JP4350188B2

JP4350188B2 - Inkjet recording device

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Publication number: JP4350188B2
Application number: JP852199A
Authority: JP
Inventors: 洋泰長谷部; 誠伊田; 眞坂井; 秀明神内
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: JP2000203051A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、噴射ノズルからインクを噴射して対象物にパターン形成するインクジェット記録装置に関し、特に、噴射ノズルから連続的に噴射される粒状のインクを必要時にのみ偏向し、この偏向量に応じて所望のパターン形成を行わせるようにしたコンティニュアス形のインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の工業製品に、文字、図形等の種々のパターンを形成するための好便な記録装置として、従来から、コンティニュアス形のインクジェット記録装置が広く用いられている。
【０００３】
図２は、コンティニュアス形のインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。本図に示す如くインクジェット記録装置は、本体ケース１と記録ヘッド２とを連結チューブ３により連結して構成されている。本体ケース１は、印字用のインクが貯留されたインクタンクＴ₁及び補充インクタンクＴ₂と、前記インクの溶剤が貯留された溶剤タンクＴ₃とを、その内部に備える中空のケースである。
【０００４】
インクタンクＴ₁には、インク又は溶剤の送給、及び記録ヘッド２から後述の如く回収されるインク又は溶剤の送給のための送給管10と、記録ヘッド２にインクを供給するための供給管11と、外気に連通する排気管12とが接続されている。送給管10の中途には、送給用のポンプＰ₁が介装されており、インクタンクＴ₁へのインク又は溶剤の送給は、このポンプＰ₁の動作により行われるようになしてある。また供給管11の中途には、インク供給用のポンプＰ₂、フィルタＦ₁及びレギュレータＲが介装されており、インクタンクＴ₁の内部に貯留されたインクは、ポンプＰ₂の動作により送出され、フィルタＦ₁により異物を除去し、またレギュレータＲにより圧力を調整して、後述の如く、連結チューブ３の内部を経て記録ヘッド２に供給されるようになしてある。
【０００５】
補充インクタンクＴ₂には、インクタンクＴ₁に補充用のインクを送給するための補充管13が接続されている。この補充管13は、電磁開閉弁Ｖ₁を介して前記送給管10に接続されており、補充インクタンクＴ₂内に貯留された補充用のインクは、電磁開閉弁Ｖ₁が開放されたときポンプＰ₁の動作により、補充管13及び送給管10を経てインクタンクＴ₁内に供給されるようになしてある。なおこの供給は、後述する動作によりインクタンクＴ₁内のインクが減少したとき、減少分を補填し、インクタンクＴ₁内のインク残量を適正に保つべく行われる。
【０００６】
溶剤タンクＴ₃には、その内部に貯留された溶剤の送給のための送給管14が接続されている。この送給管14は、電磁開閉弁Ｖ₁に並設された電磁開閉弁Ｖ₂を介して前記送給管10に接続されており、溶剤タンクＴ₃内に貯留された溶剤は、電磁開閉弁Ｖ₂が開放されたときポンプＰ₁の動作により、送給管14及び送給管10を経てインクタンクＴ₁内に供給されるようになしてある。なおこの供給は、インクタンクＴ₁内のインクに含まれる溶剤成分が蒸発により失われたとき、この喪失分を補填し、前記インクの濃度を適正に保つべく行われる。
【０００７】
また送給管14の中途には、溶剤供給用のポンプＰ₃及びフィルタＦ₂が介装され、更に送給管14は、電磁開閉弁Ｖ₂の上流側にて分岐管 14aに接続されており、溶剤タンクＴ₃内の溶剤は、ポンプＰ₃の動作により送出され、フィルタＦ₂により塵埃を除去されて、分岐管 14aに導入され、後述の如く、連結チューブ３の内部を経て記録ヘッド２に直接的に供給されるようになしてある。なおこの供給は、記録ヘッド２に後述の如く内蔵された噴射ノズル20を、インクの供給系及び回収系を含めて洗浄すべく行われる。この洗浄は、特に、インクジェット記録装置の運転休止に際して行われる。
【０００８】
また前記送給管10には、電磁開閉弁Ｖ₁，Ｖ₂と並設された電磁開閉弁Ｖ₃を介して溶剤回収管16が接続され、更に、これらの電磁開閉弁Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃の下流側にインク回収管15が接続されている。溶剤回収管16は、記録ヘッド２内部の噴射ノズル20の洗浄に使用された溶剤を回収すべく設けてあり、溶剤回収管16に回収される溶剤は、電磁開閉弁Ｖ₃が開放されたときポンプＰ₁の動作により、送給管10を経てインクタンクＴ₁内に戻されるようになしてある。インク回収管15は、記録ヘッド２における後述する動作に際し、噴射ノズル20から噴射されて印字に供されなかった余剰インクを回収すべく設けてあり、インク回収管15に回収される余剰インクは、前記ポンプＰ₁の動作により送給管10を経てインクタンクＴ₁内に戻されるようになしてある。
【０００９】
一方記録ヘッド２の内部には、後述の如く供給されるインクを一方向に噴射する噴射ノズル20と、該噴射ノズル20による噴射流に正対するように配された回収用のガター21と、噴射ノズル20からガター21に至る噴射経路に沿って並設された帯電電極22及び偏向電極23とが備えられている。
【００１０】
図３は、噴射ノズルの概略構成を示す模式図である。噴射ノズル20は、その内部にインク又は溶剤が供給される中空の本体ブロック2aと、この本体ブロック2aの一側に、その振動片を内側に突出させて取付けられたピエゾ振動子2bとを備えてなる。本体ブロック2aには、ピエゾ振動子2bの取付け側と逆側の端壁を内外に貫通する小径のノズル孔2cと、ピエゾ振動子2bの取付け側と同側の周壁を内外に貫通する供給口2dと、同じく逆側の周壁を内外に貫通する排出口2eとが形成されている。本体ブロック2aの内部には、前記ノズル孔2cの形成位置に向けて縮径するノズル部が設けてあり、前記ピエゾ振動子2bは、その振動片の先端をノズル孔2cの近傍に臨ませて配してある。
【００１１】
以上の如く構成された噴射ノズル20においては、本体ブロック2aの内部に、前記供給口2dを経て所定の圧力に維持されたインクを導入すると、このインクが小径のノズル孔2cを経て所定の速度にて噴射される。このとき、前記ピエゾ振動子2bに所定の電圧を印加して振動させると、ノズル孔2cを経て噴射されるインクの噴流は、図示の如く、前記振動に応じて波形にくびれた形態となり、このくびれが噴射方向への移動に応じて徐々に深くなり、表面張力により相互に分離して、球状のインク粒Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃…となって飛翔する。なおこのとき前記排出口2eは閉止しておく。
【００１２】
前記帯電電極22は、前述の如くインク粒Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃…への分離が生じる位置に配設し、また前記偏向電極23は、前記分離が生じる位置の直後に配設してあり、各インク粒Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃…は、帯電電極22の配設位置を通過するとき、これに印加された電圧に応じて個々に異なる電位に帯電せしめられて偏向電極23の配設位置を通過する。偏向電極23には高圧の直流電圧が印加され、該偏向電極23の配設位置には、所定の強度の電界が形成されており、この配設位置を通過するインク粒Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃…は、前記電界の作用により各別の帯電量に応じて偏向されて記録ヘッド２の外部に飛び出し、図示しない対象物に衝突して、該対象物の表面に、文字、図形等の所望のパターンを形成する。一方、前記帯電電極22の通過時に帯電されなかったインク粒は、偏向電極23の配設位置にて偏向されることなく直進し、回収用のガター21に捉えられる。
【００１３】
以上の如き記録ヘッド２と本体ケース１とを連結する連結チューブ３は、可撓性材料からなる中空のチューブであり、インク供給チューブ30、溶剤供給チューブ31、インク回収チューブ32、及び溶剤回収チューブ33を内包している。前記チューブ30，31，32，33の夫々は、本体ケース１の内部に延長され、インク供給チューブ30の延長端は、インクの供給管11に、溶剤供給チューブ31の延長端は、溶剤の供給管14から分岐された分岐管 14aに、インク回収チューブ32の延長端は、インク回収管15に、溶剤回収チューブ33の延長端は、溶剤回収管16に夫々連結されている。
【００１４】
また前記チューブ30，31，32，33の夫々は、記録ヘッド２の内部にも延長されており、インク供給チューブ30及び溶剤供給チューブ31の延長端は、各別の電磁切換弁Ｋ₁，Ｋ₂を介して噴射ノズル20に設けられた前記供給口2dに連結され、またインク回収チューブ32の延長端は、噴射ノズル20に正対して配された回収用のガター21に連結され、更に溶剤回収チューブ33の延長端は、噴射ノズル20に設けられた前記排出口2eに連結されている。
【００１５】
而して、記録ヘッド２へのインクの供給は、前記電磁開閉弁Ｋ₁を開放し、前記供給口2dをインク供給チューブ30に接続してなされ、供給されたインクが噴射ノズル20から噴射され、帯電電極22及び偏向電極23の前述した作用により記録ヘッド２から送出されてパターン形成に用いられる。このようなインクの噴射に際しては、噴射ノズル20に設けた排出口2eが閉止されるが、この閉止は、本体ケース１内の電磁開閉弁Ｖ₃を閉状態とすることにより実現される。
【００１６】
また、帯電電極22の通過時に帯電されずに直進してガター21に捕捉された一部のインクは、前記ポンプＰ₁の動作により吸引され、インク回収チューブ32及び送給管10を経てインクタンクＴ₁に回収される。このとき前記ポンプＰ₁には、ガター21に捕捉されたインクと共に空気が吸引され、この空気もまた前記インクタンクＴ₁内に導入されるが、この空気は、インクタンクＴ₁内に開口する前記排気管12を経て外気に排出される。
【００１７】
一方、前記電磁開閉弁Ｋ₂を開放して前記供給口2dを溶剤供給チューブ31に接続し、本体ケース１内部の前記ポンプＰ₃を駆動すると、溶剤タンクＴ₃に貯留された溶剤が、供給管14、分岐管 14a及び溶剤供給チューブ31を経て記録ヘッド２内部の噴射ノズル20に供給される。このような溶剤の供給は、例えば、インクジェット記録装置の運転休止の間に、インクの噴射を休止した状態にある噴射ノズル20を、インクの供給系，回収系を含めて溶剤により洗浄すべくなされるものであり、この洗浄は、インクの凝固による噴射ノズル20、及びインクの供給系，回収系の詰まりを未然に防止するために不可欠なものである。
【００１８】
このとき本体ケース１内部の電磁開閉弁Ｖ₃を開放しておくと、記録ヘッド２に供給された溶剤の大部分は、溶剤回収チューブ33を経て本体ケース１内に還流し、溶剤回収管16及び送給管10を経てインクタンクＴ₁に戻され、また前記溶剤の一部は、噴射ノズル20から噴射されてガター21に捕捉され、インク回収管15を経て本体ケース１内に還流し、送給管10を経てインクタンクＴ₁に戻される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の如く構成された従来のインクジェット記録装置においては、噴射ノズル20の洗浄に用いられた溶剤がインクタンクＴ₁に戻されることから、該インクタンクＴ₁内に貯留されたインクの濃度が徐々に低下し、該インクの粘度が適正に保てなくなるという問題があった。
【００２０】
粘度が低下したインクが記録ヘッド２に供給された場合、噴射ノズル20から前述の如く噴射された後におけるインクの粒状化が阻害されて、インク粒の大きさの不良、粒状化する位置のずれ等の不具合を招来し、正確な印字がなされなくなる虞れがあり、特に、運転休止が頻繁に行われる用途に用いられる場合には、この休止の都度行われる洗浄の繰り返しによりインク濃度が極度に低下し、印字自体が不可能となる虞れさえある。インクタンクＴ₁内のインクの濃度は、前述の如く、溶剤タンクＴ₃からの溶剤の供給により調整されているが、この調整は、溶剤の蒸発に伴う濃度上昇を補うべくなされるものであり、濃度低下を防止することはできない。
【００２１】
また一方、従来のインクジェット記録装置においては、ガター21に捕捉されたインクと共にインクタンクＴ₁に戻る空気が、該インクタンクＴ₁に連通する排気管12を経て排気されるようにしてあるが、この空気は、気化した溶剤成分を多量に含んでおり、この気化溶剤が排気と共に外気に放出されて失われるため、この損失分の補填のために溶剤の消費量が増し、ランニングコストの増加を招来するという不都合があった。
【００２２】
また前記溶剤としては、パターン形成時におけるインクの乾燥及び定着を早めるべく、気化性に優れた溶剤が広く用いられており、この種の溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等、人体に有害なものがあって、前述の如く気化溶剤を放出することは好ましくない。
【００２３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、噴射ノズルを含めたインクの供給系及び回収系の洗浄に用いた溶剤の還流に伴って、インクタンク内の貯留インクの濃度が低下することを防ぎ、正確な印字を長期に亘って良好に行わせることができ、併せて、有害な溶剤を含む排気を有効に低減し得るインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係るインクジェット記録装置は、インクタンク及び溶剤タンクを備えるケースと、インクの噴射ノズルを備える記録ヘッドとを、インク供給チューブ及び溶剤供給チューブを内包する連結チューブにより連結してなり、前記インクタンクから供給チューブを経て供給されるインクを前記噴射ノズルから噴射しつつ偏向して対象物にパターン形成する一方、前記溶剤タンクから供給チューブを経て供給される溶剤により、前記噴射ノズルを洗浄する構成としてあるインクジェット記録装置において、前記噴射ノズルに対向して配置されるガターと、前記インクジェット記録装置の通常運転時に、前記ガターに捕捉されたインクを前記インクタンクに回収するために前記ガターに連結されたインク回収チューブと、前記噴射ノズルに連結され、前記インクジェット記録装置の洗浄動作時に前記噴射ノズルの洗浄に使われた溶剤を回収するための溶剤回収チューブと、前記溶剤回収チューブを介して回収された溶剤を貯留するためのリザーブタンクと、前記インクタンク及び前記リザーブタンクに接続された複数の電磁開閉弁と、前記通常運転時に前記ガターに捕捉されたインクが前記インクタンクに回収され、前記洗浄動作時に前記溶剤回収チューブに回収された溶剤が前記リザーブタンクに回収されるように前記複数の電磁開閉弁の開閉を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
この発明においては、ケース（本体ケース）の内部に備えられたインクタンク及び溶剤タンクと別個にリザーブタンクを備え、噴射ノズルの洗浄に用いられたインク混じりの溶剤を前記リザーブタンクの内部に貯留して、インクタンク内の貯留インクの濃度低下を防ぐ。このようにリザーブタンク内に貯留されたインク混じりの溶剤は、溶剤の蒸発によりインクタンク内のインクの濃度が変化したとき、該インクの濃度調整を行うべく有効利用することができる。
【００２６】
本発明の第２発明に係るインクジェット記録装置は、前記インクタンクから前記連結チューブの内部を経て前記リザーブタンクに連なり、インクの回収チューブを経て前記インクタンクにインクと共に回収される溶剤混じりの空気を前記リザーブタンクに送り込む空気チューブと、前記リザーブタンクに開口し、前記空気チューブにより送り込まれる空気を排気する排気口とを備えることを特徴とする。
【００２７】
この発明においては、インクタンクとリザーブタンクとを、ケースと記録ヘッドとを連結する連結チューブ内に延設された空気チューブにより連通し、またリザーブタンクに開口する排気口を設けて、噴射ノズルから噴射されるインクを回収チューブを経てインクタンクに導入し、インクを回収する一方、このインクと共に回収される溶剤混じりの空気は、前記空気チューブ内に通流させて冷却し、溶剤成分を凝縮させてリザーブタンクに導入して、凝縮した溶剤をリザーブタンクに回収し、溶剤成分を殆ど含まない残りの空気を前記排気口を経て排気せしめて溶剤成分の放出を防ぐ。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。図示の如く本発明に係るインクジェット記録装置は、図２に示す従来の装置と同様に、本体ケース１と記録ヘッド２とを連結チューブ３により連結して構成されている。
【００２９】
本体ケース１の内部には、インクタンクＴ₁、補充インクタンクＴ₂及び溶剤タンクＴ₃が備えられ、またこれらのタンクＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃の相互間、並びにインクタンクＴ₁及び溶剤タンクＴ₃と記録ヘッド２との間にてインク又は溶剤を授受するための配管（送給管、供給管11、補充管13、送給管14、分岐管 14a、インク回収管15、溶剤回収管16）が備えられ、更にこれらの配管に介装された電磁開閉弁Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃が備えられている。これらの構成は、図２に示す従来の装置におけると同様であり、共通する構成部材に同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。なお前記送給管は、その中途に後述する如く介装された電磁開閉弁Ｋ₃により、上流側の第１送給管 10aと下流側の第２送給罐 10bとに分割されている。
【００３０】
記録ヘッド２の内部には、噴射ノズル20、ガター21、帯電電極22及び偏向電極23が備えられ、噴射ノズル20への送給経路を切り換える電磁開閉弁Ｋ₁，Ｋ₂が備えられている。これらの構成は、図２に示す従来の装置と同様であり、更に噴射ノズル20の構成は、図３に示す従来の噴射ノズル20と同様であり、共通する構成部材に同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
また記録ヘッド２と本体ケース１とを連結する連結チューブ３は、可撓性材料からなる中空のチューブであり、インク供給チューブ30、溶剤供給チューブ31、インク回収チューブ32、及び溶剤回収チューブ33を内包しており、これらの構成、並びに、本体ケース１内の前記配管、及び記録ヘッド２内の構成部材との連結関係もまた図２に示す従来の装置と同様であり、共通する構成部材に同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。なお、図１においては、連結チューブ３が短寸の筒体として示されているが、該連結チューブ３の長さは、本体ケース１と記録ヘッド２との離反距離に応じて適宜に設定することが可能である。
【００３２】
以下に本発明に係るインクジェット記録装置の従来と異なる構成について述べる。本体ケース１の内部には、前記インクタンクＴ₁、補充インクタンクＴ₂及び溶剤タンクＴ₃と別体に構成されたリザーブタンクＴ₄が備えられている。このリザーブタンクＴ₄には、溶剤回収のための溶剤回収管17が接続されている。該溶剤回収管17は、前記ポンプＰ₁の下流側に配設された電磁開閉弁Ｋ₄を介して前記第１送給管 10aに接続され、前記電磁開閉弁Ｋ₄が開放されたとき、第１送給管 10aに連通される構成となっている。
【００３３】
前記電磁開閉弁Ｋ₄は、他の２つの電磁開閉弁Ｋ₃，Ｋ₅と並設されており、電磁開閉弁Ｋ₃が開放されたとき、前記第１送給管 10aと第２送給管 10bとが連通され、電磁開閉弁Ｋ₅が開放されたとき、第１送給管 10aは本体ケース１の外部に連なる排液管４に連通される構成としてある。
【００３４】
通常運転時には、前記電磁開閉弁Ｋ₃が開放されており、送給管（第１送給管 10a及び第２送給管 10b）を用いて行われるインクタンクＴ₁へのインク又は溶剤の補充、並びに記録ヘッド２に対するインクの供給及び余剰インクの回収は、電磁開閉弁Ｋ₃の開放と、上流側の前記電磁開閉弁Ｖ₁，Ｖ₂の開閉とを組み合わせて行われる。
【００３５】
電磁開閉弁Ｋ₄の開放は、上流側の電磁開閉弁Ｖ₃の開放と共に行われる。電磁開閉弁Ｖ₃の開放は、前述の如く、インクの噴射を休止した記録ヘッド２の噴射ノズル20を、溶剤タンクＴ₃から直接的に供給される溶剤により洗浄する際に記録ヘッド２内部の電磁開閉弁Ｋ₂の開放と併せて行われるものである。このとき電磁開閉弁Ｋ₄が開放されることから、前記洗浄に用いられ、噴射ノズル20から溶剤回収管16を経て還流するインク混じりの溶剤、及びガター21に捕捉されてインク回収管15を経て還流するインク混じりの溶剤は、電磁開閉弁Ｋ₄を経て溶剤回収管17に導入され、該溶剤回収管17に連通されたリザーブタンクＴ₄に導入され、該リザーブタンクＴ₄内に貯留される。
【００３６】
このように本発明に係るインクジェット記録装置においては、噴射ノズル20の洗浄に用いられたインク混じりの溶剤が、インクタンクＴ₁及び溶剤タンクＴ₃と別体に備えられたリザーブタンクＴ₄に回収されて貯留されるから、この溶剤がインクタンクＴ₁に貯留されたインクの濃度に影響を与える虞れがなく、粘度低下による印字不良の発生を未然に防止することができ、正確なパターン形成を長期に亘って良好に行わせることができる。
【００３７】
リザーブタンクＴ₄の底部には、内部に貯留されたインク混じりの溶剤を排出するための溶剤排出管５が接続され、該溶剤排出管５は、前記電磁開閉弁Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃に並設された電磁開閉弁Ｖ₄を介して第１送給管 10aに連結されている。これにより、前記電磁開閉弁Ｋ₃を開放して行われる通常運転中に電磁開閉弁Ｖ₄を開放すると、リザーブタンクＴ₄内のインク混じりの溶剤は、前記ポンプＰ₁の動作により、第１, 第２送給管 10a,10bを経てインクタンクＴ₁に供給されることとなる。この供給は、インクタンクＴ₁内のインクに含まれる溶剤成分が蒸発により失われたとき、この喪失分を補填し、前記インクの濃度を適正に保つべく行われ、リザーブタンクＴ₄に貯留されたインク混じりの溶剤の有効利用を図っている。
【００３８】
なおリザーブタンクＴ₄の内部が空である場合、従来と同様、前記電磁開閉弁Ｖ₂が開放されて、溶剤タンクＴ₃からの供給管14が前記第１供給管 10aに連通され、インクタンクＴ₁内のインク濃度は、該溶剤タンクＴ₃内の溶剤の供給により適正化される。このように本発明のインクジェット記録装置においては、リザーブタンクＴ₄に回収、貯留されたインク混じりの溶剤を、インクタンクＴ₁内部のインク濃度調整のために有効利用するから、溶剤の消費量が低減され、ランニングコストの削減を図ることができる。
【００３９】
一方、前記電磁開閉弁Ｋ₅が開状態にあるとき前記電磁開閉弁Ｖ₄を開放すると、リザーブタンクＴ₄内のインク混じりの溶剤は、前記ポンプＰ₁の動作により、溶剤排出管５、第１送給管 10a及び前記排液管４を経て外部に排出される。インクタンクＴ₁の底部にも、内部に貯留されたインクを排出するためのインク排出管６が接続されており、該インク排出管６は、前記電磁開閉弁Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃，Ｖ₄に並設された電磁開閉弁Ｖ₅を介して第１送給管 10aに連結されている。従って、前記電磁開閉弁Ｋ₅が開状態にあるとき前記電磁開閉弁Ｖ₅を開放すると、インクタンクＴ₁内のインクは、前記ポンプＰ₁の動作により、インク排出管６、第１送給管 10a及び排液管４を経て外部に排出される。
【００４０】
更に、電磁開閉弁Ｋ₅が開状態にあるとき電磁開閉弁Ｖ₁を開放すると、補充インクタンクＴ₂内の補充インクの排出が可能であり、同様に電磁開閉弁Ｖ₂を開放すると、溶剤タンクＴ₃内の溶剤の排出が可能である。このように図示のインクジェット記録装置においては、電磁開閉弁Ｋ₅を介して第１送給管 10aと連通する排液管４を設けたことにより、電磁開閉弁Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₄，Ｖ₅を選択的に開閉して、前記各タンクの内部に貯留されたインク、溶剤、及びインク混じりの溶剤を、各別に、又は適宜に組み合わせて排出することができ、例えば、古くなったインク、溶剤、及びインク混じりの溶剤を、選択的に、しかも容易に交換することが可能となる。
【００４１】
また本発明に係るインクジェット記録装置は、インクタンクＴ₁の上部に一端を接続された空気チューブ18と、リザーブタンクＴ₄の上部に一端を接続された空気チューブ19とを備え、これらの他端部は、前記連結チューブ３の内部に本体ケース１と記録ヘッド２との間を往復する態様に配された空気チューブ34に連結してあり、これらの空気チューブ18，34，19により、インクタンクＴ₁から連結チューブ３の内部を経てリザーブタンクＴ₄に連なる空気チューブが構成されている。またリザーブタンクＴ₄には、その上部に開口する排気口に排気管12が接続され、リザーブタンクＴ₄の上部の空気が、前記排気管12を経て外部に排出される構成としてある。
【００４２】
以上の構成により、前述の如き運転中に、記録ヘッド２内部のガター21に捕捉されたインク及び空気が、前記ポンプＰ₁の動作により吸引されて、インク回収チューブ32、及び第１, 第２送給管 10a,10bを経てインクタンクＴ₁に導入されたとき、該インクタンクＴ₁には、インクのみが回収され、残りの空気は、空気チューブ18に導出されて、空気チューブ34，19の内部を通流してリザーブタンクＴ₄に導入される。
【００４３】
ここで前記空気チューブ34は、本体ケース１から離れた連結チューブ３の内部に配設されていることから、この内部を通流する空気は、外気との熱交換により効果的に冷却され、この空気中に含まれる溶剤の大部分が凝縮せしめられて液化し、空気チューブ19を経てリザーブタンクＴ₄に導入されることとなり、液化した溶剤は、リザーブタンクＴ₄内に滴下して回収され、溶剤を殆ど含まない空気のみが前記排気管12を経て外部に排出されるようになる。
【００４４】
このように本発明においては、インクタンクＴ₁から連結チューブ３の内部を経てリザーブタンクＴ₄に連なる空気チューブを備えたことにより、前記排気と共に本体ケース１の外部に排出される溶剤の量が大幅に低減されるから、溶剤の無為な消費をなくし、ランニングコストの削減を図ることができ、また有害な溶剤の排出による周辺環境の汚損を防止することが可能となる。
【００４５】
図示の如く、空気チューブ18，19と空気チューブ34との連結は、夫々の側に各チューブの接続ポートを備えたコネクタＣ₁，Ｃ₂を介してなされている。またコネクタＣ₁は、前記供給管11、分岐管 14a、インク回収管15、及び溶剤回収管16の接続ポートを備え、コネクタＣ₂は、前記インク供給チューブ30、溶剤供給チューブ31、インク回収チューブ32及び溶剤回収チューブ33の接続ポートを備えており、供給管11とインク供給チューブ30との連結、分岐管 14aと溶剤供給チューブ31との連結、インク回収管15とインク回収チューブ32との連結、及び溶剤回収管16と溶剤回収チューブ33との連結もまた、前記コネクタＣ₁，Ｃ₂を介してなされている。
【００４６】
即ち、図示のインクジェット記録装置においては、前記コネクタＣ₁，Ｃ₂の着脱により、本体ケース１に対して連結チューブ３及び記録ヘッド２を容易に着脱することができ、記録ヘッド２の動作不良等、各種の不具合の発生時に、不具合を生じた記録ヘッド２を取り外し、新たな記録ヘッド２を取り付ける交換作業を容易に行わせることが可能である。また連結チューブ３は、記録ヘッド２の各部（噴射ノズル20、帯電電極22、偏向電極23）への給電のための給電線、本体ケース１の内部に設けた図示しない制御部から記録ヘッド２の各部に制御信号を伝送する信号線等、各種の電気配線をも内包しており、これらの電気配線の接続も前記コネクタＣ₁，Ｃ₂により併せて行わせることができる。このようにした場合、前記交換作業が一層容易となる。なお電気配線の接続用のコネクタは、前記コネクタＣ₁，Ｃ₂と別個に設けるようにしてもよい。
【００４７】
また前記溶剤回収管16の中途には、その内部圧力を検出する圧力センサ７が設けてある。通常運転中に溶剤回収管16は、前記電磁開閉弁Ｖ₃の閉止により閉じた管となっており、これの内部圧力は、溶剤回収チューブ33を介して連通される記録ヘッド２内部の噴射ノズル20の内圧と等しい。即ち、前記圧力センサ７による検出圧力は、噴射ノズル20から噴射されようとするインクの圧力であり、この検出圧力は、インクの送給のための前記ポンプＰ₂にフィードバックされ、該ポンプＰ₂の吐出圧力の制御に用いられている。この制御は、本体ケース１内に設けた図示しない制御部の動作により行われ、これにより、噴射ノズル20の内部圧力、即ち、噴射ノズル20から噴射されるインクの速度を正確に管理することが可能となる。
【００４８】
また図１に示すインクジェット記録装置は、本体ケース１内部の適宜位置に転倒センサ８を備えている。この転倒センサ８は、例えば、水平な支軸に揺動自在に枢支された振子と、前記支軸の回転を検出する回転センサとを備え、本体ケース１が何らかの原因により転倒したとき、これに伴う前記振子の揺動を前記回転センサの出力の変化により検出する構成としたものである。転倒センサ８の出力は、本体ケース１の内部の図示しない制御部に与えられており、該制御部は、転倒センサ８からの入力により本体ケース１が転倒したと認識した場合、該本体ケース１の外部へのインク又は溶剤の漏れ出しを防ぐべく、例えば、ポンプＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の夫々に停止信号を、また電磁開閉弁Ｖ₁〜Ｖ₅及びＫ₃〜Ｋ₅の夫々に閉止信号を夫々発し、前述した運転を緊急停止させる動作を行う。
【００４９】
更に、図１に示すインクジェット記録装置は、補充インクタンクＴ₂及び溶剤タンクＴ₃の上下部を各別に連通するバイパス管Ｌ₂，Ｌ₃を備えている。これらのバイパス管Ｌ₂，Ｌ₃は、本体ケース１の外部からの視認が可能に配設されており、夫々のタンクＴ₂，Ｔ₃内の液面レベルを知るためのレベル計として利用されている。補充インクタンクＴ₂及び溶剤タンクＴ₃は、成形が容易であり安価であることからポリプロピレン樹脂製としてあるが、前記バイパス管Ｌ₁，Ｌ₂をポリプロピレン樹脂製とした場合、特に、補充インクタンクＴ₂のレベル計として利用するバイパス管Ｌ₂において、その内面にインクが付着して外部からの液面の視認ができなくなる虞れがある。そこで前記バイパス管Ｌ₂，Ｌ₃として、テフロン（商品名）等のフッ素樹脂製のパイプを用い、確実なレベル検出がなされるようにしてある。
【００５０】
また、本体ケース１内の配管、及び連結チューブ３内の各チューブも同様に、フッ素樹脂製のパイプ又はチューブとし、夫々の内部での通流抵抗を軽減するようにしてある。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述した如く第１発明に係るインクジェット記録装置においては、インクタンク及び溶剤タンクを備えるケースの内部にリザーブタンクを設け、噴射ノズルの洗浄に用いられたインク混じりの溶剤をインクタンクに戻さずに前記リザーブタンクの内部に貯留する構成としたから、噴射ノズルの洗浄に使用した溶剤の影響によりインクタンク内の貯留インクの濃度低下が生じる虞れがなく、正確な印字を長期に亘って良好に行わせることができる。
【００５２】
また第２発明に係るインクジェット記録装置においては、インクタンクから連結チューブの内部を経てリザーブタンクに連なる空気チューブと、リザーブタンクに開口する排気口とを備えたから、噴射ノズルから噴射されるインクと共に回収チューブに回収された溶剤混じりの空気が、前記空気チューブを通流する間に冷却され、これにより凝縮された溶剤成分がリザーブタンクに回収され、溶剤を含まない空気が前記排気口を経て排出されることとなり、溶剤の無為な放出を防止でき、溶剤消費量を削減してランニングコストの低減を図り、また有害な溶剤の放出による周辺環境の悪化を防止することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】従来のインクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】噴射ノズルの概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１本体ケース
２記録ヘッド
３連結チューブ
18 空気チューブ
19 空気チューブ
20 噴射ノズル
34 空気チューブ
Ｔ₁ インクタンク
Ｔ₂ 補充インクタンク
Ｔ₃ 溶剤タンク
Ｔ₄ リザーブタンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus that forms a pattern on an object by ejecting ink from an ejection nozzle, and in particular, deflects granular ink continuously ejected from the ejection nozzle only when necessary, and according to the deflection amount. The present invention relates to a continuous-type ink jet recording apparatus capable of forming a desired pattern.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, continuous ink jet recording apparatuses have been widely used as convenient recording apparatuses for forming various patterns such as characters and figures on various industrial products.
[0003]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a continuous ink jet recording apparatus. As shown in the figure, the ink jet recording apparatus is configured by connecting a main body case 1 and a recording head 2 by a connecting tube 3. The main body case 1 has an ink tank T in which printing ink is stored.₁And refill ink tank T₂And a solvent tank T in which the ink solvent is stored._ThreeIs a hollow case provided inside thereof.
[0004]
Ink tank T₁1 includes a feeding pipe 10 for feeding ink or a solvent, and feeding ink or a solvent recovered from the recording head 2 as described later, and a feeding pipe 11 for supplying the recording head 2 with ink. The exhaust pipe 12 communicated with the outside air is connected. In the middle of the feed pipe 10, the feed pump P₁Is installed, and ink tank T₁Ink or solvent delivery to the pump P₁This is done by the operation. Further, in the middle of the supply pipe 11, an ink supply pump P is provided.₂, Filter F₁And a regulator R, and an ink tank T₁The ink stored inside the pump P₂Filter F₁The foreign matter is removed by the above-mentioned method, and the pressure is adjusted by the regulator R so as to be supplied to the recording head 2 through the connection tube 3 as will be described later.
[0005]
Refill ink tank T₂Ink tank T₁A replenishment pipe 13 for feeding replenishment ink is connected to the. This replenishment pipe 13 has an electromagnetic on-off valve V₁Is connected to the feeding pipe 10 via the refilling ink tank T.₂The replenishment ink stored in the inside is the electromagnetic on-off valve V.₁Pump P when is opened₁The ink tank T passes through the refilling pipe 13 and the feeding pipe 10 by the operation of₁It is supposed to be supplied inside. This supply is performed by an operation described later by the ink tank T.₁When the ink inside decreases, the decrease is compensated and the ink tank T₁This is done in order to keep the ink remaining amount in the inside appropriately.
[0006]
Solvent tank T_ThreeIs connected to a feeding pipe 14 for feeding the solvent stored therein. This feed pipe 14 is provided with an electromagnetic on-off valve V₁Solenoid valve V installed in parallel₂Is connected to the feed pipe 10 via the solvent tank T_ThreeThe solvent stored in the electromagnetic valve V₂Pump P when is opened₁The ink tank T passes through the feed pipe 14 and the feed pipe 10 by the operation of₁It is supposed to be supplied inside. This supply is supplied by the ink tank T.₁When the solvent component contained in the ink is lost due to evaporation, this loss is compensated and the concentration of the ink is maintained appropriately.
[0007]
In the middle of the supply pipe 14, a solvent supply pump P_ThreeAnd filter F₂And the feed pipe 14 is connected to an electromagnetic on-off valve V₂Is connected to the branch pipe 14a on the upstream side of the solvent tank T_ThreeThe solvent in the pump P_ThreeFilter F₂Thus, the dust is removed, introduced into the branch pipe 14a, and supplied directly to the recording head 2 through the inside of the connecting tube 3 as will be described later. This supply is performed to clean the ejection nozzle 20 incorporated in the recording head 2 as will be described later, including the ink supply system and the recovery system. This cleaning is performed particularly when the ink jet recording apparatus is stopped.
[0008]
Further, the feed pipe 10 has an electromagnetic on-off valve V.₁, V₂Solenoid valve V in parallel with_ThreeThe solvent recovery pipe 16 is connected via the₁, V₂, V_ThreeAn ink recovery pipe 15 is connected to the downstream side. The solvent recovery pipe 16 is provided to recover the solvent used for cleaning the jet nozzle 20 inside the recording head 2, and the solvent recovered in the solvent recovery pipe 16 is an electromagnetic on-off valve V._ThreePump P when is opened₁Ink tank T through feed pipe 10₁It comes back inside. The ink collection tube 15 is provided to collect excess ink that has been ejected from the ejection nozzle 20 and has not been used for printing during an operation to be described later in the recording head 2, and the excess ink collected in the ink collection tube 15 is Pump P₁Ink tank T through feed pipe 10₁It comes back inside.
[0009]
On the other hand, in the inside of the recording head 2, an ejection nozzle 20 that ejects ink supplied in one direction as will be described later, a collection gutter 21 arranged to face the ejection flow by the ejection nozzle 20, and an ejection A charging electrode 22 and a deflection electrode 23 provided in parallel along an injection path from the nozzle 20 to the gutter 21 are provided.
[0010]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the injection nozzle. The ejection nozzle 20 includes a hollow main body block 2a into which ink or a solvent is supplied, and a piezo vibrator 2b attached to one side of the main body block 2a with the vibrating piece protruding inward. It becomes. The main body block 2a has a small-diameter nozzle hole 2c that penetrates the end wall on the opposite side to the attachment side of the piezoelectric vibrator 2b inward and outward, and a supply port that penetrates the peripheral wall on the same side as the attachment side of the piezoelectric vibrator 2b inward and outward Similarly, 2d and a discharge port 2e penetrating the opposite peripheral wall inward and outward are formed. Inside the main body block 2a, there is provided a nozzle portion that is reduced in diameter toward the position where the nozzle hole 2c is formed, and the piezo vibrator 2b has the tip of the vibrating piece facing the vicinity of the nozzle hole 2c. It is arranged.
[0011]
In the ejection nozzle 20 configured as described above, when ink maintained at a predetermined pressure is introduced into the main body block 2a through the supply port 2d, the ink passes through the small-diameter nozzle hole 2c and reaches a predetermined speed. It is injected at. At this time, when a predetermined voltage is applied to the piezo vibrator 2b and vibrated, the jet of ink ejected through the nozzle hole 2c is constricted in a waveform according to the vibration, as shown in the figure. As the constriction gradually deepens as it moves in the ejection direction, it is separated from each other by surface tension, and spherical ink particles I₁, I₂, I_Three... and fly. At this time, the discharge port 2e is closed.
[0012]
As described above, the charging electrode 22 has the ink particles I.₁, I₂, I_ThreeThe deflection electrode 23 is disposed immediately after the position where the separation occurs, and each ink particle I₁, I₂, I_ThreeWhen passing through the position where the charging electrode 22 is disposed, each is charged to a different potential according to the voltage applied thereto, and passes through the position where the deflection electrode 23 is disposed. A high-voltage DC voltage is applied to the deflection electrode 23, and an electric field having a predetermined intensity is formed at the position where the deflection electrode 23 is disposed, and the ink particles I passing through the position are arranged.₁, I₂, I_ThreeAre deflected according to the respective charge amounts by the action of the electric field, jump out of the recording head 2, collide with an object (not shown), and on the surface of the object, desired characters, figures, etc. Form a pattern. On the other hand, the ink particles that are not charged when passing through the charging electrode 22 travel straight without being deflected at the position where the deflection electrode 23 is disposed, and are captured by the collecting gutter 21.
[0013]
The connecting tube 3 that connects the recording head 2 and the main body case 1 as described above is a hollow tube made of a flexible material, and includes an ink supply tube 30, a solvent supply tube 31, an ink recovery tube 32, and a solvent recovery tube. Contains 33. Each of the tubes 30, 31, 32 and 33 is extended inside the main body case 1, the extended end of the ink supply tube 30 is connected to the ink supply tube 11, and the extended end of the solvent supply tube 31 is supplied to the solvent. The extended end of the ink recovery tube 32 is connected to the ink recovery tube 15 and the extended end of the solvent recovery tube 33 is connected to the solvent recovery tube 16 to the branch tube 14a branched from the tube 14, respectively.
[0014]
Each of the tubes 30, 31, 32, 33 is also extended to the inside of the recording head 2, and the extended ends of the ink supply tube 30 and the solvent supply tube 31 are respectively connected to separate electromagnetic switching valves K.₁, K₂The extended end of the ink recovery tube 32 is connected to a recovery gutter 21 arranged in front of the injection nozzle 20 to further recover the solvent. An extended end of the tube 33 is connected to the discharge port 2e provided in the injection nozzle 20.
[0015]
Thus, the ink is supplied to the recording head 2 by the electromagnetic on-off valve K.₁And the supply port 2d is connected to the ink supply tube 30. The supplied ink is ejected from the ejection nozzle 20, and sent out from the recording head 2 by the above-described action of the charging electrode 22 and the deflection electrode 23. Used for pattern formation. When such ink is ejected, the discharge port 2e provided in the ejection nozzle 20 is closed. This closing is performed by the electromagnetic on-off valve V in the main body case 1._ThreeThis is realized by closing the.
[0016]
In addition, a part of the ink which is not charged and is captured by the gutter 21 when passing through the charging electrode 22 is transferred to the pump P.₁The ink tank T is sucked by the operation of the ink tank T and passes through the ink collection tube 32 and the feed tube 10.₁To be recovered. At this time, the pump P₁The air is sucked together with the ink captured by the gutter 21, and this air is also absorbed by the ink tank T.₁This air is introduced into the ink tank T₁It is discharged to the outside air through the exhaust pipe 12 that opens inside.
[0017]
On the other hand, the electromagnetic on-off valve K₂Is opened, the supply port 2d is connected to the solvent supply tube 31, and the pump P inside the main body case 1 is connected._ThreeDrive the solvent tank T_ThreeThe solvent stored in the recording head 2 is supplied to the ejection nozzle 20 in the recording head 2 through the supply pipe 14, the branch pipe 14 a and the solvent supply tube 31. Such supply of the solvent is performed, for example, in order to clean the ejection nozzle 20 in a state where the ejection of the ink is suspended during the suspension of the operation of the ink jet recording apparatus, including the ink supply system and the recovery system, with the solvent. This cleaning is indispensable in order to prevent clogging of the ejection nozzle 20 and the ink supply system and recovery system due to ink coagulation.
[0018]
At this time, the electromagnetic on-off valve V inside the body case 1_ThreeIs opened, most of the solvent supplied to the recording head 2 flows back into the main body case 1 through the solvent recovery tube 33, and passes through the solvent recovery tube 16 and the feed tube 10 to the ink tank T.₁In addition, a part of the solvent is ejected from the ejection nozzle 20 and captured by the gutter 21, returns to the main body case 1 through the ink recovery pipe 15, and passes through the feed pipe 10 to the ink tank T.₁Returned to
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional ink jet recording apparatus configured as described above, the solvent used for cleaning the ejection nozzle 20 is the ink tank T.₁The ink tank T₁There is a problem that the density of the ink stored in the ink gradually decreases, and the viscosity of the ink cannot be maintained properly.
[0020]
When ink with reduced viscosity is supplied to the recording head 2, ink granulation after being ejected from the ejection nozzle 20 as described above is hindered, resulting in defective ink particle size and deviation in the position of granulation. In particular, when printing is used in applications where frequent shutdowns are performed, the ink density becomes extremely high due to repeated washing that is performed each time the shutdown is performed. There is a possibility that printing may be impossible. Ink tank T₁As described above, the concentration of the ink inside the solvent tank T_ThreeHowever, this adjustment is made to compensate for the increase in concentration accompanying the evaporation of the solvent, and cannot prevent the decrease in concentration.
[0021]
On the other hand, in the conventional ink jet recording apparatus, the ink tank T together with the ink captured by the gutter 21 is used.₁The air returning to the ink tank T₁The air is exhausted through an exhaust pipe 12 that communicates with the exhaust pipe 12, but this air contains a large amount of the vaporized solvent component, and this vaporized solvent is released together with the exhaust gas and lost. In order to compensate for this, the consumption of the solvent increased, leading to an increase in running cost.
[0022]
As the solvent, in order to accelerate the drying and fixing of the ink at the time of pattern formation, a solvent having excellent vaporization property is widely used. As this type of solvent, methyl ethyl ketone (MEK) or the like is harmful to the human body. Therefore, it is not preferable to release the vaporized solvent as described above.
[0023]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the concentration of the stored ink in the ink tank decreases with the reflux of the solvent used for cleaning the ink supply system and the recovery system including the ejection nozzle. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus that can prevent this and perform accurate printing satisfactorily over a long period of time, and can effectively reduce exhaust including a harmful solvent.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
An ink jet recording apparatus according to a first aspect of the present invention includes a case including an ink tank and a solvent tank and a recording head including an ink ejection nozzle connected by a connection tube including the ink supply tube and the solvent supply tube. The ink is supplied from the ink tank through the supply tube and deflected while being jetted from the jet nozzle to form a pattern on the object, while the solvent is supplied from the solvent tank through the supply tube to the jet nozzle. In an inkjet recording apparatus that is configured to washA gutter disposed to face the ejection nozzle, an ink collection tube connected to the gutter for collecting the ink captured by the gutter in the ink tank during normal operation of the inkjet recording apparatus, A solvent recovery tube connected to the spray nozzle and used for recovering the solvent used for cleaning the spray nozzle during the cleaning operation of the inkjet recording apparatus, and for storing the solvent recovered through the solvent recovery tube A reserve tank, a plurality of electromagnetic on-off valves connected to the ink tank and the reserve tank, and ink captured by the gutter during the normal operation are collected in the ink tank, and are collected in the solvent collection tube during the cleaning operation. Opening and closing the plurality of electromagnetic on-off valves so that the recovered solvent is recovered in the reserve tank. Characterized in that it comprises a Gosuru controller.
[0025]
In the present invention, a reserve tank is provided separately from the ink tank and the solvent tank provided in the case (main body case), and the ink-mixed solvent used for cleaning the ejection nozzles is stored in the reserve tank. This prevents a decrease in the concentration of ink stored in the ink tank. Thus, the ink-mixed solvent stored in the reserve tank can be effectively used to adjust the ink density when the ink density in the ink tank changes due to evaporation of the solvent.
[0026]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising: a solvent-mixed air that is connected to the reserve tank from the ink tank through the inside of the connection tube, and is recovered together with the ink to the ink tank through the ink recovery tube; An air tube fed into the reserve tank, and an exhaust port that opens to the reserve tank and exhausts air fed through the air tube.
[0027]
In the present invention, the ink tank and the reserve tank are communicated with each other by an air tube extending in a connecting tube that connects the case and the recording head, and an exhaust port that opens to the reserve tank is provided to The ejected ink is introduced into the ink tank through the collection tube, and the ink is collected. On the other hand, the solvent-mixed air collected together with the ink is allowed to flow through the air tube to cool and condense the solvent component. Then, the solvent is introduced into the reserve tank, the condensed solvent is collected in the reserve tank, and the remaining air containing almost no solvent component is exhausted through the exhaust port to prevent the release of the solvent component.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus according to the present invention. As shown in the drawing, the ink jet recording apparatus according to the present invention is configured by connecting a main body case 1 and a recording head 2 by a connecting tube 3 as in the conventional apparatus shown in FIG.
[0029]
Inside the main body case 1 is an ink tank T.₁, Refill ink tank T₂And solvent tank T_ThreeAnd these tanks T₁, T₂, T_ThreeBetween each other and the ink tank T₁And solvent tank T_ThreeFor transferring ink or solvent between the printer and the recording head 2 (feed pipe, supply pipe 11, refill pipe 13, feed pipe 14, branch pipe 14a, ink recovery pipe 15, solvent recovery pipe 16) And an electromagnetic on-off valve V interposed in these pipes.₁, V₂, V_ThreeIs provided. These structures are the same as those in the conventional apparatus shown in FIG. 2, and the same reference numerals are assigned to the common structural members, and detailed description thereof is omitted. The feed pipe has an electromagnetic on-off valve K installed in the middle thereof as described later._ThreeAccordingly, the first feeding pipe 10a on the upstream side and the second feeding rod 10b on the downstream side are divided.
[0030]
The recording head 2 includes an injection nozzle 20, a gutter 21, a charging electrode 22, and a deflection electrode 23.₁, K₂Is provided. These structures are the same as those of the conventional apparatus shown in FIG. 2, and the structure of the injection nozzle 20 is the same as that of the conventional injection nozzle 20 shown in FIG. 3, and the same reference numerals are given to common components. Therefore, detailed description is omitted.
[0031]
The connection tube 3 that connects the recording head 2 and the main body case 1 is a hollow tube made of a flexible material. The ink supply tube 30, the solvent supply tube 31, the ink recovery tube 32, and the solvent recovery tube 33 are connected to each other. These structures, and the connection relationship between the pipes in the main body case 1 and the constituent members in the recording head 2 are also the same as those in the conventional apparatus shown in FIG. The same reference numerals are assigned and detailed description is omitted. In FIG. 1, the connecting tube 3 is shown as a short cylinder, but the length of the connecting tube 3 is appropriately set according to the separation distance between the main body case 1 and the recording head 2. It is possible.
[0032]
The configuration different from the conventional one of the ink jet recording apparatus according to the present invention will be described below. Inside the main body case 1 is the ink tank T.₁, Refill ink tank T₂And solvent tank T_ThreeReserve tank T constructed separately from_FourIs provided. This reserve tank T_FourIs connected to a solvent recovery pipe 17 for solvent recovery. The solvent recovery pipe 17 is connected to the pump P₁Solenoid on-off valve K arranged on the downstream side of_FourIs connected to the first feed pipe 10a through the electromagnetic on-off valve K._FourWhen is opened, it is configured to communicate with the first feeding pipe 10a.
[0033]
Electromagnetic on-off valve K_FourIs the other two solenoid valves K_Three, K_FiveIs installed in parallel with the electromagnetic on-off valve K_ThreeIs opened, the first feed pipe 10a and the second feed pipe 10b are communicated with each other, and the electromagnetic on-off valve K_FiveWhen is opened, the first feeding pipe 10a is configured to communicate with the drainage pipe 4 that is connected to the outside of the main body case 1.
[0034]
During normal operation, the electromagnetic on-off valve K_ThreeIs opened, and the ink tank T is formed using the feed pipe (the first feed pipe 10a and the second feed pipe 10b).₁The replenishment of ink or solvent to the recording head, the supply of ink to the recording head 2 and the recovery of excess ink are performed by the electromagnetic on-off valve_ThreeAnd the upstream solenoid valve V₁, V₂It is performed in combination with opening and closing.
[0035]
Electromagnetic on-off valve K_FourIs opened by upstream solenoid valve V_ThreeIt is done with the opening of. Solenoid valve V_ThreeAs described above, the ejection nozzle 20 of the recording head 2 that has stopped ejecting the ink is connected to the solvent tank T._ThreeThe electromagnetic on-off valve K inside the recording head 2 when washing with a solvent supplied directly from the recording head 2₂This is done in conjunction with the opening of At this time, electromagnetic on-off valve K_FourIs released from the jet nozzle 20 through the solvent recovery pipe 16 and the ink mixed solvent that is captured by the gutter 21 and returned through the ink recovery pipe 15 is used. , Solenoid valve K_FourThe reserve tank T is introduced into the solvent recovery pipe 17 through and communicated with the solvent recovery pipe 17._FourThe reserve tank T_FourStored inside.
[0036]
Thus, in the ink jet recording apparatus according to the present invention, the ink-mixed solvent used for cleaning the ejection nozzle 20 is the ink tank T.₁And solvent tank T_ThreeAnd reserve tank T_FourThe solvent is collected and stored in the ink tank T.₁Therefore, it is possible to prevent the occurrence of printing failure due to a decrease in viscosity, and to accurately form a pattern over a long period of time.
[0037]
Reserve tank T_FourA solvent discharge pipe 5 for discharging the ink-mixed solvent stored inside is connected to the bottom of the electromagnetic on-off valve V.₁, V₂, V_ThreeSolenoid valve V installed in parallel_FourIs connected to the first feed pipe 10a. Thereby, the electromagnetic on-off valve K_ThreeThe solenoid valve V_FourOpen the reserve tank T_FourThe solvent mixed with the ink in the pump P₁As a result of the operation, the ink tank T passes through the first and second feed pipes 10a and 10b.₁Will be supplied. This supply is the ink tank T₁When the solvent component contained in the ink is lost due to evaporation, the reserve tank T is used to compensate for this loss and maintain the ink concentration at an appropriate level._FourThe effective use of the ink-mixed solvent stored in the tank is intended.
[0038]
Reserve tank T_FourWhen the interior of the solenoid valve is empty, the electromagnetic on-off valve V₂Is opened and the solvent tank T_ThreeFrom the ink tank T is connected to the first supply pipe 10a.₁The ink concentration in the solvent tank T_ThreeIt is optimized by supplying the solvent inside. Thus, in the ink jet recording apparatus of the present invention, the reserve tank T_FourThe ink mixed solvent collected and stored in the ink tank T₁Since the ink is effectively used for adjusting the ink density inside, the consumption of the solvent is reduced and the running cost can be reduced.
[0039]
On the other hand, the electromagnetic on-off valve K_FiveWhen the solenoid valve V is open_FourOpen the reserve tank T_FourThe solvent mixed with the ink in the pump P₁By the above operation, the liquid is discharged to the outside through the solvent discharge pipe 5, the first feed pipe 10a and the drainage pipe 4. Ink tank T₁An ink discharge pipe 6 for discharging the ink stored inside is also connected to the bottom of the electromagnetic open / close valve V.₁, V₂, V_Three, V_FourSolenoid valve V installed in parallel_FiveIs connected to the first feed pipe 10a. Therefore, the electromagnetic on-off valve K_FiveWhen the solenoid valve V is open_FiveOpen the ink tank T₁The ink inside the pump P₁By this operation, the ink is discharged to the outside through the ink discharge pipe 6, the first feed pipe 10a and the drain pipe 4.
[0040]
Furthermore, the electromagnetic on-off valve K_FiveWhen the valve is open, the solenoid valve V₁Open the refill ink tank T₂It is possible to discharge the replenishment ink inside, and similarly the electromagnetic on-off valve V₂Open the solvent tank T_ThreeIt is possible to discharge the solvent inside. Thus, in the illustrated ink jet recording apparatus, the electromagnetic on-off valve K_FiveBy providing the drainage pipe 4 that communicates with the first feeding pipe 10a via the electromagnetic on-off valve V₁, V₂, V_Four, V_FiveCan be selectively opened and closed, and the ink, the solvent, and the ink-mixed solvent stored in each tank can be discharged separately or in appropriate combinations, for example, old ink, solvent In addition, it is possible to selectively and easily replace the solvent mixed with ink.
[0041]
The ink jet recording apparatus according to the present invention includes an ink tank T.₁An air tube 18 connected at one end to the top of the tank, and a reserve tank T_FourAn air tube 19 having one end connected to the top of the air tube 34, and the other end of the air tube 34 is arranged inside the connecting tube 3 so as to reciprocate between the main body case 1 and the recording head 2. These air tubes 18, 34 and 19 are connected to the ink tank T.₁To the reserve tank T through the inside of the connecting tube 3_FourAn air tube connected to is constructed. Reserve tank T_FourThe exhaust pipe 12 is connected to the exhaust port opened at the upper portion thereof, and the reserve tank T_FourThe upper air is exhausted to the outside through the exhaust pipe 12.
[0042]
With the above configuration, the ink and air trapped in the gutter 21 inside the recording head 2 during the operation as described above are transferred to the pump P.₁The ink tank T passes through the ink recovery tube 32 and the first and second feed pipes 10a and 10b.₁When introduced into the ink tank T₁In this case, only the ink is collected, and the remaining air is led out to the air tube 18 and flows inside the air tubes 34 and 19 to be reserved in the reserve tank T._FourTo be introduced.
[0043]
Here, since the air tube 34 is disposed inside the connecting tube 3 away from the main body case 1, the air flowing through the inside is effectively cooled by heat exchange with the outside air. Most of the solvent contained in the air is condensed and liquefied, and the reserve tank T passes through the air tube 19._FourThe liquefied solvent will be introduced into the reserve tank T_FourOnly air that is dropped and collected and contains almost no solvent is discharged to the outside through the exhaust pipe 12.
[0044]
Thus, in the present invention, the ink tank T₁To the reserve tank T through the inside of the connecting tube 3_FourSince the amount of the solvent discharged to the outside of the main body case 1 together with the exhaust gas is greatly reduced, the unnecessary consumption of the solvent can be eliminated and the running cost can be reduced. In addition, it is possible to prevent the surrounding environment from being polluted by the discharge of harmful solvents.
[0045]
As shown in the figure, the air tubes 18, 19 and the air tube 34 are connected by a connector C having a connection port for each tube on each side.₁, C₂Has been made through. Connector C₁Includes a connection port for the supply pipe 11, the branch pipe 14a, the ink recovery pipe 15, and the solvent recovery pipe 16, and a connector C₂Includes a connection port for the ink supply tube 30, the solvent supply tube 31, the ink recovery tube 32, and the solvent recovery tube 33, and connects the supply pipe 11 and the ink supply tube 30, and the branch pipe 14a and the solvent supply tube 31. The connection between the ink recovery tube 15 and the ink recovery tube 32, and the connection between the solvent recovery tube 16 and the solvent recovery tube 33 are also described in the connector C.₁, C₂Has been made through.
[0046]
That is, in the illustrated ink jet recording apparatus, the connector C₁, C₂By attaching and detaching, the connecting tube 3 and the recording head 2 can be easily attached to and detached from the main body case 1, and when various troubles such as a malfunction of the recording head 2 occur, the troublesome recording head 2 is removed. The replacement work for attaching the new recording head 2 can be easily performed. In addition, the connecting tube 3 is connected to the recording head 2 from a control line (not shown) provided in the main body case 1, a power supply line for supplying power to each part (jet nozzle 20, charging electrode 22, deflection electrode 23) of the recording head 2. Various electric wirings such as a signal line for transmitting a control signal to each part are included, and the connection of these electric wirings is also performed by the connector C.₁, C₂Can be performed together. In this case, the replacement operation becomes easier. The connector for connecting the electrical wiring is the connector C.₁, C₂It may be provided separately.
[0047]
A pressure sensor 7 for detecting the internal pressure is provided in the middle of the solvent recovery pipe 16. During normal operation, the solvent recovery pipe 16 is connected to the electromagnetic on-off valve V._ThreeThe internal pressure of the tube is equal to the internal pressure of the jet nozzle 20 in the recording head 2 communicated through the solvent recovery tube 33. That is, the pressure detected by the pressure sensor 7 is the pressure of the ink that is about to be ejected from the ejection nozzle 20, and this detected pressure is the pump P for supplying ink.₂Is fed back to the pump P₂It is used to control the discharge pressure. This control is performed by the operation of a control unit (not shown) provided in the main body case 1, whereby the internal pressure of the ejection nozzle 20, that is, the speed of the ink ejected from the ejection nozzle 20 can be accurately managed. It becomes possible.
[0048]
The ink jet recording apparatus shown in FIG. 1 includes a fall sensor 8 at an appropriate position inside the main body case 1. The overturn sensor 8 includes, for example, a pendulum pivotally supported on a horizontal support shaft and a rotation sensor that detects the rotation of the support shaft. Thus, the swing of the pendulum is detected by a change in the output of the rotation sensor. The output of the fall sensor 8 is given to a control unit (not shown) inside the main body case 1. When the control unit recognizes that the main case 1 has fallen due to an input from the fall sensor 8, the main case 1 In order to prevent leakage of ink or solvent to the outside of the pump, for example, the pump P₁, P₂, P_ThreeStop signal for each of them, and solenoid valve V₁~ V_FiveAnd K_Three~ K_FiveA closing signal is issued to each of the above, and the operation for emergency stop of the above-described operation is performed.
[0049]
Further, the ink jet recording apparatus shown in FIG.₂And solvent tank T_ThreeBypass pipe L communicating with the upper and lower parts separately₂, L_ThreeIt has. These bypass pipes L₂, L_ThreeAre arranged so as to be visible from the outside of the main body case 1, and each tank T₂, T_ThreeIt is used as a level meter to know the liquid level inside. Refill ink tank T₂And solvent tank T_ThreeIs made of polypropylene resin because it is easy to mold and inexpensive, but the bypass pipe L₁, L₂Is made of polypropylene resin, in particular, the replenishment ink tank T₂Bypass pipe L used as a level meter₂In this case, the ink may adhere to the inner surface and the liquid level from the outside may not be visible. Therefore, the bypass pipe L₂, L_ThreeAs described above, a pipe made of a fluororesin such as Teflon (trade name) is used to ensure the level detection.
[0050]
Similarly, the pipes in the main body case 1 and the tubes in the connection tube 3 are made of fluororesin pipes or tubes so as to reduce the flow resistance inside each.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect of the present invention, the reserve tank is provided inside the case including the ink tank and the solvent tank, and the ink-mixed solvent used for cleaning the ejection nozzle is not returned to the ink tank. In addition, since it is configured to store in the reserve tank, there is no possibility that the concentration of the stored ink in the ink tank will decrease due to the influence of the solvent used for cleaning the ejection nozzle, and accurate printing is good over a long period of time. Can be done.
[0052]
In the ink jet recording apparatus according to the second aspect of the invention, since the ink tube is provided with an air tube connected to the reserve tank through the inside of the connecting tube and an exhaust port opening to the reserve tank, the ink is collected together with the ink ejected from the ejection nozzle. The solvent-mixed air collected in the tube is cooled while flowing through the air tube, so that the condensed solvent component is collected in the reserve tank, and the solvent-free air is discharged through the exhaust port. Therefore, the present invention is excellent in that it can prevent the inadvertent release of the solvent, reduce the solvent consumption, reduce the running cost, and prevent the deterioration of the surrounding environment due to the release of the harmful solvent. Has an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a conventional inkjet recording apparatus.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an injection nozzle.
[Explanation of symbols]
1 Body case
2 Recording head
3 Connecting tube
18 Air tube
19 Air tube
20 Injection nozzle
34 Air tube
T₁  Ink tank
T₂  Refill ink tank
T_Three  Solvent tank
T_Four  Reserve tank

Claims

A case including an ink tank and a solvent tank and a recording head including an ink ejection nozzle are connected by a connection tube including an ink supply tube and a solvent supply tube, and supplied from the ink tank via the supply tube. In an ink jet recording apparatus configured to wash the jet nozzle with a solvent supplied from the solvent tank via a supply tube while deflecting while jetting ink from the jet nozzle and forming a pattern on an object.
A gutter disposed opposite the spray nozzle;
An ink collection tube connected to the gutter for collecting the ink captured by the gutter in the ink tank during normal operation of the inkjet recording apparatus;
A solvent recovery tube connected to the spray nozzle for recovering the solvent used for cleaning the spray nozzle during the cleaning operation of the inkjet recording apparatus;
A reserve tank for storing the solvent recovered through the solvent recovery tube;
A plurality of electromagnetic on-off valves connected to the ink tank and the reserve tank;
The plurality of electromagnetic on-off valves are opened and closed so that the ink captured by the gutter during the normal operation is collected in the ink tank, and the solvent collected in the solvent collection tube during the cleaning operation is collected in the reserve tank. Control unit to control
An ink jet recording apparatus comprising:

An air tube that is connected to the reserve tank from the ink tank through the inside of the connecting tube, and that sends solvent-mixed air collected together with ink to the ink tank via the recovery tube, and an opening in the reserve tank An ink jet recording apparatus according to claim 1, further comprising an exhaust port that exhausts air sent by the air tube.

A solvent discharge pipe for discharging the solvent stored inside is connected to the bottom of the reserve tank, and the solvent discharge pipe is connected to the ink tank by the solvent discharged by the solvent discharge pipe. The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the inkjet recording apparatus is configured to be supplied to the printer.

A connector for attaching and detaching the connecting tube and the recording head to and from the case and the recording head;
An ink recovery pipe connected to the ink recovery tube in the connector, and a first solvent recovery pipe connected to the solvent recovery tube;
A first feed pipe to which the first solvent recovery pipe and the ink recovery pipe are connected;
A pump provided in the first supply pipe for sucking ink and solvent;
An electromagnetic on-off valve constituting the plurality of electromagnetic on-off valves, the first and second electromagnetic on-off valves provided upstream of the pump;
A second feed pipe connected to the first electromagnetic on-off valve and the ink tank;
A second solvent recovery pipe connected to the second electromagnetic on-off valve and the reserve tank;
During normal operation, the first electromagnetic on-off valve is opened, and ink is collected in the ink tank,
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein during the cleaning operation, the second electromagnetic on-off valve is opened, and the solvent is collected in the reserve tank.

A third electromagnetic on-off valve that connects the first solvent recovery pipe and the first feed pipe is further provided, and the solvent is recovered from the injection nozzle by opening the third electromagnetic on-off valve during the cleaning operation. The inkjet recording apparatus according to claim 4, wherein: