JP6569577B2 - インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置のリフレッシュ方法 - Google Patents
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ここで、ノズルに連通する圧力室内で固形粒子が沈降すると、ノズル近傍の固形粒子の密度が高くなり、ノズルが詰まることがある。また、密度が高くなった固形粒子が硬化すると、永続的に射出ができなくなるおそれもある。さらには、インク滴中の固形粒子が適正濃度ではなくなることで、射出速度の乱れや画像の不均一化を引き起こす原因にもなる。
これらの吸引メンテナンス手段により、ヘッド内のインクを新しいインクに置換できるため、上述したインク中の固形粒子の沈降を低減させ、ノズルの詰まりを防止できる。
また、特許文献2のメンテナンス方法では、特定の領域のみを選択してインクを吸引できるため、射出するインクの合計量を抑えることができるものの、装置の構成が複雑になるという問題がある。
また、特許文献3のようなインクを循環できる流路を有するインクジェットヘッドを用いる方法では、特殊な構造を有するインクジェットヘッドが必要となる。
インクを射出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の内部に圧力変化を生じさせることにより、前記複数のノズルの各々からインクを射出させる複数の圧力発生手段と、を有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドが印画を行わない非印画領域に位置する際に、前記複数のノズルからインクを射出させるリフレッシュ手段と、
を備え、
前記リフレッシュ手段は、前記複数のノズルを複数のブロックに分け、当該ブロックごとに単位時間当たりのインクの射出量を制御し、かつ、前記複数のノズルのそれぞれから、前記圧力室の容積と同等以上の液滴量を射出させることを特徴とする。
前記リフレッシュ手段は、前記複数のブロックのうち、ノズル列方向の端部に位置するノズルを含むブロックを、当該ノズル列方向の中央部に位置するノズルを含むブロックよりも、単位時間当たりのインクの射出量が多くなるように制御することを特徴とする。
前記圧力発生手段として圧電素子を備え、
前記リフレッシュ手段は、当該圧電素子の駆動周波数によって、単位時間当たりのインクの射出量を制御することを特徴とする。
前記複数のノズルが形成されたノズル面に当接する吸引キャップを備え、
前記ノズル面に前記吸引キャップを当接した状態で、前記リフレッシュ手段によって、単位時間当たりのインクの射出量を制御してインクを射出させながら、前記複数のノズルから前記インクジェットヘッド内のインクを吸引してインクを回収する吸引メンテナンス手段を備えることを特徴とする。
前記吸引メンテナンス手段は、前記吸引キャップを前記ノズル面に当接させた後、インクを吸引する前に、前記吸引キャップ内の空気を排出することを特徴とする。
前記吸引キャップで回収したインクを、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給系へ戻すインク帰還手段を備えることを特徴とする。
前記複数の圧力室が連通する共通インク室内のインクを循環させるインク循環手段を備えることを特徴とする。
前記共通インク室内を上下に分離するフィルターを有することを特徴とする。
インクを射出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の内部に圧力変化を生じさせることにより、前記複数のノズルの各々からインクを射出させる複数の圧力発生手段と、を有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置のリフレッシュ方法であって、
前記インクジェットヘッドが印画を行わない非印画領域に位置する際に、前記複数のノズルを複数のブロックに分け、当該ブロックごとにインクの単位時間当たりのインクの射出量を変更し、かつ、前記複数のノズルのそれぞれから、前記圧力室の容積と同等以上の液滴量を射出させることを特徴とする。
インクジェット記録装置100は、図1に示すように、キャリッジ1、インクジェットヘッド7、搬送モーター11、吸引キャップ14、クリーニング部15、射出速度検出部16、ホームポジションセンサ18、回収タンク21、制御部22等から構成されている。なお、射出速度検出部16は、図1では記載を省略しているが、図4にその概略図を示す。
なお、被記録媒体6の搬送方向を前方向、被記録媒体6の搬送面において当該搬送方向(前方向)に直交する幅方向を左右方向とし、前後方向及び左右方向に垂直な方向を上下方向(インクの射出方向)として説明する。
また、インクジェットヘッド7の上部にはコネクタ12が設けられており、コネクタ12はケーブル19を介して制御部22に接続されている。
本実施形態のインクジェット記録装置100において使用されるインクは、特に種類は問わないが、分散媒の他に、該分散媒よりも比重が大きい固形粒子を含んだインクを用いることができる。固形粒子としては、例えば、セラミックインクにおけるセラミック粒子の他、酸化チタン等の顔料粒子が挙げられる。以下の説明では、固形粒子を含んだインクを用いる場合を例として説明する。
本実施形態のインク供給系は、メインタンク20、回収タンク21、サブタンク40、保存液タンク403等によって構成されている(図6)。
また、第二流路23には、流路の途中にインク循環手段としてのポンプ24が設けられており、ポンプ24の駆動によって、サブタンク40からインクジェットヘッド7に向かってインクの循環流を発生させることができる。そのため、第二流路23、インクジェットヘッド7の共通インク室8、及び第三流路25を循環流路として、サブタンク40を介してインクを循環させることができる。そしてインクの循環により、共通インク室8内のインク中の固形粒子の沈降や凝集を抑制することができる。
また、回収タンク21は、第五流路214を介してサブタンク40につながれている。第五流路214の途中にはインク帰還手段としてのポンプ31が設けられており、ポンプ31の駆動によって、回収タンク21内のインクをサブタンク40に戻すことができる。このように、吸引キャップ14で回収したインクをサブタンク40に戻すことにより、インクを再利用することができる。
なお、回収タンク21からサブタンク40にインクを戻す例について説明したが、インクを再利用できるような構成であればこれに限られず、回収タンク21からメインタンク20に戻すこととしてもよく、第四流路213で直接サブタンク40に戻す構成としてもよい。
本実施形態のインクジェットヘッド7は、図7(a)〜(c)に示すように、カバープレート124と基板26の間に、PZT等の圧電材料からなる複数の隔壁27A、27B、27C、27Dで隔てられた圧力室80と空気室81が交互に多数並設されたせん断モード(シェアーモード)タイプである。なお、図7(a)〜(c)では、多数の圧力室80と空気室81のうち一部のみを示している。
インクジェット記録装置100は、インクジェットヘッドが印画を行わない非印画領域A2に位置する際に、複数のノズル13からインクを射出するリフレッシュ動作を行う。
具体的には、リフレッシュ手段としての駆動信号発生部500が、複数のノズル13を複数のブロックに分け、当該ブロックごとにインクの単位時間当たりのインクの射出量を制御している。例えば、ブロックごとに隔壁27の駆動電極に印可する射出パルスを変更すれば、圧電素子からなる隔壁27の駆動周波数が変わるため、単位時間当たりのインクの射出量を制御することができる。つまり、駆動周波数が大きいほど単位時間当たりのインクの射出量が多くなる。なお、本明細書において単位時間当たりとは、例えば単位秒当たりを示す。
また、本実施形態の共通インク室8には、フィルターFが設けられているため、フィルターFより下側では上側よりもインクの循環流が低下しやすくなるが、本発明におけるインクの撹拌効果により、インク中の固形粒子の沈降や凝集を効果的に抑制することができる。
本実施形態のインクジェット記録装置100の動作フローの一例について説明する(図9)。
本実施形態のインクジェット記録装置100は、印画領域A1において、インクジェットヘッド7のノズル13からインク滴を射出することによって、画像形成が行われる(ステップS1)。
ここで、画像形成が終了した場合や、画像形成開始から所定時間を経過したタイミングで、インクジェットヘッド7を搭載したキャリッジ1が印画領域A1から非印画領域A2に移動する。また、キャリッジ1が印画領域A1から非印画領域A2に移動する途中で、クリーニング部15がインクジェットヘッド7のノズル面17に当接し、ノズル面17のクリーニングを行う(ステップS2)。
以上、説明した通り、本実施形態のインクジェット記録装置100は、複数のノズル13を複数のブロックに分け、当該ブロックごとに単位時間当たりのインクの射出量を制御するリフレッシュ手段(駆動信号発生部500)を有する。これにより、共通インク室8から各圧力室80に流れるインクは、単位当たりのインクの射出量の多いブロックに対応する圧力室80の方が、単位当たりのインクの射出量の少ないブロックに対応する圧力室80よりも多くなる。そして、共通インク室8と圧力室80,…との境界付近において、単位時間当たりのインクの射出量の少ないブロックから多いブロックへ、インクの流れが発生するため、インクの撹拌作用により、固形粒子が均等に分散されやすくなるという効果が得られる。このような簡易な手段でインクの撹拌作用が得られ、固形粒子を含有するインクを用いた場合であっても、リフレッシュ動作によって、ノズルの詰まりを防止しやすくなる。また、インクの撹拌作用により、インク中の固形粒子を分散させやすいため、リフレッシュ時に必要となるインクの量を抑え、効率的にノズルの詰まりを防止することができる。
本発明の今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した詳細な説明に限定されるものではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
また、本実施形態では、印画領域A1と非印画領域A2がそれぞれ別々の位置に設けており、インクジェットヘッド7はそれらの領域を往復移動できることとしたが、インクジェットヘッド7が常に同じ位置に固定されていてもよい。その場合は、印刷を実行していないタイミングが非印画領域A2であるとして、本実施形態のリフレッシュ動作を実行することが可能である。
8 共通インク室
13 ノズル
14 吸引キャップ
17 ノズル面
28 吸引ポンプ(吸引メンテナンス手段)
31 ポンプ(インク帰還手段)
80 圧力室
100 インクジェット記録装置
500 駆動信号発生部(リフレッシュ手段)
A1 印画領域
A2 非印画領域
F フィルター
Claims (9)
- インクを射出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の内部に圧力変化を生じさせることにより、前記複数のノズルの各々からインクを射出させる複数の圧力発生手段と、を有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドが印画を行わない非印画領域に位置する際に、前記複数のノズルからインクを射出させるリフレッシュ手段と、
を備え、
前記リフレッシュ手段は、前記複数のノズルを複数のブロックに分け、当該ブロックごとに単位時間当たりのインクの射出量を制御し、かつ、前記複数のノズルのそれぞれから、前記圧力室の容積と同等以上の液滴量を射出させることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記リフレッシュ手段は、前記複数のブロックのうち、ノズル列方向の端部に位置するノズルを含むブロックを、当該ノズル列方向の中央部に位置するノズルを含むブロックよりも、単位時間当たりのインクの射出量が多くなるように制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記圧力発生手段として圧電素子を備え、
前記リフレッシュ手段は、当該圧電素子の駆動周波数によって、単位時間当たりのインクの射出量を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェット記録装置。 - 前記複数のノズルが形成されたノズル面に当接する吸引キャップを備え、
前記ノズル面に前記吸引キャップを当接した状態で、前記リフレッシュ手段によって、単位時間当たりのインクの射出量を制御してインクを射出させながら、前記複数のノズルから前記インクジェットヘッド内のインクを吸引してインクを回収する吸引メンテナンス手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記吸引メンテナンス手段は、前記吸引キャップを前記ノズル面に当接させた後、インクを吸引する前に、前記吸引キャップ内の空気を排出することを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録装置。
- 前記吸引キャップで回収したインクを、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給系へ戻すインク帰還手段を備えることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のインクジェット記録装置。
- 前記複数の圧力室が連通する共通インク室内のインクを循環させるインク循環手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記共通インク室内を上下に分離するフィルターを有することを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。
- インクを射出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の内部に圧力変化を生じさせることにより、前記複数のノズルの各々からインクを射出させる複数の圧力発生手段と、を有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置のリフレッシュ方法であって、
前記インクジェットヘッドが印画を行わない非印画領域に位置する際に、前記複数のノズルを複数のブロックに分け、当該ブロックごとにインクの単位時間当たりのインクの射出量を変更し、かつ、前記複数のノズルのそれぞれから、前記圧力室の容積と同等以上の液滴量を射出させることを特徴とするインクジェット記録装置のリフレッシュ方法。
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