JP2006150745A - Inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンター、FAX、複写機などの画像形成装置に利用されるインク供給・回復機構を有するインクジェット記録装置及び該装置に用いられるインク供給方式に関し、より具体的にはフルラインタイプの記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置及び該装置に用いられるインク循環方式に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus having an ink supply / recovery mechanism used in an image forming apparatus such as a printer, a FAX, and a copying machine, and an ink supply method used in the apparatus, and more specifically, full line type recording. The present invention relates to an ink jet recording apparatus having a head and an ink circulation system used in the apparatus.
インクジェット記録装置は、記録ヘッドからインクを吐出し被記録媒体に付着させて印字等の画像記録を行なうものであり、記録ヘッドのコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。中でも、記録媒体の幅方向に多数の吐出ノズルを配列したラインタイプの記録ヘッドを使用したフルライン型のインクジェット記録装置は、記録の一層の高速化が可能である。 An ink jet recording apparatus performs image recording such as printing by ejecting ink from a recording head and adhering it to a recording medium. The recording head can be easily made compact and can record high-definition images at high speed. Therefore, the running cost is low, the non-impact method is low in noise, and it is easy to record a color image using multicolor inks. In particular, a full line type ink jet recording apparatus using a line type recording head in which a large number of ejection nozzles are arranged in the width direction of the recording medium can further increase the recording speed.
ただし、インク滴の吐出に伴って発生する泡が記録ヘッド内部の液室内のインク中に溶け込めずにヘッド液室内に溜まっていくと、記録ヘッドに供給するインクを一時的に貯蔵するためのサブタンクから該記録ヘッドの吐出ノズルへインク供給を行なうときの妨げとなって不吐の原因となる恐れがある。また、発泡によってインク滴の吐出を行なうサーマルタイプのフルライン型インクジェット記録装置の場合は、1パスでの高デューティ印字によって記録ヘッドが急激に昇温する場合があり、一定温度を超え続けると、記録ヘッドの寿命が低下したり、記録ヘッドの熱膨張により印字品質に悪影響を与えたりする問題が発生する。従って、吐出に伴い発生する泡をヘッド液室外に排出するための機構として、また、印字中に昇温する記録ヘッドを冷却するための機構として、インクタンクと記録ヘッドとの間でインクを循環させる、いわゆるインク循環方式が採用されることが多い(特許文献1参照)。 However, if the bubbles generated by the ejection of ink droplets are not dissolved in the ink in the liquid chamber inside the recording head but accumulate in the head liquid chamber, the sub tank for temporarily storing the ink supplied to the recording head Therefore, there is a risk that ink discharge may be hindered when ink is supplied to the discharge nozzle of the recording head. In addition, in the case of a thermal type full-line type ink jet recording apparatus that discharges ink droplets by foaming, the recording head may rapidly increase in temperature due to high duty printing in one pass. There arises a problem that the life of the recording head is reduced or the print quality is adversely affected by the thermal expansion of the recording head. Accordingly, the ink is circulated between the ink tank and the recording head as a mechanism for discharging bubbles generated by the ejection to the outside of the head liquid chamber and as a mechanism for cooling the recording head that is heated during printing. In many cases, a so-called ink circulation system is employed (see Patent Document 1).
そのようなインク循環方式を採用したインク供給装置では、ポンプの脈動がインク滴の吐出量変動を引き起こさないように、脈動による流量変動を吸収するためのエアバッファを有するバッファタンクがインク供給路中に設けられる。
しかしながら上記のバッファタンクを介してインクを記録ヘッドに供給する場合、インクを供給開始してから暫くの間は、エアバッファによる流量変動の吸収効果によって、記録ヘッドに流入するインクの流量はポンプの平均流量に徐々に漸近するようにしか上がらず、その結果、それがインク循環動作であれば、記録ヘッドからの流出インクの流量が流入インクの流量に勝って、ノズルから記録ヘッド内部に泡を引込んでしまうという問題が生じ、またそれがノズルの目詰まりを解消するための加圧回復動作であれば、記録ヘッドへの流入インクの流量が加圧回復に必要な流量に到達するまでの間に、無駄な廃インクがノズルから排出されてしまうという問題があった。 However, when ink is supplied to the recording head via the buffer tank, for a while after the ink supply starts, the flow rate of the ink flowing into the recording head is reduced due to the effect of absorbing the flow fluctuation by the air buffer. As a result, if the ink flow is gradually increased asymptotically, the flow rate of the outflow ink from the print head exceeds the flow rate of the inflow ink, and bubbles are generated from the nozzles into the printhead. If there is a problem of drawing in, and if it is a pressure recovery operation to eliminate nozzle clogging, the flow of ink flowing into the print head will reach the flow rate required for pressure recovery. In addition, there was a problem that waste ink was discharged from the nozzle.
本発明は、上述の技術課題を解決するために想起されたものであり、本発明の目的は、バッファタンクを介して記録ヘッドに供給するインクの流量が、急速にポンプの平均流量に漸近するための機構を有するインク供給装置を備えたインクジェット記録装置を提供することである。 The present invention has been conceived in order to solve the above-described technical problem, and an object of the present invention is to rapidly approximate the flow rate of ink supplied to the print head via the buffer tank to the average flow rate of the pump. An ink jet recording apparatus including an ink supply apparatus having a mechanism for the above is provided.
上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録装置は、インクを複数のノズルから吐出して記録媒体に付着させて画像を形成するインクジェット記録ヘッドと、インクを前記記録ヘッドへ供給するためのインク供給手段と、を有するインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドと前記インク供給手段とを導通するインク流路中に設けられた、エアバッファを有するバッファタンクと、該バッファタンクの内圧を予圧する予圧手段とを備え、前記バッファタンクを介して前記記録ヘッドへインクを供給する場合は、前記予圧手段によって予め前記バッファタンクの内圧を所定圧力まで予圧しておき、しかるのちに前記インク供給手段によって前記バッファタンクを介して前記記録ヘッドへインクを供給することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ink jet recording apparatus of the present invention includes an ink jet recording head that forms an image by ejecting ink from a plurality of nozzles to adhere to a recording medium, and an ink for supplying ink to the recording head. In the ink jet recording apparatus having a supply means, a buffer tank having an air buffer provided in an ink flow path that conducts the recording head and the ink supply means, and a preload means for preloading the internal pressure of the buffer tank When the ink is supplied to the recording head via the buffer tank, the internal pressure of the buffer tank is pre-pressurized to a predetermined pressure by the pre-loading means, and then the buffer is supplied by the ink supply means. Ink is supplied to the recording head through a tank.
以上説明したように、本発明によれば、バッファタンクを介して記録ヘッドへインクの供給を開始する前に、バッファタンクの内圧を予圧しておくことで、記録ヘッドへの流入インク流量がインク供給手段であるところのポンプのインク供給流量に素早く到達することができ、記録ヘッドへのインク供給量不足を防止することができる。その結果、インク循環動作であればノズルからの泡の引込みを防止することができ、ノズルの目詰まりを解消するための加圧回復動作であれば無駄な廃インクの排出を抑えることができる。 As described above, according to the present invention, before the supply of ink to the recording head via the buffer tank is started, the internal pressure of the buffer tank is pre-pressurized, so that the flow rate of ink flowing into the recording head is reduced. The ink supply flow rate of the pump, which is the supply means, can be reached quickly, and an insufficient ink supply amount to the recording head can be prevented. As a result, bubbles can be prevented from being drawn from the nozzles if the ink circulation operation is performed, and wasteful waste ink can be prevented from being discharged if the pressure recovery operation is performed to eliminate clogging of the nozzles.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態のインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための説明図である。本実施形態は主に、記録ヘッド1と、メインタンク2と、サブタンク3と、バッファタンク4と、メインポンプ5とにより構成されたインク供給装置である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an ink supply path of the ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention. The present embodiment is mainly an ink supply apparatus including a recording head 1, a main tank 2, a
インクの入った可撓性のインク袋から成るメインタンク2のインク供給口には、インク供給針2aが突き刺されて、メインポンプ5の正転によってメインタンク2からメインタンクの開閉弁7a、インク流路6aを通じ、流量計8を介してサブタンク3へインク供給可能になっている。メインタンク2のインク供給口は、インク供給針2aが突き刺されて接続される構成であるため、インク供給針を抜き差しする時にインクが漏れないように、不図示のゴム等の弾性材が設けられている。
An ink supply needle 2a is pierced into the ink supply port of the main tank 2 formed of a flexible ink bag containing ink, and the
ここで、サブタンク3は、大気とサブタンク内部とを連通させるための大気連通口を開閉するための開閉弁7dと、サブタンク内のインクが満タンになったことを検知する満タン検知センサ3aと、空になったことを検知する空検知センサ3bと、を備えている。開閉弁7dの一方には、サブタンク内部に塵が侵入するのを防止するためのエアフィルタ3cが設けられている。
Here, the
サブタンク内には、インクが満タンになった場合でも所定容量のエアバッファ3dが残るように、満タン検知センサ3aを設ける位置が定められている。空検知センサ3bと満タン検知センサ3aは、例えばLEDと光学プリズムとフォトセンサとで構成される光学検知式のタイプのものが考えられる。
In the sub tank, the position where the full
サブタンク3内のインクは、インク流路6cを通じて、記録ヘッド1内のインクとのインク交換が可能になっているが、インク流路6cに設けられた開閉弁7cによって、そのインク交換を遮断することもできる。
The ink in the
また、サブタンク3内のインクは、インク流路6a、バッファタンク4、インク流路6bを通じて、メインポンプ5を逆転することによって記録ヘッド1への供給が可能となっている。この場合、インク流路6b中に設けられた開閉弁7b,7eは開放され、メインタンクの開閉弁7aは閉じられる。
Further, the ink in the
ここで、バッファタンク4は、内圧を検知する圧力センサ4aと、メインポンプ5の脈動による流量変動を吸収するエアバッファ4bと、圧力センサ4aの異常検知等により内圧が一定限度を超えた場合に、バネ機構等により受動的にエアバッファのガス抜きを行ってバッファタンク4の破裂を防止する防爆弁4cと、インク流出入口4dと、インク流出入口4dより高い位置に設けられたインク流出入口4eと、を備えている。
Here, the buffer tank 4 has a pressure sensor 4a that detects internal pressure, an air buffer 4b that absorbs flow fluctuation due to pulsation of the
開閉弁7a,7b,7c,7d,7eは、ソレノイドのプランジャーにシール機能をもたせることにより弁機能を備えて能動的に動作するソレノイド開閉弁などが考えられる。本実施例では、開閉弁7aは、ソレノイド電源がオンのとき開放し、オフのとき閉じる構成に、開閉弁7b,7c,7d,7eは、ソレノイド電源がオンのとき閉じ、オフのとき開放する構成にそれぞれなっている。また、メインポンプ5には、駆動源(モータ)を正逆転させることにより双方向にポンピングが可能なチューブポンプ、シリンダーポンプなどが最適である。
As the on-off valves 7a, 7b, 7c, 7d, and 7e, a solenoid on-off valve that is actively operated with a valve function by providing a solenoid plunger with a sealing function can be considered. In this embodiment, the on-off valve 7a is opened when the solenoid power is on and closed when off, and the on-off valves 7b, 7c, 7d, and 7e are closed when the solenoid power is on and open when off. Each has a configuration. The
記録ヘッド1は、ヘッド内への塵の侵入を防止するためのフィルタ1d,1fを介して、それぞれインク流路6b,6cと繋がっている。後述の加圧回復動作や循環動作で記録ヘッド1のノズル1bから排出されたインクは、キャップ9で一旦受けた後、サブポンプ10によって廃インク回収タンク11に回収される。 The recording head 1 is connected to ink flow paths 6b and 6c via filters 1d and 1f for preventing dust from entering the head, respectively. Ink discharged from the nozzles 1b of the recording head 1 by a pressure recovery operation and a circulation operation, which will be described later, is once received by the cap 9 and then recovered by the sub pump 10 to the waste ink recovery tank 11.
次に、本発明の第1実施形態のインクジェット記録装置の各種インク供給動作について、図2および図3のフローチャートを用いて説明する。以下では、メインポンプ5としてチューブポンプを例にとって説明する。
Next, various ink supply operations of the ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Hereinafter, a tube pump will be described as an example of the
1)サブタンク3へのインク充填動作
サブタンク3にインクを充填する場合、図2に示すように、まずサブタンク3のインク容量をチェックする。すなわち、満タン検知センサ3aにより満タンであることが検知されれば(ステップS2−1)、空検知センサ3bの状態をチェックし(ステップS2−2)、空であることが検知されれば、満タン検知センサ3aと空検知センサ3bのどちらか一方または両方が誤検知していると考えられるため、使用者にセンサが異常であることを知らせて(ステップS2−3)インクジェット記録装置を停止する。
1) Ink filling operation to the
一方、ステップS2−1でサブタンク3が満タンでないことが検知されれば、以下の手順でメインタンク2からサブタンク3へのインク充填を行なう。まず、開閉弁7bを閉じて開閉弁7aを開けることでメインタンク2とサブタンク3の間のインク流路を開放する(ステップS2−4)。このとき開閉弁7cを閉じてインク流路6cを遮断するかどうかは、モードによって選択可能(SW=ON/OFF)とする。次にメインポンプ5の流量を設定し、メインポンプ5を駆動開始する(ステップS2−5)。サブタンク3が満タンになったら、メインポンプ5を停止して流量設定をデフォルト値に戻す(ステップS2−7)。ここですぐに開閉弁7bを開けると、インク供給針2aの圧損により低下したインク流路6aの圧力が大気圧まで回復していない場合、インク流路6bを通じて記録ヘッド1のノズル1bより泡を記録ヘッド内に引込む恐れがあるため、まずメインタンク2への逆流を防止するため開閉弁7aを閉じて(ステップS2−8)メインポンプ5の不図示のチューブロックを解除してインク流路6aをサブタンク3と連通させ(ステップS2−9)流路6aの圧力が大気圧まで回復するまで待機してから(ステップS2−10)チューブロックを行って(ステップS3−11)サブタンク3とインク流路6aを遮断し、開閉弁7b,7cをデフォルト状態に戻して(ステップS2−12)サブタンク3へのインク充填動作を完了する。
On the other hand, if it is detected in step S2-1 that the
2)印字中の動作
印字中、インク供給系は図3に示すように、不図示の印字シーケンスにより印字中に立てられる印字フラグの確認(ステップS3−1)と、不図示の記録ヘッド1の温度監視システムにより印字中循環による記録ヘッド1の冷却が必要と判断された場合に立てられる印字中循環フラグの確認(ステップS3−3)と、サブタンク3が空になったどうかの確認(ステップS3−4)とを行ない続ける。
2) Operation during printing During printing, as shown in FIG. 3, the ink supply system confirms the print flag set during printing by a printing sequence (not shown) (step S3-1) and the recording head 1 (not shown). Confirmation of the circulation flag during printing (step S3-3) that is set when the temperature monitoring system determines that the recording head 1 needs to be cooled by circulation during printing (step S3-3), and confirmation of whether the
まず、ステップS3−1で印字フラグがOFFであれば印字終了と判断し、ステップS3−2でサブタンク4のインク充填をSW=ONモード(開閉弁7cにより記録ヘッドへのインク供給を遮断してサブタンク充填)で行って印字モードを終了する。また、ステップS3−4でサブタンク4の空検知センサ3bの状態をチェックして、空であることが検知されれば、印字によってサブタンク4のインクが空になったと判断し、サブタンクのインク充填をSW=OFFモード(開閉弁7cを開けて印字を続行しながら同時にサブタンク充填)で行なう。 First, if the print flag is OFF in step S3-1, it is determined that printing is completed. In step S3-2, the ink filling of the sub tank 4 is switched to the SW = ON mode (the ink supply to the recording head is shut off by the on-off valve 7c. The sub-tank filling is performed and the print mode is terminated. In step S3-4, the state of the sub tank 4 empty detection sensor 3b is checked. If it is detected that the sub tank 4 is empty, it is determined that the ink in the sub tank 4 has become empty by printing, and the sub tank is filled with ink. SW = OFF mode (opening on-off valve 7c and continuing printing while filling subtank).
一方、ステップS3−3で印字中循環フラグがONであれば印字中循環開始と判断し、各開閉弁の状態と、メインポンプ5の方向と流量設定はデフォルトのままで、ステップS3−6でメインポンプ5を駆動開始する。そうすると図1において、サブタンク3内のインクが、インク流路6c、リフィル用の大面積フィルタ1f、共通液室1a、フィルタ1d、インク流路6b、バッファタンク4、インク流路6aを通じてメインポンプ5によって吸引され、再びサブタンク3に送り込まれる。こうして、全流路中の泡はサブタンクに回収されると同時に、共通液室1aのインク流によって記録ヘッド1が冷却される。
On the other hand, if the circulation flag during printing is ON in step S3-3, it is determined that circulation during printing is started, and the state of each on-off valve, the direction of the
このとき、フィルタ1fの面積は十分大きく、インク流路6cと合わせた流抵抗は十分小さいので、共通液室1aの内圧は過度に負圧にならず、ノズル1bのメニスカスが壊れることはない。また、インク流路6aを流れるインクにメインポンプ5による脈動はあるものの、バッファタンク4を介することによって、インク流路6b、共通液室1a、インク流路6cを流れるインクの脈動は大幅に抑えられ、印字への影響は無視可能である。また、フィルタ1dの流抵抗により、インク流路6b、バッファタンク4、インク流路6a内は負圧となり、エアバッファ4bは膨張して余分なエアはインク流出入口4dから排出されてサブタンク3に回収される。このインク循環において、余分なエアが排出されなくなったときの定常状態のエアバッファ4bの容量がデフォルトの容量となる。
At this time, since the area of the filter 1f is sufficiently large and the flow resistance combined with the ink flow path 6c is sufficiently small, the internal pressure of the common liquid chamber 1a is not excessively negative, and the meniscus of the nozzle 1b is not broken. Although the ink flowing through the ink flow path 6a is pulsated by the
インク循環中は、印字中循環フラグが立っているかどうか(ステップS3−7)と、サブタンク3が空になったどうか(ステップS3−8)とを確認し続ける。インク循環中にサブタンクが空になったら、メインポンプ5を一旦止めてから(ステップS3−9)開閉弁7a,7bで流路をメインタンク2に切換えてサブタンクにインク充填した(ステップS3−10)後に、再びメインポンプ5を駆動してインク循環を再開する。
During ink circulation, it continues to check whether the circulation flag during printing is set (step S3-7) and whether the
印字中循環フラグがOFFになったら、印字中循環終了と判断し、メインポンプ5を止めてから(ステップS3−11)不図示のチューブロックを解除してサブタンク3とバッファタンク4とインク流路6bを連通させる(ステップS3−12)。圧力センサ4aによりバッファタンクの内圧がPref-(大気圧より若干低い圧力)まで回復したことが検知されたら(ステップS3−13)メインポンプ5のチューブロックを行って(ステップS3−14)インク循環の後処理を完了し、印字中の確認シーケンスに戻る。
When the circulation flag during printing is turned off, it is determined that the circulation during printing is finished, the
3)加圧回復動作
印刷を繰り返すにつれて、昇温によるノズル1bからの水分の蒸発等によって、記録ヘッド1のノズル1b内部のインクは次第に増粘していき、そのまま放置するとやがてインクが吐出しない不吐現象が発生する。また、ノズル1bからインクに混入した気泡がノズル内に溜まっていっても不吐現象が発生する。この不吐現象を未然に防止するために、図4に示すような手順で加圧回復動作を行って不吐出現象の解消を図る。
3) Pressure recovery operation As the printing is repeated, the ink inside the nozzle 1b of the recording head 1 gradually thickens due to evaporation of moisture from the nozzle 1b due to the temperature rise. Vomiting occurs. Further, even if bubbles mixed in the ink from the nozzle 1b are accumulated in the nozzle, an undischarge phenomenon occurs. In order to prevent this discharge failure phenomenon, the pressure recovery operation is performed according to the procedure shown in FIG. 4 to eliminate the discharge failure phenomenon.
まず、サブタンク3の充填をSW=ONモードで行って(ステップS4−1)加圧回復にあたって十分なインク量をサブタンク3内に確保する。次に、バッファタンク4の予圧の準備として、開閉弁7c,7eを閉じる(ステップS4−2)。なお、このとき開閉弁7aは閉じ、開閉弁7b,7dは開いておく。次に、メインポンプ5の流量をQpur(加圧回復用のポンプ流量)に設定し、送液方向を逆転(バッファタンク4の方向)にセットして、メインポンプ5を駆動して予圧開始する(ステップS4−3)。
First, the
圧力センサ4aにより、バッファタンクの内圧が加圧回復時の初期圧力:Ppurに達したことが検知されたら(ステップS4−4)開閉弁7eのみを開くことで(ステップS4−5)加圧回復時間:Tpur秒の間だけ、インク流路6b、インク流入口1c、フィルタ1dを通じて、インクが記録ヘッド1内に送り込まれると同時に、バッファタンク4には流量:Qpurでインクが流入し続ける。記録ヘッド1に送り込まれた分のインクは全てノズル1bからキャップ9に排出される。なお、Ppurは加圧回復時の定常状態におけるバッファタンク内圧の時間平均圧力に一致させるのが望ましい。 When it is detected by the pressure sensor 4a that the internal pressure of the buffer tank has reached the initial pressure P pur when pressure is restored (step S4-4), only the on-off valve 7e is opened (step S4-5). Recovery time: During the period of T pur seconds, ink is sent into the recording head 1 through the ink flow path 6b, the ink inlet 1c, and the filter 1d, and at the same time, the ink flows into the buffer tank 4 at a flow rate: Q pur. to continue. All the ink sent to the recording head 1 is discharged from the nozzle 1b to the cap 9. It is desirable that P pur be equal to the time average pressure of the buffer tank internal pressure in the steady state when the pressure is restored.
こうしてTpur秒間加圧回復を行なった後(ステップS4−6)、メインポンプ5を停止して送液方向と流量をデフォルトに戻す(ステップS4−7)。そして、開閉弁7cを開いて(ステップS4−8)メインポンプ5の不図示のチューブロックを解除することにより(ステップS4−9)バッファタンク4とインク流路6bと記録ヘッド1内部を大気開放されたサブタンク3と連通させ、流路全体の圧力をサブタンク3との水頭差分の圧力に戻す。圧力センサ4aによりバッファタンクの内圧がPref+(大気圧より若干高い圧力)まで低下したことが検知されたら(ステップS4−10)メインポンプ5のチューブロックを行って(ステップS4−11)インク循環の後処理を完了し、加圧回復で減った分のインクをサブタンク3に補充して(ステップS4−13)加圧回復動作を完了する。
After performing pressure recovery for T pur seconds in this manner (step S4-6), the
4)エア抜き循環動作
印字に伴ってサブタンク3から記録ヘッド1にインクを供給する場合、供給インク中に泡が混入することがある。この泡がフィルタ1f上方のインク流出入口1e付近に溜まるとインクのリフィルを妨げる原因になるため、図5に示すようなエア抜き循環動作を定期的に行なう必要がある。
4) Air venting circulation operation When ink is supplied from the
まず、エアバッファ3dを所定容量にするため、SW=ONモードでサブタンク3を満タンまで充填する(ステップS5−1)。次に、バッファタンク4の予圧の準備として、開閉弁7c,7eを閉じる(ステップS5−2)。なお、このとき開閉弁7aは閉じ、開閉弁7b,7dは開いておく。次に、メインポンプ5の流量をQinvcir(エア抜き循環用のポンプ流量)に設定し、送液方向を逆転(バッファタンク4の方向)にセットして、メインポンプ5を駆動して予圧開始する(ステップS5−3)。
First, in order to make the air buffer 3d have a predetermined capacity, the
圧力センサ4aにより、バッファタンクの内圧がエア抜き循環時の初期圧力:Pinvcirに達したことが検知されたら(ステップS5−4)メインポンプ5を停止して送液方向と流量をデフォルトに戻して予圧を終了する(ステップS5−5)。なお、Pinvcirはエア抜き循環時の定常状態におけるバッファタンク内圧の時間平均圧力に一致させるのが望ましい。次に予圧で増大したサブタンク3のエアバッファ3dを所定容量に戻すため、再度SW=ONモードでサブタンク3を満タンまで充填する(ステップS5−7)。
When it is detected by the pressure sensor 4a that the internal pressure of the buffer tank has reached the initial pressure: Pinvcir during the air venting circulation (step S5-4), the
サブタンク充填シーケンスで開閉弁7cがデフォルトの開状態に戻されるため、開閉弁7cを再び閉じて(ステップS5−8)メインポンプ5の流量をQinvcir(エア抜き循環用のポンプ流量)に設定し、送液方向を逆転(バッファタンク4の方向)にセットして、メインポンプ5を駆動してエア抜き循環の助走(バッファタンク4からの逆流防止のため)を開始する(ステップS5−9)。約1秒の助走の後に、開閉弁7c,7eを開け、開閉弁7dを閉じてサブタンク3を密閉状態にし(ステップS5−11)エア抜き循環を開始する。
Since the on-off valve 7c is returned to the default open state in the sub-tank filling sequence, the on-off valve 7c is closed again (step S5-8), and the flow rate of the
すると、予圧済みのバッファタンク4からインク流路6bを経て記録ヘッド1に流入するインクの流量は直ぐに定常状態になるのに対して、予圧をしていないサブタンク3にインク流路6cを経て記録ヘッドから流出するインクの流量は、エアバッファ3dの緩衝作用(エアバッファ3dの膨張)によりエア抜き循環開始当初は徐々にしか増大しない。そのため、記録ヘッド1内のインクの収支は流入過多傾向を示してノズル1bからインクが排出される。このときの廃インク量を抑えるためにはエアバッファ3dの容量と循環流量、バッファタンク4の予圧量を必要最小限に抑える必要がある。エアバッファ3dの膨張が収まるにつれて、記録ヘッド1から流出するインクもメインポンプ4の流量とほぼ同等になり、ノズル1bを通じて大気と連通状態にある共通液室1aの内圧は次第に大気圧に漸近していき、ノズル1bから排出されるインクも次第に無くなっていく。
Then, the flow rate of the ink flowing into the recording head 1 from the pre-pressurized buffer tank 4 via the ink flow path 6b immediately becomes a steady state, whereas recording is performed via the ink flow path 6c in the
こうしてTinvcir秒間のエア抜き循環を行なうが、その間にインクジェット記録装置のホストからの循環命令が取り下げられれば(ステップS5−14)メインポンプ5を停止して送液方向と流量をデフォルトに戻してエア抜き循環を終了する(ステップS5−15)。
In this way, air circulation for Tinvcir seconds is performed. If the circulation command from the host of the ink jet recording apparatus is withdrawn during that time (step S5-14), the
このとき、サブタンク3内を負圧にしたままだと、ほぼ大気圧となる記録ヘッド1の内圧との圧力差によって記録ヘッド1からインクがサブタンク3に流出してしまい、ノズル1cから泡を記録ヘッド1内部に引込んでしまう恐れがあるため、開閉弁7dを開けてサブタンク3に外気を取り込むと同時に、開閉弁7c,7eを閉じて記録ヘッドとサブタンク3およびバッファタンク4の間を遮断し(ステップS5−16)メインポンプ5のチューブロックも解除して(ステップS5−17)正圧のバッファタンク4からサブタンク3にインクを流入させることで、サブタンク3およびバッファタンク4の内圧を大気圧まで回復させる。そして約2秒後に開閉弁7cを開いて(ステップS5−18,S5−19)、大気圧まで回復したサブタンク3と記録ヘッド1とを連通させ、圧力センサ4aによりバッファタンクの内圧がPref+(大気圧より若干高い圧力)まで低下したことが検知されたら(ステップS5−20)メインポンプ5のチューブロックを行って(ステップS5−21)エア抜き循環の後処理を完了し、エア抜き循環で減少した分のインクをサブタンク3に補充して(ステップS5−24)エア抜き循環動作を完了する。
At this time, if the inside of the
(第2実施形態)
図6は本発明の第2実施形態のインクジェット記録装置のインク供給経路の構成を表した図である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the ink supply path of the ink jet recording apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図1に示した第1実施形態のインクジェット記録装置のインク供給経路の構成では、バッファタンク4の予圧レベルを検知するのに圧力センサ4aを用いたが、本実施形態ではバッファタンク4内のインクの液面レベルを液面検知センサ4fで検知してエアバッファ4bの容量をモニタリングすることで、予圧レベルを判断する構成とした。 In the configuration of the ink supply path of the ink jet recording apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1, the pressure sensor 4a is used to detect the preload level of the buffer tank 4, but in this embodiment, the ink in the buffer tank 4 is used. The liquid level is detected by the liquid level detection sensor 4f and the capacity of the air buffer 4b is monitored to determine the preload level.
予圧レベルの検知方式以外の構成要素の構造は図1に同じである。また、本実施形態における各種インク供給動作のシーケンスも、第1実施形態の各種インク供給動作を表す図2〜図5で予圧レベルを検知するステップのみが変わるだけで、基本は変わらないため説明は割愛する。 The structure of components other than the preload level detection method is the same as that shown in FIG. Also, the sequence of various ink supply operations in the present embodiment is the same as in FIGS. 2 to 5 representing the various ink supply operations in the first embodiment. Omit.
上記のような予圧レベル検知方式とすることで、サブタンク3の満タン・空検知センサ3a,3bと部品を共通化することができ、インク供給装置のコストを下げることができる。
By using the preload level detection system as described above, the full tank /
(第3実施形態)
図7は本発明の第3実施形態のインクジェット記録装置のインク供給経路の構成を表した図である。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the ink supply path of the ink jet recording apparatus according to the third embodiment of the present invention.
図1に示した第1実施形態や図6に示した第2実施形態のインクジェット記録装置のインク供給経路の構成と異なり、本実施形態ではバッファタンク4の予圧レベルの検知手段を持たず、予圧時にメインポンプ5がバッファタンク4に送り込んだインクの容量をポンプ流量×ポンプ駆動時間で割り出すことで、予圧レベルを判断する構成とした。
Unlike the configuration of the ink supply path of the ink jet recording apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 or the second embodiment shown in FIG. 6, the present embodiment does not have a means for detecting the preload level of the buffer tank 4. In some cases, the preload level is determined by determining the volume of ink that the
予圧レベルの検知方式以外の構成要素の構造は図1に同じである。また、本実施形態における各種インク供給動作のシーケンスも、第1実施形態の各種インク供給動作を表す図2〜図5で予圧レベルを検知するステップが所定時間のウェイト処理にそれぞれ変わるだけで、基本は変わらないため説明は割愛する。 The structure of components other than the preload level detection method is the same as that shown in FIG. Further, the sequence of various ink supply operations in the present embodiment is basically the same as the steps for detecting the preload level in FIGS. 2 to 5 representing the various ink supply operations in the first embodiment, but the weight processing for a predetermined time is changed. I won't change the explanation because it doesn't change.
上記のような予圧レベル判断の手法を採ることで、予圧レベルを検知するセンサを廃止することができ、インク供給装置のコストを下げることができる。 By adopting the preload level determination method as described above, the sensor for detecting the preload level can be eliminated, and the cost of the ink supply device can be reduced.
最後に、第1ないし第3の実施形態に基づくインクジェット記録装置の特徴について説明する。 Finally, characteristics of the ink jet recording apparatus based on the first to third embodiments will be described.
以上説明した第1ないし第3の実施形態に基づくインクジェット記録装置は、第1の構成として、インクを複数のノズル1bから吐出して紙などの記録媒体に付着させて画像を形成する記録ヘッド1と、インクを記録ヘッド1へ供給するためのメインポンプ5などのインク供給手段と、を有するインクジェット記録装置において、記録ヘッド1と前記インク供給手段とを導通するインク流路6b中に設けられた、エアバッファ4bを有するバッファタンク4と、バッファタンク4の内圧を予圧する予圧手段とを備え、バッファタンク4を介して記録ヘッド1へインクを供給する場合は、前記予圧手段によって予めバッファタンク4の内圧を所定圧力まで予圧しておき、しかるのちに前記インク供給手段によってバッファタンク4を介して記録ヘッド1へインクを供給することを特徴とする。
The ink jet recording apparatus based on the first to third embodiments described above has, as a first configuration, a recording head 1 that forms an image by ejecting ink from a plurality of nozzles 1b and attaching it to a recording medium such as paper. And an ink supply means such as a
このような第1の構成の記録装置によれば、バッファタンク4を介して記録ヘッド1へインクの供給を開始する前に、バッファタンク4の内圧を予圧しておくことで、記録ヘッド1への流入インク流量がインク供給手段であるところのメインポンプ5のインク供給流量に素早く到達することができ、記録ヘッド1へのインク供給量不足を防止することができる。
According to the recording apparatus having such a first configuration, the internal pressure of the buffer tank 4 is pre-pressurized before the ink supply to the recording head 1 via the buffer tank 4 is started, so that the recording head 1 is supplied. The inflow ink flow rate can quickly reach the ink supply flow rate of the
そして上記第1の構成のインクジェット記録装置において、前記予圧手段は、バッファタンク4と記録ヘッド1との間のインク流路6b中に設けられた開閉弁7eを有し、該開閉弁7eを閉じるとともに前記インク供給手段によってインクをバッファタンク4に流し込むことによって、該バッファタンク4の内圧を予圧することを特徴とする。 In the ink jet recording apparatus having the first configuration, the preload means has an opening / closing valve 7e provided in the ink flow path 6b between the buffer tank 4 and the recording head 1, and closes the opening / closing valve 7e. In addition, the internal pressure of the buffer tank 4 is preloaded by flowing ink into the buffer tank 4 by the ink supply means.
これによれば、バッファタンク4の予圧手段は開閉弁7eを一つ追加する以外は既存の構成で実現できるため、予圧手段を低コストで付加することができる。 According to this, since the preloading means of the buffer tank 4 can be realized with the existing configuration except that one on-off valve 7e is added, the preloading means can be added at low cost.
また、第2の構成として、上記第1ないし第3の実施形態に基づくインクジェット記録装置は、インクを複数のノズル1bから吐出して記録媒体に付着させて画像を形成するイ記録ヘッド1と、記録ヘッド1に供給するインクを一時的に貯蔵するサブタンク3と、サブタンク3内のインクを記録ヘッド1へ供給するためのメインポンプ5と、を有し、該メインポンプ5によって記録ヘッド1内のインクが吸引されるとともにサブタンク3からインクが記録ヘッド1内に流入し、該記録ヘッド1から吸引されたインクは再びサブタンク3に回収されるインク循環機構を備えたインクジェット記録装置において、サブタンク3は大気開放弁としての開閉弁7dを備え、記録ヘッド1とメインポンプ5とを導通するインク流路6a,6b中に、エアバッファ4bを有するバッファタンク4を備えるとともに、該バッファタンク4と記録ヘッド1との間のインク流路6bには第1の開閉弁7eが、サブタンク3と記録ヘッド1との間のインク流路6cには第2の開閉弁7cが、それぞれ設けられており、前記インク循環機構による循環とは逆方向の循環モードにおいて、前記大気開放弁7dを開けて前記第1および第2の開閉弁7e,7cを両者とも閉じた状態で、メインポンプ5を動作させてサブタンク3内のインクをバッファタンク4に流し込んで該バッファタンク4の内圧を所定圧力まで予圧し、しかるのちに前記大気開放弁7dを閉じ、前記第1および第2の開閉弁7e,7cを両者とも開けて、インク循環を開始することを特徴とする。
In addition, as a second configuration, the ink jet recording apparatus according to the first to third embodiments includes a recording head 1 that forms an image by ejecting ink from a plurality of nozzles 1b and attaching the ink to a recording medium; A
この第2の構成のインクジェット記録装置によれば、バッファタンク4を介して記録ヘッド1へインクを供給するインク循環動作の開始前に、バッファタンク4の内圧を予圧しておくことで、記録ヘッド1への流入インク流量がポンプのインク供給流量に素早く到達することができ、記録ヘッド1へのインク供給量不足を防いでノズルからの泡の引込みを防止することができる。 According to the ink jet recording apparatus having the second configuration, the internal pressure of the buffer tank 4 is pre-pressurized before the ink circulation operation for supplying ink to the recording head 1 via the buffer tank 4 is performed, thereby 1 can quickly reach the ink supply flow rate of the pump, and the ink supply amount to the recording head 1 can be prevented from being insufficient to prevent bubbles from being drawn from the nozzles.
そして上記第2の構成のインクジェット記録装置において、前記所定圧力は、前記逆方向の循環モードの循環が定常状態となったときのバッファタンク内圧の時間平均圧力に略一致することを特徴とする。 In the ink jet recording apparatus having the second configuration, the predetermined pressure substantially matches a time average pressure of the buffer tank internal pressure when the circulation in the reverse circulation mode becomes a steady state.
これによれば、インク循環開始直後に既にバッファタンク4の内圧がほぼ定常状態の圧力となっているため、記録ヘッド1への流入インク流量はメインポンプ5のインク供給流量に最短で到達することができ、インク循環開始後のノズル1bからの廃インク量を必要最小限に抑えることができる。
According to this, since the internal pressure of the buffer tank 4 has already become a steady state pressure immediately after the start of ink circulation, the flow rate of ink flowing into the recording head 1 reaches the ink supply flow rate of the
また、第3の構成として、上記第1ないし第3の実施形態に基づくインクジェット記録装置は、インクを複数のノズル1bから吐出して記録媒体に付着させて画像を形成するイ記録ヘッド1と、記録ヘッド1に供給するインクを一時的に貯蔵するサブタンク3と、サブタンク3内のインクを記録ヘッド1へ供給するためのメインポンプ5と、を有し、該メインポンプ5によって記録ヘッド1内のインクが吸引されるとともにサブタンク3からインクが記録ヘッド1内に流入し、該記録ヘッド1から吸引されたインクは再びサブタンク3に回収されるインク循環機構を備えたインクジェット記録装置において、サブタンク3は大気開放弁としての開閉弁7dを備え、記録ヘッド1とメインポンプ5とを導通するインク流路6a,6b中に、エアバッファ4bを有するバッファタンク4を備えるとともに、該バッファタンク4と記録ヘッド1との間のインク流路6bには第1の開閉弁7eが、サブタンク3と記録ヘッド1との間のインク流路6cには第2の開閉弁7cが、それぞれ設けられており、記録ヘッド1内のインクを加圧することによりノズル1bからインクを排出する加圧回復モードにおいて、前記大気開放弁7dを開けて前記第1および第2の開閉弁7e,7cを両者とも閉じた状態で、メインポンプ5を動作させてサブタンク3内のインクをバッファタンク4に流し込んで該バッファタンク4の内圧を所定圧力まで予圧し、しかるのちに前記第1の開閉弁7eを開けて、加圧回復を行なうことを特徴とする。
In addition, as a third configuration, the ink jet recording apparatus according to the first to third embodiments includes a recording head 1 that forms an image by ejecting ink from a plurality of nozzles 1b and attaching the ink to a recording medium; A
この第3の構成のインクジェット記録装置によれば、バッファタンク4を介して記録ヘッド1へインクを供給する加圧回復動作の開始前に、バッファタンク4の内圧を予圧しておくことで、記録ヘッド1への流入インク流量がポンプのインク供給流量に素早く到達することができ、無駄な廃インクの排出を抑えることができる。 According to the ink jet recording apparatus having the third configuration, the internal pressure of the buffer tank 4 is pre-pressurized before the start of the pressure recovery operation for supplying ink to the recording head 1 via the buffer tank 4. The inflow ink flow rate to the head 1 can quickly reach the ink supply flow rate of the pump, and wasteful waste ink discharge can be suppressed.
そして上記第3の構成のインクジェット記録装置において、前記所定圧力は、前記加圧回復モードの加圧動作が定常状態となったときのバッファタンク内圧の時間平均圧力に略一致することを特徴とする。 In the ink jet recording apparatus having the third configuration, the predetermined pressure substantially matches a time average pressure of the buffer tank internal pressure when the pressurization operation in the pressurization recovery mode becomes a steady state. .
これによれば、加圧回復開始直後に既にバッファタンク4の内圧がほぼ定常状態の圧力となっているため、記録ヘッド1への流入インク流量はポンプのインク供給流量に最短で到達することができ、無駄な廃インクの排出を必要最小限に抑えることができる。 According to this, since the internal pressure of the buffer tank 4 has already become a steady state pressure immediately after the start of pressure recovery, the flow rate of the ink flowing into the recording head 1 can reach the ink supply flow rate of the pump in the shortest time. It is possible to minimize the waste ink discharge.
1 記録ヘッド
2 メインタンク
3 サブタンク
4 バッファタンク
5 メインポンプ
6a、6b、6c インク流路
7a、7b、7c、7d、7e 開閉弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording head 2
Claims (6)
インクを前記記録ヘッドへ供給するためのインク供給手段と、を有するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドと前記インク供給手段とを連通するインク流路中に設けられた、エアバッファを有するバッファタンクと、該バッファタンクの内圧を予圧する予圧手段とを備え、前記バッファタンクを介して前記記録ヘッドへインクを供給する場合は、前記予圧手段によって予め前記バッファタンクの内圧を所定圧力まで予圧しておき、しかるのちに前記インク供給手段によって前記バッファタンクを介して前記記録ヘッドへインクを供給することを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording head that forms an image by ejecting ink from a plurality of nozzles to adhere to the recording medium; and
An ink jet recording apparatus having ink supply means for supplying ink to the recording head;
A buffer tank having an air buffer provided in an ink flow path communicating with the recording head and the ink supply means; and a preload means for preloading the internal pressure of the buffer tank; When the ink is supplied to the recording head, the internal pressure of the buffer tank is pre-pressurized to the predetermined pressure in advance by the preloading means, and then the ink is supplied to the recording head via the buffer tank by the ink supply means. An ink jet recording apparatus.
前記記録ヘッドに供給するインクを一時的に貯蔵するサブタンクと、
前記サブタンク内のインクを前記記録ヘッドへ供給するためのポンプと、を有し、
前記ポンプによって前記記録ヘッド内のインクが吸引されるとともに前記サブタンクからインクが前記記録ヘッド内に流入し、該記録ヘッドから吸引されたインクは再び前記サブタンクに回収されるインク循環機構を備えたインクジェット記録装置において、
前記サブタンクは大気開放弁を備え、前記記録ヘッドと前記ポンプとを連通するインク流路中に、エアバッファを有するバッファタンクが設けられるとともに、該バッファタンクと前記記録ヘッドとの間のインク流路には第1の開閉弁が、前記サブタンクと前記記録ヘッドとの間のインク流路には第2の開閉弁が、それぞれ設けられ、
前記インク循環機構による循環とは逆方向の循環動作を行なう場合、前記大気開放弁を開けて前記第1および第2の開閉弁を両者とも閉じた状態で、前記ポンプを動作させて前記サブタンク内のインクを前記バッファタンクに流し込んで該バッファタンクの内圧を所定圧力まで予圧し、しかるのちに前記大気開放弁を閉じ、前記第1および第2の開閉弁を両者とも開けて、インク循環を開始することを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording head that forms an image by ejecting ink from a plurality of nozzles to adhere to the recording medium; and
A sub tank for temporarily storing ink to be supplied to the recording head;
A pump for supplying ink in the sub tank to the recording head,
Ink jet equipped with an ink circulation mechanism in which ink in the recording head is sucked by the pump and ink flows from the sub tank into the recording head, and the ink sucked from the recording head is again collected in the sub tank. In the recording device,
The sub tank includes an air release valve, and a buffer tank having an air buffer is provided in an ink flow path that communicates the recording head and the pump, and an ink flow path between the buffer tank and the recording head. Are provided with a first on-off valve, and a second on-off valve is provided in the ink flow path between the sub tank and the recording head, respectively.
When the circulation operation in the direction opposite to the circulation by the ink circulation mechanism is performed, the pump is operated in a state in which both the first and second on-off valves are closed by opening the atmosphere release valve, and the inside of the sub tank The ink is poured into the buffer tank to preload the internal pressure of the buffer tank to a predetermined pressure, and then the atmosphere release valve is closed and both the first and second on-off valves are opened to start ink circulation. An ink jet recording apparatus.
前記記録ヘッドに供給するインクを一時的に貯蔵するサブタンクと、
前記サブタンク内のインクを前記記録ヘッドへ供給するためのポンプと、を有し、
前記ポンプによって前記記録ヘッド内のインクが吸引されるとともに前記サブタンクからインクが前記記録ヘッド内に流入し、該記録ヘッドから吸引されたインクは再び前記サブタンクに回収されるインク循環機構を備えたインクジェット記録装置において、
前記サブタンクは大気開放弁を備え、前記記録ヘッドと前記ポンプとを連通するインク流路中に、エアバッファを有するバッファタンクを備えるとともに、該バッファタンクと前記記録ヘッドとの間のインク流路には第1の開閉弁が、前記サブタンクと前記記録ヘッドとの間のインク流路には第2の開閉弁が、それぞれ設けられ、
前記記録ヘッド内のインクを加圧することによりノズルからインクを排出する加圧回復動作を行なう場合、前記大気開放弁を開けて前記第1および第2の開閉弁を両者とも閉じた状態で、前記ポンプを動作させて前記サブタンク内のインクを前記バッファタンクに流し込んで該バッファタンクの内圧を所定圧力まで予圧し、しかるのちに前記第1の開閉弁を開けて、加圧回復を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording head that forms an image by ejecting ink from a plurality of nozzles to adhere to the recording medium; and
A sub tank for temporarily storing ink to be supplied to the recording head;
A pump for supplying ink in the sub tank to the recording head,
Ink jet equipped with an ink circulation mechanism in which ink in the recording head is sucked by the pump and ink flows from the sub tank into the recording head, and the ink sucked from the recording head is again collected in the sub tank. In the recording device,
The sub-tank includes an air release valve, and includes a buffer tank having an air buffer in an ink flow path communicating the recording head and the pump, and an ink flow path between the buffer tank and the recording head. Are provided with a first on-off valve, and a second on-off valve is provided in the ink flow path between the sub tank and the recording head, respectively.
When performing a pressure recovery operation for discharging ink from the nozzles by pressurizing the ink in the recording head, the air release valve is opened and the first and second on-off valves are both closed. The pump is operated to cause the ink in the sub-tank to flow into the buffer tank so that the internal pressure of the buffer tank is preloaded to a predetermined pressure, and then the first on-off valve is opened to recover the pressure. An inkjet recording apparatus.
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