JP2013028041A - 循環式インクジェットヘッド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】種々のインクを、高精度かつ安定的に吐出可能な循環式インクジェットヘッド装置を提供すること。
【解決手段】循環式インクジェットヘッド装置は、複数のインクジェットヘッド２と、供給タンク３と、第１回収タンク４と、第２回収タンク５と、を備える。この循環式インクジェット装置は、インクが供給タンク３、インクジェットヘッド２、回収タンク（第１回収タンク４、第２回収タンク５）の順に循環する循環式インクジェットヘッド装置である。複数のインクジェットヘッド２はそれぞれ、インクが供給される１つの供給口と、インクが回収される１つの回収口と、を有する。複数のインクジェットヘッド２のうち、内部圧力が第１の圧力値を有するインクジェットヘッドは、第１回収タンク４に接続される。複数のインクジェットヘッド２のうち、内部圧力が第２の圧力値を有するインクジェットヘッドは、第２回収タンク５に接続される。
【選択図】図１

Description

ここに開示された技術は、インク循環型のインクジェットヘッドを用いて微小液滴を吐出する機能を有する循環式インクジェットヘッド装置に関する。

圧力室、上流ポート、下流ポートを有する複数のインクジェットヘッドと、インクを貯留可能なメニスカス圧タンクと、メインタンクと、正圧タンクと、これらを連通して構成される循環路を開閉可能な複数のバルブと、これらタンクの少なくともいずれか１つの内部空気圧を調整可能な空気弁と、を備え、該空気圧の調整によって生じる空気圧と、循環路の開閉状態とに応じて循環路内においてインクを送ることができるインクジェット装置が知られている。

特開２００８−１６２２８４号公報

インクジェットヘッドで、インクを高精度に吐出するためには、インクを吐出するために設けられたノズル穴におけるインクの液面の形状（「メニスカス」とも言う）を適正に保持することが非常に重要である。そのためには、インクジェットヘッド内の圧力を高精度に制御することが必要である。

さらに、固形成分を含むインクを用いる場合、インクを停滞させると、固形成分の凝集や沈降などが生じてしまう。この場合、インクを常に一定流速で循環させておくことが好ましいが、この場合、インクジェットヘッド内に大きな圧力変動を引き起こす要因になる。

そのような外乱に対しても、インクジェットヘッド内の圧力を高精度に制御することが重要である。

ここに開示された技術は、凝集や沈降が懸念される固形成分を含むインクをはじめとする各種物性を有するインクを、高精度かつ安定的に吐出可能な循環式インクジェットヘッド装置を提供することにある。

上記目的は、
複数のインクジェットヘッドと、供給タンクと、第１回収タンクと、第２回収タンクと、を備え、
インクが前記供給タンク、前記インクジェットヘッド、前記回収タンクの順に循環する循環式インクジェットヘッド装置であって、
前記複数のインクジェットヘッドはそれぞれ、前記インクが供給される１つの供給口と、前記インクが回収される１つの回収口と、を有し、
前記複数のインクジェットヘッドのうち、内部圧力が第１の圧力値を有するインクジェットヘッドは、前記第１回収タンクに接続され、
前記複数のインクジェットヘッドのうち、内部圧力が第２の圧力値を有するインクジェットヘッドは、前記第２回収タンクに接続される、循環式インクジェットヘッド装置によって達成される。

種々のインクを、高精度かつ安定的に吐出可能な循環式インクジェットヘッド装置を提供することができる。

第１実施形態の循環式インクジェットヘッド装置の全体構成を説明するための図 第２実施形態の循環式インクジェットヘッド装置の全体構成を説明するための図

以下、図面を参照しながら、本発明にかかる実施形態について説明する。

〔第１実施形態〕
以下に、第１実施形態における循環式インクジェットヘッド装置について説明する。

＜循環式インクジェットヘッド装置の構成＞
図１は第１実施形態の循環式インクジェットヘッド装置の全体構成を説明するための図である。

循環式インクジェットヘッド装置１は、複数のインクジェットヘッド２、供給タンク３、第１回収タンク４、第２回収タンク５、タンク間循環用ポンプ９、第１圧力調整装置２１、第２圧力調整装置２２、第３圧力調整装置２３、インクタンク内圧力制御システム２４、インク供給配管３１、および、インク回収配管４１と、を備える。

供給タンク３からインクジェットヘッド２のインク入口にインクが送りこまれ、インクジェットヘッド２のインク出口から第１回収タンク４または第２回収タンク５にインクが引き出される。タンク間循環用ポンプ９により、第１回収タンク４および第２回収タンク５から供給タンク３にインクが送り込まれる。

タンク間循環用ポンプ９には、ダイヤフラムポンプを用いているが、遠心渦巻きポンプやチューブポンプであってもよい。

複数のインクジェットヘッド２のうち、内部圧力が第１の圧力値を有するインクジェットヘッド２は、第１回収タンク４に接続される。また、複数のインクジェットヘッド２のうち、内部圧力が第２の圧力値を有するインクジェットヘッド２は、第２回収タンク５に接続される。第１の圧力値は、−０．５ｋＰａ以上、−１．５ｋＰａ未満である。第２の圧力値は、−１．５ｋＰａ以上、−２．５ｋＰａ以下である。

これにより、個々のインクジェットヘッドが有する最適な内部圧力に個体差がある場合でも、装置が大型且つ複雑にならずに、インクジェットヘッド内の圧力を高精度に調整できる。

（インクジェットヘッド）
インクジェットヘッド２は、インク入口とインク出口、インクを微少量ずつ吐出し可能なノズル部、および内部にインク入口からインク出口へのインクの流路を有する。インクジェットヘッド２は、ピエゾ素子に電圧を加え歪ませ、そのピエゾ素子で構成したインク室に発生する圧力波を利用してインクを押し出す。そして、ノズル部は、インクジェットヘッド２内のインクを微少量ずつ吐出する。

（供給タンク、回収タンク）
供給タンク３、第１回収タンク４および第２回収タンク５は、攪拌装置６、液面センサ７および温度センサ８を備えている。供給タンク３、第１回収タンク４および第２回収タンク５は、インクの貯蔵や攪拌およびインク温度の調整等を行う。供給タンク３からインクジェットヘッド２のインク入り口にインクが送り込まれ、インクジェットヘッド２のインク出口から第１回収タンク４または第２回収タンク５にインクが引き出される。

攪拌装置６はインクを攪拌する。これにより、インク中に含まれる固形成分の沈降や凝集を防ぐ。

また、液面センサ７は供給タンク３、第１回収タンク４および第２回収タンク５の液面を管理する。これにより、供給タンク３、第１回収タンク４および第２回収タンク５内の水頭圧を一定に保ち、圧力変動を抑制する。

さらに、温度センサ８と供給タンク３、第１回収タンク４および第２回収タンク５の外部に設置された温度調節器により、供給タンク３、第１回収タンク４および第２回収タンク５内のインク温度が一定に保たれる。これにより、インクの流速の変化による圧力変動を抑制する。

インクジェットヘッド２内の圧力制御は、供給タンク３、第１回収タンク４および第２回収タンク５により行われる。

供給タンク３は、インク入口にインクを送り込む圧力を発生する。インクジェットヘッド２のインク入口側の圧力が制御される。さらに、第１回収タンク４および第２回収タンク５は、インク出口からインクを引き出す圧力を発生する。インクジェットヘッド２のインク出口側の圧力が制御される。これにより、インクジェットヘッド２内の圧力変動を制御することができ、より高精度なメニスカスコントロールが可能となる。

（循環システム）
インク供給配管３１およびインク回収配管４１は、供給タンク３、インクジェットヘッド２、第１回収タンク４または第２回収タンク５、タンク間循環用ポンプ９をこの順に通ってインクが循環する経路を形成する。

（インクタンク内圧力制御システム）
インクタンク内圧力制御システム２４は、第１圧力調整装置２１、第２圧力調整装置２２、第３圧力調整装置２３の動作を制御する。

したがって、インク流速やインクジェットヘッド２の駆動条件の変化による圧力変動の影響を受けることなく、安定したインクジェットヘッド２内の圧力（メニスカス）コントロールが可能となる。

（インク）
インクは、固形成分を含むインクである。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図２に、第２実施形態の構成を示す。

第２実施形態は、第１実施形態の変形例であり、その基本的構成は第１実施形態と同様である。したがって、以下に、第１実施形態とは異なる部分を主に説明し、共通する部分の説明を省略する。

本実施形態では、複数のインクジェットヘッド２はそれぞれ、インクが供給される１つの供給口と、インクが回収される２つの回収口と、を有している。２つの回収口から同一の回収タンクに接続されても良いし、別々の回収タンクに接続されても良い。

〔実施形態の特徴〕
上記実施形態において特徴的な部分を以下に列記する。なお、上記実施形態に含まれる発明は、以下に限定されるものではない。また、各特徴について記載された効果を得るためは、記載された特徴以外の構成は変形または削除されてもよい。

［Ｆ１］
循環式インクジェットヘッド装置は、複数のインクジェットヘッド２と、供給タンク３と、第１回収タンク４と、第２回収タンク５と、を備える。

この循環式インクジェット装置は、インクが供給タンク３、インクジェットヘッド２、回収タンク（第１回収タンク４、第２回収タンク５）の順に循環する循環式インクジェットヘッド装置である。

複数のインクジェットヘッド２はそれぞれ、インクが供給される１つの供給口と、インクが回収される１つの回収口と、を有する。

複数のインクジェットヘッド２のうち、内部圧力が第１の圧力値を有するインクジェットヘッドは、第１回収タンク４に接続される。

複数のインクジェットヘッド２のうち、内部圧力が第２の圧力値を有するインクジェットヘッドは、第２回収タンク５に接続される。

これにより、種々のインクを、高精度かつ安定的に吐出可能な循環式インクジェットヘッド装置を提供することができる。

［Ｆ２］
Ｆ１に記載の循環式インクジェットヘッド装置において、第１の圧力値は、−０．５ｋＰａ以上、−１．５ｋＰａ未満である。また、第２の圧力値は、−１．５ｋＰａ以上、−２．５ｋＰａ以下である。

これにより、Ｆ１の効果をより大きくすることができる。

［Ｆ３］
循環式インクジェットヘッド装置は、複数のインクジェットヘッド２と、供給タンク３と、第１回収タンク４と、第２回収タンク５と、を備える。

この循環式インクジェット装置は、インクが供給タンク３、インクジェットヘッド２、回収タンク（第１回収タンク４、第２回収タンク５）の順に循環する循環式インクジェットヘッド装置である。

複数のインクジェットヘッド２はそれぞれ、インクが供給される１つの供給口と、インクが回収される２つの回収口と、を有する。

複数のインクジェットヘッド２のうち、内部圧力が第１の圧力値を有するインクジェットヘッドは、第１回収タンク４に接続される。

前記複数のインクジェットヘッド２のうち、内部圧力が第２の圧力値を有するインクジェットヘッドは、第２回収タンク５に接続される。

これにより、種々のインクを、高精度かつ安定的に吐出可能な循環式インクジェットヘッド装置を提供することができる。

ここに開示された循環式インクジェットヘッド装置は、各種の印刷に利用可能である。特に、固形成分が含まれるインクを用いた印刷に利用可能である。

１ 循環式インクジェットヘッド装置
２ インクジェットヘッド
３ 供給タンク
４ 第１回収タンク
５ 第２回収タンク
６ 攪拌装置
７ 液面センサ
８ 温度センサ
９ タンク間循環用ポンプ
２１ 第１圧力調整装置
２２ 第２圧力調整装置
２３ 第３圧力調整装置
２４ インクタンク内圧力制御システム
３１ インク供給配管
４１ インク回収配管

Claims (3)

1. 複数のインクジェットヘッドと、供給タンクと、第１回収タンクと、第２回収タンクと、を備え、
   インクが前記供給タンク、前記インクジェットヘッド、前記回収タンクの順に循環する循環式インクジェットヘッド装置であって、
   前記複数のインクジェットヘッドはそれぞれ、前記インクが供給される１つの供給口と、前記インクが回収される１つの回収口と、を有し、
   前記複数のインクジェットヘッドのうち、内部圧力が第１の圧力値を有するインクジェットヘッドは、前記第１回収タンクに接続され、
   前記複数のインクジェットヘッドのうち、内部圧力が第２の圧力値を有するインクジェットヘッドは、前記第２回収タンクに接続される、循環式インクジェットヘッド装置。
2. 前記第１の圧力値は、−０．５ｋＰａ以上、−１．５ｋＰａ未満であり、
   前記第２の圧力値は、−１．５ｋＰａ以上、−２．５ｋＰａ以下である、
   請求項１に記載の循環式インクジェットヘッド装置。
3. 複数のインクジェットヘッドと、供給タンクと、第１回収タンクと、第２回収タンクと、を備え、
   インクが前記供給タンク、前記インクジェットヘッド、前記回収タンクの順に循環する循環式インクジェットヘッド装置であって、
   前記複数のインクジェットヘッドはそれぞれ、前記インクが供給される１つの供給口と、前記インクが回収される２つの回収口と、を有し、
   前記複数のインクジェットヘッドのうち、内部圧力が第１の圧力値を有するインクジェットヘッドは、前記第１回収タンクに接続され、
   前記複数のインクジェットヘッドのうち、内部圧力が第２の圧力値を有するインクジェットヘッドは、前記第２回収タンクに接続される、循環式インクジェットヘッド装置。

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