JP2011110870A - Image forming apparatus - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem of having difficulty in maintaining stable negative pressure with simple configuration and in preventing insufficiency of refilling with respect to attaining high speed, a long tube and high viscosity. <P>SOLUTION: This image forming apparatus includes a first passage 41 supplying ink to a head 10; a second passage 42 communicating with an ink cartridge 76; a passage resistance adjusting unit 83 serving for communication between the first passage 41 and the second passage 42 and changing passage resistance according to the flow direction and flow rate of liquid flowing inside; and a third passage 43 serving for communication between the second passage 42 and the passage resistance adjusting unit 83 and having a pump 78. When ejecting liquid drops, ink is fed from the ink cartridge 76 to the head 10 by the pump 78 in the communicating state of the head 10 and the ink cartridge 76 through the passage resistance adjusting unit 83. The passage resistance adjusting unit 83 is formed inside with a port 86c through which the inflow direction of ink fed from the pump 78 does not pass through a center axis of a horizontal section of a valve element 88. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus provided with a recording head for discharging droplets.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。   As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, a plotter, and a complex machine of these, for example, an ink jet recording apparatus is known as an image forming apparatus of a liquid discharge recording method using a recording head for discharging ink droplets. . This liquid discharge recording type image forming apparatus ejects ink droplets from a recording head onto a conveyed paper to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). Serial type image forming device that forms an image by ejecting droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type that forms images by ejecting droplets without the recording head moving There is a line type image forming apparatus using a head.

なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体にインクを着弾させて画像形成を行う装置(単なる液体吐出装置を含む)を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する(単に液滴を媒体に着弾させる、即ち液滴吐出装置ないし液体吐出装置と称されるものを含む)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体、DNA試料、パターニング材料などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したOHPシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。   In the present application, an “image forming apparatus” is an apparatus that forms an image by landing ink on a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics (simple liquid ejection apparatus) In addition, “image formation” not only gives an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also gives an image having no meaning such as a pattern to the medium. It also means (including what is simply referred to as a droplet discharge device or a liquid discharge device). In addition, the term “ink” is not limited to what is called ink, but is any liquid that can form an image, such as a recording liquid, a fixing liquid, a liquid, a DNA sample, or a patterning material. Used as a general term. The term “paper” is not limited to paper, but includes the above-described OHP sheet, cloth, and the like, and means that ink droplets adhere to the recording medium, recording medium, recording paper, recording It is used as a general term for what includes what is called paper.

記録ヘッドとして用いる液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)としては、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高め液滴を吐出させる圧電型ヘッドや、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、液滴を吐出させるサーマル型ヘッドが知られている。   As a liquid discharge head (droplet discharge head) used as a recording head, a piezoelectric head or the like is used to displace a diaphragm and change the volume in the liquid chamber to increase the pressure to discharge the liquid droplet. There is known a thermal type head in which a heating element that generates heat is provided, the pressure in the liquid chamber is increased by bubbles generated by the heat generation of the heating element, and droplets are discharged.

このような液体吐出方式の画像形成装置においては、特に画像形成スループットの向上、すなわち画像形成速度の高速化が望まれており、本体据え置きの大容量のインクカートリッジ(メインタンク)からチューブを介して記録ヘッド上部のサブタンク(ヘッドタンク、バッファタンクと称されるものを含む。)にインクを供給する方式が行なわれている。このようなチューブを用いてインクを供給する方式(チューブ供給方式)とすることで、キャリッジ部を軽量小型化でき、構造系、駆動系も含めて装置を大幅に小型化できる。   In such a liquid ejection type image forming apparatus, it is particularly desired to improve the image forming throughput, that is, to increase the image forming speed. From the large-capacity ink cartridge (main tank) installed on the main body through the tube. A system is used in which ink is supplied to sub-tanks (including head tanks and buffer tanks) above the recording head. By adopting a method for supplying ink using such a tube (tube supply method), the carriage portion can be reduced in weight and size, and the apparatus including the structure system and the drive system can be significantly reduced in size.

ところで、チューブ供給方式では、画像形成で記録ヘッドから消費されるインクがインクカートリッジからチューブを通って記録ヘッドに供給されることになるが、例えば、柔軟性に富む細いチューブを使うと、チューブをインクが流れる際の流体抵抗が大きいため、インク供給がインク吐出に間に合わず吐出不良となる。特に、広幅の記録媒体に印字する大型マシンでは必然的にチューブが長くなりチューブの流体抵抗が大きくなる。また、高速印字する場合や高粘度のインクを吐出する場合も流体抵抗が増大し、記録ヘッドに対するインク供給不足が課題となる。   By the way, in the tube supply method, ink consumed from the recording head in image formation is supplied from the ink cartridge to the recording head through the tube. For example, when a thin flexible tube is used, the tube is Since the fluid resistance when the ink flows is large, the ink supply is not in time for ink ejection, resulting in ejection failure. In particular, in a large machine that prints on a wide recording medium, the tube inevitably becomes long and the fluid resistance of the tube increases. Also, when printing at high speed or ejecting highly viscous ink, fluid resistance increases, and insufficient ink supply to the recording head becomes a problem.

そこで、従来、特許文献1に開示されているように、インクカートリッジのインクを加圧状態に保持すると共に、ヘッドのインク供給上流側に差圧弁を設けて、サブタンク内の負圧が所定の圧力より大きい時にインクを供給するようにすることが知られている。   Therefore, as disclosed in Patent Document 1, conventionally, the ink in the ink cartridge is held in a pressurized state, and a differential pressure valve is provided on the upstream side of the ink supply of the head so that the negative pressure in the sub tank is a predetermined pressure. It is known to supply ink when it is larger.

また、特許文献2に開示されているように、ヘッドの上流にばねによって負圧を得る負圧室にポンプでインクを送液して積極的にインク供給圧を制御するもの、特許文献3に開示されているように、負圧室を有していないが、同様にポンプによって積極的に圧力を制御する方式のものも知られている。   Also, as disclosed in Patent Document 2, the ink supply pressure is positively controlled by pumping ink to a negative pressure chamber that obtains a negative pressure by a spring upstream of the head, Patent Document 3 discloses As disclosed, there is also known a system that does not have a negative pressure chamber, but similarly positively controls the pressure by a pump.

一方、簡単な構成で負圧を得る方式としては、大気に連通したインクカートリッジと記録ヘッドをチューブで接続し、単にインクカートリッジを記録ヘッドよりも下方に配置することで、水頭差で負圧を得る方式がある。   On the other hand, as a method of obtaining a negative pressure with a simple configuration, an ink cartridge communicated with the atmosphere and a recording head are connected by a tube, and the ink cartridge is simply disposed below the recording head, so that the negative pressure can be reduced by a water head difference. There are ways to get.

この方式では、負圧連動弁を用いて常時加圧する方式や負圧室を設けてポンプで送液する方式よりも圧倒的に簡易な構成でありながらもより安定な負圧を得ることができるものの、この水頭方式では前述したチューブ抵抗による圧力損失の問題がある。   In this method, a more stable negative pressure can be obtained while having an overwhelmingly simple configuration as compared to a method of constantly pressurizing using a negative pressure interlocking valve or a method of providing a negative pressure chamber and feeding liquid by a pump. However, this water head method has a problem of pressure loss due to the tube resistance described above.

この水頭差によって負圧を得るインク供給システムでこの圧力損失を解決する技術としては、例えば、特許文献4に開示されているように、ヘッドとインクカートリッジを繋ぐチューブにポンプを設け、さらにポンプの上流側と下流側を繋ぐバイパス経路を設けて、このバイパス経路に弁を設けた構成とし、バイパス経路に設けた弁の開度を印字によって適宜制御して所望の圧力を保つものが知られている。   As a technique for solving this pressure loss with an ink supply system that obtains a negative pressure by the water head difference, for example, as disclosed in Patent Document 4, a pump is provided in a tube that connects a head and an ink cartridge, and further, It is known that a bypass path connecting the upstream side and the downstream side is provided, and a valve is provided in this bypass path, and the opening of the valve provided in the bypass path is appropriately controlled by printing to maintain a desired pressure. Yes.

一方、インク供給システムにおいて、圧力調整弁を使用した場合の混入気泡の排出に関して、特許文献5に開示されているように、圧力力調整弁をダイヤフラムで構成し、ダイヤフラムをマイナス変形させることでインクを吸引し、ダイヤフラムの押圧解除でインク供給経路に通液した後ダイヤフラムの押圧を解除することで、吸引のみによって初期充填を行う場合よりも圧力調整弁内の気泡混入量を減少しようとするものが知られている。   On the other hand, in the ink supply system, with respect to the discharge of mixed bubbles when a pressure adjustment valve is used, as disclosed in Patent Document 5, the pressure force adjustment valve is configured by a diaphragm, and the diaphragm is negatively deformed to form an ink. By releasing the diaphragm, releasing the diaphragm, and then releasing the diaphragm pressure, the amount of air bubbles in the pressure adjustment valve is reduced compared to the case of initial filling only by suction. It has been known.

特許第3606282号公報Japanese Patent No. 3606282 特開2005−342960号公報JP 2005-342960 A 特表平5−504308号公報Japanese Patent Publication No. 5-504308 特開2004−351845号公報JP 2004-351845 A 特開2006−082070号公報JP 2006-082070 A

しかしながら、特許文献1に開示の技術では、前述したリフィル不足の問題は解決されるが、負圧を制御するための機構が複雑であり、しかも負圧連動弁のシール性能を高度に要求されるという課題がある。また、常時加圧する方式であるため、インク供給経路中にある全ての接続部の気密も高度に要求され、万一故障した際には、インクが噴出する不具合が生じるおそれがある。   However, although the technique disclosed in Patent Document 1 solves the above-mentioned problem of insufficient refill, the mechanism for controlling the negative pressure is complicated, and the sealing performance of the negative pressure interlocking valve is highly required. There is a problem. In addition, since the pressure is constantly applied, airtightness of all the connecting portions in the ink supply path is also highly required, and in the event of a failure, there is a risk that ink may be ejected.

また、特許文献2、3に開示の技術では、ポンプによって積極的に圧力を制御することから、インクの消費量等に応じて正確にポンプの送液量を制御する必要があるため、負圧室の圧力を用いたフィードバック制御等が必要となる。また、例えば色の異なる複数種のインクを用いる画像形成装置に適用する場合には、色種ごとにポンプを制御することが求められ、制御が複雑で、装置が大型化するという課題がある。   Further, in the techniques disclosed in Patent Documents 2 and 3, since the pressure is positively controlled by the pump, it is necessary to accurately control the pumped liquid amount according to the ink consumption amount. Feedback control using the pressure in the chamber is required. For example, when applied to an image forming apparatus using a plurality of types of inks having different colors, it is required to control the pump for each color type, and there is a problem in that the control is complicated and the apparatus becomes large.

また、特許文献4に開示の技術でも、色の異なる複数種のインクを用いる画像形成装置に適用する場合には、色種ごとにポンプを制御することが求められ、装置が大型化する課題がある。   Further, even in the technique disclosed in Patent Document 4, when applied to an image forming apparatus using a plurality of types of inks having different colors, it is required to control a pump for each color type, which increases the size of the apparatus. is there.

また、特許文献5に開示の圧力調整弁内の混入気泡を減少させる技術は圧力調整弁内への初期充填に限定されるものであって、長期にわたって混入気泡を効果的に排出することはできない。   Further, the technique for reducing the mixed bubbles in the pressure regulating valve disclosed in Patent Document 5 is limited to the initial filling into the pressure regulating valve, and the mixed bubbles cannot be effectively discharged over a long period of time. .

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、構成が簡単で、安定した負圧を維持し、更に高速化、ロングチューブ化、高粘度化してもリフィル不足を生じないようにするとともに、圧力調整手段を用いることで圧力調整手段内部に滞留する気泡を確実に排出できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, has a simple structure, maintains a stable negative pressure, and prevents refill shortage even when the speed is increased, the tube length is increased, and the viscosity is increased. An object of the present invention is to make it possible to reliably discharge bubbles remaining in the pressure adjusting means by using the pressure adjusting means.

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第1の流路と、
前記液体タンクに連通する第2の流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路を連通させ、前記第1の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第2の流路又は前記液体タンクと前記圧力調整弁とを連通する第3の流路と、
前記第3の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記ノズルから液滴を吐出するときには、前記圧力調整弁を介して前記記録ヘッドと前記液体タンクが連通している状態で、前記送液手段により前記液体を前記液体タンクから前記記録ヘッドに送液し、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、前記送液手段から前記第3の流路を介して前記流路内に流入する液体の流入方向が前記可動部材の水平方向の断面における中心軸を通過しない方向になる液体流入口部が設けられている
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
A recording head having nozzles for discharging droplets;
A liquid tank for storing liquid to be supplied to the recording head;
A first flow path for supplying the liquid to the recording head;
A second flow path communicating with the liquid tank;
A pressure regulating valve that connects the first flow path and the second flow path, and an internal flow path resistance changes according to a flow rate of the liquid flowing through the first flow path;
A third flow path communicating the second flow path or the liquid tank and the pressure regulating valve;
Liquid feeding means provided in the third flow path,
When ejecting droplets from the nozzle, the liquid is fed from the liquid tank to the recording head by the liquid feeding means in a state where the recording head and the liquid tank are in communication with each other via the pressure adjusting valve. And
The pressure regulating valve has a flow path member that forms a flow path, and a movable member that is movably accommodated in the flow path member, and the liquid feeding means passes the third flow path through the third flow path. A liquid inlet portion is provided in which the inflow direction of the liquid flowing into the flow path does not pass through the central axis in the horizontal section of the movable member.

ここで、前記液体流入口部が前記可動部材の中心軸に対して径方向に偏った位置に配置されている構成とできる。   Here, the liquid inlet portion may be arranged at a position that is radially offset with respect to the central axis of the movable member.

また、前記液体流入口部が前記可動部材の中心軸に対して傾きを持つ角度で配置されている構成とできる。   Further, the liquid inlet portion may be arranged at an angle with respect to the central axis of the movable member.

また、前記可動部材には周囲にフィンが設けられ、前記フィンは液体の流入方向に対して直交する方向に配置されている構成とできる。   The movable member may be provided with fins around the fin, and the fins may be arranged in a direction perpendicular to the liquid inflow direction.

また、前記液体流入口部は液体流入方向に沿って径が小さくなる形状である構成とできる。   Further, the liquid inflow port portion can be configured to have a shape whose diameter decreases along the liquid inflow direction.

本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第1の流路と、
前記液体タンクに連通する第2の流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路を連通させ、前記第1の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第2の流路又は前記液体タンクと前記圧力調整弁とを連通する第3の流路と、
前記第3の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記ノズルから液滴を吐出するときには、前記圧力調整弁を介して前記記録ヘッドと前記液体タンクが連通している状態で、前記送液手段により前記液体を前記液体タンクから前記記録ヘッドに送液し、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、
前記可動部材は、前記第3の流路との連通部よりも前記第1の流路側に位置する弁体部を有し、前記弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、
前記流路部材には、前記送液手段から前記第3の流路を介して前記流路内に流入する液体の流入方向が前記可動部材の弁体部の第3の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている
構成とした。
An image forming apparatus according to the present invention includes:
A recording head having nozzles for discharging droplets;
A liquid tank for storing liquid to be supplied to the recording head;
A first flow path for supplying the liquid to the recording head;
A second flow path communicating with the liquid tank;
A pressure regulating valve that connects the first flow path and the second flow path, and an internal flow path resistance changes according to a flow rate of the liquid flowing through the first flow path;
A third flow path communicating the second flow path or the liquid tank and the pressure regulating valve;
Liquid feeding means provided in the third flow path,
When ejecting droplets from the nozzle, the liquid is fed from the liquid tank to the recording head by the liquid feeding means in a state where the recording head and the liquid tank are in communication with each other via the pressure adjusting valve. And
The pressure regulating valve includes a flow path member that forms a flow path, and a movable member that is movably accommodated in the flow path member.
The movable member has a valve body portion located on the first flow path side with respect to the communication section with the third flow path, and a through hole is formed in the valve body section in a liquid flow direction. And
In the flow path member, the inflow direction of the liquid flowing into the flow path from the liquid feeding means through the third flow path is directed to the wall surface on the third flow path side of the valve body portion of the movable member. A liquid inflow port portion that is oriented is provided.

本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第1の流路と、
前記液体タンクに連通する第2の流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路を連通させ、前記第1の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第2の流路又は前記液体タンクと前記圧力調整弁とを連通する第3の流路と、
前記第3の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記ノズルから液滴を吐出するときには、前記圧力調整弁を介して前記記録ヘッドと前記液体タンクが連通している状態で、前記送液手段により前記液体を前記液体タンクから前記記録ヘッドに送液し、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、
前記可動部材は、前記第3の流路との連通部よりも前記第1の流路側に位置する弁体部を有し、前記弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、
前記送液手段から単位時間当たりの送液量を変化させながら前記圧力調整弁に対して送液する
構成とした。
An image forming apparatus according to the present invention includes:
A recording head having nozzles for discharging droplets;
A liquid tank for storing liquid to be supplied to the recording head;
A first flow path for supplying the liquid to the recording head;
A second flow path communicating with the liquid tank;
A pressure regulating valve that connects the first flow path and the second flow path, and an internal flow path resistance changes according to a flow rate of the liquid flowing through the first flow path;
A third flow path communicating the second flow path or the liquid tank and the pressure regulating valve;
Liquid feeding means provided in the third flow path,
When ejecting droplets from the nozzle, the liquid is fed from the liquid tank to the recording head by the liquid feeding means in a state where the recording head and the liquid tank are in communication with each other via the pressure adjusting valve. And
The pressure regulating valve includes a flow path member that forms a flow path, and a movable member that is movably accommodated in the flow path member.
The movable member has a valve body portion located on the first flow path side with respect to the communication section with the third flow path, and a through hole is formed in the valve body section in a liquid flow direction. And
It was set as the structure which liquid-feeds with respect to the said pressure regulation valve, changing the liquid feeding amount per unit time from the said liquid feeding means.

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録ヘッドと液体タンクが連通している状態で、送液手段により液体を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、吐出流量の増大化、吐出液体の高粘度化等に伴うリフィル不足を回避することができ、さらに、圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、送液手段から第3の流路を介して流路内に流入する液体の流入方向が可動部材の水平方向の断面における中心軸を通過しない方向になる液体流入口部が設けられている構成としたので、圧力調整弁内で液体が回流しやすくなり、流路内部に停留する気泡が排出されやすくなる。これにより、簡易な構成、制御でヘッドの負圧を適正範囲に維持でき、高粘度の液体でも、吐出不良を生じることなく、高速で吐出することができるようになる。   According to the image forming apparatus of the present invention, when droplets are ejected from the nozzles of the recording head, the recording head and the liquid tank are connected via the pressure adjustment valve whose internal flow path resistance changes according to the flow rate of the flowing liquid. Since the liquid is fed from the liquid tank to the recording head while in communication, the appropriate assist pressure is automatically adjusted according to the discharge amount of the recording head and applied to the recording head. In addition, it is possible to avoid a shortage of refill due to an increase in the length of the tube member, an increase in the discharge flow rate, an increase in the viscosity of the discharge liquid, and the pressure adjustment valve includes a flow path member that forms a flow path. And a movable member movably accommodated in the flow path member, and the inflow direction of the liquid flowing into the flow path from the liquid feeding means via the third flow path is in the horizontal section of the movable member The direction does not pass through the central axis Since a configuration the body inlet port is provided, it is liquid within the pressure regulating valve easily flow times, it bubbles staying inside the flow path is likely to be discharged. As a result, the negative pressure of the head can be maintained within an appropriate range with a simple configuration and control, and even a highly viscous liquid can be discharged at high speed without causing defective discharge.

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録ヘッドと液体タンクが連通している状態で、送液手段により液体を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、吐出流量の増大化、吐出液体の高粘度化等に伴うリフィル不足を回避することができ、さらに、圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、可動部材は、第3の流路との連通部よりも第1の流路側に位置する弁体部を有し、弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、流路部材には、送液手段から第3の流路を介して流路内に流入する液体の流入方向が可動部材の弁体部の第3の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている構成としたので、圧力調整弁内で弁体に停留する気泡に送液される液体が当たることで気泡が動き、排出されやすくなる。これにより、簡易な構成、制御でヘッドの負圧を適正範囲に維持でき、高粘度の液体でも、吐出不良を生じることなく、高速で吐出することができるようになる。   According to the image forming apparatus of the present invention, when droplets are ejected from the nozzles of the recording head, the recording head and the liquid tank are connected via the pressure adjustment valve whose internal flow path resistance changes according to the flow rate of the flowing liquid. Since the liquid is fed from the liquid tank to the recording head while in communication, the appropriate assist pressure is automatically adjusted according to the discharge amount of the recording head and applied to the recording head. In addition, it is possible to avoid a shortage of refill due to an increase in the length of the tube member, an increase in the discharge flow rate, an increase in the viscosity of the discharge liquid, and the pressure adjustment valve includes a flow path member that forms a flow path. A movable member movably accommodated in the flow path member, the movable member having a valve body portion located on the first flow path side with respect to the communication section with the third flow path, In the body part, a through hole is formed in the direction of liquid flow, In the passage member, a liquid inflow port in which the inflow direction of the liquid flowing into the flow path from the liquid feeding means through the third flow path is directed to the wall surface on the third flow path side of the valve body portion of the movable member. Since the portion is provided, the bubbles are easily moved and discharged when the liquid sent to the bubbles remaining in the valve body in the pressure regulating valve hits. As a result, the negative pressure of the head can be maintained within an appropriate range with a simple configuration and control, and even a highly viscous liquid can be discharged at high speed without causing defective discharge.

本発明に係る画像形成装置によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出するときには、流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁を介して記録ヘッドと液体タンクが連通している状態で、送液手段により液体を液体タンクから記録ヘッドに送液する構成としたので、記録ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら記録ヘッドに印加して、チューブ部材の長尺化、吐出流量の増大化、吐出液体の高粘度化等に伴うリフィル不足を回避することができ、さらに、圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、可動部材は、第3の流路との連通部よりも第1の流路側に位置する弁体部を有し、弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、送液手段から単位時間当たりの送液量を変化させながら圧力調整弁に対して送液する構成としたので、圧力調整弁内で乱流が生じて停留する気泡が動き、排出されやすくなる。これにより、簡易な構成、制御でヘッドの負圧を適正範囲に維持でき、高粘度の液体でも、吐出不良を生じることなく、高速で吐出することができるようになる。   According to the image forming apparatus of the present invention, when droplets are ejected from the nozzles of the recording head, the recording head and the liquid tank are connected via the pressure adjustment valve whose internal flow path resistance changes according to the flow rate of the flowing liquid. Since the liquid is fed from the liquid tank to the recording head while in communication, the appropriate assist pressure is automatically adjusted according to the discharge amount of the recording head and applied to the recording head. In addition, it is possible to avoid a shortage of refill due to an increase in the length of the tube member, an increase in the discharge flow rate, an increase in the viscosity of the discharge liquid, and the pressure adjustment valve includes a flow path member that forms a flow path. A movable member movably accommodated in the flow path member, the movable member having a valve body portion located on the first flow path side with respect to the communication section with the third flow path, In the body part, a through hole is formed in the direction of liquid flow, Since the structure for feeding the pressure regulating valve while changing the feeding amount per unit time from the liquid means, movement bubbles turbulence in the pressure regulating valve is stationary occurs, it tends to be discharged. As a result, the negative pressure of the head can be maintained within an appropriate range with a simple configuration and control, and even a highly viscous liquid can be discharged at high speed without causing defective discharge.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置を示す概略正面説明図である。1 is a schematic front explanatory view showing an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 同じく概略平面説明図である。It is a schematic plane explanatory drawing similarly. 同じく概略側面説明図である。It is a schematic side surface explanatory drawing similarly. 同装置の記録ヘッドの説明に供する要部拡大説明図である。FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a main part for explaining a recording head of the same apparatus. 同装置のインク供給系(インク供給システム)のサブタンクの模式的断面説明図である。It is typical sectional explanatory drawing of the sub tank of the ink supply system (ink supply system) of the apparatus. 同じくカートリッジホルダ部分の説明図である。It is explanatory drawing of a cartridge holder part similarly. 同じくポンプユニットの説明図である。It is explanatory drawing of a pump unit similarly. 同じく圧力制御ユニットの説明図である。It is explanatory drawing of a pressure control unit similarly. 同じくインク供給システムの全体説明図である。It is the whole ink supply system explanatory drawing. 同じく流路抵抗可変ユニットを示す説明図である。It is explanatory drawing which similarly shows a flow-path resistance variable unit. 同流路抵抗可変ユニットの弁体の平面説明図である。It is plane explanatory drawing of the valve body of the flow path resistance variable unit. 同装置の制御部の概要を示す全体ブロック説明図である。It is a whole block explanatory drawing which shows the outline | summary of the control part of the apparatus. 制御部によるインク初期充填動作の説明に供するフロー図である。It is a flowchart with which it uses for description of the ink initial filling operation | movement by a control part. 同じく印字動作の説明に供するフロー図である。FIG. 6 is a flowchart for explaining the printing operation in the same manner. 同じくヘッド吐出流量とヘッド圧力損失とアシスト流量の関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which similarly shows an example of the relationship between head discharge flow volume, head pressure loss, and assist flow volume. 同インク供給システムにおける流路抵抗可変ユニット内部での気泡滞留の説明に供する模式的説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram for explaining bubble retention inside the flow path resistance variable unit in the ink supply system. 同インク供給システムに適用した本発明の第1実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。It is a typical explanatory view of the flow resistance variable unit concerning a 1st embodiment of the present invention applied to the ink supply system. 図17のA−A線に沿う水平断面の断面説明図である。FIG. 18 is a cross-sectional explanatory diagram of a horizontal cross section taken along the line AA of FIG. 比較例の路抵抗可変ユニットを示す図18と同様な断面説明図である。It is sectional explanatory drawing similar to FIG. 18 which shows the road resistance variable unit of a comparative example. 本発明の第2実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。It is a typical explanatory view of a channel resistance variable unit concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図20のB−B線に沿う水平断面の断面説明図である。FIG. 21 is a cross-sectional explanatory diagram of a horizontal cross section taken along line BB in FIG. 本発明の第3実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。It is a typical explanatory view of a channel resistance variable unit concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。It is a typical explanatory view of a channel resistance variable unit concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る流路抵抗可変ユニットの模式的説明図である。It is a typical explanatory view of a channel resistance variable unit concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第6実施形態の説明に供するアシストポンプの送液量の変化の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the change of the liquid feeding amount of the assist pump with which it uses for description of 6th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置について図1ないし図3を参照して説明する。なお、図1は同記録装置の概略正面説明図、図2は同じく概略平面説明図、図3は同じく概略側面説明図である。
このインクジェット記録装置は、本体フレーム1に立設された左右の側板1L、1Rに横架したガイド部材であるガイドロッド2と、本体フレーム1に横架される後フレーム1Bに取付けられたガイドレール3とで、キャリッジ4を主走査方向(ガイドロッド長手方向)に摺動自在に保持し、キャリッジ4を図示しない主走査モータとタイミングベルトによってガイドロッド2の長手方向(主走査方向)に移動走査する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic front view of the recording apparatus, FIG. 2 is a schematic plan view, and FIG. 3 is a schematic side view.
The ink jet recording apparatus includes a guide rod 2 that is a guide member horizontally mounted on the left and right side plates 1L and 1R provided upright on the main body frame 1, and a guide rail attached to a rear frame 1B that is horizontally mounted on the main body frame 1. 3, the carriage 4 is slidably held in the main scanning direction (guide rod longitudinal direction), and the carriage 4 is moved and scanned in the longitudinal direction (main scanning direction) of the guide rod 2 by a main scanning motor and a timing belt (not shown). To do.

このキャリッジ4には、例えば、ブラック(K)のインク滴を吐出する記録ヘッド10Kと、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインク滴を吐出する記録ヘッド10Cが搭載され、記録ヘッド10は複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。記録ヘッド10Cは、少なくとも独立したCMYのインク滴を吐出する少なくとも3列のノズル列を有している。なお、以下では、記録ヘッド10K、記録ヘッド10内のC、M、Yの各色に対応する各ノズル列を、特に注記しない限り、「記録ヘッド10」と称する。   For example, a recording head 10K that discharges black (K) ink droplets and a recording head 10C that discharges cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) ink droplets are mounted on the carriage 4. The recording head 10 has a plurality of ink discharge ports (nozzles) arranged in a direction crossing the main scanning direction, and is mounted with the ink droplet discharge direction facing downward. The recording head 10C has at least three nozzle rows that eject at least independent CMY ink droplets. In the following description, each nozzle row corresponding to each color of C, M, and Y in the recording head 10K and the recording head 10 is referred to as a “recording head 10” unless otherwise noted.

ここで、記録ヘッド10は、図4に示すように発熱体基板12と液室形成部材13から構成され、ヘッドベース部材19に形成された流路から共通流路17及び液室(個別流路)16に順次供給されるインクを液滴として吐出する。この記録ヘッド10は、発熱体14の駆動によるインクの膜沸騰により吐出圧を得るサーマル方式のものであり、液室16内の吐出エネルギー作用部(発熱体部)へのインクの流れ方向とノズル15の開口中心軸とを直角となしたサイドシュータ方式の構成のものである。   Here, the recording head 10 is composed of a heating element substrate 12 and a liquid chamber forming member 13 as shown in FIG. 4, and the common flow path 17 and the liquid chamber (individual flow paths) are formed from the flow path formed in the head base member 19. ) The ink sequentially supplied to 16 is ejected as droplets. This recording head 10 is of a thermal type that obtains a discharge pressure by boiling the ink film by driving the heat generating element 14, and the direction of ink flow to the discharge energy acting part (heat generating part) in the liquid chamber 16 and the nozzles. This is a side shooter type configuration in which the opening center axis of 15 is a right angle.

なお、記録ヘッドとしては、圧電素子を用いて振動板を変形させ、また、静電力で振動板を変形させて吐出圧を得るものなど様々な方式があり、いずれの方式のものも本発明に係る画像形成装置に適用することができる。   As the recording head, there are various methods such as a method in which the diaphragm is deformed by using a piezoelectric element, and the diaphragm is deformed by an electrostatic force to obtain a discharge pressure. The present invention can be applied to such an image forming apparatus.

また、サーマル方式のヘッドの中には、他にも吐出方向が異なるエッジシュータ方式があるが、このエッジシュータ方式においては気泡が消滅する際の衝撃により発熱体14を徐々に破壊する、いわゆるキャビテーション現象の問題がある。これに対し、上述したサイドシュータ方式においては気泡が成長し、その気泡がノズル15に達すれば気泡が大気に通じることになり温度低下による気泡の収縮が起こらない。そのため、記録ヘッドの寿命が長いという長所を有する。また、発熱体14からのエネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛行の運動エネルギーへと変換でき、またインクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点を有する。したがって、本インクジェット記録装置においてはサイドシュータ方式の記録ヘッドを採用している。   In addition, among thermal heads, there is an edge shooter method in which the discharge direction is different. In this edge shooter method, the heating element 14 is gradually destroyed by an impact when bubbles disappear, so-called cavitation. There is a problem with the phenomenon. On the other hand, in the side shooter method described above, bubbles grow, and when the bubbles reach the nozzle 15, the bubbles communicate with the atmosphere, and the bubbles do not contract due to a temperature drop. Therefore, there is an advantage that the life of the recording head is long. Further, there is a structural advantage that the energy from the heating element 14 can be more efficiently converted into the formation of ink droplets and the kinetic energy of the flight, and the meniscus can be quickly returned by supplying ink. Therefore, the ink jet recording apparatus employs a side shooter type recording head.

一方、キャリッジ4の下方には、記録ヘッド10によって画像が形成される用紙20が主走査方向と垂直方向(副走査方向)に搬送される。図3に示すように、用紙20は、搬送ローラ21と押えコロ22で挟持されて、記録ヘッド10による画像形成領域(印字部)に搬送され、印写ガイド部材23上に送られ、排紙ローラ対24で排紙方向に送られる。   On the other hand, below the carriage 4, a sheet 20 on which an image is formed by the recording head 10 is conveyed in a direction perpendicular to the main scanning direction (sub-scanning direction). As shown in FIG. 3, the paper 20 is sandwiched between a transport roller 21 and a pressing roller 22, transported to an image forming area (printing unit) by the recording head 10, sent onto a printing guide member 23, and discharged. A pair of rollers 24 feeds in the paper discharge direction.

このとき、主走査方向へのキャリッジ4の走査と記録ヘッド10からのインク吐出を画像データに基づいて適切なタイミングで同調させ、用紙20に1バンド分の画像を形成する。1バンド分の画像形成が完了した後、副走査方向に用紙20を所定量送り、前述と同様の記録動作を行う。これらの動作を繰り返し行い、1ページ分の画像形成を行なう。   At this time, the scanning of the carriage 4 in the main scanning direction and the ink ejection from the recording head 10 are synchronized at an appropriate timing based on the image data, and an image for one band is formed on the paper 20. After image formation for one band is completed, a predetermined amount of paper 20 is fed in the sub-scanning direction, and the same recording operation as described above is performed. These operations are repeated to form an image for one page.

一方、記録ヘッド10の上部には吐出するインクを一時的に貯留するためのインク室が形成されたサブタンク(バッファタンク、ヘッドタンク)30が一体的に接続される。ここでいう「一体的」とは、記録ヘッド10とサブタンク30がチューブ、管等で接続されることも含んでおり、どちらも一緒にキャリッジ4に搭載されているという意味である。   On the other hand, a sub tank (buffer tank, head tank) 30 in which an ink chamber for temporarily storing ink to be ejected is formed is integrally connected to the upper portion of the recording head 10. Here, “integral” includes that the recording head 10 and the sub-tank 30 are connected by a tube, a pipe, and the like, both of which are mounted on the carriage 4 together.

このサブタンク30には、装置本体側の主走査方向の一端部側に設けられたカートリッジホルダ77に着脱自在に装着される各色のインクを収容した本発明における液体タンクであるインクカートリッジ(メインタンク)76からインク供給経路の一部を形成するチューブ部材であって第1の流路を形成する液体供給チューブ41を介して、各色のインクが供給される。   The sub tank 30 is an ink cartridge (main tank) which is a liquid tank according to the present invention and contains ink of each color which is detachably attached to a cartridge holder 77 provided on one end side in the main scanning direction on the apparatus main body side. The ink of each color is supplied from a liquid supply tube 41 which is a tube member forming a part of the ink supply path from 76 and forming a first flow path.

また、装置本体の主走査方向の他端部側には記録ヘッド10の維持回復を行う維持回復機構51が配置されている。この維持回復機構51は、記録ヘッド10のノズル面をキャッピングするキャップ52と、キャップ52内を吸引する吸引ポンプ53と、吸引ポンプ53で吸引されたインクの廃液を排出する排出経路54などを含み、排出経路54から排出される廃液は本体フレーム1側に配置された廃液タンク56に排出される。また、後述する図9に示すように、維持回復機構51には、記録ヘッド10のノズル面をワイピングするワイパ部材57をワイピングユニット58にて保持してノズル面に対して進退可能に配設している。   A maintenance / recovery mechanism 51 that performs maintenance / recovery of the recording head 10 is disposed on the other end side in the main scanning direction of the apparatus main body. The maintenance / recovery mechanism 51 includes a cap 52 for capping the nozzle surface of the recording head 10, a suction pump 53 for sucking the inside of the cap 52, a discharge path 54 for discharging the waste liquid of ink sucked by the suction pump 53, and the like. The waste liquid discharged from the discharge path 54 is discharged to a waste liquid tank 56 disposed on the main body frame 1 side. Further, as shown in FIG. 9 described later, the maintenance / recovery mechanism 51 is provided with a wiper member 57 for wiping the nozzle surface of the recording head 10 by a wiping unit 58 so as to be able to advance and retreat with respect to the nozzle surface. ing.

次に、このインクジェット記録装置に適用したインク供給系(インク供給システム)について図5ないし図10をも参照して説明する。なお、図5は同インク供給システムのサブタンクの模式的断面説明図、図6は同じくカートリッジホルダ部分の説明図、図7は同じくポンプユニットの説明図、図8は同じく圧力制御ユニットの説明図、図9は流路抵抗可変ユニットの一例を示す説明図である。   Next, an ink supply system (ink supply system) applied to the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIGS. 5 is a schematic cross-sectional explanatory view of the sub tank of the ink supply system, FIG. 6 is also an explanatory view of the cartridge holder portion, FIG. 7 is also an explanatory view of the pump unit, and FIG. 8 is an explanatory view of the pressure control unit. FIG. 9 is an explanatory view showing an example of the flow path resistance variable unit.

まず、サブタンク30は、インク室103を形成するタンクケース101の一部の開口に外側に向かって凸状に形成された可撓性を有するゴム部材102が設けられ、インク室103の内部には記録ヘッド10との接続部の近傍にフィルタ109が設けられ、インクをろ過して異物などを除去したインクを記録ヘッド10に供給する構成となっている。   First, the sub tank 30 is provided with a flexible rubber member 102 formed in a convex shape toward the outside at a part of the opening of the tank case 101 forming the ink chamber 103. A filter 109 is provided in the vicinity of the connection portion with the recording head 10, and is configured to supply the recording head 10 with ink that has been filtered to remove foreign matters.

このサブタンク30には、インク供給チューブ41の一端部が接続される。インク供給チューブ41の他端部は、図1及び図2に示すように本体据え置きのカートリッジホルダ77に接続される。   One end of an ink supply tube 41 is connected to the sub tank 30. The other end of the ink supply tube 41 is connected to a cartridge holder 77 that is stationary as shown in FIGS.

カートリッジホルダ77には、インクカートリッジ76と、送液手段であるポンプユニット80と、圧力制御ユニット81が接続されている。   The cartridge holder 77 is connected to an ink cartridge 76, a pump unit 80 that is a liquid feeding means, and a pressure control unit 81.

カートリッジホルダ77の内部には、図6に示すように、各色のインクに対応して内部流路70、74、79が形成され、ポンプユニット80に連通するポンプ接続ポート73a、73bと、圧力制御ユニット81に連通する圧力制御ポート72a、72b、72cを備えている。また、ポンプ接続ポート73aと圧力制御ポート72cとは内部流路70で連通している。   As shown in FIG. 6, internal flow paths 70, 74, and 79 are formed in the cartridge holder 77 corresponding to each color ink, and pump connection ports 73 a and 73 b that communicate with the pump unit 80, and pressure control Pressure control ports 72a, 72b, 72c communicating with the unit 81 are provided. The pump connection port 73a and the pressure control port 72c communicate with each other through the internal flow path 70.

ポンプユニット80は、図7に示すように、カートリッジホルダ77のポンプ接続ポート73a、73bとそれぞれ連通するポート85a、85bと、これらのポート85a、85bに連通するポンプ(アシストポンプ)78を備えている。ポンプ78としては、チュービングポンプやダイヤフラムポンプ、ギアーポンプなど様々なポンプを適用することができる。図7のポンプユニット80においては、4色のインクに対応して4つのポンプ78K、78C、78M、78Yを備えているが、これらの4つのポンプは1つのモータ82で連動して駆動する構成としている。   As shown in FIG. 7, the pump unit 80 includes ports 85a and 85b that communicate with the pump connection ports 73a and 73b of the cartridge holder 77, respectively, and a pump (assist pump) 78 that communicates with these ports 85a and 85b. Yes. As the pump 78, various pumps such as a tubing pump, a diaphragm pump, and a gear pump can be applied. The pump unit 80 of FIG. 7 includes four pumps 78K, 78C, 78M, and 78Y corresponding to the four colors of ink. However, these four pumps are driven by one motor 82 in conjunction with each other. It is said.

圧力制御ユニット81は、図8に示すように、カートリッジホルダ77の圧力制御ポート72a、72b、72cとそれぞれ連通するポート86a、86b、86cと、これらのポート86a、86b、86cに連通する圧力調整弁である流路抵抗可変ユニット83を備えている。   As shown in FIG. 8, the pressure control unit 81 includes ports 86a, 86b, 86c that communicate with the pressure control ports 72a, 72b, 72c of the cartridge holder 77, respectively, and pressure adjustments that communicate with these ports 86a, 86b, 86c. A variable flow path resistance unit 83 that is a valve is provided.

なお、記録ヘッド10側には、前述したように維持回復機構51が配設される。この維持回復機構51には、非吐出時にインクの水分乾燥を防止すると同時に、記録ヘッド10内の気泡を取り除き、ノズルが詰まったときなどに記録ヘッド10内のインクを吸引する目的で保湿・吸引用のキャップ52が備わっている。記録ヘッド10内のインクを吸引するときは、記録ヘッド10のノズル面をキャップ52でキャッピングして、吸引ポンプ53により、インクを廃液タンク56に排出する。ここでは、キャップ52は、保湿用と吸引用を併用しているが、それぞれの役割を独立させたキャップを構成してもよい。また、吸引したインクは、廃液タンク56ではなく、インクカートリッジ76に戻す構成とすることもできる。また、廃液タンク56は、吸引動作だけではなく、記録ヘッド10からの画像形成に寄与しない空吐出滴を受ける空吐出受けとしての役割を持つことがある。また、ワイパ部材57は、ワイピングユニット58に取り付けられており、このワイパ部材57により、メンテナンス後の記録ヘッド10のノズル面を払拭することで、ノズル面のメニスカスが整えられる。   As described above, the maintenance / recovery mechanism 51 is disposed on the recording head 10 side. The maintenance / recovery mechanism 51 prevents moisture drying of the ink during non-ejection, and at the same time removes bubbles in the recording head 10 and sucks ink in the recording head 10 when the nozzles are clogged. A cap 52 is provided. When the ink in the recording head 10 is sucked, the nozzle surface of the recording head 10 is capped with the cap 52, and the ink is discharged to the waste liquid tank 56 by the suction pump 53. Here, the cap 52 is used for both moisturizing and sucking, but a cap having independent roles may be formed. The sucked ink may be returned to the ink cartridge 76 instead of the waste liquid tank 56. Further, the waste liquid tank 56 may have a role as an empty discharge receiver that receives not only the suction operation but also empty discharge droplets that do not contribute to image formation from the recording head 10. Further, the wiper member 57 is attached to the wiping unit 58, and the wiper member 57 wipes the nozzle surface of the recording head 10 after maintenance, thereby adjusting the meniscus of the nozzle surface.

次に、インク供給システムの全体構成及び動作について図9に示す概略構成図を参照して説明する。なお、図9ではインク供給システムの動作、作用の理解をしやすいように1つの液体吐出ヘッド(記録ヘッド)10に接続する主要構成要素のみを表している。
このインク供給システムは、記録ヘッド10に供給するインクを貯留するインクカートリッジ76と、記録ヘッド10にインクを供給する第1の流路である液体供給チューブ41と、インクカートリッジ76に連通する第2の流路42と、液体供給チューブ(以下「第1の流路」ともいう。)41と第2の流路42を連通させる圧力調整弁である流路抵抗可変ユニット83を含む圧力制御ユニット81と、第2の流路42と圧力制御ユニット81の流路抵抗可変ユニット83とを連通する第3の流路43と、第3の流路43に設けられる送液手段であるポンプ(アシストポンプ)78とを有している。
Next, the overall configuration and operation of the ink supply system will be described with reference to the schematic configuration diagram shown in FIG. FIG. 9 shows only main components connected to one liquid discharge head (recording head) 10 so that the operation and action of the ink supply system can be easily understood.
The ink supply system includes an ink cartridge 76 that stores ink to be supplied to the recording head 10, a liquid supply tube 41 that is a first flow path for supplying ink to the recording head 10, and a second that communicates with the ink cartridge 76. The pressure control unit 81 includes a flow path resistance variable unit 83 that is a pressure adjusting valve for communicating the flow path 42, the liquid supply tube (hereinafter also referred to as “first flow path”) 41 and the second flow path 42. A third flow path 43 that communicates the second flow path 42 with the variable flow path resistance unit 83 of the pressure control unit 81, and a pump (assist pump) that is a liquid feeding means provided in the third flow path 43. 78).

ここで、流路抵抗可変ユニット83は、内部を流れる液体の流れ方向や流量によって流路抵抗(流体抵抗)が変化する特性を有するものである。この流路抵抗可変ユニット83は、例えば図10に示すように、流路部材(流路形成部材)である管部材87と、管部材87内に自由状態で移動可能に収容された可動部材である弁体88とを有している。   Here, the variable flow path resistance unit 83 has a characteristic that the flow path resistance (fluid resistance) changes depending on the flow direction and flow rate of the liquid flowing inside. For example, as shown in FIG. 10, the flow path resistance variable unit 83 includes a pipe member 87 that is a flow path member (flow path forming member), and a movable member that is movably accommodated in the pipe member 87 in a free state. And a certain valve body 88.

管部材87は、第1の流路41を接続するポート86aと、第2の流路42を接続するポート86bと、第3の流路43を接続するポート86cとを有している。可動部材である弁体88は、液体の流れの方向において径の異なる段部を有する段付き軸形状部材であり、本発明における弁体部である上部(以下「第1弁体部」ともいう。)88t、中央部88m、下部(以下「第2弁体部」ともいう。)88bの少なくとも3つの段部要素を有し、中央部88mの径が第2弁体部88bよりも小径に形成されている。この弁体88は、管部材87の内部で移動可能とされ、内部の流れの状態等に応じて、図10(a)の位置、図10(b)の位置、あるいはその中間の位置などの各位置に位置変化する。   The pipe member 87 has a port 86 a that connects the first flow path 41, a port 86 b that connects the second flow path 42, and a port 86 c that connects the third flow path 43. The valve body 88, which is a movable member, is a stepped shaft-shaped member having step portions having different diameters in the liquid flow direction, and is an upper portion (hereinafter also referred to as "first valve body portion") that is a valve body portion in the present invention. .) 88t, central portion 88m, lower portion (hereinafter also referred to as “second valve body portion”) 88b, and has a diameter of the central portion 88m smaller than that of the second valve body portion 88b. Is formed. The valve body 88 is movable inside the pipe member 87, and the position of FIG. 10 (a), the position of FIG. 10 (b), or the intermediate position thereof is determined according to the state of the internal flow. The position changes to each position.

ここで、弁体88の第1弁体部88tには、図11にも示すように、インクの流れ方向に、第1の流路41と第3の流路43とを連通する連通路であって第1の絞り部となる貫通穴84が設けられている。また、弁体88の第2弁体部88bと管部材87の流路部分87bとの間で第2の絞り部182が形成され、弁体88が上述したように内部の流れの状態等に応じて移動することにより、第2弁体部88bと流路部材である管部材87の流路部分87bの壁面との間で形成される第2の絞り部182の絞り量が変化する。   Here, as shown in FIG. 11, the first valve body 88 t of the valve body 88 is a communication path that connects the first flow path 41 and the third flow path 43 in the ink flow direction. A through hole 84 serving as a first throttle portion is provided. Further, a second throttle portion 182 is formed between the second valve body portion 88b of the valve body 88 and the flow path portion 87b of the pipe member 87, so that the valve body 88 is in an internal flow state or the like as described above. By moving accordingly, the amount of restriction of the second restricting portion 182 formed between the second valve body portion 88b and the wall surface of the flow passage portion 87b of the pipe member 87 that is the flow passage member changes.

なお、ここでは、図11に示すように、貫通穴84を弁体88の中心軸回りに4等分して均等に配置したが、穴の大きさを小さくして穴の数を増やしたり、逆に穴を大きくして穴の数を減らしたりすることも適宜可能である。ただし、記録ヘッド10からのインク吐出による流れを利用して、まっすぐ弁体88を移動させるという点で、貫通穴84は弁体88の第1弁体部88tに周方向で均等に配置することが好ましい。   Here, as shown in FIG. 11, the through holes 84 are equally divided into four equal parts around the central axis of the valve body 88, but the size of the holes can be reduced to increase the number of holes, Conversely, it is also possible to enlarge the holes and reduce the number of holes as appropriate. However, the through holes 84 are evenly arranged in the circumferential direction in the first valve body portion 88t of the valve body 88 in that the valve body 88 is moved straight using the flow of ink discharge from the recording head 10. Is preferred.

そして、管部材87には、弁体88の中央部88mの位置、すなわち、第1の絞り部84と第2の絞り部182との間に第3の流路43の一部となる横穴(ポート)86cが形成されている。   The pipe member 87 has a lateral hole (a part of the third flow path 43 between the position of the central portion 88m of the valve body 88, that is, between the first throttle portion 84 and the second throttle portion 182). Port) 86c is formed.

なお、この流路抵抗可変ユニット83は、図10の状態、すなわち、ポート86a側を上にしてインク供給システム内で配置される。   The variable flow resistance unit 83 is arranged in the ink supply system with the state shown in FIG. 10, that is, the port 86a side up.

図9に戻って、インクカートリッジ76には大気連通部90が設けられており、インクカートリッジ76内の液面が記録ヘッド10のノズル面よりも低い位置になるように配置されている。これにより、インクがインク供給全経路に満たされている状態では、記録ヘッド10とインクカートリッジ76の液面の水頭差hにより、記録ヘッド10は負圧に保持されるので、安定して記録ヘッド10からインク滴吐出を行うことができる。   Returning to FIG. 9, the ink cartridge 76 is provided with an air communication portion 90, and the liquid level in the ink cartridge 76 is disposed at a position lower than the nozzle surface of the recording head 10. As a result, in a state where ink is filled in the entire ink supply path, the recording head 10 is held at a negative pressure due to the water head difference h between the liquid levels of the recording head 10 and the ink cartridge 76, so that the recording head is stably Ink droplet ejection can be performed from 10.

ここで、前述した図10を参照して本インク供給システムのアシスト原理について説明する。
図10(a)は記録ヘッド10から滴吐出を行っていない状態、あるいは、吐出流量が少ない条件での流路抵抗可変ユニット83の状態を示している。この状態では、弁体88はポート86b側にある。図10(a)に示すように、管部材87と弁体88の第2弁体部88bの間のギャップGbと、第1の絞り部となる貫通穴84との流体抵抗の総和が管部材87と弁体88の第1弁体部88tのギャップGtの流体抵抗よりも大きいこと、更に、ポート86aの先には図8に示すように流体抵抗の大きい液体供給チューブ41やフィルタ109があるため、矢印Qaで示すポンプ78によって送液されたインクは、流れやすいポート86b側に流れる(矢印C)。したがって、ポンプ78によって発生するインクの流れは、図8におけるポンプユニット80と流路抵抗可変ユニット83で形成されるループ経路内を循環するだけであり、液体吐出ヘッド10の圧力にはほとんど影響を与えない。
Here, the assist principle of the ink supply system will be described with reference to FIG. 10 described above.
FIG. 10A shows a state where the droplet resistance is not discharged from the recording head 10 or the state of the variable flow path resistance unit 83 under a condition where the discharge flow rate is small. In this state, the valve body 88 is on the port 86b side. As shown in FIG. 10A, the total fluid resistance between the gap Gb between the pipe member 87 and the second valve body 88b of the valve body 88 and the through hole 84 serving as the first throttle part is the pipe member. 87 and the first valve body 88t of the valve body 88 are larger than the fluid resistance of the gap Gt. Further, as shown in FIG. Therefore, the ink sent by the pump 78 indicated by the arrow Qa flows toward the port 86b that is easy to flow (arrow C). Therefore, the ink flow generated by the pump 78 only circulates in the loop path formed by the pump unit 80 and the flow path resistance variable unit 83 in FIG. 8, and has almost no influence on the pressure of the liquid ejection head 10. Don't give.

一方、図10(b)は記録ヘッド10の吐出流量が多い条件での流路抵抗可変ユニット83の状態を示している。管部材87と弁体88の第1弁体88tのギャップGtが狭く、第1の絞り部である管通穴84を通る、矢印Qhで示す記録ヘッド10からの滴吐出によるインクの流れによって、弁体88がポート86a側(第1の流路側)に引かれ弁体88が移動する(図で上方向に移動する。)。これにより、弁体88の第2弁体部88bが管部材87の小径部(流路部分87b:第2の絞り部182)に移動し、管部材87と弁体88の第2弁体部88bの間のギャップは小さいギャップGb1となる。矢印Qaで示すようにポンプ78によって送液されるインクは、この狭いギャップGb1を流れようとする(矢印D)ので、圧力が発生する。この圧力が、記録ヘッド10にインクが流れる際に発生する圧力損失を低減させ、大流量のインク供給を実現することができる。   On the other hand, FIG. 10B shows the state of the variable flow path resistance unit 83 under the condition that the discharge flow rate of the recording head 10 is large. The gap Gt between the pipe member 87 and the first valve body 88t of the valve body 88 is narrow, and the ink flow due to the droplet ejection from the recording head 10 indicated by the arrow Qh passing through the pipe through hole 84 which is the first throttle part, The valve body 88 is pulled to the port 86a side (first flow path side), and the valve body 88 moves (moves upward in the figure). As a result, the second valve body portion 88b of the valve body 88 moves to the small diameter portion (flow path portion 87b: second restricting portion 182) of the tube member 87, and the second valve body portion of the tube member 87 and the valve body 88. The gap between 88b becomes a small gap Gb1. As shown by the arrow Qa, the ink fed by the pump 78 tends to flow through this narrow gap Gb1 (arrow D), and pressure is generated. This pressure can reduce the pressure loss that occurs when the ink flows through the recording head 10, and can provide a large flow of ink.

この流路抵抗可変ユニット83では、記録ヘッド10の吐出流量が増して圧力損失が大きくなる条件ほど、弁体88の下部88bの周面と管部材87の流路部分87bとのインクの流れ方向の対向長さ(第2の絞り部182の長さ)が長くなって、弁体88の下部88bと管部材87の狭ギャップGb1の長さが長くなり、よりポンプ(アシストポンプ)78による増圧効果を大きくする。これにより、従来のように流量調整弁を他のアクチュエータ等で制御する煩雑さがなく、簡易な構成で自動的に安定したインク供給を実現することができる。   In this variable flow path resistance unit 83, the direction of ink flow between the peripheral surface of the lower portion 88b of the valve body 88 and the flow path portion 87b of the tube member 87 under conditions where the discharge flow rate of the recording head 10 increases and the pressure loss increases. , The length of the narrow portion Gb1 between the lower portion 88b of the valve body 88 and the pipe member 87 is increased, and the length of the pump 88 is increased by the pump (assist pump) 78. Increase pressure effect. Thereby, there is no trouble of controlling the flow rate adjustment valve with another actuator or the like as in the prior art, and stable ink supply can be realized automatically with a simple configuration.

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図12を参照して説明する。なお、図12は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部500は、この装置全体の制御を司るアシスト動作及び維持回復動作に関する制御を行う手段を兼ねるCPU501と、CPU501が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、画像データ等を一時格納するRAM503と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ504と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505とを備えている。
Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an explanatory diagram of the entire block of the control unit.
The control unit 500 temporarily stores a CPU 501 also serving as a means for controlling the assist operation and the maintenance / recovery operation for controlling the entire apparatus, a ROM 502 for storing programs executed by the CPU 501 and other fixed data, and image data. RAM 503 for storing, rewritable nonvolatile memory 504 for holding data even while the power of the apparatus is shut off, image processing for performing various signal processing and rearrangement on image data, and other control of the entire apparatus And an ASIC 505 for processing input / output signals.

また、記録ヘッド10を印字データに応じて駆動制御するための印刷制御部508と、キャリッジ4側に設けた記録ヘッド10を駆動するためのヘッドドライバ(ドライバIC)509と、キャリッジ4を移動走査する主走査モータ551、用紙20を搬送する搬送21を回転駆動させる副走査モータ552、維持回復機構51のキャップ52a、52abやワイパ部材57などを昇降させるキャップ昇降機構513を作動する維持回復モータ512を駆動するためのモータ駆動部512と、維持回復機構51の吸引ポンプ53及びアシスト用ポンプ78を駆動するポンプ駆動部511などを備えている。   In addition, a print control unit 508 for driving and controlling the recording head 10 according to print data, a head driver (driver IC) 509 for driving the recording head 10 provided on the carriage 4 side, and moving and scanning the carriage 4. A main scanning motor 551 for rotating, a sub-scanning motor 552 for rotating and driving the transport 21 for transporting the paper 20, a maintenance / recovery motor 512 for operating a cap lifting / lowering mechanism 513 for lifting / lowering the caps 52a and 52ab, the wiper member 57, etc. And a pump drive unit 511 for driving the suction pump 53 and the assisting pump 78 of the maintenance / recovery mechanism 51.

また、この制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル514が接続されている。   The control unit 500 is connected to an operation panel 514 for inputting and displaying information necessary for the apparatus.

この制御部500は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F506を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト600側から、ケーブル或いはネットワークを介してI/F506で受信する。   The control unit 500 has an I / F 506 for transmitting and receiving data and signals to and from the host side, an information processing device such as a personal computer, an image reading device such as an image scanner, an imaging device such as a digital camera, and the like. From the host 600 side via the cable or network via the I / F 506.

そして、制御部500のCPU501は、I/F506に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC505にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部508からヘッドドライバ509に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト600側のプリンタドライバ601で行っている。   The CPU 501 of the control unit 500 reads and analyzes the print data in the reception buffer included in the I / F 506, performs necessary image processing, data rearrangement processing, and the like in the ASIC 505, and prints the image data. The data is transferred from the unit 508 to the head driver 509. Note that generation of dot pattern data for image output is performed by the printer driver 601 on the host 600 side.

印刷制御部508は、上述した印字データをシリアルデータで転送するとともに、この印字データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ509に出力する。ヘッドドライバ509は、シリアルに入力される記録ヘッド10の1行分に相当する印字データに基づいて発熱素子14を駆動する。   The print control unit 508 transfers the print data described above as serial data, and outputs a transfer clock, a latch signal, a control signal, and the like necessary for transfer of the print data and confirmation of the transfer to the head driver 509. The head driver 509 drives the heating element 14 based on print data corresponding to one line of the recording head 10 input serially.

I/O部515は、装置に装着されている各種のセンサ群516からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部508やモータ駆動部510の制御に使用する。センサ群515は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、I/O部515は様々のセンサ情報を処理することができる。また、環境条件(温度及び湿度)を検知する温湿度センサからの検知信号、廃液タンク56の満タンを検知する満タン検知センサの検知信号も入力される。   The I / O unit 515 acquires information from various sensor groups 516 mounted on the apparatus, extracts information necessary for controlling the printer, and uses it to control the print control unit 508 and the motor drive unit 510. . The sensor group 515 includes an optical sensor for detecting the position of the paper, a thermistor for monitoring the temperature in the machine, a sensor for monitoring the voltage of the charging belt, an interlock switch for detecting opening and closing of the cover, and the like. The I / O unit 515 can process various sensor information. Further, a detection signal from a temperature / humidity sensor that detects environmental conditions (temperature and humidity) and a detection signal from a full tank detection sensor that detects a full tank in the waste liquid tank 56 are also input.

次に、上記インク供給システムを使用した制御部によるインク初期充填動作について図13のフロー図を参照して説明する。
インクカートリッジ76が装着済であることが確認された後、記録ヘッド10のノズル面を維持ユニット51のキャップ52でキャッピングする。このキャッピング状態で吸引ポンプ53を駆動し、記録ヘッド10のノズルを介してインク供給系路内の空気を吸引する(ノズル吸引開始)。そして、このノズル吸引は、ノズル吸引の開始から所定時間が経過した時まで行う。所定時間吸引を行うことにより、インクカートリッジ76内のインクが第1の流路(液体供給チューブ)71に達する。
Next, the ink initial filling operation by the control unit using the ink supply system will be described with reference to the flowchart of FIG.
After confirming that the ink cartridge 76 has been installed, the nozzle surface of the recording head 10 is capped with the cap 52 of the maintenance unit 51. In this capped state, the suction pump 53 is driven to suck air in the ink supply system path through the nozzles of the recording head 10 (nozzle suction start). The nozzle suction is performed until a predetermined time has elapsed from the start of nozzle suction. By performing suction for a predetermined time, the ink in the ink cartridge 76 reaches the first flow path (liquid supply tube) 71.

その後、ノズル吸引開始から所定時間が経過した時((タイマがカウントアップした時))、モータ82を駆動してポンプ(アシストポンプ)78を駆動する。このとき、図9に示すようにインク供給経路が形成されているので、ポンプ78の駆動によって流路抵抗可変ユニット83に矢印Qa側に送液されて、ポンプ78が接続されている第3の流路61、62内の空気が流路抵抗可変ユニット83側に押し出され、インクで置換される。   Thereafter, when a predetermined time has elapsed from the start of nozzle suction (when the timer counts up), the motor 82 is driven to drive the pump (assist pump) 78. At this time, since the ink supply path is formed as shown in FIG. 9, the pump 78 is driven to send the liquid to the flow path resistance variable unit 83 toward the arrow Qa, and the third pump 78 is connected. Air in the flow paths 61 and 62 is pushed out to the flow resistance variable unit 83 side and is replaced with ink.

その後、所定時間が経過した時(タイマがカウントアップした時)に、吸引ポンプ53とポンプ78を両方とも停止させる。この段階で、インク供給経路内を全てインクで充填することができる。   Thereafter, when the predetermined time has elapsed (when the timer has counted up), both the suction pump 53 and the pump 78 are stopped. At this stage, the entire ink supply path can be filled with ink.

その後、維持ユニット51のキャップ52によるキャッピングを解除し、維持ユニット51に備えられるワイパ部材57で記録ヘッド10のノズル面をワイピングし、記録ヘッド10を駆動して画像形成に寄与しない所定の滴数のインク滴をノズルから吐出させる(ヘッド空吐出)ことで、ノズルに所望のメニスカスを形成できる。   Thereafter, the capping by the cap 52 of the maintenance unit 51 is released, the nozzle surface of the recording head 10 is wiped by the wiper member 57 provided in the maintenance unit 51, and the recording head 10 is driven so as not to contribute to image formation. A desired meniscus can be formed on the nozzle by ejecting the ink droplets from the nozzle (empty head ejection).

このようにして、インクの初期充填が完了する。なお、図13に示すフロー図ではアシストポンプ(ポンプ78)をノズル吸引停止まで継続して駆動しているが、前述した第3の流路61、62、横穴86cの経路)のインク置換が完了次第停止しても初期充填を行うことができる。ただし、図13に示す例では、液体供給チューブ71と記録ヘッド10への充填時にもポンプ78を駆動するので、より短時間に初期充填を完了することができる。   In this way, the initial filling of ink is completed. In the flowchart shown in FIG. 13, the assist pump (pump 78) is continuously driven until the nozzle suction is stopped, but the ink replacement in the third flow paths 61 and 62 and the horizontal hole 86c described above is completed. Even if it stops as soon as possible, the initial filling can be performed. However, in the example shown in FIG. 13, since the pump 78 is driven also when the liquid supply tube 71 and the recording head 10 are filled, the initial filling can be completed in a shorter time.

次に、印字動作について図13に示すフロー図を参照して説明する。
印字ジョブ信号を受信した後、まず温度センサ27で機内(装置内)の温度を検知し、インクの温度を推定する。なお、温度センサ27はキャリッジ4に搭載されている(図2参照)が、インクカートリッジ部や記録ヘッド部等別の場所に設けられていてもよい。また、インク供給経路内に設けてインクの温度を直接検知しても良い。
Next, the printing operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
After receiving the print job signal, first, the temperature sensor 27 detects the temperature inside the apparatus (inside the apparatus) to estimate the ink temperature. Although the temperature sensor 27 is mounted on the carriage 4 (see FIG. 2), it may be provided at another location such as an ink cartridge portion or a recording head portion. Alternatively, the ink temperature may be directly detected by providing the ink supply path.

そして、インクの温度に基づいてアシストポンプ78で送液する流量を決定し、ポンプ78を駆動する。その後、記録ヘッド10のノズル面を覆っているキャップ52をノズル面から離間させて(キャッピング解除)、所定の滴数の空吐出を実施した後、印字を開始する。   Then, based on the temperature of the ink, the flow rate of liquid fed by the assist pump 78 is determined, and the pump 78 is driven. Thereafter, the cap 52 covering the nozzle surface of the recording head 10 is separated from the nozzle surface (capping is released), and after a predetermined number of drops are ejected, printing is started.

このとき、アシストポンプ78が駆動されているので供給チューブ71が長いシステムで高粘度のインクを用いる場合でもインク供給に伴う圧力損失を適切に低減することができ、インクの供給不足を生じさせることなく良好な印字を行うことができる。   At this time, since the assist pump 78 is driven, even when a high-viscosity ink is used in a system with a long supply tube 71, the pressure loss accompanying the ink supply can be appropriately reduced, resulting in an insufficient supply of ink. And good printing can be performed.

印字終了後、キャリッジ4を装置の所定の位置(ホームポジション)に停止させ、記録ヘッド10のノズル面をキャップ52でキャッピングする。その後、アシストポンプ78を停止させる。   After printing, the carriage 4 is stopped at a predetermined position (home position) of the apparatus, and the nozzle surface of the recording head 10 is capped with a cap 52. Thereafter, the assist pump 78 is stopped.

ここで、アシストポンプ78は印字終了後直ちに停止させても良い。また、温度に基づいてアシストポンプ78の送液量を制御しているが、インク供給仕様等の条件によっては、最も低温環境でのインク供給で供給不足を起こさない送液量で、全ての温度条件で送液することも可能である。   Here, the assist pump 78 may be stopped immediately after the end of printing. Further, although the liquid supply amount of the assist pump 78 is controlled based on the temperature, depending on the conditions such as the ink supply specification, all the temperatures can be obtained with the liquid supply amount that does not cause supply shortage in the ink supply in the lowest temperature environment. It is also possible to send liquids under conditions.

このような印字動作を行なうとき、吐出するインクの粘度が大きい場合や液体供給チューブ41の流体抵抗が大きい場合、例えばチューブが細かったり長かったりする場合、あるいは、インク吐出流量が大きい場合には、インク供給経路の流体抵抗によりインク供給が追いつかなくなる事態が生じる。具体的には、本インク供給システムでインク供給抵抗となる主要な要素としては、液体供給チューブ41、フィルタ109、ジョイント89がある(図8参照)。   When performing such a printing operation, when the viscosity of the ink to be ejected is large, the fluid resistance of the liquid supply tube 41 is large, for example, when the tube is thin or long, or when the ink ejection flow rate is large, A situation occurs in which the ink supply cannot catch up due to the fluid resistance of the ink supply path. Specifically, the main elements that become the ink supply resistance in the ink supply system include the liquid supply tube 41, the filter 109, and the joint 89 (see FIG. 8).

例えば、液体供給チューブ41の直径が2.8mm、長さが2500mmのロングチューブを備える広幅の画像形成装置において、16cPの高粘度インクを吐出した場合には、液体供給チューブ41の流体抵抗は2.7e10[Pa・s/m]となる。また、フィルタ109及びジョイント89の流体抵抗は、この実施形態では、それぞれ1e10[Pa・s/m]、2e9[Pa・s/m]のものとしている。 For example, in a wide image forming apparatus including a long tube having a diameter of 2.8 mm and a length of 2500 mm, the liquid supply tube 41 has a fluid resistance of 2 when a high viscosity ink of 16 cP is ejected. 0.7e10 [Pa · s / m 3 ]. In this embodiment, the fluid resistance of the filter 109 and the joint 89 is 1e10 [Pa · s / m 3 ] and 2e9 [Pa · s / m 3 ], respectively.

ここで、記録ヘッド10から安定した吐出ができる圧力損失の限界値を2.5kPaとし、全ノズルから連続してインクを吐出した場合には0.1cc/sの吐出流量となる。その時の圧力損失は、6.9kPaである。圧力制御ユニット81がない場合でも3.94kPaとなるので、単純な水頭差インク供給システムでは自然供給することはできない。   Here, when the limit value of the pressure loss that enables stable ejection from the recording head 10 is 2.5 kPa, and ink is ejected continuously from all the nozzles, the ejection flow rate is 0.1 cc / s. The pressure loss at that time is 6.9 kPa. Even in the absence of the pressure control unit 81, the pressure is 3.94 kPa, so that it cannot be naturally supplied by a simple water head difference ink supply system.

このようにインク供給系の抵抗により圧力損失が増大しリフィルが不足するときに、ポンプ78を駆動して第3の流路43からインクを矢印Qa(Qaはアシスト流量、あるいはアシスト用液体の流れであるが、便宜上矢印の符号としても使用する。)の方向に送り出す。このポンプ78の送液によってインクの供給不足量を補う(リフィルアシスト)ことができる。   In this way, when the pressure loss increases due to the resistance of the ink supply system and the refill is insufficient, the pump 78 is driven to draw ink from the third flow path 43 by the arrow Qa (Qa is the assist flow rate or the flow of the assist liquid). However, it is also used as an arrow sign for convenience.) The liquid supply of the pump 78 can compensate for the insufficient supply of ink (refill assist).

記録ヘッド10の吐出流量とポンプ78の送液量(アシスト流量)と記録ヘッド10の圧力の関係の一例を図15に示している。図15は、アシスト流量を0〜0.20cc/sとしたときのヘッド吐出流量に対するインク供給系の圧力損失の変化を示している。前述したように、アシスト流量が「0」のときは、ヘッドの圧力損失は約7kPaとなり、インクを連続吐出できず、噴射不良となってしまうが、ポンプ78によりアシストすることにより圧力損失が1kPa以下程度となり、連続吐出することができる。   FIG. 15 shows an example of the relationship between the discharge flow rate of the recording head 10, the liquid feed amount (assist flow rate) of the pump 78, and the pressure of the recording head 10. FIG. 15 shows a change in pressure loss of the ink supply system with respect to the head discharge flow rate when the assist flow rate is 0 to 0.20 cc / s. As described above, when the assist flow rate is “0”, the pressure loss of the head is about 7 kPa, and ink cannot be continuously ejected, resulting in ejection failure. However, by assisting with the pump 78, the pressure loss is 1 kPa. It becomes the following grade and can be continuously discharged.

なお、この画像形成装置では、4色のインクを吐出させるので、図9に示す構成のインク供給システムが色別に4つ設けられる。各色のポンプ78に対応して、ポンプ78を駆動するモータ等のアクチュエータを個別に4つ設けて各記録ヘッド10のインク吐出量に応じて個別にモータを制御する方式とすることもできるが、前述した図6に示すように、色種の個数のポンプ78(78K、78C、78M、78Y)に対して共通にモータ(アクチュエータ)82を1つのみとすることもできる。   Since this image forming apparatus ejects four colors of ink, four ink supply systems having the configuration shown in FIG. 9 are provided for each color. In correspondence with each color pump 78, four actuators such as motors for driving the pump 78 can be individually provided, and the motor can be individually controlled according to the ink discharge amount of each recording head 10. As shown in FIG. 6 described above, only one motor (actuator) 82 can be used in common for the number of pumps 78 (78K, 78C, 78M, 78Y) of the number of colors.

複数の色のインク滴を吐出して画像を形成する場合、各記録ヘッド10から吐出されるインクの量はバラバラになるので、例えば、あるヘッドは全ノズルからインクを吐出する状態で、別のヘッドは非吐出の状態である場合もある。そのような場合でも、本発明のインク供給システムでは、記録ヘッド10の吐出流量によって自動的に流路抵抗可変ユニット83の流体抵抗が変化するようになっているので、各ヘッドの吐出流量に応じたポンプの制御は不要である。   When an image is formed by ejecting ink droplets of a plurality of colors, the amount of ink ejected from each recording head 10 varies. For example, a certain head ejects ink from all nozzles, The head may be in a non-ejection state. Even in such a case, in the ink supply system of the present invention, the fluid resistance of the flow path resistance variable unit 83 is automatically changed according to the discharge flow rate of the recording head 10, so that it corresponds to the discharge flow rate of each head. It is not necessary to control the pump.

すなわち、吐出流量が少なくアシストを必要としないヘッドには少ないアシストとなり、吐出流量が多くアシストを必要とするヘッドには大きなアシストを与える制御を自動的に行なう。   That is, control is performed automatically for a head that has a low discharge flow rate and does not require assistance, and that gives a large assist to a head that has a high discharge flow rate and requires assistance.

このように複数のインクを有するなど複数のインク供給系を有するシステムにおいても、全てのインク供給系のポンプを1つのアクチュエータでまとめて駆動できるので、装置の構成、制御が簡易になり、低コスト、小型の装置を実現することができる。   Even in a system having a plurality of ink supply systems such as having a plurality of inks as described above, the pumps of all the ink supply systems can be driven together by a single actuator, which simplifies the configuration and control of the apparatus and reduces the cost. A small device can be realized.

また、一般的に、液体の粘度は液体の温度によって変化するので、記録ヘッド10への液体のアシストは、例えば、図2に示すようにキャリッジ4に備えた温度センサ27によって測定した装置周囲の温度や、装置内の温度、インクの温度やそれらの予測値等をフィードバックしてポンプ78の駆動を制御するようにすることが好ましい。それにより、あらゆる温度に対応した使い勝手の良い画像形成装置を実現できる。   In general, since the viscosity of the liquid changes depending on the temperature of the liquid, the assist of the liquid to the recording head 10 is, for example, around the apparatus measured by a temperature sensor 27 provided in the carriage 4 as shown in FIG. It is preferable to control the driving of the pump 78 by feeding back the temperature, the temperature in the apparatus, the temperature of the ink, the predicted value thereof, and the like. Thereby, an easy-to-use image forming apparatus corresponding to any temperature can be realized.

また、インク供給経路内に圧力センサを設けて予め決められた流量でのヘッド吐出を行ったときの圧力変化を測定できるようにすれば、それにより圧力損失に直結するインクの粘度を検出できるので、この検出した粘度に基づいてポンプ78の制御パラメータを変更でき、粘度の異なる様々なインクを用いることができる。   In addition, if a pressure sensor is provided in the ink supply path so that the pressure change when the head discharge is performed at a predetermined flow rate can be measured, the viscosity of the ink directly connected to the pressure loss can be detected thereby. Based on the detected viscosity, the control parameter of the pump 78 can be changed, and various inks having different viscosities can be used.

また、ユーザが吐出状態を確認しながらポンプ78の制御パラメータを入力するようにすれば、前述した液体粘度の検出手段が不要となるので、装置を簡易なものとすることができる。   Further, if the user inputs the control parameters of the pump 78 while confirming the discharge state, the liquid viscosity detecting means described above becomes unnecessary, and the apparatus can be simplified.

このように、液体タンクから液体吐出ヘッド(記録ヘッド)に液体を供給する供給流路に圧力調整弁を設け、圧力調整弁に別の経路で液体タンクと連通する流路を設けると共にその経路に送液手段を設ける構成とし、圧力調整弁を液体吐出ヘッドに流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化するものとすると共に、少なくとも液体吐出ヘッドから液体を吐出するときには液体吐出ヘッドと液体タンクが連通している状態で送液手段により液体吐出ヘッドに向けて液体を送出するので、液体吐出ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら液体吐出ヘッドに印加して、液体供給チューブの長尺化、吐出流量の増大化、吐出液体の高粘度化等に伴うリフィル不足を簡易に回避することができる。   As described above, a pressure adjusting valve is provided in the supply flow path for supplying the liquid from the liquid tank to the liquid discharge head (recording head), and a flow path communicating with the liquid tank is provided in the pressure adjusting valve through another path. The liquid supply means is provided, and the internal pressure resistance of the pressure adjustment valve changes according to the flow rate of the liquid flowing through the liquid discharge head. At least when liquid is discharged from the liquid discharge head, Since the liquid is sent to the liquid discharge head by the liquid supply means while the liquid tank is in communication, it is applied to the liquid discharge head while automatically adjusting the appropriate assist pressure according to the discharge amount of the liquid discharge head Thus, it is possible to easily avoid a shortage of refill due to an increase in the length of the liquid supply tube, an increase in the discharge flow rate, and an increase in the viscosity of the discharge liquid.

この場合、圧力調整弁は液体吐出側の第1の絞り部と液体タンク側の第2の絞り部を有し、送液手段からの流路が第1の絞り部と第2の絞り部の間に連通され、液体吐出ヘッドに流れる液体の流量に応じて第2の絞り部の絞り量が変化する構成とすることで、流路の絞りを利用した簡易な構成で、液体吐出ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら液体吐出ヘッドに印加することができる。   In this case, the pressure regulating valve has a first throttle part on the liquid discharge side and a second throttle part on the liquid tank side, and a flow path from the liquid feeding means is provided between the first throttle part and the second throttle part. With the configuration in which the throttle amount of the second throttle unit changes according to the flow rate of the liquid that is communicated between them and flows to the liquid discharge head, the discharge of the liquid discharge head can be performed with a simple configuration using the throttle of the flow path. An appropriate assist pressure can be applied to the liquid discharge head while automatically adjusting the appropriate assist pressure according to the amount.

また、圧力調整弁は可動部材を有し、可動部材が液体吐出ヘッドの吐出量に応じて移動する構成とし、可動部材の移動によって液体タンク側の第2の絞り部の絞り量が変化するようにすることで、流れによる可動部材の移動を利用した簡易な構成で、液体吐出ヘッドの吐出量に応じて適正なアシスト圧を自動的に調節しながら液体吐出ヘッドに印加することができる。   In addition, the pressure adjustment valve has a movable member, and the movable member moves according to the discharge amount of the liquid discharge head, so that the throttle amount of the second throttle portion on the liquid tank side changes as the movable member moves. Thus, with a simple configuration using the movement of the movable member by the flow, an appropriate assist pressure can be applied to the liquid discharge head while automatically adjusting the appropriate assist pressure in accordance with the discharge amount of the liquid discharge head.

また、可動部材は、液体の流れ方向で径の異なる複数の段部を有する段付き軸状部材からなり、流路を形成する流路形成部材内に自由状態で収容されている構成とすることで、高精度な部品を容易に形成でき、高精度な特性の弁を容易に得ることができる。   The movable member is composed of a stepped shaft-like member having a plurality of step portions having different diameters in the liquid flow direction, and is configured to be accommodated in a free state in a flow path forming member that forms a flow path. Thus, high-precision parts can be easily formed, and a valve with high-precision characteristics can be easily obtained.

このようなインク供給システムにおいて、インクカートリッジ76を交換するときや初期充填時などに、流路抵抗可変ユニット83内に気泡が残留すると、滴吐出不良が発生することになる。   In such an ink supply system, if bubbles remain in the flow path resistance variable unit 83 when the ink cartridge 76 is replaced or initially filled, a droplet ejection failure occurs.

例えば、図16に示すように、可動部材である弁体88の第1弁体部88tを平板状(フラットな形状)に形成した比較例の流路抵抗可変ユニット83を使用した場合、弁体88がポート86a方向(第1の流路方向)に引かれているとき、気泡141が第1弁体部88tと第2弁体部88bに挟まれた中央領域140に残留する。この中央領域140に気泡141が残留すると、気泡141は、その浮力により第1弁体部88tのポート86b側(第3の流路側又は第2の流路側)に溜まる。   For example, as shown in FIG. 16, when the variable flow resistance unit 83 of the comparative example in which the first valve body 88t of the valve body 88 that is a movable member is formed in a flat plate shape (flat shape) is used, When 88 is drawn in the direction of the port 86a (first flow path direction), the bubbles 141 remain in the central region 140 sandwiched between the first valve body 88t and the second valve body 88b. When the bubbles 141 remain in the central region 140, the bubbles 141 accumulate on the port 86b side (the third flow path side or the second flow path side) of the first valve body 88t due to the buoyancy.

この状態で、記録ヘッド10から吐出動作を続けても、貫通穴84から離れた位置にある気泡141は、貫通穴84を通過せずに、そのまま中央領域140内に残留する。その結果、ポンプユニット80によって送液されたインクの圧力が、中央領域140内の気泡141に吸収され、記録ヘッド10が必要とする圧力が不足してしまうおそれがある。また、このように残留する気泡は、ポンプユニット80内のポンプ78を駆動して、圧力調整弁81に液体を送液してもその場に停留しやすく、貫通穴84から排出されにくい。また、記録ヘッド10から液体を吐出動作状況、及びポンプユニット80からの送液状況による圧力調整弁(圧力制御ユニット)81の流路抵抗可変ユニット83内の弁体88が上昇及び下降動作を行っても、圧力調整弁81内に残留した気泡はその場に停留しやすく、貫通穴84から排出するには、大量に液体を消費しないと排出されないことが判明している。   In this state, even if the ejection operation is continued from the recording head 10, the bubbles 141 located away from the through hole 84 remain in the central region 140 without passing through the through hole 84. As a result, the pressure of the ink sent by the pump unit 80 is absorbed by the bubbles 141 in the central region 140, and the pressure required by the recording head 10 may be insufficient. In addition, even if the bubbles remaining in this way drive the pump 78 in the pump unit 80 and send the liquid to the pressure regulating valve 81, the remaining bubbles are likely to remain in place and are not easily discharged from the through hole 84. Further, the valve body 88 in the variable flow path resistance unit 83 of the pressure regulating valve (pressure control unit) 81 according to the operation state of discharging the liquid from the recording head 10 and the state of liquid supply from the pump unit 80 performs the ascending and descending operations. However, it has been found that the bubbles remaining in the pressure regulating valve 81 are likely to stay in place and are not discharged unless a large amount of liquid is consumed in order to discharge from the through hole 84.

そこで、このような画像形成装置に本発明を適用した第1実施形態について図17及び図18を参照して説明する。なお、図17は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット83の模式的説明図、図18は図17のA−A線に沿う水平断面の断面説明図である。
ここでは、送液手段であるポンプ78から第3の流路43を通じて流体抵抗可変ユニット83内に液体(インク)を流入する流入口部となるポート86cは、弁体88の水平方向の断面における中心軸に対して偏った位置に設けて、ポンプ78から流路抵抗可変ユニット83への液体流入方向は、弁体88の水平方向の断面における中心軸を通過しない方向としている。ここでは、円形の流路部分87bの接線方向を液体流入方向としている。
Accordingly, a first embodiment in which the present invention is applied to such an image forming apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is a schematic explanatory view of the flow path resistance variable unit 83 according to the embodiment, and FIG. 18 is a cross-sectional explanatory view of a horizontal section along the line AA in FIG.
Here, the port 86 c serving as an inflow port through which liquid (ink) flows into the fluid resistance variable unit 83 from the pump 78 serving as the liquid feeding means through the third flow path 43 is in the horizontal cross section of the valve body 88. The liquid flow direction from the pump 78 to the variable flow resistance unit 83 is set so as not to pass through the central axis in the horizontal section of the valve body 88. Here, the tangential direction of the circular flow path portion 87b is the liquid inflow direction.

これにより、ポンプ78から送液されるインクはポート86cを通じて流路抵抗可変ユニット83の流路部分87bに流入したときに流路部分87bの壁面に沿って回流しやすくなるので、例えば図18に示すように、貫通穴84の入口部分に停留している気泡141も回流によるインクの流れによって動き易くなり、貫通穴84から排出されやすくなる。これに対し、例えば図19に示すように、弁体88の水平方向の断面における中心軸に向けてポート86cを配置した場合には、回流が発生しにくく、気泡排出性が低下する。   Accordingly, the ink sent from the pump 78 can easily flow along the wall surface of the flow path portion 87b when flowing into the flow path portion 87b of the flow path resistance variable unit 83 through the port 86c. As shown, the bubbles 141 retained at the inlet portion of the through hole 84 are also likely to move due to the ink flow caused by the circulation, and are easily discharged from the through hole 84. On the other hand, for example, as shown in FIG. 19, when the port 86 c is arranged toward the central axis in the horizontal section of the valve body 88, it is difficult for the circulation to occur, and the bubble discharge performance is reduced.

本発明を適用した第2実施形態について図20及び図21を参照して説明する。なお、図20は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット83の模式的説明図、図21は図20のB−B線に沿う水平断面の断面説明図である。
ここでは、前記第1実施形態において、流体抵抗可変ユニット83の弁体88の気泡が停留する側、すなわち第1弁体部88tの下面にフィン180を備えている。このフィン180は送液されるインクの流入方向に対して、できる限り垂直(直交する方向)に配置されることが好ましい。またフィン180の数は1枚に限定されるものではなく、複数枚(この例では4枚)としている。
A second embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 20 is a schematic explanatory view of the flow path resistance variable unit 83 according to the embodiment, and FIG. 21 is a cross-sectional explanatory view of a horizontal section along the line BB in FIG.
Here, in the said 1st Embodiment, the fin 180 is provided in the side where the bubble of the valve body 88 of the fluid resistance variable unit 83 stops, ie, the lower surface of the 1st valve body part 88t. The fins 180 are preferably arranged as perpendicular (orthogonal to the direction) as possible with respect to the inflow direction of the ink to be fed. Further, the number of fins 180 is not limited to one, but is a plurality (four in this example).

これにより、前述したようにポンプ78から送液されるインクによって流路部分87b内で回流しやすくなり、更に弁体88も送液されるインクをフィン180で受けることによって回転しやすくなり、停留する気泡がその流れによって動きやすくなって貫通穴84から排出されやすくなる。   Thus, as described above, the ink fed from the pump 78 is easily circulated in the flow path portion 87b, and the valve body 88 is also easily rotated by receiving the fed ink by the fins 180. The bubbles are easily moved by the flow and are easily discharged from the through hole 84.

本発明を適用した第3実施形態について図22を参照して説明する。なお、図22は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット83の模式的説明図である。
ここでは、流路抵抗可変ユニット83内への流入口部となるポート86cをインクの流れ方向に沿って径が小さくなる、つまり、先細り形状としている。
A third embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a schematic explanatory diagram of the flow path resistance variable unit 83 according to the embodiment.
Here, the port 86c serving as an inflow port into the flow path resistance variable unit 83 has a diameter that decreases along the ink flow direction, that is, has a tapered shape.

これにより、流路抵抗可変ユニット83内に流入するインクの流速が前記実施形態よりも高まり、流路抵抗可変ユニット83内に発生する回流の流速が速くなり、より効率的に停留する気泡を動かすことができ、気泡が貫通穴84から排出されやすくなる。   As a result, the flow rate of the ink flowing into the flow path resistance variable unit 83 is higher than that in the above embodiment, the flow speed of the circulating current generated in the flow path resistance variable unit 83 is increased, and the bubbles that are retained more efficiently are moved. This makes it easier for bubbles to be discharged from the through hole 84.

本発明を適用した第4実施形態について図23を参照して説明する。なお、図23は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット83の模式的説明図である。
ここでは、流路抵抗可変ユニット83内への流入口部となるポート86cを弁体88の第1弁体部88tの下面に向けて傾斜させて設けている。つまり、液体流入方向を流路抵抗可変ユニット83の気泡が停留する箇所に向かう方向としている。
A fourth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a schematic explanatory diagram of the flow path resistance variable unit 83 according to the embodiment.
Here, a port 86 c serving as an inflow port into the flow path resistance variable unit 83 is provided to be inclined toward the lower surface of the first valve body 88 t of the valve body 88. That is, the liquid inflow direction is a direction toward the location where the bubbles of the flow path resistance variable unit 83 are retained.

これにより、ポンプ78によって送液されるインクが流路抵抗可変ユニット83内の停留している気泡に当たりやすくなり、流路抵抗可変ユニット83内に停留する気泡がその流れによって動きやすくなり、貫通穴84から排出されやすくなる。   As a result, the ink sent by the pump 78 is likely to hit the air bubbles remaining in the variable flow resistance unit 83, and the air bubbles remaining in the variable flow resistance unit 83 are easily moved by the flow. 84 is easily discharged.

このように、圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、可動部材は、第3の流路との連通部よりも第1の流路側に位置する弁体部を有し、弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、流路部材には、送液手段から第3の流路を介して流路内に流入する液体の流入方向が可動部材の弁体部の第3の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている構成とすることで、圧力調整弁内で弁体に停留する気泡に送液される液体が当たることで気泡が動き、排出されやすくなる。   As described above, the pressure regulating valve has the flow path member that forms the flow path and the movable member that is movably accommodated in the flow path member, and the movable member communicates with the third flow path. A valve body portion located on the first flow path side than the first flow path, the valve body section is formed with a through-hole in the direction of liquid flow, and the flow path member has a third flow path from the liquid feeding means. Pressure adjustment is achieved by providing a liquid inlet portion in which the inflow direction of the liquid flowing into the flow path through the first wall is directed to the wall surface on the third flow path side of the valve body portion of the movable member. When the liquid sent to the air bubbles staying in the valve body in the valve hits, the air bubbles move and are easily discharged.

本発明を適用した第5実施形態について図24を参照して説明する。なお、図24は同実施形態に係る流路抵抗可変ユニット83の模式的説明図である。
ここでは、弁体88の貫通84の位置を前記各実施形態よりも弁体88の外周部側としている。これにより、流路抵抗可変ユニット83内残留した気泡141がインクの回流によって弁体88の外周側に移動し、この気泡141が弁体88の外周分側に配置された貫通穴84によって排出されやすくなる。
A fifth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a schematic explanatory diagram of the flow path resistance variable unit 83 according to the embodiment.
Here, the position of the penetration 84 of the valve body 88 is set to the outer peripheral portion side of the valve body 88 as compared with the respective embodiments. As a result, the bubbles 141 remaining in the flow path resistance variable unit 83 are moved to the outer peripheral side of the valve body 88 by the circulation of the ink, and the bubbles 141 are discharged by the through holes 84 arranged on the outer peripheral side of the valve body 88. It becomes easy.

本発明を適用した第6実施形態について図25を参照して説明する。なお、図25は同実施形態の説明に供するアシストポンプの送液量の変化の説明に供する説明図である。
ここでは、アシストポンプ78の単位時間当たりの送液量を送液量Q1とQ2(Q1<Q2)に切替え制御し、単位時間当たりの送液量を異ならせながら流路抵抗可変ユニット83に送液する。このように、送液手段による送液動作を、送液量を断続的に切り替えながら送液する制御とすることにより、流路抵抗可変ユニット83内に流入するインクの流れを乱流状態とすることができ、効率よく流路抵抗可変ユニット83内に停留する気泡を動かすことができて、貫通穴84から排出されやすくすることができる。
A sixth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 25 is explanatory drawing with which it uses for description of the change of the liquid feeding amount of the assist pump with which it uses for description of the embodiment.
Here, the liquid feed amount per unit time of the assist pump 78 is controlled to be switched between the liquid feed amounts Q1 and Q2 (Q1 <Q2), and the liquid feed amount per unit time is changed to the flow resistance unit 83. Liquid. In this way, the liquid supply operation by the liquid supply means is controlled to supply liquid while intermittently switching the liquid supply amount, thereby making the flow of ink flowing into the variable flow path resistance unit 83 turbulent. Therefore, it is possible to efficiently move the air bubbles staying in the variable flow path resistance unit 83 and to easily discharge the air bubbles from the through hole 84.

このように、圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、可動部材は、第3の流路との連通部よりも第1の流路側に位置する弁体部を有し、弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、流路部材には、送液手段から第3の流路を介して流路内に流入する液体の流入方向が可動部材の弁体部の第3の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている構成とすることで、圧力調整弁内で弁体に停留する気泡に送液される液体が当たることで気泡が動き、排出されやすくなる。   As described above, the pressure regulating valve has the flow path member that forms the flow path and the movable member that is movably accommodated in the flow path member, and the movable member communicates with the third flow path. A valve body portion located on the first flow path side than the first flow path, the valve body section is formed with a through-hole in the direction of liquid flow, and the flow path member has a third flow path from the liquid feeding means. Pressure adjustment is achieved by providing a liquid inlet portion in which the inflow direction of the liquid flowing into the flow path through the first wall is directed to the wall surface on the third flow path side of the valve body portion of the movable member. When the liquid sent to the air bubbles staying in the valve body in the valve hits, the air bubbles move and are easily discharged.

なお、以上の説明においては、複数のヘッドに異なる色のインクが供給される例で本願発明の動作、効果を説明したが、同一色のインクを複数のヘッドに供給する場合や、色ではなく処方の異なるインクを複数のヘッドに供給する場合にも同様に適用することができる。また、複数のノズル列を1ヘッド内に有する液体吐出ヘッドで1ヘッドから異なる種類の液体を吐出する場合のインク供給システムについても適用することができる。また、狭義のインクを吐出する画像形成装置に限定されるものではなく、様々な液体を吐出する液体吐出装置(本発明でいう「画像形成装置」に含まれる。)にも適用することができる。   In the above description, the operation and effect of the present invention have been described with an example in which different color inks are supplied to a plurality of heads. However, when the same color ink is supplied to a plurality of heads, it is not a color. The same applies to the case where inks having different prescriptions are supplied to a plurality of heads. Further, the present invention can also be applied to an ink supply system in a case where a liquid discharge head having a plurality of nozzle rows in one head discharges different types of liquid from one head. Further, the present invention is not limited to an image forming apparatus that discharges ink in a narrow sense, and can also be applied to a liquid discharging apparatus that discharges various liquids (included in the “image forming apparatus” in the present invention). .

4 キャリッジ
10 記録ヘッド
30 サブタンク
41 インク供給チューブ(第1の流路)
42 第2の流路
43 第3の流路
76 インクカートリッジ(メインタンク:液体タンク)
77 カートリッジホルダ
78 ポンプ(アシストポンプ)
80 ポンプユニット
81 圧力制御ユニット
83 流体抵抗可変ユニット
84 貫通穴
86c ポート(液体流入口部)
87 管部材(流路部材)
88 弁体(可動部材)
88t 第1弁体部(弁体部:弁体の上部)
88b 第2弁体部(弁体の下部)
4 Carriage 10 Recording head 30 Sub tank 41 Ink supply tube (first flow path)
42 Second flow path 43 Third flow path 76 Ink cartridge (main tank: liquid tank)
77 Cartridge holder 78 Pump (Assist pump)
80 Pump unit 81 Pressure control unit 83 Fluid resistance variable unit 84 Through hole 86c Port (liquid inlet)
87 Pipe member (channel member)
88 Valve body (movable member)
88t 1st valve body part (Valve body part: Upper part of valve body)
88b Second valve body (lower part of valve body)

Claims (7)

液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第1の流路と、
前記液体タンクに連通する第2の流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路を連通させ、前記第1の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第2の流路又は前記液体タンクと前記圧力調整弁とを連通する第3の流路と、
前記第3の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記ノズルから液滴を吐出するときには、前記圧力調整弁を介して前記記録ヘッドと前記液体タンクが連通している状態で、前記送液手段により前記液体を前記液体タンクから前記記録ヘッドに送液し、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、前記送液手段から前記第3の流路を介して前記流路内に流入する液体の流入方向が前記可動部材の水平方向の断面における中心軸を通過しない方向になる液体流入口部が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
A recording head having nozzles for discharging droplets;
A liquid tank for storing liquid to be supplied to the recording head;
A first flow path for supplying the liquid to the recording head;
A second flow path communicating with the liquid tank;
A pressure regulating valve that connects the first flow path and the second flow path, and an internal flow path resistance changes according to a flow rate of the liquid flowing through the first flow path;
A third flow path communicating the second flow path or the liquid tank and the pressure regulating valve;
Liquid feeding means provided in the third flow path,
When ejecting droplets from the nozzle, the liquid is fed from the liquid tank to the recording head by the liquid feeding means in a state where the recording head and the liquid tank are in communication with each other via the pressure adjusting valve. And
The pressure regulating valve has a flow path member that forms a flow path, and a movable member that is movably accommodated in the flow path member, and the liquid feeding means passes the third flow path through the third flow path. An image forming apparatus, comprising: a liquid inflow portion in which an inflow direction of liquid flowing into the flow path does not pass through a central axis in a horizontal section of the movable member.
前記液体流入口部が前記可動部材の中心軸に対して径方向に偏った位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid inflow port portion is disposed at a position that is radially deviated with respect to a central axis of the movable member. 前記液体流入口部が前記可動部材の中心軸に対して傾きを持つ角度で配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid inflow port portion is disposed at an angle having an inclination with respect to a central axis of the movable member. 前記可動部材には周囲にフィンが設けられ、前記フィンは液体の流入方向に対して直交する方向に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the movable member is provided with fins around the periphery, and the fins are arranged in a direction orthogonal to a liquid inflow direction. 前記液体流入口部は液体流入方向に沿って径が小さくなる形状であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid inflow port has a shape with a diameter that decreases along a liquid inflow direction. 液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第1の流路と、
前記液体タンクに連通する第2の流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路を連通させ、前記第1の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第2の流路又は前記液体タンクと前記圧力調整弁とを連通する第3の流路と、
前記第3の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記ノズルから液滴を吐出するときには、前記圧力調整弁を介して前記記録ヘッドと前記液体タンクが連通している状態で、前記送液手段により前記液体を前記液体タンクから前記記録ヘッドに送液し、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、
前記可動部材は、前記第3の流路との連通部よりも前記第1の流路側に位置する弁体部を有し、前記弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、
前記流路部材には、前記送液手段から前記第3の流路を介して前記流路内に流入する液体の流入方向が前記可動部材の弁体部の第3の流路側の壁面に向かう方向になる液体流入口部が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
A recording head having nozzles for discharging droplets;
A liquid tank for storing liquid to be supplied to the recording head;
A first flow path for supplying the liquid to the recording head;
A second flow path communicating with the liquid tank;
A pressure regulating valve that connects the first flow path and the second flow path, and an internal flow path resistance changes according to a flow rate of the liquid flowing through the first flow path;
A third flow path communicating the second flow path or the liquid tank and the pressure regulating valve;
Liquid feeding means provided in the third flow path,
When ejecting droplets from the nozzle, the liquid is fed from the liquid tank to the recording head by the liquid feeding means in a state where the recording head and the liquid tank are in communication with each other via the pressure adjusting valve. And
The pressure regulating valve includes a flow path member that forms a flow path, and a movable member that is movably accommodated in the flow path member.
The movable member has a valve body portion located on the first flow path side with respect to the communication section with the third flow path, and a through hole is formed in the valve body section in a liquid flow direction. And
In the flow path member, the inflow direction of the liquid flowing into the flow path from the liquid feeding means through the third flow path is directed to the wall surface on the third flow path side of the valve body portion of the movable member. An image forming apparatus, characterized in that a liquid inflow port portion is provided.
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第1の流路と、
前記液体タンクに連通する第2の流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路を連通させ、前記第1の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第2の流路又は前記液体タンクと前記圧力調整弁とを連通する第3の流路と、
前記第3の流路に設けられる送液手段と、を備え、
前記ノズルから液滴を吐出するときには、前記圧力調整弁を介して前記記録ヘッドと前記液体タンクが連通している状態で、前記送液手段により前記液体を前記液体タンクから前記記録ヘッドに送液し、
前記圧力調整弁は、流路を形成する流路部材と、前記流路部材内に移動可能に収容された可動部材とを有し、
前記可動部材は、前記第3の流路との連通部よりも前記第1の流路側に位置する弁体部を有し、前記弁体部には、液体の流れの方向に貫通穴が形成され、
前記送液手段から単位時間当たりの送液量を変化させながら前記圧力調整弁に対して送液する
ことを特徴とする画像形成装置。
A recording head having nozzles for discharging droplets;
A liquid tank for storing liquid to be supplied to the recording head;
A first flow path for supplying the liquid to the recording head;
A second flow path communicating with the liquid tank;
A pressure regulating valve that connects the first flow path and the second flow path, and an internal flow path resistance changes according to a flow rate of the liquid flowing through the first flow path;
A third flow path communicating the second flow path or the liquid tank and the pressure regulating valve;
Liquid feeding means provided in the third flow path,
When ejecting droplets from the nozzle, the liquid is fed from the liquid tank to the recording head by the liquid feeding means in a state where the recording head and the liquid tank are in communication with each other via the pressure adjusting valve. And
The pressure regulating valve includes a flow path member that forms a flow path, and a movable member that is movably accommodated in the flow path member.
The movable member has a valve body portion located on the first flow path side with respect to the communication section with the third flow path, and a through hole is formed in the valve body section in a liquid flow direction. And
An image forming apparatus, wherein the liquid feeding unit feeds liquid to the pressure adjusting valve while changing a liquid feeding amount per unit time.
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