JP2005103759A - Inkjet printer and its buffer tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルに作用するインクの背圧をほぼ一定に調整可能なインクジェットプリンタ及びその背圧調整用のバッファタンクに関する。 The present invention relates to an ink jet printer capable of adjusting the back pressure of ink acting on a nozzle to be substantially constant and a buffer tank for adjusting the back pressure.
記録用紙に向けてノズルからインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタにおいては、インクカートリッジ内のインク残量等によりノズルに作用するインクの背圧が変動すると、その背圧変動がノズルからのインクの吐出精度に影響を及ぼす。そのため、インクジェットプリンタには、このインクの背圧変動を抑制する機構が設けられていることが多い。 In an ink jet printer that prints by ejecting ink from a nozzle toward a recording sheet, if the back pressure of the ink acting on the nozzle fluctuates due to the remaining amount of ink in the ink cartridge or the like, the fluctuation in the back pressure Affects the discharge accuracy. For this reason, ink jet printers are often provided with a mechanism for suppressing the back pressure fluctuation of the ink.
そのようなインクジェットプリンタの一例として、その内部に貯留されたインクの液面をほぼ一定に保つことによりノズルに作用する背圧の変動を抑制するバッファタンクを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。図7、図8に示すように、このようなバッファタンク100においては、インクカートリッジ101からインクIをバッファタンク100に流入させる為のインク流入管102と、インクカートリッジ101に大気を流出させる為の大気流出管103とが、バッファタンク100の天板部104に設けられている。そして、バッファタンク100内において、インク流入管102は大気流出管103よりも下方へ延びている。ここで、インクカートリッジ101をバッファタンク100に装着する際には、インク流入管102と大気流出管103は、インクカートリッジ101に設けられた2つの栓部材106を夫々貫通することになるため、インク流入管102と大気流出管103は夫々細い中空針状に形成されている。
As an example of such an ink jet printer, there is one provided with a buffer tank that suppresses fluctuations in back pressure acting on the nozzle by keeping the liquid level of the ink stored in the inside substantially constant (for example, Patent Documents). 1). As shown in FIGS. 7 and 8, in such a
図7に示すように、ノズルからインクIが吐出されていない状態では、バッファタンク100からノズルへインクIが流出しておらず、インクIの液面は大気流出管103の下端付近の位置で停止して、インクが大気流出管103の下端部の内部に入り込んだ状態である。即ち、この状態では、大気が大気流出管103に入り込まず、大気がインクカートリッジ101へ流出しないため、インクカートリッジ101からインクIがバッファタンク100に流入しない。この状態で、ノズルからインクIが吐出されたときには、バッファタンク100の底部に形成されたインク供給口105からインクIがノズルへ流出し、バッファタンク100のインクIの液面が低下する。
As shown in FIG. 7, in a state where the ink I is not ejected from the nozzle, the ink I does not flow out from the
すると、大気流出管103の下端からインクIの液面が離れ、大気流出管103の下端部の内部に、インクIの表面張力によりメニスカスが形成される。さらに、インクIの液面が下がり、図8に示すように、水頭差が所定のh0以上となると大気流出管103内に形成されたメニスカスがブレイクされ、大気流出管103にバッファタンク100内の大気が入り込みインクカートリッジ101へ大気が流出する。すると、大気と入れ替わるようにインク流入管102を介してインクカートリッジ101からインクIがバッファタンク100へ流入する。そして、バッファタンク100内のインクIの液面が上昇して大気流出管103の下端付近に達すると、再び大気流出管103からインクカートリッジ101へ大気が流出しない状態となり、バッファタンク100内へのインクIの流入が停止する。
Then, the liquid level of the ink I is separated from the lower end of the
しかし、前述の図7、図8に示すようなバッファタンクにおいては、インクの液面が低下したときに、大気流出管内にメニスカスが形成される。そして、大気流出管からインクの液面までの水頭差がh0となるまで液面が低下したときにようやくメニスカスがブレイクされ、インクがバッファタンク内に流入することになる。つまり、バッファタンク内のインクの液面が水頭差h0だけ変動する。ところが、前述のように、大気流出管は細い中空針状に形成されているため、メニスカスをブレイクするのに必要な、大気流出管からインクの液面までの水頭差h0が必然的に大きいものとなる。従って、バッファタンク内のインクの液面変動が大きくなるため、ノズルに作用するインクの背圧をほぼ一定に保つことが困難となる。さらには、メニスカスブレイクに必要な水頭差h0の大きさによっては、バッファタンクの底面付近までインクの液面が低下しても大気流出管内のメニスカスがブレイクされない場合も考えられ、その場合には、ノズルに供給されるインクに気泡が混入してしまう虞がある。 However, in the buffer tank as shown in FIGS. 7 and 8, the meniscus is formed in the atmospheric outflow pipe when the ink level is lowered. The meniscus is finally broken when the liquid level drops until the water head difference from the air outflow pipe to the ink liquid level reaches h 0, and the ink flows into the buffer tank. That is, the ink level in the buffer tank fluctuates by the water head difference h 0 . However, as described above, since the atmospheric outflow pipe is formed in the shape of a thin hollow needle, the water head difference h 0 from the atmospheric outflow pipe to the ink level necessary for breaking the meniscus is inevitably large. It will be a thing. Therefore, since the liquid level fluctuation of the ink in the buffer tank becomes large, it is difficult to keep the back pressure of the ink acting on the nozzle almost constant. Furthermore, depending on the magnitude of the water head difference h 0 required for the meniscus break, there may be a case where the meniscus in the air outflow pipe is not broken even if the ink level drops to near the bottom of the buffer tank. There is a risk that bubbles may be mixed into the ink supplied to the nozzles.
本発明の目的は、バッファタンク内の液面が低下したときに、速やかにインクカートリッジに大気が流出するように構成してインクの液面の変動を極力抑制することである。 An object of the present invention is to suppress the fluctuation of the ink liquid level as much as possible by configuring the air to flow out to the ink cartridge promptly when the liquid level in the buffer tank is lowered.
第1の発明のインクジェットプリンタは、インクを吐出するノズルと、その上方に装着されるインクカートリッジから流入するインクを保持するとともにインクを前記ノズルに向けて流出させるバッファタンクとを備え、前記バッファタンクは、前記インクカートリッジ内のインクをバッファタンクに流入させる為のものであって、少なくともバッファタンク内においてタンク本体の天板部から下方に延在する部分を含むインク流入路と、外部から大気を導入する大気導入口と、前記バッファタンク内の大気を前記インクカートリッジに流出させる為の大気流出路とを備え、前記大気流出路は、前記天板部に設けられ上下に延びる大気流出管と、少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管と連通する筒部材であって、前記天板部から、大気流出管の下端よりも下方で且つ前記インク流入路の下端よりも上方の位置まで延在する第1の筒部材とを備えたことを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an ink jet printer comprising: a nozzle that ejects ink; and a buffer tank that holds ink flowing from an ink cartridge mounted above the ink tank and causes the ink to flow toward the nozzle. Is for causing the ink in the ink cartridge to flow into the buffer tank, and at least the ink inflow path including a portion extending downward from the top plate portion of the tank body in the buffer tank and the atmosphere from the outside. An atmosphere introduction port for introducing, and an atmosphere outflow path for allowing the atmosphere in the buffer tank to flow out to the ink cartridge, the atmosphere outflow path being provided in the top plate portion and extending vertically. At least at the lower end, the hollow portion has a larger cross-sectional area than the atmospheric outflow pipe and communicates with the atmospheric outflow pipe. A cylindrical member, comprising: a first cylindrical member extending from the top plate portion to a position below the lower end of the air outflow pipe and above the lower end of the ink inflow passage. To do.
このインクジェットプリンタにおいて、バッファタンクにインクカートリッジが装着された状態では、大気導入口を介してバッファタンク内に大気が導入され、さらに、その大気が大気流出路からインクカートリッジへ流出するとともに、大気と入れ替わるようにインクカートリッジ内のインクがインク流入路からバッファタンク内に流入する。そして、このバッファタンクからノズルへインクが流出して、ノズルからインクが吐出される。ここで、大気流出路は、上下に延びる大気流出管と、この大気流出管に連通する第1の筒部材を備えている。そして、第1の筒部材は、少なくとも下端において大気流出管よりも中空部の断面積が大きく構成され、大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入路の下端よりも上方の位置まで延在している。 In this ink jet printer, when the ink cartridge is mounted on the buffer tank, the atmosphere is introduced into the buffer tank through the atmosphere introduction port, and the atmosphere flows out from the atmosphere outflow path to the ink cartridge. Ink in the ink cartridge flows into the buffer tank from the ink inflow path so as to be replaced. Then, ink flows out from the buffer tank to the nozzle, and ink is ejected from the nozzle. Here, the air outflow path includes an air outflow pipe extending vertically and a first cylindrical member communicating with the air outflow pipe. The first cylindrical member has a hollow cross-sectional area larger than that of the air outflow pipe at least at the lower end, and extends to a position below the lower end of the air outflow pipe and above the lower end of the ink inflow passage. doing.
ノズルからインクが吐出されていないときには、バッファタンクからノズルへインクが流出しておらず、バッファタンク内のインクの液面は、大気流出管の下端よりも下方に延在する第1の筒部材の下端付近で停止してインクが第1の筒部材の下端部の内部に入り込んでおり、大気流出路から大気がインクカートリッジに流出しない状態にある。この状態で、バッファタンク内のインクがノズルへ流出すると、バッファタンク内のインクの液面が低下するが、このとき、第1の筒部材の下端が液面から離れ、第1の筒部材の下端部の内部にはインクの表面張力によりメニスカスが形成される。このように第1の筒部材の内部にメニスカスが張られている状態では、大気流出路からインクカートリッジへ大気を流出させて、インクカートリッジ内のインクをバッファタンク内に流入させることができない。しかし、第1の筒部材は少なくとも下端において大気流出管よりも中空部の断面積が大きいため、大気流出管に直接メニスカスが形成される場合に比べて、わずかなインク液面低下によりメニスカスが簡単にブレイクされる。 When the ink is not discharged from the nozzle, the ink does not flow out from the buffer tank to the nozzle, and the liquid level of the ink in the buffer tank extends below the lower end of the air outflow pipe. The ink stops in the vicinity of the lower end of the ink and the ink has entered the inside of the lower end of the first cylindrical member, so that the atmosphere does not flow out from the atmosphere outflow path to the ink cartridge. In this state, when the ink in the buffer tank flows out to the nozzle, the liquid level of the ink in the buffer tank is lowered. At this time, the lower end of the first cylindrical member is separated from the liquid level, and the first cylindrical member A meniscus is formed inside the lower end due to the surface tension of the ink. As described above, in a state where the meniscus is stretched inside the first cylindrical member, it is impossible to cause the air to flow out from the air outflow path to the ink cartridge and to cause the ink in the ink cartridge to flow into the buffer tank. However, since the cross-sectional area of the hollow portion of the first cylindrical member is at least lower than that of the atmospheric outflow pipe at the lower end, the meniscus is simple due to a slight drop in the ink liquid level compared to the case where the meniscus is directly formed in the atmospheric outflow pipe. Will be broken.
従って、バッファタンク内のインクの液面が、第1の筒部材の下端から少し下がるだけでメニスカスがブレイクされて、大気流入路からインクカートリッジへ大気が流出することになる。即ち、バッファタンクの液面が低下するとすぐに、インクカートリッジ内のインクがインク流入路からバッファタンク内に補充されることになるため、バッファタンク内のインク液面の変動を抑制して、ノズルに作用するインクの背圧変動を小さく抑えることが可能になる。 Therefore, the meniscus is broken only by the ink level in the buffer tank slightly lowering from the lower end of the first cylindrical member, and the atmosphere flows out from the atmosphere inflow path to the ink cartridge. That is, as soon as the liquid level in the buffer tank decreases, the ink in the ink cartridge is replenished into the buffer tank from the ink inflow path. It is possible to suppress the back pressure fluctuation of the ink acting on the ink.
第2の発明のインクジェットプリンタは、前記第1の発明において、前記第1の筒部材の下端面には、前記バッファタンク内のインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていることを特徴とするものである。このように、第1の筒部材の下端面にインクの液面からの離隔距離が異なる部分が形成されていると、インクの液面が低下する際に第1の筒部材に形成されるメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなるため、メニスカスを容易にブレイクすることができる。 In the ink jet printer according to a second aspect, in the first aspect, the lower end surface of the first cylindrical member is formed with a portion having a different separation distance from the liquid surface of the ink in the buffer tank. It is characterized by. As described above, when a portion having a different separation distance from the ink liquid level is formed on the lower end surface of the first cylindrical member, the meniscus formed on the first cylindrical member when the ink liquid level decreases. Since the balance of the surface tension is easily lost, the meniscus can be easily broken.
第3の発明のインクジェットプリンタは、前記第2の発明において、前記第1の筒部材の下端面が、前記バッファタンク内のインクの液面に対して所定角度傾斜していることを特徴とするものである。第1の筒部材の下端面がインクの液面と平行でないために、インクの液面が低下する際に第1の筒部材に形成されるメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなるため、メニスカスを容易にブレイクすることができる。 An ink jet printer according to a third aspect is characterized in that, in the second aspect, the lower end surface of the first cylindrical member is inclined at a predetermined angle with respect to the ink level in the buffer tank. Is. Since the lower end surface of the first cylinder member is not parallel to the ink liquid level, the balance of the surface tension of the meniscus formed on the first cylinder member is easily lost when the ink liquid level is lowered. Can be easily broken.
第4の発明のインクジェットプリンタは、前記第2の発明において、前記第1の筒部材の下端部の周方向の1カ所に、下方へ部分的に突出する突出部が形成されていることを特徴とするものである。第1の筒部材の下端部から部分的に突出する突出部付近において、インクの液面が低下する際に第1の筒部材に形成されるメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなるため、メニスカスをさらに容易にブレイクすることができる。また、メニスカスがブレイクしたときには、第1の筒部材内のインクが突出部に沿ってバッファタンク内に引き込まれるため、第1の筒部材の内部のインクが瞬時に大気と入れ替わる。従って、インクの液面が低下したときに、速やかに大気をインクカートリッジへ流出させることができるようになる An ink jet printer according to a fourth invention is characterized in that, in the second invention, a protruding portion that protrudes partially downward is formed at one circumferential position of the lower end portion of the first cylindrical member. It is what. Since the balance of the surface tension of the meniscus formed on the first cylindrical member tends to be lost when the ink liquid level decreases in the vicinity of the protruding portion that partially protrudes from the lower end of the first cylindrical member, the meniscus Can be more easily broken. When the meniscus breaks, the ink in the first cylinder member is drawn into the buffer tank along the protruding portion, so that the ink in the first cylinder member is instantaneously replaced with the atmosphere. Therefore, when the ink level is lowered, the air can be quickly discharged to the ink cartridge.
第5の発明のインクジェットプリンタは、前記第1〜第4の何れかの発明において、前記大気流出管は、前記天板部に上下貫通状に設けられ、前記第1の筒部材は、前記大気流出管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿されることを特徴とするものである。従って、バッファタンク内の大気は、第1の筒部材の下端から入り込み、さらに、第1の筒部材に内挿された大気流出管を介してインクカートリッジへ流出することになる。 An ink jet printer according to a fifth aspect of the present invention is the ink jet printer according to any one of the first to fourth aspects, wherein the atmospheric outflow pipe is provided in a vertically penetrating manner in the top plate portion, and the first cylindrical member is the atmospheric air. A portion of the outflow pipe extending from the top plate portion into the tank main body is inserted. Therefore, the atmosphere in the buffer tank enters from the lower end of the first cylinder member, and further flows out to the ink cartridge through the atmosphere outflow pipe inserted in the first cylinder member.
第6の発明のインクジェットプリンタは、前記第1〜第5の何れかの発明において、前記インク流入路は、前記天板部に上下貫通状に設けられたインク流入管と、前記インク流入管よりも中空部の断面積が大きく且つインク流入管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿された筒部材であって、前記天板部からインク流入管及び前記第1の筒部材よりも下方へ延びる第2の筒部材を有することを特徴とするものである。 An ink jet printer according to a sixth aspect of the present invention is the ink jet printer according to any one of the first to fifth aspects, wherein the ink inflow passage includes an ink inflow pipe provided in a vertically penetrating manner on the top plate portion, and the ink inflow pipe. The hollow member has a large cross-sectional area, and a portion of the ink inflow pipe extending from the top plate portion into the tank body is inserted into the cylindrical member, and the ink inflow tube and the first inflow pipe from the top plate portion. It has the 2nd cylinder member extended below rather than a cylinder member, It is characterized by the above-mentioned.
インク流入管が大径の第2の筒部材に内挿され、第2の筒部材はインク流入管よりも下方へ長く延びているため、中空部の断面積の小さいインク流入管の、バッファタンク内における長さを極力短くすることができ、インクカートリッジからバッファタンクにインクを流入させる際のインクの流動抵抗を極力小さくすることができる。つまり、バッファタンク内の液面が下がって大気流出路からインクカートリッジへ大気が流出したときに、すぐにインクカートリッジからバッファタンクにインクを補充することができ、バッファタンク内のインク液面の変動(すなわち、ノズルに作用するインク背圧の変動)を小さく抑えることができる。 Since the ink inflow pipe is inserted into the second cylindrical member having a large diameter, and the second cylindrical member extends downward longer than the ink inflow pipe, the buffer tank of the ink inflow pipe having a small cross-sectional area of the hollow portion The inner length can be shortened as much as possible, and the flow resistance of ink when the ink flows from the ink cartridge into the buffer tank can be minimized. In other words, when the liquid level in the buffer tank drops and the air flows out from the air outflow path to the ink cartridge, the ink can be replenished from the ink cartridge to the buffer tank immediately, and the ink liquid level in the buffer tank changes. (In other words, fluctuations in the ink back pressure acting on the nozzles) can be kept small.
第7の発明のインクジェットプリンタは、前記第1〜第6の何れかの発明において、前記天板部と第1の筒部材とが合成樹脂で一体形成されていることを特徴とするものである。このように、天板部と第1の筒部材とを合成樹脂で一体形成することにより、部品数及び組立工数を低減することができる。 An ink jet printer according to a seventh invention is characterized in that, in any one of the first to sixth inventions, the top plate portion and the first cylindrical member are integrally formed of a synthetic resin. . Thus, by integrally forming the top plate portion and the first cylindrical member with synthetic resin, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced.
第8の発明のインクジェットプリンタは、前記第7の発明において、前記天板部、前記第1の筒部材及び前記第2の筒部材が、合成樹脂で一体形成されていることを特徴とする、ものである。このように、天板部と第1、第2の筒部材とを合成樹脂で一体形成することにより、部品数及び組立工数をさらに低減することができる。 An ink jet printer according to an eighth invention is characterized in that, in the seventh invention, the top plate portion, the first cylinder member and the second cylinder member are integrally formed of a synthetic resin. Is. Thus, by integrally forming the top plate portion and the first and second cylindrical members with synthetic resin, the number of parts and the number of assembly steps can be further reduced.
第9の発明のインクジェットプリンタは、前記第6〜第8の何れかの発明において、前記インク流入管と前記大気流出管が同一の管状部材で構成されていることを特徴とするものである。インク流入管と大気流出管は、金属製の径の細い中空針状の管状部材であり、比較的高価なものであることから、従来のバッファタンクのようにインク流入管用と大気流出管用として長さの異なる2種類の管状部材を用いるとコストが高くなるが、本発明においては、インク流入管と大気流出管に同一の管状部材を使用できるため、部品コストの低減が可能になる。 An ink jet printer according to a ninth invention is characterized in that, in any of the sixth to eighth inventions, the ink inflow pipe and the atmospheric outflow pipe are formed of the same tubular member. The ink inflow pipe and the atmospheric outflow pipe are hollow needle-like tubular members having a thin diameter made of metal, and are relatively expensive. Therefore, they are long for the ink inflow pipe and the atmospheric outflow pipe like the conventional buffer tank. If two types of tubular members having different sizes are used, the cost increases. However, in the present invention, the same tubular member can be used for the ink inflow pipe and the atmospheric outflow pipe, so that the cost of parts can be reduced.
第10の発明のインクジェットプリンタは、インクを吐出するノズルと、このノズルに連通し、ノズルに作用するインクの背圧の変動を抑制する為のバッファタンクと、前記バッファタンクのタンク本体の天板部に設けられ上下に延びるインク流入管であって、バッファタンクの上側に装着されるインクカートリッジ内のインクをバッファタンクに流入させる為のインク流入管と、同じく前記天板部に設けられ上下に延びる大気流出管であって、バッファタンク内の大気を前記インクカートリッジに流出させる為の大気流出管と、少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管と連通する筒部材であって、前記天板部から大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入管の下端よりも上方の位置まで延在する第1の筒部材とを備えたことを特徴とするものである。 An ink jet printer according to a tenth aspect of the invention includes a nozzle for ejecting ink, a buffer tank communicating with the nozzle for suppressing fluctuations in back pressure of the ink acting on the nozzle, and a top plate of the tank body of the buffer tank An ink inflow pipe provided in the upper part and extending vertically, and an ink inflow pipe for allowing ink in an ink cartridge mounted on the upper side of the buffer tank to flow into the buffer tank, and also provided in the top plate part An atmospheric outflow pipe that extends, the atmospheric outflow pipe for allowing the air in the buffer tank to flow out to the ink cartridge, and at least the lower end has a larger cross-sectional area than the atmospheric outflow pipe and communicates with the atmospheric outflow pipe A cylindrical member extending from the top plate to a position below the lower end of the air outflow pipe and above the lower end of the ink inflow pipe. It is characterized in that a first cylindrical member.
このインクジェットプリンタにおいては、大気流出管を介してバッファタンク内の大気をインクカートリッジに流出させるとともに、大気と入れ替わるようにインク流入管を介してインクカートリッジのインクをバッファタンク内に流入させる。ここで、バッファタンクの天板部には大気流出管と連通する第1の筒部材が設けられ、この第1の筒部材は大気流出管よりも中空部の断面積が大きく、大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入管の下端よりも上方の位置まで延びており、バッファタンクからノズルへインクが流出していないときには、バッファタンク内のインクの液面は、第1の筒部材の下端付近に位置している。そして、バッファタンクからノズルへインクが流出してインクの液面が低下したときには、インクの液面が第1の筒部材の下端から離れて第1の筒部材の下端部の内部にメニスカスが形成されるが、この第1の筒部材は少なくとも下端において大気流出管よりも中空部の断面積が大きいため、大気流出管にメニスカスが形成される場合に比べて、わずかなインク液面低下によりメニスカスを容易にブレイクすることができる。 In this ink jet printer, the air in the buffer tank flows out to the ink cartridge through the air outflow pipe, and the ink in the ink cartridge flows into the buffer tank through the ink inflow pipe so as to replace the air. Here, the top plate portion of the buffer tank is provided with a first cylindrical member communicating with the atmospheric outflow pipe. The first cylindrical member has a larger sectional area of the hollow portion than the atmospheric outflow pipe, When the ink extends from the buffer tank to the nozzle below the lower end of the ink inflow pipe, and the ink does not flow out from the buffer tank to the nozzle, the liquid level of the ink in the buffer tank is Located near the bottom edge. When the ink flows out from the buffer tank to the nozzle and the ink level is lowered, the ink level is separated from the lower end of the first cylindrical member, and a meniscus is formed inside the lower end of the first cylindrical member. However, since the cross-sectional area of the hollow portion of the first cylindrical member is larger than that of the atmospheric outflow pipe at least at the lower end, the meniscus is slightly decreased due to a slight drop in the ink liquid level as compared with the case where the meniscus is formed in the atmospheric outflow pipe. Can be easily broken.
従って、バッファタンクの液面が低下するとすぐに、第1の筒部材に形成されたメニスカスがブレイクされてインクカートリッジへ大気が流出し、インクカートリッジ内のインクがインク流入管からバッファタンク内に補充されることになる。そのため、バッファタンク内のインク液面の変動を抑制して、ノズルに作用するインクの背圧を小さく抑えることが可能になる。 Therefore, as soon as the liquid level in the buffer tank decreases, the meniscus formed on the first cylindrical member is broken and the air flows out to the ink cartridge, and the ink in the ink cartridge is replenished into the buffer tank from the ink inflow tube. Will be. For this reason, it is possible to suppress the fluctuation of the ink liquid level in the buffer tank and to reduce the back pressure of the ink acting on the nozzle.
第11の発明のインクジェットプリンタのバッファタンクは、インクを吐出するノズルに連通し、このノズルに作用するインクの背圧の変動を抑制する為のインクジェットプリンタのバッファタンクであって、タンク本体と、このタンク本体の上方を覆い、タンク本体の上側に装着されたインクカートリッジ内のインクをタンク本体内に流入させる為のインク流入管と前記インクカートリッジに大気を流出させる為の大気流出管とが夫々上下に貫通する天板部と、少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿される筒部材であって、前記天板部から大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入管の下端よりも上方の位置まで延びる筒部材とを備えたことを特徴とするものである。 A buffer tank of an ink jet printer according to an eleventh aspect of the invention is a buffer tank for an ink jet printer that communicates with a nozzle that ejects ink and suppresses fluctuations in the back pressure of the ink that acts on the nozzle. An ink inflow pipe for covering the upper part of the tank main body and allowing the ink in the ink cartridge mounted on the upper side of the tank main body to flow into the tank main body and an air outflow pipe for allowing the air to flow out to the ink cartridge are respectively provided. A top plate portion penetrating vertically, and a cylindrical member in which a cross-sectional area of the hollow portion is larger than the atmospheric outflow pipe at least at the lower end and a portion of the atmospheric outflow tube extending from the top plate portion into the tank body is inserted A cylindrical member extending from the top plate portion to a position below the lower end of the air outflow pipe and above the lower end of the ink inflow pipe; It is characterized in that it comprises.
この第11の発明によれば、前述の第10の発明と同様の作用及び効果を奏する。即ち、このバッファタンクからノズルへインクが流出してインクの液面が低下したときには、液面が第1の筒部材の下端から離れて第1の筒部材の下端部の内部にメニスカスが形成されるが、第1の筒部材は少なくとも下端において大気流出管よりも中空部の断面積が大きいため、大気流出管にメニスカスが形成される場合に比べて、わずかなインク液面低下によりメニスカスを容易にブレイクすることができる。 According to the eleventh invention, the same operations and effects as those of the tenth invention are achieved. That is, when the ink flows out from the buffer tank to the nozzle and the ink level is lowered, the liquid level is separated from the lower end of the first cylindrical member, and a meniscus is formed inside the lower end of the first cylindrical member. However, since the cross-sectional area of the hollow portion of the first cylindrical member is larger than that of the atmospheric outflow pipe at least at the lower end, the meniscus is easily reduced by a slight drop in the ink liquid level compared to the case where the meniscus is formed in the atmospheric outflow pipe. Can break.
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、記録用紙Pに向けてインクIを吐出するノズル2aを備えたインクジェットヘッド2と、このインクジェットヘッド2に供給チューブ8を介して接続され、その上方に装着されるインクカートリッジ3から流入するインクIを保持するバッファタンク4と、インクジェットヘッド2を一方向に直線的に往復移動させるキャリッジ5と、記録用紙Pを搬送する搬送機構6と、インクジェットヘッド2内のエアや高粘度化したインクIを吸引するパージ装置7等を備えている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an
このインクジェットプリンタ1においては、インクカートリッジ3が装着されたバッファタンク4から供給チューブ8を介してインクジェットヘッド2のノズル2aにインクIが供給され、インクジェットヘッド2がキャリッジ5により図1の紙面垂直方向に往復駆動されつつ、搬送機構6により図1の左右方向に搬送される記録用紙Pに向けてノズル2aからインクIが吐出されて、記録用紙Pが印刷される。尚、ノズル2aからインクIが吐出されていない状態で、ノズル2aからインクIが漏れるのを防止するために、ノズル2aは、バッファタンク4内のインクIの液面よりも高い位置に配置されている。
In this
また、パージ装置7は、インク吐出面に対して接近/離隔する方向に移動可能で且つインクジェットヘッド2にインク吐出面を覆うように装着可能なパージキャップ10と、ノズル2aからインクIを吸引する吸引ポンプ11を備えている。そして、インクジェットヘッド2が記録用紙Pに印刷可能な印刷範囲外にあるときには、吸引ポンプ11により、インクジェットヘッド2内に混入したエアや水分が蒸発して高粘度化したインクIをノズル2aから吸引することが可能である。
The
次に、バッファタンク4について説明するが、その前に、このバッファタンク4の上方に装着されるインクカートリッジ3について簡単に説明しておく。図1に示すように、インクカートリッジ3は、インクIを貯留する合成樹脂製のカートリッジ本体20と、カートリッジ本体20の下部を覆う同じく合成樹脂製の蓋部材21とを備えている。カートリッジ本体20には、後述のインク流入管36及び大気流出管38の先端部が挿通する2つの挿通孔22が形成されている。さらに、カートリッジ本体20には、2つの挿通孔22の上端に連なりカートリッジ本体20内へ延びる2つの筒部23も形成されている。2つの挿通孔22には、インク漏れを防止する為の弾力性を有する(例えば、ゴム製の)栓部材24が夫々圧入されている。
Next, the
バッファタンク4は、その内部に保持するインクIの液面を一定に保つことにより、ノズル2aに作用する背圧の変動を抑制する為のものであり、図1、図2に示すように、バッファタンク4の上方にインクカートリッジ3が装着されて、このインクカートリッジ3内のインクIがバッファタンク4内に流入するように構成されている。バッファタンク4は、インクIを貯留するタンク本体30と、このタンク本体30の上方を覆う天板部31とを備えており、これらタンク本体30と天板部31は夫々合成樹脂で形成されている。また、バッファタンク4には、バッファタンク4内に大気を導入する大気導入口32が形成されている。タンク本体30の底部には、供給チューブ8が接続されてノズル2aにインクIを流出させる為のインク流出口33も形成されている。
The
さらに、このバッファタンク4は、インクカートリッジ3内のインクIをバッファタンク4に流入させるインク流入路34と、大気導入口32から導入されたバッファタンク4内の大気を前記インクカートリッジ3に流出させる為の大気流出路35とを備えている。
Further, the
インク流入路34は、天板部31に上下貫通状に設けられたインク流入管36と、このインク流入管36よりも大径で且つインク流入管36のうちの天板部31からタンク本体30内へ延びる部分が内挿された筒部材37(第2の筒部材)を有する。一方、大気流出路35は、天板部31に上下貫通状に設けられた大気流出管38と、この大気流出管38よりも大径で且つ大気流出管38のうちの天板部31からタンク本体30内へ延びる部分が内挿された筒部材39(第1の筒部材)を有する。
The
インク流入管36と大気流出管38は、尖鋭な先端形状を有する中空針状(筒状)の金属製の部材(例えば、内径1.4mm)で構成されている。これらインク流入管36と大気流出管38の先端部には、夫々開口36a,38aが形成されている。インク流入管36と大気流出管38は、天板部31から僅かに下方へ突出した状態で天板部31に取り付けられおり、それらインク流入管36と大気流出管38の下端は略同じ位置に配置されている。そのため、インク流入管36と大気流出管38とを、同一の中空針状の部材で構成することが可能である。
The
2つの筒部材37,39は、合成樹脂製の天板部31と一体形成されている。筒部材39は、断面が円形である円筒状に構成され、大気流出管38よりも大径(例えば、内径6mm程度)であり、その中空部分の断面積は、大気流出管38の中空部分の断面積よりも大きくなっている。この筒部材39には大気流出管38のうちの天板部31からタンク本体30内へ延びる部分が内挿されて大気流出管38に連通し、さらに、筒部材39は大気流出管38よりも下方へ延びている。また、図1〜図3に示すように、筒部材39の下端部の周方向の1カ所に、部分的に下方へ突出する突出部39aが形成されており、この突出部39aにおいて、筒部材39の下端面からインクIの液面までの離隔距離が部分的に異なるように構成されている。
The two
一方、筒部材37は、断面が円形である円筒状に構成され、インク流入管36よりも大径(例えば、内径6mm程度)であり、その中空部分の断面積は、大気流出管38の中空部分の断面積よりも大きくなっている。この筒部材37にはインク流入管36のうちの天板部31からタンク本体30内へ延びる部分が内挿されてインク流入管36に連通し、さらに、筒部材37はインク流入管36及び筒部材39よりも下方へ延びている。
On the other hand, the
そして、インクカートリッジ3の2つの栓部材24に中空針状のインク流入管36及び大気流出管38を貫通させて、インクカートリッジ3をバッファタンク4の上方に装着したときには、大気流出管38の開口38aから大気流出路35を介して大気がインクカートリッジ3へ流出するとともに、その大気と入れ替わるようにして、インクカートリッジ3内のインクIが開口36aからインク流入管36に流れ込み、インク流入路34を介してインクIがバッファタンク4内へ流入する。そして、バッファタンク4内のインクIの液面が上昇して大気流出路35を構成する筒部材39の下端付近まで達すると、筒部材39の下端部の内部にインクIが流入して大気が筒部材39内に入り込まなくなるため、大気がインクカートリッジ3へ流出しなくなり、それ以上、インクIがバッファタンク4内に流入しなくなる。
When the
このように、ノズル2aからインクIが吐出されておらず、バッファタンク4からインクIがノズル2aへ流出していない状態では、バッファタンク4内のインクIの液面は筒部材39の下端付近に停止している。ここで、図2に示すように、筒部材39の下端と大気流出管38の下端との距離h1は、大気流出管38内にインクIの表面張力に起因して形成されるメニスカスをブレイクするのに必要な水頭差h0(図8参照)よりも大きく設定されている。具体的な一例を挙げると、インクIの表面張力が40mN/m、大気流出管38の内径が1.4mmである場合にはh0は9mmとなるが、本実施の形態においては、筒部材39の下端と大気流出管38の下端の距離h1を、h0よりも大きい13mmとしている。
As described above, when the ink I is not discharged from the nozzle 2 a and the ink I does not flow out from the
そのため、ノズル2aからインクIが吐出されてバッファタンク4内のインクIがノズル2aへ流出したときに、バッファタンク4内のインクIの液面が下がるが、大気流出管38の下端からインクIの液面までの距離が常にh0より大きくなっているため、径の小さい大気流出管38にはメニスカスが形成されず、インクIの液面が低下して筒部材39の下端から離隔したときに、筒部材39の下端部の内部にインクIの表面張力によりメニスカスが形成されることになる。
Therefore, when the ink I is ejected from the nozzle 2 a and the ink I in the
ここで、筒部材39の内径は、大気流出管38の内径よりも大きく(例えば、3倍以上)であるため、図8に示すような従来のバッファタンクのように、大気流出管38にメニスカスが形成される場合に比べて、メニスカスをブレイクするために必要な水頭差(筒部材39の下端面からインクIの液面までの距離)が非常に小さい。そのため、インクIの液面がわずかに低下しただけで、筒部材39のメニスカスがブレイクしてバッファタンク4内の大気が大気流出管38に流れる。
Here, since the inner diameter of the
さらに、筒部材39の下端には、下方に部分的に突出する突出部39aが形成され、この突出部39aにより、インクIの液面までの離隔距離が異なった部分が形成されていることになる。そのため、インクIの液面が低下する際に、筒部材39に形成されるメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなりメニスカスをさらに容易にブレイクすることができる。また、このメニスカスがブレイクする際には、筒部材39内のインクIがバッファタンク4内のインクIの表面張力により突出部39aに沿ってバッファタンク4内に引き込まれ、一方、インクIの液面からの離隔距離が大きい、筒部材39の下端の図2における左側の位置から大気が筒部材39内に流入するため、筒部材39の内部のインクIが瞬時に大気と入れ替わる。従って、インクIの液面が低下したときに、速やかに大気をインクカートリッジ3へ流出させることができるようになる。
Furthermore, a protruding portion 39a that partially protrudes downward is formed at the lower end of the
一方、インク流入管36のうちの天板部31からタンク本体30内へ延びる部分は、インク流入管36よりも大径の筒部材37に内挿され、この大径の筒部材37はインク流入管36よりも下方に延びている。従って、インクカートリッジ3からインク流入路34を介してバッファタンク4へ流入するインクIは、バッファタンク4内において大径の筒部材37内を流れることになり、その流動抵抗を非常に小さくできる。そのため、バッファタンク4内の大気がインクカートリッジ3へ流出すると同時に、インクカートリッジ3内のインクIがバッファタンク4内に流入するため、バッファタンク4へのインクIの補充が速やかに行われる。
On the other hand, a portion of the
以上説明したインクジェットプリンタ1によれば、次のような効果が得られる。
バッファタンク4の天板部31に、大気流出管38よりも大径で且つこの大気流出管38と連通する筒部材39が設けられ、この筒部材39は大気流出管38よりも下方へ延びている。従って、インクIの液面が低下したときに、小径の大気流出管38にはメニスカスが形成されず、大径の筒部材39の下端部にメニスカスが形成され、この大径の筒部材39に形成されたメニスカスは、小径の大気流出管38に比べて容易にブレイクされる。これにより、インクIの液面の変動量を従来のバッファタンクと比較して小さくできるので、ノズル2aに作用するインクIの背圧変動を従来に比べて小さく抑えることができる。
According to the
The
また、筒部材39の下端には、下方に部分的に突出する突出部39aが形成されているため、筒部材39に形成されたメニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなり、メニスカスをさらに容易にブレイクすることができる。従って、インクIの液面がわずかに低下したときに、筒部材39のメニスカスが速やかにブレイクされるため、即座に大気流出路35を介して大気をインクカートリッジ3へ流出させることができる。
Further, since a protruding portion 39a that protrudes partially downward is formed at the lower end of the
また、バッファタンク4の天板部31には、インク流入管36よりも大径で且つこのインク流入管36と連通する筒部材37も設けられ、この筒部材37もインク流入管36よりも下方へ延びている。そのため、インクカートリッジ3からバッファタンク4内に流入したインクIは、バッファタンク4内において大径の筒部材37内を流れるため、その流動抵抗が小さくなる。従って、大気流出路35を介してバッファタンク4内の大気がインクカートリッジ3へ流出したときに、即座にインクIがインク流入路34からバッファタンク4に流入して、インクIがバッファタンク4に速やかに補充されるため、バッファタンク4内のインクIの液面変動を抑制し、ノズル2aに作用するインクIの背圧変動を極力小さく抑えることができる。
The
インク流入管36と大気流出管38の下端の位置に差をつける必要がなく、下端の位置を同じにすることができるため、これらインク流入管36と大気流出管38とを同一の中空針状の部材で構成することができ、部品コストを低減することができる。
Since there is no need to make a difference between the positions of the lower ends of the
天板部31と筒部材37,39とが合成樹脂で一体形成されているため、部品数を減らすことができるし、組付の為の工数も省略できるため、製造コストを低減することができる。
Since the
次に、前記実施の形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
1]大気流出管38に連通する筒部材39の下端の形状は、前述した図3に示す形状が好ましいが、必ずしもその形状に限られるものではない。例えば、図4に示すように、筒部材39Aの下端面をインクIの液面と平行に形成してもよい。この場合には、前述の図3の形状と比較してメニスカスの表面張力のバランスは崩れにくく、メニスカスがブレイクされるまでのインクIの液面低下は大きくなるが、それでも、図8に示す従来のバッファタンクのように、内径の小さい大気流出管38にメニスカスが形成される場合と比較すると、メニスカスのブレイクが格段に容易になる。また、筒部材39Aの形状加工が非常に容易になる。さらには、筒部材39の下端面とインクIの液面からの離隔距離が異なる部分を有する形状とすれば、図8のバッファタンクと比較してメニスカスのブレイクが容易となり、例えば、図5に示すように、筒部材39Bの下端面をインクIの液面に対して所定角度(例えば、約10度)傾斜させることにより、メニスカスの表面張力のバランスが崩れやすくなるようにしてもよい。
Next, modified embodiments in which various modifications are made to the embodiment will be described. However, components having the same configurations as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.
1] The shape of the lower end of the
2]天板部31と筒部材37,39とを合成樹脂で一体形成する必要は必ずしもなく、夫々を別部材で構成してもよい。
3]前記実施の形態においては、インク流入管36と大気流出管38が夫々天板部31を上下に貫通しているが、図6に示すように、バッファタンク4Cにおいて、これらインク流入管36と大気流出管38とが、天板部31から下方へ延びずに上方へのみ突出し、筒部材37C、39Cと夫々連通するように構成してもよい。この場合、大気流出管38の下端からインクIの液面までの距離をより長くとることができる。また、バッファタンク4C内ではインクIが大径の筒部材37Cのみを流れるようになるので、インクIがバッファタンク4C内に流入する際の流動抵抗をより小さくできる。
4]大気流出管38が内挿される筒部材39は、少なくとも下端において大気流出管38よりも大径であればよく、例えば、下方ほどその内径が大きくなるような、いわゆるラッパ状に形成されていてもよい。
2] It is not always necessary to integrally form the
3] In the above embodiment, the
4] The
5]前記実施の形態においては、筒部材37,39が円筒状に構成されているが、これらの形状に限られるものではなく、例えば、断面が多角形の角柱状に構成されていてもよい。即ち、筒部材37の少なくとも下端部における中空部の断面積がインク流入管36の中空部の断面積よりも大きく構成されていれば、筒部材37が如何なる断面形状であっても、従来に比べてインクIがバッファタンク4内に流入する際の流動抵抗を小さくすることができる。また、筒部材39の少なくとも下端部における中空部の断面積が大気流出管38の中空部の断面積よりも大きく構成されていれば、筒部材39が如何なる断面形状であっても、従来に比べてメニスカスを容易にブレイクさせることができる。
5] In the above-described embodiment, the
I インク
1 インクジェットプリンタ
2a ノズル
3 インクカートリッジ
4,4C バッファタンク
30 タンク本体
31 天板部
32 大気導入口
34 インク流入路
35 大気流出路
36 インク流入管
37,37C 筒部材
38 大気流出管
39,39A,39B,39C 筒部材
39a 突出部
Claims (11)
前記バッファタンクは、
前記インクカートリッジ内のインクをバッファタンクに流入させる為のものであって、少なくともバッファタンク内においてタンク本体の天板部から下方に延在する部分を含むインク流入路と、外部から大気を導入する大気導入口と、前記バッファタンク内の大気を前記インクカートリッジに流出させる為の大気流出路とを備え、
前記大気流出路は、
前記天板部に設けられ上下に延びる大気流出管と、
少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管と連通する筒部材であって、前記天板部から、大気流出管の下端よりも下方で且つ前記インク流入路の下端よりも上方の位置まで延在する第1の筒部材と、
を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。 A nozzle that ejects ink, and a buffer tank that holds ink flowing in from an ink cartridge mounted above and discharges ink toward the nozzle;
The buffer tank is
The ink in the ink cartridge is introduced into the buffer tank, and at least the ink inflow path including a portion extending downward from the top plate portion of the tank body in the buffer tank and the atmosphere is introduced from the outside. An atmosphere introduction port, and an atmosphere outflow passage for causing the atmosphere in the buffer tank to flow out to the ink cartridge,
The air outflow path is
An atmospheric outflow pipe provided on the top plate portion and extending vertically;
A cylindrical member having a hollow cross-sectional area larger than that of the air outflow pipe at least at the lower end and communicating with the air outflow pipe, and is below the lower end of the air outflow pipe from the top plate and below the ink inflow passage. A first tubular member extending to a position above the lower end;
An ink jet printer comprising:
このノズルに連通し、ノズルに作用するインクの背圧の変動を抑制する為のバッファタンクと、
前記バッファタンクのタンク本体の天板部に設けられ上下に延びるインク流入管であって、バッファタンクの上側に装着されるインクカートリッジ内のインクをバッファタンクに流入させる為のインク流入管と、
同じく前記天板部に設けられ上下に延びる大気流出管であって、バッファタンク内の大気を前記インクカートリッジに流出させる為の大気流出管と、
少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きくで且つ大気流出管と連通する筒部材であって、前記天板部から大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入管の下端よりも上方の位置まで延在する第1の筒部材と、
を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。 A nozzle for ejecting ink;
A buffer tank that communicates with this nozzle and suppresses fluctuations in the back pressure of the ink acting on the nozzle;
An ink inflow pipe provided on a top plate portion of the tank body of the buffer tank and extending vertically, and an ink inflow pipe for allowing ink in an ink cartridge mounted on the upper side of the buffer tank to flow into the buffer tank;
Similarly, an atmospheric outflow pipe provided on the top plate portion and extending vertically, and an atmospheric outflow pipe for causing the air in the buffer tank to flow out to the ink cartridge,
A cylindrical member having a hollow cross-sectional area larger than that of the atmospheric outflow pipe at least at the lower end and communicating with the atmospheric outflow pipe, the lower end of the ink outflow pipe being lower than the lower end of the atmospheric outflow pipe from the top plate portion A first cylindrical member extending to a position above
An ink jet printer comprising:
タンク本体と、
このタンク本体の上方を覆い、タンク本体の上側に装着されたインクカートリッジ内のインクをタンク本体内に流入させる為のインク流入管と前記インクカートリッジに大気を流出させる為の大気流出管とが夫々上下に貫通する天板部と、
少なくとも下端において前記大気流出管よりも中空部の断面積が大きく且つ大気流出管のうちの前記天板部からタンク本体内へ延びる部分が内挿される筒部材であって、前記天板部から大気流出管の下端よりも下方で且つインク流入管の下端よりも上方の位置まで延びる筒部材と、
を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタのバッファタンク。 A buffer tank of an ink jet printer that communicates with a nozzle that ejects ink and suppresses fluctuations in the back pressure of the ink that acts on the nozzle.
The tank body,
An ink inflow pipe for covering the upper part of the tank main body and allowing the ink in the ink cartridge mounted on the upper side of the tank main body to flow into the tank main body and an air outflow pipe for allowing the air to flow out to the ink cartridge are respectively provided. A top plate that penetrates up and down;
At least at the lower end, a cylindrical member in which a cross-sectional area of the hollow portion is larger than that of the atmospheric outflow pipe and a portion of the atmospheric outflow pipe extending from the top plate portion into the tank body is inserted, A cylindrical member extending to a position below the lower end of the outflow pipe and above the lower end of the ink inflow pipe;
A buffer tank for an ink jet printer, comprising:
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