JP2008279598A - Inkjet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルより粒子化するインクを連続的に噴出するインクジェット記録装置に関するものである。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that continuously ejects ink that becomes particle from a nozzle.
一般にノズルより粒子化するインクを連続的に噴出するインクジェット記録装置は、ノズルを備える印字ヘッドと、インクを貯留するインク容器とインクを加圧する供給ポンプを有する本体と、印字ヘッドと本体とをつなぎインク搬送用のチューブが設けられた印字ヘッドケーブルとを有する。 In general, an ink jet recording apparatus that continuously ejects ink that is atomized from a nozzle connects a print head having a nozzle, an ink container that stores ink, a main body having a supply pump that pressurizes the ink, and the print head and the main body. And a print head cable provided with an ink transport tube.
インク容器に貯留されたインクは、本体内部の供給ポンプにより加圧され、印字ヘッドに供給される。印字ヘッドに供給されたインクは、装置運転中連続的に印字ヘッドに設けられたノズルから噴出する。噴出するにあたり、加振されたインクは粒子化(滴化)する。 The ink stored in the ink container is pressurized by a supply pump inside the main body and supplied to the print head. Ink supplied to the print head is continuously ejected from nozzles provided in the print head during operation of the apparatus. Upon ejection, the excited ink is turned into particles (droplets).
ノズルから噴出されたインク粒子(インク滴とも言う)のうち、印字に使用されるものに対しては帯電・偏向が行われ、それらのインク粒子は被印字物へ飛翔する。そして被印字物表面に付着したインク粒子の集まりは、ドット文字を形成する。 Among the ink particles (also referred to as ink droplets) ejected from the nozzles, those used for printing are charged and deflected, and these ink particles fly to the object to be printed. A collection of ink particles adhering to the surface of the printing material forms dot characters.
一方、ノズルから噴出されたインク粒子のうち、印字に使用されないものに対しては帯電・偏向が行われず、それらのインク粒子は回収経路に接続するガターへと進入する。回収経路は回収ポンプを介してインク容器に接続する。そのためガターに進入したインクは、回収ポンプによる圧力差により、回収経路を搬送されインク容器へ回収される。 On the other hand, among the ink particles ejected from the nozzle, those that are not used for printing are not charged or deflected, and these ink particles enter the gutter connected to the recovery path. The collection path is connected to the ink container via a collection pump. Therefore, the ink that has entered the gutter is transported through the recovery path and recovered into the ink container due to the pressure difference caused by the recovery pump.
インクの回収は回収経路内を負圧とすることで行われるが、ガターが大気開放であるためインクと同時に空気が回収経路内に吸い込まれる。空気は圧縮性流体であるため負圧により回収経路内で膨張し、ガターに生じる負圧を減じさせる要因となる。負圧経路が長いほど負圧経路中に含まれる空気の量が多くなるためガターでの負圧の減少も大きくなる。そのためガターでの負圧が不足すると、ガターからインク溢れが生じ印字ヘッド内部やユーザの設備を汚してしまうことがある。 Ink recovery is performed by setting a negative pressure in the recovery path. However, since the gutter is open to the atmosphere, air is sucked into the recovery path simultaneously with the ink. Since air is a compressive fluid, it expands in the recovery path due to negative pressure, and becomes a factor that reduces the negative pressure generated in the gutter. The longer the negative pressure path, the greater the amount of air contained in the negative pressure path, and the greater the negative pressure decrease in the gutter. For this reason, when the negative pressure in the gutter is insufficient, ink overflows from the gutter and may contaminate the inside of the print head and the user's equipment.
従来のインクジェット記録装置として、特許文献1に示されたように、回収方式の一つとして回収用のダイヤフラムポンプを本体内部に設けたものが知られている。この方式では、負圧経路が印字ヘッドケーブルを含まないため、印字ヘッドケーブルの長さが自由に設定でき、ユーザ設備のレイアウトに対する制限を排除できた。
As a conventional ink jet recording apparatus, as disclosed in
しかし、この方式ではユーザ設備のレイアウトに対する制限を排除できたが、一方でダイヤフラムポンプを印字ヘッド内部に設置するに当たって、ダイヤフラムと、ダイヤフラムの動作でインクを加圧する加圧室の他に、ダイヤフラムを動作させるためのモータなどの駆動源や駆動源の動力をダイヤフラムに伝えるための連結部材を少なくとも設置する必要がある。特に駆動源や連結部材の設置には広いスペースを必要とするため、印字ヘッド大型化の要因となっていた。 However, in this method, restrictions on the layout of user equipment could be eliminated, but on the other hand, when installing the diaphragm pump inside the print head, in addition to the diaphragm and the pressurizing chamber that pressurizes the ink by the operation of the diaphragm, a diaphragm is installed. It is necessary to install at least a driving source such as a motor for operation and a connecting member for transmitting the power of the driving source to the diaphragm. In particular, the installation of the drive source and the connecting member requires a large space, which has been a factor in increasing the size of the print head.
前記課題を解決するために本発明のインクジェット記録装置は、エジェクタを印字ヘッド内部に設けて、エジェクタにインクを供給するエジェクタ供給ポンプを本体内部に設置し、エジェクタ作用により負圧の発生する吸引口とガターとが連通する構造を有するものとする。 In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet recording apparatus according to the present invention includes an ejector that is provided with an ejector inside a print head, an ejector supply pump that supplies ink to the ejector, and a suction port that generates negative pressure by the ejector action. And the gutter have a communication structure.
本発明によれば、印字ヘッドケーブルの長さを自由に設定可能で、且つ小型の印字ヘッドを備えたインクジェット記録装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an ink jet recording apparatus that can freely set the length of the print head cable and includes a small print head.
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。まず図2を用いて、インクジェット記録装置の概観を示す。本実施例におけるインクジェット記録装置は、本体及び各部の動作を制御する電子回路を備えた制御系やインクの供給及び回収のための経路からなる循環系とを有する本体900と、インクを噴出するノズルを備える印字ヘッド910と、本体900と印字ヘッド910とをつなぐ印字ヘッドケーブル920を有している。本体900上部にはユーザとのインターフェースになるタッチパネル式液晶表示装置930が備えられている。このタッチパネル式液晶表示装置930は、ユーザが表面に触れることで各種命令・操作を選択実行でき、その操作の一例として、印字内容や設定内容を表示して、ユーザがそれら印字内容や設定内容を確認・変更できるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an overview of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG. The ink jet recording apparatus according to the present embodiment includes a
次に図3を用いて、本体の内部構成について説明する。本体900の内部は、上部に制御系エリア800、下部に循環系エリア850が設けられて、上下で機能的に分離した構造となっている。
Next, the internal structure of the main body will be described with reference to FIG. The inside of the
制御系エリア800には電源801や制御基板802やタッチパネル式液晶表示装置930などが設置され、図示していないがそれぞれ電源線や制御線などで接続されている。
In the
制御基板802ではタッチパネル式液晶表示装置930の表示制御,後述するポンプ・電磁弁などの循環系部品の動作制御,印字ヘッド910から噴出するインク粒子に対する帯電・偏向制御など各種制御を実行する。制御系エリア800の構成は、上記の構成の他、ユーザ操作性向上のためタッチパネル式液晶表示装置930を、図示しない液晶ユニットとして本体900の外部に設け、その液晶ユニットと本体900をケーブルで接続した構成としてもよい。
The
循環系エリア850にはインクや溶剤の流路が設けられた流路ボード851が設置されている。流路ボード851には、インクを貯留するインク容器852がタッチパネル式液晶表示装置930と同じ本体900と同じ前面側に、循環系部品のポンプ853,電磁弁854などが取り付けられている。図3において、インク容器852を流路ボード851に取り付けた例を示したが、この例の他に、インクの補充をよりし易くするために、流路ボード851とは配管で接続して本体900の前面により近い位置に配置するようにしてもよい。本体900の下部前面に本体900下部を開放するドアを設けると、より前方にインク容器852が設けられた方が補充や保守がし易いからである。
In the
次に図4を用いて印字ヘッド内においてノズルからインクが噴出される様子について説明する。本体900より、印字ヘッドケーブル920を通じて印字ヘッド910内部のノズル700に供給されたインクは、圧電素子701によって加振される。加振されたインクはノズル700より噴出後粒子化(滴化)する。インク噴出方向を矢印720で示す。
Next, how ink is ejected from the nozzles in the print head will be described with reference to FIG. Ink supplied from the
インク粒子710のうち印字に使用されるインク粒子711は帯電電極702で帯電され、偏向電極703で偏向されることにより被印字物へ飛翔する。一方、印字に使用されないインク粒子712は帯電電極702および偏向電極703でほとんど帯電・偏向の影響を受けず、ノズル700より噴出方向前方にあるガター704へと進入し、印字ヘッドケーブル920内の可撓性の回収管を通じて本体900内の循環系部品へと搬送される。
Of the
尚、図4において、図示されていないが、印字ヘッドケーブル920内の制御線を通じて圧電素子701,帯電電極702,偏向電極703の動作を制御基板802が制御する。
Although not shown in FIG. 4, the
図5は従来のインクジェット記録装置における一実施形態のインク循環経路概略図を示す。インク供給経路600は、本体900内部のインク容器852から印字ヘッドケーブル920を通り印字ヘッド910内部のノズル700へと通じる経路である。インク供給経路600の流れ方向を矢印620で示す。
FIG. 5 is a schematic diagram of an ink circulation path of an embodiment of a conventional ink jet recording apparatus. The
インク供給経路600の経路中には、まず本体900内部に設けられた部品として、インク容器852からの流路を開閉する電磁弁601と、インクをインク容器852から吸出しインク供給経路600内を搬送するためにインクを加圧する供給ポンプ602と、供給ポンプ602から供給されたインクをろ過しごみを捕集するフィルタ603と、インクの圧力調整可能な減圧弁604が設けられている。
In the
印字ヘッド910の内部には、ノズル700へインク供給経路600からインクを供給するか、図示していないが本体900の循環系エリア850に設けられた溶剤タンクから供給される溶剤をノズル700に供給するか、切り替え可能な三方電磁弁605が設けられている。
Inside the
インク回収経路610は、印字ヘッド910内部のガター704から印字ヘッドケーブル920を通り、本体900内部のインク容器852へと通じる。インク回収経路610の流れ方向を621で示す。回収経路610中の本体900内部の経路中に、回収ポンプ611が設けられている。
The
図5に示した従来の構成では、回収ポンプ611からガター704までの負圧経路中に印字ヘッドケーブル920を含んでおり、ガター704で負圧が不足しインク溢れが発生するのを防ぐために印字ヘッドケーブル920の長さに制限を設けざるを得ないという問題があった。
In the conventional configuration shown in FIG. 5, the
図6は従来のインクジェット記録装置の他の実施形態におけるインク循環経路概略図を示す。図5に示した実施形態との違いは、回収ポンプ611が本体900内部ではなく印字ヘッド910内部にあることである。
FIG. 6 shows a schematic diagram of an ink circulation path in another embodiment of a conventional ink jet recording apparatus. The difference from the embodiment shown in FIG. 5 is that the
本構成によれば、回収ポンプ611からガター704までの負圧経路中に印字ヘッドケーブル920が含まれず、印字ヘッドケーブル920の長さを自由に設定できる利点がある。一方、本構成では印字ヘッド910内にモータなどのポンプの駆動源や、この駆動源の動力をポンプ動作部に伝える連結部材などを設置する必要があり、印字ヘッド910が大型化するという問題があった。
According to this configuration, the
図1は本発明のインクジェット記録装置における一実施形態のインク循環経路概略図を示す。図6に示す従来の実施形態との違いは、印字ヘッド910内部に回収ポンプ611ではなくエジェクタ500を設置し、本体900内部にエジェクタ500にインクを供給するエジェクタ供給ポンプ550を設けているということである。
FIG. 1 is a schematic diagram of an ink circulation path according to an embodiment of the inkjet recording apparatus of the present invention. The difference from the conventional embodiment shown in FIG. 6 is that an
エジェクタ500には、流体としてのインクを供給する供給口501と、エジェクタ作用により負圧が生じる吸引口502と、流体が排出される排出口503がある。供給口501はエジェクタ供給ポンプ550に、吸引口502はガター704に、排出口503はインク容器852に通じている。
The
供給口501とエジェクタ供給ポンプ550とをつなぐ経路510の流体で有るインクの流れ方向を矢印520で、吸引口502とガター704とをつなぐ経路511におけるインクの流れ方向を矢印521で、排出口503とインク容器852をつなぐ経路512におけるインクの流れ方向を矢印522で示す。エジェクタ供給ポンプ550の上流側のインク経路はインク容器852に通じている。
The flow direction of the ink, which is the fluid in the
本実施形態では、インク容器852に、インクをノズルに供給するインク供給経路600の他に、エジェクタ500を通じてインクが循環する経路510を設け、このインク循環経路である経路510のインクの流れを利用して負圧を発生させる。この負圧を利用してガター704からインク回収経路511を負圧にして、ガター704からインクをインク容器852に回収する。経路510は、途中にエジェクタ供給ポンプ550を介してインク容器852からインクをエジェクタ500に供給する経路と、エジェクタ500に接続してガター704で捕集したインクとエジェクタ500に供給されたインクとを合わせて回収する経路とからなる。
In this embodiment, in addition to the
図7は本発明のインクジェット記録装置における他の実施形態のインク循環経路概略図を示す。図1に示す実施形態との違いは、エジェクタ供給ポンプ550の上流経路中に分岐400が設けられており、一方の経路はインク容器852に、他方の経路は開放口401にて大気開放されていることである。また、エジェクタ供給ポンプ550の作動流体をインクまたは空気に切り替えられるよう電磁弁402が分岐400とインク容器852の間、および分岐400と開放口401の間に設けられている。本構成によると、装置停止時、経路510と経路512中に残留するインクを空気に置換でき経路中でインクが固着するのを防止することができる。
FIG. 7 shows a schematic diagram of an ink circulation path of another embodiment in the ink jet recording apparatus of the present invention. A difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that a
図8は本発明のインクジェット記録装置における他の実施形態のインク循環経路概略図を示す。図1に示す実施形態との違いは、エジェクタ500の吸引口502とガター704の間のインク回収経路511中に、経路511を遮断する機構、例えば電磁弁300を設けたことである。本構成によると、装置停止時に電磁弁300を閉じることで、エジェクタ500と大気との連通を遮断可能で、エジェクタ500でインク中の溶剤が揮散しインクが乾燥固着するのを抑制し安定した装置稼動を提供することができる。
FIG. 8 shows a schematic diagram of an ink circulation path of another embodiment of the ink jet recording apparatus of the present invention. A difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that a mechanism for blocking the
500 エジェクタ
550 エジェクタ供給ポンプ
600 インク供給経路
602 供給ポンプ
610 インク回収経路
611 回収ポンプ
700 ノズル
704 ガター
800 制御系エリア
850 循環系エリア
852 インク容器
900 本体
910 印字ヘッド
920 印字ヘッドケーブル
930 タッチパネル式液晶表示装置
500
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