以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面で同じ番号は同じ構成または類似した構成を示している。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, like numerals indicate like or similar features.
図１は、インクジェット記録装置１の一例の正面図である。
FIG. 1 is a front view of an example of an inkjet recording apparatus 1.
インクジェットヘッド２とインク循環装置３からなるインクジェット記録部４（ａ）〜（ｅ）がインク色分の個数、本実施例では５つが並列にキャリッジ１００上に配置されている。インクジェットヘッド２は、後述するようにインクＩ（図３参照）を内蔵し、画像形成信号に合わせてノズルプレート５２に設けたノズル５１からインクＩを吐出させる。インク循環装置３は、後述するように、インクジェットヘッド２へインクＩを供給し、ノズル５１から吐出せずに残ったインクＩを回収し、再度インクジェットヘッド２へ回収したインクを供給してインクを循環させる。インクジェットヘッド記録部４（ａ）は重力方向において、下向きにインクＩを吐出するインクジェットヘッド２を有し、その上部にインク循環装置３を有している。インクジェットヘッド記録部４（ｂ）〜４（ｅ）はそれぞれインクジェット記録部４（ａ）と同じ構成になっている。
Ink jet recording units 4 (a) to (e) composed of the ink jet head 2 and the ink circulation device 3 are arranged on the carriage 100 in parallel, in the present embodiment, five in number. As will be described later, the ink-jet head 2 contains ink I (see FIG. 3), and ejects ink I from nozzles 51 provided on the nozzle plate 52 in accordance with image forming signals. As will be described later, the ink circulation device 3 supplies the ink I to the inkjet head 2, collects the ink I remaining without being ejected from the nozzles 51, and supplies the recovered ink to the inkjet head 2 again to supply the ink. Circulate. The ink jet head recording unit 4 (a) has an ink jet head 2 that ejects ink I downward in the direction of gravity, and an ink circulation device 3 on the top thereof. The inkjet head recording units 4 (b) to 4 (e) each have the same configuration as the inkjet recording unit 4 (a).
インクジェット記録部４（ａ）はシアンインク、４（ｂ）はマゼンタインク、４（ｃ）はイエローインク、４（ｄ）はブラックインクを吐出する。インクジェット記録部４（ｅ）はホワイトインクを吐出する。インクジェット記録部４（ｅ）は、ホワイトインク以外に透明光沢インク、赤外線または紫外線を照射したときに発色する特殊インクなどを吐出させる。インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）を搭載したキャリッジ１００は搬送ベルト１０１に固定され、搬送ベルト１０１はモータ１０２に連結されている。モータ１０２を正転または逆転させることでキャリッジ１００は矢印Ａ方向に往復移動する。図１に示すインクジェットヘッド記録部４（ａ）〜４（ｅ）はインクを重力方向（矢印Ｃ方向）にインクを吐出する。
The inkjet recording unit 4 (a) discharges cyan ink, 4 (b) discharges magenta ink, 4 (c) discharges yellow ink, and 4 (d) discharges black ink. The ink jet recording unit 4 (e) discharges white ink. The ink jet recording unit 4 (e) ejects transparent glossy ink, special ink that develops color when irradiated with infrared rays or ultraviolet rays, in addition to white ink. A carriage 100 on which the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e) are mounted is fixed to a conveyance belt 101, and the conveyance belt 101 is connected to a motor 102. By rotating the motor 102 forward or backward, the carriage 100 reciprocates in the direction of arrow A. The ink jet head recording units 4 (a) to 4 (e) shown in FIG. 1 eject ink in the direction of gravity (arrow C direction).
テーブル１０３は密閉された容器で上面に小径の穴１１０が開いており、ポンプ１０４で容器内部を負圧にすることで上面に搭載された記録媒体Ｓを固定する。記録媒体Ｓは紙、樹脂や金属のフィルム、板材などである。テーブル１０３はスライドレール１０５上に取り付けられ、図２矢印Ｂ方向に往復移動する。インクジェットヘッド２はインクＩを吐出する複数のノズル５１（図３参照）が形成されたノズルプレート５２を有し、インクジェットヘッド２が往復移動する間ノズルプレート５２と記録媒体Ｓとの距離ｈは一定に維持されている。インクジェットヘッド２にはその長手方向に３００個のノズル５１が並んでいる。インクジェット記録装置１はインクジェット記録部４（ａ）〜４（ｂ）を記録媒体Ｓの搬送方向に対して直交するように往復移動させながら、画像を形成する。すなわち、ノズル配列された長手方向と記録媒体Ｓの搬送方向が同じなり、インクジェット記録装置１は記録媒体Ｓ上に３００ノズルの幅で画像を形成する。
The table 103 is a sealed container having a small-diameter hole 110 on the upper surface, and the recording medium S mounted on the upper surface is fixed by applying a negative pressure to the inside of the container with a pump 104. The recording medium S is paper, resin or metal film, plate material, or the like. The table 103 is mounted on the slide rail 105 and reciprocates in the direction of arrow B in FIG. The inkjet head 2 has a nozzle plate 52 on which a plurality of nozzles 51 (see FIG. 3) for ejecting ink I are formed, and the distance h between the nozzle plate 52 and the recording medium S is constant while the inkjet head 2 reciprocates. Is maintained. In the inkjet head 2, 300 nozzles 51 are arranged in the longitudinal direction. The inkjet recording apparatus 1 forms an image while reciprocating the inkjet recording units 4 (a) to 4 (b) so as to be orthogonal to the conveyance direction of the recording medium S. That is, the longitudinal direction in which the nozzles are arranged is the same as the conveyance direction of the recording medium S, and the inkjet recording apparatus 1 forms an image on the recording medium S with a width of 300 nozzles.
インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）のＡ方向の走査範囲で、テーブル１０３の移動範囲外の位置にメンテナンスユニット３１０が配置されている。メンテナンスユニット３１０にインクジェットヘッド２が対峙する位置が、インクジェットヘッド２の待機位置Ｐになっている。メンテナンスユニット３１０は上方が開放したケースで上下（図１矢印Ｃ、Ｄ方向）に移動可能に設けられている。メンテナンスユニット３１０は画像形成のためにキャリッジ１００が矢印Ａ方向に移動している場合には下方Ｃに移動して待機し、画像形成動作が終了した場合には上方Ｄに移動する。画像形成動作が終了した時インクジェットヘッド２は待機位置Ｐに戻り、メンテナンスユニット３１０が上方Ｄに移動し、インクジェットヘッド２のノズルプレート５２を覆う。メンテナンスユニット３１０はインクの蒸発やノズルプレート５２にほこりや紙粉が付着することを防止（キャップ機能）する。
A maintenance unit 310 is arranged at a position outside the moving range of the table 103 in the scanning range in the A direction of the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e). The position where the inkjet head 2 faces the maintenance unit 310 is the standby position P of the inkjet head 2. The maintenance unit 310 is a case that is open at the top, and is provided to be movable up and down (in the directions of arrows C and D in FIG. 1). When the carriage 100 is moving in the direction of arrow A for image formation, the maintenance unit 310 moves downward C and waits, and when the image forming operation is completed, it moves upward D. When the image forming operation is completed, the inkjet head 2 returns to the standby position P, the maintenance unit 310 moves upward D, and covers the nozzle plate 52 of the inkjet head 2. The maintenance unit 310 prevents (cap function) ink evaporation and dust and paper dust from adhering to the nozzle plate 52.
メンテナンスユニット３１０にはインクジェットヘッド２のノズルプレート５２に付着したインク、ほこり、紙粉などを除去するゴム製のブレード１２０が内蔵されている。画像形成のためにキャリッジ１００が矢印Ａ方向に移動している場合にはメンテナンスユニット３１０は下方に移動し、ブレード１２０はノズルプレート５２から下方Ｃへ離間している。ノズルプレート５２に付着したインク、ほこり、紙粉を除去する場合には上方Ｄに移動し、ブレード１２０がノズルプレート５２に接触する。メンテナンスユニット３１０内にはブレード１２０をＢ方向へ移動させる機構を備え、ブレード１２０がノズルプレート５２表面を払拭し、インク、ほこり、紙粉を除去（ワイプ機能）することができる。
The maintenance unit 310 includes a rubber blade 120 that removes ink, dust, paper dust, and the like attached to the nozzle plate 52 of the inkjet head 2. When the carriage 100 is moved in the direction of arrow A for image formation, the maintenance unit 310 is moved downward, and the blade 120 is spaced downward C from the nozzle plate 52. When ink, dust, and paper dust adhering to the nozzle plate 52 are removed, the nozzle 120 moves upward D, and the blade 120 contacts the nozzle plate 52. The maintenance unit 310 includes a mechanism for moving the blade 120 in the B direction. The blade 120 can wipe the surface of the nozzle plate 52 and remove ink, dust, and paper dust (wipe function).
メンテナンスユニット３１０は廃インク受け部１３０を備えている。メンテナンス動作を行う時に、ノズル５１からインクを強制的に吐出させることで、ノズル近傍で劣化したインクを廃インク受け部１３０に廃棄（スピット機能）することもできる。廃インク受け部１３０はブレード１２０で払拭することで発生した廃インクおよびスピット動作によって発生した廃インクを収納する。
The maintenance unit 310 includes a waste ink receiver 130. When performing the maintenance operation, the ink that has been deteriorated in the vicinity of the nozzles can be discarded (spit function) in the waste ink receiving unit 130 by forcibly ejecting the ink from the nozzles 51. The waste ink receiving unit 130 stores waste ink generated by wiping with the blade 120 and waste ink generated by the spit operation.
図２は、インクジェット記録装置１の一例の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of an example of the ink jet recording apparatus 1.
インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）が搭載されたキャリッジ１００は搬送ベルト１０１の移動によって２本のレール１４０に沿ってＡ方向に往復移動する。記録媒体Ｓを搭載したテーブル１０３はＢ方向に往復移動する。インクジェット記録装置１で印字するための画像信号に合わせて、インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）を搭載したキャリッジ１００と記録媒体Ｓを乗せたテーブル１０３を往復移動させながら、ノズル５１からインクを吐出させて、記録媒体Ｓの全面に画像形成することができる。いわゆるシリアル型インクジェット記録装置になっている。
The carriage 100 on which the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e) are mounted reciprocates in the A direction along the two rails 140 by the movement of the conveyance belt 101. The table 103 on which the recording medium S is mounted reciprocates in the B direction. In accordance with an image signal for printing by the ink jet recording apparatus 1, the carriage 100 mounted with the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e) and the table 103 on which the recording medium S is placed are moved back and forth from the nozzle 51. An image can be formed on the entire surface of the recording medium S by ejecting ink. This is a so-called serial type ink jet recording apparatus.
インクカートリッジ１０６（ａ）はシアンインクが充填され、チューブ１０７を介してインクジェット記録部４（ａ）のインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６（ｂ）はマゼンタインクが充填され、チューブ１０７を介してインクジェット記録部４（ｂ）のインク循環装置３に連通している。同様に、インクカートリッジ１０６（ｃ）はイエローインクが充填され、インクジェット記録部４（ｃ）のインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６（ｄ）はブラックインクが充填され、インクジェット記録部４（ｄ）のインク循環装置３に連通している。インクカートリッジ１０６（ｅ）はホワイトインクが充填され、インクジェット記録部４（ｅ）のインク循環装置３に連通している。
The ink cartridge 106 (a) is filled with cyan ink and communicates with the ink circulation device 3 of the ink jet recording unit 4 (a) via the tube 107. The ink cartridge 106 (b) is filled with magenta ink and communicates with the ink circulation device 3 of the ink jet recording unit 4 (b) via the tube 107. Similarly, the ink cartridge 106 (c) is filled with yellow ink and communicates with the ink circulation device 3 of the inkjet recording unit 4 (c). The ink cartridge 106 (d) is filled with black ink and communicates with the ink circulation device 3 of the inkjet recording unit 4 (d). The ink cartridge 106 (e) is filled with white ink and communicates with the ink circulation device 3 of the inkjet recording unit 4 (e).
インクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）は、それぞれインクジェットヘッド２の上方にインク循環装置３が積載された構成になっている。インクジェットヘッド２の上方にインク循環装置３を設けることで、キャリッジ１００上でインクジェット記録部４（ａ）〜４（ｅ）が並ぶ方向の間隔を狭められ、搬送方向（Ａ方向）におけるキャリッジ１００の幅を短くすることができる。キャリッジ１００は、少なくとも最大の記録媒体Ｓの幅にキャリッジ１００幅の２倍の長さを加算した距離だけ、Ａ方向に搬送される。そのためキャリッジ１００の幅が狭いほど、搬送距離が減少し印字速度を高めると同時に装置を小型化できる。
Each of the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e) has a configuration in which the ink circulation device 3 is stacked above the ink jet head 2. By providing the ink circulation device 3 above the inkjet head 2, the interval in the direction in which the inkjet recording units 4 (a) to 4 (e) are arranged on the carriage 100 is narrowed, and the carriage 100 in the transport direction (A direction) is reduced. The width can be shortened. The carriage 100 is conveyed in the A direction by a distance obtained by adding at least twice the width of the carriage 100 to the maximum width of the recording medium S. Therefore, the narrower the carriage 100, the shorter the conveyance distance and the higher the printing speed, and the smaller the apparatus.
移動するテーブル１０３を利用した上記インクジェット記録装置１に以外に、巻取り紙を引き出しその巻取り紙を直交するようにインクジェット記録部を移動させながら印字するインクジェット記録装置、または枚用紙を１枚ずつプラテンローラで送りその枚用紙を直交するようにインクジェット記録部を移動させながら印字するインクジェット記録装置にも、このインクジェット記録部４は適用可能である。
In addition to the inkjet recording apparatus 1 that uses the moving table 103, an inkjet recording apparatus that pulls out the winding paper and performs printing while moving the inkjet recording unit so that the winding paper is orthogonal to each other, or one sheet of paper. The ink jet recording unit 4 can also be applied to an ink jet recording apparatus that performs printing while moving the ink jet recording unit so that the sheet is orthogonally fed by a platen roller.
実施形態に係るインクジェット記録装置１に適用されるインクジェットヘッド２について説明する。
The inkjet head 2 applied to the inkjet recording apparatus 1 according to the embodiment will be described.
図３（ａ）、（ｂ）は、インクジェットヘッド２のインクＩを吐出する部分の断面図である。インクジェットヘッド２は、インクを吐出するノズル５１を有するノズルプレート５２の上面側に、ノズル分岐部５３を形成する。 ノズル分岐部５３は、図３の矢印Ｅ方向に流れているインクをノズル５１から吐出させるインクと、そのままインクジェットヘッド２内を流れてインク循環装置３に戻るインクに分岐する部分である。インクジェットヘッド２はノズル５１と対向する側の面にアクチュエータ５４を有している。アクチュエータ５４は圧電セラミック５５と振動板５６が積層されたユニモルフ式の圧電振動板になっている。圧電セラミック材料は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いた。ＰＺＴの上下面に金電極を形成し、分極処理して圧電セラミック５５を形成している。その後、圧電セラミック５５を窒化ケイ素製の振動板５６に接合してアクチュエータ５４を形成した。なお、インクの表面張力によって、ノズル５１内ではインクと空気の界面であるメニスカス２９０を形成している。
3A and 3B are cross-sectional views of the portion of the inkjet head 2 that ejects ink I. FIG. The inkjet head 2 forms a nozzle branch portion 53 on the upper surface side of a nozzle plate 52 having nozzles 51 that eject ink. The nozzle branching portion 53 is a portion that branches into ink that ejects ink flowing in the direction of arrow E in FIG. 3 from the nozzle 51 and ink that flows through the inkjet head 2 as it is and returns to the ink circulation device 3. The inkjet head 2 has an actuator 54 on the surface facing the nozzle 51. The actuator 54 is a unimorph piezoelectric diaphragm in which a piezoelectric ceramic 55 and a diaphragm 56 are laminated. PZT (lead zirconate titanate) was used as the piezoelectric ceramic material. Gold electrodes are formed on the upper and lower surfaces of PZT, and the piezoelectric ceramic 55 is formed by polarization treatment. Thereafter, the piezoelectric ceramic 55 was joined to the diaphragm 56 made of silicon nitride to form the actuator 54. A meniscus 290 that is an interface between ink and air is formed in the nozzle 51 by the surface tension of the ink.
図３（ａ）は圧電セラミック５５に電界をかけず、アクチュエータ５４が無変形の状態を示している。図３（ｂ）は、アクチュエータ５４を変形させてインク滴ＩＤを吐出させる様子を示している。圧電セラミック５５に電界を与えてアクチュエータ５４を変形させることで、ノズル分岐部５３内のインクＩはインク滴ＩＤとなってノズル５１から吐出する。
FIG. 3A shows a state where the electric field is not applied to the piezoelectric ceramic 55 and the actuator 54 is not deformed. FIG. 3B shows how the ink droplet ID is ejected by deforming the actuator 54. By applying an electric field to the piezoelectric ceramic 55 to deform the actuator 54, the ink I in the nozzle branching portion 53 becomes an ink droplet ID and is ejected from the nozzle 51.
上述の圧電セラミックと振動板によるアクチェータに替えて、インクに圧力を発生させる他の構成を用いることも可能である。たとえば、静電気でダイアフラムを変形させてインクに圧力を加える構成、ヒータでインクＩを加熱してインクに気泡が発生する時の圧力を利用する構成（サーマル方式）など、圧力発生体としていずれの構成を利用してもよい。
Instead of the above-described actuator using the piezoelectric ceramic and the diaphragm, other configurations that generate pressure on the ink can be used. For example, any configuration as a pressure generator, such as a configuration in which a diaphragm is deformed by static electricity and pressure is applied to the ink, or a configuration in which ink I is heated by a heater and pressure is generated when bubbles are generated in the ink (thermal method). May be used.
図４を参照して、図３で説明したインクを吐出する部分を有するインクジェットヘッド２内部のインクの流れを説明する。
With reference to FIG. 4, the flow of ink inside the inkjet head 2 having the portion for ejecting the ink described in FIG. 3 will be described.
インクジェットヘッド２は、ノズルプレート５２、図３に示されるアクチュエータ５４を有する基板６０、マニフォルド６１、インクを流入させるインク供給口１６０、インクジェットヘッド２からインク循環装置３へインクを環流させるインク排出口１７０、で構成されている。
The inkjet head 2 includes a nozzle plate 52, a substrate 60 having the actuator 54 shown in FIG. 3, a manifold 61, an ink supply port 160 through which ink flows, and an ink discharge port 170 through which ink flows from the inkjet head 2 to the ink circulation device 3. , Is composed of.
ノズルプレート５２は、紙面手前から奥方向に並ぶ複数のノズル５１（ａ）を有する第１ノズル列、同様に紙面手前から奥方向に並ぶ複数のノズル５１（ｂ）を有する第２ノズル列を有している。前述したようにインクＩは各ノズル５１（５１（ａ）、５１（ｂ））を通して、吐出される。言い換えればインクジェットヘッド２は紙面手前から奥方向に長く、その長手方向にノズル５１（ａ）、５１（ｂ）が配置されている。ノズル５１（ａ）、５１（ｂ）はＢ方向（図５参照）に複数配列され、キャリッジ１００の移動方向と直交する方向に並んでいる。
The nozzle plate 52 has a first nozzle row having a plurality of nozzles 51 (a) arranged in the back direction from the front side of the paper, and a second nozzle row having a plurality of nozzles 51 (b) arranged in the back direction from the front side of the paper. doing. As described above, the ink I is ejected through the nozzles 51 (51 (a) and 51 (b)). In other words, the inkjet head 2 is long in the back direction from the front side of the paper, and the nozzles 51 (a) and 51 (b) are arranged in the longitudinal direction. A plurality of nozzles 51 (a) and 51 (b) are arranged in the B direction (see FIG. 5), and are arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the carriage 100.
基板６０は内部にインクを通す流路１８０を有している。流路１８０を形成するように基板６０にノズルプレート５２が接着されている。インクを吐出させる圧力を発生するアクチュエータ５４はその流路１８０に面し、かつ各ノズル５１に対応して設けられている。アクチュエータ５４によって流路１８０内のインクに発生した圧力がノズル５１に集中するように、隣接するノズル５１間に境界壁１９０を設けている。ノズルプレート５２、アクチュエータ５４、境界壁１９０で囲まれた流路１８０が、インク圧力室１５０となる。インク圧力１５０は第１ノズル列、第２ノズル列のノズル５１（ａ）５１（ｂ）に対応して複数設けられている。第１ノズル列、第２ノズル列にはそれぞれ３００個のノズルを有している。インク圧力室１５０に一方の端部からインクＩが流入し、インク分岐部５３を通り、他方の端部から流出する。インク圧力室１５０内のインク分岐部５３でインクの一部はノズル５１から吐出され、残りは他方の端部から流出する。
The substrate 60 has a flow path 180 through which ink passes. The nozzle plate 52 is bonded to the substrate 60 so as to form the flow path 180. An actuator 54 that generates a pressure for ejecting ink faces the flow path 180 and is provided corresponding to each nozzle 51. A boundary wall 190 is provided between the adjacent nozzles 51 so that the pressure generated in the ink in the flow path 180 by the actuator 54 is concentrated on the nozzles 51. A flow path 180 surrounded by the nozzle plate 52, the actuator 54, and the boundary wall 190 becomes the ink pressure chamber 150. A plurality of ink pressures 150 are provided corresponding to the nozzles 51 (a) 51 (b) of the first nozzle row and the second nozzle row. Each of the first nozzle row and the second nozzle row has 300 nozzles. The ink I flows into the ink pressure chamber 150 from one end, passes through the ink branching portion 53, and flows out from the other end. A part of the ink is ejected from the nozzle 51 at the ink branching portion 53 in the ink pressure chamber 150 and the rest flows out from the other end.
第１ノズル列内の各ノズル５１（ａ）対応して形成された複数のインク圧力室１５０と第２ノズル列内の各ノズル５１（ｂ）対応して形成された複数のインク圧力室１５０との間の流路１８０は、共通インク室５８になっている。共通インク供給室５８は、インク圧力室１５０の一方の流入口へつながり、全インク圧力室１５０にインクを供給する。
A plurality of ink pressure chambers 150 formed corresponding to each nozzle 51 (a) in the first nozzle row and a plurality of ink pressure chambers 150 formed corresponding to each nozzle 51 (b) in the second nozzle row; The flow path 180 between them is a common ink chamber 58. The common ink supply chamber 58 is connected to one inlet of the ink pressure chamber 150 and supplies ink to all the ink pressure chambers 150.
第１ノズル列に対応する複数のインク圧力室１５０と第２ノズル列に対応する複数のインク圧力室１５０の他端側から流出するインクは、第１第２ノズル列に繋がる共通インク室５９へ流入する。共通インク室５９は基板６０に設けられた流路１８０の一部となっている。
The ink flowing out from the other end side of the plurality of ink pressure chambers 150 corresponding to the first nozzle row and the plurality of ink pressure chambers 150 corresponding to the second nozzle row to the common ink chamber 59 connected to the first second nozzle row. Inflow. The common ink chamber 59 is a part of the flow path 180 provided in the substrate 60.
マニフォルド６１は基板６０に接続され、流路１８０へインクを供給する。マニフォルド６１は矢印Ｆ方向へインクを流入させるインク供給口１６０、インク供給口から共通インク供給室５８に連通するインク分配通路６２を有している。インクジェットヘッド２へ供給するインク温度を検出するためにヘッド内温度センサ（上流）２８０がインク分配通路６２に取り付けられている。また、マニフォルド６１はインクを矢印Ｇ方向へ排出するインク排出口１７０と、２つの共通インク室５９からインク排出口１７０に連通するインク環流通路６３を有している。インクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出するためにヘッド内温度センサ（下流）２８１がインク環流通路６３に取り付けられている。ヘッド内温度センサ（上流）２８０、（下流）２８１でインクジェットヘッド２内へ供給する、またはインクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出し、インクジェットヘッド２内のインク温度によるインク粘度の変化を考慮して、インク循環装置３を制御している。
The manifold 61 is connected to the substrate 60 and supplies ink to the flow path 180. The manifold 61 has an ink supply port 160 through which ink flows in the direction of arrow F, and an ink distribution passage 62 that communicates from the ink supply port to the common ink supply chamber 58. An in-head temperature sensor (upstream) 280 is attached to the ink distribution passage 62 in order to detect the temperature of ink supplied to the inkjet head 2. The manifold 61 has an ink discharge port 170 that discharges ink in the direction of arrow G, and an ink circulation passage 63 that communicates from the two common ink chambers 59 to the ink discharge port 170. An in-head temperature sensor (downstream) 281 is attached to the ink circulation path 63 in order to detect the temperature of ink discharged from the inkjet head 2. Ink temperature sensors (upstream) 280 and (downstream) 281 detect the temperature of ink supplied to or discharged from the inkjet head 2 and take into account changes in ink viscosity due to ink temperature in the inkjet head 2 Thus, the ink circulation device 3 is controlled.
インク供給口１６０、インク分配通路６２、共通インク供給室５８、インク圧力室１５０、共通インク室５９、インク環流通路６３、インク排出口１７０の順に、インクＩはインクジェットヘッド２内を移動する。このインクＩの一部は画像信号に従いノズル５１から吐出され、残ったインクＩは移動してインク排出口１７０からインク循環装置３へ環流する。
Ink I moves through the inkjet head 2 in the order of the ink supply port 160, the ink distribution passage 62, the common ink supply chamber 58, the ink pressure chamber 150, the common ink chamber 59, the ink circulation passage 63, and the ink discharge port 170. A part of the ink I is ejected from the nozzle 51 according to the image signal, and the remaining ink I moves and circulates from the ink discharge port 170 to the ink circulation device 3.
図５乃至図９を参照して、インク循環装置３について説明する。
The ink circulation device 3 will be described with reference to FIGS.
図５は、インク循環装置３がインクジェットヘッド２の上方に配置され、インク循環装置３とインクジェットヘッド２が一体になっているインクジェット記録部４を示しいている。図６は図５とは別の向きから見たインクジェット記録部４の図である。図７はインクジェットヘッド２およびインク循環装置３の内部を正面から見た図である。
FIG. 5 shows an inkjet recording unit 4 in which the ink circulation device 3 is disposed above the inkjet head 2 and the ink circulation device 3 and the inkjet head 2 are integrated. FIG. 6 is a diagram of the ink jet recording unit 4 viewed from a direction different from that in FIG. FIG. 7 is a view of the inside of the inkjet head 2 and the ink circulation device 3 as seen from the front.
インク循環装置３は、インクケーシング２００、インクジェットヘッド２にインクを供給するインク供給管２０８、インクジェットヘッド２からインクを戻すインク戻し管２０９、インクジェットヘッド２のノズル５１内のインク圧力を適正に保つためにインクケーシング２００内部の圧力を調整する圧力調整部２０３を備えている。インク循環装置３はインク供給管２０８を通して下方へ（重力方向である矢印Ｃ）インクを送液し、インクジェットヘッド２はさらに下方へインクを吐出する。
The ink circulation device 3 is used to maintain the ink pressure in the ink casing 200, the ink supply pipe 208 that supplies ink to the inkjet head 2, the ink return pipe 209 that returns ink from the inkjet head 2, and the ink pressure in the nozzles 51 of the inkjet head 2. Are provided with a pressure adjusting unit 203 for adjusting the pressure inside the ink casing 200. The ink circulation device 3 feeds ink downward (arrow C, which is the direction of gravity) through the ink supply pipe 208, and the inkjet head 2 ejects ink further downward.
インクケーシング２００外壁面に印刷やメンテナンス動作等で消費した量のインクをインクケーシング２００に補給するインク供給ポンプ２０２を備えている。インクケーシング２００の内部にインクＩを貯留できるように、供給側インク室２１０と回収側インク室２１１とを備え、回収側インク室２１１を覆う第１プレート３００、供給側インク室２１０を覆う第２プレート３０１で密閉されている。インク供給ポンプ２０２は回収側インク室２１１へインクを供給するようになっている。
An ink supply pump 202 is provided on the outer wall surface of the ink casing 200 to supply the ink casing 200 with the amount of ink consumed by printing or maintenance operations. A supply-side ink chamber 210 and a recovery-side ink chamber 211 are provided so that the ink I can be stored inside the ink casing 200, a first plate 300 that covers the recovery-side ink chamber 211, and a second that covers the supply-side ink chamber 210. It is sealed with a plate 301. The ink supply pump 202 supplies ink to the recovery side ink chamber 211.
インクケーシング２００を密閉する第１プレート３００にはインクケーシング２００内のインク量を計測するインク量計測センサ２０５Ａが、取り付けられている。第２プレート３０１にはインク量計測センサ２０５Ｂが取り付けられている。インク量計測センサ２０５Ｃは、圧電振動板をインクケーシング２００に貼り付けた構成であり、圧電振動板を交流電圧で振動させインクケーシング２００内のインクを振動させる。インク量計測センサ２０５Ｃによるインクケーシング２００内を伝わるインクの振動をインク量計測センサ２０５Ａ、２０５Ｂで検出し、インク量を計測している。
An ink amount measurement sensor 205 </ b> A that measures the amount of ink in the ink casing 200 is attached to the first plate 300 that seals the ink casing 200. An ink amount measurement sensor 205 </ b> B is attached to the second plate 301. The ink amount measurement sensor 205C has a configuration in which a piezoelectric diaphragm is attached to the ink casing 200, and vibrates the ink in the ink casing 200 by vibrating the piezoelectric diaphragm with an alternating voltage. Ink vibrations transmitted through the ink casing 200 by the ink amount measurement sensor 205C are detected by the ink amount measurement sensors 205A and 205B, and the ink amount is measured.
供給側インク室２１０のインク液面ａ上部と、回収側インク室２１１のインク液面ｂ上部は空気室になっている。供給側インク室２１０と回収側インク室２１１のインク上部の空気圧を検出するために、インク循環装置３は圧力センサ２０４を有している。圧力センサ２０４の検出部は、連通孔２２３で回収側インク室２１１の空気部と連通し、連通孔２２２で供給側インク室２１０の空気部と連通し、２つのインク室の圧力を計測するようになっている。圧力センサ２０４は、供給側インク室２１０と回収側インク室２１１内の空気圧を電気信号として出力し、後述する制御基板５００（図９参照）に接続されている。なお、圧力センサ２０４は1チップで２つの圧力検知ポートを有し、インクケーシング２００内の２つのインク室（供給側インク室２１０と回収側インク室２１１）の圧力を検出する。
The upper part of the ink level a in the supply side ink chamber 210 and the upper part of the ink level b in the recovery side ink chamber 211 are air chambers. In order to detect the air pressure above the ink in the supply side ink chamber 210 and the recovery side ink chamber 211, the ink circulation device 3 has a pressure sensor 204. The detection unit of the pressure sensor 204 communicates with the air part of the recovery-side ink chamber 211 through the communication hole 223, communicates with the air part of the supply-side ink chamber 210 through the communication hole 222, and measures the pressures of the two ink chambers. It has become. The pressure sensor 204 outputs the air pressure in the supply side ink chamber 210 and the recovery side ink chamber 211 as an electrical signal, and is connected to a control board 500 (see FIG. 9) described later. The pressure sensor 204 has two pressure detection ports in one chip, and detects the pressures of the two ink chambers (the supply-side ink chamber 210 and the recovery-side ink chamber 211) in the ink casing 200.
インクケーシング２００内のインク粘度を調整するために、インクを加熱するためのヒータ２０７をインクケーシング２００外部に有している。ヒータ２０７はインクケーシング２００に熱伝導性の高い接着剤で貼り付けられている。インクケーシング２００のヒータ２０７近傍にインク温度センサ２８２が取り付けられている。インク温度センサ２８２およびヒータ２０７は後述する制御基板５００に接続され、印刷時に所望のインク粘度になるようにヒータ２０７が制御されている。
In order to adjust the ink viscosity in the ink casing 200, a heater 207 for heating the ink is provided outside the ink casing 200. The heater 207 is attached to the ink casing 200 with an adhesive having high thermal conductivity. An ink temperature sensor 282 is attached in the vicinity of the heater 207 of the ink casing 200. The ink temperature sensor 282 and the heater 207 are connected to a control board 500 to be described later, and the heater 207 is controlled so that a desired ink viscosity is obtained during printing.
以下、各構成について詳細に説明する。
Hereinafter, each configuration will be described in detail.
図５に示すインク供給ポンプ２０２は、インクジェット記録部のインク循環装置３の外壁に取り付けられている。インクカートリッジ１０６からインク循環装置３へインクを送液するチューブ１０７がインク補給口２２１に接続されている。インク補給口２２１は、インク供給ポンプ２０２へインクを流入させるインクの流入口である。インク供給ポンプ２０２は、インク補給口２２１からインク循環装置３内の回収側インク室２１１へインクを供給する。
The ink supply pump 202 shown in FIG. 5 is attached to the outer wall of the ink circulation device 3 of the ink jet recording unit. A tube 107 for feeding ink from the ink cartridge 106 to the ink circulation device 3 is connected to the ink supply port 221. The ink supply port 221 is an ink inflow port through which ink flows into the ink supply pump 202. The ink supply pump 202 supplies ink from the ink supply port 221 to the collection-side ink chamber 211 in the ink circulation device 3.
インク供給ポンプ２０２は圧電ポンプになっている。インク供給ポンプ２０２は、圧電素子と金属板を貼り合わせた圧電振動板がたわむことでポンプ内の容積（ポンプ室２４０）を周期的に変化させてインクを搬送し、２つの逆止弁によってインク搬送方向を一方向にさせている。インク供給ポンプ２０２の一方の逆止弁２４２はインク補給口２２１とポンプ室２４０との間に設けられ、他方の逆止弁２４３はポンプ室２４０とインクの出口２４１との間に設けられている。圧電振動板がたわみポンプ室が拡張すると、逆止弁２４２が開きポンプ室にインクが流入し、逆止弁２４３が閉じる。圧電振動板が逆方向にたわみポンプ室が収縮すると、逆止弁２４２が閉じ逆止弁２４３が開きポンプ室２４０からインクが流出する。これを繰り返してインクを送液する。
The ink supply pump 202 is a piezoelectric pump. The ink supply pump 202 conveys ink by periodically changing the volume (pump chamber 240) in the pump by bending the piezoelectric vibration plate in which the piezoelectric element and the metal plate are bonded, and the ink is supplied by two check valves. The conveyance direction is set to one direction. One check valve 242 of the ink supply pump 202 is provided between the ink supply port 221 and the pump chamber 240, and the other check valve 243 is provided between the pump chamber 240 and the ink outlet 241. . When the piezoelectric diaphragm is deflected and the pump chamber is expanded, the check valve 242 is opened, ink flows into the pump chamber, and the check valve 243 is closed. When the piezoelectric diaphragm is deflected in the reverse direction and the pump chamber contracts, the check valve 242 is closed and the check valve 243 is opened, and ink flows out from the pump chamber 240. This is repeated to feed ink.
回収側インク室２１１へインクを供給するインクカートリッジ１０６は、インク循環装置３より重力方向（Ｃ方向）において相対的に下方に配置されている。カートリッジ１０６を下方に配置することで、カートリッジ１０６内のインクの水頭圧が、回収側インク室２１１の設定圧力より低く保たれる。この構成により、インク供給ポンプ２０２が駆動している時だけ回収側インク室２１１へインクＩを供給するようになっている。
The ink cartridge 106 that supplies ink to the collection-side ink chamber 211 is disposed relatively below the gravity direction (C direction) from the ink circulation device 3. By disposing the cartridge 106 below, the water head pressure of the ink in the cartridge 106 is kept lower than the set pressure of the recovery-side ink chamber 211. With this configuration, the ink I is supplied to the recovery-side ink chamber 211 only when the ink supply pump 202 is driven.
なお、インクカートリッジ１０６が、回収側インク室２１１より高い位置に配置される場合は、インクカートリッジ１０６内のインクの水頭圧が、回収側インク室２１１の設定圧力より高くなる。この場合、インク供給ポンプ２０２の替わりに例えば電磁弁を用いて、弁を開いている時だけインクカートリッジ１０６と回収側インク室２１１の間に水頭差を発生させる。この水頭差を利用してインクを供給することも可能である。
When the ink cartridge 106 is arranged at a position higher than the collection-side ink chamber 211, the water head pressure of the ink in the ink cartridge 106 becomes higher than the set pressure of the collection-side ink chamber 211. In this case, for example, an electromagnetic valve is used instead of the ink supply pump 202 to generate a water head difference between the ink cartridge 106 and the recovery-side ink chamber 211 only when the valve is opened. It is also possible to supply ink using this water head difference.
インク循環ポンプ２０１は、インクを取り込む流入口２９２とインクを送液する送液口２９３を有している。循環ポンプ２０１は、流入口２９２を介して回収側インク室２１１の吸引孔２１２からインクＩを吸引し、送液口２９３を介して排出孔２１３から供給側インク室２１０へインクＩを流入させる。密閉されている供給側インク室２１０はインク量の増加で内圧が高くなり、インクＩはインク供給管２０８を通ってインクジェットヘッド２に流入する。図６中で流入口２９２と送液口２９３は破線で示している。
The ink circulation pump 201 has an inlet 292 that takes in ink and a liquid feeding port 293 that feeds ink. The circulation pump 201 sucks the ink I from the suction hole 212 of the recovery-side ink chamber 211 through the inflow port 292, and flows the ink I into the supply-side ink chamber 210 from the discharge hole 213 through the liquid supply port 293. The supply-side ink chamber 210 that is sealed increases in internal pressure as the amount of ink increases, and the ink I flows into the inkjet head 2 through the ink supply pipe 208. In FIG. 6, the inlet 292 and the liquid feeding port 293 are indicated by broken lines.
インク循環ポンプ２０１は、図６に示すように、回収側インク室２１１を覆う第１プレート３００、供給側インク室２１０を覆う第２プレート３０１の面とは反対側の面に設けられている。後述する制御基板５００はインク循環ポンプ２０１を覆うようにインクジェット記録部４に保持されている。制御基板５００は、インク循環ポンプ２０１、インク供給ポンプ、圧力調整部２０３他を制御するようになっている。
As shown in FIG. 6, the ink circulation pump 201 is provided on a surface opposite to the surface of the first plate 300 that covers the recovery-side ink chamber 211 and the second plate 301 that covers the supply-side ink chamber 210. A control board 500 to be described later is held by the inkjet recording unit 4 so as to cover the ink circulation pump 201. The control board 500 controls the ink circulation pump 201, the ink supply pump, the pressure adjustment unit 203, and the like.
図７はインク循環装置３の内部を正面から見た図である。
FIG. 7 is a view of the inside of the ink circulation device 3 as viewed from the front.
インク循環装置３のインクケーシング２００は、インク供給管２０８を介してインクジェットヘッド２にインクを供給する供給側インク室２１０と、インク戻し管２０９を介してインクジェットヘッド２からインクが戻る回収側インク室２１１を有している。インクケーシング２００はアルミニウムで形成されている。アルミニウムで成形されたインクケーシング２００は供給側インク室２１０となる空室を有し、供給側インク室２１０の空室を形成する枠部に樹脂プレート３００（第１プレート）を接着剤で固定して供給側インク室２１０を形成している。同様に、インクケーシング２００の回収側インク室２１１を形成するように、樹脂プレート３０１（第２プレート）を回収側インク室２１１の枠部に接着剤で固定している。樹脂プレート３００、３０１の材料はポリイミド樹脂である。
The ink casing 200 of the ink circulation device 3 includes a supply-side ink chamber 210 that supplies ink to the inkjet head 2 via an ink supply tube 208 and a recovery-side ink chamber that returns ink from the inkjet head 2 via an ink return tube 209. 211. The ink casing 200 is made of aluminum. The ink casing 200 formed of aluminum has a vacant chamber serving as a supply-side ink chamber 210, and a resin plate 300 (first plate) is fixed to the frame portion forming the vacancy of the supply-side ink chamber 210 with an adhesive. Thus, a supply-side ink chamber 210 is formed. Similarly, the resin plate 301 (second plate) is fixed to the frame portion of the recovery side ink chamber 211 with an adhesive so as to form the recovery side ink chamber 211 of the ink casing 200. The material of the resin plates 300 and 301 is polyimide resin.
なお、インクケーシング２００はインクを変質させない材質であれば、アルミニウム以外の金属や樹脂でも形成可能である。金属材料として、ステンレス、真鍮など、樹脂材料として、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、エポキシ樹脂、ポリカーボネートなどが利用可能である。樹脂プレート３００、３０１のポリイミド樹脂に替えて、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリアミド、アルミニウム、ステンレス、真鍮なども利用可能である。
The ink casing 200 can be made of a metal or resin other than aluminum as long as it does not change the quality of the ink. As the metal material, stainless steel, brass and the like, and as the resin material, ABS (acrylonitrile / butadiene / styrene), epoxy resin, polycarbonate and the like can be used. Instead of the polyimide resin of the resin plates 300 and 301, PET (polyethylene terephthalate), polyamide, aluminum, stainless steel, brass, or the like can be used.
インクケーシング２００内に、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０は共通壁２４５を介して一体的に設けられている。回収側インク室２１１と供給側インク室２１０の並び方向は、インクジェットヘッド２のノズル配列方向（インクジェットヘッド２の長手方向（Ｂ方向））と同じになっている。すなわち、インクジェットヘッド２の上方に設けられた回収側インク室２１１と供給側インク室２１０並び方向はキャリッジ１００の走査方向と略直交する方向に配置されている。
In the ink casing 200, the recovery-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are integrally provided via a common wall 245. The arrangement direction of the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 is the same as the nozzle arrangement direction of the inkjet head 2 (the longitudinal direction (B direction) of the inkjet head 2). That is, the arrangement direction of the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 provided above the inkjet head 2 is arranged in a direction substantially orthogonal to the scanning direction of the carriage 100.
回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向に略直角方向に配置することで、次の利点がある。キャリッジ１００が走査を開始または停止する時、キャリッジ１００が加速または減速する。キャリッジ１００の加減速時に、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０内のインク面（液面ａ、液面ｂ）は振動する。回収側インク室２１１と供給側インク室２１０が走査方向に略直角方向に配置されているので、インク液面ａ、インク液面ｂの振動はほぼ同等に発生する。液面ａと液面ｂの振動の違いが少ないため、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０との中間にあるインクジェットヘッド２のインクメニスカス２９０はあまり変動しない。メニスカス２９０の変動がすくないため、キャリッジ１００の加減速時でもノズル５１からのインク吐出が安定する。
Arranging the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 in a direction substantially perpendicular to the scanning direction of the carriage 100 has the following advantages. When the carriage 100 starts or stops scanning, the carriage 100 accelerates or decelerates. During acceleration / deceleration of the carriage 100, the ink surfaces (the liquid surface a and the liquid surface b) in the recovery-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 vibrate. Since the recovery-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are arranged in a direction substantially perpendicular to the scanning direction, vibrations of the ink liquid surface a and the ink liquid surface b are generated almost equally. Since there is little difference in vibration between the liquid level a and the liquid level b, the ink meniscus 290 of the inkjet head 2 located between the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 does not vary much. Since the meniscus 290 does not fluctuate easily, ink ejection from the nozzles 51 is stable even when the carriage 100 is accelerated or decelerated.
仮に、インクジェットヘッド２の上方で、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向と同じ方向に配置したインクジェット記録装置１を考える。回収側インク室２１１をインクジェットヘッド２の待機位置Ｐより記録媒体Ｓ側に、供給側インク室２１０を記録媒体Ｓとは反対側に配置したとする。インクジェット記録部４が待機位置Ｐから記録媒体Ｓ方向へ加速する時、回収側インク室２１１内のインクはインク循環ポンプ２０１を通して供給側インク室２１０へ流入する。逆にキャリッジ１００が記録媒体Ｓ上を走査し停止するときには、減速する。減速時には供給側インク室２１０からインク循環ポンプ２０１を通して回収側インク室２１１へインクが流入する。回収側インク室２１１、供給側インク室２１０の間でインクが流入流出することで、メニスカス２９０はノズル５１内に引き込まれたり、ノズル５１から押し出されたりする。メニスカス２９０の位置の変化は、インク吐出量を変化させる。したがって、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向に略直角方向に配置する構成が、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向と同じ方向に配置した構成に比べ、インク吐出を安定化させることができる。
Consider the inkjet recording apparatus 1 in which the recovery-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are arranged in the same direction as the scanning direction of the carriage 100 above the inkjet head 2. It is assumed that the collection-side ink chamber 211 is disposed on the recording medium S side from the standby position P of the inkjet head 2 and the supply-side ink chamber 210 is disposed on the opposite side to the recording medium S. When the inkjet recording unit 4 accelerates from the standby position P in the direction of the recording medium S, the ink in the collection-side ink chamber 211 flows into the supply-side ink chamber 210 through the ink circulation pump 201. Conversely, when the carriage 100 scans on the recording medium S and stops, the carriage 100 decelerates. During deceleration, ink flows from the supply-side ink chamber 210 to the recovery-side ink chamber 211 through the ink circulation pump 201. As the ink flows in and out between the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210, the meniscus 290 is drawn into the nozzle 51 or pushed out of the nozzle 51. The change in the position of the meniscus 290 changes the ink discharge amount. Therefore, the configuration in which the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are arranged in a direction substantially perpendicular to the scanning direction of the carriage 100 causes the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 to be in the same direction as the scanning direction of the carriage 100. Ink ejection can be stabilized as compared with the arrangement.
また、インクジェット記録装置１では、インクジェット記録部４（ａ）〜４(ｅ)の５個のインクジェットヘッド記録部４がキャリッジ１００の走査方向に配列されている。回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向に略直角方向に配置することで、回収側インク室２１１と供給側インク室２１０をキャリッジ１００の走査方向と同じ方向に配置したインクジェット記録装置に比べ、インクジェット記録部４のキャリッジ走査方向の幅を狭めることができ、インクジェット記録装置１の小型化を図ることができる。
In the inkjet recording apparatus 1, five inkjet head recording units 4 of the inkjet recording units 4 (a) to 4 (e) are arranged in the scanning direction of the carriage 100. By arranging the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 in a direction substantially perpendicular to the scanning direction of the carriage 100, the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are arranged in the same direction as the scanning direction of the carriage 100. Compared to the ink jet recording apparatus, the width of the ink jet recording unit 4 in the carriage scanning direction can be reduced, and the ink jet recording apparatus 1 can be downsized.
インクケーシング２００は、回収側インク室２１１からインクを吸引する吸引孔２１２と、供給側インク室２１０にインクを送液する排出孔２１３を備えている。回収側インク室２１１と供給側インク室２１０は共通壁２４５を介して隣接している。インク循環ポンプ２０１は隣接している回収側インク室２１１と供給側インク室２１０に跨って設けられ、吸引孔２１２からインクを吸引し、排出孔２１３を通して供給側インク室２１０へインクを送液する。
The ink casing 200 includes a suction hole 212 for sucking ink from the collection-side ink chamber 211 and a discharge hole 213 for feeding ink to the supply-side ink chamber 210. The collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are adjacent to each other via a common wall 245. The ink circulation pump 201 is provided across the adjacent collection-side ink chamber 211 and supply-side ink chamber 210, sucks ink from the suction holes 212, and sends the ink to the supply-side ink chamber 210 through the discharge holes 213. .
インク循環ポンプ２０１は前述したインク供給ポンプ２０２と同様な圧電ポンプになっている。インク循環ポンプ２０１は、圧電素子と金属板を貼り合わせた圧電振動板がたわむことでポンプ内の容積（ポンプ室）を周期的に変化させてインクを送液し、２つの逆止弁によってインク送液方向を一方向にさせている。インク循環ポンプ２０１の一方の逆止弁（Ａ）は吸引孔２１２とポンプ室２４０との間に設けられ、他方の逆止弁（Ｂ）はポンプ室２４０と排出孔２１３との間に設けられている。ポンプ室にインクが流入するときは逆止弁（Ａ）が開き、逆止弁（Ｂ）が閉じる。ポンプ室からインクが流出するときは逆止弁（Ａ）が閉じ、逆止弁（Ｂ）が開く。これを繰り返して回収側インク室から供給側インク室へインクを送液する。
The ink circulation pump 201 is a piezoelectric pump similar to the ink supply pump 202 described above. The ink circulation pump 201 feeds ink by periodically changing the volume (pump chamber) in the pump by bending the piezoelectric vibration plate in which the piezoelectric element and the metal plate are bonded, and the ink is supplied by two check valves. The liquid feeding direction is set to one direction. One check valve (A) of the ink circulation pump 201 is provided between the suction hole 212 and the pump chamber 240, and the other check valve (B) is provided between the pump chamber 240 and the discharge hole 213. ing. When ink flows into the pump chamber, the check valve (A) is opened and the check valve (B) is closed. When ink flows out from the pump chamber, the check valve (A) is closed and the check valve (B) is opened. By repeating this, ink is fed from the recovery side ink chamber to the supply side ink chamber.
上記構成のインク循環ポンプ２０１を動作させると、インクは回収側インク室２１１から吸引孔２１２を通して吸い込まれ、インク循環ポンプ２０１、排出孔２１３を通って供給側インク室２１０に搬送される。密閉されている供給側インク室２１０はインク量の増加で内圧が高くなってインク供給管２０８を通ってインクジェットヘッド２にインクが流入する。
When the ink circulation pump 201 having the above-described configuration is operated, ink is sucked from the recovery-side ink chamber 211 through the suction hole 212 and is transported to the supply-side ink chamber 210 through the ink circulation pump 201 and the discharge hole 213. In the supply-side ink chamber 210 that is sealed, the internal pressure increases as the amount of ink increases, and the ink flows into the inkjet head 2 through the ink supply pipe 208.
供給側インク室２１０は流れているインク中に含まれる気泡を除去する機能を有している。供給側インク室２１０内を流れるインクの流速は、所望の流量を図７中水平方向の断面積で割った値となる。インク中の気泡は浮力によって重力方向と逆向き（Ｄ方向）に上昇する。浮力による気泡の上昇速度が、気泡がインク供給管２０８方向へ流れる下向きの速度より大きい場合、気泡はインク中を上昇する。後述するように、供給側インク室２１０のインク量は液面ａで維持されている。したがって、気泡は供給側インク室２１０の上方にある液面ａより上方の空気層に到達し、除去される。気泡を除去しやくするために、インク供給管２０８方向へ流れるインクの流速が遅くなるような供給側インク室２１０形状になっている。供給側インク室２１０に連通する排出孔２１３より上方（Ｄ方向）の断面積Ｗ１に比べ、排出孔２１３より下方（Ｃ方向）での断面積Ｗ２が大きくなっている。断面積Ｗ１とＷ２の比率は、インク粘度やインク流速を考慮して決定している。
The supply-side ink chamber 210 has a function of removing bubbles contained in the flowing ink. The flow rate of the ink flowing in the supply-side ink chamber 210 is a value obtained by dividing the desired flow rate by the horizontal sectional area in FIG. Bubbles in the ink rise in the direction opposite to the direction of gravity (D direction) due to buoyancy. When the rising speed of the bubbles due to the buoyancy is larger than the downward speed at which the bubbles flow toward the ink supply pipe 208, the bubbles rise in the ink. As will be described later, the ink amount in the supply-side ink chamber 210 is maintained at the liquid level a. Therefore, the bubbles reach the air layer above the liquid level a above the supply-side ink chamber 210 and are removed. In order to make it easier to remove bubbles, the shape of the supply-side ink chamber 210 is such that the flow rate of the ink flowing in the direction of the ink supply pipe 208 becomes slow. Compared to the cross-sectional area W1 above (D direction) the discharge hole 213 communicating with the supply-side ink chamber 210, the cross-sectional area W2 below (C direction) is larger than the discharge hole 213. The ratio of the cross-sectional areas W1 and W2 is determined in consideration of the ink viscosity and the ink flow rate.
回収側インク室２１１もインクジェットヘッド２から流れ込むインク中に含まれる気泡を除去する機能を有している。インクジェットヘッド２のノズル５１から吸い込んだ気泡はインク戻し管２０９から回収側インク室２１１に流れ込む。インクの流れと浮力によって気泡は上方に（Ｄ方向）移動する。インクに吸い込まれた気泡は浮力によってインク戻し管２０９の回収側インク室２１１との接続部より略鉛直上側に向かって進む。上方へ移動した気泡は液面ｂを越えて空気室に取り込まれる。気泡が上昇する進路に対し、吸引孔２１２は水平方向においてずれた位置に配置されている。このため、インク中に吸い込まれた気泡は供給側インク室２１０へ移動する可能性を低くすることができる。さらに、図７に示すようにインク戻し管２０９の回収側インク室２１１との接続部より水平方向にずれた位置に、回収側インク室２１１の一部を仕切る壁部２１６を設けている。壁部２１６は気泡の進路と吸引孔２１２との間を仕切るように設けられているので、インクに吸い込まれた気泡は一層吸引孔２１２へ入り難くなっている。
The collection-side ink chamber 211 also has a function of removing bubbles contained in the ink flowing from the inkjet head 2. Bubbles sucked from the nozzles 51 of the inkjet head 2 flow into the recovery-side ink chamber 211 from the ink return pipe 209. The bubbles move upward (D direction) by the flow of ink and buoyancy. The air bubbles sucked into the ink travel substantially vertically upward from the connection portion of the ink return pipe 209 with the recovery-side ink chamber 211 by buoyancy. The bubbles that have moved upward are taken into the air chamber beyond the liquid level b. The suction hole 212 is disposed at a position shifted in the horizontal direction with respect to the path along which the bubbles rise. For this reason, it is possible to reduce the possibility that bubbles sucked into the ink move to the supply-side ink chamber 210. Further, as shown in FIG. 7, a wall portion 216 for partitioning a part of the recovery side ink chamber 211 is provided at a position shifted in the horizontal direction from the connection portion of the ink return pipe 209 with the recovery side ink chamber 211. Since the wall portion 216 is provided so as to partition the path of the bubble and the suction hole 212, the bubble sucked into the ink is more difficult to enter the suction hole 212.
インクに気泡が含まれていると、インクジェットヘッド２へ気泡を含むインクが流入する。気泡を含むインクがインク圧力室１５０に入ると、インクを吐出させるための圧力が気泡に吸収されてしまう。そのため、インクに圧力が伝達できず、吐出不良が生じてしまう。吐出不良とは、ノズル５１からインクを吐出することができない状態、ノズル５１からインクを吐出しても吐出速度が不足して記録媒体Ｓの所望な位置にインク滴を着弾させることができない状態、などである。回収側インク室２１１、供給側インク室２１０で気泡を除去することで、インクジェットヘッド２内のインク圧力室１５０には気泡を含まないインクが供給され、インク吐出不良を抑制できる。
If the ink contains bubbles, the ink containing the bubbles flows into the inkjet head 2. When ink containing bubbles enters the ink pressure chamber 150, the pressure for ejecting ink is absorbed by the bubbles. For this reason, pressure cannot be transmitted to the ink, resulting in ejection failure. The ejection failure is a state where ink cannot be ejected from the nozzle 51, a state where the ejection speed is insufficient even when ink is ejected from the nozzle 51, and an ink droplet cannot land on a desired position of the recording medium S, Etc. By removing bubbles in the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210, ink that does not contain bubbles is supplied to the ink pressure chamber 150 in the inkjet head 2, and ink ejection defects can be suppressed.
供給側インク室２１０には壁部２１７で区分けされた空気室２１８（第１の気体室）が、排出孔２１３とインク供給管２０８の間に設けられている。インク循環ポンプ２０１から送液口２９３を通して送液されるインクは、排出孔２１３、供給側インク室２１０、インク供給管２０８の第１のインク経路３３０を通ってインクジェットヘッド２へ送液される。壁部２１７はアルミニウム製のインクケーシング２００と一体的に形成されている。壁部２１７の厚さは供給側インク室２１０の容積と空気室２１８の容積を考慮して決めている。壁部２１７はインク供給管２０８の開口部２７０を遮らない程度で、かつ開口部２７０より上方（Ｄ方向）に設けられ、供給側インク室２１０から開口部２７０へインクが流入しやすい構成となっている。
In the supply-side ink chamber 210, an air chamber 218 (first gas chamber) separated by a wall portion 217 is provided between the discharge hole 213 and the ink supply pipe 208. The ink fed from the ink circulation pump 201 through the liquid feeding port 293 is fed to the inkjet head 2 through the discharge hole 213, the supply side ink chamber 210, and the first ink path 330 of the ink supply pipe 208. The wall portion 217 is formed integrally with the aluminum ink casing 200. The thickness of the wall portion 217 is determined in consideration of the volume of the supply side ink chamber 210 and the volume of the air chamber 218. The wall portion 217 is provided so as not to block the opening 270 of the ink supply pipe 208 and above the opening 270 (D direction), so that the ink easily flows into the opening 270 from the supply-side ink chamber 210. ing.
インクはインク循環ポンプ２０１から供給側インク室２１０へ排出孔２１３を通して供給される。排出孔２１３は供給側インク室２１０を区画する壁部２１７より重力方向において上方（Ｄ方向）に設けられている。さらに、壁部２１７は前述のように開口部２７０より上方（Ｄ方向）に設けられているので、壁部２１７より重力方向下部（Ｃ方向）の供給側インク室２１０にはインクが貯留される。言い換えれば、排出孔２１３とインク供給管の開口部２７０との間に空気室２１８の境界面である液面ｃが形成される。空気室２１８と供給側インク室２１０内のインクとの境界面である液面ｃより上方には空気が充填されている。空気室２１８は、後述するインクジェット記録部４に最初にインクを充填するときに、壁部２１７によって区画された領域に空気が残って形成される。空気室２１８はインクの圧力変動を吸収するダンパとして機能する。
Ink is supplied from the ink circulation pump 201 to the supply-side ink chamber 210 through the discharge hole 213. The discharge hole 213 is provided above the wall portion 217 that partitions the supply-side ink chamber 210 in the direction of gravity (D direction). Furthermore, since the wall 217 is provided above the opening 270 (D direction) as described above, ink is stored in the supply-side ink chamber 210 below the wall 217 in the gravity direction (C direction). . In other words, a liquid level c that is a boundary surface of the air chamber 218 is formed between the discharge hole 213 and the opening 270 of the ink supply pipe. Air is filled above the liquid level c, which is a boundary surface between the air chamber 218 and the ink in the supply-side ink chamber 210. The air chamber 218 is formed by leaving air in an area partitioned by the wall portion 217 when the ink jet recording unit 4 described later is initially filled with ink. The air chamber 218 functions as a damper that absorbs ink pressure fluctuations.
空気室２１８はインク循環ポンプ２０１に連通する排出孔２１３とインクジェットヘッド２へインクを供給するインク供給管２０８の開口部２７０との間に概ね設けられる。空気室２１８は初期インク充填時に残った空気で満たされているが、空気以外にインクと反応し難い窒素や希ガスで満たすことも可能である。インク初期充填前にインクジェット記録部４内の空気を窒素や希ガスで置換し、置換後インクをインクジェット記録部４に供給すれば、窒素や希ガスを空気室２１８へ充填することができる。
The air chamber 218 is generally provided between the discharge hole 213 communicating with the ink circulation pump 201 and the opening 270 of the ink supply pipe 208 that supplies ink to the inkjet head 2. The air chamber 218 is filled with air remaining at the time of initial ink filling, but can be filled with nitrogen or a rare gas that does not easily react with ink other than air. If the air in the ink jet recording unit 4 is replaced with nitrogen or a rare gas before the initial ink filling, and the ink after replacement is supplied to the ink jet recording unit 4, the air chamber 218 can be filled with nitrogen or a rare gas.
排出孔２１３から供給側インク室２１０へ流れ出るインクはインク循環ポンプ２０１の圧電振動板の振動周期で排出量が変化し、供給側インク室２１０内のインクに圧力変動が生じる。インク供給管２０８、インク圧力室１５０を通して、この圧力変動がノズル５１内のインクと空気の界面であるメニスカス２９０に伝わる。メニスカス２９０の変動が、インク吐出量を変動させる。インク吐出量が変動すると、記録媒体Ｓ上の各画素の大きさが変化し画像品質が劣化してしまう。排出孔２１３とインク供給管２０８の間にダンパとして機能する空気室２１８が設けてあるので、空気室２１８の空気の体積変化でインク循環ポンプ２０１によるインクの圧力変動を吸収することができる。インクの圧力変動を減少させることで、インクジェットヘッド２のメニスカス２９０の変動を抑制することで、良好な画質が得られる。
The amount of the ink flowing out from the discharge hole 213 to the supply side ink chamber 210 changes with the vibration cycle of the piezoelectric vibration plate of the ink circulation pump 201, and the pressure in the ink in the supply side ink chamber 210 changes. Through the ink supply pipe 208 and the ink pressure chamber 150, this pressure fluctuation is transmitted to the meniscus 290 that is the interface between the ink and air in the nozzle 51. The fluctuation of the meniscus 290 changes the ink discharge amount. When the ink discharge amount varies, the size of each pixel on the recording medium S changes and the image quality deteriorates. Since the air chamber 218 functioning as a damper is provided between the discharge hole 213 and the ink supply pipe 208, the ink pressure fluctuation by the ink circulation pump 201 can be absorbed by the change in the volume of the air in the air chamber 218. By reducing the pressure fluctuation of the ink, the fluctuation of the meniscus 290 of the inkjet head 2 is suppressed, so that a good image quality can be obtained.
回収側インク室２１１にも壁部２１９で区分けされた空気室２２０（第２の気体室）が、吸引孔２１２とインク戻し管２０９の間に設けられている。インクジェットヘッド２のインク排出口１７０、インク戻し管２０９、回収側インク室２１１、吸引孔２１２の順でインクが流れる経路が、第２のインク経路３３２になっている。壁部２１９はインク戻し管２０９と回収側インク室２１１の接続部である開口部２７１の上方（Ｄ方向）を遮らず、また回収側インク室２１１内に空気室２２０を形成するように設けられている。壁部２１９の大きさは回収側インク室２１１の容積と空気室２２０の容積を考慮して決めている。言い換えれば、空気室２２０は吸引孔２１２と開口部２７１との間に設けられ、インクと空気の界面である液面ｄが吸引孔２１２と開口部２７１の間に形成される。
The recovery-side ink chamber 211 is also provided with an air chamber 220 (second gas chamber) separated by a wall portion 219 between the suction hole 212 and the ink return pipe 209. A path through which ink flows in the order of the ink discharge port 170, the ink return pipe 209, the recovery-side ink chamber 211, and the suction hole 212 of the inkjet head 2 is a second ink path 332. The wall portion 219 is provided so as not to block the upper portion (D direction) of the opening portion 271 that is a connection portion between the ink return pipe 209 and the recovery side ink chamber 211 and to form an air chamber 220 in the recovery side ink chamber 211. ing. The size of the wall portion 219 is determined in consideration of the volume of the collection-side ink chamber 211 and the volume of the air chamber 220. In other words, the air chamber 220 is provided between the suction hole 212 and the opening 271, and a liquid level d that is an interface between ink and air is formed between the suction hole 212 and the opening 271.
空気室２２０は開口部２７１を遮らないように設けられているので、仮にインクジェットヘッド２から回収されるインク中に気泡が含まれた場合でも、空気室２２０に貯まる可能性は少ない。そのため空気室２２０内の空気量は概ね一定に保たれる。また、空気室２２０内の空気を窒素や希ガスで置換可能であることは、空気室２１８と同様である。
Since the air chamber 220 is provided so as not to block the opening 271, even if air bubbles are included in the ink collected from the inkjet head 2, there is little possibility of accumulation in the air chamber 220. Therefore, the amount of air in the air chamber 220 is kept substantially constant. Further, the air in the air chamber 220 can be replaced with nitrogen or a rare gas, similarly to the air chamber 218.
回収側インク２１１内のインク界面である液面ｄより上方には空気が充填されている。吸引孔２１２に吸い込まれるインクはインク循環ポンプ２０１の圧電振動板の振動周期でインクの吸引量が変化し、圧力変動が生じる。この圧力変動もインクジェットヘッド２内のノズル５１のメニスカス２９０を変動させる。メニスカス２９０の変動は、インク吐出体積を変動させ、画像品質を劣化させる。吸引孔２１２とインク戻し管２０９の間に空気室２２０が設けてあるので、空気室２２０の空気が体積変化し圧力変動を吸収する。そのため、インクジェットヘッド２のメニスカス２９０が変動せず、インク吐出量を均一にすることができる。結果、良好な画質が得られる。
Air is filled above the liquid level d, which is the ink interface in the collection-side ink 211. The ink sucked into the suction hole 212 changes in the amount of ink sucked with the vibration cycle of the piezoelectric diaphragm of the ink circulation pump 201, and the pressure fluctuates. This pressure fluctuation also causes the meniscus 290 of the nozzle 51 in the inkjet head 2 to fluctuate. The fluctuation of the meniscus 290 fluctuates the ink discharge volume and degrades the image quality. Since the air chamber 220 is provided between the suction hole 212 and the ink return pipe 209, the air in the air chamber 220 changes in volume and absorbs pressure fluctuations. Therefore, the meniscus 290 of the inkjet head 2 does not fluctuate, and the ink discharge amount can be made uniform. As a result, good image quality can be obtained.
圧力調整部２０３を説明する。インクジェットヘッド２のインクが吐出するノズル５１にはメニスカス２９０が形成される。ノズル５１からインクが吐出する場合、インクと空気の界面であるメニスカス２９０を破って、インク滴となり吐出する。メニスカス２９０にかかる圧力が空気圧より高ければ（陽圧）、インクはノズル５１から漏れ出る。メニスカス２９０にかかる圧力が空気圧より低ければ（負圧）、インクはメニスカス２９０を維持しノズル５１内に留まっている。そのため、インク吐出をしない場合、インク圧力室１５０内のインクの圧力は−０．５〜−４．０ｋＰａに調整され、メニスカス２９０を維持している。ノズル５１はインクが重力方向下向きに吐出するように配置されているので、この範囲より大きい（陽圧側）場合、わずかな振動などでインクがノズルから漏れ出してしまう。また、より小さい（負圧側）場合、ノズルから空気を吸引してしまい、吐出不良が発生する。当然であるが、通常インク圧力室１５０内は負圧に保たれていて、アクチュエータ５４を動作させるとインク圧力室内のインクは陽圧になり、ノズル５１からインクが吐出する。
The pressure adjustment unit 203 will be described. A meniscus 290 is formed in the nozzle 51 from which the ink of the inkjet head 2 is discharged. When ink is ejected from the nozzle 51, the meniscus 290, which is the interface between the ink and air, is broken and ejected as ink droplets. If the pressure applied to the meniscus 290 is higher than the air pressure (positive pressure), the ink leaks from the nozzle 51. If the pressure applied to the meniscus 290 is lower than the air pressure (negative pressure), the ink maintains the meniscus 290 and remains in the nozzle 51. Therefore, when ink is not discharged, the ink pressure in the ink pressure chamber 150 is adjusted to −0.5 to −4.0 kPa, and the meniscus 290 is maintained. Since the nozzle 51 is arranged so that the ink is ejected downward in the direction of gravity, if it is larger than this range (positive pressure side), the ink leaks from the nozzle due to slight vibration or the like. On the other hand, if it is smaller (negative pressure side), air is sucked from the nozzle, resulting in ejection failure. Of course, the inside of the ink pressure chamber 150 is normally kept at a negative pressure, and when the actuator 54 is operated, the ink in the ink pressure chamber becomes a positive pressure, and the ink is ejected from the nozzle 51.
圧力調整部２０３はインクジェットヘッド２のメニスカス２９０の圧力を上記範囲に維持するためものである。図８（ａ）を用いて、圧力調整部２０３の各要素を説明する。
The pressure adjusting unit 203 is for maintaining the pressure of the meniscus 290 of the inkjet head 2 in the above range. Each element of the pressure adjustment unit 203 will be described with reference to FIG.
圧力調整部２０３は、圧力調整室２６１と圧力調整室２６２を有している。
The pressure adjustment unit 203 includes a pressure adjustment chamber 261 and a pressure adjustment chamber 262.
圧力調整室２６１は、供給側インク室２１０と連通しているシリンダ２５０と、シリンダ２５０内部に収納されたピストン２５２と、ピストン２５２を上下（Ｈ方向）に移動させシリンダ２５０の容積を変化させるパルスモータ２５４で構成されている。シリンダ２５０は供給側インク室２１０と連通する連通管路２５６を有している。連通管路２５６の内部には、ばねと、ばねの付勢によりシリンダ２５０と供給側インク室２１０を連通させる連通孔を閉じ、ピストン２５２で付勢されると開く開閉部材２５７が取り付けられている。
The pressure adjustment chamber 261 includes a cylinder 250 communicating with the supply-side ink chamber 210, a piston 252 housed in the cylinder 250, and a pulse that moves the piston 252 up and down (H direction) to change the volume of the cylinder 250. The motor 254 is configured. The cylinder 250 has a communication conduit 256 that communicates with the supply-side ink chamber 210. Inside the communication pipe 256, a spring and an opening / closing member 257 that closes a communication hole that connects the cylinder 250 and the supply-side ink chamber 210 by urging of the spring and opens when urged by the piston 252 are attached. .
圧力調整室２６２は、回収側インク室２１１と連通しているシリンダ２５１と、シリンダ２５１内部に収納されたピストン２５３と、ピストン２５３を上下（Ｈ方向）に移動させシリンダ２５１の容積を変化させるパルスモータ２５５で構成されている。シリンダ２５１は、回収側インク室２１１と連通する連通管路２５８と、シリンダ２５１内を大気に連通させる連通管路２５９を有している。連通管路２５９の内部に、ばねと、ばねの付勢により大気との連通孔を閉じ、ピストン２５３で付勢されると開く開閉部材２６３が取り付けられている。また、圧力調整室２６２は、ピストン２５３がシリンダ２５１の下限にある場合、回収側インク室２１１とシリンダ２５１の連通経路２５８の上端をピストン２５３が塞ぐように構成されている。
The pressure adjustment chamber 262 includes a cylinder 251 communicating with the recovery-side ink chamber 211, a piston 253 housed inside the cylinder 251, and a pulse for moving the piston 253 up and down (H direction) to change the volume of the cylinder 251. The motor 255 is configured. The cylinder 251 has a communication conduit 258 that communicates with the recovery-side ink chamber 211 and a communication conduit 259 that communicates the inside of the cylinder 251 with the atmosphere. Inside the communication pipe 259, a spring and an opening / closing member 263 that closes the communication hole with the atmosphere by urging the spring and opens when urged by the piston 253 are attached. Further, the pressure adjustment chamber 262 is configured such that the piston 253 closes the upper end of the communication path 258 between the recovery-side ink chamber 211 and the cylinder 251 when the piston 253 is at the lower limit of the cylinder 251.
さらに、圧力調整室２６１のシリンダ２５０と圧力調整室２６２のシリンダ２５１の間には両者を常時連通させる連通経路２６０を備えている。圧力調整室２６１のシリンダ２５０内のピストン２５２と、圧力調整室２６２のシリンダ２５１内のピストン２５３をそれぞれ上下移動（Ｈ方向）させて、シリンダ２５０、２５１の空気の容積を変化させることと、大気との連通または閉塞を制御することで、インクケーシング２００内部の圧力を調整している。
Further, a communication path 260 is provided between the cylinder 250 of the pressure adjustment chamber 261 and the cylinder 251 of the pressure adjustment chamber 262 so that they are always in communication. The piston 252 in the cylinder 250 of the pressure adjustment chamber 261 and the piston 253 in the cylinder 251 of the pressure adjustment chamber 262 are respectively moved up and down (in the H direction) to change the volume of air in the cylinders 250 and 251, The pressure inside the ink casing 200 is adjusted by controlling the communication or blockage with the ink casing 200.
前述の圧力調整部２０３の構成をもとに、ピストンの移動範囲と位置について説明する。
The movement range and position of the piston will be described based on the configuration of the pressure adjusting unit 203 described above.
電源が投入されると、両方のピストン２５２、２５３が上方に向かって所定時間移動する。電源投入前にピストン２５２、２５３がシリンダ２５０、２５２内のどのような位置で終了したかによって、電源が投入された時点でのピストン２５２、２５３の位置は変化する。そのため、電源投入時にシリンダ２５０、２５１内でのピストン２５２，２５３の位置は不定である。ピストン２５２、２５３位置が不定なので、一旦ピストン２５２、２５３をシリンダ２５０、２５１の最上部２６５、２６６（天井）に移動させる。ピストンを移動させる時間は、ピストン２５２、２５３がシリンダ２５０、２５１内の最も下方の位置から、天井２６５、２６６に衝突するまでに要する時間（初期移動時間）になっている。ピストン２５２、２５３が上方に移動している初期移動時間中に天井２６５、２６６に衝突した場合には、パルスモータ２５４、２５５が脱調して止まる条件で駆動している。
When the power is turned on, both pistons 252 and 253 move upward for a predetermined time. The positions of the pistons 252 and 253 at the time when the power is turned on vary depending on the positions in the cylinders 250 and 252 where the pistons 252 and 253 are finished before the power is turned on. Therefore, the positions of the pistons 252 and 253 in the cylinders 250 and 251 are indefinite when the power is turned on. Since the positions of the pistons 252 and 253 are indefinite, the pistons 252 and 253 are once moved to the uppermost portions 265 and 266 (ceiling) of the cylinders 250 and 251. The time for moving the piston is the time required for the pistons 252 and 253 to collide with the ceilings 265 and 266 from the lowest position in the cylinders 250 and 251 (initial movement time). When the pistons 252 and 253 collide with the ceilings 265 and 266 during the initial movement time during which the pistons 252 and 253 are moving upward, the pulse motors 254 and 255 are driven so as to step out and stop.
次に、天井２６５、２６６に衝突した位置から、所定の位置までピストン２５２、２５３を下方に移動させ、その位置をホーム位置として記憶する。今後ピストン２５２，２５３が移動した場合には、移動したパルス数をカウントして上下方向の位置を認識する。
Next, the pistons 252 and 253 are moved downward from the positions colliding with the ceilings 265 and 266 to a predetermined position, and the positions are stored as home positions. When the pistons 252 and 253 move in the future, the number of pulses moved is counted to recognize the vertical position.
更に、圧力調整室２６２のピストン２５３は、前述したホーム位置を基準として、上向き方向にはシリンダ２５１の天井２６６に到達しない（１）上限位置と、下向き方向には開閉部材２６３を開ける（２）大気解放位置と、回収側インク室２１１との連通孔を閉じる（３）下限位置が設定されており、所定のパルス数とパルスモータの回転方向を指示することで（１）、（２）、（３）の位置に移動できる。
Further, the piston 253 of the pressure adjusting chamber 262 does not reach the ceiling 266 of the cylinder 251 in the upward direction on the basis of the above-described home position (1) and opens the opening / closing member 263 in the downward direction (2). (3) The lower limit position is set to close the communication hole between the atmospheric release position and the collection-side ink chamber 211. By instructing a predetermined number of pulses and the rotation direction of the pulse motor (1), (2), It can move to the position of (3).
次に、圧力調整室２６１のピストン２５２は、前述したホーム位置を基準として、上向き方向にはシリンダ２５０の天井２６５に到達しない（４）上限位置と、下向き方向には開閉部材２５７を開け供給側インク室２１０と連通する（５）連通位置が設定されており、所定のパルス数とパルスモータの回転方向を指示することで（４）、（５）の位置に移動できる。
Next, the piston 252 of the pressure adjusting chamber 261 does not reach the ceiling 265 of the cylinder 250 in the upward direction on the basis of the above-described home position. (4) Opening the opening / closing member 257 in the upper limit position and the downward direction. (5) A communication position communicating with the ink chamber 210 is set, and the position can be moved to the positions (4) and (5) by instructing a predetermined number of pulses and the rotation direction of the pulse motor.
図８（ａ）のピストン２５２，２５３の位置における圧力調整部の機能について説明する。圧力調整室２６２のピストン２５３が（２）大気解放位置で、圧力調整室２６１のピストン２５２は（５）連通位置である。この状態では、図中の破線矢印の経路で連通しているので、供給側インク室２１０、回収側インク室２１１の両方が大気解放状態で、内部の圧力は大気圧となる。この状態は、例えばインクジェット装置の使用開始時に空のインクケーシング２００にインクカートリッジ１０６からインクを初期充填する場合に用いる。
The function of the pressure adjusting unit at the positions of the pistons 252 and 253 in FIG. The piston 253 of the pressure adjustment chamber 262 is (2) the atmospheric release position, and the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 is (5) the communication position. In this state, since communication is made through a path indicated by a broken-line arrow in the drawing, both the supply-side ink chamber 210 and the recovery-side ink chamber 211 are in an atmospheric release state, and the internal pressure becomes atmospheric pressure. This state is used, for example, when the empty ink casing 200 is initially filled with ink from the ink cartridge 106 at the start of use of the inkjet apparatus.
図８（ｂ）のピストン２５２，２５３の位置における圧力調整部の機能について説明する。圧力調整室２６２のピストン２５３を大気と連通しない位置、例えばホーム位置にする。これで、回収側インク室２１１と圧力調整室２６１が図中の破線矢印の経路で連通し、かつ、密閉した状態となっている。この状態で、圧力調整室２６１のピストン２５２を矢印Ｈ方向上下することで、回収側インク室２１１内部の圧力を調整する。ピストン２５２を上向き方向に（４）の上限位置までの範囲で移動させるとシリンダ２５０の空気の容積が増加して回収側インク室２１１内の圧力は減少する。逆に、圧力調整室２６１のピストン２５２を下向き方向に（５）の連通位置まで到達しない範囲で移動させるとシリンダ２５０の容積が減少して回収側インク室２１１の圧力は増加する。
The function of the pressure adjusting unit at the positions of the pistons 252 and 253 in FIG. 8B will be described. The piston 253 of the pressure adjusting chamber 262 is set to a position not communicating with the atmosphere, for example, a home position. As a result, the recovery-side ink chamber 211 and the pressure adjustment chamber 261 are in communication with each other through a broken-line arrow path in the drawing and are in a sealed state. In this state, the pressure inside the recovery-side ink chamber 211 is adjusted by moving the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 up and down in the direction of arrow H. When the piston 252 is moved upward in the range up to the upper limit position (4), the volume of air in the cylinder 250 increases and the pressure in the recovery-side ink chamber 211 decreases. On the contrary, if the piston 252 of the pressure adjusting chamber 261 is moved in the downward direction within the range not reaching the communication position (5), the volume of the cylinder 250 is decreased and the pressure of the recovery-side ink chamber 211 is increased.
圧力センサ２０４は供給側インク室２１０、回収側インク室２１１それぞれの圧力を検知している。また、供給側インク室２１０、回収側インク室２１１それぞれからインクジェットヘッド２のノズル５１までのインク経路の長さはほぼ同じになるように設計している。インク経路長が同じなので、供給側インク室２１０の圧力と回収側インク室２１１の圧力の平均値にノズル面と両インク室のインク面の水頭差による圧力を加えたものがノズル５１の圧力となる。ノズル５１の圧力が所定の圧力になるように回収側インク室２１１と連通した、圧力調整室２６１のピストン２５２を上下に移動させることで良好なインクの吐出が維持できる。
The pressure sensor 204 detects the pressure in each of the supply side ink chamber 210 and the recovery side ink chamber 211. The lengths of the ink paths from the supply-side ink chamber 210 and the recovery-side ink chamber 211 to the nozzles 51 of the inkjet head 2 are designed to be substantially the same. Since the ink path length is the same, the pressure of the nozzle 51 is obtained by adding the pressure due to the water head difference between the nozzle surface and the ink surface of both ink chambers to the average value of the pressure of the supply side ink chamber 210 and the pressure of the recovery side ink chamber 211. Become. Good ink ejection can be maintained by moving the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 communicated with the recovery-side ink chamber 211 up and down so that the pressure of the nozzle 51 becomes a predetermined pressure.
図８（ｃ）のピストン２５２，２５３の位置における圧力調整部の機能について説明する。回収側インク室２１１の負圧を一定に維持するために、圧力調整室２６１、２６２のピストン２５２、２５３を動作させている。圧力を調整するためにピストン２５２が上下方向に移動できる範囲は、ピストン２５２が上昇する場合は天井２６５に衝突する位置とピストン２５２が下降する場合は開閉部材２５７に接触する位置の間になる。上下方向に移動できる範囲内でピストン２５２を移動させて可変できる圧力以上に、回収側インク室２１１内で圧力変化を必要とする場合が発生する。また、圧力調整を開始する前のピストン２５２の位置によっては、ピストン２５２が移動できる範囲内で上下移動してシリンダ２５２内の圧力を変化させただけでは、回収側インク室２１１の圧力を調整できない場合もある。
The function of the pressure adjusting unit at the positions of the pistons 252 and 253 in FIG. In order to maintain the negative pressure in the collection-side ink chamber 211 constant, the pistons 252 and 253 of the pressure adjustment chambers 261 and 262 are operated. The range in which the piston 252 can move in the vertical direction in order to adjust the pressure is between a position where it collides with the ceiling 265 when the piston 252 is raised and a position where it contacts the opening / closing member 257 when the piston 252 is lowered. There may be a case where a pressure change is required in the recovery-side ink chamber 211 beyond the pressure that can be varied by moving the piston 252 within a range in which the piston 252 can move in the vertical direction. Further, depending on the position of the piston 252 before starting the pressure adjustment, the pressure in the recovery-side ink chamber 211 cannot be adjusted only by moving up and down within the range in which the piston 252 can move and changing the pressure in the cylinder 252. In some cases.
この場合には、圧力調整室２６２のピストン２５３を（３）下限位置に移動させ、回収側インク室２１１を密閉し、開閉部材２６３を開いて圧力調整室２６１を大気圧にする。その後、圧力調整室２６１のピストン２５２を天井２６５まで上昇させる。ピストン２５２を天井２６５まで上昇させている間、圧力調整室２６１のシリンダ２５０は図中破線矢印の経路で大気に連通し、開閉部材２５７が閉じているので供給側インク室２１０は密閉状態を維持し、ピストン２５３が下降しているので回収側インク室２１１も密閉状態になる。そのため、ピストン２５２が移動しても回収側インク室２１１、供給側インク室２１０の圧力には影響しない。次に圧力調整室２６２のピストン２５３を上昇させ、開閉部材２６３を閉じる。その後、圧力調整室２６１のピストン２５２を下降させると回収側インク室の圧力を高めることができる。これを繰り返すと、可動範囲が限定されているピストン２５２を用いても、回収側インク室２１１の圧力を十分高めることができる。逆に、回収側インク室２１１の負圧の絶対値を大きくすることも可能である。
In this case, the piston 253 of the pressure adjustment chamber 262 is moved to (3) the lower limit position, the recovery-side ink chamber 211 is sealed, the opening / closing member 263 is opened, and the pressure adjustment chamber 261 is brought to atmospheric pressure. Thereafter, the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 is raised to the ceiling 265. While the piston 252 is raised to the ceiling 265, the cylinder 250 of the pressure adjusting chamber 261 communicates with the atmosphere through a path indicated by a broken line arrow in the drawing, and the open / close member 257 is closed. Since the piston 253 is lowered, the collection-side ink chamber 211 is also sealed. Therefore, even if the piston 252 moves, it does not affect the pressures in the recovery-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210. Next, the piston 253 of the pressure adjusting chamber 262 is raised, and the opening / closing member 263 is closed. Thereafter, when the piston 252 of the pressure adjusting chamber 261 is lowered, the pressure in the recovery-side ink chamber can be increased. If this is repeated, the pressure in the recovery-side ink chamber 211 can be sufficiently increased even when the piston 252 having a limited movable range is used. Conversely, the absolute value of the negative pressure in the collection-side ink chamber 211 can be increased.
この後、圧力調整室２６２のピストン２５３をホーム位置に移動させ、図８（ｂ）の回収側インク室２１１を密閉状態にし、圧力調整室２６１のピストン２５２を調整する方向に移動させて所定の圧力を得る。
Thereafter, the piston 253 of the pressure adjustment chamber 262 is moved to the home position, the recovery-side ink chamber 211 in FIG. 8B is sealed, and the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 is moved in the adjusting direction to move to a predetermined position. Get pressure.
インク量検知センサ２０５は、インクケーシング２００の側面に設けられた圧電素子を用いた振動発振器２０５Ｃと、供給側インク室２１０の樹脂プレート３００に貼り付けられた圧電素子を用いた振動受信器２０５Ａと、回収側インク室２１１の樹脂プレート３０１に貼り付けられた圧電素子を用いた振動受信器２０５Ｂで構成されている。振動発振器２０５Ｃで発振された振動はインクケーシング２００内にインクがある場合、インクを介して振動受信器２０５Ａ、２０５Ｂに伝搬する。振動受信器２０５Ａ、２０５Ｂはインクの振動で圧電素子が変形する。圧電素子が変形すると、その変形は電圧として検知できる。インクケーシング２００内にインクがない場合、あるいは少ない場合は伝搬する振動が弱くなり、圧電素子に発生する電圧が低くなる。この電圧レベルで、供給側インク室２１０と、回収側インク室２１１のインク量を検知している。
The ink amount detection sensor 205 includes a vibration oscillator 205C using a piezoelectric element provided on the side surface of the ink casing 200, and a vibration receiver 205A using a piezoelectric element attached to the resin plate 300 of the supply side ink chamber 210. The vibration receiver 205B uses a piezoelectric element attached to the resin plate 301 of the recovery-side ink chamber 211. When there is ink in the ink casing 200, the vibration oscillated by the vibration oscillator 205C propagates to the vibration receivers 205A and 205B via the ink. In the vibration receivers 205A and 205B, the piezoelectric element is deformed by the vibration of the ink. When the piezoelectric element is deformed, the deformation can be detected as a voltage. When there is no ink in the ink casing 200 or when there is little ink, the propagating vibration becomes weak and the voltage generated in the piezoelectric element becomes low. At this voltage level, the ink amounts in the supply side ink chamber 210 and the recovery side ink chamber 211 are detected.
ＳＵＳ製の発熱線を樹脂フィルムで挟んだ構成のヒータ２０７がインクケーシング２００の側面に貼り付けてある。ヒータ２０７の熱をインクに効率よく伝導するために、ヒータ２０７はインクケーシング２００のアルミニウムの部分に貼り付けている。ヒータ２０７の外側は外部に熱を逃がさないように断熱カバーで覆われている。インクジェットヘッド２へ供給するインク温度を検出するために、サーミスタをヘッド内温度センサ（上流）２８０としてインク分配通路６２に取り付けている。また、インクジェットヘッド２から排出されるインク温度を検出するために、サーミスタをヘッド内温度センサ（下流）２８１としてインク環流通路６３に取り付けている。インクジェットヘッド２のアクチュエータ５４としてＰＺＴを用い場合、インク吐出動作を繰り返すとアクチュエータ５４が発熱する。発熱したアクチュエータ５４がインク圧力室１５０を通過するインクを加熱するので、インク分配通路６２とインク環流通路６３の両方で温度を計測し、その平均値をインク温度としている。インクの粘度は温度に依存して変化する。インクの粘度が変化するとインクの吐出体積や吐出速度が変化し、画像濃度や画像品質に影響する。画像濃度や画像品質を一定にするために、インク温度をヒータ２０７により調整して、所望の温度範囲内で印刷動作を実施するようになっている。ヒータ２０７表面にもサーミスタ２８２（ヒータ温度センサ）を取り付け、設定した上限温度になると装置を破損させるように加熱を中断するようになっている。
A heater 207 having a structure in which a SUS heating wire is sandwiched between resin films is attached to the side surface of the ink casing 200. In order to efficiently conduct the heat of the heater 207 to the ink, the heater 207 is attached to the aluminum portion of the ink casing 200. The outside of the heater 207 is covered with a heat insulating cover so as not to allow heat to escape to the outside. In order to detect the temperature of ink supplied to the inkjet head 2, a thermistor is attached to the ink distribution passage 62 as a head temperature sensor (upstream) 280. In order to detect the temperature of ink discharged from the inkjet head 2, a thermistor is attached to the ink circulation path 63 as a head internal temperature sensor (downstream) 281. When PZT is used as the actuator 54 of the inkjet head 2, the actuator 54 generates heat when the ink ejection operation is repeated. Since the heated actuator 54 heats the ink passing through the ink pressure chamber 150, the temperature is measured in both the ink distribution passage 62 and the ink circulation passage 63, and the average value is used as the ink temperature. The viscosity of the ink varies depending on the temperature. When the ink viscosity changes, the ink discharge volume and discharge speed change, which affects the image density and image quality. In order to make the image density and image quality constant, the ink temperature is adjusted by the heater 207 and the printing operation is performed within a desired temperature range. A thermistor 282 (heater temperature sensor) is also attached to the surface of the heater 207, and heating is interrupted so as to damage the apparatus when the set upper limit temperature is reached.
図９はインクジェット記録装置１の動作を制御する制御基板５００のブロック図である。制御基板５００には、電源５５０と、インクジェット記録装置１の状況を表示する表示装置５６０、入力装置としてキーボード５７０が接続されている。制御基板５００は、動作を制御するマイコン５１０と、プログラムを格納するメモリ５２０と、圧力センサ２０４やヒータ温度センサ２８０，２８１，２８２の出力電圧を取り込むＡＤ変換部５３０からなる。さらに、制御基板５００は駆動回路５４０を有し、インクジェット記録部４、インクジェット記録部４を記録媒体Ｓに対して相対移動させるキャリッジモータ１０２、圧力調整用モータ２５４、２５５、スライドレール１０５、ポンプ１０４、２０１、２０２、ヒータ２０７などを動作させている。
FIG. 9 is a block diagram of a control board 500 that controls the operation of the inkjet recording apparatus 1. Connected to the control board 500 are a power source 550, a display device 560 for displaying the status of the ink jet recording apparatus 1, and a keyboard 570 as an input device. The control board 500 includes a microcomputer 510 that controls the operation, a memory 520 that stores a program, and an AD conversion unit 530 that captures output voltages of the pressure sensor 204 and the heater temperature sensors 280, 281, and 282. Further, the control board 500 includes a drive circuit 540, and the inkjet recording unit 4, the carriage motor 102 that moves the inkjet recording unit 4 relative to the recording medium S, the pressure adjustment motors 254 and 255, the slide rail 105, and the pump 104. 201, 202, heater 207, and the like are operated.
インクジェット記録装置１を最初に印刷動作させる場合には、インクカートリッジ１０６からインク循環装置３とインクジェットヘッド２にインクを充填する必要がある。すなわち、インクカートリッジ１０６（ａ）からインクジェット記録部４（ａ）のインク循環装置３とインクジェットヘッド２にシアンインクを充填する。同様に、インクカートリッジ１０６（ｂ）〜（ｅ）からインクジェット記録部４（ｂ）〜４（ｅ）それぞれにマゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ホワイトインクを充填する。制御部のキーボードから初期充填動作が指示されると、以下の順で動作する。
When the ink jet recording apparatus 1 is first printed, it is necessary to fill the ink circulation device 3 and the ink jet head 2 with ink from the ink cartridge 106. That is, cyan ink is filled from the ink cartridge 106 (a) to the ink circulation device 3 and the inkjet head 2 of the inkjet recording unit 4 (a). Similarly, magenta ink, yellow ink, black ink, and white ink are filled from the ink cartridges 106 (b) to (e) to the inkjet recording units 4 (b) to 4 (e), respectively. When an initial filling operation is instructed from the keyboard of the control unit, the operation is performed in the following order.
インクジェット記録部４を待機位置に戻し、メンテナンスユニット３１０を上昇させてノズルプレート５２を覆う。圧力調整部２０３は図８（ａ）の状態にする。インク供給ポンプ２０２を駆動させ、チューブ１０７内の空気とともにインクカートリッジ１０６からインクケーシング２００の回収側インク室２１１にインクを送液するが、インクジェットヘッド２の内部の流路抵抗が大きいので、インクジェットヘッド２、および、供給側インク室２１０へは、短時間ではインクは流れ込まない。回収側インク室２１１のインク量センサ２０５Ｂが吸引孔２１２までインクが流入したことを検知すると、圧力調整部２０３がインクケーシング２００内の圧力の調整を開始し、同時にインク循環ポンプ２０１が所定時間駆動する。インクは回収側インク室２１１からインク循環ポンプ２０１を経て供給側インク室２１０に送液される。圧電センサ２０５Ａ、２０５Ｂによる回収側インク室２１１と供給側インク室２１２の液量検出結果が、それぞれ循環ポンプ２０１の吸引孔２１２と排出孔２１３に到達していればインクの充填は終了である。回収側インク室２１１のインク量が未達の場合は、インク供給ポンプ２０２を駆動させ、インクカートリッジ１０６からインクケーシング２００の回収側インク室２１１にインクを送液する。インク量センサ２０５Ｂが吸引孔２１２までインクが流入したことを検知すると、圧力調整部２０３がインクケーシング２００内の圧力の調整を開始し、同時にインク循環ポンプ２０１が所定時間駆動する。インクは回収側インク室２１１からインク循環ポンプ２０１を経て供給側インク室２１０に送液される。圧電センサ２０５Ａ、２０５Ｂによる回収側インク室２１１と供給側インク室２１２の液量検出結果が、それぞれ循環ポンプ２０１の吸引孔２１２と排出孔２１３に到達していればインクの充填は終了である。この動作を繰り返すことで、回収側インク室２１１、供給側インク室２１０のインク量を適正になり、初期充填動作が完了する。なお、圧力調整部２０３が動作し、インクケーシング２００は密閉状態なので、電源が切れてもノズル５１のメニスカスの圧力は負圧に維持され、インクが漏れることはない。
The inkjet recording unit 4 is returned to the standby position, and the maintenance unit 310 is raised to cover the nozzle plate 52. The pressure adjusting unit 203 is in the state shown in FIG. The ink supply pump 202 is driven to feed ink from the ink cartridge 106 to the collection-side ink chamber 211 of the ink casing 200 together with the air in the tube 107. However, since the flow path resistance inside the inkjet head 2 is large, the inkjet head 2 and ink does not flow into the supply-side ink chamber 210 in a short time. When the ink amount sensor 205B in the collection-side ink chamber 211 detects that the ink has flowed into the suction hole 212, the pressure adjusting unit 203 starts adjusting the pressure in the ink casing 200, and at the same time, the ink circulation pump 201 is driven for a predetermined time. To do. The ink is sent from the recovery side ink chamber 211 to the supply side ink chamber 210 via the ink circulation pump 201. When the liquid amount detection results of the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 212 by the piezoelectric sensors 205A and 205B reach the suction hole 212 and the discharge hole 213 of the circulation pump 201, the ink filling is completed. When the amount of ink in the collection-side ink chamber 211 has not reached, the ink supply pump 202 is driven to feed ink from the ink cartridge 106 to the collection-side ink chamber 211 of the ink casing 200. When the ink amount sensor 205B detects that the ink has flowed into the suction hole 212, the pressure adjusting unit 203 starts adjusting the pressure in the ink casing 200, and at the same time, the ink circulation pump 201 is driven for a predetermined time. The ink is sent from the recovery side ink chamber 211 to the supply side ink chamber 210 via the ink circulation pump 201. When the liquid amount detection results of the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 212 by the piezoelectric sensors 205A and 205B reach the suction hole 212 and the discharge hole 213 of the circulation pump 201, the ink filling is completed. By repeating this operation, the ink amounts in the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are made appropriate, and the initial filling operation is completed. Since the pressure adjusting unit 203 operates and the ink casing 200 is in a sealed state, the meniscus pressure of the nozzle 51 is maintained at a negative pressure even when the power is turned off, and ink does not leak.
圧力センサ２０４は、圧力を電圧として出力する。圧力センサ２０４を長期間使用する、または環境（温度）条件が変化すると、圧力と出力電圧に差異が発生する。そこで、大気圧の出力電圧値を保存しておき、圧力検知時の出力電圧値との差分で圧力（ゲージ圧）を求めることで、圧力を正確に検知することができる。大気圧の出力電圧を保存するタイミングになると、圧力調整室２６１，２６２を大気に連通させる。回収側インク室２１１の圧力は大気圧になるので、その時の出力電圧値を制御部のメモリに格納する。インクケーシング２００内の圧力が大気圧になると、インクジェットヘッド２のノズル５１のメニスカスは正圧になりインクがノズル５１から漏れる可能性が有る。しかし、大気圧にする動作は短時間で終了するので、大気圧の出力電圧値を保存後、回収側インク室２１１を所定の圧力に調整すれば、ノズル５１からインクが漏れ出ることはない。大気圧の出力電圧値をメモリに格納するタイミングは、装置の電源を入れた時に行っている。
The pressure sensor 204 outputs the pressure as a voltage. When the pressure sensor 204 is used for a long time or the environmental (temperature) condition changes, a difference occurs between the pressure and the output voltage. Therefore, the pressure can be accurately detected by storing the output voltage value of the atmospheric pressure and obtaining the pressure (gauge pressure) from the difference from the output voltage value at the time of pressure detection. When it is time to store the output voltage of atmospheric pressure, the pressure adjustment chambers 261 and 262 are communicated with the atmosphere. Since the pressure in the recovery-side ink chamber 211 is atmospheric pressure, the output voltage value at that time is stored in the memory of the control unit. When the pressure in the ink casing 200 becomes atmospheric pressure, the meniscus of the nozzle 51 of the inkjet head 2 becomes positive pressure, and ink may leak from the nozzle 51. However, since the operation of setting the atmospheric pressure is completed in a short time, if the recovery-side ink chamber 211 is adjusted to a predetermined pressure after storing the output voltage value of the atmospheric pressure, the ink does not leak out from the nozzles 51. The timing for storing the output voltage value of the atmospheric pressure in the memory is performed when the apparatus is turned on.
大気圧の出力電圧値をメモリに保存する他のタイミングとして、装置が内蔵しているタイマーで一定時間ごとに行うこともできる。一定時間ごとに出力電圧値をメモリに保存する場合、インクジェットヘッド記録部４で印刷している間にそのタイミングが発生すると、印刷動作を停止することになる。印刷動作を停止させないために、タイマーで一定時間が経過しても大気圧の出力電圧値を保存するタイミングをずらして印刷終了後に、出力電圧値をメモリに保存する。
As another timing for storing the output voltage value of the atmospheric pressure in the memory, it can be performed at regular intervals by a timer built in the apparatus. When the output voltage value is stored in the memory at regular intervals, the printing operation is stopped when the timing occurs while printing by the inkjet head recording unit 4. In order not to stop the printing operation, the output voltage value is stored in the memory after the printing is finished by shifting the timing for storing the output voltage value of the atmospheric pressure even when a predetermined time elapses with the timer.
印刷動作について説明する。キーボード、またはコンピュータから印刷動作が指示されると、メンテナンスユニット３１０はノズルプレート５２から離間する。圧力調整部２０３は図８（ｂ）の状態で回収側インク室２１１内の圧力を調整する。インク循環ポンプ２０１が駆動し、回収側インク室２１１からインク循環ポンプ２０１、供給側インク室２１０、インクジェットヘッド２、回収側インク室２１１ の順にインクが循環する。供給側インク室２１０と回収側インク室２１１のインク量センサ２０５Ａ，２０５Ｂが検知したインク液面（ａ）（ｂ）高さが所望のインク液面高さでない場合は、インク供給ポンプ２０２を駆動して、所望のインク液面高さになるまでインクカートリッジ１０６から回収側インク室２１１にインクを供給する。インクケーシング２００に貼り付けられたヒータ２０７に通電し、インクが所望の温度になるまで加熱を行う。所望の温度に到達すると、インク温度が一定の範囲に収まるようにヒータの通電を制御する。
A printing operation will be described. When a printing operation is instructed from a keyboard or a computer, the maintenance unit 310 is separated from the nozzle plate 52. The pressure adjusting unit 203 adjusts the pressure in the recovery-side ink chamber 211 in the state shown in FIG. The ink circulation pump 201 is driven, and the ink circulates from the collection side ink chamber 211 in the order of the ink circulation pump 201, the supply side ink chamber 210, the inkjet head 2, and the collection side ink chamber 211. When the ink level (a) (b) detected by the ink amount sensors 205A and 205B of the supply side ink chamber 210 and the recovery side ink chamber 211 is not the desired ink level, the ink supply pump 202 is driven. Then, the ink is supplied from the ink cartridge 106 to the recovery-side ink chamber 211 until the desired ink liquid level is reached. The heater 207 attached to the ink casing 200 is energized and heated until the ink reaches a desired temperature. When the desired temperature is reached, the energization of the heater is controlled so that the ink temperature falls within a certain range.
次に、インクジェットヘッド２はキャリッジ１００の走査に同期して印刷する画像データに応じたインクを記録媒体Ｓに対して吐出する。記録媒体Ｓをスライドレール１０５で所定距離移動させて、キャリッジ１００の走査に同期させインクを吐出する動作を繰り返して、記録媒体Ｓに画像を形成する。インクジェットヘッド２からインクを吐出するとインクケーシング２００内のインクの量が瞬間的に減少し、回収側インク室２１１内の圧力が低下する。圧力センサ２０４が回収側インク室２１１内の圧力が低下したことを検知すると、図８（ｂ）で説明した圧力調整動作を圧力調整部２０３が実行するとともに、インク供給ポンプ２０２を駆動して吐出したインク量相当のインクを回収側インク室２１１へ送液する。
Next, the inkjet head 2 ejects ink corresponding to image data to be printed to the recording medium S in synchronization with the scanning of the carriage 100. An image is formed on the recording medium S by moving the recording medium S by a predetermined distance on the slide rail 105 and repeating the operation of ejecting ink in synchronization with the scanning of the carriage 100. When ink is ejected from the inkjet head 2, the amount of ink in the ink casing 200 decreases instantaneously, and the pressure in the recovery-side ink chamber 211 decreases. When the pressure sensor 204 detects that the pressure in the collection-side ink chamber 211 has decreased, the pressure adjustment unit 203 executes the pressure adjustment operation described with reference to FIG. 8B, and the ink supply pump 202 is driven to discharge. The ink corresponding to the ink amount thus delivered is sent to the collection-side ink chamber 211.
ここで、インクジェットヘッド２から吐出されるインク滴の体積は一定であり、画像データから吐出したインク滴の個数も算出できるので、それらの積でインクの使用量が見積もっている。このため、印刷動作中のインクケーシング２００内のインク量はすぐに所定の量に戻る。
Here, the volume of the ink droplets ejected from the inkjet head 2 is constant, and the number of ink droplets ejected from the image data can also be calculated. Therefore, the amount of ink used is estimated by their product. For this reason, the ink amount in the ink casing 200 during the printing operation immediately returns to a predetermined amount.
インクカートリッジ１０６内のインクが無くなった場合、インク供給ポンプ２０２を所定時間駆動しても、回収側インク室２１１のインク液面が所望の高さにならない。回収側インク室２１１のインク液面が所望の高さにならない場合、インクカートリッジ１０６が空になったことを示す表示を表示装置に実行させる。
When the ink in the ink cartridge 106 runs out, even if the ink supply pump 202 is driven for a predetermined time, the ink liquid level in the collection-side ink chamber 211 does not reach a desired height. When the ink liquid level in the collection-side ink chamber 211 does not reach a desired height, the display device is caused to execute a display indicating that the ink cartridge 106 is empty.
インクジェットヘッド２のノズルプレート５２に紙粉やほこりが付着すると、インクの吐出方向の乱れや、吐出不良が発生し印刷画像の品質が低下する。これを予防、回復させるために、インクをノズル５１から少し流出させノズルプレート５２表面にインク膜を形成する。これをパージと呼んでいる。パージによるインク膜はノズルプレート５２表面に付着した紙粉やほこりをインク膜内に取り込む。紙粉やほこりを含むインク膜をゴムブレードでふき取ることで、付着物を除去している。
When paper dust or dust adheres to the nozzle plate 52 of the inkjet head 2, the ink ejection direction is disturbed or ejection failure occurs, and the quality of the printed image decreases. In order to prevent and recover from this, ink is slightly discharged from the nozzle 51 to form an ink film on the surface of the nozzle plate 52. This is called purging. The purged ink film takes in paper dust and dust adhering to the surface of the nozzle plate 52 into the ink film. Deposits are removed by wiping off the ink film containing paper dust and dust with a rubber blade.
パージを実施するために、圧力調整室２６１のピストン２５０を一定位置に静止させ、インク供給ポンプ２０２を所定時間駆動してインクを回収側インク室２１１に流し込む。インク流入に従い、インクケーシング２００内部の圧力が全体的に上昇し、ノズル５１からインクがわずかに流出する。インク供給ポンプ２０２を駆動する時間と駆動する電圧、周波数で流れ出すインク量と流速は調整可能である。パージによるインク量と流速は、インクの消費量や画像品質の回復の度合いによりその値を決定する。
In order to perform the purge, the piston 250 of the pressure adjustment chamber 261 is stopped at a fixed position, and the ink supply pump 202 is driven for a predetermined time to flow ink into the recovery-side ink chamber 211. As the ink flows in, the pressure inside the ink casing 200 increases as a whole, and the ink slightly flows out from the nozzle 51. The time for driving the ink supply pump 202, the driving voltage, and the amount of ink flowing out at the frequency and the flow velocity can be adjusted. The ink amount and flow rate by the purge are determined depending on the ink consumption and the degree of recovery of the image quality.
上述したように、インク循環部３をインクジェットヘッド２上方に配置しているので、記録媒体Ｓ上で走査するインクジェットヘッド２とインク循環部３の並び方向の距離を短くすることができる。並び方向の距離を短くできるのでシリアル方式のインクジェット記録装置１を小型化できる。また、並び方向の距離を短くできるためキャリッジ１００の走査距離を短くでき、印刷速度を速めることができる。
As described above, since the ink circulation unit 3 is disposed above the inkjet head 2, the distance in the alignment direction of the inkjet head 2 that scans on the recording medium S and the ink circulation unit 3 can be shortened. Since the distance in the arrangement direction can be shortened, the serial type ink jet recording apparatus 1 can be miniaturized. Further, since the distance in the arrangement direction can be shortened, the scanning distance of the carriage 100 can be shortened, and the printing speed can be increased.
回収側インク室と供給側インク室をキャリッジの走査方向に略直交する方向に配置することで、キャリッジの走査時の加速、減速によるインク液面の振動が２つのインク室で同等に発生するので、２つのインク室の中間にあるメニスカスは影響を受けず、ノズルからのインク吐出が安定する。
By arranging the collection-side ink chamber and the supply-side ink chamber in a direction substantially perpendicular to the scanning direction of the carriage, vibrations of the ink level due to acceleration and deceleration during scanning of the carriage are generated equally in the two ink chambers. The meniscus in the middle of the two ink chambers is not affected, and the ink ejection from the nozzle is stabilized.
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Although an embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
