JP2011126221A - Diaphragm pump, and liquid jetting apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】単純で且つコンパクトな構成によって液体を圧送する。
【解決手段】ダイアフラムポンプのダイアフラムに形状記憶合金バネを取り付けておく。
形状記憶合金バネは、所定温度以上になると、記憶している形状に戻ろうとする。このた
め形状記憶合金バネを加熱して、バネが記憶形状に戻ろうとする力でダイアフラムを変形
させて液体室に液体を吸引する。次に、加熱を中止すると、バネの温度が低下するに従っ
て、記憶形状に戻ろうとする力が弱くなる。その結果、形状記憶合金バネによって変形し
ていたダイアフラムが元の形状に戻ろうとする力で、液体室の容積が減少して、液体室内
の液体が圧送される。こうすれば、形状記憶合金バネの加熱と、加熱の中止とを繰り返す
だけで液体を圧送することができるので、単純で且つコンパクトな構成で、液体を圧送す
ることが可能となる。
【選択図】図5Liquid is pumped by a simple and compact configuration.
A shape memory alloy spring is attached to a diaphragm of a diaphragm pump.
When the shape memory alloy spring reaches a predetermined temperature or more, it tries to return to the memorized shape. For this reason, the shape memory alloy spring is heated, the diaphragm is deformed by the force of the spring to return to the memory shape, and the liquid is sucked into the liquid chamber. Next, when the heating is stopped, as the temperature of the spring decreases, the force to return to the memory shape becomes weaker. As a result, the volume of the liquid chamber is reduced by the force that the diaphragm deformed by the shape memory alloy spring returns to the original shape, and the liquid in the liquid chamber is pumped. By doing so, the liquid can be pumped simply by repeating the heating of the shape memory alloy spring and the stopping of the heating, so that the liquid can be pumped with a simple and compact configuration.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、噴射ノズルから液体を噴射する液体噴射装置などに搭載されて、液体を供給
する技術に関する
The present invention relates to a technology for supplying liquid by being mounted in a liquid ejecting apparatus that ejects liquid from an ejection nozzle.
いわゆるインクジェットプリンターに代表されるように、噴射ノズルから液体を噴射す
る液体噴射装置が知られている。この液体噴射装置では、噴射しようとする液体をインク
カートリッジなどの専用容器に収容しておき、専用容器から噴射ノズルに液体を供給する
ことによって液体を噴射している。専用容器から噴射ノズルに液体を供給する方法として
は、最も単純には、噴射ノズルより高い位置に搭載した専用容器から重力によって液体を
供給する方法が採用されている。
As represented by so-called inkjet printers, liquid ejecting apparatuses that eject liquid from ejection nozzles are known. In this liquid ejecting apparatus, the liquid to be ejected is stored in a dedicated container such as an ink cartridge, and the liquid is ejected by supplying the liquid from the dedicated container to the ejecting nozzle. As a method of supplying the liquid from the dedicated container to the spray nozzle, the method of supplying the liquid by gravity from the dedicated container mounted at a position higher than the spray nozzle is most simply adopted.
また、近年では、負圧式のダイアフラムポンプを用いて、専用容器内から噴射ノズルに
液体を供給する方法も採用されるようになってきた(特許文献1など)。この方法では、
空気室と液体室(例えばインク室)とを、ダイアフラムと呼ばれる変形可能な薄い隔壁で
隔てておき、空気室に負圧を作用させてダイアフラムを引き込むように変形させることで
専用容器内の液体を液体室内に吸い込んだ後、空気室の負圧を大気に開放する。すると、
負圧によって変形していたダイアフラムが戻ろうとして、液体室内の液体を噴射ノズルに
向かって圧送する。この方法では、ダイアフラムが戻ろうとする力が液体に加わるだけな
ので、液体の噴射量に合わせて供給量を調整するといった複雑な制御を行わなくても、噴
射ノズルから噴射された分だけの液体を自動的に供給することが可能となる。
In recent years, a method of supplying a liquid from a dedicated container to an injection nozzle using a negative pressure type diaphragm pump has been adopted (Patent Document 1, etc.). in this way,
The air chamber and the liquid chamber (for example, the ink chamber) are separated by a thin deformable partition called a diaphragm, and the liquid in the dedicated container is changed by applying a negative pressure to the air chamber so as to draw the diaphragm. After sucking into the liquid chamber, the negative pressure in the air chamber is released to the atmosphere. Then
The diaphragm that has been deformed by the negative pressure is about to return, and the liquid in the liquid chamber is pumped toward the ejection nozzle. In this method, since the force that the diaphragm tries to return is only applied to the liquid, the amount of liquid ejected from the ejection nozzle can be reduced without performing complicated control such as adjusting the supply amount according to the liquid ejection amount. It becomes possible to supply automatically.
しかし、負圧式のダイアフラムポンプを用いた上記の方式では、ダイアフラムポンプの
他に、そのダイアフラムポンプを駆動するための負圧を発生させる負圧ポンプが必要とな
るので、液体を圧送するための構成が大型化してしまうという問題がある。特にインクジ
ェットプリンターのように、同時に複数種類の液体(インク)を噴射する液体噴射装置で
は、液体の種類毎に設けられたダイアフラムポンプを同時に駆動しなければならないので
、大きな容量の負圧ポンプが必要となり、負圧ポンプを搭載するスペースが大きくなるた
め、液体噴射装置がますます大型化してしまう。
However, in the above method using the negative pressure type diaphragm pump, a negative pressure pump for generating a negative pressure for driving the diaphragm pump is required in addition to the diaphragm pump. There is a problem that becomes larger. In particular, in a liquid ejecting apparatus that ejects multiple types of liquid (ink) at the same time as an inkjet printer, a diaphragm pump provided for each type of liquid must be driven at the same time, so a large-capacity negative pressure pump is required. As a result, the space for mounting the negative pressure pump becomes larger, and the liquid ejecting apparatus becomes larger.
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、
負圧式のダイアフラムポンプが有する利点を保ったまま、単純で且つコンパクトな構成に
よって、液体を圧送することが可能な技術の提供を目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art,
An object of the present invention is to provide a technique capable of pumping a liquid with a simple and compact configuration while maintaining the advantages of a negative pressure diaphragm pump.
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のダイアフラムポンプは次の
構成を採用した。すなわち、
第1の通路から液体を吸い込んで、第2の通路から圧送するダイアフラムポンプであっ
て、
前記第1の通路と前記第2の通路との間に接続されて、ダイアフラムの変形によって容
積が変化する液体室と、
前記第1の通路に設けられて、該第1の通路から前記液体室への前記液体の流入は許容
するが、該液体室から該第1の通路への流出は許容しない第1の一方弁と、
前記第2の通路に設けられて、前記液体室から該第2の通路への前記液体の流出は許容
するが、該第2の通路から該液体室への流入は許容しない第2の一方弁と、
前記ダイアフラムを変形させるダイアフラム変形手段と
を備え、
前記ダイアフラム変形手段は、
所定温度以下では前記ダイアフラム側から受ける外力によって変形するが、該所定温
度以上に温度が上昇すると、予め記憶されている初期形状に戻ろうとする形状記憶合金バ
ネと、
前記形状記憶合金バネを前記所定温度以上まで加熱する加熱手段と
を備えていることを要旨とする。
In order to solve at least a part of the problems described above, the diaphragm pump of the present invention employs the following configuration. That is,
A diaphragm pump that sucks liquid from the first passage and pumps it from the second passage,
A liquid chamber connected between the first passage and the second passage and having a volume changed by deformation of the diaphragm;
A first one-way valve provided in the first passage, which allows the liquid to flow into the liquid chamber from the first passage, but does not allow the liquid chamber to flow into the first passage. When,
A second one-way valve provided in the second passage, which allows the liquid to flow out from the liquid chamber to the second passage, but does not allow the liquid passage from the second passage to the liquid chamber. When,
A diaphragm deforming means for deforming the diaphragm;
The diaphragm deformation means includes:
A shape memory alloy spring that is deformed by an external force received from the diaphragm side at a predetermined temperature or lower, and that returns to an initial shape stored in advance when the temperature rises above the predetermined temperature;
And a heating means for heating the shape memory alloy spring to the predetermined temperature or higher.
このような本発明のダイアフラムポンプにおいては、所定温度以上に加熱されると、記
憶しておいた形状に戻ろうとする性質を有する前記形状記憶合金バネが、ダイアフラムに
取り付けられている。この形状記憶合金バネは、常温(すなわち、所定温度未満の温度)
では、前記ダイアフラム側から受ける外力によって変形した状態となっているが、所定温
度以上に昇温すると、予め記憶している形状(記憶形状)に戻ろうとする。その結果、前
記ダイアフラムを変形させて前記液体室の容積を増加させるので、前記第1の通路から前
記第1の一方弁を介して液体室内に液体を吸い込むことができる。また、前記形状記憶合
金バネの加熱を中止すると、前記形状記憶合金バネの温度が次第に低下して記憶形状に戻
ろうとする力が弱くなるので、前記ダイアフラム側からの力によって変形していた状態(
すなわち、形状記憶合金バネの加熱前の状態)に戻っていく。これに伴って前記液体室の
容積が減少し、その結果、該液体室内の液体が第2の一方弁を介して第2の通路から圧送
されることになる。
In such a diaphragm pump of the present invention, the shape memory alloy spring having the property of returning to the memorized shape when heated to a predetermined temperature or more is attached to the diaphragm. This shape memory alloy spring has a normal temperature (that is, a temperature lower than a predetermined temperature).
Then, it is in a state of being deformed by an external force received from the diaphragm side, but when the temperature is raised to a predetermined temperature or more, it tries to return to a previously memorized shape (memory shape). As a result, the diaphragm is deformed to increase the volume of the liquid chamber, so that the liquid can be sucked into the liquid chamber from the first passage through the first one-way valve. Further, when the heating of the shape memory alloy spring is stopped, the temperature of the shape memory alloy spring gradually decreases and the force to return to the memory shape is weakened, so that the shape memory alloy spring is deformed by the force from the diaphragm side (
That is, the shape memory alloy spring returns to the state before heating. Along with this, the volume of the liquid chamber decreases, and as a result, the liquid in the liquid chamber is pumped from the second passage through the second one-way valve.
このように本発明のダイアフラムポンプでは、前記形状記憶合金バネの加熱と、加熱の
停止とを繰り返すだけで、前記第1の通路から液体を吸い込んで、前記第2の通路から圧
送することができる。このため、ダイアフラムポンプを動作させるための負圧ポンプが不
要となるので、単純で且つコンパクトな構成で、液体を圧送することが可能となる。
Thus, in the diaphragm pump of the present invention, the liquid can be sucked from the first passage and pumped from the second passage only by repeating the heating of the shape memory alloy spring and the stop of the heating. . For this reason, since a negative pressure pump for operating the diaphragm pump is not required, liquid can be pumped with a simple and compact configuration.
上述した本発明のダイアフラムポンプにおいては、前記形状記憶合金バネに通電するこ
とによって、該形状記憶合金を前記所定温度以上まで加熱することとしてもよい。
In the diaphragm pump of the present invention described above, the shape memory alloy may be heated to the predetermined temperature or more by energizing the shape memory alloy spring.
前記形状記憶合金バネも電気抵抗を有しているから、該形状記憶合金バネに通電するだ
けで、いわゆるジュール熱によって前記形状記憶合金バネを加熱することができる。その
結果、単純な構成で前記形状記憶合金バネを前記所定温度以上に加熱することができるの
で、液体を圧送するための構成を、より一層単純で且つコンパクトな構成とすることが可
能となる。
Since the shape memory alloy spring also has electric resistance, the shape memory alloy spring can be heated by so-called Joule heat only by energizing the shape memory alloy spring. As a result, since the shape memory alloy spring can be heated to the predetermined temperature or higher with a simple configuration, the configuration for pumping the liquid can be made a simpler and more compact configuration.
また、上述した本発明のダイアフラムポンプにおいては、前記形状記憶合金バネが前記
初期形状に戻ろうとすると、前記液体室の容積が増加する方向に前記ダイアフラムを変形
させるようにしてもよい。
In the diaphragm pump of the present invention described above, when the shape memory alloy spring attempts to return to the initial shape, the diaphragm may be deformed in a direction in which the volume of the liquid chamber increases.
前記形状記憶合金バネは、前記加熱手段によって比較的速やかに昇温させることができ
るが、温度の低下は周囲の空気への放熱によって行われるので、昇温時のように速やかに
温度を変化させることは困難である。すなわち、前記形状記憶合金バネは、速やかに記憶
形状に変形させることはできるが、記憶形状に変形した前記形状記憶合金バネを、変形前
の状態に戻すためには、ある程度の時間が必要となる。そこで、前記形状記憶合金バネが
昇温して前記初期形状に戻ろうとすると、前記液体室の容積が増加する方向に前記ダイア
フラムを変形させて該液体室に液体を吸い込むようにしておく。こうすれば、前記液体室
に速やかに液体を吸い込んだ後、前記形状記憶合金バネの温度が低下するに従ってゆっく
りと液体を圧送することができる。その結果、前記液体室に液体を吸い込むために液体の
圧送が途切れる時間を抑制しながら、安定して液体を圧送することが可能となる。
The shape memory alloy spring can be heated relatively quickly by the heating means, but the temperature is lowered by heat radiation to the surrounding air. It is difficult. That is, the shape memory alloy spring can be quickly deformed into a memory shape, but a certain amount of time is required to return the shape memory alloy spring deformed to the memory shape to the state before the deformation. . Therefore, when the shape memory alloy spring is heated to return to the initial shape, the diaphragm is deformed in a direction in which the volume of the liquid chamber increases, and the liquid is sucked into the liquid chamber. By so doing, after the liquid is quickly sucked into the liquid chamber, the liquid can be slowly pumped as the temperature of the shape memory alloy spring decreases. As a result, the liquid can be stably pumped while suppressing the time during which the liquid pumping is interrupted to suck the liquid into the liquid chamber.
また、上述した本発明のダイアフラムポンプにおいては、前記形状記憶合金バネによっ
て前記ダイアフラムとともに変形し、該変形したダイアフラムを復元させる方向に反力を
発生する復元バネを備えることとしてもよい。
The diaphragm pump of the present invention described above may include a restoring spring that is deformed together with the diaphragm by the shape memory alloy spring and generates a reaction force in a direction to restore the deformed diaphragm.
こうすれば、前記形状記憶合金バネの加熱を停止した後は、前記復元バネの反力によっ
て、前記ダイアフラムを元の形状に復元させることができる。このため、前記復元バネを
適切に選択しておくことで、該復元バネの反力を用いて前記ダイアフラムを速やかに元の
形状に戻すことができる。その結果、単位時間あたりに圧送可能な液体量を増加させるこ
とが可能となる。
In this way, after the heating of the shape memory alloy spring is stopped, the diaphragm can be restored to its original shape by the reaction force of the restoring spring. For this reason, by appropriately selecting the restoring spring, the diaphragm can be quickly returned to the original shape using the reaction force of the restoring spring. As a result, the amount of liquid that can be pumped per unit time can be increased.
また、上述した本発明のダイアフラムポンプは、容器内の液体を噴射ノズルから噴射す
る液体噴射装置で、該噴射ノズルに液体を供給する用途に特に好適に適用することができ
る。従って、本発明は、上述した本発明のダイアフラムポンプを用いて、容器内の液体を
噴射ノズルに供給する液体噴射装置の態様で把握することも可能である。
Moreover, the diaphragm pump of the present invention described above is a liquid ejecting apparatus that ejects the liquid in the container from the ejecting nozzle, and can be particularly suitably applied to the use of supplying the liquid to the ejecting nozzle. Therefore, this invention can also be grasped | ascertained with the aspect of the liquid injection apparatus which supplies the liquid in a container to an injection nozzle using the diaphragm pump of this invention mentioned above.
このような態様で把握された本発明の液体噴射装置においては、容器内の液体を、単純
で且つコンパクトな構成によって噴射ノズルに供給することができる。その結果、たとえ
噴射する液体の種類が増えた場合でも、液体噴射装置が大型化したり、複雑化したりする
ことを抑制することが可能となる。
In the liquid ejecting apparatus of the present invention grasped in such a manner, the liquid in the container can be supplied to the ejecting nozzle with a simple and compact configuration. As a result, even when the types of liquids to be ejected increase, it is possible to prevent the liquid ejecting apparatus from becoming large or complicated.
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
A.装置構成:
A−1.インクジェットプリンターの構造:
A−2.本実施例のダイアフラムポンプの構造:
B.本実施例のダイアフラムポンプの動作:
C.変形例:
C−1.第1変形例:
C−2.第2変形例:
Hereinafter, in order to clarify the contents of the present invention described above, examples will be described in the following order.
A. Device configuration:
A-1. Inkjet printer structure:
A-2. Structure of the diaphragm pump of this example:
B. Operation of the diaphragm pump of this embodiment:
C. Variations:
C-1. First modification:
C-2. Second modification:
A.装置構成 :
A−1.インクジェットプリンターの構造 :
図1は、本実施例のダイアフラムポンプを搭載したインクジェットプリンター10を例
示した説明図である。図示したインクジェットプリンター10は、略箱形の外観形状をし
ており、前面のほぼ中央には前面カバー11が設けられ、その隣には複数の操作ボタン1
5が設けられている。前面カバー11は下端側で軸支されており、上端側を手前に倒すと
、印刷用紙が排出される細長い排紙口12が現れる。また、インクジェットプリンター1
0の背面側には給紙トレイ13が設けられている。給紙トレイ13に印刷用紙をセットし
て操作ボタン15を操作すると、給紙トレイ13から印刷用紙が吸い込まれて、内部で表
面に画像が印刷された後、排紙口12から排出されるようになっている。
A. Device configuration :
A-1. Inkjet printer structure:
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an
5 is provided. The front cover 11 is pivotally supported on the lower end side, and when the upper end side is tilted forward, an
A
また、インクジェットプリンター10の上面側には上面カバー14が設けられている。
上面カバー14は、奥側で軸支されており、手前側を持ち上げて上面カバー14を開くと
、インクジェットプリンター10の内部の状態を確認したり、あるいはインクジェットプ
リンター10の修理などを行ったりすることが可能となっている。
An
The
また、インクジェットプリンター10の内部には、主走査方向に往復動しながら印刷用
紙などの印刷媒体2上にインクドットを形成する噴射ヘッド20や、噴射ヘッド20を往
復動させる駆動機構30などが搭載されている。噴射ヘッド20の底面側(印刷媒体2に
向いた側)には、複数の噴射ノズルが設けられており、噴射ノズルから印刷媒体に向かっ
てインクを噴射する。また、噴射ノズルから噴射するインクは、インクカートリッジ40
と呼ばれる専用容器に収容されている。インクカートリッジ40は、噴射ヘッド20とは
別に位置に設けられたカートリッジホルダー42に装着され、カートリッジ内のインクは
インクチューブ44を介して噴射ヘッド20に供給される。
In addition, an
It is housed in a special container called. The
尚、図示したインクジェットプリンター10では、シアン色、マゼンタ色、イエロー色
、黒色の4種類のインクを用いてカラー画像を印刷することが可能であり、このことと対
応して、噴射ヘッド20には、インクの種類毎に噴射ノズルが設けられている。そして、
それぞれの噴射ノズルに対して、対応するインクカートリッジ40内のインクが、インク
の種類毎に設けられたインクチューブ44を介して供給されるようになっている。
In the illustrated
The ink in the
噴射ヘッド20を往復動させる駆動機構30は、内側に複数の歯形が形成されたタイミ
ングベルト32と、タイミングベルト32を駆動するための駆動モーター34などから構
成されている。タイミングベルト32の一部は噴射ヘッド20に固定されており、タイミ
ングベルト32を駆動すると、主走査方向に延設された図示しないガイドレールによって
ガイドしながら、噴射ヘッド20を主走査方向に往復動させることが可能となる。
A
また、噴射ヘッド20を主走査方向に移動させた印刷領域外の位置には、ホームポジシ
ョンと呼ばれる領域が設けられており、ホームポジションには、メンテナンス機構が搭載
されている。メンテナンス機構は、噴射ヘッド20の底面に押し付けられて、噴射ノズル
を取り囲むように閉空間を形成するキャップ部材50や、噴射ヘッド20の底面に押し付
けるためにキャップ部材50を昇降させるための図示しない昇降機構や、キャップ部材5
0が噴射ヘッド20の底面に押し付けられることで形成される閉空間に負圧を発生させる
ための図示しない吸引ポンプなどから構成されている。
An area called a home position is provided at a position outside the printing area where the
A suction pump (not shown) for generating a negative pressure in a closed space formed by pressing 0 against the bottom surface of the
更に、インクジェットプリンター10の内部には、印刷媒体2を紙送りするための図示
しない紙送機構や、全体の動作を制御する制御部90なども搭載されている。噴射ヘッド
20を往復動させる動作や、印刷媒体2を紙送りする動作や、噴射ノズルからインクを噴
射する動作などの動作は、全て制御部90の制御の元で行われている。
Further, inside the
図2は、カートリッジホルダー42にインクカートリッジ40を装着する様子を示した
説明図である。図示されているように、カートリッジホルダー42の底部には、インクカ
ートリッジ40からインクを取り入れるためのインク取入針46が、カートリッジ毎に立
設されている。また、インクカートリッジ40の底部には、図示しないインク供給口が設
けられている。インクカートリッジ40をカートリッジホルダー42に装着する際には、
インクカートリッジ40に設けられたインク供給口を、カートリッジホルダー42に設け
られたインク取入針46に押し当てた状態で、インクカートリッジ40を下方に押し下げ
るようにして装着する。すると、インク取入針46がインク供給口から挿入されて、イン
クカートリッジ40内のインクをカートリッジホルダー42に供給可能となる。
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the
With the ink supply port provided in the
また、カートリッジホルダー42にはダイアフラムポンプ100が内蔵されており、イ
ンク取入針46から流入したインクは、カートリッジホルダー42内に設けられたインク
通路42pによってダイアフラムポンプ100に導かれる。ダイアフラムポンプ100の
詳細な構造については後述するが、大まかに言えば、ダイアフラムが設けられた本体部1
00bと、本体部100bの上流側(インク取入針46側)に設けられた一方弁(上流側
一方弁100u)と、本体部100bの下流側に設けられた一方弁(下流側一方弁100
d)とが、インク通路42pによって接続された構造となっている。また、下流側一方弁
100dの下流側のインク通路42pは、カートリッジホルダー42の内部を通って背面
側に開口している。このため、インク取入針46から取り入れられたインクは、上流側一
方弁100uを経由して本体部100bに導かれ、本体部100bで加圧された後、下流
側一方弁100dおよびインク通路42pを介して、カートリッジホルダー42の背面側
から噴射ヘッド20に向けて圧送されるようになっている。
The
00b, one valve (upstream one
d) are connected by an
また、前述したように本実施例のインクジェットプリンター10は、シアン色、マゼン
タ色、イエロー色、黒色の4色分のインクカートリッジ40を搭載しており、インクカー
トリッジ40内のインクは、それぞれ独立して噴射ヘッド20に供給される。このため、
インクカートリッジ40内のインクを取り入れて、噴射ヘッド20に圧送するためのダイ
アフラムポンプ100も、インクカートリッジ40毎に設けられている。
Further, as described above, the
A
ここで、ダイアフラムポンプは負圧を用いて駆動されることが通常であるが、全てのダ
イアフラムポンプを同時に駆動する場合でも十分な負圧を発生させることが可能なように
、負圧を発生させるための負圧ポンプには十分な容量が要求される。このため、ダイアフ
ラムポンプ自体は小さなポンプであるにも拘わらず、ダイアフラムポンプを駆動するため
の負圧ポンプまで含めると大きな搭載スペースが必要となって、インクジェットプリンタ
ー10が大型化する要因の一つとなっていた。こうした点に鑑みて、本実施例のインクジ
ェットプリンター10では、以下のようなダイアフラムポンプを用いてインクを圧送して
いる。
Here, the diaphragm pump is usually driven using a negative pressure, but a negative pressure is generated so that a sufficient negative pressure can be generated even when all the diaphragm pumps are driven simultaneously. Therefore, a sufficient capacity is required for the negative pressure pump. For this reason, although the diaphragm pump itself is a small pump, if a negative pressure pump for driving the diaphragm pump is included, a large mounting space is required, which is one of the factors that increase the size of the
A−2.本実施例のダイアフラムポンプの構造 :
図3は、本実施例のダイアフラムポンプ100の構造を示した断面図である。上述した
ように、本実施例のダイアフラムポンプ100は、上流側一方弁100uと、本体部10
0bと、下流側一方弁100dとが、インク通路42pによって接続された構造となって
いる。
A-2. The structure of the diaphragm pump of this example:
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the
0b and the downstream one-
本体部100bは、カートリッジホルダー42の底面側に設けられた凹部内に形成され
ており、凹部の内部と開口部とを仕切るように設けられたダイアフラム102や、ダイア
フラム102で仕切られることによって凹部内に形成されたインク室106や、ダイアフ
ラム102を駆動する形状記憶合金バネ104などから構成されている。形状記憶合金バ
ネ104については、後ほど詳しく説明するが、常温では単なるバネとして機能し、加熱
すると、予め記憶しておいた形状(記憶形状)に戻ろうとする性質を有する特殊なバネで
ある。尚、本実施例では、形状記憶合金バネ104は、いわゆる弦巻バネが採用されてい
るが、いわゆるバネとして機能するのであれば、板バネなどの他の形態のバネを用いるこ
とも可能である。また、本実施例の形状記憶合金バネ104は、凹部の開口部に渡された
板状部材103と、ダイアフラム102との間に取り付けられている。
The
ダイアフラム102は、空気などの気体やインクなどの液体を通さない弾性材料を用い
て形成された薄膜状の部材であり、薄膜の一方の側から外力を受けることによって弾性変
形するようになっている。尚、ダイアフラム102の材質としては、金属や、ゴム、樹脂
などを用いることができ、更にはこれらの材質を組み合わせて用いることもできる。また
、本実施例では、ダイアフラム102が弾性材料によって形成されており、外力を受ける
と変形すると共に、外力が取り除かれると、自らの復元力によって元の形状に戻るものと
して説明するが、ダイアフラム102を非弾性材料によって形成してもよい。この場合は
、ダイアフラム102の他にバネなどの弾性部材を設けておき、ダイアフラム102にか
かる外力が取り除かれると、バネの復元力によってダイアフラム102が元の形状に戻る
ようにしておけばよい。
The
インク室106には、2つのインク通路42pが開口しており、一方のインク通路42
pは上流側一方弁100uを介してインク取入針46に接続されている。また、他方のイ
ンク通路42pは、下流側一方弁100dを介してカートリッジホルダー42の背面に開
口し、そこからインクチューブ44によって噴射ヘッド20に接続されている(図1を参
照のこと)。これら上流側一方弁100uおよび下流側一方弁100dは、上流側から下
流側にインクが流れる場合にだけ開放状態となる一方向弁となっている。従って、インク
室106からインク取入針46の方向にインクが逆流しようとすると、上流側一方弁10
0uが閉鎖状態となり、また、インクチューブ44側(すなわち噴射ヘッド20側)から
インク室106にインクが逆流しようとすると、下流側一方弁100dが閉鎖状態となっ
て、それぞれインクの逆流が阻止されるようになっている。
Two
p is connected to the
0u is closed, and when the ink tries to flow backward from the
更に、本実施例のダイアフラムポンプ100では、形状記憶合金バネ104に通電部1
08が接続されており、電流を流して形状記憶合金バネ104を加熱することが可能とな
っている。また、通電部108が形状記憶合金バネ104に電流を流したり、切断したり
する動作は、インクジェットプリンター10に設けられた制御部90によって制御されて
いる。
Furthermore, in the
08 is connected, and it is possible to heat the shape
前述したように形状記憶合金バネ104は、温度が高くなると予め記憶しておいた形状
(記憶形状)に戻ろうとする性質を有しており、本実施例のダイアフラムポンプ100は
、通電して加熱された形状記憶合金バネ104が記憶形状に戻ろうとする力を利用して動
作するようになっている。このため、ダイアフラムポンプを動作させるための負圧ポンプ
が不要となり、インクジェットプリンター10が大型化することを回避することが可能と
なる。加えて、形状記憶合金バネ104に通電するだけでダイアフラムポンプ100を動
作させることができるので、たとえインクの種類が多くなったとしても、それぞれのイン
クを簡単に噴射ヘッド20に供給することが可能となる。以下では、本実施例のダイアフ
ラムポンプ100の動作について詳しく説明する。
As described above, the shape
B.本実施例のダイアフラムポンプの動作 :
上述したように、本実施例のダイアフラムポンプ100は、通電によって加熱された形
状記憶合金バネ104が記憶形状に戻ろうとする力を利用して駆動されている。そこで、
本実施例のダイアフラムポンプ100の動作を説明する準備として、形状記憶合金バネ1
04の動作について説明しておく。
B. Operation of the diaphragm pump of this embodiment:
As described above, the
As a preparation for explaining the operation of the
The operation of 04 will be described.
図4は、形状記憶合金バネ104の動作を示した説明図である。図4(a)には、形状
記憶合金で形成された弦巻バネ(形状記憶合金バネ)の両端が、治具に固定されている様
子が示されている。ここでは、形状記憶合金バネは、自由長から引き延ばされた状態で治
具にセットされているものとする。また、この形状記憶合金バネには、治具にセットする
前の自由長よりも、バネ長の短い形状が予め記憶されているものとする。そして、バネが
戻ろうとする力を荷重計で計測しながら、形状記憶合金バネの温度を徐々に上昇させてい
く。
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the shape
図4(b)には、このようにして計測された形状記憶合金バネの反力(バネ反力)が示
されている。上述したように、形状記憶合金バネは引き延ばされた状態で治具にセットさ
れているから、始めは、引き延ばし量に応じたバネ反力が計測される。この状態から、形
状記憶合金バネの温度を昇温させると、形状記憶合金バネが予め記憶していた形状(記憶
形状)に戻ろうとする。ここで、記憶しているバネ形状は、治具にセットした時の自由長
よりも短いから、形状記憶合金バネが記憶形状に戻ろうとするに従って、荷重計には大き
なバネ反力が現れる。図4(b)には、形状記憶合金バネを加熱すると、ある温度付近で
急にバネ反力が大きくなる様子が示されている。そして、更に温度が上昇すると、形状記
憶合金バネが完全に記憶形状を思い出した状態(すなわち、外力が作用しなければ記憶形
状に復元する状態)となり、それ以降は通常のバネと同様に、変形量が変わらない限りバ
ネ反力も一定となる。
FIG. 4B shows the reaction force (spring reaction force) of the shape memory alloy spring thus measured. As described above, since the shape memory alloy spring is set on the jig in a stretched state, first, a spring reaction force corresponding to the stretch amount is measured. When the temperature of the shape memory alloy spring is raised from this state, the shape memory alloy spring tries to return to the shape (memory shape) stored in advance. Here, since the memorized spring shape is shorter than the free length when it is set on the jig, a large spring reaction force appears in the load meter as the shape memory alloy spring attempts to return to the memorized shape. FIG. 4B shows a state where the spring reaction force suddenly increases near a certain temperature when the shape memory alloy spring is heated. When the temperature rises further, the shape memory alloy spring completely remembers the memorized shape (that is, the state is restored to the memorized shape if no external force is applied), and after that, it deforms in the same way as a normal spring. As long as the amount does not change, the spring reaction force is also constant.
このように、ある温度以上になると、予め記憶していた形状に戻ろうとする特性を有す
る形状記憶合金としては、代表的には、ニッケルおよびチタンを主成分とするNi−Ti
合金が知られている。また、形状記憶合金は、合金の成分比率や、バネ形状などに成型す
る際の成型条件、更には成型後の熱処理条件によって、記憶形状に復元し始める温度や、
温度に対する復元速度、更には復元前と復元後との間での荷重差など、形状記憶合金の種
々の特性を制御することが可能である。
As described above, as a shape memory alloy having a characteristic of returning to a previously memorized shape at a certain temperature or more, typically, Ni-Ti mainly containing nickel and titanium is used.
Alloys are known. In addition, the shape memory alloy is a temperature at which the shape of the alloy begins to recover to the memory shape depending on the alloy component ratio, the molding conditions when molding into a spring shape, and further the heat treatment conditions after molding,
It is possible to control various characteristics of the shape memory alloy, such as a restoration rate with respect to temperature, and a load difference between before and after restoration.
尚、以上の説明では、形状記憶合金バネを引き延ばした状態で使用するものとした。こ
のように、形状記憶合金バネを引き延ばした状態で使用する場合には、自由長よりも短い
バネ形状を記憶しておき、自由長から引き延ばした状態で使用することが一般的である。
こうすると、温度の上昇に伴って形状記憶合金バネが元の短いバネ形状に戻ろうとする際
に、バネの引っ張り力を増加させることができる。
In the above description, the shape memory alloy spring is used in an extended state. As described above, when the shape memory alloy spring is used in the extended state, it is general to store a spring shape shorter than the free length and use it in the extended state from the free length.
In this way, the tensile force of the spring can be increased when the shape memory alloy spring attempts to return to its original short spring shape as the temperature rises.
これに対して、形状記憶合金バネを圧縮した状態で使用することも可能である。この場
合は、形状記憶合金バネに自由長よりも長いバネ形状を記憶しておくことが一般的である
。そして、温度が低い状態では、通常のバネと同様に、自由長からの圧縮量に対応して、
突っ張り方向のバネ反力が得られるが、温度の上昇に伴って形状記憶合金バネが元の長い
バネ形状に戻ろうとする際に、バネの突っ張り方向の力を増加させるような使い方をする
ことが可能である。
In contrast, the shape memory alloy spring can be used in a compressed state. In this case, it is common to store a spring shape longer than the free length in the shape memory alloy spring. And in the state where temperature is low, like the normal spring, corresponding to the compression amount from the free length,
The spring reaction force in the tension direction can be obtained, but when the shape memory alloy spring tries to return to the original long spring shape as the temperature rises, it can be used to increase the tension force in the spring direction. Is possible.
以上のような形状記憶合金バネについての説明を踏まえた上で、本実施例のダイアフラ
ムポンプ100の動作について説明する。
Based on the description of the shape memory alloy spring as described above, the operation of the
図5は、本実施例のダイアフラムポンプ100が、噴射ヘッド20に向かってインクを
圧送する動作を示した説明図である。図5(a)には、ダイアフラムポンプ100がイン
クを吸い込む前の状態が示されている。図示されているように、インクを吸い込む前は、
通電部108のスイッチは切断状態となっている。このため、形状記憶合金バネ104に
は電流は流れておらず、形状記憶合金バネ104は、インクジェットプリンター10の雰
囲気温度とほぼ同じ温度となっている。また、図4を用いて前述したように、加熱してい
ない状態では形状記憶合金バネ104のバネ反力は小さいので、形状記憶合金バネ104
は、ダイアフラム102の復元力に負けて引き延ばされた状態となっている。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an operation in which the
The switch of the
Is stretched by losing the restoring force of the
この状態から、通電部108のスイッチを導通状態として、形状記憶合金バネ104に
電流を流してやる。すると、形状記憶合金バネ104が有する電気抵抗によってジュール
熱が発生し、形状記憶合金バネ104の温度が上昇する。そして、図4(b)に示したよ
うに、ある温度に達すると形状記憶合金バネ104が予め記憶していた短いバネ形状に戻
ろうとして、大きなバネ反力が発生する。この大きなバネ反力は、ダイアフラム102の
復元力よりも大きい。その結果、ダイアフラム102が変形してインク室106の容積が
増大する。
From this state, a current is passed through the shape
ここで、インク室106には2つのインク通路42pが開口しているが、一方のインク
通路42pには上流側一方弁100uが設けられており、他方のインク通路42pには下
流側一方弁100dが設けられている。このうち、上流側一方弁100uは、インク室1
06に流入しようとするインクを通過させる方向に取り付けられているが、下流側一方弁
100dは、インク室106に流入しようとするインクを阻止する方向に取り付けられて
いる。ダイアフラム102を変形させてインク室106の容積を増加させると、2つのイ
ンク通路42pは減圧され、インク室106に流入しようとするインクのナガラが発生し
ようとする。しかし、下流側からのインクの流れは、下流側一方弁100dによって阻止
されて、インク取入針46から取り込まれたインクが、上流側一方弁100uを介してイ
ンク室106に流入することになる。図5(b)には、形状記憶合金バネ104に通電す
ることによってダイアフラム102が変形する様子が、白抜きの矢印によって示されてい
る。また、その結果として、インク取入針46から取り込まれたインクが、上流側一方弁
100uを介してインク室106に流入する様子が、太い破線の矢印によって示されてい
る。
Here, although two
The downstream one-
尚、前述したように、形状記憶合金バネ104が記憶形状に復元し始める温度や、温度
に対する復元速度や、復元前後での荷重差などは、合金成分や成型条件、熱処理条件によ
って制御することができる。従って、これら条件を予め適切に設定しておけば、形状記憶
合金バネ104に大きな電流を流さなくても、通電開始から、短時間(例えば1秒前後)
でインクの吸い込みを完了させることが可能である。
As described above, the temperature at which the shape
It is possible to complete the ink suction.
また、ここでは、形状記憶合金バネ104自体に電流を流すことによって加熱するもの
としているが、形状記憶合金バネ104の代わりにヒーターに電流を流して形状記憶合金
バネ104を加熱しても良い。この場合でも、形状記憶合金バネ104にヒーターを貼り
付けたり、あるいは形状記憶合金バネ104にヒーターを巻き付けたりしておけば、形状
記憶合金バネ104を効率よく加熱することができる。また、ヒーターについては形状記
憶合金で形成する必要はないので、より良好なヒーター性能を有する材料を採用すること
で、形状記憶合金バネ104をより効率よく加熱することも可能となる。
Here, the shape
以上のようにしてインク室106にインクを吸い込んだら、形状記憶合金バネ104へ
の通電を停止する。すると、形状記憶合金バネ104は、周囲の空気に熱を奪われて徐々
に温度が低下していく。図4(b)を用いて前述したように、形状記憶合金バネ104は
、温度が低下すると反力も小さくなるから、やがて、ダイアフラム102の復元力に負け
て引き延ばされた状態となり、それに伴ってインク室106の容積が減少しようとする。
When ink is sucked into the
ここで、前述したように、上流側のインク通路42pに設けられた上流側一方弁100
uは、インク室106からインクが流出(逆流)しようとすると閉鎖状態になるが、下流
側のインク通路42pに設けられた下流側一方弁100dは、インク室106から流出し
ようとするインクを通過させる。このため、インク室106のインクは、ダイアフラム1
02が元に戻ろうとする力によって、下流側一方弁100dを経由して噴射ヘッド20に
圧送されることになる。図5(c)には、形状記憶合金バネ104への通電を停止すると
、形状記憶合金バネ104が冷やされて、ダイアフラム102が元の形状に復元する様子
が、白抜きの矢印によって示されている。また、その結果として、インク室106のイン
クが、下流側一方弁100dを介して、カートリッジホルダー42の背面側から噴射ヘッ
ド20に向けて圧送される様子が、太い破線の矢印によって示されている。
Here, as described above, the upstream one-
u is closed when ink is about to flow out (reverse flow) from the
02 is pumped to the
また、形状記憶合金バネ104を加熱する場合とは異なって、形状記憶合金バネ104
の温度はゆっくりとしか低下しないので、ダイアフラム102もゆっくりとしか元の形状
には戻らない。従って、本実施例のダイアフラムポンプ100では、一度に多量のインク
を圧送することは困難である。しかし実際には、ダイアフラムポンプ100は、噴射ノズ
ルから噴射された分だけのインクを圧送すればよく、この程度のインク量を圧送するので
あれば、ダイアフラム102を適切な大きさに設定することで、十分に対応することが可
能である。
Also, unlike the case where the shape
Therefore, the
更に、噴射ヘッド20には複数の噴射ノズルが設けられているが、全ての噴射ノズルか
ら同時にインクが噴射されることは稀であり、ほとんどの場合は一部の噴射ノズルがイン
クを噴射しているだけなので、ダイアフラムポンプ100が圧送可能なインク量に対して
、実際に噴射されるインク量が下回っていることが通常である。従って、インク室106
から噴射ヘッド20までのインクは、ダイアフラム102が戻ろうとする力で加圧された
状態となっている。このため、噴射ノズルからインクが噴射された場合には、その噴射ノ
ズルに直ちにインクを供給することが可能である。また、インクが噴射されることなく長
い時間が経過した場合でも、インク室106よりも下流側(インク通路42pや、インク
チューブ44、噴射ヘッド20など)から、インク内に空気が混入することを回避するこ
とが可能となっている。
Furthermore, although the
The ink from the
以上のようにして、噴射ノズルから噴射された分だけ、少しずつインクを圧送していく
。また、インクを圧送するに従って、ダイアフラム102が元に形状に戻っていく。そし
て、図5(a)に示したように、ダイアフラム102が完全に元の形状に戻ったら、再び
形状記憶合金バネ104に電流を通電して、形状記憶合金バネ104を加熱する。すると
、図5(b)に示したように、ダイアフラム102が変形して、インク取入針46から取
り込まれたインクがインク室106内に流入する。その後は、形状記憶合金バネ104に
流れる電流を切断した後、再びインクを圧送可能な状態となる。
As described above, the ink is gradually pumped by the amount ejected from the ejection nozzle. Further, as the ink is pumped, the
本実施例のダイアフラムポンプ100は、以上のような動作を繰り返すことによって、
噴射ノズルから噴射された分だけのインクを、噴射ヘッド20に圧送することが可能であ
る。このように、本実施例のダイアフラムポンプ100は、形状記憶合金バネ104に電
流を流したり、切断したりするだけで動作させることができるので、たとえインクの種類
が多くなって、多くのダイアフラムポンプ100を搭載しなければならなくなっても、イ
ンクジェットプリンター10が大型化することがない。
The
It is possible to pressure-feed ink corresponding to the amount ejected from the ejection nozzles to the
図6は、参考として負圧によって駆動される従来のダイアフラムポンプ200を例示し
た説明図である。図示されるように、従来のダイアフラムポンプ200では、ダイアフラ
ム102を挟んでインク室106の反対側に空気室107が設けられており、この空気室
107に、負圧ポンプ202と、開放弁204とが接続されている。そして、開放弁20
4を閉じた状態で負圧ポンプ202を駆動すると、空気室107内が負圧となってダイア
フラム102を変形させる。その結果、インク室106の容積が増加して、インク取入針
46から上流側一方弁100uを介してインク室106にインクが吸い込まれる。こうし
てインク室106にインクを吸い込んだ状態で、負圧ポンプ202を停止し、開放弁20
4を開放する。すると、空気室107内の圧力が大気圧に戻るので、負圧によって変形し
ていたダイアフラム102が元の形状に戻ろうとする。この力がインク室106内のイン
クに加わって、下流側一方弁100dを介して噴射ヘッド20にインクが圧送される。ま
た、負圧ポンプ202や開放弁204は、インクジェットプリンター10に搭載された制
御部90によって制御されている。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a
When the
4 is released. Then, since the pressure in the
図6に示した従来のダイアフラムポンプ200と比較すると明らかなように、図3を用
いて前述した本実施例のダイアフラムポンプ100では、負圧ポンプ202および開放弁
204が、単なる形状記憶合金バネ104に置き換わった構造となっている。負圧ポンプ
202は言うに及ばず、開放弁204でさえも、形状記憶合金バネ104に比べればかさ
ばる部品であることから、負圧ポンプ202および開放弁204を形状記憶合金バネ10
4に置き換えることで、ダイアフラムポンプ100全体を大幅に小型化することが可能と
なる。
As is clear from comparison with the
By replacing it with 4, the
また、本実施例のダイアフラムポンプ100では、従来のダイアフラムポンプ200で
空気室107が形成されている部分を、単に開口させておけばよい。このため、ダイアフ
ラムポンプ100自体の構造も単純化することができる。更に加えて、従来のダイアフラ
ムポンプ200を作動させるためには、負圧ポンプ202および開放弁204を制御しな
ければならないのに対して、本実施例のダイアフラムポンプ100では形状記憶合金バネ
104の通電をON/OFFするだけでよい。このため、インクジェットプリンター10
に搭載された制御部90が実行する制御内容も簡素化することが可能となる。
Further, in the
It is also possible to simplify the control content executed by the
また、前述したように、インクジェットプリンター10には複数色(ここでは、4色)
のインクが用いられており、これら複数のインクを同時に噴射ヘッド20に圧送しなけれ
ばならない場合も生じ得る。負圧によって動作する従来のダイアフラムポンプ200であ
れば、全てのダイアフラムポンプ200を同時に動作させることが可能なように、十分な
容量を持った大きな負圧ポンプが必要となる。そして、インクの種類が増えるほど、大き
な容量の負圧ポンプが必要となる。大きな容量の負圧ポンプを搭載するためには大きな搭
載スペースが必要となり、このことが、多種類のインクを搭載したインクジェットプリン
ター10の小型化を図る上での障害となっていた。
As described above, the
In some cases, a plurality of inks are used, and the plurality of inks must be simultaneously pumped to the
これに対して本実施例のダイアフラムポンプ100では、複数のダイアフラムポンプ1
00を同時に動作させる場合でも、それらダイアフラムポンプ100の形状記憶合金バネ
104に同時に、しかも短時間だけ通電するだけよい。このため、多種類のインクを搭載
しながら、小さなサイズのインクジェットプリンター10を容易に実現することが可能と
なる。
On the other hand, in the
Even when 00 is operated simultaneously, the shape memory alloy springs 104 of the
C.変形例 :
以上に説明した本実施例のダイアフラムポンプ100には、幾つかの変形例が存在して
いる。以下では、これら変形例について簡単に説明する。
C. Modified example:
There are several variations of the
C−1.第1変形例 :
上述した実施例では、形状記憶合金バネ104に通電した時に、形状記憶合金バネ10
4が、記憶していた短いバネ形状に縮もうとする力を利用して、ダイアフラムポンプ10
0を動作させるものとして説明した。これに対して、形状記憶合金バネ104に長いバネ
形状を記憶させておき、通電した時に形状記憶合金バネ104が伸びようとする力を利用
して、ダイアフラムポンプ100を動作させることも可能である。
C-1. First modification:
In the embodiment described above, when the shape
The
It has been described that 0 is operated. On the other hand, it is also possible to store a long spring shape in the shape
図7は、このような第1変形例のダイアフラムポンプ100が動作する様子を示した説
明図である。図7(a)には、形状記憶合金バネ104に通電していない状態が示されて
いる。通電していない状態では、形状記憶合金バネ104は、周囲のインクとほぼ等しい
温度まで冷やされるので、弱いバネ反力しか発生しない(図4(b)を参照のこと)。こ
のため形状記憶合金バネ104は、ダイアフラム102によって押し縮められた状態とな
っている。しかし、形状記憶合金バネ104に通電すると、形状記憶合金バネ104が温
められて、ダイアフラム102を変形させながら記憶形状に戻ろうとする。その結果、イ
ンク室106の容積が増加して、インク取入針46から取り込まれたインクが、上流側一
方弁100uを介して流れ込む。図7(b)には、形状記憶合金バネ104によってダイ
アフラム102が変形する様子が白抜きの矢印によって表されており、また、上流側一方
弁100uを介してインク室106にインクが流入する様子が、太い破線の矢印によって
表されている。
FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which the
こうしてインク室106にインクを吸い込んだら、形状記憶合金バネ104の通電を停
止する。すると、形状記憶合金バネ104が冷やされるに従ってバネ反力が低下し、ダイ
アフラム102によって少しずつ押し縮められていく。その結果、インク室106のイン
クが、下流側一方弁100dを介して噴射ヘッド20に圧送されていく。図7(a)には
、ダイアフラム102が形状記憶合金バネ104を押し縮める方向に変形する様子が白抜
きの矢印で表されている。また、これに伴って、インク室106内のインクが下流側一方
弁100dを経由して噴射ヘッド20に圧送される様子が、太い破線の矢印によって表さ
れている。
When ink is sucked into the
以上に説明したように、形状記憶合金バネ104を押し縮めた状態で使用する第1変形
例のダイアフラムポンプ100においても、形状記憶合金バネ104に通電することによ
って、インク取入針46からのインクをインク室106内に吸い込んだ後、形状記憶合金
バネ104への通電を停止することで、インク室106内のインクを噴射ヘッド20に圧
送することが可能となる。
As described above, also in the
C−2.第2変形例 :
上述した実施例および第1変形例のダイアフラムポンプ100では、形状記憶合金バネ
104への通電が停止されると、形状記憶合金バネ104の反力が低下するに従って、ダ
イアフラム102は自らの復元力で元の形状に復元するものとして説明した。しかし、ダ
イアフラム102を元の形状に復元させるためのバネ(復元バネ)を備えることとしても
良い。
C-2. Second modification:
In the
図8は、ダイアフラム102を復元させる復元バネ109を備えた第2変形例のダイア
フラムポンプ100を例示した説明図である。図示した例では、インク室106内に復元
バネ109が設けられており、形状記憶合金バネ104に通電すると、形状記憶合金バネ
104が縮んでダイアフラム102を変形させ、このとき、復元バネ109も引き延ばさ
れた状態となる。従って、形状記憶合金バネ104への通電を停止して形状記憶合金バネ
104の温度が低下すると、今度は復元バネ109がダイアフラム102を元の形状に戻
そうとする。このため、噴射ヘッド20で多量のインクが噴射された場合でも、復元バネ
109から受ける力によってダイアフラム102が速やかに変形し、噴射された分のイン
クを圧送することが可能となる。
FIG. 8 is an explanatory view illustrating the
尚、図8に示した例では、復元バネ109は、ダイアフラム102を隔てて形状記憶合
金バネ104の反対側に設けられている。しかし、形状記憶合金バネ104と同じ側に復
元バネ109を設けることも可能である。例えば、形状記憶合金バネ104の内側に、形
状記憶合金バネ104よりも巻き径の小さな復元バネ109設けたり、逆に、形状記憶合
金バネ104の外側に、形状記憶合金バネ104よりも巻き径の大きな復元バネ109を
設けたりすることとすれば、ダイアフラムポンプ100を大きさはそのままに、復元バネ
109を搭載することが可能となる。
In the example shown in FIG. 8, the restoring
以上、各種の実施形態を説明したが、本発明は上記すべての実施形態に限られるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
Although various embodiments have been described above, the present invention is not limited to all the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.
2…印刷媒体、 10…インクジェットプリンター、 11…前面カバー、
12…排紙口、 13…給紙トレイ、 14…上面カバー、
15…操作ボタン、 20…噴射ヘッド、 30…駆動機構、
32…タイミングベルト、 34…駆動モーター、 40…インクカートリッジ、
42…カートリッジホルダー、 42p…インク通路、 44…インクチューブ、
46…インク取入針、 50…キャップ部材、 90…制御部、
100…ダイアフラムポンプ、 100b…本体部、 100d…下流側一方弁、
100u…上流側一方弁、 102…ダイアフラム、 103…板状部材、
104…形状記憶合金バネ、 106…インク室、 107…空気室、
108…通電部、 109…復元バネ、 200…ダイアフラムポンプ、
202…負圧ポンプ、 204…開放弁
2 ... Print medium, 10 ... Inkjet printer, 11 ... Front cover,
12 ... paper discharge port, 13 ... paper feed tray, 14 ... top cover,
15 ... operation buttons, 20 ... jetting head, 30 ... drive mechanism,
32 ... Timing
42 ... cartridge holder, 42p ... ink passage, 44 ... ink tube,
46 ... Ink intake needle, 50 ... Cap member, 90 ... Control unit,
100 ... Diaphragm pump, 100b ... Main body, 100d ... Downstream one-side valve,
100u ... Upstream one-side valve, 102 ... Diaphragm, 103 ... Plate member,
104 ... shape memory alloy spring, 106 ... ink chamber, 107 ... air chamber,
108 ... Current-carrying part, 109 ... Restoration spring, 200 ... Diaphragm pump,
202 ... Negative pressure pump, 204 ... Opening valve
Claims (5)
て、
前記第1の通路と前記第2の通路との間に接続されて、ダイアフラムの変形によって容
積が変化する液体室と、
前記第1の通路に設けられて、該第1の通路から前記液体室への前記液体の流入は許容
するが、該液体室から該第1の通路への流出は許容しない第1の一方弁と、
前記第2の通路に設けられて、前記液体室から該第2の通路への前記液体の流出は許容
するが、該第2の通路から該液体室への流入は許容しない第2の一方弁と、
前記ダイアフラムを変形させるダイアフラム変形手段と
を備え、
前記ダイアフラム変形手段は、
所定温度以下では前記ダイアフラム側から受ける外力によって変形するが、該所定温
度以上に温度が上昇すると、予め記憶されている初期形状に戻ろうとする形状記憶合金バ
ネと、
前記形状記憶合金バネを前記所定温度以上まで加熱する加熱手段と
を備えているダイアフラムポンプ。 A diaphragm pump that sucks liquid from the first passage and pumps it from the second passage,
A liquid chamber connected between the first passage and the second passage and having a volume changed by deformation of the diaphragm;
A first one-way valve provided in the first passage, which allows the liquid to flow into the liquid chamber from the first passage, but does not allow the liquid chamber to flow into the first passage. When,
A second one-way valve provided in the second passage, which allows the liquid to flow out from the liquid chamber to the second passage, but does not allow the liquid passage from the second passage to the liquid chamber. When,
A diaphragm deforming means for deforming the diaphragm;
The diaphragm deformation means includes:
A shape memory alloy spring that is deformed by an external force received from the diaphragm side at a predetermined temperature or lower, and that returns to an initial shape stored in advance when the temperature rises above the predetermined temperature;
A diaphragm pump comprising: heating means for heating the shape memory alloy spring to the predetermined temperature or higher.
前記加熱手段は、前記形状記憶合金バネに通電することによって、該形状記憶合金バネ
を前記所定温度以上まで加熱する手段であるダイアフラムポンプ。 The diaphragm pump according to claim 1,
The diaphragm pump is a diaphragm pump which is means for heating the shape memory alloy spring to the predetermined temperature or more by energizing the shape memory alloy spring.
前記形状記憶合金バネは、前記初期形状に戻ると、前記液体室の容積が増加する方向に
前記ダイアフラムを変形させるバネであるダイアフラムポンプ。 The diaphragm pump according to claim 1 or 2, wherein
The shape memory alloy spring is a diaphragm pump that is a spring that deforms the diaphragm in a direction in which the volume of the liquid chamber increases when the shape memory alloy spring returns to the initial shape.
前記形状記憶合金バネによって前記ダイアフラムとともに変形し、該変形したダイアフ
ラムを復元させる方向に反力を発生する復元バネを備えるダイアフラムポンプ。 The diaphragm pump according to any one of claims 1 to 3,
A diaphragm pump comprising a restoring spring that is deformed together with the diaphragm by the shape memory alloy spring and generates a reaction force in a direction to restore the deformed diaphragm.
前記容器内の液体を、請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載のダイアフラムポン
プを用いて前記噴射ノズルに供給する液体噴射装置。 A liquid ejecting apparatus that ejects liquid in a container from an ejection nozzle,
The liquid injection apparatus which supplies the liquid in the said container to the said injection nozzle using the diaphragm pump as described in any one of Claims 1 thru | or 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009288748A JP2011126221A (en) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Diaphragm pump, and liquid jetting apparatus |
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ID=44289337
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JP (1) | JP2011126221A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015112847A (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 株式会社リコー | Liquid supply device and image formation device including the same |
CN109944777A (en) * | 2019-03-27 | 2019-06-28 | 中国科学院工程热物理研究所 | Micro-miniature diaphragm pump driven by memory alloy spring and device and method using the same |
CN110828972A (en) * | 2019-11-15 | 2020-02-21 | 北京理工大学 | Deformable and reconfigurable ground antenna connecting part |
-
2009
- 2009-12-21 JP JP2009288748A patent/JP2011126221A/en not_active Withdrawn
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