JP2005022124A

JP2005022124A - Apparatus and method for supplying ink, and recorder

Info

Publication number: JP2005022124A
Application number: JP2003187706A
Authority: JP
Inventors: Satoru Mori; 哲毛利; Kahei Rai; 嘉平來; Hiroshi Ikeda; 宏池田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for supplying ink which can suppress an amount of ink consumption at an ink supplying time to small and to provide a method for supplying ink by this apparatus for supplying ink, and a recorder having this apparatus for supplying ink. SOLUTION: The apparatus for supplying ink includes a recording head 44 having a loop-like ink circulation passage 36. The ink of a subtank is circulated through the ink circulation passage 36. An individual channel 48 is extended from the ink circulation passage 36 corresponding to each unit head 40, and an individual opening/closing valve 50 is provided. The ink may be supplied only to the desired unit head 40 by opening only the individual opening/closing valve 50 corresponding to the specific unit head 40 and closing the others. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク供給装置、インク供給方法及び記録装置に関し、さらに詳しくは、記録媒体へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置や、それらの機能を備えるファクシミリ，複写機，プリンタ複合機，ワークステーション等の出力機器として用いられる記録装置、及びこの記録装置に用いられるインク供給装置、インク供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフィスにおけるカラー文書の普及はめざましく、そのための様々な出力機器が提案されている。特に、小型化が可能で低価格なインクジェット方式が様々な出力機器に使用されている。
【０００３】
インクジェット方式で用いられる記録ヘッドは、エネルギ発生手段と、エネルギ発生手段で発生したエネルギをインク吐出力に変換するエネルギ変換手段と、インク吐出力によってインク滴を吐出するインク吐出口と、インク吐出口に連通してインクを供給するインク供給路とから構成される。エネルギ発生手段としては、ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いた手段や発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱して気泡を発生させ、この気泡の生成によってインク滴を吐出させる手段等がある。
【０００４】
電気熱変換素子を利用する記録ヘッドでは、電気熱変換素子が小型であるためインク吐出口を高密度で配置することが可能であるだけでなく、その製造技術として半導体集積回路製造技術を転用することが可能であるため、高精度のインク吐出口を多数備えた記録ヘッドを小型化することができ、低コストで製造可能になる。
【０００５】
しかしながら、現在、主に普及しているのは記録紙を搬送しながら記録ヘッドを往復運動させて１ラインずつ印字を行うシリアルスキャンと呼ばれる印字方式である。この方式は小型・低コストであるが、用紙全体にわたって画像を形成するために記録ヘッドのスキャンが複数回必要となり、印字速度が遅いという欠点がある。印字速度を向上させるためにはスキャン回数を低減させる必要があり、記録ヘッドの長尺化が必須となる。これを極限まで推し進めたものが紙幅の記録ヘッドで行なう非走査の印字方式である。この印字方式は、記録紙の紙幅とほぼ同一の長さにわたって多数の吐出口を配列した紙幅対応の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置であり、固定された記録ヘッドに対して記録紙が移動することによって記録が行われる。
【０００６】
このように、印字速度を向上させてオフィスユースに対応可能にするために、用紙幅対応の非走査型の記録ヘッドによって用紙を連続搬送しつつ印字するインクジェット記録装置が提案されている。
【０００７】
ところで、インクジェット記録装置では、インク吐出性能を良好に維持するために、メンテナンス装置によって非印字時のインク滴の吐出（ダミージェット）やノズル面の清掃（ワイピング）、さらにはインクの乾燥防止（キャッピング）などが必要とされている。また、非印字状態が長時間継続すると、インクが乾燥により増粘してノズルが詰まったりするため、記録ヘッド内の古いインクを吸いだし（バキューム）して、廃棄することが必要となる。このようなメンテナンス動作は、上記した紙幅対応の記録ヘッドに対しても必要となる。
【０００８】
ところが、いわゆるインク抜けや、気泡詰まりなどの印字不良時には不良ノズルだけでなくヘッド全体に対してメンテナンスが必要となる。特に、メンテナンス動作としてバキューム動作を行なう場合には、インク消費量が多くなる。
【０００９】
たとえば、特許文献１には、複数の印字ヘッドを形成する各色用ノズルユニットに、インク供給管及びインク戻し管を介してインクタンクを接続し、ポンプを駆動することでインクをインクタンクと印字ヘッドとの間で循環供給する構成が開示されている。
【００１０】
しかし、この構成では、複数の印字ヘッドが直列的に接続されているので、特定の印字ヘッドにのみインクを供給する場合でも、結果的にすべての印字ヘッドにインクを供給してしまうことになり、多くのインクを消費する。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−９１１３０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮し、インク供給時のインク消費量を少なく抑えることの可能なインク供給装置と、このインク供給装置によるインク供給方法、及びこのインク供給装置を備えた記録装置を得ることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、記録媒体に液滴を吐出可能な複数の単位ヘッドに供給されるインクが貯留されたインクタンクと、前記インクタンクのインクを前記単位ヘッドのそれぞれへ供給可能とするインク供給路と、前記インク供給路のそれぞれに設けられたインク供給路開閉機構と、前記インク流路開閉機構を制御する開閉制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
このインク供給装置では、インクタンクのインクが、インク供給路を経て、単位ヘッドに供給される。インク供給路には開閉制御手段によって制御されるインク供給路開閉機構が設けられているので、所望の単位ヘッドに対応するインク供給路のみを開状態として、インクを供給できる。インク供給の必要がない単位ヘッドにインクを供給してしまうことがないので、インク供給時のインク消費量を少なく抑えることができる。
【００１５】
インク供給路としては、インクタンクのインクを、単位ヘッドのそれぞれに対し個別に供給可能であれば、その構成は特に限定されず、たとえば、請求項２に記載のように、前記インク供給路が前記インクタンクと前記単位ヘッドとを直接的に連通する構成でもよい。
【００１６】
また、請求項３に記載のように、前記インク供給路が、前記インクタンクから延出されインクタンクのインクが循環可能なインク循環路と、前記インク循環路から前記単位ヘッドへと分岐する個別流路と、を含んで構成され、前記インク流路開閉機構が前記個別流路に設けられているようにしてもよい。請求項３に記載の構成では、さらに請求項４に記載のように、前記インク循環路のインクを循環させる循環手段、を有する構成とすれば、インク循環路内のインクを積極的に循環させてインクをリフレッシュさせることができる。さらに、インク循環によってインクを単位ヘッドへと押し出して供給することも可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、前記単位ヘッドの液滴吐出面を気密にする凹部を備えたキャップ部材と、前記キャップ部材の前記凹部を吸引する吸引手段と、を有することを特徴とする。
【００１８】
したがって、キャップ部材により単位ヘッドをキャッピングすることで、不用意なインクの蒸発・乾燥や、これに伴うインクの増粘、ノズル詰まりなどを防止できる。キャッピングした状態で、たとえば請求項４に記載の循環手段でインク循環路内のインクを循環（押しだし）させてインクを単位ヘッドに供給することも可能であり、この場合には、たとえノズルからインクが漏れ出しても、漏れ出したインクをキャップ部材で回収することができる。、請求項６に記載のように、前記キャップ部材及び前記吸引手段が、複数の前記単位ヘッドのそれぞれに対応して複数設けられ、複数の前記吸引手段のぞれぞれを独立して吸引制御する吸引制御手段、を有する構成とすれば、キャッピングした状態で吸引手段によりインクを吸引することで、所望の単位ヘッドにインクの供給を行なうことができる。
【００１９】
請求項１〜請求項６に記載のインク供給装置による、単位ヘッドへのインク供給方法としては、たとえば請求項７に記載のように、前記開閉制御手段によって任意の前記インク流路開閉機構を開状態として単位ヘッドにインクを供給すれば、所望の単位ヘッドにインクを供給できる。特に、請求項４に記載のインク供給装置によるインク供給方法としては、請求項８に記載のように、前記開閉制御手段によって任意の前記インク流路開閉機構を開状態として単位ヘッドにインクを供給し、インク供給後に前記循環手段によって前記インク循環路のインクを循環させる方法を採ることができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、記録媒体に液滴を吐出可能な複数の単位ヘッドで構成された記録ヘッドと、前記単位ヘッドにインクを供給する請求項１〜請求項６のいずれかに記載のインク供給装置と、を有することを特徴とする。
【００２１】
この記録装置では、複数の単位ヘッドで構成された記録ヘッドにより記録するので、より広い範囲を短時間で記録できる。
【００２２】
また、単位ヘッドへは、請求項１〜請求項６のいずれかに記載のインク供給装置によってインクが供給されるので、所望の単位ヘッドにインクを供給でき、インク供給に伴うインク消費量を少なく抑えることが可能となる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明では、複数の単位ヘッドを一体的に保持する保持部材と、前記保持部材に対し単位ヘッドのそれぞれを着脱可能とする着脱手段と、を有することを特徴とする。
【００２４】
したがって、単位ヘッドの交換時には、交換の必要な単位ヘッドのみを、保持部材から取り外して交換できる。そして、交換された単位ヘッドにのみ、インク供給でき、全ての単位ヘッド（交換していない単位ヘッドも含む）にインクを供給しないので、インク消費量を少なく抑えることができる。
【００２５】
なお、本発明の記録装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、記録装置がインク滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。また、インク滴が記録媒体上に付着されることで得られる記録媒体上のドットのパターンが、本発明の記録装置で得られる「画像」あるいは「記録画像」に広く含まれる。したがって、本発明の記録装置は、記録用紙上への文字や画像の記録に用いられるものに限定されない。また、記録媒体には、記録用紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば、配線パターン等が形成される基板などが含まれる。また、「画像」には、一般的な画像（文字、絵、写真など）のみならず、上記したような配線パターンや３次元物体、有機薄膜などが含まれる。吐出する液体も着色インクに限定されるわけではない。例えば、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う電気実装用のバンプの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴噴射装置一般に対して、本発明の記録装置を適用することが可能である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
［基本構成］
まず、本発明のインク供給装置の基本的構成について説明する。
【００２７】
図２及び図３には、本発明のインク供給装置５２の基本的構成が示されている。また、図１には、このインク供給装置５２が適用されたインクジェット記録装置１０が示されている。
【００２８】
インクジェット記録装置１０は、図１に示すように、用紙を送り出す用紙供給部１２と、用紙の姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して用紙に画像形成する記録ヘッド部１６と、記録ヘッド部１６のメンテナンスを行なうメンテナンス部１８とを備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された用紙を排出する排出部２２とから基本的に構成される。
【００２９】
用紙供給部１２は、用紙が積層されてストックされているストッカ２４と、ストッカ２４から１枚ずつ枚葉してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。
【００３０】
レジ調整部１４は、ループ形成部２８と用紙の姿勢を制御するガイド部材３０が備えられており、この部分を通過することによって用紙のコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部２０に進入する構成である。
【００３１】
記録部２０については、記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間を用紙が搬送される用紙搬送路が構成されており、スターホイール７０と搬送ロール１００とで用紙を挟持しつつ、連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この用紙に対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され当該用紙に画像が形成される構成である。記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８は、それぞれユニット化されており、記録ヘッド部１６がメンテナンス部１８と用紙搬送路を挟んで分離可能（より具体的には、上方向に移動可能）に構成されている。したがって、用紙ジャムの場合に、容易にジャムした用紙を取り出すことができる。
【００３２】
排出部２２は、記録部２０で画像が形成された用紙を排紙ベルト３１を介してトレイ３２に収納するものである。
【００３３】
図２に示すように、記録ヘッド部１６は、少なくともインクジェット記録装置１０の各色に対応した複数の記録ヘッド４４を備えている。それぞれの記録ヘッド４４はさらに、複数の単位ヘッド４０を備えており、これらの単位ヘッド４０に設けられたインク吐出口（ノズル）からインク滴が用紙に吐出されて、用紙に画像が記録される。
【００３４】
本実施形態では、インクジェット記録装置１０内にサブタンク３４（図２では図示省略、後述する図４参照）が備えられており、このサブタンクに、画像記録に使用されるインクが一時的に貯留されている。記録ヘッド４４はループ状のインク循環路３６を備えており、サブタンク３４のインクが、インク供給路３５を経てインク循環路３６に送られ、さらにインク循環路３６からインク帰還路３７を経てサブタンク３４に戻されるようになっている。インク循環路３６の途中には循環路開閉弁５４が設けられており、実際には、この循環路開閉弁５４を開放し、サブポンプ３８を駆動することで、インクがインク循環路３６を循環してサブタンク３４に戻る。
【００３５】
インク循環路３６からは、それぞれの単位ヘッド４０に対応して、個別流路４８が延出されており、それぞれの個別流路４８に、本発明のインク供給路開閉機構である個別開閉弁５０が設けられている。特定の単位ヘッド４０に対応する個別開閉弁５０のみを開き、その他は閉じておくことで、所望の単位ヘッド４０にのみインクを供給することができる。なお、個別開閉弁５０は、手動での開閉と、インク供給コントローラー６０（図４参照）による自動開閉との双方を行なえるようになっている。
【００３６】
図３には、本発明の基本的構成として、図２に示したものとは異なるものが示されている。このインク供給装置６２では、サブタンク３４を単位ヘッド４０の近傍（好ましくは記録ヘッド４４’内）に配置し、サブタンク３４から直接的に（インク循環路を介することなく）個別流路４８が延出されている。個別流路４８には、図２に示したインク供給装置５２と同様に、個別開閉弁５０が設けられている。
【００３７】
このように、個別流路４８がサブタンク３４と単位ヘッド４０とを直接的に連結する基本構成であっても、特定の単位ヘッド４０に対応する個別開閉弁５０のみを開き、その他は閉じておくことで、所望の単位ヘッド４０にのみ、インクを供給することができる。
【００３８】
［実施形態］
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態では、図２に示した基本構成を採用している。
【００３９】
図４には、本実施形態のインクジェット記録装置１０のインク供給部６４、メンテナンス部１８及び記録ヘッド部１６が示されている。
【００４０】
インク供給部６４は、あらかじめインクが貯留されたメインタンク６８と、このメインタンク６８からインクが送られて、一時的に貯留されるサブタンク３４とを有している。メインタンク６８とサブタンク３４とは、メイン供給路７２及びメイン帰還路７４で連通されており、メイン供給路７２に設けられたメインポンプ７６によって、メインタンク６８からサブタンク３４へインクを送ると共に、サブタンク３４からメインタンク６８へとインクを帰還させることができる。
【００４１】
サブタンク３４には、図２にも示したインク循環路３６が、インク供給路３５及びインク帰還路３７を介して接続されており、サブポンプ３８の駆動によって、サブタンク３４のインクをインク循環路３６内に循環させることができる。
【００４２】
サブタンク３４内には、インクの液面を検出する液面センサ７８が設けられている。液面センサ７８で検出された液位の情報はインク供給コントローラー６０に送られ、この情報を基に、メインポンプ７６が制御されるようになっている。
【００４３】
なお、メイン供給路７２、メイン帰還路７４、インク供給路３５、インク循環路３６、インク帰還路３７及び個別流路４８としては、耐インク性があり、インクからの圧力（場合によっては負圧）に対して不用意につぶれない程度の剛性のある材料で構成されたチューブとすることが好ましい。さらに、メインポンプ７６やサブポンプ３８としてローラーポンプを使用した場合や、個別開閉弁として後述する図１２、図１３及び図１４に示す構成のものを採用した場合には、外力によって適度にチューブが潰される（局所的に凹んだり、屈曲したりする）程度の柔軟性（弾性）を備えている必要がある。具体的なチューブの材料例としては、各種ゴム系、樹脂系のチューブが使用できるが、耐インク性に富むＰＶＤチューブ、タイゴンチューブ（「タイゴン」はサンバゴン・ノートン社の商品名）やラテックスチューブ、ポリエチレンチューブ、さらには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリ塩化ビニリデン、酢酸ビニル、またこれらの共重合体のエチレン／酢酸ビニル共重合体、、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレン／アクリル酸メチル共重合体、エチレン／メタクリル酸共重合体、エチレン／メタクリル酸メチル共重体、ポリエチレン／ビニルアルコール共重合などで構成されたチューブが好ましく、特に、耐インク性を考慮すると、タイゴンチューブが好ましい。さらに、耐インク性を高めるために、チューブを多層構造（たとえば、タイゴンの外層とフッ素樹脂の内層をの２層構造）にすることも好ましい。加えて、ガス透過率の低い材料（たとえば、ポリエチレン／ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン）と組み合わせることも好ましい。
【００４４】
また、上記したようにローラーポンプなどチューブをしごくタイプのポンプを使用する場合は、柔軟性に優れているシリコンチューブ、ファーメドチューブ、フルランチューブ等を使うことが好ましい。なお、メイン供給路７２、メイン帰還路７４、インク循環路３６及び個別流路４８のそれぞれに適したチューブの材料を使い分けても良い。
【００４５】
記録ヘッド４４は、記録ヘッド４４のノズル面４０Ａからインク滴を吐出可能なインクジェット記録ヘッドであれば、インクの種類およびインク滴の吐出方式を問わない。なお、単位ヘッド４０のインク滴の吐出方式はインクジェット方式に限らず、用紙に対して非接触で直接色材を転移させるタイプであればその方式は問わない。インクジェット方式が代表的であるが、公知の方式であればいずれの方式も適用可能である。また、インクジェット方式においてもサーマルインクジェット方式、ピエゾ式インクジェット、連続流型インクジェット、静電吸引型インクジェット等、方式に限定されない。
【００４６】
また、使用するインクも水性インク、油性インク、常温で固形のいわゆるソリッドインク、溶剤インク等いずれも適用可能である。インク中の色材も顔料・染料を問わない。
【００４７】
記録ヘッド４４の印字領域は、図５に示すように、印字される用紙Ｐのうち用紙最大幅ＰＷに対応して設定されている。ここで、印字領域とは、用紙の両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いためである。
【００４８】
なお、記録ヘッド４４は、複数の短尺な記録ヘッドチップ（以下、単位ヘッドという）から構成することが可能である。
【００４９】
例えば、単位ヘッド１１０がノズル配列方向端部までノズル５８が形成されているタイプ（図６参照）であれば、単位ヘッド１１０をノズル配列方向に連続して配置することによって、図７に示すような記録ヘッド４４をコンパクトに構成できる。また、両端にはノズル５８が形成されていない単位ヘッド４０（図８参照）を用いる場合には、単位ヘッド４０をノズル配列方向に一定間隔をおいて共通基板４６Ａ、４６Ｂに複数配置した記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂを搬送方向に複数配置する（図９参照）ことによって、用紙幅に対応して間断なく印字可能な記録ヘッド４４とすることができる。この場合には、単一の共通基板４６の両面に記録ヘッドアレイ４２Ａ、４２Ｂを構成する（図１０参照）ことによって、小型化を一層図ることもできる。
【００５０】
なお、単位ヘッド４０のノズル配列は一直線状であるが、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、千鳥状にノズル５８を配列することも可能である。
【００５１】
なお、インクジェット記録装置１０は、搬送方向に４つ（あるいはそれ以上）の記録ヘッド４４を配列し、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する構成とすることによって、フルカラー印字可能な構成とすることができる。
【００５２】
図１２には、本発明にインク供給路開閉機構である個別開閉弁の例が示されている。この個別開閉弁５０では、ブロック部１３０内に回転可能に収容された弁本体１３２を有しており、弁本体１３２を回転させて、個別流路４８（又は接続流路５６）を開放（図１２（Ａ）参照）及び閉止（図１２（Ｂ）参照）できる。
【００５３】
また、図１３に示すインク供給路開閉機構を適用することも可能である。この例では、個別流路４８又は接続流路５６が可撓性のチューブで構成されている場合に、このチューブを押圧部材１５２で押しつぶして閉止し（図１３（Ｂ）参照）、押圧部材１５２を退避させて開放する（図１３（Ｂ）参照）構成とされている。押圧部材１５２の移動させる移動機構１５３としては、たとえばソレノイドやモータを使用することができ、特に、電磁ソレノイド弁が好ましい。
【００５４】
また、図１４に示す例では、同じく可撓性のチューブで構成された個別流路４８又は接続流路５６の少なくとも２箇所を保持部材１５４で保持し、保持部材１５４間に配設された伸縮機構１５６によって保持部材１５４を接近させる構成とされている。すなわち、保持部材１５４が接近することで、チューブが局所的に曲げられて閉止され（図１４（Ｂ）参照）、保持部材１５４が離間すると、チューブが直線状に復帰した開放される（図１４（Ａ）参照）。この構成において、伸縮機構１５６としては、ソレノイドやバネ等を使用することができる。また、保持部材１５４によって保持された箇所の略中央を局所的に低弾性とすれば、チューブをこの部分で屈曲させて、より確実に閉止することができる。
【００５５】
図４に示すように、単位ヘッド４０のそれぞれには、個別流路４８と接続される接続流路５６が設けられている。個別流路４８と接続流路５６のそれぞれの接続部分には、脱着ユニット１２２、１２４が設けられており、単位ヘッド４０がそれぞれ独立して、個別流路４８に容易に脱着できるようになっている。
【００５６】
図１５には、脱着ユニット１２２、１２４の構成の一例が示されている。この例では、それぞれの脱着ユニット１２２、１２４は、個別開閉弁５０（図１２参照）と、ヘッド脱着機構１２６、１２８とがユニット化されて構成されている。
【００５７】
個別流路４８側のヘッド脱着機構１２６は、ブロック部１３０から単位ヘッド４０に向かって延出された一対のアーム部１３４を有している。アーム部１３４の先端には爪片１３６が形成されており、この爪片１３６を、接続流路５６側のブロック部１３０の係合凹部１３８に係合させて、単位ヘッド４０を接続流路５６に接続した状態に維持できる（図１５（Ａ）参照）。アーム部１３４を弾性的に広げれば、係合凹部１３８への爪片１３６の係合が解除され、単位ヘッド４０を取り外すことが可能になる（図１５（Ｂ）参照）。
【００５８】
図１６には、図１５とは異なる構成の脱着ユニット１４２、１４４が示されている。この例では、個別流路４８側の脱着ユニット１４２に、押圧管１４５が設けられている。これに対し、単位ヘッド４０側の脱着ユニット１４４は上部に流通孔１４６が形成された略筒状（中空状）に形成されており、内部の逆「Ｔ」字状のスライド体１４８が移動して、この流通孔１４６を開閉するようになっている。スライド体１４８は、バネ１５０によって通常は閉止位置（図１６（Ｂ）参照）に付勢されているが、押圧管１４４に押圧されて下方に移動すると、流通孔１４６を開放する（図１６（Ａ）参照）。したがって、図１５に示した例では、１つの接続部分に対して弁本体１３２が２つ設けられているが、図１６に示す例では、１つの接続部分に対し弁本体１３２が１つのみとなっている。
【００５９】
一方、記録ヘッド４４に対して対向配置されるメンテナンス装置８１は、図１７に示すように、それぞれの単位ヘッド４０に対応しインク滴を収納可能なキャップ手段（インク収容手段）８０と、記録ヘッド４４のノズル面４０Ａを清掃可能な清掃手段８８とを備えている。キャップ手段８０は、記録ヘッド４４から吐出される液滴を収容して保持する機能を有する。このために、例えば、記録ヘッド４４のノズル面４０Ａ（図６等参照）に対応するように形成された凹部８２Ａを有する受け部材８２と、受け部材８２の凹部８２Ａの底に配設されインクを保持するインク吸収体８６とから構成されており、受け部材８２をノズル面４０Ａに密着させて気密状態とすることができる。
【００６０】
図４に示すように、受け部材８２の下方には、１つの記録ヘッド４４全体で共通の第１チャンバー２１２が配置されており、受け部材８２と第１チャンバー２１２とが、排出路開閉弁２１６を備える第１排インク流路２１４で接続されている。排出路開閉弁２１６としては、たとえば図１２〜図１４と同構成のものを採用でき、この排出路開閉弁２１６によって第１排インク流路２１４を開閉することができる。
【００６１】
第１チャンバー２１２からはさらに、順に第２チャンバー２１８及び第３チャンバー２２０が、第２排インク流路２２２および吸気流路２２４によって接続されている。第１チャンバー２１２の排インクは、インク帰還路２２６に設けられた帰還用弁２２８、２２９を開いてメインタンク６８（又はサブタンク３４）に帰還させるか、あるいは、第２排インク流路２２２によって第２チャンバー２１８に送ったのち、排出用弁２３０を開いて排出路２３２から外部に排出することができる。
【００６２】
第３チャンバー２２０内は、吸気管２３４を介して吸気ポンプ２３６が接続されており、吸気弁２３８を開閉することで、第３チャンバー２２０内に負圧が発生されるようになっている。この負圧が、第２チャンバー２１８及び第１チャンバー２１２を経て、受け部材８２に作用するようになっている。
【００６３】
なお、第１チャンバー２１２及び第３チャンバー２２０には、大気開放弁２４０、２４２が設けられており、こららチャンバーの内部を大気圧に開放することができる。
【００６４】
排出路開閉弁２１６、帰還用弁２２８、排出用弁２３０、吸気弁２３８、大気開放弁２４０、２４２はすべて、メンテナンス・コントローラー２４４によって制御されるようになっている。
【００６５】
なお、キャップ手段８０にそれ以外の機能を兼用させても良い。例えば、図１０に示す昇降手段３０２によって記録ヘッド４４のノズル面４０Ａに対して接近離間（以下、昇降という）可能に構成し、ノズル面４０Ａに圧接することによってノズル面４０Ａを気密にする（キャッピングを行なう）ことが考えられる。この場合には、図９に示すように、圧接時に記録ヘッド４４のノズル面４０Ａを気密にするために、受け部材８２の上部（ノズル面側）にゴム部８４を設けることが必要である。また、ノズル内の記録液乾燥防止やノズル面４０Ａに対するゴミ、埃などの付着を防止するためにノズル面全体を覆う形にキャップ手段８０（ゴム部８４）が構成される。特に、後述するように、単位ヘッド４０へのインクの供給を、キャップ手段８０側からの吸引を利用して行なう場合には、キャップ手段８０をノズル面４０Ａに圧接させて、不用意な空気の流入を防止する必要がある。
【００６６】
なお、受け部材８２を構成するプラスチック材料としては、ＰＯＭ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ナイロン６６、アクリル、ベークライトなどがあるが、成形性、、耐衝撃性などの点でＰＢＴが好ましい。
【００６７】
また、ゴム部８４を構成するゴム材料としては、生ゴム、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、オレフィン系ゴム、エーテル系ゴム、ポリスルフィド系ゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーンゴムなどの各種天然ゴム、各種エラストマー（ゴム弾性体）や、これらゴム系材料のブレンドゴム、またはこれらゴム系材料と各種プラスティックとのブレンドゴムなど、各種弾性部材が使用でき、これら材料の接着などによる組合せを用いても良い。
【００６８】
これら材料のなかでも耐候性、耐薬品性、耐磨耗性、加工性の点で、水素化ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリジメチルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム等が好ましい。
【００６９】
さらに、インク吸収体８６の材料としては、ポリエステルフェルト繊維材料、また、アクリルニトリルフェルト繊維材料が好ましく、更には、ポリエステルフェルト繊維材料及びアクリルニトリルフェルト繊維材料が混合されたものも好ましい。使用繊維材料の繊維径、繊維長、配列方向等を適宜変えると、インク吸収体８６のインク保持能力を細かく調整することが可能である。
【００７０】
また、その他にポリアミド系繊維材料、ポリプロピレン繊維材料、ポリビニールアルコール系繊維材料、ポリ塩化ビニリデン系繊維材料、ポリウレタン系繊維材料などが挙げられる。
【００７１】
インク等の記録液の吸収性を考えると、ポリエステル系繊維材料がより好ましく、上記材料を混合した材料系を用いることも好適である。
【００７２】
清掃手段８８は、記録ヘッド４４のノズル面４０Ａのゴミ、埃、インクを除去してインク滴の吐出性能を一定に維持するためのものである。
【００７３】
清掃手段８８は、図１７に示すように、ワイパー９２と、ワイパー９２を保持する保持部材９０と、清掃手段８８を昇降および幅方向に移動させる移動手段３１２（図１８参照）とから構成される。
【００７４】
移動手段３１２によってワイパー９２が記録ヘッド４４のノズル面４０Ａに摺接しながらノズル面４０Ａに沿って移動する（図１８（Ｃ）参照）ことによって、ノズル面全体の清掃を行なうものである。この際、記録ヘッド４４と対向する位置にはキャップ手段８０が配置されているため、清掃手段８８は記録ヘッド４４（ノズル面４０Ａ）とキャップ手段８０の間を移動することになる。例えば、図１７に示すように、清掃手段８８の保持部材９０をアーチ型として、ワイパー９２を記録ヘッド４４のノズル面４０Ａに圧接させた状態でキャップ手段８０を跨いで移動させる構成が考えられる。
【００７５】
ワイパー９２の移動（摺接）方向は、例えば、用紙搬送方向や用紙搬送方向に直交する幅方向とすれば良い。また、移動は一方向だけでなく、往復動作させても良い。
【００７６】
また、ワイパー９２を保持する保持部材９０はアルミやＳＵＳなどの強度がある金属材料から構成される。
【００７７】
さらに、ワイパー９２は、所定の剛性を得るため、ゴム硬度＝３０〜８０で長手（搬送）方向長さＬ１および短手（幅）方向幅Ｗ１の比＝５対１〜５０対１で、幅Ｗ１＝０．５〜４ｍｍが好ましい。ゴム硬度が３０未満、長さＬ１と幅Ｗ１の比が５０対１より大、あるいは幅Ｗ１が０．５ｍｍ未満であると、ワイパー９２の剛性が低すぎてノズル面４０Ａに対して十分に当接できず、清掃が困難になるからである。一方、ゴム硬度が８０より大、長さＬ１と幅Ｗ１の比が５対１より小、あるいは幅Ｗ１が４ｍｍより大であると、ワイパー９２の剛性が高すぎてノズル面４０Ａに対する十分な密着できず、清掃が困難となるからである。
【００７８】
ワイパー９２を構成する材料としては生ゴム、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、オレフィン系ゴム、エーテル系ゴム、ポリスルフィド系ゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーンゴムなど各種天然ゴム、各種エラストマー（ゴム弾性体）や、これらゴム系材料のブレンドゴム、またはこれらゴム系材料と各種プラスティックとのブレンドゴムなど、各種弾性部材が使用でき、これら材料の接着などによる組合せを用いても良い。
【００７９】
これら材料のなかでも、耐候性、耐薬品性、耐磨耗性、加工性の点で、水素化ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリジメチルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム等が好ましい。
【００８０】
また、耐疲労性、耐成形性、ゴム特性などの点で、優れた熱可塑性エラストマーなども好ましい。
【００８１】
さらに、表面を保護層で被覆して使用することもできる。保護層としては、撥液性と低摩擦係特性に優れるフッ素系樹脂が好ましい。
【００８２】
また、各種プラスチック材料も適用可能である。具体的な材料としてはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の成形体を用いても良い。
【００８３】
さらに、これらの材料のフィルム材を積層して張り合わせたものを高精度に切断しても良い。このとき、貼着剤としては、アクリル系ポリマーやゴム系ポリマー等が適している。
【００８４】
このような構成とされた本実施形態では、それぞれの単位ヘッド４０ごとにインクの供給を行なうことができるので、複数の単位ヘッド４０のうち、インクの供給（充填）が必要とされるもののみ（全部であっても一部であってもよい）に、インクを供給できる。インク供給の必要がない単位ヘッド４０にインクを供給してしまうことがないので、インク供給時のインク消費量を少なく抑えることができる。
【００８５】
また、本実施形態では、単位ヘッド４０がそれぞれ独立して着脱可能とされているので、たとえば単位ヘッド４０に不具合が発生した場合には、特定の単位ヘッド４０のみを交換できる。そして、交換した単位ヘッド４０のみに対してインク供給ができるので、すべての単位ヘッド４０にインクを供給してしまう構成と比較して、インク消費量が少なくなる。
【００８６】
次に、本実施形態において、単位ヘッド４０にインクを供給（充填）するプロセスを説明する。本実施形態では、インク供給にあたって、
１．インク循環路３６、インク供給路３５、インク帰還路３７、個別流路４８及び単位ヘッド４０内にはインクがない場合（たとえばインクジェット記録装置１０の初期状態やメンテナンスを行なったときなど）
２．インク循環路３６、個別流路４８及び単位ヘッド４０内にインクが存在している場合（たとえば、特定の単位ヘッド４０のみを交換した場合や、印字不良を起こした単位ヘッド４０のみにインクの最充填を行なう場合）
の２つの場合がある。
【００８７】
さらに、それぞれの場合において、
Ａ．インクをインク循環路３６内で積極的に循環させて個別流路４８から押し出すことによる方法
Ｂ．単位ヘッド４０をキャッピングした状態で、ノズル面４０Ａ側から吸引することによる方法
の２つの方法があり、実際のインク供給では、これらを組み合わせて得られる４つのパターン（１Ａ、１Ｂ，２Ａ、２Ｂ）が考えられる。以下では、これら４つのパターンごとに、インク充填プロセスを説明する。
【００８８】
＜１Ａの場合＞
図１９のフローチャートに示すように、まず、ステップ１Ａ−１２で、すべての単位ヘッド４０にキャッピングをする。ただし、キャップ手段８０の凹部８２Ａ内は密閉することなく、大気開放しておく。
【００８９】
次に、ステップ１Ａ−１４で、循環路開閉弁５４を開き、個別開閉弁５０を閉じる。この状態で、ステップ１Ａ−１６において、サブポンプ３８を駆動し、インク循環路３６内でのインク循環を開始する。インク循環路３６にインクが満たされ、内部に存在していた空気（気泡）が押し出される。
【００９０】
ステップ１Ａ−１８では、インク循環を停止させ、循環路開閉弁５４を開く。次に、ステップ１Ａ−２０で、インクを充填する単位ヘッド４０を選択し、インク充填の対象となっている単位ヘッド４０は個別開閉弁５０を開く（ステップ１Ａ−２２）。これに対し、その他の単位ヘッド（インクを充填しない単位ヘッド）４０では、個別開閉弁５０を閉じる（ステップ１Ａ−２４）。
【００９１】
この状態で、ステップ１Ａ−２６においてインク循環を再開すると、個別開閉弁５０が開放されている単位ヘッド４０にのみインクが充填される。このようにして、特定の単位ヘッド４０へのインク供給が完了する（ステップ１Ａ−２８）と、次のステップ１Ａ−３２では、他の単位ヘッド４０にもインクを充填するか否かを判断し、充填する場合には、ステップ１Ａ−１４に戻る。充填しない場合には、ステップ１Ａ−３２でキャッピングを解除し、ステップ１Ａ−３４でワイパー９２によるノズル面４０Ａのワイピングを行なう。最後に、ステップ１Ａ−３６で、循環路開閉弁５４及び個別開閉弁５０をすべて開く。
【００９２】
＜１Ｂの場合＞
図２０のフローチャートに示すように、まず、ステップ１Ｂ−１２において、単位ヘッド４０をキャッピングするが、１Ａの場合と異なり、１Ｂの場合は密閉状態とする。ついで、１Ａの場合と同様に、ステップ１Ｂ−１４で、循環路開閉弁５４を開き、個別開閉弁５０を閉じる。この状態で、ステップ１Ｂ−１６において、サブポンプ３８を駆動し、インク循環路３６内でのインク循環を開始する。インク循環路３６にインクが満たされ、内部に存在していた空気（気泡）が押し出される。
【００９３】
ステップ１Ｂ−１８で排出路開閉弁２１６を開放した後、ステップ１Ｂ−２０でインク循環を停止させ、ステップ１Ｂ−２２でインクを充填する単位ヘッド４０を選択し、インク充填の対象となっている単位ヘッド４０は個別開閉弁５０及び排出路開閉弁２１６を開く（ステップ１Ｂ−２４）。これに対し、その他の単位ヘッド（インクを充填しない単位ヘッド）４０では、個別開閉弁５０及び排出路開閉弁２１６を閉じる（ステップ１Ａ−２４）。
【００９４】
この状態で、ステップ１Ｂ−２８においてインクを吸引すると、開放された個別開閉弁５０及び排出路開閉弁２１６に対応する単位ヘッド４０にのみインクが充填される。このようにして、特定の単位ヘッド４０へのインクの供給が完了すると（ステップ１Ｂ−３０）、次のステップ１Ｂ−３２では、他の単位ヘッド４０にもインクを充填するか否かを判断し、充填する場合には、ステップ１Ｂ−１４に戻る。充填しない場合には、ステップ１Ｂ−３４で排出路開閉弁２１６をすべて開放し、さらにステップ１Ｂ−３６でキャッピングを解除し、ステップ１Ｂ−３８でワイパー９２によるノズル面４０Ａのワイピングを行なう。最後に、ステップ１Ｂ−４０で、循環路開閉弁５４及び個別開閉弁５０をすべて開く。
【００９５】
＜２Ａの場合＞
図２１のフローチャートに示すように、まず、ステップ２Ａ−１２では、インクがインク循環路３６内を循環されている場合を考慮して、この循環を停止させる。
【００９６】
次いで、ステップ２Ａ−１４で、循環路開閉弁５４及び個別開閉弁５０をすべて閉じ、ステップ２Ａ−１６でインクを充填する単位ヘッド４０を選択する。インク充填の対象となっている単位ヘッド４０に対しては、ステップ２Ａ−１８でヘッドの交換を行ない、ステップ２Ａ−２０で、交換後の単位ヘッド４０に対応する個別開閉弁５０を開く。これに対し、その他の単位ヘッド（インクを充填しない単位ヘッド）４０では、個別開閉弁５０を閉じる（ステップ２Ａ−２２）。
【００９７】
この状態で、キャッピングをし（ステップ２Ａ−２４）、ステップ２Ａ−２６においてインクの循環を開始すると、個別開閉弁５０が開放されている単位ヘッド４０にのみインクが充填される。このようにして、特定の単位ヘッド４０へのインク供給が完了する（ステップ２Ａ−２８）と、次のステップ２Ａ−３０でキャッピングを解除し、ステップ２Ａ−３２でワイパー９２によるノズル面４０Ａのワイピングを行なう。そして、ステップ２Ａ−３２で、他の交換済み単位ヘッド４０にもインクを充填するか否かを判断し、充填する場合には、ステップ２Ａ−１６に戻る。充填しない場合には、ステップ２Ａ−３６で、循環路開閉弁５４及び個別開閉弁５０をすべて開き、ステップ２Ａ−３８でインクの循環を再開する。
【００９８】
＜２Ｂの場合＞
図２２のフローチャートに示すように、まず、ステップ２Ｂ−１２では、２Ａの場合と同様、インクがインク循環路３６内を循環されている場合を考慮して、この循環を停止させる。
【００９９】
次いで、ステップ２Ｂ−１４で、個別開閉弁５０を全て閉じ、ステップ２Ｂ−１６でインクを充填する単位ヘッド４０を選択する。インク充填の対象となっている単位ヘッド４０に対しては、ステップ２Ｂ−１８でヘッドの交換を行ない、ステップ２Ｂ−２０で、交換後の単位ヘッド４０に対応する個別開閉弁５０を開く。さらに、ステップ２Ｂ−２２で対応する排出路開閉弁２１６を閉じ、ステップ２Ｂ−２４でキャッピングする。これに対し、その他の単位ヘッド（インクを充填しない単位ヘッド）４０では、ステップ２Ｂ−２６で排出路開閉弁２１６を一旦閉じ、ステップ２Ｂ−２８でキャッピングをした後、ステップ２Ｂ−３０で、排出路開閉弁２１６を閉じる。
【０１００】
この状態で、ステップ２Ｂ−３２においてインクの吸引を開始すると、開放された個別開閉弁５０及び排出路開閉弁２１６に対応する単位ヘッド４０にのみインクが充填される。このようにして、特定の単位ヘッド４０へのインクの供給が完了すると（ステップ２Ｂ−３４）、ステップ２Ｂ−３６で排出路開閉弁２１６をすべて開放し、ステップ２Ｂ−３８でキャッピングを解除し、ステップ２Ｂ−４０でワイパー９２によるノズル面４０Ａのワイピングを行なう。そして、ステップ２Ｂ−４２で、他の交換済み単位ヘッド４０にもインクを充填するか否かを判断し、充填する場合には、ステップ２Ｂ−１６に戻る。充填しない場合には、ステップ２Ｂ−４４で、個別開閉弁５０をすべて開き、ステップ２Ｂ−４６でインクの循環を再開する。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、インク供給時のインク消費量を少なく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明のインク供給装置の基本的構成の一例を示す概念図である。
【図３】本発明のインク供給装置の図２とはことなる基本的構成を示す概念図である。
【図４】本発明の記録装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る記録装置の印字領域の説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る単位ヘッドのバリエーションの説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る記録ヘッドのバリエーションの説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る単位ヘッドのバリエーションの説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る記録ヘッドのバリエーションの説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る記録ヘッドのバリエーションの説明図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る単位ヘッドのバリエーションの説明図である。
【図１２】本発明に係る個別開閉弁の一例を示す断面図であり、（Ａ）は開状態、（Ｂ）は閉状態である。
【図１３】本発明に係る個別開閉弁の図１２とは異なる一例を示す断面図であり、（Ａ）は開状態、（Ｂ）は閉状態である。
【図１４】本発明に係る個別開閉弁の図１２及び図１３とは異なる一例を示す断面図であり、（Ａ）は開状態、（Ｂ）は閉状態である。
【図１５】本発明に係る脱着機構の一例を示す断面図であり、（Ａ）は装着状態、（Ｂ）は分離状態である。
【図１６】本発明に係る脱着機構の図１５とは異なる一例を示す断面図であり、（Ａ）は装着状態、（Ｂ）は分離状態である。
【図１７】本発明の記録装置で適用可能なメンテナンス装置を示す斜視図である。
【図１８】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１７に示すメンテナンス装置の動作説明図である。
【図１９】本発明の記録装置でのインク供給シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の記録装置でのインク供給シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の記録装置でのインク供給シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の記録装置でのインク供給シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０インクジェット記録装置
１６記録ヘッド部
３４サブタンク（インクタンク）
３６インク循環路
３８サブポンプ（循環手段）
４０Ａノズル面
４０単位ヘッド
４２Ａ記録ヘッドアレイ
４４記録ヘッド
４８個別流路（インク供給路）
５０個別開閉弁（インク供給路開閉機構）
５２インク供給装置
５４循環路開閉弁
５８ノズル
６２インク供給装置
６４インク供給部
６８メインタンク
８０キャップ手段
８１メンテナンス装置
８２Ａ凹部
８２受け部材
１１０単位ヘッド
１２２脱着ユニット
１２６ヘッド脱着機構
１４２脱着ユニット
１４４脱着ユニット
２３６吸気ポンプ（吸引手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink supply apparatus, an ink supply method, and a recording apparatus. More specifically, the present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs recording by ejecting ink onto a recording medium, and a facsimile, a copying machine, a printer complex machine having these functions, The present invention relates to a recording device used as an output device such as a workstation, an ink supply device used in the recording device, and an ink supply method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the spread of color documents in offices is remarkable, and various output devices have been proposed. In particular, a small-sized and low-cost inkjet method is used in various output devices.
[0003]
A recording head used in an ink jet system includes an energy generation unit, an energy conversion unit that converts energy generated by the energy generation unit into an ink discharge force, an ink discharge port that discharges an ink droplet by the ink discharge force, and an ink discharge port And an ink supply path for supplying ink. As the energy generating means, means that heats ink by means using an electromechanical transducer such as a piezo element or an electrothermal transducer having a heating resistor generates air bubbles, and ejects ink droplets by generating the bubbles. Etc.
[0004]
In a recording head that uses an electrothermal conversion element, since the electrothermal conversion element is small, it is possible not only to arrange the ink discharge ports at a high density, but also to divert semiconductor integrated circuit manufacturing technology as its manufacturing technology. Therefore, it is possible to reduce the size of the recording head having a large number of high-precision ink discharge ports and to manufacture it at low cost.
[0005]
However, at present, a printing method called serial scan, in which printing is performed line by line by reciprocating the recording head while conveying the recording paper, is widely used. This method is small and low in cost, but has a drawback that the printing speed is slow because the recording head needs to be scanned a plurality of times in order to form an image over the entire sheet. In order to improve the printing speed, it is necessary to reduce the number of scans, and it is essential to lengthen the recording head. A non-scanning printing method performed by a recording head having a paper width has been advanced to the limit. This printing method is an ink jet recording apparatus having a recording head corresponding to a paper width in which a large number of ejection openings are arranged over substantially the same length as the recording paper, and the recording paper moves relative to a fixed recording head. Recording is performed.
[0006]
As described above, in order to improve the printing speed and make it compatible with office use, an ink jet recording apparatus that performs printing while continuously conveying a sheet by a non-scanning recording head corresponding to the sheet width has been proposed.
[0007]
By the way, in the ink jet recording apparatus, in order to maintain good ink discharge performance, the maintenance apparatus discharges ink droplets during non-printing (dummy jet), cleans nozzle surfaces (wiping), and further prevents ink drying (capping). ) Etc. are needed. Further, if the non-printing state continues for a long time, the ink thickens due to drying and the nozzles are clogged. Therefore, it is necessary to suck out (vacuum) and discard the old ink in the recording head. Such a maintenance operation is also required for the recording head corresponding to the paper width described above.
[0008]
However, at the time of printing failure such as so-called ink loss or bubble clogging, maintenance is required not only for the defective nozzle but for the entire head. In particular, when the vacuum operation is performed as the maintenance operation, the ink consumption increases.
[0009]
For example, in Patent Document 1, an ink tank is connected to each color nozzle unit forming a plurality of print heads via an ink supply pipe and an ink return pipe, and ink is supplied to the ink tank and the print head by driving a pump. A configuration is disclosed in which the power is circulated and supplied between the two.
[0010]
However, in this configuration, since a plurality of print heads are connected in series, even when ink is supplied only to a specific print head, ink is eventually supplied to all the print heads. , Consumes a lot of ink.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-11-91130
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In consideration of the above-described facts, the present invention provides an ink supply apparatus capable of reducing the amount of ink consumed when supplying ink, an ink supply method using the ink supply apparatus, and a recording apparatus including the ink supply apparatus. This is the issue.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an ink tank storing ink supplied to a plurality of unit heads capable of discharging droplets onto a recording medium, and ink in the ink tank can be supplied to each of the unit heads. And an ink supply path opening / closing mechanism provided in each of the ink supply paths, and an opening / closing control means for controlling the ink flow path opening / closing mechanism.
[0014]
In this ink supply device, the ink in the ink tank is supplied to the unit head via the ink supply path. Since the ink supply path is provided with an ink supply path opening / closing mechanism controlled by the opening / closing control means, it is possible to supply ink by opening only the ink supply path corresponding to the desired unit head. Since ink is not supplied to a unit head that does not require ink supply, ink consumption during ink supply can be reduced.
[0015]
The configuration of the ink supply path is not particularly limited as long as the ink in the ink tank can be individually supplied to each of the unit heads. For example, as described in claim 2, the ink supply path includes the ink supply path. The ink tank and the unit head may be in direct communication with each other.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, the ink supply path extends from the ink tank so that the ink in the ink tank can circulate, and the ink supply path branches from the ink circulation path to the unit head. And the ink channel opening / closing mechanism may be provided in the individual channel. According to a third aspect of the present invention, if the constitution further comprises a circulation means for circulating the ink in the ink circulation path as in the fourth aspect, the ink in the ink circulation path is actively circulated. To refresh the ink. Further, it is possible to supply ink by pushing it out to the unit head by ink circulation.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, the cap head includes a cap member having a concave portion that makes the droplet discharge surface of the unit head airtight, and a suction unit that sucks the concave portion of the cap member.
[0018]
Therefore, by capping the unit head with the cap member, it is possible to prevent inadvertent evaporation and drying of the ink, accompanying ink thickening, and nozzle clogging. In the capped state, it is possible to circulate (push out) the ink in the ink circulation path by the circulation means according to claim 4, for example, and supply the ink to the unit head. Even if the ink leaks out, the leaked ink can be collected by the cap member. The plurality of the cap members and the suction means are provided corresponding to each of the plurality of unit heads, and suction control of each of the plurality of suction means is performed independently. In this configuration, the ink can be supplied to a desired unit head by sucking ink with the suction means in the capped state.
[0019]
As an ink supply method to the unit head by the ink supply device according to any one of claims 1 to 6, for example, as described in claim 7, any ink flow path opening / closing mechanism is opened by the opening / closing control means. If ink is supplied to the unit head as a state, ink can be supplied to a desired unit head. In particular, as an ink supply method using the ink supply device according to claim 4, as described in claim 8, ink is supplied to the unit head by opening any of the ink flow path opening / closing mechanisms by the opening / closing control means. In addition, it is possible to adopt a method of circulating the ink in the ink circulation path by the circulation means after supplying the ink.
[0020]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a recording head composed of a plurality of unit heads capable of discharging droplets onto a recording medium, and ink is supplied to the unit head. And an ink supply device.
[0021]
In this recording apparatus, since recording is performed by a recording head composed of a plurality of unit heads, a wider range can be recorded in a short time.
[0022]
In addition, since the ink is supplied to the unit head by the ink supply device according to any one of claims 1 to 6, the ink can be supplied to a desired unit head, and the ink consumption associated with the ink supply is reduced. It becomes possible to suppress.
[0023]
The invention according to claim 10 is characterized by comprising a holding member that integrally holds a plurality of unit heads, and attachment / detachment means that allows each of the unit heads to be attached to and detached from the holding member.
[0024]
Therefore, when replacing the unit head, only the unit head that needs to be replaced can be removed from the holding member and replaced. Ink can be supplied only to the replaced unit head, and ink is not supplied to all unit heads (including unit heads that have not been replaced), so that the amount of ink consumption can be reduced.
[0025]
The “recording medium” that is the target of image recording in the recording apparatus of the present invention includes a wide range of objects as long as the recording apparatus ejects ink droplets. In addition, the dot pattern on the recording medium obtained by attaching the ink droplets on the recording medium is widely included in the “image” or “recorded image” obtained by the recording apparatus of the present invention. Therefore, the recording apparatus of the present invention is not limited to that used for recording characters and images on recording paper. In addition, the recording medium includes a recording sheet, an OHP sheet, and the like. In addition, for example, a substrate on which a wiring pattern or the like is formed is included. The “image” includes not only general images (characters, pictures, photographs, etc.) but also the above-described wiring patterns, three-dimensional objects, organic thin films, and the like. The liquid to be discharged is not limited to colored ink. For example, production of a color filter for display performed by discharging colored ink on a polymer film or glass, formation of bumps for component mounting performed by discharging molten solder onto the substrate, and organic EL solution on the substrate For general liquid droplet ejecting devices intended for various industrial applications, such as the formation of EL display panels that are ejected onto the substrate and the formation of bumps for electrical mounting that are performed by ejecting molten solder onto the substrate. The recording apparatus of the invention can be applied.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Basic configuration]
First, the basic configuration of the ink supply device of the present invention will be described.
[0027]
2 and 3 show the basic configuration of the ink supply device 52 of the present invention. FIG. 1 shows an ink jet recording apparatus 10 to which the ink supply device 52 is applied.
[0028]
As shown in FIG. 1, the ink jet recording apparatus 10 includes a sheet supply unit 12 that feeds out a sheet, a registration adjustment unit 14 that controls the attitude of the sheet, a recording head unit 16 that forms an image on a sheet by ejecting ink droplets. The recording unit 20 includes a maintenance unit 18 that performs maintenance of the recording head unit 16, and a discharge unit 22 that discharges a sheet on which an image is formed by the recording unit 20.
[0029]
The sheet supply unit 12 includes a stocker 24 in which sheets are stacked and stocked, and a transport device 26 that transports the sheets one by one from the stocker 24 to the registration adjusting unit 14.
[0030]
The registration adjusting unit 14 includes a loop forming unit 28 and a guide member 30 that controls the posture of the paper. By passing through this portion, the skew is corrected using the stiffness of the paper and the conveyance timing is controlled. In this configuration, the recording unit 20 is entered.
[0031]
With respect to the recording unit 20, a sheet conveyance path through which a sheet is conveyed between the recording head unit 16 and the maintenance unit 18 is configured, and the sheet is continuously sandwiched between the star wheel 70 and the conveyance roll 100 ( Transport without stopping). Then, ink droplets are ejected from the recording head unit 16 to the paper, and an image is formed on the paper. The recording head unit 16 and the maintenance unit 18 are each unitized, and the recording head unit 16 is configured to be separable (more specifically, movable upward) across the maintenance unit 18 and the sheet conveyance path. ing. Therefore, in the case of paper jam, the jammed paper can be easily taken out.
[0032]
The discharge unit 22 stores the paper on which the image is formed by the recording unit 20 in the tray 32 via the discharge belt 31.
[0033]
As shown in FIG. 2, the recording head unit 16 includes a plurality of recording heads 44 corresponding to at least each color of the inkjet recording apparatus 10. Each recording head 44 further includes a plurality of unit heads 40, and ink droplets are ejected from the ink ejection ports (nozzles) provided in these unit heads 40 to record an image on the paper. .
[0034]
In this embodiment, a sub tank 34 (not shown in FIG. 2; see FIG. 4 described later) is provided in the ink jet recording apparatus 10, and ink used for image recording is temporarily stored in the sub tank. Yes. The recording head 44 includes a loop-shaped ink circulation path 36, and the ink in the sub tank 34 is sent to the ink circulation path 36 through the ink supply path 35, and further from the ink circulation path 36 through the ink return path 37 to the sub tank 34. It is supposed to be returned to. In the middle of the ink circulation path 36, a circulation path opening / closing valve 54 is provided. Actually, the circulation path opening / closing valve 54 is opened and the sub pump 38 is driven, whereby ink circulates in the ink circulation path 36. Return to the sub tank 34.
[0035]
An individual flow path 48 is extended from the ink circulation path 36 corresponding to each unit head 40, and an individual open / close valve 50 which is an ink supply path open / close mechanism of the present invention is provided in each individual flow path 48. Is provided. By opening only the individual on-off valve 50 corresponding to a specific unit head 40 and closing the others, ink can be supplied only to the desired unit head 40. The individual open / close valve 50 can be manually opened and closed and automatically opened and closed by the ink supply controller 60 (see FIG. 4).
[0036]
FIG. 3 shows a basic configuration of the present invention that is different from that shown in FIG. In this ink supply device 62, the sub tank 34 is disposed in the vicinity of the unit head 40 (preferably in the recording head 44 ′), and the individual flow path 48 extends directly from the sub tank 34 (without passing through the ink circulation path). Has been. Similar to the ink supply device 52 shown in FIG. 2, the individual flow path 48 is provided with an individual open / close valve 50.
[0037]
Thus, even if the individual flow path 48 has a basic configuration in which the sub tank 34 and the unit head 40 are directly connected, only the individual on-off valve 50 corresponding to the specific unit head 40 is opened and the others are closed. Thus, ink can be supplied only to the desired unit head 40.
[0038]
[Embodiment]
Next, an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the basic configuration shown in FIG. 2 is adopted.
[0039]
FIG. 4 shows the ink supply unit 64, the maintenance unit 18, and the recording head unit 16 of the inkjet recording apparatus 10 of the present embodiment.
[0040]
The ink supply unit 64 includes a main tank 68 in which ink is stored in advance, and a sub tank 34 in which ink is sent from the main tank 68 and temporarily stored. The main tank 68 and the sub tank 34 communicate with each other through a main supply path 72 and a main return path 74, and ink is sent from the main tank 68 to the sub tank 34 by a main pump 76 provided in the main supply path 72. Ink can be returned from 34 to the main tank 68.
[0041]
An ink circulation path 36 also shown in FIG. 2 is connected to the sub tank 34 via an ink supply path 35 and an ink return path 37, and the ink in the sub tank 34 is moved into the ink circulation path 36 by driving the sub pump 38. Can be circulated.
[0042]
A liquid level sensor 78 for detecting the liquid level of the ink is provided in the sub tank 34. Information on the liquid level detected by the liquid level sensor 78 is sent to the ink supply controller 60, and the main pump 76 is controlled based on this information.
[0043]
The main supply path 72, the main return path 74, the ink supply path 35, the ink circulation path 36, the ink return path 37, and the individual flow path 48 are ink-resistant, and pressure from ink (in some cases, negative pressure) It is preferable that the tube is made of a material having rigidity that does not collapse carelessly. Furthermore, when a roller pump is used as the main pump 76 or the sub pump 38, or when the structure shown in FIGS. 12, 13 and 14 described later is adopted as the individual on-off valve, the tube is appropriately crushed by an external force. It is necessary to have flexibility (elasticity) to such an extent that it can be recessed (locally recessed or bent). As examples of specific tube materials, various rubber and resin tubes can be used. Ink-resistant PVD tubes, Tygon tubes ("Tygon" is a product name of Sambagon Norton), latex tubes, Polyethylene tubes, polyethylene, polypropylene, nylon, polyvinylidene chloride, vinyl acetate, and ethylene / vinyl acetate copolymers of these copolymers, ethylene / acrylic acid copolymers, ethylene / methyl acrylate copolymers A tube composed of a polymer, an ethylene / methacrylic acid copolymer, an ethylene / methyl methacrylate copolymer, a polyethylene / vinyl alcohol copolymer or the like is preferable, and a Tygon tube is particularly preferable in consideration of ink resistance. Furthermore, in order to improve ink resistance, it is also preferable that the tube has a multilayer structure (for example, a two-layer structure of an outer layer of Tygon and an inner layer of fluororesin). In addition, it is also preferable to combine with a material having a low gas permeability (for example, polyethylene / vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride).
[0044]
Further, as described above, when a tube-type pump such as a roller pump is used, it is preferable to use a silicon tube, a farmed tube, a full-run tube or the like which is excellent in flexibility. In addition, you may use properly the material of the tube suitable for each of the main supply path 72, the main return path 74, the ink circulation path 36, and the separate flow path 48.
[0045]
As long as the recording head 44 is an inkjet recording head capable of ejecting ink droplets from the nozzle surface 40A of the recording head 44, the type of ink and the ink droplet ejection method are not limited. Note that the ink droplet ejection method of the unit head 40 is not limited to the ink jet method, and any method may be used as long as the color material is directly transferred to the paper without contact. An inkjet method is typical, but any method can be applied as long as it is a known method. In addition, the ink jet method is not limited to a method such as a thermal ink jet method, a piezo ink jet, a continuous flow ink jet, or an electrostatic suction ink jet.
[0046]
The ink to be used may be any of water-based ink, oil-based ink, so-called solid ink that is solid at room temperature, solvent ink, and the like. The coloring material in the ink may be any pigment or dye.
[0047]
As shown in FIG. 5, the print area of the recording head 44 is set corresponding to the maximum paper width PW of the paper P to be printed. Here, the printing area is basically the maximum of the recording area obtained by subtracting the margin not to be printed from both ends of the sheet, but is generally larger than the maximum sheet width PW to be printed. This is because there is a possibility that the sheet is conveyed at a predetermined angle with respect to the conveying direction (skewed), and there is a high demand for borderless printing.
[0048]
The recording head 44 can be composed of a plurality of short recording head chips (hereinafter referred to as unit heads).
[0049]
For example, if the unit head 110 is a type in which the nozzles 58 are formed up to the end in the nozzle arrangement direction (see FIG. 6), the unit heads 110 are continuously arranged in the nozzle arrangement direction as shown in FIG. A compact recording head 44 can be constructed. Further, when the unit head 40 (see FIG. 8) in which the nozzles 58 are not formed at both ends is used, a recording head in which a plurality of unit heads 40 are arranged on the common substrates 46A and 46B at regular intervals in the nozzle arrangement direction. By arranging a plurality of arrays 42A and 42B in the transport direction (see FIG. 9), it is possible to obtain a recording head 44 capable of printing without interruption corresponding to the paper width. In this case, the recording head arrays 42A and 42B are formed on both surfaces of the single common substrate 46 (see FIG. 10), so that the size can be further reduced.
[0050]
In addition, although the nozzle arrangement of the unit head 40 is a straight line, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the nozzles 58 can be arranged in a staggered manner.
[0051]
Note that the inkjet recording apparatus 10 has four (or more) recording heads 44 arranged in the transport direction, and drops yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) ink droplets, respectively. By adopting a structure for discharging, a structure capable of full color printing can be obtained.
[0052]
FIG. 12 shows an example of an individual opening / closing valve which is an ink supply path opening / closing mechanism in the present invention. This individual on-off valve 50 has a valve main body 132 rotatably accommodated in the block portion 130, and the valve main body 132 is rotated to open the individual flow path 48 (or connection flow path 56) (see FIG. 12 (A)) and closing (see FIG. 12 (B)).
[0053]
It is also possible to apply the ink supply path opening / closing mechanism shown in FIG. In this example, when the individual flow path 48 or the connection flow path 56 is composed of a flexible tube, the tube is crushed by the pressing member 152 and closed (see FIG. 13B), and the pressing member 152 is closed. Is retracted and opened (see FIG. 13B). As the moving mechanism 153 for moving the pressing member 152, for example, a solenoid or a motor can be used, and an electromagnetic solenoid valve is particularly preferable.
[0054]
In the example shown in FIG. 14, at least two portions of the individual flow path 48 or the connection flow path 56 that are also formed of flexible tubes are held by the holding member 154, and the expansion and contraction disposed between the holding members 154. The holding member 154 is made to approach by the mechanism 156. That is, when the holding member 154 approaches, the tube is locally bent and closed (see FIG. 14B), and when the holding member 154 is separated, the tube returns to a straight line and is released (FIG. 14). (See (A)). In this configuration, a solenoid or a spring can be used as the expansion / contraction mechanism 156. Further, if the approximate center of the portion held by the holding member 154 is locally low-elasticity, the tube can be bent at this portion and can be more reliably closed.
[0055]
As shown in FIG. 4, each of the unit heads 40 is provided with a connection channel 56 connected to the individual channel 48. Desorption units 122 and 124 are provided at the connection portions of the individual flow path 48 and the connection flow path 56, respectively, so that the unit head 40 can be easily detached from the individual flow path 48 independently of each other. Yes.
[0056]
FIG. 15 shows an example of the configuration of the detachment units 122 and 124. In this example, each of the attachment / detachment units 122 and 124 is configured by unitizing an individual opening / closing valve 50 (see FIG. 12) and a head attachment / detachment mechanism 126, 128.
[0057]
The head attaching / detaching mechanism 126 on the individual flow path 48 side has a pair of arm portions 134 extending from the block portion 130 toward the unit head 40. A claw piece 136 is formed at the tip of the arm portion 134, and this claw piece 136 is engaged with the engagement recess 138 of the block portion 130 on the connection flow path 56 side to connect the unit head 40 to the connection flow path 56. (See FIG. 15A). If the arm part 134 is elastically expanded, the engagement of the claw piece 136 with the engagement recess 138 is released, and the unit head 40 can be removed (see FIG. 15B).
[0058]
FIG. 16 shows detachable units 142 and 144 having a configuration different from that shown in FIG. In this example, a pressing tube 145 is provided in the detaching unit 142 on the individual flow channel 48 side. On the other hand, the attachment / detachment unit 144 on the unit head 40 side is formed in a substantially cylindrical shape (hollow shape) in which a flow hole 146 is formed in the upper portion, and an internal reverse “T” -shaped slide body 148 moves. Thus, the circulation hole 146 is opened and closed. The slide body 148 is normally urged to the closed position (see FIG. 16B) by the spring 150, but when the slide body 148 is pressed by the pressing tube 144 and moves downward, the flow hole 146 is opened (FIG. 16 ( A)). Therefore, in the example shown in FIG. 15, two valve bodies 132 are provided for one connection portion. However, in the example shown in FIG. 16, only one valve body 132 is provided for one connection portion. It has become.
[0059]
On the other hand, as shown in FIG. 17, the maintenance device 81 disposed to face the recording head 44 includes a cap unit (ink storage unit) 80 that can store ink droplets corresponding to each unit head 40, and a recording head. Cleaning means 88 capable of cleaning 44 nozzle surfaces 40A. The cap unit 80 has a function of containing and holding droplets ejected from the recording head 44. For this purpose, for example, a receiving member 82 having a recess 82A formed so as to correspond to the nozzle surface 40A (see FIG. 6 and the like) of the recording head 44, and an ink disposed on the bottom of the recess 82A of the receiving member 82 are provided. The holding member 82 can be brought into close contact with the nozzle surface 40A to be in an airtight state.
[0060]
As shown in FIG. 4, a common first chamber 212 is arranged below the receiving member 82 for the entire recording head 44, and the receiving member 82 and the first chamber 212 are connected to the discharge passage opening / closing valve 216. Are connected by a first waste ink flow path 214. As the discharge path opening / closing valve 216, for example, one having the same configuration as in FIGS. 12 to 14 can be adopted, and the first discharge ink flow path 214 can be opened and closed by this discharge path opening / closing valve 216.
[0061]
From the first chamber 212, a second chamber 218 and a third chamber 220 are sequentially connected by a second exhaust ink flow path 222 and an intake flow path 224. The waste ink in the first chamber 212 is returned to the main tank 68 (or the sub tank 34) by opening the return valves 228 and 229 provided in the ink return path 226, or is discharged by the second waste ink flow path 222. After being sent to the two chambers 218, the discharge valve 230 can be opened to discharge to the outside from the discharge path 232.
[0062]
An intake pump 236 is connected to the inside of the third chamber 220 via an intake pipe 234, and a negative pressure is generated in the third chamber 220 by opening and closing the intake valve 238. This negative pressure is applied to the receiving member 82 through the second chamber 218 and the first chamber 212.
[0063]
The first chamber 212 and the third chamber 220 are provided with atmospheric release valves 240 and 242 so that the interior of these chambers can be opened to atmospheric pressure.
[0064]
The discharge path opening / closing valve 216, the return valve 228, the discharge valve 230, the intake valve 238, and the atmosphere release valves 240 and 242 are all controlled by the maintenance controller 244.
[0065]
The cap unit 80 may be used for other functions. For example, the lifting / lowering means 302 shown in FIG. 10 is configured to be close to and away from the nozzle surface 40A of the recording head 44 (hereinafter referred to as lifting / lowering), and the nozzle surface 40A is hermetically sealed by being pressed against the nozzle surface 40A (capping). Can be considered). In this case, as shown in FIG. 9, it is necessary to provide a rubber portion 84 on the upper portion (nozzle surface side) of the receiving member 82 in order to make the nozzle surface 40A of the recording head 44 airtight during pressure contact. Further, the cap means 80 (rubber portion 84) is configured to cover the entire nozzle surface in order to prevent the recording liquid from drying in the nozzle and to prevent dust and dirt from adhering to the nozzle surface 40A. In particular, as will be described later, when ink is supplied to the unit head 40 by using suction from the cap unit 80 side, the cap unit 80 is brought into pressure contact with the nozzle surface 40A to prevent inadvertent air flow. It is necessary to prevent inflow.
[0066]
The plastic material constituting the receiving member 82 includes POM, PET, PBT, PPS, nylon 66, acrylic, bakelite, etc., but PBT is preferable in terms of moldability and impact resistance.
[0067]
The rubber material constituting the rubber portion 84 includes various natural rubbers such as raw rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, olefin rubber, ether rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, fluorine rubber, and silicone rubber. Various elastic members such as various elastomers (rubber elastic bodies), blend rubbers of these rubber-based materials, or blend rubbers of these rubber-based materials and various plastics can be used, and combinations of these materials can be used. good.
[0068]
Among these materials, hydrogenated nitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber (EPDM), polydimethyl silicone rubber, methyl vinyl silicone rubber, methyl phenyl silicone rubber in terms of weather resistance, chemical resistance, abrasion resistance, and processability. Fluorosilicone rubber and the like are preferable.
[0069]
Further, the material of the ink absorber 86 is preferably a polyester felt fiber material or an acrylonitrile felt fiber material, and more preferably a mixture of a polyester felt fiber material and an acrylonitrile felt fiber material. By appropriately changing the fiber diameter, fiber length, arrangement direction and the like of the used fiber material, the ink holding capacity of the ink absorber 86 can be finely adjusted.
[0070]
Other examples include polyamide fiber materials, polypropylene fiber materials, polyvinyl alcohol fiber materials, polyvinylidene chloride fiber materials, polyurethane fiber materials, and the like.
[0071]
Considering the absorbability of recording liquid such as ink, a polyester fiber material is more preferable, and it is also preferable to use a material system in which the above materials are mixed.
[0072]
The cleaning unit 88 is for removing dust, dust, and ink from the nozzle surface 40A of the recording head 44 to maintain a constant ink droplet ejection performance.
[0073]
As shown in FIG. 17, the cleaning unit 88 includes a wiper 92, a holding member 90 that holds the wiper 92, and a moving unit 312 (see FIG. 18) that moves the cleaning unit 88 up and down and in the width direction. .
[0074]
The moving means 312 moves the wiper 92 along the nozzle surface 40A while sliding on the nozzle surface 40A of the recording head 44 (see FIG. 18C), thereby cleaning the entire nozzle surface. At this time, since the cap unit 80 is disposed at a position facing the recording head 44, the cleaning unit 88 moves between the recording head 44 (nozzle surface 40 A) and the cap unit 80. For example, as shown in FIG. 17, a configuration in which the holding member 90 of the cleaning unit 88 is an arch type and the wiper 92 is moved across the cap unit 80 in a state where the wiper 92 is pressed against the nozzle surface 40 A of the recording head 44 can be considered.
[0075]
The movement (sliding contact) direction of the wiper 92 may be, for example, a paper conveyance direction or a width direction orthogonal to the paper conveyance direction. Further, the movement may be performed not only in one direction but also in a reciprocating manner.
[0076]
The holding member 90 that holds the wiper 92 is made of a metal material having strength such as aluminum or SUS.
[0077]
Further, in order to obtain a predetermined rigidity, the wiper 92 has a rubber hardness = 30 to 80, a ratio of the longitudinal (conveyance) direction length L1 and the lateral (width) direction width W1 = 5: 1 to 50: 1, and the width. W1 = 0.5-4 mm is preferable. If the rubber hardness is less than 30, the ratio of the length L1 to the width W1 is greater than 50 to 1, or the width W1 is less than 0.5 mm, the wiper 92 is too rigid and sufficiently hit the nozzle surface 40A. This is because it is difficult to contact and cleaning becomes difficult. On the other hand, if the rubber hardness is greater than 80, the ratio of the length L1 to the width W1 is less than 5 to 1, or the width W1 is greater than 4 mm, the wiper 92 is too rigid and has sufficient contact with the nozzle surface 40A. This is because cleaning is difficult.
[0078]
The material constituting the wiper 92 includes raw rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, olefin rubber, ether rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, fluorine rubber, silicone rubber and various natural rubbers, and various elastomers (rubber elasticity Body), blended rubbers of these rubber-based materials, or blended rubbers of these rubber-based materials and various plastics, and various elastic members can be used, and a combination of these materials may be used.
[0079]
Among these materials, hydrogenated nitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber (EPDM), polydimethyl silicone rubber, methyl vinyl silicone rubber, methyl phenyl silicone in terms of weather resistance, chemical resistance, abrasion resistance, and processability. Rubber, fluorosilicone rubber and the like are preferable.
[0080]
Further, excellent thermoplastic elastomers and the like are preferable in terms of fatigue resistance, mold resistance, rubber properties, and the like.
[0081]
Furthermore, it can also be used by coating the surface with a protective layer. The protective layer is preferably a fluorine resin excellent in liquid repellency and low frictional properties.
[0082]
Various plastic materials are also applicable. As specific materials, molded articles such as polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyvinyl chloride resins, polyvinylidene chloride resins, epoxy resins, polycarbonate resins, polyethylene resins, polypropylene resins and polystyrene resins may be used. .
[0083]
Furthermore, a film obtained by laminating and bonding these film materials may be cut with high accuracy. At this time, an acrylic polymer, a rubber polymer, or the like is suitable as the adhesive.
[0084]
In the present embodiment configured as described above, since ink can be supplied to each unit head 40, only the ones that require supply (filling) of ink among the plurality of unit heads 40 are provided. Ink can be supplied to (all or part of). Since ink is not supplied to the unit head 40 that does not require ink supply, the amount of ink consumed during ink supply can be reduced.
[0085]
Further, in the present embodiment, the unit heads 40 are detachable independently of each other. Therefore, for example, when a problem occurs in the unit head 40, only a specific unit head 40 can be replaced. Further, since ink can be supplied only to the replaced unit head 40, the ink consumption is reduced as compared with a configuration in which ink is supplied to all the unit heads 40.
[0086]
Next, a process for supplying (filling) ink to the unit head 40 in this embodiment will be described. In this embodiment, when supplying ink,
1. When there is no ink in the ink circulation path 36, the ink supply path 35, the ink return path 37, the individual flow path 48, and the unit head 40 (for example, when the initial state or maintenance of the inkjet recording apparatus 10 is performed).
2. When ink is present in the ink circulation path 36, the individual flow path 48, and the unit head 40 (for example, when only a specific unit head 40 is replaced, or only when the unit head 40 that has caused a printing defect only the ink is (When filling)
There are two cases.
[0087]
Furthermore, in each case,
A. A method in which ink is actively circulated in the ink circulation path 36 and pushed out from the individual flow path 48.
B. Method by sucking from the nozzle surface 40A side with the unit head 40 capped
In the actual ink supply, four patterns (1A, 1B, 2A, 2B) obtained by combining them can be considered. Hereinafter, the ink filling process will be described for each of these four patterns.
[0088]
<In the case of 1A>
As shown in the flowchart of FIG. 19, first, in step 1A-12, all unit heads 40 are capped. However, the inside of the recess 82A of the cap means 80 is kept open to the atmosphere without being sealed.
[0089]
Next, in step 1A-14, the circulation path on-off valve 54 is opened and the individual on-off valve 50 is closed. In this state, in step 1A-16, the sub pump 38 is driven to start the ink circulation in the ink circulation path 36. The ink circulation path 36 is filled with ink, and the air (bubbles) present inside is pushed out.
[0090]
In Step 1A-18, the ink circulation is stopped and the circulation path opening / closing valve 54 is opened. Next, in step 1A-20, the unit head 40 to be filled with ink is selected, and the unit head 40 to be filled with ink opens the individual opening / closing valve 50 (step 1A-22). On the other hand, in the other unit head (unit head not filled with ink) 40, the individual on-off valve 50 is closed (step 1A-24).
[0091]
In this state, when ink circulation is resumed in step 1A-26, ink is filled only in the unit head 40 in which the individual on-off valve 50 is opened. In this way, when the ink supply to the specific unit head 40 is completed (step 1A-28), in the next step 1A-32, it is determined whether or not other unit heads 40 are filled with ink. In the case of filling, the process returns to Step 1A-14. If not, the capping is canceled in step 1A-32, and the nozzle surface 40A is wiped by the wiper 92 in step 1A-34. Finally, in step 1A-36, all the circulation path opening / closing valve 54 and the individual opening / closing valve 50 are opened.
[0092]
<In the case of 1B>
As shown in the flowchart of FIG. 20, first, in step 1B-12, the unit head 40 is capped, but unlike 1A, in the case of 1B, it is in a sealed state. Next, as in the case of 1A, in step 1B-14, the circulation path opening / closing valve 54 is opened and the individual opening / closing valve 50 is closed. In this state, in step 1B-16, the sub pump 38 is driven to start ink circulation in the ink circulation path 36. The ink circulation path 36 is filled with ink, and the air (bubbles) present inside is pushed out.
[0093]
After the discharge path opening / closing valve 216 is opened in step 1B-18, the ink circulation is stopped in step 1B-20, and the unit head 40 to be filled with ink is selected in step 1B-22, which is the target of ink filling. The unit head 40 opens the individual opening / closing valve 50 and the discharge passage opening / closing valve 216 (step 1B-24). On the other hand, in other unit heads (unit heads not filled with ink) 40, the individual on-off valve 50 and the discharge path on-off valve 216 are closed (step 1A-24).
[0094]
In this state, when ink is sucked in step 1B-28, ink is filled only in the unit heads 40 corresponding to the opened individual on-off valve 50 and the discharge path on-off valve 216. In this way, when the ink supply to the specific unit head 40 is completed (step 1B-30), in the next step 1B-32, it is determined whether or not the other unit heads 40 are filled with ink. In the case of filling, the process returns to Step 1B-14. When not filling, the discharge path opening / closing valve 216 is all opened at step 1B-34, capping is released at step 1B-36, and the nozzle surface 40A is wiped by the wiper 92 at step 1B-38. Finally, in step 1B-40, all the circulation path opening / closing valves 54 and the individual opening / closing valves 50 are opened.
[0095]
<In the case of 2A>
As shown in the flowchart of FIG. 21, first, in step 2A-12, the circulation is stopped in consideration of the case where the ink is circulated in the ink circulation path.
[0096]
Next, in step 2A-14, all the circulation path open / close valve 54 and individual open / close valve 50 are closed, and in step 2A-16, the unit head 40 to be filled with ink is selected. For the unit head 40 to be filled with ink, the head is replaced in step 2A-18, and in step 2A-20, the individual on-off valve 50 corresponding to the unit head 40 after replacement is opened. On the other hand, in the other unit heads (unit heads not filled with ink) 40, the individual on-off valve 50 is closed (step 2A-22).
[0097]
In this state, capping is performed (step 2A-24), and when ink circulation is started in step 2A-26, ink is filled only in the unit head 40 in which the individual on-off valve 50 is opened. Thus, when the ink supply to the specific unit head 40 is completed (step 2A-28), the capping is canceled in the next step 2A-30, and the wiping of the nozzle surface 40A by the wiper 92 is performed in step 2A-32. To do. In step 2A-32, it is determined whether or not other replaced unit heads 40 are to be filled with ink. If so, the process returns to step 2A-16. If not, the circulation path opening / closing valve 54 and the individual opening / closing valve 50 are all opened in step 2A-36, and the ink circulation is restarted in step 2A-38.
[0098]
<In the case of 2B>
As shown in the flowchart of FIG. 22, first, in step 2B-12, as in the case of 2A, the circulation is stopped in consideration of the case where the ink is circulated in the ink circulation path 36.
[0099]
Next, in step 2B-14, all the individual on-off valves 50 are closed, and in step 2B-16, the unit head 40 to be filled with ink is selected. For the unit head 40 to be filled with ink, the head is exchanged in step 2B-18, and in step 2B-20, the individual opening / closing valve 50 corresponding to the unit head 40 after the exchange is opened. Further, the corresponding discharge passage opening / closing valve 216 is closed in step 2B-22, and capping is performed in step 2B-24. On the other hand, in other unit heads (unit heads not filled with ink) 40, the discharge passage opening / closing valve 216 is temporarily closed in step 2B-26, capped in step 2B-28, and then discharged in step 2B-30. The road opening / closing valve 216 is closed.
[0100]
In this state, when ink suction is started in Step 2B-32, ink is filled only in the unit head 40 corresponding to the opened individual on-off valve 50 and the discharge path on-off valve 216. Thus, when the supply of ink to the specific unit head 40 is completed (step 2B-34), all the discharge path opening / closing valves 216 are opened in step 2B-36, and capping is released in step 2B-38. In step 2B-40, the wiper 92 wipes the nozzle surface 40A. Then, in step 2B-42, it is determined whether or not other replaced unit heads 40 are to be filled with ink, and if so, the process returns to step 2B-16. If not filled, all the individual on-off valves 50 are opened at step 2B-44, and the ink circulation is resumed at step 2B-46.
[0101]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to reduce the amount of ink consumed when supplying ink.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a recording apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of a basic configuration of an ink supply device of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a basic configuration different from FIG. 2 of the ink supply apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a recording apparatus of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a print area of the recording apparatus according to the embodiment of the invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of variations of the unit head according to the embodiment of the invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a variation of the recording head according to the embodiment of the invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of variations of the unit head according to the embodiment of the invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of variations of the recording head according to the embodiment of the invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of variations of the recording head according to the embodiment of the invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of variations of the unit head according to the embodiment of the invention.
FIGS. 12A and 12B are cross-sectional views showing an example of an individual on-off valve according to the present invention, in which FIG. 12A is an open state and FIG. 12B is a closed state.
13 is a cross-sectional view showing an example of the individual on-off valve according to the present invention, which is different from FIG. 12, in which (A) is an open state and (B) is a closed state.
14A and 14B are cross-sectional views showing an example of the individual on-off valve according to the present invention different from those shown in FIGS. 12 and 13, wherein FIG.
FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views showing an example of a detaching mechanism according to the present invention, in which FIG. 15A shows a mounted state and FIG. 15B shows a separated state.
16A and 16B are cross-sectional views showing an example of the detaching mechanism according to the present invention, which is different from FIG. 15, wherein FIG. 16A shows a mounted state and FIG. 16B shows a separated state.
FIG. 17 is a perspective view showing a maintenance device applicable to the recording apparatus of the present invention.
18A to 18C are operation explanatory diagrams of the maintenance device shown in FIG.
FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of an ink supply sequence in the recording apparatus of the present invention.
FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of an ink supply sequence in the recording apparatus of the present invention.
FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of an ink supply sequence in the recording apparatus of the present invention.
FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of an ink supply sequence in the recording apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Inkjet recording device
16 Recording head
34 Sub tank (ink tank)
36 Ink circuit
38 Sub-pump (circulation means)
40A Nozzle surface
40 unit head
42A recording head array
44 Recording head
48 Individual channel (ink supply channel)
50 Individual open / close valve (ink supply path open / close mechanism)
52 Ink supply device
54 Circuit open / close valve
58 nozzles
62 Ink supply device
64 Ink supply unit
68 Main tank
80 Cap means
81 Maintenance equipment
82A recess
82 Receiving member
110 unit head
122 Desorption unit
126 Head Desorption Mechanism
142 Desorption unit
144 Desorption unit
236 Intake pump (suction means)

Claims

An ink tank storing ink to be supplied to a plurality of unit heads capable of discharging droplets onto a recording medium;
An ink supply path capable of supplying ink in the ink tank to each of the unit heads;
An ink supply path opening / closing mechanism provided in each of the ink supply paths;
Open / close control means for controlling the ink flow path opening / closing mechanism;
An ink supply device comprising:

The ink supply apparatus according to claim 1, wherein the ink supply path directly connects the ink tank and the unit head.

The ink supply path is
An ink circulation path extending from the ink tank and capable of circulating the ink in the ink tank;
An individual flow path that branches from the ink circulation path to the unit head;
Comprising
The ink supply device according to claim 1, wherein the ink flow path opening / closing mechanism is provided in the individual flow path.

The ink supply device according to claim 3, further comprising a circulation unit that circulates the ink in the ink circulation path.

A cap member provided with a concave portion for making the droplet discharge surface of the unit head airtight;
A suction means for sucking the concave portion of the cap member;
The ink supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the ink supply device comprises:

A plurality of the cap member and the suction means are provided corresponding to each of the plurality of unit heads,
Suction control means for independently suction-controlling each of the plurality of suction means;
The ink supply device according to claim 5, further comprising:

An ink supply method for supplying ink to a plurality of unit heads capable of discharging droplets onto a recording medium by the ink supply device according to any one of claims 1 to 6,
An ink supply method comprising: supplying an ink to a unit head by opening an arbitrary ink flow path opening / closing mechanism by the opening / closing control means.

An ink supply method for supplying ink to a plurality of unit heads capable of discharging droplets onto a recording medium by the ink supply device according to claim 4,
An ink flow opening / closing mechanism is opened by the open / close control means to supply ink to the unit head,
An ink supply method comprising: circulating ink in the ink circulation path by the circulation means after supplying ink.

A recording head composed of a plurality of unit heads capable of discharging droplets onto a recording medium;
The ink supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein ink is supplied to the unit head.
A recording apparatus comprising:

A holding member that integrally holds a plurality of unit heads;
Removable means for making each of the unit heads detachable from the holding member;
The recording apparatus according to claim 9, further comprising: