JP4144644B2 - Liquid ejecting apparatus and valve unit - Google Patents
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Description
本発明は、液体噴射装置及びバルブユニットに関するものである。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus and a valve unit.
一般に、A0版等の大型の紙に画像を印刷するプリンタは、インク消費量が多いため、大容量のインクを貯留したインクカートリッジが用いられる。そのため、インクカートリッジをキャリッジに搭載すると、キャリッジが重くなり多大な負荷がかかる。従って、図10に示す従来の大型プリンタでは、各色のインクカートリッジ271を、記録ヘッド272が設けられたキャリッジ273に搭載させない構成、いわゆるオフキャリッジ型、になっている。
In general, a printer that prints an image on a large paper such as A0 plate consumes a large amount of ink, so an ink cartridge that stores a large amount of ink is used. Therefore, when the ink cartridge is mounted on the carriage, the carriage becomes heavy and a great load is applied. Therefore, the conventional large-scale printer shown in FIG. 10 has a configuration in which each
インクは、交換可能に固定された各インクカートリッジ271から可撓性の各チューブ274(図10では1つのみ図示)を介してキャリッジ273の記録ヘッド272に供給される。そのため、キャリッジ273の移動に伴ってチューブ274内の圧力が変動すると、インクの吐出に影響し、所定量のインクを吐出することが難しくなる。そこで、キャリッジ273とチューブ274との間には、図11に示すように圧力ダンパ室275が設けられるとともに、インクカートリッジ271の吐出口の高さ位置Cがインクのノズル吐出口の高さ位置Nよりも常に下となるように配置されている。
Ink is supplied to the
このプリンタにおいて、図10に示すキャリッジ273の下方の領域Eは、印刷された紙Sの排出領域となっている。そして、印刷中にインクカートリッジ271のインクの交換を容易にするため、紙Sの排出領域Eの側方に、インクカートリッジ271が配設される。従って、チューブ274の長さは、印刷可能な紙Sの大きさの最大幅、すなわちキャリッジ273の最大移動幅W以上に必要となる。
In this printer, an area E below the
ところで、インクカートリッジ271から記録ヘッド272へのインクの供給は、記録ヘッド272でのインク消費量が増加した場合にも確実に供給されることが望ましい。
この発明は、液体収容体から液体噴射ヘッドに確実に液体を供給することができる液体噴射装置及びバルブユニットを提供することを目的とする。
Incidentally, it is desirable that the ink is supplied from the
An object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus and a valve unit that can reliably supply liquid from a liquid container to a liquid ejecting head.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の液体噴射装置は、ターゲットに対して液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体を貯留する液体収容体と、該液体収容体から前記液体の供給を受けると共に該液体を前記液体噴射ヘッドに供給するバルブユニットとを備え、前記バルブユニットは、前記液体収容体に供給路を介して連通すると共に前記液体噴射ヘッドに排出路を介して連通する圧力室と、開弁動作又は閉弁動作することにより前記供給路を開放又は閉鎖する弁体と、該弁体を前記供給路が閉鎖される閉弁方向に付勢するバネと、前記圧力室内の圧力状態に応じて変形可能に構成され、前記圧力室内の前記液体の減少に伴い発生する負圧により変形した際には、その変形を前記弁体に伝達することにより該弁体を前記バネの付勢力に抗して前記供給路が開放される開弁方向に動作させる駆動体とを備え、前記液体収容体から前記液体を供給する圧力は、前記液体収容体から前記供給路を介して前記液体が前記弁体に至るまでに損失される圧力と、前記駆動体が変形して前記弁体を開弁状態とするときに必要な前記圧力室内の圧力と、前記液体収容体における液体の消費による液体の圧力の変化との和以上となるように設定されていることを要旨とする。 In order to achieve the above object, a liquid ejecting apparatus according to claim 1 includes a liquid ejecting head that ejects liquid onto a target, a liquid container that stores the liquid, and the liquid container that stores the liquid. And a valve unit that supplies the liquid to the liquid ejecting head. The valve unit communicates with the liquid container through a supply path and communicates with the liquid ejecting head through a discharge path. A pressure chamber that opens or closes the supply path by opening or closing the valve, a spring that biases the valve body in a valve closing direction in which the supply path is closed, and the pressure It is configured to be deformable according to the pressure state in the chamber, and when it is deformed by the negative pressure generated as the liquid decreases in the pressure chamber, the deformation is transmitted to the valve body to With spring And a driving body the supply channel against the force to operate in the opening direction to be opened, the pressure for supplying the liquid from the liquid container, the liquid through the supply path from the liquid container Due to the pressure lost to the valve body, the pressure in the pressure chamber required when the drive body is deformed to open the valve body, and the liquid consumption in the liquid container The gist is that it is set to be equal to or more than the sum of changes in the pressure of the liquid .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記液体収容体は、前記ターゲットを載置するプラテンの上方の領域であって、前記弁体より所定高さだけ上方となる位置に配設されており、前記液体を供給する圧力は、その高さでの位置水頭であることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記駆動体は可撓性を有するフィルムを有し、前記圧力室は前記フィルムが剛性を有するケースの側面に形成された凹部を覆うように前記ケースの側面に貼着されることにより形成されていることを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the liquid container is a region above a platen on which the target is placed, and is above the valve body by a predetermined height. The gist of the invention is that the pressure at which the liquid is supplied is a position head at that height.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the driving body includes a flexible film, and the pressure chamber is provided on a side surface of the case where the film has rigidity. The gist is that it is formed by being attached to the side surface of the case so as to cover the formed recess .
請求項4に記載の発明は、ターゲットに対して液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体を貯留する液体収容体とを備えた液体噴射装置に、前記液体収容体から前記液体の供給を受けると共に該液体を前記液体噴射ヘッドに供給するために備えられるバルブユニットであって、前記液体収容体に供給路を介して連通すると共に前記液体噴射ヘッドに排出路を介して連通する圧力室と、開弁動作又は閉弁動作することにより前記供給路を開放又は閉鎖する弁体と、該弁体を前記供給路が閉鎖される閉弁方向に付勢するバネと、前記圧力室内の圧力状態に応じて変形可能に構成され、前記圧力室内の前記液体の減少に伴い発生する負圧により変形した際には、その変形を前記弁体に伝達することにより該弁体を前記バネの付勢力に抗して前記供給路が開放される開弁方向に動作させる駆動体とを備え、前記液体収容体から供給される液体の圧力は、前記駆動体が変形して前記弁体を開弁状態とするときに必要な前記圧力室内の圧力と、前記液体収容体における液体の消費による液体の圧力の変化との和以上となるように設定されていることを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a liquid ejecting apparatus including a liquid ejecting head that ejects liquid to a target and a liquid container that stores the liquid receives the supply of the liquid from the liquid container. And a pressure unit provided for supplying the liquid to the liquid jet head, wherein the pressure chamber communicates with the liquid container via a supply path and communicates with the liquid jet head via a discharge path; A valve body that opens or closes the supply path by opening or closing the valve, a spring that biases the valve body in a valve closing direction in which the supply path is closed, and a pressure state in the pressure chamber Accordingly, when deformed by the negative pressure generated as the liquid decreases in the pressure chamber, the deformation is transmitted to the valve body to thereby apply the valve body to the biasing force of the spring. Against And a driver to operate in the opening direction of the road is opened, the pressure of the liquid supplied from said liquid container, required when the driver is an open state of the valve body is deformed The gist is that the pressure is set to be equal to or more than the sum of the pressure in the pressure chamber and the change in the pressure of the liquid due to the consumption of the liquid in the liquid container .
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記液体収容体は、前記ターゲットを載置するプラテンの上方の領域であって、前記弁体より所定高さだけ上方となる位置に配設されており、該液体収容体から供給される液体の圧力は、その高さでの位置水頭により変化することを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4または請求項5に記載の発明において、前記駆動体は可撓性を有するフィルムを有し、前記圧力室は前記フィルムが剛性を有するケースの側面に形成された凹部を覆うように前記ケースの側面に貼着されることにより形成されていることを要旨とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the liquid container is a region above the platen on which the target is placed, and is above the valve body by a predetermined height. The gist of the invention is that the pressure of the liquid that is disposed at the position and that is supplied from the liquid container changes depending on the position head at that height.
According to a sixth aspect of the invention, in the invention of the fourth or fifth aspect, the driving body has a flexible film, and the pressure chamber is formed on a side surface of the case where the film has rigidity. The gist is that it is formed by being attached to the side surface of the case so as to cover the formed recess.
本発明によれば、液体収容体から液体噴射ヘッドに確実に液体を供給することができる液体噴射装置及びバルブユニットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid ejecting apparatus and a valve unit that can reliably supply liquid from a liquid container to a liquid ejecting head.
(第1実施形態)
以下、この発明の第1の実施形態にかかる液体噴射装置を図面に従って詳細に説明する。図1に示すように、本実施形態の液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ(以下、プリンタ)210は、逆T字形状の1対の支持柱211,212を備えている。各支持柱211,212の下方には、プリンタの移動を容易に行うため、一対のキャスタ213が設けられている。また、支持柱211,212には、これらを連結する連結棒214が設けられるとともに、その上方に略直方体形状をしたハウジング215が支持されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a liquid ejecting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an ink jet printer (hereinafter referred to as a printer) 210 as a liquid ejecting apparatus according to the present embodiment includes a pair of
ハウジング215の右側上部には、操作パネル216が突設されている。この操作パネル216は、複数の操作ボタン217及び表示画面218を有している。従って、操作パネル216は、処理内容を表示画面218に表示しながら、ユーザによる操作ボタン217の選択により、所定の印刷を行うことができる。また、ハウジング215には、その背面側に図示しない接続部が設けられており、この接続部を介して図示しないコンピュータが接続されている。従って、ハウジング215に内蔵されている図示しないメモリには、そのコンピュータから受信した印刷データが記憶される。
An
ハウジング215の背面側には、給紙部219が設けられ、この給紙部219には、巻心219aに巻かれたターゲットとしての紙Sが収容されている。また、このハウジング215には、図示しない紙送り機構が設けられており、この紙送り機構により紙Sが、後述するプラテン235へと送られる。
A
ハウジング215の外部においてその中央上部には、インクカートリッジ収容部220が固着されている。このインクカートリッジ収容部220には、液体収容体としての各色(例えばシアン、マゼンタ、イエロ及びブラックの4色)のインクカートリッジ221,222,223,224が前面から交換可能に配置されている。詳述すると、インクカートリッジ221〜224は、扁平な直方体の箱状であって、その最大面積部分が上向き及び下向きに配置され、かつ各インクカートリッジ221〜224が同一平面上に配設されている。各インクカートリッジ221〜224内には、図2に示すように、液体であるインクが貯留されたインクパック225が内蔵されている。各インクカートリッジ221〜224のインクパック225の中央には、外部に突出したインク導出口221a,222a,223a,224aが設けられている。各インク導出口221a,222a,223a,224aには、供給管としての可撓性のチューブ226,227,228,229の先端に設けられた針Iがそれぞれ装着される。
An ink
一方、ハウジング215の内部には、図3に示すように、左右一対の駆動プーリ231及び従動プーリ232に掛け装されたタイミングベルト233と、ガイド軸234とが配置されている。また、同ハウジング215の中央下側には、紙Sが載置されるプラテン235が配設されている。更に、このプラテン235の上方には、キャリッジ236が配設されている。このキャリッジ236は、前記ガイド軸234に係合されて案内されるとともに、前記タイミングベルト233に係合して駆動される。従って、このキャリッジ236は、前記プラテン235と所定の隙間をおいて、プラテン235の上方に配置されるとともに、X方向に移動可能となっている。
On the other hand, inside the
キャリッジ236には、図2に示すように、インクを吐出する複数のノズルが形成された記録ヘッド237が設けられている。また、このキャリッジ236には、記録ヘッド237の上方に位置するように、各インクカートリッジ221〜224に対応するバルブユニット241〜244が設けられている。各バルブユニット241〜244は、図2〜図4に示すように、同一の構造を有している。なお、図2において、バルブユニット241は図4の241−241線に沿った断面図によって示され、バルブユニット242,243は図5の242−242線に沿った断面図によって示され、バルブユニット244は図4の244−244線に沿った断面図によって示されている。
As shown in FIG. 2, the
各バルブユニット241〜244は、図2、図4及び図5に示すように、例えば剛性のある合成樹脂などからなる略円筒状のケース245を備えている。図4に示すように、同ケース245の第一側面には、略円筒状の凹部245aと、屈曲された2つの溝部245b,245cとが形成されている。これら凹部245a、溝部245b及び溝部245cを覆うように、導入側フィルム248が、ケース245の第一側面に熱溶着により貼着されている。これにより、前記凹部245aが供給室250となり、溝部245bが供給室250に連通する供給路251となり、溝部245cが排出路253となる。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, each of the
また、図5に示すように、同ケース245の第二側面には、略円筒状の凹部245dが形成されている。そして、第二側面には、駆動体としての排出側フィルム249が、熱溶着により貼着されており、これにより凹部245dは、圧力室252を構成する。
Further, as shown in FIG. 5, a substantially
なお、導入側フィルム248及び排出側フィルム249は、軟質であって、インク性状に化学的な影響を及ぼさず、更に水分透過度や酸素や窒素透過度の低い材質が重要である。そこで、フィルム248及び249は、高密度ポリエチレンあるいはポリプロピレンフィルムに、塩化ビニリデン(サラン)をコーティングしたナイロンフィルムを接着ラミネートした構成から成る。これは、供給室250及び圧力室252の圧力状態を、両フィルムにて効率的に感知するためである。なお、本実施形態の導入側フィルム248及び排出側フィルム249は、透明である。
The
また、ケース245の中央には、前記供給室250及び圧力室252を互いに連通するための貫通孔245eが設けられるとともに、圧力室252と排出路253とを連通する連絡路253aが設けられている。
Further, in the center of the
更に、同ケース245には、前記チューブ226〜229が接続される接続部246と、記録ヘッド237に接続されるインク導出部247とが形成されている。接続部246には前記供給路251と前記チューブ226〜229とを接続する通路形成孔246aが形成され、インク導出部247には前記排出路253から前記記録ヘッド237へと続く通路形成孔247aが形成されている。
Further, the
従って、チューブ226〜229から接続部246の通路形成孔246aに至ったインクは、供給路251、供給室250、貫通孔245e、圧力室252、連絡路253a、排出路253及び通路形成孔247aを介して、記録ヘッド237に供給される。
Accordingly, the ink from the
一方、図2に示すように、弁体255は、軸部255a及びこの軸部255aと一体形成された円板部255bから成り、その軸部255aが前記貫通孔245eに挿通され、円板部255bが供給室250に位置している。また、円板部255bの背面には、閉弁用バネ257の一端が圧接され、この閉弁用バネ257の他端は、バネ座258に圧接されている。従って、閉弁用バネ257は、弁体255を排出側フィルム249側(図の右側)に付勢する。供給室250側(図の左側)の貫通孔245eの周囲には、シール部材259が固着されている。従って、閉弁用バネ257が弁体255を図2の右方に付勢することにより、前記弁体255の円板部255bがシール部材259を圧接して、弁体255は貫通孔245eを塞いで閉弁する(図2のバルブユニット242参照)。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
一方、前記排出側フィルム249の外側には、剛性のある受圧板254が、前記ケース245の貫通孔245eに対して同心的に固着されている。受圧板254は、可撓性の排出側フィルム249が圧力室252の圧力を受ける度に変形してしまうことを極力防ぎ、常に同じ圧力を受けた場合には同じように供給室250側(左側)に撓んで、弁体255の軸部255aを同じように押圧するためのものである。また、圧力室252には、負圧保持バネ260が配設されている。この負圧保持バネ260は、貫通孔245eの周囲に当接しているとともに、排出側フィルム249を押圧している。従って、負圧保持バネ260は、圧力室252内のインクの自重によって圧力室252内の圧力が不均一となって、弁体255の軸部255aを偏った状態で押圧されることを極力防いでいる。
On the other hand, on the outside of the
次に、バルブユニット241〜244の弁体255に対するインクカートリッジ収容部220の高さH(mm)の設定方法について、図2,6及び図7を参照して説明する。
記録ヘッドがインクを消費している際の圧力室252の圧力Pvは、弁体255の開放圧力Poに等しい。開放圧力Poは負圧であるから、マイナスの符号となり、以下の式で示される。
Next, a method for setting the height H (mm) of the ink
The pressure Pv in the
Pv=−Po ・・・(1)
また、この開放圧力Poは、図6に示すように供給室250に配設された閉弁用バネ257の付勢力Ke、圧力室252に配設された負圧保持バネ260の付勢力Ko、排出側フィルム249が変形する際の抵抗力fm、位置水頭Hにより弁体255の円板部255bの背面に加わる力Pcの和より大きい必要がある。そのため、開放圧力Poは以下の式で表される。
Pv = −Po (1)
Further, as shown in FIG. 6, the opening pressure Po includes an urging force Ke of the
Po≧Ko+Ke+fm+Pc
ここで、弁体255の円板部255bにかかる力Pcは位置水頭により変化するため、圧力室252の圧力Pvは図7の点線dLに示すようになる。しかしながら、円板部255bの面積が微小であるため、円板部255bにかかる力Pcは無視できる程小さい。そのため、位置水頭Hを変えても大きな開放圧力Poには影響が及びがたく、開放圧力Poは、Po=a(一定)の直線L1で表されると考えても差し支えない。
Po ≧ Ko + Ke + fm + Pc
Here, since the force Pc applied to the
一方、供給室250の圧力Pkは、インクカートリッジ収容部220から供給室250までの高さによる位置水頭Hと、チューブ226〜229の圧力損失Ptの和となる。圧力損失Ptは負圧であるから、マイナスの符号となり、以下の式で表される。
On the other hand, the pressure Pk in the
Pk=−Pt+H ・・・(2)
位置水頭Hがゼロの場合、Pk=−Ptとなり、位置水頭Hを高くしていけば、供給室250の圧力Pkは図7の直線L2で示されるようになる。
Pk = −Pt + H (2)
When the position head H is zero, Pk = −Pt. If the position head H is increased, the pressure Pk in the
そして、インク消費中における(2)式で示される供給室250の圧力Pkが、(1)式で示される圧力室252の圧力Pv以上である場合に、インクは供給室250から圧力室252へ十分供給されることになる。即ち、
Pk≧Pv = −Pt+H≧−Po
となり、上式よりインクが供給室250から圧力室252へ十分供給されるための位置水頭Heは以下の式で表されることになる。
Ink consumption from the
Pk ≧ Pv = −Pt + H ≧ −Po
From the above equation, the position head He for sufficiently supplying ink from the
He≧−Po+Pt
また、位置水頭Hを変化させた場合の、圧力室252の圧力Pvは図7の直線L1と直線L2とを結んだ線で表される。
He ≧ −Po + Pt
Further, the pressure Pv in the
H≧Heと設定した場合、記録ヘッドが印字のためにインクを消費した場合でも、インクは供給室250から圧力室252へ十分に供給される。従って、弁体255は圧力室252の圧力を調製しながら開閉(自己封止)することになり、圧力室252の圧力Pvは−Poに等しくなって、Pv=−Poが成立する。
When H ≧ He is set, the ink is sufficiently supplied from the
H<Heと設定した場合、記録ヘッドが印字のためにインクを消費した場合に、供給室250から圧力室252へのインクの供給が不足気味となり、それを解消すべく、弁体255を常に開放した状態で圧力室252へインクが供給される。この場合、圧力室252の圧力Pvは次の式、Pv=−Po−H
によって表される。
When H <He is set, when the recording head consumes ink for printing, the supply of ink from the
Represented by
圧力室252の圧力は記録ヘッドへの供給圧力となるため、小さい程良い。従って、本実施形態におけるカートリッジ収容部220の高さHはHe以上とすべきである。
次に、インクカートリッジ収容部220の高さH(mm)について、具体的な数値を用いて説明する。例えば、インクカートリッジ221〜224から供給室250に至るチューブ226〜229の圧力損失Ptが150(mmH2O)であって、弁体255の開放圧力Poが100(mmH2O)であるとする。このとき、インクが供給室250から圧力室252へ十分に供給されるために必要な位置水頭Heは以下のように表される。
Since the pressure in the
Next, the height H (mm) of the ink
He=−100(mmH2O)+150(mmH2O)=50(mmH2O)
また、開放圧力Pvと圧力損失Pfは同じで、例えば、チューブ226〜229を長くして、圧力損失Ptが200(mmH2O)まで増加した場合には、図7に二点鎖線で示すように位置水頭Heは100(mmH2O)と、高くなる。
He = −100 (mmH 2 O) +150 (mmH 2 O) = 50 (mmH 2 O)
Further, the open pressure Pv and the pressure loss Pf are the same. For example, when the
次に、本実施形態のプリンタの作用について説明する。
プリンタ210を使用するにあたっては、給紙部219に巻心219aに巻かれた紙Sが収容され、インクカートリッジ収容部220に各色のインクカートリッジ221〜224が収容される。また、インクカートリッジ221〜224のインク導出口221a〜224aが針Iに係合される。
Next, the operation of the printer of this embodiment will be described.
When using the
そして、プリンタ210は、接続された図示しないコンピュータから印刷データを受信すると、その印刷データをメモリに蓄積する。次に、印刷データの印刷が実行されると、図示しない紙送り装置により前記紙Sがハウジング215へと導入される。そして、プリンタ210は、紙Sがプラテン235及びキャリッジ236の間に至ると、キャリッジ236の記録ヘッド237の吐出口から適宜インクを吐出させながら、キャリッジ236をX方向に移動させて、印刷を行う。
When the
詳述すると、記録ヘッド237からインクが吐出されると、その吐出されたインクの容積分だけバルブユニット241〜244の圧力室252の容積が減少し、一定の負圧が発生する。この負圧が上述した開放圧力Poとなる。この負圧により排出側フィルム249が、閉弁用バネ257及び負圧保持バネ260に抗して、導入側フィルム248側に変形する(図2のバルブユニット243参照)。排出側フィルム249が変形すると、排出側フィルム249に固着した受圧板254が移動して弁体255を当接し、弁体255を左方に押圧する。これにより弁体255が左方に移動して、円板部255bがシール部材259から離れ、供給室250は貫通孔245eを介して圧力室252と連通し、供給室250からインクが圧力室252に流入する。インクが圧力室252に流入すると、圧力室252の負圧が解消され、弁体255は閉弁用バネ257の付勢力により右方に移動されて、閉弁する(図2のバルブユニット242参照)。
More specifically, when ink is ejected from the
プリンタ210は、上述のようにインクを吐出しながら、キャリッジ236がX方向に一往復移動させる度に、図示しない紙送り機構を駆動して、紙Sをプリンタ210の下方に移動させる。そして、上述した一連の動作を繰り返しながら、印刷を行う。
The
本実施形態のプリンタ210によれば、以下のような効果を得ることができる。
(a)本実施形態では、インクカートリッジ221〜224は、キャリッジ236の可動領域であって、記録ヘッド237の上方に設けられている。そのため、インクカートリッジ221〜224の記録ヘッド237からの水頭差によりインクが記録ヘッド237に供給されるので、加圧ポンプなどのインク供給装置を設ける必要がない。また、チューブ226〜229の長さは、各インク導出口221a〜224aから最も遠いキャリッジ236の可動範囲まであればよいので、従来の場合よりも、記録ヘッド237にインクを供給するチューブ226〜229を短くすることができる。すなわち、圧力損失を小さくすることができるので、記録ヘッド237からインクカートリッジ221〜224までの高さHを低くしても、インクを記録ヘッド237により確実に供給することができる。従って、記録ヘッド237からインクカートリッジ221〜224までの高さHを従来よりも低くすることができるので、プリンタ210を小型化することができる。
According to the
(A) In the present embodiment, the
(b)本実施形態では、キャリッジ236の記録ヘッド237の上流側に、供給室250の圧力が圧力室252の圧力より高い場合に閉弁するバルブユニット241〜244を設けている。そのため、インクカートリッジ221〜224が記録ヘッド237より上方にあっても、その圧力によって記録ヘッド237からインクが漏出することがない。また、記録ヘッド237からインクカートリッジ221〜224までの水頭差を利用してインクカートリッジ221〜224のインクを記録ヘッド237に供給するので、インクを記録ヘッド237に供給するための加圧ポンプなどの大がかりな装置を設ける必要がない。そのため、一層、プリンタ210を小型化することができる。加えて、インクカートリッジ収容部220がキャリッジ236の上方に配設されているため、印刷中に、印刷された紙Sがキャリッジ236の下方に排出された場合であっても、インクの交換が容易に行える。
(B) In this embodiment,
(c)本実施形態では、バルブユニット241〜244の弁体255からインクカートリッジ収容部220までの高さHは、チューブ226〜229の圧力損失Ptによる圧力水頭と、バルブユニット241〜244の弁体255の開放圧力Po(負圧)による圧力水頭との和に等しい位置水頭となっている。そのため、高さHにより生じるエネルギによって、インクカートリッジ221〜224のインクは、記録ヘッド237までより確実に供給することができる。従って、インクは記録ヘッド237からスムーズに吐出することができる。
(C) In the present embodiment, the height H from the
(d)本実施形態では、バルブユニット241〜244の弁体255からインクカートリッジ収容部220までの高さHは、チューブ226〜229の圧力損失Ptの圧力水頭と、バルブユニット241〜244の弁体255の開放圧力Po(負圧)による圧力水頭との和に等しい位置水頭となっている。すなわち、インクカートリッジ221〜224のインクを記録ヘッド237に対してより確実に供給することができる最も低い高さHとなっている。従って、より一層、プリンタ210を小型化することができる。
(D) In the present embodiment, the height H from the
(e)本実施形態では、インクカートリッジ221〜224を扁平な箱状に形成し、平らに配設したので、インクジェット式プリンタ210の高さ寸法をより小さくすることができる。
(E) In this embodiment, since the
(第2実施形態)
以下、本発明を具体化した液体噴射装置の第2実施形態を図8及び図9に従って説明する。ただし、以下の各実施形態において、第1の実施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the liquid ejecting apparatus embodying the present invention will be described with reference to FIGS. However, in the following embodiments, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第2実施形態の液体噴射装置としてのプリンタ210のインクカートリッジ収容部220は、プリンタ210のほぼ中央に配設されており、縦長形状のインクカートリッジ221〜224を収容している。
The ink
更に、本実施形態では、バルブユニット241〜244の弁体255からインクカートリッジ221〜224までの高さHは、インクカートリッジ221〜224内のインクパック225内における静水頭変化をdとすると、次の式のように設定されている。
Furthermore, in the present embodiment, the height H from the
H=He+d ・・・(3)
すなわち、本実施形態のインクカートリッジ収容部220の高さHは、インク消費によるインクカートリッジ221〜224内の静水頭の変化を考慮したものとなっている。
H = He + d (3)
That is, the height H of the ink
従って、本実施形態のプリンタ210においても、インクカートリッジ収容部220にインクカートリッジ221〜224が収容されて、針Iに係合され、弁体255が閉弁した状態となっている。そして、プリンタ210は、上記第1実施形態と同様に、印刷が実行されると、紙Sをプラテン235及びキャリッジ236の間に搬送しながら、かつキャリッジ236をX方向に移動させながら、キャリッジ236の記録ヘッド237からインクが吐出させて、印刷を行う。
Accordingly, also in the
その後、インクカートリッジ221〜224内のインクが消費されると、インクカートリッジ221〜224内の静水頭が負圧となる。従って、インクが記録ヘッド237のノズルの吐出口から吐出されて圧力室252内の容積が減少したことに伴って発生する負圧により、供給室250から圧力室252へのインクの供給が不足し、圧力室252の圧力が大幅に低下するおそれが発生する。しかしながら、本実施形態の高さHは、上記第1実施形態の位置水頭Heに、インクカートリッジ221〜224内のインクの深さによる静水頭変化dを加えた値に設定されている。そのため、インクカートリッジ221〜224内のインクがほとんど消費されたとしても、供給室250の圧力は、圧力室252の圧力より高く、供給室250から圧力室252へのインクの供給は十分に行われ、圧力室内の圧力は適切に保たれる。
Thereafter, when the ink in the
従って、本実施形態は、上記実施形態の(a)、(b)及び(d)と同様の効果を得ることができるとともに、以下の効果を得ることができる。
(f)本実施形態においては、インクカートリッジ収容部220内に、プリンタ210のほぼ中央で左右に整列するように、インクカートリッジ221〜224が収容されている。従って、各インクカートリッジ221〜224から各バルブユニット241〜244にインクを供給するチューブ226〜229の長さは、キャリッジ236の可動範囲のほぼ半分とすることができる。従って、キャリッジにインクが供給されるチューブ226〜229をより短くすることができるので、圧力損失をより小さくすることができ、プリンタ210をより小型化することができる。
Therefore, this embodiment can obtain the same effects as (a), (b), and (d) of the above embodiment, and the following effects.
(F) In the present embodiment, the
(g)本実施形態においては、高さHは、インクカートリッジ221〜224内のインクの深さによる水頭差変化を考慮した値に設定されている。そのため、インクカートリッジ221〜224内のインクがほとんど消費された場合であっても、スムーズにインクカートリッジ221〜224内のインクを記録ヘッド237へと供給することができる。
(G) In the present embodiment, the height H is set to a value that takes into account a change in head difference due to the depth of ink in the
なお、上記第1,第2実施形態は、以下のように変更してもよい。
上記各実施形態においては、圧力室252に負圧保持バネ260を配設した。この負圧保持バネ260は、コストの低減などのために省略してもよい。
In addition, you may change the said 1st, 2nd embodiment as follows.
In each of the above embodiments, the negative
上記第1実施形態においては、バルブユニット241〜244の弁体255からインクカートリッジ221〜224までの高さHを、チューブ226〜229の圧力損失Ptによる圧力水頭と、バルブユニット241〜244の弁体255の開放圧力Po(負圧)による圧力水頭との和の位置水頭Heと同じにした。また、上記第2実施形態では、高さHをHe+dと同じとした。しかしながら、バルブユニット241〜244の弁体255からインクカートリッジ221〜224までの高さHは、位置水頭Heと全く同じでなくても、位置水頭He以上であればよい。この場合であっても、インクカートリッジ221〜224のインクを、より確実にバルブユニット241〜244に供給することができる。
In the first embodiment, the height H from the
上記第2実施形態においては、インクカートリッジ221〜224を収容するインクカートリッジ収容部220をハウジング215の中央に載置した。しかしながら、プリンタの他の構成部品の配置に応じて、インクカートリッジ収容部220はインクジェット式プリンタ210の中央でなくても、キャリッジ236の可動範囲内であればよい。この場合にも、従来よりチューブ226〜229を短くすることができるので、圧力損失を低減することができ、プリンタ210の小型化に寄与することができる。
In the second embodiment, the ink
上記各実施形態では、インクパック225を収容したインクカートリッジ221〜224について説明した。これに代えて、例えば、多孔質体にインクを貯留したインクカートリッジ221〜224を用いるようにしてもよい。
In the above embodiments, the
S… ターゲットとしての紙
221,222,223,224… 液体収容体としての各色のインクカートリッジ
226,227,228,229… 供給管としての可撓性のチューブ
236… キャリッジ
237… 液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド
255… 弁機構を構成する弁体
257… 弁機構を構成する閉弁用バネ
S: Paper as a
Claims (6)
前記バルブユニットは、
前記液体収容体に供給路を介して連通すると共に前記液体噴射ヘッドに排出路を介して連通する圧力室と、
開弁動作又は閉弁動作することにより前記供給路を開放又は閉鎖する弁体と、
該弁体を前記供給路が閉鎖される閉弁方向に付勢するバネと、
前記圧力室内の圧力状態に応じて変形可能に構成され、前記圧力室内の前記液体の減少に伴い発生する負圧により変形した際には、その変形を前記弁体に伝達することにより該弁体を前記バネの付勢力に抗して前記供給路が開放される開弁方向に動作させる駆動体とを備え、
前記液体収容体から前記液体を供給する圧力は、前記液体収容体から前記供給路を介して前記液体が前記弁体に至るまでに損失される圧力と、前記駆動体が変形して前記弁体を開弁状態とするときに必要な前記圧力室内の圧力と、前記液体収容体における液体の消費による液体の圧力の変化との和以上となるように設定されている液体噴射装置。 A liquid ejecting head that ejects liquid onto a target, a liquid container that stores the liquid, and a valve unit that receives the liquid from the liquid container and supplies the liquid to the liquid ejecting head. ,
The valve unit is
A pressure chamber communicating with the liquid container via a supply path and communicating with the liquid ejecting head via a discharge path;
A valve body that opens or closes the supply path by opening or closing the valve;
A spring that biases the valve body in a valve closing direction in which the supply path is closed;
The valve body is configured to be deformable according to the pressure state in the pressure chamber, and when deformed by a negative pressure generated as the liquid decreases in the pressure chamber, the deformation is transmitted to the valve body. A drive body that operates in a valve opening direction in which the supply path is opened against the urging force of the spring ,
The pressure at which the liquid is supplied from the liquid container is a pressure at which the liquid is lost from the liquid container to the valve body via the supply path, and the driving body is deformed to deform the valve body. A liquid ejecting apparatus that is set to be equal to or greater than a sum of a pressure in the pressure chamber required when the valve is opened and a change in pressure of the liquid due to consumption of the liquid in the liquid container .
前記液体を供給する圧力は、その高さでの位置水頭であることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。 The liquid container is an area above the platen on which the target is placed, and is disposed at a position that is a predetermined height above the valve body,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the pressure for supplying the liquid is a position head at the height thereof .
前記液体収容体に供給路を介して連通すると共に前記液体噴射ヘッドに排出路を介して連通する圧力室と、
開弁動作又は閉弁動作することにより前記供給路を開放又は閉鎖する弁体と、
該弁体を前記供給路が閉鎖される閉弁方向に付勢するバネと、
前記圧力室内の圧力状態に応じて変形可能に構成され、前記圧力室内の前記液体の減少に伴い発生する負圧により変形した際には、その変形を前記弁体に伝達することにより該弁体を前記バネの付勢力に抗して前記供給路が開放される開弁方向に動作させる駆動体とを備え、
前記液体収容体から供給される液体の圧力は、前記駆動体が変形して前記弁体を開弁状態とするときに必要な前記圧力室内の圧力と、前記液体収容体における液体の消費による液体の圧力の変化との和以上となるように設定されているバルブユニット。 A liquid ejecting apparatus that includes a liquid ejecting head that ejects liquid onto a target and a liquid container that stores the liquid receives the liquid supplied from the liquid container and supplies the liquid to the liquid ejecting head. A valve unit provided for supplying,
A pressure chamber communicating with the liquid container via a supply path and communicating with the liquid ejecting head via a discharge path;
A valve body that opens or closes the supply path by opening or closing the valve;
A spring that biases the valve body in a valve closing direction in which the supply path is closed;
The valve body is configured to be deformable according to the pressure state in the pressure chamber, and when deformed by a negative pressure generated as the liquid decreases in the pressure chamber, the deformation is transmitted to the valve body. A drive body that operates in a valve opening direction in which the supply path is opened against the urging force of the spring ,
The pressure of the liquid supplied from the liquid container includes the pressure in the pressure chamber required when the driving body is deformed to open the valve body, and the liquid due to the consumption of the liquid in the liquid container. The valve unit is set to be more than the sum of the pressure changes .
該液体収容体から供給される液体の圧力は、その高さでの位置水頭により変化することを特徴とする請求項4に記載のバルブユニット。 The valve unit according to claim 4, wherein the pressure of the liquid supplied from the liquid container changes depending on a position head at the height.
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