JP2021115769A - Inkjet printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンティニュアス方式のインクジェットプリンタに関し、更に詳しくは、インク流体の脈動を低減する手段を備えたインクジェットプリンタに関する。 The present invention relates to a continuous inkjet printer, and more particularly to an inkjet printer provided with means for reducing the pulsation of an ink fluid.
インクジェットプリンタは、コンティニュアス方式とオンデマンド方式に大別される。このうちコンティニュアス方式のインクジェットプリンタ(以降、「CIJ」という)は、ポンプによってプリントヘッドのノズルからインクを噴射し、噴射したインクがインク滴に分離する位置においてインク滴を帯電させ、更に偏向電極によって帯電したインク滴の軌道を曲げて記録面の所定の位置に衝突させている。 Inkjet printers are roughly classified into continuous type and on-demand type. Of these, the continuous type inkjet printer (hereinafter referred to as "CIJ") ejects ink from the nozzle of the print head by a pump, charges the ink droplets at the position where the ejected ink separates into ink droplets, and further deflects the ink droplets. The trajectory of the ink droplet charged by the electrode is bent so that it collides with a predetermined position on the recording surface.
CIJにおいては、ノズルから噴射されるインク滴の飛行速度が変わると印字の品質が劣化し、また文字の高さがばらつくため、飛行速度を一定にして印字の品質を確保している。 In CIJ, when the flight speed of the ink droplets ejected from the nozzle changes, the print quality deteriorates and the height of the characters varies. Therefore, the flight speed is kept constant to ensure the print quality.
飛行速度を一定にして印字品質を確保する方法として、2つの方法が実用化されている。第1の方法は、ノズルの手前の配管にレギュレータを取り付け、インク流体の圧力を一定にすることにより飛行速度を一定にする方法(特許文献1参照)である。第2の方法は、ノズルから噴射されるインク滴の飛行速度を測定し、それが所定の値になるようにインクの圧力を調整する方法(特許文献2参照)である。 Two methods have been put into practical use as a method for ensuring print quality by keeping the flight speed constant. The first method is a method in which a regulator is attached to a pipe in front of the nozzle to keep the pressure of the ink fluid constant to keep the flight speed constant (see Patent Document 1). The second method is a method of measuring the flight speed of ink droplets ejected from a nozzle and adjusting the pressure of the ink so that it becomes a predetermined value (see Patent Document 2).
更に、インク滴の飛行速度はインクの粘度によっても変わるため、上述した第1および第2の方法では、粘度を調整して飛行速度が一定になるようにしている。 Further, since the flight speed of the ink droplets also changes depending on the viscosity of the ink, in the first and second methods described above, the viscosity is adjusted so that the flight speed becomes constant.
一方、CIJにおいては、インク流体をインクタンクからプリントヘッドに圧送するのにダイアフラムポンプを用いる場合が多い。その場合、ダイアフラムポンプの性質から、インク流体に脈動が生じる。インク流体に脈動が生じると、ノズルから噴射されるインク滴の飛行速度が変化し、印字品質が劣化するため、脈動を低減する対策が不可欠である。 On the other hand, in CIJ, a diaphragm pump is often used to pump the ink fluid from the ink tank to the print head. In that case, due to the nature of the diaphragm pump, pulsation occurs in the ink fluid. When pulsation occurs in the ink fluid, the flight speed of the ink droplets ejected from the nozzle changes and the print quality deteriorates. Therefore, measures to reduce the pulsation are indispensable.
上述した第1の方法では、脈動の低減を優先し、ノズル手前の配管にインク流体の圧力を一定にするレギュレータを取り付けている。 In the first method described above, priority is given to reducing pulsation, and a regulator that keeps the pressure of the ink fluid constant is attached to the pipe in front of the nozzle.
一方、インクの粘度は温度によって変化し、圧力が一定であっても粘度が変わると、それに反比例して飛行速度が変化する。そのため、粘度計で定期的に粘度を測定して所定の粘度に調整している。粘度調整は溶剤を補充等することによって行われる。 On the other hand, the viscosity of ink changes with temperature, and even if the pressure is constant, if the viscosity changes, the flight speed changes in inverse proportion to it. Therefore, the viscosity is regularly measured with a viscometer and adjusted to a predetermined viscosity. Viscosity adjustment is performed by replenishing a solvent or the like.
このように、第1の方法は、脈動を十分低いレベルまで低減できることから、高い印字品質を実現できる一方、付帯部品として粘度計が必須になることから、コスト高となる。 As described above, the first method can reduce the pulsation to a sufficiently low level, so that high print quality can be realized, but the viscometer is indispensable as an accessory component, so that the cost is high.
一方、第2の方法では、インクの粘度とインク流体の圧力が比例関係にある性質を利用し、検出したインク滴の飛行速度と、ポンプからノズルに圧送されるインク流体の圧力からインクの粘度を算出し、その値に基づいてインクの粘度を調整している。 On the other hand, the second method utilizes the property that the viscosity of the ink and the pressure of the ink fluid are in a proportional relationship, and the viscosity of the ink is derived from the detected flight speed of the ink droplets and the pressure of the ink fluid pumped from the pump to the nozzle. Is calculated, and the viscosity of the ink is adjusted based on the value.
第2の方法は、粘度計が不要であることからコスト面で有利である。更に、第1の方法では、粘度の調整に時間がかかるため、印字中に急に温度や粘度が変化した場合、飛行速度の変化への対応が難しいのに対し、第2の方法では圧力を変化させることで、印字中の飛行速度の変化にすぐに対応できるという利点がある。 The second method is advantageous in terms of cost because it does not require a viscometer. Furthermore, in the first method, it takes time to adjust the viscosity, so if the temperature or viscosity changes suddenly during printing, it is difficult to respond to the change in flight speed, whereas in the second method, pressure is applied. By changing it, there is an advantage that it is possible to immediately respond to a change in flight speed during printing.
しかし、第2の方法はインクの圧力を変える、すなわちポンプの回転数を変える必要があることから、レギュレータが使用できない。そのため、ノズル手前の配管にダンパーと逆止弁を直列に接続してインク流体の脈動低減を図っていたが、十分な効果を得るには至っていない。 However, since the second method requires changing the pressure of the ink, that is, changing the rotation speed of the pump, the regulator cannot be used. Therefore, a damper and a check valve are connected in series to the pipe in front of the nozzle to reduce the pulsation of the ink fluid, but a sufficient effect has not been obtained.
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、ダンパーおよび逆止弁を用いてインク流体の脈動を低減する第2の方法を採用しながら、レギュレータを用いて脈動を低減する第1の方法を採用した場合と遜色ない印字品質を実現できるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and reduces pulsation by using a regulator while adopting a second method of reducing pulsation of ink fluid by using a damper and a check valve. It is an object of the present invention to provide an inkjet printer capable of achieving print quality comparable to that of the case where the first method is adopted.
上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェットプリンタは、
インクを貯留するインクタンクと、
当該インクタンクから供給されるインクを被印刷物の表面に向けて噴射するプリントヘッドと、
当該プリントヘッドのノズルから噴射されたインクのうち印刷に使用されないインクを回収するガターと、
前記インクタンクから前記プリントヘッドへのインクの移送および前記ガターで回収されたインクの前記インクタンクへの移送を行うポンプと、を備え、
前記インクタンクとプリントヘッドとを結ぶ配管には、インク流体の脈動を低減する脈動軽減手段が取り付けられ、当該脈動低減手段は、ダンパー、スタティックミキサーおよび逆止弁で構成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the inkjet printer according to the present invention
An ink tank that stores ink and
A print head that ejects the ink supplied from the ink tank toward the surface of the printed matter, and
A gutter that collects ink that is not used for printing among the ink ejected from the nozzle of the print head,
A pump for transferring ink from the ink tank to the print head and transferring ink collected by the gutter to the ink tank is provided.
A pulsation reducing means for reducing the pulsation of the ink fluid is attached to the pipe connecting the ink tank and the print head, and the pulsation reducing means is characterized by being composed of a damper, a static mixer and a check valve. ..
ここで、前記脈動低減手段は、インクの流れに従って、ダンパー、スタティックミキサーおよび逆止弁がこの順に配列されることが好ましい。 Here, in the pulsation reducing means, it is preferable that the damper, the static mixer and the check valve are arranged in this order according to the flow of ink.
また前記逆止弁は、前記配管内を移送されるインクの圧力が所定の値を超えないときはインクの移送を阻止し、所定の値を超えたときはインクを移送することが好ましい。 Further, it is preferable that the check valve blocks the transfer of ink when the pressure of the ink transferred in the pipe does not exceed a predetermined value, and transfers the ink when the pressure exceeds a predetermined value.
また前記ポンプとしてダイアフラムポンプを用いることが好ましい。 Further, it is preferable to use a diaphragm pump as the pump.
また前記配管のうち前記脈動低減手段とプリントヘッドとの間に、インク流体の圧力を検出する圧力センサが取り付けられ、当該圧力センサによって前記配管内を流れるインク流体の圧力を検出することが好ましい。 Further, it is preferable that a pressure sensor for detecting the pressure of the ink fluid is attached between the pulsation reducing means and the print head in the pipe, and the pressure sensor detects the pressure of the ink fluid flowing in the pipe.
本発明に係るインクジェットプリンタでは、スタティックミキサーを、ダンパーおよび逆止弁と組み合わせることによって、実用上十分な脈動低減効果を実現しており、レギュレータを用いる必要がないことから、プリンタのコストを大幅に低減することが可能となる。 In the inkjet printer according to the present invention, by combining a static mixer with a damper and a check valve, a practically sufficient pulsation reduction effect is realized, and since it is not necessary to use a regulator, the cost of the printer is significantly reduced. It is possible to reduce it.
以下、本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the inkjet printer according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<インクジェットプリンタの構成>
図1に、本実施の形態に係るインクジェットプリンタの配管図、図2に、同プリンタのプリントヘッドの概略構成を示す。また図3に、同プリンタの制御系のブロック図を示す。
<Inkjet printer configuration>
FIG. 1 shows a piping diagram of an inkjet printer according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a schematic configuration of a print head of the printer. Further, FIG. 3 shows a block diagram of the control system of the printer.
最初に、図1を参照してプリントヘッドを除くプリンタの構成を説明し、次に、図2を参照してプリントヘッドの構成を説明し、最後に、図3を参照してコントローラの構成を説明する。 First, the configuration of the printer excluding the printhead will be described with reference to FIG. 1, then the configuration of the printhead will be described with reference to FIG. 2, and finally, the configuration of the controller will be described with reference to FIG. explain.
図1の配管図に示すように、インクジェットプリンタ(以降、「プリンタ」と略す)1は、インクIを貯留するインクタンク2、インクを噴出して被印刷物の表面に印刷を行うプリントヘッド3、インクを送出するポンプ4、これらの部材を連結する配管5a〜5i(以降、総称して「配管5」ともいう)、配管5の途中に配置され、配管を開閉する開閉弁61〜65、インクの各種状態を検出するセンサ71〜73、インクおよび溶剤の補給に用いられるタンク81および82、ならびにインク流体の脈動を低減する手段10で構成されている。
As shown in the piping diagram of FIG. 1, the inkjet printer (hereinafter abbreviated as “printer”) 1 includes an
インクタンク2は、強化プラスチック等で作製され、上面が開放された直方体状のタンク本体21と、同じく強化プラスチック等で作製され、タンク本体21の上面を覆うように設置された平板状の蓋22で構成されている。
The
図1に示すように、蓋22には複数の配管5を通す孔、ならびに温度センサ72および液面検出センサ73を通す孔が形成されている。また配管5iの先端には凝集タンク83が取り付けられており、配管5iを通って放出されたインク溶剤の蒸気を収集し、それを凝集・液化させてインク溶剤を回収する。
As shown in FIG. 1, the
蓋22に形成された孔は、配管等との間が封止されている。またタンク本体21の開口部と蓋22との間は、パッキンを介した状態(図示せず)で、ボルト・ナット等を用いて締結されており、タンク本体21と蓋22との間は密閉されている。
The holes formed in the
本実施の形態では、インクIとして、溶剤であるメチルエチルケトン(70〜90%)に、黒色の染料であるクロム錯塩(5〜10%)を加え、これに若干のシクロヘキサン(5〜10%)とイソプロピルアルコール(0.1〜1%)を加えたものを用いている。 In the present embodiment, as the ink I, methyl ethyl ketone (70 to 90%), which is a solvent, is added with a chromium complex salt (5 to 10%), which is a black dye, and a small amount of cyclohexane (5 to 10%) is added thereto. The one to which isopropyl alcohol (0.1 to 1%) is added is used.
インクタンク2とプリントヘッド3を結ぶ配管5aの途中にポンプ4が配置されており、タンク内のインクをプリントヘッド3まで移送している。本実施の形態では、ポンプ4として4つのダイアフラムユニット41〜44が一体化され、これらを1つのモータ45(図3参照)で回転駆動するダイアフラム式のポンプを用いている。
A
ダイアフラムユニット41は、インクタンク2内のインクをプリントヘッド3に移送するため、ダイアフラムユニット42および43は、ガター51で回収したインクをインクタンク2に移送するために用いられる。またダイアフラムユニット44は、インクを循環させてインクタンク2内のインクを攪拌するため、および補給用タンク81または82に収容されたインクまたは溶剤をインクタンク2に供給するために用いられる。
Since the
配管5a、5cの途中に設けられたフィルタ52、53および54はインク内の不純物を除去するものである。
The
ダイアフラムユニット41とプリントヘッド3を結ぶ配管5aの途中には、インクの脈動を低減する手段10として、ダンパー11、スタティックミキサー12および逆止弁13が配置されている。またダンパー11の上流側で分岐し、インクタンク2にインクを戻す配管5bの途中には絞り55が取り付けられている。これらの機能については、後に図面を用いて詳述する。
A damper 11, a
配管5a、5d、5e、5fおよび5gの途中には、上述した部材以外に、開閉弁61〜65およびインク排出弁66が配置されている。開閉弁61〜65は電磁弁で構成されており、図3のコントローラ9の指示に従って配管5を開閉してインクを移送し、または移送を停止する。インク排出弁66は、プリンタ1の保守点検の際に、配管5aおよびインクタンク2に残っているインクを排出するものであり、手動で開閉される。
In addition to the above-mentioned members, an on-off valve 61-65 and an
配管5aに接続された圧力センサ71は、配管5aを流れるインクの圧力を検出する。またインクタンク2の蓋22に取り付けられた温度センサ72は、インクタンク2内のインクの温度を検出する。同様に、蓋22に取り付けられた液面検出センサ73は、長さの異なる導電性の複数の棒を用い、それらの電気的な導通の有無によってインクの液面の高さを検出する。
The
次に、プリントヘッド3の構成を説明する。図2に示すように、プリントヘッド3は、ガン30、帯電電極34、一対の検知電極36a、36b(以降、総称して「検知電極36」ともいう)および偏向電極38で構成されている。
Next, the configuration of the
ガン30は、インク滴IDを被印刷物(例えば梱包箱)の表面に向けて噴射するものであり、ガンボディ31、超音波振動子32およびノズル33で構成されている。ポンプ41によってインクタンク2から送出され、配管5aを通してガンボディ31に供給されたインクは、ガンボディ31に内蔵された超音波振動子32によって振動が付加された状態でノズル33の孔から噴射される。
The
ノズル33から噴出したインク柱は、超音波振動子32により付加された振動によって個々のインク滴IDに分離し、更に帯電電極34で帯電された後、偏向電極38により、印字に必要なインク滴IDのみが帯電電荷量に応じて偏向され、被印刷物の表面に衝突してドットを形成する。
The ink column ejected from the
次に、コントローラの構成と機能を説明する。コントローラ9は、電圧検知手段37、圧力センサ71、温度センサ72および液面検出センサ73の出力信号に基づいて、ポンプ4を回転駆動するモータ45および開閉弁61〜65の動作を制御する。
Next, the configuration and functions of the controller will be described. The
更に、コントローラ9には、プリントヘッド3の駆動に用いる超音波振動子32、パルス電源35および直流電源39が接続されている。
Further, an
図3に示すように、コントローラ9はCPU91、ROM92、RAM93、入力・表示パネル94、記憶装置95およびバスライン96で構成されている。
As shown in FIG. 3, the
CPU91は、プリンタ1の各部の動作を制御するのに必要な指示信号を作成する。ROM92には、CPU91が動作するのに必要なプログラムが記憶されている。RAM93は、プログラムの実行中に必要となるデータを一時的に記憶する。
The
記憶装置95は、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等で構成され、プリンタ1の制御に必要なデータを記憶する。入力・表示パネル94は液晶ディプレイ等で構成され、印刷の内容や設定値等を入力すると共に、入力されたデータや印刷内容等を表示する。バスライン96は、CPU91のデータ信号、アドレス信号およびコントロール信号を伝送する。
The
記憶装置95には、電圧検知手段37の計測値に基づいてインク滴の飛行速度を算出するプログラムが予めインストールされている。算出された飛行速度は、入力・表示パネル94に表示される。
A program for calculating the flight speed of ink droplets based on the measured value of the
なお、コントローラ9と制御対象の各構成部材の間は、信号伝送用のケーブルで接続されているが、煩雑さを避けるため、図2では省略している。
Although the
<プリントヘッドの動作>
次に、図2および図4を参照して、プリントヘッド3の動作を説明する。図4は、図2のプリントヘッド3を用いて被印刷物に印刷を行う際の動作を示す図である。
<Print head operation>
Next, the operation of the
図4に、ベルトコンベア(図示せず)上を、矢印で示す方向に一定の速度で移動している梱包箱100を示す。梱包箱100が、インク滴IDの飛行方向に対して直交する方向に移動している場合、インク滴IDの偏向量を変えることによって、包装箱100の側面に衝突するインク滴IDの位置が変わり、梱包箱100の移動に同期してインク滴IDの偏向を繰り返すと、文字(図では「A」)が印字される。
FIG. 4 shows a
一方、帯電されていないインク滴ID、および帯電されていても印字に使用されないインク滴IDは、偏向されず、そのままインク回収用のガター51に飛び込み、インクタンク2に回収される。ガター51によって回収されたインクは、ポンプ42および43により配管5c中を通してインクタンク2に移送され、再利用される。
On the other hand, the uncharged ink droplet ID and the charged ink droplet ID that is not used for printing are not deflected and jump into the
コントローラ9は、ポンプ41を駆動することにより、インクタンク2に収容されたインクに圧力をかけてガン30に供給する。またコントローラ9は、ポンプ41の回転数を制御することにより、ノズル23から噴出するインク滴IDの飛行速度を調節する。
By driving the
またコントローラ9は、パルス電源35から帯電電極34に印加されるパルス電圧のタイミングを制御することによって、帯電されるインク滴IDの数やタイミングを調節する。更にコントローラ9は、直流電源39の電圧を制御することによって、偏向電極38で偏向されるインク滴IDの偏向量を調節する。
Further, the
インク滴IDの飛行経路に沿って、一定の間隔Lを隔てて配置された一対の検知電極36aおよび36bは、飛行中のインク滴IDの速度を測定するものである。プリントヘッド3には、帯電したインク滴IDによって一対の検知電極36aおよび36bに誘起される電圧を検知する電圧検知手段37が内蔵されている。電圧検知手段37で検知された電圧信号はコントローラ9に送信される。
A pair of
コントローラ9は、帯電したインク滴IDによって一対の検知電極36aおよび36bに誘起される電圧信号によって、インク滴IDが検知電極36aおよび36bの近傍を通過した時刻を計測する。そして2つの計測値の差分から、インク滴IDが2つの検知電極36a、36b間を通過するのに要した時間を算出し、その時間で距離を割ることにより、インク滴IDの飛行速度を算出する。
The
<インクの流れの説明>
次に、前述の図1に基づいてプリンタ1におけるインクの流れを説明する。図1において配管5に沿って表示した矢印は、インクの流れる方向を示している。
<Explanation of ink flow>
Next, the flow of ink in the printer 1 will be described with reference to FIG. 1 described above. The arrows displayed along the pipe 5 in FIG. 1 indicate the direction in which the ink flows.
インクタンク2に収容されたインクIは、ダイアフラムユニット41によって吸引され、配管5aを通ってプリントヘッド3まで移送される。前述したように、配管5aのダイアフラムユニット41の下流には、インクの脈流を低減する手段10として、ダンパ−11、スタティックミキサー12および逆止弁13が配置され、更にその手前で配管5aから配管5bが分岐し、先端がインクタンク2に接続されている。
The ink I contained in the
ダイアフラムユニット41から送り出されたインクは、ダンパ−11およびスタティックミキサー12によって脈流の大半が取り除かれた後、逆止弁13に到達する。
The ink delivered from the
逆止弁13は、プリントヘッド3に一定の圧力以上のインクを供給するもので、インク流体の圧力が、バネの弾性力によって定まる値を下回る場合、逆止弁13は閉じたままであるため、インクは分岐管5bを通ってインクタンクに戻る。分岐管5bの途中に設けられた絞り55は、インクタンク2に回収されるインクの流量を調整するものである。
The
逆止弁13の下流側の配管5aに取り付けられた圧力センサ71は、プリントヘッド3に供給されるインク流体の圧力を検出するものである。圧力センサ71で検出されたインク流体の圧力は、インクの粘度を調節するために用いられる。
The
インクの粘度が一定の場合には、配管5aを移送されるインクの圧力とインク滴の飛行速度は比例関係にある。飛行速度を維持するための圧力が高まった場合、インクの粘度が高まったと判断して、補給タンク82から溶剤の補給が行われる。
When the viscosity of the ink is constant, the pressure of the ink transferred through the
配管5aの途中に設けられた開閉弁61は、ポンプ4を駆動してプリンタによる印刷を開始する際に配管5aの流路を開き、印刷が終了してポンプ4の動作を停止する際に配管5aの流路を閉じる。
The on-off
プリントヘッド3から噴射されたインク滴の一部は印刷に供され、その他のインク滴はガター51に回収される。ガター51に回収されたインクは、ダイアフラムユニット42および43によって配管5cを通って移送され、インクタンク2に戻る。
A part of the ink droplets ejected from the
配管5cによるインクの移送に2つのダイアフラムユニット42および43を用いるのは、ダイアフラムユニットのインク移送能力を考慮したものであり、ダイアフラムユニットの移送能力が大きい場合は、1つのダイアフラムユニットを用いてインクを移送してもよい。
The use of two
プリントヘッド3の下部から取り出された配管とインクタンク2との間が配管5dによって接続され、途中に開閉弁62が配置されている。この配管5dは、プリンタ1の電源をオンにした際にプリントヘッド3内に残っている空気を抜くためのものであり、開閉弁62を開くことによって空気を含んだインクが移送され、インクタンク2に戻される。
The pipe taken out from the lower part of the
インク補給用タンク81から取り出されたインクを、ダイアフラムユニット44を用いてインクタンク2に移送する配管5eおよび5hが設けられており、配管5eの途中に開閉弁63が取り付けられている。
The
同様に、溶剤補給用タンク82から取り出された溶剤を、ダイアフラムユニット44を用いてインクタンク2に移送する配管5fおよび5hが設けられており、配管5fの途中に開閉弁64が取り付けられている。
Similarly,
更に、インクタンク2から取り出されたインクを、ダイアフラムユニット44を用いてインクタンク2に戻す配管5gおよび5hが設けられており、配管5gの途中に開閉弁65が取り付けられている。この配管5gは、インクタンク2内のインクを攪拌するために用いられる。
Further,
前述した3つの配管5e、5fおよび5gは、インク移送用のダイアフラムユニット44を兼用しており、このため、配管5e、5fおよび5gは合流して配管5hに連結されている。
The three
インクタンク2にインクを補給する場合、コントローラ9の指示に従って、開閉弁63を開ける共に、開閉弁64および65を閉じ、ダイアフラムユニット44を駆動して補給用タンク81内のインクをインクタンク2に移送する。
When replenishing ink to the
インクタンク2に溶剤を補給する場合、コントローラ9の指示に従って、開閉弁64を開けると共に、開閉弁63および65を閉じ、ダイアフラムユニット44を駆動して補給用タンク82内の溶剤をインクタンク2に移送する。
When replenishing the solvent to the
<インク流体の脈動低減>
上述したように、プリントヘッド3に供給されるインクの圧力と粘度は、コントローラ9の制御により、印字品質を保持する上で最適の値に調整されるが、コントローラ9では、インク流体の脈動を低減することはできない。本実施の形態では、配管5aの途中に、ダンパー11、スタティックミキサー12および逆止弁13で構成された脈動低減手段10を取り付けている。
<Reduction of pulsation of ink fluid>
As described above, the pressure and viscosity of the ink supplied to the
前述した特許文献2に記載のプリンタでは、プリントヘッド3に供給するインク流体の脈流を低減する手段として、ダンパー11と逆止弁13を用いていたが、脈流を十分低減することができなかった。
In the printer described in
発明者等は、実験を通じ、これらに加えてスタティックミキサー12を配置することにより、実用上十分な脈流低減効果が得られることを見出した。
Through experiments, the inventors have found that by arranging the
スタティックミキサー12は、駆動部を持たず、流体の流れを利用して攪拌を行う静止型の混合器であり、ミキサー内には、長方形の板をねじったエレメントが複数配置されている。ミキサー内を通過する流体は、ねじれの方向が異なる複数のエレメントにより順次攪拌・混合される。
The
スタティックミキサーは、一般的に、高粘度流体(接着剤、食料品)の混合や、流体の熱交換、均熱化に用いられ、インク流体の脈動低減のために用いられることはなかった。発明者等が、試みに、ダンパーと逆止弁の間にスタティックミキサーを挿入したところ、脈動低減に顕著な効果を発揮することがわかった。 Static mixers are generally used for mixing high-viscosity fluids (adhesives, foodstuffs), heat exchange and soaking of fluids, and never for reducing pulsation of ink fluids. It was found that when the inventors tried to insert a static mixer between the damper and the check valve, it exerted a remarkable effect on reducing pulsation.
図5に、ダンパー11と逆止弁13の間にスタティックミキサー12を挿入したときとしないときに、圧力センサ71で測定した脈動の値を示す。また図6に、その際の印字例を示す。実験では、コンベア上を一定の速度で移送される梱包箱の側面に水平な直線を印字した例を示す。
FIG. 5 shows the pulsation values measured by the
比較のため、図5および図6には、前述の特許文献1に記載された第1の方法、すなわちレギュレータを用いてインク流体の脈動を低減した場合の実験結果を示す。 For comparison, FIGS. 5 and 6 show the experimental results when the pulsation of the ink fluid is reduced by using the first method described in the above-mentioned Patent Document 1, that is, a regulator.
実験には、紀州技研工業製のプリンタ(機種名:CCS2800)を用い、ダンパーと逆止弁との間にスタティックミキサーを挿入したものと、挿入しないものを用いた。またレギュレータを用いたプリンタとして、紀州技研工業製のプリンタ(機種名:CCS3000L)を用いた。 In the experiment, a printer manufactured by Kishu Giken Kogyo (model name: CCS2800) was used, and one with a static mixer inserted between the damper and the check valve and one without the static mixer were used. As a printer using a regulator, a printer manufactured by Kishu Giken Kogyo (model name: CCS3000L) was used.
図5から明らかなように、スタティックミキサーを挿入した場合、脈動値は0.85kPaとなり、挿入しない場合の脈動値3.35kPaに比較し、脈動が約75%低減された。この値は、レギュレータを用いた場合の脈動値0.70kPaと比較しても遜色ない値を示している。 As is clear from FIG. 5, the pulsation value was 0.85 kPa when the static mixer was inserted, and the pulsation was reduced by about 75% as compared with the pulsation value of 3.35 kPa when the static mixer was not inserted. This value is comparable to the pulsation value of 0.70 kPa when the regulator is used.
図6に、スタティックミキサーを挿入した場合(a)としない場合(b)の印字例を示す。スタティックミキサーを挿入しない場合(b)には、インク流体の脈動による影響で、被印刷面に形成されたドットが上下方向に変位し、挿入した場合(a)に比べ、印字品質の劣化が明らかである。一方、スタティックミキサーを挿入した場合(a)の印字例は、レギュレータを採用した場合(c)と比較し、上下方向の変位に有意差が見られない。 FIG. 6 shows a printing example when the static mixer is inserted (a) and when it is not inserted (b). When the static mixer is not inserted (b), the dots formed on the surface to be printed are displaced in the vertical direction due to the influence of the pulsation of the ink fluid, and the print quality is clearly deteriorated as compared with the case (a) when the static mixer is inserted. Is. On the other hand, in the printing example of the case where the static mixer is inserted (a), there is no significant difference in the displacement in the vertical direction as compared with the case where the regulator is adopted (c).
以上説明したように、スタティックミキサーは、インク流体の脈動を低減する効果があり、これとダンパーおよび逆止弁とを組み合わせることにより、脈動低減手段として実用上十分な効果が得られ、結果的に、レギュレータが不要となることから、プリンタのコスト低減にも貢献する。 As described above, the static mixer has the effect of reducing the pulsation of the ink fluid, and by combining this with the damper and the check valve, a practically sufficient effect as a pulsation reducing means can be obtained, and as a result, a sufficient effect can be obtained. Since no regulator is required, it also contributes to printer cost reduction.
なお、上述した実施の形態では、ダンパー、スタティックミキサーおよび逆止弁を、上流側からこの順に配列した場合の実験結果を示したが、実験の結果、ダンパー、スタティックミキサーおよび逆止弁の並びを変えて配列しても、ほぼ同様の効果が得られることがわかった。 In the above-described embodiment, the experimental results when the damper, the static mixer and the check valve are arranged in this order from the upstream side are shown, but as a result of the experiment, the arrangement of the damper, the static mixer and the check valve is shown. It was found that almost the same effect can be obtained even if the arrangement is changed.
また、本発明に係る脈動低減手段は、ダイアルフラムポンプを用いてインクを送出する場合に効果を発揮するが、流体に脈動が生じる他のポンプを採用した場合にも、同様の効果が得られることは明らかである。 Further, the pulsation reducing means according to the present invention is effective when ink is delivered by using a dial flam pump, but the same effect can be obtained when another pump that causes pulsation in the fluid is adopted. It is clear that.
また、スタティックミキサーの構造についても、上述したような長方形の板をねじったエレメントを複数配置したものに限定されない。流体の流れを利用して攪拌を行うものであれば、どのような構造を採用しても、同様の効果が得られる。 Further, the structure of the static mixer is not limited to the one in which a plurality of elements obtained by twisting a rectangular plate as described above are arranged. The same effect can be obtained regardless of the structure adopted as long as the stirring is performed by utilizing the flow of the fluid.
1 インクジェットプリンタ
2 インクタンク
3 プリントヘッド
4 ポンプ
5、5a〜5i 配管
9 コントローラ
10 脈流低減手段
11 ダンパー
12 スタティックミキサー
13 逆止弁
21 タンク本体
22 蓋
30 ガン
31 ガン本体
32 超音波振動子
33 ノズル
34 帯電電極
35 パルス電源
36a、36b 検知電極
37 電圧検知手段
38 偏向電極
39 直流電源
41〜44 ダイアフラムユニット
51 ガター
52〜54 フィルタ
55 絞り
61〜65 開閉弁
66 インク排出弁
71 圧力センサ
72 温度センサ
73 液面検出センサ
81、82 補給タンク
83 凝集タンク
91 CPU
92 ROM
93 RAM
94 入力・表示パネル
95 記憶装置
96 バスライン
I インク
1
92 ROM
93 RAM
94 Input /
上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェットプリンタは、
インクを貯留するインクタンクと、
当該インクタンクから供給されるインクを被印刷物の表面に向けて噴射するプリントヘッドと、
当該プリントヘッドのノズルから噴射されたインクのうち印刷に使用されないインクを回収するガターと、
前記インクタンクから前記プリントヘッドへのインクの移送および前記ガターで回収されたインクの前記インクタンクへの移送を行うポンプと、を備え、
前記インクタンクとプリントヘッドとを結ぶ配管には、インク流体の脈動を低減する脈動低減手段が取り付けられ、
当該脈動低減手段は、ダンパー、スタティックミキサーおよび逆止弁が、インクの流れに従って、この順に配列されたものであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the inkjet printer according to the present invention
An ink tank that stores ink and
A print head that ejects the ink supplied from the ink tank toward the surface of the printed matter, and
A gutter that collects ink that is not used for printing among the ink ejected from the nozzle of the print head,
A pump for transferring ink from the ink tank to the print head and transferring ink collected by the gutter to the ink tank is provided.
A pulsation reducing means for reducing the pulsation of the ink fluid is attached to the pipe connecting the ink tank and the print head.
The pulsation reducing means is characterized in that the damper, the static mixer and the check valve are arranged in this order according to the flow of ink .
ここで、前記逆止弁は、前記配管内を移送されるインクの圧力が所定の値を超えないときはインクの移送を阻止し、所定の値を超えたときはインクを移送することが好ましい。 Here, it is preferable that the check valve blocks the transfer of ink when the pressure of the ink transferred in the pipe does not exceed a predetermined value, and transfers the ink when the pressure exceeds a predetermined value. ..
Claims (5)
当該インクタンクから供給されるインクを被印刷物の表面に向けて噴射するプリントヘッドと、
当該プリントヘッドのノズルから噴射されたインクのうち印刷に使用されないインクを回収するガターと、
前記インクタンクから前記プリントヘッドへのインクの移送および前記ガターで回収されたインクの前記インクタンクへの移送を行うポンプと、を備え、
前記インクタンクとプリントヘッドとを結ぶ配管には、インク流体の脈動を低減する脈動軽減手段が取り付けられ、当該脈動低減手段は、ダンパー、スタティックミキサーおよび逆止弁で構成されることを特徴とするインクジェットプリンタ。 An ink tank that stores ink and
A print head that ejects the ink supplied from the ink tank toward the surface of the printed matter, and
A gutter that collects ink that is not used for printing among the ink ejected from the nozzle of the print head,
A pump for transferring ink from the ink tank to the print head and transferring ink collected by the gutter to the ink tank is provided.
A pulsation reducing means for reducing the pulsation of the ink fluid is attached to the pipe connecting the ink tank and the print head, and the pulsation reducing means is characterized by being composed of a damper, a static mixer, and a check valve. Inkjet printer.
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