JP2011230337A

JP2011230337A - Liquid storing tank, liquid ejection head unit and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2011230337A
Application number: JP2010101569A
Authority: JP
Inventors: Naoto Osako; 直人大迫
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: JP5440361B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a head tank capable of discharging bubbles while restraining a backflow of a liquid which has not passed through a filter into a head.SOLUTION: A tank case 221 includes: a storage part 223 divided into an upstream chamber 223A and a downstream chamber 223B by a filter 224; a supply path 226 for supplying ink from the downstream chamber 223B to the head 201; and a discharge path 228 for discharging ink discharged from the head 201 to the outside. The tank case also includes a communication path 232 for making the upstream chamber 223A communicate with the discharge path 228 where fluid resistance at an outlet in the communication path 232 is higher than that of the filter 224, and the discharge path 228 has a check valve 262.

Description

本発明は液体収容タンク、液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a liquid storage tank, a liquid discharge head unit, and an image forming apparatus.

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液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からな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。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. As an apparatus, an ink jet recording apparatus or the like is known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected onto a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). And a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head There are line type image forming apparatuses using

なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。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３次元的に造形して形成された像も含まれる。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. In addition, the “image” is not limited to a planar one, but includes an image given to a three-dimensionally formed image, and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.

このような、画像形成装置として用いられるインクジェット記録装置におけるインク供給方式として、記録ヘッド側にサブタンク（バッファタンク、ヘッドタンクなども同義とする。）を、装置本体側にメインタンクを配置して、メインタンクからサブタンクにインクを補充供給し、サブタンクから記録ヘッドにインクを供給する方式が知られている。 As an ink supply method in such an ink jet recording apparatus used as an image forming apparatus, a sub tank (also synonymous with a buffer tank, a head tank, etc.) is disposed on the recording head side, and a main tank is disposed on the apparatus main body side. A system is known in which ink is replenished and supplied from the main tank to the sub tank, and ink is supplied from the sub tank to the recording head.

このようなインク供給方式において、メインタンクからサブタンクへ供給チューブを介してインクを供給し、更にサブタンク内にはインク内の不純物を濾過するフィルタを設けるものがある。 In such an ink supply system, there is a type in which ink is supplied from a main tank to a sub tank via a supply tube, and a filter for filtering impurities in the ink is further provided in the sub tank.

なお、液体収容タンクに対する液体の逆流防止などに関しては、例えば特許文献１ないし３に記載されているようなものがある。 In addition, there exists a thing as described in patent document 1 thru | or 3 regarding the backflow prevention of the liquid with respect to a liquid storage tank etc., for example.

特開２００５−１９９４４８号公報JP 2005-199448 A 特開２００３−５３９８５号公報JP 2003-53985 A 特許３４７８１１６号公報Japanese Patent No. 3478116

上述したように液体収容タンク内にフィルタを配設した場合、フィルタの構造が、例えば、密度が不均一なメッシュ状構造であると、ヘッド及びタンクに初めてインク（液体）を充填（初期充填）するとき、フィルタがインクで濡れてしまうと空気が透過しなくなる現象が生じる。そのため、タンク内にインクを初期充填するとき、フィルタがインクで濡れることによって空気（気泡）を透過しなくなり、インクを収容する収容部のフィルタより上流側に気泡が滞留するという課題を生じる。なお、初期充填には、空のヘッドやタンクにインクを充填する場合だけでなく、洗浄液や充填液が予め充填されており、これをインクに置換する場合も含まれる。 When the filter is disposed in the liquid storage tank as described above, if the filter structure is, for example, a mesh-like structure with non-uniform density, the head and tank are filled with ink (liquid) for the first time (initial filling). When the filter is wet with ink, a phenomenon occurs in which air does not permeate. For this reason, when ink is initially filled in the tank, there is a problem that air (bubbles) does not permeate due to the filter getting wet with ink, and bubbles remain on the upstream side of the filter of the storage portion for storing ink. The initial filling includes not only the case where the empty head or tank is filled with ink, but also the case where the cleaning liquid or filling liquid is filled in advance and this is replaced with ink.

そこで、フィルタで仕切られた収容部内の上流側に滞留する気泡を抜く排気経路を設け、この排気経路をヘッドからのインクの排出経路に連通させて、初期充填時には排気経路を通じて空気（気泡）を抜くことが考えられるが、このとき、フィルタを通過していないインクがヘッド側に逆流するおそれが生じる。 In view of this, an exhaust path for removing air bubbles staying upstream in the storage section partitioned by the filter is provided, and this exhaust path is communicated with an ink discharge path from the head so that air (bubbles) is passed through the exhaust path during initial filling. It is conceivable to remove the ink, but at this time, the ink that has not passed through the filter may flow backward to the head side.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドタンクのフィルタを通過していない液体のヘッドへの逆流を抑えつつヘッドタンクから気泡を排出できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable air bubbles to be discharged from the head tank while suppressing the backflow of liquid that has not passed through the filter of the head tank to the head.

上記の課題を解決するために、本発明に係る液体収容タンクは、
液滴を吐出するヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクであって、
タンク本体には、前記ヘッドに供給する液体を収容する、フィルタによって上流室と下流室に分けられた収容部と、前記収容部の下流室から液体を前記ヘッドの供給口部に供給する供給経路と、前記ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、
前記収容部の上流室と前記排出経路とを連通する連通経路を有し、
前記連通経路の少なくとも一部分の流体抵抗は前記フィルタの流体抵抗よりも大きく、
前記排出経路には、前記連通経路が開口する部分よりも液体排出方向上流側に、前記ヘッドの排出口部側に向かう方向の液体の流れを阻止する逆流防止手段が設けられている
構成とした。 In order to solve the above problems, the liquid storage tank according to the present invention is:
A liquid storage tank for storing liquid to be supplied to a head for discharging droplets,
The tank main body contains liquid to be supplied to the head, and is divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter, and a supply path for supplying liquid from the downstream chamber to the supply port of the head And a discharge path for discharging the liquid discharged from the discharge port portion of the head to the outside,
A communication path that communicates the upstream chamber of the housing portion and the discharge path;
The fluid resistance of at least a portion of the communication path is greater than the fluid resistance of the filter;
The discharge path is provided with a backflow prevention means for blocking the flow of liquid in the direction toward the discharge port portion of the head, on the upstream side in the liquid discharge direction from the portion where the communication path opens. .

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、液滴を吐出するヘッドと前記ヘッドに供給する液体を収容する本発明に係る液体収容タンクを一体化したものである。 The liquid discharge head unit according to the present invention is a unit in which a head for discharging liquid droplets and a liquid storage tank according to the present invention for storing liquid supplied to the head are integrated.

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体収容タンク又は本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えているものである。 The image forming apparatus according to the present invention includes the liquid storage tank according to the present invention or the liquid discharge head unit according to the present invention.

本発明に係る液体収容タンクによれば、収容部の上流室と排出経路とを連通する連通経路を有し、連通経路の少なくとも一部分の流体抵抗はフィルタの流体抵抗よりも大きく、排出経路には、連通経路が開口する部分よりも液体排出方向上流側に、ヘッドの排出口部側に向かう方向の液体の流れを阻止する逆流防止手段が設けられている構成としたので、ヘッドタンクのフィルタを通過していない液体のヘッドへの逆流を抑えつつヘッドタンクから気泡を排出できる。 The liquid storage tank according to the present invention has a communication path that connects the upstream chamber of the storage portion and the discharge path, and the fluid resistance of at least a part of the communication path is greater than the fluid resistance of the filter, Since the backflow prevention means for preventing the flow of the liquid in the direction toward the discharge port portion of the head is provided on the upstream side of the liquid discharge direction from the portion where the communication path opens, the head tank filter is provided. Bubbles can be discharged from the head tank while suppressing backflow of liquid that has not passed through the head.

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、ヘッドと本発明に係る液体収容タンクを一体化しているので、ヘッドタンクのフィルタを通過していない液体のヘッドへの逆流を抑えつつヘッドタンクから気泡を排出でき、安定した滴吐出を行なうことができる。 Since the liquid discharge head unit according to the present invention integrates the head and the liquid storage tank according to the present invention, air bubbles are discharged from the head tank while suppressing the backflow of liquid that has not passed through the filter of the head tank to the head. And stable droplet discharge can be performed.

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体収容タンク又は本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えているので、安定した滴吐出を行なって高画質画像を形成できる。 According to the image forming apparatus of the present invention, since the liquid storage tank according to the present invention or the liquid discharge head unit according to the present invention is provided, a high quality image can be formed by performing stable droplet discharge.

本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成を説明する正面概略説明図である。1 is a schematic front view illustrating the overall configuration of an example of an image forming apparatus according to the present invention. 同じく要部平面説明図である。Similarly it is principal part plane explanatory drawing. 同装置のインク供給系の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the ink supply system of the apparatus. 同じく側面説明図である。It is a side explanatory view similarly. （ａ）は本発明の第１実施形態に係るヘッドユニットの説明に供する模式的断面説明図、（ｂ）は同ヘッドユニットの一部側断面説明図である。(A) is typical sectional explanatory drawing used for description of the head unit which concerns on 1st Embodiment of this invention, (b) is a partial sectional explanatory view of the head unit. 同ヘッドユニットに対するインク初期充填時の作用説明に供する図５と同様な説明図である。It is explanatory drawing similar to FIG. 5 with which it uses for description of the effect | action at the time of the ink initial filling with respect to the head unit. 同じく図６に続く状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state similarly following FIG. 同じく図７に続く状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state similarly following FIG. 同じく図８に続く状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state similarly following FIG. 同じく図９に続く状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state similarly following FIG. 同じく図１０に続く状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state similarly following FIG. 同ヘッドユニットの通常の使用状態の説明図である。It is explanatory drawing of the normal use condition of the head unit. 本発明の第２実施形態に係る液体収容タンクであるヘッドタンクの説明に供する模式的断面説明図である。It is typical sectional explanatory drawing with which it uses for description of the head tank which is a liquid storage tank which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る液体収容タンクであるヘッドタンクの説明に供する模式的断面説明図である。It is typical sectional explanatory drawing with which it uses for description of the head tank which is a liquid storage tank which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液体収容タンクを一体化した液体吐出ヘッドユニットを備える画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する概略構成図、図２は同装置の模式的平面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an example of an image forming apparatus including a liquid discharge head unit integrated with a liquid storage tank according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of the image forming apparatus, and FIG. 2 is a schematic plan explanatory diagram of the apparatus.

この画像形成装置はライン型画像形成装置であり、装置本体１と、用紙Ｐを積載し給紙する給紙トレイ２と、印刷された用紙Ｐを排紙積載する排紙トレイ３と、用紙Ｐを給紙トレイ２から排紙トレイ３まで搬送する搬送ユニット４と、搬送ユニット４によって搬送される用紙Ｐに液滴を吐出し印字する記録ヘッドを構成するヘッドモジュール５１を含む画像形成ユニット５と、印刷終了後又は所要のタイミングで画像形成ユニット５の各記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構であるヘッドクリーニング装置６と、ヘッドクリーニング装置６を開閉する搬送ガイド部７と、画像形成ユニット５のヘッドモジュール５１にインクを供給するサブタンクで構成されるインクタンクユニット８と、インクタンクユニット８にインクを供給するメインタンクユニット９とを備えている。 This image forming apparatus is a line type image forming apparatus, and includes an apparatus main body 1, a paper feed tray 2 on which paper P is stacked and fed, a paper discharge tray 3 on which printed paper P is discharged and stacked, and paper P An image forming unit 5 that includes a head module 51 that constitutes a recording head that discharges and prints droplets on a sheet P that is transported by the transport unit 4. The head cleaning device 6 that is a maintenance / recovery mechanism that performs maintenance / recovery of each recording head of the image forming unit 5 after printing is completed or at a required timing, a conveyance guide portion 7 that opens and closes the head cleaning device 6, and the image forming unit 5 An ink tank unit 8 composed of sub-tanks that supply ink to the head module 51, and a main tank that supplies ink to the ink tank unit 8. And a tank unit 9.

装置本体１は、図示しない前後側板及びステーなどで構成されており、給紙トレイ２上に積載されている用紙Ｐは、分離ローラ２１及び給紙ローラ２２によって１枚ずつ搬送ユニット４に給紙される。 The apparatus main body 1 includes front and rear side plates and stays (not shown), and the sheets P stacked on the sheet feed tray 2 are fed one by one to the transport unit 4 by the separation roller 21 and the sheet feed roller 22. Is done.

搬送ユニット４は、搬送駆動ローラ４１Ａと搬送従動ローラ４１Ｂと、これらのローラ４１Ａ、４１Ｂ間に掛け回された無端状の搬送ベルト４３とを備えている。この搬送ベルト４３の表面には複数の図示しない吸引孔が形成されており、搬送ベルト４３の下部には用紙Ｐを吸引する吸引ファン４４が配置されている。また、搬送駆動ローラ４１Ａ、搬送従動ローラ４１Ｂ上部には、それぞれ搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂが図示しないガイドに保持されて、自重にてベルト４３に当接している。 The transport unit 4 includes a transport driving roller 41A, a transport driven roller 41B, and an endless transport belt 43 wound around these rollers 41A and 41B. A plurality of suction holes (not shown) are formed on the surface of the transport belt 43, and a suction fan 44 that sucks the paper P is disposed below the transport belt 43. Further, conveyance guide rollers 42A and 42B are respectively held on guides (not shown) on the conveyance driving roller 41A and conveyance driven roller 41B and are in contact with the belt 43 by their own weight.

搬送ベルト４３は、搬送駆動ローラ４１Ａが図示しないモータにより回転されることで周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト４３上に吸引ファン４４により吸い付けられ、搬送ベルト４３の周回移動によって搬送される。なお、搬送従動ローラ４１Ｂ、搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂは搬送ベルト４３に従動して回転する。また、搬送ベルト４３の下側には空吐出で搬送ベルト４３に付着した空吐出滴を除去する空吐出クリーニング装置４５が配置されている。 The conveyance belt 43 rotates around when the conveyance driving roller 41A is rotated by a motor (not shown), and the paper P is sucked onto the conveyance belt 43 by the suction fan 44 and is conveyed by the rotation movement of the conveyance belt 43. The transport driven roller 41 B and the transport guide rollers 42 A and 42 B rotate following the transport belt 43. Further, an empty discharge cleaning device 45 that removes empty discharge droplets attached to the conveyor belt 43 by empty discharge is disposed below the transfer belt 43.

搬送ユニット４の上部には用紙Ｐに印字する液滴を吐出する複数のヘッドモジュール５１で構成される画像形成ユニット５が矢示Ａ方向（及び逆方向）に移動可能に配置されている。この画像形成ユニット５は、維持回復動作時（クリーニング時）にはクリーニング装置６上方まで移動され、画像形成時には図１の位置に戻される。 An image forming unit 5 composed of a plurality of head modules 51 for discharging droplets to be printed on the paper P is disposed above the transport unit 4 so as to be movable in the arrow A direction (and the reverse direction). The image forming unit 5 is moved to above the cleaning device 6 during the maintenance and recovery operation (during cleaning), and is returned to the position shown in FIG. 1 during image formation.

画像形成ユニット５は、液滴を吐出するヘッド及び液体収容タンクであるヘッドタンクを一体化した本発明に係る液体吐出ヘッドユニット（以下「ヘッドユニット」という。）１０１を一列に配列したヘッドモジュール（記録ヘッドユニット）５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄが、用紙搬送方向に沿って並べてラインベース部材５２に取付けられて配置されている。 The image forming unit 5 is a head module in which liquid discharge head units (hereinafter referred to as “head units”) 101 according to the present invention in which a head for discharging droplets and a head tank which is a liquid storage tank are integrated are arranged in a line. Recording head units) 51A, 51B, 51C, and 51D are arranged along the sheet conveyance direction and attached to the line base member 52.

ここでは、ヘッドモジュール５１Ａ、５１Ｂの２つのノズル列の一方でイエロー（Ｙ）の液滴を、他方でマゼンタ（Ｍ）の液滴を吐出し、また、ヘッドモジュール５１Ｃ、５１Ｄの２つのノズル列の一方でシアン（Ｃ）の液滴を、他方でブラック（Ｋ）の液滴を吐出する。つまり、この画像形成ユニット５は、同じ色の液滴を吐出する２つのヘッドモジュール５１が用紙搬送方向に並べて配置され、２つのヘッドモジュール５１で用紙幅相当の１列分のノズル列が構成されている構成としている。 Here, one of the two nozzle rows of the head modules 51A and 51B ejects yellow (Y) droplets and the other of the magenta (M) droplets, and the two nozzle rows of the head modules 51C and 51D. On the other hand, cyan (C) droplets are discharged, and on the other hand, black (K) droplets are discharged. That is, in the image forming unit 5, two head modules 51 that discharge droplets of the same color are arranged side by side in the paper transport direction, and the two head modules 51 form a nozzle row corresponding to the paper width. It has a configuration.

そして、ヘッドモジュール５１の上側にはインクをそれぞれのヘッドユニット１０１に供給する分配タンク（供給部材）５４がヘッドモジュール５１ごとに配列され、分配タンク５４とヘッドユニット１０１とはチューブ５５にて接続されている。分配タンク５４の上流側にはサブタンク８１が配置されて供給チューブ８２を介して接続されている。サブタンク８１には上流側には、インクを貯蔵するメインタンク９１が配置され、メインタンク９１とサブタンク８１とは供給チューブ９２による供給経路にて接続されている。 A distribution tank (supply member) 54 that supplies ink to each head unit 101 is arranged for each head module 51 above the head module 51, and the distribution tank 54 and the head unit 101 are connected by a tube 55. ing. A sub tank 81 is disposed upstream of the distribution tank 54 and connected via a supply tube 82. A main tank 91 for storing ink is disposed on the upstream side of the sub tank 81, and the main tank 91 and the sub tank 81 are connected by a supply path by a supply tube 92.

搬送ユニット４の下流側には用紙Ｐを排紙トレイ３に排紙する搬送ガイド部７が設けられている。搬送ガイド部７にて案内されて搬送される用紙Ｐは排紙トレイ３に排紙される。排紙トレイ３は、用紙Ｐの幅方向を規制する対のサイドフェンス３１と用紙Ｐの先端を規制するエンドフェンス３２を備えている。 On the downstream side of the transport unit 4, a transport guide portion 7 that discharges the paper P to the paper discharge tray 3 is provided. The paper P guided and conveyed by the conveyance guide unit 7 is discharged to the paper discharge tray 3. The paper discharge tray 3 includes a pair of side fences 31 that regulate the width direction of the paper P and an end fence 32 that regulates the front end of the paper P.

維持回復機構（ヘッドクリーニング装置）６は、画像形成ユニット５の各ヘッドモジュール５１に対応して、４列分のクリーニング手段６１Ａ〜６１Ｄが配置され、１つのクリーニング手段６１は、ヘッドモジュール５１の各ヘッド１０１に対応してノズル面をキャッピングするキャップ部材６２及びノズル面を払拭するワイピング部材（ワイパ部材）６４などで構成されている。なお、各クリーニング手段６１のキャップ部材６２は各列毎に独立して上下動させることができる構成としている。さらに、クリーニング手段６１の下方には、キャップ部材６２でヘッドユニット１０１のノズル面をキャッピングした状態でノズルからインクを吸引するための吸引手段である吸引ポンプ６３Ａ〜６３Ｄが配置されている。 The maintenance / recovery mechanism (head cleaning device) 6 includes four rows of cleaning units 61 A to 61 D corresponding to each head module 51 of the image forming unit 5, and one cleaning unit 61 corresponds to each head module 51. A cap member 62 for capping the nozzle surface corresponding to the head 101 and a wiping member (wiper member) 64 for wiping the nozzle surface are formed. The cap member 62 of each cleaning means 61 can be moved up and down independently for each row. Further, below the cleaning unit 61, suction pumps 63 A to 63 D that are suction units for sucking ink from the nozzles with the cap member 62 capping the nozzle surface of the head unit 101 are arranged.

また、この画像形成装置においては、印刷終了後、液滴を吐出するヘッドモジュール５１の各ヘッドユニット１０１のノズル面をクリーニング手段６１でキャッピングした状態でノズルからインクを吸引する場合、あるいは、ヘッドモジュール５１の各ヘッドユニット１０１のノズル面に付着したインクをワイピング部材で清掃する場合は、図１にも示すように、印刷停止後、搬送ユニット４全体が搬送従動ローラ４１Ｂを支点に矢印Ｂ方向に回動し、画像形成ユニット５との間の空間を画像形成時よりも大きくすることで、画像形成ユニット５の移動スペースを確保するようにしている。このとき、ヘッドクリーニング装置６上部に配置されている搬送ガイド部７の搬送ガイド板７１も支点７２にて矢印Ｃ方向上方に回動され、ヘッドクリーニング装置６の上方が開放される。 In this image forming apparatus, after the printing is finished, the ink is sucked from the nozzles while the nozzle surface of each head unit 101 of the head module 51 that discharges droplets is capped by the cleaning unit 61, or the head module When the ink adhering to the nozzle surface of each head unit 101 is cleaned with a wiping member, as shown in FIG. 1, after the printing is stopped, the entire transport unit 4 is moved in the direction of arrow B with the transport driven roller 41B as a fulcrum. By rotating and making the space between the image forming unit 5 larger than that at the time of image formation, a space for moving the image forming unit 5 is secured. At this time, the conveyance guide plate 71 of the conveyance guide portion 7 disposed on the upper portion of the head cleaning device 6 is also rotated upward in the direction of arrow C at the fulcrum 72, and the upper portion of the head cleaning device 6 is opened.

そして、搬送ユニット４と搬送ガイド部７がそれぞれ解放（解除）された後に、画像形成ユニット５が用紙通紙方向（矢示Ａ方向）に移動し、ヘッドクリーニング装置６上方で停止され、クリーニング手段６１が上昇して各ヘッドモジュール５１のクリーニング動作（維持回復動作）に移行する。 Then, after the transport unit 4 and the transport guide portion 7 are released (released), the image forming unit 5 moves in the paper passing direction (arrow A direction), is stopped above the head cleaning device 6, and is cleaned. 61 rises and shifts to the cleaning operation (maintenance recovery operation) of each head module 51.

次に、この画像形成装置のヘッドモジュールを含むインク供給系の詳細について図３及び図４を参照して説明する。
サブタンク８１とヘッドモジュール５１の分配タンク５４とは供給チューブ８２を介して接続され、サブタンク８１とヘッドユニット１０１のノズル面との水頭差によって、ヘッドユニット１０１のノズルのメニスカスを保持するのに適切な負圧を発生させている。ヘッドユニット１０１は、後述するように液滴を吐出するヘッド２０１と、ヘッド２０１にインクを供給するヘッドタンク２０２とで構成されている。 Next, details of the ink supply system including the head module of the image forming apparatus will be described with reference to FIGS.
The sub tank 81 and the distribution tank 54 of the head module 51 are connected via a supply tube 82, and are suitable for holding the meniscus of the nozzle of the head unit 101 due to the water head difference between the sub tank 81 and the nozzle surface of the head unit 101. Negative pressure is generated. As will be described later, the head unit 101 includes a head 201 that ejects droplets and a head tank 202 that supplies ink to the head 201.

このサブタンク８１は、パック式のサブタンクで構成している。すなわち、サブタンク８１はインクを収容する可とう性を有するパック８３を密閉ケース８４内に収納してなる。パック式サブタンクは、インクと大気を直接触れさせないようにして、インクの水分蒸発による粘度上昇を防ぎ、また、インク中の溶存酸素量を一定に保ち、ヘッドユニット１０１内に気泡が溜まるのを防ぐことができる。 The sub tank 81 is a pack-type sub tank. That is, the sub tank 81 is configured by storing a flexible pack 83 for storing ink in a sealed case 84. The pack-type sub-tank prevents ink from directly contacting the atmosphere to prevent the ink from increasing in viscosity due to water evaporation, and also maintains a constant amount of dissolved oxygen in the ink to prevent bubbles from accumulating in the head unit 101. be able to.

このサブタンク８１には、パック８３とケース８４との間を加圧する加圧ポンプ８５と、大気開放用の電磁弁８８（Ｖ）と圧力センサ８９（Ｓ）がチューブなどを介して接続されている。放置後の印刷前に行うメンテナンス動作の時には、加圧ポンプ８５でサブタンク８１のケース８４内を加圧して、インクをヘッドユニット１０１のヘッドタンク２０１に送り、ヘッド２０１のノズルからインクを吐出させてメンテナンスを行うことになる。なお、このメンテナンス動作は画像形成ユニット５がクリーニング装置６の上部に移動してから行われることになる。 A pressurizing pump 85 that pressurizes between the pack 83 and the case 84, an electromagnetic valve 88 (V) for releasing air, and a pressure sensor 89 (S) are connected to the sub tank 81 via a tube or the like. . At the time of the maintenance operation performed before printing after being left, the inside of the case 84 of the sub tank 81 is pressurized by the pressure pump 85, the ink is sent to the head tank 201 of the head unit 101, and the ink is ejected from the nozzles of the head 201. Maintenance will be performed. This maintenance operation is performed after the image forming unit 5 moves to the upper part of the cleaning device 6.

サブタンク８１の上流側にはインクを貯蔵するメインタンク９１が配置され、メインタンク９１とサブタンク８１とは供給チューブ９２による供給経路にて接続され、供給径路内には電磁弁９３が設けられ、この電磁弁９３を開閉制御して、メインタンク９１からサブタンク８１へのインク供給を制御する。 A main tank 91 for storing ink is disposed on the upstream side of the sub tank 81. The main tank 91 and the sub tank 81 are connected by a supply path by a supply tube 92, and an electromagnetic valve 93 is provided in the supply path. The ink supply from the main tank 91 to the sub tank 81 is controlled by opening / closing the electromagnetic valve 93.

分配タンク５４上部には図示しない廃液タンクに通じるエアー排出経路を形成するチューブ１５５と、エアー排出経路５５を開閉する電磁弁１５６が設けられている。分配タンク５４に初期充填するときのエアー抜き、分配タンク５４内にエアーが溜まってきたときのエアー抜きを行うときには、電磁弁１５６を開いてエアーを排出する。なお、エアーを抜き易くするため分配タンク５４の内部の共通流路の天面には傾斜が設けられている。 A tube 155 that forms an air discharge path leading to a waste liquid tank (not shown) and an electromagnetic valve 156 that opens and closes the air discharge path 55 are provided above the distribution tank 54. When the air is discharged when the distribution tank 54 is initially filled and when the air is accumulated in the distribution tank 54, the electromagnetic valve 156 is opened to discharge the air. In addition, in order to make it easy to remove air, the top surface of the common flow path inside the distribution tank 54 is provided with an inclination.

また、各ヘッドユニット１０１のヘッドタンク２０１には分配タンク５４との間にインク供給用の供給チューブ５５が接続されている。また、各ヘッドユニット１０１のヘッドタンク２０１にはインク排出用の排出チューブ５６が接続され、各排出チューブ５６は循環経路５７で１つにまとめられて、循環ポンプ５８を介して分配タンク５４に接続されている。 Further, a supply tube 55 for supplying ink is connected between the head tank 201 of each head unit 101 and the distribution tank 54. Further, a discharge tube 56 for discharging ink is connected to the head tank 201 of each head unit 101, and each discharge tube 56 is integrated into one by a circulation path 57 and connected to the distribution tank 54 via a circulation pump 58. Has been.

なお、分配タンク５４とヘッドユニット１０１のヘッドタンク２０２とをつなぐ供給チューブ５５及び排出チューブ５６はそれぞれジョイント部材１１０で接続及ぶ分離できる構成としている。これにより、ヘッドユニット１０１を交換するときには、ジョイント部材１１０から供給流路及び排出流路を切り離して、ヘッドユニット１０１を新品のヘッドユニット１０１と交換する。ジョイント部材１１０を介在させることで、流路内にインクが入った状態においてもヘッドユニット１０１の交換を行なうことができる。 The supply tube 55 and the discharge tube 56 that connect the distribution tank 54 and the head tank 202 of the head unit 101 are configured to be connected and separated by the joint member 110, respectively. Thus, when the head unit 101 is replaced, the supply channel and the discharge channel are separated from the joint member 110, and the head unit 101 is replaced with a new head unit 101. By interposing the joint member 110, the head unit 101 can be replaced even in a state where ink is contained in the flow path.

次に、本発明の第１実施形態に係るヘッドユニットの詳細について図５を参照して説明する。なお、図５（ａ）は同ヘッドユニットの模式的断面説明図、（ｂ）は同ヘッドユニットの一部側断面説明図である。 Next, details of the head unit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5A is a schematic cross-sectional explanatory view of the head unit, and FIG. 5B is a partial cross-sectional explanatory view of the head unit.

ヘッドユニット１０１は、液滴を吐出するヘッド２０１と、ヘッド２０１に供給するインクを収容するヘッドタンク２０２とを一体的に備えている。 The head unit 101 is integrally provided with a head 201 that discharges droplets and a head tank 202 that stores ink to be supplied to the head 201.

ここで、ヘッド２０１は、液滴を吐出する複数のノズル２１１と、各ノズル２１１が連通する液室２１２と、各液室２１２にインクを供給する共通液室（共通流路）２１３と、共通液室２１３にインクを供給する（導入する）供給口部（インク供給ポート）２１４と、共通液室２１３からインクを排出する排出口部（インク排出ポート）２１５などを備えている。 Here, the head 201 is common to a plurality of nozzles 211 that discharge droplets, a liquid chamber 212 that communicates with each nozzle 211, and a common liquid chamber (common flow path) 213 that supplies ink to each liquid chamber 212. A supply port (ink supply port) 214 that supplies (introduces) ink to the liquid chamber 213 and a discharge port (ink discharge port) 215 that discharges ink from the common liquid chamber 213 are provided.

ヘッドタンク２０２は、タンクケース（タンク本体）２２１の内部にインクを収容するインク収容部２２３が形成され、収容部２２３内にはインク中の不純物等を除去するフィルタ２２４が配設されて、収容部２２３はフィルタ上流室２２３Ａとフィルタ下流室２２３Ｂとに分けられている。なお、タンクケース（タンク本体）２２１は、例えば一面（上流室側など）が開口された部材で形成され、当該開口を可撓性部材としての可撓性フィルムで封止して収容部２２３が形成されている。 The head tank 202 is provided with an ink storage portion 223 for storing ink inside a tank case (tank body) 221, and a filter 224 for removing impurities and the like in the ink is provided in the storage portion 223 for storage. The part 223 is divided into a filter upstream chamber 223A and a filter downstream chamber 223B. The tank case (tank main body) 221 is formed of, for example, a member whose one surface (upstream chamber side or the like) is opened, and the opening 223 is sealed with a flexible film as a flexible member so that the accommodating portion 223 is formed. Is formed.

そして、収容部２２３の上流室２２３Ａはインク供給チューブ５５と接続するインク供給ポート２２５に連通し、下流室２２３Ｂはヘッド２０１の供給口部２１４に通じるインク供給流路２２６に連通している。 The upstream chamber 223A of the storage unit 223 communicates with the ink supply port 225 connected to the ink supply tube 55, and the downstream chamber 223B communicates with the ink supply channel 226 that communicates with the supply port 214 of the head 201.

また、タンクケース２２１内にはヘッド２０１の排出口部２１５に連通して排出口部２１５から排出されるインクを排出する排出経路２２８が設けられ、排出経路２２８はインク排出チューブ５６が接続されるインク排出ポート２２９に連通している。 Further, in the tank case 221, there is provided a discharge path 228 that communicates with the discharge port portion 215 of the head 201 and discharges ink discharged from the discharge port portion 215, and the ink discharge tube 56 is connected to the discharge path 228. The ink discharge port 229 communicates.

そして、タンクケース２２１内には上流室２２３Ａと排出経路２２８とを連通する連通経路となる連通路２３２が設けられている。ここで、フィルタ２２４はインク供給方向に沿う方向（縦置き）に配置して、収容部２２３を上流室２２３Ａと下流室２２３Ｂが水平方向に並ぶ形状とし、上流室２２３Ａの天面側に連通路２３２の入口部（上流室側開口部）２３２ａを設けている。 In the tank case 221, a communication path 232 serving as a communication path that connects the upstream chamber 223A and the discharge path 228 is provided. Here, the filter 224 is arranged in a direction (vertically placed) along the ink supply direction, and the accommodating portion 223 is formed so that the upstream chamber 223A and the downstream chamber 223B are aligned in the horizontal direction, and the communication path is formed on the top surface side of the upstream chamber 223A. An inlet portion (upstream chamber side opening portion) 232a of 232 is provided.

また、連通路２３２は、排出経路２２８に開口する部分（出口部分）２３２ｂの流体抵抗をフィルタ２２４の流体抵抗よりも大きくしている。 Further, the communication path 232 makes the fluid resistance of the portion (exit portion) 232 b that opens to the discharge path 228 larger than the fluid resistance of the filter 224.

さらに、排出経路２２８内には、連通路２３２の排出経路２２８側開口部（出口部）２３２ｂよりも排出方向上流側に、ヘッド２０１の排出口部２１５側に向かう方向の液体（インク）の流れを阻止する逆流防止手段としての逆止弁２６２を設けている。逆止弁２６２は、弁体２６３と押圧部材２６４とで構成している。 Further, in the discharge path 228, the flow of liquid (ink) in the direction toward the discharge port 215 side of the head 201, upstream of the discharge path 228 side opening (exit part) 232 b of the communication path 232 in the discharge direction. A check valve 262 is provided as a backflow prevention means for preventing the above. The check valve 262 includes a valve body 263 and a pressing member 264.

このように構成した液体吐出ヘッドユニットに対するインク初期充填時の作用について図６ないし図９を参照して説明する。なお、図中の実線矢印はインクの流れを、破線矢印は空気の流れを示している。
まず、図６に示すように、ヘッドタンク２０２にインク３００の初期充填が開始されることで、上流室２２３Ａ内が徐々にインクで満たされる。このとき、インク３００が充填されるに従って上流室２２３Ａ内の空気は連通路２３２から排出経路２２８を通じてインク排出ポート２２９から排出され、上流室２２３Ａ内の空気は漸次インク３００に置換される。 The operation at the time of initial ink filling for the liquid discharge head unit configured as described above will be described with reference to FIGS. In the figure, solid arrows indicate ink flow, and broken arrows indicate air flow.
First, as shown in FIG. 6, when the initial filling of the ink 300 into the head tank 202 is started, the upstream chamber 223A is gradually filled with ink. At this time, as the ink 300 is filled, the air in the upstream chamber 223A is discharged from the ink discharge port 229 from the communication path 232 through the discharge path 228, and the air in the upstream chamber 223A is gradually replaced with the ink 300.

そして、図７に示すように、上流室２２３Ａ内がインク３００で満たされ、上流室２２３Ａ内の空気がインク３００に置換され、更にインク３００が供給されることで、図８に示すように、インク３００が連通路２３２内に侵入するが、連通路２３２の出口部分２３２ｂの流体抵抗がフィルタ２２４の流体抵抗よりも大きいので、図９に示すように、インク３００はフィルタ２２４を通過して下流室２２３Ｂ側に流入する。 Then, as shown in FIG. 7, the upstream chamber 223A is filled with the ink 300, the air in the upstream chamber 223A is replaced with the ink 300, and the ink 300 is further supplied, as shown in FIG. Although the ink 300 enters the communication path 232, the fluid resistance of the outlet portion 232b of the communication path 232 is larger than the fluid resistance of the filter 224, so that the ink 300 passes through the filter 224 and is downstream as shown in FIG. It flows into the chamber 223B side.

この状態からヘッドタンク２０２に更にインクが供給されると、図１０に示すように、供給経路２２６を通じてヘッド２０１の共通液室２１３などにインクが充填され、ヘッドタンク２０２の排出経路２２８に至り、図１１に示すようにインク排出ポート２２９から排出されて、インクの初期充填が完了する。 When further ink is supplied from this state to the head tank 202, as shown in FIG. 10, the ink is filled into the common liquid chamber 213 of the head 201 through the supply path 226, and reaches the discharge path 228 of the head tank 202. As shown in FIG. 11, the ink is discharged from the ink discharge port 229, and the initial ink filling is completed.

ヘッドユニット１０１へのインク充填完了後の使用状態では、図１２に示すように、逆止弁２６２がヘッド２０１側へのインクの逆流を阻止するので、フィルタ２２４を通過していない上流室２２３Ａ側のインクがヘッド２０１に侵入することが防止される。 In the use state after the ink filling to the head unit 101 is completed, as shown in FIG. 12, the check valve 262 prevents the back flow of ink to the head 201 side, so that the upstream chamber 223A side not passing through the filter 224 Ink is prevented from entering the head 201.

このように、液体収容タンクを、収容部の上流室と排出経路とを連通する連通経路を有し、連通経路の少なくとも一部分の流体抵抗はフィルタの流体抵抗よりも大きく、排出経路には、連通経路が開口する部分よりも液体排出方向上流側に、ヘッドの排出口部側に向かう方向の液体の流れを阻止する逆流防止手段が設けられている構成とすることで、ヘッドタンクのフィルタを通過していない液体のヘッドへの逆流を抑えつつヘッドタンクから気泡を排出して、液体充填を行なうことができる。 In this way, the liquid storage tank has a communication path that connects the upstream chamber of the storage section and the discharge path, and the fluid resistance of at least a part of the communication path is larger than the fluid resistance of the filter, and the communication path is communicated with the discharge path. Passing through the head tank filter by providing a backflow prevention means that prevents the flow of liquid in the direction toward the head discharge port side upstream of the portion where the path opens The liquid can be filled by discharging bubbles from the head tank while suppressing the backflow of the liquid that has not been performed to the head.

そして、この液体収容タンクをヘッドと一体化した液体吐出ヘッドユニットは、ヘッドタンクの気泡が排出されるので、安定した滴吐出を行なうことができる。 In the liquid discharge head unit in which the liquid storage tank is integrated with the head, bubbles in the head tank are discharged, so that stable droplet discharge can be performed.

次に、本発明の第２実施形態に係る液体収容タンクであるヘッドタンクについて図１３を参照して説明する。
ここでは、逆流防止手段としてアンブレラ弁２７２を使用している。このようにしても、前記第１実施形態と同様な作用効果を得ることができ、また部品点数の削減を図れる。 Next, a head tank which is a liquid storage tank according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Here, an umbrella valve 272 is used as a backflow prevention means. Even if it does in this way, the effect similar to the said 1st Embodiment can be acquired, and reduction of a number of parts can be aimed at.

次に、本発明の第３実施形態に係る液体収容タンクであるヘッドタンクについて図１４を参照して説明する。
ここでは、逆流防止手段として気液分離膜２８２を使用している。このようにしても、前記第１実施形態と同様な作用効果を得ることができ、また省スペース化、部品点数の削減を図れる。 Next, a head tank that is a liquid storage tank according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Here, a gas-liquid separation membrane 282 is used as a backflow prevention means. Even if it does in this way, the effect similar to the said 1st Embodiment can be acquired, space saving and reduction of a number of parts can be aimed at.

なお、上記実施形態ではライン型画像形成装置に適用した例で説明しているが、シリアル型画像形成装置にも同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a line-type image forming apparatus has been described.

１装置本体
４搬送ユニット（搬送部）
５画像形成ユニット
６クリーニング装置（維持回復機構）
７搬送ガイド部
８インクタンクユニット（サブタンクユニット）
９メインタンクユニット
５１ヘッドモジュール（記録ヘッドユニット）
５４分配タンク（分配部材）
８１サブタンク
９１メインタンク（インクカートリッジ）
１０１ヘッドユニット
２０１ヘッド
２０２ヘッドタンク
２１１ノズル
２１３共通液室
２１４供給口部
２１５排出口部
２２１タンクケース
２２３収容部
２２３Ａ上流室
２２３Ｂ下流室
２２４フィルタ
２２６供給経路
２２８排出経路
２３２連通路（連通経路）
２６２逆止弁
２７２アンブレラ弁
２８２気液分離膜 1 Device body 4 Transport unit (transport section)
5 Image forming unit 6 Cleaning device (maintenance and recovery mechanism)
7 Transport guide 8 Ink tank unit (sub tank unit)
9 Main tank unit 51 Head module (recording head unit)
54 Distribution tank (distribution member)
81 Sub tank 91 Main tank (ink cartridge)
101 Head Unit 201 Head 202 Head Tank 211 Nozzle 213 Common Liquid Chamber 214 Supply Port Portion 215 Discharge Port Portion 221 Tank Case 223 Storage Portion 223A Upstream Chamber 223B Downstream Chamber 224 Filter 226 Supply Channel 228 Discharge Channel 232 Communication Channel (Communication Channel)
262 Check valve 272 Umbrella valve 282 Gas-liquid separation membrane

Claims

液滴を吐出するヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクであって、
タンク本体には、前記ヘッドに供給する液体を収容する、フィルタによって上流室と下流室に分けられた収容部と、前記収容部の下流室から液体を前記ヘッドの供給口部に供給する供給経路と、前記ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、
前記収容部の上流室と前記排出経路とを連通する連通経路を有し、
前記連通経路の少なくとも一部分の流体抵抗は前記フィルタの流体抵抗よりも大きく、
前記排出経路には、前記連通経路が開口する部分よりも液体排出方向上流側に、前記ヘッドの排出口部側に向かう方向の液体の流れを阻止する逆流防止手段が設けられている
ことを特徴とする液体収容タンク。 A liquid storage tank for storing liquid to be supplied to a head for discharging droplets,
The tank main body contains liquid to be supplied to the head, and is divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter, and a supply path for supplying liquid from the downstream chamber to the supply port of the head And a discharge path for discharging the liquid discharged from the discharge port portion of the head to the outside,
A communication path that communicates the upstream chamber of the housing portion and the discharge path;
The fluid resistance of at least a portion of the communication path is greater than the fluid resistance of the filter;
The discharge path is provided with backflow prevention means for blocking the flow of liquid in the direction toward the discharge port of the head, upstream of the liquid discharge direction with respect to the opening of the communication path. Liquid storage tank.

液滴を吐出するヘッドと前記ヘッドに供給する液体を収容する請求項１に記載の液体収容タンクを一体化したことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。 2. A liquid discharge head unit comprising a head for discharging droplets and a liquid storage tank according to claim 1 for storing a liquid to be supplied to the head.

請求項１に記載の液体収容タンク又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the liquid storage tank according to claim 1 or the liquid discharge head unit according to claim 2.