JP6390730B2 - Liquid ejection device - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体へ液体を吐出して画像を形成する液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection apparatus that ejects liquid onto a recording medium to form an image.
従来より、インクを吐出する液体吐出ヘッドを有して、記録媒体に該液体吐出ヘッドからインクを吐出して印刷を行うインクジェット記録装置が知られている。特許文献1には、かかる液体吐出ヘッドの内部構造が記載されている。
これはインクが収容されるインク室を上下に重ねて設け、各インク室の上部には、インク内の気泡を排出するためのエア排出口が夫々設けられている。各エア排出口には、インクよりも比重の小さいフロート部材と該フロート部材よりも上部に位置するシール部材とが設けられ、各エア排出口は対応するインク室内を負圧にするポンプに接続される。シール部材は気体の排出を許し、液体の排出を防ぐ。
インク内の気泡を排出するときには、ポンプによってインク室の上方に溜まっている気泡を吸い出す。各インク室のインクの液面が上昇し、それに伴ってフロート部材が上昇し、シール部材に接する。インクの液面がエア排出口より高くなる前に、フロート部材がシール部材に接して、インクがそれ以上に高くなることを遮断するので、インクがエア排出口より排出されることを規制し、気泡だけを排出している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an ink jet recording apparatus that has a liquid discharge head that discharges ink and performs printing by discharging ink from the liquid discharge head onto a recording medium. Patent Document 1 describes the internal structure of such a liquid discharge head.
In this case, ink chambers in which ink is stored are provided one above the other, and air discharge ports for discharging bubbles in the ink are provided at the top of each ink chamber. Each air discharge port is provided with a float member having a specific gravity smaller than that of the ink and a seal member positioned above the float member, and each air discharge port is connected to a pump that applies a negative pressure to the corresponding ink chamber. The The seal member allows gas to be discharged and prevents liquid from being discharged.
When discharging air bubbles in the ink, the air bubbles accumulated above the ink chamber are sucked out by the pump. The liquid level of the ink in each ink chamber rises, and the float member rises accordingly, and comes into contact with the seal member. Before the liquid level of the ink becomes higher than the air discharge port, the float member comes into contact with the seal member to block the ink from becoming higher, so that the ink is discharged from the air discharge port, Only air bubbles are discharged.
一般に、液体吐出ヘッドは記録媒体との対向面に、インクを吐出する複数の吐出口が開設された吐出面を有している。かかる液体吐出ヘッドは、インク吐出特性の維持・回復動作であるパージ動作を行うのが一般的である。このパージ動作とは複数の吐出口からインクを排出させる動作であり、各インク室内のインクに対して加圧することで複数の吐出口からインクを排出させるか、又は、複数の吐出口内のインクに対して吸引圧を付与することで複数の吐出口からインクを排出させることが該当する。ところが、複数の吐出口内のインクに対して吸引圧を付与することで複数の吐出口からインクを排出させる場合に、エア排出口から空気が吸引される場合がある。
従来の構成では、インク内の気泡をエア排出口から排出するには有効であるが、パージ動作時には、複数の吐出口内のインクに対して吸引圧を付与することでインク室内が減圧され、シール部材を介してエア排出口から空気を吸引する場合があるから、その際にシール部材に許容圧力以上の負圧が加わる虞がある。この結果、シール部材が破損し、次に気泡を排出する際に気泡のみならず、インクがエア排出口から排出される虞が生じる。
本発明の目的は、パージ動作の際に、エア排出口に配置されたシール部材を破損させる虞を減じることができる液体吐出装置を提供することにある。
In general, a liquid discharge head has a discharge surface in which a plurality of discharge ports for discharging ink are formed on a surface facing a recording medium. In general, such a liquid discharge head performs a purge operation, which is an operation for maintaining and recovering ink discharge characteristics. This purge operation is an operation for discharging ink from a plurality of ejection openings, and pressurizing the ink in each ink chamber to eject ink from the plurality of ejection openings, or to the ink in the plurality of ejection openings. On the other hand, it is applicable to discharge ink from a plurality of ejection openings by applying a suction pressure. However, when ink is discharged from a plurality of discharge ports by applying suction pressure to the ink in the plurality of discharge ports, air may be sucked from the air discharge port.
The conventional configuration is effective for discharging air bubbles in the ink from the air discharge port. However, during the purge operation, the ink chamber is depressurized by applying suction pressure to the ink in the plurality of discharge ports, and the seal is Since air may be sucked from the air discharge port through the member, there is a possibility that a negative pressure higher than the allowable pressure may be applied to the seal member at that time. As a result, the seal member is damaged, and when the bubbles are discharged next, not only the bubbles but also the ink may be discharged from the air discharge port.
An object of the present invention is to provide a liquid ejection device capable of reducing the possibility of damaging a seal member disposed at an air discharge port during a purge operation.
液体吐出装置は、液体を収容するためのリザーバタンクと、液体を前記リザーバタンク内に流入させるための流入口と、前記リザーバタンクに収容された液体を吐出するための複数の吐出口と、を有する液体吐出ヘッドと、 前記リザーバタンクに接続され、前記リザ
ーバタンク内に溜まった空気を排出するための排気流路と、前記排気流路に接続されて、前記排気流路内の気体を吸引するための第1吸引装置と、 前記複数の吐出口から前記リ
ザーバタンク内の液体を吸引するための第2吸引装置と、を備えた液体吐出装置であって、
前記排気流路中に、気体の通過を許容するとともに液体を遮断する半透膜が設けられ、
前記排気流路のうちの前記半透膜よりも前記リザーバタンク側の空間と前記リザーバタ
ンクの内部空間とで構成される空間を、前記半透膜側の第1空間と、前記流入口および吐出口側の第2空間とに区切る箇所に、逆止弁が設けられ、 前記逆止弁は、前記第1空間
から前記第2空間への流体の通過を許容せず、前記第2空間から前記第1空間への流体の通過を許容するものであり、 前記第1空間は、前記吐出口よりも上方に位置する。
The liquid discharge apparatus includes a reservoir tank for storing liquid, an inflow port for allowing the liquid to flow into the reservoir tank, and a plurality of discharge ports for discharging the liquid stored in the reservoir tank. A liquid discharge head having an exhaust passage connected to the reservoir tank for discharging air accumulated in the reservoir tank, and connected to the exhaust passage to suck the gas in the exhaust passage. A liquid suction device comprising: a first suction device for suction; and a second suction device for sucking the liquid in the reservoir tank from the plurality of discharge ports,
In the exhaust flow path, a semipermeable membrane that allows passage of gas and blocks liquid is provided,
Of the exhaust flow path, a space constituted by a space closer to the reservoir tank than the semipermeable membrane and an internal space of the reservoir tank is defined as a first space on the semipermeable membrane side, the inlet, and the outlet. A check valve is provided at a location partitioned into the second space on the outlet side, and the check valve does not allow fluid to pass from the first space to the second space, and from the second space to the second space. The passage of fluid to the first space is allowed, and the first space is located above the discharge port.
第2吸引装置がリザーバタンク内の液体を吸引する時は、逆止弁は流路を閉じるので、排気流路内の空気を吸引する際の圧力は逆止弁よりも液体吸引方向上流側に位置する半透膜には加わらない。これにより半透膜の損傷を防ぐことが出来る。 When the second suction device sucks the liquid in the reservoir tank, the check valve closes the flow path, so the pressure when sucking air in the exhaust flow path is upstream of the check valve in the liquid suction direction. It does not join the semipermeable membrane that is located. Thereby, damage to the semipermeable membrane can be prevented.
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。以下の記載では、上方及び下方は鉛直方向に沿う向きを指す。また、本発明に係る「液体吐出装置」としてインクジェット記録装置を例示し、該インクジェット記録装置は液体であるインクを、記録媒体である用紙に吐出して画像を記録するものとする。また、本発明における「気体」として、以下の実施形態では空気を例示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, upper and lower indicate directions along the vertical direction. Further, an ink jet recording apparatus is exemplified as the “liquid ejecting apparatus” according to the present invention, and the ink jet recording apparatus records an image by ejecting ink that is liquid onto a sheet that is a recording medium. Moreover, air is illustrated in the following embodiment as "gas" in this invention.
図1は、インクジェット記録装置1の全体構成を示す図である。インクジェット記録装置1は直方体状の筐体10を有し、該筐体10の天板上部には、用紙Pを排出するトレイ11が設けられている。筐体10内には、上方から下方に向かって、インクを用紙Pに吐出する液体吐出ヘッド4、用紙Pを図1における水平方向に搬送した後にトレイ11に送る搬送ユニット5、用紙Pを搬送ユニット5に供給する給紙ユニット6が配置されている。液体吐出ヘッド4の下側には、液体吐出ヘッド4に対向して、搬送される用紙Pを図1における水平面内にて支持するプラテン3が設けられている。
筐体10の内側上部にて、液体吐出ヘッド4に干渉しない位置には、筐体10内の各機構及び電気回路の動作を司る制御部8が配置されている。筐体10の内部下側には、液体吐出ヘッド4に供給するインクが収納されたタンク14が配置されている。該タンク14と液体吐出ヘッド4とはチューブ(図示せず)によって接続されており、タンク14内のインクが液体吐出ヘッド4に供給される。液体吐出ヘッド4はタンク14よりも上方に配備されて、液体吐出ヘッド4内のインクには水頭圧に相当する負圧が作用した状態となっている。
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the inkjet recording apparatus 1. The inkjet recording apparatus 1 has a rectangular
A control unit 8 that controls the operation of each mechanism and electric circuit in the
筐体10の側面には、外部のパーソナルコンピュータから送信される画像記録ジョブを含む信号が入力される端子13が設けられている。端子13から入力された信号は制御部8に入力される。筐体10の上面には、使用者が情報を入力する操作パネル12が設けられている。
搬送ユニット5は、図1中の用紙Pを左から右、及びトレイ11に向かう上方に搬送する機構である。以下の記載では、液体吐出ヘッド4の直下の領域において用紙Pを搬送する方向を副走査方向又は第1方向(搬送方向)と呼ぶ。用紙Pを搬送する方向と直交する方向で用紙Pが第1方向に搬送される面内の方向を主走査方向又は第2方向とする。図1において、第1方向は左から右に向かう水平方向、第2方向は用紙Pの紙面に直交する方向となる。
A
The
前記搬送ユニット5は、液体吐出ヘッド4の両側に配備された第1及び第2搬送ローラ対51、52と、該搬送ローラ対52よりも用紙Pの搬送下流側に配置された第3乃至第5搬送ローラ対53、54、55、内部を用紙Pが通過する3つのガイド56、57、58を有して構成される。第1搬送ローラ対51と液体吐出ヘッド4との間には、搬送される用紙Pの端部を検出する端部検出センサSE1が設けられている。この端部検出センサSE1により発せられた検出信号は制御部8に伝送される。搬送される用紙Pの先端部が端部検出センサSE1によって検出されると、所定時間経過後に液体吐出ヘッド4から用紙Pへのインクの吐出が開始される。
第1搬送ローラ対51によって搬送力を付与された用紙Pは、液体吐出ヘッド4からインクを吐出されながら水平面内を搬送される。
The
The sheet P to which the conveying force is applied by the first conveying
液体吐出ヘッド4の下側を通過した用紙Pは、搬送方向下流側の第2搬送ローラ対52によって搬送力を付与されて、該第2搬送ローラ対52とトレイ11との間に位置する第3乃至第5搬送ローラ対53、54、55、及びガイド56、57、58によってトレイ11に送られる。
前記給紙ユニット6は、用紙Pが収納される給紙トレイ60と、給紙ローラ61と、該給紙ローラ61と搬送ユニット5との間に配備された第6及び第7搬送ローラ対62、63と、内部を用紙Pが通過する2つのガイド64、65を有して構成される。給紙ローラ61は給紙トレイ60内から1枚の用紙Pを送り出した後に、次の用紙Pを所定の時間間隔を空けて取り出し、該ガイド64、65及び第6及び第7搬送ローラ対62、63によって該用紙Pを搬送ユニット5の搬送方向上流側に搬送する。
The sheet P that has passed through the lower side of the
The
液体吐出ヘッド4は、主走査方向(第2方向)に延びた直方体状のラインヘッドであって、その下面にはインクを吐出する複数の吐出口が形成された吐出面40が複数形成されている。
液体吐出ヘッド4により画像が記録された用紙Pは第2乃至第5搬送ローラ対52、53、54、55及びガイド56、57、58によりトレイ11に排出される。
プラテン3の下方には、水平に配列された複数の液体受け部材70がプラテン3に対して昇降自在に設けられている。該液体受け部材70はキャップ状に形成されて、用紙Pにインクを吐出して印字する際には液体受け部材70は該印字を妨げないように、用紙Pの搬送路から下方に位置している。液体受け部材70は用紙Pがプラテン3に搬送されていない状態で、液体吐出ヘッド4から吐出又は排出されるインクを受けるものである。尚、液体受け部材70の底面には、廃液チューブ71が接続され、該廃液チューブ71は液体吸引ポンプP2に接続される。該液体吸引ポンプP2によって液体受け部材70に吐出されたインクを吸引する。
プラテン3上に用紙Pが搬送されないときは、液体吐出ヘッド4が下降して、プラテン3に開設された透孔(図示せず)を通過したヘッド要素41が液体受け部材70に合わさって、液体吐出ヘッド4のインク吐出特性の維持・回復動作であるパージ動作を行う。パージ動作とは複数の吐出口からインクを排出させる動作であり、減圧や加圧によりインク排出や、吐出動作による液体吐出による排出などが該当する。以下の記載では、パージ動作として液体受け部材70が吐出面40に被さった状態で、ポンプによって吐出面40から強制的にインクを吸引する吸引パージ動作を例示する。
The
The sheet P on which an image is recorded by the
Below the
When the paper P is not transported onto the
図2は、液体吐出ヘッド4を下方から見た斜視図である。液体吐出ヘッド4の下面からは、複数のヘッド要素41が突出して設けられており、該ヘッド要素41は第2方向に沿って千鳥状に配列されている。前記吐出面40はヘッド要素41の下面であり、前記の如く、該吐出面40にインクを吐出するノズルである複数の吐出口42が開設されている。各ヘッド要素41は、インク吐出特性の均一化や製造コストの低減等のために、同一構造に形成されている。尚、液体吐出ヘッド4は、6つのヘッド要素41を第2方向に沿って千鳥状に配置して形成されているが、ヘッド要素41の数は6つに限定されない。
ヘッド要素41は、複数枚の金属板を積層して形成された流路ユニットと、その上面に接合されたアクチュエータユニットとから構成され、該アクチュエータユニットに通電されることにより、流路ユニット内のインクが吐出される。流路ユニットの最下位に位置する金属板の下面が前記の吐出面40を構成し、アクチュエータユニットが制御部8に接続されている。かかる構成は公知であり、詳細な記載を省く。
FIG. 2 is a perspective view of the
The
図3は、制御部8の周辺構成を示すブロック図である。制御部8は、1つ又は複数のCPUを有している。尚、制御部8は1つ又は複数のCPUと1つ又は複数のASIC(Application Specific Integrated Circuit)とを組み合わせて構成してもよい。
制御部8には、前記の操作パネル12、端子13、第1搬送ローラ対51乃至第7搬送ローラ対63を回転させるモータ群Mの他に、動作プログラムが格納されたROM83、一時的に情報を記録するワークメモリとして働くRAM84、前記の液体吐出ヘッド4、端部検出センサSE1とが接続されている。制御部8には、また液体受け部材70に接続された液体吸引ポンプP2、及び後記する液体吐出ヘッド4から空気を吸引する空気吸引ポンプP1が接続され、制御部8はそれらのポンプP1、P2も駆動する。
FIG. 3 is a block diagram showing a peripheral configuration of the control unit 8. The control unit 8 has one or a plurality of CPUs. The control unit 8 may be configured by combining one or more CPUs and one or more ASICs (Application Specific Integrated Circuits).
In addition to the motor group M that rotates the
(第1実施形態)
図4(a)、(b)は、液体吐出ヘッド4の構成を示す図であり、図4(a)は初期状態を、図
4(b)は吸引パージ動作時の状態を夫々示す。図示の便宜上、プラテン3を図示しない。
液体吐出ヘッド4は、前記ヘッド要素41と、該ヘッド要素41の上側に設けられ、前記タンク14から供給されるインクを収容するためのリザーバタンク9と、タンク14から供給されるインクを該リザーバタンク9内に導く流入口90とを有している。該リザーバタンク9内に溜まった空気は、排気流路43を介して排出される。該排気流路43中には、空気の通過を許容するとともに、インクの通過を遮断する半透膜44が設けられている。該半透膜44よりもリザーバタンク9側の空間とリザーバタンク9の内部空間とで構成される空間は、逆止弁2によって、半透膜44側の第1空間と、流入口90及びヘッド要素41側の第2空間とに区切られている。
空気吸引ポンプP1及び排気流路43は、本発明の「第1吸引装置」を構成し、液体吸引ポンプP2及び液体受け部材70は、本発明の「第2吸引装置」を構成する。
(First embodiment)
4A and 4B are diagrams showing the configuration of the
The
The air suction pump P1 and the
ヘッド要素41は、図2に示したように、液体吐出ヘッド4の下側に第2方向に沿って6つ配置されるが、図4(a)、(b)では、図示の便宜上、1つのヘッド要素41を示す。また、本実施形態にあっては、第1空間はエア溜り室45として機能し、第2空間は該半透膜44よりもリザーバタンク9側の空間とリザーバタンク9の内部空間とで構成される空間のうち、エア溜り室45を除いた空間95で示される。逆止弁2は、第1空間から第2空間への空気の通過を許容せず、第2空間から第1空間へのインクの通過を許容する。換言すれば、逆止弁2はエア溜り室45からリザーバタンク9への空気の流れを許容せず、リザーバタンク9からエア溜り室45へのインクの流れを許容する。エア溜り室45はリザーバタンク9内のインクの液面及びヘッド要素41よりも上方に位置しており、インク内に発生した気泡は上昇してエア溜り室45内に入る。
排気流路43は空気吸引ポンプP1に接続されて、エア溜り室45内の空気を吸引する。
As shown in FIG. 2, six
The
(排気パージ動作)
吸引パージ動作時には、制御部8は、図6のフローチャートに示す動作を行う。
吸引パージ動作前、即ち排気流路43とエア溜り室45内の気圧差がゼロ又はゼロに近い初期状態では、逆止弁2は開いている。先ず、液体吐出ヘッド4を下降させて、液体受け部材70に被せる(ステップS1)。次に、図5に示すように、空気吸引ポンプP1を作動させて、エア溜り室45内の空気を吸引する。この動作を排気パージ動作と呼ぶ(ステ
ップS2)。逆止弁2が開いており、エア溜り室45内の空気が吸引されるから、リザー
バタンク9内のインクがエア溜り室45内に吸引される。液体受け部材70が吐出面40に被さっているから、吐出口42から空気がリザーバタンク9内に入り込みにくくなっている。また、インクは半透膜44により、該半透膜44から空気吸引ポンプP1側の排気流路43に流れることを防止される。
排気流路43内の圧力(気圧)は、排気パージ動作開始前は、-3kPa(キロパスカル)程度であり、排気パージ動作中は-10kPa程度である。また、エア溜り室45の圧力は、排気パージ動作開始前は、-3kPa程度であるが、排気パージ動作中は-5kPa程度と想定される。排気パージ動作中は排気流路43の圧力は前記の如く、-10kPa程度であるが、半透膜44の抵抗による圧力損失が生じるため、該圧力損失を5kPa程度と想定し、-10kPa+
5kPa=-5kPaとして、エア溜り室45の圧力は排気パージ動作中においては-5kPa程度
と想定される。
排気パージ動作開始から所定時間経過後に(ステップS3)、制御部8は空気吸引ポンプP1の動作を停止させる(ステップS4)。空気吸引ポンプP1停止後の、排気流路43の圧力及びエア溜り室45の圧力は、ともに-3kPa程度である。
(Exhaust purge operation)
During the suction purge operation, the control unit 8 performs the operation shown in the flowchart of FIG.
The
The pressure (atmospheric pressure) in the
Assuming that 5 kPa = -5 kPa, the pressure in the
After a predetermined time has elapsed from the start of the exhaust purge operation (step S3), the control unit 8 stops the operation of the air suction pump P1 (step S4). After the air suction pump P1 is stopped, the pressure in the
(吸引パージ動作)
排気パージ動作停止後に、制御部8は液体吸引ポンプP2を作動させて、リザーバタンク9内の液体を液体受け部材70に向けて吸引する吸引パージ動作を行う(ステップS5)。このように、吸引パージ動作の前に排気パージ動作を行うのは、該吸引パージ動作時に、エア溜り室45内に空気が残っていると、液体吸引ポンプP2がリザーバタンク9内のインクを吸引する際に、該エア溜り室45内の空気を吐出口42に取り込む虞がある。これでは、吸引パージ動作後に、吐出口42からインクを吐出して用紙Pに画像を印刷する際に、インクの吐出不良を招来する虞がある。従って、吸引パージ動作の際には予め排気パージ動作を行ってエア溜り室45に残存した空気を除去している。
(Suction purge operation)
After the exhaust purge operation is stopped, the control unit 8 operates the liquid suction pump P2 to perform a suction purge operation for sucking the liquid in the
吸引パージ動作開始前には、前記の如く、排気流路43の圧力及びエア溜り室45の圧力は、ともに-3kPa程度である。また、リザーバタンク9内の圧力も-3kPa程度である。このリザーバタンク9内の圧力は、タンク14の水頭圧に対応している。
吸引パージ動作時には、液体吸引ポンプP2によるインクの吸引に伴い、エア溜り室45内のインクが吸引される。かかる吸引動作に伴い、排気流路43内の空気が吸引されようとすると、図4(b)に示すように、逆止弁2が閉じる(ステップS6)。逆止弁2の作動
圧は、2kPa程度と想定されており、排気流路43内の圧力及びエア溜り室45の圧力は
、ともに吸引パージ動作開始前から2kPa程度減圧された-5kPa程度である。また、液体
吸引ポンプP2によって十分にインクを吐出させるべく、液体吸引ポンプP2による吸引圧は-50kPa程度を想定している。従って、リザーバタンク9内の圧力は、-50kPa程度に減圧される。吸引パージ動作時には、逆止弁2が閉じることにより、排気流路43内の空気は吸引されない。従って、吸引パージ動作時には、排気流路43内の空気が吸引される圧力は、半透膜44には加わらない。これにより、半透膜44の損傷を防いでいる。
吸引パージ動作開始から所定時間が経過すると(ステップS7)、吸引パージ動作が終了する(ステップS8)。逆止弁2は、図4(a)に示すように、開いた状態に戻る。即ち、排
気流路43とエア溜り室45内の圧力差がゼロ又はゼロに近い状態に戻る。尚、上記の排気流路43、エア溜り室45、リザーバタンク9の内部圧力値は例示であって、これらの値に限定されない。
Before the suction purge operation is started, as described above, the pressure in the
During the suction purge operation, the ink in the
When a predetermined time has elapsed from the start of the suction purge operation (step S7), the suction purge operation ends (step S8). As shown in FIG. 4A, the
(第2実施形態)
図7(a)、(b)は、第2実施形態に係る液体吐出ヘッド4の構成を示す図であり、図7(a)は排気パージ動作開始前、即ち初期状態を、図7(b)は排気パージ状態を夫々示す。また、図8(a)は、排気パージ終了後の状態を示す図である。本実施形態に係る液体吐出ヘッ
ド4にあっては、排気流路43内にて半透膜44よりも空気吸引ポンプP1側に、補助逆止弁20が設けられている。該補助逆止弁20は空気吸引ポンプP1による吸引方向の空気流れを許容し、その逆方向の空気流れを遮断する。排気流路43内にて、補助逆止弁20と逆止弁2の間は、下流室46を形成する。
図7(a)に示す初期状態にあっては、補助逆止弁20は閉じており、逆止弁2と同程度
の力、例えば2kPa程度の力で作動する。尚、逆止弁2は前記の如く、初期状態にて開い
ている。初期状態にあっては、リザーバタンク9、エア溜り室45、下流室46、排気流路43内の圧力は、何れも-3kPa程度である。
排気流路43が長い場合は、該排気流路43の周囲の温度変化等によって、排気流路43内の気圧が変化し、逆止弁2が不用意に閉じる虞がある。または、半透膜44に排気流路43内の気圧の変化による負荷が加わる虞もある。本実施形態では、半透膜44よりも空気吸引方向下流側に、補助逆止弁20を設けることにより、この虞を防いでいる。
(Second embodiment)
FIGS. 7A and 7B are views showing the configuration of the
In the initial state shown in FIG. 7 (a), the
When the
(排気パージ動作)
前記の如く、吸引パージ動作に先立ち、図7(b)に示すように、空気吸引ポンプP1に
て排気パージ動作を行う。排気圧が補助逆止弁20の作動力を超えると、補助逆止弁20が開き、インクがエア溜り室45に流入する。インクは半透膜44により、該半透膜44から空気吸引ポンプP1側に流れることを防止される。
補助逆止弁20の作動圧は、2kPa程度であるから、エア溜り室45内の圧力及びリザ
ーバタンク9内の圧力は、ともに初期状態から2kPa程度減圧された-5kPa程度である。
また、排気流路43の圧力は前記の如く、排気パージ動作中は-10kPa程度であるから、下流室46内の圧力も-10kPa程度である。エア溜り室45内の圧力と下流室46内の圧力に5kPa程度の差があるが、半透膜44による圧力損失が、-5kPa程度であるから、半
透膜44を挟んだ空気吸引ポンプP1による空気吸引方向の上流側と下流側とで圧力は均衡している。
(Exhaust purge operation)
As described above, prior to the suction purge operation, as shown in FIG. 7B, the exhaust purge operation is performed by the air suction pump P1. When the exhaust pressure exceeds the operating force of the
Since the operating pressure of the
Further, as described above, since the pressure in the
排気パージ動作開始から所定時間経過後に、制御部8は空気吸引ポンプP1の動作を停止させる。図8(a)に示すように、補助逆止弁20が閉じる。排気パージ動作が終了した
状態では、排気流路43内の圧力は-10kPaから-3kPa程度に戻る。該補助逆止弁20が閉じた直後では、エア溜り室45内の圧力は、排気流路43内の圧力から補助逆止弁20の作動圧を減じた-5kPa程度で、下流室46内の圧力は半透膜44による圧力損失を減じた-10kPa程度となる。逆止弁2が開いているから、エア溜り室45内の圧力が負圧となることにより、エア溜り室45内はインクで満たされる。その後、下流室46内の圧力は-3kPa程度に戻り、エア溜り室45、リザーバタンク9及び排気流路43内の圧力も-3kPa程度となる。
After a predetermined time has elapsed from the start of the exhaust purge operation, the control unit 8 stops the operation of the air suction pump P1. As shown in FIG. 8 (a), the
(吸引パージ動作)
排気パージ動作終了後に、吸引パージ動作を行う。図8(b)は、吸引パージ動作中の状
態を示す図である。液体吸引ポンプP2によってリザーバタンク9内のインクが吸引されて、エア溜り室45内のインクが吸引される。吸引圧が逆止弁2の作動力を超えると、逆止弁2が閉じる。これにより、逆止弁2からインク吸引下流側のリザーバタンク9内の空間は密閉される。リザーバタンク9内の圧力は-50kPa程度となり、エア溜り室45及び下流室46は、吸引パージ動作開始時から逆止弁2の作動圧を減じた状態で逆止弁2が閉じるから、内部圧力はともに-5kPa程度となる。逆止弁2が閉じるから、排気流路43内の圧力は-3kPa程度を保つ。
(Suction purge operation)
After the exhaust purge operation is completed, the suction purge operation is performed. FIG. 8B is a diagram showing a state during the suction purge operation. The ink in the
吸引パージ動作開始から所定時間経過後に、吸引パージ動作を停止する。リザーバタンク9内の圧力は-50kPa程度から水頭圧である-3kPa程度に徐々に戻る。エア溜り室45内の圧力は、-5kPa程度であるから、図9に示すように、逆止弁2が開き、エア溜り室45にインクが流入する。これにより、エア溜り室45内の圧力は、水頭圧である-3kPa程度に近づく。下流室46及び排気流路43内の圧力も-3kPa程度となる。これにより、図7(a)に示すように、逆止弁2が開き、補助逆止弁20が閉じた初期状態に戻る。
即ち、補助逆止弁20を設けた液体吐出ヘッド4にあっては、排気流路43の周囲の温度或いは気圧の変化等による、逆止弁2の不用意な閉じ動作又は半透膜44への負荷を防止しつつ、排気パージ動作と吸引パージ動作に応じて、逆止弁2を適切に開閉することができる。
After a predetermined time has elapsed from the start of the suction purge operation, the suction purge operation is stopped. The pressure in the
In other words, in the
上記の如く、逆止弁2は初期状態で開き、吸引パージ動作にて閉じる。このタイプの逆止弁2には種々のものが考えられるが、その一例として図10に示すダックビル状の逆止弁2が挙げられる。これは、上下に延びて、上端部から下端部に向かって徐々に広がる外形を有する弁本体21を備え、中央部に上下に貫通した開口22が形成されている。弁本体21は合成樹脂等の弾性材料、特にインクに対して非腐食性の材料から形成され、上端部が半透膜44を、下端部がヘッド要素41を向くように設置される。吸引パージ動作時には、弁本体21が弾性変形して開口22を閉じる。
かかるダックビル状の弁本体21は公知の構成で汎用品であるから、コスト低減に役立つ。また、弁本体21を金属で形成すると、逆止弁2は排気パージ動作時にインクに浸されるから、インクに悪影響を及ぼす虞がある。従って、逆止弁2をインクに対して非腐食性の材料から形成している。
As described above, the
Since the duckbill-shaped
上記の実施形態では、逆止弁2はリザーバタンク9内のインクの水平液面近傍に設けられている。しかし、これに代えて、図11に示すように、リザーバタンク9内にて、インクの水平液面から斜め下側に、逆止弁2を設けてもよい。即ち、逆止弁2は、半透膜44よりもリザーバタンク9側の空間とリザーバタンク9の内部空間とで構成される空間を、半透膜44側の第1空間と、流入口90及びヘッド要素41側の第2空間とに区切る位置に設けられていればよい。
In the above embodiment, the
本発明は、用紙のような記録媒体へインク等の液体を吐出して画像を形成するインクジェット記録装置の如き液体吐出装置に用いると有用である。 The present invention is useful when used in a liquid ejection apparatus such as an ink jet recording apparatus that forms an image by ejecting a liquid such as ink onto a recording medium such as paper.
1 インクジェット記録装置
2 逆止弁
4 液体吐出ヘッド
5 搬送ユニット
8 制御部
9 リザーバタンク
20 補助逆止弁
41 ヘッド要素
43 排気流路
44 半透膜
45 エア溜り室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記タンクから供給される液体を前記リザーバタンク内に流入させるための流入口と、
前記リザーバタンクに収容された液体を吐出するための複数の吐出口を有するヘッド要素と、
前記リザーバタンクに接続され、前記リザーバタンク内に溜まった空気を排出するための排気流路と、
前記排気流路に接続されて、前記排気流路内の気体を吸引するための気体吸引装置と、
前記複数の吐出口から前記リザーバタンク内の液体を吸引するための液体吸引装置と、
前記気体吸引装置及び前記液体吸引装置の動作を制御する制御部と、を備えた液体吐出装置であって、
前記排気流路中に、気体の通過を許容するとともに液体を遮断する半透膜が設けられ、
前記排気流路のうちの前記半透膜よりも前記リザーバタンク側の空間と前記リザーバタンクの内部空間とで構成される空間を、前記半透膜側の第1空間と、前記流入口および吐出口側の第2空間とに区切る箇所に、逆止弁が設けられ、
前記逆止弁は、前記第1空間から前記第2空間への流体の通過を許容せず、前記第2空間から前記第1空間への流体の通過を許容するものであり、
前記制御部は、前記液体吸引装置を作動させる際には、その前に前記気体吸引装置を動作させるように制御する、液体吐出装置。 A tank for storing liquid, and a reservoir tank for storing liquid supplied from the tank;
An inlet for allowing the liquid supplied from the tank to flow into the reservoir tank;
A head element having a plurality of discharge ports for discharging the liquid stored in the reservoir tank;
An exhaust passage connected to the reservoir tank for exhausting air accumulated in the reservoir tank;
A gas suction device connected to the exhaust flow path for sucking the gas in the exhaust flow path;
A liquid suction device for sucking the liquid in the reservoir tank from the plurality of discharge ports;
A controller for controlling the operation of the gas suction device and the liquid suction device, and a liquid ejection device comprising:
In the exhaust flow path, a semipermeable membrane that allows passage of gas and blocks liquid is provided,
Of the exhaust flow path, a space constituted by a space closer to the reservoir tank than the semipermeable membrane and an internal space of the reservoir tank is defined as a first space on the semipermeable membrane side, the inlet, and the outlet. A check valve is provided at a location separated from the second space on the outlet side,
The check valve does not permit passage of fluid into the second space from the first space state, and are not to permit passage of fluid from said second space to said first space,
Wherein, when operating the liquid suction device, that controls so as to operate the gas suction device in front, a liquid ejecting apparatus.
前記タンクから供給される液体を前記リザーバタンク内に流入させるための流入口と、An inlet for allowing the liquid supplied from the tank to flow into the reservoir tank;
前記リザーバタンクに収容された液体を吐出するための複数の吐出口を有するヘッド要素と、A head element having a plurality of discharge ports for discharging the liquid stored in the reservoir tank;
前記リザーバタンクに接続され、前記リザーバタンク内に溜まった空気を排出するための排気流路と、An exhaust passage connected to the reservoir tank for exhausting air accumulated in the reservoir tank;
前記複数の吐出口から前記リザーバタンク内の液体を吸引するための液体吸引装置と、を備えた液体吐出装置であって、A liquid suction device for sucking the liquid in the reservoir tank from the plurality of discharge ports,
前記排気流路中に、気体の通過を許容するとともに液体を遮断する半透膜が設けられ、In the exhaust flow path, a semipermeable membrane that allows passage of gas and blocks liquid is provided,
前記排気流路のうちの前記半透膜よりも前記リザーバタンク側の空間と前記リザーバタンクの内部空間とで構成される空間を、前記半透膜側の第1空間と、前記流入口および吐出口側の第2空間とに区切る箇所に、逆止弁が設けられ、Of the exhaust flow path, a space constituted by a space closer to the reservoir tank than the semipermeable membrane and an internal space of the reservoir tank is defined as a first space on the semipermeable membrane side, the inlet, and the outlet. A check valve is provided at a location separated from the second space on the outlet side,
前記排気流路内で、且つ、前記リザーバタンク内に溜まった空気が排出される際に空気が前記排気流路内を流れる排気方向において前記半透膜よりも下流側の箇所に、前記排気方向に向かう気体の流れを許容し、前記排気方向と逆向きに向かう気体の流れを許容しない補助逆止弁が設けられ、The exhaust direction in the exhaust flow path and at a location downstream of the semipermeable membrane in the exhaust direction in which air flows in the exhaust flow path when the air accumulated in the reservoir tank is discharged. An auxiliary check valve is provided that allows a gas flow toward, and does not allow a gas flow toward the opposite direction to the exhaust direction;
前記逆止弁は、前記第1空間から前記第2空間への流体の通過を許容せず、前記第2空間から前記第1空間への流体の通過を許容するものである、液体吐出装置。The liquid ejection device, wherein the check valve does not allow fluid to pass from the first space to the second space but allows fluid to pass from the second space to the first space.
前記タンクから供給される液体を前記リザーバタンク内に流入させるための流入口と、An inlet for allowing the liquid supplied from the tank to flow into the reservoir tank;
前記リザーバタンクに収容された液体を吐出するための複数の吐出口を有するヘッド要素と、A head element having a plurality of discharge ports for discharging the liquid stored in the reservoir tank;
前記リザーバタンクに接続され、前記リザーバタンク内に溜まった空気を排出するための排気流路と、An exhaust passage connected to the reservoir tank for exhausting air accumulated in the reservoir tank;
前記複数の吐出口から前記リザーバタンク内の液体を吸引するための液体吸引装置と、を備えた液体吐出装置であって、A liquid suction device for sucking the liquid in the reservoir tank from the plurality of discharge ports,
前記排気流路中に、気体の通過を許容するとともに液体を遮断する半透膜が設けられ、In the exhaust flow path, a semipermeable membrane that allows passage of gas and blocks liquid is provided,
前記排気流路のうちの前記半透膜よりも前記リザーバタンク側の空間と前記リザーバタンクの内部空間とで構成される空間を、前記半透膜側の第1空間と、前記流入口および吐出口側の第2空間とに区切る箇所に、逆止弁が設けられ、Of the exhaust flow path, a space constituted by a space closer to the reservoir tank than the semipermeable membrane and an internal space of the reservoir tank is defined as a first space on the semipermeable membrane side, the inlet, and the outlet. A check valve is provided at a location separated from the second space on the outlet side,
前記第1空間は、前記リザーバタンク内のインクの液面よりも上方であり、且つ、前記半透膜よりも下方に位置しており、The first space is located above the ink level in the reservoir tank and below the semipermeable membrane,
前記逆止弁は、前記第1空間から前記第2空間への流体の通過を許容せず、前記第2空間から前記第1空間への流体の通過を許容するものである、液体吐出装置。The liquid ejection device, wherein the check valve does not allow fluid to pass from the first space to the second space but allows fluid to pass from the second space to the first space.
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