説明

流体噴射装置及び流体噴射装置のメンテナンス方法

【課題】ランニングコストを低減できる流体噴射装置及び流体噴射装置のメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】インクを噴射する複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて記録紙に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、ノズルからインクを予備噴射させるフラッシング処理を行うプリンターであって、印字処理の間における噴射回数に応じて、フラッシング処理を実行させるノズルを選定する制御装置を有するという構成を採用する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流体噴射装置及び流体噴射装置のメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【0002】
流体を噴射する流体噴射装置として、例えば下記特許文献1に記載のインクジェット式記録装置が知られている。インクジェット式記録装置は、記録媒体(媒体)に文字や画像等を記録する装置であり、記録ヘッド(流体噴射ヘッド)に設けられたノズルから記録媒体にインク(流体)を選択的に噴射する構成になっている。
この流体噴射装置では、良好な噴射特性を維持又は回復させるため、当該記録ヘッドのメンテナンス処理を定期的に行っている。その具体的なメンテナンス処理としては、キャップ部材(流体受け部材)を記録ヘッドに対向させ、ノズルからインクをフラッシング(予備噴射)させて、増粘インクによるノズルの目詰まり防止やノズルのメニスカスを調整するフラッシング処理(予備噴射処理)がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭63−256452号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来のフラッシング処理は、記録ヘッドのノズル全てについて一様に行っていた。フラッシング処理では、印字処理以外でインクを消費することから、ランニングコストが高くなるという課題がある。
【0005】
本発明は、上記課題点に鑑みてなされたもので、ランニングコストを低減できる流体噴射装置及び流体噴射装置のメンテナンス方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明は、流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを用いて媒体に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、上記ノズルから上記流体を予備噴射させる予備噴射処理を行う流体噴射装置であって、上記印字処理の間における噴射回数に応じて、上記予備噴射処理を実行させる上記ノズルを選定する制御装置を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、印字処理の間にノズルから流体がある回数で噴射されていれば流体の増粘等が発生することがなく良好な噴射特性を維持できるので、印字処理の間に行われたノズルの噴射回数に応じて、予備噴射処理が必要なノズルを選定することにより、印字処理以外で消費される流体を低減することができる。
【0007】
また、本発明においては、上記制御装置は、上記噴射回数が所定の閾値以上の上記ノズルに対しては上記予備噴射処理を実行させず、上記噴射回数が上記所定の閾値未満の上記ノズルに対しては上記予備噴射処理を実行させる選定を行うという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、印字処理の間に所定の閾値以上の噴射回数で流体を噴射しているノズルは予備噴射が不要であるので予備噴射処理を実行させず、印字処理の間に所定の閾値未満の噴射回数で流体を噴射しているノズルについては予備噴射が必要であるので予備噴射処理を実行させることにより、印字処理以外で消費される流体を必要限に抑えることができる。
【0008】
また、本発明においては、上記制御装置は、上記予備噴射処理を実行する上記ノズルの全てに対して、同一の回数で上記流体を噴射させるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、予備噴射処理を実行するノズルについては、同一の回数で流体を予備噴射させることで噴射特性を回復させる。ここで、予備噴射処理を実行するノズルの全てが同一の噴射回数となるように制御すれば、例えば予備噴射処理実行プログラムを単純化でき、メモリ資源を節約することができる。
【0009】
また、本発明においては、上記制御装置は、上記予備噴射処理を実行する上記ノズルに対して、上記所定の閾値に満たない回数だけ上記流体を噴射させるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、予備噴射処理を実行するノズルについては、所定の閾値に満たない回数だけ流体を予備噴射させることで噴射特性を回復させる。すなわち、予備噴射処理で噴射特性を回復するのに必要な不足分のみを噴射することで、印字処理以外で消費される流体を必要最小限に抑えることができる。
【0010】
また、本発明においては、流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを用いて媒体に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、上記ノズルから上記流体を予備噴射させる予備噴射処理を行う流体噴射装置のメンテナンス方法であって、上記印字処理の間における噴射回数に応じて、上記予備噴射処理を実行させる上記ノズルを選定するノズル選定工程を有するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、印字処理の間にノズルから流体がある回数で噴射されていれば流体の増粘等が発生することがなく良好な噴射特性を維持できるので、印字処理の間に行われたノズルの噴射回数に応じて、予備噴射処理が必要なノズルを選定することにより、印字処理以外で消費される流体を低減することができる。
【0011】
また、本発明においては、上記ノズル選定工程では、上記噴射回数が所定の閾値以上の上記ノズルに対しては上記予備噴射処理を実行させず、上記噴射回数が上記所定の閾値未満の上記ノズルに対しては上記予備噴射処理を実行させる選定を行うという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、印字処理の間に所定の閾値以上の噴射回数で流体を噴射しているノズルは予備噴射が不要であるので予備噴射処理を実行させず、印字処理の間に所定の閾値未満の噴射回数で流体を噴射しているノズルについては予備噴射が必要であるので予備噴射処理を実行させることにより、印字処理以外で消費される流体を必要限に抑えることができる。
【0012】
また、本発明においては、上記ノズル選定工程では、上記予備噴射処理を実行する上記ノズルの全てに対して、同一の回数で上記流体を噴射させるという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、予備噴射処理を実行するノズルについては、同一の回数で流体を予備噴射させることで噴射特性を回復させる。ここで、予備噴射処理を実行するノズルの全てが同一の噴射回数となるように制御すれば、例えば予備噴射処理実行プログラムを単純化でき、メモリ資源を節約することができる。
【0013】
また、本発明においては、上記ノズル選定工程では、上記予備噴射処理を実行する上記ノズルに対して、上記所定の閾値に満たない回数だけ上記流体を噴射させるという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、予備噴射処理を実行するノズルについては、所定の閾値に満たない回数だけ流体を予備噴射させることで噴射特性を回復させる。すなわち、予備噴射処理で噴射特性を回復するのに必要な不足分のみを噴射することで、印字処理以外で消費される流体を必要最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態におけるプリンターの構成を示す平面図である。
【図2】本発明の実施形態における記録ヘッドに設けられたノズルの配列を示す図である。
【図3】本発明の実施形態における記録ヘッドの内部構成を示す部分断面図である。
【図4】本発明の実施形態におけるプリンターの動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の実施形態における印字処理により記録紙に印字される画像を示す模式図である。
【図6】本発明の実施形態におけるステップS3のノズル選定工程での選定結果を示す図である。
【図7】本発明の別実施形態における1つの画像を印字する間のノズルの噴射回数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る流体噴射装置の各実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る流体噴射装置として、インクジェット式プリンター(以下、プリンターと称する)を例示する。
【0016】
図1は、本発明の実施形態におけるプリンター1の構成を示す平面図である。
同図に示すように、プリンター1は、流体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド2を搭載すると共にサブインクタンク3を搭載するキャリッジ4と、記録ヘッド2の下方に配設され不図示の紙送り機構により記録紙が紙送り方向(同図紙面上下方向)に搬送されるプラテン5と、キャリッジ4を記録紙の紙幅方向(同図紙面左右方向)に移動させるキャリッジ移動機構6と、記録ヘッド2の保湿とメンテナンス処理とを行うキャッピング機構14と、当該プリンター1全体の動作を制御する制御装置CONTとを有している。なお、上記紙幅方向とは、主走査方向(ヘッド走査方向)である。上記紙送り方向とは、副走査方向(主走査方向に直交する方向)である。
【0017】
ガイドロッド7は、主走査方向に架設された支持部材である。キャリッジ4は、このガイドロッド7に支持された状態で取り付けられている。このキャリッジ4は、モーター8の回転軸に接続された駆動プーリー9、該駆動プーリー9と従動プーリー10との間に掛け渡されたタイミングベルト11から構成されるキャリッジ移動機構6によりガイドロッド7に沿って主走査方向に移動するようになっている。なお、キャリッジ4の主走査方向上の位置は、不図示のリニアエンコーダによって検出する。この検出信号は、位置情報として制御装置CONTに送信されるようになっている。制御装置CONTは、このリニアエンコーダからの位置情報に基づいて記録ヘッド2の走査位置を認識し、記録ヘッド2による印字処理等を制御するようになっている。
【0018】
サブインクタンク3は、プリンター1の筐体側に装着されたインクカートリッジ12からインク供給チューブ13を介して各色のインク(流体)の供給を受ける構成となっている。インクカートリッジ12にはそれぞれ、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、ブラックなどのインクが収容されている。
【0019】
図2は、本発明の実施形態における記録ヘッド2に設けられたノズル17の配列を示す図である。
同図に示すように、記録ヘッド2は、インクを噴射する複数のノズル17が設けられたノズル形成面(噴射面)21Aを有する。ノズル形成面21Aには、複数のノズル17ごとにノズル列Lが形成されている。ノズル列Lは、サブインクタンク3と対応し、それぞれ異なる色のインクを吐出可能になっている。本実施形態ではインクの色に対応して6列(シアン(C1),マゼンタ(M1),イエロー(Y),ライトシアン(C2),ライトマゼンタ(M2),ブラック(B))のノズル列Lが設けられている。1つのノズル列Lは、例えば、180個のノズル17によって構成されている。
【0020】
図3は、本発明の実施形態における記録ヘッド2の内部構成を示す部分断面図である。
同図に示すように、記録ヘッド2は、ヘッド本体18と、ヘッド本体18に接続された流路形成ユニット22とを備えている。流路形成ユニット22は、振動板19と、流路基板20と、ノズル基板21とを備えると共に、共通インク室29と、インク供給口30と、圧力室31とを形成する。さらに、流路形成ユニット22は、ダイヤフラム部として機能する島部32と、共通インク室29内の圧力変動を吸収するコンプライアンス部33とを備える。ヘッド本体18には、固定部材26と共に駆動ユニット24を収容する収容空間23と、インクを流路形成ユニット22に案内する内部流路28とが形成される。
【0021】
上記構成の記録ヘッド2によれば、ケーブル27を介して駆動ユニット24に駆動信号が入力されると、圧電素子25が伸縮する。これにより、振動板19がキャビティに接近する方向及び離れる方向に変形(移動)する。このため、圧力室31の容積が変化し、インクを収容した圧力室31の圧力が変動する。この圧力の変動によって、ノズル17から、インクが噴射される。
【0022】
図1に戻り、記録ヘッド2の移動範囲のうちプラテン5の外側の領域には、記録ヘッド2の走査起点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、キャッピング機構14が設けられている。キャッピング機構14は、キャップ部材15、吸引ポンプ16を有している。キャップ部材15は例えばゴム等の弾性材から構成されたトレー形状の部材であり、吸引ポンプ16はキャップ部材15の底部と接続されて吸引を行う構成となっている。
【0023】
キャッピング機構14は、記録ヘッド2の良好な噴射特性を維持又は回復させるメンテナンス処理に用いられる。メンテナンス処理には、フラッシング処理(予備噴射処理)と、吸引処理とがある。
フラッシング処理は、キャップ部材15に記録ヘッド2を対向させ、ノズル17からインクを定期的に予備噴射させることで、増粘インクによるノズル17の目詰まり防止や、ノズル17のメニスカスを調整して、記録ヘッド2から正常にインクを噴射させる処理である。吸引処理は、キャップ部材15で記録ヘッド2をキャッピングした後に吸引ポンプ16を駆動させて、各ノズル17から粘性が高くなったインクや付着したゴミ等を強制吸引してメニスカスを調整し、記録ヘッド2から正常にインクを噴射させる処理である。
【0024】
続いて、図4に示すフローチャートを参照して、本発明の特徴的なフラッシング処理について説明する。
図4は、本発明の実施形態におけるプリンター1の動作を示すフローチャートである。
先ず、制御装置CONTは、記録紙に印字すべき画像データを取得する(ステップS1)。次に、制御装置CONTは、取得した画像データを解析する(ステップS2)。画像データは、ドットマトリクスにより構成されるものであり、ドットの位置及びその位置でのドットの色調のデータが含まれる。
【0025】
図5は、本発明の実施形態における印字処理により記録紙Pに印字される画像Gを示す模式図である。
本印字処理では、同図に示すように、同一の画像Gを複数印字する所謂ラベル印刷を行うこととする。本印字処理では、説明の容易化のため、ある特定の画像Gの印字開始から、次の画像Gの印字開始までの時間を1秒と設定する。このため、本印字処理では、例えば、主走査方向の記録ヘッド2の一の走査(ワンパス)により画像Gを形成することとする。
【0026】
制御装置CONTは、画像Gの画像データに基づいて、1つの画像Gを印字するのに、各ノズル17で何回の噴射が必要であるかを計算する。フラッシング処理が、1つのノズル17あたり8秒毎に72発(1発あたり例えば20ナノグラム)の吐出が必要だとすると、1つの画像Gで1つのノズル17が9発以上インクを噴射していれば、そのノズル17についてのフラッシング処理は不要になる。
このため、本実施形態の制御装置CONTは、1つの画像Gを印字する間のノズル17の噴射回数が9発以上のものはフラッシング処理を実行させず、9発未満のものはフラッシング処理を実行させる選定を行う(ステップS3:ノズル選定工程)。
【0027】
次に、制御装置CONTは、フラッシング処理を行う定期タイマーをスタートさせる(ステップS4)。そして、制御装置CONTは、記録ヘッド2による画像データに基づく画像Gの記録紙Pへの印字を開始させる(ステップS5)。
【0028】
次に、制御装置CONTは、タイマーが計時する時間が7秒より大きい値、すなわち8秒に達したか否かを判定する(ステップS6)。制御装置CONTは、タイマーの計時が8秒に達していないときは、印字を続行させる。一方、制御装置CONTは、タイマーの計時が8秒に達したときは、1つの画像Gあたり噴射回数が9発未満のノズル17がある場合、そのノズル17におけるインク増粘が懸念されるため、現在印字している画像Gの印字終了後(本実施形態では画像Gの8枚目終了後)、記録ヘッド2をホームポジションに移動させる(ステップS7)。
【0029】
制御装置CONTは、ホームポジションにおいて、ステップS3で選定したノズル17のフラッシング処理を実施させる(ステップS8)。
図6は、本発明の実施形態におけるステップS3のノズル選定工程での選定結果を示す図である。同図は、シアンインクを噴射するノズル列L(C1)のノズル17の180個のノズル(c1〜c180)の選定結果の一部を示す。同図中の○印は、1つの画像Gを印字する間のノズル17の噴射回数が9発以上のノズルで、フラッシング処理は不要であることを示す。また、同図中の×印は、1つの画像Gを印字する間のノズル17の噴射回数が9発未満のノズル17で、フラッシング処理が必要であることを示す。
ステップS8において、制御装置CONTは、図6中×印の付いたノズル(すなわちc2,c3)についてのみ、各ノズルあたり72発のフラッシング処理を実施させる。
【0030】
次に、制御装置CONTは、フラッシング処理を行う定期タイマーをゼロにリセットして計時をリスタートさせる(ステップS9)。そして、制御装置CONTは、印字する画像Gがあるか否かを判定する(ステップS10)。制御装置CONTは、印字する画像Gが所定数に達していない場合は、ステップS5に戻り、記録ヘッド2による画像データに基づく画像Gの記録紙Pへの印字を開始させる。一方、制御装置CONTは、印字する画像Gが所定数に達したときは、印字ジョブを終了させる。
【0031】
したがって、上述した本実施形態によれば、インクを噴射する複数のノズル17を有する記録ヘッド2を用いて記録紙Pに所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、ノズル17からインクを予備噴射させるフラッシング処理を行うプリンター1であって、印字処理の間における噴射回数に応じて、フラッシング処理を実行させるノズル17を選定する制御装置CONTを有するという構成を採用することによって、印字処理の間にノズル17からインクがある回数で噴射されていればインクの増粘等が発生することがなく良好な噴射特性を維持できるので、印字処理の間に行われたノズル17の噴射回数に応じて、フラッシング処理が必要なノズル17を選定することにより、印字処理以外で消費されるインクを低減することができる。このため、本実施形態によれば、ランニングコストを低減できるプリンター1が得られる。
【0032】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0033】
例えば、上述の実施形態においては、制御装置CONTが、フラッシング処理を実行するノズル17の全てに対して、同一の回数(72発)でインクを噴射させる構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、制御装置CONTが、フラッシング処理を実行するノズル17に対して、72発(1画像あたり9発)に満たない回数だけインクを噴射させるという構成を採用してもよい。
図7は、本発明の別実施形態における1つの画像Gを印字する間のノズル17の噴射回数を示す図である。同図は、シアンインクを噴射するノズル列L(C1)のノズル17の180個のノズル(c1〜c180)の各噴射回数の一部を示す。ノズルc1については、1つの画像Gを印字する間のノズル17の噴射回数が11発なのでフラッシング処理は不要である。ノズルc2については、1つの画像Gを印字する間のノズル17の噴射回数が7発なので9発には2発足りないため、(9−7)×8=16発のフラッシング処理で十分である。ノズルc3については、1つの画像Gを印字する間のノズル17の噴射回数が3発なので9発には6発足りないため、(9−3)×8=48発のフラッシング処理で十分である。ノズルc4については、1つの画像Gを印字する間のノズル17の噴射回数が6発なので9発には3発足りないため、(9−7)×8=24発のフラッシング処理で十分である。
このように、フラッシング処理を実行するノズル17については、所定の閾値に満たない回数だけインクを予備噴射させることで噴射特性を回復させる。すなわち、フラッシング処理で噴射特性を回復するのに必要な不足分のみを噴射することで、印字処理以外で消費されるインクを必要最小限に抑えることができる。
なお、上述の実施形態において説明した、フラッシング処理を実行するノズル17の全てに対して、同一の回数でインクを噴射させるという構成によれば、フラッシング処理実行プログラムを単純化でき、メモリ資源を節約することができる利点がある。
【0034】
また、上述の実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の流体(液状体)を噴射する流体噴射装置である場合を例にして説明したが、本発明の流体噴射装置は、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に適用することができる。流体噴射装置が噴射可能な流体は、流体、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体を含む。
【0035】
また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流体噴射装置であってもよい。
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【0036】
1…プリンター(流体噴射装置)、2…記録ヘッド(流体噴射ヘッド)、17…ノズル、CONT…制御装置、G…画像、P…記録紙(媒体)、S3…ステップ(ノズル選定工程)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを用いて媒体に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、前記ノズルから前記流体を予備噴射させる予備噴射処理を行う流体噴射装置であって、
前記印字処理の間における噴射回数に応じて、前記予備噴射処理を実行させる前記ノズルを選定する制御装置を有することを特徴とする流体噴射装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記噴射回数が所定の閾値以上の前記ノズルに対しては前記予備噴射処理を実行させず、前記噴射回数が前記所定の閾値未満の前記ノズルに対しては前記予備噴射処理を実行させる選定を行うことを特徴とする請求項1に記載の流体噴射装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記予備噴射処理を実行する前記ノズルの全てに対して、同一の回数で前記流体を噴射させることを特徴とする請求項2に記載の流体噴射装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記予備噴射処理を実行する前記ノズルに対して、前記所定の閾値に満たない回数だけ前記流体を噴射させることを特徴とする請求項2に記載の流体噴射装置。
【請求項5】
流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを用いて媒体に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、前記ノズルから前記流体を予備噴射させる予備噴射処理を行う流体噴射装置のメンテナンス方法であって、
前記印字処理の間における噴射回数に応じて、前記予備噴射処理を実行させる前記ノズルを選定するノズル選定工程を有することを特徴とする流体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項6】
前記ノズル選定工程では、前記噴射回数が所定の閾値以上の前記ノズルに対しては前記予備噴射処理を実行させず、前記噴射回数が前記所定の閾値未満の前記ノズルに対しては前記予備噴射処理を実行させる選定を行うことを特徴とする請求項5に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項7】
前記ノズル選定工程では、前記予備噴射処理を実行する前記ノズルの全てに対して、同一の回数で前記流体を噴射させることを特徴とする請求項6に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項8】
前記ノズル選定工程では、前記予備噴射処理を実行する前記ノズルに対して、前記所定の閾値に満たない回数だけ前記流体を噴射させることを特徴とする請求項6に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−177959(P2011−177959A)
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−42460(P2010−42460)
【出願日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】