JP3419220B2 - An ink jet recording apparatus - Google Patents

An ink jet recording apparatus

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JP3419220B2 JP27274196A JP27274196A JP3419220B2 JP 3419220 B2 JP3419220 B2 JP 3419220B2 JP 27274196 A JP27274196 A JP 27274196A JP 27274196 A JP27274196 A JP 27274196A JP 3419220 B2 JP3419220 B2 JP 3419220B2
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    • B41J2202/12Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式記録ヘッドをキャリッジに搭載し、またインクカートリッジを函体に載置してチューブを介してインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインクジェット式記録装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention is an ink jet recording head mounted on the carriage, also by placing the ink cartridge in the box body recording from an ink tank through the tube an ink jet recording apparatus relating to supply ink to the head. 【0002】 【従来の技術】インクジェット式記録装置は、圧力発生手段によりインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドをキャリッジに搭載し、インクタンクからインクの補給を受けながら印刷を行うもので、通常インクジェット式記録ヘッドを備えたキャリッジにインクカートリッジをも搭載して、構造の簡素化を図ることが行われている。 [0002] ink-jet recording apparatus, in which an ink jet recording head for ejecting ink droplets by the pressure generating means mounted on the carriage to perform printing while receiving supply of ink from the ink tank, usually inkjet and also mounted on the ink cartridge on a carriage provided with a formula recording head, it has been made possible to simplify the structure. 【0003】一方、インクジェット式記録ヘッドの性能の向上にともなってドット密度が飛躍的に高くなり、天然色でのカラー印刷が可能となり、より一層の印刷品質の向上を図るため、記録媒体上での滲みを可及的に小さくする努力がなされている。 On the other hand, the dot density becomes high dramatically with improvement in performance of ink-jet recording head, it is possible to color printing in natural color, in order to more a more print quality, on the recording medium bleeding efforts to reduce as much as possible have been made of. 【0004】その1つの手段としてインクにエマルジョンや糖を含有させて、記録媒体上でインク滴を造膜させる等の方法(例えば特願平7-523955号等)が提案されている。 [0004] ink is contained emulsion and sugar as a single unit, a method such as for film formation of ink droplets on the recording medium (e.g., Japanese Patent Application No. 7-523955, etc.) it has been proposed. 【0005】このような造膜性を備えたインクにあっては、オンキャリッジタイプのカートリッジに必然的に必要となる多孔質体によって、インクジェット式記録ヘッドへのインクの流れを妨げる可能性が高いため、キャリッジにサブタンクを搭載する一方、函体に載置されたインクカートリッジからインクを汲み上げてこのサブタンクを介してインクジェット式記録ヘッドにインクを供給する分離供給方式が提案されている。 [0005] In the ink having such film forming properties, the porous body inevitably required on-carriage type cartridge is likely to impede the flow of ink to the ink jet recording head Therefore, while mounting the sub-tank on the carriage, separate supply method for supplying ink to the ink jet recording head via the sub tank by pumping ink from the placed ink cartridge box making body have been proposed. 【0006】例えば、特公平4-43785号公報に見られるようにキャリッジにインクジェット式記録ヘッドとサブタンクを搭載するとともに、サブタンクとメインタンクとをチューブで接続し、サブタンクに新しいインクを汲み上げた後、サブタンクからインクジェット式記録ヘッドにインクを供給するように構成されている。 [0006] For example, with mounting the ink jet recording head and the sub tank on the carriage as seen in Japanese Patent Kokoku 4-43785, a sub-tank and the main tank are connected by a tube, after pumping the new ink to the sub tank, ink is configured to supply to the ink jet recording head from the sub tank. 【0007】これによれば、多孔質体を経由させることなくインクジェット式記録ヘッドにインクをスムースに供給できるばかりでなく、キャリッジの全体の重量を軽量化して高速印刷と、インク補充の期間の延長を図ることができるメリットがあるものの、キャリッジの往復動によりサブタンク内で発生した気泡がインクジェット式記録ヘッドに侵入してインクの吐出を阻害するという問題をかかえている。 According to this, not only the ink can be supplied smoothly to the ink jet recording head without passing through the porous body, and the high-speed print the entire weight of the carriage and lightweight, the extension of the duration of the ink supplement although there is a merit that it is possible to, we have a problem that air bubbles generated in the sub-tank by the reciprocating motion of the carriage to inhibit the ejection of ink from entering the ink jet recording head. 【0008】このような問題を解消するため、インクジェット式記録ヘッド、サブタンク、及び、インクカートリッジをエンドレスに接続してインクを循環させることも提案されているが、往路と復路との2つの流路を必要とするため、流路構造が複雑になったり、またインク自身をポンプにより送液する必要上、インクが可動部材に接触してインクやポンプの劣化を招くという問題がある。 [0008] To solve such a problem, an ink jet recording head, the sub tank, and, although it has also been proposed to connect the ink cartridge to the endless circulating ink, two channels in the forward path and the backward path requires a, or channel structure becomes complicated, and the need to feed the ink itself by the pump, the ink is a problem that contact with the movable member causing the deterioration of the ink or the pump. 【0009】また、われわれは先に出願した国際出願番号PCT/JP95/00927号の明細書等によりインクジェット式記録装置を提案してきている。 Further, it has proposed ink jet recording apparatus by International Application No. PCT / JP95 / 00927 Pat etc., filed previously. 【0010】 【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、構造の複雑化を招くことなく、インクジェット式記録ヘッドの気泡の排除と、さらにはインクジェット式記録ヘッドでのインクの造膜や増粘度を防止することができるインク供給システムを備えたインクジェット式記録装置を提供することである。 [0010] [0008] The present invention was made in view of such problems, and an object, without complicating the structure, of the ink jet recording head and elimination of air bubbles, and further to provide an ink jet recording apparatus having an ink supply system capable of preventing the film-forming and thickening of the ink in the ink jet recording head. また本発明の他の目的は、このようなインク供給システムに最適な各構成要素を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an optimal individual components such ink supply system. 【0011】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため本発明においては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドとインクジェット式記録ヘッドと連通するサブタンクとがプラテンに平行に移動するキャリッジに搭載されており、キャリッジ外にインクジェット式記録ヘッドとチューブにより連通するインクカートリッジと、インクカートリッジのインクをインクジェット式記録ヘッドに圧送するインク供給手段と設けられ、インクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室の両側にそれぞれインク供給口を介して連通する2つの共通のインク準備室と、各共通のインク準備室にそれぞれ外部からインクが流入するインク導入口とを備え、一方のインク導入口がサブタンクに、また他方のインク導入口がインクカートリッ [0011] In the present invention for solving the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The carriage in which the sub-tank to the ink jet recording head and an ink jet recording head and communicating that ejects ink droplets moves parallel to the platen is mounted on, is provided an ink cartridge communicating with the ink jet recording head and the tube outside the carriage, the ink supply means for pumping ink from the ink cartridge to the ink jet recording head, an ink jet recording head, the pressure generating chamber two common ink preparation chamber communicating through a respective both sides ink supply port, and a ink inlet ink flows from the outside to each common ink preparation chamber, on one of the ink introduction port subtank and Inkukatori' the other ink introduction port ジに接続されていて、インク供給手段により、インクカートリッジからインクジェット式記録ヘッドを通過させてサブタンクにインクを補充し、またサブタンクからインクジェット式記録ヘッドを通過させてインクカートリッジにインクを逆流させながら印字をおこなうインクジェット式記録装置であって、インクカートリッジからインクカートリッジ側のインク導入口を介してインクジェット式記録ヘッドのインクカートリッジ側のインク供給口までのインク流路抵抗の和が、サブタンクからサブタンク側のインク導入口を介してサブタンク側のインク供給口までのインク流路抵抗の和よりも大きくなるように構成されている。 Be connected to a di, by the ink supply means, ink is supplemented to subtank from ink cartridge is passed through an ink jet recording head, also while the ink is flowing back into the ink cartridge by passing an ink jet recording head from the sub tank print the inkjet recording apparatus for the sum of the ink flow path resistance from the ink cartridge to the ink cartridge side of the ink supply port of the ink jet recording head through an ink introduction port of the ink cartridge side, from the sub tank of the sub-tank side It is configured to be larger than the sum of the ink flow path resistance to the ink supply port of the sub tank side through the ink inlet. 【0012】また前記インクジェット式記録ヘッドの前記インクカートリッジ側に連通された前記インク供給口の流路抵抗が、前記サブタンク側の前記インク供給口の流路抵抗より大きくなるように構成されている。 [0012] the flow path resistance of the ink supply port communicating with the said ink cartridge side of the ink jet recording head is configured to be larger than the flow path resistance of the ink supply port of the sub-tank side. 【0013】また前記インクカートリッジは、密封可能な容器に可撓性インク袋を収容して構成され、また前記インク供給手段が前記容器にエアを供給するエアポンプとして構成されており、前記インク供給手段により、インクを前記サブタンクに供給をしながら印刷動作を行う状態において、前記インク供給手段による前記インクカートリッジの加圧力と、前記インクカートリッジの前記ノズル開口に対する静水頭と、前記インクカートリッジから前記ノズル開口までの流路抵抗による損失水頭と、 [0013] The ink cartridge is configured to accommodate a flexible ink bag in a sealable container and said ink supply means is constructed as a pump for supplying air to said container, said ink supply means Accordingly, in the state of performing a printing operation while supplying the ink to the sub tank, and pressure of the ink cartridge by the ink supply means, and the hydrostatic head relative to the nozzle openings of the ink cartridge, the nozzle opening from the ink cartridge and the head loss due to flow path resistance of up to,
前記サブタンクの前記ノズル開口に対する静水頭と、前記サブタンクから前記ノズル開口までの流路抵抗による損失水頭とを、前記ノズル開口における水頭が前記ノズル開口を基準として画素形成中に+1000Pa以下になるように設定している。 A hydrostatic head with respect to the nozzle opening of said sub-tank, and a head loss due to flow path resistance from the sub-tank to said nozzle openings, as hydrocephalus in said nozzle opening is less than + 1000 Pa in the pixel forming the basis of the nozzle opening It is set. 【0014】また前記インクカートリッジの前記ノズル開口に対する静水頭と、前記インクカートリッジから前記ノズル開口までの流路抵抗による損失水頭との総和が、前記ノズル開口を基準として−8000乃至−30 [0014] and the hydrostatic head relative to the nozzle openings of the ink cartridge, the sum of the head loss due to flow path resistance from the ink cartridge to the nozzle openings, -8000 to -30 the nozzle openings as a reference
00Pa、好ましくは−3000Paより大きくなるように構成している。 00Pa, preferably configured to be larger than -3000Pa. 【0015】また複数の色に対応した前記インクジェット式記録装置において、それぞれの色毎の前記インクカートリッジから前記インクジェット式記録ヘッドまでのそれぞれの流路抵抗と、それぞれ色毎の前記サブタンクから前記インクジェット式記録ヘッドまでのそれぞれの流路抵抗とを一致させている。 [0015] In the ink jet recording apparatus corresponding to a plurality of colors, and each of the flow path resistance from the ink cartridge of the respective colors to the ink jet recording head, each of the ink jet from the sub-tank for each color and it is matched with the respective flow path resistance to the recording head. 【0016】 【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。 [0016] be described with reference to the embodiments shown the details of the present invention DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Therefore below. 【0017】図1は本発明のインク供給系が適用されたインクジェット式記録装置の一実施例を示すものであって、図中符号1は、キャリッジで、ガイド部材2、3に支持されて後述するプラテン4の回転軸5に平行に移動するように構成されている。 [0017] Figure 1, there is shown an embodiment of an ink jet recording apparatus where the ink supply system of the present invention is applied, reference numeral 1 is a carriage, described below is supported by the guide members 2 and 3 It is configured to move parallel to the axis of rotation 5 of the platen 4. キャリッジ1には後述するインクカートリッジ6とチューブ7により直接接続するインクジェット式記録ヘッド8とチューブ9によりインクジェット式記録ヘッド8と接続してインクを一時的に溜めるサブタンク10とが搭載されている。 The carriage 1 and the sub-tank 10 for storing a manner temporarily ink connected to the ink jet recording head 8 by an ink jet recording head 8 and the tube 9 connected directly by an ink cartridge 6 and the tube 7 to be described later is mounted. また、非印刷領域には、インクジェット式記録ヘッド8に当接可能にキャッピング手段や、インクジェット式記録ヘッド8 Further, in the non-printing area, contactable to and capping unit in the ink jet type recording head 8, the ink jet recording head 8
から放出されたインクを収容する廃インクタンク17が設けられている。 The waste ink tank 17 is provided for accommodating the released ink from the. 【0018】4は前述のプラテンで、給紙トレー11からピックアップローラ12により取り出された記録用紙を爪部材13で表面に保持し、インクジェット式記録ヘッド8からのインク滴を記録用紙で受け止めてドットを形成させるとともに、内臓しているヒータによりインクを乾燥させながら排紙口14に排出させるものである。 [0018] 4 in the above-described platen, a recording paper picked up by the pickup roller 12 from the paper feed tray 11 and held to the surface in the claw member 13, dots receiving ink droplets from the ink jet recording head 8 in the recording sheet together to form, but to be discharged to the paper discharge port 14 while the ink is dried by the heater that is built. 【0019】6は前述のインクカートリッジで、函体1 [0019] 6 in the above-mentioned ink cartridge, the box body 1
8の外から操作可能なレバー15によりインク供給針挿入部材16からインク供給針がインクカートリッジ6に挿入され、この針に接続するインクチューブ7を介してインクジェット式記録ヘッド8にインクを供給できるようになっている。 Ink supply needle from the ink supply needle insertion member 16 by operable lever 15 from outside the 8 is inserted into the ink cartridge 6, so that it can supply ink to the ink jet recording head 8 via the ink tube 7 connected to the needle It has become. なお、図中符号19は排気ファンを示す。 Incidentally, reference numeral 19 denotes an exhaust fan. 【0020】図2、図3は、それぞれ上述したインクジェット式記録ヘッド8の一実施例を示すものであって、 FIG. 2, FIG. 3, there is shown an embodiment of an ink jet recording head 8, respectively above,
図中符号20は、ノズルプレートで、ノズル開口21を直線状や千鳥状に配置されて後述するスぺーサ22を封止するものである。 Reference numeral 20 is a nozzle plate, in which seals the spacer 22 to be described later are arranged nozzle openings 21 in a linear shape or a zigzag shape. 22はスぺーサで、隣接するノズル開口21、21、21を隔てるように隔壁23、23、 22 Wasupesa, so as to separate the nozzle openings 21, 21, 21 adjacent the partition wall 23, 23,
23を等間隔に形成して圧力発生室24、24、24・ 23 are formed at regular intervals pressure-generating chamber 24,24,24,
・・を区画するように通孔が形成されていて、一方の面をノズルプレート20で、また他方の面を振動板25により封止されている。 · Hole to partition be formed and are sealed to one side in the nozzle plate 20, also the other face by the vibration plate 25. 圧力発生室24、24、24・・ Pressure-generating chamber 24,24,24 ...
・の両端には共通のインク準備室26、27が設けられていて、圧力発生室24を経由して一方の共通のインク準備室26から他方の共通のインク準備室27にインクが移動するようになっている。 The ends of-be provided a common ink preparation chamber 26 and 27, so that the ink moves from one common ink preparation chamber 26 via the pressure generating chamber 24 to the other common ink preparation chamber 27 It has become. 28は圧電振動子で、縦振動モードでの振動を発生させるように電極と圧電振動材料とをサンドイッチ状に積層して構成され、ノズル開口21、21、21と同数のものを、その先端を振動板25に当接させ、他端を基台29に固定して印字信号により伸長されてノズル開口21からインク滴を吐出させるものである。 28 is a piezoelectric vibrator, the electrodes and the piezoelectric vibrating material to generate a vibration in a longitudinal vibration mode is constructed by laminating the sandwich, those same as the nozzle openings 21, 21, 21, the distal end brought into contact with the vibrating plate 25, the other end is extended by the print signal is fixed to the base 29 is intended to eject ink droplets from the nozzle openings 21. 【0021】30、31はそれぞれ共通のインク準備室26、27に連通する第1インク導入口、第2インク導入口でそれぞれ前述のチューブ7、9を介してインクカートリッジ6と、サブタンク10とに接続されている。 [0021] 30, 31 and the ink cartridge 6 through the first ink inlet, the aforementioned tubes 7 and 9 respectively in the second ink introduction port communicating with the respective common ink preparation chamber 26, 27 to the sub tank 10 It is connected. 【0022】図4は、本発明のインクジェット式記録装置におけるインク供給系の概要を示すものであって、キャリッジ1に搭載されたインクジェット式記録ヘッド8 FIG. 4 is a view illustrating the outline of an ink supply system in the ink jet recording apparatus of the present invention, an ink jet recording head 8 mounted on the carriage 1
の第1インク導入口30はチューブ7によりカートリッジ6に収容されているインク袋41に、また同じくキャリッジ1に搭載されているサブタンク10はインクジェット式記録ヘッド8の第2インク導入口31とチューブ9により接続されている。 The first ink introduction port 30 in the ink bag 41 accommodated in the cartridge 6 by a tube 7, also subtank 10 which is also mounted on the carriage 1 and the second ink inlet port 31 of the ink jet recording head 8 tube 9 They are connected by. 後述するキャッピング手段によりノズル開口21を封止した状態で、送液手段、この実施例ではカートリッジ6の気密空間6aに加圧エアを供給してインク袋41を加圧すると、カートリッジ内のインク袋41が圧縮されて、インク袋41のインクがチューブ7を通ってインクジェット式記録ヘッド8の第1 The nozzle openings 21 in a state sealed by capping means described later, feeding means, the pressurizing ink bag 41 by supplying pressurized air to the airtight space 6a of the cartridge 6 in this embodiment, the ink bag in the cartridge 41 is compressed, the first ink jet recording head 8 ink in the ink bag 41 through the tube 7
インク導入口30に流入する。 And it flows into the ink inlet 30. インクは一方の共通のインク準備室26から圧力発生室24を通過して他方の共通インク準備室27に流れ込み、第2インク導入口31 The ink passes through the pressure generating chamber 24 from one common ink preparation chamber 26 flows into the other common ink preparation chamber 27, a second ink inlet 31
をでてサブタンク10に流入する。 The de-and flows into the sub-tank 10. 【0023】この過程で共通のインク準備室26、27 [0023] common in this process ink preparation room 26, 27
や圧力発生室24に残留している気泡や、またノズル開口21近傍で濃度が高くなったインクがサブタンク10 Bubbles or remaining in and the pressure generating chamber 24, also the ink subtank 10 concentration was higher in the nozzle openings 21 near
に排出され、新しいインクでノズル開口21や圧力発生室24が洗われる。 Is discharged, the nozzle openings 21 and pressure generating chamber 24 is washed with fresh ink. サブタンク10へのインクの補充が進んで、サブタンク10の空間の圧力が上昇すると、空気抜きバルブ42から空気だけが大気に放出される。 Proceed replenishment of ink to the sub tank 10, the pressure in the space of the sub tank 10 increases, only the air is discharged to the atmosphere from the air vent valve 42. サブタンク10にインクフルの状態までインクが充填されると、インクフルセンサ43から信号が出力して、エアポンプ40が停止、また自動的に空気抜き用バルブ42 When the ink in the subtank 10 to the state of Inkufuru is filled, and the output signal from the ink full sensor 43, the air pump 40 is stopped, also automatically air evacuation valve 42
が閉弁する。 There is closed. 【0024】その後、サブタンク10のインクはキャリッジ1とカートリッジ6との高低差に基づく水頭差によりチューブ9を介してインクジェット式記録へッド8を通りインクカートリッジ6に逆流する。 [0024] Thereafter, the ink in the sub tank 10 from flowing back to the carriage 1 and as the ink cartridge 6 to head 8 to the ink jet type recording through the tube 9 by water head differential caused by the height difference between the cartridge 6. インクカートリッジ6への逆流が進んで、サブタンク10のインク量が少なくなると、インクエンプティセンサ44が信号を出力し、エアポンプ40が作動してインクカートリッジ6 Progressed backflow into the ink cartridge 6, the ink amount of the subtank 10 is decreased, the ink empty sensor 44 outputs a signal, the ink cartridge 6 air pump 40 is actuated
からインクジェット式記録ヘッド8を介してサブタンク10に再びインクの補充が行われ、インクフルとなった段階でエアポンプ42からエアの供給が停止する。 Through an ink jet recording head 8 replenishment of the ink is performed again to the sub tank 10, air supply is stopped from the air pump 42 at the stage of a Inkufuru from. このインク補充によるインクの流れにより、インクジェット式記録ヘッド8内のインクは、一旦サブタンク10に排出され、補充された新しいインクと混合されて、可及的に印刷に適した濃度となって再びインクジェット式記録ヘッド8に流れ込む。 The ink refill flow of ink by the ink of the ink jet in the print head 8 is once discharged to the sub tank 10 and mixed with supplemented new ink, again jet become a concentration suitable for printing as much as possible It flows into the equation the recording head 8. 【0025】以下、サブタンク10のインクが逆流して減少する度に上述のインク補充を行う、インクジェット式記録ヘッド8を経由したサブタンク10とインクカートリッジ6との往復インク循環を繰り返して、インクジェット式記録ヘッド8の圧力発生室24、共通のインク準備室26、27及びノズル開口21を新しいインクで洗浄するとともに、インクの濃度を印刷に最適な値に維持する。 [0025] Hereinafter, the above-described ink refill each time the ink in the subtank 10 is decreased to reflux, to bounce ink circulation between the sub-tank 10 and the ink cartridge 6 through the ink jet recording head 8, the ink jet recording pressure generating chamber 24 of the head 8, as well as washing with new ink common ink preparation chamber 27 and the nozzle opening 21, to maintain the concentration of the ink to an optimum value for printing. 【0026】次に上述したインク供給システムを構成する各要素について、図5を用い簡略な等価電気回路に置き換えて説明する。 [0026] Next, each component constituting the ink supply system described above will be described by replacing the simple equivalent electric circuit using FIG. ここでは圧力は電圧、インク流(体積流)は電流、流路抵抗は電気抵抗と置き換えている。 Here pressure is voltage, the ink flow (volume flow) is current, flow resistance is replaced with an electric resistance. 【0027】図中符号Riはインクカートリッジ6からインクカートリッジ6側の第1インク導入口30を介してインクジェット式記録ヘッド8の第1インク供給口3 The reference numeral Ri first ink supply port 3 of the ink jet recording head 8 via the first ink introduction port 30 of the ink cartridge 6 side from the ink cartridge 6
2までのインク流路抵抗を示し、Rsはサブタンクからサブタンク側の第2インク導入口31を介して第2インク供給口33までのインク流路抵抗を示している。 Shows the ink flow path resistance to 2, Rs represents an ink flow path resistance to the second ink supply port 33 via the second ink introduction port 31 of the sub-tank side from the sub-tank. インクカートリッジ6とインクジェット式記録ヘッド8の鉛直方向における位置差は静水頭差Vi、サブタンク10 Positional difference in the vertical direction of the ink cartridge 6 and the ink jet recording head 8 is hydrostatic head difference Vi, subtank 10
とインクジェット式記録ヘッド8の鉛直方向における位置差は静水頭差Vs、前述のエアポンプ40によってインクカートリッジ6が加圧される圧力Vp、このVpを印加したときに生じるインク流がそれぞれインクカートリッジ6側がIi、サブタンク10側がIsとなり、途中にノズル開口21が配置され、ノズル開口21からのインク吐出がない場合はインク流Ii=インク流Isとなる。 And position difference is hydrostatic head difference Vs in the vertical direction of the ink jet recording head 8, the pressure Vp ink cartridge 6 is pressurized by the aforementioned air pump 40, the ink flow each ink cartridge 6 side is caused when applying the Vp ii, subtank 10 side is is, and the nozzle opening 21 is disposed in the middle, if there is no ink ejection from the nozzle opening 21 serving as an ink flow ii = ink flow is. 一方ノズル開口21におけるインクのメニスカスは、ノズル開口21に対して負側の圧力が印加されている場合には図6a、正側の圧力が印加されている場合には図6bのような形状をしている。 Whereas the ink meniscus in the nozzle opening 21, when in the Figure 6a, the pressure of the negative side is applied to the nozzle openings 21, the shape shown in FIG. 6b when the pressure of the positive side is applied doing. 【0028】メニスカスの持つ圧力Tは、 T=4γcosθ/D・・・(1) (但し、γはインクの表面張力、Dはノズル開口21の直径)にて与えられると考えられるから、接触角θに支配され易く、メニスカスが引っ張られている状態(図6 [0028] The pressure T held by the meniscus, T = 4γcosθ / D ··· (1) (where, gamma is the surface tension of the ink, D is the diameter of the nozzle opening 21) be considered that given by the contact angle likely to be dominated by theta, the state where the meniscus is pulled (Fig. 6
a)の方が外乱にも強く安定しやすいと同時に、またインク滴の吐出も安定し、さらにはインクの圧力発生室2 At the same time a stable easily resistant to disturbance toward a), also ejection of ink droplets is stable, and further the pressure generating chamber of the ink 2
4へのリフィルはこのノズルメニスカスによる圧力によって行われることから、常なる状態としてはインクカートリッジ6、サブタンク10はインクジェット式記録ヘッド8に対し鉛直下方に配置され、ノズル開口21に対して負側の水頭がかかっていることが必要となる。 Since the refill to 4 carried out by the pressure due to the nozzle meniscus, the ink cartridge 6 is in a state where the normally made, the sub-tank 10 is disposed vertically below to an ink jet recording head 8, the negative side with respect to the nozzle opening 21 it is necessary that the water head is at stake. ここでインクカートリッジ6とサブタンク10の鉛直方向の位置関係は前述したように、一旦サブタンク10に持ち上げられたインクはその水頭差を利用してインクカートリッジ6に向かって逆流するように配置されているため、サブタンク10がインクカートリッジ6にたいして鉛直上方に配置されている。 Wherein the vertical position relation between the ink cartridges 6 and the sub tank 10, as described above, and has once ink lifted subtank 10 are arranged so as to flow back toward the ink cartridge 6 by utilizing the water head difference Therefore, the sub-tank 10 is disposed vertically above the ink cartridge 6. 【0029】エアポンプ40によってインクカートリッジ6が圧力Vpで加圧した場合のノズル開口21にかかる水頭Npは、インク流Ii=インク流Isとして、 Np=Vp-Vi-Ri×Ii・・・(2) Ii=(Vp-(Vi−Vs))/(Ri+Rs)・・・(3) となる。 The hydrohead Np according to the nozzle opening 21 when the ink cartridge 6 by the air pump 40 is pressurized with a pressure Vp as ink flow Ii = ink flow Is, Np = Vp-Vi-Ri × Ii ··· (2 ) Ii = become (Vp- (Vi-Vs)) / (Ri + Rs) ··· (3). 【0030】ここでインクの表面張力γ=30〜50× The surface tension γ = 30~50 × here ink
10 -3 N/m、ノズル開口21の直径D=25〜40× 10 -3 N / m, diameter D = 25 to 40 × of the nozzle openings 21
10 -6 mとし、インクの接触角θをとりあえず0とすると、ノズルのメニスカスが持つことが出来る圧力Tは約8000〜3000Paとなる。 And 10 -6 m, when the time being zero contact angle θ of the ink, the pressure T that can have a meniscus of the nozzle is about 8000~3000Pa. すなわちノズル開口2 That the nozzle opening 2
1部分では上記の圧力を越えた負側の圧力が印加されると、メニスカスがノズル開口21の内部に後退し、定常的なインクの供給が間に合わず、吐出したインク滴のインク量が減っていく、あるいはノズル開口21より圧力発生室24内に空気を取り込んでしまいインク滴の吐出が出来なくなることから、インクの接触角が0ではないことをも考えるとノズル開口21が保持できる圧力は約3000Pa以下と考えられ、実際にわれわれの評価においても3000Paを越えると場合によっては吐出不能になることがあるのが確認されている。 When the first portion pressure of the negative side beyond the pressure described above is applied, the meniscus is retracted into the interior of the nozzle openings 21, too late supply of stationary ink, the ink amount of discharged ink droplets decreases go, or from becoming impossible ejection of ink droplets will incorporate air into the pressure generating chamber 24 from the nozzle openings 21, the pressure nozzle opening 21 can hold Considering also that the contact angle of the ink is not 0 about 3000Pa considered less, there can lose ejection is confirmed by actually when it exceeds 3000Pa even in our evaluation. そこでインクカートリッジ6とインクジェット式記録ヘッド8の鉛直方向における位置差は静水頭差Viとインクカートリッジ6からインクカートリッジ6側の第1インク導入口3 Therefore the ink cartridge 6 and the ink-jet first ink introduction port 3 vertical positional difference in a direction from the hydrostatic head difference Vi and the ink cartridge 6 of the ink cartridge 6 side of the recording head 8
0を介してインクジェット式記録ヘッド8の第1インク供給口32までのインク流路抵抗Riによる損失水頭を配分することが望ましい。 It is desirable to allocate the head losses due to ink flow path resistance Ri to the first ink supply port 32 of the ink jet recording head 8 via the 0. またインク流Iiはインクジェット式記録ヘッド8が持つ最高画素形成速度におけるインク吐出消費量として設定すればよい。 The ink flow Ii may be set as the ink ejection consumption at the maximum pixel formation rate with the ink jet recording head 8. 【0031】われわれのこれまでの実験評価によれば、 [0031] According to our experimental evaluation of the past,
図6bに示すインクのメニスカスの状態においては、当然ながらインクの接触角が0ではないことが大きく作用してしまうため、上述してきたような大きな圧力を保持することは出来ず、充分なインク滴吐出の安定性を得るためには+1000Paより小さく、印字動作中のゴミ、傷等の外乱、経時的な接触角の低下等を考えると、 In the state of the meniscus of the ink shown in 6b, the course since the contact angle of the ink will act largely be not zero, it is impossible to retain the large pressure as has been described above, sufficient ink droplets to obtain the stability of the discharge is less than + 1000 Pa, dust in the printing operation, a disturbance, such as scratches, considering the decrease or the like over time in contact angle,
+500Pa程度より小さい状態に制御することが望ましいことがわかっている。 + It has been found to be desirable to control than the small state of about 500 Pa. そこで上述(2)式に示す処のエアポンプ40によってインクカートリッジ6が圧力Vpで加圧した場合のノズル開口21にかかる水頭Np Therefore water head according to the nozzle opening 21 when the ink cartridge 6 by the air pump 40 of the processing shown in above (2) is pressurized with a pressure Vp Np
は、+500Pa程度より小さい状態に制御することが望ましく、エアポンプ40での加圧を行わない場合のノズル開口21にかかる水頭Npは上述したように−30 Is + it is desirable to control the 500Pa smaller than that about, the hydraulic head Np according to the nozzle opening 21 of the case without pressurization at the air pump 40 as described above -30
00Paより小さいことが望ましいことがわかった。 It was found be less than 00Pa. 【0032】ここで実際の印字動作中に、エアポンプ4 [0032] during the actual printing operation here, the air pump 4
0での加圧を行ってインクをインクカートリッジ6からインクジェット式記録ヘッド8を経由してサブタンク1 Ink performing pressurization at 0 via an ink jet recording head 8 from the ink cartridge 6 subtank 1
0に上げながら画素を形成する場合、インクカートリッジ6からのインクの供給量すなわちインク流量Iiはインクジェット式記録ヘッド8が持つ最大画素形成速度以上あれば、最低でもサブタンク10にわずかながらにインクが供給されていくことになり、インクの供給不足を招くこともなく、継続的に安定したインク滴の吐出を得ることが出来、実際にインクをサブタンク10に持ち上げながら印字すること、更にはサブタンク10からインクカートリッジ6へインクを逆流させながら印字すること等を含め、上述の条件を満足するためには、インクカートリッジ6からインクカートリッジ6側の第1インク導入口30を介してインクジェット式記録ヘッド8の第1インク供給口32までのインク流路抵抗Riは、サブタンクからサブタ When forming the pixel while raising to 0, if the ink supply amount or ink flow Ii is the maximum pixel formation rate than with the ink jet recording head 8 from the ink cartridge 6, the slight ink to the sub tank 10 at a minimum supply is will be going, it without causing insufficient supply of ink, it is possible to obtain a discharge of the continuously stable ink droplet, to print while actually lift the ink to the sub tank 10, and further from the sub tank 10 including the like for printing while backflow of the ink to the ink cartridge 6, in order to satisfy the conditions described above, the ink jet recording head 8 via the first ink introduction port 30 of the ink cartridge 6 side from the ink cartridge 6 ink flow path resistance Ri to the first ink supply port 32, subtypes from the subtank ク側の第2インク導入口31を介して第2インク供給口33までのインク流路抵抗Rsより大きいことが必要となることがわかった。 It was found that the necessary greater than the ink flow path resistance Rs to the second ink supply port 33 through the second ink inlet port 31 of the click side. 【0033】次に上述したインク供給システムを構成する各要素について説明する。 [0033] Next will be described the elements constituting the ink supply system described above. 【0034】図7は、上述したサブタンク10とインクジェット式記録ヘッド8とを流路構成部材に一体化したものの実施例を示すものであって、符号50は記録ヘッドユニットで、ブラック、イエロ、シアン、マゼンタのインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド8、 [0034] FIG. 7, there is shown an example of those integrating the sub tank 10 and the ink jet recording head 8 described above in the passage component, reference numeral 50 is a recording head unit, black, yellow, cyan an ink jet recording head 8 for ejecting ink droplets of magenta,
8、8を基台52に一体に固定してキャリッジ1の窓1 8,8 fixed integrally to the base 52 the window 1 of the carriage 1
aに取り付けられ、また基台52の裏面から各インクジェット式記録ヘッド8の2つの共通のインク準備室と接続する第1、及び第2インク導入口30、31が突き出されている。 Attached to a, also the first and second ink inlets 30, 31 connect from the back surface of the base 52 and two common ink preparation chamber of each ink jet recording head 8 is projected. 【0035】53は、フィルタ部材で、各インクジェット式記録ヘッド8、8、8の第2インク導入口31に対向する位置と、下面54とに開口するL字型の通孔55 [0035] 53 is a filter member, and a position facing the second ink introduction port 31 of the ink jet recording head 8,8,8, L-shaped through hole 55 that opens to the lower surface 54
と、第1インク導入口30に対向する面から対向面58 When the opposing surface 58 from the surface facing the first ink introduction port 30
に貫通するとともに、下面54に開口するT字型の通孔56とが穿設され、通孔56にフィルタ57を挿入して、面58を可撓性フィルム59により封止して構成されている。 With penetrating in a through hole 56 of the T-shaped opening is formed in the lower surface 54, by inserting a filter 57 to the through hole 56, it is configured by sealing the surface 58 flexible film 59 there. 【0036】60は、流路構成部材で、フィルタ部材5 [0036] 60 is a flow path forming member, the filter member 5
3の下面54に接合される上面61と、サブタンク1 An upper surface 61 that is joined to a third lower surface 54, the sub tank 1
0、10、10の固定基板となる本体62とからなり、 Consists become body 62 fixed substrate of 0, 10, 10,
上面61にはインクカートリッジ6からのチューブ7が取り付けられている。 The tube 7 from the ink cartridge 6 is mounted on the upper surface 61. 本実施例では、内径1.4mm、 In this embodiment, an inner diameter of 1.4 mm,
長さ約850mmのポリエチレンに外装にナイロンを配置したチューブを用いている。 And using a tube arranged nylon exterior polyethylene having a length of about 850 mm. また図8に示したように上面61には、例えばポリエチレンにアルミ箔を積層したフィルム部材53の下面54と接合して、通孔55と連通する流入口63aと後述するサブタンク10の底部で連通する口63bと、側面64に形成されて両端でこれら口63a、63bに連通する溝65、及び一端がフィルタ部材53のT字型の通孔56に接続する通孔66 Also on the upper surface 61 as shown in FIG. 8, for example polyethylene bonded to the lower surface 54 of the film member 53 formed by laminating aluminum foil, communicating at the bottom of the sub-tank 10 to be described later the inlet 63a which communicates with the hole 55 hole 66 which connects the mouth 63 b, these openings 63a at both ends are formed on the side surface 64, grooves 65 communicating with the 63 b, and one end of the T-shaped through hole 56 of the filter member 53 to
と、下面に形成されて一端でチューブ7と接続する溝6 When, connected to the tube 7 at one end are formed on the lower surface grooves 6
7とを有し、これら側面64、及び下面の溝65、67 And a 7, these side 64, and the bottom surface of the groove 65, 67
をそれぞれ可撓性フィルム68、69で封止して構成されている。 The are constructed by sealing each flexible film 68 and 69. 【0037】10は前述のサブタンクで、上下が舟形に形成された枠体71と、非通気性の可撓性フィルム72 [0037] 10 in the sub tank of the foregoing, vertically and frame 71 formed in a boat, air-impermeable flexible film 72
(例えば 内側のポりエチレンフィルムにSiOx膜を形成したもの、あるいはポリエチレンフィルムにナイロンフィルム、アルミ箔を積層したもの等)を折り返し部72aで折り返し、その一半の上下端部をフィルム同士接着したものとからなり、他半の開口側部の上下、及び端部周縁を枠体71に貼り付けて構成されて、インクジェット式記録ヘッド8に対して鉛直下方20mmに配置されている。 (Such as to form a SiOx film on the inside of the poly ethylene film or nylon film to polyethylene film, those such as laminated aluminum foil) folded back at the folded portion 72a and that the upper and lower ends of the half were between films adhered consists of a upper and lower other half open side, and is constructed by pasting a circumferential edge in the frame body 71 is disposed vertically below 20mm relative to the ink jet recording head 8. 【0038】枠体71の前面側の下部には、図9に示した様に流路構成部材60の通孔63bに形成された接続口70に挿入されているパイプ73が、また上部には空気抜き用の開口74が設けられている。 [0038] The lower portion of the front side of the frame 71, the pipe 73 is inserted into the connection port 70 formed in the through hole 63b of the passage component 60 as shown in FIG. 9, also in the upper portion opening 74 of the air vent is provided. この開口74には、通孔75を備えて先端に通気性と撥水性を備えたふっ素樹脂等からなるフィルム76を貼着したバルブ77 The opening 74, the valve 77 is stuck a film 76 made of a fluorine resin or the like having air permeability and water repellency to the tip provided with a hole 75
が、内部が一定圧力になった時にバルブ77を開放するためのバネ78に弾圧された状態で挿入されている。 But inside it is inserted in a state of being oppression to the spring 78 for opening the valve 77 when it becomes constant pressure. 【0039】またサブタンク10にインクが十分に充填された状態、つまりインクフルの状態を検知するために一端が枠体71に固定され、他端が検出手段85に延び、中央部が常時フィルム72の側部に弾接する検知片79が設けられている。 Further when the ink is sufficiently filled in the subtank 10, one end that is to detect the state of Inkufuru fixed to the frame 71, the other end extending to the detection means 85, the central portion is always a film 72 bullet contact detecting piece 79 is provided on the side. さらに折り返し部72aの近傍の下部にはサブタンク内のインクが無くなった状態、つまりインクエンプティを検出するために光が透過する領域80が設けられている。 When the ink has run out in the sub tank, that is, the region 80 through which light is transmitted to detect ink empty is provided in the lower portion in the vicinity of the further folded portion 72a. 【0040】図8において、図中符号82は、保護ケースで、流路構成部材60に固定されたとき、検知片7 [0040] In FIG. 8, reference numeral 82 is a protective case, when secured to the flow path forming member 60, the detection piece 7
9、及び光透過領域80と対向する位置に形成された通孔83、84に、検知片79の移動、及び光透過領域8 9, and the light transmitting region 80 opposed to the hole 83, 84 formed in the position, the movement of the detection piece 79, and the light transmissive region 8
2を透過する光の有無を検出するセンサ85、86を設けて前述のインクフルセンサ43、インクエンプティセンサ44が構成されている。 The aforementioned ink full sensor 43 of the sensor 85, 86 is provided for detecting the presence or absence of light transmitted through the 2, ink empty sensor 44 is constituted. このインクエンプティセンサ44はインクに含まれている顔料に対して大きな吸光度を示す赤外線等の波長の長い光を発生する発行素子と、また長波長の光に感度を有する受光素子とを組みにして構成されている。 The ink empty sensor 44 in the set and issuing device for generating a light of long wavelength of infrared rays that exhibit large absorbance of the pigment contained in the ink, also a light receiving element having sensitivity to light of long wavelength It is configured. 尚、図中符号88はバネ78を収容する凹部を示す。 Incidentally, reference numeral 88 denotes a concave portion for accommodating the spring 78. 【0041】図10は前述のインクカートリッジ6の一実施例を示すものであって、本実施例では図4のレイアウトに示すようにインクカートリッジ6はインクジェット式記録ヘッド8の鉛直下方100mmに配設した。 FIG. 10, there is shown an embodiment of the aforementioned ink cartridge 6, an ink cartridge 6 as shown in this embodiment in the layout of FIG. 4 is disposed vertically below 100mm of the ink jet recording head 8 did. 図中符号100は、カートリッジで、内部空間6aにエアポンプ40と連通するように本体100aと蓋体100 Reference numeral 100 is a cartridge body 100a and a lid 100 so as to communicate with the air pump 40 into the inner space 6a
bとを両面接着テープ等の使用中には剥離不可能であるものの、治具等により剥離することができるもの、あるいはパッキンと噛み合わせ構造等による密閉手段により接合したケースとして形成されている。 Although the b during use such as a double-sided adhesive tape is not peelable, it is formed as a case which is joined by sealing means according to what can be peeled, or structures such as engaging the packing by a jig or the like. またカートリッジ100の上面にはチューブ7の先端に接続するインク供給針116の挿通穴104が設けられている。 Also on the upper surface of the cartridge 100 is inserted through hole 104 is provided in the ink supply needle 116 to be connected to the distal end of the tube 7. 【0042】16はインク供給針挿入部材で、カートリッジ保持枠110との間に後述する針保護部材122を挟んで、カートリッジ保持枠110の上面に垂設されたガイド部材118に上下動可能に取り付けられている。 [0042] 16 in the ink supply needle insertion member, sandwiching the needle protection member 122 to be described later between the cartridge holding frame 110, vertically movably attached to the guide member 118 provided vertically on the upper surface of the cartridge holding frame 110 It is.
このインク供給針挿入部材16の両側にはレバー114 Lever 114 on both sides of the ink supply needle insertion member 16
の長孔119に係合する突起120が設けられていて、 It has projections 120 which engage are provided on the long hole 119 of
レバー114の回動に追従して上下動するようになっている。 It is adapted to move up and down to follow the rotation of the lever 114. 一方、針保護部材122は、インク供給針挿入部材16を常時上方に弾圧するバネ等の弾性部材123 On the other hand, the needle protecting member 122, elastic member 123 such as a spring elastically presses constantly upward an ink supply needle insertion member 16
と、下方に配置されてインク供給針116が上方に位置している場合には、インク供給針の針孔116a、及び針先を弾性的に封止するパッキン部材124とから構成されている。 If, when the ink supply needle 116 is disposed downward is positioned above is configured ink supply needle of the needle hole 116a, and the tip from the packing member 124. elastically sealing. 【0043】114は前述のレバーで、中央部が前述の長孔119を介してインク供給針挿入部材16と係合し、また後端には凹部115が設けられていて、カートリッジ100の突起103と係合して、ここを支点として回動するようになっている。 [0043] 114 in the above lever, the central portion engages the ink supply needle insertion member 16 through the long hole 119 described above, also in the rear end be provided a recess 115, the projections 103 of the cartridge 100 engaging, adapted to rotate here as a fulcrum and. 【0044】インクジェット式記録装置の函体18のカートリッジ挿通窓からカートリッジ保持枠110の溝、 The groove from the cartridge insertion window of the cartridge holding frame 110 of a box body 18 of the ink jet recording apparatus,
111、112、113に合わせてカートリッジ100 111, 112, and 113 cartridge 100 in accordance with the
を挿入すると、カートリッジ100が保持枠110にガイドされて奥に移動し、この過程で突起103がレバー114の凹部115にかん合し、移動が止まる(図1 When inserting a moved behind the cartridge 100 is guided by the holding frame 110, the projections 103 in the process engages bite in the recess 115 of the lever 114, the mobile stops (Fig. 1
1)。 1). 【0045】レバー114を押し下げると、インク供給針116が弾性部材123に抗してパッキン部材124 [0045] When depressing the lever 114, the packing member 124 ink supply needle 116 against the elastic member 123
から突出してカートリッジ100の挿通穴からインク袋41のパッキン部材41aを貫通してインク袋41に気密的に挿通される。 Protrudes from through the packing member 41a of the ink bag 41 from the insertion hole of the cartridge 100 is hermetically inserted into the ink bag 41. さらにレバー114を押し下げると、爪121がカートリッジ100に固定されて不用意なインク針116の引出しが防止され、またカートリッジ100がレバー114に押さえられてカートリッジの取り出しが不可能となる(図12)。 Further depressing the lever 114, the pawl 121 is fixed to the cartridge 100 is prevented drawer inadvertent ink needle 116, also cartridge 100 becomes impossible to take out the cartridge is pressed by the lever 114 (FIG. 12) . 【0046】一方、インク袋41のインクが消費された場合には、レバー114を爪121の係合力に抗して引き上げると、爪121が弾性変形してカートリッジ10 Meanwhile, when the ink of the ink bag 41 is consumed, when pulled against the lever 114 to the engaging force of the pawl 121, the cartridge 10 claw 121 is elastically deformed
0の凹部117から外れる。 Disengaged from the recess 117 of 0. さらにレバー114を上限まで引き上げると、インク供給針挿入部材16がレバー114により引き上げられ、針先がパッキン部材124 Further pulling the lever 114 to the upper limit, the ink supply needle insertion member 16 is pulled by the lever 114, needle tip packing member 124
に収容される。 It is housed in. カートリッジ100をカートリッジ保持枠110から取り出して、新しいカートリッジ100をカートリッジ保持枠110に装着してレバー114を下限まで押し下げることにより交換作業が終了する。 Remove the cartridge 100 from the cartridge holding frame 110, the replacement work is completed by depressing the new cartridge 100 of the lever 114 and attached to the cartridge holding frame 110 to the lower limit. 【0047】ここで本発明においては、エアポンプ40 [0047] In the present invention in this case, the air pump 40
によるインクカートリッジ6への加圧を約4000Pa About the application of pressure to the ink cartridge 6 due to 4000Pa
印加し、インクカートリッジ6とサブタンク10を上述してきたように配置することで、インク流量としては約1g/分が得られ、ノズル開口21から吐出以外にインクがでてしまうこともなく、安定的に印字を行うことができた。 Applied to, by disposing the ink cartridge 6 and the sub tank 10 As described above, approximately 1 g / min as an ink flow rate is obtained, it without the result out of ink in addition to the discharge from the nozzle openings 21, stable it was possible for printing on. 【0048】また、より多くのインク流量が必要な場合は、ノズル開口21にかかる+側の水頭値に余裕があるのならば、エアポンプ40によるインクカートリッジ6 [0048] When more ink flow is required, if there is room in such a positive side of the water head value in the nozzle openings 21, the ink according to the air pump 40 cartridge 6
への加圧力をアップすれば良く、その他の場合にはノズル開口21にかかる水頭値を勘案しながら、インクカートリッジ6の高さ、インクカートリッジ6からインクジェット式記録ヘッド8までの流路抵抗、それからエアポンプ40の加圧力を調整して所望のインク流量を得ることが可能である。 May be up to pressure applied to, taking into account the water head value in accordance with the nozzle openings 21 in other cases, the height of the ink cartridge 6, the flow path resistance from the ink cartridge 6 to the ink jet recording head 8, then by adjusting the pressure of the air pump 40 it is possible to obtain a desired ink flow rate. 【0049】また、複数の色、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等のそれぞれインクカートリッジ6とそれぞれの色に対応したインクジェット式記録ヘッド8までのそれぞれのインク流路が持つ流路抵抗を、 [0049] Further, a plurality of colors, for example cyan, magenta, yellow, a flow resistance of each of the ink flow path has a respective ink cartridges 6 of black up to the ink jet recording head 8 corresponding to the respective colors,
例えばチューブ7の引き回し方法によって長さを調整したり、途中の流路に於いて一部を狭くしたりあるいは広くしたりすることによってそれぞれ各色毎におなじになるように設定した。 For example, to adjust the length by routing method of the tube 7 were set to be the same for each color respectively by or narrowing or or wider portion at the middle of the flow path. こうしたことにより、各色毎のインク循環量を同じシステムで制御することができ、また温度が変化しインクの粘度が変わっても、水頭値の配分は変化しないため、温度変化に対しても安定的な吐出状態を得ることができた。 By these reasons, it is possible to control the ink circulation volume for each color in the same system, and because the temperature they change the viscosity of the changed ink, the distribution of the water head value does not change, stable against temperature change It could be obtained Do ejection state. 【0050】図13は、本発明の他の一実施例を示すインクジェット式記録ヘッド8の平面断面図で、インクカートリッジ6から第1導入口30を介して圧力発生室2 [0050] Figure 13 is a plan sectional view of an ink jet recording head 8 showing another embodiment of the present invention, the pressure generating chamber 2 from the ink cartridge 6 through the first inlet port 30
4に連通する第1供給口32を狭く形成し、サブタンク10から第2導入口31を介して圧力発生室24に連通する第2供給口33を広く形成して、それぞれの第1、 4 narrowly forms a first supply port 32 communicating with, widely forming the second supply port 33 communicating with the pressure generating chamber 24 through the second inlet port 31 from the sub-tank 10, the first, respectively,
第2供給口32、33が持つ流路抵抗において、第1供給口の流路抵抗を大きくしている。 In flow resistance possessed by the second supply ports 32 and 33 to increase the flow path resistance of the first feed port. このようにすることによって、ノズル開口21にかかる水頭が低くおさえることができるとともに、圧力発生室24の近傍に流路抵抗分を配置することができたため、インク滴吐出における流体的な振動をより速やかに減衰させることができるようになり、インク滴吐出における周波数の安定性をより良くすることができた。 By doing so, with such water head can be kept low in the nozzle openings 21, since it was possible to place the flow path resistance of the vicinity of the pressure generating chamber 24, a fluid vibration in the ink droplet ejection more it becomes possible to quickly attenuate, it could be better frequency stability in the ink droplet ejection. また供給口の流路抵抗ほ変更は例えば、第一供給口長さを長くしたり、深さを浅くしたり、第2供給口の長さを短くしたり、深さを長くしたりしてもよい。 The flow path resistance of the supply port ho changes for example, to lengthen the first supply port length, or reducing the depth, or shorten the length of the second supply ports, or by extending the depth it may be. 【0051】 【発明の効果】以上説明したように、インクカートリッジからインクカートリッジ側のインク導入口を介してインクジェット式記録ヘッドのインクカートリッジ側のインク供給口までのインク流路抵抗の和が、サブタンクからサブタンク側のインク導入口を介してサブタンク側のインク供給口までのインク流路抵抗の和よりも大きくなるように構成することによって、インクカートリッジからインクジェット式記録ヘッドへのインク供給時は勿論のこと、サブタンクからインクジェット式記録ヘッドを通過してインクカートリッジへの逆流時においても安定的にインクの吐出ができ、インクジェット式記録ヘッドの気泡の排除と、さらにはインクジェット式記録ヘッドでのインクの造膜や増粘度を防止することができるインク供 [0051] As has been described in the foregoing, the sum of the ink flow path resistance from the ink cartridge to the ink cartridge side of the ink supply port of the ink jet recording head through an ink introduction port of the ink cartridge side, the sub-tank from the be configured to be larger than the sum of the ink flow path resistance to the ink supply port of the sub tank side through the ink inlet of the sub tank side, from the ink cartridge when the ink supply to the ink jet recording head of course it passes through the ink jet recording head from the sub tank can also discharged stably ink during reverse flow into the ink cartridge, and elimination of air bubbles of the ink jet recording head, more concrete of the ink jet type recording head the ink supply can be prevented film or thickening 給システムを備えたインクジェット式記録装置を提供するができる。 It is to provide an ink jet recording apparatus having a feed system.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のインク供給システムが適用されたインクジェット式記録装置の一実施例を示す構成図である。 Is a block diagram showing an embodiment of an ink jet recording apparatus where the ink supply system is applied BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】図1に示したインクジェット式記録装置に搭載したインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示す水平断面図である。 2 is a horizontal sectional view showing an embodiment of an ink jet recording head mounted on an ink jet recording apparatus shown in FIG. 【図3】図1に示したインクジェット式記録装置に搭載したインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示す垂直断面図である。 3 is a vertical sectional view showing an embodiment of an ink jet recording head mounted on an ink jet recording apparatus shown in FIG. 【図4】本発明のインク供給システムの概要を示す構造図である。 4 is a structural diagram showing the outline of an ink supply system of the present invention. 【図5】本発明のインク供給システムの概略の等価回路図である。 Figure 5 is an equivalent circuit diagram of the outline of the ink supplying system of the present invention. 【図6】ノズル開口が持つメニスカスの状態を示す図である。 6 is a diagram showing a state of a meniscus having a nozzle opening. 【図7】キャリッジに作り付けられるサブタンクの一実施例を示す組立て斜視図である。 7 is an assembled perspective view showing an embodiment of a sub-tank to be attached making the carriage. 【図8】本発明の流路構成部材の流路を示す図である。 8 is a view showing a flow path of the flow path forming member of the present invention. 【図9】本発明のサブタンク本体の構造を示す図である。 9 is a diagram showing a structure of a sub-tank main body of the present invention. 【図10】本発明のインクカートリッジの一実施例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an embodiment of an ink cartridge of the present invention; FIG. 【図11】本発明のインクカートリッジがインクジェット式記録装置に装着されてインク供給針が未挿入の状態を示す図である。 Ink cartridge is mounted in an ink jet recording apparatus the ink supply needle 11 the present invention is a diagram showing a state of not inserted. 【図12】本発明のインクカートリッジがインクジェット式記録装置に装着されてインク供給針が挿入された状態を示す図である。 [12] The ink cartridge of the present invention is a diagram showing a state where being mounted to the ink jet recording apparatus the ink supply needle is inserted. 【図13】本発明のインクジェット式記録装置に搭載したインクジェット式記録ヘッドの他一実施例を示す垂直断面図である。 13 is a vertical sectional view showing another embodiment of an ink jet recording head mounted in an ink jet recording apparatus of the present invention. 【符号の説明】 1 キャリッジ6 インクカートリッジ7 チューブ8 インクジェット式記録ヘッド9 チューブ10 サブタンク21 ノズル開口24 圧力発生室30 第1インク導入口31 第2インク導入口32 第1インク供給口33 第2インク供給口40 エアポンプ41 インク袋 [Reference Numerals] 1 carriage 6 Ink cartridge 7 tube 8 ink jet recording head 9 tube 10 subtank 21 nozzle openings 24 the pressure generating chamber 30 first ink introduction port 31 and the second ink inlet port 32 first ink supply port 33 second ink supply port 40 air pump 41 ink bag

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 官林 憲一 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−183029(JP,A) 特開 平6−24000(JP,A) 特開 平3−234651(JP,A) 国際公開95/031335(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) B41J 2/175 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Kanbayashi Kenichi Suwa City, Nagano Prefecture Yamato 3-chome No. 3 No. 5 Seiko Epson Co., Ltd. in the (56) reference Patent flat 6-183029 (JP, a) JP flat 6-24000 (JP, a) JP flat 3-234651 (JP, a) WO 95/031335 (WO, A1) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) B41J 2/175

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 インク滴を吐出するインクジェット式記 (57) Claims: 1. A ink jet ejecting ink droplets Shikiki
    録ヘッドと前記インクジェット式記録ヘッドと連通する Communicating with the ink jet recording head and recording head
    サブタンクとがプラテンに平行に移動するキャリッジに The carriage and the sub tank moves parallel to the platen
    搭載されており、前記キャリッジ外に前記インクジェット式記録ヘッドとチューブにより連通するインクカートリッジと、前記インクカートリッジのインクを前記インクジェット式記録ヘッドに圧送するインク供給手段と設けられ、 前記インクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室の両側にそれぞれインク供給口を介して連通する2つの共通のインク準備室と、前記各共通のインク準備室にそれぞれ外部からインクが流入するインク導入口とを備え、 一方のインク導入口が前記サブタンクに、また他方のインク導入口が前記インクカートリッジに接続されていて、 前記インク供給手段により、 前記インクカートリッジか It is mounted, and an ink cartridge communicating with the ink jet recording head and the tube outside the carriage, provided with an ink supply means for pumping the ink of the ink cartridge to the ink jet recording head, the ink jet recording head comprises two common ink preparation chamber communicating through the respective ink supply ports on both sides of the pressure generating chamber, an ink inlet port ink flows from the outside, respectively to the each common ink preparation chamber, one of the ink the inlet is the sub-tank, also with other ink introduction port is connected to the ink cartridge by the ink supply means, whether the ink cartridge
    前記インクジェット式記録ヘッドを通過させて前記サブタンクにインクを補充し、また前記サブタンクから前記インクジェット式記録ヘッドを通過させて前記インクカートリッジにインクを逆流させながら印字をおこなうインクジェット式記録装置であって、 前記インクカートリッジから前記インクカートリッジ側のインク導入口を介して前記インクジェット式記録ヘッドの前記インクカートリッジ側の前記インク供給口までのインク流路抵抗の和が、前記サブタンクから前記サブタンク側のインク導入口を介して前記サブタンク側の前記インク供給口までのインク流路抵抗の和よりも大きくなるように構成されたことを特徴とするインクジェット式記録装置。 Ink replenishment to the sub-tank by passing et the ink jet recording head, also an ink jet recording apparatus for performing printing while the ink is flowing back into the ink cartridge by passing the ink jet recording head from said subtank , the sum of the ink flow path resistance to the ink supply port of the ink cartridge side of the ink cartridge side ink introducing port the ink jet recording head through from the ink cartridge, the ink introduction of the sub-tank side from said sub-tank an ink jet recording apparatus characterized in that it is configured to be larger than the sum of the ink flow path resistance to the ink supply port of the sub-tank side through the mouth. 【請求項2】 前記インクジェット式記録ヘッドの前記インクカートリッジ側に連通された前記インク供給口の流路抵抗が、前記サブタンク側の前記インク供給口の流路抵抗より大きくなるように構成されたインクジェット式記録ヘッドを搭載したことを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録装置。 Wherein said ink-jet the ink cartridge side flow resistance of the communicated the ink supply ports of the recording head, is configured to be larger than the flow path resistance of the ink supply port of the sub-tank side inkjet the ink jet recording apparatus of claim 1, wherein the mounting the equation recording head. 【請求項3】 前記インクカートリッジは、密封可能な容器に可撓性インク袋を収容して構成され、また前記インク供給手段が前記容器にエアを供給するエアポンプとして構成されていることを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録装置。 Wherein the ink cartridge includes a feature that is configured to accommodate a flexible ink bag in a sealable container, also said ink supply means is constructed as an air pump for supplying air to the container the ink jet recording apparatus of claim 1 wherein the. 【請求項4】 前記インク供給手段により、インクを前記サブタンクに供給をしながら印刷動作を行う状態において、前記インク供給手段による前記インクカートリッジの加圧力と、前記インクカートリッジの前記ノズル開口に対する静水頭と、前記インクカートリッジから前記ノズル開口までの流路抵抗による損失水頭と、前記サブタンクの前記ノズル開口に対する静水頭と、前記サブタンクから前記ノズル開口までの流路抵抗による損失水頭とを、前記ノズル開口における水頭値が前記ノズル開口に対して、画素形成中に+1000Paより小さくなるように設定したことを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録装置。 The method according to claim 4, wherein said ink supply means, in a state to perform a printing operation while supplying the ink to the sub tank, and pressure of the ink cartridge by the ink supply means, the hydrostatic head relative to the nozzle openings of the ink cartridge When the head loss due to flow path resistance from the ink cartridge to the nozzle opening, and the hydrostatic head relative to the nozzle openings of said sub-tank, and a head loss due to flow resistance to the nozzle opening from said sub-tank, said nozzle opening an ink jet recording apparatus with respect to the water head value the nozzle opening, according to claim 1, characterized in that set to be less than + 1000 Pa in the pixel formation in. 【請求項5】 前記インクカートリッジの前記ノズル開口に対する静水頭と、前記インクカートリッジから前記ノズル開口までの流路抵抗による損失水頭との総和が、 And the hydrostatic head relative wherein said nozzle openings of the ink cartridge, the sum of the head loss due to flow path resistance from the ink cartridge to said nozzle openings,
    前記ノズル開口に対して−8000乃至−3000P -8000 to -3000P to said nozzle opening
    a、好ましくは−3000Paより大きくなるように構成されたことを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録装置。 a, preferably ink jet recording apparatus according to claim 1, characterized in that it is configured to be larger than -3000Pa. 【請求項6】 インクの流量を前記インクジェット式記録ヘッドの最大画素形成速度時の流量として、前記インクカートリッジから前記ノズル開口までの流路抵抗による損失水頭と、前記サブタンクから前記ノズル開口までの流路抵抗による損失水頭とを設定したことを特徴とする請求項4乃至5記載のインクジェット式記録装置。 The flow rate of 6. An ink as flow rate at maximum pixel rate of formation of the ink-jet recording head, and the head loss due to flow path resistance from the ink cartridge to the nozzle openings, the flow from the sub-tank to said nozzle opening the ink jet recording apparatus of claim 4 or 5, wherein the set of the head loss due to road resistance. 【請求項7】 複数の色に対応した前記インクジェット式記録装置において、それぞれの色毎の前記インクカートリッジから前記インクジェット式記録ヘッドまでのそれぞれの流路抵抗と、それぞれ色毎の前記サブタンクから前記インクジェット式記録ヘッドまでのそれぞれの流路抵抗とを一致させたことを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録装置。 7. The ink jet recording apparatus corresponding to a plurality of colors, the ink jet and the respective flow path resistance from the ink cartridge of the respective colors to the ink jet recording head, from the sub-tank for each color, respectively ink jet recording apparatus according to claim 1, characterized in that is matched with the respective flow path resistances to formula recording head.
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