(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する吐出部を有する複数のヘッドユニットと、複数のヘッドユニットにそれぞれ対応して独立に設けられ、前記吐出部からインクを吐出させる吐出信号で前記ヘッドユニットを駆動し、前記ヘッドユニットの非使用時にインクが前記吐出部から吐出しない程度の非吐出信号で前記ヘッドユニットを駆動する複数の駆動部と、
前記ヘッドユニットの非使用時に前記吐出部からインクを吸引するための吸引ユニットと、を具備し、
前記吐出信号及び前記非吐出信号は、それぞれ前記ヘッドユニットの電極に印加され、前記ヘッドユニットを膨張させるＯＮ波形と前記ヘッドユニットを収縮させるＯＦＦ波形とからなる電圧信号であり、前記吐出信号の電圧レベルの絶対値がインクの吐出・非吐出とを仕切る閾値電圧より大きく、前記非吐出信号の電圧レベルの絶対値が前記閾値電圧よりも小さく、
前記吸引ユニットによる吸引中に、吸引中のヘッドユニット以外のヘッドユニットを前記非吐出信号で駆動するとき、前記各ヘッドユニットに前記非吐出信号として、前記吐出信号のＯＮ波形、又はＯＦＦ波形の一方のみを加えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記吸引ユニットによる吸引中のヘッドユニットも、前記非吐出信号で駆動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プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドユニットからインクを吐出してプリントを行うインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットプリンタでは、プリンタ時にインクの吐出を行うヘッドをメンテナンスのためにクリーニングする時に、１〜２色のヘッドについてヘッド吐出部の吸引を行い、吐出ノズルの目詰まり防止している。かかるクリーニングは４色のヘッドについて順次行われる。
【０００３】
ところが、ヘッドのクリーニング終了後、始めに吸引されクリーニングされたヘッドでは、そのヘッド吐出面のインクの粘度が上昇してしまい、インクを充分に吐出できなくなったり、吐出不可能になることがあった。このため、インクジェットプリンタのメンテナンスに時間がかかる結果となってしまう。また、インクの粘度上昇の防止のためにヘッド吐出面をキャッピングを設けることは装置構成が徒に複雑化してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、ヘッドの吐出部におけるインクの粘度上昇を防止することのできるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるインクジェットプリンタは、インクを吐出する吐出部を有する複数のヘッドユニットと、複数のヘッドユニットにそれぞれ対応して独立に設けられ、前記吐出部からインクを吐出させる吐出信号で前記ヘッドユニットを駆動し、前記ヘッドユニットの非使用時にインクが前記吐出部から吐出しない程度の非吐出信号で前記ヘッドユニットを駆動する複数の駆動部と、前記ヘッドユニットの非使用時に前記吐出部からインクを吸引するための吸引ユニットと、を具備し、前記吐出信号及び前記非吐出信号は、それぞれ前記ヘッドユニットの電極に印加され、前記ヘッドユニットを膨張させるＯＮ波形と前記ヘッドユニットを収縮させるＯＦＦ波形とからなる電圧信号であり、前記吐出信号の電圧レベルの絶対値がインクの吐出・非吐出とを仕切る閾値電圧より大きく、前記非吐出信号の電圧レベルの絶対値が前記閾値電圧よりも小さく、前記吸引ユニットによる吸引中に、吸引中のヘッドユニット以外のヘッドユニットを前記非吐出信号で駆動するとき、前記各ヘッドユニットに前記非吐出信号として、前記吐出信号のＯＮ波形、又はＯＦＦ波形の一方のみを加えることを特徴とする。
【０００６】
このインクジェットプリンタによれば、ヘッドユニットを使用しない時に、非吐出信号でヘッドユニットをインクが吐出部から吐出しない状態で駆動するから、吐出部におけるインクの粘度上昇を効果的に防止することができる。
【０００７】
さらに、この場合、非吐出信号によるインクの粘度上昇防止のための駆動をヘッドユニット毎に独立して行うことが可能となる。
【０００８】
また、吐出部のインクの目詰まり防止等のため吸引ユニットにより吐出部から残留等したインクを吸引しクリーニングしている間に、吸引されていない他のヘッドユニットを非吐出信号で駆動することにより、例えば、吸引が終了したヘッドユニットではインクの粘度上昇を防止でき、そのクリーニング効果を良好に維持できるとともに、吸引前のヘッドユニットでは吸引ユニットによる吸引がより行い易くなる。
【０００９】
さらに、前記吸引ユニットによる吸引中に、吸引中のヘッドユニットも、前記非吐出信号で駆動するように構成できる。これによれば、吸引ユニットにより吐出部からインクが吸引されクリーニングされているヘッドユニットを非吐出信号により駆動できるので、吸引ユニットによるクリーニング効果を更に増すことができる。
【００１０】
前記吐出信号及び前記非吐出信号は、それぞれ前記ヘッドユニットの電極に印加され、前記ヘッドユニットを膨張させるＯＮ波形と前記ヘッドユニットを収縮させるＯＦＦ波形とからなる電圧信号であり、前記吐出信号の電圧レベルの絶対値がインクの吐出・非吐出とを仕切る閾値電圧より大きく、前記非吐出信号の電圧レベルの絶対値が前記閾値電圧よりも小さいことを特徴とするように設定できる。この場合、例えば、ＯＮ波形を正電圧、ＯＦＦ波形を負電圧とすることができる。
【００１１】
前記各ヘッドユニットに前記非吐出信号として、前記吐出信号のＯＮ波形、又はＯＦＦ波形の一方のみを加えることを特徴とするように構成することにより、吐出信号のＯＮ波形またはＯＦＦ波形をそのまま非吐出信号にでき、非吐出時の駆動の際に電圧変更が不要であるので、ヘッドドライバ等の回路構成が簡単になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態によるインクジェットプリンタのヘッドユニット及び吸引ユニットの概略的構成を示す図であり、図２は図１の各ヘッドユニットの駆動及び制御系を示すブロック図であり、図３はインク吐出時のＯＮ波形及びＯＦＦ波形を示す図（ａ）、インク非吐出時のＯＮ波形及びＯＦＦ波形を示す図（ｂ）、及びこれらのＯＮ波形及びＯＦＦ波形を正負を考慮して示す図（ｃ）であり、図４は図１のヘッドユニットの吐出部を部分的に示す斜視図（ａ）、吐出部の電極の作動を説明するための正面図（ｂ），（ｃ）、及び吐出部の吐出・非吐出の各駆動状態を説明するための正面図（ｄ），（ｅ），（ｆ）である。
【００１３】
図１に示すように、インクジェットプリンタは、Ｙ（イエロー）のインクを吐出するように吐出面に一列に並んだ複数の吐出部１ａを有する第１のヘッドユニット１と、Ｍ（マゼンダ）のインクを吐出するように吐出面に一列に並んだ複数の吐出部２ａを有する第２のヘッドユニット２と、Ｃ（シアン）のインクを吐出するように吐出面に一列に並んだ複数の吐出部３ａを有する第３のヘッドユニット３と、Ｋ（ブラック）のインクを吐出するように吐出面に一列に並んだ複数の吐出部４ａを有する第４のヘッドユニット４と、減圧ユニット（図示省略）に接続されてヘッドユニット１〜４の各吐出部１ａ〜４ａからインクを吸引し目詰まりを防ぐための第１及び第２の吸引ユニット２１，２２とを備えている。
【００１４】
各ヘッドユニット１〜４は図の横方向に移動しながら後述のように各吐出信号に基づいて駆動されてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各インクを紙等の記録シートに吐出してカラープリントするようになっている。また、メンテナンスのためのクリーニング時等の非使用時にヘッドユニット１〜４のうちのいずれか１つまたは２つが第１、第２の吸引ユニット２１，２２まで移動し、それらの吐出部からインクを吸引するようになっている。
【００１５】
図２に示すように、各ヘッドユニット１〜４を駆動し制御するための駆動及び制御系は、駆動元電圧を各ヘッドユニット１〜４毎に設定する電圧設定回路１５と、電圧設定回路１５からの各駆動元電圧に基づいて電圧を制御し各駆動電圧のレベル変換をそれぞれ行う電圧制御回路１６と、電圧制御回路１６からの各駆動電圧に基づいて図３（ａ），（ｂ）のような駆動波形（ＯＮ波形、ＯＦＦ波形）を有する駆動信号（吐出信号、非吐出信号）を各ヘッドユニット１〜４にそれぞれ出力する第１，第２，第３及び第４のヘッドドライバ１１，１２，１３，１４とを備える。なお、図３（ａ），（ｂ）において駆動波形のＯＮ波形は正信号、ＯＦＦ波形は負信号である。
【００１６】
図３（ａ）に示すように、吐出時の駆動信号（吐出信号）の吐出駆動電圧Ｖｈ、−Ｖｈは、ヘッドユニットの吐出部１ａ〜４ａでのインクの吐出と非吐出とを仕切る閾値電圧Ｖｔｈ、−Ｖｔｈよりも電圧レベル（絶対値）が大きく、ＯＮ波形ａ１とＯＦＦ波形ｂ１とを連続して出力することによりインクを吐出させることができる。また、図３（ｂ）に示すように、非吐出時の駆動信号（非吐出信号）の非吐出駆動電圧Ｖｍ、−Ｖｍは、閾値電圧Ｖｔｈ、−Ｖｔｈよりも電圧レベル（絶対値）が小さく、ＯＮ波形ｃ１とＯＦＦ波形ｄ１とを連続して出力することにより吐出部１ａ〜４ａをインクを吐出しない状態で駆動することができる。
【００１７】
第１のヘッドユニット１は、図４（ａ）のように、その吐出面１ｂに形成された吐出部１ａが図の縦方向に並んだピエゾ素子３１，３２とピエゾ素子３３，３４とから包囲されるようにして構成されている。ピエゾ素子３１は、図４（ｂ）のように、両壁面に設けられた一対の電極３１ａ、３１ｂを備える。電極３１ａ、３１ｂに対しヘッドドライバ１１から図３のような駆動信号（吐出信号、非吐出信号）の駆動電圧が加えられると、ピエゾ素子３１は図４（ｂ）の無変形の状態から例えば図４（ｃ）のようにせん断変形するようになっている。このせん断変形は、電極３１ａ、３１ｂに加える正・負の極性によりそのモードが変わり、また電圧レベルにより変形の程度が変化する。
【００１８】
第１のヘッドユニット１の吐出部１ａにおいてピエゾ素子３１〜３４は、ピエゾ素子３１では電極３１ａに図３（ａ）の吐出信号のＯＮ波形ａ１で吐出駆動電圧Ｖｈを加えると、駆動信号が零の図４（ｆ）の無変形状態から、図４（ｄ）の実線のように、全体として膨張するようそれぞれせん断変形し、次に、電極３１ｂに吐出信号のＯＦＦ波形ｂ１で吐出駆動電圧−Ｖｈを加えると、図４（ｅ）の実線のように、全体として収縮するようそれぞれせん断変形し、この変形動作により吐出部１ａからインクが吐出するようになっている。また、続いて、ＯＮ波形ａ２、ＯＦＦ波形ｂ２を加えることにより更なる吐出を行うことができる。
【００１９】
以上のように、各ピエゾ素子３１〜３４は、図４（ｆ）→図４（ｄ）→図４（ｅ）→図４（ｆ）→・・・、のように変形するが、このとき、吐出信号のＯＮ波形ａ１，ａ２、ＯＦＦ波形ｂ１，ｂ２をそれらの正負を考慮して示すと、図３（ｃ）のようになり、各ピエゾ素子３１〜３４は、ＯＮ波形の吐出駆動電圧ＶｈとＯＦＦ波形の吐出駆動電圧−Ｖｈとの差である２Ｖｈの駆動電圧が印加された状態でせん断変形する。
【００２０】
また、ピエゾ素子３１〜３４は、ピエゾ素子３１では電極３１ａに図３（ｂ）の非吐出信号のＯＮ波形ｃ１で非吐出駆動電圧Ｖｍを加えると、図４（ｆ）の無変形状態から、図４（ｄ）の破線のように、上述の吐出時以下の程度に全体として少なめに膨張するようそれぞれせん断変形し、次に、電極３１ｂに非吐出信号のＯＦＦ波形ｄ１で非吐出駆動電圧−Ｖｍを加えると、図４（ｅ）の破線のように、上述の吐出時以下の程度に全体として少なめに収縮するようそれぞれせん断変形し、この変形動作により吐出部１ａの内部でインクが吐出しないが、動かされて流動するようになっている。また、続いて、ＯＮ波形ｃ２、ＯＦＦ波形ｄ２を加えることにより更なる非吐出状態の駆動を行うことができる。
【００２１】
以上のように、各ピエゾ素子３１〜３４は非吐出状態で駆動されるが、このとき、非吐出信号のＯＮ波形ｃ１，ｃ２、ＯＦＦ波形ｄ１，ｄ２を正負を考慮して示すと、図３（ｃ）の一点鎖線のようになり、各ピエゾ素子３１〜３４は、ＯＮ波形の非吐出駆動電圧ＶｍとＯＦＦ波形の非吐出駆動電圧−Ｖｍとの差である２Ｖｍの非吐出駆動電圧が印加された状態でせん断変形する。
【００２２】
なお、他のピエゾ素子３２，３３，３４も上述のピエゾ素子３１と同様に構成されており、また、第２，第３，第４のヘッドユニット２，３，４も上述の第１のヘッドユニット１と同様に構成されている。
【００２３】
次に、上述のようなインクジェットプリンタの動作について説明する。例えば、インクジェットプリンタを作業開始時（朝の始業時等）に起動したときに、図１の吸引ユニット２１，２２により各ヘッドユニット１〜４を順々に移動させて各吐出部１ａ〜４ａから残留インクを吸引することでクリーニングする。これにより、吐出部におけるインクの目詰まりを防ぎまた目詰まりを解消できる。
【００２４】
そして、クリーニングが終了した例えばヘッドユニット１に対し、ヘッドドライバ１１から図３（ｂ）のような非吐出信号（ＯＮ波形ｃ１及びＯＦＦ波形ｄ１）を加え、更に次の非吐出信号（ＯＮ波形ｃ２及びＯＦＦ波形ｄ２）を加えるようにして、吐出部１ａで図４（ｄ），（ｅ）の破線のように膨張・収縮を繰り返すことにより、インクは吐出しないが吐出部１ａの内部でインクを動かして流動させる。このインクの流動により、吐出部１ａの特に先端でインクの粘度が上昇してしまうことを効果的に防止でき、吸引ユニット２１，２２によるクリーニング効果を良好に維持できる。
【００２５】
このようにして、ヘッドユニット１〜４のメンテナンスを手間取ることなく簡単かつ効果的に行うことができる。また、吸引ユニット２１，２２によるクリーニング終了後のヘッドユニットの吐出部においてインクの粘度上昇の防止のために特別なキャッピング等が不要となり、装置構成の複雑化の問題もない。
【００２６】
なお、吸引ユニット２１，２２による吸引中のヘッドユニットも図３（ｂ）のような非吐出信号で駆動するようにしてもよく、また、吸引ユニット２１，２２による吸引前のヘッドユニットも非吐出信号で駆動するようにしてもよい。
【００２７】
以上のような吸引ユニット２１，２２による吸引が終了し、図３（ｂ）のような非吐出信号によるインクの粘度上昇防止のための駆動が終了してから、各ヘッドユニット１〜４を図３（ａ）のような吐出信号により駆動することにより、各吐出部１ａ〜４ａから各インクを吐出して記録シートにカラープリントすることができるが、このとき、各吐出部１ａ〜４ａのインクの目詰まり等がなく、良好なカラープリントを実行できる。
【００２８】
次に、図５，図６により本実施の形態の変形例を説明する。この例は、図５のに示すように、吐出時のＯＮ波形の吐出駆動電圧Ｖｈを変化させずそのまま非吐出時の非吐出信号のＯＮ波形とする一方、非吐出時にＯＦＦ波形を加えないようにしたものである。これにより、ピエゾ素子３１〜３４は、ピエゾ素子３１では電極３１ａに図５のＯＮ波形ａ１で電圧Ｖｈを加えると、図６（ａ）の無変形状態から、図６（ｂ）のように、図４（ｄ）と同じくせん断変形するが、ＯＦＦ波形を加えないので、図６（ａ）の無変形状態に戻る。更に、ＯＮ波形ａ２で電圧Ｖｈを加えると同様に変形する。
【００２９】
各ピエゾ素子３１〜３４は、ＯＮ波形の電圧Ｖｈが印加された状態でせん断変形し、その印加電圧レベルが図３（ａ）の通常の吐出時と比較して約半分であるため、せん断変形しても非吐出の状態となる。これにより、上述と同様に吐出部１ａの内部でインクを動かして流動させることができ、このインクの流動により、吐出部１ａでインクの粘度が上昇してしまうことを防止できる。なお、この場合、吐出時のＯＦＦ波形の吐出駆動電圧−Ｖｈを変化させずそのまま非吐出時のＯＦＦ波形とし、ＯＮ波形を加えないようにしてもよい。このとき、各ピエゾ素子３１〜３４は図６（ａ）の無変形の状態から図４（ｅ）のようなせん断変形をする。
【００３０】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、ヘッドユニットの構成は、ピエゾ素子以外の別の素子を使用してもよく、また、黒等の単色のヘッドユニットの場合にも適用できる。
【００３１】
また、図３のような閾値電圧に応じて吐出信号の電圧レベル及び非吐出信号の電圧レベルは適宜設定することができる。また、複数のヘッドユニット毎に、非吐出信号の電圧レベルを変えて非吐出状態のインクの流動の程度を適宜変えることができ、また非吐出信号で駆動する時間を適宜設定することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のインクジェットプリンタによれば、ヘッドユニットの吐出部におけるインクの粘度上昇を効果的に防止することができる。また、ヘッドユニットの吐出部のインクを吸引する吸引ユニットを備える場合に、その吸引によるクリーニング効果を良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるインクジェットプリンタのヘッドユニット及び吸引ユニットの概略的構成を示す図である。
【図２】図１の各ヘッドユニットの駆動及び制御系を示すブロック図である。
【図３】図１のヘッドユニットをインク吐出時に駆動するときのＯＮ波形及びＯＦＦ波形を示す図（ａ）、インク非吐出時に駆動するときのＯＮ波形及びＯＦＦ波形を示す図（ｂ）及びこれらのＯＮ波形及びＯＦＦ波形を正負を考慮して示す図（ｃ）である。
【図４】図４は図１のヘッドユニットの吐出部を部分的に示す斜視図（ａ）、吐出部の電極の作動を説明するための正面図（ｂ），（ｃ）、及び吐出部の吐出・非吐出の各駆動状態を説明するための正面図（ｄ），（ｅ），（ｆ）である。
【図５】変形例におけるインク非吐出時のＯＮ波形及びＯＦＦ波形を示す図である。
【図６】図５の変形例における非吐出の各駆動状態を説明するための吐出部の正面図（ａ），（ｂ）である。
【符号の説明】
１，２，３，４                第１〜第４のヘッドユニット
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ        各ヘッドユニットの吐出部
１１，１２，１３，１４        第１〜第４のヘッドドライバ（駆動部）
２１，２２                    第１、第２の吸引ユニット
３１，３２，３３，３４        ピエゾ素子
３１ａ，３１ｂ                一対の電極
ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２        吐出信号
ｃ１，ｄ１，ｃ２，ｄ２        非吐出信号
Ｖｈ                          吐出駆動電圧
Ｖｍ                          非吐出駆動電圧
Ｖｔｈ                        閾値電圧
【図１】
0005011603.tif 000002
【図２】
0005011603.tif 000003
【図３】
0005011603.tif 000004
【図４】
0005011603.tif 000005
【図５】
0005011603.tif 000006
【図６】
0005011603.tif 000007