JP2014019126A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】増粘インクなどによって空気の排出路と大気との間に隙間ができるのを防ぐことにより、インクジェット記録ヘッドの内部の液室内の空気を排出不良なく排出することが可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】ジョイント部３は第１の位置４５と第２の位置４６との間を移動可能である。ジョイント部３が第１の位置４５にあるときは、洗浄剤保持体４１によってジョイント部３が有するジョイントゴム３１に洗浄剤が塗布される。ジョイント部３が第２の位置４６に移動すると、空気排出部２の出口開口４２を取囲む凸部２４とジョイントゴム３１が当接し、凸部２４に付着した増粘インクがジョイントゴム３１に塗布された洗浄剤によって除去される。このことによって、空気排出部２とジョイント部３が気密に接続される。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクを吐出することで記録をおこなうインクジェット記録装置に関する。

従来、インクジェット記録装置は、記録媒体を横切って往復運動するキャリッジに搭載されるインクジェット記録ヘッドを利用することが多い。記録ヘッドが記録媒体を横切って運動するにつれて、制御電子部品が記録ヘッドの吐出部分を起動して、記録媒体上にイメージまたは文字を形成するため吐出ノズルからインク滴を吐出する。記録ヘッドへのインクの補給はインク補給容器（以下インクタンク）がおこなう。

一部の記録装置は取り替えることが可能なインクタンクを記録装置本体の一部に収納し、インクタンクに接続された柔軟でしかも中空な流体導管を経由して記録ヘッドにインクを補給する。また、記録媒体に対し重力方向上方の記録ヘッドが下方向にインク滴を吐出する記録装置も見受けられる。その場合記録ヘッド内は微負圧に維持され吐出ノズル内のインクは大気との境界にメニスカスを形成することが良いとされる。

記録ヘッド内の空気はインクジェット記録装置に不具合を発生させることがある。記録ヘッドにインクが補給されず、吐出部分に空気が供給された場合、インク滴は吐出されずに記録不良となる。記録ヘッド内の空気は周囲温度の変化により体積変化を起こす。記録ヘッド内の空気の体積変化により、微負圧に維持された圧力は変化し正圧になることがある。下向きにノズル列の形成された記録ヘッドの場合、メニスカスの維持が困難となりノズルからのインク流出になる場合がある。

記録ヘッド内への空気の混入は以下のような場合に発生する。（１）インクタンク交換に伴い接続部が大気開放する場合。（２）流体導管などのインク経路を形成する物質そのものを長時間かけて透過する場合。（３）インクそのものに溶存する空気が周囲条件の変化に伴い集積する場合。（４）インク吐出に伴いノズルから空気を抱き込む場合。（５）記録ヘッド内の空気が周囲温度の下降により体積変化を起こし維持された微負圧を越えて大きな負圧がメニスカスを破壊した場合、などである。したがって、記録ヘッドは、内部を微負圧に維持しつつ、記録ヘッド内からの空気排出を行なうことが必要である。

特許文献１には、インクサブタンク（以下、サブタンク）に対して必要なときに流路を接続して空気排出を行うインクジェット記録装置（以下、記録装置）が開示されている。記録装置は、外壁に吸引口を備えるサブタンクと、気体透過部材で覆われた開口部を備え、回動可能なシール部材と、を有する。シール部材は吸引ポンプに連通しているので、シール部材が回動することによってサブタンクに接続すれば、気体透過部材を通じてサブタンク内の空気が吸引される。その際、接続部のサブタンク側に設置されたブレードによって、気体透過部材を含めてシール部材側に付着した増粘インクなどの異物が除去される。

特許第３３４７６９０号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、サブタンクとシール部材の接続部のサブタンク側に付着した増粘インクなどの異物を除去することができない。また、増粘インクなどの除去方法としてはブレードによる物理的な手法を採っているが、この手法では増粘インクなどを粗くしか除去することができない。これらの理由により、サブタンクとシール部材との間には増粘インクなどが残存し、サブタンクとシール部材の接続部に隙間ができる。その結果、サブタンクの空気排出時に排出不良が発生する可能性がある。

本発明では、増粘インクなどによって空気の排出路と大気との間に隙間ができるのを防ぐことにより、インクジェット記録ヘッドの内部の液室内の空気を排出不良なく排出することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドと、洗浄剤を表面部に保持することのできる洗浄剤保持体と、前記インクジェット記録ヘッドの内部の液室内の空気を排出するために前記インクジェット記録ヘッドと一体に設けられた空気排出部と、ジョイントゴムを備え、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なジョイント部と、前記ジョイント部に接続された真空ポンプと、を有し、前記ジョイント部が前記第１の位置にあるとき、前記洗浄剤保持体は前記ジョイントゴムに前記洗浄剤を塗布し、前記ジョイント部が前記第２の位置にあるとき、前記ジョイントゴムの前記洗浄剤が塗布された部位が前記空気排出部の出口開口を取囲む凸部と当接することで、前記空気排出部の前記凸部が洗浄され、前記空気排出部と前記ジョイント部とが気密に接続される。

本発明では、インクジェット記録装置が、インクジェット記録ヘッドと、洗浄剤保持体と、空気排出部と、ジョイント部と、真空ポンプと、を有する。ジョイント部は、第１の位置と第２の位置の間を移動可動である。ジョイント部が第１の位置にあるときは、ジョイント部が有するジョイントゴムは、洗浄剤を表面部に保持することのできる洗浄剤保持体と当接して、洗浄剤を塗布される。その後、ジョイント部は、第２の位置に移動する。第２の位置では、インクジェット記録ヘッドの内部の液室内の空気を排出するためにインクジェット記録ヘッドと一体に設けられた空気排出部の出口開口を取囲む凸部とジョイント部のジョイントゴムが当接する。このことによって凸部に付着していた増粘インクをジョイントゴムに塗布されていた洗浄剤で除去できる。増粘インクの除去方法が洗浄剤による化学的手法であるので、ブレードによる物理的手法と違って、より完全な増粘インクの除去が期待できる。増粘インクを除去することにより、凸部とジョイントゴムとがより強く密着し、空気排出部とジョイント部とは気密に接続される。ジョイント部には真空ポンプが接続されているので、液室内の空気は、液室から空気排出部を介してジョイント部に通ずる気密な流路を通って、真空ポンプに引かれる。

本発明では、増粘インクなどによって空気の排出路と大気との間に隙間ができるのを防ぐことにより、インクジェット記録ヘッドの内部の液室内の空気を排出不良なく排出することが可能なインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るジョイント部の待機状態の簡略図である。 本発明の第１の実施形態に係るジョイント部の結合前の簡略図である。 本発明の第１の実施形態に係るジョイント部の結合直前の簡略図である。 本発明の第１の実施形態に係るジョイント部の結合時の簡略図である。 本発明の第１の実施形態に係るフロート固着状態を示す簡略図である。 本発明の第１の実施形態に係るフロート固着解除時を示す簡略図である。 本発明の第１の実施形態に係る空気排出中の状態を示す簡略図である。 本発明の第１の実施形態に係る空気排出過程のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るジョイント部の結合時の簡略図である。 本発明の第２の実施形態に係る空気排出過程のフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る空気排出過程のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１から図７は本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置を表す。図８は本発明の第１の実施形態に係る、インクジェット記録ヘッド１の液室１１内の空気を除去するプロセスを表すフローチャートである。

インクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッド１と、空気排出部２と、ジョイント部３と、洗浄剤保持体４１と、真空ポンプ３４を有する。インクジェット記録ヘッド１の内部の液室１１内には、インク供給部（不図示）からインク５が供給される。洗浄剤保持体４１にはグリセリンタンク４２からグリセリン４３が常時供給され、洗浄剤保持体４１の表面部にはグリセリン４３を蓄える多数の空隙がある。空気排出部２はインクジェット記録ヘッド１の内部の液室内の空気を排出するためにインクジェット記録ヘッド１と一体に設けられた。ジョイント部３は、ジョイントゴム３１を備え、第１の位置４５と第２の位置４６との間を移動可能である。真空ポンプ３４はジョイント部３に接続されている。図１はジョイント部３の第１の位置４５における待機状態の簡略図である。ジョイント部３はインクジェット記録装置が印字中は第１の位置４５で待機状態である。この時、ジョイント部３のジョイントゴム３１は洗浄剤保持体４１に接触しており、ジョイントゴム３１の内壁にグリセリン４３が付着するようになっている。なお、洗浄剤保持体４１には毛細管現象によってグリセリンタンク４２からグリセリン４３が常時供給・補充されており、グリセリン４３を保持している。グリセリンタンク４２内に使用している液体は、グリセリン以外の液体でも洗浄剤であれば代用可能である。

記録装置が印字中に記録ヘッド１の液室１１にある程度の空気が蓄積されると、グリセリン４３を内壁に付着させたジョイントゴム３１が図示しないジョイント移動装置により洗浄剤保持体４１から離間する（図２、図８−Ｓ１０１）。そして、記録ヘッド１の空気排出部２の上方に移動する（図３、図８−Ｓ１０２及びＳ１０３）。記録ヘッド１の空気排出部２の上方に待機していたジョイントゴム３１が、真空ポンプ３４による吸引力で負圧をその内部に維持しながら空気排出部２に圧接され、第２の位置４６を占めるにいたる（図４、図８−Ｓ１０４）。この時ジョイントゴム３１は、空気排出部２の出口開口４２を取囲む凸部２４上を擦り落ちるように凸部２４上を移動し、凸部２４上近傍に付着した増粘インクを、ジョイントゴム３１の内壁に付着したグリセリン４３で軟化させながら擦り落とし除去する。このクリーニング動作により、ジョイントゴム３１と凸部２４とが当接し、増粘インクによる圧接不良を回避することができる。その結果、空気排出部２とジョイント部３とは気密に接続され、液室１１から空気排出部２を介してジョイント部３に至る気密の空気排出路が実現する。真空ポンプ３４によって空気排出路を負圧にすることによって空気を排出することができる。

空気排出部２は、第１の隔壁２８と、第２の隔壁６０と、弁体２３と、第１の突き棒２５と、ばね２６と、を有している。第１の隔壁２８は空気排出部２の出口開口側に設けられ第１の開口２９を備えている。第２の隔壁６０は空気排出部２の液室側に設けられ第２の開口６１を備えている。弁体２３は第１の隔壁２８と第２の隔壁６０との間に設けられている。第１の突き棒２５は第１の開口２９を通って移動可能である。ばね２６は、第２の隔壁６０に固定され、弁体２３を第１の開口２９を塞ぐように第１の隔壁２８に向かって付勢する。ジョイント部３は、第１の突き棒２５の端部を押圧することによりばね２６の付勢力に抗して弁体２３を第１の開口２９から離す第１の突き棒２５の駆動部３３を有する。

したがって、駆動部３３が駆動していないか、あるいは駆動しているとしてもばね２６による抗力に比べて比較的弱くしか第１の突き棒２５を押さない時は、弁体２３は第１の開口２９を塞ぐことになり、弁は閉じる。一方、駆動部３３がばね２６による抗力に比べて強く第１の突き棒２５を押す時は、弁体２３は第１の開口２９を塞がず、弁は開く。

液室１１は、インク５と、フロート２１と、を有する。フロート２１は、インク５より比重が小さくインク５の液面及び気相部を自由に運動可能である。第２の隔壁６０は、液室１１側の面に、第２の開口６１が位置しフロート２１が嵌合可能な凹部６２を有する。空気排出部２は、第２の開口６１を通って移動可能な第２の突き棒２２を有する。第２の突き棒２２の端部６３は第１の突き棒２５が駆動部３３によって押圧されたときに凹部６２の内部に突き出す。

もし駆動部３３が駆動していない時にフロート２１が凹部６２に嵌り込んだとする（図５）。駆動部３３が駆動すると第２の突き棒２２の端部６３が凹部６２の内部に突き出すことによって、フロート２１が凹部６２から抜け落ちる（図６、図８−Ｓ１０５及びＳ１０６）。フロート２１が凹部から抜け落ちた後は、駆動部３３による第１の突き棒２５の押し下げが解除され、ばね２６の付勢力により、第２の突き棒２２は図４の状態へ戻る。この後、駆動部３３が第１の突き棒２５を下方へ押し込むことによって、弁体２３を押し下げ開放する（図７、図８−Ｓ１０５及びＳ１０６）。この図７の状態において、真空ポンプ３４の吸引力により、液室１１内の空気が流路を通じて吸引される。

液室１１内の空気排出が終了すると、真空ポンプ３４の吸引力による負圧を流路内に維持したまま、駆動部３３が第１の突き棒２５の下方への押し込みを解除し、弁２３が上方へ移動し閉状態になる（図４、図８−Ｓ１０５及びＳ１０６）。

なお、空気排出後のジョイント部３の離間については、まずジョイント部３が空気排出部２から遠ざかる（図３の状態から図２の状態へ、図８−Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９、及びＳ１１０）。そして、次のステップである、ジョイントゴム３１へのグリセリン４３塗布準備態勢に入る（図１、図８−Ｓ１１１）。

図９は本発明の第２の実施形態に係るジョイント部３の結合時の簡略図である（第１の実施形態の図４に対応）。図１０は本発明の第２の実施形態に係る、インクジェット記録ヘッド１の液室１１内の空気を除去するプロセスを表すフローチャートである。

記録ヘッド１の液室１１には、インク供給部（不図示）からインク５が供給される。ジョイント部３は、ジョイント部３の空気流路と連通する電磁弁６を有する。この電磁弁６は、駆動源（不図示）により開閉動作ができるようになっている。初期状態では電磁弁６は閉じた状態である（図９）が、開放することによって大気に連通可能である。

基本的には第１の実施形態と同じ空気排出動作およびジョイント部離間動作を行う。第１の実施形態と異なる点は、電磁弁６を開放して（図１０−Ｓ２０７）大気に連通することで、ジョイントゴム３１の密着状態を開放することができる。その後、ジョイントゴム３１を離間させ（図１０−Ｓ２０８）第１の実施形態と同様の動作を行う。

図１１は本発明の第３の実施形態に係る、インクジェット記録ヘッド１の液室１１内の空気を除去するプロセスを表すフローチャートである。

第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、図１１のフローチャートの終了直前のステップ（図１１−Ｓ３１２）で洗浄剤保持体４１にジョイントゴム３１が圧接された状態でグリセリン４３を吸引する、という点だけである。

インクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッド１と、空気排出部２と、ジョイント部３と、洗浄剤保持体４１と、真空ポンプ３４を有する。インクジェット記録ヘッド１の内部の液室１１内には、インク供給部（不図示）からインク５が供給される。洗浄剤保持体４１にはグリセリンタンク４２からグリセリン４３が常時供給され、洗浄剤保持体４１の表面部にはグリセリン４３を蓄える多数の空隙がある。空気排出部２はインクジェット記録ヘッド１の内部の液室内の空気を排出するためにインクジェット記録ヘッド１と一体に設けられた。ジョイント部３は、ジョイントゴム３１を備え、第１の位置４５と第２の位置４６との間を移動可能である。真空ポンプ３４はジョイント部３に接続されている。図１はジョイント部３の第１の位置４５における待機状態の簡略図である。ジョイント部３はインクジェット記録装置が印字中は第１の位置４５で待機状態である。この時、ジョイント部３のジョイントゴム３１は洗浄剤保持体４１に接触しており、ジョイントゴム３１の内壁にグリセリン４３が付着するようになっている。なお、洗浄剤保持体４１には毛細管現象によってグリセリンタンク４２からグリセリン４３が常時供給・補充されており、グリセリン４３を保持している。グリセリンタンク４２内に使用している液体は、グリセリン以外の液体でも洗浄剤であれば代用可能である。

記録装置が印字中に記録ヘッド１の液室１１にある程度の空気が蓄積されると、グリセリン４３を内壁に付着させたジョイントゴム３１が図示しないジョイント移動装置により洗浄剤保持体４１から離間する（図２、図１１−Ｓ３０１）。そして、記録ヘッド１の空気排出部２の上方に移動する（図３、図１１−Ｓ３０２及びＳ３０３）。記録ヘッド１の空気排出部２の上方に待機していたジョイントゴム３１が、真空ポンプ３４による吸引力で負圧をその内部に維持しながら空気排出部２に圧接され、第２の位置４６を占めるにいたる（図４、図１１−Ｓ３０４）。この時ジョイントゴム３１は、空気排出部２の出口開口４２を取囲む凸部２４上を擦り落ちるように凸部２４上を移動し、凸部２４上近傍に付着した増粘インクを、ジョイントゴム３１の内壁に付着したグリセリン４３で軟化させながら擦り落とし除去する。このクリーニング動作により、ジョイントゴム３１と凸部２４とが当接し、増粘インクによる圧接不良を回避することができる。その結果、空気排出部２とジョイント部３とは気密に接続され、液室１１から空気排出部２を介してジョイント部３に至る気密の空気排出路が実現する。真空ポンプ３４によって空気排出路を負圧にすることによって空気を排出することができる。

空気排出部２は、第１の隔壁２８と、第２の隔壁６０と、弁体２３と、第１の突き棒２５と、ばね２６と、を有している。第１の隔壁２８は空気排出部２の出口開口側に設けられ第１の開口２９を備えている。第２の隔壁６０は空気排出部２の液室側に設けられ第２の開口６１を備えている。弁体２３は第１の隔壁２８と第２の隔壁６０との間に設けられている。第１の突き棒２５は第１の開口２９を通って移動可能である。ばね２６は、第２の隔壁６０に固定され、弁体２３を第１の開口２９を塞ぐように第１の隔壁２８に向かって付勢する。ジョイント部３は、第１の突き棒２５の端部を押圧することによりばね２６の付勢力に抗して弁体２３を第１の開口２９から離す第１の突き棒２５の駆動部３３を有する。

したがって、駆動部３３が駆動していないか、あるいは駆動しているとしてもばね２６による抗力に比べて比較的弱くしか第１の突き棒２５を押さない時は、弁体２３は第１の開口２９を塞ぐことになり、弁は閉じる。一方、駆動部３３がばね２６による抗力に比べて強く第１の突き棒２５を押す時は、弁体２３は第１の開口２９を塞がず、弁は開く。

液室１１は、インク５と、フロート２１と、を有する。フロート２１は、インク５より比重が小さくインク５の液面及び気相部を自由に運動可能である。第２の隔壁６０は、液室１１側の面に、第２の開口６１が位置しフロート２１が嵌合可能な凹部６２を有する。空気排出部２は、第２の開口６１を通って移動可能な第２の突き棒２２を有する。第２の突き棒２２の端部６３は第１の突き棒２５が駆動部３３によって押圧されたときに凹部６２の内部に突き出す。

もし駆動部３３が駆動していない時にフロート２１が凹部６２に嵌り込んだとする（図５）。駆動部３３が駆動すると第２の突き棒２２の端部６３が凹部６２の内部に突き出すことによって、フロート２１が凹部６２から抜け落ちる（図６、図１１−Ｓ３０５及びＳ３０６）。フロート２１が凹部から抜け落ちた後は、駆動部３３による第１の突き棒２５の押し下げが解除され、ばね２６の付勢力により、第２の突き棒２２は図４の状態へ戻る。この後、駆動部３３が第１の突き棒２５を下方へ押し込むことによって、弁体２３を押し下げ開放する（図７、図１１−Ｓ３０５及びＳ３０６）。この図７の状態において、真空ポンプ３４の吸引力により、液室１１内の空気が流路を通じて吸引される。

液室１１内の空気排出が終了すると、真空ポンプ３４の吸引力による負圧を流路内に維持したまま、駆動部３３が第１の突き棒２５の下方への押し込みを解除し、弁２３が上方へ移動し閉状態になる（図４、図１１−Ｓ３０５及びＳ３０６）。

なお、空気排出後のジョイント部３の離間については、まずジョイント部３が空気排出部２から遠ざかる（図３の状態から図２の状態へ、図１１−Ｓ３０７、Ｓ３０８、Ｓ３０９、及びＳ３１０）。そして、次のステップである、ジョイントゴム３１へのグリセリン４３塗布準備態勢に入る（図１、図１１−Ｓ３１１）。

さらに、ジョイントゴム３１が、洗浄剤保持体４１に圧接された後、グリセリンを吸引する。これにより、ジョイントゴム３１内壁に対してより効果的にグリセリンが塗布される。

１ 記録ヘッド
２ 空気排出部
３ ジョイント部
１１ 液室
４１ 洗浄剤保持体

Claims (5)

1. インクジェット記録ヘッドと、洗浄剤を表面部に保持することのできる洗浄剤保持体と、前記インクジェット記録ヘッドの内部の液室内の空気を排出するために前記インクジェット記録ヘッドと一体に設けられた空気排出部と、ジョイントゴムを備え、第１の位置と第２の位置との間を移動可能なジョイント部と、前記ジョイント部に接続された真空ポンプと、を有し、
   前記ジョイント部が前記第１の位置にあるとき、前記洗浄剤保持体は前記ジョイントゴムに前記洗浄剤を塗布し、
   前記ジョイント部が前記第２の位置にあるとき、前記ジョイントゴムの前記洗浄剤が塗布された部位が前記空気排出部の出口開口を取囲む凸部と当接することで、前記空気排出部の前記凸部が洗浄され、前記空気排出部と前記ジョイント部とが気密に接続される、インクジェット記録装置。
2. 前記空気排出部は、前記出口開口側に設けられ第１の開口を備えた第１の隔壁と、前記液室側に設けられ第２の開口を備えた第２の隔壁と、前記第１の隔壁と前記第２の隔壁との間に設けられた弁体と、前記第１の開口を通って移動可能な第１の突き棒と、前記第２の隔壁に固定され、前記弁体を前記第１の開口を塞ぐように前記第１の隔壁に向かって付勢するばねと、を有し、
   前記ジョイント部は、前記第１の突き棒の端部を押圧することにより前記ばねの付勢力に抗して前記弁体を前記第１の開口から離す、前記第１の突き棒の駆動部を有する、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記液室は、インクと、前記インクより比重が小さく前記インクの液面及び気相部を自由に運動可能なフロートと、を有し、
   前記第２の隔壁は、前記液室側の面に、前記第２の開口が位置し前記フロートが嵌合可能な凹部を有し、
   前記空気排出部は、前記第２の開口を通って移動可能な第２の突き棒を有し、前記第２の突き棒の端部は前記第１の突き棒が前記駆動部によって押圧されたときに前記凹部の内部に突き出す、請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記ジョイント部は前記ジョイント部の空気流路と連通する電磁弁を有し、前記電磁弁は大気開放することができる、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記洗浄剤はグリセリンである、請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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