JP6255969B2 - 液体噴射装置及びメンテナンス方法 - Google Patents
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Description
上記課題を解決する液体制動装置は、複数のノズルと、前記複数のノズルに液体を供給する液体室と、前記液体室に供給される前記液体を前記ノズルから吐出させる吐出動作を行うアクチュエーターと、を有する液体噴射ヘッドと、
前記複数のノズルを含む空間に負圧を付与することにより前記ノズルから前記液体を排出させるメンテナンス機構と、を備え、前記アクチュエーターは、前記メンテナンス機構が前記空間に前記負圧の付与を停止する前に、前記液体室の容積が第1の容積となるように駆動され、前記メンテナンス機構が前記空間に対する前記負圧の付与を停止した後でかつ前記空間に付与した前記負圧を解除する前に、前記液体室の容積が前記第1の容積に維持された状態から該第1の容積よりも小さな第2の容積となるように駆動される。
上記構成によれば、液体室の容積の変化によってノズルから空気や一度排出した液体を供給流路内に引きこむことを抑制することができる。
上記液体噴射装置において、前記アクチュエーターは圧電素子であり、前記液体室の容積を前記第1の容積から前記第2の容積に変更する際の該アクチュエーターの駆動電圧の変更速度は、前記液体を前記ノズルから吐出させる吐出動作を行う際の該アクチュエーターの駆動電圧の変更速度より遅いことが望ましい。
上記構成によれば、液体室の容積が減少することにより、ノズルから液体が吐出されることを抑制することができる。
液体噴射装置11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することによって印刷を行うインクジェット式のプリンターである。
液体噴射ヘッド13の上流側に設けられる供給流路14の上流端は、液体を収容した液体供給源19に接続されている。液体供給源19は、液体噴射装置11に着脱可能に装着されるカートリッジであってもよいし、液体噴射装置11に設けられた液体収容タンクであってもよい。あるいは、液体供給源19が液体噴射装置11の外部に別体として設けられた液体収容容器であって、液体供給チューブ等を介して供給流路14に接続されるものであってもよい。
圧力調整機構21は、供給流路14において流路断面積が拡大する拡幅部である弁室41及び圧力室42を有している。弁室41は挿通孔43を介して圧力室42と連通し、圧力室42は流路24を介してリザーバー22と連通している。そして、液体供給源19に収容された液体は、加圧機構15の駆動に伴って加圧され、弁室41及び圧力室42に流入する。一例として、重力方向における圧力室42の中心は、重力方向において液体噴射ヘッド13のノズル形成面18の約50mm上方(圧力換算で0.5kPa)に配置されている。
メンテナンス機構16は、液体噴射ヘッド13のノズル形成面18に対して上下動可能なキャップ51と、ノズル12から排出された液体を廃液として収容する廃液収容部52と、キャップ51及び廃液収容部52を接続する廃液流路53と、廃液流路53に設けられた減圧機構54と、キャップ51に付属する大気開放弁55とを備えている。
図2に示すように、液体噴射装置11は、装置全体を統括制御する制御部60を備えている。制御部60の出力側インターフェースには、加圧機構15、アクチュエーター34、キャップ51、減圧機構54、及び大気開放弁55が接続されている。そして、制御部60は、アクチュエーター34の駆動電圧、キャップ51による液体噴射ヘッド13のキャッピング状態、加圧機構15の駆動状態、減圧機構54の駆動状態、大気開放弁55の開閉状態を制御可能としている。
液体噴射装置11において、例えばあるノズル12に連通する液体室23において液体が増粘したり、同液体室23において気泡Buが発生した場合(図1参照)には、同ノズル12の液体噴射性能が低下したり、複数のノズル12間で液体噴射性能に差が生じることとなる。このため、そうしたノズル12から増粘した液体や気泡Buを排出させるメンテナンスが実施される。
図5に示すように、制御部60は、キャップ51を上昇させて、同キャップ51を液体噴射ヘッド13にキャッピングさせる(ステップS11)。続いて、制御部60は、アクチュエーター34の駆動電圧EVを第1の電圧EV1とし(ステップS12)、振動板31を液体室23の容積VLを大きくする方向に変位させることで、液体室23の容積VLを第1の容積VL1とする。また、本ステップS12において、アクチュエーター34の駆動電圧EVを第1の電圧EV1に変更する場合、駆動電圧EVの変更速度が、液体噴射ヘッド13から液体を噴射させる場合における駆動電圧EVの変更速度と等速又は低速とされることが望ましい。これは、液体室23の容積VLの変化によってノズル12から空気や一度排出した液体を供給流路14内に引きこむことを抑制するためである。
(1)大気開放弁55を開弁する前に液体室23の容積VLを第1の容積VL1から第2の容積VL2に変更することで、大気開放弁55を開弁するときの液体室23の容積VLが、大気開放弁55を開弁する前の液体室23の容積VLよりも小さくなる。このため、大気開放弁55を開弁することで空間Roの負圧が解除される前に、液体室23の容積VLを小さくしない場合に比較して、空間Roが大気開放されるときの供給流路14内及び液体室23内の負圧を小さくすることができる。また、液体室23の容積VLを小さくしない場合に比較して、アクチュエーター34の変位に対応して、液体室23の液体の流れる方向と交差する方向の流路断面積が小さくなることにより液体室23の流路抵抗を大きくできる。このため、空間Roが大気開放されるときに、空間Roに流入する空気や一度排出した液体などが液体噴射ヘッド13のノズル12に入り込みにくくなる。したがって、液体噴射ヘッド13のノズル12から液体を排出するメンテナンスの実施に伴って、そうした空気や液体が液体噴射ヘッド13の内部に流入することを抑制することができる。
・減圧機構54の駆動が開始されてから同減圧機構54の駆動が停止されるまでの間に、アクチュエーター34の駆動電圧EVを第1の電圧EV1から第2の電圧EV2に変更してもよい。また、減圧機構54の駆動が停止されてから液体室23の圧力が保持圧HP未満である間に、アクチュエーター34の駆動電圧EVを第1の電圧EV1から第2の電圧EV2に変更してもよい。すなわち、制御部60は、メンテナンス機構16が空間Roに負圧を付与し始めた後に、液体室23を第1の容積VL1となるように、アクチュエーター34の駆動を制御してもよい。例えば、図6に示すタイミングチャートでいえば、第4のタイミングt4(好ましくは第5のタイミングt5)から第7のタイミングt7までの期間において、アクチュエーター34の駆動電圧EVを第1の電圧EV1から第2の電圧EV2に変更してもよい。
・固定されたキャップ51に液体噴射ヘッド13を下降させて、同液体噴射ヘッド13をキャッピングするようにしてもよい。すなわち、液体噴射ヘッド13とキャップ51とを相対的に接近させることで、液体噴射ヘッド13をキャッピングできる構成であればよい。また、液体噴射ヘッド13とキャップ51との相対的な接近方向は、上下方向(鉛直方向)でなくてもよい。
Claims (7)
- 複数のノズルと、前記複数のノズルに液体を供給する液体室と、前記液体室に供給される前記液体を前記ノズルから吐出させる吐出動作を行うアクチュエーターと、を有する液体噴射ヘッドと、
前記複数のノズルを含む空間に負圧を付与することにより前記ノズルから前記液体を排出させるメンテナンス機構と、を備え、
前記アクチュエーターは、
前記メンテナンス機構が前記空間に前記負圧の付与を停止する前に、前記液体室の容積が第1の容積となるように駆動され、
前記メンテナンス機構が前記空間に対する前記負圧の付与を停止した後でかつ前記空間に付与した前記負圧を解除する前に、前記液体室の容積が前記第1の容積に維持された状態から該第1の容積よりも小さな第2の容積となるように駆動される
ことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記液体室の圧力が大気圧以下でかつ前記ノズルにメニスカスが形成される圧力となるように前記第1の容積と前記第2の容積は設定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。 - 前記アクチュエーターは圧電素子であり、前記液体室の容積を前記第1の容積に変更する際の該アクチュエーターの駆動電圧の変更速度は、前記液体を前記ノズルから吐出させる吐出動作を行う際の該アクチュエーターの駆動電圧の変更速度より遅い
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体噴射装置。 - 前記アクチュエーターは圧電素子であり、前記液体室の容積を前記第1の容積から前記第2の容積に変更する際の該アクチュエーターの駆動電圧の変更速度は、前記液体を前記ノズルから吐出させる吐出動作を行う際の該アクチュエーターの駆動電圧の変更速度より遅い
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記液体室に前記液体を供給可能に接続される液体供給部をさらに備え、
前記液体供給部は、同液体供給部の下流側の圧力が大気圧よりも低い保持圧未満になると開弁して上流側からの前記液体の供給を許容し、同圧力が前記保持圧以上になると閉弁して上流側からの前記液体の供給を規制する圧力調整弁を有し、
前記制御部は、前記圧力調整弁が閉弁した後に、前記液体室の容積が前記第2の容積となるように、前記アクチュエーターの駆動を制御する
ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記制御部は、前記メンテナンス機構が前記空間に前記負圧を付与し始めた後に、前記液体室の容積が前記第1の容積となるように、前記アクチュエーターの駆動を制御する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 複数のノズルと、前記複数のノズルに液体を供給する液体室と、前記液体室に供給される前記液体を前記ノズルから吐出させる吐出動作を行うアクチュエーターと、を有する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置のメンテナンス方法であって、
前記複数のノズルを含む空間に負圧を付与する負圧付与ステップと、
前記空間に前記負圧の付与を停止する前に、前記アクチュエーターを駆動して前記液体室の容積を第1の容積とする第1容積変更ステップと、
前記空間に付与される前記負圧を解除する負圧解除ステップと、
前記負圧付与ステップの実行した後でかつ前記負圧解除ステップを実行する前に、前記アクチュエーターを駆動して前記液体室の容積を前記第1の容積に維持された状態から該第1の容積よりも小さな第2の容積とする第2容積変更ステップと、を備える
ことを特徴とするメンテナンス方法。
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