JP2018039179A - Liquid discharge head and recording device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid discharge head which prevents a gas stored in the liquid discharge head from moving to nozzles and stably performs liquid discharge even if the liquid discharge head changes its posture.SOLUTION: A liquid chamber 5 which stores a liquid to be supplied to nozzles 3 of a liquid discharge head 2 includes: a liquid storage part 51 communicating with a supply port which supplies the liquid to the nozzles; and a gas storage part 52 which communicates with the liquid storage part 51 and can store a predetermined or smaller amount of the gas. The gas storage part 52 retains the predetermined or smaller amount of the gas stored in a first posture therein even if a posture of the liquid chamber 5 is changed from the first posture taken for discharging the liquid from the nozzles along a first direction to a second posture taken by the liquid chamber 5 rotating from the first posture.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、液体を吐出するノズルを備えた液体吐出ヘッドおよび、該液体吐出ヘッドを用いて記録媒体への記録を行う記録装置に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head including a nozzle for discharging a liquid, and a recording apparatus that performs recording on a recording medium using the liquid discharge head.

色材を含んだ液体(インク)を記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット方式の記録装置には、液体を吐出する複数のノズルが高密度に配置された液体吐出ヘッドが用いられている。液体吐出ヘッド内には、各ノズルに対して液体を供給する共通の液室が形成され、液室には液体供給源である液体貯蔵タンクなどから液体が供給される。このような液体吐出ヘッドでは、液体の吐出に伴って発生する微細な泡、液体吐出ヘッド内の液体に溶存している気体および、液体貯蔵タンクから液室内に供給される液体に混入した気泡などが、液室内に蓄積されることがある。液体吐出ヘッドでは、ノズルから液体を吐出した後、吐出した液体と同量の液体がノズルに流入することで次の吐出動作が可能となる。ところが、液室内に多くの気体が蓄積されると、その気体が、液室からノズルへのインクの供給を妨げることがある。この場合、ノズルには不吐出などの吐出不良が発生する。   2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus that performs recording by discharging a liquid (ink) containing a color material onto a recording medium uses a liquid discharge head in which a plurality of nozzles that discharge liquid are arranged at high density. A common liquid chamber for supplying liquid to each nozzle is formed in the liquid discharge head, and liquid is supplied to the liquid chamber from a liquid storage tank that is a liquid supply source. In such a liquid discharge head, fine bubbles generated when the liquid is discharged, gas dissolved in the liquid in the liquid discharge head, bubbles mixed in the liquid supplied from the liquid storage tank to the liquid chamber, etc. May accumulate in the liquid chamber. In the liquid ejection head, after the liquid is ejected from the nozzle, the same amount of liquid as the ejected liquid flows into the nozzle, thereby enabling the next ejection operation. However, when a large amount of gas is accumulated in the liquid chamber, the gas may hinder the supply of ink from the liquid chamber to the nozzles. In this case, ejection failure such as non-ejection occurs in the nozzle.

特許文献1には、液体吐出ヘッドから定期的に気体を排出させ、液体吐出ヘッド内部に蓄積される気体の量を所定量以下に保つことにより、液体吐出ヘッドの内部に蓄積された気体による影響を低減するようにした記録装置が開示されている。   In Patent Document 1, gas is periodically discharged from a liquid discharge head, and the amount of gas accumulated in the liquid discharge head is kept below a predetermined amount, thereby affecting the effect of the gas accumulated in the liquid discharge head. A recording apparatus is disclosed which reduces the above.

特開2007−168421号公報JP 2007-168421 A

現在、液体吐出ヘッドは、様々な構造、形態および用途の記録装置に用いられている。このため、液体吐出ヘッドには、それを適用する記録装置に対応した構造が求められる。しかしながら、現在の液体吐出ヘッドは、記録動作中の姿勢を想定したものとなっており、液体吐出ヘッドの姿勢が変化する記録装置に対して十分な対策がとられていない。すなわち、特許文献1において液室内の気体量を所定量以下に抑えたとしても、液体吐出ヘッドの姿勢が変化した場合には、残留する気体が姿勢変化に伴ってノズル側へと移動して残留し、ノズルへのインクの供給を阻害することがある。   Currently, liquid discharge heads are used in recording apparatuses having various structures, forms, and applications. For this reason, the liquid ejection head is required to have a structure corresponding to the recording apparatus to which the liquid ejection head is applied. However, the current liquid discharge head is assumed to be in a posture during a recording operation, and sufficient measures are not taken for a recording apparatus in which the posture of the liquid discharge head changes. That is, even if the amount of gas in the liquid chamber is suppressed to a predetermined amount or less in Patent Document 1, if the posture of the liquid discharge head changes, the remaining gas moves to the nozzle side and remains as the posture changes. In some cases, the supply of ink to the nozzles may be hindered.

例えば、図8(a)に示すように正立した姿勢で記録動作が行われることを想定した従来の液体吐出ヘッド60では、記録動作中は、下端に位置するノズル61の上方に液室63が位置し、液室63内に混入した気体62は液室63内の上方に保持される。ところが、液体吐出ヘッド60の姿勢が図8(b)に示すように変化した場合、ノズル61より下方に液体が移動し、液室63内の液体とノズル61との間に気体が介在した状態となる。この後、記録動作を開始すべく液体吐出ヘッド60が元の正立した姿勢に戻された場合、ノズル付近に気体が残留することがあり、残留した気体によってノズルへのインクの供給が妨げられることがある。このような、液体吐出ヘッドの姿勢変化は、液体吐出ヘッドの下方に収容する記録媒体(例えばロールシート)の補充や交換、あるいは内部機構のメンテナンス作業などを実施するために液体吐出ヘッドを取り出す場合などに発生することが多い。特に内部機構を覆うカバー体の内面に液体吐出ヘッドを取り付け、カバー体の開成に伴って液体吐出ヘッドが取り出されるようにした記録装置では、液体吐出ヘッドの姿勢変化がカバー体の開成毎に行われることとなり、ノズルに気体が付着する可能性も高まる。   For example, in the conventional liquid discharge head 60 that assumes that the recording operation is performed in an upright posture as shown in FIG. 8A, during the recording operation, the liquid chamber 63 is located above the nozzle 61 located at the lower end. The gas 62 mixed in the liquid chamber 63 is held above the liquid chamber 63. However, when the posture of the liquid discharge head 60 changes as shown in FIG. 8B, the liquid moves below the nozzle 61, and the gas is interposed between the liquid in the liquid chamber 63 and the nozzle 61. It becomes. Thereafter, when the liquid ejection head 60 is returned to the original upright posture in order to start the recording operation, gas may remain in the vicinity of the nozzle, and the remaining gas prevents the supply of ink to the nozzle. Sometimes. Such a change in the posture of the liquid discharge head is caused when the liquid discharge head is taken out for replenishment or replacement of a recording medium (for example, a roll sheet) accommodated below the liquid discharge head, or for maintenance work of the internal mechanism. This often occurs. In particular, in a recording apparatus in which a liquid discharge head is attached to the inner surface of the cover body that covers the internal mechanism and the liquid discharge head is taken out as the cover body is opened, the posture of the liquid discharge head changes every time the cover body is opened. As a result, the possibility of gas adhering to the nozzle increases.

本発明は、液体吐出ヘッドの姿勢変化に対して、液体吐出ヘッド内部に貯留された気体がノズルに移動せず、液体吐出を安定して行うことが可能な液体吐出ヘッドおよびこれを備えた記録装置の提供を目的とする。   The present invention relates to a liquid ejection head capable of stably performing liquid ejection without causing gas stored in the liquid ejection head to move to the nozzle in response to a change in posture of the liquid ejection head, and a recording apparatus including the liquid ejection head The purpose is to provide a device.

本発明は、液体を吐出する吐出口が形成されたノズルと、前記ノズルに供給すべき液体を貯留する液室と、を備え、前記液室は、前記ノズルに連通する液体貯留部と、前記液体貯留部に連通し、所定量以下の気体を貯留可能な気体貯留部と、を備え、前記気体貯留部は、前記液室の姿勢が、前記吐出口から液体を第1の方向に沿って吐出するための第1の姿勢から前記第1の姿勢を回転させた第2の姿勢へと変化した場合にも、前記第1の姿勢において貯留された前記所定量以下の気体を内部に保持することを特徴とする。   The present invention comprises a nozzle having a discharge port for discharging a liquid, and a liquid chamber for storing a liquid to be supplied to the nozzle, wherein the liquid chamber is in communication with the nozzle; A gas storage section that communicates with the liquid storage section and can store a predetermined amount or less of gas, and the gas storage section is configured such that the posture of the liquid chamber is such that the liquid is discharged from the discharge port along the first direction. Even when the first posture for discharging is changed to the second posture obtained by rotating the first posture, the gas stored in the first posture is held below the predetermined amount. It is characterized by that.

本発明によれば、液体吐出ヘッドの姿勢変化に対して、液体吐出ヘッド内部に貯留された気体がノズルに移動せず、液体吐出を安定して行うことが可能になる。   According to the present invention, the gas stored in the liquid discharge head does not move to the nozzle with respect to the change in the posture of the liquid discharge head, and the liquid discharge can be performed stably.

実施形態における液体吐出ヘッドを実装した記録装置の内部透過斜視図である。FIG. 3 is an internal perspective view of the recording apparatus on which the liquid ejection head according to the embodiment is mounted. 記録装置の上側カバー体を開いた状態を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating a state where an upper cover body of the recording apparatus is opened. 実施形態における液体吐出ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the liquid discharge head in an embodiment. 図3に示した液体吐出ヘッドの縦断正面図である。FIG. 4 is a longitudinal front view of the liquid ejection head shown in FIG. 3. 図3に示した液体吐出ヘッドの正立姿勢における縦断側面図である。FIG. 4 is a longitudinal side view of the liquid ejection head shown in FIG. 3 in an upright posture. 図5に示した液体吐出ヘッドの退避姿勢における縦断側面図である。FIG. 6 is a longitudinal side view of the liquid ejection head shown in FIG. 5 in a retracted posture. 液体吐出ヘッドに接続される流路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow path connected to a liquid discharge head. 従来の液体吐出ヘッドを示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the conventional liquid discharge head.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本実施形態における液体吐出装置(以下、単に記録装置ともいう)の外観を示す斜視図である。なお、液体吐出装置において吐出する液体には、記録媒体に付着して画像を形成する記録液、記録媒体に付与された記録液により形成される画像の品質を向上させるための定着処理液などの液体が含まれる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a liquid ejection apparatus (hereinafter also simply referred to as a recording apparatus) in the present embodiment. The liquid ejected by the liquid ejecting apparatus includes a recording liquid that adheres to the recording medium to form an image, a fixing processing liquid for improving the quality of an image formed by the recording liquid applied to the recording medium, and the like. Contains liquid.

図1に示すように、記録装置1は、下側カバー体1Aと上側カバー体1Bとからなる筐体10によってその外殻が構成されている。記録装置1内には、記録動作を行うための機構、例えば、後述の液体吐出ヘッド2、液体タンク11、記録媒体としてのロールシートRS、および記録媒体を搬送する搬送手段などが収容される。上側カバー体(開閉板)1Bは、背面側に設けられたヒンジ1Cによって回転移動可能に連結されている。上側カバー体1Bの回転移動によって下側カバー体1Aにおける開口部の閉塞または開放させることができる。   As shown in FIG. 1, the recording apparatus 1 has an outer shell composed of a housing 10 composed of a lower cover body 1A and an upper cover body 1B. The recording apparatus 1 accommodates a mechanism for performing a recording operation, for example, a liquid discharge head 2 described later, a liquid tank 11, a roll sheet RS as a recording medium, and a conveying unit that conveys the recording medium. The upper cover body (opening / closing plate) 1B is connected to be rotatable by a hinge 1C provided on the back side. The opening of the lower cover body 1A can be closed or opened by the rotational movement of the upper cover body 1B.

下側カバー体1Aには、液体吐出ヘッド2を除く種々の機構が収容・保持されると共に、記録媒体としてのロールシートRSが着脱可能に収容される。ロールシートRSの装着、取り出し、あるいは内部機構のメンテナンスなどを行う場合には、図3に示すように、上側カバー体1Bを、ヒンジ1Cを中心に回転させる。本実施形態では、上側カバー体1Bは下側カバー体1Aの開口部を閉塞する閉塞状態から所定の角度だけ変位可能となっている。本実施形態では、下側カバー体1Aは、約90度回転させることが可能になっている。   Various mechanisms other than the liquid discharge head 2 are accommodated and held in the lower cover body 1A, and a roll sheet RS as a recording medium is detachably accommodated. When the roll sheet RS is mounted and taken out or maintenance of the internal mechanism is performed, the upper cover body 1B is rotated around the hinge 1C as shown in FIG. In the present embodiment, the upper cover body 1B can be displaced by a predetermined angle from a closed state in which the opening of the lower cover body 1A is closed. In the present embodiment, the lower cover body 1A can be rotated about 90 degrees.

また、上側カバー体(支持部材)1Bの内面には、液体吐出ヘッド2が取り付けられている。上側カバー体1Bの閉塞時には、ロールシートRSから繰り出されたシートSと所定の間隔を介して液体吐出ヘッドのノズルが対向し、液体吐出ヘッドによる記録動作が可能になる。また、上側カバー体1Bの開成時には、液体吐出ヘッド2が上側カバー体1Bと共に、移動する。従って、上側カバー体1Bが90度回転した際の姿勢は、上側カバー体1Bの閉塞時の姿勢から90度回転方向に変化することとなる。このように、液体吐出ヘッド2がカバー体1Bと共に移動することにより、ロールシートRSの上方から液体吐出ヘッド2が退避するため、ユーザーが記録装置内の記録媒体であるロールシートに接触可能となり、ロールシートRSの交換、装着を容易に行うことができる。また、この姿勢において液体を貯留するタンクの交換も可能になる。このように、本実施形態の記録装置は、記録媒体やタンクの交換、および内部機構のメンテナンスなどを容易にするため、筐体10を構成する上側カバー体1Bを開閉可能に構成した、いわゆるクラムシェル型の記録装置となっている。   A liquid discharge head 2 is attached to the inner surface of the upper cover body (support member) 1B. When the upper cover body 1B is closed, the nozzle of the liquid discharge head faces the sheet S fed out from the roll sheet RS through a predetermined interval, and a recording operation by the liquid discharge head becomes possible. Further, when the upper cover body 1B is opened, the liquid discharge head 2 moves together with the upper cover body 1B. Therefore, the posture when the upper cover body 1B is rotated by 90 degrees changes from the posture when the upper cover body 1B is closed to the rotation direction of 90 degrees. Thus, since the liquid discharge head 2 moves together with the cover body 1B, the liquid discharge head 2 is retracted from above the roll sheet RS, so that the user can contact the roll sheet that is a recording medium in the recording apparatus. The roll sheet RS can be easily replaced and mounted. In this posture, the tank for storing the liquid can be replaced. As described above, the recording apparatus of the present embodiment is a so-called crumb in which the upper cover body 1B constituting the housing 10 is configured to be openable and closable in order to facilitate the replacement of the recording medium and the tank and the maintenance of the internal mechanism. It is a shell type recording device.

図3ないし図5は、本実施形態における液体吐出ヘッド2を示す図であり、図3は外観斜視図、図4は図3に示したものの縦断正面図、図4は図3に示したものの縦断側面図である。液体吐出ヘッド2には、液体を吐出する複数のノズルが配列されている。本実施形態における液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズル3を、シートSの搬送方向Yと交差する方向(搬送方向と直交する方向(X方向))に沿って所定の密度で配列したノズル列30を備えるラインヘッドを構成している。ノズルを配列した幅(ノズル列の長さ)は、使用する記録媒体Pの最大記録幅以上の幅となっている。   3 to 5 are views showing the liquid ejection head 2 in the present embodiment, FIG. 3 is an external perspective view, FIG. 4 is a longitudinal front view of what is shown in FIG. 3, and FIG. 4 is what is shown in FIG. It is a vertical side view. The liquid discharge head 2 has a plurality of nozzles that discharge liquid. In the liquid ejection head according to the present embodiment, nozzles 3 that eject liquid are arranged at a predetermined density along a direction that intersects the conveyance direction Y of the sheet S (a direction orthogonal to the conveyance direction (X direction)). The line head provided with 30 is comprised. The width in which the nozzles are arranged (the length of the nozzle row) is equal to or larger than the maximum recording width of the recording medium P to be used.

記録装置1が記録を行う際は、液体吐出ヘッド2を記録媒体Pと対向する所定位置に保持し、液体吐出ヘッド2の各ノズル3に設けられた吐出エネルギー発生手段を駆動してノズルから液体を吐出することにより、1ライン単位でシートSへの記録を行う。このように、本実施形態における記録装置は、液体吐出ヘッドを用いて1ライン単位で記録を行う、フルライン型の記録装置となっている。なお、吐出エネルギー発生手段としては、液体を加熱することによって気泡を発生させ、その気泡の発生時の圧力によって液体を吐出させる電気熱変換素子(ヒータ)や、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する電気機械変換素子(ピエゾ)などが用いられる。   When the recording apparatus 1 performs recording, the liquid discharge head 2 is held at a predetermined position facing the recording medium P, and the discharge energy generating means provided in each nozzle 3 of the liquid discharge head 2 is driven to drive the liquid from the nozzle. Is recorded on the sheet S in units of one line. As described above, the recording apparatus according to the present embodiment is a full-line type recording apparatus that performs recording in units of one line using the liquid discharge head. In addition, as the discharge energy generating means, the liquid is heated to generate bubbles, and an electrothermal conversion element (heater) that discharges the liquid by the pressure when the bubbles are generated, or the electric energy is converted into mechanical energy. An electromechanical transducer (piezo) or the like is used.

また、液体吐出ヘッド2の内部には、図4および図5に示すように、複数のノズル3に連通する液室5を備える。液室5の壁面内には、ノズル3に連通する液体貯留部51と、液体貯留部51内に混入した気体を貯留可能な気体貯留部52とが形成されている。さらに、液体吐出ヘッド2には、図6に示すように、液体タンク11に連結可能な連結部2aと液体供給流路53とが設けられている。液体吐出ヘッド2と液体タンク11とが連結された状態で、液体タンク11と液体吐出ヘッド2の液室5とが液体供給流路53を介して連通する。これにより、液体タンク11内の液体を液室5へと供給することが可能になる。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, a liquid chamber 5 communicating with the plurality of nozzles 3 is provided inside the liquid discharge head 2. A liquid reservoir 51 communicating with the nozzle 3 and a gas reservoir 52 capable of storing gas mixed in the liquid reservoir 51 are formed in the wall surface of the liquid chamber 5. Further, as shown in FIG. 6, the liquid discharge head 2 is provided with a connecting portion 2 a that can be connected to the liquid tank 11 and a liquid supply channel 53. In a state where the liquid discharge head 2 and the liquid tank 11 are connected, the liquid tank 11 and the liquid chamber 5 of the liquid discharge head 2 communicate with each other via the liquid supply channel 53. Thereby, the liquid in the liquid tank 11 can be supplied to the liquid chamber 5.

図7は、液体吐出ヘッド2および液体吐出ヘッド2に接続される流路を示した模式図である。液体タンク11には液体Lが貯留されており、液体タンク11内は不図示の負圧発生手段によって、常に、大気圧より所定圧だけ低い圧力(負圧)に保たれている。液体タンク11内の液体Lは、液体供給流路53を介して液体吐出ヘッド2の液室5に供給された後、ノズル列30を構成する複数のノズル3に供給される。これにより、ノズル3から液体を吐出可能な状態となる。   FIG. 7 is a schematic diagram showing the liquid discharge head 2 and the flow path connected to the liquid discharge head 2. Liquid L is stored in the liquid tank 11, and the liquid tank 11 is always maintained at a pressure (negative pressure) lower than the atmospheric pressure by a predetermined pressure by a negative pressure generating means (not shown). The liquid L in the liquid tank 11 is supplied to the liquid chamber 5 of the liquid discharge head 2 via the liquid supply flow path 53 and then supplied to the plurality of nozzles 3 constituting the nozzle row 30. Thereby, the liquid can be discharged from the nozzle 3.

液室5に形成された液体貯留部51の上部には、気体貯留部52が形成されている。気体貯留部52は、外部に設けられたバッファ7に接続され、バッファ7はポンプ8と接続されている。このポンプ8を駆動することにより、必要に応じてバッファ7内部の圧力を変化させることができ、これによって液室5内に供給される液体の量を調整することができる。   A gas reservoir 52 is formed on the liquid reservoir 51 formed in the liquid chamber 5. The gas storage unit 52 is connected to a buffer 7 provided outside, and the buffer 7 is connected to a pump 8. By driving the pump 8, the pressure inside the buffer 7 can be changed as necessary, and the amount of liquid supplied into the liquid chamber 5 can be adjusted accordingly.

また、液体吐出ヘッド2が安定した液体吐出を行うため、クリーニング動作が所定のタイミングで実施される。クリーニング動作では、キャップ4を液体吐出ヘッド2に押し付けた後、所望の負圧をかけることでノズル内の吐出に適さなくなった古い液体、ノズル内に進入した塵埃および気泡などの異物を吸い出す。吸い出された異物はバッファ7、ポンプ8を通り廃液タンク9に収集される。   Further, since the liquid discharge head 2 performs stable liquid discharge, the cleaning operation is performed at a predetermined timing. In the cleaning operation, after the cap 4 is pressed against the liquid ejection head 2, a desired negative pressure is applied to suck out foreign liquids such as old liquid that has become unsuitable for ejection in the nozzle, dust and bubbles that have entered the nozzle. The sucked out foreign matter passes through the buffer 7 and the pump 8 and is collected in the waste liquid tank 9.

次に、本実施形態における液体吐出ヘッド2の構成および、液体吐出ヘッド2の姿勢変化に伴う内部の液体および空気の挙動を説明する。   Next, the configuration of the liquid ejection head 2 in this embodiment and the behavior of the internal liquid and air accompanying the change in the posture of the liquid ejection head 2 will be described.

記録動作時には、上側カバー体1Bは閉塞された状態となるため、液体吐出ヘッドは、図1に示すような姿勢をとる。すなわち、液体吐出ヘッド2は、ノズルの開口部(吐出口)がシートSに対向し、シートSへの記録が可能な姿勢をとる。この液体吐出ヘッド2の姿勢を、以下の説明において正立姿勢(第1の姿勢)という。なお、図4および図5において、矢印Eに示す方向は、液体の吐出方向を、矢印Zは鉛直方向を表している。   During the recording operation, the upper cover body 1B is in a closed state, so that the liquid ejection head takes a posture as shown in FIG. In other words, the liquid ejection head 2 has a posture in which the nozzle opening (ejection port) faces the sheet S and recording on the sheet S is possible. This posture of the liquid discharge head 2 is referred to as an upright posture (first posture) in the following description. 4 and 5, the direction indicated by the arrow E represents the liquid discharge direction, and the arrow Z represents the vertical direction.

液体吐出ヘッド2が正立姿勢にあるとき、気体貯留部52は、図4および図5に示すように、液体貯留部51と気体貯留部52との境界部分である連通口14より上方に位置する。従って、記録動作によって液体吐出ヘッド内に混入した気体は、液体貯留部51より上方に位置する気体貯留部52内に集められ、収容される。但し、気体貯留部52は連通口14において液体貯留部51と連通しているため、気体貯留部52内には液体も侵入し、気体貯留部52内には液体と気体との界面が形成された状態となる。   When the liquid ejection head 2 is in the upright posture, the gas storage unit 52 is positioned above the communication port 14 that is a boundary portion between the liquid storage unit 51 and the gas storage unit 52, as shown in FIGS. To do. Therefore, the gas mixed in the liquid ejection head by the recording operation is collected and stored in the gas storage unit 52 located above the liquid storage unit 51. However, since the gas reservoir 52 communicates with the liquid reservoir 51 at the communication port 14, the liquid also enters the gas reservoir 52, and an interface between the liquid and the gas is formed in the gas reservoir 52. It becomes a state.

ここで、記録装置1でのシートSの交換、補充またはメンテナンス等を行う場合には、図2に示すように、上側カバー体1Aを矢印C方向に約90度回転させた開成状態とする。液体吐出ヘッド2は、上側カバー体1Aの移動に伴い、図2および図6に示すような姿勢をとる。この際、液体吐出ヘッド2における吐出口は、記録ヘッドとの対向位置から退避し、液体吐出方向(E方向)が鉛直方向(Z方向)と直交した状態となる。以下、この図1および図6に示す液体吐出ヘッド2の姿勢を、退避姿勢(第2の姿勢)という。   Here, when exchanging, replenishing, or maintaining the sheet S in the recording apparatus 1, as shown in FIG. 2, the upper cover body 1 </ b> A is in the open state rotated about 90 degrees in the direction of arrow C. The liquid discharge head 2 takes the posture shown in FIGS. 2 and 6 as the upper cover body 1A moves. At this time, the ejection port in the liquid ejection head 2 is retracted from the position facing the recording head, and the liquid ejection direction (E direction) is orthogonal to the vertical direction (Z direction). Hereinafter, the posture of the liquid ejection head 2 shown in FIGS. 1 and 6 is referred to as a retracted posture (second posture).

気体貯留部52は、液体吐出ヘッド2が正立姿勢から退避姿勢に至るまで間、常に、連通口14の上端部14aを通過する水平面より上方に位置するように構成されている。すなわち、気体貯留部52は、気体貯留部52における気体と液体との界面が、気体移動防止部を構成する遮蔽部材14bの下端部、すなわち連通口14の上端部14aを下回らない限り、気体貯留部52内の空気が液体貯留部51内に侵入しないように構成されている。また、気体貯留部52は、液体吐出ヘッド2が正立姿勢から退避姿勢に至る間にその内部容積(気体貯留可能容積)が変化する。このため、気体貯留部52は、液体吐出ヘッド2が正立姿勢から退避姿勢に至る間に変化する内部容積の中の最小容積が、所定容積より大きくなるように設定されている。ここで、所定容積とは、所定期間内に液体吐出ヘッド2内に発生することが予想される気体の体積を指す。なお、液体吐出ヘッド2が正立状態にあるときの気体貯留部52の内部容積(気体貯留可能容積)は、最小容積より大きな容積に設定されている。   The gas storage unit 52 is configured to be always positioned above the horizontal plane that passes through the upper end portion 14a of the communication port 14 until the liquid ejection head 2 changes from the upright posture to the retracted posture. That is, the gas storage unit 52 stores the gas unless the interface between the gas and the liquid in the gas storage unit 52 falls below the lower end portion of the shielding member 14b constituting the gas movement prevention unit, that is, the upper end portion 14a of the communication port 14. The air in the part 52 is configured not to enter the liquid storage part 51. Further, the internal volume of the gas storage unit 52 (the gas storage capacity) changes while the liquid ejection head 2 moves from the upright posture to the retracted posture. For this reason, the gas storage unit 52 is set such that the minimum volume among the internal volumes that change while the liquid ejection head 2 is in the upright position to the retracted position is larger than the predetermined volume. Here, the predetermined volume refers to the volume of gas expected to be generated in the liquid ejection head 2 within a predetermined period. Note that the internal volume (gas storable volume) of the gas reservoir 52 when the liquid ejection head 2 is in the upright state is set to a volume larger than the minimum volume.

液体吐出ヘッド2が正立姿勢から退避姿勢へと移動する場合、気体貯留部52内の気体は図5に示す位置から図6に示す位置へと移動する。この際、液体吐出ヘッド2内に発生する気体の体積が、気体貯留部52内の気体の最小容積を上回らない限り、気体貯留部52における気体と液体との界面(液面)が連通口14の上端部14aを下回ることはなく、気体が液体貯留部51内へ移動することはない。つまり、気体は気体貯留部52内に保持され、液体貯留部51は液体で満たされた状態を維持する。このため、記録動作を行うべく再び正立位置に液体吐出ヘッド2が復帰した場合にも、ノズルの液体流入口などに気体が残留することはなく、ノズルに対する液体の供給は確実に行われるようになる。よって、液体の供給が阻止されることに起因する吐出不良の発生を抑制することが可能になる。   When the liquid ejection head 2 moves from the upright posture to the retracted posture, the gas in the gas storage section 52 moves from the position shown in FIG. 5 to the position shown in FIG. At this time, unless the volume of gas generated in the liquid discharge head 2 exceeds the minimum volume of gas in the gas storage section 52, the interface (liquid level) between the gas and the liquid in the gas storage section 52 is the communication port 14. The upper end portion 14a of the gas does not fall below the gas, and the gas does not move into the liquid storage portion 51. That is, the gas is held in the gas storage part 52, and the liquid storage part 51 maintains the state filled with the liquid. For this reason, even when the liquid ejection head 2 returns to the upright position to perform the recording operation, no gas remains in the liquid inlet of the nozzle and the liquid is reliably supplied to the nozzle. become. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of ejection failure due to the liquid supply being blocked.

また、液体吐出ヘッド2の使用期間が所定期間を経過すると、液体吐出ヘッド2の最小容積を超える体積の気体が気体貯留部52内に蓄積されることもある。この場合、液体吐出ヘッド2の姿勢が変化した際に、気体貯留部52内の液面が連通口14の上端部14aを下回り、液体貯留部51を移動路としてノズル3側へと移動してノズルに付着し、ノズル3への液体の供給が妨げられる可能性がある。従って、本実施形態では、気体貯留部52に貯留されている気体の体積を検出する気体量検出手段と、気体量検出手段によって検出された気体の体積が所定量を超えた時点で、気体貯留部52内の空気を外部へと排出させる排気手段と、を備える。   In addition, when the usage period of the liquid ejection head 2 elapses a predetermined period, a gas having a volume exceeding the minimum volume of the liquid ejection head 2 may be accumulated in the gas storage unit 52. In this case, when the posture of the liquid ejection head 2 changes, the liquid level in the gas storage unit 52 moves below the upper end portion 14a of the communication port 14, and moves to the nozzle 3 side using the liquid storage unit 51 as a movement path. There is a possibility that the liquid adheres to the nozzle and the supply of the liquid to the nozzle 3 is hindered. Therefore, in the present embodiment, the gas amount detecting means for detecting the volume of the gas stored in the gas storing portion 52, and the gas storage amount when the volume of the gas detected by the gas amount detecting means exceeds a predetermined amount. And an exhaust means for discharging the air in the section 52 to the outside.

気体量検出手段は、液体吐出ヘッド2の液室5が第1または第2の姿勢にあるとき、気体貯留部52における気体と液体との界面である液面を検出し、液面の位置に基づき気体貯留部52内に貯留されている気体量を検出する。液面の検出を行う液面検出手段15は気体貯留部52内に突出する電極15a、15bと、両電極15aと15bとの間に所定電圧を印加する電圧印加手段と、電極15a、15bの間が導通したか否かを検出する電流検出手段とを備える。この液面検出手段15は、気体貯留部52内の液体が電極15a、15bの間に存在するか否かを検出する。電極15a、15bは、液体吐出ヘッド2が正立状態にあり、気体貯留部52内の気体量が最小容積に達した時点で、電極15a、15bの下端が液面から離間するように配置されている。従って、両電極15a、15bが非導通となった時点で、気体貯留部52内の空気が前述の最小容積と同一の体積に達したか否かを検出することができる。なお、この液面検出は、液体吐出ヘッド2が正立姿勢にあるときに行う。   When the liquid chamber 5 of the liquid ejection head 2 is in the first or second posture, the gas amount detection means detects a liquid level that is an interface between the gas and the liquid in the gas storage unit 52, and sets the position of the liquid level. Based on this, the amount of gas stored in the gas storage unit 52 is detected. The liquid level detecting means 15 for detecting the liquid level includes electrodes 15a and 15b protruding into the gas reservoir 52, voltage applying means for applying a predetermined voltage between the electrodes 15a and 15b, and electrodes 15a and 15b. Current detecting means for detecting whether or not the gap is conducted. This liquid level detection means 15 detects whether the liquid in the gas storage part 52 exists between the electrodes 15a and 15b. The electrodes 15a and 15b are arranged so that the lower ends of the electrodes 15a and 15b are separated from the liquid surface when the liquid ejection head 2 is in an upright state and the amount of gas in the gas reservoir 52 reaches the minimum volume. ing. Therefore, it is possible to detect whether or not the air in the gas reservoir 52 has reached the same volume as the aforementioned minimum volume when both the electrodes 15a and 15b become non-conductive. This liquid level detection is performed when the liquid ejection head 2 is in an upright posture.

液体吐出ヘッド2が図5に示すような正立姿勢をとり、液面検出手段15a、15bによって空気と液体の界面が液面検出手段15a、15bより下にあることが検出された場合、排出手段としてのポンプ18が所望の負圧を気体貯留部52に印加する。これにより、気体貯留部52内の空気は液体吐出ヘッド2から排出され、排出された空気の体積分の液体が液体タンク11から液体吐出ヘッド2へと導入される。液体が液体吐出ヘッド2内へと導入されることにより、気体貯留部52内に位置する液体と空気との界面(液面)は上昇する。そして、液面が液面検出手段15a、15b下端に達した時点でポンプ8による負圧の印加を停止させる。これにより、液体吐出ヘッド2の気体貯留部52内の気体量を常に最小体積以下に保つことが可能になり、液体吐出ヘッド2の姿勢変化により気体貯留部52内の空気がノズル3へと移動することはなくなる。   When the liquid discharge head 2 takes an upright posture as shown in FIG. 5 and the liquid level detection means 15a, 15b detects that the interface between air and liquid is below the liquid level detection means 15a, 15b, the discharge is performed. The pump 18 as a means applies a desired negative pressure to the gas reservoir 52. As a result, the air in the gas reservoir 52 is discharged from the liquid discharge head 2, and the liquid corresponding to the volume of the discharged air is introduced from the liquid tank 11 to the liquid discharge head 2. When the liquid is introduced into the liquid discharge head 2, the interface (liquid level) between the liquid and air located in the gas storage section 52 rises. Then, the application of negative pressure by the pump 8 is stopped when the liquid level reaches the lower end of the liquid level detection means 15a, 15b. As a result, the amount of gas in the gas storage section 52 of the liquid discharge head 2 can always be kept below the minimum volume, and the air in the gas storage section 52 moves to the nozzle 3 due to a change in the posture of the liquid discharge head 2. You wo n’t have to.

以上のように、本実施形態においては、記録媒体の交換や補充、またはメンテナンス等に応じて、液体吐出ヘッド2が取り付けられている上部ユニット13を矢印C方向に約90度開けた場合にも気体がノズルへと移動することはない。従って、正立姿勢に戻した後にはノズル3への液体の供給を適正に行うことができ、安定した液体吐出を継続的に行うことが可能になる。このため、ノズルから空気を抜くための回復動作を頻繁に実行する必要はなくなり、液体の消費量を低減することが可能になる。   As described above, in the present embodiment, even when the upper unit 13 to which the liquid ejection head 2 is attached is opened about 90 degrees in the direction of the arrow C in accordance with replacement, replenishment, or maintenance of the recording medium. Gas does not move to the nozzle. Therefore, the liquid can be properly supplied to the nozzle 3 after returning to the upright posture, and stable liquid discharge can be continuously performed. For this reason, it is not necessary to frequently perform the recovery operation for extracting air from the nozzle, and the consumption of liquid can be reduced.

(他の実施形態)
上記実施形態では、クラムシェル型の記録装置の上側カバー体に液体吐出ヘッドを取り付けた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液体吐出ヘッドを用いる記録装置において広く適用可能である。液体吐出ヘッドを備えた記録装置にあっては、運搬時などにおいて、記録装置が傾いた場合に液体吐出ヘッド内の液体に含まれる気泡がノズルに付着する可能性がある。従って、本発明のような液体吐出ヘッドを搭載することにより、液体吐出ヘッドの姿勢が傾くような状況が発生しても適正な吐出を実現することが可能になる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, an example in which the liquid discharge head is attached to the upper cover body of the clamshell type recording apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this and is widely applied to recording apparatuses using the liquid discharge head. Is possible. In a recording apparatus provided with a liquid discharge head, bubbles included in the liquid in the liquid discharge head may adhere to the nozzle when the recording apparatus is tilted during transportation or the like. Therefore, by mounting the liquid discharge head as in the present invention, it is possible to realize proper discharge even when a situation occurs in which the posture of the liquid discharge head is inclined.

また、本発明は、フルライン型の記録装置に限らず、液体吐出ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動させつつ記録を行う、シリアル型の記録装置にも適用可能である。   In addition, the present invention is not limited to a full-line type recording apparatus, but can also be applied to a serial type recording apparatus that performs recording while moving a liquid ejection head in a direction that intersects the conveyance direction of the recording medium.

1 記録装置
2 液体吐出ヘッド
3 ノズル
5 液室
51 液体貯留部
52 気体貯留部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording device 2 Liquid discharge head 3 Nozzle 5 Liquid chamber 51 Liquid storage part 52 Gas storage part

Claims (12)

液体を吐出する吐出口が形成されたノズルと、
前記ノズルに供給すべき液体を貯留する、前記吐出口から液体を吐出するための第1の姿勢と該第1の姿勢から所定の角度だけ回転させた第2の姿勢とに変位可能な液室と、
前記液室が前記第1の姿勢から前記第2の姿勢に変位した際に、前記液室の内部の気体が前記ノズルに移動するのを防ぐ気体移動防止部と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
A nozzle having a discharge port for discharging liquid;
A liquid chamber that stores liquid to be supplied to the nozzle and is displaceable between a first posture for discharging the liquid from the discharge port and a second posture rotated by a predetermined angle from the first posture. When,
A gas movement preventing unit that prevents gas inside the liquid chamber from moving to the nozzle when the liquid chamber is displaced from the first posture to the second posture;
A liquid discharge head comprising:
前記第1の姿勢は、前記ノズルから液体を鉛直方向に向けて吐出する姿勢であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the first posture is a posture in which the liquid is discharged from the nozzle in a vertical direction. 前記第2の姿勢は、前記液室を、前記第1の姿勢から90度回転させた姿勢であることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 1, wherein the second posture is a posture in which the liquid chamber is rotated 90 degrees from the first posture. 前記気体移動防止部は、前記第2の姿勢において前記液室の壁面に設けられ、前記ノズルへの気体の移動路を、前記液室に貯留された液体と共に遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。   The gas movement prevention unit is provided on a wall surface of the liquid chamber in the second posture, and has a shielding member that shields a gas movement path to the nozzle together with the liquid stored in the liquid chamber. The liquid discharge head according to any one of claims 1 to 3. 液体を吐出する液体吐出ヘッドを用い、前記液体吐出ヘッドから吐出された液体を記録媒体に付与することによって記録を行う記録装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、
液体を吐出する吐出口が形成されたノズルと、
前記ノズルに供給すべき液体を貯留する、前記吐出口から液体を吐出するための第1の姿勢と該第1の姿勢から所定の角度だけ回転させた第2の姿勢とに変位可能な液室と、
前記液室が前記第1の姿勢から前記第2の姿勢に変位した際に、前記液室の内部の気体が前記ノズルに移動するのを防ぐ気体移動防止部と、
を有することを特徴とする記録装置。
A recording apparatus that performs recording by using a liquid discharge head that discharges liquid and applying the liquid discharged from the liquid discharge head to a recording medium,
The liquid discharge head is
A nozzle having a discharge port for discharging liquid;
A liquid chamber that stores liquid to be supplied to the nozzle and is displaceable between a first posture for discharging the liquid from the discharge port and a second posture rotated by a predetermined angle from the first posture. When,
A gas movement preventing unit that prevents gas inside the liquid chamber from moving to the nozzle when the liquid chamber is displaced from the first posture to the second posture;
A recording apparatus comprising:
前記液室の内部に貯留されている気体の体積を検出する気体量検出手段と、
該気体量検出手段によって検出された前記気体量に基づいて前記液室の内部の気体を外部へと排出させる排気手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の記録装置。
A gas amount detecting means for detecting a volume of gas stored in the liquid chamber;
The recording apparatus according to claim 5, further comprising an exhaust unit that discharges the gas inside the liquid chamber to the outside based on the gas amount detected by the gas amount detection unit.
前記気体量検出手段は、前記液室内の液面を検出する液面検出手段を有し、該液面検出手段によって検出される液面の位置に基づいて前記液室に貯留されている気体量を検出することを特徴とする請求項6に記載の記録装置。   The gas amount detecting means includes a liquid level detecting means for detecting a liquid level in the liquid chamber, and an amount of gas stored in the liquid chamber based on a position of the liquid level detected by the liquid level detecting means. The recording apparatus according to claim 6, wherein the recording apparatus is detected. 前記液体吐出ヘッドは、回転移動可能な支持部材に取り付けられ、
前記支持部材は、前記液体吐出ヘッドの前記吐出口を前記記録媒体に対向させ得る第1の位置と、前記吐出口が記録媒体と対向しない第2の位置へと回転移動可能であり、
前記支持部材が前記第1の位置にあるとき前記液室が前記第1の姿勢をとり、
前記支持部材が前記第2の位置にあるとき前記液室が前記第2の姿勢をとることを特徴とする請求項5ないし7のいずれか一項に記載の記録装置。
The liquid discharge head is attached to a support member capable of rotating,
The support member is rotatable to a first position where the discharge port of the liquid discharge head can face the recording medium, and a second position where the discharge port does not face the recording medium.
When the support member is in the first position, the liquid chamber takes the first posture,
The recording apparatus according to claim 5, wherein the liquid chamber takes the second posture when the support member is in the second position.
前記支持部材は、前記記録ヘッドを覆う下側カバー体の開口部を閉塞、開放させる上側カバー体により構成されることを特徴とする請求項8に記載の記録装置。   The recording apparatus according to claim 8, wherein the support member includes an upper cover body that closes and opens an opening of a lower cover body that covers the recording head. 前記支持部材が前記第2の姿勢をとることでユーザーが記録装置内の記録媒体に接触可能となることを特徴とする請求項9に記載の記録装置。   The recording apparatus according to claim 9, wherein a user can contact a recording medium in the recording apparatus by the support member taking the second posture. 前記支持部材が前記第2の姿勢をとることでユーザーが前記液体吐出ヘッドの交換を行うことが可能となることを特徴とする請求項9に記載の記録装置。   The recording apparatus according to claim 9, wherein the liquid ejection head can be replaced by a user when the support member takes the second posture. 前記支持部材が前記第2の姿勢をとることでユーザーが記録用の液体を貯留するタンクの交換を行うことが可能となることを特徴とする請求項9に記載の記録装置。   The recording apparatus according to claim 9, wherein the support member is in the second posture, so that a user can exchange a tank for storing a recording liquid.
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