JP2009051073A - Ink jet recorder - Google Patents
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Description
本発明は、ピンチバルブによりインク流路のインク流量を制御するインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that controls an ink flow rate of an ink flow path by a pinch valve.
従来の多連ピンチバルブとして、一本の軸で複数のカムを駆動させ、カムで直接チューブを押さえるか、またはカムとチューブの間に押さえ板を介してチューブを押さえることでチューブ内の液体の流れを止めるものが、特許文献1に開示されている。
As a conventional multiple pinch valve, a plurality of cams are driven by a single shaft, and the tube is directly pressed by the cam, or the tube is pressed via a pressing plate between the cam and the tube, and the liquid in the tube is What stops the flow is disclosed in
また、カラー印刷可能なインクジェット記録装置においては、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ、ライトシアン、ライトマゼンダなどの複数の色のインクが用いられている。更に多数の色を用いるインクジェット記録装置もある。インクジェット記録装置はインクタンクにインクを貯蔵し、そのインクをインクジェットヘッドから吐出することで画像を印刷メディアへ形成する。インクタンクからインクジェットヘッドまでチューブなどのインク流路によってインクが供給される。インクタンクからインクジェットヘッドまでのインク流路において、インクの流れはポンプなどで加圧や減圧をすることで制御されている。このインクの流れの制御は、ポンプの他、上述したピンチバルブが使用される。1つの駆動源で動作する複数のピンチバルブを使用して、インク流路の流量調節を行うとき、複数のピンチバルブは同期して動作していた。 In an ink jet recording apparatus capable of color printing, inks of a plurality of colors such as black, yellow, cyan, magenta, light cyan, and light magenta are used. In addition, there are inkjet recording apparatuses that use a large number of colors. An ink jet recording apparatus stores ink in an ink tank and ejects the ink from an ink jet head to form an image on a print medium. Ink is supplied from an ink tank to an inkjet head through an ink flow path such as a tube. In the ink flow path from the ink tank to the inkjet head, the ink flow is controlled by pressurizing or depressurizing with a pump or the like. In addition to the pump, the above-described pinch valve is used to control the ink flow. When adjusting the flow rate of the ink flow path using a plurality of pinch valves that operate with a single drive source, the plurality of pinch valves operate in synchronization.
図5は、従来のインクジェット記録装置のインク流路に接続された同一の回転軸で複数のピンチバルブを動作させる場合のピンチバルブの斜視図である。例えば、インクをインクタンクからインクジェットヘッドへ供給するときに、インク流路の途中に2個のサブタンクを並列に挿入し、インクの供給が途切れないようにしたインクジェット記録装置がある。インクを6色使用する場合、12個のサブタンクが必要である。各サブタンクの出入り口にチューブが取り付けられ、24本のチューブをピンチバルブで開閉制御する。 FIG. 5 is a perspective view of a pinch valve when a plurality of pinch valves are operated with the same rotation shaft connected to the ink flow path of the conventional ink jet recording apparatus. For example, there is an ink jet recording apparatus in which when supplying ink from an ink tank to an ink jet head, two sub tanks are inserted in parallel in the middle of the ink flow path so that the ink supply is not interrupted. If six colors of ink are used, twelve subtanks are required. Tubes are attached to the entrances and exits of each sub tank, and 24 tubes are controlled to open and close with pinch valves.
駆動源はステッピングモーター500が用いられている。ステッピングモーターの回転力をピンチバルブの駆動軸501に取り付けられたギア502に伝達することで、ピンチバルブを動作させる。一つの駆動源で複数のピンチバルブを制御できる。
A
K1バルブ503とK2バルブ506はブラックインク用のピンチバルブである。ブラックインク用の第1のサブタンクには、インクタンク方向からインクが流入する入口チューブ504と、インクジェットヘッド方向へインクを流出する出口チューブ505が接続され、インク流路を形成している。ブラックインク用の第2のサブタンクには、インクタンク方向からインクが流入する入口チューブ507と、インクジェットヘッド方向へインクを流出する出口チューブ508が接続され、インク流路を形成している。K1バルブ503は筐体内に2つのピンチバルブがあり、チューブ2本のインク流量を制御できる。
The
同様に、イエローインク用のピンチバルブとして、Y1バルブ509とY2バルブ510によってイエローインク用の2個のサブタンクの入口と出口に接続されたそれぞれのチューブに流れるインク量を制御する。シアンインク用のピンチバルブとして、C1バルブ511とC2バルブ512によってシアンインク用の2個のサブタンクの入口と出口に接続されたそれぞれのチューブに流れるインク量を制御する。マゼンダインク用のピンチバルブとして、M1バルブ513とM2バルブ514によってマゼンダインク用の2個のサブタンクの入口と出口に接続されたそれぞれのチューブに流れるインク量を制御する。ライトシアンインク用のピンチバルブとして、LC1バルブ515とLC2バルブ516によってライトシアンインク用の2個のサブタンクの入口と出口に接続されたそれぞれのチューブに流れるインク量を制御する。ライトマゼンダ用のピンチバルブとして、LM1バルブ517とLM2バルブ518によってライトマゼンダインク用の2個のサブタンクの入口と出口に接続されたそれぞれのチューブに流れるインク量を制御する。
Similarly, as the pinch valve for yellow ink, the
1色のインクについて、4本のチューブの流量をピンチバルブで制御することになるので、6色のインクであると、24個のピンチバルブを動作させる必要があり、そのためにはステッピングモーター500は大きな回転力が必要となり、サイズも大型のものになってしまう。
一本の軸で複数のピンチバルブを動作させた場合、駆動軸にかかる力はピンチバルブの個数に比例した力が必要となる。ピンチバルブの個数が多くなると、それを駆動させる為に駆動源を大型化させなければならない。このように、駆動源の大型化により、インクジェット記録装置も大型化してしまうという課題があった。また、一つの駆動源をピンチバルブ以外の他要素の、例えば印刷メディア搬送ローラーなど、駆動源に兼用して装置の小型化をしようとした場合に、他の要素は全てのピンチバルブと共に駆動させることになるので、駆動源の動作が同期していない要素には使用できないし、使用可能な場合には駆動源が大型化してしまうという課題があった。 When a plurality of pinch valves are operated with a single shaft, the force applied to the drive shaft needs to be proportional to the number of pinch valves. As the number of pinch valves increases, the drive source must be enlarged in order to drive them. As described above, there is a problem that the inkjet recording apparatus is also enlarged due to the increase in the size of the drive source. In addition, when one drive source is used as a drive source for other elements other than the pinch valve, such as a print media transport roller, the other elements are driven together with all the pinch valves. Therefore, there is a problem that the drive source cannot be used for an element whose operation is not synchronized, and the drive source becomes large when it can be used.
本発明は、インクジェット記録装置のインク流路に、1つの駆動源で複数のピンチバルブを使用して流量調節を行うとき、各ピンチバルブを任意の方向の回転力でのみ動作させることで、駆動源の必要回転力を軽減し、小型化できるインクジェット記録装置を提供する。 In the present invention, when the flow rate is adjusted by using a plurality of pinch valves with a single drive source in the ink flow path of the ink jet recording apparatus, each pinch valve is driven only by a rotational force in an arbitrary direction. Provided is an ink jet recording apparatus capable of reducing the required rotational force of a source and reducing the size.
上述課題を解決するための本発明の第一の態様は、インクをインクタンクからインクジェットヘッドに供給するためのインク流路の流量をピンチバルブによって制御するインクジェット記録装置において、駆動源の回転力により開閉を行う回転軸を共通とする複数の前記ピンチバルブを前記インク流路上に設け、前記ピンチバルブは前記駆動源の一方向の回転力でのみ動作することを特徴とするインクジェット記録装置である。 A first aspect of the present invention for solving the above-described problem is an ink jet recording apparatus that controls the flow rate of an ink flow path for supplying ink from an ink tank to an ink jet head by a pinch valve, by means of the rotational force of a drive source. A plurality of the pinch valves having a common rotating shaft for opening and closing are provided on the ink flow path, and the pinch valves operate only with a rotational force in one direction of the drive source.
また、本発明の第二の態様は、前記駆動源と前記回転軸との間にワンウェイクラッチを配置することで、前記駆動源の一方向の回転のときに前記回転軸が回転することを特徴とする第1の態様に記載されたインクジェット記録装置である。 In the second aspect of the present invention, a one-way clutch is disposed between the drive source and the rotation shaft, so that the rotation shaft rotates in one direction of rotation of the drive source. The ink jet recording apparatus described in the first aspect.
また、本発明の第三の態様は、前記インク流路上に2つのサブタンク配置した場合、前記駆動源の一方向の回転力で動作する前記ピンチバルブと、前記駆動源の他方向の回転力で動作する前記ピンチバルブを具備することを特徴とする第一の態様また第二の態様に記載のインクジェット記録装置である。 According to a third aspect of the present invention, when two subtanks are arranged on the ink flow path, the pinch valve that operates with a rotational force in one direction of the driving source and a rotational force in the other direction of the driving source. The inkjet recording apparatus according to the first aspect or the second aspect, characterized in that the pinch valve operates.
また、本発明の第四の態様は、前記駆動源が一方向の回転のときに前記ピンチバルブが動作し、前記駆動原が他方向の回転のときには前記駆動源を前記ピンチバルブ以外の駆動力とし使用することを特徴とする第一の態様または第ニの態様に記載のインクジェット記録装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the pinch valve operates when the driving source rotates in one direction, and when the driving source rotates in the other direction, the driving source is driven by a driving force other than the pinch valve. The ink jet recording apparatus according to the first aspect or the second aspect, wherein the ink jet recording apparatus is used.
複数のインク流路を1つの駆動源で動作するピンチバルブによって制御するとき、駆動源の必要動力を軽減できるので、駆動源の小型化ができ、インクジェット記録装置の小型化ができる。 When a plurality of ink flow paths are controlled by a pinch valve that operates with a single drive source, the required power of the drive source can be reduced, so that the drive source can be reduced in size and the inkjet recording apparatus can be reduced in size.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のインクジェット記録装置のインク流路を制御する多連ピンチバルブの斜視図である。6色のインクを使用し、各インクタンクからインクジェットヘッドまでのインク流路に2つのサブタンクを配置したインクジェット記録装置を例に説明する。各色のサブタンクはインク流路に並列して配置される。各色の第1のサブタンクのインク流路となる2本のチューブを開閉する第1のピンチバルブと、第2のサブタンクのインク流路となる2本のチューブを開閉する第2のピンチバルブによって流路が制御される。各色の6個の第1のピンチバルブを同一の駆動軸上に配置し、各色の6個の第2のピンチバルブを同一の駆動軸上に配置し、各駆動軸にワンウェイクラッチが取り付けられている構成について説明する。 FIG. 1 is a perspective view of a multiple pinch valve for controlling the ink flow path of the ink jet recording apparatus of the present invention. An ink jet recording apparatus that uses six colors of ink and has two sub tanks arranged in the ink flow path from each ink tank to the ink jet head will be described as an example. The sub tanks for each color are arranged in parallel with the ink flow path. The first pinch valve that opens and closes the two tubes serving as the ink flow paths of the first sub-tank of each color, and the second pinch valve that opens and closes the two tubes serving as the ink flow paths of the second sub-tank. The road is controlled. Six first pinch valves for each color are arranged on the same drive shaft, six second pinch valves for each color are arranged on the same drive shaft, and a one-way clutch is attached to each drive shaft. The configuration will be described.
第1の駆動軸106に配置される6個のピンチバルブと第2の駆動軸107上に配置される6個のピンチバルブは、それぞれ固定軸124、125によって固定される。駆動源であるステッピングモーター100の回転力はギア101を介して、第1の駆動軸106に取り付けられた第1のギヤ102と、第2の駆動軸107に取り付けられた第2のギヤ103とに伝達される。第1の駆動軸106と第1のギヤ102の間にステッピングモーター100の正回転の回転力のみを伝達する第1のワンウェイクラッチ104を取付けて、第2の駆動軸107と第2のギヤ103の間にステッピングモーター100の逆回転の回転力のみを伝達する第2のワンウェイクラッチ105を取り付ける。
The six pinch valves disposed on the
第1の駆動軸106には、ブラックインク用の第1のサブタンク用のK1バルブ108が取り付けられている。K1バルブ108は第1のサブタンクのインクタンク方向からインクが流入する入口チューブ109と、インクジェットヘッド方向へインクを流出する出口チューブ110が接続され、インク流路を形成している。第2の駆動軸107には、ブラックインク用の第2のサブタンク用のK2バルブ111が取り付けられている。K2バルブ111は第2のサブタンクのインクタンク方向からインクが流入する入口チューブ12と、インクジェットヘッド方向へインクを流出する出口チューブ113が接続され、インク流路を形成している。
A
同様に、第1の駆動軸106には、さらにイエローインク用のピンチバルブとしてY1バルブ114、シアンインク用のピンチバルブとしてC1バルブ116、マゼンダインク用のピンチバルブとしてM1バルブ118、ライトシアンインク用のピンチバルブとしてLC1バルブ120、ライトマゼンダ用のピンチバルブとしてLM1バルブ122が取り付けられている。
Similarly, the
第2の駆動軸107には、さらにイエローインク用のピンチバルブとしてY1バルブ115、シアンインク用のピンチバルブとしてC1バルブ117、マゼンダインク用のピンチバルブとしてM1バルブ119、ライトシアンインク用のピンチバルブとしてLC1バルブ121、ライトマゼンダ用のピンチバルブとしてLM1バルブ123が取り付けられている。それぞれのピンチバルブでは、サブタンクのインクタンク方向からインクが流入する入口チューブと、インクジェットヘッド方向へインクを流出する出口チューブが接続され、各色のインクのインク流路を形成している。
The
ステッピングモーター100が正回転時には第1の駆動軸106に配置された6個のピンチバルブのみが動作し、12本のチューブの開閉を制御する。逆回転時には第2の駆動軸107に配置された6個のピンチバルブのみが動作し、12本のチューブの開閉を制御する。ワンウェイクラッチを用いることで、ステッピングモーター100の負荷は半減し、ステッピングモーター100の小型化が可能となる。
When the stepping
また、第1のピンチバルブと第2のピンチバルブが同時に動作しないため、それぞれのピンチバルブを任意のタイミングで動作させることが容易に可能となり、ピンチバルブを用いたインク流路の制御が簡単になる。 In addition, since the first pinch valve and the second pinch valve do not operate simultaneously, each pinch valve can be easily operated at an arbitrary timing, and the ink flow path control using the pinch valve can be easily performed. Become.
また、別の態様として、各駆動軸に取り付けられたワンウェイクラッチは、どちらもステッピングモーターの正回転の回転力のみを伝達するようにし、ステッピングモーターの逆回転の回転力は、動力分配器をとりつけることによりキャリッジの上下動作やUVランプのシャッター動作等、ピンチバルブとは別のユニットの駆動力に用いることも可能となる。この場合、ステッピングモーターの回転力をピンチバルブの駆動以外にも使えるので、一つのモーターで他のユニットの駆動もさせることができ、器機の小型化にもつながる。 As another mode, the one-way clutch attached to each drive shaft transmits only the forward rotational force of the stepping motor, and the reverse rotational force of the stepping motor is attached to the power distributor. As a result, it is possible to use the driving force of a unit other than the pinch bulb, such as the vertical movement of the carriage and the shutter operation of the UV lamp. In this case, since the rotational force of the stepping motor can be used in addition to driving the pinch valve, it is possible to drive other units with one motor, which leads to downsizing of the instrument.
図2は、本発明のインクジェット記録装置のピンチバルブ部分のブロック図である。図2と他図で同一の符号をもちいているものは同一構成のものである。また、動作の説明を図1と図2を参照しながら説明する。 FIG. 2 is a block diagram of the pinch valve portion of the ink jet recording apparatus of the present invention. 2 and other figures using the same reference numerals have the same configuration. The operation will be described with reference to FIGS.
CPU200はインクジェット記録装置の制御を行うCPUであり、メモリ201に記憶されたプログラムと設定値に基づいて、インクジェット記録装置の制御を行う。モーター駆動回路202はCPU200からの制御信号に基づいてステッピングモーター100を回転させる。動力分配器203はギア101と第1のギア102と第2のギア103に相当し、ステッピングモーター100の回転を第1の駆動軸106と第2の駆動軸107とへ回転を伝え、更に第1の駆動軸106には第1のワンウェイクラッチ104、第2の駆動軸107には第2のワンウェイクラッチ105が接続されている。第1の駆動軸106に取り付けられた複数のピンチバルブが第1のピンチバルブ群204である。第2の駆動軸107に取り付けられた複数のピンチバルブが第2のピンチバルブ群205である。
The
第1のワンウェイクラッチ104を介して伝えられた動力は第1のピンチバルブ群204へ伝えられる。第2のワンウェイクラッチ105を介して伝えられた動力は第2のピンチバルブ群205へ伝えられる。ステッピングモーター100の回転方向によって、第1のピンチバルブ群204かまたは第2のピンチバルブ群205が駆動する。
The power transmitted through the first one-
複数のチューブの開閉を行う場合、組み合わせ可能なチューブ開閉パターンも多くなる。それら開閉パターンを満足できるピンチバルブの動作のプログラムをメモリ201に予め記憶させ、メモリ201からCPU200へ指令を送る。CPU200はステッピングモーター100が行う必要動作の指示をモーター駆動回路202へ送る。モーター駆動回路202によりステッピングモーター100は動作し、動力分配器203を介して各ワンウェイクラッチ104、105に回転力を伝達する。ワンウェイクラッチ104、105は伝達できる回転力のみを第1のピンチバルブ群204あるいは第2のピンチバルブ群205に伝達する。
When opening and closing a plurality of tubes, there are many tube opening and closing patterns that can be combined. A program of the operation of the pinch valve that can satisfy these opening / closing patterns is stored in the
例えば、従来の技術では、メモリがステッピングモーターに正転45度の回転を指示した場合、複数のピンチバルブは同期して回転していた。しかし本発明では、第1の駆動軸106に取り付けられたワンウェイクラッチ104は、ステッピングモーター100の正回転の回転力のみを伝達し、第2の駆動軸107に取り付けられたワンウェイクラッチ105は、ステッピングモーター100の逆回転の回転力のみを伝達する。この場合、メモリ201がステッピングモーター100に正転45度の回転を指示した場合には、第1の駆動軸106のみが回転し、第2の駆動軸107も正転45度の位置にしたい場合には、ステッピングモーター100を315度逆回転させる。このように制御することで、ステッピングモーター100の回転力は半分ですむことになり、より小型のステッピングモーターを用いることができる。
For example, in the conventional technique, when the memory instructs the stepping motor to rotate 45 degrees in the normal direction, the plurality of pinch valves rotate in synchronization. However, in the present invention, the one-way clutch 104 attached to the
ここで、別の態様として第2のワンウェイクラッチ105に第2のピンチバルブ群205を接続する代わりに、後述する搬送ローラー402に接続し、搬送ローラーの駆動や、または不図示のキャリッジ支持部の昇降を可能にし、キャリッジ405の昇降動作を駆動することも可能である。このようにする場合には、予めメモリ201へ制御プログラムを格納し、CPU200によって制御する。
Here, as another mode, instead of connecting the second
図3は本発明のインクジェット記録装置のサブタンクユニットのブロック図である。他のどの色のインクにおいても同様の構成であるので、ここでは、ブラックインクの1色の構成について説明する。 FIG. 3 is a block diagram of a sub tank unit of the ink jet recording apparatus of the present invention. Since any other color ink has the same configuration, the configuration of one color of black ink will be described here.
インクタンク300はインクを貯蔵するインクタンクである。インクジェットヘッド305はインクを吐出し、印刷メディアへ画像を形成するためのインク吐出手段である。ポンプ301はインクタンク300からインクジェットヘッド305へインクを供給する為のポンプである。第1のサブタンク303と第2のサブタンク304は、インクタンク300とインクジェットヘッド305間に設けられ、インクを一時的に貯蔵するインクタンクである。第1のピンチバルブ108は第1のサブタンク303の入口と出口に設けるバルブである。第2のピンチバルブ111は第2のサブタンク304の入口と出口に設けるバルブである。サブタンクユニット302はサブタンク303、304とピンチバルブ108、111とを有している。
The
インクタンク300とポンプ301、ポンプ301と第1のピンチバルブ108、ポンプ301と第2のピンチバルブ111、第1のピンチバルブ108と第1のサブタンク303、第2のピンチバルブ111と第2のサブタンク304、第1のピンチバルブ108とインクジェットヘッド305、第2のピンチバルブ111とインクジェットヘッド305はチューブによって接続され、インク流路を形成している。
ポンプ301から第1のピンチバルブ108までと、ポンプ301から第2のピンチバルブ111までの接続は、ポンプ301にチューブ306の一端が接続され、他端は二又に分かれ、一方が第1のピンチバルブ108に接続される入口チューブ109であり、他方が第2のピンチバルブ111に接続される入口チューブ112である。
The connection from the pump 301 to the
第1のピンチバルブ108からインクジェットヘッド305までと、第2のピンチバルブ111からインクジェットヘッド305までの接続は、第1のピンチバルブ108に接続される出口チューブ110と第2のピンチバルブ111に接続された出口チューブ113が合流しチューブ307となり、インクジェットヘッド305へ接続される。
The connection from the
次に、図4は本発明のインクジェット記録装置の概略構成をあらわす図である。6色のインクを使う構成である。他のどの色のインクにおいても同様の構成であるので、ここでは、ブラックインクの1色の構成について説明する。インクタンク300にインクが貯蔵され、ポンプ301によってサブタンクユニット302へインクを供給する。サブタンクユニット302内のインクを更にインクジェットヘッド305から吐出する。搬送ローラー402はローラー駆動モーター404によって駆動され、連れ回りするピンチローラー403とともに、印刷メディア400を挟持し、搬送する。印刷メディア400は、プラテン401上に搬送され、搬送方向に直行する方向、すなわち主走査方向に動作するキャリッジ405に搭載されたインクジェットヘッド305のインクの吐出によって画像が形成される。キャリッジ405は不図示のレールに沿って、不図示のモーターに接続されたベルトよって駆動される。インクジェット記録装置には各所にモーターが使用され、それらの兼用化と小型化が求められている。
Next, FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the ink jet recording apparatus of the present invention. The configuration uses six colors of ink. Since any other color ink has the same configuration, the configuration of one color of black ink will be described here. Ink is stored in the
キャリッジ405は印刷メディア400に画像を形成する為に、高速で主走査方向に往復駆動される。そのため、キャリッジ405は小型、軽量し、キャリッジ405を駆動するモーターの負荷を小さくすることが望まれている。キャリッジ405にはサブタンクユニット302が搭載されているので、ステッピングモーター100が小型、軽量化されることにより、キャリッジ405を駆動するモーターを更に小型化するか、あるいはキャリッジ405を更に高速に移動することができる。装置の小型化や印刷の高速化ができる。
The carriage 405 is driven to reciprocate in the main scanning direction at high speed in order to form an image on the
100 ステッピングモーター
104 第1のワンウェイクラッチ
105 第2のワンウェイクラッチ
106 第1の駆動軸
107 第2の駆動軸
108 第1のピンチバルブ
111 第2のピンチバルブ
300 インクタンク
301 ポンプ
303 第1のサブタンク
304 第2のサブタンク
305 インクジェットヘッド
400 印刷メディア
100
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