(57)【要約】      （修正有）【課題】インクジェット記録装置の停止後の放置状態においても溶剤分が大気に揮散することを防止し、稼動安定性を向上させたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置であって、印字対象物に印字をするためのインクが収容されるインク容器と、インク容器に接続されインクが吐出されるノズルと、ノズルから吐出されて印字に使用されるインクが帯電される帯電電極と、帯電されたインクが偏向される偏向電極と、印字に使用されないインクが回収されるガターと、ガターで回収したインクをインク容器に回収するためのインク回収流路と、流体経路の開閉を行うための三方弁と、を備え、三方弁は、流体流路と接続可能な２つの流体流入経路２、９と、流体流路と接続可能な１つの流体流出経路３と、２つの流体流入経路の開閉を切替る開閉切替機構とを、有し、開閉切替機構は、２つの流体流入経路を個別に開閉可能である。【選択図】図１
2013188943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字対象物に印字をするためのインクが収容されるインク容器と、
前記インク容器に接続され、インクが吐出されるノズルと、
前記ノズルから吐出されて印字に使用されるインクが帯電される帯電電極と、
前記帯電電極で帯電されたインクが偏向される偏向電極と、
印字に使用されないインクが回収されるガターと、
前記ガターで回収した前記インク粒子を前記インク容器に回収するためのインク回収流路と、
流体経路の開閉を行うための三方弁と、を備え、
前記三方弁は、
流体流路と接続可能な２つの流体流入経路と、
流体流路と接続可能な１つの流体流出経路と、
前記２つの流体流入経路の開閉を切替る開閉切替機構とを、有し、
前記開閉切替機構は、前記２つの流体流入経路を個別に開閉可能であること特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録装置であって、
前記三方弁の前記開閉切替機構は、前記流体流入経路の内圧の増減に伴って、該流体流入経路を開閉する手段を有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に記載のインクジェット記録装置であって、
前記三方弁の前記開閉切替機構は、
磁性体のプランジャと、
通電時に電磁力を生じさせるソレノイドとを有し、
前記ソレノイドを通電して生じる電磁力により前記プランジャが稼動し、前記流体流入経路を開閉することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１に記載のインクジェット記録装置であって、
前記三方弁の前記開閉切替機構は、
磁性体のプランジャと、
通電時に電磁力を生じさせるソレノイドと、
前記プランジャの一端に形成された凹部に挿入され、弾性体を介して前記凹部に接続された流体封止部材と、を有し、
前記２つの流体流入経路のうち第１の流体流入経路は、該流体流入経路の内圧の増減に伴って前記流体封止部材の弾性体が伸縮することで開閉され、
第２の流体流入経路は、前記ソレノイドを通電して生じる電磁力により前記プランジャが稼動して開閉されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録装置であって、
前記開閉切替機構の非稼動時に、前記２つの流体流入経路は閉止されており、前記１つの流体流出経路は開放され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５に記載のインクジェット記録装置であって、
前記インク容器に接続されたインク供給経路と、
溶剤容器に接続された溶剤供給経路と、を有し、
前記開閉切替機構の１つの流体流入経路は前記インク供給経路と接続し、他の１つの流体流入経路は前記溶剤供給経路に接続されたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
インクと溶剤、これらを加圧、吸引するポンプおよびインクと溶剤の流れを切替える電磁弁等のメカ部と、印字系の制御と運転、停止などの操作を制御する操作制御部からなる本体と、本体から圧送されたインクを連続的に粒子化するノズル、噴出したインク粒子に印字に必要とする電荷を帯電させる帯電電極、帯電したインク粒子を偏向させる電界を形成する偏向電極、印字に使用しないインク粒子を補足し回収経路へ搬送するガターなどを備えた印字ヘッドからなるインクジェット記録装置において、
インクと溶剤の流れ方向を切替える三方弁を備え、一つの前記三方弁で２つの経路の流れを制御することが可能であり、一方の液を流す際は他方の液の流路を封止する動作が可能で、両方の液を流さない時は両方とも流路を封止することが可能であ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、インクジェット記録装置に関し、インクと溶剤の流れを制御する三方弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００１−１３８５４４号公報（特許文献１）がある。この公報には、「この三方弁１６は１次側ポートが２ポートあり、２次側ポートが１ポートある方式であり、装置が動作していない状態では、１次側２ポート中１ポート（ノーマルオープンポート。以下NO側と記す）が２次側と連通していて、装置が動作した状態では、１次側２ポート中のもう１つのポート（ノーマルクローズポート。以下NC側と記す）が２次側と連通する。つまり、インク供給経路側に三方弁１６のNO側を接続し、インク回収経路側に三方弁１６のNC側を接続している。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３８５４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術のインクジェット記録装置の三方弁は、インクもしくは溶剤が流入するどちらかの流路と、インクおよび溶剤流路の共通の出口となる吐出流路が常に連通する構成であった。
【０００５】
上述の三方弁を搭載しているインクジェット記録装置は運転を停止している際、インクおよび溶剤共通の吐出流路が溶剤の流路と連通した状態としている。この共通吐出流路はノズル噴出口によって大気開放となっているため、運転停止時は溶剤流路が大気と連通する状態となっていた。
【０００６】
これにより、インクジェット記録装置の停止後の放置状態においても溶剤分がノズルから大気に揮散し溶剤流路内の溶剤が減少していき、インクジェット記録装置動作時に所望の溶剤使用量が得られず、動作に不具合を生じる可能性があった。
【０００７】
本発明の目的は、インクジェット記録装置の停止後の放置状態においても溶剤分が大気に揮散することを防止し、稼動安定性を向上させたインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、インクジェット記録装置であって「印字対象物に印字をするためのインクが収容されるインク容器と、前記インク容器に接続され、インクが吐出されるノズルと、前記ノズルから吐出されて印字に使用されるインクが帯電される帯電電極と、前記帯電電極で帯電されたインクが偏向される偏向電極と、印字に使用されないインクが回収されるガターと、前記ガターで回収した前記インク粒子を前記インク容器に回収するためのインク回収流路と、流体経路の開閉を行うための三方弁と、を備え、前記三方弁は、流体流路と接続可能な２つの流体流入経路と、流体流路と接続可能な１つの流体流出経路と、前記２つの流体流入経路の開閉を切替る開閉切替機構とを、有し、前記開閉切替機構は、前記２つの流体流入経路を個別に開閉可能であること」を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インクジェット記録装置の停止後の放置状態においても溶剤分が大気に揮散することを防止し、稼動安定性を向上させたインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る三方弁の構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る三方弁の溶剤を流す動作図である。
【図３】本発明の一実施例に係る三方弁のインクを流す動作図である。
【図４】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の簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る三方弁及びインクジェット記録装置を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１に係る三方弁の構成である。三方弁の全体構造とともに流体流入経路の切替機構について説明する。
三方弁８０のハウジング１の内部には、インク流入口２とインクおよび溶剤の共通の出口となる吐出流路３とを形成する吐出ブロック４が設けられている。
【００１３】
インク流入口２のハウジング内部側に位置する端部の近接には磁性体の材質を用いたプランジャ６が設けられ、プランジャ６の両端部の一方にはインク流入口２を封止するためのインク封止ゴム５が一体に形成されている。
【００１４】
また、プランジャ６の長軸方向の周囲には、インクを流す際にインク流入口２を開放させるためにプランジャ６を吸引するためのソレノイド７が設けられており、さらに、プランジャ６の両端部の他方、すなわち封止ゴム５が取付けられた端部と反対側の端部の周縁部にはインク流入口２を封止する際にプランジャ６をインク流入口２に押し当てるためのプランジャ戻しバネ８が取付けられている。
【００１５】
一端がプランジャ６に取付けられたプランジャ戻しバネ８の他方端は、溶剤流入口９を形成する溶剤ブロック１０に接続されている。この溶剤ブロック１０は、プランジャ６を介して、ハウジング内部で吐出ブロック４とは反対側の位置に形成されている。
【００１６】
また、溶剤流入口９を封止するための溶剤封止ゴム１１は、プランジャ戻しバネ８が接続されたプランジャ６の端部の中央部に形成された凹部に挿入されるようにして設けられている。溶剤封止ゴム１１には溶剤封止ゴム１１を溶剤流入口９に押し当てるための溶剤封止バネ１２が取付けられており、溶剤封止バネ１２の他端はプランジャ６の凹部の底面１６に接続されている。
【００１７】
そして、プランジャ６とソレノイド７の間には吐出流路３と溶剤流入口９と連通する溶剤流路１３を備えている。
【００１８】
図１に記載の三方弁８０は、インクジェット記録装置の停止後の放置状態時の形態であり、インク流入口２および溶剤流入口９はそれぞれインク封止ゴム５および溶剤封止ゴム１１によって封止されている状態である。すなわち、インクジェット記録装置の停止後の放置状態時には、溶剤は吐出されないものである。
【００１９】
次に、図２を用いて本発明の実施例１に係る三方弁８０の溶剤を流す動作について説明する。
例えば溶剤を圧送するポンプが動作すること等により溶剤容器から溶剤が流出すると、溶剤に圧力がかかり、溶剤流入口９の内圧が上がる。これにより溶剤封止ゴム１１を介して溶剤封止バネ１２に圧縮の力が加わる。
【００２０】
溶剤封止バネ１２が溶剤封止ゴム１１を押す力より上回った時、溶剤封止バネ１２は圧縮し、溶剤封止ゴム１１は溶剤流入口９から離れ溶剤流入口９が開放して、溶剤が三方弁８０内部に流入する。
【００２１】
流入した溶剤は溶剤流路１３を通り、溶剤が通過する流路を示す矢印１４の流路を通り、吐出流路３へ到達する。この時、インク流入口２はプランジャ戻しバネ８に押されたプランジャ６が封止しているため、インクが三方弁８０内部に流入することが無く溶剤のみを吐出流路３に供給することができる。
【００２２】
次に図３を用いて、本発明の実施例１に係る三方弁のインクを流す動作について説明する。
本体６８０には、インクおよび溶剤を圧送するポンプおよびインク、溶剤の流れを制御する電磁弁等の循環系部品と循環系部品の制御および印字に必要な印字信号の制御を行なう制御基板等の電気系部品が配置されている。これより、ソレノイド７に制御基板から印字ヘッドケーブル６２０を介し印字ヘッド６１０に電気エネルギーを印加することにより生じる電磁力によりプランジャ６が吸引される。
【００２３】
プランジャ６に一体に形成されているインク封止ゴム５もプランジャ６と同時に移動するのでインク流入口２から離れ、インク流入口２が開放してインクが三方弁８０内部に流入する。
【００２４】
流入したインクは、インクが通過する流路を示す矢印１５の流路を通り、吐出流路３へ到達する。この時、溶剤流入口９は溶剤封止バネ１２が圧縮し、プランジャ６の凹部（ザグリ）の底面１６と溶剤封止ゴム１１が接触することで、プランジャ６の吸引力を溶剤封止ゴム１１に伝達し溶剤封止ゴム１１を溶剤流入口９に押し付けることで封止しているため、溶剤が三方弁８０内部に流入することが無くインクのみを吐出流路３に供給できる。
【００２５】
以上のように、本発明の三方弁は、２つの流体流入経路の開閉を切替る開閉切替機構を有し、２つの流体流入経路を個別に開閉可能であり、溶剤のみ、あるいは、インクのみを吐出させることができる。また、三方弁の非稼動時は流体の流入経路は閉止された状態とすることができるため、インクジェット記録装置の停止後の放置状態においても溶剤分が大気に揮散することを防止し、稼動安定性を向上させたインクジェット記録装置を提供することができる。
【００２６】
次に、上述した本発明の三方弁を用いたインクジェット記録装置について説明する。図４にインクジェット記録装置のインク循環経路の簡略図を示す。
本体６８０には、循環系制御部品が配置されており、インクを貯めておくインク容器１００、インク供給流路開閉切換えを行うインク供給電磁弁８１、インクを圧送するポンプ８２、インク圧力を調整する調圧弁８３、インクの濃度調整やインクジェット記録装置停止時にノズル３１を洗浄するために使用する溶剤を貯めておく溶剤容器８５、溶剤を圧送するポンプ８６、溶剤供給流路開閉切換えを行う溶剤電磁弁８７を構成し印字ヘッドケーブル６２０を介し印字ヘッド６１０にインクを供給する。
【００２７】
印字ヘッド６１０には、インク粒子を作成するノズル３１、供給するインクもしくは溶剤を切替えるための本発明の三方弁８０、インク粒子を作成するノズル３１、インク粒子に記録信号電圧を印加する帯電電極９７、静電界を形成し帯電電極９７によって帯電した
インク粒子の飛翔を制御する偏向電極９９、インクジェット記録装置の停止を行う際にノズル３１を洗浄するために使用した溶剤を回収するガター９８を構成している。
【００２８】
また、本体６８０には前記したインクを貯めておくインク容器１００等の構成部品に加え、ガター９８で回収したインクおよび溶剤を吸引する回収ポンプ８８および回収経路２２の開閉切換えを行う回収電磁弁８９を備えており、印字ヘッドケーブル６２０内に回収経路２２を設け回収ポンプ８８とガター９８を連通させている。
【００２９】
印字を行う時は、インク供給電磁弁８１が通電されて開放し、インクを圧送するポンプ８２が動作することによりインク容器１００からインクが流出し、調圧弁８３で圧力調整された後に印字ヘッドケーブル６２０を介して印字ヘッド６１０に供給される。
【００３０】
次に、印字ヘッド６１０内に供給されるインクは、ノズル３１に供給するインクもしくは溶剤を切替えるための三方弁８０を経由し、ノズル３１に供給され噴出される。噴出したインクは、帯電電極９７に記録信号電圧を印加することによって帯電され、帯電したインクは偏向電極９９内に形成した静電界の影響を受け、インクの帯電量に応じて偏向されて飛翔し、記録体に付着し印字される。
【００３１】
回収経路２２は、印字ヘッド６１０内に配置したガター９８、本体下部６８０に配置した回収ポンプ８８および回収電磁弁８９からなり、帯電電極９７で帯電しなかった記録に関与しないインクはインク容器１００に回収され、再利用される。
【００３２】
また、装置を停止するときは、インク供給電磁弁８１を閉に切替え、インクの供給を停止する。さらに溶剤電磁弁８７を通電して開放することにより、溶剤容器８５から溶剤が流出して三方弁８０の溶剤流入口９に流れ込み、ポンプ８６により送液される溶剤の送圧力によって三方弁８０の溶剤封止バネ１１が押圧されて圧縮し、溶剤流路１３が連通状態となることによって、溶剤がノズルボデー３１に供給され、ノズル内部を洗浄する。
【００３３】
洗浄時、ノズル３１から出た溶剤は、回収電磁弁８９を開および回収ポンプ８８を運転状態にすることで、インク容器１００へ回収される。そして、装置停止状態では、三方弁８０のインク流入口２及び溶剤流入口９は閉止された状態となる。
【００３４】
以上のようにして、本発明の三方弁がインクジェット記録装置のインク供給経路、溶剤供給経路、インク及び溶剤の吐出経路と接続されていることにより、インクのみまたは溶剤のみを印字ヘッドより吐出させることができるとともに、インクジェット記録装置の停止後の状態では、インク供給経路に接続されたインク流入口及び溶剤流入口を閉止することができ、溶剤分が大気に揮散することを防止し、稼動安定性を向上させたインクジェット記録装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・ハウジング、２・・・インク流入口、３・・・吐出流路、４・・・吐出ブロック、
５・・・インク封止ゴム、６・・・プランジャ、７・・・ソレノイド、８・・・プランジャ戻しバネ、
９・・・溶剤流入口、１０・・・溶剤ブロック、１１・・・溶剤封止ゴム、１２・・・溶剤封止バネ、
１３・・・溶剤流路、１４・・・溶剤が通過する流路を示す矢印、
１５・・・インクが通過する流路を示す矢印、１６・・・ザグリ底面、２２・・・回収経路、
３１・・・ノズル、８０・・・三方弁、８１・・・インク供給電磁弁、
８２・・・インクを圧送するポンプ、８３・・・インク圧力を調整する調圧弁、
８５・・・溶剤容器、８６・・・溶剤を圧送するポンプ、８７・・・溶剤電磁弁、
８８・・・回収ポンプ、８９・・・回収電磁弁、９７・・・帯電電極、９８・・・ガター、
９９・・・偏向電極、１００・・・インク容器、６１０・・・印字ヘッド、
６２０・・・印字ヘッドケーブル、６８０・・・本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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