JP2006069168A - Liquid injection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット式記録装置等の液体噴射装置に係り、特に、液体貯留部材に貯留された液体を液体導入針を介して液体噴射ヘッド側に導入し、この液体噴射ヘッドから液体を液滴として吐出する液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus, and in particular, introduces a liquid stored in a liquid storing member to a liquid ejecting head side through a liquid introducing needle, and drops liquid from the liquid ejecting head. The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that discharges as
液体を液滴の状態で吐出可能な液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置としては、例えば、インク滴を吐出して記録紙上に画像等を記録する画像記録装置、液状の電極材を基板上に吐出して電極を形成する電極形成装置、生体試料を吐出してバイオチップを製造するバイオチップ製造装置等が提案されている。 Examples of a liquid ejecting apparatus having a liquid ejecting head capable of ejecting liquid in the form of droplets include an image recording apparatus that ejects ink droplets to record an image on recording paper, and ejects a liquid electrode material onto a substrate. An electrode forming apparatus for forming an electrode and a biochip manufacturing apparatus for manufacturing a biochip by discharging a biological sample have been proposed.
この種の液体噴射装置としては、流通に乗せ易く取り扱いが容易なカートリッジタイプの液体貯留部材を用いるものが提案されている。例えば、画像記録装置の一種であるインクジェット式プリンタでは、液体状のインクを封入したインクカートリッジを使用するものが広く普及している。この構成では、カートリッジをカートリッジ装着部に装着して液体導入針をカートリッジ内に挿入することで、この液体導入針の先端側に開設された液体導入孔を通じてカートリッジ内の液体を液体噴射ヘッド側に導入している。例えば、上記のプリンタでは、キャリッジに設けたカートリッジホルダにインクカートリッジを装着することで、インクカートリッジ内に封入されたインクを記録ヘッド側に導入している。 As this type of liquid ejecting apparatus, an apparatus using a cartridge-type liquid storage member that is easy to be put on distribution and easy to handle has been proposed. For example, ink jet printers that are a type of image recording apparatus are widely used that use ink cartridges containing liquid ink. In this configuration, by mounting the cartridge in the cartridge mounting portion and inserting the liquid introduction needle into the cartridge, the liquid in the cartridge is brought to the liquid ejecting head side through the liquid introduction hole formed in the distal end side of the liquid introduction needle. It has been introduced. For example, in the above printer, the ink enclosed in the ink cartridge is introduced to the recording head side by mounting the ink cartridge in the cartridge holder provided in the carriage.
カートリッジを用いる構成では、液体導入針から液体噴射ヘッドまでの液体流路が使用液体で満たされている状態が望ましいが、未使用のカートリッジ内の液体貯留空間は脱気(負圧)状態に調整されているため、カートリッジに液体導入針を挿入してカートリッジ内の弁を開いた際に、カートリッジと液体導入針の境界部分に空気が入り込んでしまう。そして、液体噴射ヘッド内への液体の充填時に、この空気が気泡として液体と一緒に液体導入針内に導入されることがある。この気泡が使用時における液体の流れに乗って液体噴射ヘッド側に移動してしまうと、液体の吐出に不具合が生じる可能性がある。例えば、液体導入針の下流端に配設された異物濾過用のフィルタに気泡が接触して、このフィルタの表面を気泡が覆った状態で留まってしまうことがある。この場合、フィルタを覆った気泡によって液体のフィルタの通過が妨げられるので液体の供給量が不足し、多くのノズル開口から液体が吐出されない所謂多ノズル抜けの状態が生じる。また、気泡がフィルタを通り抜けてしまうと、この気泡はノズル開口からヘッド外部に排出されてしまうので、このノズル開口から液滴が吐出されない所謂ドット抜けの状態が生じる。 In the configuration using the cartridge, it is desirable that the liquid flow path from the liquid introduction needle to the liquid ejecting head is filled with the used liquid, but the liquid storage space in the unused cartridge is adjusted to a deaerated (negative pressure) state. Therefore, when the liquid introduction needle is inserted into the cartridge and the valve in the cartridge is opened, air enters the boundary portion between the cartridge and the liquid introduction needle. When filling the liquid into the liquid ejecting head, the air may be introduced into the liquid introduction needle together with the liquid as bubbles. If the bubbles move on the liquid flow at the time of use and move to the liquid jet head side, there is a possibility that a problem occurs in the discharge of the liquid. For example, a bubble may come into contact with a foreign matter filtering filter disposed at the downstream end of the liquid introduction needle, and the surface of the filter may remain covered with the bubble. In this case, since the passage of the liquid filter is hindered by the bubbles covering the filter, the supply amount of the liquid is insufficient, and a so-called multi-nozzle missing state in which the liquid is not discharged from many nozzle openings occurs. Further, when the bubbles pass through the filter, the bubbles are discharged from the nozzle opening to the outside of the head, so that a so-called dot missing state in which no liquid droplet is discharged from the nozzle opening occurs.
このような気泡による不具合を防止するため、液体導入針内におけるフィルタよりも上流側に複数の凸片を設け、この凸片によって気泡をフィルタから離れた位置で捕捉するように構成し、これにより気泡がフィルタを通過して記録ヘッド側へ流入するのを防止すると共に、凸片の間に形成される溝をインクが通過可能な通路として確保したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to prevent such problems caused by bubbles, a plurality of convex pieces are provided upstream of the filter in the liquid introduction needle, and the convex pieces are configured to capture the bubbles at a position away from the filter. Proposals have been made in which bubbles are prevented from flowing into the recording head through the filter, and a groove formed between the convex pieces is secured as a passage through which ink can pass (for example, Patent Document 1). reference).
ところで、この種のインクジェット式プリンタでは、カートリッジを交換したタイミングや一定の期間が経過する毎に、液体導入針内の気泡をインクと共に強制的にノズル開口から吸引・排出させる所謂クリーニング動作が行われる。このクリーニング動作においては、吸引条件(吸引力,吸引時間)は、気泡の排出性を考慮した条件に設定される。具体的には、液体導入針内の気泡がフィルタを通り抜けるのに必要な流速よりも若干高い流速が得られるような吸引力に設定されると共に、この気泡を記録ヘッドから外部に確実に除去することが可能な吸引時間に設定される。 By the way, in this type of ink jet printer, a so-called cleaning operation is performed in which air bubbles in the liquid introduction needle are forcibly sucked and discharged from the nozzle opening together with ink every time the cartridge is replaced or a certain period of time elapses. . In this cleaning operation, the suction condition (suction force, suction time) is set to a condition that takes into consideration the bubble discharge performance. Specifically, the suction force is set so as to obtain a flow rate slightly higher than the flow rate necessary for the bubbles in the liquid introduction needle to pass through the filter, and the bubbles are reliably removed from the recording head to the outside. Is set to the possible suction time.
しかしながら、この特許文献1の発明のように、フィルタよりも離れた位置で気泡を捕捉する構成の場合、気泡がフィルタを通過し難いため、この気泡を完全に除去するには、必然的に上記クリーニング動作における吸引力及び吸引時間を高めに設定する必要がある。このため、このクリーニング動作によってカートリッジの液体が多量に消費されてしまう問題があった。
However, in the case of a configuration in which bubbles are captured at a position away from the filter as in the invention of
また、上記特許文献1の図4(ニ)に示されるように、捕捉された気泡が時間の経過と共に供給針の根本(拡径部分)の内部空間で大きく成長した場合においても、気泡はフィルタ上方の比較的広い空間に広がり易く、フィルタに対する気泡の接触面積が小さい。このため、クリーニング動作において気泡を効率良く除去することが困難であった。
Further, as shown in FIG. 4 (D) of the above-mentioned
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体流路内の気泡をより効率的に除去することが可能な液体噴射装置を提供することにある。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting apparatus that can more efficiently remove bubbles in a liquid flow path.
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置は、液体貯留部材内の液体を液体導入孔から液体流路内に導入する液体導入針と、
該液体導入針の根本側に配置され、前記液体流路内の液体を濾過するフィルタと、
該フィルタで濾過された液体を圧力室に導入し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズル開口から液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドとを備え、
前記液体導入針は、
先細り形状に形成された尖端部と、
該尖端部の下流側に連続して形成された円筒状のストレート部と、
該ストレート部の下流側に連続して形成されると共に、その内径が前記ストレート部の内径よりも拡径した拡径部とにより構成され、
該拡径部は、内周面から径中心に向けて突設した複数のリブと、周方向に隣り合う両リブにより区画形成された気泡室とを有し、
各リブは、前記拡径部の上流端側から下流端側に亘って延在すると共に、その先端を、前記ストレート部の内周面を下流側に延長した仮想内周面近傍且つ前記フィルタの手前まで突出し、
前記液体導入針内を通るインクの流下勢によって、フィルタ上部の気泡を前記気泡室内に移動させるように構成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the liquid ejecting apparatus of the present invention includes a liquid introduction needle that introduces the liquid in the liquid storage member into the liquid flow path from the liquid introduction hole,
A filter that is disposed on the root side of the liquid introduction needle and that filters the liquid in the liquid channel;
A liquid ejecting head capable of introducing the liquid filtered by the filter into the pressure chamber and discharging the liquid in the pressure chamber as droplets from the nozzle opening by the operation of the pressure generating means;
The liquid introduction needle is
A pointed end formed in a tapered shape;
A cylindrical straight portion formed continuously on the downstream side of the tip portion;
The continuous portion is formed on the downstream side of the straight portion, and the inner diameter of the straight portion is larger than the inner diameter of the straight portion.
The enlarged diameter portion has a plurality of ribs projecting from the inner peripheral surface toward the center of the diameter, and a bubble chamber defined by both ribs adjacent in the circumferential direction,
Each rib extends from the upstream end side to the downstream end side of the enlarged diameter portion, and the tip thereof is in the vicinity of the virtual inner peripheral surface extending the inner peripheral surface of the straight portion to the downstream side and the filter. Protruding to the front,
According to the present invention, the bubble above the filter is moved into the bubble chamber by the downward flow of ink passing through the liquid introduction needle.
上記構成によれば、液体導入針内を通るインクの流下勢によって、複数のリブで区画された気泡室内に気泡を移動させるようにしたので、拡径部の内部空間全体と比して狭小な気泡室に押し込まれた気泡は、上流側からのインクのフィルタ側への押し付けもあってフィルタに密着し易い状態となり、気泡のフィルタに対する接触面積を大きくすることができる。そのため、クリーニング動作では、比較的低い流速でも気泡がフィルタを通過することができ、気泡の排出効率を向上させることができる。したがって、クリーニング動作時における吸引力を低く抑えると共に吸引時間を短縮することができ、その結果、クリーニング動作におけるインクの消費量を低減することができる。 According to the above configuration, since the bubbles are moved into the bubble chamber partitioned by the plurality of ribs by the downward flow of the ink passing through the liquid introduction needle, it is narrower than the entire internal space of the enlarged diameter portion. The air bubbles pushed into the air bubble chamber are easily brought into close contact with the filter due to the pressure of the ink from the upstream side to the filter side, and the contact area of the air bubbles to the filter can be increased. Therefore, in the cleaning operation, bubbles can pass through the filter even at a relatively low flow rate, and the bubble discharge efficiency can be improved. Accordingly, the suction force during the cleaning operation can be kept low and the suction time can be shortened. As a result, the ink consumption amount during the cleaning operation can be reduced.
上記構成において、各リブが、前記拡径部の内周面において、周方向に等間隔に配置されることが望ましい。 In the above configuration, it is desirable that the ribs are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the enlarged diameter portion.
また、上記各構成において、各リブは、前記ストレート部の上流端側から前記拡径部の下流端側に亘って延在する構成を採用することも可能である。 Moreover, in each said structure, it is also possible to employ | adopt the structure which each rib extends over the downstream end side of the said enlarged diameter part from the upstream end side of the said straight part.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、代表的な液体噴射装置であるインクジェット式記録装置を例に挙げて行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. The following description will be given by taking an ink jet recording apparatus as a typical liquid ejecting apparatus as an example.
まず、インクジェット式記録装置(以下、プリンタという)の概略構成について、図1を参照して説明する。プリンタ1は、記録紙等の記録媒体(着弾対象物)2の表面へ液体状のインクを吐出して画像等の記録を行う装置である。このプリンタ1は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッド3(本発明における液体噴射ヘッドの一種に相当。以下、「記録ヘッド」という)、この記録ヘッド3が取り付けられるキャリッジ4、キャリッジ4を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構5、記録媒体2を副走査方向に移送するプラテンローラ6等を備えている。ここで、上記のインクは、本発明の液体の一種であり、インクカートリッジ7(本発明における液体貯留部材の一種)に貯留されている。このインクカートリッジ7は、記録ヘッド3に対して着脱可能に装着される。
First, a schematic configuration of an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a printer) will be described with reference to FIG. The
上記のキャリッジ移動機構5はタイミングベルト8を備えている。そして、このタイミングベルト8はDCモータ等のパルスモータ9により駆動される。従って、パルスモータ9が作動すると、キャリッジ4は、プリンタ1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向(記録紙2の幅方向)に往復移動する。
The carriage moving mechanism 5 includes a
プリンタ1の非記録領域であるホームポジションには、例えばキャリッジ4に搭載された記録ヘッド3のノズル形成面(ノズルプレート25/図2参照)を払拭(ワイピング)するワイピング機構11が配設されている。このワイピング機構11は例えばワイパーブレード11´を有している。そして、このワイパーブレード11´としては、ゴムやエラストマー等の弾性部材により構成される。このワイピング機構11は、ワイピング時において、ワイパーブレード11´をその先端部が記録ヘッド3のノズル形成面の移動軌跡と交差するように位置付ける。そして、記録ヘッド3の通過に伴ってワイパーブレード11´の先端部がノズル形成面を摺接し、ノズル形成面が払拭される。
A
このワイピング機構11に隣接して、上記ホームポジション若しくはその近傍に、キャッピング機構12が配設されている。キャッピング機構12は、記録ヘッド3のノズル形成面に当接し得るトレイ状のキャップ部材12´を有する。このキャッピング機構12では、キャップ部材12´内の空間が封止空部として機能し、この封止空部内に記録ヘッド3のノズル開口26(図2参照)を臨ませた状態でノズル形成面に密着可能に構成されている。また、このキャッピング機構12には、ポンプユニット13が接続されており、このポンプユニット13の作動によって封止空部内を負圧化することができる。そして、ノズル形成面への密着状態でポンプユニット13を作動し、封止空部(密閉空間)内を負圧化すると、ノズル開口26から記録ヘッド3内のインクや気泡が吸引されてキャップ部材12´の封止空部内に排出されるようになっている。つまり、このキャッピング機構12は、記録ヘッド3内のインクや気泡を強制的に吸引排出する動作(以下、クリーニング動作という)を行う構成になっている。このクリーニング動作の詳細については後述する。
A
次に、記録ヘッド3の構成について説明する。ここで、図2はキャリッジ4に取り付けられる記録ヘッド3の概略斜視図、図3は記録ヘッド3の平面図、図4は記録ヘッド3の断面図である。例示した記録ヘッド3は、カートリッジ基台15(以下、「基台」という)を有している。基台15は、例えば合成樹脂によって成型されており、図3に示すように、その上面には複数の区画15´(液体貯留部材装着部)が設けられている。各区画15´には、フィルタ18を介在させた状態でインク導入針19(本発明における液体導入針に相当)がそれぞれ取り付けられている。そして、これらの区画15´にはインクカートリッジ7が装着されるようになっている。即ち、インクカートリッジ7はこの基台15上に位置付けられた状態で装着される。なお、インクカートリッジ7とインク導入針19の詳細については後述する。
Next, the configuration of the
上記区画15´とは反対側となる基台15の他面には、図2に示すように、回路基板20が取り付けられる。この回路基板20は、例えば圧電振動子30´(図5参照)への駆動信号の供給を制御するためのドライブ回路や、プリンタ本体側との接続のためのコネクタ、インク供給用の貫通孔等を備えている。そして、この回路基板20は、パッキンとして機能するシート部材21を介して基台15に取り付けられている。なお、このシート部材21には、インク供給用の貫通孔21´が形成されている。
As shown in FIG. 2, a
ヘッドケース16は、基台15に固定されるものであり、圧電振動子30´を有する振動子ユニット22を収容するためのケーシングである。このため、ヘッドケース16には、振動子ユニット22を収容可能な収容空部32(図5参照)が形成されている。そして、振動子ユニット22は、この収容空部32内に挿入され、接着等によって固定されている。そして、ヘッドケース16の基台15の取付面とは反対側の先端面には、流路ユニット17が接着剤等により固定されている。この流路ユニット17は、弾性板23、流路形成基板24、及びノズルプレート25を積層した状態で接着剤等で接合して一体化することにより作製されている。
The
ノズルプレート25は、例えばステンレス製の薄板から作製された部材であり、このノズルプレート25には、プリンタ1のドット形成密度に対応したピッチで微細なノズル開口26が列状に形成されている。ヘッドカバー27は、例えば金属製の薄板部材によって作製されており、ノズルプレート25の外側からその周縁部を包囲するようにヘッドケース16の先端部に取り付けられる。このヘッドカバー27は、流路ユニット17やヘッドケース16の先端部を保護すると共に、流路ユニット17の各部の剥離を防止するようになっている。
The
図5は、記録ヘッド3の要部断面図である。上記の振動子ユニット22は、圧力発生手段としての圧電振動子群30と、この圧電振動子群30が接合される固定板31と、圧電振動子群30に回路基板20からの駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル(図示せず)等から構成される。本実施形態の圧電振動子群30は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子30´を備える。各圧電振動子30´は、固定端部が固定板31上に接合され、自由端部が固定板31の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子30´は、所謂片持ち梁の状態で固定板31上に取り付けられている。また、各圧電振動子30´を支持する固定板31は、例えば厚さ1mm程度のステンレス鋼によって構成されている。なお、圧力発生手段としては、上記圧電振動子以外にも、静電アクチュエータ、磁歪素子、発熱素子等を用いることができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the
ヘッドケース16の内部には、上記の振動子ユニット22を収納可能な収納空部32を、ヘッドケース16の高さ方向を貫通させた状態で形成している。そして、固定板31の背面を、収納空部32を区画するケース内壁面に接着することで、振動子ユニット22は収納空部32内に収納・固定されている。
Inside the
流路形成基板24は、共通インク室33となる空部、インク供給口34となる溝部、及び、圧力室35となる空部を隔壁で区画した状態で各ノズル開口26に対応させて複数形成した板状の部材である。この流路形成基板24は、例えば、シリコンウェハーをエッチング処理することによって作製される。上記の圧力室35は、ノズル開口26の列設方向(ノズル列方向)に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室33は、ヘッドケース16の高さ方向を貫通して形成されたインク連通路37を介してインク導入針19のインク導入路42(図7参照)と連通し、インクカートリッジ7に貯留されたインクが導入される室である。そして、この共通インク室33に導入されたインクは、インク供給口34を通じて各圧力室35に供給される。
A plurality of flow
弾性板23は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この弾性板23の圧力室35に対応する部分には、圧電振動子30´の自由端部の先端を接合するための島部36が形成されており、この部分がダイヤフラム部として機能する。また、弾性板23は、共通インク室33となる空部の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部としても機能する。このコンプライアンス部として機能する部分については弾性フィルムだけにしている。
The
この記録ヘッド3は、圧電振動子30´を素子長手方向に伸縮させると、島部36が圧力室35に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室35の容積が変化し、圧力室35内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル開口26からインク滴(液滴の一種)が吐出される。
In the
次に、上記インクカートリッジ7について説明する。インクカートリッジ7は、本発明の液体貯留部材の一種として機能して記録ヘッド3に供給するインクを貯留する部材である。本実施形態のプリンタ1は、8種類のインク、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン等からなる合計8色のインクを吐出可能に構成されており、記録ヘッド3には、各インクを個別に貯留した合計8つのインクカートリッジ7が装着される。各インクカートリッジ7の底面には、図6に示すように、針挿入口40が設けられている。この針挿入口40は、インク導入針19が挿入される部分である。工場からの出荷時においては、この針挿入口40はフィルム(図示せず)で封止されており、空気のカートリッジ内部への侵入を防止している。これは、インクカートリッジ7内のインクは脱気(負圧)状態で貯留されているので、使用直前までこの脱気状態を保つためである。
Next, the
図7は、上記インクカートリッジ7に挿入されるインク導入針19の構成を説明する図であり、(a)は針長手方向の断面図、(b)は(a)におけるA−A線断面図である。このインク導入針19は、内部空間をインク導入路42とした中空針であり、先細り形状に形成された円錐形状の尖端部43と、この尖端部43の下流側に連続して形成された円筒状のストレート部44と、このストレート部44の下流側に連続して形成されると共に、その内径がストレート部44の内径よりも拡径した拡径部45とにより構成されている。本実施形態において、尖端部43には、導入針の外側(外部空間)とインク導入路42とを連通するインク導入孔46が開設されている。また、拡径部45は、上流側(ストレート部44側)から下流側(針根本側)に向けて次第に拡径するテーパー形状に作製されており、その内周面からは径中心に向けて板状のリブ47を複数突設している。そして、周方向に隣り合うリブ47同士によって、平面視略扇形の気泡室48が拡径部45の内部に複数区画形成されている。なお、このリブ47及び気泡室48についての詳細は後述する。
7A and 7B are diagrams for explaining the configuration of the
このインク導入針19は、フィルタ18を介在させた状態で、例えば超音波溶着によって基台15に取り付けられる。これにより、インク導入針19のインク導入路42とヘッドケース16側のインク連通路37とが連通する。このインク導入路42とインク連通路37とは、本発明における液体流路として機能する。
The
上記インクカートリッジ7を基台15に装着すると、インク導入針19がインクカートリッジ7の針挿入口40内に挿入され、インクカートリッジ7の内部空間(インク貯留部)とインク導入針19内のインク導入路42とがインク導入孔46を介して連通する。そして、インクカートリッジ7に貯留されたインクは、インク導入孔46を通じてインク導入路42内に導入され、インク連通路37を通じて記録ヘッド3側の共通インク室33に供給されるようになっている。
When the
ところで、上記したようにインクカートリッジ7の内部空間は脱気状態となっているため、インク導入針19の先端が針挿入口40内に設けられている弁(図示せず)を押し上げたときに、インクカートリッジ7とインク導入針19の境界部分に空気が入り込んでしまう。そして、記録ヘッド3内へのインクの充填時に、この空気が気泡としてインクと共にインク導入路42内に導入されることがある。そして、インク導入路42内では、時間の経過と共に気泡同士が徐々に結合してより大きな気泡に成長する。大きく成長した気泡はインク導入路42やフィルタ18を閉塞する虞があり、これにより、インク滴が吐出されない等の不具合が生じることがある。そのため、プリンタ1では、一定期間の経過毎にキャッピング機構12を用いてクリーニング動作を行い、大きく成長した気泡を排出するようにしている。
By the way, as described above, since the internal space of the
このクリーニング動作では、前述したように、キャップ部材12´をノズル形成面に密着させた状態でポンプユニット13を作動させて通常でのインク吐出時(記録動作時)の数倍の流速のインク流を記録ヘッド3内に生じさせ、インク導入路42内の気泡をこのインク流に乗せることでヘッド外に排出する。このときのポンプユニット13の吸引条件(吸引力,吸引時間)は、気泡の排出性を考慮した条件に設定される。このクリーニング動作で消費されるインクを可及的に低減する観点から、比較的低い流速でも気泡がフィルタ18を通過できるようにすることが望ましい。
In this cleaning operation, as described above, the
インク導入路42内の気泡が比較的低い流速でもフィルタ18を容易に通過するためには、フィルタ18に対する気泡の接触面積が大きいことが肝要となる。しかしながら、従来のこの種のインク導入針では、気泡がヘッド内に入り込むことによる吐出不良を防止する観点から、通常の記録動作時にインク導入路内の気泡がフィルタを容易に通過して記録ヘッド側に移動しないようにするため、インク導入針のインク導入路内におけるフィルタの上方に比較的広い空間を設けることで気泡をフィルタよりも上方に浮かせてフィルタから離隔させるようにしていた。これにより、クリーニング動作においてフィルタに対する気泡の接触面積を大きく確保することが困難であった。このため、気泡を確実に除去するためには、インクの流速をより高める必要があり、これがインクを無駄に消費する一因となっていた。
In order for bubbles in the
上記プリンタ1では、インク導入針19内に、複数のリブ47と、これらのリブ47によって区画形成された気泡室48とを設けることで、上記の問題を解決している。以下、この点について説明する。
本実施形態においては、図7(b)に示すように、4つのリブ47が、拡径部45の内周面の周方向に等間隔に配置された状態でインク導入針19と一体に形成されている。そして、隣り合うリブ47同士と、両リブ47を連続する拡径部45の内周面とにより、合計4つの気泡室48が区画形成されている。
In the
In the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the four
各リブ47は、拡径部45の上流端側(ストレート部44側)から下流端側(フィルタ18側)に亘って延在すると共に、その先端(角部/図7(a)におけるPで示す部分)を、ストレート部44の内周面を下流側に延長した仮想内周面(図7(b)においてCで示す部分)の近傍且つフィルタ18の手前まで突出している。
つまり、各リブ47は、針径方向の縁部を仮想内周面Cまで張り出すと共に、針根本側の縁部をフィルタ18の手前まで延出している。したがって、各リブ47は、仮想内周面Cを中心として放射状に配置されている。そして、拡径部45の内部空間において、仮想内周面Cよりも外側において各リブ47で区画された狭小な空間が気泡室48となっている。
Each
In other words, each
図8は、インク導入針19内のインクと気泡の動きを説明する模式図であり、(a)はインク導入針19の拡径部45の断面図、(b)は(a)におけるA−A線断面図である。本実施形態におけるインク導入針19では、リブ47の針径方向の縁部が仮想内周面Cまで張り出しているため、拡径部45内を通るインクは、各リブ47の縁部によって流下方向がある程度規制されて、図8(a)において矢線で示すようにインク導入針19の径中心部、即ち、仮想内周面C内を集中的に流下する。このため、フィルタ18上部の気泡Bは、上流側からのインクの流下勢によって中心部を押し潰され、針径方向の外側、即ち、気泡室48側に移動する。そして、最終的には、図8(b)に示すように、気泡Bは各気泡室48内に押し込まれると共に、その中央部には孔が開き、インクが通過可能な流路が確保される。そして、拡径部45の内部空間全体と比して狭小な気泡室48内に押し込まれた気泡Bは、上流側からのインクのフィルタ18側への押し付けもあって、フィルタ18に密着し易い状態となる。これにより、気泡Bのフィルタに対する接触面積を大きくすることができる。
8A and 8B are schematic views for explaining the movement of ink and bubbles in the
このように、上記インク導入針19では、複数のリブ47と、これらのリブ47によって区画形成された気泡室48とを設け、インクの流下勢によって気泡室48内に気泡を押し込むことで気泡のフィルタに対する接触面積を大きくしているので、比較的低い流速でも気泡がフィルタ18を通過することができ、クリーニング動作における気泡の排出効率を向上させることができる。したがって、上記の吸引条件に関し、吸引力を低く抑えると共に、吸引時間を短縮することができ、その結果、クリーニング動作におけるインクの消費量を低減することができる。
また、排出効率が高いので1回のクリーニング動作でより多くの気泡を除去することができ、次のクリーニング動作を実行するまでの放置許容時間を延長することができる。したがって、インクの消費量のさらなる低減に寄与することができる。
As described above, the
Further, since the discharge efficiency is high, more bubbles can be removed by one cleaning operation, and the allowed time until the next cleaning operation is executed can be extended. Therefore, it is possible to contribute to further reduction of ink consumption.
次に、上記インク導入針19についての第2の実施形態について説明する。
図9は、本実施形態におけるインク導入針19の構成を示す図である。本実施形態におけるインク導入針19は、偏心構造となっていることを特徴としている。即ち、このインク導入針19は、ストレート部44が拡径部45に対して偏った形状に構成されている。また、各リブ47は、図9(b)に示すように、仮想内周面Cの周方向に90度ずつ位相が異なる状態で、仮想内周面Cを中心として十字状に配置されている。
Next, a second embodiment of the
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the
図9の例では、ストレート部44の径中心が拡径部45の底部における径中心に対して右寄りになってるため、仮想内周面Cもこれに応じて右寄りになっている。そのため、本実施形態におけるインク導入針19の各リブ47は、図9(b)に示すように、仮想内周面Cの偏りに応じて張り出しの長さが夫々異なっている。具体的には、図9における右側に位置するリブ47はより短く、左側に位置するリブ47はより長くなっている。したがって、気泡室48についても区画しているリブ47の張り出し長によって大きさが異なっている。即ち、図9において左側に位置する気泡室48は、右側に位置する気泡室48よりも大きくなっている。
In the example of FIG. 9, the diameter center of the
本実施形態におけるインク導入針19によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが確認できた。即ち、仮想内周面C内を集中的に流下するインクの流下勢によってフィルタ18上部の気泡が各気泡室48内に押し込まれ、各気泡室48内の気泡のフィルタに対する接触面積を大きく確保することができる。そのため、クリーニング動作における気泡の排出効率を向上させることができ、その結果、クリーニング動作におけるインクの消費量を低減することが可能となる。
It was confirmed that the same effect as that of the above embodiment was obtained by the
なお、本実施形態における各リブ47に関し、図9(c)に示すように、拡径部45の内周面の周方向に等間隔、且つ、仮想内周面Cの周方向に等間隔となるように配置してもよい。また、各気泡室48の容積が等しくなるように各リブ47を配置するようにしてもよい。このように各気泡室48の容積を可及的に揃えるようにすると、インク導入針19が偏心構造であっても、各気泡室48内に気泡をむら無く収容することができる。これにより、気泡のフィルタ18に対する接触面積を十分に確保することができ、クリーニング動作における気泡排出効果を高めることが可能となる。
In addition, regarding each
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
上記各実施形態においては、リブ47を拡径部45のみに設けた例を示したが、これには限らず、例えば、図10に示すように、各リブ47を、ストレート部44の上流端側から拡径部45の下流端側に亘って設けるようにしてもよい。この構成においても、リブ47の先端(角部:図10におけるP)を、ストレート部44の内周面を下流側に延長した仮想内周面の近傍且つフィルタ18の手前まで突出させることで、インク導入針19内に気泡室を区画形成することができ、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
By the way, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.
In each of the above embodiments, the example in which the
以上は、液体噴射装置の一種であるプリンタ1を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置,有機EL(Electro Luminescence)ディスプレーやFED(面発光ディスプレー)等の電極を形成する電極製造装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置等にも適用することができる。
In the above, the
1…プリンタ,2…記録媒体,3…記録ヘッド,4…キャリッジ,5…キャリッジ移動機構,6…プラテンローラ,7…インクカートリッジ,8…タイミングベルト,9…パルスモータ,10…ガイドロッド,11…ワイピング機構,12…キャッピング機構,13…ポンプユニット,15…基台,16…ヘッドケース,17…流路ユニット,18…フィルタ,19…インク導入針,20…回路基板,21…シート部材,22…振動子ユニット,23…弾性板,24…流路形成基板,25…ノズルプレート,26…ノズル開口,27…ヘッドカバー,30…圧電振動子群,31…固定板,32…収納空部,33…共通インク室,34…インク供給口,35…圧力室,36…島部,37…インク連通路,40…針挿入口,42…インク導入路,43…尖端部,44…ストレート部,45…拡径部,46…インク導入孔,47…リブ,48…気泡室
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該液体導入針の根本側に配置され、前記液体流路内の液体を濾過するフィルタと、
該フィルタで濾過された液体を圧力室に導入し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズル開口から液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドとを備え、
前記液体導入針は、
先細り形状に形成された尖端部と、
該尖端部の下流側に連続して形成された円筒状のストレート部と、
該ストレート部の下流側に連続して形成されると共に、その内径が前記ストレート部の内径よりも拡径した拡径部とにより構成され、
該拡径部は、内周面から径中心に向けて突設した複数のリブと、周方向に隣り合う両リブにより区画形成された気泡室とを有し、
各リブは、前記拡径部の上流端側から下流端側に亘って延在すると共に、その先端を、前記ストレート部の内周面を下流側に延長した仮想内周面近傍且つ前記フィルタの手前まで突出し、
前記液体導入針内を通るインクの流下勢によって、フィルタ上部の気泡を前記気泡室内に移動させるように構成したことを特徴とする液体噴射装置。 A liquid introduction needle for introducing the liquid in the liquid storage member into the liquid channel from the liquid introduction hole;
A filter that is disposed on the root side of the liquid introduction needle and that filters the liquid in the liquid channel;
A liquid ejecting head capable of introducing the liquid filtered by the filter into the pressure chamber and discharging the liquid in the pressure chamber as droplets from the nozzle opening by the operation of the pressure generating means;
The liquid introduction needle is
A pointed end formed in a tapered shape;
A cylindrical straight portion formed continuously on the downstream side of the tip portion;
The continuous portion is formed on the downstream side of the straight portion, and the inner diameter of the straight portion is larger than the inner diameter of the straight portion.
The enlarged diameter portion has a plurality of ribs projecting from the inner peripheral surface toward the center of the diameter, and a bubble chamber defined by both ribs adjacent in the circumferential direction,
Each rib extends from the upstream end side to the downstream end side of the enlarged diameter portion, and the tip thereof is in the vicinity of the virtual inner peripheral surface extending the inner peripheral surface of the straight portion to the downstream side and the filter. Protruding to the front,
2. A liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a bubble above the filter is moved into the bubble chamber by a downward flow of ink passing through the liquid introduction needle.
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein each rib extends from an upstream end side of the straight portion to a downstream end side of the enlarged diameter portion.
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