JP5460411B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
ところで、インクジェット記録装置においては、一般的に、インクタンクから記録ヘッドへインクを供給するインク供給路の途中にポンプ機構が設けられる。このポンプ機構は、次のような役割を果たす。
このように、ポンプ機構は、パージ動作や未使用の記録ヘッドにインクを充填する際に用いられる。
以下、図面を参照して本発明の第1実施形態を説明する。
図1及び図2により、本発明の第1実施形態のインクジェット記録装置1における全体構造の概要を説明する。
第1実施形態のインクジェット記録装置1は、更に、給紙カセット3と、給紙ローラ4と、用紙搬送路5と、レジストローラ対6と、乾燥装置7と、排紙ローラ対8と、排紙口9と、排紙トレイ10と、を備える。
搬送ベルト31としては、両端部を互いに重ね合わせて接合してエンドレス状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルト等を用いることができる。
4つのインクタンク23K、23C、23M、23Yは、4色の記録ヘッド22K、22C、22M、22Yそれぞれに対応して、搬送ユニット30の下方に配置されている。4つのインクタンク23K、23C、23M、23Yは、4色の記録ヘッド22K、22C、22M、22Yに供給されるインクを収容する。4つのインクタンク23K、23C、23M、23Yに収容された各色のインクは、後述する4つのポンプ機構24K、24C、24M、24Yに供給される。4つのインクタンク23K、23C、23M、23Yは、搬送ベルト31の用紙搬送方向Pに沿って、用紙搬送方向Pの上流側から下流側に向かって順に配列して配置されている。
4つのポンプ機構24K、24C、24M、24Yに収容された各色のインクは、4つのポンプ機構24K、24C、24M、24Yから4色の記録ヘッド22K、22C、22M、22Yへ供給される。
インク供給部100の詳細については後述する。
複数のベアリング43は、偏心カム41の回転時において、周縁方向で隣り合う2個のベアリング43が同時に搬送ユニット30の外底面に当接する期間を有するような間隔に、配置されている。
インクタンク23は、記録ヘッド22に供給されるインクを収容する。
パージ用インク供給路102(インクタンク側供給路103、記録ヘッド側供給路104)、及び印刷用インク供給路105は、筒状のチューブにより構成される。
第1開閉弁110が開放状態にある場合には、インクタンク23に収容されるインクは、印刷用インク供給路105を通して記録ヘッド22への流通が可能である。また、第1開閉弁110が閉止状態にある場合には、インクタンク23に収容されるインクは、印刷用インク供給路105を通して記録ヘッド22への流通が不能である。第1開閉弁110としては、例えば、電磁式の開閉弁又は電動式の開閉弁が用いられる。
第1開閉弁110は、不図示の弁開閉駆動部により開放状態又は閉止状態に切り替えられる。
ピストン駆動部270は、ボールネジ機構271と、モータ278と、を有して構成される。ボールネジ機構271は、ボールネジ軸部材272と、ボールナット部材273と、一対の支持部材274A、274Bと、を有する。
また、ピストン駆動部270は、ピストン250が上下方向Zにおける上方向に移動することにより収容タンク260に収容されるインクを減圧する。なお、ピストン250によるインクの減圧には、空気を介してのインクの減圧も含まれる。
本実施形態においては、ピストン250が収容タンク260の内部を加圧する方向を「加圧方向d」ともいい、ピストン250が収容タンク260の内部を減圧する方向を「減圧方向u」ともいう。
第1圧力P1は、収容タンク260の内部を加圧して収容タンク260に収容されたインクを記録ヘッド22へ供給する圧力(正圧)であると共に、パージ動作等の際に必要なインクを記録ヘッド22に供給できる圧力である。例えば、第1圧力P1は、100kPa程度の正圧である。
第2圧力P2は、収容タンク260の内部を減圧してインクタンク23に収容されたインクを収容タンク260に補給する圧力(負圧)である。例えば、第2圧力P2は、−10kPa程度の負圧である。
気泡の大きさは、負圧の大きさに応じて変化する。ポンプ機構24にインクを補給する際の負圧が大きい場合には、発生する気泡の大きさは、大きくなる。また、ポンプ機構24にインクを補給する際の負圧が小さい場合には、発生する気泡の大きさは、小さくなる。また、気泡の大きさが小さいほど、気泡の表面積に対する体積の比率が近くなり、気泡は、インク中に拡散しやすくなり、析出しにくくなる。
V=(4/3)×π×r3 (1)
S=4×π×r2 (2)
図6に示すように、気泡が小さいほど、体積Vと表面積Sとの比率が近くなっている。従って、インクを補給する際の負圧を小さくして発生する気泡を小さくすることにより、発生した気泡をインク中に拡散させて、気泡の析出を低減することができる。
そのため、インクタンク23に収容されるインクは、インクタンク側供給路103、印刷用インク供給路105及び記録ヘッド側供給路104を経て、記録ヘッド22へ供給される。これにより、所定の印刷が行われる。そして、制御は終了する。
第1実施形態のインクジェット記録装置1においては、インク噴射用ノズルを有する記録ヘッド22と、記録ヘッド22に供給されるインクを収容するインクタンク23と、インクタンク23に収容されるインクを記録ヘッド22へ供給するインク供給路101と、インク供給路101の途中に設けられ、インク供給路101を流通されるインクを一旦収容する収容タンク260を有し、収容タンク260の内部を加圧又は減圧するポンプ機構24であって、収容タンク260の内部を加圧して収容タンク260に収容されたインクを記録ヘッド22へ供給する圧力である第1圧力P1と、第1圧力P1の絶対値よりも絶対値が小さく且つ収容タンク260の内部を減圧してインクタンク23に収容されたインクを収容タンク260に補給する圧力である第2圧力P2とに切り換え可能なポンプ機構24と、を備える。
そのため、ピストン250を移動させる簡易な制御により、収容タンク26の内部の圧力を第1圧力P1と第2圧力P2とに切り換えることができる。
また、インクジェット記録装置1におけるインク供給部100は、第1開閉弁110を備える。そのため、第1開閉弁110が開放されることにより、印刷時には、印刷用インク供給路105により記録ヘッド22にインクを供給することができる。これにより、パージ動作により利用されるパージ用インク供給路102を経由せずに、印刷に必要な量のインクを記録ヘッド22に良好に供給することができる。
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
図7は、第2実施形態のインクジェット記録装置1におけるインク供給部100Aの構成を模式的に示す概略構成図である。
サブタンク260Aは、メインタンク23Aに収容されたインクを一旦収容する。サブタンク260Aは、第1連通路291により加減圧ポンプ290に接続される。サブタンク260Aは、第2連通路293により大気につながれる。
加減圧ポンプ290は、第1連通路291を介してサブタンク260Aの内部を加圧又は減圧する。
第2実施形態のインクジェット記録装置1においては、インクタンク23に収容されるインクを一旦収容する収容タンクとしてサブタンク260Aを有し、ポンプ機構24は、サブタンク260Aの内部を加圧又は減圧する加減圧ポンプ290を有する。
次に、図9を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。図9は、第3実施形態のインクジェット記録装置1におけるインク供給部100Bの構成を模式的に示す概略構成図である。
インクジェット記録装置1は、パージ動作(インクタンク23から記録ヘッド22へインクを強制的に供給する動作)を開始する。具体的には、ポンプ機構24のピストン250を加圧方向dに移動させる。ここで、記録ヘッド側供給路104Bを構成するチューブの内径は、第1内径d1により形成される。第1内径d1は、収容タンク260の内部を加圧する際の収容タンク260の内部の圧力が第1圧力P1(正圧)となるように形成される。
そして、インクタンク側供給路103Bを構成するチューブの内径が第1内径d1よりも大きい第2内径d2に形成される(d2>d1)ため、ポンプ機構24による複雑な制御をすることなく、ポンプ機構24にインクを補給する際における気泡の発生を低減することができる。
第3実施形態のインクジェット記録装置1においては、チューブの内径が第1内径により形成される記録ヘッド側供給路104と、チューブの内径が第1内径よりも大きい第2内径により形成されるインクタンク側供給路103とを有し、第1内径は、収容タンク260の内部を加圧する際の収容タンク260の内部の圧力が第1圧力P1となるように形成され、第2内径は、収容タンク260の内部を減圧する際の収容タンク260の内部の圧力が第2圧力となるように形成される。
例えば、前述の第1実施形態においては、ポンプ機構動作制御部280は、ピストン250を第1速度で移動することにより第1圧力P1となるように制御し、ピストン250を第2速度で移動することにより第2圧力P2となるように制御しているが、これに制限されない。
Claims (8)
- インク噴射用ノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記インクタンクに収容されるインクを前記記録ヘッドへ供給するインク供給路と、
前記インク供給路の途中に設けられ、前記インク供給路を流通されるインクを一旦収容する収容タンクを有し、前記収容タンクの内部を加圧又は減圧するポンプ機構と、を備え、
前記ポンプ機構は、前記収容タンクの内部を加圧して前記収容タンクに収容されたインクを前記記録ヘッドへ供給する圧力である第1圧力と、前記第1圧力の絶対値よりも絶対値が小さく且つ前記収容タンクの内部を減圧して前記インクタンクに収容されたインクを前記収容タンクに補給する圧力であって、インクを前記収容タンクに補給する際に、当該収容タンク及び/又は前記インク供給路の内部において気泡の発生が抑制される第2圧力とに切り換え可能なポンプ機構と、を備える
インクジェット記録装置。 - 前記第1圧力は、100kPaの正圧であり、前記第2圧力は、−10kPaの負圧である
請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記第2圧力の絶対値が前記第1圧力の絶対値よりも小さくなるように前記ポンプ機構を制御するポンプ機構動作制御部を更に備える
請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。 - 前記ポンプ機構は、前記インクタンクに接続されるインク吸入口部及び前記記録ヘッドに接続されるインク吐出口部が形成されるシリンダと、該シリンダの内部に配置されるピストンと、前記シリンダの内部における前記シリンダと前記ピストンとに挟まれた空間により構成される前記収容タンクと、前記ピストンを往復運動させることにより前記収容タンクの内部を加圧又は減圧するピストン駆動部と、を有して構成され、
前記ポンプ機構動作制御部は、前記収容タンクの内部を加圧する方向である加圧方向に前記ピストンを移動することにより前記第1圧力となるように前記ピストン駆動部を制御し、前記収容タンクの内部を減圧する方向である減圧方向に前記ピストンを移動することにより前記第2圧力となるように前記ピストン駆動部を制御する
請求項3に記載のインクジェット記録装置。 - 前記ポンプ機構動作制御部は、前記ピストンを前記加圧方向に第1速度で移動することにより前記収容タンクの内部の圧力を前記第1圧力となるように前記ピストン駆動部を制御し、前記ピストンを前記減圧方向に第1速度よりも小さい第2速度で移動させることにより前記収容タンクの内部の圧力を前記第2圧力となるように前記ピストン駆動部を制御する
請求項4に記載のインクジェト記録装置。 - 前記収容タンクは、前記インクタンクに収容されるインクを一旦収容するサブタンクであり、
前記ポンプ機構は、前記サブタンクの内部を加圧又は減圧する加減圧ポンプを有し、
前記サブタンクと前記加減圧ポンプとの間は、途中に開閉弁が設けられた第1連通路により接続され、
前記サブタンクと大気との間は、途中に大気通気弁が設けられた第2連通路により接続される
請求項3に記載のインクジェット記録装置。 - 前記インク供給路は、筒状のチューブにより構成されており、前記ポンプ機構から前記記録ヘッドまでインクを供給し且つ前記チューブの内径が第1内径により形成される記録ヘッド側供給路と、前記インクタンクから前記ポンプ機構までインクを供給し且つ前記チューブの内径が前記第1内径よりも大きい第2内径により形成されるインクタンク側供給路とを有し、
前記第1内径は、前記収容タンクの内部を加圧する際の前記収容タンクの内部の圧力が前記第1圧力となるように形成され、
前記第2内径は、前記収容タンクの内部を減圧する際の前記収容タンクの内部の圧力が前記第2圧力となるように形成される
請求項1から6のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 - 前記インク供給路は、前記インクタンクに収容されるインクを前記ポンプ機構へ供給するインクタンク側供給路と、前記ポンプ機構に収容されるインクを前記記録ヘッドへ供給する記録ヘッド側供給路と、前記インクタンク側供給路と前記記録ヘッド側供給路とをつなぐバイパス供給路とを有し、
前記バイパス供給路の途中に設けられる開閉弁と、
前記インク供給路の途中に設けられると共にインクの流れる方向を規制する逆止弁と、を更に備える
請求項1から7のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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