JP2004322506A - Ink feeder - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、更に詳しくは印刷信号に対応してインク滴を吐出するインクジェットヘッドにインクを供給するインク供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェットヘッド内に設けられた圧電素子あるいは発熱素子等のエネルギを使用してノズルからインク滴を吐出させ、被印刷媒体上に文字や画像等の印刷を行うインクジェット記録装置がよく知られている。このインクジェット記録装置としては、インクジェットヘッドがキャリッジに搭載され、往復移動を行なう過程で印刷を行なうシリアル型と、インクジェットヘッドを固定し、被記録媒体を搬送しつつ印刷を行なうライン型がある。いずれのインクジェット記録装置においても、インクジェットヘッドとは別にインク貯蔵容器を具備しており、このインクタンクからインクジェットヘッドにインクを供給するシステムが備えられている。
【0003】
安定した高速印刷を維持していくためには、インクジェットヘッドに気泡が流入、若しくは圧電素子の駆動による衝撃でインク自体より気泡が発生してインクジェットヘッドが吐出不良となることを阻止する必要がある。このためインク貯蔵容器に予め充填されている脱気インクを、脱気した状態を維持しつつインクジェットヘッドへ供給できるように、インク貯蔵容器に栓体を設け、インクの脱気状態を維持する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
また、インク貯蔵容器に予め充填されている脱気インクを、脱気した状態を維持しつつインクジェットヘッドへ供給できるように、インク貯蔵容器にゴム栓体を設け、該ゴム栓体に中空針を刺し、インク経路を形成する構成が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−192739号公報
【特許文献2】
特開平7−132611号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の構成であっても、インク貯蔵容器とインク供給経路との連結部分において空気の混入は防ぐことが出来なかった。すなわち、インク貯蔵容器からインク供給経路に向かって流出してくるインクのうち、最初に流れ出すインクは、栓体内に残存する空気に触れてしまい、完全な脱気状態を維持することができかった。
【0007】
そこで本発明の課題は、インク貯蔵容器の接続前は単体で真空密閉を維持し、インク供給経路との接続時においてもインク貯蔵容器から流出されるインクの空気混入を最小限に抑えるインク供給装置を提供することにある。更に、高速印字による大量のインク消費に対応して、インクジェットヘッドへのインク充填時間を短縮するため、インク貯蔵容器にゴム栓体に中空針を刺す構成では差込力とゴム栓体に発生する亀裂によるインク漏れ、空気混入により実現困難であった100g/分以上のインク流量確保するインク供給装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項1記載の発明は、インクタンクと、インクタンクの供給用接続口に接続され、バルブ構造が組みこまれたタンクキャップと、その一部にインク排出穴を具備し、インク供給路のインクタンク接続部に設けられたレシーバとを有することを特徴とする。
【0009】
本発明の請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記インク排出穴をインク廃棄タンクに連通させていることを特徴とする。
【0010】
本発明の請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記タンクキャップをテーパ形状とし、位置決めガイドをかねる構成としたことを特徴とする。
【0011】
本発明の請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記レシーバに遮蔽シャッタを具備するカバーを設け、前記遮蔽用シャッタは前記レシーバを保護するべく閉塞し、インクタンクの装着後にはタンクキャップの係止をするように構成したことを特徴とする。
【0012】
上記の構成により、インクタンクがインクジェット記録装置から取り外されている状態では、インク供給接続口は閉弁状態を維持し、インクジェット記録装置への接続時は、可動式の弁体が開弁してインクを僅かにインク経路外に排出することで、インク流路への空気混入を防ぎながらインクジェットヘッドへインクを供給することができる。よって、脱気インクの性能を保持しつつ、インクの漏洩やインク溶媒の揮散が防止可能となる。また、本発明の構成では原理上接続部の流路面積に制限を受けず任意の流路面積が設定出来るため十分なインク流量のインク流路を確保することが出来る。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図1は本発明のインク供給装置が搭載されたインクジェット記録装置の構造の概略を示す説明図である。図において、1はインクジェットヘッドであり、圧電素子あるいは発熱素子等のエネルギを使用してノズルからインク滴を吐出させるため、複数のノズルが設けられている。2はフィルタユニットであり、インク中の異物を除去する。このインクジェットヘッド1とフィルタユニット2はチューブ6によって連結されている。また、フィルタユニット2はチューブ4を介してマニホールド5に連結されている。マニホールド5は、インクを一時貯蔵するサブタンク3からインクジェットヘッド1へインクを供給する際に、インクの送容量を稼ぐ機能を有する。
【0014】
マニホールド5とサブタンク3間はインクパイプ8で連結されており、このインクパイプ8の経路中には電磁弁9、電磁弁10と、手動止栓12が設けられている。また、サブタンク3近傍のインクパイプ8はマニホールド5への経路とは別に分岐した経路を有しており、この途中には手動止栓13が設けられている。
【0015】
一方、インンクパイプ8の電磁弁9と電磁弁10との間には分岐路があり、この分岐路には電磁弁11、更にはサブタンク3へインク補給を行う脱着可能なインクタンク6が設けられている。インクタンク6のインク排出部分にはタンクキャップ14(後述)が装着されている。また、インクパイプ8のインクタンク6に装着される部分にはレシーバ15(後述)が設けられ、更にチューブを介してインク廃棄タンク25に連通している。このインク廃棄タンク25はインク重量でインク収納容量を検出し、タンク交換時期を知らせる機能を有する。
【0016】
なお、インクタンク6は可撓性で十分に柔軟で、インク排出による容積変化によってもタンク内部圧力変化がほとんど無く、また空気不透過性の素材で真空密閉状態が維持されている。本例では、インクタンクとして1リットルのアルミ袋にプラスチックコーティングされた物を使用している。
【0017】
前述したインクジェット記録装置において、印刷中のインクジェットヘッド1への脱気インクの供給はサブタンク3のみで行う。よって、印刷中は、手動止栓12と電磁弁9、電磁弁10を開放し、電磁弁11を閉止した状態となっている。
【0018】
印刷を継続することによってサブタンク3のインクが減り、サブタンク3に設けたインク残量センサ(図示せず)がインク残量が残り僅かであることを示したら、電磁弁9を閉止し、電磁弁10と電磁弁11を開放し、インクタンク6からサブタンク3へ脱気インクを供給する。インクタンク6はサブタンク3より水位が高くなるよう配置されているため、インクがインクタンク6からサブタンク3に注入され易くなっている。この状態で脱気インクを供給し、インク残量センサが上限位置を示したところで電磁弁11を閉止すると、インクタンク6へのインク供給は停止できる。その後、再び印刷を開始する場合には、電磁弁11を閉止し、電磁弁9を開放すればよい。
【0019】
図2はインクタンク6のインク排出部分に設けられたタンクキャップ14の拡大断面図である。タンクキャップ14はインクタンク6のリブ部28を被覆している。このタンクキャップ14の内部にはバルブ17がバネ20により軸方向に移動可能に収容されている。また、タンクキャップ14の先端近傍の内側にはOリング23、バルブ17には弾性体からなるOリング18が嵌装されている。タンクキャップ14の先端は、テーパ形成部19のようにテーパ状になっている。
【0020】
上記構成において、インクタンク6のタンクキャップ14が後述するレシーバに接続される前は、バルブ17に嵌装されたOリング18とタンクキャップ14のテーパ形状部19とがバネ20の付勢力により弾接されているため、インクタンク6内の脱気インクは脱気状態を維持したまま真空密閉された状態となる。
【0021】
図3はインクパイプ8側に設けられ、タンクキャップ14と接続されるレシーバ15の拡大断面図である。レシーバ15の内部には、インクタンク6のタンクキャップ14との接続口であるジョイント16と、環境粉塵等がインクに混入した場合に濾過するフィルタ31が装着されている。このフィルタ31は、その周囲に設けられたフィルタリング29及びOリング32を介して、フィルタチャンバ39に嵌め込まれている。従って、フィルタ31の交換時にはレシーバ15本体を交換することなく、フィルタリング29単体での取り外し交換が可能な構成となっている。また、レシーバ15には、ジョイント16に連通するようにインク排出穴24が設けられており、当該インク排出穴24はチューブを介してインク廃棄タンク25に連結されている。
【0022】
図4は本発明のタンクキャップ14とレシーバ15とが装着される途中の状態を示す断面図、図5は本発明のタンクキャップ14とレシーバ15とが装着された後の状態を示す断面図である。
【0023】
タンクキャップ14の接続前には、レシーバ15側のインク経路は電磁弁11で遮断されている。また、ジョイント16内部にあるインクはジョイント穴部22より排出され、インク水位はジョイント穴部22の下部位置に保持されている。
【0024】
インクタンク6のタンクキャップ14がレシーバ15に接続される時、タンクキャップ14の先端のテーパとして形成されガイド部21は、レシーバ15へ挿入する位置決めガイドの機能も兼ねているため、タンクキャップ14をレシーバ15内部のジョイント16に正確にガイドして対向させる。そして、タンクキャップ14とレシーバ15とが接触を開始すると、バネ20により弾接されていたバルブ17がジョイント16に押されて開弁状態となるため、インクタンク6が収縮しながら、インク自重により、図4のインク流33に示すようにインクが流下する。流下したインクにより、ジョイント16内部はインクで満たされるが、ジョイント穴部22の下部に設けられたインク排出穴24より廃インク34として排出することができる。排出されたインクはインクの有する自重による自然流下でチューブを介してインク廃棄タンク25内部に収納される。この排出されたインクは、インクタンク6の先端近傍にあって、タンクキャップ14とレシーバ15との接続の過程で空気を含んでいる可能性があるインクであり、印刷に支障をきたす恐れがあるため廃棄する。
【0025】
タンクキャップ14とレシーバ15との接続の過程において、タンクキャップ14が更に奥へ移動すると、タンクキャップ11先端に嵌装されていたOリング23がジョイント穴部22を通過し、図5に示す密閉連結され、真空密封されたインク流35を確立するすることが出来る。
【0026】
図6はレシーバ15にカバー36を設けた状態を示す断面図、図7はその平面図である。図に示すように、カバー36の上部にシャッタ26を設け、インクタンク6が装着されない状態においてはバネ27の付勢力でもってシャッタ26を閉じ、環境粉塵等がインク及びインク経路に混入することを防止する。
【0027】
図8はカバー36付レシーバ15にタンクキャップ14を接続した状態を示す断面図、図7はその平面図である。シャッタ26はタンクキャップ14の装着前に手動で開放しながら装着する。その後、シャッタ26から手を離すとバネ27の付勢力でシャッタ26が閉じ、リブ部28を勘合してインクタンク6の外れを防止する。インクタンク6を分離する際はシャッタ26を手動で開放してから取外すとよい。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インクタンクはインクジェット記録装置から取外されている時は真空密閉状態でインクの脱気状態を維持し、インクジェット記録装置に装着する時は本発明の接続機構により真空密閉状態を維持し、かつ空気に触れる可能性のあるインクをインク供給の前に除去することができ、更に、インクジェット記録装置への装着後は、Oリングにより密閉されて真空密閉状態を維持すること可能となる。このように、インクの真空密閉状態を維持することで、脱気インクの性能保持やインクの漏洩やインク溶媒の揮散、空気泡の混入、環境粉塵の混入が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるインクジェット記録装置の一例となる概略説明図。
【図2】タンクキャップの概略を示す断面図。
【図3】レシーバ内部構造を示す断面図。
【図4】本発明のタンクキャップとレシーバとが装着される途中の状態を示す断面図。
【図5】本発明のタンクキャップとレシーバとが装着された後の状態を示す断面図。
【図6】レシーバにカバーを設けた状態を示す断面図。
【図7】図6の平面図。
【図8】カバー付レシーバにタンクキャップを装着した状態を示す断面図。
【図9】図9の平面図。
【符号の説明】
1はヘッド、2はフィルタユニット、3はサブタンク、4はチューブ、5はマニホールド、6はインクタンク、7は補給パイプ、8インクパイプ、9、10、11は電磁弁、12、13は手動止栓、14はタンクキャップ、15はレシーバ、16はジョイント、17はバルブ、18はOリング、19はテーパ形状部、20はバネ、21はガイド部、22はジョイント穴部、23はOリング、24はインク排出穴、25はインク廃棄タンク、26はシャッタ、27はバネ、28はリブ部、29はフィルタリング、30はフィルタチャンバ、31はフィルタ、32はOリングである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet recording apparatus, and more particularly, to an ink supply apparatus that supplies ink to an inkjet head that ejects ink droplets in response to a print signal.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus that prints characters, images, and the like on a printing medium by ejecting ink droplets from nozzles using energy of a piezoelectric element or a heating element provided in an ink jet head is well known. The inkjet recording apparatus includes a serial type in which an inkjet head is mounted on a carriage and performs printing in a process of reciprocating movement, and a line type in which an inkjet head is fixed and printing is performed while a recording medium is conveyed. In any of the ink jet recording apparatuses, an ink storage container is provided separately from the ink jet head, and a system for supplying ink from the ink tank to the ink jet head is provided.
[0003]
In order to maintain stable high-speed printing, it is necessary to prevent bubbles from flowing into the ink jet head or generating bubbles from the ink itself due to the impact due to the driving of the piezoelectric element, resulting in defective ejection of the ink jet head. . Therefore, a plug is provided in the ink storage container to maintain the degassed state of the ink so that the degassed ink previously filled in the ink storage container can be supplied to the inkjet head while maintaining the degassed state. Is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
Further, a rubber stopper is provided in the ink reservoir, and a hollow needle is provided in the rubber stopper so that the degassed ink previously filled in the ink reservoir can be supplied to the inkjet head while maintaining the degassed state. A configuration for stabbing and forming an ink path is disclosed (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-192739 [Patent Document 2]
JP-A-7-132611 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even with the above-described conventional configuration, it was not possible to prevent air from being mixed in the connection portion between the ink storage container and the ink supply path. That is, of the ink flowing out from the ink storage container toward the ink supply path, the ink flowing first comes into contact with the air remaining in the stopper, and it was not possible to maintain a completely degassed state. .
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide an ink supply device that maintains vacuum sealing by itself before connection of an ink storage container and minimizes air entrapment of ink flowing out of the ink storage container even when connected to an ink supply path. Is to provide. Furthermore, in order to cope with a large amount of ink consumption due to high-speed printing, in order to shorten the ink filling time in the ink jet head, in a configuration in which a hollow needle is inserted into the rubber stopper in the ink storage container, the insertion force and the rubber stopper are generated. It is an object of the present invention to provide an ink supply device that secures an ink flow rate of 100 g / min or more, which has been difficult to achieve due to ink leakage due to cracks and air mixing.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the ink discharge hole is communicated with an ink waste tank.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the tank cap has a tapered shape and is configured to also serve as a positioning guide.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a cover having a shielding shutter is provided on the receiver, the shielding shutter is closed to protect the receiver, and after the ink tank is mounted. Is characterized in that it is configured to lock the tank cap.
[0012]
With the above configuration, in a state where the ink tank is removed from the ink jet recording apparatus, the ink supply connection port keeps the valve closed state, and when connected to the ink jet recording apparatus, the movable valve element is opened. By slightly discharging the ink to the outside of the ink path, the ink can be supplied to the inkjet head while preventing air from entering the ink flow path. Therefore, it is possible to prevent the leakage of the ink and the evaporation of the ink solvent while maintaining the performance of the degassed ink. Further, in the configuration of the present invention, an arbitrary flow path area can be set without being limited by the flow path area of the connection portion in principle, so that an ink flow path with a sufficient ink flow rate can be secured.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the structure of an ink jet recording apparatus equipped with the ink supply device of the present invention. In the figure,
[0014]
The
[0015]
On the other hand, a branch path is provided between the
[0016]
The
[0017]
In the above-described ink jet recording apparatus, supply of the deaerated ink to the
[0018]
By continuing printing, the ink in the
[0019]
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the
[0020]
In the above configuration, before the
[0021]
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the
[0022]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the
[0023]
Before the connection of the
[0024]
When the
[0025]
In the process of connecting the
[0026]
FIG. 6 is a sectional view showing a state where the
[0027]
FIG. 8 is a sectional view showing a state in which the
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the ink tank is detached from the ink jet recording apparatus, the degassing state of the ink is maintained in a vacuum sealed state, and when the ink tank is mounted on the ink jet recording apparatus, the ink tank according to the present invention is used. The connection mechanism maintains a vacuum-sealed state, and ink that may come into contact with air can be removed before the ink is supplied. Furthermore, after the ink-jet recording apparatus is mounted on the inkjet recording apparatus, the ink-tight state is closed by an O-ring, and the vacuum-sealed state is achieved. It is possible to maintain the state. In this manner, by maintaining the ink in a vacuum-sealed state, it is possible to prevent the performance of the deaerated ink from being maintained, prevent ink from leaking, volatilize the ink solvent, mix air bubbles, and mix environmental dust.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing a tank cap.
FIG. 3 is a sectional view showing the internal structure of the receiver.
FIG. 4 is a sectional view showing a state where the tank cap and the receiver of the present invention are being mounted.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state after the tank cap and the receiver of the present invention have been mounted.
FIG. 6 is a sectional view showing a state where a cover is provided on the receiver.
FIG. 7 is a plan view of FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where a tank cap is attached to a receiver with a cover.
FIG. 9 is a plan view of FIG. 9;
[Explanation of symbols]
1 is a head, 2 is a filter unit, 3 is a sub tank, 4 is a tube, 5 is a manifold, 6 is an ink tank, 7 is a supply pipe, 8 ink pipes, 9, 10, and 11 are solenoid valves, and 12 and 13 are manually stopped. Stopper, 14 is a tank cap, 15 is a receiver, 16 is a joint, 17 is a valve, 18 is an O-ring, 19 is a tapered portion, 20 is a spring, 21 is a guide, 22 is a joint hole, 23 is an O-ring, 24 is an ink discharge hole, 25 is an ink waste tank, 26 is a shutter, 27 is a spring, 28 is a rib, 29 is filtering, 30 is a filter chamber, 31 is a filter, and 32 is an O-ring.
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