JP7428220B2 - 液体噴射装置、液体噴射装置のメンテナンス方法 - Google Patents
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Description
以下、液体噴射装置、液体噴射装置のメンテナンス方法の実施形態1について図を参照しながら説明する。液体噴射装置は、例えば用紙などの媒体に液体の一例であるインクを噴射して印刷するインクジェット式のプリンターである。以下の説明で、液体は、印刷のためのインクや、インクに作用する処理液などを意味している。
図1に示すように、液体噴射装置11は、媒体12を支持する支持台13と、媒体12を搬送する搬送部14と、を備える。液体噴射装置11は、支持台13に支持される媒体12に向かって液体を噴射する液体噴射部15と、液体噴射部15を走査方向Xsに移動可能な移動機構16と、を備える。
液体供給部19は、液体中の気泡や異物を捕捉するフィルターユニット38を備える。
フィルターユニット38は、液体中の気泡や異物を捕捉する。フィルターユニット38は、液体供給流路30に対して着脱可能に装着される。液体噴射装置11は、開いた第2カバー20bからフィルターユニット38が外部に露出するように設けると、フィルターユニット38の交換を容易にできる。
図4に示すように、導出ポンプ34は、吸引弁35、容積ポンプ36、及び吐出弁37、を有する。吸引弁35は、液体供給流路30において容積ポンプ36よりも供給方向Aの上流に位置する。吐出弁37は、液体供給流路30において容積ポンプ36よりも供給方向Aの下流に位置する。吸引弁35及び吐出弁37は、液体供給流路30において上流から下流への液体の流動を許容し、且つ下流から上流への液体の流動を阻止するように構成される。導出ポンプ34が有する容積ポンプ36は、可撓性部材36aによって区切られたポンプ室36bと、負圧室36cと、を有する。容積ポンプ36は、負圧室36cを減圧するための減圧部36dと、負圧室36c内に設けられ、可撓性部材36aをポンプ室36b側に向けて押し付ける押付部材36eと、を有する。
切替弁44aは、三方弁とし、液体供給流路30と空気流入路44bとの連通及び非連通を切り替える。一方向弁44cは、液体供給流路30に向かう空気の流れを許容し、液体供給流路30から外部に向かう流体の流れを阻止する。液体供給流路30と空気流入路44bとが連通すると、空気流入路44bを介して液体供給流路30に空気の取り込みが可能になる。
図4に示すように、圧力調整装置40は、液体供給流路30の一部を構成する圧力調整機構48と、圧力調整機構48の圧力調整状態を変更する押付機構49とを有する。圧力調整機構48は、液体供給源17から液体供給流路30を介して供給される液体が流入する液体流入部50と、液体を内部に収容可能な液体流出部51とが形成された本体部52を有する。
図4に示すように、液体噴射部15は、液体噴射部15内に液体が流入可能な供給口85aを有する。供給口85aは、液体を液体噴射部15に供給可能に液体供給流路30と接続される。液体噴射部15は、供給口85aと通ずる共通流路としての共通液室85を有する。共通液室85とノズル面25との高低差は圧力換算時に考慮しないでよいレベルである。液体噴射部15は、供給される液体を濾過するフィルター84を有し、フィルター84で濾過された液体をノズル24から噴射する。フィルター84は、供給される液体中の気泡、異物などを捕捉する。フィルター84は、液体供給流路30が通ずる共通液室85に設けられる。
図6に示すように、液体噴射装置11は、液体噴射装置11の構成要素を統括的に制御する制御部111と、制御部111によって制御される検出器群112とを備える。検出器群112は、個別液室86の振動波形を検出することによって、液体噴射部15の液体の噴射状態を検出可能な噴射状態検出部113を含む。検出器群112は、液体噴射装置11内の状況を監視する。検出器群112は、検出結果を制御部111に出力する。
駆動回路119からの信号により吐出素子89に電圧が印加されると、振動板87がたわみ変形する。これにより、個別液室86内で圧力変動が生じる。この変動により、振動板87はしばらく振動する。この振動を残留振動という。この残留振動の状態から個別液室86と個別液室86に通じるノズル24を含む範囲の状態を推測することが可能となる。
駆動回路119が吐出素子89に駆動信号を印加すると、吐出素子89は駆動信号の電圧に応じて伸縮する。振動板87は吐出素子89の伸縮に応じて撓む。これにより、個別液室86の容積は、拡大した後に収縮する。このとき、個別液室86内に発生する圧力により、個別液室86を満たす液体の一部が、ノズル24から液滴として噴射される。
なお、気泡が個別液室86内に混入した場合とは、個別液室86のほかノズル24を含む領域に気泡が混入した場合を含む。
このため、媒体12に記録した画像にドット抜けが生じる。ノズル24から液滴が噴射されたとしても、液滴の量が少量であったり、その液滴の飛行方向がずれて目的の位置に着弾しなかったりする場合もある。このような噴射不良が生じるノズル24のことを、異常ノズルという。
液体噴射装置11は、液体が流入可能な供給口85aと、該液体が流出可能な排出口としての第1排出口96aおよび第2排出口96bと、供給口85a、第1排出口96aおよび第2排出口96bと通ずる共通流路としての共通液室85と、共通液室85と通ずる個別液室86と、個別液室86と通ずるノズル24と、複数のノズル24が開口するノズル面25と、吐出素子89と、を有し、吐出素子89を駆動することで個別液室86内の該液体をノズル24から媒体12に向けて吐出可能な液体噴射部15と、前記液体を液体噴射部15に供給可能に供給口85aと接続される液体供給流路30と、液体噴射部15に供給される前記液体を液体供給流路30に還流可能に第1排出口96aおよび第2排出口96bと接続される液体帰還流路31と、液体噴射部15内の前記液体を加圧可能な加圧機構としての供給ポンプ39Aと、液体帰還流路31に設けられて前記液体の流動を阻止する閉弁状態と流動を許容する開弁状態とを取り得る帰還弁と、制御部111と、を備え、制御部111は、前記加圧機構に液体噴射部15内の前記液体を加圧させることで、ノズル24から該液体を排出させる加圧排出動作と、前記帰還弁を閉弁させた状態で、該加圧機構に液体噴射部15内の該加圧を停止させることで、前記液体噴射部15内の圧力を低下させる圧力低下動作と、を実行する。
図15は、実施形態2に係る圧力低下動作を模式的に示す断面図である。本実施形態は、上記実施形態1における圧力低下動作を変更したものである。
液体噴射装置11は、圧力低下動作中に、フラッシング動作を行ってもよい。本実施形態において、制御部111は、加圧排出動作の後に、フラッシング動作を含む圧力低下動作を実行する。本実施形態において、制御部111が圧力低下動作を行うときに実行する処理の流れは、液体噴射装置11のメンテナンス方法に該当する。詳しくは、制御部111は、上記実施形態1における圧力低下動作の中で、液体噴射部15の吐出素子89を駆動してノズル24から液体を吐出させるフラッシング動作を行う。なお、以下の説明において、フラッシング動作は、圧力低下フラッシング動作とも言う。
その結果、例えば、圧力低下フラッシング動作において吐出される液滴の大きさが第2排出動作としてのフラッシング動作において吐出される液滴の大きさと比較して小さくてもよい。また、例えば、圧力低下フラッシング動作において吐出される液滴の吐出速度が第2排出動作としてのフラッシング動作において吐出される液滴の吐出速度と比較して速くてもよい。圧力低下動作は、ノズル24からの液体の流出が停止するまで行われる。
液体噴射装置11の制御部111は、前記圧力低下動作中に、前記フラッシング動作を実行する。また、液体噴射装置11のメンテナンス方法は、前記圧力低下動作中に、前記フラッシング動作を行う。これによれば、フラッシング動作によるノズル24からの液滴の吐出により、圧力低下動作における液体噴射部15内の圧力の低下を促進することができる。また、液体帰還流路31における液体の流動が阻止された状態でフラッシング動作を含む圧力低下動作を行うので、ノズル面25に付着する異物や異なる種類の液体を含む液体が、圧力低下動作において液体噴射部15内に流入した場合も、液体帰還流路31内に流入することを低減できる。
図16は、実施形態3に係る圧力低下動作を模式的に示す断面図である。本実施形態は、上記実施形態1における圧力低下動作を変更したものである。
液体噴射装置11は、圧力低下動作中に、払拭動作を行ってもよい。本実施形態において、制御部111は、加圧排出動作の後に、払拭動作を含む圧力低下動作を実行する。詳しくは、制御部111は、上記実施形態1における圧力低下動作の中で、払拭機構133を駆動して払拭動作を行う。なお、以下の説明において、払拭動作は、圧力低下払拭動作とも言う。圧力低下払拭動作において、ノズル面25に帯状部材141を接触させるための押圧部157による押圧力は、仕上げ払拭動作における押圧力より小さくてもよい。または、圧力低下払拭動作において、帯状部材141をノズル面25に接触させずに、ノズル面25に付着する液体に接触させて払拭してもよい。圧力低下動作は、ノズル24からの液体の流出が停止するまで行われる。
図17は、実施形態4に係る液体噴射装置における液体供給部、液体噴射部、および加圧排出動作を模式的に示す断面図である。本実施形態の液体噴射装置511は、上記実施形態1における液体噴射部15、および液体供給部19を図17に示す液体噴射部515、および液体供給部519に変更したものである。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
図18は、実施形態5に係る液体噴射装置における液体供給部、液体噴射部、および加圧排出動作を模式的に示す断面図である。本実施形態の液体噴射装置611は、上記実施形態1における液体供給部19を図18に示す液体供給部619に変更したものである。
なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
調圧機構700は、液溜室701と、空気室702と、区画壁703と、空気流路704と、空気ポンプ705と、圧力検出器706と、レギュレーター707と、を備える。
空気室702は、液溜室701と隣り合うように設けられている。
区画壁703は、可撓性を有する。区画壁703は、液溜室701と空気室702とを区画する。よって、例えば、空気室702内の圧力が液溜室701内の圧力より高くなると、区画壁703が変形し、空気室702の容積が増え、液溜室701の容積が減る。
空気ポンプ705は、空気室702への空気の供給と、および空気室702からの空気の吸引と、を行うように構成される。空気ポンプ705は、空気流路704に設けられている。空気ポンプ705を駆動することにより、空気室702に空気を供給すると空気室702内および液溜室701内の圧力が高くなり、空気室702から空気を吸引すると空気室702内および液溜室701内の圧力が低くなる。
また、液体噴射装置611は、加圧排出動作の後に、調圧機構700を駆動して圧力低下動作を行ってもよい。詳しくは、制御部111は、圧力検出器706が検出する圧力に基づいて、空気ポンプ705を空気室702から空気を吸引するように駆動制御することにより、共通流路内圧を凸状のメニスカスが形成される圧力まで低下させてもよい。
例えば、実施形態5において、液体噴射装置611は、帰還弁としての第1帰還弁97aおよび第2帰還弁97bを圧力調整機構48と同様の構成とし、液体噴射部15の排出口から液体流入部に液体が流入し、液体帰還流路における帰還方向Bにおいて、液体流出部が液体流入部より下流となるように液体帰還流路に設けてもよい。これによれば、帰還側流動機構の駆動により液体が帰還方向Bに流動しない場合、帰還弁は開弁しないので、制御部111は、加圧機構を駆動制御することで、加圧排出動作を、液体帰還流路における前記液体の流動が阻止された状態で実行することができる。また、液体噴射部15に供給される液体を液体供給流路30に還流する場合、例えば、制御部111が、帰還側流動機構としての第1帰還ポンプ39Baを駆動すると、第1帰還流路31aの圧力が低下することで第1帰還弁97aが開弁し、液体噴射部15内の液体が第1帰還流路31aを介して液体供給流路30に還流される。また、帰還弁が開弁する液体流出部内の圧力を、ノズル24内に形成される凹状のメニスカスが壊れる圧力より負圧が小さく、かつ供給弁59が開弁する圧力より負圧が大きい、例えばゲージ圧で-2kPa~-3kPaの範囲に設定してもよい。これによれば、例えば、制御部111が、帰還側流動機構としての第2帰還ポンプ39Bbを駆動すると、供給弁59および第2帰還弁97bが開弁し、液体供給流路30から液体噴射部15に供給される液体が第2帰還流路31bを介して液体供給流路30に還流される。
Claims (7)
- 液体を吐出可能な液体噴射部と、
前記液体を前記液体噴射部に供給可能な複数の液体供給部と、
圧力を調整可能な圧力調整部と、
制御部と、を備え、
前記液体供給部は、
前記圧力調整部により圧力が調整される圧力調整室と、
液体を内部に収容可能であって、少なくとも一部にダイヤフラムを含み、前記圧力調
整室の圧力が変化することにより、容積が変位可能である液体流出部と、を有し、
前記圧力調整部は、複数の前記液体供給部の複数の前記圧力調整室の圧力を調整可能で
あり、
前記制御部は、
複数の前記液体供給部への液体の流動が阻止された状態で、前記圧力調整部に複数の
前記圧力調整室を加圧させることによって、前記液体噴射部から液体を排出させ、
複数の前記液体供給部への液体の流動が阻止された状態を保ったまま、前記圧力調整
部の複数の前記圧力調整室への加圧を停止させることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1に記載の液体噴射装置であって、
前記制御部は、前記液体流出部の容積を減少させることで、液体を前記液体噴射部から
排出させることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の液体噴射装置であって、
前記圧力調整室の前記加圧が停止した後、前記液体流出部が前記ダイヤフラムの外面か
ら受ける圧力は大気圧となることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項3に記載の液体噴射装置であって、
前記液体流出部の外側が外部空間と連通することで大気開放されることを特徴とする液
体噴射装置。 - 請求項1乃至請求項4に記載の液体噴射装置であって、
前記圧力調整室は、前記ダイヤフラムを介して前記液体流出部の反対側に設けられるこ
とを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1乃至請求項5に記載の液体噴射装置であって、
前記液体噴射部から排出される液体を受容するキャップを備えることを特徴とする液体
噴射装置。 - 請求項1乃至請求項6に記載の液体噴射装置であって、
前記液体噴射部から排出される液体を払拭する払拭機構を備えることを特徴とする液体
噴射装置。
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