JP3121757U - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インクの長期保存安定性を向上させ、ヘッドの目詰りや吐出不良を防止する。
【解決手段】本考案は、インクタンク１からインクが供給されるサブタンク２と、サブタンク内の空気を吸引移送するエアポンプ１５と、ポンプからの空気を蓄圧するエアタンク３３と、エアタンクとサブタンク間を連通する空気流路と、サブタンクを大気開放口７に連通する空気流路と、サブタンクからインクが供給されてインクを吐出するインクジェットヘッド３を備え、外気を導入せずサブタンク内の空気を吸引してエアタンク内に蓄圧すると共にインクタンクからサブタンク内にインクを供給し、エアタンク内の圧縮空気によりサブタンク内を加圧することでインクをインクジェットヘッド３に押出す。
【選択図】図１

Description

本考案は水性インクなどの揮発・蒸発性インクを使用したインクジェットプリンタに関し、特にヘッドのノズル面からインクを押出すパージ動作時にサブタンク内の空気を圧縮してサブタンク内を加圧することで空気の入れ替りをなくし、これによってサブタンク内の空気の入れ替りに伴う溶媒の揮発や蒸発を抑制し、インクの長期保存安定性を向上する技術に関するものである。

図３に従来のインクジェットプリンタのインクの流路構成を示す。このインクジェットプリンタは、交換可能なインクタンク１と、インクタンク１から供給されるインクを一時的に蓄えるサブタンク２と、サブタンク２に接続されるとともに、サブタンク２より供給されたインクを複数のインクジェットヘッド３に分配するディストリビュータ４と、サブタンク２に接続され、パージ用のエアーを圧縮するためのポンプ５と、インクタンク１及びサブタンク２の内部をエアフィルタ６を介して大気側に開放する大気開放口７とを有している。

さらに、インクタンク１とサブタンク２の間を接続するインク流路中には弁８が設けられ、サブタンク２とディストリビュータ４の間を接続するインク流路中には弁９が設けられ、ポンプ５とサブタンク２の間を接続するエア流路中には弁１０が設けられ、サブタンク２と大気開放口７の間を接続する空気流路中には弁１１が設けられている。図示はしないが、これら各弁を切替え、ポンプ５を駆動するための図示しない制御手段が設けられている。なお、図においては、サブタンク２とポンプ５の間に弁１０を設けているが、ポンプ５を非動作時に流路を閉鎖する機能を備えたポンプとすれば必ずしも弁１０は必要でない。

以上のインクジェットプリンタの印字動作中は、ポンプ５の動作によりエアフィルタ１２を介して外部から取入れた空気をエアタンク１３を通じてサブタンク２内に導入し、弁１０、弁９が開いて各ヘッド３におけるノズルのメニスカスとサブタンク２の間の水頭差Ｈによる負圧に応じた圧力でインクを供給する。

また、印字動作等によりインクが消費され、サブタンク２内の液面が低下すると、これを液面センサ１４で検出することで、弁８が開き、サブタンク２内にインクを補充するようになっている。

以上の構成では、インク中の水性溶媒の揮発・蒸発を抑制する手段として、前記インクタンク１及びサブタンク２に接続され、両タンク内を大気開放口７を介して外気に開放している管路をなるべく細く、長く設定しており、これによって外気と両タンク内の間の湿度勾配を可級的に平滑化している。

また本考案に類似する技術として、下記特許文献では、廃インクと一緒に回収した空気を加圧パージ用に使用するとの記載がある。
特開２００１−１６２８３８号公報

前記従来のインクジェットヘッドでは、そのノズルは空気と触れているため、ノズル表面からインクの溶媒が揮発しインクが増粘する等の不都合があるため、印刷時以外にヘッド内のインクノズルから押し出すパージ動作を行っている。

しかしながら、従来の構成のインクジェットヘッドでは、前述したように印字動作時に外気を圧縮してサブタンク２内に送り込んでいた。このため、サブタンク内には湿度の低いフレッシュな外気が導入され、サブタンク内は外気導入毎にその湿度差に応じて水性溶媒の揮発・蒸発が促進されてしまい、長期保存性低下や、ヘッドの目詰り、及び吐出不良の原因となっていた。

また、前記特許文献１は、廃インク回収用ポンプと容器の削減を主目的としており、サブタンク内でインクの水性溶媒が揮発・蒸発されてしまうことを解決するものではなかった。

そこで、本考案は、以上の課題を解決するためになされたものであり、パージ時、サブタンク内のインクをエアで加圧する際にタンク内のインク溶媒の揮発や蒸発を抑制し、インクの長期保存安定性を向上し、ヘッドの目詰りや吐出不良を防止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している。

前記目的を達成するため、本考案のインクジェットプリンタは、
インクを貯蔵するインクタンクと、
インク流路を通じて前記インクタンクからインクが供給されるサブタンクと、
前記サブタンクの上部空間から空気を吸引移送するためのエアポンプと、
前記エアポンプで移送された空気を圧縮して貯蔵するエアタンクと、
前記エアタンクと前記サブタンク間を連通するエア流路と、
前記サブタンクを大気に連通させる大気開放口と、
前記サブタンクからインクが供給されてインクを吐出するインクジェットヘッドとを備え、
前記エアポンプによって前記サブタンク内の空気を前記エアタンクに移送して前記エアタンク内で圧縮し、前記インクタンクから前記サブタンク内にインクを供給し、前記エアタンク内で圧縮された空気によって前記サブタンク内を加圧し前記インクジェットヘッドのノズルからインクを押出すことを特徴としている。

請求項２に記載されたインクジェットプリンタは、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記大気開放口までの経路が所定の湿度勾配を持たせた構造であることを特徴としている。

請求項３に記載されたインクジェットプリンタは、請求項２記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記経路が迷路構造となっていることを特徴としている。

請求項４に記載されたインクジェットプリンタは、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記大気開放口が廃インクタンクに設けられていることを特徴としている。

請求項５に記載されたインクジェットプリンタは、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のインクジェットプリンタにおいて、
所定時間前記サブタンクを加圧してインクジェットヘッドのノズルからインクを押出した後前記サブタンク内のインクを前記インクタンク内に戻すことを特徴としている。

請求項６に記載されたインクジェットプリンタは、請求項５記載のインクジェットプリンタにおいて、
使用するインクが顔料インクであることを特徴としている。

請求項１の考案によれば、印字動作時において、サブタンク内から導いた空気をエアタンクで加圧し、この加圧した空気をサブタンクに戻し、この空気圧力によってサブタンク内のインクをインクをヘッド側に供給している。すなわち、空気利用によるインクの吐出に際して、外から新規に空気を取り入れて行う空気の入換えがなく、空気を入換えた場合に生じる水性溶媒の揮発・蒸発が発生せず、インクの長期保存安定性が向上し、インク濃度変化によるヘッドの目詰りや吐出不良を防止できる。

請求項２の考案によれば、請求項１の作用・効果に加えて、サブタンク内と大気開放口側との湿度落差が大きくてもその勾配が小さいので、溶媒の揮発・蒸発の抑制効果が高い。

請求項３の考案によれば、請求項２の作用・効果に加えて、サブタンク内と大気開放口側の空気が混合しにくくなり、これによりさらに溶媒の揮発・蒸発の抑制効果が高いものとなる。

請求項４の考案によれば、請求項１の作用・効果に加え、廃インクタンク内は廃インクタンク内に溜っているインクの存在により、外気に比して湿度が高いので、この廃インクタンクを通じて大気側と連通させることにより、サブタンク内の低湿度化を防止できる。また、廃インクタンクを介して大気に連通するため、メインタンク内、サブタンク内へのゴミなどの混入の可能性が低い。

請求項５の考案によれば、請求項１乃至４の作用・効果に加え、インクタンク内のインク濃度とサブタンク内のインク濃度の均一化を図ることができる。

請求項６の考案によれば、請求項５の作用・効果に加え、インクの出し入れ毎の攪拌効果によりインク中に含まれる顔料分の分離・沈降を防止できる。

以下、本考案の最良の形態につき添付図面を参照して説明する。なお、図３に示す従来例における構成と比較した場合、単体として同様の機能を有する部分の構成については図３と同一の符号を付して説明を省略し、構成上乃至機能上異なる箇所または新たに説明する箇所にのみ異なる符号を用いて説明する。

図１は、本考案に係るインクジェットプリンタのインクの流路構成を示す説明図、図２（ａ）〜（ｃ）は各動作時における部分説明図である。

図１において、エアポンプ１５のエア供給側は、流路開閉用の弁２０を介してサブタンク２の上部空間に接続され、吐出側はエアタンク３３に接続されている。そして、エアタンク３３は流路開閉用の弁２１を介して前記サブタンク２の上部空間に接続されている。

また、前記インクタンク１及びサブタンク２の外気連通流路は、そのまま大気に開放されるのではなく、インクジェットヘッド３の下部に配置された廃インクタンク２２の上部空間に接続・連通されている。

廃インクタンク２２は、前記インクジェットヘッド３の下面に対向配置された樋状の廃インク受けトレイ２３の下方に接続チューブを介して接続・連通されたものであり、インクのパージ動作時にヘッド３から噴射され、トレイ２３に入ったインクを、接続チューブを通じて受け入れ、その内部に貯留するものである。この廃インクタンク２２は密閉式であり、その上部はエアフィルタ２４及び弁２５を通じて大気開放口７に連通している。

このように大気開放口７までの経路を、長く、大きく迂回したパターンとすることにより、インクタンク１又はサブタンク２内のインクと大気開放口７との間の湿度勾配が小さくなる。また、廃インクタンク２２内は、貯留された廃インクによって外気に比べて湿度が高くなっているため、インクタンク１及びサブタンク２内の空気が大気側と直接接触することを防止できるうえ、廃インクタンク２２を経由して外気を取入れるため、インクタンク１及びサブタンク２内に外気中のゴミが混入しにくい。なお、サブタンク２から大気開放口７に至る経路を迷路構造とすれば、上述したのと同様の効果を得ることができる。

次に作用効果について、図２を用いて説明する。まずエア圧縮動作時には、図２（ａ）に示すように、弁８、２０を明け、その他の弁９，１１，２１を閉じた状態でエアポンプ１５を駆動する。この駆動によりサブタンク２内の空気は矢印のごとく吸引され、エアタンク３３内に蓄圧される。またこの吸引動作に伴い、減容した空気の体積分だけ、インクタンク１からインクが供給され、サブタンク２内に満たされる。この動作は、前記液面センサ１４でその上限値を検出するまでの間、または検出前であってもタイマーの設定時間継続され、設定時間経過後ポンプ５は停止し、弁８，２０を閉じる。

次いでパージ動作時には、図２（ｂ）に示すように、弁２１を明けることで、エアタンク内に蓄圧されたエアがサブタンク２内に入り込んでサブタンク２内を加圧する。この段階で弁９を開けば、サブタンク２内のインクは、加圧されたエアの圧力によりディストリビュータ４を通じて各ヘッド３のノズルから吐出される。

一定時間加圧後は、弁１１を開放すれば、サブタンク２が大気開放され、通常状態に復帰するが、図２（ｃ）に示すように弁９を閉じ、弁８を開放すると、サブタンク２のエア圧力増加により、サブタンク２内のインクはインクタンク１に戻り、この戻り動作によりインクタンク１内のインクは攪拌され、インク濃度は均一化する。またインクが顔料を含む場合にはこの攪拌作用により顔料分の分離・沈降を抑制できる。そして、サブタンク２内の液面センサ１４の下限を検出した段階で弁８を閉じ、弁９，１１を開放すれば、通常状態に復帰する。

本考案に係るインクジェットプリンタのインクの流路構成を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は各動作時における部分説明図である。 従来のインクジェットプリンタのインクの流路構成を示す説明図である。

符号の説明

１ インクタンク
２ サブタンク
３ インクジェットヘッド
７ 大気開放口
８，９，１１，２０，２１，２５ 弁
３３ エアタンク
１４ 液面センサ
１５ エアポンプ
２２ 廃インクタンク
２４ エアフィルタ

Claims (6)

1. インクを貯蔵するインクタンクと、
   インク流路を通じて前記インクタンクからインクが供給されるサブタンクと、
   前記サブタンクの上部空間から空気を吸引移送するためのエアポンプと、
   前記エアポンプで移送された空気を圧縮して貯蔵するエアタンクと、
   前記エアタンクと前記サブタンク間を連通するエア流路と、
   前記サブタンクを大気に連通させる大気開放口と、
   前記サブタンクからインクが供給されてインクを吐出するインクジェットヘッドとを備え、
   前記エアポンプによって前記サブタンク内の空気を前記エアタンクに移送して前記エアタンク内で圧縮し、前記インクタンクから前記サブタンク内にインクを供給し、前記エアタンク内で圧縮された空気によって前記サブタンク内を加圧し前記インクジェットヘッドのノズルからインクを押出すことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記大気開放口までの経路が所定の湿度勾配を持たせた構造であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記経路が迷路構造となっていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記大気開放口が廃インクタンクに設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
5. 所定時間前記サブタンクを加圧してインクジェットヘッドのノズルからインクを押出した後前記サブタンク内のインクを前記インクタンク内に戻すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のインクジェットプリンタ。
6. 使用するインクが顔料インクであることを特徴とする請求項５記載のインクジェットプリンタ。

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