(57)【要約】【課題】圧力緩衝器の緩衝性能を良化し、かつ製造工程の簡略化、品質安定を実現する。【解決手段】  インクジェットヘッドのインク流路の一部として連接される圧力緩衝器であって、少なくとも一面に凹部を有する圧力緩衝器本体２０１と、前記圧力緩衝器本体の内側を密閉状態に覆うように圧力緩衝器本体縁部に固着され且つ伸縮性を有する圧力緩衝膜２０と、前記圧力緩衝器本体２０１の内側底面に一方の端が当接し且つ前記圧力緩衝膜２０に他方の端が当接するように配置された弾性部材２０４と、から構成されることを特徴とする圧力緩衝器。【選択図】  図８
2008143081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドのインク流路の一部として連接される圧力緩衝器であって、少なくとも一面に凹部を有する圧力緩衝器本体と、
前記圧力緩衝器本体の内側を密閉状態に覆うように圧力緩衝器本体の縁部に固着され且つ伸縮性を有する圧力緩衝膜と、
前記圧力緩衝器本体と前記圧力緩衝膜の接合により形成されたインク貯留部と、
前記圧力緩衝器本体の内側底面に一方の端が当接し且つ前記圧力緩衝膜に他方の端が当接するように配置された弾性部材と、
から構成されることを特徴とする圧力緩衝器。
【請求項２】
前記圧力緩衝膜が、ゴム材料からなることを特徴とする請求項１に記載の圧力緩衝器。
【請求項３】
前記ゴム材料が、エチレンプロピレンゴムであることを特徴とする請求項１から請求項２に記載の圧力緩衝器。
【請求項４】
前記ゴム材料が、ニトリルゴムであることを特徴とする請求項１から請求項２に記載の圧力緩衝器。
【請求項５】
前記圧力緩衝膜が、蛇腹状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４に記載の圧力緩衝器。
【請求項６】
前記圧力緩衝器の前記弾性部材と前記圧力緩衝膜との間に前記弾性部材と前記圧力緩衝膜との接触面積より大きな面積を有する圧力緩衝膜保持部材が配設されたことを特徴とする請求項１から請求項５に記載の圧力緩衝器。
【請求項７】
前記圧力緩衝膜が、前記圧力緩衝器本体に押圧する押圧部材により固着されていることを特徴とする請求項１から請求項６に記載の圧力緩衝器。
【請求項８】
前記圧力緩衝膜を前記圧力緩衝器本体との間に挟みこむように覆い前記圧力緩衝膜との間に前記インク貯留部と同程度の体積空間を形成する加圧規制板によって、前記圧力緩衝膜を固着することを特徴とする請求項１から請求項７に記載の圧力緩衝器。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の圧力緩衝器を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファックスなどに適用されるインクジェットヘッドに用いられる圧力緩衝器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すようなシリアルプリンティング方式のインクジェット記録装置は、少なくとも、図示しない副走査方向に被記録媒体を搬送する搬送手段と、キャリッジ２に搭載され、副走査方向に直行する主走査方向に往復運動するインクジェットヘッド１を具備し、印刷データに基づいてインクジェットヘッド１より所望のタイミングでインク滴を吐出して被記録媒体表面に着滴させることにより画像形成を行う構成となっている。
【０００３】
特に、比較的大きな被記録媒体に対して大きな画像形成を行う大型のインクジェット記録装置においては、大量のインクを消費するため、インク供給源として大容量のメインタンク５をインクジェット記録装置本体側に備え、更にこのメインタンク５とインクジェットヘッド１とを接続するインク供給チューブａ７の途中にサブタンク９を設けてインクジェットヘッド１にインクを供給する構成が採用されている。
【０００４】
インクの供給源となるメインタンク５は、装置内の所定の位置に設けられたメインタンク収納部６に装着可能な構造となっている。このメインタンク５には、インクの注入過程で十分に脱気したインクを貯留できる遮気容器５ａが内装されており、本例においては、遮気容器５ａは可撓性材料で形成したガゼットタイプの袋状インクパックとなっており、可撓性材料の一層にアルミ箔層を設けることにより十分な品質のガスバリア性を確保している。
【０００５】
また、遮気容器５ａのインク供給路との結合端にはゴム材質のセプタム（図示せず）が設けられており、本体メインタンク収納部６に設けられた針６ａの挿入結合によって遮気容器５ａに貯留した脱気インクの脱気率を低下させることなく、メインタンク収納部６に着脱可能に構成されている。このメインタンク収納部６に設けられた針６ａは、可撓性チューブからなるインク供給チューブａ７に接続され、インク供給チューブａ７の片端が、サブタンク９のインク流入口から可撓性チューブで延長された終端部に設けられた結合部材（図示せず）に接続されている。なお、前記インク供給チューブａ７の途中にはメインタンク５に貯留している脱気したインクをサブタンク９へ汲み上げる吸引ポンプ８が配置されている。
【０００６】
また、主走査方向の非印字領域外にインクジェットヘッド１の洗浄等を行なうサービスステーションが設けられており、このサービスステーションには、インクジェットヘッド１のノズル形成面を封止するキャッピング部３が配設されている。このキャッピング部３には、吸引ポンプ４により負圧を印加することができ、また更にキャッピング部３の負圧状態を開放可能なように大気開放弁も設けられている。このように構成することにより、インクジェットヘッド１内に堆積したゴミ等の除去（クリーニング動作）、及び装置内へのインクの初期充填動作が実行可能となっている。
【０００７】
画像形成を行う際はキャリッジ２が往復運動をおこなうため、サブタンク９からインクジェットヘッド１へ至るインク供給チューブｂ１０内のインクの慣性により、インク供給チューブｂ１０内に圧力波が発生する。インクの圧力波はインクジェットヘッド１に到達し、インク吐出に影響を与える。そのため、図２に示すように、インクジェットヘッド１に圧力緩衝器２０を備えることにより、圧力波を軽減しインク吐出への影響を緩和する。圧力緩衝器２０は、可撓性プラスチックフィルムからなる圧力緩衝膜を熱溶着や超音波溶着を用いて圧力緩衝器本体に貼り付けられることで構成される（例えば特許文献１）。圧力緩衝器２０は、圧力緩衝器本体と圧力緩衝膜により形成されたインク貯留部の体積を変化させることでの圧力波を軽減している。
【特許文献１】特開２００５−２２２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、圧力緩衝膜がプラスチックフィルムであることから、変形性に乏しくインク貯留部の体積を効果的に変化させることが出来ない。また、圧力緩衝器の製造時、圧力緩衝膜を圧力緩衝器本体に溶着する際に、熱溶着や超音波溶着を用いるため、圧力緩衝膜や圧力緩衝器本体に溶着による変形が発生する可能性がある。
【０００９】
本発明は、インク貯留部の体積を効果的に変化させる圧力緩衝器およびこの圧力緩衝器を用いたインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の圧力緩衝器は、インクジェットヘッドのインク流路の一部として連接される圧力緩衝器であって、少なくとも一面に凹部を有する圧力緩衝器本体と、前記圧力緩衝器本体の内側を密閉状態に覆うように圧力緩衝器本体の縁部に固着され且つ伸縮性を有する圧力緩衝膜と、前記圧力緩衝器本体と前記圧力緩衝膜の接合により形成されたインク貯留部と、前記圧力緩衝器本体の内側底面に一方の端が当接し且つ前記圧力緩衝膜に他方の端が当接するように配置された弾性部材とから構成されるものである。
【００１１】
また、前記圧力緩衝膜は、ゴム材料からなるものである。
【００１２】
また、前記ゴム材料は、エチレンプロピレンゴムまたは、ニトリルゴムからなるものである。
【００１３】
さらに、本発明の圧力緩衝膜は、蛇腹状に形成することもできる。
【００１４】
また、前記圧力緩衝器は、前記圧力緩衝器の前記弾性部材と前記圧力緩衝膜との間に前記弾性部材と前記圧力緩衝膜との接触面積より大きな面積を有する圧力緩衝膜保持部材が配設さるものである。
【００１５】
また、前記圧力緩衝膜は、前記圧力緩衝器本体に押圧する押圧部材により固着されているものである。
【００１６】
また、前記圧力緩衝器は、前記圧力緩衝膜を前記圧力緩衝器本体との間に挟みこむように覆い前記圧力緩衝膜との間に前記インク貯留部と同程度の体積空間を形成する加圧規制板によって、前記圧力緩衝膜を固着することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明にかかるインクジェットヘッドは、前記活力緩衝器を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
前記構造をとることにより、圧力緩衝膜の変形性が向上し、インク貯留部の体積を大きく変化させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明のインクジェット記録装置のインク供給に係る基本的な構成について模式的に示す構成図である。図１において、キャリッジ２は、インクジェットヘッド１を搭載し、インクジェットヘッド１下部に配した図示しない被記録媒体上を被記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向に往復動作可能に支持されている。
【００２１】
サブタンク９には可撓性インク袋が内装されており、サブタンク９のインク流出口から可撓性チューブで延長された終端部に設けられた結合部材には、可撓性チューブからなるインク供給チューブｂ１０の一端が接続され、インク供給チューブｂ１０の他端がキャリッジ２上において圧力緩衝器２０を介してインクジェットヘッド１に接続される。本形態においては、サブタンク９は、インク流出入口近傍に設けられた結合部材とインク供給チューブａ７、インク供給チューブｂ１０を着脱することにより、容易に本体所定個所に配置されたサブタンクホルダ（図示せず）にサブタンク９を装着したり取り外したりすることが可能な構成となっている。
【００２２】
インクの供給源となるメインタンク５は、インク貯留部が大気に開放されており、インク量が減った場合などに新たなインクを継ぎ足せるような構造となっている。このメインタンク５からは、可撓性チューブからなるインク供給チューブａ７が連通しており、インク供給チューブａ７の片端が、サブタンク９のインク流入口から可撓性チューブで延長された終端部に設けられた結合部材（図示せず）に接続されている。なお、前記インク供給チューブａ７の途中にはメインタンク５に貯留しているインクをサブタンク９へ汲み上げる吸引ポンプ８が配置されている。
【００２３】
図２は本実施形態におけるインクジェットヘッドの構成図である。インクジェットヘッド１は、先に説明したように図１で示したインク供給チューブｂ１０と圧力緩衝器２０を介して接続される。画像形成を行う際はキャリッジ２が往復運動をおこない、指定したタイミングでインク液滴を吐出する。このとき、サブタンク９からインクジェットヘッド１へ至るインク供給チューブｂ１０内のインクの慣性により、インク供給チューブｂ１０内に圧力波が発生する。また、インク液滴の吐出によりインクジェットヘッド１内のインクにおいて圧力低下が発生する。圧力緩衝器２０では、キャリッジの移動によるインク供給チューブｂ１０内の圧力変動波やインクの吐出による急激な圧力低下を軽減し、圧力変動がもたらすインク吐出への影響を緩和する。
【００２４】
図３に本発明の実施例１に係る圧力緩衝器２０を模式的に示した断面図を示す。断面は図２に示した断面Ａ−Ａである。また、図９に従来例の圧力緩衝器２０を模式的に示す。図９に示す圧力緩衝器２０は、少なくとも一面に凹部を有する圧力緩衝器本体２０１と、可撓膜２０８と、前記可撓膜２０８と前記圧力緩衝器本体２０１により形成されたインク貯留部２０３を有する。これに対し、図３に示す圧力緩衝器２０は、少なくとも一面に凹部を有する圧力緩衝器本体２０１と、伸縮性を持ちゴム材料からなる圧力緩衝膜２０２と、前記圧力緩衝膜２０２と前記圧力緩衝器本体２０１により形成されたインク貯留部２０３を有する。圧力緩衝器２０の圧力緩衝性能はインク貯留部２０３の体積変化量に依存し、体積変化量が大きいもののほうが緩衝能力が高い。つまり、圧力緩衝膜２０２に伸縮性を持たせることにより、体積変化量を向上させ、圧力緩衝能力を高めることが出来る。
【００２５】
本実施例における圧力緩衝膜２０２の材質は、例えば使用されるインクが溶剤インクの場合はエチレンプロピレンゴムであり、油性インクの場合はニトリルゴムであるといったように、インク種に応じて変更することができる。
【００２６】
図４に本発明の実施例２に係る圧力緩衝器２０を模式的に示した断面図を示す。図４では図３の構成に加え、圧力緩衝膜２０２と圧力緩衝器本体２０１の間に、弾性部材２０４を有する。インクジェット記録装置において、一般的にインクジェットヘッド１はメインタンク５より上部に配置される。これにより、インクジェットヘッド１に水頭差による負圧を与え、インクの漏出を防止する効果を有する。また、弾性部材２０４を備えることにより、前述の水頭差による負圧によりインク貯留部２０３の体積が減少することを緩和することができる。
【００２７】
図５に本発明の実施例３に係る圧力緩衝器２０を模式的に示した断面図を示す。図５では図４の構成に加え、圧力緩衝膜２０２の形状を変形容易な形状にしている。圧力緩衝膜２０２の形状の変更により、更なるインク貯留部２０３の体積変化量の増大や、伸縮性の乏しいゴム材料でも体積変化量を確保することができる。これにより、ゴム材料の選択の幅が広がり、様々なインク種に対応することが可能となる。
【００２８】
図６に本発明の実施例４に係る圧力緩衝器２０を模式的に示した断面図を示す。図６では図４の構成に加え、弾性部材２０４と圧力緩衝膜２０２の間に圧力緩衝膜保持部材２０５を有する。弾性部材２０４によって圧力緩衝膜２０２を支える場合に、圧力緩衝膜保持部材２０５を備えることによって接触面積を大きくし、部分的に押し付け力が掛かることを防ぐことができる。これにより、圧力緩衝膜２０２の破損を防ぐことが出来る。
【００２９】
図７に本発明の実施例５に係る圧力緩衝器２０を模式的に示した断面図を示す。図７では図４の構成に加え、圧力緩衝膜２０２を圧力緩衝器本体２０１に押圧する押圧部材２０６を有する。従来例の圧力緩衝器２０では、圧力緩衝器本体２０１と圧力緩衝膜２０２を同一材料で構成し、熱溶着や超音波溶着、または接着などで隙間無く接合していた。従来例では、分解できないような接合であり、圧力緩衝膜２０２の破損などが発生した場合は、破棄するほか無かった。また、熱溶着で接合する際には圧力緩衝器本体２０１を加熱することにより反りが発生し、部品寸法精度の悪化を招いていた。本実施例では圧力緩衝膜２０２にゴム材料を用いることで、押圧部材２０６によって圧力緩衝膜２０２自体を押圧することで圧力緩衝器本体２０１と圧力緩衝膜２０２とを密着させ、隙間無く接合することが出来る。押圧方法としては、ねじやリベットによる結合や、クリップによる固定などが可能である。また、接合に接着や溶着を用いないため分解が容易であり、圧力緩衝膜２０２が破損した場合でも単体で交換可能であるため部品の再使用が可能である。加えて、溶着可能材料であるという制約がなくなるため、圧力緩衝器本体２０１の材料選択の幅も広がることになる。
【００３０】
図８に本発明の実施例６に係る圧力緩衝器２０を模式的に示した断面図を示す。図８では図４の構成に加え、圧力緩衝膜２０２の外側に加圧規制板２０７を有する。加圧規制板２０７は、圧力緩衝器本体２０１と同等以上の剛性を持ち、圧力緩衝膜２０２から見てインク貯留部２０３と反対側に、印字時に想定される陽圧を受けても圧力緩衝膜２０２が加圧規制板２０７に接触しない程度の広さの空間を形成する。加圧規制板２０７は、例えば、プラスチックの射出成型や板金の絞り加工によって形成された部材である。加圧規制板２０７は前記押圧部材２０６と同様に、ねじやリベット、クリップなどで押圧して固定し、押圧部材２０６の機能も併せ持つことができる。本実施例では加圧規制板２０７を設けることにより、圧力緩衝膜２０２が陽圧により必要以上に膨らみ、破損や破裂を引き起こすことを防いでいる。したがって、インクジェットヘッド１へのインク充填の際に吸引充填だけでなく、インクに高い圧力をかける加圧充填も可能とする。
【００３１】
本図の形態はシリアル型のインクジェット式記録装置おける印刷１色に対応した一つのインクジェットヘッド１を含む構成について説明したが、ヘッド固定型のライン型プリンタや被記録物を移動させるフラットベッド型のプリンタにおいても同様の効果が得られるものであり、本実施形態の主旨に沿うものであれば他の実施形態を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドに係る基本的な構成について模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの構成図である。
【図３】本発明の実施例１に係る圧力緩衝器を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る圧力緩衝器を模式的に示した断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る圧力緩衝器を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明の実施例４に係る圧力緩衝器を模式的に示した断面図である。
【図７】本発明の実施例５に係る圧力緩衝器を模式的に示した断面図である。
【図８】本発明の実施例６に係る圧力緩衝器を模式的に示した断面図である。
【図９】従来例の圧力緩衝器を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    記録ヘッド（記録手段）
２    キャリッジ
５    メインタンク
７    インク供給チューブａ
９    サブタンク
１０  インク供給チューブｂ
２０  圧力緩衝器
２０１  圧力緩衝器本体
２０２  圧力緩衝膜
２０３  インク貯留部
２０４  弾性部材
２０５  圧力緩衝膜保持部材
２０６  押圧部材
２０７  加圧規制板
２０８  可撓膜
【図１】
2008143081.tif 000003
【図２】
2008143081.tif 000004
【図３】
2008143081.tif 000005
【図４】
2008143081.tif 000006
【図５】
2008143081.tif 000007
【図６】
2008143081.tif 000008
【図７】
2008143081.tif 000009
【図８】
2008143081.tif 000010
【図９】
2008143081.tif 000011