JP4852203B2 - Ink supply device air discharge method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインク供給装置の空気排出方法に関し、特にインクジェット記録装置のインクジェットヘッドにインクを供給するインク供給装置におけるインク容器内の空気を排出する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
オンデマンド型のインクジェット記録技術には、インクを充填した液室の壁の一部に振動板を設け、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高めインクを吐出する方式や、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、インクを吐出する方式が広く知られている。これらのインクジェットヘッドにインクを供給する手段も、記録装置の仕様により様々な方式が実用化されている。最も普及している小型のプリンタにおいては、紙の走査方向に直角に高速で往復運動するキャリッジに、インクが収容されたインクカートリッジがインクジェットヘッドと共に搭載される方式が最も一般的である。この場合、インクカートリッジの水頭差やキャリッジ走査による圧力等の悪影響をキャンセルために、インクカートリッジ内部を負圧に維持する部材を設け、インクジェットヘッドのノズルのメニスカスを維持して印字品質を安定化している。
【0003】
この負圧維持の方法としては、例えば特許第2,936,697号明細書(以下従来例1と称す)に開示されているようなフォーム体をカートリッジ内に収容してその毛管力によって負圧を発生させる方法が最も一般的に採用されている。また、負圧を発生させる別の方法としては、特開平5−305713号公報(以下従来例2と称す)に開示されているような、可とう性部材とばねを用いた方法が開示されている。この方式は、フォーム体方式のインク容量の問題とゴミのフィルタリングの問題を両方解決するもので、インク供給方法として優れている。また、この可とう性フィルムとばねを用いたインク供給容器にインクを補充して、繰り返し使用できる。更に、インク容器内から空気を除去する方法として、特開平10−29324号公報(以下従来例3と称す)において、負圧調整部材の操作により負圧容器内の空気を上流側のインクカートリッジに排出する提案がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例1によれば、フォーム体は実際の体積に対して含浸できるインクが少なく、インクカートリッジが大型化になりやすい欠点を有する。また、多数回のカートリッジ交換によってフォームから発生されるゴミをインクジェットヘッドに蓄積させないようにするには、インクジェットヘッドとインクカートリッジの間に大型のフィルタを備えるか、またはカートリッジ内部にフィルタを内蔵する必要が生じる。また、フィルタは非常に高価な部品であり、プリンタ或いはカートリッジの著しいコストアップにつながる。
【0005】
また、上記従来例2の方法によれば、補充の繰り返しや長期間放置等により容器内に蓄積する気泡の除去のための構造が複雑であり、小型化、記録装置への搭載には不向きである。
【0006】
更に、上記従来例3によれば、気泡を上流側に戻してしまうと、インクの溶存空気量が増加しインクの品質が低下し、後にインクジェットヘッドに供給された段階で気泡を発生しやすくなる。
【0007】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、長期に渡って信頼性の高いインク供給を実現することができ、高速印字可能な記録装置に適し、かつ小型なインク供給装置の空気排出方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明のインク供給装置の吸気排出方法によれば、インクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに用いられ、少なくともインク排出口及び負圧維持部材を具備し、インクが収容されるインクカートリッジが近接位置で着脱自在に接続されているインク容器と押圧部材を有するインク供給装置の空気排出方法であって、該インク容器はインク収納部及び開閉自在な大気連通口を具備し、空気を排出する場合は、負圧状態となっていたインク収納部を押圧部材で押圧可能な位置に、押圧部材を配置した状態を維持しながら大気連通口を開けて、インク容器を形成する筐体の一部に設けられた開口部を介してインクをインク収納部に補充し、インク補充終了後、押圧部材で押圧した状態のまま大気連通口を閉じてインク収納部を大気遮断することに特徴がある。よって、多数回のカートリッジ交換に対してゴミ等の混入が少なく、長期に渡り信頼性の高いインク供給を行い得る、小型のインクジェット記録装置に適したインク供給装置の吸気排出方法を提供できる。
【0014】
更に、インクカートリッジとインク容器の接続部を、インクカートリッジあるいはインク容器の内圧に応じて開閉することにより、簡単な機構でインクの補充を実現できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明のインク供給装置の空気排出方法は、インクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに用いられ、少なくともインク排出口及び負圧維持部材を具備し、インクが収容されるインクカートリッジが近接位置で着脱自在に接続されているインク容器と押圧部材を有するインク供給装置の空気排出方法であって、該インク容器はインク収納部及び開閉自在な大気連通口を具備し、空気を排出する場合は、負圧状態となっていたインク収納部を押圧部材で押圧可能な位置に、押圧部材を配置した状態を維持しながら大気連通口を開けて、インク容器を形成する筐体の一部に設けられた開口部を介してインクをインク収納部に補充し、インク補充終了後、押圧部材で押圧した状態のまま大気連通口を閉じてインク収納部を大気遮断する。
【0021】
【実施例】
図1は本発明の第1の実施例に係るインク供給装置の構成を示す断面図である。図1の(a)はインク供給装置の主走査方向断面図、図1の(b)は図1の(a)のA−A’線断面図、図1の(c)はインク供給装置の記録ヘッド近傍の側面図である。本実施例のインク供給装置は、図1に示すように、主に、記録ヘッド101に接続されるサブタンク201と、サブタンク201に近接位置で接続されるインクカートリッジ301とを含んで構成されている。このサブタンク201には、サブタンクフレーム202と可とう性フィルム203で囲まれたインクバッファ204が形成され、記録ヘッド101との接合部にインク排出口205が設けられている。インクバッファ204の内部には可とう性フィルム203を外側に付勢する弾性部材206が設けられており、この弾性部材206により通常は、インクバッファ204の内部は負圧が維持されている。弾性部材206としては、板ばねやコイルばね等の様々な種類のものを使用することができるが、選択するばねの構造によって適宜に弾性部材206と可とう性フィルム203の間に板を介在させても良い。また、図1においては、弾性部材206をインクバッファ204の内部に設けているが、インクバッファ204の外側から可とう性フィルム203を引っ張ることで負圧を発生させても良い。この負圧により記録ヘッド101のノズル部におけるメニスカスが安定に維持される。なお、図1に示す本実施例おいては一面のみ弾性変形する構成としているが、相対する2面が弾性変形する構造も可能である。また、図1では弾性部材を可とう性フィルム203と弾性部材206を組み合わせて構成しているが、可とう性フィルム203が十分な復元力を有する弾性フィルムである場合には弾性部材206を設ける必要はない。
【0022】
また、サブタンク201の上部には、大気連通口207が設けられており、ばね208により付勢される大気開放弁209によって通常閉じられる構造とされている。これによりインクバッファ204の内部は外部に対して通常密閉状態を維持するが、例えば図1の(a)に示すごとく外部からの押圧部材401等のアクセスによって適宜開弁し、インクバッファ204の内部を大気開放可能な構成となっている。更に、このサブタンク201の上部には、インクカートリッジ301からインクをインクバッファ204に補充可能にするためのインク補充口210が形成されている。このサブタンク201に近接位置で接続されるインクカートリッジ301は、インクが充填された剛体容器或いは可とう性の袋を用いることができる。図1の(a)においては、インクカートリッジ301のインク排出部にばね302で付勢されたインク補充弁303が設けられており、インクカートリッジ301がサブタンク201に単に接続されている状態ではインクがインクカートリッジ301から流れ出さないようにばね力が設定されている。ただし、この弁機構は、必ずしもインクカートリッジ301側にある必要はなく、サブタンク201のインク補充口210の部分に設けても良い。またインクカートリッジ301とサブタンク201の相対位置に関しても、図1のようにインクカートリッジ301がサブタンク201の上側に接続される構成に限られるものではなく、横方向に並べて配置する構成でも良い。
【0023】
次に、本実施例のインク供給装置の動作について図1を参照して説明する。図1において、記録ヘッドからインクを印写して、サブタンク201内のインクバッファ204からインクがある程度消費された状態を示している。インクバッファ204に連通した大気連通口207の大気開放弁209及びインク補充口210に連通するインク補充弁303のそれぞれは通常閉じているため、インクの消費に伴ってインクバッファ204の容積が減少し、それに伴い弾性部材206と可とう性フィルム203とからなる弾性部材が内側に変形する。通常のばねを用いた場合は、ばね変形量が多くなるとばねの発生力が多くなるので、インクバッファ204内の負圧が上昇する。この負圧はインク補充弁303を開弁するように作用するため、ばね302を適宜に設定することにより、インクバッファ204の負圧に応じて自動的にインク補充弁303が開き、インクを補充させることができる。また、図1のようにサブタンク201がインクカートリッジ301の下に配置される構成においては、両者の水頭差を有効に利用することができる。本実施例のインク供給装置においては水頭差のみによって適宜サブタンク201へインクを補充することも可能であり、非常にシンプルなインク供給系を実現することができる。当然のことながら、インク補充弁303を電磁弁のように外部信号により制御可能なものを用いて、適宜にインク補充を行うようにしても良い。
【0024】
本実施例のインク供給装置においては、インクカートリッジ301を多数回交換しながら長期間使用することを想定したものである。このような場合、インクカートリッジ交換時の気泡混入やインク流路系を構成する各部材の透気性等により、インクバッファ204の内部に空気が蓄積することがある。インクバッファ204の内の空気は、記録ヘッド101に混入して印字不良を引き起こしたり、環境温度の上昇により空気が膨張してインクバッファ204内の負圧に悪影響を及ぼす。そこで、本実施例によるインク供給装置は、インクバッファ204内の空気を排出する機能を有することができる。
【0025】
また、図2の(a)の状態から空気を排出する場合、図2の(b)に示すように、サブタンク201のケースに形成された側面開口部211を介して押圧部材501を所定位置まで挿入する。この状態で、図1の(a)に示す押圧部材401を大気連通口207に挿入し、大気開放弁209を開くと、インクバッファ204内が負圧であるために、大気連通口207から空気が取り込まれ内部が大気圧になる。そのため、図2の(c)に示すように、サブタンク201の内側方向に変位していた弾性部材206の復元力によって押圧部材501に突き当たるまでインクバッファ204が膨張する。この時、インクバッファ204がまだ膨張する余地のある状態となるように、押圧部材501の位置は決められている。この状態で、インクを補充すると、比重の差で空気がインクバッファ204の上部に押しやられ、大気連通口207から外部に排出される。インクバッファ204のインク補充が終了した時は、インクバッファ204内はインクで満たされ空気はほとんど残っていない状態となる。この状態で、大気開放弁209を閉じて内部を再び大気と遮断し、その後図2の(d)のように押圧部材501を待避させる。押圧部材501の待避により弾性部材206がインクバッファ204を更に膨張させるように力を作用させるため、インクバッファ204内部に負圧が発生され、印字可能な状態に復帰する。この空気排出の過程において、ばねの力の大きさによっては大気開放して押圧部材501に可とう性フィルム203が直接接触すると、可とう性フィルム203が損傷する恐れがある。したがって、この接触部に保護部材212としてのクッション材、低摩耗材等を設けると良い。また、大気開放の際に大気連通口207からゴミが混入する場合があるため、図1に示すように大気連通口207とインクバッファ204の境界付近にフィルタ213を形成すると良い。更に、上述したように、大気開放状態でインクを補充するが、インク補充弁303がインクバッファ204の負圧上昇により動作するように設定されている場合には、インクバッファ204が大気圧の状態では開弁しない。その場合には、インクカートリッジ301を加圧することによって弁を開き、補充することができる。
【0026】
ここで、加圧の方法としては例えば、インクカートリッジ301を可とう性の袋で構成しておき、袋をつぶすように外側から圧力を加えるような方法が簡便である。その構成を有する本発明の第2の実施例に係るインク供給装置の構成を図3に示す。図3の(b)は図3の(a)においてB−B’線断面図である。図3では、インクカートリッジ301のケース内にインク収容袋304が設けられており、インクカートリッジ301のケースに形成された開口部306から加圧部材601を挿入してインク収容袋304を押圧して補充圧を発生させる構成を示している。インク収容袋304が完全につぶれて内部に残留するインク量を減らすために、加圧板305を介して加圧する構成になっている。また、図3では、インク補充弁の別の例を示しており、小径孔あるいはスリットからなる高流体抵抗部材で弁機能を持たせている。この方法によれば、非常に簡易な構成で前述した図1と同様の補充動作を実現することができる。
【0027】
図4はインクカートリッジ301を本体固定とし、キャリッジ11に搭載され、記録ヘッド101とサブタンク201のみの構成としたインクジェットヘッドとインクカートリッジ301をチューブ12で連結した構成の概略図である。このように、インクカートリッジ301を本体固定とすることにより大容量のインクカートリッジ301を用いた場合でも、キャリッジ11の総重量を軽いまま維持することができるため、高速印字が可能であり、特に大量印字するオフィス用高速プリンタに適している。
【0028】
図5はチューブ連結方式のインク供給装置の構成図である。図5はインク供給装置の主走査方向断面図である。図1の構成と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。先ず、大気連通口207は、ばね215で付勢されている大気開放弁214によって通常閉じられ、大気と遮断された状態で設けられている。この弁の開閉は外部からのピン701等による押圧により行われる。インク補充口210は、サブタンク201内に形成されたばね217とインク補充弁218によって通常閉じられ、補充がカットされている。このインク補充口210は、図4のチューブ12に接続しており、図示しない本体固定のインクカートリッジと接続している。また、図5においては、補充の完了を検知するセンサ218がサブタンク201上部に形成されている。インクの補充、空気排出動作に関しては、図1のインクカートリッジを直接サブタンクに接続する方式と同一であるので、説明を省略する。このようにチューブ連結による高速プリンタに対しても、簡単な機構により適宜空気を排出しながら長期に渡り安定したインク供給を行うことができる。
【0029】
(具体例1)
図1において容積が約5ccのサブタンク201のサブタンクフレーム202をポリエチレン樹脂で形成した。大気連通口207部分には、ブチルゴム製のシール材とポリエチレン樹脂製のシール板からなる大気開放弁209を約30gfの力を発生するばね208で加圧状態でセットした。大気連通口207とサブタンク201内部の境界面にろ過精度5ミクロンのフィルタ213を熱融着で固定した。次に、サブタンクフレーム202の一側面に板ばねによる圧縮ばねを固定した後、可とう性フィルム203にたるみを持たせた状態でサブタンクフレーム202に熱融着して固定した。ばねとしては、最大荷重約70gfの力を発生させるものを用い、可とう性フィルム203としてはガスバリア性のある厚さ40ミクロンの積層フィルムを用いた。表面に保護部材212としての薄いフォーム体を貼り付けた後、カバーを取り付けた。インクカートリッジ301としては、アルミ層を中間層に有し内側のシーラント層がポリエチレン、外層がナイロンの積層フィルムによって形成された袋にインクが充填されたものを用いた。このインクカートリッジ203のインク排出口には、作動圧が約80mmAqに設定されたインク補充弁303を直径約4mmの鋼球15と圧縮コイルばね302とブチルゴム製のシール材により形成して設けた。このインクカートリッジ301をサブタンク201にブチルゴム製のシール材を介して圧接固定し、サブタンク201のインク排出口205に記録ヘッド101を取り付けてインクを噴射させ評価した。その結果、インク消費に伴って適宜インクが補充され、インクカートリッジ301が空になるまで、安定して印字が行え良好なインク供給が行われていることが確認できた。
【0030】
(具体例2)
具体例1で説明したサブタンク201を用い、図3に示すようなインクが袋内に収容され、外部から加圧可能なインクカートリッジ301をサブタンク201に接続した。このカートリッジのインク排出口部には、高流体抵抗部材としての小径孔を設けた。小径孔の大きさは、直径0.3mm、長さ10mmとした。このような構成で具体例1と同様に記録ヘッド101をサブタンクのインク排出口205に取付け、インクを噴射してインク供給の評価を行った。インク消費がゆっくり行われた場合は具体例1と同様にサブタンク201へのインク補充がインク消費に連動して自動的に行われた。しかし、具体例2においては、インクカートリッジ301のインク排出口の小径孔の流体抵抗が大きいため、インクを短時間に消費した場合には、サブタンク内の負圧上昇のみではインク補充が間に合わない状態が生じた。この場合は、インクカートリッジ301の側面の開口部より加圧部材601を挿入し、インクカートリッジ301の内圧を上昇させて補充を行った。この場合には、図示しないがサブタンク201の上部に水位検知をする電極を2つ設け、この電極間の抵抗値により補充完了を検出して、カートリッジの加圧の制御を行った。
【0031】
(具体例3)
具体例2と同様に図3のインク供給装置において、インクカートリッジ301内に故意に空気を混入させ、インク供給を行った。インクカートリッジ301を強制加圧することで、空気をサブタンク201に送り込み、記録ヘッドの印写を行ったところ、正常に噴射されないノズルが多数個発生した。そこで、次に、同様の方法により空気をサブタンク内に送り込んだ後、図2の(b)のようにサブタンク201の側面の開口から押圧部材501をサブタンクカバーの内面から約1mm内側に挿入した状態で、ピンを大気連通口207に挿入し、サブタンク内を大気開放した。次に、インクカートリッジ301の側面の開口部より加圧部材601を挿入し、インクカートリッジ301の内圧を上昇させてインク補充を行った。補充完了後、大気連通口207からピンを抜いて内部を大気と遮断し、押圧部材501をサブタンク201外に待避させてサブタンク201内に負圧を発生させた。この状態で再度インク噴射を行ったところ、サブタンク201がほとんど空になる状態まで良好な噴射状態を得ることができ、インク供給が良好に行われていることが確認できた。
【0032】
(具体例4)
図5のように容積が約5ccのサブタンク201のサブタンクフレーム202をポリエチレン樹脂で形成した。大気連通口207部分には、ブチルゴム製のシール材とポリエチレン樹脂製のシール部材からなる大気開放弁214を約30gfの力を発生する板ばね215で加圧状態でセットした。次に、サブタンクフレーム202の一側面に板ばねによる圧縮ばねを固定した後、可とう性フィルムにたるみを持たせた状態でサブタンクフレーム202に熱融着して固定した。ばねとしては、最大荷重約70gfの力を発生させるものを用い、可とう性フィルムとしてはガスバリア性のある厚さ40ミクロンの積層フィルムを用いた。インクカートリッジ301としては、アルミ層を中間層に有し内側のシーラント層がポリエチレン、外層がナイロンの積層フィルムによって形成された袋にインクが充填されたものを用いた。このインクカートリッジ301とサブタンク201は内径が2mm、長さが800mmのポリエチレン製のチューブ12で接続した。チューブ12とサブタンク201の接続部は、図5のように弁を形成した。この弁は、ばね216で付勢されて鋼球217とシール材により通常は約10gfの力で閉じており、インクカートリッジ301とサブタンク201の差圧で動作するように形成した。インクカートリッジ301は、具体例3と同様に図3のようにインク収容袋304を有し、外部から加圧できる構成のものを用いた。具体例4においてはサブタンク201とインクカートリッジ301の間にチューブ12を介しており、またインク補充の弁に比較的強い力のばねを用いたため、通常状態でカートリッジを押圧するようにし、サブタンク内圧が−80mmAqで弁が自動的に開くように調節した。このような構成のインク供給装置を図4のように記録装置にセットし、印写評価を行ったところ、インク消費に応じて適宜インクカートリッジ301からインクが補充され、良好な結果を得ることができた。次に、具体例3と同様に空気を故意に封入したインクカートリッジを接続し、インク補充動作を行ったところ、印写不良が生じた。そこで、具体例3と同様のシーケンスで押圧部材401と補充を連動させて動作させ、空気排出を行ったところ、再び良好な印写状態が得られ、サブタンク内の空気が良好に排出できたことが確認できた。
【0033】
以下、上述したインク供給装置を搭載したインクジェット記録装置について説明する。図6は別の発明に係るインクジェット記録装置の要部構成を示す斜視図である。
【0034】
図6において、別の発明のインクジェット記録装置は、装置本体61の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ62、キャリッジ62に搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ63等で構成される印字機構部64等を収納し、印字機構部64によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイに排紙する。印字機構部64は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド65と従ガイドロッド66とでキャリッジ62を主走査方向(図6で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、このキャリッジ62にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなる記録ヘッドを複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ62には記録ヘッドに各色のインクを供給するための各インクカートリッジ63を交換可能に装着している。
【0035】
ここで、キャリッジ62は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド65に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向下流側)を従ガイドロッド66に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ62を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ67で回転駆動される駆動プーリ68と従動プーリ69との間にタイミングベルト70を張装し、このタイミングベルト70をキャリッジ62に固定しており、主走査モータ67の正逆回転によりキャリッジ62が往復駆動される。
【0036】
また、キャリッジ62の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッドの吐出不良を回復するための回復装置71を配置している。回復装置71はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ62は印字待機中にはこの回復装置71側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッドをキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッドの吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【0037】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインク供給装置の空気排出方法によれば、インクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに用いられ、少なくともインク排出口及び負圧維持部材を具備し、インクが収容されるインクカートリッジが近接位置で着脱自在に接続されているインク容器と押圧部材を有するインク供給装置の空気排出方法であって、該インク容器はインク収納部及び開閉自在な大気連通口を具備し、空気を排出する場合は、負圧状態となっていたインク収納部を押圧部材で押圧可能な位置に、押圧部材を配置した状態を維持しながら大気連通口を開けて、インク容器を形成する筐体の一部に設けられた開口部を介してインクをインク収納部に補充し、インク補充終了後、押圧部材で押圧した状態のまま大気連通口を閉じてインク収納部を大気遮断することに特徴がある。よって、多数回のカートリッジ交換に対してゴミ等の混入が少なく、長期に渡り信頼性の高いインク供給を行い得る、小型のインクジェット記録装置に適したインク供給装置の空気排出方法を提供できる。
【0044】
更に、インクカートリッジとインク容器の接続部を、インクカートリッジあるいはインク容器の内圧に応じて開閉することにより、簡単な機構でインクの補充を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るインク供給装置の構成を示す断面図である。
【図2】本実施例のインク供給装置の動作を示す部分断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係るインク供給装置の構成を示す断面図である。
【図4】サブタンクとインクカートリッジとをチューブで連通した構成を示す概略斜視図である。
【図5】チューブ連結方式のインク供給装置の構成を示す断面図である。
【図6】別の発明のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
101;記録ヘッド、201;サブタンク、202;サブタンクフレーム、
203;可とう性フィルム、204;インクバッファ、205;インク排出口、
206;弾性部材、207;大気連通口、208;ばね、209;大気開放弁、
210;インク補充口、211;穴、212;保護部材、
301;インクカートリッジ、302;ばね、303;インク補充弁、
401,501,601,701;押圧部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink supply device. Air discharge method In particular, an ink supply device for supplying ink to an ink jet head of an ink jet recording apparatus For discharging air in an ink container About.
[0002]
[Prior art]
In on-demand inkjet recording technology, a diaphragm is provided on a part of the wall of the liquid chamber filled with ink, and the diaphragm is displaced by a piezoelectric actuator or the like to change the volume in the liquid chamber to increase the pressure and eject ink. And a system in which a heating element that generates heat when energized is provided in the liquid chamber, and the pressure in the liquid chamber is increased by bubbles generated by the heat generation of the heating element to discharge ink. Various methods for supplying ink to these inkjet heads have been put into practical use depending on the specifications of the recording apparatus. In the most popular small printers, a system in which an ink cartridge containing ink is mounted together with an inkjet head on a carriage that reciprocates at high speed perpendicular to the paper scanning direction is the most common. In this case, in order to cancel the adverse effects such as the water head difference of the ink cartridge and the pressure due to carriage scanning, a member for maintaining the inside of the ink cartridge at a negative pressure is provided, and the meniscus of the nozzle of the ink jet head is maintained to stabilize the print quality. Yes.
[0003]
As a method of maintaining the negative pressure, for example, a foam body as disclosed in the specification of Japanese Patent No. 2,936,697 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) is accommodated in a cartridge, and the negative pressure is generated by the capillary force. The method of generating is most commonly adopted. Further, as another method for generating the negative pressure, a method using a flexible member and a spring as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-305713 (hereinafter referred to as Conventional Example 2) is disclosed. Yes. This method solves both the problem of the ink capacity of the foam type and the problem of dust filtering, and is an excellent ink supply method. Further, the ink supply container using the flexible film and the spring can be replenished with ink and used repeatedly. Further, as a method for removing air from the inside of the ink container, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-29324 (hereinafter referred to as Conventional Example 3), the air in the negative pressure container is moved to the upstream ink cartridge by operating the negative pressure adjusting member. Proposals for discharge have been made.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional example 1, the foam body has a disadvantage that the ink that can be impregnated with respect to the actual volume is small, and the ink cartridge tends to be large. Also, in order to prevent the dust generated from the foam from accumulating many times from being accumulated in the inkjet head, it is necessary to provide a large filter between the inkjet head and the ink cartridge, or to incorporate a filter inside the cartridge. Occurs. Further, the filter is a very expensive part, which leads to a significant cost increase of the printer or cartridge.
[0005]
Further, according to the method of Conventional Example 2, the structure for removing bubbles accumulated in the container due to repeated replenishment or standing for a long period of time is complicated, and is not suitable for downsizing and mounting in a recording apparatus. is there.
[0006]
Furthermore, according to the above-described conventional example 3, if the bubbles are returned to the upstream side, the amount of dissolved air in the ink is increased, the quality of the ink is lowered, and bubbles are likely to be generated later when supplied to the inkjet head. .
[0007]
The present invention is intended to solve these problems, and can achieve a highly reliable ink supply over a long period of time, and is suitable for a recording apparatus capable of high-speed printing and a small ink supply apparatus. Air discharge method The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the ink supply device of the present invention Intake and exhaust method According to the present invention, it is used in an ink jet head that forms an image by ejecting ink, and includes at least an ink discharge port and a negative pressure maintaining member, and an ink cartridge that accommodates ink is detachably connected at a close position. Ink container And pressing member Have An air discharge method for an ink supply device The ink container Ink storage and When opening and closing the air communication port that can be opened and closed, and discharging the air, press the ink storage part that was in a negative pressure state with a pressing member. Place the pressing member at a position where it can be pressed Open the air communication port while maintaining the above state, and replenish ink into the ink storage part through an opening provided in a part of the casing forming the ink container. , Leave pressed with the pressing member Large It is characterized in that the air communication port is closed to shut off the ink storage portion to the atmosphere. Therefore, an ink supply device suitable for a small-sized ink jet recording apparatus that can supply ink with high reliability over a long period of time with little contamination of dust and the like after many cartridge replacements Intake and exhaust method Can provide.
[0014]
Furthermore, the connection between the ink cartridge and the ink container The Opens and closes according to the internal pressure of the ink cartridge or ink container Ruko Thus, ink replenishment can be realized with a simple mechanism.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ink supply apparatus of the present invention Air discharge method Is an ink container that is used in an ink jet head that forms an image by discharging ink, and includes at least an ink discharge port and a negative pressure maintaining member, and an ink cartridge in which ink is stored is detachably connected at a close position And pressing member Have An air discharge method for an ink supply device The ink container Ink storage and When opening and closing the air communication port that can be opened and closed, and discharging the air, press the ink storage part that was in a negative pressure state with a pressing member. Place the pressing member at a position where it can be pressed Open the air communication port while maintaining the above state, and replenish ink into the ink storage part through an opening provided in a part of the casing forming the ink container. , Leave pressed with the pressing member Large Close the air communication port to shut off the ink storage part to the atmosphere.
[0021]
【Example】
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an ink supply apparatus according to a first embodiment of the present invention. 1A is a cross-sectional view in the main scanning direction of the ink supply device, FIG. 1B is a cross-sectional view along the line AA ′ in FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view of the ink supply device. FIG. 3 is a side view of the vicinity of a recording head. As shown in FIG. 1, the ink supply apparatus according to the present embodiment mainly includes a
[0022]
In addition, an
[0023]
Next, the operation of the ink supply device of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a state in which ink is printed from the recording head and the ink is consumed to some extent from the
[0024]
In the ink supply device of this embodiment, it is assumed that the
[0025]
2A, when the air is discharged from the state of FIG. 2A, the pressing
[0026]
Here, as a pressurizing method, for example, a method in which the
[0027]
FIG. 4 is a schematic diagram of a configuration in which the
[0028]
FIG. 5 is a block diagram of a tube connection type ink supply apparatus. FIG. 5 is a cross-sectional view of the ink supply apparatus in the main scanning direction. Description of the same parts as those in FIG. 1 will be omitted, and only different parts will be described. First, the
[0029]
(Specific example 1)
In FIG. 1, a
[0030]
(Specific example 2)
Using the sub-tank 201 described in the first specific example, an
[0031]
(Specific example 3)
In the ink supply apparatus shown in FIG. 3 as in Example 2, the ink was intentionally mixed into the
[0032]
(Specific example 4)
As shown in FIG. 5, the
[0033]
Hereinafter, an ink jet recording apparatus equipped with the above-described ink supply apparatus will be described. FIG. 6 is a perspective view showing the main configuration of an ink jet recording apparatus according to another invention.
[0034]
In FIG. 6, an ink jet recording apparatus according to another invention includes a
[0035]
Here, the
[0036]
Further, a
[0037]
In addition, this invention is not limited to the said Example, It cannot be overemphasized that various deformation | transformation and substitution are possible if it is description in a claim.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, the ink supply device of the present invention Air discharge method According to the present invention, it is used in an ink jet head that forms an image by ejecting ink, and includes at least an ink discharge port and a negative pressure maintaining member, and an ink cartridge that accommodates ink is detachably connected at a close position. Ink container And pressing member Have An air discharge method for an ink supply device The ink container Ink storage and When opening and closing the air communication port that can be opened and closed, and discharging the air, press the ink storage part that was in a negative pressure state with a pressing member. Place the pressing member at a position where it can be pressed Open the air communication port while maintaining the above state, and replenish ink into the ink storage part through an opening provided in a part of the casing forming the ink container. , Leave pressed with the pressing member Large It is characterized in that the air communication port is closed to shut off the ink storage portion to the atmosphere. Therefore, an ink supply device suitable for a small-sized ink jet recording apparatus that can supply ink with high reliability over a long period of time with little contamination of dust and the like after many cartridge replacements Air discharge method Can provide.
[0044]
Furthermore, the connection between the ink cartridge and the ink container The Opens and closes according to the internal pressure of the ink cartridge or ink container Ruko Thus, ink replenishment can be realized with a simple mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an ink supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the operation of the ink supply device of the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an ink supply apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a configuration in which a sub tank and an ink cartridge are communicated by a tube.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a tube connection type ink supply apparatus.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of an ink jet recording apparatus according to another invention.
[Explanation of symbols]
101; recording head; 201; sub tank; 202; sub tank frame;
203; flexible film; 204; ink buffer; 205; ink outlet;
206; elastic member, 207; atmosphere communication port, 208; spring, 209; atmosphere release valve,
210; ink replenishing port; 211; hole; 212; protective member;
301; ink cartridge; 302; spring; 303; ink refill valve;
401, 501, 601, 701; pressing member.
Claims (2)
該インク容器はインク収納部及び開閉自在な大気連通口を具備し、
空気を排出する場合は、負圧状態となっていた前記インク収納部を前記押圧部材で押圧可能な位置に、前記押圧部材を配置した状態を維持しながら前記大気連通口を開けて、前記インク容器を形成する筐体の一部に設けられた開口部を介してインクを前記インク収納部に補充し、インク補充終了後、前記押圧部材で押圧した状態のまま前記大気連通口を閉じて前記インク収納部を大気遮断することを特徴とするインク供給装置の空気排出方法。Used in an inkjet head that forms an image by ejecting ink, and presses an ink container that includes at least an ink discharge port and a negative pressure maintaining member, and in which an ink cartridge that contains ink is detachably connected at a close position an air discharge method of an ink supply device which have a member,
The ink container includes an ink storage portion and an openable and closable atmosphere communication port,
When discharging the air, the ink storage portion which has been a negative pressure state can be pressed position the pressing member, open the air vent while maintaining a state of arranging the pressing member, the ink ink replenishment to said ink accommodating portion through an opening provided in part of the housing forming the container, after the ink replenishment completion, close the pressing member until until before Symbol air passage pressed state An air supply method for an ink supply apparatus , wherein the ink storage portion is shielded from the atmosphere.
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