JP4734710B2

JP4734710B2 - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP4734710B2
Application number: JP2000368707A
Authority: JP
Inventors: 光加賀; 誠至清水; 鈴木　　剛; 勝紀西田; 孝正臼井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP2002172797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに関し、特に、印字時にインク流路内に発生した圧力波を効率よく吸収するとともに、インク流路内に発生した気泡を効率よく貯溜することができるインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印字ヘッドからインクを噴射して印字動作を行うインクジェットプリンタにおいて、噴射するインクを貯蔵するインクタンクから、インク供給管（チューブ）を通して、印字ヘッドにインクを供給するチューブ供給形式を採用したインクジェットプリンタがある。
【０００３】
従来のチューブ供給形式によるインクジェットプリンタ２０を図６に示す。図６はインクジェットプリンタ２０を模式的に表した斜視図である。このインクジェットプリンタ２０は、印字ヘッドユニット２１と、プラテンローラ２２と、キャリッジ２３と、インクタンク２４と、インクチューブ２５と、信号入力線２６と、ガイドロッド２７とを備えている。
【０００４】
印字ヘッドユニット２１は、信号入力線２６を介して送信された信号に基づきインクを吐出して印刷用紙に対し印字を行うインク吐出口を備えた印字ヘッドを搭載するものであり、インクタンク２４からインクチューブ２５を介してインクの供給を受けている。この印字ヘッドユニット２１はキャリッジ２３に搭載されており、かかるキャリッジ２３はベルトに装着されている。該ベルトはモータに取着されたローラに巻回されている。このため、モータが回転するとベルトが駆動され、駆動された距離分、キャリッジ２３（印字ヘッドユニット２１）を移動させることができるようになっている。
【０００５】
ガイドロッド２７は、キャリッジ２３にスライド可能に挿嵌され、キャリッジ２３を移動可能に支持している。これにより、キャリッジ２３に搭載された印字ヘッドユニット２１は、ガイドロッド２７に平行方向、即ち、インクジェットプリンタ２０の長手方向へ往復移動することができる。
【０００６】
かかるインクジェットプリンタ２０では、印字品質を良好な状態に保持するため、インク吐出口から吐出されるインクの吐出性を一定に維持する必要がある。このインク吐出性を維持するために、印字ヘッド供給されるインクの圧力を一定にし、インク吐出口のノズルの先端部に形成されるインクの液面に一定の凹面状のメニスカス（曲面）を形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、印字ヘッドユニット２１がガイドロッド２７に沿って往復駆動しながら印字を行うにあたって、キャリッジ２３の加減速により印字ヘッドユニット２１に過大な加速度が付与される。このため、高速インクジェットプリンタになる程、インクチューブ２５内のインクにも加速度が加わり、印字ヘッド方向へ伝搬される圧力波が生じてしまう。その結果、インク吐出口に形成されているメニスカスが崩れてインク吐出口から吐出されるインクの吐出性を一定の状態に維持できず、印字品質に悪影響を及ぼすといった問題点があった。また、インクチューブ２５の壁面や連結部材から気泡が侵入しやすく、気泡によってインク吐出口を閉塞しやすいといった問題点もあった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、印字時にインク流路内に発生した圧力波を効率よく吸収するとともに、印字ヘッドへ流入しようとする気泡を効率よく貯溜することができるインクジェットプリンタを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のインクジェットプリンタは、１又は複数のインク吐出口からインクを吐出して記録媒体に対して印字を行う印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給されるインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにインクを供給するインク流路と、前記インク流路の途中に設けられ、前記インクタンクからのインクが流入するインク流入口及び前記印字ヘッドにインクを供給する供給口を有し、インクに混入した気泡を上方部分に貯留する気泡貯溜室と、その気泡貯溜室の下方部分を前記インクタンク側の第１室と前記印字ヘッド側の第２室とに画設すると共に、前記気泡貯溜室の前記下方部分において前記第１室と前記第２室とをインクが通過可能であり、インクが通過するときの流路抵抗が前記気泡貯溜室の前記上方部分における流路抵抗よりも大きい隔壁部材と、前記第１室を前記上方部分において常時所定量の気泡が貯溜される領域を残して更に画設すると共に、一方が前記インク流入口に連通し、他方が前記常時所定量の気泡が貯溜される領域に対して下方側から連通する第３室を形成する圧力誘導側壁と、前記気泡貯溜室に溜まった気泡を前記インク吐出口から排出してインクの吐出状態を回復させる回復手段と、前記隔壁部材の頂部よりも下方の第１の位置まで気泡が貯留されたか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記気泡貯溜室に前記第１の位置まで気泡が貯溜されたと判断された場合に前記回復手段を作動させる回復処理作動手段と、前記回復手段による気泡の回復処理により、前記気泡貯溜室にインクが前記隔壁部材の頂部よりも上方の第２の位置まで貯溜されたときに、前記回復手段による回復処理を停止する回復処理停止手段と、を備えており、前記圧力誘導側壁は、前記隔壁部材の高さよりも高く配設されており、前記第２の位置は、前記隔壁部材の頂部よりも高く、前記圧力誘導側壁の高さ以下の位置とされている。
【００１０】
この請求項１記載のインクジェットプリンタによれば、インクタンクに貯えられたインクは、インク流路を介して、気泡貯溜室のインク流入口から気泡貯溜室へと供給され、気泡貯溜室の供給口から印字ヘッドへ供給される。印字ヘッドに供給されたインクは、１又は複数個のインク吐出口から吐出され、記録媒体に対して印字が行われる。
【００１１】
ここで、気泡貯溜室は、隔壁部材の下方部分の流路抵抗が大きいことにより、インク流路からインクとともに伝搬されてきた気泡は、浮上して上方部分に貯溜される。気泡貯溜室の第１室は、圧力誘導側壁により気泡貯溜室の上方部分を残して更に画設されており、インク流路から伝搬される圧力波は、この圧力誘導側壁により気泡貯溜室の上方の気泡貯溜部分へ誘導される。
【００１３】
請求項２記載のインクジェットプリンタは、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、前記第３室は、前記気泡貯溜室のインク流入口の上方に設けられている。
【００１５】
請求項３記載のインクジェットプリンタは、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記気泡貯溜室は、前記第２室の容量が前記第１室の容量より小となるように前記隔壁部材により画設されている。
【００１６】
請求項４記載のインクジェットプリンタは、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記気泡貯溜室は、前記隔壁部材を挟装して配設するように２以上の部品で構成されている。
【００１７】
請求項５記載のインクジェットプリンタは、請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記気泡貯溜室の、前記第２室の内面は前記第１室の内面より濡れ性が良い素材で構成される。
【００１８】
請求項６記載のインクジェットプリンタは、請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリンタにおいて、前記圧力誘導側壁は、前記気泡貯溜室の底部から立上がってその天井部と間隔をおいた位置までのび、前記隔壁部材は前記第１室をはさんで前記圧力誘導側壁とほぼ平行にあり、前記インク流入口は前記第３室の下部にあり、前記供給口は前記第２室の下部にある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例であるインクジェットプリンタ１の展開側面図である。図１に示すように、このインクジェットプリンタ１は、略箱状体に難燃性のプラスチックで形成されたプリンタ本体２と、その上部に着脱可能に装着された印字ヘッドユニット３と、インクタンク４ａ〜４ｄと、印字ヘッドユニット３とインクタンク４ａ〜４ｄとを連通させるチューブ５ａ〜５ｄと、パージ装置６と、ガイドロッド７とを備えている。
【００２３】
印字ヘッドユニット３は、インクを吐出して印字用紙ＰＰに対し印字を行う複数個の印字ヘッド１５（図３参照）を搭載するものである。この印字ヘッドユニット３は、プリンタ本体２の下部に設けられたインクを貯溜するインクタンク４ａ〜４ｄとチューブ５ａ〜５ｄを介して連通されており、かかるインクタンク４ａ〜４ｄからチューブ５ａ〜５ｄを介してインクの供給を受けている。この印字ヘッドユニット３はキャリッジ３ａに搭載されており、かかるキャリッジ３ａは公知のようにベルトに装着されている。該ベルトはモータに取着されたローラに巻回されている。このため、モータが回転するとベルトが駆動され、駆動された距離分、キャリッジ３ａ（印字ヘッドユニット３）を移動させることができるようになっている。この印字ヘッドユニット３の詳細については図２及び図３において後述する。
【００２４】
ガイドロッド７は、キャリッジ３ａにスライド可能に挿嵌され、キャリッジ３ａを印字用紙ＰＰの搬送方向と直交する方向（Ａ）に移動可能に支持している。これにより、キャリッジ３ａに搭載された印字ヘッドユニット３は、ガイドロッド７に平行方向、即ち、プリンタ本体２の長手方向（Ａ）へ往復移動することができる。
【００２５】
インクタンク４は、印字ヘッドユニット３に供給するインクを貯溜しておくためのものであり、印字ヘッドユニット３の下方に配設されている。このインクタンク４と印字ヘッドユニット３との位置関係は、重力方向（Ｂ）に対して下であるようになっている。インクタンク４は、キャリッジ３ａの移動方向に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが密封されている４つのインクタンク４ａ〜４ｄで構成されており、各インクタンク４ａ〜４ｄには、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクを印字ヘッドユニット３に供給するためのチューブ５ａ〜５ｄの一端がそれぞれ取り付けられている。各チューブ５ａ〜５ｄの他端は、上記した印字ヘッドユニット３に連通しており、各インクタンク４ａ〜４ｄ内に充填されているインクは、印字ヘッドユニット３にそれぞれ供給され、更に、各色のインクに対応した各印字ヘッド１５から吐出される。これらの各色のインクが、印字ヘッド１５から吐出されることにより、印字用紙ＰＰにフルカラー印刷が可能となるのである。
【００２６】
プリンタ本体２の左端部分には、パージ処理を行うパージ装置６が配設されている。パージ処理は、印字ヘッド１５からのインクの吐出状態を回復させるための処理であり、このパージ処理を実行するパージ装置６には、印字ヘッド１５の複数のインク吐出口を密閉することができる吸引キャップ６ａと、該インク吐出口の表面を拭うワイパ６ｂと、吸引キャップ６ａから排出チューブ６ｃを介してインクを吸引する吸引ポンプ（図示せず）とが備えられている（図３参照）。なお、パージ装置６は、インクタンク４側からインクに正圧を与えることにより印字ヘッド１５からインクを排出する構成のものでも良い。
【００２７】
このパージ装置６によってパージ処理を行う場合には、モータを駆動させて印字ヘッド１５の搭載された印字ヘッドユニット３をインクジェットプリンタ１の左側へ移動させて、印字ヘッド１５におけるインク吐出口を吸引キャップ６ａにより密閉する。その後、吸引ポンプを作動させると、インク吐出口から気泡や乾燥して固化したインクが吸引されて排出チューブ６ｃから排出される。続いて、印字ヘッド１５の表面をワイパ６ｂで拭うことにより、印字ヘッド１５のインク吐出口の吐出状態を回復することができる。尚、プリンタ本体２の内部には、インクジェットプリンタ１の動作内容に関する制御プログラムに従って、インクジェットプリンタ１を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が搭載された制御回路基板（図示せず）が配設されており、上述したパージ装置６におけるパージ処理も、この制御回路基板により制御されている。
【００２８】
次に、印字ヘッドユニット３について図２及び図３を参照して詳細に説明する。図２は、印字ヘッドユニット３の断面図であり、図１の紙面奥側から見た図である。図２に示すように、キャリッジ３ａには、エアトラップユニット１１とジョイント部材１２とを収納した筐体３ｂが連設されている。この筐体３ｂ内部に収納されているエアトラップユニット１１は、インク流路内で発生した気泡を貯溜するためのものであり、インクタンク４から供給されたインクは、エアトラップユニット１１を経由して各印字ヘッド１５に供給されるようになっている。このエアトラップユニット１１は、４つのインクタンク４ａ〜４ｄに対応する４つのインク流路内で発生する気泡を貯溜できるように、４つのインク流路に対応する４つエアトラップ３０〜３３が設けられている。
【００２９】
このエアトラップユニット１１の下方は、各エアトラップ３０〜３３とインクの供給経路であるチューブ５ａ〜５ｄとを仲介して連通するジョイント部材１２に結合されており、インクタンク４ａ〜４ｄから供給されてチューブ５ａ〜５ｄを流動する各インクは、ジョイント部材１２を介して、各エアトラップ３０〜３３に下方から導入される。
【００３０】
図３は、図１における断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であり、印字ヘッドユニット３を含む断面図である。図３において（Ｂ）方向は重力方向となっており、紙面の奥側と手前側を結ぶ線が、印字ヘッドユニット３の移動方向（Ａ）方向となっている。
【００３１】
給紙ローラ１６ａ〜１６ｄは、印字時に印字用紙ＰＰを搬送するためのローラであり、印字ヘッドユニット３の上方に配設された２個のローラ１６ｃ，１６ｄと、印字ヘッドユニット３の下方に配設された２個のローラ１６ａ，１６ｂとで構成されている。この給紙ローラ１６ａ〜１６ｄは、プリンタ本体２の制御回路基板から入力された信号により回転駆動して、印字用紙ＰＰを印字ヘッド１５の移動方向（Ａ）に対し垂直方向、即ち鉛直方向（（Ｂ）方向）の逆方向に搬送するものである。この給紙ローラ１６ａ〜１６ｄにより、印字用紙ＰＰが搬送される搬送ラインは、図中において一点鎖線で示している。
【００３２】
印字ヘッドユニット３は、給紙ローラ１６ａ〜１６ｄにより印字用紙ＰＰが搬送される搬送ラインに対じする位置に配設されている。この印字ヘッドユニット３は、重力方向である（Ｂ）方向を下方とし、印字用紙ＰＰの搬送方向に対し平行に、即ち、鉛直方向の向きを上下として設けられている。この印字ヘッドユニット３は、印字用紙ＰＰの搬送される側に各エアトラップ３０〜３３と対応した複数個の印字ヘッド１５を備える。
【００３３】
各印字ヘッド１５は公知のものと同様に、印字用紙ＰＰに対向する側に開口する複数個のインク吐出口を備え、対応するエアトラップ３０〜３３から供給されたインクをインク吐出口ごとのインク室に分配し、圧電素子等のアクチュエータ１５ａの変位により、インク室内のインクをインク吐出口から吐出する。
【００３４】
この印字ヘッド１５は、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂに支持され、対応するエアトラップ３０〜３３と連通路１４を介して連通されている。各エアトラップ３０〜３３は、３室で構成され、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方向の向きを上下として設けられている。印字ヘッド１５側には第２室１１ｂが配設され、その第２室１１ｂのインク流路の上流側に第１室１１ａが連設され、該第１室１１ａのインク流路の上流側に第３室１１ｃが連設されている。かかる第１室１１ａから第３室１１ｃの上方部には、パージ処理によっても吸引されない気泡が常に貯溜されている。
【００３５】
第３室１１ｃは、エアトラップ３０〜３３内において最もインク流路の上流側に位置し、その下方にインク流入口１１ｃ１を備えている。かかるインク流入口１１ｃ１にはジョイント部材１２が直結され、インクタンク４からインクの供給を受けている。第３室１１ｃは、第１室１１ａとは圧力誘導側壁１１ａ１により画設されている。この圧力誘導側壁１１ａ１は、第３室１１ｃの底部から一体に立ち上がって鉛直方向上向きになるように配設されている。
【００３６】
具体的には、圧力誘導側壁１１ａ１の縦寸法（（Ｂ）方向の寸法）は、エアトラップ３０〜３３の上方向（（Ｂ）方向）内寸より短い寸法で構成されている。これにより、エアトラップ３０〜３３内の上方部には圧力誘導側壁１１ａ１の配設されない空間１１ａ２が形成され、この空間１１ａ２により第３室１１ｃは第１室１１ａと連通されるようになっている。かかる空間には定常的に気泡が貯溜される。また、この圧力誘導側壁１１ａ１の縦寸法は、後述する第１フィルタ１３ａよりも高くなるように配設されている。更に、圧力誘導側壁１１ａ１は、各エアトラップ３０〜３３の幅方向（（Ａ）方向）において、その両側の内壁に連設されている。
【００３７】
更に、圧力誘導側壁１１ａ１は、インクや気泡を透過することのない素材及び形状で加工されているので、第３室１１ｃに流入したインクや気泡はこの圧力誘導側壁１１ａ１を透過して第１室１１ａへと流入することはできない。このため、インク流入口１１ｃ１から第３室１１ｃへ流入したインクは、第３室１１ｃを圧力誘導側壁１１ａ１に沿って上昇し、第３室１１ｃ上方部の定常的に貯溜される気泡に衝突する。その後、その気泡の介在するインク流路を経て、第１室１１ａに流入する流路を形成する。
【００３８】
また、圧力誘導側壁１１ａ１には、インクに対し濡れ性のよい材料を使用しているので、気泡が圧力誘導側壁１１ａ１に留まりにくい。第３室１１ｃ内に進入した気泡は、エアトラップの鉛直方向上方へ容易に導かれ、圧力誘導側壁１１ａ１に沿って上昇し、その上方において貯溜される。
【００３９】
更に、チューブ５ａ〜５ｄ側からインクに搬送される圧力波は、同様に、圧力誘導側壁１１ａ１に沿って上昇し、第３室１１ｃ上方部の定常的に貯溜される気泡へ衝突することとなり吸収される。このように、第３室１１ｃと連通する第１室１１ａへ流れるインク流路に気泡を介在させることにより、印字時のキャリッジ３ａの加減速によりチューブ５ａ〜５ｄ内に発生する圧力波を、このエアトラップ３０〜３３で確実に吸収し、その圧力波が印字ヘッド１５へ伝搬されることを防止することができる。
【００４０】
尚、圧力誘導側壁１１ａ１は第１フィルタ１３ａよりも高く配設されているので、第１室１１ａと第２室１１ｂとの間には、第１フィルタ１３ａの上方を越えるインク流路を形成することができる。このエアトラップ３０〜３３内でのインクの流動パターン（インク流路）については図５において後述する。
【００４１】
第１室１１ａは、上記した圧力誘導側壁１１ａ１と、第１フィルタ１３ａにより画設された室である。この第１室１１ａは、第２室１１ｂとは第１フィルタ１３ａにより完全に画設されておらず、その上方部分１３ｅは連通している構成となっている。また、第３室１１ｃとも圧力誘導側壁１１ａ１の上方部分とで連通されている。第３室１１ｃを経て第１室１１ａに供給されたインクは、第１フィルタ１３ａ及びその上方の部分１３ｅを流れて第２室１１ｂへ供給される。
【００４２】
この第１室１１ａには、第１サーミスタセンサ１８ａ、第２サーミスタセンサ１８ｂが備えられている。第１サーミスタセンサ１８ａは、第１室１１ａ内のインク量を検出するものであり、第１室１１ａ内の天井部から第１の所定の位置に吊り下げられいる。この第１サーミスタセンサ１８ａは正極と負極との電極対で構成されており常に通電されている。このため、第１サーミスタセンサ１８ａがインクに浸漬されている場合には、大きな温度上昇は生じないが、第１室１１ａのインク量の減少によってセンサがインク液面から露出すれば、大きな温度上昇が生じる。第１サーミスタセンサ１８ａは温度変化により大きく抵抗変化を生じるので、この抵抗変化を検出することにより、インクの量を検出することができるのである。該第１サーミスタセンサ１８ａのリード線は、本体２に備えられた制御回路基板の信号線に接続されており、制御回路基板に送信された検出信号により抵抗変化が認識されると、エアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡量が所定量を超えたと判断し、制御回路基板からパージ装置６へパージ処理を行わせる信号が送信される。これにより、パージ装置６によりパージ処理が実行され、エアトラップ３０〜３３内に貯溜されている気泡が除去される。
【００４３】
第２サーミスタセンサ１８ｂは、第１室１１ａ内の気泡量を検出するためのものであり、第１サーミスタセンサ１１ａよりも上方の所定の位置（圧力誘導側壁１１ａ１の上部と略同等の高さ）に、第１サーミスタセンサ１８ａと同様に吊り下げられている。この第２サーミスタセンサ１８ｂは第１サーミスタセンサ１８ａと同様に構成されている。ここで、第１サーミスタセンサ１８ａによりパージ装置６が作動してパージ処理が行われた場合に、第２の所定の位置までインクが充填されると、該第２サーミスタセンサ１８ｂがインクを検出することができる。該第２サーミスタセンサ１８ｂにより検出された検出信号（抵抗変化）は第１サーミスタセンサ１８ａと同様、制御回路基板へ送信される。
【００４４】
ここで、パージ装置６による第１室１１ａに貯溜されるインク量の増加（インク液面の上昇）は、エアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡量の減少を示すものである。このため、制御回路基板に送信された検出信号により抵抗変化が認識されると、エアトラップ３０〜３３に貯溜されたインク量が所定量を超えたと判断し、制御回路基板からパージ装置６へパージ処理を停止させる信号が送信される。これにより、パージ装置６によるパージ処理の実行が停止され、エアトラップ３０〜３３内には所定量の気泡が貯溜されたままとなる。よって、エアトラップ３０〜３３の上方部分（例えば、圧力誘導側壁１１ａ１の上部で、第１室１１ａと第３室１１ｃとを連通する部分）に気泡を確実に残留させておくことができ、該気泡によりインク流路内で発生した圧力波を吸収することができる。
【００４５】
第２室１１ｂは、上記した第１室１１ａと隔壁部材、例えば、第１フィルタ１３ａにより画設され、印字ヘッド１５側（第１室１１ａに対しインク流路の下流側）に位置する室である。第２室１１ｂには、その下方にガイドノズル１１ｂ１が連設されており、このガイドノズル１１ｂ１は上記した連通路１４を介して印字ヘッド１５に連通している。これにより、第２室１１ｂから印字ヘッド１５に、インクが供給されるようになっている。
【００４６】
この第２室１１ｂの容量は、第１室１１ａの容量よりも小になるように構成されている。エアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡をパージ処理により吸引する際には、この第２室１１ｂに残存するインクは全て排出されるが、この第２室１１ｂの容量を小さくすることでその排出量を少なくして無駄になるインク量を少なくし、更に、小さな吸引圧力でインクの吸引、即ち、気泡の吸引を実行することができるようになっている。
【００４７】
更に、第２室１１ｂの内壁はインクに対して濡れ性の良い結晶性の樹脂で構成され、あるいは濡れ性を良くする表面処理がされている。このため、壁面にインクが濡れやすく、パージ処理の実行時に第２室１１ｂを通過して排出される気泡を壁面に溜まり難くして、迅速に気泡を排出することができるようになっている。
【００４８】
第１フィルタ１３ａは、上記したようにエアトラップ３０〜３３の下方を第１室１１ａと第２室１１ｂとに画設するものであり、第２室１１ｂの容量を第１室１１ａの容量より小さく分割する位置において、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂと平行に、鉛直方向の向きを上下として設けられている。この第１フィルタ１３ａには、ステンレス製の金属を網目状に編んだメッシュが用いられおり、本実施例では目開きすなわち開口径１６μｍのものが使用され、インク流路内で発生した気泡を通過させないようになっている。
【００４９】
この第１フィルタ１３ａの縦寸法（（Ｂ）方向の寸法）は、各エアトラップ３０〜３３の上方向（（Ｂ）方向）内寸より短い寸法で構成されている。これにより、エアトラップ３０〜３３内の上方部に第１フィルタ１３ａの配設されない空間１３ｅが形成され、第１室１１ａと第２室１１ｂとが流路抵抗が少なく連通されるようになっている。また、第１フィルタ１３ａは、各エアトラップ３０〜３３の幅方向（（Ａ）方向）において、その両側の内壁に連設されており、第１室１１ａに侵入した気泡が、幅方向から第２室１１ｂへ侵入するのを阻止している。ここで、各エアトラップ３０〜３３と第１フィルタ１３ａとは、鉛直方向上向きになるように配設されている。このため、各エアトラップ３０〜３３内に侵入した気泡は、第１フィルタ１３ａを通過することができないので、第１室１１ａ内を上昇して、その上方に貯溜されることとなる。また、第１フィルタ１３ａを形成するステンレス素材としては、インクに対し濡れ性のよい材料を使用しているので、気泡が第１フィルタ１３ａに留まりにくく、第１室１１ａに進入した気泡を、その第１室１１ａの鉛直方向上方へ導きやすいようになっている。
【００５０】
上記したようにエアトラップユニット１１を構成することにより、インク流路内で発生した気泡をエアトラップ３０〜３３により貯溜することができるが、その貯溜方法についての詳細は図５において説明する。また、かかるように構成されるエアトラップユニット１１は、その成形の容易さから、部材１１ｄ〜１１ｆの３つの部材によって構成されている。このエアトラップユニット１１の製作方法については、図４において後述する。
【００５１】
第２フィルタ１３ｂは、印字ヘッド１５に供給されるインク内に混入しているゴミを捕捉するためのものであり、各エアトラップ３０〜３３のガイドノズル１１ｂ１と印字ヘッド１５との間の連通路１４に配設されている。この第２フィルタ１３ｂは、連通路１４を形成する部材に熱溶着されて配設され、連通路１４の断面方向を全て覆うような形状に加工されているものである。また、第２フィルタ１３ｂは、ゴミを補足すると共にインクとパージ処理時における気泡とを通過させることができる開口径で構成されている。
【００５２】
印字ヘッドユニット３の筐体３ｂの上方部には、ドライバ基板１７ａが配設されている。ドライバ基板１７ａは、上記したプリンタ本体２に搭載されている制御回路基板により制御されている。具体的には、制御回路基板から送信されるシリアル信号をアクチュエータ１５ａの各アクチュエータ部に対応したパラレル信号に変換して各アクチュエータ部を駆動するものである。ドライバ基板１７ａはアクチュエータ１５ａに接続されたフレキシブルな印刷配線基板１７ｃ上に載っている。
【００５３】
インターフェース基板１７ｂは、印字ヘッドユニット３の筐体３ｂのキャリッジ３ａ側の側面部に配設されている。インターフェース基板１７ｂは印刷配線基板１７ｃの端部に接続され、制御回路基板からの信号線をドライバ基板１７ａに接続するコネクタ及びノイズ除去回路が搭載されている。
【００５４】
図４は、エアトラップユニット１１とジョイント部材１２との分解斜視図である。このエアトラップユニット１１は、上記したように、その製作を容易にするために、部材１１ｄ〜１１ｆの３つの部材によって形成されている。各部材１１ｄ〜１１ｆは、４つのインク流路（チューブ５ａ〜５ｄ）に対応する４つのエアトラップ３０〜３３が連なった形状に加工されており、成型性、耐溶剤性、耐汚染性、耐衝撃性、インクに対する濡れ性などの物性を考慮して選択される熱可塑性の樹脂が用いられている。
【００５５】
部材１１ｄは４つの第１室１１ａ及び第３室１１ｃを形成するための部材であり、予め、４つの第１室１１ａ及び第３室１１ｃが仕切壁１１ｈ（図２）で区画され、かつ、４つ連なった形状に加工されている部材である。この部材１１ｄは、第１フィルタ１３ａの配設される側が開口されている箱状をなし、各第３室１１ｃの下方にはジョイント部材１２との結合部１１ｇを備えている。かかる結合部１１ｇは、４つのインク流路（チューブ５ａ〜５ｄ）に対応する中空の円筒状の突起構造をなしている。ジョイント部材１２は各チューブ５ａ〜５ｄと個々に連通する４つの連通路１２ａ〜１２ｄを有し、各連通路１２ａ〜１２ｄが各結合部１１ｇと嵌合されることにより、インクタンク４からチューブ５ａ〜５ｄを介して供給されるインクを各エアトラップ３０〜３３の第３室１１ｃへ導入することができるのである。
【００５６】
第１フィルタ１３ａは部材１１ｅに熱融着され、各エアトラップ３０〜３３の第１フィルタ１３ａとして機能するようになっている。この第１フィルタ１３ａの幅方向は、連接する４つのエアトラップ３０〜３３の全体の幅にその両端の接着しろを加味した寸法で構成されている。また、第１フィルタ１３ａの縦方向は、エアトラップ３０〜３３の下方部分を覆う所定の長さに接着しろを加味した寸法で構成されている。かかる寸法で構成される第１フィルタ１３ａは、第２室を構成する部材１１ｅの開口部において、その上方部を所定寸法開口状態となる位置に熱融着により固着される。これにより、一度の作業で、各エアトラップ３０〜３３の室内を第１室１１ａと第２室１１ｂとに画設する第１フィルタ１３ａを配設することができる。
【００５７】
部材１１ｅは４つの連接される第２室１１ｂを形成する１の部材であり、厚み方向に貫通する４つの開口部を有する。上記したように、その開口部の一方の面には第１フィルタ１３ａが配設され、他方の面には部材１１ｆが超音波融着されることにより４つの第２室１１ｂを形成する。部材１１ｆは部材１１ｅと共に第２室１１ｂを形成する部材であり、部材１１ｅの４つの開口部に対応する４つの凹部を備えている。各凹部の下方には第２室１１ｂから印字ヘッド１５へインクを導入するガイドノズル１１ｂ１を形成するための溝が凹設されている。かかる溝の先端は、部材１１ｆの裏面（開口部と反対面）へ貫通しており、ガイドノズル１１ｂ１が連通路１４に連通するよう構造になっている。
【００５８】
上記した部材１１ｄ〜１１ｆで構成されるエアトラップユニット１１は、まず、第１フィルタ１３ａと部材１１ｅが熱融着され、更に、部材１１ｆが超音波融着されて第２室１１ｂが形成される。次いで、部材１１ｄが、作製された第２室１１ｂの第１フィルタ１３ａ側に部材１１ｄが超音波融着され、第１室１１ａを形成する。かかる工程により、４つの連接するエアトラップ３０〜３３を備えたエアトラップユニット１１を製作することができる。これによれば、１ずつエアトラップ３０〜３３を形成する場合に比べて、その製作工程が簡易であり、部品点数が少ないのでその工程管理が容易である。また、部品寸法が大きくなるので、第１フィルタ１３ａの配設作業を容易にして、効率的にエアトラップユニット１１を形成することができる。
【００５９】
次に、図５を参照して、エアトラップユニット１１での圧力波の伝搬パターン、インクの流動パターン及び気泡が貯溜されていく状態について説明する。図５は、印字ヘッドユニット３のエアトラップ機能及びエアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡の機能を模式的に表した縦断面図である。図５（ａ）は、インクがエアトラップ３０〜３３内に充填されている初期導入時（パージ処理直後）の図である。図５（ａ）のようにインクが充填されている場合でも、上述した第２サーミスタセンサ１８ｂにより、エアトラップ３０〜３３の上方部分にはインクが充填されず気泡が貯溜されている。
【００６０】
かかる場合のエアトラップ３０〜３３内でのインクの流動パターンは次のように形成される。印字ヘッド１５でのインクの吐出に伴い、第１室１１ａ及び第２室１１ｂのインク面が下がり、両室内の圧力が低下する。その結果、インクタンク４、チューブ５ａ〜５ｄ、ジョイント部材１２及び第３室１１ｃ内のインクは、圧力誘導側壁１１ａ１に沿ってエアトラップ３０〜３３の上方部分へ引き上げられ圧力誘導側壁１１ａ１の上端を越えて、第１室１１ａへ供給される。そして、インク流路の流路抵抗の小さな第１室１１ａと第２室１１ｂとが連通している部分１３ｅ（第１フィルタ１３ａの鉛直方向上部の第１フィルタ１３ａが配設されていない部分）が第１フィルタ１３ａよりも流路抵抗が小さいので、インクは第１フィルタ１３ａの上端を越え、第２室１１ｂへと流入する。第２室１１ｂへと流入したインクは、ガイドノズル１１ｂ１を介して印字ヘッド１５へと供給される。
【００６１】
キャリッジ３ａの加減速によりチューブ５ａ〜５ｄ内で発生した圧力波は、インクを介してインク流入口１１ｃ１から第３室１１ｃへ伝搬される。そこで、圧力誘導側壁１１ａ１に沿って伝搬され、エアトラップ３０〜３３の上方部分に貯溜されている気泡へと衝突して吸収される。
【００６２】
図５（ｂ）は、エアトラップ３０〜３３に貯溜された気泡がやや増加した状態を示した図である。第３室１１ｃから第１室１１ａに流入したインクは、第１フィルタ１３ａの抵抗により、第２室１１ｂへ直接流れにくいため、その中に含まれる気泡は浮力により上昇し、エアトラップ３０〜３３の上方部分に貯溜される。この気泡は、印字ヘッド１５の吐出に伴い発生する吸引力では排出されない。このため、気泡はエアトラップ３０〜３３内に充満していき、第１室１１ａ及び第２室１１ｂ内のインクの液面を押し下げることになる（図５（ｂ）から（ｄ）へ、その変遷を示す）。
【００６３】
インクの液面が第１フィルタ１３ａの上端より下がってもインクは第１フィルタ１３ａを通って第１室１１ａから第２室１１ｂへ供給される。インクの液面が所定量まで下がっても、印字ヘッド１５に対してインク供給不足にならないように第１フィルタ１３ａの開口径及び面積が設定されている。
【００６４】
この状態でも、チューブ５ａ〜５ｄ内で発生した圧力波は、図５（ａ）と同様に、エアトラップ３０〜３３の上方部分に貯溜されている気泡によって吸収される。
【００６５】
印字ヘッド１５に対してインクが供給不足になる少し前に、サーミスタセンサ１８ａがインクの液面から露出し始める。前述したようにサーミスタセンサ１８ａの抵抗変化により、パージ装置６によるパージ処理が行われる。パージ処理においては、強い吸引力が第２室１１ｂにかかるので、第１フィルタ１３ａを通過する際にインクに負荷される流路抵抗が非常に大きなものとなる。このため、インクは、第１室１１ａと第２室１１ｂとが連通している部分１３ｅ（第１フィルタ１３ａの鉛直方向上部の第１フィルタ１３ａが配設されていない部分）を通過する強いインクの流れが生起され、エアトラップ３０〜３３に貯溜されている気泡が、この流れによってエアトラップ３０〜３３から排出される。そして、第２の所定の位置（第２サーミスタセンサ１８ｂの検出位置）にインク液面が到達すると、第２サーミスタセンサ１８ｂがそのインク液面を検知して、パージ処理が停止される。よって、エアトラップ３０〜３３内の気泡はすべて排出されず、パージ処理が行われた直後であっても、エアトラップ３０〜３３に貯溜される気泡により圧力波を吸収することができる。
【００６６】
これらのことより、インク流路内で発生する圧力波は、圧力誘導側壁１１ａ１により誘導されて、エアトラップ３０〜３３の上方部分に貯溜されている気泡で吸収され、印字ヘッド１５まで伝搬されない。このため、インク吐出口に形成されているメニスカスが維持され、インク吐出性が一定となり、印字品質を良好に保つことができる。
【００６７】
尚、本実施例で使用されるインクには、粘度１〜１０ｃｐｓ、表面張力３０〜５０ｍＮ／ｍのものが使用されている。かかる物性のインクに対し、開口径１６μｍの第１フィルタ１３ａが使用されている。
【００６８】
以上説明したように、本実施例のインクジェットプリンタ１によれば、エアトラップ３０〜３３において、圧力誘導側壁１１ａ１を設けることによりインク流路（チューブ５ａ〜５ｄ、ジョイント部材１２）内に発生した圧力波をエアトラップ３０〜３３に貯溜されている気泡に吸収させ、その圧力波を吸収してインク吐出口のメニスカスを維持することができ、印字品質を向上することができるという効果がある。また、第１フィルタ１３ａの作用によってインクに含まれる気泡を多量に貯溜することができ、印字ヘッド１５の吐出状態を長期にわたって維持することができるとともにパージ回数を減らすことができる。更に、第１サーミスタセンサ１８ａにより、必要時にだけパージ処理が実行されるので、インクが無駄に消費されることがない。更に、第２サーミスタセンサ１８ｂにより、パージ処理が実行されてもエアトラップ３０〜３３内に圧力波を吸収するための気泡を貯溜しておくことができる。
【００６９】
以上、上記実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００７０】
例えば、本実施例では隔壁部材として第１フィルタ１３ａを使用したが、これに代えて、１又は複数個の穴を形成した板材を使用しても良い。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載のインクジェットプリンタは、気泡貯溜室の第１室を気泡貯溜室の上方部分を残して更に画設する圧力誘導側壁により、インク流路から伝搬される圧力波は気泡貯溜室の上方の気泡貯溜部分へ誘導される。よって、圧力波を圧力誘導側壁により誘導して気泡貯溜室に貯溜されている気泡に吸収させることができるので、圧力波が印字ヘッドに伝搬されるのを抑制することができる。その結果、インク吐出性を一定の状態に保って良好な印字品質を維持することができる。また、隔壁部材の下方部分の流路抵抗が大きいことにより、インクとともに伝搬されてきた気泡は、浮上して上方部分に貯溜されるので、印字ヘッドの吐出状態を長期にわたって維持することができるとともに、回復処理の回数を減らすことができるという効果がある。
また、気泡貯溜室は圧力誘導側壁により画設され、その画設された第３室は、インク流路と直結されると共に、気泡貯溜室の上方部分において、第１室と接続される。このため、インクは第３室の上方部分から第１室の上方部分へと流入する。ここで、気泡貯溜室の上方部分には気泡が貯溜されているので、インク流路内で発生した圧力波を気泡により容易に吸収することができるという効果がある。
また、圧力誘導側壁が隔壁部材より低く配設されると、圧力誘導側壁の上方部分に第３室と第１室とを連通してインクの液層で満たされるインク流路が形成されてしまい、圧力波が第１室へと伝搬され易くなってしまう。よって、圧力誘導側壁を隔壁部材より高く配設し、圧力誘導側壁の上方のインク流路に気泡層を介在させることにより、インク流路内で発生する圧力波の印字ヘッド方向への伝搬を効果的に抑制することができるという効果がある。
また、判断手段により気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたと判断した場合には、回復手段を作動させることができる。ここで、インクの吐出状態を回復するために行われる通常の回復処理動作は、定期的に実行されるものであるので、実際には気泡が貯溜されていなくとも回復処理動作が実行されて不必要にインクが捨てられてしまう。しかし、気泡貯溜室の所定の位置まで気泡が貯溜されたと判断した場合に回復処理動作を実行することにより、回復処理動作の必要時（インクの吐出状態を回復する必要がある場合）にのみ回復処理動作を実行することができ、不必要にインクが捨てられることがないという効果がある。
また、回復手段による気泡の排出により、気泡貯溜室にインクが第２の所定の位置まで貯溜された場合に、回復処理停止手段により回復処理を停止する。よって、回復手段を作動させて気泡貯溜室の気泡を排出する操作を行っても気泡貯溜室内に圧力波を吸収するための気泡を確実に残留させておくことができるという効果がある。
【００７３】
請求項２記載のインクジェットプリンタは、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、第３室は、気泡貯溜室のインク流入口の上方に設けられている。このため、第３室のインク流路をインク流入口から第３室の上方へと形成し、インク流路に沿って伝搬される圧力波を円滑に圧力誘導側壁に沿わせて、気泡貯溜室の上方部へ誘導することができる。よって、インク流路内で発生した圧力波を気泡貯溜室に貯溜されている気泡により、効率よく吸収することができるという効果がある。
【００７５】
請求項３記載のインクジェットプリンタは、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、気泡貯溜室の第２室の容量が第１室の容量より小となるように、隔壁部材によって第１室と第２室とを画設する。吸引により気泡貯溜室の上方部分に貯溜した気泡を排出する際には、第２室のインクが気泡と共に排出されるので、この第２室の容量を小さくすることによりインクの排出量を低減して、無駄にするインク量を少なくすることができるという効果がある。
【００７６】
また、第２室の容量を小さくすることにより、回復処理時には小さな圧力で、気泡を排出することができるという効果がある。これによれば、例えば、回復手段を小さな動力で駆動することができるので、回復処理動作による消費エネルギーを抑制することや、小さな動力で動作させることのできる小型の回復手段を使用して、装置本体をコンパクトにすることができるという効果がある。
【００７７】
請求項４記載のインクジェットプリンタは、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、気泡貯溜室は第１室と第２室とを２以上の部品で構成して、第１室と第２室との間に隔壁部材を挟装して着設する。よって、気泡貯溜室の製作工程において、隔壁部材を第１室と第２室との間に簡便に溶着することができ、気泡貯溜室の製作を簡便かつ効率的に行うことができるという効果がある。
【００７８】
請求項５記載のインクジェットプリンタは、請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、気泡貯溜室の第２室の内面は第１室の内面より濡れ性が良い素材で構成する。よって、インク流路内で発生した気泡は、第２室に比して第１室により貯溜されやすく、印字時に、貯溜された気泡が印字ヘッド側へ流れることを抑制するという効果がある。更に、気泡貯溜室に溜まった気泡は、回復処理時のインクの流れにより、濡れ性の良い第２室側を滞ることなく容易に移動することができるので、回復処理による気泡の除去を効率的に行うことができるという効果がある。
【００７９】
請求項６記載のインクジェットプリンタは、請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリンタの奏する効果に加え、圧力誘導側壁は、気泡貯溜室の底部から立上がってその天井部と間隔をおいた位置までのび、隔壁部材は前記第１室をはさんで圧力誘導側壁とほぼ平行にあり、インク流入口は第３室の下部にあり、供給口は第２室の下部に配設されている。よって、印字時に発生する圧力波を効率よく気泡貯溜室の上方に貯溜される気泡へ衝突させて吸収することができ、供給されるインクの圧力を一定に保ち、インクの吐出性を良好に維持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるインクジェットプリンタの展開側面図である。
【図２】ジョイント部材によりエアトラップとチューブとが接続されていることを模式的に表した断面図である。
【図３】印字ヘッドユニットのエアトラップと吸引装置と給紙ローラとの縦断面図である。
【図４】印字ヘッドユニットの分解斜視図である。
【図５】印字ヘッドユニットのエアトラップ機能を模式的に表した横断面図である。
【図６】従来のインクジェットプリンタを模式的に表した斜視図である。
【符号の説明】
１インクジェットプリンタ
４ａ〜４ｄインクタンク
５ａ〜５ｄチューブ（インク流路の一部）
６パージ装置（回復手段）
１１エアトラップユニット（気泡貯溜室）
１１ａ第１室
１１ａ１圧力誘導側壁
１１ｂ第２室
１１ｂ１ガイドノズル（供給口）
１１ｃ第３室
１１ｃ１インク流入口
１２ジョイント部材（インク流路の一部）
１３ａ第１フィルタ（隔壁部材）
１３ｅ第１室の上方部分（気泡貯溜室の上方部分）
１５印字ヘッド
１７ａドライバ基板
１８ａ第１サーミスタセンサ
１８ｂ第２サーミスタセンサ

Claims

１又は複数のインク吐出口からインクを吐出して記録媒体に対して印字を行う印字ヘッドと、その印字ヘッドに供給されるインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから前記印字ヘッドにインクを供給するインク流路と、前記インク流路の途中に設けられ、前記インクタンクからのインクが流入するインク流入口及び前記印字ヘッドにインクを供給する供給口を有し、インクに混入した気泡を上方部分に貯留する気泡貯溜室と、その気泡貯溜室の下方部分を前記インクタンク側の第１室と前記印字ヘッド側の第２室とに画設すると共に、前記気泡貯溜室の前記下方部分において前記第１室と前記第２室とをインクが通過可能であり、インクが通過するときの流路抵抗が前記気泡貯溜室の前記上方部分における流路抵抗よりも大きい隔壁部材と、前記第１室を前記上方部分において常時所定量の気泡が貯溜される領域を残して更に画設すると共に、一方が前記インク流入口に連通し、他方が前記常時所定量の気泡が貯溜される領域に対して下方側から連通する第３室を形成する圧力誘導側壁と、前記気泡貯溜室に溜まった気泡を前記インク吐出口から排出してインクの吐出状態を回復させる回復手段と、前記隔壁部材の頂部よりも下方の第１の位置まで気泡が貯留されたか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記気泡貯溜室に前記第１の位置まで気泡が貯溜されたと判断された場合に前記回復手段を作動させる回復処理作動手段と、前記回復手段による気泡の回復処理により、前記気泡貯溜室にインクが前記隔壁部材の頂部よりも上方の第２の位置まで貯溜されたときに、前記回復手段による回復処理を停止する回復処理停止手段と、を備えたインクジェットプリンタにおいて、
前記圧力誘導側壁は、前記隔壁部材の高さよりも高く配設されており、
前記第２の位置は、前記隔壁部材の頂部よりも高く、前記圧力誘導側壁の高さ以下の位置であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記第３室は、前記気泡貯溜室のインク流入口の上方に設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
前記気泡貯溜室は、前記第２室の容量が前記第１室の容量より小となるように前記隔壁部材により画設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
前記気泡貯溜室は、前記隔壁部材を挟装して配設するように２以上の部品で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
前記気泡貯溜室の、前記第２室の内面は前記第１室の内面より濡れ性が良い素材で構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
前記圧力誘導側壁は、前記気泡貯溜室の底部から立上がってその天井部と間隔をおいた位置までのび、
前記隔壁部材は、前記第１室をはさんで前記圧力誘導側壁とほぼ平行にあり、
前記インク流入口は前記第３室の下部にあり、
前記供給口は前記第２室の下部にあることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。