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JP3855434B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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JP3855434B2 - Inkjet recording device - Google Patents

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JP3855434B2
JP3855434B2 JP4519398A JP4519398A JP3855434B2 JP 3855434 B2 JP3855434 B2 JP 3855434B2 JP 4519398 A JP4519398 A JP 4519398A JP 4519398 A JP4519398 A JP 4519398A JP 3855434 B2 JP3855434 B2 JP 3855434B2
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nozzle
ink jet
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雅己 浅野
楠 東野
康博 山東
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の容器内のインクを、容器に設けられたノズルから吐出することに基づいて、画像を記録するインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、インクジェットプリンタのプリントヘッドに圧電素子(PZT)を用いたものが知られている。このようなインクジェットヘッド(インクジェットプリンタのプリントヘッド)では、圧電素子に、画像データに応じたパルス電圧が印加され、パルス電圧の印加によって生じる圧電素子の歪みにより所定の容器となるインクチャンネル内のインクが加圧され、インクチャンネルに設けられたノズルから紙、OHPシート等の記録シートに向かってインクドロップが吐出される。記録シート上には、これらのインクドロップの吐出によって、パソコン等から送信される画像データに基づいた画像が印字される。
【0003】
上述のようなインクジェットプリンタを非印字時に長時間放置すると、ノズル付近の露出した部分のインクが乾燥し、インクの粘度が増加したりインクが固化したりすることによりノズル穴が目詰まりを起こし、インクドロップの吐出に悪影響を及ぼす。一般に、このようなノズル付近でのインクの乾燥を防ぐために、インクジェットプリンタには、ノズル面(インクジェットヘッドのノズルが形成される面)をキャップ(ノズル面に密着され、外気とは隔てられた空間を形成するための部材)によって密閉するキャップ機構が設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のインクジェットプリンタに設けられるキャップ機構では、ノズル付近の露出した部分でのインクの乾燥を完全には防止することはできず、ノズル穴の目詰まりを防止することはできない。
【0005】
本発明の目的は、ノズル穴の目詰まりを完全に防止することのできるインクジェット記録装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に従ったインクジェット記録装置は、インクチャネル内のインクを、前記インクチャネルに設けられたノズルから記録媒体上に吐出することによって前記記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置である。
【0007】
本インクジェット記録装置は、インクを収容するインクタンクと、前記インクチャネルにインクを供給する共通インク室と、前記インクタンクから前記共通インク室にインクを供給する第1流路と、前記共通インク室から前記インクタンクへインクを戻す第2流路と、前記インクタンク、前記第1流路、前記共通インク室、および、前記第2流路で形成される循環路でインクを循環させる循環手段とを含み、前記循環手段は、画像の記録を行なわないときに、インクが前記ノズルにおいて吐出方向とは逆方向に引き込まれることにより前記インクチャンネル内のインクが前記共通インク室に吸引されて前記インクチャンネルから取り除かれるように、前記循環路でインクを循環させることを特徴としている。
【0008】
請求項1に記載の発明によると、画像の記録を行なわないときに、画像の記録を行なう際のノズルの内側に形成されるインクの液面は、インクチャネルの内側に向かって移動され、インクチャンネル内のインクが共通インク室に吸引されてインクチャンネルから取り除かれる。これにより、不使用時にノズル穴付近でインクが乾燥することがなく、ノズル穴の目詰まりが完全に防止される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明のインクジェット記録装置の実施の形態であるインクジェットプリンタについて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態であるインクジェットプリンタの構成を説明するための模式的断面図である。
【0020】
本インクジェットプリンタでは、記録紙301は給紙ローラ302によってインクジェットヘッド150に対向する部分に給紙され、接続されるコンピュータ等からの画像データの入出力を制御する本体制御部303を介して送られ画像制御部304で処理された画像データによる画像が、インクジェットヘッド150により記録紙301上にインクが吐出されることに基づいて形成される。画像が形成された後、記録紙301は矢印D1方向に搬送され、定着部305でインクが記録紙301上に定着された後、排紙部306上に排紙される。また、これらの各部の動作は制御部307によって制御される。
【0021】
本インクジェットプリンタは上述の各部のほかにメンテナンス部200を含んでおり、インクジェットヘッド150とメンテナンス部200とは位置を移動させることができる。印字時には、インクジェットヘッド150とメンテナンス部200とは図1に示すような位置にあり、上述のようにして記録紙301上に画像が印字されるが、非印字時には、インクジェットヘッド150が矢印D2方向につまり上方に移動し、メンテナンス部200が矢印D3方向につまり前方に移動する。このように移動した位置で、インクジェットヘッド150はメンテナンス部200によってキャッピングされる。
【0022】
図2〜図4は、本発明の第1の実施の形態であるインクジェットプリンタのインクジェットヘッド150の構成を説明するための図である。図2はインクジェットヘッド150のノズル面を示す平面図であり、図3は図2のIII−III線断面図であり、図4は図3のIV−IV線断面図である。
【0023】
図3に示すように、インクジェットヘッド150は、ノズルプレート401、振動板402、PZT403、セラミック基板404を一体に重ねた構成となっている。
【0024】
ノズルプレート401は、金属またはセラミック等からなり、ノズル405を有する。ノズル405の内面には撥インク処理が施されており、ノズル405内面は撥インク処理部414を有する。振動板402には薄肉フィルムが使用され、振動板402はノズルプレート401とPZT403との間に固定される。
【0025】
また、ノズルプレート401と振動板402との間には、インク406を収容する複数のインクチャンネル407と、各インクチャンネル407を共通インク室408に連結するインクインレット409が形成されている。共通インク室408は図示しないインクタンクに接続されており、共通インク室408内のインク406はインクチャンネル407へと供給される。
【0026】
PZT403の振動板402に接する面には、フレキシブル配線411を介してドライバ回路410に接続されインクジェットヘッド150内の複数のPZT403に個別に接続される個別電極側配線部412が設けられ、セラミック基板404上には、アースに接続されインクジェットヘッド150内の複数のPZT403に共通に接続される共通電極側配線部413が設けられる。この個別電極側配線部412はPZT403内の個別電極に接続され、共通電極側配線部413はPZT403内の共通電極に接続される。
【0027】
これらのような構成のインクジェットヘッド150の動作は、ドライバ回路410によってコントロールされる。ドライバ回路410からは、PZT403内部に設けられた個別電極、共通電極との間に、パソコン等から送られてくる画像データに基づいた所定のパルス電圧が印加され、PZT403は振動板402を押す方向(図4の矢印D4方向)に変形する。PZT403の変形は振動板402に伝えられ、インクチャンネル407内のインク406が加圧され、ノズル405を介してインクドロップ450が記録シートに向かって飛翔する。
【0028】
インクジェットヘッド150は、ノズル面が記録シートに平行に保たれつつ、ノズルの並ぶ方向に対して直角に移動され、これらにより、画像データに基づいた画像が印字される。
【0029】
本インクジェットプリンタのインクジェットヘッド150では、ノズル405付近でのインクの液面の位置が画像の印字時と非印字時(継続的に印字を休止するとき)とでは異なる。図5は、ノズル405付近でのインクの液面の位置を示す図である。
【0030】
インクジェットヘッド150では、印字時には、ノズル405の記録シートに近い開口端付近にインクの液面421が形成され、インクドロップが吐出されるのに対し、非印字時には、ノズル405の開口端からインクチャンネル407の内部に近い側に後退され、インクの液面422が形成される。この非印字時に形成される液面422を安定させるために、液面422が接触するノズル405の内面には撥インク処理が施されており、ノズル405内面は撥インク処理部414を有する。
【0031】
ここでは、この撥インク処理として、サイトップ(旭ガラス社製)を塗布するものとするが、他にパーフロロアクリレート等のフッ素系樹脂を塗布したり、フッ素を含む粒子と金属との共析メッキを用いたりすることができる。
【0032】
このようなインクの液面の後退は、次に図6を用いて示すようなキャッピングを行なうことによって達成される。
【0033】
図6は、本インクジェットプリンタで行なわれるキャッピングを説明するための図である。図6(a)はキャップによって密閉部が加圧される前の状態を示す図であり、図6(b)はキャップによって密閉部が加圧された状態を示す図である。
【0034】
インクジェットヘッド150のノズル面には、非印字時に、弾性体のキャップ431が用いられて、密閉部432が形成される。特に、本インクジェットプリンタでは、従来のインクジェットプリンタとは異なり、図6(b)に示すようにして、キャップ431またはインクジェットヘッド150のいずれかを移動させて、キャップ431をインクジェットヘッド150のノズル面に押し付けることによって、密閉部432は加圧状態とされる。このように密閉部432が加圧状態とされることによって、非印字時には、図5を用いて示したように、ノズル405の内側に形成されるインクの液面が、印字時の位置からインクチャンネル407の内側に向かって後退される。
【0035】
ノズル面を密閉するキャップとして、上述とは異なる他の形状のものを用いることができる。図7は、図6に示すキャップとは異なる形状のキャップによるキャッピングを説明するための図である。図7(a)はキャップによって密閉部が加圧される前の状態を示す図であり、図7(b)はキャップによって密閉部が加圧された状態を示す図である。
【0036】
ここでは、非印字時にインクジェットヘッド150のノズル面全体を覆うような形状の弾性体のキャップ433が用いられて、キャップ433またはインクジェットヘッド150のいずれかを移動させることにより、密閉部434が形成される。この密閉部434は図6に示す密閉部432と同様に加圧状態とされ、非印字時に、図5を用いて示したように、ノズル405の内側に形成されるインクの液面が印字時の位置からインクチャンネル407の内側に向かって後退される。
【0037】
これらのように、ノズル穴付近を密閉し、ノズル面からインクチャンネル内部に向かって加圧し、インクの液面をインクチャンネル内部に向かって移動させることによって、インクジェットプリンタの不使用時にノズル穴付近でインクが乾燥することがなくなり、ノズル穴の目詰まりは完全に防止される。
【0038】
続いて、図8〜図15を用いて、本発明の第2の実施の形態であるインクジェットプリンタについて説明する。
【0039】
図8は、本発明の第2の実施の形態であるインクジェットプリンタのインクジェットヘッド155周辺の構成を説明するための図である。
【0040】
本インクジェットプリンタには、K、C、M、Y(ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー)各色に応じてインクジェットヘッド155が設けられ、記録シートに印字が行なわれる。なお、本実施の形態のインクジェットプリンタは、各インクジェットヘッド155に供給、回収されるインクが、それぞれ別のインク流路181、182を経るよう構成されている。搬送ローラ160が矢印D5方向に回転されることにより、搬送ベルト170は記録シート190を矢印D6方向に搬送する。そして、後述するように、インクジェットヘッド155の共通インク室には、インク流路181、182を介してポンプが接続されており、必要な際にインクがインク流路181、182をそれぞれ矢印D7、D8方向に流れるように構成されている。
【0041】
図9、図10は、インクジェットヘッド155の構成を説明するための図である。図9はインクジェットヘッド155のノズル面を示す平面図であり、図10は図9のX−X線断面図である。ここで、図10のIV−IV線断面図は、図4に示す断面図と同様である。また、図9、図10においては、図2〜図4に示すインクジェットヘッド150と同等の機能を有する部分には同様の符号を用いている。
【0042】
これらの図に示すように、インクジェットヘッド155はインクジェットヘッド150とほぼ同様の構成となっているが、特に、インクインレット409に撥インク処理部415を有する点、また、必要な際に矢印D7方向にインクを流すことができる点でインクジェットヘッド150とは異なっている。
【0043】
本インクジェットプリンタでも、第1の実施の形態と同様、非印字時のインクの液面の位置は印字時とは異なる。図11は、画像の印字時と非印字時とのそれぞれにおいてのインクの液面の位置を示す図である。
【0044】
インクジェットヘッド155では、印字時には、ノズル面付近にインクの液面423が形成され、インクドロップが記録シートに向かって吐出されるのに対し、非印字時には、インクインレット409付近にまでインクの液面が後退され、インクの液面424が形成される。この非印字時に形成される液面424を安定させるために、液面424が接触するインクインレット409内面には図5に示す撥インク処理部414と同様の撥インク処理が施された撥インク処理部415が設けられている。また、共通インク室408内のインクが加圧されることによって、非印字時の液面424が印字時での液面423に回復される。
【0045】
このようなインクの液面の後退は、次に図12を用いて示すようなポンプを用いることによって行なうことができる。
【0046】
図12は、本インクジェットプリンタでのインクパージに関わる部分の構成を説明するための図である。
【0047】
本インクジェットプリンタは、インクを収容するインクタンク201と、インクタンク201からインクジェットヘッド155の共通インク室に向かってインクを吐出するためのパージ用加圧ポンプ202と、共通インク室からインクタンク201に向かってインクを吸入するためのパージ用吸引ポンプ203と、インクジェットヘッド155のノズル面に向かって空気を吐出しまたノズル面付近の空気を吸入するための加減圧ポンプ204と、不要なインクを収容する廃インクタンク205と、インクの流れを調整するための弁206、207と、インクジェットヘッド155を密閉するための大気連通弁209の設けられたキャップ208とを含んでいる。また、これらの各部は、流路211〜215によって接続されている。
【0048】
本インクジェットプリンタでは、インクジェットヘッド155のメンテナンスとして、印字が終了した後に、まず、インクジェットヘッド155はキャップ208によってキャッピングされ(図12に示す状態)、パージ用加圧ポンプ202、パージ用吸引ポンプ203を用いて、ノズル405からインクを吐出させるインクパージが行なわれる。その後、キャップ208が開かれ、加減圧ポンプ204により空気を吸入することによりキャップ208内のインクが回収され、流路215内に十分に空気が入れられる。
【0049】
次に、再びキャップ208によってインクジェットヘッド155はキャッピングされ、加減圧ポンプ204により空気が吐出されることによって空気がノズルを介してインクチャンネル内に送り込まれる。なお、インクパージの後には、インクパージの際にノズルの周りに飛び散ったインク滴やノズルプレートに付着したインク固形物、紙粉をゴムブレード(図示略)で拭き取って除去するワイピングという作業が行なわれる。
【0050】
これらによって、印字時のノズル405付近のインクの液面を図11に示すようにインクインレット409にまで後退させることができ、インクジェットプリンタの不使用時にノズル穴付近でインクが乾燥することがなくなり、ノズル穴の目詰まりは完全に防止される。
【0051】
また、本インクジェットプリンタでは、次のような、インクジェットヘッド155の共通インク室内の気泡を回収するためのメンテナンスを行なうことができる。
【0052】
印字が終了した後に、まず、キャップ208を外し、パージ用加圧ポンプ202によりインクの流れを止める(弁の役割、ポンプの種類により別途弁を設けても良い)。続いて、パージ用吸引ポンプ203により共通インク室内に負圧を発生させ、その後、弁206を開放してインクを吸引する。
【0053】
これらによって、本インクジェットプリンタでは、インクジェットヘッド155内の共通インク室内の気泡を回収することができる。
【0054】
さらに、本インクジェットプリンタでは、次のようにして、インクチャンネル内のインクを取り除くことができる。図13は、共通インク室内のインクを高速で循環させることによる、インクチャンネルからのインクの除去を説明するための図である。
【0055】
ここでは、図12に示した加圧ポンプ202、吸引ポンプ203を用いて共通インク室内のインクを高速で循環させる。このように共通インク室内のインクを高速で循環させると、アスピレータの原理によりインクチャンネル内のインクが共通インク室408に吸引され、インクチャンネル(図9、図10と同様の構成)からインクが取り除かれる。
【0056】
たとえば、パージ用加圧ポンプ202によりインクをインクタンク201からインクジェットヘッド155に向かって吐出した場合、インクジェットヘッド155からインクタンク201への流路214の流路抵抗が十分小さければ、インクチャンネル407内のインクは共通インク室408に引き込まれ、印字時のノズル405付近の液面は後退し、インクの液面435が形成される。
【0057】
この後、緩やかにインクを循環させることにより、共通インク室408内の気泡440はインクタンク201へ運ばれることとなる。
【0058】
上述の説明では、インクインレット付近までインクの液面を後退させることとしたが、インクの液面の後退をインクチャンネルの中間付近までとすることができる。図14は、インクの液面の後退をインクチャンネル407の中間付近までとする場合の、非印字時においてのインクの液面の位置を示す図である。ここでは、印字時においては、図5、図11と同様に、インクの液面の位置はノズル405の記録シート側の開口端付近とし、後退後の液面436付近に撥インク処理部437が設けられる。
【0059】
また、上述の説明のような形状のインクジェットヘッドの他に、次に示すような形状のインクジェットヘッドを用いることができる。図15は、上述とは異なる形状のインクジェットヘッドを示す図である。図15(a)はこのインクジェットヘッドのノズル面を示す平面図であり、図15(b)は図15(a)のB部を拡大した図であり、図15(c)は図15(b)のC−C線断面図である。
【0060】
このようなインクジェットヘッドにおいても、上述と同様に撥インク処理部438が設けられ、不使用時にインクインレット409までインクの液面を後退させることができる。
【0061】
以上のようにして、インクの液面を共通インク室付近にまで後退させることにより、不使用時にノズル穴付近でインクが乾燥することがなくなる。また、インクの液面をノズル表面より共通インク室付近に(インクチャンネルの内部に)後退させることにより、インク液面近辺にはインク溶媒の気化したものの濃度が高くなり、インクの液面がノズル表面に露出している場合に比べて蒸発による乾燥速度が遅くなる。これらにより、ノズル穴の目詰まりを完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態であるインクジェットプリンタの構成を説明するための模式的断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態であるインクジェットヘッドのノズル面を示す平面図である。
【図3】図2のIII−III線断面図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図である。
【図5】ノズル付近でのインクの液面の位置を示す図である。
【図6】第1の実施の形態のインクジェットプリンタで行なわれるキャッピングを説明するための図である。
【図7】図6に示すキャップとは異なる形状のキャップによるキャッピングを説明するための図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態であるインクジェットプリンタのインクジェットヘッド155周辺の構成を説明するための図である。
【図9】インクジェットヘッドのノズル面を示す平面図である。
【図10】図9のX−X線断面図である。
【図11】画像の印字時と非印字時とのそれぞれにおいてのインクの液面の位置を示す図である。
【図12】第2の実施の形態のインクジェットプリンタでのインクパージに関わる部分の構成を説明するための図である。
【図13】共通インク室内のインクを高速で循環させることによる、インクチャンネルからのインクの除去を説明するための図である。
【図14】インクの液面の後退をインクチャンネルの中間付近までとする場合の、非印字時においてのインクの液面の位置を示す図である。
【図15】図2〜図4に示すインクジェットヘッド、あるいは、図9、図10に示すインクジェットヘッドとは異なる形状のインクジェットヘッドを示す図である。
【符号の説明】
150 インクジェットヘッド
401 ノズルプレート
402 振動板
403 PZT
404 セラミック基板
405 ノズル
406 インク
407 インクチャンネル
408 共通インク室
409 インクインレット
410 ドライバ回路
411 フレキシブル配線
412 個別電極側配線部
413 共通電極側配線部
414 撥インク処理部
421 印字時のインクの液面
422 非印字時のインクの液面
450 インクドロップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus that records an image based on ejection of ink in a predetermined container from a nozzle provided in the container.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a printer using a piezoelectric element (PZT) for a print head of an ink jet printer is known. In such an ink jet head (print head of an ink jet printer), a pulse voltage corresponding to image data is applied to a piezoelectric element, and ink in an ink channel that becomes a predetermined container due to distortion of the piezoelectric element caused by the application of the pulse voltage. Is pressed, and an ink drop is ejected from a nozzle provided in the ink channel toward a recording sheet such as paper or an OHP sheet. On the recording sheet, an image based on image data transmitted from a personal computer or the like is printed by ejecting these ink drops.
[0003]
If the ink jet printer as described above is left unprinted for a long time, the exposed portion of the ink near the nozzle dries, the viscosity of the ink increases or the ink solidifies, causing the nozzle hole to become clogged, It adversely affects ink drop ejection. In general, in order to prevent the ink from drying near the nozzles, the ink jet printer has a nozzle surface (surface on which the nozzles of the ink jet head are formed) and a cap (a space that is in close contact with the nozzle surface and separated from the outside air). A cap mechanism is provided which is sealed by a member for forming the.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the cap mechanism provided in the conventional ink jet printer as described above cannot completely prevent the ink from drying in the exposed portion near the nozzle, and cannot prevent clogging of the nozzle hole. .
[0005]
An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that can completely prevent clogging of nozzle holes.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An ink jet recording apparatus according to the present invention is an ink jet recording apparatus that records an image on a recording medium by ejecting ink in an ink channel from a nozzle provided in the ink channel onto the recording medium .
[0007]
The ink jet recording apparatus includes: an ink tank that stores ink; a common ink chamber that supplies ink to the ink channel; a first channel that supplies ink from the ink tank to the common ink chamber; and the common ink chamber. A second flow path for returning ink from the ink tank to the ink tank, and circulation means for circulating ink in a circulation path formed by the ink tank, the first flow path, the common ink chamber, and the second flow path And the circulating means draws the ink in the ink channel in the direction opposite to the ejection direction at the nozzle when the image is not recorded, thereby sucking the ink in the ink channel into the common ink chamber. The ink is circulated in the circulation path so as to be removed from the channel .
[0008]
According to the invention described in claim 1, when not performed recording of the image, the liquid surface of ink is formed inside the nozzles when recording images are moved toward the inside of the ink channels, the ink ink in the channel Ru removed from the aspirated ink channel to the common ink chamber. Thereby, when not in use, the ink does not dry near the nozzle hole, and the nozzle hole is completely prevented from being clogged.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an ink jet printer as an embodiment of an ink jet recording apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the ink jet printer according to the first embodiment of the present invention.
[0020]
In this ink jet printer, the recording paper 301 is fed to a portion facing the ink jet head 150 by a paper feed roller 302 and sent via a main body control unit 303 that controls input / output of image data from a connected computer or the like. An image based on the image data processed by the image control unit 304 is formed based on ink being ejected onto the recording paper 301 by the inkjet head 150. After the image is formed, the recording paper 301 is conveyed in the direction of arrow D 1, and after the ink is fixed on the recording paper 301 by the fixing unit 305, the recording paper 301 is discharged onto the paper discharge unit 306. Further, the operation of each of these units is controlled by the control unit 307.
[0021]
The ink jet printer includes a maintenance unit 200 in addition to the above-described units, and the positions of the ink jet head 150 and the maintenance unit 200 can be moved. At the time of printing, the inkjet head 150 and the maintenance unit 200 are positioned as shown in FIG. 1, and an image is printed on the recording paper 301 as described above. That is, it moves upward, and the maintenance unit 200 moves in the direction of arrow D3, that is, forward. The inkjet head 150 is capped by the maintenance unit 200 at the moved position.
[0022]
2-4 is a figure for demonstrating the structure of the inkjet head 150 of the inkjet printer which is the 1st Embodiment of this invention. 2 is a plan view showing the nozzle surface of the inkjet head 150, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
[0023]
As shown in FIG. 3, the inkjet head 150 has a configuration in which a nozzle plate 401, a diaphragm 402, a PZT 403, and a ceramic substrate 404 are integrally stacked.
[0024]
The nozzle plate 401 is made of metal or ceramic and has a nozzle 405. The inner surface of the nozzle 405 is subjected to ink repellent treatment, and the inner surface of the nozzle 405 has an ink repellent treatment portion 414. A thin film is used for the diaphragm 402, and the diaphragm 402 is fixed between the nozzle plate 401 and the PZT 403.
[0025]
A plurality of ink channels 407 that store ink 406 and an ink inlet 409 that connects each ink channel 407 to a common ink chamber 408 are formed between the nozzle plate 401 and the vibration plate 402. The common ink chamber 408 is connected to an ink tank (not shown), and the ink 406 in the common ink chamber 408 is supplied to the ink channel 407.
[0026]
A surface of the PZT 403 in contact with the diaphragm 402 is provided with an individual electrode side wiring portion 412 connected to the driver circuit 410 via the flexible wiring 411 and individually connected to the plurality of PZTs 403 in the inkjet head 150, and the ceramic substrate 404. Above, a common electrode side wiring portion 413 connected to the ground and connected in common to a plurality of PZTs 403 in the inkjet head 150 is provided. The individual electrode side wiring portion 412 is connected to the individual electrode in the PZT 403, and the common electrode side wiring portion 413 is connected to the common electrode in the PZT 403.
[0027]
The operation of the ink jet head 150 configured as described above is controlled by the driver circuit 410. A predetermined pulse voltage based on image data sent from a personal computer or the like is applied between the driver circuit 410 and the individual electrode and the common electrode provided in the PZT 403, and the PZT 403 pushes the diaphragm 402. It deforms in the direction of arrow D4 in FIG. The deformation of the PZT 403 is transmitted to the diaphragm 402, the ink 406 in the ink channel 407 is pressurized, and the ink drop 450 flies toward the recording sheet through the nozzle 405.
[0028]
The ink jet head 150 is moved at right angles to the direction in which the nozzles are arranged while the nozzle surface is kept parallel to the recording sheet, and thereby an image based on the image data is printed.
[0029]
In the ink jet head 150 of the present ink jet printer, the position of the ink surface near the nozzle 405 is different between when the image is printed and when it is not printed (when printing is continuously stopped). FIG. 5 is a diagram illustrating the position of the ink surface near the nozzle 405.
[0030]
In the ink jet head 150, the ink liquid level 421 is formed near the opening end near the recording sheet of the nozzle 405 during printing, and an ink drop is ejected. The ink is retreated to the side closer to the inside of 407 to form an ink liquid level 422. In order to stabilize the liquid surface 422 formed at the time of non-printing, the inner surface of the nozzle 405 with which the liquid surface 422 contacts is subjected to ink repellent treatment, and the inner surface of the nozzle 405 has an ink repellent treatment portion 414.
[0031]
Here, Cytop (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) is applied as the ink repellent treatment, but other fluorine-based resins such as perfluoroacrylate are applied, or eutectoid of fluorine-containing particles and metal. Plating can be used.
[0032]
Such retreat of the ink level is achieved by performing capping as shown in FIG.
[0033]
FIG. 6 is a diagram for explaining capping performed in the ink jet printer. FIG. 6A is a diagram illustrating a state before the sealing portion is pressurized by the cap, and FIG. 6B is a diagram illustrating a state where the sealing portion is pressurized by the cap.
[0034]
A sealing part 432 is formed on the nozzle surface of the inkjet head 150 using an elastic cap 431 during non-printing. In particular, in the present ink jet printer, unlike the conventional ink jet printer, either the cap 431 or the ink jet head 150 is moved to move the cap 431 to the nozzle surface of the ink jet head 150 as shown in FIG. By pressing, the sealing part 432 is brought into a pressurized state. When the sealing portion 432 is in a pressurized state in this way, the liquid level of the ink formed inside the nozzle 405 is changed from the position at the time of printing as shown in FIG. It is retracted toward the inside of the channel 407.
[0035]
As a cap for sealing the nozzle surface, a cap having a different shape from the above can be used. FIG. 7 is a diagram for explaining capping using a cap having a shape different from the cap shown in FIG. FIG. 7A is a diagram illustrating a state before the sealing portion is pressurized by the cap, and FIG. 7B is a diagram illustrating a state where the sealing portion is pressurized by the cap.
[0036]
Here, an elastic cap 433 shaped to cover the entire nozzle surface of the ink jet head 150 during non-printing is used, and either the cap 433 or the ink jet head 150 is moved to form the sealed portion 434. The The sealed portion 434 is in a pressurized state in the same manner as the sealed portion 432 shown in FIG. 6, and when not printed, as shown in FIG. 5, the liquid level of the ink formed inside the nozzle 405 is printed. The ink channel 407 is retracted from the position toward the inside.
[0037]
As described above, the vicinity of the nozzle hole is sealed, pressurized from the nozzle surface toward the inside of the ink channel, and the liquid level of the ink is moved toward the inside of the ink channel, so that the ink jet printer is moved near the nozzle hole when not in use. The ink is not dried, and the nozzle holes are completely prevented from being clogged.
[0038]
Subsequently, an ink jet printer according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0039]
FIG. 8 is a view for explaining the configuration around the inkjet head 155 of the inkjet printer according to the second embodiment of the present invention.
[0040]
The ink jet printer is provided with an ink jet head 155 corresponding to each color of K, C, M, and Y (black, cyan, magenta, yellow), and printing is performed on a recording sheet. The ink jet printer according to the present embodiment is configured such that the ink supplied to and recovered from each ink jet head 155 passes through different ink flow paths 181 and 182, respectively. When the conveying roller 160 is rotated in the direction of arrow D5, the conveying belt 170 conveys the recording sheet 190 in the direction of arrow D6. As will be described later, a pump is connected to the common ink chamber of the inkjet head 155 via the ink flow paths 181 and 182, and when necessary, the ink flows through the ink flow paths 181 and 182 with the arrows D7 and D7, respectively. It is configured to flow in the direction D8.
[0041]
9 and 10 are diagrams for explaining the configuration of the inkjet head 155. FIG. 9 is a plan view showing the nozzle surface of the inkjet head 155, and FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG. Here, the sectional view taken along line IV-IV in FIG. 10 is the same as the sectional view shown in FIG. 9 and 10, the same reference numerals are used for portions having functions equivalent to those of the inkjet head 150 shown in FIGS. 2 to 4.
[0042]
As shown in these drawings, the inkjet head 155 has substantially the same configuration as the inkjet head 150. In particular, the ink inlet 409 has an ink repellent treatment portion 415, and when necessary, the direction of the arrow D7. The ink jet head 150 is different from the ink jet head 150 in that ink can flow.
[0043]
In this ink jet printer as well, as in the first embodiment, the position of the ink liquid level during non-printing is different from that during printing. FIG. 11 is a diagram illustrating the position of the ink liquid level when the image is printed and when the image is not printed.
[0044]
In the ink jet head 155, an ink liquid level 423 is formed in the vicinity of the nozzle surface at the time of printing, and an ink drop is ejected toward the recording sheet. On the other hand, at the time of non-printing, the ink liquid level reaches to the vicinity of the ink inlet 409. Is retracted, and the ink level 424 is formed. In order to stabilize the liquid level 424 formed at the time of non-printing, the ink repellent process in which the same ink repellent process as the ink repellent process part 414 shown in FIG. A portion 415 is provided. Further, when the ink in the common ink chamber 408 is pressurized, the liquid level 424 at the time of non-printing is restored to the liquid level 423 at the time of printing.
[0045]
Such a retreat of the ink surface can be performed by using a pump as shown in FIG.
[0046]
FIG. 12 is a diagram for explaining a configuration of a portion related to ink purging in the ink jet printer.
[0047]
The ink jet printer includes an ink tank 201 for containing ink, a purge pressure pump 202 for discharging ink from the ink tank 201 toward the common ink chamber of the ink jet head 155, and a common ink chamber to the ink tank 201. A purge suction pump 203 for sucking ink toward the ink, a pressure increasing / decreasing pump 204 for discharging air toward the nozzle face of the ink jet head 155 and sucking air near the nozzle face, and unnecessary ink are contained. A waste ink tank 205, valves 206 and 207 for adjusting the flow of ink, and a cap 208 provided with an air communication valve 209 for sealing the inkjet head 155. Moreover, these each part is connected by the flow paths 211-215.
[0048]
In this ink jet printer, as a maintenance of the ink jet head 155, after printing is finished, the ink jet head 155 is first capped by the cap 208 (the state shown in FIG. 12), and the purge pressure pump 202 and the purge suction pump 203 are turned on. Ink purge for ejecting ink from the nozzle 405 is performed. Thereafter, the cap 208 is opened, and the ink in the cap 208 is collected by sucking air by the pressure-reducing pump 204, and the air is sufficiently put in the flow path 215.
[0049]
Next, the inkjet head 155 is capped again by the cap 208, and air is discharged into the ink channel through the nozzles by the air being discharged by the pressure increasing / decreasing pump 204. Note that after ink purging, an operation called wiping is performed to remove ink droplets scattered around the nozzles during ink purging, ink solid matter adhering to the nozzle plate, and paper powder by wiping with a rubber blade (not shown). It is.
[0050]
As a result, the liquid level of the ink in the vicinity of the nozzle 405 at the time of printing can be retracted to the ink inlet 409 as shown in FIG. 11, and the ink does not dry near the nozzle hole when the ink jet printer is not used. Clogging of the nozzle hole is completely prevented.
[0051]
Further, in the present ink jet printer, the following maintenance for collecting bubbles in the common ink chamber of the ink jet head 155 can be performed.
[0052]
After the printing is completed, first, the cap 208 is removed, and the ink flow is stopped by the purge pressure pump 202 (an additional valve may be provided depending on the role of the valve and the type of pump). Subsequently, a negative pressure is generated in the common ink chamber by the purge suction pump 203, and then the valve 206 is opened to suck the ink.
[0053]
Accordingly, in the present ink jet printer, bubbles in the common ink chamber in the ink jet head 155 can be collected.
[0054]
Further, in the ink jet printer, the ink in the ink channel can be removed as follows. FIG. 13 is a diagram for explaining the removal of ink from the ink channel by circulating the ink in the common ink chamber at a high speed.
[0055]
Here, the ink in the common ink chamber is circulated at high speed using the pressurizing pump 202 and the suction pump 203 shown in FIG. When the ink in the common ink chamber is circulated at high speed in this way, the ink in the ink channel is sucked into the common ink chamber 408 by the principle of the aspirator, and the ink is removed from the ink channel (the same configuration as in FIGS. 9 and 10). It is.
[0056]
For example, when the ink is discharged from the ink tank 201 toward the ink jet head 155 by the purge pressure pump 202, if the flow path resistance of the flow path 214 from the ink jet head 155 to the ink tank 201 is sufficiently small, The ink is drawn into the common ink chamber 408, the liquid level near the nozzle 405 during printing retreats, and an ink level 435 is formed.
[0057]
Thereafter, the bubbles 440 in the common ink chamber 408 are carried to the ink tank 201 by gently circulating the ink.
[0058]
In the above description, the liquid level of the ink is retreated to the vicinity of the ink inlet, but the retreat of the liquid level of the ink can be performed to the middle of the ink channel. FIG. 14 is a diagram illustrating the position of the ink liquid level at the time of non-printing when the ink liquid surface recedes up to the middle of the ink channel 407. Here, at the time of printing, as in FIGS. 5 and 11, the position of the ink liquid surface is in the vicinity of the opening end of the nozzle 405 on the recording sheet side, and the ink repellent processing unit 437 is in the vicinity of the liquid surface 436 after the retreat. Provided.
[0059]
In addition to the ink jet head having the shape described above, an ink jet head having the following shape can be used. FIG. 15 is a diagram showing an inkjet head having a shape different from that described above. FIG. 15A is a plan view showing a nozzle surface of the ink jet head, FIG. 15B is an enlarged view of a portion B in FIG. 15A, and FIG. 15C is FIG. It is a CC sectional view taken on the line of FIG.
[0060]
In such an ink jet head as well, the ink repellent processing section 438 is provided in the same manner as described above, and the ink level can be retracted to the ink inlet 409 when not in use.
[0061]
As described above, by retreating the ink surface to the vicinity of the common ink chamber, the ink is not dried near the nozzle hole when not in use. Also, by retreating the ink surface from the nozzle surface to the vicinity of the common ink chamber (inside the ink channel), the concentration of the vaporized ink solvent increases near the ink surface, so that the ink surface is The drying rate by evaporation is slower than when exposed on the surface. As a result, clogging of the nozzle holes can be completely prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration of an ink jet printer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a nozzle surface of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram illustrating a position of an ink liquid level in the vicinity of a nozzle.
FIG. 6 is a diagram for explaining capping performed by the ink jet printer according to the first embodiment.
7 is a diagram for explaining capping using a cap having a shape different from that of the cap shown in FIG. 6; FIG.
FIG. 8 is a view for explaining a configuration around an inkjet head 155 of an inkjet printer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a nozzle surface of the inkjet head.
10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating the position of the ink liquid level when an image is printed and when it is not printed.
FIG. 12 is a diagram for explaining a configuration of a portion related to ink purging in the ink jet printer according to the second embodiment.
FIG. 13 is a diagram for explaining ink removal from an ink channel by circulating ink in a common ink chamber at a high speed.
FIG. 14 is a diagram illustrating the position of the ink liquid level at the time of non-printing when the ink liquid level is set back to the middle of the ink channel.
15 is a diagram showing an inkjet head having a shape different from that of the inkjet head shown in FIGS. 2 to 4 or the inkjet head shown in FIGS. 9 and 10. FIG.
[Explanation of symbols]
150 Inkjet head 401 Nozzle plate 402 Diaphragm 403 PZT
404 Ceramic substrate 405 Nozzle 406 Ink 407 Ink channel 408 Common ink chamber 409 Ink inlet 410 Driver circuit 411 Flexible wiring 412 Individual electrode side wiring unit 413 Common electrode side wiring unit 414 Ink repellent processing unit 421 Ink liquid level 422 during printing Ink level during printing 450 Ink drop

Claims (1)

インクチャネル内のインクを、前記インクチャネルに設けられたノズルから記録媒体上に吐出することによって前記記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
インクを収容するインクタンクと、
前記インクチャネルにインクを供給する共通インク室と、
前記インクタンクから前記共通インク室にインクを供給する第1流路と、
前記共通インク室から前記インクタンクへインクを戻す第2流路と、
前記インクタンク、前記第1流路、前記共通インク室、および、前記第2流路で形成される循環路でインクを循環させる循環手段とを含み、
前記循環手段は、画像の記録を行なわないときに、インクが前記ノズルにおいて吐出方向とは逆方向に引き込まれることにより前記インクチャンネル内のインクが前記共通インク室に吸引されて前記インクチャンネルから取り除かれるように、前記循環路でインクを循環させることを特徴とするインクジェット記録装置。
An ink jet recording apparatus that records an image on a recording medium by ejecting ink in an ink channel onto the recording medium from a nozzle provided in the ink channel,
An ink tank for containing ink;
A common ink chamber for supplying ink to the ink channel;
A first flow path for supplying ink from the ink tank to the common ink chamber;
A second flow path for returning ink from the common ink chamber to the ink tank;
A circulation means for circulating ink in a circulation path formed by the ink tank, the first flow path, the common ink chamber, and the second flow path;
When the image is not recorded, the circulation means draws ink in the nozzle in the direction opposite to the ejection direction, so that the ink in the ink channel is sucked into the common ink chamber and removed from the ink channel. As described above, an ink jet recording apparatus that circulates ink in the circulation path.
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