JP2010149337A - Device and method for ink jet recording - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク貯留部に連通するノズルからインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus and method for performing recording by ejecting ink from nozzles communicating with an ink reservoir.
インクジェット記録方式は、インク記録ヘッドのインク吐出口から微小なインク滴を記録媒体に対して吐出して印字や画像記録を行うもので、記録媒体から離間した状態で記録動作を行うことができることから、様々な材質の記録媒体や物品に記録することが可能で、幅広い用途に使用されてきている。 The ink jet recording method is a method for performing printing or image recording by ejecting minute ink droplets from an ink ejection port of an ink recording head to a recording medium, and can perform a recording operation while being separated from the recording medium. It can be recorded on recording media and articles of various materials and has been used for a wide range of purposes.
インクジェット記録に用いるインクジェットヘッドは、種々のタイプのヘッドが開発されてきているが、その中の例としては、圧電素子に電圧を印加して変形させることでインクが充填された圧力室を膨張及び収縮させて圧力変動を生じさせるピエゾ方式や、発熱抵抗体を通電加熱し発生した熱でインクを発泡させ、その圧力を利用するサーマル方式などのオンデマンドタイプのヘッドが開発されている。 Various types of ink-jet heads used for ink-jet recording have been developed. For example, a pressure chamber filled with ink is expanded and deformed by applying a voltage to a piezoelectric element and deforming it. On-demand type heads have been developed, such as a piezo system that causes pressure fluctuations by contraction, and a thermal system that uses the pressure generated by energizing and heating the heating resistor to foam the ink.
こうしたオンデマンドタイプのヘッドでは、要求に応じてインク液滴を吐出し画像を記録するが、ヘッド毎または色毎にインクを消費する量が異なるため、適切にインク供給を行なう必要があり、これに関して様々な改良工夫が行われている。例えば、特許文献1では、インクカートリッジ内のインクパックを加圧ポンプにより加圧してサブタンク内にインクを補給し、サブタンク内のインクを記録ヘッドに供給する液体噴射装置が記載されている。また、特許文献2では、記録ヘッドの共通液室に供給路を介してインクタンクからポンプによりインクを供給するとともに共通液室からインクタンクに還流路を設けてインクを循環させる液滴吐出装置が記載されている。また、特許文献3には、メインタンクから第一リザーバタンクを介して第二リザーバタンクにインクを補給し、第二リザーバタンクから記録ヘッドにインクを供給する液滴吐出装置が記載されている。また、特許文献4では、インクジェットヘッドに対してインクを供給するための第1液室と、第1液室にインク補充を行うための第2液室とを設け、両液室間を連通する空気連通管を設けてインク補充時等に生じる圧力変動を相殺するようにしたインクジェットプリント装置が記載されている。
上述した特許文献1では、長時間の連続記録を行う場合、加圧されるインクパックの容量を大きくする必要があり、装置の大型化が避けられずコスト負担が大きくなる。また、インクカートリッジを交換する際には、一旦記録動作を中止しなければならず連続した記録動作を行う上で支障となる。 In Patent Document 1 described above, when continuous recording is performed for a long time, it is necessary to increase the capacity of the pressurized ink pack, and the size of the apparatus cannot be increased, and the cost burden increases. Further, when the ink cartridge is replaced, the recording operation must be stopped once, which hinders continuous recording operation.
特許文献2では、連続記録動作の際にポンプにより常時記録ヘッドにインクを供給していると、ポンプの故障の可能性が高まり、ポンプ寿命の面から好ましくない。また、ポンプによる送液動作に伴い記録ヘッドにその脈動が伝達され、記録動作が不安定になるおそれがある。さらに、送液経路内にフィルタなどを設置する場合、ポンプ動作による脈動が大きいと、フィルタに損傷を与えるおそれがある。 In Patent Document 2, if ink is constantly supplied to the recording head by a pump during continuous recording operation, the possibility of pump failure increases, which is not preferable from the viewpoint of pump life. Further, the pulsation is transmitted to the recording head along with the liquid feeding operation by the pump, and the recording operation may become unstable. Further, when a filter or the like is installed in the liquid supply path, if the pulsation due to the pump operation is large, the filter may be damaged.
特許文献3では、第一リザーバタンクから第二リザーバタンクに高低差を利用した差圧によりインクを補給するため、第二リザーバタンク内のインク水位が変動して記録ヘッドとの水頭差が一定とならず、また第二リザーバタンクから記録ヘッドにインク循環ポンプを用いてインクを循環させるようにしており、記録ヘッド内のインク圧力がポンプの脈動により影響を受けるようになって記録動作が不安定となりやすい。
In
特許文献4では、第2液室から第1液室にポンプによりインクを補充しているが、第1液室内のインク水位を一定に保つ必要があることから、連続記録動作を行う場合インク水位の変動に合せてポンプを頻繁に動作させる必要があり、ポンプ寿命の面から好ましくない。
In
そこで、本発明は、連続記録動作を行う場合に安定した記録動作を行いながらインクの補給を行うことができるインクジェット記録装置及び方法を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and method capable of supplying ink while performing a stable recording operation when performing a continuous recording operation.
本発明に係るインクジェット記録装置は、インク貯留部及び当該インク貯留部に連通するノズルを有する記録ヘッド部と、前記インク貯留部に供給管路を介して接続されるとともに前記インク貯留部に供給するインクを貯留するインク供給部と、前記インク供給部内を前記インク貯留部内の空気圧よりも高い空気圧状態に設定する圧力調整部と、前記インク貯留部内及び前記インク供給部内の空気圧の差による前記インク供給部から前記インク貯留部へのインク供給を制御する供給弁手段と、前記インク供給部に補給管路を介して接続されるとともに前記インク供給部に補給するインクを貯留するインク補給部と、前記補給管路に設けられるとともに前記インク補給部内のインクを前記インク供給部へ送給するインク送給部とを備えていることを特徴とする。さらに、前記供給管路の前記インク貯留部への連通部位よりも下流側に接続されるとともに前記インク補給部に接続されて前記供給管路から前記インク補給部にインクを循環させる循環管路と、前記循環管路に設けられるとともにインクの循環を制御する循環弁手段とが設けられていることを特徴とする。さらに、前記供給管路には、インク中の不純物を捕集するフィルタを内蔵する収容部が設けられていることを特徴とする。さらに、前記収容部及び前記インク補給部に接続されて前記収容部内のインクを前記インク補給部に還流させる分岐管路と、前記分岐管路に設けられるとともにインクの還流を制御する還流弁手段とが設けられていることを特徴とする。 An ink jet recording apparatus according to the present invention is connected to a recording head section having an ink storage section and a nozzle communicating with the ink storage section, and is supplied to the ink storage section through a supply pipe and to the ink storage section. An ink supply unit for storing ink, a pressure adjusting unit for setting the inside of the ink supply unit to a higher air pressure than the air pressure in the ink storage unit, and the ink supply due to a difference in air pressure between the ink storage unit and the ink supply unit A supply valve means for controlling ink supply from the ink supply section to the ink storage section, an ink supply section connected to the ink supply section via a supply line and storing ink to be supplied to the ink supply section, An ink supply unit that is provided in the supply line and supplies ink in the ink supply unit to the ink supply unit. The features. And a circulation line connected to the downstream side of the supply line to the ink storage part and connected to the ink supply part to circulate ink from the supply line to the ink supply part. And a circulation valve means for controlling the circulation of the ink and provided in the circulation pipe. Further, the supply pipe line is provided with a housing portion containing a filter for collecting impurities in the ink. A branch pipe connected to the storage section and the ink supply section to return the ink in the storage section to the ink supply section; and a reflux valve means provided in the branch pipe and controlling the return of the ink. Is provided.
本発明に係るインクジェット記録方法は、インク貯留部に連通するノズルからインクを吐出して記録するインクジェット記録方法であって、インク補給部からインク供給部内の空気圧状態よりも高い圧力で前記インク供給部にインクを補給し、前記インク供給部内を前記インク貯留部内よりも高い空気圧状態に設定して両者の空気圧の差により前記インク供給部から前記インク貯留部にインクを供給し、前記インク貯留部内のインクを前記ノズルに流通させて記録することを特徴とする。 An ink jet recording method according to the present invention is an ink jet recording method in which ink is ejected from a nozzle communicating with an ink reservoir, and is recorded at a pressure higher than an air pressure state in an ink supply unit from an ink replenishment unit. Ink is replenished, the inside of the ink supply unit is set to a higher air pressure than the inside of the ink storage unit, and ink is supplied from the ink supply unit to the ink storage unit due to the difference in air pressure between the two. Ink is circulated through the nozzles for recording.
本発明は、上記のような構成を有することで、インク貯留部内の空気圧状態よりも高い空気圧状態に設定されたインク供給部からインクを供給するようにしているので、インク貯留部へのインク供給をポンプ等を用いることなくスムーズに行うことができ記録ヘッド部へのインク供給動作を記録動作に影響を与えることなく行なうことができる。そして、供給弁手段の開閉動作によりインク供給を制御してインク貯留部の空気圧状態が維持可能な供給速度で行えば、インク貯留部内の圧力を一定に維持してインク供給が行われるようになり、記録動作中でもインク供給動作を行なうことができる。 Since the present invention has the above-described configuration, ink is supplied from the ink supply unit that is set to a higher air pressure than the air pressure in the ink storage unit. Can be performed smoothly without using a pump or the like, and the ink supply operation to the recording head unit can be performed without affecting the recording operation. Then, if ink supply is controlled by opening / closing operation of the supply valve means and is performed at a supply speed at which the air pressure state of the ink storage unit can be maintained, ink supply is performed while maintaining the pressure in the ink storage unit constant. The ink supply operation can be performed even during the recording operation.
また、インク供給部には送給部によりインク補給部から適宜インクを補給することができるので、記録動作中でもインク供給部のインク残量が少なくなった時点で補給していけばよい。そして、記録動作中でもインク貯留部にインク供給部からインク供給を行うことができるので、安定した連続記録動作を行ないながら記録ヘッド部に逐次インク供給を行うことが可能となり、生産効率を格段に高めることができる。 Further, since the ink supply unit can be appropriately supplied with ink from the ink supply unit by the feeding unit, the ink supply unit may be supplied when the remaining amount of ink in the ink supply unit decreases even during the recording operation. Since ink can be supplied from the ink supply unit to the ink storage unit even during the recording operation, it is possible to sequentially supply ink to the recording head unit while performing a stable continuous recording operation, which greatly increases production efficiency. be able to.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.
図1は、本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。布地等の記録媒体Tは、搬送ローラ4により駆動される無端搬送ベルト3に載置されて搬送方向Yに搬送されるようになっている。記録部1は、搬送方向Yに対して交差する画像形成領域の全幅にわたって記録ヘッド部が配列されて構成されており、搬送方向Yにカラー記録部10Y、10M、10C、10Kが配列されている。カラー記録部10Y、10M、10C及び10Kにはそれぞれカラーインクが供給されてフルカラーの記録が行われるようになっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram relating to an embodiment of the present invention. A recording medium T such as fabric is placed on an
各カラー記録部は、搬送方向Yと直交する方向に複数の記録ヘッド部10a〜10fが配列されて構成されており、各記録ヘッド部は、下方に設けられたノズルからインクが吐出されて記録動作が行なわれる。
Each color recording unit is configured by arranging a plurality of recording
図2は、カラー記録部を搬送方向Yからみた側面図である。各記録ヘッド部10a〜10fには、上部にインク供給管L1及び空気管L2が接続されている。インク供給管L1及び空気管L2は、各記録ヘッド部毎に接続されており、個別に圧力制御及びインク供給ができるようになっている。
FIG. 2 is a side view of the color recording unit viewed from the conveyance direction Y. FIG. An ink supply pipe L1 and an air pipe L2 are connected to the upper portions of the
図3は、記録ヘッド部に関する概略断面図である。記録ヘッド部は、金属製の筐体からなり、内部にインク貯留部20が形成されている。インク貯留部20内の下部は所定の高さまでインクが貯留されたインク領域Bに、上部は空気が導入された気体領域Aに画定されている。そして、インク領域Bには、インク供給管L1が連通しており、気体領域Aには、空気管L2が連通している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view relating to the recording head unit. The recording head unit is made of a metal casing, and an
インク供給管L1の先端には連結部23が設けられており、記録ヘッド部の連結部22に着脱可能に取り付けられている。連結部22及び23の内部には、弁体22a及び23aが連結方向に摺動可能に設けられており、連結した際に弁体22a及び23aはバネ等の弾性部材により常時互いに押圧するように設定されている。そのため、弁体22a及び23aが互いに押圧されて内部に引込むように移動して開放した状態に保持され、インク供給管L1及び記録ヘッド部が連通した状態に連結される。
A connecting
空気管L2についても同様に連結部25が設けられ、記録ヘッド部の連結部24に着脱可能に取り付けられている。そして、連結部24及び25の弁体24a及び25aが弾性部材により互いに押圧するように設定されて移動し、開放した状態に保持される。そのため、空気管L2及び記録ヘッド部が連通した状態に連結される。
Similarly, the air pipe L2 is provided with a connecting portion 25, which is detachably attached to the connecting
そして、記録ヘッド部を取り外す場合には、連結部同士の連結を外すことで、図4に示すように、弁体22a及び23aがバネ等の弾性部材の付勢力で外に押し出されるように移動し、各弁体が開口部を閉鎖した状態に保持される。そのため、記録ヘッド部を取り外してもインク供給管L1からインクが漏出することはなく、またインク貯留部20内にインク供給管L1から空気が流入して気体領域Aの負圧状態に影響を与えることもなくなる。同様に、空気管L2の場合にも開口が弁体により閉鎖されて空気が流入するのを防止することができる。
When the recording head part is removed, the connection parts are disconnected so that the
各記録ヘッド部の底面にはプレート状のノズル部21が配設されており、ノズル部21には、複数のノズル21aが下方に向かって開口形成されている。これらのノズルは直線状に一列に配置されていてもよく、あるいは複数個のノズル例えば32個、64個、128個のノズル孔を1ブロックとし、ブロック毎に直線状、千鳥形状、階段形状等で配列してもよいし、これらの組み合わせ形状で配列してもよい。
A plate-
インク貯留部20の底面にはノズル部21に連通する連通路20aが形成されており、インク貯留部20内のインクが連通路20aを介してノズル部21内に供給されるようになっている。インク貯留部20内の気体領域Aには、後述する圧力制御装置が空気管L2を介して連通しており、圧力制御装置により気体領域Aの気圧は所定の空気圧状態に維持されるようになっている。この例では、所定の空気圧状態として、負圧状態又は加圧状態に制御される。
A
気体領域Aが負圧状態の場合には、ノズル部21内にはインクが供給されるものの底面に形成されたノズル21aからインクが漏れ出すことはない。そして、ノズル21a毎に設けられた圧電素子等の圧力手段を用いてノズル21aに連通する流路のインクに圧力を加えることでノズル21aからインクが吐出するようになっている。
In the case where the gas region A is in a negative pressure state, ink is supplied into the
気体領域Aが加圧状態の場合には、インク貯留部20内のインクが加圧されてノズル21aからインクが流出するようになり、ノズルの目詰まり防止等のメンテナンス動作を行うことができる。
When the gas region A is in a pressurized state, the ink in the
なお、この例では、記録ヘッド部の底面にノズル部が一体的に取り付けられているが、ノズル部を別体としてインク貯留部との間を連通管で接続するようにしてもよい。 In this example, the nozzle unit is integrally attached to the bottom surface of the recording head unit. However, the nozzle unit may be separated and connected to the ink storage unit by a communication pipe.
図5は、記録部1へのインクの供給制御及びインク貯留部20内の圧力制御に関するブロック構成図である。インク供給制御及び圧力制御は、制御部100により各構成部に制御信号が送信されて行われる。
FIG. 5 is a block configuration diagram relating to ink supply control to the recording unit 1 and pressure control in the
インク補給タンク30には、インク補給管31を介してインク供給容器32が接続されている。インク補給管31には、ストレーナ33及び送給ポンプP1が設けられており、ストレーナ33によってゴミ等がろ過されたインクが送給ポンプP1の作動によりインク供給容器32に補給される。また、インク補給管31には、逆止弁31aが設けられており、インク供給容器32内のインクが加圧された場合にインクがインク補給管31内を逆流するのを防止する。
An
インク補給タンク30は、上部に大気に連通する開口30aが形成されており、内部空間は常時大気圧に設定されている。沈降性を有するインクを収容する場合には、開口30aから撹拌棒等を差し込んでインクを撹拌することもできる。また、インク補給タンク30の側壁にはインク残量検知センサ30bが取り付けられており、貯留されたインクの残量が少なくなってインクの液面が低下してくると、インク残量検知センサ30bが低下した液面を検知して検知信号を出力するようになっている。インク補給タンク30内のインク残量が少なくなった場合には、図示せぬ補給管よりインクが補給される。
The
インク供給容器32には、インク供給管34を介して各インク貯留部20が接続されている。インク貯留部20にはインク供給管34から分岐した接続管35が接続されてインク供給管34に連通している。接続管35にはそれぞれ供給弁手段として2方弁35aが設けられており、2方弁35aを開くことでインク貯留部20に対するインク供給が行われ、2方弁35aを閉じることでインク貯留部20に対するインク供給が停止される。
Each
インク供給容器32は密閉容器となっており、後述するように加圧ポンプP2から内部空間に加圧空気が供給されてインク供給容器32内のインクをインク貯留部20内の空気圧状態よりも高い空気圧状態(この例では大気圧よりも高い圧力状態)に設定するようになっている。インク供給容器32内をインク貯留部20内の空気圧状態よりも高い空気圧状態にすることで、両者の空気圧の差によりインク供給容器32内のインクがインク貯留部20に供給されるようになる。
The
なお、この例では、インク貯留部20内の空気圧状態を負圧状態としているが、空気圧状態が負圧状態以外の圧力状態に維持されている場合でもその圧力状態より高い空気圧状態にインク供給容器32内を設定すればインク供給を行うことができる。
In this example, the air pressure state in the
インク供給容器32の側壁には、容器内のインクの液面を検知する液面検知センサ32a及び32bが取り付けられており、液面検知センサ32aが低い位置に設置されて下限のインク液面を検知し、液面検知センサ32bが高い位置に設置されて上限のインク液面を検知するようになっている。
Liquid
インク供給管34には、フィルタ37を内蔵する収容容器36が設けられており、インク供給容器32からインク供給管34に流入したインクは収容容器36内でフィルタ37により異物が捕集されてインク貯留部20に供給されるようになる。
The
収容容器36は、分岐管38を介してインク補給タンク30に接続されており、分岐管38に設けられた還流弁手段である2方弁38aを開くことで、還流管路(インク補給タンク30→インク補給管31→インク供給容器32→収容容器36→分岐管38→インク補給タンク30)を形成することができる。また、2方弁38aを閉じることでインクの還流を停止させることができる。
The
こうした還流管路にインクを還流させることで、沈降性を有するインクを供給する場合にインク供給容器32等においてインクの沈降を抑止することができる。
By returning the ink to such a reflux line, the ink can be prevented from settling in the
インク供給管34は、接続管35が接続された部位からさらに延設されて戻り管39を介してインク補給タンク30に接続されている。戻り管39に設けられた循環弁手段である2方弁39aを開くことで、循環管路(インク補給タンク30→インク補給管31→インク供給容器32→収容容器36→インク供給管34→戻り管39→インク補給タンク30)を形成することができる。また、2方弁39aを閉じることでインクの循環を停止させることができる。
The
こうした循環管路にインクを循環させることで、沈降性を有するインクを供給する場合にインク供給容器32等においてインクの沈降を抑止することができる。また、インクの色を変更する場合には、循環管路に滞留するインクを循環させて回収し再利用することもできる。
By circulating the ink in such a circulation line, the ink settling can be suppressed in the
インク供給動作は、加圧ポンプP2から供給される加圧空気により制御される。インク供給容器32には、レギュレータR1及び3方弁70を介して加圧空気が供給される。レギュレータR1は、インク供給容器32内の圧力が一定圧力の供給圧状態に維持されるように作用し、内部圧力が所定の空気圧状態より上昇した場合には加圧空気を外気に排出して圧力を所定の空気圧状態まで低下させる。また、内部圧力が所定の空気圧状態よりも下降した場合には加圧空気を供給して所定の空気圧状態まで上昇させるようにする。3方弁70は、インク供給容器32内をレギュレータR1に連通する側又は外気に連通する側に切り換えて接続するように設定されている。レギュレータR1及びインク供給容器32を接続した状態では、レギュレータR1からの加圧空気をインク供給容器32に送出する。インク供給容器32を外気に連通した状態では、インク供給容器32内の加圧空気を速やかに外気に排出し、空気圧状態における圧力を解除する大気開放弁として機能する。なお、この例では、加圧ポンプP2及びレギュレータR1が圧力調整部に相当する。
The ink supply operation is controlled by pressurized air supplied from the pressure pump P2. Pressurized air is supplied to the
送給ポンプP1は容積形ポンプ(ダイヤフラムポンプ)が用いられており、レギュレータR2及び3方弁71を介して供給される加圧空気により駆動される。レギュレータR2及び3方弁71は、それぞれレギュレータR1及び3方弁70と同様に機能し、レギュレータR2により送給ポンプP1に所定圧力の加圧空気が供給され、3方弁71により送給ポンプP1側とレギュレータR2側又は外気側と接続するように切り換えられるようになっている。
The feed pump P1 is a positive displacement pump (diaphragm pump) and is driven by pressurized air supplied via a regulator R2 and a three-
2方弁38a及び39aにもそれぞれ3方弁72及び73を介して加圧ポンプP2の加圧空気が供給されて作動するようになっている。 The two-way valves 38a and 39a are also operated by being supplied with pressurized air from the pressure pump P2 via the three-way valves 72 and 73, respectively.
インク補給タンク30からインク供給容器32へのインク補給動作は、液面検知センサ32aが検知信号を出力した場合に送給ポンプP1を作動させて行う。送給ポンプP1が送給するインク圧力をインク供給容器32内の空気圧状態よりも高くすれば、インクを容器内に補給することができる。
The ink supply operation from the
インクがインク供給容器32内に補給されていくと、インク液面が上昇していき内部の空気圧が上昇するが、レギュレータR1により内部の空気圧が所定の空気圧状態に維持されるので、インク補給を継続することができる。そして、インク液面が上昇して液面センサ32bにより検知されると、送給ポンプP1の作動を停止する。
As ink is replenished into the
送給ポンプP1の作動停止によりインク圧力が低下するが、逆止弁31aが設けられているので、インク供給容器32からインクが逆流することはない。また、インク供給容器32内の加圧空気が解除された場合にサイフォン現象によりインク補給タンク30からインクがインク供給容器32内に流入しないようにインク供給容器32をインク補給タンク30よりも高い位置に設定しておくとよい。
Although the ink pressure is reduced by stopping the operation of the feed pump P1, the
以上のようにインク補給動作を行なうことで、インク供給容器32に所定の範囲のインク量が貯留されるように必要に応じてインクを補給すればよく、送給ポンプP1を間欠作動させるため使用頻度が少なくなってポンプの寿命を延ばすことができる。
By performing the ink replenishment operation as described above, it is sufficient to replenish ink as necessary so that the
インク供給容器32からインク貯留部20へのインク供給動作は、インク供給容器32内のインクが常時大気圧よりも高い空気圧状態に維持され、インク貯留部20内が後述するように大気圧よりも低い空気圧状態(負圧状態)に維持されているため、接続管35の2方弁35aを開くことで両者の空気圧の差によりインク貯留部20内にインクを供給することができる。弁の開閉動作によりインク貯留部20内にインクを供給することができるので、頻繁にインクを少量ずつ供給することが可能であり、インク貯留部の液面高さを高精度に維持することができる。また、弁等のインク供給制御部品を用いることにより、供給や供給停止に関する制御応答も速くできるため、インク供給量を精度よく制御可能となる。
The ink supply operation from the
また、インク供給容器32の下流側にフィルタ37が設置されているので、インク供給の際にフィルタ37がポンプの脈動を受けるといったことはなくなり、送給ポンプP1の脈動によるフィルタの破損を避けることができる。また、フィルタ37によりインクの圧力損失が生じるが、その分インク供給容器32内の空気圧を高めればよく、インク供給にポンプを用いた場合のようにポンプに過大の負担がかかるようなことはない。したがって、フィルタ37に微細な異物を除去するものを用いた場合でもインク供給に支障が生じることはない。
Further, since the filter 37 is installed on the downstream side of the
また、沈降性を有するインクを供給する場合には、分岐管38又は戻り管39に定期的にインクを還流又は循環させることでインク供給容器32内にインクが沈降しないようにすることができる。
In addition, when ink having settling properties is supplied, the ink can be prevented from settling in the
以上説明したインク供給動作は、送給ポンプP1、加圧ポンプP2、レギュレータR1及びR2、各2方弁及び3方弁を制御部100により制御することで行われる。また、カラー記録部10Y、10M、10C及び10K毎に、インク補給タンク30及びインク供給容器32を設けて各カラー記録部にインクを供給するようにすればよい。
The ink supply operation described above is performed by the
インク貯留部20内の空気圧状態の圧力制御は、負圧調整機構40、加圧調整機構50及び切換部60を制御することで行われる。負圧調整機構40は、負圧源として真空ポンプP3を備え、真空ポンプP3には真空保持容器41が接続されている。真空保持容器41は、真空に近いレベルの圧力を保持可能な構造を備えており、定期的に真空ポンプP3を駆動して真空保持容器41内の圧力を真空に近いレベルに低下させる。
The pressure control in the air pressure state in the
真空保持容器41には、2方弁42を介して圧力緩衝容器43が接続されている。2方弁42により真空保持容器41と圧力緩衝容器43との間が連通状態又は遮断状態に設定される。圧力緩衝容器43は、切換部60を介して各インクジェットヘッドのインク貯留部20に連通するように接続されており、インク貯留部20との連通状態では圧力緩衝容器43内の空気圧がインク貯留部20内の気体領域Aの空気圧と同一になる。
A
圧力緩衝容器43には、容器内の空気圧を検知する圧力計44及び容器内を外気と連通又は遮断する2方弁45が設けられている。圧力計44により常時圧力緩衝容器43内の空気圧を検知し、内部の空気圧が所定の負圧状態より低下した場合には2方弁45を開いて外気と連通させて内部の空気圧を上昇させる。また、内部の空気圧が所定の負圧状態より上昇した場合には2方弁42を開いて真空保持容器41及び圧力緩衝容器43を連通させて内部の空気圧を低下させる。
The
そのため、圧力緩衝容器43の内部の空気圧の調整の際に真空ポンプP3を作動させる必要がなくなり、真空ポンプP3及びポンプの駆動の際に作動する可動部品の動作頻度が低くなり、これらの装置や部品の寿命を長くすることができる。
Therefore, it is not necessary to operate the vacuum pump P3 when adjusting the air pressure inside the
また、圧力計44及び2方弁45をそれぞれ独立した配管に設けることで、圧力計44に対する2方弁45の開放による圧力変動の影響を小さくすることができ、2方弁45の配管の径を細く設定すれば、配管からの空気の流入が制限されて圧力緩衝容器43内の急激な圧力変動が生じないように圧力調整を行うことができる。
Also, by providing the pressure gauge 44 and the two-way valve 45 in independent pipes, the influence of pressure fluctuation due to the opening of the two-way valve 45 on the pressure gauge 44 can be reduced, and the diameter of the pipe of the two-way valve 45 can be reduced. Can be adjusted so that the inflow of air from the piping is restricted and a sudden pressure fluctuation in the
圧力緩衝容器43は、2方弁42及び45が遮断状態では外気と完全に遮断された状態となり、圧力制御を行わなくても安定した負圧状態を維持することができるようになっている。また、圧力緩衝容器43の容量は、例えばカラー記録部の記録ヘッド部のインク貯留部20の容量の合計よりも大きくなるように設定されており、インク貯留部20内の空気圧が急激に変動した場合でも圧力変動が圧力緩衝容器43内で緩和されるようになる。例えば、圧力緩衝容器43の容量をインク貯留部20の容量の200倍以上に設定すれば、インク貯留部20内の圧力変動を他に影響を与えない程度に十分緩和することができる。
When the two-way valves 42 and 45 are shut off, the
加圧調整機構50は、加圧源である加圧ポンプP4からの加圧空気の供給制御を行う。加圧ポンプP4には、2方弁51及び3方弁52を介して切換部60に接続され、切換部60を介してインク貯留部20に接続される。2方弁51は、加圧ポンプP4をインク貯留部20に連通又は遮断するように開閉動作する。また、3方弁52は、加圧ポンプP4側、切換部60側及び外気と連通する側に接続されるようになっており、加圧ポンプP4側及び切換部60側を接続した状態又は切換部60側及び外気と連通する側を接続した状態に切り換えることができる。前者の状態では、加圧ポンプP4からの加圧空気を切換部60からインク貯留部20に送出する。後者の状態では、インク貯留部20内の加圧空気を速やかに外気に排出し、加圧状態を解除する大気開放弁として機能する。なお、3方弁52のみで加圧空気を制御することが可能であれば、2方弁51を省略することもできる。
The pressurizing
切換部60は、負圧調整機構40と接続する負圧側マニフォルド61及び加圧調整機構50と接続する加圧側マニフォルド63を備えている。負圧側マニフォルド61は、負圧調整機構40に接続された集合管及び当該集合管から各インクジェットヘッドに対応して分岐した分岐管を備えている。そして、各分岐管はそれぞれ2方弁62を介して各インクジェットヘッドの空気管L2に接続している。分岐管毎に2方弁62が設けられているので、インクジェットヘッド毎に負圧調整機構40との連通状態又は遮断状態を設定することができる。
The switching
各記録ヘッド部のインク貯留部20は、負圧側マニフォルド61を介して負圧調整機構40の圧力緩衝容器43に連通した状態に設定され、圧力緩衝容器43と連通した状態ではインク貯留部20内は容器内と同じ負圧状態になる。
The
加圧側マニフォルド63は、加圧調整機構50に接続された集合管及び当該集合管から各記録ヘッド部に対応して分岐した分岐管を備えている。そして、各分岐管はそれぞれ2方弁64を介して各記録ヘッド部の空気管L2に接続している。分岐管毎に2方弁64が設けられているので、負圧調整機構40の場合と同様に記録ヘッド部毎に加圧調整機構50との連通状態又は遮断状態を設定することができる。
The
通常の記録動作時又は待機時には、各記録ヘッド部に対応する2方弁62を開き、2方弁64を閉じて、空気管L2を負圧調整機構40に接続する。そして、インク貯留部20を圧力緩衝容器43と連通した状態に設定する。圧力緩衝容器43は、上述したように所定の負圧状態に維持されているため、インク貯留部20内も同じ負圧状態に設定されるようになる。
At the time of normal recording operation or standby, the two-
この場合、各カラー記録部の記録ヘッド部のインク貯留部20が同じ圧力緩衝容器43に連通しているため、各インク貯留部20をすべて同じ負圧状態に設定することができる。圧力緩衝容器43及び各インク貯留部20を連通する空間は外気から遮断された閉鎖空間となっているため、負圧状態を安定した状態で保持することができる。また、一部のインク貯留部20内で負圧状態に変動が生じた場合には、圧力緩衝容器43がインク貯留部20よりも非常に大きい容量を有しているため、圧力変動が緩和されて他のインク貯留部20に影響を及ぼすことは抑えられる。
In this case, since the
そして、圧力緩衝容器43の内部の空気圧は圧力計44により常時監視されて所定の負圧状態が維持されるようになっており、各記録ヘッド部のインク貯留部についても安定した負圧状態に保持される。
The air pressure inside the
ノズルから加圧インクを吐出するメンテナンス動作時には、まずメンテナンス動作を行なう記録ヘッド部に対応する2方弁62を閉じて負圧調整機構40との連通状態を遮断する。次に、2方弁51を開き、3方弁52を加圧ポンプP4側及び切換部60側が接続した状態に設定し、加圧ポンプP4を作動させる。そして、メンテナンス動作を行なう記録ヘッド部に対応する2方弁64を開き、加圧側マニフォルド63を介して加圧空気をインク貯留部20内に導入する。インク貯留部20内が加圧されることでノズルからインクが連続して吐出されるようになり、ノズルの目詰まり等の除去が行われる。
During a maintenance operation for discharging pressurized ink from the nozzles, first, the two-
なお、この例では、開閉弁として2方弁を用いているが、2方弁の代わりに3方弁の一方を常時閉鎖して開閉弁として使用するようにしてもよい。 In this example, a two-way valve is used as the on-off valve. However, instead of the two-way valve, one of the three-way valves may be always closed to be used as the on-off valve.
この場合、負圧側の2方弁62が閉じられているので、加圧空気が負圧調整機構40内に流入することはない。また、対象となる記録ヘッド部のみ2方弁64を開いているので、他の記録ヘッド部に加圧空気の影響が及ぶことはない。
In this case, since the two-
なお、対象となる記録ヘッド部以外のものについても2方弁62を閉じて負圧調整機構40との連通状態を遮断するようにしてもよい。連通状態を遮断しても記録ヘッド部のインク貯留部20内は負圧状態に維持されるため、インク漏れ等が生じることはない。
Note that the two-
メンテナンス動作を停止する場合には、3方弁52を切換部60側及び外気と連通する側が接続した状態に設定し、加圧ポンプP4との連通状態を遮断するとともに加圧空気を排気してインク貯留部20内の加圧状態を解除する。インク貯留部20内を大気圧と同等の圧力まで減圧した後2方弁64を閉じて2方弁62を開く。2方弁62を開くことで負圧調整機構40との連通状態が回復してインク貯留部20内を再び負圧状態に設定することができる。
When the maintenance operation is stopped, the three-way valve 52 is set to a state where the switching
なお、この例で使用している3方弁の代わりに一方を常時閉鎖した4方弁を用いてもよく、4方弁以上のものを用いることもできる。 In addition, instead of the three-way valve used in this example, a four-way valve in which one side is normally closed may be used, or a four-way valve or more may be used.
このように各記録ヘッド部に対応して負圧側及び加圧側にそれぞれ2方弁を設けることで、確実に加圧空気の影響を防止してメンテナンス動作を行なうことができる。また、加圧状態の解除に開放弁を用いることで減圧に要する時間を短くすることが可能となり、メンテナンス動作時間の短縮化を図ることができる。また、2つの2方弁により圧力制御することで、両方閉じてインク貯留部20内を密閉した状態に設定することができ、負圧側から加圧側に切り換える際の圧力変動が生じやすい期間にインク貯留部20内を完全に遮断した状態にすることが可能となる。
Thus, by providing two-way valves on the negative pressure side and the pressure side corresponding to each recording head portion, it is possible to reliably prevent the influence of pressurized air and perform a maintenance operation. Further, by using an open valve for releasing the pressurization state, it is possible to shorten the time required for pressure reduction, and it is possible to shorten the maintenance operation time. In addition, by controlling the pressure with two two-way valves, the
以上説明した負圧調整機構40では、カラー記録部10Y、10M、10C及び10K毎に圧力緩衝容器43を設けて各カラー記録部と連通させるようにすればよい。各色インクに対応して圧力緩衝容器43を設けることで、インクの粘度等の特性に応じて負圧状態をきめ細かく設定することができる。
In the negative
以上説明したように、インク供給容器32内に加圧空気を供給して内部空間の空気圧状態をインク貯留部20内の空気圧状態より高く設定することで、両者の空気圧の差によりインクが供給されるようになり、連続記録動作中でもインクを必要に応じて供給して常時安定した状態で記録動作を継続することが可能となる。また、インク供給容器32内のインクを供給圧状態で維持しながらインク補給を行うことができるため、インク供給容器32の容積が小さくてもインクを必要に応じて補給しながらインク供給を続行することが可能となり、長時間にわたって記録動作を継続することができる。
As described above, by supplying pressurized air into the
L1 インク供給管
L2 空気管
1 記録部
3 搬送ベルト
10 カラー記録部
20 インク貯留部
21 ノズル部
24 連結部
25 連結部
30 インク補給タンク
31 インク補給管
32 インク供給容器
33 ストレーナ
34 インク供給管
35 接続管
36 収容容器
37 フィルタ
38 分岐管
39 戻り管
40 負圧調整機構
41 真空保持容器
42 2方弁
43 圧力緩衝容器
44 圧力計
45 2方弁
50 加圧調整機構
51 2方弁
52 3方弁
60 切換部
61 負圧側マニフォルド
62 2方弁
63 加圧側マニフォルド
64 2方弁
100 制御部
L1 ink supply pipe
L2 Air tube 1
10 Color recording section
20 Ink reservoir
21 Nozzle
24 Connecting part
25 Connecting part
30 Ink supply tank
31 Ink supply tube
32 Ink supply container
33 Strainer
34 Ink supply tube
35 Connection pipe
36 Container
37 Filter
38 branch pipe
39 Return pipe
40 Negative pressure adjustment mechanism
41 Vacuum holding container
42 2-way valve
43 Pressure buffer container
44 Pressure gauge
45 2-way valve
50 Pressure adjustment mechanism
51 Two-way valve
52 3-way valve
60 selector
61 Vacuum side manifold
62 2-way valve
63 Pressure side manifold
64 2-way valve
100 Control unit
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