JP4882743B2 - Liquid ejection device - Google Patents
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Description
本発明は、吐出ヘッドからインクを吐出することにより被記録体に画像を記録するインクジェット記録装置等のような液体吐出装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid ejection apparatus such as an inkjet recording apparatus that records an image on a recording medium by ejecting ink from an ejection head.
従来のインクジェット記録装置では、不使用期間が長く吐出ヘッドのノズル孔におけるインク粘度が上昇した場合や、不純物の混入等によりノズル孔に目詰まりが発生した場合に、吐出ヘッドに連通するインクタンク内を加圧し、ノズル孔からインクを強制的に吐出させて機能回復を図る正圧パージ動作を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional ink jet recording apparatus, when the ink viscosity in the nozzle hole of the ejection head rises for a long period of time or when the nozzle hole is clogged due to contamination of impurities, the ink tank that communicates with the ejection head Is known to perform a positive pressure purging operation to restore the function by forcibly ejecting ink from the nozzle holes and forcibly ejecting ink (see, for example, Patent Document 1).
ところで、装置に温度変化等が生じると、インクタンク内に過度な正圧または負圧が生じる場合がある。そうすると、その圧力がインクタンクから吐出ヘッドのノズル孔に伝播し、ノズル孔における良好なメニスカスを破壊してしまうこととなる。そこで、インクタンク内の空気層に連通する圧力緩衝室を設けて該空気の全体容積を増大させれば、インクタンク内で生じる過度な圧力変動が抑制され、ノズル孔におけるメニスカスを良好に保つことが可能となる。
しかしながら、インクタンク内の空気層に連通する圧力緩衝室を設けると、前述した正圧パージ動作を行う際に、パージ用に供給された正圧が圧力緩衝室に吸収され、吐出ヘッドのノズル孔に十分な正圧が伝達され難くなる。そうすると、正圧パージ動作を適切かつ迅速に行うためには、パージ用圧力を供給するポンプに高圧ポンプを用いる必要が生じ、装置の大型化及び高コスト化を招くこととなる。 However, if a pressure buffer chamber communicating with the air layer in the ink tank is provided, the positive pressure supplied for the purge is absorbed by the pressure buffer chamber when the positive pressure purge operation described above is performed, and the nozzle hole of the ejection head It is difficult to transmit sufficient positive pressure. Then, in order to perform the positive pressure purge operation appropriately and quickly, it is necessary to use a high pressure pump as a pump for supplying the purge pressure, which leads to an increase in size and cost of the apparatus.
そこで、本発明は、温度変化等によるタンク内の圧力変動を抑制しながらも、装置が大型化及び高コスト化することなく正圧パージ機能を提供できるようにすることを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to enable a positive pressure purge function to be provided without increasing the size and cost of the apparatus while suppressing pressure fluctuations in the tank due to temperature changes or the like.
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液体吐出装置は、吐出ヘッドに連通し、その吐出ヘッドに供給する液体が貯留される液体貯留室と、前記液体貯留室の空気層に連通するとともに、気体を導入するための気体導入孔を有する気体流通室と、前記気体流通室に連通孔を介して連通する圧力緩衝室と、前記気体導入孔を開閉可能な開閉弁と、前記気体導入孔から気体を導入することによって、前記液体貯留室の液体を前記吐出ヘッドに送り込み、前記吐出ヘッドから強制的に液体を吐出させる気体導入手段とを備え、前記開閉弁は、前記気体導入孔を閉塞するとともに前記連通孔を開放する第1の位置と、前記気体導入孔を開放するとともに前記連通孔を閉塞する第2の位置との間で変位可能に構成されていることを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a liquid discharge apparatus according to the present invention includes a liquid storage chamber that communicates with a discharge head and stores liquid supplied to the discharge head, and the liquid A gas circulation chamber having a gas introduction hole for introducing gas, a pressure buffer chamber communicating with the gas circulation chamber via the communication hole, and the gas introduction hole can be opened and closed while communicating with the air layer of the storage chamber An open / close valve and gas introducing means for feeding the liquid in the liquid storage chamber into the discharge head by forcing gas from the gas introduction hole and forcibly discharging the liquid from the discharge head. The valve is configured to be displaceable between a first position that closes the gas introduction hole and opens the communication hole, and a second position that opens the gas introduction hole and closes the communication hole. Have It is characterized in.
前記構成によれば、開閉弁を第1の位置にすると、圧力緩衝室が連通孔を介して気体流通室と連通し、液体貯留室に連通する空間の全体容積が大きくなるので、圧力緩衝室により圧力変動を抑制することができる。一方、開閉弁を第2の位置にすると、連通孔が閉塞されて圧力緩衝室の分だけ液体貯留室に連通する空間の容積が小さくなるので、気体導入孔から気体を導入して液体貯留室を加圧(いわゆる正圧パージ動作)した場合に、その正圧が吐出ヘッドに伝達されやすくなる。したがって、加圧ポンプに高圧用のものを用いずにすみ、装置の大型化及び高コスト化を防ぐことができる。さらに、気体導入孔を開放及び閉塞するための開閉弁が、連通孔を開放及び閉塞する容積切換機能も兼用しているので、容積切換用の弁を別に設ける必要がなくなるとともに、その弁の駆動源も削減することができる。よって、装置の構成が簡素化されてより省スペース化を図ることができるとともに、部品点数及びコストを低減することができる。 According to the above configuration, when the on-off valve is in the first position, the pressure buffer chamber communicates with the gas flow chamber via the communication hole, and the overall volume of the space communicating with the liquid storage chamber increases. Thus, pressure fluctuation can be suppressed. On the other hand, when the on-off valve is in the second position, the communication hole is closed and the volume of the space communicating with the liquid storage chamber is reduced by the amount corresponding to the pressure buffering chamber. Is pressurized (so-called positive pressure purge operation), the positive pressure is easily transmitted to the ejection head. Therefore, it is not necessary to use a high-pressure pump for the pressurizing pump, and the size and cost of the apparatus can be prevented. Furthermore, since the on-off valve for opening and closing the gas introduction hole also serves as a volume switching function for opening and closing the communication hole, it is not necessary to provide a separate valve for volume switching, and driving of the valve Sources can also be reduced. Therefore, the configuration of the apparatus can be simplified to save space, and the number of parts and the cost can be reduced.
前記気体導入孔は前記連通孔に対向配置され、前記開閉弁は付勢手段により前記連通孔から離反する方向に付勢されて前記気体導入孔を閉じており、前記開閉弁が前記付勢力に抗して開放されたときに前記連通孔が閉塞される構成であってもよい。 The gas introduction hole is disposed opposite to the communication hole, the open / close valve is urged in a direction away from the communication hole by an urging means to close the gas introduction hole, and the open / close valve is applied to the urging force. The structure may be such that the communication hole is closed when it is opened against it.
前記構成によれば、気体導入孔と連通孔とが対向配置されているため、開閉弁を進退動作させるだけの簡素な構成で、気体導入孔の開放/閉塞と、連通孔の閉塞/開放とを容易に行うことができる。 According to the above-described configuration, since the gas introduction hole and the communication hole are arranged to face each other, the gas introduction hole is opened / closed and the communication hole is closed / opened with a simple structure that only moves the open / close valve. Can be easily performed.
前記開閉弁は、前記気体導入孔に対向する側と前記連通孔に対向する側のそれぞれが、シール機能を発揮するように弾性を有する構成であってもよい。 The on-off valve may be configured to have elasticity such that each of the side facing the gas introduction hole and the side facing the communication hole exhibits a sealing function.
前記構成によれば、開閉弁を開閉動作させるだけの簡素な構成で、気体導入孔または連通孔を気密的に閉塞することができる。 According to the said structure, a gas introduction hole or a communicating hole can be airtightly obstruct | occluded by the simple structure which only opens and closes an on-off valve.
前記気体導入孔と前記連通孔とは上下に対向配置されており、前記開閉弁が上下に変位されることで前記気体導入孔及び前記連通孔を開閉する構成であってもよい。 The gas introduction hole and the communication hole may be opposed to each other in the vertical direction, and the gas introduction hole and the communication hole may be opened and closed when the on-off valve is displaced up and down.
前記構成によれば、開閉弁を上下動させるだけの簡素な構成で、気体導入孔または連通孔を気密的に閉塞することができる。 According to the said structure, a gas introduction hole or a communicating hole can be airtightly obstruct | occluded by the simple structure which only moves an on-off valve up and down.
前記開閉弁は、前記液体貯留室内の液体が所定量以上減ることで前記気体流通室に生じる負圧により、前記付勢手段の付勢力に打ち勝って前記気体導入孔を開放する構成であってもよい。 The on-off valve may be configured to open the gas introduction hole by overcoming the urging force of the urging means by the negative pressure generated in the gas circulation chamber when the liquid in the liquid storage chamber is reduced by a predetermined amount or more. Good.
前記構成によれば、液体貯留室に過度の負圧が発生した場合に、開閉弁が開いて液体貯留室に連通する気体流通室を大気開放するので、開閉弁が負圧制御弁を兼ねる。よって、装置の構成がより簡素化されて省スペース化を図ることができるとともに、部品点数及びコストをより低減することができる。 According to the above configuration, when an excessive negative pressure is generated in the liquid storage chamber, the on-off valve opens to open the gas flow chamber communicating with the liquid storage chamber to the atmosphere, so the on-off valve also serves as the negative pressure control valve. Therefore, the configuration of the apparatus can be further simplified to save space, and the number of parts and cost can be further reduced.
前記圧力緩衝室には、前記圧力緩衝室内の負圧が所定値を超えた場合に大気開放する負圧制御弁が設けられていない構成であってもよい。 The pressure buffer chamber may be configured not to include a negative pressure control valve that opens to the atmosphere when the negative pressure in the pressure buffer chamber exceeds a predetermined value.
前記構成によれば、圧力緩衝室に負圧制御弁を別途設ける必要がなくなり、装置の構成がより簡素化されて省スペース化を図ることができるとともに、部品点数及びコストをより低減することができる。 According to the above configuration, it is not necessary to separately provide a negative pressure control valve in the pressure buffering chamber, the configuration of the device can be further simplified and space saving can be achieved, and the number of parts and cost can be further reduced. it can.
前記気体導入手段は、前記気体導入孔に気体を導入する気体導入パイプ部材をさらに備え、前記気体導入パイプ部材は、前記気体導入孔に向かって接近することで前記気体流通室に気密的に連通されると共にその先端部で前記開閉弁を押し込んで前記気体導入孔を開放する構成であってもよい。 The gas introduction means further includes a gas introduction pipe member that introduces gas into the gas introduction hole, and the gas introduction pipe member communicates with the gas circulation chamber in an airtight manner by approaching the gas introduction hole. In addition, the gas introduction hole may be opened by pushing the opening / closing valve at its tip.
前記構成によれば、気体導入パイプ部材の先端部で開閉弁を押し込むことで気体導入孔が開かれるので、開閉弁の開閉駆動源を別途設ける必要がなくなり、装置の構成をより簡素化できるとともに、部品点数及びコストをより低減することができる。 According to the above configuration, since the gas introduction hole is opened by pushing the opening / closing valve at the tip of the gas introduction pipe member, there is no need to separately provide an opening / closing drive source for the opening / closing valve, and the configuration of the apparatus can be further simplified. The number of parts and the cost can be further reduced.
前記圧力緩衝室には、前記圧力緩衝室内の正圧が所定値を超えた場合に大気開放する正圧制御弁が設けられていてもよい。 The pressure buffer chamber may be provided with a positive pressure control valve that opens to the atmosphere when the positive pressure in the pressure buffer chamber exceeds a predetermined value.
前記構成によれば、温度変化等により液体貯留室に過度の正圧が発生した場合でも、開閉弁が開いて液体貯留室に連通する圧力緩衝室を大気開放するので、液体貯留室の過度な圧力上昇を抑制することができる。よって、液体貯留室に連通する吐出ヘッドのノズル孔における良好なメニスカスが破壊されることを防止することが可能となる。 According to the above configuration, even when an excessive positive pressure is generated in the liquid storage chamber due to a temperature change or the like, the on-off valve opens to open the pressure buffer chamber communicating with the liquid storage chamber to the atmosphere. An increase in pressure can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent a good meniscus in the nozzle hole of the discharge head communicating with the liquid storage chamber from being destroyed.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、加圧ポンプに高圧用のものを用いずに済むとともに、気体導入孔の開閉弁が連通孔を開放及び閉塞する容積切換機能も兼用しているので、装置の大型化が防がれるとともに部品点数及びコストを低減することができる。 As is clear from the above description, according to the present invention, it is not necessary to use a high-pressure pump for the pressure pump, and the volume switching function for opening and closing the communication hole by the open / close valve of the gas introduction hole is also used. Therefore, the increase in size of the apparatus can be prevented and the number of parts and the cost can be reduced.
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置3(液体吐出装置)を有する複合機1を示す斜視図である。図1に示すように、複合機1は、プリンタ機能やスキャナ機能やコピー機能やファクシミリ機能を有するものであり、その筐体2の下部に印刷用のインクジェット記録装置3を有すると共にその筐体2の上部にスキャナ装置4を有している。筐体2の正面には開口5が形成されており、その開口5の下段にインクジェット記録装置3の給紙トレイ6が設けられ、上段にインクジェット記録装置3の排紙トレイ7が設けられている。インクジェット記録装置3の正面側の右下部には開閉蓋8が設けられており、開閉蓋8の内側にはメインタンク搭載部9(図3参照)が設けられている。複合機1の上部正面側には、インクジェット記録装置3やスキャナ装置4などを操作するためのオペレーションパネル10が設けられている。また、複合機1は、外部のコンピュータに接続されている場合には、該コンピュータからドライバを介して送信される指示に基づいて動作可能となっている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a multifunction machine 1 having an inkjet recording apparatus 3 (liquid ejection apparatus) according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the multifunction device 1 has a printer function, a scanner function, a copy function, and a facsimile function, and has an
図2は図1に示す複合機1のインクジェット記録装置3を模式的に説明する断面図である。図2に示すように、複合機1の底側には給紙トレイ6が配置されている。給紙トレイ6の上側には、給紙トレイ6に積載された用紙11のうち最上層のものを搬送路12へ供給する給紙駆動ローラ13が設けられている。搬送路12は、給紙トレイ6の背面側から上方へ向かった後に正面側へ向けてUターンし、印刷領域14を通過して排紙トレイ7(図1参照)へと導かれている。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the ink
印刷領域14には、画像記録ユニット15が設けられている。画像記録ユニット15の下方には、用紙サイズより大きいプラテン20が配設されている。画像記録ユニット15の上流側には、搬送路12を流れる用紙11を狭持してプラテン20上へ搬送する搬送ローラ21及びピンチローラ22が設けられている。画像記録ユニット15の下流側には、画像記録が行われた用紙11を狭持して排紙トレイ7(図1参照)へ搬送する排紙ローラ23及びピンチローラ24が設けられている。
An
画像記録ユニット15は、多数のノズル孔からインク(液体)を搬送路12に向けて吐出する公知の圧電駆動式の吐出ヘッド16と、吐出ヘッド16へ供給するインクを貯蔵するサブタンク17と、吐出ヘッド16を駆動制御するヘッド制御基板18と、これらを搭載するキャリッジ19とを有している。
The
サブタンク17はインク流入用ジョイント部33を有しており、そのインク用ジョイント部33にインク補充機構30が適宜接続されることで、サブタンク17に対してインク補充可能となっている。インク補充機構30は、カートリッジタイプのメインタンク25と、メインタンク25に一端部が接続されたインク供給チューブ26と、インク供給チューブ26の他端部に設けられたインク流出用ジョイント部27とを有している。インク流出用ジョイント部27は図示しない駆動手段により昇降駆動され、サブタンク17のインク流入用ジョイント部33に対してインク流出用ジョイント部27が着脱される。
The
図3は図1に示す複合機1のインクジェット記録装置3のインク補充状態における要部平面図である。図4は図1に示す複合機1のインクジェット記録装置3のメンテナンス状態における要部平面図である。図3に示すように、プラテン20の上方には、用紙搬送方向と直交する走査方向に向けて平板状の一対のガイドレール31,32が延設されている。各ガイドレール31,32は略同一平面上に設けられており、それらの上面はプラテン20の上面と略平行となるように、且つ、水平に形成されている。ガイドレール31,32には、画像記録ユニット15のキャリッジ19がガイドレール31,32の延設方向に摺動可能に支持されている。
FIG. 3 is a plan view of the main part of the ink
用紙搬送方向下流側のガイドレール32の上面には、走査方向の両端部にて駆動プーリ(図示せず)及び従動プーリ35が設けられている。駆動プーリと従動プーリ35との間には、環状のタイミングベルト36が巻き掛けられている。キャリッジ19は、その底面側においてタイミングベルト36の一部に固着されている。駆動プーリの軸にはモータ37が接続されており、モータ37により駆動プーリが正逆回転されることで、タイミングベルト36が駆動プーリと従動プーリ35との間で周運動する。つまり、タイミングベルト36の周運動により、吐出ヘッド16(図2参照)、サブタンク17及びヘッド制御基板18がキャリッジ19と共に一体的にガイドレール31,32上を往復移動する。サブタンク17は、印刷に用いられる5色のインクに対応して5つのインク貯留室を有している。また、サブタンク17は、一回の印刷処理で消費されると予想されるインク量以上のインク量が貯留可能な程度の容積を有している。
A driving pulley (not shown) and a driven
用紙が通過する印刷領域の外側には、サブタンク17にインクを補充するためのインク補充機構30や、メンテナンス用の正圧パージ機構40(気体導入手段)が配設されている。インク補充機構30は、キャリッジ19の走査方向の一端側(図3の右側)でガイドレール32の手前側(図3の下側)に設けられている。インク補充機構30は、定置式のメインタンク搭載部9に着脱可能に搭載されたメインタンク25を有しており、メインタンク25はインク種類ごとにそれぞれ対応して5つ用意されている。
An
図3及び4に示すように、正圧パージ機構40は、キャリッジ19の走査方向の他端側(図3及び4の左側)でガイドレール32の手前側(図3及び4の下側)に設けられている。正圧パージ機構40は、メンテナンス時にキャリッジ19がガイドレール31,32の左端部に移動された際に、サブタンク17に圧縮空気(正圧)を供給してインクの空吐出を行うことで、吐出ヘッド16(図2参照)に溜まったスラッジや気泡を廃インクタンク(図示せず)に向けてパージするものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the positive
図5は図4のV−V線断面図で、開閉弁47が「第1の位置」にある断面図である。図5に示すように、サブタンク17は、インク流出用ジョイント部27(図2参照)と対応する位置にインク流入用ジョイント部33を備えている。インク流入用ジョイント部33は、その下壁に形成された流入口33aで外部と連通しており、流入口弁34が上下動可能に挿入されている。インク流入用ジョイント部33に内面において流入口33aの周囲にシールリング38が取り付けられている。インク流入用ジョイント部33には、流入口弁34をシールリング38に向けて付勢するコイルバネ39が設けられている。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. As shown in FIG. 5, the
インク流入用ジョイント部33には、その上部からインク流通路42を介してインク貯留室36が連通されている。インク貯留室36の下壁には流出孔36aが設けられており、インク貯留室36内のインクが流出孔36aから吐出ヘッド16(図2参照)へ流下する構成となっている。インク貯留室36の上壁部36bの一部には、インク貯留室36の上部空気層と連通する連通口36cが形成されている。サブタンク17には、インク流入用ジョイント部33の図中左側(インク貯留室36とは反対側)に隣接して気体流通室41が設けられている。インク貯留室36の上壁部36bの上面には樹脂フィルム43が貼付されており、気体流通室41は樹脂フィルム43と上壁部36bとの間の図示しないラビリンス流路を介してインク貯留室36に気密的に連通している。気体流通室41は、その下壁に形成された気体導入孔41aで外部と連通している。また、気体流通室41は、その上壁に形成された連通孔44aで上方の圧力緩衝室44と連通している。気体導入孔41aと連通孔44aとは上下に対向配置されている。
An
気体流通室41には、開閉弁47が上下動可能に挿入されている。開閉弁47は、バネ座部47aと、バネ座部47aから気体導入孔41aを通過して下方に突出した当接軸部47bと、バネ座部47aから上方に突出して連通孔44aに挿通されるガイド軸部47cとを有している。バネ座部47aは、気体流通室41の内壁面との間に部分的にクリアランスを有し、該クリアランスは周方向に間隔をあけた状態でバネ座部47aを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。当接軸部47bは、気体導入孔41aの内周面との間に部分的にクリアランスを有し、該クリアランスは周方向に間隔をあけた状態で気体導入孔41aを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。ガイド軸部47cは、連通孔44aの内周面との間に部分的にクリアランスを有し、該クリアランスは周方向に間隔をあけた状態で連通孔44aを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。
An open /
気体流通室41の内面において気体導入孔41aの周囲にシールリング48が取り付けられている。開閉弁47には、バネ座部47aを連通孔44aから離反する方向に付勢するコイルバネ46(付勢手段)が設けられており、バネ座部47aがシールリング48に密着するように付勢されて気体導入孔41aが開閉弁47により閉塞される。本願明細書では、開閉弁47が可動範囲の下限まで降下して気体導入孔41aを閉塞するとともに連通孔44aを開放した状態を、開閉弁47の「第1の位置」と呼んでいる。
A
また、開閉弁47には、バネ座部47aの上面においてガイド軸部47cを外嵌するように環状のシール部材49が取り付けられている。従って、開閉弁47が、その可動範囲の上限まで移動して気体導入孔41aを開放すると、シール部材49が連通孔44aの周囲の壁面に密着して連通孔44aが閉塞される。そうすると、圧力緩衝室44と気体流通室41との連通が遮断されて、インク貯留室36と連通する空間の容積が圧力緩衝室44の分だけ小さくなる。このように、開閉弁47は容積切換機能の役目を果たす。
Further, an
さらに、圧力緩衝室44に所定値以上の負圧が発生した場合にも、開閉弁47がコイルバネ46に抗してシールリング48から離反し、気体導入孔41aが開かれる。そうすると、気体導入孔41aにより気体流通室41が大気開放され、それに連通する圧力緩衝室44及びインク貯留室36が大気開放される。このように、開閉弁44は、容積切換機能の他に負圧制御弁の機能も兼用している。
Further, even when a negative pressure of a predetermined value or more is generated in the
圧力緩衝室44の下壁には、気体流通室41に隣接する弁室45と連通する第1大気開放孔44bが形成されており、その第1大気開放孔44bを開閉するように弁室45に正圧制御弁50が設けられている。正圧制御弁50は、バネ座部50aと、バネ座部50aから上方に突出して第1大気開放孔44bに挿通される軸部50bとを有している。バネ座部50aは、弁室45の内周面との間に部分的にクリアランスを有し、該クリアランスはバネ座部50aを挟んだ上下空間を互いに連通している。軸部50bは、第1大気開放孔44bの内周面との間に部分的にクリアランスを有し、該クリアランスは第1大気開放孔44bを挟んだ上下空間を互いに連通している。
The lower wall of the
弁室45の内面における第1大気開放孔44bの周囲には、シールリング51が取り付けられている。正圧制御弁50には、バネ座部50aをシールリング51に向けて付勢するコイルバネ52が設けられている。また、弁室45の下壁には、第2大気開放孔45aが形成されている。従って、圧力緩衝室44に所定値以上の正圧が発生した場合に、正圧制御弁50がコイルバネ52に抗してシールリング51から離反し、第1大気開放孔44bが開かれる。そうすると、第1大気開放孔44bが第2大気開放孔45aに連通し、圧力緩衝室44が大気開放され、それに連通する気体流通室41及びインク貯留室36が大気開放される。なお、圧力緩衝室44自体には、圧力緩衝室44内の負圧が所定値を超えた場合に大気開放する負圧制御弁は設けられていない。
A
開閉弁47の下方には、正圧パージ機構40(気体導入手段)が配置されている。正圧パージ機構40は、圧縮空気を供給する加圧ポンプ60と、加圧ポンプ60から圧縮空気を導出する可撓性チューブ61と、可撓性チューブ61の先端に連結された気体導入パイプ部材62と、気体導入パイプ部材62に下方から当接する偏心カム66と、偏心カム66を回転駆動させるモータ64と、気体導入パイプ部材62を上下スライド可能に案内するように定置されたガイド体63とを備えている。
A positive pressure purge mechanism 40 (gas introduction means) is arranged below the on-off
気体導入パイプ部材62は、内部流路67を形成するパイプ部62aと、内部流路67に連通して可撓性チューブ61に連結すべく下方に突出した下端接続部62bと、パイプ部62aの開閉弁47に対向する上部である先端部62cと、ガイド体63の内側面に摺動自在に接触するように側方に突出した被ガイド部62dと、偏心カム66に下方から押される従動部62eとを有している。気体導入パイプ部材62の先端部62cは、開閉弁47の当接軸部47bの下方に位置している。気体導入パイプ部材62の先端部62cには、環状のシール部材68が外嵌されている。そのシール部材68は、先端部62cよりも上方に突出しており、気体導入パイプ部材62の上昇時に気体流通室41の下面に対して気体導入孔41aを囲むように密着可能となっている。
The gas
図6は図5と同一の断面において、開閉弁47が「第2の位置」にある断面図である。図6に示すように、モータ64の駆動軸65が回転すると、駆動軸65に対して偏心して取り付けられた円盤状の偏心カム66が気体導入パイプ部材62の従動部62eを押し上げる。そうすると、気体導入パイプ部材62はガイド体63に沿って上昇し、シール部材68が気体流通室41の下面における気体導入孔41aの周囲に密着するとともに、先端部62cで開閉弁47の当接軸部47bを上方に押し込んで気体導入孔41aを開放する。そうすると、気体導入パイプ部材62の内部流路67が気体導入孔41aを介して気体流通室41に気密的に連通されることとなる。
6 is a cross-sectional view in which the on-off
そして、開閉弁47が可動範囲の上限まで移動すると、開閉弁47のシール部材49が連通孔44aの周囲の壁面に密着して連通孔44aが閉塞される。そうすると、圧力緩衝室44と気体流通室41との連通が遮断されて、インク貯留室36と連通する空間の容積が圧力緩衝室44の分だけ小さくなる。なお本願明細書では、開閉弁47が可動範囲の上限まで上昇し、気体導入孔41aを開放するとともに連通孔44aを閉塞した状態を、開閉弁47の「第2の位置」と呼んでいる。
When the on-off
この「第2の位置」において、加圧ポンプ60を作動させて気体導入パイプ部材62より気体導入孔41aを介して気体流通室41に圧縮空気を導入すれば、その圧縮空気による正圧が圧力緩衝室44に伝達されることなくインク貯留室36に伝達され、インク貯留室36内のインクが流出口36aより吐出ヘッド16(図2参照)へと強制的に送り込まれる。そうすると、吐出ヘッド16のノズル孔(図示せず)より強制的にインクが吐出され、乾燥により粘度上昇したインクやノズル孔を詰まらせた不純物などが外部に排出される(正圧パージ動作)。
In this “second position”, if the
以上の構成によれば、開閉弁47を「第1の位置」にすると、圧力緩衝室44が連通孔44aを介して気体流通室41と連通し、インク貯留室36に連通する空間の全体容積が大きくなるので、温度変化やインク残量変化等によりインク貯留室36における圧力が変動しても、圧力緩衝室44によりインク貯留室36内の圧力変動を吸収することができる。一方、開閉弁47を「第2の位置」にすると、連通孔44aが閉塞されて圧力緩衝室44の分だけインク貯留室36に連通する空間の容積が小さくなるので、気体導入孔41aから圧縮空気を導入してインク貯留室36を加圧した場合に、その正圧が吐出ヘッド16(図2参照)に伝達されやすくなる。したがって、加圧ポンプ60に高圧用のものを用いずに済み、装置の大型化及び高コスト化を防ぐことができる。
According to the above configuration, when the on-off
さらに、気体導入孔41aを開放及び閉塞するための開閉弁47が、連通孔44aを開放及び閉塞する容積切換機能も兼用している。つまり、正圧パージ用の開閉弁47が容積切換弁を兼ねている。よって、容積切換専用弁を別に設ける必要がなくなるとともに、その容積切換専用弁の駆動源も削減することができる。
Further, the on-off
また、開閉弁47は、インク貯留室36内のインクが所定量以上減ることで気体流通室41に生じる負圧により、コイルバネ46の付勢力に打ち勝って気体導入孔41aを開放してインク貯留室36を大気開放する。つまり、正圧パージ用の開閉弁47は、容積切換弁を兼ねるだけでなく、さらに負圧制御弁も兼ねることとなる。これにより、圧力緩衝室44自体には負圧制御弁を設ける必要もなくなる。
The on-off
さらに、開閉弁47は、気体導入パイプ部材62の先端部62cで直接押し上げられて気体導入孔41aを開放するので、開閉弁47の開閉駆動源を別途設ける必要がなくなり、装置の構成を簡素化できるとともに、部品点数及びコストを低減することができる。なお、前記実施形態では、シールリング48は気体流通室41の内面に取り付けられているが、開閉弁47のバネ座部47aの下面に取り付けられていてもよい。また、シール部材49は、開閉弁47のバネ座部47aの上面に取り付けられているが、連通孔44a側に取り付けられていてもよい。
Furthermore, since the on-off
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。図7は本発明の第2実施形態の開閉弁147が「第1の位置」にある断面図である。第1実施形態との相違点は、連通孔44aを閉塞するシール部材149等が異なる点である。なお、第1実施形態と同様の構成には適宜同一符号を付して説明を省略する。図7に示すように、本実施形態のサブタンク117のインク貯留室136は、その上壁部136bの一部に連通口136cを有している。上壁部136bの上面には、平面視で蛇行状のラビリンス流路136dが凹設されており、ラビリンス流路136dの一端部は連通口136cに連通し、他端部は気体流通室41に連通している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of the on-off
気体流通室41には、開閉弁147が上下動可能に挿入されている。開閉弁147は、バネ座部147aと、バネ座部147aから気体導入孔41aを通過して下方に突出した当接軸部147bとを備えており、バネ座部147aの連通孔44aに対向する上面にはシール部材149が取り付けられている。シール部材149は、平面視で連通孔44a及びその周囲を塞ぐことができる面積を有している。このシール部材149は、気体導入孔41aを密閉するためのシールリング48よりもシール圧が高い。例えば、シールリング48が負圧2KPa前後のシール耐圧を有する一方で、シール部材149は正圧60KPa以上のシール耐圧を有している。
An open /
圧力緩衝室144の上壁には開口部144cが形成されており、樹脂フィルム143がサブタンク117の上面全体に貼付されることで、連通口136c及びラビリンス流路136dが閉鎖されるとともに開口部144cが閉鎖されている。
An
図8は図7と同一の断面において、開閉弁147が「第2の位置」にある断面図である。図8に示すように、気体導入パイプ62が上昇駆動されると、シール部材68が気体流通室41の下面における気体導入孔41aの周囲に密着するとともに、先端部62dで開閉弁147の当接軸部147bを上方に押し込んで気体導入孔41aを開放する。そうすると、気体導入パイプ62の内部流路67が気体導入孔41aを介して気体流通室41に気密的に連通され、開閉弁147のシール部材149が連通孔44a及びその周囲に密着して連通孔44aが強固に閉塞される。そうすると、圧力緩衝室144と気体流通室41との連通が遮断されて、インク貯留室36と連通する空間の容積が圧力緩衝室44の分だけ小さくなる。
FIG. 8 is a cross-sectional view in which the on-off
以上の構成とすると、気体流通室41に圧縮空気を供給する正圧パージ時にシーリングを行うシール部材149が、通常時にシーリングを行うシールリング48よりもシール耐圧が高いので、正圧パージ動作をより安定的に行うことができる。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
With the above configuration, the
(第3実施形態)
図9は本発明の第3実施形態の開閉弁147が「第1の位置」にある断面図である。図10は図9と同一の断面において、開閉弁147が「第2の位置」にある断面図である。第1実施形態との相違点は、圧力緩衝室244に負圧制御弁270を設けている点である。なお、第1及び第2実施形態と同様の構成には適宜同一符号を付して説明を省略する。図9及び図10に示すように、圧力緩衝室244の上壁には第3大気開放孔244cが形成されている。その第3大気開放孔244cを開閉するように圧力緩衝室244には負圧制御弁270が往復移動可能に設けられている。負圧制御弁270は、バネ座部270aと、バネ座部270aから上方に突出して第3大気開放孔244bを挿通する軸部270bとを有している。軸部270bは、第3大気開放孔244cの内周面との間に部分的にクリアランスを有し、このクリアランスは第3大気開放孔244cを挟んだ上下空間を互いに連通している。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the on / off
圧力緩衝室244の内面において第3大気開放孔244cの周囲にシールリング271が取り付けられている。そして、負圧制御弁270には、バネ座部270aをシールリング271に向けて付勢するコイルバネ272が設けられている。従って、インク貯留室136に所定値以上の負圧が発生した場合に、この負圧は圧力緩衝室244にまで伝わり、負圧制御弁270がコイルバネ272に抗してシールリング271から離反し、第3大気開放孔244cが開かれる。そうすると、圧力緩衝室244に連通する気体流通室41及びインク貯留室136が大気開放される。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
A
なお、前述した各実施形態は本発明をインクジェット記録装置に適用したものであるが、インク以外の液体を吐出する装置に適用してもよい。また、前述した各実施形態では圧力緩衝室や気体流通室などがインク貯留室と一体的に形成されてサブタンクを構成しているが、圧力緩衝室や気体流通室などはインク貯蔵室とは別体で形成されていてもよい。 Each of the above-described embodiments is an application of the present invention to an ink jet recording apparatus, but may be applied to an apparatus that discharges a liquid other than ink. In each of the embodiments described above, the pressure buffer chamber, the gas circulation chamber, and the like are formed integrally with the ink storage chamber to form the sub tank. However, the pressure buffer chamber, the gas circulation chamber, and the like are separate from the ink storage chamber. It may be formed of a body.
以上のように、本発明に係る液体吐出装置は、装置の簡素化、省スペース化および部品点数の低減を図ることができる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるインクジェット記録装置等に広く適用することができる。 As described above, the liquid ejection apparatus according to the present invention has an excellent effect of simplifying the apparatus, saving space, and reducing the number of parts, and an ink jet recording apparatus that can exhibit the significance of this effect. Can be widely applied to.
1 複合機
3 インクジェット記録装置(液体吐出装置)
16 吐出ヘッド
17 サブタンク
36 インク貯留室(液体貯留室)
40 正圧パージ機構(気体導入手段)
41 気体流通室
41a 気体導入孔
44 圧力緩衝室
44a 連通孔
47 開閉弁
48 シールリング
49 シール部材
50 正圧制御弁
62 気体導入パイプ
62d 先端部
1
16
40 Positive pressure purge mechanism (gas introduction means)
41
Claims (8)
前記液体貯留室の空気層に連通するとともに、気体を導入するための気体導入孔を有する気体流通室と、
前記気体流通室に連通孔を介して連通する圧力緩衝室と、
前記気体導入孔を開閉可能な開閉弁と、
前記気体導入孔から気体を導入することによって、前記液体貯留室の液体を前記吐出ヘッドに送り込み、前記吐出ヘッドから強制的に液体を吐出させる気体導入手段とを備え、
前記開閉弁は、前記気体導入孔を閉塞するとともに前記連通孔を開放する第1の位置と、前記気体導入孔を開放するとともに前記連通孔を閉塞する第2の位置との間で変位可能に構成されていることを特徴とする液体吐出装置。 A liquid storage chamber that communicates with the discharge head and stores liquid supplied to the discharge head;
A gas flow chamber having a gas introduction hole for introducing gas while communicating with the air layer of the liquid storage chamber;
A pressure buffer chamber communicating with the gas flow chamber through a communication hole;
An on-off valve capable of opening and closing the gas introduction hole;
Gas introduction means for sending the liquid in the liquid storage chamber to the ejection head by introducing gas from the gas introduction hole, and forcibly ejecting the liquid from the ejection head;
The on-off valve is displaceable between a first position that closes the gas introduction hole and opens the communication hole, and a second position that opens the gas introduction hole and closes the communication hole. A liquid ejecting apparatus characterized by being configured.
前記開閉弁が前記付勢力に抗して開放されたときに前記連通孔が閉塞される構成である請求項1に記載の液体吐出装置。 The gas introduction hole is disposed opposite to the communication hole, and the on-off valve is urged by an urging means in a direction away from the communication hole to close the gas introduction hole,
The liquid ejection device according to claim 1, wherein the communication hole is closed when the on-off valve is opened against the urging force.
前記気体導入パイプ部材は、前記気体導入孔に向かって接近することで前記気体流通室に気密的に連通されると共にその先端部で前記開閉弁を押し込んで前記気体導入孔を開放する構成である請求項1乃至6のいずれかに記載の液体吐出装置。 The gas introduction means further includes a gas introduction pipe member for introducing gas into the gas introduction hole,
The gas introduction pipe member is configured to airtightly communicate with the gas circulation chamber by approaching the gas introduction hole and push the opening / closing valve at a tip portion thereof to open the gas introduction hole. The liquid discharge apparatus according to claim 1.
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