(57)【要約】      （修正有）【課題】印字ヘッドケーブルの長さを自由に設定可能で、且つ印字ヘッドの大型化を抑えたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】ノズル７００から噴出したインク粒子を帯電して偏向させたインク粒子で印字を行うインクジェット記録装置において、ノズルと印字に使用されないインク粒子を捕集するガター７０４とを有する印字ヘッド９１０と、この印字ヘッドにインクを供給する流路とガターから回収したインクが流れる流路とに接続して、ガターより回収したインクを貯留するインク容器８５２とインク容器からインクを送出する供給ポンプ６０２とを有する本体と、を有し、印字ヘッド内部にガターとインク容器とに接続するエジェクタ５００を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから噴出したインク粒子を帯電して偏向させたインク粒子で印字を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルと印字に使用されないインク粒子を捕集するガターとを有する印字ヘッドと、この印字ヘッドにインクを供給する流路と前記ガターから回収したインクが流れる流路とに接続して、前記ガターより回収したインクを貯留するインク容器とこのインク容器からインクを送出する供給ポンプとを有する本体と、を有し、前記印字ヘッド内部に前記ガターと前記インク容器とに接続するエジェクタを設けたインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記エジェクタにインクを供給するエジェクタ供給ポンプを有し、前記エジェクタの負圧の発生する吸引口が前記ガターに、流体が排出される排出口が前記インク容器に連通しているインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項２記載のインクジェット記録装置において、前記エジェクタ供給ポンプの上流経路に分岐が設けられ、一方の経路は前記インク容器に、他方は大気に通じるインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項２記載のインクジェット記録装置において、前記エジェクタの吸引口と前記ガターとをつなぐ経路中に前記経路を遮断する機構を設けたインクジェット記録装置。
【請求項５】
ノズルから噴出したインク粒子を帯電して偏向させたインク粒子で印字を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルと、印字に使用されないインク粒子を捕集するガターと、このガターで捕集されたインクを吸引するエジェクタとを有する印字ヘッドと、インクを貯留するインク容器からインクを送出する供給ポンプとを有する本体と、を有し、この本体と前記印字ヘッドとの間には、前記本体から前記ノズルにインクを供給する流路と、前記本体から前記エジェクタにインクを供給する流路と、前記エジェクタから前記インク容器にインクを回収する流路とが設けられたインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルより粒子化するインクを連続的に噴出するインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にノズルより粒子化するインクを連続的に噴出するインクジェット記録装置は、ノズルを備える印字ヘッドと、インクを貯留するインク容器とインクを加圧する供給ポンプを有する本体と、印字ヘッドと本体とをつなぎインク搬送用のチューブが設けられた印字ヘッドケーブルとを有する。
【０００３】
インク容器に貯留されたインクは、本体内部の供給ポンプにより加圧され、印字ヘッドに供給される。印字ヘッドに供給されたインクは、装置運転中連続的に印字ヘッドに設けられたノズルから噴出する。噴出するにあたり、加振されたインクは粒子化（滴化）する。
【０００４】
ノズルから噴出されたインク粒子（インク滴とも言う）のうち、印字に使用されるものに対しては帯電・偏向が行われ、それらのインク粒子は被印字物へ飛翔する。そして被印字物表面に付着したインク粒子の集まりは、ドット文字を形成する。
【０００５】
一方、ノズルから噴出されたインク粒子のうち、印字に使用されないものに対しては帯電・偏向が行われず、それらのインク粒子は回収経路に接続するガターへと進入する。回収経路は回収ポンプを介してインク容器に接続する。そのためガターに進入したインクは、回収ポンプによる圧力差により、回収経路を搬送されインク容器へ回収される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５５９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インクの回収は回収経路内を負圧とすることで行われるが、ガターが大気開放であるためインクと同時に空気が回収経路内に吸い込まれる。空気は圧縮性流体であるため負圧により回収経路内で膨張し、ガターに生じる負圧を減じさせる要因となる。負圧経路が長いほど負圧経路中に含まれる空気の量が多くなるためガターでの負圧の減少も大きくなる。そのためガターでの負圧が不足すると、ガターからインク溢れが生じ印字ヘッド内部やユーザの設備を汚してしまうことがある。
【０００８】
従来のインクジェット記録装置として、特許文献１に示されたように、回収方式の一つとして回収用のダイヤフラムポンプを本体内部に設けたものが知られている。この方式では、負圧経路が印字ヘッドケーブルを含まないため、印字ヘッドケーブルの長さが自由に設定でき、ユーザ設備のレイアウトに対する制限を排除できた。
【０００９】
しかし、この方式ではユーザ設備のレイアウトに対する制限を排除できたが、一方でダイヤフラムポンプを印字ヘッド内部に設置するに当たって、ダイヤフラムと、ダイヤフラムの動作でインクを加圧する加圧室の他に、ダイヤフラムを動作させるためのモータなどの駆動源や駆動源の動力をダイヤフラムに伝えるための連結部材を少なくとも設置する必要がある。特に駆動源や連結部材の設置には広いスペースを必要とするため、印字ヘッド大型化の要因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本発明のインクジェット記録装置は、エジェクタを印字ヘッド内部に設けて、エジェクタにインクを供給するエジェクタ供給ポンプを本体内部に設置し、エジェクタ作用により負圧の発生する吸引口とガターとが連通する構造を有するものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、印字ヘッドケーブルの長さを自由に設定可能で、且つ小型の印字ヘッドを備えたインクジェット記録装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。まず図２を用いて、インクジェット記録装置の概観を示す。本実施例におけるインクジェット記録装置は、本体及び各部の動作を制御する電子回路を備えた制御系やインクの供給及び回収のための経路からなる循環系とを有する本体９００と、インクを噴出するノズルを備える印字ヘッド９１０と、本体９００と印字ヘッド９１０とをつなぐ印字ヘッドケーブル９２０を有している。本体９００上部にはユーザとのインターフェースになるタッチパネル式液晶表示装置９３０が備えられている。このタッチパネル式液晶表示装置９３０は、ユーザが表面に触れることで各種命令・操作を選択実行でき、その操作の一例として、印字内容や設定内容を表示して、ユーザがそれら印字内容や設定内容を確認・変更できるようになっている。
【００１３】
次に図３を用いて、本体の内部構成について説明する。本体９００の内部は、上部に制御系エリア８００、下部に循環系エリア８５０が設けられて、上下で機能的に分離した構造となっている。
【００１４】
制御系エリア８００には電源８０１や制御基板８０２やタッチパネル式液晶表示装置９３０などが設置され、図示していないがそれぞれ電源線や制御線などで接続されている。
【００１５】
制御基板８０２ではタッチパネル式液晶表示装置９３０の表示制御，後述するポンプ・電磁弁などの循環系部品の動作制御，印字ヘッド９１０から噴出するインク粒子に対する帯電・偏向制御など各種制御を実行する。制御系エリア８００の構成は、上記の構成の他、ユーザ操作性向上のためタッチパネル式液晶表示装置９３０を、図示しない液晶ユニットとして本体９００の外部に設け、その液晶ユニットと本体９００をケーブルで接続した構成としてもよい。
【００１６】
循環系エリア８５０にはインクや溶剤の流路が設けられた流路ボード８５１が設置されている。流路ボード８５１には、インクを貯留するインク容器８５２がタッチパネル式液晶表示装置９３０と同じ本体９００と同じ前面側に、循環系部品のポンプ８５３，電磁弁８５４などが取り付けられている。図３において、インク容器８５２を流路ボード８５１に取り付けた例を示したが、この例の他に、インクの補充をよりし易くするために、流路ボード８５１とは配管で接続して本体９００の前面により近い位置に配置するようにしてもよい。本体９００の下部前面に本体９００下部を開放するドアを設けると、より前方にインク容器８５２が設けられた方が補充や保守がし易いからである。
【００１７】
次に図４を用いて印字ヘッド内においてノズルからインクが噴出される様子について説明する。本体９００より、印字ヘッドケーブル９２０を通じて印字ヘッド９１０内部のノズル７００に供給されたインクは、圧電素子７０１によって加振される。加振されたインクはノズル７００より噴出後粒子化（滴化）する。インク噴出方向を矢印７２０で示す。
【００１８】
インク粒子７１０のうち印字に使用されるインク粒子７１１は帯電電極７０２で帯電され、偏向電極７０３で偏向されることにより被印字物へ飛翔する。一方、印字に使用されないインク粒子７１２は帯電電極７０２および偏向電極７０３でほとんど帯電・偏向の影響を受けず、ノズル７００より噴出方向前方にあるガター７０４へと進入し、印字ヘッドケーブル９２０内の可撓性の回収管を通じて本体９００内の循環系部品へと搬送される。
【００１９】
尚、図４において、図示されていないが、印字ヘッドケーブル９２０内の制御線を通じて圧電素子７０１，帯電電極７０２，偏向電極７０３の動作を制御基板８０２が制御する。
【００２０】
図５は従来のインクジェット記録装置における一実施形態のインク循環経路概略図を示す。インク供給経路６００は、本体９００内部のインク容器８５２から印字ヘッドケーブル９２０を通り印字ヘッド９１０内部のノズル７００へと通じる経路である。インク供給経路６００の流れ方向を矢印６２０で示す。
【００２１】
インク供給経路６００の経路中には、まず本体９００内部に設けられた部品として、インク容器８５２からの流路を開閉する電磁弁６０１と、インクをインク容器８５２から吸出しインク供給経路６００内を搬送するためにインクを加圧する供給ポンプ６０２と、供給ポンプ６０２から供給されたインクをろ過しごみを捕集するフィルタ６０３と、インクの圧力調整可能な減圧弁６０４が設けられている。
【００２２】
印字ヘッド９１０の内部には、ノズル７００へインク供給経路６００からインクを供給するか、図示していないが本体９００の循環系エリア８５０に設けられた溶剤タンクから供給される溶剤をノズル７００に供給するか、切り替え可能な三方電磁弁６０５が設けられている。
【００２３】
インク回収経路６１０は、印字ヘッド９１０内部のガター７０４から印字ヘッドケーブル９２０を通り、本体９００内部のインク容器８５２へと通じる。インク回収経路６１０の流れ方向を６２１で示す。回収経路６１０中の本体９００内部の経路中に、回収ポンプ６１１が設けられている。
【００２４】
図５に示した従来の構成では、回収ポンプ６１１からガター７０４までの負圧経路中に印字ヘッドケーブル９２０を含んでおり、ガター７０４で負圧が不足しインク溢れが発生するのを防ぐために印字ヘッドケーブル９２０の長さに制限を設けざるを得ないという問題があった。
【００２５】
図６は従来のインクジェット記録装置の他の実施形態におけるインク循環経路概略図を示す。図５に示した実施形態との違いは、回収ポンプ６１１が本体９００内部ではなく印字ヘッド９１０内部にあることである。
【００２６】
本構成によれば、回収ポンプ６１１からガター７０４までの負圧経路中に印字ヘッドケーブル９２０が含まれず、印字ヘッドケーブル９２０の長さを自由に設定できる利点がある。一方、本構成では印字ヘッド９１０内にモータなどのポンプの駆動源や、この駆動源の動力をポンプ動作部に伝える連結部材などを設置する必要があり、印字ヘッド９１０が大型化するという問題があった。
【００２７】
図１は本発明のインクジェット記録装置における一実施形態のインク循環経路概略図を示す。図６に示す従来の実施形態との違いは、印字ヘッド９１０内部に回収ポンプ６１１ではなくエジェクタ５００を設置し、本体９００内部にエジェクタ５００にインクを供給するエジェクタ供給ポンプ５５０を設けているということである。
【００２８】
エジェクタ５００には、流体としてのインクを供給する供給口５０１と、エジェクタ作用により負圧が生じる吸引口５０２と、流体が排出される排出口５０３がある。供給口５０１はエジェクタ供給ポンプ５５０に、吸引口５０２はガター７０４に、排出口５０３はインク容器８５２に通じている。
【００２９】
供給口５０１とエジェクタ供給ポンプ５５０とをつなぐ経路５１０の流体で有るインクの流れ方向を矢印５２０で、吸引口５０２とガター７０４とをつなぐ経路５１１におけるインクの流れ方向を矢印５２１で、排出口５０３とインク容器８５２をつなぐ経路５１２におけるインクの流れ方向を矢印５２２で示す。エジェクタ供給ポンプ５５０の上流側のインク経路はインク容器８５２に通じている。
【００３０】
本実施形態では、インク容器８５２に、インクをノズルに供給するインク供給経路６００の他に、エジェクタ５００を通じてインクが循環する経路５１０を設け、このインク循環経路である経路５１０のインクの流れを利用して負圧を発生させる。この負圧を利用してガター７０４からインク回収経路５１１を負圧にして、ガター７０４からインクをインク容器８５２に回収する。経路５１０は、途中にエジェクタ供給ポンプ５５０を介してインク容器８５２からインクをエジェクタ５００に供給する経路と、エジェクタ５００に接続してガター７０４で捕集したインクとエジェクタ５００に供給されたインクとを合わせて回収する経路とからなる。
【００３１】
図７は本発明のインクジェット記録装置における他の実施形態のインク循環経路概略図を示す。図１に示す実施形態との違いは、エジェクタ供給ポンプ５５０の上流経路中に分岐４００が設けられており、一方の経路はインク容器８５２に、他方の経路は開放口４０１にて大気開放されていることである。また、エジェクタ供給ポンプ５５０の作動流体をインクまたは空気に切り替えられるよう電磁弁４０２が分岐４００とインク容器８５２の間、および分岐４００と開放口４０１の間に設けられている。本構成によると、装置停止時、経路５１０と経路５１２中に残留するインクを空気に置換でき経路中でインクが固着するのを防止することができる。
【００３２】
図８は本発明のインクジェット記録装置における他の実施形態のインク循環経路概略図を示す。図１に示す実施形態との違いは、エジェクタ５００の吸引口５０２とガター７０４の間のインク回収経路５１１中に、経路５１１を遮断する機構、例えば電磁弁３００を設けたことである。本構成によると、装置停止時に電磁弁３００を閉じることで、エジェクタ５００と大気との連通を遮断可能で、エジェクタ５００でインク中の溶剤が揮散しインクが乾燥固着するのを抑制し安定した装置稼動を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態の循環経路概略図。
【図２】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態の概観図。
【図３】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態の本体内部概略図。
【図４】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態のノズルからインクが噴出される様子を示す図。
【図５】従来のインクジェット記録装置の一実施形態の循環経路概略図。
【図６】従来のインクジェット記録装置の一実施形態の循環経路概略図。
【図７】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態の循環経路概略図。
【図８】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態の循環経路概略図。
【符号の説明】
【００３４】
５００  エジェクタ
５５０  エジェクタ供給ポンプ
６００  インク供給経路
６０２  供給ポンプ
６１０  インク回収経路
６１１  回収ポンプ
７００  ノズル
７０４  ガター
８００  制御系エリア
８５０  循環系エリア
８５２  インク容器
９００  本体
９１０  印字ヘッド
９２０  印字ヘッドケーブル
９３０  タッチパネル式液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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