JP6762748B2 - 液体吐出装置および予備吐出方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の液体吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置1000(以下、記録装置とも称す)の概略構成を示す斜視図である。記録装置1000は、用紙などの記録媒体2を搬送する搬送部1、記録媒体2の搬送方向と略直交する方向に吐出口を配列したライン型の液体吐出ヘッド3とを備える。記録装置1000は、液体吐出ヘッド3に対して複数の記録媒体2を連続もしくは間欠的に搬送して液体吐出ヘッド3からインクを吐出して記録を行う。記録媒体2はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。液体吐出ヘッド3は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の液体(インク)それぞれの吐出口列を備え、これにより、カラー記録を可能とする。後述するように液体を液体吐出ヘッドには、インクを供給する供給路である液体供給機構、メインタンクおよびバッファタンク(図2参照)が流体的に接続される。また、液体吐出ヘッド3には、液体吐出ヘッド3へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続される。吐出ヘッド3内における液体経路および電気信号経路については後述する。
図2は、本実施形態の記録装置におけるインクの循環経路(液体流通経路)を示す模式図であり、液体吐出ヘッド3を、循環ポンプ1001、バッファタンク1003等に流体的に接続した図である。なお、図2では、説明を簡略化するためにCMYKインクの内の一色のインクが流動する経路のみを示しているが、実際には4色分のインクの循環経路が、液体吐出ヘッド3及び記録装置本体に設けられる。メインタンク1006と接続される、サブタンクとしてのバッファタンク1003はタンク内部と外部とを連通する大気連通口(不図示)を有し、インク中の気泡を外部に排出することができる。バッファタンク1003は、補充ポンプ1005にも接続されている。補充ポンプ1005を駆動することによって、記録動作や、後述される予備吐出や吸引などの回復処理で、体吐出ヘッド3で液体が消費された際に、消費されたインク分をメインタンク1006からバッファタンク1003へ移送する。
図3(a)および(b)は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド3の構成を示す斜視図である。液体吐出ヘッド3は、C、M、Y、Kの4色のインクそれぞれの吐出口列が設けられた記録素子基板10を直線上に15個配列(インラインに配置)したライン型の液体吐出ヘッドである。図3(a)に示すように、液体吐出ヘッド3には各記録素子基板10と、フレキシブル配線基板40および電気配線基板90を介して電気的に接続された信号入力端子91と電力供給端子92を備える。信号入力端子91及び電力供給端子92は記録装置1000の制御部と電気的に接続され、それぞれ、吐出駆動信号及び吐出に必要な電力を記録素子基板10に供給する。電気配線基板90内の電気回路によって配線を集約することで、信号出力端子91及び電力供給端子92の数を記録素子基板10の数に比べて少なくできる。これにより、記録装置1000に対して液体吐出ヘッド3を組み付ける時又は液体吐出ヘッドの交換時に取り外しが必要な電気接続部数が少なくて済む。また、図3(b)に示すように、液体吐出ヘッド3の両端部に設けられた液体接続部111は、記録装置1000の液体供給系と接続される。これにより、図2で上述したように、CMYK4色のインクが記録装置1000の供給系から液体吐出ヘッド3に供給され、また液体吐出ヘッド3内を通ったインクが記録装置1000の供給系へ回収される。このように、各色のインクは、記録装置1000の経路と液体吐出ヘッド3の経路を介して循環可能である。
図8(a)および(b)は、本実施形態の吐出モジュール200を説明する図であり、図8(a)は、1つの吐出モジュール200の斜視図を、図8(b)はその分解図をそれぞれ示している。吐出モジュール200の製造方法としては、まず記録素子基板10及びフレキシブル配線基板40を、予め液体連通口31が設けられた支持部材30上に接着する。その後、記録素子基板10上の端子16と、フレキシブル配線基板40上の端子41とをワイヤーボンディングによって電気接続し、その後にワイヤーボンディング部(電気接続部)を封止材110で覆って封止する。フレキシブル配線基板40の記録素子基板10と反対側の端子42は、電気配線基板90の接続端子93(図5参照)と電気接続される。支持部材30は、記録素子基板10を支持する支持体であるとともに、記録素子基板10と流路部材210とを流体的に連通させる流路部材である為、平面度が高く、また十分に高い信頼性をもって記録素子基板と接合できるものが好ましい。材質としては例えばアルミナや樹脂材料が好ましい。
図9(a)〜(c)は、本実施形態の記録素子基板の構造を説明する図である。図9(a)は記録素子基板10の吐出口13が形成される側の面の平面図を示し、図9(b)は図9(a)のAで示した部分の拡大図を示し、図9(c)は図9(a)の裏面の平面図を示しえいる。図9(a)に示すように、記録素子基板10の吐出口形成部材12に、各インク色に対応する4列の吐出口列が形成されている。なお、以後、複数の吐出口13が配列される吐出口列が延びる方向を「吐出口列方向」と呼称する。
図11は、本実施形態に係る、隣り合う2つの吐出モジュールにおける、記録素子基板の隣接部を部分的に拡大して示す平面図である。図9(a)に示すように、本実施形態では略平行四辺形の記録素子基板を用いている。図11に示すように、これらの各記録素子基板10における、吐出口13が配列される各吐出口列(14a〜14d)は、記録媒体の搬送方向に対し一定角度傾くように配置されている。これにより、記録素子基板10同士の隣接部における吐出列は、少なくとも1つの吐出口が記録媒体の搬送方向にオーバーラップするようになっている。図11では、D線上の2つの吐出口が互いにオーバーラップ関係にある。このような配置によって、仮に、記録素子基板10の位置が所定位置から多少ずれた場合でも、オーバーラップする吐出口の駆動制御によって、記録画像の黒スジや白スジを目立たなくするようにすることができる。複数の記録素子基板10を、千鳥配置ではなく、直線上(インライン)に配置した場合においても、図11のような配置構成によって液体吐出ヘッド10の記録媒体の搬送方向の長さの増大を抑えつつ、記録素子基板10同士のつなぎ部における黒スジや白スジ対策を行うことができる。なお、本実施形態では、記録素子基板の主平面は平行四辺形であるが、本発明はこれに限るものではなく、例えば長方形、台形、その他形状の記録素子基板を用いた場合でも、本発明の構成を好ましく適用することができる。
図12は、本発明の第1実施形態に係る予備吐出動作を示すフローチャートであり、図13は、その予備吐出動作のタイミングチャートである。また、図14(a)〜(f)は、本実施形態の予備吐出動作の際のインクの挙動を示す図である。
図16は、本発明の第2実施形態に係る予備吐出動作を示すフローチャートであり、図17は、第2実施形態に係る予備吐出動作のタイミングチャートである。
図18は、本発明の第3実施形態に係る記録装置におけるインクの循環経路を示す模式図である。本実施形態の循環経路が第1実施形態と異なる点は、本実施形態の循環経路が第二循環ポンプ1002を有する点である。本実施形態の循環経路において、循環ポンプ1001を停止して第二循環ポンプ1002を動作させると、ヘッド3内のインクの循環方向(移動方向)を逆転することができる。具体的には、第二循環ポンプ1002を動作させることにより、ヘッド3における供給口17aと回収口17bに差圧を発生させる。第1および第2実施形態では、循環ポンプ1001の動作によって、回収口17bを供給口17aより相対的に低圧にすることによって、供給口17aから回収口17bへ向かうインクの流れ(順方向循環流)を生じさるものである。これに対し、本実施形態では、第二循環ポンプ1002の動作によって、供給口17aを回収口17bより相対的に低圧にすることによって、回収口17bから供給口17aに向かうインクの流れ(逆方向循環流)を生じさせることができる。
図23は、本発明の第4実施形態に係る予備吐出動作のタイミングチャートである。本実施形態が上記第3の実施形態と異なる点は、本循環工程が開始された後に、予備吐出工程を終了することである。
図24は、本発明の第5実施形態に係る予備吐出動作のタイミングチャートである。本実施形態は、第3、第4実施形態と異なり、循環ポンプを一つだけ用いて、順方向循環と逆方向循環を切り替える形態に関する。循環ポンプとしては、例えば、チューブポンプを用意することができる。図24に示すように、予備循環工程で逆方向循環を行い、その後、順方向循環に切り替える。この切替によって、吐出口13近傍を流れるインクは、逆方向から順方向へ流れを転じる。これを逆転工程(期間)とする。逆転工程の後、予備吐出工程を実施する。
図25は、本発明の第6実施形態に係る予備吐出動作のタイミングチャートであり、図26(a)〜(f)は、第6実施形態の予備吐出動作の際のインクの挙動を示す図である。
図27は、本発明の第7実施形態に係る予備吐出動作のタイミングチャートである。本実施形態は、循環ポンプを一つ用い、そのポンプで順方向循環と逆方向循環を切り替える形態である。循環ポンプとしては、例えばチューブポンプを用いることができる。図27に示すように、予備循環工程は、逆方向循環を実施し、その後、順方向循環に切り替える。吐出口13近傍を流れるインクは、逆方向から順方向へ流れを転じる。これを逆転工程とする。本実施形態では、予備吐出工程を、逆転工程の前から開始する。
13 吐出口
15 記録素子
17a 供給口
17b 回収口
23 圧力室
250 チューブ
251 圧迫機
1001 循環ポンプ
1002 第二循環ポンプ
1007 弁
Claims (9)
- 液体を吐出するための圧力を作用する圧力室と、該圧力室に連通する吐出口と、前記圧力室に連通する第1および第2の流路とを備えた液体吐出ヘッドを用い、前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出させる液体吐出装置であって、
前記第1の流路を介して前記圧力室に液体を供給させるとともに前記第2の流路を介して前記圧力室から液体を回収させる液体流通手段と、
液体吐出ヘッドから当該液体吐出ヘッドの本吐出動作とは異なる予備吐出動作を行う予備吐出手段と、
前記液体流通手段による前記圧力室に対する液体の流通が行われた後または前記液体の流通が行われている間に、前記予備吐出手段による予備吐出動作の少なくとも一部を行わせる予備吐出制御手段と、
を具え、
前記液体流通手段による前記圧力室に対する液体の流通は、前記圧力室に対する液体の循環による液体の流通であり、前記液体流通手段は、予備循環と本循環を行い、
前記予備循環と前記本循環とは、前記液体の移動方向が逆であり、
前記予備循環と前記本循環の間に、前記液体の移動方向を逆にする逆転工程があり、前記予備吐出制御手段は、前記逆転工程の前に、前記予備吐出動作を開始することを特徴とする液体吐出装置。 - 前記予備吐出制御手段は、前記本循環を開始した後に、前記予備吐出動作を終了することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記予備循環と前記本循環は、連続して行われることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出装置。
- 液体を吐出するための圧力を作用する圧力室と、該圧力室に連通する吐出口と、前記圧力室に連通する第1および第2の流路とを備えた液体吐出ヘッドを用い、前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吐出させる液体吐出装置における予備吐出方法であって、
前記第1の流路を介して前記圧力室に液体を供給させるとともに前記第2の流路を介して前記圧力室から液体を回収させる液体流通手段と、液体吐出ヘッドから当該液体吐出ヘッドの本吐出動作とは異なる予備吐出動作を行う予備吐出手段と、を用意し、
前記液体流通手段による前記圧力室に対する液体の流通が行われた後または前記液体の流通が行われている間に、前記予備吐出手段による予備吐出動作の少なくとも一部を行わせる予備吐出制御工程と、
を有し、
前記液体流通手段による前記圧力室に対する液体の流通は、前記圧力室に対する液体の循環による液体の流通であり、前記液体流通手段は、予備循環と本循環を行い、
前記予備循環と前記本循環とは、前記液体の移動方向が逆であり、
前記予備循環と前記本循環の間に、前記液体の移動方向を逆にする逆転工程があり、前記予備吐出制御工程では、前記逆転工程の前に、前記予備吐出動作を開始することを特徴とする予備吐出方法。 - 前記圧力室は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を内部に備え、該圧力室に連通する第1および第2の流路とを備える液体吐出ヘッドの予備吐出方法であって、
前記予備循環によって、液体吐出ヘッドの駆動停止中に粘度の増加した前記圧力室内の液体を、前記第1の流路もしくは前記第2の流路に移動させる第1の工程と、
前記予備吐出動作によって、前記記録素子を駆動させ、前記粘度の増加した液体を含む液体を前記吐出口から吐出させる第2の工程と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の予備吐出方法。 - 前記液体吐出ヘッドは、前記圧力室に液体を供給するための供給口と、前記圧力室から液体を回収するための回収口とを備え、前記第1の流路は前記供給口と前記圧力室とを連通し、前記第2の流路は前記圧力室と前記回収口とを連通することを特徴とする請求項5に記載の予備吐出方法。
- 前記液体吐出ヘッドは、複数の前記供給口と連通する液体供給路と、複数の前記回収口と連通する液体回収路とを備え、
前記第1の工程において、前記第2の流路に移動した粘度の増加した液体は、前記液体回収路内まで移動した後、前記第2の工程によって前記吐出口から吐出されることを特徴とする請求項6に記載の予備吐出方法。 - 液体を吐出する吐出口と、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を内部に備える圧力室と、該圧力室に連通する第1および第2の流路とを備える液体吐出ヘッドであって、
液体吐出ヘッドの駆動停止中に粘度の増加した前記圧力室内の液体が、前記第1の流路もしくは前記第2の流路に移動した後に前記記録素子を駆動させ、前記粘度の増加した液体を含む液体を前記吐出口から吐出させる予備吐出動作を行い、
前記圧力室内の液体は、予備循環または本循環により前記第1の流路もしくは前記第2の流路に移動し、
前記予備循環と前記本循環とは、前記液体の移動方向が逆であり、
前記予備循環と前記本循環の間に、前記液体の移動方向が逆になり、前記液体の移動方向が逆になる前に、前記予備吐出動作を行うことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記圧力室内の液体は該圧力室の外部との間で循環されることを特徴とする請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
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