(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端がインク供給容器に、他端がインクジェット式記録ヘッドに接続するインク供給流路の途中に、流路幅を増大してフィルタを設けたフィルタ室を形成したインクジェット式記録装置において、
前記フィルタ室の側壁に、弾性体からなる弾性変形部を設け、
前記記録ヘッド側からインク供給流路内を減圧した状態で、弾性変形部が内側に変形して流路を縮小するように構成したことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
一端がインク供給容器に、他端がインクジェット式記録ヘッドに接続するインク供給流路の途中に、流路幅を増大してフィルタを設けたフィルタ室を形成したインクジェット式記録装置において、
前記フィルタ室の側壁の内面に別体の弾性体を添設して二重の側壁を構成し、上記弾性体の上流側端部外周面と下流側端部外周面とを、前記フィルタ室の側壁内面に気密に固定し、
前記記録ヘッド側からインク供給流路内を減圧した状態で、前記弾性体の上流側端部及び下流側端部間の固定されていない中間部が内側に変形して流路を縮小するように構成したことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記フィルタ室の側壁が、上流側先端から下流のフィルタ側にテーパ状に拡開した形状に形成され、フィルタ室の先端側に、インク供給容器内に挿入されるインク供給針の中空軸部が一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記フィルタ室の側壁には、その一部に、前記別体の弾性体の外周面側を大気圧に連通させる大気連通孔が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルからインク滴を吐出して記録紙等に文字等を記録するインクジェット式記録装置、より詳しくはインク供給容器からインクジェット式記録ヘッドにインクを供給するインク供給流路の途中に設けたフィルタ室の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置においては、インクカートリッジからインクジェット式記録ヘッドへインクを供給するインク供給路の途中、一般的にはインクカートリッジに挿入するインク供給針の根元部分にフィルタ室を形成し、このフィルタ室内に、インク内の異物を捕捉、除去し、異物の記録ヘッドへの流入を抑えるためにフィルタを設置する。フィルタは、該フィルタをインクが通過する際の動圧を抑えるため、またインク供給量を確保するために、インク供給流路の断面積をより大きくする必要がある。このため、フィルタの直前に位置するフィルタ室ではインクの流速が低下し、異物のみならず気泡もフィルタ上に残る。
【０００３】
フィルタ上に残った気泡を排除するには、記録ヘッドにキャップ部材を密着させて閉塞し、キャップ部材に接続した吸引ポンプでインク供給流路内のインクを強制的に吸引し、高速で流れるインク流に気泡を乗せてフィルタを通過させて排除していた。そして、このクリーニングは、主電源をオンにした直後、印刷終了から一定時間経過後の印刷開始時、インクカートリッジ交換後の印刷開始時、または操作者が印刷の不具合を発見した場合などに行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、印字の高速化に伴いフィルタの通過抵抗を小さくするためにフィルタ面積を大きくすると、フィルタ上に残る気泡量も増大するという問題がある。また、フィルタ面積を拡大すると、フィルタ上に残った気泡の排除がより困難になるという問題も生じる。
【０００５】
すなわち、フィルタの面積が拡大されると、記録ヘッド側から吸引ポンプで強制的に吸引しても、フィルタ室内におけるインクの流れはフィルタ面積が拡大された分だけ遅くなるばかりでなく、気泡を避けた流線でインクが流れてしまうなどフィルタ室内におけるインクの流速に大きな差が生じ、これらが相俟って気泡の排除効率が低下する。このため、フィルタ面積を拡大することには限界があった。
【０００６】
本発明は上記した事情に鑑みなされたもので、フィルタの面積を大きくしてもクリーニング時にフィルタ室内に残る気泡量を少なくできるインクジェット式記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたもので、請求項１に記載のものは、一端がインク供給容器に、他端がインクジェット式記録ヘッドに接続するインク供給流路の途中に、流路幅を増大してフィルタを設けたフィルタ室を形成したインクジェット式記録装置において、
前記フィルタ室の側壁に、弾性体からなる弾性変形部を設け、
前記記録ヘッド側からインク供給流路内を減圧した状態で、弾性変形部が内側に変形して流路を縮小するように構成したことを特徴とするインクジェット式記録装置である。
【０００８】
ここで、記録ヘッド側からインク供給流路内を減圧した状態とは、例えば吸引ポンプにより強制的に減圧した状態であり、したがって、記録ヘッドのノズル開口からインク滴を吐出してインク供給流路内をインクが流下する通常の印字状態は含まない。
【０００９】
請求項２に記載のものは、一端がインク供給容器に、他端がインクジェット式記録ヘッドに接続するインク供給流路の途中に、流路幅を増大してフィルタを設けたフィルタ室を形成したインクジェット式記録装置において、
前記フィルタ室の側壁の内面に別体の弾性体を添設して二重の側壁を構成し、上記弾性体の上流側端部外周面と下流側端部外周面とを、前記フィルタ室の側壁内面に気密に固定し、
前記記録ヘッド側からインク供給流路内を減圧した状態で、前記弾性体の上流側端部及び下流側端部間の固定されていない中間部が内側に変形して流路を縮小するように構成したことを特徴とするインクジェット式記録装置である。
【００１０】
請求項３に記載のものは、前記フィルタ室の側壁が、上流側先端から下流のフィルタ側にテーパ状に拡開した形状に形成され、フィルタ室の先端側に、インク供給容器内に挿入されるインク供給針の中空軸部が一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット式記録装置である。
【００１１】
請求項４に記載のものは、前記フィルタ室の側壁には、その一部に、前記別体の弾性体の外周面側を大気圧に連通させる大気連通孔が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット式記録装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１はインクジェット式記録装置１の一実施形態を示す斜視図、図２はインク供給容器であるインクカートリッジ２を搭載したキャリッジ３および記録ヘッド４の断面図である。
【００１４】
このインクジェット式記録装置１の記録ヘッド４は、キャリッジ３の下面に下向きに固定されており、キャリッジ駆動モータ５の駆動によりガイド部材６に案内されながら記録用紙７の幅方向に往復動して、印字信号に対応してノズル開口からインク滴を吐出し、記録用紙７に文字や図形等を記録する。そして、記録用紙７から外れた非印字領域には記録ヘッド４を下方から封止してノズル開口の乾燥を防止したり、また、インクカートリッジ２を交換した後のインク充填の際等に負圧を供給するためのキャップ部材８や払拭部材９が設けられている。
【００１５】
また、図２に示すように、キャリッジ３のカートリッジホルダ１０の底面にはインク供給針１１が上向きに突設されており、カーリッジホルダ１０にインクカートリッジ２を装着すると、インク供給針１１がインクカートリッジ２のインク導出口１２に挿入され、このインク供給針１１から導出したインクがインク供給流路１３を介して記録ヘッド４に供給される。なお、図２中の符号４ａは、複数のノズル開口を列設したノルズルプレートである。
【００１６】
上記のように、インクジェット式記録装置１のインク供給流路１３は、一端がインクカートリッジ２に、他端がインクジェット式記録ヘッド４に接続しており、その途中には、流路幅を増大したフィルタ室を形成するとともに、該フィルタ室にフィルタを設けてある。そして、本実施形態ではインク供給針１１の根本部分にフィルタ室１４を一体成形し、カートリッジホルダ１０側にフィルタ室１４の開口とほぼ同じ大きさのインク集合室１６を形成し、インク供給針１１をインクカートリッジ２に固定する際に、フィルタ室１４の下端開口とインク集合室１６との間に板状のフィルタ１５を挟持する構成を採る。
【００１７】
インク供給針１１は、図３に示すように、尖端に導入口２０を開設した中空軸部２１と、中空軸部２１から側壁２２を下方にテーパ状に拡開して形成したフィルタ室１４と、上部フィルタ室１４の開口縁となる大径な根元部２３と、根元部２３の少し上部に根元部２３よりも大径に形成したフランジ部２４とからなるプラスチック製の部材であり、上記側壁２２の内面には、別体の弾性体２５が可動膜として添設され、二重の側壁を構成している。
【００１８】
上記弾性体２５は、ブチルゴム等の弾性材を、全体として側壁２２に沿って先端側（上流側）が窄まり根元側（下流側）が拡開した中空筒状に成型したものであり、上流側端部２５ａの外周面と下流側端部２５ｂの外周面とは、接着剤等の固定手段により、フィルタ室１４の側壁２２の内周面に、気密に固定されている。そして、通常の印字時よりも高速でインクが吸引されるときには、インク供給流路１３の負圧により、弾性体２５の上流側端部２５ａ及び下流側端部２５ｂ間の固定されていない中間部２５ｃの径が縮小するようになっている（図４参照）。また、弾性体２５の上流側端部２５ａ及び下流側端部２５ｂ間の固定されていな い中間部２５ｃは、通常印字時では弾性変形しない強度にしてある。この実施形態の場合、弾性体２５の上流側端部２５ａ及び下流側端部２５ｂは、その間の中間部２５ｃより肉厚に構成して、所要の剛性を得るようにしてある。換言すれば、中間部２５ｃは肉薄に形成されている。
【００１９】
また、本実施形態では、上記フィルタ室１４の側壁２２に、弾性体２５がインクの高速吸引で減圧時に内側へ大きく変形できるように、中間部２５ｃに対応する位置に１又は複数個の大気連通孔２６を開設し、弾性体２５の外周面側の圧力つまり背圧が大気圧となるようにしてある。
【００２０】
図３に通常の印刷時における弾性体２５の動作状態を示し、また図４にクリーニング時における弾性体２５の変形状態を示す。
【００２１】
図３に示す通常の印刷時においては、インクの流速が比較的遅いため、弾性体２５の表裏での差圧が小さく、弾性体２５は変形しない。したがって、図示するように、弾性体２５による流路の縮小は起こらず、フィルタ１５は所定の通常通りの大きなフィルタ面積を維持することから、動圧も上がらずに高速印字をすることができる。そして、フィルタ室１４が下方に拡開したテーパ状なので、気泡はフィルタ室１４の上側内面に接するようにトラップされるため、比較的大きく膨張するまでフィルタ１５と接触することはない。
【００２２】
一方、クリーニングモード時には、図１のキャップ部材８を上昇させて記録ヘッド４の下面を下方から封止した状態で、キャップ部材８に接続された吸引ポンプ（図示せず）を作動させてノズルプレート４ａ側から、例えば０．６ｃｃ程度のインクを吸引する。必要に応じてはインク量を多くした第２クリーニングモード、さらに第２クリーニングモードのインク量よりも若干多いインク量とした第３クリーニングモードを実行してもよい。
【００２３】
これらのインク吸引により、インク供給流路１３つまりフィルタ室１４内が減圧され、その内部が大気に対して負圧となり、図４中に矢印で示すように、大気圧が弾性体２５の外周面を押圧する方向に作用する。この大気圧の作用で弾性体２５が図４に示すように内側に縮径し、インク供給流路１３が末広がり型からほぼストレート型に変化して、見かけ上、弾性体２５内部の流路が細くなる。したがって、インクの流速が速くなり、フィルタ室１４内にトラップされている気泡３０がインク流に乗って十分に排除される。
【００２４】
上記のように、本実施形態のインク供給針１１は、従来と同様に、インクカートリッジ２と結合する中空軸部２１を略上半部分に有し、その下流側には末広型のフィルタ室１４を有する。一方、従来と異なり、フィルタ室１４の側壁２２が別体の弾性体２５によって二重に囲われており、クリーニング時にはフィルタ室１４内の減圧で別体の弾性体２５が内径の小さくなる方向に変形し、見かけ上、インク供給流路１３が末広がり型からストレート型に変化する構成となっている。
【００２５】
したがって、クリーニング時には、インク供給流路１３が末広がり型から略ストレート型に変化することによって、インク流速の遅い部分と速い部分の差が小さくなり、結果的にフィルタ室１４に残る気泡量が小さくなる。また、通常の印字時にあっては、インクの流速が遅いため、弾性体２５による流路の変形は起こらず、フィルタ面積の拡大が可能となる。なお、インク供給針１１をインクカートリッジ２のインク導出口１２に挿入する際に、フィルタ室１４に圧縮力が作用するが、側壁２２が十分な剛性を有するので、損傷する虞れはない。
【００２６】
なお、前記実施形態ではフィルタ室１４をインク供給針１１の根元部分に一体に設けたが、本発明におけるフィルタ室１４はこれに限定されるものではなく、インク供給流路１３の途中であればいずれの部位でもよい。
【００２７】
また、フィルタ室１４の側壁２２の内側に、弾性体２５を添設する二重の側壁に限らず、フィルタ室１４の側壁２２が、インク供給流路１３の減圧時に内側に変形して流路を縮小するように構成してもよい。例えば、図５に示すインク供給針１１′のように、フィルタ室１４を略三角錐形あるいは略四角錐形とし、稜線に相当する部分を十分な強度を有する骨格部材３１で構成し、略三角形の骨格部材３１で囲まれた部分にブチルゴム膜等の弾性体の膜を弾性変形部３２として張設し、通常の印字時には変形しない弾性変形部３２が側壁２２として機能し、インク供給流路１３内が減圧されると弾性変形部３２が大気圧により内側に変形して流路を縮小するように構成してもよい。このように弾性変形部３２をほぼ平面状に構成すると、僅かな力で容易に変形するので、吸引ポンプの小型化が図れる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を奏する。
【００２９】
請求項１の発明によれば、フィルタ室の側壁に、弾性体からなる弾性変形部を設け、記録ヘッド側からインク供給流路内を減圧した状態で、弾性変形部が内側に変形して流路を縮小するように構成し、請求項２の発明によれば、フィルタ室の側壁の内面に別体の弾性体を添設して二重の側壁を構成し、上記弾性体の上流側端部外周面と下流側端部外周面とを、フィルタ室の側壁内面に気密に固定し、記録ヘッド側からインク供給流路内を減圧した状態で、前記弾性体の上流側端部及び下流側端部間の固定されていない中間部が内側に変形して流路を縮小するように構成したので、通常の印字時においては所定通りの大きな流路でフィルタ面積を確保し、また、クリーニング時においては見かけ上のインク供給流路を縮径してインクの流速を高速化することができるとともに、フィルタ室内におけるインク流の速い部分と遅い部分との差を解消することができる。したがって、インク流にのせてフィルタ室の気泡を有効に排出することができ、フィルタ室に残る気泡量を小さくすることができる。このため、高速印字に伴ってフィルタの拡大を支障なく図ることができ、印字品質の向上を図ることができる。
【００３０】
請求項３の発明によれば、フィルタ室の側壁が、上流側先端から下流のフィルタ側にテーパ状に拡開した形状に形成され、フィルタ室の先端側に、インク供給容器内に挿入されるインク供給針の中空軸部が一体成形されているので、構成の簡素化を図ることができ組立作業も容易である。
【００３１】
請求項４の発明によれば、前記フィルタ室の側壁には、その一部に、前記別体の弾性体の外周面側を大気圧に連通させる大気連通孔が設けられているので、インクの高速吸引による減圧時には、別体の弾性体が大気圧の作用で減圧側へ大きく変形し、大きな変形量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット式記録装置の斜視図である。
【図２】インクカートリッジおよび記録ヘッドの断面図である。
【図３】印字時におけるインク供給針の内部状態を示した断面図である。
【図４】インク供給流路内を減圧したクリーニング時におけるインク供給針の内部状態を示した断面図である。
【図５】インク供給針の他の実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
１  インクジェット式記録ヘッド
２  インクカートリッジ
３  キャリッジ
４  記録ヘッド
５  キャリッジ駆動モータ
６  ガイド部材
７  記録用紙
８  キャップ部材
９  払拭部材
１０  カートリッジホルダ
１１  インク供給針
１２  インク導出口
１３  インク供給流路
１４  フィルタ室
１５  フィルタ
２０  インク供給針の導入口
２１  インク供給針の中空軸部
２２  フィルタ室の側壁
２３  根元部
２４  フランジ部
２５  弾性体
２５ａ  弾性体の上流側端部
２５ｂ  弾性体の下流側端部
２５ｃ  弾性体の中間部
２６  大気連通孔
３０  気泡
３１  骨格部材
３２  弾性変形部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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