JP2000218830A - インクジェット装置 - Google Patents

インクジェット装置

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JP2000218830A
JP2000218830A JP2610799A JP2610799A JP2000218830A JP 2000218830 A JP2000218830 A JP 2000218830A JP 2610799 A JP2610799 A JP 2610799A JP 2610799 A JP2610799 A JP 2610799A JP 2000218830 A JP2000218830 A JP 2000218830A
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JP
Japan
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pressure
pressure chamber
ink jet
ink
nozzle
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JP2610799A
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English (en)
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Takao Nishikawa
卓男 西川
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット装置でインクジェットヘッド
に異常な衝撃を加えたり、電極に不適切な信号を加えた
りするとノズルから気泡を吸い込んだり、ノズル内部に
気泡が発生したりして、圧力室からの圧力の伝達が妨げ
られ、正常なインクジェット動作をしなくなる。またイ
ンク中の空気がキャビテーションによって析出して気泡
を発生したりしても正常なインク飛翔をしなくなる等の
問題点があった。 【解決手段】 インクジェットヘッドのノズル部にキャ
ップを密着し圧力室等を減圧すると共にパルスの周波数
を掃引して各チャネルの圧力室等に機械的振動を与える
事によって、ノズルから気泡が混入したりして正常な動
作をしなくなるインクジェットヘッドの問題点を解決
し、常に安定、正常に動作するインクジェット装置を提
供できるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は多数のノズルを有
するインクジェット記録装置に関し、特にインク滴の正
常な噴射や飛翔を妨げる気泡や付着物を排除する技術に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリンターに用いられる
インクジェットヘッドは記録用インク滴の噴射やインク
の供給方法等種々の方式が提案されているが、図1はそ
の一例の平面断面図、図2は側面断面図である。互いに
間隔を有する複数の長方形のチャネルが流路14とこの
流路14と連接したインク供給のための圧力室15と、
更に圧力室15と連接してインクを噴射するノズル16
とから構成されている。そして各チャネルの流路の一端
は共通のインク室19に連結されている。図2では一つ
のチャネルしか示してないが、各チャネルの圧力室15
の側壁には図1に示すように電極17を有する圧電素子
18が取り付けられているか(図1では圧力室15、電
極17及び圧電素子18の一部にのみ符号が付されてい
るが、図1に示す全てのチャネルに図2に示す圧力室1
5、電極17及び圧電素子18がある)、又は圧力室を
分極方向が異なる2つの圧電材料で構成したもの等もあ
る。この電極17に記録信号による電圧パルスPを加え
ることにより、前記圧力室15の側壁が変形し、圧力室
15の圧力を変化させ、ノズル16からインク滴を噴射
させ画像を形成する。そして前記パルス電圧が停止され
ると圧力室15の側壁は除除に変形前の状態に戻り、流
路14にはインク室19からインクが供給される。
【0003】しかし気泡Bの発生やノズル外部に付着し
た汚れがノズル内に侵入すること等によって、正常なイ
ンクジェット動作を妨げることがある。そこでこれらを
排除するため、インク供給側から高圧力を加えて強制的
にインクを押し流し、気泡Bや汚れをノズル外へ排出す
る方法が使用されてきた。又、上記高圧力を加えると同
時にインクジェットヘッドに機械的振動を与える方法等
も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したインクジェッ
トの正常動作を妨げる主なものはノズル内に発生又は侵
入した気泡やノズル外部に付着した汚れやインク中のゴ
ミ等である。また周囲の温度変化によっても気泡を発生
する場合がある。これらの気泡はその発生要因によって
大小様々な大きさである。インクジェット装置では非印
字時にインクジェットヘッドに異常な加速度の衝撃が加
わり、ノズルから気泡を吸い込んだり、電極に加える電
圧信号が不適切な信号であってもノズルから気泡を吸い
込んでしまったりし、又ノズル内部に気泡が発生したり
して、圧力室からの圧力の伝達が妨げられ、正常なイン
ク飛翔をしなくなる。またインク中の空気がキャビテー
ションによって析出して気泡を発生したりしても正常な
インク飛翔をしなくなる等の欠点があった。
【0005】そこで従来はインクジェット装置の開始時
や待機中等の非記録時にインク供給側から高圧力を加え
て強制的にインクを押し流し、気泡や汚れをノズル外へ
排出する方法が使用されてきたが、この方法ではノズル
内の気泡や汚れを外部に排除する効果は充分でなく、多
量にインクを繰り返しノズルから噴射させても大小種々
の気泡を完全に除去することは出来ず、汚れも排除出来
ない場合が多々見られる等の問題点があった。また、機
械的な振動を与えることによっても、気泡や汚れを完全
に排除することは困難であった。更に、高圧力を元に戻
すのに時間がかかると言う問題、高圧印加時にインクチ
ューブの継ぎ目からインクが漏れる問題等があった。
【0006】また、気泡や付着したゴミを除去する他の
方法として吸引方法やインク吐出方法があるが、前者の
方法では、凹所等に滞留した気泡が除去され難い、後者
の方法では気泡等が詰まったチャネルからのインク吐出
が行われず、気泡等が除去されないと言う問題がある。
【0007】従って、本発明の目的は、インクジェット
ヘッド内の気泡や汚れを除去する従来技術における前記
のような問題を解決することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的はインクが
供給される圧力室と該圧力室に連設されたノズルが隔壁
により隔てられて複数設けられ、該圧力室に圧力を与え
ることにより、前記ノズルよりインク滴を飛翔して記録
するインクジェットヘッド、前記ノズルにキャップを密
着し、前記圧力室を密閉する密閉手段、密閉された前記
圧力室内部を減圧し、減圧された圧力室内部を除除に大
気圧に戻す圧力制御手段及び前記圧力室内に機械的振動
を与える振動手段を有し、前記圧力制御手段により、前
記圧力室内を減圧しているときに、前記振動手段によ
り、振動周波数を掃引して機械的振動を与えることによ
り、インクジェットヘッド内の気泡を除去することを特
徴とするインクジェット装置、によって達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】図3に本発明の実施の形態にかか
るインクジェット装置の全体構成を示す斜視図である。
キャリッジ2にはインクジェットヘッド1が搭載され、
このキャリッジ2はプラテン3に対向して平行に設置さ
れたガイドレール4,5に沿って左右に往復運動するよ
う駆動される。インクジェットヘッド1には記録信号パ
ルスを伝えるフレキシブル基板等による接続線6と、イ
ンクタンク8からインクをインクジェットヘッド1へ供
給するインクチューブ7が接続されている。記録時には
プラテン3の表面に沿って記録紙9が逐次上方に移動し
つつ副走査が行われている。プラテン3によって記録紙
9が上方に送られ、対向して装着されたインクジェット
ヘッド1の複数のノズル16から画像信号に対応してイ
ンク滴を噴射して記録紙9上に画像を形成する。なお、
図3に示す実施の形態にかかるインクジェット装置に使
用されるインクジェットヘッド1としては図1及び2に
示したものが使用できるが、これに限れらず、従来知ら
れている任意の多チャンネルインクジェットヘッドを使
用することができる。
【0010】そしてインクジェット装置の開始時や待機
時等の非印字時にはキャリッジ2と共にインクジェット
ヘッド1は対向しているプラテン3の位置から外れ、後
述すキャップ20の位置まで移動し、キャップ20がノ
ズル16に密着される。
【0011】図4は図3に示すインクジェット装置にお
いて、インクジェットヘッド1をキャップ20でキャッ
ピングした状態を示す図である。インクジェットヘッド
1内に気泡B等が生じた場合、正常なインクジェット動
作をしなくなるが、本実施の形態はこれを防ぐためにイ
ンクジェット装置の駆動開始時や待機時等の非印字時に
図3、図4のようなキャップ20をインクジェットヘッ
ド1のノズル16部に密着し、インクジェットヘッド1
内の気泡Bを排出する。ノズル16はノズル列を形成
し、キャップ20の内部はノズル16から気泡Bを吸引
し排出できるよう空洞になっていて、上述したように非
記録時にはインクジェットヘッド1がキャップ20の位
置まで移動し、ノズル16にキャップ20が密着して、
インクジェットヘッド1内の圧力室15等の圧力を減圧
可能とし、インクジェットヘッド1内部の気泡等Bを排
出するよう構成されている。またキャップ20には排気
口21があってその排気口21は排気パイプ22に接続
されている、そして排気パイプ22の他端部は排気ポン
プ23に接続されていてインクを排出する。
【0012】インクジェットヘッド1のノズル16がキ
ャップ20に密着すると前記排気ポンプ23を駆動し、
ノズル16から吸引して圧力室15内を減圧する。この
場合キャップ内及び圧力室内の圧力は〔大気圧(1.0
33kgf/cm2)−300gf/cm2〕以下で〔大
気圧−800gf/cm2〕以上に減圧するのが有効で
ある。そして同時に1kHzから1MHzの間で周波数
を掃引して連続パルスを前記圧電素子18の電極17に
加え、各圧力室15に機械的振動を与え,流路14等に
も間接的に振動を与える事が有効である。又この連続パ
ルスは圧電素子や駆動方式によって異なるが、1例とし
て±20V〜±10Vでデューティ比50%の矩形波パ
ルスを使用する。機械的振動の周波数は気泡の大きさに
よって、気泡に対するその除去効果が異なるため、周波
数を掃引しながら振動を与えるのが様々なサイズの気泡
を全て除去するのに効果的である。特に、1kHzから
1MHzの範囲内で周波数掃引して機械的振動を与える
のが有効である。前記に説明した減圧及び機械的振動の
作用が圧力室15を減圧して気泡B等を大きくして抜け
やすくすると共に、機械的振動で側壁から気泡Bを離脱
させるのに効果がある。
【0013】図5はキャップ20及び圧力室15内の圧
力が減圧状態から大気圧(1.033kgf/cm2
に戻す過程に示したもので、具体的には大気圧−250
gf/cm2までは、比較的早く15gf/cm2/se
cから50gf/cm2/secの間で行い、大気圧−
250gf/cm2から大気圧までは、15gf/cm2
/secでゆっくりと大気圧に戻すのが有効である。
【0014】本発明のインクジェット装置では非印字時
にはノズルにキャップを密着し圧力室等を減圧すると共
にパルスの周波数を掃引して各チャネルに機械的振動を
与えることによって、従来問題であった気泡等による正
常動作を妨げる問題が解決されたインクジェット装置を
提供することができる。
【0015】請求項に記載した本発明の構成要素と前記
の実施の形態における構成部間の対応関係は次のとおり
である。但し、本発明は前記の実施の形態に限られるこ
とはなく、請求項に記載した範囲内で変更変形が可能で
ある。
【0016】圧力室・・・圧力室15 ノズル・・・ノズル16 インクジェットヘッド・・・インクジェットヘッド1 密閉手段・・・キャップ20 圧力制御手段・・・ポンプ23 振動手段・・・圧電素子18
【0017】
【発明の効果】従来の方法では大小種々の気泡を完全に
除去することは出来ず、汚れも排除出来ない場合が多々
見られる等の問題点があったが、本発明では、ノズルに
キャップを密着し圧力室等を減圧すると共にパルスの周
波数を掃引して各チャネルに機械的振動を与えることに
よって、種々のサイズの気泡も、また汚れも完全に除去
され、上記の問題点は解決され、常に安定、正常に動作
するインクジェット装置を提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】インクジェットヘッドの1例の平面断面図であ
る。
【図2】図1に示すインクジェットヘッドの側面断面図
である。
【図3】本発明の実施の形態にかかるインクジェット装
置の斜視図である。
【図4】インクジェットヘッドをキャッピングした状態
を示す図である。
【図5】圧力室内の圧力を大気圧に戻す過程における圧
力室内の圧力の変化を示す図である。
【符号の説明】
1 インクジェットヘッド 14 流路 15 圧力室 16 ノズル 17 電極 18 圧電素子 20 キャップ 23 ポンプ B 排気気泡

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクが供給される圧力室と該圧力室に
    連設されたノズルが隔壁により隔てられて複数設けら
    れ、該圧力室に圧力を与えることにより、前記ノズルよ
    りインク滴を飛翔して記録するインクジェットヘッド、 前記ノズルにキャップを密着し、前記圧力室を密閉する
    密閉手段、 密閉された前記圧力室内部を減圧し、減圧された圧力室
    内部を除除に大気圧に戻す圧力制御手段及び前記圧力室
    内に機械的振動を与える振動手段を有し、 前記圧力制御手段により、前記圧力室内を減圧している
    ときに、前記振動手段により、振動周波数を掃引して機
    械的振動を与えることにより、インクジェットヘッド内
    の気泡を除去することを特徴とするインクジェット装
    置。
  2. 【請求項2】 前記振動手段による機械的振動における
    周波数の掃引を1kHzから1MHzの間で行うことを
    特徴とする請求項1に記載のインクジェット装置。
  3. 【請求項3】 前記圧力制御手段が、前記圧力室内の圧
    力を大気圧−800gf/cm2〜大気圧−300gf
    /cm2の範囲内の圧力に減圧することを特徴とする請
    求項1又は請求項2に記載のインクジェット装置。
  4. 【請求項4】 前記圧力制御手段が、減圧された前記圧
    力室内の圧力を大気圧−250gf/cm2までは15
    gf/cm2/sec以上から50gf/cm2/sec
    以下の減圧速度で行い、大気圧−250gf/cm2
    ら大気圧までは15gf/cm2/secより低い減圧
    速度で行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
    項に記載のインクジェット装置。
JP2610799A 1999-02-03 1999-02-03 インクジェット装置 Pending JP2000218830A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007097154A1 (ja) * 2006-02-23 2007-08-30 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体塗布装置及びそのメンテナンス方法
JP2008201094A (ja) * 2007-02-22 2008-09-04 Seiko Epson Corp 流体噴射装置におけるクリーニング装置、流体噴射装置及びクリーニング方法

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