JP2011000823A - Ink supply device, ink supply method, and inkjet recorder - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体に対し吐出部よりインクを吐出させて記録を行なうインクジェット記録装置、並びにインクを吐出する吐出部に対してインクを供給するインク供給装置、及びインク供給方法に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs recording by ejecting ink from a discharge section to a recording medium, an ink supply apparatus that supplies ink to a discharge section that discharges ink, and an ink supply method.
記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置では、インクを吐出する複数のノズルが高密度に形成された小型な記録ヘッドを用いて高精細な記録を行うことができる。また、この小型な記録ヘッドを複数配置して、各記録ヘッドに異なる色のインクを供給することにより、比較的安価かつ小型な構成で記録媒体にカラー画像を形成できる。上記のような利点を有することから、インクジェット記録装置は、業務用、家庭用を問わず、記録装置、ファクシミリ及び複写機など、様々な記録装置に用いられている。 In an ink jet recording apparatus that performs recording by discharging ink from a recording head to a recording medium, high-definition recording can be performed using a small recording head in which a plurality of nozzles that discharge ink are formed at high density. Further, by arranging a plurality of the small recording heads and supplying inks of different colors to the respective recording heads, a color image can be formed on the recording medium with a relatively inexpensive and small configuration. Because of the advantages as described above, the ink jet recording apparatus is used in various recording apparatuses such as a recording apparatus, a facsimile machine, and a copying machine regardless of business use or home use.
上記のようなインクジェット記録装置では、記録ヘッドからのインク吐出動作を安定させるために、記録ヘッド内のインクを所定の負圧に維持すること、すなわち記録ヘッド内のインクに作用する圧力を所定の負圧に保つことが重要である。このため、一般には、記録ヘッドにインクを供給するインク供給系中に負圧発生手段を備え、その負圧発生手段によってインクに負圧を作用させつつ記録ヘッドにインクを供給している。 In the ink jet recording apparatus as described above, in order to stabilize the ink ejection operation from the recording head, the ink in the recording head is maintained at a predetermined negative pressure, that is, the pressure acting on the ink in the recording head is set to a predetermined level. It is important to maintain a negative pressure. Therefore, in general, an ink supply system that supplies ink to the recording head is provided with negative pressure generating means, and the negative pressure generating means supplies ink to the recording head while applying negative pressure to the ink.
このような負圧発生手段として、インクタンク内に収容したスポンジ状のインク吸収体の毛管作用を利用してインクに負圧を作用させる構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、他の負圧発生手段として、特許文献2にはインクを貯留する可撓性のインクバッグに弓形ばねを設け、その弓形ばねの付勢力によりインクバッグ内に負圧を発生させる構成が開示されている。さらに、他の負圧発生手段として、特許文献3には、記録ヘッドよりも下方にインクタンクを配置しておき、水頭差を利用してインクに負圧を付与する構成が開示されている。 As such negative pressure generating means, a configuration is known in which negative pressure is applied to ink using the capillary action of a sponge-like ink absorber housed in an ink tank (see, for example, Patent Document 1). As another negative pressure generating means, Patent Document 2 discloses a configuration in which a flexible ink bag for storing ink is provided with a bow spring and a negative pressure is generated in the ink bag by the biasing force of the bow spring. Has been. Further, as another negative pressure generating means, Patent Document 3 discloses a configuration in which an ink tank is disposed below the recording head and a negative pressure is applied to the ink using a water head difference.
特許文献1ないし3のような負圧発生手段を備えたインク供給系では、記録ヘッドのインク吐出に伴って上昇する記録ヘッド内の負圧を利用し、インクタンクから記録ヘッドへのインクの供給を行なっている。このため、単位時間当りに記録ヘッドから吐出されるインクの量が急増したときには、インクタンクから記録ヘッドへのインクの供給が追いつかないことがある。この場合、記録ヘッド内の負圧が所定圧力より上昇し、記録ヘッドのノズルからインクが適正に吐出されないことがある。また逆に、単位時間当りに記録ヘッドから吐出されるインク量が急激に減少した場合、インクタンクに供給されるインクの慣性によって記録ヘッド内の負圧が所定圧力より低下することがある。この場合、記録ヘッドのノズルからインクが過剰に吐出されたり、不用意に漏れたりすることがある。 In an ink supply system provided with negative pressure generating means as in Patent Documents 1 to 3, supply of ink from an ink tank to a recording head is performed using the negative pressure in the recording head that rises as the recording head ejects ink. Is doing. For this reason, when the amount of ink ejected from the recording head per unit time increases rapidly, the supply of ink from the ink tank to the recording head may not catch up. In this case, the negative pressure in the recording head rises above a predetermined pressure, and ink may not be properly ejected from the nozzles of the recording head. Conversely, if the amount of ink ejected from the recording head per unit time decreases rapidly, the negative pressure in the recording head may drop below a predetermined pressure due to the inertia of the ink supplied to the ink tank. In this case, ink may be excessively ejected from the nozzles of the recording head or may be inadvertently leaked.
このような課題に対して、特許文献4ないし特許文献6には、インク流路中にポンプを配し、このポンプの駆動を制御することによって記録ヘッド内にインクを供給する構成が開示されている。また、特許文献7には、記録ヘッドの液室を含むインク循環流路を設け、記録動作中に常にインク循環流路中でインクを循環させることにより記録ヘッド内に負圧を発生させる構成も開示されている。さらに、特許文献8には、記録ヘッドへのインク供給をポンプにより行い、記録ヘッド内のインクに作用させる負圧をファンによって制御する構成が開示されている。 In response to such a problem, Patent Documents 4 to 6 disclose a configuration in which a pump is arranged in an ink flow path and ink is supplied into the recording head by controlling the driving of the pump. Yes. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228561 also has a configuration in which an ink circulation channel including a liquid chamber of the recording head is provided, and negative pressure is generated in the recording head by always circulating ink in the ink circulation channel during a recording operation. It is disclosed. Further, Patent Document 8 discloses a configuration in which ink is supplied to a recording head by a pump, and negative pressure applied to ink in the recording head is controlled by a fan.
特許文献4ないし特許文献8では、記録ヘッドに対してインクを供給するためのポンプの他に、記録ヘッドに負圧を発生させるためのポンプや負圧発生機構などが設けられた複雑な構成を採る。このため、装置の大型化や制御の複雑化を招くと共に、コスト高になるという課題がある。 In Patent Documents 4 to 8, in addition to a pump for supplying ink to the recording head, a complicated configuration is provided in which a pump for generating negative pressure in the recording head, a negative pressure generating mechanism, and the like are provided. take. For this reason, there is a problem that the apparatus is increased in size and control is complicated, and the cost is increased.
本発明は、吐出部に付与すべき負圧の発生と、吐出部へのインクの供給とを、小型かつ安価な構成を用いて実施することが可能なインク供給装置及びインク供給方法並びにインクジェット記録装置の提供を目的とする。 The present invention relates to an ink supply apparatus, an ink supply method, and ink jet recording capable of performing generation of a negative pressure to be applied to a discharge unit and supply of ink to the discharge unit using a small and inexpensive configuration. The purpose is to provide a device.
上記目的を達成するための本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明の第1の形態は、インクを吐出する吐出口を有する吐出部に対し、インク貯留部に貯留されたインクを供給するインク供給装置であって、前記吐出部に連通する液室と、前記液室の上部に設けられる空間の気体を放出する放出部と、外部の気体を前記空間内に導入可能な空気導入部を備えた前記吐出部内を所定範囲内の負圧に調整する圧力調整手段と、前記吐出部とインク貯留部との連通または遮断を切り換える開閉弁と、を備え、前記圧力調整手段によって前記吐出口のメニスカスを維持することが可能な負圧力を前記吐出部へ作用させると共に、前記開閉弁によって前記吐出部と前記インク貯留部とを連通させることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention has the following configuration.
That is, a first aspect of the present invention is an ink supply device that supplies ink stored in an ink storage unit to a discharge unit having a discharge port for discharging ink, and a liquid chamber that communicates with the discharge unit And adjusting the inside of the discharge part provided with a discharge part for releasing gas in the space provided above the liquid chamber and an air introduction part capable of introducing external gas into the space to a negative pressure within a predetermined range. A negative pressure capable of maintaining the meniscus of the discharge port by the pressure adjusting means. The pressure adjusting means includes an on-off valve that switches between communication and blocking between the discharge portion and the ink storage portion. The discharge portion and the ink storage portion are communicated with each other by the open / close valve.
本発明の第2の形態は、インクを吐出する吐出口を有する吐出部に対し、インク貯留部に貯留されたインクを供給するインク供給方法であって、前記吐出部と前記インク貯留部との連通または遮断を切り換える開閉弁と、を備え、前記圧力調整手段によって前記吐出口のメニスカスを維持することが可能な負圧力を前記吐出部へ作用させると共に、前記開閉弁によって前記吐出部と前記インク貯留部とを連通させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an ink supply method for supplying ink stored in an ink storage unit to a discharge unit having a discharge port for discharging ink, wherein the discharge unit and the ink storage unit An open / close valve that switches between communication and shut-off, and a negative pressure capable of maintaining a meniscus of the discharge port is applied to the discharge portion by the pressure adjusting means, and the discharge portion and the ink are applied by the open / close valve. It is characterized by communicating with a storage part.
本発明の第3の形態はインクを吐出する吐出部を用い、前記吐出部からインクを吐出させることによって記録を行なうインクジェット記録装置であって、前記吐出部と連通可能なインク貯留部と、前記吐出部に連通する液室と、前記液室の上部に設けられる空間の気体を放出する放出部と、外部の気体を前記空間内に導入可能な空気導入部を備えた前記吐出部内を所定範囲内の負圧に調整する圧力調整手段と、前記吐出部とインク貯留部との連通または遮断を切り換える開閉弁と、を備え、前記インク貯留部から前記吐出部へとインクを供給するときには、前記圧力調整手段によって前記吐出部内に前記所定範囲内の負圧を発生させると共に、前記開閉弁によって前記吐出部と前記インク貯留部とを連通させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus that performs recording by using an ejection unit that ejects ink and ejecting ink from the ejection unit, the ink storage unit being capable of communicating with the ejection unit, A predetermined range in the discharge section having a liquid chamber communicating with the discharge section, a discharge section for releasing a gas in a space provided in the upper portion of the liquid chamber, and an air introduction section capable of introducing an external gas into the space A pressure adjusting means for adjusting the negative pressure in the inside, and an on-off valve for switching communication or blocking between the ejection unit and the ink storage unit, and when supplying ink from the ink storage unit to the ejection unit, A negative pressure within the predetermined range is generated in the discharge portion by the pressure adjusting means, and the discharge portion and the ink storage portion are communicated by the on-off valve.
本発明によれば、吐出部に付与すべき負圧の発生と、吐出部へのインクの供給とを、圧力調整手段により吐出部内に発生させた負圧を利用して行なうことができる。このため、吐出部に対して負圧を発生させるための負圧発生手段とは別に、吐出部に対してインクを供給するためのポンプを設ける必要がなくなり、装置の小型化、簡素化を図ることができ、装置コストの低減も達成することができる。さらに、記録動作中に吐出部に対してインクを供給しても吐出部に対する負圧の変動を低減することが可能になる。 According to the present invention, the generation of the negative pressure to be applied to the ejection unit and the supply of ink to the ejection unit can be performed using the negative pressure generated in the ejection unit by the pressure adjusting means. For this reason, it is not necessary to provide a pump for supplying ink to the discharge part separately from the negative pressure generating means for generating a negative pressure for the discharge part, and the apparatus is miniaturized and simplified. And a reduction in device cost can be achieved. Furthermore, even if ink is supplied to the ejection unit during the recording operation, it is possible to reduce fluctuations in the negative pressure with respect to the ejection unit.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
(第1の実施形態)
まず、本発明に係るインクジェット記録装置及びインク供給装置の第1の実施形態を図1ないし図7を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態におけるインクジェット記録装置(以下、単に記録装置ともいう)10の構成を模式的に示す正面図である。記録装置10は、ホストPC12に接続されており、ホストPC12から送信される記録情報に基いて、4つの記録ヘッド22K、22C、22M、22Yから記録媒体(ここではロ−ル紙)Pへとインクを吐出することにより記録を行なう。4つの記録ヘッド22K、22C、22M、22Yはインクの搬送方向(矢印A方向)に沿って配置されており、各記録ヘッド22K、22C、22M、22Yからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。また、ここに示す4つの記録ヘッド22K、22C、22M、22Yは、所謂ラインヘッドであり、図1の紙面に直交する方向(矢印A方向に直交する方向)に延在している。これら4つの記録ヘッド22K、22C、22M、22Yは、記録装置10で記録できる記録媒体のうち最大の幅(図1の紙面に直交する方向の長さ)以上の長さを有している。また、記録装置による記録動作中において、4つの記録ヘッド22K、22C、22M、22Yは定位置に保持されており、各ヘッドのノズル(吐出部)から記録媒体P上にインクを吐出することにより、記録が行なわれる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, a first embodiment of an ink jet recording apparatus and an ink supply apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a front view schematically showing a configuration of an ink jet recording apparatus (hereinafter also simply referred to as a recording apparatus) 10 in the present embodiment. The
記録ヘッドは、記録に伴ってノズルの開口部である吐出口が形成されている面(以下、インク吐出口面と称す)22Ks、22Cs、22Ms、22Ysにゴミやインクなどの異物が付着することでインクの吐出性能が低下し、記録品位に影響を与えることがある。そのため、記録ヘッド22K、22C、22M、22Yの適正なインク吐出状態を維持できるように、記録装置10には、回復ユニット40が組み込まれている。回復ユニット40には、記録ヘッド22K、22C、22M、22Yのノズルから増粘したインクや微細な気泡などを吸引・排出させたり、記録ヘッドのインク吐出口面に付着した塵埃やインクなどを除去したりする場合に使用されるキャップ50が備えられている。このキャップ50は、各記録ヘッド22K、22C、22M、22Y毎に独立して設けられている。このキャップ50は、図5に示すように、記録ヘッドそれぞれの吐出口面22Ks、22Cs、22Ms、22Ysを覆い得るキャップ部54(図5参照)と、記録ヘッドの吐出口面を払拭するブレード52とから構成されている。
In the recording head, foreign matter such as dust and ink adheres to a surface (hereinafter referred to as an ink discharge port surface) 22Ks, 22Cs, 22Ms, and 22Ys on which discharge ports that are nozzle openings are formed during recording. As a result, the ink ejection performance may deteriorate, and the recording quality may be affected. Therefore, the
ロール紙Pはロール紙供給ユニット24から供給され、記録装置10に組み込まれた搬送機構26によって矢印A方向に搬送される。搬送機構26は、ロール紙Pを支持しつつ移動する搬送ベルト26a、搬送ベルト26aが掛け渡されるローラ26c、及びローラ26cを回転させて搬送ベルト26aを移動させる搬送モータ26bなどから構成されている。
The roll paper P is supplied from the roll
ロール紙Pへの記録動作は、搬送中のロール紙Pの記録開始位置がブラックの記録ヘッド22Kの下に到達した後、記録データに基づいて記録ヘッド22Kからブラックインクを選択的に吐出することにより開始される。同様に記録ヘッド22C、記録ヘッド22M、記録ヘッド22Yの順に、各色のインクを吐出することによりロール紙Pに1ライン毎にカラー画像を形成することができる。
In the recording operation on the roll paper P, after the recording start position of the roll paper P being conveyed reaches below the
また、記録装置10には、記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインク貯留部としてのインクタンク28K、28C、28M、28Yや、各記録ヘッドに対して回復動作をするためのポンプ(図3参照)92などが備えられている。なお、インク供給装置については、後に詳述する。
Further, the
図2は、本実施形態における記録装置10の制御系の概略構成を示すブロック図である。ホストPC12から送信された記録データやコマンドなどの記録情報はインターフェイスコントローラ102を介してCPU100に受信される。CPU100は、受信した記録情報などに基づき、記録ヘッドからのインクの吐出動作や、ロール紙Pの搬送動作等、記録装置全体の制御を司る。例えばCPU100は、受信したコマンドを解析した後にホストPC12から送信された記録データを各色成分の記録データに分けてイメージメモリ106にビットマップ展開し、ビットマップ展開されたデータに基づいて記録ヘッドによる記録動作を実行させる。また、記録動作前の処理として、CPU100は、出力ポート114、モータ駆動部116を介してキャッピングモータ122とヘッドアップダウンモータ118を駆動させ、各記録ヘッドとキャップ50とを離間させて記録可能な状態とする。さらに、インク供給指令がユーザから入力されると、出力ポート114、バルブ駆動部117を介してエアバルブ134、ファンモータ125、インクバルブ(図2に追加)が制御される。これにより、マニュアル操作によるインク供給を行うことができる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control system of the
さらに、CPU100は、記録ヘッド22K、22C、22M、22Yに適正な負圧を付与するためのファンを回転させるファンモータ125の駆動を、圧力センサ111によって検出された記録ヘッド内の負圧に基づいて随時制御する。このファンモータ125の駆動制御により、記録ヘッド内の負圧が補正される。また、CPU100は、液面検知センサ86によって検知された液面位置に応じて出力ポート114、バルブ制御部117を介してインク供給バルブを制御する。
Further, the
さらに、CPU100は、出力ポート114及びモータ駆動部116を介してロール紙Pを繰り出すロールモータ126及びロール紙Pを搬送する搬送モータ26b等を駆動してロール紙Pを記録位置へと搬送する制御を行なう。このとき、一定速度で搬送されるロール紙Pの先端位置を検出する先端検出センサ109からの信号がCPU100に入力される。この先端検出センサ109の検出信号に基づき、CPU100は、ロール紙Pへのインクの吐出を開始するタイミング(記録開始タイミング)を決定する。
Further, the
ロール紙Pの搬送に同期して、CPU100はイメージメモリ106から対応する色の記録データを順次読み出し、この読み出した記録データを記録ヘッド制御回路112に転送する。転送された記録データに基づき記録ヘッド制御回路112は、記録ヘッドの各ノズル内に設けられた吐出エネルギー発生素子の駆動を制御し、インク吐出動作を制御する。また、記録ヘッドの回復動作時には、CPU100は、出力ポート114、モータ駆動部116を介してポンプ92のポンプモータ124を駆動し、記録ヘッドのインク吐出口面に密接しているキャップ50内に負圧を発生させる。これにより、記録ヘッドの各ノズルからインクが吸引される。
In synchronization with the conveyance of the roll paper P, the
上記のようなCPU100による制御動作は、プログラムROM104に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムROM104には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークRAM108を使用する。
The control operation by the
図3ないし図5を参照しつつ、記録装置10に組み込まれたインク供給装置の構成を説明する。
図3は、本実施形態におけるインクジェット記録装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。ここでは、ブラックのインクを吐出する記録ヘッド22Kにインクを供給したり、この記録ヘッド22Kを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の記録ヘッド22C、22M、22Yについても同様の構成のインク供給装置が備えられている。また、図3及び図5において、図1及び図2に示す部分と同一の部分には同一の符号が付されている。
The configuration of the ink supply apparatus incorporated in the
FIG. 3 is a schematic diagram showing an ink supply device incorporated in the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. Here, an ink supply device for supplying ink to the
記録装置10(図1参照)には、記録ヘッド22Kにインクを供給するインク供給装置60が、記録装置10の本体部に着脱自在に設けられている。インク供給装置60は、所定量のインクを貯留可能なインク貯留部としてのインクタンク28Kと、インクタンク28Kと記録ヘッド22Kとを連通可能に連結するインク供給路62を備える。さらに、インク供給装置60には、インク供給路62の途中に配置されたインク供給バルブ72(開閉弁)なども設けられている。インク供給路62はインクフィルター90を介して記録ヘッド22Kに形成された液室22Krに接続されている。なお、液室22Krとインク供給路とが接続される位置は、貯留されるインクの液面下、もしくは空気で満たされた空間部66のいずれでもよい。
In the recording apparatus 10 (see FIG. 1), an
液室22Krには、貯留されているインクの液面レベルを検知する周知の液面検知センサ86が取り付けられている。液面検知センサ86は金属端子を複数設け、液体中の電気抵抗を検出する方式のものを採用しているが、光電反射型の用いてもよく、液体の量を検出する機能が備わっていれば良い。また、液室22Krの下部には、記録ヘッド22Kのノズル22Kn及びノズル22Knへとインクを供給する不図示のインク供給口が形成されている。
A well-known liquid
液室22Krにおける空間部66の上部には、エアーフィルター95を介して空気流路64の一端部(図中、下端部)が接続されている。空気流路64には、エアーバルブ84が取り付けられると共に、エアーバルブ84と空気流路64の一端部との間には空間部66内の圧力を検出可能な圧力検出センサ81が取り付けられている。また、空気流路64の他端部(図中、上端部)は減圧流路65にT字状に接続されている。この減圧流路65の一端は61は大気に開放された吸入口(空気導入部)となっており、他端は液室22Kr内の気体および減圧流露65の一端から導入された空気を外部(大気)へと放出する放出部となっており、空気ファン68の近傍に配置されている。
One end portion (lower end portion in the figure) of the
インクタンク28Kには、このインクタンク28K内のインクの有無を検出する検出センサ(図示せず)が取り付けられている。また、記録装置10の本体にインクタンク28Kを装着するときに接続されるエア−流路には、インクタンク28Kの内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ74が取り付けられている。
A detection sensor (not shown) for detecting the presence or absence of ink in the
次に、本実施形態におけるインクジェット記録装置の動作を説明する。
まず、記録ヘッドの回復動作を図4及び図5を参照しつつ説明する。なお、本明細書において回復動作とは、記録ヘッドのインク吐出性能を維持するために行われる動作を指し、経過時間や吐出状況等の条件を満たした場合または画像品位に異常が見られる場合等に自動的にもしくはユーザから出される回復指令に応じて実施される。
図4は、記録ヘッドに対して回復動作を行なうためにCPU100によって実行される制御動作の一例を示すフローチャートである。図5は記録ヘッドのインク吐出口面からインクを払拭する手順を示す模式図であり、(a)は払拭動作開始前の状態を、(b)は払拭動作終了直後の状態を、(c)は払拭動作終了後の待機状態をそれぞれ示している。なお、以下の説明では、一つの記録ヘッド22Kに対する回復動作を例に採り説明する。
Next, the operation of the ink jet recording apparatus in this embodiment will be described.
First, the recovery operation of the recording head will be described with reference to FIGS. In this specification, the recovery operation refers to an operation performed to maintain the ink ejection performance of the recording head, and when conditions such as elapsed time and ejection conditions are satisfied, or when there is an abnormality in image quality, etc. Automatically or in response to a recovery command issued by the user.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a control operation executed by the
図4において、回復動作は回復指令を受信することにより開始される(S401)。回復指令を受信した後、大気開放バルブ84が大気に開放する(S402)。次に、図5(c)に示すように、記録ヘッド22Kのインク吐出口面22Ksに当接しているキャップ50内が回復ポンプ92の駆動によって減圧する(S403)。キャップ50内が減圧されることにより、記録ヘッド22Kの液室22Kr(図3参照)内のインクが記録ヘッド22Kのノズル22Knから排出される。このインクの排出動作によって、記録動作中に記録ヘッド22Kのノズル22Kn内に溜まった微細な気泡や、時間の経過に伴って増粘したインク、及び記録ヘッドの吐出口面22Ks上に存在するゴミ等の異物が除去される。
In FIG. 4, the recovery operation is started by receiving a recovery command (S401). After receiving the recovery command, the
さらに一定時間経過後、回復ポンプ92の駆動を停止する(S404)。インクの吸引・排出動作が行なわれた状態では、記録ヘッド22Kの吐出口面22Ksに排出されたインクが付着していることがある。このため、キャップ50に固定されたワイパー52で吐出口面22Ksに付着したインクを払拭する。払拭動作に際しては、まず図5(a)に示すように、記録ヘッド22Kをキャップ54の上方に移動させる(S408)。続いて、図5(b)に示すようにキャップ54を矢印B方向に移動させ、吐出口面22Ksに付着しているインクなどの汚れがブレード52によって払拭する(S409)。この払拭動作はワイピング動作とも呼ばれている。ワイピング動作終了後、記録ヘッド22Kは図5(c)に示す待機状態となる(S410)。待機状態において、記録ヘッド22Kは吐出口面22Ksがキャップ50によって外気との連通を遮断された状態で覆われる(キャッピングされる)。従って、キャッピング時には、キャップ50の内側に存在するノズル22Knの吐出口が直接的に外気に曝されることはなくなり、ノズル22Kn内に存在するインクの増粘は低減される。なお、記録ヘッド22Kのノズル22Knから排出されたインク(廃インク)はキャップ部56に受けられた後、吸引ポンプ92(図3参照)によりキャップ外へと吸引され、廃インクタンク71に圧送される。廃インクタンク71には微小な大気開放口75が形成されており、廃インク(及び気泡)の流入に伴い廃インクタンク71内の空気は大気に放出される。なお、上記したワイピング動作だけが適宜のタイミングで実施されることも可能である。
Further, after a predetermined time has elapsed, the drive of the
次に記録ヘッドに対する負圧発生動作について説明する。
記録時には記録ヘッド22Kに適正な負圧を付与することによって、記録ヘッド22Kのノズル22Knにおける吐出口にインクの適正なメニスカスを維持することが必要である。記録ヘッド22K内に負圧を発生させるためには、大気開放バルブ84を開放状態にし、空気を空気ファン68によってC方向に流動させる。これにより、液室22Kr内は減圧され、液室22Krと連通したノズル22Kn内も同様に減圧される。
Next, the negative pressure generating operation for the recording head will be described.
At the time of recording, it is necessary to maintain an appropriate meniscus of ink at the ejection port of the nozzle 22Kn of the
上記のように、本実施形態では、特許文献4に示されるように、記録ヘッド22K内に負圧を発生させる手法として、空気ファン68により直接的に被対象空間内の空気を吸引するのではなく間接的に吸引する手法を用いている。すなわち、空気ファン68を作動させることによって発生する負圧を直接的に空間部66に掛けるのではなく、大気を導入可能な吸入口61(空気導入部)を設けることで、負圧が間接的に空間部66に掛かるようになっている。より詳細に説明すると、空気ファン68を作動させることにより、吸入口61から取り込まれた空気の流れが減圧流路65に生じる。減圧流路65には空気流路64が略直角(必ずしも直角でなくとも良い)に接続されているため、減圧流路65内を気流がC方向に流動することによって、空気流路64内の空気が主としてエジェクタの原理により減圧流路65の空気の流れに引き込まれる。この結果、空間部66に負圧が生じることとなる。
As described above, in this embodiment, as shown in Patent Document 4, as a method for generating a negative pressure in the
大気バルブ84が開放されているときには、ノズルにおけるインクのメニスカスを最適な状態に維持するため常に一定の負圧を空間部66に付与することが必要である。ノズルからインクが吐出されると液室22Krのインク量が減少するため、それに伴って空間部66の負圧は高くなる。空間部66の負圧が高い状態に保たれると、ノズル内でメニスカスを所定の位置に形成することができなくなり、インクを良好に吐出できなくなる。そのため、インクの吐出に伴って高まった負圧を一定の負圧に戻すために、吐出部内の圧力(空間部66内の圧力)を調整する必要がある。
When the
本実施形態のように空間部66の空間内の空気を間接的に吸収する手法では、空間部66から空気ファン68までの間に大気と連通している部分があるため、減圧流路65には、空気ファン68の回転によって常に空気の流れが生じている。空間部66内の負圧は、その減圧流路65内の空気の流れに起因し、空気ファン68の回転速度が速くなって空気の単位面積あたりの流量(流速)が増大するほど、空間部66内の負圧は大きくなる。逆に、空気ファン68の回転速度が低下して空気の流量が減少するほど、空間部66内の負圧は小さくなる。すなわち吐出部内の負圧力がインクの吐出に伴って大きくなった場合は、空気ファン68の回転速度を下げ吐出部に作用する負圧力が弱くなるように制御する。
In the method of indirectly absorbing the air in the
空間部66の負圧を一定に維持するためには、その空間部66内の負圧の変動に応じて空気ファン68を制御し、減圧流路65内の空気の流量を調整する必要がある。このような流量の調整においては、定常的に流れる空気が有利に作用する。すなわち、空間部66内の圧力が変動した時に、空気ファン68の回転速度が一定であっても空間部66内の圧力変動をある程度吸収するように、減圧流路65内の空気流量が自動的に変化する。従って、空間部66内の細かな圧力変動に追従させるように、空気ファン68をさほど細かく制御する必要がない。つまり、空気ファン68の一定回転速度下において圧力変動に追従できる範囲(圧力ヘッドの吸収可能な程度)は、特許文献4のような構成、つまり空間部内の空気を直接的に吸引する場合よりも広くなる。そのため、空間部66内を比較的簡単な制御によって所定の負圧を安定して維持することができる。また、圧力変動が短時間に大きく発生する場合には、空気ファン68の回転を制御することにより一定の負圧を維持することができる。さらに、本実施形態のように、空間部66内の空気を間接的に吸引する手法を採る場合には、自動的に大気から空気を取り込むことで、空間部66内の圧力が目標値に収束するまでの時間を短縮することができる。このように、本実施形態では、空気ファン68が記録ヘッドの空間部66の圧力を調整する圧力調整手段として機能する。
In order to keep the negative pressure in the
さらに、本実施形態のように空間部66内の空気を間接的に吸引することにより、液室22Krのインクと触れる空間部66の空気を大きく攪拌することがない。このため、インクの揮発成分が蒸発しにくく、インクは増粘しにくい。また、本実施形態においては、空気ファン68の作動時に常時空気の流れが生じるため、その流れを利用してファンモータを冷却することができる。
Furthermore, by indirectly sucking the air in the
これに対し、特許文献4のように、空間部内の空気をファンによって直接吸引する場合には、空間部の圧力変動に敏感に対応するようにファンを制御する必要がある。すなわち、ファンで発生させた負圧が直接ノズル内に作用することから、ファンの回転数を細かく制御する必要がある。しかし、ファンによる圧力制御の場合、オーバーシュートやアンダーシュートが発生しやすく、目標とする圧力に収束させるには比較的時間を要する。しかも、空間部内の空気がファンによって攪拌されるため、貯留部にあるインクの揮発成分の蒸発が促進される可能性もある。 On the other hand, when the air in the space is directly sucked by the fan as in Patent Document 4, it is necessary to control the fan so as to respond sensitively to pressure fluctuations in the space. That is, since the negative pressure generated by the fan acts directly in the nozzle, it is necessary to finely control the rotational speed of the fan. However, in the case of pressure control by a fan, overshoot and undershoot are likely to occur, and it takes a relatively long time to converge to the target pressure. In addition, since the air in the space is agitated by the fan, the evaporation of the volatile components of the ink in the reservoir may be promoted.
図6は記録信号を受信してから記録が終了するまでにCPU100によって制御される動作を示すフローチャートである。
通常、記録装置を使用していない状態では、ノズルKnからのインクの漏れを防止する目的で大気バルブ84は閉じられている。この状態で記録装置10が記録信号を受信すると(ステップS601)、減圧流路65内で空気をC方向に流動させるように空気ファン68を作動させる(ステップS602)。
FIG. 6 is a flowchart showing operations controlled by the
Normally, when the recording apparatus is not used, the
次にステップ603では、空気ファン68により空気流路64内の減圧が正常に行なわれているか否かを確認するために、圧力検出センサ81の出力値に基き、空気流路64内に記録を行なうに適した所定の圧力(第1の負圧)が得られているか否かを判断する。ここで、第1の負圧が得られていない場合にはステップS604へ進み、空気ファン68の回転数の補正(キャリブレーション)を行なう。ステップS603で所定の圧力が得られていると判断されるとステップS605へと移行して大気バルブ84を開放する。大気バルブ84が開放されると空間部66が減圧されて負圧となり、その負圧がノズル22Knにも作用する。これにより、ノズルKnの吐出口にはメニスカスが最適な状態で形成される。
Next, in step 603, in order to confirm whether or not the pressure reduction in the
次に、ステップS606で記録ヘッド22Kをワイピング位置へ移動させ、ステップS607で記録ヘッド22Kの吐出口面22Ksのワイピングを行なう。その後、記録を行なうために記録ヘッド22Kを下降させて記録位置へと移動させる(ステップ608)。ステップ609でロール紙Pに対して記録を行い、記録動作終了後、ステップS610で記録ヘッド22Kを待機位置まで上昇させ、再びキャップ50によってキャッピングされる。その後、ステップS611で大気バルブ84を閉じ、ステップS612で空気ファン68の動作を停止し、再び待機モードとなって一連の動作が終了する。
Next, in step S606, the
ところで、記録動作が実行されている間、液室22Krのインクは、記録によるインク消費によって減少して行くが、本実施形態の記録ヘッド22Kでは、減少したインクと同等の体積の空気が吸入口61及び空気流路64を経由して空間部66内に導かれる。また、液面検出センサ86によって液面22Krsが一定レベル以下になったことが検出された場合には、以下に説明するインク供給動作によって、インクタンク28Kからインクが吸引されて液室22Kr内に供給される。このとき、液面検出センサ86がインクの液面22Krs内に流入するインクの体積相当分の空気が空気流路64を介して大気へ放出される。従って、液室22Kr内のインクの増減によるノズル22Knに作用する圧力変動は抑制される。なお、液面検知センサ86が、液室22Kr内のインクの液面22Krsが予め決められている上限レベルになったことを検出したときはインクの供給を停止する。
By the way, while the recording operation is being performed, the ink in the liquid chamber 22Kr is reduced by the ink consumption due to the recording, but in the
以下、図7のフローチャートに基づき、インク供給動作時にCPU100によって実行される制御動作を説明する。待機モード時にインク供給指令を受信すると(ステップS701)、減圧流路65内で空気をC方向に流動させるように空気ファン68を作動させる(ステップS702)。続いて、空気ファン68によってインクの吸引動作に必要とされる負圧(第2の負圧)が空気流路64内に発生しているか否かを圧力検出センサ81の出力値により判断する(ステップS703)。ここで第2の負圧が発生していない場合にはステップS704へ進み、圧力センサ81の出力値に基いて空気ファン68の回転数の補正(キャリブレ−ション)を行なう。ステップS703において第2の圧力が得られていると判断された場合には、大気バルブ84が開いて空間部66内が減圧される(ステップS705)。続いてステップS706においてインク供給バルブ72を開放することにより、空気ファン68によって減圧される空間部66内にインクタンク28Kからインクが吸引されていく。この間、吸引されたインクの量によって増大する液室22Kr内のインクの液面位置を、液面検知センサ86が監視し(ステップS707)、液室22Kr内のインクの液面が所望の位置に達した時点でインク供給バルブ72を密閉し、インクの供給を停止する。さらに大気バルブ84を密閉し(ステップS709)、空気ファン68の作動停止(ステップS710)を経てインク供給動作が終了する。
The control operation executed by the
ここで、大気開放バルブ84が開放され、記録ヘッド22Kのノズル22Knの吐出口に形成されるメニスカスが形成されている状態では、液室22Krの液面とインクタンク28Kの液面との間には高低差Hが存在する。このため、高低差Hに準じた水頭差圧により液室22Kr内のインクはインクタンク28Kへ吸い出されるように作用する。よって、インク供給動作時には空気ファン68によって液室22Kr内の負圧を前記水頭差圧以上にし、インクタンク28Kから液室22Kr内へとインクを吸い出すようにする必要がある。
Here, in a state where the
但し、空気ファン68の減圧作用によって液室22Kr内に発生させるべき圧力(負圧)は、記録ヘッドノズル22Kn開口部に形成されるメニスカスが破壊されないような圧力(負圧)にしなければならない。従って、記録ヘッド22Kの吐出口の位置に対し、インクタンク28K内の液面位置が低くなるような位置にインクタンク28Kを設置する場合には、記録ヘッド内の圧力が以下のような関係を満たすようにインクタンク28Kの設置位置を定めることが必要になる。すなわち、液室22Krの液面とインクタンク28Kの液面との間の高低差Hによる水頭差圧をP1とし、ノズル22Knの吐出口に形成されるメニスカスが破壊される圧力(負圧)の最大圧力値をP2としたとする。このとき、記録ヘッド22Kのノズル22Knの吐出口の高さ位置に対するインクタンク28Kを設置
する高さ位置は、P1<P2の関係を満たす所定範囲内に設定する必要がある。
However, the pressure (negative pressure) to be generated in the liquid chamber 22Kr by the pressure reducing action of the
なお、インク供給動作は空気ファン68が作動する記録動作中にも実施可能である。しかしその場合には、上記の理由から、記録動作中に記録ヘッド22Kに付与する負圧が高低差Hによる水頭差圧によって記録ヘッド22Kに作用する圧力(負圧)以上となるようにする必要がある。
The ink supply operation can be performed even during the recording operation in which the
図8は記録動作中に実行されるインク供給動作を表すフローチャートである。記録動作中に実行されるインク供給動作は、前述のインク供給指令によるインク供給とは別に、インクの吐出発数のカウント結果(吐出発数カウント値)や、液面検知センサ86による液室22Krの液面レベル等に応じて自動的に実行することもできる。すなわち、CPU100は前回のインク供給動作からの記録ヘッドの吐出量が所定量以上に達したこと、または吐出発数カウント値(N)以上に達したことを検知する。ここで、吐出口が600dpiの密度で配置され、4インチの長さを有し、1ドットあたり19ngのインクを消費する記録ヘッドを用い、液面検知センサの上限から下限までの容積を15CC≒15gで構成したとする。このとき、吐出発数カウント値に応じて自動的にインク供給動作を実行する場合には、記録ヘッドの吐出発数カウント値が、約7.9×1010に達した時点でCPU100はインク無しと判断する。また、液面検地センサ86を用いてインク供給動作を自動的に行う場合、液面レベル検知センサ86の金属端子の低位レベルよりインク液面が低下すると、前記センサ86からの検出信号に基づいて、CPU100がインク無しと判断する(ステップS802)。続いてステップS803においてインク供給バルブ72が開放される。これにより、空気ファン68によって減圧される空間部66内にインクタンク28Kからインクが吸引されていく。この間、吸引されたインクの量によって増大する液室22Kr内のインクの液面位置を、液面検知センサ86が監視する(ステップS804)。そして、液室22Kr内のインクの液面が所望の位置に達した時点でインク供給バルブ72を密閉し(ステップS805)、インクの供給を停止する。このとき記録動作が未だ継続中であれば、そのまま記録を継続し、記録動作自体が終了していればインク供給動作と共に一連の動作を終了する(ステップS806)。
FIG. 8 is a flowchart showing the ink supply operation executed during the recording operation. The ink supply operation executed during the recording operation includes the ink discharge number count result (discharge number count value) and the liquid chamber 22Kr by the liquid
このように記録動作中にインクが消費され、吐出発数カウント値や液面レベルに基づいて液室22Kn内のインク無しが検知された場合には、インク供給バルブ72を開閉するだけで自動的に液室22Kn内にインクを供給することができる。
As described above, when ink is consumed during the recording operation and no ink in the liquid chamber 22Kn is detected based on the ejection number count value and the liquid level, the
なお、記録動作中にインク供給バルブ72を開放することで空気ファン68により記録ヘッド22Kに付与される負圧量が変化する場合があるが、この変化は、空気ファン68の回転数を制御することで対応することができる。また負圧量の変化値が記録品位を低下させない範囲内に収まる場合には、空気ファン68の回転数を制御しなくとも良い。さらに、インク供給時に空気ファン68の回転数を上げることによって記録ヘッド22Kへの付与負圧量を増加させ、それによってインク供給流量を増加させることも可能である。
Note that the amount of negative pressure applied to the
以上説明したように、本実施形態による記録ヘッドに対するインク供給装置によれば、従来のインク供給装置において記録ヘッド毎に必要とされていたポンプ構成が不要となる。このため、従来のインク供給装置に比し、装置の大幅なコストダウンと、構成の簡略化、小型化及び制御の単純化を図ることが可能となる。 As described above, according to the ink supply apparatus for the recording head according to the present embodiment, the pump configuration required for each recording head in the conventional ink supply apparatus is not necessary. For this reason, compared with the conventional ink supply apparatus, it is possible to greatly reduce the cost of the apparatus, simplify the configuration, reduce the size, and simplify the control.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図9に基づいて説明する。
上記実施形態では、ユーザーが交換を行うインクタンク28Kから記録ヘッド22Kへと直接的にインクを供給する構成を例に採り説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に説明する第2の実施形態のように、インク供給装置60内に、インクタンク28Kからのインクを一時的に貯留するサブタンク等を備えるような構成を採ることも可能である。
上記第1の実施形態では、液室22Krのインクの液面がインクタンク28Kのインクの液面より高くなるような位置に、インクタンク28Kを設置した場合を示した。しかし、以下に説明する本発明の第2の実施形態のように、インクタンク28Kの液面が液室22Krのインクの液面により上方に位置するようにインクタンク28Kを配置することも可能である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The above embodiment has been described by taking as an example a configuration in which ink is directly supplied from the
In the first embodiment, the case where the
図9は本発明の第2の実施形態におけるインク供給装置の概略構成を示す模式図である。なお図9において、上記第1の実施形態に示した部分と同一もしくは相当部分には同一符号が付されている。インクタンク28Kは液室22Kr内のインクの液面に対し、インクタンク28K内のインクの液面が上方に位置するように配置されている。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ink supply apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same or corresponding parts as those shown in the first embodiment are given the same reference numerals. The
インクタンク28Kから液室22Krへとインクを供給する場合には、第1の実施形態に説明したものと同様の手順にてインクの供給動作を行なう。但し、本実施形態においては、液室22Kr内のインクの液面とインクタンク28K内のインクの液面との間の水頭差H1によって生じる圧力(水頭差圧)は、インクが液室22Kr側へ流れ込むように作用する。従って、上記第1の実施形態にて説明したような空気ファン68による減圧を行なわなくともインクタンク28K内のインクを記録ヘッド22Kへと供給することは可能である。しかし、空間部66を空気ファン68の動作によって記録に適した圧力にまで減圧することで記録ヘッド22Kのノズル22Knの吐出口に形成されるメニスカスをより適正な状態に維持しながらインク供給を行うことができる。このため、記録動作中にインク供給を行なうことが可能となる。
When ink is supplied from the
またインク供給動作時に空気ファン68によって記録ヘッド22K内を減圧させることにより、インクの供給流量がより増加するため、供給時間の短縮効果を得ることができる。
In addition, by reducing the pressure inside the
なお、この第2の本実施形態においても、記録動作中にインク供給バルブ72を開放することで空気ファン68により記録ヘッド22Kに付与される負圧量が変化する場合がある。しかし、この場合には上記第1の実施形態と同様に空気ファン68の回転数を制御することで対応することができる。また負圧量の変化値が記録品位を低下させない場合には、空気ファン68の回転数を制御しなくとも良い。また、インク供給時に空気ファン68の回転数を上げることにより記録ヘッド22Kへの付与負圧量を増加させ、インク供給流量を増加させることも可能である。
Also in the second embodiment, the negative pressure applied to the
さらにまた、この第2の実施形態では、ユーザー交換を行うインクタンク28Kから記録ヘッド22Kへと直接的にインクを供給する場合を示したが、インクタンク28Kからのインクを一時的に貯留するサブタンク等を備えた構成とすることも可能である。
Furthermore, in the second embodiment, the case where the ink is directly supplied from the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図10に示す。図10中、図3に示す部分と同一もしくは相当部分には同一符号が付されている。
本発明の第1、第2の実施形態においては、一つの記録ヘッド22Kに対応して、空気通路64、減圧流路65、大気バルブ84、及び空気ファン68などからなる一組の負圧発生手段を設けた場合を示した。しかし、図10に示す第3の実施形態では、空気通路64、減圧流路65、大気バルブ84、及び空気ファン68などからなる一組の負圧発生手段を、複数の記録ヘッドに共用させる構成となっている。
すなわち、この第4の実施形態においては、減圧流路65に対してT字状に接続された空気流路64の端部を分岐させ、その分岐させた部分を各記録ヘッド22K〜22Yに連結している。記録ヘッド22K〜22Yは、インク供給路62K〜62Yを介して異なる色のインクが貯留されたインクタンク28K〜28Yに連結され、各インク供給路62K〜62Yにはインク供給バルブ72K〜72Yが連結されている。この点は上記第1の実施形態と同様である。
(Third embodiment)
Next, FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same or corresponding parts as those shown in FIG.
In the first and second embodiments of the present invention, a set of negative pressures including an
That is, in the fourth embodiment, the end portion of the
この第3の実施形態において、記録動作中及びインク供給時に記録ヘッド22K〜22Yに対して負圧を作用させる手順は、上記第1の実施形態と略同様である。すなわち、空気ファン68を駆動し、大気開放バルブ84を開放させることによって全ての記録ヘッド22K〜22Yが同時に減圧される。但し、この第3の実施形態では、複数の記録ヘッドの中でインク供給が必要となった記録ヘッドが1つでも存在した場合には、空気ファン68をインク供給に適した回転数で駆動し、インク供給が必要となった記録ヘッドに対応するバルブのみを開閉させる。これにより、インク供給が必要となった記録ヘッドへのみインクを供給することができる。
In the third embodiment, the procedure for applying a negative pressure to the recording heads 22K to 22Y during the recording operation and during the ink supply is substantially the same as in the first embodiment. That is, by driving the
ところで、ラインヘッドを使用する記録装置では、図10に示すように、複数の記録ヘッドそれぞれから異なる種類のインクを吐出させる構成以外に、記録速度の高速化を目的として、複数の記録ヘッドから同一のインクを吐出させるような構成を採ることもある。複数の記録ヘッドから同一のインクを吐出させる場合、図10に示す各インクタンクに同一のインクを貯留することもできるが、図11の変形例に示すように、複数の記録ヘッド22K〜22Yに対して単一のインクタンク28からインクを供給するようにしても良い。
By the way, in a recording apparatus using a line head, as shown in FIG. 10, in addition to a configuration in which different types of ink are ejected from each of the plurality of recording heads, the same is applied to the plurality of recording heads for the purpose of increasing the recording speed. In some cases, a configuration in which the ink is discharged is used. When the same ink is ejected from a plurality of recording heads, the same ink can be stored in each ink tank shown in FIG. 10, but as shown in the modification of FIG. In contrast, ink may be supplied from a
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態を説明する。
上記第1ないし第3の実施形態では、空気ファンを用いて記録ヘッド内に負圧を発生させる付与する構成を示した。しかし、記録ヘッド内に負圧を発生させる手段(負圧発生手段)は、空気ファンを用いるものに限らず、以下に説明する第4の実施形態に示すような構成を採ることも可能である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the first to third embodiments, the configuration in which the negative pressure is generated in the recording head using the air fan is shown. However, the means for generating a negative pressure in the recording head (negative pressure generating means) is not limited to one using an air fan, and it is possible to adopt a configuration as shown in a fourth embodiment described below. .
図12は、本発明の第4の実施形態におけるインク供給装置の概略構成を示す模式図である。なお、図12において、図3に示す部分と同一もしくは相当部分には同一符合が付し、その説明の詳細は省略する。また、この第4の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、ブラックのインクを吐出する記録ヘッド22Kに対するインク供給装置を示しているが、他の記録ヘッド22C、22M、22Yについても同様の構成のインク供給装置が備えられているものとする。
図12に示すように、この第4の実施形態におけるインク供給装置には、記録ヘッド22K及びインクタンク28Kより上方にサブタンク200が配置されている。このサブタンク200は、インク供給源としてのインクタンク28K内に貯留されているインクを一時的に貯留し、その後、貯留したインクを記録ヘッド22Kへと供給するものである。サブタンク200は、その底部に接続されたインク流路136(第1の連通路)を介して記録ヘッド22Kに接続されている。インク流路136には、記録動作や記録ヘッド22Kの回復動作を行なう際に所定のタイミングでインク流路136の流通、遮断(開、閉)を切り換える待機バルブ133が取り付けられている。なお、この待機バルブ133は、電磁弁によって構成され、CPU100からの制御信号によってその開閉が制御される。また、記録ヘッド22K内には液室22Kr内への異物の混入を防ぐためのヘッドフィルタ−139が設けられている。インク流路136のうち待機バルブ133と後述の圧力調整ポンプ132との間には、インク流路136内のインク圧力を検出する圧力検出センサ81が設けられると共に、インクタンク28Kに連通するインク供給路62(第2の連通路)の端部が接続されている。インク供給路62にはその流通、遮断を切り換えるインク供給バルブ72が設けられている。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ink supply device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same or corresponding parts as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Also in the fourth embodiment, as in the first embodiment, an ink supply device for the
As shown in FIG. 12, in the ink supply apparatus according to the fourth embodiment, a
サブタンク内には、記録ヘッド22Kの多数のノズル22Knに適正な圧力(負圧)を付与するための圧力調整ポンプ102(圧力調整手段)が配置されている。この圧力調整ポンプ102はサブタンク200の底面のやや上方に配置された羽根車132(図13参照)と、羽根車132を回転させる駆動ユニット131とを備えたターボポンプによって構成されている。この圧力調整ポンプ102の駆動は、サブタンク200内のインクに羽根車132が浸っている状態で駆動ユニット131を駆動し、羽根車132を回転させることにより行なう。モータ131を駆動して羽根車132を回転させると、サブタンク200の底面側に負圧が発生し、その負圧によってサブタンク200内へとインクが流動し、その結果、インク流路136に負圧が発生する。駆動ユニット131は、CPU100(図2参照)によって制御される。
A pressure adjusting pump 102 (pressure adjusting means) for applying an appropriate pressure (negative pressure) to the large number of nozzles 22Kn of the
サブタンク200の上壁には、サブタンク200の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ134が固定されている。この大気開放バルブ134を開放することにより、サブタンク200の内部圧力は大気圧と等しくなる。また、サブタンク200には、その中に貯留されているインクの液面レベルを検出する周知の液面検出センサ86が取り付けられている。この液面検出センサ86によって、サブタンク200内のインクの液面が予め定められた下限レベル以下になったことが検出されると、圧力調整ポンプ130が駆動されてインク流路136内に負圧が発生する。この負圧によりインクタンク28Kからサブタンク200へとインクが供給される。インク供給動作によってサブタンク200内のインクの液面が予め決められている上限レベルに達したことが液面検出センサ86によって検出されると、駆動ユニット131によるサブタンク200へのインク供給動作は停止する。
An
ここで、図12及び図13を参照しつつ、圧力調整ポンプ130によって行なわれる記録ヘッド22Kの圧力(負圧)調整動作を、より詳細に説明する。
記録時には記録ヘッド22Kのインク吐出口に適正なメニスカスが維持されるような負圧を付与する必要がある。記録ヘッド22Kに負圧を付与する場合、待機バルブ133、大気開放バルブ134は開放状態にする。この状態で圧力調整ポンプ130を駆動すると、図13の矢印C方向に圧力調整ポンプ130の羽根車132が回転する。圧力調整ポンプ130内のインクは、この羽根車132の回転によって遠心力を受け、羽根車132の羽面132aに沿って羽根車132の外方へと押し出される。その結果、羽根車132の中心部132cの周辺には負圧が生じる。羽根車132aの中心部132cに発生した負圧は、インク流路136内のインクを吸引口200aからサブタンク200内へと吸引する方向に作用する。なお、後述するインク供給動作以外の状況において、インク流路136内のインクがサブタンク200内に吸い込まれることは、実際には殆どない。しかし、羽根車132aの中心部132cに生じる負圧によって、インク流路136内のインクには、記録ヘッド22K内に流入するのを妨げるような力が作用する。このため、記録ヘッド22K内には常に適度な負圧が付与され、インク吐出口において適正なメニスカスが維持される。
Here, the pressure (negative pressure) adjusting operation of the
At the time of recording, it is necessary to apply a negative pressure so that an appropriate meniscus is maintained at the ink discharge port of the
次に、記録ヘッド22Kへのインク供給動作においてCPU100によって実行される制御動作を図14のフローチャートに基づいて説明する。
待機モード時にインク供給指令を受信することにより(ステップS701)、大気開放バルブ84が作動する(ステップS702)。続いて、圧力調整ポンプ130を作動させ(ステップS703)、所定の負圧が発生しているか否かを圧力検出センサ81の出力値によって判断する(ステップS704)。所定の負圧が発生していないと判断された場合にはステップS705へ進み、圧力検出センサ81の検出値に基づいて圧力調整ポンプ102の回転数の補正(キャリブレ−ション)を行なう。続いてインク供給バルブ72を開放することで圧力調整ポンプ102によって減圧されているインク流路106内にインクタンク28K内からインクが吸引される。インク流路106内に吸引されたインクは、さらに吸引口200aからサブタンク200内の圧力調整ポンプ130に達する。すなわち、サブタンク200内へのインクの供給が行なわれる。サブタンク200内のインク量は液面検知センサ86によって検出されており(ステップS707)、サブタンク100内のインクの液面が所定の高さ位置に達した時点で、インク供給バルブ72が閉じられる(ステップS708)。これと同時に、圧力調整ポンプ130の作動が停止され(ステップS709)、サブタンク200内へのインクの供給が停止される。この後、大気開放バルブ134が閉じられ(ステップS710)、一連のインク供給動作は終了する。
Next, a control operation executed by the
When the ink supply command is received in the standby mode (step S701), the
なお、上述のインク供給動作は、記録動作中にも実施可能である。記録動作中には、記録ヘッド22Kに負圧を発生させる目的で、圧力調整ポンプ130が作動しており、大気開放バルブ134及び待機バルブ133は開放状態にある。従って、この記録動作中にインク供給バルブ72を開放すれば、インクは、インクタンク28Kからインク供給路62及びインク流路136を介してサブタンク200に供給される。しかし、記録ヘッド22Kにおいてインクの吐出が行われている場合、インク供給路62からインク流路136へ流入したインクの一部は液室22Krへも流入する。
The ink supply operation described above can also be performed during the recording operation. During the recording operation, the
また、第1の実施形態と同様に、この第4の実施形態においても、サブタンク200内のインクの液面とインクタンク28K内のインクの液面との高低差に起因する制限事項、すなわち、サブタンクに付与すべき負圧の範囲に留意する必要がある。さらに、記録動作中においてサブタンク100にインク供給を実施する場合は、液室22Krへの負圧量が変化することがあるため、その変化を勘案して圧力調整ポンプ130の作動を制御する必要がある。
Further, similarly to the first embodiment, also in the fourth embodiment, the restriction due to the difference in level between the ink liquid level in the
さらに、この第4の実施形態においても、サブタンク200内のインクの液面に対し、インクタンク28K内のインクの液面が上方に位置するように、両タンクの位置を配置することが可能である。
Furthermore, also in the fourth embodiment, the positions of both tanks can be arranged such that the ink level in the
上記第1〜第4の実施形態における説明から明らかなように、記録ヘッド内の圧力を調整できる圧力調整手段であれば、記録動作を行ないつつ、記録ヘッドへのインクの供給も同時に行なうことが可能になる。 As is clear from the description in the first to fourth embodiments, if the pressure adjusting means can adjust the pressure in the recording head, the ink can be supplied to the recording head at the same time as performing the recording operation. It becomes possible.
(第5の実施形態)
図15は、この第5の実施形態の概略構成を示す図であり、図中、図12に示した部分と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。
記録装置10(図1参照)には、記録ヘッド22Kにインクを供給するインク供給装置60が組み込まれている。インク供給装置60は、記録装置10の本体に着脱自在なインク供給源としてのインクタンク28Kと、このインクタンク28Kと記録ヘッド22Kとをつなぐインク供給路62の途中に配置されたインク貯留部としてのサブタンク200などから構成されている。サブタンク200の下方に記録ヘッド22Kが配置されており、サブタンク200に貯められたインクの液面は、記録ヘッド22Kのノズル22Knのインク吐出口よりも上方に位置する。
(Fifth embodiment)
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of the fifth embodiment. In the figure, the same or corresponding parts as those shown in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The recording apparatus 10 (see FIG. 1) incorporates an
サブタンク200と記録ヘッド22Kは2つのインク流路で接続されてインクの循環流路を構成している。すなわち、サブタンク200の底部と、記録ヘッド22Kの液室22Krの上部とがインク流路64(第2の流路)によって連通している。また、インク流路64が接続された部分とは異なる部分でサブタンク200の底部と、記録ヘッド22Kの液室22Krの上部とが、インク流路66(第1の流路)で連通している。さらにインク流路64には、サブタンク200と液室22Krとの間でインクを循環させる循環ポンプ78が取り付けられている。循環ポンプ78を駆動することにより、上記の循環流路を循環する。すなわち、サブタンク200内のインクは、インク流路66を通って液室22Krに流れ込み、さらに液室22Krからインク流路64を通ってサブタンク200に戻り、再びインク流路66に流れ込む、というインクの循環が行なわれる。
The
インク流路64には、所定のタイミングでインク流路64を連通、遮断させる待機バルブ69が挿入されている。また、インク流路66には、所定のタイミングインク流路66を開閉する負圧バルブ67が挿入されている。インク流路66のうち負圧バルブ67と記録ヘッド22Kとの間の部分には、インク流路66内のインク圧力を検出する圧力検出センサ81が挿入されている。サブタンク200の上壁には、サブタンク200の内部空間を大気に対して開放または遮断するための大気開放バルブ84が接続されている。この大気開放バルブ84を開放することにより、サブタンク200の内部の圧力は大気圧に等しくなる。インクタンク28Kには、このインクタンク28K内のインクの有無を検出する検出センサ(図示せず)が取り付けられている。また、記録装置10の本体部にインクタンク28Kを装着するときに接続されるエア−流路には、インクタンク28Kの内部空間を大気に対して開放または遮断するための大気開放バルブ74が挿入されている。
The
図15及び16を参照して循環ポンプ78によって記録ヘッド22K内の圧力を調整する技術について説明する。
図16は、インクが循環する循環路における圧力の遷移を示す圧力遷移図である。なお、図16の圧力遷移図は、循環ポンプ78を含むインク循環路を水平展開して各部における圧力を表したものである。また、矢印の上の数字は他の図面において各部材に付された符号を表している。例えば、図16において、68は循環ポンプを表し、その数字の下の矢印の左側(68IN)はインク流入側の圧力を、右側(68OUT)はインク流出側の圧力をそれぞれ示している。
A technique for adjusting the pressure in the
FIG. 16 is a pressure transition diagram showing a pressure transition in a circulation path through which ink circulates. In addition, the pressure transition diagram of FIG. 16 represents the pressure in each part by horizontally developing the ink circulation path including the circulation pump 78. The numbers above the arrows represent the symbols given to the members in other drawings. For example, in FIG. 16, 68 represents a circulation pump, the left side (68IN) of the arrow below the number indicates the pressure on the ink inflow side, and the right side (68OUT) indicates the pressure on the ink outflow side.
前述のように、記録時には記録ヘッド22Kに適正な負圧を付与する必要がある。このため、記録時には負圧バルブ67、待機バルブ69、及び大気開放バルブ84を開放した状態で循環ポンプ78を駆動する。このとき、循環ポンプ78は、インクがD方向に流れるように駆動される。この循環ポンプ78の駆動により、サブタンク200内のインクは、負圧バルブ67、フィルタ90、記録ヘッド22Kの液室22Kr、フィルタ91、待機バルブ69、循環ポンプ78を経て再びサブタンク80に戻される。
As described above, it is necessary to apply an appropriate negative pressure to the
上記のような循環路を循環するインクの圧力は、図15に示したサブタンク20、バルブ67,69、フィルタ90,91などのような、圧力損失が生じる部材を通過する度に負圧が大きくなり、循環ポンプ78のインク流入(吸引)側68INで最大となる。その後、この循環ポンプ78によってインクは正圧を付与され、サブタンク200へと戻される。図16に示される圧力遷移図に示される圧力(負圧)は、循環ポンプ78によって循環するインクの流量にほぼ比例して増減する。このため、循環ポンプ78の駆動を制御してインク流量を制御することにより、記録ヘッド22Kに付与される圧力(負圧)を、Q〜Rの範囲内で制御することができる。また、記録ヘッド22Kの液室22Krにおいて、液室22Kr内の流路断面積を広くするなどの工夫をすることにより、この液室22Kr内における圧力損失(Q―R)を抑制できる。従って、液室22Krに連通する複数のノズルに対し、適正な負圧を安定して付与することができる。
The pressure of the ink circulating through the circulation path as described above becomes larger every time it passes through a member that causes pressure loss, such as the sub tank 20, the
ところで、サブタンク200には、このサブタンク200に貯められているインク(貯留インク)の液面レベルを検知する周知の液面検出センサ86が取り付けられている。液面検出センサ86によって、サブタンク80内のインクの液面が一定レベル以下になったことが検知された場合には、インク供給バルブ72は開放される。これにより、記録ヘッド22Kにはサブタンク200及びインクタンク28Kからのインクが流入し、特にインクタンク28Kからのインク流入分は、ポンプ68によって循環してサブタンク80に供給される。この時、負圧バルブ67を閉じることで、記録ヘッド22Kにはインクタンク28Kからのインクのみが流入し、単位時間当りのインク供給量を増加させることができる。一方、サブタンク80内のインクの液面が予め決められている上限レベルに達したことを液面検出センサ86が検出すると、インクの供給は停止される。
上述したインク供給装置では、記録動作中、待機中を問わず実行することが可能である。但し、第1の実施形態と同様に、サブタンク200内のインク液面とインクタンク28K内のインク液面との高低差に起因する制限事項や、記録動作中にサブタンク100へとインクを供給する場合の液室22Krへの負圧量変化に留意する必要がある。
また、上記第2の実施形態で述べたようにサブタンク200内のインクの液面に対し、インクタンク28K内のインクの液面が相対的に上方に存在するように、サブタンク200とインクタンク28との位置関係を定めてもよい。
By the way, the
The ink supply apparatus described above can be executed regardless of whether it is in a recording operation or on standby. However, as in the first embodiment, ink is supplied to the
Further, as described in the second embodiment, the
(他の実施形態)
上記第1、第2の実施形態においては、圧力調整手段として、空気ファンを用い、第3〜第5の実施形態においては、ポンプあるいはターボポンプを負圧発生手段として用いた。しかし、第1、第2の実施形態において、記録ヘッド内に負圧を調整可能に発生させる圧力調整手段として、第3〜第5の実施形態に示すようなポンプあるいはターボポンプを用いることも可能である。さらに、第3〜第5の実施形態における圧力調整手段を、第1、第2の実施形態に示すような空気ファンによって構成することも可能である。さらに、記録ヘッドあるいはサブタンク内に発生させる圧力(負圧)を調整可能な構成であれば、上記実施形態に示したもの以外の構成を有する圧力調整手段を用いても良い。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, an air fan is used as the pressure adjusting means, and in the third to fifth embodiments, a pump or a turbo pump is used as the negative pressure generating means. However, in the first and second embodiments, it is also possible to use a pump or a turbo pump as shown in the third to fifth embodiments as the pressure adjusting means for generating the negative pressure in the recording head so as to be adjustable. It is. Furthermore, the pressure adjusting means in the third to fifth embodiments can be configured by an air fan as shown in the first and second embodiments. Furthermore, as long as the pressure (negative pressure) generated in the recording head or sub tank can be adjusted, pressure adjusting means having a configuration other than that shown in the above embodiment may be used.
22K、22C、22M、22Y 記録ヘッド(吐出部)
22Kn ノズル
22Kr 液室
28K インクタンク(インク貯留部)
60 インク供給装置
62 インク供給路(第1の連通路)
64 空気流路(第2の連通路)
68 空気ファン(圧力調整手段)
78 循環ポンプ(ターボポンプ)
132 圧力調整ポンプ(圧力調整手段)
133 待機バルブ(弁、切換え手段)
200 サブタンク
22K, 22C, 22M, 22Y Recording head (ejection unit)
22Kn Nozzle
60
64 Air flow path (second communication path)
68 Air fan (pressure adjusting means)
78 Circulation pump (turbo pump)
132 Pressure adjusting pump (pressure adjusting means)
133 Standby valve (valve, switching means)
200 sub tank
Claims (14)
前記吐出部に連通する液室と、前記液室の上部に設けられる空間の気体を放出する放出部と、外部の気体を前記空間内に導入可能な空気導入部を備えた前記吐出部内を所定範囲内の負圧に調整する圧力調整手段と、
前記吐出部とインク貯留部との連通または遮断を切り換える開閉弁と、を備え、
前記圧力調整手段によって前記吐出口のメニスカスを維持することが可能な負圧力を前記吐出部へ作用させると共に、前記開閉弁によって前記吐出部と前記インク貯留部とを連通させることを特徴とするインク供給装置。 An ink supply device that supplies ink stored in an ink storage unit to a discharge unit having a discharge port for discharging ink,
Predetermining the inside of the discharge section provided with a liquid chamber communicating with the discharge section, a discharge section for releasing a gas in a space provided above the liquid chamber, and an air introduction section capable of introducing an external gas into the space Pressure adjusting means for adjusting to a negative pressure within the range;
An on-off valve that switches between communication and blocking between the ejection unit and the ink storage unit,
A negative pressure capable of maintaining a meniscus of the discharge port by the pressure adjusting unit is applied to the discharge unit, and the discharge unit and the ink storage unit are communicated by the open / close valve. Feeding device.
前記圧力調整手段により前記サブタンク内に発生させた負圧によって、前記第1の連通路を介して前記吐出部内に前記所定範囲内の負圧を発生させることを可能とする一方、前記第2の連通路及び第1の流路を介して前記インクタンクに貯留されているインクを前記サブタンク内に供給することを可能とすることを特徴とする請求項7に記載のインク供給装置。 The sub-tank and the discharge unit are connected so as to be able to communicate via a first communication path, and the ink tank is connected so as to be able to communicate via a second communication path communicating with the first communication path,
The negative pressure generated in the sub-tank by the pressure adjusting means enables the negative pressure within the predetermined range to be generated in the discharge section through the first communication path, while the second pressure The ink supply device according to claim 7, wherein the ink stored in the ink tank can be supplied into the sub tank through the communication path and the first flow path.
前記圧力調整手段は、前記循環流路に沿ってインクを循環させることにより前記吐出部内に負圧を発生させるポンプによって構成されていることを特徴とする請求項8に記載のインク供給装置。 A first flow path for flowing ink from the sub-tank to the discharge section; a second flow path for flowing ink from the discharge section to the sub-tank; A circulation channel is formed by
9. The ink supply apparatus according to claim 8, wherein the pressure adjusting unit is configured by a pump that generates a negative pressure in the discharge unit by circulating ink along the circulation flow path.
前記吐出部と前記インク貯留部との連通または遮断を切り換える開閉弁と、を備え、
前記圧力調整手段によって前記吐出口のメニスカスを維持することが可能な負圧力を前記吐出部へ作用させると共に、前記開閉弁によって前記吐出部と前記インク貯留部とを連通させることを特徴とするインク供給方法。 An ink supply method for supplying ink stored in an ink storage unit to a discharge unit having a discharge port for discharging ink,
An on-off valve that switches between communication and blocking between the discharge section and the ink storage section,
A negative pressure capable of maintaining a meniscus of the discharge port by the pressure adjusting unit is applied to the discharge unit, and the discharge unit and the ink storage unit are communicated by the open / close valve. Supply method.
前記吐出部と連通可能なインク貯留部と、
前記吐出部に連通する液室と、前記液室の上部に設けられる空間の気体を放出する放出部と、外部の気体を前記空間内に導入可能な空気導入部を備えた前記吐出部内を所定範囲内の負圧に調整する圧力調整手段と、
前記吐出部とインク貯留部との連通または遮断を切り換える開閉弁と、を備え、
前記インク貯留部から前記吐出部へとインクを供給するときには、前記圧力調整手段によって前記吐出部内に前記所定範囲内の負圧を発生させると共に、前記開閉弁によって前記吐出部と前記インク貯留部とを連通させることを特徴とするインクジェット記録装置。 An inkjet recording apparatus that performs recording by using an ejection unit that ejects ink and ejecting ink from the ejection unit,
An ink reservoir capable of communicating with the ejection unit;
Predetermining the inside of the discharge section provided with a liquid chamber communicating with the discharge section, a discharge section for releasing a gas in a space provided above the liquid chamber, and an air introduction section capable of introducing an external gas into the space Pressure adjusting means for adjusting to a negative pressure within the range;
An on-off valve that switches between communication and blocking between the ejection unit and the ink storage unit,
When supplying ink from the ink storage unit to the ejection unit, the pressure adjusting means generates a negative pressure within the predetermined range in the ejection unit, and the opening / closing valve causes the ejection unit and the ink storage unit to An ink jet recording apparatus characterized by communicating with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009146858A JP2011000823A (en) | 2009-06-19 | 2009-06-19 | Ink supply device, ink supply method, and inkjet recorder |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US9409404B2 (en) | 2013-03-22 | 2016-08-09 | Canon Finetech, Inc. | Liquid ejection head and liquid ejection apparatus |
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-
2009
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