JP6255964B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus provided with a recording head for discharging droplets.
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、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, a plotter, and a complex machine of these, for example, an ink jet recording apparatus is known as an image forming apparatus of a liquid discharge recording method using a recording head for discharging ink droplets. .
記録ヘッドとして用いる液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）としては、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高め液滴を吐出させる圧電型ヘッドや、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、液滴を吐出させるサーマル型ヘッドが知られている。 As a liquid discharge head (droplet discharge head) used as a recording head, a piezoelectric head or the like is used to displace a diaphragm and change the volume in the liquid chamber to increase the pressure to discharge the liquid droplet. There is known a thermal type head in which a heating element that generates heat is provided, the pressure in the liquid chamber is increased by bubbles generated by the heat generation of the heating element, and droplets are discharged.
このような液体吐出方式の画像形成装置においては、特に画像形成スループットの向上、すなわち画像形成速度の高速化が望まれており、本体据え置きの大容量のインクカートリッジ（メインタンク）からチューブを介して記録ヘッド上部のヘッドタンク（サブタンク、バッファタンクと称されるものを含む。）にインクを供給する方式が行なわれている。 In such a liquid ejection type image forming apparatus, it is particularly desired to improve the image forming throughput, that is, to increase the image forming speed. From the large-capacity ink cartridge (main tank) installed on the main body through the tube. Ink is supplied to a head tank (including sub tanks and buffer tanks) above the recording head.
このようなチューブを用いてインクを供給する方式とすることで、記録ヘッドやヘッドタンクを搭載するキャリッジ部を軽量小型化でき、構造系、駆動系も含めて装置を大幅に小型化することができる。 By using such a tube to supply ink, the carriage section on which the recording head and the head tank are mounted can be reduced in weight and size, and the apparatus, including the structure system and drive system, can be significantly downsized. it can.
しかしながら、印刷スループットの更なる向上のため、ヘッドのノズル数増加、ヘッド駆動の高周波数化に伴うインク送液流量の増加や、短時間乾燥のためのインク高粘度化が進むと、チューブ流体抵抗の圧力損失によってインク供給が不足する問題が生じる。特に大判の印刷媒体に記録を行う装置では、チューブ長が長くなるためより圧力損失が大きくなる。 However, in order to further improve the printing throughput, tube fluid resistance increases as the number of nozzles in the head increases, the ink flow rate increases as the head drive frequency increases, and the ink viscosity increases for short-time drying. The problem of insufficient ink supply occurs due to the pressure loss. In particular, in an apparatus for recording on a large-sized print medium, the pressure loss becomes larger because the tube length becomes longer.
これに対しては、ヘッドのインク供給上流側に差圧弁を設け、ヘッドタンク内の負圧が所定の圧力より大きいときにのみインクがヘッドに供給されるようにすることで、チューブ内のインクを加圧することができ、チューブでの圧力損失を低減することができる（特許文献１）。 In response to this, a differential pressure valve is provided on the upstream side of the ink supply of the head so that the ink is supplied to the head only when the negative pressure in the head tank is higher than a predetermined pressure. The pressure loss in the tube can be reduced (Patent Document 1).
そして、このように差圧弁を備える場合には、異物による差圧弁の動作不良を防止するためのフィルタと、記録ヘッドの直前にノズルに異物が詰まることを防止するためのフィルタが備えられる。 When the differential pressure valve is provided as described above, a filter for preventing a malfunction of the differential pressure valve due to foreign matter and a filter for preventing the foreign matter from clogging the nozzle immediately before the recording head are provided.
この場合、フィルタはヘッドの近傍に備えられるため、負圧に保たれる必要があり、上記のような差圧弁による構成だけではフィルタにおける圧力損失をキャンセルすることができない。 In this case, since the filter is provided in the vicinity of the head, it is necessary to maintain a negative pressure, and pressure loss in the filter cannot be canceled only by the configuration using the differential pressure valve as described above.
そこで、高粘度のインクを使用して高速で印字を行うためには、フィルタ面積を大きくして流体抵抗を小さくすることが必要になる。 Therefore, in order to perform printing at high speed using high viscosity ink, it is necessary to increase the filter area and decrease the fluid resistance.
ところが、フィルタ面積を大きくすることで圧力損失を低減できるが、一方で気泡排出性が低下するという問題が発生する。 However, the pressure loss can be reduced by increasing the filter area, but on the other hand, there arises a problem that the bubble discharge performance is lowered.
つまり、液体供給経路には、メインタンクの着脱に伴う空気混入や供給路部品の透気など様々な原因で空気が混入し、蓄積する。この空気がヘッドに入ると、吐出不良が発生する。この場合、供給路上流側から混入した空気はヘッド近傍に備えられたフィルタによってヘッドへの流入が阻止される。 That is, air enters and accumulates in the liquid supply path due to various causes such as air mixing accompanying attachment / detachment of the main tank and air permeation of the supply path components. When this air enters the head, ejection failure occurs. In this case, the air mixed from the upstream side of the supply path is prevented from flowing into the head by the filter provided near the head.
したがって、フィルタの上流側には経時的に空気（気泡）が蓄積し、気泡が付着した部分では液体が流れないため、一定以上、空気が溜まった場合には、空気を排出する必要がある。 Accordingly, air (bubbles) accumulates with time on the upstream side of the filter, and liquid does not flow in the portion where the bubbles are attached. Therefore, when air accumulates more than a certain amount, it is necessary to discharge the air.
従来、空気をフィルタを通過させてヘッドから排出するため技術としてチョーククリーニング方式が知られている（特許文献２）。これは、供給経路を止めた状態で、ヘッド側からノズル吸引を行って、フィルタの下流側を極度に減圧した後に、閉じていた供給経路を開くことによって、フィルタに向かって高速の流れを発生させることにより、気泡がフィルタを通過してノズルから排出されるようにするものである。 Conventionally, a choke cleaning method is known as a technique for discharging air from a head through a filter (Patent Document 2). This is because the nozzle is sucked from the head side while the supply path is stopped and the downstream side of the filter is extremely decompressed, and then the closed supply path is opened to generate a high-speed flow toward the filter. By doing so, bubbles are discharged from the nozzle through the filter.
しかしながら、チョーククリーニング方式によっても、フィルタの面積が大きくなった場合には気泡排出性が十分でない課題がある。特に、フィルタの主要面の法線方向が重力方向と直交する方向に配置された場合には、残留した空気によってフィルタの有効面積が小さくなる不具合が生じやすい。 However, even with the choke cleaning method, there is a problem that the bubble discharging property is not sufficient when the area of the filter becomes large. In particular, when the normal direction of the main surface of the filter is arranged in a direction perpendicular to the direction of gravity, there is a tendency that the effective area of the filter is reduced by the remaining air.
そこで、フィルタの上部に空気退避部を形成して、残留した空気を浮力で上昇させて、フィルタ部に留めない構成とするものが知られている（特許文献３）。 Therefore, there is known a configuration in which an air retracting part is formed on the upper part of the filter, and the remaining air is raised by buoyancy so as not to stay on the filter part (Patent Document 3).
しかしながら、上述した特許文献３に開示されている構成にあっても、フィルタ室を形成するフィルムとフィルタの間のギャップが狭い場合など、フィルタ室の構成によっては空気を退避部に誘導できないという課題がある。
However, even in the configuration disclosed in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、大面積のフィルタを使用する場合、チョーククリーニング後にフィルタに付着して残留する空気の量を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the amount of air remaining on the filter after chalk cleaning when a large-area filter is used.
上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクと、
前記ヘッドタンクに供給される前記液体を貯留する液体貯留容器と、
前記ヘッドタンクと前記液体貯留容器を通じる供給路を開閉する開閉弁と、
前記ノズルを密閉するキャップと、
前記キャップ内を吸引する吸引手段と、を備え、
前記開閉弁を閉じ、前記キャップで前記ノズルを密閉して前記吸引手段で吸引し、所定時間経過後に前記開閉弁を開いて前記ノズルから液体を吸引するチョーククリーニングを行う画像形成装置であって、
前記ヘッドタンクは、液体室と、フィルタが配置されたフィルタ室とを有し、
前記液体室は、少なくとも一部が変形可能な壁面と、前記壁面に対して内部容積が膨張する方向に勢いを付ける手段と、を有し、
前記フィルタ室は、前記液体室の下流側に通じ、前記フィルタはフィルタの主要面の法線方向が重力方向と直交する方向に配置され、
前記フィルタ室の前記フィルタの鉛直方向上方に空気を蓄える空気貯留部が設けられ、
前記空気貯留部には、前記空気貯留部の壁面に開口する凹部が形成されている
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to
A liquid discharge head having a nozzle for discharging droplets;
A head tank for supplying liquid to the liquid discharge head;
A liquid storage container for storing the liquid supplied to the head tank;
An on-off valve that opens and closes a supply path through the head tank and the liquid storage container;
A cap for sealing the nozzle;
A suction means for sucking the inside of the cap,
An image forming apparatus that closes the on-off valve, seals the nozzle with the cap, sucks with the suction means, opens the on-off valve after a predetermined time, and performs chalk cleaning for sucking liquid from the nozzle,
The head tank has a liquid chamber and a filter chamber in which a filter is disposed,
The liquid chamber has a wall surface that can be at least partially deformed, and means for applying momentum in a direction in which an internal volume expands with respect to the wall surface,
The filter chamber communicates with the downstream side of the liquid chamber, and the filter is disposed in a direction in which the normal direction of the main surface of the filter is orthogonal to the direction of gravity.
An air storage section for storing air is provided above the filter in the vertical direction of the filter chamber;
The air reservoir is configured to have a recess that opens in the wall surface of the air reservoir .
本発明によれば、大面積のフィルタを使用する場合、チョーククリーニング後にフィルタに付着して残留する空気の量を低減することができる。 According to the present invention, when a large-area filter is used, the amount of air remaining on the filter after chalk cleaning can be reduced.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同記録装置の概略平面説明図、図２は同じく概略正面説明図、図３は同じく概略側面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic plan view of the recording apparatus, FIG. 2 is a schematic front view, and FIG. 3 is a schematic side view.
このインクジェット記録装置は、本体フレーム３０に立設された左右の側板１２３Ｌ、１２３Ｒに架け渡されたガイド部材であるガイドロッド１２２と、本体フレーム３０に配置された後フレーム１２８に取付けられたガイドレール１２４とで、キャリッジ１２０を主走査方向（ガイドロッド長手方向）に移動可能に保持している。そして、キャリッジ１２０を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。
This ink jet recording apparatus includes a
このキャリッジ１２０には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する１又は複数の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１が搭載されている。記録ヘッド１は、複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
On the
ここで、記録ヘッド１は、図４に示すように、発熱体基板２と液室形成部材３から構成され、発熱体基板２に形成されたインク供給路を介して共通流路７及び液室（個別流路）６に順次供給されるインクを液滴として吐出する。この記録ヘッド１は、発熱体４の駆動による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り、液室６内の吐出エネルギー作用部（発熱体部）へのインクの流れ方向とノズル５の開口中心軸とを直角となしたサイドシュータ方式の構成のものである。
Here, as shown in FIG. 4, the
なお、記録ヘッドとしては、圧電素子を用いて振動板を変形させ、また、静電力で振動板を変形させ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係る画像形成装置に適用することができる。 As the recording head, there are various methods such as a method in which the diaphragm is deformed by using a piezoelectric element, and the diaphragm is deformed by an electrostatic force to obtain a discharge pressure. The present invention can be applied to such an image forming apparatus.
一方、キャリッジ１２０の下方には、記録ヘッド１によって画像が形成される用紙８が主走査方向と垂直方向（副走査方向）に搬送される。図３に示すように、用紙８は、搬送ローラ１２５と押えコロ１２６で挟持されて、記録ヘッド１による画像形成領域（印字部）に搬送され、印写ガイド部材１２９上に送られ、排紙ローラ対１２７で排紙方向に送られる。
On the other hand, below the
このとき、主走査方向へのキャリッジ１２０の走査と記録ヘッド１からのインク吐出を画像データに基づいて適切なタイミングで同調させ、用紙８に１バンド分の画像を形成する。１バンド分の画像形成が完了した後、副走査方向に用紙８を所定量送り、前述と同様の記録動作を行う。これらの動作を繰り返し行い、１ページ分の画像形成を行なう。
At this time, the scanning of the
一方、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液体室であるインク室が形成されたヘッドタンク（バッファタンク、サブタンク、流路形成部材）１０１が一体的に接続される。ここでいう「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１２０に搭載されているという意味である。
On the other hand, a head tank (buffer tank, sub-tank, flow path forming member) 101 in which an ink chamber, which is a liquid chamber for temporarily storing ejected ink, is formed is integrally connected to the upper portion of the
このヘッドタンク１０１には、装置本体側の主走査方向の一端部側に設けられるカートリッジホルダなどに着脱自在に装着される各色のインクを収容した液体貯留容器としての液体タンクであるインクカートリッジ（メインタンク）７６から液体供給チューブであるインク供給チューブ１６を介して所要の色のインクが供給される。
The
また、装置本体の主走査方向の他端部側には記録ヘッド１の維持回復を行う維持回復機構３１が配置されている。この維持回復機構３１は、記録ヘッド１のノズル面をキャッピングするキャップ３２と、キャップ３２内を吸引する吸引手段としての吸引ポンプ３４と、吸引ポンプ３４で吸引されたインクの廃液を排出する排出経路（チューブ）３３などを含み、排出経路３３から排出される廃液は本体フレーム３０側に配置された廃液タンクに排出される。
A maintenance /
この維持回復機構３１にはキャップ３２を記録ヘッド１のノズル面に対して進退移動（この例では昇降）させる移動機構を備えている。また、維持回復機構３１には、図示しないが、記録ヘッド１のノズル面をワイピングするワイパ部材をワイピングユニットにて保持してノズル面に対して進退可能に配設している。
The maintenance /
次に、この画像形成装置におけるインク供給システムについて図５を参照して説明する。図５は同インク供給システムの説明に供する模式的説明図である。 Next, an ink supply system in the image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic explanatory diagram for explaining the ink supply system.
インクカートリッジ７６は、液体であるインクが収容されたインク袋７６ａとインク袋７６ａを密閉状態で収容するケース部材７６ｂからなり、インク袋７６ａとケース部材７６ｂの間には密閉空間の空気層７６ｃが形成されている。
The
インクカートリッジ７６は、カートリッジホルダ７７に着脱可能に装着される。
The
インクカートリッジ７６が装着された状態では、図５に示すように、インクカートリッジ７６のインク袋７６ａと液体供給チューブ（インク供給チューブ）１６が通じ、空気層７６ｃがエアー供給チューブ７０に通じている。
In the state where the
エアー供給チューブ７０には、加圧ポンプ７８が接続されており、インクカートリッジ７６の空気層７６ｃに空気を出し入れすることで、インク袋７６ａを加圧自在としている。
A
インク袋７６ａは、インク供給チューブ１６を介してヘッドタンク１０１に通じているので、加圧ポンプ７８を駆動することで、インク供給チューブ１６（供給経路）内のインクの圧力を制御することができる。また、インク供給チューブ１６には開閉弁６０が備えられ、インクカートリッジ７６とヘッドタンク１０１との間の供給路を開閉制御可能である。
Since the
次に、本発明の第１実施形態におけるヘッドタンクについて図６ないし図９を参照して説明する。図６は同ヘッドタンクの正面説明図、図７は同ヘッドタンクの背面説明図、図８は図６のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、図９は図６のＢ−Ｂ線に沿う異なる状態の断面説明図である。なお、いずれの図も理解を助けるために適宜部品の記載を省略したり、部分断面としたりしている（以下、同様である）。 Next, the head tank in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 is a front view of the head tank, FIG. 7 is a back view of the head tank, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 6, and FIG. 9 is taken along the line BB of FIG. It is sectional explanatory drawing of a different state. In addition, in order to help understanding, in any of the drawings, description of components is omitted as appropriate, or a partial cross section is used (the same applies hereinafter).
ヘッドタンク１０１は、液体室である負圧室としてのインク室１０６と、メインフィルタ１０９が設置されたフィルタ室９８と、サブフィルタ１１０が設置された加圧室９９とを有している。メインフィルタ１０９はその主要面の法線方向が重力方向と直交する方向に配置されている。
The
フィルタ室９８は、通路９５を介して記録ヘッド１に通じる。加圧室９９には、通路９６を介してインク供給チューブ１６が接続される。
The
ヘッドタンク１０１の一壁面には変形可能な壁面を形成するフィルム部材１０７が設けられ、フィルム部材１０７はばね１０８によってインク室１０６の内部容積を拡大する（膨張する）方向に押されている。
A
インク室１０６と加圧室９９との間には弁穴１１２が設けられ、弁穴１１２を開閉する供給弁としての負圧連動弁１１１が配置されている。
A
負圧連動弁１１１は、通常時は、図９（ａ）に示すように、弁ばね１１１ｄの作用によってシール部材１１１ａが弁穴１１２を塞いだ状態を保っており、インク室１０６と加圧室９９との間は遮断されている。
As shown in FIG. 9A, the negative
そして、インク室１０６内部のインクが消費され、インク室１０６内の負圧が増大してフィルム部材１０７がインク室１０６の内側に向かって変位（変形）すると、図９（ｂ）に示すように、軸１１１ｃを中心に弁レバー１１１ｂが回転して、シール部材１１１ａが弁穴１１２から離間し、インク室１０６と加圧室９９とが通じる。
When the ink in the
加圧室９９とインク室１０６が通じることにより、加圧室９９からインク室１０６にインクが流入すると、インク室１０６内の負圧が減少して、フィルム部材１０７が外側に変位（変形）する。これにより、再び、図９（ａ）に示すように、負圧連動弁１１１が閉じて、インク室１０６は加圧室９９から遮断される。
When the
画像形成時は、インクの消費量に応じて図９（ａ）の状態と図９（ｂ）の状態とが交互に自動的に繰り返されることにより、安定した圧力を保ちながら記録ヘッド１にヘッドタンク１０１からインクを供給し続ける。
At the time of image formation, the state shown in FIG. 9A and the state shown in FIG. 9B are automatically repeated alternately according to the amount of ink consumed, so that the head is applied to the
また、このヘッドタンク１０１においては、インク室１０６から記録ヘッド１へのインク供給は、フィルタ室９８を介して行われるが、インク室１０６とフィルタ室９８は、第１の流路８１と第２の流路８３の２つの流路で通じている。
In the
ここで、第１の流路８１の一方は、重量方向でインク室１０６の底部付近に設けられた穴８０（開口）を介してインク室１０６に通じ、他方はフィルタ室９８の側方に通じている。第２の流路８３の一方は、鉛直方向でインク室１０６の最上部付近に設けられた穴８２（開口）を通じてインク室１０６に通じ、他方はフィルタ室９８の上部に通じている。
Here, one of the
このヘッドタンク１０１において、インク室１０６内がインクで完全に満たされている状態では、第１の流路８１及び第２の流路８３の２つの流路を通じてインクが供給される。
In the
なお、後述する図１０に示すように、インク室１０６内に空気が溜まった状態においては、穴８２と第２の流路８３からの供給経路は空気によって遮断されるため、インク室１０６からフィルタ室９８へのインク供給は穴８０と第１の流路８１を介してのみ行われる。
As shown in FIG. 10 to be described later, in a state where air is accumulated in the
したがって、穴８０と第１の流路８１は記録ヘッド１が最大吐出状態となったときにインク供給不足とならないように流体抵抗が設定されている。
Accordingly, the fluid resistance is set in the
本実施形態のインク供給システムでは、まず、インク供給チューブ１６内のインクが加圧されているので、高粘度インクを高速に消費するシステムにおいてもチューブの圧力損失に起因するリフィル不足が生じることがない。
In the ink supply system of this embodiment, since the ink in the
高粘度インクを高速で吐出するためには、メインフィルタ１０９における圧力損失が問題となるが、同システムでは、メインフィルタ１０９を大きくすることによって流体抵抗を減らすことができ、フィルタ部分での圧力損失に起因するリフィル不足も回避することができる。
In order to eject high-viscosity ink at high speed, the pressure loss in the
しかしながら、メインフィルタ１０９を大型化すると、経時的にヘッドタンク１０１内に蓄積した空気を記録ヘッド１のノズルから吸引排気しにくくなる。
However, when the size of the
そこで、本実施形態におけるヘッドタンク１０１からの気泡排出について図１０ないし図１３も参照して説明する。図１０ないし図１３の各（ａ）は図６と同様な正面説明図、（ｂ）は図８と同様な断面説明図である。
Therefore, the bubble discharge from the
前述したように、ヘッドタンク１０１のインク室１０６に空気が蓄積した状態では、第２の流路８３が空気で遮断された状態となるが、記録ヘッド１に対するインク供給は第１の流路８１から行われるので、リフィル不足は生じない。
As described above, when air is accumulated in the
しかしながら、インク室１０６に空気が溜まり過ぎると、温度上昇によって空気が膨張し、インク室１０６の圧力が上昇して、正常なインク吐出ができなくなったり、記録ヘッド１からインクが漏れ出すなどの不具合が生じる。
However, if the air is excessively accumulated in the
したがって、インク室１０６に溜まった空気を排出する必要が生じる。
Therefore, it is necessary to discharge the air accumulated in the
ここで、通常は、記録ヘッド１内の流路に混入した空気の排出は維持回復機構３１によって行う。維持回復機構３１によって記録ヘッド１が吐出不良となった状態から正常状態に回復させる維持回復動作を行う場合には、まず、加圧ポンプ７８を駆動して供給路内のインクを加圧した状態でノズル面をキャップ３２でキャッピングする。その後、吸引ポンプ３４を駆動してノズルからインクをキャップ３２内に吸引する。そして、吸引を停止した後に、キャップ３２をノズル面から離間させ、その後、ワイパ部材でノズル面をワイピングし、最後に記録ヘッド１を駆動してキャップ３２内や空吐出受け（図示せず）にインクを吐出（空吐出）する一連の動作を行う。
Here, normally, the maintenance /
しかしながら、この通常の維持回復動作では、図１０に示すように、ヘッドタンク１０１のインク室１０６に溜まった大量の空気をメインフィルタ１０９を通して記録ヘッド１のノズルから排出することは困難である。
However, in this normal maintenance / recovery operation, as shown in FIG. 10, it is difficult to discharge a large amount of air accumulated in the
そこで、本実施形態ではチョーククリーニング動作を行うようにしている。このチョーククリーニング動作について説明する。 Therefore, in this embodiment, a choke cleaning operation is performed. This choke cleaning operation will be described.
まず、図５に示す開閉弁６０を閉じてインクカートリッジ７６からヘッドタンク１０１への供給路を閉じた状態にする。
First, the on-off
次いで、ノズル面をキャップ３２でキャッピングした後、吸引ポンプ３４を駆動してノズル吸引する。このとき、開閉弁６０が閉じてインクカートリッジ７６からインクが供給されないため、開閉弁６０と記録ヘッド１の間の流路の負圧が急増してチョーク状態になる。
Next, after capping the nozzle surface with the
このとき、ヘッドタンク１０１は、図１１に示すように、フィルム部材１０７が負圧によって変形し、第１の流路８１に通じる下部の穴８０を塞いだ状態となる。一方、上部の穴８２は、インク室１０６と通じた状態を保っており、インク室１０６内の空気は負圧によって膨張しながら第２の流路８３、フィルタ室９８、通路９５を経由して、記録ヘッド１のノズルから吸引キャップ３２に排出されていく。
At this time, as shown in FIG. 11, the
その後、所定時間経過後に開閉弁６０を開くと、加圧されたインクがヘッドタンク１０１に流入し、図１２に示すように、空気を矢印Ｆ１方向に押し流して、フィルタ室９８から排出していく。メインフィルタ１０９が大面積の場合、フィルタ室９８の容積が大きく、全ての空気を排出しきれないが、第２の流路８３がフィルタ室９８の天面に通じているので、残留空気は浮力によって図１３の矢印Ｆ２で示すように、インク室１０６の上部（天面部）に移動する。
Thereafter, when the on-off
したがって、メインフィルタ１０９が大面積でチョーク吸引によっても排出しきれない場合でも、残留空気がフィルタ室９８に残留して、メインフィルタ１０９の有効面積を減少させる不具合を生じることがない。
Therefore, even when the
次に、本発明の第２実施形態におけるヘッドタンクについて図１４及び図１５を参照して説明する。図１４及び図１５は同ヘッドタンクの異なる姿勢の正面説明図である。 Next, a head tank according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15 are front explanatory views of different postures of the head tank.
このヘッドタンク１０１は、メインフィルタ１０９を台形形状として、メインフィルタ１０９の上部におけるフィルタ室９８の天面９８ａを傾斜面とし、天面９８ａの最上部で第２の流路８３と通じている。
In the
また、フィルタ室９８において第２の流路８３の開口部と対角をなす位置においてインク室１０６に通じる第１の流路８１が接続されている。
In addition, a
これにより、ヘッドタンク１０１を、図１４に示す長手方向を水平方向にした状態から９０度回転させて、図１５に示すように立てた状態（姿勢）にしたときも、第１の流路８１が第２の流路８３よりも重力方向下方でフィルタ室９８及びインク室１０６に開口する。
Thus, even when the
これにより、チョーク吸引を行うときに穴８０が塞がれて第２の流路８３から空気を効率よく排出し、残留した少量の空気をインク室１０６に戻して、フィルタ室９８内に空気が残ってメインフィルタ１０９の有効面積が減るのを防止することができる。
As a result, the
次に、本発明の第３実施形態におけるヘッドタンクについて図１６ないし図１８を参照して説明する。図１６は同ヘッドタンクの正面説明図、図１７は図１６のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図、図１８は図１６のＤ−Ｄ線に沿う断面説図である。なお、図１６のＡ−Ａ線に沿う断面図は前記図８と同じであり、図１６のＢ−Ｂ線に沿う断面図は前記図９と同じであるので、図示を省略する。 Next, a head tank according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 is an explanatory front view of the head tank, FIG. 17 is an explanatory sectional view taken along the line CC of FIG. 16, and FIG. 18 is an explanatory sectional view taken along the line DD of FIG. 16 is the same as FIG. 8, and the sectional view taken along the line BB in FIG. 16 is the same as FIG.
本実施形態のヘッドタンク１０１は、前述した第１実施形態に係るヘッドタンク１０１に、空気室８５と通路８４を備えた構成としている。
The
通路８４は、空気室８５の底部とインク室１０６を通じている。ここでは、通路８４はインク室１０６の高さ方向において略中央部付近でインク室１０６に開口しているが、これに限るものではなく、中央部付近よりも下方側で開口していても良い。なお、空気室８５内には予め空気８９ｂが混入した状態とされている。
The
次に、本実施形態におけるチョーク吸引による気泡排出動作について図１９ないし図２２も参照して説明する。図１９ないし図２２の各（ａ）は図１６と同様な正面説明図、（ｂ）は図１７と同様な断面説明図である。 Next, the bubble discharging operation by the chalk suction in this embodiment will be described with reference to FIGS. 19A to 22A are front explanatory views similar to FIG. 16, and FIG. 19B is a cross-sectional explanatory view similar to FIG.
まず、図１９に示すように、ヘッドタンク１０１のインク室１０６内に空気８９ａが蓄積した状態にある。この状態から空気を排出するために、前述した同様に、図５を示す開閉弁６０で供給路を閉じた状態にする。
First, as shown in FIG. 19, the
次に、ノズル面をキャップ３２でキャッピングした後、吸引ポンプ３４を駆動してノズル吸引する。開閉弁６０が閉じてインクカートリッジ７６からインクが供給されないため、開閉弁６０と記録ヘッド１の間の流路の負圧は急増し、チョーク状態になる。
Next, after capping the nozzle surface with the
このとき、ヘッドタンク１０１は、前述したように（図１１（ｂ）参照）、フィルム部材１０７が負圧によって変形し、下部の穴８０を塞いだ状態となる。一方、上部の穴８２はインク室１０６と通じる状態を保っており、図２０に示すように、インク室１０６内の空気は、負圧によって膨張しながら、第２の流路８３、フィルタ室９８、通路９５を経由して記録ヘッド１のノズルから吸引キャップ３２に排出される。
At this time, as described above (see FIG. 11B), the
また、図２０に示すように、空気室８５内の空気８９ｂは負圧に膨張する。
Also, as shown in FIG. 20, the
その後、開閉弁６０を開くと、加圧されたインクがヘッドタンク１０１に流入し、図２１に示すように、空気８９ａを矢印Ｆ１方向に押し流して、フィルタ室９８から排出していく。
Thereafter, when the on-off
ここで、メインフィルタ１０９が大面積の場合、フィルタ室９８の容積が大きく、全ての空気を排出しきれないが、第２の流路８３がフィルタ室９８の天面に通じているので、残留空気は、浮力で、図２２に矢印Ｆ２で示すように、インク室１０６の上部に移動する。
Here, when the
さらに、本実施形態では、空気室８５内の空気８９ｂが収縮することによって、図２２（ａ）の矢印Ｆ３で示す流れが発生するので、フィルタ室９８からインク室１０６への空気８９ａの移動をより確実に行うことができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
特に、フィルタ室９８を容積可能な形態とすると共に、通路８４の流体抵抗を大きくすることによって、空気室８５内の空気８９ｂの収縮が遅延するので、空気８９ａの収縮が完了してフィルタ室９８内に残留した場合でも、空気８９ａを第２の流路８３に引き戻す流れを形成することができる。
In particular, by making the
したがって、メインフィルタ１０９が大面積でチョーク吸引によっても排出しきれない場合でも、残留空気がフィルタ室９８に残留して、メインフィルタ１０９の有効面積を減少させる不具合を生じることがない。
Therefore, even when the
次に、本発明の第４実施形態におけるヘッドタンクについて図２３及び図２４を参照して説明する。図２３は同実施形態の説明に供する正面説明図、図２４は図２３のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。 Next, a head tank according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 23 is a front explanatory view for explaining the embodiment, and FIG. 24 is a cross-sectional explanatory view taken along the line CC of FIG.
本実施形態のヘッドタンク１０１においては、空気室８５の開口部を円形状とし、更にフィルム部材９７を撓ませた状態で開口部を封止する形態としている。
In the
本実施形態における空気排出時の動作、作用については、上記第３実施形態と同様であるので、説明は省略するが、本実施形態のように空気室８５を変形可能な形態とすることによって、温度変化に対するヘッドタンク１０１内の圧力変化を緩和することができる。
Since the operation and action at the time of air discharge in the present embodiment are the same as those in the third embodiment, description thereof will be omitted, but by making the
本実施形態のヘッドタンク１０１においては、定常的に、空気室８５に空気８９ｂを保持しているが、温度が上昇すると、空気が膨張することによってヘッドタンク１０１内部の圧力が上昇する。圧力上昇が多くなると、前述したように、吐出不良やインク垂れの不具合が生じるため、一定の圧力変化内に収める必要がある。
In the
そこで、このヘッドタンク１０１においては、空気室８５が変形可能（容積変化が可能な）な形態となっていることから、通常時は、インク室１０６内部の負圧によって内側にへこんだ状態となっている。したがって、温度上昇によって空気が膨張しても、空気室８５を形成するフィルム部材９７が変形して空気室８５が膨張して圧力上昇を抑えることができる。
In view of this, in the
次に、本発明の第５実施形態におけるヘッドタンクについて図２５ないし図２７を参照して説明する。図２５は同ヘッドタンクの正面説明図、図２６は図２５のＥ−Ｅ線に沿う異なる状態を示す断面説明図、図２７は同ヘッドタンクの流路形成部材の説明図である。 Next, a head tank according to a fifth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 25 is a front explanatory view of the head tank, FIG. 26 is a cross-sectional explanatory view showing different states along the line EE of FIG. 25, and FIG. 27 is an explanatory view of a flow path forming member of the head tank.
ヘッドタンク１０１は、前記各実施形態で説明したと同様に、負圧連動弁１１１を備え、インク室１０６内の圧力に応じて負圧連動弁１１１が適宜開閉し、加圧されたインクをインク室１０６内に取り入れるものである。
As described in the above embodiments, the
この負圧連動弁１１１の動作やヘッドタンク１０１以外の構成については前述したので省略する。
Since the operation of the negative
本実施形態では、ヘッドタンク１０１は、ケース部材１０１ａの表面側（図２５で紙面側とする）にフィルタ室９８が形成され、裏面側に流路形成部材１１３がはめ込まれて構成されている。
In the present embodiment, the
流路形成部材１１３は、図２７に示すように、傾斜面１１６を有したすり鉢状に形成されており、中央部には負圧連動弁１１１の弁レバー１１１ｂをガイドする角穴１１４が設けられている。
As shown in FIG. 27, the flow
この流路形成部材１１３は、図２６に示すように、ケース部材１０１ａにはめ込まれることで、負圧連動弁１１１を保持すると共に、排気流路８３ａ、８３ｂを形成する。
As shown in FIG. 26, the flow
ここで、排気流路８３ａ、８３ｂは、図２５に示すように、ヘッドタンク１０１内部に蓄積した空気が滞留する位置にある穴８２を挟んで配置されている。排気流路８３ｂの下端にはインク室１０６と第１の流路８１を通じる穴８０が設けられている。第１の流路８１は、フィルタ室９８の側面下部に接続されている。
Here, as shown in FIG. 25, the
次に、本実施形態のフィルタ室９８について図２８も参照して説明する。図２８は図２５のＧ−Ｇ線に沿う断面説明図である。
Next, the
フィルタ室９８のフィルタ１０９の重力方向上側（鉛直方向上方）には空気を蓄える空気貯留部８６を形成する溝が設けられ、空気貯留部８６には有底の穴（凹部）８７が形成されている。
A groove for forming an
この空気貯留部８６の容積Ｖｂは、フィルタ室９８の容積Ｖａに対して、（１）式を満たすように設定されている。
The volume Vb of the
Ｖｂ／Ｖａ＞Ｐｃ ・・・（１） Vb / Va> Pc (1)
この（１）式中の「Ｐｃ」は、チョーククリーニング時のフィルタ室９８内の絶対圧力である。
“Pc” in the equation (1) is an absolute pressure in the
次に、本実施形態での動作について図２５及び図２６に基づいて説明する。 Next, the operation in this embodiment will be described with reference to FIGS.
通常のインク吐出時は、図２６（ａ）に示すように、フィルタ室９８とインク室１０６を通じる穴８０が開口しているので、インクはインク室１０６から第１の流路８１、フィルタ室９８、通路９５を流れて、記録ヘッド１に供給される。
At the time of normal ink ejection, as shown in FIG. 26A, since the
インク室１０６に溜まった空気を記録ヘッド１のノズルから排出するときには、前述の実施形態と同様に、チョーククリーニング動作を行う。
When the air accumulated in the
チョーククリーニング動作では、まず、前述した図５に示す開閉弁６０で流路を閉じた状態にする。次に、ノズル面をキャップ３２でキャッピングした後、吸引ポンプ３４を駆動してノズル吸引する（図３参照）。開閉弁６０が閉じてインクカートリッジ７６からインクが供給されないため、開閉弁６０と記録ヘッド１の間の流路の負圧は急増しチョーク状態になる。
In the choke cleaning operation, first, the flow path is closed by the on-off
このとき、ヘッドタンク１０１は、図２６（ｂ）に示すように、フィルム部材１０７が負圧によって変形し、穴８０を塞いだ状態となる。上部の穴８２はインク室１０６とわずかに通じた状態を保っており、インク室１０６内の空気は、負圧によって膨張しながら排気流路８３ｂ、フィルタ室９８、通路９５を経由して、記録ヘッド１のノズルから吸引キャップ３２に排出されていく。
At this time, as shown in FIG. 26B, the
その後、開閉弁６０を開くと、加圧されたインクがヘッドタンク１０１に流入し、図２５に示すように、空気を矢印Ｆ４方向に押し流して、「弁穴１１２→排気流路８３ａ→穴８２→排気流路８３ｂ→穴８０→第１の流路８１→フィルタ室９８→連通穴９５」の順番にインクが流れて、空気を記録ヘッド１から押し出す。
After that, when the on-off
メインフィルタ１０９が大面積の場合、フィルタ室９８の容積が大きく全ての空気を排出しきれない。
When the
このとき、本実施形態では、フィルタ室９８の上部に空気貯留部８６を備えているので、残留空気は浮力で空気貯留部８６に浮上するため、残留空気がフィルタ室９８に残留して、メインフィルタ１０９の有効面積を減少させる不具合を生じることがない。
At this time, in this embodiment, since the
ここで、前述したように、空気貯留部８６の容積を（１）式を満たすように設定している。これにより、ボイルの法則から、チョーククリーニング後にフィルタ室９８が大気圧近くの圧力（通常は−０．１ｋＰａ程度）に戻ったときには、フィルタ室９８内の残留空気を確実に空気貯留部８６に収容することができる。
Here, as described above, the volume of the
また、本実施形態では空気貯留部８６に有底の穴（凹部）８７が形成されている。この穴８７の効果について図２９及び図３０も参照して説明する。図２９及び図３０は図２８と同様な断面説明図である。
In this embodiment, a bottomed hole (concave portion) 87 is formed in the
フィルタ室９８において、メインフィルタ１０９と対向して壁面をなすフィルム部材９７とのギャップが狭い場合は特に、気泡排出動作時に先に空気貯留部８６にインクが流れ込んだ場合には、図２９に示すように、チョーククリーニングによって排出しきれなかった残留空気８９がギャップ内でメニスカスを形成して空気貯留部８６に移動せず、メインフィルタ１０９に付着した状態となることが生じる。
In the
これに対し、本実施形態では空気貯留部８６に有底の穴８７が形成され、その穴８７は有底である故にインクが充填されにくいため、図３０（ｂ）に示すような形態で確実に常時空気（符号８９ｃで示す）を保持することができる。
In contrast, in the present embodiment, a bottomed
したがって、チョーククリーニングの最終段階（開閉弁６０を開いてチョーク状態を解除する段階）において、有底の穴８７の空気８９ｃの収縮（図３０（ａ）の状態から、図３０（ｂ）の状態に収縮する）によって、矢印Ｆ５の流れが発生するため、フィルタ室９８のギャップが狭い場合においても、残留空気を確実に空気貯留部８６に誘導することができる。
Therefore, in the final stage of choke cleaning (stage where the on-off
なお、有底の穴（凹部）８７の形態としては、図２５及び図２８に示すようなものに限られるものではない。この「有底の穴」とは、インクが充填されにくい空間を形成する形態であれば何でもよく、例えば、図３１に示すように、空気貯留部８６の一部にリブ８８を形成すれば、インクによって充填されにくい空間９０を形成することができ、上記実施形態で説明した有底の穴８７と同様の作用効果を得ることができる。
The form of the bottomed hole (recessed portion) 87 is not limited to that shown in FIGS. This “bottomed hole” may be anything as long as it forms a space that is difficult to be filled with ink. For example, as shown in FIG. 31, if a
次に、本発明の第６実施形態におけるヘッドタンクについて図３２及び図３３を参照して説明する。図３２及び図３３は同ヘッドタンクの異なる姿勢の正面説明図である。 Next, a head tank according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 32 and 33. FIG. 32 and 33 are front explanatory views of different postures of the head tank.
本実施形態のヘッドタンク１０１は、メインフィルタ１０９の上方と側方の両方に空気貯留部８６を形成し、その空気貯留部８６に有底の穴８７を設けている。
The
これにより、ヘッドタンク１０１を、図３２に示す姿勢から９０度回転させて図３３に示す姿勢にした場合においても、メインフィルタ１０９の上方に空気貯留部８６が配置される。これにより、残留した空気を空気貯留部８６に誘導して、フィルタ室９８内に空気が残ってメインフィルタ１０９の有効面積が減るのを防止することができる。
Thereby, even when the
なお、上述した各実施形態においては、負圧連動弁を備えたヘッドタンクに加圧されたインクを供給するインク供給システムに本発明を適用した例で説明してきたが、これに限るものではない。 In each of the above-described embodiments, an example in which the present invention is applied to an ink supply system that supplies pressurized ink to a head tank equipped with a negative pressure interlocking valve has been described. However, the present invention is not limited to this. .
そこで、本発明の第７実施形態におけるインク供給システムについて図３４及び図３５を参照して説明する。図３４は同システムの説明に供する模式的説明図、図３５は図３４のＨ−Ｈ線に沿う断面説明図である。 An ink supply system according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 34 is a schematic explanatory view for explaining the system, and FIG. 35 is a cross-sectional explanatory view taken along the line HH of FIG.
ここでは、インクカートリッジ７６を記録ヘッド（液体吐出ヘッド）１よりも下方に配置して水頭差によって負圧を得る方式を採用している。
Here, a method is adopted in which the
ヘッドタンク１０１には、前述した負圧連動弁はなく、ばね１０８によってフィルム部材１０７を外側に勢いを付けている。
The
これによって、通常時、インク室１０６は第１の流路８１を介してフィルタ室９８に通じた状態となっている。これに対して、チョーク吸引時には、フィルム部材１０７がばね１０８に抗して大きく変形して穴８０を塞ぎ、インク室１０６とフィルタ室９８とは第２の流路８３でのみ通じることになる。
As a result, the
したがって、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合、チョーク解除時にインクの加圧力を利用することはできないため、若干排気性能は劣化するが、ヘッドタンク１０１に負圧連動弁が不要となり、インク加圧機構も不要なので、簡易なものとなり、低コストのシステムとすることができる。
Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained. In this case, since the pressure of ink cannot be used when releasing the choke, the exhaust performance is slightly deteriorated. However, the negative pressure interlocking valve is not required for the
次に、本発明の第８実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置について図３６ないし図３８を参照して説明する。図３６は同記録装置の概略平面説明図、図３７は同じく概略正面説明図、図３８は同じく概略側面説明図である。 Next, an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 36 is a schematic plan view of the recording apparatus, FIG. 37 is a schematic front view, and FIG. 38 is a schematic side view.
このインクジェット記録装置は、本体フレーム３０に立設された左右の側板１２３Ｌ、１２３Ｒに架け渡されたガイド部材であるガイドロッド１２２と、本体フレーム３０に配置された後フレーム１２８に取付けられたガイドレール１２４とで、キャリッジ１２０を主走査方向（ガイドロッド長手方向）に移動可能に保持している。そして、キャリッジ１２０を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。
This ink jet recording apparatus includes a
このキャリッジ１２０には記録ヘッド１が搭載されている。本実施形態の記録ヘッド１は、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインク滴、つまり、異なる種類の液滴を吐出する４列のノズル列が形成されている。
The
ここで、記録ヘッド１は、前述した図５に示す構成と同様であるが、上述したように、１つのヘッドに異なる種類の液滴を吐出する複数列（ここでは４列）のノズル列を有している。記録ヘッドとしては、圧電素子を用いて振動板を変形させ、また、静電力で振動板を変形させ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係る画像形成装置に適用することができる。
Here, the
一方、キャリッジ１２０の下方には、記録ヘッド１によって画像が形成される用紙８が主走査方向と垂直方向（副走査方向）に搬送される。図３８に示すように、用紙８は、搬送ローラ１２５と押えコロ１２６で挟持されて、記録ヘッド１による画像形成領域（印字部）に搬送され、印写ガイド部材１２９上に送られ、排紙ローラ対１２７で排紙方向に送られる。
On the other hand, below the
このとき、主走査方向へのキャリッジ１２０の走査と記録ヘッド１からのインク吐出を画像データに基づいて適切なタイミングで同調させ、用紙８に１バンド分の画像を形成する。１バンド分の画像形成が完了した後、副走査方向に用紙８を所定量送り、前述と同様の記録動作を行う。これらの動作を繰り返し行い、１ページ分の画像形成を行なう。
At this time, the scanning of the
一方、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液体室であるインク室が形成されたヘッドタンク（バッファタンク、サブタンク、流路形成部材）１０１が一体的に接続される。ここでいう「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１２０に搭載されているという意味である。
On the other hand, a head tank (buffer tank, sub-tank, flow path forming member) 101 in which an ink chamber, which is a liquid chamber for temporarily storing ejected ink, is formed is integrally connected to the upper portion of the
このヘッドタンク１０１には、装置本体側の主走査方向の一端部側に設けられるカートリッジホルダなどに着脱自在に装着される各色のインクを収容した液体貯留容器としての液体タンクであるインクカートリッジ（メインタンク）７６から液体供給チューブであるインク供給チューブ１６を介して所要の色のインクが供給される。
The
また、装置本体の主走査方向の他端部側には記録ヘッド１の維持回復を行う維持回復機構３１が配置されている。この維持回復機構３１は、記録ヘッド１のノズル面をキャッピングするキャップ３２と、キャップ３２内を吸引する吸引ポンプ３４と、吸引ポンプ３４で吸引されたインクの廃液を排出する排出経路３３などを含み、排出経路３３から排出される廃液は本体フレーム３０側に配置された廃液タンクに排出される。
A maintenance /
なお、本実施形態では、１つのキャップ３２によって記録ヘッド１の複数のノズル列を同時にキャッピングする構成としている。
In the present embodiment, a plurality of nozzle rows of the
この維持回復機構３１にはキャップ３２を記録ヘッド１のノズル面に対して進退移動（この例では昇降）させる移動機構を備えている。また、維持回復機構３１には、図示しないが、記録ヘッド１のノズル面をワイピングするワイパ部材をワイピングユニットにて保持してノズル面に対して進退可能に配設している。
The maintenance /
次に、この画像形成装置におけるインク供給システムについて図３９を参照して説明する。図３９は同インク供給システムの説明に供する模式的説明図である。なお、本実施形態のインク供給路はＹＭＣＫの４色あるが、説明を簡易にするため、図３９においては１色のみの構成図を示している。 Next, an ink supply system in the image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 39 is a schematic explanatory diagram for explaining the ink supply system. In addition, although there are four colors of YMCK in the ink supply path of the present embodiment, FIG. 39 shows a configuration diagram of only one color for the sake of simplicity.
本実施形態において、インクが貯留されているインクカートリッジ７６は、大気開放口７９が上部に設けられたタンク７５で構成され、インク面が記録ヘッド１のノズル面よりも下方になる位置に配置されている。つまり、前述したと同様に、インクカートリッジ７６を記録ヘッド（液体吐出ヘッド）１よりも下方に配置して水頭差によって負圧を得る方式を採用している。
In the present embodiment, the
インクカートリッジ７６には、インク供給チューブ１６が接続されており、インク供給チューブ１６にはインクカートリッジ７６とヘッドタンク１０１との間を開閉制御可能な第１の開閉弁としての開閉弁６０が備えられる。
An
ヘッドタンク１０１は、記録ヘッド１に送られるインクを一定量保持する容積を有するインク室１０６を備え、その上部の空気貯留部３８６を有し、この空気貯留部３８６を通ってインク室１０６に臨む空気検知手段としての電極対２９８が配置されている。
The
ヘッドタンク１０１と記録ヘッド１の間には、ヘッドタンク１０１と記録ヘッド１の間の流路を形成する部材である接続部材１０が備えられている。接続部材１０には、記録ヘッド１内に高集積に備えられた４色の流路と各色ごとに個々に設けられた４つのヘッドタンク１０１の通路２９５とを接続する接続流路１１が設けられている。
A connecting
そして、この接続流路１１には、空気検知手段である電極対２９８による検知結果に連動して、液体供給流路を構成する接続流路１１を開閉する第２の開閉弁としての空気連動弁２８０を設けている。
The
つまり、本実施形態では、ヘッドタンク１０１のインク供給チューブ１０６が接続される通路９６を液体流入部とし、接続流路１１の記録ヘッド１の流路とつながる部分を液体流出部とするとき、液体流入部から液体流出部までの流路を液体供給流路とする。そして、この液体供給流路を構成している接続流路１１に空気連動弁２８０を配置している。
That is, in the present embodiment, when the
一方、記録ヘッド１の下方には、上述したように記録ヘッド１のメンテナンス時や印字待機時などに動作する維持回復機構３１が備えられる。そして、維持回復機構３１には、空気連動弁２８０と対向した位置に、空気連動弁２８０を駆動する弁駆動手段４０が配置されている。
On the other hand, below the
次に、空気連動弁及び弁駆動手段の一例について図４０を参照して説明する。図４０は同説明に供する模式的説明図である。 Next, an example of an air interlocking valve and valve driving means will be described with reference to FIG. FIG. 40 is a schematic explanatory view for explaining the same.
空気連動弁２８０は、接続流路１１に設けられ、磁石又は磁性体からなる弁体２８１と圧縮ばね２８２からなる。一方、弁駆動手段４０は、電磁コイル４１から構成される。つまり、これらの空気連動弁２８０と弁駆動手段４０によって電磁弁が構成されている。
The
したがって、コイル４１に電流が流れていないとき、又は電流が少ないときには、図４０（ａ）に示すように、圧縮ばね２８２の作用により弁体２８１が支持されて、空気連動弁２８０は開いた状態となる。一方、コイル４１に十分な電流が流れると、図４０（ｂ）に示すように、弁体２８１が圧縮ばね２８２の反発力に抗して変位し、コイル４１に引き付けられて流路を塞ぎ、空気連動弁２８０は閉じた状態になる。
Therefore, when no current flows through the
次に、電極対２９８の検出結果（抵抗値変化）によって弁駆動手段４０を作動させる電気回路構成について図４１を参照して説明する。
Next, an electric circuit configuration for operating the valve driving means 40 based on the detection result (resistance value change) of the
ここで、電極対２９８は、空気の有無によって電気抵抗が変化するので可変抵抗として表している。コイル４１と電極対２９８は直列接続されて、駆動電源Ｖｃｃから給電される構成としている。
Here, the
次に、本実施形態における空気排出動作について図４２も参照して説明する。図４２は同説明に供する模式的説明図である。 Next, the air discharge operation in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 42 is a schematic explanatory diagram for explaining the same.
前述したように、ヘッドタンク１０１のインク室１０６と記録ヘッド１との間には、ノズルに異物が流れて吐出異常になることを防止する目的でフィルタが備えられる。この場合、通常の記録ヘッド１のメンテナンス動作における吸引では、フィルタを介して空気を排出しきれないため、大量の空気を効率よく排出するために、チョーククリーニング動作を行う。
As described above, a filter is provided between the
本実施形態におけるチョーククリーニング動作では、図４２（ａ）に示すように、空気８９が大量に蓄積した状態になった場合、まず、図３９に示す開閉弁６０と閉じて、インクカートリッジ７６とヘッドタンク１０１との間の流路を閉じる。
In the choke cleaning operation in this embodiment, as shown in FIG. 42A, when a large amount of
そして、ノズル面をキャップ３２でキャッピングした後、吸引ポンプ３４を駆動してノズル吸引する。開閉弁６０が閉じてインクカートリッジ７６からインクが供給されないため、開閉弁６０と記録ヘッド１の間の流路の負圧は急増し、チョーク状態になる。
Then, after capping the nozzle surface with the
このとき、ヘッドタンク１０１の空気は、図４２（ｂ）に示すように、負圧によって膨張しながら矢印Ｂで示すように排出経路（チューブ）３３から排出されていく。
At this time, the air in the
その後、開閉弁６０を開くと、図４２（ｃ）の矢印Ｃで示すようにインクがヘッドタンク１０１に流入し、再度ヘッドタンク１０１内の空気をキャップ３２に排出する。この状態で、ヘッドタンク１０１内の負圧が弱まるので、残留した空気８９は収縮してインク室１０６の上部に浮上して、空気貯留部３８６に溜まった状態となる。
Thereafter, when the on-off
このチョーククリーニング動作では、空気を排出するためにインクも大量に排出することになる。そのため、複数のインク供給路がある場合（本実施形態ではＹＭＣＫの４つのインク供給路）、空気がないヘッドタンク１０１と空気が大量に蓄積した状態のヘッドタンクとが混在するとき、空気のないヘッドタンク１０１については無駄にインク消費することになる。
In this choke cleaning operation, a large amount of ink is discharged to discharge air. Therefore, when there are a plurality of ink supply paths (four ink supply paths of YMCK in the present embodiment), there is no air when the
そこで、本実施形態では、複数のインク供給路が接続されたヘッドを１つのキャップで吸引して空気排出を行う場合に、自動的に、空気がないインク供給路についてはチョーククリーニングがされないようにするものである。 Therefore, in the present embodiment, when air is discharged by sucking a head connected to a plurality of ink supply paths with one cap, choke cleaning is not automatically performed on the ink supply path without air. To do.
つまり、チョーククリーニング動作を実施するコマンド（指令）を受けたとき、まず、図４１において駆動電圧Ｖｃｃを回路に与える。この状態で、前述したような一連のチョーククリーニング動作を行う。 That is, when a command (command) for performing a choke cleaning operation is received, first, the drive voltage Vcc is applied to the circuit in FIG. In this state, a series of choke cleaning operations as described above are performed.
ここで、ヘッドタンク１０１に空気がない場合（図３９の状態）は、電極対２９８の間に液体（インク）が介在しているので、電極間の抵抗が低い状態となっている。したがって、図４１の回路において、電極対２９８の抵抗が小さいことから、コイル４１に大きな電流が流れる。
Here, when there is no air in the head tank 101 (the state shown in FIG. 39), since the liquid (ink) is interposed between the
これにより、図４０（ｂ）に示すようにコイル４１に大電流が流れることによって磁界が発生し、永久磁石又は磁性体である弁体２８１が引き付けられて、空気連動弁２８０は閉じた状態となる。したがって、キャップ３２を介して吸引されても、ヘッドタンク１０１内のインクは吸引されず、インクが無駄に捨てられない。
As a result, as shown in FIG. 40B, a large current flows through the
一方、図４２（ａ）に示すように、ヘッドタンク１０１に空気が蓄積した場合は、電極対２９８の電極間が空気絶縁されるので、電極間の抵抗が高い状態となっている。したがって、図４１の回路において、電極対２９８の抵抗が大きいためコイル４１にほとんど電流が流れない。
On the other hand, as shown in FIG. 42 (a), when air accumulates in the
これにより、図４０（ａ）に示すように、コイル４１が磁界を発生しないので、弁体２８１が流路を開いた位置のままで空気連動弁２８０は開いた状態となる。したがって、キャップ３２を介してインク室１０６内が吸引されて、チョーククリーニングが行われる。
As a result, as shown in FIG. 40 (a), the
このように、本実施形態によれば、ヘッドタンク１０１内の空気を検知する空気検知手段とヘッドタンク１０１と記録ヘッド１との間の流路を開閉する空気連動弁２８０とが電気的に連動している。
As described above, according to the present embodiment, the air detection unit that detects the air in the
これによって、複数のインク供給路に接続された記録ヘッド１を１つのキャップでチョーククリーニングする場合に、空気排出が必要なインク供給路が自動的に選択されて、チョーククリーニングされるので、チョーククリーニングにおいて無駄にインクが排出されることを防止することができる。
As a result, when the
次に、本発明の第９実施形態について図４３の回路図を参照して説明する。 Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to the circuit diagram of FIG.
本実施形態では、電極対２９８をチョーククリーニングのトリガとして利用している。つまり、図４３に示すように、電極対２９８に抵抗ＲＬを直列接続し、電極対２９８と抵抗ＲＬとの接続点の電位Ｖａを検出電圧として取り出している。
In this embodiment, the
この回路では、駆動電圧Vｃｃを与えたとき電極対２９８の電気抵抗によって流れる電流の大小によって電位Ｖａが変化するので、電位Ｖａの大きさによってチョーククリーニング動作を行うかどうか判断することができる。
In this circuit, when the drive voltage Vcc is applied, the potential Va changes depending on the magnitude of the current flowing due to the electric resistance of the
具体的には、空気なしの場合は電位Ｖａが高くなる（Ｖｃｃと近い電圧となる）ので全てのインク供給路の電位Ｖａが高い場合にはチョーククリーニングを実施する必要がない。したがって、チョーククリーニングの要求があってもチョーククリーニングを実行しないようにして、無駄なインク消費を回避すると共に、メンテナンス動作による装置の停止時間（画像形成ができない時間）の発生を防止することができる。 Specifically, since the potential Va is high when there is no air (a voltage close to Vcc), it is not necessary to perform choke cleaning when the potential Va of all ink supply paths is high. Therefore, even if there is a request for choke cleaning, choke cleaning is not executed, so that wasteful ink consumption can be avoided, and occurrence of apparatus stop time (time during which image formation cannot be performed) due to maintenance operation can be prevented. .
また、適宜なタイミングで電圧Ｖｃｃを与えて電位Ｖａを測定し、いずれかのインク供給路で空気が検知されたときに、チョーククリーニング動作を実施するようにすることもできる。 Alternatively, the voltage Vcc is applied at an appropriate timing to measure the potential Va, and the choke cleaning operation can be performed when air is detected in any of the ink supply paths.
この場合、空気が検知されたインク供給路の数に応じてチョーククリーニングの動作を変えることができる。 In this case, the choke cleaning operation can be changed according to the number of ink supply paths in which air is detected.
例えば、空気検知されたインク供給路の数が多いほど、チョーククリーニングにおける吸引ポンプ３４による吸引量を増やすことができる。チョーククリーニングにおいては開閉弁６０を閉じて吸引ポンプ３４を駆動して供給経路内に大きな負圧を形成することが重要であるが、インク供給路内の空気量が多い場合、吸引ポンプ３４での吸引に対してインク供給路内の負圧上昇が緩慢になる。したがって、１つのインク供給路に空気がある場合に対して複数のインク供給路に空気がある場合の方が同じ吸引量に対してインク供給路内の到達負圧が小さくなり、空気排出性が低下する。そこで、複数のインク供給路に対して１つのキャップで吸引してチョーク吸引する本発明の構成の場合、空気検知されたインク供給路の数に応じて吸引時間を長くしたり、吸引速度を大きくする制御を行うことで、適切なチョーククリーニングを行うことができる。
For example, as the number of ink supply paths detected by air increases, the amount of suction by the
次に、本発明の第１０実施形態について図４４及び図４５を参照して説明する。図４４は同実施形態の説明に供する模式的説明図、図４５は同じく図４４の側面説明図である。 Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 44 is a schematic explanatory view for explaining the embodiment, and FIG. 45 is a side explanatory view of FIG.
本実施形態では、ヘッドタンク１０１の上部に備えられた光学センサであるフォトセンサ２９７によって空気検知手段を構成している。
In the present embodiment, an air detection means is configured by a
ヘッドタンク１０１は、図４５に示すように、両側に透明なフィルム部材１０７が貼られてインク室１０６が形成されている。フォトセンサ２９７は透過型のフォトセンサであり、インク室１０６の上部でインク室１０６を挟んで配置されている。
As shown in FIG. 45, the
ここで、図４４（ａ）に示すように、インク室１０６内に空気がない状態、あるいは、空気が少ない状態であるときには、インク室１０６内のインクにより光が遮断されるので空気ないしと判断できる。一方、図４４（ｂ）に示すように、インク室１０６内の空気が多い場合は、光が透過するので、空気ありと判断できる。
Here, as shown in FIG. 44 (a), when there is no air in the
ここでも、ヘッドタンク１０１と記録ヘッド１の間の接続部材１０に空気連動弁２８０が備えられる。またこの空気連動弁２８０と対向した位置には、空気連動弁２８０を駆動する弁駆動手段４０が配置されている。空気連動弁２８０と弁駆動手段４０は、前述した図４０と同様な構成で、コイル４１に流れる電流によって、弁体２８１が移動して接続流路１１を閉塞可能に構成とされている。なお、動作については前述した同様であるので、説明を省略する。
Again, the
次に、フォトセンサ２９７の検出結果によって弁駆動手段４０を作動させる電気回路構成について図４６を参照して説明する。 Next, an electric circuit configuration for operating the valve driving means 40 based on the detection result of the photosensor 297 will be described with reference to FIG.
フォトセンサ２９７を含む図示しないセンサ回路は、受光部に光が到達したときに「Ｈ」レベル、光が受光部に到達しないときに「Ｌ」レベルの電圧（センサ出力）Ｖｐを出力する回路構成としている。
A sensor circuit (not shown) including the
一方、駆動電圧Ｖｃｃをスイッチング手段であるトランジスタＴＲを介してコイル４１に与えている。具体的には、トランジスタＴＲのコレクタにコイル４１が接続され、エミッタに駆動電圧Ｖｃｃが与えられる。なお、コイル４１の両端にはコイル４１の逆起電力によるトランジスタＴＲの破損を防止するダイオードＤ１が接続されている。
On the other hand, the drive voltage Vcc is applied to the
そして、センサ出力Ｖｐを抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴＲに入力している。具体的には、センサ出力Ｖｐの入力端をトランジスタＴＲのベースに接続している。 The sensor output Vp is input to the transistor TR via the resistor R1. Specifically, the input terminal of the sensor output Vp is connected to the base of the transistor TR.
次に、本実施形態におけるチョーククリーニング動作について説明する。 Next, the choke cleaning operation in this embodiment will be described.
チョーククリーニングを実施する指令が与えられると、駆動電圧Ｖｃｃを与える。この状態で、前述したと同様にして一連のチョーククリーニング動作を行う。 When a command for performing choke cleaning is given, a drive voltage Vcc is given. In this state, a series of choke cleaning operations are performed in the same manner as described above.
このとき、図４４（ａ）に示すように、ヘッドタンク１０１に空気がない場合は、インクによって遮光されフォトセンサ２９７の受光部に光が到達しないため、フォトセンサ２９７によるセンサ出力Ｖｐは「Ｌ」になってトランジスタＴＲがオン状態となる。これにより、コイル４１に電流が流れ、空気連動弁２８０が閉じた状態となる。したがって、キャップ３２を介して吸引されても、ヘッドタンク１０１内のインクは吸引されず、インクが無駄に捨てられない。
At this time, as shown in FIG. 44A, when there is no air in the
一方、図４４（ｂ）に示すように、ヘッドタンク１０１に空気８９が蓄積した場合は、フォトセンサ２９７の受光部に光が到達するため、フォトセンサ２９７によるセンサ出力Ｖｐ「Ｈ」になってトランジスタＴＲがオフ状態となる。これにより、駆動電圧Ｖｃｃからコイル４１に電流が流れない。そのため、空気連動弁２８０が開いた状態となる。したがって、キャップ３２を介してインク室１０６内が吸引されて、チョーククリーニングが行われる。
On the other hand, as shown in FIG. 44B, when the
このように、本実施形態でも、ヘッドタンク１０１内の空気を検知する空気検知手段とヘッドタンク１０１と記録ヘッド１との間の流路を開閉する空気連動弁２８０とが電気的に連動している。
As described above, also in the present embodiment, the air detecting means for detecting the air in the
これによって、複数のインク供給路に接続された記録ヘッド１を１つのキャップでチョーククリーニングする場合に、空気排出が必要なインク供給路が自動的に選択されて、チョーククリーニングされるので、チョーククリーニングにおいて無駄にインクが排出されることを防止することができる。
As a result, when the
なお、本実施形態では、フォトセンサを用いて空気検知し、フォトセンサの光路をインクによって遮断する構成としたが、これに限るものではない。例えば、ヘッドタンク１０１内にフロート部材を備えて、そのフロート部材によって光路が遮断される構成や、フロート部材に連動したレバーによって光路が遮断される構成などとすることもできる。
In the present embodiment, air is detected using a photosensor and the optical path of the photosensor is blocked by ink. However, the present invention is not limited to this. For example, a structure in which a float member is provided in the
次に、本発明の第１１実施形態について図４７及び図４８を参照して説明する。図４７は同実施形態の説明に供する模式的説明図、図４８は同じく異なる状態の模式的説明図である。 Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 47 is a schematic explanatory diagram for explaining the embodiment, and FIG. 48 is a schematic explanatory diagram of a different state.
本実施形態のインクカートリッジ７６は、前記第１実施形態でも説明したが、液体であるインクが収容されたインク袋７６ａとインク袋７６ａを密閉状態で収容するケース部材７６ｂからなり、インク袋７６ａとケース部材７６ｂの間には密閉空間の空気層７６ｃが形成されている。
As described in the first embodiment, the
インクカートリッジ７６は、カートリッジホルダ７７に着脱可能に装着される。
The
インクカートリッジ７６が装着された状態では、図４７に示すように、インクカートリッジ７６のインク袋７６ａと液体供給チューブ（インク供給チューブ）１６が通じ、空気層７６ｃがエアー供給チューブ７０に通じている。
47, the
エアー供給チューブ７０には、加圧ポンプ７８が接続されており、インクカートリッジ７６の空気層７６ｃに空気を出し入れすることで、インク袋７６ａを加圧自在としている。
A
インク袋７６ａは、インク供給チューブ１６を介してヘッドタンク１０１に通じているので、加圧ポンプ７８を駆動することで、インク供給チューブ１６（供給経路）内のインクの圧力を制御することができる。また、インク供給チューブ１６には開閉弁６０が備えられ、インクカートリッジ７６とヘッドタンク１０１との間の供給路を開閉制御可能である。
Since the
ヘッドタンク１０１は、メインフィルタ１０９が備えられ、記録ヘッド１に連通したインク室１０６と、インク供給チューブ１６が接続された加圧室２９９から構成される。
The
インク室１０６と記録ヘッド１とを通じる流路３０１には、空気検知手段としての電極対２９８が備えられている。
A
ヘッドタンク１０１の一壁面には、フィルム部材１０７が設けられ片持ち梁状のばね１０８によってヘッドタンク１０１の容積を拡大する方向に勢いを付けられている。
A
インク室１０６と加圧室２９９の間には弁穴２１２が設けられ、弁穴２１２は供給弁としての負圧連動弁２１１によって開閉可能とされている。
A
この負圧連動弁２１１は、通常時は、図４８に示すように、弁ばね２１１ｂの作用によってシール部材２１１ａが弁穴２１２を塞いだ状態に保っている。これにより、インク室１０６と加圧室２９９との間は遮断されている。
As shown in FIG. 48, the negative
これに対し、インク室１０６内部のインクが消費され、インク室１０６内の負圧が増大してフィルム部材１０７がインク室１０６の内側に変位すると、図４７に示すように、ばね２０８が変形して、シール部材２１１ａを押し上げる。これにより、シール部材２１１ａが弁穴２１２から離間することで、インク室１０６と加圧室２９９が通じる。
In contrast, when the ink in the
したがって、加圧室９９からインク室１０６にインクが流入する。インク室１０６にインクが流入すると、インク室１０６内の負圧が減少して、フィルム部材１０７が外側に変位する。これにより、再び、負圧連動弁２１１が閉じて、インク室１０６は加圧室２９９から遮断される。
Accordingly, ink flows from the pressurizing
つまり、負圧連動弁２１１は、ヘッドタンク１０１の内部の負圧が所定値よりも大きくなったときに開いて、供給路（インク供給チューブ１６）からのインクの供給を受容可能とする弁である。
That is, the negative
このようにして、画像形成時は、インクの消費量に応じて図４７と図４８の状態が交互に自動的に繰り返されることにより、安定した圧力を保ちながら記録ヘッド１にインクを供給し続ける。
In this way, during image formation, the states of FIG. 47 and FIG. 48 are automatically and alternately repeated according to the ink consumption, thereby continuing to supply ink to the
本実施形態のインク供給システムでは、まず、インク供給チューブ１６内のインクが加圧されているので、高粘度インクを高速に消費するシステムにおいてもチューブの圧力損失に起因するリフィル不足が生じることがない。
In the ink supply system of this embodiment, since the ink in the
高粘度インクを高速で吐出するためには、メインフィルタ１０９における圧力損失が問題となるが、同システムでは、メインフィルタ１０９を大きくすることによって流体抵抗を減らすことができ、フィルタ部分での圧力損失に起因するリフィル不足も回避することができる。
In order to eject high-viscosity ink at high speed, the pressure loss in the
しかしながら、メインフィルタ１０９を大型化すると、経時的にヘッドタンク１０１内に蓄積した空気を記録ヘッド１のノズルから吸引排気しにくくなる。
However, when the size of the
そこで、空気を排出する場合には、前述の実施形態と同様に開閉弁６０を利用したチョーククリーニングを用いる。
Therefore, when discharging air, choke cleaning using the on-off
次に、本実施形態における負圧連動弁と空気検知とを連動させる構成について図４９を参照して説明する。図４９は同構成の説明に供する要部模式的説明図である。 Next, a configuration for interlocking the negative pressure interlocking valve and air detection in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 49 is a schematic explanatory view of a main part for explaining the configuration.
負圧連動弁２１１のシール部材２１１ａは、上述したように、インク室１０６の圧力によって開閉する構造となっている。加えて、シール部材２１１ａを永久磁石又は磁性体で形成し、外部から磁界を作用させることによって、インク室１０６の負圧が大きい状態でも閉めることができるように構成している。
As described above, the
そして、負圧連動弁２１１のシール部材２１１ａと対向した位置にシール部材２１１ａを駆動する弁駆動手段４０が配置されている。弁駆動手段４０は、コイル４１から構成される。
And the valve drive means 40 which drives the
この弁駆動手段４０のコイル４１に電流が流れていないとき又は電流が少ないときは、シール部材２１１ａに磁界が作用しないので負圧連動弁２１１はインク室１０６の圧力のみによって開閉する。したがって、負圧が大きい場合には、図４９（ａ）に示すようにばね１０８の作用により負圧連動弁２１１は開いた状態となる。
When no current flows through the
一方、コイル４１に十分な電流が流れると、図４９（ｂ）に示すように、シール部材２１１ａがばね３０８の力に抗して変位し、コイル４１に引き付けられて弁穴２１２を塞ぎ、負圧連動弁２１１は閉じた状態になる。
On the other hand, when a sufficient current flows through the
次に、電極対２９８の検出結果によって弁駆動手段４０を作動させる電気回路構成について図５０を参照して説明する。
Next, an electric circuit configuration for operating the valve driving means 40 based on the detection result of the
この回路では、電極対２９８は抵抗Ｒ２と直列に接続されて電源電圧Ｖｓが与えられる。そして、電極対２９８と抵抗Ｒ２との接続点との電圧Ｖａを、前述した図４６と同様に、抵抗Ｒ１を介してスイッチング用のトランジスタＴＲに入力し、コイル４１に対する給電をＯＮ／ＯＦＦする。
In this circuit, the
したがって、電極対２９８間にインクが存在しているときには電圧Ｖａは接地電位に近く（「Ｌ」レベルとする。）、トランジスタＴＲがＯＮ状態になってコイル４１に給電され、図４９（ｂ）に示すように、負圧連動弁２１１の弁穴２１２を閉じた状態になる。
Therefore, when ink is present between the
また、電極対２９８間に空気が存在しているときには電圧Ｖａは上昇し（「Ｈ」レベルとする。）、トランジスタＴＲがＯＦＦ状態になってコイル４１への給電が遮断され、図４９（ａ）に示すように、負圧連動弁２１１はばね２０８の変位によって開閉する。
When air is present between the
次に、本実施形態における開閉弁６０について図５１を参照して説明する。図５１は同開閉弁の断面説明図である。
Next, the on-off
開閉弁６０は、ケーシング２８５の大きな開口部がフィルム部材２８７によってシールされ、略円筒状に構成されたもので、中央部にはフィルム部材２８７に近接して流出口２８９を形成する管状部２８６が形成されている。また、ケーシング２８５の一部には流入口２８８が設けられている。
The on-off
この開閉弁６０は、流出口２８９がヘッドタンク１０１側に、流入口２８８がインクカートリッジ７６側にそれぞれ接続される。
The on-off
次に、チョーク弁となる開閉弁６０チョーク弁の開閉動作について説明する。
Next, the opening / closing operation of the on / off
まず、加圧ポンプ７８を停止した状態で、キャップ３２を記録ヘッド１に密着させ、吸引ポンプ３４で吸引すると、記録ヘッド１に通じた開閉弁６０のインクが吸引排出される。
First, when the
このとき、加圧ポンプ７８が停止しているので、インクカートリッジ７６から開閉弁６０へのインク供給速度が吸引によるインク排出速度よりも遅いため、開閉弁６０内部のインクが減少する。開閉弁６０内のインクの減少によって、図５１（ｂ）に示すように、フィルム部材２８７が撓んで、管状部２８６の端部に密着し、シール状態となる。
At this time, since the
これにより、開閉弁６０は閉じた状態になるので、吸引を継続することで流出口２８９より下流側の流路内に大きな負圧を効率よく作ることができる。
Thereby, since the on-off
この状態で、加圧ポンプ７８を駆動すると、フィルム部材２８７で仕切られた上流側の流路のインクが加圧される。
When the
このとき、図５１に示すように、流出口２８９の断面積に対して管状部２８６の周囲でフィルム部材２８７がインクに接触している面積の方が大きいので、比較的弱い圧力でも図５１（ａ）に示すように、インクがフィルム部材８７を押し上げる。
At this time, as shown in FIG. 51, the area where the
これによって、開閉弁６０が開いた状態となる。
As a result, the on-off
このように、この例の開閉弁６０は、簡易な構成でありながら、インクの圧力のみで流路の開閉ができるので、電磁弁のような駆動源が不要であり、低コストな画像形成装置を実現するに適した開閉弁である。
As described above, the opening / closing
次に、本実施形態におけるチョーククリーニング動作について図５２も参照して説明する。 Next, the choke cleaning operation in this embodiment will be described with reference to FIG.
チョーククリーニングを実施する指令（コマンド）を受けると、図５０の回路に電源電圧Ｖｓ，駆動電圧Ｖｃｃを与える。 When a command (command) for performing choke cleaning is received, the power supply voltage Vs and the drive voltage Vcc are applied to the circuit of FIG.
この状態で、前述と同様に一連のチョーククリーニング動作を行う。 In this state, a series of choke cleaning operations are performed as described above.
ここで、図５２（ａ）に示すように、ヘッドタンク１０１に空気がない、あるいは少なく、電極対２９８の電極間にインクがあるときには、電極対２９８の電極間抵抗が小さく、トランジスタＴＲがオン状態になって駆動電圧Ｖｃｃからコイル４１に電流が流れ、負圧連動弁２１１が閉じた状態となる。
Here, as shown in FIG. 52A, when there is no or little air in the
したがって、キャップ３２を介して吸引を行っても、ヘッドタンク１０１の加圧室２９９より上流側のインクは吸引されず、インクが無駄に捨てられない。
Therefore, even if the suction is performed through the
これに対し、図５２（ｂ）に示すようにヘッドタンク１０１に空気８９が蓄積していると、電極対２９８の電極間抵抗が大きくなり、トランジスタＴＲがオフ状態になってコイル４１に電流が流れない。
On the other hand, when
そのため、負圧連動弁２１１に磁界が作用しないので、キャップ吸引圧によって開いた状態となる。したがって、キャップ３２を介してインク室１０６内が吸引されて、チョーククリーニングが行われる。
Therefore, the magnetic field does not act on the negative
このように、本実施形態によれば、ヘッドタンク１０１内の空気を検知する空気検知手段と負圧連動弁とを電気的に連動させている。これにより、複数のインク供給路に接続された記録ヘッド１を１つのキャップでチョーククリーニングする場合に、空気排出が必要なインク供給路が自動的に選択されて、チョーククリーニングされ、チョーククリーニング動作において無駄にインクが排出されることを防止することができる。
Thus, according to this embodiment, the air detection means for detecting the air in the
特に、本実施形態では、開閉弁６０を上述したような低コスト化に適した簡易な構成としているため、チョーククリーニング動作で開閉弁６０が閉まるときに排出されるインク量が多くなる。このとき、空気排出の必要がない流路に関しては、開閉弁６０よりも下流側（負圧連動弁２１１の位置）で流路が閉塞してチョーク弁（開閉弁６０）に吸引圧が及ばないので、無駄なインク排出を防止することができる。
In particular, in this embodiment, since the on-off
次に、本発明の第１２実施形態について図５３及び図５４を参照して説明する。図５３は同実施形態の説明に供するも模式的説明図、図５４は図５３の側面説明図である。 Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 53 is a schematic explanatory view for explaining the embodiment, and FIG. 54 is a side explanatory view of FIG.
本実施形態のインクカートリッジ７６からヘッドタンク１０１までの構成は前記第８実施形態と同様であるので、説明は省略する。
Since the configuration from the
前記第８実施形態では接続部材１０に空気連動弁２８０を備えているが、本実施形態では、接続部材１０には接続流路１１のみを設けて空気連動弁２８０は備えていない。
In the eighth embodiment, the
一方、維持回復機構３１側では、図５４に示すように、キャップ３２には各ノズル列に分ける隔壁３５が設けられ、記録ヘッド１の４色のインク供給路の先端につながったそれぞれのノズル５を各々独立に密閉できる構成としている。
On the other hand, on the maintenance /
そして、隔壁３５によって分割された各々のキャッピング空間を、それぞれ空気連動弁２８０を介して、１つの吸引ポンプ３４に接続している。
Each capping space divided by the
空気連動弁２８０の近傍には弁駆動手段４０が配置されている。この空気連動弁２８０と弁駆動手段４０の構成は、前述した同様のものである。つまり、永久磁石又は磁性体からなる弁体２８１が、コイル４１に給電されることで形成される磁界によって駆動され、閉弁する構成のものである。
A valve driving means 40 is disposed in the vicinity of the
ヘッドタンク１０１に備えられた電極対２９８と維持回復機構３１側のコイル４１は、前記各実施形態で説明したような電気回路を構成し、電極対２９８が空気絶縁され高抵抗な場合とインクでブリッジしていて低抵抗な場合によって、空気連動弁２８０が開閉する。
The
つまり、チョーククリーニング動作を実施するとき、ヘッドタンク１０１に空気がない場合には、電極対２９８の電極間が低抵抗であるので、コイル４１に電流が流れて空気連動弁２８０が閉じる。したがって、吸引ポンプ３４を駆動しても対応するキャップ内空間は吸引されないので、インクが排出されない。
In other words, when the choke cleaning operation is performed and there is no air in the
一方で、ヘッドタンク１０１に空気がある場合には、電極対２９８の電極間が高抵抗であるので、コイル４１に電流が流れないため空気連動弁２８０は開いた状態となる。したがって、吸引ポンプ３４を駆動した場合には、対応するキャップ内空間は吸引されてチョーククリーニングが行われる。
On the other hand, when there is air in the
本実施形態のように、空気連動弁２８０を吸引経路側に配置する構成によっても、チョーククリーニングを必要としないインク流路を吸引して無駄にインク消費することを防止することができる。
Even with the configuration in which the air-linked
本実施形態における空気検知手段は、電極対に限るものではなく、例えば前述したフォトセンサを用いる構成とすることもできる。 The air detection means in the present embodiment is not limited to the electrode pair, and for example, the above-described photosensor can be used.
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、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る。被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。 In the present application, “paper” is not limited to paper, but includes OHP, cloth, glass, a substrate, and the like, and can be attached to ink droplets and other liquids. This includes recording media, recording media, recording paper, recording paper, and the like. In addition, image formation, recording, printing, printing, and printing are all synonymous.
また、「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する。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。 The “image forming apparatus” means an apparatus that forms an image by discharging a 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 to the medium). It also means to land on.
また、「インク」とは、特に限定しない限り、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る。例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。 The “ink” is not limited to an ink unless otherwise specified, but includes any liquid that can form an image, such as a recording liquid, a fixing processing liquid, or a liquid. Used generically. For example, DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included.
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。 In addition, the “image” is not limited to a planar image, and includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。 Further, the image forming apparatus includes both a serial type image forming apparatus and a line type image forming apparatus, unless otherwise limited.
１ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１６ インク供給チューブ
４０ 弁駆動手段
７６ インクカートリッジ
６０ 開閉弁（第１の開閉弁）
８１ 第１の流路
８６ 空気貯留部
８３ 第２の流路
８７ 有底の穴
９８ フィルタ室
１０１ ヘッドタンク
１０６ インク室（負圧室）
１０９ フィルタ
１１１、２１１ 負圧連動弁
２８０ 空気連動弁
1 Recording head (liquid ejection head)
16
81
109
Claims (4)
前記液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクと、
前記ヘッドタンクに供給される前記液体を貯留する液体貯留容器と、
前記ヘッドタンクと前記液体貯留容器を通じる供給路を開閉する開閉弁と、
前記ノズルを密閉するキャップと、
前記キャップ内を吸引する吸引手段と、を備え、
前記開閉弁を閉じ、前記キャップで前記ノズルを密閉して前記吸引手段で吸引し、所定時間経過後に前記開閉弁を開いて前記ノズルから液体を吸引するチョーククリーニングを行う画像形成装置であって、
前記ヘッドタンクは、液体室と、フィルタが配置されたフィルタ室とを有し、
前記液体室は、少なくとも一部が変形可能な壁面と、前記壁面に対して内部容積が膨張する方向に勢いを付ける手段と、を有し、
前記フィルタ室は、前記液体室の下流側に通じ、前記フィルタはフィルタの主要面の法線方向が重力方向と直交する方向に配置され、
前記フィルタ室の前記フィルタの鉛直方向上方に空気を蓄える空気貯留部が設けられ、
前記空気貯留部には、前記空気貯留部の壁面に開口する凹部が形成されている
ことを特徴とする画像形成装置。 A liquid discharge head having a nozzle for discharging droplets;
A head tank for supplying liquid to the liquid discharge head;
A liquid storage container for storing the liquid supplied to the head tank;
An on-off valve that opens and closes a supply path through the head tank and the liquid storage container;
A cap for sealing the nozzle;
A suction means for sucking the inside of the cap,
An image forming apparatus that closes the on-off valve, seals the nozzle with the cap, sucks with the suction means, opens the on-off valve after a predetermined time, and performs chalk cleaning for sucking liquid from the nozzle,
The head tank has a liquid chamber and a filter chamber in which a filter is disposed,
The liquid chamber has a wall surface that can be at least partially deformed, and means for applying momentum in a direction in which an internal volume expands with respect to the wall surface,
The filter chamber communicates with the downstream side of the liquid chamber, and the filter is disposed in a direction in which the normal direction of the main surface of the filter is orthogonal to the direction of gravity.
An air storage section for storing air is provided above the filter in the vertical direction of the filter chamber;
The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the air reservoir is formed with a recess opening in a wall surface of the air reservoir .
前記液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクと、 A head tank for supplying liquid to the liquid discharge head;
前記ヘッドタンクに供給される前記液体を貯留する液体貯留容器と、 A liquid storage container for storing the liquid supplied to the head tank;
前記ヘッドタンクと前記液体貯留容器を通じる供給路を開閉する開閉弁と、 An on-off valve that opens and closes a supply path through the head tank and the liquid storage container;
前記ノズルを密閉するキャップと、 A cap for sealing the nozzle;
前記キャップ内を吸引する吸引手段と、を備え、 A suction means for sucking the inside of the cap,
前記開閉弁を閉じ、前記キャップで前記ノズルを密閉して前記吸引手段で吸引し、所定時間経過後に前記開閉弁を開いて前記ノズルから液体を吸引するチョーククリーニングを行う画像形成装置であって、 An image forming apparatus that closes the on-off valve, seals the nozzle with the cap, sucks with the suction means, opens the on-off valve after a predetermined time, and performs chalk cleaning for sucking liquid from the nozzle,
前記ヘッドタンクは、液体室と、フィルタが配置されたフィルタ室とを有し、 The head tank has a liquid chamber and a filter chamber in which a filter is disposed,
前記液体室は、少なくとも一部が変形可能な壁面と、前記壁面に対して内部容積が膨張する方向に勢いを付ける手段と、を有し、 The liquid chamber has a wall surface that can be at least partially deformed, and means for applying momentum in a direction in which an internal volume expands with respect to the wall surface,
前記フィルタ室は、前記液体室の下流側に通じ、前記フィルタはフィルタの主要面の法線方向が重力方向と直交する方向に配置され、 The filter chamber communicates with the downstream side of the liquid chamber, and the filter is disposed in a direction in which the normal direction of the main surface of the filter is orthogonal to the direction of gravity.
前記フィルタ室の前記フィルタの鉛直方向上方に空気を蓄える空気貯留部が設けられ、 An air storage section for storing air is provided above the filter in the vertical direction of the filter chamber;
前記空気貯留部には、前記フィルタの主要面の法線方向に凹むようにして凹部が形成されている The air reservoir is formed with a recess so as to be recessed in the normal direction of the main surface of the filter.
ことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
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