JP6597777B2 - Inkjet head, bubble removal method for inkjet head, and inkjet recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明はインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェット記録装置に関し、詳しくは、フィルターを備えたインク貯留室内の残留気泡を効率的に除去できるようにしたインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet head, a method for removing bubbles in an ink jet head, and an ink jet recording apparatus, and more specifically, an ink jet head capable of efficiently removing residual bubbles in an ink storage chamber equipped with a filter, a method for removing air bubbles in an ink jet head, and The present invention relates to an ink jet recording apparatus.
インクジェットヘッドでは、複数の圧力室に対して共通に供給するインクを貯留するインク貯留室(共通インク室ともいう。)内の気泡が、圧力室内や圧力室付近に残留することにより、ノズルからのインク射出に影響を与えることがある。特に、インク中の夾雑物や気泡等が圧力室内に流入することを防止するためのフィルターをインク貯留室に備えたインクジェットヘッドは、フィルター下(圧力室側)に気泡が付着している場合、気泡が圧力室内に流入してインク射出に影響を及ぼすおそれがある。 In an ink jet head, bubbles in an ink storage chamber (also referred to as a common ink chamber) that stores ink to be supplied in common to a plurality of pressure chambers remain in the pressure chamber or in the vicinity of the pressure chamber, so Ink ejection may be affected. In particular, an ink jet head provided with an ink storage chamber with a filter for preventing contaminants and bubbles in the ink from flowing into the pressure chamber has an air bubble attached under the filter (pressure chamber side). Bubbles may flow into the pressure chamber and affect ink ejection.
従来、フィルターを備えたインクジェットヘッドにおいて、インク貯留室をフィルターによって上流側と下流側とに分け、上流側のインク室に流入口及び循環出口を設けることにより、上流側でインクを循環させて気泡を排出させるものが知られている(特許文献1)。しかし、循環流はフィルター上流側のインク室を通過するだけであるため、フィルター下に残留する気泡を外部に排出させることはできない。 Conventionally, in an ink jet head equipped with a filter, an ink storage chamber is divided into an upstream side and a downstream side by a filter, and an ink inlet and a circulation outlet are provided in the upstream ink chamber, whereby ink is circulated on the upstream side to generate bubbles. Is known (Patent Document 1). However, since the circulating flow only passes through the ink chamber on the upstream side of the filter, the bubbles remaining under the filter cannot be discharged to the outside.
また、液体がフィルターを通過する第1の状態と、液体がフィルターに沿って流れる第2の状態との間でフィルターを回転可能に設けることにより、フィルターを第2の状態にしたときに、フィルターに付着した気泡を外部に排出させるようにしたインクジェットヘッドも知られている(特許文献2)。しかし、この場合、フィルターを回転させるための回転機構が必要となり、インクジェットヘッドの構造が複雑化する問題がある。 In addition, when the filter is in the second state by providing the filter to be rotatable between a first state in which the liquid passes through the filter and a second state in which the liquid flows along the filter, the filter An ink jet head that discharges bubbles adhering to the outside is also known (Patent Document 2). However, in this case, a rotation mechanism for rotating the filter is required, and there is a problem that the structure of the inkjet head is complicated.
このため、インク流入路及びインク排出路の他に、フィルターを介して該フィルターの下流側と連通する泡抜き路をインク貯留室に設け、インク流入路からインクを加圧流入させ、フィルターを通して泡抜き路から流出させることにより、フィルターよりも下流側に残留する気泡の除去を図るようにしたインクジェットヘッドが提案されている(特許文献3)。 For this reason, in addition to the ink inflow path and the ink discharge path, a bubble removal path communicating with the downstream side of the filter via a filter is provided in the ink storage chamber, and the ink is pressurized and introduced from the ink inflow path, and bubbles are passed through the filter. An ink jet head has been proposed in which bubbles remaining on the downstream side of the filter are removed by flowing out from the extraction path (Patent Document 3).
しかしながら、特許文献3記載のインクジェットヘッドにおいて、実際にフィルター下の気泡を泡抜き路から流出させるには、フィルター上流側のインク排出路を閉じた状態でインク流入路からインクを流入させなくてはならない。フィルターは圧力損失を持つため、インク流入路からインクを流入させても、フィルター上流側のインク流出が優先されてしまう。このため、フィルター上流側のインク排出路に電磁弁等の開閉弁を設けて、気泡除去時に開閉制御する必要がある。
However, in the ink jet head described in
また、インク貯留室の気泡を完全に除去するためには、開閉弁を制御しつつ、フィルター上流側のインクを流出させる工程とフィルター下流側のインクを流出させる工程とをそれぞれ個別に実行する必要があり、気泡除去のための時間及びその間のインク消費量が多くなる問題もある。 In addition, in order to completely remove bubbles in the ink storage chamber, it is necessary to separately execute the step of flowing out the ink upstream of the filter and the step of flowing out the ink downstream of the filter while controlling the on-off valve. There is also a problem that the time for removing bubbles and the ink consumption during that time increase.
そこで、本発明は、フィルターを備えたインク貯留室の残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェット記録装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an inkjet head, an inkjet head bubble removal method, and an inkjet recording apparatus that can efficiently remove residual bubbles in an ink storage chamber provided with a filter.
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
1.
インクを吐出させるノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室を形成するインクマニホールドと、前記インクマニホールド内に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれていると共に、前記上流側インク室にそれぞれ流入路及び第1流出路が連通し、前記下流側インク室に前記フィルターを介することなく第2流出路が連通したインクジェットヘッドであって、
前記第1流出路に圧力損失を付与し、及び又は、前記第2流出路からインクを吸引し、前記流入路から前記上流側インク室に流入したインクを、前記フィルターを通して前記下流側インク室にも流入させることにより、前記上流側インク室と前記下流側インク室に同時にインクが流れるように構成したインクジェットヘッド。
2.
前記第1流出路に、該第1流出路の流路断面積を部分的に狭めることによって圧力損失を付与する流量調整部材を設けた前記1記載のインクジェットヘッド。
3.
前記流量調整部材は、前記第1流出路内に保持され、該第1流出路の流路を部分的に小さくする狭窄部材である前記2記載のインクジェットヘッド。
4.
前記第2流出路に、該第2流出路からインクを吸引する吸引ポンプを設けた前記1、2又は3記載のインクジェットヘッド。
5.
前記第2流出路の内径を、前記第1流出路の内径よりも小さくした前記4記載のインクジェットヘッド。
6.
前記第1流出路と前記第2流出路が、配管接続部材によって合流している前記1〜5の何れかに記載のインクジェットヘッド。
7.
前記第2流出路に逆止弁を設けた前記6記載のインクジェットヘッド。
8.
インクを吐出させるノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室に連通するインク貯留室を形成するインクマニホールドと、前記インクマニホールド内に配置されるフィルターとを備え、前記インク貯留室が、前記フィルターを挟んで、前記圧力室から遠い上流側インク室と前記圧力室から近い下流側インク室とに分かれていると共に、前記上流側インク室にそれぞれ流入路及び第1流出路が連通し、前記下流側インク室に前記フィルターを介することなく第2流出路が連通し、前記流入路からインクを流入させることによって前記インク貯留室の残留気泡を除去するようにしたインクジェットヘッドの気泡除去方法であって、
前記第1流出路に圧力損失を付与し、及び又は、前記第2流出路からインクを吸引し、前記流入路から前記上流側インク室に流入したインクを、前記フィルターを通して前記下流側インク室にも流入させることにより、前記上流側インク室と前記下流側インク室に同時にインクを流すインクジェットヘッドの気泡除去方法。
9.前記第1流出路に、該第1流出路の流路断面積を部分的に狭める流量調整部材を設けることによって圧力損失を付与する前記8記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
10.
前記流量調整部材は、前記第1流出路内に保持され、該第1流出路の流路を部分的に小さくする狭窄部材である前記9記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
11.
前記第2流出路に吸引ポンプを設けることによって、該第2流出路からインクを吸引する前記8、9又は10記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
12.
前記第2流出路の内径を、前記第1流出路の内径よりも小さくした前記11記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
13.
前記第1流出路と前記第2流出路が、配管接続部によって合流している前記8〜12の何れかに記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
14.
前記第2流出路に逆止弁を設けた前記13記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。
15.
前記1〜7の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに供給するインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを前記インクジェットヘッドに供給するインク供給部とを備えるインクジェット記録装置。1.
A nozzle that ejects ink; a pressure chamber that communicates with the nozzle; an ink manifold that forms an ink reservoir chamber that communicates with the pressure chamber; and a filter disposed within the ink manifold, wherein the ink reservoir chamber comprises: And an upstream ink chamber far from the pressure chamber and a downstream ink chamber near the pressure chamber, and an inflow path and a first outflow path communicate with the upstream ink chamber, respectively. An inkjet head in which a second outflow path communicates with the downstream ink chamber without passing through the filter,
A pressure loss is applied to the first outflow path and / or ink is sucked from the second outflow path and the ink flowing into the upstream ink chamber from the inflow path is passed through the filter to the downstream ink chamber. The ink jet head is configured so that ink flows simultaneously into the upstream ink chamber and the downstream ink chamber by causing the ink to also flow.
2.
2. The ink jet head according to 1, wherein a flow rate adjusting member is provided in the first outflow path so as to impart pressure loss by partially narrowing a cross-sectional area of the first outflow path.
3.
3. The inkjet head according to 2, wherein the flow rate adjusting member is a constricting member that is held in the first outflow path and partially reduces the flow path of the first outflow path.
4).
4. The ink jet head according to 1, 2, or 3, wherein a suction pump that sucks ink from the second outflow path is provided in the second outflow path.
5.
5. The ink jet head according to 4, wherein the inner diameter of the second outflow path is smaller than the inner diameter of the first outflow path.
6).
The inkjet head according to any one of 1 to 5, wherein the first outflow path and the second outflow path are joined together by a pipe connecting member.
7).
7. The ink jet head according to 6, wherein a check valve is provided in the second outflow path.
8).
A nozzle that ejects ink; a pressure chamber that communicates with the nozzle; an ink manifold that forms an ink reservoir chamber that communicates with the pressure chamber; and a filter disposed within the ink manifold, wherein the ink reservoir chamber comprises: And an upstream ink chamber far from the pressure chamber and a downstream ink chamber near the pressure chamber, and an inflow path and a first outflow path communicate with the upstream ink chamber, respectively. A method for removing bubbles in an ink jet head, wherein a second outflow path communicates with the downstream ink chamber without passing through the filter, and ink is allowed to flow in from the inflow path to remove residual bubbles in the ink storage chamber. Because
A pressure loss is applied to the first outflow path and / or ink is sucked from the second outflow path and the ink flowing into the upstream ink chamber from the inflow path is passed through the filter to the downstream ink chamber. Ink jet air bubble removal method in which ink is allowed to flow simultaneously into the upstream ink chamber and the downstream ink chamber.
9. 9. The method for removing bubbles in an inkjet head according to 8, wherein a pressure loss is applied to the first outflow path by providing a flow rate adjusting member that partially narrows a cross-sectional area of the first outflow path.
10.
10. The method of removing air bubbles in an ink jet head according to 9, wherein the flow rate adjusting member is a constricting member that is held in the first outflow path and partially reduces the flow path of the first outflow path.
11.
11. The method of removing bubbles in an ink jet head according to 8, 9, or 10, wherein ink is sucked from the second outflow path by providing a suction pump in the second outflow path.
12
12. The method for removing bubbles in an ink jet head according to 11, wherein the inner diameter of the second outflow path is smaller than the inner diameter of the first outflow path.
13.
The method for removing bubbles of an ink jet head according to any one of 8 to 12, wherein the first outflow path and the second outflow path are joined together by a pipe connection portion.
14
14. The method of removing bubbles in an ink jet head according to 13, wherein a check valve is provided in the second outflow path.
15.
The inkjet head according to any one of 1 to 7;
An ink tank for storing ink to be supplied to the inkjet head;
An ink jet recording apparatus comprising: an ink supply unit that supplies ink in the ink tank to the ink jet head.
本発明によれば、フィルターを備えたインク貯留室の残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェット記録装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inkjet head which can remove efficiently the residual bubble of the ink storage chamber provided with the filter, the bubble removal method of an inkjet head, and an inkjet recording device can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(インクジェット記録装置)
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。(Inkjet recording device)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part showing an example of an ink jet recording apparatus according to the present invention, and shows a partial cross section of an ink jet head.
インクジェット記録装置100は、図示しない搬送手段によって一定方向(副走査方向)に搬送される記録媒体上に、インクジェットヘッド1からインクを吐出して画像を記録するものである。インクジェットヘッド1は、図示しないキャリッジに搭載され、該キャリッジが主走査方向に沿って移動する過程でノズルから記録媒体に向けてインクを吐出する。本実施形態に示すインクジェット記録装置100では、水平方向に主走査を行い、ノズルからのインク吐出方向が鉛直方向下向きとなるようにインクジェットヘッド1が設置される。
The ink
図1では、1つのインクジェットヘッド1のみを示しているが、一般にインクジェット記録装置100には、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、K(ブラック)等のインク色毎の複数のインクジェットヘッド1が設けられる。本実施形態に示すインクジェット記録装置100は、インクを貯蔵するインクタンク101とインクジェットヘッド1とが、インク供給管102とインク返送管103によって連通している。
In FIG. 1, only one
インク供給管102の途中には、インクジェット記録装置100の制御部104によって駆動制御される循環ポンプ105が設けられている。この循環ポンプ105が駆動することにより、インクタンク101内のインクがインク供給管102を介してインクジェットヘッド1に供給されると共に、インクジェットヘッド1からインク(気泡等を含むインク)がインク返送管103を介してインクタンク101に戻される。なお、このインクジェット記録装置100において、インク供給管102、制御部104及び循環ポンプ105は、インクタンク101内のインクをインクジェットヘッド1へ供給するインク供給部を構成している。
A
インクタンク101は、格別限定されないが、タンクの底板までは到達しない仕切り板101aによってインク供給室101bとインク返送室101cに仕切られていることが好ましい。インク供給室101bにインク供給管102の一端が配置され、インク返送室101cにインク返送管103の一端が配置されている。仕切り板101aは、インク返送室101cに返送されてきたインク中の気泡が再度インク供給管102から供給されないように、インクを十分に脱気するために設けられる。気泡自体は浮力が高いので、気泡が仕切り板101aの下を通過してインク供給室101bに送られることは制限される。このような態様は、インクを循環使用する場合に好ましい態様である。
The
(インクジェットヘッド)
次に、図1に示した本発明に係るインクジェットヘッド1の具体的構成について説明する。図2は、インクジェットヘッド1の部分拡大断面図である。(Inkjet head)
Next, a specific configuration of the
インクジェットヘッド1は、ヘッドチップ2と、このヘッドチップ2に接着された基板3と、基板3を挟んでヘッドチップ2と反対側の面に接着されたインクマニホールド4とを有している。ヘッドチップ2において、基板3と反対側の面には、ノズル22を有するノズルプレート21が接着されている。
The
なお、本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、吐出面1Sが図1、図2における下側に向くように設置されて使用される。本明細書において、「上」又は「下」は、図1、図2に示す使用状態を基準とする。従って、図1、図2における上側が「上」、下側が「下」である。
The
ヘッドチップ2は圧力室23を有している。圧力室23の数は特に問わない。本実施形態に示すヘッドチップ2は、複数の圧力室23が、ヘッドチップ2の長手方向であるX方向に沿って配列されている。圧力室23は、内部のインクに吐出圧力を付与し、圧力室23の一端に連通するノズル22からインクを吐出させる。圧力室23の他端は、ヘッドチップ2の基板3側の端面に開口している。
The
圧力室23内のインクに吐出圧力を付与するための具体的な手段は問わず、公知の手段を採用することができる。本実施形態では、隣り合う圧力室23、23を隔てている隔壁が圧電素子によって形成された駆動壁24であるヘッドチップ2を例示している。駆動壁24は、圧力室23内に臨む面に形成された図示しない駆動電極に、例えば制御部104から所定電圧の駆動信号が印加されることによってせん断変形する。圧力室23の両側の駆動壁24、24がせん断変形することにより、圧力室23は膨張又は収縮する。これにより、圧力室23内のインクに圧力が付与され、ノズル22からインクが吐出される。
Any specific means for applying discharge pressure to the ink in the
基板3は、例えばガラス基板であり、ヘッドチップ2の各駆動壁24の駆動電極に電圧を印加するための不図示の配線を有している。基板3は、圧力室23の他端が開口しているヘッドチップ2の端面に接着されている。基板3の大きさは、ヘッドチップ2の端面よりも大きい。このため、基板3の外周は、ヘッドチップ2よりも外側にはみ出している。基板3には、ヘッドチップ2の各圧力室23に個別に連通して、圧力室23にインクを流入させるための貫通孔31が形成されている。
The
インクマニホールド4は、合成樹脂等によって、一面に開口部4aを有する横長の箱型に形成され、開口部4aを塞ぐように基板3に接着されている。インクマニホールド4の内部空間は、インクタンク101から供給されるインクが貯留されるインク貯留室41を形成している。インク貯留室41は、基板3の各貫通孔31を介してヘッドチップ2の全ての圧力室23と連通している。従って、インク貯留室41のインクは、各貫通孔31を介して全ての圧力室23に共通に供給される。
The ink manifold 4 is formed of a synthetic resin or the like into a horizontally long box shape having an
インクマニホールド4内には、例えばメッシュ状の金属や樹脂の多孔質体等によって形成されたフィルター42が、インク貯留室41を図1中の上下に二分するように、基板3とほぼ平行に配置されている。これにより、インク貯留室41は、フィルター42を挟んで、圧力室23から遠い上流側インク室411と、圧力室23から近い下流側インク室412とに分けられている。フィルター42は、インク供給管102を介して上流側インク室411に流入したインク中に含まれる気泡や夾雑物が、下流側インク室412へ流入することを阻止する。
In the ink manifold 4, for example, a
本発明において、このフィルター42は、インク貯留室41に供給されたインクが、下流側インク室412に流入する際の圧力損失要素の一つである。圧力損失要素は、インクのポンプ循環においては、配管の長さや、配管の曲り部の数等が考えられるが、これらはフィルターの圧力損失と比較すれば無視できる程度である。なお、循環ポンプ105は、フィルター42等の圧力損失要素による圧力損失を上回る圧力を持つ。
In the present invention, the
下流側インク室412には、内部に気体が封入されたダンパー部材43が配置されている。ダンパー部材43は、可撓膜によって形成されたダンパー面431が基板3と対面するように、基板3から所定の距離をおいて配置されている。ダンパー部材43は、インクの吐出時に圧力室23からインク貯留室41に伝播する圧力波を吸収する。これにより、圧力室23内で発生した圧力波が、インク貯留室41を介して他の圧力室23に与える影響を低減することができる。
In the
インクマニホールド4には、配管継手部44a、44b、44cが上方に向けて立ち上げられている。
In the ink manifold 4, pipe
配管継手部44aは、上流側インク室411と連通し、該上流側インク室411にインクを流入させるためのインク流入ポートを形成している。この配管継手部44aには流入管5aの一端が接続されている。これにより、流入管5aは上流側インク室411に連通している。
The pipe
なお、これら配管継手部44a及び流入管5aは、このインクジェットヘッド1において、上流側インク室411に連通する流入路を構成している。
The pipe joint 44 a and the
配管継手部44bは、上流側インク室411と連通し、該上流側インク室411から気泡と共にインクを流出させるための第1インク流出ポートを形成している。この配管継手部44bには第1流出管5bの一端が接続されている。これにより、第1流出管5bは上流側インク室411に連通している。
The pipe
なお、これら配管継手部44b及び第1流出管5bは、このインクジェットヘッド1において、上流側インク室411に連通する第1流出路を構成している。
Note that the pipe
配管継手部44cは、下流側インク室412と連通し、下流側インク室412から気泡と共にインクを流出させるための第2インク流出ポートを形成している。配管継手部44cには第2流出管5cの一端が接続されている。フィルター42は、この配管継手部44cの開口を覆っていない。これにより、第2流出管5cは、フィルター42を介することなく下流側インク室412に連通している。
The pipe
なお、これら配管継手部44c及び第2流出管5cは、このインクジェットヘッド1において、下流側インク室412にフィルター42を介することなく連通する第2流出路を構成している。
The pipe
本実施形態に示すインクジェットヘッド1において、配管継手部44b及び第1流出管5bによって構成される第1流出路の内径と、配管継手部44c及び第2流出管5cによって構成される第2流出路の内径は同一に設定されている。
In the
配管継手部44aと配管継手部44bは、上流側インク室411の長手方向の両端側に離れて配置されていることが好ましい。本実施形態における配管継手部44aは、インクマニホールド4の上面における図1中の左側に配置され、配管継手部44bは、インクマニホールド4の上面における図1中の右側に配置されている。これにより、流入管5aから上流側インク室411に流入したインクを、第1流出管5bに向けて、上流側インク室411の全体に亘って流すことができる。従って、上流側インク室411にインクが滞留する部位が形成されにくく、インク中の気泡をより効率良く除去することができる。
It is preferable that the pipe
また、配管継手部44cは、配管継手部44bよりも、配管継手部44aから遠い側の下流側インク室412の端部近傍に配置されていることが好ましい。本実施形態におけるインクマニホールド4は、下流側インク室412が、上流側インク室411よりもさらに図1中の長手方向右側に張り出すように形成されている。そして、その張り出した端部近傍に配管継手部44cが配置されている。これにより、流入管5aから上流側インク室411及びフィルター42を通って下流側インク室412に流入したインクを、第2流出管5cに向けて、下流側インク室412の全体に亘って流すことができる。従って、下流側インク室412にインクが滞留する部位が形成されにくく、インク中の気泡をより効率良く除去することができる。
Further, it is preferable that the pipe
このインクジェットヘッド1は、第1流出管5bと第2流出管5cが共通の配管接続部材6に接続されることによって合流しており、本発明において好ましい態様を示している。配管接続部材6は、2つの入口6a、6bと1つの出口6cとを有している。入口6a、6bには、第1流出管5bと第2流出管5cのそれぞれの出口側の端部が接続されている。出口6cには出口管61が接続されている。これにより、配管接続部材6は、第1流出管5bと第2流出管5cを流れるインクを合流させ、1つの出口6cから流出させる。このような配管接続部材6は、例えばT字継手、Y字継手等を用いることができる。
The
流入管5a及び出口管61の端部には、それぞれ接続継手部7a、7bが設けられている。接続継手部7a、7bは、このインクジェットヘッド1を、インクジェット記録装置100側のインク循環系を構成する配管等と接続するための接続手段である。本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、接続継手部7aが、インクジェット記録装置100側のインク供給管102と連通する接続継手部106aと着脱可能に接続され、接続継手部7bが、インクジェット記録装置100側のインク返送管103と連通する接続継手部106bと着脱可能に接続されている。これにより、インクジェットヘッド1がインクジェット記録装置100にインクの供給及び返送が可能となるように設置されている。
Connection joints 7a and 7b are provided at the ends of the
このように、本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、第1流出管5bと第2流出管5cが1つの配管接続部材6によって1本の出口管61に合流しているため、インクジェット記録装置100側の配管等との接続部位も、流入管5a(接続継手部7a)と出口管61(接続継手部7b)の2箇所のみで済む。従って、インクジェット記録装置100側の配管等との接続部位の数は増加せず、接続作業が煩雑化することはない。
As described above, in the
また、本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、流入管5a(接続継手部7a)と出口管61(接続継手部7b)の2箇所のみで、インクジェット記録装置100側の接続継手部106a、106bと接続される構造であるため、循環機構を備えた既設のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドとの互換性を備える効果もある。すなわち、一般に、インクマニホールド内のインクを循環させる循環機構を有するインクジェット記録装置は、各インクジェットヘッドに対して、インクの流入部と流出部の2箇所で配管接続する構造となっている。このため、本実施形態に示すインクジェットヘッド1によれば、既設装置を設計変更する必要なく、接続継手部7a、7bの2箇所のみの接続によって交換及び設置が可能となる。
Further, the
第2流出管5cには逆止弁8が設けられている。この逆止弁8は、下流側インク室412から配管接続部材6に向けたインクの流出を許容し、その反対側のインクの流れを阻止するように機能する。例えば、インク中に含まれる夾雑物によってフィルター42が目詰まりし、下流側インク室412側の圧力が下がると、上流側インク室411との間に圧力差が生じる。この場合に、第1流出管5bから流出したインクが、配管接続部材6から第2流出管5cに逆流するおそれがある。第2流出管5cに逆止弁8を設けることにより、インクの逆流によって下流側インク室412に気泡や夾雑物が入り込むことを防止することができる。このように逆止弁8を設ける態様は、配管接続部材6によって第1流出管5bと第2流出管5cを合流させた場合に好ましい態様である。なお、この逆止弁8も圧力損失要素の一つである。
A
本実施形態に示すインクジェットヘッド1において、第1流出路に圧力損失が付与されている。具体的には、第1流出路に、該第1流出路の流路断面積を部分的に狭める流量調整部材が設けられている。
In the
この流量調整部材の一例を図3に示す。図3は、流量調整部材の一例が設けられた第1流出管5bを一部切欠した状態を示す斜視図である。
An example of the flow rate adjusting member is shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the
図1、図3に示す流量調整部材は、第1流出管5b内に保持され、該第1流出管5bの流路を部分的に小さくする狭窄部材9である。これによれば、予め狭窄部材9を保持させた第1流出管5bを配管継手部44bに接続するだけで、第1流出路に所望の圧力損失を付与する流量調整部材を容易に設けることができる。
The flow rate adjusting member shown in FIGS. 1 and 3 is a constricting
狭窄部材9は、図3に示すように、小径部91の両端側に、該小径部91よりも大径な大径部92、92を同軸状に一体に有している。狭窄部材9の材質は特に限定されないが、インクの非浸透性、第1流出管5bへの挿入し易さ及びインクに対する耐腐食性に優れるステンレス等の金属、セラミックス、合成樹脂が挙げられる。
As shown in FIG. 3, the constricting
大径部92、92の外径は、その外周面が第1流出管5bの内周面に密接し得る大きさに形成されている。従って、狭窄部材9は、第1流出管5b内に挿入された後、大径部92、92が第1流出管5bの内周面に密接することによって、第1流出管5b内の所定位置に保持される。
The outer diameters of the
狭窄部材9には、小径部91と大径部92、92に亘って縦貫する流路孔94が形成されている。大径部92、92は第1流出管5bの内周面に密接するため、この狭窄部材9が配置された部位における第1流出管5b内の流路は、この流路孔94のみとなる。従って、狭窄部材9は、この流路孔94によって第1流出管5bの流路断面積を部分的に狭め、第1流出管5b内を流れるインクの圧力を損失させる。
The narrowing
インクが流入する側の大径部92の外周面の一部には、軸方向に沿って延びる溝部93が形成されている。この溝部93によって、第1流出管5bの内壁と小径部91との間には、インク中の気泡が流入し、この空気が閉じ込められる。この空気は、第1流出管5b内のインクと接しているため、ダンパーの役割を果たす。ダンパーの役割とは、キャリッジの振動をヘッド内部に伝播させないことである。なお、インクの脱気をしている場合には、第1流出管5bの内壁と小径部91との間の空気は減ってゆくが、この空気は、チューブのガス透過性により充填される。大径部92は、インクの流出側のみに設けてもよい。また、流量調整部材9にダンパーの役割を持たせる必要がない場合には、小径部91はなくてもよい。
A
この狭窄部材9によって付与される圧力損失は、インク貯留室41に流入したインクが、上流側インク室411を第1流出管5bに向けて流れるのと同時に、そのインクの一部がフィルター42を通過し、下流側インク室412を第2流出管5cに向けて流れるようにする圧力損失である。この圧力損失は、流路孔94の内径によって調整される。
The pressure loss applied by the constricting
すなわち、本実施形態に示すインクジェットヘッド1の場合、流入管5aからインク貯留室41に流入したインクは、上流側インク室411を通って第1流出管5bから流出する際、この狭窄部材9で一部止められ、インクの圧力は一部損失する。この損失分の圧力は、流路孔94の内径が適切に調整されることにより、インクがフィルター42を通過し得る圧力となる。このため、上流側インク室411に流入したインクの一部は、フィルター42を通過して下流側インク室412に流入する。これにより、上流側インク室411に流入したインクは、上流側インク室411のみならず、フィルター42を通過して下流側インク室412にも同時に流れるようになる。
That is, in the case of the
従って、このインクジェットヘッド1及びこれを備えたインクジェット記録装置100によれば、流入管5aからインクを流入させるだけで、インク貯留室41の残留気泡を、上流側インク室411を通って第1流出管5bから排出させるのみならず、フィルター42を隔てた下流側インク室412を通って第2流出管5cからも排出させることができる。よって、従来のように開閉弁等を開閉制御する必要なく、インク貯留室41全体の残留気泡を効率的に除去することができる。
Therefore, according to the
また、このインクジェットヘッド1及びこれを備えたインクジェット記録装置100によれば、画像記録中にインクタンク101との間でインクを循環させた際に、フィルター42を通して下流側インク室412のインクも循環させることができる。このため、画像記録中にノズル22から引き込まれた気泡も迅速に排出させることができる。また、沈降し易い粒子や顔料等が含まれているインクを使用する場合には、画像記録中の下流側インク室412における粒子や顔料等の沈降を効果的に抑制して、インクの濃度分布を抑制することができる。
Further, according to the
狭窄部材9の流路孔94の具体的な内径は、圧力損失要素であるフィルター42や逆止弁8等の圧力損失を考慮して、第1流出路の圧力損失が所望の圧力損失となるように適宜調整される。例えば、第1流出管5bから流出するインク流量と、フィルター42を通過して第2流出管5cから流出するインク流量とが均一になるように、狭窄部材9の流路孔94の内径を調整すれば、上流側インク室411と下流側インク室412に均等にインクを流すことができる。これは、上流側インク室411と下流側インク室412とに迅速にインクを貯留させることができるため、特にインクの初期導入の際に好ましい態様である。
The specific inner diameter of the flow path hole 94 of the
また、狭窄部材9の流路孔94の内径を調整することにより、第1流出管5bから流出するインク流量と、フィルター42を通過して第2流出管5cから流出するインク流量とを異ならせることもできる。例えば、第1流出管5bから流出するインク流量よりも、フィルター42を通過して第2流出管5cから流出するインク流量の方が多くすることにより、フィルター42の下面に付着した取り除きにくい気泡も容易に除去することができる。
Further, by adjusting the inner diameter of the flow path hole 94 of the narrowing
なお、図3に示す狭窄部材9はあくまで一例であり、具体的な構造は図3に示したものに何ら限定されない。例えば、前述したように、大径部92は一方のみに設けられるだけでもよい。また、小径部91はなくてもよい。
The constricting
(気泡除去方法)
次に、このように構成されたインクジェットヘッド1において、インクの初期導入時にインク貯留室41の残留気泡を除去する方法について、図1、図4を参照して説明する。なお、図4において、流入管5a、狭窄部材9が保持された第1流出管5b及び第2流出管5cは図示を省略した。(Bubble removal method)
Next, in the
インクジェット記録装置100における気泡除去動作は、例えば制御部104に予め記憶された所定のプログラムに従って循環ポンプ105の駆動が制御されることによって行われる。
The bubble removing operation in the
まず、制御部104は循環ポンプ105を駆動させ、インクタンク101内のインクを流入管5aからインクマニホールド4内のインク貯留室41に所定の圧力で流入させる。インク貯留室41に流入したインクは、上流側インク室411を通って第1流出管5bに向けて流れる(図4(a))。
First, the
ここで、第1流出管5bには、図1、図3に示したように、フィルター42や逆止弁8等の圧力損失分が考慮された流量調整部材としての狭窄部材9が設けられているため、第1流出管5bから流出しようとするインクは狭窄部材9で一部止められ、インクの圧力は一部損失する。この損失分の圧力は、流路孔94の内径が適切に調整されることにより、インクがフィルター42を通過し得る圧力である。従って、上流側インク室411を流れるインクの一部は、フィルター42を通って下流側インク室412にも流れ込む(図4(b))。
Here, as shown in FIGS. 1 and 3, the
これにより、インク貯留室41には、上流側インク室411を通ってそのまま第1流出管5bから流出するインクの流れと、フィルター42を通過して下流側インク室412に流入し、該下流側インク室412を通って第2流出管5cから流出するインクの流れとが同時に形成される(図4(c))。
As a result, the
従って、インク貯留室41に流入したインクは、第1流出管5bと第2流出管5cの両方から流出する。このとき、上流側インク室411の残留気泡は、インクと共に第1流出管5bから排出され、下流側インク室412の残留気泡は、インクと共に第2流出管5cから排出される。
Accordingly, the ink that has flowed into the
制御部104は、循環ポンプ105の駆動を、予め設定された所定時間継続した後に停止させる。この他、例えばインク返送管103にインク中の気泡を検出するセンサーを設け、このセンサーが配管内を流れるインク中の気泡を検出しなくなった際に、循環ポンプ105の駆動を停止させるようにしてもよい。これにより、気泡除去動作は終了し、インク貯留室41はインクで満たされる。
The
このように、このインクジェットヘッド1は、インクをインク貯留室41に流入させるだけで、第1流出管5bからインクを流出させるのみならず、フィルター42を介して第2流出管5cからもインクを流出させることができる。気泡除去のために開閉弁等を操作して上流側インク室411と下流側インク室412から個別にインクを流出させる必要がないため、インクジェットヘッド1の構造を複雑にすることなく、インク貯留室41内の残留気泡を効率的に除去することができる。
As described above, the
また、上流側インク室411と下流側インク室412の両方から気泡を含むインクを流出させることができるため、気泡除去作業を各インク室411、412で個別に行う場合に比べて、気泡除去にかかる時間を短縮できると共に、気泡除去のためのインク消費量も抑えることができる。
Further, since the ink containing bubbles can flow out from both the
以上の気泡除去動作は、インクの初期導入時に限らず、記録媒体上への画像記録時にも実施することができる。すなわち、画像記録時、循環ポンプ105を駆動させておくことにより、上流側インク室411のインクのみならず、フィルター42と圧力室23の間の下流側インク室412のインクも循環させることができる。これにより、インク循環によって、画像記録中でも気泡が除去されるのみならず、濃度分布のない均質なインクを各圧力室23に供給することができる。このため、より高品質の画像を形成することができる。
The above bubble removal operation can be performed not only when ink is initially introduced but also when an image is recorded on a recording medium. In other words, by driving the
以上述べたように、本発明によれば、フィルターを備えたインク貯留室の残留気泡を効率的に除去できるインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの気泡除去方法及びインクジェット記録装置を提供することができるものである。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inkjet head, an inkjet head bubble removal method, and an inkjet recording apparatus that can efficiently remove residual bubbles in an ink storage chamber equipped with a filter. .
(流量調整部材の他の実施形態)
流量調整部材は、図1、図3に示した狭窄部材9のように第1流出路に設けられるものに限定されず、図5に示すように、第2流出路に設けることもできる。図5は、本発明に係るインクジェット記録装置の他の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。図1と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。(Another embodiment of the flow rate adjusting member)
The flow rate adjusting member is not limited to the one provided in the first outflow path like the
図5における流量調整部材は、第2流出管5cに設けられた吸引ポンプ10によって構成されている。吸引ポンプ10は、制御部104の制御によって駆動され、第2流出管5c内のインクを強制的に吸引する。これにより、フィルター42の圧力損失によってインクが流れにくい上流側インク室411から下流側インク室412へ向けたインクの流量を増大させる。このときの吸引ポンプ10の駆動量(吸引量)は、上流側インク室411に流入したインクの一部が、フィルター42を通過して下流側インク室412にも流入し得るように、制御部104によって適切に調整される。
The flow rate adjusting member in FIG. 5 is configured by a
従って、このような吸引ポンプ10を設けたインクジェットヘッド1によれば、インクをインク貯留室41に流入させるだけで、第1流出管5bからインクを流出させるのみならず、フィルター42を介して第2流出管5cからもインクを流出させることができるので、狭窄部材9を設けた場合と同様、インク貯留室41内の残留気泡を効率的に除去することができる効果が得られる。
Therefore, according to the
また、吸引ポンプ10は、駆動量を制御することによってインク流量を適宜調整可能である。このため、第1流出管5bから流出するインク流量と第2流出管5cから流出するインク流量とを均一化したり、例えば第1流出管5bよりも第2流出管5cから流出するインク流量を多くする等のように、第1流出管5bと第2流出管5cからそれぞれ流出するインク流量を異ならせることも、吸引ポンプ10の駆動量の調整だけで容易に行うことができる。
Further, the
さらに、吸引ポンプ10の駆動によって、下流側インク室412には負圧が発生するため、インクの初期導入時にノズル22から無駄にインクが排出されることを抑制できる効果もある。
Furthermore, since the negative pressure is generated in the
なお、本実施形態では、配管継手部44b及び第1流出管5bによって構成される第1流出路の内径と、配管継手部44c及び第2流出管5cによって第2流出路の内径を同一に設定したが、このように吸引ポンプ10を設けた場合、第2流出路の内径を、第1流出路の内径よりも小さくすることも好ましい。吸引ポンプ10の駆動時に、下流側インク室412の圧力変動を抑えることができ、インク流量の調整が容易となる。
In the present embodiment, the inner diameter of the first outflow path constituted by the pipe
本発明において、配管継手部44b及び第1流出管5bによって構成される第1流出路に設けられる流量調整部材も、以上説明した狭窄部材9に何ら限定されない。例えば、図示しないが、第1流出管5bに流量調整弁を設け、第1流出管5bの流路断面積を部分的に狭めることによって圧力損失を付与するようにしてもよい。流量調整弁の開度を適宜調整することによって、第1流出路に適切な圧力損失を付与することができる。また、流量調整部材は逆止弁であってもよい。さらに、第1流出管5bを可撓管によって形成した場合は、第1流出管5bの外側から挟着部材等を用いて流路断面積を部分的に狭めることによって圧力損失を付与するようにしてもよい。
In the present invention, the flow rate adjusting member provided in the first outflow path constituted by the pipe
(インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置の他の実施形態)
図5に示すインクジェットヘッド1及びインクジェット記録装置100において、第2流出管5cに吸引ポンプ10を設けることに加えて、例えば第1流出管5bに狭窄部材9等の流量調整部材を設け、気泡除去時にこれらを併用することも好ましい。第1流出管5bに設けた流量調整部材によって圧力損失が付与されるため、それだけ吸引ポンプ10の駆動量を低減することができる。これにより、吸引ポンプ10は低容量のポンプで済み、イニシャルコスト及びランニングコストを低減できる。(Another embodiment of inkjet head and inkjet recording apparatus)
In the
また、このように第1流出管5bの流量調整部材と第2流出管5cの吸引ポンプ10とを併用する場合は、第1流出管5bのみに流量調整部材を設ける場合に比べ、第1流出管5bに付与する圧力損失を小さく設定することもできる。例えば、流量調整部材として狭窄部材9を使用する場合、吸引ポンプ10と併用しない場合に比べて流路孔94の内径を大きくすることができる。このため、狭い流路孔94では流れにくい高粘度インクの使用も可能となり、使用可能なインクの種類を広げることができる。
Further, when the flow rate adjusting member of the
さらに、図1、図5に示すインクジェットヘッド1では、第1流出管5b内を流れるインクと第2流出管5c内を流れるインクを共通の配管接続部材6によって合流させるようにしたが、配管接続部材6は必ずしも設けなくてもよい。この場合には、インクジェット記録装置100側の配管等との接続部位が3箇所になるため既設装置との互換性は損なわれるが、第1流出管5bと第2流出管5cからそれぞれ流出するインク同士が合流することがないため、第2流出管5cの逆止弁8は不要となる。
Further, in the
以上説明したインクジェット記録装置100は、インクジェットヘッド1とインクタンク101との間でインクを循環させるようにしたが、これに限定されない。例えば、残留気泡をインクの初期導入時に除去するだけでよい場合は、図示しないが、第1流出管5b及び第2流出管5cから流出したインクをインクタンク101に戻さずに、廃インクタンクに排出させるように構成してもよい。
In the ink
1:インクジェットヘッド
1S:吐出面
2:ヘッドチップ
21:ノズルプレート
22:ノズル
23:圧力室
24:駆動壁
3:基板
31:貫通孔
4:インクマニホールド
4a:開口部
41:インク貯留室
411:上流側インク室
412:下流側インク室
42:フィルター
43:ダンパー部材
431:ダンパー面
44a、44b、44c:配管継手部
5a:流入管
5b:第1流出管
5c:第2流出管
6:配管接続部材
6a、6b:入口
6b:出口
61:出口管
7a、7b:接続継手部
8:逆止弁
9:狭窄部材(流量調整部材)
91:小径部
92:大径部
93:溝部
94:流路孔
10:吸引ポンプ(流量調整部材)
100:インクジェット記録装置
101:インクタンク
102:インク供給管
103:インク返送管
104:制御部
105:循環ポンプ
106a:接続継手部
106b:接続継手部1:
91: Small diameter part 92: Large diameter part 93: Groove part 94: Channel hole 10: Suction pump (flow rate adjusting member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Inkjet recording device 101: Ink tank 102: Ink supply pipe 103: Ink return pipe 104: Control part 105:
Claims (15)
前記第1流出路に圧力損失を付与し、及び又は、前記第2流出路からインクを吸引し、前記流入路から前記上流側インク室に流入したインクを、前記フィルターを通して前記下流側インク室にも流入させることにより、前記上流側インク室と前記下流側インク室に同時にインクが流れるように構成し、
前記第2流出路に、該第2流出路からインクを吸引する吸引ポンプを設けたインクジェットヘッド。 A nozzle that ejects ink; a pressure chamber that communicates with the nozzle; an ink manifold that forms an ink reservoir chamber that communicates with the pressure chamber; and a filter disposed within the ink manifold, wherein the ink reservoir chamber comprises: And an upstream ink chamber far from the pressure chamber and a downstream ink chamber near the pressure chamber, and an inflow path and a first outflow path communicate with the upstream ink chamber, respectively. An inkjet head in which a second outflow path communicates with the downstream ink chamber without passing through the filter,
A pressure loss is applied to the first outflow path and / or ink is sucked from the second outflow path and the ink flowing into the upstream ink chamber from the inflow path is passed through the filter to the downstream ink chamber. Inflow is also configured so that ink flows simultaneously into the upstream ink chamber and the downstream ink chamber ,
An ink jet head provided with a suction pump for sucking ink from the second outflow path in the second outflow path .
前記流出管は、前記上流側インク室のインク流出ポートに接続されている請求項3記載のインクジェットヘッド。The ink jet head according to claim 3, wherein the outflow pipe is connected to an ink outflow port of the upstream ink chamber.
前記第1流出路に圧力損失を付与し、及び又は、前記第2流出路からインクを吸引し、前記流入路から前記上流側インク室に流入したインクを、前記フィルターを通して前記下流側インク室にも流入させることにより、前記上流側インク室と前記下流側インク室に同時にインクを流し、
前記第2流出路に吸引ポンプを設けることによって、該第2流出路からインクを吸引するインクジェットヘッドの気泡除去方法。 A nozzle that ejects ink; a pressure chamber that communicates with the nozzle; an ink manifold that forms an ink reservoir chamber that communicates with the pressure chamber; and a filter disposed within the ink manifold, wherein the ink reservoir chamber comprises: And an upstream ink chamber far from the pressure chamber and a downstream ink chamber near the pressure chamber with the filter interposed therebetween, and an inflow path and a first outflow path communicate with the upstream ink chamber, respectively. A method for removing bubbles in an ink jet head, wherein a second outflow path communicates with the downstream ink chamber without passing through the filter, and ink is allowed to flow in from the inflow path to remove residual bubbles in the ink storage chamber. Because
A pressure loss is applied to the first outflow path and / or ink is sucked from the second outflow path and the ink flowing into the upstream ink chamber from the inflow path is passed through the filter to the downstream ink chamber. also by inflow, simultaneously flow the ink to the downstream ink chamber and the upstream ink chamber,
A method of removing bubbles in an ink jet head , wherein a suction pump is provided in the second outflow path to suck ink from the second outflow path .
前記流出管は、前記上流側インク室のインク流出ポートに接続されている請求項10記載のインクジェットヘッドの気泡除去方法。The method of claim 10, wherein the outflow pipe is connected to an ink outflow port of the upstream ink chamber.
前記インクジェットヘッドに供給するインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを前記インクジェットヘッドに供給するインク供給部とを備えるインクジェット記録装置。 An inkjet head according to any one of claims 1 to 7;
An ink tank for storing ink to be supplied to the inkjet head;
An ink jet recording apparatus comprising: an ink supply unit that supplies ink in the ink tank to the ink jet head.
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