WO2024204800A1 - Ink circulation device, inkjet recording device equipped with same, and ink pump - Google Patents
Ink circulation device, inkjet recording device equipped with same, and ink pump Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024204800A1 WO2024204800A1 PCT/JP2024/013258 JP2024013258W WO2024204800A1 WO 2024204800 A1 WO2024204800 A1 WO 2024204800A1 JP 2024013258 W JP2024013258 W JP 2024013258W WO 2024204800 A1 WO2024204800 A1 WO 2024204800A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- ink
- pump
- supply
- path
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/18—Ink recirculation systems
Definitions
- This disclosure relates to an ink circulation device, an inkjet recording device equipped with the same, and an ink pump.
- Patent Document 1 discloses an inkjet recording device equipped with a mechanism for circulating ink between a recording head and an ink tank.
- the inkjet recording device includes a tank that contains ink, a recording head that ejects ink supplied from the tank, a supply flow path that supplies ink from the tank to the recording head, a recovery flow path that recovers ink from the recording head to the tank, and a pump.
- the pump is driven at a first speed to circulate ink in a circulation path that includes the tank, supply flow path, recording head, and recovery flow path, while the pump is driven at a second speed faster than the first speed until a predetermined time has elapsed since the start of ink circulation.
- the objective of this disclosure is to provide an ink circulation device capable of preventing clogging of the circulation path including the head and tank, as well as an inkjet recording device and an ink pump that are equipped with the same.
- An ink circulation device includes a circulation path through which ink containing a pigment flows, a supply unit located in the circulation path and supplying the ink to a predetermined destination, and a pump located in the circulation path and sending the ink via the destination to the supply unit, the destination being an ink head capable of ejecting the ink, the ink head including a plurality of nozzles ejecting the ink, and a plurality of individual flow paths provided for each of the plurality of nozzles, the individual flow paths including a flow path for supplying the ink to the nozzle and a flow path for recovering the ink from the nozzle, the maximum flow velocity of the ink in the pump is set to a predetermined velocity or less, and the product of the minimum flow path cross-sectional area in the individual flow paths and the number of the individual flow paths is greater than or equal to the minimum flow path cross-sectional area in the pump.
- An ink circulation device includes a circulation path through which pigment-containing ink flows, a supply unit located in the circulation path and supplying the ink to a predetermined destination, and a pump located in the circulation path and sending the ink via the destination to the supply unit, and the shear stress generated in the ink within the pump is 30 (Pa) or less.
- an inkjet recording device includes a circulation path through which ink containing a pigment flows, an ink head capable of ejecting the ink, a supply unit located in the circulation path and supplying the ink to the ink head, and a pump located in the circulation path and sending the ink recovered from the supply destination to the supply unit, the ink head includes a plurality of nozzles that eject the ink, and a plurality of individual flow paths provided for each of the plurality of nozzles, including a flow path that supplies the ink to the nozzle and a flow path that recovers the ink from the nozzle, the maximum flow speed of the ink in the circulation path is set to be equal to or lower than the predetermined speed, and the product of the minimum flow path cross-sectional area in the individual flow path and the number of the individual flow paths is equal to or greater than the minimum flow path cross-sectional area in the pump.
- An inkjet recording device includes a circulation path through which pigment-containing ink flows, an ink head capable of ejecting the ink, a supply unit located in the circulation path for supplying the ink to the ink head, and a pump located in the circulation path for sending the ink recovered from the ink head to the supply unit, and the shear stress generated in the ink within the pump is 30 (Pa) or less.
- an ink pump is an ink pump located in a circulation path through which ink containing a pigment flows, and is capable of sending the ink via a supply destination to a supply section located in the circulation path that supplies the ink to a predetermined supply destination, and the maximum flow rate of the ink in the pump is set to a predetermined speed or less.
- an ink pump is an ink pump located in a circulation path through which ink containing a pigment flows, and is capable of sending the ink via a supply destination to a supply section located in the circulation path that supplies the ink to a specified supply destination, and the shear stress generated in the ink within the pump is 30 (Pa) or less.
- FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a recording apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
- FIG. 3 is an enlarged perspective view of the carriage shown in FIG.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow of ink around an ink head according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 5 is a schematic diagram showing a supply sub-tank and a recovery sub-tank according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 6 is a graph showing the relationship between the flow velocity in the pump and the amount of coarse particles in an example of a pump according to an embodiment of the present disclosure and a comparative example compared to the example.
- FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a recording apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
- FIG. 3 is an enlarged perspective view of the carriage shown in FIG
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between the shear stress in the pump and the amount of coarse particles in an example of a pump according to an embodiment of the present disclosure and a comparative example compared to the example.
- FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing an internal structure of a pump according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 7B is a schematic cross-sectional view showing a portion of the internal structure of the pump according to one embodiment of the present disclosure.
- FIG. 7C is a schematic cross-sectional view showing a portion of the internal structure of a pump according to an embodiment of the present disclosure.
- an inkjet printer equipped with an ink head that ejects ink for forming an image onto a wide, long recording medium will be exemplified as a specific example of a recording device.
- Inkjet printers are suitable for digital textile printing, which uses an inkjet method to print images such as letters and patterns onto a recording medium made of fabric such as woven or knitted fabric.
- the recording device according to the present disclosure can also be used to print various images onto recording media such as paper sheets and resin sheets.
- FIG 1 is a perspective view showing the overall configuration of an inkjet printer 1 according to a first embodiment of the present disclosure
- FIG 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG 1.
- the inkjet printer 1 is a printer that prints images on a wide and long workpiece W (recording medium) using an inkjet method. As an example, the width of the workpiece W is several meters.
- the printer 1 includes a device frame 10, and a work transport section 20 and a carriage 3 that are incorporated into this device frame 10. Note that in this embodiment, the left-right direction is the main scanning direction S ( FIG. 3 ) when printing on the workpiece W, and the direction from the rear to the front is the sub-scanning direction (the transport direction F of the workpiece W, which is a direction that intersects with the main scanning direction S).
- the device frame 10 forms a framework for mounting various components of the inkjet printer 1.
- the work transport unit 20 is a mechanism that intermittently feeds (transports) the work W so that the work W progresses in a transport direction F from rear to front in the printing area where the inkjet printing process is performed.
- the carriage 3 is equipped with an ink head 4, a pre-treatment liquid head 5, a post-treatment liquid head 6, and a sub-tank 7, and moves back and forth in a main scanning direction S (left-right direction) that intersects with the transport direction F of the work W during the inkjet printing process.
- the right frame 112 forms the maintenance area 13.
- the maintenance area 13 is an area where the carriage 3 is retracted when the printing process is not being performed. In the maintenance area 13, cleaning processes, purging processes, etc. are performed on the nozzles (ejection holes) of the ink head 4, pre-treatment liquid head 5, and post-treatment liquid head 6, and caps are also fitted.
- the left frame 113 forms the turn-around area 14 for the carriage 3.
- the turn-around area 14 is an area where the carriage 3 temporarily enters when it performs a main scan in the opposite direction after performing a main scan in the opposite direction from right to left in the printing process.
- a carriage guide 15 is attached to the upper side of the device frame 10 to allow the carriage 3 to move back and forth in the left-right direction.
- the carriage guide 15 is a flat member that is long in the left-right direction, and is disposed above the work transport section 20.
- a timing belt 16 is attached to the carriage guide 15 so that it can move in a circular motion in the left-right direction (main scanning direction).
- the timing belt 16 is an endless belt that is driven to move in a circular motion in the left or right direction.
- the carriage guide 15 is equipped with a pair of upper and lower guide rails 17 that extend parallel to the left and right and that hold the carriage 3 in a state in which it can move back and forth in the main scanning direction S.
- the carriage 3 engages with the guide rails 17.
- the carriage 3 is also fixed to a timing belt 16. As the timing belt 16 moves orbitally to the left or right, the carriage 3 moves left or right along the carriage guide 15 while being guided by the guide rails 17.
- the work transport section 20 includes a feed roller 21 that pays out the work W before printing, and a take-up roller 22 that takes up the work W after printing.
- the feed roller 21 is located at the rear lower part of the device frame 10, and is a take-up shaft for the feed roll WA, which is a wound body of the work W before printing.
- the take-up roller 22 is located at the front lower part of the device frame 10, and is a take-up shaft for the take-up roll WB, which is a wound body of the work W after the printing process.
- a first motor M1 is attached to the take-up roller 22, which drives the take-up roller 22 to rotate around its axis and perform the winding operation of the work W.
- the path between the delivery roller 21 and the take-up roller 22 and passing through the printing area 12 is the transport path for the work W.
- a first tension roller 23 applies a predetermined tension to the work W on the upstream side of the transport roller 25.
- the work guide 24 changes the transport direction of the work W from upward to forward, allowing the work W to enter the printing area 12.
- the transport roller 25 is a roller that generates a transport force that intermittently feeds the workpiece W in the printing area 12.
- the transport roller 25 is driven to rotate about its axis by the second motor M2, and intermittently transports the workpiece W forward (predetermined transport direction F) so that the workpiece W passes through the printing area 12 (image forming position) facing the carriage 3.
- the pinch roller 26 is disposed to face the transport roller 25 from above, and forms a transport nip portion with the transport roller 25.
- the turn-back roller 27 changes the transport direction of the work W that has passed through the printing area 12 from the forward direction to the downward direction, and guides the work W after the printing process to the take-up roller 22.
- the second tension roller 28 applies a predetermined tension to the work W downstream of the transport roller 25.
- a platen 29 is disposed below the transport path of the work W in the printing area 12.
- the carriage 3 is supported at one end by the guide rail 17 and moves back and forth in the main scanning direction S (left and right in this embodiment) that intersects (orthogonal in this embodiment) with the transport direction F.
- the carriage 3 comprises a carriage frame 30, and an ink head 4, a pre-treatment liquid head 5, a post-treatment liquid head 6, and a sub-tank 7 ( Figure 3) that are mounted on the carriage frame 30.
- the carriage frame 30 includes a head support frame 31 and a back frame 32.
- the head support frame 31 is a horizontal plate that holds the heads 4 to 6 described above.
- the back frame 32 is a vertical plate that extends upward from the rear edge of the head support frame 31. As described above, the timing belt 16 is fixed to the back frame 32.
- the guide rail 17 is engaged with the back frame 32. That is, in this embodiment, the back frame 32 is an engagement portion that is held in a cantilevered state by the guide rail 17.
- the head support frame 31 is a horizontal plate whose rear end side is supported in a cantilevered state by the guide rail 17 via the engagement portion.
- the cantilevered state refers to a state in which the engagement portion (back frame 32), which is the portion of the carriage 3 that is held by the guide rail 17, which is a holding member, is present only on one side, either upstream or downstream, from the center of the carriage 3 in the transport direction F, and no other engagement portion is present on the opposite side to the side where the engagement portion is present.
- the engagement portion may also be located outside the range in which the ink head 4 and processing head are located in the transport direction F. In other words, the engagement portion may be located only upstream or only downstream of the range in which the ink head 4 and processing head are located in the transport direction F.
- Fig. 3 is an enlarged perspective view of the carriage 3 shown in Fig. 1.
- Fig. 3 shows a transport direction F (sub-scanning direction) of the work W and a main scanning direction S which is a moving direction of the carriage 3.
- Fig. 3 shows an example in which a plurality of ink heads 4 which eject ink for forming an image onto the work W, a pre-treatment liquid head 5 and a post-treatment liquid head 6 which eject a non-coloring treatment liquid, and a plurality of sub-tanks 7 which supply the ink and the treatment liquid to these heads 4 to 6 are mounted on the carriage 3.
- Each ink head 4 has a large number of nozzles (ink ejection holes) that eject ink droplets using an ejection method such as a piezoelectric method using a piezoelectric element or a thermal method using a heating element.
- nozzles ink ejection holes
- Each of the ink heads 4 includes, for example, a plurality of ejection sections including nozzles, a common supply flow path that supplies ink to the plurality of ejection sections, and a common recovery flow path that recovers ink from the plurality of ejection sections. This common recovery flow path recovers ink that is supplied to the ejection sections and not ejected from the nozzles.
- the ejection unit includes an individual flow path connecting the common supply flow path and the common recovery flow path, a pressure unit such as a piezoelectric element or a heating element, and a nozzle.
- a pressure unit such as a piezoelectric element or a heating element
- a nozzle In the individual flow path, the portion facing the pressure unit is called a pressure chamber.
- the pressure chamber and the nozzle may be arranged in the individual flow path from the common supply flow path side, but this arrangement order may be reversed.
- the flow path from the common supply flow path to the nozzle supplies ink to the nozzle, and the flow path from the nozzle to the common recovery flow path recovers ink that has not been ejected from the nozzle.
- the cross-sectional area of the portion with the smallest cross-sectional area perpendicular to the ink flow direction is called the minimum cross-sectional area of the individual flow path.
- This minimum cross-sectional area may be arranged in the middle of the flow path connecting the pressure chamber and any of the common flow paths. Note that the ink heading from the common supply flow path to the common recovery flow path does not pass through the nozzle, so when considering the minimum cross-sectional area of the individual flow path, the nozzle is not included in the individual flow path.
- each ink head the ink that flows into the ink head flows into the above-mentioned common supply flow path through a forward flow path formed in the introduction section (also called the back end).
- the ink is then supplied to each nozzle through individual flow paths provided in each ejection section. Some of the ink is ejected from the nozzle, while the remaining ink flows from the individual flow paths into the common recovery flow path and then flows out of the ink head through a return flow path formed in the introduction section.
- Each of the multiple individual flow paths is provided by branching off from the common supply flow path.
- Each of the multiple individual flow paths is connected to the common recovery flow path and is arranged to converge at the common recovery flow path.
- the multiple individual flow paths provided corresponding to each ejection section (nozzle) are arranged in parallel in terms of flow path structure.
- Each ink head 4 may further include a filter.
- the filter is, for example, placed in the common supply flow path or upstream of it, and makes it difficult for foreign matter or coarse particles in the ink to flow downstream so that the nozzle or the individual flow paths are less likely to become clogged.
- the filter may also be placed in the flow path of the introduction section (back end) mentioned above (back end filter). All ink supplied to the ink head passes through the back end filter, and the ink that has passed through the back end filter then heads toward the common supply flow path.
- the ink for example, a water-based pigment ink containing a water-based solvent, pigment, and binding resin (binder) can be used.
- the binder resin may be present in a dispersed state in the aqueous medium.
- the binder resin has the function of binding the printing object and the pigment. For this reason, by including a binder resin in the ink, a printed product with excellent pigment fixation can be obtained.
- binder resins include urethane resins, (meth)acrylic resins, styrene-(meth)acrylic resins, styrene-maleic acid copolymers, vinylnaphthalene-(meth)acrylic acid copolymers, and vinylnaphthalene-maleic acid copolymers.
- the content of the binder resin is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less, based on the mass of the ink.
- the ink heads 4 in this embodiment are capable of ejecting eight colors of ink.
- the ink heads 4 are mounted on the head support frame 31 of the carriage 3 so that they are aligned in two rows in the main scanning direction S. Each color of ink head 4 has two heads.
- the ink heads 4 have a first upstream ink head 41A and a first downstream ink head 41B. These ink heads 4 eject yellow ink.
- the ink heads 4 also have a second upstream ink head 42A and a second downstream ink head 42B. These ink heads 4 eject magenta ink.
- two ink heads 4 that eject ink of the same color are arranged at positions offset from each other in the transport direction F and the main scanning direction S. These two ink heads 4 form a set, and a total of eight sets of ink heads 4 (41A-48A, 41B-48B) eject ink of different colors.
- the pre-treatment liquid head 5 and the post-treatment liquid head 6 are disposed at positions different from the ink head 4 in the transport direction F.
- the pre-treatment liquid head 5 is disposed upstream of the ink head 4 in the transport direction F.
- FIG. 3 shows an example in which one pre-treatment liquid head 5 is disposed near the left end of the array of ink heads 4.
- the post-treatment liquid head 6 is disposed downstream of the ink head 4 in the transport direction F.
- FIG. 3 shows an example in which one post-treatment liquid head 6 is disposed at the right end of the array of ink heads 4.
- multiple pre-treatment liquid heads 5 or multiple post-treatment liquid heads 6 may be disposed. It is desirable that the carriage 3 is provided with at least one pre-treatment liquid head 5 and at least one post-treatment liquid head 6, but in other embodiments, the pre-treatment liquid head 5 and the post-treatment liquid head 6 may not be disposed.
- the series of heads arranged along the main scanning direction S, which is made up of the ink heads 4, pretreatment liquid heads 5, and posttreatment liquid heads 6, is referred to as a row of heads, or simply as a row.
- the series of heads arranged along the transport direction F, which is made up of the ink heads 4, pretreatment liquid heads 5, and posttreatment liquid heads 6, is referred to as a row of heads, or simply as a row.
- the pretreatment liquid head 5 ejects pretreatment liquid for performing a predetermined pretreatment on the workpiece W.
- the pretreatment liquid is ejected from the ink head 4 onto a position on the workpiece W where ink has not yet been ejected from the ink head 4.
- the pretreatment liquid is a non-coloring treatment liquid that does not develop color even when it adheres to the workpiece W, and is a treatment liquid that exhibits functions such as increasing the fixation of ink to the workpiece W and the coagulation of ink pigments.
- a treatment liquid in which a binding resin is mixed into a solvent, or a treatment liquid in which a positively charged cationic resin is mixed into a solvent can be used.
- the post-treatment liquid head 6 ejects post-treatment liquid for performing a predetermined post-treatment on the workpiece W to which ink has been attached.
- the post-treatment liquid is ejected from the post-treatment liquid head 6 to a position on the workpiece W after the ink has been ejected from the ink head 4.
- the post-treatment liquid is a non-coloring treatment liquid that does not develop color even when it adheres to the workpiece W, and has the function of increasing the fixability and robustness (resistance to rubbing and scraping) of the ink image printed on the workpiece W by the ink head 4.
- a silicone-based treatment liquid or the like can be used as such a post-treatment liquid.
- the post-treatment liquid and the pre-treatment liquid are different treatment liquids. Specifically, the post-treatment liquid and the pre-treatment liquid contain different components.
- non-color-forming processing liquid refers to a liquid that, when printed alone on a recording medium, is not recognized as having color by the naked eye.
- Colors here include colors with a saturation of zero, such as black, white, and gray.
- Non-color-forming processing liquids are basically transparent liquids, but for example, when 1 liter of processing liquid is viewed in liquid form, it is not completely transparent and may appear slightly white. Such colors are very light, so when printed alone on a recording medium, it is not recognized as having color by the naked eye. Note that, depending on the type of processing liquid, when printed alone on a recording medium, changes such as the appearance of gloss on the recording medium may occur, but such a state is not color-forming.
- the pre-treatment liquid and the post-treatment liquid may be ejected onto substantially the entire surface of the workpiece W, or the pre-treatment liquid and the post-treatment liquid may be ejected selectively in accordance with the image to be printed, similar to ink.
- the pretreatment liquid, ink, and posttreatment liquid are ejected in that order onto the workpiece W in the portion where the color is to be printed according to the image.
- the ink may be of one color or of multiple colors.
- the pretreatment liquid and posttreatment liquid are basically not ejected either. Note that in order to adjust the image quality of the printed image and the texture of the workpiece W, the selection of the ejection of the pretreatment liquid and posttreatment liquid may be made to differ from the ejection of the ink.
- openings 31H are provided at the locations of the heads on the head support frame 31.
- the ink head 4, pre-treatment liquid head 5, and post-treatment liquid head 6 are attached to the head support frame 31 so that they fit into the respective openings 31H.
- Nozzles arranged on the bottom end surface of each of the heads 4, 5, and 6 are exposed from each opening 31H.
- the multiple subtanks 7 are supported by the carriage 3 above the heads 4, 5, and 6 via a holding frame (not shown).
- the multiple subtanks 7 are provided corresponding to each of the heads 4, 5, and 6.
- Ink or treatment liquid is supplied to each subtank 7 from a main tank 90 (described below) that contains ink and treatment liquid, and these are supplied to each of the heads 4, 5, and 6.
- Each subtank 7 and the heads 4, 5, and 6 are connected by pipelines (not shown in FIG. 3).
- the multiple subtanks 7 have a first supply subtank 71A to an eighth supply subtank 78A, a pre-treatment supply subtank 7FA, and a post-treatment supply subtank 7RA arranged on the rear side along the main scanning direction S.
- the first to eighth supply subtanks are located in the ink circulation path and supply ink to a specified destination (ink head).
- the multiple subtanks 7 have a first recovery subtank 71B to an eighth recovery subtank 78B, a pre-treatment recovery subtank 7FB, and a post-treatment recovery subtank 7RB arranged on the front side along the main scanning direction S.
- the first to eighth recovery subtanks are located in the ink circulation path and recover ink from the ink head 4.
- the first supply sub-tank 71A and the first recovery sub-tank 71B located on the far left side of the carriage 3 store yellow ink containing a pigment.
- the first supply sub-tank 71A supplies yellow ink to the first upstream ink head 41A and the first downstream ink head 41B (both of which are also referred to as supply destinations).
- the first recovery sub-tank 71B stores the yellow ink recovered from the first upstream ink head 41A and the first downstream ink head 41B. As mentioned above, a portion of the yellow ink is ejected toward the workpiece W from the first upstream ink head 41A and the first downstream ink head 41B.
- the second supply sub-tank 72A supplies magenta ink to the second upstream ink head 42A and the second downstream ink head 42B.
- the second recovery sub-tank 72B stores the magenta ink recovered from the second upstream ink head 42A and the second downstream ink head 42B.
- Each of the other sub-tanks, from the third sub-tank to the eighth sub-tank, has the same structure and function as described above.
- the pre-treatment supply sub-tank 7FA supplies pre-treatment liquid to the pre-treatment liquid head 5, and the pre-treatment recovery sub-tank 7FB recovers pre-treatment liquid from the pre-treatment liquid head 5.
- the post-treatment supply sub-tank 7RA supplies post-treatment liquid to the post-treatment liquid head 6, and the post-treatment recovery sub-tank 7RB recovers post-treatment liquid from the post-treatment liquid head 6.
- the inkjet printer 1 is an all-in-one printer in which three types of heads - the ink head 4, the pretreatment liquid head 5, and the posttreatment liquid head 6 - are mounted on a single carriage 3.
- the process of ejecting the pretreatment liquid and the process of ejecting the posttreatment liquid can be carried out in an integrated manner. This makes it possible to simplify the textile printing process and make the textile printing device more compact.
- the inkjet printer 1 uses a serial printing method to print on the workpiece W. Specifically, if the workpiece W is wide, it is not possible to print on the workpiece W while continuously feeding it.
- the serial printing method is a printing method that repeats the reciprocating movement of a carriage 3 carrying ink heads 4 of each color in the main scanning direction S and the intermittent feeding of the workpiece W in the transport direction F.
- the strip image is printed while the carriage 3 moves in the forward direction, which is one of the main scanning directions S.
- the feeding of the workpiece W is stopped.
- the workpiece W is sent out in the transport direction F by a predetermined pitch.
- the carriage 3 waits in the turn-back area 14 on the left end side.
- the carriage 3 turns back in the return direction, which is opposite to the forward direction, as the timing belt 16 moves in reverse.
- the workpiece W is in a stopped state.
- the carriage 3 prints the next strip image upstream of the strip image. Similar operations are repeated thereafter.
- Fig. 4 is a schematic diagram showing the flow of ink around the liquid ejection head according to this embodiment.
- Fig. 5 is a schematic diagram showing a supply sub-tank and a recovery sub-tank according to this embodiment. Note that in each figure, the lines connecting members indicate pipes (tubes) through which gas or liquid flows.
- pressure is applied via gas (air) to each of the first supply sub-tank 71A through post-treatment supply sub-tank 7RA (also referred to as a supply tank or supply section, respectively) and the first recovery sub-tank 71B through post-treatment recovery sub-tank 7RB (also referred to as a recovery tank or recovery section, respectively) mounted on the carriage 3 in FIG. 3.
- gas air
- first supply sub-tank 71A through post-treatment supply sub-tank 7RA (also referred to as a supply tank or supply section, respectively) and the first recovery sub-tank 71B through post-treatment recovery sub-tank 7RB (also referred to as a recovery tank or recovery section, respectively) mounted on the carriage 3 in FIG. 3.
- liquid ink, pre-treatment liquid, post-treatment liquid
- the inkjet printer 1 further includes filters 81, 82, 83, and 84 arranged on the carriage 3, a circulation pump 85 (pump, ink pump), a check valve 86, and a degasser 87.
- the inkjet printer 1 further includes a main tank 90 arranged on the device frame 10 (FIG. 1) outside the carriage 3, a capacitance sensor 91, a main tank valve 92, a main supply pump 93, and a control unit 100.
- the yellow ink that flows into the ink supply path QA from the first supply sub-tank 71A is divided into a first ink path Q1 that passes through the first upstream ink head 41A and a second ink path Q2 that passes through the first downstream ink head 41B.
- the filter 81 is disposed upstream of the first upstream ink head 41A
- the filter 82 is disposed upstream of the first downstream ink head 41B.
- the filter 83 is disposed downstream of the first upstream ink head 41A
- the filter 84 is disposed downstream of the first downstream ink head 41B.
- the remaining ink is collected from the ink collection path QB to the first collection sub-tank 71B. Furthermore, the collected yellow ink is supplied to the first supply sub-tank 71A through the ink return path Q3.
- the circulation pump 85 constitutes part of a circulation path for yellow ink that flows from the first supply subtank 71A via the first upstream ink head 41A and the first downstream ink head 41B, and the first recovery subtank 71B, and returns to the first supply subtank 71A.
- the circulation pump 85 sends yellow ink from the first recovery subtank 71B to the first supply subtank 71A.
- the circulation pump 85 together with the ink circulation path and each subtank, constitutes the ink circulation device of the present disclosure.
- the circulation pump 85 is located in the ink circulation path, and sends ink that has passed through the ink head 4 to the supply subtank.
- the check valve 86 prevents the backflow of ink from the first supply subtank 71A to the first recovery subtank 71B via the ink return path Q3.
- the degasser 87 has the function of degassing the ink (removing air bubbles) in the ink return path Q3.
- the main tank 90 is mounted on the device frame 10 of the inkjet printer 1 and stores yellow ink. Similar main tanks 90 are provided for the other colors.
- the capacitance sensor 91 detects the remaining amount of yellow ink in the main tank 90.
- the main tank valve 92 is a valve that can open or close the ink refill path Q4 that extends from the main tank 90 to the first supply sub-tank 71A.
- the main tank valve 92 can be opened and closed manually or automatically in response to a command signal input from the control unit 100.
- the main supply pump 93 operates to supply the yellow ink in the main tank 90 to the first supply sub-tank 71A.
- the control unit 100 controls the overall operation of the inkjet printer 1, and electrically controls each of the components shown in FIG. 4.
- the first supply sub-tank 71A has a box-shaped structure, and when yellow ink is stored inside, a supply tank gas area SA and a supply tank ink area SB are formed.
- the supply tank gas area SA is a space above the liquid level of the yellow ink in the first supply sub-tank 71A, and the supply tank ink area SB is an area formed by the yellow ink.
- the supply tank gas area SA is connected to the supply side pressure supply path P11.
- the supply side pressure supply path P11 is connected to a pressure source (not shown) and maintains the supply tank gas area SA of the first supply sub-tank 71A at a predetermined pressure.
- the supply tank ink area SB is also connected to the ink supply path QA (first ink path Q1, second ink path Q2), the ink return path Q3, and the ink refill path Q4.
- the first supply sub-tank 71A also has a capacitance sensor 71A1 that can detect the liquid level (ink amount) of the yellow ink in the first supply sub-tank 71A.
- the first recovery subtank 71B has a box-like structure, and when yellow ink is stored inside, a recovery tank gas area SC and a recovery tank ink area SD are formed.
- the recovery tank gas area SC is the space above the liquid level of the yellow ink in the first recovery subtank 71B, and the recovery tank ink area SD is an area formed by the yellow ink.
- the recovery tank gas area SC is connected to the recovery side pressure supply path P12.
- the recovery side pressure supply path P12 is connected to a pressure source (not shown) and maintains the recovery tank gas area SC of the first recovery subtank 71B at a predetermined pressure.
- the recovery tank ink area SD is connected to the ink recovery path QB (first ink path Q1, second ink path Q2) and the ink return path Q3.
- the first collection sub-tank 71B also has a capacitance sensor 71B1 that can detect the liquid level (ink amount) of the yellow ink in the first collection sub-tank 71B.
- the supply tank gas area SA of the first supply subtank 71A is maintained at, for example, +2 kPa (relative to atmospheric pressure, the same applies below), and the recovery tank gas area SC of the first recovery subtank 71B is maintained at, for example, -15 kPa.
- a flow of yellow ink is formed from the first supply subtank 71A in FIG. 4 through the ink supply path QA (first ink path Q1, second ink path Q2) and the ink recovery path QB (first ink path Q1, second ink path Q2) to the first recovery subtank 71B.
- Both the supply tank gas area SA and the recovery tank gas area SC may be maintained at a positive pressure greater than 0 kPa.
- Both the supply tank gas area SA and the recovery tank gas area SC may be maintained at a negative pressure less than 0 kPa.
- the pressure difference between the supply tank gas area SA and the recovery tank gas area SC may be 5 to 20 kPa.
- the circulation pump 85 operates in response to a command signal input from the control unit 100. As a result, some of the yellow ink in the first recovery sub-tank 71B is supplied to the first supply sub-tank 71A through the ink return path Q3. Note that the circulation pump 85 operates whether the inkjet printer 1 is in the middle of a printing operation or not.
- the control unit 100 determines based on the detection results of the capacitance sensors 71A1, 71B1 that the amount of yellow ink in both the first supply subtank 71A and the first recovery subtank 71B has fallen below a preset threshold, the control unit 100 operates the main supply pump 93 to replenish yellow ink from the main tank 90 to the first supply subtank 71A through the ink refill path Q4. At this time, the main tank valve 92 opens to adjust the maximum refill amount (refill speed) for the first supply subtank 71A. Furthermore, when the capacitance sensor 91 detects that the remaining amount of yellow ink in the main tank 90 is low, the control unit 100 causes the display unit (not shown) of the inkjet printer 1 to display an ink refill message.
- Yellow ink is ejected from the first upstream ink head 41A and the first downstream ink head 41B in accordance with the image to be formed on the workpiece W, while as shown in FIG. 4, the yellow ink circulates through a circulation path formed by the ink supply path QA, the first ink path Q1, the second ink path Q2, the ink recovery path QB, and the ink return path Q3. In this case, there is ink that continues to circulate through the circulation path without being ejected from each ink head.
- the inkjet printer 1 is a printer that prints images on a wide and long workpiece W (recording medium) using an inkjet method, and compared to a typical home printer, the flow rate of ink flowing through the circulation path is relatively large, making it easier for aggregates to form.
- the disclosers of this disclosure have focused on the flow speed of ink in each flow path including the circulation pump 85 as a cause of such aggregates, and have evaluated the amount of coarse powder generated (amount of coarse powder) in relation to the flow speed of various pumps.
- Table 1 shows the relationship between pump characteristic values and the amount of coarse powder when various pumps are used as the circulation pump 85.
- the pump characteristic values shown are the minimum flow path cross-sectional area, maximum flow rate, maximum flow velocity, and shear stress.
- the minimum flow path cross-sectional area is the cross-sectional area of the smallest section of the path through which the ink flows inside the pump.
- the minimum flow path cross-sectional area corresponds to the valve passage area, which is the cross-sectional area of the flow path in the valve part inside the pump. Note that since the cross-sectional area of the valve part when the valve is closed is considered to be 0 (zero), the valve passage area is the cross-sectional area when the valve is open.
- the maximum flow rate corresponds to the maximum flow rate of ink in the pump.
- the flow rate of ink in the pump is obtained by measuring the flow rate of ink at the pump outlet or the pump inlet.
- the maximum flow rate is the maximum of such flow rates. Even if the amount of ink circulated is controlled to be constant, the actual flow rate at the pump outlet varies to some extent depending on the operating principle of each pump.
- the maximum flow rate here is the maximum flow rate when the pump is operated while printing work is being performed, and is a value that includes the fluctuations that occur depending on the operation of the pump described above.
- the maximum flow rate occurs, for example, when ink in the first recovery subtank 71B is transferred by the circulation pump 85 to the first supply subtank 71A, which has a low ink amount.
- the maximum flow rate is set to a predetermined speed or less at least while continuous printing is being performed.
- the maximum flow rate may also be set to a predetermined speed or less.
- non-routine work such as the process of recovering an inkjet printer 1 that has had some kind of trouble, it is acceptable for the flow rate to temporarily exceed the specified speed, but even in such cases, it is best to keep the flow rate below the specified speed.
- the maximum flow rate corresponds to the maximum speed of the ink inside the pump. It is considered that the ink speed inside the pump is greatest at the part with the smallest cross-sectional area of the path through which the ink flows. Therefore, the maximum flow rate is the maximum flow rate divided by the smallest cross-sectional area of the flow path.
- the amount of coarse powder was calculated by counting the number of particles with a diameter of 5 ⁇ m or more that were generated until a cumulative flow rate of approximately 1000 L was delivered by each pump.
- Figure 6 is a graph showing the relationship between the maximum flow velocity in Table 1 (flow velocity inside the pump in Figure 6) and the amount of coarse powder.
- the present inventors have discovered that the amount of coarse powder generated tends to increase depending on the flow speed inside the pump. This phenomenon is believed to occur because a velocity gradient occurs at the cross section of each flow path due to the viscosity of the ink, and the difference in speed between the particles that make up the pigment increases the frequency of collisions between those particles, promoting the generation of agglomerates (shear agglomeration). Note that the velocity gradient is mainly brought about by the velocity of particles close to the inner wall of the flow path (tube) being relatively slower than the velocity of particles close to the center of the flow path.
- the flow rate in the pump may be slowed by increasing the duty of the pump operation.
- the control unit 100 may control the pump in this way by operating the pump intermittently and varying the duty (the rate at which the pump operates within a certain period of time) to determine the amount of ink transferred per unit time.
- the amount of ink transferred per unit time is to be a predetermined amount
- a pump with a slow maximum flow rate may be used to increase the duty. In this way, the generation of coarse powder can be reduced.
- the duty may be 30% or more, further 40% or more, and especially 50% or more. From the above perspective, it is better for the duty to be close to 100%, but on the other hand, if it is close to 100%, it will not be possible to increase the amount of ink transferred by control, so the duty may be 80% or less, especially 60% or less.
- processing liquids such as pre-processing liquid and post-processing liquid do not generally contain substances that may aggregate, such as pigments, and even if such substances are contained, the amount is smaller than that of ink. Therefore, the flow rate of the pump that circulates the processing liquid may be faster than the flow rate of the pump that circulates the ink. In this way, if the flow rate of the processing liquid circulation is made faster than the flow rate of the ink circulation, the duty is basically lowered, and the range in which the transport amount can be changed can be made wider. On the other hand, if the flow rate of the processing liquid circulation is made approximately the same as the flow rate of the ink circulation, the same pump can be used for both the processing liquid and the ink, and the circulation control can be the same or similar.
- the maximum flow rate of circulating ink is the maximum flow rate of ink sent out from the pump.
- the circulation pump 85 transfers ink from the first recovery subtank 71B to the first supply subtank 71A.
- the transfer of ink from the first supply subtank 71A to the first recovery subtank 71B via the ink head 4 is performed by the difference in gas pressure applied to the subtank.
- the maximum flow rate of ink sent by the circulation pump 85 (maximum flow rate per unit time, not including fluctuations such as pulsation) is made greater than the maximum flow rate of ink from the first supply subtank 71A to the ink head 4.
- the pressure difference between the first supply subtank 71A and the first recovery subtank 71B is set so that the flow rate of ink from the first supply subtank 71A to the ink head 4 is less than the maximum flow rate of ink sent out by the circulation pump 85.
- the flow rate of ink from the ink head 4 to the first recovery subtank 71B is less than the flow rate of ink from the first supply subtank 71A to the ink head 4 by the amount of ink ejected from the ink head 4. Therefore, the maximum flow rate of circulating ink is the maximum flow rate of ink sent out from the circulation pump 85.
- the flow rate of ink flowing through the circulation path can be measured directly if it is flowing through a tube, etc.
- the ink flow rate can also be calculated (including simulation) from the dimensions of the flow path, the applied pressure, the physical properties of the ink, etc. If the flow rate of ink flowing through each part is known, the flow velocity of each part can be obtained by dividing the flow rate by the cross-sectional area.
- the individual flow paths that connect the common supply flow path and the pressure chamber have the fastest flow velocity, for example. These individual flow paths are often the flow paths with the narrowest cross-sectional area in the ink head 4. There are the same number of individual flow paths as there are nozzles.
- the ink that flows into the ink head 4 is basically distributed and flows among the individual flow paths that are connected in parallel. Therefore, the flow rate of the ink flowing through the individual flow paths is small, and the ink flow velocity is slow.
- the ink flow velocity is, for example, 0.2 m/sec.
- the minimum flow path cross-sectional area in the individual flow paths is smaller than the minimum flow path cross-sectional area in the circulation pump 85, but the maximum flow velocity of the individual flow paths is faster than the maximum flow velocity of the circulation pump 85.
- the product of the minimum flow path cross-sectional area in an individual flow path and the number of individual flow paths is equal to or greater than the minimum flow path cross-sectional area in the circulation pump 85. Furthermore, in each ink head, the product of the minimum flow path cross-sectional area in an individual flow path and the number of individual flow paths is greater than the minimum flow path cross-sectional area in the circulation pump 85.
- the multiple individual flow paths provided corresponding to each ejection section (nozzle) are arranged in parallel in terms of the flow path structure.
- the product of the minimum flow path cross-sectional area in an individual flow path and the number of individual flow paths corresponds to the sum of the minimum flow path cross-sectional areas for all individual flow paths, and may be calculated in this manner.
- the maximum flow velocity of the ink in the circulation pump 85 is preferably 30 times or less, more preferably 25 times or less, even more preferably 15 times or less, and even more preferably 10 times or less, the flow velocity of the ink flowing through the individual flow paths of the ink head 4 described above (the maximum flow velocity of the ink in the ink head).
- the flow rate of the ink flowing through the circulation pump 85 is preferably 6 times or less, more preferably 5 times or less, more preferably 3 times or less, and even more preferably 2 times or less, the flow rate of the ink in the valve.
- the maximum flow rate of the ink in the circulation pump 85 is preferably 6 times or less, more preferably 5 times or less, more preferably 3 times or less, and even more preferably 2 times or less, the maximum flow rate of the ink in the parts other than the circulation pump 85.
- the total cross-sectional area of the filter is greater than the total cross-sectional area of the smallest portion of the individual flow paths, so the flow rate of ink in the individual flow paths is faster than the flow rate of ink in the filter.
- the total cross-sectional area of the filter provided in the circulation path is greater than the cross-sectional area of a valve such as a solenoid valve, so the flow rate of ink in a valve such as a solenoid valve is faster than the flow rate of ink in the filter.
- This relationship is not limited to ink, but is similar for each processing liquid.
- the total opening area of the filter is desirable for the total opening area of the filter to be equal to or greater than the smallest flow path cross-sectional area in the circulation pump 85, and it is even more desirable for it to be greater than that area.
- the maximum flow rate of the ink in the circulation pump 85 is set to a predetermined speed or lower, it is possible to suppress the ink from coagulating and becoming coarse. As a result, damage to the circulation pump 85 and blockages in each path can be prevented.
- the first recovery subtank 71B is disposed in the middle of the ink circulation path and stores the ink recovered from each ink head.
- the circulation pump 85 is disposed in a flow path that connects the first recovery subtank 71B and the first supply subtank 71A, which constitutes part of the circulation path (located between the first recovery subtank 71B and the first supply subtank 71A in terms of the upstream and downstream positional relationship in the flow path), and sends ink from the first recovery subtank 71B to the first supply subtank 71A.
- the ink contains a binder as in this embodiment, the ink is prone to aggregation due to its characteristics, but by limiting the maximum ink flow speed as described above, it is possible to suppress aggregation of ink containing a binder.
- the binder content is high in order to print images such as characters and patterns on a recording medium made of fabric such as woven or knitted fabric.
- aggregation as described above is likely to occur, but by similarly limiting the maximum ink flow speed, it is possible to suppress aggregation of ink that contains a large amount of binder.
- the flow rate of ink flowing through the pump when the pump is operating is 1.7 ⁇ 10 -7 (m 3 /sec) or more, as shown in Table 1.
- the velocity gradient described above is likely to occur, which results in aggregation and the generation of coarse powder being promoted.
- a tube pump (Example 1 in Table 1) can be used as the circulation pump 85.
- the rollers crush the tube as it works, which gradually deteriorates the tube and may cause a decrease in flow rate over a long period of time.
- pulsation occurs. Therefore, it is desirable to use a tube pump as the circulation pump 85 to the extent that these concerns do not become apparent.
- a piezoelectric pump is a type of diaphragm pump, and the diaphragm is driven by a piezoelectric body. In a typical diaphragm pump, the diaphragm is driven mechanically or hydraulically, so the amount of displacement of the diaphragm in one drive (one back-and-forth vibration) is almost constant. It is thought that the amount of ink pushed out due to the displacement is also relatively close to a constant amount.
- the driving force applied to the diaphragm becomes almost constant, but instead the amount of displacement is not constant.
- the amount of displacement of the diaphragm will be smaller even with the same driving force, so the flow rate will be slightly smaller and the maximum flow rate will be slightly slower.
- the ink can be circulated stably because no pulsation as described above occurs.
- the circulation pump 85 by using a diaphragm pump as the circulation pump 85, it is possible to circulate ink while eliminating the above-mentioned concerns.
- a diaphragm pump is used in the ink jet printer 1 according to this embodiment, the minimum cross-sectional area of the circulation path in the pump is set to 2.0 ⁇ 10 -6 (m 2 ) or more, and the maximum flow rate of the ink is set to 1.7 ⁇ 10 -5 (m 3 /sec) or less.
- Example 3 shows Example 3 as a diaphragm pump, and Comparative Examples 1 and 2 for comparison.
- Comparative Example 2 differs from Comparative Example 1 in that an external damper is attached to the pump.
- Example 3 it was confirmed that the generation of coarse powder was suppressed by reducing the maximum flow velocity compared to Comparative Examples 1 and 2.
- Diaphragm pumps have better load characteristics than other pumps, so they can be used preferably when it is necessary to ensure the flow rate of ink flowing through the circulation path.
- Figure 7 is a graph showing the relationship between the shear stress in Table 1 and the amount of coarse powder.
- the shear stress in question refers to the shear stress that occurs in the ink (liquid) inside each pump.
- the shear stress in Table 1 and Figure 7 is calculated based on the following formula 1, which assumes that the flow velocity distribution inside the pipe is between parallel plates (Couette flow).
- Shear stress ⁇ (unit: Pa) ⁇ ⁇ v / r ... (Equation 1)
- ⁇ (unit: Pa ⁇ s) is the viscosity of the ink
- v (unit: m/s) is the flow velocity of the ink.
- the flow velocity corresponds to the maximum flow velocity mentioned above.
- r (unit: m) corresponds to the radius of a circular tube when the flow path is assumed to be a circular tube, and can be calculated as the radius when the valve passage area in Table 1 is taken as the area of a circle.
- the viscosity ⁇ of the ink is 6 (mPa ⁇ s).
- the present inventors have found that the increase or decrease in the amount of coarse powder generated tends to depend on the shear stress acting on the ink in the pump. This phenomenon is believed to be caused by the velocity gradient occurring at the cross section of each flow path due to the viscosity of the ink as described above, and the velocity difference between the particles that make up the pigment increases the frequency of collisions between the particles, promoting the generation of agglomerates (shear agglomeration).
- the ink can be stably suppressed from agglomerating and becoming coarse when the shear stress is in the range of 30 (Pa) or less.
- a dashed line is added to the area of shear stress 30 (Pa) in Figure 7.
- Table 1 in Examples 1, 2, and 3, the shear stress is 30 (Pa) or less in all cases, and the amount of coarse powder is also reduced compared to the comparative example.
- Figure 8A is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the circulation pump 85 according to this embodiment.
- the circulation pump 85 has a pump body 850, a pump chamber 851 formed within the pump body 850 and capable of storing ink, a displacement portion 852, an intake flow path 85A, an exhaust flow path 85B, an intake side check valve 853, and an exhaust side check valve 854.
- the displacement portion 852 constitutes a part of the pump chamber 851 (the upper surface of the pump chamber 851 in FIG. 8A), and displaces to switch the suction and discharge of ink in the circulation pump 85.
- the volume of the pump chamber 851 changes depending on the displacement of the displacement portion 852.
- the displacement portion 852 is composed of a piezoelectric vibrator, and vibrates in response to the input drive voltage.
- the suction flow path 85A communicates with the upstream side of the ink circulation path. That is, the suction flow path 85A is located upstream of the pump chamber 851.
- the delivery flow path 85B communicates with the downstream side of the ink circulation path. That is, the delivery flow path 85B is located downstream of the pump chamber 851.
- the suction side check valve 853 is located between the suction flow path 85A and the pump chamber 851, and is a displaceable check valve.
- the delivery side check valve 854 is located between the pump chamber 851 and the delivery flow path 85B, and is a displaceable check valve.
- FIGS. 8B and 8C are schematic cross-sectional views showing the vicinity of the delivery side check valve 854 of the circulation pump 85 in FIG. 8A.
- the check valve support portion 850H in FIG. 8B is part of the pump body 850 in FIG. 8A, and has a structure that supports the delivery side check valve 854.
- the check valve support portion 850H has a flat portion 855 (opposing surface).
- the flat portion 855 is disposed opposite the delivery side check valve 854, and is connected to the inlet of the delivery flow path 85B.
- the delivery side check valve 854 When the pressure in the pump chamber 851 increases with the displacement of the displacement portion 852 in FIG. 8A, the delivery side check valve 854 is displaced from FIG. 8B to FIG. 8C. As a result, ink is permitted to flow from the pump chamber 851 to the delivery flow path 85B. On the other hand, when the pressure in the pump chamber 851 is lower than the delivery flow path 85B, the delivery side check valve 854 blocks the flow path as shown in FIG. 8B, preventing ink from flowing back from the delivery flow path 85B to the pump chamber 851.
- the delivery side check valve 854 abuts against the flat surface portion 855 as shown in FIG. 8C. This makes it possible to increase the cross-sectional area of the flow path around the delivery side check valve 854 in the ink circulation path, compared to when the check valve support portion 850H has a protrusion as shown by the dashed line in FIG. 8B. Note that instead of the flat surface portion 855, a curved surface or the like may be disposed as the opposing surface.
- a structure similar to that around the delivery side check valve 854 in Figs. 8B and 8C is also provided around the suction side check valve 853 in Fig. 8A.
- the pump chamber 851 in Figs. 8B and 8C is replaced with the suction flow path 85A in Fig. 8A
- the delivery flow path 85B in Figs. 8B and 8C is replaced with the pump chamber 851 in Fig. 8A.
- the suction side check valve 853 allows ink to flow from the suction flow path 85A to the pump chamber 851.
- the suction side check valve 853 prevents ink from flowing back from the pump chamber 851 to the suction flow path 85A.
- At least one of the flow paths in the circulation pump 85 has the smallest cross-sectional area: the flow path in the suction side check valve 853 and the flow path in the delivery side check valve 854.
- the flow paths other than the flow paths in the suction side check valve 853 and the delivery side check valve 854 are designed not to be narrower than the flow paths in the flow paths in the suction side check valve 853 and the delivery side check valve 854.
- the cross-sectional area of the flow paths in the circulation pump 85 is smallest in the flow paths in the check valves.
- At least one of the cross-sectional areas of the flow paths in the circulation pump 85 may be smallest: the cross-sectional area of the flow path in the suction side check valve 853 and the cross-sectional area of the flow path in the delivery side check valve 854.
- At least one of the suction side check valve 853 and the delivery side check valve 854 is set to have a flow path cross-sectional area of 2.0 ⁇ 10 -6 (m 2 ) or more when the check valve is open.
- Fig. 8B the ink flow permitted by the displacement of the delivery side check valve 854 is shown by two arrows. The ink flow when the suitable cross-sectional area is set as described above will be described in detail below.
- a long and thin cross-sectional shape has a greater effect than a circle in the following ways.
- a long and thin shape has a greater shear stress because the distance between the flow path wall, where the flow velocity is zero, and the center of the flow path, where the flow velocity is at its maximum, is closer. Also, since the effect of shear stress is greater in the area near the flow path wall than in the center of the flow path, the area where the effect of shear stress is greater is wider for a long and thin shape due to the longer length of the flow path wall.
- the size of the cross-sectional area of the flow path when the delivery side check valve 854 is open is set as described above so that the opening that is created when the delivery side check valve 854 is open tends to have an elongated shape. As a result, it is possible to particularly suppress ink aggregation within the circulation path.
- the ink flow velocity in the circulation path using each of the above pumps be kept to 6 m/sec or less, and more preferable that it be kept to 5 m/sec or less. Furthermore, it is preferable that the ink flow velocity be kept to 3 m/sec or less, and more preferable that it be kept to 2 m/sec or less. In this way, by suppressing the specified speed for limiting the maximum ink flow velocity, it is possible to further suppress the ink from coagulating and powdering.
- the area of the ink circulation path where the ink flow rate is set to less than the predetermined speed may be only within the circulation pump 85, or may be an area of the circulation path excluding each ink head. That is, in FIG. 4, the ink circulation path includes supply ports Q1A and Q2A connected to each ink head. The ink circulation path also includes recovery ports Q1B and Q2B connected to each ink head. The maximum ink flow rate from the recovery ports Q1B and Q2B to the supply ports Q1A and Q2A via the first recovery subtank 71B, the circulation pump 85, and the first supply subtank 71A may be set to less than the predetermined speed.
- the maximum ink flow rate from the recovery port to the supply port via the circulation pump 85 and the supply subtank is the flow rate within the circulation pump 85. More specifically, the maximum flow speed of the ink in the ink circulation path from the recovery port through the circulation pump 85 and the supply sub-tank to the supply port, and in the ink head 4, is the flow speed in the circulation pump 85. Furthermore, the region in the ink circulation path where the ink flow speed is set to be equal to or lower than the predetermined speed may be the entire circulation path including each ink head. Also, the maximum flow speed of the ink in the circulation pump 85 may be faster than the maximum flow speed of the ink in the multiple individual flow paths in the ink head 4.
- the nozzle and the individual flow paths that supply and collect ink from the nozzle also include a structure in which a nozzle is attached to an individual flow path through which ink flows from the ink supply source to the ink collection destination.
- the individual flow path is attached to the base of the cylindrical shape of the nozzle.
- the flow path structure may be such that the fastest flow speed is inside the ink head 4, coarse powder will be generated inside the ink head 4, which can easily cause clogging.
- the flow path structure may be such that the fastest flow speed is outside the ink head 4, and monitoring may be performed to ensure that not a lot of coarse powder is generated even at that flow speed.
- the opening when the valve is closed is larger than necessary, the amount of liquid delivered may vary due to external factors such as the pressure applied to the liquid and the flow rate, so it is desirable to make the opening relatively small.
- the inkjet printer 1 (inkjet recording device), ink circulation device, and ink pump according to the present embodiment described above can circulate the ink, eliminating waste of the ink while preventing clogging of the circulation path including the head and tank.
- the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can take the following forms.
- the ink heads 4 are not limited to being arranged in two rows on the carriage 3.
- the ink heads 4 may be arranged in a single row, or in three or more rows.
- the inkjet printer 1 is not limited to being configured to be capable of ejecting ink of multiple colors onto the workpiece W, and may be configured to eject ink of a single color.
- the inkjet printer 1 may not have the pre-treatment liquid head 5 that ejects the pre-treatment liquid, the post-treatment liquid head 6 that ejects the post-treatment liquid, or any of the components associated with these.
- a recovery tank is provided in the ink circulation path, but the recovery tank may be omitted.
- the ink circulation path is provided so that the ink flows from the supply tank to the ink head (supply destination) and then back to the supply tank.
- the circulation pump 85 constitutes a part of the circulation path and sends out the ink.
- the maximum flow rate of the ink in the circulation pump 85 may be set to be equal to or lower than the predetermined speed.
- the maximum flow rate of the ink in the circulation path from the recovery ports Q1B, Q2B through the circulation pump 85 and the first supply sub-tank 71A to the supply ports Q1A, Q2A may be set to be equal to or lower than the predetermined speed, or the maximum flow rate of the ink in the entire circulation path including each ink head may be set to be equal to or lower than the predetermined speed.
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本開示は、インク循環装置およびこれを備えたインクジェット記録装置、インク用ポンプに関する。 This disclosure relates to an ink circulation device, an inkjet recording device equipped with the same, and an ink pump.
特許文献1には、記録ヘッドとインクタンクとの間でインクを循環する機構を備えたインクジェット記録録装置が開示されている。当該技術では、インクジェット記録装置は、インクを収容するタンクと、タンクから供給されるインクを吐出する記録ヘッドと、タンクから記録ヘッドにインクを供給する供給流路と、記録ヘッドからタンクへインクを回収する回収流路と、ポンプとを備える。記録動作の間、ポンプを第1の速度で駆動することによって、タンクと供給流路と記録ヘッドと回収流路とを含む循環路でインクを循環させる一方、インクの循環を開始してから所定時間が経過するまでは、第1の速度より速い第2の速度でポンプを駆動する。
本開示の目的は、ヘッドおよびタンクを含む循環路の閉塞を抑止することが可能なインク循環装置およびこれを備えたインクジェット記録装置、インク用ポンプを提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide an ink circulation device capable of preventing clogging of the circulation path including the head and tank, as well as an inkjet recording device and an ink pump that are equipped with the same.
本開示の一の局面に係るインク循環装置は、顔料を含むインクが流れる循環路と、前記循環路に位置し、前記インクを所定の供給先に供給する供給部と、前記循環路に位置し、前記供給先を経由した前記インクを前記供給部へ送るポンプと、を備え、前記供給先は、前記インクを吐出することが可能なインクヘッドであって、前記インクヘッドは、前記インクを吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに対して設けられた、前記ノズルに前記インクを供給する流路および前記ノズルから前記インクを回収する流路を含む、複数の個別流路とを含み、前記ポンプ内における前記インクの最大流速が、所定の速度以下に設定されており、前記個別流路内の最小の流路断面積と前記個別流路の数との積が、前記ポンプ内の最小の流路断面積以上である。 An ink circulation device according to one aspect of the present disclosure includes a circulation path through which ink containing a pigment flows, a supply unit located in the circulation path and supplying the ink to a predetermined destination, and a pump located in the circulation path and sending the ink via the destination to the supply unit, the destination being an ink head capable of ejecting the ink, the ink head including a plurality of nozzles ejecting the ink, and a plurality of individual flow paths provided for each of the plurality of nozzles, the individual flow paths including a flow path for supplying the ink to the nozzle and a flow path for recovering the ink from the nozzle, the maximum flow velocity of the ink in the pump is set to a predetermined velocity or less, and the product of the minimum flow path cross-sectional area in the individual flow paths and the number of the individual flow paths is greater than or equal to the minimum flow path cross-sectional area in the pump.
また、本開示の他の局面に係るインク循環装置は、顔料を含むインクが流れる循環路と、前記循環路に位置し、前記インクを所定の供給先に供給する供給部と、前記循環路に位置し、前記供給先を経由した前記インクを前記供給部へ送るポンプと、を備え、前記ポンプ内において前記インクに生じるせん断応力が、30(Pa)以下である。 An ink circulation device according to another aspect of the present disclosure includes a circulation path through which pigment-containing ink flows, a supply unit located in the circulation path and supplying the ink to a predetermined destination, and a pump located in the circulation path and sending the ink via the destination to the supply unit, and the shear stress generated in the ink within the pump is 30 (Pa) or less.
また、本開示の他の局面に係るインクジェット記録装置は、顔料を含むインクが流れる循環路と、前記インクを吐出することが可能なインクヘッドと、前記循環路に位置し、前記インクを前記インクヘッドに供給する供給部と、前記循環路に位置し、前記供給先から回収された前記インクを前記供給部へ送るポンプと、を備え、前記インクヘッドは、前記インクを吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに対して設けられた、前記ノズルに前記インクを供給する流路および前記ノズルから前記インクを回収する流路を含む、複数の個別流路とを含み、前記循環路における前記インクの最大流速が、前記所定の速度以下に設定されており、前記個別流路内の最小の流路断面積と前記個別流路の数との積が、前記ポンプ内の最小の流路断面積以上である。 In addition, an inkjet recording device according to another aspect of the present disclosure includes a circulation path through which ink containing a pigment flows, an ink head capable of ejecting the ink, a supply unit located in the circulation path and supplying the ink to the ink head, and a pump located in the circulation path and sending the ink recovered from the supply destination to the supply unit, the ink head includes a plurality of nozzles that eject the ink, and a plurality of individual flow paths provided for each of the plurality of nozzles, including a flow path that supplies the ink to the nozzle and a flow path that recovers the ink from the nozzle, the maximum flow speed of the ink in the circulation path is set to be equal to or lower than the predetermined speed, and the product of the minimum flow path cross-sectional area in the individual flow path and the number of the individual flow paths is equal to or greater than the minimum flow path cross-sectional area in the pump.
また、本開示の他の局面に係るインクジェット記録装置は、顔料を含むインクが流れる循環路と、前記インクを吐出することが可能なインクヘッドと、前記循環路に位置し、前記インクを前記インクヘッドに供給する供給部と、前記循環路に位置し、前記インクヘッドから回収された前記インクを前記供給部へ送るポンプと、を備え、前記ポンプ内において前記インクに生じるせん断応力が、30(Pa)以下である。 An inkjet recording device according to another aspect of the present disclosure includes a circulation path through which pigment-containing ink flows, an ink head capable of ejecting the ink, a supply unit located in the circulation path for supplying the ink to the ink head, and a pump located in the circulation path for sending the ink recovered from the ink head to the supply unit, and the shear stress generated in the ink within the pump is 30 (Pa) or less.
更に、本開示の他の局面に係るインク用ポンプは、顔料を含むインクが流れる循環路に位置するインク用ポンプであって、前記循環路に位置し所定の供給先に前記インクを供給する供給部に対して、前記供給先を経由した前記インクを送ることが可能であり、前記ポンプ内における前記インクの最大流速が、所定の速度以下に設定されている。 Furthermore, an ink pump according to another aspect of the present disclosure is an ink pump located in a circulation path through which ink containing a pigment flows, and is capable of sending the ink via a supply destination to a supply section located in the circulation path that supplies the ink to a predetermined supply destination, and the maximum flow rate of the ink in the pump is set to a predetermined speed or less.
更に、本開示の他の局面に係るインク用ポンプは、顔料を含むインクが流れる循環路に位置するインク用ポンプであって、前記循環路に位置し所定の供給先に前記インクを供給する供給部に対して、前記供給先を経由した前記インクを送ることが可能であり、前記ポンプ内において前記インクに生じるせん断応力が、30(Pa)以下である。 Furthermore, an ink pump according to another aspect of the present disclosure is an ink pump located in a circulation path through which ink containing a pigment flows, and is capable of sending the ink via a supply destination to a supply section located in the circulation path that supplies the ink to a specified supply destination, and the shear stress generated in the ink within the pump is 30 (Pa) or less.
以下、図面を参照しつつ、本開示の一実施形態に係る記録装置ついて説明する。以下の実施形態では、記録装置の具体例として、広幅で長尺の記録媒体に画像形成用のインクを吐出するインクヘッドを備えたインクジェット式プリンターを例示する。インクジェット式プリンターは、織物や編物等の生地からなる記録媒体に、文字類や模様等の画像をインクジェット方式で印刷するデジタル捺染印刷に好適である。もちろん、本開示に係る記録装置は、紙シートや樹脂シート等の記録媒体に各種の画像を印刷する用途にも用いることができる。 Below, a recording device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an inkjet printer equipped with an ink head that ejects ink for forming an image onto a wide, long recording medium will be exemplified as a specific example of a recording device. Inkjet printers are suitable for digital textile printing, which uses an inkjet method to print images such as letters and patterns onto a recording medium made of fabric such as woven or knitted fabric. Of course, the recording device according to the present disclosure can also be used to print various images onto recording media such as paper sheets and resin sheets.
[インクジェット式プリンターの全体構成]
図1は、本開示の第1実施形態に係るインクジェット式プリンター1の全体構成を示す斜視図であり、図2は、図1のII-II線の模式的な断面図である。インクジェット式プリンター1は、広幅且つ長尺のワークW(記録媒体)にインクジェット方式で画像を印刷するプリンターである。一例として、ワークWの幅は、数メートルに及ぶ。プリンター1は、装置フレーム10と、この装置フレーム10に組み込まれたワーク搬送部20及びキャリッジ3とを含む。なお、本実施形態では、左右方向がワークWに対する印刷の際の主走査方向S(図3)、後方から前方に向かう方向が副走査方向(主走査方向Sと交差する方向であるワークWの搬送方向F)である。
[Overall configuration of inkjet printer]
FIG 1 is a perspective view showing the overall configuration of an
装置フレーム10は、インクジェット式プリンター1の各種構成部材を搭載するための骨組みを形成している。ワーク搬送部20は、インクジェット印刷処理が行われる印刷領域においてワークWが、後方から前方に向かう搬送方向Fに進行するように、当該ワークWを間欠送りする(搬送する)機構である。キャリッジ3は、インクヘッド4、前処理液ヘッド5、後処理液ヘッド6及びサブタンク7を搭載し、前記インクジェット印刷処理の際にワークWの搬送方向Fと交差する主走査方向S(左右方向)に往復移動する。
The
装置フレーム10は、中央フレーム111、右フレーム112及び左フレーム113を含む。中央フレーム111は、インクジェット式プリンター1の各種構成部材を搭載するための骨組みを形成しており、ワーク搬送部20に応じた左右幅を有している。右フレーム112及び左フレーム113は、それぞれ中央フレーム111の右隣、左隣に立設されている。右フレーム112と左フレーム113との間が、ワークWに対して印刷処理が実行される印刷エリア12である。
The
右フレーム112は、メンテナンスエリア13を形成する。メンテナンスエリア13は、前記印刷処理が実行されないときに、キャリッジ3を退避させるエリアである。メンテナンスエリア13では、インクヘッド4、前処理液ヘッド5及び後処理液ヘッド6のノズル(吐出孔)のクリーニング処理、パージ処理等が行われ、またキャップが被嵌される。左フレーム113は、キャリッジ3の折り返しエリア14を形成する。折り返しエリア14は、前記印刷処理において右方から左方へ印刷エリア12を主走査したキャリッジ3が、逆方向の主走査を行う際に一時的に入る領域である。
The
装置フレーム10の上方側には、キャリッジ3に左右方向の往復移動を行わせるためのキャリッジガイド15が組み付けられている。キャリッジガイド15は、左右方向に長い平板状の部材であり、ワーク搬送部20の上方に配置されている。キャリッジガイド15には、タイミングベルト16が左右方向(主走査方向)に周回移動が可能に組み付けられている。タイミングベルト16は、無端ベルトであって、左方向又は右方向に周回移動するよう駆動される。
A
キャリッジガイド15には、キャリッジ3を主走査方向Sに往復移動が可能な状態で保持する上下一対のガイドレール17が、左右方向に平行に延在するように装備されている。キャリッジ3は、ガイドレール17と係合している。また、キャリッジ3は、タイミングベルト16に固定されている。キャリッジ3は、タイミングベルト16の左方向又は右方向の周回移動に伴って、ガイドレール17に案内されつつ、キャリッジガイド15に沿って左方向又は右方向に移動する。
The
図2を主に参照して、ワーク搬送部20は、印刷前のワークWを繰り出す送り出しローラー21と、印刷後のワークWを巻き取る巻き取りローラー22とを含む。送り出しローラー21は、装置フレーム10の後方下部に配置され、印刷前のワークWの巻回体である送り出しロールWAの巻き取り軸である。巻き取りローラー22は、装置フレーム10の前方下部に配置され、印刷処理後のワークWの巻回体である巻き取りロールWBの巻き取り軸である。巻き取りローラー22には、当該巻き取りローラー22を軸回りに回転駆動し、ワークWの巻き取り動作を実行させる第1モーターM1が付設されている。
Referring primarily to FIG. 2, the
送り出しローラー21と巻き取りローラー22との間であって印刷エリア12を通る経路が、ワークWの搬送経路となる。この搬送経路には、上流側から順に第1テンションローラー23、ワークガイド24、搬送ローラー25及びピンチローラー26、折り返しローラー27、第2テンションローラー28が配置されている。第1テンションローラー23は、搬送ローラー25の上流側において、ワークWに所定の張力を付与する。ワークガイド24は、ワークWの搬送方向を上方向から前方向に変更し、ワークWを印刷エリア12へ搬入させる。
The path between the
搬送ローラー25は、印刷エリア12においてワークWを間欠送りする搬送力を発生するローラーである。搬送ローラー25は、第2モーターM2により軸回りに回転駆動され、ワークWがキャリッジ3に対向する印刷エリア12(画像形成位置)を通過するように、ワークWを前方向(所定の搬送方向F)に間欠的に搬送する。ピンチローラー26は、搬送ローラー25に対して上方から対向するように配置され、搬送ローラー25と搬送ニップ部を形成している。
The
折り返しローラー27は、印刷エリア12を通過したワークWの搬送方向を前方向から下方向に変更し、印刷処理後のワークWを巻き取りローラー22へ導く。第2テンションローラー28は、搬送ローラー25の下流側において、ワークWに所定の張力を付与する。印刷エリア12においてワークWの搬送経路の下方には、プラテン29が配置されている。
The turn-
キャリッジ3は、ガイドレール17に片持ち支持された状態で、搬送方向Fと交差(本実施形態では直交)する主走査方向S(本実施形態では左右方向)に往復移動する。キャリッジ3は、キャリッジフレーム30と、このキャリッジフレーム30に搭載されるインクヘッド4、前処理液ヘッド5、後処理液ヘッド6及びサブタンク7(図3)とを備える。キャリッジフレーム30は、ヘッド支持フレーム31及びバックフレーム32を含む。
The
ヘッド支持フレーム31は、上掲のヘッド4~6を保持する水平板である。バックフレーム32は、ヘッド支持フレーム31の後端縁から上方に延びる垂直板である。上述したように、タイミングベルト16は、バックフレーム32に固定されている。また、ガイドレール17は、バックフレーム32に係合されている。すなわち、本実施形態では、バックフレーム32がガイドレール17に片持ち状態で保持される係合部である。ヘッド支持フレーム31は、その後端側が前記係合部によってガイドレール17に片持ち支持された水平板である。
The
なお、片持ち状態とは、キャリッジ3において、保持部材であるガイドレール17に保持されている部分である係合部(バックフレーム32)が、搬送方向Fにおいて、キャリッジ3の中央から上流側、若しくは下流側の片側のみに存在し、係合部が存在する側の反対側には、他の係合部が存在しない状態を表す。係合部は、さらに、搬送方向Fにおいて、インクヘッド4及び処理ヘッドが配置されている範囲以外に配置されていてもよい。すなわち、係合部は、搬送方向Fにおいて、インクヘッド4及び処理ヘッドが配置されている範囲に対して、上流側のみ、若しくは下流側のみに配置されていてもよい。
Note that the cantilevered state refers to a state in which the engagement portion (back frame 32), which is the portion of the
[キャリッジの詳細]
キャリッジ3について、さらに説明を加える。図3は、図1に示すキャリッジ3の拡大斜視図である。図3には、ワークWの搬送方向F(副走査方向)と、キャリッジ3の移動方向である主走査方向Sとが示されている。図3では、ワークWに対して画像形成用のインクを吐出する複数のインクヘッド4と、非発色性の処理液を吐出する前処理液ヘッド5及び後処理液ヘッド6と、これらのヘッド4~6に前記インク及び前記処理液を供給する複数のサブタンク7とが、キャリッジ3に搭載されている例を示している。
[Carriage details]
The
インクヘッド4の各々は、例えばピエゾ素子を用いたピエゾ方式、加熱素子を用いたサーマル方式等の吐出方式でインク滴を吐出する多数のノズル(インク吐出孔)を備える。
Each
インクヘッド4の各々は、例えば、ノズルを含む複数の吐出部と、前記複数の吐出部にインクを供給する供給共通流路と、前記複数の吐出部からインクを回収する回収共通流路と、を含む。この回収共通流路は、吐出部に供給されて、ノズルから吐出されなかったインクを回収する。 Each of the ink heads 4 includes, for example, a plurality of ejection sections including nozzles, a common supply flow path that supplies ink to the plurality of ejection sections, and a common recovery flow path that recovers ink from the plurality of ejection sections. This common recovery flow path recovers ink that is supplied to the ejection sections and not ejected from the nozzles.
前記吐出部は、前記供給共通流路と前記回収共通流路とを繋いでいる個別流路と、ピエゾ素子、加熱素子などの加圧部と、ノズルと、を備える。前記個別流路の中で、加圧部が面している部分を加圧室と呼ぶ。前記個別流路には、前記供給共通流路側から順に、前記加圧室、前記ノズルを配置してもよいが、この配置の順序は逆でもよい。前記個別流路において、前記供給共通流路から前記ノズルまでの流路は前記ノズルにインクを供給し、前記ノズルから前記回収共通流路までの流路は前記ノズルから吐出されなかったインクを回収する。前記個別流路において、インクが流れる方向に直交する断面積が最も小さい部分の断面積を前記個別流路の最小断面積と呼ぶ。この最小断面積は、前記加圧室といずれかの共通流路とを繋ぐ流路の途中に配置されてもよい。なお、前記供給共通流路から前記回収共通流路に向かうインクは、前記ノズルの中を通過しないので、前記個別流路の最小断面積を考える際に、前記ノズルは前記個別流路に含めない。 The ejection unit includes an individual flow path connecting the common supply flow path and the common recovery flow path, a pressure unit such as a piezoelectric element or a heating element, and a nozzle. In the individual flow path, the portion facing the pressure unit is called a pressure chamber. The pressure chamber and the nozzle may be arranged in the individual flow path from the common supply flow path side, but this arrangement order may be reversed. In the individual flow path, the flow path from the common supply flow path to the nozzle supplies ink to the nozzle, and the flow path from the nozzle to the common recovery flow path recovers ink that has not been ejected from the nozzle. In the individual flow path, the cross-sectional area of the portion with the smallest cross-sectional area perpendicular to the ink flow direction is called the minimum cross-sectional area of the individual flow path. This minimum cross-sectional area may be arranged in the middle of the flow path connecting the pressure chamber and any of the common flow paths. Note that the ink heading from the common supply flow path to the common recovery flow path does not pass through the nozzle, so when considering the minimum cross-sectional area of the individual flow path, the nozzle is not included in the individual flow path.
なお、各インクヘッドの構造について付言すると、インクヘッドに流入したインクは、導入部(バックエンドともいう)に形成された往路流路を通じて上記の供給共通流路に流入する。その後、インクは、各吐出部に設けられた個別流路を通じて各ノズルに供給される。一部のインクはノズルから吐出される一方、残りのインクは、個別流路から回収共通流路に流入したのち、前記導入部に形成された復路流路を通じて、インクヘッド外に流出する。複数の個別流路は、それぞれが供給共通流路から分岐して設けられている。複数の個別流路は、それぞれが回収共通流路に繋がり、回収共通流路に集約するようなっている。すなわち、1つのインクヘッド4において、各吐出部(ノズル)に対応して設けられた複数の個別流路は、流路構造的に並列に配置されている。
In addition, to add a note about the structure of each ink head, the ink that flows into the ink head flows into the above-mentioned common supply flow path through a forward flow path formed in the introduction section (also called the back end). The ink is then supplied to each nozzle through individual flow paths provided in each ejection section. Some of the ink is ejected from the nozzle, while the remaining ink flows from the individual flow paths into the common recovery flow path and then flows out of the ink head through a return flow path formed in the introduction section. Each of the multiple individual flow paths is provided by branching off from the common supply flow path. Each of the multiple individual flow paths is connected to the common recovery flow path and is arranged to converge at the common recovery flow path. In other words, in one
インクヘッド4の各々は、さらに、フィルタを備えてもよい。フィルタは、例えば、供給共通流路内、あるはそれよりも上流に配置され、ノズル、あるいは前記個別流路が詰まりに難いように、インク中の異物や粗粉が下流に流れ難くする。また、フィルタは、上記の導入部(バックエンド)の流路に配置されてもよい(バックエンドフィルタ)。インクヘッドに供給されたインクは、すべてバックエンドフィルタを通過し、バックエンドフィルタを通過したインクは、その後、供給共通流路に向かう。
Each
インクとしては、例えば、水系の溶媒、顔料及び結着樹脂(バインダー)を含む水系顔料インクを用いることができる。 As the ink, for example, a water-based pigment ink containing a water-based solvent, pigment, and binding resin (binder) can be used.
結着樹脂は、水性媒体中に分散した状態で存在するようにすればよい。結着樹脂は、捺染対象と顔料とを結合させる機能を有する。このため、インクが結着樹脂を含有することで、顔料の定着性に優れた捺染物を得ることができる。結着樹脂としては、ウレタン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、スチレン-(メタ)アクリル樹脂、スチレン-マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン-(メタ)アクリル酸共重合体、およびビニルナフタレン-マレイン酸共重合体が挙げられる。結着樹脂の含有率は、インクの質量に対して、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。 The binder resin may be present in a dispersed state in the aqueous medium. The binder resin has the function of binding the printing object and the pigment. For this reason, by including a binder resin in the ink, a printed product with excellent pigment fixation can be obtained. Examples of binder resins include urethane resins, (meth)acrylic resins, styrene-(meth)acrylic resins, styrene-maleic acid copolymers, vinylnaphthalene-(meth)acrylic acid copolymers, and vinylnaphthalene-maleic acid copolymers. The content of the binder resin is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less, based on the mass of the ink.
本実施形態における複数のインクヘッド4は、8色のインクを吐出することが可能である。インクヘッド4は、主走査方向Sに二列で並ぶように、キャリッジ3のヘッド支持フレーム31に搭載されている。各色のインクヘッド4は、それぞれ2個のヘッドを有している。
The ink heads 4 in this embodiment are capable of ejecting eight colors of ink. The ink heads 4 are mounted on the
具体的に、インクヘッド4は、第1上流インクヘッド41Aと、第1下流インクヘッド41Bとを有する。これらのインクヘッド4はイエロー色のインクを吐出する。また、インクヘッド4は、第2上流インクヘッド42Aと、第2下流インクヘッド42Bとを有する。これらのインクヘッド4はマゼンタ色のインクを吐出する。同様に、図3に示すように、同じ色のインクを吐出する2つのインクヘッド4が搬送方向Fおよび主走査方向Sにおいて相互にずれた位置に配置されている。これらの2つのインクヘッド4を一組として、計8組のインクヘッド4(41A~48A、41B~48B)は互いに異なる色のインクを吐出する。
Specifically, the ink heads 4 have a first
前処理液ヘッド5及び後処理液ヘッド6は、搬送方向Fにおいてインクヘッド4とは異なる位置に配置されている。前処理液ヘッド5は、搬送方向Fにおいてインクヘッド4の上流側に配置されている。図3では、1個の前処理液ヘッド5がインクヘッド4の配列体の左端部付近に配置されている例を示している。同様に、後処理液ヘッド6は、搬送方向Fにおいてインクヘッド4の下流側に配置されている。図3では、1個の後処理液ヘッド6がインクヘッド4の配列体の右端部に配置されている例を示している。他の実施形態において、複数の前処理液ヘッド5または複数の後処理液ヘッド6が配置されてもよい。キャリッジ3には、少なくとも一つ前処理液ヘッド5および少なくとも一つの後処理液ヘッド6がそれぞれ備えられることが望ましいが、他の実施形態において、前処理液ヘッド5および後処理液ヘッド6は配置されていなくてもよい。
The pre-treatment
なお、インクヘッド4、前処理液ヘッド5及び後処理液ヘッド6により構成されている、主走査方向Sに沿ったヘッドの連なりをヘッドの列、或いは単に列と称する。また、インクヘッド4、前処理液ヘッド5及び後処理液ヘッド6により構成されている、搬送方向Fに沿ったヘッドの連なりを、ヘッドの行、或いは単に行と称する。 The series of heads arranged along the main scanning direction S, which is made up of the ink heads 4, pretreatment liquid heads 5, and posttreatment liquid heads 6, is referred to as a row of heads, or simply as a row. The series of heads arranged along the transport direction F, which is made up of the ink heads 4, pretreatment liquid heads 5, and posttreatment liquid heads 6, is referred to as a row of heads, or simply as a row.
前処理液ヘッド5は、ワークWに対して所定の前処理を施すための前処理液を吐出する。前処理液は、インクヘッド4からワークWの、まだインクヘッド4からインクが吐出されていない位置に、前処理液ヘッド5から吐出される。前処理液は、ワークWに付着しても発色しない非発色性の処理液であって、例えばワークWへのインクの定着性やインク顔料の凝集性を高める機能等を発現する処理液である。このような前処理液としては、溶媒に結着性樹脂を配合した処理液、或いは、溶媒にプラス帯電するカチオン樹脂を配合した処理液等を用いることができる。
The
後処理液ヘッド6は、インクが付着したワークWに対して所定の後処理を施すための後処理液を吐出する。後処理液は、ワークWの、インクヘッド4からインクが吐出された後の位置に、後処理液ヘッド6から吐出される。後処理液は、同様にワークWに付着しても発色しない非発色性の処理液であって、インクヘッド4によりワークW上に印画されたインク画像の定着性や堅牢性(擦れや削れに対する耐性)を高める機能を発現する処理液である。このような後処理液としては、シリコーン系の処理液等を用いることができる。なお、後処理液と前処理液とは異なる処理液である。具体的には、後処理液と前処理液とでは、含まれる成分が異なる。
The post-treatment
ここで、非発色性の処理液とは、記録媒体に単独で印刷した場合に、人に肉眼では発色したと認識されないものを表す。ここでの色とは、黒、白及び灰色などの彩度が0のものも含める。非発色性の処理液は、基本的には、透明な液体であるが、例えば、1リットルの処理液を液体の状態で見ると、完全に透明ではなく、わずかに白色などに見えることもある。そのような色は、非常に薄いので、記録媒体に単独で印刷した場合に、人が肉眼で発色したとは認識できない。なお、処理液の種類によっては、記録媒体に単独で印刷した場合に、記録媒体に光沢が生じるなどの変化があることもあるが、そのような状態は、発色ではない。 Here, non-color-forming processing liquid refers to a liquid that, when printed alone on a recording medium, is not recognized as having color by the naked eye. Colors here include colors with a saturation of zero, such as black, white, and gray. Non-color-forming processing liquids are basically transparent liquids, but for example, when 1 liter of processing liquid is viewed in liquid form, it is not completely transparent and may appear slightly white. Such colors are very light, so when printed alone on a recording medium, it is not recognized as having color by the naked eye. Note that, depending on the type of processing liquid, when printed alone on a recording medium, changes such as the appearance of gloss on the recording medium may occur, but such a state is not color-forming.
本実施形態では、前処理液及び後処理液は、ワークWの略全面に吐出してもよいし、前処理液及び後処理液は、インクと同様に、印刷する画像に合わせて、選択的に吐出してもよい。 In this embodiment, the pre-treatment liquid and the post-treatment liquid may be ejected onto substantially the entire surface of the workpiece W, or the pre-treatment liquid and the post-treatment liquid may be ejected selectively in accordance with the image to be printed, similar to ink.
続いて、前処理液及び後処理液を選択的に吐出する場合について説明する。上述したように、画像に合わせて色を印刷する部分のワークWには、前処理液、インク、後処理液の順で吐出される。この場合、インクは、一色であったり、複数の色であったりする。色を印刷しない部分、すなわち、インクが吐出されない部分には、基本的には前処理液及び後処理液も吐出されない。なお、印刷する画像の画質や、ワークWの風合いなどを調整するために、前処理液及び後処理液の吐出の選択の一部を、インクの吐出と異ならせてもよい。 Next, a case where the pretreatment liquid and posttreatment liquid are selectively ejected will be described. As described above, the pretreatment liquid, ink, and posttreatment liquid are ejected in that order onto the workpiece W in the portion where the color is to be printed according to the image. In this case, the ink may be of one color or of multiple colors. In the portion where the color is not to be printed, i.e., the portion where the ink is not ejected, the pretreatment liquid and posttreatment liquid are basically not ejected either. Note that in order to adjust the image quality of the printed image and the texture of the workpiece W, the selection of the ejection of the pretreatment liquid and posttreatment liquid may be made to differ from the ejection of the ink.
図3に示すように、ヘッド支持フレーム31のヘッドの配置箇所には、開口31Hが設けられている。インクヘッド4、前処理液ヘッド5及び後処理液ヘッド6は、各々の開口31Hに嵌め込まれるように、ヘッド支持フレーム31に組み付けられている。各開口31Hからは、各ヘッド4、5、6の下端面に配置されているノズルがそれぞれ露出している。
As shown in FIG. 3,
複数のサブタンク7は、図略の保持フレームを介して、ヘッド4、5、6の上方側においてキャリッジ3に支持されている。複数のサブタンク7は、ヘッド4、5、6の各々に対応して設けられる。各サブタンク7には、インク及び処理液が収容されている後記のメインタンク90からインク又は処理液が供給され、これらをヘッド4、5、6の各々に供給する。各サブタンク7とヘッド4、5、6とは、図3では図略の管路によって接続される。
The
具体的に、複数のサブタンク7は、後側において主走査方向Sに沿って配置された第1供給サブタンク71A~第8供給サブタンク78A、前処理供給サブタンク7FA、後処理供給サブタンク7RAを有する。第1~第8供給サブタンクは、インクの循環路に位置し、インクを所定の供給先(インクヘッド)に供給する。更に、複数のサブタンク7は、前側において主走査方向Sに沿って配置された第1回収サブタンク71B~第8回収サブタンク78B、前処理回収サブタンク7FB、後処理回収サブタンク7RBを有する。第1~第8回収サブタンクは、インクの循環路に位置し、インクヘッド4からインクを回収する。
Specifically, the
キャリッジ3の最も左側に位置する第1供給サブタンク71Aおよび第1回収サブタンク71Bは、顔料を含むイエロー色のインクを貯留している。第1供給サブタンク71Aは、第1上流インクヘッド41Aおよび第1下流インクヘッド41B(いずれも供給先ともいう)に対してイエロー色インクを供給する。一方、第1回収サブタンク71Bは、第1上流インクヘッド41Aおよび第1下流インクヘッド41Bから回収したイエロー色インクを貯留する。なお、前述のように、一部のイエロー色インクは、第1上流インクヘッド41Aおよび第1下流インクヘッド41BからワークWに向かって吐出される。同様に、第2供給サブタンク72Aは、第2上流インクヘッド42Aおよび第2下流インクヘッド42Bに対してマゼンタ色インクを供給する。一方、第2回収サブタンク72Bは、第2上流インクヘッド42Aおよび第2下流インクヘッド42Bから回収したマゼンタ色インクを貯留する。その他の各第3サブタンクから各第8サブタンクまでも、上記と同様の構造および機能を有している。
The
また、前処理供給サブタンク7FAは前処理液ヘッド5に対して前処理液を供給し、前処理回収サブタンク7FBは前処理液ヘッド5から前処理液を回収する。また、後処理供給サブタンク7RAは後処理液ヘッド6に対して後処理液を供給し、後処理回収サブタンク7RBは後処理液ヘッド6から後処理液を回収する。
The pre-treatment supply sub-tank 7FA supplies pre-treatment liquid to the pre-treatment
以上の通り、本実施形態に係るインクジェット式プリンター1は、インクヘッド4、前処理液ヘッド5及び後処理液ヘッド6の3種類のヘッドが、一つのキャリッジ3に搭載されたオールインワン型のプリンターである。このインクジェット式プリンター1によれば、例えばデジタル捺染印刷における、生地にインクジェット印刷を行う印捺工程において、前処理液の吐出工程及び後処理液の吐出工程を一体的に実行させることができる。従って、捺染工程の簡素化、捺染装置のコンパクト化を図ることができる。
As described above, the
なお、本実施形態に係るインクジェット式プリンター1は、シリアル印刷方式でワークWに対して印刷処理を行う。具体的に、ワークWが幅広のサイズを有するものである場合、当該ワークWを連続的に送りながら印刷を行うことはできない。シリアル印刷方式は、各色のインクヘッド4を搭載したキャリッジ3の主走査方向Sへの往復移動と、ワークWの搬送方向Fへの間欠送りとを繰り返す印刷方式である。
The
具体的に、キャリッジ3が主走査方向Sのうちの一の方向である往路方向に移動しながら、帯状画像の印刷が行われる。この往路方向の主走査の際、ワークWの送りは停止される。前記帯状画像の印刷後、ワークWは所定のピッチだけ搬送方向Fに送り出される。この際、キャリッジ3は、左端側の折り返しエリア14で待機する。ワークWの送り出し後、キャリッジ3はタイミングベルト16の反転移動に伴って、前記往路方向とは反対の復路方向に折り返す。ワークWは停止状態である。そして、キャリッジ3は復路方向に移動しつつ、前記帯状画像の上流側に、次の帯状画像を印刷する。以下、同様の動作が繰り返される。
Specifically, the strip image is printed while the
<インクおよび処理液の循環路について>
次に、本実施形態に係るインクジェット式プリンター1におけるインクおよび処理液の流れについて説明する。なお、以下では、インクの流れについて詳述するが、各処理液についても、同様の構造が設けられている。図4は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの周辺のインクの流れを示す模式図である。図5は、本実施形態に係る供給サブタンクおよび回収サブタンクを示す模式図である。なお、各図において、部材同士を繋ぐ線は、気体や液体が流れる管路(チューブ)を示している。
<Circulation paths for ink and processing liquid>
Next, the flow of ink and treatment liquid in the
本実施形態では、図3のキャリッジ3上に搭載された第1供給サブタンク71A~後処理供給サブタンク7RA(それぞれ供給タンク、供給部ともいう)、第1回収サブタンク71B~後処理回収サブタンク7RB(それぞれ回収タンク、回収部ともいう)の各々に、気体(空気)を介して圧力が付与される。この結果、各供給サブタンクからインクヘッド4、前処理液ヘッド5および後処理液ヘッド6に、液体(インク、前処理液、後処理液)が供給される。
In this embodiment, pressure is applied via gas (air) to each of the
図4を参照して、第1上流インクヘッド41A、第1下流インクヘッド41Bに対するイエロー色インクの供給、回収経路を含む循環路について説明する。なお、図4と同様の構造が、他の色のインクヘッドについても設けられている。インクジェット式プリンター1は、キャリッジ3上に配置されたフィルタ81、82、83、84と、循環用ポンプ85(ポンプ、インク用ポンプ)と、逆止弁86と、デガッサ87とを更に備える。また、インクジェット式プリンター1は、キャリッジ3の外側で装置フレーム10(図1)に配置されたメインタンク90と、静電容量センサ91と、メインタンクバルブ92と、メイン供給ポンプ93と、制御部100とを更に備える。
With reference to FIG. 4, the circulation path including the supply and recovery paths for yellow ink to the first
第1供給サブタンク71Aからインク供給路QAに流入したイエロー色インクは、第1上流インクヘッド41Aを経由する第1インク経路Q1と、第1下流インクヘッド41Bを経由する第2インク経路Q2とに分流する。フィルタ81は第1上流インクヘッド41Aの上流側に配置され、フィルタ82は第1下流インクヘッド41Bの上流側に配置される。また、フィルタ83は第1上流インクヘッド41Aの下流側に配置され、フィルタ84は第1下流インクヘッド41Bの下流側に配置される。これらのフィルタは、インク内の異物、埃などを除去する機能を有する。第1上流インクヘッド41Aおよび第1下流インクヘッド41Bからイエロー色インクの一部がワークWに吐出された後、その他のインクはインク回収路QBから第1回収サブタンク71Bに回収される。更に、回収されたイエロー色インクは、インク戻り路Q3を通じて、第1供給サブタンク71Aに供給される。
The yellow ink that flows into the ink supply path QA from the
循環用ポンプ85は、図4に示すように、第1供給サブタンク71Aから、第1上流インクヘッド41Aおよび第1下流インクヘッド41B、第1回収サブタンク71Bを経由して第1供給サブタンク71Aに戻るイエロー色インクの循環路の一部を構成する。本実施形態では、循環用ポンプ85は、第1回収サブタンク71Bから第1供給サブタンク71Aにイエロー色インクを送り込む。なお、循環用ポンプ85は、インク循環路および各サブタンクとともに、本開示におけるインク循環装置を構成する。そして、循環用ポンプ85は、インク循環路に位置し、インクヘッド4を経由したインクを供給サブタンクへ送る。
As shown in FIG. 4, the
逆止弁86は、第1供給サブタンク71Aから第1回収サブタンク71Bへのインク戻り路Q3を介したインクの逆流を防止する。デガッサ87は、インク戻り路Q3においてインクを脱気する(気泡を除去する)機能を有する。
The
メインタンク90は、インクジェット式プリンター1の装置フレーム10に搭載され、イエロー色インクを貯留している。なお、他の色についても同様のメインタンク90が設けられている。
The
静電容量センサ91は、メインタンク90内のイエロー色インクの残量を検知する。
The
メインタンクバルブ92は、メインタンク90から第1供給サブタンク71Aまで延びるインク補充路Q4を開放または閉止することが可能なバルブである。メインタンクバルブ92の開閉は、手動で行われても良いし、制御部100から入力される指令信号に応じて自動で行われても良い。
The
メイン供給ポンプ93は、メインタンク90内のイエロー色インクを第1供給サブタンク71Aに供給するように作動する。
The
制御部100は、インクジェット式プリンター1の動作を統括的に制御するものであり、図4に示される各部材を電気的に制御する。
The
図5に示すように、一例として、第1供給サブタンク71Aは、箱状の構造を有し、その内部にイエロー色インクが貯留されると、供給タンク気体領域SAおよび供給タンクインク領域SBが形成される。供給タンク気体領域SAは、第1供給サブタンク71A内のイエロー色インクの液面よりも上方の空間であり、供給タンクインク領域SBは前記イエロー色インクによって形成される領域である。供給タンク気体領域SAは、供給側圧力供給路P11に連通している。供給側圧力供給路P11は、不図示の圧源に連通しており、第1供給サブタンク71Aの供給タンク気体領域SAを所定の圧力に保持する。また、供給タンクインク領域SBは、インク供給路QA(第1インク経路Q1、第2インク経路Q2)、インク戻り路Q3、インク補充路Q4にそれぞれ連通している。
As shown in FIG. 5, for example, the
また、第1供給サブタンク71Aは、第1供給サブタンク71A内のイエロー色インクの液面(インク量)を検出可能な静電容量センサ71A1を有する。
The
同様に、第1回収サブタンク71Bは、箱状の構造を有し、その内部にイエロー色インクが貯留されると、回収タンク気体領域SCおよび回収タンクインク領域SDが形成される。回収タンク気体領域SCは、第1回収サブタンク71B内のイエロー色インクの液面よりも上方の空間であり、回収タンクインク領域SDは前記イエロー色インクによって形成される領域である。回収タンク気体領域SCは、回収側圧力供給路P12に連通している。回収側圧力供給路P12は、不図示の圧源に連通しており、第1回収サブタンク71Bの回収タンク気体領域SCを所定の圧力に保持する。また、回収タンクインク領域SDは、インク回収路QB(第1インク経路Q1、第2インク経路Q2)、インク戻り路Q3にそれぞれ連通している。
Similarly, the
また、第1回収サブタンク71Bは、第1回収サブタンク71B内のイエロー色インクの液面(インク量)を検出可能な静電容量センサ71B1を有する。
The
本実施形態では、第1供給サブタンク71Aの供給タンク気体領域SAが例えば+2kPa(大気圧に対する値、以下も同様)に保持され、第1回収サブタンク71Bの回収タンク気体領域SCが例えば-15kPaに保持される。この結果、図4の第1供給サブタンク71Aからインク供給路QA(第1インク経路Q1、第2インク経路Q2)、インク回収路QB(第1インク経路Q1、第2インク経路Q2)を通じて第1回収サブタンク71Bに至るイエロー色インクの流れが形成される。なお、供給タンク気体領域SAおよび回収タンク気体領域SCのいずれもが、0kPaより大きい正圧に保持されていてもよい。また、供給タンク気体領域SAおよび回収タンク気体領域SCのいずれもが、0kPaより小さい負圧に保持されていてもよい。供給タンク気体領域SAおよび回収タンク気体領域SCの圧力差が5~20kPaあればよい。
In this embodiment, the supply tank gas area SA of the
静電容量センサ71A1(図5)の出力信号を受けて、制御部100が第1供給サブタンク71A内のインクが少ないと判定すると、制御部100から入力される指令信号に応じて循環用ポンプ85が作動する。この結果、第1回収サブタンク71B内のイエロー色インクの一部がインク戻り路Q3を通じて、第1供給サブタンク71Aに供給される。なお、上記の循環用ポンプ85の作動は、インクジェット式プリンター1における印字動作の実行中、停止中に関わらず、行われる。
When the
更に、静電容量センサ71A1、71B1の検出結果に基づいて、制御部100が、第1供給サブタンク71Aおよび第1回収サブタンク71Bの両方のサブタンク内のイエロー色インクのインク量が予め設定された閾値を下回ったと判定すると、制御部100がメイン供給ポンプ93を作動させて、メインタンク90から第1供給サブタンク71Aにインク補充路Q4を通じてイエロー色インクを補充する。この際、メインタンクバルブ92は、第1供給サブタンク71Aに対する最大補給量(補給速度)を調整するように開弁する。また、メインタンク90内のイエロー色インクの残量が少ないことが、静電容量センサ91によって検出されると、制御部100はインクジェット式プリンター1の不図示の表示部に、インク補充メッセージを表示させる。
Furthermore, when the
ワークWに形成される画像に応じて、第1上流インクヘッド41Aおよび第1下流インクヘッド41Bからイエロー色インクがそれぞれ吐出される一方、図4の示すように、インク供給路QA、第1インク経路Q1、第2インク経路Q2、インク回収路QBおよびインク戻り路Q3によって形成される循環路をイエロー色インクが循環する。この場合、各インクヘッドから吐出されずに、前記循環路を循環しつづけるインクが存在する。
Yellow ink is ejected from the first
上記のようなインクの循環が行われる構造では、長期間の使用において、ヘッドを含む循環路に顔料インクの凝集物(粗粉)が生じ、循環用ポンプ85の破損、各経路の閉塞が生じるという問題がある。特に、本実施形態では、インクジェット式プリンター1が広幅且つ長尺のワークW(記録媒体)にインクジェット方式で画像を印刷するプリンターであり、一般的な家庭用プリンターと比較して、循環路を流れるインクの流量も相対的に大きくなるため、凝集物が生成されやすい。そして、本開示の開示者らは、このような凝集物の発生要因として、循環用ポンプ85を含む各流路内のインクの流速に着目し、各種のポンプの流速に対する粗粉生成量(粗粉量)の評価を実施した。
In a structure in which ink is circulated as described above, there is a problem that, over a long period of use, pigment ink aggregates (coarse powder) form in the circulation path including the head, causing damage to the
表1は、循環用ポンプ85として各種のポンプを用いた場合における、ポンプ特性値と粗粉量との関係を示したものである。前記ポンプ特性値として、最小流路断面積、最大流量、最大流速およびせん断応力を示している。最小流路断面積は、ポンプ内のインクが流れる経路の中で最も断面が小さい部分の断面積である。ダイヤフラムポンプ、圧電ポンプにおいては、最小流路断面積は、ポンプ内の弁部分における流路の断面積である弁通過面積に相当する。なお、弁が閉じているときの弁部分の断面積は0(ゼロ)と考えられるので、弁通過面積は、弁が開いているときの断面積である。
Table 1 shows the relationship between pump characteristic values and the amount of coarse powder when various pumps are used as the
最大流量は、ポンプ内のインクの最大流量に相当する。ポンプ内のインクの流量は、ポンプの出口、もしくはポンプの入口でインクの流量を測定することで得られる。最大流量は、そのような流量のうちで最大のものである。インクの循環量が一定になるように制御している場合でも、実際のポンプの出口での流量は、各ポンプの動作原理に応じて、ある程度変動する。ここでの最大流量は、印刷作業が行われている間にポンプを動作させた場合の最大の流量であって、前述したポンプの動作に応じて生じる変動も含んだ値である。最大流量は、例えば、インクの量が少なくなった第1供給サブタンク71Aに対して、第1回収サブタンク71B内のインクを循環用ポンプ85で移送する場合に生じる。最大流速は、少なくとも、連続的な印刷を行っている間において、所定の速度以下にされる。また、印刷を行わず、インクジェット式プリンター1を休止させている間にインクを循環させる場合も、最大流速を、所定の速度以下にしてもよい。なお、非定常的な作業、例えば、何らかのトラブルを起こしたインクジェット式プリンター1を復旧する過程などにおいては、一時的に所定の速度を超えた流速にされても構わないが、そのような場合も含めて、所定の速度以下にされるのがよい。
The maximum flow rate corresponds to the maximum flow rate of ink in the pump. The flow rate of ink in the pump is obtained by measuring the flow rate of ink at the pump outlet or the pump inlet. The maximum flow rate is the maximum of such flow rates. Even if the amount of ink circulated is controlled to be constant, the actual flow rate at the pump outlet varies to some extent depending on the operating principle of each pump. The maximum flow rate here is the maximum flow rate when the pump is operated while printing work is being performed, and is a value that includes the fluctuations that occur depending on the operation of the pump described above. The maximum flow rate occurs, for example, when ink in the
最大流速は、ポンプ内のインクの最大速度に相当する。ポンプ内でインクの速度が最大になるのは、インクが流れる経路に中で最も断面積が小さい部分であると考えられる。したがって、最大流速は、最大流量を最小流路断面積で除したものである。粗粉量は、各ポンプで累積流量約1000Lを送出するまでの間に生成された直径5μm以上の粒子の数をカウントしている。 The maximum flow rate corresponds to the maximum speed of the ink inside the pump. It is considered that the ink speed inside the pump is greatest at the part with the smallest cross-sectional area of the path through which the ink flows. Therefore, the maximum flow rate is the maximum flow rate divided by the smallest cross-sectional area of the flow path. The amount of coarse powder was calculated by counting the number of particles with a diameter of 5 μm or more that were generated until a cumulative flow rate of approximately 1000 L was delivered by each pump.
また、図6は、表1の最大流速(図6ではポンプ内流速)と、粗粉量との関係を示したグラフである。 Figure 6 is a graph showing the relationship between the maximum flow velocity in Table 1 (flow velocity inside the pump in Figure 6) and the amount of coarse powder.
表1、図6に示すように、本開示者らは、ポンプ内の流速に依存して粗粉生成量が増加する傾向を知見するに至った。この現象は、インクの粘性に起因して各流路の断面に速度勾配が生じ、顔料を構成する粒子間の速度差によって当該粒子同士の衝突頻度が上がり、凝集の生成が促進されるため(せん断凝集)と推察される。なお、前記速度勾配は、流路(管)の内壁に近い粒子の速度が、流路の中心に近い粒子の速度よりも相対的に小さくなることによって、主にもたらされる。 As shown in Table 1 and Figure 6, the present inventors have discovered that the amount of coarse powder generated tends to increase depending on the flow speed inside the pump. This phenomenon is believed to occur because a velocity gradient occurs at the cross section of each flow path due to the viscosity of the ink, and the difference in speed between the particles that make up the pigment increases the frequency of collisions between those particles, promoting the generation of agglomerates (shear agglomeration). Note that the velocity gradient is mainly brought about by the velocity of particles close to the inner wall of the flow path (tube) being relatively slower than the velocity of particles close to the center of the flow path.
なお、ポンプ動作のデューティを大きくすることで、ポンプ内の流速を遅くしてもよい。このようなポンプの制御として、例えば、制御部100は、ポンプを間欠的に動作させ、デューティ(一定期間内においてポンプ動作させる割合)を変えることにより、時間当たりのインクの移送量を定めることができる。時間当たりの移送量を所定量にする場合、最大流速が遅いポンプを用いて、デューティを高くしてもよい。そのようにすれば、粗粉の発生を少なくできる。なお、デューティは、30%以上、さらに40%以上、特に50%以上としてもよい。デューティは、上述の観点からは100%に近い方がよいが、他方で、100%近くにしてしまうと、制御でインクの移送量を増やすことができなくなるので、デューティは、80%以下、特に60%以下にしてもよい。
The flow rate in the pump may be slowed by increasing the duty of the pump operation. For example, the
また、前処理液、後処理液のような処理液には、基本的には顔料のような凝集するおそれのあるものは含まれず、そのようなものが含まれていたとしてもインクよりは量が少ない。そのため、処理液を循環させるポンプにおける流速は、インクを循環させるポンプにおける流速よりも速くてもよい。このように、処理液循環の流速をインク循環の流速よりも速くすれば、基本的にはデューティが低くなるので、移送量を変えられる範囲を広くできる。一方、処理液循環の流速をインク循環の流速と同程度にすれば、処理液とインクとで同じポンプを使用でき、循環の制御も同じ、あるいは近似したものにできる。 Furthermore, processing liquids such as pre-processing liquid and post-processing liquid do not generally contain substances that may aggregate, such as pigments, and even if such substances are contained, the amount is smaller than that of ink. Therefore, the flow rate of the pump that circulates the processing liquid may be faster than the flow rate of the pump that circulates the ink. In this way, if the flow rate of the processing liquid circulation is made faster than the flow rate of the ink circulation, the duty is basically lowered, and the range in which the transport amount can be changed can be made wider. On the other hand, if the flow rate of the processing liquid circulation is made approximately the same as the flow rate of the ink circulation, the same pump can be used for both the processing liquid and the ink, and the circulation control can be the same or similar.
ポンプによって移送されるインクがインクヘッド4に直接供給されている場合、循環路において、ポンプからインクヘッド4までの流路では、インクの循環量は、脈動等があるにしてもほぼ一定であり、インクヘッド4から出る流路では、インクの循環量はインクヘッド4で吐出された分だけ少なくなる。したがって、循環しているインクの最大流量は、ポンプから送り出されるインクの最大流量である。
When the ink transported by the pump is supplied directly to the
本実施形態では、循環用ポンプ85は、第1回収サブタンク71Bから第1供給サブタンク71Aへとインクを移送している。また、第1供給サブタンク71Aからインクヘッド4を経由して第1回収サブタンク71Bへのインクの移送は、サブタンクに加えられる気体の圧力の差により行われる。循環用ポンプ85の移送量は、インクヘッド4からの吐出がない場合に、第1供給サブタンク71Aから第1回収サブタンク71Bへのインクの移送量よりも多くすることで、循環用ポンプ85を動作させていれば、第1回収サブタンク71Bのインク量が増えないようにできる。また、そのようにするため、循環用ポンプ85が送り出すインクの最大流量(脈動等の変動は含まない、単位時間当たりの流量の最大)は、第1供給サブタンク71Aからインクヘッド4へ向かうインクの最大流量よりも多くされている。別の表現をすれば、印刷を連続的に行なっている場合においては、第1供給サブタンク71Aと第1回収サブタンク71Bとの圧力差は、第1供給サブタンク71Aからインクヘッド4へ向かうインクの流量が、循環用ポンプ85が送り出すインクの最大流量より少なくなるようにされている。また、インクヘッド4から第1回収サブタンク71Bへ向かうインクの流量は、インクヘッド4から吐出したインクの分、第1供給サブタンク71Aからインクヘッド4へ向かったインクの流量よりも少ない。したがって、循環しているインクの最大流量は、循環用ポンプ85から送り出されるインクの最大流量である。
In this embodiment, the
循環路に流れるインクの流量は、チューブ等に流れているものは、直接測ることができる。インクの流量は、流路の寸法、加えている圧力、インクの物性等から、計算(シミュレーションも含む)することもできる。各部に流れるインクの流量が分かれば、各部の流速は、流量を断面積で割って得られる。 The flow rate of ink flowing through the circulation path can be measured directly if it is flowing through a tube, etc. The ink flow rate can also be calculated (including simulation) from the dimensions of the flow path, the applied pressure, the physical properties of the ink, etc. If the flow rate of ink flowing through each part is known, the flow velocity of each part can be obtained by dividing the flow rate by the cross-sectional area.
インクヘッド4において、流速がもっとも速いのは、例えば、前記供給共通流路と前記加圧室とを繋いでいる前記個別流路である。この部分の個別流路は、インクヘッド4の中でもっとも断面積が狭い流路であることが多い。前記個別流路は、ノズルと同じ数だけ存在する。インクヘッド4に流入したインクは、基本的には、並列に繋がれている個別流路に分配されて流れる。そのため、個別流路に流れるインクの流量は少なくなり、インクの流速は遅くなる。このインクの流速は、例えば、0.2m/secである。ここで、個別流路における最小の流路断面積は、循環用ポンプ85における最小の流路断面積よりも小さいが、個別流路の最大流速は、循環用ポンプ85の最大流速よりも速くなっている。
In the
より詳しくは、各インクヘッドにおいて、個別流路内の最小の流路断面積と個別流路の数との積が、循環用ポンプ85内の最小の流路断面積以上である。さらに、各インクヘッドにおいて、個別流路内の最小の流路断面積と個別流路の数との積が、循環用ポンプ85内の最小の流路断面積より大きい。なお、前述のように、1つのインクヘッド4において、各吐出部(ノズル)に対応して設けられた複数の個別流路は、流路構造的に並列に配置されている。また、最小の流路断面積が異なる個別流路が混在している場合、個別流路内の最小の流路断面積と個別流路の数との積は、すべての個別流路について、それぞれの最小の流路断面積を加えた和に相当するので、そのようにして算出してもよい。
More specifically, in each ink head, the product of the minimum flow path cross-sectional area in an individual flow path and the number of individual flow paths is equal to or greater than the minimum flow path cross-sectional area in the
なお、循環用ポンプ85内におけるインクの最大流速は、上記のインクヘッド4の個別流路を流れるインクの流速(インクヘッド内におけるインクの最大流速)の30倍以下であることが望ましく、25倍以下であることがより望ましく、15倍以下であることがより望ましく、10倍以下であることが更に望ましい。
The maximum flow velocity of the ink in the
なお、循環路には、インクの流れを止めることができる電磁弁等の弁を設けてもよい。そのような弁では、開いている状態でも流路の断面積は小さい。そのような弁における流速は、例えば1.0m/secである。 In addition, the circulation path may be provided with a valve such as an electromagnetic valve that can stop the flow of ink. With such a valve, the cross-sectional area of the flow path is small even when it is open. The flow rate through such a valve is, for example, 1.0 m/sec.
なお、循環用ポンプ85を流れるインクの流速は、上記の弁におけるインクの流速の6倍以下であることが望ましく、5倍以下であることがより望ましく、3倍以下であることがより望ましく、2倍以下であることが更に望ましい。すなわち、インク循環路のうち前記回収口から循環用ポンプ85および前記供給サブタンクを経由して前記供給口まで流路において、循環用ポンプ85における前記インクの最大流速が、循環用ポンプ85以外の部分における前記インクの最大流速の6倍以下であることが望ましく、5倍以下であることがより望ましく、3倍以下であることがより望ましく、2倍以下であることが更に望ましい。
The flow rate of the ink flowing through the
また、インクヘッド4内にフィルタを設けた場合、当該フィルタにおける断面積の合計は、前記個別流路の最小部分の断面積の合計よりも広いので、フィルタにおけるインクの流速よりも個別流路におけるインクの流速の方が速い。循環路に設けたフィルタにおける断面積の合計は、電磁弁等の弁の断面積よりも広いので、フィルタにおけるインクの流速よりも、電磁弁等の弁におけるインクの流速の方が速い。この関係は、インクに限らず、各処理液でも同様である。特に、インクヘッド4内にフィルタが設けられている場合(例えば、前述のバックエンドフィルタ)には、前記フィルタの開口面積の合計が、循環用ポンプ85内の最小の流路断面積以上であることが望ましく、その面積より大きいことがより望ましい。
Furthermore, when a filter is provided in the
上記のような構成において、循環用ポンプ85内におけるインクの最大流速が、所定の速度以下に設定されている場合、インクの凝集、粗粉化を抑制することが可能になる。この結果、循環用ポンプ85の破損、各経路に閉塞が生じることを抑止することができる。
In the above configuration, if the maximum flow rate of the ink in the
特に、本実施形態では、第1回収サブタンク71Bがインクの循環路の途中に配置され、各インクヘッドから回収したインクを貯留する。そして、循環用ポンプ85は、前記循環路の一部を構成する、第1回収サブタンク71Bと第1供給サブタンク71Aとを繋ぐ流路に配置され(流路における上流、下流の位置関係において、第1回収サブタンク71Bと第1供給サブタンク71Aとの間に位置し)、第1回収サブタンク71Bから第1供給サブタンク71Aにインクを送る。このような構成によれば、インクヘッドと独立して供給用のサブタンクと回収用のサブタンクとをそれぞれ設けることによって、インクヘッドに安定してインクを供給する一方、インクヘッドから安定してインクを回収することができる。そして、流路の中でインクヘッドから最も遠いサブタンク同士の間の流路に循環用ポンプ85を配置することで、インクの吐出に影響を与えることなく、インクの循環を促すことが可能になる。そして、このような位置において、インクの凝集、粗粉化を抑制することができる。
In particular, in this embodiment, the
更に、本実施形態のようにインクがバインダーを含む場合には、その特性上、凝集が生じやすくなるが、上記のようにインクの最大流速を制限することによって、バインダーを含むインクの凝集を抑制することが可能になる。 Furthermore, when the ink contains a binder as in this embodiment, the ink is prone to aggregation due to its characteristics, but by limiting the maximum ink flow speed as described above, it is possible to suppress aggregation of ink containing a binder.
また、本実施形態のように、インクが捺染用インクの場合には、織物や編物等の生地からなる記録媒体に文字類や模様等の画像を印刷するために、バインダーの含有量が大きくなる。この場合、上記のような凝集が生じやすくなるが、同様にインクの最大流速を制限することによって、多くのバインダーを含むインクの凝集を抑制することが可能になる。 Furthermore, when the ink is a textile printing ink as in this embodiment, the binder content is high in order to print images such as characters and patterns on a recording medium made of fabric such as woven or knitted fabric. In this case, aggregation as described above is likely to occur, but by similarly limiting the maximum ink flow speed, it is possible to suppress aggregation of ink that contains a large amount of binder.
なお、本実施形態に係るインクジェット式プリンター1では、表1に示す各ポンプのように、ポンプの作動時に前記ポンプを流れるインクの流量が、1.7×10-7(m3/sec)以上である。このように、大きな流量でインクが循環する場合には、前述のような速度勾配が生じやすいため、結果として凝集、粗粉の生成が促進される。しかしながら、このような場合であっても、同様にインクの最大流速を制限することによって、大きな流量で循環するインクの凝集を抑制することが可能になる。
In the
ここで、表1、図6に示されるように、循環用ポンプ85としてチューブポンプ(表1の実施例1)を用いることができる。ただし、チューブポンプでは、ローラーがチューブを押し潰しながら動作するため、徐々にチューブが劣化し、長時間経過すると流量低下が起きる可能性がある。また、チューブポンプの動作原理上、脈動が発生してしまう。したがって、これらの懸念が顕在化しない範囲で、循環用ポンプ85にチューブポンプを用いることが望ましい。
Here, as shown in Table 1 and FIG. 6, a tube pump (Example 1 in Table 1) can be used as the
一方、循環用ポンプ85として、圧電ポンプ(表1の実施例2)を用いることで、上記のような懸念を解消しながら、インクを循環させることが可能になる。圧電ポンプを用いることで、表1に示すように、流速を一定以下に低く抑えることが可能になる。圧電ポンプは、ダイヤフラムポンプの一種であり、ダイヤフラムの駆動を圧電体により行う。一般的なダイヤフラムポンプでは、ダイヤフラムが機械的に、あるいは油圧等で駆動されるので、1回の駆動(1往復の振動)におけるダイヤフラムの変位量は、ほぼ一定である。変位に伴って生じるインクの押し出し量も、比較的一定量に近いと考えられる。これに対して、ダイヤフラムの駆動が圧電体によって行われる場合、ダイヤフラムに加わる駆動力がほぼ一定になり、代わりに変位量は一定ではなくなる。詳細は分からないが、インクが押し出され難い状況では、同じ駆動力でもダイヤフラムの変位量は少なくなると考えられるので、流量が少し少なくなり、最大流速も少し遅くなるのではないかと考えられる。また、圧電ポンプの場合には、上記のような脈動の発生がないため、安定してインクを循環させることができる。ただし、圧電ポンプの場合、相対的に負荷特性が悪く、循環路の抵抗、イナータンスによっては必要な流量が達成できない可能性もあるため、これらの懸念が顕在化しない範囲で、循環用ポンプ85に圧電ポンプを用いることが望ましい。
On the other hand, by using a piezoelectric pump (Example 2 in Table 1) as the
一方、循環用ポンプ85として、ダイヤフラムポンプを用いることで、上記のような懸念を解消しながら、インクを循環させることが可能になる。本実施形態に係るインクジェット式プリンター1にダイヤフラムポンプを用いる場合、当該ポンプ内における前記循環路の最小断面積が2.0×10-6(m2)以上、かつ、前記インクの最大流量が1.7×10-5(m3/sec)以下に設定されている。さらに、上述した理由で、ダイヤフラムポンプの中でも圧電ポンプを用いるのがよい。
On the other hand, by using a diaphragm pump as the
表1には、ダイヤフラムポンプとして実施例3と、これと比較される比較例1、2がそれぞれ示されている。比較例2では、比較例1と比較して、ポンプに外付けダンパを装着している点で相違する。 Table 1 shows Example 3 as a diaphragm pump, and Comparative Examples 1 and 2 for comparison. Comparative Example 2 differs from Comparative Example 1 in that an external damper is attached to the pump.
これに対して、実施例3では、比較例1、2と比較して、最大流速を低減することによって、粗粉の発生を抑制することが確認された。ダイヤフラムポンプは他のポンプと比較して負荷特性が良いため、循環路を流れるインクの流量を確保したい場合に好適に用いることができる。 In contrast, in Example 3, it was confirmed that the generation of coarse powder was suppressed by reducing the maximum flow velocity compared to Comparative Examples 1 and 2. Diaphragm pumps have better load characteristics than other pumps, so they can be used preferably when it is necessary to ensure the flow rate of ink flowing through the circulation path.
更に、図7は、表1のせん断応力と粗粉量との関係を示したグラフである。当該せん断応力は、各ポンプ内においてインク(液体)に生じるせん断応力を意味する。なお、表1および図7のせん断応力は、管路内を平行板間の流速分布(クェット流れ)と仮定した以下の式1に基づいて算出される。
Furthermore, Figure 7 is a graph showing the relationship between the shear stress in Table 1 and the amount of coarse powder. The shear stress in question refers to the shear stress that occurs in the ink (liquid) inside each pump. The shear stress in Table 1 and Figure 7 is calculated based on the following
せん断応力τ(単位はPa)=μ×v/r ・・・(式1)
式1において、μ(単位Pa・s)はインクの粘度であり、v(単位m/s)はインクの流速である。この場合、流速は、前述の最大流速に相当する。更に、r(単位m)は、流路を円管と仮定した場合の円管の半径に相当し、表1の弁通過面積を円の面積とした場合の半径として算出することができる。なお、上記の例では、インクの粘度μは、6(mPa・s)である。
Shear stress τ (unit: Pa) = μ × v / r ... (Equation 1)
In
本開示者らは、粗粉生成量の増減が、ポンプ内のインクに作用するせん断応力に依存する傾向を知見するに至った。この現象は、前述のようにインクの粘性に起因して各流路の断面に速度勾配が生じ、顔料を構成する粒子間の速度差によって当該粒子同士の衝突頻度が上がり、凝集の生成が促進されるため(せん断凝集)と推察される。そして、図7に示すように、せん断応力が30(Pa)以下の範囲において、インクの凝集、粗粉化を安定して抑制できる。このような望ましい境界を示すために、図7では、せん断応力30(Pa)の領域に、破線を加えている。表1に示すように、実施例1、2および3では、いずれもせん断応力が30(Pa)以下であり、比較例と比較して粗粉量も低減している。 The present inventors have found that the increase or decrease in the amount of coarse powder generated tends to depend on the shear stress acting on the ink in the pump. This phenomenon is believed to be caused by the velocity gradient occurring at the cross section of each flow path due to the viscosity of the ink as described above, and the velocity difference between the particles that make up the pigment increases the frequency of collisions between the particles, promoting the generation of agglomerates (shear agglomeration). As shown in Figure 7, the ink can be stably suppressed from agglomerating and becoming coarse when the shear stress is in the range of 30 (Pa) or less. In order to show such a desirable boundary, a dashed line is added to the area of shear stress 30 (Pa) in Figure 7. As shown in Table 1, in Examples 1, 2, and 3, the shear stress is 30 (Pa) or less in all cases, and the amount of coarse powder is also reduced compared to the comparative example.
この結果から、せん断応力が、粗粉を発生させる主たる原因であり、そのせん断応力を30(Pa)以下の範囲に設定することで、インクの凝集、粗粉化を安定して抑制できることが知見された。 These results show that shear stress is the main cause of coarse powder generation, and that by setting the shear stress to a range of 30 Pa or less, ink aggregation and coarse powder generation can be stably suppressed.
また、別の考えとして、インクに加わる圧力がほぼ定圧になるようなポンプでのインクの移送を考えると、インクの粘度が大きい場合には式1によりせん断応力は増大する傾向にあるものの、管路中のインクの流速が小さくなり、粒子同士の衝突頻度は低下する。一方、インクの粘度が小さい場合には式1によりせん断応力は減少する傾向にあるものの、インクの流速が大きくなり粒子同士の衝突頻度は増大する。この結果、インクの粘度に関わらず、上記のようにせん断応力を30(Pa)以下の範囲に設定することで、インクの凝集、粗粉化を安定して抑制できることが知見された。
As another idea, when ink is transported using a pump where the pressure applied to the ink is nearly constant, if the viscosity of the ink is high, the shear stress tends to increase according to
更に、本開示者らは、ダイヤフラムポンプにおいてインクの流速が速くなることを抑止するために、その弁構造を工夫することで断面積を広げることに着目した。図8Aは、本実施形態に係る循環用ポンプ85の内部構造を示す模式的な断面図である。
Furthermore, the present inventors have focused on expanding the cross-sectional area by improving the valve structure in order to prevent the ink flow rate in the diaphragm pump from becoming too fast. Figure 8A is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the
循環用ポンプ85は、ポンプ本体850と、ポンプ本体850内に形成されインクを収容可能なポンプ室851と、変位部852と、吸込流路85Aと、送出流路85Bと、吸込側逆止弁853と、送出側逆止弁854とを有する。
The
変位部852は、ポンプ室851の一部(図8Aではポンプ室851の上面)を構成し、循環用ポンプ85におけるインクの吸排を切換えるように変位する。変位部852の変位によって、ポンプ室851の体積が変わる。本実施形態では、変位部852は、圧電振動子から構成され、入力される駆動電圧に応じて振動する。
The
吸込流路85Aは、インクの循環路の上流側に連通する。すなわち、吸込流路85Aは、ポンプ室851の上流に位置する。同様に、送出流路85Bは、インクの循環路の下流側に連通する。すなわち、送出流路85Bは、ポンプ室851の下流に位置する。吸込側逆止弁853は、吸込流路85Aとポンプ室851との間に位置し、変位可能な逆止弁である。同様に、送出側逆止弁854は、ポンプ室851と送出流路85Bとの間に位置し、変位可能な逆止弁である。
The
図8Bおよび図8Cは、図8Aの循環用ポンプ85の送出側逆止弁854の周辺を示す模式的な断面図である。図8Bの逆止弁支持部850Hは、図8Aのポンプ本体850の一部であり、送出側逆止弁854を支持する構造を有している。逆止弁支持部850Hは、平面部855(対向面)を有する。平面部855は、送出側逆止弁854に対向して配置され、送出流路85Bの入口に繋がっている。
FIGS. 8B and 8C are schematic cross-sectional views showing the vicinity of the delivery
図8Aの変位部852の変位に伴って、ポンプ室851の圧力が高まると、送出側逆止弁854が図8Bから図8Cのように変位する。この結果、ポンプ室851から送出流路85Bへのインクの流れが許容される。一方、ポンプ室851の圧力が送出流路85Bよりも低い場合には、送出側逆止弁854が図8Bのように流路を塞ぐため、送出流路85Bからポンプ室851へのインクの逆流が阻止される。
When the pressure in the
本実施形態では、循環用ポンプ85によるインクの送出時に、送出側逆止弁854が、図8Cのように平面部855に当接する。このため、逆止弁支持部850Hが、図8Bに破線で示すような突起を有する場合と比較して、インクの循環路における送出側逆止弁854の周辺の流路の断面積を大きくすることができる。なお、平面部855の代わりに、湾曲した面などが対向面として配置されてもよい。
In this embodiment, when the
なお、図8B、図8Cの送出側逆止弁854の周辺と同様の構造が、図8Aの吸込側逆止弁853の周辺にも設けられている。この際、図8B、図8Cのポンプ室851が図8Aの吸込流路85Aに置き換わり、図8B、図8Cの送出流路85Bが図8Aのポンプ室851に置き換わる。この結果、図8Aの変位部852の変位に伴って、ポンプ室851の圧力が下がると、吸込側逆止弁853によって吸込流路85Aからポンプ室851へのインクの流れが許容される。一方、ポンプ室851の圧力が吸込流路85Aよりも高い場合には、吸込側逆止弁853によってポンプ室851から吸込流路85Aへのインクの逆流が阻止される。
Note that a structure similar to that around the delivery
更に、本実施形態では、循環用ポンプ85内の流路のうち、断面積が最小であるのは、吸込側逆止弁853の部分の流路、および、送出側逆止弁854の部分の流路の少なくとも一方である。換言すれば、循環用ポンプ85では、吸込側逆止弁853、送出側逆止弁854の部分以外の流路は、吸込側逆止弁853、送出側逆止弁854の部分の各流路より細くならないように設計されている。すなわち、循環用ポンプ85内の流路の断面積は、各逆止弁の部分の流路の断面積が最小である。なお、循環用ポンプ85内の流路の断面積は、吸込側逆止弁853の部分の流路の断面積、および、送出側逆止弁854の部分の流路の断面積の少なくとも一方が最小であってもよい。
Furthermore, in this embodiment, at least one of the flow paths in the
また、本実施形態では、吸込側逆止弁853および送出側逆止弁854の少なくとも一方は、逆止弁が開いた時の流路の断面積が2.0×10-6(m2)以上に設定されている。なお、図8Bでは、送出側逆止弁854の変位に伴って許容されるインクの流れが2つの矢印で図示されている。上記のように好適な断面積が設定されている場合のインクの流れについて以下に詳述する。
In this embodiment, at least one of the suction
インクに作用するせん断応力を考えると、流路の断面積が同じであっても、断面形状が円よりも細長い形状の方が、次のような影響が大きい。細長い形状の方が、流速が0になる流路壁面と流速が最大になる流路中央部との距離が近くなるため、せん断応力は大きくなる。また、流路中央部よりも流路壁面近くの領域の方がせん断応力の影響が大きいため、細長い形状の方が流路壁面の長さが長くなることに起因して、せん断応力の影響が大きい領域が広くなる。 When considering the shear stress acting on the ink, even if the cross-sectional area of the flow path is the same, a long and thin cross-sectional shape has a greater effect than a circle in the following ways. A long and thin shape has a greater shear stress because the distance between the flow path wall, where the flow velocity is zero, and the center of the flow path, where the flow velocity is at its maximum, is closer. Also, since the effect of shear stress is greater in the area near the flow path wall than in the center of the flow path, the area where the effect of shear stress is greater is wider for a long and thin shape due to the longer length of the flow path wall.
このため、本実施形態では、送出側逆止弁854が開いた際に生じる開口が細長い形状になりやすくなるように、送出側逆止弁854が開になったときの流路の断面積の大きさを前述のように設定している。この結果、循環路内におけるインクの凝集を特に抑制することが可能になる。
For this reason, in this embodiment, the size of the cross-sectional area of the flow path when the delivery
なお、上記の各ポンプを用いた循環路におけるインクの流速は、6m/sec以下に抑えられることが望ましく、5m/sec以下に抑えられることがより望ましい。更に、前記インクの流速は、3m/sec以下に抑えられることが望ましく、2m/sec以下に抑えられることがより望ましい。このように、インクの最大流速を制限するための所定の速度を抑えることで、インクの凝集、粗粉化を一層抑制することが可能になる。 It is preferable that the ink flow velocity in the circulation path using each of the above pumps be kept to 6 m/sec or less, and more preferable that it be kept to 5 m/sec or less. Furthermore, it is preferable that the ink flow velocity be kept to 3 m/sec or less, and more preferable that it be kept to 2 m/sec or less. In this way, by suppressing the specified speed for limiting the maximum ink flow velocity, it is possible to further suppress the ink from coagulating and powdering.
また、インクの循環路のうちインクの流速が前記所定の速度以下に設定される領域は、循環用ポンプ85内のみでも良いし、循環路のうち各インクヘッドを除く領域であってもよい。すなわち、図4において、インクの循環路は、各インクヘッドに接続される供給口Q1A、Q2Aをそれぞれ含む。また、インクの循環路は、各インクヘッドに接続される回収口Q1B、Q2Bをそれぞれ含む。そして、前記循環路のうち前記回収口Q1B、Q2Bから第1回収サブタンク71B、循環用ポンプ85、第1供給サブタンク71Aを経由して前記供給口Q1A、Q2Aまでの前記インクの最大流速が、前記所定の速度以下に設定されていればよい。本実施形態では、インク循環路のうち前記回収口から循環用ポンプ85および前記供給サブタンクを経由して前記供給口までのインクの最大流速が、循環用ポンプ85内の流速である。より詳しくは、インク循環路のうち前記回収口から循環用ポンプ85および前記供給サブタンクを経由して前記供給口まで、およびインクヘッド4内のインクの最大流速が、循環用ポンプ85内の流速である。更に、インクの循環路のうちインクの流速が前記所定の速度以下に設定される領域は、各インクヘッドを含む循環路全体でもよい。また、インクヘッド4内の複数の個別流路におけるインクの最大流速より、循環用ポンプ85内のインクの最大流速の方が速いものでもよい。
The area of the ink circulation path where the ink flow rate is set to less than the predetermined speed may be only within the
インクヘッドにおいて液体を吐出するノズル、あるいはノズルに対してインクを供給、回収を行う個別流路は、断面積が小さい部分があるため、粗粉、あるいは粗粉が凝集したものが詰まる恐れがある。インクヘッドやインクの循環路にフィルタを設けた場合、ノズルあるいは個別流路での詰まりは発生し難くなるが、粗粉の発生量が多ければ、長期的には、粗粉でフィルタが詰まる恐れがある。このため、インクの循環路において、インクの流速を前記所定の速度以下に設定すれば、ノズル、個別流路、あるいはフィルタでの詰まりを発生し難くできる。ここで、ノズルと、ノズルにインクを供給、回収する個別流路とは、インクの供給元からインクの回収先に向かってインクが流れている個別流路にノズルが付いている構造も含む。そのような構造では、個別流路は、ノズルの筒形状の根元に付いている。そのような構造の個別流路にインクが流れると、ノズル内のインクに流れが生じ、ノズル内のインクが攪拌される。ノズル内のインクに流れが生じることで、個別流路に流れていたインクの一部はノズルに供給され、ノズル内にあったインクの一部は個別流路に回収される。 Nozzles that eject liquid in an ink head, or individual flow paths that supply and collect ink from the nozzles, have small cross-sectional areas and may become clogged with coarse powder or coarse powder aggregates. If a filter is provided in the ink head or ink circulation path, clogging of the nozzle or individual flow path is less likely to occur, but if a large amount of coarse powder is generated, the filter may become clogged with coarse powder in the long term. For this reason, if the ink flow rate in the ink circulation path is set to be equal to or lower than the above-mentioned specified speed, clogging of the nozzle, individual flow path, or filter can be made less likely to occur. Here, the nozzle and the individual flow paths that supply and collect ink from the nozzle also include a structure in which a nozzle is attached to an individual flow path through which ink flows from the ink supply source to the ink collection destination. In such a structure, the individual flow path is attached to the base of the cylindrical shape of the nozzle. When ink flows in an individual flow path with such a structure, a flow occurs in the ink in the nozzle, and the ink in the nozzle is agitated. As a flow occurs in the ink inside the nozzle, some of the ink flowing in the individual flow paths is supplied to the nozzle, and some of the ink in the nozzle is collected in the individual flow paths.
なお、流路構造的に、インクヘッド4の内部で最速流速となる構造とすると、インクヘッド4内で粗粉が発生し詰まり等が発生しやすい。このため、インクヘッド4外で最速流速となるような構造として、その流速でも多くの粗粉が生じないようにモニタしてもよい。
In addition, if the flow path structure is such that the fastest flow speed is inside the
加えて、少なくとも弁機構を有するポンプでは、その弁部が閉じたときの開口が必要以上に大きいと、液体に加わっている圧力や流速等の外的要因によって送液量がばらつく可能性があるので、開口はある程度小さくすることが望ましい。 In addition, at least in pumps with a valve mechanism, if the opening when the valve is closed is larger than necessary, the amount of liquid delivered may vary due to external factors such as the pressure applied to the liquid and the flow rate, so it is desirable to make the opening relatively small.
以上のような本実施形態に係るインクジェット式プリンター1(インクジェット記録装置)、インク循環装置、インク用ポンプによれば、インクを循環させることで当該インクの無駄をなくしつつ、ヘッドおよびタンクを含む循環路の閉塞を抑止することが可能になる。なお、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような形態をとることができる。 The inkjet printer 1 (inkjet recording device), ink circulation device, and ink pump according to the present embodiment described above can circulate the ink, eliminating waste of the ink while preventing clogging of the circulation path including the head and tank. Note that the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can take the following forms.
(1)インクヘッド4は、キャリッジ3において二列に配置されるものに限定されない。インクヘッド4は、一列でもよいし、三列以上でもよい。また、インクジェット式プリンター1は、複数色のインクをワークWに吐出可能な構成に限定されるものではなく、単色のインクを吐出するものでもよい。
(1) The ink heads 4 are not limited to being arranged in two rows on the
(2)上記の実施形態において、インクジェット式プリンター1は、前処理液を吐出する前処理液ヘッド5および後処理液を吐出する後処理液ヘッド6並びにこれらに関連する部材を有さないものでもよい。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記の実施形態では、インクの循環路に回収タンクが設けられる態様にて説明したが、回収タンクはなくてもよい。この場合、インクの循環路は、供給タンクからインクヘッド(供給先)を経由して前記供給タンクに戻るように設けられる。そして、循環用ポンプ85は、前記循環路の一部を構成し、インクを送出する。この場合も、循環用ポンプ85内におけるインクの最大流速が、前記所定の速度以下に設定されていればよい。更に、図4において第1回収サブタンク71Bが存在しないと仮定して、前記循環路のうち前記回収口Q1B、Q2Bから循環用ポンプ85、第1供給サブタンク71Aを経由しておよび前記供給口Q1A、Q2Aまでの前記インクの最大流速が、前記所定の速度以下に設定されていても良いし、各インクヘッドを含む循環路全体における前記インクの最大流速が、前記所定の速度以下に設定されていても良い。
(3) In the above embodiment, a recovery tank is provided in the ink circulation path, but the recovery tank may be omitted. In this case, the ink circulation path is provided so that the ink flows from the supply tank to the ink head (supply destination) and then back to the supply tank. The
(4)上記の実施形態にそれぞれ開示された複数の構成は相互に組み合わされることで一の開示を構成することができる。 (4) The configurations disclosed in each of the above embodiments can be combined with each other to form a single disclosure.
1 インクジェット式プリンター
3 キャリッジ3
4 インクヘッド
41A 第1上流インクヘッド
41B 第1下流インクヘッド
42A 第2上流インクヘッド
42B 第2下流インクヘッド
5 前処理液ヘッド
6 後処理液ヘッド
7 サブタンク
71A 第1供給サブタンク
71A1 静電容量センサ
71B 第1回収サブタンク
71B1 静電容量センサ
72A 第2供給サブタンク
72B 第2回収サブタンク
85 循環用ポンプ
850 ポンプ本体
850H 逆止弁支持部
851 ポンプ室
852 変位部
853 吸込側逆止弁
854 送出側逆止弁
855 平面部
85A 吸込流路
85B 送出流路
90 メインタンク
91 静電容量センサ
92 メインタンクバルブ
93 メイン供給ポンプ
P11 供給側圧力供給路
P12 回収側圧力供給路
QA インク供給路
QB インク回収路
Q1 第1インク経路
Q2 第2インク経路
Q3 インク戻り路
Q4 インク補充路
1
4
Claims (25)
前記循環路に位置し、前記インクを所定の供給先に供給する供給部と、
前記循環路に位置し、前記供給先を経由した前記インクを前記供給部へ送るポンプと、
を備え、
前記供給先は、前記インクを吐出することが可能なインクヘッドであって、
前記インクヘッドは、前記インクを吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに対して設けられた、前記ノズルに前記インクを供給する流路および前記ノズルから前記インクを回収する流路を含む、複数の個別流路とを含み、
前記ポンプ内における前記インクの最大流速が、所定の速度以下に設定されており、
前記個別流路内の最小の流路断面積と前記個別流路の数との積が、前記ポンプ内の最小の流路断面積以上である、インク循環装置。 a circulation path through which ink containing a pigment flows;
a supply unit located in the circulation path and configured to supply the ink to a predetermined destination;
a pump located in the circulation path and configured to send the ink that has passed through the supply destination to the supply unit;
Equipped with
the supply destination is an ink head capable of ejecting the ink,
the ink head includes a plurality of nozzles that eject the ink, and a plurality of individual flow paths provided for each of the plurality of nozzles, the individual flow paths including a flow path that supplies the ink to the nozzle and a flow path that recovers the ink from the nozzle;
a maximum flow velocity of the ink in the pump is set to a predetermined velocity or less;
An ink circulation device, wherein a product of a minimum flow path cross-sectional area within the individual flow path and the number of the individual flow paths is equal to or greater than a minimum flow path cross-sectional area within the pump.
前記循環路に位置し、前記インクを所定の供給先に供給する供給部と、
前記循環路に位置し、前記供給先を経由した前記インクを前記供給部へ送るポンプと、
を備え、
前記ポンプ内において前記インクに生じるせん断応力が、30(Pa)以下である、インク循環装置。 a circulation path through which ink containing a pigment flows;
a supply unit located in the circulation path and configured to supply the ink to a predetermined destination;
a pump located in the circulation path and configured to send the ink that has passed through the supply destination to the supply unit;
Equipped with
An ink circulation device, wherein a shear stress generated in the ink within the pump is 30 (Pa) or less.
前記ポンプは、前記回収部と前記供給部との間に位置し、前記回収部から前記供給部に前記インクを送る、請求項1乃至7の何れか1項に記載のインク循環装置。 a recovery unit that is located on the circulation path and that recovers the ink from the supply destination,
The ink circulation device according to claim 1 , wherein the pump is located between the collection section and the supply section, and sends the ink from the collection section to the supply section.
前記ポンプ内の流路の断面積は、前記逆止弁の部分の流路の断面積が最小である、請求項1乃至8の何れか1項に記載のインク循環装置。 the pump having a displaceable check valve;
9. The ink circulation device according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the flow passage in the pump is minimum at a portion of the check valve.
前記インクを収容可能なポンプ室と、
前記ポンプ室の一部を構成し、前記ポンプ室の体積を変えるように変位する変位部と、
前記ポンプ室の上流に位置する吸込流路と、
前記ポンプ室の下流に位置する送出流路と、
前記吸込流路と前記ポンプ室との間に位置し、変位可能な吸込側逆止弁と、
前記ポンプ室と前記送出流路との間に位置し、変位可能な送出側逆止弁と、
を有し、
前記ポンプ内の流路の断面積は、前記吸込側逆止弁の部分の流路の断面積、および、前記送出側逆止弁の部分の流路の断面積の少なくとも一方が最小である、請求項1乃至5の何れか1項に記載のインク循環装置。 The pump comprises:
a pump chamber capable of containing the ink;
a displacement portion that constitutes a part of the pump chamber and displaces so as to change the volume of the pump chamber;
a suction passage located upstream of the pump chamber;
an outlet flow path located downstream of the pump chamber;
a displaceable suction-side check valve located between the suction passage and the pump chamber;
a displaceable delivery-side check valve located between the pump chamber and the delivery flow path;
having
6. The ink circulation device according to claim 1, wherein at least one of the cross-sectional areas of the flow passages in the pump, the cross-sectional area of the flow passage in the suction side check valve portion and the cross-sectional area of the flow passage in the delivery side check valve portion, is the smallest.
前記インクを収容可能なポンプ室と、
前記ポンプ室の一部を構成し、前記ポンプの体積を変えるように変位する変位部と、
前記ポンプ室の上流に位置する吸込流路と、
前記ポンプ室の下流に位置する送出流路と、
前記吸込流路と前記ポンプ室との間に位置し、変位可能な吸込側逆止弁と、
前記ポンプ室と前記送出流路との間に位置し、変位可能な送出側逆止弁と、
を有し、
前記吸込側逆止弁および前記送出側逆止弁の少なくとも一方は、逆止弁が開いた時の断面積が2.0×10-6(m2)以上である、請求項1乃至5の何れか1項に記載のインク循環装置。 The pump comprises:
a pump chamber capable of containing the ink;
A displacement portion that constitutes a part of the pump chamber and displaces so as to change the volume of the pump;
a suction passage located upstream of the pump chamber;
an outlet flow path located downstream of the pump chamber;
a displaceable suction-side check valve located between the suction passage and the pump chamber;
a displaceable delivery-side check valve located between the pump chamber and the delivery flow path;
having
6. The ink circulation device according to claim 1, wherein at least one of the suction side check valve and the delivery side check valve has a cross-sectional area of 2.0×10 -6 (m 2 ) or more when the check valve is open.
前記インクを収容可能なポンプ室と、
前記ポンプ室の一部を構成し、前記ポンプ室の体積を変えるように変位する変位部と、
前記ポンプ室の上流に位置する吸込流路と、
前記ポンプ室の下流に位置する送出流路と、
前記吸込流路と前記ポンプ室との間に位置し、変位可能な吸込側逆止弁と、
前記ポンプ室と前記送出流路との間に位置し、変位可能な送出側逆止弁と、
前記送出側逆止弁に対向して配置され、前記送出流路の入口に繋がる対向面と、
を有し、
前記ポンプによる前記インクの送出時に、前記送出側逆止弁は前記対向面に当接する、請求項1乃至5の何れか1項に記載のインク循環装置。 The pump comprises:
a pump chamber capable of containing the ink;
a displacement portion that constitutes a part of the pump chamber and displaces so as to change the volume of the pump chamber;
a suction passage located upstream of the pump chamber;
an outlet flow path located downstream of the pump chamber;
a displaceable suction-side check valve located between the suction passage and the pump chamber;
a displaceable delivery-side check valve located between the pump chamber and the delivery flow path;
an opposing surface disposed opposite the delivery-side check valve and connected to an inlet of the delivery flow path;
having
6. The ink circulation device according to claim 1, wherein the delivery-side check valve abuts against the opposing surface when the ink is delivered by the pump.
前記ポンプ内における前記インクの最大流速が、前記インクヘッド内における前記インクの最大流速の30倍以下である、請求項1乃至13の何れか1項に記載のインク循環装置。 the supply destination is an ink head capable of ejecting the ink,
14. The ink circulation device according to claim 1, wherein a maximum flow velocity of the ink in the pump is 30 times or less than a maximum flow velocity of the ink in the ink head.
前記インクヘッドは、前記インクを吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに対して設けられた、前記ノズルに前記インクを供給する流路および前記ノズルから前記インクを回収する流路を含む、複数の個別流路とを含み、
前記個別流路内の最小の流路断面積が、前記ポンプ内の最小の流路断面積よりも小さい、請求項1乃至13の何れか1項に記載のインク循環装置。 the supply destination is an ink head capable of ejecting the ink,
the ink head includes a plurality of nozzles that eject the ink, and a plurality of individual flow paths provided for each of the plurality of nozzles, the individual flow paths including a flow path that supplies the ink to the nozzle and a flow path that recovers the ink from the nozzle;
The ink circulation device according to claim 1 , wherein a minimum flow path cross-sectional area in the individual flow path is smaller than a minimum flow path cross-sectional area in the pump.
前記循環路は、前記インクヘッドに接続される供給口および回収口を含み、
前記循環路のうち、前記回収口から前記ポンプおよび前記供給部を経由して前記供給口までの前記インクの最大流速が、前記所定の速度以下に設定されている、請求項1乃至13の何れか1項に記載のインク循環装置。 the supply destination is an ink head capable of ejecting the ink,
the circulation path includes a supply port and a recovery port connected to the ink head,
The ink circulation device according to claim 1 , wherein a maximum flow speed of the ink in the circulation path from the recovery port through the pump and the supply portion to the supply port is set to be equal to or lower than the predetermined speed.
前記循環路は、前記インクヘッドに接続される供給口および回収口を含み、
前記循環路のうち前記回収口から前記ポンプおよび前記供給部を経由して前記供給口までの前記インクの最大流速が、前記ポンプ内の流速である、請求項1乃至13の何れか1項に記載のインク循環装置。 the supply destination is an ink head capable of ejecting the ink,
the circulation path includes a supply port and a recovery port connected to the ink head,
The ink circulation device according to claim 1 , wherein a maximum flow velocity of the ink in the circulation path from the recovery port through the pump and the supply portion to the supply port is a flow velocity in the pump.
前記循環路は、前記インクヘッドに接続される供給口および回収口を含み、
前記循環路のうち前記回収口から前記ポンプおよび前記供給部を経由して前記供給口まで、およびインクヘッド内の前記インクの最大流速が、前記ポンプ内の流速である、請求項1乃至13の何れか1項に記載のインク循環装置。 the supply destination is an ink head capable of ejecting the ink,
the circulation path includes a supply port and a recovery port connected to the ink head,
14. The ink circulation device according to claim 1, wherein a maximum flow velocity of the ink in the circulation path from the recovery port through the pump and the supply portion to the supply port, and in the ink head, is the flow velocity in the pump.
前記インクヘッドは、前記インクを吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに対して設けられた、前記ノズルに前記インクを供給する流路および前記ノズルから前記インクを回収する流路を含む、複数の個別流路とを含み、
前記複数の個別流路における前記インクの最大流速より、前記ポンプ内の前記インクの最大流速の方が速い、請求項1乃至13の何れか1項に記載のインク循環装置。 the supply destination is an ink head capable of ejecting the ink,
the ink head includes a plurality of nozzles that eject the ink, and a plurality of individual flow paths provided for each of the plurality of nozzles, the individual flow paths including a flow path that supplies the ink to the nozzle and a flow path that recovers the ink from the nozzle;
The ink circulation device according to claim 1 , wherein a maximum flow velocity of the ink in the pump is faster than a maximum flow velocity of the ink in the plurality of individual flow paths.
前記循環路は、前記インクヘッドに接続される供給口および回収口を含み、
前記循環路のうち前記回収口から前記ポンプおよび前記供給部を経由して前記供給口まで流路において、前記ポンプにおける前記インクの最大流速が、前記ポンプ以外の部分における前記インクの最大流速の6倍以下である、請求項1乃至13の何れか1項に記載のインク循環装置。 the supply destination is an ink head capable of ejecting the ink,
the circulation path includes a supply port and a recovery port connected to the ink head,
14. An ink circulation device according to claim 1, wherein in a flow path of the circulation path from the recovery port via the pump and the supply part to the supply port, a maximum flow velocity of the ink in the pump is six times or less than a maximum flow velocity of the ink in parts other than the pump.
前記インクを吐出することが可能なインクヘッドと、
前記循環路に位置し、前記インクを前記インクヘッドに供給する供給部と、
前記循環路に位置し、前記インクヘッドから回収された前記インクを前記供給部へ送るポンプと、
を備え、
前記インクヘッドは、前記インクを吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに対して設けられた、前記ノズルに前記インクを供給する流路および前記ノズルから前記インクを回収する流路を含む、複数の個別流路とを含み、
前記循環路における前記インクの最大流速が、所定の速度以下に設定されており、
前記個別流路内の最小の流路断面積と前記個別流路の数との積が、前記ポンプ内の最小の流路断面積以上である、インクジェット記録装置。 a circulation path through which ink containing a pigment flows;
an ink head capable of ejecting the ink;
a supply unit located in the circulation path and configured to supply the ink to the ink head;
a pump located in the circulation path and configured to send the ink collected from the ink head to the supply unit;
Equipped with
the ink head includes a plurality of nozzles that eject the ink, and a plurality of individual flow paths provided for each of the plurality of nozzles, the individual flow paths including a flow path that supplies the ink to the nozzle and a flow path that recovers the ink from the nozzle;
a maximum flow velocity of the ink in the circulation path is set to a predetermined velocity or less;
an ink jet recording apparatus, wherein a product of a minimum flow path cross-sectional area in the individual flow path and the number of the individual flow paths is equal to or greater than a minimum flow path cross-sectional area in the pump.
前記インクを吐出することが可能なインクヘッドと、
前記循環路に位置し、前記インクを前記インクヘッドに供給する供給部と、
前記循環路に位置し、前記インクヘッドから回収された前記インクを前記供給部へ送るポンプと、
を備え、
前記ポンプ内において前記インクに生じるせん断応力が、30(Pa)以下である、インクジェット記録装置。 a circulation path through which ink containing a pigment flows;
an ink head capable of ejecting the ink;
a supply unit located in the circulation path and configured to supply the ink to the ink head;
a pump located in the circulation path and configured to send the ink collected from the ink head to the supply unit;
Equipped with
An ink jet recording apparatus, wherein a shear stress generated in the ink within the pump is 30 (Pa) or less.
An ink pump located in a circulation path through which ink containing a pigment flows, the ink pump being capable of sending the ink to a supply section located in the circulation path and supplying the ink to a specified supply destination via the supply destination, and a shear stress generated in the ink within the pump being 30 (Pa) or less.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2025511707A JPWO2024204800A5 (en) | 2024-03-29 | Ink circulation device and inkjet recording device equipped with the same | |
| EP24780894.2A EP4600042A1 (en) | 2023-03-30 | 2024-03-29 | Ink circulation device, inkjet recording device equipped with same, and ink pump |
| CN202480005145.2A CN120225363A (en) | 2023-03-30 | 2024-03-29 | Ink circulation device, and ink jet recording apparatus and ink pump provided with same |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023-055512 | 2023-03-30 | ||
| JP2023055512 | 2023-03-30 | ||
| JPPCT/JP2023/042696 | 2023-11-29 | ||
| PCT/JP2023/042696 WO2024202241A1 (en) | 2023-03-30 | 2023-11-29 | Ink circulation device, ink jet recording device equipped with the same, and ink pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2024204800A1 true WO2024204800A1 (en) | 2024-10-03 |
Family
ID=92903814
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/042696 Pending WO2024202241A1 (en) | 2023-03-30 | 2023-11-29 | Ink circulation device, ink jet recording device equipped with the same, and ink pump |
| PCT/JP2024/013258 Pending WO2024204800A1 (en) | 2023-03-30 | 2024-03-29 | Ink circulation device, inkjet recording device equipped with same, and ink pump |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/042696 Pending WO2024202241A1 (en) | 2023-03-30 | 2023-11-29 | Ink circulation device, ink jet recording device equipped with the same, and ink pump |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4600042A1 (en) |
| CN (1) | CN120225363A (en) |
| WO (2) | WO2024202241A1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002361893A (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-18 | Ricoh Co Ltd | Recording head and ink jet recording apparatus |
| JP2017185716A (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | 東芝テック株式会社 | Ink circulation device and inkjet recording device |
| JP2019018473A (en) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | 東芝テック株式会社 | Liquid circulation device, liquid jet recording device, liquid supply device |
| JP2021045895A (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming method |
| JP2022051952A (en) | 2017-07-07 | 2022-04-01 | キヤノン株式会社 | Inkjet recording device and control method of inkjet recording device |
| WO2023032405A1 (en) * | 2021-08-30 | 2023-03-09 | 富士フイルム株式会社 | Liquid supply device, liquid discharge system, printing system, and liquid circulation method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7121594B2 (en) * | 2018-08-29 | 2022-08-18 | 株式会社ミマキエンジニアリング | Inkjet printer and method of controlling an inkjet printer |
-
2023
- 2023-11-29 WO PCT/JP2023/042696 patent/WO2024202241A1/en active Pending
-
2024
- 2024-03-29 WO PCT/JP2024/013258 patent/WO2024204800A1/en active Pending
- 2024-03-29 CN CN202480005145.2A patent/CN120225363A/en active Pending
- 2024-03-29 EP EP24780894.2A patent/EP4600042A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002361893A (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-18 | Ricoh Co Ltd | Recording head and ink jet recording apparatus |
| JP2017185716A (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | 東芝テック株式会社 | Ink circulation device and inkjet recording device |
| JP2022051952A (en) | 2017-07-07 | 2022-04-01 | キヤノン株式会社 | Inkjet recording device and control method of inkjet recording device |
| JP2019018473A (en) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | 東芝テック株式会社 | Liquid circulation device, liquid jet recording device, liquid supply device |
| JP2021045895A (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming method |
| WO2023032405A1 (en) * | 2021-08-30 | 2023-03-09 | 富士フイルム株式会社 | Liquid supply device, liquid discharge system, printing system, and liquid circulation method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4600042A1 (en) | 2025-08-13 |
| JPWO2024204800A1 (en) | 2024-10-03 |
| CN120225363A (en) | 2025-06-27 |
| WO2024202241A1 (en) | 2024-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8141996B2 (en) | Liquid ejecting device and image forming apparatus | |
| JP5531872B2 (en) | Liquid discharge head unit and image forming apparatus | |
| CN101310988B (en) | Bubble removing apparatus of ink jet printer and method for removing bubbles using the same | |
| JP6139099B2 (en) | Liquid ejecting unit, method of using liquid ejecting unit, and liquid ejecting apparatus | |
| US7874656B2 (en) | Ink-feeding device and pressure-generating method | |
| JP5169041B2 (en) | Liquid ejection head unit and image forming apparatus | |
| US8657394B2 (en) | Image forming apparatus | |
| CN116490369B (en) | Inkjet recording device and inkjet recording method | |
| JP2009012452A (en) | Image forming apparatus | |
| JPH08276573A (en) | Inkjet printing equipment | |
| JP2017144682A (en) | inkjet printer | |
| CN102205724B (en) | Jet head liquid and liquid injection apparatus | |
| JP5728900B2 (en) | Liquid ejection apparatus and liquid ejection method | |
| WO2024204800A1 (en) | Ink circulation device, inkjet recording device equipped with same, and ink pump | |
| JP2018094868A (en) | Inkjet printer and method for cleaning ink head in inkjet printer | |
| JP5299176B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JPH04212864A (en) | Ink jet recording device | |
| JP7700398B2 (en) | LIQUID SUPPLY DEVICE, INKJET RECORDING APPARATUS INCLUDING THE SAME, AND LIQUID SUPPLY METHOD | |
| JP5413168B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP3993765B2 (en) | Liquid supply / discharge mechanism and image forming apparatus | |
| EP4566823A1 (en) | Pressure measurement device and recording device provided with same | |
| JP5246599B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP2011230337A (en) | Liquid storing tank, liquid ejection head unit and image forming apparatus | |
| WO2024242093A1 (en) | Liquid storage tank, liquid circulation device, recording device equipped with same, and liquid storage tank group | |
| JP2012111133A (en) | Liquid discharge device, and liquid discharge method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24780894 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2025511707 Country of ref document: JP |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2024780894 Country of ref document: EP |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2024780894 Country of ref document: EP Effective date: 20250507 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: CN2024800051452 Country of ref document: CN Ref document number: 202480005145.2 Country of ref document: CN |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 202480005145.2 Country of ref document: CN |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 2024780894 Country of ref document: EP |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |