JP2017177752A - Inkjet head, inkjet recording apparatus, and inkjet head air bubble removing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法に関し、詳しくは、フィルターを備えたインク貯留室の残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法に関する。 The present invention relates to an ink jet head, an ink jet recording apparatus, and a method for removing bubbles in an ink jet head, and more specifically, an ink jet head, an ink jet recording apparatus, and a method for removing air bubbles in an ink jet head that can efficiently remove residual bubbles in an ink storage chamber equipped with a filter. About.
インクジェットヘッドでは、複数の圧力室に供給するインクを貯留しておくインク貯留室(共通インク室ともいう。)内の気泡が、圧力室内や圧力室付近に残留してしまうと、ノズルからのインク吐出が影響を受けることがある。 In an inkjet head, if bubbles in an ink storage chamber (also referred to as a common ink chamber) that stores ink to be supplied to a plurality of pressure chambers remain in the pressure chamber or in the vicinity of the pressure chamber, the ink from the nozzles Discharge may be affected.
特に、インク中の夾雑物が圧力室内に侵入することを防止するためのフィルターをインク貯留室内に備えたインクジェットヘッドにおいては、フィルターの下方(圧力室側)に気泡が侵入してしまった場合には、この気泡の除去が困難であり、この気泡が圧力室内に侵入してしまう虞がある。 In particular, in an ink jet head equipped with a filter for preventing contaminants in the ink from entering the pressure chamber in the ink storage chamber, when air bubbles enter below the filter (on the pressure chamber side). However, it is difficult to remove the bubbles, and the bubbles may enter the pressure chamber.
従来、インク貯留室をフィルターによって上流側インク室(フィルターの上方)と下流側インク室(フィルターの下方)とに分け、上流側インク室にインク供給管(流入口)及びインク回収管(循環出口)を設けることにより、上流側インク室でインクを循環させて気泡を排出するようにしたインクジェットヘッドが知られている(特許文献1)。しかし、循環流は上流側インク室を通過するだけであるため、下流側インク室に残留する気泡を外部に排出させることはできない。 Conventionally, an ink storage chamber is divided into an upstream ink chamber (above the filter) and a downstream ink chamber (below the filter) by a filter, and an ink supply pipe (inlet) and an ink recovery pipe (circulation outlet) are connected to the upstream ink chamber. ) Is known to circulate ink in an upstream ink chamber to discharge bubbles (Patent Document 1). However, since the circulating flow only passes through the upstream ink chamber, the bubbles remaining in the downstream ink chamber cannot be discharged to the outside.
また、インク貯留室を有するインクジェットヘッドにおいて、1つのノズルプレート面に複数のノズル列を有し、ノズル列毎に吸引動作を実行できるようにしたインクジェットヘッドも知られている(特許文献2)。しかし、このインクジェットヘッドにおいては、ノズルの目詰まり防止のためにノズルからの吸引動作を行う必要があり、この吸引動作時に廃インクが発生してしまう。 In addition, an inkjet head having an ink storage chamber is also known which has a plurality of nozzle rows on one nozzle plate surface and can perform a suction operation for each nozzle row (Patent Document 2). However, in this ink jet head, it is necessary to perform a suction operation from the nozzle to prevent clogging of the nozzle, and waste ink is generated during this suction operation.
さらに、インク供給源からインクが供給される上流側インク室(第1インク室)と、この上流側インク室からフィルターを介してインクが供給される下流側インク室(第2インク室)とを備え、インクを吐出するノズルを下流側インク室に設け、各インク室から流体を排出する第1及び第2排出口に液体の排出を規制する気液分離手段を設けたインクジェットヘッドが提案されている(特許文献3)。このインクジェットヘッドにおいては、第1排出口への流路抵抗を、第2排出口への流路抵抗よりも小さくすることにより、各インク室内に滞留した気泡を排出する際に発生する廃インクの量を少なくし、また、上流側インク室から下流側インク室に移動する気泡を少なくできるとしている。 Further, an upstream ink chamber (first ink chamber) to which ink is supplied from an ink supply source and a downstream ink chamber (second ink chamber) to which ink is supplied from the upstream ink chamber via a filter are provided. Ink jet heads have been proposed, in which nozzles for ejecting ink are provided in the downstream ink chambers, and gas-liquid separation means for restricting the discharge of liquid are provided at the first and second discharge ports for discharging the fluid from each ink chamber. (Patent Document 3). In this ink jet head, the flow path resistance to the first discharge port is made smaller than the flow path resistance to the second discharge port, so that the waste ink generated when discharging the bubbles remaining in each ink chamber is discharged. The amount is reduced, and bubbles moving from the upstream ink chamber to the downstream ink chamber can be reduced.
ところで、特許文献3において、第1排出口への流路抵抗が第2排出口への流路抵抗よりも小さくなっていることにより、上流側インク室から下流側インク室に移動する気泡は少なくなるものの、特許文献1と同様に、下流側インク室内(フィルターの下方)に付着している気泡を外部に排出させることはできない。
Incidentally, in Patent Document 3, since the flow path resistance to the first discharge port is smaller than the flow path resistance to the second discharge port, there are few bubbles moving from the upstream ink chamber to the downstream ink chamber. However, as in
そこで、本発明は、フィルターを備えたインク貯留室の残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an ink jet head, an ink jet recording apparatus, and a method for removing air bubbles in an ink jet head that can efficiently remove residual bubbles in an ink storage chamber provided with a filter.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
1.
インク貯留室と、
前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
前記インク貯留室内に配置され、このインク貯留室を前記圧力室から遠い側の上流側インク室と前記圧力室に近い側の下流側インク室とに分けているフィルターと、
前記上流側インク室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
前記上流側インク室からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
前記下流側インク室に連通し、該下流側インク室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなすインク排出管と、
前記合流点の下流側に設けられた逆止弁と、
前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記上流側インク室から前記フィルターを通り前記下流側インク室を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを備え、
前記圧力損失調整手段により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッド。
2.
前記逆止弁は、前記合流点よりも高い位置に配置されていることを特徴とする前記1記載のインクジェットヘッド。
3.
前記逆止弁の上端部は、前記インク供給管を介して前記インク貯留室に供給されるインクが貯蔵されているインクタンクにおけるインクの表面よりも低い位置に配置されていることを特徴とする前記1又は2記載のインクジェットヘッド。
4.
前記逆止弁は、前記インク貯留室から前記インク回収管を介して回収されるインクが上方に向けて流れる位置に配置されていることを特徴とする前記1〜3の何れかに記載のインクジェットヘッド。
5.
前記圧力調整手段は、前記主流路に圧力損失を付与することを特徴とする前記1〜4の何れかに記載のインクジェットヘッド。
6.
前記圧力調整手段として、前記インク回収管の流路断面積を前記インク排出管の流路断面積よりも狭くしていることを特徴とする前記5記載のインクジェットヘッド。
7.
前記圧力調整手段は、前記主流路の流路断面積を部分的に狭める流量調整部材であることを特徴とする前記5記載のインクジェットヘッド。
8.
前記副流路の前記合流点より上流側に、第2の逆止弁が設けられていることを特徴とする前記1〜7の何れかに記載のインクジェットヘッド。
9.
前記圧力調整手段は、前記副流路から前記合流点側にインクを吸引することを特徴とする前記8記載のインクジェットヘッド。
10.
前記圧力調整手段は、前記副流路に設けられた吸引ポンプであることを特徴とする前記9記載のインクジェットヘッド。
11.
前記1〜10の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに供給されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを前記インクジェットヘッドに移送するインク移送手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
12.
インク貯留室に供給されたインクを圧力室及びノズルを介して吐出するインクジェットヘッドの該インク貯留室内にインクを供給する流路をなすインク供給管が、着脱可能に装着されるインク移送管と、
前記インクジェットヘッドの前記インク貯留室からインクを回収する流路をなすインク回収管が、着脱可能に装着されるインク返送管と、
前記インク移送管及び前記インク供給管を経て前記インク貯留室に供給されるインクを貯蔵するインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを前記インク移送管を経て前記インクジェットヘッドに移送するインク移送手段とを備え、
前記インク返送管には、逆止弁が設けられていることを特徴とするインクジェット記録装置。
13.
インク貯留室と、
前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
前記インク貯留室内に配置され、このインク貯留室を前記圧力室から遠い側の上流側インク室と前記圧力室に近い側の下流側インク室とに分けているフィルターと、
前記上流側インク室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
前記上流側インク室からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
前記下流側インク室に連通し、該下流側インク室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなすインク排出管と、
前記合流点の下流側に設けられた逆止弁と、
前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記上流側インク室から前記フィルターを通り前記下流側インク室を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを用いて、
前記圧力損失調整手段の作用により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させ、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッドの気泡除去方法。
14.
前記逆止弁を、前記合流点よりも高い位置に配置することを特徴とする前記13記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
15.
前記逆止弁を、前記インク供給管を介して前記インク貯留室に供給されるインクを貯蔵しているインクタンクにおけるインクの表面よりも低い位置に配置することを特徴とする前記13又は14記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
16.
前記逆止弁を、前記インク貯留室から前記インク回収管を介して回収されるインクが上方に向けて流れる位置に配置することを特徴とする前記13〜15の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
17.
前記圧力調整手段により、前記主流路に圧力損失を付与することを特徴とする前記13〜16の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
18.
前記圧力調整手段として、前記インク回収管の流路断面積を前記インク排出管の流路断面積よりも狭くしていることを特徴とする前記17記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
19.
前記圧力調整手段として、前記主流路の流路断面積を部分的に狭める流量調整部材を用いることを特徴とする前記17記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
20.
前記副流路の前記合流点より上流側に、第2の逆止弁を設けることを特徴とする前記13〜19の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
21.
前記圧力調整手段により、前記副流路から前記合流点側にインクを吸引することを特徴とする前記20記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
22.
前記圧力調整手段として、前記副流路に吸引ポンプを設けることを特徴とする前記21記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
1.
An ink storage chamber;
At least one pressure chamber communicating with the ink storage chamber via an injection hole and causing a volume variation by application of a voltage;
A nozzle that communicates with the pressure chamber and discharges ink in the pressure chamber to the outside;
A filter disposed in the ink storage chamber and dividing the ink storage chamber into an upstream ink chamber far from the pressure chamber and a downstream ink chamber close to the pressure chamber;
An ink supply pipe forming a flow path for supplying ink into the upstream ink chamber;
An ink collection tube forming a flow path for collecting ink from the upstream ink chamber;
An ink discharge pipe which communicates with the downstream ink chamber and forms a flow path for discharging the ink in the downstream ink chamber to join the ink recovery pipe at a merging point;
A check valve provided downstream of the junction;
The flow resistance of the main flow path from the ink supply pipe to the confluence point of the ink recovery pipe, and the flow of the sub flow path from the upstream ink chamber through the filter to the confluence point through the downstream ink chamber. Pressure loss adjusting means for adjusting the relative relationship with the road resistance,
By balancing the flow resistance of the main flow path and the flow resistance of the sub flow path by the pressure loss adjusting means, both the main flow path and the sub flow path are controlled by the ink pressure in the ink supply pipe. An ink jet head characterized by causing ink to flow.
2.
2. The inkjet head according to
3.
The upper end portion of the check valve is disposed at a position lower than the surface of the ink in the ink tank storing the ink supplied to the ink storage chamber via the ink supply pipe. The inkjet head according to 1 or 2 above.
4).
The inkjet according to any one of 1 to 3, wherein the check valve is disposed at a position where ink recovered from the ink storage chamber via the ink recovery pipe flows upward. head.
5).
5. The ink jet head according to any one of 1 to 4, wherein the pressure adjusting means imparts a pressure loss to the main flow path.
6).
6. The ink jet head as described in 5 above, wherein as the pressure adjusting means, the flow path cross-sectional area of the ink recovery pipe is narrower than the flow path cross-sectional area of the ink discharge pipe.
7).
6. The ink jet head according to 5, wherein the pressure adjusting means is a flow rate adjusting member that partially narrows a cross-sectional area of the main flow path.
8).
The inkjet head according to any one of 1 to 7, wherein a second check valve is provided on the upstream side of the confluence of the sub-flow path.
9.
9. The ink jet head according to
10.
10. The ink jet head according to 9, wherein the pressure adjusting means is a suction pump provided in the sub flow channel.
11.
The inkjet head according to any one of 1 to 10;
An ink tank for storing ink to be supplied to the inkjet head;
An ink jet recording apparatus comprising: ink transfer means for transferring ink in the ink tank to the ink jet head.
12
An ink transfer pipe, in which an ink supply pipe that forms a flow path for supplying ink into the ink storage chamber of an inkjet head that discharges ink supplied to the ink storage chamber through the pressure chamber and the nozzle is detachably mounted;
An ink return pipe that is detachably mounted on an ink collection pipe that forms a flow path for collecting ink from the ink storage chamber of the inkjet head; and
An ink tank for storing ink supplied to the ink storage chamber via the ink transfer pipe and the ink supply pipe;
An ink transfer means for transferring ink in the ink tank to the inkjet head via the ink transfer pipe;
An ink jet recording apparatus, wherein the ink return pipe is provided with a check valve.
13.
An ink storage chamber;
At least one pressure chamber communicating with the ink storage chamber via an injection hole and causing a volume variation by application of a voltage;
A nozzle that communicates with the pressure chamber and discharges ink in the pressure chamber to the outside;
A filter disposed in the ink storage chamber and dividing the ink storage chamber into an upstream ink chamber far from the pressure chamber and a downstream ink chamber close to the pressure chamber;
An ink supply pipe forming a flow path for supplying ink into the upstream ink chamber;
An ink collection tube forming a flow path for collecting ink from the upstream ink chamber;
An ink discharge pipe which communicates with the downstream ink chamber and forms a flow path for discharging the ink in the downstream ink chamber to join the ink recovery pipe at a merging point;
A check valve provided downstream of the junction;
The flow resistance of the main flow path from the ink supply pipe to the confluence point of the ink recovery pipe, and the flow of the sub flow path from the upstream ink chamber through the filter to the confluence point through the downstream ink chamber. Using pressure loss adjusting means that adjusts the relative relationship with the road resistance,
By the action of the pressure loss adjusting means, the flow resistance of the main flow path and the flow resistance of the sub flow path are balanced, and both the main flow path and the sub flow path are adjusted by the ink pressure in the ink supply pipe. A method for removing bubbles in an inkjet head, wherein ink is allowed to flow through the ink jet head.
14
14. The method of removing bubbles in an ink jet head according to 13, wherein the check valve is arranged at a position higher than the junction.
15.
The said check valve is arrange | positioned in the position lower than the surface of the ink in the ink tank which stores the ink supplied to the said ink storage chamber through the said ink supply pipe | tube, The said 13 or 14 characterized by the above-mentioned. Method for removing bubbles in an inkjet head.
16.
The ink jet head according to any one of 13 to 15, wherein the check valve is disposed at a position where ink recovered from the ink storage chamber via the ink recovery pipe flows upward. Bubble removal method.
17.
17. The method for removing bubbles from an ink jet head according to any one of 13 to 16, wherein a pressure loss is applied to the main channel by the pressure adjusting means.
18.
18. The method of removing an air bubble in an ink jet head according to claim 17, wherein the pressure adjusting means is such that a cross-sectional area of the ink recovery pipe is narrower than a cross-sectional area of the ink discharge pipe.
19.
18. The method for removing bubbles in an ink jet head according to claim 17, wherein a flow rate adjusting member that partially narrows a cross-sectional area of the main flow path is used as the pressure adjusting means.
20.
20. The method for removing bubbles in an ink jet head according to any one of 13 to 19, wherein a second check valve is provided on the upstream side of the confluence of the sub flow path.
21.
21. The method for removing air bubbles from an ink jet head according to 20, wherein the pressure adjusting means sucks ink from the sub-flow path toward the confluence.
22.
22. The method for removing bubbles in an ink jet head according to
本発明によれば、フィルターを備えたインク貯留室の残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの気泡除去方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ink jet head, an ink jet recording apparatus, and a method for removing air bubbles from an ink jet head that can efficiently remove residual bubbles in an ink storage chamber provided with a filter.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(インクジェット記録装置)
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。
(Inkjet recording device)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part showing an example of an ink jet recording apparatus according to the present invention, and shows a partial cross section of an ink jet head.
インクジェット記録装置100は、図示しない搬送手段によって一定方向(副走査方向)に搬送される記録媒体上に、インクジェットヘッド1からインクを吐出して画像を記録するものである。インクジェットヘッド1は、図示しないキャリッジに搭載され、該キャリッジが副走査方向に直交する主走査方向に沿って移動する過程で、ノズルから記録媒体に向けてインクを吐出する。本実施形態に示すインクジェット記録装置100では、水平方向に主走査を行い、ノズルからのインク吐出方向が鉛直方向下向きとなるようにインクジェットヘッド1が設置されている。ただし、インクジェットヘッド1は、インクジェット記録装置100において傾斜させて設置してもよい。
The ink
図1では、1つのインクジェットヘッド1のみを示しているが、一般にインクジェット記録装置100には、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、K(ブラック)等の各色インク用の複数のインクジェットヘッド1が搭載される。本実施形態に示すインクジェット記録装置100においては、インクを貯蔵するインクタンク101とインクジェットヘッド1のインク貯留室41とが、インク移送管102及びインク返送管103によって連通している。
In FIG. 1, only one
インク移送管102の途中には、インクジェット記録装置100の制御部104によって駆動制御される循環ポンプ105が設けられている。この循環ポンプ105が駆動することにより、インクタンク101内のインクが、インク移送管102を介してインクジェットヘッド1に供給される。また、循環ポンプ105が駆動することにより、インクジェットヘッド1内のインク(気泡等を含むインク)が、インク返送管103を介してインクタンク101に戻される。このインクジェット記録装置100において、インク移送管102、制御部104及び循環ポンプ105は、インクタンク101内のインクをインクジェットヘッド1に移送するインク移送手段を構成している。
A
インクタンク101は、格別限定されないが、タンクの底面に到達しない仕切り板101aによって、インク移送室101bとインク返送室101cとに仕切ることが好ましい。この場合、インク移送室101b内にインク移送管102の一端部を配置し、また、インク返送室101c内にインク返送管103の一端部を配置する。仕切り板101aは、インク返送室101cに返送されてきたインク中の気泡が再度インク移送管102に流入しないように、インクを十分に脱気するために設けられる。気泡自体は浮力が高いので、気泡が仕切り板101aの下側を通過してインク移送室101bに流入することが制限される。このような態様は、インクを循環使用する場合に好ましい態様である。
The
(インクジェットヘッド)
次に、図1に示した本発明に係るインクジェットヘッド1の具体的構成について説明する。図2は、インクジェットヘッド1の部分拡大断面図である。
(Inkjet head)
Next, a specific configuration of the
本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、インク吐出面1Sが鉛直方向下側に向くように設置されて使用される。ただし、インクジェットヘッド1は、傾斜させて設置して使用してもよい。なお、本明細書において、「上」及び「下」は、「鉛直方向上側」及び「鉛直方向下側」を意味し、図1の使用状態を示す側面図における上側及び下側に対応する。
The
インクジェットヘッド1は、図1に示すように、インク貯留室41を構成するインクマニホールド4と、このインクマニホールド4に接着された基板3と、基板3を挟んでインクマニホールド4の反対側の面(下面)に接着されたヘッドチップ2とを有して構成されている。
As shown in FIG. 1, the
インクマニホールド4は、合成樹脂等によって、下面に開口部4aを有する横長の箱型に形成されている。このインクマニホールド4には、下面の開口部4aを塞ぐように、基板3が接着されている。インクマニホールド4の内部空間は、インクタンク101から移送されるインクが貯留されるインク貯留室41となる。
The ink manifold 4 is formed in a horizontally long box shape having an
インクマニホールド4には、インク貯留室41内にインクを供給する流路をなすインク供給管5aが連設されている。このインク供給管5aは、圧力室23から遠い側(上側)において、インク貯留室41に連通されている。このインク供給管5aの上端側には、接続部7aが設けられている。この接続部7aは、インクジェット記録装置100側の接続部106aに着脱可能に接続される。インクジェット記録装置100側の接続部106aは、インク移送管102に連通している。これにより、インクジェットヘッド1は、インクジェット記録装置100からのインクの移送が可能となる。
The ink manifold 4 is provided with an
また、インクマニホールド4には、インク貯留室41内からインクを回収する流路をなすインク回収管5bが連設されている。このインク回収管5bは、圧力室23から遠い側(上側)において、インク貯留室41に連通されている。このインク回収管5bの上端側には、接続部7bが設けられている。この接続部7bは、インクジェット記録装置100側の接続部106bに着脱可能に接続される。インクジェット記録装置100側の接続部106bは、インク返送管103に連通している。これにより、インクジェットヘッド1は、インクジェット記録装置100へのインクの返送が可能となる。
Further, the ink manifold 4 is provided with an
このインクジェットヘッド1において、インク供給管5aから、回収管5bの後述する合流点46に至る流路が、主流路F1となる。
In the
インク供給管5aとインク回収管5bとは、インク貯留室41の長手方向の両端部に離して配置することが好ましい。本実施形態におけるインク供給管5aは、インクマニホールド4の上面における図1中の左側の端部に配置され、また、インク回収管5bは、インクマニホールド4の上面における図1中の右側の端部に配置されている。これにより、インク供給管5aからインク貯留室41に供給されたインクを、インク回収管5bに向けて、インク貯留室41内の全体に亘って流すことができる。従って、インク貯留室41内にインクが滞留する部位が形成されにくく、インク中の気泡をより効率良く除去することができる。
The
インク貯留室41内には、例えばメッシュ状の金属や樹脂の多孔質体等によって形成されたフィルター42を、インク貯留室41を上下に二分するように配置されている。このフィルター42により、インク貯留室41は、フィルター42を挟んで、ヘッドチップ2から遠い側の上流側インク室411と、ヘッドチップ2に近い側の下流側インク室412とに分けられている。
In the
このフィルター42は、インク供給管5aからインク貯留室41内に供給されたインク中に含まれる気泡や夾雑物が、下流側インク室412に侵入することを阻止する。
The
本発明において、このフィルター42は、インク貯留室41に供給されたインクが、下流側インク室412に流入する際の圧力損失要素の一つである。他の圧力損失要素としては、配管の長さや、配管の曲り部の数等が考えられる。なお、循環ポンプ105は、フィルター42及び配管の長さや配管の曲り部の数等の圧力損失要素による圧力損失ΔPを上回る圧力P0を発生する。
In the present invention, the
そして、図2に示すように、下流側インク室412は、基板3に形成された注入孔31を介して、ヘッドチップ2に形成された全ての圧力室23と連通している。ヘッドチップ2には、複数の圧力室23が形成されている。注入孔31は、各圧力室23に対応して形成されている。下流側インク室412内のインクは、各注入孔31を介して、全ての圧力室23に共通に注入される。
As shown in FIG. 2, the
基板3は、例えばガラス基板であり、各圧力室23間の隔壁となっている駆動壁24に形成された駆動電極に電圧を印加するための図示しない配線を有している。各圧力室23は、駆動壁24の駆動電極への電圧印加によって容積変動を生ずる。
The substrate 3 is, for example, a glass substrate, and has a wiring (not shown) for applying a voltage to the drive electrode formed on the
また、ヘッドチップ2において、基板3の反対側の面(下面)には、各圧力室23に対応されたノズル22を有するノズルプレート21が接着されている。このノズルプレート21の下面部がインク吐出面1Sとなる。ノズル22は、圧力室23の下端部に連通している。圧力室23は、内部のインクに吐出圧力を付与し、ノズル22からインクを吐出させる。
In the
ヘッドチップ2に形成された圧力室23は、その数は特に問わない。本実施形態に示すヘッドチップ2は、複数の圧力室23が、ヘッドチップ2の長手方向である図2図中X方向に沿って配列されている。
The number of the
圧力室23内のインクに吐出圧力を付与するための具体的な手段は問わず、公知の手段を採用することができる。本実施形態では、隣り合う圧力室23、23は、圧電素子により形成された駆動壁24によって隔てられている。駆動壁24は、圧力室23内に臨む面に形成された図示しない駆動電極に、例えば制御部104から基板3に形成された図示しない配線を経て所定電圧の駆動電圧が印加されることによって、せん断変形する。圧力室23の両側の駆動壁24、24がせん断変形することにより、圧力室23内は膨張又は収縮する。これにより、圧力室23内のインクに圧力が付与され、ノズル22からインクが吐出される。
Any specific means for applying discharge pressure to the ink in the
下流側インク室412内には、内部に気体が封入されたダンパー部材43が配置されている。ダンパー部材43は、可撓膜によって形成されたダンパー面431を基板3に対面させて、基板3から所定の距離をおいて配置されている。ダンパー部材43は、インクの吐出時に各圧力室23から下流側インク室412に伝播する圧力波を吸収する。これにより、圧力室23内で発生した圧力波が、下流側インク室412を介して他の圧力室23に与える影響を低減させることができる。
In the
そして、図1に示すように、インクマニホールド4には、下流側インク室412内からインクを排出する流路をなすインク排出管5cが連設されている。このインク排出管5cの上端側は、インク回収管5bに合流している。インク回収管5bとインク排出管5cとは、合流箱6に接続されることによって合流している。合流箱6は、合成樹脂材料や金属材料から一体的に構成することができ、内部に合流点46となる空間が形成されている。
As shown in FIG. 1, the ink manifold 4 is provided with an
合流箱6の外面には、合流点46に至る第1乃至第3の開口部6a,6b,6cが形成されている。第1の開口部6aから合流点46を経て第3の開口部6cに至る流路は、インク回収管5bの中途部に介在される。実装状態としては、インク回収管5bを中途部において上流側及び下流側に分け、上流側を第1の開口部6aに接続させ、下流側を第3の開口部6cに接続させることになる。そして、第2の開口部6bには、インク排出管5cを接続させる。
First to
このインクジェットヘッド1において、フィルター42を通り、下流側インク室412及びインク排出管5cを経て、合流点46に至る流路が、副流路F2となる。
In the
このように、本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、インク回収管5b及びインク排出管5cが合流箱6によって合流されているため、インクジェット記録装置100側の配管等との接続部位は、インク供給管5a(接続部7a)及びインク回収管5b(接続部7b)の2箇所のみで済む。従って、インクジェット記録装置100側の配管等との接続部位の数は、一般的なインクジェットヘッドに対して増加せず、接続作業が煩雑化することはない。
As described above, since the
また、本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、インク供給管5a(接続部7a)及びインク回収管5b(接続部7b)の2箇所のみで、インクジェット記録装置100側の接続部106a、106bと接続される構造であるため、循環機構を備えた既設のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドとの互換性を備えている。すなわち、一般に、インクマニホールド4内のインクを循環させる循環機構を有するインクジェット記録装置は、各インクジェットヘッドに対して、インクの供給部及び回収部の2箇所で配管接続する構造となっている。そのため、本実施形態のインクジェットヘッド1によれば、既設装置を設計変更する必要なく、接続部7a、7bの2箇所のみの接続によって交換及び設置が可能である。
Further, the
そして、インク回収管5bの合流点46の下流側には、逆止弁8aが配設されている。この逆止弁8aは、インク貯留室41からのインクの回収を許容し、その反対方向のインクの流れを阻止するように機能する。この逆止弁8aを設けることにより、インクの逆流によって上流側インク室411及び下流側インク室412に気泡や夾雑物が入り込むことを防止することができる。
A check valve 8a is disposed on the downstream side of the
この逆止弁8aは、主流路F1及び副流路F2の合流点46よりも高い位置に配置することが好ましい。この条件が満たされている限り、このインクジェットヘッド1は、インクジェット記録装置において傾斜させて配置してもよい。逆止弁8aが合流点46よりも高いことにより、インク貯留室41から回収したインク中の気泡が逆止弁8a付近に溜まり、結合して大きくなった気泡が逆止弁8aを通過するので、インク貯留室41に気泡が戻ることを確実に防止することができる。
The check valve 8a is preferably arranged at a position higher than the
また、逆止弁8aは、その上端部がインクタンク101におけるインクの表面101sよりも低くなる位置に配置することが好ましい。この条件が満たされている限り、このインクジェットヘッド1は、インクジェット記録装置において傾斜させて配置してもよい。逆止弁8aがインクの表面101sよりも低いことにより、インクジェットヘッド1内にインクを良好に循環させることができる。また、逆止弁8aは、インクの循環を阻害することなく、インクジェットヘッド1内の内圧の上昇を抑え、ノズル22からインクがあふれるメニスカスブレイクを防止するように機能する。
Further, the check valve 8 a is preferably arranged at a position where the upper end portion thereof is lower than the
また、逆止弁8aは、インク貯留室41から回収されたインクが上方に向けて流れる位置に配置することが好ましい。この条件が満たされている限り、このインクジェットヘッド1は、インクジェット記録装置において傾斜させて配置してもよい。逆止弁8aにおいてインクが上方に流れることにより、インクの流れが起きていないときには、逆止弁8aは、重力によって閉鎖状態とされる。
The check valve 8a is preferably arranged at a position where the ink collected from the
ところで、このインクジェットヘッドにおいては、フィルター42等により副流路F2の流路抵抗は大きくなっている。従って、インク排出管5cをインク回収管5bに合流させても、多くのインクはインク供給管5aからインク回収管5bを経る主流路F1を流れてしまい、フィルター42及びインク排出管5cを経る副流路F2の流量は小さい。
By the way, in this ink jet head, the flow path resistance of the sub flow path F2 is increased by the
そこで、このインクジェットヘッド1は、主流路F1の流路抵抗と副流路F2の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段を備えている。この圧力損失調整手段は、副流路F2の流路抵抗に相当する圧力損失ΔPを、主流路F1に付与する。または、圧力損失調整手段は、副流路F2の流路抵抗を減らして、主流路F1の流路抵抗に相当するものにする。副流路F2の流路抵抗は、主に、フィルター42による流路抵抗である。
Therefore, the
このインクジェットヘッド1においては、圧力損失調整手段により、主流路F1の流路抵抗と、副流路F2の流路抵抗とを均衡させることにより、インク供給管5a内のインク圧力P0によって、主流路F1及び副流路F2の両方に均等にインクを流すことができる。
In the
圧力調整手段の一例を図3に示す。図3は、圧力調整手段の一例が設けられたインク回収管5bを一部破断した状態を示す斜視図である。
An example of the pressure adjusting means is shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the
圧力損失調整手段としては、例えば、図3(a)に示すように、インク回収管5bの流路断面積を部分的に狭める流量調整部材9を用いることができる。この流量調整部材9は、インク回収管5b内に保持され、インク回収管5bの内径を部分的に狭くする部材である。
As the pressure loss adjusting means, for example, as shown in FIG. 3A, a flow
この実施形態の流量調整部材9は、小径部91の両端側に、該小径部91よりも大径な大径部92、92を同軸状に一体に形成したものである。流量調整部材9の材質は特に限定されないが、インクの非浸透性、インク回収管5bへの挿入し易さ及びインクに対する耐腐食性に優れるステンレス等の金属、セラミックス、合成樹脂が挙げられる。
In the flow
大径部92、92の外径は、その外周面がインク回収管5bの内周面に密接し得る大きさに形成されている。従って、流量調整部材9は、インク回収管5b内に挿入された後、大径部92、92がインク回収管5bの内周面に密接することによって、インク回収管5b内の所定位置に保持される。
The outer diameters of the
インクが流入する側の大径部92の外周面の一部には、軸方向に沿って延びる溝部93が形成されている。この溝部93によって、インク回収管5bの内壁と小径部91との間には、インク中の気泡が流入し、この空気が閉じ込められる。この空気は、インク回収管5b内のインクと接しているため、ダンパーの役割を果たす。ダンパーの役割とは、キャリッジの振動をヘッド内部に伝播させないことである。なお、インクの脱気をしている場合には、インク回収管5bの内壁と小径部91との間の空気は減ってゆくが、この空気は、チューブのガス透過性により充填される。
A
流量調整部材9には、小径部91と大径部92、92に亘って縦貫する流路孔94が形成されている。大径部92、92はインク回収管5bの内周面に密接するため、この流量調整部材9が配置された部位におけるインク回収管5bの流路は、この流路孔94のみとなる。従って、流量調整部材9は、この流路孔94によってインク回収管5bの流路断面積を部分的に狭め、インク回収管5b内を流れるインクの圧力を損失させる。
The flow
この流量調整部材9によって付与される圧力損失ΔPは、副流路F2の流路抵抗に相当する圧力損失ΔPであり、流路孔94の内径によって調整される。この圧力損失ΔPにより、主流路F1の流路抵抗と、副流路F2の流路抵抗とが均衡される。すなわち、インク供給管5a内のインク圧力P0は、主流路F1の合流点46の直前において圧力P1に減圧され、副流路F2の合流点46の直前における圧力P2にほぼ等しいものとなる。また、インク供給管5a内のインク圧力P0は、循環ポンプ105が与える圧力にほぼ等しい。副流路F2の圧力P2は、ノズル22からのメニスカスブレイクが生じないように、メニスカスブレイクが生じる圧力Pxより小さく設定される。すなわち、P0=−XPaとした場合に、P2=−YPaとなるように合流後の減圧を実施し、P1=−YPaとなるような圧力損失ΔP=(Y−X)Paを与えることにより、〔P1=(P0−ΔP)=P2<Px〕となる。この結果、インク供給管5a内のインク圧力P0によって、主流路F1及び副流路F2の両方に均等にインクを流すことができる。
The pressure loss ΔP applied by the flow
なお、圧力P2は、例えばノズルの吐出不良等が生じると変動する場合がある。したがって、主流路F1の流路抵抗と、副流路F2の流路抵抗とが均衡するとは、本願発明の効果を奏する範囲で圧力P1と圧力P2とがほぼ等しい(±10%)ことを示す。 Note that the pressure P2 may fluctuate when, for example, a nozzle discharge failure occurs. Therefore, the balance between the flow resistance of the main flow path F1 and the flow resistance of the sub flow path F2 indicates that the pressure P1 and the pressure P2 are substantially equal (± 10%) within a range where the effect of the present invention is achieved. .
なお、インク圧力P0は、インク供給管5aにT字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。圧力P1は、インク回収管5b(流量調整部材9より下流、合流点46より上流)にT字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。圧力P2は、インク排出管5c(合流点46より上流)にT字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。
The ink pressure P0 can be measured with a manometer at the tip of the
流量調整部材9の流路孔94の具体的な内径は、フィルター42等の圧力損失要素による圧力損失を考慮して、インク回収管5bの圧力損失が所望の圧力損失となるように適宜調整される。例えば、インク回収管5bから回収されるインク流量と、インク排出管5cから排出されるインク流量とが均一になるように、流量調整部材9の流路孔94の内径を調整すれば、主流路F1及び副流路F2の両方に均等にインクを流すことができる。これにより、上流側インク室411内(主流路F1)と、下流側インク室412内(副流路F2)とに、迅速にインクを貯留させることができるため、特にインクの初期導入の際に好ましい態様である。
The specific inner diameter of the flow path hole 94 of the flow
このインクジェットヘッド1及びこれを備えたインクジェット記録装置100によれば、インク供給管5aからインクを供給するだけで、上流側インク室411内の残留気泡を主流路F1を経てインク回収管5bから排出させるのみならず、下流側インク室412内の残留気泡をも、副流路F2を経てインク排出管5cから排出させることができる。よって、インクマニホールド4内の全体の残留気泡を効率的に除去することができる。
According to the
また、このインクジェットヘッド1及びこれを備えたインクジェット記録装置100によれば、画像記録中にインクタンク101との間でインクを循環させた際に、下流側インク室412内のインクをも、副流路F2を経て効率よく循環させることができる。このため、画像記録中にノズル22から引き込まれた気泡も迅速に排出させることができる。また、沈降し易い粒子や顔料等が含まれているインクを使用する場合には、画像記録中の下流側インク室412における粒子や顔料等の沈降を効果的に抑制して、インクの濃度偏差を抑制することができる。
Further, according to the
なお、流量調整部材9の流路孔94の内径を調整することにより、インク回収管5bから回収されるインク流量(主流路F1)と、インク排出管5cから排出されるインク流量(副流路F2)とを異ならせることもできる。例えば、流量調整部材9の流路抵抗を高くして、インク回収管5bから回収されるインク流量(主流路F1)よりも、インク排出管5cから排出されるインク流量(副流路F2)の方を多くする(副流路F2の流速を上げる)ことにより、圧力室23回りに付着した取り除きにくい気泡もより容易に除去することができる。また、逆に、流量調整部材9の流路抵抗を低くして、副流路F2よりも主流路F1の方の流量を多くする(主流路F1の流速を上げる)こともできる。この場合には、主流路F1内の特に天井面や角部に付着した気泡を容易に除去することができる。また、この場合には、ダンパー部材43の回りに残留し易い気泡を容易に除去することができる。
By adjusting the inner diameter of the flow path hole 94 of the flow
図3(a)に示す流量調整部材9はあくまで一例であり、具体的な構造は図3(a)に示したものに何ら限定されない。例えば、大径部92は、インクの流出側のみに設けられるだけでもよい。また、流量調整部材9にダンパーの役割を持たせる必要がない場合には、小径部91はなくてもよい。
The flow
また、流量調整部材9にダンパーの役割を持たせる必要がない場合や、大量の気泡が主流路F1を流れる可能性がある場合には、図3(b)に示すように、流量調整部材9の長さを短くし、流路孔94の長さを短くするとよい。図3(b)に示す流量調整部材9は、インク回収管5bの内壁に沿う円筒部95と、この円筒部95の一端部を閉蓋する円盤部96とを有して一体的に構成されている。円盤部96の中央部には、流路孔94が形成されている。このように流量調整部材9の流路孔94の長さを短くすることにより、流路孔94内に気泡が入ったときの流路抵抗の変動を抑え、流速のばらつきを抑えることができる。図3(a)に示した流量調整部材9の流路孔94の長さは、例えば14mm程度であるが、図3(b)に示した流量調整部材9の流路孔94の長さは、例えば0.5mm程度である。流路孔94の長さを0.5mm程度にすることにより、気泡による流路抵抗の変動を抑えることができる。
When there is no need for the flow
なお、流量調整部材9は、合流箱6内に、第1の開口部6aと合流点46との間に配置することもできる。この場合には、合流箱6をインク回収管5bに介在接続させるだけで、インク回収管5bに所望の圧力損失を付与することができる。また、流量調整部材9を変更、交換したいときには、合流箱6ごと交換することができ、迅速、容易な交換を行うことができる。さらに、流量調整部材9の近傍に夾雑物が付着して汚損してしまった場合等にも、合流箱6を交換することにより、迅速、容易に清冽な状態とすることができる。
The flow
(インクジェットヘッドの気泡除去方法)
次に、このように構成されたインクジェットヘッド1において、インクの初期導入時にインク貯留室41の残留気泡を除去する方法について、図1及び図4を用いて説明する。
(Bubble removal method for inkjet head)
Next, in the
インクジェット記録装置100における気泡除去動作は、例えば制御部104に予め記憶された所定のプログラムに従って循環ポンプ105の駆動が制御されることによって行われる。
The bubble removing operation in the
まず、制御部104は循環ポンプ105を駆動させ、インクタンク101内のインクをインク供給管5aからインクマニホールド4内の上流側インク室411に所定の圧力で流入させる。上流側インク室411に流入したインクは、上流側インク室411を通ってインク回収管5bに向けて主流路F1を流れる(図4(a))。
First, the
ここで、インク回収管5bには、副流路F2の圧力損失分ΔPが考慮された流量調整部材9が設けられているため、インク回収管5bから回収されるインクは、流量調整部材9で一部が止められ、インクの圧力は一部損失する。この損失分の圧力ΔPは、流路孔94の内径が適切に調整されることにより、インクが副流路F2を通過し得る圧力である。従って、上流側インク室411内の主流路F1を流れるインクの一部は、フィルター42を通って、下流側インク室412内の副流路F2にも流れ込む(図4(b))。
Here, since the flow
これにより、インク貯留室41には、主流路F1を通ってそのままインク回収管5bから回収されるインクの流れと、副流路F2を通ってインク排出管5cから排出されるインクの流れとが同時に形成される。
As a result, the
従って、インク貯留室41に供給されたインクは、インク回収管5bとインク排出管5cの両方から流出する。このとき、上流側インク室411内の残留気泡は、インクと共にインク回収管5bから回収され、下流側インク室412内の残留気泡は、インクと共にインク排出管5cから排出される(図4(c))。
Accordingly, the ink supplied to the
制御部104は、循環ポンプ105の駆動を、予め設定された所定時間継続した後に停止させる。この他、例えばインク返送管103にインク中の気泡を検出するセンサーを設け、このセンサーが配管内を流れるインク中の気泡を検出しなくなった際に、循環ポンプ105の駆動を停止させるようにしてもよい。これにより、気泡除去動作は終了し、上流側インク室411及び下流側インク室412はインクで満たされる。
The
このように、このインクジェットヘッド1は、インクをインク貯留室41に供給するだけで、主流路F1を通ってインク回収管5bからインクを回収するのみならず、副流路F2を通ってインク排出管5cからもインクを排出することができる。気泡除去のために開閉弁等を操作して主流路F1及び副流路F2に個別にインクを流す必要がないため、インクジェットヘッド1の構造を複雑にすることなく、インク貯留室41内及び各圧力室23回りの残留気泡を効率的に除去することができる。
As described above, the
また、上流側インク室411及び下流側インク室412の両方から気泡を含むインクを流出させることができるため、上流側インク室411及び下流側インク室412で個別に行う場合に比べて、気泡除去にかかる時間を短縮できると共に、気泡除去のためのインク消費量も抑えることができる。
Further, since the ink containing bubbles can flow out from both the
以上の気泡除去動作は、インクの初期導入時に限らず、記録媒体上への画像記録時にも実施することができる。すなわち、画像記録時、循環ポンプ105を駆動させておくことにより、上流側インク室411内のインクのみならず、下流側インク室412内のインクも循環させることができる。これにより、インク循環によって、画像記録中でも気泡が除去されるのみならず、濃度偏差のない均質なインクを各圧力室23に供給することができる。このため、より高品質の画像を形成することができる。
The above bubble removal operation can be performed not only when ink is initially introduced but also when an image is recorded on a recording medium. That is, by driving the
(逆止弁の他の実施形態)
インク排出管5cには、図5に示すように、第2の逆止弁8bを設けてもよい。図5は、本発明に係るインクジェット記録装置の他の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。図1と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。
(Other embodiment of check valve)
The
この第2の逆止弁8bは、下流側インク室412から合流点46に向けたインクの流出を許容し、その反対方向のインクの流れを阻止するように機能する。例えば、インク中に含まれる夾雑物によってフィルター42が目詰まりし、副流路F2の圧力P2が下がると、上流側インク室411内の主流路F1の圧力P1との間に圧力差が生じる。この場合に、インク回収管5bから回収されたインクが、合流点46を経てインク排出管5cに逆流するおそれがある。インク排出管5cに第2の逆止弁8bを設けることにより、インクの逆流によって下流側インク室412に気泡や夾雑物が入り込むことを防止することができる。
The
また、後述するようにインク排出管5cから下流側インク室412内のインクを吸引する場合には、インク排出管5cへのインクの逆流を防止するために、第2の逆止弁8bは必要である。二つの逆止弁8a,8bにより、流出側からのインクの逆流を確実に防止することができる。なお、この第2の逆止弁8bも圧力損失要素の一つであるため、逆止弁のクラッキング圧力(開弁圧)は低いほうがよく、ノズル22からのメニスカスブレイクが生じる圧力Px(例えば5kPa程度)よりも低いことが必要である。また、ノズル22からのメニスカスブレイクを確実に防止するには、循環ポンプ105による加圧をせずに、インク返送管103に(インク回収管5bとインク排出管5cとの合流点46よりも下流側に)吸引ポンプを設け、この吸引ポンプが生じさせる負圧のみによりインクを循環させるようにしてもよい。この場合にも、インクは、インク供給管100内のインク圧力によって主流路F1及び副流路F2の両方に循環しているといえる。。
Further, as will be described later, when the ink in the
(圧力損失調整手段の他の実施形態)
本発明において、インク回収管5bに設ける圧力損失調整手段は、以上説明した流量調整部材9に限定されない。例えば、図示しないが、インク回収管5bに流量調整弁を設け、インク回収管5bの流路断面積を部分的に狭めることによって圧力損失ΔPを付与するようにしてもよい。流量調整弁の開度を適宜調整することによって、インク回収管5bに適切な圧力損失ΔPを付与することができる。また、インク回収管5bに設ける圧力損失調整手段は、逆止弁であってもよい。さらに、インク回収管5bを可撓管によって形成した場合には、インク回収管5bの外側から挟着部材等を用いて流路断面積を部分的に狭めることによって圧力損失ΔPを付与するようにしてもよい。
(Other embodiments of pressure loss adjusting means)
In the present invention, the pressure loss adjusting means provided in the
さらに、圧力損失調整手段は、図1、図5に示した流量調整部材9のようにインク回収管5b(主流路F1)に設けられるものに限定されず、図6に示すように、インク排出管5c(副流路F2)に設けることもできる。図6は、本発明に係るインクジェット記録装置の他の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。図1と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。
Further, the pressure loss adjusting means is not limited to the one provided in the
図6における圧力損失調整手段は、インク排出管5cに設けられた吸引ポンプ10によって構成されている。吸引ポンプ10は、制御部104の制御によって駆動され、インク排出管5c内のインクを合流点46側に強制的に吸引する。これにより、副流路F2の圧力損失が小さくなり、主流路F1の圧力損失が、副流路F2の圧力損失に対して相対的に大きくなったことになる。これにより、フィルター42等による圧力損失によってインクが流れにくい副流路F2のインクの流量を増大させる。このときの吸引ポンプ10の駆動量(吸引量)は、インク貯留室41に供給されたインクの一部が副流路F2にも流れるように、制御部104によって適切に調整される。このように吸引ポンプ10を設ける場合には、インク排出管5cには逆止弁8を設けることが好ましい。
The pressure loss adjusting means in FIG. 6 is constituted by a
このような吸引ポンプ10を設けたインクジェットヘッド1によれば、インクをインク貯留室41に供給するだけで、主流路F1を通ってインク回収管5bからインクを回収するのみならず、副流路F2を通ってインク排出管5cからもインクを排出することができるので、流量調整部材9を設けた場合と同様に、インク貯留室41内の残留気泡を効率的に除去することができる効果が得られる。
According to the
また、吸引ポンプ10は、駆動量を制御することによってインク流量を適宜調整可能である。このため、吸引ポンプ10の駆動量の調整により、インク回収管5bから回収されるインク流量とインク排出管5cから排出されるインク流量とを均一化するのみならず、インク回収管5bよりもインク排出管5cから排出されるインク流量を多くする等のように、インク回収管5bとインク排出管5cからそれぞれ流出するインク流量を異ならせることも容易に行うことができる。
Further, the
さらに、吸引ポンプ10の駆動によって、下流側インク室412には負圧が発生するため、インクの初期導入時にノズル22から無駄にインクが排出されることを抑制できる効果もある。
Furthermore, since the negative pressure is generated in the
なお、このように吸引ポンプ10を設ける場合には、インク排出管5cの内径を、インク回収管5bの内径よりも細くすることも好ましい。インク排出管5cの内径を細くすると、吸引ポンプ10の駆動時に、下流側インク室412内の圧力変動を抑えることができ、インク流量の調整が容易となる。
In the case where the
また、流路の圧力調整を、合流点46より下流の循環ポンプを用いた減圧により行う場合には、副流路F2の流路抵抗が大きい場合でも、加圧による循環よりも大きい差圧で循環させることができる。例えば、式で表すと〔(P1+ΔP)=P0>Px, P1=P2〕となる。
Further, when the pressure of the flow path is adjusted by pressure reduction using a circulation pump downstream from the
(インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置の他の実施形態)
図6に示すインクジェットヘッド1及びインクジェット記録装置100において、インク排出管5cに吸引ポンプ10を設けることに加えて、例えば、インク回収管5bに流量調整部材9を設け、気泡除去時にこれらを併用することも好ましい。インク回収管5bに設けた流量調整部材9によって圧力損失が付与されるため、それだけ吸引ポンプ10の駆動量を低減することができる。これにより、吸引ポンプ10は低容量のポンプで済み、イニシャルコスト及びランニングコストを低減できる。
(Another embodiment of inkjet head and inkjet recording apparatus)
In the
このようにインク回収管5bの流量調整部材9とインク排出管5cの吸引ポンプ10とを併用する場合には、インク回収管5bに流量調整部材9を設けるのみの場合に比べ、インク回収管5bに付与する圧力損失ΔPを小さく設定することもできる。例えば、流量調整部材9は、吸引ポンプ10と併用しない場合に比べて、流路孔94の内径を大きくすることができる。このため、狭い流路孔94では流れにくい高粘度インクの使用も可能となり、使用可能なインクの種類を広げることができる。
As described above, when the flow
また、逆止弁8aは、前述した実施形態のようにインクジェットヘッド1に設けることに限定されず、インクジェット記録装置100に設けてもよい、すなわち、図7に示すように、逆止弁8aは、インク回収管5bが着脱可能に装着されるインク返送管103に設けてもよい。この場合にも、インクジェットヘッド1をインクジェット記録装置100に装着した状態においては、逆止弁8aは、主流路F1及び副流路F2の合流点46の下流側に設けられていることになり、前述のようにインク回収管5bの途中に設けた場合と同様の作用、効果が発揮される。
Further, the check valve 8a is not limited to being provided in the
なお、前述した各実施態様において、主流路F1と副流路F2との合流は、インクマニホールド4内で行うようにしてもよい。インクマニホールド4内で合流させることにより、従来のインクジェットヘッドと外形形状に違いのないインクジェットヘッドを構成することができる。 In each embodiment described above, the merging of the main flow path F1 and the sub flow path F2 may be performed in the ink manifold 4. By merging in the ink manifold 4, it is possible to configure an inkjet head having no difference in outer shape from the conventional inkjet head.
以上説明したインクジェット記録装置100は、インクジェットヘッド1とインクタンク101との間でインクを循環させるようにしたが、これに限定されない。例えば、残留気泡をインクの初期導入時に除去するだけでよい場合には、図示しないが、インク回収管5b及びインク排出管5cから流出したインクを、インクタンク101に戻さずに、廃インクタンクに排出させるように構成してもよい。
In the ink
1:インクジェットヘッド
1S:吐出面
2:ヘッドチップ
21:ノズルプレート
22:ノズル
23:圧力室
24:駆動壁
3:基板
31:注入孔
4:インクマニホールド
41:インク貯留室
411:上流側インク室
412:下流側インク室
42:フィルター
46:合流点
5a:インク供給管
5b:インク回収管
5c:インク排出管
6:合流箱
6a:第1の開口部
6b:第2の開口部
6b:第3の開口部
7a、7b:接続部
8a:逆止弁
8b:第2の逆止弁
9:流量調整部材(圧力調整手段)
10:吸引ポンプ(圧力調整手段)
100:インクジェット記録装置
101:インクタンク
102:インク移送管
103:インク返送管
104:制御部
105:循環ポンプ
106a、106b:接続部
1:
10: Suction pump (pressure adjusting means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Inkjet recording device 101: Ink tank 102: Ink transfer pipe 103: Ink return pipe 104: Control part 105:
Claims (22)
前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
前記インク貯留室内に配置され、このインク貯留室を前記圧力室から遠い側の上流側インク室と前記圧力室に近い側の下流側インク室とに分けているフィルターと、
前記上流側インク室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
前記上流側インク室からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
前記下流側インク室に連通し、該下流側インク室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなすインク排出管と、
前記合流点の下流側に設けられた逆止弁と、
前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記上流側インク室から前記フィルターを通り前記下流側インク室を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを備え、
前記圧力損失調整手段により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させることにより、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッド。 An ink storage chamber;
At least one pressure chamber communicating with the ink storage chamber via an injection hole and causing a volume variation by application of a voltage;
A nozzle that communicates with the pressure chamber and discharges ink in the pressure chamber to the outside;
A filter disposed in the ink storage chamber and dividing the ink storage chamber into an upstream ink chamber far from the pressure chamber and a downstream ink chamber close to the pressure chamber;
An ink supply pipe forming a flow path for supplying ink into the upstream ink chamber;
An ink collection tube forming a flow path for collecting ink from the upstream ink chamber;
An ink discharge pipe which communicates with the downstream ink chamber and forms a flow path for discharging the ink in the downstream ink chamber to join the ink recovery pipe at a merging point;
A check valve provided downstream of the junction;
The flow resistance of the main flow path from the ink supply pipe to the confluence point of the ink recovery pipe, and the flow of the sub flow path from the upstream ink chamber through the filter to the confluence point through the downstream ink chamber. Pressure loss adjusting means for adjusting the relative relationship with the road resistance,
By balancing the flow resistance of the main flow path and the flow resistance of the sub flow path by the pressure loss adjusting means, both the main flow path and the sub flow path are controlled by the ink pressure in the ink supply pipe. An ink jet head characterized by causing ink to flow.
前記インクジェットヘッドに供給されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを前記インクジェットヘッドに移送するインク移送手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 10,
An ink tank for storing ink to be supplied to the inkjet head;
An ink jet recording apparatus comprising: ink transfer means for transferring ink in the ink tank to the ink jet head.
前記インクジェットヘッドの前記インク貯留室からインクを回収する流路をなすインク回収管が、着脱可能に装着されるインク返送管と、
前記インク移送管及び前記インク供給管を経て前記インク貯留室に供給されるインクを貯蔵するインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを前記インク移送管を経て前記インクジェットヘッドに移送するインク移送手段とを備え、
前記インク返送管には、逆止弁が設けられていることを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink transfer pipe, in which an ink supply pipe that forms a flow path for supplying ink into the ink storage chamber of an inkjet head that discharges ink supplied to the ink storage chamber through the pressure chamber and the nozzle is detachably mounted;
An ink return pipe that is detachably mounted on an ink collection pipe that forms a flow path for collecting ink from the ink storage chamber of the inkjet head; and
An ink tank for storing ink supplied to the ink storage chamber via the ink transfer pipe and the ink supply pipe;
An ink transfer means for transferring ink in the ink tank to the inkjet head via the ink transfer pipe;
An ink jet recording apparatus, wherein the ink return pipe is provided with a check valve.
前記インク貯留室に注入孔を介して連通し、電圧の印加によって容積変動を生ずる少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室に連通し、該圧力室内のインクを外部に吐出させるノズルと、
前記インク貯留室内に配置され、このインク貯留室を前記圧力室から遠い側の上流側インク室と前記圧力室に近い側の下流側インク室とに分けているフィルターと、
前記上流側インク室内にインクを供給する流路をなすインク供給管と、
前記上流側インク室からインクを回収する流路をなすインク回収管と、
前記下流側インク室に連通し、該下流側インク室内のインクを排出させて前記インク回収管に合流点で合流させる流路をなすインク排出管と、
前記合流点の下流側に設けられた逆止弁と、
前記インク供給管から前記インク回収管の前記合流点に至る主流路の流路抵抗と、前記上流側インク室から前記フィルターを通り前記下流側インク室を経て前記合流点に至る副流路の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段とを用いて、
前記圧力損失調整手段の作用により、前記主流路の流路抵抗と、前記副流路の流路抵抗とを均衡させ、前記インク供給管内のインク圧力によって、前記主流路及び前記副流路の両方にインクを流すことを特徴とするインクジェットヘッドの気泡除去方法。 An ink storage chamber;
At least one pressure chamber communicating with the ink storage chamber via an injection hole and causing a volume variation by application of a voltage;
A nozzle that communicates with the pressure chamber and discharges ink in the pressure chamber to the outside;
A filter disposed in the ink storage chamber and dividing the ink storage chamber into an upstream ink chamber far from the pressure chamber and a downstream ink chamber close to the pressure chamber;
An ink supply pipe forming a flow path for supplying ink into the upstream ink chamber;
An ink collection tube forming a flow path for collecting ink from the upstream ink chamber;
An ink discharge pipe which communicates with the downstream ink chamber and forms a flow path for discharging the ink in the downstream ink chamber to join the ink recovery pipe at a merging point;
A check valve provided downstream of the junction;
The flow resistance of the main flow path from the ink supply pipe to the confluence point of the ink recovery pipe, and the flow of the sub flow path from the upstream ink chamber through the filter to the confluence point through the downstream ink chamber. Using pressure loss adjusting means that adjusts the relative relationship with the road resistance,
By the action of the pressure loss adjusting means, the flow resistance of the main flow path and the flow resistance of the sub flow path are balanced, and both the main flow path and the sub flow path are adjusted by the ink pressure in the ink supply pipe. A method for removing bubbles in an inkjet head, wherein ink is allowed to flow through the ink jet head.
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