JP2018016019A - Liquid discharge device, liquid supply device, liquid supply method and recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置、および液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置、液体供給方法および記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge apparatus including a liquid discharge head that discharges liquid, a liquid supply apparatus that supplies liquid to the liquid discharge head, a liquid supply method, and a recording apparatus.
液体吐出装置には、液体を吐出する液体吐出ヘッドと液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置が設けられている。液体吐出ヘッドとしては、インクを吐出する複数の吐出口、各吐出口に連通する独立した複数の液路、複数の液路に連通する共通液室、および各液路に設けられた吐出エネルギー発生手段などを備えたものが知られている。液体吐出ヘッドの共通液室には外部に設けられた液体供給装置から液体が供給され、共通液室に供給された液体は、各液路に分配される。このような液体吐出ヘッドにおいては、液体供給口から供給される液体が共通液室および液路内に途切れること無く充填されている必要がある。特に、液路においては、気泡が存在した状態にあると吐出口からの液体の吐出が安定せず、吐出不良などが発生する。そのため、液路に存在する気泡を排除することが必要である。 The liquid ejection device includes a liquid ejection head that ejects liquid and a liquid supply device that supplies the liquid to the liquid ejection head. The liquid ejection head includes a plurality of ejection ports for ejecting ink, a plurality of independent liquid passages communicating with each ejection port, a common liquid chamber communicating with the plurality of liquid passages, and generation of ejection energy provided in each liquid passage Those equipped with means are known. Liquid is supplied from a liquid supply device provided outside to the common liquid chamber of the liquid discharge head, and the liquid supplied to the common liquid chamber is distributed to each liquid path. In such a liquid discharge head, the liquid supplied from the liquid supply port needs to be filled without interruption in the common liquid chamber and the liquid path. In particular, in the liquid path, when bubbles are present, the discharge of the liquid from the discharge port is not stable, and a discharge failure or the like occurs. Therefore, it is necessary to eliminate bubbles present in the liquid path.
気泡を排除する手段としては、液体を吐出するための吐出口をキャップで覆い、キャップに連通したポンプ装置を駆動して、ポンプが発生する圧力（負圧）を利用して、吐出口から液体を吸引し、液体と共に気泡を排出する方法が一般的に知られている。特許文献１には、液体吐出ヘッドに連通される液体流路内の断面に非連続的に変化する、いわゆる淀み部が存在しても、そこに停留する気泡を、ポンプの駆動を制御することによって液体吐出ヘッド内に気泡を流入させないようにする技術が開示されている。 As a means for eliminating bubbles, the discharge port for discharging the liquid is covered with a cap, the pump device connected to the cap is driven, and the pressure (negative pressure) generated by the pump is used to discharge the liquid from the discharge port. A method for sucking air and discharging bubbles together with liquid is generally known. In Patent Document 1, even if there is a so-called stagnation part that changes discontinuously in the cross section in the liquid flow path that communicates with the liquid discharge head, the pump that controls the bubbles that remain there is controlled. Discloses a technique for preventing bubbles from flowing into the liquid discharge head.
特許文献２には、共通液室内に液体の圧力で移動する可動部材を設け、液体に吐出口のメニスカスを破壊しない程度の圧力を加えて可動部材を大気の連通位置へと移動させ、共通液室に溜まった気泡を可動部材を介して大気に排出する構成が開示されている。 In Patent Document 2, a movable member that moves with the liquid pressure is provided in the common liquid chamber, and the movable member is moved to a communication position in the atmosphere by applying a pressure that does not destroy the meniscus of the discharge port to the liquid. A configuration is disclosed in which bubbles accumulated in a chamber are discharged to the atmosphere via a movable member.
特許文献１のように、吐出口を覆うキャップに連通したポンプで発生させた負圧を利用して吐出口からインクを吸引し、インクと共に気泡を排出する構成では、液体供給流路内、特に液体流路の淀み部に細かい気泡が残留することがある。このため、液体流路内に残留した気泡が共通液室を経て液路内に侵入し、吐出口における液体の吐出不良を発生させるおそれがある。 As in Patent Document 1, in a configuration in which ink is sucked from a discharge port using a negative pressure generated by a pump communicating with a cap that covers the discharge port and bubbles are discharged together with the ink, Fine bubbles may remain in the stagnation part of the liquid flow path. For this reason, bubbles remaining in the liquid flow path may enter the liquid path through the common liquid chamber and cause a liquid discharge failure at the discharge port.
また、特許文献２に開示の機構では、液路、共通液室の気泡を排出することはできてもインク流路の淀み部に存在する気泡を排出することはできない。このため、特許文献２に開示の技術にあっても、液体吐出ヘッドの吐出動作に伴って気泡が液路内に流入する可能性を排除することはできず、吐出口における吐出不良を十分に抑えることはできない。 Further, with the mechanism disclosed in Patent Document 2, although bubbles in the liquid passage and the common liquid chamber can be discharged, bubbles existing in the stagnation portion of the ink flow path cannot be discharged. For this reason, even in the technique disclosed in Patent Document 2, the possibility of bubbles flowing into the liquid path along with the discharge operation of the liquid discharge head cannot be excluded, and the discharge failure at the discharge port is sufficiently prevented. It cannot be suppressed.
本発明は、液体吐出ヘッドに発生する気泡を液体に溶解させると共に、気体を溶解させた液体を液体吐出ヘッドから排出させることにより、吐出口における吐出不良の発生を抑制することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to suppress the occurrence of ejection failure at an ejection port by dissolving bubbles generated in a liquid ejection head in a liquid and discharging the liquid in which a gas is dissolved from the liquid ejection head.
本発明の第１の形態は、液体を吐出する吐出口に連通する液体流路が形成された液体吐出ヘッドに対し前記液体を供給する液体供給手段を備えた液体吐出装置であって、前記液体供給手段は、前記液体流路内の液体に存在する気泡が前記液体に溶解し、かつ前記吐出口から液体を排出させる所定の圧力を発生させるよう前記液体流路に液体を供給することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid ejection apparatus including a liquid supply unit configured to supply the liquid to a liquid ejection head in which a liquid flow path communicating with a liquid ejection port is formed. The supply means supplies the liquid to the liquid flow path so that bubbles existing in the liquid in the liquid flow path are dissolved in the liquid and a predetermined pressure for discharging the liquid from the discharge port is generated. And
本発明の第２の形態は、液体を吐出する吐出口に連通する液体流路が形成された液体吐出ヘッドに対し前記液体を供給する液体供給方法であって、前記液体流路内の液体に存在する気泡が前記液体に溶解し、かつ前記吐出口から液体を排出させる所定の圧力を発生させるよう前記液体流路に液体を供給することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid supply method for supplying the liquid to a liquid discharge head in which a liquid flow path communicating with a discharge port for discharging the liquid is formed. The present invention is characterized in that the liquid is supplied to the liquid flow path so as to generate a predetermined pressure in which the existing bubbles are dissolved in the liquid and the liquid is discharged from the discharge port.
本発明によれば、液体吐出ヘッドに発生する気泡を液体に溶解させると共に、溶解させた液体を液体吐出ヘッドの吐出口から排出させるようにすることにより、吐出口における吐出不良の発生を抑制することが可能になる。 According to the present invention, bubbles generated in the liquid ejection head are dissolved in the liquid, and the dissolved liquid is discharged from the ejection port of the liquid ejection head, thereby suppressing the occurrence of ejection failure at the ejection port. It becomes possible.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における液体吐出装置を模式的に示す縦断側面図、図２は図１に示した液体吐出ヘッドの拡大縦断正面図である。本実施形態における液体吐出装置５０は、液体を液滴の状態で吐出する液体吐出ヘッド１と、液体吐出ヘッド１に液体を供給する液体供給装置３０とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal side view schematically showing a liquid ejection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged longitudinal front view of the liquid ejection head shown in FIG. The liquid ejection device 50 in this embodiment includes a liquid ejection head 1 that ejects liquid in the form of liquid droplets, and a liquid supply device 30 that supplies the liquid to the liquid ejection head 1.
液体供給装置（液体供給手段）３０は、液体２４を貯蔵する液体貯蔵手段としてのタンク８と、チューブポンプ６を備える。チューブポンプ６は、上流側の連結チューブ７ｂを介してタンク（液体貯蔵部）８に接続されると共に、下流側の連結チューブ７ａを介して液体吐出ヘッド１に接続されている。このため、チューブポンプ６を駆動することにより、タンク８内の液体を液体吐出ヘッド１へと供給することができる。 The liquid supply device (liquid supply means) 30 includes a tank 8 as a liquid storage means for storing the liquid 24 and a tube pump 6. The tube pump 6 is connected to a tank (liquid storage unit) 8 through an upstream connecting tube 7b and is connected to the liquid ejection head 1 through a downstream connecting tube 7a. For this reason, the liquid in the tank 8 can be supplied to the liquid discharge head 1 by driving the tube pump 6.
チューブポンプ６には、ポンプの回転軸１９に複数のコロ２０が回動自在に支持されると共に可撓性のチューブが円弧状に配置されている。ポンプモータによって回転軸１９を回転させると、回転軸１９と共に公転する複数のコロ２０が、チューブポンプ６内に配置された可撓性のチューブを自転しながら順次しごいていく。これにより、チューブ内の液体は上流側（タンク８側）の端部から下流側（液体吐出ヘッド１側）の端部へと移送される。なお、液体吐出ヘッド１へのインクの供給には、チューブポンプ以外のポンプを用いることも可能である。 In the tube pump 6, a plurality of rollers 20 are rotatably supported on a rotary shaft 19 of the pump, and a flexible tube is arranged in an arc shape. When the rotary shaft 19 is rotated by the pump motor, the plurality of rollers 20 that revolve together with the rotary shaft 19 are sequentially squeezed while rotating the flexible tube disposed in the tube pump 6. As a result, the liquid in the tube is transferred from the end on the upstream side (tank 8 side) to the end on the downstream side (liquid ejection head 1 side). Note that a pump other than a tube pump can be used to supply ink to the liquid ejection head 1.
一方、液体吐出ヘッド１には、液体供給装置３０の下流側チューブに連結される液体供給口４ａを有する連通流路４と、連通流路４に連通する共通液室３とが形成されている。液体吐出ヘッド１の吐出口面２２には、図２に示すように、液体を液滴の状態で吐出する複数の吐出口２と、これらに連通する独立した複数の液路９が形成されている。このように、液体吐出ヘッド１の吐出口２とチューブポンプ６とは、下流側のチューブ７ａ、連通流路４、共通液室３および液路９によって構成される液体供給流路によって接続されている。 On the other hand, the liquid discharge head 1 is formed with a communication channel 4 having a liquid supply port 4 a connected to the downstream tube of the liquid supply device 30 and a common liquid chamber 3 communicating with the communication channel 4. . On the discharge port surface 22 of the liquid discharge head 1, as shown in FIG. 2, a plurality of discharge ports 2 for discharging liquid in the form of droplets and a plurality of independent liquid passages 9 communicating with these are formed. Yes. Thus, the discharge port 2 of the liquid discharge head 1 and the tube pump 6 are connected by the liquid supply flow path constituted by the downstream tube 7a, the communication flow path 4, the common liquid chamber 3, and the liquid path 9. Yes.
また、複数の液路９それぞれの内部には、吐出口２から液滴を吐出させるための吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子１１が設けられている。ここでは、吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子が用いられ、電気熱変換素子から発生させた熱エネルギーによって液路９内のインクに気泡を発生させ、気泡発生時の圧力によって吐出口から液滴を吐出させる。吐出エネルギー発生素子としては、電気熱変換素子以外に電気機械変換素子（ピエゾなど）を用いることも可能である。なお、複数の吐出口２は、一定方向（Ｘ方向）に沿って配列され、吐出口列を構成している。本実施形態では、互いに平行する複数の吐出口列が吐出口の配列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に沿って配置されており、各吐出口列は、それぞれ異なる開口面積を有する吐出口によって構成されている。例えば、１ｐｌの液滴を吐出する開口面積の小さい吐出口から構成される吐出口列、５ｐｌの液滴を吐出する開口面積の大きな吐出口から構成される吐出口列、２ｐｌの液滴を吐出する中間的な開口面積を有する吐出口から構成される吐出口列などを備える。なお、本実施形態は、このような各吐出口列間における吐出口の開口面積が異なる場合に限定されず、各吐出口列間における吐出口の開口面積が等しい構成であってもよい。 Each of the plurality of liquid passages 9 is provided with a discharge energy generating element 11 that generates discharge energy for discharging droplets from the discharge port 2. Here, an electrothermal conversion element is used as the discharge energy generating element, bubbles are generated in the ink in the liquid passage 9 by the thermal energy generated from the electrothermal conversion element, and the liquid droplets are discharged from the discharge port by the pressure at the time of the bubble generation. To discharge. As the discharge energy generating element, an electromechanical conversion element (such as a piezo) can be used in addition to the electrothermal conversion element. The plurality of discharge ports 2 are arranged along a certain direction (X direction) to form a discharge port array. In this embodiment, a plurality of ejection port arrays parallel to each other are arranged along a direction (Y direction) orthogonal to the arrangement direction (X direction) of the ejection ports, and each ejection port array has a different opening area. It is comprised by the discharge outlet which has. For example, an ejection port array composed of ejection ports having a small opening area for ejecting 1 pl droplets, an ejection port array composed of ejection ports having a large opening area for ejecting 5 pl droplets, and ejecting 2 pl droplets And a discharge port array composed of discharge ports having an intermediate opening area. In addition, this embodiment is not limited to the case where the opening area of the discharge port between the respective discharge port arrays is different, and the opening area of the discharge port between the discharge port arrays may be equal.
図３は、液体吐出ヘッド１の各吐出口２の吐出性能を維持するための回復処理を行う吸引回復機構４０を示す図である。ここに示す吸引回復機構４０は、ゴム等の弾性体に吸引孔１５ａが形成された吸引キャップ１５と、吸引キャップ１５の吸引孔１５ａに連通する吸引ポンプ１４とを備える。吸引キャップ１５の吸引孔はＹ方向（図３の紙面と直交する方向）に延出しており、液体吐出ヘッド１に形成された複数種類の吐出口列（例えば、前述の３種類の吐出口列）のＸ方向における同一位置に存在する吐出口群に同時に連通可能となっている。また、吸引キャップ１５は、液体吐出ヘッドの吐出口面に対し、Ｚ方向およびＸ方向に相対移動可能となっている。 FIG. 3 is a diagram illustrating a suction recovery mechanism 40 that performs a recovery process for maintaining the discharge performance of each discharge port 2 of the liquid discharge head 1. The suction recovery mechanism 40 shown here includes a suction cap 15 in which a suction hole 15 a is formed in an elastic body such as rubber, and a suction pump 14 communicating with the suction hole 15 a of the suction cap 15. The suction holes of the suction cap 15 extend in the Y direction (direction orthogonal to the paper surface of FIG. 3), and a plurality of types of ejection port arrays (for example, the above-described three types of ejection port arrays) formed in the liquid ejection head 1. ) At the same position in the X direction can be simultaneously communicated with the discharge port group. Further, the suction cap 15 can be moved relative to the discharge port surface of the liquid discharge head in the Z direction and the X direction.
液体吐出ヘッドにおける吐出口の吐出性能を維持するための吸引回復処理を行う場合には、吸引ポンプ１４を駆動して負圧を発生させ、吐出口面２２に吸引キャップ１５をバネ１８圧等の弾性力によって当接させる。これにより、複数種の吐出口列それぞれの一部の吐出口群が吸引キャップ１５の吸引孔１５ａに連通し、複数種類の吐出口群から液路内の液体が吸引される。この吸引動作を行いながら吸引キャップ１５はＸ方向に移動する。これにより吸引される吐出口群が順次切り替わりながら、液路９内のインクが吸引され、液路９に付着していた気泡や塵埃、あるいは増粘したインクなどが吸引・排出されると共に、各液路９、共通液室３、および下流側のチューブ７ａ内の圧力が負圧に保たれる。さらに、弾性体によって形成される吸引キャップ１５が吐出口面２２に摺接しつつ移動するため、吐出口面２２に付着した残留インクなどを払拭、除去することができる。 When performing the suction recovery process for maintaining the discharge performance of the discharge port in the liquid discharge head, the suction pump 14 is driven to generate a negative pressure, and the suction cap 15 is attached to the discharge port surface 22 with a spring 18 pressure or the like. Abut with elastic force. Thereby, some of the plurality of types of discharge port arrays communicate with the suction holes 15a of the suction cap 15, and the liquid in the liquid path is sucked from the plurality of types of discharge port groups. The suction cap 15 moves in the X direction while performing this suction operation. As a result, while the ejection port groups to be sucked are sequentially switched, the ink in the liquid passage 9 is sucked, and bubbles and dust adhering to the liquid passage 9 or thickened ink are sucked and discharged. The pressure in the liquid path 9, the common liquid chamber 3, and the tube 7a on the downstream side is maintained at a negative pressure. Furthermore, since the suction cap 15 formed of an elastic body moves while being in sliding contact with the discharge port surface 22, residual ink and the like attached to the discharge port surface 22 can be wiped and removed.
本実施形態において、液体吐出装置５０は、液体吐出ヘッド１を記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動させつつ液体としてのインクを吐出して記録媒体への記録を行うシリアル型のインクジェット記録装置（以下、単に記録装置という）に適用される。すなわち、液体吐出ヘッド１は、記録媒体の搬送方向（Ｘ方向）と交差する方向（Ｙ方向）へと移動するキャリッジに搭載され、キャリッジと共に記録媒体の搬送方向と交差する方向へと移動する。記録媒体を搬送する搬送手段は、記録媒体を挟持しつつ回転する搬送ローラ、あるいは記録媒体を保持しつつＸ方向へと移動する搬送ベルトなどによって搬送される。以下、記録装置に適用される本実施形態の液体吐出装置に用いられる液体をインクとも言う。 In the present embodiment, the liquid ejection apparatus 50 is a serial type ink jet recording apparatus that performs recording on a recording medium by ejecting ink as liquid while moving the liquid ejection head 1 in a direction intersecting the conveyance direction of the recording medium. (Hereinafter simply referred to as a recording apparatus). That is, the liquid ejection head 1 is mounted on a carriage that moves in a direction (Y direction) that intersects the conveyance direction (X direction) of the recording medium, and moves together with the carriage in a direction that intersects the conveyance direction of the recording medium. The conveying means for conveying the recording medium is conveyed by a conveying roller that rotates while sandwiching the recording medium, or a conveying belt that moves in the X direction while holding the recording medium. Hereinafter, the liquid used in the liquid ejection apparatus according to this embodiment applied to the recording apparatus is also referred to as ink.
記録装置における動作は、制御部１００によって制御される。制御部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備え、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムなどにより、演算、判定、比較などの処理を行う。また、ＣＰＵは、入力された指令および画像情報、各部の動作状態を検出するセンサからの出力などに基づいて、前述のチューブポンプ６、液体吐出ヘッド１における電気熱変換素子１１の駆動、およびキャリッジの移動などを制御する。 The operation in the recording apparatus is controlled by the control unit 100. The control unit includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and the CPU performs processing such as calculation, determination, and comparison according to a control program stored in the ROM. Further, the CPU drives the electrothermal conversion element 11 in the tube pump 6 and the liquid discharge head 1 and the carriage based on the input command and image information, the output from the sensor that detects the operation state of each unit, and the like. Control the movement of.
次に、本実施形態において実施される液体吐出ヘッド１への液体供給動作を説明する。まず、タンク８以外の部分に液体としてのインクが供給されていない初期状態でのインクの充填動作（初期充填）について説明する。チューブポンプ６を駆動することにより、タンク８内のインクは、上流側のチューブ７ｂを介してチューブポンプ６へと吸引されると共に、チューブポンプ６からは下流側のチューブ７ａに向けてインクが送り出される。下流側のチューブ７ａに供給された液体は、液体吐出ヘッド１内の下流側の連通流路４を介して共通液室３に流入する。共通液室３に流入したインクは、複数の液路９内に流入して液路９を充填する。チューブポンプ６は、下流側のチューブ７ａ内の圧力が所定の圧力に到達してから数秒後に停止する。また、チューブポンプ６の駆動時間および回転数は、吐出口２の大きさに応じて変更する。チューブポンプ６を停止させた後にも、下流側のチューブ７ａ内には残圧（正圧）があるため、各吐出口２に対して前述の吸引回復を行い、液路内の吐出に最適な値まで下流側のチューブ７ａ内の圧力を低下させる。以上により、各吐出口２には、インクの吐出に適したメニスカスが形成される。 Next, the liquid supply operation to the liquid discharge head 1 performed in this embodiment will be described. First, an ink filling operation (initial filling) in an initial state where ink as a liquid is not supplied to portions other than the tank 8 will be described. By driving the tube pump 6, the ink in the tank 8 is sucked into the tube pump 6 via the upstream tube 7 b, and the ink is sent from the tube pump 6 toward the downstream tube 7 a. It is. The liquid supplied to the tube 7 a on the downstream side flows into the common liquid chamber 3 through the communication channel 4 on the downstream side in the liquid discharge head 1. The ink flowing into the common liquid chamber 3 flows into the plurality of liquid paths 9 and fills the liquid paths 9. The tube pump 6 stops several seconds after the pressure in the downstream tube 7a reaches a predetermined pressure. Further, the driving time and the rotation speed of the tube pump 6 are changed according to the size of the discharge port 2. Even after the tube pump 6 is stopped, there is residual pressure (positive pressure) in the tube 7a on the downstream side, so that the above-described suction recovery is performed for each discharge port 2, which is optimal for discharge in the liquid passage. The pressure in the downstream tube 7a is reduced to the value. Thus, a meniscus suitable for ink ejection is formed at each ejection port 2.
ところで、液体吐出装置５０においては、インクの初期充填を行う際に、吐出口２と液路９の接続部、連通流路４、および共通液室３などに気泡１３ａ、１３ｂが滞留することがある。このように気泡１３ａ、１３ｂの滞留が生じた場合、液体吐出ヘッド１への安定した液体の供給、および液体吐出ヘッド１からの液体の吐出が不安定になり、記録品質が低下するおそれがある。そこで、本実施形態では、記録動作を開始するに先立ち、キャリッジを移動させ、インク受け部を有する回復位置へと液体吐出ヘッドを移動させ、チューブポンプ６を駆動する。これによって、チューブポンプ６からは、下流側のチューブ７ａに向けてインクが押し出される。その結果、吐出口２の流抵抗によって連通流路４内の圧力が高まり（加圧され）、気泡１３ａ、１３ｂがインクに溶け込んで消失（消泡）する。さらに、チューブポンプ６の駆動が継続し、吐出口２のメニスカス保持力まで連通流路４内の圧力が上昇すると、吐出口２メニスカスが破壊され、インク２４が吐出口より排出される。このとき、前述の加圧によって気泡１３ａ、１３ｂが溶け込んだインク２４も吐出口２より排出される。 By the way, in the liquid ejection device 50, when the ink is initially filled, the bubbles 13a and 13b may stay in the connection portion between the ejection port 2 and the liquid channel 9, the communication channel 4, the common liquid chamber 3, and the like. is there. When the bubbles 13a and 13b stay in this way, stable liquid supply to the liquid discharge head 1 and liquid discharge from the liquid discharge head 1 become unstable, and recording quality may be deteriorated. . Therefore, in this embodiment, prior to starting the recording operation, the carriage is moved, the liquid ejection head is moved to the recovery position having the ink receiving portion, and the tube pump 6 is driven. As a result, the ink is pushed out from the tube pump 6 toward the tube 7a on the downstream side. As a result, the pressure in the communication channel 4 is increased (pressurized) by the flow resistance of the discharge port 2, and the bubbles 13 a and 13 b dissolve in the ink and disappear (defoam). Further, when the tube pump 6 continues to be driven and the pressure in the communication channel 4 rises to the meniscus holding force of the discharge port 2, the discharge port 2 meniscus is destroyed and the ink 24 is discharged from the discharge port. At this time, the ink 24 in which the bubbles 13 a and 13 b are melted by the pressurization is also discharged from the ejection port 2.
メニスカスが破壊されて吐出口２よりインク２４が排出されると、液体吐出ヘッド１の連通流路４、共通液室３、および液路９内の圧力が下がる。これら流体流路内の圧力が一定の圧力より低下すると、液体排出が十分に行われず、液体の排出が停止する可能性がある。このため、メニスカス破壊後も、液体吐出ヘッド１内の圧力が下がらないようにチューブポンプ６によるインク供給の流量を設定することが望ましい。本実施形態では、一定量以上のインクを排出させるため、流路４内は所定の圧力（約２０ｋＰａ以上の圧力）に設定することが好ましく、ポンプには相応の性能を持つものを使用している。 When the meniscus is destroyed and the ink 24 is discharged from the discharge port 2, the pressure in the communication flow path 4, the common liquid chamber 3, and the liquid path 9 of the liquid discharge head 1 decreases. If the pressure in these fluid flow paths falls below a certain pressure, the liquid may not be sufficiently discharged and the liquid may stop being discharged. For this reason, it is desirable to set the flow rate of ink supply by the tube pump 6 so that the pressure in the liquid discharge head 1 does not drop even after the meniscus is destroyed. In this embodiment, in order to discharge a certain amount or more of ink, the flow path 4 is preferably set to a predetermined pressure (pressure of about 20 kPa or more), and a pump having a suitable performance is used. Yes.
図１０は、液滴５ｐｌの液滴を吐出する液体吐出ヘッドに対して異なる流量の液体を供給した際の液体流路の圧力と時間との関係、および消泡領域を示す線図である。また、図１１は、液滴１２ｐｌの液滴を吐出する液体吐出ヘッドに対して異なる流量の液体を供給した際の液体流路の圧力と時間との関係、および消泡領域を示す線図である。
図１０は、液体吐出ヘッドとして、５ｐｌの液滴を吐出する複数の吐出口２からなる、１つの共通液室３に連通する吐出口列における総吐出口面積（吐出口の面積の総和）が０．１６〜０．２０ｍｍ2である液体吐出ヘッドを使用した場合を示している。また、図１１は、１２ｐｌの液滴を吐出する吐出口２からなる、１つの共通液室３に連通する吐出口列における総吐出口面積が０．３１〜０．３８ｍｍ2の液体吐出ヘッドを使用した場合を示している。図１０および図１１において、破線によって区切られた領域Ｒ１が液体流路内の気泡が液体に溶け込む「泡なし」の領域を示し、領域Ｒ２が泡が残留している「泡あり」の領域を示している。連通流路４内の圧力と圧力を印加している時間とによって、液体流路内の気泡が液体に溶け込む（消泡する）スピードに差があることが分かる。あまり長い時間をかけてインク充填するのはユーザにストレスを与えたり、インクの消費量が増えたりするので短時間でインクを充填することが好ましい。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the pressure and time of the liquid flow path and the defoaming region when liquids having different flow rates are supplied to the liquid ejection head that ejects the liquid droplet 5 pl. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the pressure of the liquid flow path and the time when liquids of different flow rates are supplied to the liquid discharge head that discharges the droplet of the droplet 12 pl, and the defoaming region. is there.
FIG. 10 illustrates a liquid discharge head having a total discharge port area (total sum of discharge port areas) in a discharge port array that includes a plurality of discharge ports 2 that discharge 5 pl droplets and communicates with one common liquid chamber 3. The case where the liquid discharge head which is 0.16-0.20 mm < 2 > is used is shown. Further, FIG. 11 shows a liquid discharge head having a total discharge port area of 0.31 to 0.38 mm 2 in a discharge port array composed of discharge ports 2 for discharging 12 pl droplets and communicating with one common liquid chamber 3. The case where it was used is shown. 10 and 11, a region R1 delimited by a broken line indicates a “no bubble” region in which bubbles in the liquid flow path are dissolved in the liquid, and a region R2 indicates a “bubble” region in which bubbles remain. Show. It can be seen that there is a difference in the speed at which the bubbles in the liquid channel melt (dissolve) in the liquid depending on the pressure in the communication channel 4 and the time during which the pressure is applied. It is preferable to fill the ink in a short time because it takes a long time to fill the ink, which gives stress to the user and increases the amount of ink consumed.
例えば、５ｐｌの液滴を吐出する液体吐出ヘッド１の総開口面積が０．１６〜０．２０ｍｍ2の場合、２．５ｓｅｃの圧力印加時間で液体流路内の圧力が約２８ｋＰａを超えるように、チューブポンプ６によるインク流量を設定する。また、例えば、１２ｐｌの液滴を吐出する吐出口２からなる液体吐出ヘッド１の総吐出口面積が０．３１〜０．３８ｍｍ2の場合には、１０ｓｅｃの圧力印加時間で約３０ｋＰａを超えるようにチューブポンプ６によるインク流量を設定する。 For example, when the total opening area of the liquid ejection head 1 that ejects 5 pl droplets is 0.16 to 0.20 mm 2 , the pressure in the liquid flow path exceeds about 28 kPa in a pressure application time of 2.5 sec. The ink flow rate by the tube pump 6 is set. For example, when the total discharge port area of the liquid discharge head 1 including the discharge port 2 that discharges 12 pl droplets is 0.31 to 0.38 mm 2 , the pressure application time of 10 sec may exceed about 30 kPa. Set the ink flow rate by the tube pump 6.
また、同じ共通液室３に流抵抗が異なる液路９が設けられていた場合、液路９に存在する気泡を消泡させるための所要時間は、液路９の流抵抗によって異なる。液路９の流抵抗は、その先端に連通する吐出口の面積、すなわち、吐出されるインク滴の液量によって異なる。例えば、５ｐｌ、２ｐｌ、１ｐｌの液滴を吐出するための３種類の液路が存在する場合、２ｐｌ、１ｐｌの液滴を吐出するための液路などに存在する気泡は、５ｐｌの液滴を吐出するための液路などに存在する気泡より短い圧力印加時間で消失する。従って、上記のような３種類の液路９が形成されている液体吐出ヘッド１では、最大液量の液滴、つまり５ｐｌの液滴を吐出するための液路に合わせてチューブポンプ６のインク供給流量を設定することが好ましい。本実施形態では５ｐｌの液滴の吐出に対応する連通流路４内の圧力が２８ｋＰａを超えるような流量に設定している。この場合、連通流路４内の圧力を短時間で所定の圧力まで上昇させるためには、チューブポンプ６を高速回転させる必要がある。また、チューブポンプ６の動作時間は、以下に述べるように、液体吐出ヘッドの吐出口の総面積とポンプによる上流側流路のインク流量とで決定される。 Further, when the liquid passages 9 having different flow resistances are provided in the same common liquid chamber 3, the time required for defoaming bubbles existing in the liquid passages 9 varies depending on the flow resistance of the liquid passages 9. The flow resistance of the liquid path 9 varies depending on the area of the ejection port communicating with the tip, that is, the amount of ink droplets ejected. For example, when there are three types of liquid passages for ejecting 5 pl, 2 pl, and 1 pl droplets, bubbles present in the liquid passage for ejecting 2 pl and 1 pl droplets are used as 5 pl droplets. Disappears in a shorter pressure application time than bubbles present in the liquid path for discharging. Therefore, in the liquid discharge head 1 in which the three types of liquid paths 9 are formed as described above, the ink of the tube pump 6 is adjusted in accordance with the liquid path for discharging the maximum amount of liquid droplets, that is, 5 pl. It is preferable to set the supply flow rate. In this embodiment, the flow rate is set so that the pressure in the communication channel 4 corresponding to the discharge of 5 pl droplets exceeds 28 kPa. In this case, in order to increase the pressure in the communication channel 4 to a predetermined pressure in a short time, the tube pump 6 needs to be rotated at a high speed. Further, as described below, the operation time of the tube pump 6 is determined by the total area of the discharge ports of the liquid discharge head and the ink flow rate in the upstream flow path by the pump.
図８は、ポンプによる上流側流路のインク流量と、液体吐出ヘッドにおける吐出口の総面積と、ポンプの動作時間（圧力印加時間）と、液体流路における気泡の発生状態との関係を示す図である。図示のように、チューブポンプ６へのインク流量が９０Ｌ／ｍｉｎと同一であっても、吐出口の総面積が異なる場合には、連通流路４において気泡が消失（消泡）するまでに要する時間に差が生じる。吐出口の総面積が大きくなれば液路の流抵抗が小さくなり、吐出口付近の圧力が下がるので消泡までに要する時間が長くなる。逆に、吐出口の総面積が小さければ液路の流抵抗が大きくなり、吐出口付近の圧力が上昇するので消泡までに要する時間は短くなる。吐出口付近の圧力を上昇させるためにはインクを供給するチューブポンプ６による流量を増大させて圧力を上昇させる必要がある。 FIG. 8 shows the relationship between the ink flow rate in the upstream flow path by the pump, the total area of the discharge ports in the liquid discharge head, the operation time of the pump (pressure application time), and the bubble generation state in the liquid flow path. FIG. As shown in the figure, even if the ink flow rate to the tube pump 6 is the same as 90 L / min, it is necessary for bubbles to disappear (defoam) in the communication flow path 4 if the total area of the discharge ports is different. There is a difference in time. If the total area of the discharge port is increased, the flow resistance of the liquid path is decreased, and the pressure in the vicinity of the discharge port is lowered, so that the time required for defoaming is increased. Conversely, if the total area of the discharge port is small, the flow resistance of the liquid channel increases, and the pressure near the discharge port increases, so the time required for defoaming is shortened. In order to increase the pressure near the discharge port, it is necessary to increase the pressure by increasing the flow rate of the tube pump 6 that supplies ink.
チューブポンプ６の駆動が停止した後、下流側のチューブ７ａから吐出口２までの液体流路内の残圧を、吐出口２から吸引回復機構によって吸引し、チューブ７から吐出口２までの液体流路の圧力を低下させる。同時に吸引回復機構の吸引キャップ１５によって吐出口面２２に付着した液滴（インク滴）も払拭し、除去する。 After the driving of the tube pump 6 is stopped, the residual pressure in the liquid flow path from the downstream tube 7a to the discharge port 2 is sucked from the discharge port 2 by the suction recovery mechanism, and the liquid from the tube 7 to the discharge port 2 is sucked. Reduce the pressure in the flow path. At the same time, droplets (ink droplets) adhering to the ejection port surface 22 are also wiped and removed by the suction cap 15 of the suction recovery mechanism.
以上のように、本実施形態によれば、液体吐出ヘッド１の液体流路に圧力（正圧）を印加することにより、下流側のチューブ７ａ、共通液室３、および液路９内に発生している気泡をインク内に溶解させ、気泡の溶解したインクを吐出口２から排出する。これにより、液体流路の段差などによって液体に淀みが生じる部分が形成されていたとしても、そのような液体流路の形状に左右されにくく、停留する気泡を消失させることができる。また、気体が溶解したインクを吐出口２より排出しながらインクの供給を行うため、液体流路内の圧力が大気圧に戻った際にインクに溶解された気泡が再度気泡となって液体流路内に滞留することが抑制される。従って、本実施形態によれば、液体吐出ヘッド内に存在する気泡を十分に低減することができ、液体吐出ヘッドに良好な吐出性能を得ることができ、画像品質の向上が期待できる。 As described above, according to the present embodiment, a pressure (positive pressure) is applied to the liquid flow path of the liquid discharge head 1 to generate in the downstream tube 7a, the common liquid chamber 3, and the liquid path 9. The bubbles are dissolved in the ink, and the ink in which the bubbles are dissolved is discharged from the ejection port 2. As a result, even if a portion in which the liquid stagnates is formed due to a level difference of the liquid flow path, it is difficult to be influenced by the shape of such a liquid flow path, and the stationary bubbles can be eliminated. Further, since the ink is supplied while discharging the ink in which the gas is dissolved from the ejection port 2, the bubbles dissolved in the ink become bubbles again when the pressure in the liquid channel returns to the atmospheric pressure. Staying in the road is suppressed. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to sufficiently reduce the bubbles present in the liquid discharge head, to obtain good discharge performance in the liquid discharge head, and to expect improvement in image quality.
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を、図４を参照しつつ説明する。第２の実施形態では下流側のチューブ７ａ内の圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）１６を設け、その圧力計１６によって検出した圧力に基づいてチューブポンプ６の駆動を制御する。なお、図４中、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a pressure gauge (pressure detection means) 16 for detecting the pressure in the downstream tube 7 a is provided, and the drive of the tube pump 6 is controlled based on the pressure detected by the pressure gauge 16. In FIG. 4, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted.
チューブポンプ６の駆動によってインクの供給動作が開始されると、チューブポンプ６から吐出口２までの液体流路（下流側チューブ７ａ、連通流路４、共通液室３、および液路９）内に圧力が生じる。この下流側チューブ７ａの圧力を監視し、気泡が消失する圧力に到達した時点でチューブポンプ６の動作を停止させる。また、液体流路内の圧力が所定の圧力まで低下した時点で吸引回復機構の駆動を停止させる。このチューブポンプ６の駆動制御は、制御部１００によって行う。 When the ink supply operation is started by driving the tube pump 6, the inside of the liquid flow path (downstream tube 7 a, communication flow path 4, common liquid chamber 3, and liquid path 9) from the tube pump 6 to the discharge port 2. Pressure is generated. The pressure of the downstream tube 7a is monitored, and the operation of the tube pump 6 is stopped when the pressure at which the bubbles disappear is reached. Further, the driving of the suction recovery mechanism is stopped when the pressure in the liquid channel is reduced to a predetermined pressure. The drive control of the tube pump 6 is performed by the control unit 100.
以上のように、圧力計１６によって検出した圧力に基づいてチューブポンプ６の駆動を制御することにより、吐出口２の開口径の公差によるインクの流路抵抗の差に起因して消泡不足が発生するのを回避することができる。このため、より確実に液体吐出ヘッド１の吐出性能を維持することができる。 As described above, by controlling the driving of the tube pump 6 based on the pressure detected by the pressure gauge 16, there is insufficient defoaming due to the difference in the ink flow path resistance due to the opening diameter tolerance of the discharge port 2. It can be avoided. For this reason, the discharge performance of the liquid discharge head 1 can be more reliably maintained.
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を、図５を参照しつつ説明する。第３の実施形態は、液体吐出ヘッド１の吐出口２が形成されている吐出口面２２に対して密接、離間し得るように移動するキャップ部材（閉塞部材）１５を備える。キャップ部材２１の移動は、制御部１００によって制御される不図示のキャップ部材移動機構によって行われる。吸引キャップ１５は、ゴムなどの弾性部材によって形成され、吐出口面に当接させることにより全ての吐出口を閉塞することが可能になっている。また、吸引キャップ１５を吐出口面２２から離間させれば、全ての吐出口２が大気に開放される。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment includes a cap member (blocking member) 15 that moves so as to be closely spaced from the discharge port surface 22 where the discharge port 2 of the liquid discharge head 1 is formed. The cap member 21 is moved by a cap member moving mechanism (not shown) controlled by the control unit 100. The suction cap 15 is formed of an elastic member such as rubber, and can block all the discharge ports by contacting the discharge port surface. Further, if the suction cap 15 is separated from the discharge port surface 22, all the discharge ports 2 are opened to the atmosphere.
インクが供給されていない液体吐出ヘッド１に対しインクの初期充填を行う場合には、吸引キャップ１５を図外の液体吐出ヘッドの吐出口面から離間させ、吐出口を開放した状態でチューブポンプ６を駆動する。これにより、第１の実施形態と同様に、吐出口２までインクが供給される。このインク供給は、チューブポンプ６を低速で駆動させることによって行い、吐出口２からインクが排出されると、チューブポンプ６の駆動を停止する。以上により、初期充填が終了する。 When the ink is initially filled in the liquid discharge head 1 to which no ink is supplied, the tube cap 6 is opened with the suction cap 15 being separated from the discharge port surface of the liquid discharge head (not shown) and the discharge port is opened. Drive. Thereby, ink is supplied to the ejection port 2 as in the first embodiment. This ink supply is performed by driving the tube pump 6 at a low speed. When the ink is discharged from the ejection port 2, the driving of the tube pump 6 is stopped. The initial filling is thus completed.
初期充填が終了した後、キャップ部材を駆動して吐出口面２２を閉塞し、チューブポンプ６を低速で駆動する。これにより、チューブポンプ６から吐出口２に至る連通流路内の圧力が上昇し、気泡１３ａ、１３ｂが消失する。 After the initial filling is completed, the cap member is driven to close the discharge port surface 22, and the tube pump 6 is driven at a low speed. Thereby, the pressure in the communication flow path from the tube pump 6 to the discharge port 2 increases, and the bubbles 13a and 13b disappear.
チューブポンプ６の動作が停止した後、キャップ部材２１を液体吐出ヘッド１の吐出口面２２から離間させる。これにより気泡１３ａ、１３ｂが溶解したインクは、チューブポンプ６による圧力によって吐出口２から排出される。 After the operation of the tube pump 6 is stopped, the cap member 21 is separated from the discharge port surface 22 of the liquid discharge head 1. As a result, the ink in which the bubbles 13 a and 13 b are dissolved is discharged from the discharge port 2 by the pressure of the tube pump 6.
以上のように、第３の実施形態では、液体吐出ヘッド１の全ての吐出口２をキャップ部材２１によって閉塞した状態で液体を供給し、連通流路４内の圧力を上昇させる。このため、チューブポンプ６の駆動時間（圧力印加時間）や駆動速度を、吐出口総面積に基づいて個別に設定する必要がなくなる。このため、チューブポンプ６の駆動制御が単純化されると共に、第２の実施形態のように、連通流路４内の圧力を検出するための圧力計１６を設けなくても済むため、安価に構成することができる。なお、第２の実施形態のように圧力計を用いてインクの供給を行ってもよい。さらに、インクを吐出口２から排出させながら連通流路４内の圧力を上昇させる必要がないため、インクの消費量を削減することもでき、ランニングコストを低減することができる。 As described above, in the third embodiment, the liquid is supplied in a state where all the ejection ports 2 of the liquid ejection head 1 are closed by the cap member 21, and the pressure in the communication flow path 4 is increased. For this reason, it is not necessary to individually set the drive time (pressure application time) and drive speed of the tube pump 6 based on the total area of the discharge ports. For this reason, the drive control of the tube pump 6 is simplified, and it is not necessary to provide the pressure gauge 16 for detecting the pressure in the communication flow path 4 as in the second embodiment. Can be configured. Note that ink may be supplied using a pressure gauge as in the second embodiment. Furthermore, since it is not necessary to increase the pressure in the communication flow path 4 while discharging the ink from the discharge port 2, it is possible to reduce ink consumption and to reduce running cost.
（第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態を、図６を参照しつつ説明する。第４の実施形態では、チューブポンプ６を断続的に駆動するポンプパルス制御を行い、連通流路４内の圧力を図６に示すように高低２段階に変化させ、吐出口２から排出されるインク量の削減を図る。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、液体供給装置３０、液体吐出ヘッド１、吸引回復機構４０などを備える。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, pump pulse control for intermittently driving the tube pump 6 is performed, and the pressure in the communication flow path 4 is changed in two levels, as shown in FIG. Reduce the amount of ink. Note that the present embodiment also includes the liquid supply device 30, the liquid discharge head 1, the suction recovery mechanism 40, and the like, as in the first embodiment.
液体吐出ヘッド１への初期充填は、第１の実施形態と同様にチューブポンプ６を駆動し、インクを吐出口２まで供給することによって行う。連通流路４内の圧力が上昇し、吐出口２のメニスカスが破壊されて吐出口２よりインクが排出された時点で、チューブポンプ６の駆動を停止する。チューブポンプ６が停止しても連通流路４内には残圧があるため、吐出口２に形成されているメニスカスが破壊されない圧力へと低下するまで吐出口２からはインクが排出される。 The initial filling of the liquid ejection head 1 is performed by driving the tube pump 6 and supplying ink to the ejection ports 2 as in the first embodiment. When the pressure in the communication channel 4 rises, the meniscus of the discharge port 2 is destroyed and the ink is discharged from the discharge port 2, the driving of the tube pump 6 is stopped. Even if the tube pump 6 is stopped, there is residual pressure in the communication flow path 4, so that the ink is discharged from the discharge port 2 until the meniscus formed at the discharge port 2 is reduced to a pressure that does not break.
吐出口２よりインクが排出されなくなった時点でチューブポンプ６は再び駆動され、吐出口２よりインクが排出された時点で停止する。このようなポンプの断続的な駆動を複数回繰り返す。なお、チューブポンプ６の駆動、停止を行うタイミングの制御は、チューブポンプ６の駆動を停止してからインクの排出が停止するまでの時間を予め測定しておき、その測定された時間に基づいて行われる。 The tube pump 6 is driven again when ink is no longer discharged from the discharge port 2 and stops when ink is discharged from the discharge port 2. Such intermittent driving of the pump is repeated a plurality of times. Control of the timing for driving and stopping the tube pump 6 is performed by measuring in advance the time from when the driving of the tube pump 6 is stopped until the ink discharge is stopped, and based on the measured time. Done.
以上のように、ポンプを断続的に駆動した場合、ポンプの駆動期間内だけでなく、チューブポンプ６の駆動を停止させた後にも液体流路内には圧力が残留する。この残留圧力は、図６に示すように時間の経過と共に減少するものの、所定の圧力値までは、気泡１３ａ、１３ｂを消失させることが可能な圧力となっている。従って、本実施形態では、チューブポンプ６を連続的に駆動させるのではなく、チューブポンプ６を断続的に駆動し、チューブポンプ６の停止時に液体流路に残留する圧力も利用して気泡１３ａ、１３ｂの消失を行う。これによれば、吐出口２から排出されるインク量を抑えつつ、消泡を行うことが可能になり、インク消費量およびチューブポンプ６の駆動に要する電力量を低減することが可能になる。 As described above, when the pump is driven intermittently, the pressure remains in the liquid flow path not only during the pump drive period but also after the tube pump 6 is stopped. Although this residual pressure decreases with the passage of time as shown in FIG. 6, the pressure is such that the bubbles 13a and 13b can be eliminated up to a predetermined pressure value. Therefore, in this embodiment, the tube pump 6 is not driven continuously, but the tube pump 6 is driven intermittently, and the bubbles 13a, 13b disappears. According to this, defoaming can be performed while suppressing the amount of ink discharged from the ejection port 2, and the amount of ink consumed and the amount of power required to drive the tube pump 6 can be reduced.
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を、図７を参照しつつ説明する。図７は第５の実施形態の記録装置に用いられる液体吐出装置の構成を示す図である。なお、図７において、図４に示す構成と同一もしくは相当部分には同一符号を付す。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a liquid ejection apparatus used in the recording apparatus according to the fifth embodiment. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as those in the configuration shown in FIG.
本実施形態の液体供給装置５０における液体供給装置３０は、上記第３の実施形態と同様に、上流側チューブ７ｂと下流側チューブ７ａとに連結されたチューブポンプ６を備えると共に、下流側チューブ７ａには圧力計１６が設けられている。但し、上流側のチューブ７ｂは、後述の脱気タンク（第２のタンク）２５ａに接続されている。また、下流側のチューブ７ａの端部には、液体吐出ヘッド１の液体供給口と接続可能なシール部材１７が設けられている。具体的には、シール部材１７は、ゴム等の弾性部材によって構成され、液体吐出ヘッド１がＹ方向における所定の位置に移動した状態で、液体吐出ヘッド１の液体供給口４ａに対して離間可能に接続されるよう構成されている。なお、シール部材１７が液体供給口４ａに接続された状態では、液体供給口４ａに設けられたフィルタ部材５が、シール部材１７によって覆われる。 The liquid supply apparatus 30 in the liquid supply apparatus 50 of the present embodiment includes the tube pump 6 connected to the upstream side tube 7b and the downstream side tube 7a and the downstream side tube 7a as in the third embodiment. Is provided with a pressure gauge 16. However, the upstream tube 7b is connected to a deaeration tank (second tank) 25a described later. A seal member 17 that can be connected to the liquid supply port of the liquid discharge head 1 is provided at the end of the downstream tube 7a. Specifically, the seal member 17 is made of an elastic member such as rubber, and can be separated from the liquid supply port 4a of the liquid discharge head 1 in a state where the liquid discharge head 1 is moved to a predetermined position in the Y direction. Configured to be connected to. In the state where the seal member 17 is connected to the liquid supply port 4 a, the filter member 5 provided in the liquid supply port 4 a is covered with the seal member 17.
また、第１のタンク２５ｂには、液体としてのインク２４が貯蔵され、第１のタンク２５ｂには、連結チューブ７ｃを介して脱気タンク２５ａに連結されている。連結チューブ７ｃには、ベローズポンプ２７が接続されており、第１のタンク２５ｂに貯蔵されたインクはベローズポンプ２７の駆動によって吸引され、脱気モジュール２６を経て脱気タンクへ２５ａと送られ、貯蔵される。脱気タンク２５ａに貯蔵されるインク（液体）は、第１のタンク２５ｂに貯蔵されていたインクから、後述の脱気モジュールによって気泡（気体）が取り除かれた脱気インク（脱気液体）２３となる。 Further, the ink 24 as a liquid is stored in the first tank 25b, and the first tank 25b is connected to the deaeration tank 25a through the connection tube 7c. A bellows pump 27 is connected to the connecting tube 7c, and the ink stored in the first tank 25b is sucked by the drive of the bellows pump 27 and sent to the deaeration tank 25a through the deaeration module 26. Stored. The ink (liquid) stored in the deaeration tank 25a is a deaeration ink (deaeration liquid) 23 in which bubbles (gas) are removed from the ink stored in the first tank 25b by a deaeration module described later. It becomes.
ここで、脱気モジュール２６の構成を説明する。脱気モジュール２６の外殻をなす筐体内には中空糸膜が設けられており、中空糸膜は液体を通さず気体のみを通過させる構造を有している。また、脱気モジュール２６内の中空糸膜は円筒形状を有しており、その中心部に第１のタンク２５ｂから送られたインク２４が流入するようになっている。中空糸膜を収容する筐体には、負圧を発生する真空ポンプ２８が接続されている。中空糸膜の中心部を流れるインク２４に含まれる気泡（気体）は真空ポンプ２８によって筐体内に発生させた負圧によって中空糸膜外へと吸引される。これにより、中空糸膜から排出されるインク（液体）は脱気インクとなった後、脱気タンク２５ａに送られて貯蔵される。なお、ベローズポンプ２７および真空ポンプ２８の駆動は、制御部１００によって制御される。 Here, the configuration of the deaeration module 26 will be described. A hollow fiber membrane is provided in the casing that forms the outer shell of the deaeration module 26, and the hollow fiber membrane has a structure that allows only gas to pass therethrough without passing liquid. Further, the hollow fiber membrane in the deaeration module 26 has a cylindrical shape, and the ink 24 sent from the first tank 25b flows into the central portion thereof. A vacuum pump 28 that generates a negative pressure is connected to a housing that houses the hollow fiber membrane. Bubbles (gas) contained in the ink 24 flowing in the center of the hollow fiber membrane are sucked out of the hollow fiber membrane by the negative pressure generated in the housing by the vacuum pump 28. As a result, the ink (liquid) discharged from the hollow fiber membrane becomes degassed ink, and is then sent to the degassing tank 25a for storage. The driving of the bellows pump 27 and the vacuum pump 28 is controlled by the control unit 100.
脱気タンク２５ａに貯蔵された脱気インク２３は、チューブポンプ６によって送り出され、フィルタ部材５を介して液体吐出ヘッド１内に供給される。チューブポンプ６によって吐出口２からインクが排出されるまでインクを充填すると、連通流路４内の圧力が上昇し、気泡１３ａ、１３ｂが消泡する。 The deaeration ink 23 stored in the deaeration tank 25 a is sent out by the tube pump 6 and supplied into the liquid ejection head 1 through the filter member 5. When ink is filled until the ink is discharged from the discharge port 2 by the tube pump 6, the pressure in the communication channel 4 rises, and the bubbles 13a and 13b disappear.
脱気インク２３は気泡を溶け込ませ易いという効果があることから、脱気インクでチューブポンプ６による加圧充填を行うと、加圧の効果と相俟って、気泡１３ａを消失させるために要する時間が短縮される。図９は、一定の吐出口総面積を有する液体吐出ヘッド１に対し、脱気インクと脱気していないインクとを、それぞれ、チューブポンプ６によって一定量供給したときの結果を示している。図示のようにチューブポンプ６によるインク流量を９０ｌ／ｍｉｎとし、吐出口総面積を０．１６〜０．２０ｍｍ2とした場合、気泡を消失させるために必要とされるポンプ駆動時間は、脱気インクでは５秒、脱気していないインクでは１０秒となる。また、チューブポンプ６によるインク流量を４５ｌ／ｍｉｎとし、吐出口総面積を０．１６〜０．２０ｍｍ2とした場合、気泡が消失するまでに要するポンプ駆動時間は、脱気インクでは２．５秒、脱気していないインクでは１５秒となる。 Since the degassing ink 23 has an effect of easily dissolving bubbles, it is necessary to eliminate the bubbles 13a when the pressure filling by the tube pump 6 is performed with the degassing ink in combination with the effect of the pressure. Time is shortened. FIG. 9 shows a result when a degassed ink and a non-degassed ink are respectively supplied by the tube pump 6 to the liquid discharge head 1 having a constant total discharge port area. As shown in the figure, when the ink flow rate by the tube pump 6 is 90 l / min and the discharge port total area is 0.16 to 0.20 mm 2 , the pump drive time required to eliminate the bubbles is deaeration. It takes 5 seconds for ink and 10 seconds for ink that has not been degassed. In addition, when the ink flow rate by the tube pump 6 is 45 l / min and the total discharge port area is 0.16 to 0.20 mm 2 , the pump drive time required until the bubbles disappear is 2.5 for the deaerated ink. Seconds, and 15 seconds for ink that has not been degassed.
以上のように、インク流量および吐出口の総面積が同一であっても、脱気インクを用いた場合には、脱気していないインクを用いた場合に比べて、インク流路内の気泡が消失するまでに要するポンプの駆動時間は明らかに短縮されていることが分かる。従って、本実施形態によれば、短時間で脱気のためのインク供給動作を終了することが可能になり、スループットを向上させることができる。 As described above, even when the ink flow rate and the total area of the ejection ports are the same, when deaerated ink is used, bubbles in the ink flow path are larger than when non-deaerated ink is used. It can be seen that the driving time of the pump required until disappearance is clearly shortened. Therefore, according to the present embodiment, the ink supply operation for deaeration can be completed in a short time, and the throughput can be improved.
また、吐出口２から排出されたインクには気泡が多く含まれているため、排出されたインクをそのまま再利用するとインクに溶け込む気泡量が飽和してしまい、インク流路や液体吐出ヘッド１に気泡が混入する可能性がある。これに対し、本実施形態では、気泡や気体が多く含まれた排出インクを第１のタンク２５ｂに供給するようにすれば、脱気インクを常に記録ヘッド１へ供給することが可能になり、インク吐出動作の信頼性を向上させることができる。また、排出インクの再利用も可能になることから、廃インク量を低減することも可能になり、ランニングコストを低減することができる。 In addition, since the ink discharged from the ejection port 2 contains a large number of bubbles, if the discharged ink is reused as it is, the amount of bubbles dissolved in the ink is saturated, and the ink flow path and the liquid ejection head 1 are saturated. There is a possibility of bubbles. On the other hand, in the present embodiment, if the discharged ink containing a large amount of bubbles and gas is supplied to the first tank 25b, the deaerated ink can be always supplied to the recording head 1. The reliability of the ink ejection operation can be improved. Further, since the discharged ink can be reused, the amount of waste ink can be reduced, and the running cost can be reduced.
さらに、本実施形態における液体供給装置では、シール部材１７によって、液体吐出ヘッドの液体供給口４ａとチューブ７ａとの接続、離脱が可能になっている。このため、記録装置の生産者側で、液体供給装置を単独で設備しておけば、出荷前に行う液体吐出ヘッドの記録検査に用いることも可能になる。この場合、液体吐出ヘッドには、気泡の発生していない液体を供給することが可能になるため、液体吐出ヘッド自体の性能を確実に検査することが可能になり、適正な検査結果を得ることができる。 Furthermore, in the liquid supply apparatus according to the present embodiment, the seal member 17 can connect and disconnect the liquid supply port 4a of the liquid discharge head and the tube 7a. For this reason, if the producer of the recording apparatus is provided with a liquid supply device alone, it can be used for recording inspection of the liquid discharge head performed before shipment. In this case, since it is possible to supply the liquid ejection head with liquid without bubbles, it is possible to reliably inspect the performance of the liquid ejection head itself and obtain an appropriate inspection result. Can do.
（他の実施形態）
上記実施形態では、液体吐出ヘッドがキャリッジと共に、記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動するシリアル型の記録装置を例示したが、本発明は、シリアル型の記録装置に限らず、フルライン型の記録装置にも適用可能である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the serial type recording apparatus in which the liquid ejection head moves together with the carriage in the direction intersecting the conveyance direction of the recording medium is exemplified, but the present invention is not limited to the serial type recording apparatus, and is a full line type. The present invention can also be applied to other recording apparatuses.
１ 液体吐出ヘッド
２ 吐出口
３ 共通液室
４ 連通流路
６ チューブポンプ
７ａ 下流側のチューブ
８ タンク（液体貯蔵手段）
９ 液路
１３ 気泡
１４ 吸引ポンプ
１６ 圧力計
２１ キャップ（閉塞部材）
２３ 脱気インク（液体）
２４ インク（液体）
２６ 脱気モジュール
２５ａ 脱気タンク（液体貯蔵手段）
２５ｂ タンク（液体貯蔵手段）
３０ 液体供給装置（液体供給手段）
５０ 液体吐出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid discharge head 2 Discharge port 3 Common liquid chamber 4 Communication flow path 6 Tube pump 7a Tube on the downstream side 8 Tank (liquid storage means)
9 Liquid passage 13 Air bubbles 14 Suction pump
16 Pressure gauge 21 Cap (closing member)
23 Degassing ink (liquid)
24 ink (liquid)
26 Deaeration module 25a Deaeration tank (liquid storage means)
25b Tank (liquid storage means)
30 Liquid supply device (liquid supply means)
50 Liquid discharge device
Claims (19)
前記液体供給手段は、前記液体流路内の液体に存在する気泡が前記液体に溶解し、かつ前記吐出口から液体を排出させる所定の圧力を発生させるよう前記液体流路に液体を供給することを特徴とする液体吐出装置。 A liquid discharge apparatus comprising a liquid supply means for supplying the liquid to a liquid discharge head in which a liquid flow path communicating with a discharge port for discharging liquid is formed,
The liquid supply means supplies the liquid to the liquid channel so that bubbles existing in the liquid in the liquid channel dissolve in the liquid and generate a predetermined pressure for discharging the liquid from the discharge port. A liquid ejection apparatus characterized by the above.
前記液体供給手段は、前記複数の吐出口それぞれの開口面積の和である総面積に基づいて定めた前記所定の圧力を発生させるように前記液体を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。 The liquid discharge head has a plurality of discharge ports,
The liquid supply means supplies the liquid so as to generate the predetermined pressure determined based on a total area which is a sum of opening areas of the plurality of discharge ports. The liquid discharge apparatus according to 1.
前記液体供給手段は、前記吐出口のうち、最も開口面積の大きい吐出口に基づいて定めた前記所定の圧力を発生させるように前記液体を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection head has a plurality of types of ejection openings having different opening areas,
The said liquid supply means supplies the said liquid so that the said predetermined pressure determined based on the discharge port with the largest opening area among the said discharge ports may be generated. Liquid discharge device.
前記液体供給手段は、前記閉塞部材によって閉塞された状態で、前記液体流路に前記液体を供給することを特徴とする請求項１、３ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。 Further comprising a closing member that enables closing and opening of the discharge port,
6. The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein the liquid supply unit supplies the liquid to the liquid channel in a state of being blocked by the blocking member.
前記液体流路内の液体に存在する気泡が前記液体に溶解し、かつ前記吐出口から液体を排出させる所定の圧力を発生させるよう前記液体流路に液体を供給する液体供給手段を備えることを特徴とする液体供給装置。 A liquid supply apparatus for supplying the liquid to a liquid discharge head in which a liquid flow path communicating with a discharge port for discharging liquid is formed,
Liquid supply means for supplying a liquid to the liquid flow path so as to generate a predetermined pressure for dissolving bubbles in the liquid in the liquid flow path and discharging the liquid from the discharge port; A liquid supply device.
前記液体供給手段は、前記液体流路内の液体に存在する気泡が前記液体に溶解し、かつ前記吐出口から液体を排出させる所定の圧力を発生させるよう前記液体流路に液体を供給することを特徴とする記録装置。 Conveying means for conveying a recording medium, a liquid ejection head in which a liquid flow path communicating with the ejection port for ejecting liquid toward the recording medium and a liquid flow path is formed, and supplying the liquid to the liquid ejection head A liquid supply means for performing recording,
The liquid supply means supplies the liquid to the liquid channel so that bubbles existing in the liquid in the liquid channel dissolve in the liquid and generate a predetermined pressure for discharging the liquid from the discharge port. A recording apparatus.
前記液体流路内の液体に存在する気泡が前記液体に溶解し、かつ前記吐出口から液体を排出させる所定の圧力を発生させるよう前記液体流路に液体を供給することを特徴とする液体供給方法。 A liquid supply method for supplying the liquid to a liquid discharge head in which a liquid channel communicating with a discharge port for discharging a liquid is formed,
Supplying a liquid to the liquid channel so that bubbles existing in the liquid in the liquid channel dissolve in the liquid and generate a predetermined pressure for discharging the liquid from the discharge port Method.
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| JP2019181712A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid injection device |
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2016
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