JP2017061055A - Damper device, liquid supply system equipped with the same, and ink jet type recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体供給部から液体吐出部へ液体を供給する液体供給路に配置されたダンパー装置、及びこれを備えた液体供給システム、並びにインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a damper device disposed in a liquid supply path that supplies liquid from a liquid supply unit to a liquid discharge unit, a liquid supply system including the damper device, and an ink jet recording apparatus.
業務用等のインクジェット式記録装置では、大容量のインクカートリッジを、インク吐出ヘッドが搭載されたキャリッジから離して配置する構成、いわゆるオフキャリッジ方式が採用されている。オフキャリッジ方式の記録装置では、インクカートリッジからインク吐出ヘッドへインクを供給するインク供給路が概して長くなる。その結果、インク供給路でインクの圧力変動が大きくなり、インク吐出ヘッドから安定的にインクが吐出されないことがある。 In an inkjet recording apparatus for business use or the like, a so-called off-carriage system is adopted in which a large-capacity ink cartridge is disposed away from a carriage on which an ink discharge head is mounted. In an off-carriage type recording apparatus, an ink supply path for supplying ink from an ink cartridge to an ink discharge head is generally long. As a result, ink pressure fluctuations increase in the ink supply path, and ink may not be stably ejected from the ink ejection head.
そこで、従来からインクの圧力変動を小さく抑えることが検討されている。例えば特許文献1には、キャリッジにインク吐出ヘッドとダンパー装置とを搭載した構成が開示されている。ダンパー装置は、インク吐出ヘッドへ供給するインクの圧力を調整する機能(自己封止機能)を有する。そのため、上記構成によれば所定の圧力でインク吐出ヘッドにインクを供給することができ、安定的にインクを吐出することができる。 In view of this, conventionally, it has been studied to suppress ink pressure fluctuations to be small. For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which an ink discharge head and a damper device are mounted on a carriage. The damper device has a function of adjusting the pressure of ink supplied to the ink discharge head (self-sealing function). Therefore, according to the above configuration, ink can be supplied to the ink ejection head with a predetermined pressure, and ink can be ejected stably.
特許文献1に記載されるダンパー装置は、一時的にインクを貯留する圧力室を有している。当該圧力室の一の壁面は、可撓性フィルムで構成されている。圧力室は、インクの貯留量が減少すると負圧になる。可撓性フィルムは、この負圧に基づいて撓み変形する。可撓性フィルムが撓み変形すると、その変位が可撓性フィルムと連結されたバルブに直接伝達される。これにより、ダンパー装置の弁構造が開閉される。しかしながら、かかる構成では、可撓性フィルムの可動域が大きく制限されている。つまり、可撓性フィルムは、撓み変形に基づく狭小領域内のみで変位可能なように構成されている。そのため、特許文献1のダンパー装置においては、例えば一度に大量のインクを消費する場合などに、インク吐出ヘッドへのインクの供給が追いつかなくなる問題がある。その結果、インクの吐出が不安定となったり、不意の吐出不良を生じたりする虞がある。また一方で、インクの供給が追いつくように印刷スピードを遅くすると、スループットの低下を招く虞がある。 The damper device described in Patent Document 1 has a pressure chamber for temporarily storing ink. One wall surface of the pressure chamber is made of a flexible film. The pressure chamber becomes negative pressure when the amount of ink stored decreases. The flexible film is bent and deformed based on the negative pressure. When the flexible film is bent and deformed, the displacement is directly transmitted to a valve connected to the flexible film. Thereby, the valve structure of the damper device is opened and closed. However, in such a configuration, the movable range of the flexible film is greatly limited. That is, the flexible film is configured to be displaceable only in a narrow region based on the bending deformation. For this reason, the damper device of Patent Document 1 has a problem in that the supply of ink to the ink ejection head cannot catch up when, for example, a large amount of ink is consumed at one time. As a result, there is a risk that the ink ejection becomes unstable or an unexpected ejection failure occurs. On the other hand, if the printing speed is slowed down so that the supply of ink catches up, there is a risk that the throughput will decrease.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一度に大量の液体を吐出する場合でも、安定した動作が可能なダンパー装置を提供することである。また、関連する他の目的は、上記ダンパー装置を備えた液体供給システム、並びにインクジェット式記録装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a damper device capable of stable operation even when a large amount of liquid is discharged at one time. Another related object is to provide a liquid supply system including the damper device and an ink jet recording apparatus.
本発明に係るダンパー装置は、液体供給部から液体吐出部に液体を供給する液体供給路に配置されている。このダンパー装置は、開口部が形成された外壁を有する中空のケース本体と、上記開口部を覆うように上記ケース本体に取り付けられ、上記開口部に対して近づく方向および遠ざかる方向に伸縮可能な伸縮部材と、上記ケース本体の上記中空の部分に形成された第1貯留室と、上記開口部を介して上記第1貯留室と連通され、少なくとも一部が上記外壁および上記伸縮部材により仕切られた第2貯留室と、上記ケース本体に形成され、上記第1貯留室と連通する液体流入口と、上記ケース本体に形成され、上記第2貯留室と連通する液体流出口と、上記ケース本体の上記外壁を貫くように上記開口部に挿入された弁部材と、上記開口部を閉鎖する方向に上記弁部材を付勢する付勢部材と、上記伸縮部材に取り付けられ、上記伸縮部材の伸縮に伴って上記開口部に対して近づく方向および遠ざかる方向にスライド可能な受圧板とを備えている。そして、上記第2貯留室の圧力の減少に伴って上記伸縮部材が上記開口部に近づく側に所定量以上縮んだときに、上記受圧板が上記弁部材を押して上記開口部を開放するように構成されている。 The damper device according to the present invention is disposed in a liquid supply path that supplies liquid from the liquid supply unit to the liquid discharge unit. The damper device includes a hollow case main body having an outer wall in which an opening is formed, and an expansion / contraction that is attached to the case main body so as to cover the opening, and can extend and contract in a direction approaching and moving away from the opening. A member, a first storage chamber formed in the hollow portion of the case body, and the first storage chamber through the opening, and at least a part thereof is partitioned by the outer wall and the elastic member. A second storage chamber, a liquid inflow port formed in the case body and communicating with the first storage chamber, a liquid outflow port formed in the case body and communicating with the second storage chamber, and the case body A valve member inserted into the opening so as to penetrate the outer wall, a biasing member that biases the valve member in a direction to close the opening, and an expansion / contraction member attached to the expansion / contraction member. And a slidable pressure plate in the direction and away from the direction of approach to the above opening I. And when the said expansion-contraction member shrink | contracts more than the predetermined amount to the side which approaches the said opening part with the reduction | decrease of the pressure of the said 2nd storage chamber, the said pressure receiving plate will push the said valve member and open the said opening part. It is configured.
上記ダンパー装置では、伸縮部材によって第2貯留室の容積を大きく変化させることができる。そのため、一度に大量の液体を消費する場合でも、ダンパー装置から吐出ヘッドに速やかに液体が供給される。これにより、スループットを維持したままで、吐出ヘッドから安定的に液体を吐出することができる。 In the damper device, the volume of the second storage chamber can be greatly changed by the elastic member. Therefore, even when a large amount of liquid is consumed at once, the liquid is quickly supplied from the damper device to the ejection head. Thereby, it is possible to stably discharge the liquid from the discharge head while maintaining the throughput.
本発明の好ましい一態様によれば、上記伸縮部材は、蛇腹形状を有する。 According to a preferred aspect of the present invention, the elastic member has a bellows shape.
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記伸縮部材は、太鼓腹形状を有する。 According to another preferred embodiment of the present invention, the elastic member has a paunch shape.
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記伸縮部材は、エチレン−ビニルアルコール共重合体を含んだガスバリア層を備えている。 According to another preferable aspect of the present invention, the elastic member includes a gas barrier layer containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer.
上記態様によれば、伸縮部材のガスバリア性や機械的強度、耐久性を高めることができる。そのため、第2貯留室内で液体に気泡が混入することを高度に抑制して、より安定的に吐出ヘッドから液体を吐出することができる。また、ダンパー装置の長寿命化を実現することもできる。 According to the said aspect, the gas barrier property, mechanical strength, and durability of an expansion-contraction member can be improved. Therefore, it is possible to highly suppress the bubbles from being mixed into the liquid in the second storage chamber and discharge the liquid from the discharge head more stably. In addition, the life of the damper device can be extended.
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記伸縮部材は、上記ガスバリア層の両側の表面に、ポリオレフィン系樹脂を含んだポリオレフィン層を備えている。 According to another preferred embodiment of the present invention, the stretchable member includes a polyolefin layer containing a polyolefin-based resin on both surfaces of the gas barrier layer.
上記態様によれば、流通する液体がインクである場合に、耐インク腐食性を高めることができる。また、ポリオレフィン層はいわゆる接着層として機能し得る。そのため、ポリオレフィン層を介してケース本体への伸縮部材の取り付けや、伸縮部材への受圧板の取り付けを簡便に行うことができる。したがって、部品点数の削減や構成の簡素化を図ることができる。 According to the said aspect, when the liquid which distribute | circulates is an ink, ink corrosion resistance can be improved. The polyolefin layer can function as a so-called adhesive layer. Therefore, attachment of the elastic member to the case body and attachment of the pressure receiving plate to the elastic member can be easily performed via the polyolefin layer. Therefore, it is possible to reduce the number of parts and simplify the configuration.
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記受圧板の上記伸縮部材と連結する部分の表面は、ポリアセタール系樹脂で形成されている。 According to another preferred aspect of the present invention, the surface of the portion of the pressure receiving plate that is connected to the elastic member is formed of a polyacetal resin.
上記態様によれば、伸縮部材と受圧板とを、より強固に接合することができる。このため、両者の一体性を高めて耐久性を向上することができる。 According to the said aspect, an expansion-contraction member and a pressure receiving plate can be joined more firmly. For this reason, durability of both can be improved and durability can be improved.
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記付勢部材は、上記弁部材の上記第1貯留室の側の先端部に配置され、所定の磁極を有する第1の磁性体と、上記第1の磁性体と対向する位置に配置され、上記第1の磁性体と反発する磁極を有する第2の磁性体とを備えている。そして、上記第1の磁性体と上記第2の磁性体の間に作用する反力によって、上記弁部材を付勢するように構成されている。 According to another preferable aspect of the present invention, the biasing member is disposed at a tip portion of the valve member on the first storage chamber side, and has a first magnetic body having a predetermined magnetic pole, and the first member. The first magnetic body is disposed at a position facing the first magnetic body, and the second magnetic body having a repulsive magnetic pole is provided. And it is comprised so that the said valve member may be urged | biased by the reaction force which acts between the said 1st magnetic body and the said 2nd magnetic body.
上記態様によれば、流体(液体)の摩擦の影響をより良く抑えて、開口部の閉鎖状態を安定的に維持することができる。 According to the said aspect, the influence of the friction of a fluid (liquid) can be suppressed better and the closed state of an opening part can be maintained stably.
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記第2の磁性体は、上記第1貯留室の外部に配置されている。 According to another preferable aspect of the present invention, the second magnetic body is disposed outside the first storage chamber.
上記態様によれば、第2の磁性体が液体によって腐食されることを防止して、付勢部材の耐久性を高めることができる。 According to the said aspect, it can prevent that a 2nd magnetic body is corroded by a liquid, and can improve durability of a biasing member.
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記受圧板は、上記弁部材と連結する位置に、上記弁部材の上記第2貯留室の側の先端部を挿入可能なように形成された凹部を備えている。 According to another preferable aspect of the present invention, the pressure receiving plate is a recess formed such that a tip end portion of the valve member on the second storage chamber side can be inserted into a position where the pressure receiving plate is connected to the valve member. It has.
上記態様によれば、受圧板と弁部材とが、より安定的に当接する。このため、伸縮部材の伸び縮みに基づいて安定したタイミングで弁部材を可動させることができ、適時的確に開口部を開放することができる。 According to the said aspect, a pressure receiving plate and a valve member contact | abut more stably. For this reason, the valve member can be moved at a stable timing based on the expansion / contraction of the expansion / contraction member, and the opening can be opened in a timely and accurate manner.
本発明の好ましい他の一態様によれば、上記開口部の内側の側面には、上記弁部材の可動方向と平行の方向に沿った切り欠き溝が形成されている。 According to another preferable aspect of the present invention, a notch groove is formed on the inner side surface of the opening portion along a direction parallel to the movable direction of the valve member.
上記態様によれば、例えば弁部材が開口部のほぼ中央に位置しない場合でも、切り欠き溝を伝って液体が安定的に移動する。このため、液体の流れを比較的均一化することができ、液体を円滑に移動させることができる。 According to the said aspect, even when a valve member is not located in the approximate center of an opening part, for example, a liquid moves stably along a notch groove. For this reason, the flow of the liquid can be made relatively uniform, and the liquid can be moved smoothly.
また、本発明の他の側面として、液体供給システムが提供される。この液体供給システムは、液体を貯留する液体供給部と、液体を吐出する液体吐出部と、一端が上記液体供給部と連通し、他端が上記液体吐出部と連通する液体供給路と、上記液体供給路に配置された上記ダンパー装置とを備える。 As another aspect of the present invention, a liquid supply system is provided. The liquid supply system includes a liquid supply unit that stores liquid, a liquid discharge unit that discharges liquid, a liquid supply path that has one end communicating with the liquid supply unit, and the other end communicating with the liquid discharge unit, And the damper device disposed in the liquid supply path.
本発明の好ましい一態様によれば、上記液体吐出部と上記ダンパー装置とが、所定の走査方向に往復移動可能なようにキャリッジに搭載されている。 According to a preferred aspect of the present invention, the liquid ejection unit and the damper device are mounted on a carriage so as to be capable of reciprocating in a predetermined scanning direction.
上記態様によれば、液体吐出部にかかる動圧を吐出の直前で吸収することができる。このため、液体の吐出安定性を、より一層高めることができる。 According to the said aspect, the dynamic pressure concerning a liquid discharge part can be absorbed immediately before discharge. For this reason, the liquid discharge stability can be further enhanced.
また、本発明の他の側面として、上記液体供給システムを備えたインクジェット式記録装置が提供される。 As another aspect of the present invention, an ink jet recording apparatus including the liquid supply system is provided.
本発明のダンパー装置によれば、一度に大量の液体を吐出する場合でも、吐出ヘッドへ液体が速やかに供給される。これにより、スループットを維持したままで、吐出ヘッドから安定的に液体を吐出することができる。 According to the damper device of the present invention, even when a large amount of liquid is discharged at a time, the liquid is quickly supplied to the discharge head. Thereby, it is possible to stably discharge the liquid from the discharge head while maintaining the throughput.
以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係るダンパー装置及び液体供給システム、並びにインクジェット式記録装置の実施形態について説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。 Hereinafter, embodiments of a damper device, a liquid supply system, and an ink jet recording apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The embodiments described herein are, of course, not intended to limit the present invention in particular. Further, members / parts having the same action are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.
図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタ(以下、プリンタという。)10の正面図である。なお、図1、図2において、符号LおよびRは、それぞれ左および右を示している。また、図1において、手前側および奥側は、それぞれ前側および後側である。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、プリンタ10の設置態様を何ら限定するものではない。
FIG. 1 is a front view of an ink jet printer (hereinafter referred to as a printer) 10 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1 and FIG. 2, symbols L and R indicate left and right, respectively. In FIG. 1, the near side and the far side are the front side and the rear side, respectively. However, these are only directions for convenience of explanation, and do not limit the installation mode of the
プリンタ10は、インクジェット式記録装置の一例である。プリンタ10は、記録媒体である記録紙5に印刷を行うためのものである。なお、記録媒体には、普通紙などの紙類はもちろんのこと、ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride、PVC)やポリエステルなどの樹脂材料、アルミニウム、鉄、木材などの各種の材料からなる記録媒体が含まれる。
The
プリンタ10は、プリンタ本体2と、プリンタ本体2に固定されたガイドレール3とを備えている。ガイドレール3は、左右方向に延びている。ガイドレール3には、キャリッジ1が係合している。ガイドレール3の左端側および右端側には、それぞれローラ(図示せず)が設けられている。これらローラのうち何れか一方のローラには、キャリッジモータ(図示せず)が連結されている。この一方のローラは、キャリッジモータによって回転駆動される。両ローラには、それぞれ無端状のベルト6が巻き掛けられている。キャリッジ1はベルト6に固定されている。上記ローラが回転してベルト6が走行すると、キャリッジ1が左右方向に移動する。このように、キャリッジ1はガイドレール3に沿って左右方向に往復移動する。
The
プリンタ本体2には、記録紙5を支持するプラテン4が設けられている。プラテン4には、上下一対のグリッドローラおよびピンチローラ(図示せず)が設けられている。グリッドローラはフィードモータ(図示せず)に連結されている。グリッドローラはフィードモータによって回転駆動される。記録紙5がグリッドローラとピンチローラとの間に挟まれた状態でグリッドローラが回転すると、記録紙5は前後方向に搬送される。
The printer
プリンタ本体2は、複数の、いわゆるインクカートリッジ11を備えている。インクカートリッジ11はインクを貯留するタンク(液体供給部)である。具体的には、複数のインクカートリッジ11C、11M、11Y、11K、11Wが、プリンタ本体2に着脱自在に装着されている。インクカートリッジ11Cには、シアンインクが貯留されている。インクカートリッジ11Mには、マゼンタインクが貯留されている。インクカートリッジ11Yには、イエローインクが貯留されている。インクカートリッジ11Kには、ブラックインクが貯留されている。インクカートリッジ11Wには、ホワイトインクが貯留されている。インクカートリッジ11C、11M、11Y、11K、11Wには、それぞれインク取出口(図示せず)が取り付けられている。
The printer
プリンタ10は、各色のインクカートリッジ11C、11M、11Y、11K、11Wごとにインク供給システムを有している。インク供給システムは、ダンパー装置14と、インク吐出ヘッド(液体吐出部)15と、インク供給路(液体供給路)16とを備えている。本実施形態では、さらに、供給ポンプ13と、制御装置18とを備えている。インク吐出ヘッド15およびダンパー装置14はキャリッジ1に搭載され、左右方向に往復移動する。一方、インクカートリッジ11は、キャリッジ1に搭載されておらず、左右方向に往復移動しない。そのため、キャリッジ1が左右方向に移動してもインク供給路16が破損しないように、インク供給路16の大部分(少なくとも全長の半分以上)は、左右方向に延びた状態で配置されている。本実施形態では、5種類のインクを利用しているため、合計5本のインク供給路16が設けられている。それらインク供給路16は、ケーブル類保護案内装置7で覆われている。ケーブル類保護案内装置7とは、例えばケーブルベア(登録商標)である。
The
以下では、一例として、シアンインクを貯留するインクカートリッジ11Cに設けられたインク供給システムについて説明する。図2は、プリンタ10の部分斜視図である。なお、図2において、符号FおよびRrは、それぞれ前および後を示している。
Hereinafter, as an example, an ink supply system provided in an ink cartridge 11C that stores cyan ink will be described. FIG. 2 is a partial perspective view of the
インク吐出ヘッド15は、記録紙5に向かってインクを吐出する液体吐出部の一例である。インク吐出ヘッド15の下面には、インクを吐出する複数のノズル(図示せず)が形成されている。インク吐出ヘッド15の内部には、圧電素子などからなるアクチュエータ(図示せず)が設けられている。このアクチュエータが駆動することにより、上記ノズルからインクが吐出される。
The
インクカートリッジ11Cとインク吐出ヘッド15とは、インク供給路16で連通している。インク供給路16は、インクカートリッジ11Cからインク吐出ヘッド15にインクを導く流路を形成している。インク供給路16は、キャリッジ1の移動に適用可能なように、柔軟性や可撓性を有している。インク供給路16の構成は特に限定されないが、例えば樹脂製の変形容易なチューブである。ただし、チューブ以外の材料で構成されていてもよい。
The
供給ポンプ13は、インク供給路16に設けられている。供給ポンプ13は、インクカートリッジ11Cからインク吐出ヘッド15に向かってインクを供給する送液装置の一例である。供給ポンプ13の種類は特に限定されない。供給ポンプ13は、例えばトロコイドポンプ式の、いわゆるチューブポンプである。供給ポンプ13は、制御装置18に接続されている。供給ポンプ13の駆動と停止は、制御装置18によって制御される。
The
制御装置18は、インクカートリッジ11Cからインク吐出ヘッド15へのインクの供給を制御する。制御装置18は典型的にはコンピュータであり、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置(CPU:central processing unit)と、CPUが実行するプログラムを格納したROM(read only memory)と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるRAM(random access memory)と、上記プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置(記録媒体)とを備えている。
The
ダンパー装置14は、インク供給路16に設けられている。図3は、本発明の一実施形態に係るダンパー装置14の正面図である。図4は、図3に示すダンパー装置14のIV−IV線縦断面図である。図5は、図4の開口部21bが開放された状態を示す図である。ダンパー装置14はインク吐出ヘッド15に連通し、インク吐出ヘッド15へインクを補給する役割を担っている。ダンパー装置14はまた、印刷時(例えばインク吐出時)のインクの圧力変動を緩和して、インク吐出ヘッド15のインク吐出動作を安定化する役割を担っている。ダンパー装置14がインク吐出ヘッド15に連通することで、インク吐出の直前で動圧を吸収することができる。このため、液体の吐出安定性を、より一層高めることができる。
The
本実施形態のダンパー装置14は、ケース本体21と、ケース本体21の壁面に取り付けられた伸縮部材22とを備えている。図3に示すように、ケース本体21の一の壁面(図3の右側の壁面)には、インクが流入するインク流入口20aが形成されている。インク流入口20aは、インク供給路16に接続され、インクカートリッジ11Cと連通されている。ケース本体21の一の壁面(図3、図4の下側の壁面)には、インクが流出するインク流出口29aが形成されている。インク流出口29aは、インク供給路16aに接続され、インク吐出ヘッド15と連通されている。図4に示すように、ケース本体21は中空構造である。ケース本体21は、中空部に連なる開口部21bが形成された外壁を有している。伸縮部材22は、ケース本体21の開口部21bを覆うように、ケース本体21の外壁面に取り付けられている。
The
ケース本体21は、典型的には樹脂製である。本実施形態では、ケース本体21は扁平な直方体形状に形成されている。ケース本体21と伸縮部材22とにより、インクを一時的に貯留するためのインク貯留室が形成されている。インク貯留室は、ケース本体21の開口部21bに設けられた壁によって2つの空間領域(第1貯留室25と第2貯留室26)に仕切られている。換言すれば、ケース本体21の開口部21bの側の壁は、第1貯留室25と第2貯留室26とを区切る隔壁21aとなっている。ケース本体21の内部に形成された中空の空間領域は、第1貯留室25である。第1貯留室25は、流入側通路20によってインク流入口20aと連通されている。ケース本体21の外壁面と伸縮部材22とに囲まれた空間領域は、第2貯留室26である。第1貯留室25と第2貯留室26とは、開口部21bを介して連通している。第2貯留室26は、流出側通路29によってインク流出口29aと連通されている。インク流入口20aから流入したインクは、流入側通路20を通り、流入側通路20の開口端20bから第1貯留室25に流入する。第1貯留室25のインクは、弁部材24が可動することにより、第2貯留室26に移動する。第2貯留室26のインクは、流出側通路29を通ってインク流出口29aから流出する。
The
第2貯留室26は、一部の壁面が伸縮部材22で構成されている。第2貯留室26の容積は、伸縮部材22の伸縮に伴って大きく変動する。例えば、第2貯留室26の壁面を可撓性フィルムで構成する場合と比べて、相対的に大きく変動する。このように第2貯留室26の容積を顕著に大きく変化させることで、一度に大量のインクを消費する態様にあっても、好適に対処することができる。したがって、本願発明の効果がより高いレベルで発揮される。
The
ところで、一般に、弁部材を備えるダンパー装置では、インク貯留室内が負圧となった際に弁部材を的確に可動させる観点から、インク貯留室内のインク液面を弁部材の高さと同等かそれよりも高い位置に配置することが望まれる。そのため、インク供給システム内にインクを初期充填する際は、インクがダンパー装置に達したところで、ダンパー装置のインク流入口の側を一旦閉じ、インク流出口の側(典型的にはインク吐出ヘッドの下面)からポンプなどで吸引を行う。インク貯留室内がある程度減圧された状態でインク流入口を開くと、大量のインクがインク貯留室内へと一気に流入する。このようにして、インク貯留室内を極力インクで満たし、インク液面をより高くするようにしている。 Incidentally, in general, in a damper device including a valve member, the ink liquid level in the ink storage chamber is equal to or higher than the height of the valve member from the viewpoint of accurately moving the valve member when the pressure in the ink storage chamber becomes negative. It is desirable to arrange them at higher positions. Therefore, when ink is initially filled in the ink supply system, when the ink reaches the damper device, the ink inlet side of the damper device is temporarily closed, and the ink outlet side (typically the ink discharge head) is closed. Suction is performed from the lower surface using a pump. When the ink inlet is opened in a state where the pressure in the ink storage chamber is reduced to some extent, a large amount of ink flows into the ink storage chamber at once. In this way, the ink storage chamber is filled with ink as much as possible, and the ink liquid level is made higher.
ここで、図3に示すダンパー装置14では、弁部材24がインク貯留室内の高さ方向の略中央に位置している。したがって、第2貯留室26内のインク液面を弁部材24と同等以上の位置に配置するためには、伸縮部材22が所定の最大伸び値まで伸びた場合の第2貯留室26の容積をV1とし、伸縮部材22が所定の最大縮み値まで縮んだ場合の第2貯留室26の容積をV2としたときに、(V1−V2)>V1/2を満たす必要がある。この式を整理すると、V1が大きいほど(V2が小さいほど)、第2貯留室26の容積(V1−V2)を大きく変化させることができ、貯留室内に大量のインクを貯留することができると言える。したがって、ここに開示される伸縮部材22を備えた構成によれば、例えば撓み変形の分しか可動域の無い可撓性フィルムを使用する場合に比べて、初期のインク充填時において有利な条件を作り出すことができる。
Here, in the
伸縮部材22は、第2貯留室26内の圧力に応じて、ケース本体21の開口部21bの遠近方向、つまり開口部21bに対して近づく方向および遠ざかる方向に伸縮可能なように構成されている。より詳しくは、第2貯留室26に貯留されたインクが減少し、第2貯留室26内がある程度の負圧になったときに、開口部21bの側に縮むように構成されている。本実施形態では、伸縮部材22が、隔壁21aに対して略平行に配置された面状部22aと、隔壁21aと面状部22aを連結する2つのマチ部22b、22cとを有している。マチ部22b、22cは、上下対称な階段状(襞状)の縦断面形状をなしている。これらマチ部22b、22cがアコーディオン状に伸縮することで、伸縮部材22は隔壁21aの遠近方向に伸び縮みする。ここでは伸縮部材22は蛇腹形状を有している。これにより、例えば特許文献1に記載されるような可撓性フィルムを用いる場合と比べて、相対的に伸縮部材22の可動域が大きく広がる。換言すれば、伸縮部材22独自の伸縮性によって、第2貯留室26内に大きな容積変化や圧力変化をもたらすことができる。その結果、大量のインクを一気にインク吐出ヘッド15へと供給することができる。
The expansion /
なお、伸縮部材22は構造上、可撓性フィルムのような柔軟性を殆ど有さない。これに対して、可撓性フィルムは、撓み変形が可能なほどに柔軟であり、逆に伸縮部材22のような伸縮性を殆ど有さない。例えば、可撓性フィルムのバネ定数は、概ね10g/mm以下であるのに対し、伸縮部材22では概ね20g/mm以上、例えば50〜70g/mm程度である。なお、バネ定数は、弁部材24が無い状態の伸縮部材22又は可撓性フィルムの中央部分を1mm凹ませるのに必要な荷重を表している。また、可撓性フィルムの平均厚みは、概ね70μm以下、典型的には30〜50μm程度である。これに対して伸縮部材22は、典型的には可撓性フィルムよりも厚く、その平均厚みは概ね100μm以上、典型的には150μm以上、例えば200〜400μm程度である。このように、伸縮部材22と可撓性フィルムとでは性状が全く異なっている。
The
伸縮部材22は、ガスバリア性に優れるとよい。伸縮部材22を通して空気などの気体成分が混入すると、第2貯留室26内に気泡が発生する。この気泡がインク吐出ヘッド15に流れ込むと、インクを吐出できなくなり、印刷不良などが生ずる虞がある。このため、伸縮部材22は、ガス透過性や水蒸気透過性が低いことが好ましい。また、伸縮部材22のインクと接する側の面は、耐インク腐食性に優れるとよい。以上の理由から、伸縮部材22としては、多層構造の樹脂製フィルムが好適である。本実施形態では、伸縮部材22として3層構造の樹脂製フィルムを採用している。
The
3層構造の樹脂製フィルムの中間層は、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EvOH樹脂)を含んだガスバリア層である。伸縮部材22にEvOH樹脂を含有することで、伸縮部材22のガスバリア性や機械的強度、耐久性を高めることができる。ガスバリア層の平均厚みは概ね30〜70μm程度であるとよい。かかるガスバリア層は、ポリオレフィン系樹脂を含んだポリオレフィン層で挟まれている。樹脂製フィルムの第2貯留室26と接する側の表面は、耐インク腐食性に優れたポリプロピレン樹脂(PP)製である。また、樹脂製フィルムのもう一方の側の表面(外部と接する側の面)は、ポリエチレン樹脂(PE)製である。ポリオレフィン層は、伸縮部材22と他の部材(例えばケース本体21や受圧板27)とを接合する際に、いわゆる接着層として機能し得る。このため、部品点数の削減や構成の簡素化を図る観点から好適である。
The intermediate layer of the resin film having a three-layer structure is a gas barrier layer containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EvOH resin). By containing the EvOH resin in the
ダンパー装置14の第2貯留室26内の圧力と、インク吐出ヘッド15のノズルの圧力とは略等しくなる。このため、伸縮部材22の第2貯留室26の側と反対の面(ダンパー14の外側の面)は、大気と接しているとよい。上記構成によれば、大気圧の変化に応じて、伸縮部材22の外側の面の圧力が自動的に変わる。これにより、複雑な制御を行うことなく、ノズルからインクが漏れることを的確に防止することができる。また、印刷時にはノズルからインクを円滑に吐出することができる。
The pressure in the
開口部21bには、弁部材(バルブロッド)24が挿入されている。弁部材24は、伸縮部材22に取り付けられた受圧板27の変位(開口部21bに近づく側へのスライド量)に連動して可動するように構成されている。弁部材24が可動することにより、弁部材24と隔壁21aとが、接触状態あるいは非接触状態となる。これにより、開口部21bが閉鎖状態あるいは開放状態となる。本実施形態において、弁部材24は、縦断面形状が「T字」状をなす弁本体24aと、シール部24bとを備えている。
A valve member (valve rod) 24 is inserted into the
弁本体24aは、ケース本体21の隔壁21aを貫くように開口部21bに挿入されている。弁本体24aは、第1貯留室25から開口部21bを通って第2貯留室26に延びている。弁本体24aの開口部21bに挿入される部分は細長い棒状(長軸形状)であり、開口部21bの内径よりも小さな外径を有している。弁本体24aの第1貯留室25の内部に配置される部分は、開口部21bの内径よりも大きな外径を有している。弁本体24aは、耐インク腐食性に優れるとよい。弁本体24aは、典型的には樹脂製である。
The
図6は、図4に示すダンパー装置14のVI−VI線横断面図である。つまり、図6は、ケース本体21の隔壁21a部分の断面を示している。本実施形態では、ケース本体21の隔壁21a部分は、略円形の断面形状をなしている。開口部21bは、隔壁21aよりも小さな略円形の断面形状をなしている。開口部21bの断面略中央部には、弁部材24の弁本体24aが挿入されている。弁本体24aは、開口部21bよりも一回り小さな略円形の断面形状をなしている。弁本体24aと開口部21bの内側の側面との隙間が、インクの流路である。開口部21bの内側の側面には、3つの切り欠き溝21cが形成されている。切り欠き溝21cは、弁部材24が可動する方向、すなわち弁本体24aの長軸方向と平行の方向に沿って形成されている。インクは、開口部21bが開放されたときに、切り欠き溝21cを伝って移動し得る。また、例えば図6において、弁本体24aの位置が右側に偏った場合、インクの流路は右側で小さくなり、左側で大きくなる。そのため、切り欠き溝21cがない場合、インクは専ら弁本体24aの左側を通り、インクの流れが不均一となる。しかし、本実施形態では切り欠き溝21cを備えているので、そのような場合であっても、インクの一部は右側の切り欠き溝21cを通じて流れ、インクの流れが比較的均一化される。
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of the
弁部材24のシール部24bは、弁本体24aと隔壁21aとの間に介在する。本実施形態では、シール部24bは、弁本体24aの第1貯留室25内に配置される部分の周縁において円環状(Oリング状)に備えられている。弁部材24のシール部24bは、隔壁21aに密着して開口部21bを的確に閉鎖するように機能する。シール部24bは、弾性を有する材質であるとよい。シール部24bは、耐インク腐食性に優れるとよい。本実施形態では、シール部24bはゴム製である。
The
付勢部材は、開口部21bを閉鎖する方向に弁部材24を付勢するように機能する。本実施形態では、付勢部材として、一対の磁性体を用いている。第1の磁性体24cは、弁部材24の第1貯留室25の側の先端部に配置されている。第1の磁性体24cは、所定の磁極を有している。第2の磁性体28は、第1の磁性体24cと対向する位置に配置されている。第2の磁性体28は、第1貯留室25の外部(ケース本体21の外壁面)に配置されている。第2の磁性体28を第1貯留室25の外部に配置することで、インクとの接触が防止される。これにより、腐食による磁力低下を抑制し、耐久性を向上することができる。また、第1貯留室25の容積をより広く確保して、流路抵抗を低減し、インク流れを円滑にする効果もある。第2の磁性体28は、第1の磁性体24cと同じ磁極を有している。同じ磁極の磁性体を対向するように配置することで、第1の磁性体24cと第2の磁性体28との間に反力が作用する。これにより、弁部材24のシール部24bが隔壁21aに押し付けられる。つまり、第1の磁性体24cと第2の磁性体28との間に反力によって、弁部材24が開口部21bを閉鎖する方向に付勢される。
The urging member functions to urge the
磁性体24c、28としては、特に限定されない。例えばネオジム磁石などの永久磁石でもよいし、電磁石でもよい。本実施形態では、磁性体24c、28として、磁力の強いネオジム磁石を採用している。第2の磁性体28の外側には、縦断面形状が略「コの字」状のカバー体30が設けられている。カバー体30は、ケース本体21の伸縮部材22が取り付けられた面とは反対側の面(図4の左側の面)に取り付けられている。
The
なお、特許文献1等に記載されるようなダンパー装置では、弁体を閉鎖方向に付勢する付勢部材として、シールバネが用いられている。しかしながら、シールバネを用いる場合は、インクの摩擦の影響を受け易い問題がある。例えば一度に大量のインクを消費する場合などにインクの流圧が高くなると、閉鎖状態を適切に維持できないことがある。また、長期間の使用によりシールバネが腐食劣化した場合、付勢力が弱まって、インク吐出ヘッドからのインクの吐出が不安定になることがある。しかし、本実施形態ではシールバネを用いる必要がないため、このような不具合を未然防止することができる。さらに、インクの摩擦の影響をより良く抑えて、開口部21bの閉鎖状態を安定的に維持することができる。
In the damper device described in Patent Document 1 and the like, a seal spring is used as a biasing member that biases the valve body in the closing direction. However, when a seal spring is used, there is a problem that it is easily affected by ink friction. For example, when a large amount of ink is consumed at once, the closed state may not be properly maintained if the ink flow pressure becomes high. Further, when the seal spring is corroded and deteriorated due to long-term use, the urging force may be weakened and ink discharge from the ink discharge head may become unstable. However, since it is not necessary to use a seal spring in this embodiment, such a problem can be prevented. Furthermore, the influence of ink friction can be better suppressed, and the closed state of the
伸縮部材22の面状部22aには、受圧板27が取り付けられている。受圧板27は、伸縮部材22の伸縮に基づいて、開口部21bの遠近方向にスライド可能なように構成されている。詳しくは、第2貯留室26内がある程度の負圧になり、伸縮部材22が開口部21bの側に所定量縮んだとき、これに応じて開口部21bの側に水平方向に移動するように構成されている。受圧板27は、伸縮部材22の伸縮の状態に拘らず、実質的に同じ形状を維持している。受圧板27は、弁部材24の第2貯留室26の側の先端部に比べて、相対的に面積が広い。本実施形態では、受圧板27は、隔壁21aおよび伸縮部材22の面状部22aと略同等の面積を有している。このように受圧板27の面積を広くとることで受圧面積が広がり、動作の精度が高められる。本実施形態では、受圧板27が略円板状である。なお、ここでは受圧板27の伸縮部材22側の面全体を伸縮部材22に取り付けているが、例えば受圧板27の外周部のみを伸縮部材22に取り付けてもよい。
A
受圧板27は、伸縮部材22よりも硬質で、かつ伸縮部材22の変位を阻害しないように、比較的軽量であるとよい。受圧板27はまた、耐インク腐食性に優れるとよい。受圧板27の材質はさらに、伸縮部材22との相性、例えば伸縮部材22との接合容易性などを考慮して選択するとよい。このような点から、受圧板27は、典型的には樹脂製である。本実施形態では、受圧板27が、伸縮部材22のポリオレフィン層と接合性に優れたポリアセタール系樹脂製である。これにより、伸縮部材22と受圧板27が強固に一体化されている。
The
受圧板27の略中央部分(中心部分)には、第2貯留室26の外側に突き出した凹部27aが形成されている。凹部27aは、弁部材24の第2貯留室26の側の先端部と連結可能な位置に設けられている。凹部27aは、弁部材24の第2貯留室26の側の先端部を挿入可能なように形成されている。これにより、第2貯留室26内が負圧になったときに、弁部材24と受圧板27とが安定的に当接するようになる。したがって、適切なタイミングで弁部材24を可動させることができ、適時的確に開口部21bを開放することができる。本実施形態では、凹部27aが略ドーム形状である。
A
印刷時以外のとき、つまりインク吐出ヘッド15からインクが吐出されないときは、ダンパー装置14の第2貯留室26に、所定量以上のインクが貯留されている。このとき、弁部材24は、付勢部材24c、28の反力によって隔壁21aに押し付けられた状態となっている。これにより、開口部21bは閉鎖された状態に維持されている。換言すれば、開口部21bは、第2貯留室26内のインクが所定量まで減少して第2貯留室26が負圧にならない限り、開放されないようになっている。
When printing is not performed, that is, when ink is not ejected from the
一方、プリンタ10の印刷が開始されると、制御装置18によって供給ポンプ13が駆動される。同時に、インク吐出ヘッド15のノズルから記録紙5に向かってインクが吐出される。インクが吐出されると、ダンパー装置14の第2貯留室26に貯留されているインクが吸い出され、インク吐出ヘッド15に供給される。これにより、第2貯留室26のインク貯留量が減少して、第2貯留室26内が負圧になる。第2貯留室26内が負圧になるにつれて、図5に示すように、伸縮部材22の2つのマチ部22b、22cが、アコーディオン状に折り畳まれるように開口部21bの側(図5の左側)に縮む。これに伴って、伸縮部材22に取り付けられた受圧板27が開口部21bの側に略水平にスライドする。受圧板27が開口部21bの側に所定量以上スライドすると、受圧板27と弁部材24の第2貯留室26の側の先端部とが略垂直に連結される。この状態から、さらに伸縮部材22が縮み、受圧板27が開口部21bに近づく側にスライドすると、弁部材24は、付勢部材24c、28の反力に抗して第1貯留室25の側(図5の左側)に押されて移動する。これにより、弁部材24のシール部24bが隔壁21aから離れ、開口部21bが開放される。そして、第1貯留室25から第2貯留室26へとインクが流入する。なお、図5では印刷時のインクの流れ方向を矢印で示している。
On the other hand, when printing of the
第1貯留室25から第2貯留室26へインクが流入するにしたがい、第2貯留室26内の負圧が解消される。これに伴って、伸縮部材22の縮みは緩和され、受圧板27は開口部21bから遠ざかる方向に移動する。その結果、弁部材24が付勢部材24c、28の反力によって第2貯留室26の側(図5の右側)に戻される。そして、弁部材24のシール部24bが隔壁21aに接触すると、開口部21bが閉鎖される。
As the ink flows from the
ダンパー装置14の第1貯留室25はインクカートリッジ11Cと連通している。このため、第1貯留室25で減少した分のインクは、インクカートリッジ11Cから適宜に補充される。以上により、印刷時には、インクカートリッジ11Cからインク吐出ヘッド15へインクが安定して供給される。ここに示す構成では、伸縮部材22および受圧板27の変位と連動して開口部21bが開閉するように構成されている。そのため、ダンパー装置14を電気的に制御する必要がなく、簡便である。
The
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the above-described embodiment is merely an example, and the present invention can be implemented in various other forms.
例えば、上記した実施形態では、ダンパー装置14に蛇腹形状の伸縮部材22を用いたが、これには限定されない。図7は、本発明の他の一実施形態に係るダンパー装置34の縦断面図である。本実施形態のダンパー装置34は、太鼓腹形状の伸縮部材32を備えている。伸縮部材32は、隔壁21aに対して略平行に配置された面状部32aと、隔壁21aと面状部32aを連結する2つのマチ部32b、32cを有している。マチ部32b、32cは、断面形状が上下対称なアーチ状(弓状)である。これらマチ部32b、32cが、略「くの字」状に、あるいはアコーディオン状に伸縮することにより、伸縮部材32は隔壁21aの遠近方向に伸び縮みする。このことにより、蛇腹形状の伸縮部材22を用いた場合と同様の機能を発揮することができる。
For example, in the above-described embodiment, the bellows-shaped expansion /
また、上記した各実施形態では、液体供給部(インクカートリッジ11)に貯留された液体がインクであったが、これには限定されない。液体は、例えばインクジェット式記録装置のメンテナンスに使用する洗浄液等であってもよい。 In each of the above-described embodiments, the liquid stored in the liquid supply unit (ink cartridge 11) is ink. However, the present invention is not limited to this. The liquid may be, for example, a cleaning liquid used for maintenance of the ink jet recording apparatus.
また、上記した実施形態では、インクジェット式記録装置がインクジェットプリンタ10であったが、これには限定されない。インクジェット式記録装置は、画像を記録できることが可能な装置であればよい。また、上記したインク供給システム並びにインクジェットプリンタ10は、インクカートリッジ11(液体供給部)と、供給ポンプ13と、ダンパー装置14、34と、インク吐出ヘッド(液体吐出部)15と、インク供給路(液体供給路)16と、制御装置18とを備えているが、これには限定されない。例えば供給ポンプ13は、必要に応じて設ければよい。あるいは、上記の構成要素に加えて、印刷時以外のときにインク吐出ヘッド15のノズルを覆うキャップと、当該キャップ内を吸引する吸引ポンプとをさらに備えていてもよい。
In the above-described embodiment, the ink jet recording apparatus is the
また、上記した実施形態では、ダンパー装置14、34がインクジェット式記録装置に搭載されていたが、これには限定されない。ダンパー装置14、34は、例えばインクジェット方式を採用する種々の製造装置や、マイクロピペット等の計測器具等、液体供給システムを備える各種用途で使用可能である。
In the above-described embodiment, the
14 ダンパー装置
20a インク流入口
21 ケース本体
21a 隔壁
21b 開口部
22 伸縮部材
24 弁部材
24c、28 付勢部材
25 第1貯留室
26 第2貯留室
27 受圧板
29a インク流出口
DESCRIPTION OF
Claims (13)
開口部が形成された外壁を有する中空のケース本体と、
前記開口部を覆うように前記ケース本体に取り付けられ、前記開口部に対して近づく方向および遠ざかる方向に伸縮可能な伸縮部材と、
前記ケース本体の前記中空の部分に形成された第1貯留室と、
前記開口部を介して前記第1貯留室と連通され、少なくとも一部が前記外壁および前記伸縮部材により仕切られた第2貯留室と、
前記ケース本体に形成され、前記第1貯留室と連通する液体流入口と、
前記ケース本体に形成され、前記第2貯留室と連通する液体流出口と、
前記ケース本体の前記外壁を貫くように前記開口部に挿入された弁部材と、
前記開口部を閉鎖する方向に前記弁部材を付勢する付勢部材と、
前記伸縮部材に取り付けられ、前記伸縮部材の伸縮に伴って前記開口部に対して近づく方向および遠ざかる方向にスライド可能な受圧板と、
を備え、
前記第2貯留室の圧力の減少に伴って前記伸縮部材が前記開口部に近づく側に所定量以上縮んだときに、前記受圧板が前記弁部材を押して前記開口部を開放するように構成されている、ダンパー装置。 Arranged in a liquid supply path for supplying liquid from the liquid supply unit to the liquid discharge unit
A hollow case body having an outer wall in which an opening is formed;
An expansion / contraction member attached to the case body so as to cover the opening, and expandable / contractible in a direction approaching and moving away from the opening;
A first storage chamber formed in the hollow portion of the case body;
A second storage chamber communicated with the first storage chamber through the opening, and at least a part of which is partitioned by the outer wall and the elastic member;
A liquid inflow port formed in the case body and communicating with the first storage chamber;
A liquid outlet formed in the case body and communicating with the second storage chamber;
A valve member inserted into the opening so as to penetrate the outer wall of the case body;
A biasing member that biases the valve member in a direction to close the opening;
A pressure receiving plate attached to the elastic member and slidable in a direction toward and away from the opening as the elastic member expands and contracts;
With
The pressure receiving plate pushes the valve member to open the opening when the expansion and contraction member contracts by a predetermined amount or more toward the side approaching the opening as the pressure in the second storage chamber decreases. The damper device.
前記弁部材の前記第1貯留室の側の先端部に配置され、所定の磁極を有する第1の磁性体と、
前記第1の磁性体と対向する位置に配置され、前記第1の磁性体と反発する磁極を有する第2の磁性体と、
を備え、
前記第1の磁性体と前記第2の磁性体の間に作用する反力によって、前記弁部材を付勢するように構成されている、請求項1から6までの何れか一つに記載されたダンパー装置。 The biasing member is
A first magnetic body disposed at a tip of the valve member on the first storage chamber side and having a predetermined magnetic pole;
A second magnetic body disposed at a position facing the first magnetic body and having a magnetic pole repelling the first magnetic body;
With
It is comprised in any one of Claim 1-6 comprised so that the said valve member might be urged | biased by the reaction force which acts between the said 1st magnetic body and the said 2nd magnetic body. Damper device.
液体吐出部と、
一端が前記液体供給部と連通し、他端が前記液体吐出部と連通する液体供給路と、
前記液体供給路に配置され、前記液体吐出部に液体を供給する、請求項1から10までの何れか一つに記載されたダンパー装置と、
を備えた、液体供給システム。 A liquid supply unit;
A liquid ejection part;
A liquid supply path having one end communicating with the liquid supply unit and the other end communicating with the liquid discharge unit;
The damper device according to any one of claims 1 to 10, wherein the damper device is disposed in the liquid supply path and supplies liquid to the liquid discharge unit.
A liquid supply system.
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