JP6911844B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

この発明は、インクジェット記録装置に関する。
インクをノズルから吐出させて記録媒体上に着弾させることで当該記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置では、ノズルからのインクの吐出不良が記録画像の劣化に繋がるので、適正な状態で吐出されているか否かを検査し、検査結果に応じメンテナンス動作を行う種々の技術がある。
ノズルからのインクの吐出不良を生じる主な原因として、インク内への夾雑物や気泡の混入が挙げられる。夾雑物の混入を防ぐために、インクジェット記録装置では、従来、インクタンクから各ノズルへのインク流路の途中にフィルターが設けられている。また、気泡の排出などを目的として、複数のノズルに連通する個別流路にインクを分岐させる共通流路のインクを循環させてインクタンクに戻す技術が知られている。このとき、ノズル内のインク圧を負圧としてインクが漏出し難い状態として、インクがノズルから吐出されない程度の微振動をインク液面に生じさせる駆動動作を行った後にインクの循環を行わせることで、個別流路内やノズル内の気泡を壁面から剥離しやすくさせて気泡や異物を除去する技術がある（例えば、特許文献１）。
特開２０１５−０７１２３１号公報
しかしながら、インク流路内の気泡を排出させる場合に、細い個別の流路やノズル内に一旦進入した気泡を上流側に戻して排出するのは難しく、また、手間がかかるという課題がある。
この発明の目的は、より容易且つ確実にインク流路内の気泡を排出させることの出来るインクジェット記録装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
インクを吐出するノズルが設けられたインクジェットヘッドと、
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部と、
前記ノズル内のインクに前記吐出に係る圧力変動を生じさせる駆動動作を行う駆動部と、
前記インク供給部及び前記駆動部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記インクジェットヘッドは、
前記インクジェットヘッドに供給されたインクを流す共通流路と、
前記共通流路内に設けられ、供給されたインクを通過させるフィルターと、
前記フィルターを通過したインクを前記共通流路から前記ノズルの各々に送る個別流路と、
前記フィルターを通過した前記共通流路内のインクを排出する第１の排出口と、
を備え、
前記制御部は、前記インクジェットヘッド内のインクの気泡排出動作を行う場合に、前記駆動部により所定の駆動動作を行わせながら、前記インク供給部により前記ノズルからインクが漏出する圧力でインクの供給を行わせて前記第１の排出口から排出させる
ことを特徴とするインクジェット記録装置である。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記共通流路に供給するインクを貯留するインク貯留部と、
前記第１の排出口から排出されたインクを前記インク貯留部に戻す循環流路と、
を備えることを特徴としている。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、
前記第１の排出口からの排出可否を切り替える第１の排出弁を備え、
前記制御部は、画像の記録に係る通常の吐出動作を行う場合に、前記第１の排出弁を閉止させ、前記気泡排出動作を行う場合に、前記第１の排出弁を開放させる
ことを特徴としている。
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記フィルターを通過していない前記共通流路内のインクを排出する第２の排出口を備え、
前記制御部は、前記気泡排出動作を行う場合に、供給したインクを少なくとも前記第１の排出口から排出させる
ことを特徴としている。
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載のインクジェット記録装置において、
前記第２の排出口からの排出可否を切り替える第２の排出弁を備え、
前記制御部は、少なくとも画像の記録に係る通常の吐出動作を行う場合に、前記第２の排出弁を閉止させる
ことを特徴としている。
また、請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記制御部は、前記気泡排出動作を行う場合に、画像の記録動作時において前記ノズルからインクを吐出させない前記圧力変動を生じさせる微小駆動動作を前記駆動部に行わせることを特徴としている。
本発明に従うと、インクジェット記録装置において、より容易且つ確実にインク流路内の気泡を排出させることが出来るという効果がある。
インクジェット記録装置の構成を示す模式図である。 インクジェット記録装置におけるインクの流れに係る構成を説明する図である。 インクジェットヘッド内のインク流路を正面側から見た断面図である。 インクジェット記録装置の機能構成を示すブロック図である。 気泡排出処理の制御手順を示すフローチャートである。 インクジェット記録装置の変形例を示す図である。 インクジェット記録装置の変形例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態のインクジェット記録装置１００の構成を示す模式図である。
この図１では、インクジェット記録装置１００を正面から見た場合について示す。
このインクジェット記録装置１００は、ラインヘッドを有し、当該ラインヘッドに対して記録媒体を移動させながら４色のインクを適切なタイミングで吐出することでカラー画像を形成するワンパス方式のプリンターである。
インクジェット記録装置１００は、媒体供給部１０と、媒体排出部１５と、画像形成本体部２０と、インク供給部３０（図２参照）と、制御部４０（図４参照）などを備えている。このインクジェット記録装置１００では、制御部４０による制御に基づいて、媒体供給部１０に格納された記録媒体Ｐが画像形成本体部２０に搬送され、画像が形成された後に媒体排出部１５に排出される。
媒体供給部１０は、内部に格納された記録媒体Ｐを一枚ずつ画像形成本体部２０へ送る。
記録媒体Ｐとしては、種々の厚さの印刷用紙のほか、セル、フィルムや布帛など、画像形成ドラム２８１の外周面上に湾曲して担持され得る種々のものが用いられる。
媒体供給部１０は、記録媒体Ｐを格納する給紙トレー１１と、給紙トレー１１から画像形成本体部２０へ記録媒体Ｐを搬送するフィーダーボード１２とを有する。給紙トレー１１は、一又は複数の記録媒体Ｐを載置可能に設けられた板状の部材である。給紙トレー１１は、給紙トレー１１に載置された記録媒体Ｐの量に応じて上下動するよう設けられており、当該上下動方向について、最上の記録媒体Ｐがフィーダーボード１２により搬送される位置で保持される。
フィーダーボード１２は、内側が複数（例えば、２本）のローラー１２１、１２２により担持された輪状のベルト１２３を駆動してベルト１２３上の記録媒体Ｐを搬送する搬送機構や、給紙トレー１１上に載置された最上の記録媒体Ｐをベルト１２３上に受け渡す供給部を有する。フィーダーボード１２は、供給部によりベルト１２３上に受け渡された記録媒体Ｐをベルト１２３に沿わせるように搬送する。
画像形成本体部２０は、受け渡しユニット２７と、画像形成ドラム２８１と、ヘッドユニット２８２と、照射部２８３と、デリバリー部２９などを備える。
受け渡しユニット２７は、媒体供給部１０から受け渡された記録媒体Ｐを画像形成ドラム２８１に受け渡す。受け渡しユニット２７は、フィーダーボード１２により搬送された記録媒体Ｐの一端を担持するスイングアーム部２７１と、スイングアーム部２７１に担持された記録媒体Ｐを画像形成ドラム２８１に受け渡す円筒状の受け渡しドラム２７２などを有し、フィーダーボード１２上の記録媒体Ｐをスイングアーム部２７１により取り上げて受け渡しドラム２７２に受け渡すことで記録媒体Ｐを画像形成ドラム２８１の外周面に沿う向きに誘導して画像形成ドラム２８１に受け渡す。
画像形成ドラム２８１は、円筒状の外形を有し、当該円筒状部分の外周面上に最大３枚の記録媒体Ｐを担持して、円筒の中心軸に対する回転動作に応じて記録媒体Ｐを搬送する搬送動作を行う。画像形成ドラム２８１の外周面の近傍には、この外周面及び記録媒体Ｐを加熱するドラムヒーター２８１１が設けられている。ここでは、ドラムヒーター２８１１は、画像形成ドラム２８１の回転方向について、受け渡しユニット２７による画像形成ドラム２８１への記録媒体Ｐの引き渡し位置からヘッドユニット２８２による記録媒体Ｐへの画像記録位置との間に設けられている。ドラムヒーター２８１１による加熱動作時間や強度は、図示略の温度計測部による画像形成ドラム２８１の外周面の計測温度などに基づいて、担持する記録媒体Ｐが適切な温度となるように制御される。これにより、インクが記録媒体Ｐ上に着弾した際の記録媒体Ｐへの硬化速度などが適切に保たれ、安定して高品質な画像が形成される。このドラムヒーター２８１１には、例えば、赤外線ヒーターや通電により発熱する電熱線が用いられる。なお、ドラムヒーター２８１１は、画像形成ドラム２８１の内側に設けられて熱伝導で外周面を加熱しても良い。
ヘッドユニット２８２は、画像形成ドラム２８１の回転に応じて移動する記録媒体Ｐの一の記録対象面に対し、当該ヘッドユニット２８２において記録媒体Ｐの当該記録対象面と対向する面（ノズル面）に設けられた複数のノズル開口部から適切なタイミングでインクの液滴を吐出し、記録媒体Ｐの記録対象面上に着弾させていくことで画像を形成する。ヘッドユニット２８２は、複数のノズルが設けられたインクジェットヘッド２４（図２参照）を一又は複数備える。本実施形態のインクジェット記録装置１００では、ヘッドユニット２８２は、記録媒体Ｐの搬送方向に所定の間隔で複数、ここでは、４色の各インクにそれぞれ応じて４つ配置されている。４つのヘッドユニット２８２は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）のインクをそれぞれ出力する。これらのインクは、ここでは、紫外線が照射されることで硬化するものが用いられる。また、インクは、インクヒーター２８２２（図４参照）によりヘッドユニット２８２の内部及び／又は外部で適切な温度に加熱維持される。
ヘッドユニット２８２の各々は、ここでは、それぞれ画像形成ドラム２８１上で搬送される記録媒体Ｐの搬送方向に垂直な幅方向に当該記録媒体Ｐの画像形成幅に亘って配列された複数のノズル開口部を備え、記録媒体Ｐを搬送方向に移動させながら当該ノズル開口部から記録媒体Ｐに対してインクを吐出することでワンパスにより画像を形成可能なラインヘッドを備える。ヘッドユニット２８２は、図示略の支持部（キャリッジ）に取り付けられており、ユニット位置調整駆動部５８により位置調整用のモーターやブレーキを動作させることで、当該ヘッドユニット２８２の画像形成ドラム２８１との相対位置、特に、画像形成ドラム２８１からの外周面からの距離を変化させることが出来る。
照射部２８３は、所定波長のエネルギー線（電磁波）、ここでは、近紫外領域（波長が４００ｎｍ程度）の紫外線を照射して、ヘッドユニット２８２から吐出されて記録媒体Ｐ上に着弾したインク（即ち、当該インクにより形成された画像）を硬化、定着させる。照射部２８３は、例えば、紫外線を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）を有し、照射駆動部５１（図４参照）の駆動動作により当該ＬＥＤに電圧を印加して電流を流すことで発光させて紫外線を照射する。照射部２８３は、画像形成ドラム２８１の回転により搬送される記録媒体Ｐ上にヘッドユニット２８２からインクの吐出がなされた後、記録媒体Ｐがデリバリー部２９に引き渡される前の位置で、当該記録媒体Ｐ上に紫外線が照射可能に設けられている。照射部２８３には、記録媒体Ｐに紫外線を照射する設定範囲外に紫外線が漏れる量を低減するために、ＬＥＤと設定範囲とを覆うように遮光板２８３ａが設けられている。
なお、照射部２８３において紫外線を発する構成は、ＬＥＤに限られない。照射部２８３は、例えば、水銀ランプを有していても良い。また、インクが紫外線以外のエネルギー線を受けて硬化する性質を有する場合には、上述の紫外線を発する構成の代わりに、当該インクを硬化させる波長のエネルギー線を発する周知の光源が設けられる。
デリバリー部２９は、画像形成が終了し、着弾したインクが硬化した後の記録媒体Ｐを媒体排出部１５に搬送する。デリバリー部２９は、円筒状の受け渡しローラー２９１と、複数（例えば、２本）のローラー２９２、２９３と、内側面でローラー２９２、２９３に支持された輪状のベルト２９４などを有する。受け渡しローラー２９１は、画像形成ドラム２８１から記録媒体Ｐを受け取ってベルト２９４上に誘導する。デリバリー部２９は、受け渡しローラー２９１からベルト２９４上へと受け渡された記録媒体Ｐをローラー２９２、２９３の回転に伴い周回移動するベルト２９４と共に移動させることで搬送して媒体排出部１５に送り出す。
媒体排出部１５は、デリバリー部２９により画像形成本体部２０から送り出された記録媒体Ｐをユーザーにより取り出されるまで格納する。媒体排出部１５は、板状の排紙トレー１６などを有し、この排紙トレー１６上に画像形成後の記録媒体Ｐを載置する。
制御部４０は、媒体供給部１０、画像形成本体部２０、インク供給部３０及び媒体排出部１５の動作を制御し、画像形成命令（ジョブ）による形成対象画像のデータ及び画像形成に係る設定に応じて記録媒体Ｐ上に画像を形成させる。
上記構成のうち、媒体供給部１０、画像形成本体部２０における画像形成ドラム２８１、受け渡しユニット２７及びデリバリー部２９、並びに媒体排出部１５により搬送部が構成される。
インク供給部３０は、画像の記録に用いられる各色のインクを貯え、インクジェットヘッド２４に供給する。インク供給部３０の各構成は、ここでは、専用のラックなどに配置されて、チューブなどの配管を介して画像形成本体部２０と接続されている。
次に、本実施形態のインクジェット記録装置１００におけるインク供給部３０から画像形成本体部２０にかけてのインクの流れに係る構成について説明する。
図２は、本実施形態のインクジェット記録装置１００におけるインクの流れに係る構成を説明する図である。
インク供給部３０は、メインタンク３１と、フィルター３１１と、供給ポンプ３２と、供給バルブ３３などを備える。
メインタンク３１のインクは、供給ポンプ３２の動作により供給バルブ３３を介して画像形成本体部２０の第１サブタンク２１に送られる。フィルター３１１は、大気開放されたメインタンク３１内にゴミや塵などの異物、夾雑物などが混入するのを防ぐ。供給バルブ３３は、メインタンク３１から第１サブタンク２１へのインク供給可否を定める。この供給バルブ３３は、制御部４０の制御動作に基づいて開閉される電磁バルブであるが、メインタンク３１へのインク補充時やメインタンク３１の交換時などに手動で開閉の切り替えが可能であっても良い。また、供給バルブ３３は、インク供給部３０ではなく、画像形成本体部２０の側に設けられていても良い。
画像形成本体部２０は、第１サブタンク２１（インク貯留部）と、送液ポンプ２２（インク供給部）と、第２サブタンク２３（圧力調整部）と、インクジェットヘッド２４と、還流部２５と、インク排出部２６などを備える。これらは、上述の複数のインク種別ごと、ラインヘッドをなす複数のインクジェットヘッド２４ごとに複数設けられて、インク種別に応じた共通のメインタンク３１からインクの供給を受ける。
供給ポンプ３２によりメインタンク３１から画像形成本体部２０の第１サブタンク２１に供給されたインクは、インクジェットヘッド２４へ送られる。インクジェットヘッド２４から吐出又は漏出されないインクは、還流部２５を介して第１サブタンク２１に戻される。
第１サブタンク２１は、ここではメインタンク３１よりも容量の小さいインクタンクである。第１サブタンク２１には第１液面センサー２１１が設けられており、第１液面センサー２１１は、第１サブタンク２１内のインク量を検出して、検出信号を制御部４０（図４参照）に出力する。なお、第１液面センサー２１１は、単純にインク量が所定の下限基準値を下回ったか否かのみを検出して検出信号を制御部４０に出力しても良い。また第１サブタンク２１は、インクジェットヘッド２４から戻されたインクが貯えられる。この第１サブタンク２１のインク検出量に応じて供給ポンプ３２の動作有無が切り替えられ、第１サブタンク２１内に適切な量のインクが維持される。
送液ポンプ２２は、第１サブタンク２１から第２サブタンク２３にインクを送液する。送液ポンプ２２としては、従来周知のものが利用可能である。また、第２サブタンク２３が大気やエアタンク２３４に連通されていない場合には、送液ポンプ２２の送液動作により加圧されたインクは第２サブタンク２３を経てインクジェットヘッド２４に供給される。
第２サブタンク２３には第２液面センサー２３１が設けられており、第２液面センサー２３１は、第２サブタンク２３内のインク量について第１サブタンク２１における第１液面センサー２１１と同様の動作を行う。
第２サブタンク２３は、エア開放バルブ２３２を開放することで大気に連通され、エア開放バルブ２３３を開放することでエアタンク２３４に連通される。エア開放バルブ２３３が開放されている場合には、エアタンク２３４内の空気圧（負圧）により、インクジェットヘッド２４のノズル面におけるインク圧と圧力差が生じ、通常ではインクをノズルから漏出させず、また、インクの吐出などにより圧力差が変化すると当該圧力差に応じたインクをインクジェットヘッド２４に供給するようにインク圧が調整される。エア開放バルブ２３２、２３３が閉止されている場合には、上述のように、送液ポンプ２２の送液動作に応じて加圧されたインクが第２サブタンク２３を経てインクジェットヘッド２４に送られる。
エアタンク２３４内の圧力は、適宜調整可能とすることが出来る。
インクジェットヘッド２４は、インレット２４１からインクを流入させて、インクを吐出する複数のノズルの各々に係る個別流路２４７１（図３参照）に分配し、また、吐出されなかったインクをアウトレット２４２、２４３から流出させる。インレット２４１は、第２サブタンク２３に接続されており、アウトレット２４２、２４３は、それぞれ還流部２５を介して第１サブタンク２１に接続されている。還流部２５は、アウトレット２４２、２４３と第１サブタンク２１との間をそれぞれ個別にインク流路（循環流路）で繋いでおり、循環流路には、それぞれ、第１還流バルブ２５１（第１の排出弁）及び第２還流バルブ２５２（第２の排出弁）が設けられ、インクの循環可否（排出可否）を各々切り替える。
上述のエア開放バルブ２３３、第１還流バルブ２５１及び第２還流バルブ２５２は、何れも制御部４０の制御に基づいて電磁的に開閉動作が行われる電磁バルブである。
インク排出部２６は、メンテナンス動作などでインクジェットヘッド２４のノズル開口部から記録媒体上以外にインクを吐出させる場合やインクが漏出する動作を行う場合に、これらのインクを受ける。インクトレー２６１は、これらノズルからのインクを受ける受け皿である。廃液タンク２６２は、インクトレー２６１が受けたインクを貯留する。ここでは、廃液タンク２６２に貯留されたインクは廃棄されるが、インクの種別ごとに貯留して再利用可能としても良い。ここでは、インクトレー２６１は、ヘッドユニット２８２と搬送面との距離を広げた状態で、ノズル開口部と対向する位置に移動可能に構成される。或いは、インクトレー２６１が所定のメンテナンス位置に設けられて、必要に応じてヘッドユニット２８２を移動させてインクジェットヘッド２４のノズル面をインクトレー２６１に対向する位置に配置させても良い。
図３は、インクジェットヘッド２４内のインク流路を正面側から見た断面図である。
ヘッドユニット２８２に取り付けられた複数のインクジェットヘッド２４は、搬送方向から見た場合にこの正面図の向きとなる。
インクジェットヘッド２４内のインク流路は、インレット２４１及びアウトレット２４２、２４３が接続される共通インク室２４５（共通流路）と、各ノズルからインクを吐出するインク吐出部２４７（ヘッドチップ）とを有する。
インレット２４１から流入したインクは、共通インク室２４５に送られる。共通インク室２４５には、フィルター２４６が設けられており、インレット２４１は、フィルター２４６の一方（上流インク室２４５１）に連通する。アウトレット２４３（第２の排出口）は、フィルター２４６に対してインレット２４１と同一の側（上流インク室２４５１）に設けられ、また、アウトレット２４２（第１の排出口）は、フィルター２４６を挟んでインレット２４１とは反対側（下流インク室２４５２）に設けられている。
フィルター２４６は、インク内の夾雑物の通過を防ぐ。また、フィルター２４６は、気泡の通過を抑制する。インクジェット記録装置１００において、ここでは、インクジェットヘッド２４は、フィルター２４６が略水平となるように設けられる。これにより、通常では、インレット２４１から気泡が流入した場合、気泡は上流インク室２４５１の天井側に寄り、フィルター２４６に接触したりフィルター２４６を通過したりし難い。下流インク室２４５２の底面には、インク吐出部２４７の各ノズルに連通する貫通孔２４５２ａが設けられている。
インク吐出部２４７は、複数の個別流路２４７１と、当該複数の個別流路２４７１に各々対応するノズル２４７２などを備え、これらのノズル２４７２の開口部からインクを吐出させる。個別流路２４７１の位置は、下流インク室２４５２の貫通孔２４５２ａの位置と一致するように取り付けられることで、共通インク室２４５のインクが各ノズル２４７２に分配される。
複数のノズル２４７２の開口部は、各インクジェットヘッド２４のノズル面において、幅方向に所定の間隔（ピッチ）で複数配列されて設けられている。ノズル開口部の配列パターンは、特に限られず、単純な一次元配置であっても良いし、又は、搬送方向に複数列を有する千鳥格子状配列などであっても良い。幅方向についての位置が隣接するインクジェットヘッド２４に設けられたノズル開口部は、幅方向に部分的に重複して配置されることで、記録媒体の全幅に亘り確実にインクの吐出が行われる構成であることが望ましい。
個別流路２４７１の壁面には、図示略のアクチュエーター、例えば、圧電素子が接触して設けられ、ヘッド駆動部５４（図４参照）の出力する駆動信号に応じたアクチュエーターの動作（駆動動作）により個別流路２４７１内のインクの圧力を変化させることで適切な液量、液滴形状及び速度でインク液滴をノズル２４７２の開口部から吐出させる。
駆動信号としては、特には限られないが、基準電圧（接地電圧など）に対して低電圧側（負の電圧側）と高電圧側にそれぞれ台形波形を続けて出力する電圧波形（吐出波形）が用いられる。ここでは、高い電圧が印加されることでアクチュエーターが個別流路２４７１（圧力室）を圧縮してインク圧を増加させ、低い電圧が印加されることでアクチュエーターが個別流路２４７１を拡張してインク圧を低下させる。即ち、ここでは、一度インク圧を低下させてインクをノズルの奥側に引き込んだ後でインク圧を上昇させてノズルから吐出させる（吐出駆動動作）。また、ヘッド駆動部５４は、この高い電圧と低い電圧の基準電圧からの電位差（即ち振幅）をインク吐出時より小さくした微振動波形の駆動電圧パターンを出力することで、インクに生じる圧力変動を小さくさせ、ノズルからインクを実際には吐出させずにノズル内で振動させる微小駆動動作が可能であり、インクを所定時間以上吐出させない場合にノズル内のインクを攪拌してノズル開口部付近でのインクの蒸発などによる増粘を防ぐ。
図４は、本実施形態のインクジェット記録装置１００の機能構成を示すブロック図である。
インクジェット記録装置１００は、上述のように、供給ポンプ３２と、供給バルブ３３と、送液ポンプ２２と、第１液面センサー２１１と、第２液面センサー２３１と、エア開放バルブ２３２、２３３と、第１還流バルブ２５１と、第２還流バルブ２５２と、ドラムヒーター２８１１などを備える。また、インクジェット記録装置１００は、制御部４０と、ユニット位置調整駆動部５８と、インクヒーター２８２２と、搬送駆動部５２と、クリーナー駆動部５３と、ヘッド駆動部５４（駆動部）と、トレー駆動部５５と、照射駆動部５１と、操作表示部５６と、通信部５７と、バス５９などを備える。
制御部４０は、インクジェット記録装置１００の全体動作を統括制御する。制御部４０は、ＣＰＵ４１（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ４２（Random Access Memory）と、ＲＯＭ４３（Read Only Memory）と、メモリー４４などを備える。
ＣＰＵ４１は、各種演算処理を行い、インクジェット記録装置１００における記録媒体の搬送、インクの吐出やメンテナンス動作などの制御を行う。このメンテナンス動作には、インク流路中の気泡を排出する気泡排出処理が含まれる。また、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３から読み出されたプログラムに従って画像データ、各部のステータス信号やクロック信号などに基づく画像記録に係る種々の処理を行う。
ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。
ＲＯＭ４３は、制御プログラムや初期設定データなどを記憶する。制御プログラムには、上述の気泡排出処理に係るプログラムが含まれる。また、ＲＯＭ４３には、上書き更新可能な不揮発性メモリーなどを含み、随時設定維持される設定データなどを記憶可能とすることが出来る。メモリー４４には、記録対象の画像データを一時記憶するＲＡＭが含まれる。
搬送駆動部５２は、画像形成ドラム２８１の回転モーターや、フィーダーボード１２及びデリバリー部２９の各ローラーのうちそれぞれ何れかを回転させるモーターを各々適切な方向及び速度で回転動作させるための駆動信号を生成して出力する。搬送駆動部５２は、制御部４０からの制御信号に基づいてこれら各モーターの回転方向及び回転速度に応じた駆動信号を出力する。
クリーナー駆動部５３は、図示略のワイパーなどを動作させてノズル面などに付着したインクやインクミストの拭き取り除去動作を行わせる。ワイパーとしては、ノズル面の形状や材質などに応じて巻取り式の不織布、スポンジ材やブレード部材などが用いられ得る。また、これらのワイパーに対してクリーニング液を付与する構成を備えても良く、更に、クリーニング液を用いてノズル面などの拭き取り動作を行った後に更に乾燥した不織布などでクリーニング液を拭き取る構成を備えても良い。
ヘッド駆動部５４は、インク吐出部２４７においてインクを適正に吐出させるために圧力室（圧電素子）を変形動作させる（駆動動作を行う）駆動電圧信号を生成して出力する。ヘッド駆動部５４は、制御部４０からの制御信号に基づいて予め記憶された電圧波形パターンを選択して電力増幅した駆動電圧信号を生成するとともに、メモリー４４から入力された画像データに応じて各圧電素子に対する駆動電圧信号の出力可否をそれぞれ切り替える。
ヘッド駆動部５４に係る配線は、インクジェットヘッド２４内でインク流路とまとめて形成され、また、部分的に別個に形成される。
照射駆動部５１は、制御部４０からの制御信号に応じて照射部２８３のＬＥＤに所定の電圧を印加することで電流を流し、当該ＬＥＤに紫外線を発光させる。
ユニット位置調整駆動部５８は、制御部４０からの制御信号に応じて位置調整用のモーターやブレーキに駆動信号を出力し、ヘッドユニット２８２を所望の位置に移動させて固定する。
トレー駆動部５５は、制御部４０からの制御信号に応じてインクトレー２６１を移動させる。インクトレー２６１の移動動作としては、モーターにより駆動される歯車列やアクチュエーターなど各種周知の技術が利用可能である。この場合、インクトレー２６１とヘッドユニット２８２（インクジェットヘッド２４）の位置関係は、画像を記録する場合ほど厳密である必要は無く、インクジェットヘッド２４から吐出されたインクがインクトレー２６１から外れなければ良い。また、ヘッドユニット２８２が所定の高さ以上に搬送面から離隔しない限りインクトレー２６１をインクジェットヘッド２４と対向する位置に移動させない、及び／又はインクトレー２６１を退避させない限りヘッドユニット２８２を所定の高さ以下に搬送面に近づけない衝突防止機構が備えられていても良いし、制御部４０が衝突を生じさせない制御を行っても良い。
インクヒーター２８２２は、ヘッドユニット２８２において吐出されるインクを適宜な温度に加熱して保つことで、インクの粘度などを適切な状態に維持する。また、インクとして室温や低温でゲル化するような種別のものが用いられている場合には、インクヒーター２８２２は、上述のインク流路全体でインクを加熱する構成を有する。インクの温度は、インクジェットヘッド２４のノズル近傍などで図示略の温度計測部により計測された温度から見積もられ、当該温度に基づいてインクヒーター２８２２の動作状態が制御される。
通信部５７は、外部機器との間での通信動作を制御する通信インターフェイスである。通信インターフェイスとしては、例えば、ＬＡＮボードやＬＡＮカードなど、各種通信プロトコルに対応したものが一又は複数含まれる。通信部５７は、制御部４０の制御に基づいて外部機器から記録対象の画像データや画像記録に係る設定データ（ジョブデータ）を取得し、また、外部機器に対してステータス情報などを送信することが出来る。
操作表示部５６は、制御部４０からの制御信号に応じてインクジェット記録装置１００のステータスや操作メニューなどの表示を行うと共に、ユーザーの操作を受け付けて制御部４０に出力する。操作表示部５６は、例えば、操作受付手段としてのタッチセンサーが表示手段としての表示画面と重ねて設けられた液晶表示部を備える。制御部４０は、液晶表示部にステータスやタッチセンサーによる命令受け付け用の各種メニューなどを表示させ、当該表示させたメニューの内容や位置の情報、及び、タッチセンサーにより検出されたユーザーのタッチ操作に応じた処理をインクジェット記録装置１００の各部に行わせる制御動作を行う。
バス５９は、上記の各構成間を電気的に接続して信号のやり取りを行う経路である。
これらの構成に加えて、インクジェット記録装置１００は、報知動作に用いられるＬＥＤランプ及び／又はビープ音発生部といった報知動作部、記録媒体上に形成された画像の画質異常（不良）を検出するためのラインセンサーや供給された記録媒体が正常に搬送面に載置されていないことを検出する載置異常検出センサーといった読取部などを備えていても良い。
次に、本実施形態のインクジェット記録装置１００における気泡の排出動作について説明する。
本実施形態のインクジェット記録装置１００では、インク流路へのインク充填時（再充填）や、画像記録時に所定の記録不良が検出された場合のメンテナンスなどにおいて、気泡排出処理（気泡排出動作）を行う。この気泡排出処理は、上述の条件に連動して自動的に実行され得るが、ユーザーの操作表示部５６への所定の入力操作に基づいて開始されても良い。
このインクジェット記録装置１００では、気泡排出処理において、第１還流バルブ２５１及び必要に応じて第２還流バルブ２５２を開放した状態で送液ポンプ２２を動作させて、共通インク室２４５内のインクを第１サブタンク２１に戻すことで、当該共通インク室２４５内の気泡を共通インク室２４５から第１サブタンク２１へ排出する。また、このとき、個別流路２４７１内のインクに微振動波形の駆動電圧パターンに応じた小さい圧力変動を生じさせながら、送液ポンプ２２による送液動作によるインク圧力により、並行してノズル開口部からインクを漏出させることで、ノズル内に進入している気泡をノズル開口部から排出させる。このときのインク圧力は、全てのノズルから確実にインクが漏出する圧力である必要があり、また、微振動波形の駆動電圧パターンの位相などに拘わらず連続的に全てのノズルから漏出するレベルとすることが出来る。
図５は、インクジェット記録装置１００で実行される気泡排出処理の制御部４０による制御手順を示すフローチャートである。
気泡排出処理が開始されると、制御部４０（ＣＰＵ４１）は、必要に応じてユニット位置調整駆動部５８に制御信号を出力してヘッドユニット２８２の搬送面からの距離を広げ、トレー駆動部５５に制御信号を出力してインクトレー２６１をノズル面と対向させる。また、制御部４０は、エア開放バルブ２３３を閉止させ、第２サブタンク２３をエアタンク２３４から切断する（ステップＳ１０１）。
制御部４０は、第１還流バルブ２５１を開放して、下流インク室２４５２と第１サブタンク２１とを連通させる（ステップＳ１０２）。このとき、制御部４０は、第２還流バルブ２５２を開放しても良い。制御部４０は、送液ポンプ２２を動作させて、インクを加圧送液させ、第２サブタンク２３を介してインクジェットヘッド２４へのインクの加圧供給を開始させる。また、制御部４０は、ヘッド駆動部５４に制御信号を出力して各個別流路２４７１に対応するアクチュエーターに微振動波形に係る駆動電圧信号を継続的に出力させて（ステップＳ１０３）、当該アクチュエーターの駆動動作（微小駆動動作）を行わせる。インクの加圧供給開始と駆動電圧信号の出力開始とは、多少タイミングがずれても問題はないが、基本的に同時に行われるのが好ましい。
制御部４０は、所定時間経過した後に、送液ポンプ２２の動作を停止させ、また、微振動波形の駆動電圧の出力を中止させる（ステップＳ１０４）。制御部４０は、第１還流バルブ２５１を閉止する（ステップＳ１０５）。第２還流バルブ２５２が開放されている場合には、制御部４０は、併せて第２還流バルブ２５２を閉止する。
制御部４０は、必要に応じてノズル２４７２のインク液面（メニスカス）の回復動作を行う（ステップＳ１０６）。制御部４０は、ヘッド駆動部５４に制御信号を出力して吐出波形を出力させ、各ノズルからインクの吐出動作を行わせる。
制御部４０は、インクトレー２６１をノズル面から退避させ、また、第２サブタンク２３のエア開放バルブ２３３を開放させる（ステップＳ１０７）。また、このとき、制御部４０は、クリーナー駆動部５３に制御信号を出力し、ノズル面などのクリーニング動作を行わせることが出来る。そして、制御部４０は、気泡排出処理を終了する。
［変形例］
図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態のインクジェット記録装置１００の変形例を示す図である。
図６Ａに示すように、還流部２５ａにおいて、アウトレット２４２、２４３に連通する循環流路は、合流して第１還流バルブ２５１を経て第１サブタンク２１に接続されても良い。この場合、アウトレット２４３からアウトレット２４２にインクが流れないように、当該部分の流路抵抗がフィルター２４６の流路抵抗より十分に大きく形成される。
また、図６Ｂに示すように、上流インク室２４５１からインクを排出するアウトレット２４３が設けられていなくても良い。この場合、インクは必ずフィルター２４６を通過した後に、ノズル２４７２から吐出（又は漏出）されるか、或いは、アウトレット２４２から排出される。
以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１００は、インクを吐出するノズル２４７２が設けられたインクジェットヘッド２４と、インクジェットヘッド２４にインクを供給する送液ポンプ２２と、ノズル内のインクの吐出に係る圧力変動を生じさせる駆動動作を行うヘッド駆動部５４と、送液ポンプ２２及びヘッド駆動部５４の動作を制御する制御部４０と、を備え、インクジェットヘッド２４は、当該インクジェットヘッド２４に供給されたインクを流す共通インク室２４５と、共通インク室２４５内に設けられ、供給されたインクを通過させるフィルター２４６と、フィルター２４６を通過したインクを共通インク室２４５からノズル２４７２の各々に送る個別流路２４７１と、フィルター２４６を通過した共通インク室２４５内のインクを排出するアウトレット２４２と、を備え、制御部４０は、インクジェットヘッド２４内のインクの気泡排出動作を行う場合に、ヘッド駆動部５４により所定の駆動動作を行わせながら、送液ポンプ２２によりノズル２４７２からインクが漏出する圧力でインクの供給を行わせてアウトレット２４２から排出させる。
このように、気泡排出動作において、送液ポンプ２２の送液動作によりノズル２４７２からの個別流路２４７１及びノズル２４７２内のインク漏出とアウトレット２４２からの共通インク室２４５内のインクの漏出とを同時に行わせることで、一度の動作でインクジェットヘッド２４のインク流路内各所から気泡を容易にまとめて排出させることが出来る。また、このときに、アクチュエーターに対して所定の駆動波形パターンで駆動電圧を印加することで、個別流路２４７１やノズル２４７２内の壁面などに付着した気泡を効果的に剥離させて効率良く確実にノズル開口部から排出させることが出来る。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１００は、共通インク室２４５に供給するインクを貯留する第１サブタンク２１と、アウトレット２４２から排出されたインクを第１サブタンク２１に戻す還流部２５と、を備える。これにより、気泡の排出のために送液ポンプ２２により送液されたインクの多くを第１サブタンク２１に戻して再利用出来るので、無駄なインク消費量を低減させることが出来る。
また、アウトレット２４２からの排出可否を切り替える第１還流バルブ２５１を備え、制御部４０は、画像の記録に係る通常の吐出動作を行う場合に、第１還流バルブ２５１を閉止させ、気泡排出動作を行う場合に、第１還流バルブ２５１を開放させる。
これにより、インクの流れとインクジェットヘッド２４内でのインク圧力とを適切に制御調整することが出来る。
また、フィルター２４６を通過していない共通インク室２４５内のインクを排出するアウトレット２４３を備え、制御部４０は、気泡排出動作を行う場合に、供給したインクを少なくともアウトレット２４２から排出させる。
即ち、必要に応じてフィルター２４６を通さずともインク、即ち、気泡などをインクジェットヘッド２４から排出可能であり、フィルター２４６を通過させずに大きな気泡などを速やかに排出させることが可能となる。また、このアウトレット２４３から排出させるか否かは適宜選択可能とすることが出来る。
また、アウトレット２４３からの排出可否を切り替える第２還流バルブ２５２を備え、制御部４０は、少なくとも画像の記録に係る通常の吐出動作を行う場合に、第２還流バルブ２５２を閉止させるので、インクの流れとインクジェットヘッド２４内でのインク圧力とを適切に制御調整することが出来る。
また、制御部４０は、気泡排出動作を行う場合に、画像の記録動作時においてノズル２４７２からインクを吐出させない圧力変動を生じさせる微小駆動動作をヘッド駆動部５４に行わせる。
このように、微小駆動波形を用いることで、必要以上にインクをノズルから吐出させず、また、送液ポンプ２２の動作に応じて加圧されたインクを更に加圧することで吐出圧力が上昇し過ぎるのを防ぎ、これにより不要なミストなどの発生を抑えることが出来る。また、通常用いられる駆動波形と同一のものを用いることで、保持、出力する駆動波形の種類を増やす必要がなく、駆動動作を簡略化することが出来る。
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、気泡排出処理において、通常の微振動波形の駆動電圧パターンによるアクチュエーターの駆動を行うこととしたが、これに限られない。吐出波形電圧による駆動を行っても良いし、或いは、通常の駆動波形とは異なる振動周波数、例えば、通常の駆動波形の出力より低い周波数の駆動電圧パターンでアクチュエーターを駆動して電力消費の低減を図るなどしても良い。
また、上記実施の形態では、フィルター２４６が略水平面をなすようにインクジェットヘッド２４が取り付けられるものとして説明したがこれに限られない。例えば、フィルター２４６は、アウトレット２４２、２４３の方向に向かって斜めに傾いていても良い。この場合、上流インク室２４５１や下流インク室２４５２内に存在する気泡は、浮力のみでアウトレット２４２、２４３に向かって移動しやすい。
また、吐出波形や微振動波形は、台形波形状ではなく、矩形波やその組み合わせであっても良い。また、複数の振幅や波形の振動を組み合わせる場合に、気泡排出の場合の波形パターンを通常の吐出波形や微振動波形とは異ならせても良い。
また、上記実施の形態としては、圧電素子を用いたアクチュエーターによりインクの吐出や微振動を行わせるピエゾ式のインクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、アクチュエーターは圧電素子以外の素子、例えば、磁歪素子等であっても良いし、また、サーマル式のインクジェット記録装置であっても同様に本発明を適用することが出来る。
また、上記実施の形態では、インクトレー２６１にインクを漏出させたが、インクを吸収するスポンジ材や単に記録媒体が用いられても良い。
また、メニスカスの回復動作は、気泡排出処理とセットで行われる必要はなく、通常の画像記録の開始時に必要に応じて行われるだけであっても良い。
また、上記実施の形態では、送液ポンプ２２は、第２サブタンク２３を経てインクジェットヘッド２４にインクを加圧供給可能としたが、その他の構成であっても良く、例えば、インクジェットヘッド２４にインクを加圧送液する場合には、第２サブタンク２３をバイパスする流路が用いられても良い。
また、上記実施の形態ではラインヘッドを備えたワンパス方式のインクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、インクジェットヘッドを移動させながら記録媒体上にインクを吐出するスキャン方式のインクジェット記録装置やマルチパス方式のインクジェット記録装置であっても良い。
その他、上記実施の形態で示した構成、配置、制御動作の手順などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
この発明は、インクジェット記録装置に利用することができる。
１０ 媒体供給部
１１ 給紙トレー
１２ フィーダーボード
１２１、１２２ ローラー
１２３ ベルト
１５ 媒体排出部
１６ 排紙トレー
２０ 画像形成本体部
２１ 第１サブタンク
２１１ 第１液面センサー
２２ 送液ポンプ
２３ 第２サブタンク
２３１ 第２液面センサー
２３２、２３３ エア開放バルブ
２３４ エアタンク
２４ インクジェットヘッド
２４１ インレット
２４２、２４３ アウトレット
２４５ 共通インク室
２４５１ 上流インク室
２４５２ 下流インク室
２４５２ａ 貫通孔
２４６ フィルター
２４７ インク吐出部
２４７１ 個別流路
２４７２ ノズル
２５、２５ａ 還流部
２５１ 第１還流バルブ
２５２ 第２還流バルブ
２６ インク排出部
２６１ インクトレー
２６２ 廃液タンク
２７ 受け渡しユニット
２７１ スイングアーム部
２７２ 受け渡しドラム
２８１ 画像形成ドラム
２８１１ ドラムヒーター
２８２ ヘッドユニット
２８２２ インクヒーター
２８３ 照射部
２８３ａ 遮光板
２９ デリバリー部
２９１ 受け渡しローラー
２９２、２９３ ローラー
２９４ ベルト
３０ インク供給部
３１ メインタンク
３１１ フィルター
３２ 供給ポンプ
３３ 供給バルブ
４０ 制御部
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
４４ メモリー
５１ 照射駆動部
５２ 搬送駆動部
５３ クリーナー駆動部
５４ ヘッド駆動部
５５ トレー駆動部
５６ 操作表示部
５７ 通信部
５８ ユニット位置調整駆動部
５９ バス
１００ インクジェット記録装置

Claims (6)

  1. インクを吐出するノズルが設けられたインクジェットヘッドと、
    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部と、
    前記ノズル内のインクに前記吐出に係る圧力変動を生じさせる駆動動作を行う駆動部と、
    前記インク供給部及び前記駆動部の動作を制御する制御部と、
    を備え、
    前記インクジェットヘッドは、
    前記インクジェットヘッドに供給されたインクを流す共通流路と、
    前記共通流路内に設けられ、供給されたインクを通過させるフィルターと、
    前記フィルターを通過したインクを前記共通流路から前記ノズルの各々に送る個別流路と、
    前記フィルターを通過した前記共通流路内のインクを排出する第１の排出口と、
    を備え、
    前記制御部は、前記インクジェットヘッド内のインクの気泡排出動作を行う場合に、前記駆動部により所定の駆動動作を行わせながら、前記インク供給部により前記ノズルからインクが漏出する圧力でインクの供給を行わせて前記第１の排出口から排出させる
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記共通流路に供給するインクを貯留するインク貯留部と、
    前記第１の排出口から排出されたインクを前記インク貯留部に戻す循環流路と、
    を備えることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記第１の排出口からの排出可否を切り替える第１の排出弁を備え、
    前記制御部は、画像の記録に係る通常の吐出動作を行う場合に、前記第１の排出弁を閉止させ、前記気泡排出動作を行う場合に、前記第１の排出弁を開放させる
    ことを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記フィルターを通過していない前記共通流路内のインクを排出する第２の排出口を備え、
    前記制御部は、前記気泡排出動作を行う場合に、供給したインクを少なくとも前記第１の排出口から排出させる
    ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記第２の排出口からの排出可否を切り替える第２の排出弁を備え、
    前記制御部は、少なくとも画像の記録に係る通常の吐出動作を行う場合に、前記第２の排出弁を閉止させる
    ことを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記制御部は、前記気泡排出動作を行う場合に、画像の記録動作時において前記ノズルからインクを吐出させない前記圧力変動を生じさせる微小駆動動作を前記駆動部に行わせることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
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