JP2680404B2 - インクジェットプリンタ用のインク供給制御アセンブリおよびインクジェットプリンタ - Google Patents

インクジェットプリンタ用のインク供給制御アセンブリおよびインクジェットプリンタ

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、インクジェットプリンタ用のインク供給制
御アセンブリおよびインクジェットプリンタに関するも
のであり、さらに詳細には、インクの流れを制御する改
良されたインクジェットプリンタ用のインク供給制御ア
センブリおよびインクジェットプリンタに関するもので
ある。
(従来技術) 連続的に流れるインクジェットはインクマーク付け装
置内にインク圧力を生じるギヤポンプとポンプの容量の
一部分を貯槽またはポンプの入口に戻しバイパスする固
定したニードル弁または圧力逃がし弁とをしばしば使用
する。マーク付けに使用するインクは流体回路の高圧部
から取出し小型の在来の「下流」調整器を通りしたたら
される。インクは次いでポンプからの歯車歯による頻繁
な脈動を減衰する別個の部品を通り送られる。
(発明が解決しようとする問題点) 前記した従来技術の装置の1つの大きな欠点はジェッ
トノズルにおいてインクが必要とする圧力より少なくと
10psi大きい圧力にさからいポンプが作用する必要があ
るということである。ポンプがこの高いレベルで作用す
る必要があるので、エネルギーを浪費しポンプに不必要
な摩耗を生じポンプの寿命を尚早に短縮する。
(問題解決するための手段) このようにしてポンプを作用させることを避ける1つ
の方法はノズルが必要する圧力にのみさからいポンプを
作用させる背圧調整器を設けることである。しかしなが
ら、そのような在来の背圧調整器を使用するとなほギヤ
ポンプが生じる高頻度のインクの脈動を和らげる別個の
部品が必要である。
ポンプがさからい作用する圧力を極減するほかに、流
体回路における部品数を極減しユニットをできるだけ小
ぢんまりとすることが望ましい。構造を小ぢんまりとし
一体的にすればする程部品費はそれだけ安くなり、組立
て時間はそれだけ短かく、取付け管理の数と潜在的漏洩
個所とはそれだけ少なくなる。
本発明はポンプ、調整弁、脈動減衰器の一体構造体と
互いに接続する通路とに係るものである。このように一
体構造にすると、既知の従来技術の装置より容易に安価
に組み立てられる一層小ぢんまりした装置になる。更に
また、貯槽からの吸引管路とインクジェットヘッドへの
圧力管路とを除いてパイプ、管または取付け管路がない
ので潜在的漏洩個所の数が極減される。
一体のモジュールすなわち構造体は貯槽からのインク
を加圧する1対のかみ合う歯車を含んでいる。加圧され
たインクは通常では調整弁を通りジェットノズルに流れ
る。しかしながら、インクの圧力が所定の限界を超える
と、調整弁が開いてインク流の一部分をジェットノズル
から圧力が所定の限界に以下に下がるまでバイパス通路
にそらす。
調整弁はバイパス通路をインクが流れるのを防止する
ためバイパス通路の口部に設けた弁座に係合するよう第
1のばねにより偏倚された弁部材を含んでいる。可撓性
のダイヤフラムが弁部材と第1のばねとの間にインクが
このダイヤフラムを通り排出管路に流れるようにして配
置されている。インク圧が所定の限界を超えると、ダイ
ヤフラムは屈曲せしめられそれにより第1のばねを圧縮
して弁部材が弁座から離れるようにする。第2のばねが
弁部材を弁座から動かしインクがバイパス通路に流入で
きるようにする。圧力が所定の限界以下に下がると、第
1のばね弁部材を弁座に係合するよう戻し動かしダイヤ
フラムをその元の非屈折状態に動かす。
可撓性のダイヤフラムはデイスクの形状であり直径が
比較的に大きく断面が薄い。ダイヤフラムの中央部分は
第1のばねにより支持され他方中間の環状部分は支持さ
れていない。その結果、インクの低い頻度の脈動はダイ
ヤフラム全体の動きと第1のばねの圧縮力とにより吸収
され他方高い頻度の脈動はダイヤフラム中間部分を形成
する支持されてない材料により吸収される。従って、ダ
イヤフラムは調整弁を制御しギヤポンプにより生じるイ
ンクの脈動を減衰する2つの機能を果す。本発明の1つ
の一般的な目的はインクジェットプリンタのインク供給
装置用の改良された調整弁−減衰器を提供することであ
る。
本発明の他の1つの目的は、組立て時間と費用とを極
減しまた潜在的漏洩個所の数を極減するための装置のポ
ンプ、調整弁−減衰器、フイルタを含む小ぢんまりした
一体のモジュールを提供することである。
本発明の更に他の1つの目的は調整弁用の作動装置と
してもインクの脈動の減衰器としても機能する単一の機
構を提供することである。
本発明の更に他の1つの目的はポンプがノズルの必要
とするインク圧力にのみさからい作用するインクマーク
付け装置を提供することである。
上記した以外の本発明のその他の目的は以下の詳細な
説明により当業者には明らかになることと思う。
(実施例) 第1図には本体の上部々分3aと、本体の中央部分3bと
本体の上部々分3cとから成る一体の本体3を含む本発明
のインクマーク付け装置の一部分が示してあり、これら
本体部分は剛強なプラスチック材で作ることが好まし
い。これら本体部分はねじまたは締付けリング(図示せ
ず)の如き、任意適当な手段により互いに固着されてい
てそれらの間に液密シールを形成するよう位置決めした
O−リング4を有している。
入口通路5が本体の中央部分3bの壁に形成されインク
貯槽の吸引管路7に接続している。入口通路5はポンプ
室13に接続したバイパス通路11に接続している。ポンプ
室13は歯車15、17を含み、これら歯車はかみ合い係合し
ていてモーターにより駆動され装置内に吸引作用を生じ
バイパス通路と入口通路との内部のインクを加圧する。
ポンプ室13は出口通路21を介して調整室23に接続され
ている。調整室23はバイパス通路5と調整器の出口通路
25とにインクが調整室23からジェットノズル36がポンプ
室13に選択的に排出できるよう接続されている。圧力ゲ
ージ31が調整器の出口通路25に設けてあり圧力管路37を
経てプリンターヘッドにおけるジェットノズルに入るイ
ンク圧力を表示する。可撓性のダイヤフラム41が弾性材
のデイスクとして形成され調整室内で縁部が本体の上部
々分3aとして本体の中央部分3bとの間に支持されこれら
部分の間に液密のシールを形成してインクが可撓性ダイ
ヤフラム41と本体の中央部分3bとの間を流れるのを抑制
するようにしてある。
本体の上部々分3aには円筒形の空所43が形成されてい
る。空所43の中央には圧縮ばね45がそのばね力がダイヤ
フラム41に垂直に向けられるようにして配置されてい
る。ばね45には一端部には座部47が固着され、この座部
には調節ねじ51の先端を受ける凹所49が形成されてい
る。ばね45の他端部には円形の圧力板53が固着され、こ
の圧力板は可撓性ダイヤフラム41に連続的に接触したま
までばね45の力を第4図に示した如く圧力板53と同じ広
がりのダイヤフラム41の中央部分に均一に伝達する。本
体3と圧力板53との間に配置されているダイヤフラム41
の隣接した環状部分41bはダイヤフラム41の表面に垂直
な方向には支持されてなく、この環状部分の機能は後記
する。ねじ51を締め付けるかゆるめることにより、ダイ
ヤフラム41に作用するばね53の力はそれぞれ増減でき
る。
第3図を参照すると、第2の円筒形空所50が本体の中
央部分3bに位置決めされダイヤフラム41と第1の空所43
とに1列に並んでいる。バイパス通路11の口部は空所50
の中心に位置決めされていて環状弁座54が位置決めされ
る環状の稜52を形成する。弁部材51が空所50の中心に位
置決めされ弁ステム端部57とフランジ付きヘッド55とが
形成されている。第2の圧縮ばね59が弁部材51のまわり
にそれと同じに配置され環状の弁座54とフランジ付きヘ
ッド55との間に抑制されている。このばね59の力が弁部
材の軸線に沿い作用してフランジ付きヘッド55をダイヤ
フラム41に連続的に係合させる。従って、ダイヤフラム
41弁部材51および圧力板53は後記するように第1の圧縮
ばね45、第2の圧縮ばね59および加圧されたインクによ
り生じた力の下に一体として往復運動する。
(作 用) 運転する際には、モーター19を付勢して歯車15、17を
回転させる。回転する歯車はポンプ室13の入口に吸引力
を生じインクをそれが貯槽9から吸引管路7、入口通路
5およびバイパス通路11を通り流れるよう加圧する。加
圧下のインクはポンプの室13からポンプ出口通路21に排
出される。インクはポンプの出口通路21から調整室22に
流れ、この調整室内でインクはダイヤフラム41と本体の
中央部分3bとの間を第1図、第3図および第4図に矢印
で示した如く流れる。
インクは加圧されているので調整室23を通り流れる際
に可撓性ダイヤフラム41に上向きの力をかける。加圧さ
れたインクと第2のばね59との合わせた力によりダイヤ
フラム41にかけた力が第1のばね45がダイヤフラムにか
けた反対の力より小さい場合には弁のステム端部57が第
4図に示した如く弁座54に係合してインクがバイパス通
路11に流入するのを妨げるようになるまで弁部材51は本
体の中央部分3bに向け運動する。この作用モードでは、
インクのすべてが第4図に矢印で示した如くダイヤフラ
ム41と本体の中央部分3bとの間を通り調整器の出口通路
25に次いでプリンターヘッドにおけるインクジェットノ
ズル36にまで流れる。
装置内の圧力が加圧されたインクとばね59とによりダ
イヤフラム41にかけた力がばね49によりダイヤフラム41
にかけた力より大である場合には、ダイヤフラムは両方
の力が平衡になるまでは本体の中央部分3bから遠ざかる
よう運動する。弁部材51は第3図に矢印で示した如くバ
イパス通路11の口部からばね59の力でダイヤフラムと同
じ距離運動する。その結果として、インクの一部は調整
器の出口通路25から第3図に矢印で示した如くバイパス
通路11に向けられる。安定状態では弁のステム端部57が
弁座54から僅かに離れ1種の平衡位置にとどまりインク
の少ない量がバイパス通路11に流れるようにすることが
観察された。この作用は本発明の実施により達成する安
定した圧力および脈動の減衰を向上させるものと信じ
る。
圧力管路37を経てプリンターヘッドに入るインクの圧
力はゲージ31により監視でき圧力板53がダイヤフラム41
にかける力を調節しプリントヘッドへのインクの圧力を
それに応じて制御するためねじ51を締めたりゆるめたり
できる。装置内に一度で平衡状態が確立されると、本発
明の装置は自動的に所望の圧力を維持する。
インクの圧力を調整するほかに、本発明の装置はまた
ポンプにより生じる高い頻度と低い頻度との脈動を共に
減衰する。特に、ダイヤフラム41の中央部分41の動きと
ばね45の圧縮とによりインクの低い頻度の脈動を減衰し
他方ダイヤフラムの環状縁部41bがインクの高い頻度の
脈動を減衰する。
最後に、1つの機構においてすべての通路を互いに接
続しまた調整弁と減衰器とを一体にした本体3の構造に
よりインクマーク付け装置を一層こぢんまりにする。
本発明をその好ましい具体例に関連して特に説明した
が、部品の細部と組み合わせと配置とを種々変更したも
のも本発明の原理と範囲とを逸脱するものでないことは
明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は調整弁と脈動減衰器とを含む本発明の装置の断
面図、第2図は第1図の2−2線に沿い切断して示した
断面図、第3図と第4図とはそれぞれ開いた位置と閉じ
た位置とで示した調整弁と脈動減衰器との詳細断面図で
ある。 3……本体、5……入口、 9……インク貯槽、11……バイパス手段、 23……室、25……出口、 31……表示手段、41……可撓性部材、 45……第1の偏倚手段、51……弁部材、 53……剛強な板、59……第2の偏倚手段。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを一または二以上のプリンタヘッド
    36に供給するインクリザーバ9備えたインクジェットプ
    リンタ用のインク供給制御アセンブリであって、 (a) 前記リザーバに接続された入口5と、貫通した
    流体通路手段13、21、23、50と各プリンタヘッドに接続
    された出口25とを有する本体と、 (b) 前記通路手段内のインクを加圧し、インクを前
    記入口から引出し、前記出口へ供給する加圧手段15、17
    と、 (c) 前記本体内に設けられ、インクの圧力を調整
    し、前記加圧手段により生じたインクの脈動を減衰させ
    る調整減衰手段41、56とを有し、 前記調整減衰手段が、前記流体通路手段内のチャンバ23
    内に位置し、前記チャンバ23内のインク圧力の関数とし
    て、変位可能な可撓性部材41と、前記可撓性部材41とと
    もに移動可能で、バルブ手段を開いて、インク流の可変
    部分を前記出口から逸らし、それにより、前記出口にお
    けるインクの圧力を調整するバルブ部材56を備えたバル
    ブ手段とを有することを特徴とするインク供給制御アセ
    ンブリ。
  2. 【請求項2】さらに、前記可撓性部材41に、その表面の
    第一の部分にわたって接触する剛な板53を備え、前記可
    撓性部材41の第二の部分41bが前記剛な板には接触せ
    ず、それによって、前記第一の部分がインクの低周波の
    脈動を減衰し、前記第二の部分がインクの高周波の脈動
    を減衰することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載のインク供給制御アセンブリ。
  3. 【請求項3】さらに、前記バルブ部材56を前記可撓性部
    材41と接触状態に維持する第1の偏倚手段59と、前記可
    撓性部材に作用する前記第一の偏倚手段およびインク圧
    力に抗して、前記可撓性部材に圧力を加える可変力を有
    する第二の偏倚手段45とを備え、 それによって、インク圧力と前記第一の偏倚手段の合力
    が前記第二の偏倚手段の力を越えるまで、インクが逸ら
    されないようにすることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項または第2項に記載のインク供給制御アセンブリ。
  4. 【請求項4】さらに、前記第二の偏倚手段45の力を変化
    させて、前記可撓性部材の変位および対応する前記バル
    ブ部材56を動きを変化させ、インク流を逸らせる部分を
    増減させる手段を備えたことを特徴とする特許請求の範
    囲第3項に記載のインク供給制御アセンブリ。
  5. 【請求項5】前記バルブ部材が、さらに、前記バルブ部
    材56と協働して、インクの逸らされた部分を前記加圧手
    段15、17に連通させるバイパス手段11を備えたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか
    1項に記載のインク供給制御アセンブリ。
  6. 【請求項6】さらに、前記出口25におけるインク圧力を
    表示する手段31を備えたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項ないし第5項のいずれか1項に記載のインク供
    給制御アセンブリ。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第1項ないし第6項のいず
    れか1項に記載のインク供給制御アセンブリと、前記ア
    センブリの前記入口5に接続されたインクリザーバと、
    前記アセンブリの前記出口25に接続された少なくとも一
    つのプリンタヘッド36を備えたことを特徴とするインク
    ジェットプリンタ。
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