JP2013010366A - インクジェット記録装置、インク供給機構及びインク供給方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一形態は、ノズル、ノズルに対向する圧力室、前記圧力室と連通する上流ポート及び下流ポートを有するインクジェットヘッドと、前記上流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通し、インクを貯留可能な上流側タンクと、前記下流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通し、インクを貯留可能な下流側タンクと、前記下流側タンクから上流側タンクへインクを戻す循環ポンプと、を連通して構成される循環系を備え、少なくとも前記下流側タンク液面を大気圧に開閉可能な開放弁を持ち、開放弁を閉じて循環ポンプを駆動し、下流側タンク液面を負圧にするとともに帰還流路を介して下流側タンクから上流側タンクへインクを戻してインクを循環させるインク供給機構である。
【選択図】図1
Description
以下に本発明の一実施形態にかかるインクジェット記録装置およびインク供給方法について、図1及び図2を参照して説明する。なお、各図において適宜構成を拡大、縮小、省略して概略的に示している。インクジェット記録装置1は、インクを循環させつつインクジェットヘッド11のノズル17から図示しない記録媒体にインクを吐出して画像を形成するものであり、インク供給機構10を備えている。このインク供給機構10は、インクジェットヘッド11、インク供給源としての上流側タンク25、インクを貯留する下流側タンク30、これらを接続するとともにインクの循環路を構成する第1導管41、第2導管42、第3導管43、及びインクを循環させるインク送り機構としての循環ポンプ35(インク送り機構)、フィルタ36等を備えている。
インクが上流側タンク25に供給された初期状態において、バルブV1を開状態とし、循環ポンプ35を停止させる。この状態でバルブV2を開状態とすると、インクは上流側タンク25から第1導管41、インクジェットヘッド11、第2導管42を経由して下流側タンク30に流入する。
次に本発明の第2実施形態に係るインクジェット記録装置2について図3乃至図10を参照して説明する。各図においては適宜構成を拡大、縮小、省略して概略的に示している。なお、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
次に本発明の第3実施形態に係るインクジェット記録装置について図11乃至図16を参照して説明する。上記第1実施形態または第2実施形態と同様の構成については説明を省略する。なお、各図において適宜構成を拡大、縮小、省略して概略的に示している。
上流側タンク25と下流側タンク30の断面積比を1:0.9とすれば、循環流量とノズル17近傍の圧力の関係は図15に示すような関係となり、広い領域で平坦になる。
=ρgh+(1/2)(Pu+Pl+ρghΔhu+ρgΔhl)
=ρgh+(1/2){ΔV(Vl−Vu)+2ΔV2}/{(Vu−ΔV)(Vl+ΔV)Patm+(ρg/2)(Δhu+Δhl)である。
循環ポンプ35の作動前後でノズル17の近傍の圧力の変化がないようにするには、
{ΔV(Vl−Vu)+2ΔV2}/{(Vu−ΔV)(Vl+ΔV)}Patm=ρg(Δhl+Δhu)−Δhl=(Patm/ρg){ΔV(Vl−Vu)+2ΔV2}/{(Vu−ΔV)(Vl+ΔV)}+Δhuとすればよい。
S1〜S9…液面センサ、10…インク供給機構、11〜16…インクジェットヘッド
17…ノズル、18…オリフィスプレート、19…圧力室、20…インク、
21…メニスカス、25…上流側タンク、28…通気パイプ、29…インク補給パイプ、
30…下流側タンク、35…循環ポンプ、37…制御部、38…供給ポンプ、
38…ポンプ、40…循環路、41〜46…導管、47…供給タンク。
本発明の他の一形態は、ノズル、ノズルに対向する圧力室、前記圧力室と連通する上流ポート及び下流ポートを有するインクジェットヘッドと、前記上流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通するとともにインクを貯留する上流側タンクと、前記下流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通するとともにインクを貯留する下流側タンクと、が連通されて構成される循環路からなるインク供給機構を備えるインクジェット記録装置であって、インクを循環させる前に、ノズルが形成されたオリフィスプレートの表面がクリーニングされることを特徴とするインクジェット記録装置に存する。
本発明の他の一形態は、ノズル、ノズルに対向する圧力室、前記圧力室と連通する上流ポート及び下流ポートを有するインクジェットヘッドと、前記上流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通するとともにインクを貯留する上流側タンクと、前記下流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通するとともにインクを貯留する下流側タンクと、が連通されて構成される循環路からなるインク供給機構であって、インクを循環させる前に、ノズルが形成されたオリフィスプレートの表面がクリーニングされることを特徴とするインク供給機構に存する。
Claims (20)
- ノズル、ノズルに対向する圧力室、前記圧力室と連通する上流ポート及び下流ポートを有するインクジェットヘッドと、
前記上流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通し、インクを貯留する上流側タンクと、
前記下流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通し、インクを貯留する下流側タンクと、
前記下流側タンクから上流側タンクへインクを戻す循環ポンプと、を連通して構成される循環系を備え、
少なくとも前記下流側タンクの空気を大気圧に開閉するバルブを持ち、
前記バルブ及び前記循環ポンプに接続されるとともに、前記循環ポンプ及びバルブの開閉動作を制御し、少なくとも前記インクジェットヘッドによる印刷動作中に、前記バルブを閉じ前記循環ポンプを駆動することで、前記下流側タンクを負圧にし、帰還流路を介して前記下流側タンクから前記上流側タンクへインクを戻してインクを循環させる制御装置を備える、ことを特徴とするインク供給機構。 - 前記上流側タンク及び前記下流側タンクのうち、少なくともいずれか一方の内部のインクの液面の高さを検知する液面検出器を備え、
前記制御装置は、前記液面検出器で検出された液面高さに応じて前記循環ポンプを制御することを特徴とする請求項1記載のインク供給機構。 - 前記上流側タンク及び前記下流側タンクのうち、少なくともいずれか一方の内部の空気層の圧力を検知する圧力検出器を備え、
前記制御装置は、前記圧力検出器で検出された圧力に応じて前記循環ポンプ、及び前記バルブの開閉動作を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項1記載のインク供給機構。 - 複数の前記インクジェットヘッドを備え、
前記上流側タンクが前記複数のヘッドに前記上流ポートを介してそれぞれ連通され、
前記下流側のタンクが前記複数のヘッドに前記下流ポートを介してそれぞれ連通されたことを特徴とする請求項1記載のインク供給機構。 - 前記上流側タンクの液面は、前記インクジェットヘッドのオリフィス面よりも上方に位置し、
前記下流側タンクの液面は前記インクジェットヘッドのオリフィス面よりも下方に位置することを特徴とする請求項1記載のインク供給機構。 - 前記上流側タンクの液面及び前記下流側タンクの液面は前記インクジェットヘッドのオリフィス面よりも下方に位置することを特徴とする請求項1記載のインク供給機構。
- 前記上流側タンク液面を大気圧に開閉可能な開放弁を持ち、バルブを閉じて循環ポンプを駆動し、上側流側タンクの空気を正圧にすることを特徴とする請求項1記載のインク供給機構。
- 前記循環系にインクを出入りさせる供給ポンプを有し、前記制御装置は、上流側タンク液面のインクの単位体積あたりエネルギー(ポテンシャル圧力と静圧の合計値)と前記下流側タンク液面のインクの単位体積あたりエネルギー(ポテンシャル圧力と静圧の合計値)を、上流側流路の流路抵抗と下流側流路の流路抵抗で分圧した値が適正なノズル圧力を維持するように、前記供給ポンプを制御することを特徴とする請求項7記載のインク供給機構。
- 前記下流側タンク液面には空気層を有し、前記上流側タンク液面にはこれより大きな体積の空気層を有することを特徴とする請求項7記載のインク供給機構。
- 前記上流側タンクの断面積は前記下流側タンクの断面積よりも大きいことを特長とする請求項7記載のインク供給機構。
- 前記インクジェットヘッドのノズルから前記上流側タンクまでの流路抵抗は、前記ノズルから前記下流側タンクまでの流路抵抗よりも大きいことを特長とする請求項7記載のインク供給機構。
- 前記下流側タンクは、循環流量に応じて変化する液面高さに対応して、断面積が異なる
ことを特長とする請求項7記載のインク供給機構。 - ノズル、ノズルに対向する圧力室、前記圧力室と連通する上流ポート及び下流ポートを有するインクジェットヘッドと、
前記上流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通するとともにインクを貯留する上流側タンクと、前記下流ポートを介して前記インクジェットヘッドと連通するとともにインクを貯留する下流側タンクと、前記下流側タンクから上流側タンクへインクを戻す循環ポンプと、が連通されて構成される循環路において、前記下流側タンクの空気を大気圧に開閉するバルブ及び前記循環ポンプを制御する制御装置により前記下流側タンクを密閉して前記循環ポンプを駆動し、前記下流側タンクの液面を負圧に制御しつつインクを循環させ、ノズル近傍の圧力をインク吐出に適した値とすることを特徴とするインク供給方法。 - 前記制御装置により前記上流側タンクを閉じて循環ポンプを駆動し、上側流側タンク内空気層を正圧にすることを特徴とする請求項13記載のインク供給方法。
- 前記ノズルの高さを基準とする上流側タンク液面のインクの単位体積あたりエネルギー(ポテンシャル圧力と静圧の合計値)は、前記ノズルから出たインクが滴下するに要する 圧力よりも小さくなるように設定されることを特徴とする請求項13記載のインク供給方法。
- 前記ノズルの高さを基準とする上流側タンク液面のインクの単位体積あたりエネルギー(ポテンシャル圧力と静圧の合計値)は、前記ノズルから出たインクが前記ノズルの形成されたオリフィスプレートの表面へ広がるのに要する圧力よりも小さくなるように設定されたことを特徴とする請求項13記載のインク供給方法。
- 前記インク吐出に適した値は、0〜−3kPaの範囲であることを特徴とする請求項13記載のインク供給方法。
- 前記循環路を循環するインクの流量が印刷時における印刷時の最大流量の1倍以上、20倍以下の範囲内であることを特徴とする請求項13記載のインク供給方法。
- 前記ノズルの高さを基準とする上流側タンク液面のポテンシャル圧力は、前記ノズルから出たインクが滴下するに要する圧力よりも小さいことを特徴とする請求項13記載のインク供給方法。
- 前記ノズルの高さを基準とする上流側タンク液面のポテンシャル圧力は、前記ノズルから出たインクが前記ノズルの形成されたオリフィスプレートの表面へ広がるのに要する圧力よりも小さいことを特徴とする請求項13記載のインク供給方法。
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