JP2006205692A - Discharge capacity recovery mechanism and inkjet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置の記録ヘッドの吐出能力回復機構およびこの吐出能力回復機構を備えたインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to a discharge capability recovery mechanism of a recording head of an image forming apparatus and an ink jet recording apparatus including the discharge capability recovery mechanism.
従来から、インクジェット記録装置においては、記録ヘッドで画像を形成するためのインクを一時貯留しておくサブタンク内でインク中に溶存していた空気が集合し成長してインク中で気泡になったり、インクジェット記録装置を移動させる際、サブタンク内のインクが揺れ動いて気泡を生成したりすることがある。気泡が記録ヘッドに溜まると画像形成時にインクが吐出されない状態、所謂インク切れを起こすという問題があった。 Conventionally, in an ink jet recording apparatus, air dissolved in ink gathers and grows in a sub tank that temporarily stores ink for forming an image with a recording head and becomes bubbles in the ink. When the ink jet recording apparatus is moved, the ink in the sub tank may be shaken to generate bubbles. When bubbles accumulate in the recording head, there is a problem that ink is not ejected during image formation, that is, the ink runs out.
また、インク中に含まれていた塵埃や乾燥したインク粉が記録ヘッドのノズルに詰ったりすることがある。塵埃や乾燥したインク粉が記録ヘッドのノズルに詰ると記録ヘッドからのインク滴の噴射を不能にするという問題があった。 Also, dust or dry ink powder contained in the ink may clog the nozzles of the recording head. When dust or dried ink powder clogs the nozzles of the recording head, there is a problem that it is impossible to eject ink droplets from the recording head.
こうしたことから、記録ヘッド内部に溜まった気泡や記録ヘッドのノズルに詰った塵埃などを取り除く方法として、記録ヘッドのノズル側からインクを負圧で吸引してインクと共に気泡や塵埃を除去する方法が知られている。しかし、インクを負圧で吸引してインクと共に気泡や塵埃を除去する場合は、ノズルをキャップで覆うノズルキャップの容積分のインクを吸引する必要があり、廃棄インク量が非常に多くなるという問題点があった。 For this reason, as a method of removing bubbles accumulated in the recording head or dust clogged in the nozzles of the recording head, there is a method of removing bubbles and dust together with ink by sucking ink from the nozzle side of the recording head with negative pressure. Are known. However, when sucking ink with negative pressure to remove bubbles and dust together with ink, it is necessary to suck ink for the volume of the nozzle cap that covers the nozzle with the cap, and the amount of waste ink becomes very large There was a point.
この問題点を解決するため、記録ヘッドのノズル側とは逆のインク供給側から正圧を付与してノズル内の気泡や塵埃を取り除く方法が知られている。この方法の場合、インクと共に気泡や塵埃を排出するためにインクを廃棄すること自体に変わりはないが、正圧を一定時間だけ付与した後に解除するようにすると、ノズルをキャップで覆うノズルキャップの容積分のインクを吸引する場合に比べて廃棄インク量を減らすことができる。具体的な方法としては、正圧の解除を弁の開放により行う方法が知られている。 In order to solve this problem, a method is known in which a positive pressure is applied from the ink supply side opposite to the nozzle side of the recording head to remove bubbles and dust in the nozzle. In this method, the ink itself is discarded to discharge the bubbles and dust together with the ink. However, when the positive pressure is applied for a certain period of time and then released, the nozzle cap that covers the nozzle with the cap is used. The amount of waste ink can be reduced as compared with the case where a volume of ink is sucked. As a specific method, a method of releasing positive pressure by opening a valve is known.
しかし、実際上、廃棄インク量を制御するには弁の開放動作を瞬時に安定的に行わねばならず、安定的な弁の開放動作特性を有するものとして所謂電磁弁の採用が考えられる。
ところが、電磁弁は一般に大きく高価であるためインクジェット記録装置の小型化や低コスト化に逆行することとなり、結局はそのコストメリットを考えると電磁弁を採用できないのが現状である。
However, in practice, in order to control the amount of waste ink, the valve opening operation must be performed instantaneously and stably, and so-called electromagnetic valves can be considered as having stable valve opening operation characteristics.
However, since the solenoid valve is generally large and expensive, it goes against the miniaturization and cost reduction of the ink jet recording apparatus, and in the current situation, the solenoid valve cannot be adopted in view of the cost merit.
そこで、このような問題点を解決するために、従来より、一対のピストンとシリンダで構成されたポンプ機構によってサブタンク内のインクを記録ヘッドに圧送することで、記録ヘッドの吐出能力を回復させることが提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。 Therefore, in order to solve such problems, conventionally, the discharge capability of the recording head is recovered by pumping ink in the sub-tank to the recording head by a pump mechanism composed of a pair of pistons and cylinders. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1 below).
この提案の吐出能力回復機構では、ピストンに摺動可能に取り付けられたシリンダがサブタンク内で上下に移動可能に設けられており、通常の場合はピストンが復帰ばねによってインクタンク底部のインク供給口を開放した上方位置に付勢されている。また、シリンダとピストンとの間にはＯリングが設けられ、シリンダとピストンとの間はＯリングによって密封されている。 In this proposed discharge capacity recovery mechanism, a cylinder slidably attached to the piston is provided so as to be movable up and down in the sub tank. In a normal case, the piston is provided with an ink supply port at the bottom of the ink tank by a return spring. It is biased to the open upper position. An O-ring is provided between the cylinder and the piston, and the cylinder and the piston are sealed with an O-ring.
そして、ピストンの頭部が復帰ばねの付勢力に抗して下方へ押し込まれると、まずシリンダが移動してインク供給口の周囲を覆って停止し、その後、ピストンの頭部が更に押し込まれることにより、ピストンが停止したシリンダ内を摺動する。インク供給口を覆うシリンダの底面には開口が設けられているので、ピストンの先端がインクタンク底部に当接するまでピストンが押し込まれることにより、記録ヘッド内にインクを圧送する。それにより、ノズルの先端から気泡を含んだインクが押し出される。 When the piston head is pushed downward against the urging force of the return spring, the cylinder first moves and covers the periphery of the ink supply port, and then the piston head is pushed further. As a result, the piston slides in the stopped cylinder. Since an opening is provided in the bottom surface of the cylinder that covers the ink supply port, the piston is pushed in until the tip of the piston comes into contact with the bottom of the ink tank, whereby ink is pumped into the recording head. Thereby, ink containing bubbles is pushed out from the tip of the nozzle.
ピストンの押し込みを止めると、復帰ばねのばね力によってピストンとシリンダとが一体的に上方に移動し、その後シリンダがインクタンクの内壁と当接して停止すると、最後にピストンのみが復帰ばねのばね力によって当初の位置へと復帰する。
しかしながら、上記提案の吐出能力回復機構においては、シリンダとピストンとの間にはＯリングが設けられ、このＯリングによってピストンとシリンダが相対的に摩擦摺動するように構成されているので、Ｏリングが磨耗による経年変化等で破損した場合、シリンダがインクタンク内で自重により落下し常にインクタンク内の最下方位置に配置されることとなる。そうすると、シリンダの底面はインク供給口を常に覆うこととなって記録ヘッドへのインク供給や正圧の付与ができなくなるという問題点があった。 However, in the proposed discharge capacity recovery mechanism, an O-ring is provided between the cylinder and the piston, and the piston and the cylinder are relatively frictionally slid by the O-ring. When the ring is damaged due to aging or the like due to wear, the cylinder falls due to its own weight in the ink tank and is always disposed at the lowest position in the ink tank. As a result, the bottom surface of the cylinder always covers the ink supply port, and there is a problem that ink supply to the recording head and application of positive pressure cannot be performed.
また、Ｏリングや移動式のシリンダを採用しているため、部品点数が増加してコストが増加すると共に、組立工数の低減が図れないという問題点もあった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、サブタンク内のインクを加圧して記録ヘッドへ圧送することで記録ヘッドの吐出能力を回復させる吐出能力回復機構を、部品点数および組付け工数を増加させることなく低コストで実現すると共に、その吐出能力回復機構を備えたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
In addition, since an O-ring or a movable cylinder is used, the number of parts increases and the cost increases, and the number of assembly steps cannot be reduced.
The present invention has been made in view of these problems, and has an ejection capacity recovery mechanism that recovers the ejection capacity of the recording head by pressurizing the ink in the sub tank and feeding it to the recording head. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that can be realized at low cost without increasing it and that has a discharge capacity recovery mechanism.
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の吐出能力回復機構は、インクを貯蔵するサブタンクを内蔵するとともに噴射ノズルから前記サブタンク内のインクを選択的に噴射して被記録媒体に画像記録を行う記録ヘッドに対し、前記サブタンク内のインクに加圧して前記噴射ノズルの吐出能力を回復させる吐出能力回復機構であって、前記サブタンク内に固定され、前記サブタンク内と前記記録ヘッドとを連接する開口部を備える筒状のシリンダと、前記シリンダ内を移動可能に設けられ、インクを押圧可能な先端面を有するピストンと、を備え、前記ピストンが前記シリンダの前記開口部方向へと移動することにより、前記先端面でインクに加圧することを特徴とする。 The discharge capacity recovery mechanism according to claim 1, which is made to achieve the above object, has a built-in sub-tank for storing ink, and selectively ejects ink in the sub-tank from a spray nozzle to form an image on a recording medium. A discharge capacity recovery mechanism for recovering the discharge capacity of the ejection nozzle by pressurizing the ink in the sub tank with respect to a recording head for recording, and is fixed in the sub tank, and the sub tank and the recording head are connected to each other. A cylindrical cylinder having an opening connected to the cylinder, and a piston having a tip surface that is movably provided in the cylinder and capable of pressing ink; and the piston moves toward the opening of the cylinder. Thus, the ink is pressurized at the tip surface.
このような構成によると、シリンダが固定されており、従来技術のようなピストンとシリンダとの間を密封するＯリングを用いないので、Ｏリングが破損した場合にシリンダがインクタンク内で自重により落下してインクタンク内の最下方位置に移動し、記録ヘッドにインクを供給できなくなるという問題が生じることがない。 According to such a configuration, since the cylinder is fixed and the O-ring that seals between the piston and the cylinder is not used as in the prior art, when the O-ring is broken, the cylinder is caused by its own weight in the ink tank. There is no problem that the ink drops and moves to the lowest position in the ink tank, and ink cannot be supplied to the recording head.
また、シリンダが固定式であるので従来の移動のシリンダの場合のようにシリンダをサブタンクの中で移動させる機構が不要となりサブタンクの構造が簡単になる。
また更に、記録ヘッド内の気泡およびインク粉などの塵埃を取り除くためのインク廃棄量がピストンの移動によるシリンダ内の容積分以上になることがない。従って、例えば、記録ヘッドのノズルをキャップで覆い、キャップ側から負圧によってキャップおよびノズル内のインクを吸引する場合に比べて、インク廃棄量を低減させることができる。
Further, since the cylinder is fixed, a mechanism for moving the cylinder in the sub-tank is not required as in the case of a conventional moving cylinder, and the structure of the sub-tank is simplified.
Furthermore, the amount of ink discarded for removing dust such as bubbles and ink powder in the recording head does not exceed the volume in the cylinder due to the movement of the piston. Therefore, for example, the amount of ink discarded can be reduced as compared with the case where the nozzles of the recording head are covered with a cap and ink in the cap and the nozzle is sucked from the cap side by negative pressure.
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吐出能力回復機構において、前記ピストンが前記シリンダの前記開口部方向と逆方向へ移動する際に、前記サブタンク内のインクが前記シリンダの前記開口部側に流入するように、前記シリンダと前記ピストンとの間に間隙が形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the discharge capacity recovery mechanism according to the first aspect, when the piston moves in a direction opposite to the direction of the opening of the cylinder, the ink in the sub tank is transferred to the cylinder. A gap is formed between the cylinder and the piston so as to flow into the opening side.
このような構成によると、ピストンがシリンダの開口部方向と逆方向に移動する際、サブタンク内のインクがピストンとシリンダとの間の間隙からシリンダの開口部側に流入するので、記録ヘッドから押し出されたインクが再び記録ヘッド内に引き戻されることがない。従って、記録ヘッド内に存在していた気泡およびインク粉などの塵埃が再び記録ヘッド内に引き戻されることがない。 According to such a configuration, when the piston moves in the direction opposite to the direction of the opening of the cylinder, the ink in the sub-tank flows into the opening of the cylinder from the gap between the piston and the cylinder, and is pushed out from the recording head. The discharged ink is not drawn back into the recording head again. Therefore, bubbles such as air bubbles and ink powder existing in the recording head are not pulled back into the recording head again.
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の吐出能力回復機構において、前記開口部には、網目状のフィルタが設けられていることを特徴とする。
このような構成によると、網目状のフィルタによりサブタンク内のインクに含まれている塵埃がろ過され記録ヘッド内に流入することを防止することができる。また、網目状のフィルタを通過するインクの流動抵抗をピストンとシリンダとの間の間隙を通過するインクの流動抵抗よりも大きくすることにより、サブタンク内のインクがピストンとシリンダとの間の間隙を通ってシリンダ内に流入し易くなる。
According to a third aspect of the present invention, in the discharge capacity recovery mechanism according to the first or second aspect of the present invention, a mesh filter is provided in the opening.
According to such a configuration, it is possible to prevent dust contained in the ink in the sub tank from being filtered by the mesh filter and flowing into the recording head. In addition, by making the flow resistance of the ink passing through the mesh filter larger than the flow resistance of the ink passing through the gap between the piston and the cylinder, the ink in the sub tank causes the gap between the piston and the cylinder to be reduced. It becomes easy to flow into the cylinder through.
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の吐出能力回復機構において、前記筒状のシリンダの両端部間に、前記サブタンク内のインクを前記シリンダ内に導入するための導入口が設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge capacity recovery mechanism according to any one of the first to third aspects, the ink in the sub tank is placed between both ends of the cylindrical cylinder. It is characterized in that an introduction port is provided for introduction.
このような構成によると、シリンダが長い場合、導入口を通してサブタンク内のインクをシリンダ内に速やかに導入することができる。また、導入口から開口部側とは反対方向のシリンダ部分をピストンのガイドとして使用することができる。 According to such a configuration, when the cylinder is long, the ink in the sub tank can be quickly introduced into the cylinder through the introduction port. Further, the cylinder portion in the direction opposite to the opening side from the introduction port can be used as a guide for the piston.
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の吐出能力回復機構において、前記シリンダは、前記サブタンクと一体的に成形されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge capacity recovery mechanism according to any one of the first to fourth aspects, the cylinder is formed integrally with the sub tank.
このような構成によると、シリンダをサブタンク内に例えばネジなどで取り付ける場合に比べてサブタンク内のシリンダの取付の寸法精度を向上させることができる。サブタンク内のシリンダの取付の寸法精度を向上させると、ピストンとシリンダとの組付け精度も向上させることができる。 According to such a configuration, the dimensional accuracy of mounting of the cylinder in the sub tank can be improved as compared with the case where the cylinder is mounted in the sub tank with, for example, screws. When the dimensional accuracy of mounting the cylinder in the sub tank is improved, the assembly accuracy between the piston and the cylinder can also be improved.
また、サブタンクとシリンダとをそれぞれ別体で構成した場合に必要となるネジなどの取付部品が不要となるため、サブタンクの部品点数を削減し組付け工数を低減できる。この結果、サブタンクの構造が簡単になりサブタンクのコスト低減を図ることができる。 In addition, mounting parts such as screws, which are necessary when the sub tank and the cylinder are configured separately, are not necessary, so the number of parts of the sub tank can be reduced and the number of assembling steps can be reduced. As a result, the structure of the sub tank is simplified, and the cost of the sub tank can be reduced.
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の吐出能力回復機構において、前記ピストンを移動させる駆動機構が設けられていることを特徴とする。
このような構成によると、駆動機構を用いてピストンを移動させることができるので、画像形成装置のユーザが手動でピストンを移動させる必要がない。また、駆動機構を用いることにより、手動の場合に比べて確実にピストンを移動させることができ、ピストンの移動回数や移動量を制御する必要がある場合にもその制御が容易になる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the discharge capacity recovery mechanism according to any of the first to fifth aspects, a drive mechanism for moving the piston is provided.
According to such a configuration, the piston can be moved using the drive mechanism, so that it is not necessary for the user of the image forming apparatus to manually move the piston. Further, by using the drive mechanism, the piston can be moved more reliably than in the case of manual operation, and the control is facilitated even when it is necessary to control the number of movements and the amount of movement of the piston.
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の吐出能力回復機構において、前記駆動機構は、前記ピストンの移動速度を制御する制御部を備えていることを特徴とする。
このような構成によると、記録ヘッドに圧送されるインクの流速を制御することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the discharge capacity recovery mechanism according to the sixth aspect, the drive mechanism includes a control unit that controls the moving speed of the piston.
According to such a configuration, it is possible to control the flow rate of the ink that is pumped to the recording head.
また、請求項８に記載のインクジェット記録装置は、請求項１乃至請求項７の何れかに記載の吐出能力回復機構を備えたことを特徴とする。
このような構成によると、インクジェット記録装置に備えられた吐出能力回復機構を用いて記録ヘッドにインクを圧送し、記録ヘッドやノズル部に存在する気泡や塵埃を取り除くことができる。また、インクジェット記録装置全体を小型化することができ、更に安価に形成することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus including the ejection capacity recovery mechanism according to any one of the first to seventh aspects.
According to such a configuration, it is possible to remove ink bubbles and dust existing in the recording head and the nozzle portion by pumping ink to the recording head using the ejection capacity recovery mechanism provided in the ink jet recording apparatus. In addition, the entire inkjet recording apparatus can be reduced in size and can be formed at a lower cost.
<インクジェット記録装置の全体構成>
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、画像形成装置としてのインクジェット記録装置の外観を表す斜視図である。図２は、図１に示すインクジェット記録装置の断面図である。
<Overall configuration of inkjet recording apparatus>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus. FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink jet recording apparatus shown in FIG.
図１及び図２に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置は、ケース１の上部にスキャナ２が設けられた複合機において、用紙Ａに画像を形成するためのものであり、そのケース１内の下部に給紙装置３０を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the ink jet recording apparatus according to the present embodiment is for forming an image on a sheet A in a multi-function machine in which a scanner 2 is provided on an upper part of a case 1. A paper feeding device 30 is provided in the lower part.
また、ケース１内の後方であって給紙装置３０よりも上方には箱型の金属製のフレーム５が配置される。フレーム５は左右方向に長いほぼ直方体形状であり、ケース１の内部に固定される。 A box-shaped metal frame 5 is disposed behind the case 1 and above the sheet feeding device 30. The frame 5 has a substantially rectangular parallelepiped shape that is long in the left-right direction, and is fixed inside the case 1.
フレーム５内の上部には記録部７が配置される。また、フレーム５の後方には給紙装置３０の後方から記録部７へと用紙Ａを案内する搬送路５ａが形成される。記録部７は、具体的にはインクジェット方式の記録装置であり後述の記録ヘッド、サブタンク等を備える。用紙Ａは、搬送路５ａの出口に隣接する箇所に導入ローラ７ａから記録部７に搬送され、画像の記録された用紙Ａは排出ローラ７ｂから排出される。なお、このような構成のインクジェット方式の記録装置は公知であるから、その説明は省略する。 A recording unit 7 is disposed in the upper part of the frame 5. In addition, a conveyance path 5 a for guiding the paper A from the rear of the paper feeding device 30 to the recording unit 7 is formed behind the frame 5. The recording unit 7 is specifically an ink jet recording apparatus, and includes a recording head, a sub tank, and the like, which will be described later. The sheet A is conveyed from the introduction roller 7a to the recording unit 7 at a position adjacent to the exit of the conveyance path 5a, and the sheet A on which the image is recorded is discharged from the discharge roller 7b. Note that an ink jet recording apparatus having such a configuration is publicly known, and a description thereof will be omitted.
ケース１内におけるフレーム５の前方には、記録部７から用紙Ａが排出される排出部が設けられる。この排出部に排出された用紙Ａは、給紙装置３０における給紙カセット３のトレー３ｂ上に堆積される。
<サブタンクの構成>
図３は、図２の記録部７に設けられた記録ヘッド３５に内蔵されているサブタンク１０の構成を表す部分断面図である。なお、図３（ａ）は、サブタンク１０内に設けられたピストン２０が押し下げられる前の最上端位置にある状態を表す図であり、図３（ｂ）は、ピストン２０が押し下げられた最下端位置にある状態を表す図である。
A discharge unit for discharging the paper A from the recording unit 7 is provided in front of the frame 5 in the case 1. The paper A discharged to the discharge unit is deposited on the tray 3b of the paper feeding cassette 3 in the paper feeding device 30.
<Sub tank configuration>
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the sub tank 10 built in the recording head 35 provided in the recording unit 7 of FIG. 3A is a diagram illustrating a state in which the piston 20 provided in the sub tank 10 is at the uppermost end position before being pushed down, and FIG. 3B is a lowermost end at which the piston 20 is pushed down. It is a figure showing the state in a position.
図３に示すサブタンク１０は、画像形成用のインク９を貯留し、記録ヘッド３５に供給するためのものであり、サブタンク１０の下側には記録ヘッド３５が連接して配置されている。 The sub tank 10 shown in FIG. 3 stores the ink 9 for image formation and supplies it to the recording head 35. The recording head 35 is connected to the lower side of the sub tank 10.
また、サブタンク１０は、略直方体の箱形状であり、その上面の一部には、ピストン２０を挿通させるためのピストン挿通穴１２が設けられ、その内部には、吐出能力回復機構としてのピストン２０、シリンダ２５などが収納されている。なお、ピストン挿通穴１２とピストン２０との間はシール部材１３で密封されている。 The sub-tank 10 has a substantially rectangular parallelepiped box shape, and a piston insertion hole 12 through which the piston 20 is inserted is provided in a part of the upper surface of the sub-tank 10. A cylinder 25 and the like are accommodated. A space between the piston insertion hole 12 and the piston 20 is sealed with a seal member 13.
また、サブタンク１０の側面には、サブタンク１０をガイドバー４９に取り付けるためのガイドバー取付部４８が設けられている。ガイドバー４９は、サブタンク１０を左右方向（図３の紙面に垂直方向）に移動させる際のガイドである。 A guide bar mounting portion 48 for mounting the sub tank 10 to the guide bar 49 is provided on the side surface of the sub tank 10. The guide bar 49 is a guide for moving the sub tank 10 in the left-right direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 3).
次に、シリンダ２５の構造を図４に示す。図４（ａ）は、シリンダ２５の側面図を表し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ―Ｂ断面図を表す。
シリンダ２５は、円筒状の直管であり側面から見ると、図３に示すように、サブタンク１０の内部に上下方向に配置され、その下側の一部はサブタンク１０の底面１０ｂより下側に突き出ている。シリンダ２５は、サブタンク１０に一体成形されている。
Next, the structure of the cylinder 25 is shown in FIG. 4A shows a side view of the cylinder 25, and FIG. 4B shows a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A.
The cylinder 25 is a cylindrical straight pipe, and when viewed from the side, as shown in FIG. 3, the cylinder 25 is arranged in the vertical direction inside the sub tank 10, and a part of the lower side thereof is below the bottom surface 10 b of the sub tank 10. Stick out. The cylinder 25 is integrally formed with the sub tank 10.
シリンダ２５のシリンダ内周面２６の直径は、図４に示すように、ピストン２０のロッド外周面２４の直径よりも間隙ｄだけ大きくなるように作られている。シリンダ２５の上、下両端には開口部２８ａ，２８ｂが設けられている。開口部２８ａと開口部２８ｂとの間にはシリンダ２５の側面を貫通する一対の導入口２７が設けられている。導入口２７は、図３に示すように、サブタンク１０の底面１０ｂとほぼ同じ高さの位置に設けられている。 As shown in FIG. 4, the diameter of the cylinder inner peripheral surface 26 of the cylinder 25 is made to be larger by the gap d than the diameter of the rod outer peripheral surface 24 of the piston 20. Openings 28 a and 28 b are provided at both upper and lower ends of the cylinder 25. Between the opening 28a and the opening 28b, a pair of introduction ports 27 penetrating the side surface of the cylinder 25 is provided. As shown in FIG. 3, the introduction port 27 is provided at a position substantially the same height as the bottom surface 10 b of the sub tank 10.
これは、図３（ａ）に示すように、ピストン２０が導入口２７よりも上方にあるとき、導入口２７からシリンダ２５の下端の開口部２８ｂ側のシリンダ２５ｂの内部にインク９を流入させるためである。シリンダ２５が長い場合、インク９が導入口２７からシリンダ２５内に流入すると共に、導入口２７からシリンダ２５の上端の開口部２８ａ側のシリンダ２５ａを、ピストン２０が上下方向に移動する際のガイドとして用いることができる。 As shown in FIG. 3A, when the piston 20 is above the introduction port 27, the ink 9 flows from the introduction port 27 into the cylinder 25b on the opening 28b side of the lower end of the cylinder 25. Because. When the cylinder 25 is long, the ink 9 flows into the cylinder 25 from the introduction port 27, and guides when the piston 20 moves in the vertical direction from the introduction port 27 through the cylinder 25 a on the opening 28 a side of the upper end of the cylinder 25. Can be used as
シリンダ２５の下端の開口部２８ｂには、網目状のフィルタ４２が取り付けられている。フィルタ４２は、サブタンク１０内のインク９に含まれている塵埃をろ過し塵埃が記録ヘッドに流入することを防止している。 A mesh-like filter 42 is attached to the opening 28 b at the lower end of the cylinder 25. The filter 42 filters the dust contained in the ink 9 in the sub tank 10 and prevents the dust from flowing into the recording head.
また、フィルタ４２は、インク９が通過する際の流動抵抗が、図４に示すピストン２０の外周面２４とシリンダ２５の内周面２６との間の間隙ｄを通過するインク９の流動抵抗よりも大きくなるように、網目の大きさが調整されている。このため、ピストン２０がシリンダ２５の下端の開口部２８ｂとは反対側に移動する際、シリンダ２５内にサブタンク１０内のインク９が流入し易くなって、記録ヘッド３５からインク９が逆流せず、図示しないノズルのメニスカスを破壊することがない。 Further, the filter 42 has a flow resistance when the ink 9 passes through the flow resistance of the ink 9 passing through the gap d between the outer peripheral surface 24 of the piston 20 and the inner peripheral surface 26 of the cylinder 25 shown in FIG. The size of the mesh is adjusted to be larger. For this reason, when the piston 20 moves to the side opposite to the opening 28 b at the lower end of the cylinder 25, the ink 9 in the sub tank 10 easily flows into the cylinder 25, and the ink 9 does not flow backward from the recording head 35. The meniscus of the nozzle (not shown) is not destroyed.
ピストン２０は、直線状の円柱でありシリンダ２５の内部を上下方向に移動する。ピストン２０は、サブタンク１０に設けられたピストン挿通穴１２のシール部材１３とシリンダ２５とによって支持されている。 The piston 20 is a linear cylinder and moves up and down in the cylinder 25. The piston 20 is supported by the seal member 13 and the cylinder 25 of the piston insertion hole 12 provided in the sub tank 10.
ピストン２０は、図３（ａ）に示すように、ばね４１の付勢力によって常にシリンダ２５の開口部２８ａ側（図３の上方向）に付勢されている。図３（ａ）に示すピストン２０が押し下げられる前の状態ではピストンロッド２１の先端面２３がシリンダ２５の導入口２７を塞がない位置になるように位置決めされている。 As shown in FIG. 3A, the piston 20 is always urged toward the opening 28 a of the cylinder 25 (upward in FIG. 3) by the urging force of the spring 41. In a state before the piston 20 shown in FIG. 3A is pushed down, the tip end surface 23 of the piston rod 21 is positioned so as not to block the inlet 27 of the cylinder 25.
また、本実施形態では、ピストン２０を駆動するための駆動機構が設けられている。駆動機構は、カム４４、電動モータ４７およびピストン２０をカム４４に付勢するばね４１を備える。 In the present embodiment, a drive mechanism for driving the piston 20 is provided. The drive mechanism includes a cam 44, an electric motor 47, and a spring 41 that biases the piston 20 toward the cam 44.
カム４４は略楕円の板部材であり、電動モータ４７によってカム軸４５周りに回転駆動される。
ピストンロッド２１のロッド後端部２２の上面にはカム４４の周縁が当接している。ピストン２０が最上端位置にあるとき、ロッド後端部２２の上面と当接する部分をカム下端部４４ａとし、カム軸４５に対するカム下端部４４ａの対称点、即ちカム下端部４４ａとカム軸４５の中心点とを結んだ直線の延長部がカム４４の周縁と交わる部分をカム上端部４４ｂとする。
The cam 44 is a substantially elliptical plate member, and is rotated around the cam shaft 45 by an electric motor 47.
The peripheral edge of the cam 44 is in contact with the upper surface of the rod rear end portion 22 of the piston rod 21. When the piston 20 is at the uppermost end position, a portion that abuts the upper surface of the rod rear end portion 22 is a cam lower end portion 44a, and a point of symmetry of the cam lower end portion 44a with respect to the cam shaft 45, that is, the cam lower end portion 44a and the cam shaft 45 A portion where the linear extension connecting the center point intersects the peripheral edge of the cam 44 is defined as a cam upper end 44b.
ピストン２０が最下端位置にあるとき、ロッド後端部２２の上面とカム上端部４４ｂが当接するようにカム４４の大きさとカム軸４５の位置を予め定める。
このように構成すると、電動モータ４７とカム４４とを用いてピストン２０を移動させることができるので、インクジェット記録装置のユーザが手でピストン２０を動かす必要がない。
When the piston 20 is at the lowermost position, the size of the cam 44 and the position of the cam shaft 45 are determined in advance so that the upper surface of the rod rear end portion 22 and the cam upper end portion 44b come into contact with each other.
If comprised in this way, since the piston 20 can be moved using the electric motor 47 and the cam 44, it is not necessary for the user of an inkjet recording device to move the piston 20 by hand.
また、電動モータ４７でカム４４を回転駆動させることにより、手動の場合に比べて確実にピストン２０を移動させることができるので、シリンダ２５内に貯留されているインク９を確実に記録ヘッドに供給することができる。 Further, by rotating the cam 44 with the electric motor 47, the piston 20 can be moved more reliably than in the case of manual operation, so that the ink 9 stored in the cylinder 25 is reliably supplied to the recording head. can do.
また、駆動機構はピストン２０の移動速度を制御する制御部５０を備えている。制御部５０によってピストン２０の移動速度を制御することにより、記録ヘッド３５に圧送するインク９の速度を制御することができる。それにより、インクジェット記録装置の吐出能力回復を高精度で効率よく行うことができる。 In addition, the drive mechanism includes a control unit 50 that controls the moving speed of the piston 20. By controlling the moving speed of the piston 20 by the control unit 50, the speed of the ink 9 that is pumped to the recording head 35 can be controlled. Thereby, the discharge capability recovery of the ink jet recording apparatus can be efficiently performed with high accuracy.
また、インクジェット記録装置の吐出能力回復を連続して行う場合に、例えば制御部５０によって１回目よりも２回目の、更には２回目より３回目の圧送を強くすることができる。更に、インクジェット記録装置のユーザはピストン２０がインク９を押圧する圧力を必要に応じて操作パネル等からの入力により可変に設定することもできる。この他、吐出能力回復動作を種々の設定等で実行することが可能であろう。
<吐出能力回復機構の作動>
次に、吐出能力回復機構の作動について図３を参照して説明する。
Further, when the discharge capacity recovery of the ink jet recording apparatus is continuously performed, for example, the control unit 50 can increase the second pumping from the first, and further the third pumping from the second. Further, the user of the ink jet recording apparatus can variably set the pressure with which the piston 20 presses the ink 9 by an input from an operation panel or the like as necessary. In addition, it is possible to execute the discharge capacity recovery operation with various settings.
<Operation of discharge capacity recovery mechanism>
Next, the operation of the discharge capacity recovery mechanism will be described with reference to FIG.
図３（ａ）において、ピストン２０は押し下げられる前の状態であり、ばね４１の付勢力によって最上端位置に付勢されている。
ピストン２０が最上端位置にあるときは、前述のように、ピストンロッド２１の先端面２３は、シリンダ２５の導入口２７を塞がない位置にあるのでシリンダ２５の導入口２７から下側のシリンダ２５ｂ内には導入口２７を通ってインク９が流入し貯留されている。
In FIG. 3A, the piston 20 is in a state before being pushed down, and is biased to the uppermost position by the biasing force of the spring 41.
When the piston 20 is at the uppermost end position, as described above, the front end surface 23 of the piston rod 21 is in a position that does not block the introduction port 27 of the cylinder 25, so that the lower cylinder from the introduction port 27 of the cylinder 25. Ink 25 flows through the inlet 27 and is stored in 25b.
この状態から、電動モータ４７が作動しカム４４がカム軸４５周りに回転すると、ピストン２０がばね４１の付勢力に抗して下方へ押し下げられる。なお、カム４４の回転方向は右回りでも左回りでもどちらでもよい。そうすると、図３（ａ）で導入口７から下のシリンダ２５ｂ内にあったインク９が加圧され、加圧されたインク９は、図３（ｂ）示すように、シリンダ２５の下端の開口部２８ｂからフィルタ４２を介して記録ヘッド３５に供給される。記録ヘッド３５に供給されたインク９は記録ヘッド３５内に存在していた気泡や塵埃を図示しない各ノズルから排出し、記録ヘッド３５内にはインク９が充填される。ピストン２０は、カム４４がカム軸４５周りに１８０度回転しカム４４の上端部４４ｂがロッド頭部２２の上面に当接した位置で最下端位置に達する。 From this state, when the electric motor 47 operates and the cam 44 rotates around the cam shaft 45, the piston 20 is pushed downward against the urging force of the spring 41. The rotation direction of the cam 44 may be either clockwise or counterclockwise. 3A, the ink 9 in the cylinder 25b below the introduction port 7 is pressurized, and the pressurized ink 9 is opened at the lower end of the cylinder 25 as shown in FIG. The recording head 35 is supplied from the section 28b through the filter 42. The ink 9 supplied to the recording head 35 discharges bubbles and dust existing in the recording head 35 from each nozzle (not shown), and the recording head 35 is filled with the ink 9. The piston 20 reaches the lowermost position at a position where the cam 44 rotates 180 degrees around the cam shaft 45 and the upper end 44 b of the cam 44 contacts the upper surface of the rod head 22.
この位置からカム４４がカム軸４５周りに更に同じ方向に回転を続けると、ピストン２０が図３（ｂ）に示す最下端位置から、再び開口部２８ｂとは反対側に移動を始める。このとき、ピストンロッド２１のロッド外周面２４とシリンダ２５のシリンダ内周面２６との間には間隙ｄが設けられているため、ピストンロッド２１が開口部２８ｂとは反対側に移動した後のシリンダ２５内にはサブタンク１０内のインク９が流入し貯留される。 When the cam 44 continues to rotate in the same direction around the cam shaft 45 from this position, the piston 20 starts moving again from the lowest end position shown in FIG. 3B to the side opposite to the opening 28b. At this time, since a gap d is provided between the rod outer peripheral surface 24 of the piston rod 21 and the cylinder inner peripheral surface 26 of the cylinder 25, the piston rod 21 is moved to the side opposite to the opening 28b. Ink 9 in the sub tank 10 flows into the cylinder 25 and is stored.
このようにすると、ピストン２０を移動させることにより、サブタンク１０内の圧力を変化させるのではなくインク９を直接移動させて加圧し記録ヘッド３５に圧送することができる。従って、記録ヘッド３５内に存在していた気泡およびインク粉などの塵埃を確実に取り除くことができる。 In this way, by moving the piston 20, it is possible to directly move and pressurize the ink 9 instead of changing the pressure in the sub-tank 10 and feed it to the recording head 35. Therefore, bubbles such as bubbles and ink powder existing in the recording head 35 can be surely removed.
その後、カム４４が開口部２８ｂとは反対側に移動する際、サブタンク１０内のインク９がピストン１０とシリンダ２５との間の間隙から、ピストン１０が開口部２８ｂとは反対側へ移動した後のシリンダ２５内に流入するので、記録ヘッド３５から押し出されたインク９が再び記録ヘッド３５内に引き戻されることがない。従って、記録ヘッド３５内に存在していた気泡およびインク粉などの塵埃が再び記録ヘッド３５内に引き戻されることがない。 Thereafter, when the cam 44 moves to the side opposite to the opening 28b, the ink 9 in the sub tank 10 moves from the gap between the piston 10 and the cylinder 25 to the side opposite to the opening 28b. Therefore, the ink 9 pushed out from the recording head 35 is not drawn back into the recording head 35 again. Therefore, bubbles such as air bubbles and ink powder existing in the recording head 35 are not pulled back into the recording head 35 again.
また更に、気泡およびインク粉などの塵埃を取り除くためのインク廃棄量がピストン２０の移動によるシリンダ２５内の容積分以上になることがない。従って、例えば、記録ヘッド３５のノズルをキャップで覆い、キャップ側から負圧によってキャップおよびノズル内のインク９を吸引する場合に比べて、インク廃棄量を低減させることができる。 Furthermore, the amount of ink discarded for removing dust such as bubbles and ink powder does not exceed the volume in the cylinder 25 due to the movement of the piston 20. Therefore, for example, compared with the case where the nozzles of the recording head 35 are covered with a cap and the ink 9 in the cap and the nozzles is sucked from the cap side by negative pressure, the amount of ink discarded can be reduced.
更に、フィルタ４２をインク９が通過する際の流動抵抗をピストン２５の外周面２４とシリンダ２５の内周面２６との間を通過するインク９の流動抵抗よりも大きくすることによって、記録ヘッド３５から一旦押し出されたインク９が再びフィルタ４２を通過しシリンダ２５の下端の開口部２８ｂを通ってシリンダ２５内に引き戻される畏れがない。更に、図示しない各ノズルに形成されているメニスカスを破壊することもない。 Further, the flow resistance when the ink 9 passes through the filter 42 is made larger than the flow resistance of the ink 9 that passes between the outer peripheral surface 24 of the piston 25 and the inner peripheral surface 26 of the cylinder 25, whereby the recording head 35. Thus, the ink 9 once pushed out from the ink passes through the filter 42 again, and is not drawn back into the cylinder 25 through the opening 28b at the lower end of the cylinder 25. Furthermore, the meniscus formed in each nozzle (not shown) is not destroyed.
このようにして、吐出能力回復機構は記録ヘッド３５へのインク圧送を安定して経年変化なしに行えると共に、サブタンク１０の部品点数の削減や組立工数の低減を図り、その結果としてコスト低減を図ることができる。 In this way, the ejection capacity recovery mechanism can stably pump ink to the recording head 35 without aging, reduce the number of parts of the sub tank 10 and the number of assembly steps, and as a result, reduce costs. be able to.
シリンダ２５をサブタンク１０に一体成形すると、サブタンク１０に例えばネジなどでシリンダ２５を取り付ける場合に比べてサブタンク１０内のシリンダ２５の取付の寸法精度を向上させることができる。サブタンク１０内のシリンダ２５の取付の寸法精度を向上させると、ピストン２０とシリンダ２５との組付け精度も向上させることができる。 When the cylinder 25 is formed integrally with the sub tank 10, the dimensional accuracy of mounting of the cylinder 25 in the sub tank 10 can be improved as compared with the case where the cylinder 25 is mounted on the sub tank 10 with screws or the like. When the dimensional accuracy of mounting of the cylinder 25 in the sub tank 10 is improved, the assembly accuracy of the piston 20 and the cylinder 25 can also be improved.
また、サブタンク１０とシリンダ２５とをそれぞれ別体で構成した場合に必要となるネジなどの取付部品が不要となるため、サブタンク１０の部品点数を削減し組付け工数を低減できる。その結果として、サブタンク１０の構造が簡単になりサブタンク１０のコスト低減を図ることができる。シリンダ２５をサブタンク１０とは別体で形成する場合は、シリンダ２５に図示しないブラケットなどを取付け、そのブラケットをサブタンク１０の内側に取り付けることができる。 In addition, mounting parts such as screws, which are necessary when the sub tank 10 and the cylinder 25 are configured separately, are not required, so that the number of parts of the sub tank 10 can be reduced and the number of assembling steps can be reduced. As a result, the structure of the sub tank 10 is simplified, and the cost of the sub tank 10 can be reduced. When the cylinder 25 is formed separately from the sub tank 10, a bracket or the like (not shown) can be attached to the cylinder 25 and the bracket can be attached to the inside of the sub tank 10.
なお、カム４４の形状は、楕円形に限らず例えば円形などであってもよい。但しその場合は、カム４４の回転軸４５が円の中心軸から偏心している必要がある。
以上、本発明の一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く、本発明の技術思想から逸脱しない範囲において種々の態様を採ることができる。
Note that the shape of the cam 44 is not limited to an ellipse, and may be, for example, a circle. However, in that case, the rotating shaft 45 of the cam 44 needs to be eccentric from the center axis of the circle.
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken in the range which does not deviate from the technical idea of this invention.
例えば、上記実施形態では、ピストン２０を電動モータ４７とカム４４と制御部５０とで駆動しているが、その代わりに手で押し下げてもよい。その場合は、図３に示した電動モータ４７とカム４４とを除去すると、ユーザはロッド後端部２２の上面を手で押し下げることができる。それにより、吐出能力回復機構の構造が一層簡単になる。 For example, in the above embodiment, the piston 20 is driven by the electric motor 47, the cam 44, and the control unit 50, but may be pushed down by hand instead. In that case, if the electric motor 47 and the cam 44 shown in FIG. 3 are removed, the user can push down the upper surface of the rod rear end portion 22 by hand. Thereby, the structure of the discharge capacity recovery mechanism is further simplified.
また、インクジェット記録装置が複数の色を有する場合には、各色毎に吐出能力回復機構を設けることができる。それにより、必要な色だけの吐出能力回復機構を作動させることができる。 Further, when the ink jet recording apparatus has a plurality of colors, a discharge capacity recovery mechanism can be provided for each color. Thereby, it is possible to operate the discharge capacity recovery mechanism for only the necessary colors.
また更に、シリンダ２５が短い場合は、サブタンク１０の底面１０ｂから上側のシリンダ部分２５ａはなくてもよい。 Furthermore, when the cylinder 25 is short, the upper cylinder portion 25a from the bottom surface 10b of the sub tank 10 may not be provided.
１…ケース、２…スキャナ、３…給紙カセット、４…開口部、７…記録部、９…インク、１０…サブタンク、１０ｂ…底面、１２…ピストン挿通穴、１３…シール部材、２０…ピストン、２１…ピストンロッド、２２…ロッド後端部、２３…先端面、２４…ロッド外周面、２５…シリンダ、２６…シリンダ内周面、２７…導入口、２８ａ，２８ｂ…開口部、３５…記録ヘッド、４１…ばね、４２…フィルタ、４３…フィルタ上面、４４…カム、４４ａ…カム下端部、４４ｂ…カム上端部、４５…カム軸、４７…電動モータ、４８…ガイドバー取付部、４９…ガイドバー、５０…制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case, 2 ... Scanner, 3 ... Paper feed cassette, 4 ... Opening part, 7 ... Recording part, 9 ... Ink, 10 ... Sub tank, 10b ... Bottom surface, 12 ... Piston insertion hole, 13 ... Seal member, 20 ... Piston , 21 ... piston rod, 22 ... rod rear end, 23 ... tip end face, 24 ... rod outer peripheral face, 25 ... cylinder, 26 ... cylinder inner peripheral face, 27 ... introduction port, 28a, 28b ... opening, 35 ... recording Head, 41 ... Spring, 42 ... Filter, 43 ... Filter upper surface, 44 ... Cam, 44a ... Cam lower end, 44b ... Cam upper end, 45 ... Cam shaft, 47 ... Electric motor, 48 ... Guide bar mounting portion, 49 ... Guide bar, 50 ... control unit
Claims (8)
前記サブタンク内に固定され、前記サブタンク内と前記記録ヘッドとを連接する開口部を備える筒状のシリンダと、
前記シリンダ内を移動可能に設けられ、インクを押圧可能な先端面を有するピストンと、
を備え、
前記ピストンが前記シリンダの前記開口部方向へと移動することにより、前記先端面でインクに加圧することを特徴とする吐出能力回復機構。 A sub-tank for storing ink is built in, and the ink in the sub-tank is selectively ejected from the ejection nozzle to record an image on a recording medium. A discharge capacity recovery mechanism that recovers the discharge capacity,
A cylindrical cylinder that is fixed in the sub-tank and includes an opening that connects the sub-tank and the recording head;
A piston provided movably in the cylinder and having a tip surface capable of pressing ink;
With
A discharge capacity recovery mechanism, wherein the piston pressurizes ink at the tip surface by moving the piston toward the opening of the cylinder.
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