JP2012206347A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インク供給路101の途中に設けられ、インクタンク23に収容されるインクを一旦収容するポンプ内タンク260の内部を加圧してポンプ内タンク260に収容されるインクを記録ヘッド22へ供給すると共に、ポンプ内タンク260の内部を減圧してインクタンク23に収容されたインクをポンプ内タンク260に補給する往復式ポンプ230を備え、インク供給路101は、往復式ポンプ230から記録ヘッド22までインクを供給し且つ管路の内径が第1内径d1である流出側供給路103と、インクタンク23から往復式ポンプ230までインクを供給し且つ管路の内径が第1内径d1よりも大きい第2内径d2である流入側供給路102と、を有する。
【選択図】図3
Description
インクジェット記録装置においては、一般的に、インクタンクから記録ヘッドへインクを供給するインク供給路の途中に、ポンプ機構が設けられる。
このように、ポンプ内タンクの内部やインク供給路の内部に気泡が発生した場合には、気泡を除去する工程が必要となり、インクジェット記録装置の構成が複雑となる。従って、往復式ポンプにインクを補給する際のインクの流量を確保してインクを補給する動作を効率よく行いつつ、気泡の発生を低減することができるインクジェット記録装置が望まれている。
図1及び図2により、本実施形態のインクジェット記録装置1における全体構造の概要を説明する。
本実施形態のインクジェット記録装置1は、更に、給紙カセット3と、給紙ローラー4と、用紙搬送路5と、レジストローラー対6と、乾燥装置7と、排紙ローラー対8と、排紙口9と、排紙トレイ10と、を備える。
搬送ベルト31としては、両端部を互いに重ね合わせて接合してエンドレス状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルト等を用いることができる。
4つのインクタンク23K、23C、23M、23Yは、4色の記録ヘッド22K、22C、22M、22Yそれぞれに対応して、搬送ユニット30の左側(本体2の内部の排紙トレイ10側)の下方に配置されている。4つのインクタンク23K、23C、23M、23Yは、4色の記録ヘッド22K、22C、22M、22Yに供給されるインクを収容する。4つのインクタンク23K、23C、23M、23Yに収容された各色のインクは、後述する4つのポンプ機構24K、24C、24M、24Yに供給される。4つのインクタンク23K、23C、23M、23Yは、搬送ベルト31の用紙搬送方向Pに沿って、用紙搬送方向Pの上流側から下流側に向かって順に配列して配置されている。
4つのポンプ機構24K、24C、24M、24Yに収容された各色のインクは、4つのポンプ機構24K、24C、24M、24Yから4色の記録ヘッド22K、22C、22M、22Yへ供給される。
インク供給部100の詳細については後述する。
複数のベアリング43は、偏心カム41の回転時において、周縁方向で隣り合う2個のベアリング43が同時に搬送ユニット30の外底面に当接する期間を有するような間隔に、配置されている。
なお、図3におけるインク供給部100の具体的な説明においては、図1における後側から視た図(インクジェット記録装置1の背面側から視た図)により説明する。
インクタンク23は、記録ヘッド22に供給されるインクを収容する。インクタンク23に収容されるインクの液面は、記録ヘッド22のノズル面221よりも下方に位置する。
往復式ポンプ230の詳細については後述する。
流出側供給路103の水平部分103aの内部に気泡が流入した場合には、水平部分103aが水平であるため、気泡が管路の内面に付着した状態で管路の内部に滞留して、インクの流通を妨げることがある。そのため、流出側供給路103の水平部分103aを構成する管路は、図4に示すように、気液界面Sが形成されるような径が設定される。気液界面Sは、管路を流通するインクIを流通方向に分離するように管路の径方向に広がる面である。気液界面Sは、気泡と気泡周辺のインクとの境界面であり、気泡が溜まっている気体の空間を挟んで、インクの上流側及び下流側それぞれに形成される。換言すると、インクIは、気体の空間によって流通方向に分離される。
第1開閉弁110が開放状態にある場合には、インクタンク23に収容されるインクは、流入側供給路102を通してポンプ機構24のポンプ内タンク260への流通が可能である。また、第1開閉弁110が閉止状態にある場合には、インクタンク23に収容されるインクは、ポンプ機構24のポンプ内タンク260への流通が不能である。
第2開閉弁111が開放状態にある場合には、ポンプ機構24のポンプ内タンク260に収容されるインクは、流出側供給路103を通して記録ヘッド22への流通が可能である。また、第2開閉弁111が閉止状態にある場合には、ポンプ機構24のポンプ内タンク260に収容されるインクは、流出側供給路103を通して記録ヘッド22への流通が不能である。
往復式ポンプ230は、シリンダ240と、ピストン250と、ポンプ内タンク260と、を有しており、例えばシリンジポンプで構成される。
また、ピストン駆動部(不図示)は、ピストン250が上下方向Zにおける上方向である減圧方向Z2に移動することにより、ポンプ内タンク260に収容されるインクを減圧する。
ポンプ機構24のポンプ内タンク260の内部の負圧を0.1kPa以下にすることにより、ポンプ内タンク260の内部及び流入側供給路102において、気泡の発生が低減される。
本実施形態においては、例えば、インクジェット記録装置1が用紙Tに印刷するための印刷命令を受け付けたときに、印刷動作が実行される前に、所定のタイミングでパージ動作が行われる。
インクジェット記録装置1は、印刷動作の実行前に、パージ動作(インクタンク23から記録ヘッド22へインクを強制的に供給する動作)を開始する。ポンプ制御部(不図示)は、第1開閉弁110を閉止する(閉止状態を維持する)と共に第2開閉弁111を開放する(開放状態を維持する)。これにより、ポンプ機構24は、流出側供給路103を介して、記録ヘッド22へのインクの供給が可能となる。
本実施形態のインクジェット記録装置1においては、記録ヘッド22と、記録ヘッド22に供給されるインクを収容するインクタンク23と、インクタンク23に収容されるインクを記録ヘッド22へ供給するインク供給路101と、インク供給路101の途中に設けられ、インクタンク23に収容されるインクを一旦収容するポンプ内タンク260を有し、ポンプ内タンク260の内部を加圧してポンプ内タンク260に収容されるインクを記録ヘッド22へ供給すると共に、ポンプ内タンク260の内部を減圧してインクタンク23に収容されたインクをポンプ内タンク260に補給する往復式ポンプ230と、を備え、インク供給路101は、往復式ポンプ230から記録ヘッド22までインクを供給し且つ管路の内径が第1内径d1である流出側供給路103と、インクタンク23から往復式ポンプ230までインクを供給し且つ管路の内径が第1内径d1よりも大きい第2内径d2である流入側供給路102と、を有する。
まず、実施例及び比較例について説明する前に、本実施形態における図3に示す往復式ポンプ230のポンプ内タンク260の内部の負圧を求めるための一般的な計算式を示す。
R=128μL/(πφ4)・・・(1)
P1=R×U={128μL/(πφ4)}×U・・・(2)
P2={1−(St/Ss)}2×0.5ρ×(U/St)2={(1/St)−(1/Ss)}2×0.5ρU2・・・(3)
そして、往復式ポンプ230のポンプ内タンク260の内部の負圧P[Pa]は、(1)〜(3)式を用いて、一般的に、次の(4)式により求められる。
P=P1+P2=R×U+P2={128μL/(πφ4)}×U+{(1/St)−(1/Ss)}2×0.5ρU2・・・(4)
(実施例)
実施例は、図3に示すインク供給部100において、管路の長さLが100[mm]、管路の内径φ(第2内径d2)が6.5[mm]、管路の断面積Stが3.3×10−5[m2]の流入側供給路102を使用した。また、管路の内径φ(第1内径d1)が4[mm]の流出側供給路103を使用した。これにより、流入側供給路102の管路の第2内径d2は、第1内径d1よりも径が大きい(d2>d1)ものを使用している。また、ポンプ内タンク260の断面積Ssが1.3×10−3[m2]の往復式ポンプ230を使用した。また、インクの密度ρが1000[kg/m3]、インクの粘度μが6[mPa・s]のインクを使用した。また、流入側供給路102のチューブ内の流量Uを6[mL/sec]とした。
実施例におけるポンプ内タンク260の内部の負圧P[Pa]に関して、上記(4)式により、計算値は、P=0.098[kPa]となる。
比較例は、図3に示すインク供給部100において、実施例の流入側供給路102に代えて、管路の長さLが100[mm]、管路の内径φ(第2内径d2)が4.0[mm]、管路の断面積Stが1.3×10−5[m2]の流入側供給路102を使用した。また、管路の内径φ(第1内径d1)が4[mm]の流出側供給路103を使用した。これにより、流入側供給路102の管路の第2内径d2は、第1内径d1と同じ径である(d2=d1)ものを使用している。その他は、実施例と同一のものを使用した。また、流入側供給路102のチューブ内の流量Uも、実施例と同様に、6[mL/sec]とした。
比較例におけるポンプ内タンク260の内部の負圧P[Pa]に関して、上記(4)式により、計算値は、P=0.685[kPa]となる。
流入側供給路102の管路の第2内径d2(φ)が6.5[mm](実施例)の場合、及び、流入側供給路102の管路の第2内径d2(φ)が4[mm](比較例)の場合において、流入側供給路102のチューブ内の流量Uを実施例及び比較例で同一の6[mL/sec]としたときに、気泡の発生の有無について目視にて確認した。
×:3つのどのインクタンク23を使用した場合にも気泡の発生がある。
△:3つのインクタンク23のうちのどれかを使用した場合に気泡の発生がある。
○:3つのインクタンク23のどれを使用しても気泡の発生がない。
評価結果を以下の表1に示す。
また、実施例におけるインク供給部100について、インクを補給する際にポンプ内タンク260の内部の負圧を0.1kPa以下にすることで、往復式ポンプにインクを補給する際のインクの流量を確保して補給動作を効率よく行いつつ、気泡の発生を一層低減することができることを確認することができた。
Claims (5)
- インク噴射用ノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記インクタンクに収容されるインクを前記記録ヘッドへ供給するインク供給路と、
前記インク供給路の途中に設けられ、前記インクタンクに収容されるインクを一旦収容するポンプ内タンクを有し、前記ポンプ内タンクの内部を加圧して前記ポンプ内タンクに収容されるインクを前記記録ヘッドへ供給すると共に、前記ポンプ内タンクの内部を減圧して前記インクタンクに収容されたインクを前記ポンプ内タンクに補給する往復式ポンプと、を備え、
前記インク供給路は、筒状の管路により構成されており、前記往復式ポンプから前記記録ヘッドまでインクを供給し且つ前記管路の内径が第1内径である流出側供給路と、前記インクタンクから前記往復式ポンプまでインクを供給し且つ前記管路の内径が前記第1内径よりも大きい第2内径である流入側供給路と、を有する
インクジェット記録装置。 - 前記第1内径及び前記第2内径は、前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを強制的に供給する動作であるパージ動作の後に前記インクタンクに収容されたインクを前記ポンプ内タンクに補給する補給動作において、前記補給動作における前記流入側供給路の内部のインクの流量が前記パージ動作時における前記流出側供給路の内部のインクの流量と同じ流量になるように前記ポンプ内タンクの内部を減圧した場合に、前記ポンプ内タンクの内部の負圧が0.1kPa以下になるように構成されている
請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記流入側供給路は、垂直部分を有する
請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。 - 前記流出側供給路は、水平部分を有する
請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 - 前記水平部分の前記第1内径は、表面張力をγ、密度をρ、重力加速度定数をgとした場合に、2×〔{γ/(ρg)}^0.5〕よりも小さい
請求項4に記載のインクジェット記録装置。
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