JP2009090599A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができるとともに、メンテナンスを容易に行うことができ、かつ、装置の小型化、消費エネルギの削減を図ることができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】供給タンク120からヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…に供給バルブモジュール172、供給流路切替装置176を介してインクを供給する。供給流路切替装置176は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…をヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通させる個別連通供給流路と、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…をヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…に連通させる共通供給流路とを有しており、任意に切り替えられる。
【選択図】 図24
【解決手段】供給タンク120からヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…に供給バルブモジュール172、供給流路切替装置176を介してインクを供給する。供給流路切替装置176は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…をヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通させる個別連通供給流路と、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…をヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…に連通させる共通供給流路とを有しており、任意に切り替えられる。
【選択図】 図24
Description
本発明はインクジェット記録装置に係り、特にインクジェット方式の記録ヘッドを複数有するインクジェット記録装置に関する。
インクジェット記録装置は、画像情報に基づいて記録ヘッドを駆動し、吐出面に設けられたノズルからインク滴を吐出させることにより、記録媒体上に画像を記録する。
このインクジェット記録装置における記録方式には、シリアル型とライン型がある。シリアル型は、記録ヘッドを記録媒体に対して移動させる1ライン分の記録と、記録媒体の1ライン分のピッチ送りとを交互に繰り返しながら記録するものである。一方、ライン型は、記録媒体の幅方向に延びる記録ヘッドを用いて1ライン分の記録を一括して行うとともに記録媒体を搬送しながら記録するものである。ライン型は、シリアル型に比べて、記録速度を高速化できるという利点がある。
ところで、ライン型の記録ヘッドは、記録用紙の幅が大きくなると、それに従ってヘッド長さ(ライン幅)も長くする必要があるが、ライン幅を長くすると、インク滴吐出が不安定になるという問題があった。すなわち、従来のライン型の記録ヘッドは、1つの共通液室から個別の流路を介して各ノズルにインクを供給しているため、ライン幅を長くすると、流体抵抗の増大によって各ノズルへのインク供給が間に合わなくなり、インク滴吐出が不安定になるという問題があった。
そこで、特許文献1では、ライン型の記録ヘッドにおいて、複数の独立した共通液室を設けるとともに、各共通液室にインクを供給する流路を個別に設けることが提案されている。
特開2004−160907号公報
しかしながら、特許文献1のインクジェット記録装置では、記録時に共通液室間で駆動ノズル数に差が生じると、駆動ノズル数が多い共通液室への流路と駆動ノズル数の少ない共通液室への流路との間で流速に差が生じ、この結果、流路間で圧力損失の差が生じて、ノズルに加わる背圧が対応する共通液室ごとに変化するという欠点がある。そして、この結果、吐出液滴量や液滴速度が不均一になり、印刷品質が低下するという欠点がある。
また、特許文献1のインクジェット記録装置では、各供給液室へのインクの供給を個別に制御するため、各供給液室に通じる流路に電磁バルブが設置されているが、電磁バルブは応答性がよい反面、圧力損失が大きいという欠点がある。これはインクの流量に対してバルブ内部のオリフィス径や流路が狭いことにより、流路抵抗が大きいことが原因であり、電磁バルブを小型化するほど大きくなる傾向にある。流路抵抗の低減策として、バルブ内部のオリフィス径を大きくすることが行われるが、それに伴いバルブ閉時のシール性を維持するためにシール部材の付勢力を大きくする必要がある。しかし、シール部材の付勢力を大きくすると、その反面バルブを開く際の発生する力を大きくする必要があり、印加する電流を増やしたり、コイルを変更したりする等、消費エネルギやコストが増大するという欠点がある。また、装置サイズが大型化するという欠点もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができるとともに、メンテナンスを容易に行うことができ、かつ、装置の小型化、消費エネルギの削減を図ることができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、前記目的を達成するために、インクジェット方式の複数の記録ヘッドと、前記各記録ヘッドに対応して設けられ、前記各記録ヘッドへの液体の供給を個別に制御する供給バルブと、前記供給バルブと前記記録ヘッドとの間に設けられ、各供給バルブを対応する記録ヘッドに連通させる個別連通供給流路と、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させる共通供給流路とを有し、該個別連通供給流路と共通供給流路とを切り替え可能な供給流路切替手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
請求項1に係る発明によれば、供給流路切替手段によって、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを選択的に切り替えることができる。すなわち、供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定すると、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させることができ、共通供給流路に設定すると、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させることができる。これにより、メンテナンス時に複数ある記録ヘッドを選択的にメンテナンスすることができる。すなわち、メンテナンス時は、供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定し、メンテナンスする記録ヘッドに対応する供給バルブを開くことにより、メンテナンスが必要な記録ヘッドだけを選択的にメンテナンスすることができる。これにより、メンテナンスに要する時間を短縮でき、また、廃液量を低減することができる。また、記録動作時は、供給流路切替手段を共通供給流路に設定することにより、供給流路切替手段の共通供給流路と各記録ヘッドとの間の流路の圧力損失だけが各記録ヘッドに作用するため、供給バルブを介して個別に液体が供給される場合に比べて、各記録ヘッドのノズルに加わる背圧を各記録ヘッド間で均一にすることができる。これにより、吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができる。すなわち、請求項1に係る発明によれば、個別の記録ヘッドのメンテナンスと、記録時における記録ヘッド間の背圧バラツキの低減を両立することができる。
請求項2に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給バルブ及び前記供給流路切替手段を介して前記記録ヘッドに供給する液体が貯留される供給容器と、前記供給容器内の圧力を調整する供給圧力調整手段と、前記供給バルブ、前記供給流路切替手段及び前記供給圧力調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、記録動作時、前記供給流路切替手段を共通供給流路に設定するとともに、少なくとも1以上の供給バルブを開き、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与されるように、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で調整し、回復動作時、前記供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定するとともに、すべての供給バルブを閉じ、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で所定の圧力に調整した後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブを開いて回復動作を実施することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項2に係る発明によれば、制御手段によって供給流路が自動的に切り替えられる。すなわち、記録動作時は共通供給流路に、回復動作時は個別連通供給流路に自動で切り替えられる。そして、記録動作時は、少なくとも1以上の供給バルブが開かれ、この状態でノズルに所定の背圧が加わるように、供給容器内の圧力が制御されて、記録動作が行われる。一方、回復動作時は、すべての供給バルブを閉じた状態で供給容器内の圧力が所定の圧力に調整され、その後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブが開かれて、回復動作が行われる。
請求項3に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給容器の内部には、前記液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成されることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項3に係る発明によれば、供給容器の内部には、液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成される。このように、液体室と気体室とを可撓膜で仕切ることにより、液体室に貯留された液体の圧力変動を可撓膜と気体室とで減衰させることができる。これにより、供給圧力調整手段による圧力変動が記録ヘッドに直接伝わるのを防止することができ、高精度な圧力調整が可能になる。
請求項4に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段は、内部に円柱状の空間を有するケースと、前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項4に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸を回転させることにより、供給流路の切り替えが行われる。すなわち、軸を回転させて、その軸に設けられた連通流路を所定の回転位置に位置させると、その連通流路によって各流入口が、対応する流出口に一対一で直接連通される。その一方で連通流路を所定の回転位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを簡単に切り替えることができる。
請求項5に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段は、内部に空間を有するケースと、前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項5に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸をスライドさせることにより、供給流路の切り替えが行われる。すなわち、軸をスライドさせて、その軸に設けられた連通流路を所定のスライド位置に位置させると、その連通流路によって各流入口が、対応する流出口に一対一で直接連通される。その一方で連通流路を所定のスライド位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを簡単に切り替えることができる。
請求項6に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段を通過する液体の温度を調整する液体温度調整手段を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項6に係る発明によれば、液体温度調整手段によって供給流路切替手段を通過する液体の温度が調整される。このように供給流路切替手段を通過する液体の温度を液体温度調整手段で調整することにより、記録ヘッドの近傍で記録ヘッドに供給する液体の温度を調整することができる。これにより、複数の記録ヘッド間で供給される液体の温度(粘度)の均一化、高精度化を図ることができる。また、記録ヘッド間で液体の粘度を所定の粘度に維持できるため、吐出液滴量、速度バラツキを低減させることができ、印刷品質の向上させることができる。
請求項7に係る発明は、前記目的を達成するために、インクジェット方式の複数の記録ヘッドと、前記各記録ヘッドに対応して設けられ、前記各記録ヘッドへの液体の供給を個別に制御する供給バルブと、前記供給バルブと前記記録ヘッドとの間に設けられ、各供給バルブを対応する記録ヘッドに連通させる個別連通供給流路と、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させる共通供給流路とを有し、該個別連通供給流路と共通供給流路とを切り替え可能な供給流路切替手段と、前記記録ヘッドから液体を回収する回収流路と、前記回収流路を開閉する回収流路開閉手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
請求項7に係る発明によれば、請求項1に係る発明に対して、記録ヘッドから液体を回収する回収流路と、その回収流路を開閉する回収流路開閉手段とが備えられている。この請求項7に係る発明においても、請求項1に係る発明と同様に供給流路切替手段によって、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを選択的に切り替えることができる。これにより、メンテナンス時は複数ある記録ヘッドを選択的にメンテナンスすることができる。すなわち、メンテナンス時は、供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定するとともに、回収流路を回収流路開閉手段によって閉じ、この状態でメンテナンスする記録ヘッドに対応する供給バルブを開くことにより、メンテナンスが必要な記録ヘッドだけを選択的にメンテナンスすることができる。これにより、メンテナンスに要する時間を短縮でき、また、廃液量を低減することができる。また、記録動作時は、供給流路切替手段を共通供給流路に設定することにより、供給流路切替手段の共通供給流路と各記録ヘッドとの間の流路の圧力損失だけが各記録ヘッドに作用するため、供給バルブを介して個別に液体が供給される場合に比べて、各記録ヘッドのノズルに加わる背圧を各記録ヘッド間で均一にすることができる。これにより、吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができる。すなわち、請求項7に係る発明においても、個別の記録ヘッドのメンテナンスと、記録時における記録ヘッド間の背圧バラツキの低減を両立することができる。
請求項8に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給バルブ及び前記供給流路切替手段を介して前記記録ヘッドに供給する液体が貯留される供給容器と、前記供給容器内の圧力を調整する供給圧力調整手段と、前記回収流路を介して前記記録ヘッドから回収された液体が貯留される回収容器と、前記回収容器内の圧力を調整する回収圧力調整手段と、前記供給バルブ、前記供給流路切替手段、前記供給圧力調整手段、前記回収流路開閉手段及び前記回収圧力調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、記録動作時、前記供給流路切替手段を共通供給流路に設定するとともに、少なくとも1以上の供給バルブを開き、かつ、前記回収流路開閉手段で回収流路を開き、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与されるように、前記供給容器内の圧力と前記供給圧力調整手段で調整するとともに、前記回収容器内の圧力を前記回収圧力調整手段で調整し、回復動作時、前記供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定するとともに、すべての供給バルブを閉じ、かつ、前記回収流路開閉手段で前記回収流路を閉じ、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で所定の圧力に調整した後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブを開いて回復動作を実施することを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項8に係る発明によれば、制御手段によって供給流路が自動的に切り替えられるとともに、回収流路が自動的に開閉される。すなわち、記録動作時は、供給流路が共通供給流路に設定されるとともに、回収流路が開かれ、回復動作時は供給流路が個別連通供給流路に設定されるとともに、回収流路が閉じられる。そして、記録動作時は、少なくとも1以上の供給バルブが開かれ、この状態でノズルに所定の背圧が加わるように、供給容器内の圧力が制御されて、記録動作が行われる。一方、回復動作時は、すべての供給バルブを閉じた状態で供給容器内の圧力が所定の圧力に調整され、その後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブが開かれて、回復動作が行われる。
請求項9に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給容器に第1連通流路を介して連通されるとともに、前記回収容器に第2連通流路を介して連通され、液体供給源から供給される液体が貯留されるバッファ容器を備え、前記制御手段は、記録動作時、前記供給容器内と前記回収容器内との間に所定の圧力差を設けることで、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与することを特徴とする請求項7又は8に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項9に係る発明によれば、記録動作時に記録ヘッドに対して液体が循環供給される。すなわち、供給容器内の圧力を回収容器内の圧力よりも高くして、両者の間に圧力差を持たせることにより、供給容器から記録ヘッドに向かう流れと、記録ヘッドから回収容器に向かう流れが生じ、記録ヘッドに対して液体が循環供給される。これにより、ノズル近傍をインクが循環するようになるので、ノズル内部のインク増粘が防止され、安定吐出が可能となる。
請求項10に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給容器と前記回収容器の内部には、前記液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成されることを特徴とする請求項8又は9に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項10に係る発明によれば、供給容器と回収容器の内部には、それぞれ液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成される。このように、液体室と気体室とを可撓膜で仕切ることにより、液体室に貯留された液体の圧力変動を可撓膜と気体室とで減衰させることができる。これにより、供給圧力調整手段による圧力変動及び回収圧力調整手段による圧力変動が記録ヘッドに直接伝わるのを防止することができ、高精度な圧力調整を行うことができる。
請求項11に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段は、内部に円柱状の空間を有するケースと、前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、からなることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項11に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸を回転させることにより、供給流路の切り替えが行われる。すなわち、軸を回転させて、その軸に設けられた連通流路を所定の回転位置に位置させると、その連通流路によって各流入口が、対応する流出口に一対一で直接連通される。その一方で連通流路を所定の回転位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを簡単に切り替えることができる。
請求項12に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段は、内部に空間を有するケースと、前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、からなることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項12に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸をスライドさせることにより、供給流路の切り替えが行われる。すなわち、軸をスライドさせて、その軸に設けられた連通流路を所定のスライド位置に位置させると、その連通流路によって各流入口が、対応する流出口に一対一で直接連通される。その一方で連通流路を所定のスライド位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを簡単に切り替えることができる。
請求項13に係る発明は、前記目的を達成するために、前記回収流路開閉手段は、内部に円柱状の空間を有するケースと、前記各記録ヘッドに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ前記回収容器に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口と前記流出口を閉塞する閉塞部と、からなることを特徴とする請求項7〜12のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項13に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸を回転させることにより、回収流路が開閉される。すなわち、軸を回転させて、その軸に設けられた閉塞部を所定の回転位置に位置させると、その閉塞部によって各流入口と流出口とが閉塞される。その一方で閉塞部を所定の回転位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、回収流路を簡単に開閉することができる。
請求項14に係る発明は、前記目的を達成するために、前記回収流路開閉手段は、内部に空間を有するケースと、前記各記録ヘッドに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ前記回収容器に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口と前記流出口を閉塞する閉塞部と、からなることを特徴とする請求項7〜12のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項14に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸をスライドさせることにより、回収流路が開閉される。すなわち、軸をスライドさせて、その軸に設けられた閉塞部を所定のスライド位置に位置させると、その閉塞部によって各流入口と流出口とが閉塞される。その一方で閉塞部を所定のスライド位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、回収流路を簡単に開閉することができる。
請求項15に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段、及び/又は、前記回収流路開閉手段を通過する液体の温度を調整する液体温度調整手段を備えたことを特徴とする請求項7〜14のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項15に係る発明によれば、液体温度調整手段によって供給流路切替手段、及び/又は、回収流路開閉手段を通過する液体の温度が調整される。このように供給流路切替手段、及び/又は、回収流路開閉手段を通過する液体の温度を液体温度調整手段で調整することにより、記録ヘッドの近傍で記録ヘッドに供給する液体の温度を調整することができる。これにより、複数の記録ヘッド間で供給される液体の温度(粘度)の均一化、高精度化を図ることができる。また、記録ヘッド間で液体の粘度を所定の粘度に維持できるため、吐出液滴量、速度バラツキを低減させることができ、印刷品質の向上させることができる。
請求項16に係る発明は、前記目的を達成するために、インクジェット方式の複数の記録ヘッドと、前記各記録ヘッドに対応して設けられ、前記各記録ヘッドへの液体の供給を個別に制御する供給バルブと、前記供給バルブと前記記録ヘッドとの間に設けられ、各供給バルブを対応する記録ヘッドに連通させる個別連通供給流路と、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させる共通供給流路とを有し、該個別連通供給流路と共通供給流路とを切り替え可能な供給流路切替手段と、前記各記録ヘッドに対応して設けられ、前記各記録ヘッドからの液体の回収を個別に制御する回収バルブと、前記回収バルブと前記記録ヘッドとの間に設けられ、各回収バルブを対応する記録ヘッドに連通させる個別連通回収流路と、各回収バルブをすべての記録ヘッドに連通させる共通回収流路とを有し、該個別連通回収流路と共通回収流路とを切り替え可能な回収流路切替手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
請求項16に係る発明によれば、供給流路切替手段によって、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを選択的に切り替えることができるとともに、各回収バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各回収バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを選択的に切り替えることができる。すなわち、供給流路切替手段を個別連通共通流路に設定すると、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させることができ、共通供給流路に設定すると、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させることができる。また、回収流路切替手段を個別連通回収流路に設定すると、各回収バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させることができ、共通回収流路に設定すると、各回収バルブをすべての記録ヘッドに連通させることができる。これにより、メンテナンス時は複数ある記録ヘッドを選択的にメンテナンスすることができる。すなわち、メンテナンス時は、たとえば、供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定するとともに、回収流路切替手段を個別連通回収流路に設定し、かつ、すべての回収バルブを閉じる。そして、この状態でメンテナンスする記録ヘッドに対応する供給バルブを開くことにより、メンテナンスが必要な記録ヘッドだけを選択的にメンテナンスすることができる。これにより、メンテナンスに要する時間を短縮でき、また、廃液量を低減することができる。また、記録動作時は、供給流路切替手段を共通供給流路に設定することにより、供給流路切替手段の共通供給流路と各記録ヘッドとの間の流路の圧力損失だけが各記録ヘッドに作用するため、供給バルブを介して個別に液体が供給される場合に比べて、各記録ヘッドのノズルに加わる背圧を各記録ヘッド間で均一にすることができる。これにより、吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができる。すなわち、請求項16に係る発明においても、個別の記録ヘッドのメンテナンスと、記録時における記録ヘッド間の背圧バラツキの低減を両立することができる。
請求項17に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給バルブ及び前記供給流路切替手段を介して前記記録ヘッドに供給する液体が貯留される供給容器と、前記供給容器内の圧力を調整する供給圧力調整手段と、前記回収流路切替手段及び前記回収バルブを介して前記記録ヘッドから回収された液体が貯留される回収容器と、前記回収容器内の圧力を調整する回収圧力調整手段と、前記供給バルブ、前記供給流路切替手段、前記供給圧力調整手段、前記回収バルブ、前記回収流路切替手段、及び、前記回収圧力調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、記録動作時、前記供給流路切替手段を共通供給流路に設定するとともに、少なくとも1以上の供給バルブを開き、かつ、前記回収流路切替手段を共通回収流路に設定するとともに、少なくとも1以上の回収バルブを開き、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与されるように、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で調整するとともに、前記回収容器内の圧力を前記回収圧力調整手段で調整し、回復動作時、前記供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定するとともに、すべての供給バルブを閉じ、かつ、前記回収流路切替手段を個別連通回収流路に設定するとともに、すべての回収バルブを閉じ、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で所定の圧力に調整した後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブを開いて回復動作を実施することを特徴とする請求項16に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項17に係る発明によれば、制御手段によって供給流路と回収流路が自動的に切り替えられる。すなわち、記録動作時は、供給流路が共通供給流路に設定されるとともに、回収流路が共通回収流路に設定され、回復動作時は、供給流路が個別連通供給流路に設定されるとともに、回収流路が個別連通回収流路に設定される。そして、記録動作時は、少なくとも1以上の供給バルブが開かれるとともに、少なくとも1以上の回収バルブが開かれ、この状態でノズルに所定の背圧が加わるように、供給容器内の圧力が制御されて、記録動作が行われる。一方、回復動作時は、すべての供給バルブ、回収バルブを閉じた状態で供給容器内の圧力が所定の圧力に調整され、その後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブが開かれて、回復動作が行われる。
請求項18に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給容器に第1連通流路を介して連通されるとともに、前記回収容器に第2連通流路を介して連通され、液体供給源から供給される液体が貯留されるバッファ容器を備え、前記制御手段は、記録動作時、前記供給容器内と前記回収容器内との間に所定の圧力差を設けることで、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与することを特徴とする請求項16又は17に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項18に係る発明によれば、記録動作時に記録ヘッドに対して液体が循環供給される。すなわち、供給容器内の圧力を回収容器内の圧力よりも高くして、両者の間に圧力差を持たせることにより、供給容器から記録ヘッドに向かう流れと、記録ヘッドから回収容器に向かう流れが生じ、記録ヘッドに対して液体が循環供給される。これにより、ノズル近傍をインクが循環するようになるので、ノズル内部のインク増粘が防止され、安定吐出が可能となる。
請求項19に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給容器と前記回収容器の内部には、前記液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成されることを特徴とする請求項17〜18のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項19に係る発明によれば、供給容器と回収容器の内部には、それぞれ液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成される。このように、液体室と気体室とを可撓膜で仕切ることにより、液体室に貯留された液体の圧力変動を可撓膜と気体室とで減衰させることができる。これにより、供給圧力調整手段による圧力変動、及び、回収圧力調整手段による圧力変動が、記録ヘッドに直接伝わるのを防止することができ、高精度な圧力調整が可能になる。
請求項20に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段は、内部に円柱状の空間を有するケースと、前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、からなることを特徴とする請求項16〜19のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項20に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸を回転させることにより、供給流路の切り替えが行われる。すなわち、軸を回転させて、その軸に設けられた連通流路を所定の回転位置に位置させると、その連通流路によって各流入口が、対応する流出口に一対一で直接連通される。その一方で連通流路を所定の回転位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを簡単に切り替えることができる。
請求項21に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段は、内部に空間を有するケースと、前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、からなることを特徴とする請求項16〜19のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項21に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸をスライドさせることにより、供給流路の切り替えが行われる。すなわち、軸をスライドさせて、その軸に設けられた連通流路を所定のスライド位置に位置させると、その連通流路によって各流入口が、対応する流出口に一対一で直接連通される。その一方で連通流路を所定のスライド位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、各供給バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを簡単に切り替えることができる。
請求項22に係る発明は、前記目的を達成するために、前記回収流路切替手段は、内部に円柱状の空間を有するケースと、前記各記録ヘッドに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する回収バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、からなることを特徴とする請求項16〜21のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項22に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸を回転させることにより、回収流路の切り替えが行われる。すなわち、軸を回転させて、その軸に設けられた連通流路を所定の回転位置に位置させると、その連通流路によって各流入口が、対応する流出口に一対一で直接連通される。その一方で連通流路を所定の回転位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、各回収バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各回収バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを簡単に切り替えることができる。
請求項23に係る発明は、前記目的を達成するために、前記回収流路切替手段は、内部に空間を有するケースと、前記各記録ヘッドに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する回収バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、からなることを特徴とする請求項16〜21のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項23に係る発明によれば、中空のケース内に配設された軸をスライドさせることにより、回収流路の切り替えが行われる。すなわち、軸をスライドさせて、その軸に設けられた連通流路を所定のスライド位置に位置させると、その連通流路によって各流入口が、対応する流出口に一対一で直接連通される。その一方で連通流路を所定のスライド位置からずらすと、各流入口がケースの内部空間を介してすべての流出口に連通される。これにより、各回収バルブを対応する記録ヘッドに一対一で連通させるモードと、各回収バルブをすべての記録ヘッドに連通させるモードとを簡単に切り替えることができる。
請求項24に係る発明は、前記目的を達成するために、前記供給流路切替手段、及び/又は、前記回収流路切替手段を通過する液体の温度を調整する液体温度調整手段を備えたことを特徴とする請求項16〜23のいずれか一に記載のインクジェット記録装置を提供する。
請求項24に係る発明によれば、液体温度調整手段によって供給流路切替手段、及び/又は、回収流路切替手段を通過する液体の温度が調整される。このように供給流路切替手段、及び/又は、回収流路切替手段を通過する液体の温度を液体温度調整手段で調整することにより、記録ヘッドの近傍で記録ヘッドに供給する液体の温度を調整することができる。これにより、複数の記録ヘッド間で供給される液体の温度(粘度)の均一化、高精度化を図ることができる。また、記録ヘッド間で液体の粘度を所定の粘度に維持できるため、吐出液滴量、速度バラツキを低減させることができ、印刷品質の向上させることができる。
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができるとともに、メンテナンスを容易に行うことができる。また、装置の小型化、消費エネルギの削減を図ることができる。
以下、添付図面に従って本発明に係るインクジェット記録装置の好ましい実施の形態について詳説する。
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示した全体構成図である。
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示した全体構成図である。
同図に示すように、このインクジェット記録装置10は、インクの色毎に設けられたライン型のヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yを備えた印字部12と、印字部12の各ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yに供給するインクを貯蔵するインク貯蔵/装填部14と、記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、印字部12のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12による印字結果を読み取る印字検出部24と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26とを備えている。
図1では、給紙部18の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
ロール紙を使用する装置構成の場合、図1のように、裁断用のカッター28が設けられており、該カッター28によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター28は、記録紙16の搬送路幅以上の長さを有する固定刃28Aと、該固定刃28Aに沿って移動する丸刃28Bとから構成されており、印字裏面側に固定刃28Aが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃28Bが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター28は不要である。
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
デカール処理後、カットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラー31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
ベルト33は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔(不図示)が形成されている。図1に示したとおり、ローラー31、32間に掛け渡されたベルト33の内側において印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー34が設けられており、この吸着チャンバー34をファン35で吸引して負圧にすることによってベルト33上の記録紙16が吸着保持される。ベルト33が巻かれているローラー31、32の少なくとも一方にモータ(不図示)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1において、時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は、図1の左から右へと搬送される。
縁無しプリント等を印字するとベルト33上にもインクが付着するので、ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部36が設けられている。ベルト清掃部36の構成について詳細は図示しないが、たとえば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
なお、吸着ベルト搬送部22に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
吸着ベルト搬送部22により形成される用紙搬送路上において、印字部12の上流側には、加熱ファン40が設けられている。加熱ファン40は、印字前の記録紙16に加熱空気を吹きつけ、記録紙16を加熱する。このように、印字直前に記録紙16を加熱しておくことにより、着弾後、インクを乾きやすくすることができる。
印字部12に備えられたライン型のヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yは、最大紙幅に対応する長さを有するフルライン型のヘッドモジュールで構成されている。すなわち、そのノズル面には、本インクジェット記録装置10が対象とする最大サイズの記録紙16の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口(ノズル)が複数配列されている(図2参照)。
各ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yは、それぞれ紙搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に配置されており、記録紙16の搬送方向(紙搬送方向)に沿って上流側(図1の左側)から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインク色の順で対応するヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yが配置されている。記録時は、記録紙16を各ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yに直交する方向に搬送しつつ、各ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yからそれぞれ色インクを吐出することにより、記録紙16上にカラー画像が形成される。
このように、紙幅の全域をカバーするフルライン型のヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yがインク色毎に設けられて構成される印字部12によれば、紙搬送方向(副走査方向)について記録紙16と印字部12を相対的に移動させる動作を一回行うだけで(すなわち、一回の副走査で)記録紙16の全面に画像を記録することができる。これにより、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向(主走査方向)に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能になり、生産性を向上させることができる。
なお、本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加することもできる。たとえば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出するヘッドモジュールを追加する構成も可能である。
図1に示すように、インク貯蔵/装填部14は、各ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有しており、各タンクは、図示を省略した管路を介して各ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yと連通されている。
また、インク貯蔵/装填部14には、インク残量が少なくなると、その旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段等)、及び、色間の誤装填を防止するための機構が備えられている。
印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ等)を備え、このイメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや吐出不良等をチェックする。
なお、本例の印字検出部24は、少なくとも各ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yによるインク吐出幅(画像記録幅)よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤(R)の色フィルタが設けられた光電変換素子(画素)がライン状に配列されたRセンサ列と、緑(G)の色フィルタが設けられたGセンサ列と、青(B)の色フィルタが設けられたBセンサ列とからなる色分解ラインCCDセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
印字検出部24は、各色のヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドモジュールの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
印字検出部24の後段には、後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、たとえば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
このようにして生成されたプリント物は、排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。本実施の形態のインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り換える選別手段(不図示)が設けられている。
なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)48によってテスト印字の部分を切り離す。カッター48は、排紙部26の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター48の構造は前述した第1のカッター28と同様であり、固定刃48Aと丸刃48Bとから構成されている。
また、図示を省略したが、本画像の排出部26Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
〔ヘッドモジュールの構造〕
次に、ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yの構造について説明する。
次に、ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yの構造について説明する。
なお、各ヘッドモジュール12K、12C、12M、12Yの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号50によってヘッドモジュールを示すものとする。
図3(a)は、ヘッドモジュール50の構造例を示す平面透視図であり、図3(b)は、その一部の拡大図である。また、図4は、インク室ユニットの立体的構成を示す断面図(図3(b)中の4−4線に沿う断面図)である。
図3(a)に示すように、本例のヘッドモジュール50は、複数のノズル51が2次元に配列された複数の短尺の記録ヘッド50A、50B、…を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることにより、記録紙16の全幅に対応する長さのノズル列を有するフルライン型のヘッドモジュールを構成している。なお、各記録ヘッド50A、50B、…の構造は共通しているので、以下においては、特に区別しない限り、符号50Xによって記録ヘッドを示すものとする。
各記録ヘッド50Xは、図3(a)、(b)に示すように、インク滴の吐出孔であるノズル51と、各ノズル51に対応する圧力室52等からなる複数のインク室ユニット53を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有しており、これにより、ヘッド長手方向(紙搬送方向と直交する主走査方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
なお、本例では短尺の記録ヘッド50Xを千鳥状に配列して繋ぎ合わせることでフルライン型のヘッドモジュール50を構成しているが、ヘッドモジュール50の構成は、これに限定されず、たとえば、図示は省略するが、短尺の記録ヘッドを一列に並べて構成することもできる。
各ノズル51に対応して設けられている圧力室52は、図3(b)に示すように、その平面形状が概略正方形状に形成されている。そして、その対角線上の両隅部にノズル51とインク流入口54が設けられている。
各圧力室52は、図4に示すように、インク流入口54を介して共通液室55と連通されている。また、各圧力室52に連通するノズル流路60は個別流路62を介して循環共通流路64と連通されている。各記録ヘッド50Xには、供給口66及び排出口68が設けられており、供給口66は共通液室55と連通され、排出口68は循環共通流路64と連通されている。換言すれば、記録ヘッド50Xの供給口66及び排出口68は、ヘッド内部のインク流路(共通液室55、圧力室52、循環共通流路64など)を介して連通されており、後述するように、ヘッド外部から供給口66に供給されたインクは、ヘッド内部のインク流路を循環して排出口68からヘッド外部に排出される構成となっている。
なお、図4に示すように、ノズル流路60のノズル51近傍に個別流路62が接続される構成が好ましく、ノズル51近傍をインクが循環するようになるので、ノズル51内部のインク増粘が防止され、安定吐出が可能となる。
圧力室52の天面を構成し共通電極と兼用される振動板56には、個別電極57を備えた圧電素子58が接合されており、個別電極57に駆動電圧を印加することによって圧電素子58が変形してノズル51からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通液室55からインク流入口54を通って新しいインクが圧力室52に供給される。
本例では、ノズル51から吐出させるインクの吐出力発生手段として圧電素子58を適用したが、圧力室52内にヒータを備え、ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させるサーマル方式を適用することも可能である。
かかる構造を有するインク室ユニット53を図3(b)に示すように、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット53を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチPはd× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル51が一定のピッチPで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が1インチ当たり2400個(2400ノズル/インチ)におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は、図示の例に限定されず、副走査方向に1列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。
また、本発明の適用範囲はライン型のヘッドモジュールによる印字方式に限定されず、記録紙16の幅方向(主走査方向)の長さに満たない短尺のヘッドを記録紙16の幅方向に走査させて当該幅方向の印字を行い、1回の幅方向の印字が終わると記録紙16を幅方向と直交する方向(副走査方向)に所定量だけ移動させて、次の印字領域の記録紙16の幅方向の印字を行い、この動作を繰り返して記録紙16の印字領域の全面にわたって印字を行うシリアル方式を適用してもよい。
〔制御系の構成〕
図5は、インクジェット記録装置10の制御系を示す要部ブロック図である。
図5は、インクジェット記録装置10の制御系を示す要部ブロック図である。
同図に示すように、インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、ポンプドライバ79、バルブドライバ92、流路切替装置ドライバ94、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84等を備えている。
通信インターフェース70は、ホストコンピュータ86から送られてくるデータを受信するインターフェース部である。通信インターフェース70にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
ホストコンピュータ86から送出された画像データは、通信インターフェース70を介してインクジェット記録装置10に取り込まれ、一旦メモリ74に記憶される。メモリ74は、通信インターフェース70を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ72を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ74は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
システムコントローラ72は、通信インターフェース70、メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ72は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ86との間の通信制御、メモリ74の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ88やヒータ89を制御する制御信号を生成する。
また、システムコントローラ72は、インク供給系のポンプ(メインポンプP0、供給ポンプP1、回収ポンプP2)の駆動、メインタンク開閉バルブ101及びバルブモジュール(供給バルブモジュール172、回収バルブモジュール212)の開閉、及び、流路切替装置(供給流路切替装置167、回収流路切替装置216)の流路切替を制御する制御部である。
特に、システムコントローラ72の圧力制御部72aは、供給圧力センサS1の検出結果に応じて、供給タンク120の液体室124内部が所定の圧力となるように供給ポンプP1の駆動を制御するとともに、回収圧力センサS2の検出結果に応じて、回収タンク130の液体室134内部が所定の圧力となるように回収ポンプP2の駆動を制御する(図6参照)。
また、バルブ開閉制御部72bは、インクジェット記録装置の動作モードに応じてメインタンク開閉バルブ101及びバルブモジュール(供給バルブモジュール172、回収バルブモジュール212)を構成する各バルブ(供給バルブ172A、172B、…、回収バルブ212A、212B、…)の開閉を制御する。
また、流路切替制御部72cは、インクジェット記録装置の動作モードに応じて流路切替装置(供給流路切替装置167、回収流路切替装置216)による流路の切り替えを制御する。
なお、この圧力制御部72aによる圧力制御、バルブ開閉制御部72bによる各バルブの開閉制御、及び、流路切替制御部72cによる流路の切り替え制御の具体的な処理内容については、後に詳述する。
メモリ74には、システムコントローラ72のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。なお、メモリ74は、書換不能な記憶手段であってもよいし、EEPROMのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ74は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。
モータドライバ76は、システムコントローラ72からの指示に従ってモータ88を駆動するドライバ(駆動回路)である。
ヒータドライバ78は、システムコントローラ72からの指示に従って後乾燥部42その他各部のヒータ89を駆動するドライバである。
ポンプドライバ79は、システムコントローラ72の圧力制御部72aからの指示に従って、インク供給系のポンプ(メインポンプP0、供給ポンプP1、回収ポンプP2)を駆動するドライバである。
バルブドライバ92は、システムコントローラ72のバルブ開閉制御部72bからの指示に従って、メインタンク開閉バルブ101及びバルブモジュール(供給バルブモジュール172、回収バルブモジュール212)を構成する各バルブ(供給バルブ、回収バルブ)を駆動(開閉)するドライバである。
流路切替装置ドライバ94は、システムコントローラ72の流路切替制御部72cからの指示に従って、流路切替装置(供給流路切替装置167、回収流路切替装置216)を駆動(流路切替)するドライバである。具体的には、供給流路切替装置167の供給流路切替モータ190と、回収流路切替装置216の回収流路切替モータ230とを駆動する。
プリント制御部80は、システムコントローラ72の制御に従い、メモリ74内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号(ドットデータ)をヘッドドライバ84に供給する制御部である。プリント制御部80において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ84を介して記録ヘッド50Xのインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
プリント制御部80には画像バッファメモリ82が備えられており、プリント制御部80における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ82に一時的に格納される。なお、図5において画像バッファメモリ82はプリント制御部80に付随する態様で示されているが、メモリ74と兼用することも可能である。また、プリント制御部80とシステムコントローラ72とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
ヘッドドライバ84は、プリント制御部80から与えられるドットデータに基づいて各色のヘッドモジュールの圧電素子58(図4参照)を駆動するための駆動信号を生成し、圧電素子58に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ84には、ヘッドモジュールの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
印字検出部24は、図1で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙16に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつきなど)を検出し、その検出結果をプリント制御部80に提供する。
プリント制御部80は、必要に応じて印字検出部24から得られる情報に基づいて記録ヘッド50Xに対する各種補正を行う。
プログラム格納部90には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ72の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。プログラム格納部290はROMやEEPROMなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやPCカードを用いてもよい。もちろん、これらの記録媒体のうち、複数の記録媒体を備えてもよい。なお、プログラム格納部90は動作パラメータ等の記録手段(不図示)と兼用してもよい。
〔インク供給系の構成〕
次に、本発明の特徴的部分であるインクジェット記録装置10のインク供給系の構成例について説明する。
次に、本発明の特徴的部分であるインクジェット記録装置10のインク供給系の構成例について説明する。
(第1の実施の形態)
図6は、第1の実施形態に係るインクジェット記録装置10のインク供給系の構成例を示した概略図である。なお、図6では、説明の便宜上、1色についてのインク供給系のみを示しているが、複数色の場合には同一構成のものが複数備えられる。
図6は、第1の実施形態に係るインクジェット記録装置10のインク供給系の構成例を示した概略図である。なお、図6では、説明の便宜上、1色についてのインク供給系のみを示しているが、複数色の場合には同一構成のものが複数備えられる。
図6に示すように、本実施の形態のインクジェット記録装置10のインク供給系は、主としてメインタンク100、バッファタンク110、供給タンク120、回収タンク130、供給圧力センサS1、回収圧力センサS2、供給ポンプP1、回収ポンプP2、供給流路切替装置176、回収流路切替装置216、メンテナンスユニット240、ヘッドモジュール50で構成されている。
メインタンク100は、ヘッドモジュール50に供給するためのインクが貯蔵される基タンク(インク供給源)であり、図1に示したインク貯蔵/装填部14に配置されるタンクに相当するものである。メインタンク100は流路102を介してバッファタンク110に連通されている。
流路102には、上流側(メインタンク100側)から順にメインタンク開閉バルブ101とメインポンプP0とが設けられている。メインタンク開閉バルブ101は、流路102を開閉する。また、メインポンプP0は、メインタンク100からバッファタンク110にインクを送液する。メインタンク100からバッファタンク110にインクを供給する場合は、メインタンク開閉バルブ101を開き、メインポンプP0を駆動する。これにより、メインタンク100内のインクが流路102を経由してバッファタンク110に供給される。
なお、メインタンク100の交換時、メインタンク開閉バルブ101は閉じられる。これにより、流路102からのインク漏れが防止される。
また、メインタンク開閉バルブ101の代わりに、メインタンク100側からバッファタンク110側への方向のインクの流れのみを許容する逆止バルブを設ける態様もある。
バッファタンク110は、メインタンク100から供給されるインクが貯留される液体貯留部である。このバッファタンク110は、供給タンク120と回収タンク130とに連通されている。後述するように、供給タンク120と回収タンク130に貯留されたインクは、供給ポンプP1と回収ポンプP2とによって、供給タンク120と回収タンク130との間を移動する。
バッファタンク110の鉛直上方部には、大気連通口112が設けられており、バッファタンク110内部は、この大気連通口112を介して大気開放されている。これにより、供給タンク120と回収タンク130との間でインク移動を行う際、各タンク120、130からバッファタンク110側に流出したインクが行き場を失うことなく、各タンク120、130の内部圧力を独立して制御することが可能になる。
供給タンク120は、密閉容器の内部が可撓膜122によって2つの空間(液体室124及び気体室126)に仕切られた構成とされており、液体室124と気体室126は、いずれも内部が密閉された構成とされている。
供給圧力センサS1は、この供給タンク120の液体室124の内部圧力を検出する。
供給タンク120の液体室124には、第1連通流路140を介してバッファタンク110が連通されている。この第1連通流路140には、上流側(バッファタンク110側)から順にフィルタ142と供給ポンプP1が設けられている。
供給ポンプP1は、供給タンク120の液体室124の内部圧力を調整する。すなわち、この供給ポンプP1の回転方向(駆動方向)や回転量を変化させることにより、バッファタンク110と供給タンク120との間でインクが移動し、供給タンク120の液体室124内部を所定の圧力に調整することができる。たとえば、供給ポンプP1を正転駆動すると、バッファタンク110側から供給タンク120の液体室124側にインクが流入し、供給タンク120の液体室124の内部圧力を高くすることができる。一方、供給ポンプP1を逆転駆動すると、供給タンク120の液体室124側からバッファタンク110側にインクが流出し、供給タンク120の液体室124の内部圧力を低くすることができる
なお、供給タンク120の内部空間を仕切る可撓膜122は、弾性膜(たとえば、ゴムなど)で構成することが好ましい。この可撓膜122の弾性力と気体室126の圧縮性による適度な弾性力とによって、供給ポンプP1又はヘッドモジュール50による急峻な圧力変動を減衰させることができる。
なお、供給タンク120の内部空間を仕切る可撓膜122は、弾性膜(たとえば、ゴムなど)で構成することが好ましい。この可撓膜122の弾性力と気体室126の圧縮性による適度な弾性力とによって、供給ポンプP1又はヘッドモジュール50による急峻な圧力変動を減衰させることができる。
なお、本例では気体室126に空気が貯留されるが、気体室126に貯留される気体については、特に限定されるものではない。
回収タンク130は、供給タンク120と同一構成が適用される。すなわち、密閉容器の内部が可撓膜132(たとえば、ゴム等)によって2つの空間部(液体室134及び気体室136)に仕切られた構成とされ、液体室134と気体室136は、いずれも内部が密閉された構成とされている。
回収圧力センサS2は、この回収タンク130の液体室134の内部圧力を検出する。
回収タンク130の液体室134には、第2連通流路160の一端が接続されている。この第2連通流路160の他端は、2つの流路(第1分岐流路160Aと第2分岐流路160B)に分岐している。そして、一方の第1分岐流路160Aは、第1連通流路140のフィルタ142とバッファタンク110との間に接続されており、他方の第2分岐流路160Bは、第1連通流路140のフィルタ142と供給ポンプP1との間に接続されている。
第1分岐流路160Aには、回収タンク130側から第1連通流路140側へのインクの流れのみを許容する逆止バルブ162が設けられており、第2分岐流路160Bには、第1連通流路140側から回収タンク130側へのインクの流れのみを許容する逆止バルブ164が設けられている。
なお、本例では第1分岐流路160Aを第1連通流路140に接続しているが、第1連通流路140ではなく、バッファタンク110に接続することもできる。
第2連通流路160には、回収タンク130と流路の分岐点と間に回収ポンプP2が設けられている。回収ポンプP2は、回収タンク130の液体室124の内部圧力を調整する。すなわち、この回収ポンプP2の回転方向(駆動方向)や回転量を変化させることにより、バッファタンク110(又は供給タンク120)と回収タンク130との間でインクが移動し、回収タンク130の液体室134内部を所定の圧力に調整することができる。たとえば、回収ポンプP2を正転駆動すると、バッファタンク110側(第1連通流路140側)からフィルタ142を通過したインクが第2分岐流路160Bを経由して回収タンク130の液体室134内に流入し、回収タンク130の液体室134の内部圧力を高くすることができる。一方、回収ポンプP2を逆転駆動すると、回収タンク130の液体室134内のインクが第1分岐流路160Aを経由してバッファタンク110側(第2連通流路160側)に流出し、回収タンク130の液体室134の内部圧力を低くすることができる。
回収タンク130の液体室134から第1分岐流路160Aを経由して第1連通流路140側に流れ込んだインクは、バッファタンク110に移動するか、又は、そのままフィルタ142を通過して供給タンク120の液体室124、あるいは、第2分岐流路160Bを経由して回収タンク130の液体室134に移動する。つまり、バッファタンク110内のインクや、後述するように供給タンク120からヘッドモジュール50を経由して回収タンク130に循環したインクは、フィルタ142によって増粘成分等の異物が除去されてから、各タンク120、130に供給される。このため、ヘッドモジュール50には異物を含まない良好なインクが循環され、吐出安定性が向上する。
供給タンク120の液体室124は、第1供給流路170、供給バルブモジュール172、第2供給流路174A、174B、…、供給流路切替装置176、及び、第3供給流路182A、182B、…を介してヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…の供給口66A、66B、…に連通されている。
第1供給流路170は、一端が供給タンク120の液体室124に接続されている。この第1供給流路170は、他端が複数に分岐して形成されている。すなわち、ヘッドモジュール50に備えられた記録ヘッド50A、50B、…の数(本例では説明の便宜上3つ)に対応した数に分岐して形成されている。そして、分岐した各第1供給流路170A、170B、…の先端は、それぞれ供給バルブモジュール172に備えられた各供給バルブ172A、172B、…の一端(入口)に接続されている。
供給バルブモジュール172は、ヘッドモジュール50に備えられた記録ヘッド50A、50B、…の数に対応した数の供給バルブ172A、172B、…を有している。この供給バルブモジュール172に備えられた各供給バルブ172A、172B、…は、システムコントローラに制御されて個別に開閉される。上述したように、分岐した第1供給流路170A、170B、…の先端は、この供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172、…の一端(入口)に接続されている。
各供給バルブ172A、172B、…の他端(出口)には、それぞれ第2供給流路174A、174B、…の一端が接続されている。この第2供給流路174A、174B、…の他端は、それぞれ供給流路切替装置176に設けられた流入口178A、178B、…に接続されている。
供給流路切替装置176は、ヘッドモジュール50に備えられた記録ヘッド50A、50B、…の数に対応した数の流入口178A、178B、…と、流出口180A、180B、…を有している。上述したように、各流入口178A、178B、…には、第2供給流路174A、174B、…の他端が接続されている。一方、各流出口180A、180B、…には、それぞれ第3供給流路182A、182B、…の一端が接続されている。そして、各第3供給流路182A、182B、…の他端は、ヘッドモジュール50に備えられた各記録ヘッド50A、50B、…の供給口66A、66B、…に接続されている。
ここで、供給流路切替装置176に設けられた流入口178A、178B、…と、流出口180A、180B、…は、それぞれ一対一で対応しており([流入口178A−流出口180A]、[流入口178B−流出口180B]、[流入口178C−流出口180C])、各流入口178Aに第2供給流路174A、174B、…を介して連通された各供給バルブ172A、172B、…は、各流出口180A、180B、…に第3供給流路182A、182B、…を介して連通された各記録ヘッド50A、50B、…と一対一で対応する([供給バルブ172A−記録ヘッド50A]、[供給バルブ172B−記録ヘッドモジュール50B]、[供給バルブ172C−記録ヘッドモジュール50C])。
供給流路切替装置176は、各流入口178A、178B、…を対応する流出口180A、180B、…にのみ連通させる個別連通供給流路と、各流入口178A、178B、…をすべての流出口180A、180B、…に連通される共通供給流路とを有しており、この個別連通供給流路と共通供給流路とを選択的に切り替える。これにより、各供給バルブ172A、172B、…を対応する記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通させるモード(個別連通供給モード)と、各供給バルブ172A、172B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させるモード(共通供給モード)とを選択的に切り替えることができる。
図7は、供給流路切替装置176の概略構成を示す図であり、同図(a1)は、個別連通供給モード時の側面断面図、同図(a2)は、そのa2断面図、同図(b1)は、共通供給モード時の側面断面図、同図(b2)は、そのb2断面図である。
図7に示すように、供給流路切替装置176は、主として、角柱状に形成された中空のケース184と、そのケース184の内部に配設された回転軸186と、回転軸186に一体的に形成された複数のフランジ部188A、188B、…と、回転軸186を軸回りに回転させる供給流路切替モータ190とで構成されている。
ケース184は、その内部に円柱状の空間192が、ケース184の長手方向に沿って形成されている。このケース184の上面には、一定の間隔をもって流入口178A、178B、…が形成されている。各流入口178A、178B、…は、それぞれケース184の内部に形成された空間192に連通されている。一方、ケース184の下面には、各流入口178A、178B、…に対応して流出口180A、180B、…が形成されている。すなわち、各流入口178A、178B、…の同軸上(延長線上)に対応する流出口180A、180B、…が形成されている。各流出口180A、180B、…も、それぞれケース184の内部に形成された空間192に連通されている。
回転軸186は、ケース184の内部空間192に対して同軸上に配置されている。この回転軸186の両端部には、図8に示すように、円柱部186A、186Aが形成されている。回転軸186は、この円柱部186A、186Aをケース184に設けられた軸受194、194に支持されて、軸回りに回転自在に支持されている。また、回転軸186は、この円柱部186A、186Aをケース184に設けられたシール部材196、196でシールされて、水密状態で回転自在に支持されている。
回転軸186に一体的に形成された複数のフランジ部188A、188B、…は、ケース184に形成された流入口178A、178B、…と同じ間隔をもって形成されている。このフランジ部188A、188B、…は、図8に示すように、所定の厚さを有する円板の両側部を左右対称に切り欠いた形状に形成されている。
各フランジ部188A、188B、…は、回転軸186をケース184に取り付けると、そのケース184に形成された流入口178A、178B、…と流出口180A、180B、…を結ぶ直線上に配置される。すなわち、各フランジ部188A、188B、…の厚み方向の中心と、各流入口178A、178B及び各流出口180A、180B、…の中心とが一致して、ケース内に配置される。
また、各フランジ部188A、188B、…は、その円弧状の外周部がケース184の内周部に隙間なく取り付けられる。すなわち、各フランジ部188A、188B、…の円弧状の外周部は、ケース184の内周部との間にシール性が確保されている。
なお、このようなシール性を確保するため、各フランジ部188A、188B、…の円弧状の外周部には、後述する個別連通供給流路の周囲にシール部材(たとえば、パッキン、Oリング等)を取り付けることが好ましい。
また、このようなシール性を確保するため、フランジ部188A、188B、…の外径(円弧部の外径)は、シール部材(パッキン、Oリング等の弾性部材)を含んだ状態でケース184の内部空間192の内径と同径以上になるように形成される。これにより、回転軸186を組み付けた際、各フランジ部188A、188B、…に設けたシール部材が、ケース184の内部空間192の内周面に密着し、シール性が確保される。
このフランジ部188A、188B、…には、回転軸186の中心を通って、上下の円弧面に連通する個別連通供給流路198A、198B、…が形成されている。フランジ部188A、188B、…の切欠きは、この個別連通供給流路198A、198B、…を挟んで左右対称に形成されている。
この個別連通供給流路198A、198B、…は、断面円形状の円形管路として構成されており、フランジ部188A、188B、…の円弧面の中央に連通されている。図7(a1)及び(a2)に示すように、フランジ部188A、188B、…は、所定の回転位置(以下、この回転位置を個別連通供給位置という。)で、この個別連通供給流路198A、198B、…が、ケース184に形成された流入口178A、178B、…と流出口180A、180B、…とに一対一で連通する。すなわち、対応する流入口178A、178B、…と流出口180A、180B、…とを一対一で連通する(流入口178Aが流出口180Aに、流入口178Bが流出口180Bに、流入口178Cが流出口180Cに連通される。)。そして、この個別連通供給流路198A、198B、…を介して流入口178A、178B、…と流出口180A、180B、…とが一対一で連通されることにより、各供給バルブ172A、172B、…が、対応する記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通される(図11参照)。
さて、上記のように、供給流路切替装置176は、フランジ部188A、188B、…を個別連通供給位置に位置させると、個別連通供給流路198A、198B、…を介して各流入口178A、178B、…が、対応する流出口180A、180B、…に一対一で連通されるが、図7(b1)及び(b2)に示すように、この個別連通供給位置から90°回転させた位置(以下、この位置を共通供給位置という。)にずらすと、ケース184の内部空間192を介して、各流入口178A、178B、…が、すべての流出口180A、180B、…に連通される。すなわち、フランジ部188A、188B、…に形成された切欠き部分を介してケース184の内部空間192が一つに連通され、ケース内が一つの流路(共通供給流路)となって、各流入口178A、178B、…をすべての流出口180A、180B、…に連通させる。そして、各流入口178A、178B、…が、すべての流出口180A、180B、…に連通されることにより、各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される(図12参照)。
なお、本例では、個別連通供給位置から90°回転させた位置を共通供給位置に設定しているが、共通供給位置は、フランジ部188A、188B、…が各流入口178A、178B、…を閉塞しない範囲で任意に設定することができる。ただし、より迅速に流路の切り替えを行うためには、90°よりも小さく、フランジ部188A、188B、…が各流入口178A、178B、…を閉塞しない最小限の角度だけ回転させた位置に共通供給位置を設定することが好ましい。
供給流路切替モータ190は、その出力軸が回転軸186に連結されており、回転軸186を回転させて、フランジ部188A、188B、…を個別連通供給位置又は共通供給位置に選択的に回転移動させる。システムコントローラ72は、この供給流路切替モータ190の駆動を制御する。
以上のように、供給流路切替装置176は、供給流路切替モータ190によってフランジ部188A、188B、…を個別連通供給位置に回転移動させると、個別連通供給モードに設定され、各供給バルブ172A、172B、…を対応する記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通させる。また、供給流路切替モータ190によってフランジ部188A、188B、…を共通供給位置に回転移動させると、共通供給モードに設定され、各供給バルブ172A、172B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させる。
回収タンク130の液体室134は、第1回収流路210、回収バルブモジュール212、第2回収流路214A、214B、…、回収流路切替装置216、及び、第3回収流路222A、222B、…を介してヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…の排出口68A、68B、…に連通されている。
第1回収流路210は、一端が回収タンク130の液体室134に接続されている。この第1回収流路210は、他端が複数に分岐して形成されている。すなわち、ヘッドモジュール50に備えられた記録ヘッド50A、50B、…の数(本例では説明の便宜上3つ)に対応した数に分岐して形成されている。そして、分岐した各第1回収流路210A、210B、…の先端は、それぞれ回収バルブモジュール212に備えられた各回収バルブ212A、212B、…の一端(出口)に接続されている。
回収バルブモジュール212は、ヘッドモジュール50に備えられた記録ヘッド50A、50B、…の数に対応した数の回収バルブ212A、212B、…を有している。この回収バルブモジュール212に備えられた各回収バルブ212A、212B、…は、システムコントローラ72に制御されて個別に開閉される。上述したように、分岐した第1回収流路210A、210B、…の先端は、この回収バルブモジュール212の各回収バルブ212A、212B、…の一端(出口)に接続されている。
各回収バルブ212A、212B、…の他端(入口)には、それぞれ第2回収流路214A、214B、…の一端が接続されている。この第2回収流路214A、214B、…の他端は、それぞれ回収流路切替装置216に設けられた流出口218A、218B、…に接続されている。
回収流路切替装置216は、ヘッドモジュール50に備えられた記録ヘッド50A、50B、…の数に対応した数の流出口218A、218B、…と、流入口220A、220B、…を有している。上述したように、各流出口218A、218B、…には、第2回収流路214A、214B、…の他端が接続されている。一方、各流入口220A、220B、…には、それぞれ第3回収流路222A、222B、…の一端が接続されている。そして、各第3回収流路222A、222B、…の他端は、ヘッドモジュール50に備えられた各記録ヘッド50A、50B、…の排出口68A、68B、…に接続されている。
ここで、回収流路切替装置216に設けられた流出口218A、218B、…と、流入口220A、220B、…は、それぞれ一対一で対応しており([流出口218A−流入口220A]、[流出口218B−流入口220B]、[流出口218C−流入口220C])、各流出口218Aに第2回収流路214A、214B、…を介して連通された各回収バルブ212A、212B、…は、各流入口220A、220B、…に第3回収流路222A、222B、…を介して連通された各記録ヘッド50A、50B、…と一対一で対応する([回収バルブ212A−記録ヘッド50A]、[回収バルブ212B−記録ヘッドモジュール50B]、[回収バルブ212C−記録ヘッドモジュール50C])。
回収流路切替装置216は、各流出口218A、218B、…を対応する流入口220A、220B、…にのみ連通させる個別連通回収流路と、各流出口218A、218B、…をすべての流入口220A、220B、…に連通される共通回収流路とを有しており、この個別連通回収流路と共通回収流路とを選択的に切り替える。これにより、各回収バルブ212A、212B、…を対応する記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通させるモード(個別連通回収モード)と、各回収バルブ212A、212B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させるモード(共通回収モード)とを選択的に切り替えることができる。
図9は、回収流路切替装置216の概略構成を示す図であり、同図(a1)は、個別連通回収モード時の側面断面図、同図(a2)は、そのa2断面図、同図(b1)は、共通回収モード時の側面断面図、同図(b2)は、そのb2断面図である。
図7に示すように、回収流路切替装置216は、主として、角柱状に形成された中空のケース224と、そのケース224の内部に配設された回転軸226と、回転軸226に一体的に形成された複数のフランジ部228A、228B、…と、回転軸226を軸回りに回転させる回収流路切替モータ230とで構成されている。
ケース224は、その内部に円柱状の空間232が、ケース224の長手方向に沿って形成されている。このケース224の上面には、一定の間隔をもって流出口218A、218B、…が形成されている。各流出口218A、218B、…は、それぞれケース224の内部に形成された空間232に連通されている。一方、ケース224の下面には、各流出口218A、218B、…に対応して流入口220A、220B、…が形成されている。すなわち、各流出口218A、218B、…の同軸上(延長線上)に対応する流入口230A、230B、…が形成されている。各流入口220A、220B、…も、それぞれケース224の内部に形成された空間232に連通されている。
回転軸226は、ケース224の内部空間232に対して同軸上に配置されている。この回転軸226の両端部には、円柱部226A、226Aが形成されている。回転軸226は、この円柱部226A、226Aをケース224に設けられた軸受234、234に支持されて、軸回りに回転自在に支持されている。また、回転軸226は、この円柱部226A、226Aをケース224に設けられたシール部材236、236でシールされて、水密状態で回転自在に支持されている。
回転軸226に一体的に形成された複数のフランジ部228A、228B、…は、ケース224に形成された流出口218A、218B、…と同じ間隔をもって形成されている。このフランジ部228A、228B、…は、所定の厚さを有する円板の両側部を左右対称に切り欠いた形状に形成されている(図9参照)。
各フランジ部228A、228B、…は、回転軸226をケース224に取り付けると、そのケース224に形成された流出口218A、218B、…と流入口220A、220B、…を結ぶ直線上に配置される。すなわち、各フランジ部228A、228B、…の厚み方向の中心と、各流出口218A、218B及び各流入口220A、220B、…の中心とが一致して、ケース内に配置される。
また、各フランジ部228A、228B、…は、その円弧状の外周部がケース224の内周部に隙間なく取り付けられる。すなわち、各フランジ部228A、228B、…の円弧状の外周部は、ケース184の内周部との間にシール性が確保されている。
なお、このようなシール性を確保するため、各フランジ部228A、228B、…の円弧状の外周部には、後述する個別連通供給流路の周囲にシール部材(たとえば、パッキン、Oリング等)を取り付けることが好ましい。
また、このようなシール性を確保するため、フランジ部228A、228B、…の外径(円弧部の外径)は、シール部材(パッキン、Oリング等の弾性部材)を含んだ状態でケース224の内部空間232の内径と同径以上になるように形成される。これにより、回転軸226を組み付けた際、各フランジ部228A、228B、…に設けたシール部材が、ケース224の内部空間232の内周面に密着し、シール性が確保される。
このフランジ部228A、228B、…には、回転軸226の中心を通って、上下の円弧面に連通する個別連通回収流路238A、238B、…が形成されている。フランジ部228A、228B、…の切欠きは、この個別連通回収流路238A、238B、…を挟んで左右対称に形成されている。
この個別連通回収流路238A、238B、…は、断面円形状の円形管路として構成されており、フランジ部228A、228B、…の円弧面の中央に連通されている。図9(a1)及び(a2)に示すように、フランジ部228A、228B、…は、所定の回転位置(以下、この回転位置を個別連通回収位置という。)で、この個別連通回収流路238A、238B、…が、ケース224に形成された流出口218A、218B、…と流入口220A、220B、…とに一対一で連通する。すなわち、対応する流出口218A、218B、…と流入口220A、220B、…とを一対一で連通する(流出口218Aが流入口220Aに、流出口218Bが流入口220Bに、流出口218Cが流入口220Cに連通される。)。そして、この個別連通回収流路238A、238B、…を介して流出口218A、218B、…と流入口220A、220B、…とが一対一で連通されることにより、各回収バルブ212A、212B、…が、対応する記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通される。
さて、上記のように、回収流路切替装置216は、フランジ部228A、228B、…を個別連通回収位置に位置させると、個別連通回収流路238A、238B、…を介して各流出口218A、218B、…が、対応する流入口220A、220B、…に一対一で連通されるが、図9(b1)及び(b2)に示すように、この個別連通回収位置から90°回転させた位置(以下、この位置を共通回収位置という。)にずらすと、ケース224の内部空間232を介して、各流出口218A、218B、…が、すべての流入出口220A、220B、…に連通される。すなわち、フランジ部228A、228B、…に形成された切欠き部分を介してケース224の内部空間232が一つに連通され、ケース内が一つの流路(共通回収流路)となって、各流出口218A、218B、…をすべての流入口220A、220B、…に連通させる。そして、各流出口218A、218B、…が、すべての流入口220A、220B、…に連通されることにより、各回収バルブ212A、212B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。
なお、本例では、個別連通供給位置から90°回転させた位置を共通供給位置に設定しているが、共通供給位置は、フランジ部228A、228B、…が各流入口208A、208B、…を閉塞しない範囲で任意に設定することができる。ただし、より迅速に流路の切り替えを行うためには、90°よりも小さく、フランジ部228A、228B、…が各流入口208A、208B、…を閉塞しない最小限の角度だけ回転させた位置に共通供給位置を設定することが好ましい。
回収流路切替モータ230は、その出力軸が回転軸226に連結されており、回転軸226を回転させて、フランジ部228A、228B、…を個別連通回収位置又は共通回収位置に選択的に回転移動させる。システムコントローラ72は、この回収流路切替モータ230の駆動を制御する。
メンテナンスユニット240は、主として、ノズル近傍のインク粘度の上昇、乾燥を防止するためのキャップ242と、ヘッドモジュール50のノズル面を清掃するクリーニングブレード244とで構成されている。このメンテナンスユニット240は、図示しない移動機構によって移動可能に設けられており、必要に応じて所定の退避位置からヘッドモジュール50下方のメンテナンス位置に移動する。
キャップ242は、図示しない昇降機構によってヘッドモジュール50に対して昇降可能に設けられており、所定のメンテナンス位置でヘッドモジュール50に向けて所定量上昇させることにより、ヘッドモジュール50のノズル面を覆う。このキャップ242は、回復動作時にキャップに排出されたインクの吸引のための吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能する。
クリーニングブレード244は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示しない移動機構によって移動可能に設けられている。ノズル面にインク滴又は異物が付着した場合、このクリーニングブレード244をノズル面に沿って摺動させる(いわゆるワイピング動作を行う)ことにより、ノズル面を拭き取り、ノズル面を清浄する。
印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ244に向かって予備吐出が行われる。
すなわち、ヘッドモジュール50は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ(圧電素子)が動作してもノズルからインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で(圧電素子の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で)、インク受けに向かって圧電素子を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。
また、ノズル面の清掃手段として設けられているクリーニングブレード244によってノズル面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作(ワイピング動作)によってノズル内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
また、ヘッドモジュール50内のインク(圧力室内のインク)に気泡が混入した場合、ヘッドモジュール50にキャップ242を当て、供給タンク120の液体室の124の圧力を加圧することにより、ヘッドモジュール50内のインク(気泡が混入したインク)をノズルから排出する。ノズルから排出されたインクはキャップ242で受けられ、排インク回収流路246を介して排インク回収タンク248に回収される。
この加圧動作は、初期のインク充填時、あるいは、長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇(固化)した劣化インクの排出が行われる。具体的には、ノズルや圧力室に気泡が混入したり、ノズル近傍のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、圧電素子を動作させる予備吐出ではノズルからインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッドモジュール50のノズル面に、キャップ242を当てて圧力室内の気泡が混入したインク又は増粘インクを加圧して排出する動作が行われる(以下、回復動作という)。
〔インク供給系の動作〕
本実施の形態のインクジェット記録装置10のインク供給系は以上のように構成される。
本実施の形態のインクジェット記録装置10のインク供給系は以上のように構成される。
次に、以上のよう構成された本実施の形態のインクジェット記録装置10におけるインク供給系の動作について説明する。
まず、圧力制御の方法について説明する。
システムコントローラ72の圧力制御部72a(図5参照)は、供給圧力センサS1の検出結果に基づいて、供給タンク120の液体室124内部が所定の圧力に調整されるように供給ポンプP1の駆動を制御するとともに、回収圧力センサS2の検出結果に基づいて、回収タンク130の液体室134の内部圧力が所定値になるように回収ポンプP2の駆動を制御する。
供給タンク120の液体室124及び回収タンク130の液体室134と連通するバッファタンク110の内部は大気開放されているため、供給タンク120の液体室124や回収タンク130の液体室134から流出するインクが行き場を失うことがなく、供給タンク120の液体室124及び回収タンク130の液体室134の内部圧力を互いに独立して制御することができる。すなわち、2系統の圧力調整手段を用いて2つの密閉された液体室124、134の内部圧力を互いに独立制御するアクティブな密閉背圧制御を行うことができる。
さらに、システムコントローラ72の圧力制御部72aは、供給タンク120の液体室124の内部圧力が回収タンク130の液体室134の内部圧力よりも相対的に高くなるように各液体室124、134間に所定の圧力差が設定され、かつ、ヘッドモジュール50のノズル51内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与されるように、供給ポンプP1及び回収ポンプP2の駆動を制御して各液体室124、134の内部圧力を調整する。
具体的には、供給タンク120の液体室124の内部圧力をPin、回収タンク130の液体室134の内部圧力をPout、ヘッドモジュール50のノズル51内部のインクの背圧(負圧)をPnzl、各液体室124、134とヘッドモジュール50のノズル面(インク吐出面)との高低差Hに基づく圧力差をΔPhとしたとき、次式
Pin+ΔPh>Pnzl>Pout+ΔPh ・・・(1)
を満たすように圧力が制御される。
Pin+ΔPh>Pnzl>Pout+ΔPh ・・・(1)
を満たすように圧力が制御される。
なお、ここでは、各液体室124、134が同じ高さに配置されていることを前提としているが、これらが異なる高さに配置される場合にはその高低差に応じて式(1)を変形すればよい。すなわち、供給タンク120の液体室124とヘッドモジュール50のノズル面との高低差に基づく圧力差をΔPh1、回収タンク130の液体室134とヘッドモジュール50のノズル面との高低差に基づく圧力差をΔPh2としたとき、次式
Pin+ΔPh1>Pnzl>Pout+ΔPh2 ・・・(2)
を満たすようにすればよい。
Pin+ΔPh1>Pnzl>Pout+ΔPh2 ・・・(2)
を満たすようにすればよい。
また、式(1)において、各圧力の単位を[mmH2O]とするとき、次式のように表現することができる。
Pin+H>Pnzl>Pout+H ・・・(3)
これにより、ヘッドモジュール50の背圧(負圧)を維持しつつ、供給タンク120の液体室124からヘッドモジュール50を経由して回収タンク130の液体室134に向かうインク循環を所定の速度で連続的に行うことができる。
これにより、ヘッドモジュール50の背圧(負圧)を維持しつつ、供給タンク120の液体室124からヘッドモジュール50を経由して回収タンク130の液体室134に向かうインク循環を所定の速度で連続的に行うことができる。
このようなインク循環動作は、インクジェット記録装置10が起動している際は常時実行される。
以上説明したように、供給タンク120と回収タンク130との間に所定の差圧が維持されるように、供給タンク内の圧力と回収タンク内の圧力を制御することにより、ヘッドモジュール50の吐出状態にかかわらず、ヘッドモジュール50内部(特にノズル近傍)で常にインク循環が行われるようにすることができる。これにより、インク増粘等による吐出不良を防止でき、良好な印刷品質を長時間にわたって維持することができる。
すなわち、記録ヘッドの供給口側と排出口側の両方の圧力を管理することで、ノズルに付与する背圧を維持して良好な印刷品質を達成しながら、所定速度でのノズル近傍のインク循環が可能なことで、ノズルでのインク増粘、気泡の残留を防ぎ、液滴の吐出状態、更には良好な印刷品質を長時間維持することができる。
次に、インク充填時の動作について説明する。
図10はインク充填動作の一例を示したフローチャート図である。
なお、ここでは、説明の便宜上、メインタンク100からバッファタンク110に所定量のインクが既に供給されているものとして説明する。
また、インク充填動作が開始される段階でメインタンク開閉バルブ101、及び、各バルブモジュール(供給バルブモジュール172、回収バルブモジュール212)を構成する各バルブ(供給バルブ172A、172B、…、開閉バルブ212A、212B、…)は閉じられているもとし、流路切替装置(供給流路切替装置176、回収流路切替装置216)は、共通流路(共通供給流路、共通回収流路)に設定されているものとする。
図10において、まず、ステップS100として、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開き、この状態で供給ポンプP1を正転駆動して、バッファタンク110から供給タンク120の液体室124にインクを供給する。供給タンク120の液体室124にインクが充填されたら、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を閉じる。
次に、ステップS102として、回収バルブモジュール212の各回収バルブ212A、212B、…を開き、この状態で回収ポンプP2を正転駆動して、バッファタンク110から第2分岐流路160Bを経由して回収タンク130の液体室134にインクを供給する。回収タンク130の液体室134にインクが充填されたら、回収バルブモジュール212の各回収バルブ212A、212B、…を閉じる。
次に、ステップS104として、供給ポンプP1を正転駆動して、供給タンク120の液体室124内部が所定の圧力となるように加圧する。その後、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開き、ヘッドモジュール50、及び供給流路(供給流路切替装置176を含む供給タンク120とヘッドモジュール50との間の流路)にインクを充填する。
次に、ステップS106として、回収ポンプP2を正転駆動して、回収タンク130の液体室134の内部が所定の圧力となるように加圧する。その後、回収バルブモジュール212の各回収バルブ212A、212B、…を開き、回収流路(回収流路切替装置216を含む回収タンク130とヘッドモジュール50との間の流路)にインクを充填する。
以上のようにしてインク充填動作が完了する。
なお、上記の例では、ステップS104において、ヘッドモジュール50、及び供給流路にインクを充填する際、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開いているが、必ずしもすべての供給バルブ172A、172B、…を開く必要はなく、特定の供給バルブのみ開くようにしてもよい。
同様にステップS106において、回収流路にインクを充填する際、必ずしもすべての回収バルブ212A、212B、…を開く必要はなく、特定の回収バルブのみを開くようにしてもよい。
次に、記録時と回復時におけるバルブモジュール(供給バルブモジュール172、回収バルブモジュール212)の開閉動作、及び、流路切替装置(供給流路切替装置167、回収流路切替装置216)の流路切替動作について説明する。
まず、記録時におけるバルブモジュールの開閉動作と流路切替装置の流路切替動作について説明する。
記録動作時、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を共通供給流路に設定する(共通供給モードに設定する)。すなわち、供給流路切替装置176の供給流路切替モータ190を駆動して、回転軸186を回転させ、フランジ部188A、188B、…を共通供給位置に位置させる。これにより、図12(同図(A)は、図7(a2)のA−A断面、同図(B)は、図7(a2)のB−B断面)に示すように、ケース184の内部空間192を介して、各流入口178A、178B、…が、すべての流出口180A、180B、…に連通され、各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。
また、システムコントローラ72は、回収流路切替装置216を共通回収流路に設定する(共通回収モードに設定する)。すなわち、回収流路切替装置216の回収流路切替モータ230を駆動して、回転軸226を回転させ、フランジ部228A、228B、…を共通回収位置に位置させる(図12参照)。これにより、ケース224の内部空間232を介して、各流入口218A、218B、…が、すべての流出口220A、220B、…に連通され、各回収バルブ212A、212B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。
また、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開き、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させる。
また、システムコントローラ72は、回収バルブモジュール212の各供給バルブ212A、212B、…を開き、回収バルブモジュール212の各回収バルブ212A、212B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させる。
このように、記録時、供給流路切替装置176は、共通供給流路に設定(共通供給モードに設定)され、回収流路切替装置216も共通回収流路に設定(共通回収モードに設定)される。また、供給バルブモジュール182の各供給バルブ182A、182B、…は開かれ、回収バルブモジュール212の各供給バルブ212A、212B、…も開かれる。
そして、この状態で上述した圧力制御が行われ、記録動作が行われる。すなわち、供給タンク120の液体室124の内部圧力が回収タンク130の液体室134の内部圧力よりも相対的に高くなるように各液体室124、134間に所定の圧力差が設定され、かつ、ヘッドモジュール50のノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与されるように、供給ポンプP1及び回収ポンプP2の駆動を制御して、各液体室124、134の内部圧力が制御される。これにより、ノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与された状態でヘッドモジュール50にインクが循環供給される。そして、このようにインクが循環供給された状態で記録動作が行われる。
このように、本実施の形態のインクジェット記録装置10では、インクが循環供給されながら、記録動作が行われる。これにより、インク増粘、気泡の残留を防止でき、液滴の吐出状態、更には、良好な印刷品質を長時間維持することができる。
また、この際、本実施の形態のインクジェット記録装置10では、供給流路切替装置176によって、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通された状態にあるため、各記録ヘッド50A、50B、…には、供給流路切替装置176の共通流路と各記録ヘッド50A、50B、…との間の流路の圧力損失だけが作用する。このため、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を介して各記録ヘッド50A、50B、…に個別にインクを供給する場合に比べて、記録中の記録ヘッド間の背圧のバラツキを低減することができる。すなわち、供給流路切替装置176を共通供給流路に設定することにより、すべての記録ヘッド50A、50B、…とすべての供給バルブ172A、172B、…との間で共通流路が形成されるため、特に供給バルブで発生していた流路の圧力損失の差が生じなくなり、ノズルに加わる背圧が各記録ヘッド間でほぼ均一となる。そして、このようにノズルに加わる背圧を各記録ヘッド間で均一化することにより、吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができる。
また、供給バルブのオリフィス径は、個別の流路にバルブを設ける場合に比べ、小さく設定することができる。すなわち、供給流路切替装置176を共通供給流路に設定することにより、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…は、共通流路の一部となり、流量は均一となるため、流量差による圧力損失のバラツキを考慮した大きなオリフィス径にする必要がなくなる。これにより、オリフィス径を小さくでき、バルブを小型化することができる。また、バルブを小型化できることにより、装置の小型化も図ることができ、さらに、消費電力の低減、バルブコストの低減も図ることができる。
なお、このように供給バルブのオリフィス径を小さく設定し、供給タンク120−供給バルブモジュール172−供給流路切替装置176間で生じる圧力損失を印刷データに応じて予測し、補正することが好ましい。たとえば、供給タンク120−バルブモジュール172−供給流路切替装置176間の流路の流路抵抗を実験又は計算によりあらかじめ求めておく。一方、印刷データに基づき前記流路におけるインク流量変化のプロファイルを導出する。導出した流量変化のプロファイルと流路抵抗の積をとり、圧力損失プロファイルを導出する。そして、導出した圧力損失プロファイルを圧力制御目標値に加算して補正する。
なお、上記の例では、供給バルブモジュール182の各供給バルブ182A、182B、…をすべて開くこととしているが、特定の各供給バルブのみを開くようにしてもよい。すなわち、記録時において、供給バルブモジュール182は、少なくとも1以上の供給バルブが開いていればよい。
同様に、記録時において、回収バルブモジュール212も少なくとも1以上の回収バルブが開いていればよい。
次に、回復時におけるバルブモジュールの開閉動作と流路切替装置の流路切替動作について説明する。
図13は、本実施の形態のインクジェット記録装置10における回復動作の手順を示すフローチャートである。
まず、ステップS200として、システムコントローラ72は、キャップ242をメンテナンス位置に移動させ、ヘッドモジュール50のノズル面をキャップ242で覆う。
次に、ステップS202として、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を個別連通供給流路に設定(個別連通供給モードに設定)するとともに、回収流路切替装置216を個別連通回収流路に設定(個別連通回収モードに設定)する。
すなわち、供給流路切替装置176の供給流路切替モータ190を駆動して、回転軸186を回転させ、フランジ部188A、188B、…を個別連通供給位置に位置させる。これにより、図11(同図(A)は、図7(a1)のA−A断面、同図(B)は、図7(a1)のB−B断面)に示すように、各フランジ部188A、188B、…に設けられた個別連通供給流路198A、198B、…を介して各流入口178A、178B、…が、対応する流出口180A、180B、…に一対一で連通され、各供給バルブ172A、172B、…が、対応する記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通される。
また、回収流路切替装置216の回収流路切替モータ230を駆動して、回転軸226を回転させ、フランジ部228A、228B、…を個別連通回収位置に位置させる。これにより、各フランジ部228A、228B、…に設けられた個別連通回収流路238A、238B、…を介して各流入口218A、218B、…が、対応する流出口220A、220B、…に一対一で連通され、各回収バルブ212A、212B、…が、対応する記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通される。
次に、ステップS204として、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を閉じるとともに、回収バルブモジュール212の各供給バルブ212A、212B、…を閉じる。
次に、ステップS206として、システムコントローラ72は、供給ポンプP1により供給タンク120の液体室124の内部を所定圧力(回復時の圧力)に加圧する。
供給タンク120の液体室124の内部を所定圧力(回復時の圧力)に加圧されたところで、次に、ステップS208として、システムコントローラ72は、回復動作を行う記録ヘッドに対応する供給バルブを開く。たとえば、記録ヘッド50Aに対して回復動作を行う場合は、記録ヘッド50Aに対応した供給バルブ172Aを開き、記録ヘッド50Bに対して回復動作を行う場合は、記録ヘッド50Bに対応した供給バルブ172Bを開く。すべての記録ヘッド50A、50B、…に対して回復動作を行う場合は、すべての供給バルブ172A、172B、…を開く。
これにより、開いた供給バルブに対応する記録ヘッド、すなわち、回復動作を行う記録ヘッドからインクが排出される。この排出動作は、所定時間継続して行われる。
なお、回復動作を行う記録ヘッドの選択はインクの吐出状態に基づいて行われる。たとえば、印字検出部24による吐出検出の結果から各記録ヘッドに対する回復動作の要否を判定し、回復動作を行う記録ヘッドを決定する。
この他、オペレータが手動で設定する。この場合、たとえば、ホストコンピュータ86に備えられた入力手段等を利用して、回復動作を行う記録ヘッドを選択する。
なお、本例では、供給ポンプP1により供給タンク120の液体室124の内部を所定圧力に加圧し(ステップS206)、その後、回復動作を行う記録ヘッドに対応する供給バルブを開いているが(ステップS208)、回復動作を行う記録ヘッド(50A、50B、…のうちのいずれか)に対応した供給バルブ(172A、172B、…)を開いた状態から、供給ポンプP1の駆動を開始して加圧し、インクを排出させてもよい。
インクの排出が所定時間行われたところで、次に、ステップS210として、システムコントローラ72は、開けていた供給バルブをすべて閉じる。
次に、ステップS212として、システムコントローラ72は、供給タンク120の液体室124の圧力を循環供給時の圧力に戻す。同様に回収タンク130の液体室134の圧力を循環供給時の圧力に戻す。
次に、ステップS214として、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を共通供給流路に設定(共通供給モードに設定)とともに、回収流路切替装置216を共通回収流路に設定(共通回収モードに設定)する。
すなわち、供給流路切替装置176の供給流路切替モータ190を駆動して、回転軸186を回転させ、フランジ部188A、188B、…を共通供給位置に位置させる。これにより、図12に示すように、ケース184の内部空間192を介して、各流入口178A、178B、…が、すべての流出口180A、180B、…に連通され、各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。
また、回収流路切替装置216の回収流路切替モータ230を駆動して、回転軸226を回転させ、フランジ部228A、228B、…を共通回収位置に位置させる(図12参照)。これにより、ケース224の内部空間232を介して、各流入口218A、218B、…が、すべての流出口220A、220B、…に連通され、各回収バルブ212A、212B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。
次に、ステップS216として、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開き、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させるとともに、回収バルブモジュール212の各供給バルブ212A、212B、…を開き、回収バルブモジュール212の各回収バルブ212A、212B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させる。
そして、ステップS218として、上記記録時の圧力制御を行って、インクを循環供給させる。すなわち、供給タンク120の液体室124の内部圧力が回収タンク130の液体室134の内部圧力よりも相対的に高くなるように各液体室124、134間に所定の圧力差が設定され、かつ、ヘッドモジュール50のノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与されるように、供給ポンプP1及び回収ポンプP2の駆動を制御して、各液体室124、134の内部圧力が制御される。
これにより、ノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与された状態でヘッドモジュール50にインクが循環供給される。
次に、ステップS220として、システムコントローラ72は、ヘッドモジュール50からキャップ242を外し、所定の退避位置に移動させる。
次に、ステップS222として、システムコントローラ72は、クリーニングブレード244を駆動し、ヘッドモジュール50のノズル面をワイピングする。すなわち、ヘッドモジュール50のノズル面に沿ってクリーニングブレード244を摺動させ、クリーニングブレード244でノズル面を拭き取って、ノズル面を清浄する。
以上一連の工程で回復動作が終了する。
以上説明したように、本実施の形態のインクジェット記録装置10では、流路切替装置(供給流路切替装置176、回収流路切替装置216)を備えることにより、複数ある記録ヘッドに対して選択的に回復動作を行うことができる。これにより、回復が必要な記録ヘッドに対してのみ回復動作を行うことができ、廃インク量を低減することができる。また、回復動作に要する時間も短縮することができる。
また、記録時は、インクが循環供給されながら、記録動作が行われるので、インク増粘、気泡の残留を防止でき、液滴の吐出状態、更には、良好な印刷品質を長時間維持することができる。
また、この際、本実施の形態のインクジェット記録装置10では、供給流路切替装置176によって、各供給バルブ172A、172B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通することができるため、記録ヘッド間の背圧のバラツキを低減することができる。これにより、吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができる。
また、これにより、供給バルブのオリフィス径を小さく設定することができ、バルブの小型化、ひいては装置の小型化を図ることができる。また、消費電力の低減、バルブコストの低減も図ることができる。
また、本実施の形態のインクジェット記録装置では、供給タンク120と回収タンク130の液体室の内部圧力をそれぞれ制御することができるため、ヘッドモジュール50に対する各タンク120、130の配置自由度が高く、装置の小型化を図ることができる。
なお、各タンク120、130は、ヘッドモジュール50の鉛直上方の近傍に配置することが好ましい。これにより、各タンク120、130とヘッドモジュール50との間の流路を短くすることができ、その流路での圧力損失による圧力変動を低減することができる。そして、このように圧力損失による圧力変動を低減することができることにより、記録ヘッドの供給口と排出口との間に付与する差圧の精度が向上し、ノズル近傍における液滴吐出に悪影響を与えない程度の低速によるインク循環を実現することができる。もちろん、各タンク120、130をヘッドモジュール50の鉛直下方に配置することもできる。
また、供給ポンプP1の駆動やヘッドモジュール50の駆動によって、供給タンク120の液体室124にインクが流出入する際、供給タンク120の可撓膜122及び気体室126が、急峻な圧力変動を減衰させるダンパとして機能するので、ヘッドモジュール50に圧力変動が伝達されることを防止することができる。これにより、良好な印刷品質を維持することができるとともに、微小な流速のインク循環制御が可能となる。
回収タンク130についても同様であり、回収ポンプP2の駆動やヘッドモジュール50の駆動による急峻な圧力変動を可撓膜132及び気体室136によって減衰させることができる。
なお、上記実施の形態では、各タンク120、130の内部が、可撓膜によって2つの空間部(液体室及び気体室)に仕切られた構成とされているが、各タンク120、130の構成は、これに限定されず、液体室(密閉容器)のみで構成されていてもよい。この場合も液体室の一部と外部との間に可撓膜(弾性膜)を設けることが好ましい。ただし、気体室の圧縮性による弾性力がないことにより、供給ポンプP1、回収ポンプP2及びヘッドモジュール50の液滴吐出等のインクの移動による急峻な圧力変動を減衰させる効果は大きくなるが、反面、供給ポンプP1、回収ポンプP2による圧力調整の応答性が低下する。よって可撓膜の弾性力を変える、又は、可撓膜を付勢するバネ部材を設ける等の手法により、可撓膜の弾性力を適度に設定することが好ましい。
また、上記実施の形態では、供給流路切替装置の構成として、中空のケース内でフランジ部を回転させることにより、個別連通供給流路と共通供給流路の切り替えを行うようにしているが、中空のケース内でフランジ部を直動させて、個別連通供給流路と共通供給流路の切り替えを行うようにしてもよい。すなわち、直動アクチュエータを用いて流路の切り替えを行うようにしてもよい。
図14は、直動アクチュエータを用いた供給流路切替装置276の概略構成を示す図であり、同図(a1)は、個別連通供給モード時の側面断面図、同図(a2)は、そのa2断面図、同図(b1)は、共通供給モード時の側面断面図、同図(b2)は、そのb2断面図である。
図14に示すように、この供給流路切替装置276は、主として、角柱状に形成された中空のケース284と、そのケース284の内部に配設されたスライド軸286と、スライド軸286に一体的に形成された複数のフランジ部288A、288B、…と、スライド軸286を軸方向に直線移動させる供給流路切替シリンダ290とで構成されている。
ケース284は、その内部に断面正方形状の四角い空間292が、ケース284の長手方向に沿って形成されている。このケース284の上面には、一定の間隔をもって流入口278A、278B、…が形成されている。各流入口278A、278B、…は、それぞれケース284の内部に形成された空間292に連通されている。一方、ケース284の下面には、各流入口278A、278B、…に対応して流出口280A、280B、…が形成されている。すなわち、各流入口278A、278B、…の同軸上(延長線上)に対応する流出口280A、280B、…が形成されている。各流出口280A、280B、…も、それぞれケース284の内部に形成された空間292に連通されている。
スライド軸286は、断面正方形の四角い棒状に形成されており、ケース284の内部空間292に対して同軸上に配置されている。このスライド軸286の両端部は、ケース184に設けられた軸受部294、294にシール部材296、296を介して軸方向に摺動自在に支持されている。
スライド軸286に一体的に形成された複数のフランジ部288A、288B、…は、ケース284に形成された流入口278A、278B、…と同じ間隔をもって形成されている。このフランジ部288A、288B、…は、所定の厚さを有する矩形の板状に形成されており、その横方向の長さは、スライド軸286の幅と同じ長さに形成されている。したがって、各フランジ部288A、288B、…の両サイドには、ケース284の内部空間292との間に所定の隙間が形成されており、この隙間を介してケース284の内部空間292が一つに連通されている。
スライド軸286をケース284に取り付けると、各フランジ部288A、288B、…は、その上面及び下面が、ケース284の内部空間292の上面及び下面に隙間なく取り付けられる。すなわち、各フランジ部288A、288B、…の上面と下面は、ケース284の内部空間292の上面と下面との間にシール性が確保されている。
なお、このようなシール性を確保するため、各フランジ部288A、288B、…の円弧状の外周部には、後述する個別連通供給流路の周囲にシール部材(たとえば、パッキン、Oリング等)を取り付けることが好ましい。
また、このようなシール性を確保するため、フランジ部288A、288B、…の縦方向の長さは、シール部材(パッキン、Oリング等の弾性部材)を含んだ状態でケース284の内部空間292の縦方向の長さ以上になるように形成される。これにより、スライド軸286を組み付けた際、各フランジ部288A、288B、…に設けたシール部材が内部空間292の上面及び下面に密着し、シール性が確保される。
このフランジ部288A、288B、…には、その長手方向に沿って断面円形状の個別連通供給流路298A、298B、…が形成されている。この個別連通供給流路298A、298B、…は、フランジ部288A、288B、…の上面及び下面の中央を貫通して形成されており、図7(a1)及び(a2)に示すように、フランジ部288A、288B、…を所定のスライド位置(個別連通供給位置)に位置させると、ケース284に形成された流入口278A、278B、…と流出口280A、280B、…とに一対一で連通する。すなわち、対応する流入口278A、278B、…と流出口280A、280B、…とを一対一で連通する。
また、フランジ部288A、288B、…を個別連通供給位置から所定量ずらして、所定のスライド位置(共通供給位置)に位置させると、図7(b1)及び(b2)に示すように、ケース284の内部空間292を介して、各流入口278A、278B、…が、すべての流出口280A、280B、…に連通される。すなわち、フランジ部288A、288B、…の両サイドに形成される隙間を介してケース284の内部空間292が一つに連通され、ケース内が一つの流路(共通供給流路)となって、各流入口278A、278B、…が、すべての流出口280A、280B、…に連通される。
そして、個別連通供給流路298A、298B、…を介して流入口278A、278B、…と流出口280A、280B、…とが一対一で連通されることにより、各供給バルブ172A、172B、…が、対応する記録ヘッド50A、50B、…に一対一で連通され、各流入口278A、278B、…が、すべての流出口280A、280B、…に連通されることにより、各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。
供給流路切替シリンダ290は、直動アクチュエータとして機能し、スライド軸286を軸方向に沿って往復移動させる。システムコントローラ72は、この供給流路切替シリンダ290の駆動を制御することにより、供給流路切替装置276の流路を個別連通供給流路又は共通供給流路に切り替える。
以上のように、本例の供給流路切替装置276によれば、供給流路切替シリンダ290によってフランジ部288A、288B、…を個別連通供給位置にスライド移動させると、個別連通供給モードに設定され、共通供給位置にスライド移動させると、共通供給モードに設定される。
回収流路切替装置についても、上記の供給流路切替装置と同様に、直動アクチュエータを用いた構成とすることができる。
なお、上記の例では、直動アクチュエータとして、シリンダを用いているが、直動アクチュエータは、これに限定されるものではない。スライド軸を軸方向に往復動させることができる構成であればよい。
また、スライド軸やフランジ部の形状についても、上記の形態に限定されるものではなく、適宜変形して用いることができる。たとえば、図7に示した上記実施の形態の供給流路切替装置176においても、回転軸186を軸方向にスライド移動させれば、同様の作用効果を得ることができる。
また、上記実施の形態では、供給流路切替装置176と回収流路切替装置216を別々のモータ(供給流路切替モータ190、回収流路切替モータ230)で駆動するようにしているが、一つのアクチュエータで駆動するようにしてもよい。
図15は、一つの流路切替モータ300によって、供給流路切替装置176と回収流路切替装置216を駆動する場合の概略構成を示す図である。
同図に示すように、供給流路切替装置176と回収流路切替装置216は、ともに同じ方向から回転軸186、226が延びており、各回転軸186、226には、ギア302、304が取り付けられている。各ギア302、304は、同じ歯数で構成されており、互いに噛合されている。したがって、一方の回転軸を回転させれば、他方の回転軸も同じ速度、同じ回転量で回転する。
供給流路切替装置176の回転軸186には、流路切替モータ300の出力軸が連結されており、この流路切替モータ300を駆動することにより、供給流路切替装置176の回転軸186が回転する。また、この供給流路切替装置176の回転軸186が回転することにより、ギア302、304を介して回収流路切替装置216の回転軸226が回転する。
なお、供給流路切替装置176と回収流路切替装置216は、共に回転軸186、226の位置合せが行われており、一方が個別連通流路に設定されると、他方も個別連通流路に設定されるように位置合せされている。すなわち、供給流路切替装置176側のフランジ部188A、188B、…が、個別連通供給位置に位置すると、回収流路切替装置216側のフランジ部228A、228B、…も個別連通回収位置に位置し、供給流路切替装置176側のフランジ部188A、188B、…が、共通供給位置に位置すると、回収流路切替装置216側のフランジ部228A、228B、…も共通回収位置に位置するようにされている。
このように、一つのアクチュエータで供給流路切替装置と回収流路切替装置の双方を駆動するように構成することもできる。これにより、装置をよりコンパクトにすることができる。また、消費電力の削減も図ることができる。
なお、直動アクチュエータを用いる場合についても一つのアクチュエータで供給流路切替装置と回収流路切替装置の双方を駆動するように構成することができる。たとえば、各装置のスライド軸をロッドで連結することにより、一つのアクチュエータで双方の装置を駆動することができる。
また、上記実施の形態では、ケースの内部空間を断面円形状とする一方、フランジ部の形状を円板の両側部を切り欠いた形状にすることで、ケース内に共通流路が形成されるようにしているが、フランジ部の形状は、これに限定されるものではない。たとえば、内部空間の断面形状と同じ形状に形成し、両側面を貫通する穴を形成して、共通流路が形成されるようにしてもよい。
なお、ケース内に形成する共通流路(共通供給流路、回収共通流路)は、記録時の最大流量発生時(全記録ヘッドの全ノズルが吐出した状態)において、圧力損失による共通流路内の圧力変化が10[mmH2O]以内、より好ましくは、1[mmH2O]以内になるような容積、形状、表面形状であることが好ましい。
ここで、図7及び図9に示した流路切替装置(供給流路切替装置、回収流路切替装置)における圧力損失について考察する。
まず、個別連通流路(個別連通供給流路、個別連通回収流路)の流路抵抗R1を求める。
図16に示すように、個別連通流路は、円形管路で構成されている。円形管路の流路抵抗は、R=∫(128μ/πd4)dxとして求めることができる。
ここで、個別連通流路の内径をφd1、長さをlとすると、個別連通流路の流路抵抗R1は、R1=128・μ・d1/(πda4)となる。
次に、共通流路(共通供給流路、共通回収流路)の流路抵抗R2を求める。
図17に示すように、共通流路は、断面が長方形(短辺a=(d1―d2)、長辺b)で、長さl=(d1+d2)/2×π/2の長方形管路が2本並列した系に近似して流路抵抗R2を算出する。
長方形管路1本当りの流路抵抗Rは、R=2kμl(S2/A3)として求めることができる。
したがって、長方形管路2本並列の系の流路抵抗R2は、R2=R/2となる。
次に、以上のようにして求めた各流路(個別連通流路、共通流路)の流路抵抗R1、R2に基づいて、各流路の圧力損失を試算する。
1つの記録ヘッド当りの吐出条件を図18に示す表1のように仮定する。
個別連通流路のサイズを図19に示す表2のように仮定すると、個別連通流路の流路抵抗R1は、3.18×107[Ns/m5]、圧力損失は、3[mmH2O]と試算される。
また、共通流路のサイズを図20に示す表3のように仮定すると、共通流路の流路抵抗R2は、3.27×106[Ns/m5]、圧力損失は、0.3[mmH2O]と試算される。
したがって、表1〜3の条件であれば、圧力損失による共通流路内の圧力変化を1[mmH2O]以内に収めることができることができる。
なお、上記の例では、共通流路の流路抵抗が、個別連通流路の1/10になるように設計したが、これに限らず、吐出条件から決まる液体(インク)の速度に応じて共通流路の圧力損失ができるだけ小さく(1[mmH2O]以下、より好ましくは、0.1[mmH2O])なるように、各流路のサイズを設定する必要がある。記録時における共通液室の圧損を低減し、背圧変動を低減することで、吐出液滴量の変化を防ぐためである。
また、各記録ヘッドの共通液室の容量は、圧力損失が上記条件を満たす範囲で、できるだけ小さいことが好ましい。これにより、インクを充填する際に要するインクの量を低減でき、ランニングコストの低減を図ることができる。また、インク交換時等に廃インク量の低減も図ることができる。
また、上記実施の形態において、供給流路切替装置は流路の切り替えのみを行っているが、たとえば、ヒータ等の温度調整手段を組み込んで、インクが所定の粘度になるように、温度調整できるようにしてもよい。同様に回収流路切替装置にヒータ等の温度調整手段を組み込んで、インクが所定の粘度になるように、温度調整できるようにしてもよい。この場合、温度調整手段は、供給流路切替装置と回収流路切替装置の双方に組み込んでもよいし、また、いずれか一方にのみ組み込んでもよい。
このように、流路切替装置(供給流路切替装置、回収流路切替装置)に温度調整手段を組み込むことにより、記録ヘッドの近傍でインクを所定の温度(粘度)に調整することができ、ノズルから安定したインクの吐出を行うことができる。特に、本実施の形態のインクジェット記録装置では、常時インクを循環供給させているため、複数の記録ヘッド間で供給されるインクの温度(粘度)の均一化、高精度化を図ることができる。また、これにより、吐出液滴量・吐出バラツキを低減でき、印刷品質を向上させることができる。
なお、流路切替装置に温度調整手段を組み込む方法としては、たとえば、ケースの内部空間にヒータ等の加熱手段を設けたり、ケースに加熱手段を設けたり、回転軸又はスライド軸に加熱手段を設けたりする方法をとることができる。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。以下、第1の実施の形態と共通する部分については説明を省略し、本実施の形態の特徴的な部分を中心に説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。以下、第1の実施の形態と共通する部分については説明を省略し、本実施の形態の特徴的な部分を中心に説明する。
図21は、第2の実施形態に係るインクジェット記録装置10Aのインク供給系の構成例を示した概略図である。図21中、図6と共通する部分については同一番号を付している。
同図に示すように、本実施の形態のインクジェット記録装置10Aは、回収タンク130とヘッドモジュール50との間に回収バルブモジュールと回収流路切替装置が設置されておらず、代わりに回収流路開閉装置316が設置されている点で上述した第1の実施の形態のインクジェット記録装置と相違している。
回収タンク130の液体室134は、第1回収流路210、回収流路開閉装置316、及び、第3回収流路222A、222B、…を介してヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…の排出口68A、68B、…に連通されている。
第1回収流路210は、一端が回収タンク130の液体室134に接続されている。この第1回収流路210は、他端が複数に分岐して形成されている。すなわち、ヘッドモジュール50に備えられた記録ヘッド50A、50B、…の数(本例では説明の便宜上3つ)に対応した数に分岐して形成されている。そして、分岐した各第1回収流路210A、210B、…の先端は、それぞれ回収流路開閉装置316に設けられた流出口318A、318B、…に接続されている。
回収流路開閉装置316は、ヘッドモジュール50に備えられた記録ヘッド50A、50B、…の数に対応した数の流出口318A、318B、…と、流入口320A、320B、…を有している。上述したように、各流出口318A、318B、…には、分岐した第1回収流路210A、210B、…の他端が接続されている。
一方、各流入口320A、320B、…には、それぞれ第3回収流路222A、222B、…の一端が接続されている。そして、各第3回収流路222A、222B、…の他端は、ヘッドモジュール50に備えられた各記録ヘッド50A、50B、…の排出口68A、68B、…に接続されている。
回収流路開閉装置316は、分岐した第1回収流路210A、210B、…と第3回収流路222A、222B、…との間で回収流路を開閉する。
図22は、回収流路開閉装置316の概略構成を示す図であり、同図(a1)は、回収流路を閉じた時の側面断面図、同図(a2)は、そのa2断面図、同図(b1)は、回収流路を開いた時の側面断面図、同図(b2)は、そのb2断面図である。
図22に示すように、回収流路開閉装置316は、主として、角柱状に形成された中空のケース324と、そのケース324の内部に配設された回転軸326と、回転軸386に一体的に形成された複数のフランジ部328A、328B、…と、回転軸326を軸回りに回転させる回収流路開閉モータ330とで構成されている。
ケース324は、その内部に円柱状の空間332が、ケース324の長手方向に沿って形成されている。このケース324の上面には、一定の間隔をもって流出口318A、318B、…が形成されている。各流出口318A、318B、…は、それぞれケース324の内部に形成された空間332に連通されている。一方、ケース324の下面には、各流出口318A、318B、…に対応して流入口320A、320B、…が形成されている。すなわち、各流出口318A、318B、…の同軸上(延長線上)に対応する流入口330A、330B、…が形成されている。各流入口320A、320B、…も、それぞれケース324の内部に形成された空間332に連通されている。
回転軸326は、ケース324の内部空間332に対して同軸上に配置されている。この回転軸326の両端部には、円柱部326A、326Aが形成されている。回転軸326は、この円柱部326A、326Aをケース324に設けられた軸受334、334に支持されて、軸回りに回転自在に支持されている。また、回転軸326は、この円柱部326A、326Aをケース324に設けられたシール部材336、336でシールされて、水密状態で回転自在に支持されている。
回転軸326に一体的に形成された複数のフランジ部328A、328B、…は、ケース324に形成された流出口318A、318B、…と同じ間隔をもって形成されている。このフランジ部328A、328B、…は、所定の厚さを有する円板の両側部を左右対称に切り欠いた形状に形成されている(図23参照)。
各フランジ部328A、328B、…は、回転軸326をケース324に取り付けると、そのケース324に形成された流出口318A、318B、…と流入口320A、320B、…を結ぶ直線上に配置される。すなわち、各フランジ部328A、328B、…の厚み方向の中心と、各流出口318A、318B及び各流入口320A、320B、…の中心とが一致して、ケース内に配置される。
また、各フランジ部328A、328B、…は、その円弧状の外周部がケース324の内周部に隙間なく取り付けられる。すなわち、各フランジ部328A、328B、…の円弧状の外周部は、ケース384の内周部との間にシール性が確保されている。
なお、このようなシール性を確保するため、各フランジ部328A、328B、…の円弧状の外周部には、シール部材を取り付けることが好ましい。
また、このようなシール性を確保するため、フランジ部328A、328B、…の外径(円弧部の外径)は、シール部材(パッキン、Oリング等の弾性部材)を含んだ状態でケース324の内部空間332の内径と同径以上になるように形成される。これにより、回転軸326を組み付けた際、各フランジ部328A、328B、…に設けたシール部材が、ケース324の内部空間332の内周面に密着し、シール性が確保される。
回収流路開閉モータ330は、その出力軸が回転軸326に連結されている。したがって、この回収流路開閉モータ330を駆動することにより、回転軸326が軸回りに回転し、フランジ部328A、328B、…が回転移動する。そして、この回転軸326を回転させて、フランジ部328A、328B、…を回転移動させることにより、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路が開閉される。システムコントローラ72は、この回収流路開閉モータ330の駆動を制御する。
以上のように構成された回収流路開閉装置316の作用は次のとおりである。
図22(a1)及び(a2)に示すように、回転軸326を回転させて、フランジ部328A、328B、…を所定の回転位置(閉位置:フランジ部の円弧状の外周面の中央が流出口及び流入口の中央に位置する位置)に位置させると、そのフランジ部328A、328Bの円弧状の外周面でケース324に形成された各流出口318A、318B、…と流入口320A、320B、…が覆われ、すべての流出口318A、318B、…と流入口320A、320B、…が閉じられる。これにより、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路が閉じられる。
フランジ部328A、328B、…が閉位置に位置した状態から回転軸326を90°回転させると、フランジ部328A、328B、…は、所定の開位置に移動する。図22(b1)及び(b2)に示すように、フランジ部328A、328B、…が、開位置に移動すると、フランジ部328A、328B、…によって閉じられていた流出口318A、318B、…と流入口320A、320B、…が開放される。これにより、ケース324の内部空間332を通じてすべての流出口318A、318B、…が、すべての流入口320A、320B、…に連通され、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路が開かれる。
以上のように、回収流路開閉装置316は、回転軸326を回転させて、フランジ部328A、328B、…を開位置に移動させると、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路を開き、閉位置に移動させると、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路を閉じる。
なお、本例では、開位置から90°回転させた位置に閉位置を設定しているが、閉位置は、流出口318A、318B、…と流入口320A、320B、…を閉塞可能な範囲で任意に設定することができる。ただし、流出口318A、318B、…と流入口320A、320B、…をより迅速に開閉するためには、90°よりも小さく、流出口318A、318B、…と流入口320A、320B、…を閉塞する最小限の角度だけ回転させた位置に閉位置を設定することが好ましい。
次に、以上のように構成された第2の実施の形態のインクジェット記録装置10Aによる記録時と回復時における供給バルブモジュール172の開閉動作、供給流路切替装置167の流路切替動作、及び、回収流路開閉装置316の流路開閉動作について説明する。
まず、記録時における供給バルブモジュール172の開閉動作、供給流路切替装置167の流路切替動作、及び、回収流路開閉装置316の流路開閉動作について説明する。
記録動作時、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を共通供給流路に設定する(共通供給モードに設定する)。すなわち、供給流路切替装置176の供給流路切替モータ190を駆動して、回転軸186を回転させ、フランジ部188A、188B、…を共通供給位置に位置させる。これにより、図12に示すように、ケース184の内部空間192を介して、各流入口178A、178B、…が、すべての流出口180A、180B、…に連通され、各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。
また、システムコントローラ72は、回収流路開閉装置316を開き、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路を開く。すなわち、回収流路開閉装置316の回収流路開閉モータ330を駆動して、回転軸326を回転させ、フランジ部328A、328B、…を開位置に位置させる(図22(b1)、(b2)参照)。これにより、ケース324の内部空間332を介して、各流入口318A、318B、…が、すべての流出口320A、320B、…に連通され、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路が開かれる。
また、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開き、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させる。
このように、記録時、供給流路切替装置176は、共通供給流路に設定(共通供給モードに設定)される。また、回収流路開閉装置316は開かれ、供給バルブモジュール182の各供給バルブ182A、182B、…も開かれる。
そして、この状態で上述した第1の実施の形態のインクジェット記録装置10と同じ圧力制御が行われ、記録動作が行われる。すなわち、供給タンク120の液体室124の内部圧力が回収タンク130の液体室134の内部圧力よりも相対的に高くなるように各液体室124、134間に所定の圧力差が設定され、かつ、ヘッドモジュール50のノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与されるように、供給ポンプP1及び回収ポンプP2の駆動を制御して、各液体室124、134の内部圧力が制御される。これにより、ノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与された状態でヘッドモジュール50にインクが循環供給される。そして、このようにインクが循環供給された状態で記録動作が行われる。
このように、本実施の形態のインクジェット記録装置10Aにおいても、インクが循環供給されながら、記録動作が行われる。これにより、インク増粘、気泡の残留を防止でき、液滴の吐出状態、更には、良好な印刷品質を長時間維持することができる。
また、本実施の形態のインクジェット記録装置10では、供給流路切替装置176によって、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通された状態でヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…にインクが供給されるので、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…から各記録ヘッド50A、50B、…に個別にインクを供給する場合に比べて、記録中の記録ヘッド間の背圧のバラツキを低減することができる。これにより、記録ヘッド間で吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができる。
また、個別の流路にバルブを設ける場合に比べて、供給バルブのオリフィス径を小さく設定することができるので、バルブを小型化することができる。また、バルブを小型化できることにより、装置の小型化も図ることができ、さらに、消費電力の低減、バルブコストの低減も図ることができる。
なお、上記の例では、供給バルブモジュール182の各供給バルブ182A、182B、…をすべて開くこととしているが、特定の各供給バルブのみを開くようにしてもよい。すなわち、記録時において、供給バルブモジュール182は、少なくとも1以上の供給バルブが開いていればよい。
次に、回復時における供給バルブモジュール172の開閉動作、供給流路切替装置167の流路切替動作、及び、回収流路開閉装置316の流路開閉動作について説明する。
まず、システムコントローラ72は、キャップ242をメンテナンス位置に移動させ、ヘッドモジュール50のノズル面をキャップ242で覆う。
次に、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を個別連通供給流路に設定(個別連通供給モードに設定)する。
次に、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を閉じる。
次に、回収流路開閉装置316を閉じる。すなわち、回収流路開閉モータ330を駆動して、回転軸326を回転させ、フランジ部328A、328B、…を閉位置に位置させる。これにより、各流入口318A、318B、…と流出口320A、320B、…が、フランジ部328A、328B、…によって閉じられ、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路が閉じられる。
次に、システムコントローラ72は、供給ポンプP1により供給タンク120の液体室124の内部を所定圧力(回復時の圧力)に加圧する。
供給タンク120の液体室124の内部を所定圧力(回復時の圧力)に加圧されたところで、次に、システムコントローラ72は、回復動作を行う記録ヘッドに対応する供給バルブを開く。これにより、開いた供給バルブに対応する記録ヘッド、すなわち、回復動作を行う記録ヘッドからインクが排出される。この排出動作は、所定時間継続して行われる。
なお、上記第1の実施の形態と同様に、回復動作を行う記録ヘッド(50A、50B、…のうちのいずれか)に対応した供給バルブ(172A、172B、…)を開いた状態から、供給ポンプP1の駆動を開始して加圧し、インクを排出させてもよい。
インクの排出が開始されてから所定時間経過すると、システムコントローラ72は、開けていた供給バルブをすべて閉じる。そして、供給タンク120の液体室124の圧力を循環供給時の圧力に戻す。同様に回収タンク130の液体室134の圧力を循環供給時の圧力に戻す。
次に、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を共通供給流路に設定(共通供給モードに設定)する。
次に、システムコントローラ72は、回収流路開閉装置316を開く。すなわち、回収流路開閉装置316の回収流路開閉モータ330を駆動して、回転軸326を回転させ、フランジ部328A、328B、…を開位置に位置させる。これにより、ケース324の内部空間332を介して、各流入口318A、318B、…が、すべての流出口320A、320B、…に連通され、回収タンク130とヘッドモジュール50との間の回収流路が開かれる。
次に、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開く。そして、上記記録時の圧力制御を行って、インクを循環供給させる。
次に、システムコントローラ72は、ヘッドモジュール50からキャップ242を外し、所定の退避位置に移動させる。そして、最後にクリーニングブレード244を駆動し、ヘッドモジュール50のノズル面をワイピングする。
以上一連の工程で回復動作が終了する。
以上説明したように、本実施の形態のインクジェット記録装置10Aにおおても、複数ある記録ヘッドに対して選択的に回復動作を行うことができる。これにより、回復が必要な記録ヘッドに対してのみ回復動作を行うことができ、廃インク量を低減することができる。また、回復動作に要する時間も短縮することができる。
また、記録時は、インクが循環供給されながら、記録動作が行われるので、インク増粘、気泡の残留を防止でき、液滴の吐出状態、更には、良好な印刷品質を長時間維持することができる。
また、本実施の形態のインクジェット記録装置10Aでは、回収流路を個別に開閉するための回収バルブモジュールが不要になるため、装置を小型化できるとともに、消費電力の削減も図ることができる。また、これにより装置のコストダウンも図ることができる。
なお、本実施の形態のインクジェット記録装置10Bにおいても、上記第1の実施の形態のインクジェット記録装置と同様に供給流路切替装置と回収流路開閉装置を1つのモータで駆動するように構成することもできる。これにより、さらに装置の小型化、消費電力の削減を図ることができる。
また、上記第1の実施の形態のインクジェット記録装置と同様に回収流路開閉装置を直動アクチュエータを用いて駆動するように構成することもできる。
また、供給流路切替装置にヒータ等の温度調整手段を組み込んで、インクが所定の粘度になるように、温度調整できるようにしてもよい。同様に回収流路開閉装置にヒータ等の温度調整手段を組み込んで、インクが所定の粘度になるように、温度調整できるようにしてもよい。
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。以下、第1の実施の形態と共通する部分については説明を省略し、本実施の形態の特徴的な部分を中心に説明する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。以下、第1の実施の形態と共通する部分については説明を省略し、本実施の形態の特徴的な部分を中心に説明する。
図24は、第3の実施形態に係るインクジェット記録装置10Bのインク供給系の構成例を示した概略図である。図24中、図6と共通する部分については同一番号を付している。
本実施の形態のインクジェット記録装置10Bは、インクを循環供給させていない点で上述した第1の実施の形態のインクジェット記録装置10と相違している。インクを循環させていないため、図24に示すように、本実施の形態のインクジェット記録装置10Bでは、回収系の構成が省かれている。すなわち、供給タンク120には、バッファタンク110からのみインクが供給され、この供給タンク120に供給されたインクが、供給バルブモジュール172、供給流路切替装置176を介してヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…に供給される。
供給タンク120や供給バルブモジュール172、供給流路切替装置176等の構成は、上述した第1の実施の形態のインクジェット記録装置と同じである。
次に、以上のように構成された第3の実施の形態のインクジェット記録装置10Bによる記録時と回復時における供給バルブモジュール172の開閉動作及び供給流路切替装置167の流路切替動作について説明する。
まず、記録時における供給バルブモジュール172の開閉動作及び供給流路切替装置167の流路切替動作について説明する。
記録動作時、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を共通供給流路に設定する(共通供給モードに設定する)。すなわち、供給流路切替装置176の供給流路切替モータ190を駆動して、回転軸186を回転させ、フランジ部188A、188B、…を共通供給位置に位置させる。これにより、図12に示すように、ケース184の内部空間192を介して、各流入口178A、178B、…が、すべての流出口180A、180B、…に連通され、各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。
また、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開き、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…をすべての記録ヘッド50A、50B、…に連通させる。
このように、記録時、供給流路切替装置176は、共通供給流路に設定(共通供給モードに設定)され、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通される。そして、この状態でヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…のノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与されるように、供給ポンプP1の駆動が制御され、供給タンク120の液体室124の内部圧力が制御される。これにより、ノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与された状態でヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…にインクが供給される。そして、この状態で記録動作が行われる。
本実施の形態のインクジェット記録装置10Bによれば、供給流路切替装置176によって、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…が、すべての記録ヘッド50A、50B、…に連通された状態でヘッドモジュール50の各記録ヘッド50A、50B、…にインクが供給されるため、各記録ヘッド50A、50B、…には、供給流路切替装置176の共通流路と各記録ヘッド50A、50B、…との間の流路の圧力損失だけが作用する。このため、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…から各記録ヘッド50A、50B、…に個別にインクを供給する場合に比べて、記録中の記録ヘッド間の背圧のバラツキを低減することができる。これにより、記録ヘッド間で吐出液滴量や液滴速度を均一にでき、印刷品質を向上することができる。
また、個別の流路にバルブを設ける場合に比べて、供給バルブのオリフィス径を小さく設定することができるので、バルブを小型化することができる。また、バルブを小型化できることにより、装置の小型化も図ることができ、さらに、消費電力の低減、バルブコストの低減も図ることができる。
次に、回復時における供給バルブモジュール172の開閉動作及び供給流路切替装置167の流路切替動作について説明する。
まず、システムコントローラ72は、キャップ242をメンテナンス位置に移動させ、ヘッドモジュール50のノズル面をキャップ242で覆う。
次に、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を個別連通供給流路に設定(個別連通供給モードに設定)する。
次に、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を閉じる。
次に、システムコントローラ72は、供給ポンプP1により供給タンク120の液体室124の内部を所定圧力(回復時の圧力)に加圧する。
供給タンク120の液体室124の内部を所定圧力(回復時の圧力)に加圧されたところで、次に、システムコントローラ72は、回復動作を行う記録ヘッドに対応する供給バルブを開く。これにより、開いた供給バルブに対応する記録ヘッド、すなわち、回復動作を行う記録ヘッドからインクが排出される。この排出動作は、所定時間継続して行われる。
なお、上記第1の実施の形態と同様に、回復動作を行う記録ヘッド(50A、50B、…のうちのいずれか)に対応した供給バルブ(172A、172B、…)を開いた状態から、供給ポンプP1の駆動を開始して加圧し、インクを排出させてもよい。
インクの排出が開始されてから所定時間経過すると、システムコントローラ72は、開けていた供給バルブをすべて閉じる。そして、供給タンク120の液体室124の圧力を循環供給時の圧力に戻す。
次に、システムコントローラ72は、供給流路切替装置176を共通供給流路に設定(共通供給モードに設定)する。
次に、システムコントローラ72は、供給バルブモジュール172の各供給バルブ172A、172B、…を開く。そして、ノズル内部のインクに所定の背圧(負圧)が付与されるように、供給ポンプP1により供給タンク120の液体室124の内部を所定圧力を調整する。
次に、システムコントローラ72は、ヘッドモジュール50からキャップ242を外し、所定の退避位置に移動させる。そして、最後にクリーニングブレード244を駆動し、ヘッドモジュール50のノズル面をワイピングする。
以上一連の工程で回復動作が終了する。
以上説明したように、本実施の形態のインクジェット記録装置10Bにおおても、複数ある記録ヘッドに対して選択的に回復動作を行うことができる。これにより、回復が必要な記録ヘッドに対してのみ回復動作を行うことができ、廃インク量を低減することができる。また、回復動作に要する時間も短縮することができる。
また、本実施の形態のインクジェット記録装置10Bでは、インクを循環供給するための回収系の構成が不要になるため、装置を小型化することができる。
なお、本実施の形態のインクジェット記録装置においても、上記第1の実施の形態のインクジェット記録装置と同様に供給流路切替装置を直動アクチュエータを用いて駆動するように構成することができる。
また、供給流路切替装置にヒータ等の温度調整手段を組み込んで、インクが所定の粘度になるように、温度調整できるようにしてもよい。
なお、上記一連の実施の形態では、回復動作時に供給タンク内の圧力を加圧して、ノズルからインクを強制的に排出させているが、キャップからインクを吸引して、回復動作を行うようにすることもできる。この場合、たとえば、排インク回収流路246にポンプを設置し、キャップからインクを吸引できるように構成する。
以上、本発明のインクジェット記録装置及び記録方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
10、10A、10B…インクジェット記録装置、50…ヘッドモジュール、50X(50A、50B、…)…記録ヘッド、51…ノズル、52…圧力室、55…共通液室、56…振動板、58…圧電素子、64…循環流路、66…供給口、68…排出口、72…システムコントローラ、72a…圧力制御部、74b…バルブ開閉制御部、72c…流路切替制御部、100…メインタンク、110…バッファタンク、120…供給タンク、130…回収タンク、176…供給流路切替装置、184…ケース、186…回転軸、188A、188B、…フランジ部、190…供給流路切替モータ、198A、198B、…個別連通供給流路、216…回収流路切替装置、224…ケース、226…回転軸、228A、228B、…フランジ部、230…供給流路切替モータ、238A、238B、…個別連通回収流路、240…メンテナンスユニット、290…供給流路切替シリンダ、316…回収流路開閉装置、324…ケース、326…回転軸、328A、228B、…フランジ部、330…供給流路切替モータ、S1…供給圧力センサ、S2…回収圧力センサ、P0…メインポンプ、P1…供給ポンプ、P2…回収ポンプ
Claims (24)
- インクジェット方式の複数の記録ヘッドと、
前記各記録ヘッドに対応して設けられ、前記各記録ヘッドへの液体の供給を個別に制御する供給バルブと、
前記供給バルブと前記記録ヘッドとの間に設けられ、各供給バルブを対応する記録ヘッドに連通させる個別連通供給流路と、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させる共通供給流路とを有し、該個別連通供給流路と共通供給流路とを切り替え可能な供給流路切替手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記供給バルブ及び前記供給流路切替手段を介して前記記録ヘッドに供給する液体が貯留される供給容器と、
前記供給容器内の圧力を調整する供給圧力調整手段と、
前記供給バルブ、前記供給流路切替手段及び前記供給圧力調整手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
記録動作時、前記供給流路切替手段を共通供給流路に設定するとともに、少なくとも1以上の供給バルブを開き、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与されるように、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で調整し、
回復動作時、前記供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定するとともに、すべての供給バルブを閉じ、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で所定の圧力に調整した後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブを開いて回復動作を実施することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給容器の内部には、前記液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成されることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。
- 前記供給流路切替手段は、
内部に円柱状の空間を有するケースと、
前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、
前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、
からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給流路切替手段は、
内部に空間を有するケースと、
前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、
前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、
からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給流路切替手段を通過する液体の温度を調整する液体温度調整手段を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。
- インクジェット方式の複数の記録ヘッドと、
前記各記録ヘッドに対応して設けられ、前記各記録ヘッドへの液体の供給を個別に制御する供給バルブと、
前記供給バルブと前記記録ヘッドとの間に設けられ、各供給バルブを対応する記録ヘッドに連通させる個別連通供給流路と、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させる共通供給流路とを有し、該個別連通供給流路と共通供給流路とを切り替え可能な供給流路切替手段と、
前記記録ヘッドから液体を回収する回収流路と、
前記回収流路を開閉する回収流路開閉手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記供給バルブ及び前記供給流路切替手段を介して前記記録ヘッドに供給する液体が貯留される供給容器と、
前記供給容器内の圧力を調整する供給圧力調整手段と、
前記回収流路を介して前記記録ヘッドから回収された液体が貯留される回収容器と、
前記回収容器内の圧力を調整する回収圧力調整手段と、
前記供給バルブ、前記供給流路切替手段、前記供給圧力調整手段、前記回収流路開閉手段及び前記回収圧力調整手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
記録動作時、前記供給流路切替手段を共通供給流路に設定するとともに、少なくとも1以上の供給バルブを開き、かつ、前記回収流路開閉手段で回収流路を開き、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与されるように、前記供給容器内の圧力と前記供給圧力調整手段で調整するとともに、前記回収容器内の圧力を前記回収圧力調整手段で調整し、
回復動作時、前記供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定するとともに、すべての供給バルブを閉じ、かつ、前記回収流路開閉手段で前記回収流路を閉じ、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で所定の圧力に調整した後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブを開いて回復動作を実施することを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給容器に第1連通流路を介して連通されるとともに、前記回収容器に第2連通流路を介して連通され、液体供給源から供給される液体が貯留されるバッファ容器を備え、
前記制御手段は、記録動作時、前記供給容器内と前記回収容器内との間に所定の圧力差を設けることで、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与することを特徴とする請求項7又は8に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給容器と前記回収容器の内部には、前記液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成されることを特徴とする請求項8又は9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記供給流路切替手段は、
内部に円柱状の空間を有するケースと、
前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、
前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、
からなることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給流路切替手段は、
内部に空間を有するケースと、
前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、
前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、
からなることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記回収流路開閉手段は、
内部に円柱状の空間を有するケースと、
前記各記録ヘッドに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ前記回収容器に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、
前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口と前記流出口を閉塞する閉塞部と、
からなることを特徴とする請求項7〜12のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記回収流路開閉手段は、
内部に空間を有するケースと、
前記各記録ヘッドに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ前記回収容器に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出口と、
前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口と前記流出口を閉塞する閉塞部と、
からなることを特徴とする請求項7〜12のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給流路切替手段、及び/又は、前記回収流路開閉手段を通過する液体の温度を調整する液体温度調整手段を備えたことを特徴とする請求項7〜14のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。
- インクジェット方式の複数の記録ヘッドと、
前記各記録ヘッドに対応して設けられ、前記各記録ヘッドへの液体の供給を個別に制御する供給バルブと、
前記供給バルブと前記記録ヘッドとの間に設けられ、各供給バルブを対応する記録ヘッドに連通させる個別連通供給流路と、各供給バルブをすべての記録ヘッドに連通させる共通供給流路とを有し、該個別連通供給流路と共通供給流路とを切り替え可能な供給流路切替手段と、
前記各記録ヘッドに対応して設けられ、前記各記録ヘッドからの液体の回収を個別に制御する回収バルブと、
前記回収バルブと前記記録ヘッドとの間に設けられ、各回収バルブを対応する記録ヘッドに連通させる個別連通回収流路と、各回収バルブをすべての記録ヘッドに連通させる共通回収流路とを有し、該個別連通回収流路と共通回収流路とを切り替え可能な回収流路切替手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記供給バルブ及び前記供給流路切替手段を介して前記記録ヘッドに供給する液体が貯留される供給容器と、
前記供給容器内の圧力を調整する供給圧力調整手段と、
前記回収流路切替手段及び前記回収バルブを介して前記記録ヘッドから回収された液体が貯留される回収容器と、
前記回収容器内の圧力を調整する回収圧力調整手段と、
前記供給バルブ、前記供給流路切替手段、前記供給圧力調整手段、前記回収バルブ、前記回収流路切替手段、及び、前記回収圧力調整手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
記録動作時、前記供給流路切替手段を共通供給流路に設定するとともに、少なくとも1以上の供給バルブを開き、かつ、前記回収流路切替手段を共通回収流路に設定するとともに、少なくとも1以上の回収バルブを開き、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与されるように、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で調整するとともに、前記回収容器内の圧力を前記回収圧力調整手段で調整し、
回復動作時、前記供給流路切替手段を個別連通供給流路に設定するとともに、すべての供給バルブを閉じ、かつ、前記回収流路切替手段を個別連通回収流路に設定するとともに、すべての回収バルブを閉じ、前記供給容器内の圧力を前記供給圧力調整手段で所定の圧力に調整した後、回復動作を実施する記録ヘッドに対応する少なくとも1以上の供給バルブを開いて回復動作を実施することを特徴とする請求項16に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給容器に第1連通流路を介して連通されるとともに、前記回収容器に第2連通流路を介して連通され、液体供給源から供給される液体が貯留されるバッファ容器を備え、
前記制御手段は、記録動作時、前記供給容器内と前記回収容器内との間に所定の圧力差を設けることで、前記記録ヘッドのノズル内部の液体に所定の背圧が付与することを特徴とする請求項16又は17に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給容器と前記回収容器の内部には、前記液体が貯留される液体室と気体が貯留される気体室とが可撓膜で仕切られて形成されることを特徴とする請求項17〜18のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。
- 前記供給流路切替手段は、
内部に円柱状の空間を有するケースと、
前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、
前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、
からなることを特徴とする請求項16〜19のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給流路切替手段は、
内部に空間を有するケースと、
前記各供給バルブに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する供給バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、
前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、
からなることを特徴とする請求項16〜19のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記回収流路切替手段は、
内部に円柱状の空間を有するケースと、
前記各記録ヘッドに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する回収バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、
前記ケースの内部に配設され、軸回りに回転自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定の回転位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、
からなることを特徴とする請求項16〜21のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記回収流路切替手段は、
内部に空間を有するケースと、
前記各記録ヘッドに対応して前記ケースに設けられ、それぞれ対応する記録ヘッドに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流入口と、
前記流入口と対になって前記ケースに設けられ、それぞれ対応する回収バルブに個別に連通されるとともに、前記ケースの内部空間に連通される流出バルブと、
前記ケースの内部に配設され、軸方向にスライド自在に支持された軸と、
前記各流入口と前記各流出口に対応して前記軸に設けられ、所定のスライド位置で前記各流入口を対応する流出口に直接連通させる連通流路と、
からなることを特徴とする請求項16〜21のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。 - 前記供給流路切替手段、及び/又は、前記回収流路切替手段を通過する液体の温度を調整する液体温度調整手段を備えたことを特徴とする請求項16〜23のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
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| JP2007265621A JP2009090599A (ja) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | インクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007265621A JP2009090599A (ja) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | インクジェット記録装置 |
Publications (1)
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ID=40663066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007265621A Pending JP2009090599A (ja) | 2007-10-11 | 2007-10-11 | インクジェット記録装置 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101961956A (zh) * | 2009-07-21 | 2011-02-02 | 细美事有限公司 | 处理液的喷射头单元及具有该单元的处理液喷射装置 |
| JP2011051170A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Seiko Epson Corp | 液体噴射装置 |
| JP2011051171A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Seiko Epson Corp | 液体噴射装置及び液体噴射装置における液体噴射ヘッドのクリーニング方法 |
| JP2014168961A (ja) * | 2014-05-19 | 2014-09-18 | Seiko Epson Corp | 記録装置 |
-
2007
- 2007-10-11 JP JP2007265621A patent/JP2009090599A/ja active Pending
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| CN101961956A (zh) * | 2009-07-21 | 2011-02-02 | 细美事有限公司 | 处理液的喷射头单元及具有该单元的处理液喷射装置 |
| CN101961956B (zh) * | 2009-07-21 | 2014-06-04 | 细美事有限公司 | 处理液的喷射头单元及具有该单元的处理液喷射装置 |
| JP2011051170A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Seiko Epson Corp | 液体噴射装置 |
| JP2011051171A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Seiko Epson Corp | 液体噴射装置及び液体噴射装置における液体噴射ヘッドのクリーニング方法 |
| JP2014168961A (ja) * | 2014-05-19 | 2014-09-18 | Seiko Epson Corp | 記録装置 |
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