WO2010150437A1 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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gas
recovery
gutter
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井上智博
宮尾明
長嶺俊秀
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株式会社日立産機システム
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
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    • B41J2/185—Ink-collectors; Ink-catchers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18—Ink recirculation systems

Definitions

  • the present invention relates to an inkjet recording apparatus.
  • an inkjet recording apparatus that performs printing by ejecting ink from a nozzle, when the ink ejected from the nozzle is collected and reused once, the solvent of the ink volatilized and lost in order to maintain the physical properties of the ink. It needs to be replenished.
  • Patent Document 1 discloses that, in order to suppress volatilization of ink solvent components and to provide an ink circulation system with little ink deterioration, in a charge modulation type ink jet recording apparatus, an ink is supplied from an ink tank to a nozzle under pressure.
  • An ink comprising a supply system, a gutter for collecting ink particles not used for printing out of ink ejected from the nozzle, and an ink collection system for suctioning and collecting ink to the gutter to the gutter.
  • an ink jet recording apparatus characterized in that an air containing a solvent component of ink, which is sucked and recovered from the gutter together with the ink, is circulated to the gutter in a circulation system.
  • Patent Document 2 describes that, in a gutter for collecting ink particles not used for printing out of ink particle groups ejected from nozzles in a charge modulation type ink jet recording apparatus, the inner wall of the gutter can be cleaned with a cleaning liquid during printing.
  • a gutter for an ink jet recording apparatus is disclosed.
  • Patent Document 3 discloses an ink jet recording apparatus which performs printing with ink particles charged and deflected ink particles ejected from a nozzle, the print head having the nozzle and a gutter for collecting ink particles not used for printing.
  • An ink container connected to a flow path for supplying ink to the print head and a flow path for flowing the ink collected from the gutter, and an ink container for storing the ink collected from the gutter and a supply pump for delivering the ink from the ink container
  • An ink jet recording apparatus is disclosed in which an ejector connected to the gutter and the ink container is provided inside the print head.
  • Patent Document 1 the internal pressure of an air circulation pipe (solvent gas supply flow path) for circulating air (solvent gas) containing the solvent of ink to the gutter when the ink recovery pump is stopped due to the stop of the ink jet recording apparatus. Gradually decreases to atmospheric pressure due to the fluid resistance of the air circulation pipe. Therefore, after the recovery of the ink is stopped, the solvent gas is continuously supplied to the gutter, and the ink remaining in the gutter is pushed out of the gutter by the solvent gas, leaving room for improvement in the point of staining the gutter periphery with the ink.
  • solvent gas is continuously supplied to the gutter, and the ink remaining in the gutter is pushed out of the gutter by the solvent gas, leaving room for improvement in the point of staining the gutter periphery with the ink.
  • An object of the present invention is to prevent the leakage of ink remaining in a gutter or the like.
  • an inkjet recording apparatus comprises an ink container for storing ink, a nozzle for discharging the ink as ink particles and printing on a material to be printed, and the ink container And a gutter for collecting the ink particles not used for printing out of the ink particles discharged from the nozzle into the ink container, and a gutter for collecting the ink particles out of the ink particles discharged from the nozzle.
  • a gas-liquid separation unit for separating the gas returned together with the ink particles through the ink recovery channel; The gas and the gas supply channel for supplying, and having an air release passage for releasing the gas to the outside from the gas-liquid separator to.
  • the ink jet recording apparatus is characterized in that the gas-liquid separation unit is provided in the ink container.
  • the ink jet recording apparatus is characterized in that the gas supply flow channel and the atmosphere open flow channel are flow channels independent of each other.
  • An ink jet recording apparatus is characterized in that a valve is provided in the air release passage.
  • the ink jet recording apparatus is characterized in that a valve is provided in the gas supply flow path.
  • the ink jet recording apparatus is characterized in that the valve provided in the atmosphere open flow channel and / or the gas supply flow channel is a two-way valve.
  • the inkjet recording apparatus is characterized in that a control unit is provided to stop the recovery of the ink by the ink recovery unit after the valve of the air release passage is opened.
  • the inkjet recording apparatus is characterized in that a control unit is provided for stopping the recovery of the ink by the ink recovery unit after closing the valve of the gas supply flow path.
  • the supply of the solvent gas to the gutter can be stopped during the operation of the collection pump, so the ink remaining without being collected inside the gutter will not flow out of the gutter due to the solvent gas, and after the collection pump is stopped. It is possible to prevent the area around the gutter from being soiled with ink.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram which shows the flow path system of the ink in the inkjet recording device of 1st Example by this invention, and solvent gas. It is a timing chart which shows the state of a pump, a valve, etc. at the time of recovery stop of an ink jet recording device of a first example by the present invention. It is a schematic block diagram which shows the flow system of the ink in the inkjet recording device of 2nd Example by this invention, and solvent gas. It is a timing chart which shows the state of a pump, a valve, etc. at the time of recovery stop of the ink jet recording device of a 2nd example by the present invention. It is a schematic block diagram which shows the control circuit of the inkjet recording device of this invention.
  • FIG. 1st Example by this invention It is a timing chart which shows the state of a pump, a valve, etc. at the time of recovery stop of an ink jet recording device of a first example by the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an ink jet recording apparatus of the present invention. It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the inkjet recording device of this invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a gutter of the ink jet recording apparatus of the present invention. It is a schematic block diagram which shows the flow path system of the ink in the inkjet recording device of the modified embodiment by this invention, and solvent gas.
  • the present invention relates to an inkjet recording apparatus that ejects ink from a nozzle and performs printing.
  • FIG. 6 shows an overview of the main body of the ink jet recording apparatus.
  • the main body 600 containing a control system and a circulatory system, a print head 610 for ejecting ink particles, and a cable 620 connecting the main body 600 and the print head 610.
  • the length of the cable 620 is 4 m.
  • the main body 600 includes a touch panel liquid crystal panel 630 which allows the user to input print contents and print specifications and to display control contents and apparatus operation conditions.
  • a nozzle for forming ink particles and electrodes for charging and deflecting the ink particles are accommodated, and covered with a stainless steel cover.
  • At the tip of the print head 610 there is an opening 640 through which ink particles can pass.
  • At the bottom of the main body 600 is an openable lid 670 from which internal maintenance is performed.
  • Electrical components such as a control circuit 645 are disposed on the upper portion of the main body 600.
  • a circulation system control component such as a solenoid valve 650 and a pump unit 655 is disposed in the lower main body 680, and an ink container 1 storing ink to be supplied to the nozzles is accommodated in the lower main body 660.
  • the lid 670 is openable and closable so that the ink container 1 can be pulled out of the main body 600, and maintenance such as replenishment and disposal of ink and solvent can be facilitated.
  • FIG. 1 is a schematic configuration view showing a flow path system of ink and solvent gas in the ink jet recording apparatus of the first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the gutter of the ink jet recording apparatus of the present invention.
  • the inflow of ink or gas into the ink container 1 and the outflow from the ink container 1 are determined by the ink supply channel 21 connected to the ink container 1, the ink recovery channel 22, and the exhaust circulation channel 23 (gas supply Also, it is performed through the pressure release channel 24 (also referred to as an atmosphere release channel).
  • the exhaust circulation flow passage 23 and the pressure release flow passage 24 are provided separately. That is, the exhaust circulation channel 23 and the pressure release channel 24 constitute independent channels.
  • the pressure release channel 24 may be branched from the exhaust circulation channel 23.
  • the ink supply flow path 21 includes an ink container 1, a supply pump 2 (which may be referred to as an ink supply unit or an ink supply unit) that pumps ink, a supply valve 33 that opens and closes the flow path, and a pressure regulator valve that adjusts ink pressure. 3.
  • a pressure gauge 4 for measuring the pressure of the supplied ink and a filter 5 are provided, and the ink in the ink container 1 is supplied to the nozzle 6 at a predetermined pressure.
  • the ink particles 8 discharged from the nozzle 6 are charged by the charging electrode 7 and fly between the high voltage electrode 9 to which a high voltage of 5 kV is applied and the grounded ground electrode 10. Since an electrostatic field is formed between the high voltage electrode 9 and the ground electrode 10, the charged ink particles 8A are deflected in accordance with the charge amount, and adhere to the printing object 12, thereby performing printing.
  • the ink particles 8B not used for printing are taken into the gutter 11 and collected.
  • the gutter 11 has a first flow path 41 for taking in ink particles 8 B not used for printing, a second flow path 43 connected to the ink recovery flow path 22, a first flow path 41 and a second flow path 43. And a third flow path 44 connecting the exhaust circulation flow path 23 and the first flow path 41.
  • the ink particles 8B not used for printing collide with the flow path curved portion 42 through the first flow path 41, and wet and spread in the form of a liquid film. The wet and spread ink is sucked by the negative pressure generated by the recovery pump 14 and is sucked from the second flow path 43 to the ink recovery flow path 22.
  • the recovery pump 14 can also be called an ink recovery unit or an ink recovery unit.
  • the recovery pump 14 used in the present embodiment is a diaphragm type pump and can suction at an air flow rate of 150 ml / min. Therefore, even if the first flow path 41 is wet with ink, the ink is leaked from the gutter 11 Can be collected in the ink container 1.
  • the third flow path 44 supplies the solvent gas flowing from the exhaust circulation flow path 23 to the first flow path 41.
  • the third flow path 44 has a stepped flow path structure having a throttle 44 b in order to prevent the infiltration of the ink from the first flow path 41.
  • the inner diameter of the flow passage 44a of the third flow passage 44 is 1 mm
  • the inner diameter of the restriction 44b is 0.3 mm, thereby preventing the ink from entering the exhaust circulation flow passage 23.
  • the ink recovery flow path 22 includes a filter 13 for removing foreign matter mixed in during ink recovery, a recovery pump 14 for generating a negative pressure in the gutter 11, and a recovery valve 34 for opening and closing the ink recovery flow path.
  • the ink taken in by the gutter 11 is collected in the ink container 1.
  • the recovery valve 34 is an electromagnetic two-way valve, and is open at the time of ink recovery.
  • the recovery valve 34 may be in the ink recovery flow path 22 and may be in the print head 610 as well as the main body 600.
  • the gutter 11 sucks in the solvent gas supplied from the exhaust circulation path 23 together with the ink, so that it is collected in a gas-liquid mixed state in the ink collection flow path 22, but the ink and the solvent gas are separated in the ink container 1. That is, the ink container 1 has a gas-liquid separation function, and can also be called a gas-liquid separation unit. It can also be said that the gas-liquid separation unit is provided in the ink container 1.
  • the recovery valve 34 may be a flow control valve having a flow control function.
  • the solvent gas is supplied to the exhaust circulation channel 23 in which the introduction port is provided above the ink surface 30. Led. Further, the ink collected in the ink container 1 is sucked out by the supply pump 2 from the ink supply flow path 21 in which the introduction port is installed below the ink liquid level 30, and is supplied to the nozzle 6.
  • the outlet (tube end) of the ink recovery channel 22 is disposed above the liquid surface 30, but may be below.
  • the exhaust circulation flow path 23 is a flow path connecting the ink container 1 and the gutter 11, and supplies the gutter 11 with the solvent gas separated from the ink collected by the ink container 1.
  • the connection tube used for the exhaust circulation passage 23 is a Teflon (registered trademark) tube with an inner diameter of 2 mm and a length of 4 m, and the ink container 1 and the gutter 11 are connected.
  • the solvent gas supplied to the gutter 11 is supplied from the inside of the ink container 1, the vapor pressure of the solvent in the solvent gas almost reaches the saturation vapor pressure. For this reason, evaporation of the solvent from the ink particles 8B collected by the gutter 11 can be suppressed.
  • the pressure release channel 24 has a pressure release valve 101 that opens and closes the channel.
  • the connection tube used for the pressure release flow path 24 is a Teflon (registered trademark) tube with an inner diameter of 2 mm and a length of 0.5 m, and the tube end on the ink container 1 side is above the ink level 30. The tube end on the atmosphere side is exposed to the outside of the main body 600.
  • the pressure release valve 101 is an electromagnetic two-way valve, and releases the solvent gas from the ink container 1 to the outside of the main body 600 by being opened. When the ink is discharged from the nozzle 6, the pressure release valve 101 is normally closed.
  • the pressure relief valve 101 may be a flow control valve having a flow control function.
  • control circuit 645 of the ink jet printing apparatus will be described with reference to FIG.
  • the CPU 300 is a central processing unit that controls the ink jet printing apparatus of the present embodiment.
  • the ROM 310 is a read only memory that stores programs and control data required for the CPU 300 to operate.
  • the RAM 305 is a rewritable memory that temporarily stores data and the like handled by the CPU 300 during program execution.
  • the bus line 380 is a signal line including all data from the CPU 300, an address signal, and a control signal.
  • the interface circuit 315 mediates the input and output of data, address signals, control signals and the like.
  • the pump control circuit 320 controls the operation of the supply pump 2 and the recovery pump 14 based on an instruction from the CPU 300.
  • the solenoid valve control circuit 340 performs operation control of solenoid valves such as the supply valve 33, the recovery valve 34, the pressure relief valve 101, and the like based on an instruction from the CPU 300.
  • the excitation source 370 generates an excitation signal based on the nozzle operating conditions and drives a piezoelectric actuator (not shown) at the nozzle 6.
  • the recording signal source 360 generates the recording signal and the printing presence / absence information of each ink particle based on the input print data, stores it in the RAM 305, and applies the recording signal to the charging electrode 7 based on the command from the CPU 300.
  • FIG. 2 is a timing chart showing the state of a pump, a valve and the like when the recovery of the ink jet printing apparatus according to the first embodiment of the present invention is stopped.
  • the horizontal axis shows the time of switching operation etc.
  • the vertical axis shows the state of the recovery pump 14, the recovery valve 34, the pressure relief valve 101, and the pressures 25 and 26.
  • the recovery pump 14 In the ink ejection mode during the printing operation, the recovery pump 14 is in operation, the recovery valve 34 is in the open state, and the pressure release valve 101 is in the closed state. At this time, the solvent gas flows only from the ink container 1 to the exhaust circulation channel 23, and is collected from the gutter 11 into the ink container 1 by the ink recovery channel 22.
  • the pressure 25 (P1) in the ink container 1 and the pressure 26 (P2) in the exhaust circulation channel are in a state of several tens of kPa higher than the atmospheric pressure.
  • the supply pump 2 in operation and the supply valve 33 is in open state.
  • the fluid resistance of the pressure release flow path 24 is sufficiently smaller than the exhaust circulation flow path 23 having the throttle 44 b of the gutter 11. Therefore, by opening the pressure release valve 101, the solvent gas of the ink container 1 flows from the pressure release flow path 24 into the atmosphere, and the pressure 25 (P1) of the ink container 1 and the pressure 26 (P2) of the exhaust circulation path 23 Becomes the atmospheric pressure instantaneously (a few ms (milliseconds or less)). Therefore, the times T0 and T1 may be any response time (several ms or less) until the pressures 25 and 26 reach atmospheric pressure, so 1 second in this embodiment, and it is confirmed that there is no ink leakage. ing.
  • the recovery valve 34 is closed at T1 after the pressure of the ink container 1 and the exhaust circulation flow path 23 is reduced to atmospheric pressure, and the recovery pump 14 is stopped at T2 to stop the recovery operation.
  • the pressure relief valve 101 since the pressure relief valve 101 is open, the pressures 25 (P1) and 26 (P2) are atmospheric pressure, and the solvent gas in the exhaust circulation flow path 23 and the pressure release flow path 24 is stationary. . Therefore, the ink remaining in the first flow path 41 is not spilled out of the gutter 11 by the solvent gas.
  • the pressure release valve 101 is closed at T3 with the exhaust circulation flow path 23, the ink container 1, and the ink recovery flow path 22 at atmospheric pressure, and the recovery stop mode is ended at T4 to stop the apparatus.
  • the time from T1 to T2, the time from T2 to T3, and the time from T3 to T4 are set to one second which is greater than the response time of the recovery pump 14, the recovery valve 34, and the pressure relief valve 101. , Have confirmed that there is no problem.
  • FIG. 3 shows a second apparatus configuration for obtaining the inventive effects of the inkjet recording apparatus of the present invention without using the pressure release path 24 in the first embodiment.
  • the exhaust circulation channel 22 connecting the ink container 1 and the gutter 11 includes a sealing valve 102 capable of opening and closing the exhaust circulation channel.
  • the sealing valve 102 is an electromagnetic two-way valve, and the ink container 1 and the gutter 11 communicate with each other in the open state, and the solvent gas can be supplied from the ink container 1 to the gutter 11. Gas can not be supplied to the gutter 11.
  • the sealing valve 102 may be a flow control valve having a flow control function.
  • the recovery pump 14 In the ink ejection mode during the printing operation, the recovery pump 14 is in operation, the recovery valve 34 is open, and the sealing valve 102 is open. At this time, the solvent gas flows only from the ink container 1 to the exhaust circulation channel 23, and is collected from the gutter 11 into the ink container 1 by the ink recovery channel 22.
  • the pressure 25 (P1) in the ink container 1 and the pressure 26 (P2) in the exhaust circulation channel are in a state of several tens of kPa higher than the atmospheric pressure.
  • the supply pump 2 in operation and the supply valve 33 is in open state.
  • the supply pump 2 is stopped and the supply valve 33 is closed, whereby the ink ejection from the nozzle 6 is stopped.
  • the flow of the solvent gas from the ink container 1 to the gutter 11 is shut off.
  • the pressure 26 (P2) between the seal valve 102 of the exhaust circulation channel 23 and the gutter 11 is gradually (about several seconds or less) large while supplying the solvent gas to the gutter due to the fluid resistance by the throttle 44b. It will drop to barometric pressure.
  • the recovery valve 34 is open and the recovery pump 14 is operating, the recovery of ink from the gutter 11 is continuing, and the ink does not leak from the gutter 11.
  • the time from t0 to t1 may be 5 seconds or more in this embodiment because it is sufficient if the response time until the pressure 26 becomes atmospheric pressure (about 3 seconds) or more, and it is confirmed that there is no ink leakage. There is.
  • the pressure 25 (P1) in the ink container 1 rises to t1 at which the recovery valve 34 is closed, but then the pressure becomes constant.
  • the pressure 26 (P2) is atmospheric pressure after t1, the flow from the exhaust circulation channel 23 to the gutter 11 is stationary, and remains at the gutter 11 even after the recovery pump 14 is stopped at t2. The ink does not spill out of the gutter 11 due to solvent gas.
  • the sealing valve 102 may be temporarily opened and closed at t3 to reduce the pressure 25 (P1) of the ink container 1 to the atmospheric pressure and stop the apparatus.
  • the time from t1 to t2 and the time from t2 to t3 are set to one second which is more than the response time of the recovery pump 14, the recovery valve 34, and the sealing valve 102, and it is confirmed that there is no problem. There is.
  • the ink in the flow path from the recovery valve 34 to the sealing valve 102 is Leakage of solvent gas due to evaporation of solvent can be reduced. Therefore, the amount of solvent consumption can be reduced, and the working environment can be improved by reducing the concentration of solvent gas in the vicinity of the device, and air pollution and global warming can be reduced by reducing the emission of solvent gas to the atmosphere. Can contribute to the prevention of
  • the present invention it is possible to prevent the leakage of the ink remaining in the gutter or the like and to reduce the leakage of the solvent gas due to the evaporation of the solvent.

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

ガター等に残ったインクが漏れ出すことを防止する。 インクを貯留するためのインク容器と、前記インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うためのノズルと、前記インク容器から前記ノズルに前記インクを供給するためのインク供給部と、前記ノズルより吐出した前記インク粒子のうち、印字に使用しない前記インク粒子を前記インク容器に回収するためのガターと、このガターで回収した前記インク粒子を前記インク容器に返送するためのインク回収流路と、このインク回収流路に設置され、前記インクを前記インク容器に回収するためのインク回収部とを含むインクジェット記録装置であって、前記インク回収流路を介して前記インク粒子とともに返送されたガスを分離するための気液分離部と、前記ガターに前記ガスを供給するためのガス供給流路と、前記気液分離部から外部に前記ガスを放出するための大気開放流路とを有する。

Description

インクジェット記録装置
　本発明は、インクジェット記録装置に関する。
　ノズルよりインクを噴出して印字を行うインクジェット記録装置においては、一旦、ノズルより吐出したインクを回収して再利用する場合、インクの物性を保つために、揮発して失われたインクの溶剤を補充する必要がある。
　特許文献１には、インク溶剤成分の揮散を抑え、インク劣化の少ないインク循環系を提供することを目的として、荷電変調形インクジェット記録装置において、インクタンクからノズルへ、インクを加圧供給するインク供給系と該ノズルより噴射されるインクのうち、印字に供せられないインク粒子を回収するガターと該ガターへのインクへのインクをインクタンクへ吸引回収するインク回収系とにより構成されるインク循環系において、前記ガターからインクと共に吸引回収される、インクの溶剤分を含むエアを前記ガターへ循環させることを特徴とするインクジェット記録装置が開示されている。
　特許文献２には、荷電変調形インクジェット記録装置において、ノズルより噴出したインク粒子群のうち、印字に使用しないインク粒子を回収するガターにおいて、印字中にガター内壁を洗浄液により洗浄可能としたことを特徴とするインクジェット記録装置用ガターが開示されている。
　特許文献３には、ノズルから噴出したインク粒子を帯電して偏向させたインク粒子で印字を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルと印字に使用されないインク粒子を捕集するガターとを有する印字ヘッドと、この印字ヘッドにインクを供給する流路と前記ガターから回収したインクが流れる流路とに接続して、前記ガターより回収したインクを貯留するインク容器とこのインク容器からインクを送出する供給ポンプとを有する本体と、を有し、前記印字ヘッド内部に前記ガターとインク容器とに接続するエジェクタを設けたインクジェット記録装置が開示されている。
特開昭６０－０１１３６４号公報 実開昭６０－１５２４３６号公報 特開２００８－２７９５９８号公報
　特許文献１においては、インクジェット記録装置の停止に伴うインク回収ポンプの停止時に、インクの溶剤分を含むエア（溶剤ガス）を前記ガターへ循環させるエア循環パイプ（溶剤ガスの供給流路）の内圧は、エア循環パイプの流体抵抗のために徐々に大気圧まで低下する。そのため、インクの回収が停止した後、ガターに溶剤ガスが供給され続け、ガターの内部に残ったインクが溶剤ガスによりガターより押し出され、ガター周辺をインクで汚す点で改善の余地が残されていた。
　本発明の目的は、ガター等に残ったインクが漏れ出すことを防止することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のインクジェット記録装置は、インクを貯留するためのインク容器と、前記インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うためのノズルと、前記インク容器から前記ノズルに前記インクを供給するためのインク供給部と、前記ノズルより吐出した前記インク粒子のうち、印字に使用しない前記インク粒子を前記インク容器に回収するためのガターと、このガターで回収した前記インク粒子を前記インク容器に返送するためのインク回収流路と、このインク回収流路に設置され、前記インクを前記インク容器に回収するためのインク回収部とを含むインクジェット記録装置であって、前記インク回収流路を介して前記インク粒子とともに返送されたガスを分離するための気液分離部と、前記ガターに前記ガスを供給するためのガス供給流路と、前記気液分離部から外部に前記ガスを放出するための大気開放流路とを有することを特徴とする。
　本発明のインクジェット記録装置は、前記気液分離部を前記インク容器に設けたことを特徴とする。
　本発明のインクジェット記録装置は、前記ガス供給流路と前記大気開放流路とは、それぞれ独立した流路であることを特徴とする。
　本発明のインクジェット記録装置は、前記大気開放流路に弁を設けたことを特徴とする。
　本発明のインクジェット記録装置は、前記ガス供給流路に弁を設けたことを特徴とする。
　本発明のインクジェット記録装置は、前記大気開放流路及び／又は前記ガス供給流路に設けた前記弁が二方弁であることを特徴とする。
　本発明のインクジェット記録装置は、前記大気開放流路の前記弁を開放した後に前記インク回収部による前記インクの回収を停止するための制御部を設けたことを特徴とする。
　本発明のインクジェット記録装置は、前記ガス供給流路の前記弁を閉止した後に前記インク回収部による前記インクの回収を停止するための制御部を設けたことを特徴とする。
　本発明によれば、回収ポンプ動作中にガターへの溶剤ガスの供給を停止できるため、ガター内部に回収されずに残ったインクが、溶剤ガスによりガターから流出することがなく、回収ポンプ停止後にガター周辺をインクで汚すことを防止できる。
本発明による第一の実施例のインクジェット記録装置におけるインクおよび溶剤ガスの流路系統を示す概略構成図である。 本発明による第一の実施例のインクジェット記録装置の回収停止時におけるポンプ、弁等の状態を示すタイミングチャートである。 本発明による第二の実施例のインクジェット記録装置におけるインクおよび溶剤ガスの流路系統を示す概略構成図である。 本発明による第二の実施例のインクジェット記録装置の回収停止時におけるポンプ、弁等の状態を示すタイミングチャートである。 本発明のインクジェット記録装置の制御回路を示す概略構成図である。 本発明のインクジェット記録装置の概観斜視図である。 本発明のインクジェット記録装置の概略縦断面図である。 本発明のインクジェット記録装置のガターを示す断面図である。 本発明による変形実施例のインクジェット記録装置におけるインクおよび溶剤ガスの流路系統を示す概略構成図である。
　本発明は、ノズルよりインクを噴出し、印字を行うインクジェット記録装置に関する。
　以下、発明の実施形態について図面に従って説明する。
　まず、図６にインクジェット記録装置の本体概観を示す。
　制御系や循環系を収納した本体６００とインク粒子を噴出する印字ヘッド６１０と、本体６００と印字ヘッド６１０を結ぶケーブル６２０で構成されている。ケーブル６２０の長さは４ｍである。本体６００には、ユーザが印字内容や印字仕様等の入力及び制御内容や装置運転状況等の表示が可能なタッチパネル式液晶パネル６３０がある。印字ヘッド６１０の内部には、インク粒子を作成するノズルやインク粒子を帯電・偏向するための電極類が納められおり、ステンレスのカバーで覆われている。印字ヘッド６１０先端にはインク粒子が通過可能な開口部６４０がある。本体６００の下部には開閉可能なふた６７０があり、ここから内部メンテナンスを行う。
　つぎに、本体６００の内部構成について図７を用いて説明する。
　本体６００上部には制御回路６４５等の電気系部品が配置されている。本体下部６８０には、電磁弁６５０、ポンプユニット６５５等の循環系制御部品が配置されており、本体下部６６０にはノズルに供給するインクを貯めたインク容器１が納められている。ふた６７０は開閉可能で、インク容器１を本体６００から引き出せるようになっており、インクや溶剤の補給、廃棄等のメンテナンスが容易にできるように構成されている。
　つぎに、本発明に関わるインクジェット記録装置の動作について図１及び図８を用いて説明する。
　図１は、本発明による第一の実施例のインクジェット記録装置におけるインクおよび溶剤ガスの流路系統を示す概略構成図である。また、図８は、本発明のインクジェット記録装置のガターを示す断面図である。
　図１において、インクやガスのインク容器１への流入・インク容器１からの流出は、インク容器１に接続されたインク供給流路２１、インク回収流路２２、排気循環流路２３（ガス供給流路とも呼ぶ。）、圧抜き流路２４（大気開放流路とも呼ぶ。）を通して行われる。本実施例においては、排気循環流路２３と圧抜き流路２４とは、別々に設けられている。すなわち、排気循環流路２３と圧抜き流路２４とは、それぞれ独立した流路を構成している。なお、図９に示す変形実施例のように、圧抜き流路２４を排気循環流路２３から分岐させる構成としてもよい。
　インク供給流路２１は、インク容器１、インクを圧送する供給ポンプ２（インク供給手段又はインク供給部と呼んでもよい。）、流路の開閉を行う供給弁３３、インク圧力を調節する調圧弁３、供給インクの圧力を計測する圧力計４、フィルタ５を含む構成であり、インク容器１のインクを所定の圧力にてノズル６に供給する。
　ノズル６より吐出するインク粒子８は、帯電電極７で帯電され、５ｋＶの高電圧が印加された高圧電極９と接地されたグランド電極１０との間を飛翔する。高圧電極９とグランド電極１０との間に静電界が形成されているため、帯電したインク粒子８Ａは、その帯電量に応じて偏向され、被印字物１２に付着し、印字が行われる。印字に使用しないインク粒子８Ｂは、ガター１１に取り込まれて回収される。
　図８において、ガター１１は、印字に使用しないインク粒子８Ｂを取り込む第一流路４１と、インク回収流路２２に接続している第二流路４３と、第一流路４１と第二流路４３を接続する流路曲部４２と、排気循環流路２３と第一流路４１を接続する第三流路４４からなる。印字に使用しないインク粒子８Ｂは、第一流路４１を通って、流路曲部４２に衝突し、液膜状に濡れ拡がる。濡れ拡がったインクは、回収ポンプ１４により発生した負圧により吸引され、第二流路４３からインク回収流路２２へ吸引される。
　ここで、回収ポンプ１４は、インク回収手段又はインク回収部と呼ぶこともできる。
　なお、本実施例で用いた回収ポンプ１４はダイヤフラム式ポンプであり、エア流量１５０ｍｌ／分で吸引できるため、第一流路４１内をインクで濡らすことはあっても、ガター１１からインクを漏らすことなくインク容器１に回収できる。
　第三流路４４は、排気循環流路２３から流入する溶剤ガスを第一流路４１に供給する。第三流路４４は第一流路４１からのインクの浸入を防止するために、絞り４４ｂを有した段付流路構造をしている。本実施例では、第三流路４４の流路４４ａの内径１ｍｍ、絞り４４ｂの内径０．３ｍｍとし、排気循環流路２３へのインク浸入を防止している。
　図１において、インク回収流路２２は、インクの回収中に混入した異物を取り除くフィルタ１３、ガター１１に負圧を発生させる回収ポンプ１４、インク回収流路の開閉を行う回収弁３４を含む構成であり、ガター１１で取り込んだインクをインク容器１に回収する。回収弁３４は電磁式二方弁であり、インク回収時は開放している。なお、回収弁３４は、インク回収流路２２にあればよく、本体６００だけでなく印字ヘッド６１０内にあってもよい。ガター１１では、インクとともに排気循環経路２３から供給される溶剤ガスを吸い込むため、インク回収流路２２内では気液混合状態で回収されるが、インク容器１でインクと溶剤ガスは分離する。すなわち、インク容器１は、気液分離機能を備えており、気液分離部と呼ぶこともできる。また、気液分離部をインク容器１に設けたと言うこともできる。
　なお、回収弁３４は流量調整機能を有する流量調整弁であってもよい。
　インク容器１は、排気循環流路２３以外に溶剤ガスが漏れ出ることのないように密閉されているため、溶剤ガスはインク液面３０の上方に導入口が設置された排気循環流路２３に導かれる。また、インク容器１に回収されたインクは、インク液面３０の下方に導入口が設置されたインク供給流路２１から供給ポンプ２により吸い出され、ノズル６に供給される。なお、本実施例では、インク回収流路２２の出口（チューブ端）は、液面３０の上方に設置したが、下方であってもよい。
　排気循環流路２３は、インク容器１とガター１１とを連通する流路であり、インク容器１で回収したインクから分離した溶剤ガスをガター１１に供給する。本実施例では、排気循環流路２３に使用した接続チューブは内径２ｍｍ、長さ４ｍのテフロン（登録商標）チューブで、インク容器１とガター１１とを接続している。
　ここで、ガター１１に供給される溶剤ガスは、インク容器１の内部から供給されるため、溶剤ガス中の溶剤の蒸気圧はほぼ飽和蒸気圧に達している。このため、ガター１１で回収されたインク粒子８Ｂからの溶剤の蒸発を抑制することができる。
　圧抜き流路２４は、流路の開閉を行う圧抜き弁１０１を持っている。本実施例では、圧抜き流路２４に使用した接続チューブは内径２ｍｍ、長さ０．５ｍのテフロン（登録商標）チューブを使用し、インク容器１側のチューブ端はインク液面３０の上方に、大気側のチューブ端は本体６００の外に露出させている。圧抜き弁１０１は電磁式二方弁であり、開放することで溶剤ガスをインク容器１から本体６００の外部に放出する。ノズル６よりインクを吐出している場合は、圧抜き弁１０１は通常閉止している。
　なお、圧抜き弁１０１は流量調整機能を有する流量調整弁であってもよい。
　つぎに、インクジェット記録装置の制御回路６４５について図５を用いて説明する。
　ＣＰＵ３００は、本実施例のインクジェット記録装置の制御を司る中央演算処理装置である。ＲＯＭ３１０は、ＣＰＵ３００が動作するのに必要なプログラムや制御データを記憶する読み出し専用のメモリである。ＲＡＭ３０５は、プログラム実行途上でＣＰＵ３００が扱うデータ等を一時的に記憶する書き換え可能なメモリである。バスライン３８０はＣＰＵ３００からのデータ、アドレス信号、コントロール信号全てを含む信号ラインである。インターフェース回路３１５は、データ、アドレス信号、コントロール信号等の入出力を仲介する。
　ポンプ制御回路３２０は、ＣＰＵ３００からの命令に基づいて供給ポンプ２、回収ポンプ１４の動作制御を行う。電磁弁制御回路３４０は、ＣＰＵ３００からの命令に基づいて供給弁３３、回収弁３４、圧抜き弁１０１等の電磁弁の動作制御を行う。励振源３７０はノズル動作条件に基づいた励振信号を作成し、ノズル６にある圧電アクチュエータ（図示せず）を駆動する。記録信号源３６０は入力された印字データに基づいて各インク粒子の記録信号及び印字有無情報を作成後、ＲＡＭ３０５に保存し、ＣＰＵ３００からの命令に基づいて帯電電極７に記録信号を印加する。
　ここで、溶剤ガスの流れについて図２を用いて説明する。
　図２は、本発明による第一の実施例のインクジェット記録装置の回収停止時におけるポンプ、弁等の状態を示すタイミングチャートである。本図において、横軸は切り替え操作等の時刻を示し、縦軸は、回収ポンプ１４、回収弁３４、圧抜き弁１０１、圧力２５及び２６の状態を示す。
　印字動作中におけるインク噴出モードでは、回収ポンプ１４が運転、回収弁３４が開放状態、圧抜き弁１０１は閉止状態である。この時、溶剤ガスはインク容器１から排気循環流路２３のみに流れ、ガター１１からインク回収流路２２によりインク容器１に回収される。本実施例では、インク容器１内の圧力２５（Ｐ１）、および排気循環流路内の圧力２６（Ｐ２）は、大気圧より数十ｋＰａ程度高い状態である。このほか、インク噴出モードでは、供給ポンプ２が運転状態にあり、供給弁３３が開放状態にある。
　つぎに、インクの噴出を停止する回収停止モードの動作について説明する。
　インク噴出モードから停止モードに移行するＴ０では、供給ポンプ２を停止し、供給弁３３を閉止することにより、ノズル６からのインク噴出が停止する。
　本実施例の場合、圧抜き流路２４の流体抵抗は、ガター１１の絞り４４ｂを有する排気循環流路２３より十分小さい。そのため、圧抜き弁１０１を開放することで、インク容器１の溶剤ガスは圧抜き流路２４から大気中に流れ、インク容器１の圧力２５（Ｐ１）、排気循環経路２３の圧力２６（Ｐ２）は瞬時（数ｍｓ（ミリ秒）以下）に大気圧となる。よって、Ｔ０とＴ１の時間は、圧力２５、２６が大気圧となるまでの応答時間（数ｍｓ以下）以上であればよいので、本実施例では１秒とし、インク漏れが無いことを確認している。
　つぎに、インク容器１や排気循環流路２３の圧力が大気圧に低下した後のＴ１で回収弁３４を閉止し、さらにＴ２で回収ポンプ１４を停止させて、回収動作を停止する。この時、圧抜き弁１０１が開放されているので、圧力２５（Ｐ１）、２６（Ｐ２）は大気圧であり、排気循環流路２３および圧抜き流路２４での溶剤ガスは静止している。よって、第一流路４１に残ったインクが溶剤ガスによりガター１１からこぼれ出すことはない。
　最後に、排気循環流路２３、インク容器１、インク回収流路２２が大気圧状態のまま、Ｔ３で圧抜き弁１０１を閉止し、Ｔ４で回収停止モードを終了し、装置停止となる。
　本実施例では、Ｔ１からＴ２までの時間、Ｔ２からＴ３までの時間、及びＴ３からＴ４までの時間は、回収ポンプ１４、回収弁３４、圧抜き弁１０１の応答時間以上の１秒に設定し、問題ないことを確認している。
　図３は、実施例１での圧抜き経路２４を用いないで、本発明であるインクジェット記録装置の発明効果を得るための第二の装置構成である。
　以下、実施例１と異なる構成について説明する。
　インク容器１とガター１１とを結ぶ排気循環流路２２には、排気循環流路の開閉が可能な封止弁１０２がある。封止弁１０２は、電磁式二方弁であり、開放状態でインク容器１とガター１１が連通し、インク容器１から溶剤ガスをガター１１に供給できるが、閉止状態でインク容器１からの溶剤ガスはガター１１に供給できない。
　なお、封止弁１０２は流量調整機能を有する流量調整弁であってもよい。
　ここで、運転モードにおける溶剤ガスの流れについて図４を用いて説明する。
　印字動作中におけるインク噴出モードでは、回収ポンプ１４が運転、回収弁３４が開放状態、封止弁１０２は開放状態である。この時、溶剤ガスはインク容器１から排気循環流路２３のみに流れ、ガター１１からインク回収流路２２によりインク容器１に回収される。実施例１と同様に、インク容器１内の圧力２５（Ｐ１）、および排気循環流路内の圧力２６（Ｐ２）は、大気圧より数十ｋＰａ程度高い状態である。このほか、インク噴出モードでは、供給ポンプ２が運転状態にあり、供給弁３３が開放状態にある。
　つぎに、インクの噴出を停止する回収停止モードの動作について説明する。
　インク噴出モードから停止モードに移行するｔ０では、供給ポンプ２を停止し、供給弁３３を閉止することにより、ノズル６からのインク噴出が停止する。そして、封止弁１０２を閉止状態とするため、インク容器１からの溶剤ガスのガター１１への流れは遮断される。これにより、排気循環流路２３の封止弁１０２とガター１１の間の圧力２６（Ｐ２）は、絞り４４ｂによる流体抵抗のため、溶剤ガスをガターに供給しながら徐々に（数秒程度以下）大気圧まで低下する。ただし、回収弁３４は開放状態で、回収ポンプ１４は運転しているので、ガター１１からのインク回収は継続中で、ガター１１よりインクが漏れ出すことはない。
　よって、ｔ０からｔ１までの時間は、圧力２６が大気圧となるまでの応答時間（３秒程度）以上であればよいので、本実施例では５秒とし、インク漏れが無いことを確認している。
　インク容器１内の圧力２５（Ｐ１）は、回収弁３４を閉止するｔ１まで上昇するが、その後、圧力は一定となる。また、圧力２６（Ｐ２）はｔ１以降、大気圧であるため、排気循環流路２３からガター１１への流れは静止しており、ｔ２で回収ポンプ１４の停止後においても、ガター１１に残ったインクが溶剤ガスによりガター１１からこぼれ出すことはない。
　最後に、圧力２６（Ｐ２）が大気圧状態のまま、ｔ２で回収ポンプ１４を停止し、ｔ３で回収停止モードを終了し、装置停止となる。
　なお、ｔ３で封止弁１０２を一旦開閉動作させ、インク容器１の圧力２５（Ｐ１）を大気圧に低減させて装置停止としてもよい。
　本実施例では、ｔ１からｔ２までの時間及びｔ２からｔ３までの時間は、回収ポンプ１４、回収弁３４、封止弁１０２の応答時間以上の１秒に設定し、問題ないことを確認している。
　また、回収停止モードを終了し、装置を停止した状態では、供給弁３３、回収弁３４及び封止弁１０２を閉止してあるため、回収弁３４から封止弁１０２の流路内にあるインク溶剤の蒸発による溶剤ガスの漏れを低減することができる。したがって、溶剤の消費量を低減するとともに、装置周辺の溶剤ガス濃度の低減により作業環境を改善することができ、かつ、大気中への溶剤ガスの放出を低減することにより大気汚染及び地球温暖化の防止に寄与することができる。
　すなわち、本発明によれば、ガター等に残ったインクが漏れ出すことを防止するとともに、溶剤の蒸発による溶剤ガスの漏れを低減することができる。
　１：インク容器、２：供給ポンプ、５：フィルタ、６：ノズル、７：帯電電極、８：インク粒子、１１：ガター、１４：回収ポンプ、２１：インク供給流路、２２：インク回収流路、２３：排気循環流路、２４：圧抜き流路、３４：回収弁、１０１：圧抜き弁、１０２：封止弁。

Claims (8)

  1. 　インクを貯留するためのインク容器と、前記インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うためのノズルと、前記インク容器から前記ノズルに前記インクを供給するためのインク供給部と、前記ノズルより吐出した前記インク粒子のうち、印字に使用しない前記インク粒子を前記インク容器に回収するためのガターと、このガターで回収した前記インク粒子を前記インク容器に返送するためのインク回収流路と、このインク回収流路に設置され、前記インクを前記インク容器に回収するためのインク回収部とを含むインクジェット記録装置であって、前記インク回収流路を介して前記インク粒子とともに返送されたガスを分離するための気液分離部と、前記ガターに前記ガスを供給するためのガス供給流路と、前記気液分離部から外部に前記ガスを放出するための大気開放流路とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 　前記気液分離部を前記インク容器に設けたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
  3. 　前記ガス供給流路と前記大気開放流路とは、それぞれ独立した流路であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
  4. 　前記大気開放流路に弁を設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  5. 　前記ガス供給流路に弁を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
  6. 　前記大気開放流路及び／又は前記ガス供給流路に設けた前記弁が二方弁であることを特徴とする請求項４又は５に記載のインクジェット記録装置。
  7. 　前記大気開放流路の前記弁を開放した後に前記インク回収部による前記インクの回収を停止するための制御部を設けたことを特徴とする請求項４又は６に記載のインクジェット記録装置。
  8. 　前記ガス供給流路の前記弁を閉止した後に前記インク回収部による前記インクの回収を停止するための制御部を設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載のインクジェット記録装置。
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