(57)【要約】【課題】  従来の回収ポンプでは、例えば複数ノズル、あるいはノズル噴出口を大口径にするなど、インクの回収流量が増加した場合、ダイヤフラムの大型化、または従来の回収ポンプを複数個設置しなければならない。【解決手段】  インクジェット記録装置の印字ヘッド内に、インク回収ヘッドを設け、このインク回収ポンプは、ダイヤフラムとダイヤフラムの裏表に液室を設け、ダイヤフラムの往復動作１回で、表面は吸引−吐出、裏面で吐出−吸引ができ、この往復１回で吸引，吐出がともに２回行える。これにより、１回の動作で従来の２倍の流量が可能になる。【選択図】図１
2008272997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体は、インクを貯留するインク容器と、前記インクを供給するインク供給ポンプと、動作を制御する操作制御部とを有し、粒子化したインクを送出する印字ヘッドは、前記本体から供給されるインクを噴出するノズルと、粒子化した前記インクを帯電する帯電電極と、帯電したインク粒子の飛翔方向を偏向させる電界を生成する偏向電極と、印字に使われなかったインク粒子を捕収するガターと、捕収されたインク粒子を前記インク容器に送るインク回収ポンプとを有し、前記本体と前記印字ヘッドとを接続するケーブルは、前記本体から前記印字ヘッドに前記インクを供給するインク供給経路と、前記ガターで捕収されたインク粒子を前記インク容器に戻すインク回収経路と、前記操作制御部と前記印字ヘッドとを結ぶ各種信号線とを有するインクジェット記録装置において、前記インク回収ポンプは前記操作制御部の制御により駆動するダイヤフラムと、このダイヤフラムの変形方向両側に設けられた液室と、を有する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、前記インク回収ポンプのダイヤフラムは、圧電式ダイヤフラムであるインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、前記液室はそれぞれインクを導入するイン側ポートを有し、それぞれ前記ガターと連通する流路と接続し、前記流路は、前記ガターと前記イン側ポートとの間で合流する合流部を有しているインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、前記液室はそれぞれインクを排出するアウト側ポートを有し、それぞれ前記インク容器と連通する流路と接続し、前記インク容器と前記アウト側ポートとの間で合流する合流部を有しているインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、前記印字ヘッドが複数設けられ、前記液室はそれぞれインクを導入するイン側ポートを有し、別のガターと連通するように繋がっていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、前記印字ヘッドが複数設けられ、それらの前記印字ヘッドにインクを供給するインク容器とインク供給経路も複数有し、前記液室はそれぞれインクを排出するアウト側ポートを有して各々別のインク容器と連通する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、粒子化したインクによって、例えば生産ラインで搬送される被印字物に文字や模様を描くインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に連続式インクジェット記録装置は、本体にインクを貯留するインク容器を設けており、そのインク容器のインクを供給ポンプによって印字ヘッドへ供給している。印字ヘッドに供給されたインクは、振動を与えられてノズルから連続的に噴出して粒子化する。
【０００３】
インク粒子のうち、印字に使用するインク粒子には、帯電・偏向を行い所望の位置へ飛行させ、印字に使用しないインク粒子には、帯電・偏向を行わず、ガターにてインク粒子を捕収し、回収ポンプによりインク容器へ戻す。以上のように装置運転中には、インクは常に循環されている。
【０００４】
回収ポンプは、印字ヘッド内に収納されているものが知られている。回収ポンプの構造は、ダイヤフラム式であり、片面側が液室、もう一方がダイヤフラムの駆動部となっている。この回収ポンプは、ノズルから噴出される少流量のインク粒子を回収できる能力を持ち、印字ヘッド内の小スペースに格納されるために小型化されている。
【０００５】
【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】
【０００６】
従来の回収ポンプでは、例えば複数ノズル、あるいはノズル噴出口を大口径にするなど、インクの回収流量が増加した場合、ダイヤフラムの大型化、または従来の回収ポンプを複数個設置しなければならない。さらにそのために、印字ヘッドを大きくせざるを得なくなってくる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上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、インク回収ポンプが前記操作制御部の制御により駆動するダイヤフラムと、このダイヤフラムの表裏両面にあたる変形方向両側に設けられた液室と、を有するものである。
【０００８】
上記インクジェット記録装置は、ヘッド内に設けるダイヤフラム式の回収ポンプがダイヤフラムのもう一方の面にも液室を設けた構成とした。これによりダイヤフラムの往復動作１回で、表面は吸引−吐出、裏面で吐出−吸引ができ、この往復１回で吸引、吐出がともに２回行えることにより、１回の動作で従来の２倍の流量が可能になる。これによってインク回収流量の増加に容易に対応することができる。
【発明の効果】
【０００９】
前記手段を取り入れることにより、従来の印字ヘッドを大型化することなく、複数ノズルや大口径ノズルを設けること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】
【００１０】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１１】
図２は本発明の一実施例に係わるインクジェット記録装置の構成を示したものである。このインクジェット記録装置は、制御系・循環系を収納した本体６００と、インクを噴出しインク粒子を作成するノズルを有する印字ヘッド６１０と、本体６００と印字ヘッド６１０の循環系及び制御系を結ぶケーブル６２０とを有し、ケーブル６２０を介して本体６００と印字ヘッド６１０が接続する。
【００１２】
本体６００には、ユーザが印字内容や印字仕様等の入力及び、制御内容や装置運転状況等の表示が可能な液晶パネル６３０が設けられ、図示していない本体６００内に設けられた電源や電気回路を有する制御系の操作制御部と接続する。
【００１３】
印字ヘッド６１０はステンレス製のカバーで覆われている。印字ヘッド６１０の内部には、インク粒子を作成し、インク粒子の飛翔を制御する印字部（後述）が収められている。カバー底面に設けられた孔６１５は、インク粒子が通るためのものである。
【００１４】
図３は、本発明の一実施例に係るインクジェット記録装置のインク循環経路を示したものである。本体６００には、ノズル１０にインク２を供給する経路としてインク容器１，インク供給ポンプ３，フィルタ４，インク調圧弁５を有し、それらが順に接続されている。
【００１５】
また、ノズル１０に洗浄液６を供給する洗浄液供給経路は、洗浄液容器７，洗浄液供給ポンプ８を有し、インクの供給経路と同様に順に接続されている。
【００１６】
両経路はケーブル６２０を通り、印字ヘッド６１０の三方切替電磁弁９に接続する。三方切替電磁弁９は、ノズル１０への供給液をインク２または洗浄液６のいずれかに図示しない制御部の制御に基づき切り替える。
【００１７】
装置運転中、三方切替電磁弁９を励磁してインク２の供給経路側を開放することで、ノズル１０にインク２を供給する。ノズル１０は図示しない振動手段を備えていて、その振動手段により加振されたインク２は、ノズル１０から噴出すると粒子化（インク滴化）して、インク粒子１１として飛翔する。
【００１８】
インク粒子１１は粒子化すると、ノズル１０の後段に設けられた帯電電極１２で選択的に帯電される。帯電したインク粒子１１は、更に後段の偏向電極１６が形成する電界中で、帯電量に応じた偏向力を受ける。飛翔方向が偏向力により変えられたインク粒子１１は、ガター１３を飛び越し印字物１７上に到達して付着する。
【００１９】
一方、帯電電極にて帯電させられなかったインク粒子１１は、偏向電極１６が形成する電界中を直進し、ガター１３で捕収される。回収電磁弁１４が装置運転中には励磁してインク回収経路を開放するので、ガター１３で捕集されたインク２は、印字ヘッド６１０の内部に設けられたインク回収ポンプ１５により吸引される。本実施例では、インク回収ポンプ１５によって吸引され加圧されたインク２が、ケーブル６２０内のインク回収経路である戻り経路を通って本体６００のインク容器１まで戻された例を示す。
【００２０】
次に、従来のダイヤフラム式のインク回収ポンプの構造を、図４を用いて説明する。図４に示すインク回収ポンプは、本体ケース４０と、本体ケース４０内で往復動作するダイヤフラム４１とを有する。このインク回収ポンプは、本体ケース４０の凹部とダイヤフラム４１とからなる液室４２が設けられている。
【００２１】
この液室４２に対して、液室４２に連通するインクイン側ポート４５と、同様に液室４２に連通するインクアウト側ポート４６とが設けられている。液室４２にインク２が導入されるインクイン側ポート４５には、液室４２との間にイン側逆止弁４３が設けられている。また、液室４２から排出されたインク２が通るインクアウト側ポート４６には、液室４２との間にアウト側逆止弁４４が設けられている。
【００２２】
この図４に示されたインク回収ポンプは、インクイン側ポート４５をガター１３に連通するように接続し、インクアウト側ポート４６をインク容器１に連通するように接続する。
【００２３】
図５は、インク回収ポンプ１５がインク２をガター１３から吸引する動作を示す。ダイヤフラム４１が凹のとき、即ちダイヤフラム４１が液室４２と反対側に変形して液室４２の容積が増大したとき、液室４２には負圧が生じ、イン側逆止弁４３は開放される。イン側逆止弁４３が開放されたことにより、インクイン側ポート４５を通して、ガター１３で捕収したインク２を液室４２内に吸引する。
【００２４】
一方、アウト側逆止弁４４は、液室４２の負圧によって、本体ケース４０と密着し、液室４２の負圧がインクアウト側ポート４６に伝わらないよう遮断する。
【００２５】
図６は、インク回収ポンプ１５がインク２をインク容器１へ圧送する動作を示す。ダイヤフラム４１が凸のとき、即ちダイヤフラム４１が液室４２側に変形して液室４２の容積が増大したとき、液室４２は正圧を生じ、アウト側逆止弁４４は開放される。アウト側逆止弁４４が開放されることにより、液室４２に吸引されたインク２はインクアウト側ポート４６を通して、インク容器１へ排出される。
【００２６】
一方イン側逆止弁４３は液室４２の正圧によって、本体ケース４０と密着し、液室４２の正圧がインクイン側ポート４５に伝わらないよう遮断する。
【００２７】
このように、液室４２内のダイヤフラム４１の往復動作により、ガター１３に捕収されたインク２は吸引され、インク容器１に送られる。
【００２８】
しかし、前記課題で述べたように、例えば複数ノズル、あるいはノズル噴出口を大口径にするなど、インクの回収流量が増加した場合、インク回収ポンプの能力を上げなければならない。しかしポンプ能力を上げるためには、ダイヤフラムの大型化、または従来の回収ポンプを複数個設置しなければならないために、印字ヘッドを大きくせざるを得ない。
【００２９】
そこで、本実施例のインク回収ポンプを図７及び図８を用いて説明する。本実施例のインク回収ポンプ１５は、ダイヤフラムの表裏両面にあたる変形方向両側に液室を設けたポンプである。このインク回収ポンプ１５は、圧電ダイヤフラム式である。
【００３０】
図７，図８において、上下二つの構造体からなるポンプ本体５７は、それらの間に往復動作機能を持つダイヤフラム４１が設けられている。このダイヤフラム４１を境に、上部液室５１と下部液室５２とがポンプ本体５７内に形成される。
【００３１】
このインク回収ポンプ１５は、上部液室５１に連通するように上部インクイン側ポート４７と上部インクアウト側ポート４９を有しており、上部インクイン側ポート４７に上部イン側逆止弁４８，上部インクアウト側ポート４９に上部アウト側逆止弁５０が設けられている。
【００３２】
同様に、下部液室５２に連通するように下部インクイン側ポート５４と下部インクアウト側ポート５６を有しており、下部インクイン側ポート５４に下部イン側逆止弁５３，下部インクアウト側ポート５６に下部アウト側逆止弁５５が設けられている。
【００３３】
上部インクイン側ポート４７と下部インクイン側ポート５４は、ガター１３に連通するように接続し、上部インクアウト側ポート４９と下部インクアウト側ポート５６は、インク容器１に連通するように接続する。
【００３４】
ダイヤフラム４１が下部液室５２側に凹状態のときの、インク２の流れについて図７を用いて説明する。図７に示すように、ダイヤフラム４１が下部液室５２側に凹状態になると、上部液室５１の容積が増加して、上部液室５１内部に負圧が生じ、上部イン側逆止弁４８が開放される。上部イン側逆止弁４８が開放されたことにより、上部インクイン側ポート４７を通して、ガター１３で捕収したインク２を吸引する。
【００３５】
この時、上部アウト側逆止弁５０は、上部液室５１の負圧によって、ポンプ本体５７と密着し、上部液室５１の負圧が、上部インクアウト側ポート４９に伝わらないように遮断する。
【００３６】
一方、ダイヤフラム４１が下部液室５２側に凹状態のときは、下部液室５２においては下部液室５２の容積が減少する。そして下部液室５２内部には正圧が生じ、下部アウト側逆止弁５５が開放される。下部アウト側逆止弁５６が開放されることにより、インク回収ポンプ１５は、下部液室５２内にあるインク２をインク容器１へ排出する。下部イン側逆止弁５３は、下部液室５２の正圧によって、ポンプ本体５７と密着し、下部液室５２が下部インクイン側ポート５４に伝わらないように遮断する。
【００３７】
次にダイヤフラム４１が上部液室５１側に凸状態のときの、インク２の流れについて図８を用いて説明する。図８に示すように、ダイヤフラム４１が上部液室５１側に凸状態になると、上部液室５１の容積が減少して、上部液室５１内部に正圧が生じ、上部アウト側逆止弁５０が開放される。上部アウト側逆止弁５０が開放されたことにより、上部液室５１内にあるインクがインク容器１へ押し出される。
【００３８】
上部イン側逆止弁４８は、上部液室５１の正圧によって、ポンプ本体５７と密着し、上部液室５１の正圧が上部インクイン側ポート４７に伝わらないように遮断する。
【００３９】
一方、ダイヤフラム４１が上部液室５１側に凸状態のとき、下部液室５２においては下部液室５２の容積が増大する。そして下部液室５２内部には負圧が生じ、下部イン側逆止弁５３が開放される。下部イン側逆止弁５３が開放されることにより、インク回収ポンプ１５は、下部インクイン側ポート５４を通して、ガター１３で捕収されたインク２を吸引する。下部アウト側逆止弁５５は、下部液室５２の負圧によって、ポンプ本体５７と密着し、下部液室５２の負圧が下部インクアウト側ポート５６に伝わらないように遮断する。
【００４０】
上部液室５１の上部インクイン側ポート４７と下部液室５２の下部インクイン側ポート５６は、合流して１つのガター１３に連通していても良いし、別々に各々のガター１３へ連通していても良い。
【００４１】
同様に、上部液室５１の上部インクアウト側ポート４９と下部液室５２の下部インクアウト側ポート５４も、合流してインク容器１へ連通しても良いし、個別にインク容器１へ連通しても良い。
【００４２】
以上の説明によれば、本実施例のインク回収ポンプ１５は、ダイヤフラム４１が下部液室５２側に凹状態のとき、上部液室５１はインク２を吸引、下部液室５２はインク２を吐出する。またダイヤフラム４１が上部液室５１側に凸状態のとき、上部液室５１はインク２を吐出、下部液室５２はインク２を吸引する。このためダイヤフラム４１の１回の往復動作で、従来のインク回収ポンプと比較して、２倍の流量を流すことができる。
【００４３】
これにより、複数のノズル、例えば２つのノズルを設置した時、流量が従来の２倍になったとしても、インク回収ポンプ１５を２つ設置せず、１つで対応することができる。これにより、インク回収ポンプ１５のトータルのサイズとして小型化を図ることでき、従来の印字ヘッド６１０を大型化することなく、複数ノズルや大口径ノズルを設けることを実現できる。複数のノズルは一つの印字ヘッドに内蔵するのならば２から３個が望ましい。また、各ノズルに対しては異なるインク容器からインクを供給するようにしてもよい。この場合、インク回収経路も複数必要であり、異なるガターから回収されたインクをインク回収ポンプ１５で別々のインク容器にインクを送るようにする。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例に係わるインク回収ポンプの簡略図。
【図２】本発明の実施例に係わるインクジェット記録装置のインク循環経路の簡略図。
【図３】本発明の実施例に係わるインクジェット記録装置の外観図。
【図４】従来のインク回収ポンプの簡略図。
【図５】従来のインク回収ポンプのインク吸引動作を示す簡略図。
【図６】従来のインク回収ポンプのインク排出動作を示す簡略図。
【図７】本発明の実施例に係わるインク回収ポンプのインク吐出・吸引動作を示す簡略図。
【図８】本発明の実施例に係わるインク回収ポンプのインク吐出・吸引動作を示す簡略図。
【符号の説明】
【００４５】
１  インク容器
２  インク  
３  インク供給ポンプ
４  フィルタ
５  インク調圧弁
６  洗浄液
７  洗浄液容器
８  洗浄液供給ポンプ
９  三方切替電磁弁
１０  ノズル
１１  インク粒子
１２  帯電電極
１３  ガター
１４  回収電磁弁
１５  インク回収ポンプ
１６  偏向電極
１７  印字物
４０  本体ケース
４１  ダイヤフラム
４２  液室
４３  イン側逆止弁
４４  アウト側逆止弁
４５  インクイン側ポート
４６  インクアウト側ポート
４７  上部インクイン側ポート
４８  上部イン側逆止弁
４９  上部インクアウト側ポート
５０  上部アウト側逆止弁
５１  上部液室
５２  下部液室
５３  下部イン側逆止弁
５４  下部インクイン側ポート
５５  下部アウト側逆止弁
５６  下部インクアウト側ポート
５７  ポンプ本体
６００  本体
６１０  印字ヘッド
６１５  孔
６２０  ケーブル
６３０  液晶パネル
【図１】
2008272997.tif 000003
【図２】
2008272997.tif 000004
【図３】
2008272997.tif 000005
【図４】
2008272997.tif 000006
【図５】
2008272997.tif 000007
【図６】
2008272997.tif 000008
【図７】
2008272997.tif 000009
【図８】
2008272997.tif 000010