JP2004167839A - Ink circulation system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク中に溶存する空気を脱気するためのインク循環システムに関し、詳しくは、インクを循環する配管路のプリントヘッド側にて供給路と帰還路の端部の少なくとも一方を分岐してプリントヘッドの所定の複数位置に接続させることによって、ラインヘッド式プリントヘッドのインクの脱気を効率的に行おうとするインク循環システムに係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のインクジェット式プリンタ等の記録装置は、インクタンクに貯蔵したインクを柔軟性のあるインク供給チューブを通してプリントヘッドへ供給し、プリントヘッドを左右方向に移動しながらプリントヘッドのインク吐出孔からインク滴を吐出して記録紙に画像を形成するシリアルヘッド式のものが多い。
【0003】
このようにインクタンクからインク供給チューブを介してプリントヘッドにインクを供給するインク供給機構を備えた記録装置の場合には、インクに気泡が混入し易く、気泡がプリントヘッドに入るとインクの流れを妨害し、インクの不吐出を引き起こし、印画不良を生じることがあった。
【0004】
ここで、上述したようなインク供給路への気泡の混入原因には、空気がインク供給チューブのジョイント部から侵入する場合や、インク供給チューブを透過して侵入する場合や、元々インク中に溶存していた空気が析出したりする場合がある。また、一般に、プリントヘッドは、インク吐出孔にメニスカスが張れるようにインクの流路内を負圧に保持しているため、印画中の振動や衝撃によりインク吐出孔から空気が侵入する場合がある。
【0005】
このようにインク供給路に混入した気泡を除去(脱気)する脱気システムには、気体透過性のある膜を介してインク中の溶存気体を透過させて脱気するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。また、インクを一時貯留するサブタンクに空気抜きバルブを設け、サブタンク内に気泡を溜め、サブタンク内の空間部の圧力が上昇すると空気抜きバルブを開いて脱気するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。さらに、インク供給路に脱気装置と溶存酸素計とを接続し、溶存酸素計に脱気装置を通過したインクをインクタンクに戻す循環経路を接続して設け、インク供給路内のインクに所定量の溶存気体が含まれる場合に、そのインクをインク供給路からバイパスして循環経路を経てインクタンクに戻し、気泡を含むインクがプリントヘッドに供給されないようにしたものがある(例えば、特許文献3参照)。さらにまた、二つのインクタンクがそれぞれ独立する第1及び第2インク経路でプリントヘッドに繋がれており、上記二つのインクタンクの一方にはポンプが接続されたものであって、プリントヘッド内に気泡が混入した場合に、ポンプを駆動してプリントヘッド内にインクの強制的な流れを形成して他方のインクタンクに気泡を排除するようにしたものがある(例えば、特許文献4参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−17712号公報(第2頁〜4頁、図2)
【特許文献2】
特開平10−114081号公報(第4頁、図4)
【特許文献3】
特開平11−42795号公報(第9頁〜13頁、図1)
【特許文献4】
特開平4−6451号公報(第3頁、図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の脱気システムは、プリントヘッドを左右方向に移動しながら所定のインク吐出領域の幅に、インク吐出孔からインク滴を吐出して記録紙に画像を形成するシリアルヘッド式には有効であるかもしれないが、インク吐出領域の幅と同等若しくはそれ以上の長さにインク吐出孔の列を配設し、プリントヘッドを固定状態にて上記インク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにしたラインヘッド式のプリントヘッドにそのまま適用しても十分な脱気ができなかった。即ち、ラインヘッド式のプリントヘッドは、インク流路が長いためインク流路内の動負圧損が大きくなり、インク吐出孔から空気が逆流してインクに混入し、気泡を発生させるという不具合を生じることがあったが、従来の脱気システムにおいては、このような不具合を解消することができなかった。特に、A0サイズのような大判の記録紙に対応した大型のラインヘッドにおいては、インク流路が長尺となるためインク吐出孔からの空気の逆流がより発生し易くなるが、このような不具合を効率的に解消する脱気システムとしてのインク循環システムは存在しない。
【0008】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、ラインヘッド式プリントヘッドのインクの脱気を効率的に行おうとするインク循環システムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるインク循環システムは、インク吐出領域の幅と同等若しくはそれ以上の長さにインク吐出孔の列を配設し、固定状態にて前記インク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにしたプリントヘッドと、インク中に溶存する空気を脱気するための脱気槽と、前記プリントヘッド及び脱気槽を連結して該脱気槽から該プリントヘッドにインクを供給する供給路と該プリントヘッドから該脱気槽にインクを帰還させる帰還路からなる配管路と、該配管路を介してインクを前記脱気槽と前記プリントヘッド間を循環させるポンプとを備えたものであって、前記配管路の前記プリントヘッド側にて供給路と帰還路の端部の少なくとも一方が分岐されて前記プリントヘッドの所定の複数位置に接続されたものである。
【0010】
このような構成により、インク吐出領域の幅と同等若しくはそれ以上の長さにインク吐出孔の列を配設し、固定状態にてインク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにしたプリントヘッドの所定の複数位置に配管路の供給路または帰還路のプリントヘッド側端部の少なくとも一方を分岐して接続し、該配管路を介してポンプでインクを脱気槽とプリントヘッド間を循環させ、脱気槽でインク中に溶存する空気を脱気する。これにより、大型のラインヘッドにおけるインクの動負圧損を低減し、インク中の空気の脱気を効率的に行う。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明によるインク循環システムの第1の実施形態を示す説明図である。このインク循環システムは、インク中に溶存する空気の脱気をするためのものであり、プリントヘッド1と、脱気槽2と、ポンプ3と、配管路4とを備えている。なお、ここでは、説明の便宜から単色の場合について説明する。
【0012】
プリントヘッド1は、後述のインク吐出孔の列から記録紙5にインクを吐出して印画するものであり、インク吐出領域の幅と同等若しくはそれ以上の長さにインク吐出孔の列を配設し、固定状態にて上記インク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにしている。また、プリントヘッド1は、インク吐出孔の列の短い単位プリントヘッド1aを4個連結してインク吐出領域の幅と同等若しくはそれ以上の長さのインク吐出孔の列を形成したものであり、上記単位プリントヘッド1aのそれぞれにインク流入口6とインク流出口7が設けられている。単位プリントヘッド1aの具体的連結の一例は、図2に示すように、インク吐出孔を42.3μmピッチで5136ドット整列させて設けた長さLの単位プリントヘッド1aを4個、隣接する単位プリントヘッド1aの端部をそれぞれx=8.33mmだけオーバーラップさせて千鳥配置することにより、プリントヘッド1を固定状態にて、幅Wが約844mmのA0サイズの記録紙の全幅に対しインク吐出ができるようにしたものである。
【0013】
また、図1に示す脱気槽2は、インクを一時的に貯留すると共に、インク中の空気(気泡)を脱気するものであり、インク中から脱気された空気を大気中に放出するための大気連通孔8をその上面に設けている。そして、脱気槽2は、タンク内のインクの液面が上記プリントヘッド1のインク吐出面よりも低くなるようにプリントヘッド1よりもh=60〜70mmだけ下方位置に配置されており、水頭圧によりプリントヘッド1の負圧を安定に維持できるようにされている。
【0014】
さらに、上記脱気槽2には、ポンプ3が接続されている。ポンプ3は、インクを配管路4を介して脱気槽2及びプリントヘッド1間を循環させるものであり、出口部3aが脱気槽2に連通し、入口部3bが開閉バルブ9を介して後述の帰還路13に連通している。また、上記入口部3bには、交換可能なインクタンク10が接続されており、脱気槽2内のインクの貯留量が所定のレベルを下回ったとき図示省略のセンサーでそれを検知してポンプ3を駆動し、インクタンク10からインクを脱気槽2に補充できるようになっている。
【0015】
そして、配管路4は、インクを脱気槽2からプリントヘッド1に供給する1本の供給路12と、プリントヘッド1から脱気槽2に戻す1本の帰還路13とから成り、供給路12及び帰還路13のプリントヘッド1側端部がそれぞれ四つに分岐して分岐路12a,13aを形成し、該分岐路12aを各単位プリントヘッド1aのインク流入口6に、また分岐路13aをインク流出口7に接続して並列接続の配管路を構成し、インクがプリントヘッド1に流入及び流出するようにされている。また、供給路12には、フィルター14が挿入されていてインク中に混入した異物を除去できるようになっている。なお、上記分岐路12aまたは13aは四つに限られず、少なくともいずれか一方が複数設けられていればよく、その数は任意である。
【0016】
次に、このように構成されたインク循環システムの動作について説明する。
通常、図1に示すプリントヘッド1及び脱気槽2並びに配管路4内にはインクが満たされており、印画動作中におけるプリントヘッドへのインクの供給は、インクの毛管力により脱気槽2から配管路4の供給路12を通して随時行われる。このとき、ポンプ3は停止している。そして、脱気槽2のインクの貯留量が所定量を下回ったとき、脱気槽2に備えた図示省略のセンサーでそれを検知し、開閉バルブ9を閉じると共に、ポンプ3を駆動してインクタンク10よりインクが脱気槽2に補充される。なお、開閉バルブ9は、印画動作中は、開状態または閉状態のいずれであってもよい。
【0017】
ここで、プリントヘッド1または配管路4に気泡が混入し、インク吐出不良が生じた場合には、開閉バルブ9が開けられた状態で、ポンプ3が駆動される。そして、脱気槽2からインクがプリントヘッド1に対して強制供給される。このとき、インクは、供給路12を矢印A方向に流れ、プリントヘッド1の側で供給路12の分岐路12aに至る。そして、インクは、四つの分岐路12aに分流し、各単位プリントヘッド1aのインク流入口6から単位プリントヘッド1a内部に備えた図示省略のインク流路に流入し、各単位プリントヘッド1a内を矢印B,C,D,E方向に流れる。
【0018】
そして、単位プリントヘッド1a内を流れたインクは、インク流出口7から分岐路13aに流出し、帰還路13に合流した後矢印F方向に流れ、開閉バルブ9、ポンプ3を経て脱気槽2に戻る。このようなインクの循環によって、インク中に混入した気泡は脱気槽2まで運ばれ、脱気槽2内において、インク液面上部に設けた空間部に放出される。そして、脱気槽2の上部に設けた大気連通孔8を通してタンク外に排除される。
【0019】
ところで、インク吐出時及びインク循環時には、プリントヘッド1のインク流入口及びインク流出口間に動負圧損が発生する。ここで、動負圧損は、配管路4を流れるインクの上流側と下流側との圧力差を言い、プリントヘッド1の動負圧損は、インク流路における動負圧損を示す。この動負圧損が、400mmH2O以上になるとインク流出口側のインク吐出孔から空気が侵入することが実験で確認されている。これに対して、図1のプリントヘッド1における動負圧損は、単位プリントヘッド1aのインク流入口6からインク流出口7間で決まり、例えば、パルス数変調(PNM)手法による5発のインク滴の吐出時には、40〜50mmH2O程度である。また、インク循環時においても、単位プリントヘッド1aの動負圧損は、100mmH2O程度であり、インク吐出孔から空気が侵入する虞がない。
【0020】
上記第1の実施形態によれば、大判サイズの記録紙5に対応したラインヘッド式のプリントヘッド1であっても、該プリントヘッド1がインク吐出孔の列の短い単位プリントヘッド1aを4個連結して構成したものであり、且つ各単位プリントヘッド1aに設けたインク流入口6及びインク流出口7に対して、供給路12の分岐路12a及び帰還路13の分岐路13aを接続させて並列のインク循環システムを構成したものであるので、プリントヘッド1内のインク流路が分割されて実質的なインク流路が短縮され、プリントヘッド1の動負圧損を小さくすることができる。これにより、インク吐出孔から空気が逆流してインク内に混入するのを抑制することができ、空気の混入に起因したインク吐出不良及びそれによる印画不良の問題を解消することができる。
【0021】
また、配管路4を1本の供給路12及び帰還路13のプリントヘッド1側端部を四つに分岐して分岐路12a,13aを形成し、それぞれを各単位プリントヘッド1aに設けられたインク流入口6及びインク流出口7に接続するようにしているので、供給路12及び帰還路13に接続される脱気槽2及びポンプ3はそれぞれ1つでよく、インク循環システムのコストアップを抑制することができる。
【0022】
上記第1の実施形態は、並列配管路を構成したものであるが、これに限られず、例えば図3に示すように、単位プリントヘッド1aを4個連結したプリントヘッド1に対して各単位プリントヘッド1aのインク流入口6及びインク流出口7について、相隣り合うインク流入口6とインク流出口7とを連結させ、プリントヘッド1の一方の側端部に位置するインク流入口6に供給路12を、また、他方の側端部に位置するインク流出口7に帰還路13を接続して直列接続の配管路4を構成することも可能である。
【0023】
しかし、この場合、プリントヘッド1の動負圧損は、プリントヘッド1の両側端部のインク流入口6とインク流出口7間に生じることになる。したがって、図2に示すA0サイズの記録紙に対応したプリントヘッド1においては、インク流路が第1の実施形態のプリントヘッド1に比べ実質約4倍に長くなることから、動負圧損も第1の実施の形態に対して約4倍大きくなり、インク吐出時で約160mmH2O、インク循環時で400mmH2O程度となる。このため、プリントヘッド1の側端部のインク流出口7側における負圧の程度が大きくなり、特にインク循環時に、上記インク流出口7側のインク吐出孔から空気がプリントヘッド1内に侵入し易くなる。
【0024】
また、図4に示すように、4個連結した単位プリントヘッド1aに対してそれぞれ個別の配管路4を接続し、各配管路4に脱気槽2、ポンプ3並びにインクタンク10を接続して並列接続の配管路を形成することも可能である。しかし、この場合、脱気槽2、ポンプ3及びインクタンク10が、接続される単位プリントヘッドの数と同数必要となりコストアップとなる。なお、図3及び図4においては、開閉バルブ9が図示省略されている。
【0025】
図5は、本発明によるインク循環システムの第2の実施形態を示すものである。この循環システムは、プリントヘッド1が、例えばA0サイズの記録紙5の幅と同等若しくはそれ以上の長さにインク吐出孔の列を配設し、固定状態にて記録紙5のインク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにした単位プリントヘッド1sからなるものであり、供給路12及び帰還路13の単位プリントヘッド1s側端部の四つの分岐路12aを単位プリントヘッド1sの四つのインク流入口6に、また四つの分岐路13aを四つのインク流出口7に接続して並列接続の配管路4を構成しインクがプリントヘッド1sに流入及び流出するようにされている。そして、単位プリントヘッド1sにおける実質的なインク流路が、図中矢印で示す近接したインク流入口6とインク流出口7間となるようにされている。
【0026】
上記第2の実施形態によれば、単位プリントヘッド1sが、例えばA0サイズの記録紙の幅に対応して大型でインク流路の長いものであっても、単位プリントヘッド1s内部の実質的なインク流路を短縮することができ、これにより動負圧損を減じ、インク吐出孔から空気が逆流してインク内に混入するのを抑制することができる。
【0027】
また、図6は、本発明によるインク循環システムの第3の実施形態を示すものである。この循環システムは、プリントヘッド1がカラーの印画に対応してイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のインク吐出孔の列を併設させた単位プリントヘッド1aを複数連結したものであり、各色に対応して図示省略の個別の脱気槽、ポンプ及びインクタンクを備え、配管路を介してそれぞれ対応色のインク吐出孔の列にインクが供給できるようにされている。そして、上記各配管路は、それぞれ供給路12Y,12M,12C,12Kと帰還路13Y,13M,13C,13Kとから成り、該供給路12Y〜12K及び帰還路13Y〜13Kのプリントヘッド1側端部がそれぞれ分岐されて複数の分岐路12y,12m,12c,12k及び13y,13m,13c,13kを形成し、プリントヘッド1の4色のインク吐出孔の列に対応して設けられた4グループの図示省略のインク流路にインク流入口6y,6m,6c,6k及び流出口7y,7m,7c,7kを介して接続され並列接続の配管路を構成している。
【0028】
上記第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、インク吐出孔の列の短い単位プリントヘッド1aを複数連結することによって大判サイズの記録紙に対応したラインヘッド式のプリントヘッド1を構成すると共に、各単位プリントヘッド1aにインク流入口6y〜6k及びインク流出口7y〜7kを設け、該インク流入口6y〜6k及びインク流出口7y〜7kに供給路12Y〜12K及び帰還路13Y〜13Kの分岐された分岐路12y〜12k及び13y〜13kを接続することにより、プリントヘッド1におけるインク流路を実質的に短縮して動負圧損を小さくすることができる。したがって、インク吐出孔から空気が逆流してインク内に混入するのを抑制することができ、インク吐出不良の問題を解消して高品質なカラー画像の印画形成を可能とする。
【0029】
さらに、図7は、本発明によるインク循環システムの第4の実施形態を示すものである。この循環システムは、プリントヘッド1がカラーの印画に対応してY,M,C,Kの4色のインク吐出孔の列を記録紙の幅と同等若しくはそれ以上の長さに併設し、固定状態にてインク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにした単位プリントヘッド1sからなるものであり、各色に対応して個別の脱気槽2Y,2M,2C,2K、ポンプ3Y,3M,3C,3K及び図示省略のインクタンクを備え、配管路4を介してそれぞれ対応色のインク吐出孔の列にインクが供給できるようにされている。そして、配管路4が供給路12Y〜12K及び帰還路13Y〜13Kの単位プリントヘッド1s側端部の各色二つの分岐路12y〜12kをそれぞれ単位プリントヘッド1sの対応するインク流入口6y〜6kに、また各色二つの分岐路13y〜13kを対応するインク流出口7y〜7kに接続して並列接続の配管路を構成している。
【0030】
上記第4の実施形態によれば、第2の実施形態と同様に、単位プリントヘッド1sが大型でインク流路の長いものであっても、単位プリントヘッド1s内部の実質的インク流路を短縮することができ、これにより動負圧損を減じてインク吐出孔から空気が逆流してインク内に混入するのを抑制することができる。したがって、インク吐出不良の問題を解消して高品質なカラー画像の印画形成を可能とする。
【0031】
また、図8は、本発明によるインク循環システムの第5の実施形態を示すものである。この循環システムは、図9に示すように、プリントヘッド1がカラーの印画に対応してY,M,C,Kの4色のインク吐出孔の列15y,15m,15c,15k及び15y’,15m’,15c’,15k’を記録紙の幅と同等若しくはそれ以上の長さに併設し、固定状態にてインク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにしたものであり、単位プリントヘッド1a,1a’をそれぞれ複数連結すると共に、該一対の単位プリントヘッド1a,1a’のインク吐出孔15が互いに配列ピッチPのP/2ピッチだけずれた状態に併設したものである。そして、図8に示すように、各色に対応して個別の脱気槽2Y〜2K、ポンプ3Y〜3K及び図示省略のインクタンクを備え、配管路4を介してそれぞれ対応色のインク吐出孔の列にインクが供給できるようにされている。配管路4は、その供給路12Y〜12K及び帰還路13Y〜13Kの単位プリントヘッド1a,1a’側端部の各色二つの分岐路12y〜12k及び12y’〜12k’をそれぞれ単位プリントヘッド1a,1a’の対応するインク流入口6y〜6k,及び6y’〜6k’に、また各色二つの分岐路13y〜13k及び13y’〜13k’を対応するインク流出口7y〜7k,及び7y’〜7k’に接続して並列接続の配管路を構成している。なお、図8においては、説明の便宜から単位プリントヘッド1a,1a’を1対のみを示している。
【0032】
上記第5の実施形態によれば、第1の実施形態と同様にインク流路を短縮することができ、これにより動負圧損を減じてインク吐出孔から気泡が逆流してインク内に混入するのを抑制することができる。したがって、インク吐出不良の問題を解消して高品質なカラー画像の印画形成を可能とする。また、第5の実施形態によれば、単位プリントヘッド1aの互いに隣接するインク吐出孔間を単位プリントヘッド1a’のインク吐出孔15で補完するように単位プリントヘッド1a’をインク吐出孔15の配列ピッチPのP/2ピッチだけずらした状態に配置することにより、高精細な画像形成ができる。
【0033】
また、図10は、本発明によるインク循環システムの第6の実施形態を示すものである。この循環システムは、図11に示すように、プリントヘッド1がカラーの印画に対応してY,M,C,Kの4色のインク吐出孔の列15y〜15kを一対、記録紙の幅と同等若しくはそれ以上の長さに併設し、固定状態にてインク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにしたものであり、単位プリントヘッド1aを複数連結して構成されており、同色のインク吐出孔の列15y〜15kが互いに、インク吐出孔15の配列ピッチPのP/2ピッチだけずれた状態に配置されている。そして、供給路12Y〜12Kの各色二つの分岐路12y〜12k及び12y’〜12k’をそれぞれ単位プリントヘッド1aの対応するインク流入口6y〜6k,及び6y’〜6k’に、また同色の一対のインク流路について、そのインク流出側端部を単位プリントヘッド1a内部で連結して色毎に1箇所のインク流出口7y〜7kを設け、帰還路13Y〜13Kに接続して並列接続の配管路を構成している。なお、図10においては、説明の便宜から1個の単位プリントヘッド1aのみを示している。
【0034】
上記第6の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、動負圧損を減じてインク吐出孔15から気泡が逆流してインク内に混入するのを抑制することができる。したがって、インク吐出不良の問題を解消して高品質なカラー画像の印画形成を可能とする。また、第5の実施形態と同様に、一対のインク吐出孔の列15y〜15kが、互いに他方のインク吐出孔の列15y〜15kのインク吐出孔15間を補完するように、インク吐出孔15を配列ピッチPのP/2ピッチだけずらした状態に配設することにより、高精細な画像形成ができる。
【0035】
なお、上記第1〜第6の実施形態において、供給路の分岐路数をp、帰還路の分岐路数をqとするとき、p≧1,q≧1、p+q>2の関係を有するように配管路を構成されている。これにより、インク流入口及びインク流出口の数を動負圧損に関して最適化することができる。
【0036】
また、インクの循環は、印刷開始時、所定時間経過時または所定枚数印刷時若しくはこれらを組み合わせた時にポンプを自動的に駆動して行われるようにしてもよく、またはインクの不吐出が発生した時にポンプを手動操作により駆動して行われるようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項1に係る発明によれば、インク吐出領域の幅と同等若しくはそれ以上の長さにインク吐出孔の列を配設し、固定状態にてインク吐出領域の全幅に対してインクを吐出するようにしたプリントヘッドの所定の複数位置に配管路の供給路または帰還路のプリントヘッド側端部の少なくとも一方を分岐して接続し、該配管路を介してポンプでインクを脱気槽とプリントヘッド間を循環させ、脱気槽でインク中に溶存する空気を脱気することができる。したがって、大型のラインヘッドにおけるインクの動負圧損を低減してインク吐出孔からの空気の侵入を抑制すると共に、インク中の空気の脱気を効率的に行うことができる。これにより、インク吐出不良を防止して、高品質の印画が可能となる。
【0038】
また、請求項2に係る発明によれば、配管路の供給路と帰還路との分岐数を異なるようにすることにより、インク流入口及びインク流出口の数を動負圧損に対して最適化することができる。したがって、インク吐出孔からの空気の侵入を抑制することができる。
【0039】
さらに、請求項3に係る発明によれば、インク吐出孔の列の短い単位プリントヘッドを複数連結してインク吐出領域の幅と同等若しくはそれ以上の長さのインク吐出孔の列を有するものとし、単位プリントヘッドのそれぞれに配管路の供給路及び帰還路の分岐された端部を接続することにより、大型のラインヘッドであってもインクの動負圧損を低減でき、インク吐出孔から空気が侵入するのを抑制することができる。したがって、インク吐出不良を防止して、高品質の印画が可能となる。
【0040】
さらにまた、請求項4に係る発明によれば、脱気槽をプリントヘッドより低い位置に配置したことにより、水頭差によりプリントヘッドの負圧を安定に維持することができる。
【0041】
そして、請求項5に係る発明によれば、脱気槽の上面に大気連通孔を設けて、該脱気槽に一時的に貯留されたインクから脱気された空気を脱気槽の外に放出するようにしたことにより、インク中の空気の脱気を容易にすることができる。
【0042】
また、請求項6に係る発明によれば、プリントヘッドが、複数色のインクに対応して個別のインク流路を備えており、該複数のインク流路のそれぞれに配管路を介して脱気槽と、ポンプとを接続したことにより、カラー印画に対応したプリントヘッドにおけるインク中の空気の脱気を効率的に行うことができる。これにより、インク吐出不良を防止して、高品質のカラー印画が可能となる。
【0043】
さらに、請求項7に係る発明によれば、インクの循環を印刷開始時、所定時間経過時または所定枚数印刷時若しくはこれらを組み合わせた時にポンプを自動的に駆動して行わせるようにすることにより、インク中の空気を脱気して、常に最適な状態で印画を行うことができる。
【0044】
そして、請求項8に係る発明によれば、インクの循環を任意の時にポンプを手動操作により駆動して行うようにすることにより、気泡の発生でインク吐出不良が発生した時に、適宜インク循環を実行してインク中の空気の脱気をしインク吐出不良の処置をすることができ、常に高品質な印画を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインク循環システムの第1の実施形態を示す説明図である。
【図2】単位プリントヘッドの連結の一例を示す説明図である。
【図3】複数連結された単位プリントヘッドに対して配管路を直列接続した場合を示す説明図である。
【図4】複数連結された単位プリントヘッドの各々が配管路を介して個別の脱気槽、ポンプ及びインクタンクを備えた構成を示す説明図である。
【図5】本発明によるインク循環システムの第2の実施形態の要部を示す説明図である。
【図6】本発明によるインク循環システムの第3の実施形態の要部を示す説明図である。
【図7】本発明によるインク循環システムの第4の実施形態を示す説明図である。
【図8】本発明によるインク循環システムの第5の実施形態を示す説明図である。
【図9】上記第5の実施形態における、インク吐出孔の列の配設状態を示す説明図である。
【図10】本発明によるインク循環システムの第6の実施形態の要部を示す説明図である。
【図11】上記第6の実施形態における、インク吐出孔の列の配設状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1…プリントヘッド
1a,1a’,1s…単位プリントヘッド
2…脱気槽
3…ポンプ
4…配管路
8…大気連通孔
12,12Y〜12K…供給路
12a,12y〜12k,12y’〜12k’ …分岐路
13,13Y〜13K…帰還路
13a,13y〜13k,13y’〜13k’…分岐路
15…インク吐出孔
15y〜15k,15y’〜15k’…インク吐出孔の列[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink circulation system for degassing air dissolved in ink, and in particular, branches at least one of an end of a supply path and an end of a return path on a print head side of a piping path for circulating ink. The present invention relates to an ink circulation system for efficiently degassing ink of a line head type print head by connecting the ink to a plurality of predetermined positions of the print head.
[0002]
[Prior art]
Conventional recording devices such as ink jet printers supply ink stored in an ink tank to a print head through a flexible ink supply tube, and move the print head in a left-right direction while moving ink droplets from an ink discharge hole of the print head. Is a serial head type in which an image is formed on a recording sheet by discharging the recording paper.
[0003]
In the case of a recording apparatus having an ink supply mechanism for supplying ink from the ink tank to the print head via the ink supply tube, air bubbles easily enter the ink, and the flow of the ink when the air bubbles enter the print head. In some cases, causing non-ejection of ink and causing poor printing.
[0004]
Here, the above-described causes of air bubbles entering the ink supply path include a case where air enters from a joint portion of the ink supply tube, a case where air penetrates through the ink supply tube, and a case where air originally dissolves in the ink. In some cases, air that has been deposited may be deposited. Further, in general, since the print head holds the inside of the ink flow path at a negative pressure so that a meniscus is stretched in the ink discharge hole, air may enter from the ink discharge hole due to vibration or impact during printing. .
[0005]
As described above, a deaeration system for removing (deaeration) air bubbles mixed in the ink supply path includes a system in which a dissolved gas in ink is transmitted through a gas-permeable membrane to be deaerated. (For example, see Patent Document 1). Also, there is an air vent valve provided in a sub-tank for temporarily storing ink, air bubbles are collected in the sub-tank, and when the pressure in the space in the sub-tank rises, the air vent valve is opened to deaerate (for example, Patent Document 1). 2). Further, a deaerator and a dissolved oxygen meter are connected to the ink supply path, and a circulation path for returning the ink that has passed through the deaerator to the ink tank is connected to the dissolved oxygen meter. When a certain amount of dissolved gas is contained, the ink is bypassed from an ink supply path and returned to an ink tank via a circulation path so that ink containing bubbles is not supplied to a print head. 3). Still further, the two ink tanks are connected to the print head through first and second ink paths that are independent of each other, and a pump is connected to one of the two ink tanks. In some cases, when air bubbles are mixed, a pump is driven to form a forced flow of ink in the print head to eliminate air bubbles in the other ink tank (for example, see Patent Document 4).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-17712 (
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-114081 (
[Patent Document 3]
JP-A-11-42795 (
[Patent Document 4]
JP-A-4-6451 (page 3, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional degassing system is a serial head type that forms an image on recording paper by ejecting ink droplets from ink ejection holes to a predetermined width of an ink ejection area while moving a print head in the left-right direction. May be effective, but arrange the rows of ink ejection holes in a length equal to or greater than the width of the ink ejection area, and fix the print head with the entire width of the ink ejection area in a fixed state. Sufficient degassing could not be achieved even when applied directly to a line head type print head that ejects ink. That is, the line head type print head has a disadvantage that the dynamic negative pressure loss in the ink flow path is large because the ink flow path is long, and air flows backward from the ink discharge holes and mixes with the ink to generate bubbles. However, in the conventional degassing system, such a problem cannot be solved. In particular, in a large-sized line head corresponding to a large-sized recording paper such as A0 size, the ink flow path is long, so that the backflow of the air from the ink ejection holes is more likely to occur. There is no ink circulation system as a degassing system that efficiently eliminates the problem.
[0008]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an ink circulation system which addresses such a problem and efficiently degass ink of a line head type print head.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an ink circulation system according to the present invention has a configuration in which an array of ink ejection holes is arranged at a length equal to or longer than the width of an ink ejection region, and the entire width of the ink ejection region in a fixed state. A print head that discharges ink to the print head, a deaeration tank for deaeration of air dissolved in the ink, and a print head connected to the print head and the deaeration tank. And a return line for returning ink from the print head to the deaeration tank, and a pump for circulating ink between the deaeration tank and the print head through the pipe path. Wherein at least one of an end of a supply path and an end of a return path is branched on the print head side of the pipe path and connected to a plurality of predetermined positions of the print head. A.
[0010]
With such a configuration, a print in which ink ejection holes are arranged in a length equal to or longer than the width of the ink ejection region and ink is ejected over the entire width of the ink ejection region in a fixed state. At least one of the supply path of the piping path or the print head side end of the return path is branched and connected to a plurality of predetermined positions of the head, and ink is circulated between the deaeration tank and the print head by a pump through the piping path. Then, the air dissolved in the ink is deaerated in the deaeration tank. Thus, the dynamic negative pressure loss of the ink in the large-sized line head is reduced, and the air in the ink is efficiently deaerated.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a first embodiment of the ink circulation system according to the present invention. This ink circulation system is for deaeration of air dissolved in the ink, and includes a
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
Further, a pump 3 is connected to the
[0015]
The
[0016]
Next, the operation of the ink circulation system thus configured will be described.
Normally, the
[0017]
Here, when air bubbles are mixed in the
[0018]
The ink flowing in the
[0019]
By the way, a dynamic negative pressure loss occurs between the ink inlet and the ink outlet of the
[0020]
According to the first embodiment, even if the
[0021]
Further, the
[0022]
In the first embodiment, a parallel piping path is formed, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, each
[0023]
However, in this case, the dynamic negative pressure loss of the
[0024]
Further, as shown in FIG. 4, an
[0025]
FIG. 5 shows a second embodiment of the ink circulation system according to the present invention. In this circulation system, the
[0026]
According to the second embodiment, even if the
[0027]
FIG. 6 shows a third embodiment of the ink circulation system according to the present invention. This circulation system is a unit printing system in which the
[0028]
According to the third embodiment, similarly to the first embodiment, a plurality of
[0029]
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the ink circulation system according to the present invention. In this circulating system, the
[0030]
According to the fourth embodiment, as in the second embodiment, even if the
[0031]
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the ink circulation system according to the present invention. In this circulation system, as shown in FIG. 9, the
[0032]
According to the fifth embodiment, the ink flow path can be shortened in the same manner as in the first embodiment, whereby the dynamic negative pressure loss is reduced, and bubbles flow backward from the ink ejection holes and enter the ink. Can be suppressed. Therefore, it is possible to form a high quality color image by eliminating the problem of defective ink ejection. Further, according to the fifth embodiment, the
[0033]
FIG. 10 shows a sixth embodiment of the ink circulation system according to the present invention. In this circulation system, as shown in FIG. 11, the
[0034]
According to the sixth embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to reduce the dynamic negative pressure loss and to prevent the bubbles from flowing backward from the ink ejection holes 15 and entering the ink. Therefore, it is possible to form a high quality color image by eliminating the problem of defective ink ejection. Similarly to the fifth embodiment, the
[0035]
In the first to sixth embodiments, when the number of branch paths of the supply path is p and the number of branch paths of the return path is q, p ≧ 1, q ≧ 1, and p + q> 2. The pipeline is configured. This allows the number of ink inlets and ink outlets to be optimized with respect to dynamic negative pressure loss.
[0036]
In addition, the circulation of the ink may be performed by automatically driving the pump at the start of printing, at the elapse of a predetermined time, at the time of printing a predetermined number of sheets, or a combination thereof, or when ink non-ejection occurs. At this time, the operation may be performed by driving the pump manually.
[0037]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, the rows of the ink discharge holes are arranged in a length equal to or longer than the width of the ink discharge area, At least one of a supply path or a return path of the piping path on the print head side is branched and connected to a plurality of predetermined positions of the print head which discharges ink over the entire width of the ink discharge area. The ink can be circulated between the degassing tank and the print head by a pump via the, and air dissolved in the ink can be degassed in the degassing tank. Therefore, it is possible to reduce the dynamic negative pressure loss of the ink in the large-sized line head, suppress the intrusion of air from the ink ejection holes, and efficiently deaerate the air in the ink. As a result, high-quality printing can be performed while preventing defective ink ejection.
[0038]
According to the second aspect of the present invention, the numbers of ink inlets and ink outlets are optimized with respect to dynamic negative pressure loss by making the number of branches of the supply path and the return path of the pipe path different. can do. Therefore, invasion of air from the ink ejection holes can be suppressed.
[0039]
Further, according to the third aspect of the present invention, a plurality of unit print heads having a short row of ink discharge holes are connected to each other to have a row of ink discharge holes having a length equal to or longer than the width of the ink discharge area. By connecting the branched ends of the supply path and return path of the piping path to each of the unit print heads, the dynamic negative pressure loss of ink can be reduced even in a large line head, and air is discharged from the ink ejection holes. Intrusion can be suppressed. Accordingly, high-quality printing can be performed while preventing ink ejection failure.
[0040]
Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention, since the degassing tank is arranged at a position lower than the print head, the negative pressure of the print head can be stably maintained due to the head difference.
[0041]
According to the invention according to
[0042]
Further, according to the invention according to
[0043]
Further, according to the invention according to
[0044]
According to the eighth aspect of the invention, by circulating the ink by driving the pump by manual operation at an arbitrary time, the ink circulation can be appropriately performed when an ink ejection failure occurs due to the generation of bubbles. By executing the process, the air in the ink is degassed, and the ink discharge failure can be treated, so that high quality printing can be always performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a first embodiment of an ink circulation system according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of connection of unit print heads.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a case where a pipe line is connected in series to a plurality of unit print heads connected to each other.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration in which each of a plurality of connected unit print heads includes an individual deaeration tank, a pump, and an ink tank via a pipe line.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a main part of a second embodiment of the ink circulation system according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a main part of a third embodiment of the ink circulation system according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a fourth embodiment of the ink circulation system according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a fifth embodiment of the ink circulation system according to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an arrangement state of a row of ink ejection holes in the fifth embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a main part of a sixth embodiment of the ink circulation system according to the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an arrangement state of rows of ink ejection holes in the sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
1. Print head
1a, 1a ', 1s ... unit print head
2. Degassing tank
3. Pump
4 ... Piping line
8 ... Atmosphere communication hole
12, 12Y to 12K ... supply path
12a, 12y to 12k, 12y 'to 12k' ... branch road
13, 13Y to 13K ... return path
13a, 13y to 13k, 13y 'to 13k' ... branch road
15 ... Ink ejection hole
15y to 15k, 15y 'to 15k' ... rows of ink ejection holes
Claims (8)
前記配管路の前記プリントヘッド側にて供給路と帰還路の端部の少なくとも一方が分岐されて前記プリントヘッドの所定の複数位置に接続されたことを特徴とするインク循環システム。A print head in which a row of ink ejection holes is arranged at a length equal to or greater than the width of the ink ejection area and ejects ink over the entire width of the ink ejection area in a fixed state; A deaeration tank for deaeration of air dissolved in the print head, a supply path connecting the print head and the deaeration tank to supply ink from the deaeration tank to the print head, and a deaeration tank from the print head. An ink circulation system comprising a piping path comprising a return path for returning the ink to the ink path, and a pump for circulating the ink between the degassing tank and the print head via the piping path,
An ink circulation system, wherein at least one of an end of a supply path and an end of a return path is branched on the print head side of the pipe path and connected to a plurality of predetermined positions of the print head.
p≧1,q≧1、p+q>2
の関係を有するように形成されたことを特徴とする請求項1記載のインク循環システム。When the number of branches of the supply path is p and the number of branches of the return path is q,
p ≧ 1, q ≧ 1, p + q> 2
The ink circulation system according to claim 1, wherein the ink circulation system is formed to have the following relationship.
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