JP3543315B2 - Ink jet recording device - Google Patents

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JP3543315B2 JP32681798A JP32681798A JP3543315B2 JP 3543315 B2 JP3543315 B2 JP 3543315B2 JP 32681798 A JP32681798 A JP 32681798A JP 32681798 A JP32681798 A JP 32681798A JP 3543315 B2 JP3543315 B2 JP 3543315B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備したインクジェット式記録装置に関し、特に製品出荷時に記録ヘッド内およびこれに通ずるインク供給路内に充填する充填液の封止技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。このようなインクジェット式記録装置は、インクカートリッジからのインクの供給を受けるインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドに対して相対的に移動させる紙送り手段を備え、記録ヘッドをキャリッジ上で記録用紙の幅方向に移動させながら記録用紙に対してインク滴を吐出させることで記録が行われる。
【0003】
そしてキャリッジ上に、ブラックインクおよびイエロー、シアン、マゼンタの各カラーインクが吐出が可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【0004】
前記インクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズルからインク滴として記録用紙に吐出させて印刷を行う関係上、ノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化により、また塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより、印刷不良を起こすという問題を抱えている。
【0005】
このために、インクジェット式記録装置には、非印刷時に記録ヘッドのノズル開口を封止するためのキャッピング手段と、必要に応じてノズルプレートを清掃するクリーニング装置を備えている。このキャッピング手段は、印刷の休止時に前記したノズル開口のインクの乾燥を防止する蓋として機能するだけでなく、ノズル開口に目詰まりが生じた場合には、キャップ部材によりノズルプレートを封止し、吸引ポンプからの負圧により、ノズル開口からインクを吸引してノズル開口のインク固化による目詰まりや、インク流路内への気泡混入によるインク吐出不良を解消する機能をも備えている。
【0006】
記録ヘッドの目詰まりや、インク流路内への気泡混入を解消させるために行うインクの強制的な吸引排出処理は、通常クリーニング操作と呼ばれ、装置の長時間の休止後に印刷を再開する場合や、またユーザが記録画像の品質が悪化したのを解消するためにクリーニングスイッチを操作した場合に実行され、インク滴を負圧により排出させた後に、ゴムなどの弾性板からなるクリーニング部材によりヘッド表面のワイピング操作を伴う処理である。
【0007】
一方、民生用のこの種の記録装置においては、前記ブラックインクおよびカラーインクを封入した各インクカートリッジが記録ヘッドを搭載したキャリッジ上に、その上部から着脱可能に装着できるように構成されており、各カートリッジはキャリッジに上向きに搭載された中空状のインク供給針(以下、中空針ともいう)を介して記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したような記録装置においては、記録ヘッド内でのインクの流れる流路は、非常に微細に構成されており、したがってインクカートリッジから記録ヘッドに供給されるインクは、塵埃等の異物の混入のない清浄な状態であることが要求される。すなわち、塵埃等の異物が混入しているような場合においては、記録ヘッドのインク流路のなかでも特に狭いインク供給口や、ノズル開口部分に異物が詰まるという問題が発生し、これにより正常なインクの吐出作用が行なえなくなり、多くの場合において記録ヘッドの機能の回復は不可能となる。
【0009】
そこで、一般にインク流路における記録ヘッドの川上側、例えば前記中空針とこの中空針を支持するヘッドケースとの間に異物を除去するフィルタ部材を配置し、このフィルタ部材によって記録ヘッド側への異物の侵入を防止するようにしている。
【0010】
一方、昨今においては印字スピードの高速化を実現するために、インクを吐出するためのノズル数も増大され、またインクを吐出させるためのアクチェータに加わる電気信号も益々高周波化されている。このために、単位時間当たりのインクの消費量も急激に増加している。
【0011】
これに伴い、前記フィルタ部材を通過するインク量も当然ながら増大し、フィルタ部材が持つ動圧(圧力損失)を抑えるためには、フィルタ部材の面積を大きくする必要がある。そのために、フィルタ部材が配置されるインク流路は、フィルタ部材を挟んでそれぞれ上下にテーパ状の空間部を構成するようになされている。このために、フィルタ部材の上部側におけるテーパ状の空間部には、常に気泡が滞留した状態となるという問題を抱えている。
【0012】
図9(イ)は、その状況を示したものであり、符号21はその上部にインクカートリッジが装着され、インクカートリッジに貯留されたインクを導出するための中空針を示す。この中空針21の上端部は先鋭状になされ、その一部に複数のインク導出穴21aが開口されており、このインク導出穴21aを介してインクカートリッジよりインクが導出できるように構成されている。また、この中空針21の基端部は末広がり状になされ、その内部にはテーパ状の空間部21bが形成されている。
【0013】
一方、前記中空針21の基端部を取り付ける記録ヘッドのヘッドケース71にも、テーパ状の空間部71aが形成されており、これらの空間部を挟む前記中空針21の基端部と、ヘッドケース71との間にはフィルタ部材22が配置されている。そして、このフィルタ部材22により、インクに混入する塵埃等の異物の通過を阻止するように構成されている。
【0014】
図9に示した構成からも理解できるように、中空針21内に形成されたインク流路と、前記フィルタ部材22とが重力方向に配置されている状態においては、特にフィルタ部材22の上部における中空針21内に形成されたテーパ状空間部21bに気泡Aが残留するという現象が発生する。
【0015】
この残留気泡Aを少なくするために、構造上の最適化を図っているものの、フィルタ部材が持つ動圧を抑えるためのフィルタ部材の面積の増大化と、前記残留気泡との問題とは相容れない作用に基づくものであり、残留気泡Aを根本的に除去することは不可能である。
【0016】
そこで、例えば記録ヘッドのノズル形成面を負圧に吸引する吸引ポンプを高速度で駆動してインクの流速を増大させようとすると、図9(ロ)に示すようにフィルタ部材22の上流に存在する残留気泡Aが特定な個所に押しやられ、それ以外の部分でインクが流れるような現象が発生し、結局のところ残留気泡Aを排出することは困難となる。
【0017】
一方、前記したように気泡Aが残留した状態で印字を実行し、この印字の状態がフルデューティー(全てのノズル開口から同時にインクを吐出する、いわゆるフルベタ印字)である場合には、フィルタ部材22の上流側に残留する気泡Aは、図9(ハ)に示すようにインクの流れと共にゆっくりとフィルタ部材22の近傍に移動し、フィルタ部材22の上部に偏平状となってとどまり、インクの流速とでバランスがとれた状態となる。
【0018】
特に、図9(ハ)に示された状態において、フルベタ印字を継続した場合には、気泡Aの一部が僅かながらフィルタ部材22を通過して記録ヘッド内のインク流路に至り、この気泡が記録ヘッド内のインク流路内で成長していわゆるクッション作用を奏し、記録ヘッドからのインクの吐出が不能に陥るという問題を発生させる。
【0019】
また、フィルタ部材22の上流側における前記残留気泡Aは、記録装置の休止経過時間と共に、序々に成長するという問題も抱えており、このような状態において、記録ヘッドのインク吐出機能の回復動作、いわゆるクリーニング動作を実行した場合には、残留気泡Aの居所が変化して、時には記録ヘッド内のインク流路に侵入するという状況も発生する。このような場合には、前記したような軽微なクリーニング動作はむしろ記録ヘッドに対してダメージを与える結果となる。
【0020】
本発明は、前記したような諸問題に鑑みてなされたものであり、記録装置を出荷するに際し、記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路とに充填液を充填する工程において、インク流路から気泡を排出する制御シーケンスを実行し、気泡が排出された状態で封止部材により、記録ヘッドに対するインク供給部を封止して、前記充填液の充填状態を保持させるようにしたインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。これにより実使用時におけるインクカートリッジを装填した初期充填時において、前記インク流路に残留気泡の存在しない状態、または残留気泡の量がごく少ない状態で充填液から印字用のインクに交換することを可能とし、印字の信頼性を向上させた記録装置を提供しようとするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために成された本発明にかかるインクジェット式記録装置は、記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備したインクジェット式記録装置であって、前記記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路に気泡を排除した状態で充填液を充填し、前記記録ヘッドに対するインク供給部を封止する封止部材により、前記充填液の充填状態を保持させるように構成される。
【0022】
この場合、前記記録ヘッドに対するインク供給部が、インクカートリッジに接合される中空状のインク供給針であり、前記封止部材は、好ましくは中空状のインク供給針の先端部から筒体外周に沿って封止する可撓性素材により成形された有底筒状体が使用される。
【0023】
また、前記中空状のインク供給針に形成されたインク導出穴の開口位置がインク供給針の筒体外周部に形成されている場合においては、前記封止部材として、両端が開放されたチューブ状の可撓性部材を採用し得る。また前記封止部材として、中空状のインク供給針の先端部から筒体外周に沿って粘着された、粘度が高く揮発性の低い液体状物質も採用し得る。この場合、前記封止部材を構成する液体状物質が、記録装置に用いられる印字用インクに溶解可能な組成物であることが望ましい。
【0024】
また、前記封止部材として、中空状のインク供給針に接合可能な開口部を具備した密封容器も採用することができ、この場合には該容器内に脱気状態の充填液が貯留されていることが望ましい。そして、前記したいずれの場合であっても、前記記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路に充填される充填液として、好ましくは染料を含まない主にインク組成で構成された揮発性の低い送品液が使用される。
【0025】
以上のように成されたインクジェット式記録装置によると、記録ヘッドに対するインク供給部、例えば中空状のインク供給針を封止する封止部材が、インク流路の気泡を排除した状態で充填された充填液を保持するように機能するので、インクカートリッジを装填した初期充填時において、前記インク流路に残留気泡の存在しない状態、または残留気泡の量がごく少ない状態で充填液から印字用のインクに交換することを可能とし、記録装置の印字の信頼性を向上させることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図1は本発明が適用された記録装置本体の全体構成を斜視図によって示したものである。図1において符号1はキャリッジであり、キャリッジモータ2により駆動されるタイミングベルト3を介し、ガイド部材4に案内されてプラテン5の軸方向に往復移動されるように構成されている。
【0027】
キャリッジ1の記録用紙6に対向する側には、インクジェット式記録ヘッド7が搭載され、またその上部には前記記録ヘッド7にインクを供給するブラック用インクカートリッジ8、およびカラー用インクカートリッジ9が着脱可能に装填されている。
【0028】
図中符号10は、非印字領域(ホームポジション)に配置されたキャッピング手段であって、前記記録ヘッド7が直上に移動した時に、記録ヘッド7のノズル形成面を封止できるように構成されている。そしてキャッピング手段10の下方には、キャッピング手段10の内部空間に負圧を与えるための負圧発生手段としての吸引ポンプ11が配置されている。
【0029】
前記キャッピング手段10は記録装置の休止期間中における記録ヘッド7のノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する他、記録ヘッドに印刷とは関係のない駆動信号を印加してインク滴を空吐出させるフラッシング動作時のインク受けとして機能し、さらに前記吸引ポンプ11からの負圧を記録ヘッド7に作用させて、インクを吸引する手段としての機能も兼ね備えている。そして、キャッピング手段10の近傍には、ゴムなどの弾性板からなるワイピング部材12が配置されていて、キャリッジ1がキャッピング手段10側に往復移動する際に、記録ヘッド7のノズル形成面を払拭するワイピング動作がなされるように構成されている。
【0030】
図2は、キヤリッジに搭載された記録ヘッドの上部にインクカートリッジを装着する状況を断面状態で示したものである。記録ヘッド7を構成するヘッドケース71の下側面には、記録ヘッド7のノズル形成面としてのノズルプレート7aが配置されており、このノズルプレート7aには複数のノズル開口7bが形成され、また各ノズル開口7bに対応して圧電振動子によるアクチェータ7cが配置されている。そして、ノズル開口7bとそのアクチェータ7c部分から上部に向かってインク連絡流路7dがヘッドケース71内に形成されている。
【0031】
前記ヘッドケース71の上面には、インク供給部としての4本の中空針21が直立状態に配置されており、前記ヘッドケース71内に形成された各インク連絡流路7dは、それぞれ各中空針21内のインク流路に連通されている。なお4本の中空針21およびフィルタ部材22が配置された周辺構成は、それぞれ同一になされており、これはすでに図9において説明したとおりであり、したがって同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0032】
図2における左端のインク供給針21は、ブラックインクを供給するためのものであり、このインク供給針21に向かって、その上部からブラックインクカートリッジ8が矢印B方向から装填できるように構成されている。
【0033】
このブラックインクカートリッジ8は、その上部の大半がインク貯留室8aになされており、このインク貯留室8aには、多孔質部材8bが収納され、且つ多孔質部材8bにブラックインクが含浸された状態でインクが貯留されている。またインク貯留室8aの下側部には開口部8cが形成され、この開口部8c内にはゴム製のシール部材8dが嵌め込まれている。そして、開口部8cの下端部にはフィルム部材8eが貼着されて、カートリッジの保管中において、内部のインク溶媒が揮散しないようにシールされている。
【0034】
前記したカートリッジ8を、図2に示すように矢印B方向に押し込むことにより、インク供給針21が前記フィルム部材8eを貫通し、カートリッジ8に装着された前記ゴム製のシール部材8dがインク供給針21の周囲に接合してカートリッジ8は装填状態となされる。そして、インク供給針21の先端部に形成されたインク導出穴21aを介してインクカートリッジ8から記録ヘッド側にインクが供給されるようになされる。
【0035】
一方、カラーインクカートリッジ9には、図2に示すようにイエロー、シアン、マゼンタの各カラーインクを個別に収納するインク貯留室が形成されて、これらが一体に形成されており、それぞれの構成は前記したブラックインクカートリッジ8と同一であり、したがってそれぞれの構成の詳細な説明は省略する。
【0036】
このカラーインクカートリッジ9においても、図2に示す矢印C方向に押し込むことにより、記録ヘッドのヘッドケース71上に樹立された残りの3本のインク供給針21によってそれぞれ装填状態となされ、各カラーインクが記録ヘッド側に供給されるようになされる。
【0037】
次に図3は、記録装置の出荷時において、記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路とに充填液を充填する場合において用いられる接続治具と、記録ヘッドのノズルプレートを封止するキャッピング手段を含む周辺構成を示したものである。なお、記録ヘッドのヘッドケース71の構成は図2において説明したとおりであり、したがって、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0038】
接続治具31は、ヘッドケース71の上部に配置された4本のインク供給針21にそれぞれ嵌合して、記録ヘッド7と該記録ヘッドに至るインク流路とに充填液、好ましくは染料を含まない送品液が充填できるように構成されている。すなわち、接続治具31の下側面における前記4本のインク供給針21に対応する位置には開口部31aがそれぞれ形成され、この開口部31a内にはゴム製のシール部材31bが嵌め込まれている。
【0039】
この構成は、前記したインクカートリッジとほぼ同一になされており、一体成形された前記接続治具31を、ヘッドケース71の上部から押し込むことにより、ヘッドケース71の上部に配置された4本のインク供給針21に対して前記ゴム製のシール部材31bがそれぞれ接合し、これによりヘッドケース71に対して治具31が装着できるように構成されている。
【0040】
そして、接続治具31内には各開口部31aに連通する連通孔31cが形成されており、各連通孔31cの上部において、それぞれ充填液供給チューブ32の一端が接続されている。前記各充填液供給チューブ32は、統合路33によって1つに統合され、供給チューブ34を介して充填液供給タンク35に接続されており、後述するように記録装置の出荷時において、タンク35内に貯留された充填液36を供給チューブ34および各充填液供給チューブ32を介して前記記録ヘッドに対して充填させるようになされる。そして前記供給チューブ34の一部、すなわち供給チューブ34の中間部には充填液の流通を停止できる開閉可能なバルブユニット37が配置されている。
【0041】
一方、キャッピング手段10は、上面が開放された方形状のキャップケース10aと、キャップケース10a内に収納されたゴム材料などの可撓性物質よりなるキャップ部材10bとが具備され、キャップ部材10bはその上側縁がキャップケース10aよりも若干突出した状態に形成されている。そしてキャップ部材10bの内底部には多孔質材料により形成されたインク吸収材10cが収納されている。
【0042】
また、キャップケース10aの下底部には、キャップケース10aおよびキャップ部材10bをそれぞれ貫通するようにして、吸引口10dおよび大気開放口10eが形成されている。前記キャップケース10aの吸引口10dにはチューブT1を介して吸引ポンプ11が接続されており、この吸引ポンプ11の排出側は廃インクタンク13に接続されている。さらに、キャップケース10aの大気開放口10eには、チューブT2を介して大気開放バルブ14が接続されている。
【0043】
図4は、前記した構成の記録装置に搭載された制御回路の例を示すものである。なお図4において、すでに説明した記録ヘッド7、キャッピング手段10、吸引ポンプ11、廃インクタンク13、大気開放バルブ14、およびバルブユニット37については同一符号で示しており、したがってその説明は省略する。
【0044】
図4において、符号40は印刷制御手段であり、記録装置のホストコンピュータからの印刷データに基づいてビットマップデータを生成し、このデータに基づいてヘッド駆動手段41により駆動信号を発生させて、記録ヘッド7からインクを吐出させるものである。ヘッド駆動手段41は、印刷データに基づく駆動信号の他に、フラッシング制御手段42からのフラッシング指令信号を受けてフラッシング操作のための駆動信号を記録ヘッド7に出力し、印字とは関係のないインクの空吐出を行なうことができるようにも構成されている。
【0045】
符号43はクリーニング制御手段であり、このクリーニング制御手段43からの指令によりポンプ駆動手段44が動作して、負圧発生手段としての吸引ポンプ11が駆動制御されるように構成されている。
【0046】
またクリーニング制御手段43には印刷制御手段40、クリーニング指令検知手段(CL指令検知手段)45、およびシーケンス制御手段47より、指令信号が供給されるように構成されている。なお、クリーニング指令検知手段45には指令スイッチ46が接続されており、このスイッチ46をユーザがプッシュ操作することにより、前記指令検知手段45を動作させてマニュアルによるクリーニング操作が実行されるように構成されている。
【0047】
一方、前記シーケンス制御手段47からは、記録装置外に配置されたバルブ開閉手段48、および逆流ポンプ駆動手段49に対して制御信号が送出できるように構成されている。このバルブ開閉手段48、および逆流ポンプ駆動手段49は図3に示した接続治具31と共に用いられ、製品出荷時における送品液充填時において駆動される。
【0048】
前記バルブ開閉手段48は、シーケンス制御手段47からの指令を受けて、前記バルブユニット37に対して開弁および閉弁の指令信号を送出するものであり、また逆流ポンプ駆動手段49は、同じくシーケンス制御手段47からの指令を受けて、後述する逆流用ポンプユニットの駆動信号を送出するようになされる。
【0049】
以上の構成において、記録装置の出荷時においてなされる記録ヘッドへの充填液の充填操作および気泡の排出操作について説明する。記録ヘッドへの充填液の充填操作を行うにあたっては、まず、図3に示すように接続治具31を、ヘッドケース71の上面に配置された各中空針21に対して嵌合する操作がなされる。そして、記録装置のホストコンピュータを介して図4に示すシーケンス制御回路47に指令が入り、ここで、シーケンス制御回路47は、バルブ開閉手段48に指令を送り、これによりバルブユニット37は開弁状態とされる。
【0050】
そして、キャリッジに搭載された記録ヘッド7は、ホームポジションに移動され、これに伴いキャリッジの一部がキャッピング手段10の一部に係合することで、キャッピング手段10は記録ヘッド7側に上昇し、図3に示すようにキャッピング手段10におけるキャップ部材10bが記録ヘッド7のノズルプレート7aを封止する。これと同時にキャッピング手段10の大気開放口10eに接続された大気開放バルブ14も閉弁状態とされる。
【0051】
続いて、シーケンス制御回路47は、クリーニング制御手段43に指令を送り、これに伴いクリーニング制御手段43はポンプ駆動手段44を制御して吸引ポンプ11を駆動する。したがって、吸引ポンプ11の駆動によってキャップ部材10bの内部空間に負圧が印加され、前記充填液供給タンク35に貯留された充填液(送品液)36は、供給チューブ34、統合路33および各充填液供給チューブ32を介して前記記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路内に吸引され、これにより充填液が充填される。このようにして充填液が充填されるものの、その大多数のケースにおいては、図9(イ)に示すように、特にフィルタ部材22の上流側の空間に気泡Aが残留した状態となる。
【0052】
この状態において、シーケンス制御回路47は、バルブ開閉手段48に指令を送り、これによりバルブ開閉手段48はバルブユニット37を閉弁させる。このようにしてバルブユニット37が閉弁されると、前記吸引ポンプ11の駆動によって、キャッピング手段10を構成するキャップ部材10bの内部空間、および吸引ポンプ11に至るチューブT1の吸引経路が収縮した状態となり、益々負圧が蓄積される。
【0053】
この状態において、前記シーケンス制御回路47は、バルブ開閉手段48に指令を送り、これによりバルブ開閉手段48はバルブユニット37を開弁させる。前記バルブユニット37の開弁により、記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路に充填された充填液は高速度でキャップ部材10bに流れ込む。この時の流速は、いわゆるヘッドクリーニング操作において、吸引ポンプ11によってインクを吸引する速度に比較して遥かに大きく、したがって、この高速度の充填液の流れによって、特にフィルタ部材22の上流側の空間21bに残留した気泡Aはキャップ部材10b側に排出される。
【0054】
図5はその様子を模式的に示したものであり、充填液のキャップ部材10b側への高速度の流れによって、図5(イ)に示すように気泡Aはフィルタ部材22の上面に張り付いた状態となされ、図5(ロ)に示すようにフィルタ部材22を通過してインク流路に入り、記録ヘッド内を通過してキャップ部材10b側に排出される。この場合、記録ヘッド内に構成されたインク流路に残留する微小気泡も同時に排出される。この結果、記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路における気泡の全てまたは大部分が排出され、充填液によって満たされる。
【0055】
一方、図6は記録装置の出荷時において、記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路とに充填液を充填する場合において用いられる接続治具の他の形態を示したものである。なお、この図6に示す装置の基本構成は、図3とほぼ同一であり、したがって同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0056】
この図6に示す例は、充填液供給チューブに対して逆流を発生させるポンプユニット(以下逆流ポンプともいう)61を備えた構成とされている。そして、この逆流ポンプ61は図4に示す逆流ポンプ駆動手段49によって駆動制御されるように構成されている。
【0057】
この構成における記録装置の出荷時においてなされる記録ヘッドへの充填液の充填操作および気泡排出操作について説明する。すなわち、記録ヘッドへの充填液の充填操作は、図3および図4に基づいて説明したように、記録装置のホストコンピュータを介して図4に示すシーケンス制御回路47に指令が入り、ここで、シーケンス制御回路47は、バルブ開閉手段48に指令を送り、これによりバルブ開閉手段48は開弁状態とされる。
【0058】
そして、キャッピング手段10は記録ヘッド7側に移動し、キャッピング手段10におけるキャップ部材10bが記録ヘッド7のノズルプレート7aを封止する。これと同時にキャッピング手段10の大気開放口10eに接続された大気開放バルブ14も閉弁状態とされる。
【0059】
続いて、シーケンス制御回路47は、クリーニング制御手段43に指令を送り、これに伴いクリーニング制御手段43はポンプ駆動手段44を制御して吸引ポンプ11を駆動する。したがって、吸引ポンプ11の駆動によってキャップ部材10bの内部空間に負圧が印加され、前記充填液供給タンク35に貯留された充填液36は、供給チューブ34、統合路33および各充填液供給チューブ32を介して前記記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路内に吸引され、これにより充填液が充填される。
【0060】
この状態において、前記大気開放バルブ14を開弁すると共に、シーケンス制御回路47は、バルブ開閉手段48に指令を送り、これによりバルブ開閉手段48はバルブユニット37を閉弁させる。これと同時にシーケンス制御回路47は、逆流ポンプ駆動手段49に指令を送り、これによって逆流ポンプ61が駆動される。したがって、前記充填液供給チューブ34、統合路33、および各充填液供給チューブ32を介して記録ヘッド側から充填液を吸い上げるように作用する。この時、記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路に存在する気泡は、吸い上げられる充填液と共に移動し、矢印D方向に排出される。
【0061】
図7は、その様子を模式的に示したものであり、特に、中空針21内に形成されたインク流路と、前記フィルタ部材22とが重力方向に配置されている状態においては、フィルタ部材22の上流側に残留する気泡Aは、充填液の逆流作用により、中空針21内の上端部まで移動し、インク導出穴21aを介して排出される。
【0062】
図8は、図3または図6に示した接続治具を用い、充填液の充填処理および気泡排出処理を施した後に、インク供給部としての各中空針21を封止し、充填液の充填状態を保持させるようにした形態を示している。すなわち、図8に示した各形態において記録装置が出荷される。
【0063】
まず、図8(イ)は中空針21の先端部から筒体外周に沿って封止する有底筒状の封止部材51を用いたものである。この封止部材51は可撓性素材により形成され、中空針21の外周に嵌合して封止状態が維持できるようにされている。
【0064】
また、図8(ロ)は、中空針21に施されたインク導出穴21aの開口位置が中空針21の筒体外周部に形成されている場合に適用される例を示しており、この場合においては、両端が開放されたチューブ状の可撓性封止部材52が用いられ、このチューブ状部材52は中空針21の筒体外周に沿って嵌め込まれ、筒体外周部に形成されたインク導出穴21aを封止するように構成されている。
【0065】
また図8(ハ)は、中空針21の先端部から筒体外周に沿って、粘度が高く揮発性の低い液体状物質を塗布し、これにより封止部材53を構成した例を示している。この場合、前記液体状物質として記録装置に用いられる印字用インクに溶解可能な組成物、例えばグリセリンを用いることにより、装置の使用時におけるインクカートリッジの装着に伴い、インクに溶解して封止部材としての機能を自動的に停止するように作用する。
【0066】
なお、例えば図2に示すようにインクカートリッジと同形態のカートリッジ(密封容器)を用意し、このカートリッジ内に脱気された充填液(送品液)を封入し、各中空針21に嵌合させた状態とすることで、封止部材を構成することもできる。この場合においては、カートリッジ内の充填液は脱気されているがため、外部から気泡が侵入するのを防止し得ると共に、中空針21内に存在する僅かな気泡も充填液中に溶解させて消滅させることができるという独自の効果を得ることができる。
【0067】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路に気泡を排除した状態で充填液を充填し、前記記録ヘッドに対するインク供給部を封止する封止部材により、前記充填液の充填状態を保持させるように構成したので、インクカートリッジを装填した初期充填時において、前記インク流路に残留気泡の存在しない状態、または残留気泡の量がごく少ない状態で充填液から印字用のインクに交換することが可能である。したがって、記録装置の使用時においてインク流路に存在する気泡による印字不良の問題を払拭することができ、記録装置の印字の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したインクジェット式記録装置の本体部分を示す斜視図である。
【図2】図1に示す記録装置に搭載された記録ヘッドに対してインクカートリッジを装着する状態を示した断面図である。
【図3】記録装置の出荷時において、記録ヘッドのインク流路に充填液を充填する接続治具と、その周辺構成の例を示した断面図である。
【図4】図1に示す記録装置に装備される制御回路の例を示したブロック図である。
【図5】図3に示す構成によってなされる気泡排出状態を示す模式図である。
【図6】記録装置の出荷時において、記録ヘッドのインク流路に充填液を充填する接続治具と、その周辺構成の他の例を示した断面図である。
【図7】図6に示す構成によってなされる気泡排出状態を示す模式図である。
【図8】気泡排出の処理がなされた中空針部分の封止状態を示した断面図である。
【図9】インクの吸引状態と残留気泡の関係とを示した断面図である。
【符号の説明】
1 キャリッジ
6 記録用紙
7 インクジェット式記録ヘッド
8 ブラック用インクカートリッジ
9 カラー用インクカートリッジ
10 キャッピング手段
11 吸引ポンプ(負圧発生手段)
14 大気開放バルブ
21 インク供給針(インク供給部)
22 フィルタ部材
31 接続治具
31b シール部材31b
32 充填液供給チューブ
35 充填液供給タンク
36 充填液
37 バルブユニット
51 有底筒状封止部材
52 チューブ状封止部材
53 粘性液体状封止部材
71 ヘッドケース
A 残留気泡
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus equipped with an ink jet recording head that is mounted on a carriage that moves in the width direction of a recording sheet and that ejects ink droplets from nozzle openings. The present invention relates to a technique for sealing a filling liquid to be filled in an ink supply path.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Ink jet recording apparatuses have been used in many types of printing including color printing in recent years because noise during printing is relatively small and small dots can be formed with high density. Such an ink jet recording apparatus includes an ink jet recording head that receives supply of ink from an ink cartridge, and a paper feeding unit that moves recording paper relative to the recording head, and records the recording head on a carriage. Recording is performed by ejecting ink droplets onto the recording paper while moving in the width direction of the paper.
[0003]
The carriage is equipped with a recording head that can eject black ink and each color ink of yellow, cyan, and magenta, and not only text printing with black ink, but also full-color printing by changing the ejection ratio of each ink. It is possible.
[0004]
Since the ink jet recording head discharges the ink pressurized in the pressure generating chamber from the nozzles as ink droplets onto the recording paper to perform printing, the ink viscosity increases due to evaporation of the solvent from the nozzle opening, and There is a problem that printing is poor due to solidification of the toner, adhesion of dust, and mixing of air bubbles.
[0005]
For this purpose, the ink jet recording apparatus is provided with capping means for sealing the nozzle openings of the recording head during non-printing, and a cleaning device for cleaning the nozzle plate if necessary. This capping means not only functions as a lid for preventing drying of the ink in the nozzle openings when printing is stopped, but also when the nozzle openings are clogged, the nozzle plate is sealed with a cap member, It also has a function of sucking ink from the nozzle openings by the negative pressure from the suction pump to eliminate clogging due to solidification of the ink in the nozzle openings and ink ejection failure due to air bubbles entering the ink flow path.
[0006]
The process of forcibly sucking and discharging ink to eliminate clogging of the recording head and the incorporation of air bubbles into the ink flow path is usually called a cleaning operation, and is used when printing is resumed after a long pause of the device. This is executed when the user operates the cleaning switch in order to eliminate the deterioration of the quality of the recorded image. After the ink droplets are ejected by negative pressure, the head is cleaned by a cleaning member made of an elastic plate such as rubber. This is a process involving a wiping operation on the surface.
[0007]
On the other hand, in this type of printing apparatus for consumer use, each of the ink cartridges enclosing the black ink and the color ink is configured to be detachably mountable from above on a carriage on which a printing head is mounted, Each cartridge is configured so that ink is supplied to the recording head via a hollow ink supply needle (hereinafter also referred to as a hollow needle) mounted upward on the carriage.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the recording apparatus as described above, the flow path of the ink in the recording head is configured to be very fine, and therefore, the ink supplied from the ink cartridge to the recording head does not contain foreign matter such as dust. It is required to be in a clean state without contamination. That is, in the case where foreign matter such as dust is mixed in, there is a problem that the foreign matter is clogged in the ink supply port and the nozzle opening portion which are particularly narrow in the ink flow path of the recording head, and this causes a problem. Ink ejection cannot be performed, and in many cases, the function of the print head cannot be restored.
[0009]
Therefore, generally, a filter member for removing foreign matter is disposed upstream of the recording head in the ink flow path, for example, between the hollow needle and a head case supporting the hollow needle, and the filter member removes foreign matter toward the recording head. We try to prevent intrusion.
[0010]
On the other hand, in recent years, in order to realize a higher printing speed, the number of nozzles for ejecting ink has been increased, and electric signals applied to an actuator for ejecting ink have been increasingly higher in frequency. For this reason, the consumption amount of ink per unit time is also rapidly increasing.
[0011]
Accordingly, the amount of ink passing through the filter member naturally increases, and it is necessary to increase the area of the filter member in order to suppress the dynamic pressure (pressure loss) of the filter member. For this purpose, the ink flow paths in which the filter members are arranged are each configured to form a vertically tapered space with the filter member interposed therebetween. For this reason, there is a problem that air bubbles always stay in the tapered space on the upper side of the filter member.
[0012]
FIG. 9A shows this situation, and reference numeral 21 denotes a hollow needle for mounting an ink cartridge on the upper part thereof and leading out the ink stored in the ink cartridge. The upper end of the hollow needle 21 is sharpened, and a plurality of ink lead-out holes 21a are opened in a part thereof, so that ink can be drawn out from the ink cartridge through the ink lead-out hole 21a. . The proximal end of the hollow needle 21 has a divergent shape, and a tapered space 21b is formed therein.
[0013]
On the other hand, the head case 71 of the recording head to which the base end of the hollow needle 21 is attached is also formed with a tapered space 71a, and the base end of the hollow needle 21 sandwiching these spaces, The filter member 22 is arranged between the case 71. The filter member 22 is configured to prevent foreign matter such as dust mixed in the ink from passing therethrough.
[0014]
As can be understood from the configuration shown in FIG. 9, in a state where the ink flow path formed in the hollow needle 21 and the filter member 22 are arranged in the direction of gravity, in particular, in the upper part of the filter member 22. A phenomenon occurs in which bubbles A remain in the tapered space 21b formed in the hollow needle 21.
[0015]
Although the structure is optimized in order to reduce the residual bubbles A, an increase in the area of the filter member for suppressing the dynamic pressure of the filter member is incompatible with the problem with the residual bubbles. And it is impossible to remove the residual air bubbles A fundamentally.
[0016]
Therefore, for example, when a suction pump for suctioning the nozzle forming surface of the recording head to a negative pressure is driven at a high speed to increase the flow rate of the ink, as shown in FIG. A phenomenon occurs in which the remaining air bubbles A are pushed to a specific location and ink flows in other portions, and it is difficult to discharge the remaining air bubbles A after all.
[0017]
On the other hand, as described above, printing is performed in a state where the bubble A remains, and when the printing state is full duty (so-called full solid printing in which ink is ejected from all nozzle openings at the same time), the filter member 22 is used. Air bubbles A remaining on the upstream side of the filter member slowly move near the filter member 22 with the flow of the ink as shown in FIG. And a balanced state is achieved.
[0018]
In particular, when full solid printing is continued in the state shown in FIG. 9C, a part of the bubble A slightly passes through the filter member 22 to reach the ink flow path in the recording head, and this bubble A Grows in the ink flow path in the print head and exerts a so-called cushion effect, which causes a problem that the ink cannot be ejected from the print head.
[0019]
Further, there is a problem that the residual air bubbles A on the upstream side of the filter member 22 gradually grow with the lapse of the pause of the recording apparatus, and in such a state, the recovery operation of the ink discharge function of the recording head, When a so-called cleaning operation is performed, the location of the residual bubble A changes, and sometimes a situation occurs in which the residual bubble A enters the ink flow path in the recording head. In such a case, the slight cleaning operation as described above results in damage to the recording head.
[0020]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and includes a step of filling a recording head and an ink flow path leading to the recording head with a filling liquid when shipping the recording apparatus. A control sequence for discharging air bubbles from the ink jet recording apparatus, wherein the ink supply unit for the recording head is sealed by a sealing member in a state where the air bubbles are discharged, so that the filling state of the filling liquid is maintained. It is intended to provide a device. Thus, at the time of initial filling with the ink cartridge loaded in actual use, it is possible to replace the filling liquid with the printing ink in a state where there is no residual air bubble in the ink flow path or in a state where the amount of the residual air bubble is very small. It is an object of the present invention to provide a recording apparatus which makes it possible to improve the reliability of printing.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an ink jet recording apparatus according to the present invention includes an ink jet recording head that is mounted on a carriage that moves in the width direction of recording paper and that ejects ink droplets from nozzle openings. An ink jet recording apparatus, wherein the recording head and an ink flow path leading to the recording head are filled with a filling liquid while air bubbles are eliminated, and a sealing member that seals an ink supply unit for the recording head, It is configured to keep the filling state of the filling liquid.
[0022]
In this case, the ink supply unit for the recording head is a hollow ink supply needle joined to an ink cartridge, and the sealing member preferably extends along the outer periphery of the cylindrical body from the distal end of the hollow ink supply needle. A bottomed tubular body formed of a flexible material to be sealed by sealing is used.
[0023]
In the case where the opening position of the ink lead-out hole formed in the hollow ink supply needle is formed in the outer peripheral portion of the cylinder of the ink supply needle, the sealing member has a tubular shape open at both ends. Flexible member can be adopted. Further, as the sealing member, a liquid substance having a high viscosity and a low volatility, which is adhered from the distal end portion of the hollow ink supply needle along the outer periphery of the cylindrical body, may be employed. In this case, it is desirable that the liquid substance forming the sealing member is a composition that can be dissolved in the printing ink used in the recording apparatus.
[0024]
In addition, as the sealing member, a sealed container having an opening that can be joined to a hollow ink supply needle can be used. In this case, a degassed filling liquid is stored in the container. Is desirable. In any of the above cases, the recording head and the filling liquid filled in the ink flow path leading to the recording head preferably have a low volatility composed mainly of an ink composition containing no dye. Delivery liquid is used.
[0025]
According to the ink jet recording apparatus configured as described above, the ink supply unit for the recording head, for example, the sealing member that seals the hollow ink supply needle is filled in a state where air bubbles in the ink flow path are eliminated. Since it functions to hold the filling liquid, at the time of initial filling when the ink cartridge is loaded, the ink for printing is removed from the filling liquid in a state where there are no residual bubbles in the ink flow path or a state where the amount of the residual bubbles is extremely small. Can be replaced, and the printing reliability of the recording device can be improved.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an ink jet recording apparatus according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a recording apparatus main body to which the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carriage, which is guided by a guide member 4 via a timing belt 3 driven by a carriage motor 2 and reciprocates in the axial direction of a platen 5.
[0027]
An ink jet recording head 7 is mounted on the side of the carriage 1 facing the recording paper 6, and a black ink cartridge 8 for supplying ink to the recording head 7 and a color ink cartridge 9 are detachably mounted above the recording head 7. Loaded as possible.
[0028]
In the drawing, reference numeral 10 denotes capping means disposed in a non-printing area (home position), which is configured to seal the nozzle forming surface of the recording head 7 when the recording head 7 moves directly above. I have. Below the capping unit 10, a suction pump 11 is provided as a negative pressure generating unit for applying a negative pressure to the internal space of the capping unit 10.
[0029]
The capping means 10 functions as a lid for preventing the nozzle opening of the recording head 7 from drying during the suspension period of the recording apparatus, and also applies a drive signal unrelated to printing to the recording head to discharge ink droplets idly. It functions as an ink receiver at the time of a flushing operation to be performed, and also has a function as a means for sucking ink by applying a negative pressure from the suction pump 11 to the recording head 7. A wiping member 12 made of an elastic plate such as rubber is disposed near the capping unit 10, and wipes the nozzle forming surface of the recording head 7 when the carriage 1 reciprocates toward the capping unit 10. The wiping operation is performed.
[0030]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which an ink cartridge is mounted above a recording head mounted on a carriage. A nozzle plate 7a as a nozzle forming surface of the recording head 7 is arranged on a lower surface of a head case 71 of the recording head 7, and a plurality of nozzle openings 7b are formed in the nozzle plate 7a. An actuator 7c composed of a piezoelectric vibrator is arranged corresponding to the nozzle opening 7b. An ink communication flow path 7d is formed in the head case 71 from the nozzle opening 7b and the actuator 7c to the upper part.
[0031]
On the upper surface of the head case 71, four hollow needles 21 as ink supply units are arranged in an upright state, and each of the ink communication flow paths 7d formed in the head case 71 is provided with a corresponding one of the hollow needles. The ink passage 21 communicates with the ink passage. Note that the peripheral configuration in which the four hollow needles 21 and the filter member 22 are arranged is the same, and this is as described above with reference to FIG. 9. Detailed description is omitted.
[0032]
The ink supply needle 21 at the left end in FIG. 2 is for supplying black ink, and is configured so that the black ink cartridge 8 can be loaded from above in the direction of arrow B toward the ink supply needle 21. I have.
[0033]
The upper part of the black ink cartridge 8 is formed in an ink storage chamber 8a. The ink storage chamber 8a contains a porous member 8b, and the porous member 8b is impregnated with black ink. Ink is stored. An opening 8c is formed in the lower portion of the ink storage chamber 8a, and a rubber sealing member 8d is fitted in the opening 8c. A film member 8e is attached to the lower end of the opening 8c, and is sealed so that the ink solvent inside does not volatilize during storage of the cartridge.
[0034]
When the cartridge 8 is pushed in the direction of arrow B as shown in FIG. 2, the ink supply needle 21 penetrates the film member 8e, and the rubber seal member 8d mounted on the cartridge 8 moves the ink supply needle The cartridge 8 is connected to the periphery of the cartridge 21 so as to be loaded. Then, ink is supplied from the ink cartridge 8 to the recording head side through an ink lead-out hole 21a formed at the tip of the ink supply needle 21.
[0035]
On the other hand, the color ink cartridge 9 is formed with ink storage chambers for individually storing the yellow, cyan, and magenta color inks as shown in FIG. 2, and these are integrally formed. This is the same as the above-described black ink cartridge 8, and therefore, detailed description of each configuration is omitted.
[0036]
Also in the color ink cartridge 9, when the color ink cartridge 9 is pushed in the direction of arrow C shown in FIG. 2, the remaining three ink supply needles 21 established on the head case 71 of the recording head are set in the loaded state. Is supplied to the recording head side.
[0037]
Next, FIG. 3 shows a connection jig used when filling the recording head and an ink flow path leading to the recording head with a filling liquid at the time of shipping of the recording apparatus, and capping for sealing the nozzle plate of the recording head. It shows the peripheral configuration including the means. The configuration of the head case 71 of the recording head is the same as that described with reference to FIG. 2, and therefore, the same portions are denoted by the same reference characters, and detailed description thereof will be omitted.
[0038]
The connection jig 31 is fitted to each of the four ink supply needles 21 disposed on the upper part of the head case 71, and fills the recording head 7 and the ink flow path leading to the recording head with a filling liquid, preferably a dye. It is configured to be able to fill the product liquid not containing. That is, openings 31a are formed at positions corresponding to the four ink supply needles 21 on the lower surface of the connection jig 31, and a rubber seal member 31b is fitted into the openings 31a. .
[0039]
This configuration is substantially the same as that of the above-described ink cartridge. By pressing the integrally formed connection jig 31 from above the head case 71, the four inks arranged above the head case 71 are formed. The rubber sealing members 31b are respectively joined to the supply needles 21 so that the jig 31 can be attached to the head case 71.
[0040]
A communication hole 31c communicating with each opening 31a is formed in the connection jig 31, and one end of the filling liquid supply tube 32 is connected to an upper portion of each communication hole 31c. The filling liquid supply tubes 32 are integrated into one by an integration path 33 and connected to a filling liquid supply tank 35 via a supply tube 34. As described later, when the recording apparatus is shipped, the inside of the tank 35 The recording liquid is stored in the recording head through the supply tube 34 and the respective filling liquid supply tubes 32. An openable and closable valve unit 37 that can stop the flow of the filling liquid is disposed at a part of the supply tube 34, that is, at an intermediate portion of the supply tube 34.
[0041]
On the other hand, the capping means 10 includes a rectangular cap case 10a having an open upper surface, and a cap member 10b made of a flexible substance such as a rubber material stored in the cap case 10a. The upper edge is formed so as to slightly protrude from the cap case 10a. An ink absorbing material 10c formed of a porous material is accommodated in the inner bottom of the cap member 10b.
[0042]
In addition, a suction port 10d and an air opening port 10e are formed in the lower bottom portion of the cap case 10a so as to penetrate the cap case 10a and the cap member 10b, respectively. A suction pump 11 is connected to a suction port 10d of the cap case 10a via a tube T1, and a discharge side of the suction pump 11 is connected to a waste ink tank 13. Further, an atmosphere opening valve 14 is connected to the atmosphere opening port 10e of the cap case 10a via a tube T2.
[0043]
FIG. 4 shows an example of a control circuit mounted on the recording apparatus having the above-described configuration. In FIG. 4, the recording head 7, the capping means 10, the suction pump 11, the waste ink tank 13, the atmosphere release valve 14, and the valve unit 37, which have already been described, are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
[0044]
In FIG. 4, reference numeral 40 denotes a print control unit, which generates bitmap data based on print data from a host computer of the printing apparatus, generates a drive signal by a head drive unit 41 based on the data, and performs printing. The ink is ejected from the head 7. The head drive unit 41 receives a flushing command signal from the flushing control unit 42 and outputs a drive signal for a flushing operation to the recording head 7 in addition to the drive signal based on the print data. Is also configured to be able to perform idle discharge.
[0045]
Reference numeral 43 denotes a cleaning control unit. The pump driving unit 44 operates according to a command from the cleaning control unit 43, and the suction pump 11 as a negative pressure generating unit is driven and controlled.
[0046]
The cleaning control unit 43 is configured to be supplied with a command signal from the print control unit 40, the cleaning command detection unit (CL command detection unit) 45, and the sequence control unit 47. A command switch 46 is connected to the cleaning command detecting means 45. When the user pushes the switch 46, the command detecting means 45 is operated to execute a manual cleaning operation. Have been.
[0047]
On the other hand, the sequence control means 47 is configured to be able to send control signals to the valve opening / closing means 48 and the backflow pump driving means 49 arranged outside the recording apparatus. The valve opening / closing means 48 and the backflow pump driving means 49 are used together with the connection jig 31 shown in FIG. 3, and are driven at the time of product liquid filling at the time of product shipment.
[0048]
The valve opening / closing means 48 receives a command from the sequence control means 47, and sends a valve opening and closing command signal to the valve unit 37. In response to a command from the control means 47, a drive signal for a backflow pump unit to be described later is transmitted.
[0049]
In the above configuration, an operation of filling the recording head with the filling liquid and an operation of discharging the air bubbles performed at the time of shipping the recording apparatus will be described. In performing the filling operation of the filling liquid into the recording head, first, as shown in FIG. 3, an operation of fitting the connecting jig 31 to each hollow needle 21 arranged on the upper surface of the head case 71 is performed. You. Then, a command is input to the sequence control circuit 47 shown in FIG. 4 via the host computer of the recording apparatus. Here, the sequence control circuit 47 sends a command to the valve opening / closing means 48, whereby the valve unit 37 is opened. It is said.
[0050]
Then, the recording head 7 mounted on the carriage is moved to the home position, and a part of the carriage is engaged with a part of the capping means 10 accordingly, whereby the capping means 10 is raised to the recording head 7 side. As shown in FIG. 3, the cap member 10b of the capping means 10 seals the nozzle plate 7a of the recording head 7. At the same time, the atmosphere opening valve 14 connected to the atmosphere opening port 10e of the capping means 10 is also closed.
[0051]
Subsequently, the sequence control circuit 47 sends a command to the cleaning control unit 43, and the cleaning control unit 43 controls the pump driving unit 44 to drive the suction pump 11 accordingly. Accordingly, a negative pressure is applied to the internal space of the cap member 10b by the driving of the suction pump 11, and the filling liquid (delivery liquid) 36 stored in the filling liquid supply tank 35 is supplied to the supply tube 34, the integration path 33 and The recording head is sucked through the filling liquid supply tube 32 into the recording head and an ink flow path leading to the recording head, whereby the filling liquid is filled. Although the filling liquid is filled in this manner, in most cases, as shown in FIG. 9A, air bubbles A remain particularly in the space on the upstream side of the filter member 22.
[0052]
In this state, the sequence control circuit 47 sends a command to the valve opening / closing means 48, whereby the valve opening / closing means 48 closes the valve unit 37. When the valve unit 37 is closed in this way, the internal space of the cap member 10b constituting the capping unit 10 and the suction path of the tube T1 reaching the suction pump 11 are contracted by the driving of the suction pump 11. And negative pressure is accumulated more and more.
[0053]
In this state, the sequence control circuit 47 sends a command to the valve opening / closing means 48, whereby the valve opening / closing means 48 opens the valve unit 37. By opening the valve unit 37, the filling liquid filled in the recording head and the ink flow path leading to the recording head flows into the cap member 10b at a high speed. The flow speed at this time is much higher than the speed at which ink is sucked by the suction pump 11 in a so-called head cleaning operation. Therefore, the flow of the filling liquid at a high speed causes a space especially on the upstream side of the filter member 22. The air bubbles A remaining in 21b are discharged to the cap member 10b side.
[0054]
FIG. 5 schematically shows this state. The bubbles A adhere to the upper surface of the filter member 22 as shown in FIG. 5A due to the high-speed flow of the filling liquid toward the cap member 10b. As shown in FIG. 5B, the ink passes through the filter member 22, enters the ink flow path, passes through the recording head, and is discharged toward the cap member 10b. In this case, the minute bubbles remaining in the ink flow path formed in the recording head are also discharged at the same time. As a result, all or most of the bubbles in the recording head and the ink flow path leading to the recording head are discharged and filled with the filling liquid.
[0055]
On the other hand, FIG. 6 shows another embodiment of the connection jig used when filling the recording head and the ink flow path leading to the recording head with a filling liquid at the time of shipping the recording apparatus. The basic configuration of the device shown in FIG. 6 is substantially the same as that of FIG. 3, and therefore, the same portions are denoted by the same reference characters and detailed description thereof will not be repeated.
[0056]
The example shown in FIG. 6 includes a pump unit (hereinafter also referred to as a backflow pump) 61 for generating a backflow to the filling liquid supply tube. The backflow pump 61 is configured to be driven and controlled by the backflow pump driving means 49 shown in FIG.
[0057]
An operation of filling the recording head with the filling liquid and an operation of discharging bubbles performed at the time of shipping the recording apparatus having this configuration will be described. That is, as described with reference to FIG. 3 and FIG. 4, a command is input to the sequence control circuit 47 shown in FIG. 4 via the host computer of the printing apparatus for the filling operation of the printing head with the filling liquid. The sequence control circuit 47 sends a command to the valve opening / closing means 48, whereby the valve opening / closing means 48 is opened.
[0058]
Then, the capping unit 10 moves to the recording head 7 side, and the cap member 10b of the capping unit 10 seals the nozzle plate 7a of the recording head 7. At the same time, the atmosphere opening valve 14 connected to the atmosphere opening port 10e of the capping means 10 is also closed.
[0059]
Subsequently, the sequence control circuit 47 sends a command to the cleaning control unit 43, and the cleaning control unit 43 controls the pump driving unit 44 to drive the suction pump 11 accordingly. Accordingly, a negative pressure is applied to the internal space of the cap member 10b by the driving of the suction pump 11, and the filling liquid 36 stored in the filling liquid supply tank 35 is supplied to the supply tube 34, the integration path 33, and each of the filling liquid supply tubes 32. Is sucked into the recording head and an ink flow path leading to the recording head through the nozzle, whereby the filling liquid is filled.
[0060]
In this state, the atmosphere opening valve 14 is opened, and the sequence control circuit 47 sends a command to the valve opening / closing means 48, whereby the valve opening / closing means 48 closes the valve unit 37. At the same time, the sequence control circuit 47 sends a command to the backflow pump driving means 49, whereby the backflow pump 61 is driven. Therefore, it acts so as to suck up the filling liquid from the recording head side through the filling liquid supply tube 34, the integration path 33, and each filling liquid supply tube 32. At this time, air bubbles existing in the recording head and the ink flow path leading to the recording head move together with the filled liquid and are discharged in the direction of arrow D.
[0061]
FIG. 7 schematically shows this state. In particular, when the ink flow path formed in the hollow needle 21 and the filter member 22 are arranged in the direction of gravity, the filter member The bubbles A remaining on the upstream side of the nozzle 22 move to the upper end in the hollow needle 21 due to the backflow of the filling liquid, and are discharged through the ink outlet hole 21a.
[0062]
FIG. 8 shows a state in which each of the hollow needles 21 as the ink supply unit is sealed after performing the filling liquid filling process and the bubble discharging process using the connecting jig shown in FIG. 3 or FIG. The state which kept the state is shown. That is, the recording device is shipped in each mode shown in FIG.
[0063]
First, FIG. 8 (a) uses a bottomed tubular sealing member 51 that seals the distal end of the hollow needle 21 along the outer periphery of the tubular body. The sealing member 51 is formed of a flexible material, and is fitted to the outer periphery of the hollow needle 21 so that the sealed state can be maintained.
[0064]
FIG. 8B shows an example applied to a case where the opening position of the ink outlet hole 21a formed in the hollow needle 21 is formed on the outer peripheral portion of the cylindrical body of the hollow needle 21. In this case, FIG. , A tubular flexible sealing member 52 having both ends opened is used. The tubular member 52 is fitted along the outer periphery of the cylindrical body of the hollow needle 21 and the ink formed on the outer peripheral portion of the cylindrical body. The outlet hole 21a is configured to be sealed.
[0065]
FIG. 8C shows an example in which a liquid material having a high viscosity and a low volatility is applied from the distal end of the hollow needle 21 along the outer periphery of the cylindrical body, thereby forming the sealing member 53. . In this case, by using a composition dissolvable in the printing ink used in the recording apparatus, for example, glycerin, as the liquid substance, the sealing member is dissolved in the ink with the mounting of the ink cartridge when the apparatus is used. Acts to automatically stop the function as.
[0066]
For example, as shown in FIG. 2, a cartridge (sealed container) having the same form as the ink cartridge is prepared, a deaerated filling liquid (delivery liquid) is sealed in the cartridge, and fitted to each hollow needle 21. The sealing member can also be configured by setting the state. In this case, since the filling liquid in the cartridge has been degassed, it is possible to prevent air bubbles from entering from the outside and to dissolve even small bubbles existing in the hollow needle 21 in the filling liquid. The unique effect that it can be eliminated can be obtained.
[0067]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, the recording head and the ink flow path leading to the recording head are filled with the filling liquid in a state where bubbles are eliminated, and the ink supply to the recording head is performed. Since the filling state of the filling liquid is maintained by the sealing member that seals the portion, at the time of initial filling when the ink cartridge is loaded, a state in which no residual bubbles exist in the ink flow path, Can be changed from the filling liquid to the printing ink in a state where the amount of the ink is very small. Therefore, it is possible to eliminate the problem of poor printing due to bubbles existing in the ink flow path when using the printing apparatus, and to improve the printing reliability of the printing apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a main body of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state where an ink cartridge is mounted on a recording head mounted on the recording apparatus illustrated in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a connection jig for filling a filling liquid into an ink flow path of a recording head and a peripheral configuration thereof when the recording apparatus is shipped.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a control circuit provided in the recording apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a bubble discharging state performed by the configuration shown in FIG. 3;
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of a connection jig for filling a filling liquid into an ink flow path of a recording head and a peripheral configuration thereof when the recording apparatus is shipped.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a bubble discharging state performed by the configuration shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a sealed state of a hollow needle portion subjected to a bubble discharging process.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a relationship between a suction state of ink and a residual bubble.
[Explanation of symbols]
1 carriage
6 Recording paper
7 Ink jet recording head
8 Black ink cartridge
9 Ink cartridge for color
10 Capping means
11 Suction pump (negative pressure generating means)
14 Atmospheric release valve
21 Ink supply needle (ink supply section)
22 Filter member
31 Connection jig
31b Seal member 31b
32 Filling liquid supply tube
35 Filling liquid supply tank
36 Filling liquid
37 Valve unit
51 Bottomed cylindrical sealing member
52 tubular sealing member
53 Viscous liquid sealing member
71 Head Case
A residual air bubbles

Claims (2)

記録用紙の幅方向に移動するキャリッジ上に装填され、ノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備したインクジェット式記録装置であって、
前記記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路に気泡を排除した状態で充填液を充填し、前記記録ヘッドに対するインク供給部を封止する封止部材により、前記充填液の充填状態を保持させるようにし、
前記記録ヘッドに対するインク供給部が、インクカートリッジに接合される中空状のインク供給針であり、
前記封止部材が、中空状のインク供給針の先端部から筒体外周に沿って粘着された、粘度が高く揮発性の低い液体状物質であり、
前記封止部材を構成する液体状物質が、記録装置に用いられる印字用インクに溶解可能な組成物であるインクジェット式記録装置。
An ink jet recording apparatus equipped with an ink jet recording head that is mounted on a carriage that moves in the width direction of a recording sheet and ejects ink droplets from nozzle openings,
The recording head and an ink flow path leading to the recording head are filled with a filling liquid while air bubbles are eliminated, and the filling state of the filling liquid is maintained by a sealing member that seals an ink supply unit for the recording head. So that
An ink supply unit for the recording head is a hollow ink supply needle joined to an ink cartridge,
The sealing member is a liquid substance having a high viscosity and a low volatility, which is adhered along the outer periphery of the cylindrical body from the tip of the hollow ink supply needle,
The liquid material forming the sealing member, the recording apparatus dissolvable composition der Louis ink jet recording apparatus in printing ink used for.
前記記録ヘッドと該記録ヘッドに至るインク流路に充填される充填液が、染料を含まない送品液である請求項1に記載のインクジェット式記録装置。2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a filling liquid filled in the recording head and an ink flow path leading to the recording head is a dye-free delivery liquid. 3.
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