JP2006281532A - Inkjet printing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェットプリンタにおけるヘッドにインクを供給する装置を有するインクジェット印刷装置に関するものである。 The present invention relates to an ink jet printing apparatus having a device for supplying ink to a head in an ink jet printer.
インクジェット印刷機では、インク中の溶存気体、インク充填(初めてインクを充填する場合やインク種交換の場合等)、インクジェットヘッド交換、チューブ等のインク供給部材からの透過などにより、その供給経路に気泡ができる原因がいくつかある。しかし、それらは避けられないものとなっている。これらの気泡がインクジェットヘッド内にはいった状態でインクを吐出させると、不吐出等の吐出不良を引き起こしてしまう。
例えば、インク供給系に入った空気はインクジェットヘッドの適切な負圧制御ができなくなるだけでなく、吐出圧力が空気に吸収されて排圧が確保できないし、インクジェットヘッドの共通液室に空気が入った場合は、吐出ドロップレットが形成されず、不吐出やスプラッシュ現象等になる。
そのため、インク供給経路の気泡を取除くことはインクジェット印刷においては非常に重要であり、その方法が提案されてきた。
In an ink jet printer, bubbles are present in the supply path due to dissolved gas in ink, ink filling (for the first ink filling or ink type replacement, etc.), ink jet head replacement, permeation from an ink supply member such as a tube, etc. There are several reasons why But they are inevitable. If ink is ejected in a state where these bubbles enter the ink jet head, ejection failure such as non-ejection will occur.
For example, air entering the ink supply system not only prevents proper negative pressure control of the inkjet head, but also discharge pressure is absorbed by the air, so that exhaust pressure cannot be secured, and air enters the common liquid chamber of the inkjet head. In such a case, the discharge droplet is not formed, resulting in non-discharge or a splash phenomenon.
For this reason, removing bubbles in the ink supply path is very important in ink jet printing, and a method for this has been proposed.
例えば、インク供給経路中の気泡の溜まり易い最上部に気泡抜きの分岐管を配置し、気泡の量を検出し、分岐管から自動的に気泡を抜く提案がされている。(特許文献1参照)
この方法であれば、従来の手作業による気泡抜きにくらべて作業性が向上するため、インク充填、ヘッド交換作業時に混入した気泡を抜くのが容易になる。
また、インク中の溶存気体、配管部材からの透過気体が気泡となって分岐管に溜まったものを抜くことができる。
With this method, workability is improved as compared with the conventional manual bubble removal, so that it is easy to remove bubbles mixed during ink filling and head replacement operations.
In addition, it is possible to remove the gas accumulated in the branch pipe from the dissolved gas in the ink and the permeated gas from the pipe member.
気泡溜まりに気泡を導き抜くことは、装置使用初期では吐出安定性を向上させる目的を達成できる。しかし、気泡溜まりの気泡に触れたインクの劣化は多少なりとも進行し、固形化した異物に変質してしまう。このような異物がインクジェットヘッドに入り込んでしまうとメンテナンス(ノズル回復処理)をしても不吐出が解消せず、ヘッド交換に至ってしまうことがある。また、気泡に触れた分岐管のバルブもインクの変質物が固着し、動作不良を引き起こしてしまう。
また、インク中の溶存気体や配管部材からの透過気体はある程度大きな気泡となるまでは、配管部材壁面に付着したままとなり、浮力により気泡溜まりに導くことが困難である。
したがって、インク供給経路内は脱気されたインクで満たされていることが好ましい。
また、気泡溜まりから気泡を抜く場合には、気泡とともに必ずインクも排出するため、そのインク排出経路が必要になり、装置が複雑になってしまう。
そこで本発明は、上記事情に鑑み、インクが変質することなく気泡を除去し、インクジェットヘッドに気泡およびインクの変質による異物が達しないようにすることを課題とし、インクジェットヘッドから不吐出率が上昇しない吐出が行えるようにすることを目的とする。
Leading bubbles out of the bubble reservoir can achieve the purpose of improving ejection stability at the initial stage of use of the apparatus. However, the deterioration of the ink that has come into contact with the bubbles in the bubble reservoir progresses to some extent and changes to solidified foreign matter. If such foreign matter enters the ink jet head, non-ejection may not be resolved even if maintenance (nozzle recovery processing) is performed, leading to head replacement. In addition, the denatured material of the ink also adheres to the branch pipe valve that has come into contact with the bubbles, causing a malfunction.
Further, the dissolved gas in the ink and the permeated gas from the piping member remain attached to the wall surface of the piping member until they become large bubbles to some extent, and it is difficult to lead to the bubble accumulation by buoyancy.
Therefore, the ink supply path is preferably filled with degassed ink.
Further, when bubbles are removed from the bubble reservoir, ink is always discharged together with the bubbles, so that an ink discharge path is required, and the apparatus becomes complicated.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to remove bubbles without deteriorating ink and prevent foreign matters from reaching the inkjet head due to bubbles and denatured ink. It is an object to enable discharge not to be performed.
請求項1に記載の発明は、
インクの循環経路と、該循環経路に設けられたインクの分配器と、該分配器に設けられたインクジェットヘッドと、該循環経路に設けられた脱気手段とを有するインクジェット印刷装置において、
該脱気手段が、該循環経路、該分配器、該インクジェットヘッドのなかで最も高い位置にあり、該インクが通過する中空糸膜と減圧手段とを備えることを特徴とするインクジェット印刷装置である。
The invention described in
In an ink jet printing apparatus having an ink circulation path, an ink distributor provided in the circulation path, an ink jet head provided in the distributor, and deaeration means provided in the circulation path,
An ink jet printing apparatus, wherein the deaeration means is provided at a highest position among the circulation path, the distributor, and the ink jet head, and includes a hollow fiber membrane through which the ink passes and a pressure reducing means. .
請求項2に記載の発明は、
前記分配器は、内部上面が、前記インクの入口部から出口部へ向かうにつれて高さが高くなるテーパー形状であ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装置である。
The invention described in claim 2
2. The inkjet printing apparatus according to
請求項3に記載の発明は、
前記分配器と前記インクジェットヘッドとの間にバルブが設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット印刷装置である。
The invention according to claim 3
The inkjet printing apparatus according to
請求項4に記載の発明は、
前記循環経路には、前記出口部からの前記インクを脱気手段側へ向けて送り出す循環手段と、前記インクの流れを一方向にする整流手段と、該循環手段と該整流手段との間にある気泡抜き用の分岐管とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインクジェット印刷装置である。
The invention according to claim 4
The circulation path includes a circulation means for sending the ink from the outlet portion toward the deaeration means, a rectification means for making the ink flow in one direction, and between the circulation means and the rectification means. The inkjet printing apparatus according to
請求項5に記載の発明は、
前記循環手段には、インク流量を変えられる制御手段を備えていることを特徴とする請求項4に記載のインクジェット印刷装置である。
The invention described in
5. The inkjet printing apparatus according to claim 4, wherein the circulation unit includes a control unit capable of changing an ink flow rate.
本発明により、インクが変質することなく気泡を除去し、インクジェットヘッドに気泡およびインクの変質による異物が達しないようにすることができ、インクジェットヘッドの不吐出率が上昇しない吐出が行えるようになる。 According to the present invention, it is possible to remove bubbles without deteriorating the ink, prevent foreign matter due to bubbles and denatured ink from reaching the inkjet head, and perform ejection without increasing the non-ejection rate of the inkjet head. .
このため、安定した吐出を持続することで装置の稼働率が上昇し、生産効率向上を図ることができる。 For this reason, by maintaining stable discharge, the operating rate of the apparatus increases, and the production efficiency can be improved.
さらに、気泡混入による不吐出の吐出回復のためのメンテナンスを少なくすることができるため、メンテナンスで消費するインク消費量がすくなくてすむため、経済的である。 Furthermore, since maintenance for recovery of non-ejection due to mixing of bubbles can be reduced, the amount of ink consumed for maintenance can be reduced, which is economical.
以下、図面を参照し、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るインクジェットヘッド用インク供給装置を有する印刷装置の全体図であり、メインインクタンク1、一次フィルタ4、一次脱気ユニット6、サブタンク7とからなる一次供給部と、それ以降の二次供給部とで構成されている。
一次供給部と二次供給部は流れ止め防止機能付き継手13で接続されている。
FIG. 1 is an overall view of a printing apparatus having an ink supply device for an inkjet head according to an embodiment of the present invention, and includes a primary supply comprising a
The primary supply unit and the secondary supply unit are connected by a joint 13 having a flow prevention function.
メインインクタンク1には、インク出口部3と大気連通口2が備えられ、メインインクタンク内のインクは送液ポンプ5によって一次脱気ユニット6へ送られ、インク中の溶存気体を除去され、サブタンク7に送られる。
The
サブタンク7にはインク入口部9、インク出口部10、大気連通口8(図示しない電磁バルブ付き)、圧縮空気挿入口11(図示しない電磁バルブ付き)、液面センサー(図示なし)が備わっている。
インクは圧縮空気挿入口11を閉じて、大気連通口8を開放し、液面センサーの予め設定された位置まで送液ポンプ5により送られる。ここで、液面センサーの予め設定された位置とは、すべてのインク経路がインクで満たされた状態でインクジェットヘッドノズル面に吐出が良好な水頭差を与える高さである。
The
The ink is sent by the
二次供給部はインクを一つ以上のインクジェットヘッド29に分配供給する分配器と脱気手段を配した循環経路で構成されている。
The secondary supply unit is configured by a circulation path in which a distributor for supplying ink to one or
一次供給部からのインクはインク供給系最上位位置にある二次脱気ユニット20(脱気手段)に送られる。二次脱気ユニット20は、脱気部がインク入口部と出口部より高く配置されている。これにより、浮力で上昇してきた気泡および後述の循環ポンプ15による循環により送られてきた気泡を除去することができる。
また、2次脱気ユニット20は、筐体のなかに(図示しない)中空糸膜が配置されており、中空糸膜のなかをインクが通る。筐体は、いわゆる真空引きにより減圧されており、中空糸膜を通過するインク中の気体を取り除く。(例:大日本インキ社製 PFシリーズ等)
Ink from the primary supply unit is sent to the secondary deaeration unit 20 (deaeration means) at the highest position of the ink supply system. The
Further, in the
図2は、分配器内を示す断面図である。
分配器は二次脱気ユニット20の下流に配置され、二次脱気ユニット20によって脱気されたインク32が分配器28に供給される。また、分配器28とインクジェットヘッド29の間には、バルブ33が備わっていて、インク充填時およびヘッド交換時に閉じてインクの流出を防止する。
さらに、分配器内部上面は入口部から出口部に向かうにつれて高さが高くなるテーパー形状31となっている。これによって、インク充填やヘッド交換時に混入したインクジェットヘッド配管内および分配器内の気泡を出口側に導くことができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of the distributor.
The distributor is disposed downstream of the
Furthermore, the upper surface inside the distributor has a
分配器内のインク32は分配器出口部下流の循環ポンプ15によって吸い出される。循環ポンプ15は吐出中も動作できるよう吐出に影響しない程度の低脈動である必要がある。
また、インク充填時およびヘッド交換時に経路内に混入する気泡を迅速に二次脱気ユニット20へ送り込むために、吐出中よりも大きな流量で気泡が送れるようポンプ流量が可変できるようになっている。さらに、大流量運転と停止を交互にすることで、微小気泡に衝撃を与え、壁面に付着している微小な気泡を壁面から引き離し、二次脱気ユニット20へ送り込むとこができる。
The
In addition, since the bubbles mixed in the path at the time of ink filling and head replacement are quickly sent to the
循環ポンプ下流には、エア抜き分岐管17がそなわっており、インク充填時大気と連通させ、分岐管にインクが至るまでの空気を排出することができる。インク32がエア抜き分岐管に至った後は循環経路と連通させる。
An air vent branch pipe 17 is provided downstream of the circulation pump. The air vent branch pipe 17 communicates with the atmosphere when the ink is filled, and air until ink reaches the branch pipe can be discharged. After the
一次供給部と二次供給部の循環経路の合流19直前の循環経路側には、逆支弁18を備えている。
これによって、一次供給部からのインクが二次脱気ユニット20を経ないで分配器28およびインクジェットヘッド29に流れ込まないようにすることができる。
A reverse support valve 18 is provided on the circulation path side immediately before the
Accordingly, it is possible to prevent ink from the primary supply unit from flowing into the
以下に、インク充填とインク充填時の二次供給部の気泡抜きの手順を示す。 The following is a procedure for filling the ink and removing air bubbles from the secondary supply unit during ink filling.
メインインクタンク内のインクは送液ポンプ5によって一次脱気ユニット6へ送られ、インク中の溶存気体を除去され、サブタンク7に送られる。
サブタンク7は、圧縮空気挿入口11を閉じて、大気連通口8を開放し、液面センサーがインクジェットヘッドノズル面との水頭差が設定位置になるまでインクを供給する。
The ink in the main ink tank is sent to the primary degassing unit 6 by the
The
次に、インクジェットヘッド上部のバルブ33をすべて閉じ、エア抜き分岐管17を大気と連通させる。
Next, all the
この状態で、サブタンク7の圧縮空気挿入口11を開き、サブタンク内を加圧する。これによってインクがサブタンク7から押し出され、エア抜き分岐管17までの二次供給部がインクで満たされる。ここまでインクが満たされたら、エア抜き分岐管17を循環経路と連通させる。
In this state, the compressed
次に、インクジェットヘッド上部のバルブ33をすべて開く。これにより、インクジェットヘッド上部配管内の空気は分配器内28に浮上し、分配器内のテーパー31に沿って分配器出口部14に導かれる。この状態において二次供給部には各所に気泡が存在する。
Next, all the
二次供給部の気泡を除去するために、すべてのインクジェットヘッド上部バルブ33を閉じ、循環ポンプ15を大流量運転し二次脱気ユニット20にインクとともに気泡を送り込む。これにより気泡を除去することができる。
In order to remove bubbles in the secondary supply section, all the inkjet head
気泡が除去できたところで、循環ポンプ15の流量を吐出中の流量切り換え、インクジェットヘッド上部バルブ33を開く。
上記手順により、インク充填と二次供給部の気泡抜きをすることができる。
When the bubbles have been removed, the flow rate of the
By the above procedure, ink filling and air removal from the secondary supply unit can be performed.
以下に、ヘッド交換時の二次供給部の気泡抜きの手順を示す。 The following is a procedure for removing air bubbles from the secondary supply unit when replacing the head.
インクジェットヘッド29着脱時に分配器内のインクが流出しないよう交換するインクジェットヘッド上部のバルブ33を閉じて、インクジェットヘッド29を交換する。交換後、バルブ33を分配器28と連通させるとインクジェットヘッド内部および接続配管内の空気が気泡となって分配器28へ浮上し、分配器内のテーパー31に沿って分配器出口部14に導かれる。
The
この気泡を除去するために、すべてのインクジェットヘッド上部バルブ33を閉じ、循環ポンプ15を大流量運転し二次脱気ユニット20にインクとともに気泡を送り込む。これにより気泡を除去することができる。
In order to remove the bubbles, all the inkjet head
気泡が除去できたところで、循環ポンプ15の流量を吐出中の流量切り換え、インクジェットヘッド上部バルブ33を開く。
上記手順により、ヘッド交換時の二次供給部の気泡抜きをすることができる。
When the bubbles have been removed, the flow rate of the
By the above procedure, it is possible to remove air bubbles from the secondary supply unit when replacing the head.
また、インク中の溶存気体や配管部材からの透過などによる微小気泡が配管内壁に付着して二次供給部内を浮力で浮上できない場合がある。
こうした場合の気泡抜きの手順を以下に示す。
In addition, there may be a case where minute bubbles due to dissolved gas in the ink or permeation from the pipe member adhere to the inner wall of the pipe and cannot float inside the secondary supply unit due to buoyancy.
The procedure for removing air bubbles in such a case is shown below.
すべてのインクジェットヘッド上部バルブ33を閉じて、循環ポンプ15で大流量運転と停止を交互におこなう。これにより、微小気泡に衝撃を与え、壁面から引き離し、二次脱気ユニット20へ送り込むとこができる
All the inkjet head
気泡が除去できたところで、循環ポンプ15の流量を吐出中の流量切り換え、インクジェットヘッド上部バルブ33を開く。
上記手順により、二次供給部配管内に付着する微小気泡を除去することができる。
When the bubbles have been removed, the flow rate of the
By the above procedure, the micro bubbles adhering to the secondary supply pipe can be removed.
上記の方法によって、気泡溜まりがなく二次供給部をインクで満たすことができる。 By the above method, there is no bubble accumulation and the secondary supply unit can be filled with ink.
以上の説明は、すばやく気泡を抜く場合に有効である。しかし、本発明では、二次脱気ユニット20により、混入した気泡を自動的に排出するので、数十分〜2時間程度(脱気ユニットの性能にもよる)放置するだけで、特別な操作をしなくとも気泡を抜くことができる。
The above description is effective for quickly removing bubbles. However, in the present invention, the mixed air bubbles are automatically discharged by the
1…メインインクタンク
2…大気連通口
3…インク出口部
4…一次フィルタ
5…送液ポンプ
6…一次脱気ユニット
7…サブタンク
8…大気連通口
9…インク入口部
10…インク出口部
11…圧縮空気挿入口
12…二次フィルタ
13…流れ止め防止機能付き継手
14…分配器出口部
15…循環ポンプ
16…エア抜き大気連通口
17…エア抜き分岐管
18…逆止弁
19…インク合流部
20…二次脱気ユニット
21…分配器入口部
28…分配器
29…インクジェットヘッド
30…基材搬送テーブル
31…テーパー部
32…インク
33…バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該脱気手段が、該循環経路、該分配器、該インクジェットヘッドのなかで最も高い位置にあり、該インクが通過する中空糸膜と減圧手段とを備えることを特徴とするインクジェット印刷装置。 In an ink jet printing apparatus having an ink circulation path, an ink distributor provided in the circulation path, an ink jet head provided in the distributor, and deaeration means provided in the circulation path,
An ink jet printing apparatus, wherein the deaeration means is provided at a highest position among the circulation path, the distributor, and the ink jet head, and includes a hollow fiber membrane through which the ink passes and a pressure reduction means.
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