JP2012218358A - Ink supply system and recording apparatus including the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink supply system including a mechanism capable of satisfactorily performing a circulation operation, and to provide a recording apparatus including the ink supply system.SOLUTION: The ink supply system includes: a first liquid chamber 101 provided in a recording head 100; a second liquid chamber 110; and a diaphragm pump 121. The ink supply system includes: a flow path 135 for communicating the first liquid chamber 101 with the diaphragm pump 121; a flow path 137 for communicating the diaphragm pump 121 with the second liquid chamber 110; and a flow path 136 for communicating the second liquid chamber 110 with the first liquid chamber 101. The ink supply system circulates an ink to the first liquid chamber 101, the flow path 135, the diaphragm pump 121, the flow path 137, the second liquid chamber 110, the flow path 136, and the first liquid chamber 101 in order by a drive force of the diaphragm pump 121. When the flow path resistance of the flow path 135 is defined as H, the flow path resistance of the flow path 137 is defined as H, and the flow path resistance of the flow path 136 is defined as H, the ink supply system satisfies a relation of H>|H-H|.

Description

本発明は、記録ヘッドを含む循環路にインクを循環させる機構を備えたインク供給系およびこれを備えた記録装置に関する。   The present invention relates to an ink supply system including a mechanism for circulating ink in a circulation path including a recording head, and a recording apparatus including the ink supply system.

インクジェット記録装置（以下、単に「記録装置」ともいう。）は、用紙のような記録媒体を横切って往復運動するキャリッジに搭載されるインクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」ともいう。）を利用することが多い。一般的な記録装置では、記録ヘッドの往復運動に伴って、記録ヘッドが吐出口から記録媒体にインク滴を吐出するインク吐出動作（記録動作）を行う。これにより、記録媒体上にイメージや文字が形成される。記録ヘッドへのインクの補給は、インクを収容したインク補給容器（以下、「インクタンク」という。）からなされる。   An ink jet recording apparatus (hereinafter also simply referred to as “recording apparatus”) is an ink jet recording head (hereinafter also simply referred to as “recording head”) mounted on a carriage that reciprocates across a recording medium such as paper. Often used. In a general recording apparatus, as the recording head reciprocates, the recording head performs an ink discharge operation (recording operation) in which ink droplets are discharged from a discharge port onto a recording medium. Thereby, an image or a character is formed on the recording medium. Ink is supplied to the recording head from an ink supply container (hereinafter referred to as “ink tank”) that contains ink.

一般的な記録装置は、交換可能な搭載される接続部を有する。このような記録装置では、インクタンク内のインクは、該インクタンクの接続部に接続された柔軟性を有する中空の流体導管を経由して記録ヘッドに補給される。記録ヘッドは吐出口が重力方向下向きとなるように記録装置に搭載される。記録装置に搭載された記録ヘッドの内部の圧力は、インクが吐出口内にメニスカスを形成した状態で留まるように、所定の微負圧に保たれる。なお、本明細書では、大気圧より高い圧力を正圧、大気圧より低い圧力を負圧と言うこととする。   A general recording device has a replaceable mounting portion. In such a recording apparatus, the ink in the ink tank is replenished to the recording head via a flexible hollow fluid conduit connected to the connection portion of the ink tank. The recording head is mounted on the recording apparatus so that the discharge port faces downward in the gravity direction. The pressure inside the recording head mounted on the recording apparatus is kept at a predetermined slight negative pressure so that the ink remains in a state where a meniscus is formed in the ejection port. In the present specification, a pressure higher than the atmospheric pressure is referred to as a positive pressure, and a pressure lower than the atmospheric pressure is referred to as a negative pressure.

記録ヘッド内に空気が混入している場合、記録装置に不具合が発生することがある。たとえば、記録ヘッド内の空気が吐出口内に導かれた場合、記録装置のインク吐出動作の際に吐出口からインク滴が吐出されない場合がある。また、空気は温度が高くなると膨張するため、記録ヘッド内を所定の微負圧にしようとしても、記録ヘッド内の空気が膨張することにより、記録ヘッド内が正圧になることがある。この場合、吐出口内でのインクのメニスカスが維持されず、インクが吐出口から漏れ出てしまう。   When air is mixed in the recording head, a problem may occur in the recording apparatus. For example, when air in the recording head is guided into the ejection port, ink droplets may not be ejected from the ejection port during the ink ejection operation of the recording apparatus. Further, since the air expands as the temperature rises, even if an attempt is made to make the recording head have a predetermined slight negative pressure, the air in the recording head may expand, resulting in a positive pressure in the recording head. In this case, the meniscus of the ink in the ejection port is not maintained, and the ink leaks from the ejection port.

記録ヘッド内への空気の混入はたとえば以下のような場合に発生する。
・インクタンクを交換する際に記録装置本体の接続部が大気に開放される場合
・空気が流体導管などのインクの流路を形成する物質そのものを長時間かけて透過する場合
・インク自体に溶存する空気が周囲条件の変化に伴い集積する場合
・インク吐出の際に吐出口から空気が入り込む場合
・記録ヘッド内の空気が温度の下降により収縮し、記録ヘッド内が大きな負圧となり、吐出口内でのインクのメニスカスが破壊される場合
記録ヘッド内の空気を除去する技術が、特許文献１に開示されている。 The entry of air into the recording head occurs, for example, in the following cases.
・ When the connection part of the recording device is opened to the atmosphere when replacing the ink tank ・ When the air permeates the substance forming the ink flow path such as a fluid conduit over a long period of time ・ Dissolves in the ink itself When air that accumulates with changes in ambient conditions ・ Air enters from the ejection port during ink ejection ・ Air in the recording head contracts due to a drop in temperature, resulting in a large negative pressure in the recording head, In the case where the ink meniscus is destroyed, a technique for removing the air in the recording head is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707.

図１０は特許文献１に記載されたヘッドカートリッジ１の概略構成図である。ヘッドカートリッジ１は、記録ヘッド２と、インクタンク３と、インクタンク３から記録ヘッド２にインクを送るための供給管路４と、記録ヘッド２からインクタンク３にインクを戻すための還流管路５と、を有する。また、還流管路５には送液ポンプ６が設けられている。   FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the head cartridge 1 described in Patent Document 1. In FIG. The head cartridge 1 includes a recording head 2, an ink tank 3, a supply line 4 for sending ink from the ink tank 3 to the recording head 2, and a reflux line for returning ink from the recording head 2 to the ink tank 3. And 5. In addition, a liquid feed pump 6 is provided in the reflux line 5.

ヘッドカートリッジ１では、記録ヘッド２、還流管路５、インクタンク３、供給管路４により循環路が構成されている。ヘッドカートリッジ１では、送液ポンプ６を駆動させることにより、インクをこの循環路を循環させる泡循環動作を行う。記録ヘッド２内の空気は、この泡循環動作により、インクタンク３に送り出される。   In the head cartridge 1, the recording head 2, the reflux pipe 5, the ink tank 3, and the supply pipe 4 constitute a circulation path. In the head cartridge 1, the liquid feed pump 6 is driven to perform a bubble circulation operation for circulating the ink through this circulation path. The air in the recording head 2 is sent out to the ink tank 3 by this bubble circulation operation.

図１０に示したヘッドカートリッジ１では、インクタンク３が記録ヘッド２の近傍に設けられている。そのため、ヘッドカートリッジ１が記録装置のキャリッジに搭載される際には、記録ヘッド２のみならずインクタンク３もキャリッジに搭載される。そのため、記録装置におけるインク吐出動作時にキャリッジが重くなる。キャリッジが重くなることは、キャリッジの動作が鈍くなる要因となる。したがって、記録装置は、キャリッジにインクタンク３を搭載しない構成であることが望ましい。   In the head cartridge 1 shown in FIG. 10, the ink tank 3 is provided in the vicinity of the recording head 2. Therefore, when the head cartridge 1 is mounted on the carriage of the recording apparatus, not only the recording head 2 but also the ink tank 3 is mounted on the carriage. For this reason, the carriage becomes heavy during the ink ejection operation in the recording apparatus. The heavier carriage is a factor that slows the movement of the carriage. Therefore, it is desirable that the recording apparatus has a configuration in which the ink tank 3 is not mounted on the carriage.

図１１は、キャリッジにインクタンクを搭載しない構成を有する記録装置のインク供給系の概略構成図である。図１１に示したインク供給系では、キャリッジに搭載される記録ヘッド１００Ａから離れた位置にインクタンク２００Ａが設けられている。   FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an ink supply system of a recording apparatus having a configuration in which an ink tank is not mounted on a carriage. In the ink supply system shown in FIG. 11, an ink tank 200A is provided at a position away from the recording head 100A mounted on the carriage.

このインク供給系は、記録ヘッド１００Ａの内部の上側に設けられた第一液室１０１Ａと、所定の微負圧に保たれるように構成された第二液室１１０Ａと、を有している。第一液室１０１Ａと第二液室１１０Ａとは、流路１３６Ａにより連通されており、第二液室１１０Ａも第一液室１０１Ａと同様に所定の微負圧に保たれている。第一液室１０１Ａ内が所定の微負圧に保たれていると、吐出口１０５Ａ内においてインクのメニスカスが維持される。   This ink supply system has a first liquid chamber 101A provided on the upper side inside the recording head 100A, and a second liquid chamber 110A configured to be maintained at a predetermined slight negative pressure. . The first liquid chamber 101A and the second liquid chamber 110A are communicated with each other through a flow path 136A, and the second liquid chamber 110A is also maintained at a predetermined slight negative pressure, like the first liquid chamber 101A. When the inside of the first liquid chamber 101A is maintained at a predetermined slight negative pressure, the ink meniscus is maintained in the ejection port 105A.

また、第一液室１０１Ａと第二液室１１０Ａとは、流路１３５Ａおよび流路１３７Ａによっても接続されている。流路１３５Ａと流路１３７Ａとの間にはダイヤフラムポンプ１２１Ａが設けられている。ダイヤフラムポンプ１２１Ａは、流路１３５Ａ内のインクを矢印Ａ方向に流動させる。したがって、このインク供給系では、第一液室１０１Ａ、流路１３５Ａ、ダイヤフラムポンプ１２１Ａ、流路１３７Ａ、第二液室１１０Ａ、流路１３６Ａにより循環路が形成されている。このインク供給系では、ダイヤフラムポンプ１２１Ａを駆動させることにより、インクをこの循環路を循環させて泡循環動作を行う。このインク供給系では、泡循環動作により、第一液室１０１Ａ内の空気が第二液室１１０Ａ内に送り出される。   The first liquid chamber 101A and the second liquid chamber 110A are also connected by a flow path 135A and a flow path 137A. A diaphragm pump 121A is provided between the flow path 135A and the flow path 137A. Diaphragm pump 121A causes ink in flow path 135A to flow in the direction of arrow A. Accordingly, in this ink supply system, a circulation path is formed by the first liquid chamber 101A, the flow path 135A, the diaphragm pump 121A, the flow path 137A, the second liquid chamber 110A, and the flow path 136A. In this ink supply system, by driving the diaphragm pump 121A, the ink is circulated through the circulation path to perform the bubble circulation operation. In this ink supply system, the air in the first liquid chamber 101A is sent into the second liquid chamber 110A by the bubble circulation operation.

第一液室１０１Ａ内から第二液室１１０Ａ内に送り出された空気が第二液室１１０Ａ内に溜まると、吸引装置３３０Ａにより第二液室１１０Ａ内の空気を吸引する吸引動作を行う。このインク供給系では、吸引動作により第二液室１１０Ａ内の圧力が低くなると、インクタンク２００Ａから第二液室１１０Ａ内にインクが供給される。   When the air sent from the first liquid chamber 101A into the second liquid chamber 110A accumulates in the second liquid chamber 110A, a suction operation is performed to suck the air in the second liquid chamber 110A by the suction device 330A. In this ink supply system, when the pressure in the second liquid chamber 110A is lowered by the suction operation, ink is supplied from the ink tank 200A into the second liquid chamber 110A.

特開２００５−１２５６６７号公報JP 2005-125667 A

図１１に示したインク供給系では、泡循環動作中にも、吐出口１０５Ａ内のインクのメニスカスを維持するために、第二液室１１０Ａ内を所定の微負圧に保つ必要がある。   In the ink supply system shown in FIG. 11, the second liquid chamber 110A needs to be maintained at a predetermined slight negative pressure in order to maintain the meniscus of the ink in the ejection port 105A even during the bubble circulation operation.

泡循環動作中に、第二液室１１０Ａが所定の微負圧よりも低い圧力となると、インクタンク２００Ａから第二液室１１０Ａにインクが流入する。これにより、泡循環動作における循環路内でのインクの流れが妨げられる。   If the second liquid chamber 110A has a pressure lower than a predetermined slight negative pressure during the bubble circulation operation, ink flows from the ink tank 200A into the second liquid chamber 110A. This prevents the flow of ink in the circulation path in the bubble circulation operation.

また、泡循環動作中に、第二液室１１０Ａ内が所定の微負圧よりも高い圧力となると、第一液室１０１Ａ内も同様の圧力となり、吐出口１０５Ａからインクが漏れ出してしまう。このように、このインク供給系において、良好に泡循環動作を行うためには、第一液室１０１Ａ内の圧力を所定の微負圧に維持することが重要である。   Further, if the pressure in the second liquid chamber 110A becomes higher than a predetermined slight negative pressure during the bubble circulation operation, the pressure in the first liquid chamber 101A also becomes the same, and the ink leaks from the ejection port 105A. Thus, in this ink supply system, in order to perform the bubble circulation operation satisfactorily, it is important to maintain the pressure in the first liquid chamber 101A at a predetermined slight negative pressure.

そこで、本発明は、良好に循環動作を行うことが可能な機構を備えたインク供給系およびこれを備えた記録装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an ink supply system including a mechanism capable of performing a satisfactory circulation operation and a recording apparatus including the ink supply system.

上記目的を達成するため、本発明のインク供給系は、吐出口からインクを吐出する記録ヘッドの内部の上側に設けられた第一液室と、該第一液室に供給するインクを収容する第二液室と、該第二液室から前記第一液室にインクを供給する駆動力を付与するポンプと、前記第一液室と前記ポンプとを連通させる第一流路と、前記ポンプと前記第二液室とを連通させる第二流路と、前記第二液室と前記第一液室とを連通させる第三流路と、を有し、前記ポンプの駆動力により、前記第一液室、前記第一流路、前記ポンプ、前記第二流路、前記第二液室、前記第三流路、前記第一液室という順番にインクを循環させる循環動作を行う機構を備えたインク供給系において、前記第一流路の流路抵抗をＨdとし、前記第二流路の流路抵抗をＨuとし第一流路と、前記第三流路の流路抵抗をＨiとすると、Ｈi＞｜Ｈu―Ｈd｜の関係を満たすことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ink supply system of the present invention accommodates a first liquid chamber provided on the upper side of a recording head that discharges ink from an ejection port, and ink supplied to the first liquid chamber. A second liquid chamber, a pump for applying a driving force for supplying ink from the second liquid chamber to the first liquid chamber, a first flow path for communicating the first liquid chamber and the pump, and the pump A second flow path that communicates with the second liquid chamber; and a third flow path that communicates between the second liquid chamber and the first liquid chamber. Ink having a mechanism for circulating the ink in the order of the liquid chamber, the first flow path, the pump, the second flow path, the second liquid chamber, the third flow path, and the first liquid chamber. in supply system, the flow resistance of the first channel and H d, the flow path resistance of the second channel and H u first stream When the channel resistance of the channel and the third channel is H i , the relationship H i > | H u −H d | is satisfied.

本発明によれば、良好に循環動作を行うことが可能な機構を備えたインク供給系およびこれを備えた記録装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ink supply system including a mechanism capable of performing a satisfactory circulation operation and a recording apparatus including the ink supply system.

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the ink supply system of the inkjet recording device shown in FIG. 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the ink supply system of the inkjet recording device shown in FIG. 図２等に示したインク供給系の循環路における位置と流路圧力との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the position in the circulation path of the ink supply system shown in FIG. 2 etc., and flow path pressure. 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the ink supply system of the inkjet recording device shown in FIG. 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the ink supply system of the inkjet recording device shown in FIG. 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the ink supply system of the inkjet recording device shown in FIG. 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the ink supply system of the inkjet recording device shown in FIG. 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the ink supply system of the inkjet recording device shown in FIG. 一般的なインクジェット記録装置のヘッドカートリッジの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the head cartridge of a general inkjet recording device. 一般的なインクジェット記録装置のインク供給系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ink supply system of a general inkjet recording device.

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置５００の概略構成図である。インクジェット記録装置５００は流体導管２５０を経由して、取り替え可能なインクタンク２００に接続される記録ヘッド１００を含む。加圧ポンプ２１０によりインクタンク２００から押し出されたインクは流体導管２５０を経由して記録ヘッド１００に供給される。記録ヘッド１００は、記録装置制御基板（不図示）の制御の下に記録面６０１上にインクを吐出することが可能である。スライド軸４２０により移動可能に支持されたキャリッジ４１０に搭載された記録ヘッド１００は、キャリッジモーター４５０により付与された駆動力がＣＲベルト４３０およびプーリー４４０により伝達されて記録面６０１上を往復動する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ink jet recording apparatus 500 according to an embodiment of the present invention. The ink jet recording apparatus 500 includes a recording head 100 connected to a replaceable ink tank 200 via a fluid conduit 250. The ink pushed out of the ink tank 200 by the pressure pump 210 is supplied to the recording head 100 via the fluid conduit 250. The recording head 100 can eject ink onto the recording surface 601 under the control of a recording apparatus control board (not shown). The recording head 100 mounted on the carriage 410 movably supported by the slide shaft 420 reciprocates on the recording surface 601 by the driving force applied by the carriage motor 450 being transmitted by the CR belt 430 and the pulley 440.

チューブポンプ（不図示）などの吸引装置３３０（図２参照）を備えた回復系３００は記録ヘッド１００の往復動の動作幅より外側に位置している。回復系３００は、吸引装置３３０により吐出口（不図示）からインクを吸引することで記録ヘッド１００の吐出口付近の増粘インクを除去する。   A recovery system 300 including a suction device 330 (see FIG. 2) such as a tube pump (not shown) is located outside the reciprocating motion width of the recording head 100. The recovery system 300 removes the thickened ink near the ejection port of the recording head 100 by sucking ink from the ejection port (not shown) by the suction device 330.

インクジェット記録装置５００は、その下部にロール状の記録媒体６００を回転自在に支持している。記録媒体６００は、ガイド４６０およびＬＦローラー群４７０により引き出されてプラテン４９０の上面まで搬送される。記録ヘッド１００はプラテン４９０の上面にある記録媒体６００上を往復動しながらインクを吐出する。記録媒体６００は、記録ヘッド１００の往復動に伴って、ＬＦローラー群４７０により間欠送りされる。このような動作により、記録ヘッド１００は記録媒体６００に連続的な記録を行うことができる。   The ink jet recording apparatus 500 supports a roll-shaped recording medium 600 rotatably at the lower part thereof. The recording medium 600 is pulled out by the guide 460 and the LF roller group 470 and conveyed to the upper surface of the platen 490. The recording head 100 ejects ink while reciprocating on the recording medium 600 on the upper surface of the platen 490. The recording medium 600 is intermittently fed by the LF roller group 470 as the recording head 100 reciprocates. With such an operation, the recording head 100 can perform continuous recording on the recording medium 600.

図２は本実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給系の概略構成図である。なお、
インクタンク２００は、柔軟部材で形成された袋体２０２および該袋体２０２を密閉するケース２０５で構成される。インクタンク２００は、袋体２０２およびケース２０５に対して気密に設けられたゴム栓２０１で密閉されている。流体導管２５０の一端は鋭利な中空管であるインク針２０３に接続され、該インク針２０３がゴム栓２０１に差し込まれている。これにより、インクタンク２００の袋体２０２に収容されたインクを、インク針２０３を介して流体導管２５０に導出させることが可能になる。ケース２０５には、加圧ポンプ２１０が接続されている。加圧ポンプ２１０は密閉状態のケース２０５に空気を送り込むことで、袋体２０２の周囲を加圧し、袋体２０２内のインクを流体導管２５０に導出させる。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an ink supply system of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. In addition,
The ink tank 200 includes a bag body 202 formed of a flexible member and a case 205 that seals the bag body 202. The ink tank 200 is sealed with a rubber stopper 201 that is airtight with respect to the bag body 202 and the case 205. One end of the fluid conduit 250 is connected to an ink needle 203 which is a sharp hollow tube, and the ink needle 203 is inserted into the rubber plug 201. As a result, the ink stored in the bag body 202 of the ink tank 200 can be led out to the fluid conduit 250 via the ink needle 203. A pressurizing pump 210 is connected to the case 205. The pressure pump 210 pressurizes the periphery of the bag body 202 by sending air into the sealed case 205, and causes the ink in the bag body 202 to be led out to the fluid conduit 250.

記録ヘッド１００は吐出口１０５が重力方向下方を向くように配置されている。記録ヘッド１００は、吐出口１０５の重力方向上側に第一液室１０１を備え、後述する第二液室１１０重力方向上部に第一流路１３５（チューブ）等を介して接続されている。   The recording head 100 is arranged so that the ejection port 105 faces downward in the gravity direction. The recording head 100 includes a first liquid chamber 101 on the upper side of the ejection port 105 in the gravity direction, and is connected to an upper portion of the second liquid chamber 110 in the gravity direction, which will be described later, via a first flow path 135 (tube) and the like.

また、インクジェット記録装置５００には、インク吐出動作時に、良好なインク吐出を行えるように第一液室１０１を所定の微負圧に保つための第二液室１１０が設けられている。第二液室１１０の重力方向上部から引き出されている第二流路１３７（チューブ）は後述するダイヤフラムポンプ１２１に接続されている。また、第二液室１１０の重力方向下部から引き出されている第三流路１３６（チューブ）は記録ヘッド１００の第一液室１０１に接続されている。流路１３５の記録ヘッド１００に対する接続および流路１３６の記録ヘッド１００に対する接続は、それぞれ、着脱可能な一対のゴム栓１３８および針１３９によりなされている。   Further, the ink jet recording apparatus 500 is provided with a second liquid chamber 110 for keeping the first liquid chamber 101 at a predetermined slight negative pressure so that good ink discharge can be performed during the ink discharge operation. A second flow path 137 (tube) drawn from the upper part of the second liquid chamber 110 in the gravity direction is connected to a diaphragm pump 121 described later. A third flow path 136 (tube) drawn from the lower part of the second liquid chamber 110 in the gravity direction is connected to the first liquid chamber 101 of the recording head 100. The connection of the flow path 135 to the recording head 100 and the connection of the flow path 136 to the recording head 100 are made by a pair of removable rubber plugs 138 and needles 139, respectively.

上述のように、第一流路１３５は第一液室１０１とダイヤフラムポンプ１２１を連通させ、第二流路１３７はダイヤフラムポンプ１２１と第二液室１１０とを連通させ、第三流路１３６は第二液室１１０と第一液室１０１を連通させている。   As described above, the first flow path 135 communicates the first liquid chamber 101 and the diaphragm pump 121, the second flow path 137 communicates the diaphragm pump 121 and the second liquid chamber 110, and the third flow path 136 is the first flow path 136. The two-liquid chamber 110 and the first liquid chamber 101 are communicated.

第一液室１０１は、内部に供給フィルターを備えたインク流路１０２を有し、流路１３６内のインクは、針１３９、インク流路１０２の順に通って、第一液室１０１内に導かれる。インク流路１０２は、吐出口１０５の列方向に対して斜め上方に形成されており、その重力方向上部に排出フィルターを備えた排出流路１０３が設けられている。つまり、第一液室１０１内の空気は、インク流路１０２の傾斜により重力方向上方に導かれ排出流路１０３付近に溜まる。   The first liquid chamber 101 has an ink flow path 102 provided with a supply filter therein, and the ink in the flow path 136 is guided into the first liquid chamber 101 through the needle 139 and the ink flow path 102 in this order. It is burned. The ink flow path 102 is formed obliquely upward with respect to the row direction of the discharge ports 105, and a discharge flow path 103 including a discharge filter is provided at an upper portion in the gravity direction. That is, the air in the first liquid chamber 101 is guided upward in the gravitational direction due to the inclination of the ink flow path 102 and collected in the vicinity of the discharge flow path 103.

第二液室１１０は流体導管２５０からのインクの流入口である供給口１１３を有している。第二液室１１０は、その内部に、負圧を発生させる機構を有している。第二液室１１０を形成する隔壁の一部は可撓性部材１１１によって構成されている。第二液室１１０の内部には、可撓性部材１１１を外向きに変形させるように付勢する可撓部バネ１１２が設けられている。   The second liquid chamber 110 has a supply port 113 that is an inlet of ink from the fluid conduit 250. The second liquid chamber 110 has a mechanism for generating a negative pressure therein. A part of the partition wall forming the second liquid chamber 110 is constituted by a flexible member 111. Inside the second liquid chamber 110, there is provided a flexible spring 112 that urges the flexible member 111 to deform outward.

可撓性部材１１１は可撓部バネ１１２によって外側に膨らまされている。可撓部バネ１１２が、可撓性部材１１１を、第二液室１１０内の容積を増加させる方向に変形させることによって、第二液室１１０内が所定の微負圧に保たれている。本実施形態では、第二液室１１０内の圧力を、大気圧よりも約８０ｍｍＡｑ低い値に設定している。つまり、第二液室１１０内の圧力の設定値は−８０ｍｍＡｑである。   The flexible member 111 is bulged outward by a flexible portion spring 112. The flexible portion spring 112 deforms the flexible member 111 in a direction that increases the volume in the second liquid chamber 110, whereby the second liquid chamber 110 is maintained at a predetermined slight negative pressure. In the present embodiment, the pressure in the second liquid chamber 110 is set to a value lower by about 80 mmAq than the atmospheric pressure. That is, the set value of the pressure in the second liquid chamber 110 is −80 mmAq.

上述したように、第二液室１１０の可撓性部材１１１および可撓部バネ１１２は、第二液室１１０内ならびに第一液室１０１内を所定の微負圧にするための負圧発生機構を構成する。   As described above, the flexible member 111 and the flexible portion spring 112 of the second liquid chamber 110 generate negative pressure for making the inside of the second liquid chamber 110 and the inside of the first liquid chamber 101 a predetermined slight negative pressure. Configure the mechanism.

第一液室１０１と第二液室１１０とは液密状態にある。そのため、第二液室１１０内を所定の微負圧（−８０ｍｍＡｑ）にすると、第二液室１１０との高低差がＴ２（ｍｍ）である第一液室１０１内の圧力は、インクが流れていない静的状態では、−（８０−Ｔ２）ｍｍＡｑとなる。Ｔ２（ｍｍ）は、８０ｍｍより小さい値である。たとえば、Ｔ２（ｍｍ）が３０ｍｍであるとすると、第一液室１０１内の圧力が−５０ｍｍＡｑとなり、吐出口１０５内に良好なインクのメニスカスが形成される。   The first liquid chamber 101 and the second liquid chamber 110 are in a liquid-tight state. Therefore, when the inside of the second liquid chamber 110 is set to a predetermined slight negative pressure (−80 mmAq), the ink flows in the pressure in the first liquid chamber 101 whose height difference from the second liquid chamber 110 is T2 (mm). In a static state that is not, − (80−T2) mmAq. T2 (mm) is a value smaller than 80 mm. For example, if T2 (mm) is 30 mm, the pressure in the first liquid chamber 101 becomes −50 mmAq, and a good ink meniscus is formed in the ejection port 105.

供給口１１３と、該供給口１１３を開閉する供給開閉弁１６０とは、インク供給制御手段を構成する。供給制御弁１６０は負圧発生機構を構成する可撓性部材１１１や可撓部バネ１１２と連動して供給口１１３を開閉する。アーム１６１を介して可撓性部材１１１の動作に伴って動作する供給制御弁１６０は、可撓部バネ１１２と供給制御弁バネ１１５との２つのバネ部材から力を受けて供給口１１３を開閉する。   The supply port 113 and the supply on / off valve 160 that opens and closes the supply port 113 constitute ink supply control means. The supply control valve 160 opens and closes the supply port 113 in conjunction with the flexible member 111 and the flexible part spring 112 constituting the negative pressure generating mechanism. The supply control valve 160 that operates in accordance with the operation of the flexible member 111 via the arm 161 receives the force from the two spring members of the flexible portion spring 112 and the supply control valve spring 115 to open and close the supply port 113. To do.

吐出口１０５からのインクを吐出する記録ヘッド１００のインク吐出動作による第一液室１０１内のインクの減少により第二液室１１０内の圧力は低くなる。第二液室１１０内の圧力が所定の微負圧より低くなると、可撓性部材１１１が内側から受ける可撓部バネ１１２と供給制御弁バネ１１５による力が、可撓性部材１１１が外側から受ける大気からの押圧力より小さくなる。そうすると、可撓性部材１１１は、第二液室１１０の容積が小さくなるように変形する。この可撓性部材１１１の変形に伴い、アーム１６１が回動するとともに、供給制御弁１６０が移動して供給口１１３を開放する。   The pressure in the second liquid chamber 110 decreases due to a decrease in ink in the first liquid chamber 101 due to the ink discharge operation of the recording head 100 that discharges ink from the discharge port 105. When the pressure in the second liquid chamber 110 is lower than a predetermined slight negative pressure, the force of the flexible member spring 112 and the supply control valve spring 115 that the flexible member 111 receives from the inside is caused by the flexible member 111 from the outside. Less than the pressing force from the atmosphere. If it does so, the flexible member 111 will deform | transform so that the volume of the 2nd liquid chamber 110 may become small. With the deformation of the flexible member 111, the arm 161 rotates and the supply control valve 160 moves to open the supply port 113.

供給制御弁１６０が供給口１１３を開放すると、加圧されたインクが流体導管２５０から第二液室１１０内に流入する。第二液室１１０内にインクが流入してゆくと、第二液室内の圧力が、徐々に増加してゆき、やがて再び所定の微負圧となる。第二液室１１０内の圧力が所定の微負圧となると、可撓性部材１１１が外向きに変形するとともに、供給制御弁１６０が閉塞される。   When the supply control valve 160 opens the supply port 113, the pressurized ink flows into the second liquid chamber 110 from the fluid conduit 250. When ink flows into the second liquid chamber 110, the pressure in the second liquid chamber gradually increases, and eventually becomes a predetermined slightly negative pressure. When the pressure in the second liquid chamber 110 reaches a predetermined slight negative pressure, the flexible member 111 is deformed outward and the supply control valve 160 is closed.

記録ヘッド１００からインクを連続して吐出する連続吐出動作では、供給制御弁１６０は間欠的に供給口１１３の開閉を繰り返す。これにより、インクは、インクタンク２００から流体導管２５０を介して第二液室１１０に安定して供給される。そして、第二液室１１０内のインクは、流路１３６を介して記録ヘッド１００に供給される。   In a continuous discharge operation in which ink is continuously discharged from the recording head 100, the supply control valve 160 repeatedly opens and closes the supply port 113. As a result, the ink is stably supplied from the ink tank 200 to the second liquid chamber 110 via the fluid conduit 250. Then, the ink in the second liquid chamber 110 is supplied to the recording head 100 via the flow path 136.

記録ヘッド１００の第一液室１０１は、流路１３５を介して、ダイヤフラムポンプ１２１に接続されている。ダイヤフラムポンプ１２１はその内部の圧力を第一液室１０１内の圧力より低くすることにより、排出流路１０３を介して第一液室１０１内のインクを吸い込む。本実施形態ではダイヤフラムポンプ１２１を用いたが、同様の機能を果たす他のポンプを用いてもよい。   The first liquid chamber 101 of the recording head 100 is connected to a diaphragm pump 121 via a flow path 135. The diaphragm pump 121 sucks the ink in the first liquid chamber 101 through the discharge channel 103 by making the pressure inside the diaphragm pump 121 lower than the pressure in the first liquid chamber 101. Although the diaphragm pump 121 is used in the present embodiment, other pumps that perform the same function may be used.

本実施形態では、第一液室１０１、流路１３５、ダイヤフラムポンプ１２１、流路１３７、第二液室１１０、流路１３６、第一液室１０１という順番にインクが流れる循環路が形成されている。本実施形態では、ダイヤフラムポンプ１２１により付与された駆動力によって、インクを当該循環路で循環させる循環動作（以下、「泡循環動作」という。）を行う。これらの構成全体が、インクを循環させるためのインク循環機構を構成している。   In the present embodiment, a circulation path through which ink flows is formed in the order of the first liquid chamber 101, the flow path 135, the diaphragm pump 121, the flow path 137, the second liquid chamber 110, the flow path 136, and the first liquid chamber 101. Yes. In the present embodiment, a circulation operation for circulating ink in the circulation path (hereinafter referred to as “bubble circulation operation”) is performed by the driving force applied by the diaphragm pump 121. The entire configuration constitutes an ink circulation mechanism for circulating ink.

ダイヤフラムポンプ１２１が駆動させられると、第一液室１０１に混入した空気が第二液室１１０内に送り出される。ダイヤフラムポンプ１２１は、その容積を繰り返し拡大縮小させる２つのダイヤフラム１２２を備えている。ダイヤフラム１２２は柔軟部材（たとえばゴムなど）で形成され、その容積を増加させる方向または減少させる方向に変形することができる。   When the diaphragm pump 121 is driven, the air mixed in the first liquid chamber 101 is sent into the second liquid chamber 110. The diaphragm pump 121 includes two diaphragms 122 that repeatedly enlarge and reduce the volume. Diaphragm 122 is formed of a flexible member (for example, rubber) and can be deformed in a direction of increasing or decreasing its volume.

ダイヤフラムポンプ１２１の２つのダイヤフラム１２２は、一方の容積を増加させるときには、他方の容積を減少させるように変形し、循環路全体の容積を常に一定に保つようにしている。したがって、ダイヤフラム１２２の変形によっては第二液室１１０内の圧力が変化しない。   The two diaphragms 122 of the diaphragm pump 121 are deformed so as to decrease the volume of one when the volume of one is increased, so that the volume of the entire circulation path is always kept constant. Therefore, the pressure in the second liquid chamber 110 does not change due to the deformation of the diaphragm 122.

流路１３５には第一の開閉弁１３１が設けられ、ダイヤフラムポンプ１２１の２つのダイヤフラム１２２の間には第二の開閉弁１３０が設けられている。   A first opening / closing valve 131 is provided in the flow path 135, and a second opening / closing valve 130 is provided between the two diaphragms 122 of the diaphragm pump 121.

第一の開閉弁１３１は、第一液室１０１からダイヤフラムポンプ１２１へのインクの流れを許容し、ダイヤフラムポンプ１２１から第一液室１０１へのインクの流れを阻止する第一の一方向弁である。第二の開閉弁１３０は、流路１３５から流路１３７へのインクの流れを許容し、流路１３７から流路１３５へのインクの流れを阻止する第二の一方向弁である。   The first on-off valve 131 is a first one-way valve that allows ink flow from the first liquid chamber 101 to the diaphragm pump 121 and blocks ink flow from the diaphragm pump 121 to the first liquid chamber 101. is there. The second on-off valve 130 is a second one-way valve that allows the ink flow from the flow path 135 to the flow path 137 and prevents the ink flow from the flow path 137 to the flow path 135.

ダイヤフラムポンプ１２１、第一の開閉弁１３１、第二の開閉弁１３０は、第一液室１０１の排出流路１０３から流出したインクや空気などの流体を第二液室１１０に収集する還流手段を構成する。   The diaphragm pump 121, the first on-off valve 131, and the second on-off valve 130 are reflux means for collecting fluid such as ink and air that has flowed out from the discharge flow path 103 of the first liquid chamber 101 into the second liquid chamber 110. Constitute.

第二液室１１０の重力方向上部には、第二液室１１０内の空気を排出するための空気抜き流路１８１が設けられている。空気抜き流路１８１は排出口１１４を介して第二液室１１０に接続されている。排出口１１４の重力方向上部には、排出口１１４および空気抜き流路１８１の開閉を行う押圧弁１１７が設けられている。押圧弁１１７は、排出口１１４の重力方向上部に押圧ゴム１１８を接離することで、排出口１１４の開閉を行う。押圧ゴム１１８は押圧付勢バネ１１９によって排出口１１４に付勢されている。   In the upper part of the second liquid chamber 110 in the gravity direction, an air vent channel 181 for discharging the air in the second liquid chamber 110 is provided. The air vent channel 181 is connected to the second liquid chamber 110 via the discharge port 114. A pressure valve 117 that opens and closes the discharge port 114 and the air vent channel 181 is provided at the upper part of the discharge port 114 in the gravity direction. The press valve 117 opens and closes the discharge port 114 by bringing a pressing rubber 118 into and out of the upper portion of the discharge port 114 in the gravity direction. The pressing rubber 118 is biased to the discharge port 114 by a pressing biasing spring 119.

排出口１１４は押圧弁１１７のみならず気液分離手段であるフロート弁１５０によっても開閉される。フロート弁１５０の開閉動作機構にはフロート１４０の浮力を用いられている。第二液室１１０にインクが充填されフロート１４０の位置が高くなると、フロート１４０がフロートシール１４２を閉塞する。これにより、フロート弁１５０は閉じる。そして、記録動作により第二液室１１０内のインクが減った場合、フロート１４０の位置が下がると、フロート弁１５０が開く。   The discharge port 114 is opened and closed not only by the press valve 117 but also by a float valve 150 that is a gas-liquid separation means. The buoyancy of the float 140 is used for the opening / closing mechanism of the float valve 150. When the second liquid chamber 110 is filled with ink and the position of the float 140 becomes higher, the float 140 closes the float seal 142. Thereby, the float valve 150 is closed. When the ink in the second liquid chamber 110 is reduced by the recording operation, the float valve 150 is opened when the position of the float 140 is lowered.

空気抜き流路１８１の下流側には負圧源である吸引装置３３０が設けられている。吸引装置３３０は回復系３００の一部としてノズルキャップ３１０の吸引にも用いられる。吸引装置３３０は、ノズルキャップ３１０による吸引と、空気抜き流路１８１による吸引と、を２つの開閉弁３１２，３２２の開閉により切り替えられる。なお、ノズルキャップ３１０による吸引は、吐出口１０５の回復、すなわち吐出口１０５内の増粘インクの除去のために行われる。   A suction device 330 as a negative pressure source is provided on the downstream side of the air vent channel 181. The suction device 330 is also used for suction of the nozzle cap 310 as a part of the recovery system 300. The suction device 330 is switched between suction by the nozzle cap 310 and suction by the air vent channel 181 by opening and closing the two on-off valves 312 and 322. Note that suction by the nozzle cap 310 is performed to recover the ejection port 105, that is, to remove the thickened ink in the ejection port 105.

次に、泡循環動作における、第一液室１０１内の空気を第二液室１１０内へ送り出す動作について説明する。   Next, an operation of sending air in the first liquid chamber 101 into the second liquid chamber 110 in the bubble circulation operation will be described.

図３は、第一液室１０１内に空気が溜まった状態を示している。図２では、循環路内の、インクで満たされた部分をハッチングで示し、空気で満たされた部分を白抜きで示している。空気が所定量溜まり、残検ピン１０６（たとえば、導電性のあるＳＵＳなどの金属材料でピン状に形成されたものである）により検出されると、インクジェット記録装置本体のＣＰＵ（不図示）は泡循環動作を行わせる命令を出す。そうすると、まず、第二液室１１０の泡抜き（空気抜き）を行い、第二液室１１０内の空気を除去する（動作は後述する）。図３はこの状態を示している。   FIG. 3 shows a state where air has accumulated in the first liquid chamber 101. In FIG. 2, the portion filled with ink in the circulation path is indicated by hatching, and the portion filled with air is indicated by white. When a predetermined amount of air accumulates and is detected by the residual detection pin 106 (for example, a pin formed of a conductive metal material such as SUS), the CPU (not shown) of the ink jet recording apparatus main body Command to perform bubble circulation operation. Then, first, bubbles are removed from the second liquid chamber 110 (air venting) to remove air in the second liquid chamber 110 (operation will be described later). FIG. 3 shows this state.

図３に示した状態から、不図示の駆動手段によりダイヤフラムポンプ１２１を駆動させる。２つのダイヤフラム１２２は、容積の膨張および収縮の位相が反対になるように駆動させられる。そうすると、２つの一方向弁である開閉弁１３０，１３１の作用により図３の矢印Ａ方向にインクが流れる。これにより、第一液室１０１内の圧力が低下し、第一液室１０１内のインクや空気も排出流路１０３を介して流路１３５へ流動する。   From the state shown in FIG. 3, the diaphragm pump 121 is driven by driving means (not shown). The two diaphragms 122 are driven so that the phase of volume expansion and contraction is opposite. Then, the ink flows in the direction of arrow A in FIG. 3 by the action of the on-off valves 130 and 131 which are two one-way valves. As a result, the pressure in the first liquid chamber 101 decreases, and the ink and air in the first liquid chamber 101 also flow to the flow path 135 via the discharge flow path 103.

このままダイヤフラムポンプ１２１を駆動させ続けると、第一液室１０１内のインクおよび空気は、流路１３５から、ダイヤフラムポンプ１２１を介して第二液室１１０に流れ込む。その時、第一液室１０１から流出したインクおよび空気と等量のインクが、第二液室１１０から、流路１３６、インク流路１０２を介して、第一液室１１０内に供給される。   If the diaphragm pump 121 is continuously driven as it is, the ink and air in the first liquid chamber 101 flow from the flow path 135 into the second liquid chamber 110 via the diaphragm pump 121. At that time, the same amount of ink that has flowed out of the first liquid chamber 101 and air is supplied from the second liquid chamber 110 into the first liquid chamber 110 via the flow path 136 and the ink flow path 102.

第二液室１１０内にインクおよび空気が流入すると、第二液室内では、比重の小さい空気は重力方向上部に、比重の大きいインクは重力方向下部に溜まり、空気とインクとの分離（気液分離）が行われる。このように、泡循環動作を行うと、空気は循環路内の第二液室１１０内に溜まり、該第二液室１１０内で気液分離する。この泡循環動作は、あらかじめ決められた回数（ダイヤフラムポンプ１２１の駆動回数に相当する回数）行なわれる。   When ink and air flow into the second liquid chamber 110, air having a low specific gravity is collected in the upper part of the gravity direction and ink having a higher specific gravity is stored in the lower part of the gravity direction in the second liquid chamber. Separation). As described above, when the bubble circulation operation is performed, air accumulates in the second liquid chamber 110 in the circulation path, and gas-liquid separation occurs in the second liquid chamber 110. This bubble circulation operation is performed a predetermined number of times (number of times corresponding to the number of times the diaphragm pump 121 is driven).

次に、泡循環動作の際の各流路内の圧力について説明する。   Next, the pressure in each flow path during the bubble circulation operation will be described.

ここで第一液室１０１からダイヤフラムポンプ１２１までの流路１３５の流路抵抗をＨd（Ｐａ・ｓｅｃ／ｍ3）とする。ダイヤフラムポンプ１２１から第二液室１１０までの流路１３７の流路抵抗をＨu（Ｐａ・ｓｅｃ／ｍ3）とする。第二液室１１０から第一液室１０１までの流路１３６の流路抵抗をＨi（Ｐａ・ｓｅｃ／ｍ3）とする。そして、流路１３５，１３６，１３７のインクの平均流量をＱ（ｍ3／ｓｅｃ）とする。静的な状態における第二液室１１０内の所定の微負圧を−Ｐf（Ｐａ）とし、第一液室１０１とダイヤフラムポンプ１２１との高低差をＴd（ｍ）とする。インクの密度をρ（ｋｇ／ｍ3）とし、重力加速度をｇ（ｍ／ｓ2）とする。 Here, the flow path resistance of the flow path 135 from the first liquid chamber 101 to the diaphragm pump 121 is defined as H d (Pa · sec / m 3 ). The flow path resistance of the flow path 137 from the diaphragm pump 121 to the second liquid chamber 110 is set to H u (Pa · sec / m 3 ). The flow path resistance of the flow path 136 from the second liquid chamber 110 to the first liquid chamber 101 is set to H i (Pa · sec / m 3 ). The average flow rate of the ink in the flow paths 135, 136, and 137 is assumed to be Q (m 3 / sec). A predetermined slight negative pressure in the second liquid chamber 110 in a static state is −P f (Pa), and a height difference between the first liquid chamber 101 and the diaphragm pump 121 is T d (m). The density of the ink is ρ (kg / m 3 ), and the gravitational acceleration is g (m / s 2 ).

ダイヤフラムポンプ１２１は、入口側の圧力と出口側の圧力との合計で、（Ｈu＋Ｈi＋Ｈd）×Ｑの圧力を発生させている。 The diaphragm pump 121 generates a pressure of (H u + H i + H d ) × Q as a sum of the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side.

泡循環動作におけるダイヤフラムポンプ１２１の流路１３７側への押し出し圧力は、（Ｈu＋Ｈi＋Ｈd）×Ｑ／２（Ｐａ）と表すことが可能である。そうすると、ダイヤフラムポンプ１２１の出口側（流路１３７側）の圧力Ｐdo（Ｐａ）は、以下の式（１）で表される。 The pushing pressure to the flow path 137 side of the diaphragm pump 121 in the bubble circulation operation can be expressed as (H u + H i + H d ) × Q / 2 (Pa). Then, the pressure P do (Pa) on the outlet side (flow path 137 side) of the diaphragm pump 121 is expressed by the following equation (1).

Ｐdo＝（Ｈu＋Ｈi＋Ｈd）×Ｑ／２−Ｐf−ρ×ｇ×（Ｔd−Ｔ2） …（１）
また、泡循環動作におけるダイヤフラムポンプ１２１の流路１３５からの吸い込み圧力は、−（Ｈu＋Ｈi＋Ｈd）×Ｑ／２（Ｐａ）と表すことが可能である。そうすると、ダイヤフラムポンプの入口側（流路１３５側）の圧力Ｐdi（Ｐａ）は、以下の式（２）で表される。 P do = (H u + H i + H d ) × Q / 2−P f −ρ × g × (T d −T 2 ) (1)
Further, the suction pressure from the flow path 135 of the diaphragm pump 121 in the bubble circulation operation can be expressed as − (H u + H i + H d ) × Q / 2 (Pa). Then, the pressure P di (Pa) on the inlet side (channel 135 side) of the diaphragm pump is expressed by the following equation (2).

Ｐdi＝−（Ｈu＋Ｈi＋Ｈd）×Ｑ／２−Ｐf−ρ×ｇ×（Ｔd−Ｔ2） …（２）
一方、ダイヤフラムポンプ１２１と第二液室１１０との間の圧力差Ｐd2（Ｐａ）は、以下の式（３）で表される。 P di = − (H u + H i + H d ) × Q / 2−P f −ρ × g × (T d −T 2 ) (2)
On the other hand, the pressure difference P d2 (Pa) between the diaphragm pump 121 and the second liquid chamber 110 is expressed by the following equation (3).

Ｐd2＝Ｈu×Ｑ−ρ×ｇ×（Ｔd−Ｔ2） …（３）
また、第二液室１１０と第一液室１０１との間の圧力差Ｐ21（Ｐａ）は、以下の式（４）で表される。 P d2 = H u × Q−ρ × g × (T d −T 2 ) (3)
Moreover, the pressure difference P 21 (Pa) between the second liquid chamber 110 and the first liquid chamber 101 is expressed by the following formula (4).

Ｐ21＝Ｈi×Ｑ−ρ×ｇ×Ｔ2 …（４）
また、第一液室１０１とダイヤフラムポンプ１２１との間の圧力差Ｐ1d（Ｐａ）は以下の式（５）で表される。 P 21 = H i × Q−ρ × g × T 2 (4)
In addition, the pressure difference P 1d (Pa) between the first liquid chamber 101 and the diaphragm pump 121 is expressed by the following formula (5).

Ｐ1d＝Ｈd×Ｑ＋ρ×ｇ×Ｔd …（５）
図４は、泡循環動作を行っていない静的状態および泡循環動作を行っている循環状態における循環路内の各位置を横軸とし、当該位置における圧力を縦軸として表したグラフである。実線は静的状態を示し、破線は循環状態を表している。一点鎖線は印字状態（インク吐出動作時の状態）を表すが、印字状態におけるインクの流れは第二液室１１０から第一液室１０１までなので、印字状態におけるダイヤフラムポンプ１２１の入口および出口の圧力は静的状態と同様である。 P 1d = H d × Q + ρ × g × T d (5)
FIG. 4 is a graph in which each position in the circulation path in the static state in which the bubble circulation operation is not performed and in the circulation state in which the bubble circulation operation is performed is represented on the horizontal axis, and the pressure at the position is represented on the vertical axis. A solid line indicates a static state, and a broken line indicates a circulating state. The alternate long and short dash line represents the printing state (the state during the ink ejection operation). Since the ink flow in the printing state is from the second liquid chamber 110 to the first liquid chamber 101, the pressures at the inlet and outlet of the diaphragm pump 121 in the printing state Is similar to the static state.

静的状態とは、インクが流れていない状態、すなわち、泡循環動作もインク吐出動作も行っていない状態であり、静的状態では、各部分の圧力と、単位体積あたりのインクの重力と、大気圧と、が釣り合っている。図４において、ダイヤフラムポンプ１２１における圧力は黒丸で示し、第二液室１１０における圧力は黒四角で示し、第一液室１０１における圧力は黒三角で示している。   The static state is a state where ink is not flowing, that is, a state where neither a bubble circulation operation nor an ink discharge operation is performed. In the static state, the pressure of each part, the gravity of the ink per unit volume, The atmospheric pressure is balanced. In FIG. 4, the pressure in the diaphragm pump 121 is indicated by a black circle, the pressure in the second liquid chamber 110 is indicated by a black square, and the pressure in the first liquid chamber 101 is indicated by a black triangle.

前述したように、インクは、泡循環動作時に、ダイヤフラムポンプ１２１、第二液室１１０、第一液室１０１、ダイヤフラムポンプ１２１の順に流れる。図４のグラフに示すように、泡循環動作時において、圧力が最も高くなるダイヤフラムポンプ１２１の出口を最上流とすると、循環路の下流ほど圧力が低くなる。そして、循環路の最下流にあるダイヤフラムポンプ１２１の入口での圧力Ｐdiが最も低くなる。 As described above, the ink flows in the order of the diaphragm pump 121, the second liquid chamber 110, the first liquid chamber 101, and the diaphragm pump 121 during the bubble circulation operation. As shown in the graph of FIG. 4, when the outlet of the diaphragm pump 121 where the pressure is highest is the uppermost stream during the bubble circulation operation, the pressure becomes lower toward the downstream of the circulation path. Then, the pressure P di at the inlet of the diaphragm pump 121 located on the most downstream side of the circulation path is the lowest.

泡循環動作時の各位置の圧力について説明する。   The pressure at each position during the bubble circulation operation will be described.

泡循環動作時の第二液室１１０内の圧力Ｐ2（Ｐａ）は、以下の式で表される。 The pressure P 2 (Pa) in the second liquid chamber 110 during the bubble circulation operation is expressed by the following equation.

Ｐ2＝Ｐdo−Ｐd2
この式に、式（１）および式（３）を代入すると、Ｐ２は式（６）で表される。 P 2 = P do −P d2
When Expression (1) and Expression (3) are substituted into this expression, P2 is expressed by Expression (6).

Ｐ2＝（−Ｈu＋Ｈi＋Ｈd）×Ｑ／２−Ｐf …（６）
また、泡循環動作時の第一液室１０１の圧力Ｐ1（Ｐａ）は、以下の式で表される。 P 2 = (− H u + H i + H d ) × Q / 2−P f (6)
Moreover, the pressure P 1 (Pa) of the first liquid chamber 101 during the bubble circulation operation is expressed by the following equation.

Ｐ1＝Ｐdo−Ｐｄ2−Ｐ21
この式に、式（１）、式（３）および式（４）を代入すると、Ｐ1は式（７）で表される。 P 1 = P do −Pd 2 −P 21
When Expression (1), Expression (3), and Expression (4) are substituted into this expression, P 1 is expressed by Expression (7).

Ｐ1＝（−Ｈu−Ｈi＋Ｈd）×Ｑ／２−Ｐf＋ρ×ｇ×Ｔ2 …（７）
式（７）における第２項と第３項の和［−Ｐf＋ρ×ｇ×Ｔ2］は、静的状態における第一液室１０１内の所定の微負圧に相当する。 P 1 = (− H u −H i + H d ) × Q / 2−P f + ρ × g × T 2 (7)
The sum [−P f + ρ × g × T 2 ] of the second term and the third term in Expression (7) corresponds to a predetermined slight negative pressure in the first liquid chamber 101 in the static state.

本実施形態では、以下の２つの条件を同時に満たすことにより、良好な泡循環動作を可能とする。   In the present embodiment, satisfactory bubble circulation operation is enabled by simultaneously satisfying the following two conditions.

第１の条件は、吐出口１０５からインクが漏れ出すことを防止するために、第一液室１０１内の圧力Ｐ1を常に負圧に保つことである。第１の条件を満たすためには以下の式（８）を満たす必要がある。 The first condition is to always keep the pressure P 1 in the first liquid chamber 101 at a negative pressure in order to prevent ink from leaking from the ejection port 105. In order to satisfy the first condition, the following formula (8) needs to be satisfied.

Ｐ1＜０ …（８）
第２の条件は、大気圧が可撓部バネ１１２と供給制御弁バネ１１５に打ち勝って、供給口１１３が開放され、インクタンク２００から第二液室１１０内にインクが流入しないようにすることである。第二液室１１０内にインクタンク２００からインクが流入することは、泡循環動作において、第一液室１０１内の空気を第二液室内に送り出す際の妨げとなる。第２の条件を満たすためには以下の式（９）を満たす必要がある。 P 1 <0 (8)
The second condition is that atmospheric pressure overcomes the flexible portion spring 112 and the supply control valve spring 115 so that the supply port 113 is opened and ink does not flow from the ink tank 200 into the second liquid chamber 110. It is. The flow of ink from the ink tank 200 into the second liquid chamber 110 hinders the air in the first liquid chamber 101 from being sent into the second liquid chamber during the bubble circulation operation. In order to satisfy the second condition, the following formula (9) needs to be satisfied.

Ｐ2＞−Ｐf …（９）
ここで、Ｑは正の値であり、かつ、［−Ｐf＋ρ×ｇ×Ｔ2］の値は負であることを考慮すると、式（１０）が成り立てば、式（７）の右辺は正の値となり、式（８）が満たされる。
−Ｈu−Ｈi＋Ｈd＜０ …（１０）
したがって、式（１０）が満たされれば、第１の条件が満たされる。 P 2 > −P f (9)
Here, considering that Q is a positive value and the value of [−P f + ρ × g × T 2 ] is negative, if equation (10) holds, the right side of equation (7) is It becomes a positive value and the expression (8) is satisfied.
−H u −H i + H d <0 (10)
Therefore, if the formula (10) is satisfied, the first condition is satisfied.

また、Ｑは正の値であり、かつ、−Ｐfの値は負であることを考慮すると、式（１１）が成り立てば、式（６）の右辺は−Ｐfより小さくなり、式（９）が満たされる。
−Ｈu＋Ｈi＋Ｈd＞０ …（１１）
したがって、式（１１）が満たされれば、第２の条件が満たされる。 Further, considering that Q is a positive value and that the value of −P f is negative, if Equation (11) holds, the right side of Equation (6) becomes smaller than −P f , and Equation ( 9) is satisfied.
-H u + H i + H d > 0 ... (11)
Therefore, if the expression (11) is satisfied, the second condition is satisfied.

以上より、第１の条件と第２の条件とが同時に満たされるためには、式（１０）と式（１１）とが同時に成り立てばよい。そこで、式（１０）と式（１１）とをまとめると、式（１２）が導かれる。
Ｈi＞｜Ｈu−Ｈd｜ …（１２）
なお、式（１２）の右辺は（Ｈu−Ｈd）の絶対値を表している。 From the above, in order to satisfy the first condition and the second condition at the same time, the expressions (10) and (11) may be satisfied simultaneously. Therefore, when Expression (10) and Expression (11) are put together, Expression (12) is derived.
H i > | H u −H d | (12)
Note that the right side of Expression (12) represents the absolute value of (H u −H d ).

したがって、上述した第１の条件と第２の条件とを同時に満たすためには、式（１２）が満たされていればよい。   Therefore, in order to satisfy the first condition and the second condition described above, the expression (12) only needs to be satisfied.

泡循環動作時にダイヤフラムポンプ１２１の出口や第二液室１１０が、正圧となるか、負圧となるかは、式（１）、式（６）、式（１１）からわかるように、各流路抵抗Ｈの値と流量Ｑの値とによって決まる。   Whether the outlet of the diaphragm pump 121 or the second liquid chamber 110 becomes a positive pressure or a negative pressure during the bubble circulation operation, as can be seen from the expressions (1), (6), and (11), It depends on the value of the channel resistance H and the value of the flow rate Q.

たとえば、泡循環動作の時間を短くするために流量Ｑを大きくすると、ダイヤフラムポンプ１２１の出口の圧力Ｐdoは、式（１）より正圧となることがわかる。図４に示したグラフでは、圧力が０となる箇所（０点）は、ダイヤフラムポンプ１２１の出口と第二液室１１０の間（流路１３７中）にある。 For example, when the flow rate Q is increased in order to shorten the bubble circulation operation time, the pressure P doo at the outlet of the diaphragm pump 121 becomes a positive pressure from the equation (1). In the graph shown in FIG. 4, the place where the pressure becomes zero (0 point) is between the outlet of the diaphragm pump 121 and the second liquid chamber 110 (in the flow path 137).

一方、第一液室１０１とダイヤフラムポンプ１２１の入口は、式（２）、式（７）、式（１０）からわかるように、各流路抵抗や流量Ｑに関係なく負圧である。   On the other hand, the inlet of the first liquid chamber 101 and the diaphragm pump 121 is a negative pressure regardless of the flow resistance or the flow rate Q, as can be seen from the equations (2), (7), and (10).

以下に、式（１２）を成立させるための条件を例示する。   In the following, conditions for satisfying the expression (12) will be exemplified.

一般的に、流路の長さをＬ（ｍ）とし、流路の直径をｄ（ｍ）とし、流体の粘度をμ（Ｐａ・ｓｅｃ）とすると、流路内の圧力損失ΔＰ（Ｐａ）は、ハーゲン・ポアズイユの法則から、円周率をπとして、式（１３）に示すように表される。   Generally, when the length of the flow path is L (m), the diameter of the flow path is d (m), and the viscosity of the fluid is μ (Pa · sec), the pressure loss ΔP (Pa) in the flow path Is expressed by the Hagen-Poiseuille's law as shown in Equation (13), where the circumference is π.

ΔＰ＝Ｑ×１２８×μ×Ｌ／（π×ｄ4） …（１３）
流路抵抗Ｈは、式（１３）における流量Ｑの係数となるものであるため、式（１４）に示すように表される。 ΔP = Q × 128 × μ × L / (π × d 4 ) (13)
Since the flow path resistance H is a coefficient of the flow rate Q in Expression (13), it is expressed as shown in Expression (14).

Ｈ＝１２８×μ×Ｌ／（π×ｄ4） …（１４）
式（１４）から、流路抵抗Ｈは、供給路の長さＬに比例し、流路の径ｄの４乗に反比例することがわかる。 H = 128 × μ × L / (π × d 4 ) (14)
From equation (14), it can be seen that the flow path resistance H is proportional to the length L of the supply path and inversely proportional to the fourth power of the diameter d of the flow path.

本実施形態では、前述したとおり、流路１３５の流路抵抗がＨdであり、流路１３６の流路抵抗がＨiであり、流路１３７の流路抵抗がＨuである。流路抵抗Ｈdは、排出流路１０３（排出フィルターを含む）の流路抵抗を含むものとなり、流路抵抗Ｈiはインク流路１０２（供給フィルターを含む）の流路抵抗を含むものとなる。 In the present embodiment, as described above, the flow path resistance of the flow path 135 is H d, the flow path resistance of the flow path 136 is H i, the flow path resistance of the flow path 137 is H u. The flow path resistance H d includes the flow path resistance of the discharge flow path 103 (including the discharge filter), and the flow path resistance H i includes the flow path resistance of the ink flow path 102 (including the supply filter). Become.

フィルターの抵抗は、式（１４）と同一の形式ではないが、フィルターの圧力損失は、式（１３）と同様に流量Ｑと粘度μに比例する。そのため、フィルターについては、流路の長さに相当する形式的なみかけ長さＬ、流路の直径に相当する形式的なみかけ直径ｄを、それぞれ換算して、式（１４）に代入することにより流路抵抗Ｈを求めることができる。   Although the resistance of the filter is not the same type as that of the equation (14), the pressure loss of the filter is proportional to the flow rate Q and the viscosity μ as in the equation (13). Therefore, for the filter, the formal apparent length L corresponding to the length of the flow path and the formal apparent diameter d corresponding to the diameter of the flow path are converted and substituted into the equation (14). Thus, the flow path resistance H can be obtained.

また、流路抵抗Ｈを調整するための方法には、流路内にフィルターを設ける方法や、流路内に小孔を有するオリフィス部材を設ける方法がある。   Further, as a method for adjusting the flow path resistance H, there are a method of providing a filter in the flow path and a method of providing an orifice member having a small hole in the flow path.

以下に、本実施形態の具体例を示す。   Below, the specific example of this embodiment is shown.

流路１３５，１３６，１３７の長さを、それぞれＬ135、Ｌ136、Ｌ137と示し、流路１３５，１３６，１３７の直径ｄをそれぞれｄ135、ｄ136、ｄ137と示すこととする。排出流路１０３のみかけ長さをＬ103と示し、みかけ直径をｄ103と示すこととする。インク流路１０２のみかけ長さをＬ102と示し、みかけ直径をｄ102と示すこととする。各値は以下のとおりとした。 The lengths of the flow paths 135 , 136 , and 137 are indicated as L 135 , L 136 , and L 137 , respectively, and the diameters d of the flow paths 135 , 136 , and 137 are indicated as d 135 , d 136 , and d 137 , respectively. The apparent length of the discharge channel 103 is indicated by L 103 and the apparent diameter is indicated by d 103 . The apparent length of the ink channel 102 shown as L 102, and to indicate the apparent diameter as d 102. Each value was as follows.

Ｌ135＝０．３５ｍ
Ｌ136＝０．２ｍ
Ｌ137＝０．０５ｍ
Ｌ103＝０．０００１ｍ
Ｌ102＝０．０００１ｍ
ｄ135＝０．００１ｍ
ｄ136＝０．００２ｍ
ｄ137＝０．０００５ｍ
ｄ103＝０．０００１２ｍ
ｄ102＝０．０００２５ｍ
インクの粘度はμ＝０．００３Ｐａ・ｓｅｃとした。 L 135 = 0.35m
L 136 = 0.2m
L 137 = 0.05m
L 103 = 0.0001m
L 102 = 0.0001m
d 135 = 0.001m
d 136 = 0.002m
d 137 = 0.0005m
d 103 = 0.00012m
d 102 = 0.00025m
The viscosity of the ink was μ = 0.003 Pa · sec.

式（１４）に各値を代入すると、式（１４）より、Ｈi，Ｈu，Ｈdは以下の値となる。 Substituting values in equation (14), the equation (14), H i, H u, H d is the following value.

Ｈi＝１２８×０．００３×０．２／（π×０．００２4）＋１２８×０．００３×０．０００１／（π×０．０００２５4）＝４．７×１０9
Ｈu＝１２８×０．００３×０．０５／（π×０．０００５4）＝９８×１０9
Ｈd＝１２８×０．００３×０．３５／（π×０．００１4）＋１２８×０．００３×０．０００１／（π×０．０００１２4）＝１０２×１０9
ここで、式（１２）の右辺に各値を代入すると以下の値になる。 H i = 128 × 0.003 × 0.2 / (π × 0.002 4 ) + 128 × 0.003 × 0.0001 / (π × 0.00025 4 ) = 4.7 × 10 9
H u = 128 × 0.003 × 0.05 / (π × 0.0005 4 ) = 98 × 10 9
H d = 128 × 0.003 × 0.35 / (π × 0.001 4 ) + 128 × 0.003 × 0.0001 / (π × 0.00012 4 ) = 102 × 10 9
Here, when each value is substituted into the right side of the equation (12), the following values are obtained.

｜Ｈu−Ｈd｜＝｜９８×１０9−１０２×１０9｜＝４．０×１０9
上記のとおり、Ｈi＝４．７×１０9であるので、式（１２）が満たされている。このように、各値を適宜設定することにより、式（１２）を成立させることが可能である。 | H u −H d | = | 98 × 10 9 −102 × 10 9 | = 4.0 × 10 9
As described above, since H i = 4.7 × 10 9 , Expression (12) is satisfied. Thus, it is possible to establish Formula (12) by setting each value suitably.

図５（ａ）はダイヤフラムポンプ１２１が第二液室１１０より低い位置にある場合のインク供給系の概略構成図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したインク供給系において、泡循環動作を行っていない静的状態および泡循環動作を行っている循環状態における循環路内の各位置を横軸とし、当該位置における圧力を縦軸として表したグラフである。実線は静的状態を示し、破線は循環状態を表している。一点鎖線は印字状態を表すが、印字状態におけるインクの流れは第二液室１１０から第一液室１０１までなので、印字状態におけるダイヤフラムポンプ１２１の圧力は静的状態と同様である。   FIG. 5A is a schematic configuration diagram of the ink supply system when the diaphragm pump 121 is located at a position lower than the second liquid chamber 110. FIG. 5B shows the positions in the circulation path in the static state where the bubble circulation operation is not performed and the circulation state where the bubble circulation operation is performed in the ink supply system shown in FIG. And the pressure at the position is represented as a vertical axis. A solid line indicates a static state, and a broken line indicates a circulating state. Although the alternate long and short dash line represents the printing state, since the ink flow in the printing state is from the second liquid chamber 110 to the first liquid chamber 101, the pressure of the diaphragm pump 121 in the printing state is the same as in the static state.

図２では、第一液室１０１、第二液室１１０、ダイヤフラムポンプ１２１の順に高くなるように配置され、図５（ａ）では、第一液室１０１、ダイヤフラムポンプ１２１、第二液室１１０の順に高くなるように配置されている。これらの場合、静的状態では、泡循環動作における循環路全域が負圧となる。図５（ｂ）に示したグラフでも、図４に示したグラフと同様に、圧力が０となる箇所（０点）は、ダイヤフラムポンプ１２１の出口と第二液室１１０の間にある。   In FIG. 2, the first liquid chamber 101, the second liquid chamber 110, and the diaphragm pump 121 are arranged so as to increase in order, and in FIG. 5A, the first liquid chamber 101, the diaphragm pump 121, and the second liquid chamber 110 are arranged. It arranges so that it may become high in order. In these cases, in the static state, the entire circulation path in the bubble circulation operation becomes a negative pressure. Also in the graph shown in FIG. 5B, as in the graph shown in FIG. 4, the location where the pressure becomes 0 (0 point) is between the outlet of the diaphragm pump 121 and the second liquid chamber 110.

一方、図６（ａ）では、ダイヤフラムポンプ１２１、第一液室１０１、第二液室１１０の順に高くなるように配置されている。この場合には、ダイヤフラムポンプ１２１付近が正圧となる。しかし、第一液室１０１および第二液室１１０を含め、第二液室１１０から第一液室１０１に至るまでの範囲は負圧である。図６（ｂ）に示したグラフでは、図４および図５（ｂ）に示したグラフと異なり、圧力が０となる箇所（０点）は、第二液室１１０と第一液室１０１の間にある。   On the other hand, in FIG. 6A, the diaphragm pump 121, the first liquid chamber 101, and the second liquid chamber 110 are arranged so as to increase in this order. In this case, the pressure near the diaphragm pump 121 is positive. However, the range from the second liquid chamber 110 to the first liquid chamber 101 including the first liquid chamber 101 and the second liquid chamber 110 is a negative pressure. In the graph shown in FIG. 6B, unlike the graphs shown in FIG. 4 and FIG. 5B, the location where the pressure becomes 0 (point 0) is the second liquid chamber 110 and the first liquid chamber 101. between.

式（１２）は、流路抵抗Ｈの大小関係のみによるものであり、その他のパラメータに依存するものではない。したがって、図２、図５（ａ）、図６（ａ）のいずれの場合においても、流路抵抗Ｈのみを考慮すればよい。   Expression (12) is based only on the magnitude relationship of the flow path resistance H and does not depend on other parameters. Therefore, in any case of FIG. 2, FIG. 5 (a), and FIG. 6 (a), only the channel resistance H needs to be considered.

したがって、式（１２）を満たすように流路抵抗を設定すれば、泡循環動作時において、吐出口１０５からインクが漏れ出すことと、インクタンク２００から第二液室１１０にインクが流入することと、を防止できる。そのため、上述したようなインクの循環機構によれば、第一液室１０１内の空気抜き（泡抜き）を良好に行うことができる。これにより、第一液室１０１の泡抜き不良に起因する印字不良を防止できる。   Therefore, if the flow path resistance is set so as to satisfy Expression (12), the ink leaks from the ejection port 105 and the ink flows from the ink tank 200 into the second liquid chamber 110 during the bubble circulation operation. And can be prevented. Therefore, according to the ink circulation mechanism as described above, the air in the first liquid chamber 101 (bubble removal) can be favorably performed. As a result, it is possible to prevent a printing failure due to the bubble removal failure of the first liquid chamber 101.

第一液室１０１の圧力Ｐ1は、式（８）のとおり、負圧であることが必要条件であるが、吐出口１０５内でインクのメニスカスを保持できる圧力−Ｐh（図４参照）より低くなると、吐出口１０５内のインクが第一液室１０１内に吸い込まれてしまう場合がある。この場合、吐出口１０５内の全てのインクが第一液室１０１内に吸い込まれると、吐出口１０５内は空気で満たされる。そのため、吐出口１０５内の空気が第一液室１０１内に入り込む可能性がある。この場合、泡循環動作を行っても第一液室１０１内に空気が吸い込まれ続けるため、第一液室１０１内の空気を除去することができない。 The pressure P 1 of the first liquid chamber 101 is a necessary condition that the pressure P 1 is a negative pressure as shown in the equation (8), but the pressure −P h that can hold the ink meniscus in the ejection port 105 (see FIG. 4). If it is lower, the ink in the ejection port 105 may be sucked into the first liquid chamber 101. In this case, when all the ink in the discharge port 105 is sucked into the first liquid chamber 101, the discharge port 105 is filled with air. Therefore, the air in the discharge port 105 may enter the first liquid chamber 101. In this case, the air in the first liquid chamber 101 cannot be removed because air continues to be sucked into the first liquid chamber 101 even if the bubble circulation operation is performed.

この事態を防止するためには、−Ｐh＜Ｐ1が成立している必要があり、すなわち以下の式（１５）を満たしている必要がある。 In order to prevent this situation, −P h <P 1 needs to be satisfied, that is, the following equation (15) needs to be satisfied.

−Ｐh＜Ｐ1＜０ …（１５）
式（１５）のＰ1に式（７）を代入すると以下のようになる。 -P h <P 1 <0 (15)
Substituting equation (7) into P 1 of equation (15) yields the following.

−Ｐh＜（−Ｈu−Ｈi＋Ｈd）×Ｑ／２−Ｐf＋ρ×ｇ×Ｔ2＜０
式（１１）を考慮すると、流量Ｑは以下の式（１６）で表すことができる。 −P h <(− H u −H i + H d ) × Q / 2−P f + ρ × g × T 2 <0
Considering the equation (11), the flow rate Q can be expressed by the following equation (16).

Ｑ＜２×（−Ｐh＋Ｐf−ρ×ｇ×Ｔ2）／（−Ｈu−Ｈi＋Ｈd） …（１６）
となる。したがって、流量Ｑは式（１６）を満足することが望ましい。 Q <2 × (−P h + P f −ρ × g × T 2 ) / (− H u −H i + H d ) (16)
It becomes. Therefore, it is desirable that the flow rate Q satisfies the equation (16).

また、インク吐出動作中の記録ヘッド１００の第一液室１０１へのインクの供給を考慮すると、流路１３６の流路抵抗Ｈiは小さいことが望ましい。これは、流路１３６の流路抵抗Ｈiが大きいと、インク吐出動作にて第一液室１０１内のインクを消費した後の第一液室１０１へのインクの供給が遅れるからである。また、これに伴い、第一液室１０１の負圧が増し、吐出口１０５でのインクのメニスカスが破壊されることもありうる。 In consideration of the supply of ink to the first liquid chamber 101 of the recording head 100 in the ink discharge operation, the flow path resistance H i of the channel 136 is small, it is desirable. This is because when the flow resistance H i of the flow path 136 is large because the supply of ink to the first liquid chamber 101 after consuming the ink in the first liquid chamber 101 at the ink discharge operation is delayed. As a result, the negative pressure in the first liquid chamber 101 increases, and the ink meniscus at the ejection port 105 may be destroyed.

次に、流路１３６の流路抵抗Ｈiの上限について説明する。記録ヘッド１００において吐出口１０５から良好に吐出可能な第一液室１０１内の圧力−Ｐt（Ｐａ）は、様々な条件により変化する。本実施形態では、第一液室１０１内の圧力−Ｐt（Ｐａ）はおおむね−３００（Ｐａ）（≒−３００ｍｍＡｑ）程度であった。第一液室１０１内の圧力−Ｐt（Ｐａ）を決定する為の条件は、たとえば、吐出口１０５の大きさや数などの物理的条件や、インクの粘度や表面張力や密度などの流体の物性的条件や、周辺雰囲気の温度などの環境的条件である。 Next, a description will be given upper limit of the flow path resistance H i of the channel 136. The pressure −P t (Pa) in the first liquid chamber 101 that can be satisfactorily ejected from the ejection port 105 in the recording head 100 varies depending on various conditions. In the present embodiment, the pressure −P t (Pa) in the first liquid chamber 101 is about −300 (Pa) (≈−300 mmAq). The conditions for determining the pressure -P t (Pa) in the first liquid chamber 101 are, for example, physical conditions such as the size and number of the ejection ports 105, and the fluid such as the viscosity, surface tension, and density of the ink. These are physical conditions and environmental conditions such as ambient temperature.

インク吐出動作中における第一液室１０１内の圧力は、−Ｐtよりも大きくしなければならず、その圧力をＰ2t（Ｐａ）とすると、Ｐ2t（Ｐａ）は以下の式（１７）のように表すことができる。 Pressure in the first fluid chamber 101 in the ink discharge operation has to be larger than -P t, when the pressure and P 2t (Pa), P 2t (Pa) is the following formula (17) It can be expressed as

Ｐ2t＝−Ｈi×Ｑi−Ｐs …（１７）
ここで、Ｑi（ｍ3／ｓ）はインク吐出動作中に第二液室１１０から第一液室１０１に流れるインクの流量示している。−Ｐs（Ｐａ）は、静的状態における第一液室１０１内の圧力である。圧力−Ｐs（Ｐａ）は以下の式（１８）のように表すことができる。 P 2t = −H i × Q i −P s (17)
Here, Q i (m 3 / s) indicates the flow rate of ink flowing from the second liquid chamber 110 to the first liquid chamber 101 during the ink ejection operation. -P s (Pa) is the pressure in the first liquid chamber 101 in the static state. The pressure −P s (Pa) can be expressed as the following formula (18).

−Ｐs＝−Ｐf＋ρ×ｇ×Ｔ2 …（１８）
インク吐出動作中に、記録ヘッド１００によって正常にインクを吐出するための条件は、以下の式（１９）で表される。 -P s = -P f + ρ × g × T 2 (18)
The condition for normally ejecting ink by the recording head 100 during the ink ejection operation is expressed by the following equation (19).

−Ｐt＜Ｐ２t＜０ …（１９）
式（１９）に式（１７）を代入すると以下の式が導かれる。 −P t <P2 t <0 (19)
Substituting equation (17) into equation (19) leads to the following equation:

−Ｐt＜−Ｈi×Ｑi−Ｐs
ここで、Ｑiは正であるから、以下の式（２０）が成立する。 −P t <−H i × Q i −P s
Here, since Q i is positive, the following equation (20) is established.

Ｈi＜（Ｐt−Ｐs）／Ｑi …（２０）
である。式（２０）に式（１８）を代入すると、式（２１）が成立する。 H i <(P t −P s ) / Q i (20)
It is. When Expression (18) is substituted into Expression (20), Expression (21) is established.

Ｈi＜（Ｐt−Ｐf＋ρ×ｇ×Ｔ2）／Ｑi …（２１）
つまり、Ｈiの上限は、吐出動作時の第一液室１０１内の圧力Ｐtと、静的状態での第一液室内の圧力−Ｐfと、印字状態での流量Ｑiにより決まる。 H i <(P t −P f + ρ × g × T 2 ) / Q i (21)
That is, the upper limit of H i is determined by the pressure P t in the first liquid chamber 101 during the discharge operation, the pressure −P f in the first liquid chamber in the static state, and the flow rate Q i in the printing state.

式（２１）を満足するよう流路抵抗Ｈiを設定するには、式（１２）を満足させる場合と同様に、流路１３６の直径および長さを適宜決定することで実現できる。 To set the flow resistance H i as to satisfy the equation (21), as in the case of satisfying the formula (12) can be realized by suitably determining the diameter and length of the channel 136.

その一例を挙げると、微負圧−Ｐf＝−８３０（Ｐａ）（−８０（ｍｍＡｑ）に相当する。）、第二液室の第一液室に対する高さＴ2＝０．０３（ｍ）、−Ｐt＝−３０００（Ｐａ）、ρ＝１０６０（ｋｇ／ｍ3）、Ｑi＝８×１０-8（ｍ3／ｓｅｃ）とする。これらの値を式（２１）に代入すると、式（２２）が導かれる。 As an example, the slight negative pressure −P f = −830 (Pa) (corresponding to −80 (mmAq)), the height T 2 of the second liquid chamber relative to the first liquid chamber = 0.03 (m ), −P t = −3000 (Pa), ρ = 1060 (kg / m 3 ), and Q i = 8 × 10 −8 (m 3 / sec). Substituting these values into equation (21) leads to equation (22).

Ｈｉ＜３１×１０9 …（２２）
式（２２）を満たすように、式（１４）の流路１３６の長さＬおよび直径ｄの値を設定すればよい。 Hi <31 × 10 9 (22)
What is necessary is just to set the value of the length L and the diameter d of the flow path 136 of Formula (14) so that Formula (22) may be satisfy | filled.

上述したＬ136、ｄ136、Ｌ102、ｄ102の値を式（１２）に代入すると、Ｈi＝４．７×１０9となり、式（２２）を満たしている。 Substituting the values of L 136 , d 136 , L 102 , and d 102 described above into Expression (12) yields H i = 4.7 × 10 9 , which satisfies Expression (22).

次に、泡循環動作の終了後の動作について説明する。   Next, the operation after the end of the bubble circulation operation will be described.

図７に示す状態で、不図示の駆動手段により開閉弁３１２を閉塞した状態で開閉弁３２２を開き、さらに、加圧ポンプ２１０によりインクタンク２００内を加圧状態にし、押圧弁１１７を開く。そして、不図示の駆動手段により空気抜き流路１８１が負圧になるように吸引装置３３０を駆動させる。そうすると、第二液室１１０内の空気が図８の矢印Ｂ方向へ流れ、第二液室１１０内は負圧になる。第二液室１１０内が負圧になると、第二液室１１０内も負圧になり、上述したように、供給制御弁１６０が開き、流体導管２５０を通って、インクタンク２００内のインクが第二液室１１０に流れ込む。   In the state shown in FIG. 7, the on-off valve 322 is opened while the on-off valve 312 is closed by a drive means (not shown), and the pressure tank 210 is pressurized by the pressurizing pump 210 and the pressing valve 117 is opened. Then, the suction device 330 is driven by a driving unit (not shown) so that the air vent channel 181 has a negative pressure. If it does so, the air in the 2nd liquid chamber 110 will flow to the arrow B direction of FIG. 8, and the inside of the 2nd liquid chamber 110 will become a negative pressure. When the pressure in the second liquid chamber 110 becomes negative, the pressure in the second liquid chamber 110 also becomes negative, and as described above, the supply control valve 160 opens and the ink in the ink tank 200 passes through the fluid conduit 250. It flows into the second liquid chamber 110.

この時、第二液室１１０内が負圧になるため、流路１３６により接続される第一液室１０１も負圧になり、吐出口１０５から空気が入り込んでしまう恐れがある。これを防止するため、供給制御弁１６０が開く圧力は、吐出口１０５内のインクのメニスカスを破壊し空気を取り入れてしまう圧力より低くならないように設定する。   At this time, since the inside of the second liquid chamber 110 has a negative pressure, the first liquid chamber 101 connected by the flow path 136 also has a negative pressure, and air may enter through the discharge port 105. In order to prevent this, the pressure at which the supply control valve 160 opens is set so as not to be lower than the pressure at which the ink meniscus in the ejection port 105 is destroyed and air is taken in.

吐出口１０５内のインクのメニスカスを破壊力は、吐出口１０５の径、ノズル数、インクの物性（表面張力や粘度など）などにより異なる。記録ヘッド１００では、第一液室１０１内の圧力を約−６ｋＰａ以上に設定し、供給制御弁１６０の開く第二液室１１０内の圧力を約−８３０Ｐａ（≒−８０ｍｍＡｑ）に設定することで、吐出口１０５内のインクのメニスカスの破壊を防止できた。この供給制御弁１６０の開く圧力の値は、可撓部バネ１１２と供給制御弁バネ１１５による弾性力により調整可能である。   The destructive force of the ink meniscus in the ejection port 105 varies depending on the diameter of the ejection port 105, the number of nozzles, ink physical properties (surface tension, viscosity, etc.), and the like. In the recording head 100, the pressure in the first liquid chamber 101 is set to about −6 kPa or more, and the pressure in the second liquid chamber 110 where the supply control valve 160 is opened is set to about −830 Pa (≈−80 mmAq). The ink meniscus in the ejection port 105 can be prevented from being broken. The value of the opening pressure of the supply control valve 160 can be adjusted by the elastic force of the flexible portion spring 112 and the supply control valve spring 115.

上述の方法により、吐出口１０５内のインクのメニスカスを保たれつつ、インクが第二液室１１０に入り、第二液室１１０内における液面が上昇する。この液面の上昇に伴ってインクに浮遊しているフロート１４０も上昇し、第二液室１１０がインクで満たされると、図９に示すように、フロート弁１５０がフロート１４０により閉じられる。   By the above-described method, the ink enters the second liquid chamber 110 while maintaining the ink meniscus in the ejection port 105, and the liquid level in the second liquid chamber 110 rises. As the liquid level rises, the float 140 floating in the ink also rises. When the second liquid chamber 110 is filled with ink, the float valve 150 is closed by the float 140 as shown in FIG.

フロート弁１５０が閉じられると、第二液室１１０が空気抜き流路１８１からフロート１４０によって隔てられ、吸引装置３３０の吸引力により、第二液室１１０内の圧力が減少することがなくなる。したがって、インクがインクタンク２００から流体導管２５０を介して第二液室１１０に供給されることもなくなる。   When the float valve 150 is closed, the second liquid chamber 110 is separated from the air vent channel 181 by the float 140, and the pressure in the second liquid chamber 110 is not reduced by the suction force of the suction device 330. Therefore, ink is not supplied from the ink tank 200 to the second liquid chamber 110 via the fluid conduit 250.

この状態で、吸引装置３３０の駆動を止め、不図示の駆動手段により押圧弁１１７を閉塞する。このとき、空気抜き流路１８１は負圧状態であるため、開閉弁３２２および開閉弁３１２を開放し、空気抜き流路１８１を大気圧に戻す。   In this state, driving of the suction device 330 is stopped, and the pressing valve 117 is closed by a driving unit (not shown). At this time, since the air vent channel 181 is in a negative pressure state, the on-off valve 322 and the on-off valve 312 are opened, and the air vent channel 181 is returned to atmospheric pressure.

以上説明したように、本実施形態に係る記録装置１００では、ダイヤフラムポンプ１２１を駆動力とする泡循環動作を行うことにより第一液室１０１内に混入した空気を除去可能である。具体的には、第一液室１０１に混入した空気を第二液室１１０内に溜め、第二液室１１０内に溜めた空気を除去するとともに、第二液室１１０内にインクを供給する。   As described above, in the recording apparatus 100 according to the present embodiment, air mixed in the first liquid chamber 101 can be removed by performing a bubble circulation operation using the diaphragm pump 121 as a driving force. Specifically, the air mixed in the first liquid chamber 101 is stored in the second liquid chamber 110, the air stored in the second liquid chamber 110 is removed, and ink is supplied into the second liquid chamber 110. .

このとき、上述したように、流路１３５の流路抵抗Ｈdと、流路１３７の流路抵抗Ｈuと、流路１３６の流路抵抗Ｈiと、を所定の関係を満たすように設定することにより良好に第一液室１０１内の空気抜き動作を行うことができる。つまり本実施形態では、吐出口１０５からインクを漏れ出させることなく、かつ、インクタンク２００から第二液室１１０インクを流入させることなく空気抜き動作を行うことができる。 At this time, as described above, set to satisfy the flow resistance H d of the flow path 135, the flow path resistance H u of the flow path 137, the flow path resistance H i of the channel 136, the predetermined relationship By doing so, the air venting operation in the first liquid chamber 101 can be performed satisfactorily. That is, in the present embodiment, the air venting operation can be performed without causing ink to leak out from the ejection port 105 and without causing the ink to flow into the second liquid chamber 110 from the ink tank 200.

１００ 記録ヘッド
１０１ 第一液室
１０５ 吐出口
１１０ 第二液室
１１１ 可撓性部材
１１２ 可撓部バネ
１２１ ダイヤフラムポンプ
１３５ 流路
１３６ 流路
１３７ 流路
１４０ フロート
１５０ フロート弁
１６０ 供給制御弁
２００ インクタンク
２５０ 流体導管 100 Recording Head 101 First Liquid Chamber 105 Discharge Port 110 Second Liquid Chamber 111 Flexible Member 112 Flexible Part Spring 121 Diaphragm Pump 135 Channel 136 Channel 137 Channel 140 Float 150 Float Valve 160 Supply Control Valve 200 Ink Tank 250 Fluid conduit

Claims (5)

吐出口からインクを吐出する記録ヘッドの内部の上側に設けられた第一液室と、該第一液室に供給するインクを収容する第二液室と、該第二液室から前記第一液室にインクを供給する駆動力を付与するポンプと、前記第一液室と前記ポンプとを連通させる第一流路と、前記ポンプと前記第二液室とを連通させる第二流路と、前記第二液室と前記第一液室とを連通させる第三流路と、を有し、前記ポンプの駆動力により、前記第一液室、前記第一流路、前記ポンプ、前記第二流路、前記第二液室、前記第三流路、前記第一液室という順番にインクを循環させる循環動作を行う機構を備えたインク供給系において、
前記第一流路の流路抵抗をＨdとし、前記第二流路の流路抵抗をＨuとし第一流路と、前記第三流路の流路抵抗をＨiとすると、
Ｈi＞｜Ｈu―Ｈd｜
の関係を満たすことを特徴とするインク供給系。 A first liquid chamber provided on the upper side of the inside of the recording head that discharges ink from the discharge port, a second liquid chamber for containing ink to be supplied to the first liquid chamber, and the first liquid chamber from the second liquid chamber A pump for applying a driving force for supplying ink to the liquid chamber, a first flow path for communicating the first liquid chamber and the pump, a second flow path for communicating the pump and the second liquid chamber, A third flow path that communicates the second liquid chamber and the first liquid chamber, and the first liquid chamber, the first flow path, the pump, and the second flow are driven by the driving force of the pump. In an ink supply system including a mechanism for performing a circulation operation of circulating ink in the order of a path, the second liquid chamber, the third flow path, and the first liquid chamber,
Wherein the first flow path the flow path resistance of the H d, the a second channel the flow path resistance of the H u first channel, the flow path resistance of the third flow path when the H i,
H i > | H u -H d |
An ink supply system satisfying the relationship: 前記第二液室は、前記第一液室内を大気圧より低い圧力にするための負圧発生機構を備えている、請求項１に記載のインク供給系。   The ink supply system according to claim 1, wherein the second liquid chamber includes a negative pressure generation mechanism for setting the first liquid chamber to a pressure lower than atmospheric pressure. 前記ポンプはダイヤフラムポンプである、請求項１または２に記載のインク供給系。   The ink supply system according to claim 1, wherein the pump is a diaphragm pump. 前記記録ヘッドからインクを吐出するインク吐出動作中の前記第一液室の圧力をＰtとし、前記インク吐出動作も前記循環動作も行っていない静的状態のときの前記第一液室の圧力をＰsとし、前記インク吐出動作中に前記第二液室から前記第一液室に流れるインクの流量をＱiとすると、
Ｈi＜（Ｐt―Ｐs）／Ｑi
の関係を満たす、請求項１から３のいずれか１項に記載のインク供給系。 Wherein the pressure of said first liquid chamber in the ink ejection operation of ejecting ink from the recording head and P t, the pressure of the first liquid chamber when a static state also the ink discharge operation is not also performed the circulation operation Is P s, and Q i is the flow rate of ink flowing from the second liquid chamber to the first liquid chamber during the ink ejection operation,
H i <(P t −P s ) / Q i
The ink supply system according to claim 1, wherein the ink supply system satisfies the relationship: 記録ヘッドの吐出口から記録媒体にインクを吐出することによって該記録媒体に記録を行う記録装置において、
請求項１から４のいずれか１項に記載のインク供給系を有することを特徴とする記録装置。 In a recording apparatus for recording on a recording medium by discharging ink from the discharge port of the recording head to the recording medium,
A recording apparatus comprising the ink supply system according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013219587A1 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Disc brake device
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