(57)【要約】      （修正有）【課題】ガター開口部から回収ポンプまでの経路は、外気と連通しているため、停止中にインクの溶媒である有機溶剤が外気に揮発し、インクに含まれる樹脂分が回収ポンプ内で乾燥固着し、次の装置起動時に、ポンプ性能が得られなくなる問題を解決できるインクジェット記録装置の提供。【解決手段】印字ヘッド６１０内のガター１３とインク回収ポンプ１５間のインク経路中にインク回収ポンプが大気と連通することを防止する閉止機構を設けたインクジェット記録装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを貯留するインク容器、前記インクを供給するインク供給ポンプ、および操作制御部が備わる本体と、
前記本体から供給されるインクをインク粒子として噴出するノズル、前記インク粒子に帯電させる帯電電極、帯電したインク粒子に偏向をかける偏向電極、及び印字に使われなかったインク粒子を捕収するガターが備わる印字ヘッドと、
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路、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路、及び前記操作制御部と印字ヘッドとを結ぶ各種信号線が這わされているケーブルを備え、前記印字ヘッド内に前記ガターから捕収されたインク粒子を吸引するためのインク回収ポンプを有するインクジェット記録装置において、
前記ガターと前記インク回収ポンプ間のインク経路中に前記インク回収ポンプが大気と連通することを防止する閉止機構を設けたことを特徴と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、
前記閉止機構は閉止部の開閉を直接動作可能な手動弁または電磁弁を使用することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１、２記載のインクジェット記録装置において、
閉止部がインク流路を兼用していることを特徴と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、噴出するインク粒子によって、生産ラインを搬送される被印字物に印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、ノズルから連続的に噴出され、粒子化される。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は、インクは常に循環されている。使用されるインクは、染料と樹脂を溶媒で溶かしたものであり、印字後のマテハンなどにより印字面が擦れて、印字内容が消えたり、他に転写することがないように速乾性を必要とされ、溶媒には揮発性の高い有機溶剤が多用される。そのため、装置を停止させる時は、ノズル内にインクを残したままでは、インクが乾燥固着しノズルの微細穴を詰まらせるため、インクの供給を止めた後、代わりにインクの溶媒を噴出させノズル微細穴を自動洗浄を行う仕組みとなっている。また回収ライン内に関してはノズルの自動洗浄後も回収ポンプを作動させ、経路内のインクをインク容器に戻して停止する。
【０００３】
従来のインクジェット記録装置として、ダイヤフラムポンプを回収ポンプとして印字ヘッド内に設置したものが知られている。本構成の場合、ガターと回収ポンプ間の流路が短縮され、圧損が低減されるためガターからのインク回収性が良くなるが、回収ポンプは、ガターと通じる流路を通して、外気に連通する構造となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−６４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記背景技術で述べたように、装置停止時には、ノズルからのインク、溶媒の噴出終了後も、回収ポンプを動作させ経路内のインクをインク容器に戻すような仕組みになっているため、流路内については壁面を除き、インクの残留は防止できる。
【０００６】
しかし、回収ポンプ自体は構造が複雑なため、内部の残留インクをなくすことはできない。特にダイヤフラムポンプに必須である逆支弁のシール面などに付着したインクを完全になくすことは困難である。一方、ガター開口部から回収ポンプまでの経路は、外気と連通しているため、停止中にインクの溶媒である有機溶剤が外気に揮発し、インクに含まれる樹脂分が回収ポンプ内で乾燥固着する。回収ポンプが固着してしまうと、次の装置起動時に、ポンプ性能が得られず、回収機能を満足に果たせないという問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は、前記印字ヘッド内の前記ガターと前記インク回収ポンプの経路間に流路を閉止する機構を設けたことにより解決できる。
【発明の効果】
【０００８】
閉止機構を設けることにより、回収ポンプは外気と遮断され、インクの溶媒の揮発を防止できるため、装置停止中に回収ポンプ内に残留したインクが固着せず、回収ポンプの機能が損なわれることない。よって安定稼動できるインクジェット記録装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１０】
図２は本発明の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。
【００１１】
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、及び本体６００と印字ヘッド６１０の循環系と制御系を結ぶケーブル６２０を備えて構成されている。
【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や、制御系の操作制御部が備わる。
【００１３】
印字ヘッド６１０はステンレス製のカバーで覆われており、そ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が収められている。カバー底面に設けられた穴６１５は、インク粒子が通るためのものである。
【００１４】
図１は本発明からな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。
【００１５】
本体６００にはノズル１０にインク１を供給する経路としてインク容器２、インク供給ポンプ３、フィルタ４、インク調圧弁５を有し順に接続されている。
【００１６】
また、ノズル１０に洗浄液６を供給する経路として洗浄液容器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。
【００１７】
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に接続される。三方切替電磁弁９はノズル１０への供給液をインク１または洗浄液６のいずれかに切り替える働きをする。装置運転中、三方切替電磁弁９は励磁され供給経路側が開放させ、ノズル１０にはインク１が供給され噴出しインク粒子１１となる。インク粒子１１は後段の帯電電極１２で選択的に帯電させられ、帯電したインク粒子１１は更に後段の偏向電極１６が形成する電解中で偏向力を受けガター１３を飛び越し印字物１７上に到達する。一方、帯電させられなかったインク粒子１１は直進しガター１３で捕収されインク回収ポンプ１５により本体６００のインク容器２まで戻され再噴出される。
【００１８】
本発明の従来との相違点はガター１３とインク回収ポンプ１５の間に従来配置されていなかった回収電磁弁１４を配置した点にある。
【００１９】
連続型インクジェット記録装置では装置運転中は前述の通り常時インクを噴出し回収、再噴出しているためノズル１０の噴出口でインク１が乾燥固着することはない。しかし、装置停止中はインクの噴出がなく、単純に装置を停止したのではノズル内の残留インク１が乾燥固着しノズル噴出口を塞いでしまう。
【００２０】
特に連続型インクジェット記録装置のインクは印字する対象物が金属やガラスなど吸収性を持たない材質の場合が多く、印字後短時間で乾燥するように染料や樹脂の溶媒として揮発性の高い有機溶剤が使用されているため短時間で乾燥固着する。
【００２１】
そのため、装置停止時は三方切替電磁弁９の励磁をやめノズル１０への供給液を洗浄液６に切り替え、洗浄液を流すことによりノズル１０内部のインク成分を除去しインク１が乾燥固着しノズル噴出口を塞いでしまうことを防止する構成になっている。
【００２２】
本構成によりインク１の供給系の乾燥固着は防止できるが問題となるのはインクの回収系である。
【００２３】
従来のように印字ヘッド６１０内にガター１３の後段に直接インク回収ポンプ１５を単に配置した場合(回収電磁弁１４がない構造)は、ガター１３の開口部を介してインク回収ポンプ１５は外気と連通しているため、インク回収ポンプ１５内部の残留インクの溶媒成分が揮発、乾燥固着しポンプの性能が損なわれる場合がある。
【００２４】
本問題点を図３及び図４により詳細に説明する。
【００２５】
印字ヘッド６１０内に設置するインク回収ポンプとしては気液混合状態での吸引が必要なためダイヤフラムポンプやベローズポンプなどが適用されるが、いずれのポンプも吸引と吐出を切り替えるための逆支弁を必要とし、組み込まれた構成となっている。図３、図４はダイヤフラムポンプの構造の事例であり、図３は吸引時、図４は吐出時を示したものである。
【００２６】
両図において、吸引チューブ２７、吐出チューブ２８、吸引逆支弁２５、吐出逆支弁２６を組み込まれた下ハウジング２２と上ハウジング２１とでダイヤフラム２３を保持し、更にダイヤフラム２３の中央部はピストン２４に接着または機械的締結等で固定保持される。
【００２７】
吸引逆支弁２５、吐出逆支弁２６はゴムなどが多用され、自身の弾性力のみで下ハウジング２２のインク通過口２２ｂを閉止する構造となっている。
【００２８】
本構造でピストン２４の上下動により下ハウジング２２のチャンバ２２aの容積変化が起こり減圧／加圧を繰り返される。ピストンが上昇し減圧状態の時(図３の状態)は吸引逆支弁２５の外周が変形し矢印のようにチャンバ２２ａ内にインクを吸引する。逆にピストンが下降し加圧状態の時(図４の状態)は吐出逆支弁２６が変形し、矢印のようにチャンバ２２ａからインクを吐出チューブ２８側に送り出す。以上の動作を高速で繰り返しガター１３に入り込むインクを回収しインク容器２に戻している。
【００２９】
実際のインクジェット記録装置の停止時動作としては、前述のようにノズルの洗浄のほかに回収経路の残留インクの乾燥固着によりガター１３の開口部が塞がれることがないように洗浄液の噴出が停止した後もインク回収ポンプ１５をある一定時間動作させ回収経路のインクをインク容器２に戻すようにしている。
【００３０】
しかし、図３、図４に示すようにインク回収ポンプ１５は複雑な形状でありチャンバ２２ａの角部や吸引逆支弁２５、吐出逆支弁２６と下ハウジング２２との接触部２５ａ、２６ａなどにインクが残留するため装置停止中に乾燥固着し、再度装置を運転する際、吸引逆支弁２５、吐出逆支弁２６が減圧／加圧に合わせて変形せず、ポンプの性能が得られなくなってしまう。
【００３１】
この問題点を解決するためにはインク回収ポンプ１５内の残留インクの溶媒成分が揮発しないように外気との連通を防止することが有効であり、ガター１３とインク回収ポンプ１５間の流路を閉止する閉止機構を配置するで解決できる。
【００３２】
閉止機構として図１では回収電磁弁１４を配置してあるが、停止期間中に流路を閉止できれば良いためソレノイド駆動での開閉にこだわる必要はなく手動弁でも良い。
【００３３】
実際の閉止機構の構造例を図５、図６、図７、図８により説明する。但し、閉止機構の構造は本実施例に限定されるものではない。
【００３４】
図５及び図６は構造体で流路を形成し閉止機構を設けた事例であり、図５は閉止状態、図６は開放状態を示す。
【００３５】
両図において下ボデー３１には導入流路３１ａ、排出流路３１ｂ、弁座３１ｃが形成され、導入チューブ３５、排出チューブ３６が接続されている。本下ボデー３１と上ボデー３２でシール部材３３を挟み保持され、更にシール部材３３の中央部はプランジャ３４に接着または機械的締結などで固定保持される。プランジは図示しない。ソレノイドのon/offにより上下する機構となっている。本構造においてプランジャ３４が下がった状態(図５の状態)ではシール部材３３が下ボデー３１の弁座３１ｃに押し当てられ、導入流路３１ａと排出流路３１ｂ間は閉止され、プランジャ３４が上がった状態(図６の状態)では導入流路３１ａと排出流路３１ｂ間は矢印の方向に連通する。装置停止時は、ソレノイドをoffし、図５の状態となる。装置停止時は、シール部材３３と弁座３１cの部分にインクが残留し、その後、乾燥固着しても、次回装置起動時には、シール部材がプランジャ３４の動きにより、確実に弁座３１cから引き剥がされ流路が開放される。
【００３６】
図７及び図８はもうひとつの事例であり、流路を直接開閉する事例である。図７は閉止状態、図８は開放状態を示す。
【００３７】
流路の一部をゴムなどの弾性チューブ４１で形成し、両端に導入チューブ４５、排出チューブ４６が接続されている。弾性チューブ４１の一部分はプランジャ４３に接着または機械的締結などで固定保持される。プランジャガイド４２は、プランジャ４３の上下動を案内し、かつ弾性チューブ４１の反プランジャ側に接着面４２ａを有する。本構造においてプランジャ４３下降時（図７）は弾性チューブ４１がつぶされ流路を閉止する。プランジャ４３の上昇時（図８）はプランジャ３４が上昇することと、チューブ外壁の片側がプランジャ４２に、もう一方が接着面４２aに固定されているためチューブ内部の導入側と排出がつながり流路開となる。
【００３８】
本事例の場合もプランジャ４３の上下動により弾性チューブ４１が確実に変形するため閉止部４１ａの残留インクが乾燥固着しても確実に引き剥がし流路の開閉が可能である。
【００３９】
なお、両事例共プランジャの上下動はソレノイドまたは手動などで行うことが可能である。
【００４０】
以上のような事例の閉止機構をガター１３とインク回収ポンプ１５間に配置することにより、停止中はインク回収ポンプ１５が外気と連通することがないため、残留インクが乾燥固着することはない。
【００４１】
よって、再起動時にインク回収ポンプ１５の性能が得られ、装置の安定稼動が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】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２】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３】インク回収ポンプの簡略図（吸引状態）。
【図４】インク回収ポンプの簡略図（吐出状態）。
【図５】本発明の実施例に係わる流路閉止機構の簡略図（１）。
【図６】本発明の実施例に係わる流路閉止機構の簡略図（２）。
【図７】本発明の実施例に係わる流路閉止機構の簡略図（３）。
【図８】本発明の実施例に係わる流路閉止機構の簡略図（４）。
【符号の説明】
【００４３】
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…三方切替電圧弁、１０…ノズル、１１…インク粒子、１２…帯電電圧、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、２１…上ハウジング、２２…下ハウジング、２３…ダイヤフラム、２４…ピストン、２５…吸引逆支弁、２６…吐出し逆支弁、２７…吸引チューブ、２８…吐出し、２２a…チャンボ、２２b…インク通過ロ、２５a，２６a…接触部、３１…本下ボデー、３２…本上ボデー、３３…シール部材、３４…プランジャ、３５…導入チューブ、３６…排出チューブ、３１a…導入流路、３１b…排出流路、３１c…弁席、４１…弾性チューブ、４２…プランジャガイド、４３…プランジャ、４５…導入チューブ、４６…排出チューブ、４２a…接着面、６００…本体、６１０…印字ヘッド、６１５…穴、６２０…ケーブル、６３０…液晶パネル。
【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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