JP2001246761A - Ink jet recorder and sub-tank unit suitable therefor - Google Patents
Ink jet recorder and sub-tank unit suitable thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明が属する技術の分野】本発明は、函体に設置され
たインカートリッジからキャリッジに搭載されたインク
容器にインクを補給し、サブタンクユニットからインク
滴を吐出する記録ヘッドにインクを供給しながら印刷を
実行する記録装置、及びサブタンクユニットに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of supplying ink to an ink container mounted on a carriage from an in-cartridge mounted on a box and supplying ink to a recording head for discharging ink droplets from a sub-tank unit. The present invention relates to a recording device that executes printing and a sub tank unit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録装置、特に大量の印
刷を行うインクジェット記録装置にあっては、記録ヘッ
ドが設けられたキャリッジにサブタンクユニットを搭載
し、函体に設けられた大型のインクカートリッジからイ
ンク供給チューブを介してサブタンクユニットにインク
を供給し、印刷により消費されるインクをサブタンクユ
ニットから記録ヘッドに補充するように構成されてい
る。2. Description of the Related Art In an ink jet recording apparatus, particularly an ink jet recording apparatus for performing a large amount of printing, a sub tank unit is mounted on a carriage provided with a recording head, and ink is supplied from a large ink cartridge provided on a box. Ink is supplied to the sub-tank unit via a tube, and ink consumed by printing is supplied from the sub-tank unit to the recording head.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】印刷動作に伴うキャリ
ッジの往復動でサブタンクユニットのインクが揺動して
記録ヘッドのインク圧の変動による印刷品質の低下を防
止するため、差圧弁機構や、圧力変動を吸収するための
可撓性膜領域を必要としてサブタンクユニットの構造が
複雑化するという問題がある。本発明はこのような問題
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は構造の複雑化を伴うことなく、函体に設置されたイン
クカートリッジからインクの供給を受けて記録ヘッドに
圧力変動を伴うことなくインクを供給することのできる
インクジェット記録装置を提供することである。また本
発明の他の目的は、上記記録装置に適したサブタンクユ
ニットを提供することである。In order to prevent the ink in the sub-tank unit from oscillating due to the reciprocating movement of the carriage during the printing operation and to reduce the print quality due to the fluctuation in the ink pressure of the recording head, a differential pressure valve mechanism and a pressure control mechanism are required. There is a problem that the structure of the sub-tank unit is complicated because a flexible film area for absorbing the fluctuation is required. The present invention has been made in view of such a problem, and aims at receiving the supply of ink from the ink cartridge installed in the box and applying the ink to the recording head without complicating the structure. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of supplying ink without pressure fluctuation. Another object of the present invention is to provide a sub-tank unit suitable for the recording apparatus.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るため、本発明においては、駆動手段により記録用紙の
紙幅方向に往復動するキャリッジに、インク滴を吐出す
る記録ヘッド、及びインク供給流路を介して函体に設置
されたインクカートリッジからポンプ手段によりインク
の補給を受けるサブタンクユニットを搭載し、前記サブ
タンクユニットから前記記録ヘッドにインクを供給しな
がら印刷を行うインクジェット記録装置において、前記
サブタンクユニットが、遮気性を備えた容器を壁により
第１の部屋と第２の部屋に分割し、第１の部屋に前記容
器と対向する領域に少なくとも毛細管力を発現する切り
込みが形成されたインク保持体が充填され、下部領域に
は前記記録ヘッドとの接続口を形成され、また第２の部
屋には外部からのインクのインク注入口を形成され、ま
た下部が連通孔を介して第１の部屋に連通されている。According to the present invention, there is provided a recording head for ejecting ink droplets to a carriage which reciprocates in the width direction of recording paper by a driving means, and an ink supply flow. An ink jet recording apparatus which carries a sub-tank unit for receiving ink supply from a ink cartridge installed in a box via a path by a pump means, and performs printing while supplying ink from the sub-tank unit to the recording head. A unit divides an air-tight container into a first room and a second room by a wall, and the first room has an ink holding member in which a cutout that expresses at least a capillary force is formed in a region facing the container. Body, the lower area is provided with a connection port with the recording head, and the second chamber is provided with an external port. Is formed of the ink inlet of the ink, also the bottom is in communication with the first chamber through a communication hole.
【０００５】[0005]
【作用】第１の部屋のインクが規定量以下になりインク
カートリッジからインクが第２の部屋に供給されると、
連通孔から第１の部屋に流入し、インク保持体の切り込
みの毛細管力により底面全体に速やかに広がり、ついで
インク保持体の細孔の毛細管力により上部に拡散してイ
ンク保持体全体に吸収される。When the amount of ink in the first room becomes equal to or less than the specified amount and ink is supplied from the ink cartridge to the second room,
The ink flows into the first chamber from the communication hole, and quickly spreads over the entire bottom surface by the capillary force of the cut of the ink holder, and then diffuses to the upper part by the capillary force of the pores of the ink holder and is absorbed by the entire ink holder. You.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実
施例を示すものであって、駆動手段により記録用紙の紙
幅方向に往復動するキャリッジ１は、記録用紙との対向
面に印刷信号に対応してインク滴を吐出する記録ヘッド
２が設けられ、また上面には本発明が特徴とするサブタ
ンクユニット３が搭載されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. A carriage 1 which reciprocates in the paper width direction of a recording sheet by a driving unit ejects ink droplets on a surface facing the recording sheet in accordance with a print signal. A recording head 2 is provided, and a sub-tank unit 3 characterized by the present invention is mounted on the upper surface.
【０００７】サブタンクユニット３は、インク供給チュ
ーブ等により構成されたインク供給流路４を介して函体
に設置されたインクカートリッジ５に接続され、インク
供給流路４に設けられたインク供給ポンプ６によりイン
クカートリッジからインクの補給を受けるように構成さ
れている。[0007] The sub-tank unit 3 is connected to an ink cartridge 5 installed in a box via an ink supply channel 4 constituted by an ink supply tube or the like, and an ink supply pump 6 provided in the ink supply channel 4. Is configured to receive ink supply from the ink cartridge.
【０００８】非印字領域には、記録ヘッド２のノズル開
口を封止するキャップ手段７、及びクリーニングユニッ
ト８が配置され、キャップ手段７は、図示しない吸引ポ
ンプから負圧が供給されている。In the non-printing area, a cap means 7 for sealing the nozzle opening of the recording head 2 and a cleaning unit 8 are arranged, and the cap means 7 is supplied with a negative pressure from a suction pump (not shown).
【０００９】図２は、同上サブタンクユニット３の一実
施例を示すものであって、遮気性を備えた容器１０を壁
１１により２つの部屋に分割し、第１の部屋１２は、イ
ンク貯蔵室とするように多孔質材等のインク保持体１３
が充填され、下部領域には記録ヘッド２との接続口１４
が形成され、また第２の部屋１５はインク補給室とする
ように上部にインク注入口１６が形成され、また下部に
は壁１１の連通孔１７ａ、及びフィルタ１８を介して第
１の部屋１２の下部に、上部には連通孔１７ｂを介して
第１の部屋１２の上部空間に連通されている。FIG. 2 shows an embodiment of the sub-tank unit 3 according to the first embodiment, in which an air-tight container 10 is divided into two rooms by a wall 11, and a first room 12 is an ink storage room. Ink holder 13 such as a porous material
Is filled, and a connection port 14 with the recording head 2 is provided in a lower region.
The second chamber 15 is provided with an ink inlet 16 at an upper portion thereof so as to be an ink supply chamber, and a lower portion is provided with a communication hole 17 a of a wall 11 and a first chamber 12 through a filter 18. The upper part is communicated with the upper space of the first room 12 through the communication hole 17b.
【００１０】第１の部屋１２には、インク残量出手段１
９が、また第２の部屋１５にはインクレベル検出手段２
０が、それぞれ配置されている。これらインク残量検出
手段１９、及びインクレベル検出手段２０は、上下方向
に複数の電極１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂを配置し
て、インクの導電性を利用してインクの有無を検出する
ように構成されている。なお、図中符号２２は蓋体で、
第１の部屋１２に対向する領域には大気連通口２１が、
また第２の部屋１５に対向する領域にはインク注入口１
６が形成されている。In the first room 12, an ink remaining amount output means 1 is provided.
9 and the ink level detecting means 2 in the second room 15.
0 are arranged respectively. The ink remaining amount detecting means 19 and the ink level detecting means 20 are arranged such that a plurality of electrodes 19a, 19b, 20a, 20b are arranged in a vertical direction to detect presence / absence of ink by utilizing conductivity of ink. It is configured. Note that reference numeral 22 in the figure denotes a lid,
An atmosphere communication port 21 is provided in a region facing the first room 12,
In addition, an ink injection port 1 is provided in a region facing the second chamber 15.
6 are formed.
【００１１】インク保持体１３は、図３に示したように
容器１０の底面部に対向する領域に少なくとも連通孔１
７に開口する溝２３、またはスリットが少なくとも１
本、この実施例では、２条形成され、さらにこれらに直
交するように第２の溝２４、またはスリットが形成され
ている。As shown in FIG. 3, the ink holding member 13 has at least the communication hole 1 in a region facing the bottom of the container 10.
7 has at least one groove 23 or slit
In this embodiment, two grooves are formed, and a second groove 24 or a slit is formed so as to be orthogonal to these.
【００１２】図４は、同上記録装置のインク供給制御系
の一実施例を示すものであって、ポンプ制御手段２５
は、サブタンクユニット３のインク残量検出手段１９か
らの信号より、第１の部屋１２のインク、つまりインク
保持体１３のインク量を検出し、規定量以下に低下した
場合にポンプ６を作動させ、またインクレベル検出手段
２０により第２の部屋１５のインクレベルが規定の範囲
に収まるようにポンプ６を制御する。FIG. 4 shows an embodiment of the ink supply control system of the recording apparatus according to the present invention.
Detects the amount of ink in the first chamber 12, that is, the amount of ink in the ink holder 13, based on a signal from the remaining ink amount detecting means 19 of the sub-tank unit 3. The pump 6 is controlled by the ink level detecting means 20 so that the ink level in the second chamber 15 falls within a specified range.
【００１３】この実施例において、第１の部屋１２のイ
ンクが規定レベルより低下すると、ポンプ制御手段２５
は、インクカートリッジ５のインクをインク供給路４を
介してインクカートリッジ３の第２の部屋１５に注入す
る。第２の部屋１５に流れ込んだインクの気泡は上部に
移動し、またインクは下部のフィルタ１８を通過して連
通孔１７から第１の部屋１２に流入し、インク保持体１
３の溝２３、２４の毛細管力により底面全体に速やかに
広がり、ついでインク保持体１３の細孔の毛細管力によ
り上部に拡散してインク保持体全体に吸収される。In this embodiment, when the ink in the first chamber 12 falls below a prescribed level, the pump control means 25
Injects the ink of the ink cartridge 5 into the second chamber 15 of the ink cartridge 3 via the ink supply path 4. The ink bubbles flowing into the second chamber 15 move upward, and the ink passes through the lower filter 18 and flows into the first chamber 12 from the communication hole 17, and the ink holding body 1
Due to the capillary force of the grooves 23, 24, the ink spreads quickly over the entire bottom surface, and then diffuses upward due to the capillary force of the pores of the ink holder 13 and is absorbed by the entire ink holder.
【００１４】ポンプ６によるインク補給量がインク保持
体１３のインク吸収量よりも速く、第２の部屋１５のイ
ンクが一時的に上限レベルにまで到達すると、ポンプ制
御手段６は、インクレベル検出手段２０からの信号に基
づいてポンプ６を停止させてインクの補給を中止する。When the amount of ink replenished by the pump 6 is faster than the amount of ink absorbed by the ink holder 13 and the ink in the second chamber 15 temporarily reaches the upper limit level, the pump control means 6 sets the ink level detecting means. The pump 6 is stopped based on the signal from 20, and the supply of ink is stopped.
【００１５】この状態でインク保持体１３によるインク
の吸収が進んで第２の部屋１５のインクレベルが低下す
ると、インクレベル検出手段２０からの信号に基づいて
ポンプ６を作動させてインクを補給する。In this state, when the ink is absorbed by the ink holder 13 and the ink level in the second chamber 15 decreases, the pump 6 is operated based on a signal from the ink level detecting means 20 to supply ink. .
【００１６】このようにして規定量のインクがサブタン
クユニットに注入されてインクの補給が終了して印刷が
開始されると、記録ヘッド２で生じる負圧によりインク
保持体１３のインクがインク供給口１４から記録ヘッド
２に流れこむ。印刷が進行して、インク保持体１３のイ
ンクの量が低下し、インク残量が規定レベルよりも低下
すると、ポンプ制御手段２５は、インク残量検出手段１
９からの信号に基づいてポンプ６を作動させてインクカ
ートリッジ５からインクを第２の部屋に補給する。When the specified amount of ink is injected into the sub-tank unit and the ink supply is completed and printing is started, the negative pressure generated in the recording head 2 causes the ink in the ink holder 13 to be supplied to the ink supply port. 14 flows into the recording head 2. When the printing progresses and the amount of ink in the ink holder 13 decreases and the remaining amount of ink drops below a specified level, the pump control unit 25 sets the remaining ink amount
The ink is supplied from the ink cartridge 5 to the second chamber by operating the pump 6 based on the signal from the printer 9.
【００１７】図５は、同上記録装置に適したインク供給
ポンプの一実施例を示すものであって、少なくとも表面
が導電性を有する管体、例えば金属管、または非金属製
管の表面に導電処理が施された管体３０の表面に所定の
長さに渡って管体の表面をカバーするように圧電層３１
が形成され、両端に第２、及び第３の電極３２、３３を
形成して構成されている。FIG. 5 shows an embodiment of an ink supply pump suitable for the recording apparatus according to the present invention, wherein at least the surface of the tube has a conductive property, for example, a metal pipe or a non-metallic pipe. A piezoelectric layer 31 is formed on the surface of the treated tube 30 so as to cover the surface of the tube over a predetermined length.
Are formed, and second and third electrodes 32 and 33 are formed at both ends.
【００１８】この実施例において、管体３０の両端をイ
ンク供給路４に接続し、共通電極となる管体３０と第
２、第３の電極３２、３３に駆動信号を印加すると、圧
電層３１が伸長して管体３０が膨張する。これにより圧
電層３１が形成されている領域にインクが流れこむ。所
定時間が経過した時点で、まず上流側の電極３３への駆
動信号の供給を停止すると、この領域の圧電振層３１が
収縮して管体３０が元の状態に縮小する。これによりイ
ンクが圧縮されて上流側及び下流側に押し出される。所
定時間の経過後に下流側の電極３２への駆動信号を停止
すると、この圧電層３１が収縮してインクを押し出す。In this embodiment, when both ends of the tube 30 are connected to the ink supply path 4 and drive signals are applied to the tube 30 serving as a common electrode and the second and third electrodes 32 and 33, the piezoelectric layer 31 is applied. Extend, and the tube 30 expands. As a result, the ink flows into the area where the piezoelectric layer 31 is formed. When the supply of the drive signal to the electrode 33 on the upstream side is stopped at the time when the predetermined time has elapsed, the piezoelectric vibration layer 31 in this region contracts, and the tube 30 contracts to its original state. Thereby, the ink is compressed and pushed out to the upstream side and the downstream side. When the drive signal to the downstream electrode 32 is stopped after a predetermined time has elapsed, the piezoelectric layer 31 contracts and pushes out the ink.
【００１９】このような工程を繰返すことによりインク
をサブタンクユニットに送り出すことができる。By repeating such a process, the ink can be sent to the sub-tank unit.
【００２０】なお、上述の実施例においては、インクを
ポンプ手段により給送する場合について説明したが、イ
ンクカートリッジ５が図６に示したようにインク袋５ａ
を、気密性保持可能なハードケース５ｂに収容して構成
されている場合には、インク袋５ａとハードケース５ｂ
との空間にエアポンプ３４によりエアを圧送して、イン
ク袋５ａをエアで加圧してインクを給送するようにして
も同様の作用を奏する。In the above-described embodiment, the case where ink is supplied by the pump means has been described. However, as shown in FIG.
Is housed in a hard case 5b capable of maintaining airtightness, the ink bag 5a and the hard case 5b
The same effect can be obtained even if air is pressure-fed to the space by the air pump 34 to pressurize the ink bag 5a with air and feed ink.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上、説明したように本発明においては
サブタンクユニットが、遮気性を備えた容器を壁により
第１の部屋と第２の部屋に分割し、第１の部屋に容器と
対向する領域に少なくとも毛細管力を発現する切り込み
が形成されたインク保持体が充填され、下部領域には記
録ヘッドとの接続口を形成され、また第２の部屋には外
部からのインクのインク注入口を形成され、また下部が
連通孔を介して第１の部屋に連通されているので、イン
クカートリッジからインクが補給されると、インク保持
体の切り込みの毛細管力により底面全体に広がり、つい
でインク保持体の細孔の毛細管力により上部に拡散して
インク保持体全体に速やかに吸収されて保持させ、キャ
リッジの往復動による圧力変化を防止しつつ記録ヘッド
にインクを供給することができる。また、容器を2つの
部屋に分割して一方の部屋に多孔質体を充填するだけで
構成できるため、差圧弁機構や、圧力変動を吸収するた
めの可撓性膜領域を不要として構造の簡素化を図ること
ができる。As described above, in the present invention, the sub-tank unit divides the air-tight container into a first room and a second room by a wall, and faces the container in the first room. The area is filled with an ink holder having at least a notch for expressing a capillary force, the lower area is provided with a connection port with a recording head, and the second chamber is provided with an ink inlet for external ink. Since the ink cartridge is formed and the lower part is communicated with the first chamber through the communication hole, when ink is supplied from the ink cartridge, the ink is spread over the entire bottom surface by the capillary force of the cut of the ink holder, and then the ink holder is opened. The ink is supplied to the recording head while diffusing to the upper part by the capillary force of the fine pores and quickly absorbed and held by the entire ink holding body, thereby preventing pressure change due to reciprocation of the carriage. It is possible. In addition, since the container can be divided into two chambers and only one of the chambers is filled with a porous material, the structure is simplified without the need for a differential pressure valve mechanism or a flexible membrane area for absorbing pressure fluctuations. Can be achieved.
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of an ink jet recording apparatus of the present invention.
【図２】同上記録装置のサブタンクユニットの一実施例
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing one embodiment of a sub-tank unit of the recording apparatus.
【図３】同上サブタンクユニットに装填されるインク保
持体の一実施例を示す図である。FIG. 3 is a view showing one embodiment of an ink holding member loaded in the sub-tank unit.
【図４】同上装置のインク供給系を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an ink supply system of the same device.
【図５】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上インクジェ
ット記録装置に適したポンプの他の実施例を示す斜視図
と断面図である。FIGS. 5 (a) and 5 (b) are a perspective view and a sectional view, respectively, showing another embodiment of a pump suitable for the ink jet recording apparatus of the above.
【図６】同上装置のインク供給系の他の実施例を示す構
成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the ink supply system of the above device.
１ キャリッジ ２ 記録ヘッド ３ サブタンクユニット ４ インク供給流路 ５ インクカートリッジ ６ インク供給ポンプ １０ 容器 １１ 壁 １２ 第１の部屋 １３ インク保持体 １４ 接続口 １５ 第２の部屋 １６ インク注入口 １７ａ、１７ｂ 連通孔 １８ フィルタ １９ インク残量出手段 ２０ インクレベル検出手段 ２３ 溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carriage 2 Recording head 3 Subtank unit 4 Ink supply flow path 5 Ink cartridge 6 Ink supply pump 10 Container 11 Wall 12 First room 13 Ink holder 14 Connection port 15 Second room 16 Ink injection ports 17a, 17b Communication holes Reference Signs List 18 Filter 19 Ink remaining amount means 20 Ink level detecting means 23 Groove
Claims (5)
復動するキャリッジに、インク滴を吐出する記録ヘッ
ド、及びインク供給流路を介して函体に設置されたイン
クカートリッジからポンプ手段によりインクの補給を受
けるサブタンクユニットを搭載し、前記サブタンクユニ
ットから前記記録ヘッドにインクを供給しながら印刷を
行うインクジェット記録装置において、 前記サブタンクユニットが、遮気性を備えた容器を壁に
より第１の部屋と第２の部屋に分割し、第１の部屋に前
記容器と対向する領域に少なくとも毛細管力を発現する
切り込みが形成されたインク保持体が充填され、下部領
域には前記記録ヘッドとの接続口を形成され、また第２
の部屋には外部からのインクのインク注入口を形成さ
れ、また下部が連通孔を介して第１の部屋に連通されて
いるインクジェット記録装置。An ink cartridge is mounted on a carriage through a recording head for ejecting ink droplets and an ink supply passage through a carriage reciprocating in a paper width direction of the recording paper by a driving means. In an ink jet recording apparatus which carries a sub-tank unit for receiving replenishment and performs printing while supplying ink from the sub-tank unit to the recording head, the sub-tank unit includes a first room and a first room formed by a wall having an air-shielding property. The first chamber is filled with an ink holder having at least a notch for expressing a capillary force in a region facing the container, and a connection port with the recording head is formed in a lower region. And the second
An ink jet recording apparatus in which an ink injection port for ink from outside is formed in the room, and a lower portion is communicated with the first room through a communication hole.
設けられ、前記ポンプ手段が前記インク残量検出手段か
らの信号により制御される請求項１に記載のインクジェ
ット記録装置。2. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said first room is provided with an ink remaining amount detecting means, and said pump means is controlled by a signal from said ink remaining amount detecting means.
電性を有する管体の表面に所定の長さに渡って圧電層が
形成され、前記圧電層の表面に少なくとも２つの表面電
極を間隔を空けて形成され、前記管体を共通電極とし、
前記表面電極に時間差をおいて駆動信号を供給するよう
に構成されている請求項１に記載のインクジェット記録
装置。3. The pump means, wherein a piezoelectric layer is formed over a predetermined length on at least a surface of a tubular body having a conductive surface, and at least two surface electrodes are spaced from each other on the surface of the piezoelectric layer. The tube body as a common electrode,
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a drive signal is supplied to the surface electrode with a time difference.
屋と第２の部屋に分割し、第１の部屋に前記容器と対向
する領域に少なくとも毛細管力を発現する切り込みが形
成されたインク保持体が充填され、下部領域には前記記
録ヘッドとの接続口を形成され、また第２の部屋には外
部からのインクのインク注入口を形成され、また下部が
連通孔を介して前記インク保持体の前記切り込みの領域
に連通されているサブタンクユニット。4. A container having an air-shielding property is divided by a wall into a first room and a second room, and the first room is provided with a notch that expresses at least a capillary force in a region facing the container. An ink holder is filled, a connection area with the recording head is formed in a lower area, an ink injection port for ink from outside is formed in the second chamber, and the lower part is formed through a communication hole. A sub-tank unit communicating with the cut area of the ink holder.
ク供給口に延びるように形成されている請求項４に記載
のサブタンクユニット。5. The sub-tank unit according to claim 4, wherein the cut is formed so as to extend from the communication hole to the ink supply port.
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