JP6914690B2 - Liquid storage mechanism in inkjet recording equipment - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録装置(プリンター、プロッタなど)に使用するダンパー機構や自己封止型バルブユニットなどの液体貯留機構に関するものであり、特に大型のインクジェット記録装置に使用することができる液体貯留機構に関するものである。 The present invention relates to a liquid storage mechanism such as a damper mechanism or a self-sealing valve unit used in an inkjet recording device (printer, plotter, etc.), and particularly a liquid storage mechanism that can be used in a large-sized inkjet recording device. It is about.
従来より、複数のノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジを被記録媒体に対して主走査方向に移動させながらインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して所定領域にドットのパターンを印刷し、印刷幅分の主走査が終わると被記録媒体を副走査方向に所定量移動させ、これらの動作を繰り返すことによって所望の全ての領域の印刷を行う構造の装置がある。このような、インクジェットヘッドを走査方向に移動させながらドットパターンを印刷するインクジェット記録装置において、キャリッジに直接インクカートリッジ等を載せていない構造の場合には、インク供給部(カートリッジやインクタンクなど)からインクジェットヘッドまでの距離をインク供給路(インクチューブ等)にて繋いでインクを供給する事が必要となり、その場合にキャリッジの移動によって発生する慣性力によりインク供給路内のインクが移動し、そのインクの圧力変動の影響でインクジェットヘッドのインクの吐出が不安定となったり、またインクが漏れたり、ノズル開口のメニスカスを破壊することで、ノズル抜けを発生するなどの悪影響を起こす場合がある。
このため、インクジェットヘッド内部のインクを適正な圧力範囲に保つ必要があり、そのようなインクジェットヘッドを使用する場合には、インクカートリッジやインクタンク等のインクを貯留した場所からプリントヘッドのインク吐出部までのインク供給路内のインク移動により発生する正圧及び負圧の圧力変動を緩衝し、ヘッド内のインクに影響がでないようにするためにダンパー機構を搭載している装置がある。
此種のダンパー機構においては、インクジェットヘッドの吐出部に対して1つの圧力室を有する機構のものが一般的であるが、インクジェットヘッドのインク吐出部に対して2つの圧力室を設け、2つの圧力室を連通口で連通させて全体を大きな一つの圧力室として動作させることでダンピング容量を向上させたものが知られている(例えば特許文献1参照)。
また自己封止機能を有する弁構造を用いてインクジェットヘッドへの圧力変動を遮断しておく構造も知られている(例えば特許文献2参照)。
Conventionally, an inkjet recording device that records characters and images on a recording medium using an inkjet head that ejects ink from a plurality of nozzles has been known. In this inkjet recording device, while moving the carriage on which the inkjet head is mounted with respect to the recording medium in the main scanning direction, ink is ejected from the nozzles of the inkjet head to print a dot pattern in a predetermined area, and the print width is equal to the print width. There is an apparatus having a structure in which the recording medium is moved by a predetermined amount in the sub-scanning direction after the main scanning of the above is completed, and printing of the entire desired area is performed by repeating these operations. In such an inkjet recording device that prints a dot pattern while moving the inkjet head in the scanning direction, in the case of a structure in which the ink cartridge or the like is not directly mounted on the carriage, the ink supply unit (cartridge, ink tank, etc.) It is necessary to connect the distance to the ink jet head with an ink supply path (ink tube, etc.) to supply ink, and in that case, the ink in the ink supply path moves due to the inertial force generated by the movement of the carriage, and the ink moves. Ink ejection of the inkjet head may become unstable due to the influence of ink pressure fluctuation, ink may leak, or the meniscus of the nozzle opening may be destroyed, which may cause adverse effects such as nozzle omission.
Therefore, it is necessary to keep the ink inside the inkjet head within an appropriate pressure range, and when such an inkjet head is used, the ink ejection part of the print head is from a place where the ink is stored, such as an ink cartridge or an ink tank. Some devices are equipped with a damper mechanism in order to buffer positive and negative pressure fluctuations caused by ink movement in the ink supply path up to and to prevent the ink in the head from being affected.
In this type of damper mechanism, a mechanism having one pressure chamber for the ejection portion of the inkjet head is common, but two pressure chambers are provided for the ink ejection portion of the inkjet head and two pressure chambers are provided. It is known that the damping capacity is improved by communicating the pressure chambers with a communication port and operating the whole as one large pressure chamber (see, for example, Patent Document 1).
It is also known that a valve structure having a self-sealing function is used to block pressure fluctuations on the inkjet head (see, for example, Patent Document 2).
インクジェット記録装置に使用される液体供給用ダンパー機構や自己封止型バルブユニットなどの液体貯留機構においては、インクなどの液体を貯留する圧力室の排出口は流路設計、金型設計の困難性やコスト高あるいは、液体充填不足による圧力緩衝能力低下の不具合などの理由により、圧力室の底部ではなく、もっとも低位の底面から高さ方向に所定の距離を有した位置に設置されている。
そのため、インク等の液体排出動作の際に圧力室内の液体流動路が分断されることで液体の排出が不可能となり、インクなどの液体が圧力室内に残存してしまうという構造上での問題点がある。
インクなどの液体の残存があると、違う種類のインクを使用するために一度インクを排出し違う種類のインクを充填する時に圧力室内において混色が発生してしまう。また、インクの排出後に装置を長期間放置する場合などは、インクなどの経路における固化が生じるなどの問題もおこるため、その解消には洗浄液を何度も供給して排出するなど経路内のクリーニングに要する時間が掛かり、また洗浄液も多く必要となるなどの問題がある。また、洗浄液使用時における洗浄液の残存においては残っている洗浄液があると供給されるインクと混ざることによりインク吐出不良の原因や、ヘッド故障につながるなどの不具合が生じるという問題点があった。
本発明は、上記問題点を解決することを目的とする。
In liquid storage mechanisms such as liquid supply damper mechanisms and self-sealing valve units used in inkjet recording devices, it is difficult to design the flow path and mold for the discharge port of the pressure chamber that stores liquids such as ink. It is installed at a position having a predetermined distance in the height direction from the lowest bottom surface, not at the bottom of the pressure chamber, due to reasons such as high cost, low pressure buffering capacity due to insufficient liquid filling, and the like.
Therefore, there is a structural problem that the liquid flow path in the pressure chamber is divided during the liquid discharge operation of ink or the like, which makes it impossible to discharge the liquid and the liquid such as ink remains in the pressure chamber. There is.
If a liquid such as ink remains, color mixing will occur in the pressure chamber when the ink is discharged once and the different types of ink are filled in order to use different types of ink. In addition, if the device is left for a long time after the ink is discharged, problems such as solidification in the path of the ink may occur. To solve this problem, cleaning the path by supplying and discharging the cleaning liquid many times. There is a problem that it takes a long time to complete the process and a large amount of cleaning liquid is required. Further, in the residual cleaning liquid when the cleaning liquid is used, there is a problem that if there is a remaining cleaning liquid, the ink is mixed with the supplied ink, which causes a problem such as an ink ejection failure or a head failure.
An object of the present invention is to solve the above problems.
上記目的を達成するため、本発明は、装置本体側の液体供給部7とインクジェットプリントヘッド4との間に設けられ、インクジェットプリントヘッド4へ供給する液体を貯留する圧力室34,40を備え、該圧力室に液体供給口30,38と、該圧力室34,40の底部より高い位置に配置した液体排出口32,46とを設けたインクジェット記録装置における液体貯留機構において、前記液体排出口32,46に、圧力室34,40内の液体をプリントヘッドの方向に流す第1の流路66,64を連結し、前記圧力室34,40の底部に第2の流路68,70の一方を連結し、該第2の流路68,70の他方を前記第1の流路66,64に連結し、前記第2の流路68,70の流路抵抗を前記第1の流路66,64の流路抵抗よりも大きく設定したことを特徴とする。
また本発明は、前記圧力室34,40が、インクジェットプリントヘッド4内のインクにかかる圧力変動を吸収するためのダンパー機構を構成することを特徴とする。
また本発明は、前記ダンパー機構を、圧力室34を有する第1のダンパー14と、圧力室40を有する第2のダンパ16ーとで構成し、前記第1のダンパー14と前記第2のダンパー16の各圧力室34,40を、壁面とこれに対向して配置された可撓膜52,54とで構成し、前記第1のダンパー14と第2のダンパー16にそれぞれ前記第1の流路66,64と第2の流路68,70を設け、前記第1のダンパー14の第1の流路66を所定の長さを有する圧力抵抗用の流路で構成し、前記第1のダンパー14の第1の流路66を第2のダンパー16の圧力室40に連結し、前記第1のダンパー14の第2の流路68を前記第1のダンパー14の第1の流路66に連結し、前記第2のダンパー16の第2の流路70を前記第2のダンパー16の第1の流路64に連結したことを特徴とする。
また本発明は、前記第2のダンパー16の第2の流路70の流路抵抗を前記第1のダンパー14の第2の流路68の流路抵抗よりも大きくしたことを特徴とする。
また本発明は、前記インクジェットプリントヘッド4が搭載され被印刷媒体を横切る主走査方向に移動するキャリッジに、隔壁12と、該隔壁12の両面に凹部を形成する筒部18とを有するダンパー本体10を搭載し、前記筒部18の軸方向の両端面に可撓膜52,54を接着し、隔壁12の両面側に圧力室34,40を設けて第1のダンパー14と第2のダンパー16を形成し、前記第1のダンパー14に該ダンパーの圧力室34と連通する液体排出口32を設け、前記第2のダンパー16に該ダンパーの圧力室40と連通する液体供給口38を設け、前記ダンパー本体10にインクジェット記録装置本体側のインク供給部に連結する上流側接続パイプ26とプリントヘッド4のインク吐出部に連結する下流側接続パイプ50とを設け、前記第1のダンパー14に該ダンパーの圧力室34と連通する液体供給口30を設け、前記第2のダンパー14に該ダンパーの圧力室40と連通する液体排出口46を設け、前記第1のダンパー14の液体供給口30と前記上流側接続パイプ26とを前記第1のダンパー14に設けた流路62を介して連結し、前記第2のダンパー16の液体排出口46と前記下流側接続パイプ50とを前記第2のダンパー16に設けた前記第1の流路64を介して連結し、前記第1のダンパー14の液体排出口32と前記第2のダンパー16の液体供給口38とを前記第1のダンパー14に設けた前記第1の流路66によって連結し、前記第1のダンパー14の第2の流路68を前記第1のダンパー14の第1の流路66に連結し、前記第2のダンパー16の第2の流路70を前記第2のダンパー16の第1の流路64に連結したことを特徴とする。
また本発明は、前記隔壁12に前記第2のダンパー16の圧力室40に連通する液体供給口38を設け、前記ダンパー本体10の筒部18の一方の端面側に、円周方向に延びる凹溝24と、第1のダンパー14の圧力室34の内部の液体を凹溝24の一方に導く液体排出口32と、前記凹溝24の他方を、前記第2のダンパー16の圧力室40に連通する液体供給口38に導く、前記隔壁12に設けた流体案内部36とを設け、前記凹溝24の開口部の上面を部材にて塞ぎ、前記凹溝24と、これの開口部を塞ぐ部材と、第1のダンパーの液体排出口32と、前記流体案内部36と、前記隔壁12に設けた、前記第2のダンパーの圧力室40に連通する液体供給口38とで、前記ダンパー本体10に、前記筒部18に沿って延びる細長い流路を形成し、該流路を前記第1のダンパーの第1の流路66としたことを特徴とする。
また本発明は、前記第2のダンパー16の第2の流路70の流路抵抗を前記第1のダンパー14の第2の流路68の流路抵抗の2倍以上の大きさとしたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention includes
Further, the present invention is characterized in that the
Further, in the present invention, the damper mechanism is composed of a
Further, the present invention is characterized in that the flow path resistance of the
Further, the present invention is a damper
Further, in the present invention, the
Further, in the present invention, the flow path resistance of the
本発明は、液体充填時には主に流路抵抗の小さい第1の流路にインクが流れ、液体排出時にも流路抵抗の小さい第1の流路から先に液体が流れるが、液体排出時において、圧力室内の液体水面が下がることで第1流路排出口への流れが断絶された後にも、流路抵抗の大きな第2の流路から液体を流すことができるため、圧力室に充填された液体を完全に排出することができる。そのため、簡単に圧力室などに充填されているインクなどの液体を完全に排出することができるようになるため、インク種類を変える時などの経路内のクリーニングに要する時間を短縮する事が可能であり、また洗浄液を供給して排出する回数なども減らすことができる。 In the present invention, ink mainly flows through the first flow path having a small flow path resistance when the liquid is filled, and the liquid flows first from the first flow path having a small flow path resistance when the liquid is discharged. Even after the flow to the first flow path discharge port is interrupted due to the lowering of the liquid water level in the pressure chamber, the liquid can flow from the second flow path having a large flow path resistance, so that the pressure chamber is filled. The liquid can be completely discharged. Therefore, the liquid such as ink filled in the pressure chamber can be easily discharged completely, and the time required for cleaning in the path such as when changing the ink type can be shortened. In addition, the number of times the cleaning liquid is supplied and discharged can be reduced.
以下に本発明の構成を添付図面を参照して詳細に説明する。
図6は、インクジェット記録装置2の概略説明図であり、インクジェット記録装置2は、複数のインクジェットプリントヘッド4が搭載されたキャリッジを被記録媒体に対して主走査方向に移動させながら各プリントヘッド4のノズル部4a(インク吐出部)からインクを吐出して所定領域にドットのパターンを印刷し、印刷幅分の主走査が終わると被記録媒体を副走査方向に所定量移動させ、これらの動作を繰り返すことによって所望の全ての領域の印刷を行うものである。
一方、前記キャリッジの移動経路上における非印字領域(ホームポジション)には、プリントヘッド4のノズル形成面を封止することができるキャッピング機構76が配置されている。さらにこのキャッピング機構76の上面には、前記プリントヘッド4のノズル形成面に密着して封止し得るゴム等の弾性素材により形成されたキャップ部材が配置されている。そして、キャリッジがホームポジションに移動したときに、キャッピング機構76がプリントヘッド4側に移動(上昇)して、キャップ部材によってプリントヘッド4のノズル形成面を封止することができるように構成されている。
The configuration of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 6 is a schematic explanatory view of the
On the other hand, a
このキャップ部材は、インクジェット記録装置2の休止期間中(次の印刷を待機している時や装置の電源等を落とした時など)においてプリントヘッド4のノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材の下底部には、吸引手段としての吸引ポンプ(チューブポンプ)72におけるチューブ78の一端が接続され、吸引ポンプ72による負圧をプリントヘッド4に作用させて、プリントヘッド4からインクを吸引排出させるクリーニング動作を実行する機能も果たすようになされている。吸引ポンプ72により吸引されたインクは、廃液回収ボックス74に回収される。
This cap member seals the nozzle forming surface of the print head 4 during the rest period of the inkjet recording device 2 (when waiting for the next printing, when the power of the device is turned off, etc.), and the nozzle opening Functions as a lid to prevent drying. Further, one end of the
インクジェットプリントヘッド4が搭載されるキャリッジには、インクチューブから成るインク供給路6内のインクに発生する圧力変動を緩衝する液体貯留機構としてダンパー機構8が搭載されている。ダンパー機構8は、キャリッジの移動によって発生する慣性力によりインク供給路6内のインクが移動し、これによりプリントヘッド4のインク吐出部4aのノズルの中のインクに掛かる圧力を緩和して、インクの吐出不良やノズルの開口のメニスカスが破壊されるのを防止する。インクジェット記録装置2の本体側に配備されたインクカートリッジなどから成るインク供給部7の液面とプリントヘッド4のインク吐出部4aとの水頭差により、インク供給路6内とプリントヘッド4内のインクは負圧に保持されるためインクがノズルから漏れる事なく、これによりインクを吐出しないときは、インク吐出部4aのノズルの開口にメニスカスが形成されるように構成されている。
The carriage on which the inkjet print head 4 is mounted is equipped with a
本実施形態は、説明の便宜上、1個のダンパーについてのみ説明し、各プリントヘッドごとに用意された他のダンパーの説明は省略する。
図1は、ダンパーの正面説明図、図2は、背面説明図を示し、それぞれ圧力室の内部を見せるため、可撓膜及び板ばねが省略されている。図1,2に示すように、ダンパー機構8は、ダンパー本体10の隔壁12の両側に第1のダンパー14と、第2のダンパー16が形成されている。ダンパー本体10は、円盤状の隔壁12と、これの周囲に形成された筒部18と、筒部18から突出する接続部19,20を備えている。筒部18の一方の開口端側には、開口端の円周方向に沿って所定長さ延びる凹溝22と、凹溝24が形成されている。
In this embodiment, for convenience of explanation, only one damper will be described, and the description of other dampers prepared for each print head will be omitted.
FIG. 1 shows a front explanatory view of the damper, and FIG. 2 shows a rear explanatory view. In order to show the inside of the pressure chamber, the flexible film and the leaf spring are omitted. As shown in FIGS. 1 and 2, in the
接続部19には、上流側接続パイプ26が取り付けられ、該パイプ26は、接続部19に設けられた管路28と連通している。管路28は、溝部22の一方側に接続している。上流側接続パイプ26は、インクジェット記録装置2のインク供給路6を構成するチューブに連結している。凹溝22の他方は、筒部18に形成された液体供給口30を通じて、第1のダンパー14の圧力室34に連通している。液体排出口32は、圧力室34の底面の最下位から所定間隔上方に位置して配置されており、第1の流路66を構成する。
An upstream connecting
凹溝24の他方は、図4に示すように、筒部18に一体的に形成された、中空部を有する流体案内部36に連通している。隔壁12に形成された液体供給口38は図示するようにその一方の部分で漏斗状に少し広がっており、案内部36の中空部は、その流通孔38と連通し、凹溝24は、流体案内部36の内部、液体供給口38を通じて、第2のダンパー16の圧力室40に連通している。隔壁12には、液体供給口38と対面する位置にSUS(ステンレス)メッシュフィルタ42が接着され、このフィルタ42によって、第2のダンパー16に入ってくるインク中の微小な異物が除去されるように構成されている。
As shown in FIG. 4, the other end of the
筒部18の他方の開口端側には、開口部の円周方向に沿って所定長さ延びる凹溝44が形成されている。凹溝44の一方は、筒部18の、前記液体供給口38から離れた位置に形成された、液体排出口46に接続し、凹溝44の他方は、接続部20に設けられた管路48の一方と接続している。液体排出口46は、圧力室40の底面の最下位から所定間隔上方に位置して配置されている。管路48は、液体排出用の第1の流路64を構成する。管路48の他方は、接続部20に固設された下流側接続パイプ50に接続し、該接続パイプ50は、プリントヘッド4に連結するインク供給管52(図6参照)に連結している。ダンパー本体10には、筒部18によって、両側の面に凹部が形成されており、この凹部の開口をフィルム状の可撓膜52,54(図3参照)によって封止することで一端面が可撓膜52,54で画成された圧力室34,40が形成されている。なお可撓膜52,54は外と内に十分撓む事ができる状態に余裕をもって封止されている。
A
第1及び第2のダンパー14,16の圧力室34,40内へのインクの充填は、ヘッドをキャッピング機構76により密封した後にポンプ72によりインク吐出部4aのノズル開口からインクを吸引することにより行われる。
この吸引によりインク供給部7内に保管されているインクがインク供給路6を通り、流路62、ダンパー機構8の第1のダンパーの圧力室34、圧力抵抗用の第1の流路66、液体供給口38、フイルタ42、第2のダンパーの圧力室40、第1の流路64と通過し、プリントヘッド4に入り、インク吐出部4aから多少インクを引き出す程度まで吸引する事によりインクの充填を行う。
Ink is filled into the
By this suction, the ink stored in the
吸引が終了するとインク供給部7とプリントヘッド4の水頭値の差によって、経路内のインクは負圧に保持されインク吐出部4aからインクが吐出できる状態となる。なおこの段階では第1のダンパーの圧力室34、第2のダンパーの圧力室40の可撓膜は板ばね56,58に規制され若干凹んだ状態にて維持されインクが充填された状態になる。その後ヘッドからのインクの吐出に伴いインクがインクジェットヘッド4の方向に供給されるため、第1のダンパーの圧力室34および第2のダンパーの圧力室40のインクが減少し、その減少によってインク供給部7のインクが供給され定期的に必要な量のインクがプリントヘッド4に充填される。
When the suction is completed, the ink in the path is held at a negative pressure due to the difference between the head values of the
例えばキャッピング機構76による吸引やヘッドのインクの吐出により、第1及び第2のダンパー14,16の圧力室34,40内のインクが吸引されることで、可撓膜52,54がダンパー本体10の隔壁12に張りついてしまうと、上流からのインク供給路を可撓膜が塞いでしまうことで、インク供給に支障が出る可能性がある。この場合、第1及び第2のダンパー14,16の圧力室34,40内のインクのほとんどが排出されてしまい、ノズル抜けの原因となる。
For example, the
このため、第1及び第2の板ばね56,58を所定のクリアランスを形成する位置に配置することによって可撓膜52,54のダンパー本体10の隔壁12への当接を規制している。板ばね56,58は、屈折部を、筒部18の開口縁部に設けられた係合凹部60,61に係合して配置され、可撓膜52,54が板ばね56,58に貼り付いた位置になった場合でも第1および第2のダンパー14.16の圧力室34,40にはインクが所定量充填されるようになっており、この部分からさらなる変位が可能であり、また可撓膜52が隔壁12に貼り付かないようにもしている。可撓膜52,54は、筒部18の開口縁部に熱溶着等により接合される。
Therefore, by arranging the first and
凹溝22,24,44及び流体案内部36は、可撓膜52,54によって開口部が封止され、これら凹溝22,24,44及び流体案内部36と可撓膜52,54によって筒部18の両端面に、凹溝22,24,44及び流体案内部36に沿って、細長状の所定の長さを有する管路から成る液体充填用の流路62、液体排出用の第1の流路64及び圧力抵抗用及び液体排出用の第1の流路66が形成される。前記開口部を塞ぐのは、前記可撓膜52,54の、可撓部として使用されない外側の部分であり、その部分をダンパー本体10に溶着することにより流路が作成される。
The openings of the
本実施形態では可撓膜を溶着することで圧力室と溝部の両方を一緒に覆うようにしているため作成も簡単であり、また透明な部材等を用いれば中のインクの状態等も把握できる。なお光などの影響を受けるインク(たとえば紫外線硬化型インクなど)を使用する場合には、遮光性のある部材を用いる事が必要である。
次に、液体排出用の第1の流路64,66に接続するバイパス用の第2の流路68,70について説明する。
第2の流路68,70は、その流路抵抗が第1の流路64,66に対して大きく設定されている。筒部14の一方の開口端側に、細い凹溝80が形成され、該凹溝80の一方は、第1のダンパー14の圧力室34の底部即ち、圧力室34の最も低い位置又はその近くに開口し、凹溝80の他方は、第1の流路66の側部に連結している。
In this embodiment, since the flexible film is welded to cover both the pressure chamber and the groove together, it is easy to create, and if a transparent member or the like is used, the state of the ink inside can be grasped. .. When using ink that is affected by light (for example, ultraviolet curable ink), it is necessary to use a light-shielding member.
Next, the
The flow path resistance of the
凹溝80の長手方向に沿った開放面側は、可撓膜52によって封止され、凹溝80と可撓膜52とで、圧力室34の底部と、第1の流路66の側部とを管路で接続する液体バイパス流通用の第2の流路68を形成している。筒部14の他方の開口端側には、細い凹溝82が形成され、該凹溝82の一方は、第2のダンパー16の圧力室40の底部即ち、圧力室40の最も低い位置又はその近くに開口し、凹溝82の他方は、第1の流路64の側部に連結している。凹溝82の長手方向に沿った開放面側は、可撓膜54によって封止され、凹溝82と可撓膜54とで二次側圧力室40の底部と二次側の第1の流路64の側部とを管路で接続する液体バイパス流通用の第2の流路70を形成している。
The open surface side of the
本実施形態では、上記第2の流路68,70の圧力損失は、第1の流路64,66の断面の流路抵抗からくる圧力損失の15倍以上に設定されている。第2の流路68,70の圧力損失が15倍以上より小さい場合、インク充填時に第2の流路にインクが流れやすくなるための圧力室の充填が進まなくなり無駄にインクを消費してしまうことになる。尚、本実施形態では、圧力室内のインクなどの液体を効率よく排出するために、1次側の圧力室34内の液体を先に排出完了させる。そのため2次側の第2の流路70の流路抵抗を、1次側の第2の流路68の流路抵抗の2倍以上に設定している。
In the present embodiment, the pressure loss of the
上記した構成において、第1及び第2のダンパー14,16の圧力室34,40には、ポンプ72によるインク吐出部4a内のインクの初期充填動作によって、第1及び第2のダンパー14,16の圧力室34,40の液体排出口32,46を超える部分までインクが充填される。
インクジェットプリントヘッド4が印刷するために主走査方向の移動を行うと、インク吐出部4a内のインクに正圧及び負圧の圧力変化が起こる。このとき、圧力変化に伴って可撓膜52,54が弾性変形、すなわち、第1及び第2のダンパー14,16の容積を変化させることにより、圧力変動を緩衝させ、インク吐出部4a内のインクに略一定の負圧を安定的に維持することができる。
In the above configuration, the
When the inkjet print head 4 moves in the main scanning direction for printing, pressure changes of positive pressure and negative pressure occur in the ink in the
この第1及び第2のダンパー14,16の容積を変化させる可撓膜52,54の変形方向としては、インクジェットプリントヘッド4の移動に伴いインクチューブ内から掛かる圧力が高くなる場合には可撓膜52,54は容積を大きくする方向(膨らむ方向)に移動し、圧力が低くなる場合には容積を減少させる方向(凹む方向)に移動する。
The deformation directions of the
このように可撓膜52,54が変形することによって、ダンパー機構8は、インクジェットプリントヘッド4の加速及び減速や移動方向に対応して、インク供給路6内にあるインクの圧力変動を緩衝させ、インク吐出部4a内のインクに圧力変動の影響がでないようにすることにより吐出を安定させることで、印刷品質を向上することができる。
次に、インクジェットプリントヘッドの加速及び減速により、初期的にヘッドに過大にかかる圧力伝播を抑える動作について説明する。
By deforming the
Next, an operation of suppressing excessive pressure propagation on the head by accelerating and decelerating the inkjet print head will be described.
プリントヘッドにかかる圧力変動はできるだけ小さいことが望ましい。ダンパーが1個の場合には、ダンパーの上流側で生じた圧力変動△Pがダンパーの圧力室に掛かるが、同じように連通しているプリントヘッド4側にも均等に掛かる。その後ダンパーの可撓膜が変位して圧力変動は緩衝されるが瞬間的にはダンパーの可撓膜の変位が追いつかないため、緩衝できなかった圧力差分に関してはプリントヘッドのインク吐出部4a側への影響が出てしまう。
It is desirable that the pressure fluctuation applied to the print head is as small as possible. When there is only one damper, the pressure fluctuation ΔP generated on the upstream side of the damper is applied to the pressure chamber of the damper, but is also applied evenly to the print head 4 side communicating in the same manner. After that, the flexible film of the damper is displaced and the pressure fluctuation is buffered, but the displacement of the flexible film of the damper cannot catch up momentarily. Therefore, the pressure difference that could not be buffered is moved to the
これに対して、本実施形態では、圧力変動△Pは、管路28を通じて、まず、第1のダンパーの圧力室に伝達される。次に、第1のダンパーの圧力室の圧力変動△Pは、第1の流路66に伝達され、ここで細く長い流路とフイルタが存在しているために、この構造の存在によって圧力損失が生じ、圧力変動△Pは、△P’に減少する。一次側の第1の流路66を通じて、圧力変動△P’は第2のダンパーに伝達され、接続パイプ50を通じてプリントヘッド4に伝達される。
On the other hand, in the present embodiment, the pressure fluctuation ΔP is first transmitted to the pressure chamber of the first damper through the
ダンパーの上流側の圧力変動△Pと、プリントヘッド4に伝達される圧力変動△P’は、△P’<△Pとなり、ダンパー1個の場合、あるいは複数のダンパー間に圧力の抵抗となる流路66を設けない場合に比し、本実施形態では、プリントヘッド4側に掛かる圧力変動を少なくする事ができ、また瞬間的に掛かる圧力変動も抑える事ができる。大きな圧力変動を緩衝するにはダンパー機構の可撓膜やバネなどを強くする必要があるが、その場合は応答性が悪くなるため、瞬間的な圧力変動の応答性が悪くなる。
The pressure fluctuation ΔP on the upstream side of the damper and the pressure fluctuation ΔP'transmitted to the print head 4 are ΔP'<ΔP, and it becomes a pressure resistance in the case of one damper or between a plurality of dampers. Compared with the case where the
本実施形態では、2つのダンパーを直列に並べてその間に圧力を損失させる構造を設けることで、可撓膜やバネなどを単独に設ける場合ほど強くする必要が無いため瞬間的な応答性は良くなり、ダンパーの可撓膜が変位するまでにかかる圧力を小さくする事ができる。
本実施形態では、圧力に対して抵抗となる流路を2つのダンパーが背中合わせに一体的に形成された複合ダンパー本体に形成したが、2つのダンパーを一体的に形成した構成に特に限定されるものではなく、2つ又は複数のダンパーを別個に形成し、これらをチューブやパイプ等の細い圧力抵抗用の管路で直列に連結する構成としても良い。
また実施例では第1と第2のダンパーを同じ構造を用いているが、特に同じでなくとも良く、たとえば第1と第2のダンパーで圧力室の容量を変えたり、可撓膜や板ばねなどの強さを個々に変えても良いなど必要に応じて使用すればよい。
In the present embodiment, by providing a structure in which two dampers are arranged in series and a pressure is lost between them, it is not necessary to make the two dampers as strong as when a flexible film or a spring is provided independently, so that the instantaneous responsiveness is improved. , The pressure applied until the flexible film of the damper is displaced can be reduced.
In the present embodiment, a flow path that acts as a resistance to pressure is formed in a composite damper body in which two dampers are integrally formed back to back, but the configuration is particularly limited to a configuration in which two dampers are integrally formed. Instead, two or a plurality of dampers may be formed separately, and these may be connected in series by a thin pressure resistance pipe such as a tube or a pipe.
Further, in the embodiment, the same structure is used for the first and second dampers, but they do not have to be the same. For example, the capacity of the pressure chamber can be changed by the first and second dampers, or a flexible film or a leaf spring can be used. The strength may be changed individually, and it may be used as needed.
次に、違う種類のインクへの交換を行う場合や、、記録装置の長期停止等に伴い、ダンパー内のインク等の液体を排出する動作について説明する。
まず、プリントヘッド4のインク吐出部4aをポンプ72に連結し、インク吐出部4aをポンプ72により吸引すると、ポンプ72の吸引力は、下流側接続パイプ50を通じて二次側の第1の流路64に伝達され、二次側の圧力室40内の液体が液体排出口46を通じて第1の流路64に吸引される。同時に、一次側圧力室34内の液体が液体排出口32、第1の流路66、液体排出口38を通じて二次側の圧力室40内に流れ込む。
Next, an operation of discharging a liquid such as ink in the damper will be described when the ink is replaced with a different type of ink or when the recording device is stopped for a long period of time.
First, when the
可撓膜52,54が限界まで凹み、圧力室34,40内の水位が、液体排出口32,46の高さより低くなると、液体排出口32,46からの第1の流路64,66への液体の流れは分断・遮断される。第1の流路64,66と第2の流路68,70との流路抵抗の関係性を下記に設定しているため
流路抵抗:第1の流路64,66<第2の流路68<第2の流路70
その後は、まず第2の流路68が作用し圧力室34に残ったインク等の液体が第1の流路66に流入し一次側圧力室34内から排出され二次側圧力室40内に移動する。
次に第2の流路70が作用し圧力室40内に残ったインク等の液体が第1の流路64に流入し排出される。このように第2の流路68から第1の流路66への液体の流れにより、一次側圧力室34内の液体が全て排出され、第2の流路70から第1の流路64への液体の流れにより、二次側圧力室40内の液体が全て排出され、排出された液体は、廃液回収ボックス74に回収される。
充填されていたインクの排出後、インク経路等のインクを洗浄するにはカートリッジ7を洗浄液が充填されているものに変更し、洗浄液の充填、排出動作を繰り返しインク経路内の残ったインク等の洗浄を完了する。その後、長期使用しない場合にはそのまま保管するが、インクの種類を変更して使用する場合には、新しいインクカートリッジ7を挿入しインクの充填を行う。
When the
After that, the
Next, the
To clean the ink in the ink path after discharging the filled ink, change the
以上の説明から明らかなように、ダンパーへのインク充填時、供給口30,38からインク経路へのインクの流れによりダンパー圧力室34,40内はインクで満たされる。インク(液体)排出口32,46までインクが溜まるまでは第1の流路66,64とのインク接続がないため、第2の流路68,70からも極わずかなインク流れを生じる場合があるが、供給流路からのインク流量が圧倒的に大きいため、即座に圧力室34,40をインクで満たし、第1のインク流路66,64にインクが接続されてインクの充填が完了する。
As is clear from the above description, when the damper is filled with ink, the
インク排出時は、圧力室34,40内のインク水位が下がり、第1の流路64,66からなる第1のインク経路からのインクの流れが排出口46,32付近で分断(停止)された後にも、第2の流路70,68から成る第2の経路を介してインク流れが保持され、圧力室40,34内のインクが全て排出され圧力室40,34内にインクが残留することがない。
本発明は、流体貯留機構として、ダンパー機構に特に限定されるものではなく、自己封止型バルブユニットなどの液体貯留機構を用いても良い。
At the time of ink discharge, the ink water level in the
The present invention is not particularly limited to the damper mechanism as the fluid storage mechanism, and a liquid storage mechanism such as a self-sealing valve unit may be used.
2 インクジェット記録装置
4 プリントヘッド
4a インク吐出部
6 インク供給路
7 インク供給部
8 ダンパー機構
10 ダンパー本体
12 隔壁
14 第1のダンパー
16 第2のダンパー
18 筒部
19 接続部
20 接続部
22 凹溝
24 凹溝
26 上流側接続パイプ
28 管路
30 液体供給口
32 液体排出口
34 圧力室
36 流体案内部
38 液体供給口
40 圧力室
42 フィルタ
44 凹溝
46 液体排出口
48 管路
50 下流側接続パイプ
52 可撓膜
54 可撓膜
56 板ばね
58 板ばね
60 係合凹部
61 係合凹部
62 流路
64 第1の流路
66 第1の流路
68 第2の流路
70 第2の流路
72 ポンプ
74 廃液回収ボックス
76 キャッピング機構
78 チューブ
80 凹溝
82 凹溝
2 Ink jet recording device 4
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