JP2011251427A - Liquid discharging head unit and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体をノズルから液滴として吐出する液体吐出ヘッドユニット及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid discharge head unit that discharges liquid as droplets from a nozzle and an image forming apparatus including the liquid discharge head unit.
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、例えば液状のインクを液滴として吐出するヘッド部を備えた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(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)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。)を行うものである。このような液体吐出記録方式の画像形成装置としては、記録ヘッドが主走査方向に移動しながらインク滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置や、記録ヘッドが移動しない状態でインク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 machine, a plotter, and a complex machine of these, for example, an inkjet is used as an image forming apparatus of a liquid discharge recording method using a recording head having a head unit that discharges liquid ink as droplets. Recording devices are known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected to a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). It is. As an image forming apparatus of such a liquid discharge recording method, a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting ink droplets while the recording head moves in the main scanning direction, or ink droplets without moving the recording head. There is a line-type image forming apparatus using a line-type head that forms an image by discharging ink.
なお、本願において、液体吐出記録方式の「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液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、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こと(単に液滴を媒体に着弾させること)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、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を3次元的に造形して形成された像も含まれる。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. In addition, the “image” is not limited to a planar one, but includes an image given to a three-dimensionally formed image, and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
このような画像形成装置として用いられるインクジェット記録装置としては、記録ヘッドのヘッド部の上方にサブタンクを配置し、装置本体側にメインタンクを配置したものが知られている。サブタンクを備えたインクジェット記録装置では、メインタンクから記録ヘッドのサブタンクにインクを補充供給し、サブタンクからヘッド部にインクを供給する方式が知られている。 As an ink jet recording apparatus used as such an image forming apparatus, an ink jet recording apparatus in which a sub tank is disposed above a head portion of a recording head and a main tank is disposed on the apparatus main body side is known. In an ink jet recording apparatus provided with a sub tank, a system is known in which ink is replenished and supplied from a main tank to a sub tank of a recording head, and ink is supplied from the sub tank to the head portion.
従来のサブタンクの構成として、その内部空間を底部から上方に延在する隔壁によって、メインタンクから供給されたインクを収容するインク収容部と、インク収容部からヘッド部に供給されるインクが通過する供給流路とに空間的に仕切られたものがある(例えば、特許文献1)。このようなサブタンクでは、隔壁の上端はサブタンクの内部空間の天井部よりも低く、隔壁の上端とサブタンクの内部空間の天井部との隙間によって形成される連通路でインク収容部と供給流路とが連通する構成である。そして、サブタンク内が空の状態でメインタンクからインクが供給されると、まず、インク収容部内にインクが充填され、隔壁の上端より高い位置に達すると、インクが連通路を通過して、供給流路に流入する。供給流路はその底部にヘッド部内の流路と連通する供給流路出口を備え、供給流路に流入したインクは供給流路を通過して、供給流路出口からヘッド部内の流路へと流れていく。このような構成で、供給流路出口からのインクの流出速度よりもメインタンクからサブタンクへの流入速度が速くなるように設定することで、サブタンクからヘッド部へのインクの流出が始まった後でもサブタンク内のインクの量は増加する。その後、供給流路内や隔壁の上端よりも上方の空間もインクで満たされ、サブタンクに対するインクの充填が完了する。 As a conventional sub-tank configuration, an ink storage unit that stores ink supplied from the main tank and ink supplied from the ink storage unit to the head unit pass through a partition wall that extends upward from the bottom of the internal space. There is one that is spatially partitioned into a supply channel (for example, Patent Document 1). In such a sub tank, the upper end of the partition wall is lower than the ceiling portion of the internal space of the sub tank, and the ink storage portion and the supply flow path are formed by a communication path formed by a gap between the upper end of the partition wall and the ceiling portion of the internal space of the sub tank. It is the structure which communicates. Then, when ink is supplied from the main tank while the sub tank is empty, the ink is first filled in the ink container, and when the ink reaches a position higher than the upper end of the partition wall, the ink passes through the communication path and is supplied. It flows into the flow path. The supply channel has a supply channel outlet communicating with the channel in the head portion at the bottom, and the ink flowing into the supply channel passes through the supply channel and passes from the supply channel outlet to the channel in the head unit. It flows. With such a configuration, by setting the inflow speed from the main tank to the sub tank to be higher than the outflow speed of the ink from the supply flow path outlet, even after the outflow of ink from the sub tank to the head portion has started. The amount of ink in the sub tank increases. Thereafter, the space inside the supply flow path and the upper end of the partition wall is also filled with ink, and the ink filling into the sub tank is completed.
このように、隔壁を備えたサブタンクでは、隔壁によって仕切られたインク収容部内にある程度のインクが充填されてから隔壁の上方を通過したインクがヘッド部へと供給されるため、隔壁の上端の高さまで充填されるまでの間は、インクの流出は無い、または、ほとんど無い。
一方、隔壁を設けずにサブタンクの内部空間の底部に出口を設けた構成では、サブタンク内が空の状態でインクが供給されたときに、供給開始当初から底部にある出口からインクが流出する状態となる。この状態では、サブタンク内へのインクの流入速度を出口からの流出速度よりも速くすることで、いずれはサブタンクに対するインクの充填は完了するものの、充填するまでに時間がかかり、さらに、出口からヘッド部に向けて排出されるインクの量も多くなる。そして、ヘッド部に供給されたインクがメインタンクやサブタンクに戻るようなインクを循環させる構成を備えない装置では、充填動作時にヘッド部に供給されたインクは、後から供給されるインクや空気に押し出され破棄される。このため、サブタンクに対するインクの充填が完了するまでにサブタンクから排出されるインクの量が多いと、インクの消費量の増加に繋がる。
これに対して、隔壁を備えたサブタンクでは、隔壁の上端の高さまで充填されるまでの間は、インクの流出は無い、または、ほとんど無いため、サブタンクにインクを充填するまでの時間を短縮できる。また、インクを循環させる構成を備えない装置では、インクの消費量を抑制することができる。
As described above, in the sub tank provided with the partition wall, the ink storage portion partitioned by the partition wall is filled with a certain amount of ink and then the ink that has passed above the partition wall is supplied to the head portion. Until the ink is completely filled, there is no or almost no outflow of ink.
On the other hand, in the configuration in which the outlet is provided at the bottom of the internal space of the sub tank without providing the partition wall, when ink is supplied with the sub tank being empty, the ink flows out from the outlet at the bottom from the beginning of supply. It becomes. In this state, by making the inflow speed of ink into the sub tank faster than the outflow speed from the outlet, although the ink filling into the sub tank is completed, it takes time to fill the ink. The amount of ink discharged toward the part also increases. In an apparatus that does not have a configuration that circulates ink so that the ink supplied to the head unit returns to the main tank or the sub tank, the ink supplied to the head unit during the filling operation is changed to ink or air supplied later. Extruded and discarded. For this reason, if the amount of ink discharged from the sub-tank before the ink filling into the sub-tank is large, the ink consumption will increase.
On the other hand, in the sub tank provided with the partition wall, the ink does not flow out or almost does not flow until it is filled up to the height of the upper end of the partition wall, so that the time until the sub tank is filled with ink can be shortened. . In addition, in an apparatus that does not have a configuration for circulating ink, ink consumption can be suppressed.
しかしながら、隔壁を備えたサブタンクを備えた記録ヘッドでは、気泡を含んだインクがヘッド部に供給されることがあった。これは、以下の理由によると考える。
すなわち、上述したようにサブタンク内が空の状態からインクが充填され、インク収容部内のインクが隔壁の上端より高い位置に達すると、インクが連通路を通過して供給流路に流入する。このとき、連通路を通過するインクは水平方向に移動するが、その水平方向に移動するインクの上方には空気が存在する。インクの移動方向に沿うように空気が存在することで、インクの移動に伴ってインクと接する空気も水平方向へ移動する。その後、連通路を通過したインクが供給流路に落下すると、インクと共に空気も落下し、インクと空気とが混ざり合って気泡を含んだインクが供給流路内に供給され、供給流路出口からヘッド部へと供給される。
また、サブタンク内が空の状態からインクが充填される場合に限らず、インク収容部内のインクが隔壁の上端よりも低い状態からインクを補充する場合であっても、インク収容部内のインクが隔壁の上端よりも高い位置に達し、連通路を通過することで同様の現象が生じ得る。
However, in a recording head having a sub tank with a partition wall, ink containing bubbles may be supplied to the head portion. This is considered to be due to the following reason.
That is, as described above, when the sub tank is filled with ink from an empty state and the ink in the ink storage unit reaches a position higher than the upper end of the partition wall, the ink flows through the communication path and into the supply flow path. At this time, the ink passing through the communication path moves in the horizontal direction, but air exists above the ink moving in the horizontal direction. The presence of air along the ink movement direction causes the air in contact with the ink to move in the horizontal direction as the ink moves. Thereafter, when the ink that has passed through the communication path falls into the supply flow path, air also drops together with the ink, the ink and air are mixed, and ink containing bubbles is supplied into the supply flow path, from the supply flow path outlet. Supplied to the head part.
The ink in the ink container is not limited to the case where the ink is filled from the empty state in the sub tank, and the ink in the ink container is filled even when the ink in the ink container is replenished from a state lower than the upper end of the partition. A similar phenomenon can occur by reaching a position higher than the upper end of the tube and passing through the communication path.
ヘッド部は、ノズル孔と、ノズル孔により外部と連通して吐出するインクを収容する液室を備え、液室内を一時的に加圧することでノズル孔からインク滴を吐出する。このようなヘッド部に気泡を含んだインクが供給され液室内に気泡が進入すると、所定量の加圧を行ったときのインクの吐出量にバラツキが生じ、ヘッド部からのインク滴の吐出が不安定になる。
このような問題は、記録ヘッドのように吐出する液体がインクであるインク吐出ヘッドユニットに限らず、液体を吐出する液体吐出ヘッドユニットであれば同様に生じ得る問題である。
The head unit includes a nozzle hole and a liquid chamber that contains ink to be ejected in communication with the outside through the nozzle hole, and ejects ink droplets from the nozzle hole by temporarily pressurizing the liquid chamber. When ink containing bubbles is supplied to such a head portion and bubbles enter the liquid chamber, the amount of ink discharged when a predetermined amount of pressure is applied varies, and ink droplets are discharged from the head portion. It becomes unstable.
Such a problem is not limited to the ink ejection head unit in which the liquid ejected is ink, as in the recording head, but may be similarly caused if the liquid ejection head unit ejects liquid.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ヘッド部からの安定した液滴の吐出を行うことが出来る液体吐出ヘッドユニット、及びこの液体吐出ヘッドユニットを備えた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and a purpose thereof is a liquid discharge head unit that can stably discharge liquid droplets from a head portion, and image formation including the liquid discharge head unit. Is to provide a device.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、液体を液滴として吐出する複数のノズルと、複数の該ノズルに供給する液体が通過する共通液室とを備えるヘッド部と、該ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容タンクとを有し、該液体収容タンクの内部空間は、その底部から上方に延在するように配置された隔壁によって、上記ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容部と、該液体収容部から該共通液室に供給される液体が通過する供給流路とに空間的に仕切られ、該隔壁の上端は該液体収容タンクの内部空間の天井部よりも低く、該隔壁の上端と該液体収容タンクの内部空間の天井部との隙間によって形成される連通路で該液体収容部と該供給流路とが連通する構成の液体吐出ヘッドユニットにおいて、該液体収容部内の上記隔壁寄りの天井部から下方に延在し、その下端の位置は上記隔壁の上端の位置よりも低い位置となるように配置された仕切り壁を備え、該仕切り壁の下端と該隔壁との隙間を流路入口とし、該仕切り壁と該隔壁との隙間によって該液体収容部から該連通路に向かって流れる液体の流路となる隔壁手前流路が形成され、該流路入口から、該隔壁手前流路、該連通路及び該供給流路を経由して該供給流路の上記共通液室と連通する供給流路出口に至るまでの液体の流路である液体収容タンク排出流路が逆U字形状となっていることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の液体吐出ヘッドユニットにおいて、上記流路入口から上記隔壁手前流路、上記連通路及び上記供給流路を経由して上記供給流路出口に至るまでの液体の流路は、上流側から下流側に向かって流路断面積が連続的に減少する形状であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、ヘッド部からインク滴を吐出するインク吐出ヘッドユニットを備え、該ヘッド部から吐出されたインク滴が記録媒体に付着させることで画像を形成する画像形成装置において、上記インク吐出ヘッドユニットとして、請求項1または2の液体吐出ヘッドユニットを用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is directed to a head unit including a plurality of nozzles that discharge liquid as droplets, and a common liquid chamber through which the liquid supplied to the plurality of nozzles passes, and the head A liquid storage tank for storing the liquid to be supplied to the section, and the internal space of the liquid storage tank stores the liquid to be supplied to the head section by a partition wall arranged so as to extend upward from the bottom. And a supply passage through which the liquid supplied from the liquid storage portion to the common liquid chamber passes, and the upper end of the partition wall is from the ceiling portion of the internal space of the liquid storage tank A liquid discharge head unit configured such that the liquid storage portion and the supply flow path communicate with each other through a communication path formed by a gap between the upper end of the partition wall and the ceiling portion of the internal space of the liquid storage tank. The above-mentioned separation in the liquid container A partition wall that extends downward from the near ceiling and has a lower end positioned lower than the upper end of the partition wall, and a gap between the lower end of the partition wall and the partition wall is provided. A flow path inlet is formed by a gap between the partition wall and the partition wall, and a flow path before the partition wall is formed as a flow path of liquid flowing from the liquid storage portion toward the communication path. The liquid storage tank discharge flow path, which is the flow path of the liquid from the flow path, the communication path, and the supply flow path to the supply flow path outlet communicating with the common liquid chamber of the supply flow path, is inverted U It has a character shape.
According to a second aspect of the present invention, in the liquid discharge head unit according to the first aspect, from the inlet of the channel to the outlet of the supply channel via the channel in front of the partition wall, the communication channel, and the supply channel. The liquid flow path is characterized in that the cross-sectional area of the flow path continuously decreases from the upstream side toward the downstream side.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus that includes an ink discharge head unit that discharges ink droplets from the head portion, and forms an image by attaching the ink droplets discharged from the head portion to a recording medium. The liquid discharge head unit according to
本発明においては、仕切り壁の下端は、隔壁の上端よりも低い位置にある。このため、外部から液体収容部内へ液体が供給され、液体が仕切り壁の下端より高い位置に達すると、仕切り壁と隔壁との隙間によって形成される隔壁手前流路の流路入口は液体によって断面全体が満たされる。その後、液体収容部内にさらに液体が供給されることで隔壁手前流路内の液表面が上昇し、この液表面は、隔壁手前流路、連通路及び供給流路によって形成される逆U字形状の液体収容タンク排出流路内を進行する。
流路入口から液表面までの液体収容タンク排出流路は、隙間なく液体で満たされた状態となり、その液表面では表面張力が作用するため、液表面には流路断面に略一致する表面を維持しようとする作用が働く。
この作用により、液表面が連通路にあるときには、液表面を境に横方向に液体と気体が存在する状態となろうとし、液表面が供給流路にあるときには、液表面を境に気体の上方に液体が存在する状態となろうとする。しかし、気体に対して液体が横方向や上方に液体がある状態では、液体の自重によって流路内を垂れて、流路断面に略一致する液表面を崩して気体側に流入しようとする作用が働く。このため、液表面が液体収容タンク排出流路内を進行する速度が遅いと、液体が自重によって流路内を垂れて液表面を維持できなくなり、液体が気体側に流入することで液体と気体とが混合するおそれがある。これに対して、液体が自重によって流路内を垂れる速度よりも速い速度で液表面を進行させることによって連通路や供給流路でも液表面を維持することが出来る。
In the present invention, the lower end of the partition wall is lower than the upper end of the partition wall. For this reason, when the liquid is supplied from the outside into the liquid storage portion and the liquid reaches a position higher than the lower end of the partition wall, the flow path inlet of the flow path in front of the partition formed by the gap between the partition wall and the partition wall is cross-sectioned by the liquid. The whole is satisfied. Thereafter, the liquid is further supplied into the liquid storage portion to raise the liquid surface in the channel before the partition, and the liquid surface is an inverted U-shape formed by the channel before the partition, the communication channel, and the supply channel. In the liquid storage tank discharge flow path.
The liquid storage tank discharge flow path from the flow path inlet to the liquid surface is filled with liquid without any gaps, and surface tension acts on the liquid surface. The action to maintain works.
By this action, when the liquid surface is in the communication path, the liquid and the gas tend to exist in the lateral direction with the liquid surface as a boundary. When the liquid surface is in the supply channel, the gas flows with the liquid surface as the boundary. It is going to be in a state where liquid exists above. However, in the state where the liquid is in the lateral direction or upward with respect to the gas, the liquid drips in the flow path due to the weight of the liquid and tries to flow into the gas side by breaking the liquid surface substantially matching the flow path cross section. Work. For this reason, if the speed at which the liquid surface travels in the liquid storage tank discharge flow path is slow, the liquid hangs down in the flow path due to its own weight and the liquid surface cannot be maintained, and the liquid flows into the gas side by flowing into the gas side. May mix. On the other hand, the liquid surface can be maintained even in the communication path and the supply flow path by advancing the liquid surface at a speed faster than the speed at which the liquid hangs down in the flow path due to its own weight.
液表面の進行速度は、流路入口を通過する液体の流量を流路の断面積で除したものである。流路入口を通過する液体の流量は液体収容部への単位時間当たりの供給量が多いほど多くなるため、液体収容部への単位時間当たりの供給量が多いほど液体収容タンク排出流路を進行する液表面が維持されるように作用する。また、流路の断面積が小さいほど液体収容タンク排出流路を進行する液表面が維持されるように作用する。
また、液体が自重によって流路内を垂れにくいほど液体収容タンク排出流路内の液表面が維持されるように作用する。このため、液体の特性としては、液体収容タンク排出流路の表面に対する濡れ性や粘度が高く、比重が小さいほど液体収容タンク排出流路内の液表面が維持され易くなる。
よって、液体の特性に応じて液体収容タンク排出流路内の液表面が維持されるように、液体収容部への単位時間当たりの供給量と流路の断面積とを設定する。
The traveling speed of the liquid surface is obtained by dividing the flow rate of the liquid passing through the flow path inlet by the cross-sectional area of the flow path. Since the flow rate of liquid passing through the flow channel inlet increases as the supply amount per unit time to the liquid storage unit increases, the liquid supply tank discharge flow path increases as the supply amount per unit time to the liquid storage unit increases. It acts to maintain the liquid surface. In addition, the smaller the cross-sectional area of the flow path, the more the liquid surface traveling in the liquid storage tank discharge flow path is maintained.
Further, the liquid surface in the liquid storage tank discharge flow path is maintained so that the liquid is less likely to drip in the flow path due to its own weight. For this reason, as the characteristics of the liquid, wettability and viscosity with respect to the surface of the liquid storage tank discharge flow path are high, and the liquid surface in the liquid storage tank discharge flow path is more easily maintained as the specific gravity is small.
Therefore, the supply amount per unit time to the liquid storage unit and the cross-sectional area of the flow path are set so that the liquid surface in the liquid storage tank discharge flow path is maintained according to the characteristics of the liquid.
このように、液体収容タンク排出流路を進行する液表面が維持される液体収容タンク排出流路構成では、流路入口の断面全体が液体で満たされた後は、液体収容タンク排出流路内の気体は液面によって押され、ヘッド部内へと排出される。このため、気体と液体とが混ざり合うことで生成される気泡を含んだ液体が生成されること防止でき、気泡を含んだ液体がヘッド部に供給されることを防止できるため、液体内の気泡に起因してヘッド部からの液滴の吐出量にバラツキが生じることを防止できる。 In this way, in the liquid storage tank discharge flow path configuration in which the liquid surface traveling through the liquid storage tank discharge flow path is maintained, after the entire cross section of the flow path inlet is filled with liquid, The gas is pushed by the liquid level and discharged into the head portion. For this reason, it is possible to prevent the generation of a liquid containing bubbles generated by mixing the gas and the liquid, and it is possible to prevent the liquid containing bubbles from being supplied to the head unit. It is possible to prevent variations in the discharge amount of droplets from the head due to the above.
本発明によれば、ヘッド部からの液滴の吐出量にバラツキが生じることを防止できるため、ヘッド部からの安定した液滴の吐出を行うことが出来るという優れた効果がある。 According to the present invention, since it is possible to prevent variation in the discharge amount of the droplets from the head unit, there is an excellent effect that it is possible to stably discharge droplets from the head unit.
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、インクジェットプリンタ(以下、プリンタ100)について説明する。
図2は、プリンタ100の概略構成図である。
プリンタ100は、ノズル孔からインクを吐出するインク吐出ヘッドユニットである記録ヘッド1をキャリッジ103に搭載している。そして、左側板100Aと右側板100Bとの間に横架した主ガイドロッド104と、図示しない副ガイド部材とによってキャリッジ103を摺動自在に支持している。
Hereinafter, an ink jet printer (hereinafter, printer 100) will be described as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
In the
また、プリンタ100は、主走査モータ106と、主走査モータ106が駆動することで無端移動するタイミングベルト105とを備え、主走査モータ106を駆動し、タイミングベルト105を無端移動させることで、キャリッジ103を主走査方向に移動させる構成となっている。一方、記録媒体である記録紙107は搬送ローラ109によって記録ヘッド1の移動方向と直交する方向(図2中の紙面に直交する方向)に搬送され、記録ヘッド1のノズル面11aと対向する位置を通過する構成である。記録紙107は、ノズル面11aと対向する位置で、記録ヘッド1から画像に応じて吐出されるインク滴が付着し、その表面に画像が形成される。
記録ヘッド1へのインクの供給は、メインタンク5からインク供給ポンプ52を経由して記録ヘッド1に接続されたフレキシブルなインク供給管51によってなされる。また、記録ヘッド1にはインク排出管53が接続されており、ノズル孔から吐出または排出されなかったインクはフレキシブルなインク排出管53を通じて廃液タンク6に排出される。
In addition, the
Ink is supplied to the
また、プリンタ100内の主走査方向(図2中の左右方向)における記録領域外(記録紙107が通過し得る領域から外れた位置)には、キャップ部材111が配置されている。このキャップ部材111は、複数のノズル孔11を有するノズル面11aをキャッピングする弾性体(好ましくはシリコンゴム等)からなる。
プリンタ100が非画像形成時には、記録ヘッド1を搭載したキャリッジ103の主走査方向の位置が、図2に示すように、記録領域外のキャップ部材111の上方となる。そして、図2に示す状態からキャップ部材111が不図示のキャップ移動機構によって上方に移動し、ノズル面11aをキャッピングする。
また、キャップ部材111内には、インク吸引の際の吸引容易化、キャップ内雰囲気湿潤化等のため、インク吸収シート112が設けられている。
Further, a
When the
Further, an
このキャップ部材111には、底面に大気開放チューブ113と廃液チューブ114との二つのチューブが連結されている。大気開放チューブ113は大気開放弁115を介して大気に連通され、廃液チューブ114は廃液吸引ポンプ116に接続されている。
キャップ部材111でノズル面11aをキャッピングし、大気開放弁115を閉じた状態で、廃液吸引ポンプ116を駆動してキャップ部材111内に負圧を発生させることで、記録ヘッド1のノズルからインクを吸引する。その後、大気開放弁115を開放することでキャップ部材111内の空間117に溜まったインクを廃液タンク6に排出することができる。
また、キャップ部材111は、大気開放弁115を閉じた状態でノズル面11aに接触させた状態で保持することで、記録ヘッド1のノズルの乾燥を防止する。
The
With the
Further, the
また、図2に示すように、キャップ部材111の図中の左側にはノズル面11aをワイピングするワイパー部材であるワイパーブレード119が配置されている。ワイパーブレード119は、不図示のワイパー移動機構によって上下方向に移動可能である。プリンタ100での画像形成が終わると、ワイパーブレード119はノズル面11aに接触する高さまで移動し、記録紙107が通過し得る領域と対向する位置から、キャップ部材111に対向する位置へと主走査方向に移動する記録ヘッド1のノズル面11aと接触する。このように、ワイパーブレード119を接触させた状態で記録ヘッド1を主走査方向に移動させることで、ノズル面11aに付着したインクや塵埃をワイパーブレード119で払拭し、ノズル面11aのメニスカスの生成やクリーニングを行うことができる。
As shown in FIG. 2, a
〔実施例1〕
次に、本発明の特徴部を備えた液体吐出ヘッドユニットである記録ヘッド1の一つ目の実施例(以下、実施例1と呼ぶ)について図面を用いて説明する。図1は実施例1の記録ヘッド1の概略説明図であり、図3は、実施例1の記録ヘッド1を含むインク搬送系の説明図である。
また、図4は、図1に示す記録ヘッド1の水平断面の断面図である。図4(a)は、図1中のA−A断面の断面図であり、図4(b)は、図1中のB−B断面の断面図である。
図1及び図3に示すように、記録ヘッド1は、液滴を吐出するヘッド部2と、ヘッド部2に供給するインクを収容する液体収容タンクであるサブタンク4とを備えている。
[Example 1]
Next, a first embodiment (hereinafter, referred to as Embodiment 1) of a
4 is a horizontal sectional view of the
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ヘッド部2は、液滴を吐出する複数のノズル孔11と、各ノズル孔11によって外部と連通し、ノズル孔11から吐出する液を収容する液吐出収容部である液室12とを備える。また、ヘッド部2は、各液室12にインクを供給する共通液室13と、共通液室13にインクを供給される供給口部であるインク供給ポート14と、共通液室13からインクを排出する排出口部であるインク排出ポート15等を備えている。
液室12内には不図示の圧力変化手段が配置されており、液室12内にインクが充填された状態で瞬間的に液室12内を加圧することで、ノズル孔11からインク滴を吐出する。インク滴を吐出した後、加圧が解除されると、内部のインクが無くなった液室12内は圧力が下がるため共通液室13内のインクが液室12内に供給される。
本実施形態では圧力変化手段としては、振動部材を設けて液室12内の圧力を一時的に高める構成となっているが、圧力変化手段としてはこれに限るものではない。
The
Pressure changing means (not shown) is arranged in the
In the present embodiment, the pressure changing means is configured to temporarily increase the pressure in the
サブタンク4は、タンクケース21内にヘッド部2に供給するインクを収容するインク収容部22と、インク収容部22からインクをヘッド部2のインク供給ポート14に供給する供給流路24とを備える。また、サブタンク4は、ヘッド部2のインク排出ポート15から排出されるインクを外部に排出する排出流路25を備える。また、インク収容部22の天面22aを中央部に向かって傾斜する傾斜面とした形状の中央部の最も高い部位となる天面中央部22bにインク収容部22と排出流路25とを連通するタンク上部連通路26を設けている。タンク上部連通路26の流体抵抗は、ヘッド部2のインク供給ポート14からからインク排出ポート15までの流体抵抗よりも大きく形成されている。
さらに、サブタンク4のタンクケース21には、インク収容部22の底面から延びる(立ち上がる)隔壁202によって仕切られ、インク収容部22からインク供給ポート14へ向かうインクが通過するた供給流路24が設けられている。隔壁202の上端202aはサブタンク4の内部空間(インク収容部22及び供給流路24)の天井部(天面22a及び供給流路24の上端)よりも低い。そして、隔壁202の上端202aとサブタンク4の内部空間の天井部との隙間によって形成される連通路206でインク収容部22と供給流路24とが連通する構成である。
The
Further, the
図4に示すように、サブタンク4のタンクケース21は、図1中の手前奥方向の手前側が開口した部材であり、開口部には可撓性の弾性変形可能な部材としてのフィルム部材23が貼り付けられている。サブタンク4の内部空間の圧力変動が生じるようなインクの振動が発生すると、フィルム部材23が弾性変形し、圧力変動を吸収する構成となっている。サブタンク4では、隔壁202により仕切られたインク収容部22と供給流路24とにのそれぞれが図1中の手前側の壁面をフィルム部材23によって構成されているため、インク収容部22と供給流路24とのそれぞれにおいて、インクの振動による圧力変動を吸収するダンパ効果を得られるようになっている。
また、タンクケース21は、インク収容部22の上方にサブタンク供給口27が設けられている。
図1に示す記録ヘッド1は、図2を用いて説明したプリンタ100のキャリッジ103に搭載されており、キャリッジ103の移動によってプリンタ100の装置本体に対して移動する構成である。
As shown in FIG. 4, the
Further, the
The
一方、プリンタ100の装置本体側には、サブタンク4に補充供給するインクを収容し、装置本体に対して着脱することで交換可能なインクカートリッジであるメインタンク5が配置されている。また、プリンタ100の装置本体側には、サブタンク4から排出されるインクを収容する廃液タンク6が配置されている。
インク供給ポンプ52を駆動することにより、メインタンク5からインク供給管51を通じてサブタンク4に送液される。また、サブタンク4と廃液タンク6とを接続するインク排出管53には、開閉弁であるインク排出バルブ54が介装されている。
On the other hand, on the apparatus main body side of the
By driving the
メインタンク5は、メインタンク5内のインクが外気に対して長時間の露出し、乾燥または凝固することを防止するために大気開放管55が設けられている。この大気開放管55の流路は、細長い管状の形状になっており、管内の湿度はその長さに沿って変化するため、メインタンク5内のインクが外気と直接接することを防止することができ、インクの乾燥、増粘または凝固の発生を防止するようになっている。
図3に示すインク搬送系においては、サブタンク4に収容されたインクは、供給流路24を通じてヘッド部2の一端部のインク供給ポート14から共通液室13の一端部(図1中の右端部)から供給される。共通液室13に供給されたインクのうち、液室12に供給されたインクはノズル孔11から滴吐出される。一方、液室12に供給されず共通液室13の他端部(図1中の左端部)に到達したインクは、インク排出ポート15を通り、サブタンク4の排出流路25からインク排出管53を介して廃液タンク6に送液される。このインク搬送系では、サブタンク4から廃液タンク6へと流れるインクは、インク排出管53に設けたインク排出バルブ54を閉じることで止めることができる。
The main tank 5 is provided with an air release pipe 55 to prevent the ink in the main tank 5 from being exposed to the outside air for a long time and drying or solidifying. The flow path of the atmosphere opening pipe 55 has an elongated tubular shape, and the humidity in the pipe changes along its length, so that it is possible to prevent the ink in the main tank 5 from coming into direct contact with the outside air. The ink is prevented from drying, thickening or coagulating.
In the ink transport system shown in FIG. 3, the ink stored in the
次に、実施例1の記録ヘッド1にインクを充填動作について、図5を用いて説明する。図5は、インクの充填動作のフローを示すフローチャートである。
まず、インク排出バルブ54を開き(S11)、インク供給ポンプ52を駆動する(S12)ことでメインタンク5からインク供給管51を通じてサブタンク4へ送液する。このインクは、サブタンク4のサブタンク供給口27からインク収容部22へ流れ込み、一部はヘッド部2へ送液される。
一方、サブタンク4内のインク収容部22内の空気は、インクの供給によってインク収容部22内のインクの高さが高くなることで、インク収容部22と排出流路25とを連通するタンク上部連通路26を通して、排出流路25へ排出される。このようにして、インク収容部22へのインク充填が開始される。
Next, the operation of filling the
First, the
On the other hand, the air in the
インクの供給によってインク収容部22内のインクの高さが高くなり、インク収容部22の天面22aの最も高い部位となる天面中央部22bまで充填され、その後、タンク上部連通路26を通って排出流路25まで達する。
また、インク収容部22からヘッド部2へ送液されたインクは、インク供給ポート14を通じて共通液室13へ送液される。共通液室13へ流れ込んだインクの一部は、各ノズル孔11から排出される。さらに、共通液室13のインクは、インク排出ポート15を通して排出流路25へ流れ、タンク上部連通路26から流れ出たインクと合流する。
排出流路25の上端まで到達したインクは、さらにインク排出管53へ送液されて、廃液タンク6へと送られる。
As the ink is supplied, the height of the ink in the
Further, the ink sent from the
The ink that has reached the upper end of the
また、インク供給ポンプ52の稼動を開始した後は、不図示のセンサによってインク排出バルブ54をインクが通過したかどうかを監視し続ける(S13)。サブタンク4内及びヘッド部2内がインクで満たされると、インク排出ポート15を通したインクとタンク上部連通路26とが排出流路25で合流して、インクがインク排出管53へと送液される。その後、インクがインク排出バルブ54を通過すると、上述した不図示のセンサによってそれが検知される(S13で「Y」)。
インクがインク排出バルブ54を通過したことが検知されると、インク排出バルブ54を閉じる(S14)。その後、インク供給ポンプ52の稼動力を調節して(S15)、サブタンク4やヘッド部2の内部空間の圧力を調整することで、ヘッド部2のノズル孔11からインクを外部へ排出し、ノズル孔11及び液室12内の気泡を排出する(S16)。
Further, after the operation of the
When it is detected that the ink has passed through the
その後、インク供給ポンプ52の稼動を停止して、ポンプによるインクの流れを止め、ポンプを配置した位置をインクが通過可能な状態とするように、インク供給ポンプ52を開放する(S17)。これにより、インク供給管51のメインタンク5側の開口と、ヘッド部2のノズル孔11との水頭差によって、ノズル孔11では負圧が発生する。この負圧によって、ノズル孔11からインクが垂れないように保持することが出来る。
インク供給ポンプ52を開放した後は、図2に示したワイパーブレード119によりノズル面11aをワイピングし(S18)、ノズル面11aに垂れたインクを払拭し、ノズル孔11のメニスカスを形成させ、記録ヘッド1に対するインク充填を完了させる。
このようにして、ヘッド部2へインクを充填させ、常にメインタンク5からサブタンク4を通じてヘッド部2にインクを供給してインク吐出可能な状態とすることができる。
Thereafter, the operation of the
After the
In this way, the
なお、上述した不図示のセンサとしては、インクの有無を検知するインク検知センサを用いる。インクを充填する前は、インク排出管53内は空であるため、インクがインク排出バルブ54を通過する前は、インク検知センサはインクが無い状態を検出し続ける。そして、インクがインク排出バルブ54を通過すると、インク検知センサの位置にインクが存在する状態となるため、インク検知センサはインクがある状態を検出するため、この検出結果に基づいてインクがインク排出バルブ54を通過したことを検知できる。
Note that an ink detection sensor that detects the presence or absence of ink is used as the sensor (not shown). Before the ink is filled, the
次に、インク搬送系内に混入した気泡を排出する気泡排出動作について、図6を用いて説明する。図6は、気泡排出動作のフローを示すフローチャートである。
印刷などにより消費されたインクを補給するために行うメインタンク5の交換したときや、ノズル孔11等から何らかの原因で空気が進入したときなど、各インクの流路及びインク収容部22に気泡が混入する場合がある。気泡が混入するとノズル孔11からの滴吐出に支障が生じルことがあるため、これを解消するための気泡排出動作を行う。
Next, a bubble discharge operation for discharging bubbles mixed in the ink transport system will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the bubble discharging operation.
When the main tank 5 is replaced to replenish the ink consumed by printing or when air enters the
まず、インク供給ポンプ52を稼動させ(S21)、メインタンク5からサブタンク4への送液させ、直ちにインク排出バルブ54(S22)を開く。なお、インク供給ポンプ52を開放した状態のままインク排出バルブ54を開くと、サブタンク内のインクが逆流するおそれがある。これに対して、インク供給ポンプ52を稼動させて加圧した状態で、インク排出バルブ54を開くことで、インクの逆流を防止することが出来る。
First, the
インク供給ポンプ52を稼動させ、インク排出バルブ54を開くことにより、インクがサブタンク供給口27からインク収容部22へ流入する。インク供給管51内に気泡が混入していた場合には、この気泡はインク収容部22内へ流れ込み、インク収容部22上部へ溜まることになる。さらに、インクの送液によりインク収容部22内は加圧され、インク収容部22の上部へ溜まった気泡はタンク上部連通路26から排出流路25へ排出される。
また、インク収容部22からヘッド部2へもインクが送液され、共通液室13内に気泡が混入していた場合には、この気泡は排出流路25へ排出される。
この排出流路25で合流したインクは、さらにインク排出管53に送られて廃液タンク6に送られため、タンク上部連通路26から排出流路25に排出された気泡や共通液室13から排出流路25に排出された気泡は、インクとともに廃液タンク6に送られる。
また、インク排出バルブ54を開いた後は、不図示のセンサによってインク排出バルブ54をすべての気泡が通過したかどうかを監視し続ける(S23)。インク排出バルブ54を開いた後、ある程度の時間が経過した後、インク排出バルブ54近傍に配置された不図示のインク検知センサによってインクがある状態が検出され続ける状態を検知することで、全ての気泡が通過したことを検知することが出来る。これは、気泡がインク検知センサによる検知位置を通過するときには、インクが無い状態を検出されるため、インクがある状態が検出され続けることで、全ての気泡が通過したと判断できるためである。
By operating the
Ink is also sent from the
The ink merged in the
Further, after opening the
インク収容部22や各流路に混入した気泡の全てが、インク排出バルブ54の下流部に搬送されたことを検知すると(S23で「Y」)、インク排出バルブ54を閉じる(S24)。その後、インク供給ポンプ52の稼動力を調節して(S25)、サブタンク4やヘッド部2の内部空間の圧力を調整することで、ヘッド部2のノズル孔11からインクを外部へ排出し、ノズル孔11及び液室12内の気泡を排出する(S26)。
その後、インク供給ポンプ52の稼動を停止して、ポンプによるインクの流れを止め、ポンプを配置した位置をインクが通過可能な状態とするように、インク供給ポンプ52を開放する(S27)。これにより、インク供給管51のメインタンク5側の開口と、ヘッド部2のノズル孔11との水頭差によって、ノズル孔11では負圧が発生する。この負圧によって、ノズル孔11からインクが垂れないように保持することが出来る。
When it is detected that all the air bubbles mixed in the
Thereafter, the operation of the
インク供給ポンプ52を開放した後は、図2に示したワイパーブレード119によりノズル面11aをワイピングし(S28)、ノズル面11aに垂れたインクを払拭し、ノズル孔11のメニスカスを形成させ、記録ヘッド1に対するインク充填を完了させる。
このようにして、インク収容部22や各流路に混入した気泡の全てを排出することができ、インク滴吐出性能の回復を行うことができるようになる。
After the
In this way, it is possible to discharge all of the air bubbles mixed in the
また、サブタンク4の上部にはインク収容部22内のインク量が所定量以下になったことを検知するための2本の検知電極29(a及びb)を装着している。この検知電極29は、検知信号を入力する不図示の制御部に接続されており、液量検知センサを構成している。2本の検知電極29の両方がインクに浸されている状態と少なくとも一方がインクに浸されていない状態とで2本の検知電極29の間の導通状態が変化する。この導通状態の変化を制御部が検出することによってインクが所定量以下になったことを検知することができるものである。
In addition, two detection electrodes 29 (a and b) for detecting that the amount of ink in the
この液量検知センサを用いることにより、インク収容部22内に気泡が溜まった状態を検知できる。さらに、インク充填時にインク収容部22内が空の状態からインクが充填された状態を検知でき、気泡排出時には、インク収容部22内に気泡が溜まっている状態から気泡が排出された状態となったことを確実に認識することができるようになる。
By using this liquid amount detection sensor, it is possible to detect a state in which bubbles are accumulated in the
また、図5を用いて説明したインク充填動作時には、インク供給ポンプ52の稼動を開始した後は(S12)、不図示のセンサによってインク排出バルブ54をインクが通過したかどうかを監視し続ける(S13)制御を行っていた。これに対して、検知電極29によってインク収容部22内にインクが充填された状態を検知した後に、インク排出バルブ54をインクが通過したかどうかを監視し始める方がより好ましい。これは、インク収容部22内のインクが充填されてからインクがインク排出バルブ54を通過するまでの短い時間でインクの通過を監視する制御を行えばよく、インクの充填性の信頼性を上げることができるためである。
Further, during the ink filling operation described with reference to FIG. 5, after the operation of the
また、図6を用いて説明した気泡排出動作時には、インク排出バルブ54を開放した後は(S22)、不図示のセンサによって全ての気泡がインク排出バルブ54をインクが通過したかどうかを監視し続ける(S23)制御を行っていた。これに対して、検知電極29によってインク収容部22内にインクが充填された状態を検知した後に、全ての気泡がインク排出バルブ54を通過したかどうかを監視し始める方がより好ましい。これは、インク収容部22内の気泡が排出されてから流路内に残っている気泡がインク排出バルブ54を通過するまでの短い時間で気泡の通過を監視する制御を行えばよく、気泡排出によるインク吐出機能の回復性能の信頼性を上げることができるためである。
In the bubble discharge operation described with reference to FIG. 6, after the
次に、実施例1の記録ヘッド1の特徴部について説明する。
図1に示すように、実施例1の記録ヘッド1は、インク収容部22内の隔壁202寄りの天面22aから下方に延在するように配置された仕切り壁205を備える。そして、仕切り壁205の下端205aの位置は隔壁202の上端202aの位置よりも低い位置となっている。これにより、仕切り壁205の下端205aと隔壁202との隙間を流路入口とし、仕切り壁205と隔壁202との隙間によってインク収容部22から連通路206に向かって流れるインクの流路となる隔壁手前流路207が形成される。隔壁手前流路207は、インクが流路入口から仕切り壁205と隔壁202との隙間を通って連通路206の上流側端部までの流路である。また、供給流路24は、連通路206の下流側端部から供給流路出口24eまでの流路である。
Next, the characteristic part of the
As illustrated in FIG. 1, the
ここで、従来の液体吐出ヘッドユニットの課題について説明する。
上記特許文献1に記載の構成は、サブタンク内の空間を入側空間と出側空間とに仕切る板状の隔壁を備え、隔壁の上方の連通路とは別に、幅方向の隔壁部材の両端部とサブタンクの内壁との間に流体抵抗を高めたスリットを設けた構成である。そして、メインタンクからのインクは入側空間に供給され、ヘッド部へは出側空間の底部に設けられた出口からなされる。
このような構成により、入側空間のインクの液面が隔壁の上端よりも高い位置に到達していなくても、入側空間内のインクがスリットを通過して出側空間へ移動可能である。スリットは流体抵抗が高く、インクが通過し難いため、メインタンクからサブタンクにインクが供給されたときに、メインタンクから入側空間にインクが供給されて入側空間内のインクの液面が上昇しても、出側空間内のインクの液面はすぐには追従しない。すなわち、出側空間内のインクの液面が入側空間のインクの液面と同じ高さとなるまで時間がかかる構成となっている。
Here, the problem of the conventional liquid discharge head unit will be described.
The configuration described in
With such a configuration, even if the liquid level of the ink in the entry side space does not reach a position higher than the upper end of the partition wall, the ink in the entry side space can move to the exit side space through the slit. . Since the slit has high fluid resistance and it is difficult for ink to pass through, when ink is supplied from the main tank to the sub tank, ink is supplied from the main tank to the input side space, and the ink level in the input side space rises. Even so, the ink level in the exit space does not immediately follow. That is, it takes time until the liquid level of the ink in the exit side space becomes the same level as the liquid level of the ink in the entrance side space.
この特許文献1の構成では、サブタンク内の気体を吸引するために吸引装置によってヘッド部内に負圧を作用させ出側空間に負圧が作用させる。このとき、吸引によって出側空間の気体ともに出側空間に残留するインクが吸引されても、上述のようなスリットが形成された隔壁を備えることによって入側空間内のインクが出側空間に移動し難く、メインタンクからサブタンクの入側空間内に供給されたインクがすぐに出側空間に移動することを抑制できる。このように、入側空間から出側空間へのインクの移動を抑制することで、サブタンク内の気体を除去する吸引動作で気体と共に吸引装置に吸引されるインクの量を抑制でき、インクの消耗を抑制することができる。
しかし、スリットによってインクが移動し難い構成であっても、出側空間に移動する。このため、入側空間内のインクが隔壁の上端の高さまで充填されるまでの間もインクが排出され、充填するまでに時間がかかるという不具合や、ヘッド部に供給されたインクを破棄する構成ではインクの消費量の増大に繋がる。
In the configuration of this
However, even if the ink is difficult to move by the slit, it moves to the exit space. For this reason, the ink is discharged until the ink in the entry side space is filled up to the height of the upper end of the partition wall, and it takes time to fill the ink, and the ink supplied to the head unit is discarded. This leads to an increase in ink consumption.
このようなスリットを設けず、インク収容部内にインクが充填され、インクの液面が隔壁の上端よりも低いときには供給流路に流入せず、隔壁の上端よりも高い位置に達すると、インクが供給流路に流入する比較例1の構成を図12に示す。
図12は、比較例1の記録ヘッド1の概略説明図である。
Without providing such a slit, the ink container is filled with ink, and when the ink level is lower than the upper end of the partition wall, it does not flow into the supply channel, and when the ink reaches a position higher than the upper end of the partition wall, The configuration of Comparative Example 1 flowing into the supply flow path is shown in FIG.
FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of the
比較例1の記録ヘッド1は、実施例1の記録ヘッド1と同様に、サブタンク4のタンクケース21には、インク収容部22の底面から延びる(立ち上がる)隔壁202によって仕切られて、インク収容部22からインク供給ポート14へ向かうインクが通過する供給流路24が設けられている。また、隔壁202の上端202aはサブタンク4の内部空間(インク収容部22及び供給流路24)の天井部(天面22a及び供給流路24の上端)よりも低い。そして、隔壁202の上端202aとサブタンク4の内部空間の天井部との隙間によって形成される連通路206でインク収容部22と供給流路24とが連通する構成を備えている。
そして、比較例1の記録ヘッド1は、仕切り壁205を備えていない点と、連通路206近傍の流路の形状とが実施例1の記録ヘッド1と相違する。
Similar to the
The
比較例1の記録ヘッド1のサブタンク4は、実施例1の記録ヘッド1と同様に、隔壁202を備え、インク収容部22から供給流路24に向かうインクは、必ず連通路206を通過する構成となっている。このため、インク収容部22内のインクが隔壁202の上端202aの高さまで充填されるまでの間は、ヘッド部2へのインクの流出は無い。このため、上記特許文献1に記載の構成に比べて、充填するまでに時間を短縮することができ、さらに、ヘッド部に供給されたインクを破棄する構成ではインクの消費量を抑制することができる。
Similar to the
しかし、比較例1の記録ヘッド1では、気泡を含んだインクがヘッド部2に供給されることがあった。この原因について図13を用いて説明する。
図13は、比較例1の記録ヘッド1において、インク収容部22内のインクが隔壁202の上端202aの高さまで充填された状態の連通路206周辺の拡大説明図である。
サブタンク4内が空の状態からインクIの充填され、インク収容部22内のインクIが隔壁202の上端202aより高い位置に達すると、図13に示すようにインクIが連通路206を通過して供給流路24に流入する。このとき、連通路206を通過するインクIは、図13中の矢印Fで示すように水平方向に移動するが、その水平方向に移動するインクIの上方の図中Gで示す領域には空気が存在する。図13に示すように、インクIの移動方向に沿うように空気が存在することで、インクIの移動に伴ってインクIと接する空気も図13中の矢印F´で示すように水平方向へ移動する。その後、連通路206を通過したインクIが供給流路24に落下すると、インクIと共に空気も落下し、インクIと空気とが混ざり合って気泡G1を含んだインクIが供給流路24内に供給され、供給流路出口24eからヘッド部2へと供給される。
ヘッド部2に気泡G1を含んだインクIが供給され液室12内に気泡G1が進入すると、所定量の加圧を行ったときのインクIの吐出量にバラツキが生じ、ヘッド部2からのインク滴の吐出が不安定になる。
However, in the
13 is an enlarged explanatory view of the periphery of the
When the
When the ink I containing the bubble G1 is supplied to the
このような問題に対して、実施例1の記録ヘッド1は、インク収容部22内の隔壁202寄りの天面22aから下方に延在するように配置された仕切り壁205を備えている。図7は、実施例1の記録ヘッド1において、インク収容部22内に充填されたインクIが連通路206を通過し始めた状態を示す、連通路206周辺の拡大図である。
For such a problem, the
図7に示すように、仕切り壁205の下端205aは、隔壁202の上端202aよりも低い位置にある。このため、メインタンク5からインク収容部22内へインクIが供給され、インクIが仕切り壁205の下端205aより高い位置に達すると、仕切り壁205と隔壁202との隙間によって形成される隔壁手前流路207の流路入口207aはインクIによって断面全体が満たされる。その後、インク収容部22内にさらにインクIが供給されることで隔壁手前流路207内のインクIの液表面Ifは上昇し、液表面Ifは、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24によって形成される逆U字形状の液体収容タンク排出流路内を進行する。
As shown in FIG. 7, the
流路入口207aから液表面Ifまでの液体収容タンク排出流路は、隙間なくインクIで満たされており、液表面Ifでは表面張力が作用するため、液表面Ifには流路断面に略一致する表面を維持しようとする作用が働く。
このような実施例1の記録ヘッド1では、流路入口207aの断面全体が液体で満たされた後は、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24内の空気は液表面によって押され、ヘッド部2内の共通液室13へと排出される。すなわち、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24内では液表面Ifによって空気が存在する領域とインクIが存在する領域とに分けられた状態となる。このため、空気とインクIとが混ざり合うことで生成される気泡G1を含んだインクIが生成されること防止できる。これにより、気泡G1を含んだインクIが共通液室13に供給されることを防止できるため、インクI内の気泡G1に起因してヘッド部2からのインク滴の吐出量にバラツキが生じることを防止できる。
The liquid storage tank discharge flow path from the
In the
また、この構成では、液表面Ifが供給流路24の供給流路出口24eに到達するまでは、ヘッド部2内の共通液室13には空気のみが供給され、液表面Ifが供給流路出口24eに到達した後はインクIのみが供給される。このため、最初に供給される空気はヘッド部2から排出し、後から供給されるインクIで共通液室13が満たされた状態とすることで、ヘッド部2の共通液室13内をインクIで満たすことが出来る。
このように、実施例1の記録ヘッド1では、ヘッド部2からの吐出量にバラツキが生じることを防止できるため、ヘッド部2からの安定したインク滴の吐出を行うことが出来る。
Further, in this configuration, until the liquid surface If reaches the supply flow path outlet 24e of the
As described above, in the
また、比較例1の記録ヘッド1では、インク収容部22内のインクIが連通路206を通過して供給流路24に流入し始めた後も、インク収容部22内のインクIの上方に存在する空気は連通路206に向かって移動可能である。このため、インクIが連通路206を通過するときに領域Gに存在する空気を巻き込んで気泡G1を含有するインクIが生成されると、インク収容部22から連通路206へはインクIだけでなく、その上方にある空気も供給される。よって、比較例1の記録ヘッド1は、インク収容部22内がインクIで満たされるまでの間、気泡G1の原因となる空気が連通路206に向けて供給され得る構成である。
Further, in the
一方、実施例1の記録ヘッド1では、インク収容部22内のインクIによって流路入口207aの断面全体が満たされると、図1中の仕切り壁205よりも左側に存在する連通路206に向かって移動することができなくなる。このため、インク収容部22内のインクIが仕切り壁205の下端205aの高さまで到達した後は、連通路206に向けて移動する空気は隔壁手前流路207内の空気だけであり、気泡G1の原因となる空気が連通路206に向けて供給され続けることを防止できる。
このため、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24内で空気が存在する領域とインクIが存在する領域とを仕切る液表面Ifが何らかの原因によって維持できずに空気とインクIが混ざる状態となったとしても、インクIに含有される気泡G1の量を最小限に抑制することが出来る。
On the other hand, in the
For this reason, the liquid surface If separating the area where the air exists and the area where the ink I exists in the
また、図4(b)に示すように、実施例1の記録ヘッド1では、隔壁手前流路207の流路断面は四角の形状となっており、これは、供給流路24の流路断面と同じ形状としている。また、実施例1の記録ヘッド1では、隔壁手前流路207及び供給流路24の水平断面は、幅方向(図1及び図4中の左右方向)の長さを3[mm]、奥行き方向(図1中の手前奥方向、図4中の上下方向)の長さを9[mm]に設定している。さらに、連通路206の高さ方向の長さを3[mm]、奥行き方向の長さを9[mm]に設定している。すなわち、液体収容タンク排出流路の流路断面の面積を一定に設定している。
これにより、流路入口207aから隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24を経由して供給流路出口24eに至るまでのインクIの流路である液体収容タンク排出流路が、流路断面積が急激に大きくならないように形成されている。流路断面積が急激に広くなる箇所があると、その箇所を通過するときに液体であるインクIが拡散し、空気と混ざって気泡G1を含んだ状態となるおそれがある。これに対して、流路断面積が急激に広くならないように形成することで、インクI内に気泡G1が含有されることを防止できる。
また、実施例1の記録ヘッド1を備えたプリンタ100では、インク充填動作時及び気泡排出動作時のメインタンク5からサブタンク4へのインクの単位時間当たりの供給量は、2[ml/s]程度である。
Further, as shown in FIG. 4B, in the
As a result, the liquid storage tank discharge flow path that is the flow path of the ink I from the
In the
また、図1及び図7に示すように、実施例1の記録ヘッド1では、流路入口207aから隔壁手前流路207及び連通路206を経由して供給流路24に至るまでのインクIの流路は、角のない逆U字形状となっている。
流路入口207aを通過したインクIは、隔壁手前流路207では上方に移動し、連通路206では水平方向に移動し、供給流路24では下方に移動する。このような構成で、流路の方向が直角方向に変化する位置で、流路に角があると、その部分で流路断面積が急激に広くなり、角を通過するときに液体であるインクIが拡散し、空気と混ざって気泡G1を含んだ状態となるおそれがある。これに対して、実施例1の記録ヘッド1のように、流路入口207aから供給流路24に至るまでの流路を角のない逆U字形状とすることで、角のような流路断面積が急激に広くなることがなく、インクI内に気泡G1が含有されることを防止できる。
As shown in FIGS. 1 and 7, in the
The ink I that has passed through the
〔実施例2〕
次に、本発明の特徴部を備えた液体吐出ヘッドユニットである記録ヘッド1の二つ目の実施例(以下、実施例2と呼ぶ)について図面を用いて説明する。
図8は実施例2の記録ヘッド1の概略説明図であり、図9は、図8に示す記録ヘッド1の水平断面の断面図である。図9(a)は、図8中のA−A断面の断面図であり、図9(b)は、図8中のB−B断面の断面図である。また、図10は、図8及び図9に示す記録ヘッド1の側方断面図であり、図10(a)は、図8及び図9中のC−C断面の断面図であり、図10(b)は、図8及び図9中のD−D断面の断面図である。
また、図8は、図9及び図10中のH−H断面の正面断面図である。図9及び図10中のE−E断面の断面図は、図1に示す実施例1の正面断面図に対してインク収容部22(実施例2では、第二インク収容部22e)の上方にサブタンク供給口27及びタンク上部連通路26が設けられていない点で異なるのみであるので図示は省略する。
[Example 2]
Next, a second embodiment (hereinafter referred to as a second embodiment) of the
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram of the
FIG. 8 is a front sectional view of the HH section in FIGS. 9 and 10. 9 and 10 are cross-sectional views taken along the line E-E above the ink storage portion 22 (second
実施例2の記録ヘッド1は、サブタンク4の内部空間のうち、インク収容部22が、第一インク収容部22d、第二インク収容部22e及びインク溜まり室204の三つに空間的に仕切られている点で実施例1の記録ヘッド1と相違する。他の構成は共通し、同じ符号の各部材は同様の機能を有するものである。また、図5を用いて説明したインクの充填動作や、図6を用いて説明した気泡排出動作の動作フローも実施例1と同様である。
In the
以下、実施例2の記録ヘッド1の実施例1の記録ヘッド1と相違する点について説明する。
図8乃至図10に示すように、実施例2の記録ヘッド1は、インク収容部22が、第一インク収容部22d、第二インク収容部22e及びインク溜まり室204の三つに空間的に仕切られている。また、実施例2では、隔壁手前流路207はインク溜まり室204の上部の空間である。
第一インク収容部22dと第二インク収容部22eとは、インクフィルタ20によって仕切られており、第一インク収容部22dとインク溜まり室204とは、遮蔽壁208によって仕切られている。
メインタンク5から供給されるインクが流入するサブタンク供給口27は第一インク収容部22dの天面22aに設けられている。このため、インク収容部22内に供給されたインクは、図9中の矢印Jで示すように第一インク収容部22dからインクフィルタ20を通過しないと第二インク収容部22eやインク溜まり室204に流入することは出来ない構成である。インクフィルタ20は、インクに含まれている異物を濾過するためのものである。
Hereinafter, differences of the
As shown in FIGS. 8 to 10, in the
The
A sub
B−B断面のように、サブタンク4の上部では、第二インク収容部22eとインク溜まり室204(隔壁手前流路207)とは、図9(b)に示すように仕切り壁205によって空間的に仕切られているが、仕切り壁205の下端205aよりも下方は図9(a)で示すように連通する。
インク溜まり室204と第二インク収容部22eとの連通は、高さ方向で仕切り壁205の下端までとなっており、隔壁202の上端202aより低い位置となっている。
第一インク収容部22dからインクフィルタ20を通過して第二インク収容部22eに流入したインクは、第二インク収容部22eとインク溜まり室204とによって形成される空間に充填される。このため、第二インク収容部22eとインク溜まり室204との内部では、インクがそれぞれ同じ高さで溜まっていく。
As shown in the BB cross section, in the upper part of the
The communication between the
The ink that has passed through the
第二インク収容部22eとインク溜まり室204とでは、インクが下側から溜まり、仕切り壁205の下端205aに到達するまでは、同じ高さで溜まっていく。インクが仕切り壁205の下端205aまで到達すると、隔壁手前流路207の流路断面の全体がインク溜まり室204のインクによって満たされる。
第一インク収容部22dにインクが供給されつづけることで、第二インク収容部22eにもインクが供給されつづけることで、隔壁手前流路207内の液表面が上昇する。その後は、実施例1と同様に、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24内の空気は液表面によって押され、ヘッド部2内の共通液室13へと排出される。これにより、気泡を含んだインクがヘッド部2に供給されることを防止できるため、インク内の気泡に起因してヘッド部2からのインク滴の吐出量にバラツキが生じることを防止できる。
In the second
By continuing to supply ink to the first
ここで、実施例2と同様にインクフィルタ20を備える構成で、実施例2の記録ヘッド1が備える仕切り壁205及びインク溜まり室204を備えない比較例2の構成を図14に示す。
図14は比較例2の記録ヘッド1の概略説明図であり、図15は、図14に示す記録ヘッド1の水平断面の断面図である。図15(a)は、図14中のA−A断面の断面図であり、図15(b)は、図14中のB−B断面の断面図である。また、図16は、図14及び図15に示す記録ヘッド1の側方断面図であり、図14及び図15中のC−C断面の断面図である。
また、図14は、図15及び図16中のH−H断面の正面断面図である。図15及び図16中のE−E断面の断面図は、図12に示す比較例1の正面断面図に対してインク収容部22(実施例2では、第二インク収容部22e)の上方にサブタンク供給口27及びタンク上部連通路26が設けられていない点で異なるのみであるので図示は省略する。
Here, FIG. 14 shows a configuration of the second comparative example that includes the
14 is a schematic explanatory view of the
FIG. 14 is a front sectional view of the HH section in FIGS. 15 and 16. 15 and FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line E-E above the ink container 22 (
比較例2の記録ヘッド1は、インク溜まり室204を備えていないため、遮蔽壁208と隔壁202とが一体となっている。
比較例2の記録ヘッド1では、第一インク収容部22dからインクフィルタ20を通過したインクは、第二インク収容部22eに流入し、第二インク収容部22e内に下から溜まっていく。第二インク収容部22e内のインクが隔壁202の上端202aより高い位置に達すると、図13を用いて説明した比較例1と同様にインクが連通路206を通過して供給流路24に流入する。このため、比較例1と同様に、インクと空気とが混ざり合って気泡を含んだインクが供給流路24内に供給され、供給流路出口24eからヘッド部2へと供給される。
Since the
In the
また、第二インク収容部22eから供給流路24に向かうインクの流路である連通路206は、図16に示すように流路断面積が狭くなっている。このような流路断面積が狭い連通路206を通過したインクが供給流路24に流入すると、流路断面積が急激に広がるため、インクが拡散し、より気泡を含有し易くなる。
Further, as shown in FIG. 16, the
一方、実施例2の記録ヘッド1では、隔壁手前流路207の下端(流路入口207a)から連通路206までのインクの流路の断面形状は四角の形状で供給流路24と同じ形状となっている。これにより、インク溜まり室204にインクが溜まって、流路入口207aでインクが隔壁手前流路207の流路断面の全体に満たされ、その状態を保ったまま供給流路24及びインク供給ポート14にインクが気泡を混入することなく満たされることになる。
このような構成により、流路断面積が急激に大きくなることが無く、インクが拡散して発生するような気泡を抑えることができ、流路内に気泡が残留することを防止できる。
On the other hand, in the
With such a configuration, the cross-sectional area of the flow path does not increase rapidly, bubbles that are generated by ink diffusion can be suppressed, and bubbles can be prevented from remaining in the flow path.
また、実施例2の記録ヘッド1では、インクフィルタ20を通過したインクが第二インク収容部22e及びインク溜まり室204に溜まってから、隔壁手前流路207に流入する。インクフィルタ20は、ある程度の流体抵抗があるため、サブタンク供給口27から第一インク収容部22d内にインクが供給されるときの勢いでの液面の変動が伝播し難い。このため、隔壁手前流路207に流入したインクの液表面を安定した表面とすることができ、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24内の空気をより確実にインクの液表面によって押し出すことが出来る。
In the
実施例2の記録ヘッド1では、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24の断面形状は同じである。これらの流路断面の具体的数値の一例は、3[mm]×9[mm]の長方形である。また、実施例2の記録ヘッド1のインク収容部22は、水平面が58[mm]×9[mm]の長方形で、高さが19[mm]である。さらに、インク収容部22の底面から隔壁202の上端202aまでの距離は16[mm]であり、仕切り壁205の下端205aまでの距離は13[mm]である。また、実施例2の記録ヘッド1を備えたプリンタ100では、インク充填動作時及び気泡排出動作時のメインタンク5からサブタンク4へのインクの単位時間当たりの供給量は、2[ml/s]程度である。
In the
〔変形例〕
次に、実施例1及び実施例2の記録ヘッド1に適用可能な変形例について説明する。
図11は、変形例の記録ヘッド1の概略説明図である。
変形例の記録ヘッド1は、ヘッド部2のインク供給ポート14に繋がる供給流路24が、インクが隔壁202を乗り越えて流入する上端部から供給流路出口24eに向かって流路断面積が連続的になだらかに小さくなっている。このような構成により、供給流路24内を流れるインクの流速が隔壁202の上端202a側から供給流路出口24eに向かって、速くなる。
流速が速いほど気泡排出に適しているが、流路断面積が同じ場合は、流速が速いとそれだけ廃棄されるインクの量が多くなることから、流路断面積を小さくすることで同じ流速を確保した場合、廃棄されるインクを減らすことができる。
変形例の記録ヘッド1では、低い圧力でも流速が稼ぐことができるので、廃棄するインクの量が少ない量でインクの充填およびサブタンク4の流路内の気泡排出が効率よく行われることが可能となる。
[Modification]
Next, modified examples applicable to the recording heads 1 of the first and second embodiments will be described.
FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of a
In the
The higher the flow rate, the better the bubbles are discharged.However, if the flow path cross-sectional area is the same, the higher the flow speed, the more ink is discarded. If secured, the amount of ink discarded can be reduced.
In the
上述した実施形態のプリンタ100は、インク搬送系が記録ヘッド1の排出流路25から排出されたインクを廃液タンク6に搬送する構成であるがこれに限るものではない。実施例1及び実施例2で説明した本発明の特徴部を備えた記録ヘッド1を備えるプリンタ100としては、インク搬送系が排出流路25から排出されたインクをメインタンク5に搬送する構成であってもよい。
また、上述した実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ/ファックス/コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。
In the
In the above-described embodiments, the present invention has been described with reference to an example in which the present invention is applied to an image forming apparatus having a printer configuration. However, the present invention is not limited to this, and as described above, for example, image forming such as a printer / fax / copier multifunction machine The present invention can be applied to an apparatus, and can also be applied to an image forming apparatus using a liquid other than the narrowly defined ink or a fixing processing liquid.
以上、本実施形態の液体吐出ヘッドユニットである記録ヘッド1は、液体であるインクをインク滴として吐出する複数のノズル孔11と、複数のノズル孔11に供給するインクが通過する共通液室13とを備えるヘッド部2と、ヘッド部2に供給するインクを収容する液体収容タンクであるサブタンク4とを有する。このサブタンク4の内部空間は、その底部から上方に延在するように配置された隔壁202によって、ヘッド部2に供給するインクを収容する液体収容部であるインク収容部22と、インク収容部22から共通液室13に供給されるインクが通過する供給流路24とに空間的に仕切られている。隔壁202の上端202aはサブタンク4の内部空間の天井部である天面22a及び供給流路24の上端よりも低い。そして、隔壁202の上端202aとサブタンク4の内部空間の天井部との隙間によって形成される連通路206でインク収容部22と供給流路24とが連通する構成である。そして、記録ヘッド1は、インク収容部22内の隔壁202寄りの天面22aから下方に延在し、の下端205aの位置は隔壁202の上端202aの位置よりも低い位置となるように配置された仕切り壁205を備える。このような構成により、仕切り壁205の下端205aと隔壁202との隙間を流路入口207aとし、仕切り壁205と隔壁202との隙間によってインク収容部22から連通路206に向かって流れるインクの流路となる隔壁手前流路207が形成される。そして、流路入口207aから、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24を経由して供給流路24の共通液室13と連通する供給流路出口24eに至るまでのインクの流路である液体収容タンク排出流路が逆U字形状となっている。
仕切り壁205の下端205aが、隔壁202の上端202aよりも低い位置にあるため、メインタンク5からインク収容部22内へインクが供給され、インクが仕切り壁205の下端205aより高い位置に達すると、仕切り壁205と隔壁202との隙間によって形成される隔壁手前流路207の流路入口207aはインクによって断面全体が満たされる。その後、インク収容部22内にさらにインクが供給されることで隔壁手前流路207内の液表面は上昇する。その後、インク収容部22内にさらにインクが供給されることで、この液表面は、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24によって形成される逆U字形状の液体収容タンク排出流路内を進行する。
流路入口207aから液表面までの液体収容タンク排出流路は、隙間なくインクで満たされた状態となり、インクの液表面では表面張力が作用するため、液表面には流路断面に略一致する表面を維持しようとする作用が働く。
この作用により、インクの液表面が連通路206にあるときには、液表面を境に横方向に液体と気体が存在する状態となろうとし、液表面が供給流路24にあるときには、液表面を境に気体の上方に液体が存在する状態となろうとする。しかし、空気に対してインクが横方向や上方に液体がある状態では、インクの自重によって流路内を垂れて、流路断面に略一致する液表面を崩して空気側に流入しようとする作用が働く。このため、液表面が液体収容タンク排出流路内を進行する速度が遅いと、インクが自重によって流路内を垂れて液表面を維持できなくなり、インクが空気側に流入することでインクと空気とが混合するおそれがある。これに対して、インクが自重によって流路内を垂れる速度よりも速い速度で液表面を進行させることによって連通路206や供給流路24でも液表面を維持することが出来る。このため、メインタンク5からインク収容部22への単位時間当たりのインクの供給量が多いほど、流路の断面積が狭いほど、液表面を維持し易くなる。
As described above, the
Since the
The liquid storage tank discharge flow path from the
Due to this action, when the liquid surface of the ink is in the
このような構成では、流路入口207aの断面全体が液体で満たされた後は、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24内の空気は液表面によって押され、ヘッド部2内へと排出される。すなわち、隔壁手前流路207、連通路206及び供給流路24内では液表面によって空気が存在する領域とインクが存在する領域とに分けられた状態となる。このため、空気とインクとが混ざり合うことで生成される気泡を含んだインクが生成されること防止でき、気泡を含んだインクがヘッド部2に供給されることを防止できるため、インク内の気泡に起因してヘッド部2からの液滴の吐出量にバラツキが生じることを防止できる。これにより、インクを初期充填する際にサブタンク4内のインク収容部22及び各流路に気泡が残留することなくインクの充填が行え、インクの消費量を抑え、かつ安定的にヘッド部2へインクを供給することができる。
また、この構成では、液表面が供給流路出口24eに到達するまでは、ヘッド部2内の流路には空気のみが供給され、液表面が供給流路出口24eに到達した後はインクのみが供給される。このため、最初に供給される空気はヘッド部2から排出し、後から供給されるインクでヘッド部2内の流路が満たされた状態とすることで、ヘッド部2内の流路内をインクで満たすことが出来る。
よって、本実施形態の記録ヘッド1では、ヘッド部2からの吐出量にバラツキが生じることを防止できるため、ヘッド部2からの安定した液滴の吐出を行うことが出来る。
In such a configuration, after the entire cross section of the
In this configuration, only air is supplied to the flow path in the
Therefore, in the
また、実施例2の記録ヘッド1では、流路入口207aにインクが到達する前にインクが溜まるインク溜まり室204を備えている。インク充填時、サブタンク4のインク収容部22から供給流路24に流れ込むときに、一旦インク溜まり室204にインクが収容され、下側から徐々にインクが溜まった後に隔壁202を越えて供給流路24にインクが流れ込む。このため、流路断面積に急激な変化がないのでインクが淀みなく流れて、気泡が発生しにくくなる。サブタンク4内に気泡が大量に残ってしまうとサブタンク4内の圧力(負圧)を一定範囲内に保持することができなくなる。これに対して、本実施形態の記録ヘッド1は、サブタンク4での気泡の残留を防止することで、負圧を維持できるとともに、気泡がヘッド部2に流れ込むのを防止できるため、サブタンク4のインクタンクとしての信頼性を向上することができる。
In addition, the
また、本実施形態の記録ヘッド1では、流路入口207aから隔壁手前流路207及び連通路206を経由して供給流路24に至るまでのインクの流路は、逆U字形状となっている。この流路に角があると、その部分で流路断面積が急激に広くなり、角を通過するときにインクが拡散し、空気と混ざって気泡を含んだ状態となるおそれがある。本実施形態のように、液体収容タンク排出流路を角のない逆U字形状とすることで、角を有する流路のような流路断面積が急激に広くなることがなく、インク内に気泡が含有されることを防止できる。また、逆U字になっていることにより、U字中央となる隔壁202の上端202aを乗り越えるまで、ヘッド部2にインクが供給されず、また、インクが流路断面を満たした状態を保持しながら一気に流れ込むため、インク充填が完了するまでに、ヘッド部2に流れて廃棄されてしまうインクの量を低減することができる。
In the
また、本実施形態の記録ヘッド1の、流路入口207aから隔壁手前流路207及び連通路206を経由して供給流路24に至るまでのインクの流路としては、図11に示すように、上流側から下流側に向かって流路断面積が連続的に減少する形状であってもよい。図11に示す構成では、流路断面積がなだらかに小さくなっている。これにより、供給流路24内を流れるインクの流速が隔壁202の上端202aから供給流路出口24eに向かって、速くなる。それによって、低い圧力でも流速が稼ぐことができるので、廃棄するインクの量が少ない量でインクの充填およびサブタンク4の流路内の気泡排出が効率よく行われることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 11, the ink flow path from the
また、本実施形態のプリンタ100は、ヘッド部2からインク滴を吐出するインク吐出ヘッドユニットを備え、ヘッド部2から吐出されたインク滴が記録媒体である記録紙107に付着させることで画像を形成する画像形成装置である。このようなプリンタ100のインク吐出ヘッドユニットとして、実施例1や実施例2の記録ヘッド1を用いることで、ヘッド部2からの安定した液滴の吐出を行うことが出来るため、信頼性が向上し、画像品質を維持することができる。
In addition, the
1 記録ヘッド
2 ヘッド部
4 サブタンク
5 メインタンク
6 廃液タンク
11 ノズル孔
12 液室
13 共通液室
14 インク供給ポート
15 インク排出ポート
20 インクフィルタ
21 タンクケース
22 インク収容部
22a 天面
22d 第一インク収容部
22e 第二インク収容部
23 フィルム部材
24 供給流路
24e 供給流路出口
25 排出流路
51 インク供給管
52 インク供給ポンプ
53 インク排出管
54 インク排出バルブ
55 大気開放管
100 プリンタ
202 隔壁
204 インク溜まり室
205 仕切り壁
206 連通路
207 隔壁手前流路
208 遮蔽壁
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容タンクとを有し、
該液体収容タンクの内部空間は、その底部から上方に延在するように配置された隔壁によって、上記ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容部と、該液体収容部から該共通液室に供給される液体が通過する供給流路とに空間的に仕切られ、
該隔壁の上端は該液体収容タンクの内部空間の天井部よりも低く、該隔壁の上端と該液体収容タンクの内部空間の天井部との隙間によって形成される連通路で該液体収容部と該供給流路とが連通する構成の液体吐出ヘッドユニットにおいて、
該液体収容部内の上記隔壁寄りの天井部から下方に延在し、その下端の位置が上記隔壁の上端の位置よりも低い位置となるように配置された仕切り壁を備え、
該仕切り壁の下端と該隔壁との隙間を流路入口とし、該仕切り壁と該隔壁との隙間によって該液体収容部から該連通路に向かって流れる液体の流路となる隔壁手前流路が形成され、
該流路入口から、該隔壁手前流路、該連通路及び該供給流路を経由して該供給流路の上記共通液室と連通する供給流路出口に至るまでの液体の流路である液体収容タンク排出流路が逆U字形状となっていることを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。 A head unit including a plurality of nozzles that discharge liquid as droplets, and a common liquid chamber through which the liquid supplied to the plurality of nozzles passes;
A liquid storage tank for storing a liquid to be supplied to the head portion;
The internal space of the liquid storage tank includes a liquid storage portion for storing the liquid to be supplied to the head portion, and a liquid storage portion from the liquid storage portion to the common liquid chamber by a partition wall arranged so as to extend upward from the bottom thereof. It is spatially partitioned from the supply flow path through which the liquid to be supplied passes,
The upper end of the partition wall is lower than the ceiling part of the internal space of the liquid storage tank, and the liquid storage part and the liquid are formed in a communication path formed by a gap between the upper end of the partition wall and the ceiling part of the internal space of the liquid storage tank. In the liquid discharge head unit configured to communicate with the supply flow path,
A partition wall that extends downward from the ceiling portion near the partition in the liquid storage portion and is arranged so that the position of the lower end is lower than the position of the upper end of the partition,
A gap between the lower end of the partition wall and the partition wall serves as a flow path inlet, and a flow path in front of the partition wall serving as a flow path of liquid flowing from the liquid storage portion toward the communication path is formed by the gap between the partition wall and the partition wall. Formed,
A liquid flow path from the flow path inlet to the supply flow path outlet communicating with the common liquid chamber of the supply flow path via the flow path in front of the partition, the communication path, and the supply flow path. A liquid discharge head unit, wherein the liquid storage tank discharge channel has an inverted U shape.
上記液体収容タンク排出流路は、上流側から下流側に向かって流路断面積が連続的に減少する形状であることを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。 In the liquid discharge head unit according to claim 1 or 2,
The liquid discharge head unit, wherein the liquid storage tank discharge channel has a shape in which a channel cross-sectional area continuously decreases from the upstream side toward the downstream side.
該ヘッド部から吐出されたインク滴が記録媒体に付着させることで画像を形成する画像形成装置において、
上記インク吐出ヘッドユニットとして、請求項1または2の液体吐出ヘッドユニットを用いることを特徴とする画像形成装置。 An ink discharge head unit that discharges ink droplets from the head unit is provided.
In an image forming apparatus for forming an image by causing ink droplets ejected from the head portion to adhere to a recording medium,
An image forming apparatus using the liquid discharge head unit according to claim 1 or 2 as the ink discharge head unit.
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JP2007136705A (en) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Fuji Xerox Co Ltd | Filter device and liquid droplet jet device |
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2010
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