以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面で同じ番号は同じ構成または類似した構成を示している。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, like numerals indicate like or similar features.
(第1の実施形態)
図1は、インクジェット記録装置1の一例の正面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a front view of an example of an inkjet recording apparatus 1.
インクジェットヘッド2とインク循環装置3からなるインクジェット記録部4(a)〜(e)がインク色分の個数、本実施例では5つが並列にキャリッジ100上に配置されている。インクジェットヘッド2は、後述するようにインクI(図3参照)を内蔵し、画像形成信号に合わせてノズルプレート52に設けたノズル51からインクIを吐出させる。インク循環装置3は、後述するように、インクジェットヘッド2へインクIを供給し、ノズル51から吐出せずに残ったインクIを回収し、再度インクジェットヘッド2へ回収したインクを供給してインクを循環させる。インクジェットヘッド記録部4(a)は重力方向において、下向きにインクIを吐出するインクジェットヘッド2を有し、その上部にインク循環装置3を有している。インクジェットヘッド記録部4(b)〜4(e)はそれぞれインクジェット記録部4(a)と同じ構成になっている。
Ink jet recording units 4 (a) to (e) composed of the ink jet head 2 and the ink circulation device 3 are arranged on the carriage 100 in parallel, in the present embodiment, five in number. As will be described later, the ink-jet head 2 contains ink I (see FIG. 3), and ejects ink I from nozzles 51 provided on the nozzle plate 52 in accordance with image forming signals. As will be described later, the ink circulation device 3 supplies the ink I to the inkjet head 2, collects the ink I remaining without being ejected from the nozzles 51, and supplies the recovered ink to the inkjet head 2 again to supply the ink. Circulate. The ink jet head recording unit 4 (a) has an ink jet head 2 that ejects ink I downward in the direction of gravity, and an ink circulation device 3 on the top thereof. The inkjet head recording units 4 (b) to 4 (e) each have the same configuration as the inkjet recording unit 4 (a).
インクジェット記録部4(a)はシアンインク、4(b)はマゼンタインク、4(c)はイエローインク、4(d)はブラックインクを吐出する。インクジェット記録部4(e)はホワイトインクを吐出する。インクジェット記録部4(e)は、ホワイトインク以外に透明光沢インク、赤外線または紫外線を照射したときに発色する特殊インクなどを吐出させる。インクジェット記録部4(a)〜4(e)を搭載したキャリッジ100は搬送ベルト101に固定され、搬送ベルト101はモータ102に連結されている。モータ102を正転または逆転させることでキャリッジ100は矢印A方向に往復移動する。図1に示すインクジェットヘッド記録部4(a)〜4(e)はインクを重力方向(矢印C方向)にインクを吐出する。
The inkjet recording unit 4 (a) discharges cyan ink, 4 (b) discharges magenta ink, 4 (c) discharges yellow ink, and 4 (d) discharges black ink. The ink jet recording unit 4 (e) discharges white ink. The ink jet recording unit 4 (e) ejects transparent glossy ink, special ink that develops color when irradiated with infrared rays or ultraviolet rays, in addition to white ink. A carriage 100 on which the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e) are mounted is fixed to a conveyance belt 101, and the conveyance belt 101 is connected to a motor 102. By rotating the motor 102 forward or backward, the carriage 100 reciprocates in the direction of arrow A. The ink jet head recording units 4 (a) to 4 (e) shown in FIG. 1 eject ink in the direction of gravity (arrow C direction).
テーブル103は密閉された容器で上面に小径の穴110が開いており、ポンプ104で容器内部を負圧にすることで上面に搭載された記録媒体Sを固定する。記録媒体Sは紙、樹脂や金属のフィルム、板材などである。テーブル103はスライドレール105上に取り付けられ、図2矢印B方向に往復移動する。インクジェットヘッド2はインクIを吐出する複数のノズル51(図3参照)が形成されたノズルプレート52を有し、インクジェットヘッド2が往復移動する間ノズルプレート52と記録媒体Sとの距離hは一定に維持されている。インクジェットヘッド2にはその長手方向に300個のノズル51が並んでいる。インクジェット記録装置1はインクジェット記録部4(a)〜4(b)を記録媒体Sの搬送方向に対して直交するように往復移動させながら、画像を形成する。すなわち、ノズル配列された長手方向と記録媒体Sの搬送方向が同じなり、インクジェット記録装置1は記録媒体S上に300ノズルの幅で画像を形成する。
The table 103 is a sealed container having a small-diameter hole 110 on the upper surface, and the recording medium S mounted on the upper surface is fixed by applying a negative pressure to the inside of the container with a pump 104. The recording medium S is paper, resin or metal film, plate material, or the like. The table 103 is mounted on the slide rail 105 and reciprocates in the direction of arrow B in FIG. The inkjet head 2 has a nozzle plate 52 on which a plurality of nozzles 51 (see FIG. 3) for ejecting ink I are formed, and the distance h between the nozzle plate 52 and the recording medium S is constant while the inkjet head 2 reciprocates. Is maintained. In the inkjet head 2, 300 nozzles 51 are arranged in the longitudinal direction. The inkjet recording apparatus 1 forms an image while reciprocating the inkjet recording units 4 (a) to 4 (b) so as to be orthogonal to the conveyance direction of the recording medium S. That is, the longitudinal direction in which the nozzles are arranged is the same as the conveyance direction of the recording medium S, and the inkjet recording apparatus 1 forms an image on the recording medium S with a width of 300 nozzles.
インクジェット記録部4(a)〜4(e)のA方向の走査範囲で、テーブル103の移動範囲外の位置にメンテナンスユニット310が配置されている。メンテナンスユニット310にインクジェットヘッド2が対峙する位置が、インクジェットヘッド2の待機位置Pになっている。メンテナンスユニット310は上方が開放したケースで上下(図1矢印C、D方向)に移動可能に設けられている。メンテナンスユニット310は画像形成のためにキャリッジ100が矢印A方向に移動している場合には下方Cに移動して待機し、画像形成動作が終了した場合には上方Dに移動する。画像形成動作が終了した時インクジェットヘッド2は待機位置Pに戻り、メンテナンスユニット310が上方Dに移動し、インクジェットヘッド2のノズルプレート52を覆う。メンテナンスユニット310はインクの蒸発やノズルプレート52にほこりや紙粉が付着することを防止(キャップ機能)する。
A maintenance unit 310 is arranged at a position outside the moving range of the table 103 in the scanning range in the A direction of the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e). The position where the inkjet head 2 faces the maintenance unit 310 is the standby position P of the inkjet head 2. The maintenance unit 310 is a case that is open at the top, and is provided to be movable up and down (in the directions of arrows C and D in FIG. 1). When the carriage 100 is moving in the direction of arrow A for image formation, the maintenance unit 310 moves downward C and waits, and when the image forming operation is completed, it moves upward D. When the image forming operation is completed, the inkjet head 2 returns to the standby position P, the maintenance unit 310 moves upward D, and covers the nozzle plate 52 of the inkjet head 2. The maintenance unit 310 prevents (cap function) ink evaporation and dust and paper dust from adhering to the nozzle plate 52.
メンテナンスユニット310にはインクジェットヘッド2のノズルプレート52に付着したインク、ほこり、紙粉などを除去するゴム製のブレード120が内蔵されている。画像形成のためにキャリッジ100が矢印A方向に移動している場合にはメンテナンスユニット310は下方に移動し、ブレード120はノズルプレート52から下方Cへ離間している。ノズルプレート52に付着したインク、ほこり、紙粉を除去する場合には上方Dに移動し、ブレード120がノズルプレート52に接触する。メンテナンスユニット310内にはブレード120をB方向へ移動させる機構を備え、ブレード120がノズルプレート52表面を払拭し、インク、ほこり、紙粉を除去(ワイプ機能)することができる。
The maintenance unit 310 includes a rubber blade 120 that removes ink, dust, paper dust, and the like attached to the nozzle plate 52 of the inkjet head 2. When the carriage 100 is moved in the direction of arrow A for image formation, the maintenance unit 310 is moved downward, and the blade 120 is spaced downward C from the nozzle plate 52. When ink, dust, and paper dust adhering to the nozzle plate 52 are removed, the nozzle 120 moves upward D, and the blade 120 contacts the nozzle plate 52. The maintenance unit 310 includes a mechanism for moving the blade 120 in the B direction. The blade 120 can wipe the surface of the nozzle plate 52 and remove ink, dust, and paper dust (wipe function).
メンテナンスユニット310は廃インク受け部130を備えている。メンテナンス動作を行う時に、ノズル51からインクを強制的に吐出させることで、ノズル近傍で劣化したインクを廃インク受け部130に廃棄(スピット機能)することもできる。廃インク受け部130はブレード120で払拭することで発生した廃インクおよびスピット動作によって発生した廃インクを収納する。
The maintenance unit 310 includes a waste ink receiver 130. When performing the maintenance operation, the ink that has been deteriorated in the vicinity of the nozzles can be discarded (spit function) in the waste ink receiving unit 130 by forcibly ejecting the ink from the nozzles 51. The waste ink receiving unit 130 stores waste ink generated by wiping with the blade 120 and waste ink generated by the spit operation.
図2は、インクジェット記録装置1の一例の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of an example of the ink jet recording apparatus 1.
インクジェット記録部4(a)〜4(e)が搭載されたキャリッジ100は搬送ベルト101の移動によって2本のレール140に沿ってA方向に往復移動する。記録媒体Sを搭載したテーブル103はB方向に往復移動する。インクジェット記録装置1で印字するための画像信号に合わせて、インクジェット記録部4(a)〜4(e)を搭載したキャリッジ100と記録媒体Sを乗せたテーブル103を往復移動させながら、ノズル51からインクを吐出させて、記録媒体Sの全面に画像形成することができる。いわゆるシリアル型インクジェット記録装置になっている。
The carriage 100 on which the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e) are mounted reciprocates in the A direction along the two rails 140 by the movement of the conveyance belt 101. The table 103 on which the recording medium S is mounted reciprocates in the B direction. In accordance with an image signal for printing by the ink jet recording apparatus 1, the carriage 100 mounted with the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e) and the table 103 on which the recording medium S is placed are moved back and forth from the nozzle 51. An image can be formed on the entire surface of the recording medium S by ejecting ink. This is a so-called serial type ink jet recording apparatus.
インクカートリッジ106(a)はシアンインクが充填され、チューブ107を介してインクジェット記録部4(a)のインク循環装置3に連通している。インクカートリッジ106(b)はマゼンタインクが充填され、チューブ107を介してインクジェット記録部4(b)のインク循環装置3に連通している。同様に、インクカートリッジ106(c)はイエローインクが充填され、インクジェット記録部4(c)のインク循環装置3に連通している。インクカートリッジ106(d)はブラックインクが充填され、インクジェット記録部4(d)のインク循環装置3に連通している。インクカートリッジ106(e)はホワイトインクが充填され、インクジェット記録部4(e)のインク循環装置3に連通している。
The ink cartridge 106 (a) is filled with cyan ink and communicates with the ink circulation device 3 of the ink jet recording unit 4 (a) via the tube 107. The ink cartridge 106 (b) is filled with magenta ink and communicates with the ink circulation device 3 of the ink jet recording unit 4 (b) via the tube 107. Similarly, the ink cartridge 106 (c) is filled with yellow ink and communicates with the ink circulation device 3 of the inkjet recording unit 4 (c). The ink cartridge 106 (d) is filled with black ink and communicates with the ink circulation device 3 of the inkjet recording unit 4 (d). The ink cartridge 106 (e) is filled with white ink and communicates with the ink circulation device 3 of the inkjet recording unit 4 (e).
インクジェット記録部4(a)〜4(e)は、それぞれインクジェットヘッド2の上方にインク循環装置3が積載された構成になっている。インクジェットヘッド2の上方にインク循環装置3を設けることで、キャリッジ100上でインクジェット記録部4(a)〜4(e)が並ぶ方向の間隔を狭められ、搬送方向(A方向)におけるキャリッジ100の幅を短くすることができる。キャリッジ100は、少なくとも最大の記録媒体Sの幅にキャリッジ100幅の2倍の長さを加算した距離だけ、A方向に搬送される。そのためキャリッジ100の幅が狭いほど、搬送距離が減少し印字速度を高めると同時に装置を小型化できる。
Each of the ink jet recording units 4 (a) to 4 (e) has a configuration in which the ink circulation device 3 is stacked above the ink jet head 2. By providing the ink circulation device 3 above the inkjet head 2, the interval in the direction in which the inkjet recording units 4 (a) to 4 (e) are arranged on the carriage 100 is narrowed, and the carriage 100 in the transport direction (A direction) is reduced. The width can be shortened. The carriage 100 is conveyed in the A direction by a distance obtained by adding at least twice the width of the carriage 100 to the maximum width of the recording medium S. Therefore, the narrower the carriage 100, the shorter the conveyance distance and the higher the printing speed, and the smaller the apparatus.
実施形態に係るインクジェット記録装置1に適用されるインクジェットヘッド2について説明する。
The inkjet head 2 applied to the inkjet recording apparatus 1 according to the embodiment will be described.
図3(a)、(b)は、インクジェットヘッド2のインクIを吐出する部分の断面図である。インクジェットヘッド2は、インクを吐出するノズル51を有するノズルプレート52の上面側に、ノズル分岐部53を形成する。 ノズル分岐部53は、図3の矢印E方向に流れているインクをノズル51から吐出させるインクと、そのままインクジェットヘッド2内を流れてインク循環装置3に戻るインクに分岐する部分である。インクジェットヘッド2はノズル51と対向する側の面にアクチュエータ54を有している。アクチュエータ54は圧電セラミック55と振動板56が積層されたユニモルフ式の圧電振動板になっている。圧電セラミック材料は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を用いた。PZTの上下面に金電極を形成し、分極処理して圧電セラミック55を形成している。その後、圧電セラミック55を窒化ケイ素製の振動板56に接合してアクチュエータ54を形成した。なお、インクの表面張力によって、ノズル51内ではインクと空気の界面であるメニスカス290を形成している。
3A and 3B are cross-sectional views of the portion of the inkjet head 2 that ejects ink I. FIG. The inkjet head 2 forms a nozzle branch portion 53 on the upper surface side of a nozzle plate 52 having nozzles 51 that eject ink. The nozzle branching portion 53 is a portion that branches into ink that ejects ink flowing in the direction of arrow E in FIG. 3 from the nozzle 51 and ink that flows through the inkjet head 2 as it is and returns to the ink circulation device 3. The inkjet head 2 has an actuator 54 on the surface facing the nozzle 51. The actuator 54 is a unimorph piezoelectric diaphragm in which a piezoelectric ceramic 55 and a diaphragm 56 are laminated. PZT (lead zirconate titanate) was used as the piezoelectric ceramic material. Gold electrodes are formed on the upper and lower surfaces of PZT, and the piezoelectric ceramic 55 is formed by polarization treatment. Thereafter, the piezoelectric ceramic 55 was joined to the diaphragm 56 made of silicon nitride to form the actuator 54. A meniscus 290 that is an interface between ink and air is formed in the nozzle 51 by the surface tension of the ink.
図3(a)は圧電セラミック55に電界をかけず、アクチュエータ54が無変形の状態を示している。図3(b)は、アクチュエータ54を変形させてインク滴IDを吐出させる様子を示している。圧電セラミック55に電界を与えてアクチュエータ54を変形させることで、ノズル分岐部53内のインクIはインク滴IDとなってノズル51から吐出する。
FIG. 3A shows a state where the electric field is not applied to the piezoelectric ceramic 55 and the actuator 54 is not deformed. FIG. 3B shows how the ink droplet ID is ejected by deforming the actuator 54. By applying an electric field to the piezoelectric ceramic 55 to deform the actuator 54, the ink I in the nozzle branching portion 53 becomes an ink droplet ID and is ejected from the nozzle 51.
図4を参照して、図3で説明したインクを吐出する部分を有するインクジェットヘッド2内部のインクの流れを説明する。
With reference to FIG. 4, the flow of ink inside the inkjet head 2 having the portion for ejecting the ink described in FIG. 3 will be described.
インクジェットヘッド2は、ノズルプレート52、図3に示されるアクチュエータ54を有する基板60、マニフォルド61、インクを流入させるインク供給口160、インクジェットヘッド2からインク循環装置3へインクを環流させるインク排出口170、で構成されている。
The inkjet head 2 includes a nozzle plate 52, a substrate 60 having the actuator 54 shown in FIG. 3, a manifold 61, an ink supply port 160 through which ink flows, and an ink discharge port 170 through which ink flows from the inkjet head 2 to the ink circulation device 3. , Is composed of.
ノズルプレート52は、紙面手前から奥方向に並ぶ複数のノズル51(a)を有する第1ノズル列、同様に紙面手前から奥方向に並ぶ複数のノズル51(b)を有する第2ノズル列を有している。前述したようにインクIは各ノズル51(51(a)、51(b))を通して、吐出される。言い換えればインクジェットヘッド2は紙面手前から奥方向に長く、その長手方向にノズル51(a)、51(b)が配置されている。ノズル51(a)、51(b)はB方向(図5参照)に複数配列され、キャリッジ100の移動方向と直交する方向に並んでいる。
The nozzle plate 52 has a first nozzle row having a plurality of nozzles 51 (a) arranged in the back direction from the front side of the paper, and a second nozzle row having a plurality of nozzles 51 (b) arranged in the back direction from the front side of the paper. doing. As described above, the ink I is ejected through the nozzles 51 (51 (a) and 51 (b)). In other words, the inkjet head 2 is long in the back direction from the front side of the paper, and the nozzles 51 (a) and 51 (b) are arranged in the longitudinal direction. A plurality of nozzles 51 (a) and 51 (b) are arranged in the B direction (see FIG. 5), and are arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the carriage 100.
基板60は内部にインクを通す流路180を有している。流路180を形成するように基板60にノズルプレート52が接着されている。インクを吐出させる圧力を発生するアクチュエータ54はその流路180に面し、かつ各ノズル51に対応して設けられている。アクチュエータ54によって流路180内のインクに発生した圧力がノズル51に集中するように、隣接するノズル51間に境界壁190を設けている。ノズルプレート52、アクチュエータ54、境界壁190で囲まれた流路180が、インク圧力室150となる。インク圧力150は第1ノズル列、第2ノズル列のノズル51(a)51(b)に対応して複数設けられている。第1ノズル列、第2ノズル列にはそれぞれ300個のノズルを有している。インク圧力室150に一方の端部からインクIが流入し、インク分岐部53を通り、他方の端部から流出する。インク圧力室150内のインク分岐部53でインクの一部はノズル51から吐出され、残りは他方の端部から流出する。
The substrate 60 has a flow path 180 through which ink passes. The nozzle plate 52 is bonded to the substrate 60 so as to form the flow path 180. An actuator 54 that generates a pressure for ejecting ink faces the flow path 180 and is provided corresponding to each nozzle 51. A boundary wall 190 is provided between the adjacent nozzles 51 so that the pressure generated in the ink in the flow path 180 by the actuator 54 is concentrated on the nozzles 51. A flow path 180 surrounded by the nozzle plate 52, the actuator 54, and the boundary wall 190 becomes the ink pressure chamber 150. A plurality of ink pressures 150 are provided corresponding to the nozzles 51 (a) 51 (b) of the first nozzle row and the second nozzle row. Each of the first nozzle row and the second nozzle row has 300 nozzles. The ink I flows into the ink pressure chamber 150 from one end, passes through the ink branching portion 53, and flows out from the other end. A part of the ink is ejected from the nozzle 51 at the ink branching portion 53 in the ink pressure chamber 150 and the rest flows out from the other end.
第1ノズル列内の各ノズル51(a)対応して形成された複数のインク圧力室150と第2ノズル列内の各ノズル51(b)対応して形成された複数のインク圧力室150との間の流路180は、共通インク室58になっている。共通インク供給室58は、インク圧力室150の一方の流入口へつながり、全インク圧力室150にインクを供給する。
A plurality of ink pressure chambers 150 formed corresponding to each nozzle 51 (a) in the first nozzle row and a plurality of ink pressure chambers 150 formed corresponding to each nozzle 51 (b) in the second nozzle row; The flow path 180 between them is a common ink chamber 58. The common ink supply chamber 58 is connected to one inlet of the ink pressure chamber 150 and supplies ink to all the ink pressure chambers 150.
第1ノズル列に対応する複数のインク圧力室150と第2ノズル列に対応する複数のインク圧力室150の他端側から流出するインクは、第1第2ノズル列に繋がる共通インク室59へ流入する。共通インク室59は基板60に設けられた流路180の一部となっている。
The ink flowing out from the other end side of the plurality of ink pressure chambers 150 corresponding to the first nozzle row and the plurality of ink pressure chambers 150 corresponding to the second nozzle row to the common ink chamber 59 connected to the first second nozzle row. Inflow. The common ink chamber 59 is a part of the flow path 180 provided in the substrate 60.
マニフォルド61は基板60に接続され、流路180へインクを供給する。マニフォルド61は矢印F方向へインクを流入させるインク供給口160、インク供給口から共通インク供給室58に連通するインク分配通路62を有している。インクジェットヘッド2へ供給するインク温度を検出するためにヘッド内温度センサ(上流)280がインク分配通路62に取り付けられている。また、マニフォルド61はインクを矢印G方向へ排出するインク排出口170と、2つの共通インク室59からインク排出口170に連通するインク環流通路63を有している。インクジェットヘッド2から排出されるインク温度を検出するためにヘッド内温度センサ(下流)281がインク環流通路63に取り付けられている。ヘッド内温度センサ(上流)280、(下流)281でインクジェットヘッド2内へ供給する、またはインクジェットヘッド2から排出されるインク温度を検出し、インクジェットヘッド2内のインク温度によるインク粘度の変化を考慮して、インク循環装置3を制御している。
The manifold 61 is connected to the substrate 60 and supplies ink to the flow path 180. The manifold 61 has an ink supply port 160 through which ink flows in the direction of arrow F, and an ink distribution passage 62 that communicates from the ink supply port to the common ink supply chamber 58. An in-head temperature sensor (upstream) 280 is attached to the ink distribution passage 62 in order to detect the temperature of ink supplied to the inkjet head 2. The manifold 61 has an ink discharge port 170 that discharges ink in the direction of arrow G, and an ink circulation passage 63 that communicates from the two common ink chambers 59 to the ink discharge port 170. An in-head temperature sensor (downstream) 281 is attached to the ink circulation path 63 in order to detect the temperature of ink discharged from the inkjet head 2. Ink temperature sensors (upstream) 280 and (downstream) 281 detect the temperature of ink supplied to or discharged from the inkjet head 2 and take into account changes in ink viscosity due to ink temperature in the inkjet head 2 Thus, the ink circulation device 3 is controlled.
インク供給口160、インク分配通路62、共通インク供給室58、インク圧力室150、共通インク室59、インク環流通路63、インク排出口170の順に、インクIはインクジェットヘッド2内を移動する。このインクIの一部は画像信号に従いノズル51から吐出され、残ったインクIは移動してインク排出口170からインク循環装置3へ環流する。
Ink I moves through the inkjet head 2 in the order of the ink supply port 160, the ink distribution passage 62, the common ink supply chamber 58, the ink pressure chamber 150, the common ink chamber 59, the ink circulation passage 63, and the ink discharge port 170. A part of the ink I is ejected from the nozzle 51 according to the image signal, and the remaining ink I moves and circulates from the ink discharge port 170 to the ink circulation device 3.
図5は、インク循環装置3がインクジェットヘッド2の上方に配置され、インク循環装置3とインクジェットヘッド2が一体になっているインクジェット記録部4を示しいている。図6は図5とは別の向きから見たインクジェット記録部4の図である。図7はインクジェットヘッド2およびインク循環装置3の内部を正面から見た図である。これらを参照して、インク循環装置3について説明する。
FIG. 5 shows an inkjet recording unit 4 in which the ink circulation device 3 is disposed above the inkjet head 2 and the ink circulation device 3 and the inkjet head 2 are integrated. FIG. 6 is a diagram of the ink jet recording unit 4 viewed from a direction different from that in FIG. FIG. 7 is a view of the inside of the inkjet head 2 and the ink circulation device 3 as seen from the front. The ink circulation device 3 will be described with reference to these.
インク循環装置3は、インクケーシング200、インクジェットヘッド2にインクを供給するインク供給管208、インクジェットヘッド2からインクを戻すインク戻し管209、インクジェットヘッド2のノズル51内のインク圧力を適正に保つためにインクケーシング200内部の圧力を調整する圧力調整部203を備えている。インク循環装置3はインク供給管208を通して下方へ(重力方向である矢印C)インクを送液し、インクジェットヘッド2はさらに下方へインクを吐出する。
The ink circulation device 3 is used to maintain the ink pressure in the ink casing 200, the ink supply pipe 208 that supplies ink to the inkjet head 2, the ink return pipe 209 that returns ink from the inkjet head 2, and the ink pressure in the nozzles 51 of the inkjet head 2. Are provided with a pressure adjusting unit 203 for adjusting the pressure inside the ink casing 200. The ink circulation device 3 feeds ink downward (arrow C, which is the direction of gravity) through the ink supply pipe 208, and the inkjet head 2 ejects ink further downward.
インクケーシング200外壁面に印刷やメンテナンス動作等で消費した量のインクをインクケーシング200に補給するインク供給ポンプ202を備えている。インクケーシング200の内部にインクIを貯留できるように、供給側インク室210と回収側インク室211とを備え、回収側インク室211を覆う第1プレート300、供給側インク室210を覆う第2プレート301で密閉されている。インク供給ポンプ202は回収側インク室211へインクを供給するようになっている。
An ink supply pump 202 is provided on the outer wall surface of the ink casing 200 to supply the ink casing 200 with the amount of ink consumed by printing or maintenance operations. A supply-side ink chamber 210 and a recovery-side ink chamber 211 are provided so that the ink I can be stored inside the ink casing 200, a first plate 300 that covers the recovery-side ink chamber 211, and a second that covers the supply-side ink chamber 210. It is sealed with a plate 301. The ink supply pump 202 supplies ink to the recovery side ink chamber 211.
インクケーシング200を密閉する第1プレート300にはインクケーシング200内のインク量を計測するインク量計測センサ205Aが、取り付けられている。第2プレート301にはインク量計測センサ205Bが取り付けられている。インク量計測センサ205Cは、圧電振動板をインクケーシング200に貼り付けた構成であり、圧電振動板を交流電圧で振動させインクケーシング200内のインクを振動させる。インク量計測センサ205Cによるインクケーシング200内を伝わるインクの振動をインク量計測センサ205A、205Bで検出し、インク量を計測している。
An ink amount measurement sensor 205 </ b> A that measures the amount of ink in the ink casing 200 is attached to the first plate 300 that seals the ink casing 200. An ink amount measurement sensor 205 </ b> B is attached to the second plate 301. The ink amount measurement sensor 205C has a configuration in which a piezoelectric diaphragm is attached to the ink casing 200, and vibrates the ink in the ink casing 200 by vibrating the piezoelectric diaphragm with an alternating voltage. Ink vibrations transmitted through the ink casing 200 by the ink amount measurement sensor 205C are detected by the ink amount measurement sensors 205A and 205B, and the ink amount is measured.
インクケーシング200内のインク粘度を調整するために、インクを加熱するためのヒータ207をインクケーシング200外部に有している。ヒータ207はインクケーシング200に熱伝導性の高い接着剤で貼り付けられている。インクケーシング200のヒータ207近傍にインク温度センサ282が取り付けられている。インク温度センサ282およびヒータ207は後述する制御基板500に接続され、印刷時に所望のインク粘度になるようにヒータ207が制御されている。
In order to adjust the ink viscosity in the ink casing 200, a heater 207 for heating the ink is provided outside the ink casing 200. The heater 207 is attached to the ink casing 200 with an adhesive having high thermal conductivity. An ink temperature sensor 282 is attached in the vicinity of the heater 207 of the ink casing 200. The ink temperature sensor 282 and the heater 207 are connected to a control board 500 to be described later, and the heater 207 is controlled so that a desired ink viscosity is obtained during printing.
図5に示すインク供給ポンプ202は、インクジェット記録部のインク循環装置3の外壁に取り付けられている。インクカートリッジ106からインク循環装置3へインクを送液するチューブ107がインク補給口221に接続されている。インク補給口221は、インク供給ポンプ202へインクを流入させるインクの流入口である。インク供給ポンプ202は、インク補給口221からインク循環装置3内の回収側インク室211へインクを供給する。
The ink supply pump 202 shown in FIG. 5 is attached to the outer wall of the ink circulation device 3 of the ink jet recording unit. A tube 107 for feeding ink from the ink cartridge 106 to the ink circulation device 3 is connected to the ink supply port 221. The ink supply port 221 is an ink inflow port through which ink flows into the ink supply pump 202. The ink supply pump 202 supplies ink from the ink supply port 221 to the collection-side ink chamber 211 in the ink circulation device 3.
インク供給ポンプ202は圧電ポンプになっている。インク供給ポンプ202は、圧電素子と金属板を貼り合わせた圧電振動板がたわむことでポンプ内の容積(ポンプ室240)を周期的に変化させてインクを搬送し、2つの逆止弁によってインク搬送方向を一方向にさせている。インク供給ポンプ202の一方の逆止弁242はインク補給口221とポンプ室240との間に設けられ、他方の逆止弁243はポンプ室240とインクの出口241との間に設けられている。圧電振動板がたわみポンプ室240が拡張すると、逆止弁242が開きポンプ室240にインクが流入し、逆止弁243が閉じる。圧電振動板が逆方向にたわみポンプ室240が収縮すると、逆止弁242が閉じ逆止弁243が開きポンプ室240からインクが流出する。これを繰り返してインクを送液する。
The ink supply pump 202 is a piezoelectric pump. The ink supply pump 202 conveys ink by periodically changing the volume (pump chamber 240) in the pump by bending the piezoelectric vibration plate in which the piezoelectric element and the metal plate are bonded, and the ink is supplied by two check valves. The conveyance direction is set to one direction. One check valve 242 of the ink supply pump 202 is provided between the ink supply port 221 and the pump chamber 240, and the other check valve 243 is provided between the pump chamber 240 and the ink outlet 241. . When the piezoelectric diaphragm is deflected and the pump chamber 240 is expanded, the check valve 242 is opened, ink flows into the pump chamber 240, and the check valve 243 is closed. When the piezoelectric diaphragm is deflected in the reverse direction and the pump chamber 240 contracts, the check valve 242 is closed and the check valve 243 is opened, so that ink flows out of the pump chamber 240. This is repeated to feed ink.
回収側インク室211へインクを供給するインクカートリッジ106は、インク循環装置3より重力方向(C方向)において相対的に下方に配置されている。カートリッジ106を下方に配置することで、カートリッジ106内のインクの水頭圧が、回収側インク室211の設定圧力より低く保たれる。この構成により、インク供給ポンプ202が駆動している時だけ回収側インク室211へインクIを供給するようになっている。
The ink cartridge 106 that supplies ink to the collection-side ink chamber 211 is disposed relatively below the gravity direction (C direction) from the ink circulation device 3. By disposing the cartridge 106 below, the water head pressure of the ink in the cartridge 106 is kept lower than the set pressure of the recovery-side ink chamber 211. With this configuration, the ink I is supplied to the recovery-side ink chamber 211 only when the ink supply pump 202 is driven.
インク循環ポンプ201は、回収側インク室211の吸引孔212からインクIを吸引し、排出孔213から供給側インク室210へインクIを流入させる。密閉されている供給側インク室210はインク量の増加で内圧が高くなり、インクIはインク供給管208を通ってインクジェットヘッド2に流入する。
The ink circulation pump 201 sucks the ink I from the suction hole 212 of the recovery side ink chamber 211 and causes the ink I to flow into the supply side ink chamber 210 from the discharge hole 213. The supply-side ink chamber 210 that is sealed increases in internal pressure as the amount of ink increases, and the ink I flows into the inkjet head 2 through the ink supply pipe 208.
インク循環ポンプ201は、図6に示すように、回収側インク室211を覆う第1プレート300、供給側インク室210を覆う第2プレート301の面とは反対側の面に設けられている。後述する制御基板500はインク循環ポンプ201を覆うようにインクジェット記録部4に保持されている。制御基板500は、インク循環ポンプ201、インク供給ポンプ、圧力調整部203他を制御するようになっている。
As shown in FIG. 6, the ink circulation pump 201 is provided on a surface opposite to the surface of the first plate 300 that covers the recovery-side ink chamber 211 and the second plate 301 that covers the supply-side ink chamber 210. A control board 500 to be described later is held by the inkjet recording unit 4 so as to cover the ink circulation pump 201. The control board 500 controls the ink circulation pump 201, the ink supply pump, the pressure adjustment unit 203, and the like.
インク循環装置3のインクケーシング200は、インク供給管208を介してインクジェットヘッド2にインクを供給する供給側インク室210と、インク戻し管209を介してインクジェットヘッド2からインクが戻る回収側インク室211を有している。インクケーシング200はアルミニウムで形成されている。アルミニウムで成形されたインクケーシング200は供給側インク室210となる空室を有し、供給側インク室210の空室を形成する枠部に樹脂プレート300を接着剤で固定して供給側インク室210を形成している。同様に、インクケーシング200の回収側インク室211を形成するように、樹脂プレート301を回収側インク室211の枠部に接着剤で固定している。樹脂プレート300、301の材料はポリイミド樹脂である。
The ink casing 200 of the ink circulation device 3 includes a supply-side ink chamber 210 that supplies ink to the inkjet head 2 via an ink supply tube 208 and a recovery-side ink chamber that returns ink from the inkjet head 2 via an ink return tube 209. 211. The ink casing 200 is made of aluminum. The ink casing 200 formed of aluminum has a vacant chamber serving as a supply-side ink chamber 210, and a resin plate 300 is fixed to the frame portion forming the vacancy of the supply-side ink chamber 210 with an adhesive, thereby supplying the supply-side ink chamber. 210 is formed. Similarly, the resin plate 301 is fixed to the frame portion of the recovery side ink chamber 211 with an adhesive so as to form the recovery side ink chamber 211 of the ink casing 200. The material of the resin plates 300 and 301 is polyimide resin.
インクケーシング200内に、回収側インク室211と供給側インク室210は共通壁245を介して一体的に設けられている。回収側インク室211と供給側インク室210の並び方向は、インクジェットヘッド2のノズル配列方向(インクジェットヘッド2の長手方向(B方向))と同じになっている。すなわち、インクジェットヘッド2の上方に設けられた回収側インク室211と供給側インク室210並び方向はキャリッジ100の走査方向と略直交する方向に配置されている。
In the ink casing 200, the recovery-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are integrally provided via a common wall 245. The arrangement direction of the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 is the same as the nozzle arrangement direction of the inkjet head 2 (the longitudinal direction (B direction) of the inkjet head 2). That is, the arrangement direction of the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 provided above the inkjet head 2 is arranged in a direction substantially orthogonal to the scanning direction of the carriage 100.
回収側インク室211のインク液面b上部は第1空気室350(第1気体室)になっている。第1空気室350は開口351を通して第1空気室350より上部にある第2空気室352に連通している。第2空気室352には、圧力センサ204の検出部に繋がる連通孔223が設けられている。圧力センサ204は回収側インク室211の第1空気室350と連通し、第1空気室350内の気圧を検出するようになっている。
The upper part of the ink level b in the recovery-side ink chamber 211 is a first air chamber 350 (first gas chamber). The first air chamber 350 communicates with the second air chamber 352 located above the first air chamber 350 through the opening 351. The second air chamber 352 is provided with a communication hole 223 that is connected to the detection unit of the pressure sensor 204. The pressure sensor 204 communicates with the first air chamber 350 of the recovery-side ink chamber 211 and detects the atmospheric pressure in the first air chamber 350.
供給側インク室210のインク液面a上部は第3空気室360(第2気体室)になっている。インク循環装置3の上部には2つの凹部353、363を有し、後述する圧力調整部203(図9参照)の凸部370が凹部363に凸部372が凹部353に係合するようになっている。第3空気室360は、凸部370に設けられた空気路と開口361を通して、第4空気室362に連通している。第4空気室362には、圧力センサ204の検出部に繋がる連通孔222が設けられている。圧力センサ204は供給側インク室211の第3空気室360と連通し、第3空気室360内の気圧を検出するようになっている。
The upper part of the ink liquid level a of the supply side ink chamber 210 is a third air chamber 360 (second gas chamber). The ink circulation device 3 has two concave portions 353 and 363, and a convex portion 370 of a pressure adjusting portion 203 (see FIG. 9) described later is engaged with the concave portion 363 and the convex portion 372 is engaged with the concave portion 353. ing. The third air chamber 360 communicates with the fourth air chamber 362 through an air passage provided in the convex portion 370 and an opening 361. The fourth air chamber 362 is provided with a communication hole 222 that is connected to the detection unit of the pressure sensor 204. The pressure sensor 204 communicates with the third air chamber 360 of the supply side ink chamber 211 and detects the atmospheric pressure in the third air chamber 360.
圧力センサ204は1チップで2つの圧力検知ポートを有し、第1空気室350と第3空気室360の二つの空気室内の圧力を計測するようになっている。圧力センサ204は、供給側インク室210上部と回収側インク室211上部の空気圧を電気信号として出力し、後述する制御基板500(図8参照)に接続されている。第1空気室350、第3空気室360内には空気の代りに、窒素や不活性ガスを入れることも可能である。
The pressure sensor 204 has two pressure detection ports with one chip, and measures the pressure in the two air chambers of the first air chamber 350 and the third air chamber 360. The pressure sensor 204 outputs the air pressure in the upper part of the supply-side ink chamber 210 and the upper part of the recovery-side ink chamber 211 as an electrical signal, and is connected to a control board 500 (see FIG. 8) described later. In the first air chamber 350 and the third air chamber 360, nitrogen or an inert gas can be put in place of air.
インクケーシング200は、回収側インク室211からインクを吸引する吸引孔212と、供給側インク室210にインクを送液する排出孔213を備えている。回収側インク室211と供給側インク室210は共通壁245を介して隣接している。インク循環ポンプ201は隣接している回収側インク室211と供給側インク室210に跨って設けられ、吸引孔212からインクを吸引し、排出孔213を通して供給側インク室210へインクを送液する。
The ink casing 200 includes a suction hole 212 for sucking ink from the collection-side ink chamber 211 and a discharge hole 213 for feeding ink to the supply-side ink chamber 210. The collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are adjacent to each other via a common wall 245. The ink circulation pump 201 is provided across the adjacent collection-side ink chamber 211 and supply-side ink chamber 210, sucks ink from the suction holes 212, and sends the ink to the supply-side ink chamber 210 through the discharge holes 213. .
インク循環ポンプ201は前述したインク供給ポンプ202と同様な圧電ポンプになっている。インク循環ポンプ201は、圧電素子と金属板を貼り合わせた圧電振動板がたわむことでポンプ内の容積(ポンプ室)を周期的に変化させてインクを送液し、2つの逆止弁によってインク送液方向を一方向にさせている。インク循環ポンプ201の一方の逆止弁(A)は吸引孔212とポンプ室との間に設けられ、他方の逆止弁(B)はポンプ室と排出孔213との間に設けられている。ポンプ室にインクが流入するときは逆止弁(A)が開き、逆止弁(B)が閉じる。ポンプ室からインクが流出するときは逆止弁(A)が閉じ、逆止弁(B)が開く。これを繰り返して回収側インク室から供給側インク室へインクを送液する。
The ink circulation pump 201 is a piezoelectric pump similar to the ink supply pump 202 described above. The ink circulation pump 201 feeds ink by periodically changing the volume (pump chamber) in the pump by bending the piezoelectric vibration plate in which the piezoelectric element and the metal plate are bonded, and the ink is supplied by two check valves. The liquid feeding direction is set to one direction. One check valve (A) of the ink circulation pump 201 is provided between the suction hole 212 and the pump chamber, and the other check valve (B) is provided between the pump chamber and the discharge hole 213. . When ink flows into the pump chamber, the check valve (A) is opened and the check valve (B) is closed. When ink flows out from the pump chamber, the check valve (A) is closed and the check valve (B) is opened. By repeating this, ink is fed from the recovery side ink chamber to the supply side ink chamber.
上記構成のインク循環ポンプ201を動作させると、インクは回収側インク室211から吸引孔212を通して吸い込まれ、インク循環ポンプ201、排出孔213を通って供給側インク室210に搬送される。密閉されている供給側インク室210はインク量の増加で内圧が高くなってインク供給管208を通ってインクジェットヘッド2にインクが流入する。
When the ink circulation pump 201 having the above-described configuration is operated, ink is sucked from the recovery-side ink chamber 211 through the suction hole 212 and is transported to the supply-side ink chamber 210 through the ink circulation pump 201 and the discharge hole 213. In the supply-side ink chamber 210 that is sealed, the internal pressure increases as the amount of ink increases, and the ink flows into the inkjet head 2 through the ink supply pipe 208.
図8はインクジェット記録装置1の動作を制御する制御基板500のブロック図である。制御基板500には、電源550と、インクジェット記録装置1の状況を表示する表示装置560、入力装置としてキーボード570が接続されている。制御基板500は、動作を制御するマイコン510と、プログラムを格納するメモリ520と、圧力センサ204やヒータ温度センサ280,281,282の出力電圧を取り込むAD変換部530からなる。さらに、制御基板500は駆動回路540を有し、インクジェット記録部4、インクジェット記録部4を記録媒体Sに対して相対移動させるキャリッジモータ102、圧力調整用モータ254、255、スライドレール105、ポンプ104、201、202、ヒータ207などを動作させている。
FIG. 8 is a block diagram of a control board 500 that controls the operation of the inkjet recording apparatus 1. Connected to the control board 500 are a power source 550, a display device 560 for displaying the status of the ink jet recording apparatus 1, and a keyboard 570 as an input device. The control board 500 includes a microcomputer 510 that controls the operation, a memory 520 that stores a program, and an AD conversion unit 530 that captures output voltages of the pressure sensor 204 and the heater temperature sensors 280, 281, and 282. Further, the control board 500 includes a drive circuit 540, and the inkjet recording unit 4, the carriage motor 102 that moves the inkjet recording unit 4 relative to the recording medium S, the pressure adjustment motors 254 and 255, the slide rail 105, and the pump 104. 201, 202, heater 207, and the like are operated.
圧力調整部203を説明する。インクジェットヘッド2のインクが吐出するノズル51にはメニスカス290が形成される。ノズル51からインクが吐出する場合、インクと空気の界面であるメニスカス290を破って、インク滴となり吐出する。メニスカス290にかかる圧力が空気圧より高ければ(陽圧)、インクはノズル51から漏れ出る。メニスカス290にかかる圧力が空気圧より低ければ(負圧)、インクはメニスカス290を維持しノズル51内に留まっている。そのため、インク吐出をしない場合、インク圧力室150内のインクの圧力は−0.5〜−4.0kPaに調整され、メニスカス290を維持している。ノズル51はインクが重力方向下向きに吐出するように配置されているので、この範囲より大きい(陽圧側)場合、わずかな振動などでインクがノズルから漏れ出してしまう。また、より小さい(負圧側)場合、ノズルから空気を吸引してしまい、吐出不良が発生する。当然であるが、通常インク圧力室150内は負圧に保たれていて、アクチュエータ54を動作させるとインク圧力室内のインクは陽圧になり、ノズル51からインクが吐出する。
The pressure adjustment unit 203 will be described. A meniscus 290 is formed in the nozzle 51 from which the ink of the inkjet head 2 is discharged. When ink is ejected from the nozzle 51, the meniscus 290, which is the interface between the ink and air, is broken and ejected as ink droplets. If the pressure applied to the meniscus 290 is higher than the air pressure (positive pressure), the ink leaks from the nozzle 51. If the pressure applied to the meniscus 290 is lower than the air pressure (negative pressure), the ink maintains the meniscus 290 and remains in the nozzle 51. Therefore, when ink is not discharged, the ink pressure in the ink pressure chamber 150 is adjusted to −0.5 to −4.0 kPa, and the meniscus 290 is maintained. Since the nozzle 51 is arranged so that the ink is ejected downward in the direction of gravity, if it is larger than this range (positive pressure side), the ink leaks from the nozzle due to slight vibration or the like. On the other hand, if it is smaller (negative pressure side), air is sucked from the nozzle, resulting in ejection failure. Of course, the inside of the ink pressure chamber 150 is normally kept at a negative pressure, and when the actuator 54 is operated, the ink in the ink pressure chamber becomes a positive pressure, and the ink is ejected from the nozzle 51.
圧力調整部203はインクジェットヘッド2のメニスカス290の圧力を上記範囲に維持するためものである。
The pressure adjusting unit 203 is for maintaining the pressure of the meniscus 290 of the inkjet head 2 in the above range.
図9は圧力調整部203を示している。圧力調整部203は、圧力調整室261と圧力調整室262を有している。図9(a)は、圧力調整部203の上面図、側面図である。図9(b)は圧力調整室261の内部を示す、分解図になっている。図10(a)(b)(c)と図11(a)〜(e)は、ピストン252、253の位置による圧力調整部203の動作を示している。
FIG. 9 shows the pressure adjustment unit 203. The pressure adjustment unit 203 includes a pressure adjustment chamber 261 and a pressure adjustment chamber 262. FIG. 9A is a top view and a side view of the pressure adjusting unit 203. FIG. 9B is an exploded view showing the inside of the pressure adjusting chamber 261. FIGS. 10A, 10 </ b> B, and 10 </ b> C illustrate the operation of the pressure adjusting unit 203 depending on the positions of the pistons 252 and 253.
圧力調整室261は、供給側インク室210と連通しているシリンダ250と、シリンダ250内部に収納されたピストン252と、ピストン252を上下(H方向)に移動させシリンダ250の容積を変化させるパルスモータ254で構成されている。シリンダ250とピストン252によって囲まれた容積(第4気体室270)を可変して圧力を変化させる。パルスモータ254の回転軸にはオネジが固定され、ピストン252が嵌合する部分にはメネジが形成されている。ピストン252は、中心部の軸316が平面部をもつ小判形状に形成され、シリンダ250に設けられている平面部をもつ小判形状の軸穴318に摺動可能に嵌合し、ピストン252の回転を防止している。ピストン252はパルスモータ254の回転によって、シリンダ250内を上下に摺動する。ピストン252にはゴム製のシール材314が装着されており、シリンダ250内を気密に保っている。シリンダ250は供給側インク室210と連通する連通管路256を有している。連通管路256の内部には、ばねと、ばねの付勢によりシリンダ250と供給側インク室210内の空気室360を連通させる連通孔を閉じ、ピストン252で付勢されると開く開閉部材257が取り付けられている。
The pressure adjustment chamber 261 includes a cylinder 250 communicating with the supply-side ink chamber 210, a piston 252 housed in the cylinder 250, and a pulse that moves the piston 252 up and down (H direction) to change the volume of the cylinder 250. The motor 254 is configured. The volume (fourth gas chamber 270) surrounded by the cylinder 250 and the piston 252 is varied to change the pressure. A male screw is fixed to the rotating shaft of the pulse motor 254, and a female screw is formed at a portion where the piston 252 is fitted. The piston 252 is formed in an oval shape with a center portion shaft 316 having a flat surface portion, and is slidably fitted into an oval shaft hole 318 having a flat surface portion provided in the cylinder 250. Is preventing. The piston 252 slides up and down in the cylinder 250 by the rotation of the pulse motor 254. A rubber seal 314 is attached to the piston 252 to keep the inside of the cylinder 250 airtight. The cylinder 250 has a communication conduit 256 that communicates with the supply-side ink chamber 210. Inside the communication pipe 256, a spring and an opening / closing member 257 that closes a communication hole that connects the cylinder 250 and the air chamber 360 in the supply-side ink chamber 210 by urging the spring and opens when urged by the piston 252. Is attached.
圧力調整室262は、回収側インク室211と連通しているシリンダ251と、シリンダ251内部に収納されたピストン253と、ピストン253を上下(H方向)に移動させシリンダ251の容積を変化させるパルスモータ255で構成されている。シリンダ251とピストン253によって囲まれた容積(第3気体室272)を可変して圧力を変化させる。シリンダ251、ピストン253、パルスモータ255の構成は前述の圧力調整室261と同じ構成になっている。シリンダ251は、回収側インク室211と連通する連通管路258と、シリンダ251内を大気に連通させる連通管路259を有している。連通管路259の内部に、ばねと、ばねの付勢により大気との連通孔を閉じ、ピストン253で付勢されると開く開閉部材263(第1開閉手段)が取り付けられている。また、圧力調整室262は、ピストン253がシリンダ251の下限にある場合、回収側インク室211とシリンダ251の連通管路258の上端306をピストン253(第2開閉手段)が塞ぐように構成されている。したがって、本実施例では、ピストン253は、第1開閉手段を開閉させる機能、さらに、連通管路258を開閉する第2開閉手段として機能を行っている。
The pressure adjustment chamber 262 includes a cylinder 251 communicating with the recovery-side ink chamber 211, a piston 253 housed inside the cylinder 251, and a pulse for moving the piston 253 up and down (H direction) to change the volume of the cylinder 251. The motor 255 is configured. The volume (third gas chamber 272) surrounded by the cylinder 251 and the piston 253 is varied to change the pressure. The cylinder 251, piston 253, and pulse motor 255 have the same configuration as the pressure adjustment chamber 261 described above. The cylinder 251 has a communication conduit 258 that communicates with the recovery-side ink chamber 211 and a communication conduit 259 that communicates the inside of the cylinder 251 with the atmosphere. An open / close member 263 (first open / close means) that closes the spring and the communication hole with the atmosphere by the biasing of the spring and opens when biased by the piston 253 is attached to the inside of the communication conduit 259. The pressure adjustment chamber 262 is configured such that when the piston 253 is at the lower limit of the cylinder 251, the piston 253 (second opening / closing means) closes the upper end 306 of the communication line 258 between the recovery-side ink chamber 211 and the cylinder 251. ing. Therefore, in this embodiment, the piston 253 functions as a function for opening and closing the first opening / closing means, and further as a second opening / closing means for opening and closing the communication pipe 258.
さらに、圧力調整室261のシリンダ250と圧力調整室262のシリンダ251の間には両者を常時連通させる連通経路260を備えている。圧力調整室261のシリンダ250内のピストン252と、圧力調整室262のシリンダ251内のピストン253をそれぞれ上下移動(H方向)させて、シリンダ250、251の空気の容積を変化させることと、大気との連通または閉塞を制御することで、インクケーシング200内部の圧力を調整している。
Further, a communication path 260 is provided between the cylinder 250 of the pressure adjustment chamber 261 and the cylinder 251 of the pressure adjustment chamber 262 so that they are always in communication. The piston 252 in the cylinder 250 of the pressure adjustment chamber 261 and the piston 253 in the cylinder 251 of the pressure adjustment chamber 262 are respectively moved up and down (in the H direction) to change the volume of air in the cylinders 250 and 251, The pressure inside the ink casing 200 is adjusted by controlling the communication or blockage with the ink casing 200.
前述の圧力調整部203の構成をもとに、ピストンの移動範囲と位置について説明する。図10に示すように、シリンダ251内でピストン253のホーム位置(ピストンの基準位置)、大気開放位置、下限位置について説明する。図10(a)、(b)、(c)は圧力調整室261内のピストン252の位置が同じで、圧力調整室262内のピストン253を変化させた状態を示している。Fは大気取り入れ口に設けるフィルタを示している。
The movement range and position of the piston will be described based on the configuration of the pressure adjusting unit 203 described above. As shown in FIG. 10, the home position (piston reference position) of the piston 253, the atmospheric release position, and the lower limit position in the cylinder 251 will be described. FIGS. 10A, 10 </ b> B, and 10 </ b> C show a state where the position of the piston 252 in the pressure adjustment chamber 261 is the same and the piston 253 in the pressure adjustment chamber 262 is changed. F indicates a filter provided at the air intake.
図10(a)はピストン253のホーム位置(x1)を示している。ホーム位置では、ピストン253は、第3気体室272を大気に連通させる連通管路259内に設けられた開閉部材263の先端305を当接しない位置になっている。開閉部材263の先端305を押していないため、開閉部材263は連通管路259を閉状態に保つ。さらに、第3気体室272と回収側インク室211内の空気室350とを連通させる連通管路258の先端306が第3気体室272に入り込む構成になっている。開閉部材263の先端305と連通管路258の先端306とは、ピストン253の移動方向において、距離Gだけ離れている。ピストン253がホーム位置にある場合、ピストン253は連通管路258の先端306の開口部を塞がない状態になる。この状態で圧力調整を行う。
FIG. 10A shows the home position (x1) of the piston 253. In the home position, the piston 253 is in a position where the tip 305 of the opening / closing member 263 provided in the communication pipe 259 that communicates the third gas chamber 272 with the atmosphere does not contact. Since the tip 305 of the opening / closing member 263 is not pushed, the opening / closing member 263 keeps the communication pipe line 259 closed. Further, the leading end 306 of the communication pipe 258 that communicates the third gas chamber 272 and the air chamber 350 in the recovery-side ink chamber 211 enters the third gas chamber 272. The tip 305 of the opening / closing member 263 and the tip 306 of the communication pipe 258 are separated by a distance G in the moving direction of the piston 253. When the piston 253 is at the home position, the piston 253 does not block the opening at the tip 306 of the communication conduit 258. Pressure adjustment is performed in this state.
図10(b)は、第3気体室272を大気開放している、ピストン253の位置を示している。大気開放位置(x2)では、ピストン253は、第3気体室272を大気に連通させる連通管路259内に設けられた開閉部材263の先端305に付勢する。先端305が付勢されると、開閉部材263は開き、第3気体室272は大気開放される。ピストン253の位置が開閉部材263の先端305と連通管路258の先端306の間にあるので、連通管路258の先端306の開口は開いた状態に保たれる。結果、破線矢印で示すように、回収側インク室211内の空気室350は開閉部材263、第3気体室272を通して、大気開放される。
FIG. 10B shows the position of the piston 253 that opens the third gas chamber 272 to the atmosphere. In the atmosphere release position (x2), the piston 253 biases the tip 305 of the opening / closing member 263 provided in the communication pipe 259 that communicates the third gas chamber 272 with the atmosphere. When the tip 305 is energized, the opening / closing member 263 is opened and the third gas chamber 272 is opened to the atmosphere. Since the position of the piston 253 is between the distal end 305 of the opening / closing member 263 and the distal end 306 of the communication conduit 258, the opening of the distal end 306 of the communication conduit 258 is kept open. As a result, the air chamber 350 in the recovery-side ink chamber 211 is opened to the atmosphere through the opening / closing member 263 and the third gas chamber 272, as indicated by the dashed arrow.
図10(c)は、ピストン253の下限位置(x3)を示している。下限位置では、ピストン253は開閉部材263の先端305を付勢して開閉部材263を開き、さらに、連通管路258の先端306の開口を塞ぐ。このとき、回収側インク室211の気体室350は密閉される。
FIG. 10C shows the lower limit position (x3) of the piston 253. At the lower limit position, the piston 253 biases the tip 305 of the opening / closing member 263 to open the opening / closing member 263, and further closes the opening of the tip 306 of the communication conduit 258. At this time, the gas chamber 350 of the recovery-side ink chamber 211 is sealed.
図11に示すように、ピストン252がシリンダ250内で以下の位置を取ることで、インク回収室側空気室350の圧力調整と、シリンダ252内の空気の流路切替えが可能である。図11(a)、(b)、(c)は圧力調整室262内のピストン253の位置が同じで、圧力調整室261内のピストン250を変化させた状態を示している。図11(a)は調整上限位置(x4)を示している。圧力調整室261のピストン252の調整上限位置は、ホーム位置を基準として、上向き方向にはシリンダ250の天井に達しない位置である。図11(b)は調整下限位置(x5)を示している。圧力調整室261のピストン252の調整下限位置は、ホーム位置を基準として、下向き方向には開閉部材257に達しない位置である。ピストン252を調整上限位置と調整下限位置の間で移動してシリンダ252内の第4気体室270の容積を変化させて、圧力調整を行うことができる。図11(c)は連通位置(x6)を示している。連通位置とは、ピストン252が開閉部材257の先端309を押し下げて開閉部材257を開く位置を示している。ピストン252が連通位置に達すると、開閉部材257が開き、シリンダ250とインク供給側の空気室360間の空気が流通する。
As shown in FIG. 11, when the piston 252 takes the following position in the cylinder 250, the pressure of the ink recovery chamber side air chamber 350 can be adjusted and the air flow path in the cylinder 252 can be switched. FIGS. 11A, 11 </ b> B, and 11 </ b> C show a state where the position of the piston 253 in the pressure adjustment chamber 262 is the same and the piston 250 in the pressure adjustment chamber 261 is changed. FIG. 11A shows the adjustment upper limit position (x4). The upper limit adjustment position of the piston 252 in the pressure adjustment chamber 261 is a position that does not reach the ceiling of the cylinder 250 in the upward direction with respect to the home position. FIG. 11B shows the adjustment lower limit position (x5). The adjustment lower limit position of the piston 252 in the pressure adjustment chamber 261 is a position that does not reach the opening / closing member 257 in the downward direction with respect to the home position. The pressure can be adjusted by moving the piston 252 between the adjustment upper limit position and the adjustment lower limit position to change the volume of the fourth gas chamber 270 in the cylinder 252. FIG. 11C shows the communication position (x6). The communication position indicates a position where the piston 252 pushes down the tip 309 of the opening / closing member 257 to open the opening / closing member 257. When the piston 252 reaches the communication position, the opening / closing member 257 is opened, and air between the cylinder 250 and the air chamber 360 on the ink supply side flows.
圧力調整動作を説明する。電源が投入されると、両方のピストン252、253が上方に向かって所定時間移動する。電源投入前にピストン252、253がシリンダ250、251内のどのような位置で終了したかによって、電源が投入された時点でのピストン252、253の位置は変化する。そのため、電源投入時にシリンダ250、251内でのピストン252,253の位置は不定である。ピストン252、253位置が不定なので、一旦ピストン252、253をシリンダ250、251の最上部265、266(天井)に移動させる。ピストンを移動させる時間は、ピストン252、253がシリンダ250、251内の最も下方の位置から、天井265、266に衝突するまでに要する時間(初期移動時間)になっている。ピストン252、253が上方に移動している初期移動時間中に天井265、266に衝突した場合には、パルスモータ254、255が脱調して止まる条件で駆動している。
The pressure adjustment operation will be described. When the power is turned on, both pistons 252 and 253 move upward for a predetermined time. The positions of the pistons 252 and 253 at the time when the power is turned on vary depending on the position in the cylinders 250 and 251 where the pistons 252 and 253 are finished before the power is turned on. Therefore, the positions of the pistons 252 and 253 in the cylinders 250 and 251 are indefinite when the power is turned on. Since the positions of the pistons 252 and 253 are indefinite, the pistons 252 and 253 are once moved to the uppermost portions 265 and 266 (ceiling) of the cylinders 250 and 251. The time for moving the piston is the time required for the pistons 252 and 253 to collide with the ceilings 265 and 266 from the lowest position in the cylinders 250 and 251 (initial movement time). When the pistons 252 and 253 collide with the ceilings 265 and 266 during the initial movement time during which the pistons 252 and 253 are moving upward, the pulse motors 254 and 255 are driven so as to step out and stop.
次に、天井265、266に衝突した位置から、所定の位置までピストン252、253を下方に移動させ、その位置をホーム位置として記憶する。今後ピストン252,253が移動した場合には、移動したパルス数をカウントして上下方向の位置を認識する。
Next, the pistons 252 and 253 are moved downward from the positions colliding with the ceilings 265 and 266 to a predetermined position, and the positions are stored as home positions. When the pistons 252 and 253 move in the future, the number of pulses moved is counted to recognize the vertical position.
図12(a)のピストン252,253の位置における圧力調整部の機能について説明する。圧力調整室262のピストン253が(x2)大気解放位置で、圧力調整室261のピストン252は(x6)連通位置である。この状態では、図中の破線矢印の経路で連通しているので、供給側インク室210、回収側インク室211の両方が大気解放状態で、内部の圧力は大気圧となる。この状態は、例えばインクジェット装置の使用開始時に空のインクケーシング200にインクカートリッジ106からインクを初期充填する場合に用いる。
The function of the pressure adjusting unit at the positions of the pistons 252 and 253 in FIG. The piston 253 of the pressure adjustment chamber 262 is (x2) in the atmospheric release position, and the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 is (x6) in the communication position. In this state, since communication is made through a path indicated by a broken-line arrow in the drawing, both the supply-side ink chamber 210 and the recovery-side ink chamber 211 are in an atmospheric release state, and the internal pressure becomes atmospheric pressure. This state is used, for example, when the empty ink casing 200 is initially filled with ink from the ink cartridge 106 at the start of use of the inkjet apparatus.
図12(b)のピストン252,253の位置における圧力調整部の機能について説明する。圧力調整室262のピストン253を大気と連通しない位置、例えばホーム位置にする。これで、回収側インク室211と圧力調整室261が図中の破線矢印の経路で連通し、かつ、密閉した状態となっている。この状態で、圧力調整室261のピストン252を矢印H方向上下することで、回収側インク室211内部の圧力を調整する。ピストン252を上向き方向に(x4)の調整上限位置までの範囲で移動させるとシリンダ250の空気の容積が増加して回収側インク室211内の空気室350の圧力は減少する。逆に、圧力調整室261のピストン252を下向き方向に(x6)の調整下限位置まで到達しない範囲で移動させるとシリンダ250の容積が減少して回収側インク室211内の空気室350の圧力は増加する。圧力の増減によって、空気室350の圧力を調整している。
The function of the pressure adjusting unit at the positions of the pistons 252 and 253 in FIG. The piston 253 of the pressure adjusting chamber 262 is set to a position not communicating with the atmosphere, for example, a home position. As a result, the recovery-side ink chamber 211 and the pressure adjustment chamber 261 are in communication with each other through a broken-line arrow path in the drawing and are in a sealed state. In this state, the pressure inside the recovery-side ink chamber 211 is adjusted by moving the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 up and down in the direction of arrow H. When the piston 252 is moved upward in the range up to the adjustment upper limit position (x4), the air volume of the cylinder 250 increases and the pressure of the air chamber 350 in the recovery-side ink chamber 211 decreases. Conversely, when the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 is moved in the downward direction within the range not reaching the adjustment lower limit position (x6), the volume of the cylinder 250 is reduced and the pressure of the air chamber 350 in the recovery-side ink chamber 211 is reduced. To increase. The pressure in the air chamber 350 is adjusted by increasing or decreasing the pressure.
圧力センサ204は供給側インク室210内の空気室360、回収側インク室211内の空気室350それぞれの圧力を検出している。また、供給側インク室210、回収側インク室211それぞれからインクジェットヘッド2のノズル51までのインク経路の長さはほぼ同じになるように設計している。インク経路長が同じなので、供給側インク室210の圧力と回収側インク室211の圧力の平均値にノズル面と両インク室のインク面の水頭差による圧力を加えたものがノズル51の圧力となる。ノズル51の圧力が所定の圧力になるように回収側インク室211と連通した、圧力調整室261のピストン252を上下に移動させることで良好なインクの吐出が維持できる。
The pressure sensor 204 detects the respective pressures of the air chamber 360 in the supply-side ink chamber 210 and the air chamber 350 in the recovery-side ink chamber 211. The lengths of the ink paths from the supply-side ink chamber 210 and the recovery-side ink chamber 211 to the nozzles 51 of the inkjet head 2 are designed to be substantially the same. Since the ink path length is the same, the pressure of the nozzle 51 is obtained by adding the pressure due to the water head difference between the nozzle surface and the ink surface of both ink chambers to the average value of the pressure of the supply side ink chamber 210 and the pressure of the recovery side ink chamber 211. Become. Good ink ejection can be maintained by moving the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 communicated with the recovery-side ink chamber 211 up and down so that the pressure of the nozzle 51 becomes a predetermined pressure.
図12(c)のピストン252,253の位置における圧力調整部の機能について説明する。回収側インク室211の負圧を一定に維持するために、圧力調整室261、262のピストン252、253を動作させている。圧力を調整するためにピストン252が上下方向に移動できる範囲は、ピストン252が上昇する場合は天井265に衝突する位置とピストン252が下降する場合は開閉部材257に接触する位置の間になる。上下方向に移動できる範囲内でピストン252を移動させて可変できる圧力以上に、回収側インク室211内で圧力変化を必要とする場合が発生する。また、圧力調整を開始する前のピストン252の位置によっては、ピストン252が移動できる範囲内で上下移動してシリンダ252内の圧力を変化させただけでは、回収側インク室211の圧力を調整しきれない場合もある。例えばピストン252が図11(b)に示す調整下限位置(x5)に至る場合。
The function of the pressure adjusting unit at the positions of the pistons 252 and 253 in FIG. In order to maintain the negative pressure in the collection-side ink chamber 211 constant, the pistons 252 and 253 of the pressure adjustment chambers 261 and 262 are operated. The range in which the piston 252 can move in the vertical direction in order to adjust the pressure is between a position where it collides with the ceiling 265 when the piston 252 is raised and a position where it contacts the opening / closing member 257 when the piston 252 is lowered. There may be a case where a pressure change is required in the recovery-side ink chamber 211 beyond the pressure that can be varied by moving the piston 252 within a range in which the piston 252 can move in the vertical direction. Further, depending on the position of the piston 252 before starting the pressure adjustment, the pressure in the recovery-side ink chamber 211 is adjusted only by changing the pressure in the cylinder 252 by moving up and down within the range in which the piston 252 can move. Sometimes you can't. For example, when the piston 252 reaches the adjustment lower limit position (x5) shown in FIG.
この場合には、圧力調整室262のピストン253を(x3)下限位置に移動させ、回収側インク室211を密閉し、開閉部材263を開いて圧力調整室261を大気圧にする。その後、圧力調整室261のピストン252を調整上限位置(x4)まで上昇させる。ピストン252を調整上限位置(x4)まで上昇させている間、圧力調整室261のシリンダ250は図中破線矢印の経路で大気に連通し、開閉部材257が閉じているので供給側インク室210は密閉状態を維持し、ピストン253が下降しているので回収側インク室211も密閉状態になる。そのため、ピストン252が移動しても回収側インク室211、供給側インク室210の圧力には影響しない。次に圧力調整室262のピストン253を上昇させ、開閉部材263を閉じる。その後、圧力調整室261のピストン252を下降させると回収側インク室の圧力を高めることができる。これを繰り返すと、可動範囲が限定されているピストン252を用いても、回収側インク室211の圧力を十分高めることができる。逆に、回収側インク室211の負圧の絶対値を大きくすることも可能である。
In this case, the piston 253 of the pressure adjustment chamber 262 is moved to the (x3) lower limit position, the recovery-side ink chamber 211 is sealed, the opening / closing member 263 is opened, and the pressure adjustment chamber 261 is brought to atmospheric pressure. Thereafter, the piston 252 of the pressure adjustment chamber 261 is raised to the adjustment upper limit position (x4). While the piston 252 is raised to the adjustment upper limit position (x4), the cylinder 250 of the pressure adjustment chamber 261 communicates with the atmosphere through the path indicated by the broken line arrow in the figure, and the open / close member 257 is closed, so that the supply-side ink chamber 210 is Since the sealed state is maintained and the piston 253 is lowered, the collection-side ink chamber 211 is also sealed. Therefore, even if the piston 252 moves, it does not affect the pressures in the recovery-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210. Next, the piston 253 of the pressure adjusting chamber 262 is raised, and the opening / closing member 263 is closed. Thereafter, when the piston 252 of the pressure adjusting chamber 261 is lowered, the pressure in the recovery-side ink chamber can be increased. If this is repeated, the pressure in the recovery-side ink chamber 211 can be sufficiently increased even when the piston 252 having a limited movable range is used. Conversely, the absolute value of the negative pressure in the collection-side ink chamber 211 can be increased.
この後、圧力調整室262のピストン253をホーム位置に移動させ、図12(b)の回収側インク室211を密閉状態にし、圧力調整室261のピストン252を調整する方向に移動させて所定の圧力を得る。
Thereafter, the piston 253 of the pressure adjusting chamber 262 is moved to the home position, the recovery-side ink chamber 211 in FIG. 12B is sealed, and the piston 252 of the pressure adjusting chamber 261 is moved in the adjusting direction to move to a predetermined position. Get pressure.
図12(d)のピストン252,253の位置における圧力調整部の機能について説明する。ピストン252は(x6)以外の位置にあり、ピストン252は(x2)位置にあることを示している。ピストン252、253がこれらの位置にあることで、回収側インク室211内の空気室350、シリンダ251内の第3気体室272、シリンダ250内の第4気体室270が大気開放される。この状態は、例えば第1空気室350内の気圧を測定する圧力センサ204のゼロ点を大気圧(ゲージ圧で0)に補正する場合に用いる。
The function of the pressure adjusting unit at the positions of the pistons 252 and 253 in FIG. The piston 252 is in a position other than (x6), and the piston 252 is in the (x2) position. Since the pistons 252 and 253 are in these positions, the air chamber 350 in the collection-side ink chamber 211, the third gas chamber 272 in the cylinder 251 and the fourth gas chamber 270 in the cylinder 250 are opened to the atmosphere. This state is used, for example, when the zero point of the pressure sensor 204 that measures the atmospheric pressure in the first air chamber 350 is corrected to atmospheric pressure (0 in gauge pressure).
図12(e)のピストン252,253の位置における圧力調整部の機能について説明する。ピストン252は開閉部材257を開き、ピストン253は連通管路258の先端306を塞いでいる。ピストン252、253がこれらの位置にあることで、供給側インク室210内の空気室360及び連通管路260が大気開放される。この状態は、例えば供給側インク室210の液面aを上昇させたい場合に用いる。
The function of the pressure adjusting unit at the positions of the pistons 252 and 253 in FIG. The piston 252 opens the opening / closing member 257, and the piston 253 closes the tip 306 of the communication pipe 258. Since the pistons 252 and 253 are in these positions, the air chamber 360 and the communication pipe 260 in the supply-side ink chamber 210 are opened to the atmosphere. This state is used, for example, when it is desired to raise the liquid level a of the supply-side ink chamber 210.
図13(a)に示すように、ホーム位置(x1)にピストン253がある場合、ピストン253の内面と開閉部材263の先端305とは、距離Hだけ離間している。ピストン253が距離H内を移動する場合、回収側インク室211内の空気室350は密閉状態になる。この密閉状態では、気体を圧縮し、空気室350内で圧力変動が発生する。この圧力変動を低減する必要がある場合には、図13(b)に示すように、ピストン253が距離H内を移動している間、その移動距離と同じ距離だけピストン252を逆に移動させる。本実施例では、シリンダ250とピストン252の大きさ(第1サイズ)と、シリンダ251とピストン253の大きさ(第2サイズ)が同じになっているので、ピストン252と253を同一距離逆に移動させることで、圧力変動を低減できる。第1サイズと第2サイズが異なる場合、移動によって発生する容積変動を等しくすれば、圧力変動の低減は可能である。
As shown in FIG. 13A, when the piston 253 is at the home position (x1), the inner surface of the piston 253 and the tip 305 of the opening / closing member 263 are separated by a distance H. When the piston 253 moves within the distance H, the air chamber 350 in the recovery-side ink chamber 211 is sealed. In this sealed state, the gas is compressed and pressure fluctuations occur in the air chamber 350. When it is necessary to reduce this pressure fluctuation, as shown in FIG. 13B, while the piston 253 is moving within the distance H, the piston 252 is moved backward by the same distance as the moving distance. . In this embodiment, the size of the cylinder 250 and the piston 252 (first size) and the size of the cylinder 251 and the piston 253 (second size) are the same, so the pistons 252 and 253 are reversed by the same distance. By moving, pressure fluctuation can be reduced. When the first size is different from the second size, the pressure fluctuation can be reduced by making the volume fluctuation caused by the movement equal.
インクジェット記録装置1を最初に印刷動作させる場合には、インクカートリッジ106からインク循環装置3とインクジェットヘッド2にインクを充填する必要がある。すなわち、インクカートリッジ106(a)からインクジェット記録部4(a)のインク循環装置3とインクジェットヘッド2にシアンインクを充填する。同様に、インクカートリッジ106(b)〜(e)からインクジェット記録部4(b)〜4(e)それぞれにマゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ホワイトインクを充填する。制御部のキーボードから初期充填動作が指示されると、以下の順で動作する。
When the ink jet recording apparatus 1 is first printed, it is necessary to fill the ink circulation device 3 and the ink jet head 2 with ink from the ink cartridge 106. That is, cyan ink is filled from the ink cartridge 106 (a) to the ink circulation device 3 and the inkjet head 2 of the inkjet recording unit 4 (a). Similarly, magenta ink, yellow ink, black ink, and white ink are filled from the ink cartridges 106 (b) to (e) to the inkjet recording units 4 (b) to 4 (e), respectively. When an initial filling operation is instructed from the keyboard of the control unit, the operation is performed in the following order.
インクジェット記録部4を待機位置に戻し、メンテナンスユニット310を上昇させてノズルプレート52を覆う。圧力調整部203は図12(a)の状態にする。インク供給ポンプ202を駆動させ、チューブ107内の空気とともにインクカートリッジ106からインクケーシング200の回収側インク室211にインクを送液するが、インクジェットヘッド2の内部の流路抵抗が大きいので、インクジェットヘッド2、および、供給側インク室210へは、短時間ではインクは流れ込まない。回収側インク室211のインク量センサ205Bが吸引孔212までインクが流入したことを検知すると、圧力調整部203がインクケーシング200内の圧力の調整を開始し、同時にインク循環ポンプ201が所定時間駆動する。インクは回収側インク室211からインク循環ポンプ201を経て供給側インク室210に送液される。圧電センサ205A、205Bによる回収側インク室211と供給側インク室212の液量検出結果が、それぞれ循環ポンプ201の吸引孔212と排出孔213に到達していればインクの充填は終了である。回収側インク室211のインク量が未達の場合は、インク供給ポンプ202を駆動させ、インクカートリッジ106からインクケーシング200の回収側インク室211にインクを送液する。インク量センサ205Bが吸引孔212までインクが流入したことを検知すると、圧力調整部203がインクケーシング200内の圧力の調整を開始し、同時にインク循環ポンプ201が所定時間駆動する。インクは回収側インク室211からインク循環ポンプ201を経て供給側インク室210に送液される。圧電センサ205A、205Bによる回収側インク室211と供給側インク室212の液量検出結果が、それぞれ循環ポンプ201の吸引孔212と排出孔213に到達していればインクの充填は終了である。この動作を繰り返すことで、回収側インク室211、供給側インク室210のインク量を適正になり、初期充填動作が完了する。なお、圧力調整部203が動作し、インクケーシング200は密閉状態なので、電源が切れてもノズル51のメニスカスの圧力は負圧に維持され、インクが漏れることはない。
The inkjet recording unit 4 is returned to the standby position, and the maintenance unit 310 is raised to cover the nozzle plate 52. The pressure adjustment unit 203 is in the state shown in FIG. The ink supply pump 202 is driven to feed ink from the ink cartridge 106 to the collection-side ink chamber 211 of the ink casing 200 together with the air in the tube 107. However, since the flow path resistance inside the inkjet head 2 is large, the inkjet head 2 and ink does not flow into the supply-side ink chamber 210 in a short time. When the ink amount sensor 205B in the collection-side ink chamber 211 detects that the ink has flowed into the suction hole 212, the pressure adjusting unit 203 starts adjusting the pressure in the ink casing 200, and at the same time, the ink circulation pump 201 is driven for a predetermined time. To do. The ink is sent from the recovery side ink chamber 211 to the supply side ink chamber 210 via the ink circulation pump 201. When the liquid amount detection results of the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 212 by the piezoelectric sensors 205A and 205B reach the suction hole 212 and the discharge hole 213 of the circulation pump 201, the ink filling is completed. When the amount of ink in the collection-side ink chamber 211 has not reached, the ink supply pump 202 is driven to feed ink from the ink cartridge 106 to the collection-side ink chamber 211 of the ink casing 200. When the ink amount sensor 205B detects that the ink has flowed into the suction hole 212, the pressure adjusting unit 203 starts adjusting the pressure in the ink casing 200, and at the same time, the ink circulation pump 201 is driven for a predetermined time. The ink is sent from the recovery side ink chamber 211 to the supply side ink chamber 210 via the ink circulation pump 201. When the liquid amount detection results of the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 212 by the piezoelectric sensors 205A and 205B reach the suction hole 212 and the discharge hole 213 of the circulation pump 201, the ink filling is completed. By repeating this operation, the ink amounts in the collection-side ink chamber 211 and the supply-side ink chamber 210 are made appropriate, and the initial filling operation is completed. Since the pressure adjusting unit 203 operates and the ink casing 200 is in a sealed state, the meniscus pressure of the nozzle 51 is maintained at a negative pressure even when the power is turned off, and ink does not leak.
圧力センサ204は、圧力を電圧として出力する。圧力センサ204を長期間使用する、または環境(温度)条件が変化すると、圧力と出力電圧に差異が発生する。そこで、大気圧の出力電圧値を保存しておき、圧力検知時の出力電圧値との差分で圧力(ゲージ圧)を求めることで、圧力を正確に検知することができる。大気圧の出力電圧を保存するタイミングになると、圧力調整室261,262を大気に連通させる。回収側インク室211の圧力は大気圧になるので、その時の出力電圧値を制御部のメモリに格納する。インクケーシング200内の圧力が大気圧になると、インクジェットヘッド2のノズル51のメニスカスは正圧になりインクがノズル51から漏れる可能性が有る。しかし、大気圧にする動作は短時間で終了するので、大気圧の出力電圧値を保存後、回収側インク室211を所定の圧力に調整すれば、ノズル51からインクが漏れ出ることはない。大気圧の出力電圧値をメモリに格納するタイミングは、装置の電源を入れた時に行っている。
The pressure sensor 204 outputs the pressure as a voltage. When the pressure sensor 204 is used for a long time or the environmental (temperature) condition changes, a difference occurs between the pressure and the output voltage. Therefore, the pressure can be accurately detected by storing the output voltage value of the atmospheric pressure and obtaining the pressure (gauge pressure) from the difference from the output voltage value at the time of pressure detection. When it is time to store the output voltage of atmospheric pressure, the pressure adjustment chambers 261 and 262 are communicated with the atmosphere. Since the pressure in the recovery-side ink chamber 211 is atmospheric pressure, the output voltage value at that time is stored in the memory of the control unit. When the pressure in the ink casing 200 becomes atmospheric pressure, the meniscus of the nozzle 51 of the inkjet head 2 becomes positive pressure, and ink may leak from the nozzle 51. However, since the operation of setting the atmospheric pressure is completed in a short time, if the recovery-side ink chamber 211 is adjusted to a predetermined pressure after storing the output voltage value of the atmospheric pressure, the ink does not leak out from the nozzles 51. The timing for storing the output voltage value of the atmospheric pressure in the memory is performed when the apparatus is turned on.
大気圧の出力電圧値をメモリに保存する他のタイミングとして、装置が内蔵しているタイマーで一定時間ごとに行うこともできる。一定時間ごとに出力電圧値をメモリに保存する場合、インクジェットヘッド記録部4で印刷している間にそのタイミングが発生すると、印刷動作を停止することになる。印刷動作を停止させないために、タイマーで一定時間が経過しても大気圧の出力電圧値を保存するタイミングをずらして印刷終了後に、出力電圧値をメモリに保存する。
As another timing for storing the output voltage value of the atmospheric pressure in the memory, it can be performed at regular intervals by a timer built in the apparatus. When the output voltage value is stored in the memory at regular intervals, the printing operation is stopped when the timing occurs while printing by the inkjet head recording unit 4. In order not to stop the printing operation, the output voltage value is stored in the memory after the printing is finished by shifting the timing for storing the output voltage value of the atmospheric pressure even when a predetermined time elapses with the timer.
印刷動作について説明する。キーボード、またはコンピュータから印刷動作が指示されると、メンテナンスユニット310はノズルプレート52から離間する。圧力調整部203は図12(b)の状態で回収側インク室211内の圧力を調整する。インク循環ポンプ201が駆動し、回収側インク室211からインク循環ポンプ201、供給側インク室210、インクジェットヘッド2、回収側インク室211 の順にインクが循環する。供給側インク室210と回収側インク室211のインク量センサ205A,205Bが検知したインク液面(a)(b)高さが所望のインク液面高さでない場合は、インク供給ポンプ202を駆動して、所望のインク液面高さになるまでインクカートリッジ106から回収側インク室211にインクを供給する。インクケーシング200に貼り付けられたヒータ207に通電し、インクが所望の温度になるまで加熱を行う。所望の温度に到達すると、インク温度が一定の範囲に収まるようにヒータの通電を制御する。
A printing operation will be described. When a printing operation is instructed from a keyboard or a computer, the maintenance unit 310 is separated from the nozzle plate 52. The pressure adjusting unit 203 adjusts the pressure in the collection-side ink chamber 211 in the state shown in FIG. The ink circulation pump 201 is driven, and the ink circulates from the collection side ink chamber 211 in the order of the ink circulation pump 201, the supply side ink chamber 210, the inkjet head 2, and the collection side ink chamber 211. When the ink level (a) (b) detected by the ink amount sensors 205A and 205B of the supply side ink chamber 210 and the recovery side ink chamber 211 is not the desired ink level, the ink supply pump 202 is driven. Then, the ink is supplied from the ink cartridge 106 to the recovery-side ink chamber 211 until the desired ink liquid level is reached. The heater 207 attached to the ink casing 200 is energized and heated until the ink reaches a desired temperature. When the desired temperature is reached, the energization of the heater is controlled so that the ink temperature falls within a certain range.
次に、インクジェットヘッド2はキャリッジ100の走査に同期して印刷する画像データに応じたインクを記録媒体Sに対して吐出する。記録媒体Sをスライドレール105で所定距離移動させて、キャリッジ100の走査に同期させインクを吐出する動作を繰り返して、記録媒体Sに画像を形成する。インクジェットヘッド2からインクを吐出するとインクケーシング200内のインクの量が瞬間的に減少し、回収側インク室211内の圧力が低下する。圧力センサ204が回収側インク室211内の圧力が低下したことを検知すると、図8(b)で説明した圧力調整動作を圧力調整部203が実行するとともに、インク供給ポンプ202を駆動して吐出したインク量相当のインクを回収側インク室211へ送液する。
Next, the inkjet head 2 ejects ink corresponding to image data to be printed to the recording medium S in synchronization with the scanning of the carriage 100. An image is formed on the recording medium S by moving the recording medium S by a predetermined distance on the slide rail 105 and repeating the operation of ejecting ink in synchronization with the scanning of the carriage 100. When ink is ejected from the inkjet head 2, the amount of ink in the ink casing 200 decreases instantaneously, and the pressure in the recovery-side ink chamber 211 decreases. When the pressure sensor 204 detects that the pressure in the collection-side ink chamber 211 has decreased, the pressure adjustment unit 203 executes the pressure adjustment operation described with reference to FIG. 8B, and the ink supply pump 202 is driven to discharge. The ink corresponding to the ink amount thus delivered is sent to the collection-side ink chamber 211.
ここで、インクジェットヘッド2から吐出されるインク滴の体積は一定であり、画像データから吐出したインク滴の個数も算出できるので、それらの積でインクの使用量が見積もっている。このため、印刷動作中のインクケーシング200内のインク量はすぐに所定の量に戻る。
Here, the volume of the ink droplets ejected from the inkjet head 2 is constant, and the number of ink droplets ejected from the image data can also be calculated. Therefore, the amount of ink used is estimated by their product. For this reason, the ink amount in the ink casing 200 during the printing operation immediately returns to a predetermined amount.
インクカートリッジ106内のインクが無くなった場合、インク供給ポンプ202を所定時間駆動しても、回収側インク室211のインク液面が所望の高さにならない。回収側インク室211のインク液面が所望の高さにならない場合、インクカートリッジ106が空になったことを示す表示を表示装置に実行させる。
When the ink in the ink cartridge 106 runs out, even if the ink supply pump 202 is driven for a predetermined time, the ink liquid level in the collection-side ink chamber 211 does not reach a desired height. When the ink liquid level in the collection-side ink chamber 211 does not reach a desired height, the display device is caused to execute a display indicating that the ink cartridge 106 is empty.
(第2の実施形態)
図14を参照して、圧力調整部203の第2の実施形態を説明する。第1の実施形態の圧力調整室261は第4気体室270と供給側インク室210上部の空気室360とを連通させる連通管路256を有している。第2の実施形態では、この連通管路256および開閉部材257に相当する構成を有していない。これ以外の構成は、第1の実施形態の構成と同じになっている。以下、詳細に説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the pressure adjustment unit 203 will be described with reference to FIG. The pressure adjustment chamber 261 of the first embodiment has a communication pipe line 256 that communicates the fourth gas chamber 270 and the air chamber 360 above the supply-side ink chamber 210. In 2nd Embodiment, it does not have the structure corresponded to this communication pipe line 256 and the opening-and-closing member 257. FIG. The other configuration is the same as that of the first embodiment. Details will be described below.
圧力調整室261は、シリンダ250と、シリンダ250内部に収納されたピストン252と、ピストン252を上下(H方向)に移動させシリンダ250の容積を変化させるパルスモータ254で構成されている。シリンダ250とピストン252によって囲まれた容積(第4気体室270)を可変して圧力を変化させる。圧力調整室262は、回収側インク室211と連通しているシリンダ251と、シリンダ251内部に収納されたピストン253と、ピストン253を上下(H方向)に移動させシリンダ251の容積を変化させるパルスモータ255で構成されている。シリンダ251とピストン253によって囲まれた容積(第3気体室272)を可変して圧力を変化させる。シリンダ251は、回収側インク室211と連通する連通管路258と、シリンダ251内を大気に連通させる連通管路259を有している。連通管路259の内部に、ばねと、ばねの付勢により大気との連通孔を閉じ、ピストン253で付勢されると開く開閉部材263(第1開閉手段)が取り付けられている。また、圧力調整室262は、ピストン253がシリンダ251の下限にある場合、回収側インク室211とシリンダ251の連通管路258の上端306をピストン253(第2開閉手段)が塞ぐように構成されている。したがって、本実施例では、ピストン253は、第1開閉手段を開閉させる機能、さらに、連通管路258を開閉する第2開閉手段として機能を行っている。
The pressure adjustment chamber 261 includes a cylinder 250, a piston 252 housed in the cylinder 250, and a pulse motor 254 that moves the piston 252 up and down (H direction) to change the volume of the cylinder 250. The volume (fourth gas chamber 270) surrounded by the cylinder 250 and the piston 252 is varied to change the pressure. The pressure adjustment chamber 262 includes a cylinder 251 communicating with the recovery-side ink chamber 211, a piston 253 housed inside the cylinder 251, and a pulse for moving the piston 253 up and down (H direction) to change the volume of the cylinder 251. The motor 255 is configured. The volume (third gas chamber 272) surrounded by the cylinder 251 and the piston 253 is varied to change the pressure. The cylinder 251 has a communication conduit 258 that communicates with the recovery-side ink chamber 211 and a communication conduit 259 that communicates the inside of the cylinder 251 with the atmosphere. An open / close member 263 (first open / close means) that closes the spring and the communication hole with the atmosphere by the biasing of the spring and opens when biased by the piston 253 is attached to the inside of the communication conduit 259. The pressure adjustment chamber 262 is configured such that when the piston 253 is at the lower limit of the cylinder 251, the piston 253 (second opening / closing means) closes the upper end 306 of the communication line 258 between the recovery-side ink chamber 211 and the cylinder 251. ing. Therefore, in this embodiment, the piston 253 functions as a function for opening and closing the first opening / closing means, and further as a second opening / closing means for opening and closing the communication pipe 258.
さらに、圧力調整室261のシリンダ250と圧力調整室262のシリンダ251の間には両者を常時連通させる連通経路260を備えている。圧力調整室261のシリンダ250内のピストン252と、圧力調整室262のシリンダ251内のピストン253をそれぞれ上下移動(H方向)させて、シリンダ250、251の空気の容積を変化させることと、大気との連通または閉塞を制御することで、インクケーシング200内部の圧力を調整している。
Further, a communication path 260 is provided between the cylinder 250 of the pressure adjustment chamber 261 and the cylinder 251 of the pressure adjustment chamber 262 so that they are always in communication. The piston 252 in the cylinder 250 of the pressure adjustment chamber 261 and the piston 253 in the cylinder 251 of the pressure adjustment chamber 262 are respectively moved up and down (in the H direction) to change the volume of air in the cylinders 250 and 251, The pressure inside the ink casing 200 is adjusted by controlling the communication or blockage with the ink casing 200.
ピストンの移動範囲と位置について説明する。図14に示すように、シリンダ251内でピストン253のホーム位置(ピストンの基準位置)、大気開放位置、下限位置について説明する。図14(a)、(b)、(c)は圧力調整室261内のピストン253の位置が同じで、圧力調整室262内のピストン252を変化させた状態を示している。Fは大気取り入れ口に設けるフィルタを示している。
The movement range and position of the piston will be described. As shown in FIG. 14, the home position (piston reference position), the atmospheric release position, and the lower limit position of the piston 253 in the cylinder 251 will be described. FIGS. 14A, 14 </ b> B, and 14 </ b> C show a state in which the position of the piston 253 in the pressure adjustment chamber 261 is the same and the piston 252 in the pressure adjustment chamber 262 is changed. F indicates a filter provided at the air intake.
図14(a)はピストン253のホーム位置(x1)を示している。ホーム位置では、ピストン253は、第3気体室272を大気に連通させる連通管路259内に設けられた開閉部材263の先端305を当接しない位置になっている。開閉部材263の先端305を押していないため、開閉部材263は連通管路259を閉状態に保つ。さらに、第3気体室272と回収側インク室211内の空気室350とを連通させる連通管路258の先端306が第3気体室272に入り込む構成になっている。開閉部材263の先端305と連通管路258の先端306とは、ピストン253の移動方向において、距離Gだけ離れている。ピストン253がホーム位置にある場合、ピストン253は連通管路258の先端306の開口部を塞がない状態になる。
FIG. 14A shows the home position (x1) of the piston 253. In the home position, the piston 253 is in a position where the tip 305 of the opening / closing member 263 provided in the communication pipe 259 that communicates the third gas chamber 272 with the atmosphere does not contact. Since the tip 305 of the opening / closing member 263 is not pushed, the opening / closing member 263 keeps the communication pipe line 259 closed. Further, the leading end 306 of the communication pipe 258 that communicates the third gas chamber 272 and the air chamber 350 in the recovery-side ink chamber 211 enters the third gas chamber 272. The tip 305 of the opening / closing member 263 and the tip 306 of the communication pipe 258 are separated by a distance G in the moving direction of the piston 253. When the piston 253 is at the home position, the piston 253 does not block the opening at the tip 306 of the communication conduit 258.
ピストン253をホーム位置にし、シリンダ250内のピストン252を下向き(H方向)に移動させると、気体室270の気圧は上昇する。ピストン252を上向きに移動させると気体室270の気圧は減少する。これを繰り返すことで、圧力調整を行うことができる。
When the piston 253 is set to the home position and the piston 252 in the cylinder 250 is moved downward (H direction), the pressure in the gas chamber 270 increases. When the piston 252 is moved upward, the pressure in the gas chamber 270 decreases. By repeating this, pressure adjustment can be performed.
図14(b)は、第3気体室272を大気開放している、ピストン253の位置を示している。大気開放位置(x2)では、ピストン253は、第3気体室272を大気に連通させる連通管路259内に設けられた開閉部材263の先端305に付勢する。先端305が付勢されると、開閉部材263は開き、第3気体室272は大気開放される。ピストン253の位置が開閉部材263の先端305と連通管路258の先端306の間にあるので、連通管路258の先端306の開口は開いた状態に保たれる。結果、破線矢印で示すように、回収側インク室211内の空気室350は開閉部材263、第3気体室272を通して、大気開放される。
FIG. 14B shows the position of the piston 253 that opens the third gas chamber 272 to the atmosphere. In the atmosphere release position (x2), the piston 253 biases the tip 305 of the opening / closing member 263 provided in the communication pipe 259 that communicates the third gas chamber 272 with the atmosphere. When the tip 305 is energized, the opening / closing member 263 is opened and the third gas chamber 272 is opened to the atmosphere. Since the position of the piston 253 is between the distal end 305 of the opening / closing member 263 and the distal end 306 of the communication conduit 258, the opening of the distal end 306 of the communication conduit 258 is kept open. As a result, the air chamber 350 in the recovery-side ink chamber 211 is opened to the atmosphere through the opening / closing member 263 and the third gas chamber 272, as indicated by the dashed arrow.
図14(c)は、ピストン253の下限位置(x3)を示している。下限位置では、ピストン253は開閉部材263の先端305を付勢して開閉部材263を開き、さらに、連通管路258の先端306の開口を塞ぐ。このとき、回収側インク室211の気体室350は密閉される。
FIG. 14C shows the lower limit position (x3) of the piston 253. At the lower limit position, the piston 253 biases the tip 305 of the opening / closing member 263 to open the opening / closing member 263, and further closes the opening of the tip 306 of the communication conduit 258. At this time, the gas chamber 350 of the recovery-side ink chamber 211 is sealed.
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Although an embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.