JP2007050581A - Liquid jet recording head and recorder - Google Patents
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Abstract
Description
記録媒体に液体を吐出させて記録を行う、液体噴射記録ヘッドおよび記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid jet recording head and a recording apparatus that perform recording by discharging a liquid onto a recording medium.
この様な液体噴射記録ヘッドおよび液体噴射記録装置はいわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速記録と各種記録媒体に対して記録することが可能であり、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機、メーリングマシーンなどの記録機構を担う装置として広く採用されている。 Such a liquid jet recording head and a liquid jet recording apparatus are so-called non-impact recording systems, which can record on high-speed recording and various recording media, such as printers, word processors, facsimiles, copying machines, It is widely adopted as a device that bears a recording mechanism such as a mailing machine.
液体噴射記録ヘッドおよび記録装置の代表的な方法としては、エネルギー発生素子を用いた方法があり、微小な吐出口から液滴を吐出させ、記録媒体に対して記録を行う。記録ヘッドのインク吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギー発生素子は、ピエゾ素子などの電気機械変換体をもちいたもの、レーザなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱させるものなどがある。 As a typical method of the liquid jet recording head and the recording apparatus, there is a method using an energy generating element, and droplets are ejected from minute ejection ports to perform recording on a recording medium. The energy generating element used for ejecting ink from the ink ejection port of the recording head uses an electromechanical transducer such as a piezo element, and generates heat by irradiating an electromagnetic wave such as a laser. There are those that discharge ink droplets, and those that heat a liquid by an electrothermal transducer element having a heating resistor.
一般に、この種のインクジェット記録装置は、記録ヘッドを搭載するキャリアを駆動する手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御するための制御手段を備えている。 In general, this type of ink jet recording apparatus includes a means for driving a carrier on which a recording head is mounted, a transport means for transporting recording paper, and a control means for controlling them.
また、発熱によってインク滴を吐出させる記録ヘッド、すなわち熱エネルギーを利用してインクに膜沸騰を発生させ、インクに発生した気泡によってインクを液滴として吐出させるようなインクジェット記録方式をとる記録ヘッドでは、吐出口を高密度に配列することができるため、高解像度の記録をすることが可能である。またこのような記録ヘッドは機械的構造を単純化しやすく、小型化も用意であり、しかも最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術やマイクロ加工技術の長所を十分に活用して記録ヘッドを製造できるため、高密度実装化が容易で製造コストも廉価であるという利点を有している。 In addition, in a recording head that discharges ink droplets by heat generation, that is, a recording head that employs an ink jet recording method in which film boiling occurs in ink using thermal energy and ink is discharged as droplets by bubbles generated in the ink. Since the discharge ports can be arranged at high density, high resolution recording can be performed. In addition, such a recording head is easy to simplify the mechanical structure, is available in small size, and fully utilizes the advantages of IC technology and micro-machining technology that have made remarkable progress in technology and reliability in recent semiconductor fields. Thus, since the recording head can be manufactured, there is an advantage that high-density mounting is easy and the manufacturing cost is low.
この様な記録ヘッドでは高速印字や高精細記録のため、往印字に使用する吐出ノズル列と復印字に使用する吐出ノズル列を個別に有する、また同色の吐出ノズル列を複数列有することがある。これらのノズル列は並列に配置されることが多く、そのため貯蔵タンクとノズル列をつなぐ流路が分岐して配設される。
吐出ノズル部に空気が侵入したりして所望の印字が行えなかったり、インクタンクを交換したりした際、インクタンクから吐出ノズル部までインクを吸引し、流路および液室やノズルをインクで満たす必要がある。そのため、記録装置はノズル部の周囲をキャップして吸引ポンプにて、吸引を行う。 When air enters the discharge nozzle section and desired printing cannot be performed or the ink tank is replaced, ink is sucked from the ink tank to the discharge nozzle section, and the flow path, liquid chamber, and nozzle are filled with ink. It is necessary to satisfy. Therefore, the recording apparatus caps the periphery of the nozzle portion and performs suction with a suction pump.
しかしながら、流路が分岐している場合など、流路内の圧力状況により一方のノズルからのみ吸引してしまい、他方のノズルが充填不足になったり、また同時に吸引するために高圧力で吸引すると、貯蔵タンクに変調をきたし、気泡の発生を引き起こしたり、十分なインクを供給できなくなったりする、更に吸引量が増加し印刷に使用しないインクロスが発生してしまうなどの問題があった。 However, if the flow path is branched, for example, if suction is performed only from one nozzle due to pressure conditions in the flow path, and the other nozzle is underfilled, or if suction is performed at a high pressure for simultaneous suction. However, there are problems such as modulation of the storage tank, generation of bubbles, insufficient supply of ink, and an increase in the amount of suction, resulting in occurrence of an cloth that is not used for printing.
また流路が分岐していないノズル列と流路が分岐しているノズル列が混在している場合などは、双方を満足させる最適な吸引条件が存在しない、または存在してもマージンが少ないなどの問題も発生する。 In addition, when there is a mixture of nozzle rows that do not branch the flow path and nozzle rows that branch the flow path, there is no optimal suction condition that satisfies both, or there is little margin even if it exists. The problem also occurs.
以上の様な状況からインクを確実に吸引し、かつインクロスを最小限にするヘッドおよび印字装置と制御方法が必要とされている。 From the above situation, there is a need for a head, a printing apparatus, and a control method that reliably suck ink and minimize in-cross.
本発明はこの様な状況を鑑み、分岐流路を有するヘッドにおいて確実にインクタンクからインクを吸引し、流路および液室、ノズル部をインク充填させることが可能な液体噴射記録ヘッドおよび記録装置を提供することを目的とする。 In view of such a situation, the present invention provides a liquid jet recording head and a recording apparatus capable of reliably sucking ink from an ink tank in a head having a branch flow path and filling the flow path, liquid chamber, and nozzle portion with ink. The purpose is to provide.
本発明による記録ヘッドおよび記録装置は、記録媒体に対し記録液を吐出させ、記録を行う液体噴射記録ヘッドと記録装置において、記録液が貯蔵される貯蔵タンクと記録液吐出部を結ぶ流路と、該吐出部と該流路に記録液を充填するための吸引機構と吸引キャップを有し、該タンクから複数の吐出部へ流路が複数に分岐しており、流路の分岐先の各吐出部に対し、異なる吸引キャップが対応していることを特徴とする。 A recording head and a recording apparatus according to the present invention include a liquid jet recording head that discharges a recording liquid onto a recording medium and performs recording, and a recording apparatus, and a flow path that connects a storage tank that stores the recording liquid and a recording liquid discharge unit. A suction mechanism and a suction cap for filling the discharge portion and the flow path with a recording liquid, and a plurality of flow paths branch from the tank to a plurality of discharge sections. Different suction caps correspond to the discharge units.
さらに、貯蔵タンクは複数有ってもよく、貯蔵タンクと記録液吐出部を結ぶ流路において、タンクと吐出部が流路によって一意的に接続されているものと、あるタンクから複数の吐出部へ流路が複数に分岐しているものが混在していてもよい。 Further, there may be a plurality of storage tanks, and in the flow path connecting the storage tank and the recording liquid discharge section, the tank and the discharge section are uniquely connected by the flow path, and a plurality of discharge sections from a certain tank. A flow channel having a plurality of branches may be mixed.
また、分岐流路の一方に対応する吸引キャップと吸引機構によって記録液を吸引する際、その他の吸引キャップと吸引機構は吸引停止或いは吸引停止と同様の効果の動作を行うことを特徴とする。 Further, when the recording liquid is sucked by the suction cap and the suction mechanism corresponding to one of the branch channels, the other suction cap and the suction mechanism perform the same operation as the suction stop or the suction stop.
本発明により、分岐流路を有するヘッドにおいて、分岐流路の一方に対応する吸引キャップのみ吸引を行うことができ、他方は吸引停止しているため、流路は分岐なし流路とほぼ同様な挙動をしめす。よって確実に吸引と充填を行うことができる。続いて他方の吸引キャップを吸引、先のキャップを吸引停止にすることにより、同様に吸引と充填を行うことができる。よって、インクを確実に吸引し、かつインクロスを最小限にした吸引が可能になる。 According to the present invention, in a head having a branch flow path, only the suction cap corresponding to one of the branch flow paths can be sucked, and the other is stopped for suction. Shows behavior. Therefore, suction and filling can be performed reliably. Subsequently, suction and filling can be similarly performed by sucking the other suction cap and stopping the suction of the previous cap. Therefore, it is possible to suck ink with certainty and minimize in-cross.
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。 That is, the technical contents of the present invention can solve the above-described problems by including the following configuration.
(1)記録媒体に対し記録液を吐出させ、記録を行う液体噴射記録ヘッドにおいて、記録液が貯蔵される貯蔵タンクと記録液吐出部を結ぶ流路と、該吐出部と該流路に記録液を充填するための吸引機構と吸引キャップを有し、該タンクから複数の吐出部へ流路が複数に分岐しており、流路の分岐先の各吐出部に対し、異なる吸引キャップが対応していることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。 (1) In a liquid jet recording head that discharges a recording liquid onto a recording medium and performs recording, a flow path connecting a storage tank that stores the recording liquid and a recording liquid discharge section, and recording in the discharge section and the flow path It has a suction mechanism and a suction cap for filling the liquid, and the flow path is branched into a plurality of discharge parts from the tank, and different suction caps correspond to each discharge part at the branch destination of the flow path. A liquid jet recording head.
(2)記録液が貯蔵される貯蔵タンクと記録液吐出部を結ぶ流路と、該吐出部と該流路に記録液を充填するための吸引機構と吸引キャップを有し、該タンクから複数の吐出部への流路が分岐しており、流路の分岐先の各吐出部に対し、異なる吸引キャップが対応している記録装置において、分岐流路の一方に対応する吸引キャップと吸引機構によって記録液を吸引する際、その他の吸引キャップと吸引機構は吸引停止或いは吸引停止と同様の効果の動作を行うことを特徴とする記録装置。 (2) having a flow path connecting the storage tank for storing the recording liquid and the recording liquid discharge section, a suction mechanism and a suction cap for filling the discharge section and the flow path with the recording liquid, In the recording apparatus in which the flow path to the discharge section of the flow path is branched and a different suction cap corresponds to each discharge section at the branch destination of the flow path, a suction cap and a suction mechanism corresponding to one of the branch flow paths When the recording liquid is sucked by the above, the other suction cap and the suction mechanism perform the same operation as the suction stop or the suction stop.
本発明によれば、流路が分岐しているなどにより吸引回復が不十分となり、印字が満足に行われなかったり、吸引過多により印字に使用しないインクを発生させてしまったりしている状況や、流路が分岐していないノズル列と流路が分岐しているノズル列が混在している場合などは、双方に最適な吸引条件が存在しない、またはマージンが少ないなどの状況において、本発明を適用することにより、複雑な機構を追加することなく、確実に吸引と充填を行い、またインクロスを最小限にした吸引が可能になる。 According to the present invention, the recovery of suction is insufficient due to, for example, branching of the flow path, and printing is not performed satisfactorily, or ink that is not used for printing is generated due to excessive suction or In the case where there are a mixture of nozzle rows that are not branched and nozzle rows that are branched, the present invention can be used in situations where there is no optimal suction condition for both or there is little margin. By applying, suction and filling can be reliably performed without adding a complicated mechanism, and suction with minimum in-cross can be performed.
これより、本発明による具体的な実施例について説明する。 Now, specific examples according to the present invention will be described.
図1はインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成、図2は記録ヘッドの分解斜視図、図3は吸引キャップの斜視図を示す。 1 is a schematic configuration of a printer using an ink jet recording system, FIG. 2 is an exploded perspective view of a recording head, and FIG. 3 is a perspective view of a suction cap.
不図示の外装部材内に収納されたシャーシ101は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。また、下ケース101aは記録本体の略下半分を、上ケース101bは装置本体の略上半分をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなし、その上面部及び前面部にはそれぞれ開口部が形成されている。
A
本実施形態における記録動作機構としては、記録シートを装置本体内へ自動的に給送する自動給送部102と、そこから1枚ずつ送り出される記録シートを所望の記録位置へと導き、さらに排出部へと導く搬送部103と、搬送された記録シートに所望の記録を行う記録部104と、記録部等に対する回復処理を行う回復部105とから構成されている。
As a recording operation mechanism in the present embodiment, an
このうち記録部は、キャリッジ軸111によって移動可能に支持されたキャリッジ112と、このキャリッジ112に着脱可能に搭載される記録ヘッド113およびインク114を貯留するインクタンクとからなる。
Among these, the recording unit includes a
本実施形態における記録ヘッド113は、キャリッジ112に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式をとるものとなっている。また、本実施例以外にもインクタンクと記録ヘッドが一体となり、キャリッジに対し着脱可能に搭載される、ヘッドタンク一体形カートリッジ方式をとるものや、記録ヘッドとキャリッジが一体であり、インクタンクが着脱可能な方式をとるものなどがある。
The
インクタンク114は、高画質なカラー記録を可能にするため、例えばブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ、イエローの各色独立のインクタンクが用意されており、それぞれが記録ヘッドに対して着脱自在となっている。このほかに、複数のインク貯蔵室を有し、複数色のインクを一体にしたインクタンクなどもある。
The
記録ヘッド113は、記録素子基板1、支持基板2、流路形成部材3、フィルタ(不図示)、チップタンク4などから構成されている。
The
記録素子基板1には、シリコン基板にインクを吐出するための複数の記録素子と各記録素子に電力を供給する電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口とがフォトリソ技術により形成され吐出ノズル列を構成するとともに、複数の吐出ノズル列にインクを供給するためのインク供給口が裏面に複数列開口するように形成されている。 The recording element substrate 1 is formed with a plurality of recording elements for discharging ink to the silicon substrate and electric wiring for supplying electric power to each recording element by a film forming technique, and a plurality of ink flows corresponding to the recording elements are formed. The passages and the plurality of discharge ports are formed by a photolithography technique to form a discharge nozzle row, and the ink supply ports for supplying ink to the plurality of discharge nozzle rows are formed to open in a plurality of rows on the back surface.
また記録素子基板1は支持基板2に接着固定されており、このインク供給口と支持基板2内に配設された空間によりインクを保持する液室11が構成されている。さらに複数の吐出ノズル列12を有する記録素子基板1を複数個配設しており、複数種のインクを吐出できるような構成をとっている。
The recording element substrate 1 is bonded and fixed to a
さらに支持基板2はシート電気配線基板5と記録素子基板1とが電気的に接続されるようシート電気配線基板1を保持している。このシート電気配線基板5は、コンタクト配線基板6と接続しており、電気配線部13を構成している。このコンタクト配線基板6は、本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子6aを有しており、コンタクト配線基板6はチップタンク4の背面側に位置決め固定されている。インクを吐出するための電気信号は、記録装置本体から、電気配線部13を通じて記録素子基板1に入力される。
Further, the
チップタンク4には流路形成部材3が溶着され、インクタンク114から支持基板2にいたるインク流路14(図4参照)を形成している。このインク流路14は、インクタンク114から液室11およびノズル列12が一意的に接続している流路と、インクタンクから複数の液室及び吐出口に接続されるため流路が分岐している流路がある。またインクタンクと係合するインク流路14のインクタンク側端部にはフィルタが設けられており、外部からのゴミの侵入を防止するようになっている。
A flow
さらにチップタンク4、流路形成部材3、フィルタなどから構成されるチップタンク部15と、記録素子基板、支持基板、電気配線部構成される記録素子16部が、ビス7で結合することにより、記録ヘッド113を構成している。
Further, the
キャリッジ112は、記録ヘッド113と係合し記録ヘッドをキャリッジの装着位置に案内するためのキャリッジカバー112aと記録ヘッドのチップタンクと係合し記録ヘッドを所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバー112bとが設けられている。すなわちヘッドセットレバー112bはキャリッジの上部の軸に対して回動可能に設けられると共に記録ヘッド113との係合部には不図示のヘッドセットプレートがばねを介して備えられこのばね力によって記録ヘッド113を押圧しながらキャリッジ112に装着する構成となっている。
The
回復部105は、記録ヘッド113の記録素子基板1に付着した異物を除去するためのクリーニング手段や記録ヘッド113の記録素子基板1にいたるインク流路14の正常化を図るための回復手段等をそなえる。
The
回復部105は主にPGモータ(不図示)、キャップ21、ポンプ(不図示)、ワイパーブレード(不図示)、などから構成される。このPGモータの出力を適宜切り替えることにより、キャップ21やワイパーブレード、ポンプを駆動し、所望の動作を行っている。キャップ21は、ゴム部材からなり矢印方向に移動し記録ヘッド113の複数の記録素子基板1と吐出ノズル列12をそれぞれ覆うように当接、離間可能に構成されている。また、キャップ吸収体22が設けられており、キャッピング時に所定の間隔をもって記録素子基板1と対向するように配置されている。
The
インク吸引時においては、ポンプが回転することによりキャップ21内の負圧を高め、記録ヘッド113の吐出口からインクを引き出す。そのインクをキャップ吸収体22により受容し、キャップと接続されたキャップチューブ(不図示)、キャップチューブと接続されたポンプにより、インクが吸引、排出される。
At the time of ink suction, the negative pressure in the
これよりインク吸引時の制御について、図4はインク流路構成に関する模式図、図5は吸引時のインクの流れに関する模式図を用いて説明する。 FIG. 4 is a schematic diagram regarding the ink flow path configuration, and FIG. 5 is a schematic diagram regarding the ink flow during suction.
記録素子基板1A側のインク流路14Aおよび液室をキャップ21Aにより吸引回復する際、キャップ21B側のバルブを閉じ、キャップ21A側を開いた状態にし、ポンプ23を動作させる。この際分岐流路14X側のノズル列においても、記録素子基板1Bに繋がるノズル列からは吸引されないため、記録素子基板1A側につながるインクタンク114、インク流路14、液室11、吐出ノズル列12は、分岐流路14Xも分岐なし流路14Yも全て略一意的に接続されていることになる。このため記録素子基板1Aに繋がるインクタンク114、流路14、液室11、吐出ノズル列12は、全てほぼ同一の条件になり、吸引圧、量などの吸引条件をほぼ同じにすることができる。
When the ink flow path 14A and the liquid chamber on the
次に記録素子基板1B側のインク流路14Bおよび液室11をキャップ21Bにより吸引回復する際も、逆にキャップ21B側バルブ22Bを開き、キャップ21A側バルブ22Aを閉じることによって、先述と同様の効果を得ることができ、記録素子基板1B側についてもインクタンク114、流路14、液室11、吐出ノズル列12は、全てほぼ同一の条件になり、吸引圧、量などの吸引条件をほぼ同じにすることができる。
Next, when the ink flow path 14B and the
よって、流路が分岐していることにより、流路内の圧力状況によって一方のノズルからのみ吸引してしまい他方のノズルが充填不足になってしまうなどの不具合を防ぎ、また高圧力での吸引によるインクタンクに変調を起こさず、確実に吸引回復を行える吸引条件を設定することができ、周囲の環境変動や吸引過多による印刷に使用しないインクロスを防ぐことができる。 Therefore, the branching of the flow path prevents problems such as suction from only one nozzle due to pressure conditions in the flow path and insufficient filling of the other nozzle, and suction at high pressure. Therefore, it is possible to set suction conditions that can reliably perform suction recovery without causing modulation in the ink tank, and it is possible to prevent in-clothes that are not used for printing due to ambient fluctuations or excessive suction.
本発明による吸引方法を常に行われなければならないものでなく、例えば記録素子基板1A側液室内にのみ泡がある場合などは、1A側のみ吸引を行っても同様な効果がある。状況に応じて最適な吸引方法を選択していくことで、より確実に吸引を行い、インクロスを低減させることができる。
The suction method according to the present invention is not always performed. For example, when there is a bubble only in the
また、本実施例では記録素子基板が複数個配設され、それに対応して同数の吸引キャップを配設する構成について述べてきたが、記録素子基板と吸引キャップが同数であることに限定されるものでない。インクタンクと吐出ノズル列を結ぶ流路が複数に分岐している場合において、分岐先の各吐出ノズル列にそれぞれ異なる吸引キャップが対応している構成とその制御方法について有効である。 In the present embodiment, a configuration in which a plurality of recording element substrates are arranged and the same number of suction caps is arranged correspondingly has been described. However, the number of recording element substrates and the number of suction caps are limited. Not a thing. In the case where the flow path connecting the ink tank and the discharge nozzle row is branched into a plurality of branches, it is effective for the configuration in which different suction caps correspond to the discharge nozzle rows at the branch destination and the control method thereof.
1 記録素子基板
2 支持基板
3 流路形成部材
4 チップタンク
11 液室
12 吐出ノズル列
14 インク流路
21 吸引キャップ
104 記録部
105 回復部
112 キャリッジ
113 記録ヘッド
114 インクタンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording element board |
Claims (4)
記録液が貯蔵される貯蔵タンクと記録液吐出部を結ぶ流路と、該吐出部と該流路に記録液を充填するための吸引機構と吸引キャップを有し、
該タンクから複数の吐出部へ流路が複数に分岐しており、流路の分岐先の各吐出部に対し、異なる吸引キャップが対応していることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。 In a liquid jet recording head that discharges a recording liquid to a recording medium and performs recording,
A flow path connecting the storage tank for storing the recording liquid and the recording liquid discharge section, a suction mechanism and a suction cap for filling the discharge section and the flow path with the recording liquid,
A liquid jet recording head, wherein a plurality of flow paths are branched from the tank to a plurality of discharge sections, and different suction caps correspond to the discharge sections at the branch destinations of the flow paths.
タンクと吐出部が流路によって一意的に接続されているものと、タンクから複数の吐出部へ流路が複数に分岐しているものが混在していることを特徴とする請求項1または2に記載の液体噴射記録ヘッド。 In the flow path connecting the storage tank and the recording liquid discharge part,
The tank and the discharge part are uniquely connected by a flow path, and the tank and the discharge part are divided into a plurality of flow paths branched from the tank to the plurality of discharge parts. 2. A liquid jet recording head according to 1.
分岐流路の一方に対応する吸引キャップと吸引機構によって記録液を吸引する際、その他の吸引キャップと吸引機構は吸引停止或いは吸引停止と同様の効果の動作を行うことを特徴とする記録装置。 A flow path connecting a storage tank for storing recording liquid and a recording liquid discharge section; a discharge mechanism; a suction mechanism for filling the flow path with recording liquid; and a suction cap; and a plurality of discharge sections from the tank In the recording apparatus in which the flow path to is branched, and different suction caps correspond to each discharge portion at the branch destination of the flow path,
A recording apparatus, wherein when the recording liquid is sucked by a suction cap and a suction mechanism corresponding to one of the branch flow paths, the other suction cap and suction mechanism perform the same operation as the suction stop or suction stop.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |