JP4590999B2 - Liquid ejecting apparatus and valve mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、液体噴射装置及び弁機構に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus and a valve mechanism.
液体噴射ヘッドから液体をターゲットに対して吐出する液体噴射装置として、例えば、インクジェット式記録装置(以下、単にプリンタと言う)が知られている。このプリンタは、インクを貯留するカートリッジと、カートリッジから記録ヘッドにインクを供給する供給流路とを備えている。また、プリンタ内の非印刷領域には、通常、メンテナンス機構が配設されている。このメンテナンス機構は、吸引ポンプ等を備え、記録ヘッドのノズル目詰まり等を防止するため、ノズルから増粘したインク、気泡等を吸引するクリーニングを行う。 As a liquid ejecting apparatus that ejects liquid from a liquid ejecting head to a target, for example, an ink jet recording apparatus (hereinafter simply referred to as a printer) is known. This printer includes a cartridge that stores ink, and a supply channel that supplies ink from the cartridge to the recording head. A maintenance mechanism is usually provided in a non-printing area in the printer. This maintenance mechanism includes a suction pump and the like, and performs cleaning for sucking ink, bubbles, and the like thickened from the nozzles in order to prevent nozzle clogging and the like of the recording head.
このプリンタの中には、カートリッジと記録ヘッドとの間に設けられた供給流路の途中に、チョーククリーニングを行うための弁機構を備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。チョーククリーニングでは、供給流路に設けられた弁機構を閉弁してメンテナンス機構の吸引ポンプを駆動し、弁機構よりも下流側の供給流路内を減圧する。そして、吸引ポンプを所定時間駆動した後、弁機構を開弁し、圧力が低下した供給流路内にインクを勢いよく流入させ、供給流路や記録ヘッド内の増粘したインクや気泡を記録ヘッドのノズルから排出する。 Some printers include a valve mechanism for performing choke cleaning in the middle of a supply flow path provided between a cartridge and a recording head (see, for example, Patent Document 1). In choke cleaning, the valve mechanism provided in the supply flow path is closed and the suction pump of the maintenance mechanism is driven to depressurize the supply flow path downstream of the valve mechanism. Then, after the suction pump is driven for a predetermined time, the valve mechanism is opened, ink is vigorously flowed into the supply flow path where the pressure has decreased, and the thickened ink and bubbles in the supply flow path and the recording head are recorded. Eject from the head nozzle.
この弁機構としては、特許文献1に記載されたような電磁制御弁も使用可能であるが、図14及び図15に示す、流体圧力により開閉弁する弁機構も提案されている。この弁機構100は、導入口101から導入されたインクが一時貯留される圧力室102を備え、圧力室102の一部の壁面は可撓性のフィルム103により構成されている。また、圧力室102内には、フィルム103に対峙する面で吐出口104が開口した突部105が形成され、図15に示すように圧力室102内のインクが減少してフィルム103が内側に撓むと、フィルム103が弁座に当接して吐出口104を遮断するようになっている。チョーククリーニングの際は、吸引ポンプの駆動により、圧力室102内のインクを排出して圧力室102内のインクを減少させ、フィルム103を突部105に当接させる。そして、吸引ポンプの駆動を継続することにより、吐出口104から下流側の流路に負圧を蓄積した後、弁機構100よりも上流側からインクを圧送して、フィルム103を図14に示すように、突部105から離間させる。これにより、開放された吐出口104から、負圧が蓄積された流路内にインクが一気に流れこみ、流速の高められたインクとともに気泡や増粘したインク等が記録ヘッドから排出される。即ち、この弁機構100は、電気的制御を必要とせず、且つ電磁弁よりも構造上簡素である利点を有する。
ところが、圧力室102内のインクに微小な気泡Aが混入し、図14に示すように圧力室102の周縁部に気泡Aが滞留している場合、この気泡Aが微小であるうちに排出することが難しかった。特に、フィルム103が鉛直になるように弁機構100を配置した場合、圧力室102の鉛直方向上方に気泡Aが集まり、その気泡Aを鉛直方向下方に移動させることが困難であった。圧力室102内の気泡Aが排出されないと、初めは微小な気泡であっても、複数の気泡Aが集まることにより大きな気泡になる。気泡の体積が大きくなると吐出口104から比較的排出されやすくなり、印刷中にインクとともにその気泡が記録ヘッドに供給されると、ドット抜け等が生じてしまい、印刷を良好に行うことができな
い。
However, in the case where minute bubbles A are mixed in the ink in the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置を大型化させることなく、簡単な制御でチョーククリーニングを行い、しかも気泡排出性を向上できる液体噴射装置及び弁機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus and a valve mechanism capable of performing choke cleaning with simple control without increasing the size of the apparatus and improving bubble discharge performance. Is to provide.
本発明の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留手段と、ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドと、前記液体貯留手段と前記液体噴射ヘッドとを連通する液体供給路と、前記液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引する吸引手段とを備えた液体噴射装置において、前記液体供給路の途中に、液体の導入部と吐出部とを有する圧力室を備え、前記圧力室は、その壁面の一部が、内外の圧力差に伴い変位する可撓性部材で形成されると共に、前記可撓性部材と対峙する前記圧力室の対峙壁面が、前記吐出部から離間するにつれて前記可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成され、前記可撓性部材は、前記吸引手段が前記吐出部を通じて前記圧力室から前記液体を吸引した場合に、当該可撓性部材における前記対峙壁面との相対距離が小さい部位から前記対峙壁面に対して次第に密着するように変位して前記吐出部を閉塞するように前記吐出部に対して当接すると共に、当該吐出部に対して当接した状態で、前記吸引手段が前記液体供給路における前記吐出部よりも前記液体噴射ヘッド側の流路に負圧を蓄積させると共に前記導入部を通じて前記圧力室に前記液体が圧送された場合に前記吐出部から離間する。 The liquid ejecting apparatus of the present invention includes a liquid storing unit that stores a liquid, a liquid ejecting head that ejects liquid from a nozzle, a liquid supply path that communicates the liquid storing unit and the liquid ejecting head, and the liquid ejecting head. In the liquid ejecting apparatus including the suction means for sucking the liquid from the nozzle, a pressure chamber having a liquid introduction portion and a discharge portion is provided in the middle of the liquid supply path, and the pressure chamber is provided on one of its wall surfaces. parts comprises a said flexible member as Rutotomoni formed of a flexible member which is displaced with the pressure difference between the inside and the outside, facing the wall of the pressure chamber which faces said flexible member, spaced from the discharge portion The flexible member is formed so as to be relative to the opposing wall surface of the flexible member when the suction means sucks the liquid from the pressure chamber through the discharge portion. distance The suction means is in contact with the discharge portion so as to gradually close contact with the opposing wall surface from a small portion and closes the discharge portion, and in contact with the discharge portion. However, the negative pressure is accumulated in the flow path closer to the liquid jet head than the discharge section in the liquid supply path, and is separated from the discharge section when the liquid is pumped into the pressure chamber through the introduction section.
これによれば、液体噴射装置は、液体貯留手段と、液体噴射ヘッドと、液体供給路と、液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引する吸引手段とを備えている。また、液体噴射装置は、液体供給路の途中に、液体の導入部及び吐出部を備えた圧力室を備え、圧力室の壁面の一部は内外の圧力差に伴い変位する可撓性部材で形成されている。このため、吸引手段により液体噴射ヘッドのノズルから液体を吸引することにより、液体供給路及び圧力室内を減圧し、可撓性部材を圧力室の内側に変位させ、吐出部を閉塞することができる。そして、圧力室から下流側の液体供給路内に負圧を蓄積した後、圧力室に液体を圧送することで、可撓性部材を吐出部から離間する方向に変位させることができる。従って、負圧が蓄積された液体供給路内に圧力室内の液体を一気に流入させ、流路内の気泡や不純物を流速の高められた液体とともに排出する、いわゆるチョーククリーニングを行うことができる。このため、電磁制御弁等を使用せず、装置の大型化を防止するとともに、簡単にチョーククリーニングを行うことができる。 According to this configuration, the liquid ejecting apparatus includes the liquid storage unit, the liquid ejecting head, the liquid supply path, and the suction unit that sucks the liquid from the nozzle of the liquid ejecting head. The liquid ejecting apparatus includes a pressure chamber provided with a liquid introduction portion and a discharge portion in the middle of the liquid supply path, and a part of the wall surface of the pressure chamber is a flexible member that is displaced in accordance with a pressure difference between the inside and the outside. Is formed. For this reason, by sucking the liquid from the nozzle of the liquid jet head by the suction means, the liquid supply path and the pressure chamber can be depressurized, the flexible member can be displaced to the inside of the pressure chamber, and the discharge portion can be closed. . Then, after accumulating negative pressure in the liquid supply path on the downstream side from the pressure chamber, the flexible member can be displaced in a direction away from the discharge portion by pumping the liquid into the pressure chamber. Accordingly, it is possible to perform so-called choke cleaning in which the liquid in the pressure chamber flows into the liquid supply path in which the negative pressure is accumulated, and the bubbles and impurities in the flow path are discharged together with the liquid having an increased flow rate. For this reason, without using an electromagnetic control valve or the like, the apparatus can be prevented from being enlarged, and the choke cleaning can be easily performed.
しかも、圧力室は、可撓性部材と対峙する壁面が、吐出部から離間するにつれて、可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成されている。このため、可撓性部材が液体の減少に伴い内側に変位したとき、吐出部から離間した壁面に可撓性部材を近接させることができる。従って、吐出部から離れた隅部に滞留する気泡は、可撓性部材と壁面との距離が縮小されることにより、液体とともに吐出部側に押し出される。このため、圧力室内に液体を圧送したときに、流速の高められた液体とともに、吐出部周辺に集められた気泡を吐出部から容易に排出することができる。 In addition, the pressure chamber is formed so that the relative distance from the flexible member becomes smaller as the wall surface facing the flexible member is separated from the discharge portion. For this reason, when the flexible member is displaced inward as the liquid decreases, the flexible member can be brought close to the wall surface spaced from the discharge portion. Therefore, the bubbles staying in the corner away from the discharge unit are pushed out together with the liquid to the discharge unit side by reducing the distance between the flexible member and the wall surface. For this reason, when the liquid is pumped into the pressure chamber, the bubbles collected around the discharge portion can be easily discharged from the discharge portion together with the liquid having an increased flow velocity.
この液体噴射装置において、前記圧力室は、前記可撓性部材と対峙する対峙壁面の鉛直方向上側の領域が、前記可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成されている。
これによれば、圧力室は、可撓性部材と対峙する対峙壁面の鉛直方向上側の領域が、可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成されている。このため、気泡が圧力室の鉛直方向上方に集中して滞留しやすい場合に、圧力室の気泡排出性を特に向上できる。
In the liquid ejecting apparatus, the pressure chamber is formed such that a region on the upper side in the vertical direction of the facing wall facing the flexible member has a small relative distance to the flexible member.
According to this, the pressure chamber is formed such that the region on the upper side in the vertical direction of the opposite wall surface facing the flexible member has a small relative distance to the flexible member. For this reason, when the bubbles tend to concentrate and stay in the vertical direction above the pressure chamber, the bubble discharge property of the pressure chamber can be particularly improved.
この液体噴射装置において、前記可撓性部材と対峙する対峙壁面は、前記吐出部から離間するにつれて前記可撓性部材との相対距離が連続的に小さくなる傾斜面に形成されている。
これによれば、前記可撓性部材と対峙する対峙壁面は、吐出部から離間するにつれて可撓性部材との相対距離が連続的に小さくなる傾斜面になっている。このため、圧力室の液体が減少して可撓性部材が内側に変位した際に、可撓性部材と対峙壁面との密着性が高まり、吐出部側に気泡を送出しやすくすることができる。
In this liquid ejecting apparatus, the opposing wall surface facing the flexible member is formed as an inclined surface whose relative distance from the flexible member continuously decreases as the distance from the discharge portion increases.
According to this, the opposing wall surface facing the flexible member is an inclined surface in which the relative distance from the flexible member continuously decreases as the distance from the discharge portion increases. For this reason, when the liquid in the pressure chamber is reduced and the flexible member is displaced inward, the adhesiveness between the flexible member and the opposing wall surface is enhanced, and it is possible to easily send out the bubbles to the discharge portion side. .
この液体噴射装置において、前記吐出部は、前記可撓性部材と対峙する対峙壁面に形成された突部と、前記突部の上面において開口した吐出孔とを備えている。
これによれば、吐出部は、対峙壁面に形成された突部と、突部の上面で開口した吐出孔とを備えている。圧力室の底面に形成された突部の上面において開口している。このため、吐出部を可撓性部材の変位により容易に開閉することができる。
In the liquid ejecting apparatus, the discharge unit includes a protrusion formed on an opposing wall surface facing the flexible member, and a discharge hole opened on an upper surface of the protrusion.
According to this, the discharge part is provided with the protrusion formed in the opposing wall surface, and the discharge hole opened on the upper surface of the protrusion. It opens in the upper surface of the protrusion formed in the bottom face of the pressure chamber. For this reason, a discharge part can be easily opened and closed by the displacement of a flexible member.
この液体噴射装置において、前記圧力室に前記液体供給路から液体を導入する前記導入部は、前記圧力室の鉛直方向下方に形成されている。
これによれば、導入部は、圧力室の鉛直方向下方に形成されている。このため、圧力室の鉛直方向上方に滞留した気泡が、導入部に逆流しにくいので、液体貯留手段に気泡が逆流するのを防止できる。
In the liquid ejecting apparatus, the introduction portion that introduces liquid from the liquid supply path into the pressure chamber is formed below the pressure chamber in the vertical direction.
According to this, the introduction part is formed vertically below the pressure chamber. For this reason, since the bubbles staying in the upper part in the vertical direction of the pressure chamber are unlikely to flow backward to the introduction portion, it is possible to prevent the bubbles from flowing backward to the liquid storage means.
本発明の弁機構は、液体の導入部及び吐出部を有する圧力室を備え、前記圧力室の壁面の一部を形成する可撓性部材が前記圧力室の内外の圧力差に伴い前記吐出部に対して接離するように変位することにより、前記導入部と前記吐出部との連通状態を切り替える弁機構であって、前記可撓性部材と対峙する前記圧力室の対峙壁面が、前記吐出部から離間するにつれて前記可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成され、前記可撓性部材は、前記吐出部を通じて前記圧力室から前記液体が吸引された場合に、当該可撓性部材における前記対峙壁面との相対距離が小さい部位から前記対峙壁面に対して次第に密着するように変位して前記吐出部を閉塞するように前記吐出部に対して当接すると共に、当該吐出部に対して当接した状態で、前記液体供給路における前記吐出部よりも前記液体噴射ヘッド側の流路に負圧が蓄積されると共に前記導入部を通じて前記圧力室に前記液体が圧送された場合に前記吐出部から離間する。 The valve mechanism of the present invention comprises a pressure chamber having an inlet portion and a discharge portion of the liquid, the discharge with flexible member forming a part of the wall of the pre-Symbol pressure chamber to the pressure difference between the inside and outside of the pressure chamber A valve mechanism that switches a communication state between the introduction part and the discharge part by being displaced so as to come into contact with and away from the part, wherein an opposing wall surface of the pressure chamber facing the flexible member is The flexible member is formed so that a relative distance from the flexible member decreases as the distance from the discharge unit increases, and the flexible member is flexible when the liquid is sucked from the pressure chamber through the discharge unit. The contact member is displaced so as to gradually come into close contact with the opposite wall surface from a portion having a small relative distance to the opposite wall surface in the adhesive member, and contacts the discharge portion so as to close the discharge portion. In front of the Than the discharge portion of the liquid supply path away from the discharge portion when the liquid is pumped into the pressure chamber through the inlet portion with negative pressure is accumulated in the flow path of the liquid ejecting head side.
これによれば、弁機構は、導入部と吐出部とを有する圧力室を備えている。圧力室は、可撓性部材と対峙する壁面が、吐出部から離間するにつれて、可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成されている。このため、可撓性部材が液体の減少に伴い内側に変位したとき、吐出部から離間した壁面に可撓性部材を近接させることができる。従って、吐出部から離れた隅部に滞留する気泡は、可撓性部材と壁面との距離が縮小されることにより、液体とともに吐出部側に押し出される。このため、圧力室内に液体を圧送したときに、流速の高められた液体とともに、吐出部周辺に集められた気泡を吐出部から容易に排出することができる。 According to this, the valve mechanism includes a pressure chamber having an introduction part and a discharge part. The pressure chamber is formed so that the relative distance from the flexible member becomes smaller as the wall surface facing the flexible member is separated from the discharge portion. For this reason, when the flexible member is displaced inward as the liquid decreases, the flexible member can be brought close to the wall surface spaced from the discharge portion. Therefore, the bubbles staying in the corner away from the discharge unit are pushed out together with the liquid to the discharge unit side by reducing the distance between the flexible member and the wall surface. For this reason, when the liquid is pumped into the pressure chamber, the bubbles collected around the discharge portion can be easily discharged from the discharge portion together with the liquid having an increased flow velocity.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図11に従って説明する。図1は、液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタ(以下、単にプリンタと言う)の要部斜視図、図2〜図4は、プリンタの要部を説明する模式図である。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a main part of an ink jet printer (hereinafter simply referred to as a printer) as a liquid ejecting apparatus, and FIGS. 2 to 4 are schematic views illustrating the main part of the printer.
図1に示すように、プリンタ1は、図示しないフレーム内に架設されたガイド部材2を備え、ガイド部材2にはキャリッジ3が摺動可能に支持されている。キャリッジ3には、タイミングベルトを介してキャリッジモータが駆動連結されている(いずれも図示せず)。また、キャリッジ3には、液体としての各種インクを収容したサブタンク4が6個搭載されている。さらに、キャリッジ3の下面には、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド5が搭載されている。記録ヘッド5は、複数のノズルN(図4参照)からなる6列のノズル列を備え、各ノズルNは、各サブタンク4にそれぞれ連通されている。また、記録ヘッド5に備えられた図示しない圧電素子が駆動すると、記録ヘッド5内に供給されたインクが、記録ヘッド5の下方の図示しない紙に向かってノズルNからインク滴として吐出される。そして、キャリッジモータの駆動により、キャリッジ3に搭載された記録ヘッド5が主走査方向に往復移動しながらインク滴を吐出する動作と、図示しない紙送機構により記録ヘッド5の下方に紙を副走査方向に搬送する動作とを交互に繰り返すことで印刷が行われる。
As shown in FIG. 1, the
また、プリンタ1には、図1中右側に設けられた、箱体状の第1ホルダ6が配設されている。第1ホルダ6内には、3つの収容室CS(図2及び図6参照)が区画形成され、各収容室CSには、図2に示す、各種インクを収容した液体貯留手段としてのカートリッジCがそれぞれ着脱可能に配設される。図1中左側に設けられた第2ホルダ7は、第1ホルダ6と同様な構成を備え、3個のカートリッジCを着脱可能に固定する。
Further, the
図2に示すように、第1及び第2ホルダ6,7に形成された各収容室CSの前方の内側面には、第1及び第2ホルダ6,7の開口部に向かって、各インク針N1がそれぞれ突出形成されている。また、インク針N1には、その先端で開口したインク導出路8が貫通形成され、このインク導出路8は、第1及び第2ホルダ6,7の前壁部に貫通されている。さらに、各収容室CSの内側面には、空気導入部15が突出形成されている。空気導入部15内には、空気流路16が貫通形成されている。
As shown in FIG. 2, each ink is formed on the front inner surface of each storage chamber CS formed in the first and
これらの第1及び第2ホルダ6,7の前面には、図1及び図2に示すように、外郭部材としての第1及び第2供給部材11,12がそれぞれ連結固着されている。図2に示すように、第1及び第2供給部材11,12には、厚み方向に貫通する連通孔13が形成されている。この連通孔13は、第1及び第2供給部材11,12が第1及び第2ホルダ6,7とそれぞれ連結された際に、インク針N1に連通したインク導出路8に接続する。
As shown in FIGS. 1 and 2, first and
また、第1及び第2供給部材11,12には、貫挿孔17がそれぞれ貫通形成されている。この貫挿孔17は、第1及び第2供給部材11,12が第1及び第2ホルダ6,7に連結された際に、空気導入部15の空気流路16に連通する。この貫挿孔17には、一端が加圧ポンプP1に接続された空気供給チューブ18が差し込まれている。尚、図1に示す第1及び第2供給部材11,12の貫挿孔17、空気供給チューブ18等は便宜上図示を省略している。
Further, through
図2に示すように、カートリッジCは、筐体状に形成されたケース20内にインクパック21を備えている。ケース20の前壁部には、第1及び第2貫挿口20a,20bが貫通形成されている。インクパック21は、可撓性材質のフィルムにより形成された袋部21aを備え、袋部21aにはインクが充填されている。また、袋部21aには、袋部21a内のインクを外部に導出する導出部21bが袋部21aから突出するように設けられ、この導出部21bには、インク針N1を貫挿するための貫挿孔21cが形成されている。この導出部21bを、ケース20に形成された第1貫挿口20aに差し込むと、インクパック21がケース20内に固定される。
As shown in FIG. 2, the cartridge C includes an
図3に示すように、インクパック21を収容した各カートリッジCが第1及び第2ホルダ6,7に装着されると、インク針N1が、カートリッジCのケース20に形成された第1貫挿口20aを介して、インクパック21の導出部21bに設けられた貫挿孔21cに貫挿される。これにより、袋部21a内のインクは、インク針N1に流入する。また、各収容室CSに設けられた空気導入部15は、ケース20の第2貫挿口20bに差し込まれる。この状態で、加圧ポンプP1を駆動すると、空気供給チューブ18、空気流路16を介して、各カートリッジCのケース20内に空気が圧送され、ケース20とインクパック21との間の空間に充填される。そして、ケース20内が高圧状態になると、空気圧によりインクパック21が押し潰され、袋部21aからインクが導出部21b側に押し出される。押し出されたインクは、インク針N1のインク導出路8を介して、第1及び第2供給部材11,12に形成された連通孔13に導入する。連通孔13に導入されたインクは、連通孔13に連続して形成された第1及び第2供給部材11,12の基端部側から先端側に向って延びるインク流路に導入する。
As shown in FIG. 3, when each cartridge C containing the
図1に示すように、第1及び第2供給部材11,12の先端には、インク供給チューブ22が連結されている。インク供給チューブ22は、内部に6本の図示しない管路を備え、各管路は、第1及び第2供給部材11,12に形成された前記各インク流路にそれぞれ接続されている。また、インク供給チューブ22の他端は、キャリッジ3に接続され、各サブタンク4にインクをそれぞれ供給可能になっている。従って、加圧ポンプP1の駆動により、インクパック21から第1及び第2供給部材11,12の各インク流路に圧送されたインクは、インク供給チューブ22を介して、各サブタンク4に供給される。
As shown in FIG. 1, an
また、図1に示すように、プリンタ1は、キャリッジ3の移動範囲内であって、紙の搬送領域外にメンテナンス機構25を備えている。図4に示すように、メンテナンス機構25は、キャップ26を備えている。キャップ26は、上面が開口した箱体状に形成され、図示しないキャップ昇降機構により、ホームポジションにある記録ヘッド5の下面と当接する作用位置(図4参照)と、記録ヘッド5の下面から離間した退避位置との間を往復移動する。そして、印刷休止状態の際には作用位置に移動して、記録ヘッド5の各ノズルN開口付近の乾燥を防止し、ノズルNの目詰まりを防止する。
As shown in FIG. 1, the
図4に示すように、キャップ26の底壁には、吸引口26aが貫通形成され、この吸引口26aには、排出チューブ27が接続されている。また、排出チューブ27の途中には、吸引手段としての吸引ポンプP2が設けられている。このため、キャップ26により記録ヘッド5が封止された状態で吸引ポンプP2を駆動すると、密閉されたキャップ内空間S1が減圧され、記録ヘッド5内のインクや気泡、下面に付着したインク等がキャップ内空間S1に排出される。キャップ26内に排出されたインク等は、排出チューブ27を介して、メンテナンス機構25の近傍に備えられた廃液タンクTに送出され、廃液タンクTに収容された吸収材Taに吸収される。
As shown in FIG. 4, a
次に、第1及び第2供給部材11,12について図5〜図11に従って詳述する。尚、第1及び第2供給部材11,12は、インク供給チューブ22との接続部、外形やインク流路が左右対称である点のみが異なり、その他は同じ構成であるので、説明の便宜上第1供給部材11のみについて説明する。図5は、第1供給部材11の正面図、図6は第1供給部材11の背面図である。図7、図9及び図11は、第1供給部材11の要部断面図、図8及び図10は第1供給部材11の要部正面図である。
Next, the first and
第1供給部材11は、合成樹脂から形成され、図5に示すように、第1ホルダ6に連結する板状の連結部11aを備えている。連結部11aは、正方形状に形成され、その下部には前記したように、空気供給チューブ18が貫挿される3個の貫挿孔17が、水平方向に一列に並べられて貫通形成されている。また、各貫挿孔17の上側には、前記したように、第1ホルダ6のインク針N1に連通する各連通孔13がそれぞれ貫通形成されている。また、連結部11aには、各連通孔13に連続して設けられた溝状の各第1流路31が3本形成されている。これらの各第1流路31は、連結部11aに連続して形成された接続部11bに向かって延びるように形成されている。
The
接続部11bは、連結部11aと同様に第1供給部材11の一部を構成し、連結部11aの上部から左側に屈曲するように延出形成されている。尚、第2供給部材12の接続部11bは、連結部11aから右側に屈曲するように形成され、図1のように第1及び第2供給部材11,12を一直線状に並べると、各接続部11bの先端が中央で向かい合うようになっている。
The
また、第1供給部材11の裏面11dには、図6に示すように第1流路31の終端と、孔32aを介して連通する、3本の第2流路32が溝状に形成されている。各第2流路32は、その終端側が、第1供給部材11の正面11cに凹設された各円形凹部33の底面で開口し、円形凹部33にインクを吐出する導入口32bとなっている。
Further, on the
図5に示すように、3個の円形凹部33は、接続部11bに一列に並べて設けられている。図7に示すように、円形凹部33の底面33aは、第1供給部材11の正面11cから連続的に深くなるような傾斜面になっている。即ち、底面33aは、周縁部が浅く、中央部に向かって深くなっている。
As shown in FIG. 5, the three
図7に示すように、円形凹部33の底面33aであって、その中央部には、吐出部を構成する突部34が形成されている。突部34は、断面略台形状に形成され、その上面が正面11cと同じ高さ、或いは正面11cよりも若干外側に突出するような高さになっている。突部34の中心には、吐出部を構成する吐出孔35が貫通形成されている。吐出孔35は、突部34内にテーパ状に形成された、入口36と、入口36に連通した連通孔37とから構成されている。この連通孔37は、第1供給部材11の裏面11dに形成された、溝状の第3流路39に連通している。第3流路39は、図6に示すように接続部11bの先端に向かって延び、インク供給チューブ22との連結口11eに連通している。
As shown in FIG. 7, a projecting
第1供給部材11の正面11cに形成された、第1流路31及び円形凹部33は、可撓性部材としてのフィルムF1(図7参照)が正面11cに固着されることによって密閉されている。フィルムF1は、第1供給部材11と熱溶着可能な熱可塑性樹脂からなり、円形凹部33を閉塞する部分を、その底面33a側に撓ませた状態で第1供給部材11に熱溶着されている。このとき、円形凹部33の底面33aが傾斜面になっているため、底面33aと、底面33aと対峙するフィルムF1との相対距離は、底面33aの周縁部において小さく、底面33aの中央部において大きくなっている。
The
第1供給部材11の裏面11dに形成された、第2流路32及び第3流路39は、同じく熱可塑性樹脂からなるフィルムF2(図7参照)が、裏面11dに熱溶着されることにより密閉される。その結果、連通孔13を始端とし、連結口11eを終端とする流路が形成され、この流路と、インク供給チューブ22と、記録ヘッド5のノズルNまでの流路とで液体供給路としてのインク流路が形成される。
The
そして、図7に示すように、各円形凹部33がフィルムF1によってそれぞれ密閉されると、円形凹部33の内側面とフィルムF1によって、インクが一時貯留される圧力室38が形成される。この圧力室38には、第2流路32からインクが流入して一時貯留され、突部34に形成された吐出孔35からインクが吐出されて第3流路39に流入する。
As shown in FIG. 7, when each
第1供給部材11に熱溶着されたフィルムF1のうち、円形凹部33を閉塞する部分は、内外の圧力差に伴い変位することが可能な領域(以下、可撓部Kと言う。)になっている。具体的には、吐出孔35から圧力室38内のインクが吐出され、圧力室38内のインクが減少すると、図9に示すように、可撓部Kが突部34上面に当接し、吐出孔35を閉塞して閉弁状態となる。
A portion of the film F1 thermally welded to the
閉弁状態の圧力室38内にインクが流入すると、可撓部Kが圧力室38内のインクから受ける圧力が次第に大きくなる。圧力室38内にインクがさらに流入すると、図7に示すように可撓部Kが突部34から離間し、第2流路32と吐出孔35とが連通されて開弁状態になる。即ち、フィルムF1は、圧力室38のインクの増減に伴って変位するような軟質且つ軽量な材料から形成されることが要件となる。これらの円形凹部33,フィルムF1、突部34は、弁機構としてのチョークバルブBを構成する。このチョークバルブBは、可撓部Kが鉛直方向に沿うように第1供給部材11に設けられている。また、第2供給部材12にも、3つのチョークバルブBが各インク流路に対応して設けられている。
When ink flows into the
次に、チョークバルブBの作用について説明する。印刷のために、カートリッジCから記録ヘッド5にインクを供給する際には、加圧ポンプP1が駆動し、空気供給チューブ18を介してカートリッジCのケース20内に空気が充填される。空気圧によりインクパック21が押し潰されると、インク針N1を介して、連通孔13にインクが押し出される。さらに、インクは、第1流路31、第2流路32、チョークバルブB、第3流路39を介してインク供給チューブ22に圧送され、インク供給チューブ22を介して記録ヘッド5に供給される。即ち、加圧ポンプP1は、カートリッジC内のインクを、重力に抗して、
カートリッジCよりも鉛直方向上方の圧力室38、及び第3流路39等に送出し、さらに記録ヘッド5に圧送することが可能な圧力をカートリッジC内に発生させる。また、チョークバルブBの圧力室38には、インクが加圧状態で一時貯留されているので、可撓部Kが突部34に当接しない開弁状態を維持している。そして、加圧ポンプP1が駆動停止した場合にも、カートリッジCのケース20内にはインクパック21を押し潰すような圧力になるように空気が充填されているので、インク供給路の始端である連通孔13側には、チョークバルブB側からインクを逆流させない程度の圧力が加わっている。
Next, the operation of the choke valve B will be described. When ink is supplied from the cartridge C to the recording head 5 for printing, the pressure pump P1 is driven, and the
A pressure that can be sent to the
プリンタ1が、長期間の印刷休止状態から印刷を開始する場合や、図示しないケースに設けられたスイッチが押下されてクリーニング実行命令が出力されると、キャリッジ3がホームポジションまで移動し、キャップ26が作用位置まで移動する。さらに、記録ヘッド5がキャップ26にて封止された状態で吸引ポンプP2が駆動し、キャップ内空間S1が減圧される。その結果、記録ヘッド5のノズルNからインクが排出され、キャップ内空間S1に吐出される。
When the
このとき、インク流路内に侵入した空気、局所的な圧力低下等により、インク中に気泡が混入した場合には、図8に示すように圧力室38の鉛直方向上方であって、円形凹部33の底面33aと可撓部Kとの間に微小な気泡Aが滞留している。このとき、導入口32bが、圧力室38の鉛直方向下方に設けられているので、気泡AはカートリッジC側には逆流しないようになっている。尚、図中では気泡Aは便宜上大きく図示している。
At this time, when air bubbles enter the ink flow path due to air entering the ink flow path, local pressure drop, etc., as shown in FIG. Between the
さらに吸引ポンプP2の駆動が継続されると、ノズルNよりも上流に設けられた、第3流路39、吐出孔35、圧力室38内のインクも下流側に吸引される。そして、チョークバルブBが開弁状態である場合、圧力室38内のインクが吐出孔35を介して吐出され、圧力室38内のインクが減少するにつれて、可撓部Kが突部34の上面に近づくように変位する。このとき、可撓部Kは、図9に示すように、底面33aとの相対距離が小さい周縁部から、円形凹部33の底面33aに密着していく。このため、可撓部Kと底面33aとの間に滞留した気泡Aがインクとともに圧力室38の中央に向かって押し出され、図10に示すように突部34周辺に集められる。このとき、圧力室38上方に滞留する気泡Aが微小であっても、可撓部Kが底面33aに密着することによりインクとともに突部34側に押し出される。また、図9に示すように可撓部Kが突部34上面に当接し、吐出孔35を閉塞する。
When the suction pump P2 is further driven, the ink in the
可撓部Kが突部34に当接した後も吸引ポンプP2が駆動継続することにより、チョークバルブBよりも下流に設けられた、第3流路39内がさらに減圧される。そして、吸引ポンプP2の駆動を所定時間継続し、チョークバルブBよりも下流に負圧を蓄積した後、加圧ポンプP1の駆動を開始する。すると、カートリッジCからインクが押し出され、押し出されたインクは、第1流路31、第2流路32を介して、圧力室38内に圧送される。圧力室38にインクが流入されると、図11に示すように、可撓部Kの中央部が突部34と離間して開弁し、負圧が蓄積された流路に圧力室38内のインクが一気に流入する。すると、突部34周辺に集められた気泡Aが、流速の高められたインクとともに、吐出孔35に押し出される。このとき、気泡Aは、下流側の流路内に蓄積された負圧により膨張し、流路内から排出されやすい状態になっている。また、第3流路39、インク供給チューブ22内の管路、記録ヘッド5内の流路に、流速の高められたインクが流れ込み、各流路内に滞留した気泡、増粘したインク等が記録ヘッド5のノズルNから排出される。こうして、いわゆるチョーククリーニングが行われ、このチョーククリーニングを繰り返し行うことにより、圧力室38内に滞留する気泡の成長を防止することができる。
Even after the flexible portion K comes into contact with the
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態によれば、第1及び第2供給部材11,12に形成されたインク流
路の途中には、壁面の一部がフィルムF1により構成された圧力室38と、圧力室38の底面33aに形成された突部34とを備えたチョークバルブBが設けられている。圧力室38を閉塞するフィルムF1(可撓部K)は、圧力室38内外の圧力によって変位するような材質で構成されている。従って、メンテナンス機構25の吸引ポンプP2の駆動によって、記録ヘッド5のノズルNからインクを吸引排出することにより、流路及び圧力室38内を減圧し、可撓部Kを突部34に当接してインク流路を閉塞することができる。そして、吸引ポンプP2の駆動を継続することにより、圧力室38よりも下流側の流路に負圧を蓄積することが可能となる。さらに加圧ポンプP1の駆動により圧力室38にインクを圧送して、可撓部Kを突部34から離間させ、負圧が蓄積された下流側のインク流路に、インクを一気に送出することができる。このため、記録ヘッド5を含むインク流路内の気泡、及び増粘したインク等を、流速の高められたインクとともにノズルNから排出する、いわゆるチョーククリーニングを行うことができる。このため、電磁制御弁等を使用せず、装置の大型化を防止するとともに、簡単にチョーククリーニングを行うことができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the above embodiment, in the middle of the ink flow path formed in the first and
しかも、圧力室38は、可撓部Kと対峙する底面33aが、突部34から離間するにつれて、可撓部Kとの相対距離が小さくなるような傾斜面に形成されている。つまり底面33aの周縁部は可撓部Kとの相対距離が小さいので、可撓部Kが圧力室38のインク減少に伴い変位したとき、可撓部Kが底面33aの周縁部と密着し、鉛直方向上方に滞留した気泡を突部34側に押し出すことができる。従って、加圧ポンプP1の駆動により、圧力室38内にインクを圧送してチョークバルブBを開弁したときに、流速の高められたインクとともに、突部34周辺に集められた気泡Aを吐出孔35から容易に排出することができる。このため、ドット抜け等の印刷不良を防止することができる。
Moreover, the
(2)上記実施形態では、圧力室38の底面33aには、吐出孔35が貫通形成された突部34が設けられている。このため、圧力室38の開口を閉塞するように設けられたフィルムF1(可撓部K)が、圧力室38内のインクの増減に応じて変位し、吐出孔35を容易に開閉することができる。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態では、各チョークバルブBは、可撓部Kが鉛直方向に沿うように第1及び第2供給部材11,12に設けられている。このため、圧力室38の鉛直方向上方に気泡Aが滞留しやすい場合に、特に効果を発揮することができる。
(3) In the said embodiment, each choke valve B is provided in the 1st and
(4)上記実施形態では、圧力室38の底面33aは、突部34から離間するにつれて可撓部Kとの相対距離が連続的に小さくなる傾斜面に形成されている。このため、底面33aに段差面等が形成されている場合と比較して、可撓部Kが底面33aに密着しやすくなり、突部34側に気泡を容易に押し出すことができる。
(4) In the above embodiment, the
尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、円形凹部33の突部34を省略してもよい。この場合、吐出孔35は、円形凹部33の底面33aにて開口し、可撓部Kは、底面33aで開口した吐出孔35を閉塞可能な状態で固着される。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、円形凹部33の突部34は、円形凹部33の中央以外の場所に設けられてもよい。このとき、円形凹部33の底面33aは、気泡が滞留しやすい隅部から突部34に向かって傾斜する。また、円形凹部33は、円形に限られることなく、その他の形状に形成されてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、図12に示すように、円形凹部33の底面33aは、鉛直方向上側の半円部にのみ、傾斜面を備えていても良い。この場合でも、鉛直方向上方に滞留した気泡を、突部34側に押し出すことができる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 12, the
・上記実施形態では、吐出部を構成する吐出孔35は、可撓部Kと対峙する壁面(上記実施形態では底面33a)にて開口していなくてもよい。例えば、図13に示すように、圧力室38を構成する凹部50の壁面のうち、可撓部Kと対峙しない側面で吐出孔35を開口させてもよい。この場合、吐出孔35は鉛直方向下方に設けることが好ましい。そして、可撓部Kと対峙する底面52は、吐出孔35から離間するにつれて、可撓部Kとの相対距離が小さくするように形成されている。このとき、底面52は、鉛直方向上方側の領域が、可撓部Kとの相対距離が小さく、鉛直方向下方の領域が可撓部Kとの相対距離が大きくなるようにすることが好ましい。従って、可撓部Kが底面52に近づくように変位すると、鉛直方向上側の可撓部Kと底面52とが密着し、滞留した気泡を排出することができる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、チョークバルブBを、フィルムFが鉛直方向に沿って配置されるように設けたが、フィルムFが水平方向に沿って配置されるように設けてもよい。
・上記実施形態では、チョークバルブBを、第1及び第2供給部材11,12の途中に設けたが、それ以外の場所に設けてもよい。また、カートリッジCから記録ヘッド5側へインクを供給するインク流路は、第1及び第2供給部材11,12に形成された流路を備えなくてもよく、チューブ等でもよい。
In the above embodiment, the choke valve B is provided so that the film F is arranged along the vertical direction, but may be provided so that the film F is arranged along the horizontal direction.
-In above-mentioned embodiment, although the choke valve B was provided in the middle of the 1st and
・フィルムF1、F2は、圧力室38のインクの減少又は増加を感知できるような軟質の材質であればよく、熱可塑性樹脂に限定されない。第1及び第2供給部材11,12に対して接着剤等で固着されてもよい。
The films F1 and F2 may be any soft material that can detect a decrease or increase in ink in the
・上記実施形態では、加圧ポンプP1を省略し、カートリッジCをチョークバルブB及び記録ヘッドよりも上方に配置し、水頭差により、カートリッジCから下流にインクを供給するようにしてもよい。 In the above embodiment, the pressure pump P1 may be omitted, the cartridge C may be disposed above the choke valve B and the recording head, and ink may be supplied downstream from the cartridge C due to a water head difference.
・上記実施形態では、プリンタ1(液体噴射装置)を、チョークバルブBを1個備えた構成、又は6個以外の複数個備えた構成にしてもよい。
・上記実施形態においては、液体噴射装置として、インクを吐出するプリンタ1について説明したが、その他の液体噴射装置であってもよい。例えば、ファックス、コピア等を含む印刷装置や、液晶ディスプレイ、ELディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置であってもよい。また、チョークバルブB(弁機構)を液体噴射装置以外の装置に応用してもよい。また、流体もインクに限られず、他の流体に応用してもよい。
In the above embodiment, the printer 1 (liquid ejecting apparatus) may be configured to include one choke valve B or a configuration including a plurality other than six.
In the above embodiment, the
1…液体噴射装置としてのプリンタ、5…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、11,12…外郭部材としての第1及び第2供給部材、13…液体供給路を構成する連通孔、22…液体供給路を構成するインク供給チューブ、31…液体供給路を構成する第1流路、32…液体供給路及び導入部を構成する第2流路、33…液体供給路を構成する円形凹部、34…吐出部を構成する突部、35…液体供給路及び吐出部を構成する吐出孔、38…液体供給路を構成する圧力室、39…液体供給路を構成する第3流路、C…液体貯留手段としてのカートリッジ、F…可撓性部材としてのフィルム、N…ノズル、P1…加圧ポンプ、P2…吸引手段としての吸引ポンプ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記液体供給路の途中に、液体の導入部と吐出部とを有する圧力室を備え、
前記圧力室は、その壁面の一部が、内外の圧力差に伴い変位する可撓性部材で形成されると共に、前記可撓性部材と対峙する前記圧力室の対峙壁面が、前記吐出部から離間するにつれて前記可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成され、
前記可撓性部材は、前記吸引手段が前記吐出部を通じて前記圧力室から前記液体を吸引した場合に、当該可撓性部材における前記対峙壁面との相対距離が小さい部位から前記対峙壁面に対して次第に密着するように変位して前記吐出部を閉塞するように前記吐出部に対して当接すると共に、当該吐出部に対して当接した状態で、前記吸引手段が前記液体供給路における前記吐出部よりも前記液体噴射ヘッド側の流路に負圧を蓄積させると共に前記導入部を通じて前記圧力室に前記液体が圧送された場合に前記吐出部から離間することを特徴とする液体噴射装置。 Liquid storing means for storing liquid, liquid ejecting head for ejecting liquid from the nozzle, liquid supply path for communicating the liquid storing means and the liquid ejecting head, and suction for sucking liquid from the nozzle of the liquid ejecting head A liquid ejecting apparatus comprising:
A pressure chamber having a liquid introduction part and a discharge part in the middle of the liquid supply path,
Said pressure chamber, a part of the wall surface, Rutotomoni formed of a flexible member which is displaced with the pressure difference between the inside and the outside, facing the wall of the pressure chamber which faces said flexible member, from the discharge portion The distance between the flexible member and the flexible member decreases as the distance increases .
When the suction means sucks the liquid from the pressure chamber through the discharge portion, the flexible member is configured to be opposed to the opposite wall surface from a portion having a small relative distance to the opposite wall surface in the flexible member. The suction means is in contact with the discharge section so as to gradually close and close the discharge section, and the suction means is in contact with the discharge section in the liquid supply path. In addition, the liquid ejecting apparatus is configured to accumulate negative pressure in the flow path on the liquid ejecting head side and to be separated from the ejection unit when the liquid is pressure-fed into the pressure chamber through the introduction unit .
前記圧力室は、前記可撓性部材と対峙する対峙壁面の鉛直方向上側の領域が、前記可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成されていることを特徴とする液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to claim 1,
In the liquid ejecting apparatus, the pressure chamber is formed such that a region on the upper side in the vertical direction of the facing wall facing the flexible member is reduced in relative distance from the flexible member.
前記可撓性部材と対峙する対峙壁面は、前記吐出部から離間するにつれて前記可撓性部材との相対距離が連続的に小さくなる傾斜面に形成されていることを特徴とする液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to claim 1 or 2,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the facing wall surface facing the flexible member is formed on an inclined surface in which a relative distance to the flexible member continuously decreases as the distance from the discharge unit increases.
前記吐出部は、前記可撓性部材と対峙する対峙壁面に形成された突部と、前記突部の上面において開口した吐出孔とを備えていることを特徴とする液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the discharge unit includes a protrusion formed on an opposite wall surface facing the flexible member, and a discharge hole opened on an upper surface of the protrusion.
前記圧力室に前記液体供給路から液体を導入する前記導入部は、前記圧力室の鉛直方向下方に形成されていることを特徴とする液体噴射装置。 The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the introduction portion that introduces the liquid into the pressure chamber from the liquid supply path is formed vertically below the pressure chamber.
前記可撓性部材と対峙する前記圧力室の対峙壁面が、前記吐出部から離間するにつれて前記可撓性部材との相対距離が小さくなるように形成され、
前記可撓性部材は、前記吐出部を通じて前記圧力室から前記液体が吸引された場合に、当該可撓性部材における前記対峙壁面との相対距離が小さい部位から前記対峙壁面に対して次第に密着するように変位して前記吐出部を閉塞するように前記吐出部に対して当接すると共に、当該吐出部に対して当接した状態で、前記液体供給路における前記吐出部よりも前記液体噴射ヘッド側の流路に負圧が蓄積されると共に前記導入部を通じて前記圧力室に前記液体が圧送された場合に前記吐出部から離間することを特徴とする弁機構。 A pressure chamber having an inlet portion and a discharge portion of the liquid, the flexible member forming a part of the wall of the pre-Symbol pressure chamber is and away with respect to the discharge portion with the pressure difference between the inside and outside of the pressure chamber A valve mechanism for switching the communication state between the introduction part and the discharge part by displacing the valve,
The opposing wall surface of the pressure chamber facing the flexible member is formed such that the relative distance from the flexible member decreases as the pressure chamber separates from the discharge portion ,
When the liquid is sucked from the pressure chamber through the discharge part, the flexible member gradually comes into close contact with the opposing wall surface from a portion where the relative distance between the flexible member and the opposing wall surface is small. In this state, the liquid ejecting unit is in contact with the ejection unit so as to close the ejection unit and is in contact with the ejection unit with respect to the liquid ejecting head in the liquid supply path. The valve mechanism is characterized in that a negative pressure is accumulated in the flow path and the liquid is separated from the discharge portion when the liquid is pumped into the pressure chamber through the introduction portion .
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