JP3097718B2 - インクジェット記録装置、及びインク供給方法 - Google Patents
インクジェット記録装置、及びインク供給方法Info
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Description
録紙等の媒体上にインク像を形成するインクジェット記
録装置に関し、より詳細には、印刷ライン方向に多数の
ノズルを配列した長尺のインクジェットヘッドを備えた
インクジェット記録装置におけるインクの供給技術に関
する。
共通のインク室に連通させたインクジェット記録ヘッド
においては、インク滴の吐出に随伴して生じる負圧だけ
で全ての圧力室に均一にインクを供給することは困難で
ある。このため、特開平3−169564号公報や、従来例の
特公平3−60672号公報に見られるように種々のインク
供給技術が提案されている。すなわち、図9に見られる
ように記録ヘッド201に共通液室202を設け、この
共通液室202を流体循環用の2本の液体供給チューブ
203、204を介して液体供給タンク205に接続
し、2本の液体供給チューブ203、204で循環路を
形成する。また液体供給チューブ203、204の所定
位置に加圧ポンプ206と圧力センサーを配置した構成
である。また回復動作は共通液室202や供給系に残留
する気泡等の異物を除去すると共に、記録ヘッド201
を冷却する為に実施される。回復動作時には、吐出口面
をキャップで覆うことにより全ての吐出口を密封し、回
復用整流弁を開いて回復ポンプ206を駆動することに
より、液体供給チューブ204、共通液室202、液体
供給チューブ203、供給タンク205の流路を通して
記録液を加圧循環させる。この加圧循環の際に、記録液
の一部が吐出口から排出され、吐出不良の原因となる気
泡、増粘記録液、埃等の異物が排出除去されるように構
成されている。
出口207に連通した共通液室208は、第1、第2イ
ンク供給路209、210を介してインクタンク211
と連通している。第1インク供給路209の途中には強
制的にインクを記録ヘッド212に供給する強制供給手
段213が設けられている。記録ヘッド212にインク
を初期充填する場合には、強制供給手段213を動作さ
せて第1インク供給路209側から一方向の強制インク
供給を行なう。インク滴を吐出して記録を行なう場合に
は第1、2インク供給路209、210からの両方向の
インク供給を行なうように構成されている。
の列設方向に延びる共通のインク室の一端から他端にイ
ンクを流動させるだけであるから、流れに直交するよう
に配置されている各圧力室へのインク充填効率が低く、
全ての圧力室に確実にインクを供給することが困難であ
る。また、記録ヘッドにインクを充填する際にノズルか
らインクが流出して、インクの浪費を招くという問題が
ある。
ものであって、その目的とするところは、印刷時には各
圧力室に確実にインクを供給し、また記録ヘッドへのイ
ンクの充填時にはノズルからのインクの流出を抑えつ
つ、各圧力室の気泡を確実に排除し、かつインクの消費
を招くことなく充填することができるインクジェット記
録装置を提供することである。
ンク供給方法を提案することである。
るために本発明においては、平行に配置され一端部にお
いて連通路により相互に連通され、かつそれぞれにイン
ク供給口を備えた第1のリザーバ及び第2のリザーバ
と、前記各リザーバに連通し、かつ各リザーバに直交す
るように配置され、圧力発生手段により加圧されてイン
クをノズルから吐出する圧力室とからなるインクジェッ
ト記録ヘッドと、前記インク供給口の一方からインクを
流入させ、また前記インク供給口の他方からインクを排
出させ、前記圧力室を流れるようにインクを供給するイ
ンク供給手段とを備えるようにした。
第2のリザーバに設けられた第2の供給口へインクを循
環させる過程において、第1のリザーバから連通路を経
て第2のリザーバへ至る第1の循環路と、第1のリザー
バから圧力室を経て第2のリザーバへ至る第2の循環路
をインクが同時に流れ、これらのインクの流れにより各
圧力室へ均一にインクを充填することができる。
に基づいて説明する。図1は、本発明のインクジェット
記録装置の一実施例を示すものである。なお、この図に
おいては、インクジェット記録ヘッドは、その構造をわ
かりやすくするためにノズルプレートを外した状態で示
されている。インクジェット記録ヘッド1は、記録媒体
の幅と同等以上に構成されていて、その幅方向にノズル
開口12、及び隔壁14で区分された圧力室13が配置
されている。圧力室13の配列方向に平行に第1のリザ
ーバ3、第2のリザーバ2が配置され、一端側(図中、
左側)で連通路4により連通されている。第1のリザー
バ2の他端側、及び第2のリザーバ3の他端側にはそれ
ぞれインク供給口5及びインク供給口6が形成され、そ
れぞれに第1、第2の供給管7、8を介してインクタン
ク15に連通されている。
並列に接続されたポンプ手段9が接続されている。な
お、この実施例においては、第1、第2の供給管7、8
はチューブにより構成されているが、板体に溝を形成し
たものを積層して流路を形成することもできる。
ンク供給口5、6が形成されている領域での断面構造と
して示すものであって、ヘッド1は、ノズルプレート1
1とスペーサ20と隔離板21とフレーム22とをベー
ス23に積層して構成されている。ノズルプレート11
は、ニッケルの電鋳やステンレスプレートから構成さ
れ、ノズル12は、電鋳やエッチングやプレス等の加工
により形成され、そのサイズは直径50μm、長さ10
0μmの円筒形として構成されている。なお、ノズル1
2の形状等は、印刷に必要とされるインク滴の飛行速度
やインク量により適宜調整される。
ート11との間隙を圧力室13の深さに一致するように
管理する部材である。隔離板21は、インク16が振動
子28に接触するのを防止している。フレーム22は、
振動子28が挿入される貫通穴27と、第1、第2のリ
ザーバ2、3を形成する溝状の凹部が平行に2ケ所形成
されている。第1、第2のリザーバ2、3は、フレーム
22と隔離板21とスペーサ20とノズルプレート11
により形成されている。振動子28は、PZT等の圧電
材料から構成され、ベース23に一端が固定されてい
る。ベース23は、リザーバ2、3に連通する貫通孔2
5、30が穿設され、これに第1、第2の供給管7、8
が固定材24により接続、固定されている。
ヘッドは、図示しない回路基板からの電気信号を受けて
振動子28が伸長すると、圧力室13の容積を減少さ
せ、圧力室13のインク16を加圧してノズル12から
インク滴を吐出する。なお、この実施例においては振動
子により圧力室13を加圧しているが、各圧力室に対応
させてジュール熱発生素子を配置して、電気エネルギー
を熱エネルギーに変換し、発生した気泡の圧力によりイ
ンク滴を飛翔させるようにしても同様の作用を奏する。
のであって、この実施例ではチューブポンプとして構成
されている。チューブポンプは、固定台71に、動力源
であるモータ76が、固定板77と固定ねじ78により
固定されている。モータ軸75には、十字状の回転板7
3が取付けられ、各枝部にローラ軸74、74、74、
74を介してローラ72、72、72、72が回転可能
に取付けられている。ローラ72と固定台71の間に
は、チューブ79が押し潰された状態で設置されてい
る。このような構造により、モータ76が回転すると、
回転板73を介してローラ72がチューブ79を押圧し
ながら転動し、チューブ79の内部のインクがローラ7
2の転動方向に押し出される。
を、図4に示した流路構成を採る第1の実施例について
説明する。なお、説明の簡素化のために、ヘッド1は、
ノズルプレート11を外して圧力室13、及び第1、第
2のリザーバ2、3のみ構成として示されている。 〔初期充填モード〕 本実施例のインクジェット記録装置は、第2のリザーバ
3から連通路4を経て第1のリザーバ2へインク16を
循環させ、これに随伴して第2のリザーバ3から圧力室
13を経て第1のリザーバ2にインク16を流動させて
いる。図示しないキャップによりノズル12を閉塞し、
この状態でポンプ手段9を動作させてインクタンク15
のインク16を第2のリザーバ3に圧送する。この状態
では2系統の循環路が形成される。すなわち、第1の循
環路は、インクタンク15から、ポンプ手段9、第2の
供給管8、第1の供給口6、第2のリザーバ3、連通路
4、第1のリザーバ2、第1の供給口5、第1の供給管
7を経て再びインクタンク15に戻るものである。 第
2の循環路は、インクタンク15からポンプ手段9、第
2の供給管8、第1の供給口6、第2のリザーバ3、圧
力室13、第1のリザーバ2、第1の供給口5、第1の
供給管7を経て再びインクタンク15に戻るものであ
る。
部に残留している気泡は、インクタンク15に送り出さ
れる。この時、ノズル12は、キャップで閉塞されてい
るため、インク16がノズル12から漏れ出すことがな
く、したがってノズル12からのインクの流出を伴うこ
となく、ヘッド1にインクを圧送することができ、短時
間で初期充填を行うことが可能となる。インクの充填が
完了した段階で、キャップをノズルプレート11から引
き離し、ノズルプレート11の表面に残留したインク1
6を図示しないゴムブレードでクリーニングする。
て説明する。インク滴を吐出する場合インクタンク15
から第1、第2の供給管7、8、第1、第2のリザーバ
2、3、圧力室13に至る経路は完全にインク16で満
たされていて気泡等が存在していない状態である。この
場合インクは、第1、第2の供給管7、8の両方からヘ
ッド1に供給される。
がチューブポンプとして構成されていて、非作動の状態
ではインク流路が閉塞されるので、並列に逆止弁10を
接続して、インクタンク15からヘッド1の方向へイン
ク流路が確保されている。なお、チューブポンプのロー
ラ72をチューブ79に対して離接させる機構を設け、
供給モードではローラ72をチューブ79から離すこと
により逆止弁10を不要とすることができる。
プ手段9を動作させて上述の第1、第2の循環路により
記録ヘッド1にインク16を供給すると、ヘッド1の内
部の圧力が上昇してノズル12にインク圧が作用して目
詰まりが解消される。この場合には、第1の供給管7の
途中に電磁弁を設け、目詰まり解消動作の際にはこの電
磁弁を閉弁させることにより、ポンプ手段9のインク圧
をヘッド1に作用させてより有効に目詰まりを回復させ
ることができる。
であって、この実施例においては、前述の連通路4を外
部の流路44に構成したもので、第1、第2の供給口
5、6と対向する側に第3の供給口42、第4の供給口
43を形成し、これらを管路44で接続されている。こ
の実施例においても本質的には、前述の実施例と同様に
3つの動作モードである充填モードと供給モードと回復
モードを実現することができる。
15からポンプ手段9、第2の供給管8、第2の供給口
6、第2のリザーバ3、第4の供給口43、管路44、
第3の供給口42、第1のリザーバ2、第1の供給口
5、第1の供給管7を経て再びインクタンク15に戻る
経路である。第2の循環路は、インクタンク15からポ
ンプ手段9、第2の供給管8、第2の供給口6、第2の
リザーバ2、圧力室13、第1のリザーバ2、第1の供
給口5、第1の供給管7を経て再びインクタンク15に
戻る経路である。
した管路44により構成できるため、管路44の長さと
内径を変えることにより流量を容易に制御し、全ての圧
力室に均等にインクを供給することができる。すなわ
ち、前述の実施例における連通路4、及び本実施例の管
路44の流体抵抗は、第1、第2のリザーバ2、3の流
路抵抗よりも大きくなるように構成されていて、前述の
実施例の連通路4、及び本実施例の第3、第4の供給口
42、43に近接した圧力室13にも充分なインクが供
給されている。
であって、この実施例においては、第1のリザーバ2と
第2のリザーバ3との両端にそれぞれを接続する連通路
54、55が形成され、また各リザーバ2、3の中央領
域に第1、第2のインク供給口56、57が形成されて
いる。第1のインク供給口56は、供給管58、65を
介してインクタンク15に、また第2のインク供給口5
7は供給管66によりインクタンク15に連通されてい
る。供給管58は、分岐管59、60によりポンプ手段
61、逆止弁62に接続され分岐管63、64により供
給管65に接続されている。
給モード、回復モードの3つの動作モードについて説明
する。 〔充填モード〕 本実施例のインクジェット記録装置は、第2のリザーバ
3から第2、第3の連通路54、55を経て第1のリザ
ーバ2にインクを循環させる第1の循環路と、第2のリ
ザーバ3から圧力室13を経て第1のリザーバ2にイン
クを循環させる第2の循環路とを備えている。図示しな
いキャップによりノズル12を閉塞して、ポンプ手段6
1を動作させてインク15のインクを第1のリザーバ3
に圧送する。これにより第1、第2の循環路をインクが
流れ、ヘッド1の内部に残留する気泡がインクタンク1
5に排出される。
明したように、ノズル12がキャップで押さえられて閉
塞されているため、ノズル12からインクの流出を伴う
ことなく、ヘッド1にインクを圧送することができ、短
時間で初期充填を行うことが可能となる。
給管66、第2の供給口57を経て第2のリザーバ3に
通じる第1の循環路と、インクタンク15から供給管6
5、供給管64、逆止弁62、供給管60、供給管5
8、第1の供給口56を経て第2のリザーバ3に通じる
第2の循環路により記録ヘッド1に供給される。なお、
この実施例においてもポンプ手段61に並列に逆止弁6
2が並列に接続されているため、ポンプ手段61が停止
している状態でも供給路としての機能を維持している。
を圧送すると、第2の供給口57を経てインクタンク1
5へ戻り、この過程でヘッド1にインク圧が作用し、か
つノズル12が開放されているため、ノズルに正圧が作
用して目詰まりが解消される。
であって、この実施例においては圧力室13が2列、第
3のリザーバ111を挟んで平行に配列されている。す
なわち、第1のリザーバ110と第2のリザーバ11
1、及び第2のリザーバ111と第3のリザーバ112
にそれぞれ連通するように圧力室13のが2列を配置さ
れている。第1、第2、第3のリザーバ110、11
1、112の一端には、それぞれ第1、第2、第3の供
給口113、114、115が設けられている。第1の
リザーバ110と第2のリザーバ111とは端部で第1
の連通路116により、また第3のリザーバ112と第
2のリザーバ111とは第2の連通路117により連通
されている。
ク15に連通されている。また、供給口113と供給口
115とは供給管118、115により連通された上
で、供給管119、128によりタンクに連通されてい
る。供給管119は、分岐管123、122により逆止
弁124、ポンプ125に接続され、また分岐管12
6、127により供給管128に接続されている。
填モード、供給モード、回復モードの3つの動作モード
について説明する。 〔充填モード〕 本実施例のインクジェット記録装置は、4つの循環路を
備えている。第1の循環路は、供給管118から第1の
供給口113、第1のリザーバ110、第1の連通路1
16、第2のリザーバ111、第2の供給口114を経
て供給管120に至る経路である。第2の循環路は、供
給管121から第3の供給口115、第3のリザーバ1
12、第2の連通路117、第2のリザーバ111、第
2の供給口114を経て供給管120に至る経路であ
る。第3の循環路は、供給管118から第1の供給口1
13、第1のリザーバ110、圧力室13、第2のリザ
ーバ111、第2の供給口114を経て供給管120に
至る経路である。第4の循環路は、供給管121から第
3の供給口115、第3のリザーバ112、圧力室1
3、第2のリザーバ111、第2の供給口114を経て
供給管120に至る経路である。
プ手段125を動作させてインクタンク15のインクを
第1、第2、第3、第4の循環路に流す。上記4系統の
インク16の循環により、ヘッド1の内部に残留する気
泡は、インクタンク15に送り出される。この時ノズル
12は、キャップで押さえられているため、インク16
がノズル12から漏れだすことはない。従って、本第4
の実施例も第1の実施例と同様に、初期充填時間が短
く、初期充填時にノズル12からインク16を失わな
い。ヘッド1がインク16で満たるに充分な時間が経過
した時点で、キャップをノズルプレート11から外し、
ノズルプレート11の表面に残留したインク16を図示
しないゴムブレードでクリーニングする。
経路を通りヘッド1に供給される。第1の供給路は、イ
ンクタンク15から供給管128、供給管126、逆止
弁124、供給管122、供給管119、供給管11
8、第1の供給口113を経て第1のリザーバ110に
通じる経路である。第2の供給路は、インクタンク15
から供給管120、第2の供給口114を経て第2のリ
ザーバ111に通じる経路である。第3の供給路は、イ
ンクタンク15から供給管128、供給管126、逆止
弁124、供給管122、供給管119、供給管12
1、第3の供給口115を経て第3のリザーバ112に
通じる経路である。
の循環路にインク16を圧送すると、ヘッド1のインク
の圧力が高まり、ノズル12にはインク圧が作用して目
詰まりが解消される。
であって、この実施例においては、両端部と、圧力室1
3の列設方向の中ほどにそれぞれ第1、第2のリザーバ
2、3を接続する第3、第4、第5、第6の連通路8
5、86、87、88が形成され、第2のリザーバ3の
連通路に対向しない領域には、第1、第2、第3の供給
口80、81、82が、また第1のリザーバ2の連通路
86、87に対向する領域には第4、第5の供給口8
3、84が形成されている。
は、供給管89、90、91を介して供給管93、供給
管100によりタンク15に連通されている。供給管9
3は分岐管94、95によりポンプ手段96、逆止弁9
7に接続され、これらはまた分岐管98、99により供
給管100に接続されている。また第4、第5の供給口
83、84は、供給管101、102により供給管10
3を介してタンク15に接続されている。
ード、供給モード、回復モードの3つの動作モードにつ
いて説明する。 〔充填モード〕 キャップでノズル12を閉塞してポンプ手段96を動作
させると、インクタンク15、供給管100、供給管9
8、ポンプ手段96、供給管94、93、91、92、
90、89を介して第1、第2、第3の供給口80、8
1、82にインクが流れ込む。第2のリザーバ3に達し
たインク16は、第3、第4、第5、第6の連通路8
5、86、87、88、及び圧力室13を通過して第1
のリザーバ2に至る。第1のリザーバ2に流れ込んだイ
ンクは、第4、第5の供給口83、84から供給管10
1、102、103を経てインクタンク15に戻る。
内部に残留する気泡は、インクタンク15に送り出され
る。この時ノズル12は、キャップで押さえられている
ため、インク16がノズル12から漏れだすことはな
い。 したがって、この実施例も第1の実施例と同様
に、ノズル12からインクを流出させることなく短時間
で記録ヘッドにインクを初期充填することができる。
経路を通りヘッド1に供給される。第1の供給路は、イ
ンクタンク15から供給管100、供給管99、逆止弁
97、供給管95、93、91、92、90、89を経
て第2のリザーバ3に至る経路である。第2の供給路
は、インクタンク15から供給管103、101、10
2を経て第1のリザーバ2に至る経路である。
経路でインク16を循環させる。この場合にはノズル1
2が開放されているから、ノズルに正圧が作用して目詰
まり成分を外部に排出させて、ノズル12のインク吐出
能力を回復させることができる。この実施例において
は、第1、第2のリザーバ2、3が端部ばかりでなく中
央部にも複数の供給口が連通しているため、インクの充
填を短時間で行うことができ、また印刷時にもインクを
スムーズに供給することができる。
は、平行に配置され一端部において連通路により相互に
連通され、かつそれぞれにインク供給口を備えた第1の
リザーバ及び第2のリザーバと、各リザーバに連通し、
かつ各リザーバに直交するように配置され、圧力発生手
段により加圧されてインクをノズルから吐出する圧力室
とからなるインクジェット記録ヘッドと、インク供給口
の一方からインクを流入させ、またインク供給口の他方
からインクを排出させ、圧力室を流れるようにインクを
供給するインク供給手段とを備えたので、第1のリザー
バに設けられた第1の供給口から第2のリザーバに設け
られた第2の供給口へインクを循環させる過程におい
て、第1のリザーバから連通路を経て第2のリザーバへ
至る第1の循環路と、第1のリザーバから圧力室を経て
第2のリザーバへ至る第2の循環路をインクが同時に流
れさせることができ、これらのインクの流れにより各圧
力室へ均一にインクを供給、充填することができる。
示す図である。
す断面図である。
視図である。
給路の第1実施例を示す流路構成図である。
給路の第2実施例を示す流路構成図である。
給路の第3実施例を示す流路構成図である。
給路の第4実施例を示す流路構成図である。
給路の第5実施例を示す流路構成図である。
路の一例を示す図である。
給路の他の例を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 平行に配置され一端部において連通路に
より相互に連通され、かつそれぞれにインク供給口を備
えた第1のリザーバ及び第2のリザーバと、前記各リザ
ーバに連通し、かつ各リザーバに直交するように配置さ
れ、圧力発生手段により加圧されてインクをノズルから
吐出する圧力室とからなるインクジェット記録ヘッド
と、 前記インク供給口の一方からインクを流入させ、また前
記インク供給口の他方からインクを排出させ、前記圧力
室を流れるようにインクを供給するインク供給手段とを
備えたインクジェット記録装置。 - 【請求項2】 第1のリザーバと第2のリザーバがその
両端で連通されていて、端部領域以外の領域にインクを
流入させるインク供給口と排出させるインク供給口とが
形成されている請求項1に記載のインクジェット記録装
置。 - 【請求項3】 前記連通路が、第1、及び第2のリザー
バの端部領域で外部で接続された流路により構成されて
いる請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項4】 前記圧力室の列設方向の中央領域に少な
くとも第1、第2のリザーバを接続する連通路と、イン
クを流入させるインク供給口と排出させるインク供給口
とが形成されている請求項1に記載のインクジェット記
録装置。 - 【請求項5】 前記一方のリザーバに形成されたインク
供給口が、前記連通路の近傍に、また他方のリザーバに
形成されたインク供給口が、前記圧力室と対向する領域
に形成されている請求項4に記載のインクジェット記録
装置。 - 【請求項6】 前記リザーバが、前記圧力室を形成でき
る間隔をおいて3本平行に形成され、また中央のリザー
バを挟むように2列の圧力室が形成され、中央に位置す
る前記リザーバと端部に位置するリザーバとの間にイン
クの流れが生じるように前記リザーバにインクが供給さ
れている請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項7】 前記インク供給手段がチューブポンプと
逆止弁を並列接続して構成されている請求項1に記載の
インクジェット記録装置。 - 【請求項8】 平行に配置され一端部において連通部に
より相互に連通され、かつそれぞれにインク供給口を備
えた第1のリザーバ及び第2のリザーバと、前記各リザ
ーバに連通し、かつ各リザーバに直交するように配置さ
れ、圧力発生手段により加圧されてインクをノズルから
吐出する圧力室とからなるインクジェット記録ヘッド
と、前記各インク供給口に接続して前記記録ヘッドにイ
ンクを供給する手段とを備え、 インクを第1の供給口から第1のリザーバ、前記連通
路、第2のリザーバを経て第2の供給口に至る第1の循
環路と、第1の供給口から、第1のリザーバ、前記圧力
室、第2のリザーバを経て第2の供給口に至る第2の循
環路とを同時に循環させて前記圧力室にインクを供給す
るインクジェット記録装置のインク供給方法。 - 【請求項9】 平行に配置され一端部において連通路に
より相互に連通され、かつそれぞれにインク供給口を備
えた第1のリザーバ及び第2のリザーバと、前記各リザ
ーバに連通し、かつ各リザーバに直交するように配置さ
れ、圧力発生手段により加圧されてインクをノズルから
吐出する圧力室とからなるインクジェット記録ヘッド
と、前記各インク供給口に接続して前記記録ヘッドにイ
ンクを供給する手段とを備え、 前記ノズルを閉塞して、前記インクを供給する手段によ
り、前記インクを第1の供給口から第1のリザーバ、前
記連通路、第2のリザーバを経て第2の供給口に至る第
1の循環路と、第1の供給口から、第1のリザーバ、前
記圧力室、第2のリザーバを経て第2の供給口に至る第
2の循環路とに同時にインクを圧送する初期充填時のイ
ンクジェット記録装置のインク供給方法。
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---|---|---|---|
JP29735592A JP3097718B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | インクジェット記録装置、及びインク供給方法 |
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---|---|---|---|
JP29735592A JP3097718B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | インクジェット記録装置、及びインク供給方法 |
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Family Applications (1)
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1992
- 1992-11-06 JP JP29735592A patent/JP3097718B2/ja not_active Expired - Fee Related
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