JP2005319655A - インクジェット記録装置におけるインク供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドに対するインク供給の位置水頭を調整する機構を軽装備で低コストに製造できる。
【解決手段】インクジェット記録装置における記録ヘッド１とメインタンク４の間に、記録ヘッド２に接続すると共に、インクの消費量に応じてメインタンク４からインクを補給して一定の液面を保つようにした背圧タンク２を設け、この背圧タンク２を高さ方向に位置調節して、記録ヘッド１に対する背圧タンク２の液面の位置水頭を調節可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、長時間にわたって連続印字可能なインクジェット記録装置の記録ヘッドへインクを供給するインク供給装置に関するものである。

インクジェット記録装置の記録ヘッドへのインクの供給圧力は、記録ヘッドの稼動状態、例えばパージ時、初期充填時、印字時、記録ヘッド面のワイピング時、ワイピングブレードの洗浄時等のそれぞれにおいて最適にすることが望ましい。

このため、従来のこの種のインク供給装置にあっては、記録ヘッドへのインク供給元であるインクタンクを、印字時や記録ヘッドのワイピング時などの状況に応じて、物理的に上昇あるいは下降させて、インクタンクの位置水頭を変化させて記録ヘッドに作用するインク圧力を変えるようにしている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開平１１−２０１８０号公報 特開平７−１３７２８６号公報

上記した従来のインク供給装置は、いずれも記録ヘッドへインクを供給するために記録ヘッドの直前に設けられるメインタンクを昇降することにより、記録ヘッドに対するインクの液面の高さを調整するようになっている。

産業用のインクジェット記録装置においては、連続稼動が条件となるため、インクタンクが大容量となり、それだけインクタンクが大型となりその容量も大きくなる。そのため、上記した従来の技術のように、このメインタンクを昇降するための駆動源及び駆動構造が大掛かりなものとなり、設置スペースや製造コストなどの面で問題があった。

また、インクタンクの大型化により、このインクタンクの昇降による液面制御の反応が悪かった。更に、液面の位置水頭による測定圧からのソフト的な制御においては、制御装置が複雑になってコスト的に問題があった。

本発明に上記のような技術的課題を解決するためになされたもので、その構成は、インクジェット記録装置における記録ヘッドとメインタンクの間に、記録ヘッドに接続すると共に、インクの消費量に応じてメインタンクからインクを補給して一定の液面を保つようにした背圧タンクを設け、この背圧タンクを高さ方向に位置調節して、記録ヘッドに対する背圧タンクの液面の位置水頭を調節可能にした構成になっている。

そして上記構成のインクジェット記録装置におけるインク供給装置において、背圧タンクをタンク昇降装置にて昇降可能に支持し、タンク昇降装置にて、記録ヘッドに対する背圧タンク内の液面の位置水頭を、印字時には記録ヘッドの印字面より低くし、ワイピング時、パージ時、初期充填時のそれぞれでは順次記録ヘッドの印字面より高くした。そしてこの装置において、記録ヘッドの印字時の高さＨ_１を略−３０ｍｍ、ワイピング時の高さＨ_２を略２０ｍｍ、パージ時の高さＨ_３を７０±３０ｍｍ、初期充填時の高さＨ_４を略３００ｍｍとした。

本発明によれば、記録ヘッドに対するインク液面の位置水頭を調節するために昇降される背圧タンクが、メインタンクに比較して小型、軽量にすることができることにより、この背圧タンクを昇降して位置水頭を調節する位置水頭調整機構を軽装備で低コストに製造できる。

また、位置水頭を得るための背圧タンクは上記したように小型で、容量が小さいので、背圧タンクの昇降による液面制御の応答性がよくなると共に保守性がよくなり、また位置水頭による測定圧からのソフト的な制御における制御装置が簡易的なものでよく、この制御装置を低いコストで提供できる。

また、メインタンクを装置原動側などの空間に設置し、記録ヘッド近くにメインタンクより小型の背圧タンクを設けることになり、記録ヘッド側の構成をコンパクトにすることができる。そして、この背圧タンクにはインク消費量に応じてメインタンクからインクが補充されるので、長時間の連続稼動も可能である。

そして、さらに上記背圧タンクによる位置水頭が、任意に調整できることにより、記録ヘッドにおけるインク充填時、パージ時、印字時、ワイピング時等における供給インク圧を精度よく制御できる。

図１は本発明に係るインクジェット記録装置におけるインク供給装置のインク供給系の構成を模式的に示す説明図である。

図中１はインクジェット記録装置の記録ヘッド、２はこの記録ヘッド１にインク供給管３を介して接続した背圧タンク、４はこの背圧タンク２にインク供給管５を介して接続したメインタンクである。メインタンク４と背圧タンク２とを接続するインク供給管５には、背圧タンク２内のインク６の消費量に応じてメインタンク４からインクを補給するインク供給ポンプ７が介装してある。上記両インク供給管３，５は背圧タンク２の底部、少なくともインク液面より低い位置に接続されている。また、背圧タンク２はフィルタ８を介して大気圧に連通してある。

上記記録ヘッド１は、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いたものが用いられており、図示しない制御装置にてその作動が制御されるようになっている。

背圧タンク２内には、この中に収納されるインク６の液面に浮かぶ板状のフロート９が内装してある。またこの背圧タンク２にはタンク内のフロート９の位置を介してインク６の液面高さを検出する液面検出計１０が設けてある。そして上記したインク供給ポンプ７の作動が、この液面検出器１０の検出値により図示しない制御装置にて制御されるようになっている。

すなわち、背圧タンク２内のインク６がインク供給管３を介して記録ヘッド１へ供給されてこの液面が低下したときに、このときの液面低下を検出した液面検出器１０からの信号によりインク供給ポンプ７が作動してメインタンク４から背圧タンク２へインクが供給される。そしてこのインク供給量が所定量となり、上記背圧タンク２内のインク液面が所定の位置になったときに、これを検出する液面検出器１０からの信号によりインク供給ポンプ７が停止されるようになっていて、背圧タンク２内のインク６の液面は常時所定の高さに維持されるようになっている。

上記背圧タンク２はブラケット１１を介してタンク昇降装置１２にて支持されている。このタンク昇降装置１２は、上記ブラケット１１に上下方向に螺装されるねじ軸１３と、このねじ軸１３を正逆方向に回転するモータ１４とからなっていて、モータ１４を正転あるいは逆転することにより背圧タンク２が昇降するようになっていて、この背圧タンク２が昇降されることにより、記録ヘッド１の印字面に対する背圧タンク２の液面の位置水頭が変化されるようになっている。

背圧タンク２のインク６の液面より低い位置に、背圧タンク２内のインク６中の空気を抜くための脱気装置１５が接続してある。この脱気装置１５は循環型のものが用いられ、タンク内のインクを脱気装置１５を通すことにより脱気するようになっている。

上記構成において、記録ヘッド１を図示しない制御装置の制御にて作動することにより、これの下面に対して０．５〜１．５ｍｍ離隔した位置を走行する用紙（被記録材）に印字されていく。

このときにおいて、背圧タンク２内のインク量は液面検出器１０の検出値にて制御されるインク供給ポンプ７にて一定に保たれる。一方、記録ヘッド１の印字面に対する上記インクの液面高さ、すなわち位置水頭はタンク昇降装置１２にて背圧タンク２を昇降することにより変えられる。

そしてこのときの位置水頭は、印字時、ワイピング時、パージ時、初期充填時のそれぞれに適した位置水頭Ｈ_１，Ｈ_２，Ｈ_３，Ｈ_４に選択的に設定する。

すなわち、背圧タンク２から記録ヘッド１間のインク供給管３内の空気を吸引してインクで充填させる初期充填時の位置水頭Ｈ_４は最も高くなり、また、印字後の小休止期間を経て再印字を実施する際のインク供給管３中に混入したゴミや固形インク等、及び混入空気を排除して新しいインクに置換するためのパージ作業時の位置水頭Ｈ_３も初期充填時の位置水頭Ｈ_４に近い圧力が必要である。

また、印字作業中は記録ヘッド１に対するインク圧はマイナスが適当となり、このときの位置水頭Ｈ_１は記録ヘッド１の印字面より低くする。一方ワイピング作業中の位置水頭Ｈ_２はややプラス側にする。これらにおいて、上記各位置水頭の一例として印字時の高さＨ_１を略−３０ｍｍ、ワイピング時の高さＨ_２を略２０ｍｍ、パージ時の高さＨ_３を７０±３０ｍｍ、初期充填時の高さＨ_４を略３００ｍｍとした。

上記構成において、背圧タンク２の容量は、記録ヘッド１における印字速度に見合う容量でよく、従ってメインタンク４の容量に比較して少なく、従ってこの背圧タンク２はメインタンク４に対して小型、軽量になっている。

本発明に係る装置のインク供給系の一例を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１…記録ヘッド、２…背圧タンク、３，５…インク供給管、４…メインタンク、６…インク、７…インク供給ポンプ、８…フィルタ、９…フロート、１０…液面検出器、１１…ブラケット、１２…タンク昇降装置、１３…ねじ軸、１４…モータ、１５…脱気装置。

Claims (3)

1. インクジェット記録装置における記録ヘッドとメインタンクの間に、記録ヘッドに接続すると共に、インクの消費量に応じてメインタンクからインクを補給して一定の液面を保つようにした背圧タンクを設け、
   この背圧タンクを高さ方向に位置調節して、記録ヘッドに対する背圧タンクの液面の位置水頭を調節可能にしたことを特徴とするインクジェット記録装置におけるインク供給装置。
2. 背圧タンクをタンク昇降装置にて昇降可能に支持し、タンク昇降装置にて、記録ヘッドに対する背圧タンク内の液面の位置水頭を、印字時には記録ヘッドの印字面より低くし、ワイピング時、パージ時、初期充填時のそれぞれでは順次記録ヘッドの印字面より高くしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置におけるインク供給装置。
3. 請求項２記載のインクジェット記録装置におけるインク供給装置において、記録ヘッドの印字時の高さＨ_１を略−３０ｍｍ、ワイピング時の高さＨ_２を略２０ｍｍ、パージ時の高さＨ_３を７０±３０ｍｍ、初期充填時の高さＨ_４を略３００ｍｍとしたことを特徴とするインクジェット記録装置におけるインク供給装置。
   
   

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