JP5909317B2 - 液体噴射装置 - Google Patents
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Description
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留した液体貯留部材と、
前記液体貯留部材に貯留された液体を加圧して、当該液体を、液体供給路を通じて前記液体噴射ヘッド側に圧送する加圧手段と、
前記液体貯留部材側から前記液体供給路を通じて供給される液体を濾過するフィルターおよび当該フィルターの上流側に形成された上流側空部を有し、前記液体噴射ヘッドの上流側に配設されたフィルター室と、
前記フィルター室と前記液体噴射ヘッドとの間に配置され、前記フィルター室側からの液体の圧力を減圧する圧力調整弁を有する圧力調整手段と、を備え、
前記フィルターの孔寸法が、前記ノズルにおける最小内径の1/2以下に設定され、
前記加圧手段による圧力が、前記上流側空部内の気泡が前記フィルターを通過し得る値に調整され、
前記フィルターを通過し、前記圧力調整手段によって減圧された後の気泡の大きさが、前記ノズルにおける最小内径よりも小さいことを特徴とする。
Df≦Da/(Ra*Rb) …(1)
さらに、上記目的を達成するために提案される本発明の液体噴射装置は、以下の構成を備えたものであってもよい。
すなわち、液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留した液体貯留部材と、
前記液体貯留部材に貯留された液体を加圧して、当該液体を、液体供給路を通じて前記液体噴射ヘッド側に圧送する加圧手段と、
前記液体貯留部材側から前記液体供給路を通じて供給される液体を濾過するフィルターおよび当該フィルターの上流側に形成された上流側空部を有し、前記液体噴射ヘッドの上流側に配設されたフィルター室と、
前記フィルター室と前記液体噴射ヘッドとの間に配置され、前記フィルター室側からの液体の圧力を減圧する圧力調整弁を有する圧力調整手段と、を備え、
前記圧力調整手段は、前記液体噴射ヘッド側の圧力が一定値以下になった場合に前記圧力調整弁を開く一方、前記液体噴射ヘッド側の圧力が一定値を超えた場合に前記圧力調整弁を閉じ、
前記フィルターの孔寸法が、前記ノズルにおける最小内径の1/2以下に設定され、
前記加圧手段による圧力が、前記上流側空部内の気泡が前記フィルターを通過し得る値に調整され、
前記圧力調整手段を通過した液体は、他のフィルターを介することなく前記ノズルまで到達し、
前記フィルターを通過し、前記圧力調整手段によって減圧された後の気泡の大きさが、前記ノズルにおける最小内径よりも小さいことを特徴とする。
本発明によれば、フィルター室と液体噴射ヘッドとの間に、圧力調整弁を備えた圧力調整手段が設けられ、この圧力調整手段は、液体噴射ヘッド側の圧力が一定値以下になった場合に圧力調整弁を開く一方、液体噴射ヘッド側の圧力が一定値を超えた場合に圧力調整弁を閉じ、フィルター孔の開口寸法がノズルにおける最小内径の1/2以下に設定され、加圧手段による液体圧送時の圧力が、上流側空部内の気泡がフィルターを通過し得る値に調整される構成を採用することにより、上流側空部内の気泡がフィルターを通過して微細な気泡に分割され、尚かつ、当該気泡が圧力調整手段により減圧された後においても当該気泡の大きさをノズルの最小内径よりも小さくすることができる。そして、当該気泡は、液体噴射ヘッドのノズルから液体を噴射する際に、当該ノズルに詰まることなく液体と共にノズルからヘッド外部に排出される。これにより、従来において行われていたクリーニング処理を行わなくても、液体貯留部材からノズルに至るまでの流路内に気泡が滞留することが防止される。そして、クリーニング処理を行わなくても良いので、クリーニング処理に要する時間が削減され、また、クリーニング処理を行わない分だけ液体の消費が抑制される。
上記構成において、前記ノズルにおける最小内径をDa、前記上流側空部内の気泡が前記フィルターを通過した時点における前記フィルターの孔寸法に対する気泡の直径の比をRa、前記圧力調整手段による減圧前後の気泡の直径比をRbとしたとき、前記フィルターの孔寸法Dfが、以下の式(1)に基づいて定められることが望ましい。
Df≦Da/(Ra*Rb) …(1)
上記構成において、前記加圧手段による圧力が、前記液体貯留部材から前記フィルターに至るまでの圧力損失分に15kPaを加算した値以上に設定される構成を採用することが望ましい。
また、上記構成において、前記上流側空部が、前記フィルターに対して重力方向の下方に配置される構成を採用することができる。
本実施形態におけるプリンター1は、記録紙等の記録媒体(着弾対象:図示せず)の表面に対して液体状のインク(本発明に液体に相当)を噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター1は、フレーム2と、このフレーム2内に配設されたプラテン3とを備えており、紙送りモーターの駆動により回転する紙送りローラー(何れも図示せず)によってプラテン3上に記録紙が搬送されるようになっている。また、フレーム2内には、プラテン3と平行にガイドロッド4が架設されており、このガイドロッド4には、記録ヘッド20を備えたインク噴射ユニット10を収容したキャリッジ5が摺動可能に支持されている。このキャリッジ5は、パルスモーター6の駆動によって回転する駆動プーリー7と、この駆動プーリー7とはフレーム2における反対側に設けられた遊転プーリー8との間に架設されたタイミングベルト9に接続されている。そして、キャリッジ5は、パルスモーター6を駆動することで、ガイドロッド4に沿って紙送り方向と直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。
本実施形態における記録ヘッド20は、ケース23、振動子ユニット24、及び流路ユニット25等を備えている。上記のケース23の内部には振動子ユニット24を収納する収納空部26と、インク導入流路27と、が形成されている。インク導入流路27は、一端が後述する圧力調整ユニット21の導出路68と連通し、他端がリザーバー33と連通している。したがって、圧力調整ユニット21の導出路68側から導入されたインクは、インク導入流路27を通じてリザーバー33側に供給される。
本実施形態における圧力調整ユニット21は、図2に示すように、合成樹脂等から作製されたユニット本体45内に、フィルター46が配設されたフィルター室47と、圧力調整弁49を有する圧力調整部48(本発明における圧力調整手段の一種)と、を備えて概略構成されている。
ΔP=128*η*L/(πd4)*U …(A)
ΔP=8*(a+b)2*η*L/(a3*b3)*U …(B)
ここで、上記各式において、ηは常温(例えば、25℃)におけるインクの粘度(Pa・s)、Lは流路の長さ(m)、dは円形孔の直径(m)、Uは流路におけるインクの体積速度(m3/sec)、a,bは矩形孔の場合の1辺の長さ(m)である。
Df≦Da/(Ra*Rb) …(C)
上記第1実施形態では、圧力調整部48よりも下流側には、上記フィルター室47以外のフィルター(フィルター室)を設けない構成を例示したが、これには限られない。本実施形態のように、圧力調整部48よりも下流側に、第2のフィルター72が配設された第2のフィルター室71を設ける構成を採用することもできる。本実施形態における第2のフィルター72のフィルター孔の開口寸法は、フィルター46のフィルター孔55の開口寸法よりも十分に大きく、例えば、20μm程度となっている。本実施形態においても、圧力調整部48よりも上流側のフィルター46で気泡Bが細かく分割されるので、分割された気泡B′が第2のフィルター72に溜まることなく通過することができる。したがって、本実施形態においても、クリーニングを行わなくても、インクカートリッジ13から記録ヘッド20のノズル37に至るまでの流路内に気泡が滞留することが防止される。なお、他の構成ついては上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
上記第1実施形態および上記第2実施形態では、フィルター室47において、上流側空部52がフィルター46に対して重力方向の上側に形成されている構成を例示したが、これには限られない。本実施形態では、フィルター室47において上流側空部52がフィルター46に対して重力方向の下側に形成されている点に特徴を有している。これにより、上流側空部52で捕捉される気泡Bが、その浮力によってフィルター46の下面に押し付けられ、これに加え、当該浮力が作用することにより気泡Bがフィルター46をより通過し易くなる。これにより、エアポンプ16による圧力を低く抑えることができる。その結果、圧力調整室58による減圧前後における気泡の大きさの変化を小さくすることができる。このため、フィルター孔55の開口寸法を上記各実施形態における場合よりも大きくすることができる。なお、他の構成ついては上記第1実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
Claims (4)
- 液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留した液体貯留部材と、
前記液体貯留部材に貯留された液体を加圧して、当該液体を、液体供給路を通じて前記液体噴射ヘッド側に圧送する加圧手段と、
前記液体貯留部材側から前記液体供給路を通じて供給される液体を濾過するフィルターおよび当該フィルターの上流側に形成された上流側空部を有し、前記液体噴射ヘッドの上流側に配設されたフィルター室と、
前記フィルター室と前記液体噴射ヘッドとの間に配置され、前記フィルター室側からの液体の圧力を減圧する圧力調整弁を有する圧力調整手段と、を備え、
前記圧力調整手段は、前記液体噴射ヘッド側の圧力が一定値以下になった場合に前記圧力調整弁を開く一方、前記液体噴射ヘッド側の圧力が一定値を超えた場合に前記圧力調整弁を閉じ、
前記フィルターの孔寸法が、前記ノズルにおける最小内径の1/2以下に設定され、
前記加圧手段による圧力が、前記上流側空部内の気泡が前記フィルターを通過し得る値に調整され、
前記圧力調整手段を通過した液体は、他のフィルターを介することなく前記ノズルまで到達し、
前記フィルターを通過し、前記圧力調整手段によって減圧された後の気泡の大きさが、前記ノズルにおける最小内径よりも小さいことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記ノズルにおける最小内径をDa、前記上流側空部内の気泡が前記フィルターを通過した時点における前記フィルターの孔寸法に対する気泡の直径の比をRa、前記圧力調整手段による減圧前後の気泡の直径比をRbとしたとき、前記フィルターの孔寸法Dfが、以下の式(1)に基づいて定められたことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
Df≦Da/(Ra*Rb) …(1) - 前記加圧手段による圧力が、前記液体貯留部材から前記フィルターに至るまでの圧力損失分に15kPaを加算した値以上に設定されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体噴射装置。
- 前記上流側空部が、前記フィルターに対して重力方向の下方に配置されたことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の液体噴射装置。
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