JP3925547B2 - Inkjet printer - Google Patents

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Description

本発明は、多数のノズルを配列して、それぞれのノズルからインク滴を吐出させて記録媒体に対する印刷を行うインクジェットプリンタの技術分野に属するものである。   The present invention belongs to the technical field of an inkjet printer in which a large number of nozzles are arranged and ink droplets are ejected from the nozzles to perform printing on a recording medium.

インクジェットプリンタにおいては、インクジェットヘッドのノズルの目詰まりや吐出不良が信頼性上の大きな課題となっている。ノズルやインクタンクから圧力室内に気泡が混入することにより、インクを適切に加圧できず吐出が不安定になったり、インクの乾燥等により生じた固形物により、インクの流れが妨げられたりするなど種々の弊害が生じて、インクジェットプリンタの性能の劣化を引き起こすことになる。よって、インクジェットヘッド内部への気泡や固形物の混入に対する何らかの対策を施す必要がある。   In an ink jet printer, clogging of nozzles of an ink jet head and ejection failure are major issues in reliability. When air bubbles are mixed into the pressure chamber from the nozzle or ink tank, the ink cannot be pressurized properly and ejection becomes unstable, or the ink flow is hindered by solid matter generated by drying the ink, etc. Various adverse effects such as this cause deterioration of the performance of the ink jet printer. Therefore, it is necessary to take some measures against the mixing of bubbles and solid matter inside the inkjet head.

このような問題に対し、いわゆるパージ動作を行って対策する方法が知られている。すなわち、インクタンクからインクを供給して、インク流路とノズルにインクを循環させ、混入した気泡や固形物を強制的にノズル外部に排出するものである。これにより、ノズルの目詰まりや吐出不良が防止され、インク滴の吐出を安定に行うことが可能となる。   A method for solving such a problem by performing a so-called purge operation is known. That is, ink is supplied from the ink tank, the ink is circulated through the ink flow path and the nozzle, and the mixed bubbles and solid matter are forcibly discharged to the outside of the nozzle. As a result, nozzle clogging and ejection failure can be prevented, and ink droplets can be ejected stably.

前述のパージ動作を行う場合、ノズル外部に排出させるために、大量のインクを使用する必要があり、いったん排出されたインクは再利用できず無駄になってしまうため、経済性の面では問題がある。また、排出されたインクが記録用紙やその周辺部を汚してしまうことも懸念される。従って、できるだけ無駄なく最小限のインク量で、パージ動作を行うことが望ましい。   When performing the above-described purging operation, it is necessary to use a large amount of ink in order to discharge the ink to the outside of the nozzle, and since the discharged ink cannot be reused and is wasted, there is a problem in terms of economy. is there. There is also a concern that the discharged ink may contaminate the recording paper and its surroundings. Therefore, it is desirable to perform the purge operation with the minimum amount of ink without waste as much as possible.

そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、良好な状態のインクを用いてパージ動作を行うことが可能なインクジェットプリンタを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ink jet printer capable of performing a purge operation using ink in a good state.

上記課題を解決するために、請求項1にインクジェットプリンタは、インク供給口とインク排出口に連通する共通のマニホールドから複数のノズルにそれぞれ圧力室を介してインクを分配供給するヘッドユニットを複数個備えるインクジェットプリンタであって、前記各ヘッドユニットに供給するインクを蓄えるインクタンクと、前記インクタンクに連結され、前記各ヘッドユニットに供給されるインクが循環する流路となる循環往路と、前記各ヘッドユニットから排出されるインクが循環する流路となる循環復路と、前記循環往路と前記循環復路を直接連通するインク流路と、前記インク流路を開閉制御する連通用バルブと、前記循環往路と前記各ヘッドユニットのインク供給口の間を連通する複数の供給路と、前記各ヘッドユニットのインク排出口と前記循環復路の間を連通する複数の排出路と、前記インクタンクに蓄えられたインクを前記循環往路に給送すると共に、前記各ヘッドユニットを経由して前記循環復路から前記インクタンクにインクを回収して、インクを循環させるインク循環機構とを備え、前記供給路の前記循環往路側の連結点から前記排出路の前記循環復路側の連結点に至る流路におけるインクに対する流路抵抗を、前記ヘッドユニットが前記インクタンクと近接して配置される場合は大きくし、遠方に配置される場合は小さくすることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an ink jet printer according to claim 1 includes a plurality of head units that distribute and supply ink to a plurality of nozzles from a common manifold communicating with an ink supply port and an ink discharge port, respectively, via pressure chambers. An ink tank that stores ink to be supplied to each head unit, a circulation forward path that is connected to the ink tank and serves as a flow path for circulating ink supplied to each head unit, and A circulation return path serving as a flow path through which ink discharged from the head unit circulates; an ink flow path that directly communicates the circulation forward path and the circulation return path; a communication valve that controls opening and closing of the ink flow path; and the circulation forward path And a plurality of supply paths communicating between the ink supply ports of the head units and the ink supply ports of the head units. A plurality of discharge paths communicating between the discharge outlet and the circulation return path, and the ink stored in the ink tank is fed to the circulation forward path, and the ink is discharged from the circulation return path via the head units. An ink circulation mechanism that collects ink in the tank and circulates the ink, and the flow of ink to the flow path from the connection point on the circulation forward path side of the supply path to the connection point on the circulation return path side of the discharge path the road resistance, the larger if the head unit is arranged close to the ink tank, when disposed distant characterized to Rukoto small.

この発明によれば、パージ動作を行う場合に、インクタンクに蓄えられたインクは、インク循環機構により循環往路に給送され、複数の供給路を通って各ヘッドユニットに到達する。そして、それぞれのヘッドユニットの共通のマニホールドから圧力室を介して複数のノズルにインクが分配供給され、気泡や固形物をインクと共に外部に排出する。その後、残りのインクは複数の排出路を通って循環復路に流れ込み、最終的にはインク循環機構によりインクタンクに回収される。   According to the present invention, when the purge operation is performed, the ink stored in the ink tank is fed to the circulation forward path by the ink circulation mechanism and reaches each head unit through the plurality of supply paths. Then, the ink is distributed and supplied from the common manifold of each head unit to the plurality of nozzles via the pressure chamber, and the bubbles and solid matter are discharged to the outside together with the ink. Thereafter, the remaining ink flows into the circulation return path through the plurality of discharge paths, and is finally collected in the ink tank by the ink circulation mechanism.

従って、前述のようにインクが循環することにより、それぞれのヘッドユニットにインクを供給する際に、流路抵抗の違いの影響を受けにくく、均一なインク量でパージが行われることになる。特に、各ヘッドユニットには並列にインクが流れ込むため、流路抵抗が大きいマニホールド等を何回も通りパージの際のインク圧力を低下させる事態を避けられる。これにより、インクを無駄に消費することなく、多数のノズルに対する適切なパージ動作が実行される。   Therefore, when ink is circulated as described above, when ink is supplied to each head unit, it is hardly affected by the difference in flow path resistance, and purge is performed with a uniform ink amount. In particular, since ink flows into each head unit in parallel, it is possible to avoid a situation in which the ink pressure during purging is lowered many times through a manifold having a large flow path resistance. As a result, an appropriate purge operation for a large number of nozzles is performed without wasting ink.

また、この発明によれば、連通用バルブを閉じると、前述のようにインクが循環してパージ動作が行われるが、連通用バルブを開くと、インクは循環往路から直接循環復路に抜けて流れるようになる。   According to the present invention, when the communication valve is closed, the ink is circulated and the purge operation is performed as described above. However, when the communication valve is opened, the ink flows directly from the circulation forward path to the circulation return path. It becomes like this.

従って、循環往路や循環復路に存在する気泡や不要物は、インク流路のサイズが小さい各ヘッドユニットとは異なるルートを経由して流してしまうことができ、より状態の良好なインクを用いてパージ動作を行うことができる。
さらに、この発明によれば、パージ動作を行う場合に、インクタンクから給送されたインクが循環往路からインクタンクに近接配置されたヘッドユニットに流れ込むときは、大きな流路抵抗で循環復路側に到達し、インクタンクの遠方に配置されたヘッドユニットに流れ込むときは、小さな流路抵抗で循環復路側に到達する。
従って、パージ動作に伴うインクの循環において、各ヘッドユニットの配置と構造で定まる流路抵抗のばらつきを、減少させるようにインク流路の流路抵抗を調整するので、各ヘッドユニットで用いるインク量が均一化され、パージ時のインクの無駄な消費を避けることができる。
Therefore, bubbles and unnecessary objects existing in the circulation forward path and circulation return path can flow via a route different from each head unit having a small ink flow path size, and use ink having a better state. A purge operation can be performed.
Further, according to the present invention, when the purge operation is performed, when the ink fed from the ink tank flows from the circulation forward path to the head unit disposed in the vicinity of the ink tank, the flow return resistance side has a large flow path resistance. When it reaches and flows into the head unit disposed far from the ink tank, it reaches the circulation return path side with a small flow path resistance.
Accordingly, in the ink circulation accompanying the purge operation, the flow resistance of the ink flow path is adjusted so as to reduce the variation in flow path resistance determined by the arrangement and structure of each head unit. Is made uniform, and wasteful consumption of ink during purging can be avoided.

請求項2に記載のインクジェットプリンタは、請求項1に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記インク循環機構は、前記循環復路から回収されたインクを蓄え、前記インクタンクに連通されるサブタンクと、前記インクタンクと前記サブタンクとの間のインク流路を開閉制御する第1のバルブと、前記サブタンクと前記循環復路との間のインク流路を開閉制御する第2のバルブと、前記インクタンクに蓄えられたインクを加圧して前記循環往路に圧送する加圧手段とを含むことを特徴とする。   2. The ink jet printer according to claim 2, wherein the ink circulation mechanism stores ink collected from the circulation return path, and a sub tank communicated with the ink tank, and the ink tank. Stored in the ink tank, a first valve that controls opening and closing of the ink flow path between the sub tank and the sub tank, a second valve that controls opening and closing of the ink flow path between the sub tank and the circulation return path, and And pressurizing means for pressurizing and feeding the ink to the circulation outward path.

この発明によれば、パージ動作を行う場合に、第1のバルブを閉じて、第2のバルブを開いておき、インクタンク内のインクを加圧手段により加圧すると、インクが循環往路に圧送されて、各ヘッドユニットを経由してサブタンクに回収される。そして、第2のバルブを閉じて、第1のバルブを開くと、サブタンクのインクがインクタンクに回収される。   According to the present invention, when performing the purge operation, when the first valve is closed and the second valve is opened and the ink in the ink tank is pressurized by the pressurizing means, the ink is pumped to the circulation forward path. Then, it is collected in the sub tank via each head unit. When the second valve is closed and the first valve is opened, the ink in the sub tank is collected in the ink tank.

従って、インクは各ヘッドユニットに円滑に供給されると共に、いったんサブタンクに蓄えるため、インクの供給と回収を効率的に行いつつ、前述したパージ動作が実行される。   Accordingly, since the ink is smoothly supplied to each head unit and is once stored in the sub tank, the above-described purge operation is executed while efficiently supplying and collecting the ink.

請求項3に記載のインクジェットプリンタは、請求項2に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記第1のバルブと前記連通用バルブを閉じ、前記第2のバルブを開いた状態で、前記加圧手段によりインクを圧送して前記インクタンクから前記サブタンクにインクを循環させる第1の工程と、前記第1のバルブを閉じ、前記第2のバルブと前記連通用バルブを開いた状態で、前記加圧手段によりインクを圧送して前記インクタンクから前記サブタンクにインクを循環させる第2の工程と、前記第1のバルブを開き、前記第2のバルブを閉じた状態で、前記サブタンクから前記インクタンクにインクを回収する第3の工程とを含むパージ動作を実行することを特徴とする。   An ink jet printer according to a third aspect of the invention is the ink jet printer according to the second aspect, wherein the first valve and the communication valve are closed and the second valve is opened, and the pressurizing means opens the ink. The first step of circulating the ink from the ink tank to the sub-tank, the first valve closed, the second valve and the communication valve opened, and the pressurizing means A second step of circulating ink from the ink tank to the sub-tank by pumping ink; and opening the first valve and closing the second valve, and supplying ink from the sub-tank to the ink tank. A purge operation including a third step of collecting is performed.

この発明によれば、インクジェットプリンタにおけるパージ動作の実行が開始されると、インクを循環させるための加圧手段による圧送が行われる。このとき、第1のバルブと連通用バルブを閉じ、第2のバルブを開いて行うと工程と、第1のバルブを閉じ、第2のバルブと連通用バルブを開いて行う工程の2種の制御が適宜に行われる。最終的には、第1のバルブを開き、第2のバルブを閉じて、サブタンクからインクタンクにインクが回収される。   According to this invention, when the execution of the purge operation in the ink jet printer is started, the pressure is fed by the pressurizing means for circulating the ink. At this time, the first valve and the communication valve are closed and the second valve is opened, and the process is performed. The first valve is closed, and the second valve and the communication valve is opened and the process is performed. Control is performed as appropriate. Eventually, the first valve is opened, the second valve is closed, and ink is collected from the sub tank to the ink tank.

従って、循環往路と循環復路から気泡や不要物を取り除き、各ヘッドユニット間で均一なインク量を用いてパージ動作を行った後、用いたインクを回収するという一連の制御手順を簡易に行わせることができる。   Therefore, a series of control procedures for removing bubbles and unnecessary substances from the circulation forward path and the circulation return path, performing a purge operation using a uniform amount of ink between the head units, and then collecting the used ink are easily performed. be able to.

請求項4に記載のインクジェットプリンタは、請求項3に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記パージ動作に際して前記第1の工程から前記第3の工程に先立って前記連通用バルブを開き、前記加圧手段によりインクを圧送して前記インクタンクから前記サブタンクにインクを循環させる工程を、更に含むことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet printer according to the third aspect, the communication valve is opened before the third step from the first step during the purge operation, and the pressurizing means The method further includes the step of circulating ink from the ink tank to the sub tank by pumping the ink.

この発明によれば、循環往路に存在する気泡や固形物を、第1の工程から第3の工程に先立って連通用バルブを開いて、直接循環復路にインクと共に流し込むことができる。   According to this invention, bubbles and solids existing in the circulation outward path can be directly poured into the circulation return path together with ink by opening the communication valve prior to the first to third processes.

従って、各ヘッドユニットには、これらの気泡や固形物が流れ込みにくくなるため、より良好な状態のインクを用いてパージ動作を行うことが可能となる。   Accordingly, since these bubbles and solids are less likely to flow into each head unit, it is possible to perform a purge operation using ink in a better state.

請求項5に記載のインクジェットプリンタは、請求項1から請求項4の何れかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記複数の供給路のそれぞれに、インクを通過させ不要物を除去するフィルタが設けられていることを特徴とする。   The ink jet printer according to claim 5 is the ink jet printer according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the plurality of supply paths is provided with a filter that passes ink and removes unnecessary substances. It is characterized by being.

この発明によれば、インクを循環させ、各ヘッドユニットに供給するに際し、インクをフィルタに通して、気泡や固形物などの不要物を予め除去しておく。   According to this invention, when the ink is circulated and supplied to each head unit, the ink is passed through the filter to remove unnecessary matters such as bubbles and solids in advance.

従って、各ヘッドユニットに対し、不要物の混入したインクを流し込むことがなく、ノズルの目詰まり等が防止される。 Thus, for each head unit, without flowing the mixed ink of undesired materials, such as clogging of the nozzles Ru is prevented.

請求項1に記載の発明によれば、各ヘッドユニットに並列にインクが流れ込むので、流路抵抗の違いに影響されにくく、各ノズルでは、均一なインク量を用いてパージが行われる。よって、インクを無駄に消費せず、全てのノズルに対する適切なパージ動作が実行でき、吐出不良が少なく経済的なインクジェットプリンタを提供できる。   According to the first aspect of the present invention, since ink flows in parallel to each head unit, it is hardly influenced by the difference in flow path resistance, and each nozzle is purged using a uniform ink amount. Accordingly, it is possible to provide an economical ink jet printer that does not waste ink, can perform an appropriate purge operation for all nozzles, and has few ejection defects.

また、請求項1に記載の発明によれば、循環往路、循環復路に存在する気泡や不要物を容易に排除して、状態の良好なインクを用いてパージ動作を実行できるので、一層吐出不良が少なく経済的なインクジェットプリンタを提供できる。
さらに、請求項1に記載の発明によれば、パージ動作に伴い、各ヘッドユニットの配置と構造で定まる流路抵抗のばらつきを減少させるよう、流路抵抗を調整するので、インクを無駄に消費することなく適切なパージ動作が実行でき、高性能かつ経済的なインクジェットプリンタを提供できる。
Further, according to the first aspect of the present invention, it is possible to easily eliminate bubbles and unnecessary substances existing in the circulation forward path and the circulation return path, and to perform the purge operation using the ink in a good state. Therefore, an economical ink jet printer can be provided.
Furthermore, according to the first aspect of the present invention, the flow resistance is adjusted so as to reduce the variation of the flow resistance determined by the arrangement and structure of each head unit in accordance with the purge operation. Thus, an appropriate purge operation can be executed without any need, and a high-performance and economical ink jet printer can be provided.

請求項2に記載の発明によれば、インクの各ヘッドユニットに対する供給と回収を効率的に行いつつ、前述したパージ動作を実行できるので、吐出不良が少なく経済的で、パージ動作の制御が容易なインクジェットプリンタを提供できる。   According to the second aspect of the present invention, since the above-described purge operation can be executed while efficiently supplying and collecting ink to each head unit, it is economical with few ejection defects and easy control of the purge operation. An ink jet printer can be provided.

請求項3に記載の発明によれば、パージ動作に伴う一連の制御手順を効率的に行わせることができ、簡易かつ迅速に前述のパージ動作を実行させることができる。   According to the third aspect of the present invention, a series of control procedures accompanying the purge operation can be efficiently performed, and the above-described purge operation can be executed simply and quickly.

請求項4に記載の発明によれば、第1の工程から第3の工程に先立って連通用バルブを開いて、気泡や固形物を直接循環復路にインクと共に流し込むことができるので、各ヘッドユニットに気泡や固形物が流れ込みにくくなり、より良好な状態のインクを用いてパージ動作を行うことが可能となる。   According to the fourth aspect of the present invention, since the communication valve is opened prior to the first to third steps, air bubbles and solids can be directly poured into the circulation return path together with the ink. It is difficult for bubbles and solids to flow into the ink, and a purge operation can be performed using ink in a better state.

請求項5に記載の発明によれば、フィルタにより、気泡や固形物などの不要物が予め除去されるので、ノズルの目詰まりが有効に防止でき、信頼性の高いインクジェットプリンタを提供できる。 According to the invention of claim 5, the filter, the unnecessary matters such as bubbles and solids are preliminarily removed, clogging of the nozzle can be effectively prevented, Ru can provide a highly reliable ink jet printer.

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、それぞれ複数のノズルを有するヘッドユニットを4つ設けて構成されたインクジェットプリンタに対して、本発明を適用した場合の実施の形態について説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an embodiment in which the present invention is applied to an inkjet printer configured by providing four head units each having a plurality of nozzles will be described.

図1は、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す図である。図1に示すインクジェットプリンタは、4つのヘッドユニット11、12、13、14と、各ヘッドユニット11乃至14にそれぞれ対応する4つの供給路21、22、23、24と、4つの排出路31、32、33、34と、循環往路4と、循環復路5と、インクタンク6と、サブタンク7と、空気ポンプ8と、第1バルブ41と、第2バルブ42とを備えている。   FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an inkjet printer according to an embodiment of the present invention. The ink jet printer shown in FIG. 1 includes four head units 11, 12, 13, and 14, four supply paths 21, 22, 23, and 24 that correspond to the head units 11 to 14, respectively, and four discharge paths 31, 32, 33, 34, circulation forward path 4, circulation return path 5, ink tank 6, sub tank 7, air pump 8, first valve 41, and second valve 42.

図1の構成において、各ヘッドユニット11乃至14は、それぞれ共通のマニホールドと複数の圧力室及び複数のノズルを備えている。このように4つのヘッドユニット11乃至14を設けることは、1つのヘッドユニットに多数のノズルや圧力室を設けるよりも、製造上の歩留まりが向上する点で有利な構成である。なお、本実施形態においては、ヘッドユニット11乃至14が何れも同一構造である場合について説明を行う。   In the configuration of FIG. 1, each of the head units 11 to 14 includes a common manifold, a plurality of pressure chambers, and a plurality of nozzles. Providing the four head units 11 to 14 in this way is an advantageous configuration in that the manufacturing yield is improved as compared to providing a large number of nozzles and pressure chambers in one head unit. In the present embodiment, the case where all the head units 11 to 14 have the same structure will be described.

ここで、図2及び図3により、ヘッドユニット11の構造について、より詳しく説明する。なお、ヘッドユニット12乃至14の場合もヘッドユニット11と同様であるため、代表してヘッドユニット11について説明する。   Here, the structure of the head unit 11 will be described in more detail with reference to FIGS. Since the head units 12 to 14 are the same as the head unit 11, the head unit 11 will be described as a representative.

図2は、ヘッドユニット11の分解斜視図である。図2に示すように、ヘッドユニット11は、キャビティプレート101と、ノズルプレート102と、圧電素子103と、ダイヤフラム104を接着して一体化したものである。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the head unit 11. As shown in FIG. 2, the head unit 11 is a unit in which a cavity plate 101, a nozzle plate 102, a piezoelectric element 103, and a diaphragm 104 are bonded and integrated.

キャビティプレート101には、側壁で仕切られた複数の圧力室105が形成され、それぞれ共通のマニホールド109に連通しインクが流れ込むようになっている。そして、それぞれの圧力室105は、ノズルプレート102に形成された複数のノズル106に連通し、各圧力室105にて加圧されたインクは、各ノズル106から吐出されるようになっている。   A plurality of pressure chambers 105 partitioned by side walls are formed in the cavity plate 101, and each of them communicates with a common manifold 109 so that ink flows. Each pressure chamber 105 communicates with a plurality of nozzles 106 formed in the nozzle plate 102, and ink pressurized in each pressure chamber 105 is ejected from each nozzle 106.

また、キャビティプレート101上部の開口側の全体を覆って、ダイヤフラム104が接合され、更にその上部には圧電素子103が接合されている。圧電素子103とダイヤフラム104には、マニホールド109上部において、供給口107と排出口108が形成されている。そして、供給口107が前述の供給路21に、排出口108が前述の排出路31にそれぞれ連通され、マニホールド109がインクの循環路の一部となるよう構成されている。   Further, a diaphragm 104 is joined to cover the entire opening side of the upper part of the cavity plate 101, and a piezoelectric element 103 is further joined to the diaphragm 104. A supply port 107 and a discharge port 108 are formed in the piezoelectric element 103 and the diaphragm 104 at the upper portion of the manifold 109. The supply port 107 communicates with the supply path 21 and the discharge port 108 communicates with the discharge path 31, respectively. The manifold 109 is part of the ink circulation path.

なお、図2では、簡単のため、ヘッドユニット11に圧力室105とノズル106がそれぞれ12個づつ設けらているが、実際には、より多数の圧力室105とノズル106を設けてヘッドユニット11を構成することが可能である。   In FIG. 2, for simplicity, the head unit 11 is provided with twelve pressure chambers 105 and twelve nozzles 106. However, in reality, the head unit 11 is provided with a larger number of pressure chambers 105 and nozzles 106. Can be configured.

図3(a)は、ヘッドユニット11のX−X断面図である。下部のキャビティプレート101の上面側に、圧電素子103が桁部をキャビティプレート101の各側壁に重なるよう配置され、間にダイヤフラム104が挟まる構造となっている。また各圧力室105の上部には、圧電素子103の内部電極110を埋め込んだ桁部が重なる配置となっている。なお、圧電素子103の少なくとも桁部はそれぞれ分極が施されており、本実施形態では各桁部が図3(a)の図面下向きの方向に分極がなされている。   FIG. 3A is a cross-sectional view of the head unit 11 taken along the line XX. A piezoelectric element 103 is arranged on the upper surface side of the lower cavity plate 101 so that the girder portion overlaps each side wall of the cavity plate 101, and the diaphragm 104 is sandwiched therebetween. In addition, an upper portion of each pressure chamber 105 is arranged so that a girder in which the internal electrode 110 of the piezoelectric element 103 is embedded overlaps. Note that at least the girder part of the piezoelectric element 103 is polarized, and in this embodiment, each girder part is polarized in the downward direction of FIG. 3A.

そして、図示しない駆動回路により、前記桁部にその分極方向と同方向の電界がかかるように、内部電極110に駆動電圧を印加すると、図3(b)に示すように、ダイヤフラム104の各圧力室105の上部を下に凸状に変形させる。これにより、各圧力室105の容積を減少させ、インクの圧力を上昇させることができ、その結果、各ノズル106からインクを吐出させることができる。   When a driving voltage is applied to the internal electrode 110 so that an electric field in the same direction as the polarization direction is applied to the beam portion by a driving circuit (not shown), each pressure of the diaphragm 104 is shown in FIG. The upper part of the chamber 105 is deformed downward in a convex shape. Thereby, the volume of each pressure chamber 105 can be reduced and the pressure of ink can be raised, and as a result, ink can be ejected from each nozzle 106.

なお、パージ動作時には、圧電素子103の駆動は行われずに、供給口107を介して強制的に供給される大量のインクの一部が、各圧力室105を経由して各ノズル106から気泡や固形物と共に排出される。このとき、各ノズル106の外部に、メインテナンスペーパー等を設置して、排出されたインクを拭き取るようにしてもよい。 During the purge operation, the piezoelectric element 103 is not driven, and a part of the large amount of ink that is forcibly supplied via the supply port 107 is discharged from each nozzle 106 via each pressure chamber 105. It is discharged with solids. At this time, maintenance paper or the like may be installed outside each nozzle 106 to wipe out the discharged ink.

さて、図1において、インクタンク6は各ヘッドユニット11乃至14による印字やパージ動作の際に使用するインクを蓄える容器である。インクタンク6は、連結される循環往路4にインクを供給すると共に、第1バルブ41を介してサブタンク7に連通され、循環したインクをここから回収する。   In FIG. 1, an ink tank 6 is a container for storing ink to be used in printing and purging operations by the head units 11 to 14. The ink tank 6 supplies ink to the circulation path 4 connected to the ink tank 6 and communicates with the sub tank 7 via the first valve 41 to collect the circulated ink.

空気ポンプ8は、インクタンク6に接続され、インクタンク6の上部の空気層を加圧する加圧手段である。空気ポンプ8による加圧を行うと、インクタンク6内のインクの圧力が高まり、循環往路4にインクが圧送されてインクの循環が行われる。   The air pump 8 is a pressurizing unit that is connected to the ink tank 6 and pressurizes the air layer above the ink tank 6. When pressurization by the air pump 8 is performed, the pressure of the ink in the ink tank 6 increases, and the ink is pumped to the circulation forward path 4 to circulate the ink.

循環往路4は、インクタンク6から圧送されるインクが循環する流路であり、各ヘッドユニット11乃至14にインクを供給するため、各供給路21乃至24にそれぞれ連通されている。循環往路4から各供給路21乃至24が連通される連結点までは、供給路21、22、23、24の順でインクタンク6から遠ざかっていくような配置となっている。   The circulation forward path 4 is a path through which ink pumped from the ink tank 6 circulates, and communicates with the supply paths 21 to 24 in order to supply ink to the head units 11 to 14. From the circulation forward path 4 to the connection point where the supply paths 21 to 24 communicate with each other, the supply paths 21, 22, 23, and 24 are arranged away from the ink tank 6 in this order.

循環復路5は、各ヘッドユニット11乃至14から排出されたインクを再び循環させる流路であり、各排出路31乃至34にそれぞれ連通されている。循環復路5から各排出路31乃至34が連通される連結点までは、循環往路4の場合と同様、排出路31、32、33、34の順でインクタンク6から遠ざかっていく配置となっている。また、循環復路5は、第2バルブ42を介してサブタンク7に連通されている。   The circulation return path 5 is a flow path for recirculating the ink discharged from the head units 11 to 14 and communicates with the discharge paths 31 to 34, respectively. From the circulation return path 5 to the connection point where the discharge paths 31 to 34 communicate with each other, as in the case of the circulation forward path 4, the discharge paths 31, 32, 33, and 34 are arranged away from the ink tank 6 in this order. Yes. The circulation return path 5 is communicated with the sub tank 7 via the second valve 42.

サブタンク7は、各ヘッドユニット11乃至14を経由して循環されたインクをいったん蓄えておく容器である。そして、適宜のタイミングにて第1バルブ41を介して、サブタンク7に蓄えられたインクがインクタンク6に戻され、再度の循環に供される。 The sub tank 7 is a container that temporarily stores the ink circulated through the head units 11 to 14. Then, the ink stored in the sub tank 7 is returned to the ink tank 6 through the first valve 41 at an appropriate timing, and is supplied to the circulation again.

前述したように、第1バルブ41はインクタンク6とサブタンク7の間に、第2バルブ42は循環復路5とサブタンク7の間にそれぞれ挿入され、インクを通過あるいは遮断することができ、図示しない制御手段により開閉が制御される。   As described above, the first valve 41 is inserted between the ink tank 6 and the sub tank 7, and the second valve 42 is inserted between the circulation return path 5 and the sub tank 7, respectively. Opening and closing is controlled by the control means.

このように構成されたインクジェットプリンタにおいて、パージ動作を実行する場合の手順を説明する。   A procedure for performing the purge operation in the ink jet printer configured as described above will be described.

まず、前記制御手段により、第1バルブ41を閉じ、第2バルブ42を開いた状態とする。これにより、インクタンク6から循環復路5側へのインクの逆流を防いで、インクを循環させる方向が定まる。   First, the first valve 41 is closed and the second valve 42 is opened by the control means. As a result, the backflow of ink from the ink tank 6 to the circulation return path 5 side is prevented, and the direction in which the ink is circulated is determined.

そして、この状態で空気ポンプ8を作動させて、インクタンク6内のインクを加圧し、インクを循環往路4に圧送する。その後、インクは各供給路21乃至24を経て、各ヘッドユニット11乃至14に到達し、前述のようにノズル106から一部のインクが排出される。残りのインクは、各排出路31乃至34を経て、循環復路5を通過し、第2バルブ42を介してサブタンク7に回収される。このようにして、インクタンク6からサブタンク7に至るインクの循環が行われる。   In this state, the air pump 8 is operated to pressurize the ink in the ink tank 6 and feed the ink to the circulation forward path 4. Thereafter, the ink passes through the supply paths 21 to 24 and reaches the head units 11 to 14, and a part of the ink is discharged from the nozzle 106 as described above. The remaining ink passes through each of the discharge paths 31 to 34, passes through the circulation return path 5, and is collected in the sub tank 7 through the second valve 42. In this way, ink circulation from the ink tank 6 to the sub tank 7 is performed.

その後、適当なタイミングで、前記制御手段により第1バルブ41を開き、第2バルブ42を閉じた状態として、開閉の状態が切り換えられる。すると、前述のようなインクの循環は停止して、サブタンク7に回収されたインクが、第1バルブ41を介してインクタンク6に流れ込む。そのため、消費したインクを再度使用することが可能となる。   Thereafter, at an appropriate timing, the control means opens the first valve 41 and closes the second valve 42 to switch the open / close state. Then, the ink circulation as described above is stopped, and the ink collected in the sub tank 7 flows into the ink tank 6 through the first valve 41. Therefore, the consumed ink can be used again.

なお、図1に示す構成では、空気ポンプ8を用いてインクタンク6内の空気を加圧することによりインクを循環させるが、加圧を行わず、例えば歯車ポンプやチューブポンプ等でインクを強制的に循環させてインク循環機構を構成してもよい。   In the configuration shown in FIG. 1, the air is circulated by pressurizing the air in the ink tank 6 by using the air pump 8, but the ink is forced by, for example, a gear pump or a tube pump without performing the pressurization. The ink circulation mechanism may be configured by circulation.

次に、本実施形態に係るインクジェットプリンタにおいて、インクを循環させる際の、インクに対する流路抵抗について説明する。前述のパージ動作を最適に行うためには、各ヘッドユニット11乃至14に供給されるインク量をほぼ等しくする必要がある。以下では、各ヘッドユニット11乃至14の間で、流れるインク量を等しくするための流路抵抗の設計条件について説明する。   Next, in the ink jet printer according to the present embodiment, the flow path resistance with respect to the ink when the ink is circulated will be described. In order to perform the above-described purge operation optimally, it is necessary to make the ink amounts supplied to the head units 11 to 14 substantially equal. In the following, the flow path resistance design conditions for equalizing the amount of ink flowing between the head units 11 to 14 will be described.

ここで、流路の流路抵抗をR(kgf・s/cm5)、単位時間あたりの流量をQ(cc/s)、圧力損失をΔP(kgf/cm2)としたとき、これらの間には、   Here, when the flow resistance of the flow path is R (kgf · s / cm5), the flow rate per unit time is Q (cc / s), and the pressure loss is ΔP (kgf / cm2), ,

(数1)
ΔP=QR
の関係が成り立つ。また、流路抵抗Rは、流路長に比例する。このように、流路抵抗は、これらの点で電気抵抗と同様の性質がある。
(Equation 1)
ΔP = QR
The relationship holds. The channel resistance R is proportional to the channel length. Thus, the channel resistance has the same properties as the electrical resistance in these respects.

図4は、本実施形態に係るインクジェットプリンタのインク流路を等価な電気回路に置き換えて示す図である。図4では、圧力を電圧に、インク流を電流に、流路抵抗を電気抵抗に、それぞれ置き換えている。   FIG. 4 is a diagram showing the ink flow path of the ink jet printer according to the present embodiment replaced with an equivalent electric circuit. In FIG. 4, pressure is replaced with voltage, ink flow is replaced with current, and flow path resistance is replaced with electrical resistance.

図4において、空気ポンプ8により、インクに圧力Vが加えられたとき、各ヘッドユニット11乃至14を流れるインク流が、何れも等しくiとなる条件を求める。このとき、インクタンク6から供給されるトータルのインク流は4iとなる。また、ヘッドユニット11乃至14は同一構造であるため、供給路21乃至24から排出路31乃至34までの流路抵抗を、何れもcとおく。   In FIG. 4, when the pressure V is applied to the ink by the air pump 8, a condition is obtained in which the ink flows flowing through the head units 11 to 14 are all equal to i. At this time, the total ink flow supplied from the ink tank 6 is 4i. Further, since the head units 11 to 14 have the same structure, the flow path resistances from the supply paths 21 to 24 to the discharge paths 31 to 34 are all set to c.

そして、循環往路4では、供給路21への連結部分から供給路22への連結部分までの流路抵抗をaとし、同様に、供給路22への連結部分と供給路23への連結部分との間の流路抵抗、供給路23への連結部分と供給路24への連結部分との間の流路抵抗は、何れもaに一致させるようにする。また、循環復路5では、排出路31との連結部分から排出路32への連結部分までの流路抵抗をbとし、同様に、排出路32への連結部分と排出路33への連結部分との間の流路抵抗、排出路33への連結部分と排出路34への連結部分との間の流路抵抗は、何れもbに一致させるようにする。   In the circulation forward path 4, the flow resistance from the connection part to the supply path 21 to the connection part to the supply path 22 is a, and similarly, the connection part to the supply path 22 and the connection part to the supply path 23 are The flow resistance between the two and the flow resistance between the connecting portion to the supply passage 23 and the connecting portion to the supply passage 24 are made to coincide with a. Further, in the circulation return path 5, the flow resistance from the connection part to the discharge path 31 to the connection part to the discharge path 32 is b, and similarly, the connection part to the discharge path 32 and the connection part to the discharge path 33 are And the flow path resistance between the connection part to the discharge path 33 and the connection part to the discharge path 34 are made to coincide with b.

更に、ヘッドユニット11に対して、供給路21の流路抵抗と排出路31の流路抵抗の和をR1と表す。同様に、ヘッドユニット12に対して、供給路22の流路抵抗と排出路32の流路抵抗の和をR2と表し、ヘッドユニット13に対して、供給路23の流路抵抗と排出路33の流路抵抗の和をR3と表し、ヘッドユニット14に対して、供給路24の流路抵抗と排出路34の流路抵抗の和をR4と表す。   Further, for the head unit 11, the sum of the flow path resistance of the supply path 21 and the flow path resistance of the discharge path 31 is represented as R1. Similarly, for the head unit 12, the sum of the flow path resistance of the supply path 22 and the flow path resistance of the discharge path 32 is represented as R <b> 2, and for the head unit 13, the flow path resistance of the supply path 23 and the discharge path 33. The sum of the flow path resistances of the supply path 24 and the discharge path 34 for the head unit 14 is represented by R4.

以上の各値を用いて、図4の回路方程式を立てると、次のようになる。   Using the above values, the circuit equation of FIG. 4 is established as follows.

(数2)
(R1+c)i = 3ai+(R2+c)i+3bi
(R2+c)i = 2ai+(R3+c)i+2bi
(R3+c)i = ai+(R4+c)i+bi
数2の方程式から、更に次の式が導かれる。
(Equation 2)
(R1 + c) i = 3ai + (R2 + c) i + 3bi
(R2 + c) i = 2ai + (R3 + c) i + 2bi
(R3 + c) i = ai + (R4 + c) i + bi
From the equation (2), the following equation is further derived.

(数3)
R1 = 3(a+b)+R2
R2 = 2(a+b)+R3
R3 = (a+b)+R4
従って、前記流路抵抗R1乃至R4を数3の関係を満たすように設計することにより、各ヘッドユニット11乃至14に流れるインク流iを等しくすることができる。
(Equation 3)
R1 = 3 (a + b) + R2
R2 = 2 (a + b) + R3
R3 = (a + b) + R4
Therefore, the ink flow i flowing through the head units 11 to 14 can be made equal by designing the flow path resistances R1 to R4 so as to satisfy the relationship of Equation 3.

なお、本実施形態では、ヘッドユニットを4つ設ける構成としたので、数3の3式を満足させればよいが、より一般的に、n個のヘッドユニットを設ける構成とした場合を考える。このとき、前述したように、供給路への接続部分の流路抵抗が隣合うものどうし全てa、排出路への接続部分の流路抵抗が隣合うものどうし全てbとなることを前提として、1からN−1までの範囲の任意のiに対し、次の式が導かれる。   In the present embodiment, since four head units are provided, it is only necessary to satisfy the three formulas in Equation 3, but more generally, a case where n head units are provided is considered. At this time, as described above, on the premise that the flow resistance of the connection portion to the supply path is all a adjacent to each other, the flow resistance of the connection portion to the discharge path is all adjacent to b, For any i in the range from 1 to N-1, the following equation is derived:

(数4)
Ri = (n−i)(a+b) + Ri+1
ただし、数4において、Riはi番目のヘッドユニットについての供給路と排出路の流路抵抗の和である。数4を満足させて複数のヘッドユニットを並べれば、何個ヘッドユニットがある場合であっても、全てのヘッドユニットに、均一なインク流iを流し込むことができる。
(Equation 4)
Ri = (ni) (a + b) + Ri + 1
In Equation 4, Ri is the sum of the flow path resistances of the supply path and the discharge path for the i-th head unit. If a plurality of head units are arranged while satisfying Equation 4, a uniform ink flow i can be poured into all the head units regardless of the number of head units.

なお、本実施形態に係るインクジェットヘッドにおいて、より簡易に本発明の効果を達成するためには、数3に代えて、R1乃至R4をそれぞれ次に示す関係を満足させるように設計してもよい。   In the inkjet head according to the present embodiment, in order to achieve the effect of the present invention more easily, R1 to R4 may be designed to satisfy the following relationships instead of Equation 3. .

(数5)
R1>R2>R3>R4
すなわち、各ヘッドユニット11乃至14を、インクタンク6に近接して配置されるものほど、供給路と排出路の流路抵抗の和が大きくなるようにするものである。この場合には、各ヘッドユニットに流れ込むインク流iは必ずしも一致せず、数3を満足させる場合と同等の効果は得られないが、例えばR1乃至R3を同一に設計する場合に比べれば、よりインク流iの差が減少する方向になるため、より良好なパージ動作を行うことができる。
(Equation 5)
R1>R2>R3> R4
That is, as the head units 11 to 14 are arranged closer to the ink tank 6, the sum of the flow path resistances of the supply path and the discharge path is increased. In this case, the ink flow i flowing into each head unit does not necessarily match, and the same effect as that in the case of satisfying Equation 3 cannot be obtained. However, compared with the case where R1 to R3 are designed to be the same, for example. Since the difference in the ink flow i decreases, a better purge operation can be performed.

なお、n個のヘッドユニットを設ける構成の場合であっても、基本的に数5の関係は変わらず、単に番号の小さいヘッドユニットほど、すなわちインクタンク6に近接配置されたヘッドユニットほど、供給路と排出路の流路抵抗の和が大きくなるように設計すればよい。   Note that even in the case of a configuration in which n head units are provided, the relationship of Equation 5 is basically unchanged, and a head unit with a smaller number, that is, a head unit that is disposed closer to the ink tank 6 is supplied. What is necessary is just to design so that the sum of the channel resistance of a path and a discharge path may become large.

以上のように、数4又は数5を満足させてインク流路を設計し、インクジェットプリンタを構成することにより、パージ動作時に各ヘッドユニットに供給されるインク量を均一あるいはほぼ均一にすることができるので、各ノズル106から外部に排出するインク圧を一定にでき、概ね同量のインクを用いてパージ動作が行われる。また、ヘッドユニットの数をより増加してインクジェットプリンタを構成した場合には、それぞれのインク量を均一にする必要性は一層高まるので、本発明を適用することにより更に顕著な効果が得られる。   As described above, the ink flow path is designed to satisfy Equation 4 or Equation 5 and the ink jet printer is configured, so that the amount of ink supplied to each head unit during the purge operation can be made uniform or substantially uniform. Thus, the ink pressure discharged from each nozzle 106 can be made constant, and the purge operation is performed using substantially the same amount of ink. Further, when an ink jet printer is configured by further increasing the number of head units, the necessity of making each ink amount uniform is further increased, so that a more remarkable effect can be obtained by applying the present invention.

なお、それぞれ同一の構造ではない複数のヘッドユニットを用いる場合には、流路抵抗R1乃至R4に、それぞれのヘッドユニット自体の流路抵抗を加えて、数4又は数5を満足させることにより、前述同様の効果が得られる。   In addition, when using a plurality of head units each having the same structure, the flow path resistances of the respective head units themselves are added to the flow path resistances R1 to R4 to satisfy Equation 4 or Equation 5, The same effect as described above can be obtained.

更に、数4又は数5に関係を満足しない場合であっても、図1のようなインク流路を用いてインクジェットプリンタを構成すれば、各ヘッドユニット11乃至14のインク流を、ある程度均一にすることが可能である。すなわち、図1の構成においては、循環往路4から、並列に供給路21乃至24を介して、各ヘッドユニット11乃至14を経由し、更に排出路31乃至34を介して、循環復路5に達するので、複数のヘッドユニットを直列に通過してインクが循環することはない。インクタンク6から各供給路21乃至24に至るまでに通過する循環往路4の長さは各ヘッドユニット11乃至14毎に異なるが、この循環往路4の流路抵抗が、各ヘッドユニット11乃至14のマニホールド109などと比べ、はるかに小さくなるよう設計するのは可能である。よって、インク循環の際のトータルの流路抵抗に与える影響は小さく、各ヘッドユニット11乃至14をそれぞれ経由する場合のトータルの流路抵抗の違いはそれほど大きくならない。そのため、図1に示す構成を採用したインクジェットプリンタにおいては、各ヘッドユニット11乃至14のインク量をある程度均一にする効果が得られる。   Further, even if the relationship in Equation 4 or Equation 5 is not satisfied, if the ink jet printer is configured using the ink flow path as shown in FIG. 1, the ink flow of each head unit 11 to 14 is made uniform to some extent. Is possible. That is, in the configuration of FIG. 1, the circulation return path 4 reaches the circulation return path 5 in parallel via the supply paths 21 to 24, the head units 11 to 14, and the discharge paths 31 to 34. Therefore, the ink does not circulate through the plurality of head units in series. The length of the circulation path 4 passing from the ink tank 6 to each of the supply paths 21 to 24 is different for each head unit 11 to 14, but the flow path resistance of the circulation path 4 is different from each head unit 11 to 14. It can be designed to be much smaller than the manifold 109 or the like. Therefore, the influence on the total flow path resistance during ink circulation is small, and the difference in the total flow path resistance when passing through the head units 11 to 14 is not so large. Therefore, in the ink jet printer employing the configuration shown in FIG. 1, the effect of making the ink amounts of the head units 11 to 14 uniform to some extent can be obtained.

次に、本発明の実施形態に対する種々の変形例について説明する。   Next, various modifications to the embodiment of the present invention will be described.

(第1の変形例)
図5に示す第1の変形例は、前記実施形態に係るインクジェットプリンタにおける循環往路4から循環復路5に直接インクを流せるようにし、その間に連通用バルブ43を設ける構成としたものである。
(First modification)
The first modification shown in FIG. 5 is configured to allow ink to flow directly from the circulation forward path 4 to the circulation return path 5 in the ink jet printer according to the embodiment, and to provide a communication valve 43 therebetween.

図5の全体構成において、各ヘッドユニット11乃至14、各供給路21乃至24、各排出路31乃至34、インクタンク6、サブタンク7、空気ポンプ8、第1バルブ41、第2バルブ42については、図1の実施形態の場合と同様であるので説明を省略する。   In the overall configuration of FIG. 5, the head units 11 to 14, the supply paths 21 to 24, the discharge paths 31 to 34, the ink tank 6, the sub tank 7, the air pump 8, the first valve 41, and the second valve 42 are as follows. Since it is the same as that of the embodiment of FIG. 1, description is abbreviate | omitted.

図5に示す構成では、循環往路4と循環復路5が、図1に示す全体構成とは異なり、ヘッドユニット11乃至14を経由せずにインクを通過させるための流路が設けられ、その間に連通用バルブ43が接続される構成になっている。そして、連通用バルブ43も、第1バルブ41、第2バルブ42と同様、図示しない制御手段により開閉が制御される。連通用バルブ43を開いた状態にすることにより、各ヘッドユニット11乃至14を経由しない場合であっても、インクを循環させることが可能となる。   In the configuration shown in FIG. 5, unlike the overall configuration shown in FIG. 1, the circulation forward path 4 and the circulation return path 5 are provided with a flow path for allowing ink to pass without passing through the head units 11 to 14. The communication valve 43 is connected. The opening and closing of the communication valve 43 is also controlled by a control means (not shown), like the first valve 41 and the second valve 42. By opening the communication valve 43, the ink can be circulated even when the head units 11 to 14 are not passed.

図5に示す構成を備えるインクジェットプリンタでは、循環往路4に存在する気泡や固形物を、連通用バルブ43を開いて、直接循環復路5に通過させ、サブタンク7の側にインクと共に流し込むことができる。すなわち、各ヘッドユニット11乃至14には、これらの気泡や固形物が流れ込みにくくなるため、より良好な状態のインクを用いてパージ動作を行うことが可能となる。 In the ink jet printer having the configuration shown in FIG. 5, bubbles and solids existing in the circulation forward path 4 can be directly passed through the circulation return path 5 by opening the communication valve 43 and can be poured into the sub tank 7 together with the ink. . That is, since it is difficult for these bubbles and solids to flow into each of the head units 11 to 14, it is possible to perform a purge operation using ink in a better state.

(第2の変形例)
図6に示す第2の変形例は、図5の第1の変形例によるインクジェットプリンタに対し、各ヘッドユニット11乃至14の供給路の途中に、フィルタ51乃至54を設ける構成としたものである。なお、それ以外の構成については、図5に示す構成と同様である。
(Second modification)
The second modification shown in FIG. 6 has a configuration in which filters 51 to 54 are provided in the middle of the supply paths of the head units 11 to 14 in the ink jet printer according to the first modification of FIG. . Other configurations are the same as those shown in FIG.

図6に示す構成では、循環往路4から各ヘッドユニット11乃至14にインクが循環するに先立って、フィルタ51乃至54を通り、インクのみが通過するが、気泡や固形物などの不要物は除去される。これにより、不要物の少ない状態の良好なインクを、各ヘッドユニット11乃至14に供給することができるため、各ノズル106の目詰まりや吐出不良を、起こりにくくすることができる。   In the configuration shown in FIG. 6, before ink circulates from the circulation path 4 to the head units 11 to 14, only the ink passes through the filters 51 to 54, but unnecessary matters such as bubbles and solids are removed. Is done. As a result, it is possible to supply good ink with a small amount of unnecessary materials to each of the head units 11 to 14, so that clogging and ejection failure of each nozzle 106 can be made difficult to occur.

次に、図5又は図6に示す全体構成によるインクジェットプリンタにおいて、パージ動作を実行する場合の手順を説明する。   Next, a procedure for performing a purge operation in the inkjet printer having the overall configuration shown in FIG. 5 or FIG. 6 will be described.

まず、図示しない制御手段により、第1バルブ41を閉じ、第2バルブ42と連通用バルブ43を開いた状態とする。この状態で空気ポンプ8を作動させ、インクタンク6内のインクを加圧し、循環往路4にインクを圧送する。これにより、インクは、各ヘッドユニット11乃至14を経由する流路と、循環往路4から直接循環復路5に流れる流路の何れかでサブタンク7に至る。このとき、循環往路4から直接循環復路5に流れる場合は、流路が太く流れやすいため、循環往路4に存在する気泡や固形物があると、インクと共にその大部分が直接循環復路5に抜けて、サブタンク7に流れ込む。   First, the first valve 41 is closed and the second valve 42 and the communication valve 43 are opened by a control means (not shown). In this state, the air pump 8 is operated to pressurize the ink in the ink tank 6 and feed the ink to the circulation forward path 4. As a result, the ink reaches the sub tank 7 in any one of a flow path that passes through the head units 11 to 14 and a flow path that flows directly from the circulation forward path 4 to the circulation return path 5. At this time, when flowing directly from the circulation forward path 4 to the circulation return path 5, the flow path is thick and easy to flow. Therefore, if there are bubbles or solids present in the circulation forward path 4, most of them go directly to the circulation return path 5 together with ink. Into the sub tank 7.

次いで、前記制御手段により、第1バルブ41と第2バルブ42は状態を維持し、連通用バルブ43を閉じた状態に切り換える。すると、循環するインクは、各ヘッドユニット11乃至14の何れかを経由して流れ、前述のように複数のノズル106から、一部のインクを排出して、残りのインクが循環復路5を通ってサブタンク7に回収される。   Then, the control means maintains the state of the first valve 41 and the second valve 42 and switches the communication valve 43 to the closed state. Then, the circulating ink flows through one of the head units 11 to 14, and a part of the ink is discharged from the plurality of nozzles 106 as described above, and the remaining ink passes through the circulation return path 5. And collected in the sub tank 7.

次いで、前記制御手段により、第1バルブ41と第2バルブ42は状態を維持し、連通用バルブ43を再び開いた状態に切り換える。これにより、パージ動作により循環復路5に排出されたインクを、残存する気泡や固形物と共に、より大きな流量でサブタンク7に流し込むことができる。   Next, the control means maintains the state of the first valve 41 and the second valve 42 and switches the communication valve 43 to the opened state again. As a result, the ink discharged to the circulation return path 5 by the purge operation can be poured into the sub tank 7 together with the remaining bubbles and solids at a larger flow rate.

最後に、適当なタイミングで、前記制御手段により第1バルブ41を開き、第2バルブ42を閉じた状態に切り換える。すると、前述のようなインクの循環は停止して、サブタンク7に回収されたインクが第1バルブ41を介してインクタンク6に流れ込む。そのため、消費したインクを再度使用することが可能となる。   Finally, at an appropriate timing, the control means opens the first valve 41 and switches the second valve 42 to the closed state. Then, the ink circulation as described above is stopped, and the ink collected in the sub tank 7 flows into the ink tank 6 through the first valve 41. Therefore, the consumed ink can be used again.

以上のような手順でパージ動作を適宜行わせることにより、各ヘッドユニット11乃至14のそれぞれのノズル106からの吐出状態を維持、回復させることができる。この際、各ヘッドユニット11乃至14の間では、使用されるインク量を均一にできるので、無駄なくインクが使用されると共に、全てのノズル106に十分にインクを供給して最適なパージ動作が行われる。   By appropriately performing the purge operation in the above procedure, the ejection state from each nozzle 106 of each head unit 11 to 14 can be maintained and recovered. At this time, the amount of ink used can be made uniform between the head units 11 to 14, so that the ink is used without waste, and the ink is sufficiently supplied to all the nozzles 106 to perform an optimum purge operation. Done.

なお、以上述べた手順に限らず、連通用バルブ43を開いて行うパージ動作と、連通用バルブ43を閉じて行うパージ動作を適宜組み合わせることで、循環往路4、循環復路5、各マニホールド109内の気泡や固形物を排除できる手順であれば、よい。   Not limited to the above-described procedure, the purge operation performed by opening the communication valve 43 and the purge operation performed by closing the communication valve 43 are appropriately combined, so that the circulation forward path 4, the circulation return path 5, and each manifold 109 Any procedure can be used as long as it can eliminate bubbles and solids.

以上説明した実施形態では、各ヘッドユニット11乃至14が物理的に別れている場合について説明したが、一体化されたヘッドユニットにおいて、マニホールド等のインク流路を分割して形成し、それぞれのインク流路から複数の圧力室、ノズルにインクを分配供給するように構成されたインクジェットプリンタに対しても、本発明を適用することが可能である。   In the embodiment described above, the case where each of the head units 11 to 14 is physically separated has been described. However, in the integrated head unit, an ink flow path such as a manifold is divided and each ink unit is formed. The present invention can also be applied to an ink jet printer configured to distribute and supply ink from a flow path to a plurality of pressure chambers and nozzles.

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an inkjet printer according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るヘッドユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the head unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るヘッドユニットの図2のX−X断面図であり、(a)が圧電素子に駆動電圧を印加しない場合、(b)が圧電素子に駆動電圧を印加した場合の図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 2 of the head unit according to the embodiment of the present invention, where (a) shows a case where no driving voltage is applied to the piezoelectric element, and (b) shows a case where a driving voltage is applied to the piezoelectric element. It is. 本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタのインク流路を等価な電気回路で置き換えて示す図である。It is a figure which replaces the ink flow path of the ink jet printer which concerns on embodiment of this invention, and is replaced with an equivalent electric circuit. 本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの第1の変形例を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the 1st modification of the inkjet printer which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの第2の変形例を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the 2nd modification of the inkjet printer which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

4…循環往路
5…循環復路
6…インクタンク
7…サブタンク
8…空気ポンプ
11、12、13、14…ヘッドユニット
21、22、23、24…供給路
31、32、33、34…排出路
41…第1バルブ
42…第2バルブ
43…連通用バルブ
51、52、53、54…フィルタ
101…キャビティプレート
102…ノズルプレート
103…圧電素子
104…ダイヤフラム
105…圧力室
106…ノズル
107…供給口
108…排出口
109…マニホールド
110…内部電極
4 ... circulation forward path 5 ... circulation return path 6 ... ink tank 7 ... sub tank 8 ... air pumps 11, 12, 13, 14 ... head units 21, 22, 23, 24 ... supply paths 31, 32, 33, 34 ... discharge paths 41 ... first valve 42 ... second valve 43 ... communication valves 51, 52, 53, 54 ... filter 101 ... cavity plate 102 ... nozzle plate 103 ... piezoelectric element 104 ... diaphragm 105 ... pressure chamber 106 ... nozzle 107 ... supply port 108 ... Exhaust port 109 ... Manifold 110 ... Internal electrode

Claims (5)

インク供給口とインク排出口に連通する共通のマニホールドから複数のノズルにそれぞれ圧力室を介してインクを分配供給するヘッドユニットを複数個備えるインクジェットプリンタであって、
前記各ヘッドユニットに供給するインクを蓄えるインクタンクと、
前記インクタンクに連結され、前記各ヘッドユニットに供給されるインクが循環する流路となる循環往路と、
前記各ヘッドユニットから排出されるインクが循環する流路となる循環復路と、
前記循環往路と前記循環復路を直接連通するインク流路と、
前記インク流路を開閉制御する連通用バルブと、
前記循環往路と前記各ヘッドユニットのインク供給口の間を連通する複数の供給路と、
前記各ヘッドユニットのインク排出口と前記循環復路の間を連通する複数の排出路と、
前記インクタンクに蓄えられたインクを前記循環往路に給送すると共に、前記各ヘッドユニットを経由して前記循環復路から前記インクタンクにインクを回収して、インクを循環させるインク循環機構とを備え、
前記供給路の前記循環往路側の連結点から前記排出路の前記循環復路側の連結点に至る流路におけるインクに対する流路抵抗を、前記ヘッドユニットが前記インクタンクと近接して配置される場合は大きくし、遠方に配置される場合は小さくすることを特徴とするインクジェットプリンタ。
An inkjet printer comprising a plurality of head units for distributing and supplying ink to a plurality of nozzles from a common manifold communicating with an ink supply port and an ink discharge port, respectively, via a pressure chamber,
An ink tank for storing ink to be supplied to each head unit;
A circulation forward path connected to the ink tank and serving as a flow path for the ink supplied to each head unit;
A circulation return path serving as a flow path through which ink discharged from each head unit circulates;
An ink flow path that directly communicates the circulation forward path and the circulation return path;
A communication valve for opening and closing the ink flow path;
A plurality of supply paths that communicate between the circulation path and the ink supply ports of the head units;
A plurality of discharge paths communicating between the ink discharge port of each head unit and the circulation return path;
With feeds the ink stored in said ink tank to said circulation forward, the recovered ink to the ink tank from the circulation return via the respective head units, and a ink circulation mechanism for circulating the ink ,
When the head unit is disposed close to the ink tank in terms of flow path resistance to ink in a flow path from the connection point on the circulation forward path side of the supply path to the connection point on the circulation return path side of the discharge path. significantly, the ink jet printer, wherein to Rukoto small when placed distant.
前記インク循環機構は、
前記循環復路から回収されたインクを蓄え、前記インクタンクに連通されるサブタンクと、
前記インクタンクと前記サブタンクとの間のインク流路を開閉制御する第1のバルブと、
前記サブタンクと前記循環復路との間のインク流路を開閉制御する第2のバルブと、
前記インクタンクに蓄えられたインクを加圧して前記循環往路に圧送する加圧手段と、
を含むものであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットプリンタ。
The ink circulation mechanism is
Storing the ink collected from the circulation return path, and a sub-tank communicating with the ink tank;
A first valve that controls opening and closing of an ink flow path between the ink tank and the sub tank;
A second valve that controls opening and closing of an ink flow path between the sub tank and the circulation return path;
Pressurizing means for pressurizing the ink stored in the ink tank and pumping the ink to the circulation path;
The inkjet printer according to claim 1, comprising:
前記第1のバルブと前記連通用バルブを閉じ、前記第2のバルブを開いた状態で、前記加圧手段によりインクを圧送して前記インクタンクから前記サブタンクにインクを循環させる第1の工程と、
前記第1のバルブを閉じ、前記第2のバルブと前記連通用バルブを開いた状態で、前記加圧手段によりインクを圧送して前記インクタンクから前記サブタンクにインクを循環させる第2の工程と、
前記第1のバルブを開き、前記第2のバルブを閉じた状態で、前記サブタンクから前記インクタンクにインクを回収する第3の工程と、
を含むパージ動作を実行することを特徴とする請求項2に記載のインクジェットプリンタ。
A first step of circulating ink from the ink tank to the sub-tank by pumping ink by the pressurizing means in a state where the first valve and the communication valve are closed and the second valve is opened; ,
A second step of circulating ink from the ink tank to the sub tank by pumping ink by the pressurizing means in a state where the first valve is closed and the second valve and the communication valve are opened; ,
A third step of collecting ink from the sub tank to the ink tank with the first valve opened and the second valve closed;
The inkjet printer according to claim 2, wherein a purge operation is performed.
前記パージ動作に際して前記第1の工程から前記第3の工程に先立って前記連通用バルブを開き、前記加圧手段によりインクを圧送して前記インクタンクから前記サブタンクにインクを循環させる工程を、更に含むことを特徴とする請求項3に記載のインクジェットプリンタ。   A step of opening the communication valve prior to the first step to the third step during the purge operation, and feeding the ink by the pressurizing means to circulate the ink from the ink tank to the sub tank; The inkjet printer according to claim 3, further comprising: 前記複数の供給路のそれぞれに、インクを通過させ不要物を除去するフィルタが設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載のインクジェットプリンタ。   5. The ink jet printer according to claim 1, wherein each of the plurality of supply paths is provided with a filter that passes ink and removes unnecessary substances.
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JP5707957B2 (en) * 2011-01-19 2015-04-30 セイコーエプソン株式会社 Image forming apparatus
JP2012152972A (en) * 2011-01-25 2012-08-16 Seiko Epson Corp Flow path unit and image forming apparatus that includes flow path unit
JP5742928B2 (en) * 2013-12-26 2015-07-01 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejector
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