JP5418331B2 - Droplet discharge apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、液体を吐出して種々のパターンを形成する記録ヘッドを備えた液滴吐出装置および画像形成装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge apparatus and an image forming apparatus provided with a recording head that discharges a liquid to form various patterns.

例えばプリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、インク液滴を吐出する記録ヘッドを用いたインクジェット方式(液体吐出記録方式)の画像形成装置が知られている。
このインクジェット方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行うものである。
For example, as an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, a plotter, and a complex machine of these, an ink jet type (liquid discharge recording type) image forming apparatus using a recording head for discharging ink droplets is known.
This ink jet type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, etc., and ink droplets, other liquids, etc. can be attached, It is ejected onto a recording medium or recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). .

なお、本明細書において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。   In this specification, “image forming apparatus” means an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” not only applies an image having a meaning such as a character or a figure to a medium, but also applies an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply applying a droplet). It also means landing on the medium. “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials and the like are also included.

こうしたインクジェット方式による画像形成装置では、インクを確実に吐出させるためにインクを安定して供給させる必要がある。
ここで、記録ヘッドとインクカートリッジとが分離されたオフキャリッジ方式では、カートリッジと記録ヘッドが供給経路にて直接連結されている。そのため、送液するインク圧力が小さいと、供給経路(フィルタ含む)の圧力損失により、インクの供給が記録ヘッドの吐出に間に合わなくなり(リフィル不足という)、結果として吐出不良となってしまう。
In such an ink jet image forming apparatus, it is necessary to stably supply ink in order to discharge ink reliably.
Here, in the off-carriage method in which the recording head and the ink cartridge are separated, the cartridge and the recording head are directly connected via a supply path. For this reason, when the pressure of the ink to be fed is small, the ink supply is not in time for the ejection of the recording head due to the pressure loss of the supply path (including the filter), resulting in ejection failure.

このため、記録ヘッドとインクカートリッジを繋ぐチューブにポンプを設け、更にそのポンプの上流側と下流側にバイパス経路を接続し、そのバイパス経路に弁を介在させて、圧力損失をカバーする技術が知られている。   For this reason, a technique is known in which a pump is provided in a tube connecting the recording head and the ink cartridge, a bypass path is connected to the upstream side and the downstream side of the pump, and a valve is interposed in the bypass path to cover pressure loss. It has been.

また、特許文献1には、インクの圧送効率を改善する目的で、インクカートリッジと記録ヘッドの間に、加圧による液送機能を有するポンプを備えたインク供給路と、その供給路と並列に、開放と閉塞をする弁機構を備えた供給迂回路が設けられた構成が開示されている。インク供給迂回路は、記録ヘッドがインクを吐出する際のインク供給路として使用され、その迂回路に設けられた弁機構は、インク供給迂回路を選択的に開閉させる制御機構となっている。   Patent Document 1 discloses an ink supply path including a pump having a liquid feeding function by pressurization between an ink cartridge and a recording head, in parallel with the supply path, in order to improve ink pressure feeding efficiency. A configuration in which a supply detour having a valve mechanism for opening and closing is provided is disclosed. The ink supply bypass is used as an ink supply path when the recording head ejects ink, and a valve mechanism provided in the bypass is a control mechanism that selectively opens and closes the ink supply bypass.

しかしながら、上述したバイパス経路に弁を設けて圧力損失をカバーするインク供給方式や、上述した特許文献1のものでは、バイパス経路に設けた弁を適宜制御して所望の圧力を保つ必要がある。このため、色の異なる複数種のインクを用いる画像形成装置に適用する場合などには、インクの色種ごとに弁とポンプを制御することが求められ、装置が大型化してしまうだけでなく、複雑な制御が必要となる問題があった。   However, in the ink supply method in which a valve is provided in the above-described bypass path to cover the pressure loss, and in the above-described Patent Document 1, it is necessary to appropriately control the valve provided in the bypass path to maintain a desired pressure. For this reason, when applying to an image forming apparatus using a plurality of types of inks having different colors, it is required to control the valve and the pump for each color type of the ink. There was a problem that required complex control.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、色の異なる複数のインクを用いる場合であっても、インクの消費量に応じてポンプの送液量を複雑にすることなく、簡易で単一なポンプ制御により、リフィル不足を生じさせず、記録ヘッド内の負圧を適切に維持することができる液滴吐出装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and even when a plurality of inks having different colors are used, the pump can be easily supplied without complicating the pumping amount according to the amount of ink consumed. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a liquid droplet ejection apparatus and an image forming apparatus capable of maintaining a negative pressure in a recording head appropriately without causing refill shortage by a single pump control.

かかる目的を達成するために、本発明に係る液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、記録ヘッドに液体を供給する第1の流路と、液体タンクに連通する第2の流路と、第1の流路と第2の流路を連通させ、第1の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、第2の流路から分岐して、送液ポンプを介して圧力調整弁に接続された第3の流路と、を備え、記録ヘッドの液滴吐出面は、液体タンク内の液面よりも高い位置に配置されて、記録ヘッドと液体タンクとの水頭差により記録ヘッドの負圧が保持され、圧力調整弁は、ハウジングおよび該ハウジング内に収容され、第1の流路を流れる液体の流量に応じて移動する弁体を有し、ハウジングは、第1の流路と接続される上端部と、第2の流路と接続される下端部と、上端部と下端部との間に配置され、第3の流路が接続される横穴とを有し、弁体は、軸形状を有し、ハウジングの上端部に対向して配置される上部と、ハウジングの下端部に対向して配置される下部と、上部及び下部よりも小径に形成され、ハウジングの横穴と対向して配置される中央部と、弁体の上部に設けられ、ハウジング内において第2の流路及び第3の流路と第1の流路とを連通させる貫通穴と、弁体の上部において貫通穴よりも外周側に設けられ、弁体のハウジング内での移動方向に向けて凸設された突起部とを有し、ハウジングは、突起部が貫通可能な、突起部と同形状の開口を有し、弁体がハウジング内で移動した場合であっても突起部が開口を常に閉塞可能な長さを有することにより、第3の流路の送液ポンプにより加圧され、横穴を通じてハウジング内に圧送された液体が、弁体の上部に設けられた貫通穴のみを通過して第1の流路へ流出することを特徴とする。   In order to achieve such an object, a liquid droplet ejection apparatus according to the present invention includes a recording head having a nozzle for ejecting liquid droplets, a liquid tank that stores liquid to be supplied to the recording head, and supplies liquid to the recording head. The first flow path, the second flow path communicating with the liquid tank, the first flow path and the second flow path are communicated, and the internal flow is determined according to the flow rate of the liquid flowing through the first flow path. A liquid discharge surface of the recording head, comprising: a pressure adjusting valve whose path resistance changes; and a third flow path branched from the second flow path and connected to the pressure adjusting valve via a liquid feed pump. Is arranged at a position higher than the liquid level in the liquid tank, and the negative pressure of the recording head is maintained by the water head difference between the recording head and the liquid tank, and the pressure adjusting valve is housed in the housing and the housing, A valve body that moves according to the flow rate of the liquid flowing through the first flow path; The ding is disposed between the upper end connected to the first flow path, the lower end connected to the second flow path, and the upper end and the lower end, and the third flow path is connected The valve body has an axial shape, and has an upper portion disposed opposite to the upper end of the housing, a lower portion disposed opposite to the lower end of the housing, and a smaller diameter than the upper and lower portions. And is provided at the upper part of the valve body, and communicates the second flow path and the third flow path with the first flow path in the housing. It has a through hole and a protrusion provided on the outer periphery side of the through hole at the upper part of the valve body and projecting in the direction of movement of the valve body in the housing. It has an opening of the same shape as the protrusion, and the protrusion is open even when the valve body moves in the housing. The liquid that is pressurized by the liquid feed pump of the third flow path and pumped into the housing through the lateral hole passes only through the through hole provided in the upper part of the valve body. Then, it flows out to the first flow path.

また、本発明に係る画像形成装置は、上述した本発明に係る液滴吐出装置であって、上記液体はインクであることを特徴とする。   An image forming apparatus according to the present invention is the above-described liquid droplet ejection apparatus according to the present invention, wherein the liquid is ink.

以上のように、本発明によれば、色の異なる複数のインクを用いる場合であっても、インクの消費量に応じてポンプの送液量を複雑にすることなく、簡易で単一なポンプ制御により、リフィル不足を生じさせず、記録ヘッド内の負圧を適切に維持することができる。   As described above, according to the present invention, even when a plurality of inks having different colors are used, a simple and single pump can be used without complicating the pumping amount according to the amount of ink consumed. By the control, the negative pressure in the recording head can be appropriately maintained without causing refill shortage.

本発明の実施形態としてのインクジェットプリンタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the inkjet printer as embodiment of this invention. 本実施形態におけるインク供給システムを示す図である。It is a figure which shows the ink supply system in this embodiment. 流路抵抗可変ユニットの基本的な動作原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the basic operation | movement principle of a flow-path resistance variable unit. 記録ヘッド1の圧力変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a change in pressure of the recording head. 本発明の第1の実施形態としての流路抵抗可変ユニット83の断面図である。It is sectional drawing of the flow-path resistance variable unit 83 as the 1st Embodiment of this invention. 図5(c)のV部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the V section of Drawing 5 (c). 図5(c)のV部の拡大断面図で、インクが突起収容部201に流れる状態を示す図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a V portion in FIG. 5C, showing a state where ink flows into the protrusion accommodating portion 201. 第1の実施形態に大気開放口を追加した構成例を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structural example which added the air release port to 1st Embodiment. 第1の実施形態にインク位置検出装置を追加した構成例を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structural example which added the ink position detection apparatus to 1st Embodiment. 本発明の第2の実施形態としての流路抵抗可変ユニット83の断面図である。It is sectional drawing of the flow-path resistance variable unit 83 as the 2nd Embodiment of this invention. 図10(c)のW部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the W section of Drawing 10 (c). 第2の実施形態に大気開放口を追加した構成例を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structural example which added the air release port to 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施形態としての流路抵抗可変ユニット83の断面図である。It is sectional drawing of the flow-path resistance variable unit 83 as the 3rd Embodiment of this invention. 図13(c)のX部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the X section of Drawing 13 (c). 本発明の第4の実施形態としての流路抵抗可変ユニット83の断面図である。It is sectional drawing of the flow-path resistance variable unit 83 as the 4th Embodiment of this invention. 図15のY部の拡大図である。It is an enlarged view of the Y section of FIG. 第4の実施形態の別構成例を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows another structural example of 4th Embodiment. 本発明の第5の実施形態を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the 5th Embodiment of this invention.

次に、本発明に係る液滴吐出装置および画像形成装置を、インクジェットプリンタに適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。   Next, an embodiment in which a droplet discharge device and an image forming apparatus according to the present invention are applied to an ink jet printer will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態の概略について説明する。
本実施形態は、カートリッジにある液体を記録ヘッドに供給する際に、以下の特徴を有する。
本実施形態では、カートリッジと記録ヘッド間に弁と、それを迂回するようにポンプを設け、ポンプは常にONの状態である。弁内部にある弁体(可動部材)は、記録ヘッドの吐出流量に応じて移動し、この移動により、弁体下部のハウジング内の側壁とのギャップが小さくなり、送液ポンプから加圧されたインクの圧力が増加する。その結果、記録ヘッド方向の供給経路で生じる圧力損失をカバーする。このような特徴を有するため、複雑なポンプ制御、または制御機構を必要としないことが特徴になっている。
First, an outline of the present embodiment will be described.
The present embodiment has the following characteristics when the liquid in the cartridge is supplied to the recording head.
In this embodiment, a valve is provided between the cartridge and the recording head and a pump is provided so as to bypass the valve, and the pump is always in an ON state. The valve body (movable member) inside the valve moves according to the discharge flow rate of the recording head, and this movement reduces the gap between the valve body and the side wall in the housing, and the pressure is supplied from the liquid feed pump. Ink pressure increases. As a result, the pressure loss occurring in the supply path in the recording head direction is covered. Since it has such a feature, it is characterized by not requiring complicated pump control or a control mechanism.

次に、本実施形態の構成について、図面を参照して詳細に解説する。
図1は、本発明の一実施形態としてのインクジェットプリンタを示す図である。図1(a)は、インクジェットプリンタの正面図を示しており、図1(b)は、右側側面図、 図1(c)は平面図を示している。
Next, the configuration of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an ink jet printer as an embodiment of the present invention. 1A shows a front view of the ink jet printer, FIG. 1B shows a right side view, and FIG. 1C shows a plan view.

図1に示すインクジェットプリンタは、左右の側板123L、123Rに横架したガイド部材であるガイドロッド122とガイドレール128とでキャリッジ120を主走査方向(ガイドロッド長手方向)に摺動自在に保持している。このキャリッジ120は、図示しない主走査モータとタイミングベルトによってガイドロッド122の長手方向(主走査方向)に移動走査する。   The ink jet printer shown in FIG. 1 holds a carriage 120 slidably in a main scanning direction (guide rod longitudinal direction) by a guide rod 122 and a guide rail 128 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates 123L and 123R. ing. The carriage 120 is moved and scanned in the longitudinal direction (main scanning direction) of the guide rod 122 by a main scanning motor and a timing belt (not shown).

また、キャリッジ120上には、複数の色(例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックなど)のインク滴を吐出する記録ヘッド1が主走査方向と交叉する方向に配列され、インク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。記録ヘッド1は、インクの膜沸騰により吐出圧を得るサーマル方式のものである。記録ヘッドには、圧電素子を用いて振動板を変形させたり、静電力で振動板を変形させたりして吐出圧を得るものなど様々な方式があり、いずれの方式のものも本発明に適用することができる。   On the carriage 120, the recording heads 1 that eject ink droplets of a plurality of colors (for example, yellow, cyan, magenta, black, etc.) are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and the ink droplet ejection direction is downward. It is attached towards. The recording head 1 is of a thermal type that obtains a discharge pressure by ink film boiling. There are various types of recording heads, such as those that use a piezoelectric element to deform the diaphragm or deform the diaphragm with an electrostatic force to obtain the discharge pressure. can do.

記録ヘッド1の上部には吐出するインクを一時的に貯留するためのインク室が形成されたヘッドタンク101が一体的に接続される。ここで言う一体的とは、記録ヘッド1とヘッドタンク101がチューブ、管等で接続されることも含んでおり、どちらも一緒にキャリッジに搭載されるという意味である。ヘッドタンク101には液体供給チューブ16が接続され、液体供給チューブ16のもう一端は、本体据え置きのカートリッジホルダ77と接続されている。カートリッジホルダ77には、インクカートリッジ76とポンプユニット80、更に圧力制御ユニット81が接続されている。この圧力制御ユニット81は、図1から分かるように、インクカートリッジ76の上部に配置されており、内部に流路抵抗可変ユニット83を備えている。   A head tank 101 having an ink chamber for temporarily storing ink to be ejected is integrally connected to the upper portion of the recording head 1. The term “integrated” as used herein includes that the recording head 1 and the head tank 101 are connected by a tube, a pipe, or the like, and both are mounted on the carriage together. A liquid supply tube 16 is connected to the head tank 101, and the other end of the liquid supply tube 16 is connected to a cartridge holder 77 that is stationary on the main body. An ink cartridge 76, a pump unit 80, and a pressure control unit 81 are connected to the cartridge holder 77. As can be seen from FIG. 1, the pressure control unit 81 is disposed on the upper part of the ink cartridge 76, and includes a variable flow path resistance unit 83 inside.

次に、本実施形態におけるインク供給システムについて、図2を参照して説明する。
図2は、本実施形態における圧力制御ユニット81と、ポンプユニット80を接続したインク供給システムの概略図を示している。
Next, the ink supply system in the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram of an ink supply system in which the pressure control unit 81 and the pump unit 80 are connected in the present embodiment.

液体供給チューブ16は、圧力制御ユニット81を介してインクカートリッジ76に連通している。インクカートリッジ76には大気連通部45が設けられており、この大気連通部45は、内径の小さい蛇道状の構造にしてインクの乾燥を抑制している。大気連通部45は、蛇道状の構造に限定せず、乾燥を抑制できればどんな構成でも良い。また、乾燥に強いインクや液体を使用する場合、大気連通部45を乾燥抑制構造にしなくても良い。   The liquid supply tube 16 communicates with the ink cartridge 76 via the pressure control unit 81. The ink cartridge 76 is provided with an air communication portion 45, and the air communication portion 45 has a serpentine structure with a small inner diameter to suppress ink drying. The atmosphere communication portion 45 is not limited to a serpentine structure, and may have any configuration as long as drying can be suppressed. In addition, when ink or liquid that is resistant to drying is used, the air communication portion 45 does not have to have a drying suppression structure.

ところで、インクカートリッジ76内の液面は記録ヘッド1のインク吐出面100よりも低い位置(h)になるように配置されている。これにより、インクがインク供給全経路に満たされている状態では、記録ヘッド1とインクカートリッジ76の液面の水頭差hにより、記録ヘッド1は負圧に保持されるので、記録ヘッド1からインクを安定して吐出することができる。   By the way, the liquid surface in the ink cartridge 76 is disposed at a position (h) lower than the ink ejection surface 100 of the recording head 1. As a result, in a state where the ink is filled in the entire ink supply path, the recording head 1 is held at a negative pressure due to the water head difference h between the liquid levels of the recording head 1 and the ink cartridge 76. Can be discharged stably.

また、記録ヘッド1には、非吐出時にインクの水分乾燥を防止すると同時に、記録ヘッド1内の気泡を取り除き、ノズルが詰まったときなどに記録ヘッド1内のインクを吸引する目的で保湿・吸引用のキャップ50が備わっている。記録ヘッド1内のインクを吸引するときは、記録ヘッド1のインク吐出面100にキャップ50をキャッピングさせ、吸引ポンプ51により、インクを廃液貯蔵部52へ導く。なお、キャップ50は、保湿用と吸引用を併用しているが、それぞれの役割を独立させたキャップを構成しても良い。また、吸引したインクは、廃液貯蔵部52ではなく、インクカートリッジ76に戻す構成であっても良い。   The recording head 1 also prevents moisture drying when ink is not ejected, and at the same time removes bubbles in the recording head 1 and sucks ink in the recording head 1 when the nozzles are clogged. A cap 50 is provided. When the ink in the recording head 1 is sucked, the cap 50 is capped on the ink discharge surface 100 of the recording head 1, and the ink is guided to the waste liquid storage unit 52 by the suction pump 51. In addition, although the cap 50 uses both for moisturizing and for suction, you may comprise the cap which made each role independent. Further, the sucked ink may be returned to the ink cartridge 76 instead of the waste liquid storage unit 52.

また、キャップ50は、吸引動作だけではなく、記録ヘッド1からの空吐出受けとしての役割を持つことがある。ワイパーブレード71は、ワイピングユニット70に取り付けられており、このワイパーブレード71により、メンテナンス後の記録ヘッド1のインク吐出面100を払拭することで、ノズル面のメニスカスが整えられる。   Further, the cap 50 may serve not only as a suction operation but also as an idle discharge receiver from the recording head 1. The wiper blade 71 is attached to the wiping unit 70, and the wiper blade 71 wipes the ink ejection surface 100 of the recording head 1 after maintenance, thereby adjusting the meniscus of the nozzle surface.

次に、流路抵抗可変ユニットの動作原理について、図3を参照して説明する。
図3は、圧力制御ユニット81内にある流路抵抗可変ユニット83の一例における基本的な動作原理について示している。ここでは、流路抵抗可変ユニット83がどのように流路抵抗を変化させるかについて説明する。
Next, the operation principle of the variable flow path resistance unit will be described with reference to FIG.
FIG. 3 shows a basic operating principle in an example of the variable flow path resistance unit 83 in the pressure control unit 81. Here, how the flow path resistance variable unit 83 changes the flow path resistance will be described.

流路抵抗可変ユニット83は、ハウジング40と可動弁(可動部材)88から構成されている。ハウジング40の側面には、横穴86cが形成されており、この横穴86cに、図2に示す送液ポンプ78が供給経路17を介して接続されている。この送液ポンプ78の送液流量は、記録ヘッド1の最大吐出流量よりも多い。
可動弁88は軸形状のもので、上部88t、中央部88m、下部88bの少なくとも3つの要素からなり、中央部88mの径が下部88bよりも小径な構成とされている。また、可動弁上部88tには貫通穴84が設けられている。
The variable flow path resistance unit 83 includes a housing 40 and a movable valve (movable member) 88. A lateral hole 86 c is formed on the side surface of the housing 40, and the liquid feed pump 78 shown in FIG. 2 is connected to the lateral hole 86 c via the supply path 17. The liquid feed flow rate of the liquid feed pump 78 is larger than the maximum discharge flow rate of the recording head 1.
The movable valve 88 has an axial shape and is composed of at least three elements: an upper part 88t, a central part 88m, and a lower part 88b, and the diameter of the central part 88m is smaller than that of the lower part 88b. A through hole 84 is provided in the movable valve upper portion 88t.

可動弁88はハウジング40の内部で移動可能であり、内部の流れの状態等に応じて、図3(a)や図3(b)、あるいはその中間の形態をとる。図3(a)は記録ヘッド1が停止しているときの流路抵抗可変ユニット83の状態を示している。この状態では、可動弁88は、ハウジング40の下端部であるポート86b側にある。これは、ハウジング40と可動弁下部88bの間のギャップGbが、ハウジング40と可動弁上部88tに形成された貫通穴84よりも大きく、かつ、ハウジング40の上端部であるポート86aの先には図2に示すように流体抵抗の大きいチューブ16やフィルタ109があるためである。   The movable valve 88 is movable inside the housing 40, and takes the form shown in FIG. 3 (a), FIG. 3 (b), or an intermediate state depending on the state of the internal flow. FIG. 3A shows the state of the variable flow path resistance unit 83 when the recording head 1 is stopped. In this state, the movable valve 88 is on the side of the port 86 b that is the lower end portion of the housing 40. This is because the gap Gb between the housing 40 and the movable valve lower portion 88b is larger than the through hole 84 formed in the housing 40 and the movable valve upper portion 88t, and beyond the port 86a that is the upper end portion of the housing 40. This is because there are the tube 16 and the filter 109 having a large fluid resistance as shown in FIG.

その結果、矢印Qaで示すポンプによって送液されたインクは流れやすい、すなわち流体抵抗が小さいポート86b側(矢印A方向)に流れるので、可動弁下部88bはインクの流れにより、ポート86b側に力を受ける。この状態で、ポンプユニット80にある送液ポンプ78が停止することなく稼働し続けても、図2の矢印αに示すようにインクは、送液ポンプ78を介した供給チューブ18、17内を循環するだけで、加圧されたインクの圧力を記録ヘッド1に与えることがない。つまり、記録ヘッド1の吐出流量が小さい、または非吐出時には、可動弁88がポート86b方向に移動し、ポンプユニット80から作られるインクの流れをポート86b側へ逃がすことが可能であることを意味する。   As a result, the ink sent by the pump indicated by the arrow Qa flows easily, that is, flows to the port 86b side (in the direction of arrow A) where the fluid resistance is small, so that the movable valve lower portion 88b is forced to the port 86b side by the ink flow. Receive. In this state, even if the liquid feed pump 78 in the pump unit 80 continues to operate without stopping, the ink flows through the supply tubes 18 and 17 via the liquid feed pump 78 as shown by the arrow α in FIG. Only by circulation, the pressure of the pressurized ink is not applied to the recording head 1. In other words, when the ejection flow rate of the recording head 1 is small or non-ejection, the movable valve 88 moves in the direction of the port 86b, and the ink flow produced from the pump unit 80 can be released to the port 86b side. To do.

図3(b)は、記録ヘッド1が吐出している条件での流路抵抗可変ユニット83の状態を示すものである。ハウジング40と可動弁上部88tのギャップGtを狭く作っているため、流体抵抗は貫通穴84の方が小さい。そのため、ヘッド吐出によるインクは、矢印Qhで示すように貫通穴84を通過する。このとき、ポート86a側に流れるインクは、貫通穴84を通過することに起因して圧力損失を生じる。つまり、可動弁88mを流れるインクの圧力よりも、貫通穴84を通過し、ポート86a側を流れるインクの圧力の方が小さい。この圧力差により、可動弁上部88tはポート86a側に力を受ける。この力は、ポート86b側(矢印A方向)に流れるインクから、ポート86b側に受ける力よりも大きい(ポート86a側の圧力差>ポート86b側の圧力差であるため)。そのため、可動弁88はポート86a側に移動する。   FIG. 3B shows the state of the variable flow path resistance unit 83 under the condition that the recording head 1 is discharging. Since the gap Gt between the housing 40 and the movable valve upper portion 88t is made narrow, the fluid resistance is smaller in the through hole 84. Therefore, the ink discharged from the head passes through the through hole 84 as indicated by the arrow Qh. At this time, the ink flowing to the port 86 a side causes a pressure loss due to passing through the through hole 84. That is, the pressure of the ink passing through the through hole 84 and flowing on the port 86a side is smaller than the pressure of the ink flowing through the movable valve 88m. Due to this pressure difference, the movable valve upper portion 88t receives a force on the port 86a side. This force is greater than the force received on the port 86b side from the ink flowing on the port 86b side (arrow A direction) (because the pressure difference on the port 86a side> the pressure difference on the port 86b side). Therefore, the movable valve 88 moves to the port 86a side.

可動弁88がポート86a側に移動すると、可動弁下部88bがハウジング40の小径部400と重なり、ハウジング40と可動弁下部88bの間のギャップは、図3(a)のギャップGbよりも小さいギャップGb’となり、流体抵抗が増大する。この流体抵抗は、可動弁88のポート86a側に対する移動量に比例して大きくなる。つまり、可動弁88がポート86a側に移動すれば、その移動量に伴ってギャップGb’の流体抵抗は大きくなる。また、ギャップGb’の流体抵抗が大きくなると、それに伴いポート86b方向(矢印A方向)に流れるインクの圧力差も大きくなる(圧力差 = 流体抵抗×流量で決まるため)。従って、可動弁88がポート86a側に移動していくと、貫通穴84による圧力差(一定)に対して、ギャップGb’の圧力差がある地点で追いつくことと成る。
こうした圧力差と、可動弁上部88tと可動弁下部88bの面積比から、ハウジング40内のある地点で可動弁88がポート86a側に受ける力と、ポート86b側に受ける力が釣り合うため、その地点で可動弁88は静止する。
When the movable valve 88 moves to the port 86a side, the movable valve lower portion 88b overlaps the small diameter portion 400 of the housing 40, and the gap between the housing 40 and the movable valve lower portion 88b is smaller than the gap Gb in FIG. Gb ′ and the fluid resistance increases. This fluid resistance increases in proportion to the amount of movement of the movable valve 88 relative to the port 86a. That is, if the movable valve 88 moves to the port 86a side, the fluid resistance of the gap Gb ′ increases with the amount of movement. As the fluid resistance of the gap Gb ′ increases, the pressure difference of the ink flowing in the direction of the port 86b (arrow A direction) increases accordingly (because it is determined by pressure difference = fluid resistance × flow rate). Therefore, when the movable valve 88 moves toward the port 86a, the pressure difference of the gap Gb ′ catches up with the pressure difference (constant) due to the through hole 84.
From the pressure difference and the area ratio of the movable valve upper portion 88t and the movable valve lower portion 88b, the force received by the movable valve 88 on the port 86a side and the force received on the port 86b side at a certain point in the housing 40 are balanced. Thus, the movable valve 88 stops.

ところで、ギャップGb’の流体抵抗が大きくなると、送液ポンプ78によって供給されたインクは、ポート86b方向(矢印A方向)へ流れにくくなり、送液ポンプ78から供給されたインクの圧力は、可動弁88内部で増大することになる(記録ヘッド1の最大吐出流量<送液ポンプの供給流量であるため)。この圧力が増大したインクが、貫通穴84を通過し、記録ヘッド1方向に流れる。これはすなわち、送液ポンプ78により供給されたインクの圧力が、流体抵抗可変ユニット83で増大し、記録ヘッド1方向に流れることで、液体供給チューブ16やフィルタで発生する圧力損失をカバーできることを意味している。   By the way, when the fluid resistance of the gap Gb ′ is increased, the ink supplied by the liquid feeding pump 78 is less likely to flow in the direction of the port 86b (arrow A direction), and the pressure of the ink supplied from the liquid feeding pump 78 is movable. It increases within the valve 88 (because the maximum discharge flow rate of the recording head 1 <the supply flow rate of the liquid feed pump). The ink whose pressure has increased passes through the through hole 84 and flows toward the recording head 1. That is, the pressure of the ink supplied by the liquid feed pump 78 increases in the fluid resistance variable unit 83 and flows in the direction of the recording head 1, so that the pressure loss generated in the liquid supply tube 16 and the filter can be covered. I mean.

記録ヘッド1の吐出流量が少ないときは、その吐出流量に応じて図3(a)と図3(b)の中間の状態で可動弁88は釣り合う。   When the discharge flow rate of the recording head 1 is small, the movable valve 88 is balanced in an intermediate state between FIGS. 3A and 3B according to the discharge flow rate.

以上の動作を繰り返すことにより、本供給システムは、水頭差供給において、記録ヘッド1に対するインク供給でリフィル不足を生じさせず、安定した圧力を供給することができる。更にこの供給システムは、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)に代表されるような異なる複数種のインクで構成されていても、記録ヘッド1がどんな流量を吐出しても、ポンプの制御動作は、同一である。   By repeating the above operation, the supply system can supply a stable pressure without causing refill shortage in the ink supply to the recording head 1 in the water head difference supply. In addition, this supply system has any flow rate that the recording head 1 can have, regardless of whether it is composed of different types of ink represented by yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). Even when discharging, the control operation of the pump is the same.

図4は、本供給システムにおける記録ヘッド1の圧力変化を示している。縦軸が記録ヘッド1の液室の圧力であり、横軸が時間である。またこの圧力変化で示している圧力はゲージ圧であり、原点は大気圧である。   FIG. 4 shows the pressure change of the recording head 1 in this supply system. The vertical axis represents the pressure in the liquid chamber of the recording head 1, and the horizontal axis represents time. The pressure indicated by this pressure change is the gauge pressure, and the origin is the atmospheric pressure.

記録ヘッド1の圧力は、送液ポンプ78を駆動させると(ステップS1)、上昇する。これは、送液ポンプ78の圧力が、供給経路を通じて記録ヘッド1の液室に伝播したためである。記録ヘッド1が吐出を開始すると(ステップS2)、圧力は、インクの慣性により一度下がり(P1)、その後、安定領域に達する。この安定領域の圧力と大気圧の圧力の差をΔPとする。記録ヘッド1の吐出を止めると(ステップS3)、インクの慣性により、圧力は一度上昇する(P2)。最後に送液ポンプ78を止めると(ステップS4)、圧力は初期状態に戻る。なお、このグラフでは、記録ヘッド1から連続で吐出を続けたときのものである。   The pressure of the recording head 1 increases when the liquid feed pump 78 is driven (step S1). This is because the pressure of the liquid feed pump 78 has propagated to the liquid chamber of the recording head 1 through the supply path. When the recording head 1 starts ejection (step S2), the pressure once decreases due to the inertia of the ink (P1), and then reaches a stable region. A difference between the pressure in the stable region and the pressure in the atmospheric pressure is ΔP. When the ejection of the recording head 1 is stopped (step S3), the pressure once rises due to the inertia of the ink (P2). Finally, when the liquid feed pump 78 is stopped (step S4), the pressure returns to the initial state. In this graph, the discharge is continuously performed from the recording head 1.

ところで、本件発明者の調査によると、本供給システムにおける可動弁88の寸法ばらつきによって、記録ヘッド1の圧力ΔPが目標値からばらつくことが分かっている。具体的には、可動弁上部88tの貫通穴84の寸法ばらつき、および可動弁上部88tとハウジング40の嵌め合い寸法、つまり図3のギャップGtのばらつきに伴って記録ヘッド内の負圧値ΔPが、目標値からばらついてしまう。これを防ぐために、貫通穴の寸法ばらつきに関しては、貫通穴に高い寸法精度を有したパイプを装着するなどの対策があるが、弁体上部とハウジングの嵌め合い寸法であるギャップGtのばらつきは、簡単な対処方法はない。特に、寸法ばらつきによりギャップGtが大きくなると、その間を流れるインクが増え、目標となる圧力ΔPに対してばらついてしまう。   By the way, according to the investigation by the present inventors, it is known that the pressure ΔP of the recording head 1 varies from the target value due to the dimensional variation of the movable valve 88 in the supply system. Specifically, the negative pressure value ΔP in the recording head varies with the dimensional variation of the through hole 84 of the movable valve upper portion 88t and the fitting size between the movable valve upper portion 88t and the housing 40, that is, the variation of the gap Gt in FIG. , Will vary from the target value. In order to prevent this, there is a measure such as mounting a pipe having high dimensional accuracy in the through hole with respect to the dimensional variation of the through hole. However, the variation of the gap Gt that is the fitting size of the upper part of the valve body and the housing is There is no easy solution. In particular, when the gap Gt becomes large due to dimensional variation, the amount of ink flowing between the gaps increases and the target pressure ΔP varies.

このような問題を鑑みて、本発明の各実施形態では、リフィル不足にならずに単純なポンプ制御で負圧を維持する供給システムのために、可動弁内部に流れるインクが貫通穴84のみを流れるような構成としたため、可動弁上部88tと、ハウジング40の嵌め合い寸法であるギャップGtのばらつきを無視し、ギャップGtを流れるインクを考慮しないことを可能にする構成とした。この各実施形態については以下に後述する。   In view of such a problem, in each of the embodiments of the present invention, the ink flowing inside the movable valve only passes through the through hole 84 in order to maintain a negative pressure by simple pump control without causing insufficient refill. Since the configuration is such that it flows, the variation of the gap Gt, which is the fitting dimension between the movable valve upper portion 88t and the housing 40, is ignored, and the configuration allows the ink flowing through the gap Gt not to be considered. Each of these embodiments will be described later.

このように、本発明の各実施形態によれば、画像形成装置において、単純なポンプ制御にて記録ヘッド内の負圧を適切に維持することができ、かつその効果生み出すために必要となる弁体の寸法ばらつきの影響を受けなくすることができる。   As described above, according to the embodiments of the present invention, in the image forming apparatus, the negative pressure in the recording head can be appropriately maintained by simple pump control, and a valve necessary for producing the effect is provided. It is possible to eliminate the influence of dimensional variation of the body.

本発明の各実施形態で、リフィル不足にならずに単純なポンプ制御で負圧を維持できる理由について説明する。   In each embodiment of the present invention, the reason why the negative pressure can be maintained by simple pump control without causing insufficient refill will be described.

本発明の各実施形態では、カートリッジと記録ヘッド間に、内部を流れる液体の流れ方向や流量によって、流体抵抗が変化する特性を有する弁を備える。この弁は、ハウジングと弁体から構成されている。弁体は軸形状のもので、中央部の軸径は、上部・下部よりも小径な構造である。また、弁体上部には貫通穴が設けられている。   In each embodiment of the present invention, a valve having a characteristic that fluid resistance changes depending on the flow direction and flow rate of the liquid flowing inside is provided between the cartridge and the recording head. This valve is comprised from the housing and the valve body. The valve body has a shaft shape, and the shaft diameter at the center is smaller than the upper and lower parts. A through hole is provided in the upper part of the valve body.

弁体はハウジングの内部で移動可能であり、内部の流れ、すなわち記録ヘッドの吐出流量に応じて、上下動する。弁体が下死点にいるときは、弁体下部とハウジング側壁との間にギャップが生じるが、弁体が上昇すると、ハウジング側壁と弁体下部のギャップが小さくなる構造である。   The valve body is movable inside the housing and moves up and down according to the flow inside, that is, the discharge flow rate of the recording head. When the valve body is at the bottom dead center, a gap is formed between the lower part of the valve body and the side wall of the housing. However, when the valve body is raised, the gap between the side wall of the housing and the lower part of the valve body is reduced.

ハウジングには弁体の中央部に横穴が形成されており、この穴に弁を迂回するように取り付られた送液ポンプを接続する。送液ポンプは、常に送液状態にあり、記録ヘッドから液体が吐出していないときは、弁体が下死点にいるため、ハウジング側壁とのギャップが大きい。よって、送液ポンプからの液体の流れは、弁体下部を通り、再び送液ポンプに戻るという循環を繰り返す。   In the housing, a horizontal hole is formed in the central portion of the valve body, and a liquid feed pump attached so as to bypass the valve is connected to this hole. The liquid feeding pump is always in a liquid feeding state, and when the liquid is not discharged from the recording head, the valve body is at the bottom dead center, so that the gap with the housing side wall is large. Therefore, the flow of the liquid from the liquid feeding pump repeats the circulation of passing through the lower part of the valve body and returning to the liquid feeding pump again.

記録ヘッドから液体が吐出されると、弁体が圧力差により上昇し、ハウジング側壁とのギャップが小さくなる。そのため、送液ポンプから加圧された液体は、弁体上部の貫通穴を通じて記録ヘッドに供給される。このとき、供給路の圧力損失は、送液ポンプの加圧によりカバーされる。記録ヘッドが吐出を停止すると、液体は貫通穴を流れず、弁体下部方向に流れ、弁体は下死点に移動する。その結果、液体は弁体下部を通り、再び送液ポンプに戻り、循環を繰り返すので、単純なポンプ制御でリフィル不足を起こさないようにすることができる。   When the liquid is discharged from the recording head, the valve body rises due to the pressure difference, and the gap with the housing side wall becomes small. Therefore, the liquid pressurized from the liquid feed pump is supplied to the recording head through the through hole in the upper part of the valve body. At this time, the pressure loss in the supply path is covered by pressurization of the liquid feed pump. When the recording head stops discharging, the liquid does not flow through the through hole but flows in the lower direction of the valve body, and the valve body moves to the bottom dead center. As a result, the liquid passes through the lower part of the valve body, returns to the liquid feed pump again, and repeats circulation, so that a shortage of refill can be prevented by simple pump control.

次に、本発明の各実施形態で、弁体の寸法ばらつきの影響を受けない理由について説明する。   Next, the reason why each embodiment of the present invention is not affected by the dimensional variation of the valve body will be described.

本発明の各実施形態では、弁体上部に貫通穴を設け、その貫通穴の外側に、弁体のハウジング内での移動方向(上流側または下流側)に向けた突起部を形成する。ハウジングには、弁体に設けられた突起部が貫通するような円形開口部が設られ、更に穴の先には空洞が設けられている。弁体突起部と円形開口部により、弁体は下死点から上昇しても、突起部がハウジングと間で常に閉塞状態にあり、大きな流体抵抗を持つことになる。そのため、弁体とハウジング間の寸法ばらつきにより、弁体とハウジング側壁とのギャップがあっても、弁内部を流れる液体は突起部とハウジング間の大きな抵抗により、流れが妨げられる。また、もし突起部とハウジング間の抵抗部分を液体が通過しても、液体は、その先にある空洞に留まるだけであり、弁体とハウジング側壁とのギャップへ液体が流れることはない。   In each embodiment of the present invention, a through hole is provided in the upper part of the valve body, and a protruding portion directed in the moving direction (upstream side or downstream side) within the housing of the valve body is formed outside the through hole. The housing is provided with a circular opening through which a protrusion provided on the valve body passes, and a cavity is provided at the tip of the hole. Even if the valve body rises from the bottom dead center due to the valve body protrusion and the circular opening, the protrusion is always in a closed state with the housing, and has a large fluid resistance. Therefore, even if there is a gap between the valve body and the side wall of the housing due to dimensional variation between the valve body and the housing, the flow of the liquid flowing inside the valve is hindered by a large resistance between the protrusion and the housing. Further, even if the liquid passes through the resistance portion between the projection and the housing, the liquid only stays in the cavity ahead, and the liquid does not flow into the gap between the valve body and the housing side wall.

従って、送液ポンプから加圧された液体は、弁体上部の貫通穴のみを通過し、弁体とハウジング側壁とのギャップを通過することはなく、その結果、ハウジングと弁体上部の寸法ばらつきが生じて、隙間ばめになっても、液体は、貫通穴のみを通過するので、寸法ばらつきの影響を受けない。   Accordingly, the liquid pressurized from the liquid feed pump passes only through the through hole in the upper part of the valve body and does not pass through the gap between the valve body and the housing side wall. Even if a gap fits and the liquid passes through only the through hole, it is not affected by dimensional variations.

次に、弁体寸法ばらつきが生じることによる技術的課題について説明する。
本件発明者の調査結果によると、弁とポンプによりリフィル不足を補うシステムでは、弁体上部の貫通穴の寸法精度、および弁体上部とハウジングの嵌め合い寸法精度がばらつくと、それに伴って記録ヘッド内の負圧値が目標とする値から、ばらついてしまうことが分かっている。
この問題を防ぐために、貫通穴の寸法ばらつきに関しては、貫通穴にパイプを装着するなどの対策があるが、弁体上部とハウジングの嵌め合い寸法のばらつきは、簡単な対処方法はなく、可能な限り抑えることが必要となる。
Next, a technical problem caused by the variation in valve body dimensions will be described.
According to the inventor's investigation results, in a system that compensates for the lack of refill with a valve and a pump, the dimensional accuracy of the through hole in the upper part of the valve body and the fitting dimensional precision of the upper part of the valve body and the housing vary, and accordingly the recording head It is known that the negative pressure value of the inside will vary from the target value.
In order to prevent this problem, there are measures such as mounting a pipe in the through hole for dimensional variation of the through hole, but there is no easy way to deal with variations in the fitting size between the upper part of the valve body and the housing. It is necessary to limit as much as possible.

このような問題を鑑みて、本発明の各実施形態では、リフィル不足にならずに単純なポンプ制御で負圧を維持する供給システムとして、弁体内部に流れる液体が貫通穴のみを流れるようにしたため、弁体上部とハウジングの嵌め合い寸法のばらつきを無視することができる構成とした。   In view of such a problem, in each embodiment of the present invention, as a supply system that maintains a negative pressure by simple pump control without causing refill shortage, the liquid flowing inside the valve body flows only through the through hole. Therefore, the variation of the fitting size between the upper part of the valve body and the housing can be ignored.

〔第1の実施形態〕
次に、本発明の第1の実施形態について説明する。図5は、本発明の第1の実施形態であり、流路抵抗可変ユニット83の断面図である。図5(a)は、記録ヘッド1が非吐出であり、かつ送液ポンプ78が駆動している状況下での流路抵抗可変ユニット83を示している。送液ポンプ78から供給されるインクは、ポート86b(下端部)側のみに流れるため、可動弁88は、ポート86b側に力を受け、ポート86b側で静止する。この図に示す可動弁88は、上部88tに貫通穴84を設け、更にその外周のポート86b側に突起部95を設ける構成としている。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the variable flow path resistance unit 83 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5A shows the flow path resistance variable unit 83 in a state where the recording head 1 is not ejecting and the liquid feed pump 78 is driven. Since the ink supplied from the liquid feed pump 78 flows only to the port 86b (lower end) side, the movable valve 88 receives a force on the port 86b side and stops on the port 86b side. The movable valve 88 shown in this figure has a configuration in which a through hole 84 is provided in the upper portion 88t and a projection 95 is provided on the outer peripheral port 86b side.

ハウジング202は、可動弁88tの突起部95を貫通させるように、突起部95と同形状に開口210を開けて作られており、可動弁88をハウジング202に取り付けたとき、突起部95はハウジング202から突き出すようになっている。突起収容部201は、可動弁88tのハウジング202から突き出た突起部95を内部に収容可能なように、突起部95と同形状の開口210に連接して設けられ、かつ、その内部は空洞となっている。ハウジングキャップ200はハウジング202の上からキャップし、可動弁88を覆うことができる構成である。   The housing 202 is formed by opening an opening 210 in the same shape as the protrusion 95 so as to penetrate the protrusion 95 of the movable valve 88t. When the movable valve 88 is attached to the housing 202, the protrusion 95 is It protrudes from 202. The protrusion accommodating portion 201 is provided so as to be connected to the opening 210 having the same shape as the protrusion 95 so that the protrusion 95 protruding from the housing 202 of the movable valve 88t can be accommodated therein. It has become. The housing cap 200 is configured to cap the housing 202 and cover the movable valve 88.

なお、突起部95は可動弁上部88tの外周の縁に限定せず、貫通穴84よりも外周方向であり、それに伴ってハウジング202に開口210が形成されてあれば、どこに配置しても良い。また、組立の観点から突起収容部201およびハウジングキャップ200は、ハウジング202とは別部材で構成されていることが望ましい。同様に突起部収容部201を取り付けるために、横穴部86cはハウジング202に対して別部材であることが望ましい。図5におけるハウジングキャップ200は、ポート86a(上端部)側に向かって先細り形状となっているが、この形に限定することなく、液体供給チューブ16と接続できる形状であれば、どんな形状でも良い。   Note that the protrusion 95 is not limited to the outer peripheral edge of the movable valve upper portion 88t, and may be disposed anywhere as long as it is in the outer peripheral direction with respect to the through hole 84 and the opening 210 is formed in the housing 202 accordingly. . Further, from the viewpoint of assembly, it is desirable that the protrusion accommodating portion 201 and the housing cap 200 are configured as separate members from the housing 202. Similarly, in order to attach the protrusion accommodating portion 201, the lateral hole portion 86 c is preferably a separate member with respect to the housing 202. The housing cap 200 in FIG. 5 has a tapered shape toward the port 86a (upper end) side, but is not limited to this shape, and may be any shape as long as it can be connected to the liquid supply tube 16. .

図5(b)は、記録ヘッド1が吐出を開始した瞬間を示す図である。送液ポンプ78から供給されたインクは、矢印B側に流れ出す。このときギャップTは、可動弁上部88tがポート86b側にあるため小さく、流体抵抗も高い。そのため矢印B方向に流れるインクが、ギャップTと突起部を流れようとはせず、貫通穴84を通過していく。   FIG. 5B is a diagram illustrating the moment when the recording head 1 starts ejection. The ink supplied from the liquid feed pump 78 flows out to the arrow B side. At this time, the gap T is small because the movable valve upper portion 88t is on the port 86b side, and the fluid resistance is also high. For this reason, the ink flowing in the direction of arrow B does not flow through the gap T and the protrusion, but passes through the through hole 84.

図5(c)は図5(b)から、更に記録ヘッド1が吐出を続けた状態の流路抵抗可変ユニット83を示している。可動弁88は、貫通穴84を通過したインクとの圧力差により、ポート86a側に力を受け、その方向に移動する。可動弁88はある位置で釣り合うが、そのとき、釣り合い位置がどこであっても、つまり最もポート86a側にいても、突起部95は開口210を閉塞するような長さにしてあることが望ましい。また、突起長さは、可動弁88tがどんな位置にいても、閉塞できれば、どんな長さでも良い。   FIG. 5C shows the variable flow path resistance unit 83 in a state where the recording head 1 continues to discharge from FIG. 5B. The movable valve 88 receives a force on the port 86a side due to a pressure difference from the ink that has passed through the through hole 84, and moves in that direction. The movable valve 88 is balanced at a certain position. At that time, it is desirable that the protruding portion 95 has such a length as to close the opening 210 wherever the balanced position is, that is, at the most port 86a side. Further, the projection length may be any length as long as the movable valve 88t can be closed regardless of the position.

可動弁88が上昇すると、図5(b)のギャップTが広がるが、突起部95が常に開口210を閉塞しているので、インクは突起収容部方向に流れ難いことになる。また、もしインクが突起収容部201内に流れ込んでも、内部に形成された空洞211によって、受け止められる。この開口210におけるインクの流れと本実施形態の特徴を詳細に説明するために、図5(c)で示すV部を拡大して説明する。   When the movable valve 88 is raised, the gap T in FIG. 5B is widened. However, since the protrusion 95 always closes the opening 210, the ink hardly flows in the direction of the protrusion accommodating portion. Further, even if the ink flows into the protrusion accommodating portion 201, it is received by the cavity 211 formed inside. In order to describe the ink flow in the opening 210 and the features of this embodiment in detail, the V portion shown in FIG.

図6は、図5(c)のV部、すなわち図5における突起収容部201と突起部95周りを拡大し、可動弁88がポート86a側に移動していくときのインクの流れを示している。図6(a)は、記録ヘッド1が非吐出のときの拡大図である。   FIG. 6 shows the flow of ink when the portion V in FIG. 5C, that is, the protrusion accommodating portion 201 and the protrusion 95 in FIG. 5 is enlarged, and the movable valve 88 moves to the port 86a side. Yes. FIG. 6A is an enlarged view when the recording head 1 is not ejected.

前述のようにギャップTが小さいため、流体抵抗は大きく、更に突起部95が開口210とハウジング202を閉塞しているため、その間にできるギャップGt_inは大きな流体抵抗となる。そのため、インクはギャップTを通らずに貫通穴84を通過する。   Since the gap T is small as described above, the fluid resistance is large, and the protrusion 95 closes the opening 210 and the housing 202, so that the gap Gt_in formed between them is a large fluid resistance. Therefore, the ink passes through the through hole 84 without passing through the gap T.

図6(b)は、可動弁がポート86a側に移動したときのインクの流れを示している。図6(a)と比べると、ギャップTが広がるが、突起部95が開口210とハウジング202を常に閉塞しているため、ギャップGt_inの大きな流体抵抗は、可動弁の位置によらず一定である。したがって、インクは貫通穴84方向に流れる。しかし、送液ポンプ78から供給されたインクの圧力が高まると、インクはハウジング202と突起収容部201方向(d1方向)に流れることとなるが、ギャップGt_inの抵抗があるため、その量は少なく、突起収容部201内に溜まる。溜まったインク300はポート86a側と連通していないので、インク300がギャップGtを通過することはない。   FIG. 6B shows the ink flow when the movable valve moves to the port 86a side. Compared with FIG. 6A, the gap T is widened, but since the projection 95 always closes the opening 210 and the housing 202, the large fluid resistance of the gap Gt_in is constant regardless of the position of the movable valve. . Accordingly, the ink flows in the direction of the through hole 84. However, when the pressure of the ink supplied from the liquid feed pump 78 increases, the ink flows in the direction of the housing 202 and the protrusion accommodating portion 201 (direction d1), but the amount is small because of the resistance of the gap Gt_in. , Accumulated in the protrusion accommodating portion 201. Since the accumulated ink 300 is not in communication with the port 86a side, the ink 300 does not pass through the gap Gt.

なお、突起収容部201は、少量のインクを蓄えていくため、内部の空洞211の体積は大きいことが望ましく、そのために、ポート86b側に深さがあっても良い。また、突起収容部201内の空洞211の形状は、図に示す形に限定せず、突起部95が収まる溝でも良い。また、空洞211内のインクが溜まってきた場合、前述のように突起収容部201を別部材にして、交換することも可能である。   In addition, since the protrusion accommodating part 201 stores a small amount of ink, it is desirable that the volume of the internal cavity 211 is large. Therefore, the port 86b may have a depth. Further, the shape of the cavity 211 in the protrusion accommodating portion 201 is not limited to the shape shown in the figure, and may be a groove in which the protrusion portion 95 is accommodated. Further, when the ink in the cavity 211 has accumulated, it is possible to replace the protrusion accommodating portion 201 with another member as described above.

図7は、図5(c)のV部、すなわち図5における突起収容部201と突起部95周りを拡大し、貫通穴84をポート86a側に通過したインクが突起収容部201に流れる状態を示している。   FIG. 7 shows a state in which the portion V in FIG. 5C, that is, the protrusion accommodating portion 201 and the protrusion 95 in FIG. 5 is enlarged, and the ink that has passed through the through hole 84 toward the port 86 a flows into the protrusion accommodating portion 201. Show.

可動弁88が、ポート86a側に移動すると、空洞部211の圧力はポート86a側のインクよりも相対的に小さくなる。その結果、矢印d2に示すように、ギャップGtを通過してインクが空洞部211に流れる。この状態でも、空洞部211に溜まったインク300は、ハウジング202内部のインクと連通していないので、ギャップTを通過して、ハウジング202内部に流れることはない。   When the movable valve 88 moves to the port 86a side, the pressure in the cavity 211 becomes relatively smaller than the ink on the port 86a side. As a result, as shown by the arrow d2, the ink flows through the gap 211 through the gap Gt. Even in this state, the ink 300 accumulated in the cavity portion 211 does not communicate with the ink inside the housing 202, and therefore does not flow through the gap T and into the housing 202.

以上説明したように、本実施形態によれば、ギャップGtの寸法がばらつき、すきまばめに近い状態になっても、そのばらつきに関係なく、流路抵抗可変ユニット83の可動弁88内を流れるインクは、貫通穴84を主として流れる構成とすることができる。このため、ハウジング202ないしハウジングキャップ200と可動弁上部88tとのギャップGtがばらついていても、貫通穴の内径寸法を確保することで、図4の安定圧力ΔPを制御することができる。従って、この発明の効果は大きい。   As described above, according to the present embodiment, even when the gap Gt varies in size and is close to the clearance fit, the flow flows in the movable valve 88 of the variable flow resistance unit 83 regardless of the variation. The ink can be configured to flow mainly through the through hole 84. For this reason, even if the gap Gt between the housing 202 or the housing cap 200 and the movable valve upper portion 88t varies, it is possible to control the stable pressure ΔP in FIG. 4 by ensuring the inner diameter of the through hole. Therefore, the effect of this invention is great.

このように、上述した実施形態によれば、弁体の寸法ばらつきの影響を受けることなく、単純なポンプ制御にて、記録ヘッド内の負圧を適切に維持することができる。
このため、色の異なる複数のインクを用いる画像形成装置に適用する場合であっても、インクの消費量に応じてポンプの送液量を複雑にすることなく、簡易で単一なポンプ制御により、リフィル不足を生じさせず、記録ヘッド内の負圧を適切に維持することができる。
Thus, according to the above-described embodiment, the negative pressure in the recording head can be appropriately maintained by simple pump control without being affected by the dimensional variation of the valve body.
For this reason, even when applied to an image forming apparatus that uses a plurality of inks of different colors, the pump feed amount is not complicated according to the ink consumption, and simple and single pump control is performed. Therefore, the negative pressure in the recording head can be appropriately maintained without causing refill shortage.

次に、第1の実施形態に大気開放口を追加した構成について、図8を参照して説明する。
図8は、図6に示す突起収容部201と突起部95を拡大した図に、大気開放口(大気連通穴)400を付与したものである。
Next, a configuration in which an atmosphere opening is added to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is an enlarged view of the projection accommodating portion 201 and the projection portion 95 shown in FIG. 6, in which an atmosphere opening port (atmospheric communication hole) 400 is added.

図6ないし図7で示す、突起収容部201の空洞部211は密閉されているため、可動弁88の移動によって、圧力が変わってしまう。特に、内部の圧力が負圧になると、正圧のインクを引き込んでしまう。そこで、図8に示すように、空洞部211に大気開放口400を設けることで、常に空洞部211内部を大気圧に保つことができる構成としても良い。   Since the hollow portion 211 of the protrusion accommodating portion 201 shown in FIGS. 6 to 7 is sealed, the pressure changes due to the movement of the movable valve 88. In particular, when the internal pressure becomes negative, positive pressure ink is drawn. Therefore, as shown in FIG. 8, the atmosphere opening port 400 may be provided in the cavity portion 211 so that the interior of the cavity portion 211 can always be maintained at atmospheric pressure.

この図8に示す構成例では、空洞部211内が大気圧に保たれているので、可動弁88が移動しても、インクを空洞部211に引き込むことがない。そのため、可動弁88から矢印d1方向に流れるインク量を少なくすることができ、更にポート86a側から矢印d2方向に流れるインク量も少なくすることができる。   In the configuration example shown in FIG. 8, since the inside of the cavity 211 is maintained at atmospheric pressure, ink is not drawn into the cavity 211 even if the movable valve 88 moves. Therefore, the amount of ink flowing from the movable valve 88 in the direction of arrow d1 can be reduced, and the amount of ink flowing from the port 86a side in the direction of arrow d2 can also be reduced.

なお、大気開放口400は、流路抵抗可変ユニット83内のインクの蒸発を防ぐために、内径の小さい蛇道状の構造にしていることが望ましい。また、空洞部211に溜まったインク300が、大気開放口400から漏れ出すことを防ぐために、大気開放口400は突起収容部201の底からできるだけ高い位置(矢印Z方向)に設置することが望ましい。更に、大気開放口400の設置位置は、流路抵抗可変ユニット83の設置する向きよって、自由に変更して良いが、空洞部211に溜まるインク300が漏れ出しにくい位置に設置することが望ましい。   It is desirable that the atmosphere opening 400 has a serpentine structure with a small inner diameter in order to prevent ink in the flow path resistance variable unit 83 from evaporating. In order to prevent the ink 300 accumulated in the cavity 211 from leaking out from the atmosphere opening port 400, it is desirable that the atmosphere opening port 400 be installed at a position as high as possible (in the direction of the arrow Z) from the bottom of the protrusion accommodating unit 201. . Further, the installation position of the atmosphere opening port 400 may be freely changed according to the installation direction of the flow path resistance variable unit 83, but it is desirable to install it at a position where the ink 300 accumulated in the cavity 211 is difficult to leak out.

次に、第1の実施形態にインク位置検出装置を付与した構成例について、図9を参照して説明する。図9は、空洞部211の内部に溜まったインク300の液面位置を検出するためのフォトセンサ450を、突起収容部201に備えた構成例を示す。   Next, a configuration example in which the ink position detection device is added to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a configuration example in which the protrusion accommodating portion 201 is provided with a photosensor 450 for detecting the liquid level position of the ink 300 accumulated in the hollow portion 211.

空洞部211内に溜まったインク300の液面位置が上昇すると、大気開放口400から、インクが漏れ出す可能性がある。そこで、突起収容部201内の空洞部211にフォトセンサ450を取り付け、光の透過率が所定の閾値以下になると、大気開放口400の近くまでインク300が溜まっていると判断する構成である。フォトセンサにより検知されるインク収容残量高さが所定の閾値以下になった場合、その残量が閾値以下である旨をユーザに通知して突起収容部201を取り替えさせれば、流路抵抗可変ユニット83を長期的に使用することができる。   When the liquid surface position of the ink 300 accumulated in the cavity 211 rises, the ink may leak from the atmosphere opening port 400. Therefore, the photo sensor 450 is attached to the hollow portion 211 in the protrusion accommodating portion 201, and when the light transmittance becomes a predetermined threshold value or less, it is determined that the ink 300 has accumulated near the atmosphere opening 400. If the remaining amount of ink remaining detected by the photosensor is equal to or lower than a predetermined threshold, the flow path resistance can be determined by notifying the user that the remaining amount is lower than the threshold and replacing the protrusion accommodating portion 201. The variable unit 83 can be used for a long time.

なお、空洞部211の内部に溜まったインク300の液面位置を調節する手段として、フォトセンサを用いたが、これに限らず、液面位置を検出できる手段であれば、どんな検出手段でも良い。また、液面検出手段を用いずに、実験的に何枚印字したら、空洞部211内部にどれくらいのインクが溜まるのかを求め、その結果から、突起部収容部201の交換タイミングを予測する構成でも良い。   Note that the photosensor is used as a means for adjusting the liquid level position of the ink 300 accumulated in the cavity 211. However, the present invention is not limited to this, and any detection means may be used as long as the liquid level position can be detected. . Further, it is possible to obtain how many inks are experimentally printed without using the liquid level detecting means, and how much ink is accumulated in the cavity 211, and based on the result, the replacement timing of the protrusion accommodating portion 201 is predicted. good.

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図10は、本発明の第2の実施形態であり、流路抵抗可変ユニット83の断面図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 10 is a sectional view of the flow path resistance variable unit 83 according to the second embodiment of the present invention.

図10に示す可動弁88は、上部88tに貫通穴84を設け、更にその外周のポート86a側、すなわち図5の構成例とは逆側に突起部95を設ける構成としている。また、ハウジングキャップ200は、可動弁88tの突起部95を貫通させるように、突起部95と同形状に開口204を開けて作られており、可動弁88に対してハウジングキャップ200を取り付けたとき、突起部95はハウジングキャップ200から突き出すようになっている。
また、ハウジングキャップ200は、ハウジング202の上からキャップし、可動弁88を覆う構成である。突起収容部205は、可動弁88tのハウジングキャップ200から突き出た突起部95を内部に収容可能なように、突起部95と同形状の開口204に連接して設けられ、かつ、その内部は空洞となっている。
The movable valve 88 shown in FIG. 10 has a configuration in which a through hole 84 is provided in the upper portion 88t, and a protrusion 95 is provided on the outer peripheral port 86a side, that is, on the opposite side to the configuration example of FIG. Further, the housing cap 200 is formed by opening the opening 204 in the same shape as the protruding portion 95 so as to penetrate the protruding portion 95 of the movable valve 88 t, and when the housing cap 200 is attached to the movable valve 88. The protruding portion 95 protrudes from the housing cap 200.
Further, the housing cap 200 is configured to cap the housing 202 and cover the movable valve 88. The protrusion accommodating portion 205 is provided so as to be connected to the opening 204 having the same shape as the protrusion 95 so that the protrusion 95 protruding from the housing cap 200 of the movable valve 88t can be accommodated therein, and the inside thereof is hollow. It has become.

なお、突起部95は可動弁上部88tの外周の縁に限定せず、貫通穴84よりも外周方向であり、それに伴ってハウジングキャップ200に開口204が形成されてあれば、どこに配置しても良い。また、突起収容部205およびハウジングキャップ200は、ハウジング202とは別部材で構成されていることが望ましい。同様に突起部収容部205を取り付けるために、横穴部86cはハウジング202に対して別部材であることが望ましい。   Note that the protrusion 95 is not limited to the outer peripheral edge of the movable valve upper portion 88t, and is located in the outer peripheral direction with respect to the through hole 84. As long as the opening 204 is formed in the housing cap 200, the protrusion 95 is disposed anywhere. good. In addition, it is desirable that the protrusion accommodating portion 205 and the housing cap 200 are configured as separate members from the housing 202. Similarly, in order to attach the protruding portion accommodating portion 205, it is desirable that the lateral hole portion 86 c is a separate member with respect to the housing 202.

図10(a)は、記録ヘッド1が非吐出であり、かつ送液ポンプ78が駆動している状況の流路抵抗可変ユニット83を示している。記録ヘッド1が非吐出であるので、ポート86a側に流れは無いため、インクは矢印A方向に流れる。   FIG. 10A shows the flow path resistance variable unit 83 in a state where the recording head 1 is non-ejection and the liquid feed pump 78 is driven. Since the recording head 1 is not ejected, there is no flow on the port 86a side, so that ink flows in the direction of arrow A.

図10(b)は、記録ヘッド1が吐出を開始した瞬間を示す図である。送液ポンプ78から供給されたインクは、矢印B側に流れ出す。このときギャップTは、可動弁上部88tがポート86b側にあるため小さく、流体抵抗も高い。更にギャップGtの流体抵抗もあるため、インクは貫通穴84を通過し、ポート86a方向に流れていく。   FIG. 10B is a diagram illustrating the moment when the recording head 1 starts ejection. The ink supplied from the liquid feed pump 78 flows out to the arrow B side. At this time, the gap T is small because the movable valve upper portion 88t is on the port 86b side, and the fluid resistance is also high. Further, since there is a fluid resistance of the gap Gt, the ink passes through the through hole 84 and flows toward the port 86a.

図10(c)は図10(b)から、更に記録ヘッド1が吐出を続けた状態の流路抵抗可変ユニット83を示している。可動弁88は、貫通穴84を通過したインクとの圧力差により、ポート86a側に力を受け、その方向に移動し、ある位置で釣り合う。
突起部95は、可動弁88がどこで釣り合っても、突起部95は、ハウジングキャップ200と開口204を閉塞するような長さにしてあることが望ましい。また、突起長さは、可動弁88がどんな位置にいても、ハウジングキャップ200と開口204を閉塞できれば、どんな長さでも良い。
FIG. 10C shows the variable flow path resistance unit 83 in a state where the recording head 1 continues to discharge from FIG. 10B. The movable valve 88 receives a force on the port 86a side due to a pressure difference from the ink that has passed through the through hole 84, moves in that direction, and balances at a certain position.
It is desirable that the protrusion 95 has such a length as to close the housing cap 200 and the opening 204 regardless of where the movable valve 88 is balanced. Further, the projection length may be any length as long as the housing cap 200 and the opening 204 can be closed regardless of the position of the movable valve 88.

図10(b)の状態から、可動弁88が釣り合いの位置に移動すると、図10(c)に示すようにギャップTが広がるが、突起部95が常に開口204を閉塞しているので、インクは突起収容部方向に流れ難いことになる。この開口204におけるインクの流れを詳細に説明するために、図10(c)で示すW部を拡大して説明する。   When the movable valve 88 moves to the balanced position from the state of FIG. 10B, the gap T widens as shown in FIG. 10C, but the protrusion 95 always closes the opening 204. Is difficult to flow in the direction of the protrusion accommodating portion. In order to explain the ink flow in the opening 204 in detail, the W portion shown in FIG.

図11は、図10(c)のW部、すなわち図10における突起部95周りを拡大し、可動弁88がポート86a側に移動していくときのインクの流れを示している。図11(a)は、可動弁88がポート86b側にいるときの拡大図であり、図11(b)は可動弁88がポート86a方向に移動したときの拡大図である。   FIG. 11 shows the flow of ink when the movable portion 88 moves toward the port 86a by enlarging the W portion in FIG. 10C, that is, around the protrusion 95 in FIG. FIG. 11A is an enlarged view when the movable valve 88 is on the port 86b side, and FIG. 11B is an enlarged view when the movable valve 88 moves toward the port 86a.

図11(a)の状態では、図10に示すギャップTが小さいので流体抵抗が大きく、かつギャップGtの流体抵抗がある。更に突起部95が、ハウジングキャップ200を閉塞しているため、その間にあるギャップG_outの流体抵抗もある。よって、送液ポンプ78から供給されたインクは、ギャップT、ギャップGt、ギャップG_outの流体抵抗を突き進まずに、貫通穴84を通過する。   In the state of FIG. 11A, since the gap T shown in FIG. 10 is small, the fluid resistance is large and there is a fluid resistance of the gap Gt. Furthermore, since the projection 95 closes the housing cap 200, there is also a fluid resistance of the gap G_out between them. Therefore, the ink supplied from the liquid feed pump 78 passes through the through hole 84 without advancing the fluid resistance of the gap T, gap Gt, and gap G_out.

図11(b)の状態では、図11(a)よりもギャップTが広がるが、突起部95がハウジングキャップ200を常に閉塞しているため、ギャップGt_outの流体抵抗は、可動弁の位置によらず一定である。同様にギャップGtの流体抵抗も存在する。そのため、可動弁88がポート86a方向に移動しても、インクは貫通穴84方向に流れていく。   In the state of FIG. 11B, the gap T is wider than that of FIG. 11A, but the protrusion 95 always closes the housing cap 200, so the fluid resistance of the gap Gt_out depends on the position of the movable valve. It is constant. Similarly, there is a fluid resistance of the gap Gt. Therefore, even if the movable valve 88 moves in the direction of the port 86a, the ink flows in the direction of the through hole 84.

しかし、可動弁の位置によっては、送液ポンプ78から供給されたインクの圧力が高まることがあり、インク圧力が高く、かつギャップGtの嵌め合い寸法や、突起部95とハウジングキャップ200の嵌め合い寸法が大きいとき、インクは突起収容部205方向(矢印d3方向)に流れることとなる。このとき、嵌め合い寸法が大きくても、ギャップGtとギャップG_outの流体抵抗があるので、矢印d3方向に流れるインクの量は少ない。また、インクが突起収容部に到達しても、外周方向に対してポート86b側に傾けられた空洞部206の中で溜まることとなる。インクを外周方向に溜めることにより、空洞部内部206溜まったインク300は、ギャップG_outから離れた位置に溜まるので、空洞部内部206に溜まるインク300の量がある所まで達しなければ、ギャップG_outからインクが流れることは無い。従って、空洞部206は外周方向に対してポート86b側に傾けられた形状が望ましい。   However, depending on the position of the movable valve, the pressure of the ink supplied from the liquid feeding pump 78 may increase, the ink pressure is high, the fitting size of the gap Gt, and the fitting of the protrusion 95 and the housing cap 200. When the dimension is large, the ink flows in the direction of the protrusion accommodating portion 205 (the direction of the arrow d3). At this time, even if the fitting size is large, the amount of ink flowing in the direction of the arrow d3 is small because of the fluid resistance of the gap Gt and the gap G_out. Further, even when the ink reaches the protrusion accommodating portion, it is accumulated in the cavity portion 206 that is inclined toward the port 86b with respect to the outer peripheral direction. By accumulating the ink in the outer circumferential direction, the ink 300 accumulated inside the cavity portion 206 is accumulated at a position away from the gap G_out. Therefore, if the amount of the ink 300 accumulated in the cavity portion 206 does not reach a certain position, the ink 300 accumulates from the gap G_out. Ink does not flow. Accordingly, it is desirable that the cavity 206 is inclined toward the port 86b with respect to the outer peripheral direction.

また、突起収容部205は、少量のインクを蓄えていくため、内部の空洞206の体積は大きいことが望ましく、そのために、突起収容部205はポート86b側に深さがあっても良い。また、突起収容部205内の空洞206の形状は、図に示す形に限定せず、突起部95が収まる溝でも良い。また、空洞206のインクが溜まってきた場合、前述のように突起収容部205を別部材にして、交換することも可能である。   Further, since the protrusion accommodating portion 205 stores a small amount of ink, it is desirable that the volume of the internal cavity 206 is large. For this reason, the protrusion accommodating portion 205 may have a depth on the port 86b side. Further, the shape of the cavity 206 in the protrusion accommodating portion 205 is not limited to the shape shown in the figure, and may be a groove in which the protrusion 95 is accommodated. Further, when the ink in the cavity 206 has accumulated, it is possible to replace the protrusion accommodating portion 205 with another member as described above.

また、可動弁88が、ポート86a側に移動すると、空洞部206の圧力はポート86a側のインクよりも相対的に高くなる。そのため、貫通穴84を通過したインクが、空洞部206に入ることは無く、インクが空洞部206に流れることを妨げることになる。   When the movable valve 88 moves to the port 86a side, the pressure in the cavity 206 becomes relatively higher than the ink on the port 86a side. For this reason, the ink that has passed through the through hole 84 does not enter the cavity portion 206, thereby preventing the ink from flowing into the cavity portion 206.

以上説明したように、本実施形態によれば、ギャップGtと弁体上部88tの寸法がばらつき、両者がすきまばめに近い状態になっても、そのばらつき関係なく、流路抵抗可変ユニット83の可動弁88内を流れるインクは、貫通穴84を主として流れる構成とすることができる。   As described above, according to the present embodiment, even if the gap Gt and the valve body upper portion 88t have different dimensions and both are close to the clearance fit, the flow resistance variable unit 83 of the flow resistance variable unit 83 is not affected by the variation. The ink flowing in the movable valve 88 can be configured to mainly flow through the through hole 84.

更に、図5に示す第1の実施形態の構成と比較すると、突起部95をポート86a側に設ける構成としたので、インクが空洞部205方向に流れるときの流体抵抗を大きくすることができた。そのため、図5に示した、突起部95がポート86b方向にある構成よりも、インクが突起収容部に流れ難くなる。したがって、長期に渡って、流路抵抗可変ユニット83を使用でき、かつハウジングキャップ200ないしハウジング202と可動弁上部88tとのギャップGtがばらついていても、貫通穴の内径寸法により、図4の安定圧力ΔPを制御することができるので、この発明の効果は大きい。   Further, as compared with the configuration of the first embodiment shown in FIG. 5, since the projection 95 is provided on the port 86a side, the fluid resistance when the ink flows in the direction of the cavity 205 can be increased. . Therefore, it is more difficult for the ink to flow into the protrusion accommodating portion than in the configuration shown in FIG. 5 where the protrusion 95 is in the port 86b direction. Therefore, even if the flow resistance unit 83 can be used for a long time and the gap Gt between the housing cap 200 or the housing 202 and the movable valve upper portion 88t varies, the stability of FIG. Since the pressure ΔP can be controlled, the effect of the present invention is great.

次に、第2の実施形態に大気開放口を追加した構成について、図12を参照して説明する。図12は、突起収容部205に、大気開放口400を付与した構成例を示す図である。   Next, a configuration in which an atmosphere opening is added to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example in which the atmosphere opening 400 is provided to the protrusion accommodating portion 205.

図8で上述した第1の実施形態と同様に、突起収容部205の空洞部206は密閉されているため、可動弁88がポート86a方向に移動すると、内部が加圧され、可動弁88がポート86a方向に移動するときに押し返してしまうことが推測できる。これを防ぐために、空洞部206に大気と連通した大気開放口400を設け、常に空洞部211内部を大気圧に保つことができる構成としても良い。   As in the first embodiment described above with reference to FIG. 8, the cavity 206 of the protrusion accommodating portion 205 is sealed, so that when the movable valve 88 moves in the direction of the port 86 a, the inside is pressurized and the movable valve 88 is It can be inferred that they are pushed back when moving in the direction of the port 86a. In order to prevent this, an atmosphere opening port 400 communicating with the atmosphere may be provided in the cavity portion 206 so that the inside of the cavity portion 211 can always be maintained at atmospheric pressure.

なお、大気開放口400は、流路抵抗可変ユニット83内のインクの蒸発を防ぐために、内径の小さい蛇道状の構造にしていることが望ましい。また、空洞部206に溜まったインク300が、大気開放口400から漏れ出すことを防ぐために、大気開放口400は突起収容部201の底からできるだけ高い位置に設置することが望ましい。また、大気開放口400の設置位置は、流路抵抗可変ユニット83の設置する向きよって、自由に変更して良いが、空洞部211に溜まるインク300が漏れ出しにくい位置に設置することが望ましい。また、空洞部206に溜まったインクが、大気開放口400から漏れ出すことを防ぐために、インク300が大気開放口400近傍の高さまで溜まったら、突起収容部205を交換することが望ましい。また、インク300が空洞部206内のどの高さまで溜まっているのかを検知するために、図示しないフォトセンサを突起収容部205に取り付けて検知する構成としても良い。   It is desirable that the atmosphere opening 400 has a serpentine structure with a small inner diameter in order to prevent ink in the flow path resistance variable unit 83 from evaporating. In order to prevent the ink 300 accumulated in the cavity 206 from leaking out from the atmosphere opening port 400, it is desirable that the atmosphere opening port 400 be installed as high as possible from the bottom of the protrusion accommodating portion 201. Further, the installation position of the atmosphere opening port 400 may be freely changed depending on the installation direction of the flow path resistance variable unit 83, but it is desirable to install it at a position where the ink 300 accumulated in the cavity 211 is difficult to leak out. In addition, in order to prevent ink collected in the cavity 206 from leaking out from the atmosphere opening port 400, it is desirable to replace the protrusion accommodating unit 205 when the ink 300 has accumulated to a height near the atmosphere opening port 400. Further, in order to detect how high the ink 300 is accumulated in the cavity 206, a photo sensor (not shown) may be attached to the protrusion accommodating portion 205 to detect.

〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図13は、本発明の第3の実施形態であり、流路抵抗可変ユニット83の断面図である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 13 is a cross-sectional view of the variable flow path resistance unit 83 according to the third embodiment of the present invention.

図13に示す可動弁88は、上部88tに貫通穴84を設け、更にその外周のポート86a側に突起部95tを、ポート86b側に突起部95bを設ける構成としている。ハウジングキャップ200は、突起部95tを貫通させるように、突起部95tと同形状に開口204を開けて作られており、可動弁88に対してハウジングキャップ200を取り付けたとき、突起部95tはハウジングキャップ200から突き出すようになっている。
また、ハウジングキャップ200は、ハウジング202の上からキャップし、可動弁88を覆う構成である。
The movable valve 88 shown in FIG. 13 has a configuration in which a through hole 84 is provided in an upper portion 88t, and a protruding portion 95t is provided on the outer peripheral port 86a side, and a protruding portion 95b is provided on the port 86b side. The housing cap 200 is formed by opening an opening 204 in the same shape as the projection 95t so as to penetrate the projection 95t. When the housing cap 200 is attached to the movable valve 88, the projection 95t is a housing. It protrudes from the cap 200.
Further, the housing cap 200 is configured to cap the housing 202 and cover the movable valve 88.

ポート86a側突起収容部205は、可動弁88tのハウジングキャップ200から突き出た突起部95tを内部に収容可能なように、突起部95と同形状の開口204に連接して設けられ、かつ、その内部は空洞となっている。
また、ハウジング202は、突起部95bを貫通させるように突起部95bと同形状の開口210が開けられ、可動弁88がポート86b側にあるとき、突起部95bが突き出すようになっている。ポート86b側突起収容部201は、可動弁88bのハウジング202から突き出た突起部95bを内部に収容可能なように、突起部95bと同形状の開口210に連接して設けられ、内部は空洞である。
The port 86a side protrusion accommodating portion 205 is provided so as to be connected to the opening 204 having the same shape as the protrusion 95 so that the protrusion 95t protruding from the housing cap 200 of the movable valve 88t can be accommodated therein. The interior is hollow.
The housing 202 has an opening 210 having the same shape as the protrusion 95b so as to penetrate the protrusion 95b. When the movable valve 88 is on the port 86b side, the protrusion 95b protrudes. The port 86b-side protrusion accommodating portion 201 is provided so as to be connected to the opening 210 having the same shape as the protrusion 95b so that the protrusion 95b protruding from the housing 202 of the movable valve 88b can be accommodated therein. is there.

ここで、突起部95tは、可動弁上部88tの外周の縁に限定せず、貫通穴84よりも外周方向であり、それに伴ってハウジングキャップ200と開口204が形成されていれば、どこに配置しても良い。同様に、突起部95bも、貫通穴84よりも外周方向で、ハウジング202と開口210が形成されてあれば、どこに配置しても良い。また、ポート86a側突起収容部205、ポート86b側突起収容部201、ハウジングキャップ200は、ハウジング202とは別部材で構成されていることが望ましい。更にポート86b側突起部収容部201を取り付けるために、横穴部86cはハウジング202に対して別部材であることが望ましい。   Here, the protruding portion 95t is not limited to the outer peripheral edge of the movable valve upper portion 88t, and is located in the outer peripheral direction from the through hole 84. If the housing cap 200 and the opening 204 are formed accordingly, the protruding portion 95t is disposed anywhere. May be. Similarly, the protrusion 95b may be disposed anywhere as long as the housing 202 and the opening 210 are formed in the outer peripheral direction from the through hole 84. Further, it is desirable that the port 86 a side protrusion accommodating portion 205, the port 86 b side protrusion accommodating portion 201, and the housing cap 200 are configured as separate members from the housing 202. Further, in order to attach the port 86 b side protrusion accommodating portion 201, the lateral hole portion 86 c is preferably a separate member with respect to the housing 202.

図13(a)は、記録ヘッド1が非吐出であり、かつ送液ポンプ78が駆動している状況の流路抵抗可変ユニット83を示している。記録ヘッド1が非吐出であるので、ポート86a側に流れは無いため、インクは矢印A方向に流れる。   FIG. 13A shows the flow path resistance variable unit 83 in a state where the recording head 1 is non-ejection and the liquid feed pump 78 is driven. Since the recording head 1 is not ejected, there is no flow on the port 86a side, so that ink flows in the direction of arrow A.

図13(b)は、記録ヘッド1が吐出を開始した瞬間を示す図である。送液ポンプ78から供給されたインクは、矢印B側に流れ出す。このときギャップTは、可動弁上部88tがポート86b側にあるため小さく、流体抵抗も高い。そのため、記録ヘッド1が吐出を開始した直後は、インクは貫通穴84を通過し、ギャップT方向には流れ難い。   FIG. 13B is a diagram illustrating the moment when the recording head 1 starts ejection. The ink supplied from the liquid feed pump 78 flows out to the arrow B side. At this time, the gap T is small because the movable valve upper portion 88t is on the port 86b side, and the fluid resistance is also high. Therefore, immediately after the recording head 1 starts discharging, the ink passes through the through hole 84 and hardly flows in the gap T direction.

図13(c)は図13(b)から、更に記録ヘッド1が吐出を続けた状態の流路抵抗可変ユニット83を示している。可動弁88は、貫通穴84を通過したインクとの圧力差により、ポート86a側に力を受けて移動し、ある位置で釣り合う。   FIG. 13C shows the variable flow path resistance unit 83 in a state where the recording head 1 continues to discharge from FIG. 13B. The movable valve 88 receives a force toward the port 86a due to the pressure difference with the ink that has passed through the through hole 84, and balances at a certain position.

ここで、突起部95tは、可動弁88がどこで釣り合っても、ハウジングキャップ200と開口204を閉塞するような長さにしてあることが望ましい。同様に、突起部95bも、可動弁88がどこで釣り合っても、ハウジング202と開口210を常に閉塞する長さであることが望ましい。また、突起部95tおよび突起部95bの突起長さは、可動弁88がどんな位置にいても、それぞれの開口204,210を閉塞できれば、どんな長さでも良い。   Here, it is desirable that the protrusion 95t has such a length as to close the housing cap 200 and the opening 204 no matter where the movable valve 88 is balanced. Similarly, it is desirable that the protrusion 95b has a length that always closes the housing 202 and the opening 210 no matter where the movable valve 88 is balanced. Further, the protrusions 95t and 95b may have any protrusion length as long as the opening 204, 210 can be closed regardless of the position of the movable valve 88.

図13(c)のギャップTは、可動弁88が釣り合いの位置に移動することにより広がるが、突起部95bが開口210を閉塞しているので、その閉塞状態で作られる流体抵抗が大きく、インクは突起収容部方向に流れ難いことになる。また、ポート86a側を流れるインクがポート86a側突起収容部201に流れ込んでも、インクはポート86a側突起収容部205に溜められる。つまり、突起部95tと突起部95bのそれぞれを通過したインクは、それぞれの突起収容部で分散して溜められる。前述のインクの流れを詳細に説明するために、図13(c)で示すX部を拡大して説明する。   The gap T in FIG. 13C widens when the movable valve 88 moves to a balanced position. However, since the projection 95b closes the opening 210, the fluid resistance created in the closed state is large, and the ink Is difficult to flow in the direction of the protrusion accommodating portion. Further, even if ink flowing on the port 86 a side flows into the port 86 a side protrusion accommodating portion 201, the ink is stored in the port 86 a side protrusion accommodating portion 205. In other words, the ink that has passed through each of the protrusions 95t and 95b is distributed and stored in the respective protrusion accommodating parts. In order to describe the above-described ink flow in detail, the X portion shown in FIG.

図14は、図13(c)のX部、すなわち図13における突起部95b、95t周りを拡大し、可動弁88がポート86a側に移動していくときのインクの流れを示している。図14(a)は、可動弁88がポート86b側にいるときの拡大図であり、図14(b)、図14(c)は可動弁88がポート86a方向に移動したときの拡大図である。   FIG. 14 shows the flow of ink when the portion X in FIG. 13C, that is, around the protrusions 95b and 95t in FIG. 13, is enlarged and the movable valve 88 moves toward the port 86a. 14A is an enlarged view when the movable valve 88 is on the port 86b side, and FIGS. 14B and 14C are enlarged views when the movable valve 88 moves in the direction of the port 86a. is there.

図14(a)の状態では、ギャップTが小さいため、流体抵抗が大きく、更に突起部95bが、ハウジング202を閉塞しているため、その間にあるギャップGt_inに流体抵抗が存在する。よって、送液ポンプ78から供給されたインクは、ギャップT、ギャップGt_in方向へ流れ難くなり、貫通穴84を通過する。   In the state of FIG. 14A, since the gap T is small, the fluid resistance is large, and the protrusion 95b closes the housing 202, so that there is a fluid resistance in the gap Gt_in between them. Therefore, the ink supplied from the liquid feed pump 78 is difficult to flow in the direction of the gap T and the gap Gt_in and passes through the through hole 84.

図14(b)の状態では、図14(a)よりもギャップTが広がるが、突起部95bがハウジング202を常に閉塞しているため、ギャップGt_outの流体抵抗は、可動弁の位置によらず一定である。そのため、可動弁88がポート86a方向に移動しても、インクは貫通穴84方向に流れていく。しかし、可動弁の位置によっては、送液ポンプ78から供給されたインクの圧力が高まることがあり、インク圧力が高く、かつ突起部95bとハウジング202の嵌め合い寸法が大きく、ギャップGt_inが広いとき、インクは矢印d1で示すポート86b側突起収容部201に流れることとなる。インクが矢印d1方向に流れたとしても、ギャップGt_inの流体抵抗があるので、ポート86b側突起収容部201に流れるインクの量は少ない。インクがポート86b側突起収容部に到達しても、空洞部211の中で溜まることとなる。   In the state of FIG. 14B, the gap T is wider than that of FIG. 14A, but the protrusion 95b always closes the housing 202, so the fluid resistance of the gap Gt_out is independent of the position of the movable valve. It is constant. Therefore, even if the movable valve 88 moves in the direction of the port 86a, the ink flows in the direction of the through hole 84. However, depending on the position of the movable valve, the pressure of the ink supplied from the liquid feeding pump 78 may increase, the ink pressure is high, the fitting size of the protrusion 95b and the housing 202 is large, and the gap Gt_in is wide. The ink flows into the port 86b side protrusion accommodating portion 201 indicated by the arrow d1. Even if the ink flows in the direction of the arrow d1, the amount of ink flowing into the port 86b side protrusion accommodating portion 201 is small because of the fluid resistance of the gap Gt_in. Even if the ink reaches the port 86b side protrusion accommodating portion, the ink is accumulated in the cavity portion 211.

ここで、ポート86b側突起収容部201は、少量のインク300を蓄えていくため、内部の空洞部211の体積は大きいことが望ましく、そのために、ポート86b側突起収容部201はポート86b側に深さがあっても良い。また、ポート86b側突起収容部201内の空洞211の形状は、図に示す形に限定せず、突起部95bが収まる溝でも良い。また、空洞部211のインクが溜まってきた場合、ポート86b側突起収容部201を別部材にして、交換することも可能である。また、溜まったインク300はポート86a側と連通していないので、インク300がギャップGtを通過することはない。   Here, since the port 86b side protrusion accommodating portion 201 stores a small amount of ink 300, it is desirable that the volume of the internal cavity 211 is large. For this reason, the port 86b side protrusion accommodating portion 201 is located on the port 86b side. There may be depth. Further, the shape of the cavity 211 in the port 86b side protrusion accommodating portion 201 is not limited to the shape shown in the figure, and may be a groove in which the protrusion portion 95b is accommodated. Further, when the ink in the hollow portion 211 has accumulated, the port 86b side protrusion accommodating portion 201 can be replaced with another member. Further, since the accumulated ink 300 is not in communication with the port 86a side, the ink 300 does not pass through the gap Gt.

貫通穴84を通過したポート86a側にあるインクは、記録ヘッド1の吐出により、液体供給チューブ16内に導かれる。しかし、貫通穴84の内径が大きく、送液ポンプ78から供給されたインクが、貫通穴84を通過するときに生じる圧力損失が小さければ、ポート86a側にあるインクの圧力は大きく、それによりギャップG_outを通過し、ポート86a側突起収容部205内に流れ込むことが推測できる。   The ink on the port 86 a side that has passed through the through hole 84 is guided into the liquid supply tube 16 by the ejection of the recording head 1. However, if the inner diameter of the through hole 84 is large and the pressure loss generated when the ink supplied from the liquid feed pump 78 passes through the through hole 84 is small, the pressure of the ink on the port 86a side is large, thereby causing a gap. It can be estimated that the gas passes through G_out and flows into the port 86a-side protrusion accommodating portion 205.

図14(c)に、こうしてインクが流れ込んだ状態を示す。流れ込んだインク301は、ポート86a側突起収容部205内の空洞部206の外周方向に溜められる。外周方向に溜まったインク301は、ギャップG_outから離れた位置に溜まるので、空洞部206の内部に溜まるインク301の量が、ある所まで達しなければ、ギャップG_outからインクがギャップGtを通り、ポート86b側突起収容部201まで流れることは無い。従って、空洞部206は外周方向に対してポート86b側に傾けられた形状が望ましい。   FIG. 14C shows a state where ink has flowed in this way. The ink 301 that has flowed in is collected in the outer circumferential direction of the cavity portion 206 in the port 86 a side protrusion accommodating portion 205. Since the ink 301 collected in the outer circumferential direction accumulates at a position away from the gap G_out, if the amount of the ink 301 accumulated in the cavity 206 does not reach a certain point, the ink passes from the gap G_out through the gap Gt, There is no flow up to the 86b side protrusion accommodating portion 201. Accordingly, it is desirable that the cavity 206 is inclined toward the port 86b with respect to the outer peripheral direction.

このように、送液ポンプ78から供給されたインクは、主として貫通穴84を通過し、記録ヘッド1に流れる。しかし、インクの圧力が大きく、突起部がすきまばめであるとき、インクはギャップGt_inないしG_outを通過し、それぞれの突起収容部に溜められる。つまり、貫通穴84を通過する前後で、インクは独立した別の場所で溜められる。   In this way, the ink supplied from the liquid feed pump 78 mainly passes through the through hole 84 and flows to the recording head 1. However, when the pressure of the ink is large and the protrusion is a clearance fit, the ink passes through the gaps Gt_in to G_out and is stored in each protrusion accommodating part. That is, before and after passing through the through hole 84, the ink is stored in another independent place.

このように、本実施形態によれば、ギャップGtと弁体上部88tの寸法がばらつき、両者がすきまばめに近い状態になっても、そのばらつき関係なく、流路抵抗可変ユニット83の可動弁88内を流れるインクは、貫通穴84を主として流れることができる。   As described above, according to the present embodiment, even when the gap Gt and the valve body upper portion 88t have different dimensions and both are close to the clearance fit, the movable valve of the variable flow path resistance unit 83 can be used regardless of the variation. The ink flowing in 88 can flow mainly through the through hole 84.

更に、貫通穴84を通過する前後で、インクは独立した別の場所で溜めることができる構成としたので、突起収容部の交換頻度を少なくし、長期に渡って流路抵抗可変ユニット83を使用でき、貫通穴の内径寸法により、図4に示す安定圧力ΔPを制御することを可能にする。よって、この発明の効果は大きい。   Further, since the ink can be stored in another independent place before and after passing through the through hole 84, the frequency of replacing the protrusion accommodating portion is reduced, and the flow resistance unit 83 is used for a long time. The stable pressure ΔP shown in FIG. 4 can be controlled by the inner diameter of the through hole. Therefore, the effect of this invention is great.

〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図15は、本発明の第3の実施形態であり、流路抵抗可変ユニット83の断面図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 15 is a cross-sectional view of the variable flow path resistance unit 83 according to the third embodiment of the present invention.

図15では、記録ヘッド1が非吐出であり、かつ送液ポンプ78が駆動している状況下での流路抵抗可変ユニット83の断面を示している。可動弁88は、上部88tに貫通穴84を設け、更にその外周のポート86b側に突起部95を設ける構成としている。ハウジング202は、可動弁88tの突起部95を貫通させるように、突起部95と同形状に開口210を開けて作られており、可動弁88をハウジング202に取り付けたとき、突起部95はハウジング202から突き出すようになっている。   FIG. 15 shows a cross section of the variable flow path resistance unit 83 in a state where the recording head 1 is not ejecting and the liquid feed pump 78 is driven. The movable valve 88 has a configuration in which a through hole 84 is provided in the upper portion 88t, and a protrusion 95 is provided on the outer peripheral port 86b side. The housing 202 is formed by opening an opening 210 in the same shape as the protrusion 95 so as to penetrate the protrusion 95 of the movable valve 88t. When the movable valve 88 is attached to the housing 202, the protrusion 95 is It protrudes from 202.

突起収容部201は、可動弁88tのハウジング202から突き出た突起部95を内部に収容可能なように、突起部95と同形状の開口210に連接して設けられ、かつ、その内部は空洞となっている。ハウジングキャップ200はハウジング202の上からキャップし、可動弁88を覆うことができる。   The protrusion accommodating portion 201 is provided so as to be connected to the opening 210 having the same shape as the protrusion 95 so that the protrusion 95 protruding from the housing 202 of the movable valve 88t can be accommodated therein. It has become. The housing cap 200 can be capped from above the housing 202 to cover the movable valve 88.

更に、開口210と突起部95の隙間に弾性部材250を取り付ける構成としている。
前述のように、組立の観点から突起収容部201およびハウジングキャップ200は、ハウジング202とは別部材で構成されていることが望ましい。同様に突起部収容部201を取り付けるために、横穴部86cはハウジング202に対して別部材であることが望ましい。開口210と突起部95の隙間に取り付けられた弾性部材250は、送液ポンプ78から供給されたインクが、突起収容部201に流れることを抑えるために取り付けられている。その詳細を説明するために、図15に示すY部を拡大して説明する。
Further, the elastic member 250 is attached to the gap between the opening 210 and the protruding portion 95.
As described above, it is desirable that the protrusion accommodating portion 201 and the housing cap 200 are configured as separate members from the housing 202 from the viewpoint of assembly. Similarly, in order to attach the protrusion accommodating portion 201, the lateral hole portion 86 c is preferably a separate member with respect to the housing 202. The elastic member 250 attached to the gap between the opening 210 and the protrusion 95 is attached in order to suppress the ink supplied from the liquid feed pump 78 from flowing into the protrusion accommodating part 201. In order to explain the details, the Y portion shown in FIG.

図16(a)は、図15のY部、すなわち図15における突起部95周りを拡大したものである。図16(b)は、弾性部材250を取り付けた開口210の正面図と平面図を示している。   FIG. 16A is an enlarged view of the Y portion in FIG. 15, that is, the periphery of the protrusion 95 in FIG. FIG. 16B shows a front view and a plan view of the opening 210 to which the elastic member 250 is attached.

図16(a)は、記録ヘッド1が吐出状態にあり、可動弁88がポート86a側に移動した状態を示している。弾性部材250は、開口210を少なくとも含む部分の表面に取り付けられ、ギャップGt_inを狭くするように作用している。そのため、送液ポンプ78から供給されたインクの圧力が高まり、矢印d1方向に流れることを防ぐことができる。   FIG. 16A shows a state in which the recording head 1 is in the ejection state and the movable valve 88 has moved to the port 86a side. The elastic member 250 is attached to the surface of the part including at least the opening 210, and acts to narrow the gap Gt_in. Therefore, it is possible to prevent the pressure of the ink supplied from the liquid feed pump 78 from increasing and flowing in the direction of the arrow d1.

なお、弾性部材250の突起部95側側面255の摩擦抵抗が大きいと、可動弁88の動作そのものを妨げてしまい、流路抵抗可変ユニット83の機能を果たさなくなる。そのため、側面255は摩擦抵抗が少なく、滑らかなであることが望ましい。また、弾性部材250の内径が突起部95よりも小さいと、可動弁88が弾性部材250に挿入されてしまい、動かなくなってしまう恐れがある。そのため、弾性部材250の内径は、突起部95の外径よりも大きいことが望ましい。   If the frictional resistance of the elastic member 250 on the side surface 255 on the protruding portion 95 side is large, the operation of the movable valve 88 is hindered and the function of the variable flow path resistance unit 83 is not fulfilled. Therefore, it is desirable that the side surface 255 has a low frictional resistance and is smooth. If the inner diameter of the elastic member 250 is smaller than the protrusion 95, the movable valve 88 is inserted into the elastic member 250 and may not move. Therefore, the inner diameter of the elastic member 250 is desirably larger than the outer diameter of the protrusion 95.

また、本実施形態では、突起部95がポート86b方向に形成され、その向きに対応するように、開口210周りの表面に弾性部材250が取り付けられているが、図10に示すように、ポート86a側に突起部を形成し、それに対応するようにハウジングキャップに弾性部材250を形成しても良い。同様に、図13に示すように、突起部がポート86a側方向とポート86b側方向に形成されている場合も、それに対応するように、突起収容部に弾性部材250が形成されている構成でも良い。   In the present embodiment, the protrusion 95 is formed in the direction of the port 86b, and the elastic member 250 is attached to the surface around the opening 210 so as to correspond to the direction. However, as shown in FIG. A protrusion may be formed on the 86a side, and the elastic member 250 may be formed on the housing cap so as to correspond thereto. Similarly, as shown in FIG. 13, even when the protrusions are formed in the port 86a side direction and the port 86b side direction, the structure in which the elastic member 250 is formed in the protrusion housing part so as to correspond thereto. good.

次に、第4の実施形態の別構成例について、図17を参照して説明する。
図17は、図16で示した弾性部材の別の実施形態である。
Next, another configuration example of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 17 is another embodiment of the elastic member shown in FIG.

図17で示す弾性部材251は円形のブレード状になっており、開口210の表面のみに取り付けられている。弾性部材251がブレード状になっているため、可動弁88と接触する面積が小さく、可動弁88に生じる摩擦抵抗が小さい。よって、可動弁88の動きを妨げることがない。   The elastic member 251 shown in FIG. 17 has a circular blade shape and is attached only to the surface of the opening 210. Since the elastic member 251 has a blade shape, the area in contact with the movable valve 88 is small, and the frictional resistance generated in the movable valve 88 is small. Therefore, the movement of the movable valve 88 is not hindered.

更に、ギャップTを通り矢印d1方向にインクが流れるときの抵抗となる。従って、インクは矢印d1方向に流れず、貫通穴84方向に流れ、突起収容部201に溜まることが無い。そのため、突起収容部201を交換する必要が無く、流路抵抗可変ユニット83を長期に渡って使用可能にすることができるため、この発明の効果は大きい。   Furthermore, it becomes resistance when ink flows through the gap T in the direction of the arrow d1. Accordingly, the ink does not flow in the direction of the arrow d1 but flows in the direction of the through hole 84 and does not accumulate in the protrusion accommodating portion 201. Therefore, there is no need to replace the protrusion accommodating portion 201, and the flow resistance variable unit 83 can be used for a long period of time, so the effect of the present invention is great.

なお円形ブレード状の弾性部材251の数は2枚に限定せず、可動弁88の動きを妨げなければ、何枚であっても良い。また、図10に示すように、ポート86a側に突起部を形成されている場合は、それに対応するようにハウジングキャップに円形ブレード形状の弾性部材251を形成しても良い。同様に、図13に示すように、突起部がポート86a側方向とポート86b側方向に形成されている場合も、それに対応するように、突起収容部に円形のブレード形状の弾性部材251が形成される構成でも良い。   The number of the circular blade-shaped elastic members 251 is not limited to two, and may be any number as long as the movement of the movable valve 88 is not hindered. Also, as shown in FIG. 10, when a projection is formed on the port 86a side, a circular blade-shaped elastic member 251 may be formed on the housing cap so as to correspond thereto. Similarly, as shown in FIG. 13, even when the protrusions are formed in the port 86a side direction and the port 86b side direction, a circular blade-shaped elastic member 251 is formed in the protrusion accommodating portion so as to correspond thereto. The structure which is made may be sufficient.

〔第5の実施形態〕
次に、本発明の第5の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図18は、本発明の第5の実施形態における突起部95周りを拡大して示す。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 18 shows an enlarged view around the protrusion 95 in the fifth embodiment of the present invention.

図18では、記録ヘッド1が吐出状態にあり、可動弁88がポート86a側に移動した状態を示している。また、凸部260は、突起部95の表面上に複数形成され、流れに対する抵抗となり、凸部260表面を経由して突起収容部201内の空洞部211に流れる流路の流路抵抗を増大させる構成となっている。そのため、送液ポンプ78から供給されたインクの圧力が高まっても、矢印d1方向にインクが流れ難くなる。よって、インクは矢印d1方向に流れず、貫通穴84方向に流れ、突起収容部201に溜まることを防ぐことができる。   FIG. 18 shows a state in which the recording head 1 is in the ejection state and the movable valve 88 has moved to the port 86a side. In addition, a plurality of convex portions 260 are formed on the surface of the protruding portion 95 to provide resistance to the flow, and increase the flow resistance of the flow path that flows through the convex portion 260 surface to the hollow portion 211 in the protruding portion receiving portion 201. It is the composition which makes it. For this reason, even if the pressure of the ink supplied from the liquid feed pump 78 increases, it becomes difficult for the ink to flow in the direction of the arrow d1. Therefore, it is possible to prevent ink from flowing in the direction of the through hole 84 without flowing in the direction of the arrow d1 and collecting in the protrusion accommodating portion 201.

なお、凸部の形状は円形に限定せず、流体抵抗を高める形状であれば、例えば四角形のようにどのような構成でも良いが、流体解析により、もっとも流体抵抗が高まるような形状にすることが望ましい。また、凸部と凸部の間隔も、流体抵抗を高める作用があれば、どのような間隔でも良い。
また、図10に示すように、ポート86a側に突起部を形成されている場合や、図13に示すように、突起部がポート86a側方向とポート86b側の両方向に形成されている場合でも、それに対応するように、それぞれの突起部状に凸部が形成されていることが望ましい。
In addition, the shape of the convex portion is not limited to a circle, and any configuration such as a square may be used as long as the fluid resistance is increased. Is desirable. Further, the interval between the convex portions may be any interval as long as it has an effect of increasing fluid resistance.
Further, even when a protrusion is formed on the port 86a side as shown in FIG. 10 or when the protrusion is formed on both the port 86a side and the port 86b side as shown in FIG. In order to correspond to this, it is desirable that convex portions are formed in the respective protruding portions.

〔各実施形態について〕
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
[About each embodiment]
Each of the above-described embodiments is a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

例えば、上述した各実施形態による供給システムは、インクの種類を問わずに適用可能である。また、各実施形態で示す送液ポンプ78はインクを送液できればどの種のポンプでも良い。   For example, the supply system according to each embodiment described above can be applied regardless of the type of ink. The liquid feed pump 78 shown in each embodiment may be any type of pump as long as ink can be fed.

1 記録ヘッド
16 液体供給チューブ
76 インクカートリッジ
80 ポンプユニット
81 圧力制御ユニット
83 流路抵抗可変ユニット
84 貫通穴
86a 下流側ポート
86b 上流側ポート
86c 横穴部
88 可動弁
95 突起部
200 ハウジングキャップ
201、205 突起収容部
202 ハウジング
204、210 開口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording head 16 Liquid supply tube 76 Ink cartridge 80 Pump unit 81 Pressure control unit 83 Flow path resistance variable unit 84 Through-hole 86a Downstream side port 86b Upstream side port 86c Horizontal hole part 88 Movable valve 95 Protrusion part 200 Housing cap 201, 205 Protrusion Housing portion 202 Housing 204, 210 Opening

特開2004−351845号公報JP 2004-351845 A

Claims (12)

液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給する液体を貯留する液体タンクと、
前記記録ヘッドに前記液体を供給する第1の流路と、
前記液体タンクに連通する第2の流路と、
前記第1の流路と前記第2の流路を連通させ、前記第1の流路を流れる液体の流量に応じて内部の流路抵抗が変化する圧力調整弁と、
前記第2の流路から分岐して、送液ポンプを介して前記圧力調整弁に接続された第3の流路と、
を備え、
前記記録ヘッドの液滴吐出面は、前記液体タンク内の液面よりも高い位置に配置されて、前記記録ヘッドと前記液体タンクとの水頭差により前記記録ヘッドの負圧が保持され、
前記圧力調整弁は、ハウジングおよび該ハウジング内に収容され、前記第1の流路を流れる液体の流量に応じて移動する弁体を有し、
前記ハウジングは、前記第1の流路と接続される上端部と、前記第2の流路と接続される下端部と、前記上端部と前記下端部との間に配置され、前記第3の流路が接続される横穴とを有し、
前記弁体は、軸形状を有し、前記ハウジングの前記上端部に対向して配置される上部と、前記ハウジングの前記下端部に対向して配置される下部と、前記上部及び前記下部よりも小径に形成され、前記ハウジングの前記横穴と対向して配置される中央部と、前記弁体の前記上部に設けられ、前記ハウジング内において前記第2の流路及び前記第3の流路と前記第1の流路とを連通させる貫通穴と、前記弁体の前記上部において前記貫通穴よりも外周側に設けられ、前記弁体の前記ハウジング内での移動方向に向けて凸設された突起部とを有し、
前記ハウジングは、前記突起部が貫通可能な、前記突起部と同形状の開口を有し、前記弁体が前記ハウジング内で移動した場合であっても前記突起部が前記開口を常に閉塞可能な長さを有することにより、前記第3の流路の前記送液ポンプにより加圧され、前記横穴を通じて前記ハウジング内に圧送された液体が、前記弁体の前記上部に設けられた前記貫通穴のみを通過して前記第1の流路へ流出することを特徴とする液滴吐出装置。
A recording head having nozzles for discharging droplets;
A liquid tank for storing liquid to be supplied to the recording head;
A first flow path for supplying the liquid to the recording head;
A second flow path communicating with the liquid tank;
A pressure regulating valve that connects the first flow path and the second flow path, and an internal flow path resistance changes according to a flow rate of the liquid flowing through the first flow path;
A third flow path branched from the second flow path and connected to the pressure regulating valve via a liquid feed pump;
With
The droplet discharge surface of the recording head is disposed at a position higher than the liquid surface in the liquid tank, and the negative pressure of the recording head is maintained due to a water head difference between the recording head and the liquid tank.
The pressure regulating valve has a housing and a valve body that is accommodated in the housing and moves according to a flow rate of the liquid flowing through the first flow path,
The housing is disposed between an upper end connected to the first flow path, a lower end connected to the second flow path, the upper end and the lower end, and the third A horizontal hole to which the flow path is connected,
The valve body has an axial shape, an upper part disposed to face the upper end part of the housing, a lower part disposed to face the lower end part of the housing, and more than the upper part and the lower part A central portion that is formed in a small diameter and is disposed to face the lateral hole of the housing, and is provided on the upper portion of the valve body, and the second flow path and the third flow path in the housing, and the A through hole that communicates with the first flow path, and a protrusion that is provided on the outer periphery side of the through hole at the upper portion of the valve body and protrudes in the moving direction of the valve body in the housing And
The housing has an opening having the same shape as the protruding portion through which the protruding portion can pass, and the protruding portion can always block the opening even when the valve body moves in the housing. By having the length, the liquid pressurized by the liquid feeding pump of the third flow path and pumped into the housing through the lateral hole is only the through hole provided in the upper part of the valve body. And a liquid discharge device which flows out to the first flow path.
前記弁体の前記下部と前記ハウジング内の側壁との間のギャップは、前記弁体が前記上端部側へ移動するのに応じて小さくなることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge according to claim 1, wherein a gap between the lower portion of the valve body and a side wall in the housing is reduced as the valve body moves toward the upper end side. apparatus. 前記突起部は、前記弁体に、前記第1の流路側、前記第2の流路側の何れかまたは両方に向けて凸設されたことを特徴とする請求項1または2記載の液滴吐出装置。   3. The droplet discharge according to claim 1, wherein the protrusion is provided on the valve body so as to protrude toward one or both of the first flow path side and the second flow path side. 4. apparatus. 前記ハウジングは、前記開口の先に突き出た前記突起を収容する突起収容部を備えたことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の液滴吐出装置。   4. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the housing includes a protrusion accommodating portion that accommodates the protrusion protruding beyond the opening. 5. 前記突起収容部には、大気と連通する大気連通穴が開設されたことを特徴とする請求項4記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge device according to claim 4, wherein an atmospheric communication hole communicating with the atmosphere is formed in the protrusion accommodating portion. 前記大気連通穴は、前記突起収容部の底部に対して重力方向の上部位置に設けられていることを特徴とする請求項5記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge device according to claim 5, wherein the air communication hole is provided at an upper position in a gravity direction with respect to a bottom portion of the protrusion accommodating portion. 前記突起収容部の内部に溜まった液体の液面位置を検知する液面位置検知手段を備えたことを特徴とする請求項4から6の何れか1項に記載の液滴吐出装置。   The liquid droplet ejection apparatus according to claim 4, further comprising a liquid surface position detecting unit that detects a liquid surface position of the liquid accumulated in the protrusion accommodating portion. 前記突起収容部は、前記第1の流路方向から前記第2の流路方向に向かって傾斜がつけられた形状であることを特徴とする請求項4から7の何れか1項に記載の液滴吐出装置。   8. The method according to claim 4, wherein the protrusion accommodating portion has a shape inclined from the first flow channel direction toward the second flow channel direction. 9. Droplet discharge device. 前記突起収容部は、前記容器に対して着脱可能に設けられたことを特徴とする請求項4から8の何れか1項に記載の液滴吐出装置。   The liquid droplet ejection apparatus according to claim 4, wherein the protrusion accommodating portion is provided to be detachable from the container. 前記開口の表面に前記液体の流れを遮断する弾性部材が設けられたことを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の液滴吐出装置。   The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein an elastic member that blocks the flow of the liquid is provided on a surface of the opening. 前記突起部の表面に、該突起部表面における流路抵抗を増大させる凸部が形成されたことを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の液滴吐出装置。   11. The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein a convex portion that increases flow path resistance on the surface of the protruding portion is formed on the surface of the protruding portion. 請求項1から11の何れか1項に記載の液滴吐出装置は画像形成装置であり、
前記液体はインクであることを特徴とする画像形成装置。
The droplet discharge device according to any one of claims 1 to 11 is an image forming device,
An image forming apparatus, wherein the liquid is ink.
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