説明

液体噴射装置

【課題】噴射対象としての液体を用いてノズル内の液体の蒸発を防止できる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】媒体に液体を噴射する複数のノズルを有する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルから前記液体を噴射する噴射動作と前記ノズルを有するノズル面より前記液体を突出した状態を維持する突出動作とを行わせるアクチュエーター(圧電素子46)を備え、前記媒体に前記液体を噴射するノズルと噴射しないノズルを特定し、前記噴射しないノズル(未使用ノズル40A)に対して突出動作を行わせ、前記噴射するノズルに対して噴射動作を行わせる制御手段を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノズル内の液体の蒸発防止対策を図った液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液体噴射装置として、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド(以下、ヘッドという)から印刷用紙等の被記録媒体に対してインク(液体)を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置(以下、プリンターという)が知られている。
プリンターでは、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留部からインクがヘッド内のインク室に供給され、ヘッドに設けられた圧電素子等のアクチュエーターを駆動してインク室内のインクの圧力を高めることにより、インク室のインクがインク室と連通したノズルの開口を介して吐出(噴射)される。
このようなプリンターでは、電源断時や非吐出時間が所定時間経過すると、ノズル内のインクの溶媒がノズルの開口を介して蒸発することにより、ノズル内のインクの粘度が上昇し、増粘したインクがノズル内に詰まって、吐出不良を生じる可能性がある。
そこで、プリンターでは、ノズルからインクを吐出させるフラッシング動作、強制的にノズルからインクを吸引する吸引クリーニング動作、ノズルの開口が設けられるノズル面に付着したインクを除去する払拭クリーニング動作等のクリーニング処理を行うようにしている。また、ノズルからインクを吐出させる動作を行っていない時(電源断時や非吐出時)には、ノズル面をキャッピング手段のキャップ部材で覆ってノズル内のインクの溶媒の蒸発を抑制するようにしている。
しかしながら、定期的に頻繁に行われるフラッシング動作においては、印刷動作中に印刷に使用されないノズルからもインクを吐出させるので、印刷使用以外でのノズルのクリーニングに使用されるインクの消費量が多くなってしまうという問題点があった。
また、電源断時や非吐出時にノズル面をキャップ部材で覆ったとしても、ノズルのメニスカスはノズル内に形成された状態なので、ノズル内のインクが空気に触れてインクの溶媒がノズルの開口を介して蒸発することにより、ノズル内のインクが増粘しやすいという問題点があった。
【0003】
そこで、ノズル内のインクの溶媒の蒸発を防止する方法として、ノズル内に油を引き込んだり(特許文献1など参照)、ノズル面を接着剤層で被覆したり、(特許文献2など参照)、ノズルに熱を加えて乾燥防止層を形成する(特許文献3など参照)方法等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−274418号公報
【特許文献2】特開2008−307855号公報
【特許文献3】特開2008−307708号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述したように噴射対象であるインク(液体)以外の物質である油や接着剤を用いる方法では、噴射対象のインク以外の物質を用いるため、当該物質、当該物質の収容部、当該物質をノズル面より除去するための専用装置等が新たに必要となるという問題点や、当該物質と噴射対象のインクとが混ざり合ってしまう可能性もあり、現実的でないという問題点もある。
また、ノズルに熱を加えて乾燥防止層を形成する方法では、ノズル内でインクが固化してしまう可能性が高く、この固化したインクをフラッシング動作によって排出できなくなり、吸引クリーニング動作を行わなければならなくなるので、ノズルのクリーニングに使用されるインクの消費量を低減できるようにならないという問題点があった。
【0006】
本発明は、噴射対象としての液体を用いてノズル内の液体の蒸発を防止できる液体噴射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る液体噴射装置は、媒体に液体を噴射する複数のノズルを有する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルから前記液体を噴射する噴射動作と前記ノズルを有するノズル面より前記液体を突出した状態を維持する突出動作とを行わせるアクチュエーターを備え、前記媒体に前記液体を噴射するノズルと噴射しないノズルを特定し、前記噴射しないノズルに対して突出動作を行わせ、前記噴射するノズルに対して噴射動作を行わせる制御手段を備えたので、噴射対象としての液体を用いて噴射しないノズル内の液体の蒸発を防止できるとともに、当該噴射しないノズルのクリーニングに用いる液体消費量を低減できる。
本発明に係る液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドと、媒体に前記液体を噴射終了後に、全てのノズルに対して突出動作を行わせる制御手段とを備えたので、噴射対象としての液体を用いて噴射終了後の全ノズル内の液体の蒸発を防止できるとともに、全てのノズルのクリーニングに用いる液体消費量を低減できる。
前記ノズル面から前記突出した液体を払拭するノズル面払拭手段を備え、前記制御手段は、前記突出動作が行われてから所定時間経過した場合に前記ノズル面払拭手段を駆動するので、ノズル面から突出した液体を払拭した後は、ノズルの開口からあまり増粘していない液体が露出し、当該ノズルのクリーニングに用いる液体消費量を低減できる。
前記所定時間は、前記突出した液体の一部が増粘固化する時間としたので、ノズル面から突出した液体の一部が増粘固化した状態で払拭することにより、ノズル面から突出した液体を確実に払拭でき、突出した液体全てが増粘固化してしまって払拭手段により払拭できなくなるような事態を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】プリンターを示す斜視図(実施形態1)。
【図2】ヘッドの構造を示す断面図(実施形態1)。
【図3】キャッピング手段及びノズル面払拭手段を示す図(実施形態1)。
【図4】ノズル面払拭手段の他例を示す図(実施形態1)。
【図5】制御構成を示すブロック構成図(実施形態1)。
【図6】乾燥防止用突出部を示す断面図(実施形態1)。
【図7】通常駆動信号及び特定駆動信号を示す図(実施形態1)。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施形態1
図1に基づいて、実施形態1のプリンターの全体構成を説明する。プリンター1は、印刷手段2と、被記録媒体給排手段3と、クリーニング手段4と、制御手段5とを備える。
尚、本明細書において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の方向は、図1の状態にプリンター1を置いて矢印Aで示す前側から見た場合に特定される方向である。
【0010】
印刷手段2は、キャリッジ6と、キャリッジガイド部材7と、キャリッジ駆動機構8と、リニアエンコーダー9と、インクカートリッジ(以下、カートリッジと略す)10と、ヘッド11とを備える。
【0011】
キャリッジ6は、ヘッド取付部(不図示)、カートリッジ取付部12、軸受部13を備え、ヘッド11及びカートリッジ10が取付けられた状態でキャリッジガイド部材7に沿ってヘッド11及びカートリッジ10をプリンター1の左右方向(主走査方向)に移動させる搬送手段である。
【0012】
キャリッジガイド部材7は、キャリッジ6の軸受部13としての例えば軸受孔を貫通して、一端(左端)が装置筐体14の一方の側板(左側板)15に連結され他端(右端)が装置筐体14の他方の側板(右側板)16に連結されて、装置筐体14の両方の側板15,16間に掛け渡されたガイド軸により形成される。
【0013】
キャリッジ駆動機構8は、装置筐体14の後板17の右側部に設けられた駆動プーリー18と、装置筐体14の後板17の左側部に設けられた従動プーリー19と、この駆動プーリー18と従動プーリー19とに掛け渡されたタイミングベルト20と、駆動プーリーを回転させる駆動源としてのキャリッジ駆動モーター21とを備える。キャリッジ駆動モーター21の出力軸を正方向又は逆方向に回転させることによって、タイミングベルト20が左右方向に往復移動可能に構成される。
【0014】
タイミングベルト20の上側ベルト部と下側ベルト部とのうちの一方とキャリッジ6とが連結され、キャリッジ駆動モーター21の出力軸が正方向又は逆方向に回転することによって、ヘッド11及びカートリッジ10を搭載したキャリッジ6がタイミングベルト20の動きに連動してキャリッジガイド部材7に沿って左右方向に往復移動可能に構成される。
【0015】
キャリッジガイド部材7に沿って左右に移動可能なヘッド11が印刷用紙等の被記録媒体Sに対して印刷可能な印刷領域、及び、印刷領域より外れた非印刷領域は予め決められている。
【0016】
リニアエンコーダー9は、フォトディテクター(不図示)を搭載したエンコーダー用基板22と、リニアスケール23とにより構成される。エンコーダー用基板22は、キャリッジ6の例えば後面に取付けられる。リニアスケール23は、タイミングベルト20と平行となるように装置筐体14の後板17の前面に取付けられる。エンコーダー用基板22と装置筐体14の後板17に取付けられた制御手段5とがフラットケーブルのような信号線24により接続され、当該信号線24を介してエンコーダー用基板22と制御手段5との間で信号の授受が行われる。即ち、フォトディテクターは、リニアスケール23の目盛りを光学的に読み取って得たキャリッジ6のポジション信号を制御手段5へ出力する。そして、制御手段5は、このポジション信号に基づいてキャリッジ6の位置を認識し、キャリッジ6の移動方向及び移動量を制御する。
【0017】
キャリッジ6のカートリッジ取付部12に着脱可能に装着されるカートリッジ10は、溶媒としての水に着色剤としての染料又は顔料を含有した、例えばシアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),ブラック(K)等の印刷に用いるインクを各々個別に収納する容器として構成される。カートリッジ10は各インク容器毎にヘッド11に連通するインク供給口(不図示)を有し、キャリッジ6に設けられたインク供給針(不図示)がインク供給口に差し込まれることにより、インクがインクカートリッジ10からヘッド11に供給される。
【0018】
キャリッジ6に取付けられたヘッド11は、図2に示すように、ヘッドケース31、流路形成ユニット32、駆動ユニット33を備えている。尚、ここでは、縦振動型の圧電素子46を有するタイプのヘッド11を例にして説明する。
【0019】
ヘッドケース31は、例えば合成樹脂で形成され、カートリッジ10から流路形成ユニット32にインクを供給するための流路となる内部流路34と、駆動ユニット33を収容する収容空間35とを備える。
【0020】
流路形成ユニット32は、ノズル基板36、流路基板37、振動板38が積層され互いに接着剤等で接合されて構成される。
【0021】
ノズル基板36は、例えばステンレス鋼等の金属で形成され、所定方向に所定間隔(ピッチ)で形成された複数のノズル40,40…を備える。ノズル基板36の板を貫通するノズル40のインク噴射口となる開口41を有する面がノズル面42となる。ノズル基板36には、例えば、シアン(C)・マゼンタ(M)・イエロー(Y)及びブラック(K)等の各色のインクをそれぞれ吐出する複数のノズル40,40…を配列した各色毎のノズル列(不図示)が設けられている。
【0022】
流路基板37は、例えばシリコン板が異方性エッチングされたことにより形成され、一方の面とノズル基板36のノズル面42とは反対側の面(ノズル40のインク受入口を有する面)とが接合され、他方の面と振動板38の一方の面とが接合されたことにより、各ノズル40,40…と個別に連通する各個別インク室(液体室)43,43…、内部流路34と連通する共通インク室44、共通インク室44と各個別インク室43,43…とをそれぞれ個別に連通させる各インク供給通路45,45…が形成された構成である。
【0023】
振動板38は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工したものにより形成され、一方の面と流路基板37の他方の面とが接合される。
振動板38の他方の面において個別インク室43に対応する部位には、圧電素子46の一端と接合されるアイランド部47が形成されている。
そして、個別インク室43を区画する振動板38が、圧電素子46の駆動に応じて弾性変形する。
振動板38の他方の面とヘッドケース31とが連結板48を介して互いに接合され、振動板38と内部流路34の終端との間には、共通インク室44内の圧力変化を小さくするためのコンプライアンス部49が形成されている。
【0024】
駆動ユニット33は、複数の圧電素子46,46…と、圧電素子46の他端部を支持する固定部材50と、駆動信号を圧電素子46に供給する信号線51とを備える。
【0025】
カートリッジ10がキャリッジ6に装着されると、カートリッジ10からのインクが、内部流路34を経由して共通インク室44に供給され、共通インク室44に供給されたインクは、各インク供給通路45を経由して複数の個別インク室43のそれぞれに分配されて供給される。
そして、圧電素子46に駆動信号が印加されると、圧電素子46が伸縮し、振動板38がノズル基板36に接近する方向及びノズル基板36から離れる方向に変形する。これにより、個別インク室43の容積が変化し、インク室43内のインクの圧力が変動する。このインクの圧力の変動によって、インクがノズル40の開口41から吐出される。
【0026】
図1に示すように、被記録媒体給排手段3は、供給トレイ(不図示)に載置された被記録媒体Sを挿入する挿入口(不図示)と、供給トレイに載置された被記録媒体Sをプリンター1内に取り込む取込ローラー(不図示)と、取込まれた被記録媒体Sをヘッド11のノズル面42と対向する位置に搬送する搬送ローラー55と、ノズルから吐出されたインクが紙面に着弾されたことにより印刷が終了した被記録媒体Sを排出する排出ローラー(不図示)とを備えている。取込ローラー、搬送ローラー55及び排出ローラーは、ギヤ機構(不図示)を介してローラー駆動モーター56により駆動される。尚、装置筐体14の内底面57にはキャリッジガイド部材7に沿ってプラテン58が設けられており、被記録媒体Sがプラテン58上で搬送される。
【0027】
クリーニング手段4は、キャッピング手段59と吸引手段としての吸引ポンプ61とノズル面払拭手段62とを備える。
【0028】
キャッピング手段59は、キャリッジガイド部材7に沿って左右に移動可能なヘッド11が非印刷領域に位置された際に当該ヘッド11のノズル面42と対向する位置に設けられる。
キャッピング手段59は、キャップ部材60と、キャップ部材60を移動させるキャップ部材駆動機構(不図示)とにより構成される。
キャップ部材60は、図3に示すように、例えば、略直方体で上部が開口した有底筐体部63と、有低筐体部63の開口縁に設けられた封止部材64とを備える。封止部材64は、ノズル面42に対して密着性に優れた材料、例えば、シリコンゴムなどの絶縁体により形成される。
キャップ部材60の有底筐体部63の底面には、吸引用の貫通孔(不図示)と大気開放用の貫通孔(不図示)とが設けられる。
吸引用の貫通孔と吸引ポンプ61の吸引側とがチューブのような吸引管65により連通可能に接続される。よって、キャッピング手段59と、吸引ポンプ61と、これらを駆動制御する制御手段5とにより、吸引クリーニング手段が構成される。
また、大気開放路(不図示)が大気開放用の貫通孔と連通可能に接続され、大気開放路には大気開放路を開閉する大気開放弁(不図示)を備える。
【0029】
当該キャッピング手段59は、キャップ部材駆動機構により、ノズル面42を封止する状態とノズル面42から離れた状態とに移動可能に構成される。ノズル面42を封止する状態となった場合には、封止部材64がノズル面42のすべてのノズル40,40…の開口41,41…を取り囲むようにノズル面42に接触することにより、有底筐体部63の内底面と封止部材64とノズル面42とで囲まれて全ノズル40,40…を外部と遮断する密閉空間が形成される。そして、大気開放弁を閉じた状態で吸引ポンプ61を駆動すると密閉空間内が負圧となってノズル40内のインクが強制的に吸引される。このように、定期的にノズル40内のインクを強制的に吸引することにより、ノズル詰まり等による吐出不良の発生を防止する吸引クリーニングが行われる。なお、吸引ポンプ61で吸引されたインクは、吸引ポンプ61の吐出側に接続された図示しない排出管を介して廃液タンク内に排出され、廃液タンク内に設置された廃液吸収材によって吸収される。
キャッピング手段59によるノズル40の封止を解除するときには吸引ポンプ61を停止して大気開放弁を開いた後に、キャップ部材駆動機構を駆動して、キャッピング手段59をノズル面42から離れるように移動させる。
【0030】
尚、有底筐体部63の内底面には保湿剤(不図示)が設置されており、キャップ部材60は、印刷休止中などにノズル40内のインクが乾燥するのを防止するためにノズル40を封止する場合や、フラッシング動作時においてノズル40より吐出されるインクを受ける場合にも用いられる。
【0031】
ワイピング装置などのノズル面払拭手段62は、ヘッド11のノズル面42に残留するインクを取り除くための手段であって、ヘッド11が非印刷領域に位置された際に当該ヘッド11のノズル面42と対向する位置、例えば、キャッピング手段59と隣接した位置に設けられる。
ノズル面払拭手段62は、図3に示すように、例えばゴム板等の弾性部材や繊維部材により形成された払拭体66と、払拭体66が固定された基台67と、払拭体66を移動させる払拭体駆動機構(不図示)とを備える。
【0032】
当該ノズル面払拭手段62による払拭クリーニング動作は、払拭体駆動機構を駆動して、払拭体66を、ヘッド11のノズル面42と接触可能となる位置まで移動させた後、キャリッジ6を払拭体66の位置する方向に移動させる。これにより、払拭体66がノズル面42に残留しているインクを払拭するので、ヘッド11のノズル面42に付着した残留インクを良好に除去できる。
【0033】
尚、図4(a)に示すように、ゴム板等の弾性部材からなる第1払拭体77の面とノズル面42に付着した粘度が比較的高いインクや固化したインクを掻取ることが可能な超極細繊維で形成されたシート部材からなる第2払拭体78の面とを互いに貼り合わせて構成された払拭体66を用いてもよい。第2払拭体78は、例えば、0.1デニール以下の繊維の繊維束で形成されたシート部材を用いればよい。
【0034】
また、図4(b)に示すように、第1払拭体77の一側面79に形成された凹部80内に第2払拭体78が埋め込まれた構成の払拭体66を用いてもよい。
【0035】
図4(a),(b)に示したような、第2払拭体78を備えた構成の払拭体66を用いることによって、第1払拭体77では除去できないノズル面42の残留インクも第2払拭体78により良好に除去できるようになる。
図4(a),(b)に示した払拭体66を用いる場合には、第2払拭体78がノズル面2と接触するように、制御手段5で払拭体66の位置とキャリッジ6の移動方向を制御すればよい。
【0036】
制御手段5は、各種処理プログラムを記憶したROM、一時的にデータを記憶したりデータを保存したりするRAM、ホストコンピューターとの情報のやり取りを行うインターフェイス、CPU、発振回路、タイマー等を備えた、いわゆるマイクロプロセッサーにより構成される。
図1,5に示すように、制御手段5と駆動信号生成回路81とがメイン基板82上に形成され、メイン基板82は例えば装置筐体14に取付けられている。
駆動信号生成回路81は、例えば、クロック信号に基づいて駆動信号としてのアナログ電圧波形を生成するD/Aコンバーターにより構成される。
メイン基板82上の制御手段5と駆動信号生成回路81とがメイン基板82上の形成された信号線(不図示)により接続され、ヘッド11に設けられた圧電素子制御基板(不図示)と駆動信号生成回路81とが信号線24を介して接続される。
【0037】
図6に示すように、実施形態1では、印刷中に後述する所定時間以上使用しないノズル(以下、未使用ノズル40Aという)がある場合、当該未使用ノズル40Aのインク端面が、ノズルの開口41を介してノズル面42より突出してノズルの開口41を覆い、かつ、隣のノズルの開口41の開口縁に接触しない状態(以下、乾燥防止用突出部Mという)となるように、未使用ノズル40Aのインク端面を制御する。
このように、未使用ノズル40Aのインク端面を乾燥防止用突出部Mとなるように形成することにより、印刷中の未使用ノズル40Aのノズル内のインクの溶媒の蒸発を防止するようにした。
【0038】
印刷中に使用するノズル40の圧電素子46には、例えば、図7(a)に示すような電圧波形の通常駆動信号81Aが印加される。この場合、まず、圧電素子46に中間電位81aが与えられた待機状態から、圧電素子46に充電されて圧電素子46が待機状態より収縮すると個別インク室43は膨張して圧力が下がり、共通インク室44のインクが各インク供給通路45を経由して個別インク室43内に供給される。そして、圧電素子46に充電された電圧が放電されて圧電素子46が待機状態より伸張すると個別インク室43内は収縮して圧力が上がり、個別インク室43のインクがノズル40を介して吐出され、放電後に圧電素子46に中間電位81aが与えられて待機状態となる。このような中間電位81a、充電、放電、中間電位81aを付与する通常駆動信号81Aを圧電素子46に繰り返し印加することによって、印刷中に使用するノズル40がインクの吐出動作を行って印刷が行われる。
【0039】
印刷中に使用しない未使用ノズル40Aの圧電素子46には、例えば、図7(b)に示すような電圧波形の特定駆動信号81Bが印加される。圧電素子46に中間電位81aが与えられた待機状態から、圧電素子46に充電されて圧電素子46が待機状態より収縮する。ここで充電量は図7(a)の1/3程度で小さいので、個別インク室43内に供給されるインク量も少ない。そして、圧電素子46に充電された電圧の放電量も図7(a)より小さいので、個別インク室43のインクがノズル40を介して吐出されずに突出した状態となる。つまり、未使用ノズル40Aのインク端面が乾燥防止用突出部Mを形成した時点で上記放電動作を終了させ、当該終了時の電位81bを維持する特定駆動信号81Bを圧電素子46に印加することによって、未使用ノズル40Aのノズルの開口41に乾燥防止用突出部Mが形成される。なお、放電後に圧電素子46に中間電位を与えても乾燥防止用突出部Mがノズル内に引き込まれないなら、放電状態を維持せずに中間電位としてもよい。
【0040】
制御手段5は図5に示すように各手段を制御する。即ち、制御手段5とエンコーダー基板とが信号線24により接続され、制御手段5とキャリッジ駆動用モーター21とが信号線(不図示)により接続されていることにより、印刷時やクリーニング時におけるキャリッジ6の位置制御が行われる。制御手段5と払拭体駆動機構のモーターのような駆動源(不図示)とが信号線(不図示)により接続されていることにより、払拭体66が駆動制御される。制御手段5とキャップ部材駆動機構のモーターのような駆動源(不図示)とが信号線(不図示)により接続されていることにより、キャップ部材60が駆動制御される。制御手段5と吸引ポンプ61とが信号線(不図示)により接続されていることにより、吸引ポンプ61が駆動制御される。制御手段5と被記録媒体給排手段3のローラー駆動モーター56とが信号線(不図示)により接続されていることにより、被記録媒体給排手段3の各ローラーが駆動制御される。
【0041】
さらに、図5に示すように、制御手段5は、未使用ノズル制御手段84を構成する。未使用ノズル制御手段84は、未使用ノズル判定処理プログラム及び未使用ノズル判定処理プログラムの手順に従って未使用ノズル判定処理を実行するCPU等により実現される未使用ノズル判定手段85、圧電素子駆動制御処理プログラム及び圧電素子駆動制御プログラムの手順に従って圧電素子駆動制御処理を実行するCPU等により実現される圧電素子駆動制御手段86、未使用ノズル突出インク払拭制御処理プログラム及び未使用ノズル突出インク払拭制御プログラムの手順に従って未使用ノズル突出インク払拭制御処理を実行するCPU等により実現される未使用ノズル突出インク払拭制御手段87を構成する。
【0042】
未使用ノズル判定手段85は、ホストコンピューター100から送信されてくる印刷データに基づき、当該印刷処理において乾燥防止用突出部Mを形成する必要のある未使用ノズル40Aがあるか否かを判定する。例えば、印刷データに基づいて指定された印刷処理が、黒色インクのみを用いる黒色印刷を所定時間以上行う印刷処理か否か、同じ印刷を所定回数以上行う印刷処理であるか否か等を判定する。
圧電素子駆動制御手段86は、未使用ノズル判定手段85から送られてくる未使用ノズル40Aの有無情報を入力して、未使用ノズル40Aがあることを認識した場合には、未使用ノズル40Aに特定駆動信号81Bを出力するよう駆動信号生成回路81に指示するとともに、未使用ノズル40A以外のノズル40に通常駆動信号81Aを出力するよう駆動信号生成回路81に指示する。これにより、例えば、印刷処理が黒色印刷を所定時間以上行う印刷処理である場合、圧電素子駆動制御基板を介して当該黒色印刷の際に使用されない未使用ノズル40Aとなるカラーインク用の各ノズルの圧電素子46にそれぞれ特定駆動信号81Bが印加されるとともに、当該黒色印刷の際に使用される黒インク用のノズル40に通常駆動信号81Aが印加される。また、印刷処理が同じ印刷を大量に行う印刷処理である場合、圧電素子駆動制御基板を介して当該印刷の際に使用されない未使用ノズル40Aの圧電素子46にそれぞれ特定駆動信号81Bが印加されるとともに、当該印刷の際に使用されるノズル40に通常駆動信号81Aが印加される。
未使用ノズル突出インク払拭制御手段87は、圧電素子駆動制御手段86が特定駆動信号81Bの出力命令をヘッド駆動信号生成回路81に指示したタイミングで所定時間を計測するタイマーをセットし、タイマーから所定時間が経過したこと示すタイムアップ信号を入力した場合に、乾燥防止用突出部Mが増粘した未使用ノズル突出インクを除去するためにノズル面払拭手段62及びキャリッジ6の駆動を制御する。換言すれば、未使用ノズル突出インク払拭制御手段87は、ノズル面42より突出した状態の乾燥防止用突出部Mが形成されてから上記所定時間が経過したことを示すタイムアップ信号を入力した場合に、ノズル面払拭手段62及びキャリッジ6を駆動制御して払拭体66によるノズル面42の拭き取り作業を行わせる。
【0043】
上記所定時間は、例えば、当該プリンター1で使用可能なインクのうち最も速く固まりやすい特定のインクを基準として決めておけばよい。例えば、特定のインクを用いてノズルに乾燥防止用突出部Mを形成し、その後、どれくらいの時間が経過した場合に、乾燥防止用突出部Mの固化したインクがノズル面払拭手段62の払拭体66で拭い取れなくなるかを実験して、実験結果から乾燥防止用突出部Mの固化したインクをノズル面払拭手段62の払拭体66で確実に除去できる所定時間を決めればよい。乾燥防止用突出部M全てが固化すると払拭体66で拭い取れなくなるので、所定時間は乾燥防止用突出部Mの一部が増粘固化した状態が望ましい。この所定時間を長く設定すれば、ノズル面払拭手段62の払拭体66による払拭動作の回数を減らせ、この所定時間を短く設定すれば、乾燥防止用突出部Mの固化したインクをより確実に除去できるようになる。
【0044】
動作を説明する。ホストコンピュータ100から制御手段5に印刷データが送信されてくると、未使用ノズル判定手段85は、印刷データに基づいて、当該印刷において乾燥防止用突出部Mを形成する必要のある未使用ノズル40Aがあるか否かを判定し、判定結果を圧電素子駆動制御手段86に送る。圧電素子駆動制御手段86は、判定結果により未使用ノズル40Aが有ることを確認した場合、未使用ノズル40Aに特定駆動信号81Bを出力させるとともに未使用ノズル40A以外のノズル40に通常駆動信号81Aを出力させるように、駆動信号生成回路81に指示する。これにより、未使用ノズル40Aの圧電素子46にそれぞれ特定駆動信号81Bが印加され、未使用ノズル40Aのノズルの開口41に乾燥防止用突出部が形成されるとともに、使用ノズル40の圧電素子46にそれぞれ通常駆動信号81Aが印加され、使用ノズル40から吐出されるインク滴が被記録媒体Sに着弾されて印刷動作が行なわれる。
このように、未使用ノズル40Aのノズルの開口41に乾燥防止用突出部Mが形成されると、ノズル面42より突出した乾燥防止用突出部Mを形成するインクの外側から乾燥していって未使用ノズル40Aのノズルの開口41がノズル面42より突出するインクの蓋で封止されたような状態となり、未使用ノズル40A内のインクと大気との接触が遮断されて、未使用ノズル40A内のインクの溶媒の蒸発を防止できるので、未使用ノズル40内のインクの固化を防止できる。
そして、未使用ノズル突出インク払拭制御手段87は、特定駆動信号81Bが未使用ノズル40Aの圧電素子46に出力されてから所定時間が経過したことをタイマーにより確認した場合に、ノズル面払拭手段62及びキャリッジ6の駆動を制御し、払拭体66でノズル面42のインクを拭き取らせる。これにより、乾燥防止用突出部Mが増粘したインクをノズル面払拭手段62の払拭体66により除去できる。このとき、使用ノズル40は、ノズル内に凹んだ状態のインクメニスカスとなっており、払拭体66とインクメニスカスは接触しないので払拭による影響はない。
未使用ノズル40Aの開口41に乾燥防止用突出部Mが形成されてから乾燥防止用突出部Mの増粘したインクが除去されるまでの間は、未使用ノズル40A以外のノズル40Aのみ定期的にフラッシング動作を行わせる。
即ち、制御手段5がキャリッジ6をキャップ部材60と対向する位置まで駆動させ、圧電素子駆動制御手段86が駆動信号生成回路81に未使用ノズル40A以外のノズル40Aの圧電素子46にのみ通常駆動信号81Bを供給するよう指示する。これにより、未使用ノズル40A以外のノズル40Aだけでフラッシング動作が行われる。
乾燥防止用突出部Mの増粘したインクを除去した後、全てのノズル40の圧電素子46にフラッシング用の駆動信号を出力してフラッシング動作を行わせる。
【0045】
実施形態1によれば、未使用ノズル40Aのノズルの開口41に乾燥防止用突出部Mを形成するので、印刷動作中の未使用ノズル40A内のインクの溶媒の蒸発を防止できる。
実施形態1によれば、乾燥防止用突出部Mが増粘したインクをノズル面払拭手段62の払拭体66により除去するので、当該除去後、未使用ノズル40Aのノズルの開口41からあまり増粘していないインクが露出するので、当該未使用ノズル40Aを通常状態に復帰させる場合、未使用ノズル40Aのノズルの開口41より露出するあまり増粘していないインクを吐出す分のフラッシング動作を行うだけで未使用ノズル40Aを通常状態に復帰させることができるようになり、ノズルのクリーニングに用いるインク消費量を低減できる。
実施形態1によれば、噴射対象のインクを用い、かつ、ノズルにインク吐出動作を行わせるアクチュエーターとしての圧電素子46を制御するだけでよいので、インク以外の物質を用いてノズルを封止する構成に比べて、装置構成を簡単にでき、インク以外の物質とインクとが混ざり合ってしまうことも回避できる。
実施形態1によれば、ノズル毎に乾燥防止用突出部Mを形成でき、必要なノズルの開口だけに乾燥防止用突出部Mを形成することができるので、乾燥防止用突出部Mの除去作業が簡単になり、ノズルを通常状態に復帰させるのに必要なノズルのクリーニングに用いるインク消費量を低減できる。
実施形態1によれば、未使用ノズル40Aの開口41に乾燥防止用突出部Mが形成されてから乾燥防止用突出部Mの増粘したインクが除去されるまでの間は、未使用ノズル40A以外のノズル40のみ定期的にフラッシング動作を行わせるので、フラッシング動作に消費されるインク量を低減できる。
【0046】
実施形態2
印刷中に使用されない未使用ノズル40Aの開口41に乾燥防止用突出部Mを形成するのではなく、印刷終了後に全てのノズル40の開口41に乾燥防止用突出部Mを形成する構成のプリンター1としてもよい。従来は、印刷終了後にキャッピング手段59によりノズル面42を封止することでノズル開口41からのインクの蒸発を抑制していた。しかし、キャップ部材60内にも空気が存在するし、キャップ部材60の気体透過を全くなくすことができないため、インクの蒸発を防止できなかった。そこで、乾燥防止用突出部Mを形成した状態、もしくは、その状態でさらにキャッピング手段59で封止することで、ノズル40内のインクと空気が接触する機会を減らす。そして、印刷開始前に乾燥防止用突出部Mが増粘したインクをノズル面払拭手段62の払拭体66により除去し、除去後の全てのノズル40に対してフラッシング動作を行ってから、印刷動作を開始させる。
実施形態2によれば、実施形態1と同様に、印刷終了後の全てのノズル40内のインクの溶媒の蒸発を防止でき、さらに、乾燥防止用突出部Mが増粘したインクを除去した後、ノズル40のノズルの開口41からあまり増粘していないインクが露出するので、当該未使用ノズル40Aを通常状態に復帰させる場合、ノズルのクリーニングに用いるインク消費量を低減できる。
尚、実施形態2の場合、印刷終了後、長期間印刷を行わない場合には、ノズル40のノズルの開口41から突出する乾燥防止用突出部Mのインクが固化してしまう可能性がある。よって、固化したインクを良好に除去できる機能を持つ払拭体を備えたノズル面払拭手段62を設けることが好ましい。例えば、ノズル面42より突出する固化したインクを掻き取る(削り取る)ような構成の払拭体を用いることが好ましい。
【0047】
尚、ヘッドとしては、上述した縦振動型の他、例えば、たわみ振動型のヘッド、あるいはインク室内に発熱抵抗体(例えばヒーターなど)を設けた電気熱変換式のヘッド等が挙げられる。即ち、本願発明は、アクチュエーターとしての圧電素子46を変形させてインクを加圧する方式のヘッドの他、アクチュエーターとしての発熱抵抗体に電圧を印加してインクを加熱して発生した気泡によりインクを加圧する方式のヘッドにも採用可能である。
【0048】
上記実施形態は、インクジェット式のプリンターを例として説明したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置と、その液体を収容した液体容器を採用してもよい。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは上記実施形態で説明したような一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサー等であってもよい。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液体噴射装置、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液体噴射装置、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液体噴射装置を採用してもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液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】
【0049】
5 制御手段、11 ヘッド(液体噴射ヘッド)、40 ノズル、
40A 未使用ノズル、41 ノズルの開口、42 ノズル面、
46 圧電素子(アクチュエーター)、62 ノズル面払拭手段、
M 乾燥防止用突出部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
媒体に液体を噴射する複数のノズルを有する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルから前記液体を噴射する噴射動作と前記ノズルを有するノズル面より前記液体を突出した状態を維持する突出動作とを行わせるアクチュエーターを備え、
前記媒体に前記液体を噴射するノズルと噴射しないノズルを特定し、前記噴射しないノズルに対して突出動作を行わせ、前記噴射するノズルに対して噴射動作を行わせる制御手段を備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項2】
媒体に液体を噴射する複数のノズルを有する液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルから前記液体を噴射する噴射動作と前記ノズルを有するノズル面より前記液体を突出した状態を維持する突出動作とを行わせるアクチュエーターを備え、
前記媒体に前記液体を噴射終了後に、全てのノズルに対して突出動作を行わせる制御手段を備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項3】
前記ノズル面から前記突出した液体を払拭するノズル面払拭手段を備え、
前記制御手段は、前記突出動作が行われてから所定時間経過した場合に前記ノズル面払拭手段を駆動することを特徴とする請求項1または2に記載の液体噴射装置。
【請求項4】
前記所定時間は、前記突出した液体の一部が増粘固化する時間であることを特徴とする請求項3に記載の液体噴射装置。

【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2011−183764(P2011−183764A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−54102(P2010−54102)
【出願日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】