JP3587111B2

JP3587111B2 - インクジェット式記録装置

Info

Publication number: JP3587111B2
Application number: JP37117999A
Authority: JP
Inventors: 一永鈴木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001180007A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドからインク滴を吐出させて画像や文字を記録用紙に記録するインクジェット式記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、インク滴を吐出する複数のノズル開口からなるノズル列を有するインクジェット式の記録ヘッドが用いられ、この記録ヘッドを主走査方向（記録紙の幅方向）に移動させながら記録紙にインク滴を吐出し、ドットマトリックスにより記録紙に画像や文字を印刷するようになっている。
【０００３】
このような記録装置では、印刷動作により連続的にインク滴を吐出しているノズル開口では、新しいインクが順次供給されて目詰まりはほとんど生じないが、上端や下端等に位置してインク滴を吐出する機会が低いノズル開口では、印刷中にノズル開口付近のインクが乾燥して増粘し、目詰まりを生じやすい。
【０００４】
このような問題に対処するため、連続的に印刷を実行している間定期的に、各ノズル開口から印刷とは無関係に強制的にインク滴を吐出させることにより、ノズル開口の目詰まりを解消してインク滴の吐出能力を回復させるフラッシングが実行されている。
【０００５】
上記フラッシングは、図７に示すように、記録ヘッド４０を記録紙４１への印刷領域外に設けられたフラッシングボックス４２まで移動させて停止し、停止させた状態で複数のノズル列を同時にフラッシングし、所定の吐出数を吐出し終えてから記録ヘッド４０の移動を再開することが行われている。図において、４３はガイドバー４４に沿って往復移動して記録ヘッド４０を移動させるキャリッジ、４５は上記記録ヘッド４０にインクを供給するインクカートリッジ、４６は装置の休止中に上記記録ヘッド４０を封止等するキャップである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記記録装置では、記録ヘッド４０を停止させた状態で、全ノズル列を同時にフラッシングさせるため、フラッシングボックス４２が、両端に位置するノズル列の列間距離以上の長さが必要で、それ以上小さくできないことから、装置小型化への障壁になっていた。また、記録ヘッド４０を停止してフラッシングを行い、フラッシングが終了してから記録ヘッド４０を移動させて加速するため、それだけスループットにロスが生じていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、装置の小型化に有利であるとともに、スループットのロスが少なくなるインクジェット式記録装置の提供をその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のインクジェット式記録装置は、インク滴を吐出する複数のノズル開口からなるノズル列を有する記録ヘッドと、上記記録ヘッドを主走査方向に移動させるキャリッジと、上記ノズル開口から印刷とは無関係にインク滴を吐出してフラッシングを行うフラッシング制御手段とを備え、上記キャリッジの加速域を含む領域に、フラッシングで吐出されたインクを受けるインク受けが設けられたインクジェット式記録装置であって、上記記録ヘッドが、キャリッジの移動方向に並ぶ複数のノズル列を有し、キャリッジの加速移動中において各ノズル列ごとに一定のフラッシング開始位置に到達したときに順次フラッシングを開始するように構成されており、上記キャリッジが移動を開始する方向と反対に位置するノズル列ほど、フラッシング吐出数の少ない種類のインクを吐出するようになっていることを要旨とする。
すなわち、キャリッジが移動を開始する方向と反対に位置するノズル列では、フラッシングが開始される時点で相当に加速され、フラッシング開始から終了までに記録ヘッドが移動する距離が長くなるため、フラッシング吐出数を少なくすることにより、フラッシング開始から終了までに記録ヘッドが移動する距離が短くなり、それだけインク受けを小型化することができる。
本発明のインクジェット式記録装置において、上記記録ヘッドが、キャリッジの移動方向に並ぶ複数のノズル列を有し、インク受けのキャリッジ移動方向における長さ寸法が、キャリッジの加速度と、フラッシングでの吐出数と、フラッシングの周波数と、両端に位置するノズル列間の距離とから決定される値以上である場合には、必要なインク受けの大きさを確保できるとともに、従来の装置よりもインク受けを小型化でき、スループットも向上させることができる。
また、本発明のインクジェット式記録装置は、インク滴を吐出する複数のノズル開口からなるノズル列を有する記録ヘッドと、上記記録ヘッドを主走査方向に移動させるキャリッジと、上記ノズル開口から印刷とは無関係にインク滴を吐出してフラッシングを行うフラッシング制御手段とを備え、上記キャリッジの加速域を含む領域に、フラッシングで吐出されたインクを受けるインク受けが設けられたインクジェット式記録装置であって、上記記録ヘッドが、キャリッジの移動方向に並ぶ複数のノズル列を有し、全ノズル列で同時にフラッシングを開始するとともに、キャリッジの移動を開始するように構成されており、キャリッジが移動を開始する方向に位置するノズル列ほど、フラッシング吐出数の少ない種類のインクを吐出するようになっていることを要旨とする。
すなわち、記録ヘッドを移動し加速しながらフラッシングを行うため、スループットが向上するとともに、インク受けに吐出されたインク分布の偏りが少なくなる。
また、キャリッジが移動を開始する方向に位置するノズル列が、加速されながら吐出を続けると、それだけインク受けが大きくなってしまうため、フラッシング吐出数を少なくすることにより、フラッシングでインク滴が吐出される領域が狭くなり、それだけインク受けを小型化することができる。
本発明のインクジェット式記録装置において、フラッシングでの吐出間隔が、タイマー制御である場合には、記録ヘッドを加速しながらフラッシングしたとしても、エンコーダーによるタイミング等のように、吐出周期が変化してしまうようなことがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１８】
図１は、本発明が適用されるインクジェット式記録装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、上部にインクカートリッジ１５が搭載され、下面に記録ヘッド１６が取り付けられたキャリッジ１７とを備えている。
【００１９】
上記キャリッジ１７は、タイミングベルト１８を介してステッピングモータ１９に接続され、ガイドバー２０に案内されて記録紙２１の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。また、上記キャリッジ１７には、記録紙２１と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１６が取り付けられている。そして、この記録ヘッド１６にインクカートリッジ１５からインクが供給され、キャリッジ１７を移動させながら記録紙２１上面にインク滴を吐出させて記録紙２１に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。
【００２０】
上記キャリッジ１の移動範囲内の非印刷領域には、フラッシングによって記録ヘッド１６から吐出されたインク滴を受ける容器であるフラッシングボックス（インク受け）２２が設けられている。また、上記フラッシングボックス２２の外側には、上記フラッシングボックス２２と隣接するように、印刷休止中に記録ヘッド１６のノズル開口を封止することによりノズル開口の乾燥をできるだけ防ぐキャップ２３が設けられている。このキャップ２３は、吸引ポンプ２４に接続され、クリーニング時に記録ヘッド１６のノズル開口に負圧を与えてノズル開口からインクを吸引するようにもなっている。
【００２１】
上記記録ヘッド１６は、キャリッジ１７に搭載され、図２に示すように、移動範囲内の非印刷領域における停止状態から移動を開始して加速し、記録紙２１上の印刷領域では等速で移動して印刷を行う。そして、上記フラッシングボックス２２は、上記キャリッジ１７が加速する加速域を含む領域に設けられている。
【００２２】
図３は、上記記録装置に用いられる圧電振動子を利用した記録ヘッド１６の一例を示す。この記録ヘッド１６は、ノズル開口８と圧力発生室７が形成されたインク流路ユニット１と、圧電振動子６が収容されたヘッドケース２とが接合されて構成されている。
【００２３】
上記インク流路ユニット１は、ノズル開口８が穿設されたノズルプレート３と、圧力発生室７と共通のインク室９ならびにこれらを連通させるインク供給口１０とに対応する空間が形成された流路構成板４と、上記圧力発生室７の開口を塞ぐ振動板５とが積層されて形成されている。
【００２４】
上記圧電振動子６は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子６は、その先端が圧力発生室７の一部を形成する振動板５の島部５Ａに当接された状態で他端が基台１１に固定されている。
【００２５】
上記記録ヘッド１６では、上記圧電振動子６の収縮・伸長を受けて圧力発生室７が膨張・収縮し、圧力発生室７の圧力変動によりインクが吸引されインク滴が吐出されるようになっている。図において１２は圧電振動子６に駆動信号を入力するフレキシブル回路板である。
【００２６】
上記記録装置は、図４に示すように、ホストからの印刷信号に基づいてビットマップデータを作成する印刷制御手段２８と、ステッピングモータ１９を制御してキャリッジ１７を主走査方向に移動制御するキャリッジ制御手段３３と、上記印刷制御手段２８からの信号に基づいて圧電振動子６を駆動して記録ヘッド１６からインク滴を吐出させるヘッド駆動手段３２とを備えている。
【００２７】
また、上記記録装置は、記録ヘッド１６がフラッシングボックス２２と対面する位置にキャリッジ１７を移動させるとともに、印刷データとは無関係に記録ヘッド１６を駆動してフラッシングを制御するフラッシング制御手段２９を備えている。このフラッシング制御手段２９は、フラッシングの吐出間隔をタイマ３４で制御するようになっている。図において、３０はポンプ駆動手段３１を制御してクリーニングを制御するクリーニング制御手段である。
【００２８】
そして、上記記録装置では、図５に示すように、記録ヘッド１６として、複数のノズル開口８からなるノズル列２５が、複数列形成されたものが用いられ、上記ノズル列２５は、キャリッジ１７の移動方向に、Ａ列〜Ｎ列が並べて形成されている。
【００２９】
そして、上記記録装置では、キャリッジ１７の停止状態ではフラッシングが行われず、キャリッジ１７が移動を開始し、キャリッジ１７の加速域においてフラッシングを行うようになっている。また、上記複数のノズル列２５は、Ａ列からＮ列まで、一定のフラッシング開始点に到達したときに、各ノズル列２５ごとに順次フラッシングを開始して所定量のインク滴を吐出するようになっている。
【００３０】
このとき、Ａ列から順次Ｎ列までフラッシングを行っている間も、キャリッジ１７は加速を続けているため、キャリッジ１７が移動を開始する側にあるノズル列（Ａ列）のフラッシング開始から終了までに記録ヘッド１６が移動する距離（ＬＡ）よりも、キャリッジ１７が移動を開始する側と反対側にあるノズル列（Ｎ列）のフラッシング開始から終了までに記録ヘッド１６が移動する距離（ＬＮ）の方が長くなる。
【００３１】
したがって、この例では、キャリッジ１７が移動を開始する方向と反対に位置するＮ列側のノズル列２５ほど、フラッシング吐出数の少ない種類のインクを吐出するようになっている。例えば、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンダ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ライトマゼンダ（ＬＭ），ライトシアン（ＬＣ）の６色のインクを用いる場合には、ＬＭ＜ＬＣ＜Ｙ＜Ｍ≒Ｃ＜Ｋの順に、フラッシング吐出数を少なくできるため、この順にＮ列側から配置すればよい。このようにすることにより、Ｎ列側のノズル列２５において、フラッシング開始から終了までに記録ヘッド１６が移動する距離が短くなり、それだけフラッシングボックス２２を小型化することができる。
【００３２】
また、上記記録装置において、フラッシングボックス２２のキャリッジ１７移動方向における長さ寸法（ＬＢ）は、キャリッジの加速度（ａ）と、フラッシングでの吐出数（Ｆｃ）と、フラッシング周波数（Ｆｆ）と、記録ヘッド１６の両端に位置するＡ列とＮ列とのノズル列間距離（ｌｏ）とから、下記の関係式で定められる値Ｌ以上になるように設定されている。なお、式中Ｖｏはヘッド速度であり、ｔはフラッシング時間である。これにより、必要なインク受けの大きさを確保できるとともに、従来の装置よりもインク受けを小型化でき、スループットも向上させることができる。

但しｔ＝Ｆｃ／Ｆｆ
Ｖｏ＝√２ａ・ｌｏ
【００３３】
上記記録装置では、記録ヘッド１６を移動させながらフラッシングを行うため、フラッシングボックス２２の記録ヘッド１６移動方向の長さ（ＬＢ）を、記録ヘッド１６の両端に位置するＡ列とＮ列との列間距離よりも短くすることができる。したがって、それだけ装置自体を小型化することができる。また、記録ヘッド１６を移動させながらフラッシングを行う分、それだけスループットのロスが少なくなる。
【００３４】
また、上記記録装置では、記録ヘッド１６が、各ノズル列２５ごとに一定のフラッシング開始点に到達したときに順次フラッシングを開始するようになっているため、フラッシングの際、各ノズル列２５が同じ位置から吐出を始めるため、フラッシングでインク滴が吐出される領域が狭くなり、フラッシングボックス２２を大幅に小型化することができる。
【００３５】
しかも、上記記録装置は、フラッシングでの吐出間隔が、タイマー制御であるため、記録ヘッドを加速しながらフラッシングしたとしても、エンコーダーによるタイミング等のように、吐出周期が変化してしまうようなことがない。
【００３６】
図６は、本発明のインクジェット式記録装置の第２の実施の形態を示す。この装置は、全ノズル列２５で同時にフラッシングを開始すると同時に、キャリッジ１７の移動を開始するようになっている。また、キャリッジ１７が移動を開始する方向に位置するノズル列（Ａ列）ほど、フラッシング吐出数の少ない種類のインクを吐出するようになっている。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００３７】
この記録装置では、記録ヘッド１６を移動し加速しながらフラッシングを行うため、スループットが向上するとともに、フラッシングボックス２２に吐出されたインク分布の偏りが少なくなる。また、Ａ列側のノズル列２５が、加速されながら吐出を続けると、それだけフラッシングボックス２２が大きくなってしまうため、Ａ列側においてフラッシング吐出数を少なくすることにより、フラッシングでインク滴が吐出される領域が狭くなり、それだけフラッシングボックス２２を小型化することができる。それ以外は、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００３８】
なお、上記各実施の形態では、本発明を縦振動の圧電振動子６を用いたインクジェット式記録装置に適用した例をあげて説明したが、これに限定するものではなく、本発明をたわみ振動の圧電振動子を用いた記録装置に適用してもよいし、いわゆるバブルジェット式のインクジェット式記録装置にも適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインクジェット式記録装置によれば、インク滴を吐出する複数のノズル開口からなるノズル列を有する記録ヘッドと、上記記録ヘッドを主走査方向に移動させるキャリッジと、上記ノズル開口から印刷とは無関係にインク滴を吐出してフラッシングを行うフラッシング制御手段とを備え、上記キャリッジの加速域を含む領域に、フラッシングで吐出されたインクを受けるインク受けが設けられたインクジェット式記録装置であって、上記記録ヘッドが、キャリッジの移動方向に並ぶ複数のノズル列を有し、キャリッジの加速移動中において各ノズル列ごとに一定のフラッシング開始位置に到達したときに順次フラッシングを開始するように構成されており、上記キャリッジが移動を開始する方向と反対に位置するノズル列ほど、フラッシング吐出数の少ない種類のインクを吐出するようになっていることにより、キャリッジが移動を開始する方向と反対に位置するノズル列では、フラッシングが開始される時点で相当に加速され、フラッシング開始から終了までに記録ヘッドが移動する距離が長くなるため、フラッシング吐出数を少なくすることにより、フラッシング開始から終了までに記録ヘッドが移動する距離が短くなり、それだけインク受けを小型化することができる。
また、インク滴を吐出する複数のノズル開口からなるノズル列を有する記録ヘッドと、
上記記録ヘッドを主走査方向に移動させるキャリッジと、上記ノズル開口から印刷とは無関係にインク滴を吐出してフラッシングを行うフラッシング制御手段とを備え、上記キャリッジの加速域を含む領域に、フラッシングで吐出されたインクを受けるインク受けが設けられたインクジェット式記録装置であって、上記記録ヘッドが、キャリッジの移動方向に並ぶ複数のノズル列を有し、全ノズル列で同時にフラッシングを開始するとともに、キャリッジの移動を開始するように構成されており、キャリッジが移動を開始する方向に位置するノズル列ほど、フラッシング吐出数の少ない種類のインクを吐出するようになっていることにより、記録ヘッドを移動し加速しながらフラッシングを行うため、スループットが向上するとともに、インク受けに吐出されたインク分布の偏りが少なくなる。
また、キャリッジが移動を開始する方向に位置するノズル列が、加速されながら吐出を続けると、それだけインク受けが大きくなってしまうため、フラッシング吐出数を少なくすることにより、フラッシングでインク滴が吐出される領域が狭くなり、それだけインク受けを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録装置の周辺構造を示す斜視図である。
【図２】上記インクジェット式記録装置の要部を示す説明図である。
【図３】上記インクジェット式記録装置に用いる記録ヘッドの一例を示す断面図である。
【図４】上記インクジェット式記録装置の構成を示す説明図である。
【図５】上記インクジェット式記録装置の作用を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のインクジェット式記録装置の作用を示す説明図である。
【図７】従来のインクジェット式記録装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１６記録ヘッド
１７キャリッジ
２２フラッシングボックス

Claims

インク滴を吐出する複数のノズル開口からなるノズル列を有する記録ヘッドと、上記記録ヘッドを主走査方向に移動させるキャリッジと、上記ノズル開口から印刷とは無関係にインク滴を吐出してフラッシングを行うフラッシング制御手段とを備え、上記キャリッジの加速域を含む領域に、フラッシングで吐出されたインクを受けるインク受けが設けられたインクジェット式記録装置であって、
上記記録ヘッドが、上記キャリッジの移動方向に並ぶ複数のノズル列を有し、キャリッジの加速移動中において各ノズル列ごとに一定のフラッシング開始位置に到達したときに順次フラッシングを開始するように構成されており、
上記キャリッジが移動を開始する方向と反対に位置するノズル列ほど、フラッシング吐出数の少ない種類のインクを吐出するようになっていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
上記記録ヘッドが、キャリッジの移動方向に並ぶ複数のノズル列を有し、インク受けのキャリッジ移動方向における長さ寸法が、キャリッジの加速度と、フラッシングでの吐出数と、フラッシングの周波数と、両端に位置するノズル列間の距離とから決定される値以上である請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
インク滴を吐出する複数のノズル開口からなるノズル列を有する記録ヘッドと、上記記録ヘッドを主走査方向に移動させるキャリッジと、上記ノズル開口から印刷とは無関係にインク滴を吐出してフラッシングを行うフラッシング制御手段とを備え、上記キャリッジの加速域を含む領域に、フラッシングで吐出されたインクを受けるインク受けが設けられたインクジェット式記録装置であって、
上記記録ヘッドが、キャリッジの移動方向に並ぶ複数のノズル列を有し、全ノズル列で同時にフラッシングを開始するとともに、キャリッジの移動を開始するように構成されており、
キャリッジが移動を開始する方向に位置するノズル列ほど、フラッシング吐出数の少ない種類のインクを吐出するようになっていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
フラッシングでの吐出間隔が、タイマー制御である請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット式記録装置。