JP3900798B2

JP3900798B2 - インクジェットヘッド回復装置、インクジェット画像記録装置

Info

Publication number: JP3900798B2
Application number: JP2000208203A
Authority: JP
Inventors: 龍司丹野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002019139A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット画像記録装置のインクジェットヘッドのインク吐出口や、当該インク吐出口に繋がるインク供給路内の異物あるいは気泡等を除去し、インクジェットヘッドの回復を行うインクジェットヘッド回復装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インク吐出口が負圧となるように、インク貯留槽とインクジェットヘッド（以下、ヘッドともいう）とを関連配設するとともに、両者をフレキシブルパイプ（以下、チューブともいう）で連結し、前記ヘッドを往復走行させながら、記録紙を前記ヘッドの移動方向と直交する方向にタイミングを取って移動させることにより、記録紙上に順次記録を行うように構成したオンデマンド型のインクジェットプリンタはよく知られている。
【０００３】
この様なインクジェットプリンタにおける前記ヘッドのインク吐出口や、当該インク吐出口に繋がるインク供給路内には、長時間の使用により、塵埃や気泡等が進入することがあり、これらにより、インク吐出口が閉塞され正常なインク滴の吐出を行うことが出来なくなったり、インクが長時間大気にさらされ、インクの溶媒のみが蒸発してインク吐出口が目詰まり状態になり、インク滴の吐出を行うことができない場合がある。
【０００４】
更に、インク吐出口周りのヘッド面がインクで汚れ、このインクが吐出口周りで乾燥し固まり、インクの吐出を悪くさせることがある。従って、ヘッドを画像記録のための領域から外れた位置（以下、ホームポジションともいう）に移動した後、インクジェットプリンタに組み込まれたブレード清掃部材によりヘッド面を清掃したり、前記インク吐出口から強制的にインクを吐出させ、インク供給路内を清掃することでインクの吐出安定化を行い、高画質の画像形成を行っているのが現状である。
【０００５】
強制的にインクを吐出させる手段としては、吸引回復方法又は加圧回復方法が知られている。吸引回復方法とは、ヘッドをホームポジションに移動後、ヘッド面をサッキングキャップ部材で覆い、当該サッキングキャップ（以下、キャップ部材またはキャップともいう）とチューブを介して接続する吸引ポンプを作動することにより前記キャップ部材内を負圧とし、インク供給路内のインクを強制的に吐出させ、インク供給路内の気泡やゴミ、ヘッド吐出口のゴミ等をインクとともに排出させる方法である。
【０００６】
一方、加圧回復方法とは、前記ヘッドをホームポジションに移動後、インクを加圧することによりインクを強制的にヘッドから噴出させることでインク供給路内のインクを強制的に吐出させ、インク供給路内の気泡やゴミ、ヘッド吐出口のゴミ等をインクとともに排出させる方法である。
【０００７】
前述のように、インクを強制的に吐出させることによりインク供給路内を清掃する方法は、操作性がよく、極めて有用なものである。しかしながら、従来の吸引回復方法の欠点としては、ヘッド面を覆うサッキングキャップとヘッド周辺との密着性が悪い場合、ポンプで吸引しても空気が入ってしまうため必要とする減圧度が得られ無いため、吐出量が少なくなり結果として充分な清掃が出来なくなり、これまでにいろいろな改良がなされてきた。例えば特開平１１−１９８４０６号にはヘッドのインク吐出口を有する面近傍のみを密閉部材の内側に密着させることにより吸引する方法が開示されているが、この場合はキャップ自体が大きくなり、これに伴い減圧時間が掛かり好ましくない。特開平１０−２９３１３号、同１０−２４５９８号にはヘッドのサッキングキャップに対してヘッドへの当接位置と退避位置への移動を自在可能とすることにより当接位置決めを容易にし、徐々に密封状態が解除されるので残存負圧による空気の巻き込みを発生させない方法が開示されているが、移動機構が複雑であり装置全体が大きくなると共にコストが高くなり移動機構の管理も大変であり好ましくない。特開平１０−２９３１４号にはインクジェットヘッドとキャップとの高い密着性を低い押圧力で得るためキャップ内部に空隙部を設けた構造としている。特開平５−７７４３２号にはヘッドのインク吐出口とキャップとの密着性を良くするために、キャップの構造を柔軟部と、腰の強い補強部とした２重構造とすることで密着性を高める方法が開示されているが、柔軟部と補強部の接着の耐久性が低いため減圧時に空気が漏れ必要とする減圧度が得られなくなることがあり、交換頻度が多くなり管理も大変となり、コストも掛かり好ましくない。特願平１１−２３８２９２号にはヘッドのインク吐出口とキャップとの密着性を良くするためバネにより押圧を高める方法が開示されているがヘッドのインク吐出口とキャップの角度が直角で無い場合は、押圧の分布が均一にならず密着性が得られ無くなるため汎用性に欠け好ましくない。
【０００８】
従来知られている加圧方式としては、例えば特開平１１−２８６１２４号にはインク供給路の内圧を加圧空気で高め、圧電素子を駆動してインク吐出口よりインクを吐出させることでインク供給路内の異物や気泡を取り除くことが開示されている。この場合圧電素子によりインクをインク吐出口から吐出させるため１回の吐出量が少なく、インク吐出口の形状によっては除去し難い欠点を持っており、汎用性に欠け好ましい方法ではない。
【０００９】
一方インクジェットプリンタは益々高速化、画像精緻化が進んでおり、これに伴い、インク吐出口やインク供給路を、時々清掃しないと、高画質の画像形成が保証できなくなるため、簡単な方法で短時間で確実に清掃出来る技術の開発が望まれている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は上記の点に鑑みなされたもので、簡単な構成で、インク供給路及びインクジェットヘッド内の異物、気泡等を除去することでインク不吐出を防止することが出来るインクジェットヘッド回復装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明を達成する具体的手段を以下に述べる。
【００１２】
１）インクジェットヘッドのインク吐出口よりインク滴を噴射して直接記録シートに付着させて画像を記録するインクジェット画像記録装置のインクジェットヘッド回復装置において、インクパックユニットとインクジェットヘッドの間のインク供給路に下記のインク加圧手段を設け、該加圧手段により前記インク吐出口からインクを強制噴出させることによりインクジェットヘッドの回復を行うことを特徴とするインクジェットヘッド回復装置。
インク加圧手段は、伸縮自在のタンクと、一方の端部を回転可能に軸支し、他方の端部を駆動部材に連結している加圧部材とを有するインク加圧手段。
【００１３】
２）前記加圧部材が、タンクを瞬時に潰す機構と元に戻す機構を備えていることを特徴とする１）に記載のインクジェットヘッド回復装置。
３）１）または２）に記載のインクジェットヘッド回復装置を備えることを特徴とするインクジェット画像記録装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる形態の一例を以下図面に基づいて説明するが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
なお、実施の形態におけるインクジェットプリンタは、色分解網点画像に対応する画像データに応じて記録シートの画像記録面にインク滴を飛翔（吐出）させ、カラープルーフ画像を記録するカラープルーフ作製装置である。従って、本実施の形態の説明においては、インクジェットプリンタに代えてカラープルーフ作製装置と呼称する。
【００１６】
図１はカラープルーフ作製装置の模式図を示す。図中１はヘッドキャリッジを示す。本図では示されていないが、ヘッドキャリッジ１には印刷面に対して垂直になるようにヘッドが取り付けられている。ヘッドの詳細に関しては後述する。２はインクパックユニットを示し、２ａ〜２ｈは各インクパックを示し、通常、黒、赤、黄、青の濃淡８色のインクが用意されている。３はインクパックユニット２からヘッドキャリッジ１へのインク供給用チューブを示し、３ａ〜３ｈは各インクパック２ａ〜２ｈからヘッドキャリッジ１に配設されている各ヘッドにインクを供給するチューブを示す。４は加圧ユニットを示し、インクパック２ａ〜２ｈからチューブ３ａ〜３ｈにより各ヘッドに供給されるインクはこの加圧ユニット４を介して各ヘッドに供給される。４ａ〜４ｈは加圧ユニット４を構成している各ヘッドに対応する数の加圧装置を示す。
【００１７】
５はヘッドメンテナンスユニット（以下、メンテナンスユニットともいう）を示し、非画像記録時、ホームポジションに移動されるヘッドキャリッジ１に配設されているヘッドと対向しうる関係を有し、当該ヘッドのメンテナンスのため、ヘッド面を拭うブレード部５ａ、インク空吐出受け部５ｂ、サッキングキャップを有した減圧吸引部５ｃ、５ｄの複数の手段を有している。５ｅ、５ｆは減圧吸引部５ｃ、５ｄ用の減圧ポンプを示す。６は記録用紙８を搬送するための台を示す。記録用紙８の詳細に関しては後述する。
【００１８】
７はヘッドキャリッジ１が取り付けられた駆動用ベルトを示し、往復移動するようになっている。駆動用ベルト７は搬送台６の両方の端部を越えて張設してある。勿論一方の端部方向のみに張設してあってもかまわない。これは、非画像記録時にヘッドキャリッジ１をホームポジションに位置づけるためであり、当該位置において、ヘッドキャリッジ１に配設されているヘッドは機能維持のための保守を受ける。
【００１９】
記録用紙８の画像記録面には、高濃度から低濃度までの良好な階調再現を得るため、単位面積当たりのインクの吸着量が大きいインク吸収層を形成してあり、画像記録面と反対側の面は滑面としてある。９はヘッドキャリッジ１に配設されているヘッドの乾燥防止ユニットを示し、画像記録終了後におけるヘッドキャリッジ１に配設されているヘッドの乾燥に伴う詰まりを防止するための防湿キャップ９ａ〜９ｈをヘッドの数に合わせて配設されており、各ヘッドは画像記録終了後、防湿キャップにより覆われ乾燥を防止する様になっている。
【００２０】
尚、乾燥防止ユニット９およびメンテナンスユニット５はカラープルーフ作製装置本体に固定されている。加圧ユニット４はカラープルーフ作製装置本体に固定されていても良いし、ヘッドキャリッジ１に組み込まれていても良い。
【００２１】
図２はヘッドキャリッジ１の概略図を示す。図２（ａ）はインク吐出方向からみた概略図を示す。図２（ｂ）は横から見た概略図を示す。図中１００ａ〜１００ｈはヘッドを示し、前述のインク色に合わせ８本のヘッドが配設されている。１０１ａ〜１０１ｈはインクパックユニット２から繋がるインク供給路とからなる複数のインク吐出口を示し、直径１０〜２０μｍの穴が必要に応じて複数個空けられている。
【００２２】
１０３はヘッドキャリッジ１のヘッド１００ａ〜１００ｈの取り付け面を示し、該ヘッド１００ａ〜１００ｈは取り付け領域１０２ａ〜１０２ｈに接着剤で取り付けられている。３ａ〜３ｈは加圧ユニット４を介しての各インクパック２ａ〜２ｈの各インクを各ヘッド１００ａ〜１００ｈに供給するチューブを示す。
【００２３】
図３は加圧ユニット４を介してインクパックユニット２からヘッドキャリッジ１に供給されるインクの経路の模式図を示す。図中４は加圧ユニットを示し、４ａ〜４ｈは加圧ユニット４を構成している加圧装置を示し、該加圧装置を介して、各インクパック２ａ〜２ｈの各インクはヘッドキャリッジ１の各ヘッド１００ａ〜１００ｈにチューブ３ａ〜３ｈにより供給されている。加圧装置４ａ〜４ｈで加圧されたインクが各ヘッド１００ａ〜１００ｈのインク吐出口（本図では表されていない）より強制噴出させることにより加圧装置４ａ〜４ｈと各ヘッド１００ａ〜１００ｈ間のチューブ３ａ〜３ｈ及び各ヘッド１００ａ〜１００ｈ内の異物、気泡等の除去を可能にしている。
【００２４】
図４は加圧装置４ａによりタンクを瞬時に潰す機構の一例を示す模式図である。図４（ａ）は平常状態を示し、図４（ｂ）は加圧手段が作動し、タンクが瞬時に潰された状態を示す。本図では加圧ユニット４を構成している加圧装置４ａ〜４ｈの説明を、加圧装置４ａを代表として行う。尚、他の加圧装置４ｂ〜４ｈは加圧装置４ａと同じ方式である。図中４ａ１はインクパック２ａとヘッド１００ａの間に配設されたタンクを示し、該タンク４ａ１は伸縮自在であることから、胴部は蛇腹形状をしているのが好ましい。４ａ２はタンク４ａ１を圧縮する加圧部材を示し、４ａ３は加圧部材４ａ２の一方を加圧装置４ａの一部に回転自在に軸支する治具を示す。加圧部材４ａ２の他の一方は加圧手段４ａ４の駆動部材４ａ５に連接されており、これにより、加圧手段４ａ４の駆動によりタンク４ａ１が加圧部材４ａ２により瞬時に潰される。瞬時に潰されることで、タンク４ａ１中の多量のインクはヘッド１００ａから一気に強制噴出され、チューブ３ａ、ヘッド１００ａ内の異物、気泡等を容易に除去することが出来る。
【００２５】
４ａ６はタンク４ａ１の回復を容易にするため加圧解除する方向に伏勢されているバネを示し、該バネの一方は本図では示されていないが加圧装置４ａの一部に固定され、他の一方は加圧部材４ａ２に固定されており、平常時は加圧部材４ａ２を持ち上げる様に作用している。加圧終了後は加圧手段４ａ４とバネ４ａ６により再び加圧部材４ａ２による加圧が解除され、タンク４ａ１は元の大きさに回復する。加圧手段４ａ４としてはソレノイド、ステッピングモーター等で有り、瞬時に作動する加圧手段であれば特に限定は無い。
【００２６】
図５は加圧装置４ａによりタンクを瞬時に潰す機構の他の一例を示す模式図である。加圧装置４ａの他の一例の模式図を示す。図５（ａ）は平常状態を示し、図５（ｂ）は加圧手段が作動し、タンクが瞬時に潰された状態を示す。図中４ａ７は加圧する方向に伏勢されたバネを示し、該バネの一方は本図では示されていないが加圧装置４ａの一部に固定され、他の一方は加圧部材４ａ２に固定されている。４ａ８は加圧手段の１例である上下動を行うカムを示し、平常時は加圧を解除する位置で加圧部材４ａ２を支えている。４ａ９はカム４ａ８を動かすモーターを示し、４ａ１０はモーター４ａ９の動きをカム４ａ８に伝えるベルトを示す。カム４ａ８の回転に伴い、加圧部材４ａ２の支えが一気に解除されることで、加圧部材４ａ２によりタンク４ａ１は瞬時に潰される。瞬時に潰されることで、タンク４ａ１中の多量のインクはヘッド１００ａから一気に強制噴出され、チューブ３ａ、ヘッド１００ａ内の異物、気泡等を容易に除去することが出来る。加圧終了後はカム４ａ８の回転により再び加圧部材４ａ２による加圧が解除され、タンク４ａ１は元の大きさに回復する。図４及び図５に示される如き加圧手段をヘッド回復装置に用いることで、従来除去が困難であったヘッド内のインク供給経路内に付着した小さな気泡、ゴミ等も一気に多量のインクが流れることで容易に短時間で除去することが可能となり、高画質の画像形成が保証できる様になった。
【００２７】
加圧手段を使用した場合、ヘッドキャリッジ１に配設されているヘッド１００ａ〜１００ｈが、メンテナンスユニット５でメンテナンスを受ける順番を図１と図２で簡単に説明する。先ず、ヘッドキャリッジ１が一旦右側のホームポジションへ移動する。その後ヘッド１００ａ、１００ｂがサッキングキャップを有した減圧吸引部５ｃ、５ｄに移動し減圧吸引によるインク吐出口の清掃を行い、終了後ブレード部５ａに移動しヘッド１００ａ、１００ｂを拭うことでヘッド１００ａ、１００ｂ表面に付いているインクの塊、ゴミ等を除去し、次にインク空吐出受け部５ｂに戻り、加圧手段によりヘッド１００ａ、１００ｂの順でインクの強制噴出を行うことでヘッド１００ａ、１００ｂのメンテナンスが終了する。以下順番に残りのヘッド１００ｃ〜１００ｈを２つ毎に同じ工程でメンテナンスを行うことでヘッド１００ａ〜１００ｈのメンテナンスが終了する。
【００２８】
【発明の効果】
加圧手段をヘッド回復装置に用いることで、従来除去が困難であったヘッド内のインク供給経路内に付着した小さな気泡、ゴミ等も一気に多量のインクが流れることで容易に短時間で除去することが可能となり、高画質の画像形成が維持できる様になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラープルーフ作製装置の模式図を示す。
【図２】ヘッドキャリッジの概略図を示す。
【図３】加圧ユニットを介してインクパックユニットからヘッドキャリッジに供給されるインクの経路の模式図を示す。
【図４】加圧装置によりタンクを瞬時に潰す機構の一例を示す模式図である。
【図５】加圧装置によりタンクを瞬時に潰す機構の他の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１ヘッドキャリッジ
２インクパックユニット
３インク供給用チューブ
４加圧ユニット
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ加圧装置
４ａ１タンク
４ａ２加圧部材
４ａ４加圧手段
４ａ６、４ａ７バネ
４ａ８カム

Claims

インクジェットヘッドのインク吐出口よりインク滴を噴射して直接記録シートに付着させて画像を記録するインクジェット画像記録装置のインクジェットヘッド回復装置において、インクパックユニットとインクジェットヘッドの間のインク供給路に下記のインク加圧手段を設け、該加圧手段により前記インク吐出口からインクを強制噴出させることによりインクジェットヘッドの回復を行うことを特徴とするインクジェットヘッド回復装置。
インク加圧手段は、伸縮自在のタンクと、一方の端部を回転可能に軸支し、他方の端部を駆動部材に連結している加圧部材とを有するインク加圧手段。
前記加圧部材が、タンクを瞬時に潰す機構と元に戻す機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド回復装置。
前記請求項１または２に記載のインクジェットヘッド回復装置を備えることを特徴とするインクジェット画像記録装置。