JP2006130682A

JP2006130682A - Liquid discharge head and recording device

Info

Publication number: JP2006130682A
Application number: JP2004319223A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mihara; 弘明三原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To always maintain stable discharge characteristics by securing the degree of freedom of composition of an ink supply system and removing an internal foreign matter. <P>SOLUTION: With the ink suction nozzle 15 of the circulation route 35 of a recovery unit 50 detachably connected to a bubble retaining section 13 provided in the other channel 12 branched from a channel 12 and making bubbles stay and with the cap member 16 of the circulation route 35 of the recovery unit 50 detachably connected to the discharge opening 3 of an orifice substrate 4, an ink 100 is circulated through the channel 12, the bubble retaining section 13 and the circulation route 35. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液体を吐出させて飛翔液滴を形成するための液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドを備え被記録材に液滴で記録を行うための記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection head for ejecting liquid to form flying droplets, and a recording apparatus that includes the liquid ejection head and performs recording on a recording material with droplets.

従来、液体吐出ヘッドの吐出口（オリフィス）から記録液（インク）を吐出させることにより記録を行うインクジェット記録装置が、低騒音、高速記録などの点で優れた記録装置として知られている。 Conventionally, an ink jet recording apparatus that performs recording by discharging a recording liquid (ink) from an ejection port (orifice) of a liquid ejection head is known as an excellent recording apparatus in terms of low noise and high speed recording.

このようなインクジェット記録方法に用いられているインクジェット記録装置は、一般にインクを飛翔液滴として吐出させるための吐出口と、この吐出口に連通するインク流路と、このインク流路の一部に設けられこのインク流路内のインクに飛翔液滴を形成するためのエネルギを付与する吐出エネルギ発生素子とを有するインクジェット記録ヘッドを備えている。 An ink jet recording apparatus used in such an ink jet recording method generally includes an ejection port for ejecting ink as flying droplets, an ink channel communicating with the ejection port, and a part of the ink channel. An inkjet recording head having an ejection energy generating element that is provided and applies energy for forming flying droplets to the ink in the ink flow path is provided.

インクジェット記録ヘッドによる記録では、吐出エネルギ発生素子を駆動してノズル内のインクにエネルギを付与し、吐出口からインクを飛翔液滴として吐出させ、この液滴を被記録材に付着させることによって行う。 In the recording by the ink jet recording head, the ejection energy generating element is driven to apply energy to the ink in the nozzle, the ink is ejected as a flying droplet from the ejection port, and the droplet is adhered to the recording material. .

このようなインクジェット記録装置によって記録を行う際に使用されるインクは、一般に顔料や染料などの溶質成分、この溶質成分を溶解または分散するための主に水、または水と水溶性有機溶剤あるいは非水系溶剤からなる溶媒成分とによって形成されている。 Inks used for recording by such an ink jet recording apparatus are generally solute components such as pigments and dyes, mainly water for dissolving or dispersing the solute components, or water and water-soluble organic solvents or non-aqueous solvents. And a solvent component composed of an aqueous solvent.

吐出エネルギ発生素子によって発生した圧力は、インクを介して、吐出口に向かう吐出口方向と、吐出口側にインクを供給するための液室に向かう液室方向とにそれぞれ伝わる。吐出口方向に伝わる圧力は、ノズル内のインクを吐出口から押し出して飛翔させ、インク液滴を形成し、被記録面へ飛翔インク液滴を付着させて記録を行う。飛翔インク液滴がノズルから離れる際、飛翔インク液滴の吐出量に応じてノズル内のインクが圧縮してメニスカスを引っ張ることによって、吐出口におけるメニスカスが後退する。メニスカスの後退が最大になったところから、インクの表面張力によってメニスカスは、所定時間の経過後に吐出前の初期状態へと復帰する。このメカニズムを繰り返すことによって、インクジェット記録装置では、常に安定的な吐出動作を持続し、高品位な画像の記録が可能となる。 The pressure generated by the ejection energy generating element is transmitted to the ejection port direction toward the ejection port and the liquid chamber direction toward the liquid chamber for supplying ink to the ejection port side through the ink. The pressure transmitted in the direction of the discharge port pushes the ink in the nozzle from the discharge port and flies to form ink droplets, and the recording is performed by attaching the flying ink droplets to the recording surface. When the flying ink droplet leaves the nozzle, the ink in the nozzle is compressed according to the ejection amount of the flying ink droplet and pulls the meniscus, so that the meniscus at the ejection port is retracted. From the point where the meniscus retreat is maximized, the meniscus returns to the initial state before ejection after a predetermined time due to the surface tension of the ink. By repeating this mechanism, the ink jet recording apparatus can always maintain a stable ejection operation and record a high-quality image.

しかしながら、液室やノズルの周辺のインク中に塵埃等の異物が存在していた場合には、上述したインクの流れが乱れ、吐出するインク量が減少したり、記録用紙上に形成されるドット径が小さくなったりすることで、吐出速度が不安定になり、記録用紙上におけるインク液滴の着弾位置をばらつかせる結果を生じ、画像品位を極端に劣化させる等の問題が発生する。 However, if foreign matter such as dust is present in the ink around the liquid chamber or nozzle, the above-described ink flow is disturbed, and the amount of ink to be ejected is reduced or dots formed on the recording paper. When the diameter is reduced, the ejection speed becomes unstable, resulting in a variation in the landing positions of the ink droplets on the recording paper, and problems such as extreme deterioration in image quality occur.

特に多数のノズルが設けられるインクジェット記録装置では、そのような不安定な吐出が生じる可能性が当然高くなる。 In particular, in an ink jet recording apparatus provided with a large number of nozzles, the possibility of such unstable ejection is naturally increased.

そのため、このような異物を除去する方法が採られたインクジェット記録ヘッドとしては、ノズル列の両端にインク流路が設けられてインクを循環させ、そのインク流路の下流側の一部に排出部が設けられることによって、吐出口から排出されなかった異物を除去するための構成が開示されている（特許文献１参照。）。
特開２０００−２３８２７０号公報（図１） Therefore, as an ink jet recording head employing such a method for removing foreign matter, an ink flow path is provided at both ends of a nozzle row to circulate ink, and a discharge portion is provided at a part of the downstream side of the ink flow path. The structure for removing the foreign material which was not discharged | emitted from the discharge outlet by providing is disclosed (refer patent document 1).
JP 2000-238270 A (FIG. 1)

しかしながら、上述した従来のインクジェット記録ヘッドでは、流路内の異物を除去するための構造が、記録時にインクジェット記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給系として、インク記録ヘッドに着脱可能に接続されるジョイント部を有するインク供給装置を備える構成を採用することが前提になっている。したがって、従来のインクジェット記録ヘッドは、ノズルにインクを供給するためのインク供給系として使用できる構成が限られているという不都合がある。すなわち、従来のインクジェット記録ヘッドは、例えば、ノズルにインクを供給するインクタンクが一体的に結合された構造に適用することが困難であった。 However, in the conventional ink jet recording head described above, the structure for removing foreign matter in the flow path is detachably connected to the ink recording head as an ink supply system for supplying ink to the ink jet recording head during recording. It is assumed that a configuration including an ink supply device having a joint portion is employed. Therefore, the conventional ink jet recording head has a disadvantage that the configuration that can be used as an ink supply system for supplying ink to the nozzles is limited. That is, it is difficult to apply the conventional inkjet recording head to a structure in which, for example, an ink tank that supplies ink to the nozzles is integrally coupled.

そこで、本発明は、インク供給系の構成が制約を受けることなく内部の異物を除去することを可能にし、常に安定的な吐出特性を持続することができる液体吐出ヘッドおよびこの液体吐出ヘッドを備える記録装置を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention includes a liquid discharge head that can remove foreign matter inside without restricting the configuration of the ink supply system and can always maintain stable discharge characteristics, and the liquid discharge head. An object is to provide a recording apparatus.

上述した目的を達成するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液滴を吐出するためのエネルギを発生する吐出エネルギ発生素子が設けられた素子基板と、液滴を吐出する吐出口を有し素子基板に接合されるオリフィス基板と、液体タンクから供給された液体を素子基板側に供給するための流路の一部を構成する流路構成部材と、流路から分岐されて形成された他の流路に設けられ気泡を滞留させる気泡保持部とを備える。そして、この液体吐出ヘッドでは、気泡保持部に、液体循環ユニットの循環路の一端が着脱可能に接続され、オリフィス基板の吐出口に、液体循環ユニットの循環路の他端が着脱可能に接続された状態で、流路、気泡保持部、および液体循環ユニットの循環路を液体が循環される。 In order to achieve the above-described object, a liquid discharge head according to the present invention includes an element substrate provided with a discharge energy generating element that generates energy for discharging a droplet, and a discharge port that discharges the droplet. An orifice substrate bonded to the element substrate, a flow path component constituting a part of a flow path for supplying the liquid supplied from the liquid tank to the element substrate side, and others formed by branching from the flow path And a bubble holding part for retaining bubbles. In this liquid discharge head, one end of the circulation path of the liquid circulation unit is detachably connected to the bubble holder, and the other end of the circulation path of the liquid circulation unit is detachably connected to the discharge port of the orifice substrate. In this state, the liquid is circulated through the circulation path of the flow path, the bubble holding unit, and the liquid circulation unit.

上述したように、本発明によれば、インク供給系の構成が制約を受けることなく内部の異物を除去することを可能にし、常に安定的な吐出特性を持続することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to remove the foreign matter inside without restricting the configuration of the ink supply system, and it is possible to always maintain stable ejection characteristics.

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
まず、本発明が適用されるインクジェット記録ヘッドの概略構成を説明する。 (First embodiment)
First, a schematic configuration of an ink jet recording head to which the present invention is applied will be described.

図１に、第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドの模式的な斜視図を示す。図２に、インクジェット記録ヘッドの模式的な断面図を示す。 FIG. 1 is a schematic perspective view of the ink jet recording head of the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the ink jet recording head.

図１および図２に示すように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、インク滴を吐出するためのエネルギを発生する吐出エネルギ発生素子であるヒータ２が設けられた素子基板１と、インクを吐出するための吐出口３を有するオリフィス基板４とを備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the ink jet recording head of the present embodiment ejects ink by using an element substrate 1 provided with a heater 2 that is an ejection energy generating element that generates energy for ejecting ink droplets. And an orifice substrate 4 having a discharge port 3 for the purpose.

素子基板１は、基板支持部材であるチッププレート５上に配置され、電気配線テープ６とリード７によって、後述するインクジェット記録装置の駆動制御部（不図示）に電気的に接続されている。チッププレート５には、素子基板１の液室（不図示）を介して吐出口３に連通される流路が設けられている。電気配線テープ６は、一端がチッププレート５に接着されており、インクジェット記録装置とのコンタクト部８を有する電気コンタクト基板９に電気的に接続されている。電気コンタクト基板９は、流路構成部材であるチップタンク１０に位置決めされて固定されている。また、チップタンク１０は、インクタンク１１にジョイント部材３３を介して接続され、素子基板１に、インクタンク１１からのインク１００を供給する流ための路１２が設けられている。この流路１２は、ジョイント部材３３の連通路３４を介して、インクタンク１１のインク収容部に連通されている。このジョイント部材３３には、後述するインクジェット記録装置の駆動制御部に制御されることによって連通路３４を開閉するためのインク開閉弁１８が設けられている。 The element substrate 1 is disposed on a chip plate 5 which is a substrate support member, and is electrically connected to a drive control unit (not shown) of an ink jet recording apparatus described later by an electric wiring tape 6 and leads 7. The chip plate 5 is provided with a flow path communicating with the discharge port 3 via a liquid chamber (not shown) of the element substrate 1. One end of the electrical wiring tape 6 is bonded to the chip plate 5 and is electrically connected to an electrical contact substrate 9 having a contact portion 8 with the ink jet recording apparatus. The electrical contact substrate 9 is positioned and fixed to a chip tank 10 which is a flow path component. The chip tank 10 is connected to the ink tank 11 via a joint member 33, and the element substrate 1 is provided with a flow path 12 for supplying the ink 100 from the ink tank 11. The flow path 12 communicates with the ink storage portion of the ink tank 11 through the communication path 34 of the joint member 33. The joint member 33 is provided with an ink opening / closing valve 18 for opening and closing the communication path 34 by being controlled by a drive control unit of an ink jet recording apparatus described later.

そして、チップタンク１０には、図２に示すように、インクタンク１１側から吐出口３側に向かう流路１２の中途部から分岐されて、チップタンク１０の外周面まで延長されて設けられた流路１２の一端部に、気泡を滞留させるための気泡保持部１３が設けられている。 As shown in FIG. 2, the chip tank 10 is provided so as to be branched from the middle portion of the flow path 12 from the ink tank 11 side to the ejection port 3 side and extended to the outer peripheral surface of the chip tank 10. A bubble holding portion 13 for retaining bubbles is provided at one end of the flow path 12.

図３に、気泡保持部１３近傍の拡大図を示す。図３に示すように、この気泡保持部１３内には、チップタンク１０の外周面に開口されている気泡保持部１３の一端部がゴム栓部材１４によって気密に封止されることで、通常密閉空間が形成されている。ゴム栓部材１４は、固定プレート２２およびビス２３によって固定されている。 In FIG. 3, the enlarged view of the bubble holding | maintenance part 13 vicinity is shown. As shown in FIG. 3, one end of the bubble holding part 13 opened in the outer peripheral surface of the chip tank 10 is hermetically sealed by the rubber plug member 14 in the bubble holding part 13. A sealed space is formed. The rubber plug member 14 is fixed by a fixing plate 22 and a screw 23.

ゴム栓部材１４には、中央に、後述する回復ユニット５０側のインク吸引ノズル１５が挿通されるスリット２１が貫通して設けられている。このスリット２１は、インク吸引ノズル１５が挿入されていない状態で、ゴム栓部材１４の弾性によって気密に閉塞されている。また、気泡保持部１３の一端部には、段差が形成されており、この段差にゴム栓部材１４の一端が突き当てられて位置決めされている。 The rubber plug member 14 is provided with a slit 21 penetrating in the center through which an ink suction nozzle 15 on the recovery unit 50 side described later is inserted. The slit 21 is airtightly closed by the elasticity of the rubber plug member 14 in a state where the ink suction nozzle 15 is not inserted. Further, a step is formed at one end of the bubble holding portion 13, and one end of the rubber plug member 14 is abutted against the step to be positioned.

固定プレート２２には、中央に、インク吸引ノズル１５を挿入するための挿入口３１が設けられている。また、固定プレート２２には、外周部近傍に、ビス２３が挿通される複数のビス穴３２がそれぞれ設けられている。挿入口３１は、ゴム栓部材１４のスリット２１に対応する位置に、ゴム栓部材１４の外径よりも小さく形成されている。固定プレート２２は、気泡保持部１３内の一端部に嵌め込まれたゴム栓部材１４の端面に係合され、ゴム栓部材１４を固定させる。 The fixed plate 22 is provided with an insertion port 31 for inserting the ink suction nozzle 15 at the center. The fixed plate 22 is provided with a plurality of screw holes 32 through which the screws 23 are inserted in the vicinity of the outer periphery. The insertion port 31 is formed at a position corresponding to the slit 21 of the rubber plug member 14 so as to be smaller than the outer diameter of the rubber plug member 14. The fixing plate 22 is engaged with the end face of the rubber plug member 14 fitted into one end portion in the bubble holding unit 13 to fix the rubber plug member 14.

そして、上述のインクジェット記録ヘッドの流路１２に接続される液体循環ユニットである回復ユニット５０は、図４に示すように、インクジェット記録ヘッドの流路１２に連通されたインクの循環路３５を構成し、流路１２内のインクを抜き取るためのインク吸引ノズル１５と、オリフィス基板４の吐出口３を気密に覆うキャップ部材１６と、循環路３５に沿ってインクを循環させるためのポンプ１７とを有している。 The recovery unit 50, which is a liquid circulation unit connected to the flow path 12 of the above-described ink jet recording head, constitutes an ink circulation path 35 communicated with the flow path 12 of the ink jet recording head, as shown in FIG. And an ink suction nozzle 15 for extracting ink in the flow path 12, a cap member 16 that airtightly covers the discharge port 3 of the orifice substrate 4, and a pump 17 for circulating the ink along the circulation path 35. Have.

インク吸引ノズル１５は、回復ユニット５０が構成する循環路３５の一端部に位置して設けられており、中途部に、外部から空気を吸引するための大気吸引口２５が設けられている。キャップ部材１６は、回復ユニット５０が構成する循環路３５の他端部に位置して設けられている。ポンプ１７は、循環路３５の中途部に配置されている。また、循環路３５の中途部には、循環されたインクを濾過する濾過手段であるフィルタ２０が設けられており、このフィルタ２０によって、インクジェット記録ヘッド側から流れ込んだインク中の塵埃等の異物１９が捕らえられる。 The ink suction nozzle 15 is provided at one end portion of the circulation path 35 formed by the recovery unit 50, and an air suction port 25 for sucking air from the outside is provided in the middle portion. The cap member 16 is provided at the other end of the circulation path 35 formed by the recovery unit 50. The pump 17 is disposed in the middle of the circulation path 35. A filter 20 that is a filtering means for filtering the circulated ink is provided in the middle of the circulation path 35, and the filter 20 allows the foreign matter 19 such as dust in the ink flowing from the ink jet recording head side. Is captured.

以上のように構成されたインクジェット記録ヘッドについて、流路１２内のインク１００に混入した異物１９を除去する動作の原理を簡単に説明する。図４は、流路内のインクが循環される状態を示す模式図である。 The principle of the operation for removing the foreign matter 19 mixed in the ink 100 in the flow path 12 of the ink jet recording head configured as described above will be briefly described. FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which ink in the flow path is circulated.

まず、回復ユニット５０が構成する循環路３５の一端部に位置するインク吸引ノズル１５が、ゴム栓部材１４のスリット２１から気泡保持部１３内に挿入され、回復ユニット５０が構成する循環路３５の他端部に位置するキャップ部材１６によって吐出口３の周辺が気密に覆われる。これによって、インク吸引ノズル１５とキャップ部材１６は、インクジェット記録ヘッドの流路、およびポンプ１７を介して連通されて循環路が構成される。 First, the ink suction nozzle 15 located at one end of the circulation path 35 formed by the recovery unit 50 is inserted into the bubble holder 13 from the slit 21 of the rubber plug member 14, and the recovery path 50 is configured by the recovery unit 50. The periphery of the discharge port 3 is airtightly covered by the cap member 16 located at the other end. As a result, the ink suction nozzle 15 and the cap member 16 are communicated with each other via the flow path of the ink jet recording head and the pump 17 to form a circulation path.

続いて、ポンプ１７が駆動されることによって、インク吸引ノズル１５を介して気泡保持部１３内からインク１００が吸引され、回復ユニット５０側を循環されたインク１００が、キャップ部材１６から吐出口３を通って流路１２内に流れ込む。このとき、インクジェット記録装置側の駆動制御部（不図示）によってインク開閉弁１８が制御され、インクタンク１１とチップタンク１０との間の連通路がインク開閉弁１８によって閉塞されることで、回復ユニットのポンプ１７から、キャップ部材１６、吐出口８、素子基板１の液室、チッププレート５の流路、チップタンク１０の流路、インク吸引ノズル１５を経てポンプ１７に至る循環路が良好に構成され、ノズル周辺のインク１００が効率良く循環される。このように、回復ユニットによって流路１２に沿ってインク１００を流動させることによって、異物１９は、気泡保持部１３内からインクジェット記録ヘッドの外方に排出され、回復ユニット５０側に配置されているフィルタ２０に捕らえられる。 Subsequently, when the pump 17 is driven, the ink 100 is sucked from the bubble holding unit 13 through the ink suction nozzle 15, and the ink 100 circulated through the recovery unit 50 side is discharged from the cap member 16 to the discharge port 3. And flow into the flow path 12. At this time, the ink opening / closing valve 18 is controlled by a drive control unit (not shown) on the ink jet recording apparatus side, and the communication path between the ink tank 11 and the chip tank 10 is closed by the ink opening / closing valve 18 to recover. A good circulation path from the unit pump 17 to the pump 17 via the cap member 16, the discharge port 8, the liquid chamber of the element substrate 1, the flow path of the chip plate 5, the flow path of the chip tank 10, and the ink suction nozzle 15. The ink 100 around the nozzle is circulated efficiently. Thus, by causing the ink 100 to flow along the flow path 12 by the recovery unit, the foreign matter 19 is discharged from the inside of the bubble holding unit 13 to the outside of the ink jet recording head, and is disposed on the recovery unit 50 side. Captured by the filter 20.

図５は、ゴム栓部材１４を気泡保持部１３内の一端部に固定する工程を示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic view showing a process of fixing the rubber plug member 14 to one end portion in the bubble holding portion 13.

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、チップタンク１０の流路１２内および気泡保持部１３内を洗浄した後、ゴム栓部材１４を気泡保持部１３内の一端部に挿入して嵌め込む。図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、気泡保持部１３内にゴム栓部材１４を挿入した後、固定プレート２２を位置決めしてチップタンク１０の側面に突き当てる。図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すように、固定プレート２２を突き当て、ビス穴３２にビス２３を挿通して、ビス止め穴２４に固定する。図５（ｄ）に示すように、ビス止め穴２４にビス２３が固定されることで、固定プレート２２の挿入口３１近傍がゴム栓部材１４の端面に係合され、ゴム栓部材１４が固定される。 As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), after cleaning the inside of the flow path 12 and the bubble holding part 13 of the chip tank 10, the rubber plug member 14 is inserted into one end of the bubble holding part 13. And fit. As shown in FIGS. 5B and 5C, after inserting the rubber plug member 14 into the bubble holding portion 13, the fixing plate 22 is positioned and abutted against the side surface of the chip tank 10. As shown in FIGS. 5C and 5D, the fixing plate 22 is abutted and the screw 23 is inserted into the screw hole 32 to be fixed to the screw fixing hole 24. As shown in FIG. 5D, by fixing the screw 23 to the screw fixing hole 24, the vicinity of the insertion port 31 of the fixing plate 22 is engaged with the end surface of the rubber plug member 14, and the rubber plug member 14 is fixed. Is done.

図６に、インクジェット記録ヘッドの内部から異物１９を除去した後に、再び気泡保持部１３内に気泡を形成するまでの手順を示す。 FIG. 6 shows a procedure from the removal of the foreign matter 19 from the inside of the ink jet recording head to the formation of bubbles in the bubble holder 13 again.

図６（ａ）に示すように、インク吸引ノズル１５によって異物１９を除去した後、気泡保持部１３内がインクで充満されており、気泡保持部１３内の気泡が消失している。続いて、図６（ｂ）に示すように、インク吸引ノズル１５を所定量だけ気泡保持部１３内から引き抜き、インク吸引ノズル１５の大気吸引口２５がゴム栓部材１４の端面から外方に位置させると共に、インク吸引ノズル１５の先端を気泡保持部１３内に位置させる。このとき、インクジェット記録ヘッドは、内部がインクを流路１２内に保持するために負圧状態に保たれているため、大気吸引口２５から空気が吸い込まれて流路１２内に気泡２６が徐々に入り込む。そして、所定時間が経過した後、図６（ｃ）に示すように、大気吸引口２５を介して気泡保持部１３内に所望量の空気が取り込まれ、インク吸引ノズル１５は、ゴム栓部材１４のスリット２１から抜き取られる。 As shown in FIG. 6A, after the foreign matter 19 is removed by the ink suction nozzle 15, the bubble holding unit 13 is filled with ink, and the bubbles in the bubble holding unit 13 disappear. Subsequently, as shown in FIG. 6B, the ink suction nozzle 15 is pulled out from the bubble holder 13 by a predetermined amount, and the air suction port 25 of the ink suction nozzle 15 is positioned outward from the end face of the rubber plug member 14. At the same time, the tip of the ink suction nozzle 15 is positioned in the bubble holder 13. At this time, since the inside of the ink jet recording head is maintained in a negative pressure state in order to hold the ink in the flow path 12, air is sucked from the air suction port 25, and the bubbles 26 gradually enter the flow path 12. Get in. Then, after a predetermined time has elapsed, as shown in FIG. 6C, a desired amount of air is taken into the bubble holder 13 through the atmospheric suction port 25, and the ink suction nozzle 15 is connected to the rubber plug member 14. It is extracted from the slit 21.

以上のように、インクジェット記録ヘッド内に存在していた異物１９を取り除き、再び気泡保持部１３内に所望量の気泡を取り込むことで、流路１２に連通されている気泡保持部１３内に充満された気体が、発泡エネルギによるインク滴の吐出動作に応じて膨張収縮することによって、流路１２内のインクの振動が抑制される。このため、安定的な吐出特性が維持され、印字における劣化が抑制されるので、非常に高品質に記録を行うことができる。 As described above, the foreign matter 19 present in the ink jet recording head is removed, and a desired amount of air bubbles is taken into the air bubble holding portion 13 again, thereby filling the air bubble holding portion 13 communicating with the flow path 12. The generated gas expands and contracts according to the ejection operation of the ink droplet by the foaming energy, so that the vibration of the ink in the flow path 12 is suppressed. For this reason, stable ejection characteristics are maintained and deterioration in printing is suppressed, so that recording can be performed with very high quality.

なお、本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは、所定の時間が経過した後に、インク吸引ノズル１５をスリット２１から引き抜かれるように制御される構成にされたが、気泡保持部１３内に取り込まれた空気量を検出するセンサーを備えて、大気吸引口２５から気泡保持部１３内に取り込まれた空気量を検出した検出結果に基づいて、スリット２１からインク吸引ノズル１５を抜き取るタイミングが制御されるように構成されてもよい。 In the ink jet recording head of the present embodiment, the ink suction nozzle 15 is controlled to be pulled out from the slit 21 after a predetermined time has elapsed, but the air taken into the bubble holding unit 13 is used. A sensor for detecting the amount is provided, and the timing for extracting the ink suction nozzle 15 from the slit 21 is controlled based on the detection result of detecting the amount of air taken into the bubble holder 13 from the atmospheric suction port 25. It may be configured.

上述したように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドによれば、気泡保持部１３内から外部に流路１２内のインク１００を取り除き、この取り除いたインク１００をフィルタ２０で濾過して循環させて吐出口３側から取り入れることによって、比較的少量のインクの消費で、インクジェット記録ヘッドの内部に存在していた異物１９が取り除かれ、再び気泡保持部１３内に所望量の気泡が取り込まれるので、安定的な吐出特性を持続することができる。したがって、このインクジェット記録ヘッドによれば、印字における劣化が抑制され、非常に高品質に記録を行うことができる。 As described above, according to the ink jet recording head of this embodiment, the ink 100 in the flow path 12 is removed from the bubble holding unit 13 to the outside, and the removed ink 100 is filtered by the filter 20 and circulated to discharge. By taking in from the outlet 3 side, the foreign matter 19 existing inside the ink jet recording head is removed with consumption of a relatively small amount of ink, and a desired amount of air bubbles is taken into the air bubble holding portion 13 again. A continuous discharge characteristic can be maintained. Therefore, according to this ink jet recording head, deterioration in printing is suppressed, and recording can be performed with very high quality.

一般に、インクを流路の外方に吸引するインク吸引ノズルを流路から引き抜く際に、流路内に少量の気泡が入り込んでしまい、インク中に混入した気泡による悪影響が及ぼされるが、本実施形態のインクジェット記録ヘッドによれば、インク吸引ノズル１５が接続される接続位置が、気泡２６を滞留させるための気泡保持部１３の一端に配置されていることで、流路内に少量入り込んでしまう気泡を考慮する必要がなく、記録品質に何ら影響を及ぼすことがない。 In general, when an ink suction nozzle that sucks ink to the outside of the flow path is pulled out of the flow path, a small amount of air bubbles enter the flow path, which is adversely affected by the air bubbles mixed in the ink. According to the form of the ink jet recording head, the connection position to which the ink suction nozzle 15 is connected is arranged at one end of the bubble holding portion 13 for retaining the bubble 26, so that a small amount enters the flow path. There is no need to consider bubbles, and there is no effect on the recording quality.

そして、本実施形態のインクジェット記録ヘッドによれば、記録時にインクジェット記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給系として、インクジェット記録ヘッドの流路に着脱自在に接続されるジョイント部を有するインク供給ユニットを備える構成に記録装置が制約を受けずに、インク供給系の構成の自由度を向上することができる。 And according to the ink jet recording head of this embodiment, an ink supply unit having a joint part detachably connected to the flow path of the ink jet recording head as an ink supply system for supplying ink to the ink jet recording head during recording The degree of freedom of the configuration of the ink supply system can be improved without the recording apparatus being restricted by the configuration including the above.

上述した実施形態のインクジェット記録ヘッドでは、固定プレート２２をビス止めしてゴム栓部材１４を固定する構造が採られたが、熱溶着によってゴム栓部材１４を固定する他の構造について簡単に説明する。 In the ink jet recording head according to the above-described embodiment, the structure in which the fixing plate 22 is screwed to fix the rubber plug member 14 is employed. However, another structure for fixing the rubber plug member 14 by heat welding will be briefly described. .

チップタンク１０の側面には、図７（ａ）に示すように、気泡保持部の一端部近傍に、ゴム栓部材１４を固定するための複数の溶着リブ２７が一体に形成されている。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、チップタンク１０の流路１２と気泡保持部１３を洗浄した後、ゴム栓部材１４を気泡保持部１３内の一端部に挿入して嵌め込む。図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、気泡保持部１３内にゴム栓部材１４を挿入した後、溶着リブ２７を溶着ホーン２８で熱圧着して溶かし込む。そして、図７（ｄ）に示すように、溶かされた溶着リブ２７よって接合部２９が形成されることで、接合部２９がゴム栓部材１４の端面に係合され、ゴム栓部材１４が固定される。 As shown in FIG. 7A, a plurality of welding ribs 27 for fixing the rubber plug member 14 are integrally formed on the side surface of the chip tank 10 in the vicinity of one end portion of the bubble holding portion. As shown in FIGS. 7A and 7B, after the flow path 12 and the bubble holder 13 of the chip tank 10 are washed, the rubber plug member 14 is inserted into one end of the bubble holder 13. Fit. As shown in FIGS. 7B and 7C, after the rubber plug member 14 is inserted into the bubble holder 13, the welding rib 27 is melted by thermocompression bonding with a welding horn 28. Then, as shown in FIG. 7 (d), the joining portion 29 is formed by the melted welding rib 27, whereby the joining portion 29 is engaged with the end face of the rubber stopper member 14, and the rubber stopper member 14 is fixed. Is done.

本実施形態によれば、チップタンク１０の一部に形成された溶着リブ２７によってゴム栓部材１４が固定されるため、上述の固定プレート２２、ビス２３等が不要になり、部品点数の増加を最小限に抑えることができる。 According to this embodiment, since the rubber stopper member 14 is fixed by the welding rib 27 formed in a part of the chip tank 10, the above-described fixing plate 22, screws 23, etc. are not required, and the number of parts is increased. Can be minimized.

なお、溶着リブ２７を溶融する方法としては、例えば加熱ヒータ、インパルスヒータ、超音波ホーン等を用いる他の方法が採られてもよい。また、ゴム栓部材１４は、接着剤によって気泡保持部１３に接合固定されてもよい。 As a method for melting the welding rib 27, other methods using, for example, a heater, an impulse heater, an ultrasonic horn, or the like may be employed. Further, the rubber plug member 14 may be bonded and fixed to the bubble holding portion 13 with an adhesive.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドについて、図面を参照して説明する。なお、第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドは、上述の第１の実施形態と基本構成がほぼ等しいので、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, an ink jet recording head according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the ink jet recording head of the second embodiment has substantially the same basic configuration as that of the first embodiment described above.

図８に示すように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、第１の実施形態と比較して、インクタンク１１と流路１２との間の連通路３４に配置されたインク開閉弁１８を備えていない構成のみが異なっており、他の構成は第１の実施形態と同様に構成されている。チップタンク１０の流路１２は、インクタンク１１のインク収容部（不図示）に連通されて、チップタンク１０とインクタンク１１が一体的にが組み付けられている。 As shown in FIG. 8, the ink jet recording head of this embodiment includes an ink opening / closing valve 18 disposed in the communication path 34 between the ink tank 11 and the flow path 12 as compared with the first embodiment. Only the configuration that is not different is different, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. The flow path 12 of the chip tank 10 is communicated with an ink container (not shown) of the ink tank 11 so that the chip tank 10 and the ink tank 11 are assembled together.

本実施形態のインクジェット記録ヘッドによれば、回復ユニット５０のインク吸引ノズル１５によって、気泡保持部１３内からインクを外方に流し出す際に、オリフィス基板４の吐出口３側から気泡保持部１３側に向かう流れと、インクタンク１１側から気泡保持部１３側に向かう流れとがそれぞれ生じ、吐出口３側の異物の除去に加えて、インクタンク１１側流路の異物を除去することも可能にされている。 According to the ink jet recording head of this embodiment, when the ink suction nozzle 15 of the recovery unit 50 causes the ink to flow outward from the bubble holder 13, the bubble holder 13 from the discharge port 3 side of the orifice substrate 4. The flow toward the side and the flow toward the bubble holding unit 13 from the ink tank 11 side are respectively generated, and in addition to the removal of the foreign matter on the ejection port 3 side, the foreign matter in the ink tank 11 side flow path can also be removed. Has been.

また、上述した各実施形態では、気泡保持部１３が、チップタンク１０の流路１２に設けられる構成が採られたが、吐出口３側にインクを供給するための流路に連通されて形成される構成であれば、チッププレート５に形成されてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, a configuration in which the bubble holding unit 13 is provided in the flow path 12 of the chip tank 10 is employed, but is formed in communication with a flow path for supplying ink to the ejection port 3 side. If it is the structure to be performed, it may be formed on the chip plate 5.

最後に、上述した各実施形態のインクジェット記録ヘッド、および回復ユニット５０を備えるインクジェット記録装置について簡単に説明する。 Finally, an ink jet recording apparatus including the ink jet recording head of each embodiment described above and the recovery unit 50 will be briefly described.

本実施形態のインクジェット記録装置は、上述したインクジェット記録ヘッドおよび回復ユニット５０を備え、図示しないが、インクジェット記録ヘッドを記録材に対して主走査方向に移動させるヘッド駆動機構と、インクジェット記録ヘッド側に記録材を主走査方向に直交する副走査方向に搬送する搬送機構と、インクジェット記録ヘッドによって記録された記録材を装置外方に排出する排出機構と、これらインクジェット記録ヘッドおよび各機構を駆動制御する駆動制御部とを備えている。そして、このインクジェット記録装置では、インク記録ヘッドの吐出特性を回復する際に、上述したよう回復ユニット５０によってインクジェット記録ヘッドの内部のインクを循環させて異物を除去する。 The ink jet recording apparatus of the present embodiment includes the ink jet recording head and the recovery unit 50 described above, and although not shown, a head drive mechanism that moves the ink jet recording head in the main scanning direction with respect to the recording material, and the ink jet recording head side. A transport mechanism for transporting the recording material in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, a discharge mechanism for discharging the recording material recorded by the ink jet recording head to the outside of the apparatus, and driving control of these ink jet recording head and each mechanism. And a drive control unit. In this ink jet recording apparatus, when recovering the ejection characteristics of the ink recording head, the recovery unit 50 circulates ink inside the ink jet recording head as described above to remove foreign matter.

なお、本発明に係る記録装置は、例えば紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被記録材に対して記録を行う、例えばプリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた記録装置に適用されて好適である。 The recording apparatus according to the present invention performs recording on a recording material such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, for example, a printer, a copier, a communication system, and the like. The present invention is suitably applied to apparatuses such as a facsimile having a printer, a word processor having a printer unit, and a recording apparatus combined with various processing apparatuses.

また、本発明において、「記録」とは、被記録材に対して、文字や図形等の意味を持つ画像を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付与することも含めて指している。 In the present invention, “recording” includes not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording material but also giving an image having no meaning such as a pattern. Pointing.

第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドを模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an ink jet recording head according to a first embodiment. 第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the inkjet recording head of 1st Embodiment. 気泡保持部近傍を模式的に示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing typically the bubble holding part neighborhood. 流路内のインクが循環される状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state in which the ink in a flow path is circulated. 気泡保持部にゴム栓部材を固定する工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the process of fixing a rubber stopper member to a bubble holding | maintenance part. 気泡保持部内に気泡を再充填する動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the operation | movement which refills a bubble in a bubble holding | maintenance part. 気泡保持部にゴム栓部材を固定する他の工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other process of fixing a rubber stopper member to a bubble holding | maintenance part. 第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the inkjet recording head of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１素子基板
２ヒータ
３吐出口
４オリフィス基板
５チッププレート
１０チップタンク
１１インクタンク
１２流路
１３気泡保持部
１５インク吸引ノズル
１６キャップ部材
１９異物
２６気泡
３５循環路
５０回復ユニット
１００インク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Element substrate 2 Heater 3 Ejection port 4 Orifice substrate 5 Chip plate 10 Chip tank 11 Ink tank 12 Flow path 13 Bubble holding | maintenance part 15 Ink suction nozzle 16 Cap member 19 Foreign material 26 Bubble 35 Circulation path 50 Recovery unit 100 Ink

Claims

液滴を吐出するためのエネルギを発生する吐出エネルギ発生素子が設けられた素子基板と、液滴を吐出する吐出口を有し前記素子基板に接合されるオリフィス基板と、液体タンクから供給された液体を前記素子基板側に供給するための流路の一部を構成する流路構成部材と、前記流路から分岐されて形成された他の流路に設けられ気泡を滞留させる気泡保持部とを備える液体吐出ヘッドにおいて、
前記気泡保持部に、液体循環ユニットの循環路の一端が着脱可能に接続され、前記オリフィス基板の前記吐出口に、前記液体循環ユニットの前記循環路の他端が着脱可能に接続された状態で、前記流路、前記気泡保持部、および前記循環路を液体が循環されることを特徴とする液体吐出ヘッド。 An element substrate provided with an ejection energy generating element for generating energy for ejecting liquid droplets, an orifice substrate having an ejection port for ejecting liquid droplets and bonded to the element substrate, and supplied from a liquid tank A flow path component that forms part of a flow path for supplying liquid to the element substrate side, and a bubble holding section that is provided in another flow path formed by branching from the flow path and retains bubbles. In a liquid ejection head comprising:
One end of the circulation path of the liquid circulation unit is detachably connected to the bubble holding unit, and the other end of the circulation path of the liquid circulation unit is detachably connected to the discharge port of the orifice substrate. A liquid discharge head, wherein a liquid is circulated through the flow path, the bubble holding section, and the circulation path.

前記液体循環ユニットによって、液体が前記オリフィス基板の前記吐出口から前記流路を通って前記気泡保持部に向かって流動する請求項１に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid circulation unit causes the liquid to flow from the discharge port of the orifice substrate through the flow path toward the bubble holding unit.

前記気泡保持部には、前記液体循環ユニットの前記循環路の一端部が挿通されるスリットが形成されたゴム部材が設けられている請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。 3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the bubble holding portion is provided with a rubber member having a slit through which one end of the circulation path of the liquid circulation unit is inserted.

前記液体循環ユニットの前記循環路には、循環させる液体を濾過する濾過手段が設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。 4. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the circulation path of the liquid circulation unit is provided with a filtering unit that filters the liquid to be circulated.

前記液体タンクと前記流路構成部材との間には、前記流路に液体を供給する連通路を開閉可能な弁が設けられている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge according to any one of claims 1 to 4, wherein a valve capable of opening and closing a communication path for supplying a liquid to the flow path is provided between the liquid tank and the flow path constituting member. head.

前記弁は、前記液体循環ユニットによって液体の循環が行われている間、前記連通路を閉じる請求項５に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 5, wherein the valve closes the communication path while liquid is circulated by the liquid circulation unit.

前記ゴム部材を前記気泡保持部内に固定するための固定部材を有し、該固定部材が前記ゴム部材に前記スリットを除く領域で係合されている請求項３に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 3, further comprising: a fixing member for fixing the rubber member in the bubble holding portion, wherein the fixing member is engaged with the rubber member in a region excluding the slit.

前記ゴム部材は、前記気泡保持部内に、前記流路構成部材の一部を溶着することによって固定されている請求項３に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 3, wherein the rubber member is fixed by welding a part of the flow path component member in the bubble holding portion.

前記ゴム部材は、前記気泡保持部に、接着剤によって固定されている請求項３に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 3, wherein the rubber member is fixed to the bubble holding portion with an adhesive.

前記気泡保持部は、前記流路構成部材に設けられている請求項１ないし９のいいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 1, wherein the bubble holding unit is provided in the flow path component member.

前記素子基板を支持する基板支持部材を備え、
前記気泡保持部は、前記基板支持部材に設けられている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。 A substrate support member for supporting the element substrate;
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the bubble holding unit is provided on the substrate support member.

請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体循環ユニットとを備える記録装置。 A liquid discharge head according to any one of claims 1 to 11,
A recording apparatus comprising the liquid circulation unit.

液滴を吐出するためのエネルギを発生する吐出エネルギ発生素子が設けられた素子基板と、液滴を吐出する吐出口を有し前記素子基板に接合されるオリフィス基板と、液体タンクから供給された液体を前記素子基板側に供給するための流路の一部を構成する流路構成部材と、前記流路から分岐されて形成された他の流路に設けられ気泡を滞留させる気泡保持部とを備える液体吐出ヘッドに着脱可能に接続される液体循環ユニットにおいて、
循環路の一端が、前記気泡保持部に着脱可能に接続され、前記循環路の他端が、前記オリフィス基板の前記吐出口に着脱可能に接続された状態で、前記流路、前記気泡保持部、および前記循環路を、液体を循環させることを特徴とする液体循環ユニット。 An element substrate provided with an ejection energy generating element for generating energy for ejecting liquid droplets, an orifice substrate having an ejection port for ejecting liquid droplets and bonded to the element substrate, and supplied from a liquid tank A flow path component that forms part of a flow path for supplying liquid to the element substrate side, and a bubble holding section that is provided in another flow path formed by branching from the flow path and retains bubbles. In a liquid circulation unit detachably connected to a liquid ejection head comprising:
One end of the circulation path is detachably connected to the bubble holder, and the other end of the circulation path is detachably connected to the discharge port of the orifice substrate. And a liquid circulation unit which circulates the liquid in the circulation path.

液滴を吐出するためのエネルギを発生する吐出エネルギ発生素子が設けられた素子基板と、液滴を吐出する吐出口を有し前記素子基板に接合されるオリフィス基板と、液体タンクから供給された液体を前記素子基板側に供給するための流路の一部を構成する流路構成部材と、前記流路から分岐されて形成された他の流路に設けられ気泡を滞留させる気泡保持部とを備える液体吐出ヘッドに対して、液体循環ユニットの循環路の一端を前記気泡保持部に着脱可能に接続し、前記液体循環ユニットの前記循環路の他端を前記オリフィス基板の前記吐出口に着脱可能に接続した状態で、前記流路、前記気泡保持部、および前記循環路を、液体を循環させることによって内部の異物を除去する異物除去方法。 An element substrate provided with an ejection energy generating element for generating energy for ejecting liquid droplets, an orifice substrate having an ejection port for ejecting liquid droplets and bonded to the element substrate, and supplied from a liquid tank A flow path component that forms part of a flow path for supplying liquid to the element substrate side, and a bubble holding section that is provided in another flow path formed by branching from the flow path and retains bubbles. One end of the circulation path of the liquid circulation unit is detachably connected to the bubble holding unit, and the other end of the circulation path of the liquid circulation unit is attached to and detached from the discharge port of the orifice substrate. A foreign matter removing method for removing foreign matter inside by circulating a liquid through the flow path, the bubble holding section, and the circulation path in a state where they are connected as possible.