JP4124809B2 - Ink supply apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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JP4124809B2 JP2003072579A JP2003072579A JP4124809B2 JP 4124809 B2 JP4124809 B2 JP 4124809B2 JP 2003072579 A JP2003072579 A JP 2003072579A JP 2003072579 A JP2003072579 A JP 2003072579A JP 4124809 B2 JP4124809 B2 JP 4124809B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はインク供給装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【特許文献1】
特開2000−246920号公報
【0003】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置(或いは画像記録装置ともいう。)として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッドから用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含む画像が形成されるものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙などとも称される。)にインクを吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【0004】
このようなインクジェット記録装置において、メインタンク(インクカートリッジ)とヘッド側に配置したサブタンクとを可撓性チューブ(パイプを含む)で連結し、サブタンクのインク容量が減少したときにメインタンクからインクを供給(補給)するようにしたものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなインク補給機構を用いた場合、サブタンクにインクを所定量供給した後はサブタンクとメインタンク間のインクの移動を防止する必要がある。
【0006】
すなわち、サブタンクに連結されたヘッド面とメインタンク液面の水頭差の位置関係による自然補給や逆流によるヘッド面圧力への影響を防止しないと、自然補給ではヘッド面圧力が正圧となりノズルのメニスカスが壊れインク洩れが発生してしまうおそれがあり、逆流側ではサブタンクからインクが流出するためヘッド面圧力が過度の負圧となってインクの吐出不良やノズルからの気泡巻き込みが発生するおそれがある。
【0007】
この場合、一般的にはインク流路に逆止弁を用いることで逆流を防止できると思われる(例えば、【特許文献1】)。
【0008】
ところが、例えば一般的に知られているアンブレラ弁などの逆止弁を用いた場合、インク送液時には流体抵抗になるためできるだけ開弁圧を小さく設定したいが、開弁圧を小さくすると、自然補給側には不利になる。
【0009】
また、アンブレラ弁はその取付面の精度(面粗さ)によってリークして逆流してしまい、特にアンブレラ取付形状が射出成形の場合にはウエルドラインが入りやすく、面粗さが悪くなるという問題がある。
【0010】
さらに、アンブレラ弁は構造上比較的速い流れのときには密着性が強くなり逆止効果が得られるが、ここで問題となっているようなインクの流れが止まっているようなときには逆止効果が小さいため、水頭差で発生するような微少なインクの流れに対してはリークをし易いという課題がある。
【0011】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、インク送液時には所要の送液性能が得られ、停止時には自然補給や逆流に対する高いシール性を有するインク供給装置及びこのインク供給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインク供給装置は、インクを送液するためのポンプを備え、このポンプは、シリンダと、このシリンダ内に移動可能に配置されたピストン軸と、ピストン軸にシリンダの内周面との間で摺動可能に装着されたポンプシールと、ポンプシールで仕切られる2つの液室を連通し、ポンプシールで開閉される、ピストン軸に設けられた連通路と、ポンプシールを、連通路を閉じる方向に付勢する押圧バネとを備え、押圧バネの押圧力は、ピストン軸が停止しているとき及び送液方向に移動するときにポンプシールが連通路を閉じる状態になる力に設定されている構成とした。
【0013】
本発明に係る画像形成装置は、インクカートリッジからサブタンクにインクを供給するようにし、このインクカートリッジとサブタンクとの間にインクを送液するための本発明に係るインク供給装置を備えたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図1は本発明に係るインク供給装置を備えた本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の前方側から見た斜視説明図である。
【0015】
このインクジェット記録装置は、装置本体1と、装置本体1に装着した用紙を装填するための給紙トレイ2と、装置本体1に装着され画像が記録(形成)された用紙をストックするための排紙トレイ3とを備え、さらに、装置本体1の前面4の一端部側には、前面4から前方側に突き出し、上面5よりも低くなったカートリッジ装填部6を有し、このカートリッジ装填部6の上面に操作キーや表示器などの操作部7を配置している。カートリッジ装填部6にはインクカートリッジ11の脱着を行うための開閉可能な前カバー8を有している。
【0016】
次に、このインクジェット記録装置の機構部について図2及び図3を参照して説明する。なお、図2は同機構部の全体構成を説明する概略構成図、図3は同機構部の要部平面説明図である。
【0017】
図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド31とステー32とでキャリッジ33を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって図3で矢示方向に移動走査する。
【0018】
このキャリッジ33には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する4個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド34を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【0019】
記録ヘッド34を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
【0020】
また、キャリッジ33には、記録ヘッド34に各色のインクを供給するための各色のサブタンク35を搭載している。このサブタンク35にはインク供給チューブ36を介してメインタンク(インクカートリッジ)11からインクが補充供給される。
【0021】
一方、給紙トレイ3の用紙積載部(圧板)41上に積載した用紙42を給紙するための給紙部として、用紙積載部41から用紙42を1枚づつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)43及び給紙コロ43に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド44を備え、この分離パッド44は給紙コロ43側に付勢されている。
【0022】
そして、この給紙部から給紙された用紙42を記録ヘッド34の下方側で搬送するための搬送部として、用紙42を静電吸着して搬送するための搬送ベルト51と、給紙部からガイド45を介して送られる用紙42を搬送ベルト51との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ52と、略鉛直上方に送られる用紙42を略90°方向転換させて搬送ベルト51上に倣わせるための搬送ガイド53と、押さえ部材54で搬送ベルト51側に付勢された先端加圧コロ55とを備えている。また、搬送ベルト51表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ56を備えている。
【0023】
ここで、搬送ベルト51は、無端状ベルトであり、搬送ローラ57とテンションローラ58との間に掛け渡されて、矢示A方向(ベルト搬送方向)に周回するように構成している。帯電ローラ56は、搬送ベルト51の表層に接触し、搬送ベルト51の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各2.5Nをかけている。
【0024】
また、搬送ベルト51の裏側には、記録ヘッド34による印写領域に対応してガイド部材61を配置している。このガイド部材61は、上面が搬送ベルト51を支持する2つのローラ(搬送ローラ57とテンションローラ58)の接線よりも記録ヘッド34側に突出している。これにより、搬送ベルト51は印写領域ではガイド部材61の上面にて押し上げられてガイドされるので、高精度な平面性を維持される。
【0025】
さらに、このガイド部材61の搬送ベルト51の裏面と接触する面側には、主走査方向、すなわち搬送方向と直交する方向に複数の溝を形成して、搬送ベルト51との接触面積を少なくし、搬送ベルト51がスムーズにガイド部材61表面に沿って移動できるようにしている。
【0026】
さらに、記録ヘッド34で記録された用紙42を排紙するための排紙部として、搬送ベルト51から用紙42を分離するための分離爪71と、排紙ローラ72及び排紙コロ73とを備え、排紙ローラ72の下方に排紙トレイ3を備えている。ここで、排紙ローラ72と排紙コロ73との間から排紙トレイ3までの高さは排紙トレイ3にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【0027】
また、装置本体1の背面部には両面給紙ユニット81が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット81は搬送ベルト51の逆方向回転で戻される用紙42を取り込んで反転させて再度カウンタローラ52と搬送ベルト51との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット81の上面には手差し給紙部82を設けている。
【0028】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ2から用紙42が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙42はガイド45で案内され、搬送ベルト51とカウンタローラ52との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド53で案内されて先端加圧コロ55で搬送ベルト51に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
【0029】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ56に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト21が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト51上に用紙42が給送されると、用紙42内で帯電パターンと反対の電荷に分極するので、平行接続されたコンデンサが形成されたこととなり、用紙42が搬送ベルト51に吸着され、搬送ベルト51の周回移動によって用紙42が副走査方向に搬送される。
【0030】
そこで、キャリッジ33を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド34を駆動することにより、停止している用紙42にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙42を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙42の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙42を排紙トレイ3に排紙する。
【0031】
次に、この画像形成装置で用いるインクカートリッジ(メインタンク)11について図4及び図5を参照して簡単に説明する。なお、図4は同インクカートリッジ11の外観斜視説明図、図5は側面説明図である。
このインクカートリッジ11は、略四角形状のインク袋81を筐体83内に収納したものであり、筐体83はインク袋81に備えた保持部材82を保持するための第1筐体85と、この第1筐体85と外形形状が相似の第2筐体86と、第1筐体85と第2筐体86とを合わせた状態で第1筐体85及び第2筐体86のインク供給側前面に嵌め込まれる第3筐体87とを備えている。
【0032】
そして、インク袋81の保持部材82にはインク排出口部(供給口となる。)88を備え、インクカートリッジ11を画像形成装置本体1に装填したときに、図5に示すように装置本体11側の中空針90がインク排出口部88に刺し込まれてインクを供給することが可能になる。
【0033】
そこで、本発明に係るインク供給装置について図6及び図7を参照して説明する。なお、図6はインク供給装置の概略構成図、図7は同供給装置のピストンポンプの断面説明図である。
このインク供給装置は、インクカートリッジ11からサブタンク35にインクを送液するためのピストンポンプ101を備えている。このピストンポンプ101はシリンダ102及びピストン103を備え、シリンダ102には前述したインクカートリッジ(メインタンク)11のインク排出口部88に刺し込む中空針90の他端部が連結され、またインク供給チューブ36を連結する連結部104を備えている。
【0034】
また、このピストンポンプ101のピストン103は、駆動モータ106の回転をウォームギヤ107を介してウォームホイール108が回転駆動されることで、このウォームホイール108に一体的に設けたカム109によって駆動(往復動)される。
【0035】
このように構成したこの供給装置においては、インクカートリッジ11のインクはピストンポンプ101が動作するときに発生する負圧により差し込まれた中空針90を通ってシリンダ102内に導かれ、シリンダ102内に入ったインクはピストン103の往復動作により連結部104からインク供給チューブ36を介してサブタンク35へ送液される。
【0036】
ここで、図7に示すように、ピストンポンプ101のピストン103の軸(ピストン軸)103Aの先端部にはインク流路110a及びこのインク流路110aに連通する連通路110bを形成し、更にピストン軸103Aの先端部には連通路110bを開閉するポンプシール111を摺動可能に装着している。
【0037】
このポンプシール111の一端面側はピストン軸103Aに形成したフランジ部103aで規制している。そして、ポンプシール111の他端面側には、ピストン軸103Aの先端に固定したストッパ112とピストン軸103Aに摺動可能に装着したカラー113との間に介在したポンプシール押圧バネ114を配置し、ポンプシール押圧バネ114によってカラー113を介してポンプシール111をピストン軸103Aのフランジ部103a側に付勢している。
【0038】
また、シリンダ102の先端部側にはインク供給口121を形成し、このインク供給口121を開閉する逆止弁であるアンブレラ弁122を設けている。
【0039】
このように構成したので、インク送液時と停止時にはポンプシール111がピストン軸103Aの連通路110aを封止しているので、シリンダ102内のインク供給口121側の液室130と供給針90が臨む液室131側との間でインクの流れが阻止される。
【0040】
ここで、ピストン103の往復動作のうちインク送液時を往路(図7の送液方向に移動する動作)とすると、復路(図7の送液方向と反対方向に移動する動作)では次のような動作状況となる。
【0041】
すなわち、ピストン103の復路動作が始まると、シリンダ102のインク供給口121に取り付けられたアンブレラ弁122が瞬時に閉じる。その後もピストン103が復路動作を続けると、アンブレラ弁122とポンプシール111で封止された液室130は負圧となり、ポンプシール押圧バネ114がその圧力に負けて縮み出すと、ポンプシール111が図7で左方向に移動してピストン軸103A側面に開けられた連通路110bが開口し、供給針90が連通している液室131側からインクが連通路110b、インク流路110aを通じて液室130内に流れ込む。
【0042】
これにより、アンブレラ弁122とポンプシール111の間の液室130は負圧が小さくなり、ポンプシール111は再度ピストン軸103Aのフランジ部103aに押し付けられ、連通路110bが閉じる。
【0043】
この一連の動作により、送液とインクの流れ防止を行っている。
【0044】
ここで、ピストン103が停止しているときに常にインク流路(連通路110a)が封止されている条件を充足するために、次のようにポンプシール押圧バネ114の押圧力を設定している。
【0045】
すなわち、シリンダ102とポンプシール111の摩擦力をF1、ポンプシール押圧バネ114の押圧力をF2としたとき、F1<F2の関係が成り立つようにする。更に、復路時にはインク流路を連通させる必要がある。ここで、復路動作中に発生するメインタンク(インクカートリッジ11)側圧力とアンブレラ弁122側圧力の差をP1とすれば、ポンプシール111にかかる力F3はシリンダ102内の断面積をSとすると、F3=PSで表される。したがって、F2<F1+F3である必要がある。
【0046】
そこで、ポンプシール押圧バネ114の押圧力F2は、F1<F2<F1+F3、の領域の押圧力に設定している。
【0047】
このように、インクを送液するためのポンプを備え、このポンプは、シリンダと、このシリンダ内に移動可能に配置されたピストン軸と、ピストン軸にシリンダの内周面との間で摺動可能に装着されたポンプシールと、ポンプシールで仕切られる2つの液室を連通し、ポンプシールで開閉される、ピストン軸に設けられた連通路と、ポンプシールを、連通路を閉じる方向に付勢する押圧バネとを備え、押圧バネの押圧力は、ピストン軸が停止しているとき及び送液方向に移動するときにポンプシールが連通路を閉じる状態になる力に設定されているので、ポンプシールが送液時と停止時には常にインクの流れを阻止するので、インク送液時には所要の送液性能が得られ、停止時には自然補給や逆流に対する高いシール性を得られる。
【0048】
なお、上記実施形態においては、本発明をキャリッジが走査するシリアル型(シャトル型)インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。また、本発明に係る画像形成装置は、インクジェットプリンタ以外にも、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機などにも適用することができる。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインク供給装置によれば、インクを送液するためのポンプを備え、このポンプはピストン軸に設けた送液用のポンプシールが送液時と停止時には常にインクの流れを阻止するので、インク送液時には所要の送液性能が得られ、停止時には自然補給や逆流に対する高いシール性を得られる。
【0050】
本発明に係る画像形成装置によれば、インクカートリッジからサブタンクにインクを供給するようにし、このインクカートリッジとサブタンクとの間にインクを送液するための本発明に係るインク供給装置を備えたので、自然補給やサブタンクからの逆流を防止でき、インク洩れやインクの吐出不良やノズルからの気泡巻き込みを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインク供給装置を含む本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の前方側から見た斜視説明図
【図2】同記録装置の機構部の概略を示す構成図
【図3】同機構部の要部平面説明図
【図4】同記録装置のインクカートリッジの斜視説明図
【図5】同インクカートリッジの側面説明図
【図6】本発明に係るインク供給装置の概略構成図
【図7】同インク供給装置のピストンポンプの断面説明図
【符号の説明】
1…装置本体、11…インクカートリッジ、33…キャリッジ、34…記録ヘッド、35…サブタンク、36…インク供給チューブ、101…ピストンポンプ、102…シリンダ、103…ピストン、103A…ピストン軸、110a…インク流路、110b…連通路、111…ポンプシール、114…ポンプシール押圧バネ。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an ink supply device and an image forming apparatus.
[0002]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-246920
[Prior art]
As an image forming apparatus (or image recording apparatus) such as a printer, a facsimile machine, and a copying apparatus, for example, an ink jet recording apparatus is known. The ink jet recording apparatus uses ink from a recording head to paper (not limited to paper, meaning that an image including OHP is formed and is also called a recording medium, a recording medium, or recording paper). It is possible to record high-definition images at high speed, with low running costs, low noise, and to record color images using multi-colored inks. It has the advantage of being easy.
[0004]
In such an ink jet recording apparatus, a main tank (ink cartridge) and a sub tank arranged on the head side are connected by a flexible tube (including a pipe), and ink is discharged from the main tank when the ink capacity of the sub tank decreases. There is something to be supplied (supplemented).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the ink supply mechanism as described above is used, it is necessary to prevent the ink from moving between the sub tank and the main tank after supplying a predetermined amount of ink to the sub tank.
[0006]
In other words, if natural replenishment due to the positional relationship of the head difference between the head surface connected to the sub tank and the liquid level of the main tank or the influence of the back flow on the head surface pressure is not prevented, the head surface pressure becomes positive in natural replenishment and the meniscus of the nozzle. May break and ink leakage may occur. On the reverse flow side, ink flows out from the sub-tank, so that the head surface pressure becomes excessively negative, and ink ejection failure or bubble entrapment from the nozzles may occur. .
[0007]
In this case, it is generally considered that backflow can be prevented by using a check valve in the ink flow path (for example, Patent Document 1).
[0008]
However, for example, when using a generally known check valve such as an umbrella valve, it is necessary to set the valve opening pressure as small as possible because it causes fluid resistance when ink is fed. It will be disadvantageous to the side.
[0009]
In addition, the umbrella valve leaks due to the accuracy (surface roughness) of its mounting surface and flows backward, especially when the umbrella mounting shape is injection molding, a weld line is likely to enter, and the surface roughness becomes poor. is there.
[0010]
In addition, the umbrella valve is structurally strong and provides a non-return effect when the flow is relatively fast, but the non-return effect is small when the ink flow, which is a problem here, stops. For this reason, there is a problem that leakage is liable to occur in a minute ink flow that occurs due to a water head difference.
[0011]
The present invention has been made in view of the above points, and includes an ink supply device that provides a required liquid supply performance when ink is supplied and has a high sealing property against natural replenishment and backflow when stopped, and the ink supply device. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, an ink supply device according to the present invention comprises a pump for feeding the ink, the pump includes a cylinder, a piston shaft which is movably disposed within the cylinder, A pump seal that is slidably mounted on the piston shaft between the inner peripheral surface of the cylinder and two fluid chambers that are partitioned by the pump seal communicate with each other and are connected to the piston shaft that is opened and closed by the pump seal. A pressure spring that urges the passage and the pump seal in a direction to close the communication passage, and the pressure of the pressure spring is communicated with the pump seal when the piston shaft is stopped and moved in the liquid feeding direction. The force is set to close the passage.
[0013]
An image forming apparatus according to the present invention includes an ink supply device according to the present invention for supplying ink from an ink cartridge to a sub tank and feeding ink between the ink cartridge and the sub tank. .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective explanatory view seen from the front side of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to the present invention provided with an ink supply apparatus according to the present invention.
[0015]
This ink jet recording apparatus includes an apparatus main body 1, a paper feed tray 2 for loading paper loaded in the apparatus main body 1, and a waste paper for stocking paper on which an image is recorded (formed) mounted on the apparatus main body 1. The apparatus main body 1 further includes a cartridge loading portion 6 that protrudes forward from the front surface 4 and is lower than the upper surface 5 on one end side of the front surface 4 of the apparatus main body 1. An operation unit 7 such as operation keys and a display is arranged on the upper surface of the display. The cartridge loading section 6 has a front cover 8 that can be opened and closed for attaching and detaching the ink cartridge 11.
[0016]
Next, the mechanism part of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of the mechanism unit, and FIG. 3 is a plan view for explaining a main part of the mechanism unit.
[0017]
A carriage 33 is slidably held in the main scanning direction by guide rods 31 and stays 32 that are horizontally mounted on left and right side plates (not shown), and is moved and scanned in the direction of the arrow in FIG. 3 by a main scanning motor (not shown). To do.
[0018]
The carriage 33 is provided with a recording head 34 including four ink jet heads for ejecting ink droplets of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). They are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward.
[0019]
As an inkjet head constituting the recording head 34, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that uses a phase change caused by film boiling of a liquid using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a metal phase change caused by a temperature change. A shape memory alloy actuator to be used, an electrostatic actuator using an electrostatic force, or the like as an energy generating means for discharging ink can be used.
[0020]
In addition, the carriage 33 is equipped with a sub tank 35 for each color for supplying ink of each color to the recording head 34. Ink is supplied to the sub tank 35 from the main tank (ink cartridge) 11 through the ink supply tube 36.
[0021]
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the papers 42 stacked on the paper stacking unit (pressure plate) 41 of the paper feed tray 3, a half-moon roller (feeding) that separates and feeds the papers 42 from the paper stacking unit 41 one by one. A separation pad 44 made of a material having a large friction coefficient is provided facing the paper roller 43) and the paper feed roller 43, and the separation pad 44 is urged toward the paper feed roller 43 side.
[0022]
As a transport unit for transporting the paper 42 fed from the paper feed unit on the lower side of the recording head 34, a transport belt 51 for transporting the paper 42 by electrostatic adsorption, and a paper feed unit The counter roller 52 for transporting the paper 42 fed through the guide 45 while sandwiching it between the transport belt 51 and the paper 42 fed substantially vertically upward are changed by approximately 90 ° and copied onto the transport belt 51. A conveyance guide 53 for adjusting the pressure and a tip pressure roller 55 urged toward the conveyance belt 51 by a pressing member 54. In addition, a charging roller 56 that is a charging unit for charging the surface of the conveyance belt 51 is provided.
[0023]
Here, the conveyance belt 51 is an endless belt, and is configured to be looped around the conveyance roller 57 and the tension roller 58 and to circulate in an arrow A direction (belt conveyance direction). The charging roller 56 is disposed so as to come into contact with the surface layer of the conveyor belt 51 and to be rotated by the rotation of the conveyor belt 51, and 2.5N is applied to both ends of the shaft as a pressing force.
[0024]
In addition, a guide member 61 is disposed on the back side of the conveyance belt 51 so as to correspond to a printing area by the recording head 34. The upper surface of the guide member 61 protrudes closer to the recording head 34 than the tangent line of the two rollers (the conveyance roller 57 and the tension roller 58) that support the conveyance belt 51. As a result, the conveyance belt 51 is pushed up and guided by the upper surface of the guide member 61 in the printing region, so that highly accurate flatness is maintained.
[0025]
Further, a plurality of grooves are formed in the main scanning direction, that is, in a direction orthogonal to the transport direction, on the surface side of the guide member 61 that contacts the back surface of the transport belt 51 to reduce the contact area with the transport belt 51. The transport belt 51 can smoothly move along the surface of the guide member 61.
[0026]
Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 42 recorded by the recording head 34, a separation claw 71 for separating the paper 42 from the transport belt 51, a paper discharge roller 72, and a paper discharge roller 73 are provided. A paper discharge tray 3 is provided below the paper discharge roller 72. Here, the height from between the paper discharge roller 72 and the paper discharge roller 73 to the paper discharge tray 3 is increased to some extent in order to increase the amount that can be stored in the paper discharge tray 3.
[0027]
A double-sided paper feeding unit 81 is detachably attached to the back surface of the apparatus body 1. The double-sided paper feed unit 81 takes in the paper 42 returned by the reverse rotation of the transport belt 51, reverses it, and feeds it again between the counter roller 52 and the transport belt 51. A manual paper feed unit 82 is provided on the upper surface of the duplex paper feed unit 81.
[0028]
In the ink jet recording apparatus configured as described above, the sheets 42 are separated and fed one by one from the sheet feeding tray 2, and the sheet 42 fed substantially vertically upward is guided by the guide 45, and the transport belt 51 and the counter roller 52, the leading end is guided by the conveying guide 53 and pressed against the conveying belt 51 by the leading end pressing roller 55, and the conveying direction is changed by about 90 °.
[0029]
At this time, a positive voltage and a negative output are alternately repeated from the high voltage power source to the charging roller 56 by a control circuit (not shown), that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 21 is alternating, that is, In the sub-scanning direction, which is the circumferential direction, plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the paper 42 is fed onto the conveying belt 51 that is alternately charged with plus and minus, it polarizes to the opposite charge to the charging pattern in the paper 42, so that a capacitor connected in parallel is formed. 42 is attracted to the transport belt 51, and the paper 42 is transported in the sub-scanning direction by the circular movement of the transport belt 51.
[0030]
Therefore, by driving the recording head 34 according to the image signal while moving the carriage 33, ink droplets are ejected onto the stopped paper 42 to record one line, and after the paper 42 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 42 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 42 is discharged onto the paper discharge tray 3.
[0031]
Next, the ink cartridge (main tank) 11 used in the image forming apparatus will be briefly described with reference to FIGS. 4 is an external perspective view of the ink cartridge 11, and FIG. 5 is a side view.
The ink cartridge 11 has a substantially rectangular ink bag 81 stored in a housing 83, and the housing 83 has a first housing 85 for holding a holding member 82 provided in the ink bag 81, Ink supply to the first casing 85 and the second casing 86 in a state where the second casing 86 having a similar outer shape to the first casing 85 and the first casing 85 and the second casing 86 are combined. And a third housing 87 fitted to the front side.
[0032]
The holding member 82 of the ink bag 81 is provided with an ink discharge port portion (a supply port) 88. When the ink cartridge 11 is loaded in the image forming apparatus main body 1, as shown in FIG. The hollow needle 90 on the side can be inserted into the ink discharge port 88 to supply ink.
[0033]
An ink supply apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 is a schematic configuration diagram of the ink supply device, and FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view of a piston pump of the supply device.
The ink supply device includes a piston pump 101 for feeding ink from the ink cartridge 11 to the sub tank 35. The piston pump 101 includes a cylinder 102 and a piston 103. The cylinder 102 is connected to the other end of a hollow needle 90 that is inserted into the ink discharge port 88 of the ink cartridge (main tank) 11 described above, and an ink supply tube. 36 is provided.
[0034]
The piston 103 of the piston pump 101 is driven (reciprocating) by a cam 109 provided integrally with the worm wheel 108 by rotating the drive motor 106 via the worm gear 107. )
[0035]
In this supply device configured as described above, the ink in the ink cartridge 11 is guided into the cylinder 102 through the hollow needle 90 inserted by the negative pressure generated when the piston pump 101 operates, The ink that has entered is sent from the connecting portion 104 to the sub tank 35 via the ink supply tube 36 by the reciprocating motion of the piston 103.
[0036]
Here, as shown in FIG. 7, an ink flow path 110a and a communication path 110b communicating with the ink flow path 110a are formed at the tip of the shaft (piston shaft) 103A of the piston 103 of the piston pump 101. A pump seal 111 that opens and closes the communication passage 110b is slidably attached to the tip of the shaft 103A.
[0037]
One end surface side of the pump seal 111 is regulated by a flange portion 103a formed on the piston shaft 103A. On the other end surface side of the pump seal 111, a pump seal pressing spring 114 interposed between a stopper 112 fixed to the tip of the piston shaft 103A and a collar 113 slidably mounted on the piston shaft 103A is disposed. The pump seal 111 is urged by the pump seal pressing spring 114 through the collar 113 toward the flange portion 103a of the piston shaft 103A.
[0038]
Further, an ink supply port 121 is formed on the tip end side of the cylinder 102, and an umbrella valve 122 that is a check valve for opening and closing the ink supply port 121 is provided.
[0039]
With this configuration, the pump seal 111 seals the communication passage 110a of the piston shaft 103A when ink is fed and stopped, so that the liquid chamber 130 and the supply needle 90 on the ink supply port 121 side in the cylinder 102 are sealed. Is prevented from flowing between the liquid chamber 131 side facing the ink.
[0040]
Here, when the ink is fed during the reciprocating operation of the piston 103 as the forward path (movement moving in the liquid feeding direction in FIG. 7), the following path is the next movement (movement moving in the direction opposite to the liquid feeding direction in FIG. 7). The operating situation is as follows.
[0041]
That is, when the return path operation of the piston 103 starts, the umbrella valve 122 attached to the ink supply port 121 of the cylinder 102 is instantaneously closed. After that, when the piston 103 continues the return path operation, the liquid chamber 130 sealed by the umbrella valve 122 and the pump seal 111 becomes negative pressure. When the pump seal pressing spring 114 is contracted by the pressure, the pump seal 111 is released. In FIG. 7, the communication passage 110b opened to the left by moving to the left in the piston shaft 103A is opened, and ink is supplied from the liquid chamber 131 side through which the supply needle 90 communicates to the liquid chamber through the communication passage 110b and the ink passage 110a. Flows into 130.
[0042]
Thereby, the negative pressure in the liquid chamber 130 between the umbrella valve 122 and the pump seal 111 is reduced, the pump seal 111 is again pressed against the flange portion 103a of the piston shaft 103A, and the communication passage 110b is closed.
[0043]
By this series of operations, liquid feeding and ink flow prevention are performed.
[0044]
Here, in order to satisfy the condition that the ink flow path (communication path 110a) is always sealed when the piston 103 is stopped, the pressing force of the pump seal pressing spring 114 is set as follows. Yes.
[0045]
That is, when the frictional force between the cylinder 102 and the pump seal 111 is F1, and the pressing force of the pump seal pressing spring 114 is F2, the relationship of F1 <F2 is established. Furthermore, it is necessary to communicate the ink flow path during the return path. Here, if the difference between the pressure on the main tank (ink cartridge 11) side and the pressure on the umbrella valve 122 generated during the return path operation is P1, the force F3 applied to the pump seal 111 is S in the cross-sectional area in the cylinder 102. F3 = PS. Therefore, it is necessary that F2 <F1 + F3.
[0046]
Therefore, the pressing force F2 of the pump seal pressing spring 114 is set to the pressing force in the region of F1 <F2 <F1 + F3.
[0047]
Thus, with the pump for feeding the ink, the pump cylinder and a piston shaft which is movably disposed in the cylinder, sliding the piston axis between the inner peripheral surface of the cylinder The movably mounted pump seal communicates with the two liquid chambers partitioned by the pump seal, and is opened and closed by the pump seal. The communication path provided in the piston shaft, and the pump seal in the direction to close the communication path Since the pressing force of the pressing spring is set to a force that causes the pump seal to close the communication path when the piston shaft stops and moves in the liquid feeding direction. Since the pump seal always blocks the flow of ink at the time of liquid feeding and at the time of stopping, the required liquid feeding performance can be obtained at the time of ink feeding, and high sealing performance against natural replenishment and backflow can be obtained at the time of stopping.
[0048]
In the above embodiment, the present invention has been described with reference to an example in which the present invention is applied to a serial (shuttle type) ink jet recording apparatus that is scanned by a carriage. However, the present invention is similarly applied to a line type ink jet recording apparatus having a line type head. be able to. The image forming apparatus according to the present invention can be applied to a facsimile apparatus, a copying apparatus, a printer / fax / copier multifunction machine, etc., in addition to an ink jet printer.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the ink supply device according to the present invention, includes a pump for feeding the ink, pump this both when the pump seal liquid transfer for feeding provided on the piston shaft Since the ink flow is always blocked when the ink is stopped, the required liquid supply performance can be obtained when the ink is supplied, and high sealing performance against natural replenishment and backflow can be obtained when the ink is stopped.
[0050]
The image forming apparatus according to the present invention includes the ink supply device according to the present invention for supplying ink from the ink cartridge to the sub-tank and feeding ink between the ink cartridge and the sub-tank. Thus, natural replenishment and backflow from the sub tank can be prevented, and ink leakage, ink ejection failure, and bubble entrainment from the nozzle can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective explanatory view seen from the front side of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to the present invention including an ink supply apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a mechanism part of the recording apparatus. FIG. 3 is an explanatory plan view of a main part of the mechanism unit. FIG. 4 is a perspective view of an ink cartridge of the recording apparatus. FIG. 5 is a side view of the ink cartridge. Schematic configuration diagram [FIG. 7] Cross-sectional explanatory diagram of the piston pump of the same ink supply device
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Apparatus main body, 11 ... Ink cartridge, 33 ... Carriage, 34 ... Recording head, 35 ... Sub tank, 36 ... Ink supply tube, 101 ... Piston pump, 102 ... Cylinder, 103 ... Piston, 103A ... Piston shaft, 110a ... Ink Flow path, 110b ... communication path, 111 ... pump seal, 114 ... pump seal pressing spring.

Claims (2)

インクを供給するインク供給装置において、
前記インクを送液するためのポンプを備え、
このポンプは、シリンダと、このシリンダ内に移動可能に配置されたピストン軸と、前記ピストン軸に前記シリンダの内周面との間で摺動可能に装着されたポンプシールと、前記ポンプシールで仕切られる2つの液室を連通し、前記ポンプシールで開閉される、前記ピストン軸に設けられた連通路と、前記ポンプシールを、前記連通路を閉じる方向に付勢する押圧バネとを備え、
前記押圧バネの押圧力は、前記ピストン軸が停止しているとき及び前記送液方向に移動するときに前記ポンプシールが前記連通路を閉じる状態になる力に設定されている
ことを特徴とするインク供給装置。
In an ink supply device for supplying ink,
Comprising a pump for feeding the ink,
The pump includes a cylinder, a piston shaft movably disposed in the cylinder, a pump seal mounted on the piston shaft so as to be slidable between an inner peripheral surface of the cylinder, and the pump seal. A communication passage provided in the piston shaft that communicates between two partitioned liquid chambers and is opened and closed by the pump seal; and a pressing spring that biases the pump seal in a direction to close the communication passage;
The pressing force of the pressing spring is set to a force that causes the pump seal to close the communication path when the piston shaft is stopped and moved in the liquid feeding direction. An ink supply device.
インクカートリッジからサブタンクにインクを供給するようにした画像形成装置において、前記インクカートリッジと前記サブタンクとの間にインクを送液するための前記請求項1に記載のインク供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。  An image forming apparatus configured to supply ink from an ink cartridge to a sub tank, comprising the ink supply device according to claim 1 for feeding ink between the ink cartridge and the sub tank. An image forming apparatus.
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