JP4147881B2

JP4147881B2 - Inkjet recording device

Info

Publication number: JP4147881B2
Application number: JP2002285153A
Authority: JP
Inventors: 宙健中村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004114647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳細には、バッファタンクに保存液を充填した状態で出荷されるヘッドユニットが装着されるインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被記録媒体にインクを噴射して記録を行うインクジェット記録装置では、インク供給源からインク流路を介してインクジェットヘッドの複数の噴射チャンネルにインクを導き、発熱素子、圧電素子等のアクチュエータを選択的に駆動させて、前記噴射チャンネルの先端に設けられた噴射ノズルからインクの噴射を行っている。通常、インクジェットヘッドを搭載したヘッドユニットにインクを収容したインクカートリッジを装着して、そのインクカートリッジからインクの供給を受けたインクジェットヘッドからインク液滴の噴射が行われるが、大量のインクが消費される印刷を行う場合、ヘッドユニットにはインクカートリッジを搭載せずに、大容量のインクカートリッジが使用可能なインクジェット記録装置が利用される。
【０００３】
例えば、特許文献１で示すように、インクジェットヘッドの各噴射チャンネルにインクを分配供給するマニホールドと、ヘッドユニットから分離して配置したインクカートリッジ（インクタンク）との間を可撓性のチューブで接続し、それらの間でインクを循環させるインクジェット記録装置がある。このタイプのインクジェット記録装置では、チューブの壁面から透過した空気がインクに混入して気泡を形成し、その気泡がマニホールドを介して噴射チャンネルに侵入するため噴射不良の原因となっていた。このため、特許文献２に示すインクジェット記録装置では、マニホールドに接続するバッファタンクを設け、インクタンクからインクジェットヘッドへのインクの供給をバッファタンクを介して行うことで、マニホールド内への気泡の侵入を防止している。
【０００４】
このようなインクジェット記録装置では、ヘッドユニットを本体に搭載せずに工場から出荷され、あるいは交換のために単体で出荷されることがある。そして、ヘッドユニットの初期（初回）装着時にインクジェットヘッド内へのインクの導入をスムーズに行わせるため、例えば特許文献３に示すように、インクジェットヘッド内に保存液を充填し、密封梱包した状態で出荷が行われる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３３７１４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６０３８８号公報
【特許文献３】
特開平１１−１０４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献３に記載のもののように、インクジェットヘッド内に保存液を充填して出荷した場合、気温や気圧の変化等により保存液が漏れ出て噴射ノズルの開口面を濡らすことがある。この状態で、インクジェットヘッドを開梱し、開口面を下に向けて記録装置本体に装着すると、開口面を濡らしていた保存液が噴射ノズル内の保存液を表面張力で引いて落下し、記録装置本体内を汚してしまう。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、保存液をバッファタンクに充填したヘッドユニットを出荷して、その使用の際に、その保存液がインクジェットヘッド内に導入され、続くインクの導入をスムーズに行うことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のインクジェット記録装置は、インク供給源に接続される供給路を有しインクを貯留するバッファタンクと、当該バッファタンクに開口されたインク流出口を介して接続されたそのバッファタンクから供給されるインクを、複数の噴射ノズルから被記録媒体に噴射するインクジェットヘッドとからなるヘッドユニットが装着されるインクジェット記録装置において、前記複数の噴射ノズルおよび前記供給路の外部への開口端部には、それぞれを封止する封止部材が設けられており、前記ヘッドユニットが未使用の場合には、前記バッファタンク内には保存液が充填されており、前記インクジェットヘッド内に前記保存液を導入する手段をさらに備え、前記インク流出口には、前記供給路の前記開口端部が前記封止部材により封止された状態では前記保存液が形成するメニスカスにより、当該保存液が通過できない目の細かさを有するフィルタが設けられている。
【０００９】
この構成のインクジェット記録装置では、ヘッドユニットの出荷の際にバッファタンク内に充填された保存液が、前記導入手段によってインクを導入する前にインクジェットヘッド内に導入されるので、インクジェットヘッドの内部を保存液で濡らすことができる。また、複数の噴射ノズル、および供給路の外部への開口端部のそれぞれを封止部材で封止することができるので、ヘッドユニットの内部が大気連通されず、供給路が密閉された状態では保存液が形成するメニスカスにより、当該保存液がフィルタを通過できないので、ヘッドユニットの保管時あるいは輸送時に、バッファタンクからインクジェットヘッド内に保存液が漏出しない。
【００１０】
また、請求項２に係る発明のインクジェット記録装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記保存液は、界面活性剤を含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項１に係る発明の作用に加え、インクの導入前に、インクとの親和性が高く、かつ、インクよりも粘性が低い保存液を、インクジェットヘッド内に導入することができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明のインクジェット記録装置は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記保存液は、前記インクより着色成分を除いた成分液であることを特徴とする。
【００１３】
この構成のインクジェット記録装置では、請求項２に係る発明の作用に加え、インクの導入前に、インクとの親和性が高く、かつ、インクよりも粘性が低い保存液を、インクジェットヘッド内に導入することができる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したインクジェット記録装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態のインクジェット記録装置のインク流路の構成について説明する。図１は、インクジェット記録装置におけるインク流路の概略を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、インクジェット記録装置に着脱可能なヘッドユニット１は、インクジェットヘッド２と、マニホールド体３と、バッファタンク５と、チューブ１３，１５と、接続部材１４，１６とから構成されている。
【００２２】
インクジェットヘッド２は、内部に複数の噴射チャンネル（図示外）を有し、下面２ａにそれぞれの噴射チャンネルに連通する複数の噴射ノズル（図示外）を２列開口させている。公知のように、各噴射チャンネルにそれぞれ対応して圧電アクチュエータ（図示外）が設けられ、圧電アクチュエータの駆動により各噴射ノズルからインク液滴の噴射が行われるようになっている。
【００２３】
インクジェットヘッド２の上面に接着剤で固定されたマニホールド体３には、前記列の各噴射チャンネルに連通するようにそれぞれ形成されたマニホールド室３ａが２室、設けられている。各マニホールド室３ａ（図１では一方のみ示す）の上面には導入管１２がそれぞれ突出され、後述するバッファタンク５の底壁５ａに開口されたインク流出口１０にジョイント管１８を介して接続されている。
【００２４】
インクジェットヘッド２およびマニホールド体３はバッファタンク５とともにヘッドホルダ４に取り付けネジ６によって固定されている。このバッファタンク５は、下面を開口したケースとその開口部を覆う底壁５ａとからなり、ケースの外周を構成する側壁５ｂの内周に底壁５ａを密着嵌合させて構成されている。ケースの上壁７には、バッファタンク５にインクを供給するための筒状のインク流入筒８が垂下しており、バッファタンク５内のインク液面よりも低い位置においてその先端（下端）が開口されている。そして、上壁７と底壁５ａと側壁５ｂとによって、バッファタンク５はその内部に、インクの貯留空間としての空洞が形成されている。また、インク流入筒８の上端は上壁７からバッファタンクの外部に上向きに突出されている。さらに、上壁７の一端寄り部位には、インクおよび気泡を排出するための排出口９が開口されており、その排出口９の付近がバッファタンク５内で最も高い位置となるように、上壁７は斜面形成されている。
【００２５】
また、底壁５ａに開口された各インク流出口１０には、バッファタンク５の内部側からフィルタ１１がそれぞれ張設されている。フィルタ１１はミクロン単位の金属製の繊維をシート状に焼結したフィルタである。繊維が複雑に絡み合った３次元構造を有し、内部空間率が高いので濾過抵抗が小さく、その目の大きさは約８μｍである。フィルタ１１は、バッファタンク５内に充填されるインクに混入した異物や気泡がマニホールド室３ａに流出されないように、その表面および内部で捕捉するようになっている。
【００２６】
ヘッドホルダ４から水平方向に延設された基板上には接続部材１４，１６が設けられており、それぞれの上部に接続された可撓性のチューブ１３，１５を介してバッファタンク５のインク流入筒８および排出口９に接続されている。そして、ヘッドホルダ４の上部には、バッファタンク５やチューブ１３，１５などを覆って保護するカバー体１７が取り付けられ、ヘッドユニット１の外壁を構成している。
【００２７】
ヘッドユニット１の接続部材１４，１６には、それぞれインク供給路３４，インク回収路３５が着脱可能に連結され、該流路を介してサブタンク３２が接続されている。このサブタンク３２には、インク供給源としてのインクタンク３０が可撓性のチューブ３１を介して接続されており、補充ポンプ３３の駆動によって、インクタンク３０よりインクが補充供給されるようになっている。
【００２８】
サブタンク３２に貯留されたインクは、インク回収路３５に設けられた循環ポンプ３６の駆動によって、サブタンク３２とバッファタンク５との間で循環されるようになっている。すなわち、循環ポンプ３６の駆動によって、サブタンク３２内のインクは、インク供給路３４、接続部材１４、チューブ１３およびインク流入筒８をとおってバッファタンク５に供給され、さらに排出口９からチューブ１５、接続部材１６およびインク回収路３５をとおってサブタンク３２に回収される。また、サブタンク３２の上面には大気開放部３２ａが設けられ、インクタンク３０から補充されるインクやバッファタンク５から回収されるインクに混入した気泡を大気中に排出している。
【００２９】
インクタンク３０とサブタンク３２は、ヘッドユニット１から分離され、インクジェット記録装置内の静止部分に設置されている。サブタンク３２内のインクの液面は、インクジェットヘッド２の噴射ノズルが開口された下面２ａよりも低い水準に位置するように配置されており、印刷が行われる場合には循環ポンプ３６が停止されることによって、下面２ａに対して負圧が作用するようになっている。
【００３０】
また、ヘッドユニット１は、図示外のキャリッジに保持され、被記録媒体の印刷面に対しインクジェットヘッド２の下面２ａが被記録媒体と対向する位置とパージ位置とに往復移動可能となっている。パージ装置４１は、パージ位置のインクジェットヘッド２と対向するように配置された吸引キャップ３７と、その吸引キャップ３７のゴム部材３７ａをインクジェットヘッド２の下面２ａに当接させるため、吸引キャップ３７を昇降させる昇降手段（図示外）と、吸引キャップ３７に接続された吸引パイプ３８を介して吸引を行う吸引ポンプ３９と、インクジェットヘッド２から吸引されるインク等が排出されるドレンタンク４０とで構成されている。前記パージ動作については後述する。なお、パージ装置４１が、本発明における「インクジェットヘッド内に保存液を導入する手段」である。
【００３１】
次に、図１，図２を参照して、インクジェット記録装置の出荷形態および初期導入時の動作について説明する。図２は、ヘッドユニット１の出荷時の形態を示す断面図である。
【００３２】
本実施の形態のインクジェット記録装置において、公知のような精密構造を有するインクジェットヘッド２が搭載されたヘッドユニット１は、インクジェット記録装置に搭載されたままの状態での工場出荷は行われず、別体として出荷される。図２に示すように、出荷に際して、ヘッドユニット１のバッファタンク５の内部には、保存液４５が充填される。
【００３３】
保存液４５は、インクから顔料や染料などの着色成分を除いた成分液であり、水、界面活性剤、乾燥防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防かび剤等で構成される。界面活性剤は保存液４５の表面張力を弱め、保存液４５の濡れ性を高める性質があり、保存液４５がインクジェットヘッド２の内部に導入された場合には、その隅々まで行き渡ることができる。そして保存液は、着色成分を含有するインクよりも粘性が低いように界面活性剤を多く含有する。また、ほぼ同じ成分構成のインクに対して親和性が高いので、公知のように、微細な流路構造を有するインクジェットヘッド２の内部にインクを導入するための導入液として利用される。そのため、充填される保存液４５の容量は、インクジェットヘッド２とマニホールド体３との内容積の合計分の容量と略同容量であることが望ましい。
【００３４】
バッファタンク５内に保存液４５が導入されたヘッドユニット１は、その乾燥を防止するため、外部と大気連通する部位に対してキャッピングが施される。すなわち、ヘッドユニット１は、インクジェットヘッド２の下面２ａに開口された複数の噴射ノズル（図示外）、およびサブタンク３２に接続するための接続部材１４，１６の部位で、その内部と外部とが大気連通されており、それぞれ封止部材５０，６０が被せられる。
【００３５】
封止部材５０は、ゴム部材５１と樹脂製のストッパ部材５２とで構成されており、インクジェットヘッド２の下面２ａの複数の噴射ノズル（図示外）を囲うように、その下面２ａに、枠状に突設されたゴム部材５１の突部５１ａが当接される。そして、ゴム部材５１の外側を支持する箱形状のストッパ部材５２は、その縁部に設けられたフック５２ａを、ヘッドホルダ４に設けられた係止部４ａ（図１参照）に嵌合させ、下面２ａに対してゴム部材５１を押圧状態でインクジェットヘッド２の外周を覆って固定される。また、封止部材６０は、チューブ１３，１５を介してバッファタンク５に連通する接続部材１４，１６の各開口部１４ａ，１６ａ（図１参照）に、２つのゴム突起６１（図２では一方のみ示す）をそれぞれ挿入して、バッファタンク５と外気との連通を遮断する。
【００３６】
そして、外気から遮断された状態でバッファタンク５に封入された保存液４５は、フィルタ１１の目ごとにメニスカスを形成する。前述したように保存液４５は濡れ性が高いので、外力が加わればそのメニスカスは簡単に崩れるが、封止部材６０による封入状態ではフィルタ１１を通過するだけの圧力を得られず、インクジェットヘッド２やマニホールド室３ａ内に漏出することなくバッファタンク５内に保存されるので、インクジェットヘッド２は乾燥状態に保たれる。また、外気と接しないので、保存液４５のバッファタンク５内での乾燥も防止される。このように、ヘッドユニット１は、保存液４５をバッファタンク５内に封入した状態で工場から出荷される。
【００３７】
例えば、インクジェット記録装置の納入後の初回動作時や、ヘッドユニット１を交換後の最初の動作時などにおいて、封止部材５０，６０が取り外され、インクジェット記録装置に装着されたヘッドユニット１に対し、インク充填動作が行われる。
【００３８】
図１に示すように、インク充填動作ではまず、パージ動作が行われる。吸引キャップ３７がインクジェットヘッド２の下面２ａの噴射ノズル（図示外）を覆うように接近し、吸引キャップ３７のゴム部材３７ａから噴射ノズルを枠囲みするようにリブ立ちされた突設部３７ｂが、その下面２ａに当接して吸引室３７ｃを形成する。そして、吸引室３７ｃの端部に開口された吸引口３７ｄより吸引パイプ３８を介して接続された吸引ポンプ３９の駆動され、吸引室３７ｃ内が陰圧となり、インクジェットヘッド２の内部、マニホールド室３ａ、導入管１２およびインク流出口１０を介してバッファタンク５内の保存液４５が吸引される。この吸引力によって保存液４５はフィルタ１１を通過することができる。
【００３９】
前述したように、保存液４５は濡れ性が高く、マニホールド室３ａやインクジェットヘッド２内に導入されても、それらの内壁に対して馴染み広がり、マニホールド室３ａ、そこから連通する各噴射チャンネル（図示外）および各噴射ノズルの細部に至るまで浸透し、マニホールド体３およびインクジェットヘッド２内が保存液４５で濡らされる。また、保存液４５に押し出されるようにマニホールド体３およびインクジェットヘッド２内の空気が排出されるので、気泡が内部壁面に付着して残留することはない。保存液はドレンタンク４０に排出される。
【００４０】
次に、吸引ポンプ３９が停止され、補充ポンプ３３が駆動され、インクタンク３０からサブタンク３２にインクが補充されて、サブタンク３２内に所定量のインクが貯留される。そして、吸引キャップ３７でインクジェットヘッド２の下面２ａを覆った状態で循環ポンプ３６が駆動され、バッファタンク５内が負圧となる。すると、バッファタンク５内に、インク供給路３４、接続部材１４、チューブ１３およびインク流入筒８を介してサブタンク３２からインクが供給される。
【００４１】
その後、再度パージ動作が行われ、吸引ポンプ３９が駆動されることでインクジェットヘッド２内が負圧となり、バッファタンク５内のインクがインク流出口１０から導入管１２、マニホールド室３ａを経て各噴射チャンネル（図示外）に充填される。このとき、先に保存液４５で濡れたマニホールド室３ａ内や各噴射チャンネルに対し、インクは親和性が高いので、インクは、マニホールド室３ａおよび各噴射チャンネル内には気泡を生じることなく満たされる。パージ動作が終了すると、インクジェット記録装置は印刷可能状態となる。
【００４２】
そして、印刷動作中には循環ポンプ３６の駆動は停止される。インクジェットヘッド２からのインクの噴射にともなってバッファタンク５内のインクが消費されると、バッファタンク５内の圧力が低下し、サブタンク３２内のインクが引かれ、インク供給路３４を介してバッファタンク５内に補充される。なお、循環ポンプ３６の停止にともない、インク回収路３５は閉鎖される。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェット記録装置は、ヘッドユニット１を非装着状態で出荷が行われる。ヘッドユニット１は、その内部のバッファタンク５内に保存液４５が充填され、封止部材５０，６０で大気連通を遮断された状態で工場から出荷される。バッファタンク５からマニホールド室３ａに通じるインク流出口１０にはフィルタ１１が張設されており、保存液４５は、ヘッドユニット１が封止状態ではフィルタ１１を通過することができないので、マニホールド室３ａやインクジェットヘッド２内に保存液４５が漏出することはなく、それらの乾燥状態が保たれる一方、ヘッドユニット１内に密閉された保存液４５自体を乾燥から保護することができる。
【００４４】
そして、インクジェット記録装置にヘッドユニット１が装着されるとインク充填動作が行われ、最初に行われるパージ動作によって、保存液４５がマニホールド室３ａやインクジェットヘッド２内に導入される。濡れ性の高い保存液４５は、これらの内部において細部にわたって浸透し、気泡を残留させない。その後、マニホールド室３ａやインクジェットヘッド２内にインクが充填された場合、保存液４５とインクとの親和性が高いため、これら内部へのインクの充填がスムーズに行われる。
【００４５】
なお、本発明は各種の変形が可能なことは言うまでもない。例えば、出荷時にバッファタンク５内に充填される保存液の容量は、インクジェットヘッド２とマニホールド体３との内容積の合計分の容量と略同容量としたが、それ以上の容量でもよく、ヘッドユニット１の初期導入時のパージ動作を行った際に、各噴射チャンネルとマニホールド室３ａとに十分に保存液４５が浸透する容量が充填されればよい。また、封止部材６０は、接続部材１４，１６の各開口部１４ａ，１６ａの縁部に、熱溶着等の手段で固着される空気不透過性の粘着テープ状のシール部材であってもよい。
【００４６】
また、インクジェットヘッド２の圧電アクチュエータの代わりに、公知の発熱部によってインクを局部的に沸騰させて、その圧力でインクを噴射するものなどを利用してインクの噴射を行うようにしてもよい。また、循環ポンプ３６をインク供給路３４側に設けてもよい。また、印刷はヘッドホルダ４が被記録媒体に対して移動して行われるが、被記録媒体の保持部に移動手段を設け、被記録媒体をインクジェットヘッド２に対して相対的に移動させることで行ってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のインクジェット記録装置では、ヘッドユニットの出荷の際にバッファタンク内に充填された保存液が、導入手段によってインクジェットヘッド内に導入されるので、インクジェットヘッドの内部を保存液で濡らすことができる。従って、保存液に続いてインクジェットヘッド内にインクが導入される場合に、すでに保存液によって濡らされたインクジェットヘッドの内部壁面にインクが馴染みやすく、その壁面とインクとの間で気泡核が形成されにくいので隅々までインクを行き渡らせることができる。
また、複数の噴射ノズル、および供給路の外部への開口端部のそれぞれを封止部材で封止することができるので、ヘッドユニットの内部が大気連通されない。従って、バッファタンク内の保存液の乾燥および漏れを防止することができる。さらに、供給路が密閉された状態では保存液が形成するメニスカスにより、当該保存液がフィルタを通過できないので、バッファタンクからインクジェットヘッド内に保存液が漏出しない。従って、出荷輸送時の振動などに起因して、保存液が漏れてインクジェットヘッド内で乾燥することはなく、噴射ノズル等の詰まりを防止することができる。
【００４８】
また、請求項２に係る発明のインクジェット記録装置では、請求項１に係る発明の効果に加え、インクの導入前に、インクとの親和性が高く、かつ、インクよりも粘性が低い保存液を、インクジェットヘッド内に導入することができる。従って、粘性の低い保存液がインクジェットヘッド内部の隅々まで行き渡りやすく、この保存液と親和性の高いインクをインクジェットヘッドの内部全体に行き渡らせることができる。
【００４９】
また、請求項３に係る発明のインクジェット記録装置では、請求項２に係る発明の効果に加え、インクの導入前に、インクとの親和性が高く、かつ、インクよりも粘性が低い保存液を、インクジェットヘッド内に導入することができる。従って、粘性の低い保存液がインクジェットヘッド内部の隅々まで行き渡りやすく、この保存液と親和性の高いインクをインクジェットヘッドの内部全体に行き渡らせることができる。
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、インクジェット記録装置におけるインク流路の概略を示す図である。
【図２】図２は、ヘッドユニット１の出荷時の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ヘッドユニット
２インクジェットヘッド
５バッファタンク
１０インク流出口
１１フィルタ
３０インクタンク
３２サブタンク
３４インク供給路
３５インク回収路
４１パージ装置
４５保存液
５０，６０封止部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus to which a head unit that is shipped in a state where a buffer tank is filled with a storage solution is mounted.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an ink jet recording apparatus that performs recording by ejecting ink onto a recording medium, ink is guided from an ink supply source to a plurality of ejection channels of an ink jet head through an ink flow path, and actuators such as a heating element and a piezoelectric element are provided. By selectively driving, ink is ejected from the ejection nozzle provided at the tip of the ejection channel. Normally, an ink cartridge containing ink is installed in a head unit equipped with an ink jet head, and ink droplets are ejected from the ink jet head that receives ink supplied from the ink cartridge. However, a large amount of ink is consumed. When printing is performed, an ink jet recording apparatus that can use a large-capacity ink cartridge without using an ink cartridge in the head unit is used.
[0003]
For example, as shown in Patent Document 1, a flexible tube connects between a manifold that distributes and supplies ink to each ejection channel of an inkjet head and an ink cartridge (ink tank) arranged separately from the head unit. However, there is an ink jet recording apparatus that circulates ink between them. In this type of ink jet recording apparatus, air that has permeated from the wall surface of the tube is mixed with ink to form bubbles, and these bubbles enter the ejection channel via the manifold, causing ejection failure. For this reason, in the ink jet recording apparatus shown in Patent Document 2, a buffer tank connected to the manifold is provided, and ink is supplied from the ink tank to the ink jet head via the buffer tank, thereby preventing bubbles from entering the manifold. It is preventing.
[0004]
In such an ink jet recording apparatus, the head unit may be shipped from a factory without being mounted on the main body, or may be shipped alone for replacement. In order to smoothly introduce ink into the ink jet head when the head unit is initially mounted (first time), for example, as shown in Patent Document 3, the ink jet head is filled with a preservative solution and hermetically packed. Shipment is done.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-33714 A [Patent Document 2]
JP 2001-260388 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-1046
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ink jet head is filled with a preservative solution like the one described in Patent Document 3, the preservative solution may leak due to changes in temperature or atmospheric pressure, and wet the opening surface of the injection nozzle. In this state, when the ink jet head is unpacked and attached to the main body of the recording apparatus with the opening surface facing down, the storage liquid that has wetted the opening surface drops by pulling the storage liquid in the jet nozzle by the surface tension, and recording is performed. The inside of the device will be soiled.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A head unit in which a storage liquid is filled in a buffer tank is shipped, and the storage liquid is introduced into the inkjet head when the head unit is used. and to provide an ink jet recording equipment which can perform the introduction of the smooth.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an ink jet recording apparatus according to a first aspect of the present invention includes a buffer tank having a supply path connected to an ink supply source and storing ink, and an ink outlet opening in the buffer tank. In an ink jet recording apparatus to which a head unit composed of an ink jet head that ejects ink supplied from the buffer tank connected via a plurality of ejection nozzles to a recording medium is mounted, the plurality of ejection nozzles and the A sealing member for sealing each of the opening ends to the outside of the supply path is provided. When the head unit is not used, the buffer tank is filled with a storage solution. further comprising means for introducing the preservation fluid into the ink jet head, the ink flow outlet, the said supply channel The meniscus is in a state in which the mouth end is sealed by the sealing member to which the preservative solution to form a filter having a fineness of eyes to which the preservation solution can not pass therethrough.
[0009]
In the ink jet recording apparatus having this configuration, the storage liquid filled in the buffer tank at the time of shipment of the head unit is introduced into the ink jet head before the ink is introduced by the introduction means. Can be wet with preservatives. In addition, since each of the plurality of injection nozzles and the opening end portion to the outside of the supply path can be sealed with a sealing member, the interior of the head unit is not communicated with the atmosphere, and the supply path is sealed. Due to the meniscus formed by the storage liquid, the storage liquid cannot pass through the filter, so that the storage liquid does not leak from the buffer tank into the inkjet head when the head unit is stored or transported.
[0010]
An ink jet recording apparatus according to a second aspect of the invention is characterized in that, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the preserving liquid contains a surfactant.
[0011]
In the ink jet recording apparatus having this configuration, in addition to the operation of the invention according to claim 1, before the ink is introduced, a storage liquid having a high affinity with the ink and having a lower viscosity than the ink is introduced into the ink jet head. can do.
[0012]
An ink jet recording apparatus according to a third aspect of the invention is characterized in that, in addition to the structure of the second aspect of the invention, the preserving liquid is a component liquid obtained by removing a colored component from the ink.
[0013]
In the ink jet recording apparatus having this configuration, in addition to the operation of the invention according to claim 2, before the ink is introduced, a storage liquid having a high affinity with the ink and having a lower viscosity than the ink is introduced into the ink jet head. can do.
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an ink jet recording apparatus embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the ink flow path of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an ink flow path in an ink jet recording apparatus.
[0021]
As shown in FIG. 1, a head unit 1 that can be attached to and detached from an ink jet recording apparatus includes an ink jet head 2, a manifold body 3, a buffer tank 5, tubes 13 and 15, and connecting members 14 and 16. Yes.
[0022]
The inkjet head 2 has a plurality of ejection channels (not shown) inside, and a plurality of ejection nozzles (not shown) communicating with the respective ejection channels are opened in two rows on the lower surface 2a. As is well known, a piezoelectric actuator (not shown) is provided corresponding to each ejection channel, and ink droplets are ejected from each ejection nozzle by driving the piezoelectric actuator.
[0023]
The manifold body 3 fixed to the upper surface of the ink-jet head 2 with an adhesive is provided with two manifold chambers 3a formed so as to communicate with the ejection channels in the row. An introduction pipe 12 projects from the upper surface of each manifold chamber 3a (only one is shown in FIG. 1), and is connected to an ink outlet 10 opened in the bottom wall 5a of the buffer tank 5 described later via a joint pipe 18. ing.
[0024]
The inkjet head 2 and the manifold body 3 are fixed to the head holder 4 together with the buffer tank 5 by mounting screws 6. The buffer tank 5 is composed of a case having a lower surface opened and a bottom wall 5a covering the opening, and the bottom wall 5a is tightly fitted to the inner periphery of the side wall 5b constituting the outer periphery of the case. A cylindrical ink inflow cylinder 8 for supplying ink to the buffer tank 5 hangs down on the upper wall 7 of the case, and its tip (lower end) is at a position lower than the ink level in the buffer tank 5. It is open. The upper wall 7, the bottom wall 5 a, and the side wall 5 b form a cavity as an ink storage space in the buffer tank 5. The upper end of the ink inflow cylinder 8 protrudes upward from the upper wall 7 to the outside of the buffer tank. Further, a discharge port 9 for discharging ink and bubbles is opened at a portion near one end of the upper wall 7, and the upper portion is arranged so that the vicinity of the discharge port 9 is the highest position in the buffer tank 5. The wall 7 is sloped.
[0025]
A filter 11 is stretched from the inside of the buffer tank 5 to each ink outlet 10 opened in the bottom wall 5a. The filter 11 is a filter obtained by sintering metal fibers in a micron unit into a sheet shape. The fiber has a three-dimensional structure in which fibers are intertwined in a complicated manner, and the internal space ratio is high, so that the filtration resistance is small, and the size of the eye is about 8 μm. The filter 11 captures foreign matter and bubbles mixed in the ink filled in the buffer tank 5 on the surface and inside thereof so as not to flow into the manifold chamber 3a.
[0026]
Connecting members 14 and 16 are provided on the substrate extending in the horizontal direction from the head holder 4, and ink flows into the buffer tank 5 through the flexible tubes 13 and 15 connected to the respective upper portions. The cylinder 8 and the discharge port 9 are connected. A cover body 17 that covers and protects the buffer tank 5, the tubes 13, 15, and the like is attached to the upper portion of the head holder 4 and constitutes an outer wall of the head unit 1.
[0027]
An ink supply path 34 and an ink recovery path 35 are detachably connected to the connection members 14 and 16 of the head unit 1, respectively, and a sub tank 32 is connected through the flow paths. An ink tank 30 as an ink supply source is connected to the sub tank 32 via a flexible tube 31, and ink is replenished and supplied from the ink tank 30 by driving the replenishment pump 33. Yes.
[0028]
The ink stored in the sub tank 32 is circulated between the sub tank 32 and the buffer tank 5 by driving a circulation pump 36 provided in the ink recovery path 35. That is, by driving the circulation pump 36, the ink in the sub tank 32 is supplied to the buffer tank 5 through the ink supply path 34, the connection member 14, the tube 13, and the ink inflow cylinder 8, and further, the tube 15, It is recovered in the sub tank 32 through the connecting member 16 and the ink recovery path 35. An air release portion 32 a is provided on the upper surface of the sub tank 32, and air bubbles mixed in the ink replenished from the ink tank 30 and the ink collected from the buffer tank 5 are discharged into the atmosphere.
[0029]
The ink tank 30 and the sub tank 32 are separated from the head unit 1 and installed in a stationary part in the ink jet recording apparatus. The liquid level of the ink in the sub tank 32 is arranged at a level lower than the lower surface 2a where the ejection nozzles of the inkjet head 2 are opened, and the circulation pump 36 is stopped when printing is performed. Thus, a negative pressure acts on the lower surface 2a.
[0030]
Further, the head unit 1 is held by a carriage (not shown), and can be reciprocated between the print surface of the recording medium and the lower surface 2a of the inkjet head 2 facing the recording medium and the purge position. The purge device 41 raises and lowers the suction cap 37 so that the suction cap 37 disposed so as to face the inkjet head 2 at the purge position and the rubber member 37a of the suction cap 37 abut on the lower surface 2a of the inkjet head 2. Lifting and lowering means (not shown), a suction pump 39 that performs suction through a suction pipe 38 connected to the suction cap 37, and a drain tank 40 from which ink sucked from the inkjet head 2 is discharged. ing. The purge operation will be described later. The purge device 41 is a “means for introducing the storage solution into the ink jet head” in the present invention.
[0031]
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the shipping mode of the ink jet recording apparatus and the operation at the initial introduction will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a form of the head unit 1 at the time of shipment.
[0032]
In the ink jet recording apparatus of the present embodiment, the head unit 1 on which the ink jet head 2 having a well-known precision structure is mounted is not shipped from the factory as it is mounted on the ink jet recording apparatus. Will be shipped as. As shown in FIG. 2, the storage liquid 45 is filled in the buffer tank 5 of the head unit 1 at the time of shipment.
[0033]
The storage liquid 45 is a component liquid obtained by removing coloring components such as pigments and dyes from ink, and is composed of water, a surfactant, a drying inhibitor, a pH adjuster, a preservative, a fungicide, and the like. The surfactant has the property of weakening the surface tension of the storage liquid 45 and increasing the wettability of the storage liquid 45, and when the storage liquid 45 is introduced into the ink jet head 2, it can reach every corner. . The preservation solution contains a large amount of surfactant so that the viscosity is lower than that of the ink containing the coloring component. In addition, since it has a high affinity for ink having almost the same component structure, it is used as an introduction liquid for introducing ink into the ink jet head 2 having a fine flow path structure, as is well known. Therefore, it is desirable that the capacity of the storage liquid 45 to be filled is approximately the same as the total capacity of the ink jet head 2 and the manifold body 3.
[0034]
The head unit 1 in which the storage liquid 45 is introduced into the buffer tank 5 is capped at a portion that communicates with the outside in order to prevent the head unit 1 from drying. That is, the head unit 1 includes a plurality of ejection nozzles (not shown) opened in the lower surface 2a of the inkjet head 2 and connection members 14 and 16 for connection to the sub tank 32. It is connected, and the sealing members 50 and 60 are respectively covered.
[0035]
The sealing member 50 includes a rubber member 51 and a stopper member 52 made of resin, and has a frame shape on the lower surface 2a so as to surround a plurality of jet nozzles (not shown) on the lower surface 2a of the inkjet head 2. The protrusion 51a of the rubber member 51 protruding from the contact is brought into contact. Then, the box-shaped stopper member 52 that supports the outer side of the rubber member 51 has a hook 52a provided on the edge thereof fitted to a locking portion 4a (see FIG. 1) provided on the head holder 4, The rubber member 51 is pressed against the lower surface 2a so as to cover the outer periphery of the inkjet head 2 and be fixed. Further, the sealing member 60 has two rubber protrusions 61 (one in FIG. 2) in each of the openings 14a and 16a (see FIG. 1) of the connection members 14 and 16 communicating with the buffer tank 5 via the tubes 13 and 15. Are respectively inserted to block communication between the buffer tank 5 and the outside air.
[0036]
And the preservation | save liquid 45 enclosed with the buffer tank 5 in the state interrupted | blocked from external air forms a meniscus for every eye of the filter 11. FIG. As described above, since the storage liquid 45 has high wettability, its meniscus can be easily broken when an external force is applied. However, when the sealing liquid is sealed by the sealing member 60, a pressure sufficient to pass through the filter 11 cannot be obtained. In addition, since the ink is stored in the buffer tank 5 without leaking into the manifold chamber 3a, the inkjet head 2 is kept dry. Further, since it does not come into contact with outside air, drying of the storage liquid 45 in the buffer tank 5 is also prevented. As described above, the head unit 1 is shipped from the factory in a state where the storage liquid 45 is sealed in the buffer tank 5.
[0037]
For example, in the first operation after delivery of the ink jet recording apparatus or the first operation after replacing the head unit 1, the sealing members 50 and 60 are removed, and the head unit 1 attached to the ink jet recording apparatus is removed. Ink filling operation is performed.
[0038]
As shown in FIG. 1, the purge operation is first performed in the ink filling operation. The suction cap 37 approaches so as to cover the ejection nozzle (not shown) on the lower surface 2a of the inkjet head 2, and a projecting portion 37b ribbed so as to surround the ejection nozzle from the rubber member 37a of the suction cap 37, A suction chamber 37c is formed in contact with the lower surface 2a. Then, the suction pump 39 connected via the suction pipe 38 is driven from the suction port 37d opened at the end of the suction chamber 37c, and the inside of the suction chamber 37c becomes negative pressure, and the inside of the inkjet head 2 and the manifold chamber 3a. The storage liquid 45 in the buffer tank 5 is sucked through the introduction pipe 12 and the ink outlet 10. The storage solution 45 can pass through the filter 11 by this suction force.
[0039]
As described above, the storage liquid 45 has high wettability, and even if it is introduced into the manifold chamber 3a or the inkjet head 2, the storage liquid 45 is familiar with the inner walls thereof, and the manifold chamber 3a and each ejection channel (shown in FIG. And the inside of the manifold body 3 and the ink jet head 2 are wetted with the storage liquid 45. Further, since air in the manifold body 3 and the inkjet head 2 is discharged so as to be pushed out by the storage liquid 45, bubbles do not adhere to the inner wall surface and remain. The storage solution is discharged to the drain tank 40.
[0040]
Next, the suction pump 39 is stopped, the replenishment pump 33 is driven, ink is replenished from the ink tank 30 to the sub tank 32, and a predetermined amount of ink is stored in the sub tank 32. Then, the circulation pump 36 is driven with the suction cap 37 covering the lower surface 2a of the inkjet head 2, and the inside of the buffer tank 5 becomes negative pressure. Then, ink is supplied from the sub tank 32 into the buffer tank 5 through the ink supply path 34, the connection member 14, the tube 13, and the ink inflow cylinder 8.
[0041]
Thereafter, the purge operation is performed again, and the suction pump 39 is driven, whereby the pressure in the inkjet head 2 becomes negative, and the ink in the buffer tank 5 is ejected from the ink outlet 10 through the introduction pipe 12 and the manifold chamber 3a. The channel (not shown) is filled. At this time, since the ink has high affinity with respect to the inside of the manifold chamber 3a and each ejection channel wetted with the storage liquid 45 previously, the ink is filled without generating bubbles in the manifold chamber 3a and each ejection channel. . When the purge operation is completed, the inkjet recording apparatus is ready for printing.
[0042]
During the printing operation, the driving of the circulation pump 36 is stopped. When the ink in the buffer tank 5 is consumed as the ink is ejected from the inkjet head 2, the pressure in the buffer tank 5 is reduced, the ink in the sub tank 32 is drawn, and the buffer is supplied via the ink supply path 34. The tank 5 is replenished. As the circulation pump 36 stops, the ink recovery path 35 is closed.
[0043]
As described above, the inkjet recording apparatus of the present embodiment is shipped with the head unit 1 not attached. The head unit 1 is shipped from the factory in a state in which the storage liquid 45 is filled in the buffer tank 5 and the air communication is blocked by the sealing members 50 and 60. A filter 11 is stretched at the ink outlet 10 leading from the buffer tank 5 to the manifold chamber 3a, and the storage liquid 45 cannot pass through the filter 11 when the head unit 1 is sealed. In addition, the storage liquid 45 does not leak into the inkjet head 2, and the dry state thereof is maintained, while the storage liquid 45 itself sealed in the head unit 1 can be protected from drying.
[0044]
When the head unit 1 is attached to the ink jet recording apparatus, an ink filling operation is performed, and the storage liquid 45 is introduced into the manifold chamber 3a and the ink jet head 2 by a purge operation that is performed first. The preservative liquid 45 with high wettability penetrates through the inside of these, and does not leave bubbles. Thereafter, when ink is filled into the manifold chamber 3a or the inkjet head 2, the affinity between the storage liquid 45 and the ink is high, so that the ink is smoothly filled into the interior.
[0045]
Needless to say, the present invention can be modified in various ways. For example, the capacity of the storage solution filled in the buffer tank 5 at the time of shipment is substantially the same as the total capacity of the ink jet head 2 and the manifold body 3, but it may be larger than that. When the purge operation at the time of initial introduction of the unit 1 is performed, it is only necessary to fill each injection channel and the manifold chamber 3a with a capacity sufficient for the storage liquid 45 to permeate. Further, the sealing member 60 may be an air-impermeable adhesive tape-like sealing member that is fixed to the edges of the openings 14a and 16a of the connecting members 14 and 16 by means such as heat welding. .
[0046]
Further, instead of the piezoelectric actuator of the ink jet head 2, the ink may be ejected by using a known heat generating portion that locally boiles the ink and ejects the ink with the pressure. Further, the circulation pump 36 may be provided on the ink supply path 34 side. Printing is performed by moving the head holder 4 with respect to the recording medium. By moving the recording medium relative to the inkjet head 2 by providing moving means in the holding portion of the recording medium. You may go.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect of the present invention, the storage liquid filled in the buffer tank when the head unit is shipped is introduced into the ink jet head by the introducing means. The inside can be wetted with a preservative solution. Therefore, when ink is introduced into the inkjet head following the storage solution, the ink is easily adapted to the inner wall surface of the inkjet head that has already been wetted by the storage solution, and bubble nuclei are formed between the wall surface and the ink. Since it is difficult, ink can be spread to every corner.
In addition, since each of the plurality of ejection nozzles and the opening end portion to the outside of the supply path can be sealed with the sealing member, the interior of the head unit is not communicated with the atmosphere. Therefore, drying and leakage of the storage solution in the buffer tank can be prevented. Furthermore, in the state where the supply path is sealed, the storage liquid cannot pass through the filter due to the meniscus formed by the storage liquid, so that the storage liquid does not leak from the buffer tank into the inkjet head. Therefore, the storage liquid does not leak due to vibration during shipping and transportation and does not dry in the ink jet head, and clogging of the injection nozzle or the like can be prevented.
[0048]
In addition, in the ink jet recording apparatus of the invention according to claim 2, in addition to the effect of the invention according to claim 1, a preservative liquid having high affinity with ink and lower viscosity than ink is introduced before the introduction of ink. Can be introduced into an inkjet head. Accordingly, the storage liquid having a low viscosity easily spreads to every corner of the inkjet head, and the ink having a high affinity with the storage liquid can be distributed throughout the inkjet head.
[0049]
In addition, in the ink jet recording apparatus of the invention according to claim 3, in addition to the effect of the invention according to claim 2, a preserving liquid having high affinity with ink and lower viscosity than ink is introduced before the introduction of ink. Can be introduced into an inkjet head. Accordingly, the storage liquid having a low viscosity easily spreads to every corner of the inkjet head, and the ink having a high affinity with the storage liquid can be distributed throughout the inkjet head.
[0050]
[0051]
[0052]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an ink flow path in an ink jet recording apparatus.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a form of the head unit 1 at the time of shipment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head unit 2 Inkjet head 5 Buffer tank 10 Ink outflow port 11 Filter 30 Ink tank 32 Sub tank 34 Ink supply path 35 Ink recovery path 41 Purge device 45 Preservation liquid 50, 60 Sealing member

Claims

インク供給源に接続される供給路を有しインクを貯留するバッファタンクと、当該バッファタンクに開口されたインク流出口を介して接続されたそのバッファタンクから供給されるインクを、複数の噴射ノズルから被記録媒体に噴射するインクジェットヘッドとからなるヘッドユニットが装着されるインクジェット記録装置において、
前記複数の噴射ノズルおよび前記供給路の外部への開口端部には、それぞれを封止する封止部材が設けられており、
前記ヘッドユニットが未使用の場合には、前記バッファタンク内には保存液が充填されており、前記インクジェットヘッド内に前記保存液を導入する手段をさらに備え、
前記インク流出口には、前記供給路の前記開口端部が前記封止部材により封止された状態では前記保存液が形成するメニスカスにより、当該保存液が通過できない目の細かさを有するフィルタが設けられていることを特徴とするインクジェット記録装置。A buffer tank having a supply path connected to an ink supply source and storing ink, and a plurality of ejection nozzles for supplying ink supplied from the buffer tank connected to the buffer tank through an ink outlet In an ink jet recording apparatus to which a head unit composed of an ink jet head ejected from a recording medium is mounted,
A sealing member for sealing each of the plurality of spray nozzles and the opening end portion to the outside of the supply path is provided,
When the head unit is unused, the buffer tank is filled with a storage solution, and further includes means for introducing the storage solution into the inkjet head ,
The ink outlet has a filter having a fineness that prevents the preservation liquid from passing due to a meniscus formed by the preservation liquid when the opening end of the supply path is sealed by the sealing member. It provided an ink jet recording apparatus according to claim Rukoto.

前記保存液は、界面活性剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the preserving solution includes a surfactant.

前記保存液は、前記インクより着色成分を除いた成分液であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 2, wherein the preserving liquid is a component liquid obtained by removing a coloring component from the ink.