JP2006248085A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ガターからインクの回収がよく行われ、インク回収路の長さにも余裕をもたせることができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、インクを貯留するインク容器、インクを供給するインク供給ポンプ、および操作制御部が備わる本体と、本体から供給されるインクをインク粒子として噴出するノズル、インク粒子に帯電させる帯電電極、帯電したインク粒子に偏向をかける偏向電極、及び印字に使われなかったインク粒子を捕収するガターが備わる印字ヘッドと、本体から印字ヘッドにインクを供給するインク供給路、ガターで回収されたインク粒子をインク容器に戻すインク回収路、および操作制御部と印字ヘッドとを結ぶ各種信号線が這わされるケーブルとを有するインクジェット記録装置において、ガターに捕収されたインク粒子をインク容器に送るインク回収ポンプを印字ヘッドに設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、噴出するインク粒子で生産ラインに搬送される被印字物に印字や模様を描くインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置は、例えば、特開２００１−１３８５４４号公報（特許文献１）に示すように、インクを貯留するインク容器、インクを供給するインク供給ポンプ、および操作制御部が備わる本体と、本体から供給されるインクをインク粒子として噴出するノズル、インク粒子に帯電させる帯電電極、帯電したインク粒子に偏向をかける偏向電極、及び印字に使われなかったインク粒子を捕収するガターが備わる印字ヘッドと、本体から印字ヘッドにインクを供給するインク供給路、ガターで捕収されたインク粒子をインク容器に戻すインク回収路とを有し、本体に回収されたインク粒子を吸うインク回収ポンプを備えた構成になっている。

特開２００１−１３８５４４号公報

印字に使われないインク粒子をガターより回収するには、ガターのところの気圧を負圧にする必要があるが、負圧は０気圧までしか下げられない。インクジェット記録装置の構造においてガターは大気に開放されており、インク回収ポンプによって作り出せるガターから回収ポンプまでの差圧は、最大でも大気圧分までの差圧しか作り出せない。インクジェット記録装置本体と印字ヘッド間のインク回収流路の長さは、最大でも大気圧分までの差圧でインクをガターからインク容器が備わる本体へ回収可能である長さという制限を設けざるを得なくなり、ユーザの設備に対応した柔軟な対応に阻害を与えていた。

本発明は、上記の問題に鑑み、ガターからインクの回収がよく行われ、インク回収路の長さにも余裕をもたせることができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、インクを貯留するインク容器、前記インクを供給するインク供給ポンプ、および操作制御部が備わる本体と、前記本体から供給されるインクをインク粒子として噴出するノズル、前記インク粒子に帯電させる帯電電極、帯電したインク粒子に偏向をかける偏向電極、及び印字に使われなかったインク粒子を捕収するガターが備わる印字ヘッドと、前記本体から前記印字ヘッドに前記インクを供給するインク供給路、前記ガターで回収されたインク粒子を前記インク容器に戻すインク回収路、および前記操作制御部と印字ヘッドとを結ぶ各種信号線が這わされているケーブルとを有するインクジェット記録装置において、前記ガターに捕収されたインク粒子を前記インク容器に送るインク回収ポンプを前記印字ヘッドに設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ガターからインク回収ポンプまでの差圧を、大気圧以上にする事を可能にし、インク回収路の差圧による長さの制限なくし、従来以上のインク回収路の長さを持った、ユーザの設備に柔軟な対応を行なうことが可能なインクジェット記録装置を提供できる。

以下、本発明の実施例を従来例と比較しながら説明する。

まず、図２を引用して本発明の実施例に係わるインクジェット記録装置の外観構成から説明する。

インクジェット記録装置は制御系・循環系を収納した本体６００と、インクを噴出し、インク粒子を作成するノズルを有する印字ヘッド６１０と、及び本体６００と印字ヘッド６１０の循環系と制御系を結ぶケーブル６２０を備えて構成されている。

このケーブル６２０は、ユーザ設備の都合により、本体６００の設置場所と印字ヘッド６１０の設置場所が離れている場合にも対応できるよう長くすることが要求される。４ｍ程度の長さは必要である。

本体６００には、ユーザが印字内容や印字仕様等の入力及び、制御内容や装置運転状況等の表示が可能な液晶パネル６３０や、制御系の操作制御部が備わる。

印字ヘッド６１０はステンレス製のカバーで覆われており、その内部にはインク粒子を作成し、インク粒子の飛翔を制御する印字部が収められている。カバー底面に設けられた穴６１５は、インク粒子が通るためのものである。

図１を引用して本発明の実施例に係わるインクジェット記録装置のインク循環経路に付いて述べる。

本体６００は、インク容器１、インク供給ポンプ３、インク調整弁３、フィルタ１２等を有する。

印字ヘッド６１０は、本体６００から供給されるインクをインク粒子８として噴出するノズル４、インク粒子に帯電させる帯電電極７、帯電したインク粒子８に偏向をかける上／下の偏向電極９．１０、印字に使われなかったインク粒子８を捕収するガター１１、及びインク回収ポンプ１４が備わる。

ケーブル６２０は、印字ヘッド６１０と本体６００を結ぶ。４ｍ程度の長さは、必要である。

このケーブル６２０には、本体６００から印字ヘッド６１０にインクを供給するインク供給路２１、ガター１１で捕収されたインク粒子８をインク容器に戻すインク回収路２２、および操作制御部と印字ヘッド６１０とを結ぶ各種信号線が這わされている。

ここで、従来例を示す図３と比べると、本発明の実施例では印字ヘッド６１０にインク回収ポンプ１４を備えているのに対し、従来例では本体６００にインク回収ポンプ１４を備えるところが違う。他は、本発明の実施例と従来例は共通している。

すなわち、本発明の実施例では印字ヘッド６１０の内部にインク回収ポンプ１４を配置している。これにより、ガター１１からインク回収ポンプ１４までの距離を従来例のものに比べ大幅に短くする事が可能になった。このため、インク回収ポンプ１４が、捕収によりガター１１に存在するインクを強い負圧（大気圧に比べて）により強力に吸引でき、大半のインク回収路をインク回収ポンプ１４の加圧によるインク容器に搬送する事が可能になる。

従来のものでは負圧による差圧は大気圧分までであったが、本発明の実施例のような加圧によるインク搬送が大半を占めるものになれば差圧の制限がなくなり、ケーブル６２０（インク回収路）の長さを十分に長くできる。

また、印字ヘッド６１０は様々な方向に据え付けられなくてはならないので、インク回収ポンプ１４は方向性を持たない逆止弁を用いたポンプを用いる。一例として図４に本発明に使用する回収ポンプ１４を挙げる。なお、ポンプの構造は本実施例に制限されるものではない。

インク回収ポンプ１４は、ダイヤフラム式ポンプである。

このインク回収ポンプは、本体ケース４０と、本体ケース４０内で往復移動するダイヤフラム４１と、ダイヤフラム４１の片側と本体ケース４０内との間に存在するインク室４２と、インク室４２に連通するように設けたインクイン側ポート４５、およびインクアウト側ポート４６と、インクイン側ポート４５に設けたイン側逆止弁４３と、インクアウト側ポート４６に設けたアウト側逆止弁４４とを有する。

そして、インクイン側ポート４５をガター１１に連通するように接続し、インクアウト側ポート４６をインク回収路２２に連通するように接続している。

イン側逆止弁４３及びアウト側逆止弁４４は、ポンプが動作していないときは本体ケース４０に密着し、大気とインク室４２の圧力差を無くすようにしている。

図５は、インク回収ポンプ１４がインク粒子８をガター１１から吸引する動作を示す。

ダイヤフラム４１が、インク室４２の体積を大きくするよう反逆止弁方向に移動すると、インク室４２には負圧を生じ、イン側逆止弁４３を吸引する。イン側逆止弁４３が吸引された事によりインク室４２の負圧はインクイン側ポート４５を通過し、その先のガター１１まで到達しインク粒子８を吸引する。

逆にアウト側逆止弁４４はインク室４２の負圧に吸引され回収ポンプ本体４０と密着しインク室４２の負圧がインクアウト側ポート４６に伝わらないよう遮断する。

図６は、インク回収ポンプ１４がインク粒子８をインク容器１へ圧送する動作を示す。

ダイヤフラム４１が、インク室４２の体積を小さくするよう逆止弁方向に移動するとインク室４２は正圧を生じ、アウト側逆止弁４４を押し上げる。インク室４２の体積が小さくなりアウト側逆止弁４４を押し上げられた事によりインク室４２に吸引されたインク粒子８はインクアウト側ポート４６を通過し、インク容器１へ排出される。

逆にイン側逆止弁４３はインク室４２の正圧に押され回収ポンプ本体４０と密着しインク室４２の正圧がインクイン側ポート４５に伝わらないよう遮断する。

このように、ダイヤフラム４１の往復作動により、ガター１１に捕収されたインク粒子８を吸引してインク容器１側に搬送することが行われる。

また、このタイヤフラム式のインク回収ポンプ１４は、往復作動するダイヤフラムと、イン側逆止弁、およびアウト側逆止弁で構成される簡単なもので、据付方向による性能変化しないので、任意の向きで据付できる良さがある。

図７はインク回収ポンプとの位置関係と圧力の関係を示す。この図を引用してインクの吸引、搬送について述べる。

図７の（ａ）−１、（ａ）−２は、本発明の実施例に関するものである。図７の（ｂ）−１、（ｂ）−２は、従来例に関するものである。

Ｐは、インク回収ポンプで、タイヤフラム式のポンプを用いている。

図７の（ａ）−１、（ａ）−２は、インク回収ポンプの吐出側の圧力変化を計測した。

図７の（ｂ）−１、（ｂ）−２は、インク回収ポンプの吸込側の圧力変化を計測した。

図７の（ａ）−２に示すようにインク回収ポンプの吐出口の０ｍ近くでは、上側／下側の圧力がともに高く、離れるに従い上側／下側の圧力が下がる。しかし、インク回収ポンプから圧力が下がっても、上側／下側の圧力差は残っている。この圧力差により、インクは搬送される。このため、本発明の実施例では、ケーブル（インク回収路）の長さが長くても、インク粒子をインク容器に搬送することができる。

一方、図７の（ｂ）−２に示すようにインク回収ポンプの吸込口の０ｍ近くでは、上側／下側の負圧が大きく、しかも上側／下側の圧力差が大きくなっている。しかし、吐出口から離れるに従い上側／下側の負圧が大気圧に近づく、とともに上側／下側の圧力が無くなる。

すなわち、インク回収ポンプの吸込口から離れると、上側／下側の圧力までも無くなるので、インク回収ポンプから離れるガターには吸い込み作用が働かなくなる。このため、従来例のものでは、ケーブル（インク回収路）の長さを長くできない。

本発明によれば、インク回収ポンプを印字ヘッドに設けたので、ガター内のインクを強力に吸引でき、インク回収ポンプから離れたインク容器にインクを送ることできる。

本発明の実施例に係わるもので、インクジェット記録装置のインク循環経路の簡略図。 本発明の実施例に係わるもので、インクジェット記録装置の外観図。 従来のインクジェット記録装置のインク循環経路の簡略図。 本発明の実施例に係わるもので、インク回収ポンプの簡略図。 本発明の実施例に係わるもので、インク回収ポンプのインク吸引動作を示す図。 本発明の実施例に係わるもので、インク回収ポンプのインク排出動作を示す図。 本発明の実施例に係わるもので、インク回収ポンプとの位置関係と圧力の関係を示すグラフ。

符号の説明

１…インク容器、３…インク供給ポンプ、４…ノズル、７…帯電電極、８…インク粒子、９．１０…上／下の偏向電極、１１…ガター、２１…インク供給路、２２…インク回収路、６１０…印字ヘッド、６００…本体、６２０…ケーブル。

Claims (3)

1. インクを貯留するインク容器、前記インクを供給するインク供給ポンプ、および操作制御部が備わる本体と、
   前記本体から供給されるインクをインク粒子として噴出するノズル、前記インク粒子に帯電させる帯電電極、帯電したインク粒子に偏向をかける偏向電極、及び印字に使われなかったインク粒子を捕収するガターが備わる印字ヘッドと、
   前記本体から前記印字ヘッドに前記インクを供給するインク供給路、前記ガターで捕収されたインク粒子を前記インク容器に戻すインク回収路、および前記操作制御部と印字ヘッドとを結ぶ各種信号線が這わされているケーブルとを有するインクジェット記録装置において、
   前記ガターに捕収されたインク粒子を前記インク容器に送るインク回収ポンプを前記印字ヘッドに設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   前記インク回収ポンプは、本体ケースと、前記本体ケース内で往復移動するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの片側と前記本体ケース内との間に存在するインク室と、前記インク室に連通するように設けたインクイン側ポート、およびインクアウト側ポートと、前記インクイン側ポートに設けたイン側逆止弁と、前記インクアウト側ポートに設けたアウト側逆止弁とを有し、
   前記インクイン側ポートを前記ガター側に連通するように接続し、
   前記インクアウト側ポートを前記インク回収路側に連通するように接続したことを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１または２に記載されたインクジェット記録装置において、
   前記インク回収ポンプから前記ガターに至る長さが前記インク回収ポンプから前記インク容器に至る長さよりも短いことを特徴とするインクジェット記録装置。

Images