JP2003094681A - インクジェット印刷機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク中のエアー除去および圧力変動の緩和
が可能でかつインクジェット用ヘッドへの加圧インク供
給充填が可能なインクジェット印刷機の提供。 【解決手段】 インク供給源とインクジェット用ヘッド
との間に、キャビティ部にインク供給口、インク排出口
および排気バルブを有するエアー除去機を設け、さら
に、エアー除去機に筐体の一部にフィルムを使用し、キ
ャビティ部にダンパーやバネを固定する。この状態でイ
ンク供給源からインクジェット用ヘッドに向けてインク
を加圧しながらインクジェット用ヘッドに供給充填す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット印
刷機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット用印刷機のインク
ジェット用ヘッドへのインク供給は、インクシ゛ェット用ヘ
ッドのノズル側から吸引することにより行う方法（以
下、吸引インク供給方法と示す）と、インク供給源側か
ら加圧によりインクジェット用ヘッドに供給する方法
（以下、加圧インク供給方法と示す）の２種類が行われ
ている。

【０００３】吸引インク供給方法は、図９に示すように
インクシ゛ェット用ヘッド８のノズル７側からゴム等の弾性
体でできたキャップ１５をノズルプレート面１７に押し
当て、インク排出ポンプ１６により吸引しインクをイン
クジェット用ヘッド８に供給するものである。インク供
給の動作は、凹形状をしたキャップ１５の凹部をノズル
プレート面１７に押し付けノズル７とキャップ１５の間
にキャビティ１８を作り、インク吸引ポンプ１６により
キャビティ１８が減圧されることにより、インク供給源
１４からインクが供給され、インクジェット用ヘッド８
にインクが充填される。インクジェット用ヘッド８が印
字中に可動する場合は、インク供給源６とインクジェッ
ト用ヘット゛８との間にダンパー機構のついたエアー除去機
１であるエアーダンパーを設け、インクジェット用ヘッ
ド８とエアダンパーが同一に動くことによりインクの圧
力変動を吸収し、ノズル７からのインク吐出を安定させ
ている。この場合のエアダンパーの構造は図１１および
図１２に示すように筐体２１、フィルム１９で囲まれた
キャビティ部３にダンパーあるいはバネ２０が配置され
ており、インク供給口２およびインク排出口４はキャビ
ティ部３の下部に配置されている。インクが供給されて
いない初期状態においては、キャビティ部３はエアーで
満たされており、ノズル７側からの吸引によりインク供
給ポンプ１１からインクがインクジェット用ヘッド８方
向へ搬送されるにつれ、キャビティ部３のエアーの一部
がインク排出口４から抜け、インクがキャビティ部３の
下部に置換され、インクジェット用ヘッド８にインクが
供給充填される。この状態では、キャビティ部３は、キ
ャビティ部３はエアーとインクが共存している。

【０００４】また吸引インク供給方法は、エアダンパー
１９が無くても、同様にノズル７側から吸引することに
より、インク供給源６からインクがインクジェット用ヘ
ッド８に供給充填される。

【０００５】加圧インク供給方法は、図１０に示すよう
にインク供給源６とインクジェット用ヘッド８の間にイ
ンク供給ポンプ１１を設けて、インクシ゛ェット用ヘッド８
にインクを供給するものである。インク供給ポンプ１１
によりインク供給源６からインクを吸い上げ、インクジ
ェット用ヘッド８方向に加圧することにより、インクが
インクジェット用ヘッド８に供給充填される。この方法
は、インク供給ポンプ１１とインク供給パイプ１０とを
介して、インク供給源６とインクジェット用ヘッド８が
直結されており、エアダンパーのような圧力変動を吸収
する機構が付いていないため、固定型の８インクジェッ
ト用印刷機に使用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のインクジェット用ヘッドへのインク供給機構を有す
るインクシ゛ェット印刷機においては、以下のような課題が
あった。

【０００７】エアダンパーを使用しない吸引インク供給
方法の場合は、インクジェット用ヘッドのノズル側から
インクを吸引することにより、インク供給源からインク
ジェット用ヘッドへのインク供給充填は可能であるが、
（１）インクジェット用ヘッドが印字中に可動する場合
には、インクジェット用ヘッドの可動によりインク中に
圧力変動が発生し、ノズルからのインク吐出が安定しな
い。そのため、インクジェット用ヘッドを固定し、被印
字物を可動するタイプの印刷の使用に限られる、（２）
インク供給源とインクジェット用ヘッドとの間のインク
中に気泡が発生した場合、この気泡がノズルまで到達す
るとインク吐出ができなくなる、（３）ノズル側からキ
ャップを押し付け気密性を保持しながらインクを吸引す
るインク吸引機構が必要となるため、インク供給構造が
複雑になる、（４）さらにこのインク吸引機構は、イン
クジェット用ヘッドのノズル方向に配置する必要がある
ため、被印刷物を避けたスペースの確保、あるいはイン
クジェット用ヘッドへのインク供給充填のために、イン
クジェット用ヘッドの吸引場所へ移動するインクジェッ
ト用ヘッド移動機構が必要となる、という問題があっ
た。

【０００８】インクジェット用ヘッドにエアダンパーを
付けたインクジェット用ヘッドによる吸引インク供給方
法の場合は、インクジェット用ヘッドのノズル側からイ
ンクを吸引することにより、インクジェット用ヘッドへ
のインク供給充填は可能となり、さらにエアダンパーに
よりインクジェット用ヘッドの印字中の可動によるイン
クの圧力変動を吸収できるため、インクジェット用ヘッ
ドの可動印刷が可能となるが、上記の（３）および
（４）と同様の問題があった。

【０００９】エアダンパーを使用しない加圧インク供給
方法の場合は、インク供給源側からインクジェット用ヘ
ッド方向に圧力を負荷しインクジェット用ヘッドにイン
クを供給充填するため、吸引インク供給方式のような複
雑な吸引機構を必要とせず、また吸引装置を配置するた
めの大きなスペースあるいはインク供給充填のインクジ
ェット用ヘッド移動機構を必要としないが、上記の
（１）および（２）と同様の問題があった。またインク
ジェット用ヘッドを印字中に可動させると、これにより
インクに圧力変動が生じるので、インクジェット用ヘッ
ドに圧力調整を行うエアダンパーを付けた場合、（５）
インク供給源側からポンプ等でインクジェット用方向に
圧力を負荷しインクをインクジェット用ヘッドに供給充
填しようとすると、エアダンパー内のエアーがほとんど
抜けずインクジェット用ヘッド内にエアーを巻き込んで
しまい、ノズルからのインク吐出ができない、（６）イ
ンクジェット用ヘッドへのインク供給充填中にエアダン
パー内の圧力が高くなり、エアダンパーのフィルムが破
裂する場合がある、という問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、これらの課題
を解決するために、（１）内部にキャビティを有する剛
性を持った筐体であり、このキャビティに通じるインク
供給口とキャビティの下部に通じるインク排出口、およ
びインク排出口より上方のキャビティに通じる排気口を
設けたエアー除去機を、インク供給源とインクジェット
用ヘッドの間に設ける。あるいは、（２）剛性を有する
筐体と剛性の低いフィルムとに囲まれたキャビティに、
このキャビティに通じるインク供給口とキャビティの下
部に通じるインク排出口、およびインク排出口より上方
のキャビティに通じる排気口、さらにキャビティ内にダ
ンパーやバネを配置したエアー除去機を、インク供給源
とインクジェット用ヘッドの間に設ける。あるいは、
（３）（２）のエアー除去機のフィルムの外側に剛体を
配置したエア−除去機を、インク供給源とインクジェッ
ト用ヘッドの間に設ける。

【００１１】（１）のエアー除去機を加圧インク供給方
式使用した場合、ポンプによりインク供給源からインク
ジェット用ヘッド方向にインクを加圧搬送すると、エア
ー除去機内の一部のエアーを排気口より排出すると共に
インクをインクジェット用ヘッドに供給充填でき、かつ
インク中に発生した気泡をエアー除去機内に吸収できる
ため、インク供給源とインクシ゛ェット用ヘッドとを直結し
たようなインク内の気泡によるノズルからのインク吐出
不良は発生しない。（２）のエアー除去機を加圧インク
供給方式に使用した場合、ポンプによりインク供給源か
らインクジェット用ヘッド方向にインクを加圧搬送する
と、エアー除去機内の一部のエアーを排気口より排出す
ると共にインクをインクジェット用ヘッドに供給充填で
き、かつインク中に発生した気泡をエアー除去機内に吸
収できる。またインクジェット用ヘッドを印字中に可動
させても、それによるインクの圧力変動をエアー除去機
のキャビティ部内のダンパーやバネで低く押さえること
ができるため、ノズルからのインク吐出が安定して行わ
れる。また、（３）のエアー除去機を加圧インク供給方
式に使用した場合は、ポンプによりインク供給源からイ
ンクジェット用ヘッド方向にインクを加圧搬送した際の
高圧力によるエアー除去機のフィルムの破裂を防止する
ことができる。

【００１２】インク供給源とインクジェット用ヘッドの
間に本発明のエアー除去機を配置したインクジェット印
刷機は、インク供給源側からポンプ等を用い加圧により
インクをインクジェット用ヘッド方向に搬送すると、ま
ずはエアー除去機の排気口からエアーが排出されながら
インクがエアー除去機に流れ込む。さらに加圧を続ける
とインクジェット用ヘッドにインクが供給充填され、充
填が終了した段階でエアー除去機の排気口を閉じ、加圧
を中止する。この時点でのエアー除去機のキャビティ部
は下部にはインクが上部にはエアーが存在する状態にな
り、キャビティ部内の圧力は、インク供給源のインク高
さとインクジェット用ヘッドのノズルの高さにより決ま
る。インク供給源のインク高さをインクジェット用ヘッ
ドのノズルより低くすることにより、インクジェット用
ヘッドのノズル部のインクにはメニスカスが形成され、
この状態でインクジェット用ヘッドの吐出動作を行う
と、インクはノズルより安定的に吐出される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１４】図１は、本発明のエアー除去機を有するイ
ンクジェット印刷機の全体を示す図である。インク１４
を貯えたインク供給源６とノズル７を備えたインクジェ
ット用ヘッド８との間にエアー除去機１を配置する。エ
アー除去機１の内部はキャビティ部３を有しており、イ
ンクが供給される前はエアーが入っている。また、キャ
ビティ部３の下部にはインク供給口２とインク排出口
４、さらにインク排出口４の上方に５排気口が通じてお
り、それぞれインク供給パイプ１０、インク流路９、排
気パイプ１２と繋がっている。インク供給パイプ１０は
さらにインク供給ポンプ１１を介してインク供給源６中
のインク１４に通じており、インク流路９はインクジェ
ット用ヘッド８のノズル７に通じており、排気パイプ１
２は排気バルブ１３へと繋がっている。このように構成
されているインクジェット印刷機において、インク供給
源６よりインクジェット用ヘッド８にインクを供給充填
するには、インク供給ポンプ１１によりインク供給源６
のインク１４を吸い上げ、インク供給パイプ１０を通し
てインク供給口２からエアー除去機１内のキャビティ部
３にインクを送りこむ。この際に排気バルブ１３を開き
インク供給パイプ１０内のエアーおよびキャビティ部３
のエアーの一部を排気していく。さらにインクを送りこ
み、インク排出口４よりインク流路９を通じてインクジ
ェット用ヘッド８のノズル７にインクを充填し、インク
をノズル７より排出する。この状態では、キャビティ部
３内は下部にインクが上部にエアーが存在している。こ
れらの一連の工程中に１２排気口よりインクが排出され
ても何ら問題は無い。ただし、キャビティ部３にはイン
クとエアーの両方が存在する必要がある。次に排気バル
ブ１３を閉じると共にインク供給ポンプ１１を停止し、
インク供給パイプ１０を開放することによりインク供給
源６、キャビティ部３およびノズル７を通じた状態にす
る。この状態でインク供給源６内のインク１４面高さを
ノズル７より低い位置にすることにより、キャビティ部
３は負圧状態になって行き、ノズル７先端部ではインク
のメニスカスが形成される。このように作用させた後に
インクジェット用ヘッド８を吐出駆動させるとインクが
ノズル７より安定的に吐出する。インク供給パイプ１０
やインク流路９等のインクに気泡が発生しても、キャビ
ティ部３に気泡が吸収され、ノズル７内には気泡が入ら
ずノズル７からの吐出の安定性は持続される。

【００１５】図２は本発明の第１の実施例のエアー除去
機の斜視図であり、図３は本発明の第１の実施例のエア
ー除去機のインク供給口方向の中央断面図であり、図４
は本発明の第１の実施例のエアー除去機のインク排出口
方向の中央断面図である。剛性のある壁で構成された筐
体２１の内部にはキャビティ部３が設けられており、キ
ャビティ部３にはキャビティ部３下部のインク供給口２
よりインク供給パイプ１０が、キャビティ部３下部のイ
ンク排出口４よりインク流路９が設置されており、さら
にインク排出口４の上方のキャビティ部３に５排気口よ
り排気パイプ１２が設置されている。このようなエアー
除去機１を図１のインクジェット印刷機のエアー除去機
１に使用することにより、インク供給源６とインクジェ
ット用ヘッド８の間のインク中に気泡が発生してもキャ
ビティ部３に吸収されるため、ノズル７からのインク吐
出が安定的に行われる。

【００１６】図５は本発明の第２の実施例のエアー除去
機の斜視図であり、図６は本発明の第２の実施例のエア
ー除去機のインク排出口方向の中央断面図である。エア
ー除去機２は剛性のある壁でできた筐体２１と剛性の低
いフィルム１９に挟まれてキャビティ部３が設けられて
おり、キャビティ部３内にはダンパーあるいはバネ２０
が固定されている。さらにキャビティ部３にはキャビテ
ィ部３下部のインク供給口２よりインク供給パイプ１０
が、キャビティ部３下部のインク排出口４よりインク流
路９が設置されており、さらにインク排出口４の上方の
キャビティ部３に５排気口より排気パイプ１２が設置さ
れている。このようなエアー除去機２を図１のインクジ
ェット印刷機のエアー除去機１に使用することにより、
インク供給源６とインクジェット用ヘッド８の間のイン
ク中に気泡が発生してもキャビティ部３に吸収されるた
め、ノズル７からのインク吐出が安定的に行われる。本
発明のエアー除去機２はキャビティ部３の一面がフィル
ム１９で構成され、キャビティ部３内にダンパーあるい
はバネ２０が固定されるので、インクジェット用ヘッド
８が印字中に可動してインクに圧力変動が生じようとし
ても、エアー除去機２がインクジェット用ヘッド８と同
一に可動することより、フィルム１９の伸収縮とダンパ
ーあるいはバネ２０の反発力のためインク圧力の変動が
吸収され、インクジェット用ヘッド８内のインクの圧力
変動を低く押さえることができる。そのため、インクジ
ェット用ヘッド８が印字中に可動してもノズル７からの
インク吐出を安定的に行うことが可能となる。

【００１７】図７は本発明の第３の発明のエアー除去機
のインク排出口方向の中央断面図を示す。第３の発明の
エアー除去機と第２の発明のエアー除去機との違いは、
フィルム１９の外側に剛性のあるフィルム押え２２を配
置していることであり、フィルム押え２２とフィルム１
９の間にはキャビティが存在する。第３の発明のエアー
除去機を図１のインクジェット印刷機の第１の発明のエ
アー除去機に使用することにより、第２の発明のエアー
除去機と同様の効果が得られる。さらに、インクをイン
ク供給ポンプ１１によりインク供給源６から第１の発明
のエアー除去機構に送られる際に生じる圧力増加に対し
て、フィルム１９がフィルム押え２２以上に膨らむこと
を防止でき、フィルム１９の破裂を防止することが可能
となる。図８は本発明の第４の発明のエアー除去機のイ
ンク排出口方向の中央断面図を示す。第４の発明のエア
ー除去機と第３の発明のエアー除去機の違いは、フィル
ム押え２２がフィルム１９と近接している点であり、効
果は第３の発明のエアー除去機と同様である。

【００１８】図７と図８のフィルム押え２２に通気孔を
設けることにより、フィルム押え２２とフィルム１９の
間を大気圧に保つことができ、フィルム押え２２が無い
状態と同様の状態を作り出すことができる。

【００１９】本発明のエアー除去機は、従来の方法と同
様に、インクジェット用ヘッドのノズル側からインクを
吸引するインク吸引方法に使用したとしても、排気バル
ブを閉じておけば、従来と同様に使用することが可能で
ある。

【００２０】以上説明したように、インク供給源とイン
クジェット用ヘッドとの間に、キャビティ部にインク供
給口、インク排出口および排気バルブを有するエアー除
去機を設けることにより、インクをインク供給源からイ
ンクジェット用ヘッドにインクを加圧供給充填しても、
インクジェット用ヘッドが印字中固定されていればノズ
ルからインクを安定吐出することが可能となる。

【００２１】さらに、エアー除去機に筐体の一部にフィ
ルムを使用し、キャビティ部にダンパーやバネを固定す
ることにより、インクジェット用ヘッドが印字中に可動
したとしてもエアー除去機が同一に可動すれば、インク
の圧力変動を低く押さえることができ、ノズルからイン
クを安定的に吐出することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、インク供給源とイ
ンクジェット用ヘッドとの間に、キャビティ部にインク
供給口、インク排出口および排気バルブを有するエアー
除去機を設けることにより、インクをインク供給源から
インクジェット用ヘッドにインクを加圧供給充填して
も、インクジェット用ヘッドが印字中固定されていれば
ノズルからインクを安定吐出することが可能となる。

【００２３】さらに、エアー除去機に筐体の一部にフィ
ルムを使用し、キャビティ部にダンパーやバネを固定す
ることにより、インクジェット用ヘッドが印字中に可動
したとしてもエアー除去機が同一に可動すれば、インク
の圧力変動を低く押さえることができ、ノズルからイン
クを安定的に吐出することができる。また、エアー除去
機のフィルムの外側に剛性のあるフィルム押えを配置す
ることにより、インクをインクジェット用ヘッドに加圧
しインクを供給充填する際に、エアー除去機に大きな圧
力が負荷された場合でもフィルムの破裂を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエアー除去機を有するインクジェット
印刷機の全体を示す図である。

【図２】本発明の第１の発明のエアー除去機の斜視図で
ある。

【図３】本発明の第１の発明のエアー除去機のインク供
給口方向の中央断面図である。

【図４】本発明の第１の発明のエアー除去機のインク排
出口方向の中央断面図である。

【図５】本発明の第２の発明のエアー除去機の斜視図で
ある。

【図６】本発明の第２の発明のエアー除去機のインク排
出口方向の中央断面図である。

【図７】本発明の第３の発明のエアー除去機のインク排
出口方向の中央断面図である。

【図８】本発明の第４の発明のエアー除去機のインク排
出口方向の中央断面図である。

【図９】従来の吸引インク供給方法を示す図である。

【図１０】従来の加圧インク供給方法を示す図である。

【図１１】従来のエアーダンパーの斜視図である。

【図１２】従来のエアーダンパーの断面図である。

【符号の説明】

１ エアー除去機 ２ インク供給口 ３ キャビティ部 ４ インク排出口 ５ 排気口 ６ インク供給源 ７ ノズル ８ インクジェット用ヘッド ９ インク流路 １０ インク供給パイプ １１ インク供給ポンプ １２ 排気パイプ １３ 排気バルブ １４ インク １５ キャップ １６ インク吸引ポンプ １７ ノズルプレート面 １８ キャビティ １９ フィルム ２０ ダンパーあるいはバネ ２１ 筐体 ２２ フィルム押え

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを供給するインク供給口と、該イ
   ンク供給口より供給されたインクを貯えるキャビティ部
   と、該キャビティ部に貯えられたインクを排出するイン
   ク排出口と、該インク排出口より上方に配置された該キ
   ャビティ部のエアーを排気する排気口とから構成された
   エアー除去機を、インク供給源とインクを吐出するイン
   クジェット用ヘッドのノズルとの間に設けたことを特徴
   とするインクジェット印刷機。
2. 【請求項２】 前記エアー除去機は、前記キャビティ部
   に接して配置されたフィルムと、前記キャビティ部の内
   部に配置されたダンパーあるいはバネとを備えることを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット印刷機。
3. 【請求項３】 前記エアー除去機は、前記フィルムの外
   側に配置され、前記フィルムより高い剛性を有するフィ
   ルム押えを備えることを特徴とする請求項２に記載のイ
   ンクジェット印刷機。
4. 【請求項４】 前記フィルム押えの一部に通気口を設け
   たことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット印
   刷機。