JP2010012637A - Image formation system - Google Patents

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Keiichiro Suzuki
圭一郎 鈴木
Fujio Miyamoto
不二夫 宮本
Teruhiro Taguchi
彰宏 田口
Kosuke Matsui
康祐 松井
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Konica Minolta IJ Technologies Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent air from being sucked into a head from a nozzle as ink is cooled and contracted at the time of non-heating control by simple configuration in an image formation system which ejects ink while heating. <P>SOLUTION: The image formation system comprises: a print head unit 100 which is equipped with print heads 1A-1F each having a means for controlling the heating of ink and a nozzle for ejecting ink; and a means for supplying ink to the print head unit 100. In the system, the print head unit 100 has an ink inlet 21 through which ink supplied from the ink supply means is made to flow and an ink discharge port 22, the ink inlet 21 is connected with the ink supply means through a first on/off valve V1, the ink discharge port 22 is opened to the atmosphere through a second on/off valve V2, and a means is provided for controlling the first on/off valve V1 and the second on/off valve V2 at least according to the control state of the heating control means. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、プリントヘッドに供給されたインクを加熱してノズルから吐出するようにした画像形成装置に関し、詳しくは、非加熱制御時のインクや気泡等の冷却、収縮によるヘッド内への空気の引き込みを防止できるようにした画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus in which ink supplied to a print head is heated and ejected from a nozzle, and more specifically, air in the head due to cooling and contraction of ink and bubbles during non-heating control. The present invention relates to an image forming apparatus capable of preventing pull-in.

プリントヘッドに設けられたノズルからインクを吐出することにより各種の画像を記録形成する画像形成装置には、複数のプリントヘッドの各々に対して共通にインクを供給する共通流路部材(分配器)を備え、複数のプリントヘッドと共通流路部材との間を分岐流路で並列に接続することでプリントヘッドユニットを構成したものが知られている(特許文献1)。このような画像形成装置は、プリントヘッドの数が多くなっても、インクタンクからは1本のチューブによって共通流路部材と接続するだけで、全てのプリントヘッドに対してインク供給が可能となる利点を有している。   A common flow path member (distributor) that supplies ink to each of a plurality of print heads in an image forming apparatus that records and forms various images by ejecting ink from nozzles provided in the print head And a print head unit is known in which a plurality of print heads and a common flow path member are connected in parallel through branch flow paths (Patent Document 1). In such an image forming apparatus, even if the number of print heads increases, ink can be supplied to all the print heads by simply connecting the ink tanks to the common flow path member with a single tube. Has advantages.

ところで、画像形成装置は紫外線硬化インク等の高粘度のインクを使用する場合がある。高粘度のインクは、そのままでは安定してノズルから吐出させることができないため、画像形成時に、一般にプリントヘッドに設けられたヒータ等の加熱手段を用いてインクを所定温度まで加熱し、インク粘度を安定吐出が可能な所定の粘度まで下げる方法が採られている。   Incidentally, the image forming apparatus may use high viscosity ink such as ultraviolet curable ink. Since high-viscosity ink cannot be stably ejected from the nozzle as it is, the ink is heated to a predetermined temperature by using a heating means such as a heater generally provided in the print head during image formation. A method is adopted in which the viscosity is lowered to a predetermined viscosity at which stable discharge is possible.

しかし、画像形成装置の主電源をOFFにすると、それまでヒータによって加熱されていたインクや気泡等は次第に冷却して収縮することで、プリントヘッド内が許容以上の負圧になり、インクメニスカスがノズル内に大きく引き込まれてブレイクしてしまう問題がある。通常、画像形成装置は、インクタンク等からのインクを一旦中間タンクに貯留し、該中間タンクを介してプリントヘッドにインクを供給することで、中間タンクによってプリントヘッドに対して所定の背圧をかけるように制御しているが、画像形成装置の主電源をOFFにすると、ヒータのみならず、この中間タンクによる背圧制御もOFFとなるため、プリントヘッドには何ら背圧がかけられていない状態となり、インクや気泡等の冷却、収縮に伴うインクメニスカスのノズル内への引き込み現象が生じてしまう。   However, when the main power supply of the image forming apparatus is turned off, the ink and bubbles previously heated by the heater are gradually cooled and contracted, and the inside of the print head becomes a negative pressure exceeding the allowable level, and the ink meniscus is generated. There is a problem that the nozzle is greatly drawn into the nozzle and breaks. In general, an image forming apparatus temporarily stores ink from an ink tank or the like in an intermediate tank, and supplies the ink to the print head through the intermediate tank, whereby a predetermined back pressure is applied to the print head by the intermediate tank. However, when the main power of the image forming apparatus is turned off, not only the heater but also the back pressure control by this intermediate tank is turned off, so no back pressure is applied to the print head. As a result, the ink meniscus is drawn into the nozzle due to the cooling and contraction of ink and bubbles.

図8は、共通流路部材から各プリントヘッドへの分岐流路途中に設けたセンサによって、プリントヘッド部分の背圧を測定した結果である。これに示すように、画像形成装置の主電源をOFFにすることにより、ヒータ及び背圧制御が共にOFFとなると、プリントヘッド内のインクや気泡等が冷却、収縮することによって圧力が徐々に負圧(−20〜−30cmAq)へ変化していく。これに伴って、ノズルのインクメニスカスはプリントヘッド内へ引き込まれようとするが、あるところで耐え切れなくなってブレイクし、外部の空気がノズルから入り込んでしまう。空気が入り込むことでプリントヘッド内は一旦正圧となるが、再びインクや気泡等の冷却、収縮によって徐々に負圧になり、インク温度が外気温度と平衡状態となるまでこのような負圧と正圧復帰の動作を繰り返すようになる。そして、主電源をONにすることによってヒータ及び背圧制御が共にONになると、プリントヘッド内の圧力は回復する。   FIG. 8 shows the result of measuring the back pressure of the print head portion by a sensor provided in the middle of the branch flow path from the common flow path member to each print head. As shown in this figure, when both the heater and the back pressure control are turned off by turning off the main power supply of the image forming apparatus, the ink and bubbles in the print head are cooled and contracted to gradually reduce the pressure. The pressure changes to (-20 to -30 cmAq). Along with this, the ink meniscus of the nozzle tends to be drawn into the print head, but it becomes unbearable at some point and breaks, and external air enters from the nozzle. The inside of the print head once becomes positive pressure due to air entering, but gradually becomes negative pressure again due to cooling and contraction of ink and bubbles, etc., and such negative pressure is maintained until the ink temperature is in equilibrium with the outside air temperature. The positive pressure recovery operation is repeated. When the heater and the back pressure control are both turned on by turning on the main power supply, the pressure in the print head is recovered.

このようにしてプリントヘッド内に大量の空気が引き込まれると、インクを強制的にノズルから排出させる通常の加圧メンテナンスではなかなか排出させることができず、回復までに時間がかかる上に、大量のインクを無駄に消費してしまう問題がある。   When a large amount of air is drawn into the print head in this way, it cannot be easily discharged by normal pressure maintenance that forcibly discharges ink from the nozzle, and it takes time to recover and a large amount of air is required. There is a problem that ink is consumed wastefully.

特許文献1には、このようなインクや気泡等の冷却、収縮に伴うインクメニスカスのノズル内への引き込み現象によって、ノズルから空気を引き込んでしまう問題を解決することの開示はない。   Patent Document 1 does not disclose solving the problem that air is drawn from the nozzle due to the phenomenon of drawing the ink meniscus into the nozzle accompanying the cooling and contraction of the ink and bubbles.

一方、特許文献2には、サブタンクからプリントヘッドへのインク供給路の途中に大気開放弁を設け、インク吸引によってインク供給路内に発生する負圧を、この大気開放弁を開放することによって解消する技術が開示されている。従って、インクや気泡等の冷却、収縮に伴って発生するプリントヘッド内の負圧も、このようにインク供給路の途中に大気開放弁を設け、これを開放することによって解消することが考えられる。   On the other hand, in Patent Document 2, an air release valve is provided in the middle of the ink supply path from the sub tank to the print head, and the negative pressure generated in the ink supply path due to ink suction is eliminated by opening the air release valve. Techniques to do this are disclosed. Accordingly, it is conceivable that the negative pressure in the print head that is generated due to cooling or contraction of ink or bubbles is also eliminated by providing an air release valve in the middle of the ink supply path and opening it. .

しかしながら、インク吸引によって生じるプリントヘッド内の負圧状態は、大気開放弁の開放動作によってほぼ瞬時に解消されて通常圧に復帰するのに対し、インクや気泡等の冷却、収縮に伴って発生するプリントヘッド内の負圧状態は、インク温度が外気温度と平衡状態となるまで続き、これにより大気開放弁は開放し続けなければならないことになる。従って、この大気開放弁はサブタンクからプリントヘッドへのインク供給路上にあるため、負圧が解消されるまでの間、インク供給路中に大量の空気が引き込まれることとなり、その後インク供給を開始すると、インク供給路中に引き込まれた大量の空気がプリントヘッドにそのまま供給されてしまう問題がある。   However, the negative pressure state in the print head caused by ink suction is canceled almost instantaneously by the opening operation of the air release valve and returns to the normal pressure, but occurs with the cooling and contraction of ink and bubbles. The negative pressure condition in the print head continues until the ink temperature is in equilibrium with the ambient temperature, which causes the air release valve to continue to open. Therefore, since this air release valve is on the ink supply path from the sub tank to the print head, a large amount of air is drawn into the ink supply path until the negative pressure is eliminated, and then the ink supply is started. There is a problem that a large amount of air drawn into the ink supply path is supplied to the print head as it is.

また、特許文献3には、ヒータへの通電停止に連動して、プリントヘッドのインク流路内に所定圧力を付加することで、インクや気泡等の冷却、収縮による問題を解決する技術が開示されている。   Patent Document 3 discloses a technique for solving a problem caused by cooling or contraction of ink, bubbles, or the like by applying a predetermined pressure in the ink flow path of the print head in conjunction with stopping energization of the heater. Has been.

しかし、インクや気泡等の収縮量は冷却度合によって変化するため、この変化に合わせて加圧しないと、ノズルからの空気の引き込み又はノズルからのインクの流出のおそれがあり、加圧状態を厳密に制御するための高度な制御手段を別途必要とする問題がある。   However, since the shrinkage amount of ink and bubbles changes depending on the degree of cooling, if the pressure is not adjusted in accordance with this change, there is a risk of air drawing from the nozzle or ink outflow from the nozzle, and the pressure state is strictly Therefore, there is a problem that a high-level control means is required for the control.

しかも、ヒータは一旦通電を停止してしまうと、所定温度まで立ち上がるのに一定の待機時間がかかり、その間プリント動作が停滞するため、画像形成装置の主電源がONである限り、通電を継続させておく方が好ましい。従って、画像形成装置の主電源をOFFにしてヒータへの通電を停止させた場合、特許文献3のように、プリントヘッドのインク流路内に所定圧力を付加する構成とすることは、圧力付与手段に画像形成装置とは別系統の電源を設ける必要があり、更に構造が複雑化してコスト高となる問題がある。
特開昭63−254048号公報 特開昭64−87354号公報 特開平8−281935号公報
Moreover, once the heater is deenergized, it takes a certain waiting time for the heater to rise to a predetermined temperature, and during that time the printing operation is stagnant. Therefore, as long as the main power of the image forming apparatus is on, the energization is continued. It is preferable to keep it. Therefore, when the main power supply of the image forming apparatus is turned off and the energization to the heater is stopped, a configuration in which a predetermined pressure is applied to the ink flow path of the print head as in Patent Document 3 is a pressure application. It is necessary to provide a power supply of a different system from the image forming apparatus, and there is a problem that the structure becomes complicated and the cost is increased.
JP-A-63-254048 JP-A 64-87354 JP-A-8-281935

そこで、本発明は、プリントヘッドに供給されたインクを加熱してノズルから吐出するようにした画像形成装置において、簡易な構成で、非加熱制御時のインクや気泡等の冷却、収縮によるノズルからヘッド内への空気の引き込みを防止することを課題とする。   Accordingly, the present invention provides an image forming apparatus in which ink supplied to a print head is heated and ejected from a nozzle, with a simple configuration, from a nozzle caused by cooling or contraction of ink or bubbles during non-heating control. It is an object to prevent air from being drawn into the head.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。   Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。   The above problems are solved by the following inventions.

請求項1記載の発明は、インクを加熱制御するための加熱制御手段とインクを吐出するノズルとを有するプリントヘッドを備えたプリントヘッドユニットと、前記プリントヘッドユニットに対してインクを供給するインク供給手段とを有する画像形成装置において、前記プリントヘッドユニットは、前記インク供給手段から供給されるインクを流入させるインク流入口と、インクを排出するインク排出口とを有し、前記インク流入口は第1の開閉弁を介して前記インク供給手段と接続されていると共に、前記インク排出口は第2の開閉弁を介して大気開放されており、少なくとも前記加熱制御手段の制御状態に応じて前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁の制御を行う弁制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a print head unit having a print head having a heating control means for controlling the heating of ink and a nozzle for discharging ink, and an ink supply for supplying ink to the print head unit. The print head unit has an ink inlet for allowing ink supplied from the ink supply means to flow in, and an ink outlet for discharging ink. The ink supply port is connected to the ink supply means via a first on-off valve, and the ink discharge port is opened to the atmosphere via a second on-off valve, and at least according to the control state of the heating control means. An image forming apparatus comprising valve control means for controlling one on-off valve and the second on-off valve.

請求項2記載の発明は、前記弁制御手段は、前記加熱制御手段による前記インクの非加熱制御時に、前記第1の開閉弁を閉じ、前記第2の開閉弁を開くように制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。   According to a second aspect of the present invention, the valve control means controls the first on-off valve to be closed and the second on-off valve to be opened when the ink is not heated by the heating control means. The image forming apparatus according to claim 1.

請求項3記載の発明は、前記第2の開閉弁は、電源が供給されない場合に流路を開放するように動作する電磁弁であることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置である。   3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second on-off valve is an electromagnetic valve that operates to open the flow path when power is not supplied. It is.

請求項4記載の発明は、前記インク供給手段は、所定量のインクを貯留することにより前記プリントヘッドに対して所定の背圧をかけるように制御される中間タンクを有し、該中間タンクと前記プリントヘッドユニットの前記インク流入口が前記第1の開閉弁を介して接続されており、前記加熱制御手段による前記インクの非加熱制御時は、前記中間タンクによる前記プリントヘッドに対する背圧制御が行われないことを特徴とする請求項1、2又は3記載の画像形成装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, the ink supply means includes an intermediate tank that is controlled so as to apply a predetermined back pressure to the print head by storing a predetermined amount of ink, The ink inlet of the print head unit is connected via the first on-off valve, and back pressure control for the print head by the intermediate tank is performed during non-heating control of the ink by the heating control means. 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is not performed.

請求項5記載の発明は、前記プリントヘッドユニットは、1又は複数の前記プリントヘッドによって構成されると共に、前記インク供給手段から供給されるインクを貯留し、1又は複数の前記プリントヘッドに対して、側面又は下面に接続された分岐流路を介して該インクを共通に供給するための共通流路部材を有し、前記インク流入口及び前記インク排出口は、前記共通流路部材に設けられており、前記弁制御手段は、前記プリントヘッドからのインク吐出に先立ち、前記インク供給手段によるインク供給時に、所定時間だけ前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁を開くことにより、前記共通流路内の気泡を含むインクを前記インク排出口から排出することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, the print head unit is constituted by one or a plurality of the print heads, stores ink supplied from the ink supply means, and stores one or a plurality of the print heads. A common flow path member for commonly supplying the ink via a branch flow path connected to a side surface or a lower surface, and the ink inlet and the ink discharge port are provided in the common flow path member. The valve control means opens the first on-off valve and the second on-off valve for a predetermined time when ink is supplied by the ink supply means prior to ink discharge from the print head. The image forming apparatus according to claim 1, wherein ink containing bubbles in a common flow path is discharged from the ink discharge port.

請求項6記載の発明は、前記インク流入口と前記インク排出口は、前記共通流路部材の下面に設けられており、前記共通流路部材の内部には、天井面に上端開口が近接配置され、該上端開口から前記インク排出口に向けて前記共通流路内の空気をインクと共に下向流させて前記インク排出口から排出するためのインク排出流路が形成されていることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, the ink inlet and the ink outlet are provided on a lower surface of the common flow path member, and an upper end opening is disposed close to a ceiling surface inside the common flow path member. And an ink discharge channel is formed for discharging the air in the common channel from the upper end opening toward the ink discharge port together with the ink and discharging the ink from the ink discharge port. The image forming apparatus according to claim 5.

請求項7記載の発明は、前記共通流路部材内の前記天井面には、前記インク排出流路の上端開口に対向する位置に凹部が形成されており、前記凹部は、前記インク排出流路の前記上端開口を覆うような大きさに形成されていることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置である。   According to a seventh aspect of the present invention, a concave portion is formed on the ceiling surface in the common flow channel member at a position facing the upper end opening of the ink discharge flow channel, and the concave portion is formed of the ink discharge flow channel. The image forming apparatus according to claim 6, wherein the image forming apparatus is formed in a size so as to cover the upper end opening.

請求項8記載の発明は、前記インク流入口と前記インク排出口は、前記共通流路部材の長さ方向の一端側と他端側に離間して配置され、前記共通流路部材内の前記天井面は、前記インク流入口に対向する位置から前記インク排出流路の上端開口に対向する位置にかけて高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項5、6又は7記載の画像形成装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, the ink inlet and the ink outlet are spaced apart from each other on one end side and the other end side in the length direction of the common channel member, 8. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the ceiling surface is inclined so as to become higher from a position facing the ink inlet to a position facing the upper end opening of the ink discharge channel. Device.

請求項9記載の発明は、前記プリントヘッドのインク供給口は、前記共通流路部材における前記分岐流路の接続位置よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載の画像形成装置である。   The invention according to claim 9 is characterized in that the ink supply port of the print head is disposed below the connection position of the branch flow path in the common flow path member. An image forming apparatus as described above.

請求項10記載の発明は、前記プリントヘッドユニットは、前記共通流路部材の前記インク流入口及び前記インク排出口に対して画像形成装置本体に設けられたインク流入管及びインク排出管に対して着脱可能に嵌合することにより取り付けられていることを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載の画像形成装置である。   According to a tenth aspect of the present invention, the print head unit is connected to an ink inflow pipe and an ink discharge pipe provided in an image forming apparatus body with respect to the ink inlet and the ink outlet of the common flow path member. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus is attached by being detachably fitted.

本発明によれば、プリントヘッドに供給されたインクを加熱してノズルから吐出するようにした画像形成装置において、非加熱制御時のインクや気泡等の冷却、収縮によるノズルからヘッド内への空気の引き込みを防止することができる。   According to the present invention, in the image forming apparatus in which the ink supplied to the print head is heated and ejected from the nozzle, the air from the nozzle to the head due to the cooling or contraction of the ink or bubbles during the non-heating control. Can be prevented.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置は、複数のプリントヘッド1A〜1Fとこれらプリントヘッド1A〜1Fの内部に共通にインクを供給する共通流路部材2とを有するプリントヘッドユニット100を有している。各プリントヘッド1A〜1Fには、それぞれ図示しないヒータが内蔵されており、図示しない加熱制御手段によって通電が制御されることにより、共通流路部材2から送られる例えば紫外線硬化インク等の高粘度のインクを加熱し、ノズルから安定して吐出可能となる粘度まで下げることができるようになっている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus includes a print head unit 100 having a plurality of print heads 1A to 1F and a common flow path member 2 that supplies ink in common to the print heads 1A to 1F. Each of the print heads 1A to 1F has a heater (not shown) built therein, and the energization is controlled by a heating control means (not shown), so that a high-viscosity ink such as ultraviolet curable ink sent from the common flow path member 2 is used. The ink can be heated and lowered to a viscosity that enables stable ejection from the nozzle.

共通流路部材2のインク流入口21には、インク流入管200が接続されている。インク流入管200は、電磁弁からなる開閉弁V1(第1の開閉弁)を介して中間タンク300と接続されており、中間タンク300内のインクを共通流路部材2に供給可能としている。   An ink inflow tube 200 is connected to the ink inlet 21 of the common flow path member 2. The ink inflow pipe 200 is connected to the intermediate tank 300 via an on-off valve V1 (first on-off valve) made of an electromagnetic valve, and can supply ink in the intermediate tank 300 to the common flow path member 2.

中間タンク300は、インク流入管200によって共通流路部材2と接続されており、内部に貯留されたインクの液面によってプリントヘッドユニット1に対して所定の背圧をかけている。SH1は液面基準位置センサ、SH2は液面上限センサである。中間タンク300の内部は、電磁弁からなる開閉弁V3によって開閉される大気開放管301と繋がっている。また、中間タンク300内の背圧は、電磁弁からなる開閉弁V4を開放することにより、背圧空圧センサSP1によって検出されるようになっている。画像形成装置の稼動時は、大気開放管301に繋がる開閉弁V3が開放状態とされることで、中間タンク300内のインクの液面によって、プリントヘッドユニット1に対する所定の背圧がかけられる。   The intermediate tank 300 is connected to the common flow path member 2 by the ink inflow pipe 200, and applies a predetermined back pressure to the print head unit 1 by the liquid level of the ink stored inside. SH1 is a liquid level reference position sensor, and SH2 is a liquid level upper limit sensor. The inside of the intermediate tank 300 is connected to an air release pipe 301 that is opened and closed by an on-off valve V3 made of an electromagnetic valve. Further, the back pressure in the intermediate tank 300 is detected by the back pressure air pressure sensor SP1 by opening the on-off valve V4 made of an electromagnetic valve. When the image forming apparatus is in operation, a predetermined back pressure is applied to the print head unit 1 by the ink level in the intermediate tank 300 by opening the on-off valve V3 connected to the atmosphere opening pipe 301.

中間タンク300には、インク供給管400を介してインクカートリッジ500が接続され、供給ポンプ600によってインクカートリッジ500内のインクを所定量ずつ中間タンク300内に供給可能とされている。ここにはインクカートリッジ501、502の2つが示されており、それぞれ分岐供給管401、402によってインク供給管400と連絡している。各分岐供給管401、402には、それぞれ電磁弁からなる開閉弁V5、V6が設けられており、各インクカートリッジ501、502からのインクの供給路を選択的に開閉できるようになっている。インク供給管400にはフィルタ403が設けられており、インク中のゴミ等を取り除くようになっている。SP2は、インクカートリッジ500からのインク無を検知するためのインク無検知センサである。   An ink cartridge 500 is connected to the intermediate tank 300 via an ink supply pipe 400, and the ink in the ink cartridge 500 can be supplied into the intermediate tank 300 by a predetermined amount by a supply pump 600. Here, two ink cartridges 501 and 502 are shown, and are connected to the ink supply pipe 400 by branch supply pipes 401 and 402, respectively. The branch supply pipes 401 and 402 are provided with open / close valves V5 and V6, respectively, which are electromagnetic valves, so that ink supply paths from the ink cartridges 501 and 502 can be selectively opened and closed. The ink supply pipe 400 is provided with a filter 403 so as to remove dust and the like in the ink. SP2 is an ink non-detection sensor for detecting the absence of ink from the ink cartridge 500.

一方、共通流路部材2のインク排出口22には、インク排出管700が接続されている。インク排出管700は、電磁弁からなる開閉弁V2(第2の開閉弁)によって排出路が開閉可能とされており、その排出端701は大気開放されている。   On the other hand, an ink discharge pipe 700 is connected to the ink discharge port 22 of the common flow path member 2. The ink discharge pipe 700 can be opened and closed by an on-off valve V2 (second on-off valve) made of an electromagnetic valve, and its discharge end 701 is open to the atmosphere.

各プリントヘッド1A〜1Fのノズル面に対向する位置には、インク受け皿800が配設されており、例えばメンテナンス動作等によってプリントヘッド1A〜1Fのノズルから強制的に吐出されたインク滴を受け入れ、排出流路801を介して廃液タンク900に排出するようになっている。この廃液タンク900内には、インク排出管700を介して共通流路部材2から排出されるインクも送られる。   An ink tray 800 is disposed at a position facing the nozzle surface of each of the print heads 1A to 1F, and accepts ink droplets that are forcibly ejected from the nozzles of the print heads 1A to 1F by, for example, a maintenance operation. The liquid is discharged to the waste liquid tank 900 through the discharge channel 801. The ink discharged from the common flow path member 2 is also sent into the waste liquid tank 900 via the ink discharge pipe 700.

なお、以上の各開閉弁V1〜V6は、全て図示しない弁制御手段によって開閉制御されるようになっている。   The on-off valves V1 to V6 are all controlled to be opened and closed by valve control means (not shown).

かかる画像形成装置において、各プリントヘッド1A〜1Fにインクを充填する場合、供給ポンプ600の駆動によってインクカートリッジ500から供給されるインクを、中間タンク300を介してインク流入管200から共通流路部材2に貯留し、この共通流路部材2から各プリントヘッド1A〜1Fに供給する。このとき、インク流入管200の開閉弁V1の開放と共に、インク排出管700の開閉弁V2も開放されている。   In such an image forming apparatus, when the print heads 1 </ b> A to 1 </ b> F are filled with ink, the ink supplied from the ink cartridge 500 by driving the supply pump 600 is supplied from the ink inflow pipe 200 via the intermediate tank 300. 2 and supplied from the common flow path member 2 to the print heads 1A to 1F. At this time, the on-off valve V1 of the ink discharge pipe 700 is opened together with the opening of the on-off valve V1 of the ink inflow pipe 200.

中間タンク300から供給されるインクは、共通流路部材2から各プリントヘッド1A〜1F内に貯留される以外に、余剰のインクがインク排出管700を通って廃液タンク900に送られる。このとき、共通流路部材2内に侵入した空気が排出され、各プリントヘッド1A〜1Fへの気泡侵入が防止される。このようにして各プリントヘッド1A〜1Fにインクが充満したら、インク排出管700の開閉弁V2は閉止される。   Ink supplied from the intermediate tank 300 is stored in the print heads 1A to 1F from the common flow path member 2, and excess ink is sent to the waste liquid tank 900 through the ink discharge pipe 700. At this time, air that has entered the common flow path member 2 is discharged, and bubbles are prevented from entering the print heads 1A to 1F. When the print heads 1A to 1F are filled with ink in this way, the on-off valve V2 of the ink discharge pipe 700 is closed.

各プリントヘッド1A〜1F内のヒータは、加熱制御手段によって通電制御されてインクを所定温度まで加熱する。画像形成装置はこの所定温度まで加熱されたインクによって印刷を実行する。印刷実行中は、中間タンク300に供給ポンプ600によって所定量のインクが供給されて貯留されることで、各プリントヘッド1A〜1Fに対して所定の背圧がかけられるように制御される。   The heaters in the print heads 1A to 1F are energized and controlled by the heating control means to heat the ink to a predetermined temperature. The image forming apparatus executes printing with the ink heated to the predetermined temperature. During printing, a predetermined amount of ink is supplied to the intermediate tank 300 by the supply pump 600 and stored, so that a predetermined back pressure is applied to each of the print heads 1A to 1F.

ここで、画像形成装置の稼働停止等によって主電源がOFFにされると、加熱制御手段は非制御状態となって各プリントヘッド1A〜1F内のヒータへの通電が遮断され、インクは非加熱状態とされると共に、インク流入管200の開閉弁V1は閉じられ、大気開放管301に繋がる開閉弁V3も閉じられることにより、中間タンク300内のインクの液面による背圧制御は停止される。このため、各プリントヘッド1A〜1Fはほぼ密閉される系となり、加熱状態にあったインクや気泡等が冷却し始めると、徐々に収縮し、従来ではこの収縮に伴ってインクメニスカスをノズル内に引き込もうとする現象が発生していた。   Here, when the main power supply is turned off, for example, when the operation of the image forming apparatus is stopped, the heating control unit is in a non-controlled state, the power supply to the heaters in the print heads 1A to 1F is cut off, and the ink is not heated. At the same time, the on-off valve V1 of the ink inflow pipe 200 is closed, and the on-off valve V3 connected to the atmosphere release pipe 301 is also closed, whereby the back pressure control by the ink level in the intermediate tank 300 is stopped. . For this reason, the print heads 1A to 1F are almost sealed, and when the ink or bubbles in the heated state starts to cool, they gradually contract. Conventionally, the ink meniscus is brought into the nozzle along with the contraction. A phenomenon of pulling in occurred.

そこで、本発明では、少なくとも加熱制御手段の制御状態に応じて、弁制御手段が開閉弁V1及び開閉弁V2の制御を行うようにしている。すなわち、画像形成装置の主電源がOFFになり、ヒータが通電遮断状態となると、これに連動して、弁制御手段はインク排出管700の開閉弁V2を開放する。このとき、開閉弁V1、V3、V5、V6は閉止し、開閉弁V4は開放している。   Therefore, in the present invention, the valve control means controls the on-off valve V1 and the on-off valve V2 according to at least the control state of the heating control means. That is, when the main power supply of the image forming apparatus is turned off and the heater is turned off, the valve control unit opens the on-off valve V2 of the ink discharge pipe 700 in conjunction with this. At this time, the on-off valves V1, V3, V5, V6 are closed, and the on-off valve V4 is open.

このインク排出管700の開閉弁V2の開放により、各プリントヘッド1A〜1F内で発生するインクや気泡等の冷却、収縮に伴う背圧変動を、インク排出管700中のインクが大気との界面位置を移動することで緩和する。   When the on-off valve V2 of the ink discharge pipe 700 is opened, back pressure fluctuations due to cooling and contraction of ink and bubbles generated in the print heads 1A to 1F are caused, and the ink in the ink discharge pipe 700 is interfaced with the atmosphere. Relax by moving the position.

図2は、画像形成装置の主電源をOFFにした後の背圧を測定した結果を示すグラフである。背圧は1つのプリントヘッドと共通流路部材2との間の流路途中に設けたセンサによって測定した。その結果、主電源OFFとなってヒータが通電遮断状態になると、プリントヘッド内はインクや気泡等が冷却、収縮することで僅かに負圧状態となるが、主電源OFFと連動してインク排出管700の開閉弁V2が開放し、インク排出管700中のインクの大気との界面位置が移動してプリントヘッド内の背圧変動を緩和するため、負圧状態への移行は極めて緩やかであり、約2cmAq程度の極めて小さい変化で済む。これにより、各プリントヘッド1A〜1Fのノズルから空気を引き込むことが抑制され、ノズル内のメニスカスがブレイクする問題は生じない。   FIG. 2 is a graph showing the result of measuring the back pressure after the main power supply of the image forming apparatus is turned off. The back pressure was measured by a sensor provided in the middle of the flow path between one print head and the common flow path member 2. As a result, when the main power supply is turned off and the heater is turned off, the ink and air bubbles in the print head are cooled and contracted, resulting in a slight negative pressure. However, the ink is discharged when the main power supply is turned off. Since the opening / closing valve V2 of the pipe 700 is opened and the interface position of the ink in the ink discharge pipe 700 is moved to alleviate the back pressure fluctuation in the print head, the transition to the negative pressure state is extremely gradual. Only a very small change of about 2 cmAq is required. Thereby, it is suppressed that air is drawn from the nozzles of the print heads 1A to 1F, and the problem that the meniscus in the nozzles breaks does not occur.

インク排出管700の内部は、共通流路部材2にインクを充填する際、インク排出管700の排出端701から溢れ出る程度にインク供給された後に開閉弁V2が閉じられるため、通常、インクが充満した状態となっている。また、インク排出管700の排出端701は、開閉弁V2の開放時のノズル面の圧力を負圧の適正な値に保つために、各プリントヘッド1A〜1Fのノズル面の位置よりも下方に位置している。このため、インク排出管700から共通流路部材2に空気が侵入するおそれはない。   The inside of the ink discharge pipe 700 is closed when the ink is supplied to the extent that it overflows from the discharge end 701 of the ink discharge pipe 700 when the common flow path member 2 is filled with ink. It is in a full state. Further, the discharge end 701 of the ink discharge pipe 700 is below the position of the nozzle surface of each of the print heads 1A to 1F in order to keep the pressure on the nozzle surface when the on-off valve V2 is opened at an appropriate value of negative pressure. positioned. For this reason, there is no possibility that air enters the common flow path member 2 from the ink discharge pipe 700.

このインク排出管700は、主電源OFF後に各プリントヘッド1A〜1F内で発生するインクや気泡等の冷却、収縮に伴う背圧変動に応じて、該インク排出管700中のインクと大気との界面位置が共通流路部材2のインク排出口22まで移動してくることがないように、各プリントヘッド1A〜1Fの内容積、共通流路部材2の内容積、インクの特性等に応じて、管長、管径を適宜設定することが好ましい。   The ink discharge pipe 700 is configured so that the ink in the ink discharge pipe 700 and the atmosphere correspond to back pressure fluctuations caused by cooling and contraction of ink and bubbles generated in the print heads 1A to 1F after the main power is turned off. Depending on the internal volume of each print head 1A to 1F, the internal volume of the common flow path member 2, the ink characteristics, etc., so that the interface position does not move to the ink discharge port 22 of the common flow path member 2. It is preferable to appropriately set the tube length and the tube diameter.

インク排出管700に設けられる開閉弁V2は、電源が供給されない場合に流路を開放するように動作する電磁弁であることが好ましい。特別な構成を付加する必要なく、簡易且つ安価に、主電源OFFに連動して開閉弁V2を開放させる構成とすることができるためである。しかも、例えば電源トラブル等の何らかのトラブルによって装置への電源供給が不意に停止してしまった場合でも、開閉弁V2を開放させ、インクや気泡等の冷却、収縮によって発生するメニスカスのブレイクや空気の引き込みを防止することができる。   The on-off valve V2 provided in the ink discharge pipe 700 is preferably an electromagnetic valve that operates to open the flow path when power is not supplied. This is because there is no need to add a special configuration, and the on-off valve V2 can be opened simply and inexpensively in conjunction with the main power supply OFF. Moreover, even if the power supply to the device is unexpectedly stopped due to some trouble such as a power supply trouble, the on-off valve V2 is opened, and a meniscus break or air generated by cooling or contraction of ink or air bubbles, etc. Pull-in can be prevented.

次に、本発明において好ましいプリントヘッドユニット100の具体的構成について説明する。   Next, a specific configuration of the print head unit 100 preferable in the present invention will be described.

図3はプリントヘッドユニット100の斜視図である。図1と同一符号は同一構成を示している。   FIG. 3 is a perspective view of the print head unit 100. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components.

プリントヘッドユニット100は、1枚の板状のヘッド固定部材3に複数のプリントヘッド1A〜1Fが固定されている。各プリントヘッド1A〜1Fは、図示下面に位置するノズル面に多数配列されたノズルからそれぞれ図示下方向にインクを出射するようになっており、ヘッド固定部材3に対して千鳥状に配設されている。これにより、プリントヘッドユニット100は、プリントヘッド1Aからプリントヘッド1Fへの幅方向に亘る幅広の画像記録をワンパスで行うラインヘッドを構成している。   In the print head unit 100, a plurality of print heads 1 </ b> A to 1 </ b> F are fixed to a single plate-like head fixing member 3. Each of the print heads 1 </ b> A to 1 </ b> F ejects ink downward from the nozzles arranged in a large number on the nozzle surface located on the lower surface in the drawing, and is arranged in a staggered manner with respect to the head fixing member 3. ing. As a result, the print head unit 100 constitutes a line head that performs wide-width image recording in the width direction from the print head 1A to the print head 1F in one pass.

これら複数のプリントヘッド1A〜1Fに対して共通にインクを供給するための1つの共通流路部材2も、ヘッド固定部材3に固定されている。共通流路部材2は、プリントヘッド1Aからプリントヘッド1Fへ至る幅方向の長さとほぼ同等の長さを有する横長の箱形状を呈している。ヘッド固定部材3における各プリントヘッド1A〜1Fの取り付け面3aには、ほぼ垂直に立ち上がる支持板3bが取り付けられており、共通流路部材2は、この支持板3bによってヘッド固定部材3の取り付け面3aよりも上方に所定距離をおいて支持されている。   One common flow path member 2 for supplying ink in common to the plurality of print heads 1 </ b> A to 1 </ b> F is also fixed to the head fixing member 3. The common flow path member 2 has a horizontally long box shape having a length substantially equal to the length in the width direction from the print head 1A to the print head 1F. A support plate 3b rising substantially vertically is attached to the attachment surface 3a of each print head 1A to 1F in the head fixing member 3, and the common flow path member 2 is attached to the head fixing member 3 by the support plate 3b. It is supported at a predetermined distance above 3a.

共通流路部材2には、該共通流路部材2の内部のインクをプリントヘッド1A〜1Fの各々に供給するための6本の分岐管4A〜4Fの一端が接続されている。各分岐管4A〜4Fの接続部は、共通流路部材2の側面2aの下方に位置しているが、共通流路部材2の下面2bに接続されていてもよい。   One end of six branch pipes 4A to 4F for supplying ink inside the common flow path member 2 to each of the print heads 1A to 1F is connected to the common flow path member 2. The connecting portions of the branch pipes 4 </ b> A to 4 </ b> F are located below the side surface 2 a of the common flow path member 2, but may be connected to the lower surface 2 b of the common flow path member 2.

各分岐管4A〜4Fの他端は、共通流路部材2から下方に向かい、各分岐管4A〜4Fの一端の接続部の位置よりも下方に配置される各プリントヘッド1A〜1Fのインク供給口11A〜11Fに接続されている。図3では、プリントヘッド1Bのインク供給口11B、プリントヘッド1Dのインク供給口11D及びプリントヘッド1Fのインク供給口11Fのみが示されている。   The other ends of the branch pipes 4A to 4F are directed downward from the common flow path member 2, and are supplied with ink from the print heads 1A to 1F disposed below the position of the connection portion at one end of each branch pipe 4A to 4F. It is connected to the mouths 11A to 11F. In FIG. 3, only the ink supply port 11B of the print head 1B, the ink supply port 11D of the print head 1D, and the ink supply port 11F of the print head 1F are shown.

図4は共通流路部材2の内部構造を示す断面図であり、図5(a)は図4中のa−a線断面図、図5(b)は図4中のb−b線断面図である。   4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the common flow path member 2. FIG. 5 (a) is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 4, and FIG. 5 (b) is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. FIG.

共通流路部材2の内部には、インクが貯留される共通流路23が長さ方向(図4の左右方向)に亘って形成されている。共通流路部材2のインク流入口21は、下面2bの長さ方向一端側に開口していると共に、インク排出口22は、下面2bの他端側に開口している。21a、22aはパッキン、24A〜24Fは分岐管4A〜4Fとの接続部である。   Inside the common flow path member 2, a common flow path 23 for storing ink is formed in the length direction (left and right direction in FIG. 4). The ink inflow port 21 of the common flow path member 2 opens to one end in the length direction of the lower surface 2b, and the ink discharge port 22 opens to the other end of the lower surface 2b. 21a and 22a are packing, and 24A-24F is a connection part with branch pipe 4A-4F.

これらインク流入口21及びインク排出口22は、プリンタ本体に設けられているインク流入管200及びインク排出管700をそれぞれ挿脱可能に形成されている。   The ink inlet 21 and the ink outlet 22 are formed so that the ink inlet pipe 200 and the ink outlet pipe 700 provided in the printer main body can be inserted and removed, respectively.

共通流路部材2の内部におけるインク排出口22の周囲には、該インク排出口22から共通流路23の天井壁23aに向けて真っ直ぐ上方に立ち上がる流路壁25が形成され、その上端は天井壁23aとの間に僅かな隙間を残すように該天井壁23aに近接配置されている。これにより、流路壁25の上端に形成される上端開口26aからインク排出口22にかけてインクを下向流させて外部に排出するインク排出流路26が形成されている。   A flow path wall 25 is formed around the ink discharge port 22 inside the common flow path member 2 and rises straight upward from the ink discharge port 22 toward the ceiling wall 23a of the common flow path 23. It is arranged close to the ceiling wall 23a so as to leave a slight gap with the wall 23a. As a result, an ink discharge channel 26 is formed in which ink flows downward from the upper end opening 26 a formed at the upper end of the channel wall 25 to the ink discharge port 22 and discharged to the outside.

共通流路23の天井壁23aは、インク流入口21に対向する位置(図4における右端)からインク排出流路26の上端開口26aに対向する位置(図4における左端)にかけて次第に高くなるように傾斜している。このため、共通流路23内に流入し、天井壁23aに到達した空気(気泡)は、傾斜に沿って自然にインク排出流路26の上端開口26a側に集まり易くなっている。この天井壁23aの傾斜角度は特に限定されるわけではないが、水平面に対して例えば1〜6°の範囲とすることができる。   The ceiling wall 23a of the common flow path 23 gradually increases from a position facing the ink inlet 21 (right end in FIG. 4) to a position facing the upper end opening 26a of the ink discharge flow path 26 (left end in FIG. 4). It is inclined. For this reason, air (bubbles) that flows into the common flow path 23 and reaches the ceiling wall 23a is likely to naturally gather on the upper end opening 26a side of the ink discharge flow path 26 along the inclination. The inclination angle of the ceiling wall 23a is not particularly limited, but may be in the range of, for example, 1 to 6 ° with respect to the horizontal plane.

また、天井壁23aの表面は、空気(気泡)の移動を円滑にするため、平滑面であることが好ましく、インクとの親和性に優れていることがより好ましい。この目的で天井壁23aを表面処理することによってインクとの親和性を高めたり、インクとの親和性に優れた素材を用いて共通流路部材2を形成したりすることが好ましい。   Further, the surface of the ceiling wall 23a is preferably a smooth surface for smooth movement of air (bubbles), and more preferably has excellent affinity with ink. For this purpose, it is preferable to enhance the affinity with ink by surface-treating the ceiling wall 23a, or to form the common flow path member 2 using a material excellent in affinity with ink.

この天井壁23aには、インク排出流路26の上端開口26aに対向する位置に凹部27が形成されることにより、部分的に天井高さが他に比べて一段高くなっている。凹部27の開口部の大きさは、インク排出流路26を形成している流路壁25の外径よりもやや大きく、上端開口26aを流路壁25を含めて覆うような大きさに形成されている。インク排出流路26の上端開口26aは、この凹部27内において、該凹部27の周囲の天井壁23aとほぼ同一高さ又は僅かに凹部27内に突出する程度の高さに配置されている。これにより、流路壁25の上端外周縁と凹部27の下端内周縁との間に、流路壁25の外周を囲むように、僅かな隙間の排出流路入口28が下向きに開口するように形成されている。符号23bは、共通流路23内の天井壁23aのうちの凹部27内に位置する天井壁である。   A concave portion 27 is formed in the ceiling wall 23a at a position facing the upper end opening 26a of the ink discharge channel 26, so that the ceiling height is partially higher than the others. The size of the opening of the recess 27 is slightly larger than the outer diameter of the flow path wall 25 forming the ink discharge flow path 26, and is formed so as to cover the upper end opening 26 a including the flow path wall 25. Has been. The upper end opening 26 a of the ink discharge channel 26 is disposed in the recess 27 so as to be almost the same height as the ceiling wall 23 a around the recess 27 or slightly protruded into the recess 27. As a result, the discharge flow channel inlet 28 with a slight gap is opened downward so as to surround the outer periphery of the flow channel wall 25 between the upper peripheral edge of the flow channel wall 25 and the lower peripheral edge of the recess 27. Is formed. Reference numeral 23 b is a ceiling wall located in the recess 27 in the ceiling wall 23 a in the common flow path 23.

かかるプリントヘッドユニット100は、共通流路部材2の下面2bがほぼ水平となるように、インクジェットプリンタ内の所定の位置に着脱可能に装着される。一方のプリンタ本体には、インク流入管200とインク排出管700とが、共通流路部材2のインク流入口21とインク排出口22との離間距離に相当する距離をおいて、先端が上向きとなるように配置される。従って、プリントヘッドユニット100は、共通流路部材2に形成されたインク流入口21及びインク排出口22に、インク流入管200及びインク排出管700をそれぞれ挿入させ、嵌合することによってプリンタ本体に装着される。これによってプリンタ本体とプリントヘッドユニット100の共通流路部材2との間のインクの流入及び排出のための接続を完了することができる。インク流入口21とインク排出口22はいずれも共通流路部材2の下面2bに開口しているため、プリントヘッドユニット100を下方に向けて移動させるだけでインク流入管200とインク排出管700とを一度に嵌合させることができ、接続のための作業が極めて簡便に行える。   The print head unit 100 is detachably mounted at a predetermined position in the ink jet printer so that the lower surface 2b of the common flow path member 2 is substantially horizontal. In one printer body, the ink inflow pipe 200 and the ink discharge pipe 700 have a distance corresponding to the separation distance between the ink inlet 21 and the ink outlet 22 of the common flow path member 2, and the tip is upward. It is arranged to become. Accordingly, the print head unit 100 is inserted into the ink inlet 21 and the ink outlet 22 formed in the common flow path member 2, and the ink inlet pipe 200 and the ink outlet pipe 700 are inserted and fitted into the printer main body. Installed. As a result, the connection for inflow and discharge of ink between the printer main body and the common flow path member 2 of the print head unit 100 can be completed. Since both the ink inlet 21 and the ink outlet 22 are opened on the lower surface 2b of the common flow path member 2, the ink inlet pipe 200 and the ink outlet pipe 700 can be obtained simply by moving the print head unit 100 downward. Can be fitted at a time, and the connection work can be performed very easily.

また、プリントヘッドユニット100をプリンタ本体から取り外す場合は、プリントヘッドユニット100をプリンタ本体から上方に向けて引き抜くように移動させるだけで、プリンタ本体とプリントヘッドユニット100の共通流路部材2との間のインクの流入及び排出のための接続を一度に解除することができ、同様に作業は簡便である。   Further, when removing the print head unit 100 from the printer main body, the print head unit 100 is simply moved so as to be pulled upward from the printer main body. The connection for inflow and discharge of the ink can be released at once, and the operation is similarly simple.

プリントヘッドユニット100をプリンタ本体に装着した後は、図1に示す供給ポンプ600を作動させることによって、インクをインク流入管200を介して共通流路部材2内に流入させる。このとき、インク排出管700に設けられた開閉弁V2を開放させておくことで、インク流入管200及び共通流路部材2の共通流路23内の空気は、インクの流入に伴って、共通流路部材2内のインク排出流路26を通ってインク排出管700から抜けていく。各分岐管4A〜4Fの他端が接続される各プリントヘッド1A〜1Fのインク供給口11A〜11Fは、共通流路部材2における各分岐管4A〜4Fの接続位置よりも下方に配置されているため、各プリントヘッド1A〜1Fから空気(気泡)が混入しても、各分岐管4A〜4Fを上昇して共通流路23内に流入し、インク排出流路26から排出することができる。   After the print head unit 100 is mounted on the printer body, the ink is caused to flow into the common flow path member 2 via the ink inflow pipe 200 by operating the supply pump 600 shown in FIG. At this time, by opening the on-off valve V2 provided in the ink discharge pipe 700, the air in the common flow path 23 of the ink inflow pipe 200 and the common flow path member 2 is shared with the inflow of ink. The ink is discharged from the ink discharge pipe 700 through the ink discharge flow path 26 in the flow path member 2. The ink supply ports 11A to 11F of the print heads 1A to 1F to which the other ends of the branch pipes 4A to 4F are connected are arranged below the connection positions of the branch pipes 4A to 4F in the common flow path member 2. Therefore, even if air (bubbles) is mixed from the print heads 1A to 1F, the branch pipes 4A to 4F can be raised to flow into the common flow path 23 and discharged from the ink discharge flow path 26. .

図6は共通流路部材2におけるインク排出流路26付近の様子を拡大して示しており、これを用いて共通流路部材2内の空気(気泡)の排出の様子を更に説明する。   FIG. 6 shows an enlarged view of the common flow path member 2 in the vicinity of the ink discharge flow path 26, and the discharge of air (bubbles) in the common flow path member 2 will be further described using this.

インクが共通流路23内に流入してインクの水位が徐々に上昇すると、内部の空気(気泡)Xは、天井壁23aの傾斜とインクの流入圧によって排出流路入口28に押しやられる。天井壁23aには傾斜がついていることと、細い隙間状の排出流路入口28が下向きに開口していることにより、排出流路入口28付近に到達した空気(気泡)Xは、インクの流入圧によって凹部27内に流入し、更にインクによって押し込まれながら、インクと共にインク排出流路26から下向きに移動し、インク排出管700を通って共通流路部材2の外部に排出される。排出されたインクは廃液タンク900に回収される。   When ink flows into the common flow path 23 and the water level of the ink gradually rises, the internal air (bubbles) X is pushed to the discharge flow path inlet 28 by the inclination of the ceiling wall 23a and the inflow pressure of the ink. Air (bubbles) X that have reached the vicinity of the discharge channel inlet 28 are caused to flow into the ink due to the inclination of the ceiling wall 23a and the narrow clearance-like discharge channel inlet 28 opening downward. The ink flows into the recess 27 by the pressure, and further moves downward along with the ink from the ink discharge channel 26 while being pushed by the ink, and is discharged to the outside of the common channel member 2 through the ink discharge pipe 700. The discharged ink is collected in the waste liquid tank 900.

このような空気(気泡)Xの排出作用を良好にするため、排出流路入口28と凹部27との関係は、排出流路入口28の開口幅をD1、凹部27の底部とインク排出流路26の上端開口26aとの間の距離をD2としたとき、D1=D2であることが好ましく、具体的な数値を挙げると、それぞれ1.0〜2.5mmが適当である。   In order to improve the discharge action of the air (bubbles) X, the relationship between the discharge channel inlet 28 and the recess 27 is such that the opening width of the discharge channel inlet 28 is D1, the bottom of the recess 27 and the ink discharge channel. When the distance from the upper end opening 26a of 26 is D2, it is preferable that D1 = D2, and 1.0 to 2.5 mm is appropriate for specific numerical values.

これにより共通流路部材2内の共通流路23は、空気(気泡)のないインクのみで満たされる。この共通流路部材2内の空気(気泡)の排出には、共通流路部材2にインクを供給するために通常設けられる供給ポンプ600の作動によるインクの流入圧を利用しているだけであるため、ノズルからインクを吸引するための吸引手段等の空気(気泡)排出のための特別な駆動装置を設ける必要はない。   Thereby, the common flow path 23 in the common flow path member 2 is filled only with ink without air (bubbles). In order to discharge the air (bubbles) in the common flow path member 2, only the ink inflow pressure generated by the operation of the supply pump 600 that is normally provided to supply ink to the common flow path member 2 is used. Therefore, it is not necessary to provide a special driving device for discharging air (bubbles) such as a suction means for sucking ink from the nozzles.

また、共通流路23内を自然に上昇してインク排出流路26の上端開口26a付近の一箇所に集められた空気(気泡)を、その位置からインク排出流路26によって下向きに排出するので、インクを最短経路で排出することができ、空気(気泡)排出のために消費されるインクも最小限で済み、それだけインクの無駄を抑えることができる。   Also, air (bubbles) that naturally rises in the common flow path 23 and collects at one location near the upper end opening 26a of the ink discharge flow path 26 is discharged downward from the position by the ink discharge flow path 26. Ink can be discharged by the shortest path, and ink consumed for discharging air (bubbles) can be minimized, so that waste of ink can be suppressed.

このようにして共通流路23内の空気(気泡)を排出した後、インク排出管700の開閉弁V2を閉じ、更に供給ポンプ600を作動させてインク流入管200から共通流路部材2にインクを流入させると、共通流路23内のインクは各分岐管4A〜4Fに流入し、これら分岐管4A〜4F内の空気を各プリントヘッド1A〜1Fのノズルから排出する。これによって共通流路部材2から各プリントヘッド1A〜1Fに至る流路内の空気は全て排出され、各プリントヘッド1A〜1Fからインクを安定して出射することが可能となる。   After the air (bubbles) in the common flow path 23 is discharged in this way, the on-off valve V2 of the ink discharge pipe 700 is closed, and the supply pump 600 is operated to supply ink from the ink inflow pipe 200 to the common flow path member 2. Ink flows into the branch pipes 4A to 4F, and the air in the branch pipes 4A to 4F is discharged from the nozzles of the print heads 1A to 1F. As a result, all air in the flow path from the common flow path member 2 to each of the print heads 1A to 1F is discharged, and ink can be stably ejected from each of the print heads 1A to 1F.

また、上述したように、画像形成装置の主電源をOFFにした後、インク排出管700の開閉弁V2を開放した際に、万が一、インクや気泡等の冷却、収縮に伴って移動するインク排出管700内のインクと大気との界面位置が、インク排出口22から共通流路23内に入り込むことによって共通流路部材2内に空気が侵入することがあっても、侵入した空気はインク排出流路26内又は凹部27の付近に留めることができる。この空気は、次回稼働時に、供給ポンプ600の駆動によってインクが供給される際、インク排出流路26からインク排出管700に速やかに排出することができる。   In addition, as described above, when the on / off valve V2 of the ink discharge pipe 700 is opened after the main power supply of the image forming apparatus is turned off, the ink discharge that moves with the cooling or contraction of ink, bubbles, etc. should be avoided. Even if air enters the common flow path member 2 when the interface position between the ink and the atmosphere in the tube 700 enters the common flow path 23 from the ink discharge port 22, the air that has entered the ink discharges the ink. It can be retained in the flow path 26 or in the vicinity of the recess 27. This air can be quickly discharged from the ink discharge channel 26 to the ink discharge pipe 700 when ink is supplied by driving the supply pump 600 at the next operation.

図7は、プリントヘッドユニット100がプリンタ本体の所定位置に装着された画像形成装置の他の態様を模式的に示している。説明の簡略化のため、プリントヘッドユニット100は共通流路部材2のみが図示されている。   FIG. 7 schematically shows another aspect of the image forming apparatus in which the print head unit 100 is mounted at a predetermined position of the printer main body. For simplicity of explanation, only the common flow path member 2 is shown in the print head unit 100.

この画像形成装置において、共通流路部材2から排出されたインクを回収する廃液タンク900とインクが貯留されるインクタンク503との間には、廃液タンク900内の廃インクをインクタンク503に返送するための循環配管901が接続されている。循環配管901の途中には循環ポンプ902とフィルタ903が設けられており、これら循環配管901、循環ポンプ902及びフィルタ903によって循環手段を構成している。   In this image forming apparatus, the waste ink in the waste liquid tank 900 is returned to the ink tank 503 between the waste liquid tank 900 for collecting the ink discharged from the common flow path member 2 and the ink tank 503 for storing the ink. A circulation pipe 901 for connecting is connected. A circulation pump 902 and a filter 903 are provided in the middle of the circulation pipe 901, and the circulation pipe 901, the circulation pump 902, and the filter 903 constitute a circulation unit.

これにより、共通流路部材2から一旦廃液タンク900に回収された廃インクを、インクタンク503を介して再度共通流路部材2に供給することができる。廃液タンク900に回収された廃インクは気泡が取り除かれるので、インクタンク503には気泡のないインクが返送される。   Thereby, the waste ink once collected in the waste liquid tank 900 from the common flow path member 2 can be supplied again to the common flow path member 2 via the ink tank 503. Since bubbles are removed from the waste ink collected in the waste liquid tank 900, ink without bubbles is returned to the ink tank 503.

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus according to the present invention. 画像形成装置の主電源OFF後のプリントヘッド部分の背圧の変化を示すグラフGraph showing change in back pressure of print head portion after main power OFF of image forming apparatus プリントヘッドユニットの一例を示す斜視図A perspective view showing an example of a print head unit 共通流路部材の内部構造を示す断面図Sectional view showing internal structure of common channel member (a)は図4のa−a線断面図、(b)は図4のb−b線断面図(A) is the sectional view on the aa line of FIG. 4, (b) is the sectional view on the bb line of FIG. 共通流路部材におけるインク排出流路付近の様子を拡大して示す断面図Sectional drawing which expands and shows the state of the ink discharge flow path vicinity in a common flow path member 画像形成装置の他の態様を示す模式図Schematic diagram showing another aspect of the image forming apparatus 従来の画像形成装置の主電源OFF後のプリントヘッド部分の背圧の変化を示すグラフGraph showing change in back pressure of print head portion after main power OFF of conventional image forming apparatus

符号の説明Explanation of symbols

100:プリントヘッドユニット
1A〜1F:プリントヘッド
11A〜11F:インク供給口
2:共通流路部材
2a:側面
2b:下面
21:インク流入口
21a:パッキン
22:インク排出口
22a:パッキン
23:共通流路
23a、23b:天井壁
24A〜24F:接続部
25:流路壁
26::インク排出流路
26a:上端開口
27:凹部
28:排出流路入口
3:ヘッド固定部材
3a:取り付け面
3b:支持板
4A〜4F:分岐管
200:インク流入管
300:中間タンク
301:大気開放管
400:インク供給管
401、402:分岐供給管
500、501、502:インクカートリッジ
503:インクタンク
600:供給ポンプ
700:インク排出管
701:排出端
800:インク受け皿
801:排出流路
900:廃液タンク
901:循環配管
902:循環ポンプ
903:フィルタ
V1〜V6:開閉弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Print head unit 1A-1F: Print head 11A-11F: Ink supply port 2: Common flow path member 2a: Side surface 2b: Bottom surface 21: Ink inlet 21a: Packing 22: Ink discharge port 22a: Packing 23: Common flow Roads 23a and 23b: Ceiling walls 24A to 24F: Connection portion 25: Flow path wall 26 :: Ink discharge flow path 26a: Upper end opening 27: Recess 28: Discharge flow path inlet 3: Head fixing member 3a: Mounting surface 3b: Support Plates 4A to 4F: Branch pipe 200: Ink inflow pipe 300: Intermediate tank 301: Atmospheric release pipe 400: Ink supply pipe 401, 402: Branch supply pipe 500, 501, 502: Ink cartridge 503: Ink tank 600: Supply pump 700 : Ink discharge pipe 701: discharge end 800: ink tray 801: discharge flow path 90 0: Waste liquid tank 901: Circulation piping 902: Circulation pump 903: Filter V1 to V6: Open / close valve

Claims (10)

インクを加熱制御するための加熱制御手段とインクを吐出するノズルとを有するプリントヘッドを備えたプリントヘッドユニットと、前記プリントヘッドユニットに対してインクを供給するインク供給手段とを有する画像形成装置において、
前記プリントヘッドユニットは、前記インク供給手段から供給されるインクを流入させるインク流入口と、インクを排出するインク排出口とを有し、前記インク流入口は第1の開閉弁を介して前記インク供給手段と接続されていると共に、前記インク排出口は第2の開閉弁を介して大気開放されており、
少なくとも前記加熱制御手段の制御状態に応じて前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁の制御を行う弁制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus, comprising: a print head unit including a print head having a heating control means for controlling heating of ink and a nozzle for discharging ink; and an ink supply means for supplying ink to the print head unit. ,
The print head unit has an ink inlet for allowing ink supplied from the ink supply means to flow in, and an ink outlet for discharging ink, and the ink inlet is connected to the ink via a first on-off valve. The ink discharge port is open to the atmosphere via a second on-off valve while being connected to the supply means.
An image forming apparatus comprising: valve control means for controlling the first on-off valve and the second on-off valve according to at least a control state of the heating control means.
前記弁制御手段は、前記加熱制御手段による前記インクの非加熱制御時に、前記第1の開閉弁を閉じ、前記第2の開閉弁を開くように制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   2. The valve control unit according to claim 1, wherein the first on-off valve is closed and the second on-off valve is opened when the ink is not heated by the heating control unit. Image forming apparatus. 前記第2の開閉弁は、電源が供給されない場合に流路を開放するように動作する電磁弁であることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。   3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second on-off valve is an electromagnetic valve that operates to open the flow path when power is not supplied. 4. 前記インク供給手段は、所定量のインクを貯留することにより前記プリントヘッドに対して所定の背圧をかけるように制御される中間タンクを有し、該中間タンクと前記プリントヘッドユニットの前記インク流入口が前記第1の開閉弁を介して接続されており、
前記加熱制御手段による前記インクの非加熱制御時は、前記中間タンクによる前記プリントヘッドに対する背圧制御が行われないことを特徴とする請求項1、2又は3記載の画像形成装置。
The ink supply means has an intermediate tank that is controlled to apply a predetermined back pressure to the print head by storing a predetermined amount of ink, and the ink flow of the intermediate tank and the print head unit. An inlet is connected via the first on-off valve;
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein back pressure control for the print head by the intermediate tank is not performed during non-heating control of the ink by the heating control unit.
前記プリントヘッドユニットは、1又は複数の前記プリントヘッドによって構成されると共に、前記インク供給手段から供給されるインクを貯留し、1又は複数の前記プリントヘッドに対して、側面又は下面に接続された分岐流路を介して該インクを共通に供給するための共通流路部材を有し、
前記インク流入口及び前記インク排出口は、前記共通流路部材に設けられており、
前記弁制御手段は、前記プリントヘッドからのインク吐出に先立ち、前記インク供給手段によるインク供給時に、所定時間だけ前記第1の開閉弁及び前記第2の開閉弁を開くことにより、前記共通流路内の気泡を含むインクを前記インク排出口から排出することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
The print head unit is constituted by one or a plurality of print heads, stores ink supplied from the ink supply means, and is connected to a side surface or a lower surface with respect to the one or a plurality of print heads. Having a common flow path member for commonly supplying the ink via the branch flow path;
The ink inlet and the ink outlet are provided in the common flow path member,
The valve control means opens the first on-off valve and the second on-off valve for a predetermined time when ink is supplied by the ink supply means prior to ink ejection from the print head, thereby the common flow path. The image forming apparatus according to claim 1, wherein ink containing bubbles therein is discharged from the ink discharge port.
前記インク流入口と前記インク排出口は、前記共通流路部材の下面に設けられており、
前記共通流路部材の内部には、天井面に上端開口が近接配置され、該上端開口から前記インク排出口に向けて前記共通流路内の空気をインクと共に下向流させて前記インク排出口から排出するためのインク排出流路が形成されていることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
The ink inlet and the ink outlet are provided on the lower surface of the common flow path member,
Inside the common flow path member, an upper end opening is disposed close to the ceiling surface, and air in the common flow path flows downward along with the ink from the upper end opening toward the ink discharge opening. 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein an ink discharge channel for discharging the ink is formed.
前記共通流路部材内の前記天井面には、前記インク排出流路の上端開口に対向する位置に凹部が形成されており、
前記凹部は、前記インク排出流路の前記上端開口を覆うような大きさに形成されていることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
A concave portion is formed on the ceiling surface in the common flow path member at a position facing the upper end opening of the ink discharge flow path.
The image forming apparatus according to claim 6, wherein the concave portion is formed to have a size so as to cover the upper end opening of the ink discharge channel.
前記インク流入口と前記インク排出口は、前記共通流路部材の長さ方向の一端側と他端側に離間して配置され、
前記共通流路部材内の前記天井面は、前記インク流入口に対向する位置から前記インク排出流路の上端開口に対向する位置にかけて高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項5、6又は7記載の画像形成装置。
The ink inlet and the ink outlet are arranged separately on one end side and the other end side in the length direction of the common flow path member,
6. The ceiling surface in the common flow path member is inclined so as to become higher from a position facing the ink inlet to a position facing an upper end opening of the ink discharge flow path. 6. The image forming apparatus according to 6 or 7.
前記プリントヘッドのインク供給口は、前記共通流路部材における前記分岐流路の接続位置よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 5, wherein an ink supply port of the print head is disposed below a connection position of the branch flow path in the common flow path member. 前記プリントヘッドユニットは、前記共通流路部材の前記インク流入口及び前記インク排出口に対して画像形成装置本体に設けられたインク流入管及びインク排出管に対して着脱可能に嵌合することにより取り付けられていることを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載の画像形成装置。   The print head unit is detachably fitted to an ink inflow pipe and an ink discharge pipe provided in the image forming apparatus main body with respect to the ink inlet and the ink outlet of the common flow path member. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus is attached.
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