紙42が搬送ベルト51に吸着され、搬送ベルト51の周回移動によって用紙42が副走査方向に搬送される。
At this time, a positive output and a negative output are alternately repeated with respect to the charging
そこで、キャリッジ33を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド34を駆動することにより、停止している用紙42にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙42を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙42の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙42を排紙トレイ3に排紙する。
Therefore, by driving the
そして、記録ヘッド34のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ33をホーム位置である維持回復機構81に対向する位置に移動して、キャップ部材82によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
When performing the maintenance and recovery of the nozzles of the
次に、この画像形成装置におけるインク供給排出系について図3を参照して説明する。
メインタンク(インクカートリッジ)10は、装置本体に着脱自在に装着される。このインクカートリッジ10から供給ユニット24の供給ポンプ241によって供給チューブ36を介してヘッドタンク35にインクが供給される。
Next, an ink supply / discharge system in the image forming apparatus will be described with reference to FIG.
The main tank (ink cartridge) 10 is detachably attached to the apparatus main body. Ink is supplied from the
記録ヘッド34とヘッドタンク35とは、ヘッドタンク35から記録ヘッド34へ供給するインクをろ過するフィルタユニット101を介して一体化(ユニット化)されている。
The
ヘッドタンク35は、内部にインクを収容する容器本体201と、容器本体201の壁面の一部を形成する可撓性部材の変位を形成する検知フィラ205と、容器本体201内を大気に開放する大気開放機構207と、容器本体201内のインク残量を検知する検知センサ208a、208bなどとを備えている。大気解放機構207は大気開放ソレノイド301によって開閉操作され、また、検知フィラ205は満タンセンサ301で検知される。
The
一方、記録ヘッド34のノズル面をキャッピングする吸引キャップ82aには、吸引機構400が接続され、吸引機構400による吸引で生じた廃液は廃液タンク406に排出される。
On the other hand, the
次に、フィルタユニット101について図4を参照して説明する。なお、図4はフィルタユニット部分の断面説明図である。
フィルタユニット101は、第1フィルタケース102Aと第2フィルタケース102Bとでフィルタケースが構成され、内部にフィルタ103が配設され、フィルタ103の上流側には、ヘッドタンク35からのインクが供給される供給流路105a及びフィルタ上流室104aが形成され、フィルタ103の下流側には、フィルタ下流室104b及び記録ヘッド34への供給流路105bが形成されている(これらを、フィルタ部の流路という。)。
Next, the
The
記録ヘッド34には、ヘッドフレーム341に設けられた供給口342を介して共通液室343にインクが供給される。なお、共通液室343から各ノズルに対応する個別液室にインクが供給される。
The
なお、フィルタ103は、原理的には、第1フィルタケース102Aと第2フィルタケース102Bのいずれにも取り付けることができるが、フィルタ103を溶着、又は接着するときに、接合部からゴミが発生しやすいため、第2フィルタケース102Bに取り付けることが好ましい。
In principle, the
また、フィルタ103には、金属繊維不織布焼結体、綾畳折りされた金属体あるいは樹脂製メッシュなどが用いられ、メッシュ構造の場合には、粒径が20μm以下の粒子を捕捉可能なメッシュ寸を設定する。これにより、インクなどの液体の移動抵抗を少なくしながら一定以上の大きさの異物や不定形の異物の通過を阻止して目詰まりを抑制する。また、樹脂製フィルタの場合には溶着などの面倒な接合作業を要しないで済ませることができ、組み付けあるいは交換の際の作業性を向上させることができる。
Further, the
また、フィルタユニット101は、供給経路に比べて大きい断面積を有する構成とし、フィルタ103における単位面積当たりのインク流量を、供給経路における単位面積当たりの流量よりも少なくし、高速印字のためにインク流量が増加した場合にもフィルタユニット101における圧力損失がインク供給に影響を与えない構成としている。
The
次に、本発明の第1実施形態における吸引機構ついて図5及び図6を参照して説明する。なお、図5は同吸引機構の説明に供する模式的説明図、図6は同じく作用説明に供する模式的説明図である。
この吸引機構400は、キャップ82aに吸引経路401を介して接続した負圧発生室402と、キャップ82aと負圧発生室402の間に配置されて吸引経路401を開閉する開閉手段としての圧力開閉弁403と、負圧発生室403に接続された排出経路404と、排出経路404を介して負圧発生室402内の空気を吸引して負圧発生室402を負圧状態にする真空ポンプ405とを備えている。負圧発生室402は容器本体402aと蓋部材402bとで密閉空間402cを形成したものである。
Next, the suction mechanism in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic explanatory view for explaining the suction mechanism, and FIG. 6 is a schematic explanatory view for explaining the operation.
The
このように構成したので、圧力開閉弁403を閉じた状態で、圧力発生室402の容器内の空気471を真空ポンプ405で排出することで、圧力発生室402の容器内は減圧された空気472となって負圧状態になる。
With this configuration, the
その後、圧力開閉弁403を開放することで、キャップ82a内が吸引されてノズルからインクが吸引される。なお、吸引経路401を通じて負圧発生室402内に吸引されて溜まったインクの廃液は図示しない排液経路より排出する。
Thereafter, by opening the pressure on-off
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図7のブロック説明図を参照して説明する。
この制御部500は、この装置全体の制御を司るCPU501と、CPU501が実行する本発明に係る初期充填動作を制御するプログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、画像データ等を一時格納するRAM503と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ504と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505とを備えている。
Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to a block diagram of FIG.
The
また、記録ヘッド34を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部508と、キャリッジ33側に設けた記録ヘッド34を駆動するためのヘッドドライバ(ドライバIC)509と、キャリッジ33を移動走査する主走査モータ554、搬送ベルト51を周回移動させる副走査モータ555、維持回復機構81の維持回復モータ556を駆動するためのモータ駆動部510と、帯電ローラ56にACバイアスを供給するACバイアス供給部511と、ヘッドタンク35の大気開放機構207を開閉する大気開放ソレノイド302、吸引機構400の開閉弁403、真空ポンプ405を駆動するソレノイド等駆動部512などを備えている。
Further, a
また、この制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル514が接続されている。
The
この制御部500は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F506を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト600側から、ケーブル或いはネットワークを介してI/F506で受信する。
The
そして、制御部500のCPU501は、I/F506に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC505にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部508からヘッドドライバ509に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト600側のプリンタドライバ601で行っている。
The
印刷制御部508は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ509に出力する以外にも、ROMに格納されている駆動パルスのパターンデータをD/A変換するD/A変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含み、1の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号をヘッドドライバ509に対して出力する。
The
ヘッドドライバ509は、シリアルに入力される記録ヘッド34の1行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部508から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド7の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子(例えば圧電素子)に対して印加することで記録ヘッド7を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
The
I/O部513は、装置に装着されている各種のセンサ群515からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部508やモータ制御部510、ACバイアス供給部511の制御に使用する。センサ群515は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度、湿度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、I/O部513は様々のセンサ情報を処理することができる。こ
The I /
次に、この画像形成装置における制御部500のCPU501(プログラム)によって行なわれる初期充填動作の制御について図8のフロー図及び図9の説明図を参照して説明する。
まず、キャップ82aを移動させて記録ヘッド34のノズル面をキャッピングし、大気開放機構204を開放状態にする。
Next, the control of the initial filling operation performed by the CPU 501 (program) of the
First, the
そして、開閉弁403を閉じて、真空ポンプ405を駆動(ON)し、所定時間T1が経過したか否かを判別する。これにより、負圧発生室402内の空気が排出されて所定時間T1の空気排出量に相当する負圧(このときの負圧を負圧P1とする。負圧P1は、例えば、−10kPa〜30kPaとする。)が発生する。
Then, the on-off
その後、所定時間T1が経過したときに、真空ポンプ405を停止(OFF)し、開閉弁403を開く。これにより、キャップ82a内が吸引されて、インクカートリッジ10のインクが記録ヘッド34側に吸引される。
Thereafter, when the predetermined time T1 has elapsed, the
これにより、インクは負圧P1に対応する第1の流速でフィルタユニット101に流入し、図9(a)ないし(c)に示すように、フィルタユニット101のフィルタ上流室104aにインク700が充填され、インク700はフィルタ103を通過してフィルタ下流室104b側に流入する。
As a result, the ink flows into the
ここで、負圧P1で生じるインクの第1の流速を、フィルタユニット101から記録ヘッド34へインクを充填するときの第2の流速より遅くすることで、フィルタ103を通過するときのフィルタ上流室104aとフィルタ下流室104bとの間のインクの流速差が小さくなり、フィルタ103を一様にインクが通過するので、フィルタ下流室104bに気泡が残存することなく、フィルタ下流室104b内が充填が行なわれる。つまり、フィルタ下流室104bに気泡が残存しない第1の流速P1で充填が行なわれる負圧P1を発生させる(低圧吸引という。)。
Here, the first flow rate of the ink generated at the negative pressure P1 is made slower than the second flow rate when the ink is filled from the
この場合、真空ポンプ405によって負圧発生室402を負圧状態にした後、開閉弁403を開放することで、真空ポンプ405で発生する脈動による圧力変動を防止するとともに、キャップ82a内の負圧を一気に高めることができ、短時間で液体初期充填を行うことができる。
In this case, after the negative
その後、再度開閉弁403を閉じて、真空ポンプ405を駆動(ON)し、所定時間T2(T2>T1)が経過したか否かを判別する。これにより、負圧発生室402内の空気が排出されて所定時間T2の空気排出量に相当する負圧(このときの負圧を負圧P2(P2>P1)とする。負圧P2は、例えば、−30kPa〜−100kPaとする。)が発生する。
Thereafter, the on-off
これにより、インクは負圧P2に対応する第2の流速でフィルタユニット101から記録ヘッド34に流入し、図9(d)、(e)に示すように、フィルタユニット101から記録ヘッド34の共通液室343内にインク700が充填される。このとき負圧P2で生じるインクの流速を速くすることで、記録ヘッド34にインクが短時間で充填される(高圧吸引)。
As a result, the ink flows from the
この場合、負圧発生室402内を、通常の初期充填時のように高負圧にし、高圧吸引を実施することで、図9(e)に示すように、記録ヘッド34の共通液室342内の残存気泡Buを問題なく排出することができる。
In this case, the inside of the negative
その後、ヘッドタンク35の大気開放機構204を閉じ、キャップ82aのキャッピングを解除し、ノズル面をワイピングし、記録ヘッド34から画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行なった後、キャップ82で記録ヘッド34のノズル面をキャッピングして、初期充填を終了する。
Thereafter, the air release mechanism 204 of the
なお、上記の処理では、負圧発生室402の負圧を制御するとき、真空ポンプ405の駆動時間T1、T2でと管理しているが、真空ポンプ405の回転数R1、R2、もしくは、負圧発生室402の圧力を直接検知し、負圧P1、P2とすることもできる。
In the above processing, when the negative pressure in the negative
ここで、初期充填全体を上記第2の流速で行なう比較例について図10を参照して説明する。
このような第2の流速で初期充填を行なうと、図10に示すように、フィルタユニット101のフィルタ下流室104bに気泡Buが残存してしまうことがある。これは、図10(b)、(c)に示すように、フィルタ103を通過するインク700の流速差が生じるために発生し、特に、高速印字のためにインク流量が増加した場合にもフィルタ部における圧力損失がインク供給に影響を与えないようにするため、フィルタ103の面積を広くしたときに顕著に発生する。
Here, a comparative example in which the entire initial filling is performed at the second flow rate will be described with reference to FIG.
When the initial filling is performed at such a second flow rate, bubbles Bu may remain in the filter
そして、通常、混入した気泡Buは、記録ヘッド34を吸引キャップ82aでキャッピングした状態で、記録ヘッド34のノズルからヘッド吸引を行うことにより排出するが、フィルタ下流室104bに残存する気泡Buは浮力によりフィルタ下流室104b内に留まろうとするため、図10(d)の矢印で示すように、気泡Buがないフィルタ面を通じてインクが吸引されるだけで、気泡Buを排出することができない。
Normally, the mixed bubbles Bu are discharged by performing head suction from the nozzles of the
加えて、高デューティー画像を印字する際などは、フィルタ103を通過し記録ヘッド34へのインク供給の流れをこの気泡Buが妨げてしまうので、インク供給が追いつかずに、吐出不良を引き起こしてしまうことになる。
In addition, when printing a high duty image or the like, the bubble Bu prevents the flow of ink supply to the
これに対し、上記実施形態のように、フィルタユニット101の流路内にインクが充填されるまでは、記録ヘッド34への充填を行なうときの第2の流速よりも遅い第1の流速で充填を行なうことで、流速差が小さくなって、気泡を残存させることなく、フィルタユニット101の流路内にインクを充填できる。
On the other hand, as in the above-described embodiment, until the ink is filled in the flow path of the
このように、初期充填時に、フィルタ部の流路内に液体が充填されるまでの間は、フィルタ部から記録ヘッド内に液体を充填するときの第2の流速より遅い第1の流速で液体を充填させる第1の充填動作を行い、第1の充填動作の終了後、第2の流速で記録ヘッドの流路内に液体を充填させる第2の充填動作を制御する構成としたので、初期充填時に、フィルタ下流側に気泡を残すことなく、フィルタ部内を充填することができ、初期充填時の気泡残留が低減して、安定した画像形成を行なうことができる。 Thus, at the time of initial filling, until the liquid is filled in the flow path of the filter unit, the liquid is at the first flow rate that is slower than the second flow rate when the liquid is filled from the filter unit into the recording head. Since the first filling operation of filling the liquid into the flow path of the recording head at the second flow rate is controlled after the first filling operation is performed, the initial filling operation is controlled. At the time of filling, the inside of the filter portion can be filled without leaving bubbles on the downstream side of the filter, and the residual bubbles at the time of initial filling can be reduced and stable image formation can be performed.
次に、本発明の第2実施形態における吸引機構ついて図11及び図12を参照して説明する。なお、図11は同吸引機構の説明に供する模式的説明図、図12は同じく作用説明に供する模式的説明図である。
本実施形態は、負圧発生室を弾性チューブで構成した例である。つまり、図示しないキャップに接続された弾性変形可能なチューブ(弾性チューブ)410の上流側に開閉手段である開閉弁413を、開閉弁413から所要の距離だけ離れた位置に吸引ポンプ415をそれぞれ配置し、開閉弁413よりも上流側の弾性チューブ410の部分を吸引経路411とし、開閉弁413と吸引ポンプ415との間の弾性チューブ410を負圧発生室412としている。また、弾性チューブ410は吸引ポンプ415より下流側では排出経路414を形成している。
Next, a suction mechanism according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 is a schematic explanatory diagram for explaining the suction mechanism, and FIG. 12 is a schematic explanatory diagram for explaining the operation.
This embodiment is an example in which the negative pressure generating chamber is configured by an elastic tube. That is, the opening /
このように構成したので、図11に示すように開閉弁413を閉じた状態で吸引ポンプ415を作動させることによって、図12(a)に示すように、負圧発生室412内の空気が排出されて弾性チューブ412が変形し、弾性チューブ410の負圧発生室412の部分内412aは高負圧まで上昇する。このときの負圧は、フィルタユニット101を充填するための低圧吸引で約−10kPa〜−30kPa、記録ヘッド34を充填するための高圧吸引で約−30kPa〜−100kPaの範囲内であることが好ましい。
With this configuration, by operating the
そこで、この状態から図12(b)に示すように、開閉弁413を開放すると、弾性チューブ410の負圧発生室412の部分が弾性復元力で元の形状に復元し、この復元によってキャップ内が負圧になり、弾性チューブ410の体積変化分のインクが吸引され、フィルタユニット101及び記録ヘッド34内に充填される。
Therefore, when the on-off
次に、本発明の第3実施形態における吸引機構ついて図13を参照して説明する。なお、図13は同吸引機構の説明に供する模式的説明図である。
本実施形態は、負圧発生室を金属又は樹脂製のベローズ管(蛇腹状部材)で構成した例である。つまり、キャップに接続されたベローズ管420の上流側に開閉手段である開閉弁423を設け、この開閉弁423より下流側のベローズ部分を負圧発生室422として、負圧発生室422より下流側に吸引ポンプ425を配置し、吸引ポンプ425より下流側では排出経路424を形成している。
Next, a suction mechanism according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic explanatory diagram for explaining the suction mechanism.
The present embodiment is an example in which the negative pressure generating chamber is configured by a metal or resin bellows tube (a bellows-like member). That is, an opening /
このように構成したので、図13(a)に示すように開閉弁423を閉じた状態で吸引ポンプ425を作動させることによって、図13(b)に示すように、ベローズ管420の負圧発生室422となるベローズ部分内の空気が排出されて負圧発生室422となるベローズ部分が縮み、負圧発生室422は高負圧まで上昇する。このときの負圧は、フィルタユニット101を充填するための低圧吸引で約−10kPa〜−30kPa、記録ヘッド34を充填するための高圧吸引で約−30kPa〜−100kPaの範囲内であることが好ましい。
With this configuration, by operating the
そこで、この状態から、開閉弁423を開放すると、ベローズ管420の負圧発生室422となるベローズ部分がバネの復元力によって図13(a)に示す元の形状に復元し、この復元によってキャップ内が負圧になり、ベローズ管420の体積変化分のインクが吸引され、フィルタユニット101及び記録ヘッド34内に充填される。
Therefore, when the on-off
次に、本発明の第4実施形態について図14を参照して説明する。なお、図14は同実施形態の説明に供する初期充填中の模式的説明図である。
本実施形態は、フィルタユニット101内に、インクではなく、色材を含まない液体である充填液701を予め充填した例である。つまり、画像形成装置の製造工程にて、前記第1ないし第3実施形態のいずれかを実施し、液体としての充填液701を、フィルタユニット101のフィルタ下流室104bに気泡が残存することなく、フィルタユニット101及び記録ヘッド34に充填している。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 14 is a schematic explanatory view during the initial filling for explaining the embodiment.
The present embodiment is an example in which the
このようにすれば、物流時において、フィルタユニット101及び記録ヘッド34は常に充填液701で満たされており、画像形成装置の初期充填時には、充填液701とインク700を置換することで、気泡が入り込むことなくインク初期充填を行うことができるので、画像形成装置に大型・高コストな吸引ポンプ及び真空ポンプ等を搭載せずに済むため、画像形成装置を小型・低コスト化することができる。
In this way, the
なお、上記実施形態における初期充填動作に関する制御など本発明に係る処理は、ROM502に格納されているプログラムによってコンピュータに実行させる。このプログラムは、情報処理装置(ホスト600)側にダウンロードして画像形成装置にインストールすることができる。また、上記処理は、情報処理装置(ホスト600)側のプリンタドライバで行う構成とすることもできる。さらに、本発明に係る画像形成装置と情報処理装置又は画像形成装置と本発明に係る処理を行うプログラムを有する情報処理装置とを組み合わせて画像形成システムとして構成することもできる。また、上記実施形態では、シリアル型画像形成装置で説明しているが、ライン型画像形成装置にも同様に適用することができる。
Note that the processing according to the present invention, such as control related to the initial filling operation in the above-described embodiment, is executed by a computer using a program stored in the
10 インクカートリッジ(メインタンク)
33 キャリッジ
34、34a、34b 記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
35 ヘッドタンク(サブタンク)
81 維持回復機構
82a 吸引キャップ
101 フィルタユニット
103 フィルタ
104a フィルタ上流室
104b フィルタ下流室
343 共通液室
400 吸引機構
401
500…制御部
600…ホスト(情報処理装置)
10 Ink cartridge (main tank)
33
35 Head tank (sub tank)
81 Maintenance and
500 ...
Claims (3)
前記記録ヘッドに供給される液体をろ過するフィルタが内蔵されたフィルタ室を有するフィルタ部と、
前記記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材と、
前記キャップ部材に吸引経路を介して接続された負圧発生室と、
前記キャップ部材と前記負圧発生室との間の経路を開閉する開閉手段と、
前記負圧発生室内を負圧状態にする負圧発生用ポンプと、
前記開閉手段を閉じた状態で前記負圧発生用ポンプを作動させ、前記負圧発生室を負圧状態にした後に前記開閉手段を開く制御をして、前記記録ヘッドに対する液体の初期充填を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記フィルタ部の流路内に前記液体が充填されるまでの間は、前記フィルタ部から前記記録ヘッド内に前記液体を充填するときの第2の流速より遅い第1の流速で前記液体を充填させる第1の充填動作を行い、
前記第1の充填動作の終了後、第2の流速で前記記録ヘッドの流路内に前記液体を充填させる第2の充填動作を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。 A recording head for discharging droplets;
A filter unit having a filter chamber in which a filter for filtering the liquid supplied to the recording head is built; and
A cap member for capping the nozzle surface of the recording head;
A negative pressure generating chamber connected to the cap member via a suction path;
Opening and closing means for opening and closing a path between the cap member and the negative pressure generating chamber;
A negative pressure generating pump for bringing the negative pressure generating chamber into a negative pressure state;
Control the initial filling of the recording head with the liquid by operating the negative pressure generating pump with the open / close means closed and controlling the opening / closing means to open after the negative pressure generating chamber is in a negative pressure state. Control means for
The control means includes
Until the liquid is filled in the flow path of the filter unit, the liquid is filled at a first flow rate that is slower than a second flow rate when the liquid is filled from the filter unit into the recording head. A first filling operation is performed,
An image forming apparatus that controls a second filling operation of filling the liquid into the flow path of the recording head at a second flow rate after the first filling operation is finished.
前記メインタンクから液体供給経路を介して液体の補給を受けると共に、前記記録ヘッドに液体を供給するヘッドタンクと、を有し、
前記ヘッドタンクには大気に開放する大気開放手段が備えられ、
前記負圧発生室を負圧状態にし、前記開閉手段を開く前に前記大気開放手段で前記ヘッドタンク内を大気開放する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A main tank that contains the liquid and is detachably attached to the apparatus main body;
A head tank that receives liquid supply from the main tank via a liquid supply path and supplies liquid to the recording head;
The head tank is provided with air release means for opening to the atmosphere,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the negative pressure generating chamber is brought into a negative pressure state, and the atmosphere of the head tank is opened to the atmosphere by the atmosphere releasing means before the opening / closing means is opened.
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