JP5332910B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus.
従来、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体にインクを吐出して所定の画像を記録するインクジェット記録装置が提案され、実用化されている。インクジェット記録装置は、ノズルを有するインクジェットヘッド(以下、ヘッドと記す場合がある。)を備えており、かかるインクジェットヘッドを所定の方向に移動させながらノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することにより、記録媒体に所定の画像を記録している。 2. Description of the Related Art Conventionally, ink jet recording apparatuses that record a predetermined image by ejecting ink onto a recording medium such as paper or a plastic thin plate have been proposed and put into practical use. The ink jet recording apparatus includes an ink jet head having nozzles (hereinafter sometimes referred to as a head), and ejects ink from the nozzle toward the recording medium while moving the ink jet head in a predetermined direction. A predetermined image is recorded on the recording medium.
ところで、前記インクジェット記録装置に使用するインクは、インク供給容器よりインク供給管を介してキャリッジ上のヘッドに供給される場合がある。 Incidentally, ink used in the ink jet recording apparatus may be supplied from an ink supply container to a head on a carriage through an ink supply tube.
このインク供給機構において、ヘッドが搭載されたキャリッジを走査するため、加減速や振動によりヘッドに供給されるインク圧力が変動する。その場合、ヘッドのノズルのインクメニスカス位置がずれることにより濃度むらを起こしたり、最悪の場合、メニスカスが破れて吐出不能になってしまうという問題がある。 In this ink supply mechanism, since the carriage on which the head is mounted is scanned, the ink pressure supplied to the head varies due to acceleration / deceleration and vibration. In that case, there is a problem that the ink meniscus position of the nozzle of the head is shifted, resulting in uneven density, or in the worst case, the meniscus is broken and discharge becomes impossible.
また、従来の、このような現象の解決策として提案されているものに、特許文献1に示されるようなヘッドの上流にダンパーを配置する構成として、インク供給時の圧力変動を吸収するものがある。 In addition, as a conventional solution for such a phenomenon, a configuration in which a damper is arranged upstream of the head as shown in Patent Document 1 absorbs pressure fluctuations during ink supply. is there.
特許文献1には、ヘッドへのインク流入管路及びインク流出管路経路内に空気室を設けてダンパー機能を持たせたインクジェット記録装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an ink jet recording apparatus in which an air chamber is provided in an ink inflow conduit and an ink outflow conduit to a head to provide a damper function.
また、ヘッド内部に空気室を配置してダンパー機能を持たせたものがある(例えば、特許文献2〜4参照)。
In addition, there is one in which an air chamber is disposed inside the head to provide a damper function (for example, see
特許文献2には、ヘッドの共通インク室に隣接し気体を内部に保持する複数の空気室を設けてダンパー機能を持たせたインクジェットヘッドが開示されている。また、特許文献3には、ヘッドの共通インク室に隣接し共通インク室内のインクを伝わる圧力変動を吸収する気体を保持した空気室を有するインクジェットヘッドが開示されている。特許文献4には、ヘッドの共通インク室に隣接し空気口を介して連通する空気室と空気口を開閉する開閉弁を有するインクジェットヘッドが開示されている。
しかしながら、上記の従来のダンパー構造では、空気室とインク供給管を接続する工程や、ヘッドの共通インク室に隣接して空気室を設ける工程が必要となり、また構造が複雑になるためインクジェット記録装置に大きな構成変更を加えることになりコストアップや信頼性低下を招く恐れがある。 However, the above-described conventional damper structure requires a step of connecting the air chamber and the ink supply pipe and a step of providing the air chamber adjacent to the common ink chamber of the head, and the structure becomes complicated, so the ink jet recording apparatus As a result, a large structural change may be added to the structure, leading to an increase in cost and a decrease in reliability.
また、いずれの特許文献に記載の方法でもインクジェットヘッド及びインク供給管を有するインクジェット記録装置において、さらに空気室を付け加えることは製造上一層の困難を招いてしまうという解決すべき課題があった。 Further, in any of the methods described in the patent documents, there is a problem to be solved that, in an ink jet recording apparatus having an ink jet head and an ink supply pipe, adding an air chamber causes further difficulty in manufacturing.
この課題に対処するため、例えば、インク供給管内に空気保持部材を挿入して空気室を設けることが考えられるが、このような配管構造では、別途に空気保持部材が必要となり、部品点数が増大するのみでなく、空気保持部材の挿入作業も必要になることから組立作業性が低下し、生産ラインのスピードを低下させる虞れがあり、更なる改良が必要である。 In order to cope with this problem, for example, it is conceivable to provide an air chamber by inserting an air holding member into the ink supply pipe. However, in such a piping structure, an air holding member is separately required, and the number of parts increases. In addition, since the air holding member needs to be inserted, the assembly workability is lowered, and the speed of the production line may be lowered, and further improvement is necessary.
本発明の目的は、以上の問題点の解決を図り、部品点数を削減することによりコストを低減し、組立作業能率の向上を図るとともに、簡便な構造でインクジェット記録装置に大きな構成変更を加えることなく、インク供給管内に空気を保持することができ、保持された空気によりインクの供給圧力の変動を緩和し、吐出安定性を向上させることができるインクジェット記録装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above problems, reduce the cost by reducing the number of parts, improve the assembly work efficiency, and make a large structural change to the ink jet recording apparatus with a simple structure. Therefore, an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that can hold air in an ink supply pipe, reduce fluctuations in ink supply pressure by the held air, and improve ejection stability.
本発明の課題は、以下のような構成により解決される。 The problems of the present invention are solved by the following configurations.
1.圧力室内のインクを吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの圧力室にインク供給源からのインクを供給するとともに少なくとも一部がインク供給管で構成されたインク供給路と、
インクが連通可能な状態で前記インク供給管の内部に挿入され該インク供給管の内面との間に形成される空間の少なくとも一部に空気を保持する空気保持部材と
前記インク供給管に接続される他の部材とを備え、
前記空気保持部材と前記他の部材とを一体の構造物として構成し、
前記一体の構造物は、前記空間を大気に連通させる大気連通孔を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
1. An inkjet head that ejects ink in the pressure chamber;
An ink supply path configured to supply ink from an ink supply source to the pressure chamber of the inkjet head and at least a part of the ink supply pipe;
An air holding member that is inserted into the ink supply pipe in a state where ink can communicate and that holds air in at least a part of a space formed between the ink supply pipe and an inner surface of the ink supply pipe, and is connected to the ink supply pipe With other members
The air holding member and the other member are configured as an integral structure ,
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the integrated structure includes an air communication hole that allows the space to communicate with the atmosphere .
2.前記他の部材は、前記インク供給路の途中に配置され前記インク供給源側のインク供給路と前記インク供給管とを接続するジョイントであり、
前記空気保持部材と前記ジョイントとを一体の構造物として構成したことを特徴とする1に記載のインクジェット記録装置。
2. The other member is a joint that is arranged in the middle of the ink supply path and connects the ink supply path on the ink supply source side and the ink supply pipe,
2. The ink jet recording apparatus according to 1, wherein the air holding member and the joint are configured as an integral structure.
3.前記他の部材は、前記インク供給管の一端に接続される前記インクジェットヘッドのインク供給管接続部であり、
前記空気保持部材と前記インク供給管接続部とを一体の構造物として構成したことを特徴とする1に記載のインクジェット記録装置。
3. The other member is an ink supply pipe connection portion of the inkjet head connected to one end of the ink supply pipe,
2. The ink jet recording apparatus according to 1, wherein the air holding member and the ink supply pipe connecting portion are configured as an integral structure.
4.前記大気連通孔を開閉する開閉部材を備えることを特徴とする1に記載のインクジェット記録装置。 4). 2. The ink jet recording apparatus according to 1 , further comprising an opening / closing member that opens and closes the atmosphere communication hole.
5.前記開閉部材を駆動して前記大気連通孔を開閉することにより前記空間を大気と連通または閉鎖する制御部を備えることを特徴とする4に記載のインクジェット記録装置。
5). 5. The ink jet recording apparatus according to
6.前記インクジェットヘッドからインクを吸引する吸引手段を備え、
前記制御部は、所定時間経過毎及び所定量のインク吸引毎の少なくとも一方のタイミングで前記空間を大気に連通させることを特徴とする5に記載のインクジェット記録装置。
6). Comprising suction means for sucking ink from the inkjet head;
6. The ink jet recording apparatus according to 5 , wherein the control unit causes the space to communicate with the atmosphere at a timing of every elapse of a predetermined time and every time a predetermined amount of ink is sucked.
7.前記空間に保持された空気の量を検知する空気量検知手段を備え、
前記制御部は、空気量検知手段の検知結果に基づいて、前記空気の量が所定量以下になった場合に、前記空間を大気に連通させることを特徴とする5に記載のインクジェット記録装置。
7). An air amount detection means for detecting the amount of air held in the space;
6. The ink jet recording apparatus according to 5 , wherein the control unit communicates the space with the atmosphere when the amount of the air becomes equal to or less than a predetermined amount based on a detection result of the air amount detecting unit.
8.前記インクジェットヘッドからインクを吸引する吸引手段を備え、
前記制御部は、前記空間を大気に連通させた状態で前記吸引手段を作動させることを特徴とする5から7の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
8). Comprising suction means for sucking ink from the inkjet head;
The ink jet recording apparatus according to any one of 5 to 7 , wherein the control unit operates the suction unit in a state where the space communicates with the atmosphere.
本発明によれば、部品点数を削減することによりコストを低減し、組立作業能率の向上を図るとともに、簡便な構造でインクジェット記録装置に大きな構成変更を加えることなく、インク供給管内に空気を保持することができ、保持された空気によりインクの供給圧力の変動を緩和し、吐出安定性を向上させることができるインクジェット記録装置を提供することができる。 According to the present invention, the cost is reduced by reducing the number of parts, the assembly work efficiency is improved, and air is held in the ink supply pipe with a simple structure and without making a large configuration change to the ink jet recording apparatus. In addition, it is possible to provide an ink jet recording apparatus that can reduce fluctuations in the supply pressure of ink by the retained air and improve the ejection stability.
以下に本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。ただし、以下は本発明の実施形態であって本発明を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following is an embodiment of the present invention and does not limit the present invention.
(第1実施形態)
(インクジェット記録装置の構成)
まず図1を参照して、本発明の第1実施形態のインクジェット記録装置の全体構成について説明する。図1は本発明の第1実施形態のインクジェット記録装置の全体構成図である。
(First embodiment)
(Configuration of inkjet recording apparatus)
First, the overall configuration of the ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.
インクジェット記録装置1は、記録媒体Pに対してインクを吐出し、記録媒体P上に画像を記録するものである。インクジェット記録装置1には、図示しない搬送手段が備わっており、この搬送手段が記録媒体Pを、図1における記録領域Cを通過させながら主走査方向Aと直交した副走査方向に搬送するようになっている。 The ink jet recording apparatus 1 records ink on the recording medium P by ejecting ink onto the recording medium P. The ink jet recording apparatus 1 includes a transport unit (not shown). The transport unit transports the recording medium P in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction A while passing the recording area C in FIG. It has become.
記録領域Cの上方には、主走査方向A(水平方向)に沿って延在するキャリッジレール2が配置されていて、このキャリッジレール2には、キャリッジレール2によって案内されるキャリッジ3が移動自在に設けられている。
Above the recording area C, a
キャリッジ3は、記録媒体Pに対してインクを吐出するインクジェットヘッド4を搭載し、キャリッジレール2に沿ってホームポジション領域Bからメンテナンス領域Dにかけて矢印A方向に移動するようになっている。
The
この主走査中にインクジェットヘッド4が、記録媒体Pに向けてインクdを吐出することで記録媒体Pに画像を形成する。本実施形態では、水平方向に主走査を行い、ノズルからのインク吐出方向が鉛直方向下向きとなるようにインクジェットヘッド4が設置される。
During this main scanning, the
本実施形態に係るインクジェット記録装置1では、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色のインクを吐出できるよう、合計で4個のインクジェットヘッド4がキャリッジ3に設置されている。図1においては、3個のインクジェットヘッド4,4、4が矢印A方向に1列に配置されていて、この矢印A方向に並んだインクジェットヘッド4,4、4の中央のインクジェットヘッド4の奥側(紙面垂直方向の奥側)にその他の1個のインクジェットヘッド4(不図示)が配置されている。
In the ink jet recording apparatus 1 according to the present embodiment, a total of four ink jet heads 4 are arranged on the carriage so as to eject ink of four colors of black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). 3 is installed. In FIG. 1, three
これら各インクジェットヘッド4には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクを貯蔵するインクタンク5が、それぞれインク供給管6を介して連結されている。つまり、インクタンク5内のインクは、インク供給管6によって各インクジェットヘッド4に供給されるようになっている。すなわち本実施形態においてインクタンク5は、インク供給源に相当する。
Each of these inkjet heads 4 is connected to an
本実施形態におけるインク供給管6は、インクタンク5に接続され主走査方向A(水平方向)とは異なる鉛直方向に延びる第1の直線部分と、主走査方向Aに延びる第2の直線部分と、インクジェットヘッド4に接続され主走査方向Aとは異なる鉛直方向に延びる第3の直線部分(図4参照)とで構成され、図示していないが、第1の直線部分と第2の直線部分の接続部は、キャリッジ3の移動に追従できるように円弧状に形成されている。
In the present embodiment, the
メンテナンス領域Dには、インクジェットヘッド4に対してメンテナンスを行うメンテナンスユニット7が設けられている。このメンテナンスユニット7には、インクジェットヘッド4の吐出面41Sを覆って、ノズル内のインクを吸引するための複数の吸引キャップ8と、吐出面41Sに付着したインクを拭き取る清掃ブレード9と、インクジェットヘッド4から空吐出されたインクを受けるインク受器10と、吸引ポンプ11と、廃インクタンク12とが設けられている。
In the maintenance area D, a maintenance unit 7 that performs maintenance on the
吸引キャップ8は吸引ポンプ11を介して廃インクタンク12と連通しており、メンテナンス動作時には上昇してインクジェットヘッド4の吐出面41Sを覆うようになっている。吸引キャップ8,8,…は、上述のように上昇した時に全てのインクジェットヘッド4の吐出面41Sを覆うことができるよう、各インクジェットヘッド4に対応するように4個配列されている。
The
吸引ポンプ11はシリンダーポンプやチューブポンプを有して構成されていて、吸引キャップ8が吐出面41Sを覆った状態で作動することにより、ノズルからインクジェットヘッド4内部のインクを異物とともに吸引するための吸引力を発生するようになっている。
The
ホームポジション領域Bには、インクジェットヘッド4を保湿する保湿ユニット13が設けられている。保湿ユニット13には、インクジェットヘッド4が待機状態にあるとき、吐出面41Sを覆うことでインクジェットヘッド4のインクを保湿する4個の保湿キャップ14が設けられている。これら4個の保湿キャップ14,14,…は、4個のインクジェットヘッド4の吐出面41Sを同時に覆うことができるよう、インクジェットヘッド4の配列に対応して配列される。
In the home position area B, a
制御部83(図8参照)は、CPU(中央演算装置)等を有して構成され、インクジェット記録装置1の各構成要素を制御するようになっている。 The control unit 83 (see FIG. 8) includes a CPU (Central Processing Unit) and the like, and controls each component of the inkjet recording apparatus 1.
次に、図2、図3を参照して本発明に係るインクジェットヘッド4について説明する。
Next, the
図2は本実施形態のブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色のインクジェットヘッド4のうち、ブラック(K)のインクジェットヘッド4の分解斜視図であり、図3は組み立てた状態の斜視図である。なお、他の色のインクジェットヘッド4についてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the black (K)
本実施形態のインクジェットヘッド4には、インクを吐出する2枚のインクジェットヘッドチップ(以下「ヘッドチップ」と称す。)41が重ねて設けられている。ヘッドチップ41は長尺な外形をしていて、その吐出面41Sには多数のノズル(図示せず)が配列されている。(以下ノズルの配列を「ノズル列」と称す。)
本実施の形態のインクジェットヘッド4は、ノズル列が2列設けられている。インクジェットヘッド4は矢印X方向(ノズル列方向)と図1に図示された主走査方向Aとが直交するようにキャリッジ3に搭載される。
The
The
このように、ヘッドチップ41には、複数のノズルと、複数のノズルに対応して設けられた複数の圧力室が矢印X方向に配列されて設けられている。ヘッドチップ41において、この圧力室の配列方向に沿って延びる面を側面と称する。
Thus, the
また、重ねられた2枚のヘッドチップ41のそれぞれの外側面には略方形状のインク供給口43が設けられていて、インク供給口43とノズルとがヘッドチップ41の内部に形成されたインク吐出流路(図示せず)を介して連通するようになっている。インク吐出流路の一部は圧力室を形成しており、図示しない圧電素子の作用により圧力を変動させて、インク滴をノズルから吐出させる構造になっている。そして、ヘッドチップ41には、各圧電素子に対して制御部83からの制御信号を送信する2組のヘッド駆動基板46、コネクタ57のそれぞれが、フレキシブル配線板47を介して各圧電素子に接続されている。
In addition, a substantially rectangular
2枚のヘッドチップ41の両側部には、外部からのインクをヘッドチップ41に供給する2組のマニホールド48a,マニホールド48bが取り付けられている。マニホールド48a,マニホールド48bは、耐インク性に優れた材料からなり、共通インク室50a、50bを形成するための凹みが形成されている。マニホールド48a,マニホールド48bの一端部には、共通インク室50a、50bにインクを流入させる注入口481a、481bが設けられている。
Two sets of
60は筐体フレーム54の側部に装着されてインク供給管6に接続されるインク導入口である円筒形状のインク供給管接続部であり、注入口481a、481bに連通している連結部56に接続される。
連結部56は、コの字形状の板状部材で側部にはインク供給管接続部60に接続される円筒形状の接続部が設けられていて、筐体フレーム54の側部に係合し、内部にインク供給路が形成されるようになっている。
The connecting
図2に示すように、ヘッドチップ41の下部には、ノズル面が露出するようにマニホールド48a,マニホールド48b及びヘッドチップ41を保持する保持板53が取り付けられている。
As shown in FIG. 2, a
また、インクジェットヘッド4には、上記したヘッドチップ41、マニホールド48a,マニホールド48b、ヘッド駆動基板46、保持板53などのインクジェットヘッド4の構成要素が取り付けられ固定される筐体フレーム54が設けられており、この筐体フレーム54はカバー52によって覆われている。筐体フレーム54の上部にはコネクタ支持部55が取り付けられる。
Further, the
次に、インク注入時のインクの流路について説明する。 Next, the ink flow path during ink injection will be described.
インクタンク5からインク供給管6を経由してインクが供給されると、インクジェットヘッド4内では先ずインクは、インク供給管接続部60のインク供給路59を通過して、連結部56に流入し、各マニホールド48a,マニホールド48bの注入口481a、481bに分岐し、共通インク室50a,50bに進入する。共通インク室50a,50bに至ったインクは、インク供給口43からヘッドチップ41内に進入する。
When ink is supplied from the
(インクジェット記録装置の動作)
次に、インクジェット記録装置1による画像形成時における動作について説明する。
(Operation of inkjet recording apparatus)
Next, the operation at the time of image formation by the inkjet recording apparatus 1 will be described.
インクジェット記録装置1の電源がONとなると、インクジェット記録装置1の各部に対して給電が行われる。 When the power of the ink jet recording apparatus 1 is turned on, power is supplied to each part of the ink jet recording apparatus 1.
その後、画像記録の開始指示が入力されると、キャリッジ3の往復走査が開始されると共に、制御部83は、画像データを基とした制御信号をヘッド駆動基板46及びその他の駆動部に送信し、画像記録を開始する。搬送手段に搬送される記録媒体P上には、インクジェットヘッド4からインクが吐出されて画像が形成される。
Thereafter, when an instruction to start image recording is input, the
そして、インクジェットヘッド4の吐出状態を回復するためのメンテナンスタイミングになると、制御部83は、各部を制御してインクジェットヘッド4のメンテナンスを行わせる。詳細に説明すると、制御部83は、メンテナンスタイミングに伴って走査用モータを制御し、インクジェットヘッド4と吸引キャップ8とが対峙する位置までキャリッジ3を移動させる。インクジェットヘッド4と吸引キャップ8とが対峙すると、制御部は、昇降用モータを制御して、インクジェットヘッド4の吐出面41Sと吸引キャップ8とが密着するまでメンテナンスユニット7を上昇させる。
When the maintenance timing for recovering the ejection state of the
メンテナンスユニット7の上昇完了後、制御部83は、所定時間だけ吸引キャップ8内部が吸引されるように吸引ポンプ11を制御する。
After completion of the raising of the maintenance unit 7, the
吸引ポンプ11の作動により、インクジェットヘッド4内部が負圧になる。インクジェットヘッド4の上流側のインク供給管6も負圧になり、インク供給管6内のインクは、インクジェットヘッド4に流入するようになっている。
Due to the operation of the
(インク供給路の構成)
本発明のインクジェット記録装置は、圧力室内のインクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの圧力室にインク供給源からのインクを供給するとともに少なくとも一部がインク供給管で構成されたインク供給路と、インクが連通可能な状態で前記インク供給管の内部に挿入され該インク供給管の内面との間に形成される空間の少なくとも一部に空気を保持する空気保持部材と、前記インク供給管に接続される他の部材とを備え、前記空気保持部材と前記他の部材とを一体の構造物として構成したことを特徴とする。詳細は後述するが、本実施形態では、インク供給管6が6A、6B、6Cの3本のインク供給管を連結して構成され、6Cの内部に空気保持部材が挿入されている。
(Configuration of ink supply path)
An ink jet recording apparatus of the present invention includes an ink jet head that discharges ink in a pressure chamber, an ink supply path that supplies ink from an ink supply source to the pressure chamber of the ink jet head, and at least a part of which includes an ink supply pipe. And an air holding member that holds air in at least a part of a space formed between the ink supply pipe and the inner surface of the ink supply pipe in a state where ink can communicate with the ink supply pipe, and the ink supply pipe The air holding member and the other member are configured as an integral structure. Although details will be described later, in the present embodiment, the
本発明によれば、空気保持部材と、インク供給管に接続される他の部材とを一体の構造物として構成したので、部品点数が減少し、空気保持部材をインク供給管に接続される他の部材とは別の部品として製作する必要がなく、他の部材と一体に容易に形成することが可能になる。 According to the present invention, since the air holding member and the other member connected to the ink supply pipe are configured as an integral structure, the number of parts is reduced and the air holding member is connected to the ink supply pipe. It is not necessary to manufacture as a separate component from this member, and it can be easily formed integrally with another member.
また、他の部材とインク供給管の接続と同時に空気保持部材を挿入することができるので接続作業も極めて簡単になり、組立作業性が大幅に向上し、生産ラインのスピード低下を防止することができる。また、空間の少なくとも一部に保持される空気により、モータやポンプ等の外部振動やキャリッジ走査等によるインクの供給圧力の変動を緩和し、吐出安定性を向上することができると共に、インク供給管に空気保持部材を挿入するだけで良く、インク供給管やインクジェットヘッドをそのまま利用できるのでインクジェット記録装置に大きな構成変更を加えることなく空間を簡便に且つ低コストで設けることができる。 In addition, since the air holding member can be inserted simultaneously with the connection of the ink supply pipe to the other members, the connection work is extremely simple, the assembly workability is greatly improved, and the production line speed is prevented from being lowered. it can. In addition, air held in at least a part of the space can mitigate fluctuations in ink supply pressure due to external vibration of a motor, a pump, or the like, carriage scanning, etc., and can improve ejection stability and an ink supply pipe It is only necessary to insert an air holding member, and the ink supply pipe and the ink jet head can be used as they are, so that a space can be provided easily and at a low cost without making a large structural change in the ink jet recording apparatus.
まず、図4を参照して本発明に係るインク供給管の接続構造ついて説明する。 First, the ink supply pipe connection structure according to the present invention will be described with reference to FIG.
図4は、本発明の第1実施形態に係るインク供給管の接続構造の模式図で、(a)は接続前の状態を示す斜視図、(b)は接続前の状態を示す断面図、(c)は接続されたインク供給管がインクジェットヘッドに取り付けた後、インク26を供給したところを模式的に示した斜視図である。
4A and 4B are schematic views of the connection structure of the ink supply pipe according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a perspective view showing a state before connection, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing the state before connection. FIG. 6C is a perspective view schematically showing a state where
インク供給管6は、図4(b)に示すように、インクタンク5からインク供給管6Bまでのインク供給路であるインク供給管6Aと、インク供給管6Bと、インク供給管6Bからインクジェットヘッド4までのインク供給路であるインク供給管6Cとが連結されて構成されている。
As shown in FIG. 4B, the
空気保持部材20Aは、円筒形状の部材で一端部にはインク供給管6Bに接続される円筒形状のジョイント33が一体的に設けられていて(以下、一体の構造物と言う場合がある。)、インクタンク側のインク供給路となるインク供給管6Bの端部に接合され、内部にインク供給路が形成されるようになっている。
The
インクタンクからのインク供給管6Aの内径部に、インク供給管6Bの外形部76を圧入するようにして両者が接続され、インク供給管6Bの内径部に、ジョイント33の外形部が接続され、インクジェットヘッドからのインク供給管6Cの内径部に、空気保持部材20Aの外形部を圧入するようにして両者が接続され、インクタンク5内のインクがインク供給管6A、インク供給管6B,ジョイント33、空気保持部材20A、インク供給管6Cを経由してインクジェットヘッドに供給される。
Both are connected to the inner diameter portion of the
インク供給管6Cの内部には、空気保持部材20Aが挿入され、インク供給管6Cの内面と空気保持部材20Aとの間には少なくとも一部に空気21を保持することができる空間22が形成されている。
An
空気保持部材20Aと、インク供給源側のインク供給路(インク供給管6B)と空気保持部材20Aが挿入されたインク供給管6Cとを接続するジョイント33とを一体の構造物として構成したので、部品点数が減少し、またジョイント33によりインク供給管6Bとインク供給管6Cを接続するのと同時に空気保持部材20Aを挿入することができるので接続作業も極めて簡単になり、組立作業性が大幅に向上し、生産ラインのスピード低下を防止することができる。
Since the
空気保持部材20Aは、インクの非浸透性、インク供給管6の内部への挿入のしやすさ及びインクに対する耐腐食性に優れるステンレススチール等の金属で構成されており、インクに直接接触しても変形、変質等を生じないようになっている。なお、空気保持部材20Aを構成する材料はステンレススチール等の金属に限定されず、インクに直接接触しても変形等を生じないものであればセラミック、樹脂等の他の材料で形成しても構わない。
The
空気保持部材20Aは、図4(b)に示すように、一端がインクジェットヘッドに接続されたインク供給管6におけるインクジェットヘッド4の近傍に挿入されることが好ましい。本実施形態では、インクジェットヘッド4に接続されたインク供給管6Cに空気保持部材20Aが挿入されており、挿入された位置から上流側のインク供給管において生じる圧力変動をより効果的に緩和できる。
As shown in FIG. 4B, the
また、インクジェットヘッドは所定方向に往復移動可能であり、空気保持部材20Aは、一端がインクジェットヘッドに接続されたインク供給管における一端から前記所定方向とは異なる方向に延びる部分に挿入されることが好ましい。
In addition, the inkjet head can reciprocate in a predetermined direction, and the
本実施形態においては、インクジェットヘッドは主走査方向A(水平方向)に往復移動可能であるので、一端がインクジェットヘッド4に接続されたインク供給管6における主走査方向A(水平方向)とは異なる鉛直方向に延びる第3の直線部分に空気保持部材20Aが挿入されている。
In the present embodiment, the inkjet head can reciprocate in the main scanning direction A (horizontal direction), and therefore differs from the main scanning direction A (horizontal direction) in the
本実施形態のインク供給系において、キャリッジ3の主走査方向Aの往復運動(往復走査)及びこれに伴うインク供給管6の運動によりこの供給管内のインクに圧力変動が生じるわけだが、この圧力変動は、主として主走査方向Aに延びる第2の直線部分で生じるため、キャリッジ3と共に移動し主走査方向Aとは異なる鉛直方向に延びる第3の直線部分に空気保持部材20Aを挿入することにより、その圧力変動がインクジェットヘッド4の内部に伝達されることによりインクの安定した吐出を妨げる現象の発生をより効果的に緩和できる。
In the ink supply system of the present embodiment, the pressure fluctuation occurs in the ink in the supply pipe due to the reciprocating movement (reciprocating scanning) of the
また、一端がインクジェットヘッドに接続されたインク供給管をインクジェットヘッドあるいはインクジェットヘッドが搭載される搭載部に固定する固定部を有し、空気保持部材が、固定部により固定されるインク供給管に挿入されることが好ましい。固定部により固定されたインク供給管は、キャリッジ3の移動に伴う動きが規制され、振動等が抑えられるため、より効果的に圧力変動を緩和できる。
Also, the ink supply pipe having one end connected to the ink jet head has a fixing portion for fixing the ink jet head or a mounting portion on which the ink jet head is mounted, and the air holding member is inserted into the ink supply pipe fixed by the fixing portion. It is preferred that Since the ink supply tube fixed by the fixing unit is restricted from moving along with the movement of the
本実施形態においては、図4(c)における27が、一端がインクジェットヘッド4のインク供給管接続部60に接続されたインク供給管6Cをインクジェットヘッド4に取り外し可能な状態で固定する固定部であり、固定部27により固定されたインク供給管6Cは、キャリッジ3の移動に伴う動きが規制される。尚、インク供給管6Cをインクジェットヘッド4が搭載される搭載部であるキャリッジ3に固定する様にしてもよい。
In the present embodiment,
キャリッジ3と共に移動し走査方向Aとは異なる鉛直方向に延びる第3の直線部分が固定部27により固定されており、この部分のインク供給管に空気保持部材20Aが挿入されている。
A third linear portion that moves together with the
また、空気保持部材は、インク供給管の内面に当接する当接部を有し、インク供給管及び空気保持部材の少なくとも一方は、空気保持部材の挿入に伴い変形可能な材料で構成されていることが好ましく、その弾性変形を利用して容易にインク供給管の内部に空気保持部材を挿入して保持できる。 The air holding member has an abutting portion that comes into contact with the inner surface of the ink supply tube, and at least one of the ink supply tube and the air holding member is made of a material that can be deformed as the air holding member is inserted. It is preferable that the air holding member can be easily inserted and held inside the ink supply pipe by utilizing the elastic deformation.
本実施形態においては、インク供給管の内面に当接する当接部としての大径部23を有し、空気保持部材20Aは、ステンレススチール等の金属で構成され、インク供給管6Cは樹脂あるいはゴム等の伸縮可能な弾性体で構成されている。空気保持部材20Aは、インク供給管6Cにおけるインク供給管接続部60に接続される側と反対側の開口に挿入されることによってインク供給管6Cの内部に保持される。インク供給管6Cは弾性を有しているため、大径部23をインク供給管6Cの開口に挿入するとき、開口がスムーズに膨張して弾性変形するので容易に挿入することができる。そして、インク供給管6Cが弾性復元して大径部23の外周面に密着しインク供給管6Cの弾性により空気保持部材20Aのインク供給管6Cの軸方向に沿った変位を規制することができるため、インク供給管6Cに固定用の溝等を設けなくても空気保持部材20Aをインク供給管6Cの内部に簡便且つ確実に保持することができる。
In this embodiment, it has a
また、空気保持部材は、インク供給管の内面に当接する大径部と、大径部よりも径の小さい小径部とを有し、インク供給管の内面と小径部との間に空間が形成されることが好ましい。大径部により空気保持部材を保持することができるとともに、より簡単に空間を形成することができる。 The air holding member has a large-diameter portion that contacts the inner surface of the ink supply tube and a small-diameter portion having a smaller diameter than the large-diameter portion, and a space is formed between the inner surface and the small-diameter portion of the ink supply tube. It is preferred that The air holding member can be held by the large-diameter portion, and a space can be formed more easily.
また、空間が環状に形成されている部分を有することが好ましい、環状の空間によりインク供給管の内部のスペースを有効に活用できる。 In addition, it is preferable that the space has an annular portion, and the space inside the ink supply pipe can be effectively utilized by the annular space.
本実施形態においては、空気保持部材20Aは、外周面がインク供給管6Cの内周面に当接する大径部23と、大径部23と一体かつ略同軸に形成されインク供給管6Cの内周面との間に形成される環状の空間22の少なくとも一部に空気21を保持することができる小径部24を有し、インク供給管6の軸方向の回りに形成された環状の空間22の少なくとも一部に空気21が保持される。
In the present embodiment, the
ここで、内径、外径とは、その形状が円の場合は、その直径を意味し、形状が円でない場合は、面積を円に換算したときの直径に相当するものであり、インク供給管あるいは小径部、大径部の形状は円形に限定されない。 Here, the inner diameter and the outer diameter mean the diameter when the shape is a circle, and when the shape is not a circle, the inner diameter and the outer diameter correspond to the diameter when the area is converted into a circle. Or the shape of a small diameter part and a large diameter part is not limited to circular.
また、空間のインク供給源側の面は閉鎖され、圧力室側の面は開口していることが好ましい。空間の圧力室側の開口している面からインクが進入するが、空間のインク供給源側の面は閉鎖されて袋小路になっているため空間のインク供給源側に空気が封じ込められ、インクが進入しない空間が容易に確保できる。空間への上流からの直接的なインクの進入は遮蔽されるので、空気が保持される空間の位置はインクの流れの少ない部分であり、従来のようなインクの流れによる空気の流出を抑えることができ、安定して圧力変動を緩和することができる。即ち、従来技術のインクジェットヘッドにおいては、通常の使用状態で共通インク室にインクが充填されていると共に隣接した空気室に空気が保持されており、ノズルからインクを吸引するメンテナンス動作時には、空気室に保持されている空気までが排出されてインクに置換されることがあり、かかる場合、圧力変動を吸収できなくなり、安定吐出に支障を斉らす虞がある。 Further, it is preferable that the surface on the ink supply source side of the space is closed and the surface on the pressure chamber side is opened. Ink enters from the open surface on the pressure chamber side of the space, but the surface on the ink supply source side of the space is closed to form a bag path, so air is sealed in the ink supply source side of the space, and the ink Space that does not enter can be easily secured. Since direct ink entry from the upstream to the space is shielded, the position of the space where the air is held is a portion where the ink flow is small, and the conventional air flow caused by the ink flow is suppressed. The pressure fluctuation can be relaxed stably. That is, in the ink jet head of the prior art, the common ink chamber is filled with ink in a normal use state and the air is held in the adjacent air chamber, and during the maintenance operation for sucking ink from the nozzle, the air chamber In some cases, even the air held in the air is discharged and replaced with ink. In such a case, pressure fluctuations cannot be absorbed, and there is a risk that stable ejection will be disturbed.
本実施形態においては、大径部23は、小径部24よりもインクタンク5側に位置し、空間のインクタンク5側の面を閉鎖しているので、より簡単に空間のインク供給源側の面は閉鎖することができる。
In the present embodiment, the large-
また、空間22は、第1の領域と、第1の領域よりもインクジェットヘッド側(圧力室側)に位置し流路断面積が第1の領域よりも小さい第2の領域を有することが好ましい。
The
本実施形態においては、空気保持部材20Aは、小径部24よりも圧力室側に位置しインク供給管6Cの内面に当接する第2の大径部29を有し、第2の大径部29は、インク供給管6Cの内面に当接する外周面の一部にインク供給管6Cの軸方向に沿って延びる溝部30を有し、インク供給管6Cの内面と小径部24の間に第1の領域が形成され、溝部30との間に第2の領域が形成されている。流路断面積(インク供給管の軸方向に直交する断面の断面積)は、第1の領域の方が第2の領域よりも大きい。
In the present embodiment, the air holding member 20 </ b> A has a second large-
第2の大径部29の外径d4は、大径部23の外径d1と略同一に形成されている。
The outer diameter d4 of the second
この溝部30の流路抵抗により、インク供給管の上流から移動してきた溶存ガス濃度の低い新たなインク26と空間22の空気21との接触が妨げられる。即ち、溝部30を介して空間22に進入したインク26は、入れ替わることなく溶存ガス濃度が飽和した状態で滞留し、このインク26と空気21とが接触する気液界面Mにおいて、空気21がインク26に溶けてしまうことによる空気の減少を抑制できる。
The flow path resistance of the
ここで、気液界面Mのメニスカス保持力は、インクの表面張力に比例し、その気液界面の径(接触面積に相当)に反比例する。気液界面Mを溝部30内に形成することで、触面積を小さくしてメニスカス保持力を高めることができるので、振動や傾斜に対して気液界面が動きにくく、強い構造とすることができる。
Here, the meniscus holding force at the gas-liquid interface M is proportional to the surface tension of the ink and inversely proportional to the diameter (corresponding to the contact area) of the gas-liquid interface. By forming the gas-liquid interface M in the
また、前述のように、インク供給管6Cが膨張した状態で空気保持部材20Aが挿入されるので、大径部23と当接している近傍のインク供給管6Cが小径部24に向けて若干傾斜して対向する。このため、大径部23の外径d1と小径部の外径d2の差が小さすぎる場合や小径部の長さが長い場合、インク供給管の内周面が小径部d2の外周面に接触してインク26と空気21の気液界面Mの形成が妨げられることが懸念されるが、本実施形態では、大径部23に加えて第2の大径部29により、インク供給管が支持されるので、より簡単な構成で、このような接触が生じないようにすることができる。
Further, as described above, since the
また、空気保持部材は、インク供給管の軸方向に沿って延び、且つ、インクが連通可能な貫通穴を有することが好ましい。貫通穴により、インクジェットヘッドへの十分なインク供給が可能となる。 The air holding member preferably has a through hole extending along the axial direction of the ink supply pipe and allowing ink to communicate therewith. The through hole enables sufficient ink supply to the inkjet head.
本実施形態においては、空気保持部材20Aは、一体化されたジョイント33の端面と後述する第2の大径部29の端面とを貫通してインク供給管6の軸方向に沿って延び、且つインクが連通可能な貫通穴25が形成されている断面形状が略円形の中空筒状体を用いている。
In the present embodiment, the
なお、貫通穴25の径d3は、ジョイント33,大径部23、小径部24、第2の大径部29の各部で異ならせてもよいし、本実施形態のように同じにしても良い。大径部の貫通穴25の径を小径部の貫通穴25の径よりも大きくするとインクジェットヘッド4へのより一層十分なインク供給を達成することができる。
The diameter d3 of the through
さらに、インクジェット記録装置の使用時の姿勢においてインク供給源側の面は圧力室側の面よりも上方に位置することが好ましい。空間の上部に保持された空気を移動しにくくすることができ、メンテナンスプロセスにおけるノズルからのインクの吸引時等における、空間からの空気の流出を、簡便な構造で有効に防止することができる。 Furthermore, it is preferable that the surface on the ink supply source side is positioned higher than the surface on the pressure chamber side in the posture when the ink jet recording apparatus is used. The air held in the upper part of the space can be made difficult to move, and the outflow of air from the space when sucking ink from the nozzles in the maintenance process can be effectively prevented with a simple structure.
本実施形態のインクジェット記録装置1では、略水平状態に設置されて使用される。空気保持部材20Aにより形成される空間22のインク供給源側の面は閉鎖され、圧力室側の面は開口しているとともに、空気保持部材20Aが挿入されている部分のインク供給管6Cをその軸方向がインクジェットヘッド4のインク供給管接続部60から上方に向かって略鉛直方向になるように設けている。このようにインクジェット記録装置の使用時の姿勢において空間22の閉鎖されている側の面が開口している側の面よりも上方に位置するようにするようにしている。
In the ink jet recording apparatus 1 of the present embodiment, the ink jet recording apparatus 1 is installed and used in a substantially horizontal state. The surface on the ink supply source side of the
具体的には、実使用状態において、インクタンク5からインクが供給されると、インク供給管6の上流からのインクは貫通穴25を通過し、インク供給管接続部60のインク供給路59に進入する。また、空間22の下側の開口している側の面からインクが進入するが大径部23により袋小路になっているため空間22の上部に空気21が封じ込められ、インクが進入しない空間が確保される。尚、詳細は後述するが、本実施形態では、大径部23に大気連通孔71が形成されており、実際はシール部材75によりインクの進入しない空間が確保されている。
Specifically, when ink is supplied from the
また、インク供給管6Cの内周面に当接する大径部23により、小径部24の外周面とこの外周面に対向するインク供給管6Cの内周面との空間22への上流からの直接的なインクの進入は遮蔽され、インク供給時におけるインクの流れは、貫通穴25を通過し、上から下へ向く方向である。そのため、空気21が保持される空間22の位置はインクの流れの少ない部分であり、従来のようなインクの流れによる空気の流出を抑えることができ、安定して圧力変動を緩和することができる。
Further, the large-
このように初期のインク導入時の動作により、空間22の少なくとも一部(上部)に空気21が封じ込められた状態で、インクタンク5からインクジェットヘッド4の圧力室までのインク供給路にインクが満たされることになる。
As described above, the ink supply path from the
実使用状態においては、図4(b)に示すように、ノズルを下側とした場合、空間22の所定高さまでインク26が充填され、その上部には空気21が閉じ込められている。
In the actual use state, as shown in FIG. 4B, when the nozzle is on the lower side, the
空間22の流路断面積(インク供給管の軸方向に直交する断面の断面積)を大きくすることによって、空間22の体積を大きくし、内部に保持される空気21の量を多くすることができる。そのため、圧力変動を緩和する機能を増大させることができる。また、小径部24の長さL2を長くして空気の量を多くすることもできる。空間22の体積は、圧力変動を緩和してノズル内のインクメニスカスの位置ずれ(体積変化)を抑えられるように、圧力変動の大きさ等に応じて適宜変更すればよい。
By increasing the cross-sectional area of the flow path of the space 22 (the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axial direction of the ink supply pipe), the volume of the
ここで空気保持部材の大きさは、用途やインク供給管の内径等により適宜に決めれば良い。本実施形態である空気保持部材20Aでは、インク供給管の内径をDmmとしたとき、例えば、大径部23は外径d1がD+0.1mm〜D+0.5mm程度、長さL1が1mm〜5mm程度、貫通穴25の径d3がd1−2.0mm〜d1−0.5mm程度、小径部24は外径d2がd1−2.0mm〜d1−0.8mm程度、長さL2が2mm〜20mm程度、貫通穴25の径d3がd2−2.0mm〜d2−0.5mm程度、第2の大径部29は外径d4がD+0.1mm〜D+0.5mm、長さL3が1mm〜5mm程度、貫通穴25の径d3がd1−2.0mm〜d1−0.5mm程度、溝部30は幅が0.2mm〜0.5mm程度、深さが0.2mm〜0.5mm程度である。
Here, the size of the air holding member may be appropriately determined depending on the application, the inner diameter of the ink supply pipe, and the like. In the
また、インク供給管は、少なくとも保持された空気に接する部分が空気透過性を有していることが好ましい。このことにより、空気とインクが接触する気液界面Mにおいて、空気がインクに溶けてしまうことによる空気の減少を、空気透過性を有するインク供給管を透過して空間に供給される空気により、補充することができ、簡便な構造で長期間にわたり圧力変動の吸収効果を維持することができる。 In addition, it is preferable that at least a portion of the ink supply tube that is in contact with the retained air has air permeability. As a result, at the gas-liquid interface M where the air and the ink are in contact with each other, the decrease in the air due to the dissolution of the air in the ink is reduced by the air supplied to the space through the ink supply pipe having air permeability. It can be replenished, and the effect of absorbing pressure fluctuation can be maintained over a long period of time with a simple structure.
本実施形態では、インク供給管6Cの全体が空気透過性を有している材料で構成され、インク供給管6Cの外側が大気に接している。また、インク供給管の空気透過性は、100(ml/m2・24h・atm)以上1000(ml/m2・24h・atm)以下が好ましく、この空気透過性は40℃の恒温槽内に置かれたインク供給管にHeを流し、He中に透過してくる空気をガスクロマトグラフィーにて酸素と窒素に分離して定量することにより測定する。
In the present embodiment, the entire
インク供給管6Cは、空気透過性や耐インク性、弾性などを考慮して、本実施形態例ではポリエチレン、フッ素樹脂やナイロン等の高分子樹脂材料による単層または多層構造チューブを採用しているが、ゴム材料を用いても良い。
In consideration of air permeability, ink resistance, elasticity, and the like, the
インク供給管6Cの厚さは、空気透過性と弾性、強度を考慮して、概ね0.5mm〜2mmが好ましい。
In consideration of air permeability, elasticity, and strength, the thickness of the
インク供給管6Cの好ましい内径は、使用するインクの粘度やインクジェットヘッドの吐出能力等によって多少異なってくるが、インク供給管6の内径(直径)としては1〜6mmが好ましい。
The preferable inner diameter of the
また、インク供給管は、少なくとも保持された空気に接する部分が透明であることが好ましい。空間に空気が残存しているか否かを検知することができるため、所定量以下である場合は、後述するような新たに空気を補充するための空気回復機構を設けたり、新しいインクに置換することで空気の再導入をおこなうことで確実に空気が残存している状態を維持できる。空気が残存しているか否かを検知するのは、目視による方法でも良いが、たとえば後述するような空間の光透過率を測定することで空気が残存しているか否かを検知する空気量検知手段を設けることにより、自動的に検知する構成にしてもよい。もし、所定量以下になっている場合は、空気の補充をおこなえばよい。あるいは、その旨を作業者に報知するようにしてもよい。 Moreover, it is preferable that the ink supply pipe is transparent at least at a portion in contact with the retained air. Since it is possible to detect whether or not air remains in the space, if it is less than a predetermined amount, an air recovery mechanism for newly replenishing air as described later is provided or replaced with new ink. Thus, it is possible to reliably maintain the state in which air remains by reintroducing air. The method of detecting whether or not the air remains may be a visual method, but for example, an air amount detection that detects whether or not the air remains by measuring the light transmittance of a space as described later, for example. It may be configured to automatically detect by providing means. If the amount is less than the predetermined amount, air may be replenished. Or you may make it alert | report to that.
本実施形態では、インク供給管6Cの全体が透明性を有している材料で構成されている。なお、透明とは空気とインクが判別できる程度でよく、前述の高分子樹脂材料による単層または多層構造チューブを採用することで達成できる。
In the present embodiment, the entire
(空気回復機構)
次に、空気を補充するための空気回復機構について、図4及び図5を参照して詳細に説明する。
(Air recovery mechanism)
Next, an air recovery mechanism for replenishing air will be described in detail with reference to FIGS.
ここで、図5は本発明の第1実施形態に係るインク供給管の接続構造の模式図で、(a)は空間が大気と閉鎖された状態を示す拡大正面図と断面図、(b)は空間が大気と連通された状態を示す拡大正面図と断面図である。 Here, FIG. 5 is a schematic diagram of the connection structure of the ink supply pipe according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5A is an enlarged front view and a sectional view showing a state where the space is closed to the atmosphere, and FIG. These are an enlarged front view and a sectional view showing a state where the space is communicated with the atmosphere.
図4に示すように、インク供給管6Bは、樹脂や金属により中空状に形成されており、インク供給管6Bの内部流路は、空気保持部材20Aとジョイント33の一体構造物を介してインク供給管6Cと接続されている。また、このインク供給管6Bは、インクタンク5側から小径部74と大径部72とを備えている。
As shown in FIG. 4, the
また、ジョイント33は、インクタンク5側から小径部79と大径部78とを備えている。
The joint 33 includes a
また、空気保持部材20Aとジョイント33の一体構造物において、ジョイント33の大径部78と空気保持部材20Aの大径部23をインク供給管の軸方向に沿って貫通し、空間22に連通する大気連通孔71が形成されている。この大気連通孔71は、ジョイント33の大径部78の上端から空気保持部材20Aの大径部23の下端に至るまで伸びており、外部から導入される空気を空間22の上部へ導くためのものである。
In the integrated structure of the
図5に示すように、インク供給管6Bは空気保持部材20Aとジョイント33の一体構造物に対して相対移動可能に装着され、インク供給管6Bが大気連通孔71を大気と閉鎖することで空間22を大気と閉鎖する大気閉鎖位置(図5(a)参照)と、インク供給管6Bが大気連通孔71を大気に連通することで空間22が大気と連通する大気連通位置(図5(b)参照)との間をインク供給管の軸方向に移動可能に構成されている。尚、インク供給管6Bは本願発明の開閉部材として機能する。
As shown in FIG. 5, the
具体的には、図4に示すように、インク供給管6Bの大径部72の内周部には、ジョイント33の大径部78における大気連通孔71の開口面に当接するOリング等のシール部材73が設けられており、このシール部材73により、インク供給管6Bとジョイント33とが隙間なく密着されるとともに、インク供給管6Bが大気閉止位置にある状態において、大気連通孔71から空間22内に大気が流入するのが防止される。また、大気開放位置にある状態において、インク供給管6Bは、大径部78におけるシール部材73が大気連通孔71の開口面から離間する位置に移動して大気連通孔71を介して空間22を大気に連通させる。
Specifically, as shown in FIG. 4, the inner peripheral portion of the large-
また、インク供給管6Bの小径部74の内周部には、ジョイント33の小径部79の外周部に摺接するOリング等のシール部材75が設けられており、このシール部材75により、小径部74の内周部と小径部79の外周部とが隙間なく密着されるとともに、インク供給管6Bが大気開放位置にある状態において、隙間からインクが漏れるのが防止される。さらに、インク供給管6Bが大気閉鎖位置にある状態において、大気連通孔71から空間22内にインクが流入するのが防止される。
In addition, a
このように空気回復機構は、大別して一体構造物に形成された大気連通孔と、大気連通孔を開閉する開閉部材として機能するインク供給管6Bと、開閉部材の移動機構からなる。
As described above, the air recovery mechanism is roughly divided into an atmospheric communication hole formed in an integrated structure, an
図4において、この移動機構は、一体構造物の大径部78の外周部に形成されたピン70、および、これに案内されて軸方向の下方に移動するとともに回転方向に移動するインク供給管6Bからなる。インク供給管6Bの大径部72は、上から見て円形の中空筒状部材で、その外周部に軸方向Uと円周方向Vからなる階段状の案内溝77を設ける。
In FIG. 4, the moving mechanism includes a
一体構造物は、大径部78の外周部に、ピン70を立設して、これをインク供給管6Bの案内溝77と係合させる。空間22の上部と大気とを大気連通孔71、案内溝77を介して連通させる。
In the integral structure, a
まず、図5(a)に示すように、通常時、即ち、空間22に空気を導入する必要のないときには、インク供給管6Bは空間22を大気と閉鎖する大気閉鎖位置にある。インク供給管6Bがシール部材73を圧縮するように付勢した状態で係止され、押圧が持続されており、空間22が閉鎖されている。
First, as shown in FIG. 5A, the
そして、空間22に空気を補充するときには、図5(a)において、ピン70と案内溝77の係合を介して、インク供給管6Bを円周方向に回転させ(案内溝77の円周部分Vによる)、次に、インク供給管6Bを上方に変位させ、図5(b)に示す最終段階でインク供給管6Bがシール部材73を大気連通孔71の開口面に対し離間した状態で係止される(案内溝77の軸方向部分Uによる)。これで大気連通孔の開放動作が終了し、次の吸引動作に移り、空気を補充する。
When the
次に、大気連通孔71を閉鎖するときには、図5(b)において、ピン70と案内溝77の係合を介して、インク供給管6Bを下方に変位させ、シール部材73を大気連通孔71の開口面に対し押圧させ(案内溝77の軸方向部分Uによる)、次にインク供給管6Bを円周方向に回転させ、図5(a)に示す最終段階でインク供給管6Bがシール部材73を圧縮するように付勢した状態で係止され、押圧が持続される(案内溝77の円周部分Vによる)。
Next, when the
以上説明したインクジェット記録装置によれば、空間22の空気21が所定量以下になってしまった場合に、手動または自動により、インク供給管6Bを移動させて空間22を大気に対して連通することにより簡便且つ早急に空気を補充できる。自動の場合は、空気の残存量を検知する手段を設け、制御部83の制御下で、その検知動作に連動してインク供給管6Bを移動させ大気に連通するようにすればよい。
According to the ink jet recording apparatus described above, when the
また、インク供給管6Bを開閉部材として機能させ、その動作により空間22を大気に対して閉鎖及び連通することができるため、別途に大気開閉する開閉部材等を設ける必要がなく、部品数を減らして構造を簡略化でき、製造コストを低減できる。
In addition, since the
(第2実施形態)
第2実施形態のインクジェット記録装置は、インク供給管6Bが開閉部材駆動手段としてのソレノイド82により動作する点が第1実施形態との相違点であり、以下相違点のみ説明する。
(Second Embodiment)
The ink jet recording apparatus according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the
第1実施形態のインクジェット記録装置では、手動で空気を補充する場合、ユーザーがインク供給管6Bを動かして大気連通孔を開放しなければならず、それを忘れると空気量を正常に回復できない。
In the ink jet recording apparatus according to the first embodiment, when air is manually replenished, the user must open the air communication hole by moving the
第2実施形態のインクジェット記録装置では、空間の空気量を把握し、自動で大気連通孔を開放し空気を補充することで、空気量が所定量以下の状態における吐出の不安定化を確実に防止する。 In the ink jet recording apparatus of the second embodiment, the air amount in the space is grasped, and the air communication hole is automatically opened to replenish the air, thereby reliably preventing the discharge from becoming unstable when the air amount is equal to or less than a predetermined amount. To prevent.
図6は、本発明の第2実施形態に係るインク供給管の接続構造の模式図で、(a)は接続前の状態を示す斜視図、(b)は接続後の状態を示す正面図である。 6A and 6B are schematic views of the connection structure of the ink supply pipe according to the second embodiment of the present invention, where FIG. 6A is a perspective view showing a state before connection, and FIG. 6B is a front view showing the state after connection. is there.
図7は、本発明の第2実施形態に係るインク供給管の接続構造の模式図で、(a)は開閉部材駆動手段としてのソレノイド82がオフの時を示し、空間が大気と閉鎖された状態を示す拡大正面図と断面図、(b)はソレノイド82がオンの時を示し、空間が大気と連通された状態を示す拡大正面図と断面図である。尚、図7においてはソレノイド82が省略してある。
FIG. 7 is a schematic diagram of the connection structure of the ink supply pipe according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7A shows when the
図6に示すように、ソレノイド82は、本体82Aと、本体82Aが励磁されると吸引されるプランジャ82Bで構成される。
As shown in FIG. 6, the
インク供給管6Bには駆動力伝達部81が一体的に設けられ、駆動力伝達部81には、開閉部材駆動手段としてのソレノイド82のプランジャ82Bの一端が取り外し可能な状態で固定されている。
The
図6の符号1000は、図示しないインクジェット記録装置本体(例えば、枠体)に上下方向に位置調整可能な状態で固定されたソレノイド保持部であり、ソレノイド82の本体82Aは、ソレノイド保持部1000に取り外し可能な状態で固定されている。
案内溝77は軸方向部分Uのみが設けられ、ピン70との係合を介して、インク供給管6Bはその軸方向(図6のH方向)に往復移動する。
The
図7(b)に示すように、ソレノイドに通電し、ソレノイドをオンすることにより、プランジャ82B、駆動力伝達部81及びインク供給管6Bがソレノイド本体82Aに吸引される方向に移動し、大気連通孔71が大気に開放される。図7(a)に示すように、ソレノイドがオフになると、プランジャ82B、駆動力伝達部81及びインク供給管6Bがソレノイド本体82Aに吸引される方向とは逆方向に移動し、大気連通孔71が大気に密閉される。
As shown in FIG. 7B, when the solenoid is energized and the solenoid is turned on, the
以上説明した第2の実施形態のインクジェット記録装置によれば、開閉部材としてのインク供給管6Bを開閉部材駆動手段としてのソレノイド82のオンオフにより移動させ空間22を大気に対して連通、閉鎖することができるため、第1の実施形態の効果に加えて、インク供給管6Bの移動による大気連通孔の開閉をより確実にかつ容易に行うことができるという効果を奏する。
According to the ink jet recording apparatus of the second embodiment described above, the
開閉部材駆動手段には、電磁式ソレノイド以外に、ステッピングモータ,DCモータ,電磁式ソレノイド,リニアモータの各種のアクチュエータを用いることも可能である。 As the opening / closing member driving means, various actuators such as a stepping motor, a DC motor, an electromagnetic solenoid, and a linear motor can be used in addition to the electromagnetic solenoid.
(空気回復及びインク吸引の制御構成)
図8は、本発明の第2の実施形態に係るインクジェット記録装置の空気回復及びインク吸引の制御構成を示すブロック図である。ここでは、空気回復及び吸引の制御に関する部分のみを示し、他の部分については省略している。
(Control configuration of air recovery and ink suction)
FIG. 8 is a block diagram showing a control configuration of air recovery and ink suction of the ink jet recording apparatus according to the second embodiment of the present invention. Here, only the part related to air recovery and suction control is shown, and the other parts are omitted.
制御部83には、以下の各部が接続されている。記憶部86は、空気回復及びインク吸引の制御に関するプログラムやデータを記憶しており、制御部83によって制御対象を制御する際に用いられる。
The following units are connected to the
空気量検知手段85は、空間22内の空気量が所定量以下になると出力を行うセンサで、具体的には、空気の増減によりインク供給管の軸方向に移動するインク液面を検知するための光学式のセンサであり、インク26によってセンサのセンサ領域の遮光又は非遮光が切り換えられることで、センサの受光量が変化して、これによりセンサ信号の出力状態を切り換える。すなわち、空気量検知手段85は、そのセンサ領域にインク26が存在する場合に空気量が所定量以下であることを検知して制御部83に対してセンサ信号を出力し、センサ領域にインク26が存在しない場合に空気量が所定量以下であることを検知せずに制御部83に対してセンサ信号を出力しない。
The air amount detection means 85 is a sensor that outputs when the air amount in the
インク供給管6Bは、空気保持部材20Aとジョイント33の一体構造物に設けられた大気連通孔71を開閉可能に構成された開閉部材として機能する。そして、インク供給管6Bは、制御部83の制御下で開閉されることで大気連通孔71を介して空間22の上部に空気を補充する。
The
開閉部材駆動手段としてのソレノイド82は、制御部83の制御下で駆動することにより、駆動力伝達部81を介してインク供給管6Bを軸方向(図6のH方向)に移動させる。具体的には、ソレノイド82は、その駆動によりインク供給管6Bを下方向に大気閉鎖位置まで移動させ、また、インク供給管6Bを上方向に大気開放位置まで移動させる。
The
タイマー84は、新規のインクジェットヘッドが装着されてからの経過時間を計測する。
The
カウンタ87は、新規のインクジェットヘッドが装着されてからのインク吸引量を測定する。本実施形態では、インク吸引回数をカウントしてインク吸引量を測定する。
The
また、上述した吸引ポンプ11も接続され、制御部83によって動作される。
The above-described
(空気回復及びインク吸引の制御)
次に、空気回復及びインク吸引の制御について、図9及び図10を参照して詳細に説明する。
(Control of air recovery and ink suction)
Next, air recovery and ink suction control will be described in detail with reference to FIGS.
ここで、図9は空気回復動作を実施するタイミングの一例を示すタイムチャートである。 Here, FIG. 9 is a time chart showing an example of timing for performing the air recovery operation.
この空気回復動作は、例えば、インクジェットヘッドが所定量のインク吸引を行った後や、空気量検知手段が空気量が所定量以下であることを検知した際、或いは所定の時間が経過した後等を空気回復動作の開始タイミングとして、制御部83の制御下で行われる。
This air recovery operation is performed, for example, after the ink jet head has sucked a predetermined amount of ink, when the air amount detecting means detects that the air amount is less than the predetermined amount, or after a predetermined time has elapsed. Is performed under the control of the
まず、新規のインクジェットヘッドが装着され使用が開始されると、タイマー84がスタートする。またカウンタ87は各色毎にインクジェットヘッドから吸引動作を行った回数を累積的にカウントしている。
First, when a new ink jet head is mounted and use is started, the
なお、前述のように初期のインク導入時の動作により、インクタンク5からインクジェットヘッド4のノズルまでのインク供給路において、空間の少なくとも一部に空気が保持された状態でインクが満たされることになる。
As described above, the ink is filled in the state where air is held in at least a part of the space in the ink supply path from the
そして制御部83は、毎回のインク吸引終了時に、累積の吸引回数をカウンタ87から算出し、各色毎に設定された所定回数に達していれば、そのインクジェットヘッドについて空気回復動作を行う。ここで所定回数は、インク吸引動作の繰り返しにより空間内の空気の量が減少しても画像劣化に繋がらない程度の空気量を維持するように設定される。この所定回数はインクの組成等によって異なるが、通常数回〜数百回の吸引を目安にすれば良い。
The
尚、この空気量が減少は、インク吸引動作時に図4(c)に示す空間22における空気21が膨張してインク26と空気21の気液界面Mが下降し、インクジェットヘッド4側に引き寄せられ、その後吸引終了時に元の位置に戻ろうとするが、このとき実際は若干量の空気がインクに置換されて空気量が減少し、吸引回数の累積と共に徐々に空気量が減少していくことにより生じるものと考えられる。
This decrease in the amount of air is caused by the expansion of the
また、制御部83は、タイマー84が所定時間に達したときは、空気回復動作を行う。ここで所定時間は、経時でのインク中への空気の溶解等により空間内の空気の量が減少しても画像劣化に繋がらない程度の空気量を維持するように設定される。この所定時間はインクの組成等によって異なるが、通常数ケ月を目安にすれば良い。
Further, the
もし、何らかの理由により、タイマー84が所定時間に達しない場合やカウンタ87が所定回数に達していない状態で空気量が所定量以下になった場合には、空気量検知手段85が検知した段階で強制モードの空気回復処理を行う。
If, for some reason, the
図10は空気回復動作時の流れの一例を示すフローチャートである。この制御は、空気回復動作時に、記憶部86に記憶されている制御プログラムに基づいて制御部83によってされる。前提として、図1においてインクジェットヘッド4が吸引キャップ8に対向するようにキャリッジ3が位置し、またメンテナンスユニット7が上昇してインクジェットヘッド4の吐出面41Sが吸引キャップ8に密着しているものとする。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow during the air recovery operation. This control is performed by the
まず、制御部83は、大気連通孔71を開状態にする(ステップS100)。すなわち、ソレノイド82を駆動することにより、駆動力伝達部81を介してインク供給管6Bを図7(a)に示す大気閉鎖位置から図7(b)に示す大気開放位置まで移動させる。これにより、空間22の上部に連通する大気連通孔71が大気に開放される。
First, the
本実施形態のように、大気連通位置をインクジェットヘッドのノズル面に対して相対的に高い位置に設定することにより、インクジェットヘッドのノズル内のインク背圧が負圧になるように適宜設定することで、空間22内のインク液面とインクジェットヘッドのノズルのインク液面との間の水頭差を利用して、外部の空気を空間22内に吸い込むことができる。
As in this embodiment, by setting the atmosphere communication position to a position relatively high with respect to the nozzle surface of the inkjet head, the ink back pressure in the nozzle of the inkjet head is appropriately set to be negative. Thus, external air can be sucked into the
次に、制御部83は、吸引ポンプ11を所定時間だけ駆動させ、ヘッド吸引を行う(ステップS200)。これにより、吸引ポンプ11によりインクジェットヘッド4からのインクの吸引が開始されるとともに、インク供給路内部が減圧され、空間22の上部に補充するための空気が大気連通孔71を介して供給される。このとき、空間22内のすべてに空気が満たされる空気量を最大として、これ以下の空気量となるようなインクの吸引量で吸引することが好ましい。
Next, the
この吸引動作(ステップS200)は、インク供給系を積極的に負圧にしてより確実に外部の空気を空間22内に吸い込むことができる点で好ましい。
This suction operation (step S <b> 200) is preferable in that the external air can be sucked into the
次に、制御部83は、大気連通孔71を閉状態にする(ステップS300)。すなわち、ソレノイド82を駆動することにより、駆動力伝達部81を介してインク供給管6Bを図7(b)に示す大気開放位置から図7(a)に示す大気閉鎖位置まで移動させる。これにより、空間22の上部に連通する大気連通孔71が大気と閉鎖される。
Next, the
次に、制御部83は、吸引ポンプ11を所定時間だけ駆動させ、ヘッド吸引を行う(ステップS400)。この吸引動作は、通常のヘッド回復動作であり、その後の印字開始時に吐出不良等が生じる虞をなくすことができる点で好ましい。
Next, the
ステップS200の吸引動作において、空間22内のすべてに空気が満たされる空気量を最大として、この最大値を超えて空気が補充されてしまうと、インク供給路内に空気が侵入してしまう。そして、インクジェットヘッドからのインクの吐出が正常に行われなくなる虞がある。しかし、このステップS400の吸引による回復動作により、インク供給路内の内部に存在する空気をインクと共に除去することができ、インクジェットヘッドから正常にインクを吐出することができる。
In the suction operation of step S200, if the amount of air that fills the
上記実施の形態では、ステップS100で大気連通孔71を開状態にした後にステップS200でインク吸引を開始するようにしたが、これに限られるものではなく、大気連通孔71を開状態で吸引ポンプを作動させインクを吸引すれば良い。そのため、例えば、大気連通孔71を閉状態でインク吸引を開始し、所定時間だけ大気連通孔71を開状態にした後、閉状態にし、吸引を終了するようにしても良い。
In the embodiment described above, the ink suction is started in step S200 after the
但し、インク吸引を開始後に、インク供給路の内部と大気の差圧が所定値以上に大きくなったときに大気連通孔が開放されると、差圧により急激に空気が流入し、空気量の制御が難しくなるので、本実施形態のように大気連通孔71を開状態にした後にインク吸引を開始するようにして、徐々にインク供給路を負圧状態にしながら空気を流入させることが好ましい。
However, if the atmospheric communication hole is opened when the differential pressure between the inside of the ink supply path and the atmosphere becomes larger than the predetermined value after the ink suction is started, the air suddenly flows in due to the differential pressure, and the amount of air Since it becomes difficult to control, it is preferable to start air suction after opening the
本実施形態では、空間22の空気量を把握する手段としては、タイマー84、カウンタ87、空気量検知手段85の少なくとも1つを備えていれば良く、タイマー84及びカウンタ87の少なくとも一方を備えることで、空気量検知手段を必要とせず、空気室内の空気量の減少を予測し、空気回復動作を行うことにより、効率的に空気量の減少に起因とする印字画像の劣化を抑制することができる。また、空気量検知手段を備えることにより、精度良く空気室内の空気量の減少を検知することができる。
In the present embodiment, as a means for grasping the air amount in the
また、本実施形態では、インク供給源側のインク供給路(インク供給管6B)と空気保持部材20Aが挿入されたインク供給管6Cとを接続するジョイント33と、空気保持部材20Aとを一体の構造物として構成したが、空気保持部材と、空気保持部材が挿入されるインク供給管に接続される他の部材とを一体の構造物として構成すれば良い。例えば、インクジェットヘッド4のインク供給管接続部60と空気保持部材とを一体の構造物として構成してもよい。前者の構成の方が、空気回復が容易になるため好ましい。
Further, in the present embodiment, the joint 33 that connects the ink supply path (
また、実施形態ではインク供給管6Cに1つの空気保持部材20Aが設けられているが、その数は特に問わない。
In the embodiment, one
また、実施形態ではメインのインクタンクのみが設けられたインクジェット記録装置に適用したが、サブタンクが設けられているインクジェット記録装置にも適用可能である。 In the embodiment, the present invention is applied to the ink jet recording apparatus provided with only the main ink tank. However, the present invention can also be applied to an ink jet recording apparatus provided with a sub tank.
また、実施形態ではシリアル方式のインクジェット記録装置に適用したが、ライン方式のインクジェット記録装置にも適用可能である。インクジェットヘッドを静止させた状態で記録するライン方式の場合においても、ポンプやモータ等の外部振動の影響によりインク供給圧力が変動することがあり、本発明のインクジェット記録装置によれば、インクの供給圧力の変動を緩和し、吐出安定性を向上させることができる。 In the embodiment, the present invention is applied to a serial type ink jet recording apparatus, but the present invention is also applicable to a line type ink jet recording apparatus. Even in the case of a line system in which the inkjet head is stationary, the ink supply pressure may fluctuate due to the influence of external vibrations such as a pump and a motor. According to the inkjet recording apparatus of the present invention, the ink supply It is possible to alleviate pressure fluctuations and improve ejection stability.
また、実施形態ではインクジェットヘッドは、ヘッドチップに圧電素子を備える構成とは限らず、例えばヒータを備える構成としてもよい。 In the embodiment, the inkjet head is not limited to the configuration including the piezoelectric element in the head chip, and may be configured to include a heater, for example.
また、空気保持部材の形状や位置関係等も適宜変更して実施可能である。例えば、第2の大径部29を設けない構成、溝部30を直線ではなく螺旋状にした構成なども可能である。
In addition, the shape and positional relationship of the air holding member can be changed as appropriate. For example, a configuration in which the second large-
1 インクジェット記録装置
4 インクジェットヘッド
6、6A、6B、6C インク供給管
20A 空気保持部材
33 ジョイント
41 ヘッドチップ(インクジェットヘッドチップ)
41S 吐出面
48a、48b マニホールド
60 インク供給管接続部
P 記録媒体
X ノズル列方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記インクジェットヘッドの圧力室にインク供給源からのインクを供給するとともに少なくとも一部がインク供給管で構成されたインク供給路と、
インクが連通可能な状態で前記インク供給管の内部に挿入され該インク供給管の内面との間に形成される空間の少なくとも一部に空気を保持する空気保持部材と
前記インク供給管に接続される他の部材とを備え、
前記空気保持部材と前記他の部材とを一体の構造物として構成し、
前記一体の構造物は、前記空間を大気に連通させる大気連通孔を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。 An inkjet head that ejects ink in the pressure chamber;
An ink supply path configured to supply ink from an ink supply source to the pressure chamber of the inkjet head and at least a part of the ink supply pipe;
An air holding member that is inserted into the ink supply pipe in a state where ink can communicate and that holds air in at least a part of a space formed between the ink supply pipe and an inner surface of the ink supply pipe, and is connected to the ink supply pipe With other members
The air holding member and the other member are configured as an integral structure ,
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the integrated structure includes an air communication hole that allows the space to communicate with the atmosphere .
前記空気保持部材と前記ジョイントとを一体の構造物として構成したことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 The other member is a joint that is arranged in the middle of the ink supply path and connects the ink supply path on the ink supply source side and the ink supply pipe,
The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the air holding member and the joint are configured as an integral structure.
前記空気保持部材と前記インク供給管接続部とを一体の構造物として構成したことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 The other member is an ink supply pipe connection portion of the inkjet head connected to one end of the ink supply pipe,
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the air holding member and the ink supply pipe connecting portion are configured as an integral structure.
前記制御部は、所定時間経過毎及び所定量のインク吸引毎の少なくとも一方のタイミングで前記空間を大気に連通させることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録装置。 Comprising suction means for sucking ink from the inkjet head;
The ink jet recording apparatus according to claim 5 , wherein the control unit causes the space to communicate with the atmosphere at a timing of every elapse of a predetermined time and every time a predetermined amount of ink is sucked.
前記制御部は、空気量検知手段の検知結果に基づいて、前記空気の量が所定量以下になった場合に、前記空間を大気に連通させることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録装置。 An air amount detection means for detecting the amount of air held in the space;
6. The ink jet recording according to claim 5 , wherein the control unit causes the space to communicate with the atmosphere when the amount of air becomes equal to or less than a predetermined amount based on a detection result of the air amount detection means. apparatus.
前記制御部は、前記空間を大気に連通させた状態で前記吸引手段を作動させることを特徴とする請求項5から7の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。 Comprising suction means for sucking ink from the inkjet head;
8. The inkjet recording apparatus according to claim 5 , wherein the control unit operates the suction unit in a state where the space communicates with the atmosphere.
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